光罩與應用其形成多晶矽層的方法
2023-05-24 16:24:16
專利名稱：光罩與應用其形成多晶矽層的方法
技術領域：
本發明有關一種光罩及應用其形成多晶矽層的方法，且特別是有關可用於連續側向長晶技術的光罩及應用其形成多晶矽層的方法。
背景技術：
在科技發展日新月異的現今時代中，平面顯示器已被廣泛地被運用在筆記本計算機、個人數字助理及行動電話等可攜式電子裝置上。其中LTPS面板是以雷射回火(Laser Annealing)法將a-Si層轉變成多晶矽層，大幅地提升薄膜電晶體的電子遷移率(electronmobility)。因此，面板驅動電路及集成電路(integratedcircuit，IC)即可被整合到LTPS面板上，不需要額外的電路板設計，有助於增加面板及電路設計的靈活度。所以，LTPS面板將成為極具潛力的顯示面板。此外，目前多晶矽結晶技術包括連續矽晶界(continuous grain silicon，CGS)、連續側向長晶(sequential lateral solidification，SLS)、連續波雷射橫向結晶(CW-laser lateral crystallization，CLC)及選擇性擴大雷射結晶(selectivelyenlarging laser X′tallization，SELAX)技術等，在此將以連續側向長晶技術為例作說明。
連續側向長晶技術是利用具有透光區及不透光區的光罩，來定義雷射所要照射到基板上的非晶矽層的區域。對應至透光區的一部分的非晶矽層將被雷射熔融成熔融態非晶矽，對應至不透光區的剩餘的非晶矽層將不被雷射熔融，且熔融態非晶矽的溫度將高於剩餘的非晶矽層的溫度。藉由熔融態非晶矽及剩餘的非晶矽層之間所形成的溫度梯度，使得熔融態非晶矽將由剩餘的非晶矽層往熔融態非晶矽的中心處側向長晶成一多晶矽層。接著，移動基板或光罩，使得光罩的透光區對應至剩餘的多晶矽層的一部分區域，連續上述的結晶步驟以進行連續側向長晶。但，此連續側向長晶技術在形成多晶矽層的過程中，分支晶界(sub-grainboundary)會產生在多晶矽層中，以減少熱應力所產生的內應變。由於分支晶界的數量與電子遷移率成反比關係，因此需要儘量減少此類晶界的發生，以提高多晶矽層的電子遷移率。
目前利用光罩區域來降低分支晶界的數量的結構設計有幾種，例如為美國專利公告號US 2003/0088848 A1所揭示的用於SLS技術上的光罩，其結構如圖1所示光罩10包括一光罩本體11、以及形成於光罩本體11中的第一區域12、第二區域13、第三區域14及第四區域15。第一區域12具有複數個第一條狀間隙12a及複數個第一條狀不透光區12b，第一條狀間隙12a是與第一條狀不透光區12b平行且交錯排列。第二區域13具有複數個第二條狀間隙13a及複數個第二條狀不透光區13b，第二條狀間隙13a是與第二條狀不透光區13b平行且交錯排列，第二條狀間隙13a是與第一條狀間隙12a垂直。第三區域14位於第一區域12及第二區域13之間，並具有複數個第三條狀間隙14a及複數個第三條狀不透光區14b，第三條狀間隙14a是與第三條狀不透光區14b平行且交錯排列。第三條狀間隙14a是與第一條狀間隙12a平行，並對應於第一條狀不透光區12b，第三條狀間隙14a及第一條狀間隙12a的寬度是分別略大於第一條狀不透光區12b及第三不透光區14b的寬度。第四區域15位於第二區域13及第三區域14之間，並具有複數個第四條狀間隙15a及複數個條狀不透光區15b，第四條狀間隙15a是與第四條狀不透光區15b平行且交錯排列。第四條狀間隙15a是與第二條狀間隙13a平行，第二條狀間隙13a及第四條狀不透光區15a的寬度是分別略大於第四條狀不透光區15b及第二條狀不透光區13b的寬度。
如圖2所示，光罩10是分別沿著方向17a～17d移動於非晶矽層16的每一範圍之上，以供雷射將每一範圍結晶成多晶矽。首先，光罩10是以第一區域12及第二區域13各為頭尾的方式，沿著方向17a移動，以供雷射照射第一範圍，而連續側向結晶成多晶矽。接著，光罩10是以第二區域13及第一區域12各為頭尾的方式，沿著方向17b移動，以供雷射照射第二範圍，而連續側向結晶成多晶矽。然後，光罩10沿著方向17c移動，以供雷射照射第三範圍，而連續側向結晶成多晶矽。接著，光罩10沿著方向17d移動，以供雷射照射第三範圍，而連續側向結晶成多晶矽。依此類推，光罩10將以S型的移動方式掃描非晶矽層16，以供雷射將非晶矽層16的每一範圍結晶成多晶矽。在光罩10以S型的移動方式掃描非晶矽層16時，第一條狀間隙12a及第三條狀間隙14a的延伸方向與方向17a～17d平行或垂直，第二條狀間隙13a及第四條狀間隙15a的延伸方向與方向17a～17d垂直或平行。
在光罩10掃描非晶矽層16的單數列範圍的過程中，第三條狀間隙14a所對應的雷射照射區域是與第一條狀間隙12a所對應的結晶區域交錯且部分重迭，第二條狀間隙13a所對應的雷射照射區域是與第四條狀間隙15a所對應的結晶區域交錯且部分重迭。所以，第四區域15及第二區域13是用以消除因第一區域12及第三區域14而產生的分支晶界，第三區域14是用以融熔且結晶第一區域12所對應的未結晶區域，第二區域13是用以融熔且結晶第四區域15所對應的未結晶區域。
同理，在光罩10掃描非晶矽層16的偶數列範圍的過程中，第一條狀間隙12a所對應的雷射照射區域是與第三條狀間隙14a所對應的結晶區域交錯且部分重迭，第四條狀間隙15a所對應的雷射照射區域是與第二條狀間隙13a所對應的結晶區域交錯且部分重迭。所以，第一區域12及第三區域14是用以消除因第四區域15及第二區域13因產生的分支晶界，第一區域12是用以融熔且結晶第三區域14所對應的未結晶區域，第四區域15是用以融熔且結晶第二區域13所對應的未結晶區域。
然而，在光罩10以S型的移動方式掃描非晶矽層16時，由於第一條狀間隙12a與第二條狀間隙13a垂直，導致非晶矽層16的單數列範圍與偶數列範圍所結晶形成的多晶矽晶粒方向及晶界方向不同，影響後續製程所完成的薄膜電晶體的電性甚巨。
倘若將光罩10改變成固定方向的方式，例如圖2的光罩10都沿著方向17a由左至右地掃描非晶矽層16的每一範圍，雖可解決上述的晶粒方向及晶界方向不同的問題，但將因此增加製程時間。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的是提供一種光罩及應用其形成多晶矽層的方法。其將用於連續側向長晶技術上的光罩設計成起始與結束的二區域的條狀間隙互相平行且部分重迭，且中間二區域的條狀間隙亦互相平行且部分重迭但與起始及結束的二區域的條狀間隙互相垂直或相對傾斜一角度。如此一來，可以降低非晶矽經由連續側向長晶後所結晶成的多晶矽中的分支晶界，藉此改善多晶矽的長晶方向的均勻度，且降低多晶矽層的表面的粗糙度，大大地提升後續製程所完成的薄膜電晶體的電性與其均勻度。
根據本發明的一方面提出一種光罩，包括一第一區域、一第二區域、一第三區域及一第四區域。第一區域及第二區域分別形成於光罩的兩端，並分別具有數個大體上相互平行且朝向一第一方向的第一條形間隙及第二條形間隙。第三區域及第四區域分別形成於第一區域與第二區域之間，並分別具有數個大體上相互平行且朝向一第二方向的第三條形間隙及第四條形間隙。
根據本發明的另一方面提出一種形成多晶矽層的方法。首先，在一基板上形成一非晶矽層。接著，提供一光罩，光罩包括一第一區域、一第二區域、一第三區域及一第四區域。其中，第一區域及第二區域分別形成於光罩的兩端，並分別具有數個大體上相互平行且朝向一第一方向的第一條形間隙及第二條形間隙。第三區域及第四區域分別形成於第一區域與第二區域之間，並分別具有數個大體上相互平行且朝向一第二方向的第三條形間隙及第四條形間隙。然後，提供一雷射，透過光罩照射基板。
為讓本發明的上述目的、特點和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合附圖進行詳細說明如下
圖1是美國專利公告號US 2003/0088848 A1所揭示的用於連續側向長晶技術上的光罩的示意圖。
圖2是圖1的光罩以S型的移動方式掃描非晶矽層時的狀態的示意圖。
圖3是依照本發明的實施例一的光罩的示意圖。
圖4是圖3的光罩以S型的移動方式掃描非晶矽層時的狀態的示意圖。
圖5～11是圖1的光罩的變形圖。
圖12是依照本發明的實施例二的光罩的示意圖。
圖13是依照本發明的實施例三的光罩的示意圖。
圖14是依照本發明的實施例四的光罩的示意圖。
圖15是依照本發明的實施例五的光罩的示意圖。
圖16是依照本發明的實施例六的光罩的示意圖。
具體實施例方式
實施例一請同時參照圖3～4，圖3是依照本發明的實施例一的光罩的示意圖，圖4是圖3的光罩以S型的移動方式掃描非晶矽層時的狀態的示意圖。在圖3～4中，光罩20包括一光罩本體21、一第一區域22、一第二區域23、一第三區域24及一第四區域25，第一區域22、第二區域23、第三區域24及第四區域25形成於光罩本體21中。其中，第一區域22及第二區域23分別形成於光罩20的兩端，皆具有數個大體上相互平行且朝向一第一方向的第一條形間隙及第二條形間隙。第三區域24及第四區域25分別形成於第一區域22與第二區域23之間，亦具有數個大體上相互平行且朝向一第二方向的第三條形間隙及第四條形間隙。至於光罩20的詳細結構將繼續說明如下。
第一區域22具有數個第一條狀間隙22a及數個第一條狀不透光區22b，第一條狀間隙22a是與第一條狀不透光區22b平行且交錯排列。第二區域23具有數個第二條狀間隙23a及數個第二條狀不透光區23b，第二條狀間隙23a是與第二條狀不透光區23b平行且交錯排列，第二條狀間隙23a是與第一條狀間隙22a平行。此外，第一條狀間隙22a及第二條狀間隙23a的寬度是分別略大於第二條狀不透光區域23b及第一條狀不透光區22b的寬度。
第三區域24位於第一區域22及第二區域23之間，並具有數個第三條狀間隙24a及數個第三條狀不透光區24b。第三條狀間隙24a是與第三條狀不透光區24b平行且交錯排列，第三條狀間隙24a是與第一條狀間隙22a垂直，或相對傾斜一角度。第三條狀間隙24a及第一條狀間隙22a的延伸方向分別為x1及y1，二者之間具有一第一夾角α1。在本實施例中，第一夾角α1為90度，表示第三條狀間隙24a是與第一條狀間隙22a相互垂直。第四區域25是位於第二區域23及第三區域24之間，並具有數個第四條狀間隙25a及數個第四條狀不透光區25b，第四條狀間隙25a是與第四條狀不透光區25b平行且交錯排列。第四條狀間隙25a是與第三條狀間隙24a平行，第四條狀間隙25a及第三條狀間隙24a是分別對應於第三條狀不透光區24b及第四條狀不透光區25b，第四條狀間隙25a及第三條狀間隙24a的寬度是分別略大於第三條狀不透光區24b及第四條狀不透光區25b的寬度。至於如何應用光罩20形成多晶矽層的流程將說明如下。
如圖4所示，首先，在基板上形成一非晶矽層26。接著，提供一光罩20。然後，提供一雷射，透過光罩20照射基板上的非晶矽層26。其中，光罩20是以相對於基板上的非晶矽層26移動的方式，讓雷射透過光罩20將非晶矽層26的每一範圍結晶成多晶矽。所以，本實施例藉由光罩20相對於非晶矽層移動的方式來進行連續側向結晶，以形成多晶矽層。在本實施例中，假設非晶矽層26固定不動，則光罩20將分別沿著方向27a～27d移動於非晶矽層26的每一範圍之上，以供雷射將每一範圍結晶成多晶矽。首先，光罩20是以第一區域22及第二區域23各為頭尾的方式，沿著方向27a移動，以供雷射照射第一範圍，而連續側向結晶成多晶矽。第一條狀間隙22a的延伸方向y1及方向27a具有一第二夾角β1。在本實施例中，第二夾角β1為90度，表示第一條狀間隙22a的延伸方向y1及方向27a相互垂直。接著，光罩20是以第二區域23及第一區域22各為頭尾的方式，沿著方向27b移動，以供雷射照射第二範圍，而連續側向結晶成多晶矽。然後，光罩20沿著方向27c移動，以供雷射照射第三範圍，而連續側向結晶成多晶矽。接著，光罩20沿著方向27d移動，以供雷射照射第三範圍，而連續側向結晶成多晶矽。依此類推，光罩20將以S型的移動方式掃描非晶矽層26，以供雷射照射第四範圍，而連續側向結晶成多晶矽。
在光罩20以S型的移動方式掃描非晶矽層26時，第一條狀間隙22a及第二條狀間隙23a的延伸方向與方向27a～27d垂直，而第三條狀間隙24a及第四條狀間隙25a的延伸方向與方向27a～27d平行。
在光罩20掃描非晶矽層26的單數列範圍的過程中，第四條狀間隙25a所對應的雷射照射區域是與第三條狀間隙24a所對應的結晶區域交錯且部分重迭，第二條狀間隙23a所對應的雷射照射區域是與第一條狀間隙22a所對應的結晶區域交錯且部分重迭。
同理，在光罩20掃描非晶矽層26的偶數列範圍的過程中，第三條狀間隙24a所對應的雷射照射區域是與第四條狀間隙25a所對應的結晶區域交錯且部分重迭，第一條狀間隙22a所對應的雷射照射區域是與第二條狀間隙23a所對應的結晶區域交錯且部分重迭。
在光罩20以S型的移動方式掃描非晶矽層26時，由於第一條狀間隙22a與第二條狀間隙23a平行，導致非晶矽層26的單數列範圍與偶數列範圍被雷射掃描後所結晶而成的多晶矽具有相同的晶粒方向及晶界方向，因此可以比傳統的連續側向長晶技術得到結晶均勻度較佳的多晶矽層。
本實施例是將光罩設計成起始與結束的二區域的條狀間隙互相平行且部分重迭，且中間二區域的條狀間隙亦互相平行且部分重迭但與起始及結束的二區域的條狀間隙互相垂直或相對傾斜一角度。如此一來，可以降低非晶矽經由連續側向長晶技術後所結晶成的多晶矽中的分支晶界，而改善多晶矽的長晶方向的均勻度，且降低多晶矽層的表面的粗糙度，大大地提升後續製程所完成的薄膜電晶體的電性與其均勻度。
然熟悉本技術的人員亦可以明了本實施例的技術並不局限在此，例如，以上述的區域的排列順序而擴大區域的數量，這樣光罩的設計亦可避免非晶矽層的單數列範圍與偶數列範圍被雷射掃描後所結晶而成的多晶矽產生晶粒方向及晶界方向不同的問題。
此外，第一區域22、第二區域23、第三區域24及第四區域25亦可形成於二光罩本體中，將參考圖示說明如下。如圖5所示，光罩20a還包括光罩本體21s及21t，第二區域23形成於光罩本體21s中，第一區域22、第三區域24及第四區域25形成於光罩本體21t中。或如圖6所示，光罩20b包括光罩本體21a及21b，第二區域23及第四區域25形成於光罩本體21a中，第一區域22及第三區域24形成於光罩本體21b中。或如圖7所示，光罩20c包括光罩本體21c及21d，第二區域23、第三區域24及第四區域25形成於光罩本體21c中，第一區域22形成於光罩本體21d中。
另外，第一區域22、第二區域23、第三區域24及第四區域25亦可形成於三光罩本體中，將參考圖示說明如下。如圖8所示，光罩20d包括光罩本體21e、21f及21g，第二區域23形成於光罩本體21e中。第四區域25形成於光罩本體21f中，第一區域22及第三區域24形成於光罩本體21g中。或如圖9所示，光罩20e包括光罩本體21h、21i及21j，第二區域23形成於光罩本體21i中。第四區域25及第三區域24形成於光罩本體21i中，第一區域22形成於光罩本體21j中。或如圖10所示，光罩20f包括光罩本體21k、21m及21u，第二區域23及第四區域25形成於光罩本體21k中。第三區域24形成於光罩本體21m中，第一區域22形成於光罩本體21u中。
再者，第一區域22、第二區域23、第三區域24及第四區域25亦可形成於四光罩本體中，將參考
如下。如圖11所示，光罩20g包括光罩本體21n、21p、21q及21r，第二區域23、第四區域25、第三區域24及第一區域22是分別形成於光罩本體21n、21p、21q及21r中。
當上述的光罩被使用在連續側向長晶技術上時，假設每一個區域的寬度相同，則上述的光罩一次可以相對於基板上的非晶矽層步進一個區域的寬度的一半距離或其倍數，以供雷射將所照射到的非晶矽區域全熔融且結晶成多晶矽，或重新將多晶矽再結晶。
實施例二請參照圖12，其是依照本發明的實施例二的光罩的示意圖。在圖12中，光罩30包括一光罩本體31、一第一區域32、一第二區域33、一第三區域34及一第四區域35，第一區域32、第二區域33、第三區域34及第四區域35形成於光罩本體31中。第一區域32具有數個第一條狀間隙32a及數個第一條狀不透光區32b，第一條狀間隙32a是與第一條狀不透光區32b平行且交錯排列。第二區域33具有數個第二條狀間隙33a及數個第二條狀不透光區33b，第二條狀間隙33a是與第二條狀不透光區33b平行且交錯排列，第二條狀間隙33a是與第一條狀間隙32a平行。第一條狀間隙32a及第二條狀間隙33a是分別對應於第二條狀不透光區域33b及第一條狀不透光區32b，第一條狀間隙32a及第二條狀間隙33a的寬度是分別略大於第二條狀不透光區域33b及第一條狀不透光區32b的寬度。
第三區域34是位於第一區域32及第二區域33之間，並具有數個第三條狀間隙34a及數個第三條狀不透光區34b。第三條狀間隙34a是與第三條狀不透光區34b平行且交錯排列，第三條狀間隙34a是與第一條狀間隙32a垂直或相對傾斜一角度。第三條狀間隙34a及第一條狀間隙32a的延伸方向分別為y2及x2，二者之間具有一第一夾角α2。在本實施例中，第一夾角α2為90度，表示第三條狀間隙34a是與第一條狀間隙32a相互垂直。第四區域35是位於第二區域33及第三區域34之間，並具有數個第四條狀間隙35a及數個第四條狀不透光區35b，第四條狀間隙35a是與第四條狀不透光區35b平行且交錯排列。第四條狀間隙35a是與第三條狀間隙34a平行，第四條狀間隙35a及第三條狀間隙34a的寬度是分別略大於第三條狀不透光區34b及第四條狀不透光區35b的寬度。
光罩30是以相對於基板上的非晶矽層移動的方式，讓雷射將非晶矽層的每一範圍結晶成多晶矽。在本實施例中，假設光罩30沿著方向37a掃描非晶矽層的單數列範圍，第四條狀間隙35a所對應的雷射照射區域是與第三條狀間隙34a所對應的結晶區域交錯且部分重迭，第二條狀間隙33a所對應的雷射照射區域是與第一條狀間隙32a所對應的結晶區域交錯且部分重迭。在光罩30沿著方向37b掃描非晶矽層的偶數列範圍的過程中，第三條狀間隙34a所對應的雷射照射區域是與第四條狀間隙35a所對應的結晶區域交錯且部分重迭，第一條狀間隙32a所對應的雷射照射區域是與第二條狀間隙33a所對應的結晶區域交錯且部分重迭。在光罩30分別沿著方向37a及37b掃描非晶矽層時，第一條狀間隙32a及第二條狀間隙33a的延伸方向與方向37a及37b平行或垂直，而第三條狀間隙34a及第四條狀間隙35a的延伸方向與方向37a及37b垂直或平行。在本實施例中，由於第一條狀間隙32a的延伸方向x2及方向27a相互平行，故第一條狀間隙32a的延伸方向x2及方向37a之間的第二夾角為0或180度。
在光罩30以S型的移動方式掃描非晶矽層時，由於第一條狀間隙32a與第二條狀間隙33a平行，導致非晶矽層的單數列範圍與偶數列範圍被雷射掃描後所結晶而成的多晶矽具有相同的晶粒方向及晶界方向，因此可以比傳統的連續側向長晶技術得到結晶均勻度較佳的多晶矽層。
然熟悉本技術的人員亦可以明了本實施例的技術並不局限在此，例如，以上述的區域的排列順序而擴大區域的數量，這樣光罩的設計亦可避免非晶矽層的單數列範圍與偶數列範圍被雷射掃描後所結晶而成的多晶矽產生晶粒方向及晶界方向不同的問題。此外，第一區域32、第二區域33、第三區域34及第四區域35亦可形成於二光罩本體、三光罩本體或四光罩本體中。當上述的光罩被使用在連續側向長晶技術上時，假設每一個區域的寬度相同，則上述的光罩一次可以相對於基板上的非晶矽層步進一個區域的寬度的一半距離或其倍數，以供雷射將所照射到的非晶矽區域全熔融且結晶成多晶矽，或重新將多晶矽再結晶。
實施例三請參照圖13，其是依照本發明的實施例三的光罩的示意圖。在圖13中，光罩40包括一光罩本體41、一第一區域42、一第二區域43、一第三區域44及一第四區域45，第一區域42、第二區域43、第三區域44及第四區域45形成於光罩本體41中。第一區域42具有數個第一條狀間隙42a及數個第一條狀不透光區42b，第一條狀間隙42a是與第一條狀不透光區42b平行且交錯排列。第二區域43具有數個第二條狀間隙43a及數個第二條狀不透光區43b，第二條狀間隙43a是與第二條狀不透光區43b平行且交錯排列，第二條狀間隙43a是與第一條狀間隙42a平行。第一條狀間隙42a及第二條狀間隙43a是分別對應於第二條狀不透光區域43b及第一條狀不透光區42b，第一條狀間隙42a及第二條狀間隙43a的寬度是分別略大於第二條狀不透光區域43b及第一條狀不透光區42b的寬度。
第三區域44是位於第一區域42及第二區域43之間，並具有數個第三條狀間隙44a及數個第三條狀不透光區44b。第三條狀間隙44a是與第三條狀不透光區44b平行且交錯排列，第三條狀間隙44a是與第一條狀間隙42a相對傾斜。
第三條狀間隙44a及第一條狀間隙42a的延伸方向分別為y3及s3，二者之間具有一第一夾角α3。在本實施例中，第一夾角α3小於90度，且大於0度，表示第三條狀間隙44a是與第一條狀間隙42a相對傾斜。
第四區域45是位於第二區域43及第三區域44之間，並具有數個第四條狀間隙45a及數個第四條狀不透光區45b，第四條狀間隙45a是與第四條狀不透光區45b平行且交錯排列。第四條狀間隙45a是與第三條狀間隙44a平行，第四條狀間隙45a及第三條狀間隙44a的寬度是分別略大於第三條狀不透光區44b及第四條狀不透光區45b的寬度。
光罩40是以相對於基板上的非晶矽層移動的方式，讓雷射將非晶矽層的每一範圍結晶成多晶矽。在本實施例中，假設光罩40沿著方向47a掃描非晶矽層的單數列範圍，第四條狀間隙45a所對應的雷射照射區域是與第三條狀間隙44a所對應的結晶區域交錯且部分重迭，第二條狀間隙43a所對應的雷射照射區域是與第一條狀間隙42a所對應的結晶區域交錯且部分重迭。
第一條狀間隙42a的延伸方向y3及方向47a具有一第二夾角β3，在本實施例中，第二夾角β3為90度，表示第一條狀間隙42a的延伸方向y3及方向47a相互垂直。
在光罩40沿著方向47b掃描非晶矽層的偶數列範圍的過程中，第三條狀間隙44a所對應的雷射照射區域是與第四條狀間隙45a所對應的結晶區域交錯且部分重迭，第一條狀間隙42a所對應的雷射照射區域是與第二條狀間隙43a所對應的結晶區域交錯且部分重迭。
在光罩40分別沿著方向47a及47b掃描非晶矽層時，第一條狀間隙42a及第二條狀間隙43a的延伸方向與方向47a及47b相互垂直，而第三條狀間隙44a及第四條狀間隙45a的延伸方向與方向47a及47b相對傾斜。
實施例四請參照圖14，其是依照本發明的實施例四的光罩的示意圖。在圖14中，光罩50包括一光罩本體51、一第一區域52、一第二區域53、一第三區域54及一第四區域55，第一區域52、第二區域53、第三區域54及第四區域55形成於光罩本體51中。第一區域52具有數個第一條狀間隙52a及數個第一條狀不透光區52b，第一條狀間隙52a是與第一條狀不透光區52b平行且交錯排列。第二區域53具有數個第二條狀間隙53a及數個第二條狀不透光區53b，第二條狀間隙53a是與第二條狀不透光區53b平行且交錯排列，第二條狀間隙53a是與第一條狀間隙52a平行。第一條狀間隙52a及第二條狀間隙53a是分別對應於第二條狀不透光區域53b及第一條狀不透光區52b，第一條狀間隙52a及第二條狀間隙53a的寬度是分別略大於第二條狀不透光區域53b及第一條狀不透光區52b的寬度。
第三區域54是位於第一區域52及第二區域53之間，並具有數個第三條狀間隙54a及數個第三條狀不透光區54b。第三條狀間隙54a是與第三條狀不透光區54b平行且交錯排列，第三條狀間隙54a是與第一條狀間隙52a相對傾斜。
第三條狀間隙54a及第一條狀間隙52a的延伸方向分別為s4及y4，二者之間具有一第一夾角α4。在本實施例中，第一夾角α4小於90度，且大於0度，表示第三條狀間隙54a是與第一條狀間隙52a相對傾斜。
第四區域55是位於第二區域53及第三區域54之間，並具有數個第四條狀間隙55a及數個第四條狀不透光區55b，第四條狀間隙55a是與第四條狀不透光區55b平行且交錯排列。第四條狀間隙55a是與第三條狀間隙54a平行，第四條狀間隙55a及第三條狀間隙54a的寬度是分別略大於第三條狀不透光區54b及第四條狀不透光區55b的寬度。
光罩50是以相對於基板上的非晶矽層移動的方式，讓雷射將非晶矽層的每一範圍結晶成多晶矽。在本實施例中，假設光罩50沿著方向57a掃描非晶矽層的單數列範圍，第四條狀間隙55a所對應的雷射照射區域是與第三條狀間隙54a所對應的結晶區域交錯且部分重迭，第二條狀間隙53a所對應的雷射照射區域是與第一條狀間隙52a所對應的結晶區域交錯且部分重迭。
第一條狀間隙52a的延伸方向s4及方向57a具有一第二夾角β4，在本實施例中，第二夾角β4小於90度，且大於0度，表示第一條狀間隙52a的延伸方向s4及方向57a相互傾斜。
在光罩50沿著方向57b掃描非晶矽層的偶數列範圍的過程中，第三條狀間隙54a所對應的雷射照射區域是與第四條狀間隙55a所對應的結晶區域交錯且部分重迭，第一條狀間隙52a所對應的雷射照射區域是與第二條狀間隙53a所對應的結晶區域交錯且部分重迭。
在光罩50分別沿著方向57a及57b掃描非晶矽層時，第一條狀間隙52a及第二條狀間隙53a的延伸方向與方向57a及57b相對傾斜，而第三條狀間隙54a及第四條狀間隙55a的延伸方向與方向57a及57b相互垂直。
實施例五請參照圖15，其是依照本發明的實施例五的光罩的示意圖。在圖15中，光罩60包括一光罩本體61、一第一區域62、一第二區域63、一第三區域64及一第四區域65，第一區域62、第二區域63、第三區域64及第四區域65形成於光罩本體61中。第一區域62具有數個第一條狀間隙62a及數個第一條狀不透光區62b，第一條狀間隙62a是與第一條狀不透光區62b平行且交錯排列。第二區域63具有數個第二條狀間隙63a及數個第二條狀不透光區63b，第二條狀間隙63a是與第二條狀不透光區63b平行且交錯排列，第二條狀間隙63a是與第一條狀間隙62a平行。第一條狀間隙62a及第二條狀間隙63a是分別對應於第二條狀不透光區域63b及第一條狀不透光區62b，第一條狀間隙62a及第二條狀間隙63a的寬度是分別略大於第二條狀不透光區域63b及第一條狀不透光區62b的寬度。
第三區域64是位於第一區域62及第二區域63之間，並具有數個第三條狀間隙64a及數個第三條狀不透光區64b。第三條狀間隙64a是與第三條狀不透光區64b平行且交錯排列，第三條狀間隙64a是與第一條狀間隙62a相對傾斜。
第三條狀間隙64a及第一條狀間隙62a的延伸方向分別為s5及x5，二者之間具有一第一夾角α5。在本實施例中，第一夾角α5小於90度，且大於0度，表示第三條狀間隙64a是與第一條狀間隙62a相對傾斜。
第四區域65是位於第二區域63及第三區域64之間，並具有數個第四條狀間隙65a及數個第四條狀不透光區65b，第四條狀間隙65a是與第四條狀不透光區65b平行且交錯排列。第四條狀間隙65a是與第三條狀間隙64a平行，第四條狀間隙65a及第三條狀間隙64a的寬度是分別略大於第三條狀不透光區64b及第四條狀不透光區65b的寬度。
光罩60是以相對於基板上的非晶矽層移動的方式，讓雷射將非晶矽層的每一範圍結晶成多晶矽。在本實施例中，假設光罩60沿著方向67a掃描非晶矽層的單數列範圍，第四條狀間隙65a所對應的雷射照射區域是與第三條狀間隙64a所對應的結晶區域交錯且部分重迭，第二條狀間隙63a所對應的雷射照射區域是與第一條狀間隙62a所對應的結晶區域交錯且部分重迭。
在本實施例中，由於第一條狀間隙62a的延伸方向x5及方向67a相互平行，故第一條狀間隙62a的延伸方向x5及方向67a之間的第二夾角為0度或180度。
在光罩60沿著方向67b掃描非晶矽層的偶數列範圍的過程中，第三條狀間隙64a所對應的雷射照射區域是與第四條狀間隙65a所對應的結晶區域交錯且部分重迭，第一條狀間隙62a所對應的雷射照射區域是與第二條狀間隙63a所對應的結晶區域交錯且部分重迭。
在光罩60分別沿著方向67a及67b掃描非晶矽層時，第一條狀間隙62a及第二條狀間隙63a的延伸方向與方向67a及67b相互平行，而第三條狀間隙64a及第四條狀間隙65a的延伸方向與方向67a及67b相對傾斜。
實施例六請參照圖16，其是依照本發明的實施例六的光罩的示意圖。在圖16中，光罩70包括一光罩本體71、一第一區域72、一第二區域73、一第三區域74及一第四區域75，第一區域72、第二區域73、第三區域74及第四區域75形成於光罩本體71中。第一區域72具有數個第一條狀間隙72a及數個第一條狀不透光區72b，第一條狀間隙72a是與第一條狀不透光區72b平行且交錯排列。第二區域73具有數個第二條狀間隙73a及數個第二條狀不透光區73b，第二條狀間隙73a是與第二條狀不透光區73b平行且交錯排列，第二條狀間隙73a是與第一條狀間隙72a平行。第一條狀間隙72a及第二條狀間隙73a是分別對應於第二條狀不透光區域73b及第一條狀不透光區72b，第一條狀間隙72a及第二條狀間隙73a的寬度是分別略大於第二條狀不透光區域73b及第一條狀不透光區72b的寬度。
第三區域74是位於第一區域72及第二區域73之間，並具有數個第三條狀間隙74a及數個第三條狀不透光區74b。第三條狀間隙74a是與第三條狀不透光區74b平行且交錯排列，第三條狀間隙74a是與第一條狀間隙72a相對傾斜。
第三條狀間隙74a及第一條狀間隙72a的延伸方向分別為x6及s6，二者之間具有一第一夾角α6。在本實施例中，第一夾角α6小於90度，且大於0度，表示第三條狀間隙74a是與第一條狀間隙72a相對傾斜。
第四區域75是位於第二區域73及第三區域74之間，並具有數個第四條狀間隙75a及數個第四條狀不透光區75b，第四條狀間隙75a是與第四條狀不透光區75b平行且交錯排列。第四條狀間隙75a是與第三條狀間隙74a平行，第四條狀間隙75a及第三條狀間隙74a的寬度是分別略大於第三條狀不透光區74b及第四條狀不透光區75b的寬度。
光罩70是以相對於基板上的非晶矽層移動的方式，讓雷射將非晶矽層的每一範圍結晶成多晶矽。在本實施例中，假設光罩70沿著方向77a掃描非晶矽層的單數列範圍，第四條狀間隙75a所對應的雷射照射區域是與第三條狀間隙74a所對應的結晶區域交錯且部分重迭，第二條狀間隙73a所對應的雷射照射區域是與第一條狀間隙72a所對應的結晶區域交錯且部分重迭。
第一條狀間隙72a的延伸方向s6及方向77a具有一第二夾角β6，在本實施例中，第二夾角β6小於90度，且大於0度，表示第一條狀間隙72a的延伸方向s6及方向77a相互傾斜。
在光罩70沿著方向77b掃描非晶矽層的偶數列範圍的過程中，第三條狀間隙74a所對應的雷射照射區域是與第四條狀間隙75a所對應的結晶區域交錯且部分重迭，第一條狀間隙72a所對應的雷射照射區域是與第二條狀間隙73a所對應的結晶區域交錯且部分重迭。
在光罩70分別沿著方向77a及77b掃描非晶矽層時，第一條狀間隙72a及第二條狀間隙73a的延伸方向與方向77a及77b相對傾斜，而第三條狀間隙74a及第四條狀間隙75a的延伸方向與方向77a及77b相互平行。
本發明上述實施例所揭示的光罩及應用其形成多晶矽層的方法，其將用於連續側向長晶技術上的光罩設計成起始與結束的二區域的條狀間隙互相平行且部分重迭，且中間二區域的條狀間隙亦互相平行且部分重迭但與起始及結束的二區域的條狀間隙互相垂直或相對傾斜一角度。如此一來，可以降低非晶矽經由連續側向長晶後所結晶成的多晶矽中的分支晶界，藉此改善多晶矽的長晶方向的均勻度，且降低多晶矽層的表面的粗糙度，大大地提升後續製程所完成的薄膜電晶體的電性與其均勻度。
綜上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭示如上，然而其並非用以限定本發明，任何熟悉本技術的人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的等效的變化或替換，因此本發明的保護範圍當視後附的本申請權利要求範圍所界定的為準。
權利要求
1.一種光罩，包括一第一區域及一第二區域，分別形成於該光罩的兩端，並分別具有複數個大體上相互平行且朝向一第一方向的第一條形間隙及第二條形間隙；以及一第三區域及一第四區域，分別形成於該第一區域與該第二區域之間，並分別具有複數個大體上相互平行且朝向一第二方向的第三條形間隙及第四條形間隙。
2.如權利要求1所述的光罩，其特徵在於該第一方向與該第二方向是不同。
3.如權利要求1所述的光罩，其特徵在於該第一方向與該第二方向之間的夾角為90度。
4.如權利要求1所述的光罩，其特徵在於該第一方向與該第二方向之間的夾角是大於0度，且小於90度。
5.如權利要求1所述的光罩，其特徵在於還包括一光罩本體，該第一區域、該第二區域、該第三區域及該第四區域形成於該光罩本體中。
6.如權利要求1所述的光罩，其特徵在於還包括一第一光罩本體及一第二光罩本體，該第一區域、該第三區域及該第四區域形成於該第一光罩本體中，該第二區域形成於該第二光罩本體中。
7.如權利要求1所述的光罩，其特徵在於還包括一第一光罩本體及一第二光罩本體，該第一區域形成於該第一光罩本體中，該第二區域、該第三區域及該第四區域形成於該第二光罩本體中。
8.如權利要求1所述的光罩，其特徵在於還包括一第一光罩本體及一第二光罩本體，該第一區域及該第三區域形成於該第一光罩本體中，該第二區域及該第四區域形成於該第二光罩本體中。
9.如權利要求1所述的光罩，其特徵在於還包括一第一光罩本體、一第二光罩本體及該第三光罩本體，該第一區域及該第三區域形成於該第一光罩本體中，該第二區域及該第四區域分別形成於該第二光罩本體及該第三光罩本體中。
10.如權利要求1所述的光罩，其特徵在於還包括一第一光罩本體、一第二光罩本體及該第三光罩本體，該第一區域及第二區域分別形成於該第一光罩本體及該第三光罩本體中，該第三區域及該第四區域形成於該第二光罩本體中。
11.如權利要求1所述的光罩，其特徵在於還包括一第一光罩本體、一第二光罩本體及該第三光罩本體，該第一區域及第三區域分別形成於該第一光罩本體及該第二光罩本體中，該第二區域及該第四區域形成於該第三光罩本體中。
12.如權利要求1所述的光罩，其特徵在於還包括一第一光罩本體、一第二光罩本體、一第三光罩本體及一第四光罩本體，該第一區域、該第二區域、該第三區域及該第四區域分別形成於該第一光罩本體、該第二光罩本體、該第三光罩本體及該第四光罩本體中。
13.一種形成多晶矽層的方法，包括在一基板上形成一非晶矽層；提供一光罩，該光罩包括一第一區域、一第二區域、一第三區域及一第四區域，其中，該第一區域及該第二區域分別形成於該光罩的兩端，並分別具有複數個大體上相互平行且朝向一第一方向的第一條形間隙及第二條形間隙，該第三區域及該第四區域分別形成於該第一區域與該第二區域之間，並分別具有複數個大體上相互平行且朝向一第二方向的第三條形間隙及第四條形間隙；以及提供一雷射，透過該光罩照射該基板。
14.如權利要求13所述的方法，其特徵在於當該光罩沿著一第三方向移動時，該些第四條形間隙所對應的雷射照射區域是與該些第三條形間隙所對應的結晶區域交錯且部分重迭，該些第二條形間隙所對應的雷射照射區域是與該些第一條形間隙所對應的結晶區域交錯且部分重迭。
15.如權利要求13所述的方法，其特徵在於當該光罩沿著一第四方向移動時，該些第三條形間隙所對應的雷射照射區域是與該些第四條形間隙所對應的結晶區域交錯且部分重迭，該些第一條形間隙所對應的雷射照射區域是與該些第二條形間隙所對應的結晶區域交錯且部分重迭。
16.如權利要求14或第15所述的方法，其特徵在於該第一方向與該第三方向或該第四方向之間的夾角為90度。
17.如權利要求14或第15所述的方法，其特徵在於該第一方向與該第三方向或該第四方向之間的夾角為180度。
18.如權利要求14或第15所述的方法，其特徵在於該第一方向與該第三方向或該第四方向之間的夾角是大於0度，且小於90度。
19.如權利要求13所述的方法，其特徵在於該第一方向與該第二方向之間的夾角為90度。
20.如權利要求13所述的方法，其特徵在於該第一方向與該第二方向之間的夾角是大於0度，且小於90度。
全文摘要
一種光罩包括一第一區域、一第二區域、一第三區域及一第四區域。第一區域具有數個第一條狀不透光區及數個第一條狀間隙，它們相互平行且交錯排列。第二區域具有數個第二條狀不透光區及數個第二條狀間隙，它們呈平行且交錯排列，第二和第一條狀間隙相互平行。第三區域位於第一區域及第二區域之間，並具有數個第三條狀不透光區及數個第三條狀間隙，後兩者呈平行且交錯排列，第三與第一條狀間隙相垂直或相對傾斜一角度。第四區域位於第二區域及第三區域之間，並具有數個第四條狀不透光區及數個第四條狀間隙後兩者相互平行且交錯排列，第四條與第三條狀間隙平行。形成多晶矽層的方法包括在一基板上形成一非晶矽層；接著，利用光罩進行連續側向長晶。
文檔編號G03F1/58GK1632696SQ20051000416
公開日2005年6月29日 申請日期2005年1月12日 優先權日2005年1月12日
發明者孫銘偉 申請人:友達光電股份有限公司