激光加工设备、碎片收集机构及方法与显示板的制造方法

专利名称：激光加工设备、碎片收集机构及方法与显示板的制造方法
技术领域：
本发明涉及在平板显示器(FPD)等的多层薄膜上图案化树脂膜或金属 膜的技术。更具体地，本发明涉及激光加工设备与激光加工方法，以及碎片 收集机构与碎片收集方法，还涉及制造显示面板的方法。该碎片收集机构与 碎片收集方法旨在去除和收集通过以激光照射目标表面的熔蚀(ablation )、 热炫融(thermofusion)或他们的混合操作的激光加工期间形成的碎片。
背景技术：
在制造例如液晶面板的平板显示器的工艺中，很多薄膜例如树脂膜或金 属膜层叠在玻璃基板上，以形成薄膜晶体管(TFT)基板或者滤色器(CF) 基板等。很多光刻工艺用于图案化和蚀刻这样的多层基板。在光刻工艺中，树脂膜或金属膜真空沉积在基板上，例如玻璃、塑料或 者硅晶片基板；抗蚀剂层形成在膜上；并且抗蚀剂层通过具有预定图案的光 掩模用光照射来曝光。然后，光掩模图案通过显影和后烘焙转移到抗蚀剂层； 树脂膜或者金属膜中没有覆盖抗蚀剂的区域通过湿法蚀刻去除；并且最后去 除剩下的抗蚀剂层，以获得树脂膜或金属膜的期望的图案。然而，光刻工艺需要大型设备，例如涂布机(coater )/显影机(developer ), 并且因此就设备投资和覆盖区(footprint)而言具有缺点。因为采用大量的 化学品例如显影剂，所以该工艺就环保而言也具有缺点。在此情形下，例如， 日本未审查专利申请公开No. 2004-153171提出了釆用激光直接加工薄膜例 如树脂膜或金属膜的技术，例如，以省略光刻工艺并且简化制造工艺的技术。在执行激光加工中，通常会需要收集称为碎片的物质。碎片是由激光的 吸收和反应而来自材料的产物或者来自材料的微细颗粒(废料)。它们漂浮 和扩散在空气中，并且再附着到基板上。特别是，附着到基板的反应产物由 于热剥离而固化，甚至采用刷子等物理清洗都无法去除。因此，不能获得期 望的工艺质量和工艺精度，并且出现产品不合格。在例如液晶面板的平板显 示器的微细加工领域中，这样的再附着的物质是引起100%不合格的颗粒(废料)。因此，收集碎片的技术是必要的。例如，日本未审查专利申请公开No. 10-99978提出了一种碎片收集方 法，包括提供流体输运设备和流体吸管，该流体输运设备将气体喷射到加工 区域附近的表面，而流体吸管相对于流体输运设备，以将碎片吹离要加工区 域，并且同时抽吸和去除碎片(方法l)。如所了解的，在用激光照射目标的同时将辅助气体(assist gas)吹向该 目标以减少产生碎片的数量是有效的。例如，日本未审查专利申请公开No. 9-192870提出了这样的方法，包括在激光加工头上提供内部喷嘴和围绕该内 部喷嘴的外围提供外部喷嘴，以从内部喷嘴将气体喷射到加工区域，并且釆 用外部喷嘴抽吸所喷射的援助气体，以排出碎片(方法2)。用于控制碎片自身产生的已知方法包括以下方法包括采用预定的大气 气体防止碎片的分解或再吸附的方法；以及包括在具有真空度约为10 Pa (l(T2 Torr)下的减压下加工目标的方法，这能够明显减少附着和积累到目 标上的碎片量。此外，例如，日本未审查专利申请公开No. 2004-337947提出了这样的 激光加工方法，包括提供向目标输出激光的激光加工头；以及面对目标安装 在激光加工头的侧面上的喷嘴，以用通过喷嘴用从激光加工头输出的激光照气体进行抽吸(方法3)。发明内容然而，在方法l中，不是所有的碎片都能被吹离加工区域附近的表面， 被抽吸和被排出，剩余的碎片实际上沿着流动而散布。即使增加抽吸力也难 于去除和收集碎片。在方法2中，辅助气体从内部喷嘴吹向加工区域，碎片 扩散和再吸附，并且即使增加外部喷嘴的抽吸力也不能充分去除。此外，在方法3中，碎片在循环旋转大气流体的同时被抽吸，并不能收集在各个方向 上扩散的所有碎片。平板显示器中采用的多层膜基板具有复杂的以激光照射的表面膜的蚀 刻机制和表面膜下面的膜中的蚀刻机制。当多个工艺因素以这种方式混合 时，碎片不能简单地收集，并且有必要详细分析碎片产生机制，开发适合各 个膜的碎片收集方法。ITO (铟锡氧化物)膜或ZnO (氧化锌)膜等典型地用作用于多层膜上 透明电极的透明导电膜。图1A至1C展示了多层膜中蚀刻反应工艺的实例， 该多层膜这样来形成在由玻璃、塑料或者硅晶片等形成的基板101上形成 树脂膜102，在树脂膜102上沉积透明导电膜103比如ITO膜或ZnO膜等。 空心箭头表示激光104的能量大小，而普通箭头表示热扩散方向。首先，当用激光104照射表面透明导电膜103时，透明导电膜103吸收 激光104而产生热105 (图1A)。随着透明导电膜103吸收激光104的进行， 热106扩散到下树脂膜102，导致树脂膜的膨胀而产生微裂紋(图12B)。通 常，陶瓷树脂膜例如ITO膜的膨胀系数比透明导电膜的膨胀系数大一位数。 随着热107扩散到作为透明导电膜103的下层(ground)的树脂层102的进 行，树脂层102蒸发，并且破裂的透明导电膜103由树脂层102的蒸发导致 的大气体积膨胀而吹走。当如上所述用激光104照射树脂膜102上的透明导 电膜103时，由于热反应以及激光照射的通常的熔蚀反应，大量产生碎片 108。碎片108由于机械破裂而大量产生，并且由相对大的颗粒形成。因此， 碎片108的扩散率或扩散范围都小于稍后描述的树脂膜和金属膜。另一方面，在多层膜上的树脂膜(聚合物材料)中，蚀刻机制的主要反 应是熔蚀反应，其中树脂层吸收激光以断开分子间的键。图2A至2C展示 了通过在沉积于基板101上的树脂膜102上沉积树脂膜110形成的多层膜中 的蚀刻反应工艺的实例。首先，当用激光104照射表面树脂膜110时，树脂膜110吸收激光104 以产生热lll (图2A)。当树脂膜110进一步吸收激光104以引起熔蚀反应 时，由熔蚀反应产生的碎片扩散为巻流(plume) 113 (图2B)。根据cosp 定律，在形成巻流114时碎片以几十米/秒的速率上升(被扩散)(图2C)。 在由熔蚀占据的反应中，树脂层110的下层几乎不受热的影响。因此，为了 收集碎片，有必要收集根据cosp定律以几十米/秒的速率上升的巻流。多层膜上的金属膜吸收激光以产生热，并且金属膜的蚀刻通过熔化和蒸 发进行。图3A至3C展示了通过在形成于基板101上的树脂膜102上沉积 金属膜120形成的多层膜中的蚀刻反应工艺的实例。首先，当用激光104照射表面金属膜120时，金属膜120吸收激光104 以产生热121 (图3A)。当金属膜120进一步吸收激光104并且进行热121 转换成热122时，金属膜120蒸发成碎片。碎片形成巻流123并且蒸发(如3B)。根据cosp定律，碎片在形成大巻流125的同时以几十米/秒的速率上升(被扩散)。这里，当受热影响过大时，树脂膜102和金属膜120与热反应。金属膜 的熔化温度高于树脂膜的熔化温度。因此，当树脂层为下层时，树脂膜受热 的影响而熔化和蒸发；这影响了金属膜的蚀刻。例如，低于金属膜的树脂膜 通过金属薄膜突出或者断裂。因此，为了仅蚀刻金属膜而不影响下面的树脂 层，有必要开发降低金属膜熔化和蒸发的温度并且收集蒸发分子的机构。所希望的是，有效地去除激光加工期间所产生的碎片，并且降低附着到 目标的碎片。根据本发明的实施例，提供用于采用激光图案化基板上形成的树脂膜或 金属膜的碎片收集装置。该碎片收集装置包括透射窗口，入射激光透射通 过该透射窗口；涡流产生机构，通过使气体流入该树脂膜或者该金属膜的激 光照射区域附近的区域而产生涡流气流；以及屏蔽装置，具有入射激光穿过 的开口，并且屏蔽碎片流。首先，该碎片收集装置的涡流产生机构置为靠近 基板上的树脂膜或金属膜。然后，由激光照射产生的碎片在堆叠在目标膜上 之前和之后夹带在由涡流产生机构产生的涡流气流中，并且通过屏蔽装置排 出到外面。在上述构造中，激光照射所产生的碎片与激光照射区域附近的气体一起 夹带并且收集在涡流气流中。因此，碎片由涡流气流聚集在激光照射区域的 中心附近，并且碎片可以有效地收集而抑制碎片扩散到周边。此外，屏蔽装 置屏蔽围绕开口的碎片流，以减少穿过开口的碎片量。此外，在上述实施例中，碎片收集装置具有涡流气流排出部和涡流形 成部，该涡流气流排出部具有为激光通道的透射孔，并且为与排出孔相通的 涡流气流通道，而该涡流形成部面对该基板设置。该涡流形成部具有涡流形 成板，该涡流形成板具有对应于该涡流气流的i走转方向的放射状涡流形成槽 并且与该透射孔相通，该涡流形成槽形成在该涡流形成部面对该基板的表面 上。气体引入该涡流形成板的涡流形成槽中，^v而流入涡流形成槽中以形成 涡流气流的气体通过涡流气流排出部的透射孔从排出孔排出到外面。在上述构造中，对应于涡流气流的旋转方向并且与透射孔相通的放射状 涡流形成槽形成在涡流形成部面对基板的表面上。因此，引入涡流形成部中 的气体沿着涡流形成槽流动，并且因此产生涡流气流。碎片夹带在涡流气流中，并且通过透射孔向上排出，从而碎片聚集在激光照射区域的中心附近， 并且碎片可以有效地收集而抑制碎片扩散到周边。根据本发明的另一个实施例，提供生产显示面板的方法，该显示面板具 有形成有对应于像素的大量配线图案的基板。该方法包括下面的步骤在形成于基板上的树脂膜上沉积树脂膜或者金属膜；以及通过用激光照射来图案 化树脂膜或者金属膜。采用激光图案化树脂膜或者金属膜的步骤包括下面的 步骤使碎片收集装置靠近基板；将由激光照射产生的碎片在堆叠在目标膜 上之前和之后夹带入由涡流产生机构产生的涡流气流中；以及通过屏蔽装置 将碎片排出到外面。碎片收集装置具有透射窗口，激光透射通过该透射窗 口；涡流产生机构，通过使气体流入树脂膜或者金属膜的激光照射区域附近 的区域而产生涡流气流；以及屏蔽装置，具有入射激光穿过的开口，并且屏 蔽碎片流。在上述构造中，当用激光照射显示面板的基板上的树脂膜或金属膜时所 产生的碎片与激光照射区域附近的气体一起夹带和收集在涡流气流中。因 此，碎片由涡流气流聚集在激光照射区域的附近，并且碎片可以有效地收集 而抑制碎片扩散到周边。此外，屏蔽装置屏蔽围绕开口的碎片流，以减少穿 过开口的碎片量。根据本发明实施例的碎片收集机构和碎片收集方法，能够有效收集图案 化目标上的树脂膜或金属膜期间所产生的碎片。因此，根据采用碎片收集机构和碎片收集方法的激光加工设备和激光加 工方法，有效地去除了激光照射期间从目标产生的碎片，从而可以减少附着 到目标的碎片，并且改善图案化像素电极等的精度和质量。因此，可以提供 高质量的显示面斧反。


图1A、 1B和1C是用于描述在多层膜上的透明导电膜中蚀刻反应的示意图。图2A、 2B和2C是用于描述在多层膜上的树脂膜中蚀刻反应的示意图。 图3A、 3B和3C是用于描述在多层膜上的金属膜中蚀刻反应的示意图。 图4是才艮据本发明实施例的激光加工设备的整体构造图。 图5是在根据本发明实施例的激光加工设备中采用的碎片收集机构的透视图。图6是在根据本发明实施例的激光加工设备中采用的碎片收集机构的底 座部分的仰视图。图7是在根据本发明实施例的激光加工设备中采用的碎片收集机构的底 座部分的仰视图，用于描述涡流产生方法。图8是用于描述在根据本发明实施例的激光加工设备中采用的碎片收集 机构中由同心槽产生同心气流的方法的平面图。图9是在根据本发明实施例的激光加工设备中采用的碎片收集机构中涡流形成板的平面图。图IO是图9的A-A箭头所指的截面图。图11是在根据本发明实施例的激光加工设备中采用的碎片收集机构的 示意性截面图。图12A和12B展示了根据本发明实施例的激光加工设备中采用的屏蔽 板的实例，其中图12A是俯视图，而图12B是X-X截面图。图13根据本发明另一个实施例的激光加工设备中采用的碎片收集机构 的示意性截面图。图14根据本发明另一个实施例的激光加工设备中采用的碎片收集机构 的透视图。图15 M示液晶显示器中的驱动基板的构造实例的平面图。图16是展示图15中的TFT元件230的周边的截面结构的截面图。图17是展示图15中驱动基板201的开口 212w的周边的截面结构的截面图。图18是用于描述制造根据本发明实施例的显示面板的方法中的工序的 截面图。图19是用于描述制造根据本发明实施例的显示面板的方法中图18所示 工序的后续工艺的截面图。图20是用于描述制造根据本发明实施例的显示面板的方法中图19所示 工序的后续工艺的截面图。图21是展示反射像素电极被图案化的显示面板的截面图。
具体实施方式
本发明提供激光加工设备和激光加工方法，以及碎片收集机构和碎片收 集方法，该碎片收集机构和碎片收集方法通过用激光照射多层薄膜上作为目 标的树脂膜或金属膜(目标膜)的熔蚀、热熔融或它们的混合作用的激光加 工期间产生的碎片，该多层膜形成在玻璃基板上。在下面的描述中，激光加 工期间产生的碎片在堆叠之间和之后统称为碎片。本发明的实施例中采用的激光加工设备具有激光源和光学系统，该光学 系统将从激光源发射的激光以预定的图案投射到目标的表面，该激光加工设 备还包括具有作为局部排出装置的打开的排出孔的碎片收集机构。碎片收集机构设置为极其靠近作为目标膜的树脂膜或者金属膜，并且激 光照射表面附近的大气从碎片收集机构的排出孔排出，从而该膜可以在减压 下的大气中用激光照射。在这样的简单构造中，树脂膜或者金属膜的激光照射表面是在减压下的 大气中。因此，在激光照射期间，当树脂膜或者金属膜从比该膜低的层分离 时，减小了升华压力，并且能够减少加工所必需的照射能量。此外，包含由 激光照射所剥离的碎片并且喷射在加工区域附近的表面上的气体可以通过 碎片收集机构的排出孔有效去除。下面，将参照图4至12描述根据本发明实施例的激光加工设备和碎片收集机构。图4是示出根据本发明实施例的激光加工设备的实例的整体构造 图。图5是在根据本发明实施例的激光加工设备中采用的碎片收集机构的透 视图。图6是在根据本发明实施例的激光加工设备中采用的碎片收集机构的 底座部分的仰视图。图7是用于描述涡流产生方法的在根据本发明实施例的 激光加工设备中采用的碎片收集机构的底座部分的仰视图。图8是用于描述 在根据本发明实施例的激光加工设备中采用的碎片收集机构中由同心槽产 生同心气流的方法的平面图。图9是在根据本发明实施例的激光加工设备中 采用的碎片收集机构中涡流形成板的平面图。图IO是图9的A-A箭头所指 的截面图。图11是在根据本发明实施例的激光加工设备中采用的碎片收集 机构的示意性截面图。图12A和12B展示了根据本发明实施例的激光加工 设备中采用的屏蔽板的实例，其中图12A是俯视图，而图12B是X-X截面 图。图13根据本发明另一个实施例的激光加工设备中采用的碎片收集机构 的示意性截面图。图14根据本发明另一个实施例的激光加工设备中采用的碎片收集机构的透^L图。在图4中，激光加工设备20包括具有激光源的激光控制单元1;束成 形器14;掩模或者可变开口 15;投影透镜16;台18;碎片收集装置22;排 气泵(初级泵)24;以及气流引导装置。例如，准分子激光器用作激光控制单元1的激光源。有多个具有不同激 光介质的准分子激光器，它们以波长递减的顺序为XeF (351 nm)、 XeCl (308 nm )、 KrF ( 248 nm )、 ArF ( 193 nm)和F2 ( 157 nm )。然而，激光器不限于准分子激光器，并且可以是固体激光器或者C02激光器等。束成形器14成形来自激光源的激光3,并且使束密度均勾以输出激光3。 掩^f莫或者可变开口 15具有预定的图案形状，并且允许由束成形器14成形的 激光3穿过以将激光3处理成具有预定图案的束。所用掩模或者可变开口 15 的实例包括由金属材料形成的多孔掩模；由透明玻璃材料或者金属薄膜形成 的光掩模；以及由介电材料形成的电介质掩模。投影透镜16以预定的倍率 减小已经穿过掩模或者可变开口 15的激光3，并且将激光3投影到基板的表 面，该基板是在台18上的目标。台18设置为使得从投影透镜16投影的激光3聚焦在基板4的表面上。 台18由X-Y台或者三轴台等形成，其可沿着垂直于激光3的光轴的平面移 动和定位，这里作为目标的基板4的表面可以用激光3扫描。台18具有固 定装置比如真空卡盘用于固定目标，并且可以在x、 y、 z和e方向上移动和 固定，从而可以用激光3照射目标的目标膜26上的期望位置，并且激光3 可以聚焦在目标膜26上。在激光加工设备20中，从激光控制单元1的激光源发射的激光3成形 为预定的形状和尺寸，然后由掩^f莫或可变开口 15图案化为预定的图案形状。 具有预定图案形状的激光3透射通过投影透镜16，并且通过上透射窗口 19 和碎片收集装置22的透射孔21施加到基板4上的目标膜26。激光3通过形成在碎片收集装置22的框体23的上部中的上透射窗口 19 和形成在框体23的底部中的透射孔21施加到形成在基板4的表面上的目标 膜26。排气泵24和形成气流引导装置的四个管子(气体引导部25a至25d) 设置为从碎片收集装置22的框体23突出。在本实施例中，目标膜26是薄膜，例如图2A至2C或者3A至3C所示 的树脂膜110或者金属膜120。然而，包括树脂膜110的多层膜至少可以是树脂膜102沉积在树脂膜110之下的膜，并且不限于图2A至2C所示的实 例。包括金属膜120的多层膜至少可以是树脂膜102沉积在金属膜120之下 的膜，并且不限于图3A至3C所示的实例。图5展示了具有碎片收集机构的碎片收集装置22的透视图。碎片收集 装置22的框体23包括面对目标设置的近似盘状的涡流形成底座23a;垂直 设置在涡流形成底座23a的近似中心的圆柱形气体导出部分23b;以及设置 在气体导出部分23b上的近似立方腔23c。它们由铝或者不锈钢等制造。涡 流形成底座23a用作涡流形成部，而气体导出部分23b和腔23c用作涡流气 流排出部。上透射窗口 19形成在腔23c的上部中，例如，在采用KrF激光器的情 况下由石英制造，在采用ArF激光器的情况下由氟化钙制造，激光3透射通 过该上透射窗口 19。排出孔32制造在腔23c的一个侧板中。排气管(未示 出)插入排气孔32中，以利用图4所示排气泵24在箭头A方向上排出收集 的碎片13。为在腔23c下面的气体导出部分23b和涡流形成底座23a设置涡 流形成机构，从而碎片13可以如箭头B所示螺旋地聚集和收集在涡流形成 底座23a的中心。稍后描述的屏蔽装置设置在将腔23c的上部和下部彼此连 接的部分内，以防止碎片附着到上透射窗口 19。如图5所示，气体引入部分25a、 25b、 25c和25d分别设置在将涡流形 成底座23a分成四等份的位置。气体分别在箭头C1、 C2、 C3和C4指示的 方向上提供给气体引入部分25a、 25b、 25c和25d,并且该气体被引入到涡 流形成底座23a中。从气体引入部分25a、 25b、 25c和25d引入的气体称为辅助气体。辅助 气体的实例包括CDA (清洁干空气，clean dry air);惰性气体，例如氦和氖； 以及氮。当以这种方式在涡流形成底座23a中激光照射表面附近提供辅助气 体时，可以抑制碎片的产生。图6展示了形成在近似盘状的涡流形成底座23a的下表面上的涡流形成 机构，该涡流形成底座23a形成碎片收集装置22的框体23。透射激光3的 透射孔21形成在涡流形成底座23a的中心。涡流形成板38围绕透射孔21 同心地设置。如图9和10所示，涡流形成板38具有直径等于透射孔21的直径的内 径38a，并且制造在由金属例如铝形成的近似盘的中心。此外，如同近似六角槽(或者近似圓槽)的涡流形成空间36围绕内径38a形成，即在透射孔 21和涡流形成槽35之间。涡流形成空间36用作形成涡流气流(环形气流) 的空间，如稍后参照图7所描述。由每个涡流形成槽35提供到涡流形成空 间36的气体与涡流形成板38的壁撞击(见图10)，并且撞击的气体沿着涡 流形成板38的壁流动，以产生环形气流。环形气流由图4所示的排气泵24 向上抽吸，从而涡流仅形成有很小的紊流(turbulence )。六个放射状槽38b每个都具有从内周边到外周边的宽度W2 (见图9)， 该六个放射状槽38b沿着涡流形成空间36的六边形的各边形成。放射状槽 38b分别用作涡流形成槽35，用于在中心内径38a中聚集由激光3的照射产 生的碎片13。涡流形成槽35具有与稍后描述的在同心槽37和涡流形成槽35的中心 轴之间的连接点所画的正切线形成的预定角(M,该同心槽37与透射孔21同 心设置，并且该涡流形成槽35通过涡流形成空间36与透射孔21相通。角 小l的度数由在同心槽37中的气流方向(涡流气流的旋转方向)决定。例如， 当气体在图6中的同心槽37中逆时针流动时，由涡流形成槽35和切线形成 的角小l设置在下游侧。这里，涡流形成槽35形成为使得角(t)1为锐角。另一 方面，由涡流形成槽35和切线在上游侧形成的角(180-(j)l)为钝角。如图9所示，为了迅速地在涡流形成空间36中聚集从加工表面散射的 碎片13,形成涡流形成槽35的放射状槽38b具有在圆盘外周边上提供气体 的提供部分38e的槽宽度W2，槽宽度W2大于涡流形成空间36上排出气体 的排出部分38f的槽宽度Wl,以具有预定的开口比(opening ratio )。例如， 优选选择靠近排出部分38f的槽宽度Wl对靠近提供部分38e的槽宽度W2 的开口比(W1:W2)为1:1.5到2.5。为设置在涡流形成板38中的涡流形成槽35的排出部分和提供部分设置 合适的开口比，使得能够增加流入涡流形成空间36中的气体的流速，并且 当整流的气体从同心槽37引入涡流形成板38中时，易于将碎片13夹带在 渴流中。此外，为了有效地将聚集在涡流形成空间36中的碎片13收集在涡流形 成板38的中心，在透射孔21的开口附近，具体地讲，在透射孔21连接到 涡流形成空间36的壁上的内径38a中形成如图10所示的R形状(曲线)或 者锥形形状38d。在此构造中，减小了涡流形成板38的开口中的空气阻力，并且因此碎片可以平稳地排出。当设置在涡流形成板38的内周边上的涡流形成空间36太大时，不形成 涡流。为了仅以小的紊流来产生涡流气流，即在涡流形成空间36中的合适 的环形气流，发现涡流形成空间36的直径R2至少为透射孔21的直径Rl 的约1.5倍或更小是合适的。涡流形成空间36通过螺孔(未示出)同心地连 接到涡流形成基础23a的透射孔21，使得靠近凸起部分的外周边保持为在涡 流形成板38中的近似三角形。很明显，涡流形成板38可以与涡流形成基础 23a整体形成。如图6所示，为了仅用很小的紊流形成涡流，与涡流形成槽35相通的 同心(环形)槽37围绕固定到涡流形成底座23的涡流形成板38形成。与 气体引导部25a、 25b、 25c和25d相通的四个供气孔34制作在将同心槽37 分成四等份的位置上。如上所述，在涡流形成坤几构的底部中涡流形成板38 允许流入气体的前端部分，在涡流形成板38的外周边上^:置同心地设置有 透射孔21的同心槽37。因此，通过供气孔34引入的气流被整流，并且对应 于涡流形成槽35的形状(方向)形成气流。气流提供给每个涡流形成槽35, 使得在涡流形成空间36中仅以很小的紊流形成涡流。在该实例中，供气孔 34的数量为四；然而，该数量不限于此。如图8所示，为了通过以尽可能小的紊流形成涡流以将碎片13聚集在 中心来最大化碎片收集能力，气体引导部25a、 25b、 25c或25d具有与为同 心槽37提供气体的供气孔34形成的一定的角度())2(理想上为90。)。具体地 讲，每个气体引导部25a、 25b、 25c和25d的中心轴设置为具有与将透射孔 21连接到每个供气孔34a、 34b、 34c和34d的直线形成的角度(j)2 。角度小2 对应于每个涡流形成槽35的方向，即对应于在同心槽37中应该产生的气流 的方向。例如，当在图8中的同心槽37中产生逆时针气流时，同心槽37中流动 的气体以更小的阻力更平稳地进入涡流形成槽35中。当在同心槽37中产生 逆时针气流时，每个气体引导部25a、 25b、 25c和25d设置为在上游侧以角 度小2倾斜。因此，在同心槽37中产生对应于每个涡流形成槽35的方向的逆 时4十整流环流，,人而涡流气流可以有效形成。现在将参照图7描述上面构造中的涡流形成方法。图7展示了与图6所 示相同的旋涡形成底座23a的底表面。从四个供气孔34提供的气体沿着同心槽37产生如箭头B1、 B2、 B3和B4所示的逆时针环形气流，四个供气孔 24制造在形成于涡流形成板38的外周边上的同心槽37中。环形气流在从透 射孔21放射状地形成的放射状槽38b中，通过产生箭头D1、 D2、 D3、 D4、 D5和D6所示的气流，从提供气体的提供部分38e排出到透射孔21上的排 出部分38f。因此，在涡流形成空间36的圓周部分中如箭头El、 E2、 E3和 E4所示产生逆时针环形气流。上升气流通过排气泵24作用在由箭头El、 E2、 E3和E4所示的环形气流的大气上。结果，在气体导出部分23b和腔 23c中产生盘绕或者螺旋上升气流，并且在透射孔21中上升的气流从排出孔 32排出到外面。这里，将描述以距目标膜26预定距离(例如，50 )Lim内)保持碎片收 集装置22的方法。首先，位移量规(displacement gauge)事先设置在与碎 片收集装置22的底表面(面对目标的表面) 一样高的位置。然后，在进行 激光3照射的同时，测量连续用激光3照射位置的位移。根据测量数据，才艮 据需要通过驱动装置例如电动机控制碎片收集装置22的高度，以进行激光 的照射。因此，在基板4上的目标膜26与碎片收集装置22的底表面之间保 持一定的窄间隔，并且碎片收集装置22的内部可以处于减少压力下。就是 说，吸收了目标的照射表面上的凹凸，碎片收集装置22的底表面与目标之 间的距离可以恒定地保持，焦点调整(focus control)是不必要的，并且可以 易于收集碎片。特别是，当目标膜26为金属膜时，重要的是保持激光照射 区域的区域附近以这种方式在减少压力下，以减少金属膜的蒸气压，这是因 为金属膜具有很高的熔点，并且难于蒸发。接下来，将描述屏蔽碎片流的屏蔽装置。图11是用于描述屏蔽装置实例的碎片收集机构的示意性截面图。在图 11中，对应于图4至IO的部分由相同的标号表示。如图ll所示，具有开口 42a的屏蔽板42设置在将连接腔23c的上部(透射孔28 )连接到底表面上 的透射孔21 (腔23c之下)的部分内，即在气体导出部分23b内。开口42a 形成在屏蔽板42的近似中心上，并且设置在激光光路上，以允许施加到目 标膜26的激光通过。由激光加工产生的碎片漂浮在由从气体引入部分25a、 25b、 25c和25d 通过空气孔引入涡流形成底座23a的涡流形成空间36的气体产生的涡流气 流中，并且碎片从透射孔21巻入到屏蔽板42。这里，由屏蔽板42防止碎片上升，并且附着在屏蔽板42的下表面。由屏蔽板42去除碎片的气体通过开 口 42a,并被巻入到真空腔23c的透射孔28,并且从排出孔32排出到外面。图12A和12BA^L示屏蔽板42的外观的示意图，其中图12A是俯视图， 而图12B是X-X线的截面图。如图12A和12B所示，屏蔽板42是高度低 的具有开口的有底的圆筒状或者在两个底面具有开口且高度低的圆柱或圓 盘状。屏蔽板42的一侧宽阔开口，而另一侧具有以预定尺寸形成在底表面 上的开口 42a,从而穿透屏蔽板42。该实例的屏蔽4反42近似为形成在开口 42a和相对于制作开口 42a的底部表面的开口边缘之间的碗状。形成在屏蔽板42的底部表面上的开口 42a优选与穿过开口 42a的激光3 的束尺寸(对角尺寸) 一样大或者略大于束尺寸。在该实例中，开口 42a为 例如比束尺寸大0.5 mm至1 mm。因此，在目标膜26的激光照射区域中产 生并且朝着上透射窗口 19上升的碎片中，可以屏蔽在具有这样束尺寸的激 光3周围上升的碎片，并且可以最小化穿过开口 42a的碎片数量。此外，将描述屏蔽装置的另一个实例。图13是用于描述屏蔽装置另 一个实例的碎片收集机构的示意性截面图。 在图13中，对应于图11的部分由相同的标号表示，并且省略其描述。该实 实例的屏蔽装置不是设置在气体导出部分内的屏蔽板，而是具有凹凸结构的 气体导出部分的圓筒表面或者内壁。气体导出部分50的周边壁具有变化直 径的凹凸结构以形成波紋管(bellows )。与前面所述的情况一样，气体导出 部分50 (波紋管)的每个小直径部分51、 51优选具有与通过的激光的束尺 寸(对角尺寸) 一样大或者比该束尺寸略大的直径。纟艮明显，两个小直径部 分51、 51可以具有不同的直径。在这样的构造中，屏蔽装置可以设置在碎片收集机构中而不增加其它部 件，例如屏蔽板42。凹凸的波紋管结构可以提供与设置多个屏蔽板的情况相 同的捕获功能(屏蔽功能)，并且因此改善碎片捕获功能。此外，该实例具 有类似于采用屏蔽4反42的情况的其它效果。在激光加工中，对于树脂膜中的蚀刻反应主要进行熔蚀，而对于金属膜 中的蚀刻反应主要进行热熔融。这里，碎片变为称为巻流的气球状块 (balloon-like mass),并且以根据cosp定律以几十米/秒的初速度扩散。因为 具有这样初速度的蒸气流的方向不能由流入碎片收集装置22的涡流气流改 变，所以有必要通过设置屏蔽装置来屏蔽(捕获)碎片，以便防止碎片附着到上透射窗口 19。然而，因为激光3的光路不能阻挡，所以即使有屏蔽装置也不能完全避免上透射窗口 19的污染。因此，在批量生产平板显示面板的设备中采用的激光加工设备中，有必要设置用于自动置换可以通过入射激光 的上透射窗口的机构。下面，将描述可以置换透射窗口的实施例。图14是碎片收集机构的示意性截面图，并且展示了用于保护透射窗口 的旋转机构。如图14所示，对应于图5的部分由相同的标号表示。该实例 与图5的实例不同之处在于，碎片收集机构具有带多个透射窗口的旋转器形 状的旋转置换机构。带有上透射窗口 19a和上透射窗口 19b的盘状旋转机构 60设置在真空腔23c的上表面上。旋转机构60可以使用比如电动机的驱动 装置绕作为旋转中心的与激光光轴平行的旋转轴旋转。具有开口 42a的屏蔽 板42设置在气体导出部分23b内。在这样的构造中，上透射窗口 19a设置在真空腔23c的上表面上的中心。 当使用上透射开口 19a在一定数量的目标基板上进行激光加工后，在基板置 换时使旋转机构60旋转，以用新的上透射窗口 19b置换上透射窗口 19a，并 且继续激光加工。在此情况下，实现了屏蔽功能和透射窗口置换功能的协同 作用，从而可以有效地收集^f争片，并且可以通过适当地置换透射窗口在合适 的条件下进行激光加工。通过结合具有该实例的透射窗口置换机构的真空腔和具有波紋管结构 (气体导出部分50)的上述屏蔽装置，明显地可以实现相同的效果。在图 14所示的实例中，透射窗口的数量为两个；然而，该数量不限于此。如上所述，根据本发明实施例的碎片收集机构和碎片收集方法，能够有 效地收集图案化形成在目标上的树脂膜或者金属膜期间所产生的碎片。因此，根据采用碎片收集机构和碎片收集方法的激光加工设备和激光加 工方法，激光照射期间产生的碎片被有效去除，从而可以减少附着在目标上 的碎片。这使得能够改善加工的边缘形状并且消除残渣，从而多层膜可以具 有期望的精细结构的表面。称为平板显示器例如液晶显示器的显示面板形成有配线基板，该配线基 板包括元件，例如薄膜晶体管(TFT)和电容器；以及各种导电构件，例 如电连接到这些元件的多条配线(例如，信号配线和电位提供配线)。有机 电致发光(EL)显示TFT基板除了信号配线和扫描配线外，还具有多个电位提供配线，从而增加了像素中的配线密度，并且进一步复杂化了像素结构。 因此，为了批量生产形成显示器的配线基板，能够如同本发明实施例一样提 供期望的精细结构的表面的图案化技术是非常重要的。采用根据本发明实施 例的激光加工方法可以生产和提供具有高质量多层膜的产品，例如包括平板 显示器面板的显示面板。此外，通过新工艺可以完全去除碎片，该新工艺通过激光加工(干方法) 允许树脂膜或者金属膜的高质量图案化，并且取代了过去光刻工艺中进行的 图案化方法(湿方法)。通过消除光刻工艺，减少了投资、环境负荷、产品成本和覆盖区。在上述实施例中，在同心槽37和从同心槽37提供的气流之间形成角度， 以对流入涡流形成板38中的气流进行整流，使其能够形成仅有小紊流的涡 流气体。在上述实施例中，以预定的开口率为涡流形成板38提供涡流形成放射 状槽38b,使其能够增加流入涡流形成空间的气体的流速，并且易于将碎片 夹带在涡流中。在上述实施例中，涡流形成板38具有直径例如为透射孔21直径的l.5 倍或者更小的涡流形成空间36,使其能够形成仅有小紊流的涡流。在上述实施例中，设置在涡流形成空间36中的内径38a具有R形状或 者锥形形状38d,并且夹带在涡流中的碎片从用于排出的透射孔21排出，从 而^ff片可以以减小的空气阻力在涡流形成空间36的开口收集到涡流。在上述实施例中，碎片由涡流气流聚集在激光照射区域中心中的透射孔 21中，使其能够抑制碎片散射到激光照射区域的周边。即4吏碎片保留在激光 照射区域中，碎片也聚集在照射区域中心中的透射口 21中，从而碎片可以 进一步用激光照射，并且可以完全去除。下面将描述采用上述激光加工设备(碎片收集机构)生产显示面板的方 法的实施例。在本实施例中，本发明应用于作为显示面板的液晶显示器。图15 ^L示应用本发明实施例的液晶显示器中驱动基板构造实例的平面图。如图15所示，驱动基板(配线基板)201具有排列成矩阵的像素电极 202;以及分别设置在像素电极202中的TFT元件230。为液晶显示器中的 每个像素设置像素电极202，并且在像素电极202之间设置信号线205和栅 极线206。像素电极202具有透射像素电极210;以及形成在透射像素电极210上 的反射像素电极212。开口 212w形成在反射像素电极212中。TFT元件230具有栅极电极207;以及与栅极电极207交叉设置的多晶 硅层208。栅极电极207电连接到栅极线206。多晶硅层208的一端电连接 到信号线205，而另一端电连接到透射像素电极210。栅极线206是用于给 TFT元件230提供扫描信号的线。信号线205是用于给TFT元件230施加 信号电压的线。图16力艮示沿着图15中的B-B线的驱动基板201的TFT元件230的 周边截面结构的截面图。图17是展示沿着图15中的C-C线的驱动基板201 的开口 212w的周边截面结构的截面图。如图16和17所示，液晶显示器还 包括面对驱动基板201的电极形成表面设置的对向电极262、滤色器264、 相差板266和偏振板268;以及设置在驱动基板201的背面上的相差板270、 偏振纟反272和平面光源274。驱动基板201具有基板240、栅极电极207、阻挡膜(barrier film ) 244、 栅极绝缘膜246、多晶硅层208、停止层(stopper layer) 250、层间绝缘膜 248与252、漫射板254、平坦化层256、透射像素电极210和反射像素电极 212。基板240由透光材料例如玻璃形成。栅极电极207与栅极线206 —起在 基板240上图案化。栅极电极207例如通过溅射在基板240上沉积导电材料 例如Cr或者Mo (钼)并且例如通过光刻图案化Cr或者Mo等的薄膜来获j曰付。阻挡膜244设置在基板240上，以覆盖栅极电极207。阻挡膜244例如 通过等离子体CVD在基板240上沉积氮化硅获得。栅极绝缘膜246例如通 过等离子体CVD沉积氮化硅而形成在阻挡膜2"上。在栅极绝缘膜246上图案化多晶硅层208。多晶硅层208这样来获得 例如通过等离子体CVD在棚-极绝缘膜246上沉积非晶硅；然后退火非晶硅， 以去除包含在非晶硅中的氢，并且将非晶硅转变成多晶硅；并且例如通过光 刻图案化多晶硅。杂质例如磷(P)在停止层250的两侧以预定的浓度注入 到多晶硅层208中，并且激活以形成轻掺杂漏极(LDD)区域和N+区域。停止层250例如由氧化硅形成。停止层250可以这样获得例如通过 CVD在栅极绝缘膜246上沉积氧化硅以覆盖多晶硅层208;然后采用栅极电极207作为掩模通过自对准图案化氧化膜。因此，停止层250覆盖多晶硅层 208在栅极电极207之上的区域。LDD区域采用停止层250作为掩模通过杂 质的离子注入形成。N+区域通过用光致抗蚀剂遮蔽停止层250和停止层250 的周边然后将杂质离子注入到多晶硅层208中形成，随后，通过退火激活杂质。层间绝缘膜248形成在栅极绝缘膜246上，以覆盖停止层250和多晶硅 层208。层间绝缘膜248例如通过CVD沉积氧化硅来形成。层间绝缘膜252 形成在层间绝缘膜248上。层间绝缘膜252例如通过CVD沉积氮化硅形成。漫射板254形成在层间绝缘膜252上。漫射板254具有表面的凹凸。该 凹凸设置为在形成于漫射板254之上的反射电极212上形成凹凸，并且漫射 入射在反射电极212上的光以改善屏幕亮度。漫射板254这样获得通过旋 涂将由丙烯酸树脂或等同物形成的抗蚀剂涂敷到层间绝缘膜252上；通过后 烘培(post-baking)以去除溶剂而将抗蚀剂固定到下层；并且在抗蚀剂的表 面上形成凹凸。抗蚀剂表面例如通过光刻或者激光加工而加工成具有凹凸。平坦化层256形成在漫射板254上，并且设置为使得在漫射板254中的 表面凹凸平滑，且使得透射像素电极210和反射像素电极212易于固定。因 此，平坦化层256的表面比漫射板254的表面更平坦。如图17所示，锥形孔H形成为通过阻挡膜242、栅极绝缘膜246、层间 绝缘膜248与252、漫射板254和平坦化层256到达基板240。如图17所示， 透射像素电极210形成在平坦化层256上，并且形成为覆盖锥形孔H的内周 边和形成孔H的底部的基板240的表面。透射像素电极210例如由ITO制 造的导电透射膜形成。透射像素电极210图案化成如图17所示的矩形形状。反射像素电极212形成在透射像素电极210的整个表面上。反射像素电 极212具有如图17所示形成的开口 212w。反射^^素电极212例如由Al制 造的导电反射膜(金属膜)形成。因此，反射像素电极212电连接到透射像 素电极210。反射像素电极212通过用稍后描述的激光熔蚀加工图案化沉积 在透射像素电极210上的导电反射膜211来形成。此外，在该图案化中，由 树脂或等同物制造的停止层215事先形成在透射像素电极210中的锥形孔H 上。对向电极262、滤色器264、相差板266和偏振才反268面对形成有像素 电极的驱动基板201而一体地设置。相差板270、偏振板272和平面光源274面对驱动基板201相对于形成有像素电极的一侧而一体地设置。对向电极262例如由ITO或等同物制造的导电透射膜形成，并且在对向电极262和透 射像素电极210之间以及对向电极262和反射像素电极212之间形成电场。偏振板268和272将入射光转换成线性偏振光。相差板266和270进行 光学补偿，以将通过偏振板268或272的线性偏振光转换成圓偏振光，以便 改善对比度，并且减少和防止液晶显示器中的颜色改变。滤色器264具有红 (R)、绿(G)和蓝(B)三基色的良好彩色层，以及具有预定图案的称为 黑矩阵的遮蔽层。平面光源274包括例如冷阴极荧光管的光源，并且输出平 面光BL到基板240。对于封闭在对向电极与透射像素电极210和反射Y象素电极212之间的液 晶260，例如采用扭转向列(TN)液晶。在具有上述构造的液晶显示器中，入射在偏振板268上的外部光OL通 过偏振板268、相差板266、滤色器264和对向电极262，入射在反射像素电 极212上，被反射像素电极212反射，并且再一次从偏振板268输出到外面。 因为反射像素电极212具有由漫射板254中的凹凸引起的表面凹凸，所以入 射在反射像素电极212上的外部光OL被散射，并且改善了屏幕亮度。如图16所示，另一方面，从平面光源274输出的光BL由反射像素电极 212屏蔽，并且在存在反射像素电极212的区域中不从偏振板268输出到外 部。然而，如图17所示，入射在透射像素电极210上的光BL的一部分通过 反射像素电极212的开口 212w，并且通过对向电极262、滤色器264、相差 板266和偏振板268输出到外部。结果，在暗的地方使用平面光源274而在 亮的地方外部光被反射像素电极212反射，可以获得高亮度和省电的液晶显 示器。接下来，将描述形成反射像素电极212的方法。反射像素电极212采用 如图4所示包括碎片收集装置22的激光加工设备20形成(图案化)。激光控制单元1作为激光源输出激光3 (稍后描述的激光束LB )。目标 的表面(目标膜26 )通过从激光控制单元1输出的激光3加工。例如，准分 子激光器或者YAG激光器用作激光控制单元1。如上所述，有具有不同激 光介质的多种类型的准分子激光器。准分子激光器与采用热能进行加工的 YAG激光器(1.06 iam)和0)2激光器(10. 6 |um )有很大不同，不同之处 在于准分子激光器在紫外区域中具有振荡波长。准分子激光器本质上仅脉沖振荡，并且例如具有约20 ns的脉冲宽度和矩形激光束形状。因为准分子激 光器进行称为熔蚀的加工，该加工直接光化学地分离化学键(bond),并且 不容易受到热影响，所以加工表面的所得的边缘极其锋利。另一方面，因为 由YAG激光器或C02激光器加工的区域在溶化后蒸发，所以加工区域的周 边是倒圓的，并且所得的边缘不锋利。此外，准分子激光器具有尺寸约为10 x 10mm的起始束截面，并且在激光束具有就长度和宽度而言由束成形器14 增加的面积时，可以共同地加工相对大的区域。因此，准分子激光器适合于 同时加工具有大面积的区域。下面，将参照图18至21描述形成电极的方法。根据该实施例，即使在 使用非导电材料例如树脂材料形成的停止层时，透射像素电极210和反射像 素电极212也是导通的，使得防止激光束LB对透射像素电极210的损坏。 在图18至21中，与图16和17相同的部件由相同的标号表示。首先，如图18所示，孔H形成在堆叠在驱动基板201的基板240上的 阻挡膜242、栅极绝缘膜246、层间绝缘膜248与252、漫射板254和平坦化 层256中；然后导电透射膜形成在平坦化层256上；以及导电透射膜图案化 为形成透射像素电极210。透射像素电极210可以采用上述的激光加工设备 20图案化。例如退火的ITO用作形成透射像素电极210的导电透射膜。导 电透射膜例如通过溅射形成。图18展示了这样的状态形成孔H;然后导电透射膜形成在平坦化层 256上；图案化导电透射膜以形成透射像素电极210;以及然后在孔H中的 透射像素电极的表面上形成停止层215。停止层215由透射可见光的材料形 成。例如，采用透明树脂材料。如果采用树脂材料，则优选该树脂材料具有 在来自激光加工设备20的激光束LB的波长附近的尽可能高的吸收率。例如， 树脂材料具有在248 nm的KrF准分子激光器的波长附近的高吸收率。停止 层215例如可以通过采用激光加工设备20的激光加工或者光刻工艺形成。在采用树脂材料形成停止层215后，导电反射膜211形成为覆盖停止层 215和以矩形形状图案化的透射像素电极210,如图19所示。作为导电反射 膜211，例如，采用由Al制造的导电反射膜(金属膜)。导电反射膜ll例如 通过賊射形成。因此，导电反射膜211电连接到透射像素电极210。接下来，形成有导电反射膜211的驱动基板201设置在上述激光加工设 备20上，并且用具有预定图案的激光束LB照射导电反射膜211的表面，如图20所示。导电反射膜211用作为脉冲的激光束LB间歇地照射。激光束 LB的功率设定为使得导电反射膜211的照射区域R此时没有由照射完全去 除，而是仅通过熔蚀去除导电反射膜211的一部分。这里，通过用激光束 LB照射从加工表面产生的碎片与在激光照射区域附近的气体一起夹带在涡 流中，并且采用如图ll或13所示的碎片收集装置通过碎片收集方法被有效 地收集和去除。当导电反射膜211的照射区域R用激光束LB重复照射时，逐渐去除照 射区域R。当导电反射膜211的照射区域R完全去除时，停止层215从导电 反射膜211中形成的开口暴露。用激光束LB进一步进行照射，当停止层215 也由熔蚀去除时，停止用激光束LB照射。在下透射像素电极210由激光束 LB损坏之前，停止用激光束LB照射。如上所述，导电反射膜211通过用具有预定图案的激光束LB照射导电 反射膜211来图案化导电反射膜211,并且因此形成具有开口 212w的反射 像素电极212，如图21所示。这里，停止层215的部分215p可以保留在反 射像素电极212和透射像素电极210之间。然而，停止层215是透射膜，并 且因此可以不妨碍可见光透射通过开口中的透射像素电极210。在上述工艺中，图案化了图15所示具有开口 212w的矩形反射像素电极 212。在本实施例中，停止层215形成在用于反射像素电极212的导电反射 膜和透射像素电极210之间。因此，当用激光束LB图案化反射像素电极212 时，透射像素电极210避免被去除或损坏，例如，从基板240剥离。结果， 可以用激光束LB形成反射像素电极212。如上所述，根据本实施例制造显示面板的方法，采用碎片收集装置22 可以有效收集图案化目标上的金属膜(反射像素电极212)期间所产生的碎 片。因此，有效地去除了激光照射期间产生的碎片，并且因此可以减少附着 到目标的碎片。这使得能够改善加工边缘的形状或者消除残渣。因此，能够 制造由微细和精密表面结构的多层膜形成的液晶显示器。此外，根据本实施例制造显示面板的方法，在停止层由非导电材料即树 脂形成的情况下，透射像素电极210电连接到反射像素电极212，并且反射 像素电极212可以通过激光束LB加工而不损坏透射像素电极210。停止层 215可以由根据用于激光加工设备20的激光的波长选择的任何材料形成。在上述实施例中，液晶显示器通过包括加工沉积在树脂(停止层215)上的金属膜(反射像素电极212)的步骤的方法制造；然而，液晶显示器也 可以通过包括采用根据本发明实施例的激光加工设备(碎片收集机构)加工 沉积在树脂膜上的树脂膜的步骤的方法制造。液晶显示器是显示面板(平板 显示面板)的一个实例。根据本发明实施例的制造方法不限于该实例，并且 可以应用于各种显示面板。本领域的技术人员应当理解的是，在所附权利要求及其等同特征的范围 内，根据设计需要和其它因素，可以进行各种修改、结合、部分结合和替换。本发明包含2007年6月27日提交日本专利局的日本专利申请JP 2007-169381的相关主题，将其全部内容引用结合于此。
权利要求
1、一种激光加工设备，用于采用激光来图案化形成于基板上的树脂膜或者金属膜，所述激光加工设备包括激光源，发射激光；和碎片收集装置，包括透射窗口，所述激光透射通过所述透射窗口；涡流产生机构，通过使气体流入所述树脂膜或者金属膜的激光照射区域附近的区域而产生涡流气流；以及屏蔽装置，所述屏蔽装置具有入射激光通过的开口并且屏蔽碎片流，其中所述碎片收集装置的所述涡流产生机构置为靠近所述基板上的所述树脂膜或者金属膜，并且其中由激光照射产生的碎片于堆叠在目标膜上之前和之后被夹带在由所述涡流产生机构产生的所述涡流气流中，并且通过所述屏蔽装置排出到外部。
2、 根据权利要求1所述的激光加工设备，其中所述碎片收集装置还包括涡流气流排出部和涡流形成部，所述涡流 气流排出部具有透射孔，该透射孔为激光光路并且为与排出孔相通的涡流气 流通路，且所述涡流形成部置为面对所述基板；其中所述涡流形成部具有涡流形成板，所述涡流形成板具有与所述涡流 气流相对应的旋转方向并且与所述透射孔相通的放射状涡流形成槽，所述涡 流形成槽形成在所述涡流形成部的面对所述基板的表面上；并且其中气体引入所述涡流形成板的所述涡流形成槽中，从而流入所述涡流 形成槽中以形成涡流气流的所述气体通过所述涡流气流排出部的所述透射 孔从所述排出孔排出到外部。
3、 根据权利要求2所述的激光加工设备，其中所述屏蔽装置是设置到所述碎片收集装置内部的所述涡流气流通 路并且在所述激光光路上具有开口的屏蔽板。
4、 根据权利要求2所述的激光加工设备，其中所述屏蔽装置具有形成在所述碎片收集装置内部的所述涡流气流 通^各中的凹凸的波紋管结构。
5、 根据权利要求3或4所述的激光加工设备，其中所述屏蔽装置的所述涡流气流通路中的所述开口与所述激光的束 尺寸一样大或者比所述激光的束尺寸略大。
6、 根据权利要求2所述的激光加工设备，其中所述涡流形成槽形成为使得在所述涡流形成槽与所述透射孔的同 心圓的切线之间形成的角中在所述涡流气流的下游侧形成锐角。
7、 根据权利要求2所述的激光加工设备，其中所述碎片收集装置还包括在所述涡流形成板的面对所述基板的表 面的外周边上的环形槽，所述环形槽与所述涡流形成槽相通；并且其中气体从形成在所述环形槽中的供气孔引入，以将所述气体提供到所 述涡流形成槽，引起在所述环形槽中沿与所述涡流气流的旋转方向相同的方 向产生气流。
8、 根据权利要求7所述的激光加工设备，其中所述碎片收集装置还包括将气体引入形成在所述环形槽内的所述 供气孔中的气体引导部；并且其中所述气体引导部的位置对应于所述涡流形成槽，并且所述气体引导 部设置为相对于将所述透射孔的中心连接到所述环形槽的所述供气孔的直 线倾斜到沿所产生的涡流气流的所述旋转方向的上游侧。
9、 根据权利要求2所述的激光加工设备，其中形成在所述涡流形成板中的所述涡流形成槽在所述环形槽上的槽 宽度以预定的比率大于在所述透射孔上的槽宽度。
10、 根据权利要求9所述的激光加工设备， 其中满足下面的关系W1:W2= 1:1.5到2.5其中在形成于所述涡流形成板中的所述涡流形成槽中，在所述环形槽上 的所述槽宽度定义为Wl，而在所述透射孔上的所述槽宽度定义为W2。
11 、根据权利要求2所述的激光加工设备，其中所述碎片收集装置还包括在所述涡流气流排出部的所述透射孔与 所述涡流形成板的所述涡流形成槽之间形成环形气流的空间。
12、根据权利要求11所述的激光加工设备，其中曲线形状或者锥形形状形成在所述透射孔的连接到形成所述环形 气流的所述空间的所述开口附近的壁表面上。
13、 一种激光加工方法，用于采用激光来图案化基板上的树脂膜或者金属膜，所述激光加工方法包括下述步骤使碎片收集装置靠近所述基板，所述碎片收集装置具有透射所述激光 的透射窗口；涡流产生机构，通过使气体流入所述树脂膜或者金属膜的激光 照射区域附近的区域而产生涡流气流；以及屏蔽装置，具有入射激光通过的 开口并且屏蔽碎片流；将由激光照射产生的碎片于堆叠在目标膜上之前和之后夹带在由所述 涡流产生机构产生的所述涡流气流中；以及通过所述屏蔽装置将所述碎片排出到外部。
14、 一种碎片收集机构，用于去除采用激光图案化基板上的树脂膜或者 金属膜期间由激光照射产生的碎片，所述碎片收集机构包括透射窗口，激光透射通过所述透射窗口；涡流产生部，通过使气体流入所述树脂膜或者金属膜的激光照射区域附 近的区域而产生涡流气流；以及屏蔽装置，具有入射激光通过的开口并且屏蔽碎片流，其中所述涡流气流由置为靠近所述基板上的所述树脂膜或者金属膜的 所述涡流产生部产生，并且其中由激光照射产生的碎片于堆叠在目标膜上之前和之后被夹带在由 所述涡流产生部产生的所述涡流气流中，并且通过所述屏蔽装置排出到外部。
15、 一种碎片收集方法，用于去除采用激光图案化基板上的树脂膜或者 金属膜期间由激光照射产生的碎片，所述碎片收集方法包括下述步骤使碎片收集装置靠近所述基板，所述碎片收集装置具有透射入射激光 的透射窗口；涡流产生部，通过使气体流入所述树脂膜或者金属膜的激光照 射区域附近的区域而产生涡流气流；以及屏蔽装置，具有所述入射激光通过 的开口并且屏蔽碎片流；将由激光照射产生的碎片于堆叠在目标膜上之前和之后夹带在由所述 涡流产生部产生的所述涡流气流中；以及通过所述屏蔽装置将所述碎片排出到外部。
16、 一种制造显示面板的方法，所述显示面板具有形成有对应于像素的 多个配线图案的基板，所述方法包括下述步骤在形成于所述基板上的树脂膜上沉积树脂膜或者金属膜；以及通过用激光照射来图案化所述树脂膜或者金属膜，其中采用激光图案化所述树脂膜或者金属膜的步骤包括下述步骤使碎片收集装置靠近所述基板，所述碎片收集装置具有透射所述 激光的透射窗口；涡流产生机构，通过使气体流入所述树脂膜或者金属 膜的激光照射区域附近的区域而产生涡流气流；以及屏蔽装置，具有入 射激光通过的开口并且屏蔽碎片流；将由激光照射产生的碎片于堆叠在目标膜上之前和之后夹带在由 所述涡流产生机构产生的所述涡流气流中；以及通过所述屏蔽装置将所述碎片排出到外部。 17、 一种激光加工设备，用于采用激光图案化形成在基板上的树脂膜或 者金属膜，所述激光加工设备包括 激光源，发射激光；和碎片收集装置，包括透射窗口，所述激光透射通过所述透射窗口；涡 流产生机构，通过使气体流入所述树脂膜或者金属膜的激光照射区域附近的 区域而产生涡流气流；以及屏蔽装置，具有入射激光通过的开口并且屏蔽碎 片流，其中所述碎片收集装置的所述涡流产生机构置为靠近所述基板上的所 述树脂膜或者金属膜，并且其中由激光照射产生的碎片于堆叠在目标膜上之前和之后被夹带在由 所述涡流产生机构产生的所述涡流气流中，并且通过所述屏蔽装置排出到外部。
全文摘要
本发明涉及一种激光加工设备、碎片收集机构及方法与显示板的制造方法。提供了一种激光加工设备，用于以激光图案化形成于基板上的树脂膜或者金属膜。该设备包括激光源和碎片收集装置，该碎片收集装置具有透射激光的透射窗口、通过使气体流入树脂膜或者金属膜的激光照射区域附近的区域而产生涡流气流的涡流产生机构，以及具有激光通过的开口并且屏蔽碎片流的屏蔽装置。该机构靠近基板上的树脂膜或金属膜设置。由激光照射产生的碎片于堆叠在目标膜上之前和之后被夹带在由涡流产生机构产生的涡流气流中，并且通过屏蔽装置排出到外部。
文档编号B23K26/42GK101332535SQ200810131749
公开日2008年12月31日 申请日期2008年6月27日 优先权日2007年6月27日
发明者佐佐木良成, 山田尚树, 村瀬英寿, 阿苏幸成 申请人:索尼株式会社