準分子雷射退火工序用脫氧裝置的製作方法

2024-02-19 10:46:15 1

本發明涉及準分子雷射退火(excimerlaserannealing)工序用脫氧裝置，並涉及如下的準分子雷射退火工序用脫氧裝置：包括向基板上部側供給非活性氣體的脫氧模塊，恆定地維持進行基板上部側的準分子雷射退火工序部分的氧濃度，脫氧模塊被製作成單一單元，從而可組合使用。

背景技術：

在有機發光顯示裝置等的情況下，利用與對應像素電連接的薄膜電晶體來控制各個像素的發光與否或發光程度，上述薄膜電晶體可呈多種結構，但是，優選地，將具有高移動度等的優點的多晶矽薄膜用作為活性層，為此，需要將非晶矽(amorphoussilicon)膜結晶化成多晶矽(polysilicon)薄膜的工序。

為此，需要進行基板的退火工序，退火工序為對金屬或玻璃進行熱處理，去除堆積在物質中的變形、水分、應力等，使內部組織變得均勻，從而改善電或機械性質的工序，通常，有機發光顯示裝置等的平板顯示器的雷射退火工序意味著在矽片上照射雷射束來使非晶矽膜再結晶化，由此形成多晶矽薄膜的工序。

這種基板的退火裝置的工序腔室內部可存在氧(o2)或不純物，此時，氧(o2)對形成於基板上的薄膜進行氧化，不純物會降低薄膜的質量或者改變性質，從而導致產生基板不良。為了解決這些問題，提供在照射雷射束來執行熱處理的過程中，為使基板不暴露於氧中，在照射雷射束的部位吹入非活性氣體來向外部排出該部位的氧的脫氧模塊(opdm，oxygenpartialdegassingmodule)，從而可以防止矽氧化物形成於基板上。

在授權專利公報第10-1510772號中公開了如下的「光照射裝置」，作為向基板照射光來對上述基板進行處理的光照射裝置，上述光照射裝置包括：透過窗，可使上述光透過；第一傾斜部，設置於上述透過窗的上側，向上述透過窗的左右方向中的外側方向向上傾斜，或者下部面向上述透過窗的左右方向中的外側方向向上傾斜，從而對於從上述基板反射並透過上述透過窗的反射光進行第一次抵消；以及第二傾斜部，設置於上述第一傾斜部與透過窗之間，對於在上述第一傾斜部第一次抵消的反射光進行第二次抵消，以上述透過窗的左右方向的中心軸為準，上述第二傾斜部比上述第一傾斜部更朝向外側。

但是，在這些專利文獻中公開的以往的脫氧裝置存在如下問題：隨著雷射束的長度變長，脫氧裝置的長度需要變長，隨著長度增加，在脫氧裝置的內部及進行退火工序的部分很難確保非活性氣體的流量以及流速的均勻性，且使加工變得艱難，從而增加隨之而來的製作費用。

並且，在噴射的非活性氣體的量多的情況下，氣體的流速變快，由此，因亂流而很難管理氧濃度，且氧粒子有可能會飛散，從而需要營造以少量的非活性氣體也可以進行工序的環境。

並且，在以往的脫氧裝置的情況下，各個部件的尺寸大，因此存在難以進行維護的問題。

技術實現要素：

本發明為了解決如上所述的現有技術中的問題而提出，本發明的目的在於，提供如下的準分子雷射退火工序用脫氧裝置：將非活性氣體管道製作成螺杆形狀，從而均勻地噴射非活性氣體，由此恆定地維持在基板上部側的進行準分子雷射退火工序的部分的氧濃度，並將脫氧模塊製作成規定單一單元，從而以與準分子雷射退火裝置的大小及形態無關的方式適用。

為了實現上述目的，本發明一實施例的準分子雷射退火工序用脫氧裝置包括；殼體；脫氧模塊，與上述殼體的一側相結合，用於向基板上部側供給非活性氣體，恆定地維持上述基板上部側的氧濃度，上述準分子雷射退火工序用脫氧裝置的特徵在於，上述脫氧模塊包括：蓋板，形成有非活性氣體注入口；第一板，以面接觸的方式與上述蓋板相結合；第二板，以面接觸的方式與上述第一板相結合，包括擴散路徑，上述擴散路徑與上述非活性氣體注入口相連通，用於使注入的上述非活性氣體擴散；多個螺杆，頭部與上述蓋板相結合，在上述螺杆的外周面設有螺杆管道，以貫通上述第一板和第二板的方式結合有本體部，使在上述擴散路徑擴散的上述非活性氣體沿著上述螺杆管道擴散；以及第三板，以面接觸的方式與上述第二板相結合，形成有用於混合沿著上述螺杆管道擴散的上述非活性氣體的第一空間部，以向上述基板上部側供給上述非活性氣體。

其中，優選地，上述螺杆中的與上述第一板外接的部分的直徑更小，從而在上述螺杆與上述第一板之間形成有第二空間部。

此時，優選地，上述螺杆沿著上述第一板的長度方向配置2列。

而且，優選地，上述殼體的上側被用於使雷射束透過的窗所密封，以向內部提供用於使上述非活性氣體混入的第三空間部。

並且，優選地，在上述殼體中，在上述第三空間部的側壁沿著長度方向形成有使上述非活性氣體從上述第一空間部混入的噴射縫。

此時，優選地，上述噴射縫向下以開口方式設置，以使上述非活性氣體能夠向上述第三空間部的底面的曲線部噴射。

而且，優選地，在上述殼體中，在上述第三空間部的底面沿著長度方向形成有向上述基板的上部側排出上述非活性氣體的排出縫。

並且，優選地，上述脫氧模塊被製作成單一單元，從而以單個或多個組合實現。

其中，優選地，在上述單一單元中，在上述第一板的中心部形成有至少一個上述非活性氣體注入口。

並且，優選地，上述脫氧模塊以對稱的方式形成於上述第三空間部的側壁兩側。

此時，優選地，在上述脫氧模塊中，上述蓋板、第一板、第二板及第三板以螺栓結合的方式固定於上述殼體的一側面。

本發明具有如下效果，本發明為包括向基板上部側供給非活性氣體的脫氧模塊，恆定地維持進行基板上部側的準分子雷射退火工序的部分的氧濃度的準分子雷射退火工序用脫氧裝置，通過製作成螺杆形狀的多個管道擴散的非活性氣體均勻地向進行準分子雷射退火裝置的工序的寬广部分噴射，從而去除有可能對工序區域產生惡劣影響的氧及不純物，由此提高基板的收率並可確保生產性。

並且，本發明具有如下效果：脫氧模塊被製作成單一單元，從而可以組合使用，以與準分子雷射退火裝置和基板的大小無關的方式適用，在各個單一單元設置非活性氣體注入口，從而，與以往的裝置相比，可確保非活性氣體的均勻噴射。

並且，本發明具有如下效果：與以往的隔壁結構的非活性氣體供給噴嘴相比，可通過低難度的工序技術進行製作，從而可減少製作費用，且將脫氧模塊製作成單一單元，從而可製作小型裝置，從而設置及維護簡單且降低費用。

附圖說明

圖1為示出準分子雷射退火裝置的脫氧裝置的剖視圖。

圖2為本發明一實施例的準分子雷射退火工序用脫氧裝置的剖視圖。

圖3為本發明一實施例的準分子雷射退火工序用脫氧裝置的立體圖。

圖4為本發明一實施例的準分子雷射退火工序用脫氧裝置的脫氧模塊的分解立體圖。

圖5為本發明一實施例的準分子雷射退火工序用脫氧裝置的脫氧模塊的個別部件剖視圖。

圖6a、圖6b為本發明再一實施例的準分子雷射退火工序用脫氧裝置的剖視圖及立體圖。

圖7a、圖7b為本發明另一實施例的準分子雷射退火工序用脫氧裝置的剖視圖及立體圖。

具體實施方式

在本說明書及發明要求保護範圍中所使用的術語或單詞不得局限性地解釋為通用含義或詞典中的含義，應立足於發明人為了以最優的方法說明自己的發明而適當定義術語的概念的原則，解釋為符合本發明的技術思想的含義或概念。

在說明書整體中，當一個部分「包括」另一結構要素時，除非有特別相反的記載，意味著還可包括其他結構要素，而不是排除其他結構要素，對相同結構要素賦予了相同的附圖標記。

以下，參照附圖，詳細說明本發明的實施例。

圖1為示出準分子雷射退火裝置的脫氧裝置的剖視圖。圖2為本發明一實施例的準分子雷射退火工序用脫氧裝置的剖視圖。圖3為立體圖。圖4為本發明一實施例的準分子雷射退火工序用脫氧裝置的脫氧模塊的分解立體圖。圖5為個別部件剖視圖。圖6a、圖6b及圖7a、圖7b為本發明另一實施例的準分子雷射退火工序用脫氧裝置的剖視圖及立體圖。

適用本發明的準分子雷射退火裝置為向基板照射準分子雷射來執行基板的雷射退火工序的裝置，通過使非晶矽膜再次結晶化，由此形成多晶矽薄膜。

在這種準分子雷射退火裝置的工序腔室的內部可存在氧(o2)或不純物，此時，氧(o2)對形成於基板上的薄膜進行氧化，不純物會降低薄膜的質量或者改變性質，從而導致產生基板不良。為了解決上述問題，利用在照射雷射束來執行熱處理的過程中，為使基板不暴露於氧及不純物中，在照射雷射束的部位吹入非活性氣體來向外部排出上述部位的氧與不純物的脫氧模塊(opdm，oxygenpartialdegassingmodule)，從而可以提高基板的收率，確保生產性。。

對此，如圖1所示，以往的準分子雷射退火裝置包括使上述非活性氣體移動的管道21的剖面具有隔壁結構的脫氧裝置，即，脫氧模塊20，從雙重配管結構的管22均勻地供給的非活性氣體沿著隔壁結構的管道21緩慢進行並維持均勻的狀態，通過噴射縫12向第三空間部11噴射並被壓縮之後，通過下端部的排出縫13向基板的上部側排出。

其中，在上述脫氧裝置不具有如圖所示的隔壁結構，而是具有直線形態的結構的情況下，流經內部的上述非活性氣體的流速變快，從而無法確保在向上述空間部噴射的部分以及向基板的上部側排出的排出縫13部分的非活性氣體的流量及流速的均勻性。這意味著，在上述非活性氣體的流量多的情況下，由於流速增加並發生亂流，因此無法恆定管理氧濃度，且不純物會飛散，從而會使上述基板g及照射上述雷射束的光源部的鏡頭受損。

如上所述的以往的隔壁結構的管道通過一個板構成隔壁結構，因此，以符合大型化的基板大小的方式進行加工的過程中，需要高難度的加工技術，隨之製作費用會增加，如圖1所示，剖面部呈曲線形態，因此很難進行維護。

對此，如圖2至圖5所示，本發明一實施例的準分子雷射退火工序用脫氧裝置包括殼體100和脫氧模塊200，用於恆定地維持上述基板g上部側的氧濃度。

此時，執行上述熱處理工序的上述基板g設置於工序腔室(未圖示)的內部，本熱處理工序中的最佳條件就是，按規定濃度維持管理上述工序腔室內部整體的氧，但是，為了上述基板g的裝載及卸載，上述工序腔室(未圖示)需要頻繁開放，因此，在適用真空腔室或高壓腔室的情況下，費用會增加，在使上述工序腔室(未圖示)內部的氧呈現出規定濃度為止等待的情況下，需要相當的時間，因此工序時間會被延遲。

對此，上訴工序腔室(未圖示)的內部的氧濃度維持在約5％左右，利用本發明的脫氧裝置，使執行熱處理工序的上述基板g的上部側的氧濃度維持在最少20ppm以下。

本發明的上述殼體100的上側被用於使對上述基板g進行熱處理的雷射束透過的窗w密封，以向內部提供使非活性氣體混入並被壓縮的第三空間部110。

其中，例如，上述窗w由石英(quartz)形成，密封上述第三空間部110，在上述非活性氣體混入之後，使上述非活性氣體填充上述第三空間部110的內部並被壓縮，可透過上述雷射束，使上述雷射束通過後述的排出縫130來對上述基板g進行熱處理。

此時，在上述殼體100中，在上述第三空間部110的側壁沿著長度方向形成有使上述非活性氣體從上述第一空間部251混入的噴射縫120，在上述第三空間部110的底面沿著長度方向形成有向上述基板g的上部側排出上述非活性氣體的排出縫130。

其中，上述噴射縫120向下以開口方式設置，以使上述非活性氣體可朝向上述第三空間部110底面的曲線部噴射。

這是為了使上述非活性氣體按向下角度向上述第三空間部110噴射，上述第三空間部110的底面部呈凹陷的曲線形態，這是為了使上述非活性氣體不形成亂流流動，並可均勻地填充上述第三空間部110的內部。

上述非活性氣體在均勻地填充上述第三空間部110的內部之後被壓縮，通過上述排出縫130向上述基板g的上部側以縫形態噴射，由此可均勻地排出上述基板g上部側的氧及不純物，從而恆定地維持上述氧的濃度。

向上述基板g的上部側排出的上述非活性氣體僅以縫形態排出，從而可確保能夠向兩側排出存在於上述基板g的上部側的氧和不純物的流速和流量。

並且，上述排出縫130還起到使直線形態的上述雷射束通過排出縫130，來使其到達上述基板g的表面的作用。

而且，上述脫氧模塊200與上述殼體100的一側相結合，來向上述基板g的上部側供給上述非活性氣體，上述脫氧模塊200包括蓋板210、第一板220、第二板230、螺杆240及第三板250。

並且，在上述螺杆240中，頭部241與形成有非活性氣體注入口211的上述蓋板210相結合，在上述螺杆240的外周面設有螺杆管道242，以貫通上述第一板220和第二板230的方式結合有本體部243，以使在上述擴散路徑231擴散的上述非活性氣體沿著上述螺杆管道242擴散的方式形成多個。

而且，上述第一板220以面接觸的方式與上述蓋板210相結合，上述第三板250以面接觸的方式與上述第二板230相結合，形成有用於混合沿著上述螺杆管道242擴散的上述非活性氣體的第一空間部251，以向上述基板g的上部側供給上述非活性氣體。

此時，上述頭部241和上述第一板220以不形成間隔的方式面接觸，但是，在上述第一板220與上述第二板230之間存在可使上述非活性氣體擴散的間隔。

並且，在上述本體部243和第二板230外接的面存在約為20μm左右的間隔，在上述螺杆管道242與第二板230之間存在約為150μm的空間。

而且，在上述螺杆240中，與上述第一板220外接的部分的直徑更小，從而，在上述螺杆240與上述第一板220之間形成第二空間部244。

在具有這種結構的上述脫氧裝置200中，若上述非活性氣體通過上述非活性氣體注入口211向上述擴散路徑231方向注入，則先填充上述擴散路徑231的內部之後，通過上述第一板220與第二板230之間的間隔擴散，從而填充於各個上述螺杆240的上述第二空間部244。

填充各個上述螺杆240的上述第二空間部244的上述非活性氣體填充由上述螺杆240的本體部243或螺杆管道242和上述第二板230所形成的間隔或空間並擴散，以向上述第一空間部251混入。

此時，通過質量流量控制器(mfc，massflowcontroller)控制從各個上述螺杆240向上述第一空間部251混入的量，由此可確保上述非活性氣體的均勻的供給。

如上所述，與以往的脫氧裝置的隔壁形狀的管道相同，螺杆形狀的管道緩衝性地供給上述非活性氣體，從而可均勻地填充於上述第三空間部130的內部。

從上述第一空間部251混入的上述非活性氣體通過上述噴射縫120向上述第三空間部110噴射，在上述第三空間部被壓縮之後，通過上述排出縫130向上述基板g的上部側排出。

並且，上述螺杆240沿著上述第一板220的長度方向配置2列。

而且，上述脫氧模塊200被製作成具有150mm至200mm左右的長度的單一單元，從而實現為單個或多個組合。

如圖6a、圖6b及圖7a、圖7b所示，上述脫氧模塊200的單一單元可按照上述基板的大小及形態與上述殼體100的多個位置相結合，從而可執行上述基板g的上部側的脫氧作業。

如圖6a、圖6b所示，作為本發明再一實施例，上述第三板250以朝向上述基板g側的方式與上述脫氧模塊200相結合，以使沿著上述螺杆240擴散並經過的上述非活性氣體向上述基板g側噴射的方式形成有上述脫氧裝置。

如圖7a、圖7b所示，在另一實施例中，上述第三板250以朝向上述基板g側的方式與上述脫氧模塊200相結合，如本發明的一實施例，殼體具有排出縫，上述非活性氣體通過上述排出縫向上述基板g的上部側排出。

此時，在上述單一單元中，在上述第一板220的中心部形成有至少一個上述非活性氣體注入口211，在組合多個上述單一單元來使用的情況下，在各個單元分別設置上述非活性氣體注入口211，因此，與脫氧裝置的大小無關，與僅在兩端部注入上述非活性氣體的以往的脫氧裝置相比，可均勻地供給上述非活性氣體。

並且，上述脫氧模塊200以對稱的方式形成於上述第三空間部110的側壁兩側。這在上述排出縫130的兩側均勻地供給相同的非活性氣體，從而可有效執行脫氧工序。

並且，在上述脫氧模塊200中，上述蓋板210、第一板220、第二板230及第三板以螺栓結合的方式固定於上述殼體100的一側面。

與以往的脫氧裝置相比，在上述準分子雷射退火工序用脫氧裝置中，通過呈螺杆形狀的多個管道擴散的非活性氣體均勻地向進行準分子雷射退火裝置的工序的部分噴射來去除氧及不純物，由此提高基板的收率並可確保生產性，脫氧模塊被製作成單一單元，從而可組合使用，由此，以與準分子雷射退火裝置和基板的大小無關的方式適用，且通過低難度的加工技術進行製作，從而可減少製作費用，並可製作小型裝置，從而使設置及維護變得簡單且節省費用。