一种激光退火设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种激光退火设备，其包括激光发射装置和退火窗口，激光发射装置能够发射用于对工件进行退火的激光束，且该激光束自退火窗口的上方射向所述退火窗口，退火窗口的下方设有喷管，该喷管用于向所述退火窗口的下表面喷射气体。上述激光退火设备可以去除附着于退火窗口下表面并影响激光穿过的颗粒物，使照射至工件上的激光束具有均匀的能量密度，从而可以获得良好的退火效果。
【专利说明】一种激光退火设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及液晶显示【技术领域】，具体地，涉及一种在制备低温多晶硅薄膜的工艺过程中使用的激光退火设备。
【背景技术】
[0002]在低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器(LTPS TFT-1XD)和有源矩阵有机发光二极管显示器(AMOLED)中，一般需要在阵列基板上制备多晶硅薄膜作为薄膜晶体管(TFT)的有源层。
[0003]在现有技术中，一般采用下述方式在阵列基板上制备多晶硅薄膜:首先，在玻璃基板上沉积缓冲层，该缓冲层一般为双层，分别为SiNj^P S12 ;其次，在玻璃基板上沉积一层非晶娃；而后，对非晶娃层进行高温处理，一般在400?500°C的温度下,进行0.5?3小时的高温处理；最后，采用激光退火设备对非晶硅层进行退火，将非晶硅转化为多晶硅，从而在玻璃基板上获得多晶硅薄膜。
[0004]图1为现有的激光退火设备的结构示意图。如图1所示，激光退火设备I包括激光器(图中未示出)、封装玻璃2、光束切开单元(Slit)3、退火窗口 4等。其中，激光器用于发出激光束，该激光束经封装玻璃2、光束切开单元3及其他设备转换为线状光束，该线状光束穿过退火窗口 4，照射至表面沉积有非晶硅的玻璃基板上。
[0005]上述激光退火设备I在对非晶硅进行激光退火工艺时，玻璃基板上的非晶硅层上会有非晶硅颗粒5脱落，漂浮至退火窗口 4，并附着在其上，这样使得在进行后续的激光退火工艺时，附着于退火窗口 4上的非晶硅颗粒5会对激光束穿过退火窗口 4产生阻挡，从而降低了激光束的利用率，并使得照射至非晶硅层上的激光的能量不均，进而会导致制备出的多晶硅薄膜上出现不均匀及云纹(Mura)现象。
【发明内容】
[0006]本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种激光退火设备，其可以在退火工艺过程中，去除附着于退火窗口上的影响激光穿过的颗粒物，从而提高激光束穿过退火窗口的透过率，并使照射至非晶硅层上的激光的能量均匀，进而可以获得均匀的退火效果。
[0007]为实现本实用新型的目的而提供一种激光退火设备，包括激光发射装置和退火窗口，所述激光发射装置能够发射用于对工件进行退火的激光束，且所述激光束自所述退火窗口的上方射向所述退火窗口，所述退火窗口的下方设有喷管，所述喷管用于向所述退火窗口的下表面喷射气体。
[0008]其中，所述激光退火设备还包括与所述喷管连通的气源，所述气源用于向所述喷管提供气体。
[0009]其中，所述气体为氮气。
[0010]其中，所述喷管的数量为多个。
[0011]其中，多个所述喷管分别设置在所述退火窗口的相对的两侧，且位于所述退火窗口两侧的多个所述喷管交错设置。
[0012]其中，所述用于对工件进行退火的激光束为线状激光束。
[0013]其中，所述激光发射装置包括激光器和激光束转换单元，所述激光器用于发出激光束，所述激光束转换单元用以将所述激光器发出的激光束转换为线状激光束。
[0014]其中，所述激光器为氯化氙准分子激光器、氟化氪准分子激光器和氟化氩准分子激光器中的一种。
[0015]其中，所述激光退火设备还包括激光调节装置，所述激光调节装置能够将调节所述激光束的能量密度。
[0016]本实用新型具有以下有益效果:
[0017]本实用新型提供的激光退火设备，其退火窗口下方设有喷管，在退火工艺过程中，喷管向退火窗口下表面喷射气体，通过吹扫可以将附着于退火窗口下表面的颗粒物去除，从而在后续的激光退火工艺中，使退火窗口下表面上不存在阻挡激光束穿过的颗粒物，这样就使得穿过退火窗口，照射至工件的各区域上的激光束的能量均匀，从而可以获得均匀的退火效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0019]图1为现有的激光退火设备的结构示意图；
[0020]图2为本实用新型实施例提供的激光退火设备的示意图；
[0021]图3为图2所示激光退火设备中退火窗口的仰视示意图；
[0022]图4为玻璃基板的示意图。
[0023]附图标记说明
[0024]1:激光退火设备；2:封装玻璃；3:光束切开单兀；4:退火窗口 ；5:非晶娃颗粒；
[0025]10:激光退火设备；12:退火窗口 ；13:喷管；110:激光束转换单元；111:封装玻璃；112:光束切开单元；20:玻璃基板；21 =SiNx层；22 =S12层；23非晶硅层。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0027]在本实用新型中，以激光发射装置相对于退火窗口 12的方向为上，以退火窗口 12相对于激光发射装置的方向为“下”。
[0028]请参看图2，图2为本实用新型实施例提供的激光退火设备的示意图。激光退火设备10包括激光发射装置和退火窗口 12。激光发射装置能够发射用于对工件进行退火的激光束，且该激光束自退火窗口 12的上方射向退火窗口 12。具体地，该用于对工件进行退火的激光束为线状激光束。激光发射装置包括激光器(图中未示出)和激光束转换单元110，其中，激光器用于发出激光束，激光束转换单元110用以将激光器发出的激光束转换为可以对工件进行退火的线状激光束。优选地，在本实施例中，激光器为氯化氙准分子激光器、氟化氪准分子激光器和氟化氩准分子激光器中的一种。激光转换单元110包括封装玻璃111和光束切开单元112。
[0029]退火窗口 12的下方设有喷管13,该喷管13用于向退火窗口 12的下表面喷射气体，以在退火工艺过程中，通过吹扫去除附着于退火窗口 12下表面上的影响激光穿过的颗粒物。具体地，喷管13与气源(图中未示出)连通，气源用于向喷管13提供用于喷射的气体；在本实施例中，优选地，该气体为氮气。
[0030]优选地，在本实施例中，喷管13的数量为多个；其分别设置在退火窗口 12的相对的两侧，并且，位于退火窗口 12两侧的多个喷管13交错设置，如图3所示。这样设置可以在退火窗口 12的相对的两侧向相互对吹，且二者不相互干扰，从而可以更快和更彻底的去除退火窗口 12表面的颗粒。
[0031]下面结合附图对本实施例提供的激光退火设备进行退火工艺的流程进行说明。
[0032]以多晶硅薄膜的制备工艺为例，多晶硅薄膜的制备工艺包括下述步骤:
[0033]S1、对玻璃基板20进行清洗，去除玻璃基板20上的尘埃和颗粒物。
[0034]S2、在玻璃基板20上沉积缓冲层。优选地,如图4所示,该缓冲层包括两层，分别为SiNx层21和S12层22。具体地，其制备过程为:首先，采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法在玻璃基板20上沉积SiNx层21，其厚度为50?150nm ;而后，在SiNx层21上沉积S12层22，其厚度为100?350nm。
[0035]S3、在缓冲层上沉积非晶硅层23。该非晶硅层23 —般通过PECVD方法沉积，优选地，其厚度为30?60nm。
[0036]S4、对非晶硅层23进行高温处理。具体地，将玻璃基板20置于400?500°C的温度中，进行0.5?3小时的高温处理。
[0037]S5、采用本实施例提供的激光退火设备对非晶硅层23进行退火处理，将非晶硅层23转化为多晶硅，从而在玻璃基板上获得多晶硅薄膜。
[0038]具体地，在步骤S5中，激光发射装置发出线状激光束，该线状激光束由退火窗口12的上方射向退火窗口 12，在穿过退火窗口 12后，照射在非晶硅层23上，从而可以对非晶硅层23进行激光退火工艺；并且，通过移动玻璃基板20，激光束可以将整个玻璃基板20完全扫描，从而完成对玻璃基板20的每个区域上的非晶硅层23的退火。优选地，在该过程中，激光束的脉冲频率为500Hz，重叠率为92%?98%，激光扫描速率为4?16mm/s，激光束的能量密度为300?500mJ/cm2。
[0039]在对玻璃基板20上的非晶硅层23的退火工艺完成后，由于在该退火过程中，非晶硅层23上会有部分的非晶硅脱落，漂浮向退火窗口 12，并附着于退火窗口 12上。因而，在对下一个玻璃基板20上的非晶娃层23进行退后工艺之前,喷管13向退火窗口 12的下表面喷射气体(氮气)，通过吹扫去除附着在退火窗口 12下表面的颗粒物，从而在对下一个玻璃基板20上的非晶硅层23进行退火工艺时，使退火窗口 12上不存在阻碍激光穿过的颗粒物，以及使照射至非晶硅层23上的激光束的能量均匀，从而可以在玻璃基板20上获得均匀的多晶硅薄膜。
[0040]优选地，在本实施例中，激光退火设备还包括激光调节装置，用于调节激光束的能量密度，以满足不同退火工艺的需要。
[0041]本实施例提供的激光退火设备10，其退火窗口 12下方设有喷管13，在退火工艺过程中，喷管13向退火窗口 12下表面喷射气体，通过吹扫可以将附着于退火窗口 12下表面的颗粒物去除，从而在后续的激光退火工艺中，使退火窗口 12下表面上不存在阻挡激光束穿过的颗粒物，这样就使得穿过退火窗口 12，照射至工件的各区域上的激光束的能量均匀，从而可以获得均匀的退火效果。
[0042]需要说明的是，在本实施例中，喷管13的数量为多个，其分别设置在退火窗口 12的相对的两侧，并且，位于退火窗口 12两侧的多个喷管13交错设置，但本实用新型并不限于此，在实际应用中，喷管13还可以以其他的设置方式设置在退火窗口 12上，例如，多个喷管13设置在退火窗口 12的一侧，设置在退火窗口 12的相邻的两侧，以及在退火窗口 12的每个侧面上等。此外，根据吹扫颗粒物的需要，喷管13的数量还可以是一个。
[0043]可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种激光退火设备，包括激光发射装置和退火窗口，所述激光发射装置能够发射用于对工件进行退火的激光束，且所述激光束自所述退火窗口的上方射向所述退火窗口，其特征在于，所述退火窗口的下方设有喷管，所述喷管用于向所述退火窗口的下表面喷射气体。
2.根据权利要求1所述的激光退火设备，其特征在于，所述激光退火设备还包括与所述喷管连通的气源，所述气源用于向所述喷管提供气体。
3.根据权利要求1或2所述的激光退火设备，其特征在于，所述气体为氮气。
4.根据权利要求1所述的激光退火设备，其特征在于，所述喷管的数量为多个。
5.根据权利要求4所述的激光退火设备，其特征在于，多个所述喷管分别设置在所述退火窗口的相对的两侧，且位于所述退火窗口两侧的多个所述喷管交错设置。
6.根据权利要求1所述的激光退火设备，其特征在于，所述用于对工件进行退火的激光束为线状激光束。
7.根据权利要求1或6所述的激光退火设备，其特征在于，所述激光发射装置包括激光器和激光束转换单元，所述激光器用于发出激光束，所述激光束转换单元用以将所述激光器发出的激光束转换为线状激光束。
8.根据权利要求7所述的激光退火设备，其特征在于，所述激光器为氯化氙准分子激光器、氟化氪准分子激光器和氟化IS准分子激光器中的一种。
9.根据权利要求1所述的激光退火设备，其特征在于，所述激光退火设备还包括激光调节装置，所述激光调节装置能够将调节所述激光束的能量密度。
【文档编号】H01L21/268GK203950784SQ201420283913
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年5月29日 优先权日:2014年5月29日
【发明者】田雪雁 申请人:京东方科技集团股份有限公司