本發明涉及準分子激光退火(excimerlaserannealing)裝置用基板支撐模塊,涉及如下的準分子激光退火裝置用基板支撐模塊:將用于放置基板的工作臺劃分成規定區域來形成獨立的真空吸入區域,從而從工作臺的中央部分開始依次進行真空吸入,由此防止在基板與工作臺之間發生的氣泡的生成,來使基板的彎曲(warp)現象最小化。
背景技術:
通常,作為用于基板或薄膜的結晶化的方法包括:使基板或薄膜形成在腔室內部的工作臺上,在高溫狀態下進行退火,或者在高溫下在基板上蒸鍍薄膜的方法。在本發明中,將上述基板或薄膜的退火及高溫狀態下的薄膜蒸鍍過程統稱為“退火(annealing)”過程,為了方便,將基板或蒸鍍于基板上的薄膜稱為“基板”。
但是,在上述高溫下的退火存在如下的缺點:通過高溫氣氛下的熱化學反應污染腔室內部,或者在腔室內部生成沒必要的化合物,從而引起基板的污染。
并且,存在如下的缺點:因不均勻的溫度梯度,熱處理均勻度并不恒定,從而在基板或薄膜上形成斑點(mura),或者消耗很多用于調節高溫氣氛的時間,從而導致工序成本增加,且生產性低。
最近,隨著基板的大型化及薄板趨勢,研究利用激光的退火方法,尤其,利用準分子激光的退火(excimerlaserannealing)方法是一種向基板或薄膜上照射準分子激光來依次對基板或薄膜進行瞬間加熱并引導結晶化的方法。
這種準分子激光退火方法對于基板或薄膜整體的退火均勻度優秀,從而易于適用于大面積基板,僅對照射激光束的局部性區域進行瞬間加熱,因此,具有對薄膜或基板的適用性出色的優點,且生產性高,于是最近正在積極研究中。
通常,用于準分子激光退火方法的裝置包括:腔室;支撐模塊,配置于腔室內部,用于放置基板;激光發生器,配置于腔室外部,用于產生激光束;窗口,形成于腔室的一側,用于使激光束透過腔室內部;以及光學計,形成于腔室的外部的激光束的路徑上,通過窗口向腔室內部引導激光束來向基板或薄膜上照射。
其中,形成有上述基板的支撐模塊包括:工作臺,用于放置基板;支架,以向上下方向貫通工作臺的方式設置,用于裝載或卸載基板;以及升降驅動部,用于使支架升降。
通過這種準分子激光退火裝置,將需要進行退火的基板引入到腔室內部,并安裝于上述工作臺上,在安裝于工作臺上之前,利用升降驅動部使支架上升來使其向工作臺的上側突出,從而使基板安裝于上述支架上。
而且,若基板安裝于支架上,則利用升降驅動部來使支架下降,支架完全收容于工作臺的內部,基板安裝于工作臺上。
接著,若基板完全裝載于工作臺上,則在向工序進行方向移動工作臺的過程中,啟動激光發生器來向基板上照射激光束,進行基板的退火過程。
在以往的這種支撐模塊中的工作臺使形成于其上側的基板的彎曲最小化,為了防止氣泡(airpocket),在工作臺的上部形成如圖1所示的規定圖案。
形成于上述工作臺10的上部的圖案實現為1.2mm寬度的凹槽以60mm的間隔呈格子形態的排氣口通道11和形成于工作臺10的中央部的真空吸入通道12。上述真空吸入通道12與在外部額外形成的真空泵相連接,從而使形成于工作臺10的上側的基板在工作臺10上穩定地固定。
但是,尤其在大面積基板的情況下,排氣口通道11的圖案的形成無法對應基板的大型化,從而間歇性地引起氣泡現象,且這會導致基板的彎曲現象。
上述基板的彎曲現象會導致基于景深(d.o.f,depthoffield)的高度差的斑點現象,從而導致基板的品質降低。
并且,通過排氣口通道11及真空吸入通道12,在基板的全區域同時進行真空吸入,因此,在大面積薄膜基板的情況下,因自重,中心部的下垂現象明顯,由此在真空吸附的過程中發生時間差,從而導致氣泡的發生。
并且,以往的工作臺的外圍部處于不開放狀態,即,排氣口通道11及真空吸入通道12并未形成至工作臺10的末端,在基板放置于工作臺上之后,需要通過真空來去除殘留的氣泡。在此過程中,無法完全去除氣泡的可能性高,這依然導致基板的質量降低。
技術實現要素:
本發明用于解決上述問題,本發明的目的在于,提供準分子激光退火裝置用基板支撐模塊基板,即,將用于放置基板的工作臺劃分成規定區域來形成獨立的真空吸入區域,從而從工作臺的中央部分開始依次進行真空吸入,由此防止在基板與工作臺之間發生的氣泡的生成,來使基板的彎曲(warp)現象最小化。
為了實現上述目的,本發明提供準分子激光退火裝置用基板支撐模塊,上述準分子激光退火裝置用基板支撐模塊包括:工作臺,用于放置基板;支架,以向上下方向貫通工作臺的方式設置,用于將基板裝載于工作臺上或從工作臺上卸載基板;以及升降驅動部,用于使上述支架升降,上述準分子激光退火裝置用基板支撐模塊的特征在于,上述工作臺被劃分為規定區域,各個區域形成相互獨立的真空吸入區域,上述真空吸入區域從上述工作臺的中央部分開始依次進行真空吸入,從而從上述基板的中心部開始依次與上述工作臺相接觸。
并且,優選地,上述真空吸入區域包括:第一區域,呈四角形狀,形成于上述真空吸入區域的中央部分;第二區域,分別形成于上述第一區域的相向的邊角的外側;第三區域,分別形成于上述第二區域的外側;第四區域,分別形成于上述第一區域的相向的另一邊角的外側;以及第五區域,分別形成于由上述第二區域、第三區域和第四區域包圍的工作臺的各個頂點部分,從第一區域至第五區域依次進行真空吸入。
并且,優選地,上述準分子激光退火裝置用基板支撐模塊包括真空控制部,上述真空控制部按各個區域控制真空吸入區域的工作,在通過按各個區域的壓力檢查來檢查基板的彎曲現象之后,通過個別控制來校正壓力。
其中,優選地,在上述工作臺的上部形成有格子形態的規定的圖案,上述圖案以按各個區域獨立進行真空吸入的方式劃分而成,上述圖案是深度為0.2mm~0.4mm、寬度為2.5mm~3.5mm、間隔為4.5mm~5.0mm的凹槽,與上述圖案的長度方向垂直地切割的剖面呈矩形形態。
并且,優選地,上述圖案延伸至上述工作臺的邊緣部,上述工作臺的外圍部處于開放狀態。
并且,優選地,相對于上述工作臺的整個區域,上述支架配置有多個,為引導上述基板的彎曲,形成于上述工作臺的中央部分的支架的高度小于設在工作臺的外圍部分的支架的高度。
并且,優選地,上述支架為構成為下部由硬質材質形成且上部由具有彈性的材質形成的雙重結構。
本發明具有如下效果,將用于放置基板的工作臺劃分成規定區域來形成獨立的真空吸入區域,從而從工作臺的中央部分開始依次進行真空吸入,從而從上述基板的中心部開始依次與上述工作臺相接觸,由此防止在基板與工作臺之間發生的氣泡的生成,來使基板的彎曲現象最小化。
并且,本發明具有如下效果,按上述真空吸入區域控制對于是否進行真空吸入的工作,在通過按各個區域的壓力檢查來檢查基板的彎曲現象之后,調節對于存在問題的對應區域的壓力,來使均勻的壓力作用于基板整體,從而使基板的彎曲現象最小化。
并且,本發明具有如下效果,在工作臺的上部形成有格子形態的圖案,使工作臺和基板的接觸面積最小化,并使空氣的流動變得順暢來使基板的溫度梯度最小化,從而使在基板發生的斑點最小化,由此可獲得高質量的基板。
并且,本發明具有如下效果,形成于工作臺的上部的格子形態的圖案延伸至工作臺的邊緣部,向工作臺的外圍部去除自然殘壓,從而進一步使在基板與工作臺之間發生的氣泡的生成最小化。
附圖說明
圖1為以往的準分子激光退火裝置用基板支撐模塊的主要部分的立體圖。
圖2為本發明的準分子激光退火裝置用基板支撐模塊的主要部分的立體圖。
圖3為本發明的準分子激光退火裝置用基板支撐模塊的主要部分的主視圖。
圖4a為現有技術的工作臺的示意圖,圖4b為本發明的準分子激光退火裝置用基板支撐模塊b的工作臺的示意圖。
圖5為本發明的準分子激光退火裝置用基板支撐模塊的支架的示意圖。
具體實施方式
本發明涉及準分子激光退火裝置用基板支撐模塊,將用于放置基板的工作臺劃分成規定區域來形成獨立的真空吸入區域,從而從工作臺的中央部分開始依次進行真空吸入,從而從上述基板的中心部開始依次與上述工作臺相接觸,由此可防止在基板與工作臺之間發生的氣泡的生成,來使基板的彎曲現象最小化。
并且,在工作臺的上部形成有格子形態的圖案,使工作臺和基板的接觸面積最小化,并使空氣的流動變得順暢來使基板的溫度梯度最小化,從而使在基板發生的斑點最小化,由此可獲得高質量的基板。
以下,參照附圖,詳細說明本發明。圖2為本發明的準分子激光退火裝置用基板支撐模塊的主要部分的立體圖。圖3為本發明的準分子激光退火裝置用基板支撐模塊的主要部分的主視圖。圖4a為現有技術的工作臺的示意圖,圖4b為本發明的準分子激光退火裝置用基板支撐模塊b的工作臺的示意圖。圖5為本發明的準分子激光退火裝置用基板支撐模塊的支架的示意圖。
通常,如上所述,準分子激光退火裝置包括:腔室,為真空氛圍;支撐模塊,配置于腔室內部,用于放置基板110;激光發生器,配置于腔室外部,用于產生激光束;窗口,形成于腔室的一側,用于使激光束透過腔室內部;以及光學計,在腔室的外部形成于激光束的路徑上,通過窗口向腔室內部引導激光束來向基板110上照射。
尤其,在本發明中的激光發生器為發生準分子激光的裝置,向基板或薄膜照射準分子激光,由此,對基板或薄膜進行瞬間加熱來引導結晶化。
本發明涉及在上述準分子激光退火裝置中,形成基板110,并向工序進行方向移動所形成的基板110的基板支撐模塊100,通常,上述支撐模塊大體包括:工作臺120,用于放置基板110;支架130,以向上下方向貫通工作臺120的方式設置,裝載或卸載基板110;以及升降驅動部,用于使支架130升降。對于上述升降驅動部的結構,請參照上述現有技術文獻,這里將省略對其的詳細說明。
如圖所示,本發明的基板支撐模塊100包括:工作臺120,用于放置基板110;支架130,以向上下方向貫通工作臺120的方式設置,用于將基板110裝載于工作臺120上或從工作臺120上卸載基板110;以及升降驅動部,用于使上述支架130升降,上述準分子激光退火裝置用基板支撐模塊的特征在于,上述工作臺120被劃分為規定區域,各個區域形成相互獨立的真空吸入區域,上述真空吸入區域從上述工作臺120的中央部分開始依次進行真空吸入,從而從上述基板110的中心開始依次與上述工作臺120相接觸。
上述基板支撐模塊100通常呈與基板110的形態相對應的形狀,在上述基板支撐模塊100的上側配置有上部面處于露出狀態的工作臺120,在上述工作臺120的周邊形成有可使激光束透過的透明石英窗口。而且,上述支撐模塊可呈收容以向上下方向貫通工作臺120的方式設置的支架130,并收容用于使上述支架130進行升降的升降驅動部,并以可收容用于控制上述真空吸入區域的真空控制部的方式形成為四角箱形態。
上述工作臺120呈板狀形態,與需要進行退火的基板110的形態相對應或者大于其尺寸,上述支架130沿著上述工作臺120的上下方向貫通上述工作臺120,因此,在上述工作臺120形成有支架收容孔。
另一方面,將需要進行退火的基板110引入到腔室內部,將基板110放置于上述工作臺120上,在此情況下,為了基板110的穩定固定,借助真空吸附基板110來固定在工作臺120上。這在工作臺120實現用于排出空氣的排氣口通道以及用于吸入空氣的真空吸入通道等的結構來在工作臺120的下部吸入空氣,從而在工作臺120上固定基板110。
在此情況下,其特征在于,上述工作臺120被劃分為規定區域,各個區域形成相互獨立的真空吸入區域,上述真空吸入區域從上述工作臺120的中央部分開始依次進行真空吸入,基板110從上述基板110的中心部開始依次與上述工作臺120相接觸。
在以往的基板支撐模塊的情況下,尤其,在大面積的基板的情況下,因自重,與邊緣部相比,中心部相對下垂,在這種狀態下,若基板的整體同時在工作臺整體進行真空吸入,則因自重,中心部的下垂現象明顯,由此在真空吸附發生時間差,從而導致氣泡的發生。
本發明的工作臺120為了使這種氣泡的發生最小化,并非在工作臺120整體區域實現真空吸入,而是將工作臺120分割成規定區域,由各個區域形成相互獨立的真空吸入區域,按各個區域依次進行真空吸入。
其中,上述真空吸入區域從工作臺120的中央部分開始依次進行真空吸入,基板110從上述基板110的中心部開始依次與上述工作臺120接觸。
即,在將需要進行退火的基板110引入到腔室內部并向工作臺120上搬運的情況下,通常利用機械臂等,在此情況下,因自重,基板110的中心部會下垂,為了改善這種問題,本發明使上述真空吸入區域從工作臺120的中心部開始依次進行真空吸入,從基板110的中心部開始與工作臺120相接觸,并完成基板110的形成,從而使氣泡的發生最小化。
并且,上述真空吸入區域在工作臺120上劃分為規定區域并形成相互獨立的真空吸入區域,如圖2及圖3所示,包括:第一區域①,呈四角形狀,形成于中央部分;第二區域②,分別向上述第一區域①的相向的邊角的外側形成;第三區域③,分別向上述第二區域②的外側形成;第四區域④,分別向上述第一區域①的相向的另一邊角的外側形成;以及第五區域⑤,分別形成于上述第二區域②、第三區域③及第四區域④包圍的工作臺120的各個頂點部分。
即,優選地,作為本發明的一實施例,上述真空吸入區域從工作臺120的中央部分向邊緣形成11個區域,這可根據基板110的大小或厚度增減適當區域,或者可形成更大尺寸的真空吸入區域。
從上述第一區域至第五區域依次進行真空吸入,即,從上述工作臺120的中央部分開始依次進行真空吸入,從基板110的中心部依次開始與工作臺120相接觸,從而使氣泡發生的余地最小化。
如上所述,本發明將用于放置基板110的工作臺120劃分成規定區域來形成獨立的真空吸入區域,從工作臺120的中央部分開始依次實現真空吸入,由此從基板110的中心部開始依次與工作臺120相接觸,從而防止在基板110與工作臺120之間發生的氣泡的生成來使基板110的彎曲現象最小化。
另一方面,在本發明的基板110支撐模塊中,基本上,上述真空吸入區域的工作按各個區域得到獨立控制,同時,在按各個區域通過壓力檢查來檢查基板110的彎曲現象之后,通過個別控制來校正壓力,這種功能通過真空控制部實現。
即,獨立劃分的真空吸入區域與各個真空閥相連接,通過上述真空控制部來實現上述真空閥的開閉,并且,上述真空控制部在基板110的裝載之后,利用壓力傳感器按各個區域測定壓力,在檢測異常壓力的情況下,認定在上述區域存在氣泡,從而具有基板110的彎曲現象,在存在問題的真空吸入區域中,通過個別控制來校正壓力。
由此,本發明在執行基于激光束的退火過程之前,按上述真空吸入區域控制對于是否進行真空吸入的工作,通過按各個區域的壓力檢查來檢查基板110的彎曲現象之后,校正存在問題的對應區域的壓力,來使均勻的壓力作用于基板110整體,從而使基板110的彎曲現象最小化。
并且,規定的圖案210以格子形態形成于這種工作臺120的上部,這會減少基板110與工作臺120之間的接觸面積,基板110穩定地形成于工作臺120上,按各個區域獨立且均勻地依次進行真空吸入。
上述圖案210呈格子形態,按各個區域獨立進行真空吸入,如上所述,按各個真空吸入區域獨立且依次進行真空吸入。
并且,優選地,上述圖案210是深度為0.2mm~0.4mm、寬度為2.5mm~3.5mm、間隔為4.5mm~5.0mm的凹槽,與上述圖案的長度方向垂直地切割的剖面呈矩形形態,上述實施例是關于具有使激光束的干擾最小化,并使基板110的斑點發生最小化,使基板110與工作臺120之間的接觸面積最小化的最優條件的圖案210形態的優選實施例。
如上所述,本發明在工作臺120的上部形成有規定的格子形態的圖案210,由此使與工作臺120和基板110的接觸面積最小化,并使空氣的流動變得順暢,使基板110的溫度梯度最小化,并使在基板110發生的斑點最小化,由此可獲得高質量的基板110。
另一方面,如圖4a、圖4b所示,上述圖案210的特征在于,延伸至上述工作臺120的邊緣部,使上述工作臺120的外圍部處于開放狀態。
圖4a為示出以往的支撐模塊的外圍部的示意圖,圖4b為示出本發明的支撐模塊的外圍部的示意圖。
如圖4a所示,以往的工作臺的外圍部處于非開放狀態,如排氣口通道等形成于工作臺上的圖案的形態并未形成至工作臺的末端,在基板110形成于工作臺上之后,通過真空去除殘留的氣泡,在此過程中,氣泡有可能未被徹底去除,這會導致基板110的質量降低。
但是,如圖4b所示,在本發明的工作臺120中,本發明的圖案210延伸至工作臺120的邊緣部,工作臺120的外圍部處于開放狀態,殘壓自然通過工作臺120的外圍部被去除。
由此,殘壓通過工作臺120的外圍部自然被去除,來使基板110的彎曲現象最小化,或者即使經過通過上述真空控制部去除殘壓的過程,也使在基板110與工作臺120之間發生的氣泡的生成最小化,并可以使基板110的彎曲現象最小化。
而且,上述支架130以向上下方向貫通上述工作臺120的方式設置,由此在工作臺120上裝載或卸載基板110,如上所述,通過升降驅動部工作。
如圖5所示,優選地,在本發明中的上述支架130為引導上述基板110的彎曲,設置于上述工作臺120的中央部分的支架130的高度低于設置于工作臺120的外圍部分的支架130的高度。
尤其,在上述基板110為大面積基板110的情況下,因自重,中心部自然地下垂,反映上述基板110的自然下垂現象來形成支架130,由此,當設置于工作臺120時,在使基板110的彎曲現象最小化,且支架130下降過程中,從基板110的中心部形成至工作臺120上,基板110與工作臺120之間的空氣依次向工作臺120的外圍部排出,從而可以使氣泡的發生最小化。
并且,優選地,上述支架130構成為下部由硬質的材質形成且上部為由具有彈力的材質形成的雙重結構。作為一例,在上述支架130的下部結構上形成收容部,在上述收容部的內部收容上部結構,上部結構向下部結構的上側突出。
即,為能夠支撐基板110的負重,上述支架130的下部可以由如堅固且輕的鋁的材質形成,上部由如不向基板110施加刺激的具有彈性的聚氯乙烯(pvc)材質形成。
并且,上述支架130的上部結構由具有彈力的材質形成,具有從下部結構多級引入的結構,從而可調節上述上部結構的高度,根據需要,可實現為多種基板110的支架130。
包括如上構成的本發明的基板支撐模塊100的準分子激光退火裝置將需要進行退火的基板110引入到腔室內部,并形成在上述工作臺120上,在形成于工作臺120上之前,利用升降驅動部來使支架130上升,由此使工作臺120向上側突出,從而在上述支架130上形成基板110。
其中,在上述支架130中,形成于工作臺120的中央部分的支架130的高度小于形成于工作臺120的外圍部分的支架130的高度,隨著基于基板110的負重的下垂,自然引導基板110的彎曲。
而且,若基板110形成于上述支架130上,則利用升降驅動部來使支架130下降,從而完全向工作臺120的內部收容支架130。此時,上述工作臺120被劃分為規定區域,由此各個區域形成相互獨立的真空吸入區域,上述真空吸入區域從工作臺120的中央部分開始依次進行真空吸入,從上述基板110的中心部開始依次與工作臺120相接觸。
由此,通過支架130的高度差及真空吸入區域,在工作臺120上,從基板110的中心部向外圍部依次形成,并使工作臺120與基板110之間的氣泡最小化。
根據需要,通過上述真空控制部,在按真空吸入區域通過壓力檢查來檢查基板110的彎曲現象之后,通過個別控制來校正壓力來去除殘壓,由此使基板110的彎曲現象最小化,從而可獲得高質量的基板110。
并且,在工作臺120上部形成有規定的格子形態的圖案210,來使與工作臺120和基板110的接觸面積最小化,并使空氣的流動變得順暢,由此使基板110的溫度梯度最小化,來使在基板110發生的斑點最小化,從而可獲得高質量的基板110。
并且,形成于工作臺120的上部的格子形態的圖案210延伸至工作臺120的邊緣部分,通過工作臺120的外圍部自然地去除殘壓,從而進一步使在基板110與工作臺120之間發生的氣泡的生成最小化。
接著,若基板110裝載于工作臺120上,則在使工作臺120向工序進行方向進行移動的過程中啟動激光發生器來向基板110上照射激光束,并進行基板110的退火過程。