本發(fā)明涉及顯示技術領域，具體涉及一種基板退火裝置。

背景技術：

隨著顯示技術的發(fā)展，有源矩陣有機發(fā)光二極管(active-matrixorganiclightemittingdiode，amoled)面板得到廣泛應用，oled具有高對比度、廣視角、低功耗、體積小等優(yōu)點?；赼moled面板，一種被稱為低溫多晶硅(lowtemperaturepoly-silicon，ltps)的技術應運而生。目前,ltps技術現在玻璃襯底上使用化學氣相沉積的方法沉積緩沖層；然后在緩沖層上沉積非晶硅層，在通過激光退火設備將非晶硅層轉變?yōu)槎嗑Ч鑼印?/p>

在現有技術中，利用準分子激光均勻照射處于基板上的非晶硅層，使得非晶硅層受高溫熔融，然后重結晶形成多晶硅層。但由于現有技術中的激光退火設備，通常在退火過程中每次只能夠對一塊基板進行退火處理，產能低效率低，不利于基板的產業(yè)化加工。

技術實現要素：

因此，本發(fā)明要解決的技術問題在于克服現有技術中的激光退火工藝加工效率低、成本高的缺陷，為此提供了一種非晶硅薄膜的激光退火裝置。

為此，本發(fā)明的技術方案如下：

一種基板退火裝置，其包括：退火室，所述退火室內設置有激光退火裝置，對基板表面進行退火處理；所述退火室內具有多個固定所述基板的輻照位置，所述至少一個對所述輻照位置的所述基板進行輻照的所述激光退火裝置。

本發(fā)明的基板退火裝置，通過在退火室內設置有多個輻照位置，這樣在激光退火裝置的輻照下可實現退火室內的多塊基板同步退火，有效提高了產能。

進一步地，所述激光退火裝置有多個，并且分別設置在與所述輻照位置相對應的多個室壁上。由于激光退火裝置有多個，這樣可對每一個激光退火裝置進行控制、維護，從而便于使用人員操作。

進一步地，還包括設置在所述退火室上游的預熱室，所述預熱室對所述基板進行預加熱；優(yōu)選地，所述預熱室的加熱溫度范圍為0℃到600℃。

本發(fā)明的基板退火裝置，通過在退火室上游設置預熱室，避免因基板溫度較低而需進行多次激光掃描才能將非晶硅轉化為多晶硅；提高了激光退火的效率，同時減少了激光發(fā)射單元的使用次數，提高了激光光源的使用壽命，降低了生產成本。

進一步地，所述退火室內還設置有旋轉裝置，多個所述輻照位置設置在所述旋轉裝置上；優(yōu)選地，在所述旋轉裝置上還設置翻轉裝置，所述翻轉裝置對所述基板進行翻轉。

本發(fā)明的基板退火裝置，通過設置有旋轉裝置，可實現將各基板通過旋轉送入或旋轉帶離與激光退火裝置對應的各輻照位置。

進一步地，所述基板退火裝置還包括傳送室，所述傳送室將基板來料傳送到所述預熱室；優(yōu)選地，所述傳送室中設置有翻轉裝置，所述翻轉裝置對所述基板進行翻轉；優(yōu)選地，所述預熱室、所述傳送室和所述退火室均設置有多個腔室。

本發(fā)明的基板退火裝置，通過在退火室內的旋轉裝置上設置有翻轉裝置，或者通過在預熱室上游設置帶有翻轉裝置的傳送室，可實現將基板由水平翻轉為豎直，由于部分基板面積較大，若對水平放置的多塊基板進行同步退火操作則需占用較大面積，通過設置翻轉裝置將水平基板翻轉到豎直狀態(tài)，節(jié)約裝置的占地空間，在等同空間內提高了基板的傳送和加工數量，同時通過在傳送室、預熱室和退火室分別設置多個腔室，多個腔室分別同步翻轉、預熱或退火，有效提高了產能。

進一步地，所述激光退火裝置還包括與基板表面對應設置的惰性氣體加熱裝置和激光照射單元，所述惰性氣體加熱裝置上設置有供所述激光穿過的進口和出口，所述出口對準所述基板表面。

進一步地，所述激光退火裝置還包括退火控制系統(tǒng)，所述退火控制系統(tǒng)控制照射到所述基板上的非晶硅的激光能量；優(yōu)選地，所述退火控制系統(tǒng)包括光學系統(tǒng)和控制裝置，所述控制裝置分別與所述光學系統(tǒng)和所述激光照射單元連接，所述光學系統(tǒng)檢測分析所述基板表面的退火狀態(tài)，所述控制裝置根據來自所述光學系統(tǒng)的檢測分析結果控制所述激光照射單元工作，所述控制裝置控制所述激光照射單元調節(jié)照射到所述基板表面的激光能量。

進一步地，所述光學系統(tǒng)包括檢測裝置和數據處理分析裝置，所述檢測裝置檢測所述基板表面的退火狀態(tài)的數據，所述數據處理分析裝置與所述檢測裝置和所述控制裝置通信連接并分析所述退火狀態(tài)的數據。

本發(fā)明的激光退火裝置，還設置有包括光學系統(tǒng)和控制裝置的退火控制系統(tǒng)，通過光學系統(tǒng)檢測分析基板表面的退火狀態(tài)，控制裝置根據檢測分析結果控制激光照射單元調節(jié)照射到基板表面的激光能量，由此實現非晶硅層向多晶硅層的均勻轉化。

進一步地，在所述惰性氣體加熱裝置的出口處還設置有過濾片，所述過濾片至少包括控制激光通過的激光孔；優(yōu)選地，所述激光退火裝置還包括電解裝置，所述電解裝置電離所述惰性氣體，所述過濾片還包括控制電離后的惰性氣體離子通過的離子孔；優(yōu)選地，所述激光孔設置在所述過濾片的中部，所述離子孔設置在所述激光孔的外圍；優(yōu)選地，所述激光孔為沿過濾片中部設置的條狀通孔，所述離子孔均勻設置在所述過濾板上所述條狀通孔的兩側。

進一步地，所述過濾片上還設置有加熱部件，所述加熱部件對所述基板和所述惰性氣體進行熱輻射。

本發(fā)明的激光退火裝置，還設置有電解裝置電解惰性氣體以獲得惰性氣體離子，并通過在出口處設置帶有激光孔的過濾片，激光孔可使發(fā)射激光通過，由此控制非晶硅層向多晶硅層轉化；同時過濾片上還設置有控制惰性氣體離子通過的離子孔，通過設置離子孔控制惰性氣體離子均勻到達基板表面，由此可提高基板表面的半導體層的電子遷移率并降低半導體層的閾值電壓、減小開關電流，達到優(yōu)質晶化的效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的第一種實施方式中提供的激光退火流程示意圖；

圖2為圖1所示退火室內的激光退火裝置結構示意圖；

圖3為圖2所示的激光退火裝置中的翻轉裝置結構示意圖；

圖4為本發(fā)明的另一種實施方式中提供的激光退火流程示意圖；以及

圖5為圖3所示的過濾片的結構示意圖。

附圖標記說明：

1-基板；2-機械手；3-傳送室；4-預熱室；5-退火室；6-激光退火裝置；7-載臺；8-激光；9-過濾片；10-惰性氣體加熱裝置；11-交流電源；12-旋轉裝置；13-激光照射單元；14-翻轉裝置；15-輻照位置；16-惰性氣體容納腔；17-進口；18-出口；19-旋轉基座；20-激光孔；21-離子孔；22-加熱部件；23-檢測裝置；24-數據處理分析裝置；25-控制裝置。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

此外，下面所描述的本發(fā)明不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結合。

實施例1

如圖1所示為本發(fā)明的一種基板退火裝置，其主要包括：預熱室4和退火室5。預熱室4設置在退火室5的上游，基板1通過機械手2進入預熱室4。預熱室4中設置有加熱器，通過加熱器對基板1進行預熱處理，其中預熱室4內的加熱溫度范圍為0℃到600℃。預熱完畢后，通過機械手2將基板1傳送到退火室5進行退火處理。

本實施例中的退火室5內設置有激光退火裝置6和旋轉裝置12，其中激光退火裝置6用于對基板1的表面進行退火處理。如圖3所示，本實施例中的旋轉裝置12上設置有多個固定安裝基板1的輻照位置15。如圖2所示，本實施例的激光退火裝置6包括惰性氣體加熱裝置10、惰性氣體容納腔16、激光照射單元13、退火控制系統(tǒng)以及為激光退火裝置6供電的交流電源11。激光退火裝置6設置有多個，其分別安裝在退火室5的多個室壁上，用于分別對設置在輻照位置15上的多個基板1進行輻照，通過激光掃描照射基板1的表面實現對基板1的退火處理，并最終實現基板1表面的非晶硅層向多晶硅層的轉變。其中惰性氣體加熱裝置10上設置有供激光照射單元13發(fā)射的激光穿過的進口17和出口18，其中出口18對準基板1的表面。

當激光退火裝置6工作時，惰性氣體加熱裝置10對惰性氣體容納腔16中的惰性氣體進行加熱，加熱后的惰性氣體可通過過濾片9后對基板1的表面進行預熱，由此可減少退火過程中激光照射單元13對基板1表面的加熱時間，提高退火效率，延長激光照射單元13的使用壽命。當開始退火操作后，首先通過激光照射單元13照射基板1的表面，使得基板1的表面上與出口18對應的區(qū)域的溫度高于氣體未經激光照射的區(qū)域的溫度，由此形成如圖2中箭頭a所示方向的溫度梯度，溫度梯度的形成更有利于形成大尺寸晶粒的多晶硅；然后通過水平移動激光退火裝置，使得激光照射單元13發(fā)射出的激光8穿過進口17、出口18以及過濾板9上的激光孔20后對基板1的表面進行激光掃描，由此使基板1表面的非晶硅層轉化為多晶硅層。

本實施例中還設置有退火控制系統(tǒng)，其中退火控制系統(tǒng)控制激光退火裝置的退火工作狀態(tài)從而確?；?的晶化效果。退火控制系統(tǒng)包括光學系統(tǒng)、過濾片9和控制裝置25，而光學系統(tǒng)又包括檢測裝置23和數據處理分析裝置24。如圖2所示，過濾片9設置在惰性氣體加熱裝置10的出口18處。數據處理分析裝置24與檢測裝置23和控制裝置25通信連接，控制裝置25和檢測裝置23分別與激光照射單元13和過濾片9通信連接。控制裝置25根據檢測裝置23和數據處理分析裝置24檢測分析的結果控制激光照射單元13的工作。檢測裝置23檢測基板1表面的退火狀態(tài)，具體來說，本實施例中采用橢偏儀作為檢測裝置，采用單片機作為數據處理分析裝置和控制裝置，橢偏儀與單片機通信連接；其中橢偏儀通過檢測基板1表面當前區(qū)域的晶化厚度，并將檢測數據發(fā)送到帶有分析程序的單片機；單片機處理分析檢測到的數據，并獲得檢測和分析的結果。單片機再根據檢測分析的結果，通過控制激光照射單元13對照射到基板1表面上的激光能量進行調節(jié)，由此實現非晶硅層向多晶硅層的均勻轉化。應理解的是，橢偏儀、帶有分析程序的單片機都是本領域的公知技術，這里不再贅述。

其中本實施例中的激光退火裝置6中還設置有電解裝置，通過電解裝置解離惰性氣體可獲得惰性氣體離子，例如惰性氣體ar通過外部電壓獲得能量將外層電子激發(fā)變?yōu)閍r+的離子狀態(tài)。過濾片9上包括控制激光照射單元13發(fā)射的激光通過的激光孔20，以及控制惰性氣體離子通過的離子孔21。過濾片9的結構如圖5所示，過濾片9的中部設置有條狀激光孔20，在激光孔20的兩側均勻布置有離子孔21，其中離子孔21可以設置為如圖所示的方形孔也可以設置為圓形孔。由高壓電解裝置電解出的惰性氣體的離子，在電場作用下向基板1方向定向(即沿圖2中箭頭b所示方向)移動并通過過濾片9的離子孔21均勻流入基板1的表面，對基板襯底膜層進行表面處理，通過上述處理可提高基板表面的半導體層的tft特性，達到優(yōu)質晶化的效果。

如圖3所示，本實施例中的旋轉裝置12上還設置有翻轉裝置14。旋轉裝置12包括旋轉基座19和設置在旋轉基座19上的翻轉裝置14，翻轉裝置14上設置有載臺7，例如，載臺7通過翻轉裝置14連接安裝到旋轉基座19上。在載臺7上例如通過真空負壓吸附的方式設置有基板1。翻轉裝置14通過翻轉載臺7來翻轉基板1，以將基板1由水平狀態(tài)翻轉至豎直狀態(tài)。翻轉裝置可選擇齒輪、鏈輪、帶輪等傳動連接裝置中的一種。由于基板1的面積較大，在實際操作中需要較大的占地面積，因此將基板1翻轉后可節(jié)約操作面積提高產能。

作為替代的實施方式，如圖4所示的基板退火裝置還可設置傳送室3。傳送室3設置在預熱室4的上游并且在機械手2的下游，以將基板來料傳送到傳送室3內。在傳送室3中也可設置翻轉裝置，這樣通過翻轉裝置在傳送室3內將基板1進行翻轉。

而為了提高產能，上述實施例中可將傳送室3、預熱室4、退火室5均設置為有多個腔室。傳送室3的多個腔室進行同步翻轉基板1、預熱室的多個腔室進行同步預熱基板1以及退火室的多個腔室進行同步退火基板1。上述多個腔室的協(xié)同操作有助于進一步提高效率和產能。

本發(fā)明的激光退火裝置其主要工作過程為：

(1)輸送基板，通過輸送裝置向預熱室4輸送多塊基板來料，來料進入預熱室4后由加熱器對基板1進行預熱處理。

(2)預熱后的多塊基板1由預熱室4進入退火室5。通過退火室5內的旋轉裝置12，將設置于旋轉裝置12上的各個輻照位置15上的基板1旋轉到與設置在各個室壁上的激光退火裝置6相對應的位置，采用多個激光退火裝置6同時對多個基板1表面進行退火處理。

其中退火處理過程主要包括：預熱處理過程和激光掃描過程。

在預熱處理過程中，將激光退火裝置6中的惰性氣體加熱裝置10對準基板1的表面。首先，通過激光照射單元13對基板1上與惰性氣體加熱裝置的出口18相對的表面進行激光照射，使得非晶硅薄膜層上經激光照射區(qū)域的溫度高于其他區(qū)域的溫度，由此形成如附圖2中箭頭a所示的溫度梯度，溫度梯度的形成有利于形成大尺寸晶粒。其次，如圖5所示的過濾片9上至少一側還設置有加熱部件22，加熱部件22可采用電阻絲。加熱部件22的熱輻射既可對基板1的非晶硅膜層進行預熱也可對惰性氣體容納腔16內的惰性氣體進行加熱。同時，惰性氣體加熱裝置10對惰性氣體容納腔16中的惰性氣體進行加熱，加熱后的惰性氣體可通過激光孔20和離子孔21流向基板1的表面，由此對基板1的非晶硅層實現預熱處理。例如當非晶硅膜層的表面溫度需要達到1000℃時可實現向多晶硅的轉化，而通過熱惰性氣體以及加熱部件22的預熱可將非晶硅層在進行激光掃描操作前即可達到600℃-800℃。由此，可縮短后續(xù)激光掃描操作的時間，提高退火效率、減少激光發(fā)射單元的照射時間并提高激光發(fā)射單元的使用壽命。

激光掃描過程采用激光照射單元13移動照射基板表面。激光掃描過程還包括：檢測步驟、數據處理分析步驟和調節(jié)步驟。通過檢測裝置23對基板1表面的由非晶硅層重結晶形成的多晶硅層進行實時檢測，獲得的檢測數據經數據處理分析裝置24處理分析后反饋到控制裝置25。控制裝置25根據來自數據處理分析裝置24的處理分析結果調節(jié)激光發(fā)射裝置6中照射到基板表面的激光，由此控制非晶硅層向多晶硅層的均勻轉化。例如當檢測到當前區(qū)域的非晶硅層的平均厚度為50nm，則控制激光照射單元13的工作功率為2000w；如檢測到當前區(qū)域的非晶硅層的平均厚度為51nm時，則控制激光照射單元13的工作功率為2010w；如檢測到當前區(qū)域的非晶硅層的平均厚度為49nm時，則控制激光照射單元13的工作功率為1990w。

同時激光掃描過程還包括惰性氣體電離過程，通過退火室5內設置的電解裝置對惰性氣體進行電解，電解出的惰性氣體離子通過過濾片9后到達基板1的表面。通過電解惰性氣體獲得的離子對基板襯底膜層進行表面處理，可提高基板表面的半導體層的電子遷移率，提高電子遷移率有助于提高屏幕的分辨率；并降低半導體層的閾值電壓，降低閾值電壓有助于降低能量的損耗；同時還能減小開關電流閾值，開關電流閾值減小有助于加快屏幕亮度的響應時間，由此達到了優(yōu)化基板表面晶化的效果。

還可在預熱室4的上游設置有傳送室3。當設置有傳送室3時，基板1在進入傳送室3時即對基板1進行翻轉，將基板1由水平翻轉到豎直。在未設置有傳送室3時，基板1進入退火室5時對基板1進行翻轉，將基板1由水平翻轉到豎直。

本實施例的激光退火裝置新增有傳送室，通過在傳送室或者退火室內改變基板的輸送方式，將基板由水平翻轉到豎直狀態(tài)，節(jié)約裝置占地空間，并在相同空間內提高了基板的傳送和加工數量。此外，由于傳送室、預熱室和退火室均可設置有多個腔室，可實現高效退火，提高激光退火產能。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。