CN104576449A - 激光热处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种激光热处理设备，其包含：经配置以支撑掩模的掩模支撑模块；及光束切割器，其安装于所述掩模支撑模块与所述图像形成系统之间以对应于其中从所述图像形成系统反射的激光束被散射到所述掩模支撑模块的区，从而防止从所述图像形成系统反射及散射的所述激光束入射到所述掩模支撑模块。因此，由光束切割器防止从所述图像形成系统反射及散射的激光束入射到所述掩模支撑模块。另外，热屏蔽部件安装于所述掩模支撑模块与所述光束切割器之间以防止所述光束切割器直接连接到所述掩模支撑模块，从而防止热从所述光束切割器转移到所述掩模支撑模块。
Description
技术领域
本发明涉及一种热处理设备(heat treatment apparatus)，且更确切地说，涉及一种防止掩模支撑模块(mask support module)被激光热破坏的激光热处理设备。
背景技术
用于通过使用激光来处理衬底的典型热处理设备包含：在其上部部分中具有透射窗口的腔室；安置于腔室中以支撑且水平地移动衬底的衬底平台；安置于腔室之外以支撑掩模的掩模支撑模块；安装于腔室之外以提供激光的振荡部分；及安置于掩模支撑模块与腔室之间且对应于透射窗口的上侧以聚焦激光的图像形成系统(image forming system)(或投影透镜)。因此，将激光从振荡部分经由掩模及图像形成系统发射到置于腔室中的衬底。
虽然大部分激光束经由图像形成系统到达衬底，但其一部分由图像形成系统反射，且被散射并入射到掩模支撑模块。在具有高温的激光束的散射部分入射到掩模支撑模块时，从激光束的散射部分发射的高温热使掩模支撑模块变形。在将掩模置于掩模支撑模块上时，掩模对准。在此状况下，因为从激光束的散射部分发射的高温热使掩模支撑模块变形，所以掩模未对准。因此，掩模应重新对准，此举是一麻烦的过程。
第2003-0056248号韩国专利公开案揭示一种激光热处理设备，其包含用于以激光束来辐射板的第一激光装置。第一激光装置包含：第一激光产生器装置；用于分割脉冲激光束以发射脉冲激光束的掩模；及用于增加脉冲激光束的密度的投影透镜。尽管第2003-0056248号韩国专利公开案并未揭示一种掩模支撑模块，但在所属领域中常常使用用于支撑掩模的掩模支撑模块。此外，第2003-0056248号韩国专利公开案揭示一种用于增加激光束的密度或聚焦激光束的投影透镜。激光束的一部分由投影透镜反射，且接着入射到掩模支撑模块，如上文所描述。因此，从激光束产生的热使掩模支撑模块变形。
<所引用的文件>
[专利文件]第2003-0056248号韩国专利公开案
发明内容
本发明提供一种防止掩模支撑模块被激光热破坏的激光热处理设备。
本发明亦提供一种处理由掩模支撑模块的热变形引起的未对准问题的激光热处理设备。
根据示范性实施例，激光热处理设备包含：具有内部空间且容纳衬底的腔室；安装于腔室之外且使激光振荡的振荡器；安置于腔室的上侧之外的掩模；经配置以支撑掩模的掩模支撑模块；安置于掩模支撑模块之下以聚焦穿过掩模的激光的图像形成系统；及光束切割器，其安装于掩模支撑模块与图像形成系统之间以对应于其中从图像形成系统反射的激光束被散射到掩模支撑模块的区，从而防止从图像形成系统反射及散射的激光束入射到掩模支撑模块。
掩模支撑模块可包含：安置于图像形成系统上方的基部；在基部上方在X轴方向上延伸的第一滑轨；安装于第一滑轨上以沿着第一滑轨滑动的第一平台；在第一平台上方在Y轴方向上延伸的第二滑轨；安装于第二滑轨上以沿着第二滑轨滑动的第二平台；安装于第二滑轨上以沿着第二滑轨滑动的第二平台；可旋转地安装于第二平台上的第三平台；及安装于第三平台上以支撑掩模的掩模支架，其中基部、第一到第三平台及掩模支架是由不胀钢(Invar)形成。
光束切割器可安装于基部及第一到第三平台中的每一者的下部部分上，且光束切割器可对应于其中从图像形成系统反射的激光束被散射到掩模支撑模块的区。
激光热处理设备可包含安装于基部及第一到第三平台中的每一者的下部部分上的热屏蔽部件，其中光束切割器的至少一部分连接到热屏蔽部件的下部部分，且因此与基部及第一到第三平台中的每一者的下部部分间隔开。
热屏蔽部件可包含陶瓷。
光束切割器可具有安置于至少一个指向图像形成系统的表面上的多个突起部的形状。
光束切割器可由铝(Al)形成。
附图说明
通过结合附图进行的以下描述可以更详细地理解示范性实施例。
图1为说明根据示范性实施例的激光热处理设备的主要部分的横截面图。
图2为说明根据示范性实施例的掩模支撑模块的平面图。
图3为说明根据示范性实施例的包含光束切割器及热屏蔽部件的掩模支撑模块及安置于掩模支撑模块之下的投影透镜的横截面图。
图4(a)为说明根据示范性实施例的光束切割器的横截面图。
图4(b)为说明根据示范性实施例的光束切割器的横截面图。
具体实施方式
下文中将参看附图详细描述具体实施例。但是，本发明可以用不同形式实施，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例。而是，提供这些实施例是为了使得本发明将是透彻并且完整的，并且这些实施例将把本发明的范围完整地传达给所属领域的技术人员。相同的参考标号始终指代相同的组件。
图1为说明根据示范性实施例的激光热处理设备的主要部分的横截面图。图2为说明根据当前实施例的掩模支撑模块的平面图。图3为说明根据当前实施例的掩模支撑模块、安装于掩模支撑模块上的光束切割器及热屏蔽部件的视图。图4(a)为说明根据当前实施例的光束切割器的横截面图。图4(b)为说明根据当前实施例的变体的光束切割器的横截面图。
根据当前实施例的激光热处理设备为激光诱导热成像(laser inducedthermal imaging，LITI)设备。确切地说，激光热处理设备用以在玻璃衬底之上形成发射层(emitting layer，EML)，在所述玻璃衬底上堆叠光透射阳极，例如氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)、空穴注入层(holeinjection layer，HIL)及空穴传输层(hole transport layer，HTL)。为此目的，下表面涂布有用于发射红(R)、绿(G)、蓝(B)及白(W)中的任一者的光的有机发光材料的上部薄膜覆盖玻璃衬底的上部部分，在所述玻璃衬底上堆叠光透射阳极、空穴注入层(HIL)及空穴传输层(HTL)。单独的下部薄膜覆盖玻璃衬底的下部表面。在覆盖有上部及下部薄膜的玻璃衬底在激光热处理设备中使用激光来热处理时，覆盖上部薄膜的下部表面的有机发光材料在空穴传输层(HTL)上形成薄膜。
下文中，覆盖有用于覆盖其上堆叠阳极、空穴注入层及空穴传输层的衬底的薄膜的待处理物体在描述中为方便起见就被称作“衬底”。
参看图1到3，激光热处理设备包含：表面板200；腔室100，其具有内部空间及由表面板200封闭的下部开口；衬底平台300，其安置于腔室100中且水平地移动置于其上部部分上的衬底S；振荡部分400，其安置于腔室100之外以产生点状激光以用于热处理；线产生器500，其从振荡部分400接收点状激光以将点状激光改变成线状激光；掩模M，其安置于腔室100的上侧之外且位于线产生器500之下；掩模支撑模块600，其支撑及转移掩模M；及图像形成系统800，其安置于掩模支撑模块600之下以聚焦穿过掩模M的线状激光。此外，激光热处理设备包含：外壳700，其安置于腔室100的上侧之外以至少覆盖掩模支撑模块600及图像形成系统800；光束切割器910，其安置于掩模支撑模块600与图像形成系统800之间以对应于其中从图像形成系统800反射的激光束被散射到掩模支撑模块600的区，且防止散射激光束入射到掩模支撑模块600；及热屏蔽部件920，其安装于掩模支撑模块600与光束切割器910之间以防止热从光束切割器910转移到掩模支撑模块600。
举例而言，激光可为准分子激光(excimer laser)。图像形成系统800为投影透镜。
设置成具有内部空间的容器形态的腔室100具有四边形横截面，但并不限于此。因此，腔室100可具有选自各种横截面的横截面，其条件是衬底S经由激光幅射进行热处理。另外，腔室100具有具开口下部部分的形状，且安装于表面板200的上部部分上以使得开口下部部分由表面板200封闭。然而，腔室100并不限于此。因此，腔室100可具有其中安置有表面板200的完全封闭结构。用于透射穿过图像形成系统800的激光束的透射窗口110安置于腔室100的上部部分中，且可经安装以对应于图像形成系统800的上侧。尽管未图示，但真空泵连接到腔室100以在腔室100中产生真空压力。
掩模M包含：由玻璃或石英作为光透射材料形成的基部部件；及用于阻隔激光束的薄膜，所述薄膜彼此间隔开以形成图案。因此，从图案当中发射到掩模M的区的激光经由掩模M到达衬底S，且发射到图案的激光并未穿过掩模M。掩模M的图案可选择性地在衬底上形成发射层。
掩模支撑模块600安置于腔室100上方在图像形成系统800与线产生器500之间，且支撑掩模M。另外，掩模支撑模块600在X轴及Y轴方向上水平地移动掩模M，且旋转掩模M以对准掩模M。参看图2及3，掩模支撑模块600包含基部610；一对第一导轨621，其在基部610上在X轴方向上且彼此平行地延伸；第一平台622，其安装于第一导轨621上以沿着第一导轨621滑动；一对第二导轨631，其在第一平台622上在Y轴方向上且彼此平行地延伸；第二平台632，其安装于第二导轨631上以沿着第二导轨631滑动；旋转驱动部分641，其可旋转地安装于第二平台632上；第三平台642，其安装于旋转驱动部分641上；及掩模支架650，其安装于第三平台642上且具有其上置放有掩模M的上部部分。此外，掩模支撑模块600包含支撑部件680，所述支撑部件的一端连接到基部610的下部部分，且其另一端由腔室100的上壁支撑。
掩模支撑模块600由不胀钢形成，所述不胀钢为耐热冲击材料。至少基部610、第一到第三平台622、632及642以及掩模支架650可由不胀钢形成。因此，防止掩模支撑模块600(且更具体来说，基部610、第一到第三平台622、632及642以及掩模支架650)因由从图像形成系统800反射的激光产生的高温热而变形。
不仅第一到第三平台622、632及642及掩模支架650而且第一及第二导轨621及632可由不胀钢形成。
掩模支撑模块600通过支撑掩模M且同时在X轴及Y轴方向上水平地移动掩模M或旋转掩模M而对准掩模M。更特定来说，第一平台622沿着第一导轨621滑动，从而在X轴方向上水平地移动掩模支架650，且第二平台632沿着第二导轨631滑动，从而在Y轴方向上水平地移动掩模支架650，且旋转驱动部分641旋转第三平台642，从而旋转掩模支架650。
掩模支架650支撑掩模M，如上文所描述。参看图3，掩模支架650具有开口(下文中被称作支架开口654)(发射到掩模M的激光束穿过所述开口)，且支撑掩模M以使得掩模M的下部边缘被置于支架开口654周围的壁上，也就是说，在梯级部分上。然而，其中掩模支架650支撑掩模M的结构并不限于此，且因此可选自支撑掩模M且具有穿过掩模M的激光束所穿过的支架开口654的各种配置或形状。
安置于掩模支架650之下的基部610及第一到第三平台622、632及642分别具备开口614、624、634及644，且开口614、624、634及644安置于对应于支架开口654的位置的位置中。下文中，设置于基部610及第一到第三平台622、632及642中的开口614、624、634及644分别被称作第一到第四开口。因此，穿过掩模M线状激光束顺序地穿过支架开口654、第四开口644、第三开口634、第二开口624、第一开口614、图像形成系统800及设置于腔室100中的透射窗口110，且接着到达衬底S。
光束切割器910安装于掩模支撑模块600上以使得防止从图像形成系统800反射及散射的激光束入射到掩模支撑模块600。热屏蔽部件920安装于掩模支撑模块600与光束切割器910之间以使得防止由入射到光束切割器910的激光束产生的热转移到掩模支撑模块600。光束切割器910由吸收激光的材料(例如，铝(Al))形成，且热屏蔽部件920由具有低导热性的陶瓷形成。
更特定来说，光束切割器910及热屏蔽部件920可安装于掩模支撑模块600的基部610及第一到第三平台622、632及642中的每一者的下部部分上。也就是说，参看图3，第一热屏蔽部件921安装于安置于图像形成系统800上方的基部610的下部表面上，且第一光束切割器911的至少一部分连接到第一热屏蔽部件921的下部表面，且与基部610的下部表面间隔开。第二热屏蔽部件922安装于第一平台622的下部表面上，且第二光束切割器912的至少一部分连接到第二热屏蔽部件922的下部表面，且与第一平台622的下部表面间隔开。第三热屏蔽部件923安装于第二平台632的下部表面上，且第三光束切割器913的至少一部分连接到第三热屏蔽部件923的下部表面，且与第二平台632的下部表面间隔开。第四热屏蔽部件924安装于第三平台642的下部表面上，且第四光束切割器914的至少一部分连接到第四热屏蔽部件924的下部表面，且与第三平台642的下部表面间隔开。
图像形成系统800对应于安置于基部610中的第一开口614的下侧，且第二到第四开口624、634及644对应于第一开口614的上侧。也就是说，因为图像形成系统800安置于第一到第四开口614、624、634及644的下侧处，所以从图像形成系统800反射的大部分激光束被散射到基部610及第一到第三平台622、632及642的靠近于第一到第四开口614、624、634及644的相应下部区。因此，第一到第四光束切割器911、912、913及914可分别安装于基部610及第一到第三平台622、632及642的靠近于第一到第四开口614、624、634及644的相应下部区中。
分别由第一到第四热屏蔽部件921、922、923及924来防止由分别发射到第一到第四光束切割器911、912、913及914的激光束产生的热转移到基部610及第一到第三平台622、632及642。举例来说，第一到第四热屏蔽部件921、922、923及924可具有具四边形横截面的板形状及比第一到第四光束切割器911、912、913及914的面积小的面积。然而，第一到第四热屏蔽部件921、922、923及924可具有各种形状中的一者及比第一到第四光束切割器911、912、913及914的面积大的面积。
分别由第一到第四光束切割器911、912、913及914防止从图像形成系统800反射及散射的激光束入射到基部610及第一到第三平台622、632及642。因此，防止基部610及第一到第三平台622、632及642因散射激光束而热变形。第一到第四光束切割器911、912、913及914中的每一者可具有板形状，且由吸收并反射激光束的材料(例如，铝(Al))形成。第一到第四光束切割器911、912、913及914分别安装于基部610及第一到第三平台622、632及642上，且对应于其中从图像形成系统800反射的激光束被散射到掩模支撑模块600的区。换句话说，第一到第四光束切割器911、912、913及914经安装以对应于基部610及第一到第三平台622、632及642的相应区，从图像形成系统800反射及散射的激光束入射或扩散到所述相应区。因此，因为从图像形成系统800反射且散射到掩模支撑模块600的激光束入射到第一到第四光束切割器911、912、913及914，所以防止激光束分别直接入射到基部610及第一到第三平台622、632及642。
参看图4(a)及4(b)，第一到第四光束切割器911、912、913及914具有在其下部部分中具有彼此间隔开的多个突起部910a的形状，且突起部910a之间的间隙被称作凹口910b。参看图4(a)，突起部910a及凹口910b可具有四边形横截面。然而，突起部910a及凹口910b并不限于此，且因此，可具有各种形状中的一者。举例来说，参看图4(b)，突起部910a可具有宽度向下减少的圆锥形状，且凹口910b可具有宽度向上减少的圆锥形状。
突起部910a及凹口910b增加第一到第四光束切割器911、912、913及914的激光束所入射到的相应表面积，以使得第一到第四光束切割器911、912、913及914可有效地吸收激光束。在突起部910a或凹口910b周围的壁进一步使入射的激光束散射，从而扩展激光束的路径以防止激光束直接入射到基部610及第一到第三平台622、632及642。
如上文所描述，第一到第四热屏蔽部件921、922、923及924安装于基部610及第一到第三平台622、632及642的相应下部部分上，且第一到第四光束切割器911、912、913及914连接到第一到第四热屏蔽部件921、922、923及924。因此，第一到第四光束切割器911、912、913及914分别并未连接到基部610及第一到第三平台622、632及642，且由此间隔开。因此，尽管从图像形成系统800反射的激光束入射到第一到第四光束切割器911、912、913及914，且对第一到第四光束切割器911、912、913及914加热，但防止来自第一到第四光束切割器911、912、913及914的热直接转移到基部610及第一到第三平台622、632及642。因此，使基部610及第一到第三平台622、632及642因由从图像形成系统800反射的激光束产生的高温热导致的变形最小化。
下文中，现将参考图1到3根据示范性实施例来描述使用激光热处理设备的衬底处理方法。
首先，将覆盖有用于覆盖其上堆叠阳极、空穴注入层及空穴传输层的衬底的薄膜的待处理物体置于腔室100中的衬底平台300上。上部薄膜的下部表面涂布有由有机物质形成的发光材料。下文中，覆盖有用于覆盖其上堆叠阳极、空穴注入层及空穴传输层的衬底的薄膜的待处理物体在描述中为方便起见就被称作“衬底S”。
在将衬底S置于腔室100中的衬底平台300上时，衬底S水平地移动，且同时以激光进行辐射。为此目的，振荡部分400进行操作，且线产生器500将点状激光改变成经引导到掩模M的线状激光。穿过掩模M的激光由图像形成系统800聚焦，且接着经由透射窗口110到达衬底S。此时，以激光来辐射形成于上部薄膜的下部表面上的发光材料以在空穴传输层上形成薄膜，从而形成发射层。
虽然入射到图像形成系统800的大部分激光穿过图像形成系统800且到达衬底S，但其一部分由图像形成系统800散射且被向上引导到掩模支撑模块600。然而，光束切割器910安装于其中部分激光从图像形成系统800反射且被散射到掩模支撑模块600的区中。更特定来说，第一到第四光束切割器911、912、913及914经安装以对应于其中从图像形成系统800反射及散射的激光束分别入射或扩散到基部610及第一到第三平台622、632及642的区。另外，第一到第四光束切割器911、912、913及914中的每一者由容易吸收激光的铝(Al)形成。另外，因为第一到第四光束切割器911、912、913及914分别经由第一到第四热屏蔽部件921、922、923及924间接连接到基部610及第一到第三平台622、632及642，所以第一到第四光束切割器911、912、913及914与基部610及第一到第三平台622、632及642分离。因此，因为从图像形成系统800反射及散射的激光束入射到第一到第四光束切割器911、912、913及914且吸收于其中，所以防止激光束直接入射到基部610及第一到第三平台622、632及642。另外，第一到第四光束切割器911、912、913及914由入射的激光束加热。此时，从第一到第四光束切割器911、912、913及914发射的高温热分别由第一到第四热屏蔽部件921、922、923及924吸收，且因此防止其转移到基部610及第一到第三平台622、632及642。因此，防止由从图像形成系统800反射及散射的激光束产生的热转移到基部610及第一到第三平台622、632及642，从而防止基部610及第一到第三平台622、632及642的热变形。另外，因为掩模支撑模块600的至少基部610及第一到第三平台622、632及642由具有极好的耐热性的不胀钢形成，所以其热变形得以最小化。
前述描述中已例示了用于在空穴传输层上形成发射层的激光热处理设备。然而，本发明并不限于此，且因此可应用于使用激光的各种设备，其条件是掩模支撑模块600安装于图像形成系统800上方。
因此，光束切割器910(911、912、913及914)经安装以对应于掩模支撑模块600的区，其中从图像形成系统800反射的激光束被散射到掩模支撑模块600。因此，由光束切割器910(911、912、913及914)来防止从图像形成系统800反射及散射的激光束入射到掩模支撑模块600。另外，热屏蔽部件920(921、922、923及924)安装于掩模支撑模块600与光束切割器910(911、912、913及914)之间以防止光束切割器910(911、912、913及914)直接连接到掩模支撑模块600，从而防止热从光束切割器910(911、912、913及914)转移到掩模支撑模块600。另外，因为掩模支撑模块600由对热变形具有抵抗性的不胀钢形成，所以防止掩模支撑模块600因从散射激光产生的热而变形。因此，根据实施例，防止掩模热变形，且因此防止其未对准。因此，掩模的重新对准为不必要的，从而减少处理时间。
尽管已参考具体示范性实施例描述了激光热处理设备，但其并不限于此。因此，所属领域的技术人员将容易理解，在不脱离通过所附权利要求书定义的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种修改和变化。
Claims (7)
1.一种激光热处理设备，其包括：
具有内部空间且容纳衬底的腔室；
安装于所述腔室之外且使激光振荡的振荡器；
安置于所述腔室的上侧之外的掩模；
经配置以支撑所述掩模的掩模支撑模块；
安置于所述掩模支撑模块之下以聚焦穿过所述掩模的所述激光的图像形成系统；以及
光束切割器，其安装于所述掩模支撑模块与所述图像形成系统之间以对应于其中从所述图像形成系统反射的激光束被散射到所述掩模支撑模块的区，从而防止从所述图像形成系统反射及散射的所述激光束入射到所述掩模支撑模块。
2.根据权利要求1所述的激光热处理设备，其中所述掩模支撑模块包括：
安置于所述图像形成系统上方的基部；
在所述基部上方在X轴方向上延伸的第一滑轨；
安装于所述第一滑轨上以沿着所述第一滑轨滑动的第一平台；
在所述第一平台上方在Y轴方向上延伸的第二滑轨；
安装于所述第二滑轨上以沿着所述第二滑轨滑动的第二平台；
安装于所述第二滑轨上以沿着所述第二滑轨滑动的第二平台；
可旋转地安装于所述第二平台上的第三平台；以及
安装于所述第三平台上以支撑所述掩模的掩模支架，
其中所述基部、所述第一平台、所述第二平台、所述第三平台及所述掩模支架是由不胀钢形成。
3.根据权利要求2所述的激光热处理设备，其中所述光束切割器安装于所述基部及所述第一平台、所述第二平台、所述第三平台中的每一者的下部部分上，且
所述光束切割器对应于其中从所述图像形成系统反射的所述激光束被散射到所述掩模支撑模块的区。
4.根据权利要求3所述的激光热处理设备，其包括安装于所述基部及所述第一平台、所述第二平台、所述第三平台中的每一者的下部部分上的热屏蔽部件，
其中所述光束切割器的至少一部分连接到所述热屏蔽部件的下部部分，且因此与所述基部及所述第一平台、所述第二平台、所述第三平台中的每一者的下部部分间隔开。
5.根据权利要求4所述的激光热处理设备，其中所述热屏蔽部件包括陶瓷。
6.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的激光热处理设备，其中所述光束切割器具有具安置于至少一个指向所述图像形成系统的表面上的多个突起部的形状。
7.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的激光热处理设备，其中所述光束切割器由铝形成。
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