CN107154368B - 准分子激光退火装置用基板支撑模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及准分子激光退火装置用基板支撑模块，本发明为准分子激光退火装置用基板支撑模块，上述准分子激光退火装置用基板支撑模块包括：工作台，用于放置基板；支架，以向上下方向贯通上述工作台的方式设置，用于将基板装载于工作台上或从工作台上卸载基板；以及升降驱动部，用于使上述支架升降，上述准分子激光退火装置用基板支撑模块的特征在于，上述工作台被划分为规定区域，各个区域形成相互独立的真空吸入区域，上述真空吸入区域从上述工作台的中央部分开始依次进行真空吸入，从而从上述基板的中心部开始依次与上述工作台相接触。

Description

准分子激光退火装置用基板支撑模块

技术领域

本发明涉及准分子激光退火(Excimer Laser Annealing)装置用基板支撑模块，涉及如下的准分子激光退火装置用基板支撑模块：将用于放置基板的工作台划分成规定区域来形成独立的真空吸入区域，从而从工作台的中央部分开始依次进行真空吸入，由此防止在基板与工作台之间发生的气泡的生成，来使基板的弯曲(warp)现象最小化。

背景技术

通常，作为用于基板或薄膜的结晶化的方法包括：使基板或薄膜形成在腔室内部的工作台上，在高温状态下进行退火，或者在高温下在基板上蒸镀薄膜的方法。在本发明中，将上述基板或薄膜的退火及高温状态下的薄膜蒸镀过程统称为“退火(annealing)”过程，为了方便，将基板或蒸镀于基板上的薄膜称为“基板”。

但是，在上述高温下的退火存在如下的缺点：通过高温气氛下的热化学反应污染腔室内部，或者在腔室内部生成没必要的化合物，从而引起基板的污染。

并且，存在如下的缺点：因不均匀的温度梯度，热处理均匀度并不恒定，从而在基板或薄膜上形成斑点(mura)，或者消耗很多用于调节高温气氛的时间，从而导致工序成本增加，且生产性低。

最近，随着基板的大型化及薄板趋势，研究利用激光的退火方法，尤其，利用准分子激光的退火(Excimer Laser Annealing)方法是一种向基板或薄膜上照射准分子激光来依次对基板或薄膜进行瞬间加热并引导结晶化的方法。

这种准分子激光退火方法对于基板或薄膜整体的退火均匀度优秀，从而易于适用于大面积基板，仅对照射激光束的局部性区域进行瞬间加热，因此，具有对薄膜或基板的适用性出色的优点，且生产性高，于是最近正在积极研究中。

通常，用于准分子激光退火方法的装置包括：腔室；支撑模块，配置于腔室内部，用于放置基板；激光发生器，配置于腔室外部，用于产生激光束；窗口，形成于腔室的一侧，用于使激光束透过腔室内部；以及光学计，形成于腔室的外部的激光束的路径上，通过窗口向腔室内部引导激光束来向基板或薄膜上照射。

其中，形成有上述基板的支撑模块包括：工作台，用于放置基板；支架，以向上下方向贯通工作台的方式设置，用于装载或卸载基板；以及升降驱动部，用于使支架升降。

通过这种准分子激光退火装置，将需要进行退火的基板引入到腔室内部，并安装于上述工作台上，在安装于工作台上之前，利用升降驱动部使支架上升来使其向工作台的上侧突出，从而使基板安装于上述支架上。

而且，若基板安装于支架上，则利用升降驱动部来使支架下降，支架完全收容于工作台的内部，基板安装于工作台上。

接着，若基板完全装载于工作台上，则在向工序进行方向移动工作台的过程中，启动激光发生器来向基板上照射激光束，进行基板的退火过程。

在以往的这种支撑模块中的工作台使形成于其上侧的基板的弯曲最小化，为了防止气泡(air pocket)，在工作台的上部形成如图1所示的规定图案。

形成于上述工作台10的上部的图案实现为1.2mm宽度的凹槽以60mm的间隔呈格子形态的排气口通道11和形成于工作台10的中央部的真空吸入通道12。上述真空吸入通道12与在外部额外形成的真空泵相连接，从而使形成于工作台10的上侧的基板在工作台10上稳定地固定。

但是，尤其在大面积基板的情况下，排气口通道11的图案的形成无法对应基板的大型化，从而间歇性地引起气泡现象，且这会导致基板的弯曲现象。

上述基板的弯曲现象会导致基于景深(D.O.F，Depth of Field)的高度差的斑点现象，从而导致基板的品质降低。

并且，通过排气口通道11及真空吸入通道12，在基板的全区域同时进行真空吸入，因此，在大面积薄膜基板的情况下，因自重，中心部的下垂现象明显，由此在真空吸附的过程中发生时间差，从而导致气泡的发生。

并且，以往的工作台的外围部处于不开放状态，即，排气口通道11及真空吸入通道12并未形成至工作台10的末端，在基板放置于工作台上之后，需要通过真空来去除残留的气泡。在此过程中，无法完全去除气泡的可能性高，这依然导致基板的质量降低。

发明内容

本发明用于解决上述问题，本发明的目的在于，提供准分子激光退火装置用基板支撑模块基板，即，将用于放置基板的工作台划分成规定区域来形成独立的真空吸入区域，从而从工作台的中央部分开始依次进行真空吸入，由此防止在基板与工作台之间发生的气泡的生成，来使基板的弯曲(warp)现象最小化。

为了实现上述目的，本发明提供准分子激光退火装置用基板支撑模块，上述准分子激光退火装置用基板支撑模块包括：工作台，用于放置基板；支架，以向上下方向贯通工作台的方式设置，用于将基板装载于工作台上或从工作台上卸载基板；以及升降驱动部，用于使上述支架升降，上述准分子激光退火装置用基板支撑模块的特征在于，上述工作台被划分为规定区域，各个区域形成相互独立的真空吸入区域，上述真空吸入区域从上述工作台的中央部分开始依次进行真空吸入，从而从上述基板的中心部开始依次与上述工作台相接触。

并且，优选地，上述真空吸入区域包括：第一区域，呈四角形状，形成于上述真空吸入区域的中央部分；第二区域，分别形成于上述第一区域的相向的边角的外侧；第三区域，分别形成于上述第二区域的外侧；第四区域，分别形成于上述第一区域的相向的另一边角的外侧；以及第五区域，分别形成于由上述第二区域、第三区域和第四区域包围的工作台的各个顶点部分，从第一区域至第五区域依次进行真空吸入。

并且，优选地，上述准分子激光退火装置用基板支撑模块包括真空控制部，上述真空控制部按各个区域控制真空吸入区域的工作，在通过按各个区域的压力检查来检查基板的弯曲现象之后，通过个别控制来校正压力。

其中，优选地，在上述工作台的上部形成有格子形态的规定的图案，上述图案以按各个区域独立进行真空吸入的方式划分而成，上述图案是深度为0.2mm～0.4mm、宽度为2.5mm～3.5mm、间隔为4.5mm～5.0mm的凹槽，与上述图案的长度方向垂直地切割的剖面呈矩形形态。

并且，优选地，上述图案延伸至上述工作台的边缘部，上述工作台的外围部处于开放状态。

并且，优选地，相对于上述工作台的整个区域，上述支架配置有多个，为引导上述基板的弯曲，形成于上述工作台的中央部分的支架的高度小于设在工作台的外围部分的支架的高度。

并且，优选地，上述支架为构成为下部由硬质材质形成且上部由具有弹性的材质形成的双重结构。

本发明具有如下效果，将用于放置基板的工作台划分成规定区域来形成独立的真空吸入区域，从而从工作台的中央部分开始依次进行真空吸入，从而从上述基板的中心部开始依次与上述工作台相接触，由此防止在基板与工作台之间发生的气泡的生成，来使基板的弯曲现象最小化。

并且，本发明具有如下效果，按上述真空吸入区域控制对于是否进行真空吸入的工作，在通过按各个区域的压力检查来检查基板的弯曲现象之后，调节对于存在问题的对应区域的压力，来使均匀的压力作用于基板整体，从而使基板的弯曲现象最小化。

并且，本发明具有如下效果，在工作台的上部形成有格子形态的图案，使工作台和基板的接触面积最小化，并使空气的流动变得顺畅来使基板的温度梯度最小化，从而使在基板发生的斑点最小化，由此可获得高质量的基板。

并且，本发明具有如下效果，形成于工作台的上部的格子形态的图案延伸至工作台的边缘部，向工作台的外围部去除自然残压，从而进一步使在基板与工作台之间发生的气泡的生成最小化。

附图说明

图1为以往的准分子激光退火装置用基板支撑模块的主要部分的立体图。

图2为本发明的准分子激光退火装置用基板支撑模块的主要部分的立体图。

图3为本发明的准分子激光退火装置用基板支撑模块的主要部分的主视图。

图4A为现有技术的工作台的示意图，图4B为本发明的准分子激光退火装置用基板支撑模块b的工作台的示意图。

图5为本发明的准分子激光退火装置用基板支撑模块的支架的示意图。

具体实施方式

本发明涉及准分子激光退火装置用基板支撑模块，将用于放置基板的工作台划分成规定区域来形成独立的真空吸入区域，从而从工作台的中央部分开始依次进行真空吸入，从而从上述基板的中心部开始依次与上述工作台相接触，由此可防止在基板与工作台之间发生的气泡的生成，来使基板的弯曲现象最小化。

并且，在工作台的上部形成有格子形态的图案，使工作台和基板的接触面积最小化，并使空气的流动变得顺畅来使基板的温度梯度最小化，从而使在基板发生的斑点最小化，由此可获得高质量的基板。

以下，参照附图，详细说明本发明。图2为本发明的准分子激光退火装置用基板支撑模块的主要部分的立体图。图3为本发明的准分子激光退火装置用基板支撑模块的主要部分的主视图。图4A为现有技术的工作台的示意图，图4B为本发明的准分子激光退火装置用基板支撑模块b的工作台的示意图。图5为本发明的准分子激光退火装置用基板支撑模块的支架的示意图。

通常，如上所述，准分子激光退火装置包括：腔室，为真空氛围；支撑模块，配置于腔室内部，用于放置基板110；激光发生器，配置于腔室外部，用于产生激光束；窗口，形成于腔室的一侧，用于使激光束透过腔室内部；以及光学计，在腔室的外部形成于激光束的路径上，通过窗口向腔室内部引导激光束来向基板110上照射。

尤其，在本发明中的激光发生器为发生准分子激光的装置，向基板或薄膜照射准分子激光，由此，对基板或薄膜进行瞬间加热来引导结晶化。

本发明涉及在上述准分子激光退火装置中，形成基板110，并向工序进行方向移动所形成的基板110的基板支撑模块100，通常，上述支撑模块大体包括：工作台120，用于放置基板110；支架130，以向上下方向贯通工作台120的方式设置，装载或卸载基板110；以及升降驱动部，用于使支架130升降。对于上述升降驱动部的结构，请参照上述现有技术文献，这里将省略对其的详细说明。

如图所示，本发明的基板支撑模块100包括：工作台120，用于放置基板110；支架130，以向上下方向贯通工作台120的方式设置，用于将基板110装载于工作台120上或从工作台120上卸载基板110；以及升降驱动部，用于使上述支架130升降，上述准分子激光退火装置用基板支撑模块的特征在于，上述工作台120被划分为规定区域，各个区域形成相互独立的真空吸入区域，上述真空吸入区域从上述工作台120的中央部分开始依次进行真空吸入，从而从上述基板110的中心开始依次与上述工作台120相接触。

上述基板支撑模块100通常呈与基板110的形态相对应的形状，在上述基板支撑模块100的上侧配置有上部面处于露出状态的工作台120，在上述工作台120的周边形成有可使激光束透过的透明石英窗口。而且，上述支撑模块可呈收容以向上下方向贯通工作台120的方式设置的支架130，并收容用于使上述支架130进行升降的升降驱动部，并以可收容用于控制上述真空吸入区域的真空控制部的方式形成为四角箱形态。

上述工作台120呈板状形态，与需要进行退火的基板110的形态相对应或者大于其尺寸，上述支架130沿着上述工作台120的上下方向贯通上述工作台120，因此，在上述工作台120形成有支架收容孔。

另一方面，将需要进行退火的基板110引入到腔室内部，将基板110放置于上述工作台120上，在此情况下，为了基板110的稳定固定，借助真空吸附基板110来固定在工作台120上。这在工作台120实现用于排出空气的排气口通道以及用于吸入空气的真空吸入通道等的结构来在工作台120的下部吸入空气，从而在工作台120上固定基板110。

在此情况下，其特征在于，上述工作台120被划分为规定区域，各个区域形成相互独立的真空吸入区域，上述真空吸入区域从上述工作台120的中央部分开始依次进行真空吸入，基板110从上述基板110的中心部开始依次与上述工作台120相接触。

在以往的基板支撑模块的情况下，尤其，在大面积的基板的情况下，因自重，与边缘部相比，中心部相对下垂，在这种状态下，若基板的整体同时在工作台整体进行真空吸入，则因自重，中心部的下垂现象明显，由此在真空吸附发生时间差，从而导致气泡的发生。

本发明的工作台120为了使这种气泡的发生最小化，并非在工作台120整体区域实现真空吸入，而是将工作台120分割成规定区域，由各个区域形成相互独立的真空吸入区域，按各个区域依次进行真空吸入。

其中，上述真空吸入区域从工作台120的中央部分开始依次进行真空吸入，基板110从上述基板110的中心部开始依次与上述工作台120接触。

即，在将需要进行退火的基板110引入到腔室内部并向工作台120上搬运的情况下，通常利用机械臂等，在此情况下，因自重，基板110的中心部会下垂，为了改善这种问题，本发明使上述真空吸入区域从工作台120的中心部开始依次进行真空吸入，从基板110的中心部开始与工作台120相接触，并完成基板110的形成，从而使气泡的发生最小化。

并且，上述真空吸入区域在工作台120上划分为规定区域并形成相互独立的真空吸入区域，如图2及图3所示，包括：第一区域①，呈四角形状，形成于中央部分；第二区域②，分别向上述第一区域①的相向的边角的外侧形成；第三区域③，分别向上述第二区域②的外侧形成；第四区域④，分别向上述第一区域①的相向的另一边角的外侧形成；以及第五区域⑤，分别形成于上述第二区域②、第三区域③及第四区域④包围的工作台120的各个顶点部分。

即，优选地，作为本发明的一实施例，上述真空吸入区域从工作台120的中央部分向边缘形成11个区域，这可根据基板110的大小或厚度增减适当区域，或者可形成更大尺寸的真空吸入区域。

从上述第一区域至第五区域依次进行真空吸入，即，从上述工作台120的中央部分开始依次进行真空吸入，从基板110的中心部依次开始与工作台120相接触，从而使气泡发生的余地最小化。

如上所述，本发明将用于放置基板110的工作台120划分成规定区域来形成独立的真空吸入区域，从工作台120的中央部分开始依次实现真空吸入，由此从基板110的中心部开始依次与工作台120相接触，从而防止在基板110与工作台120之间发生的气泡的生成来使基板110的弯曲现象最小化。

另一方面，在本发明的基板110支撑模块中，基本上，上述真空吸入区域的工作按各个区域得到独立控制，同时，在按各个区域通过压力检查来检查基板110的弯曲现象之后，通过个别控制来校正压力，这种功能通过真空控制部实现。

即，独立划分的真空吸入区域与各个真空阀相连接，通过上述真空控制部来实现上述真空阀的开闭，并且，上述真空控制部在基板110的装载之后，利用压力传感器按各个区域测定压力，在检测异常压力的情况下，认定在上述区域存在气泡，从而具有基板110的弯曲现象，在存在问题的真空吸入区域中，通过个别控制来校正压力。

由此，本发明在执行基于激光束的退火过程之前，按上述真空吸入区域控制对于是否进行真空吸入的工作，通过按各个区域的压力检查来检查基板110的弯曲现象之后，校正存在问题的对应区域的压力，来使均匀的压力作用于基板110整体，从而使基板110的弯曲现象最小化。

并且，规定的图案210以格子形态形成于这种工作台120的上部，这会减少基板110与工作台120之间的接触面积，基板110稳定地形成于工作台120上，按各个区域独立且均匀地依次进行真空吸入。

上述图案210呈格子形态，按各个区域独立进行真空吸入，如上所述，按各个真空吸入区域独立且依次进行真空吸入。

并且，优选地，上述图案210是深度为0.2mm～0.4mm、宽度为2.5mm～3.5mm、间隔为4.5mm～5.0mm的凹槽，与上述图案的长度方向垂直地切割的剖面呈矩形形态，上述实施例是关于具有使激光束的干扰最小化，并使基板110的斑点发生最小化，使基板110与工作台120之间的接触面积最小化的最优条件的图案210形态的优选实施例。

如上所述，本发明在工作台120的上部形成有规定的格子形态的图案210，由此使与工作台120和基板110的接触面积最小化，并使空气的流动变得顺畅，使基板110的温度梯度最小化，并使在基板110发生的斑点最小化，由此可获得高质量的基板110。

另一方面，如图4A、图4B所示，上述图案210的特征在于，延伸至上述工作台120的边缘部，使上述工作台120的外围部处于开放状态。

图4A为示出以往的支撑模块的外围部的示意图，图4B为示出本发明的支撑模块的外围部的示意图。

如图4A所示，以往的工作台的外围部处于非开放状态，如排气口通道等形成于工作台上的图案的形态并未形成至工作台的末端，在基板110形成于工作台上之后，通过真空去除残留的气泡，在此过程中，气泡有可能未被彻底去除，这会导致基板110的质量降低。

但是，如图4B所示，在本发明的工作台120中，本发明的图案210延伸至工作台120的边缘部，工作台120的外围部处于开放状态，残压自然通过工作台120的外围部被去除。

由此，残压通过工作台120的外围部自然被去除，来使基板110的弯曲现象最小化，或者即使经过通过上述真空控制部去除残压的过程，也使在基板110与工作台120之间发生的气泡的生成最小化，并可以使基板110的弯曲现象最小化。

而且，上述支架130以向上下方向贯通上述工作台120的方式设置，由此在工作台120上装载或卸载基板110，如上所述，通过升降驱动部工作。

如图5所示，优选地，在本发明中的上述支架130为引导上述基板110的弯曲，设置于上述工作台120的中央部分的支架130的高度低于设置于工作台120的外围部分的支架130的高度。

尤其，在上述基板110为大面积基板110的情况下，因自重，中心部自然地下垂，反映上述基板110的自然下垂现象来形成支架130，由此，当设置于工作台120时，在使基板110的弯曲现象最小化，且支架130下降过程中，从基板110的中心部形成至工作台120上，基板110与工作台120之间的空气依次向工作台120的外围部排出，从而可以使气泡的发生最小化。

并且，优选地，上述支架130构成为下部由硬质的材质形成且上部为由具有弹力的材质形成的双重结构。作为一例，在上述支架130的下部结构上形成收容部，在上述收容部的内部收容上部结构，上部结构向下部结构的上侧突出。

即，为能够支撑基板110的负重，上述支架130的下部可以由如坚固且轻的铝的材质形成，上部由如不向基板110施加刺激的具有弹性的聚氯乙烯(PVC)材质形成。

并且，上述支架130的上部结构由具有弹力的材质形成，具有从下部结构多级引入的结构，从而可调节上述上部结构的高度，根据需要，可实现为多种基板110的支架130。

包括如上构成的本发明的基板支撑模块100的准分子激光退火装置将需要进行退火的基板110引入到腔室内部，并形成在上述工作台120上，在形成于工作台120上之前，利用升降驱动部来使支架130上升，由此使工作台120向上侧突出，从而在上述支架130上形成基板110。

其中，在上述支架130中，形成于工作台120的中央部分的支架130的高度小于形成于工作台120的外围部分的支架130的高度，随着基于基板110的负重的下垂，自然引导基板110的弯曲。

而且，若基板110形成于上述支架130上，则利用升降驱动部来使支架130下降，从而完全向工作台120的内部收容支架130。此时，上述工作台120被划分为规定区域，由此各个区域形成相互独立的真空吸入区域，上述真空吸入区域从工作台120的中央部分开始依次进行真空吸入，从上述基板110的中心部开始依次与工作台120相接触。

由此，通过支架130的高度差及真空吸入区域，在工作台120上，从基板110的中心部向外围部依次形成，并使工作台120与基板110之间的气泡最小化。

根据需要，通过上述真空控制部，在按真空吸入区域通过压力检查来检查基板110的弯曲现象之后，通过个别控制来校正压力来去除残压，由此使基板110的弯曲现象最小化，从而可获得高质量的基板110。

并且，在工作台120上部形成有规定的格子形态的图案210，来使与工作台120和基板110的接触面积最小化，并使空气的流动变得顺畅，由此使基板110的温度梯度最小化，来使在基板110发生的斑点最小化，从而可获得高质量的基板110。

并且，形成于工作台120的上部的格子形态的图案210延伸至工作台120的边缘部分，通过工作台120的外围部自然地去除残压，从而进一步使在基板110与工作台120之间发生的气泡的生成最小化。

接着，若基板110装载于工作台120上，则在使工作台120向工序进行方向进行移动的过程中启动激光发生器来向基板110上照射激光束，并进行基板110的退火过程。

Claims (3)

1.一种准分子激光退火装置用基板支撑模块，包括：

工作台，用于放置基板；

支架，以向上下方向贯通工作台的方式设置，用于将基板装载于工作台上或从工作台上卸载基板；以及

升降驱动部，用于使上述支架升降，

上述准分子激光退火装置用基板支撑模块的特征在于，

上述工作台被划分为规定区域，各个区域形成相互独立的真空吸入区域，上述真空吸入区域以从上述工作台的中央部分开始依次进行真空吸入的方式形成，从而从上述基板的中心部开始依次与上述工作台相接触，

上述真空吸入区域包括：

第一区域，呈四角形状，形成于上述真空吸入区域的中央部分；

第二区域，分别形成于上述第一区域的相向的边角的外侧；

第三区域，分别形成于上述第二区域的外侧；

第四区域，分别形成于上述第一区域的相向的另一边角的外侧；以及

第五区域，分别形成于由上述第二区域、第三区域和第四区域包围的工作台的各个顶点部分，

从第一区域至第五区域依次进行真空吸入，

上述准分子激光退火装置用基板支撑模块包括真空控制部，上述真空控制部按各个区域来控制真空吸入区域的工作，在按各个区域通过压力检查来检查基板的弯曲现象之后，通过个别控制来校正压力，

在上述工作台的上部形成有格子形态的规定的图案，上述图案以按各个区域独立进行真空吸入的方式划分而成，

上述图案是深度为0.2mm～0.4mm、宽度为2.5mm～3.5mm、间隔为4.5mm～5.0mm的凹槽，与上述图案的长度方向垂直地切割的剖面呈矩形形态，

上述支架构成为下部由硬质材质形成且上部由具有弹性的材质形成的双重结构。

2.根据权利要求1所述的准分子激光退火装置用基板支撑模块，其特征在于，上述图案延伸至上述工作台的边缘部，上述工作台的外围部处于开放状态。

3.根据权利要求1所述的准分子激光退火装置用基板支撑模块，其特征在于，

相对于上述工作台的整个区域，上述支架配置有多个，

为引导上述基板的弯曲，形成于上述工作台的中央部分的支架的高度小于设在工作台的外围部分的支架的高度。

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