基板熱處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基板熱處理裝置，且更具體而言，涉及一種通過(guò)熱處理來(lái)改善基板的電性特性的基板熱處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]顯示器正朝具有大的面積、超高清晰度(definit1n)及高速運(yùn)行發(fā)展。由于典型的非晶娃半導(dǎo)體元件(例如非晶娃薄膜晶體管(thin film transistor，TFT))具有低的迀移率(約0.5cm2/Vs以下)，因而在利用這些非晶硅半導(dǎo)體元件實(shí)作高性能元件時(shí)存在限制。因此，作為對(duì)非晶體薄膜晶體管的替代，使用具有非晶相及高迀移率(約5cm2/Vs至約10cm2/Vs以上)的氧化物半導(dǎo)體(例如氧化物基板)的氧化物薄膜晶體管已受到關(guān)注。在例如氧化物半導(dǎo)體基板等氧化物基板上進(jìn)行層的沉積可通過(guò)例如等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(plasma enhanced chemical vapor deposit1n, PECVD)等沉積工藝來(lái)進(jìn)行。
[0003]同時(shí)，可通過(guò)其中對(duì)氧化物基板的表面粗糙度進(jìn)行平坦化并改變化合物的成分比率的表面改性來(lái)改善元件的性能。亦即，移除作為氧化物半導(dǎo)體的污染物質(zhì)的碳，改善表面粗糙度，降低電阻，并由此可改善氧化物基板的性能。對(duì)于氧化物基板的此種表面改性，通常使用熱處理。
[0004]由于例如所沉積的氧化物的構(gòu)成材料的混合特性、自由電子濃度、及界面陷阱(interface trap)等問(wèn)題，氧化物半導(dǎo)體的性能會(huì)降低。因此，可通過(guò)其中對(duì)氧化物基板的表面粗糙度進(jìn)行平坦化并改變化合物的成分比率的表面改性來(lái)改善元件的性能。亦即，調(diào)整氧化物半導(dǎo)體的自由電子濃度及界面陷阱，移除作為氧化物半導(dǎo)體的污染物質(zhì)的碳，改善表面粗糙度以降低電阻，并由此可提高氧化物基板的性能。對(duì)于氧化物基板的這些自由電子濃度及表面改性，通常使用熱處理。
[0005]因此，熱處理是氧化物半導(dǎo)體工藝中所必需的工藝。電子迀移率、絕緣電阻、歐姆接點(diǎn)合金化(ohmic contact alloying)、離子植入損傷退火(1n implantat1n damageannealing)、摻雜劑活化、及TiN、TiSi2、或CoCi2薄膜的形成是需要進(jìn)行熱處理的工藝。
[0006]執(zhí)行熱處理的基板熱處理裝置利用由加熱燈600發(fā)出的光波長(zhǎng)的輻射熱量將熱量傳遞至基板，所述加熱燈600是鎢鹵素?zé)?。所述基板熱處理裝置包括用于在其中執(zhí)行熱處理的熱處理室200及朝基板提供光波長(zhǎng)的加熱器區(qū)塊100。此外，由透明石英材料形成的石英窗口 300安置于熱處理室200與加熱器區(qū)塊100之間。在防止作為污染物的粒子被引入位于加熱器區(qū)塊100下側(cè)的熱處理室200中的同時(shí)，石英窗口 300透射位于上側(cè)的加熱器區(qū)塊100中的加熱燈600的光波長(zhǎng)。亦即，石英窗口 300在保護(hù)基板不遭受污染物的同時(shí)，以約90%以上的透射率透射由作為鹵素?zé)舳纬傻募訜釤?00發(fā)出的自約250nm至約4000nm的寬波長(zhǎng)范圍(短波長(zhǎng)至長(zhǎng)波長(zhǎng))內(nèi)的光波長(zhǎng)。
[0007]作為由加熱燈600發(fā)出的波長(zhǎng)的自約250nm至約4000nm的波長(zhǎng)范圍包括各種波長(zhǎng)范圍，例如自約180nm至約340nm的紫外光(ultrav1let，UV)波長(zhǎng)范圍、及自約340nm至780nm的可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍。
[0008]同時(shí)，在用于對(duì)氧化物基板的表面進(jìn)行改性的熱處理工藝期間當(dāng)這些各種波長(zhǎng)范圍到達(dá)氧化物基板時(shí)這些波長(zhǎng)范圍對(duì)氧化物基板的影響尚未得到論述。因此，需要提供一種替代方案以通過(guò)確定在熱處理工藝期間對(duì)氧化物基板具有不良影響的波長(zhǎng)范圍來(lái)防止對(duì)氧化物基板具有不良影響的波長(zhǎng)范圍到達(dá)氧化物基板。
[0009][現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0010][專(zhuān)利文獻(xiàn)]
[0011][專(zhuān)利文獻(xiàn)1]韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?jiān)缙诠_(kāi)第10-2007-0098314號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明提供一種慮及在氧化物基板的熱處理期間的波長(zhǎng)范圍的熱處理機(jī)構(gòu)。本發(fā)明還在氧化物基板的熱處理期間改善電性特性。
[0013]根據(jù)示例性實(shí)施例，一種基板熱處理裝置包括:熱處理室，用以界定基板的熱處理空間；基板支撐構(gòu)件，用以在所述熱處理空間中支撐所述基板；加熱器區(qū)塊，在面對(duì)所述基板的燈安裝表面上設(shè)置有多個(gè)加熱燈；以及窗口，阻擋由所述加熱燈產(chǎn)生的燈波長(zhǎng)范圍中預(yù)定阻擋波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光波長(zhǎng)，且透射其余波長(zhǎng)范圍的透射波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光波長(zhǎng)以傳遞至所述基板。
[0014]所述窗口可包括:透射板，用以透射由所述加熱燈產(chǎn)生的所有波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光波長(zhǎng)；以及涂布膜，涂布于所述透射板的上表面或下表面上，以?xún)H阻擋所述阻擋波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光波長(zhǎng)。
[0015]所述透射板可由石英材料(quartz material)形成。所述涂布膜可由Si02、Ti02及Ta205中的任一種或多種材料形成。
[0016]所述窗口可由在不涂布單獨(dú)涂布膜條件下僅阻擋所述阻擋波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光波長(zhǎng)、且透射所述透射波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光波長(zhǎng)的材料形成。
[0017]所述窗口可由Si02、Ti02、ZnSe、GLS、TIC1、AqBr、TiBr 及 KI 中的任一種或多種材料形成。
[0018]所述阻擋波長(zhǎng)范圍可為自所述燈波長(zhǎng)范圍內(nèi)的最低波長(zhǎng)至約700nm，且所述透射波長(zhǎng)范圍可為自超過(guò)約700nm的波長(zhǎng)至所述燈波長(zhǎng)范圍內(nèi)的最高波長(zhǎng)的波長(zhǎng)范圍。
[0019]所述阻擋波長(zhǎng)范圍可為自約lOOnm至約700nm的波長(zhǎng)范圍，且所述透射波長(zhǎng)范圍可為自超過(guò)700nm的波長(zhǎng)至約4000nm的波長(zhǎng)范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0020]結(jié)合附圖閱讀以下說(shuō)明，可更詳細(xì)地理解各示例性實(shí)施例，附圖中:
[0021]圖1是說(shuō)明根據(jù)示例性實(shí)施例的基板熱處理裝置的剖視圖。
[0022]圖2是燈泡型燈的立體圖。
[0023]圖3中(A)與(B)是說(shuō)明當(dāng)通過(guò)允許由加熱燈輸出的全部光波長(zhǎng)不加過(guò)濾地到達(dá)氧化物基板而對(duì)基板進(jìn)行熱處理時(shí)基板的電性特性。
[0024]圖4中㈧與⑶是說(shuō)明根據(jù)示例性實(shí)施例當(dāng)對(duì)氧化物基板涂覆涂布膜時(shí)的氧化物基板的視圖。
[0025]圖5是根據(jù)示例性實(shí)施例的在無(wú)涂層時(shí)阻擋阻擋波長(zhǎng)范圍的氧化物基板的視圖。
[0026]圖6中(A)與(B)是說(shuō)明當(dāng)通過(guò)阻擋阻擋波長(zhǎng)范圍并允許其余透射波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光波長(zhǎng)到達(dá)氧化物基板而對(duì)基板進(jìn)行熱處理時(shí)基板的電性特性。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下，將參照附圖更詳細(xì)地闡述示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可實(shí)施為不同形式，而不應(yīng)被視為僅限于本文所述的實(shí)施例。更確切而言，提供這些實(shí)施例是為了使本揭示內(nèi)容透徹及完整，并將向所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。在圖式中，通篇中相同參考編號(hào)指示相同元件。
[0028]圖1是說(shuō)明根據(jù)示例性實(shí)施例的基板熱處理裝置的剖視圖。
[0029]熱處理室200具有內(nèi)部空間，所述內(nèi)部空間是基板的熱處理空間，且基板安裝于所述熱處理空間中。熱處理室200形成為閉合的矩形中空柱體形狀，但各實(shí)施例并非僅限于此，且可為各種柱體形狀。亦即，可為圓柱體形狀及多角形柱體形狀。此外，在熱處理室200的一個(gè)側(cè)面與另一側(cè)面中的每一者處，用于放入/取出基板的入口 710、及任一入口連接至傳遞模塊(未示出)。此外，在熱處理室200的側(cè)面處設(shè)置有排出口 720。
[0030]基板S 是氧化物半導(dǎo)體基板，例如由 InGaZn02、InTn02、InGaTn02、Zn02、Znln02、Si02等的混合物形成的氧化物基板。在為氧化物基板的情形中，當(dāng)氧化物基板經(jīng)熱處理時(shí)，會(huì)發(fā)生表面改性且性能特性發(fā)生變化。
[0031]為參考起見(jiàn)，作為氧化物基板S的例子，將闡述在對(duì)由氧化銦鎵鋅(indiumgallium zinc oxide ；IGZ0)及氧化銦錫(Indium Tin Oxide ；IT0)形成的氧化物基板進(jìn)行熱處理期間的電性特性及表面改性。IGZ0基板及ΙΤ0基板被應(yīng)用于寬廣的領(lǐng)域中，例如應(yīng)用于有機(jī)發(fā)光二極管、發(fā)光器件(LED)、液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)及太陽(yáng)電池。
[0032]在顯示器行業(yè)中，將氧化銦鎵鋅(IGZ0)與TFT底板(backplane)部的非晶硅及多晶娃一起使用。
[0033]TFT底板是用于接通/斷開(kāi)發(fā)光元件的電性信號(hào)的開(kāi)關(guān)元件。IGZ0氧化物基板具有電子迀移率高于非晶硅且單位制造成本顯著低于多晶硅的優(yōu)點(diǎn)。
[0034]通過(guò)IGZ0氧化物基板的熱處理，可調(diào)整自由電子濃度與界面陷阱的比率，并可改善閾值電壓、亞閾值擺動(dòng)因數(shù)(subthreshold swing factor，S-factor)等。因此，IGZ0氧化物基板的電子迀移率及可靠性得到保證。
[0035]此外，在顯示器行業(yè)中用作透明電極的氧化銦錫(ΙΤ0)的表面改性可大大有助于改善器件性能。亦即，通過(guò)熱處理進(jìn)行的表面改性不僅會(huì)移除ΙΤ0表面上的有機(jī)材料，且還會(huì)將表面的粗糙度平坦化，并且改變化合物的成分比率，從而可改善器件的性能。在ΙΤ0基板中，在ΙΤ0表面的功函數(shù)與空穴傳輸層的表面的功函數(shù)的接合界面處會(huì)產(chǎn)生表面電位差。由于此種原因，在器件的發(fā)光起始電壓處會(huì)產(chǎn)生幾伏的差。此外，在ΙΤ0濺鍍期間，ΙΤ0表面的功函數(shù)會(huì)根據(jù)有機(jī)材料及水的吸附、基板表面上的形貌及Ο/In比率而發(fā)生大的變化。熱處理作為前處理技術(shù)執(zhí)行，以使ΙΤ0表面保持以物理上及化學(xué)上穩(wěn)定的狀態(tài)結(jié)合至空穴傳輸層。
[0036]同時(shí)，熱處理室200在其內(nèi)側(cè)包括用于支撐基板的基板支撐構(gòu)件500。此處，基板支撐構(gòu)件500可在其內(nèi)部包括多個(gè)升降銷(xiāo)(lift pin)510及包括邊緣環(huán)(edge ring)，所述多個(gè)升降銷(xiāo)510在垂直方向上移動(dòng)，氧化物基板S在所述工藝期間安裝于所述邊緣環(huán)上。邊緣環(huán)(未示出)是用于在熱處理空間中面對(duì)加熱器區(qū)塊100的位置處于其上安裝氧化物基板的安裝機(jī)構(gòu)?；逯螛?gòu)件500可連接至用于提供升降力的機(jī)構(gòu)(例如氣缸)?；蹇捎缮典N(xiāo)支撐，但各實(shí)施例并非僅限于此?？墒褂酶鞣N能夠?qū)⒀趸锘錝抵靠基板支撐構(gòu)件500進(jìn)行支撐的機(jī)構(gòu)，例如利用靜電力的機(jī)構(gòu)(靜電卡盤(pán))或利用真空吸持力的機(jī)構(gòu)。
[0037]氣體噴射部件400向熱處理空間中噴射大氣氣體(atmosphere gas)。氣體噴射部件400在執(zhí)行熱處理的同時(shí)向作為熱處理室200的內(nèi)部的熱處理空間中噴射大氣氣體，例如氮?dú)狻閰⒖计鹨?jiàn)，噴射至熱處理室200內(nèi)的熱處理空間中的氣體可通過(guò)形成于熱處理室200處的排出口排出至外部。
[0038]加熱器區(qū)塊100包括多個(gè)加熱燈600，加熱燈600產(chǎn)生熱能來(lái)加熱置于面對(duì)的下側(cè)處的基板。加熱器區(qū)塊100