基板热处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基板热处理装置，且更具体而言，涉及一种通过热处理来改善基板的电性特性的基板热处理装置。
【背景技术】
[0002]显示器正朝具有大的面积、超高清晰度(definit1n)及高速运行发展。由于典型的非晶娃半导体元件(例如非晶娃薄膜晶体管(thin film transistor，TFT))具有低的迀移率(约0.5cm2/Vs以下)，因而在利用这些非晶硅半导体元件实作高性能元件时存在限制。因此，作为对非晶体薄膜晶体管的替代，使用具有非晶相及高迀移率(约5cm2/Vs至约10cm2/Vs以上)的氧化物半导体(例如氧化物基板)的氧化物薄膜晶体管已受到关注。在例如氧化物半导体基板等氧化物基板上进行层的沉积可通过例如等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposit1n, PECVD)等沉积工艺来进行。
[0003]同时，可通过其中对氧化物基板的表面粗糙度进行平坦化并改变化合物的成分比率的表面改性来改善元件的性能。亦即，移除作为氧化物半导体的污染物质的碳，改善表面粗糙度，降低电阻，并由此可改善氧化物基板的性能。对于氧化物基板的此种表面改性，通常使用热处理。
[0004]由于例如所沉积的氧化物的构成材料的混合特性、自由电子浓度、及界面陷阱(interface trap)等问题，氧化物半导体的性能会降低。因此，可通过其中对氧化物基板的表面粗糙度进行平坦化并改变化合物的成分比率的表面改性来改善元件的性能。亦即，调整氧化物半导体的自由电子浓度及界面陷阱，移除作为氧化物半导体的污染物质的碳，改善表面粗糙度以降低电阻，并由此可提高氧化物基板的性能。对于氧化物基板的这些自由电子浓度及表面改性，通常使用热处理。
[0005]因此，热处理是氧化物半导体工艺中所必需的工艺。电子迀移率、绝缘电阻、欧姆接点合金化(ohmic contact alloying)、离子植入损伤退火(1n implantat1n damageannealing)、掺杂剂活化、及TiN、TiSi2、或CoCi2薄膜的形成是需要进行热处理的工艺。
[0006]执行热处理的基板热处理装置利用由加热灯600发出的光波长的辐射热量将热量传递至基板，所述加热灯600是钨卤素灯。所述基板热处理装置包括用于在其中执行热处理的热处理室200及朝基板提供光波长的加热器区块100。此外，由透明石英材料形成的石英窗口 300安置于热处理室200与加热器区块100之间。在防止作为污染物的粒子被引入位于加热器区块100下侧的热处理室200中的同时，石英窗口 300透射位于上侧的加热器区块100中的加热灯600的光波长。亦即，石英窗口 300在保护基板不遭受污染物的同时，以约90%以上的透射率透射由作为卤素灯而形成的加热灯600发出的自约250nm至约4000nm的宽波长范围(短波长至长波长)内的光波长。
[0007]作为由加热灯600发出的波长的自约250nm至约4000nm的波长范围包括各种波长范围，例如自约180nm至约340nm的紫外光(ultrav1let，UV)波长范围、及自约340nm至780nm的可见光波长范围。
[0008]同时，在用于对氧化物基板的表面进行改性的热处理工艺期间当这些各种波长范围到达氧化物基板时这些波长范围对氧化物基板的影响尚未得到论述。因此，需要提供一种替代方案以通过确定在热处理工艺期间对氧化物基板具有不良影响的波长范围来防止对氧化物基板具有不良影响的波长范围到达氧化物基板。
[0009][现有技术文献]
[0010][专利文献]
[0011][专利文献1]韩国专利申请早期公开第10-2007-0098314号
【发明内容】
[0012]本发明提供一种虑及在氧化物基板的热处理期间的波长范围的热处理机构。本发明还在氧化物基板的热处理期间改善电性特性。
[0013]根据示例性实施例，一种基板热处理装置包括:热处理室，用以界定基板的热处理空间；基板支撑构件，用以在所述热处理空间中支撑所述基板；加热器区块，在面对所述基板的灯安装表面上设置有多个加热灯；以及窗口，阻挡由所述加热灯产生的灯波长范围中预定阻挡波长范围内的光波长，且透射其余波长范围的透射波长范围内的光波长以传递至所述基板。
[0014]所述窗口可包括:透射板，用以透射由所述加热灯产生的所有波长范围内的光波长；以及涂布膜，涂布于所述透射板的上表面或下表面上，以仅阻挡所述阻挡波长范围内的光波长。
[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中的任一种或多种材料形成。
[0016]所述窗口可由在不涂布单独涂布膜条件下仅阻挡所述阻挡波长范围内的光波长、且透射所述透射波长范围内的光波长的材料形成。
[0017]所述窗口可由Si02、Ti02、ZnSe、GLS、TIC1、AqBr、TiBr 及 KI 中的任一种或多种材料形成。
[0018]所述阻挡波长范围可为自所述灯波长范围内的最低波长至约700nm，且所述透射波长范围可为自超过约700nm的波长至所述灯波长范围内的最高波长的波长范围。
[0019]所述阻挡波长范围可为自约lOOnm至约700nm的波长范围，且所述透射波长范围可为自超过700nm的波长至约4000nm的波长范围。
【附图说明】
[0020]结合附图阅读以下说明，可更详细地理解各示例性实施例，附图中:
[0021]图1是说明根据示例性实施例的基板热处理装置的剖视图。
[0022]图2是灯泡型灯的立体图。
[0023]图3中(A)与(B)是说明当通过允许由加热灯输出的全部光波长不加过滤地到达氧化物基板而对基板进行热处理时基板的电性特性。
[0024]图4中㈧与⑶是说明根据示例性实施例当对氧化物基板涂覆涂布膜时的氧化物基板的视图。
[0025]图5是根据示例性实施例的在无涂层时阻挡阻挡波长范围的氧化物基板的视图。
[0026]图6中(A)与(B)是说明当通过阻挡阻挡波长范围并允许其余透射波长范围内的光波长到达氧化物基板而对基板进行热处理时基板的电性特性。
【具体实施方式】
[0027]以下，将参照附图更详细地阐述示例性实施例。然而，本发明可实施为不同形式，而不应被视为仅限于本文所述的实施例。更确切而言，提供这些实施例是为了使本揭示内容透彻及完整，并将向所属领域的技术人员充分传达本发明的范围。在图式中，通篇中相同参考编号指示相同元件。
[0028]图1是说明根据示例性实施例的基板热处理装置的剖视图。
[0029]热处理室200具有内部空间，所述内部空间是基板的热处理空间，且基板安装于所述热处理空间中。热处理室200形成为闭合的矩形中空柱体形状，但各实施例并非仅限于此，且可为各种柱体形状。亦即，可为圆柱体形状及多角形柱体形状。此外，在热处理室200的一个侧面与另一侧面中的每一者处，用于放入/取出基板的入口 710、及任一入口连接至传递模块(未示出)。此外，在热处理室200的侧面处设置有排出口 720。
[0030]基板S 是氧化物半导体基板，例如由 InGaZn02、InTn02、InGaTn02、Zn02、Znln02、Si02等的混合物形成的氧化物基板。在为氧化物基板的情形中，当氧化物基板经热处理时，会发生表面改性且性能特性发生变化。
[0031]为参考起见，作为氧化物基板S的例子，将阐述在对由氧化铟镓锌(indiumgallium zinc oxide ；IGZ0)及氧化铟锡(Indium Tin Oxide ；IT0)形成的氧化物基板进行热处理期间的电性特性及表面改性。IGZ0基板及ΙΤ0基板被应用于宽广的领域中，例如应用于有机发光二极管、发光器件(LED)、液晶显示器(liquid crystal display，LCD)及太阳电池。
[0032]在显示器行业中，将氧化铟镓锌(IGZ0)与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/断开发光元件的电性信号的开关元件。IGZ0氧化物基板具有电子迀移率高于非晶硅且单位制造成本显著低于多晶硅的优点。
[0034]通过IGZ0氧化物基板的热处理，可调整自由电子浓度与界面陷阱的比率，并可改善阈值电压、亚阈值摆动因数(subthreshold swing factor，S-factor)等。因此，IGZ0氧化物基板的电子迀移率及可靠性得到保证。
[0035]此外，在显示器行业中用作透明电极的氧化铟锡(ΙΤ0)的表面改性可大大有助于改善器件性能。亦即，通过热处理进行的表面改性不仅会移除ΙΤ0表面上的有机材料，且还会将表面的粗糙度平坦化，并且改变化合物的成分比率，从而可改善器件的性能。在ΙΤ0基板中，在ΙΤ0表面的功函数与空穴传输层的表面的功函数的接合界面处会产生表面电位差。由于此种原因，在器件的发光起始电压处会产生几伏的差。此外，在ΙΤ0溅镀期间，ΙΤ0表面的功函数会根据有机材料及水的吸附、基板表面上的形貌及Ο/In比率而发生大的变化。热处理作为前处理技术执行，以使ΙΤ0表面保持以物理上及化学上稳定的状态结合至空穴传输层。
[0036]同时，热处理室200在其内侧包括用于支撑基板的基板支撑构件500。此处，基板支撑构件500可在其内部包括多个升降销(lift pin)510及包括边缘环(edge ring)，所述多个升降销510在垂直方向上移动，氧化物基板S在所述工艺期间安装于所述边缘环上。边缘环(未示出)是用于在热处理空间中面对加热器区块100的位置处于其上安装氧化物基板的安装机构。基板支撑构件500可连接至用于提供升降力的机构(例如气缸)。基板可由升降销支撑，但各实施例并非仅限于此。可使用各种能够将氧化物基板S抵靠基板支撑构件500进行支撑的机构，例如利用静电力的机构(静电卡盘)或利用真空吸持力的机构。
[0037]气体喷射部件400向热处理空间中喷射大气气体(atmosphere gas)。气体喷射部件400在执行热处理的同时向作为热处理室200的内部的热处理空间中喷射大气气体，例如氮气。为参考起见，喷射至热处理室200内的热处理空间中的气体可通过形成于热处理室200处的排出口排出至外部。
[0038]加热器区块100包括多个加热灯600，加热灯600产生热能来加热置于面对的下侧处的基板。加热器区块100