使用热退火设备进行快速热退火工艺的方法

摘要

本发明提供一种使用热退火设备进行快速热退火工艺的方法，对热退火设备在空闲及工作状态下分别按照第一、第二参数进行设定，并将热退火设备的数个加热腔中的至少前1个加热腔设为区别设定加热腔，所述第一参数中对区别设定加热腔的设定温度低于所述第二参数中对该区别设定加热腔的设定温度，从而使得热退火设备在由空闲状态向工作状态转换时，减少工作状态初期首先放入热退火设备中的基板与工作状态稳定时放入的基板间温度的差异，进而减少TTP变异的发生，降低产品报废的风险，提升产品良率，增加产品经济价值。

说明书

技术领域

本发明涉及显示面板的生产领域，尤其涉及一种使用热退火设备进行快速热退火工艺的方法。

背景技术

薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)是目前液晶显示装置(Liquid CrystalDisplay，LCD)和有机电致发光显示装置(Organic Light-Emitting Diode，OLED)中的主要驱动元件，直接关系到高性能平板显示装置的发展方向。薄膜晶体管具有多种结构，制备相应结构的薄膜晶体管有源层的材料也具有多种，其中，低温多晶硅(Low TemperaturePoly-silicon，LTPS)材料是其中较为优选的一种。现行常规的LTPS技术中快速热退火(rapid thermal anneal，RTA)制程常用于降低前层中的含氢(H)量，一般温度较高，玻璃基板升温速度较快，玻璃基板一进入制程即升至最高制程温度，之后温度再逐渐下降，经冷却后出制程。

另外，显示面板在生产过程中还有很多高温制程，在这些高温制程中温度设置最高的为RTA制程，而高温制程又对玻璃基板的收缩量有着直接影响，在温度下降过程中，温度设置对玻璃基板产生收缩和变形的影响较大，而玻璃基板的收缩好坏对于基板的对组又有着重要的影响，不然就会产生漏光造成产品的不良，故玻璃基板的收缩量应严格控制。

在现有RTA制程中，热退火设备为连续式的快速加热机，一般具有3～7个加热腔(TCM)和一个快速冷却腔(RCM)，其各腔内的温度在空闲状态(idle)和工作状态(run)时有一定的差异。如图1所示，当热退火设备处于空闲状态时，没有冷的玻璃基板的影响，加热腔内的温度会比较高，一般比工作状态稳定时的温度高20～30℃左右，当其由空闲状态向工作状态转换时，玻璃基板开始连续的放入热退火设备中，加热腔内的温度会由于玻璃基板的影响而慢慢降低直至稳定，但温度稳定需要一定的时间，在温度稳定之前，在工作状态初期首先放入热退火设备中的这几片玻璃基板的温度会较高，从而造成与工作状态稳定时放入的玻璃基板间的收缩量有一定的差异，这就可能会导致首先放入热退火设备中的这几片玻璃基板的产品TTP(Total Pitch，统指基板上印刷的像素的各端点之间的距离)超规，进而造成产品报废。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用热退火设备进行快速热退火工艺的方法，通过自动调整热退火设备在空闲及工作状态下的设定温度，减少工作状态初期首先放入热退火设备中的基板与工作状态稳定时放入的基板间温度的差异，从而减少TTP变异的发生，降低产品报废的风险。

为实现上述目的，本发明提供了一种使用热退火设备进行快速热退火工艺的方法，所述热退火设备包括由前向后依序设置的数个加热腔和一个快速冷却腔，所述热退火设备具有空闲状态和工作状态，该方法包括：

所述热退火设备由空闲状态向工作状态转换时，将对热退火设备的设置参数由第一参数切换至第二参数的步骤；

所述热退火设备由工作状态向空闲状态转换时，将对热退火设备的设置参数由第二参数切换至第一参数的步骤；

所述第一、第二参数分别包括对数个加热腔和一个快速冷却腔的设定温度；

所述数个加热腔中依前后顺序从第1个起至少前1个加热腔为区别设定加热腔，剩余的加热腔为相同设定加热腔；

所述第一参数中对区别设定加热腔的设定温度低于所述第二参数中对该区别设定加热腔的设定温度。

所述第一参数中对区别设定加热腔的设定温度比所述第二参数中对该区别设定加热腔的设定温度低10-30℃。

所述第一参数中对相同设定加热腔的设定温度与所述第二参数中对该相同设定加热腔的设定温度相同。

所述热退火设备包括3-7个加热腔，其中，依前后顺序从第1个起前2或3个加热腔为区别设定加热腔，剩余的加热腔为相同设定加热腔。

所述热退火设备包括6个加热腔，其中，依前后顺序从第1个起前3个加热腔为区别设定加热腔，后3个加热腔为相同设定加热腔。

所述第二参数中，6个加热腔中依前后顺序第1-2个加热腔的设定温度在500℃至600℃之间，第3-4个加热腔的设定温度在400℃至500℃之间，第5-6个加热腔的设定温度在200℃至400℃之间。

所述热退火设备用于对基板进行快速热退火工艺，所述基板在热退火设备中对应每一加热腔和快速冷却腔的制程时间相同，所述制程时间包括所述基板进入相应的加热腔或快速冷却腔的移动时间、及在相应的加热腔或快速冷却腔中的停留时间。

所述基板在热退火设备中对应每一加热腔和快速冷却腔的制程时间均为80s以上。

所述热退火设备的加热腔内通有第一气体，以使得所述加热腔内的温度均匀，所述热退火设备的快速冷却腔内通有第二气体，以对所述基板进行辅助降温。

所述第一气体为氮气，所述第二气体为洁净干燥的压缩空气。

本发明的有益效果：本发明提供一种使用热退火设备进行快速热退火工艺的方法，对热退火设备在空闲及工作状态下分别按照第一、第二参数进行设定，并将热退火设备的数个加热腔中的至少前1个加热腔设为区别设定加热腔，所述第一参数中对区别设定加热腔的设定温度低于所述第二参数中对该区别设定加热腔的设定温度，从而使得热退火设备在由空闲状态向工作状态转换时，减少工作状态初期首先放入热退火设备中的基板与工作状态稳定时放入的基板间温度的差异，进而减少TTP变异的发生，降低产品报废的风险，提升产品良率，增加产品经济价值。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。

附图中，

图1为现有RTA制程中热退火设备由空闲状态向工作状态转换时其一加热腔的设定温度与实际温度的变化趋势示意图；

图2为本发明的使用热退火设备进行快速热退火工艺的方法中热退火设备由空闲状态向工作状态转换时一区别设定加热腔的设定温度与实际温度的变化趋势示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。

本发明首先提供一种使用热退火设备进行快速热退火工艺的方法，所述热退火设备用于对基板进行快速热退火工艺，所述热退火设备包括由前向后依序设置的数个加热腔和一个快速冷却腔，所述热退火设备具有空闲状态和工作状态，所述热退火设备的空闲状态指的是热退火设备在开启状态且其上无待快速热退火的基板，所述热退火设备的工作状态指的是热退火设备在开启状态且其上有待快速热退火的基板，当所述热退火设备由空闲状态向工作状态转换时，待快速热退火的基板被陆续的置于热退火设备上；那么，该使用热退火设备进行快速热退火工艺的方法包括：

所述热退火设备由空闲状态向工作状态转换时，将对热退火设备的设置参数由第一参数切换至第二参数的步骤；

所述热退火设备由工作状态向空闲状态转换时，将对热退火设备的设置参数由第二参数切换至第一参数的步骤；

即，对所述热退火设备在空闲状态时按照第一参数进行设定，对所述热退火设备在工作状态时按照第二参数进行设定；

所述第一、第二参数分别包括对数个加热腔和一个快速冷却腔的设定温度；将所述数个加热腔中依前后顺序从第1个起至少前1个加热腔设为区别设定加热腔，剩余的加热腔设为相同设定加热腔；其中，所述第一参数中对区别设定加热腔的设定温度低于所述第二参数中对该区别设定加热腔的设定温度。

从而，如图2所示，通过软体设置两组参数，将所述热退火设备在空闲状态时按照第一参数进行设定，将所述热退火设备在工作状态时按照第二参数进行设定；那么，当所述热退火设备由空闲状态向工作状态转换时，具体为当所述热退火设备准备进入工作状态，机械臂开始取待快速热退火的基板时，将对热退火设备的设置参数由第一参数切换至第二参数；此时，由于第二参数中对区别设定加热腔的设定温度高于第一参数中的设定温度，那么即使所述热退火设备在工作状态初期有冷的基板进入，由于设定温度变高而使加热腔温度升高的影响与冷的基板进入而使加热腔温度降低的影响能够相抵消，从而可使得该区别设定加热腔内的实际温度基本上能够继续保持其在空闲状态时的实际温度，直至所述热退火设备在工作状态稳定时。从而使得热退火设备在由空闲状态向工作状态转换时，减少所述热退火设备在工作状态初期首先放入热退火设备中的基板与工作状态稳定时放入的基板间温度的差异，进而减少TTP变异的发生，降低产品报废的风险，提升产品良率，增加产品经济价值。

具体地，所述第一参数中对区别设定加热腔的设定温度比所述第二参数中对该区别设定加热腔的设定温度低10-30℃。

具体地，所述第一参数中对相同设定加热腔的设定温度与所述第二参数中对该相同设定加热腔的设定温度相同。

具体地，所述热退火设备包括3-7个加热腔，其中，依前后顺序从第1个起前2或3个加热腔为区别设定加热腔，剩余的加热腔为相同设定加热腔。

具体地，在本具体实施例中，所述热退火设备包括6个加热腔，其中，依前后顺序从第1个起前3个加热腔为区别设定加热腔，后3个加热腔为相同设定加热腔，另外，前2个加热腔为预热段，温度设定较高一点，中间2个加热腔为制程段，温度比较稳定，后2个加热腔为降温段，温度设定较低一点。

那么，具体地，所述热退火设备在工作状态时，即所述第二参数中，6个加热腔中依前后顺序第1-2个加热腔的设定温度在500℃至600℃之间，第3-4个加热腔的设定温度在400℃至500℃之间，第5-6个加热腔的设定温度在200℃至400℃之间。

具体地，由于热退火设备为连续式的，故所述基板在热退火设备中对应每一加热腔和快速冷却腔的制程时间相同，其中，所述制程时间包括所述基板进入相应的加热腔或快速冷却腔的移动时间、及在相应的加热腔或快速冷却腔中的停留时间。

具体地，所述基板在热退火设备中对应每一加热腔和快速冷却腔的制程时间相同一般不能太短，不然由于基板冷却时间不够，从热退火设备出来时温度过高而对其上的元件(parts)造成损伤，因此，所述基板在热退火设备中对应每一加热腔和快速冷却腔的制程时间均为80s以上。

具体地，所述热退火设备的加热腔内通有第一气体，以使得所述加热腔内的温度均匀，所述热退火设备的快速冷却腔内通有第二气体，以对所述基板进行辅助降温。

具体地，所述第一气体为氮气(N₂)，所述第二气体为洁净干燥的压缩空气(CleanDry>

综上所述，本发明提供一种使用热退火设备进行快速热退火工艺的方法，对热退火设备在空闲及工作状态下分别按照第一、第二参数进行设定，并将热退火设备的数个加热腔中的至少前1个加热腔设为区别设定加热腔，所述第一参数中对区别设定加热腔的设定温度低于所述第二参数中对该区别设定加热腔的设定温度，从而使得热退火设备在由空闲状态向工作状态转换时，减少工作状态初期首先放入热退火设备中的基板与工作状态稳定时放入的基板间温度的差异，进而减少TTP变异的发生，降低产品报废的风险，提升产品良率，增加产品经济价值。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。