技术领域
[0001] 本
发明涉及
液晶显示技术领域，尤其涉及一种退火装置和退火工艺。
背景技术
[0002] 平板显示技术让我们的生活丰富多彩，随着人们生活
水平的提高，人们对显示
质量的要求也越来越高，
液晶显示器（LCD）技术已经非常成熟，其产品包括手机、相机、显示器、
平板电脑、电视、户外显示等。人们对显示产品的大量需求，客观上推动了显示技术的发展，新的显示技术层出不穷。传统液晶显示器的
薄膜晶体管（Thin Film Transistor，TFT）的有源层采用非晶
硅（a-Si）材料，由于非晶硅本身存在一定问题，如
缺陷太多导致的开态
电流低、迁移率低、
稳定性差，从而限制了非晶硅在很多领域的应用。为改善
薄膜晶体管的性能，提高显示装置的显示效果，低温
多晶硅（Low Temperature Poly-Silicon，LTPS）、
氧化物（Oxide）
半导体等技术应运而生。其中LTPS和Oxide相比传统非晶硅（a-Si）具有更多优势而被普遍关注，被认为是未来最理想的LCD与有机电致发光显示（OLED）的
背板。退火工艺在LTPS和Oxide制程中相当重要，直接影响到TFT特性。
[0003] 传统退火装置一般功能单一，退火时间较长；传统退火装置采用电热丝加热，或
卤素灯加热，对
基板损伤比较大。
发明内容
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种退火装置和退火工艺，减少退火时间，提高效率。
[0005] 为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种退火装置，包括：
[0006]
温度梯度预热单元，用于采用梯度温度对待退火的基板进行梯度预热；
[0007] 高温单元，用于对经过预热的基板进行高温加热；
[0008] 移动装置，用于在基板经过梯度预热时和/或预热后，将基板从所述温度梯度预热单元运送至所述高温单元。
[0009] 进一步的，所述移动装置包括：
[0011] 用于承载待退火处理的基板的承载台，该承载台可移动的设置在所述导轨上。
[0012] 进一步的，所述温度梯度预热单元包括多个第一频闪灯，沿所述基板的移动方向排列设置，且沿基板的移动方向所述第一频闪灯的功率依次增大，用于随着基板的移动，实现对基板的梯度预热。
[0013] 进一步的，所述多个第一频闪灯均匀分布在所述温度梯度预热单元内，且所述多个第一频闪灯与所述基板的距离相同。
[0014] 进一步的，所述高温单元包括多个第二频闪灯，沿所述基板的移动方向排列设置。
[0015] 进一步的，所述多个第二频闪灯均匀分布在所述高温单元内，且所述多个第二频闪灯与所述基板的距离相同。
[0016] 进一步的，所述第一频闪灯和所述第二频闪灯的结构相同，所述第一频闪灯包括用于容纳惰性气体的
石英管、设置在所述石英管两端用于连通外部
电压的
阴极和
阳极。
[0017] 进一步的，所述惰性气体为氙气。
[0018] 进一步的，所述高温单元设置有用于产生变化的
磁场的
电磁场发生器。
[0019] 进一步的，所述温度梯度预热单元和所述高温单元之间设有用于对基板进行
等离子体处理的等离子体诱导单元，所述等离子体诱导单元内设有
等离子体发生器。
[0020] 本发明还提供一种通过上述退火装置实现的退火工艺，包括如下步骤：
[0021] 通过温度梯度预热单元采用梯度温度对待退火的基板进行梯度预热；
[0022] 通过高温单元对经过预热的基板进行高温加热；
[0023] 其中，在基板经过梯度预热时和/或预热后，将基板从所述温度梯度预热单元运送至所述高温单元。
[0024] 进一步的，在对经过预热的基板进行高温加热之前还包括如下步骤：
[0025] 通过等离子体诱导单元对基板进行等离子体处理。
[0026] 进一步的，对经过预热的基板进行高温加热具体包括：
[0027] 通过电磁场发生器对基板施加变化的磁场，
加速基板内的离子的运动。
[0028] 本发明的有益效果是：采用梯度加热的方式，对基板进行预
热处理，提高了退火效率。
附图说明
[0029] 图1表示本发明
实施例中退火装置的结构示意图；
[0030] 图2表示本发明实施例中频闪灯的结构示意图；
[0031] 图3表示本发明实施例中高温单元的结构示意图
[0032] 图4表示本发明实施例中退火工艺的
流程图。
具体实施方式
[0033] 以下结合附图对本发明结构和原理进行详细说明，所举实施例仅用于解释本发明，并非以此限定本发明保护范围。
[0034] 如图1、图3所示，本实施例提供一种退火装置，包括：
[0035] 温度梯度预热单元100，用于采用梯度温度对待退火的基板600进行梯度预热；
[0036] 高温单元300，用于对经过预热的基板600进行高温加热；
[0037] 移动装置，用于在基板600经过梯度预热时和/或预热后，将基板600从所述温度梯度预热单元100运送至所述高温单元300。
[0038] 采用梯度加热的方式，对基板600进行预热处理，提高了退火效率。
[0039] 所述移动装置包括：
[0040] 导轨400；
[0041] 用于承载待退火处理的基板600的承载台500，该承载台500可移动的设置在所述导轨400上。
[0042] 所述温度梯度预热单元100包括多个第一频闪灯700，沿所述基板600的移动方向排列设置，且沿基板600的移动方向所述第一频闪灯700的功率依次增大，实现对基板600的梯度预热。
[0043] 采用梯度加热的方式，对基板600进行预热处理，提高了退火效率。且根据实际需要，每一个第一频闪灯700的功率是可以根据需要设定，只要能实现对基板600加热的温度梯度就可以。
[0044] 本实施例中所述退火装置包括一容纳空间，所述温度梯度预热单元100和所述高温单元300分设于所述容纳空间的不同部分。
[0045] 本实施例中，温度梯度预热单元100、高温单元300位于所述导轨400上方，且沿着所述承载台500运动方向依次设置。
[0046] 为了方便控制每一个第一频闪灯700对基板600加热的温度沿着基板600移动的方向是依次增高的呈梯度的形式，即控制第一频闪灯700的功率，所述多个第一频闪灯700均匀分布在所述温度梯度预热单元100内，且所述多个第一频闪灯700与所述导轨400的距离相同。
[0047] 多个所述第一频闪灯700的设置方式并不限于所述多个第一频闪灯700与所述导轨400的距离相同的方式，在本发明退火装置中的另一实施例中，多个所述第一频闪灯700的功率相同，通过多个所述第一频闪灯700与所述导轨400的距离不相同的设置方式来实现基板600加热的温度梯度。
[0048] 所述高温单元300内、在与所述导轨400平行的方向上设置有多个第二频闪灯701。
[0049] 为了方便控制每一个第二频闪灯701对基板600加热的温度，即控制第二频闪灯701的功率，所述多个第二频闪灯701均匀分布在所述高温单元300内，且所述多个第二频闪灯701与所述导轨400的距离相同。
[0050] 实际使用中，所述第二频闪灯701的功率可以大于、等于或小于多个所述第一频闪灯700中功率最大的第一频闪灯700的功率，多个第二频闪灯701的功率可以相同也可以不相同，根据实际退火需要决定。
[0051] 所述高温单元300设置有用于产生变化的磁场的电磁场发生器800，该电磁场发生器800可以设置在所述导轨400的上方。
[0052] 在电磁场的作用下，加快基板600中离子的运动，提高退火效率。
[0053] 本实施例中，所述电磁场发生器800设置在所述第二频闪灯701的上方。
[0054] 所述温度梯度预热单元100和所述高温单元300之间设有用于对基板600进行等离子体处理的等离子体诱导单元200，所述等离子体诱导单元200内设有等离子体发生器201。
[0055] 等离子体诱导单元200的设置增加了退火装置的功能，例如，在对基板600进行氢化处理时，等离子体发生器产生富氢等离子体，对基板表面进行处理，加速基板中的离子扩散，有利于提高氢化效率；也可以根据需要对基板600表面进行
刻蚀，实现基板600的平滑处理，使得基板600的表面形成一个光滑的平面。
[0056] 如图2所示，所述第一频闪灯700和所述第二频闪灯701的结构相同，所述第一频闪灯700包括用于容纳惰性气体的石英管702、设置在所述石英管702两端用于连通外部电压的阴极703和阳极704。
[0057] 本实施例中，所述惰性气体为氙气。采用氙气的第一频闪灯700和第二频闪灯701的脉冲时间（50-100μs）比卤素灯的脉冲时间（ms量级）更短；
脉冲持续时间更短，所以对基板损伤更小。
[0058] 以下LTPS（低温多晶硅）为例对本发明退火装置进行介绍，LTPS对退火的依赖性更为强烈，LTPS制程与传统非晶硅制程最大区别在于，热处理工序比较多，一般包括去氢（脱氢）、离子活化、氢扩散（氢化）等。退火时间和温度的精确控制对LTPS TFT性能影响明显，所以，退火设备对LTPS工艺非常重要。
[0059] 在一进行脱氢（去除非晶硅薄膜中的氢）处理的实施例中：基板600首先进入温度梯度预热单元100，温度梯度预热单元100采用温度梯度设计，交互改变多个第一频闪灯700的功率，使得加热基板600的温度存在梯度，这样可以大大提高去除氢的效率；接着进入等离子体诱导单元200（在实际操作中，等离子体诱导单元200可作为备选项，根据需要设置其开/关状态）；最后进入包括电磁场发生器800的高温单元300（电磁场发生器800产生的电磁场在高温单元300内起到辅助退火处理的作用，可以根据实际需要控制其
开关状态），第二频闪灯701对基板600进行高温加热，并在电磁场的辅助作用下，氢离子更快逸出，可提高脱氢效率。
[0060] 在一对基板600进行氢化（增加氢键含量）处理的实施例中：基板600首先进入温度梯度预热单元100，温度梯度预热单元100采用温度梯度设计，交互改变第一频闪灯700的功率，使得加热的温度存在梯度，这样可以大大提高离子移动的活性；接着进入等离子体诱导单元200，可采用富氢等离子体，对基板600
表面处理，有利于提高氢化效率；最后进入包括电磁场发生器800的高温单元300，第二频闪灯701对基板600进行高温加热，并在变化的电磁场作用下，有利于氢离子移动，进入目标层，提高氢化效率。
[0061] 在一对基板600进行活化（注入离子活性化、晶格修复）处理的实施例中：基板600首先进入温度梯度预热单元100，温度梯度预热单元100采用温度梯度设计，交互改变第一频闪灯700的功率，使得加热基板600的温度存在梯度，这样可以大大提高离子移动的活性；接着进入等离子体诱导单元200（等离子体诱导单元200可作为备选项，根据需要设置开/关状态）；最后进入包括电磁场发生器800的高温单元300，第二频闪灯701对基板600进行高温加热，并在变化的电磁场作用下，有利于离子移动，提高活化效率。
[0062] 如图4所示，本发明还提供一种通过上述退火装置实现的退火工艺，包括如下步骤：
[0063] 通过温度梯度预热单元采用梯度温度对待退火的基板进行梯度预热；
[0064] 通过高温单元对经过预热的基板进行高温加热；
[0065] 其中，在基板经过梯度预热时和/或预热后，将基板从所述温度梯度预热单元运送至所述高温单元。
[0066] 在对经过预热的基板进行高温加热之前还包括如下步骤：
[0067] 通过等离子体诱导单元对基板进行等离子体处理。
[0068] 对经过预热的基板进行高温加热具体包括：
[0069] 通过电磁场发生器对基板施加变化的磁场，加速基板内的离子的运动。以上所述为本发明较佳实施例，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围。
