CN112309844A - 激光退火设备和制造具有多晶硅层的基底的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种激光退火设备以及一种制造具有多晶硅层的基底的方法。所述激光退火设备包括：激光束源，所述激光束源发射线性偏振激光束；多面镜，所述多面镜围绕旋转轴旋转并反射从所述激光束源发射的所述线性偏振激光束；第一克尔盒，所述第一克尔盒设置在所述激光束源与所述多面镜之间的激光束路径上；以及第一光学元件，所述第一光学元件将由所述多面镜反射的所述线性偏振激光束朝向非晶硅层引导，其中，所述线性偏振激光束照射到所述非晶硅层上。

Description

激光退火设备和制造具有多晶硅层的基底的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年7月30日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0092661号韩国专利申请的优先权和权益，上述韩国专利申请的全部内容通过引用包含于此。
技术领域
一个或多个实施例涉及激光退火设备和使用激光退火设备制造具有多晶硅层的基底的方法，并且涉及即使在一个构成元件的形状发生误差时也可以获得先前预期结果(诸如非晶硅层的均匀退火以及随后的均匀的多晶硅层)的激光退火设备以及使用激光退火设备制造具有多晶硅层的基底的方法。
背景技术
通常，诸如液晶显示设备或有机发光显示设备的显示设备使用薄膜晶体管来控制每个像素的发光。当薄膜晶体管包括多晶硅时，在制造显示设备的处理中可以包括在基底上形成多晶硅层的处理。多晶硅层可以通过在基底上形成非晶硅层并使其退火来形成。可以通过将激光束照射到非晶硅层上来进行退火。
在根据相关技术的激光退火设备中，当定位在激光束的光路上的光学元件的形状发生误差时，激光束的最终光路与预设的光路不同。因此，当与预期不同地执行非晶硅层的退火时可能产生缺陷。
将理解的是，本背景技术部分旨在部分地提供用于理解技术的有用背景。然而，本背景技术部分还可以包括不作为在本文中公开的主题的相应有效提交日期之前由相关领域的技术人员所已知或领会的部分的构思、概念或认知。
发明内容
一个或多个实施例包括即使在一个构成元件的形状发生误差时也可以获得先前预期结果的激光退火设备以及使用激光退火设备制造具有多晶硅层的基底的方法。然而，以上目的是非限制性的，且本公开的范围不局限于此。
附加方面将在随后的描述中部分地阐述，并且所述附加方面通过该描述将部分地明显，或者可以通过实践本公开的实施例获知所述附加方面。
根据一个或多个实施例，一种激光退火设备可以包括：激光束源，所述激光束源发射线性偏振激光束；多面镜，所述多面镜围绕旋转轴旋转，并反射从所述激光束源发射的所述线性偏振激光束；第一克尔盒，所述第一克尔盒设置在所述激光束源与所述多面镜之间的激光束路径上；以及第一光学元件，所述第一光学元件将由所述多面镜反射的所述线性偏振激光束朝向非晶硅层引导，其中，所述线性偏振激光束照射到所述非晶硅层上。
多面镜可以包括第一反射表面和第二反射表面，在从所述激光束源发射的所述线性偏振激光束入射到所述第一反射表面上的同时向所述第一克尔盒施加第一电位差，在从所述激光束源发射的所述线性偏振激光束入射到所述第二反射表面上的同时向所述第一克尔盒施加第二电位差，并且所述第一电位差可以与所述第二电位差不同。
所述多面镜可以包括第一反射表面和第二反射表面，并且在所述多面镜旋转并且从所述激光束源发射的所述线性偏振激光束入射到所述第二反射表面上的同时，施加到所述第一克尔盒的第二电位差可以改变。
从所述激光束源发射的所述线性偏振激光束的线性偏振方向可以在平行于在所述第一克尔盒中产生的电场的方向且包括入射到所述第一克尔盒上的所述激光束的线性路径的平面中，并且所述线性偏振方向可以垂直于入射到所述第一克尔盒上的所述线性偏振激光束的所述线性路径。
所述激光退火设备还可以包括第二光学元件，所述第二光学元件设置在所述第一克尔盒与所述多面镜之间的激光束光路上，并且所述第二光学元件使得所述线性偏振激光束在穿过所述第一克尔盒之后在所述多面镜上的入射点与当在所述激光束源与所述多面镜之间未设置所述第一克尔盒时从所述激光束源发射的所述线性偏振激光束在所述多面镜上的入射点相同。此外，在所述第一克尔盒中产生的电场的方向可以垂直于所述多面镜的所述旋转轴。
所述激光退火设备还可以包括：第二克尔盒，所述第二克尔盒设置在所述第一克尔盒与所述多面镜之间的激光束路径上；和半波(λ/2)板，所述半波(λ/2)板设置在所述第二克尔盒与所述第一克尔盒之间的激光束路径上，其中，在所述第二克尔盒中产生的电场的方向垂直于在所述第一克尔盒中产生的电场的方向。
所述第一光学元件可以包括：具有凸反射表面的第一镜和具有凹反射表面的第二镜。
所述第二光学元件可以包括：朝向所述多面镜凸出的第一透镜和朝向所述第二克尔盒凸出的第二透镜。
一个或多个实施例包括一种制造具有多晶硅层的基底的方法，所述方法可以包括：在基底上形成非晶硅层；以及在线性偏振激光束穿过第一克尔盒、被围绕旋转轴旋转的多面镜反射并投射到第一光学元件上之后，使所述线性偏振激光束照射到所述非晶硅层上。
所述方法还可以包括：在使所述多面镜旋转的同时使所述基底在预定的方向上移动。
在所述使所述线性偏振激光束照射到所述非晶硅层上中，在所述线性偏振激光束入射到所述多面镜的第一反射表面上的同时向所述第一克尔盒施加第一电位差，以及在所述线性偏振激光束入射到所述多面镜的第二反射表面上的同时向所述第一克尔盒施加第二电位差，其中，所述第一电位差和所述第二电位差彼此不同。
在所述线性偏振激光束的所述照射中，通过在所述多面镜旋转且所述线性偏振激光束入射到所述多面镜的第二反射表面上的同时改变施加到所述第一克尔盒的第二电位差，可以使所述线性偏振激光束照射到所述非晶硅层上。
在所述线性偏振激光束的所述照射中，可以使具有线性偏振方向的所述线性偏振激光束通过所述第一克尔盒照射到所述非晶硅层上，其中，所述线性偏振方向可以在平行于在所述第一克尔盒中产生的电场的方向且包括入射到所述第一克尔盒上的所述线性偏振激光束的线性路径的平面中，并且所述线性偏振方向可以垂直于入射到所述第一克尔盒上的所述线性偏振激光束的所述线性路径。
在所述线性偏振激光束的所述照射中，所述线性偏振激光束可以通过穿过所述第一克尔盒与所述多面镜之间的第二光学元件照射到所述非晶硅层上，以及所述第二光学元件使得所述线性偏振激光束在穿过所述第一克尔盒之后在所述多面镜上的入射点与当在所述激光束源与所述多面镜之间未设置所述第一克尔盒时所述线性偏振激光束在所述多面镜上的入射点相同。
在所述线性偏振激光束的所述照射中，在所述第一克尔盒中产生的电场的方向可以垂直于所述多面镜的所述旋转轴。
在所述线性偏振激光束的所述照射中，通过依次穿过所述第一克尔盒、半波(λ/2)板和第二克尔盒以入射到所述多面镜上，所述线性偏振激光束照射到所述非晶硅层上，以及在所述第二克尔盒中产生的电场的方向垂直于在所述第一克尔盒中产生的电场的方向。
附图说明
通过以下结合附图的描述，本公开的实施例的以上和其它方面、特征和优点将更明显，在附图中：
图1是根据实施例的激光退火设备的示意图；
图2是示出了在图1的构成元件中的激光束的路径的变化的示意图；
图3是作为图1的构成元件的多面镜的示意性透视图；
图4是当定位在或设置在激光束的光路上的光学元件的形状发生误差时照射到非晶硅层上的激光束的轨迹的示意图；
图5是当通过使用图1的激光退火设备校正误差时照射到非晶硅层上的激光束的轨迹的示意图；
图6是当定位在或设置在激光束的光路上的光学元件的形状发生误差时照射到非晶硅层上的激光束的轨迹的示意图；
图7是当通过使用图1的激光退火设备校正误差时施加在一个构成元件中的电场的强度随时间变化的示意性曲线图；
图8是根据实施例的激光退火设备的一部分的示意性透视图；
图9是根据实施例的激光退火设备的一部分的示意图；并且
图10是制造具有多晶硅层的基底的方法的流程图。
具体实施方式
现在，将参照在附图中示出了其示例的实施例。就这一点而言，实施例可以具有不同的形式，并且不应被解释为局限于本文中阐述的描述。因此，以下通过参照附图描述实施例，以解释该描述的各方面。如本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任何组合和所有组合。在整个本公开中，表述“a、b和c中的至少一个(种)”表示仅a、仅b、仅c、a和b两者、a和c两者、b和c两者、所有a、b和c或者它们的变型。
现在，将参照其中示出了本公开的实施例的附图来更充分地描述本公开。在整个附图中，同样的附图标记指代同样的元件，并且省略了其冗余描述。
在下面的实施例中，将理解的是，当诸如层、膜、区域或板的组件被称为“在”另一组件“上”时，该组件可直接在所述另一组件上，或者在其上可以存在中间组件。此外，为了便于说明，为了清楚起见可能夸大了附图中的组件的尺寸。例如，由于为了便于说明而任意示出了附图中的组件的尺寸和厚度，因此以下实施例不局限于此。
在以下示例中，X、Y和Z不局限于直角坐标系的三个轴，并且可以以更广泛的含义来解释。例如，X、Y和Z可以彼此垂直，或者可以代表彼此不垂直的不同方向。
术语“重叠”或“重叠的”是指第一对象可以在第二对象上方或下方或侧面，反之亦然。另外，术语“重叠”可以包括层叠、堆叠、面对或面向、在上方延伸、覆盖或部分覆盖或者如将由本领域普通技术人员领会和理解的任何其它适当的术语。术语“面对”和“面向”是指第一元件可以与第二元件直接或间接相对。在其中第三元件介于第一元件与第二元件之间的情况下，第一元件和第二元件可以被理解为尽管仍彼此面对，但彼此间接相对。当元件被描述为与另一元件“不重叠的”或“不重叠”时，这可以包括元件彼此间隔开、彼此偏移或彼此偏离或者如将由本领域普通技术人员领会和理解的任何其它适当的术语。
将理解的是，尽管在本文中可以使用术语“第一”、“第二”或“第三”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语用于将一个元件与另一元件区分开，或者为了便于其描述和说明。例如，当在描述中讨论“第一元件”时，其可以被命名为“第二元件”或“第三元件”，并且“第二元件”和“第三元件”可以在不脱离本文中的教导的情况下以类似的方式命名。
考虑到讨论中的测量和与特定量的测量相关的误差(即，测量***的局限性)，如本文中使用的“大约”或“近似”包括陈述值，并且意指在如由本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的偏差范围内。例如，“大约”可以意指在一个或多个标准偏差内，或者在陈述值的±30％、±20％、±10％、±5％内。
除非另外定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的技术人员所通常理解的相同的含义。还将理解的是，除非在说明书中明确地定义，否则诸如在通用词典中定义的术语的术语应被解释为具有与它们在相关领域的背景中的含义相一致的含义，而不应以理想化的或过于形式化的含义来解释。
图1是根据实施例的激光退火设备的示意图。如图1中所示，根据实施例的激光退火设备可以包括激光束源10、多面镜(polygon mirror)30、第一克尔盒(Kerr cell)21以及第一光学元件41。
激光束源10可以发射线性偏振激光束。激光束源10可以包括典型的激光束源和线性偏振板。例如，光纤激光器可以用作激光束源10。光纤激光器具有诸如宽范围输出调节、低维护成本和高效率的特征。激光束源10可以是可由本领域普通技术人员理解和领会的任何其它激光束源。
多面镜30反射从激光束源10输出的入射激光束，并且多面镜30可以围绕旋转轴30a旋转。从激光束源10发射的激光束被多面镜30反射，然后到达或入射到位于基底1上的非晶硅(硅)层2上，基底1可以放置在台架(未示出)上。因此，非晶硅层2被退火为多晶硅层。
通过使多面镜30旋转，激光束可以照射到非晶硅层2的整个区域或大部分区域上。由多面镜30反射的激光束可以照射到非晶硅层2上，且随着多面镜30旋转，激光束到达或入射到的非晶硅层2上的点可能变化。如图1中所示，当从激光束源10发射的激光束到达或入射到多面镜30的第一反射表面31上时，随着多面镜30在由箭头指示的方向上围绕旋转轴30a旋转，激光束到达或入射到的非晶硅层2上的点大致在+Y方向上移动。随着多面镜30进一步旋转或继续旋转，因而从激光束源10发射的激光束到达或入射到多面镜30的第二反射表面32上，当多面镜30在由箭头指示的方向上围绕旋转轴30a旋转时，再次沿着非晶硅层2的上表面的区域照射激光束，在该区域上已经照射了由多面镜30的第一反射表面31反射的激光束。因此，通过在使多面镜30旋转的同时通过使用台架在-X方向上移动基底1，激光束可以最终照射到非晶硅层2的整个区域或大部分区域上。
尽管如图1中所示，由多面镜30反射的激光束可以直接到达或入射到非晶硅层2上，但是可以通过使用第一光学元件41调节由多面镜30反射的激光束的路径使激光束到达或入射到非晶硅层2上。在图1中，第一光学元件41可以包括具有凸反射表面的第一镜411以及具有凹反射表面的第二镜412。在从远离第二反射表面32的第一反射表面31处的点反射激光束的情况下，激光束可以在-Y方向上照射在非晶硅层2的边缘附近。在从邻近于第二反射表面32的第一反射表面31处的点反射激光束的情况下，激光束可以在+Y方向上照射在非晶硅层2的边缘附近。因此，当在多面镜30旋转的同时通过第一反射表面31反射激光束时，非晶硅层2的激光束照射的区域的长度对应于非晶硅层2的在Y方向上的宽度，或者与非晶硅层2的在Y方向上的宽度基本上相同。
第一克尔盒21可以定位在或设置在激光束源10与多面镜30之间的激光束的路径上。图2是位于图1的第一克尔盒21中的激光束的路径的变化的示意图。第一克尔盒21可以通过调节施加到第一克尔盒21内部的电场的强度来控制第一克尔盒21内部的材料的折射率。换言之，由于电场效应，在第一克尔盒21中可能产生双折射。第一克尔盒21可以包括其中双折射根据电场的强度而改变的材料。例如，第一克尔盒21可以具有诸如硝基苯的衍生物的液体以及用于对衍生物的液体施加电场的一对电极。液体或衍生物的液体可以是由本领域普通技术人员可以理解和领会的任何材料，且不局限于硝基苯。当使用第一克尔盒21时，可以通过调节电场的强度来控制第一克尔盒21内部的材料的折射率，因而可以控制穿过第一克尔盒21的激光束的路径。
在图2中，当未向第一克尔盒21的内部施加电场时，随着激光束沿着由虚线指示的路径行进，激光束的路径可能变化，并且当施加电场时，激光束沿着由实线指示的路径行进。激光束的路径的变化程度可以根据所施加的电场的强度而改变。
为了通过使用第一克尔盒21来控制激光束的路径，需要适当地设置激光束的线性偏振方向和电场的方向。如图2中所示，从激光束源10发射的激光束的线性偏振P1方向可以在平行于或大致平行于在第一克尔盒21中产生的电场的方向(X方向)且包括入射到第一克尔盒21上的激光束的线性路径的平面(X-Y平面)中，并且可以垂直于入射到第一克尔盒21上的激光束的线性路径。此外，已穿过第一克尔盒21的激光束的线性偏振P2方向可以在平行于或大致平行于在第一克尔盒21中产生的电场的方向(X方向)且包括已穿过第一克尔盒21的激光束的线性路径的平面中，并且可以垂直于已穿过第一克尔盒21的激光束的线性路径。
图3是可以作为图1的构成元件的多面镜30的示意性透视图。在3中，多面镜30可以具有第一反射表面31至第六反射表面36。然而，本公开不局限于此，且多面镜30可以具有任何数量的反射表面。当多面镜30具有理想地先前设置的或配置的形状时，使用第一克尔盒21的激光束路径调节可能是不必要的。然而，在制造激光退火设备的处理中，多面镜30可能不具有理想地先前设置的或配置的形状，并且在使用激光退火设备的处理中，多面镜30可能变形。例如，由多面镜30反射的激光束的路径可能不遵循先前设置的或配置的路径，因而在非晶硅层2的退火中可能产生缺陷。换言之，激光退火设备的构成元件中的缺陷可能导致在非晶硅层2的退火中的缺陷。
然而，根据实施例的激光退火设备具有如上所述的第一克尔盒21。因此，通过使用第一克尔盒21调节入射到多面镜30上的激光束的路径，在由多面镜30反射后的激光束的路径遵循先前设置的或配置的路径，以便有效地防止缺陷的产生或者减小缺陷的产生的程度。换言之，克尔盒可以补偿激光退火设备的构成元件的缺陷。
图4是在定位在或设置在激光束的光路上的多面镜30的形状发生误差时照射到非晶硅层2上的激光束的轨迹的示意图。在图4中，“1”表示由多面镜30的第一反射表面31反射的激光束照射的区域，“2”表示由多面镜30的第二反射表面32反射的激光束照射的区域，“3”表示由多面镜30的第三反射表面33反射的激光束照射的区域，“4”表示由多面镜30的第四反射表面34反射的激光束照射的区域，“5”表示由多面镜30的第五反射表面35反射的激光束照射的区域，并且“6”表示由多面镜30的第六反射表面36反射的激光束照射的区域。
为了在没有缺陷的情况下使非晶硅层2退火，需要使激光束均匀地照射到非晶硅层2的整个区域或大部分区域上。然而，当多面镜30的表面不具有理想的形状或配置并且不使用第一克尔盒21时，如图4中所示，由多面镜30的第一反射表面31反射的激光束照射的区域1与由多面镜30的第二反射表面32反射的激光束照射的区域2之间的重叠部分的尺寸可以不同于由多面镜30的第三反射表面33反射的激光束照射的区域3与由多面镜30的第四反射表面34反射的激光束照射的区域4之间的重叠部分的尺寸。此外，由于由多面镜30的第二反射表面32反射的激光束照射的区域2与由多面镜30的第三反射表面33反射的激光束照射的区域3彼此不重叠，因此激光束可能不会照射到非晶硅层2的一部分上。当发生以上现象时，需要替换多面镜30，因而，可能实质上增加了制造成本和/或可能实质上增加了激光退火设备的维护/维修成本。
然而，对于根据实施例的激光退火设备，通过控制穿过第一克尔盒21的激光束的路径，可以有效地防止或减少在非晶硅层上产生退火缺陷。例如，对于图1和图2中所示的激光退火设备，通过调节第一克尔盒21中的在X方向上的电场的强度，可以控制已穿过第一克尔盒21的激光束在X方向上的弯曲程度，因而可以控制当入射到非晶硅层2上时的激光束在X方向上的入射位置的定位。
如图4中所示，当由多面镜30的第一反射表面31反射的激光束照射的区域1与由多面镜30的第二反射表面32反射的激光束照射的区域2之间的重叠区域过大时，通过使用第一克尔盒21调节从激光束源10发射的入射到多面镜30的第二反射表面32上的激光束的光路，可以调节由多面镜30的第二反射表面32反射的激光束照射的区域2的位置。例如，当从激光束源10发射的激光束入射到第一反射表面31上时施加到第一克尔盒21的第一电位差可以不同于当从激光束源10发射的激光束入射到第二反射表面32上时施加到第一克尔盒21的第二电位差。通过调节激光束照射的区域的位置，可以通过使用图1的激光退火设备如图5中所示地校正误差。如作为照射到非晶硅层2上的激光束的轨迹的示意图的图5中所示，激光束可以均匀地照射到非晶硅层2上。
作为参考，在图4和图5中，因为当激光束照射时，在使多面镜30旋转的同时通过使用台架使基底1以基本上恒定的速度在-X方向上移动，所以激光束照射的区域不平行于Y轴，而是倾斜。
当作为定位在或设置在激光束的光路上的光学元件的多面镜30的形状发生误差时，由多面镜30的第一反射表面31反射的激光束照射的区域1与由多面镜30的第二反射表面32反射的激光束照射的区域2可能彼此不平行。这一点例如在图6示出，图6是照射到非晶硅层2上的激光束的轨迹的示意图。当激光束入射到多面镜30的第二反射表面32上时，施加到第一克尔盒21的电位差可能不会恒定地保持在特定值，而是可能适当地变化。因而，由多面镜30的第二反射表面32反射的激光束照射的区域2的形状可能变形，或者可能变为与由多面镜30的第一反射表面31反射的激光束照射的区域1平行。
在激光束入射到多面镜30的每个反射表面上的同时施加到第一克尔盒21的电位差可以根据多面镜30的反射表面中的每个反射表面而改变或变化。例如，如图6中所示，在由于将通过多面镜30的反射表面31至36反射的激光束照射到非晶硅层2上所形成的区域1至6的所有形状彼此不同的情况下，施加到第一克尔盒21的电场的强度随时间的变化可能如图7中所示地变化。
在图7中，“1”表示在通过多面镜30的第一反射表面31反射激光束的同时施加到第一克尔盒21的电场的强度的变化，“2”表示在通过多面镜30的第二反射表面32反射激光束的同时施加到第一克尔盒21的电场的强度的变化，“3”表示在通过多面镜30的第三反射表面33反射激光束的同时施加到第一克尔盒21的电场的强度的变化，“4”表示在通过多面镜30的第四反射表面34反射激光束的同时施加到第一克尔盒21的电场的强度的变化，“5”表示在通过多面镜30的第五反射表面35反射激光束的同时施加到第一克尔盒21的电场的强度的变化，并且“6”表示在通过多面镜30的第六反射表面36反射激光束的同时施加到第一克尔盒21的电场的强度的变化。
由于可以通过上述方法和激光退火设备来调节激光束照射的区域的位置，因此可以校正误差，以便激光束可以均匀地照射到如图5中所示的非晶硅层2上。
图8是根据实施例的激光退火设备的一部分的示意性透视图。根据实施例的激光退火设备与根据上述实施例的激光退火设备的不同之处可以在于包括第二克尔盒22和半波(λ/2)板(或λ/2延迟板)23。这里，在本实施例中采用半波(λ/2)板，但是其不局限于此。在其它实施例中，可以采用相似类型的相差板或相位延迟板。
第二克尔盒22可以定位在或设置在第一克尔盒21与多面镜30之间的激光束的路径上。第二克尔盒22具有与第一克尔盒21的结构相同或相似的结构。例如，在第二克尔盒22中产生的电场的方向可以垂直于在第一克尔盒21中产生的电场的方向。施加到第一克尔盒21的电场的方向和施加到第二克尔盒22的电场的方向可以均垂直于激光束的大致行进方向(Y方向)。半波(λ/2)板23可以定位在或设置在第二克尔盒22与第一克尔盒21之间的激光束的路径上。
如上所述，可以通过使用第一克尔盒21来控制激光束的路径。其中控制激光束的路径的方向可以大致为其中施加电场的方向，即，图2中的X方向。因此，当需要大致在Z方向上控制激光束的路径时，仅利用第一克尔盒21可能不易于有效地控制激光束的路径。在根据实施例的激光退火设备中，除了第一克尔盒21之外，还可以提供第二克尔盒22。例如，在第二克尔盒22中产生的电场的方向可以垂直于在第一克尔盒21中产生的电场的方向。因此，通过使用第一克尔盒21和第二克尔盒22，不仅可以大致在X方向上有效地控制激光束的路径，还可以大致在Z方向上有效地控制激光束的路径。
如上所述，重要的是适当地设置激光束的线性偏振方向以及第一克尔盒21和第二克尔盒22中的每个克尔盒的电场的方向。为了通过使用第一克尔盒21来控制激光束的路径，从激光束源10发射的激光束的线性偏振P1方向可能需要在平行于在第一克尔盒21中产生的电场的方向(X方向)且包括入射到第一克尔盒21上的激光束LB1的线性路径的平面(X-Y平面)中，并且可能需要垂直于入射到第一克尔盒21上的激光束LB1的线性路径。已穿过第一克尔盒21的激光束的线性偏振P2方向也可以在平行于在第一克尔盒21中产生的电场的方向(X方向)且包括已穿过第一克尔盒21的激光束LB2的线性路径的平面中，并且可以垂直于已穿过第一克尔盒21的激光束LB2的线性路径。
为了通过使用第二克尔盒22来控制激光束的路径，如图8中所示，入射到第二克尔盒22上的激光束LB3的线性偏振P3方向可能需要在平行于在第二克尔盒22中产生的电场的方向(Z方向)且包括入射到第二克尔盒22上的激光束LB3的线性路径的平面(大致上，Y-Z平面)中，并且可能需要垂直于入射到第二克尔盒22上的激光束LB3的线性路径。为此，已穿过第一克尔盒21的激光束LB2可以在入射到第二克尔盒22上之前穿过半波(λ/2)板23。半波(λ/2)板23的相位延迟轴(也称为慢轴)可以与已穿过第一克尔盒21的激光束LB2的线性偏振P2方向形成大致或大约45°的角度。因此，在已穿过第一克尔盒21的激光束LB2穿过半波(λ/2)板23的同时，激光束LB2的线性偏振P2方向可以旋转大致或大约90°，因而如图8中所示，入射到第二克尔盒22上的激光束LB3可以具有线性偏振P3方向。
已穿过第二克尔盒22的激光束LB4的线性偏振P4方向也可以在平行于在第二克尔盒22中产生的电场的方向(Z方向)且包括已穿过第二克尔盒22的激光束LB4的线性路径的平面(大致上，Y-Z平面)中，并且可以垂直于已穿过第二克尔盒22的激光束LB4的线性路径。
图9是根据实施例的激光退火设备的一部分的示意图。在图9中，示出的是为了便于说明的目的的元件。图9的实施例中的激光退火设备包括第二光学元件42。第二光学元件42可以定位在或设置在第二克尔盒22与多面镜30之间的激光束光路上。第二光学元件42使得多面镜30上的其上入射有从激光束源10发射且穿过第二克尔盒22的激光束LB1的入射点与在不存在第二克尔盒22和第一克尔盒21的情况下的多面镜30上的其上入射有从激光束源10发射的激光束的入射点相同或基本相同。通过采用第二光学元件42，激光束LB1的光路可以不通过第一克尔盒21和/或第二克尔盒22来控制。
如以上参照图8所述，第二克尔盒22可以在Z方向上控制激光束的光路，因而在穿过第二克尔盒22之后的激光束(LB4'，参见图9)的路径可以不同于在不存在第二克尔盒22和第一克尔盒21或者不控制激光束的光路的情况下的激光束LB0的路径。因此，从激光束源10发射并穿过第二克尔盒22的激光束LB1在多面镜30上的入射点可以不同于在不存在第二克尔盒22和第一克尔盒21或者不控制激光束的光路的情况下的从激光束源10发射的激光束在多面镜30上的入射点。当第二克尔盒22大致在Z方向上改变激光束的路径时，如图1中所示，随着激光束照射到非晶硅层2上，激光束照射到其上的区域在Y方向上的长度可能减小，因而在非晶硅层2中可能存在激光束未照射的区域。
然而，根据实施例的激光退火设备可以包括第二光学元件42。第二光学元件42使得从激光束源10发射且穿过第二克尔盒22的激光束LB1在多面镜30上的入射点与在不存在第二克尔盒22和第一克尔盒21或者不改变激光束的光路的情况下的从激光束源10发射的激光束在多面镜30上的入射点相同或基本相同。换言之，第二光学元件42将已穿过第二克尔盒22的激光束的路径从激光束LB4'的路径变为激光束LB4的路径。因此，可以防止产生或减少非晶硅层2的激光束照射的区域在Y方向上的长度的减小的问题。
例如，如图9中所示，第二光学元件42可以包括在朝向多面镜30的方向上凸出的第一透镜421以及在朝向第二克尔盒22的方向上凸出的第二透镜422。第一透镜421的焦距f与第二透镜422的焦距f可以彼此相同或基本相同。第二克尔盒22与第二透镜422之间的距离对应于焦距f。第一透镜421与第二透镜422之间的距离可以是焦距f的两倍。第一透镜421与激光束到达或入射到的多面镜30上的点之间的距离可以大致为焦距f。在第二克尔盒22中产生的电场的方向(大致上，Z方向)垂直于多面镜30的旋转轴30a。
作为参考，尽管图9示出了激光退火设备包括第二克尔盒22和第一克尔盒21，但是在实施例中，克尔盒的数量可能并不重要。在实施例中，重要的是，激光退火设备包括在大致Z方向上控制激光束的路径的克尔盒。在图9中，将第二克尔盒22描述为执行这种功能的实施例。然而，将克尔盒称为第一和/或第二是任意的，为了便于说明，可以将克尔盒称为第一克尔盒。
在上述实施例中，可以提供能够在三维空间中调节第一克尔盒21、第二克尔盒22和/或半波(λ/2)板23的位置的致动器。
例如，在图8中，为了通过半波板23使已穿过第一克尔盒21的激光束LB2的线性偏振P2方向旋转大约90°，已穿过第一克尔盒21的激光束LB2垂直入射到半波板23上，并且激光束LB2的线性偏振P2方向与半波板23的相位延迟轴(慢轴)形成大约45°的角。第一克尔盒21在X方向上改变激光束的路径。因此，通过使用致动器使半波板23围绕Z轴旋转特定角度，已穿过第一克尔盒21的激光束LB2可以垂直地或大致垂直地入射到半波板23上，并且激光束LB2的线性偏振P2方向可以与半波板23的相位延迟轴(慢轴)形成大致或大约45°的角度。
尽管如上所述地描述了激光退火设备，但是本公开不局限于此。例如，使用激光退火设备的激光退火方法被包含在本公开的范围内，并且使用激光退火设备来制造具有多晶硅层的基底的方法或者使用激光退火设备的显示设备制造方法也被包含在本公开的范围内。
例如，根据本公开的实施例的制造具有多晶硅层的基底的方法可以包括如图1中所示以及如图10的流程图中所示的在基底1上形成非晶硅层2以及将激光束照射到非晶硅层2上。线性偏振地穿过第一克尔盒21的激光束被围绕旋转轴30a旋转的多面镜30反射，并且穿过第一光学元件41以照射到非晶硅层2上。因此，可以通过使用第一克尔盒21有效地防止或减少可能在多面镜30中发生的激光束路径误差。
多面镜30具有第一反射表面31和第二反射表面32。在激光束的照射中，在激光束入射到第一反射表面31上的同时施加到第一克尔盒21的第一电位差不同于在激光束入射到第二反射表面32上的同时施加到第一克尔盒21的第二电位差的状态下，激光束可以照射到非晶硅层2上。以上参照图4和图5描述了以上操作。
可替代地，在激光束的照射中，通过在多面镜30旋转且激光束入射到第二反射表面32上的同时改变施加到第一克尔盒21的第二电位差，可以使激光束照射到非晶硅层2上。以上参照图6描述了以上操作。
当激光束照射时，该激光束是线性偏振激光束，且如图2中所示的线性偏振P1方向可以平行于在第一克尔盒21中产生的电场的方向(大致上，X方向)，并且可以垂直于入射到第一克尔盒21的激光束的线性路径，所述第一克尔盒21定位在或设置在包括入射到第一克尔盒21的激光束的线性路径的平面(大致上，X-Y平面)中。
在激光束的照射中，如图8中所示，激光束LB1穿过第一克尔盒21，依次穿过半波板23和第二克尔盒22，并入射到多面镜30上以照射到非晶硅层2上。在第二克尔盒22中产生的电场的方向(大致上，Z方向)可以垂直于在第一克尔盒21中产生的电场的方向(大致上，X方向)。
在激光束的照射中，如图9中所示，激光束LB1可以穿过第二光学元件42，可以入射到多面镜30上，并可以照射到非晶硅层2上。第二光学元件42使得已穿过第二克尔盒22的激光束在多面镜30上的入射点与在不存在第二克尔盒22或者不控制激光束的光路的情况下的激光束在多面镜30上的入射点相同或基本相同。以上参照图9描述了以上操作。例如，在第二克尔盒22中产生的电场的方向(大致上，Z方向)可以垂直于多面镜30的旋转轴30a。
上述激光退火设备可以用于降低由于光学元件或构成元件的缺陷导致的在多晶硅层中产生的缺陷的程度。
例如，在具有凸反射表面的第一镜411(参照图1)的表面的一部分中可能发生缺陷。在这种情况下，如果不存在第一克尔盒21，或者否则不控制激光束的光路，则通过对非晶硅层2进行退火所获得的多晶硅层可能具有受第一镜411的缺陷影响的区域。当在台架使基底1在-X方向上移动的同时对非晶硅层2进行退火时，多晶硅层的受影响的区域可以具有大致在X方向上延伸的线性形状。当通过使用具有多晶硅层的基底来制造显示设备时，在具有线性形状的区域上的像素可能具有与其它像素不同的特性，这可能易于由用户识别出。
在激光退火操作中，当通过使用第一克尔盒21使激光束的路径在+X方向上以及在-X方向上交替地改变时，即使当第一镜411具有缺陷时，受缺陷影响的多晶硅层上的区域可能不具有大致在X方向延伸的线性形状，而可能具有例如之字形状。当通过使用具有这种多晶硅层的基底来制造显示设备时，用户可能不易于识别这种之字形状。因而，以上方法可以有效地防止或减少可能由用户识别出的缺陷的产生或原因。
根据上述实施例，可以实现即使在一个构成元件的形状发生误差时也可以获得先前预期结果的激光退火设备以及使用该激光退火设备制造具有多晶硅层的基底的方法。然而，本公开的范围不局限于此。
应当理解，本文中描述的实施例应当仅以描述性的含义来考虑，而不是为了限制的目的。对每个实施例内的特征或方面的描述通常应当认为可用于其它实施例中的其它类似特征或方面。尽管已参照附图描述了一个或多个实施例，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离由本公开限定的精神和范围的情况下，可以在其中做出形式和细节上的各种改变。

Claims (17)

1.一种激光退火设备，其中，所述激光退火设备包括：
激光束源，所述激光束源发射线性偏振激光束；
多面镜，所述多面镜围绕旋转轴旋转，并反射从所述激光束源发射的所述线性偏振激光束；
第一克尔盒，所述第一克尔盒设置在所述激光束源与所述多面镜之间的激光束路径上；以及
第一光学元件，所述第一光学元件将由所述多面镜反射的所述线性偏振激光束朝向非晶硅层引导，其中，所述线性偏振激光束照射到所述非晶硅层上。
2.根据权利要求1所述的激光退火设备，其中，
所述多面镜包括第一反射表面和第二反射表面，
在从所述激光束源发射的所述线性偏振激光束入射到所述第一反射表面上的同时向所述第一克尔盒施加第一电位差，
在从所述激光束源发射的所述线性偏振激光束入射到所述第二反射表面上的同时向所述第一克尔盒施加第二电位差，
其中，所述第一电位差与所述第二电位差不同。
3.根据权利要求1所述的激光退火设备，其中，
所述多面镜包括第一反射表面和第二反射表面，以及
在所述多面镜旋转并且从所述激光束源发射的所述线性偏振激光束入射到所述第二反射表面上的同时，施加到所述第一克尔盒的第二电位差改变。
4.根据权利要求1所述的激光退火设备，其中，
从所述激光束源发射的所述线性偏振激光束的线性偏振方向在平行于在所述第一克尔盒中产生的电场的方向且包括入射到所述第一克尔盒上的所述线性偏振激光束的线性路径的平面中，以及
所述线性偏振方向垂直于入射到所述第一克尔盒上的所述线性偏振激光束的所述线性路径。
5.根据权利要求1所述的激光退火设备，其中，所述激光退火设备还包括：
第二光学元件，所述第二光学元件设置在所述第一克尔盒与所述多面镜之间的激光束光路上，
其中，所述第二光学元件使得所述线性偏振激光束在穿过所述第一克尔盒之后在所述多面镜上的入射点与当在所述激光束源与所述多面镜之间未设置所述第一克尔盒时从所述激光束源发射的所述线性偏振激光束在所述多面镜上的入射点相同。
6.根据权利要求5所述的激光退火设备，其中，
在所述第一克尔盒中产生的电场的方向垂直于所述多面镜的所述旋转轴。
7.根据权利要求1所述的激光退火设备，其中，所述激光退火设备还包括：
第二克尔盒，所述第二克尔盒设置在所述第一克尔盒与所述多面镜之间的激光束路径上；和
半波板，所述半波板设置在所述第二克尔盒与所述第一克尔盒之间的激光束路径上，
其中，在所述第二克尔盒中产生的电场的方向垂直于在所述第一克尔盒中产生的电场的方向。
8.根据权利要求1所述的激光退火设备，其中，所述第一光学元件包括：
第一镜，所述第一镜具有凸反射表面；和
第二镜，所述第二镜具有凹反射表面。
9.根据权利要求5所述的激光退火设备，其中，所述激光退火设备还包括：第二克尔盒，所述第二克尔盒设置在所述第一克尔盒与所述多面镜之间的激光束路径上，其中，所述第二光学元件包括：
第一透镜，所述第一透镜朝向所述多面镜凸出；和
第二透镜，所述第二透镜朝向所述第二克尔盒凸出。
10.一种制造具有多晶硅层的基底的方法，其中，所述方法包括：
在基底上形成非晶硅层；以及
在线性偏振激光束穿过第一克尔盒、被围绕旋转轴旋转的多面镜反射并投射到第一光学元件上之后，使所述线性偏振激光束照射到所述非晶硅层上。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述方法还包括：在使所述多面镜旋转的同时使所述基底在预定的方向上移动。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，
在所述使所述激光束照射到所述非晶硅层上中，
在所述线性偏振激光束入射到所述多面镜的第一反射表面上的同时向所述第一克尔盒施加第一电位差，以及
在所述线性偏振激光束入射到所述多面镜的第二反射表面上的同时向所述第一克尔盒施加第二电位差，
其中，所述第一电位差和所述第二电位差彼此不同。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，
在所述线性偏振激光束的所述照射中，通过在所述多面镜旋转且所述线性偏振激光束入射到所述多面镜的第二反射表面上的同时改变施加到所述第一克尔盒的第二电位差，使所述线性偏振激光束照射到所述非晶硅层上。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，
在所述线性偏振激光束的所述照射中，使具有线性偏振方向的所述线性偏振激光束通过所述第一克尔盒照射到所述非晶硅层上，以及
所述线性偏振方向在平行于在所述第一克尔盒中产生的电场的方向且包括入射到所述第一克尔盒上的所述线性偏振激光束的线性路径的平面中，并且所述线性偏振方向垂直于入射到所述第一克尔盒上的所述线性偏振激光束的所述线性路径。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，
在所述线性偏振激光束的所述照射中，所述线性偏振激光束通过穿过所述第一克尔盒与所述多面镜之间的第二光学元件照射到所述非晶硅层上，以及
所述第二光学元件使得所述线性偏振激光束在穿过所述第一克尔盒之后在所述多面镜上的入射点与当在所述激光束源与所述多面镜之间未设置所述第一克尔盒时所述线性偏振激光束在所述多面镜上的入射点相同。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，
在所述线性偏振激光束的所述照射中，在所述第一克尔盒中产生的电场的方向垂直于所述多面镜的所述旋转轴。
17.根据权利要求10所述的方法，其中，
在所述线性偏振激光束的所述照射中，通过依次穿过所述第一克尔盒、半波板和第二克尔盒以入射到所述多面镜上，所述线性偏振激光束照射到所述非晶硅层上，以及
在所述第二克尔盒中产生的电场的方向垂直于在所述第一克尔盒中产生的电场的方向。
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