KR100684282B1 - 연속 모션 ｓｌｓ를 제공하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

큰 입상의 그레인 경계면-제어된 실리콘 박막을 생산하기 위해 비결정 실리콘 박막을 처리하는 방법 및 시스템이 기재되어 있다. 막 샘플은 제1 에지 및 제2 에지를 포함한다. 특히, 이 방법 및 시스템을 이용하여, 엑시머 레이저가 펄스형 레이저 빔을 제공하는데 사용되고, 펄스 레이저 빔은 패터닝된 빔렛을 생성하기 위해 마스킹되고, 각각의 패터닝된 빔렛은 막 샘플을 용해시키는데 충분한 세기를 갖는다. 막 샘플은 패터닝된 빔렛을 이용하여 제1 에지와 제2 에지 사이에 제1 경로를 따라 제1의 일정한 소정 속도로 연속적으로 스캐닝된다. 또한, 막 샘플은 패터닝된 빔렛을 이용하여 제1 에지와 제2 에지 사이에 제2 경로를 따라 제2의 일정한 소정 속도로 연속적으로 스캐닝된다.
반도체 물질, 실리콘 박막, 비결정, 다결정, 레이저 빔, 조사, 마스킹

Description

연속 모션 ＳＬＳ를 제공하기 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A CONTINUOUS MOTION SEQUENTIAL LATERAL SOLIDIFICATION}
본 발명은 박막 반도체 물질을 처리하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히, 레이저 조사 및 조사되고 있는 반도체 막을 가진 기판의 연속 동작을 이용하여 기판위의 비결정 또는 다결정 박막으로부터 큰-입상의 그레인 경계면-위치 제어된 반도체 박막(large-grained grain boundary-location controlled semiconductor thin films)을 형성하는 것에 관한 것이다.
반도체 처리 분야에서, 얇은 비결정 실리콘 막을 다결정 막으로 바꾸기 위해 레이저를 사용하려는 시도가 있어 왔다. 예를 들면, James IM 등의 "Crystalline Si Films for Integrated Active-Matrix Liquid-Crystal Displays,"(11 MRS Bulletin 39(1996))에서, 종래의 엑시머 레이저 어닐링 기술(excimer laser annealing technology)의 개요가 기재되어 있다. 이러한 종래의 시스템에서, 엑시머 레이저 빔은, 통상적으로 30 센티미터에 이르는 길이 및 500 마이크로미터 또는 그 이상의 폭을 가진 긴 빔의 형태가 된다. 상기 형태가 된 빔(shaped beam)은, 그 것의 용해를 용이하게 하기 위해 비결정 실리콘 샘플을 거쳐 이 샘플의 재응고(resolidification) 후의 그레인 경계면-제어된 다결정 실리콘(grain boundary-controlled polycrystalline silicon)의 형성으로 진행된다.
다결정 실리콘을 생성하기 위한 종래의 엑시머 레이저 어닐링 기술의 사용은 몇몇 이유로 문제가 된다. 먼저, 이 공정에서 생성된 다결정 실리콘은 통상적으로 임의의 미세구조(random micro structure)(즉, 그레인 경계면의 불충분한 제어)로 작게 입상되고(grained), 불균일한 그레인 사이즈를 가지게 되어, 이로써 불충분하고 불균일한 장치 및 이에 따른 낮은 제조 양품률을 초래하게 된다. 둘째로, 허용가능한 품질의 그레인 경계면-제어된 다결정 박막을 얻기 위해서, 이러한 박막을 생산하기 위한 제조 처리량은 낮게 유지되어야 한다. 또한, 이 공정은 일반적으로 통제된 대기 및 비결정 실리콘 샘플의 예열을 필요로 하는데, 이것은 처리율에서의 감소를 초래한다. 따라서, 이 분야에서 보다 큰 처리율로 보다 높은 품질의 얇은 다결정 실리콘 막을 생성하기 위한 필요성이 존재한다. 마찬가지로, 액정 패널 디스플레이를 위한 박막 트랜지스터 어레이와 같은, 고품질 장치의 제조시에 사용되는, 보다 크고 균일하게 미세구조된 다결정 실리콘 박막을 생성하는 제조 기술의 필요성이 존재한다.
발명의 요약
본 발명의 목적은 순차적인 측방향 응고(sequential lateral solidification : "SLS") 공정을 이용하여 크게 입상되고 그레인 경계면 위치가 제어된 다결정 박막 반도체를 생산하기 위한 기술을 제공하고, 빠른 방식으로 이러한 실리콘 박막을 생성하는 것이다.
이들 목적의 적어도 일부는 비결정 또는 다결정 실리콘 박막 샘플을 그레인 경계면-제어된 다결정 박막 또는 단일 결정 박막으로 처리하기 위한 방법 및 시스템으로 달성된다. 막 샘플은 제1 에지 및 제2 에지를 포함한다. 특히, 이 방법 및 샘플을 이용하여, 레이저 빔 생성기는 레이저 빔을 방사하도록 제어되고, 패터닝된 빔렛을 생성하기 위해 이 레이저 빔의 부분들이 마스킹되고, 각 빔렛을 막 샘플을 용해하는데 충분한 세기를 갖는다. 막 샘플은 패터닝된 빔렛에 의해 제1 에지와 제2 에지 사이의 제1 경로를 따라 제1의 일정한 소정 속도로 연속적으로 스캐닝된다. 또한, 막 샘플은 패터닝된 빔렛에 의해 제1 에지와 제2 에지 사이의 제2 경로를 따라 제2의 일정한 소정 속도로 연속적으로 스캐닝된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 고정된 패터닝된 빔렛이 제1 경로를 따라 막 샘플의 제1 연속 부분을 연속적으로 조사하도록, 막 샘플이 제1 방향으로 연속적으로 이동된다. 제1 부분은 조사되는 동안에 용해된다. 또한, 고정된 패터닝된 빔렛이 제2 경로를 따라 막 샘플의 제2 연속 부분을 연속적으로 조사하도록, 막 샘플이 제2 방향으로 연속적으로 이동된다. 제2 부분은 조사되는 동안에 용해된다. 또한, 막 샘플이 막 샘플의 제1 경로의 다음의 연속 부분을 조사하기 위해 제1 방향으로 이동된 후에, 제1 부분은 냉각되어 재응고되고, 막 샘플이 막 샘플의 제2 경로의 다음의 연속 부분을 조사하기 위해 제2 방향으로 이동된 후에, 제2 부분은 냉각되 어 재응고된다.
본 발명의 또다른 실시예에서, 패터닝된 빔렛이 막 샘플에 대해 막 샘플의 경계면 외부의 제1 위치에 충돌하도록 막 샘플이 배치된다. 또한, 막 샘플은, 제2 위치로부터 시작하는, 제2 경로를 따라 스캐닝되기 전에, 제1 위치로부터 제2 위치로 미세이동될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 막 샘플이 제2 경로를 따라 스캐닝된 후에, 빔렛이 미세이동된 막 샘플의 경계면 외부에 있는 제3 위치에 충돌하도록 막 샘플이 이동된다. 그 후에, 막 샘플은, 빔렛의 충돌이 제3 위치로부터, 막 샘플의 경계면 외부에 있는 제4 위치로 이동하도록 이동시킬 수 있다. 그리고 나서, 막 샘플은, 막 샘플이 진동을 멈추고, 막 샘플의 이동이 정지된 후에, 패터닝된 빔렛이 제4 위치에 충돌하도록 유지된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 막 샘플은, 고정된 위치 빔렛이 제1 경로를 스캐닝하도록 제1 방향으로 연속적으로 스캐닝된 후에, 고정된 위치 빔렛이 제2 경로를 스캐닝하도록 제3 방향으로 연속적으로 스캐닝된다. 막 샘플이 제1 방향으로 이동된 후에, 패터닝된 빔렛이 제2 경로를 따라 막 샘플의 제1 연속 부분을 조사하도록, 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 제1의 일정한 소정 속도에서 연속적으로 이동된다. 그리고 나서, 막 샘플은 빔렛의 충돌이 제1 위치로부터, 막 샘플의 경계면 외부에 있는 제2 위치로 이동하도록 미세이동된다. 그 후에, 막 샘플은, 패터닝된 빔렛이 제2 위치에 충돌할 때까지 제2 경로를 따라 막 샘플의 제2 연속 부분을 조사하도록, 제2의 일정한 소정 속도로 연속적으로 이동된다.
도1a는 본 발명에 따른 연속 모션 순차 측방향 응고("SLS")를 수행하기 위한 실시예의 예시적인 실시예를 보여주는 도면.
도1b는 도1a의 시스템에 의해 이용될 수 있는 연속 모션 SLS를 제공하기 위한 본 발명에 따른 방법의 실시예를 보여주는 도면.
도2a는 대시형 패턴(dashed pattern)을 갖는 마스크를 보여주는 도면.
도2b는 도1a의 시스템에서 도2a에 도시된 마스크를 사용하여 발생하는 결정화된 실리콘 막의 일부분을 보여주는 도면.
도3a는 갈매기형 패턴(chevron pattern)을 갖는 마스크를 보여주는 도면.
도3b는 도1a의 시스템에서 도3a에 도시된 마스크를 사용하여 발생하는 결정화된 실리콘 막의 일부분을 보여주는 도면.
도4a는 선형 패턴(line pattern)을 갖는 마스크를 보여주는 도면.
도4b는 도1a의 시스템에서 도4a에 도시된 마스크를 사용하여 발생하는 결정화된 실리콘 막의 일부분을 보여주는 도면.
도5a는 선형 패턴을 갖는 마스크를 이용한 실리콘 샘플의 조사된 영역의 부분을 예시적으로 보여주는 도면.
도5b는 도1b에 도시된 방법 동안에, 초기 조사 및 샘플 이동이 발생된 후, 및 단일 레이저 펄스 후의, 선형 패턴을 갖는 마스크를 이용한 실리콘 샘플의 조사된 영역의 부분을 예시적으로 보여주는 도면.
도5c는 도1b에 도시된 방법을 이용하여 생성된, 제2 조사가 발생된 후의 결 정화된 실리콘 막의 부분들을 예시적으로 보여주는 도면.
도6a는 대각선형 패턴(diagonal line pattern)을 갖는 마스크를 보여주는 도면.
도6b는 도1a의 시스템에서 도6a에 도시된 마스크를 사용하여 발생하는 결정화된 실리콘 막의 일부분을 보여주는 도면.
도7은 도1a의 시스템에 의해 이용될 수 있는 연속 모션 SLS를 제공하기 위한 본 발명에 따른 방법의 다른 실시예를 보여주는 도면.
도8은 도1b에 도시된 방법에 의해 구현되는 단계를 도시한 순서도.
본 발명은 순차적인 측방향 응고 공정을 이용하여 크게 입상되고 그레인 경계면 위치가 제어된 결정 박막을 생산하기 위한 기술을 제공한다. 이들 방법을 완전히 이해하기 위해, 순차적인 측방향 응고 공정이 먼저 이해되어야 한다.
순차적인 측방향 응고 공정은 엑시머 레이저에 의해 방출되는 연속되는 펄스 사이에 실리콘 막을 두고, 샘플의 작은 스케일의 단방향성 이동(small-scale unidirectional translation)을 통해 크게 입상된 실리콘 구조를 생산하기 위한 기술이다. 각 펄스가 실리콘 막에 의해 흡수됨에 따라, 막의 작은 영역이 완전히 용해되어 펄스 세트의 이전의 펄스들에 의해 생산된 결정 영역으로 측방향으로 재응고되도록 야기된다.
유익한 순차적인 측방향 응고 공정 및 이 공정을 수행하는 장치는, 1999년 9 월 3일에 출원되고 동일한 양수인에 양도된, 공동 계류중인 특허 출원 제 09/390,537호("'537 출원")에 기재되어 있고, 이것의 전체적인 내용이 여기서 참조로 포함되어 있다. 앞의 기재가 '537 출원에 기재된 특정 기술에 참조하여 이루어졌지만, 다른 순차적인 측방향 응고 기술이 본 발명에서의 이용에 적합할 수 있다.
도1a는 연속 모션 SLS 공정을 구현할 수 있는 본 발명에 따른 시스템을 보여주고 있다. '537 출원에 기재된 바와 같이, 시스템은 엑시머 레이저(110), 레이저 빔(111)의 에너지 밀도를 빠르게 변화시키기 위한 에너지 밀도 변조기(120), 빔 감쇠기 및 셔터(130)(이 시스템에서는 선택적임), 광학 렌즈(140, 141, 142, 143), 빔 균질기(144), 렌즈 및 빔 조종 시스템(145, 148), 마스킹 시스템(150), 또다른 렌즈 및 빔 조종 시스템(161, 162, 163), 입사 레이저 펄스(164), 기판위의 얇은 실리콘 막 샘플(170), 샘플 이동 스테이지(180), 화강암 블록(190), 지지 시스템(191, 192, 193, 194, 195, 196), 및 실리콘 막 샘플 및 기판(170)의 미세이동(microtranslation) 및 X 및 Y 방향 이동을 관리하는 컴퓨터(100)를 포함한다. 컴퓨터(100)는 마스킹 시스템(150)내에서의 마스크의 이동 또는 샘플 이동 스테이지(180)의 이동에 의해 이러한 이동 및/또는 미세이동을 지시한다.
'537 출원에 역시 기재된 바와 같이, 소정 세기의 다수의 엑시머 레이저 펄스를 생성하고, 엑시머 레이저 펄스의 세기를 제어 가능하게 변조하고, 소정의 플레인에 변조된 레이저 펄스를 균질화하고, 균질화된 변조 레이저 펄스의 부분을 패터닝된 빔렛(beamlets)으로 마스킹하고, 패터닝된 빔렛으로 비결정 실리콘 박막 샘플을 조사하여, 빔렛에 의해 조사된 부분의 용해를 수행하고, 패터닝된 빔렛 및 제 어된 변조에 관하여 샘플을 제어 가능하게 이동하여, 이로써, 패터닝된 빔렛에 관련된 샘플의 순차적인 이동 및 대응하는 순차적인 위치에서의 변화된 세기의 패터닝된 빔렛에 의한 샘플의 조사에 의해, 비결정 실리콘 박막 샘플을 단일 또는 그레인 경계면-제어된 다결정 실리콘 박막으로 처리한다. 이제, 본 발명의 다음의 실시예가 앞의 처리 기술을 참조하여 기재될 것이다.
도1b는 전술된 시스템을 이용할 수 있는 연속 모션 SLS를 제공하기 위한 본 발명에 따른 공정의 실시예를 보여주고 있다. 특히, 컴퓨터(100)는 샘플 이동 스테이지(180)의 이동(X-Y 방향으로) 및/또는 마스킹 시스템(150)의 이동을 제어한다. 이 방식에서, 컴퓨터(100)는 펄스형 레이저 빔(149) 및 최종 펄스형 레이저 빔(164)에 대한 샘플(170)의 상대적인 위치를 제어한다. 최종 펄스형 레이저 빔(164)의 주파수 및 에너지 밀도 역시 컴퓨터(100)에 의해 제어된다.
여기서 그 전체적인 내용이 참조로 포함되어 있는, 1999년 9월 3일에 출원되고 동일한 양수인에게 양도된, 공동 계류중인 특허 출원 제09/390,535호("'535 출원")에 기재된 바와 같이, 샘플(170)내의 결정 영역을 성장시키기 위해, 마스킹 시스템(150) 또는 샘플 이동 스테이지(180)를 이동함으로써, 레이저 빔(149)에 대해 이동될 수 있다. 예를 들면, 앞의 목적을 위해, 레이저 빔(149)의 길이 및 폭은 X-방향으로 2센티미터 x Y-방향으로 1/2 센티미터(즉, 직사각형 형태)가 될 수 있지만, 펄스형 레이저 빔(149)은 이러한 형태 및 사이즈로 제한되지 않는다. 대신에, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 주지된 바와 같이, 레이저 빔(149)의 다른 형태 및/또는 사이즈가 물론 사용될 수 있다(예, 정사각형, 삼각형 등).
다양한 마스크들이 또한 송신된 펄스 레이저 빔(148)로부터의 빔렛(164) 및 최종 펄스형 레이저 빔을 생성하는데 사용될 수 있다. 마스크의 일부 예들이 도2a, 3a, 4a 및 6a에 도시되어 있고, 이들의 상세한 설명은 '535 출원에 이미 제시되어 있다. 예를 들면, 도2a는 규칙적인 패턴의 슬릿(220)을 포함한 마스크(210)이고, 도3a는 갈매기형 패턴(320)을 포함한 마스크(310)이며, 도6a는 사선 패턴(620)을 포함한 마스크(610)를 나타낸다. 간략화를 위해, 이하에서는 슬릿 패턴(420)을 포함한 마스크(410)(도4a에 도시된)를 사용하는 본 발명에 따른 공정의 설명이 제공되는데, 여기서, 각 슬릿(420)은, 마스크(410)에 입사되는 균질화된 레이저 빔을 허가하도록 마스크(410)위에 멀리 가로질러 확장될 수 있고, 샘플(170)의 조사된 영역에 핵응집(nucleation)이 발생하지 않도록 충분히 좁은 폭(440)을 가져야 한다. '535 출원에서 논의된 바와 같이, 폭(440)은, 예를 들면, 입사 레이저 펄스의 에너지 밀도, 입사 레이저 펄스의 기간, 실리콘 박막 샘플의 두께, 실리콘 기판의 온도 및 열 전도성 등과 같은 많은 요인에 의존할 수 있다.
도1b에 도시된 예시적인 실시예에서, 샘플(170)은 Y-방향으로 40㎝ x X-방향으로 30㎝의 사이즈를 가진다. 샘플(170)은 많은 칼럼(예, 제1 칼럼 5, 제2 칼럼 6 등)으로 개념적으로 세분화되고, 각 칼럼의 위치/치수는 컴퓨터(100)의 저장 장치에 저장되며, 컴퓨터(100)에 의해 사용된다. 각 칼럼은, 예로 X- 방향으로 2㎝ x Y-방향으로 40㎝ 크기를 나타낸다. 따라서, 샘플(170)은 예를 들어 15칼럼으로 개념적으로 세분화될 수 있다. 또한, 샘플(170)을 상이한 치수(예, 30㎝ x 40㎝ 등)로 개념적으로 세분화될 수 있다. 샘플(170)이 칼럼으로 개념적으로 세분화되는 경 우, 비조사된 영역을 가지게 되는 가능성을 피하기 위해, 이러한 칼럼의 전체 길이에 대해 확장되는 하나의 칼럼의 적어도 작은 부분이 이웃 칼럼의 부분과 오버랩 되어야 한다. 예를 들면, 오버랩된 영역은 예로 1㎛ 폭을 가질 수 있다.
샘플(170)이 개념적으로 세분화된 후에, 펄스형 레이저 빔(111)이 활성화되고(컴퓨터(100)를 이용하여 엑시머 레이저를 활동시키거나 셔터(130)를 개방함으로써), 제1 위치(20)에 충돌하는 펄스형 레이저 빔렛(164)을 생성한다(펄스형 레이저 빔(149)로부터). 그리고 나서, 샘플(170)은 컴퓨터(100)의 제어하에서 Y-방향쪽으로 이동 및 가속되어, 제1 빔 경로(25)에서 고정된 위치 빔렛에 대한 소정의 속도에 도달한다. 다음의 식을 이용한다.
Vmax = Bw ·f
여기서, Vmax는 샘플(170)이 펄스형 빔렛(164)에 대해 이동될 수 있는 최대 가능 속도이고, Bw는 펄스형 레이저 빔렛(164)의 폭(또는 펄스형 빔렛(164)의 덮개의 폭)이고, f는 펄스형 빔렛(164)의 주파수이며, 소정의 속도 Vpred는 다음의 식을 이용하여 결정될 수 있다.
Vpred = Vmax - K
여기서, K는 상수이고, 인접한 조사된 영역 사이에 비조사된 영역을 가지게 되는 가능성을 피하기 위해 사용된다. 또한, 샘플(170)의 연속 이동으로 인해 펄스형 빔렛(164)이 차단 또는 턴오프될 필요가 없기 때문에(후술되는 바와 같이), 도1a에 도시된 본 발명에 따른 시스템은 빔 감쇠기 및 셔터(130)없이 사용될 수 있다.
펄스형 레이저 빔(149)에 대한 샘플(170)의 이동 속도가 소정의 속도 Vpred에 도달하면, 펄스형 빔렛(164)은 샘플(170)의 상위 에지(10')에 도달한다. 그리고 나서, 샘플(170)은 소정의 속도 Vpred로 Y-방향쪽으로 연속적으로(즉, 정지없이) 이동되어, 펄스형 빔렛(164)이 제2 빔 경로(30)의 전체 길이에 대하여 샘플(170)의 연속 부분의 조사를 계속한다. 펄스형 빔렛(164)이 샘플(170)의 하위 에지(10")에 도달하면, 샘플(170)의 이동이 펄스형 빔렛(164)에 대하여(제3 빔 경로(35)에서) 감속되어 제2 위치(40)에 도달한다. 펄스형 빔렛(164)이 제2 빔 경로(30)를 따라 샘플(170)의 연속 부분을 연속적 및 순차적으로 조사한 후, 샘플(170)의 이 연속 부분이 완전히 용해된다. 펄스형 빔렛(164)이 샘플(170)의 하위 에지(10")를 통과한 후에, 결정화된 실리콘 박막 영역(540)(예, 그레인 경계면-제어된 다결정 실리콘 박막)이 샘플(170)의 조사된 제2 빔 경로(30)에 형성되고, 이 부분은 도5b에 도시되어 있다. 이 그레인 경계면-제어된 다결정 실리콘 박막 영역(540)은 제2 조사 빔 경로(30)의 전체 길이에 대해 확장된다. 펄스형 빔렛(164)이 샘플(170)의 하위 에지(10")를 가로지른 후에는 더 이상 샘플(170)을 조사할 필요가 없기 때문에, 펄스형 레이저 빔(149)을 셧다운(shut down)할 필요가 없다는 것을 알 수 있다.
그 후, 용해 경계면(530)에서 형성되는 다수의 작은 초기 결정들(541)을 제거하기 위해서, 그리고 펄스형 빔렛(164)의 Y-방향을 따라 위치가 고정되는 동안에, 샘플(170)은 제4 빔 경로(45)를 따라 X-방향으로 소정의 거리(예, 3㎛)로 미세이동되어 제3 위치(47)에 도달하고 나서, 컴퓨터(100)의 제어하에서 역 Y-방향(샘플(170)의 상위 에지(10')쪽으로)으로 가속되어, 제4 빔 경로(50)를 따라 펄스형 빔렛(164)에 대해 소정 속도의 이동에 도달한다. 펄스형 빔렛(164)에 대한 샘플(170)의 속도가 소정 속도 Vpred에 도달하면, 펄스형 빔렛(164)은 샘플(170)의 하위 에지(10")에 도달한다. 샘플(170)이 소정 속도 Vpred로 역 Y-방향으로 연속적으로 이동(즉, 정지없이)되어, 펄스형 빔렛(164)은 제5 빔 경로(55)의 전체 길이에 대해 샘플(170)을 조사한다. 컴퓨터(100)의 제어하에서 샘플(170)이 이동되어 펄스형 빔렛(164)이 샘플(170)의 상위 에지(10')에 도달하면, 샘플(170)의 연속적인 이동은 다시 펄스형 빔렛(164)(제6 빔 경로(60)에서)에 대해 감속되어 제4 위치(65)에 도달한다. 제5 빔 경로(55)의 이러한 조사의 결과, 다결정 실리콘 박막의 중앙 섹션(545)은 응고된 상태로 남겨두고, 샘플(170)의 영역(551, 552, 553)(도5b에 도시된)이 나머지 비결정 실리콘 박막(542) 및 다결정 실리콘 박막 영역(540)의 초기 결정화된 영역(543)을 용해하도록 야기시킨다. 펄스형 빔렛(164)이 제5 빔 경로(55)를 따라 샘플(170)의 연속 부분을 연속적 및 순차적으로 조사한 후에, 샘플(170)의 이들 연속 부분은 완전히 용해된다. 따라서, 레이저 빔(149)이 제5 빔 경로(55)에서 그것의 전체 길이에 대하여 제1 칼럼 5를 연속적으로(즉, 정지없이) 조사한 결과, 중앙 섹션(545)을 형성하는 결정 구조가 제2 빔 경로(30)에 따른 연속적인 조사 결과로 형성되었던 박막의 용해된 영역(542)의 응고를 바깥쪽으로 성장시킨다. 이에 따라, 방향적으로 제어된 긴 입상의 다결정 실리콘 박막이 제5 빔 경로(55)의 전체 길이를 따라 샘플(170)위에 형성된다. 이러한 결정화된 구조의 부분이 도5c에 도시되어 있다. 이에 따라, 전술된 연속 모션 SLS 절차를 이용하여, 샘플(170)의 칼럼의 전체 길이를 따라 도시된 결정화된 구조를 연속적으로 형성할 수 있다.
그리고 나서, 샘플(170)은 다음 칼럼 6으로 진행되어 제7 빔 경로(70)를 통해 제5 위치(72)에 도달하고, 샘플(170)이 제5 위치(72)로 진행되었을 때에 발생될 수 있는 샘플(170)의 진동을 멈추도록 하기 위해, 샘플은 그 위치에서 안정화(settle)된다. 또한, 제2 칼럼 6에 도달하기 위한 샘플(170)에 대하여, 2㎝ 폭(X-방향으로)을 갖는 칼럼에 대해 약 2㎝ 진행된다. 그 후, 제1 칼럼 5의 조사에 대해 전술된 절차는 제2 칼럼 6에 대해 반복될 수 있다. 이 방식에서, 샘플(170)의 모든 칼럼은 칼럼(170)이 안정화(및 이에 따라 샘플(170)의 진동이 멈추도록 대기)되는데 요구될 수 있는 최소 안정화 시간으로 적절히 조사될 수 있다. 또한, 샘플(170)을 안정화하는데 요구될 수 있는 시간은 레이저가 샘플(170)의 전체 칼럼(예, 제1 칼럼 5)의 조사를 완료하고, 샘플(170)이 샘플(170)의 다음 칼럼(예, 제2 칼럼 6)으로 진행되는 때이다. 전술된 샘플(170)의 예시적인 치수(30㎝ x 40㎝)를 이용하여, 각 칼럼이 2㎝ x 40㎝로 치수되기 때문에, 이 예시적인 샘플(170)에 대해 조사되어야하는 15 칼럼만이 존재한다. 따라서, 예시적인 샘플(170)에 대해 발생할 수 있는 "진행 및 안정화" 지연 수는 14 또는 15가 된다.
결정화된 실리콘 박막을 생산하기 위한 본 발명에 따른 연속 모션 SLS 절차 이용시의 시간 절약을 도시하기 위해, 샘플(170)의 여러 이동 경로에서의 전체 길이에 대해 샘플(170)(전술된 샘플, 칼럼 및 레이저 빔 치수를 갖는)을 이동시키는데 걸리는 시간은 아래와 같이 추정될 수 있다.
제1 빔 경로(25) - 0.1 초
제2 빔 경로(30) - 0.5 초(샘플(170)이 칼럼의 전체 길이 에 대해 정지 및 안정화될 필요가 없 고, 연속적으로 이동되기 때문에)
제3 빔 경로(35) - 0.1 초
제4 빔 경로(45) - 0.1 초
제5 빔 경로(50) 0.1 초
제6 빔 경로(55) 0.5 초(샘플(170)이 칼럼의 전체 길이 에 대해 정지 및 안정화될 필요가 없 고, 연속적으로 이동되기 때문에)
제7 빔 경로(60) - 0.1 초
제8 빔 경로(70) - 0.1 초
따라서, 샘플의 각 칼럼 5,6을 완전히 조사하는데 걸리는 전체 시간은 1.6초(또는 예로, 거의 2초)이다. 이에 따라, 샘플(170)의 15 칼럼에 대하여, 그레인 경계면-제어된 다결정 실리콘 박막(전체 샘플(170))을 형성하는데 걸리는 전체 시간은 약 30초이다.
위에 나타낸 바와 같이, 레이저 빔(149)의 단면 영역에 대해 상이한 치수 및/또는 형태가 사용될 수도 있다. 예를 들면, 1㎝ x 1㎝(즉, 정사각형 형태)로 치수된 단면 영역을 갖는 펄스형 레이저 빔(149)을 사용할 수 있다. 칼럼의 치수 파 라미터 중의 하나로서 펄스형 빔렛(164)의 직경이 사용되는 것이 유리하다는 것이 이해되어야 한다. 이 경우에, 30㎝ x 40㎝ 샘플(170)은, 각 칼럼이 X-방향으로 1㎝ x Y-방향으로 40㎝ 치수(펄스형 빔렛(164) 패턴의 직경의 단면을 1㎝로 가정)인, 30 칼럼으로 개념적으로 세분화될 수 있다. 이러한 패턴의 펄스형 빔렛(164)을 이용하여, 샘플(170)을 이동하기 위해 소정 속도 Vpred 를 증가시킬 수 있고, 펄스형 레이저 빔(149)의 전체 에너지를 감소시킬 수 있다. 이 방식에서, 15 칼럼을 통해 샘플을 조사하는 대신에, 본 발명에 따른 시스템 및 방법은 30 칼럼을 통해 샘플을 조사할 수 있다. 이것이 30 칼럼에 대해 칼럼으로부터 칼럼까지 진행 및 안정화하는데 걸리는 더 오래 걸리지만(전술된 15 칼럼에 비해), 칼럼의 보다 작은 폭으로 인해, 펄스형 레이저 빔(149)의 밀도가 더 커질 수 있기 때문에, 샘플 이동 속도가 증가될 수 있고. 그 결과, 레이저 펄스 에너지가 보다 작은 빔렛 패턴으로 집중됨에 따라, 샘플(170)의 효과적인 결정화가 제공되고, 샘플(170)의 조사를 완료하는 전체 시간은 15 칼럼을 가진 샘플에 대한 것보다 상당히 더 크지는 않을 것이다.
본 발명에 따르면, 전술되고 '535 출원에 나타낸 모든 마스크가 도1b에 도시된 연속 모션 SLS 절차에 대해 사용될 수 있다. 예를 들면, 마스크(310)가 마스킹 시스템(150)에서 사용되면, 처리된 샘플(즉, 결정화된 영역(360)을 가진 도3b에 도시된 부분(350))이 생성된다. 각 결정 영역(360)은 다이아몬드 형태의 단일 결정 영역(370) 및 각 갈매기 모양의 꼬리 부분에 2개의 긴 입상으로 된, 방향적으로 제어된 그레인 경계면 다결정 실리콘 영역(380)으로 구성될 것이다. 사선(620) 패턴을 포함한 마스크(610)(도6a에 도시된)를 사용할 수도 있다. 이 마스크(610)에 대 하여, 샘플(170)이 Y-방향으로 연속적으로 이동되고, 마스크(610)가 도1a의 마스킹 시스템(150)에서 사용되는 경우, 처리된 샘플(결정화된 영역(660)을 가진 도6b에 도시된 부분(650))이 생성된다. 각 결정화 영역(660)은 긴 입상의, 방향성으로 제어된 그레인 경계면(670)을 갖는 결정성 영역으로 구성될 것이다.
또한, 사각형 샘플(170)의 에지에 평행하지 않은 칼럼을 따라 샘플(170)을 조사하는 것도 가능하다. 예를 들면, 칼럼들이 샘플(170)의 에지에 대해 약 45도 각도로 확장될 수 있다. 컴퓨터(100)가 각 칼럼의 시작 및 끝점을 저장하고, 샘플(170)의 에지에 대해, 예를 들어 45도 경사진 평행한 칼럼을 따라, 도1b에 도시된 절차를 수행할 수 있다. 샘플(170)은 또한 샘플(170)의 에지에 대해 다른 각도(예, 60도, 30도 등)로 경사진 평행 칼럼을 따라 조사될 수도 있다.
도7에 도시된 본 발명에 따른 방법의 다른 예시적 실시예에서, 샘플(170)은 다수의 칼럼으로 개념적으로 세분화된다. 샘플(170)이 세분화된 후, 펄스형 레이저 빔(149)이 턴온되어(컴퓨터(100)를 이용하여 엑시머 레이저를 활성화하거나 셔터(130)를 개방함으로써), 제1 위치(20)에 먼저 충돌하는 펄스형 빔렛(164)을 생성한다(도1b에 도시된 실시예와 유사하게). 그리고 나서, 샘플(170)은 컴퓨터(100)의 제어하에서 Y-방향으로 이동 및 가속되어 제1 빔 경로(700)에서 펄스형 빔렛(164)에 대해 소정의 샘플 이동 속도 Vpred에 도달한다. 펄스형 레이저 빔(149)에 대한 샘플(170)의 이동 속도가 소정 속도 Vpred에 도달하면, 펄스형 빔렛(164)(및 빔렛들)이 샘플(170)의 상위 에지(10')에 도달한다. 그리고 나서, 샘플(170)이 소정 속도 Vpred로 Y-방향으로 연속적으로(즉, 정지없이) 이동되어, 펄스형 빔렛(164)이 제2 빔 경로(705)의 전체 길이에 대해 샘플(170)을 조사한다. 펄스형 빔렛(164)이 샘플(170)의 하위 에지(10")에 도달하면, 샘플(170)의 이동은 펄스형 빔렛(164)(제3 빔 경로(710)에서)에 대해 감속되어 제2 위치(715)에 도달한다. 펄스형 빔렛(164)이 샘플(170)의 하위 에지(10")를 통과한 후에, 제2 빔 경로(705)를 따라 샘플(170)의 전체 부분이 순차적으로 완전히 용해 및 응고된다.
샘플(170)은, X-방향으로의 미세이동 없이, 샘플(170)의 상위 에지(10')쪽으로 역 Y-방향으로 다시 이동된다. 특히, 샘플(170)은 컴퓨터(100)의 제어하에서 제4 빔 경로(720)를 따라 음의 Y-방향으로 가속되어, 샘플(170)의 하위 에지(10")에 도달하기 전에, 소정의 샘플 이동 속도 Vred에 도달하게 된다. 그리고 나서, 샘플(170)은 소정 속도 Vpred로 음의 Y-방향으로 연속적으로(즉, 정지없이) 이동되어, 펄스형 빔렛(164)이 제5 빔 경로(725)의 전체 길이를 따라(제2 빔 경로(705)의 경로를 따라) 샘플(170)을 연속적 및 순차적으로 조사하게 된다. 펄스형 빔렛(164)이 샘플(170)의 상위 에지(10')에 도달하면, 샘플(170)의 이동은, 빔렛(164)이 제1 위치(20)에 충돌할 때까지, 펄스형 빔렛(164)(제6 빔 경로(730)에서)에 대해 감속된다. 펄스형 빔렛(164)이 샘플(170)의 상위 에지(10')를 통과한 후, 제1 빔 경로(705)를 따라 조사되었던 샘플(170)의 전체 부분이 순차적으로 용해 및 응고된다는 것을 주목해야 한다. 따라서, 이 통과가 완료되면, 제5 빔 경로(725)에 대응하는 샘플(170)의 표면이 부분적으로 용해되어 재응고된다. 이 방식에서, 결과로서 생성되는 막 표면은 보다 매끄럽게 될 수 있다. 또한, 이 기술을 이용하여, 펄스형 레이저 빔(149)(및 펄스형 빔렛(164))의 에너지 출력은 막 표면을 효과적으로 매끄 럽게 하기 위해 감소될 수 있다. 도1b의 기술과 유사하게, 그레인 경계면-제어된 다결정 실리콘 박막 영역(540)이 샘플(170)의 조사된 영역에 형성되고, 이 부분은 도5b에 도시되어 있다. 이 그레인 경계면-제어된 다결정 실리콘 박막 영역(540)은 제2 및 제5 조사된 빔 경로(705, 725)의 전체 길이에 대해 확장된다. 또한, 펄스형 빔렛(164)이 샘플(170)의 하위 에지(10")를 가로지르고, 더 이상 샘플(170)을 조사할 필요가 없게 되면 펄스형 레이저 빔(149)을 셧다운할 필요가 없다.
그 후, 샘플(170)은 펄스 빔렛이 제3 위치(740)에 충돌할 때까지 제7 빔 경로(735)를 따라 X-방향으로 소정 거리(예, 3㎛)에 대해 미세이동되고, 컴퓨터(100)의 제어하에서 Y-방향쪽으로(샘플(170)의 하위 에지(10")쪽으로) 다시 가속되어, 제8 빔 경로(745)를 따라 펄스형 빔렛(164)에 대한 소정 속도 Vpred에 도달한다. 펄스형 빔렛(164)에 대한 샘플(170)의 이동 속도가 소정 속도 Vpred에 도달하면, 펄스형 빔렛(164)은 샘플(170)의 상위 에지(10')에 도달한다. 그리고 나서, 샘플(170)이 소정 속도 Vpred로 Y-방향쪽으로 연속적으로(즉, 정지없이) 이동되어, 펄스형 빔렛(164)이 제9 빔 경로(750)의 전체 길이에 대해 샘플(170)을 연속적 및 순차적으로 조사하게 된다. 펄스형 빔렛(164)이 샘플(170)의 하위 에지(10")에 도달하면, 샘플(170)의 이동은 펄스형 빔렛(164)이 제4 위치(765)에 충돌할 때까지 펄스형 빔렛(164)(제10 빔 경로(760)에서)에 대해 감속된다. 최종 펄스형 레이저 빔(164)이 샘플(170)의 하위 에지(10")를 통과한 후에, 제9 빔 경로(750)를 따라 조사되었던 샘플(170)의 전체 부분이 순차적으로 용해 및 재응고된다는 것을 주목해야 한다.
이후, 미세이동 없이, 샘플(170)의 이동 방향이 다시 역이 되고(빔 경로(770, 775, 780)를 통해), 샘플(170)의 이들 경로는 다시 소정 속도 Vpred로 역 Y-방향(제9 빔 경로(750)를 따라 확장되는)으로 샘플(170)을 연속적으로 이동함으로써 각각 연속적 및 순차적으로 조사된다. 따라서, 이 통과가 완료되면, 빔 경로(775)에 대응하는 샘플(170)의 표면은 부분적으로 용해되어 재응고된다. 이들 경로(745-780)의 표면은 샘플(170)의 동일한 빔 경로를 따라 조사 및 순방향 및 역방향의 Y-방향 이동의 결과 매끄럽게 된다(미세이동 없이). 이러한 절차의 최종 산물은 평평한(또는 보다 평평한) 표면을 가진, 샘플(170)의 전체 칼럼(예, 2㎝ x 4㎝ 치수인)을 따라 큰-입상의, 그레인 경계면-제어된 결정화된 구조의 생성이 된다.
그리고 나서, 샘플(170)은 다른 빔 경로(785)를 통해 제5 위치(790)에 빔렛이 충돌할 때까지 다음 칼럼(즉, 제2 칼럼 6)으로 진행하고, 펄스형 빔렛(164)이 제5 위치(790)에 충돌하는 경우에 샘플(170)이 진행되었을 때에 발생될 수 있는 스테이지(180) 및 샘플(170)의 진동을 멈추도록 안정화될 수 있다. 이 절차는, 도1b에 도시되고 전술된 절차와 유사하게, 샘플(170)의 모든 칼럼에 대해 반복된다.
다음으로 도8을 참조하여, 도1b 및/또는 도7에 도시된 절차에 따라 구현된, 얇은 실리콘 막 결정화 성장 방법을 제어하기 위해 컴퓨터(100)에 의해 실행되는 단계가 아래에 기재된다. 예를 들면, 도1a에 도시된 시스템의 많은 전자장치가 이 공정을 시작하기 위해 컴퓨터(100)에 의해 단계(1000)에서 초기화된다. 그리고 나서, 기판(170)위의 얇은 비결정 실리콘 막 샘플은 단계(1005)에서 샘플 이동 스테이지(180)에 로딩된다. 이러한 로딩은 수동적으로, 또는 컴퓨터(100)의 제어하에서 로봇식으로 구현될 수 있다는 것을 알 수 있다. 다음으로, 단계(1015)에서, 샘플 이동 스테이지(180)가 초기 위치로 이동되는데, 이것은 샘플(170)위의 참조 모양에 대한 배열을 포함할 수 있다. 단계(1020)에서, 시스템의 여러 광학적 구성요소들이 필요에 따라 조정 및 포커싱된다. 그리고 나서, 단계(1025)에서, 수행될 특정 처리에 따라 샘플위에 입사되는 각 펄스형 빔렛의 단면 영역에 걸쳐 비결정 실리콘 샘플을 완전히 용해하는데 필요한 만큼의, 요구된 에너지 레벨 및 펄스 반복 속도로 레이저가 안정화된다. 필요에 따라, 단계(1030)에서 펄스형 빔렛(164)의 감쇠가 알맞게 조정된다.
다음으로, 단계(1035)에서, 셔터가 개방되어(또는 컴퓨터가 펄스형 레이저 빔(149)을 턴온으로 활성화시켜), 펄스형 빔렛(164)에 의해 샘플(170)을 조사하고, 이에 따라, 도1b 및 도7에 도시된 연속 모션 SLS 방법을 시작하게 된다. 샘플(예, 제2 빔 경로(30)에 따른 샘플)의 제1 빔 경로가 연속적 및 순차적으로 조사되는 동안에, 샘플은 Y-방향으로 연속적으로 이동된다(단계 1040). 샘플(예, 제6 빔 경로(55)에 따른 샘플)의 제2 빔 경로가 순차적 및 연속적으로 조사되는 동안에, 샘플(170)은 소정 속도 Vpred로 Y-방향으로 이동된다(단계 1045). 도1b에 대해서, 이것은 샘플(170)이 연속적 및 순차적으로 조사되는 동안에, 제2 빔 경로(30)를 따라 샘플(170)의 연속적인 이동에 의해 보여질 수 있으며, 제3 빔 경로(35)에 따라 감속되고, 제4 빔 경로(45)를 따라 X-방향으로 샘플을 미세이동하고, 샘플(170)이 안정화되도록 대기하고, 제5 빔 경로(50)를 따라 가속되어, 샘플(170)이 연속적 및 순차적으로 조사되는 동안에 제6 빔 경로(55)를 따라 샘플(170)을 연속적으로 이동 한다. 이 방식에서, 샘플(170)의 전체 칼럼이 순차적으로 조사된다. 샘플(170)의 현재 칼럼의 일부분이 조사되지 않은 경우, 컴퓨터(100)는 특정 방향으로 소정 속도 Vpred에서 연속적으로 이동하도록 샘플(170)을 제어하여, 아직 조사되지 않은 샘플(170)의 현재 칼럼의 다른 부분이 조사된다(단계 1055).
그리고 나서, 샘플(170)의 영역의 결정화가 완료된 경우, 샘플은 단계(1065, 1066)에서 펄스형 빔렛(164)에 대해 재배치되고(즉, 다음의 칼럼 또는 로우 - 제2 칼럼 6 으로 이동), 결정화 공정은 새로운 경로에 대해 반복된다. 더이상의 경로가 결정화를 위해 지정되지 않았다면, 레이저는 단계(1070)에서 셧오프되고, 하드웨어는 단계(1075)에서 셧다운되어, 이 공정은 단계(1080)에서 종료된다. 물론, 추가적인 샘플의 처리가 요구되거나 또는 본 발명이 배치(batch) 처리를 위해 이용되는 경우, 단계(1005, 1010 및 1035-1065)가 각 샘플에 대해 반복될 수 있다. 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 샘플이 또한 X-방향으로 연속적으로 이동되어, Y-방향으로 미세이동될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 실제로, 펄스형 빔렛(164)의 이동 경로가 샘플(170)의 하나의 에지로부터 샘플(170)의 다른 에지까지 평행, 연속 및 확장되는 한, 샘플(170)을 어떤 방향으로도 연속적으로 이동할 수 있다.
이상은 본 발명의 원리를 단지 예시한 것이다. 기재된 실시예에 대한 다양한 변형 및 대안은 여기에 제시된 관점에서 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 예를 들면, 얇은 비결정 또는 다결정 실리콘 막 샘플(170)이 이러한 실리콘 막의 사전 패터닝된 섬(islands)을 갖는 샘플로 대체될 수 있다, 또한, 상기의 예시적인 실시예는 레이저 빔이 고정되어 스캔가능하지 않은 레이저 시스템 에 대해 기재되었지만, 본 발명에 따른 방법 및 시스템은 고정된 샘플의 경로를 따라 일정한 속도로 편향될 수 있는 펄스형 레이저 빔을 사용할 수 있다. 따라서, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는, 여기서 명시적으로 도시되거나 기재되지 않았더라도, 본 발명의 원리를 포함하고, 이에 따라 본 발명의 사상 및 범위안에 존재하는 다양한 시스템 및 방법들이 고안될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (22)

  1. 결정성 실리콘 박막을 생성하기 위한 실리콘 박막 샘플 처리 방법 - 여기서, 상기 막 샘플은 제1 에지 및 제2 에지를 가짐 - 에 있어서,
    (a) 펄스(pulsed) 레이저 빔을 방사하기 위해 레이저 빔 생성기를 제어하는 단계;
    (b) 상기 막 샘플 상에 충돌하고, 그 두께 전체에 상기 막 샘플을 용해하는데 충분한 세기를 갖는 마스크 빔(masked beam)을 생성하기 위해 상기 레이저 빔의 일부분을 마스킹하는 단계 - 여기서, 상기 용해된 막 샘플은 횡방향으로 성장된 결정(laterally grown crystals)을 형성하기 위해 응고됨 -; 및
    (c) 상기 마스크 빔의 충돌이 상기 제1 에지와 상기 제2 에지 사이의 상기 막 샘플 상의 경로를 따라 이동하도록, 일정한 소정 속도로 상기 막 샘플을 연속적으로 스캐닝하는 단계 - 여기서, 상기 일정한 속도는, 상기 스캐닝 방향으로 상기 막 샘플에 의해 이동되는 펄스 사이의 거리가, 상기 스캐닝 방향에서 상기 빔의 치수보다 작도록 선택됨 -
    를 포함하는 방법.
  2. 결정성 실리콘 박막을 생성하기 위한 실리콘 박막 샘플 처리 방법 - 여기서, 상기 막 샘플은 제1 에지 및 제2 에지를 가짐 - 에 있어서,
    (a) 펄스 레이저 빔을 방사하기 위해 레이저 빔 생성기를 제어하는 단계;
    (b) 상기 막 샘플 상에 충돌하고, 그 두께 전체에 상기 막 샘플을 용해하는데 충분한 세기를 갖는 마스크 빔을 생성하기 위해 상기 레이저 빔의 일부분을 마스킹하는 단계 - 여기서, 상기 용해된 막 샘플은 횡방향으로 성장된 결정을 형성하기 위해 응고됨 -; 및
    (c) 상기 마스크 빔의 충돌이 상기 제1 에지와 상기 제2 에지 사이의 상기 막 샘플 상의 경로를 따라 이동하도록, 일정한 소정 속도로 상기 막 샘플을 연속적으로 스캐닝하는 단계 - 여기서, 상기 일정한 속도는, 레이저 펄스로부터 기인한 횡으로 성장된 결정의 영역의 에지가 후속 레이저 펄스에 의해 조사되는 영역의 에지와 오버랩되도록 선택됨 -
    를 포함하는 방법.
  3. 결정성 실리콘 박막을 생성하기 위한 실리콘 박막 샘플 처리 방법 - 여기서, 상기 막 샘플은 제1 에지 및 제2 에지를 가짐 - 에 있어서,
    (a) 그 두께 전체에 상기 막 샘플을 용해하는데 충분한 소정의 형태 및 세기를 갖는 펄스 레이저 빔을 방사하기 위해 레이저 빔 생성기를 제어하는 단계 - 여기서, 상기 용해된 막 샘플은 횡방향으로 성장된 결정을 형성하기 위해 응고됨 -; 및
    (b) 마스킹된 레이저 빔의 충돌이 상기 제1 에지와 상기 제2 에지 사이의 상기 막 샘플 상의 경로를 따라 이동하도록, 일정한 소정 속도로 상기 막 샘플을 연속적으로 스캐닝하는 단계 - 여기서, 상기 일정한 속도는, 상기 스캐닝 방향으로 상기 막 샘플에 의해 이동되는 펄스 사이의 거리가, 상기 스캐닝 방향에서 상기 빔의 치수보다 작도록 선택됨 -
    를 포함하는 방법.
  4. 결정성 실리콘 박막을 생성하기 위한 실리콘 박막 샘플 처리 방법 - 여기서, 상기 막 샘플은 제1 에지 및 제2 에지를 가짐 - 에 있어서,
    (a) 그 두께 전체에 상기 막 샘플을 용해하는데 충분한 소정의 형태 및 세기를 갖는 펄스 레이저 빔을 방사하기 위해 레이저 빔 생성기를 제어하는 단계 - 여기서, 상기 용해된 막 샘플은 횡방향으로 성장된 결정을 형성하기 위해 응고됨 -; 및
    (b) 마스킹된 레이저 빔의 충돌이 상기 제1 에지와 상기 제2 에지 사이의 상기 막 샘플 상의 경로를 따라 이동하도록, 일정한 소정 속도로 상기 막 샘플을 연속적으로 스캐닝하는 단계 - 여기서, 상기 일정한 속도는, 레이저 펄스로부터 기인한 횡으로 성장된 결정의 영역의 에지가 후속 레이저 펄스에 의해 조사되는 영역의 에지와 오버랩되도록 선택됨 -
    를 포함하는 방법.
  5. 결정성 실리콘 박막을 생성하기 위한 실리콘 박막 샘플 처리 시스템 - 여기서, 상기 막 샘플은 제1 에지 및 제2 에지를 가짐 - 에 있어서,
    컴퓨터 프로그램을 저장하는 저장 장치; 및
    상기 컴퓨터 프로그램을 실행하는 경우, 다음의 단계, 즉,
    (a) 펄스 레이저 빔을 방사하기 위해 레이저 빔 생성기를 제어하는 단계;
    (b) 상기 막 샘플 상에 충돌하고, 그 두께 전체에 상기 막 샘플을 용해하는데 충분한 세기를 갖는 마스크 빔을 생성하기 위해 상기 레이저 빔의 일부분을 마스킹하는 단계 - 여기서, 상기 용해된 막 샘플은 횡방향으로 성장된 결정을 형성하기 위해 응고됨 -; 및
    (c) 상기 마스크 빔의 충돌이 상기 제1 에지와 상기 제2 에지 사이의 상기 막 샘플 상의 경로를 따라 이동하도록, 일정한 소정 속도로 상기 막 샘플을 연속적으로 스캐닝하는 단계 - 여기서, 상기 일정한 속도는, 상기 스캐닝 방향으로 상기 막 샘플에 의해 이동되는 펄스 사이의 거리가, 상기 스캐닝 방향에서 상기 빔의 치수보다 작도록 선택됨 - 를 수행하도록 구성되는 처리 장치
    를 포함하는 시스템.
  6. 결정성 실리콘 박막을 생성하기 위한 실리콘 박막 샘플 처리 시스템 - 여기서, 상기 막 샘플은 제1 에지 및 제2 에지를 가짐 - 에 있어서,
    컴퓨터 프로그램을 저장하는 저장 장치; 및
    상기 컴퓨터 프로그램을 실행하는 경우, 다음의 단계, 즉,
    (a) 펄스 레이저 빔을 방사하기 위해 레이저 빔 생성기를 제어하는 단계;
    (b) 상기 막 샘플 상에 충돌하고, 그 두께 전체에 상기 막 샘플을 용해하는데 충분한 세기를 갖는 마스크 빔을 생성하기 위해 상기 레이저 빔의 일부분을 마스킹하는 단계 - 여기서, 상기 용해된 막 샘플은 횡방향으로 성장된 결정을 형성하기 위해 응고됨 -; 및
    (c) 상기 마스크 빔의 충돌이 상기 제1 에지와 상기 제2 에지 사이의 상기 막 샘플 상의 경로를 따라 이동하도록, 일정한 소정 속도로 상기 막 샘플을 연속적으로 스캐닝하는 단계 - 여기서, 상기 일정한 속도는, 레이저 펄스로부터 기인한 횡으로 성장된 결정의 영역의 에지가 후속 레이저 펄스에 의해 조사되는 영역의 에지와 오버랩되도록 선택됨 - 를 수행하도록 구성되는 처리 장치
    를 포함하는 시스템.
  7. 결정성 실리콘 박막을 생성하기 위한 실리콘 박막 샘플 처리 시스템 - 여기서, 상기 막 샘플은 제1 에지 및 제2 에지를 가짐 - 에 있어서,
    컴퓨터 프로그램을 저장하는 저장 장치; 및
    상기 컴퓨터 프로그램을 실행하는 경우, 다음의 단계, 즉,
    (a) 그 두께 전체에 상기 막 샘플을 용해하는데 충분한 소정의 형태 및 세기를 갖는 펄스 레이저 빔을 방사하기 위해 레이저 빔 생성기를 제어하는 단계 - 여기서, 상기 용해된 막 샘플은 횡방향으로 성장된 결정을 형성하기 위해 응고됨 -; 및
    (b) 마스킹된 레이저 빔의 충돌이 상기 제1 에지와 상기 제2 에지 사이의 상기 막 샘플 상의 경로를 따라 이동하도록, 일정한 소정 속도로 상기 막 샘플을 연속적으로 스캐닝하는 단계 - 여기서, 상기 일정한 속도는, 상기 스캐닝 방향으로 상기 막 샘플에 의해 이동되는 펄스 사이의 거리가, 상기 스캐닝 방향에서 상기 빔의 치수보다 작도록 선택됨 - 를 수행하도록 구성되는 처리 장치
    를 포함하는 시스템.
  8. 결정성 실리콘 박막을 생성하기 위한 실리콘 박막 샘플 처리 시스템 - 여기서, 상기 막 샘플은 제1 에지 및 제2 에지를 가짐 - 에 있어서,
    컴퓨터 프로그램을 저장하는 저장 장치; 및
    상기 컴퓨터 프로그램을 실행하는 경우, 다음의 단계, 즉,
    (a) 그 두께 전체에 상기 막 샘플을 용해하는데 충분한 소정의 형태 및 세기를 갖는 펄스 레이저 빔을 방사하기 위해 레이저 빔 생성기를 제어하는 단계 - 여기서, 상기 용해된 막 샘플은 횡방향으로 성장된 결정을 형성하기 위해 응고됨 -; 및
    (b) 마스킹된 레이저 빔의 충돌이 상기 제1 에지와 상기 제2 에지 사이의 상기 막 샘플 상의 경로를 따라 이동하도록, 일정한 소정 속도로 상기 막 샘플을 연속적으로 스캐닝하는 단계 - 여기서, 상기 일정한 속도는, 레이저 펄스로부터 기인한 횡으로 성장된 결정의 영역의 에지가 후속 레이저 펄스에 의해 조사되는 영역의 에지와 오버랩되도록 선택됨 - 를 수행하도록 구성되는 처리 장치
    를 포함하는 시스템.
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