KR100780291B1 - 레이저 어닐링 장치 - Google Patents

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KR100780291B1
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laser beam
slit
chamber
laser
rotation
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KR1020060108674A
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조운기
노재민
김기건
김도훈
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코닉시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은, 크기가 감소되어 설치 장소가 줄어들 뿐만 아니라 챔버로 입사되는 레이저 빔의 에너지 강도가 균일하게 형성되도록 구조가 개선된 레이저 어닐링 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 레이저 어닐링 장치는 레이저 발진부; 상기 레이저 발진부에서 발진된 라인 빔 형상의 레이저 빔을 소정의 빔 폭을 구비한 빔 프로파일의 에너지 밀도를 가지도록 변환하는 광학계; 상기 광학계에서 변환된 레이저 빔이 투과되며 상기 레이저 빔의 진행 경로와 교차하는 방향으로 길게 형성된 슬릿을 가지며, 상기 슬릿을 투과한 레이저 빔에 의해 내부에 배치된 기판 상에 레이저 어닐링 공정이 진행되는 챔버; 및 상기 챔버에 회전 가능하게 결합되며, 그 회전에 따라 상기 슬릿의 일부를 가려 상기 챔버로 입사되는 레이저 빔의 길이를 조절하는 회전플레이트;를 구비하며, 상기 슬릿은 상기 레이저 빔 길이의 조절시 상기 레이저 빔이 투과되는 투과부와, 상기 회전플레이트에 의해 가려져 상기 레이저 빔이 투과되지 않는 불투과부를 포함하며, 상기 회전플레이트의 회전 정도에 따라 상기 불투과부의 크기가 변화됨으로써, 상기 슬릿을 투과하여 상기 챔버로 입사되는 레이저 빔의 길이가 조절되는 것을 특징으로 한다.
레이저 빔, 어닐링, 슬릿, 결정화도, 액정 디스플레이

Description

레이저 어닐링 장치{Laser annealing device}
도 1은 종래의 일례에 따른 레이저 어닐링 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 챔버의 내부로 입사되는 레이저 빔의 길이를 조절하기 위한 구조를 개략적으로 나타낸 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 슬릿에 레이저 빔을 조사하는 경우 발생되는 도그이어(dog-ear) 현상을 설명하기 위한 레이저 빔의 강도 분포 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 어닐링 장치의 개략적인 구성도이다.
도 5는 도 1에 도시된 챔버의 내부로 입사되는 레이저 빔의 길이를 조절하기 위한 구조를 개략적으로 나타낸 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 회전플레이트가 일정 각도 회전된 상태를 나타낸 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 회전플레이트의 단차부와 슬릿을 확대시킨 확대도이다.
도 8은 도 7에 도시된 회전플레이트를 회전시켜 불투과부의 크기를 증가시킨 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 투과부의 양 단이 각각 사선형태로 형성된 것을 도시한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1...기판 10...레이저 발진부
20...셔터부 30...광학계
40...반사기 50...챔버
51...슬릿 60...회전플레이트
61...단차부 62...반사면
70...스테이지 71...단축스테이지
72...가이드봉 74...회전유닛
75...빔스플리터 76...빔 덤프
80...윈도우부재 90...모니터링부
100...레이저 어닐링 장치 511...투과부
512...불투과부 611...곡면
A...상하방향 B...직교방향
C...회전중심
본 발명은 레이저 어닐링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 챔버로 입사되는 라인 빔 형상의 레이저 빔의 길이가 조절될 수 있도록 구성된 레이저 어닐링 장치에 관한 것이다.
유기 발광 다이오드 디스플레이(Organic Light Emitting Diode Display) 또는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display) 등의 기판으로는 일반적으로 유리기판이 사용된다. 그리고, 이 유리기판은 레이저 어닐링 공정을 거친 후, 결정화되거나 결정화도(crystallinity)가 향상되는데, 이러한 레이저 어닐링 공정은 도 1에 도시된 레이저 어닐링 장치에 의해 이루어진다.
도 1을 참조하면, 종래의 일례에 따른 레이저 어닐링 장치(100')는 라인 빔 형상의 엑시머 레이저 빔(L')을 발진시키는 레이저 발진부(10')와, 레이저 발진부(10')에서 발진되는 레이저 빔을 선택적으로 통과시키는 셔터부(20')와, 빔 익스팬더(beam expander), 호모지나이저(homogenizer) 및 각종 렌즈 등으로 이루어진 것으로서, 셔터부(20')을 통과한 레이저 빔을 소정의 빔 폭을 구비한 빔 프로파일의 에너지 밀도를 가지도록 변환시키는 광학계(30')와, 광학계(30')에서 변환된 레이저 빔을 반사시키는 반사기(40')와, 반사기에서 반사된 레이저 빔이 조사되는 챔버(50')를 구비한다. 챔버(50')의 상면에는 슬릿(51')이 형성되어 있으며, 슬릿(51')은 레이저 빔을 투과시키는 윈도우부재(80')에 의해 막혀있다. 윈도우부재(80')는 일반적으로 석영, 아크릴 등으로 이루어져 있다. 그리고, 챔버(50')의 내부에는 수평방향으로 이동 가능한 스테이지(70')가 설치되어 있으며, 스테이지에는 유리기판(1')이 탑재되어 있다. 챔버(50')로 입사되는 레이저 빔은 유리기판에 조사되고 유리기판(1')은 수평방향으로 이동하여 유리기판 전체에 레이저 빔이 스캐닝됨으로써, 레이저 어닐링 공정이 이루어지게 된다.
한편, 슬릿으로 입사되는 레이저 빔은 그 레이저 빔의 길이가 조절되는데, 이러한 구조는 도 2에 상세히 도시되어 있다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 챔버(50')의 상면에는 한 쌍의 가이드봉(72')과, 각 가이드봉에 결합되어 슬릿(51')의 길이방향으로 이동 가능한 한 쌍의 플레이트(60')가 설치되어 있으며, 각 플레이트(60')는 입사되는 레이저 빔을 흡수하거나 반사시킨다. 도 2에는 플레이트(60')를 구동시키는 모터 등과 같은 구동수단이 생략되어 있다. 플레이트(60')들을 이동시키면 슬릿(51')의 일부가 가려지게 되므로, 슬릿(51')의 가려지지 않는 부분을 통과하는 레이저 빔의 길이를 조절할 수 있게 된다. 따라서, 레이저 빔의 길이를 적절하게 조절하여 챔버(50')에 배치된 유리기판(1')에 대하여 레이저 어닐링 공정을 수행할 수 있게 된다.
그런데, 상술한 바와 같이 종래에는 플레이트(60')들이 슬릿(51')의 길이방향으로 이동 가능하도록 설치되어 있어서, 도 2에 실선으로 도시되어 있는 바와 같이 플레이트(60')들이 가장 멀리 떨어지도록 배치되는 경우에는 어느 하나의 플레이트(60')의 단부에서 다른 하나의 플레이트(60')의 단부까지의 거리(LL)가 매우 커지게 된다. 그리고, 슬릿의 길이가 커지면 커질수록 상기 거리(LL)는 더 커지게 된다. 따라서, 상술한 점은 레이저 어닐링 장치, 특히 챔버의 상면에 설치된 레이저 빔의 길이를 조절하기 위한 구조를 대형화시켜 설치 장소의 증가를 초래한다.
그리고, 빔 길이가 조절되어 챔버(50')의 내부로 입사되는 레이저 빔은, 플레이트(60')의 단부 부근에 입사되는 레이저 빔의 회절현상에 의해 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 레이저 빔의 에너지 강도가 균일하지 않고 레이저 빔의 양 단에서 볼록하게 증가되게 형성된다. 이러한 현상을 도그 이어(dog-ear) 현상이라 한 다. 이와 같이 레이저 빔의 에너지 강도가 일정하지 않게 되면, 레이저 어닐링 공정이 균일하게 이루어지지 않아 기판 전체에 대한 결정의 균일성을 저해하게 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 크기가 감소되어 설치 장소가 줄어들 뿐만 아니라 챔버로 입사되는 레이저 빔의 에너지 강도가 균일하게 형성되도록 구조가 개선된 레이저 어닐링 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 레이저 어닐링 장치는 레이저 발진부; 상기 레이저 발진부에서 발진된 라인 빔 형상의 레이저 빔을 소정의 빔 폭을 구비한 빔 프로파일의 에너지 밀도를 가지도록 변환하는 광학계; 상기 광학계에서 변환된 레이저 빔이 투과되며 상기 레이저 빔의 진행 경로와 교차하는 방향으로 길게 형성된 슬릿을 가지며, 상기 슬릿을 투과한 레이저 빔에 의해 내부에 배치된 기판 상에 레이저 어닐링 공정이 진행되는 챔버; 및 상기 챔버에 회전 가능하게 결합되며, 그 회전에 따라 상기 슬릿의 일부를 가려 상기 챔버로 입사되는 레이저 빔의 길이를 조절하는 회전플레이트;를 구비하며, 상기 슬릿은 상기 레이저 빔 길이의 조절시 상기 레이저 빔이 투과되는 투과부와, 상기 회전플레이트에 의해 가려져 상기 레이저 빔이 투과되지 않는 불투과부를 포함하며, 상기 회전플레이트의 회전 정도에 따라 상기 불투과부의 크기가 변화됨으로써, 상기 슬릿을 투과하여 상기 챔버로 입사되는 레이저 빔의 길이가 조절되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 어닐링 장치의 개략적인 구성도이고, 도 5는 도 1에 도시된 챔버의 내부로 입사되는 레이저 빔의 길이를 조절하기 위한 구조를 개략적으로 나타낸 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선 평면도이며, 도 6은 도 5에 도시된 회전플레이트가 일정 각도 회전된 상태를 나타낸 평면도이며, 도 7은 도 6에 도시된 회전플레이트의 단차부와 슬릿을 확대시킨 확대도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예의 레이저 어닐링 장치(100)는 레이저 발진부(10)와, 셔터부(20)와, 광학계(30)와, 반사기(40)와, 챔버(50)를 구비한다.
상기 레이저 발진부(10)는 라인 빔 형상의 엑시머 레이저 빔(L)을 발생시켜 발진시킨다. 엑시머 레이저 빔으로는 XeCl 엑시머 레이저 또는 KrF 엑시머 레이저가 사용될 수 있다.
상기 셔터부(20)는 상기 레이저 발진부(10)에서 발진된 레이저 빔을 선택적으로 통과시킨다. 상기 셔터부(20)의 내부에는 레이저 빔을 반사시킬 수 있는 셔터부재(미도시)가 직선 이동 가능하게 설치되어 있어서, 상기 셔터부재를 레이저 빔의 광 경로 상에 배치시키거나 레이저 빔의 광 경로로부터 벗어나게 배치시킴으로써 레이저 빔을 차단하거나 통과시킬 수 있다. 상기 셔터부재를 이동시키는 구성으로는 공지의 실린더 등의 엑츄에이터가 사용될 수 있다.
상기 광학계(30)는 레이저 빔을 소정의 빔 폭을 구비한 빔 프로파일의 에너지 밀도를 가지도록 변환한다. 상기 광학계(300)는 빔 익스팬더, 호모지나이저 및 각종 렌즈 등으로 이루어진 것으로서, 레이저 빔을 확대, 균질화시켜 대략 장방형의 레이저 빔으로 변환하는 작용을 한다.
상기 반사기(40)는 상기 광학계(30)에서 변환된 레이저 빔을 하방으로 반사시킨다. 상기 반사기(40)는 알루미늄 등과 같은 금속성 소재의 표면에 경면을 형성함으로써 제조된다. 경면은 폴리싱(polishing) 등의 공정을 통해서 형성된다.
상기 챔버(50)에는 상기 반사기(40)에서 반사된 레이저 빔이 조사된다. 상기 챔버(50)의 내부에는 레이저 빔(L)의 진행 경로, 즉 도 4에 도시된 상하방향과 직교하는 수평방향으로 이동 가능한 스테이지(70)가 설치되어 있다. 상기 스테이지(70)를 이동시키는 구조는 가이드 및 리니어모터 등을 포함하도록 구성되어 있으며, 이 이동구조는 이미 널리 알려져 있으므로 이 이동구조에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 스테이지(70)에는 기판(1), 예를 들어 유기 발광 다이오드 디스플레이 또는 액정 디스플레이 등과 같은 평판 디스플레이에 사용되는 평판 형상의 유리기판이 배치된다. 상기 챔버(50)의 상면에는 슬릿(51)이 형성되어 있다. 상기 슬릿(51)은 레이저 빔의 진행 경로, 즉 도 4에 도시된 상하방향과 교차하는 방향으로 길게 형성되어 있으며, 특히 본 실시예에 있어서 상기 슬릿(51)은 상하방향(A)과 직교하는 방향(B)으로 길게 형성되어 있다. 상기 슬릿(51)은 상기 챔버(50)의 상면에 결합된 윈도우부재(80)에 의해 막혀 있다. 상기 윈도우부재(80)는 석영, 아크릴 등과 같이 레이저 빔을 투과시키는 투과성 소재로 이루어져 있다. 상기 슬릿(51)을 통해서 입사되는 레이저 빔이 상기 유리기판(1)에 조사되는 동안 상기 유리기판(1)이 배치되는 스테이지가 수평방향으로 이동하여 상기 유리기판 전 체에 레이저 빔이 스캐닝됨으로써, 레이저 어닐링 공정이 이루어지게 된다.
또한, 본 실시예의 레이저 어닐링 장치는 상기 챔버(50)의 내부에 도달하는 레이저 빔의 길이를 조절하기 위하여 한 쌍의 회전플레이트(60)를 더 구비한다.
상기 각 회전플레이트(60)는 상기 챔버(50)에 대해 회전 가능하도록 상기 챔버의 상면에 결합되어 있다. 상기 각 회전플레이트(60)는 캠 형상으로 이루어져 있으며, 상기 각 회전플레이트의 회전중심(C)은 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 상기 슬릿(51)의 외부에 배치되어 있다. 상기 회전플레이트(60)는 모터 및 감속기어 등으로 구성된 회전유닛(74)에 의해 회전된다. 상기 각 회전플레이트(60)의 외주면에는 복수의 단차부(61)가 각각 연속적으로 단차지게 형성되어 있다. 상기 각 단차부의 폭(W2)은 상기 슬릿의 폭(W1) 보다 더 크게 형성되어 있다. 상기 각 단차부(61)와 상기 회전플레이트의 회전중심(C) 사이의 거리는 서로 다르게 형성되어 있다. 그리고, 상기 각 회전플레이트(61)는 상기 각 단차부 중 상기 회전중심으로부터 가장 멀리 형성되어 있는 단차부(61)의 중앙과 상기 회전중심(C)을 연결한 가상의 직선(P)을 중심으로 대칭인 형상으로 이루어져 있다. 또한, 상기 각 단차부(61)의 표면에는 곡면 형상으로 이루어진 곡면(611)이 형성되어 있다. 상기 곡면(611)은 상기 단차부(61)의 폭방향에 수직인 방향을 향하고 있다. 상기 곡면은 그 곡면의 중앙을 중심으로 대칭인 형상으로 이루어져 있다. 그리고, 상기 각 단차부(61)는 서로 동일한 형상으로 되어 있다.
상기 회전중심(C)으로부터 가장 멀리 형성된 단차부(61)는 상기 각 회전플레 이트(60)의 회전 과정에서 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 상기 슬릿(51)의 중앙부 상방에서 서로 접촉하도록 배치되어 상기 슬릿(51)을 완전히 막는다. 그리고, 도 5에 도시된 상태에서, 상기 각 회전플레이트(60)를 시계방향 및 반시계방향으로 각각 회전시키면, 그 회전각도에 따라서 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 상기 각 회전플레이트(60)에 형성된 어느 하나의 단차부(61)가 상기 슬릿(51)의 양측을 각각 가릴 수 있게 된다. 이와 같이, 상기 슬릿(51)의 양측이 가려지게 되면, 상기 슬릿(51)은 상기 각 회전플레이트(60)에 의해 가려지지 않아 레이저 빔이 투과되는 투과부(511)와, 상기 각 회전플레이트(60)에 의해 가려져 레이저 빔이 투과되지 않는 불투과부(512)를 포함하게 된다. 또한, 상기 각 회전플레이트(60)의 회전 정도에 따라 상기 불투과부(512)의 크기가 변화하게 되므로, 상기 슬릿(51)을 투과하여 챔버(50)의 내부에 도달하는 레이저 빔(L)의 길이를 조절할 수 있게 된다.
한편, 상기 각 회전플레이트(60)의 상면 전체에는 상기 레이저 빔을 반사시키는 반사면(62)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 챔버(50)의 외부에는 상기 각 회전플레이트의 반사면(62)에서 반사된 레이저 빔이 입사되는 모니터링부(90)가 설치되어 있다. 즉, 상기 슬릿의 불투과부(512)로 입사되는 레이저 빔은, 상기 불투과부(512) 상방에 배치된 상기 각 회전플레이트(60)에 반사되어 빔스플리터(75)를 투과하여 상기 모니터링부(90)로 입사된다. 상기 빔 스플리터(75)에서 반사된 레이저 빔은 상기 챔버의 상면에 결합된 빔 덤프(76)로 입사되어 그 에너지가 흡수된다. 상기 모니터링부(90)는 상기 레이저 빔의 에너지를 모니터링하는 것으로서, CCD 카메라(charge-coupled device camera)가 사용된다. 상기 카메라(90)의 전방 에는 필터(미도시)가 설치되어 있으며, 이 필터는 상기 카메라의 내부로 입사되는 레이저 빔의 에너지를 일정 비율로 감소시킨다. 상기 카메라(90)의 내부에는 다수의 포토 센서(미도시)가 격자모양으로 배치되어 있어서, 각 포토 센서는 그 센서가 배치된 위치별로 상기 카메라로 입사된 레이저 빔의 광량을 측정하여 그 측정된 광량에 대응되는 전기신호를 출력한다. 그 후, 출력된 전기신호를 별도로 구성된 연산부(미도시), 예를 들어 컴퓨터에 입력하여, 레이저 빔의 형상을 구성함으로써 레이저 빔의 프로파일(profile) 또는 레이저 빔의 호모지니티(homoginity) 등을 측정할 수 있게 된다. 즉, 상기 레이저 빔(L)이 상기 챔버(50)로 입사되기 직전에, 그 레이저 빔의 프로파일, 호모지니티 등을 측정할 수 있게 된다.
한편, 상기 각 회전플레이트(60)는 구동유니트에 의해 구동되어, 상기 슬릿의 길이방향을 따라 직선 이동가능하다. 상기 각 구동유니트는 상기 각 회전플레이트(60)를 직선 이동시키기 위한 것으로서, 본 실시예에 있어서는 상기 각 회전플레이트(60)에 결합된 공지의 단축스테이지(71)가 사용된다. 상기 단축스테이지(71)는 모터 및 기어(미도시) 등에 의해 구동되어 가이드봉(72)을 따라 상기 슬릿(51)의 길이방향(B)을 따라 직선 이동한다.
상기 각 회전플레이트의 각 단차부(61)는 소정 깊이(D)를 가지도록 형성되어 있어서, 상기 각 회전플레이트(60)가 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 슬릿(51)을 가리도록 배치된 상태에서는 상기 투과부(511)의 길이가 L1이 되어 상기 챔버(50)로 입사되는 레이저 빔의 길이는 L1이 된다. 그리고, 도 7에 도시된 상태에서 상기 각 회전플레이트(60)를 도 8에 도시된 위치에 배치되도록 회전시키면, 상기 챔버(50)로 입사되는 레이저 빔의 길이는 L2가 된다. 또한, 챔버(50)에 입사되는 레이저 빔이 L1과 L2 사이의 길이를 가지도록 하기 위해서는, 도 7에 도시된 상태에서 상기 각 회전플레이트(60)를 서로 접근하는 방향으로 가상선으로 도시된 위치까지 직선 이동시키거나 도 8에 도시된 상태에서 상기 각 회전플레이트(60)를 서로 멀어지는 방향으로 가상선으로 도시된 위치까지 직선 이동시키면 된다. 여기서, 상기 단축스테이지(71)는 L1과 L2 사이의 거리를 움직일 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 각 회전플레이트(60)를 직선 이동시킴으로써, 레이저 빔(L)의 길이가 L1과 L2 사이가 되도록 레이저 빔의 길이를 세밀하게 조절할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 실시예에 있어서는 각 회전플레이트(60)를 회전시켜, 슬릿(51)을 가리는 한 쌍의 단차부(61) 간의 거리를 소정의 레이저 빔의 길이에 근접하게 형성한 후에, 각 회전플레이트(60)를 직선 이동시켜서 상기 한 쌍의 단차부(61) 간의 거리가 소정의 거리가 되도록 설정하기만 하면, 소정의 길이를 가지는 레이저 빔(L)을 형성할 수 있게 된다. 따라서, 슬릿(51)을 통해서 상기 챔버(50)로 입사되는 레이저 빔의 길이가 종래와 같이 연속적으로 변화하도록 조절할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 있어서는 한 쌍의 회전플레이트(60)의 회전 및 직선 이동에 의해 슬릿(51)이 가려져 불투과부가(512) 형성되게 되므로, 각 회전플레이트(60)의 회전 정도 및 직선 이송 거리를 조절함으로써 슬릿의 투과 부(511)를 투과하여 챔버(50)의 내부에 도달하는 레이저 빔의 길이를 조절할 수 있게 된다. 그리고, 종래와 달리 각 회전플레이트(60)가 회전하며 각 회전플레이트(60)의 직선 이동에 의해 레이저 빔의 길이가 미세하게 조절되도록 구성되어 있어서, 종래에 레이저 빔의 길이가 직선 이동에 의해 조절되도록 구성된 경우에 비해 레이저 어닐링 장치, 특히 챔버의 상면에 설치되어 레이저 빔의 길이를 조절하기 위한 구조의 크기 줄어들게 되어 설치 장소의 크기를 감소시킬 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에 있어서는, 각 회전플레이트의 단차부(61)가 곡면(611)을 가지도록 형성되어 있어서, 각 회전플레이트(60)가 도 7 및 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 슬릿(51)을 가리도록 배치되는 경우에는, 슬릿을 가리는 단차부(61) 부근에 입사되는 레이저 빔에 의해 회절현상이 발생하더라도 종래와 달리 챔버(50)에 도달하는 레이저 빔의 양 단에서의 에너지 강도가 일정하게 형성된다. 즉, 종래와 달리 도그 이어 현상이 발생되지 않아 레이저 빔의 양 단에서의 에너지 강도가 볼록하게 증가하지 않게 된다. 이는 다음과 같은 점에 기인한다.
레이저 어닐링에 사용되는 레이저 빔은, 레이저 발진부(10)에서 발진된 다수의 라인 빔 형상의 레이저 빔이 동일 초점으로 조사되어 집광됨으로써 형성된다. 그리고, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 슬릿이 가려지는 경우에 있어서, 다수의 라임 빔 형상의 레이저 빔이 조사되면, 투과부를 투과하는 각 레이저 빔은 그 길이가 모두 동일하게 되므로, 레이저 빔의 회절 현상에 기인하여 도그 이어 현상이 발생하게 된다. 즉, 슬릿(51)을 투과한 레이저 빔의 양 단에서의 에너지 강도가 볼록하게 증가하는 현상이 발생하게 된다. 한편, 본 실시예에서와 같이 단차부(61) 에 의해 가려져 형성되는 투과부(511)의 양 단을 곡선 형상으로 형성하면, 투과부(511)를 투과하는 다수의 레이저 빔 각각의 길이가 서로 다르게 형성되므로, 비록 레이저 빔의 회절 현상이 발생하더라도 레이저 빔의 양 단에서의 에너지 강도가 종래와 달리 감소하게 되어, 도그 이어 현상을 방지할 수 있게 된다.
이와 같이 본 실시예에 있어서는 도그 이어 현상을 방지할 수 있게 되므로, 슬릿의 투과부를 투과한 레이저 빔의 에너지 강도가 균일해지도록 그 레이저 빔의 길이를 조절할 수 있게 된다. 따라서, 기판 전체에 대해서 레이저 어닐링 공정을 균일하게 진행할 수 있게 된다.
또한, 단차부는 곡면의 중앙을 중심으로 대칭인 형상으로 이루어져 있어서, 투과부의 양 단도 각각 도 7 및 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 대칭인 곡선 형상으로 이루어지게 된다. 따라서, 투과부의 양 단이 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 사선 형태로 형성된 경우에 비해서, 본 실시예에서 투과부를 투과하는 다수의 레이저 빔 각각의 길이의 차이가 줄어들게 되어 호모지니티가 더 우수해지게 된다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.
예를 들어, 본 실시예에 있어서는 회전플레이트가 캠 형상으로 이루어지도록 구성되어 있으나, 회전플레이트를 원형으로 형성하고 그 회전플레이트가 편심 회전중심을 가지도록 구성할 수도 있다.
또한, 본 실시예에 있어서는 한 쌍의 회전플레이트가 구비되어 레이저 빔의 양단부 부근이 가려지도록 구성되어 있으나, 하나의 회전플레이트만에 의해서도 레이저 빔의 길이가 조절되도록 구성할 수도 있다. 이러한 경우에는, 레이저 빔의 일단부 부근이 회전플레이트에 의해 가려져서 레이저 빔의 길이가 조절되게 된다.
또한, 본 실시예에 있어서는 직선이동유니트가 포함되도록 구성되어 있으나, 직선이동유니트가 반드시 구비되어야 하는 것은 아니다.
또한, 본 실시예에 있어서는 레이저 빔의 에너지를 모니터링하는 모니터링부가 구비되도록 구성되어 있으나, 이 모니터링부가 반드시 구비되어야 하는 것은 아니다.
상기한 구성의 본 발명에 따르면, 회전플레이트의 회전 및 직선 이동에 의해 레이저 빔의 길이가 조절되도록 구성되어 있으므로, 종래에 레이저 빔의 길이가 직선 이동에 의해 조절되도록 구성된 경우에 비해 레이저 어닐링 장치, 특히 챔버의 상면에 설치된 레이저 빔의 길이를 조절하기 위한 구조가 줄어들게 되어 설치 장소의 크기를 감소시킬 수 있게 된다.
또한, 회전플레이트의 단차부가 곡면을 가지도록 형성되어 있어서, 레이저 빔에 의해 회절현상이 발생되더라도 종래와 달리 챔버에 도달하는 레이저 빔의 양 단에서의 에너지 강도가 일정하게 형성되므로, 기판 전체에 대해서 레이저 어닐링 공정을 균일하게 진행할 수 있게 된다.

Claims (8)

  1. 레이저 발진부;
    상기 레이저 발진부에서 발진된 라인 빔 형상의 레이저 빔을 소정의 빔 폭을 구비한 빔 프로파일의 에너지 밀도를 가지도록 변환하는 광학계;
    상기 광학계에서 변환된 레이저 빔이 투과되며 상기 레이저 빔의 진행 경로와 교차하는 방향으로 길게 형성된 슬릿을 가지며, 상기 슬릿을 투과한 레이저 빔에 의해 내부에 배치된 기판 상에 레이저 어닐링 공정이 진행되는 챔버; 및
    상기 챔버에 회전 가능하게 결합되며, 그 회전에 따라 상기 슬릿의 일부를 가려 상기 챔버로 입사되는 레이저 빔의 길이를 조절하는 회전플레이트;를 구비하며,
    상기 슬릿은 상기 레이저 빔 길이의 조절시 상기 레이저 빔이 투과되는 투과부와, 상기 회전플레이트에 의해 가려져 상기 레이저 빔이 투과되지 않는 불투과부를 포함하며,
    상기 회전플레이트의 회전 정도에 따라 상기 불투과부의 크기가 변화됨으로써, 상기 슬릿을 투과하여 상기 챔버로 입사되는 레이저 빔의 길이가 조절되는 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회전플레이트의 외주면에는 복수의 단차부가 각각 단차지게 형성되어 있으며,
    상기 각 단차부는 그 폭이 상기 슬릿의 폭 보다 더 크게 형성되어 있으며,
    상기 각 단차부와 상기 회전플레이트의 회전중심 사이의 거리는 서로 다르게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 각 단차부에는 곡면 형상으로 이루어진 곡면이 형성되어 있으며,
    상기 곡면은 상기 단차부의 폭방향에 수직인 방향을 향하고 있는 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 회전플레이트는 캠 형상으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 회전플레이트를 상기 슬릿의 길이방향을 따라 직선 이동시키는 직선이동유니트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링 장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전플레이트는 상기 챔버에 한 쌍 결합되어 있으며,
    상기 각 회전플레이트의 회전에 따라 상기 챔버로 입사되는 레이저 빔의 길이가 조절되는 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 각 회전플레이트는, 상기 각 회전플레이트의 회전중심과 상기 회전중심으로부터 가장 멀리 형성되어 있는 단차부를 연결한 가상의 직선을 중심으로 대칭인 형상으로 이루어져 있으며,
    상기 각 회전플레이트의 단차부 중 상기 각 회전플레이트의 회전중심으로부터 가장 멀리 형성되어 있는 단차부는 상기 각 회전플레이트의 회전 과정에서 서로 접촉하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 회전플레이트의 표면에는 상기 레이저 빔을 반사시키는 반사면이 형성되어 있으며,
    상기 회전플레이트의 반사면에서 반사된 레이저 빔이 입사되어 상기 레이저 빔의 에너지를 모니터링하는 모니터링부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링 장치.
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