KR100972489B1 - 레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 결정화 방법 - Google Patents

레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 결정화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 결정화 방법에 관한 것으로써, 기판, 상기 기판이 로딩되는 복수 개의 제 1 기판 스테이지, 상기 복수 개의 제 1 기판 스테이지가 형성되는 제 2 기판 스테이지, 상기 복수 개의 제 1 기판 스테이지 중 어느하나의 상부에 형성되는 레이저 발생부를 구비하므로써 결정화를 위하여 기판을 로딩, 언로딩하는 시간 동안에도 기판의 결정화를 진행할 수 있게 한다. 이로써 단위시간당 결정화되는 기판의 양을 증가시키고 레이저 에너지를 효율적으로 사용할 수 있게 된다.
레이저 결정화, 기판 스테이지

Description

레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 결정화 방법{APPARATUS FOR CRYSTALLIZATION USING LASER AND CRYSTALLIZATION METHOD USING THEREOF}
도 1은 결정화에 사용되는 레이저 에너지강도와 형성되는 그레인의 크기와의 관계를 나타내는 그래프.
도 2a~2b는 종래의 레이저 결정화가 진행되는 챔버의 구조 및 동작을 나타내는 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 레이저 결정화가 진행되는 챔버의 구조를 나타내는 평면도.
도 4a~4e는 본 발명의 일 실시 예에 의한 레이저 결정화가 진행되는 레이저 결정화 챔버의 동작 수순도.
도 5a~5d는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 레이저 결정화가 진행되는 레이저 결정화 챔버의 동작 수순도.
***** 도면의 주요부분에 대한 동작의 설명 *****
300:챔버 301:제 2 기판 스테이지
302a:제 1 기판 스테이지 302b: 제 3 기판 스테이지
310:레이저 발생부
본 발명은 레이저 결정화 장치 및 이를 사용하여 결정화하는 방법에 관한 것으로 특히, 하나의 기판을 결정화 한 후, 다음 기판을 결정화 하기 위해 소요되는 시간을 줄일 수 있도록 복수의 스테이지를 구비하는 레이저 어닐링 챔버 및 이를 사용한 결정화 방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 경박단소한 특성으로 인하여 오늘날 널리 사용되고 있다. 특히 오늘 날에는 고속의 동작특성을 가지는 영상표시장치가 요구되고 고속의 동작이 가능한 영상표시장치를 개발하는 노력이 경주되고 있다.
액정표시장치에 있어서도 고속의 동작 특성을 가지는 영상표시장치의 개발이 활발히 진행되고 있으며, 그 중에서 액정표시장치의 동작특성을 결정할 수 있는 스위칭 소자의 동작 속도 개선에 많은 노력이 집중되고 있다.
액정표시소자의 스위칭 소자는 보통, 박막트랜지스터(Thin Film Transistor,TFT)가 주로 사용되고 있는데, TFT의 동작 속도를 결정하는 것을 채널을 구성하는 실리콘 박막의 성능에 크게 의존한다.
보통, TFT의 채널층으로는 비정질의 실리콘이 사용되는데, 비정질의 실리콘은 전기 전도도에 있어서 일정한 한계를 가지고 있다.
그리하여 종래의 비정질 실리콘보다 전기 이동도에 있어서, 수십배 내지 수백배에 이르는 폴리실리콘이 채널로 채택되어 적용되고 있다.
폴리실리콘은 그 전기 이동도가 100cm2/Vsec 정도에 이르므로 전기이동도가 0.1 내지 0.2cm2/Vsec 인 비정질 실리콘에 비해 월등히 우수한 동작 속도를 나타낼 수 있다.
그러므로 고속의 동작 특성을 가지는 폴리실리콘을 짧은 시간 내에 형성하는 것이 무엇보다 중요하다.
폴리실리콘을 형성하는 방법으로는 비정질의 실리콘을 퍼니스(furnace)내에서 가열하는 방식이 적용되었는데, 상기 방법은 결정화 속도에 있어서 느린 문제점이 있다. 특히, 액정표시장치는 기판으로써 유리기판을 주로 사용하는데, 유리기판은 600℃이상에서 용융되므로 600℃이상의 고온에서 결정화가 이루어지는 가열방식은 유리를 기판으로 적용하여 비정질 실리콘을 결정화 하는 방법에는 적합하지 않다.
상기 문제를 해결하기 위하여 고안된 것이 레이저 결정화 방법인데, 레이저 결정화 방법은 국소부위에 고 강도의 레이저 에너지를 조사하여 순간적으로 비정질 실리콘층을 용융한 다음, 냉각하는 과정을 통하여 결정화를 유도하는 방법이다.
상기 레이저 결정화는 저온에서 결정화가 가능한 방법인데, 상기 레이저 결정화에 의해 비정질의 실리콘을 결정화하는 원리를 도 1을 통하여 간단히 살펴본다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 일정한 에너지 강도에 이를 때까지는 그레인 크기와 조사되는 레이저 에너지의 강도 사이에는 비례관계가 성립한다.
그러나 일정한 에너지 이상에서는 그레인 크기가 100nm 정도의 작은 그레인이 성장하는 것을 볼 수 있다.(도 1에서 B영역)
그 이유는 다음과 같다.
비정질 실리콘 막에 레이저 조사될 때 비정질 실리콘 막은 녹게 되는데 레이저 광선에 직접 노출되는 비정질 실리콘 막의 표면에는 강한 레이저 에너지가 조사되고 비정질 실리콘 막의 하부에는 상대적으로 약한 레이저 에너지가 조사됨으로써 표면은 완전 용융 상태가 되지만 하부는 완전한 용융상태가 되지 않는데, 그레인은 핵을 중심으로 성장하므로 하부에 완전히 용융되지 않은 비정질 실리콘 입자들이 핵으로 작용하여 그 핵을 중심으로 그레인이 성장하여 큰 크기의 그레인을 만든다.
한편 상기 결정화에 사용되는 레이저는 선형 빔 형태의 레이저인데, 레이저를 발생하는 광학계는 레이저 광원과 상기 레이저 광원에서 발생한 레이저 광을 사용가능하도록 일정부분 감쇠하는 감쇠기와, 상기 감쇠된 레이저를 가로방향 및 세로방향으로 레이저 광을 모으는 조준경과, 상기 조준된 레이저 광의 단면 프로파일일 일정하게 변형하는 동질화기 및 집광기를 포함하여 형성된다.
상기 레이저 발생 광학계는 결정화 하고자 하는 타겟을 포함한 기판이 위치하는 챔버의 일측에 장치되어 있다. 특히, 레이저가 타겟으로 주사되는 주사부가 챔버의 상부에 장치되고 기판은 챔버 내에서 상하 이동하면서 결정화가 이루어진다. 특히, 타겟을 결정화하는 레이저는 선형의 레이저 빔으로서 가로 방향으로는 동일 에너지 강도를 가지고 긴 형상을 하며 세로방향으로는 에너지 강도의 단면이 사다리 꼴인 선형의 빔이다. 상기 빔의 세로방향과 기판의 이동방향이 수직이 되게 하고 기판을 이동하면서 결정화가 이루어진다.
이하 도 2를 통하여 타겟을 포함하는 기판이 챔버 내에서 결정화가 이루어지는 공정을 살펴본다.
도 2는 레이저 결정화가 일어나는 챔버를 상부에서 바라본 평면도이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 비정질의 실리콘등과 같은 타겟 물질이 증착된 기판(201)이 적재된 카세트(205)가 반송대차(미도시)에 의해 결정화 챔버(200)로 이송되어 오면, 챔버 외부에 장치되는 로봇 암(203)은 하나의 기판(201)을 카세트(205)로부터 언로딩하여 챔버(200)내의 기판 스테이지(202)상으로 이동시킨다. 기판 스테이지(202)에 기판(201)이 로딩된 후, 상기 기판 스테이지(202)는 Y방향으로 천천히 이동한다. 이때 챔버(200)의 천정에는 레이저 발생부(210)가 형성되어 있어 일정한 펄스 레이저 에너지를 방사하고 있다. 상기 레이저 에너지에 의해 기판(201) 상에 증착된 비정질의 실리콘 박막은 결정화가 이루어진다. 상기 레이저 발생부에서 발생하는 레이저의 폭은 통상 수 ㎛에서 수백 ㎛의 폭을 가지므로 상기 기판 스테이지(202)는 상기 레이저 빔의 폭에 맞추어 소정 범위 이동한다.
상기 기판 스테이지(202)는 기판 전체가 결정화 될 때까지 Y방향으로 이동한다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 기판 스테이지(202) 상에 위치하는 기판이 완전히 결정화되어 챔버의 다른 일측으로 이동한 다음, 기판이 장착된 기판 스테이지(202)는 다시 -Y 방향으로 이동하여 로봇 암(203)에 의해 언로딩되어 기판 카세트(205)에 로딩된다.
그 다음, 로봇 암(203)은 새로운 기판을 카세트로부터 언로딩하여 챔버 내의 기판 스테이지로 로딩한다. 로딩된 기판은 상기에서 설명한 바와 같이, Y 방향으로 이동하면서 다시 레이저 발생부에 의해 결정화가 이루어진다.
그런데, 상기와 같은 결정화 방법에서는 결정화가 완성된 기판을 챔버로부터 언로딩하고 다시 새로운 기판을 챔버로 로딩하는 과정에서 시간 지체가 심하게 일어난다. 하나의 기판을 결정화하는데 걸리는 시간보다 결정화된 기판과 새로운 기판을 교체하는데 걸리는 시간이 긴 경우도 있다.
또한, 레이저 발생부(210)는 펄스 에너지를 계속 발생하므로 기판을 교체하는 동안 사용되지 못하고 버려지는 레이저 에너지도 상당하다.
본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이, 종래의 레이저 결정화 장비에 있어서, 결정화된 기판을 새로운 기판으로 교체하는 동안 시간 지체가 심하게 일어나는 것을 개선하여 결정화 효율을 극대화 하고자 하는 것을 목적으로 한다. 또한, 사용되지 않고 버려지는 레이저 에너지를 효율적으로 결정화에 사용하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 이루기 위하여 본 발명의 레이저 결정화 장치는 기판, 상기 기판이 로딩되는 복수 개의 제 1 기판 스테이지, 상기 복수 개의 제 1 기판 스테이지가 형성되는 제 2 기판 스테이지, 상기 복수 개의 제 1 기판 스테이지 중 어느하나의 상부에 형성되는 레이저 발생부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 레이저 결정화 방법은 제 1 기판 스테이지 상에 타겟을 구비하는 제 1 기판을 로딩하는 단계; 상기 제 1 기판의 타겟을 결정화하는 단계; 제 3 기판 스테이지 상에 타겟을 구비하는 제 2 기판을 로딩하는 단계; 상기 제 1 및 제 3 기판 스테이지를 구비하는 제 2 기판 스테이지를 이동하는 단계; 상기 제 3 기판 스테이지 상에 로딩된 제 2 기판의 타겟을 결정화하는 단계; 상기 제 1 기판 스테이지 상의 결정화된 제 1 기판을 새로운 제 3 기판으로 교체하는 단계; 상기 제 2 기판 스테이지를 이동하는 단계; 상기 제 1 기판 스테이지 상에 로딩된 상기 새로운 제 3 기판을 결정화하는 단계; 상기 제 3 기판 스테이지 상에 결정화된 제 2 기판을 새로운 기판으로 교체하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 의한 레이저 결정화 장치를 도 3을 통하여 살펴본다.
도 3은 레이저 결정화가 이루어지는 챔버의 평면도를 도시한 것으로써, 도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 의한 레이저 결정화 장치는 제 1 및 제 3 기판 스테이지(302a,302b)를 구비하는 제 2 기판 스테이지(301)와, 기판 상에 형성되는 타겟을 결정화하기 위한 레이저 발생부(310)를 구비한다.
상기 제 2 기판 스테이지(301)은 본 발명의 레이저 결정화 장치의 X축 방향으로 이동가능하도록 구성된다. 또한, 상기 제 1 및 제 3 기판 스테이지(302a,302b)는 제 2 기판 스테이지(301) 상에서 X 방향 및 Y 방향으로 이동가능하도록 구성된다.
한편, 본 발명의 레이저 결정화 챔버(300)는 제 2 기판 스테이지(301)가 이동 가능하도록 여분의 잉여공간을 구비한다.
또한, 레이저 결정화 챔버(300)의 내부 공간은 X축 방향으로 K,L,M의 3영역으로 구분되며, 상기 K영역은 다시 C 및 D영역으로 구분되며, L영역은 다시 A 및 B영역으로 구분된다.
상기 레이저 발생부(310)는 본 발명의 레이저 결정화 챔버(300)의 중앙에 형성되며 선형의 레이저 빔을 발생시킨다.
상기 제 1 및 제 3 기판 스테이지(302a,302b)는 제 2 기판 스테이지(301)의 상면에 형성된 레일(미도시)에 의해 제 2 기판 스테이지(301) 상에서 이동가능하도록 구성되며, 제 2 기판 스테이지(301)는 본 발명의 레이저 결정화 챔버(300)의 바닥에 형성된 레일(미도시)에 의해 X축 방향으로 이동가능하게 구성된다.
상기 제 1 기판 스테이지(302a)는 챔버의 A 영역에서 B영역 사이를 Y축 방향으로 이동하며, 제 3 기판 스테이지(302b)는 챔버의 C영역에서 D영역 사이를 Y축 방향으로 이동할 수 있다.
한편, 제 1 및 제 3 기판 스테이지(302a,302b)가 형성된 제 2 기판 스테이지(301)는 결정화 공정을 진행하는 초기에는 챔버(300) 내의 K+L영역에 위치하며 이동한 후,챔버의 L+M영역에 이를 수 있다.
상기 챔버(300) 내의 K,L,M영역은 공간 비율이 동일한 것이 적합하다. 즉, 챔버(300)를 3등분하여 구성하는 것이 적합하다. 그러나 상기 K,L,M영역은 동일한 등분으로 구성되는 것에 제한되지 않는다.
또한, 상기 구조를 가지는 챔버(300)는 챔버(300) 외부로 다수의 기판이 적재된 기판 카세트(미도시)가 위치하고 상기 기판 카세트로부터 기판을 한장 씩 챔버(300) 내로 이송하는 로봇 암(미도시)이 더 구성될 수 있다. 또한, 상기 기판 카세트(미도시)는 상기 카세트를 이송하는 이송 수단(미도시)에 의해 본 발명의 레이저 결정화 챔버(300)로 이송된다.
다음으로, 상기의 구조를 가지는 본 발명의 레이저 결정화 챔버를 이용하여 결정화가 이루어지는 공정을 도 4a~4e를 통하여 살펴본다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 로봇 암(미도시)은 비정질 실리콘과 같은 타겟 물질이 형성된 제 1 기판(303)을 챔버(300)의 A영역에 위치하는 제 1 기판 스테이지(302a) 상에 로딩한다. 상기 제 1 기판(303)이 제 1 기판 스테이지(302a)에 로딩되면 상기 제 1 기판 스테이지(302a)는 일정한 속도로 챔버(300) 내의 B영역으로 이동한다. 이때 상기 챔버(300)의 천정에 설치되는 레이저 발생부(310)에서 발생하는 레이저 빔이 상기 제 1 기판(303) 상에 조사되고 타겟은 용융 및 냉각되면서 결정화가 이루어 진다.
본 발명에 사용되는 레이저는 파장대가 350nm이하이며 에너지 밀도가 400mJ/cm2 정도의 엑시머 레이저를 사용할 수 있다. 상기 엑시머 레이저의 밀도는 기판 상에 형성되는 타겟을 종류 및 두께에 따라 변경될 수 있다.
제 1 기판 스테이지(302a)가 챔버 내의 A영역에서 B영역으로 이동하면서 제 1 기판(303) 상의 타겟은 결정화가 이루어지며 제 1 기판 스테이지(302a) 상의 타겟이 결정화가 진행하는 동안, 챔버(300) 외부에 형성된 로봇 암(미도시)은 새로운 기판을 제 3 기판 스테이지(302b) 상에 로딩한다. 다시말해, 도 4b에 도시된 바와 같이, 제 1 기판 스테이지(302a)에 로딩된 제 1 기판(303)이 결정화가 이루어지는동안 챔버의 C영역에 형성되는 제 3 기판 스테이지(302b) 상에 제 2 기판(304)을 로딩시키고 결정화를 위해 대기시킨다.
제 1 기판 스테이지(302a) 상의 제 1 기판(303)이 결정화가 완성되면, 도 4c에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 3 기판 스테이지(302a,302b)가 형성된 제 2 기판 스테이지(301)는 X방향으로 이동한다.
제 2 기판 스테이지(301)의 이동에 의해 제 3 기판 스테이지(302b)에 로딩된 제 2 기판(304)은 챔버(300)의 중앙에 이르게 되며 이때, 도면에는 도시하지 않았지만 제 3 기판 스테이지(302b)가 Y방향으로 이동하면서 챔버(300)의 천정에 형성된 레이저 발생부(310)에 의해 결정화가 진행된다. 상기 제 3 기판 스테이지(302b)에 로딩된 제 2 기판(304)이 결정화가 진행되는 동안, 결정화가 완성된 제 1 기판 스테이지(302a)에 로딩된 제 1 기판(303)은 로봇 암에 의해 챔버 밖으로 언로딩된다.
또한, 상기 로봇 암은 상기 제 1 기판(303)이 언로딩되고 비어있는 제 1 기판 스테이지(302a) 상에 새로운 기판을 로딩한다.
도 4d는 제 3 기판 스테이지(302b) 상의 제 2 기판(304)이 결정화가 완성되고 제 1 기판 스테이지(302a) 상에 결정화가 진행될 새로운 제 3의 기판(305)이 로딩된 모습을 도시하고 있다.
도 4d에 도시된 바와 같이, 제 1 기판 스테이지(302a)에 결정화를 진행할 제 3의 기판(305)이 로딩되면, 상기 제 2 기판 스테이지(301)를 -X방향으로 이동하여 도 4e에 도시된 바와 같이, 제 3 기판 스테이지(302b)가 챔버의 A영역에 이르게 한다. 이때 결정화가 완성된 제 2 기판(304)은 챔버의 D영역에 이르고 제 2 기판 스테이지(302b)의 이동과 로봇 암(미도시)의 언로딩 작업에 의해 챔버(300) 밖으로 이송된다.
다음으로 상기 로봇 암은 결정화가 진행될 새로운 기판을 제 2 기판 스테이지(302b) 상에 로딩시키고 결정화를 위해 대기시킨다.
상기 제 2 기판(304)이 언로딩되고 새로운 기판이 제 2 기판 스테이지(302b)에 로딩되는 동안 챔버의 A영역에 도착한 제 3 기판(305)은 상기 제 1 기판 스테이지(302a)가 이동하면서 레이저 발생부(310)에서 조사되는 레이저에 의해 결정화가 진행된다.
상기에서 설명한 동작을 반복함으로서 본 발명의 레이저 결정화 장치는 결정화를 위하여 기판을 챔버로 로딩, 언로딩하는 동안 소요되는 시간을 줄일 수 있고, 결정화에 사용되지 않고 버려지는 레이저 에너지를 결정화를 위해 효율적으로 사용할 수 있다.
한편, 결정화를 위한 기판의 한 변의 길이가 레이저 길이보다 작을 경우에는 한 번의 레이저 조사에 의해 기판 전체를 결정화 하는 것이 가능하다.
그러나, 기판의 크기가 상기 레이저 빔의 길이보다 클 경우에는 한 번의 레이저 빔 조사로 기판 전체를 결정화 할 수 없기 때문에, 본 발명의 다른 실시 예로써 제 1 및 제 3 기판 스테이지는 제 2 기판 스테이지 상에서 X 및 Y방향으로 이동이 가능하도록 구성한다.
즉, 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 도 5를 통하여 제 1 기판 스테이지에 로딩되는 기판이 결정화되는 경우를 설명한다.
본 발명의 다른 실시 예에 의한 레이저 결정화 방법은 상기 실시 예와 동작에 있어 거의 동일하며 다만, 상기 실시 예의 L영역에서 결정화 방법에 있어서 차이가 있으므로 도 5를 통해 L영역에서 결정화가 일어나는 방법에 대해서 설명한다.
도 5a~5d에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(303)이 로딩되는 제 1 기판 스테이지(302a)는 제 2 기판 스테이지 상에서 X방향 및 Y방향으로 이동이 가능하다.
레이저 발생부(310)에서 발생하는 레이저의 길이는 기판의 일 면보다 짧기 때문에, 상기 제 1 기판(303)은 Y축 방향으로 이동하면서 제 1 기판(303)의 일부만 결정화가 이루어진다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 기판(303)이 챔버의 B영역에 이른 후, 나머지 부분의 결정화를 위하여 상기 제 1 기판(303)은 다시 A영역으로 이동한다. A영역으로 이동한 후, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 기판(303)은 X축 방향으로 일정 범위 이동하여 결정화가 진행되지 않은 영역을 결정화시킨다.
이때 결정화를 위하여 챔버의 B영역에 이른 제 1 기판(303)은 다시 A영역으로 이동한 후, 레이저 결정화가 이루어지는데, 이는 본 발명에서 사용되는 엑시머 레이저의 단면 프로파일이 사다리꼴의 형상을 한 것으로 결정화 방향에 따라 서로 다른 강도의 레이저가 조사될 수 있으므로 동일한 레이저 에너지를 조사하기 위하여 결정화를 위한 방향을 동일하게 구성한다.
본 발명에 사용되는 엑시머 레이저는 길이와 넓이를 가지는 선형 빔으로서, 레이저 에너지의 단면이 사다리 꼴이면서 일 측단이 다른 일 측단보다 레이저 강도가 약하게 구성된다.
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이는 레이저 결정화시에 측단면의 가장자리에서 피크가 발생하여 서로 다른 결정의 크기를 가지는 결정질을 형성할 수 있기 때문인데, 레이저 측면 프로파일을 단면의 일 측이 다른 일측 보다 에너지 강도가 작도록 구성하여 레이저 조사에 의해 형성되는 결정질의 품질을 동일하게 하는데 효과가 있다.
상기에서 설명한 레이저 측단면의 자장자리에서 발생하는 피크에 의해 불균일한 결정질이 발생하는 원리를 살펴보면 다음과 같다.
레이저 조사에 의해 형성되는 결정질의 그레인 크기는 일정한 임계치에 이를 때까지 레이저 에너지 강도에 비례하여 성장한다. 그러나, 임계치를 넘게되면 형성되는 그레인의 크기가 급격히 작아지는데, 이는 결정화의 불량요인이다.
그런데, 다수의 볼록 렌즈로 구성되는 레이저 동질화기를 통과한 레이저는 동질화기를 구성하는 다수의 볼록 렌즈의 가장자리에서 회절이 일어나기 때문에 집광되는 레이저의 가장자리에 피크를 발생시킬 수 있다.
그래서, 레이저 단면의 프로파일을 일측이 다른 일측보다 작도록 구성하여 타겟을 결정화 한다.
결정화를 위해 기판을 이동하는 방향은 레이저 자장자리의 피크가 큰 쪽에서 작은 쪽으로 향하는 방향이다. 그렇게 함으로써 결정화 과정에서 작은 피크쪽에서 레이저의 중첩이 일어나고 조사되는 레이저에 피크가 발생하더라도 에너지 강도가 임계치를 넘지 않게 한다.
상기와 같이 본 발명에서 사용되는 레이저는 프로파일이 사다리꼴인 관계로 결정화를 위한 기판의 이송 방향이 한 방향으로 고정된다. 즉, 결정화를 위해 기판을 로딩한 제 1 및 제 3 기판 스테이지는 Y방향으로만 이송된다.
챔버의 L영역에서 결정화가 완성된 기판은 상기 실시 예에서와 동일한 동작에 의해 기판을 결정화하는 효율을 증대하고 발생하는 레이저를 낭비없이 효율적으로 사용할 수 있다.
그러나 본 발명의 결정화를 위하여 사용되는 레이저는 단면 프로파일이 상기와 같이 사다리꼴 형에 제한되지 않으며 임의의 형상을 가진 레이저 빔을 사용할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 레이저 결정화 장치는 결정화가 진행되는 챔버 내로 기판을 로딩, 언로딩하는 시간 동안에도 레이저 결정화를 이룰 수 있도록 장치를 구성하고 결정화 방법을 개선하므로써 결정화에 사용되는 레이저 에너지를 효율적으로 사용할 수 있고, 결정화를 대기시간을 줄여 생산량을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (14)

  1. 기판;
    상기 기판이 로딩되는 복수 개의 제 1 기판 스테이지;
    상기 복수 개의 제 1 기판 스테이지가 형성되는 제 2 기판 스테이지;
    상기 복수 개의 제 1 기판 스테이지 중 어느하나의 상부에 형성되는 레이저 발생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 기판 스테이지는 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 기판 스테이지는 X축방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 기판 스테이지는 상기 제 2 기판 스테이지 상에서 이동 가능한 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 레이저 결정화 장치는 잉여공간을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 잉여 공간은 제 1 기판 스테이지가 이동하는 제 1 잉여공간과 제 2 기판 스테이지가 이동하는 제 2 잉여공간으로 구분되는 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 잉여공간은 복수개로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 레이저 발생부에서 발생하는 레이저는 넓이방향의 프로파일이 사다리꼴인 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 장치.
  9. 제 1 기판 스테이지 상에 타겟을 구비하는 제 1 기판을 로딩하는 단계;
    상기 제 1 기판의 타겟을 결정화하는 단계;
    제 3 기판 스테이지 상에 타겟을 구비하는 제 2 기판을 로딩하는 단계;
    상기 제 1 및 제 3 기판 스테이지를 구비하는 제 2 기판 스테이지를 이동하는 단계;
    상기 제 3 기판 스테이지 상에 로딩된 제 2 기판의 타겟을 결정화하는 단계;
    상기 제 1 기판 스테이지 상의 결정화된 제 1 기판을 새로운 제 3 기판으로 교체하는 단계;
    상기 제 2 기판 스테이지를 이동하는 단계;
    상기 제 1 기판 스테이지 상에 로딩된 상기 새로운 제 3 기판을 결정화하는 단계;
    상기 제 3 기판 스테이지 상에 결정화된 제 2 기판을 새로운 기판으로 교체하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 기판 스테이지 상의 제 1 기판의 타겟은 레이저의 넓이 방향으로 이동하면서 결정화가 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 제 3 기판 스테이지 상에 제 2 기판이 로딩되는 단계는 상기 제 1 기판 스테이지 상에 로딩된 상기 제 1 기판의 타겟이 결정화되는 동안에 이루어 지는 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 3 기판 스테이지 상에 형성되는 제 1 및 제 2 기판의 타겟은 길이방향과 넓이 방향을 가지는 선형 레이저 빔에 의해 결정화되는 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 선형 레이저 빔은 넓이 방향의 프로파일이 사다리 꼴인 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 3 기판 스테이지의 이동방향은 사다리 꼴의 단면프로파일을 가지는 레이저 빔의 높은 에너지 피크를 가지는 방향에서 낮은 에너지 피크를 가지는 에너지 피크 방향과 일치하는 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 방법.
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KR20030089490A (ko) * 2002-05-17 2003-11-21 후지쯔 가부시끼가이샤 레이저 빔을 이용한 반도체 결정화 방법 및 장치

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