KR101006373B1 - Laser crystallization device using one to one mask - Google Patents

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KR101006373B1
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김수찬
윤형열
이찬구
배현섭
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위아코퍼레이션 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A laser crystallization device using 1:1 mask is provided to reduce the cost for manufacturing and maintaining by reducing the process time by increasing the crystallization depth. CONSTITUTION: A laser light source(120) generates the laser beam. A line beam optical system(110) converts the laser emitted from the laser source into a line beam and irradiates it to a substrate(170). A mask(130) is positioned between the line beam optical system and the substrate. The mask forms a transmission area(132) with the same size and alignment with the area to be patterned by the laser beam.

Description

1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치{LASER CRYSTALLIZATION DEVICE USING ONE TO ONE MASK}LASER CRYSTALLIZATION DEVICE USING ONE TO ONE MASK}

본 발명은 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치에 관한 것으로, 기판에서 결정화 하고자 하는 이미지와 동일한 크기 및 배열의 투과영역이 형성된 1:1 마스크를 이용하여 결정화 하는 레이저 결정화 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser crystallization apparatus using a 1: 1 mask, and more particularly, to a crystallization apparatus using a 1: 1 mask in which a transmission region having the same size and arrangement as the image to be crystallized on a substrate is formed.

정보 산업의 발전에 따른 디스플레이 시장의 성장과 더불어OLED 등의 고부가가치 평판 디스플레이 산업이 발전을 거듭하고 있다. 이러한 발전에 있어서 핵심이 되는 기술 중의 하나가 LTPS(Low Temperature Poly Silicon)로 대표되는 폴리실리콘 결정화 기술이다. 더욱 선명한 화질을 구현할 수 있고 별도의 IC 실장이 필요 없기 때문에 경박 단소한 저원가의 제품을 만들기 위해서, 기존의 비정질 실리콘에 비해 수백 배 이상의 전자 이동도를 필요로 하는 폴리 실리콘 기술이 사용화 되었다. Along with the growth of the display market in line with the development of the information industry, high value-added flat panel display industries such as OLEDs are developing. One of the key technologies in this development is polysilicon crystallization technology represented by Low Temperature Poly Silicon (LTPS). Polysilicon technology, which requires hundreds of times more electron mobility than conventional amorphous silicon, has been used to make a thin, low cost product because it can realize more sharp image quality and does not require separate IC mounting.

실리콘 결정화 기술은 반도체 기술의 하나이지만, 600℃ 이상의 고온 공정으로 진행하는 문제점으로 인해 평판 디스플레이의 특성상 기판 변형 온도 이상으로 진행하는 기존의 방식은 적용할 수 없게 되었다. 따라서 기판 사용이 가능한 저온 결정화 기술인 SLS(Sequential Lateral Solidification) 및 ELA(Excimer Laser Anneal)이 많이 사용되고 있는 상태이다. Silicon crystallization technology is one of the semiconductor technologies, but due to the problem of progressing to a high temperature process of 600 ℃ or more, due to the characteristics of the flat panel display, the conventional method of going beyond the substrate deformation temperature is not applicable. Therefore, SLS (Sequential Lateral Solidification) and ELA (Excimer Laser Anneal), which are low temperature crystallization technologies that can be used as a substrate, are being used.

엑시머 레이저 어닐(ELA, Excimer Laser Anneal)을 이용하는 레이저 결정화 장치의 경우, 308nm Xecl 또는 248nm KrF 파장의 엑시머 레이저를 광학계를 이용하여 조사함으로써 패터닝 공정을 수행한다. 그러나 엑시머 레이저의 경우 실리콘 표면을 6nm 정도만 결정화 하기 때문에, 고가의 장비에 비해서 그 효율이 상당히 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 결정 성장도 레이저빔의 입사 방향으로 성장하여 다결정화 후 전자 이동도(50~100㎠/Vs)를 향상시키기 어렵고 결정화 후의 그레인 사이즈(grain size)도 2㎛ 이하로 작게 형성되고 있다. 그리고 엑시머 레이저 어닐은 약한 파워로 수십 회 반복 결정화를 진행해야 하며 전체 면적을 결정화 해야 하므로 기판 처리 속도가 느려서 생산성을 높이는데 어려움이 있다. In the case of a laser crystallization apparatus using Excimer Laser Anneal (ELA), a patterning process is performed by irradiating an excimer laser having a wavelength of 308 nm Xecl or 248 nm KrF with an optical system. However, since the excimer laser crystallizes only about 6 nm of the silicon surface, the efficiency of the excimer laser is significantly lower than that of expensive equipment. In addition, crystal growth also grows in the direction of incidence of the laser beam, making it difficult to improve electron mobility (50-100 cm 2 / Vs) after polycrystallization, and the grain size after crystallization is also formed to be smaller than 2 μm. In addition, the excimer laser annealing has to undergo crystallization dozens of times with weak power, and the entire area must be crystallized, which makes it difficult to increase productivity due to a slow substrate processing speed.

그리고 엑시머 레이저 어닐의 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법 중의 하나가 도 1에 도시된 SLS(Sequential Lateral Solidification) 방법이다. SLS 방법의 경우 엑시머 레이저 어닐의 단점을 보완하기 위해서 슬릿(22)이 형성된 마스크(20)를 이용하여 레이저빔(10)을 프로젝션 렌즈(30)를 통해 기판(40)에 축소 투영함으로써 슬릿(22)의 이미지대로 순차적으로 결정화를 진행한다. And one of the methods for solving the above problems of the excimer laser annealing is the SLS (Sequential Lateral Solidification) method shown in FIG. In the case of the SLS method, the slit 22 is reduced by projecting the laser beam 10 onto the substrate 40 through the projection lens 30 using the mask 20 on which the slit 22 is formed to compensate for the disadvantage of the excimer laser annealing. Crystallization proceeds sequentially as shown in

SLS 방법은, 첫 번째 레이저빔의 이미지와 두 번째 레이저빔의 이미지가 교차되도록 결정화하여 측면 결정화가 가능하기 때문에, 전자 이동도(240~300㎠/Vs)를 엑시머 레이저 어닐링 방식보다 향상시킬 수 있다. 또한, SLS 방법은 펄스당 동일 위치 결정화를 2회 진행하여 20회 이상인 엑시머 레이저 어닐에 비해 결정화 횟수가 적어서 생산성을 향상할 수 있는 장점이 있다. The SLS method can improve the electron mobility (240-300 cm 2 / Vs) over the excimer laser annealing method because crystallization is performed so that the image of the first laser beam and the image of the second laser beam cross each other. . In addition, the SLS method has the advantage that the number of crystallization is smaller than the excimer laser annealing having 20 or more times by performing the same position crystallization twice per pulse, thereby improving productivity.

그러나 SLS 공정에서는 레이저빔의 교차점에서 돌출부(protrusion)가 발생하게 되는데, 이와 같은 돌출부는 후반 공정에서 절연막 증착시 단차를 유발하여 균일한 박막 형성을 어렵게 하고 전자 이동도를 악화시킨다. However, in the SLS process, a protrusion occurs at the intersection point of the laser beam. Such a protrusion causes a step during deposition of an insulating layer in a later process, making it difficult to form a uniform thin film and deteriorating electron mobility.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 원하는 형상의 패턴을 정확하게 결정화하고, 불필요한 부분으로 레이저빔이 입사하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 공정 시간 및 비용을 줄일 수 있고 돌출부의 형성을 방지할 수 있는 레이저 결정화 장치를 제공하고자 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and since it can accurately crystallize a pattern of a desired shape and prevent the laser beam from entering an unnecessary portion, it is possible to reduce process time and cost and to form protrusions. An object of the present invention is to provide a laser crystallization apparatus that can be prevented.

그리고 본 발명은 종래의 레이저 결정화 장치에 비해 에너지 전달율이 더 큰 레이저빔을 사용할 수 있기 때문에 결정화 깊이를 증가시켜서 처리 시간을 단축하고 장비 제작 및 운용시 소요 비용을 절감할 수 있는 레이저 결정화 장치를 제공하고자 한다. In addition, the present invention provides a laser crystallization apparatus that can use a laser beam having a higher energy transfer rate than a conventional laser crystallization apparatus, thereby increasing the crystallization depth and shortening the processing time and reducing the cost of manufacturing and operating the equipment. I would like to.

본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 바람직한 실시예를 통하여 보다 명확해질 것이다.Other objects of the present invention will become more apparent through the preferred embodiments described below.

본 발명의 일 측면에 따른 레이저 결정화 장치는, 레이저빔을 기판 상에 주사하는 빔주사부와, 빔주사부와 기판 사이에 위치하고, 레이저빔에 의해 기판에서 결정화 하고자 하는 영역과 동일한 크기 및 배열로 투과영역이 형성되어 있는 마스크를 포함한다. 그리고 빔주사부에서 나온 레이저빔은 투과영역을 통과하여 기판에 직접 주사되고 기판의 국부적인 영역을 결정화 할 수 있다. According to an aspect of the present invention, a laser crystallization apparatus includes a beam scanning unit for scanning a laser beam on a substrate, positioned between the beam scanning unit and the substrate, and having the same size and arrangement as an area to be crystallized on the substrate by the laser beam. And a mask having a transmissive region formed thereon. In addition, the laser beam emitted from the beam scanning unit passes directly through the transmission region and can be crystallized locally on the substrate.

본 발명에 따른 레이저 결정화 장치는 아래와 같은 실시예들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 마스크는 레이저빔을 반사시키거나 또는 흡수하는 비투과영역을 포함할 수 있다. 또한, 비투과영역은 상이한 반사율을 갖는 다수 개의 제1반사막 및 제2반사막이 교호적으로 적층되어 형성될 수 있다. The laser crystallization apparatus according to the present invention may include one or more of the following embodiments. For example, the mask may include a non-transmissive area that reflects or absorbs the laser beam. In addition, the non-transmissive region may be formed by alternately stacking a plurality of first and second reflecting films having different reflectances.

마스크는 레이저빔이 투과할 수 있는 베이스기판을 포함하고, 베이스기판에서 비투과영역에는 제1반사막 및 제2반사막이 위치하는 매립홈이 형성될 수 있다. The mask may include a base substrate through which the laser beam can pass, and a buried groove in which the first reflective film and the second reflective film are located may be formed in the non-transmissive area of the base substrate.

마스크는 레이저빔을 투과하는 베이스기판을 포함하고, 베이스기판에서 비투과영역에는 제1반사막 및 제2반사막이 하향 돌출 형성될 수 있다. The mask may include a base substrate that transmits a laser beam, and the first reflective film and the second reflective film may protrude downward from the non-transmissive area of the base substrate.

마스크와 기판 사이의 간격은 1mm 이하로 형성되어, 레이저빔의 회절을 방지할 수 있다. The gap between the mask and the substrate is formed to be 1 mm or less, thereby preventing the diffraction of the laser beam.

빔주사부는 라인빔을 형성하여, 대면적의 기판을 빠른 속도로 결정화 할 수 있다.그리고 빔주사부는 다수 개가 구비되어, 각 영역을 결정화 할 수 있다. 또한, 빔주사부는 기판 상에서 결정화 하고자 하는 영역을 따라서 이동이 가능한 라인빔 스캐너일 수 있다. The beam scanning unit forms a line beam to crystallize a large area substrate at high speed. A plurality of beam scanning units are provided to crystallize each area. In addition, the beam scanning unit may be a line beam scanner which is movable along a region to be crystallized on the substrate.

빔주사부는 기판 상에서 패터닝 하고자 하는 영역을 따라서 이동이 가능한 스캐너일 수 있다. 그리고 마스크와 기판 사이에는 1:1 프로젝션 렌즈가 구비되어 있고, 스캐너, 마스크 및 1:1 프로젝션 렌즈는 함께 이동할 수 있다. 또한, 스캐너는 다수 개가 구비될 수 있다. The beam scanning unit may be a scanner that is movable along an area to be patterned on the substrate. A 1: 1 projection lens is provided between the mask and the substrate, and the scanner, the mask, and the 1: 1 projection lens may move together. In addition, a plurality of scanners may be provided.

또한, 빔주사부와 마스크 사이에는 회절 광학 소자가 구비되고, 회절 광학 소자는 레이저빔을 투과영역으로만 집광될 수 있다. Further, a diffractive optical element is provided between the beam scanning unit and the mask, and the diffractive optical element can focus the laser beam only into the transmission region.

그리고 빔주사부와 마스크 사이에는 집광 렌즈 유닛이 구비되어 있고, 집광 렌즈 유닛의 일면에는 레이저빔을 마스크의 투과영역으로만 집광할 수 있다. A condenser lens unit may be provided between the beam scanning unit and the mask, and one surface of the condenser lens unit may condense a laser beam only into a transmissive region of the mask.

마스크는 포토 레지스트에 의해 형성되거나 또는 연결 프레임에 의해 다수 개가 결합된 마스크 결합체일 수 있다. The mask may be formed by photoresist or may be a mask combination in which a plurality of pieces are joined by a connecting frame.

본 발명은, 원하는 형상의 패턴을 정확하게 결정화하고, 불필요한 부분으로 레이저빔이 입사하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 공정 시간 및 비용을 줄일 수 있고 돌출부가 형성되는 것을 방지할 수 있는 레이저 결정화 장치를 제공할 수 있다. The present invention provides a laser crystallization apparatus capable of accurately crystallizing a pattern of a desired shape and preventing the laser beam from entering an unnecessary portion, thereby reducing process time and cost and preventing formation of protrusions. can do.

또한, 본 발명은 종래의 레이저 결정화 장치에 비해 에너지 전달율이 더 큰 레이저빔을 사용할 수 있기 때문에 결정화 깊이를 증가시켜서 처리 시간을 단축하고 장비 제작 및 운용시 소요 비용을 절감할 수 있는 레이저 결정화 장치를 제공할 수 있다. In addition, the present invention provides a laser crystallization apparatus that can use a laser beam having a higher energy transfer rate than a conventional laser crystallization apparatus, thereby increasing the crystallization depth to shorten the processing time and reduce the cost of manufacturing and operating the equipment. Can provide.

도 1은 종래의 레이저 결정화 장치에 대한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치에 대한 도면이다.
도 3은 1:1 마스크의 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 4는 1:1 마스크의 다른 실시예에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치에 대한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치에 대한 도면이다.
도 7은 레이저 스캐너를 이용한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치에 대한 도면이다.
도 8은 레이저 스캐너를 이용한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치에 대한 도면이다.
도 9는 멀티 레이저 스캐너를 이용한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치에 대한 도면이다.
도 10은 집광 렌즈 유니트를 이용한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치에 대한 도면이다.
도 11은 회절 광학 소자를 이용한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치에 대한 도면이다.
도 12는 포토 레지스트 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치에 대한 도면이다.
도 13은 도 12에서 레이저 결정화 후 포토 레지스트를 제거하는 상태를 예시하는 도면이다.
도 14는 메탈 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치에 대한 도면이다.
도 15는 도 14에서 레이저 결정화 후의 상태를 예시하는 도면이다.
도 16은 다수 개의 마스크를 결합한 마스크 결합체에 대한 평면도이다. 1 is a view of a conventional laser crystallization apparatus.
2 is a view of the laser crystallization apparatus using a 1: 1 mask according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view according to an embodiment of a 1: 1 mask.
4 is a cross-sectional view according to another embodiment of a 1: 1 mask.
5 is a view of the laser crystallization apparatus using a 1: 1 mask according to another embodiment of the present invention.
6 is a view of the laser crystallization apparatus using a 1: 1 mask according to another embodiment of the present invention.
7 is a view of the laser crystallization apparatus using a 1: 1 mask according to another embodiment of the present invention using a laser scanner.
8 is a view of the laser crystallization apparatus using a 1: 1 mask according to another embodiment of the present invention using a laser scanner.
9 is a view of the laser crystallization apparatus using a 1: 1 mask according to another embodiment of the present invention using a multi-laser scanner.
10 is a view of a laser crystallization apparatus using a 1: 1 mask according to another embodiment of the present invention using a condenser lens unit.
11 is a view of a laser crystallization apparatus using a 1: 1 mask according to another embodiment of the present invention using a diffractive optical element.
12 is a diagram of a laser crystallization apparatus using a photoresist mask.
FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which a photoresist is removed after laser crystallization in FIG. 12.
14 is a diagram of a laser crystallization apparatus using a metal mask.
FIG. 15 is a diagram illustrating a state after laser crystallization in FIG. 14.
16 is a plan view of a mask combination combining a plurality of masks.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in describing the present invention with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and duplicates thereof. The description will be omitted.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치(100)에 대한 도면이다. 그리고 도 3은 레이저 결정화 장치(100)에 적용되는 마스크(130)를 예시하는 단면도이다. 2 is a diagram of a laser crystallization apparatus 100 using a 1: 1 mask according to an embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view illustrating a mask 130 applied to the laser crystallization apparatus 100.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(100)는, 레이저를 생성하는 레이저 광원(120)과, 레이저 광원(120)에서 나온 레이저를 라인빔(line beam) 형태로 변경하여 기판(170)으로 주사하고, 빔주사부에 해당하는 라인빔 광학계(110)와, 라인빔 광학계(110)와 기판(170) 사이에 위치하는 마스크(130)를 포함한다. 2, the laser crystallization apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, the laser light source 120 for generating a laser, and the laser beam from the laser light source 120 in the form of a line beam (line beam) It is modified to scan the substrate 170, and includes a line beam optical system 110 corresponding to the beam scanning portion, and a mask 130 positioned between the line beam optical system 110 and the substrate 170.

본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(100)는, 레이저빔에 의해 기판 상에서 패터닝 하고자 하는 이미지와 동일한 크기 및 배열로 투과영역(132)이 형성되어 있는 마스크(130)를 이용하는 점에 특징이 있다. 즉, 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(100)에 사용되는 마스크(130)는 결정화 하고자 하는 영역, 예를 들어, 박막트랜지스터(도시하지 않음)의 소자 부분만 레이저빔이 투과할 수 있도록 투과영역(132)이 박막트랜지스터의 소자 부분과 1:1로 형성되어 있다. 따라서 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(100)는 불필요한 영역에 레이저빔을 주사할 필요가 없고, 라인빔(line beam) 광학계 뿐만 아니라 1축 이상의 스캐너(scanner)를 이용할 수 있기 때문에 장비의 부피 및 가격을 낮출 수 있으며 동시에 전자 이동도 등의 소자 동작 특성을 개선하여 생산성을 향상 시킬 수 있는 점에 특징이 있다. The laser crystallization apparatus 100 according to the present embodiment is characterized in that it uses a mask 130 in which the transmission region 132 is formed in the same size and arrangement as the image to be patterned on the substrate by the laser beam. That is, the mask 130 used in the laser crystallization apparatus 100 according to the present exemplary embodiment has a transmission region such that only a portion of an element of a thin film transistor (not shown) can pass through the region to be crystallized. 132 is formed 1: 1 with the element portion of the thin film transistor. Therefore, the laser crystallization apparatus 100 according to the present exemplary embodiment does not need to scan a laser beam in an unnecessary area, and because it is possible to use not only a line beam optical system but also one or more scanners, the volume of the equipment and It is possible to lower the price and at the same time improve productivity by improving device operation characteristics such as electron mobility.

레이저광원(120)은 레이저빔을 생성하는 것으로, 레이저 다이오드(반도체 레이저), 루비 레이저(Ruby Laser), Nd:YAG(Yttrium Aluminum Garnet) 레이저, Ti:Sapphire 레이저, 광섬유 레이저(fiber laser)와 같은 고체 레이저를 사용할 수 있다. 레이저광원(120)은 다양한 파장을 갖는 레이저빔을 생성할 수 있는데, 적정한 에너지 전달율을 가져서 결정화 깊이를 크게 하여 처리 시간을 단축시킬 수 있는 532nm의 파장을 갖는 레이저빔을 생성할 수 있다. The laser light source 120 generates a laser beam, such as a laser diode (semiconductor laser), a ruby laser (Ruby Laser), a Nd: YAG (Yttrium Aluminum Garnet) laser, a Ti: Sapphire laser, or an optical fiber laser Solid state lasers can be used. The laser light source 120 may generate a laser beam having various wavelengths. The laser light source 120 may generate a laser beam having a wavelength of 532 nm having an appropriate energy transfer rate to increase the crystallization depth to shorten the processing time.

현재 상용화 되어 있는 레이저빔의 파장은 308nm, 532nm 및 1064nm 등이 있다. 여기서 파장이 308nm인 경우에는 실리콘 표면에서 6nm의 깊이만 결정화 할 수 있기 때문에 고가의 장비 비용에 비해서 그 효율이 상당히 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 파장이 1064nm인 경우에는 에너지 전달율이 너무 크기 때문에 패터닝 하고자 하는 이외의 영역까지도 손상을 줄 수 있는 문제점이 있다. 레이저빔의 파장이 532nm인 경우에는 실리콘 표면에서 50nm까지 결정화 하여 결정화된 입자 크기를 증가시키고 처리 시간을 단축할 수 있기 때문에 장비 제작 및 운용시 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. Current commercially available laser beams include 308nm, 532nm and 1064nm. In the case where the wavelength is 308 nm, only 6 nm of depth can be crystallized from the silicon surface, so the efficiency is considerably lowered compared to expensive equipment cost. In addition, when the wavelength is 1064nm, since the energy transfer rate is too large, there is a problem that may damage even a region other than the patterning. If the wavelength of the laser beam is 532nm, since the crystallization up to 50nm on the surface of the silicon can increase the crystallized particle size and shorten the processing time, there is an advantage of reducing the cost of manufacturing and operating the equipment.

빔주사부에 해당하는 라인빔 광학계(110)는 , 예를 들어, 200㎛ x 30mm 형상의 라인빔(line beam)을 형성한다. 이와 같은 라인빔은 기판(170)의 면적이 큰 경우에 사용할 수 있는 것으로, 마스크(130) 상에서 라인빔 광학계(110)가 이동하거나 또는 스테이지(도시하지 않음)에 장착된 기판(170)과 마스크(130)가 함께 이동하면서 기판(170)을 결정화 할 수 있게 된다. The line beam optical system 110 corresponding to the beam scanning unit forms, for example, a line beam having a shape of 200 μm × 30 mm. Such a line beam may be used when the area of the substrate 170 is large, and the substrate 170 and the mask mounted on a stage (not shown) or the line beam optical system 110 moves on the mask 130. As the 130 moves together, the substrate 170 may be crystallized.

기판(170)의 길이가 라인빔의 길이에 비해 큰 경우, 라인빔 광학계(110)는 기판(170)을 다수 개의 구획으로 나누어서 라인빔을 주사하는데, 이때 라인빔이 주사되는 영역이 중첩되지 않도록 하고, 만약 중첩되는 경우에도 중첩 부분이 마스크(130)의 비투과영역(134)에 위치하도록 한다. When the length of the substrate 170 is larger than the length of the line beam, the line beam optical system 110 divides the substrate 170 into a plurality of sections to scan the line beam, so that the area where the line beam is scanned is not overlapped. If overlapping, the overlapping portion is positioned in the non-transmissive region 134 of the mask 130.

마스크(130)는 기판(170)과 라인빔 광학계(110) 사이에 위치하고, 기판(170)의 크기와 동일한 크기를 갖거나 기판의 크기 보다 수 mm 이상 큰 것으로, 기판(170)에서 레이저빔에 의해 결정화 하고자 하는 박막트랜지스터의 소자부분(도시하지 않음)에 대응하는 투과영역(132) 및 레이저빔이 반사하는 비투과영역(134)을 포함한다. 본 실시예에 따른 마스크(130)의 투과영역(132)은 기판(170)에서 레이저빔에 의해 결정화 하고자 하는 박막트랜지스터의 소자부분과 동일한 크기 및 배열을 갖기 때문에 1:1 마스크에 해당한다. The mask 130 is positioned between the substrate 170 and the line beam optical system 110 and has the same size as the size of the substrate 170 or a few mm or more larger than the size of the substrate. It includes a transmission region 132 corresponding to the device portion (not shown) of the thin film transistor to be crystallized by a non-transparent region 134 reflected by the laser beam. The transmission region 132 of the mask 130 according to the present exemplary embodiment corresponds to a 1: 1 mask because the substrate 170 has the same size and arrangement as the device portion of the thin film transistor to be crystallized by the laser beam.

마스크(130)와 기판(170) 사이의 간격은 1mm 이하로 형성할 수 있는데, 이는 간격이 1mm를 초과하는 경우 레이저빔의 회절 등에 의해서 원하지 않는 영역으로 레이저빔이 주사될 가능성을 배제하기 위해서이다. 그리고 마스크(130)와 기판(170) 사이의 간격은 레이저빔의 파장 및 기구물의 형성 방법 등에 따라서 적절하게 선택할 수 있다. The gap between the mask 130 and the substrate 170 may be formed to be 1 mm or less, in order to exclude the possibility that the laser beam is scanned into an undesired area by diffraction of the laser beam when the gap exceeds 1 mm. . The distance between the mask 130 and the substrate 170 can be appropriately selected depending on the wavelength of the laser beam, the method of forming the instrument, and the like.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 마스크(130)는 레이저빔을 반사하는 비투과영역(134)에 일정한 깊이를 갖는 매립홈(138)이 형성된 마스크기판(136)을 갖는다. 마스크기판(136)은 빛을 투과하는 재질에 의해 형성되기 때문에, 마스크기판(136)에서 매립홈(138)이 형성되어 있는 영역은 레이저빔이 반사되는 비투과영역(134)에 해당하고 매립홈(138)을 제외한 나머지 부분은 투과영역(132)에 해당한다. Referring to FIG. 3, the mask 130 according to the present exemplary embodiment includes a mask substrate 136 in which a buried groove 138 having a predetermined depth is formed in the non-transmissive region 134 reflecting the laser beam. Since the mask substrate 136 is formed of a material that transmits light, an area in which the buried groove 138 is formed in the mask substrate 136 corresponds to the non-transmissive area 134 where the laser beam is reflected and the buried groove ( Except for 138, the remaining part corresponds to the transmission region 132.

마스크(130)의 투과영역(132)은 레이저빔이 투과할 수 있는 영역에 해당하기 때문에, 기판(170) 상에서 패터닝 하고자 하는 이미지, 예를 들어 박막트랜지스터의 소자부분과 동일한 형상, 크기 및 배열을 가질 수 있다. Since the transmission region 132 of the mask 130 corresponds to a region through which the laser beam can penetrate, the image 130 to be patterned on the substrate 170, for example, the same shape, size, and arrangement as the element portion of the thin film transistor, may be formed. Can have

마스크기판(136)은, 유리기판, 용융 실리카(fused silica) 기판, 석영(quartz) 기판, 합성 석영(synthetic quartz) 기판 및 CaF2 기판 등에 의해 형성될 수 있다. 그리고 마스크기판(136)의 저면에는 반사 방지막(Anti-Reflection Coating, ARC)(도시하지 않음)이 추가로 형성될 수 있다. 이와 같은 반사 방지막은 마스크기판(136)의 투과영역에서 레이저빔의 투과율을 향상함으로써 작업 효율을 높일 수 있게 한다. The mask substrate 136 may be formed of a glass substrate, a fused silica substrate, a quartz substrate, a synthetic quartz substrate, a CaF 2 substrate, or the like. An anti-reflection coating (ARC) (not shown) may be further formed on the bottom surface of the mask substrate 136. Such an anti-reflection film can improve the work efficiency by improving the transmittance of the laser beam in the transmission region of the mask substrate 136.

마스크기판(136) 중에서 반사영역에 해당하는 부분에는 반사막(142)을 형성하기 위한 매립홈(138)이 형성되어 있다. 매립홈(138)에는 레이저빔을 반사하는 반사막(142)이 형성된다. 반사막(142)은 상이한 굴절율을 갖는 제1반사막(144) 및 제2반사막(146)으로 이루어져 있다. 그리고 제1반사막(144) 및 제2반사막(146)은 교호적으로 적층되어 있다. A buried groove 138 for forming the reflective film 142 is formed in a portion of the mask substrate 136 corresponding to the reflective region. The buried groove 138 is formed with a reflective film 142 reflecting the laser beam. The reflective film 142 includes a first reflective film 144 and a second reflective film 146 having different refractive indices. The first reflective film 144 and the second reflective film 146 are stacked alternately.

제1반사막(144)은 반사율이 상대적으로 낮은 SiO2막에 의해 형성될 수 있으며, 제2반사막(146)은 SiO2에 비해 반사율이 높은 MgF2막, TiO2막, Al2O3막, Ta2O5막, Cerium Fluoride막, Zinc sulfide막, AlF3막, Hafnium oxide막 및 Zirconium oxide막 중에서 어느 하나에 의해서 형성될 수 있다. 예를 들어, 반사막(142)은 MgF2막/SiO2막, TiO2막/ SiO2막 등이 교호적으로 적층되어 있는 적층 구조에 의해 형성될 수 있으며, MgF2막/SiO2막의 경우에는 5~8J/㎠ 그리고 TiO2막/ SiO2막의 경우에는 10J/㎠ 정도의 에너지를 갖는 레이저빔에 견딜 수 있다.The first reflection film 144 may be reflection ratio is relatively formed by a low SiO 2 film, and the second reflection film 146 is highly reflective MgF 2 film relative to SiO 2, TiO 2 film, Al 2 O 3 film, It may be formed by any one of a Ta 2 O 5 film, Cerium Fluoride film, Zinc sulfide film, AlF 3 film, Hafnium oxide film and Zirconium oxide film. For example, the reflective film 142 may be formed by a laminated structure in which MgF 2 film / SiO 2 film, TiO 2 film / SiO 2 film, etc. are alternately stacked, and in the case of MgF 2 film / SiO 2 film, 5 to 8 J / cm 2 and TiO 2 film / SiO 2 film can withstand a laser beam having an energy of about 10 J / cm 2.

이와 같은 반사막(142)은 레이저빔의 파장에 따라서 사용되는 반사막의 종류를 달리하여 형성될 수 있으며, 레이저빔에 대하여 90~100%의 반사율을 갖도록 구성되어 대부분의 레이저빔을 반사함으로써 높은 에너지의 레이저빔에 의해 마스크(130)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. The reflective film 142 may be formed by varying the type of reflective film used according to the wavelength of the laser beam, and is configured to have a reflectance of 90 to 100% with respect to the laser beam, thereby reflecting most of the laser beam, thereby providing high energy. It is possible to prevent the mask 130 from being damaged by the laser beam.

마스크기판(136)의 상면에는 보호막(도시하지 않음)이 추가로 형성될 수 있는데, 이와 같은 보호막은 기판(170)을 패터닝 할 때 마스크(130)와 기판(170) 사이에 유입되는 식각 용액에 의해서 마스크(130)가 손상되는 것을 방지한다. 보호막으로서는 식각 용액에 대해 내화학성이 우수한 DLC(Diamond Like Carbon)이 사용될 수 있다. A protective film (not shown) may be additionally formed on an upper surface of the mask substrate 136. Such a protective film may be formed on the etching solution flowing between the mask 130 and the substrate 170 when the substrate 170 is patterned. This prevents the mask 130 from being damaged. As the protective film, DLC (Diamond Like Carbon) having excellent chemical resistance to an etching solution may be used.

이하에서는 도 4를 참조하면서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크(150)에 대해서 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크(150)의 단면도이다. Hereinafter, a mask 150 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. 4 is a cross-sectional view of a mask 150 according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 마스크(150)는 반사막(158)이 마스크기판(156)에서 돌출 형성되어 있다는 점에 특징이 있다. 즉, 마스크기판(156)에 매립홈이 형성되어 있지 않고 반사막(158)이 마스크기판(156)의 하면에서 돌출 형성된다. 따라서 본 실시예에 따른 마스크(150)의 반사막(158)과 기판(170) 사이의 간격은 1mm 이하로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 4, the mask 150 according to the present exemplary embodiment is characterized in that the reflective film 158 protrudes from the mask substrate 156. That is, the buried groove is not formed in the mask substrate 156 and the reflective film 158 protrudes from the lower surface of the mask substrate 156. Therefore, the distance between the reflective film 158 of the mask 150 and the substrate 170 according to the present exemplary embodiment may be formed to be 1 mm or less.

본 실시예에 다른 마스크(150)도 레이저빔이 투과할 수 있는 투과영역(152)과 레이저빔이 반사되는 비투과영역인 반사막(158)을 포함한다. 그리고 마스크기판(156)의 재질 및 반사막(158)의 재질 및 구성은 위에서 설명한 실시예에 따른 마스크(130)의 마스크기판(136) 및 반사막(142)과 동일하기 때문에 구체적인 설명은 생략하기로 한다. The other mask 150 in this embodiment also includes a transmission region 152 through which the laser beam can pass, and a reflective film 158 that is a non-transmissive region through which the laser beam is reflected. Since the material of the mask substrate 156 and the material of the reflective film 158 are the same as those of the mask substrate 136 and the reflective film 142 of the mask 130 according to the above-described embodiment, detailed descriptions thereof will be omitted. .

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치(200)에 대한 도면이다. 5 is a diagram of a laser crystallization apparatus 200 using a 1: 1 mask according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(200)는 다수 개의 라인빔 광학계(210), 레이저 광원(120) 및 마스크(130)를 포함한다. 레이저 광원(120) 및 마스크(130)는 위에서 설명하였으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. Referring to FIG. 5, the laser crystallization apparatus 200 according to the present exemplary embodiment includes a plurality of line beam optical systems 210, a laser light source 120, and a mask 130. Since the laser light source 120 and the mask 130 have been described above, a detailed description thereof will be omitted.

본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(200)는 빔주사부로서 다수 개의 라인빔 광학계(210)를 이용하는 것으로, 하나의 레이저 광원(120)에서 나온 레이저는 빔 스플리터(beam splitter)(212)에 의해 분기되어 각각의 라인빔 광학계(210)에 전달된다. 라인빔 광학계(210)는 라인빔을 형성하여 기판(170)의 특정 영역에 레이저빔을 조사하는데, 각각의 라인빔 광학계(210)는 상호 중첩되지 않도록 배치된다. 또한, 라인빔 광학계(210)는 파이버 연결(Fiber Coupling)된 파이버케이블(Fiber Cable)을 이용하여 레이저빔(Laser Beam)을 전달 할 수 있고 여러 라인빔 광학계에 파이버 연결(Fiber Coupling)된 형태로 집광 될 수 있다. The laser crystallization apparatus 200 according to the present embodiment uses a plurality of line beam optical systems 210 as beam scanning units, and the laser beam emitted from one laser light source 120 is controlled by a beam splitter 212. It is branched and transmitted to each line beam optical system 210. The line beam optical system 210 forms a line beam to irradiate a laser beam to a specific region of the substrate 170, and each line beam optical system 210 is disposed not to overlap each other. In addition, the line beam optical system 210 may transmit a laser beam using a fiber cable that is fiber-coupled, and may be fiber-coupled to various line beam optical systems. Can be condensed.

본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(200)는 패터닝 하고자 하는 기판(170)의 면적이 큰 경우에 사용할 수 있는 것으로, 각각의 라인빔 광학계(210)는 기판(170)의 특정 영역을 상대적으로 이동하면서 레이저빔을 주사할 수 있다. 예를 들어, 라인빔 광학계(210)가 200㎛ x 30mm 형상의 라인빔을 형성하는 경우, 기판(170)을 30mm 단위로 n개로 나눈 후, 각각의 영역을 담당하는 n개의 라인빔 광학계(210)를 구비하여 결정화를 진행할 수 있다. The laser crystallization apparatus 200 according to the present embodiment may be used when the area of the substrate 170 to be patterned is large, and each line beam optical system 210 relatively moves a specific region of the substrate 170. The laser beam can be scanned. For example, when the line beam optical system 210 forms a line beam having a shape of 200 μm × 30 mm, after dividing the substrate 170 by n units in units of 30 mm, n line beam optical systems 210 in charge of each area are provided. Can be crystallized.

그리고 라인빔 광학계(210)의 라인빔이 주사되는 영역이 중첩되는 경우 결정립계의 경계가 발생하여 박막트랜지스터의 전기적인 특성을 저해할 수 있기 때문에, 라인빔이 주사되는 영역이 중첩되지 않도록 라인빔 광학계(210)를 배치하거나 또는 중첩되는 부분이 마스크(130)의 비투과영역(134)에 위치하도록 라인빔 광학계(210)를 구성할 수 있다. In addition, when regions where the line beams of the line beam optical system 210 are overlapped are overlapped, grain boundaries may occur and may impair the electrical characteristics of the thin film transistor, and thus the line beam optical system may not overlap. The line beam optical system 210 may be configured such that the portion 210 or the overlapping portion is positioned in the non-transmissive region 134 of the mask 130.

본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(200)에서는 도 3 및 도 4에 예시된 실시예에 따른 마스크(130, 150)를 모두 이용할 수 있음은 물론이다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(200)는 패터닝 하고자 하는 이미지와 동일한 투과영역(132, 152)이 형성된 1:1 마스크(130, 150)를 이용하기 때문에, 라인빔 광학계(210)와 마스크(130, 150) 사이에 레이저빔을 집광하는 프로젝션 렌즈(도시하지 않음)를 구비할 필요가 없고 원하는 형상을 정확하게 패터닝 할 수 있게 된다. 그리고 라인빔을 생성하는 라인빔 광학계(210)를 이용하기 때문에 넓은 영역을 빠른 속도로 패터닝 할 수 있다. In the laser crystallization apparatus 200 according to the present exemplary embodiment, both masks 130 and 150 according to the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 3 and 4 may be used. As described above, since the laser crystallization apparatus 200 according to the present embodiment uses the 1: 1 masks 130 and 150 having the same transmission regions 132 and 152 as the image to be patterned, the line beam optical system 210 is used. It is not necessary to have a projection lens (not shown) for condensing a laser beam between the masks 130 and 150, and it is possible to accurately pattern a desired shape. In addition, since the line beam optical system 210 for generating the line beam is used, a large area can be patterned at a high speed.

이하에서는 도 6을 참조하면서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 1:1 마스크를 이용하는 레이저 결정화 장치(300)에 대해서 설명하기로 한다. Hereinafter, a laser crystallization apparatus 300 using a 1: 1 mask according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치(300)에 대한 도면이다. 6 is a view of the laser crystallization apparatus 300 using a 1: 1 mask according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(300)는, 빔주사부에 해당하는 하나의 라인빔 스캐너(210), 레이저 광원(120) 및 마스크(130)를 포함한다. 레이저 광원(120) 및 마스크(130)는 위에서 설명하였으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. Referring to FIG. 6, the laser crystallization apparatus 300 according to the present exemplary embodiment includes one line beam scanner 210, a laser light source 120, and a mask 130 corresponding to the beam scanning unit. Since the laser light source 120 and the mask 130 have been described above, a detailed description thereof will be omitted.

라인빔 스캐너(210)는 예를 들어 200㎛ x 30mm 형상의 라인빔을 생성하고 기판(170) 상에서 패터닝 하고자 하는 영역을 따라서 이동하면서 레이저빔을 기판(170) 상에 주사한다. 도 5에서 예시된 실시예에 따른 결정화 장치(200)는 라인빔의 길이에 대응하여 구분된 n개의 영역에 대응하는 n개의 라인빔 광학계(210)를 구비하지만, 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(300)는 하나의 라인빔 스캐너(310)가 n개의 영역을 순차적으로 이동하면서 레이저빔을 주사한다. The line beam scanner 210 scans the laser beam onto the substrate 170 while generating a line beam having a shape of 200 μm × 30 mm and moving along the area to be patterned on the substrate 170. Although the crystallization apparatus 200 according to the embodiment illustrated in FIG. 5 includes n line beam optical systems 210 corresponding to n regions divided according to the length of the line beam, the laser crystallization apparatus according to the present embodiment In operation 300, one line beam scanner 310 sequentially scans n areas while scanning a laser beam.

본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(300)에서는 도 3 및 도 4에 예시된 실시예에 따른 마스크(130, 150)를 모두 이용할 수 있다. 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(300)는 패터닝 하고자 하는 이미지와 동일한 투과영역(132, 152)이 형성된 1:1 마스크(130, 150)를 이용하기 때문에 라인빔 스캐너(310)와 마스크(130, 150) 사이에 레이저빔을 집광하는 프로젝션 렌즈(도시하지 않음)를 구비할 필요가 없고 원하는 형상을 정확하게 패터닝 할 수 있다. 그리고 라인빔을 생성하는 라인빔 스캐너(310)를 이용하기 때문에 넓은 영역을 빠른 속도로 패터닝 할 수 있다. In the laser crystallization apparatus 300 according to the present exemplary embodiment, both masks 130 and 150 according to the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 3 and 4 may be used. Since the laser crystallization apparatus 300 according to the present exemplary embodiment uses the 1: 1 masks 130 and 150 having the same transmission regions 132 and 152 as the image to be patterned, the line beam scanner 310 and the mask 130 are used. It is not necessary to have a projection lens (not shown) for condensing the laser beam between the two and 150, and it is possible to accurately pattern the desired shape. And since the line beam scanner 310 for generating a line beam is used, it is possible to pattern a large area at a high speed.

이하에서는 도 7을 참조하면서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 1:1 마스크를 이용하는 레이저 결정화 장치(400)에 대해서 설명하기로 한다. Hereinafter, the laser crystallization apparatus 400 using the 1: 1 mask according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치(400)에 대한 도면이다. 7 is a diagram of a laser crystallization apparatus 400 using a 1: 1 mask according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(400)는, 레이저를 생성하는 레이저 광원(410), 레이저 광원(410)에서 나온 레이저를 스캐너(430)에 전달하는 광학계(420)와, 빔주사부에 해당하는 스캐너(430)와, 스캐너(430)와 기판(170) 사이에 위치하고 스캐너(430)와 일체로 이동하는 마스크(130)를 포함한다. 그리고 기판(170)은 스테이지(440) 상에 장착되어 있으며, 레이저빔에 의한 결정화는 챔버(450)의 내부에서 진행된다. Referring to FIG. 7, the laser crystallization apparatus 400 according to the present embodiment includes an optical system 420 for transmitting a laser light source 410 for generating a laser and a laser beam from the laser light source 410 to the scanner 430. The scanner 430 corresponding to the beam scanning unit and a mask 130 positioned between the scanner 430 and the substrate 170 and integrally moved with the scanner 430. The substrate 170 is mounted on the stage 440, and crystallization by the laser beam proceeds inside the chamber 450.

본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(400)의 스캐너(430)는 1축 스캐너, 2축 스캐너는 물론 3축 스캐너일 수 있다. 1축 스캐너는 폴리곤 미러의 형태로 다면을 가진 미러가(도시하지 않음) 모터에 의해 회전하면서 레이저빔이 입사 될 때 미러의 회전 속도에 따라 입사되는 레이저 빔을 여러 방향으로 반사시켜 별도의 광학계를 통하여 수직으로 전달 하는 구조(도시하지 않음)를 가지며, 직선 상을 이동하면서 스캐닝을 하는 것이다. 그리고 2축 스캐너는 2개의 갈바노미터 스캐너(galvanometer scanner)에 의해 xy축을 따라서 이동하는 2개의 미러(도시하지 않음)에 의해 레이저빔을 주사하는 것이다. 그리고 3축 스캐너는 2축 갈바노미터 스캐너에 Z축을 이동시키는 별도의 렌즈를 동기화시켜 3축으로 레이저빔을 주사하는 것이다.The scanner 430 of the laser crystallization apparatus 400 according to the present exemplary embodiment may be a 1-axis scanner, a 2-axis scanner, or a 3-axis scanner. A single-axis scanner is a polygon mirror, which has a multi-faceted mirror (not shown), rotates by a motor, and reflects the incident laser beam in various directions according to the rotational speed of the mirror when the laser beam is incident. It has a structure (not shown) to be transmitted vertically through it, and scanning while moving on a straight line. The two-axis scanner then scans the laser beam by two mirrors (not shown) that move along the xy axis by two galvanometer scanners. The three-axis scanner scans the laser beam in three axes by synchronizing a separate lens that moves the Z axis to a two-axis galvanometer scanner.

이와 같은 스캐너(430)를 이용하는 레이저 결정화 장치(400)는, 결정화 하고자 하는 영역이 수십 ㎛ 단위로 국소적이면서 기판(170)의 대면적 전체에 주기적인 배열을 하고 있는 경우 사용될 수 있다. 따라서 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(400)는 수십 ㎛ 단위의 영역만 결정화가 필요한 경우 스캐너(430)를 이용하여 마스크(130)의 투과영역(132)에만 레이저빔을 주사할 수 있기 때문에, 불필요한 영역에 레이저빔이 주사되는 것을 방지하고 레이저빔의 효용성을 높일 수 있는 장점이 있다. The laser crystallization apparatus 400 using the scanner 430 may be used when the region to be crystallized is localized in units of several tens of micrometers and is periodically arranged in the entire large area of the substrate 170. Therefore, the laser crystallization apparatus 400 according to the present exemplary embodiment may scan the laser beam only in the transmission region 132 of the mask 130 using the scanner 430 when only the region of several tens of micrometers is required for crystallization. There is an advantage in that the laser beam is prevented from being scanned in unnecessary areas and the utility of the laser beam can be enhanced.

스캐너(430)는 마스크(130)와 함께 이동한다. 그리고 마스크(130)와 기판(170) 사이의 간격은, 레이저빔의 회절을 방지하기 위해서 1mm 이하로 유지할 수 있다. 또한, 레이저빔에 의한 결정화 공정은 챔버(450)의 내부에서 진행되는데, 챔버(450)의 내부는 아르곤(Ar) 또는 헬륨(He) 등과 같은 비활성 기체가 주입되어 있다. 이와 같은 비활성 기체는 레이저 결정화 공정에서 기판과 산소의 반응으로 인해서 산화물(oxide)이 생성되는 것을 방지하는 역할을 한다. The scanner 430 moves with the mask 130. The gap between the mask 130 and the substrate 170 may be maintained at 1 mm or less in order to prevent diffraction of the laser beam. In addition, the crystallization process by the laser beam proceeds inside the chamber 450, and an inert gas such as argon (Ar) or helium (He) is injected into the chamber 450. This inert gas serves to prevent the formation of oxides due to the reaction of the substrate and oxygen in the laser crystallization process.

본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(400)는 도 3 및 도 4에 예시된 마스크(130, 150)를 모두 이용할 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(400)는 결정화 하고자 하는 이미지와 동일한 투과영역(132, 152)이 형성된 1:1 마스크(130, 150)를 이용하기 때문에 스캐너(430)와 마스크(130, 150) 사이에 레이저빔을 집광하는 프로젝션 렌즈(도시하지 않음)를 구비할 필요가 없고 원하는 형상을 정확하게 패터닝 할 수 있다. 그리고 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(400)는 1:1 마스크(130, 150)를 이용하기 때문에, 원하는 영역에만 레이저빔을 선택적으로 주사할 수 있는 레이저 스캐너를 이용할 수 있어서 레이저빔의 사용 효율을 높일 수 있다.The laser crystallization apparatus 400 according to the present exemplary embodiment may use both the masks 130 and 150 illustrated in FIGS. 3 and 4. As described above, the laser crystallization apparatus 400 according to the present exemplary embodiment uses the 1: 1 masks 130 and 150 having the same transmission regions 132 and 152 as the image to be crystallized, so that the scanner 430 and the mask ( It is not necessary to provide a projection lens (not shown) for condensing the laser beam between 130 and 150, and it is possible to accurately pattern a desired shape. In addition, since the laser crystallization apparatus 400 according to the present embodiment uses a 1: 1 mask 130 and 150, a laser scanner capable of selectively scanning the laser beam only in a desired area can be used, so that the laser beam can be used efficiently. Can increase.

이하에서는 도 8을 참조하면서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 1:1 마스크를 이용하는 레이저 결정화 장치(500)에 대해서 설명하기로 한다. Hereinafter, the laser crystallization apparatus 500 using the 1: 1 mask according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치(500)에 대한 도면이다. 8 is a diagram of a laser crystallization apparatus 500 using a 1: 1 mask according to another embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(500)는, 레이저를 생성하는 레이저 광원(410), 레이저 광원(510)에서 나온 레이저를 스캐너(530)에 전달하는 광학계(520)와, 빔주사부에 해당하는 스캐너(530)와, 스캐너(430)와 일체로 형성된 마스크(130)와, 마스크(130)와 기판(170) 사이에 위치하는 1:1 프로젝션 렌즈(535)를 포함한다. 그리고 기판(170)은 스테이지(440) 상에 장착되어 있으며, 레이저빔에 의한 결정화는 챔버(450)의 내부에서 진행된다. Referring to FIG. 8, the laser crystallization apparatus 500 according to the present embodiment includes an optical system 520 for transmitting a laser light source 410 for generating a laser and a laser beam from the laser light source 510 to the scanner 530. , A scanner 530 corresponding to the beam scanning unit, a mask 130 integrally formed with the scanner 430, and a 1: 1 projection lens 535 positioned between the mask 130 and the substrate 170. do. The substrate 170 is mounted on the stage 440, and crystallization by the laser beam proceeds inside the chamber 450.

본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(500)의 스캐너(530), 광학계(520), 마스크(130)는 위에서 설명한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(400)의 스캐너(430), 광학계420) 및 마스크(130)와 동일하다. 다만, 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(500)에서 마스크(130)와 기판(170) 사이에는 1:1 프로젝션 렌즈(535)가 추가로 구비된다. The scanner 530, the optical system 520, and the mask 130 of the laser crystallization apparatus 500 according to the present embodiment may include the scanner 430, the optical system 420, and the mask of the laser crystallization apparatus 400 according to the above-described embodiment. Same as 130. However, in the laser crystallization apparatus 500 according to the present exemplary embodiment, a 1: 1 projection lens 535 is further provided between the mask 130 and the substrate 170.

1:1 프로젝션 렌즈(535)는 마스크(130)를 통해서 나온 레이저빔의 크기를 변화시키지 않고 그대로 전달하는 것으로, 레이저빔의 회절을 방지하면서도 마스크(130)와 기판(170) 사이의 간격을 수백 mm 이상 이격할 수 있게 하여 장치의 제작 및 마스크(130)의 이동을 용이하게 한다. 그리고 1:1 프로젝션 렌즈(535)로 인해 레이저 결정화 장치(500)의 각 모듈들의 이동 또한 제약을 받지 않기 때문에 장비의 제작 및 운영에 있어서 장점이 있다. The 1: 1 projection lens 535 transmits the size of the laser beam through the mask 130 without changing the size of the laser beam, and prevents diffraction of the laser beam while maintaining hundreds of gaps between the mask 130 and the substrate 170. It can be spaced apart by more than mm to facilitate the manufacture of the device and the movement of the mask (130). In addition, since the movement of each module of the laser crystallization apparatus 500 is not limited by the 1: 1 projection lens 535, there is an advantage in manufacturing and operating the equipment.

그리고 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(500)에서, 레이저빔에 의한 결정화는 비활성 기체가 주입된 챔버(450)의 내부에서 진행하게 된다.In the laser crystallization apparatus 500 according to the present embodiment, crystallization by the laser beam proceeds inside the chamber 450 into which the inert gas is injected.

본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(500)는 도 3 및 도 4에 예시된 마스크(130, 150)를 모두 이용할 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(500)는 패터닝 하고자 하는 이미지와 동일한 투과영역(132, 152)이 형성된 1:1 마스크(130, 150)를 이용하기 때문에 스캐너(530)와 마스크(130, 150) 사이에 레이저빔을 집광하는 프로젝션 렌즈(도시하지 않음)를 구비할 필요가 없고 원하는 형상을 정확하게 패터닝 할 수 있게 된다. 그리고 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(500)는 1:1 마스크(130, 150)를 이용하기 때문에, 원하는 영역에만 레이저빔을 선택적으로 주사할 수 있는 레이저 스캐너를 이용할 수 있어서 레이저빔의 사용 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 1:1 프로젝션 렌즈(535)에 의해서 스캐너(530)와 기판 사이의 간격을 크게 할 수 있다.The laser crystallization apparatus 500 according to the present exemplary embodiment may use both the masks 130 and 150 illustrated in FIGS. 3 and 4. As described above, the laser crystallization apparatus 500 according to the present exemplary embodiment uses the 1: 1 masks 130 and 150 having the same transmission regions 132 and 152 as the image to be patterned, so that the scanner 530 and the mask ( It is not necessary to provide a projection lens (not shown) for condensing the laser beam between the 130 and 150, and it is possible to accurately pattern the desired shape. And since the laser crystallization apparatus 500 according to the present embodiment uses a 1: 1 mask (130, 150), it is possible to use a laser scanner capable of selectively scanning the laser beam only in the desired area, the use efficiency of the laser beam In addition, the distance between the scanner 530 and the substrate can be increased by the 1: 1 projection lens 535.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(600)에 대한 도면이다. 9 is a diagram of a laser crystallization apparatus 600 according to another embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(600)는 다수 개의 스캐너(630)를 이용한 것을 특징으로 한다. 즉, 패터닝 하고자 하는 기판(170)의 크기가 큰 경우에는, 기판(170)을 n개의 영역으로 구분한 후 각각의 영역을 패터닝 하는 n개의 스캐너(630)를 구비할 수 있다. 이때, 각각의 스캐너(630)는 독립적으로 이동하면서 대응하는 영역을 패터닝 하게 된다. Referring to FIG. 9, the laser crystallization apparatus 600 according to the present exemplary embodiment uses a plurality of scanners 630. That is, when the size of the substrate 170 to be patterned is large, the substrate 170 may be divided into n regions, and then n scanners 630 may be provided to pattern each region. At this time, each scanner 630 moves independently to pattern the corresponding area.

본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(600)도 도 3 및 도 4에 예시된 마스크(130, 150)를 모두 이용할 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(600)는 결정화 하고자 하는 이미지와 동일한 투과영역(132, 152)이 형성된 1:1 마스크(130, 150)를 이용하기 때문에, 원하는 영역에만 레이저빔을 선택적으로 주사할 수 있는 레이저 스캐너를 이용할 수 있어서 레이저빔의 사용 효율을 높일 수 있다.The laser crystallization apparatus 600 according to the present exemplary embodiment may use both the masks 130 and 150 illustrated in FIGS. 3 and 4. As described above, since the laser crystallization apparatus 600 according to the present exemplary embodiment uses the 1: 1 masks 130 and 150 having the same transmission regions 132 and 152 as the image to be crystallized, the laser crystallization apparatus 600 may apply the laser beam only to a desired region. A laser scanner capable of selectively scanning can be used, so that the use efficiency of the laser beam can be improved.

이상에서는 빔주사부에서 나온 레이저빔이 마스크(130, 150)에 직접 조사되는 레이저 결정화 장치(100, 200, 300, 400, 500, 600)에 대해서 설명하였는데, 이하에서는 레빔주사부에서 나온 레이저빔이 집광 렌즈 유니트(700) 또는 회절 광학 소자(800)에 의해 마스크(130, 150)의 투과영역(132, 152)으로 집광되는 레이저 결정화 장치(700, 800)에 대해서 설명하기로 한다. In the above, the laser crystallization apparatus 100, 200, 300, 400, 500, and 600 in which the laser beam from the beam scanning unit is directly irradiated to the masks 130 and 150 has been described. Hereinafter, the laser beam from the rebeam scanning unit will be described. The laser crystallization apparatuses 700 and 800 focused by the condensing lens unit 700 or the diffractive optical element 800 to the transmission regions 132 and 152 of the masks 130 and 150 will be described.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 1:1 마스크를 이용하는 레이저 결정화 장치(700)에 대한 도면이다.10 is a diagram of a laser crystallization apparatus 700 using a 1: 1 mask according to another embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 빔주사부(도시하지 않음)에서 나온 레이저빔(710)은 마스크(150)에 직접 입사하지 않고 집광 렌즈 유니트(720)에 먼저 입사한다. 집광 렌즈 유니트(720)에 입사된 레이저빔(710)은 마이크로 렌즈(micro lens)(722)에 의해 마스크(150)의 투과영역(132)으로만 집광된다. 따라서 집광 렌즈 유니트(720)는 빔주사부와 마스크(150) 사이에 위치하면서 레이저빔(710)의 에너지 밀도를 증가시키고 레이저빔(710)을 마스크(150)의 투과영역(152)으로 집중되게 하는 역할을 한다. Referring to FIG. 10, the laser beam 710 emitted from the beam scanning unit (not shown) does not directly enter the mask 150 but first enters the condensing lens unit 720. The laser beam 710 incident on the condenser lens unit 720 is condensed only into the transmission region 132 of the mask 150 by a micro lens 722. Therefore, the condenser lens unit 720 is positioned between the beam scanning unit and the mask 150 to increase the energy density of the laser beam 710 and to concentrate the laser beam 710 into the transmission region 152 of the mask 150. It plays a role.

집광 렌즈 유니트(720)의 일면에는 다수 개의 마이크로 렌즈(722)가 형성되어 있다. 마이크로 렌즈(722)는 레이저빔(710)을 집광하면서 그 방향을 조절할 수 있다. 따라서 기판(170)의 패터닝 이미지가 일정한 규칙을 갖는 경우 일정한 방향으로 레이저빔(710)의 방향을 조정하는 마이크로렌즈(722)를 형성하여 레이저빔(710)을 집광하여 마스크(150)의 투과영역(152)으로만 레이저빔(710)이 입사되도록 할 수 있다. A plurality of micro lenses 722 are formed on one surface of the condenser lens unit 720. The micro lens 722 may adjust the direction while condensing the laser beam 710. Therefore, when the patterned image of the substrate 170 has a predetermined rule, a microlens 722 for adjusting the direction of the laser beam 710 in a predetermined direction is formed to condense the laser beam 710 to transmit the region of the mask 150. The laser beam 710 may be incident only at 152.

마이크로 렌즈(722)는, 평탄층(726)에 마이크로 렌즈용 감광성 레진(resin)을 도포한 후 노광 및 현상에 의해서 평탄한 레지스트 패턴(도시하지 않음)을 형성하고, 리플로우(reflow) 공정에 의해 레지스트 패턴을 흘러내리게 하거나 에칭을 하는 방법에 의해 형성될 수 있다. 그리고 마이크로 렌즈(722)는 마스크(150)의 투과영역(152)과 1:1로 대응하도록 형성될 수 있다. The microlens 722 is formed by applying a photosensitive resin for microlens to the flat layer 726 and then forming a flat resist pattern (not shown) by exposure and development, and then by a reflow process. It may be formed by a method of flowing down or etching the resist pattern. The micro lens 722 may be formed to correspond to the transmission area 152 of the mask 150 in a 1: 1 ratio.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 1:1 마스크를 이용하는 레이저 결정화 장치(800)에 대한 도면이다.11 is a diagram of a laser crystallization apparatus 800 using a 1: 1 mask according to another embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 빔주사부(도시하지 않음)에서 나온 레이저빔(810)은 마스크(150)에 직접 입사하지 않고 회절 광학 소자(Diffractive Optical Elements, DOE)(820)에 먼저 입사한다. 회절 광학 소자(820)는 모재의 표면에 임의의 피치와 깊이로 형성된 요철을 구비하여 비구면화 됨으로써 빛을 회절 시킬 수 있다. 회절 광학 소자(820)에 입사된 레이저빔(810)은 마스크(150)의 투과영역(152)으로만 집광되어 기판(170)을 패터닝 한다. Referring to FIG. 11, the laser beam 810 from the beam scanning unit (not shown) is first incident on the diffractive optical elements (DOE) 820 without directly entering the mask 150. The diffractive optical element 820 may be diffracted by being aspheric by having irregularities formed at arbitrary pitches and depths on the surface of the base material. The laser beam 810 incident on the diffractive optical element 820 is focused only on the transmission region 152 of the mask 150 to pattern the substrate 170.

이상에서는 본 발명의 실시예들에 따른 레이저 결정화 장치를 예시하면서 도 3 내지 도 4에 예시된 마스크(130, 150)를 이용하는 것으로 설명하였지만, 본 발명에 따른 레이저 결정화 장치는 아래 도 12 내지 도 16에 예시된 다양한 형태의 1:1 마스크를 이용할 수 있다. In the above, the laser crystallization apparatus according to the embodiments of the present invention has been described as using the masks 130 and 150 illustrated in FIGS. 3 to 4, but the laser crystallization apparatus according to the present invention is described below with reference to FIGS. 12 to 16. Various types of 1: 1 masks illustrated in FIG.

도 12는 포토 레지스트 마스크(180)를 이용한 레이저 결정화 장치에 대한 도면이고, 도 13은 도 12에서 레이저 결정화 후 포토 레지스트 마스크(180)의 마스크 패턴(184)을 제거하는 상태를 예시하는 도면이다. FIG. 12 is a diagram illustrating a laser crystallization apparatus using the photoresist mask 180, and FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which the mask pattern 184 of the photoresist mask 180 is removed after laser crystallization in FIG. 12.

도 12 내지 도 13을 참조하면, 포토 레지스트 마스크(180)를 형성하기 위해서, 기판(170) 상에 포토 레지스트를 감광한 후 현상 및 경화를 통해서 레이저가 투과되어야 할 부분에 위치하는 포토 레지스트를 제거하여 투과영역(186)을 형성함으로써 포토 레지스트 마스크(180)의 마스크 패턴(184)을 형성한다. 포토 레지스트 마스크(180)에서 투과영역(186) 이외의 영역은 레이저빔(182)을 흡수하기 때문에 기판(170)에서 실리콘의 결정화가 이루어지지 않지만, 투과영역(186)을 통과한 레이저빔(182)은 실리콘을 결정화 한다. 그리고 레이저 결정화를 완료한 후 포토 레지스트 마스크(180)의 마스크 패턴(184)을 기판(170)에서 박리한다.12 to 13, in order to form the photoresist mask 180, the photoresist is exposed on the substrate 170, and then the photoresist positioned at the portion where the laser should be transmitted through development and curing is removed. By forming the transmission region 186, the mask pattern 184 of the photoresist mask 180 is formed. In the photoresist mask 180, the regions other than the transmission region 186 absorb the laser beam 182, so that crystallization of silicon is not performed in the substrate 170, but the laser beam 182 passing through the transmission region 186. ) Crystallizes silicon. After the laser crystallization is completed, the mask pattern 184 of the photoresist mask 180 is peeled off from the substrate 170.

도 14는 메탈 마스크(190)를 이용한 레이저 결정화 장치에 대한 도면이고, 도 15는 도 14에서 레이저 결정화 후의 상태를 예시하는 도면이다. 14 is a diagram illustrating a laser crystallization apparatus using the metal mask 190, and FIG. 15 is a diagram illustrating a state after laser crystallization in FIG. 14.

도 14 내지 도 15를 참조하면, 레이저 결정화 장치에 사용되는 마스크는 메탈(metal), 예를 들어 열에 강한 인바(invar)와 같은 메탈에 의해 형성될 수 있다. 메탈 마스크(190)는 기판(170)에서 레이저를 이용하여 결정화 하고자 하는 영역에 해당하는 투과영역(194)을 구비한다. 레이저빔(192)은 투과영역(194)을 통과하여 기판(170) 상에서 결정화를 진행한다. 그리고 메탈 마스크(190)에서 투과영역(194) 이외의 영역에 입사된 레이저빔(192)은 대부분 반사되고, 일부는 메탈 마스크(190)에 흡수된다. 14 to 15, the mask used in the laser crystallization apparatus may be formed by a metal, for example, a metal such as heat resistant invar. The metal mask 190 includes a transmission region 194 corresponding to a region to be crystallized using a laser on the substrate 170. The laser beam 192 passes through the transmission region 194 to perform crystallization on the substrate 170. In addition, most of the laser beam 192 incident on the region of the metal mask 190 other than the transmission region 194 is reflected, and part of the laser mask 192 is absorbed by the metal mask 190.

그리고 본 발명에 따른 레이저 결정화 장치에 사용되는 마스크는 메탈 뿐만 아니라 세라믹(ceramic)에 의해서도 형성될 수 있다. In addition, the mask used in the laser crystallization apparatus according to the present invention may be formed not only by metal but also by ceramic.

도 16은 본 발명에 따른 레이저 결정화 장치에 사용되는 마스크 결합체(700)에 대한 평면도이다. 16 is a plan view of the mask assembly 700 used in the laser crystallization apparatus according to the present invention.

마스크 결합체(700)는 위에서 설명한 마스크(130, 150), 메탈 마스크(190) 및 세라믹 마스크를 다수 개 결합한 것으로, 각각의 마스크는 연결 프레임(720)에 의해 상호 결합되어 있다. 이와 같은 마스크 결합체(700)는 대면적의 기판(170)을 결정화 할 때 사용될 수 있다. The mask assembly 700 is a combination of a plurality of masks 130 and 150, a metal mask 190, and a ceramic mask described above, and each mask is coupled to each other by a connection frame 720. Such a mask combination 700 may be used when crystallizing a large area of the substrate 170.

연결 프레임(720)은 마스크를 고정하는 것으로, 메탈이나 엔지니어링 플라스틱 및 유리 재질에 의해 형성된다. 그리고 레이저빔에 의한 연결 프레임(720)의 손상을 방지하기 위해서, 연결 프레임(720)에 반사막 및 보호층을 형성하여 화학물질 또는 레이저에 의한 손상을 방지할 수 있다. The connection frame 720 fixes the mask and is formed of metal, engineering plastics, or glass. In order to prevent damage to the connection frame 720 by the laser beam, a reflective film and a protective layer may be formed on the connection frame 720 to prevent damage by chemicals or lasers.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the invention may be varied and varied without departing from the scope of the invention.

100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800: 레이저 결정화 장치
110, 210: 라인빔 광학계 310: 라인빔 스캐너
430, 530, 630: 스캐너 130, 150: 마스크
132, 152: 투과영역 134, 154: 비투과영역
136, 156: 마스크 기판 142, 158: 반사막
170: 기판 180: 포토 레지스트 마스크
190: 메탈 마스크 700: 마스크 결합체
720: 집광 렌즈 유니트 820: 회절 광학 소자100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800: laser crystallization device
110 and 210: line beam optical system 310: line beam scanner
430, 530, 630: scanner 130, 150: mask
132, 152: transmission region 134, 154: non-transmission region
136 and 156 mask substrates 142 and 158 reflecting films
170: substrate 180: photoresist mask
190: metal mask 700: mask combination
720: condenser lens unit 820: diffractive optical element

Claims (16)

삭제delete 삭제delete 레이저빔을 기판 상에 주사하는 빔주사부;
상기 빔주사부와 기판 사이에 위치하고, 레이저빔에 의해 기판에서 패터닝 하고자 하는 영역과 동일한 크기 및 배열로 투과영역이 형성되어 있는 마스크를 포함하고,
상기 빔주사부에서 나온 레이저빔은 상기 투과영역을 통과하여 기판에 직접 주사되고 기판의 국부적인 영역을 결정화할 수 있으며,
상기 마스크는 레이저빔을 반사시키거나 또는 흡수하는 비투과영역을 포함하고, 상기 비투과영역은 상이한 반사율을 갖는 다수 개의 제1반사막 및 제2반사막이 교호적으로 적층되어 형성된 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치.
A beam scanning unit scanning a laser beam on the substrate;
A mask disposed between the beam scanning unit and the substrate and having a transmissive region formed in the same size and arrangement as a region to be patterned on the substrate by a laser beam,
The laser beam emitted from the beam scanning unit can be scanned directly through the transmission region and crystallize the local region of the substrate,
The mask includes a non-transmissive region that reflects or absorbs a laser beam, and the non-transmissive region is laser crystallization using a 1: 1 mask formed by alternately stacking a plurality of first and second reflecting layers having different reflectances. Device.
제3항에 있어서,
상기 마스크는 레이저빔이 투과할 수 있는 베이스기판을 포함하고,
상기 베이스기판에서 상기 비투과영역에는 상기 제1반사막 및 상기 제2반사막이 위치하는 매립홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치.
The method of claim 3,
The mask includes a base substrate through which the laser beam can pass,
And a buried groove in which the first reflecting film and the second reflecting film are located in the non-transmissive area of the base substrate.
제3항에 있어서,
상기 마스크는 상기 레이저빔을 투과하는 베이스기판을 포함하고,
상기 베이스기판에서 상기 비투과영역에는 상기 제1반사막 및 상기 제2반사막이 하향 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치.
The method of claim 3,
The mask includes a base substrate for transmitting the laser beam,
And a first reflecting film and a second reflecting film protruding downward from the non-transmissive area of the base substrate.
제3항에 있어서,
상기 마스크와 기판 사이의 간격은 1mm 이하인 것을 특징으로 하는 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치.
The method of claim 3,
The distance between the mask and the substrate is less than 1mm laser crystallization apparatus using a 1: 1 mask.
제3항에 있어서,
상기 빔주사부는 라인빔을 형성하는 것을 특징으로 하는 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치.
The method of claim 3,
The beam scanning unit laser crystallization apparatus using a 1: 1 mask, characterized in that for forming a line beam.
레이저빔을 기판 상에 주사하는 빔주사부;
상기 빔주사부와 기판 사이에 위치하고, 레이저빔에 의해 기판에서 패터닝 하고자 하는 영역과 동일한 크기 및 배열로 투과영역이 형성되어 있는 마스크를 포함하고,
상기 빔주사부에서 나온 레이저빔은 상기 투과영역을 통과하여 기판에 직접 주사되고 기판의 국부적인 영역을 결정화할 수 있으며,
상기 빔주사부는 라인빔을 형성하고, 상기 빔주사부는 다수 개가 구비되는 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치.
A beam scanning unit scanning a laser beam on the substrate;
A mask disposed between the beam scanning unit and the substrate and having a transmissive region formed in the same size and arrangement as a region to be patterned on the substrate by a laser beam,
The laser beam emitted from the beam scanning unit can be scanned directly through the transmission region and crystallize the local region of the substrate,
The beam scanning unit forms a line beam, and the laser crystallization apparatus using a 1: 1 mask is provided with a plurality of beam scanning unit.
레이저빔을 기판 상에 주사하는 빔주사부;
상기 빔주사부와 기판 사이에 위치하고, 레이저빔에 의해 기판에서 패터닝 하고자 하는 영역과 동일한 크기 및 배열로 투과영역이 형성되어 있는 마스크를 포함하고,
상기 빔주사부에서 나온 레이저빔은 상기 투과영역을 통과하여 기판에 직접 주사되고 기판의 국부적인 영역을 결정화할 수 있으며,
상기 빔주사부는 라인빔을 형성할 수 있고, 상기 빔주사부는 기판 상에서 패터닝 하고자 하는 영역을 따라서 이동이 가능한 라인빔 스캐너인 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치.
A beam scanning unit scanning a laser beam on the substrate;
A mask disposed between the beam scanning unit and the substrate and having a transmissive region formed in the same size and arrangement as a region to be patterned on the substrate by a laser beam,
The laser beam emitted from the beam scanning unit can be scanned directly through the transmission region and crystallize the local region of the substrate,
And the beam scanning unit may form a line beam, and the beam scanning unit is a line beam scanner that is movable along a region to be patterned on a substrate.
레이저빔을 기판 상에 주사하는 빔주사부;
상기 빔주사부와 기판 사이에 위치하고, 레이저빔에 의해 기판에서 패터닝 하고자 하는 영역과 동일한 크기 및 배열로 투과영역이 형성되어 있는 마스크를 포함하고,
상기 빔주사부에서 나온 레이저빔은 상기 투과영역을 통과하여 기판에 직접 주사되고 기판의 국부적인 영역을 결정화할 수 있으며,
상기 빔주사부는 기판 상에서 패터닝 하고자 하는 영역을 따라서 이동이 가능한 스캐너인 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치.
A beam scanning unit scanning a laser beam on the substrate;
A mask disposed between the beam scanning unit and the substrate and having a transmissive region formed in the same size and arrangement as a region to be patterned on the substrate by a laser beam,
The laser beam emitted from the beam scanning unit can be scanned directly through the transmission region and crystallize the local region of the substrate,
The laser crystallization apparatus using the 1: 1 mask which is a scanner which can move along the area | region to pattern on a board | substrate.
제10항에 있어서,
상기 마스크와 상기 기판 사이에는 1:1 프로젝션 렌즈가 구비되어 있고,
상기 스캐너, 마스크 및 1:1 프로젝션 렌즈는 함께 이동하는 것을 특징으로 하는 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치.
The method of claim 10,
1: 1 projection lens is provided between the mask and the substrate,
And the scanner, the mask and the 1: 1 projection lens move together.
제10항에 있어서,
상기 스캐너는 다수 개가 구비되는 것을 특징으로 하는 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치.
The method of claim 10,
Laser crystallization apparatus using a 1: 1 mask, characterized in that the scanner is provided with a plurality.
제3항에 있어서,
상기 빔주사부와 상기 마스크 사이에는 회절 광학 소자가 구비되고,
상기 회절 광학 소자는 레이저빔을 상기 투과영역으로만 집광하는 것을 특징으로 하는 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치.
The method of claim 3,
A diffractive optical element is provided between the beam scanning unit and the mask,
And the diffractive optical element focuses a laser beam only on the transmission region.
레이저빔을 기판 상에 주사하는 빔주사부;
상기 빔주사부와 기판 사이에 위치하고, 레이저빔에 의해 기판에서 패터닝 하고자 하는 영역과 동일한 크기 및 배열로 투과영역이 형성되어 있는 마스크를 포함하고,
상기 빔주사부에서 나온 레이저빔은 상기 투과영역을 통과하여 기판에 직접 주사되고 기판의 국부적인 영역을 결정화할 수 있으며,
상기 빔주사부와 상기 마스크 사이에는 집광 렌즈 유닛이 구비되어 있고,
상기 집광 렌즈 유닛의 일면에는 레이저빔을 상기 마스크의 투과영역으로만 집광하는 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치.
A beam scanning unit scanning a laser beam on the substrate;
A mask disposed between the beam scanning unit and the substrate and having a transmissive region formed in the same size and arrangement as a region to be patterned on the substrate by a laser beam,
The laser beam emitted from the beam scanning unit can be scanned directly through the transmission region and crystallize the local region of the substrate,
A condenser lens unit is provided between the beam scanning unit and the mask.
And a 1: 1 mask on one surface of the condensing lens unit for condensing a laser beam only into a transmission region of the mask.
레이저빔을 기판 상에 주사하는 빔주사부;
상기 빔주사부와 기판 사이에 위치하고, 레이저빔에 의해 기판에서 패터닝 하고자 하는 영역과 동일한 크기 및 배열로 투과영역이 형성되어 있는 마스크를 포함하고,
상기 빔주사부에서 나온 레이저빔은 상기 투과영역을 통과하여 기판에 직접 주사되고 기판의 국부적인 영역을 결정화할 수 있으며,
상기 마스크는 포토 레지스트에 의해 형성되는 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치.
A beam scanning unit scanning a laser beam on the substrate;
A mask disposed between the beam scanning unit and the substrate and having a transmissive region formed in the same size and arrangement as a region to be patterned on the substrate by a laser beam,
The laser beam emitted from the beam scanning unit can be scanned directly through the transmission region and crystallize the local region of the substrate,
The mask is a laser crystallization apparatus using a 1: 1 mask formed by a photoresist.
레이저빔을 기판 상에 주사하는 빔주사부;
상기 빔주사부와 기판 사이에 위치하고, 레이저빔에 의해 기판에서 패터닝 하고자 하는 영역과 동일한 크기 및 배열로 투과영역이 형성되어 있는 마스크를 포함하고,
상기 빔주사부에서 나온 레이저빔은 상기 투과영역을 통과하여 기판에 직접 주사되고 기판의 국부적인 영역을 결정화할 수 있으며,
상기 마스크는 연결 프레임에 의해 다수 개가 결합된 마스크 결합체인 1:1 마스크를 이용한 레이저 결정화 장치.

A beam scanning unit scanning a laser beam on the substrate;
A mask disposed between the beam scanning unit and the substrate and having a transmissive region formed in the same size and arrangement as a region to be patterned on the substrate by a laser beam,
The laser beam emitted from the beam scanning unit can be scanned directly through the transmission region and crystallize the local region of the substrate,
The mask is a laser crystallization apparatus using a 1: 1 mask which is a mask assembly in which a plurality of masks are coupled by a connecting frame.

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