KR101446821B1 - 레이저 빔 공간 강도 프로파일의 최적화를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 기판을 처리하도록 구성되는 얇은 빔 결정화 시스템은 레이저 광을 생성하도록 구성되는 레이저를 포함하고, 레이저는 고 에너지 모드 및 저 에너지 모드를 갖도록 구성된다. 고 에너지 모드는 규소 기판을 완전히 용융시키기에 충분한 광 에너지를 생성하도록 구성되는 한편, 저 에너지 모드는 규소 기판을 완전히 용융시키기에 충분하지 않은 광 에너지를 생성하도록 구성된다. 이 시스템은 레이저에 결합되고 레이저로부터 발산되는 레이저 광을 단축과 장축을 가진 길고 얇은 빔으로 변환하도록 구성되는 빔 조형 광학부와, 규소 기판을 지지하도록 구성되는 스테이지와, 스테이지에 결합되는 병진기를 더 포함하고, 병진기는 레이저의 발사와 연계하여 스텝 사이즈를 형성하도록 규소 기판을 전진시키도록 구성된다.

LCD, 기판 처리, 레이저, TFT, 규소 기판

Description

레이저 빔 공간 강도 프로파일의 최적화를 위한 시스템 및 방법 {SYSTEMS AND METHOD FOR OPTIMIZATION OF LAZER BEAM SPATIAL INTENSITY PROFILE}

본 발명은 대체로 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD)에 관한 것이며, 특히 LCD를 제조하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

디스플레이 내의 각 화소를 제어하는데 액티브 박막 트랜지스터(TFT)가 사용되는 액티브 매트릭스 LCD에 있어서 이미 안정적이고 성장하는 시장이 존재한다. 예를 들어, 액티브 매트릭스 LCD는 컴퓨터 스크린을 위한 주된 기술이다. 또한, 최근에 액티브 매트릭스 LCD 솔루션은 텔레비젼, 휴대 전화, PDA, 비디오 레코더 등과 같은 시장 부문을 급격히 잠식해왔다.

액티브 매트릭스 LCD는 가장 빠르게 성장할 디스플레이 산업 부문으로 예측되며, 향후 5년간 예상 평균 연간 성장율이 35퍼센트이다. 반대로, 패시브 LCD 및 통상의 음극선관(CRT)은 성장률이 정체 내지 마이너스일 것으로 예측된다. 플러스 성장률일 것으로 예측되는 유일한 기타 디스플레이 기술은 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 디스플레이며, 이것은 특수한 응용예를 위해 이제 막 부상하고 있고 2007년 이후에 매년 두 배 이상이 될 것으로 예측된다.

전반적인 빠른 성장에 더하여, LCD 시장의 특성이 변하고 있다. 즉 새로운 LCD 응용예일수록 더 많은 다양성과 더 특수한 요건을 포함한다. 예를 들어, 전화기는 모든 LCD의 대략 50%를 차지하지만, 총 LCD 면적의 2%만을 차지한다. 반대로, 모니터는 LCD의 대략 27%를 차지하지만, 총 면적의 50%를 차지한다. TV 응용예의 빠른 성장 및 큰 스크린 사이즈로, 텔레비젼은 2008년까지 총 LCD 면적의 30% 이상을 포함할 것으로 전망된다. 이들 큰 스크린 응용예들은 이전의 LCD 응용예들에 비해 많은 특수한 요건들을 갖는다.

높은 예상 성장률을 뒷받침하고 성공적으로 신규 시장 기회에 참여하기 위해, LCD 제조자들은 LCD 공급의 특징 및 성능을 개선하는 동시에 생산 비용 및 처리량을 개선하도록 부상하는 디스플레이 제작 기술을 강화할 수 있어야 한다.

성장이 빠르고 제품이 다양한 다음 단계로 LCD 산업이 이행함에 따라서, 성공의 몇몇 인자는 TFT의 크기의 직접 함수인 작은 화소 크기 및 높은 밀도와, 비디오 요건을 뒷받침하기 위한 높은 TFT 스위칭 속도를 포함한다. 더 밝은 디스플레이 능력, 화소당 더 많은 빛을 위한 개선된 개구율(aperture ratio) 및 전반적으로 낮은 생산 비용도 또한 성공을 위한 인자들이다. 낮은 생산 비용은 빠른 처리량 및 지속적으로 높은 패널당 양품 디스플레이의 수율로부터 가능하다. 장기간의 성공을 위해, LCD 제조자는 OLED와 같은 타입의 새로운 고성장 스크린의 효율적인 제조에 저렴하게 적용될 수 있는 기술 솔루션에 투자하는 것이 중요할 것이다.

액티브 매트릭스 LCD를 위한 TFT의 제조를 뒷받침할 유리 기판 상에 도전성 층을 생성하기 위해 현재 사용되는 2개의 주요 처리 방법은 비정질 규소(a-Si) 및 저온 다결정 규소(다결정-Si 또는 LTPS)이다. a-Si 공정에서는, PECVD Si 필름 상에 직접 게이트층이 생성된다. 다결정 Si 또는 LTPS 공정에서는, 고성능 TFT를 생산하기 위해 게이트 제작 전에 PECVD Si 필름이 결정화된다. 이들 공정에서는, 유리 기판의 용융을 방지하기 위해 온도가 낮게 유지된다. 전자의 이동은 본질적으로 비정질 규소 트랜지스터를 통과할 때 더 느리기 때문에, a-Si 기반의 TFT는 소스로부터 드레인에 충분한 전류를 제공하기 위해 물리적으로 더 커야 한다. 다른 한편으로, 다결정 규소에 의해 달성될 수 있는 현저히 높은 전자 이동성으로 인해, LTPS 기반의 TFT는 더 작고 더 빠를 수 있다. 다결정 규소 트랜지스터는 본질적으로 더 작기 때문에, 더 많은 빛이 각각의 화소를 통과할 수 있다. 이것은 설계 유연성에 의해 개선된 개구율 또는 더 큰 화소 밀도, 또는 둘 모두를 가능하게 한다.

LTPS의 TFT 사이즈 및 성능상의 장점에도 불구하고, 대부분의 LCD 패널은 오늘날 여전히 비정질 규소 공정을 사용하여 제작된다. 주된 이유는 적은 수의 처리 단계로 인해 a-Si 공정의 비용이 비교적 낮고, 미숙한 LTPS 설비와 관련하여 잠재적으로 미지의 사항들이 있기 때문이다. 큰 스크린의 LCD에 하나의 흠이 있더라도 전체 장치가 폐기되기 때문에, a-Si는 또한 비용을 최소화하는 "안전한" 공정이었다. 그러나 a-Si 공정이 상당히 양호하게 확립되고 제어 가능하다 하더라도, 이제 a-Si 기술은 더 높은 화소 밀도, 더 빠른 응답 및 더 밝은 디스플레이에 대한 요구를 뒷받침하는데 있어서 그 한계에 접근하고 있다는 것이 명확해졌다.

지금까지, LTPS는 일반적으로 더 작고, 더 높은 성능의 디스플레이를 목표로 했는데, 그 이유는 다결정 규소 기반의 TFT의 더 작은 물리적 크기는 증가된 스크 린 밝기, 더 높은 화소 밀도 및 더 낮은 에너지 소비를 가능하게 하기 때문이다. 또한, LTPS 트랜지스터의 본질적으로 더 빠른 스위칭은 비디오 레코더뿐만 아니라 휴대 전화 및 PDA에서의 비디오 특징부와 같은 비디오 응용예의 요건을 만족시킨다.

디스플레이 제조자들은 또한 2007년에 시작될 것으로 전망되는 빠른 성장으로 디스플레이 시장의 상당 부분을 차지할 유기 발광 다이오드 기술의 부상에 대비해 계획을 세워나가야 한다. 몇몇 단순한 OLED 장치가 이미 소형 스크린, 자동차 계기용의 고휘도 디스플레이 및 디지털 카메라와 같은 특수한 응용예들에 활용되고 있다. 몇몇 회사는 대형 스크린 OLED 디스플레이를 생산할 계획을 발표하였으며, 이것은 상품화되었을 때 디스플레이 밝기 및 색상이 중요한 차별화 인자인 응용예들에 있어서 상당한 시장 점유율을 획득할 것이다.

OLED 기반의 디스플레이에 있어서, 분자 구조는 백라이트 광원을 위한 광 밸브로서 작용하는 것이 아니라 실제적으로 빛을 발산하고, 따라서 훨씬 더 밝은 스크린을 가능하게 한다. OLED 내의 발광 물질은 LCD에서와 같이 전압 구동되는 것이 아니라 전류 구동되기 때문에, 다결정 규소의 더 높은 전자 이동성 및 더 안정적인 전류 용량이 OLED의 실시를 가능하게 하는데 중요한 역할을 한다. OLED의 본질적인 높은 발광은 또한 설계자가 동일한 밝기를 발생시키기 위해 더 작은 화소를 선택하는 것을 허용할 것이며, 따라서 더 높은 해상도를 가능하게 한다. 따라서 OLED 디스플레이의 실시는 다결정 규소를 통해 달성 가능한 더 작은 기하학적 구조와의 양립성이 더 클 것이다.

더 나아가, 디스플레이 제조자는 최근의 다양한 급성장하는 LCD 요건에 부합하는 다결정 규소 생산을 위한 높은 처리량, 높은 수율 용량을 제공하는 한편 예를 들어 OLED 시장의 부상(ramp-up)과 같은 미래를 위한 기반을 닦는 패널 제조 기술을 채용할 필요가 있다. LCD 또는 OLED 제조 방법론은 세 가지 영역, 즉 고성능 TFT를 생산하는 것, 전체 패널에 걸쳐 균일한 재료와 장치를 산출하는 것, 그리고 높은 처리량과 낮은 작업 비용의 조합을 통해 생산 효율을 최적화하는 것에 초점을 맞출 수 있다.

가장 널리 사용되는 LTPS 제조 기술은 규소 필름을 용융시키기 위해 레이저를 사용하여 대체로 나노세컨드 대의 매우 짧은 시간에 걸쳐 규소 필름을 액화점까지 가열하는 표면 처리를 수반하며, 이 표면 처리 이후 Si 필름이 다결정 규소로 재결정화된다. LTPS 기술에서의 주요한 과제는 전체 패널에 걸쳐 균일한 결정화를 보장하는 한편 높은 수준으로 유지되는 처리량 및 낮은 작업 비용을 제공하는 효과적인 공정의 제어이다.

기판을 처리하도록 구성되는 얇은 빔 결정화 시스템은 레이저 광을 생성하도록 구성되는 레이저를 포함하고, 레이저는 고 에너지 모드 및 저 에너지 모드를 갖도록 구성된다. 고 에너지 모드는 규소 기판을 완전히 용융시키기에 충분한 광 에너지를 생성하도록 구성되는 한편, 저 에너지 모드는 규소 기판을 완전히 용융시키기에 충분하지 않은 광 에너지를 생성하도록 구성된다. 이 시스템은 레이저에 결합되고 레이저로부터 방출되는 레이저 광을 단축과 장축을 가진 길고 얇은 빔으로 변환하도록 구성되는 빔 조형 광학부와, 규소 기판을 지지하도록 구성되는 스테이지와, 스테이지에 결합되는 병진기를 더 포함하고, 병진기는 레이저의 발사와 연계하여 스텝 사이즈를 형성하도록 규소 기판을 전진시키도록 구성된다.

일 태양에서, 이 시스템은 저 에너지 모드에서 ELA와 같은 일 유형의 어닐링 공정을 수행하는 한편, 고 에너지 모드에서 얇은 빔 지향성 결정화와 같은 다른 유형의 어닐링 공정을 수행하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 공정의 선택은 기판에 형성될 특정 영역에 최적화될 수 있다.

이상의 내용 및 본 발명의 다른 특징, 태양 및 실시예가 아래의 "실시예" 부분에 설명된다.

본 발명의 특징, 태양 및 실시예들은 첨부된 도면과 연계하여 설명된다.

도 1은 단일 펄스 조사 후에 필름 표면의 예시적인 단면을 도시하는 다이어그램이다.

도 2는 단일 펄스 조사 후에 필름 표면의 다른 예시적인 단면을 도시하는 다이어그램이다.

도 3은 도 1의 필름 표면의 단면의 제2 조사시에 빔의 예시적인 위치를 도시하는 다이어그램이다.

도 4는 도 3에 도시된 제2 조사시에 입사되는 광자의 예시적인 산란을 도시하는 다이어그램이다.

도 5A 내지 도 5C는 예시적인 단축(short-axis) 공간 강도를 도시하는 다이 어그램이다.

도 6은 "n"회의 펄스 후에 빔의 예시적인 위치를 도시하는 다이어그램이다.

도 7은 "n+1"회의 펄스 후에 빔의 공간 강도 및 빔의 예시적인 위치를 도시하는 다이어그램이다.

도 8은 액정 디스플레이를 제조하기 위한 예시적인 장치이다.

도 9는 비정질 규소 코팅된 유리 패널을 도시하는 다이어그램이다.

얇은 빔 지향성 결정화(Thin-beam Directional Crystallization) 또는 얇은 빔 지향성 엑스탈라이제이션(Thin-beam Directional 'Xtallization: TDX) 제조 방법은 다결정 규소의 고유한 장점을 효율적인 체적 지향적 생산 능력(volume-oriented production capability)과 조합할 수 있다. 최종 결과는 우수한 전자 이동성, 편평한 표면 토폴로지(topology), 큰 공정 윈도우, 및 보다 많은 처리량일 수 있다. 다양한 타입의 레이저가 얇은 빔 지향성 결정화에 사용될 수 있으며, 예를 들어 일 실시예에서는 고상 레이저가 사용될 수 있다. 다른 실시예에서는 고 에너지 엑시머 레이저가 TDX 공정에 사용될 수 있다. 본래 마이크로리소그래피 응용예의 반도체를 위해 개발된 마스터 발진기 출력 증폭기(master oscillator power amplifier: MOPA) 구조가 또한 사용될 수 있다. 레이저는 351나노미터에서 작동할 수 있고, 뛰어난 펄스 대 펄스 안정성 및 높은 신뢰성으로 900와트 이상의 출력을 제공할 수 있다. 다른 파장, 예를 들어 308나노미터의 파장이 또한 사용될 수 있다. 일반적으로, 예를 들어 규소와 같은 용융될 재료에 의해 강하게 흡수되는 파 장이 사용될 수 있다. TDX 시스템은 2004년 2월 18일자로 출원된 "고 에너지, 고 안정성 가스 방전 레이저 표면 처리 시스템(Very High Energy, High Stability Gas Discharge Laser Surface Treatment System)"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제10/781,251호, 2004년 7월 1일자로 출원된 "레이저 박막 다결정 규소 어닐링 광학시스템(Laser Thin Film Poly-Silicon Annealing Optical System)"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제10/884/101호, 2004년 7월 1일자로 출원된 "레이저 박막 다결정 규소 어닐링 시스템(Laser Thin Film Poly-Silicon Annealing System)"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제 10/884,547호, 2005년 8월 11일자로 출원된 "레이저 박막 다결정 규소 어닐링 광학 시스템(Laser Thin Film Poly-Silicon Annealing Optical System)"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제11/201,877호에 기술되어 있으며, 이들의 전체 내용은 본원에 참고로 인용된다.

본원 설명된 시스템 및 방법과 연계하여 사용되는 TDX 광학 시스템은 레이저 광을 매우 길고 얇으며 균일한 빔으로 변환하여 그것을 규소 기판에 전달할 수 있다. 또한, 그것은 빔의 에너지, 밀도 및 포인팅을 안정화시키도록 구성될 수 있고, 이는 TDX 공정의 일관성을 개선할 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 펄스는 대략 5마이크로미터의 폭과 730밀리미터의 길이를 가진 영역을 노광할 수 있다. 빔의 길이는 단일 패스(pass)에서 유리가 처리되도록 기판의 폭과 일치할 수 있다. 이것은 고도의 균일성과 빠른 처리량을 보장하는데 일조할 수 있다. 노광시에, 패널은 일정한 속도로 스캐닝될 수 있고, 레이저는 예를 들어 2마이크로미터의 피치 또는 스텝 사이즈로 발사될 수 있다. 피치는 용융 구역이 항상 이전의 펄스의 고 품질 결정으로부터 씨드(seed) 형성되어 긴 지향성 다결정 규소 결정을 형성하도록 선택될 수 있다. 각각의 펄스는 또한 이전의 용융 구역의 중심에 있는 큰 릿지(ridge) 또는 돌출부를 용융시켜, 더 편평한 표면을 형성한다.

TDX 공정은 용융 구역이 에지로부터 중심을 향해 측방향으로 재응고되는 제어된 초 측방향 성장의 형태에 기초한다. 결정 성장이 규소층 내부로부터 수직으로 진행하는 ELA와 반대로, 측방향 성장은 높은 전자 이동성을 가진 큰 지향성 다결정 규소 입자를 형성한다. TDX 공정은 ELA보다 훨씬 큰 공정 윈도우를 갖는데, 그 이유는 TDX 공정이 규소 필름의 공간적으로 제어된 완전한 용융에 의존하고 에너지 감응성 부분 필름 용융을 방지하기 때문이다.

시스템-온-글래스(System on Glass: SOG) 설계법의 사용은 다결정 규소에 의해서만 가능해지고 또한 LTPS 공정 효율에 있어서의 새로운 TDX 진보로부터 도움을 받는 또 따른 발전의 장이다. LTPS에 의해 달성 가능한 더 높은 전자 이동성 및 더 작은 크기의 트랜지스터는 구동 전자 장치가 얇은 Si 코팅 내에 직접 제작되는 것을 허용한다. 이것은 탭 본드 연결의 필요성을 줄임으로써 패널 비용을 절감하고 패널 튼튼함을 또한 개선하는 유용한 방법을 제공한다. 다결정 규소의 훨씬 높은 전자 이동성은 디지털-아날로그 변환기(DAC)를 기판에 집적하는 것과 같은 구동 전자 장치의 추가적인 집적과, 예를 들어 더 많은 TFT 스위치를 제어하기 위해 더 빠른 드라이버를 사용함으로써 드라이버의 수를 줄이는 것을 허용한다.

SOG에 의한 전반적인 비용 절감은 많은 소형 LCD 스크린으로 구성되는 큰 패널을 처리하는데 있어서 특히 두드러진다. 각각의 스크린에 대해 별개의 탭 접합 구동 전자 장치에 의한 통상적인 a-Si 방법을 사용할 때, 드라이브 칩은 스크린마다 상당한 비용뿐만 아니라 고가의 추가적인 조립 단계를 수반할 수 있다. 비교해 보면, 다결정 실리콘에 의한 SOG는 구동 전자 장치가 백플레인(backplane) 제조 공정시에 효율적으로 제작되는 것을 허용한다.

이것을 염두에 두고, 도 1은 본원에 설명된 시스템 및 방법의 일 실시예에 따른 얇은 빔 지향성 결정화 공정에서 단일 펄스 조사 후의 필름 표면(102)의 예시적인 단면을 도시하는 다이어그램이다. 필름 표면(102)은 예를 들어 비정질 규소일 수 있다. 얇은 빔 조사는 레이저를 사용하여 표면(102)의 일부를 용융시킨다. 용융된 부분은 대체로 용융 구역의 측면으로부터 중심을 향해 굳어지거나 또는 응고되어, 2개의 측방향으로 응고된 구역(104, 106)을 남긴다. 이것은 규소 필름(102)의 용융되지 않은 각각의 에지가 "씨드(seed)"로 작용하여, 그 위에서 용융된 규소가 성장할 수 있기 때문이다.

대체로 조사된 표면의 중심에 또는 그 근처의 적어도 하나의 응고점에 돌출부(108)가 존재할 수 있다. 돌출부(108)는 2개의 에지가 서로를 향해 성장할 때 발생될 수 있다. 2개의 에지가 함께 성장하는 중심에서 또는 그 근처에서, 결정화된 구조들은 대체로 서로 일치하지 않는데, 그 이유는 각각의 에지가 용융 구역의 양 측면으로부터 "씨드 형성되고" 이들 측면은 대체로 서로 일치하지 않기 때문이다. 일치하지 않는 구조들이 만나는 곳에서, 결정들은 서로를 가압하여 표면으로부터 상방으로 밀어올릴 것이다. 이들 돌출부(108)는 필름의 두께 정도일 수 있다. 필름의 두께는 일반적으로 약 50 내지 100나노미터이지만, 다른 필름 두께도 가능하다.

돌출부(108)는 표면의 균일한 결정화 구조를 파괴한다. 또한, 상술한 바와 같이, 어닐링 후에 나타나는 돌출부(108)의 패턴은 또한 균일한 게이트 유전성 층을 적층하는 것을 곤란하게 하여, 패널을 가로질러 TFT 성능의 불균일을 초래할 수 있다. 돌출부(108)를 제거하기 위해, 돌출부는 후속 레이저 샷에서 재용융될 수 있다.

예를 들어, 필름 표면(102)은 후속 샷을 위해 레이저 아래에서 특정한 스텝 사이즈만큼 이동될 수 있다. 그러나, 스텝 사이즈는 돌출부(108)의 용융을 보장하기 위해 충분한 레이저 에너지가 돌출부(108)에 투입되도록 설정되어야 한다. 따라서, 각각의 돌출부(108)의 재용융의 필요성은 달성 가능한 최대 스텝 사이즈를 제한한다. 최대의 이론상 스텝 사이즈는 측방향 성장 거리(110)와 동일한데, 그 이유는 레이저가 돌출부(108)를 재용융시켜야 하기 때문이다. 도 1의 예에서, 측방향 성장 거리는 용융 구역의 폭의 약 절반과 동일하다. 따라서, 사용 가능하고 또한 여전히 돌출부(108)가 용융되는 것을 보장하는 이론적인 최대 스텝 사이즈는 측방향 성장 거리에서 돌출부(108)의 폭을 뺀 것과 대략 동일하다.

그러나, 일반적으로 스텝 사이즈는 이론적인 최대 값보다 훨씬 작게, 예를 들어 레이저 펄스 폭이 약 5㎛인 경우에 수백 나노미터만큼 작게 유지되어야 한다. 이러한 감소는 처리량을 감소시킨다. 실제적인 스텝 사이즈는 최대 이론 스텝 사이즈보다 작은데, 그 이유는 돌출부(108)를 재용융시키는데 더 큰 에너지가 요구되기 때문이다. 이는 돌출부(108)가 필름 표면(102)의 나머지 부분보다 더 두껍기 때문이다. 또한, 돌출부(108)는 레이저 광을 산란시킬 수 있다. 그리하여, 그 두께로 인해 돌출부(108)를 용융시키는데 더 많은 에너지를 사용할 뿐만 아니라, 돌출부(108)에 의해 산란되는 레이저 에너지를 보상하기 위해 더 많은 에너지가 필요할 것이다.

도 4는 조사시에 입사되는 광자의 예시적인 산란을 도시하는 다이어그램이다. 입사되는 광자(408)가 표면(102)을 조사할 때, 이들 광자(402)의 일부는 돌출부(108)에 의해 산란된다. 따라서, 돌출부(108)를 용융시키는데 더 많은 에너지가 요구된다. 상술한 바와 같이, 이러한 산란 및 돌출부(108)의 추가 두께는 달성 가능한 스텝 거리를 줄이고 LCD의 처리 시간을 증가시킬 수 있는데, 그 이유는 돌출부(108)를 용융시키는데 더 많은 에너지가 요구되기 때문이다. 따라서, 돌출부(108)의 위치에 더 많은 에너지를 유도하는 공간 강도 단축 프로파일이 스텝 사이즈(304)를 최대화하는데 사용될 수 있다.

레이저 빔의 폭은 도 2에 도시된 유핵 입자(204)들의 형성을 방지하도록 제어되어야 한다. 유핵 입자들은 측면들이 함께 성장하기 전에 중심이 냉각될 때 발생할 수 있다. 측면들이 함께 성장하기 전에 중심이 냉각되면, 그 구조는 일반적으로 어느 측면의 결정 구조와도 일치하지 않는데, 그 이유는 어느 측면으로부터도 "씨드 형성"되지 않기 때문이다. 오히려 측면들이 함께 성장하는 것보다 더 빠르게 중심이 냉각되는 경우에는, 내부로부터 수직으로 씨드 형성될 것이다. 이것은 용융 구역이 너무 넓은 경우, 즉 레이저 빔의 폭이 너무 넓은 경우에 발생할 수 있다. 용융 구역이 너무 넓으면, 측면들은 중심이 응고되기 전에 함께 성장할 수 없 다.

빔이 너무 넓으면, 측방향 응고 구역(206, 208)이 중심의 유핵 구역(204)까지 성장하고 2개의 돌출부(210, 212)가 발생할 수 있다. 돌출부(210, 212)들은 에지들이 유핵 구역(204) 안으로 성장할 때 발생될 수 있다. 각각의 측방향 응고 구역(206, 208)의 결정화 구조는 일반적으로 유핵 구역(204)과 일치하지 않는데, 그 이유는 각각의 에지가 용융 구역의 양 측면으로부터 "씨드 형성"되기 때문이다. 일치하지 않는 구조들이 만나는 곳에서, 결정은 서로를 가압하여 표면으로부터 밀어올릴 것이다. 상술한 바와 같이, 일반적으로 필름 표면(202)이 응고될 때 형성된 LCD의 결정화 구조는 균일한 것이 바람직하다. 돌출부(210, 212)는 표면의 균일한 결정화 구조를 파괴한다. 따라서, 유핵 구역(204)이 발생하지 않도록 빔의 폭을 제한하는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 빔의 폭은 대략 5㎛이지만, 빔의 폭은 구체적인 실시예에 따라 달라진다는 것이 이해될 것이다. 핵화가 발생하기 전에 각각의 측면이 함께 성장하는 한, 미세 입자 유핵 구역(204)은 발생하지 않을 것이다.

상술한 바와 같이, 돌출부(108)를 용융시키기 위해 필름 표면(102)은 빔 아래로 이동되거나 또는 단계적 진행할 수 있다. 표면(102)은 예를 들어 펄스 폭의 절반보다 약간 작게 좌측으로 이동될 수 있다. 그 후, 돌출부(108)는 측방향 응고 구역(104)의 작은 부분, 측방향 응고 구역(106)의 전체 및 조사되지 않은 비정질 Si(114)의 일부와 함께 재용융될 수 있다. 측방향 응고 구역은 좌측에서 우측으로 성장할 때, 측방향 응고 구역(104)으로부터 씨드 형성하여, 중간에서 만나서 새로 운 돌출부를 형성할 때까지 측방향 응고 영역(104)의 결정화 구조를 지속시킬 것이다. 이것은 도 3에서 볼 수 있다.

도 3은 도 1의 필름 표면의 단면의 제2 조사시에 빔의 예시적인 위치를 도시하는 다이어그램이다. 제1 조사시의 빔의 위치는 위치(302)에 도시된다. 상술한 바와 같이, 표면(102)의 다음 섹션을 용융시키기 위해 필름 표면(102)이 빔 아래로 이동될 수 있다. 표면(102)은 예를 들어 빔 폭의 절반보다 약간 작을 수 있는 스텝 거리(304)만큼 좌측으로 이동될 수 있다. 그 후 빔은 표면(102)에 입사 광자(308)를 조사하는 제2 샷 동안 위치(306)에 있을 것이다. 광자(308)는 측방향 응고 구역(104)의 작은 부분(310), 측방향 응고 구역(106)의 전체 및 조사되지 않는 비정질 Si(114)의 일부(312)와 함께 돌출부(108)를 재용융시킬 것이다. 새로운 측방향 응고 구역은 좌측에서 우측으로 성장할 때, 측방향 응고 구역(104)으로부터 씨드 형성하여, 새로운 용융 구역의 중간에서 만나 새로운 돌출부를 형성할 때까지 측방향 응고 구역(104)의 결정 구조를 지속시킬 것이다. 새로운 돌출부가 대략 위치(314)에 형성될 것이다.

도 6은 "n"회의 펄스 후에 빔의 예시적인 위치(602)를 도시하는 다이어그램이다. 필름 표면(102)은 일정한 속도로 이동될 수 있다. 각각의 펄스는 필름 표면(102)이 하나의 공칭 스텝 사이즈만큼 이동할 때 발생하도록 시기가 조정될 수 있다. 도시된 바와 같이, 레이저가 표면(102)을 따라 이동함에 따라 빔 폭(602)의 대략 절반의 길이를 각각 갖는 연속적인 측방향 응고 구역(604)이 형성된다. 상술한 바와 같이, 공칭 스텝 사이즈는 대체로 이론적인 최대 스텝 사이즈보다 작고, 실제적인 스텝 사이즈는 돌출부(108) 근처에서 강도 피크를 가짐으로써 최대화될 수 있다.

도 3을 참조하면, 스텝 거리(304)는 이론적인 최대 값보다 작을 수 있는데, 그 이유는 돌출부(108)를 재용융시키는데 추가의 에너지가 사용되고, 돌출부(108)에 의해 빛이 산란될 수 있기 때문이다. 처리는 각각의 섹션이 냉각될 때에만 진행될 수 있다. 더 작은 스텝은 처리 시간을 증가시킬 수 있고, 이전에 용융된 영역을 재용융하는데 시간을 낭비할 수 있다. 측방향 응고 구역(104)의 작은 부분(310)은 빔으로부터의 광자(308)에 의해 재용융된다. 이해되는 바와 같이, 작은 부분(310)이 커질수록, 필름 표면(102)을 처리하는데 대체로 더 많은 시간이 소요될 것이다. 따라서, 작은 부분(310)이 최소화될 수 있다면, 즉 더 큰 스텝 사이즈가 달성될 수 있다면, 대체로 제조 공정이 가속되어 더 빠른 처리 시간 및 더 큰 생산량이 가능해진다.

도 5A 내지 도 5C는 돌출부(108)의 위치에 더 많은 에너지를 유도하는데 사용될 수 있는 예시적인 단축 공간 강도 프로파일을 도시하는 다이어그램이다. 도 5A는 톱 해트(top-hat) 프로파일을 도시한다. 대체로, 도 5A에 도시된 바와 같은 가파른 측면을 가진 톱 해트 프로파일이 바람직한데, 그 이유는 표면(102)에 대해 보다 균일한 에너지의 인가를 발생시키기 때문이다. 그러나, 상술한 바와 같이, 스텝 사이즈를 증가시키기 위해 더 많은 에너지를 돌출부(108)에 유도하는 것이 바람직할 수 있다. 도 5A에 도시된 바와 같은 톱 해트 프로파일에 의해 빔의 에너지 밀도를 상승시킴으로써 더 많은 에너지가 돌출부(108)에 유도될 수 있다. 그러나, 대체로 톱 해트 공간 프로파일에 의해 빔의 에너지 밀도를 단순히 상승시키는 것은 충분하지 않은데, 그 이유는 이것이 궁극적으로 비정질 Si 필름에 입사되는 빔의 측면에서 필름 손상 또는 덩어리화를 유발할 수 있기 때문이다.

빔의 강도 프로파일을 필름의 요구 용융 온도와 대략적으로 상호관련시키는 레이저 빔 단축 프로파일이 대체로 바람직하다. 이 프로파일은 손상 역치를 초과하지 않고 최대의 펄스당 스텝 거리를 가능하게 하도록 조정될 수 있다. 도 5B 및 도 5C는 돌출부(108)의 위치와 상호 관련되는 빔의 에지 상에서 발생되는 강도 피크를 가진 2개의 단축 프로파일을 도시한다. 예를 들어, 2004년 7월 1일자로 출원된 "레이저 박막 다결정 규소 어닐링 시스템(Laser Thin Film Poly-Silicon Annealing System)"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제10/884,547호(전체 내용이 본원에 참고로 인용됨)의 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같은 빔 전달 및 빔 처리 시스템의 올바른 제어가 단축 공간 강도 프로파일을 조작하는데 사용될 수 있다.

도 7은 도 5B에 도시된 것과 유사한 단축 공간 강도 프로파일을 가진 빔(712)의 사용을 도시하는 다이어그램이다. 상술한 바와 같이, 빔의 강도 프로파일을 필름의 요구 용융 온도에 대략적으로 상호 관련시키는 단축 레이저 빔 프로파일이 대체로 바람직하다. 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 강도는 돌출부(108) 근처에서 최고이다. 이러한 방식으로, 상술한 바와 같이 증가된 두께 및 산란으로 인해 돌출부(108)를 용융시키는데 요구될 수 있는 추가의 에너지를 제공하도록 더 많은 에너지가 공급될 수 있다. 단축 프로파일의 좌측에 더 많은 에너지가 포함되기 때문에, 스텝 사이즈(704)가 증가될 수 있고, 그리하여 이론적인 최대 값에 더 근접하면서도 여전히 돌출부(108)의 충분한 용융을 보장한다.

환언하면, 도 5B 및 도 5C에 도시된 바와 같은 단축 공간 강도 프로파일을 사용함으로써, 부분(310)이 감소될 수 있고 스텝 사이즈가 증가될 수 있다. 사이즈의 증가는 실시예에 따라 달라질 수 있지만, 스텝 사이즈는 돌출부(108)의 위치에서 빔의 증가된 강도로 인해 이론상의 최대 값에 더 근접할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 스텝 사이즈는 예를 들어 총 빔 폭에 있어서 수백 나노미터까지 증가될 수 있다.

도 8은 본원에 설명된 시스템 및 방법의 실시예에 따른 액정 디스플레이를 제조하기 위한 예시적인 표면 처리 시스템(800)이다. 상술한 얇은 빔 지향성 결정화는 측방향 결정 성장의 이점을 더 높은 처리량, 개선된 다결정 규소 균일성, 및 용융된 규소 필름에 요구되는 에너지에 맞는 단축 공간 강도 프로파일의 조정과 조합한다.

특별히 설계된 레이저(802) 및 빔 조형 광학부(806)를 사용하여, 기판(809)이 길고 얇은 빔(808)에 노광될 수 있다. 빔 조형 광학부(806)는 예를 들어 도 5A 및 도 5B와 관련하여 상술한 바와 같은 단축 공간 레이저 빔 프로파일을 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 길고 얇은 빔(808)은 5마이크로미터의 폭과 730밀리미터까지의 길이를 가질 수 있다. 이러한 빔 구조는 단일 레이저 펄스 동안 유리 기판(809)의 폭 전체를 커버하는 것을 허용할 수 있다. 5마이크로미터의 폭을 가진 구역이 완전히 용융되기 때문에, 규소는 측방향 성장 결정화에 의해 응고되어, 높은 이동성의 다결정 Si를 형성한다. 전체 기판(809)을 처리하기 위해, 유리는 단일 패스에서 결정화가 발생하도록 빔(808)의 아래에서 스캐닝된다. 유리는 일정한 속도로 이동할 수 있으며, 레이저는 대략 2㎛의 병진 후에 발사될 수 있다. 각각의 새로운 "스트라이프"를 이전의 것과 중첩시킴으로써, 새로운 스트라이프는 이전의 스트라이프의 양호한 다결정 Si로부터 씨드 형성될 수 있고, 시스템은 전체 기판(809)에 걸쳐 길고 균일한 결정 입자의 연속적인 성장을 달성할 수 있다.

얇은 빔 지향성 결정화의 실제적인 구현은 예를 들어 시스템 내에 3개의 주요 구성요소, 즉 레이저(802), 빔 조형 광학부(806) 및 스테이지(810)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 긴 빔과 높은 스캔 속도를 뒷받침하기 위해 출력, 펄스 주파수 및 펄스 에너지의 주의 깊게 선택된 조합을 가진 특별히 설계된 고출력 레이저(802)가 사용될 수 있다. 이 레이저(802)는 예를 들어 최고의 처리량을 보장하기 위해 현행의 사용 가능한 레이저 출력의 거의 3배에 달하는 900W의 출력을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 본래 까다로운 반도체 리소그래피 응용예를 위해 설계된 레이저(802)는 기판 전체에 걸쳐 다결정 Si와 TFT 성능의 양호한 균일성을 보장하기 위해 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 스테이지(810)는 스텝퍼 또는 병진기를 이용하여 길고 얇은 빔(808) 아래에서 이동될 수 있다. 이러한 방식으로, 빔(808) 아래에 있는 패널(809)의 부분은 패널(809)의 다양한 부분이 처리될 수 있도록 제어될 수 있다. 일 실시예에서, 패널(809)은 비정질 규소 코팅된 유리 패널일 수 있다. 따라서, 빔(808)은 패널(809) 상의 규소 필름 표면을 용융시키는데 사용될 수 있다.

최적의 빔 형상을 생성하기 위해 광학 시스템이 개발되었다. 일 실시예에 서, 최적의 빔 형상은 기판의 전체 폭을 커버하기에 충분히 길고 결정화 공정을 최적화하기에 충분히 좁다. 고출력 부하 하에서의 열 안정성 및 제어된 초점 심도(Depth of Focus: DOF)를 보장하고 광학부의 수명을 최대화하기 위해, 광학 시스템에 포함되는 입사 광학부의 설계에 특별한 주의를 기울일 수 있다.

일 실시예에서, 스캔 방향으로 빠른 동작을 보장하기 위해, 레이저는 예를 들어 6kHz의 빠른 반복 속도로 작동하여야 하며, 스테이지 속도는 예를 들어 대략 2마이크로미터 피치에서 12mm/sec일 수 있다. 기판은 Gen4 기판을 노광하기 위해 대략 200mJ/펄스를 요구하는 단일 패스에서 노광될 수 있다. 일 실시예에서, 6kH, 900W 레이저를 가진 얇은 빔 결정화 시스템이 75초의 내에 전체 Gen4 패널을 통과할 수 있다.

본원에 설명된 시스템 및 방법에 따라 사용될 수 있는 표면 처리 시스템(800)의 예시적인 실시예에 대한 더 상세한 설명은 미국 특허 출원 제10/781,251호, 제10/884/101호, 제10/884,547호 및 제11/201,877호에 기술되어 있다.

도 9는 비정질 규소 코팅된 유리 패널(900)을 도시하는 다이어그램이다. 패널(900)은 디스플레이(916)와 같은 복수의 단일 디스플레이를 형성하는데 사용될 수 있는 디스플레이 영역(906) 및 회로 영역(904)을 형성하기 위해 본원에 설명된 시스템 및 방법을 사용하여 처리될 수 있다. 각각의 디스플레이 구역(918)은 처리되지 않은 비정질 규소 구역(912)에 의해 분리될 수 있다. 회로 영역(904) 및 디스플레이 영역(906)은 각각 화살표(914) 방향으로 패널(900)을 가로질러 레이저 빔(902)을 통과시킴으로써 형성될 수 있다. 회로 영역(904) 및 디스플레이 영 역(906)을 형성하기 위해 패널(900)이 처리된 후에, 트랜지스터, 화소 어드레싱 트랜지스터, 즉 TFT, 디지털 회로 등과 같은 여러 타입의 회로가 규소 기판 상에 형성될 수 있다.

회로 영역(904) 및 디스플레이 영역(906)의 배치는 예를 들어 사전 결정된 패널(900)의 레이아웃 또는 맵핑을 기반으로 할 수 있다. 이 레이아웃 또는 맵핑은 레이저 펄스들 간의 스텝 거리가 샷(shot)마다 변할 수 있도록 제어기에 사전 로딩되거나 또는 지속적으로 입력될 수 있다. 그 후, 하나 이상이 패널(900)이 사전 결정된 패널(900)의 레이아웃을 사용하여 처리될 수 있다. 예를 들어, 패널은 상술한 TDX 공정을 사용하여 처리될 수 있다.

회로 영역(904) 및 디스플레이 영역(906)은, 예를 들어 회로 영역(908)에 디지털 회로를 형성하고 디스플레이 영역(910)에 화소 어드레싱 트랜지스터를 형성하는 것과 같이, 상이한 목적으로 사용될 수 있다. 디지털 회로 및 화소 어드레싱 트랜지스터는 각각 상이한 요건을 갖는다. 예를 들어, 디스플레이 영역은 화소 어드레싱 TFT를 위해 고도의 균일성을 요구할 수 있으며, 그렇지 않은 경우에는 일반적으로 "무라(mura)"로 지칭되는 시각적 가공물이 디스플레이에 발생될 수 있다. 이것은 특히 OLED를 사용하는 디스플레이에서 그러하다.

ELA, SLS 및 TDX와 같은 레이저 기반 어닐링 방법의 실시는 무라를 발생시킬 수 있다. 무라의 소스는 디스플레이 영역(910)을 만드는데 사용되는 기술에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, ELA 공정의 경우에, 관찰되는 무라는 샷 무라(Shot mura)로 불린다. 샷 무라는 레이저 에너지가 샷마다 달라질 때 형성될 수 있고, 특히 스텝 사이즈가 궁극적으로 규소 필름에 적층될 트랜지스터 채널과 대략 동일한 사이즈일 때 발생할 수 있다. ELA는 10-20㎛의 스텝 사이즈를 가진 400㎛의 폭의 빔을 사용할 수 있다. 트랜지스터 채널 치수도 또한 대체로 10-20㎛ 정도이다. 하나의 레이저 샷과 다음 샷 사이의 에너지 변동은 재료 균일성에 변동을 발생시킬 수 있다.

디지털 회로 영역(908)은 일반적으로 눈에 보이지 않으며, 따라서 샷 무라와 같은 시각적 아티팩트(artifact)은 일반적으로 중요하지 않다. 그러나, 디지털 회로 영역(908)에서는 성능은 중요한데, 그 이유는 예를 들어 높은 성능은 더 높은 속도의 디지털 회로를 가능하게 하기 때문이다.

상이한 요건의 결과로서, 패널(900)의 상이한 영역에 상이한 처리 기술을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 영역(906)에는 더 큰 균일성을 형성하는 공정이 사용될 수 있는 반면, 회로 영역(904)에는 더 높은 품질을 형성하는 공정이 사용될 수 있다. 따라서, 저 에너지 모드는 디스플레이 영역(906)을 처리하는데 사용될 수 있고, 고 에너지 모드는 회로 영역(904)을 처리하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 디스플레이 영역(906)에는 더 전통적인 ELA 타입의 공정이 사용될 수 있는 반면, 회로 영역(904)에는 상술한 TDX 공정이 사용될 수 있다. 또한, 예를 들어 상술한 TDX 공정에 사용되는 시스템(800)과 같은 동일 공구를 사용함으로써, 예를 들어 저 에너지 모드가 사용될 때 단축에서의 빔의 폭은 대략 20㎛ 대 400㎛와 같이 훨씬 작은 빔 폭이 ELA 공정에 사용될 수 있다. 예를 들어 저 에너지 모드가 사용될 때 대략 1㎛와 같이 더 작은 스텝 사이즈가 사용될 수 있으며, 따라서 통상의 ELA 공구에 의해 달성되는 것에 비해 영역당 더 많은 샷이 발생한다. 따라서, 저 에너지 모드에 있을 때의 스텝 사이즈는 기판에 형성될 수 있는 전자 장치의 폭에 걸쳐 대략 10회의 레이저 샷이 발생하도록 구성된다. 이것은 디스플레이 영역(906)의 각각의 트랜지스터에 걸친 평준화 및 ELA 샷 무라의 감소를 통상적인 공구가 발생시키는 것보다 더 많이 제공할 것이다. 또한, 동일 공구가 또한 TDX 공정을 수행할 수 있기 때문에, 고성능 회로 영역(904)이 빔(902)의 일회 패스에서 동일 기판에 형성될 수 있다. 고 에너지 모드에 있을 때의 스텝 사이즈는 대략 2.0㎛ 내지 대략 5㎛범위에 있을 수 있다.

따라서, 공구(800)는 각각의 펄스가 Si 필름을 완전히 용융시키는 상술한 정상 모드와 반대로 노광 동안 Si 필름이 완전히 용융되지 않는 저 에너지 모드에서 ELA를 수행하도록 구성될 수 있다. 최적의 에너지 밀도와 스텝 사이즈의 조합이 선택되면, 형성되는 재료는 작은 입자의 균일한 다결정 규소가 될 수 있다. 또한, 능동 장치 영역 내의 다수의 입자에 적합하도록 그리고 상당한 평준화를 유도하도록, 평균 입자 사이즈가 트랜지스터 채널 치수보다 몇 배 작게 조정되는 것이 바람직할 수 있다.

고 에너지 모드는 기판의 표면에 대략 750mJ/㎠를 발생시키고, 저 에너지 모드는 기판의 표면에 대략 250mJ/㎠를 발생시킨다. 병진기와 레이저의 발사는 저 에너지 모드에서 고 에너지 모드의 스텝 사이즈와 비교하여 작은 스텝 사이즈를 발생하도록 구성된다. 따라서, 기판(900)에 입사되는 빔(902)의 에너지 밀도는 예를 들어 구역(904)에서 고품질의 지향성 응고된 다결정 Si를 갖는 것이 바람직한 구역에 빔이 떨어질 때 TDX 공정에 보통 사용되는 에너지로 전환될 수 있고, 예를 들어 구역(906)과 같이 화소 어드레싱을 위해 사용되는 구역을 스캐닝할 때 필름의 완전한 용융에 필요한 에너지 아래의 레벨로 감소될 수 있다. 이러한 방식으로, 디스플레이(916)는 상이한 작동 모드, 즉 저 에너지 모드 및 고 에너지 모드를 조합함으로서 형성될 수 있다.

본 발명의 특정 실시예들이 위에 설명되었지만, 설명된 실시예들은 예시를 위한 것일 뿐이라는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명은 상술한 실시예에 기초하여 한정되어서는 않된다. 오히려, 본원에 설명된 발명의 범위는 위의 설명 및 첨부된 도면과 연계한 청구범위의 견지에서만 한정되어야 한다.

Claims (25)

1. 기판 처리용 장치이며,

   레이저 광을 생성하도록 구성되는 레이저로서, 고 에너지 모드 및 저 에너지 모드를 갖도록 구성되고, 고 에너지 모드는 규소 필름을 완전히 용융시키기에 충분한 광 에너지를 생성하도록 구성되고, 저 에너지 모드는 규소 필름을 완전히 용융시키기에 충분하지 않은 광 에너지를 생성하도록 구성되는, 레이저와,

   레이저에 결합되고, 레이저로부터 발산된 레이저 광을 단축 및 장축을 가진 길고 얇은 빔으로 전환하도록 구성되는 빔 조형 광학부와,

   기판과 필름을 지지하도록 구성되는 스테이지와,

   스테이지와 결합되는 병진기로서, 레이저의 발사와 연계하여 스텝 사이즈를 형성하도록 기판과 필름을 전진시키도록 구성되고, 스텝 사이즈는 레이저가 고 에너지 모드에서 작동될 때보다 레이저가 저 에너지 모드에서 작동될 때 더 작은, 병진기를 포함하는

   기판 처리용 장치.
2. 제1항에 있어서, 저 에너지 모드는 디스플레이 영역을 처리하는데 사용되는

   기판 처리용 장치.
3. 제1항에 있어서, 고 에너지 모드는 회로 영역을 처리하는데 사용되는

   기판 처리용 장치.
4. 제1항에 있어서, 저 에너지 모드가 사용될 때 단축에서의 빔의 폭은 20㎛인

   기판 처리용 장치.
5. 제1항에 있어서, 저 에너지 모드가 사용될 때 스텝 사이즈는 1㎛인

   기판 처리용 장치.
6. 제1항에 있어서, 저 에너지 모드에 있을 때의 스텝 사이즈는 기판에 형성될 수 있는 전자 장치의 폭에 걸쳐 10회의 레이저 샷이 발생하도록 구성되는

   기판 처리용 장치.
7. 제1항에 있어서, 고 에너지 모드에서의 스텝 사이즈는 이론적인 최대 스텝 사이즈에 근접하도록 구성되는

   기판 처리용 장치.
8. 제1항에 있어서, 고 에너지 모드는 기판의 표면에서 750mJ/㎠를 발생시키는

   기판 처리용 장치.
9. 제1항에 있어서, 저 에너지 모드는 기판의 표면에서 250mJ/㎠를 발생시키는

   기판 처리용 장치.
10. 제1항에 있어서, 고 에너지 모드에 있을 때의 스텝 사이즈는 5㎛인

    기판 처리용 장치.
11. 제1항에 있어서, 고 에너지 모드에 있을 때의 스텝 사이즈는 2.0㎛인

    기판 처리용 장치.
12. 제1항에 있어서, 비정질 규소로 코팅된 유리 패널을 처리하도록 구성된

    기판 처리용 장치.
13. 기판 처리용 장치이며,

    레이저 광을 생성하도록 구성되는 레이저로서, 고 에너지 모드 및 저 에너지 모드를 갖도록 구성되고, 고 에너지 모드는 규소 필름을 완전히 용융시키기에 충분한 광 에너지를 생성하도록 구성되고, 저 에너지 모드는 규소 필름을 완전히 용융시키기에 충분하지 않은 광 에너지를 생성하도록 구성되는, 레이저와,

    레이저에 결합되고, 레이저로부터 발산된 레이저 광을 단축 및 장축을 가진 길고 얇은 빔으로 전환하도록 구성되는 빔 조형 광학부와,

    기판과 필름을 지지하도록 구성되는 스테이지와,

    스테이지와 결합되는 병진기로서, 레이저의 발사와 연계하여 스텝 사이즈를 형성하도록 기판과 필름을 전진시키도록 구성되는 병진기를 포함하는

    기판 처리용 장치.
14. 제13항에 있어서, 병진기 및 레이저 발사는 고 에너지 모드의 스텝 사이즈와 비교할 때 저 에너지 모드에서 더 작은 스텝 사이즈를 형성하도록 구성되는

    기판 처리용 장치.
15. 제13항에 있어서, 저 에너지 모드는 디스플레이 영역을 처리하는데 사용되는

    기판 처리용 장치.
16. 제13항에 있어서, 고 에너지 모드는 회로 영역을 처리하는데 사용되는

    기판 처리용 장치.
17. 제13항에 있어서, 저 에너지 모드가 사용될 때 단축에서의 빔의 폭은 20㎛인

    기판 처리용 장치.
18. 제14항에 있어서, 저 에너지 모드가 사용될 때의 스텝 사이즈는 1㎛인

    기판 처리용 장치.
19. 제13항에 있어서, 저 에너지 모드에 있을 때의 스텝 사이즈는 기판에 형성될 수 있는 전자 장치의 폭에 걸쳐 10회의 레이저 샷이 발생하도록 구성되는

    기판 처리용 장치.
20. 제14항에 있어서, 고 에너지 모드에서의 스텝 사이즈는 이론적인 최대 스텝 사이즈에 근접하도록 구성되는

    기판 처리용 장치.
21. 제13항에 있어서, 고 에너지 모드는 기판의 표면에서 750mJ/㎠를 발생시키는

    기판 처리용 장치.
22. 제13항에 있어서, 저 에너지 모드는 기판의 표면에서 250mJ/㎠를 발생시키는

    기판 처리용 장치.
23. 제14항에 있어서, 고 에너지 모드에 있을 때의 스텝 사이즈는 5㎛인

    기판 처리용 장치.
24. 제14항에 있어서, 고 에너지 모드에 있을 때의 스텝 사이즈는 2.0㎛인

    기판 처리용 장치.
25. 제13항에 있어서, 비정질 규소로 코팅된 유리 패널을 처리하도록 구성된

    기판 처리용 장치.

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