KR102253448B1 - 레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 결정층을 갖는 기판의 제조방법 - Google Patents

레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 결정층을 갖는 기판의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비정질실리콘층의 결정화에 있어서 레이저빔의 에너지 낭비를 줄일 수 있는 레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 결정층을 갖는 기판의 제조방법을 위하여, 레이저빔 조사 대상층이 형성된 기판이 안착될 수 있는 스테이지와, 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층으로 제1경로를 따라 레이저빔을 조사할 수 있는 소스와, 상기 소스에서 발생되어 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 도달한 후 반사된 레이저빔을 반사시켜 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층으로 제2경로를 따라 조사할 수 있는 반사미러를 포함하며, 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 있어서 제2경로를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제2영역의 면적은, 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 있어서 제1경로를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제1영역의 면적보다 넓은, 레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 결정층을 갖는 기판의 제조방법을 제공한다.

Description

레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 결정층을 갖는 기판의 제조방법{Laser crystallizing apparatus and method for manufacturing substrate having crystallized layer}
본 발명의 실시예들은 레이저빔의 에너지 낭비를 줄일 수 있는 레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 결정층을 갖는 기판의 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 비정질실리콘층의 결정화에 있어서 레이저빔의 에너지 낭비를 줄일 수 있는 레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 결정층을 갖는 기판의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 TFT LCD나 능동 구동형 유기 발광 디스플레이 장치 등의 경우, 각 화소의 발광여부나 발광정도를 해당 화소에 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터를 이용하여 제어한다. 그러한 박막 트랜지스터는 다양한 구성을 취할 수 있지만, 높은 이동도 등의 장점을 가진 폴리실리콘을 활성층을 사용하는 것이 바람직하며, 이를 위해 비정질실리콘을 폴리실리콘으로 결정화하는 공정이 필요하다.
그러나 이러한 종래의 결정화 공정에 사용되는 레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 결정층을 갖는 기판의 제조방법에는 사용되는 레이저빔의 에너지 낭비가 심하다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 비정질실리콘층의 결정화에 있어서 레이저빔의 에너지 낭비를 줄일 수 있는 레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 결정층을 갖는 기판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 레이저빔 조사 대상층이 형성된 기판이 안착될 수 있는 스테이지와, 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층으로 제1경로를 따라 레이저빔을 조사할 수 있는 소스와, 상기 소스에서 발생되어 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 도달한 후 반사된 레이저빔을 반사시켜 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층으로 제2경로를 따라 조사할 수 있는 반사미러를 포함하며, 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 있어서 제2경로를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제2영역의 면적은, 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 있어서 제1경로를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제1영역의 면적보다 넓은, 레이저 결정화 장치가 제공된다.
제2영역이 제1영역을 포함할 수 있다.
상기 반사거울의 반사면은 볼록면을 포함할 수 있다.
이때, 상기 스테이지는 적어도 일 방향으로 이동할 수 있으며, 제2영역은, 상기 일 방향의 반대 방향으로의 제1영역 외측 부분을 포함할 수 있다.
또는, 상기 스테이지는 적어도 일 방향으로 이동할 수 있으며, 제2영역은, 상기 일 방향으로의 제1영역 외측 부분을 포함할 수 있다.
또는, 상기 스테이지는 적어도 일 방향으로 이동할 수 있으며, 제2영역은, 상기 일 방향의 반대 방향으로의 제1영역 외측 부분과, 상기 일 방향으로의 제1영역 외측 부분을 포함할 수 있다.
한편, 제1경로는 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 수직이 아닐 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 레이저빔 조사 대상층이 형성된 기판이 안착될 수 있는 스테이지와, 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층으로 제1경로를 따라 레이저빔을 조사할 수 있는 소스와, 상기 소스에서 발생되어 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 도달한 후 반사된 레이저빔을 반사시켜 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층으로 제2경로를 따라 조사할 수 있는 제1반사미러와, 상기 제1반사미러에 의해 반사되어 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 도달한 후 반사된 레이저빔을 반사시켜 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층으로 제3경로를 따라 조사할 수 있는 제2반사미러를 포함하며, 상기 스테이지는 적어도 일 방향으로 이동할 수 있고, 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 있어서 제2경로를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제2영역은 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 있어서 제1경로를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제1영역의 상기 일 방향의 반대 방향으로의 외측 부분이고, 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 있어서 제3경로를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제3영역은 상기 일 방향으로의 제1영역 외측 부분인, 레이저 결정화 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 일 관점에 따르면, 소스에서 발생한 레이저빔을 스테이지 상에 안착된 레이저빔 조사 대상층이 형성된 기판으로 제1경로를 따라 조사하는 단계와, 소스에서 발생되어 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 도달한 후 반사된 레이저빔을 반사미러를 이용해 반사시켜 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층으로 제2경로를 따라 조사하는 단계를 포함하며, 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 있어서 제2경로를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제2영역의 면적은, 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 있어서 제1경로를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제1영역의 면적보다 넓은, 결정층을 갖는 기판의 제조방법이 제공된다.
제2영역이 제1영역을 포함할 수 있다.
상기 제2경로를 따라 조사하는 단계는, 반사면이 볼록면을 포함하는 반사미러를 이용하는 단계일 수 있다.
스테이지를 일 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하고, 제2영역은, 일 방향의 반대 방향으로의 제1영역 외측 부분을 포함할 수 있다.
스테이지를 일 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하고, 제2영역은, 일 방향으로의 제1영역 외측 부분을 포함할 수 있다.
스테이지를 일 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하고, 제2영역은, 일 방향의 반대 방향으로의 제1영역 외측 부분과, 일 방향으로의 제1영역 외측 부분을 포함할 수 있다.
제1경로는 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 수직이 아닐 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 관점에 따르면, 소스에서 발생한 레이저빔을 스테이지 상에 안착된 레이저빔 조사 대상층이 형성된 기판으로 제1경로를 따라 조사하는 단계와, 소스에서 발생되어 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 도달한 후 반사된 레이저빔을 제1반사미러를 이용해 반사시켜 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층으로 제2경로를 따라 조사하는 단계와, 제1반사미러에 의해 반사되어 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 도달한 후 반사된 레이저빔을 제2반사미러를 이용해 반사시켜 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층으로 제3경로를 따라 조사하는 단계와, 스테이지를 일 방향으로 이동시키는 단계를 포함하며, 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 있어서 제2경로를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제2영역은 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 있어서 제1경로를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제1영역의 일 방향의 반대 방향으로의 외측 부분이고, 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 있어서 제3경로를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제3영역은 일 방향으로의 제1영역 외측 부분인, 결정층을 갖는 기판의 제조방법이 제공된다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 특허청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 비정질실리콘층의 결정화에 있어서 레이저빔의 에너지 낭비를 줄일 수 있는 레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 결정층을 갖는 기판의 제조방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다.
도 2는 도 1의 일부분인, 기판 근방에서의 레이저빔의 경로를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 일부분인, 기판 근방에서의 레이저빔의 경로를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 일부분인, 기판 근방에서의 레이저빔의 경로를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 일부분인, 기판 근방에서의 레이저빔의 경로를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서 층, 막, 영역, 판 등의 각종 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이고, 도 2는 도 1의 일부분인, 기판 근방에서의 레이저빔의 경로를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다. 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치는 챔버(CB), 스테이지(ST), 소스(LS) 및 반사미러(RM)를 구비한다.
챔버(CB)는 기판(SUB) 상의 레이저빔 조사 대상층인 실리콘층(Si)에 레이저빔을 조사하기 위한 공간을 정의할 수 있다. 이러한 챔버(CB)는 도 1에 도시된 것과 같이 (+x 방향) 일측에 기판(SUB)이 투입될 수 있는 기판투입구(INT)를 갖는다. 그리고 내부에 위치한 기판(SUB) 상의 레이저빔 조사 대상층인 실리콘층(Si)에 레이저빔(LB)이 도달할 수 있도록, (+y 방향) 상부에 레이저빔(LB)이 통과할 수 있는 윈도우(W)를 갖는다. 물론 챔버(CB)는 기판투입구(INT) 외에 레이저빔 어닐링이 완료된 기판(SUB)을 외부로 배출하기 위한 기판배출구(미도시)도 가질 수도 있고, 또는 기판투입구(INT)가 기판배출구 역할까지 하도록 할 수도 있다.
스테이지(ST)는 챔버(CB) 내에 위치하며, 비정질 실리콘층이 형성된 기판(SUB)은 이 스테이지(ST) 상에 안착될 수 있다. 예컨대 이송로봇의 엔드이펙터에 비정질 실리콘층이 형성된 기판(SUB)이 놓인 상태에서 기판투입구(INT)를 통해 챔버(CB) 외부로부터 챔버(CB) 내부로 엔드이펙터가 이동하고, 스테이지(ST)를 관통하는 복수개의 핀들이 (+y 방향으로) 상승하여 비정질 실리콘층이 형성된 기판(SUB)을 지지하며, 엔드이펙터가 기판투입구(INT)를 통해 챔버(CB)의 내부로부터 챔버(CB)의 외부로 이동한다. 이후 복수개의 핀들이 (-y 방향으로) 하강함으로써, 비정질 실리콘층이 형성된 기판(SUB)이 스테이지(ST) 상에 안착되도록 할 수 있다. 스테이지(ST)는 이와 같은 방식 또는 다양한 방식을 통해 비정질 실리콘층이 형성된 기판(SUB)이 안착된 후, 챔버(CB) 내에서 기판(SUB)의 위치가 변하도록 이동할 수 있다. 예컨대 레이저빔을 이용한 결정화 진행 과정에서 스테이지(ST)가 일 방향(+x 방향)으로 움직여, 결과적으로 스테이지(ST) 상에 안착된 기판(SUB)이 일 방향(+x 방향)으로 움직이도록 할 수 있다.
이와 같이 비정질 실리콘층이 형성된 기판(SUB)이 스테이지(ST) 상에 안착되면, 소스(LS)에서 방출된 레이저빔(LB)이 미러(M) 등을 통해 챔버(CB)의 윈도우(W)를 통과한 후, 제1경로(ℓ1)를 따라 기판(SUB) 상의 비정질 실리콘층 상에 도달하게 된다. 물론 도 1에서는 도시하지 않았지만 레이저소스(LS)에서 방출된 레이저빔(LB)은 호모지나이저 및 렌즈 등을 포함하는 광학계를 통과한 후 챔버(CB)의 윈도우(W)를 통과할 수도 있다.
기판(SUB) 상에 형성된 실리콘층(Si)의 부분 중 제1경로(ℓ1)를 따라 레이저빔(LB)이 조사되는 부분을 프로세싱영역(PR)이라 할 수 있다. 이 프로세싱영역(PR)에서는 제1경로(ℓ1)를 따라 레이저빔(LB)이 조사됨에 따라, 비정질 실리콘이 용융상태가 되거나 거의 용융된 상태가 된다. 이는 프로세싱영역(PR)에 입사하는 레이저빔의 에너지에 의해서 이루어진다. 하지만 제1경로(ℓ1)를 따라 조사되는 레이저빔의 모든 에너지가 실리콘층(Si)의 프로세싱영역(PR)에 전달되는 것은 아니다.
아래 표 1은 비정질실리콘층, 용융상태 실리콘층 및 결정화된 폴리실리콘층에서의 흡수율 및 반사율을 정리한 것이다.
흡수율(%) 반사율(%)
비정질실리콘층 58 42
용융상태 실리콘층 51 49
폴리실리콘층 70 30
따라서 제1경로(ℓ1)를 따라 조사되는 레이저빔에 의해 400 mJ/cm2의 에너지가 실리콘층(Si)에 입사하게 되면, 최초 프로세싱영역(PR)에 레이저빔이 조사될 시에는 실리콘층(Si)이 비정질실리콘층이기에, 232 mJ/cm2는 실리콘층(Si)에 흡수되고 168 mJ/cm2는 반사된다. 종래의 레이저 결정화 장치의 경우 이 168 mJ/cm2는 단순히 소실되는 에너지였다.
하지만 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 경우, 반사미러(RM)를 구비하기에 이 168 mJ/cm2의 단순 소실을 줄일 수 있다. 구체적으로 설명하면, 반사미러(RM)는 기판(SUB)에 형성된 대상층인 실리콘층(Si)에 도달한 후 반사되어 반사경로(ℓ1r)를 따라 진행하는 레이저빔을 반사시킨다. 이에 따라 반사미러(RM)에서 반사된 레이저빔은 제2경로(ℓ2)를 따라 다시 실리콘층(Si)에 입사하게 된다. 따라서 168 mJ/cm2가 모두 단순 소실되지 않고, 적어도 일부는 실리콘층(Si)에 흡수되어 재사용되도록 함으로써, 레이저 결정화 장치의 에너지 이용 효율을 극대화할 수 있다. 물론 최초 제1경로(ℓ1)를 따라 이동하는 레이저빔의 진행을 반사미러(RM)가 방해하지 않도록 하기 위해, 제1경로(ℓ1)는 스테이지(ST) 상에 안착된 기판(SUB)에 형성된 대상층인 비정질실리콘층(a-Si)에 수직이 아니도록 할 필요가 있다.
이때, 기판(SUB) 상의 실리콘층(Si)에 있어서, 제1경로(ℓ1)를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 영역을 제1영역이라 하고, 제2경로(ℓ2)를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 영역을 제2영역이라 할 시, 제2영역의, 면적이 제1영역의 면적보다 넓도록 할 수 있다. 구체적으로, 도 2에 도시된 것과 같이 제2영역이 제1영역을 포함하도록 할 수 있다. 이를 위해 필요하다면 반사미러(RM)의 반사면은 평면이 아니라 볼록면과 같은 곡면을 가질 수 있다.
도 2에서는 제1영역이 프로세싱영역(PR)인 것으로 도시하고 있으며, 제2영역은 프로세싱영역(PR), 프리히팅영역(PRH) 및 포스트히팅영역(POH)을 포함하는 것으로 도시하고 있다. 전술한 바와 같이 레이저빔을 이용한 결정화 진행 과정에서 스테이지(ST)가 일 방향(+x 방향)으로 움직여, 결과적으로 스테이지(ST) 상에 안착된 기판(SUB)이 일 방향(+x 방향)으로 움직이도록 할 수 있다. 여기서 프리히팅영역(PRH)은 상기 일 방향(+x 방향)의 반대 방향(-x 방향)으로의 제1영역 외측 부분이고, 포스트히팅영역(POH)은 상기 일 방향(+x 방향)으로의 제1영역 외측 부분으로 이해될 수 있다.
레이저 결정화 방법을 통해 결정화된 폴리실리콘층에 있어서 그레인 사이즈(grain size)를 키울 필요가 있다. 그레인 사이즈가 크면 폴리실리콘층에서의 이동도가 높아지는 등 전기적 특성이 우수하기 때문이다. 레이저 결정화 방법을 통해 결정화된 폴리실리콘층에 있어서 그레인 사이즈를 키우기 위해서는, 비정질실리콘층이 용융되거나 거의 용융되도록 하는 프로세스에 앞서 그 부분의 온도가 높아지도록 하는 것이 필요하다. 이를 위해 별도의 2대의 소스들을 이용하여, 비정질실리콘층이 용융되거나 거의 용융되는 상태가 되도록 하는 제1레이저빔을 비정질실리콘층에 조사하되, 그 조사에 앞서, 그 조사될 부분의 비정질실리콘층의 온도가 높아지도록 하기 위해 제1레이저빔의 강도보다 약한 제2레이저빔으로 비정질실리콘층의 해당 부분을 조사하는 것을 고려할 수 있다. 그러나 이 경우 2대의 소스들을 이용해야 하는 등의 이유로 인해 제조비용이 증가한다는 문제점이 있으며, 2대의 소스들 각각에서 발생되어 비정질실리콘층에 조사되는 레이저빔의 일부가 반사되기에, 에너지 효율이 낮다는 문제점이 있다.
그러나 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 경우, 1개의 소스(LS)를 이용하면서도 프리히팅과 프로세싱이 모두 이루어지도록 할 수 있으며, 아울러 레이저빔의 에너지 이용 효율을 획기적으로 높일 수 있다. 구체적으로 설명하면, 기판(SUB) 상에 비정질실리콘층(a-Si)이 형성된 상태에서 스테이지(ST)를 일 방향(+x 방향)으로 움직이면서 레이저빔을 이용한 결정화를 진행하는 과정에서, 비정질실리콘층(a-Si)은 프로세싱영역(PR)을 지나가기에 앞서 프리히팅영역(PRH)을 지나가게 된다. 이에 따라 비정질실리콘층(a-Si)이 프로세싱영역(PR)에서 용융되거나 거의 용융되기에 앞서 예열(프리히팅)되기에, 최종적으로 결정화되었을 시의 그레인 사이즈를 크게 높일 수 있다.
전술한 바와 같이 제1경로(ℓ1)를 따라 조사되는 레이저빔에 의해 400 mJ/cm2가 실리콘층(Si)에 입사하게 되면, 최초 프로세싱영역(PR)에 레이저빔이 조사될 시에는 실리콘층(Si)이 비정질실리콘층이기에, 232 mJ/cm2는 실리콘층(Si)에 흡수되고 168 mJ/cm2는 반사된다. 종래의 레이저 결정화 장치의 경우 이 168 mJ/cm2는 단순히 소실되는 에너지였다. 그러나 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 경우, 168 mJ/cm2는 프로세싱영역(PR), 프리히팅영역(PRH) 및 포스트히팅영역(POH)에 인가된다.
도 2에서는 프리히팅영역(PRH)의 면적과 포스트히팅영역(POH)의 면적 각각이 프로세싱영역(PR)의 면적의 1/2인 것으로 도시하고 있는바, 따라서 168 mJ/cm2 중 1/4인 42 mJ/cm2가 프리히팅영역(PRH)에 조사되며, 이 에너지는 비정질실리콘층(a-Si)이 예열되도록 하는데 사용된다. 이때 42 mJ/cm2는 전부 다 비정질실리콘층(a-Si)에 흡수되는 것은 아니며, 표 1에서 설명한 것과 같이 비정질실리콘층(a-Si)이 58%의 흡수율을 갖기에, 24.36 mJ/cm2가 비정질실리콘층(a-Si)에 흡수되어 해당 부분이 예열되는데 사용된다. 물론 이 에너지는 프로세싱영역(PR)에 전달되는 168 mJ/cm2보다 낮기에, 비정질실리콘층(a-Si)이 프로세싱영역(PR)에 진입하기 전에는 용융되거나 거의 용융되는 상태가 되는 것에 이르지 않도록 할 수 있다.
한편, 프로세싱영역(PR)에는 232 mJ/cm2만 전달되는 것에 그치지 않는다. 전술한 것과 같이 제2경로(ℓ2)를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 영역인 제2영역이 프로세싱영역(PR)을 포함하기에, 프로세싱영역(PR)에도 제2경로(ℓ2)를 따라 조사된 레이저빔에 의한 에너지가 전달된다. 도 2에서는 프로세싱영역(PR)의 면적이 제2영역의 면적의 1/2인 것으로 도시하고 있는바, 따라서 168 mJ/cm2 중 1/2인 84 mJ/cm2가 프로세싱영역(PR)에 조사된다. 이때 비정질실리콘층(a-Si)은 용융되거나 거의 용융된 상태이기에, 표 1에 따르면 84 mJ/cm2 중 51%만 프로세싱영역(PR)에서 실리콘층(Si)에 흡수되며, 따라서 42.84 mJ/cm2가 프로세싱영역(PR)에서 실리콘층(Si)에 흡수된다. 결국 프로세싱영역(PR)에서 실리콘층(Si)에 흡수되는 에너지는 232 mJ/cm2에 그치지 않고 이것과 42.84 mJ/cm2의 합인 274.84 mJ/cm2가 된다. 이는 결국 레이저 결정화 과정에서의 레이저빔 에너지 효율 활용을 극대화할 수 있음을 의미한다.
전술한 바와 같이 기판(SUB) 상에 비정질실리콘층(a-Si)이 형성된 상태에서 스테이지(ST)를 일 방향(+x 방향)으로 움직이면서 레이저빔을 이용한 결정화를 진행하는 과정에서, 비정질실리콘층(a-Si)은 프로세싱영역(PR)을 지난 후 포스트히팅영역(POH)을 지나가게 된다. 비정질실리콘층(a-Si)이 프로세싱영역(PR)을 지나면서 결정화된 후 포스트히팅영역(POH)을 지남에 따라, 결정화 과정에서 발생한 폴리실리콘층(p-Si) 내에서의 열응력을 분산시킬 수 있다. 만일 열응력을 분산시키지 않는다면, 폴리실리콘층(p-Si)의 표면에 돌기가 과다하게 생성되는 등의 문제가 발생할 수 있다. 그러나 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 경우, 별도의 소스를 이용하지 않으면서도 포스트히팅이 가능하도록 함으로써, 제조비용을 절약하면서도 고품질의 폴리실리콘층(p-Si)이 형성된 기판을 제조할 수 있도록 한다.
도 2에서는 프리히팅영역(PRH)의 면적과 포스트히팅영역(POH)의 면적 각각이 프로세싱영역(PR)의 면적의 1/2인 것으로 도시하고 있는바, 따라서 경로(ℓ1)를 따라 비정질실리콘층(a-Si)에 입사한 후 반사되어 반사경로(ℓ1r)를 따라 이동하는 레이저빔의 에너지인 168 mJ/cm2 중 1/4인 42 mJ/cm2가 포스트히팅영역(POH)에 조사되며, 이 에너지는 폴리실리콘층(p-Si)이 후열(포스트히팅)되도록 하는데 사용된다. 이때 42 mJ/cm2는 전부 다 폴리실리콘층(p-Si)에 흡수되는 것은 아니며, 표 1에서 설명한 것과 같이 폴리실리콘층(p-Si)이 70%의 흡수율을 갖기에, 29.4 mJ/cm2가 폴리실리콘층(p-Si)에 흡수되어 해당 부분이 후열되는데 사용된다.
이와 같이 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치를 이용하여 비정질실리콘층(a-Si)의 결정화를 진행할 경우, 추가적인 소스 없이도 예열과 후열이 모두 이루어지도록 하며, 또한 프로세싱영역(PR)에서 실리콘층(Si)에 전달되는 에너지의 비율 역시 효과적으로 높일 수 있다.
지금까지는 제2경로(ℓ2)를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 실리콘층(Si)의 제2영역이 프리히팅영역(PRH), 프로세싱영역(PR) 및 포스트히팅영역(POH)을 모두 포함하는 것으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
예컨대 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 일부분인, 기판 근방에서의 레이저빔의 경로를 개략적으로 도시하는 측면 개념도인 도 3에 도시된 것과 같이, 제2경로(ℓ2)를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 실리콘층(Si)의 제2영역이 프리히팅영역(PRH)과 프로세싱영역(PR)만을 포함할 수도 있다. 즉, 제2영역이, 스테이지(ST)가 이동하는 일 방향(+x 방향)의 반대 방향으로의 제1영역 외측 부분만을 포함하도록 할 수도 있다. 이는 최고품질의 폴리실리콘층(p-Si)을 이용할 필요는 없어, 후열에 의한 폴리실리콘층(p-Si) 내 응력 완화까지는 필요하지 않을 경우로 이해될 수 있다.
또는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 일부분인, 기판 근방에서의 레이저빔의 경로를 개략적으로 도시하는 측면 개념도인 도 4에 도시된 것과 같이, 제2경로(ℓ2)를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 실리콘층(Si)의 제2영역이 프로세싱영역(PR)과 포스트히팅영역(POH)만을 포함할 수도 있다. 즉, 제2영역이, 스테이지(ST)가 이동하는 일 방향(+x 방향)으로의 제1영역 외측 부분만을 포함하도록 할 수도 있다. 이는 프리히팅을 진행하지 않거나, 프리히팅을 레이저빔 조사를 통해 진행하지 않고 히팅플레이트 등을 이용해 기판의 온도를 높이는 방식으로 진행할 경우로 이해될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 일부분인, 기판 근방에서의 레이저빔의 경로를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다. 도 5에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치는 스테이지(미도시), 소스(미도시), 제1반사미러(RM1) 및 제2반사미러(RM2)를 구비한다. 스테이지나 소스 등의 경우에는 도 1 등을 참조하여 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일 및/또는 유사하기에, 그 설명은 생략한다.
제1반사미러(RM1)는 소스에서 발생되어 제1경로(ℓ1)를 따라 스테이지 상에 안착된 기판(SUB)에 형성된 실리콘층(Si)에 도달한 후 반사되어 제1반사경로(ℓ1r)를 따라 진행하는 레이저빔을 반사시켜, 스테이지 상에 안착된 기판(SUB)에 형성된 대상층인 실리콘층(Si)으로 제2경로(ℓ2)를 따라 조사할 수 있다. 이를 위해 제1반사미러(RM1)는 도 5에 도시된 것과 같이 제1주반사미러(RM11)와 제1보조반사미러(RM12)를 포함하여, 제1반사경로(ℓ1r)를 따라 진행하는 레이저빔을 2회 반사시켜 실리콘층(Si)으로 향하도록 할 수 있다. 이때 제2경로(ℓ2)를 따라 진행하는 레이저빔이 조사되는 실리콘층(Si)의 영역은 제1경로(ℓ1)를 따라 진행하는 레이저빔이 조사되는 실리콘층(Si)의 영역과 겹치지 않도록 할 수 있다. 도 5에서는 제2경로(ℓ2)를 따라 진행하는 레이저빔이 조사되는 실리콘층(Si)의 영역이 제1경로(ℓ1)를 따라 진행하는 레이저빔이 조사되는 실리콘층(Si)의 영역의 일 방향(+x 방향)의 반대방향(-x 방향)에 인접하여 위치하는 것으로 도시하고 있다.
제1경로(ℓ1)를 따라 진행하는 레이저빔의 에너지가 400 mJ/cm2이라 할 때, 전술한 것과 같이 제1반사경로(ℓ1r)를 따라 진행하는 레이저빔의 에너지는 168 mJ/cm2가 되며, 이에 따라 비정질실리콘층(a-Si)인 프리히팅영역(PRH)에서 흡수되는 에너지는 168 mJ/cm2의 58%인 97.44%가 된다. 이 에너지는 비정질실리콘층(a-Si)을 결정화에 앞서 프리히팅하는 데 사용될 수 있다.
이때 168 mJ/cm2의 42%인 70.56 mJ/cm2의 에너지를 갖는 레이저빔은 다시 반사되어 제2반사경로(ℓ2r)를 따라 진행하는바, 제2반사미러(RM2)는 이 제2반사경로(ℓ2r)를 다라 진행하는 레이저빔을 반사시켜, 제3경로(ℓ3)를 따라 스테이지 상에 안착된 기판(SUB)에 형성된 대상층인 실리콘층(Si)으로 향하도록 한다. 도 5에서는 제3경로(ℓ3)를 따라 진행하는 레이저빔이 조사되는 실리콘층(Si)의 영역이 제1경로(ℓ1)를 따라 진행하는 레이저빔이 조사되는 실리콘층(Si)의 영역의 일 방향(+x 방향)에 인접하여 위치하는 것으로 도시하고 있다. 제3경로(ℓ3)를 따라 진행하는 이 레이저빔은 이 레이저빔은 프로세싱영역(PR)을 통과하여 결정화가 이루어진 폴리실리콘층(p-Si)의 부분인 포스트히팅영역(POH)에 도달하게 되어, 70.56 mJ/cm2의 70%인 49.392 mJ/cm2가 폴리실리콘층(p-Si)에 흡수된다. 이 에너지는 폴리실리콘층(p-Si) 내의 열응력을 분산시키는 데 사용될 수 있다.
이와 같은 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 경우, 1개의 소스(LS)를 이용하면서도 프리히팅, 프로세싱 및 포스트히팅이 모두 이루어지도록 할 수 있으며, 아울러 레이저빔의 에너지 이용 효율을 획기적으로 높일 수 있다.
지금까지는 레이저 결정화 장치에 대해 주로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 이를 이용한 결정층을 갖는 기판의 제조방법 역시 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다. 여기서 결정층이라 함은 폴리실리콘층을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
이와 같은 본 실시예에 따른 결정층을 갖는 기판의 제조방법의 경우, 도 1에 도시된 것과 같이 소스(LS)에서 발생한 레이저빔(LB)을, 스테이지(ST) 상에 안착된 레이저빔 조사 대상층이 형성된 기판(SUB)으로 제1경로(ℓ1, 도 2 참조)를 따라 조사하는 단계를 거친다. 그리고 도 2에 도시된 것과 같이 소스(LS)에서 발생되어 스테이지(ST) 상에 안착된 기판(SUB)에 형성된 대상층인 실리콘층(Si)에 도달한 후 반사된 레이저빔을 반사미러(RM)를 이용해 반사시켜, 스테이지(ST) 상에 안착된 기판(SUB)에 형성된 실리콘층(Si)으로 제2경로(ℓ2)를 따라 조사하는 단계를 거친다.
이때, 스테이지(ST) 상에 안착된 기판(SUB)에 형성된 실리콘층(Si)에 있어서 제2경로(ℓ2)를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제2영역의 면적이, 스테이지(ST) 상에 안착된 기판(SUB)에 형성된 실리콘층(Si)에 있어서 제1경로(ℓ1)를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제1영역의 면적보다 넓도록 할 수 있다. 구체적으로, 도 2에 도시된 것과 같이 제2영역이 제1영역을 포함하도록 할 수 있다. 이를 위해 필요하다면 반사미러(RM)의 반사면은 평면이 아니라 볼록면과 같은 곡면을 가질 수 있다.
도 2에서는 제1영역이 프로세싱영역(PR)인 것으로 도시하고 있으며, 제2영역은 프로세싱영역(PR), 프리히팅영역(PRH) 및 포스트히팅영역(POH)을 포함하는 것으로 도시하고 있다. 레이저빔을 이용한 결정화 진행 과정에서 스테이지(ST)가 일 방향(+x 방향)으로 움직여, 결과적으로 스테이지(ST) 상에 안착된 기판(SUB)이 일 방향(+x 방향)으로 움직이도록 할 수 있다. 여기서 프리히팅영역(PRH)은 상기 일 방향(+x 방향)의 반대 방향(-x 방향)으로의 제1영역 외측 부분이고, 포스트히팅영역(POH)은 상기 일 방향(+x 방향)으로의 제1영역 외측 부분으로 이해될 수 있다.
이와 같은 결정층을 갖는 기판의 제조방법의 경우, 1개의 소스(LS)를 이용하면서도 프리히팅, 프로세싱 및 포스트히팅이 모두 이루어지도록 할 수 있으며, 아울러 레이저빔의 에너지 이용 효율을 획기적으로 높일 수 있다.
구체적으로 설명하면, 기판(SUB) 상에 비정질실리콘층(a-Si)이 형성된 상태에서 스테이지(ST)를 일 방향(+x 방향)으로 움직이면서 레이저빔을 이용한 결정화를 진행하는 과정에서, 비정질실리콘층(a-Si)은 프로세싱영역(PR)을 지나가기에 앞서 프리히팅영역(PRH)을 지나가게 된다. 이에 따라 비정질실리콘층(a-Si)이 프로세싱영역(PR)에서 용융되거나 거의 용융되기에 앞서 예열(프리히팅)되기에, 최종적으로 결정화되었을 시의 그레인 사이즈를 크게 높일 수 있다.
또한, 기판(SUB) 상에 비정질실리콘층(a-Si)이 형성된 상태에서 스테이지(ST)를 일 방향(+x 방향)으로 움직이면서 레이저빔을 이용한 결정화를 진행하는 과정에서, 비정질실리콘층(a-Si)은 프로세싱영역(PR)을 지난 후 포스트히팅영역(POH)을 지나가게 된다. 비정질실리콘층(a-Si)이 프로세싱영역(PR)을 지나면서 결정화된 후 포스트히팅영역(POH)을 지남에 따라, 결정화 과정에서 발생한 폴리실리콘층(p-Si) 내에서의 열응력을 분산시킬 수 있다.
지금까지는 제2경로(ℓ2)를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 실리콘층(Si)의 제2영역이 프리히팅영역(PRH), 프로세싱영역(PR) 및 포스트히팅영역(POH)을 모두 포함하는 것으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
예컨대 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 결정층을 갖는 기판 제조방법의 경우, 도 3에 도시된 것과 같이, 제2경로(ℓ2)를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 실리콘층(Si)의 제2영역이 프리히팅영역(PRH)과 프로세싱영역(PR)만을 포함할 수도 있다. 즉, 제2영역이, 스테이지(ST)가 이동하는 일 방향(+x 방향)의 반대 방향으로의 제1영역 외측 부분만을 포함하도록 할 수도 있다. 이는 최고품질의 폴리실리콘층(p-Si)을 이용할 필요는 없어, 후열에 의한 폴리실리콘층(p-Si) 내 응력 완화까지는 필요하지 않을 경우로 이해될 수 있다.
또는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 결정층을 갖는 기판 제조방법의 경우, 도 4에 도시된 것과 같이, 제2경로(ℓ2)를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 실리콘층(Si)의 제2영역이 프로세싱영역(PR)과 포스트히팅영역(POH)만을 포함할 수도 있다. 즉, 제2영역이, 스테이지(ST)가 이동하는 일 방향(+x 방향)으로의 제1영역 외측 부분만을 포함하도록 할 수도 있다. 이는 프리히팅을 진행하지 않거나, 프리히팅을 레이저빔 조사를 통해 진행하지 않고 히팅플레이트 등을 이용해 기판의 온도를 높이는 방식으로 진행할 경우로 이해될 수 있다.
이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 결정층을 갖는 기판의 제조방법에 대해 설명한다.
먼저 소스에서 발생한 레이저빔을, 스테이지 상에 안착된 레이저빔 조사 대상층(실리콘층(Si))이 형성된 기판(SUB)으로 제1경로(ℓ1)를 따라 조사하는 단계를 거친다. 이후 레이저빔의 일부가 실리콘층(Si)에서 반사되어 제1반사경로(ℓ1r)를 따라 이동하게 되면, 제1반사미러(RM1)를 이용해 레이저빔을 반사시켜, 스테이지 상에 안착된 기판(SUB) 상의 실리콘층(Si)으로 제2경로(ℓ2)를 따라 조사한다. 제1반사미러(RM1)는 제1주반사미러(RM11)와 제1보조반사미러(RM12)를 포함할 수 있다.
이때 제2경로(ℓ2)를 따라 진행하는 레이저빔이 조사되는 실리콘층(Si)의 영역은 제1경로(ℓ1)를 따라 진행하는 레이저빔이 조사되는 실리콘층(Si)의 영역과 겹치지 않도록 할 수 있다. 도 5에서는 제2경로(ℓ2)를 따라 진행하는 레이저빔이 조사되는 실리콘층(Si)의 영역이 제1경로(ℓ1)를 따라 진행하는 레이저빔이 조사되는 실리콘층(Si)의 영역의 일 방향(+x 방향)의 반대방향(-x 방향)에 인접하여 위치하는 것으로 도시하고 있다. 제2경로(ℓ2)를 따라 진행하는 레이저빔은 비정질실리콘층(a-Si)을 결정화에 앞서 프리히팅하는 데 사용될 수 있다.
이어, 제1반사미러(RM1)에 의해 반사되어 스테이지 상에 안착된 기판(SUB)에 형성된 실리콘층(Si)에 도달한 후 반사되어 제2반사경로(ℓ2r)를 따라 이동하는 레이저빔을 제2반사미러(RM2)를 이용해 반사시켜, 스테이지 상에 안착된 기판(SUB)에 형성된 실리콘층(Si)으로 제3경로(ℓ3)를 따라 조사하는 단계를 거친다. 도 5에서는 제3경로(ℓ3)를 따라 진행하는 레이저빔이 조사되는 실리콘층(Si)의 영역이 제1경로(ℓ1)를 따라 진행하는 레이저빔이 조사되는 실리콘층(Si)의 영역의 일 방향(+x 방향)에 인접하여 위치하는 것으로 도시하고 있다. 제3경로(ℓ3)를 따라 진행하는 이 레이저빔은 이 레이저빔은 프로세싱영역(PR)을 통과하여 결정화가 이루어진 폴리실리콘층(p-Si)의 부분인 포스트히팅영역(POH)에 도달하게 되어, 폴리실리콘층(p-Si) 내의 열응력을 분산시키는 데 사용될 수 있다.
이와 같은 본 실시예에 따른 결정층을 갖는 기판의 제조방법의 경우, 1개의 소스(LS)를 이용하면서도 프리히팅, 프로세싱 및 포스트히팅이 모두 이루어지도록 할 수 있으며, 아울러 레이저빔의 에너지 이용 효율을 획기적으로 높일 수 있다.
이와 같은 결정층을 갖는 기판의 제조방법을 이용하여 디스플레이 장치를 제조할 수도 있다. 예컨대 상술한 것과 같은 방법을 거쳐 결정화된 폴리실리콘층(p-Si)을 갖는 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되도록 유기발광소자나 액정소자와 같은 디스플레이소자를 형성함으로써, 디스플레이 장치를 제조할 수 있다. 그러한 디스플레이 장치의 제조방법 역시 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
CB: 챔버 INT: 기판투입구
W: 윈도우 M: 미러
RM1: 제1반사미러 RM12: 제1보조반사미러
RM11: 제1주반사미러 RM2: 제2반사미러
ST: 스테이지 LS: 소스
RM: 반사미러 SUB: 기판
Si: 실리콘층 a-Si: 비정질실리콘층
p-Si: 폴리실리콘층 PR: 프로세싱영역
PRH: 프리히팅영역 POH: 포스트히팅영역
l1: 제1경로 l1r: 제1반사경로
l2: 제2경로 l2r: 제2반사경로
l3: 제3경로

Claims (16)

  1. 레이저빔 조사 대상층이 형성된 기판이 안착될 수 있는 스테이지;
    상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층으로 제1경로를 따라 레이저빔을 조사할 수 있는 소스; 및
    상기 소스에서 발생되어 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 도달한 후 반사된 레이저빔을 반사시켜, 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층으로 제2경로를 따라 조사할 수 있는, 반사미러;
    를 포함하며,
    상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 있어서 제2경로를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제2영역의 면적은, 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 있어서 제1경로를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제1영역의 면적보다 넓은, 레이저 결정화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    제2영역이 제1영역을 포함하는, 레이저 결정화 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 반사미러의 반사면은 볼록면을 갖는, 레이저 결정화 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 스테이지는 적어도 일 방향으로 이동할 수 있으며, 제2영역은, 상기 일 방향의 반대 방향으로의 제1영역 외측 부분을 포함하는, 레이저 결정화 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 스테이지는 적어도 일 방향으로 이동할 수 있으며, 제2영역은, 상기 일 방향으로의 제1영역 외측 부분을 포함하는, 레이저 결정화 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 스테이지는 적어도 일 방향으로 이동할 수 있으며, 제2영역은, 상기 일 방향의 반대 방향으로의 제1영역 외측 부분과, 상기 일 방향으로의 제1영역 외측 부분을 포함하는, 레이저 결정화 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    제1경로는 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 수직이 아닌, 레이저 결정화 장치.
  8. 레이저빔 조사 대상층이 형성된 기판이 안착될 수 있는 스테이지;
    상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층으로 제1경로를 따라 레이저빔을 조사할 수 있는 소스;
    상기 소스에서 발생되어 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 도달한 후 반사된 레이저빔을 반사시켜, 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층으로 제2경로를 따라 조사할 수 있는, 제1반사미러; 및
    상기 제1반사미러에 의해 반사되어 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 도달한 후 반사된 레이저빔을 반사시켜, 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층으로 제3경로를 따라 조사할 수 있는, 제2반사미러;
    를 포함하며,
    상기 스테이지는 적어도 일 방향으로 이동할 수 있고,
    상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 있어서 제2경로를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제2영역은, 상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 있어서 제1경로를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제1영역의 상기 일 방향의 반대 방향으로의 외측 부분이고,
    상기 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 있어서 제3경로를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제3영역은, 상기 일 방향으로의 제1영역 외측 부분인,
    레이저 결정화 장치.
  9. 소스에서 발생한 레이저빔을, 스테이지 상에 안착된 레이저빔 조사 대상층이 형성된 기판으로 제1경로를 따라 조사하는 단계;
    소스에서 발생되어 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 도달한 후 반사된 레이저빔을 반사미러를 이용해 반사시켜, 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층으로 제2경로를 따라 조사하는 단계;
    를 포함하며,
    스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 있어서 제2경로를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제2영역의 면적은, 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 있어서 제1경로를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제1영역의 면적보다 넓은, 결정층을 갖는 기판의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    제2영역이 제1영역을 포함하는, 결정층을 갖는 기판의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2경로를 따라 조사하는 단계는, 반사면이 볼록면을 포함하는 반사미러를 이용하는 단계인, 결정층을 갖는 기판의 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    스테이지를 일 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하고,
    제2영역은, 일 방향의 반대 방향으로의 제1영역 외측 부분을 포함하는, 결정층을 갖는 기판의 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    스테이지를 일 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하고,
    제2영역은, 일 방향으로의 제1영역 외측 부분을 포함하는, 결정층을 갖는 기판의 제조방법.
  14. 제10항에 있어서,
    스테이지를 일 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하고,
    제2영역은, 일 방향의 반대 방향으로의 제1영역 외측 부분과, 일 방향으로의 제1영역 외측 부분을 포함하는, 결정층을 갖는 기판의 제조방법.
  15. 제9항에 있어서,
    제1경로는 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 수직이 아닌, 결정층을 갖는 기판의 제조방법.
  16. 소스에서 발생한 레이저빔을, 스테이지 상에 안착된 레이저빔 조사 대상층이 형성된 기판으로 제1경로를 따라 조사하는 단계;
    소스에서 발생되어 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 도달한 후 반사된 레이저빔을 제1반사미러를 이용해 반사시켜, 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층으로 제2경로를 따라 조사하는 단계;
    제1반사미러에 의해 반사되어 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 도달한 후 반사된 레이저빔을 제2반사미러를 이용해 반사시켜, 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층으로 제3경로를 따라 조사하는 단계; 및
    스테이지를 일 방향으로 이동시키는 단계;
    를 포함하며,
    스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 있어서 제2경로를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제2영역은, 스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 있어서 제1경로를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제1영역의 일 방향의 반대 방향으로의 외측 부분이고,
    스테이지 상에 안착된 기판에 형성된 대상층에 있어서 제3경로를 따라 조사된 레이저빔이 조사되는 제3영역은, 일 방향으로의 제1영역 외측 부분인,
    결정층을 갖는 기판의 제조방법.
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