KR102327231B1 - 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템 및 모니터링 방법 - Google Patents

레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템 및 모니터링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반사 미러를 포함하는 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템 및 모니터링 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템은, 제1 레이저 빔을 출사하는 광원, 및 제1 레이저 빔의 적어도 일부를 입사 받아 제2 레이저 빔을 출사하는 반사 미러를 포함하는 레이저 결정화 장치; 서로 대향하는 제1 면 및 제2 면을 갖고, 제1 면으로 제1 레이저빔 및 제2 레이저 빔이 조사되는 스테이지; 스테이지의 제1 면 및 제2 면 중 어느 한 면에 배치되고, 제1 레이저 빔을 입사 받아 제1 레이저 빔의 적어도 일부를 반사 미러로 반사하는 보조층; 및 보조층과 중첩하며 제2 면에 인접하여 배치되고, 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔의 광도를 측정하는 카메라;를 포함한다.

Description

레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템 및 모니터링 방법{MONITORING SYSTEM AND MONITORING METHOD OF LASER POLYCRYSTALLIZATION APPARATUS}
본 발명은 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템 및 모니터링 방법에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 표시 장치 또는 액정 표시 장치 등은 각 화소의 발광여부나 발광 정도를 박막 트랜지스터를 이용해 제어한다. 그러한 박막 트랜지스터는 반도체층, 게이트 전극 및 소스/드레인 전극 등을 포함하는데, 반도체층으로는 비정질 실리콘을 결정화한 폴리 실리콘이 주로 사용된다.
이와 같은 박막 트랜지스터를 구비하는 박막 트랜지스터 기판이나 이를 이용한 표시 장치는 기판에 비정질 실리콘(a-Si) 박막을 형성하고 이를 폴리 실리콘(P-Si) 박막으로 결정화하는 과정을 거쳐 제조된다. 비정질 실리콘 박막을 폴리 실리콘 박막으로 결정화하는 방법으로 비정질 실리콘 박막에 레이저 빔을 조사하는 방법이 사용될 수 있다.
이때, 비정질 실리콘 박막의 표면에서 레이저 빔의 일부가 반사되어 에너지 손실이 발생한다. 이러한 에너지 손실을 감소시키기 위하여 반사된 레이저 빔을 반사 미러를 통해 비정질 실리콘 박막의 표면에 재조사시킬 수 있다. 재조사되는 레이저 빔을 포함하는 전체 레이저 빔의 광도, 조사 각도 등에 따라 비정질 실리콘 박막의 결정화도 및 결정화 에너지의 효율이 달라질 수 있으며, 따라서, 반사 미러와 같은 구성 요소들 간의 정밀한 정렬(align)이 요구된다.
본 발명은 반사 미러를 포함하는 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템 및 모니터링 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템은, 제1 레이저 빔을 출사하는 광원, 및 제1 레이저 빔의 적어도 일부를 입사 받아 제2 레이저 빔을 출사하는 반사 미러를 포함하는 레이저 결정화 장치; 서로 대향하는 제1 면 및 제2 면을 갖고, 제1 면으로 제1 레이저빔 및 제2 레이저 빔이 조사되는 스테이지; 스테이지의 제1 면 및 제2 면 중 어느 한 면에 배치되고, 제1 레이저 빔을 입사 받아 제1 레이저 빔의 적어도 일부를 반사 미러로 반사하는 보조층; 및 보조층과 중첩하며 제2 면에 인접하여 배치되고, 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔의 광도를 측정하는 카메라;를 포함한다.
보조층은 3% 내지 60%의 반사율을 갖는다.
보조층은 스테이지와 카메라 사이에 배치된다.
보조층은 스테이지를 사이에 두고 카메라와 이격되어 배치된다.
보조층은 스테이지의 전면에 배치된다.
보조층은 복수의 층으로 이루어진다.
보조층은 제1 레이저 빔을 투과시키는 복수의 슬릿을 갖는다.
스테이지에 조사되는 제1 레이저 빔과 스테이지의 제1 면에 수직한 법선이 이루는 각은 5도 내지 60도이다.
또한, 본 발명에 따른 레이저 결정화 장치의 모니터링 방법은, 스테이지의 서로 대향하는 제1 면 및 제2 면 중 어느 한 면에 보조층을 배치하는 단계; 보조층과 중첩하며 제2 면과 인접하게 카메라를 배치하는 단계; 스테이지의 제1 면으로 제1 레이저 빔을 출사하는 단계; 보조층에 의해 제1 레이저 빔의 적어도 일부가 반사 미러로 반사되는 단계; 반사 미러에 의해 제2 레이저 빔이 스테이지의 제1 면으로 출사되는 단계; 및 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔의 광도를 카메라를 통해 측정하는 단계;를 포함한다.
보조층은 3% 내지 60%의 반사율을 갖는다.
보조층은 스테이지와 카메라 사이에 배치된다.
보조층은 스테이지를 사이에 두고 카메라와 이격되어 배치된다.
제1 레이저 빔과 스테이지의 제1 면에 수직한 법선이 이루는 각은 5도 내지 60도이다.
본 발명에 따른 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템 및 모니터링 방법은 스테이지 상에 배치된 보조층을 포함하여, 반사 미러를 포함하는 레이저 결정화 장치로부터 출사된 레이저 빔의 광도를 정밀하게 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 개념도이다.
도 2는 비정질 실리콘 박막의 레이저 결정화를 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템을 나타낸 단면도이다.
도 4는 종래의 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템을 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 7의 보조층을 나타낸 평면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 제1, 제2, 제3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 구성 요소가 제2 또는 제3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 또는 제3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
도 1은 레이저 결정화 장치의 개념도이고, 도 2는 비정질 실리콘 박막의 레이저 결정화를 나타낸 모식도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 레이저 결정화 장치(10)는, 레이저 빔(L)을 발생시키는 광원(110), 레이저 빔(L)을 광변환하여 제1 레이저 빔(L1)을 출력하는 광학계(120), 및 변환된 제1 레이저 빔(L1)이 조사되는 챔버(150)를 포함한다. 챔버(150) 내에는 변환된 제1 레이저 빔(L1)이 조사되어 레이저 결정화되는 비정질 실리콘 박막(221)이 형성된 기판(220) 및 기판(220)이 탑재되는 기판 스테이지(210)가 위치한다.
광원(110)에서 발생되는 레이저 빔(L)은 P편광 및 S편광을 포함할 수 있으며, 비정질 실리콘 박막(221)의 상 변이를 유도하는 엑시머 레이저 빔일 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원(110)은 엑시머 레이저일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 광원(110)은 YAG(Yttrium Aluminum Garnet) 레이저, 유리 레이저, YVO4(Yttrium Orthovanadate) 레이저, Ar 레이저일 수도 있다. 레이저 빔(L)은 광학계(120)에서 광변환되고, 광변환된 제1 레이저 빔(L1)은 기판(220) 상에 형성된 비정질 실리콘 박막(221)을 결정화시킨다. 레이저 빔(L) 및 제1 레이저 빔(L1)은 병렬로 배열된 형태로 나란히 진행되는 복수의 라인 빔 형태일 수 있다.
비정질 실리콘 박막(221)은 기판(220) 상에 저압화학 증착법, 상압화학 증착법, PECVD법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링법, 진공 증착법(vacuum evaporation) 등의 방법에 의해 25nm 내지 80nm의 두께로 형성될 수 있다. 또한 비정질 실리콘 박막(221)은 실리콘 또는 실리콘 기반 물질(예를 들어, SixGe1-x)을 사용하여 형성될 수 있다.
광학계(120)는 레이저 빔(L)의 경로를 변화시키는 복수 개의 렌즈(미도시) 및 미러(130)를 포함하고, 레이저 빔(L)을 광변환하여 제1 레이저 빔(L1)을 출사한다. 또한, 도시되지 않았으나, 광학계(120)는 광원(110)으로부터 입사된 레이저 빔(L)의 편광축 방향을 변환시키는 적어도 하나의 반파장판(Half Wave Plate; HWP)을 포함할 수 있으며, 레이저 빔(L)의 일부는 반사시키고 일부는 투과시키는 적어도 하나의 편광빔 스플리터(Polarization Beam Splitter; PBS)를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학계(120)는 제1 레이저 빔(L1)의 적어도 일부를 입사 받아 제2 레이저 빔(L2)을 출사하는 반사 미러(140)를 더 포함한다. 즉, 기판(220) 상의 비정질 실리콘 박막(221)의 표면에서 제1 레이저 빔(L1)의 일부가 반사되어 반사 미러(140)로 입사되고, 반사 미러(140)는 이를 재반사하여 기판(220) 상의 비정질 실리콘 박막(221)으로 제2 레이저 빔(L2)을 출사한다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 미러(140)를 포함하는 레이저 결정화 장치(10)는, 반사 미러(140)를 포함하지 않는 레이저 결정화 장치가 기판(220) 상의 비정질 실리콘 박막(221)으로 제1 레이저 빔(L1)만 출사하는 것과 달리, 제1 레이저 빔(L1)과 함께 제2 레이저 빔(L2)을 출사한다. 즉, 비정질 실리콘 박막(221)의 표면에서 반사된 레이저 빔이 비정질 실리콘 박막(221)에 재입사됨으로써, 비정질 실리콘 박막(221)의 결정화도 및 결정화 에너지의 효율이 향상될 수 있다.
챔버(150)는 공정의 특성, 사용자의 용도 등에 따라, 질소(N2), 공기(air), 또는 혼합 가스 등을 포함할 수 있으며, 감압 또는 가압을 하거나 진공 상태일 수 있다. 챔버(150)는 개방형(open type)일 수 있고, 또는 외부 공기와 격리된 밀폐형(closed type)일 수도 있다.
챔버(150) 내에는 제1 레이저 빔(L1) 및 제2 레이저 빔(L2)이 조사되어 결정화되는 비정질 실리콘 박막(221)이 형성된 기판(220) 및 기판(220)이 탑재되는 기판 스테이지(210)가 배치된다. 기판 스테이지(210)는 수평 방향으로 이동하면서, 제1 레이저 빔(L1) 및 제2 레이저 빔(L2)이 기판(220)의 전체 영역에 조사될 수 있도록 한다.
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 레이저 빔(L1, L2)이 조사되는 동안 기판 스테이지(210)는 기판(220)을 화살표 방향으로 일정하게 이동하여 기판(220) 상의 비정질 실리콘 박막(221)에 제1 및 제2 레이저 빔(L1, L2)이 고르게 조사되도록 한다. 제1 및 제2 레이저 빔(L1, L2)이 조사된 비정질 실리콘 박막(221)은 다결정 실리콘 박막(222)으로 결정화된다. 비정질 실리콘 박막(221)의 결정화는 제1 및 제2 레이저 빔(L1, L2)이 수 나노초(nano second)동안 조사되어 비정질 실리콘의 온도를 급상승 시킨 후 냉각하는 것을 통해 비정질 실리콘을 용융 및 재결정시키는 원리이다.
다결정 실리콘은 폴리 실리콘(Po-Si)이라고도 하며, 전계 효과 이동도가 비정질 실리콘에 비해 수백 배 높고, 고주파에서 신호처리 능력도 우수하여 유기발광 표시 장치와 같은 표시 장치에 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템을 나타낸 단면도이고, 도 4는 종래의 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템을 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(10)의 모니터링 시스템은 레이저 결정화 장치(10), 레이저 결정화 장치(10)로부터 출사된 제1 및 제2 레이저 빔(L1, L2)이 조사되는 스테이지(310), 스테이지(310)의 하부에 배치된 보조층(330) 및 보조층(330)의 하부에 배치된 카메라(320)를 포함한다. 이때, 스테이지(310)의 상부면을 제1 면(S1), 스테이지(310)의 하부면을 제2 면(S2)이라고 정의한다.
레이저 결정화 장치(10)는, 상기한 바와 같이, 반사 미러(140)를 포함하고, 스테이지(310)의 제1 면(S1)으로 제1 및 제2 레이저 빔(L1, L2)을 출사한다.
스테이지(310)는 레이저 결정화 장치(10)와 소정 거리만큼 이격되어 배치되며, 레이저 결정화 장치(10)로부터 제1 및 제2 레이저 빔(L1, L2)을 입사 받는다. 스테이지(310)는 레이저 결정화 장치(10)의 모니터링을 위한 것으로, 도 1 및 도 2에 도시된 기판 스테이지(210)와는 달리, 스테이지(310) 상에 비정질 실리콘 박막(221)이 형성된 기판(220)이 배치되지 않는다.
스테이지(310)의 제2 면(S2)에 보조층(330)이 배치된다. 이때, 보조층(330)은 비정질 실리콘 박막(221)과 유사한 반사율을 갖는다. 예를 들어, 보조층(330)은 비정질 실리콘 박막(221)과 실질적으로 동일한 반사율을 가질 수 있다. 보조층(330)은 약 3% 내지 약 60%의 반사율을 가질 수 있다. 예를 들어, 비정질 실리콘 박막(221)이 60%의 반사율을 갖는 경우, 보조층(330) 또한 60%의 반사율을 가질 수 있다.
카메라(320)는 스테이지(310)의 제2 면(S2)과 인접하여 배치되며, 레이저 결정화 장치(10)로부터 출사된 제1 및 제2 레이저 빔(L1, L2)의 광도를 측정한다. 이때, 카메라(320)는 레이저 결정화 장치(10)와의 간격을 조절하기 위하여 상하로 이동할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 레이저 빔(L1, L2)의 광도 측정 시 초점을 맞추기 위하여, 카메라(320)와 레이저 결정화 장치(10) 사이의 간격이 조절될 수 있다.
카메라(320)로부터 측정된 광도를 통해, 사용자는 레이저 결정화 장치(10)의 구성 요소들을 정밀하게 정렬(align)하여 레이저 결정화 장치(10)에 따른 비정질 실리콘 박막(221)의 결정화도 및 결정화 에너지의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 모니터링을 위한 스테이지(310) 상에 보조층(330)을 형성하지 않는 경우, 스테이지(310)로 입사된 제1 레이저 빔(L1)은 대부분 반사되지 않고 스테이지(310)를 통과한다. 즉, 모니터링을 위한 스테이지(310) 상에는 비정질 실리콘 박막(221)이 형성된 기판(220)이 배치되지 않으므로, 제1 레이저 빔(L1)의 반사가 거의 일어나지 않는다. 따라서, 실제 비정질 실리콘 박막(221)을 결정화하는 공정에서와 같이, 반사 미러(140)로 제1 레이저 빔(L1)의 일부가 입사되지 않고, 제2 레이저 빔(L2)이 출사되지도 않는다.
다시 말하면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 비정질 실리콘 박막(221)을 결정화하는 공정 중에 제1 및 제2 레이저 빔(L1, L2)이 모두 기판 스테이지(210)로 출사되는 것과 달리, 레이저 결정화 장치(10)의 모니터링 중에는 제1 레이저 빔(L1)만이 스테이지(310)로 출사된다. 따라서, 실제 비정질 실리콘 박막(221)을 결정화하는 공정 중에 레이저 결정화 장치(10)로부터 출사되는 제2 레이저 빔(L2)의 광도는 측정할 수 없으며, 이에 따라 반사 미러(140)를 포함하는 레이저 결정화 장치(10)의 정밀한 모니터링에 어려움이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(10)의 모니터링 시스템은 스테이지(310)의 제2 면(S2)에 비정질 실리콘 박막(221)과 유사한 반사율을 갖는 보조층(330)을 배치함으로써, 제1 레이저 빔(L1)뿐만 아니라 제2 레이저 빔(L2)의 광도를 측정할 수 있다. 따라서, 반사 미러(140)를 포함하는 레이저 결정화 장치(10)의 모니터링이 용이하며, 이를 통해, 사용자는 레이저 결정화 장치(10)의 구성 요소들을 정밀하게 정렬(align)하여 레이저 결정화 장치(10)에 따른 비정질 실리콘 박막(221)의 결정화도 및 결정화 에너지의 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(10)의 모니터링 방법을 순차적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 스테이지(310)의 제2 면(S2)에 보조층(330)을 배치한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 보조층(330)은 스테이지(310)의 일부에만 중첩하여 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 보조층(330)은 스테이지(310)의 제2 면(S2)의 전면에 배치될 수도 있다.
이어서, 보조층(330)과 중첩하도록 카메라(320)를 배치한다. 이때, 카메라(320)는 스테이지(310)를 사이에 두고 레이저 결정화 장치(10)와 이격되어 배치된다.
이어서, 스테이지(310)의 제1 면(S1)과 인접하여 배치된 레이저 결정화 장치(10)가 스테이지(310)의 제1 면(S1)으로 제1 레이저 빔(L1)을 출사한다. 스테이지(310)의 제1 면(S1)으로 입사된 제1 레이저 빔(L1)의 일부가 보조층(330)에 의해 반사되어, 레이저 결정화 장치(10)의 반사 미러(140)로 입사된다. 이때, 보조층(330)에 의해 반사된 제1 레이저 빔(L1)의 일부가 반사 미러(140)로 입사되기 위하여, 제1 레이저 빔(L1)은 소정의 각도를 가지고 스테이지(310)로 입사된다. 예를 들어, 제1 레이저 빔(L1)이 스테이지(310)의 제1 면(S1)에 수직한 법선(VL)과 이루는 각(α)은 약 5도 내지 약 60도일 수 있다. 이에 따라, 반사된 제1 레이저 빔(L1)의 일부가 반사 미러(140)로 입사될 수 있다.
이어서, 반사 미러(140)는 제1 레이저 빔(L1)의 일부를 입사 받아, 스테이지(310)의 제1 면(S1)으로 제2 레이저 빔(L2)을 출사한다. 즉, 반사 미러(140)를 포함하는 레이저 결정화 장치(10)는 제1 레이저 빔(L1)뿐만 아니라 제2 레이저 빔(L2)을 스테이지(310)로 출사한다.
이어서, 스테이지(310)에 입사되는 제1 및 제2 레이저 빔(L1, L2)의 광도를 카메라(320)를 통해 측정한다. 카메라(320)로부터 측정된 광도를 통해, 사용자는 레이저 결정화 장치(10)의 구성 요소들을 정밀하게 정렬(align)하여 레이저 결정화 장치(10)에 따른 비정질 실리콘 박막(221)의 결정화도 및 결정화 에너지의 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 일 실시예를 설명한다. 본 발명의 일 실시예와 동일한 구성에 대한 설명은 설명의 편의를 위해 생략한다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템을 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(10)의 모니터링 시스템은 스테이지(310)의 상부면, 즉 제1 면(S1)에 배치된 보조층(331)을 포함한다.
보조층(331)은 비정질 실리콘 박막(221)과 유사한 반사율을 갖는다. 예를 들어, 보조층(331)은 비정질 실리콘 박막(221)과 실질적으로 동일한 반사율을 가질 수 있다. 보조층(331)은 약 3% 내지 약 60%의 반사율을 가질 수 있다. 예를 들어, 비정질 실리콘 박막(221)이 60%의 반사율을 갖는 경우, 보조층(331) 또한 60%의 반사율을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 보조층(331)은 스테이지(310)의 전면에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 보조층(331)은 스테이지(310)의 제1 면(S1)의 일부에만 배치될 수도 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(10)의 모니터링 시스템은 스테이지(310)의 제1 면(S1)에 비정질 실리콘 박막(221)과 유사한 반사율을 갖는 보조층(331)을 배치함으로써, 제1 레이저 빔(L1)뿐만 아니라 제2 레이저 빔(L2)의 광도를 측정할 수 있다. 따라서, 반사 미러(140)를 포함하는 레이저 결정화 장치(10)의 모니터링이 용이하며, 이를 통해, 사용자는 레이저 결정화 장치(10)의 구성 요소들을 정밀하게 정렬(align)하여 레이저 결정화 장치(10)에 따른 비정질 실리콘 박막(221)의 결정화도 및 결정화 에너지의 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 또 다른 일 실시예를 설명한다. 본 발명의 일 실시예와 동일한 구성에 대한 설명은 설명의 편의를 위해 생략한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템을 나타낸 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(10)의 모니터링 시스템은 복수의 층(332a, 332b, 332c)으로 이루어진 보조층(332)을 포함한다.
복수의 층(332a, 332b, 332c)으로 이루어진 보조층(332)은 비정질 실리콘 박막(221)과 유사한 반사율을 갖는다. 이때, 보조층(332)을 다층 구조로 형성함으로써, 보조층(332)의 반사율 및 투과율을 용이하게 조절할 수 있다. 보조층(332)은 약 3% 내지 약 60%의 반사율을 가질 수 있다. 예를 들어, 비정질 실리콘 박막(221)이 60%의 반사율을 갖는 경우, 복수의 층(332a, 332b, 332c)으로 이루어진 보조층(332) 또한 60%의 반사율을 가질 수 있다. 즉, 서로 다른 복수의 층(332a, 332b, 332c)을 적층하여 보조층(332)이 60%의 반사율을 갖도록 형성할 수 있다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 또 다른 일 실시예를 설명한다. 본 발명의 일 실시예와 동일한 구성에 대한 설명은 설명의 편의를 위해 생략한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템을 나타낸 단면도이고, 도 8은 도 7의 보조층을 나타낸 평면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(10)의 모니터링 시스템은 복수의 슬릿(333a)을 갖는 보조층(333)을 포함한다. 즉, 보조층(333)은 복수의 슬릿(333a) 및 복수의 슬릿(333a)을 정의하는 패턴부(333b)로 이루어질 수 있다.
복수의 슬릿(333a)은 제1 레이저 빔(L1)을 투과시킨다. 즉, 제1 레이저 빔(L1)이 복수의 슬릿(333a) 중 어느 하나에 조사되는 경우, 제1 레이저 빔(L1)은 반사되지 않고 슬릿(333a)을 투과할 수 있다. 반면, 제1 레이저 빔(L1)이 패턴부(333b)로 조사되는 경우, 제1 레이저 빔(L1)의 일부는 패턴부(333b)의 표면에서 반사되고, 다른 일부는 패턴부(333b)를 투과할 수 있다. 마찬가지로, 반사 미러(140)를 통해 입사되는 제2 레이저 빔(L2)이 복수의 슬릿(333a) 중 어느 하나에 조사되는 경우, 제2 레이저 빔(L2)은 반사되지 않고 슬릿(333a)을 투과할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치(10)의 모니터링 시스템은 복수의 슬릿(333a)을 갖는 보조층(333)을 포함함으로써, 스테이지(310)의 위치에 따른 제1 및 제2 레이저 빔(L1, L2)의 광도를 정밀하게 측정할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
L1: 제1 레이저 빔 L2: 제2 레이저 빔
10: 레이저 결정화 장치 110: 광원
120: 광학계 130: 미러
140: 반사 미러 150: 챔버
210: 기판 스테이지 220: 기판
221: 비정질 실리콘 박막 222: 다결정 실리콘 박막
310: 스테이지 320: 카메라
330, 331, 332, 333: 보조층

Claims (13)

  1. 제1 레이저 빔을 출사하는 광원, 및 상기 제1 레이저 빔의 적어도 일부를 입사 받아 제2 레이저 빔을 출사하는 반사 미러를 포함하는 레이저 결정화 장치;
    서로 대향하는 제1 면 및 제2 면을 갖고, 상기 제1 면으로 상기 제1 레이저빔 및 상기 제2 레이저 빔이 조사되는 스테이지;
    상기 스테이지의 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 한 면에 배치되고, 상기 제1 레이저 빔을 입사 받아 상기 제1 레이저 빔의 적어도 일부를 상기 반사 미러로 반사하는 보조층; 및
    상기 보조층과 중첩하며 상기 제2 면에 인접하여 배치되고, 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔의 광도를 측정하는 카메라;를 포함하는 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 보조층은 3% 내지 60%의 반사율을 갖는 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 보조층은 상기 스테이지와 상기 카메라 사이에 배치된 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 보조층은 상기 스테이지를 사이에 두고 상기 카메라와 이격되어 배치된 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 보조층은 상기 스테이지의 전면에 배치된 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 보조층은 복수의 층으로 이루어진 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 보조층은 상기 제1 레이저 빔을 투과시키는 복수의 슬릿을 갖는 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 스테이지에 조사되는 상기 제1 레이저 빔과 상기 스테이지의 상기 제1 면에 수직한 법선이 이루는 각은 5도 내지 60도인 레이저 결정화 장치의 모니터링 시스템.
  9. 스테이지의 서로 대향하는 제1 면 및 제2 면 중 어느 한 면에 보조층을 배치하는 단계;
    상기 보조층과 중첩하며 상기 제2 면과 인접하게 카메라를 배치하는 단계;
    상기 스테이지의 상기 제1 면으로 제1 레이저 빔을 출사하는 단계;
    상기 보조층에 의해 상기 제1 레이저 빔의 적어도 일부가 반사 미러로 반사되는 단계;
    상기 반사 미러에 의해 제2 레이저 빔이 상기 스테이지의 상기 제1 면으로 출사되는 단계; 및
    상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔의 광도를 카메라를 통해 측정하는 단계;를 포함하는 레이저 결정화 장치의 모니터링 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 보조층은 3% 내지 60%의 반사율을 갖는 레이저 결정화 장치의 모니터링 방법.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 보조층은 상기 스테이지와 상기 카메라 사이에 배치되는 레이저 결정화 장치의 모니터링 방법.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 보조층은 상기 스테이지를 사이에 두고 상기 카메라와 이격되어 배치되는 레이저 결정화 장치의 모니터링 방법.
  13. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 레이저 빔과 상기 스테이지의 상기 제1 면에 수직한 법선이 이루는 각은 5도 내지 60도인 레이저 결정화 장치의 모니터링 방법.
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