KR102664799B1

KR102664799B1 - 레이저 결정화 장치

Info

Publication number: KR102664799B1
Application number: KR1020190145890A
Authority: KR
Inventors: 아키후미 산구; 류제길; 한규완; 이혜숙; 최은선
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Filing date: 2019-11-14
Publication date: 2024-05-16

Abstract

실시예에 따른 레이저 결정화 장치는 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔을 출력하는 레이저 발생부, 상기 레이저 발생부에서 출력된 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔을 입력 받아 균일화하는 균질부, 상기 균질부를 통과한 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔을 입력 받아 광변환하는 광학계, 그리고 상기 광변환된 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔이 조사되는 기판을 수용하는 기판 수용부를 포함하고, 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔은 장축과 단축을 가지고, 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔은 상기 장축 방향으로 서로 다른 입사 각도를 가지도록 상기 균질부에 입력될 수 있다.

Description

레이저 결정화 장치 {LASER CRYSTALLING APPARATUS}

본 개시는 레이저 결정화 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 비정질 실리콘 박막을 다결정 실리콘 박막으로 결정화하는 레이저 결정화 장치에 관한 것이다.

일반적으로 비정질 실리콘(a-Si)은 전하 운반체인 전자의 이동도 및 개구율이 낮고 CMOS 공정에 부합되지 못하는 단점이 있다. 반면에, 다결정 실리콘(Poly-Si)은 비정질 실리콘 박막 트랜지스터(a-Si TFT)에서는 불가능하였던 영상신호를 화소에 기입하는데 필요한 구동 회로를 기판상에 구성하는 것이 가능하다. 따라서, 다결정 실리콘 박막 소자에서는 다수의 단자와 드라이버 IC와의 접속이 불필요하게 되므로, 생산성과 신뢰성을 높이고 패널의 두께를 줄일 수 있다.

이러한 다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 저온 조건에서 제조하는 방법으로는 고상 결정화법(Solid Phase Crystallization, SPC), 금속유도 결정화법(Metal Induced Crystallization, MIC), 금속유도측면 결정화법(Metal Induced Lateral Crystallization, MILC), 엑시머 레이저 열처리법(Excimer Laser Annealing, ELA) 등이 있다. 특히, 유기 발광 표시 장치(OLED) 또는 액정 표시 장치(LCD)의 제조 공정에서는 높은 에너지를 갖는 레이저 빔을 이용하여 결정화하는 엑시머 레이저 열처리법(ELA)을 사용한다.

이와 같이, 레이저 결정화 장치를 이용하여 대상 기판을 스캔하며 대상 박막에 결정화를 진행하는 경우, 선형인 레이저 빔이 기판에 가해지기 전에 통과하는 렌즈에 결함(defect)이 있을 경우, 렌즈 결함 부위와 그 이외의 부위 사이의 레이저 빔의 불균일에 의해 스캔 무라(scan mura)의 얼룩 등이 발생할 수 있다.

실시예들은 레이저 결정화 장치의 렌즈의 결함에 따른 영향을 감소시킬 수 있는 레이저 결정화 장치를 제공하기 위한 것이다.

실시예에 따른 레이저 결정화 장치는 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔을 출력하는 레이저 발생부, 상기 레이저 발생부에서 출력된 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔을 입력 받아 균일화하는 균질부, 상기 균질부를 통과한 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔을 입력 받아 광변환하는 광학계, 그리고 상기 광변환된 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔이 조사되는 기판을 수용하는 기판 수용부를 포함하고, 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔은 장축과 단축을 가지고, 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔은 상기 장축 방향으로 서로 다른 입사 각도를 가지도록 상기 균질부에 입력된다.

상기 광학계의 제1 부분을 통과한 상기 제1 레이저 빔이 상기 기판 위에 조사되는 제1 위치와 상기 광학계의 상기 제1 부분을 통과한 상기 제2 레이저 빔이 상기 기판 위에 조사되는 제2 위치는 서로 다를 수 있다.

상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔은 상기 단축과 나란한 방향으로 스캔되고, 상기 균질부와 상기 광학계는 상기 장축을 따라 진동하지 않을 수 있다.

상기 레이저 발생부는 레이저 빔을 출력하는 제1 발광부, 상기 레이저 빔을 입력받아 광선을 평행광 형태로 출력하는 제1 시준부(collimator), 상기 제1 시준부에서 확산된 상기 레이저 빔을 분할하는 분할기를 포함하고, 상기 레이저 빔은 상기 분할기를 통해 서로 다른 입사각도를 가지도록 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔으로 분할될 수 있다.

상기 레이저 발생부는 상기 제1 레이저 빔을 출력하는 제1 발광부, 상기 제1 레이저 빔이 입력되어 확산되는 제1 시준부, 상기 제2 레이저 빔을 출력하는 제2 발광부, 상기 제2 레이저 빔이 입력되어 확산되는 제2 시준부를 포함하고, 상기 제1 발광부에서 출력되는 상기 제1 레이저 빔의 출력 방향과 상기 제2 발광부에서 출력되는 상기 제2 레이저 빔의 출력 방향은 서로 다를 수 있다.

상기 레이저 발생부는 상기 제1 레이저 빔을 출력하는 제1 발광부, 상기 제1 레이저 빔이 입력되어 확산되는 제1 시준부, 상기 레이저 발생부는 상기 제2 레이저 빔을 출력하는 제2 발광부, 상기 제2 레이저 빔이 입력되어 확산되는 제2 시준부, 상기 제2 시준부에서 확산된 상기 제2 레이저 빔의 방향을 변화시키는 미러를 포함하고, 상기 제1 발광부에서 출력되는 상기 제1 레이저 빔의 출력 방향과 상기 제2 발광부에서 출력되는 상기 제2 레이저 빔의 출력 방향은 서로 같을 수 있다.

상기 레이저 발생부에서 발생된 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔은 상기 장축 방향으로 상기 균질부의 같은 위치에 입력될 수 있다.

상기 레이저 발생부에서 발생된 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔은 상기 장축 방향으로 상기 균질부의 다른 위치에 입력될 수 있다.

실시예들에 따르면, 레이저 결정화 장치의 렌즈의 결함에 따른 영향을 감소시켜 레이저 빔의 불균일에 의한 얼룩 등을 방지할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 레이저 결정화 장치와 기판의 배치를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 레이저 결정화 장치를 도시한 간략도이다.
도 3은 실시예에 따른 레이저 결정화 장치를 통과한 레이저 빔의 강도를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 종래의 레이저 결정화 장치를 통과한 레이저 빔의 강도 영향을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 레이저 결정화 장치를 통과한 레이저 빔의 강도를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 빔 생성부를 도시한 개념도이다.
도 7은 다른 한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 빔 생성부를 도시한 개념도이다.
도 8은 다른 한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 빔 생성부를 도시한 개념도이다.
도 9는 다른 한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 빔 생성부를 도시한 개념도이다.
도 10은 다른 한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 빔 생성부를 도시한 개념도이다.
도 11은 다른 한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 빔 생성부를 도시한 개념도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.

또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 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, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.

도 1을 참고하여, 레이저 결정화 장치와 레이저 빔이 조사되는 기판의 배치를 개념적으로 설명한다. 도 1은 실시예에 따른 레이저 결정화 장치와 기판의 배치를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참고하면, 기판 수용부(1) 위에 장착된 기판(10) 표면과 마주하는 레이저 결정화 장치(20)가 배치되어 있고, 레이저 결정화 장치(20)로부터 기판(10) 표면에 레이저 빔(30)이 조사된다. 기판(10)의 표면은 제1 방향(x)과 제1 방향과 직각을 이루는 제2 방향(y)을 가진다. 기판(10) 위에 조사되는 레이저 빔(30)은 제1 방향(x)으로 뻗은 단축과 제2 방향(y)으로 뻗은 장축을 가지는 선형 형태이고, 레이저 결정화 장치(20)는 제1 방향(x)으로 기판(10) 위를 스캔하여, 레이저 빔(30)은 단축 방향을 따라 일정한 속도로 이동하면서 기판(10) 위에 조사된다.

그러면, 도 2를 참고하여, 실시예에 따른 레이저 결정화 장치를 설명한다. 도 2는 실시예에 따른 레이저 결정화 장치를 도시한 간략도이다.

도 2를 참고하면, 실시예에 따른 레이저 결정화 장치는 레이저 생성부(110), 레이저 생성부(110)에서 출력된 레이저 빔을 입력 받아 균일화시키는 균질부(Homogenizer)(120), 균질부(120)를 통과한 빛을 변질시켜 기판(10)에 조사하는 광학계(130)를 포함한다. 도시하지는 않았지만, 기판(10)을 수용하는 기판 수용부를 포함한다.

레이저 생성부(110)는 펄스 형태의 레이저 빔을 출력하며, 특정 파장의 레이저 빔을 특정 주파 수를 갖는 샷(Shot)의 형태로 출력한다. 레이저 생성부(110)는 수백 헤르츠(Hz)의 주파수를 가지는 엑시머 레이저 또는 수십 키로 헤르츠(kHz)의 주파수를 가지는 고체 레이저(solid state laser)를 출력할 수 있다.

균질부(120)는 입사된 레이저 빔의 공간 분포를 균일하게 한다.

광학계(130)는 균질부(120)를 통과한 레이저 빔을 변질시켜 선형 레이저 빔 형태로 기판(10)에 출력한다. 광학계(130)는 복수의 대면적 렌즈를 포함할 수 있다.

기판(10)에 조사되는 선형 레이저 빔은 기판 위에 레이저 빔이 스캔되는 스캔 방향인 제1 방향(x)과 직각을 이루는 제2 방향(y)과 나란한 장축을 가진다.

도 2에 도시한 바와 같이, 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 생성부(110)는 출력되는 레이저 빔의 장축 방향인 제2 방향(y)을 기준으로, 서로 다른 입사 각도를 가지는 두 개 이상의 레이저 빔(1000I, 2000I)을 출력하여 균질부(120)에 입력한다. 레이저 생성부(110)에서 생성되어 균질부(120)에 입력되는 레이저 빔(1000I, 2000I)은 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)을 포함한다. 제1 레이저 빔(1000I)은 제2 방향과(y) 수직을 이루는 제1 입사 방향으로 입사되고, 제2 레이저 빔(2000I)은 제1 입사 방향과 제1 각도(θ1)를 이루는 제2 입사 방향으로 입사된다.

제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)은 균질부(120)에 각기 입사되어 그 공간 분포 상 균일화된 후, 광학계(130)에 입사되어, 선형 레이저 빔의 형태를 가지는 제3 레이저 빔(1000o)과 제4 레이저 빔(2000o)으로 기판(10)에 출력된다.

제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)은 서로 다른 입사 각도를 가지도록 입력되고, 이에 의해 광학계(130)의 서로 다른 위치를 통과할 수 있고, 광학계(130)를 통과한 제3 레이저 빔(1000o)과 제4 레이저 빔(2000o)은 기판(10) 표면의 서로 다른 위치에 출력된다.

도시한 실시예에서, 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)은 서로 다른 입사 각도를 가지도록 균질부(120)의 같은 위치에 입력되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)은 서로 다른 입사 각도를 가질 뿐만 아니라, 서로 다른 위치를 통해 입력될 수도 있다. 또한, 도시한 실시예에서, 서로 다른 입사 각도를 가지는 두 개의 레이저 빔을 포함하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 서로 다른 입사 각도를 가지는 두 개 이상의 레이저 빔을 포함할 수 있다.

그러면, 도 3 내지 도 5를 참고하여, 실시예에 따른 레이저 결정화 장치에 의해 생성되는 레이저 빔에 대하여 보다 상세히 설명한다. 도 3은 실시예에 따른 레이저 결정화 장치를 통과한 레이저 빔의 강도를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 종래의 레이저 결정화 장치를 통과한 레이저 빔의 강도의 영향을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 실시예에 따른 레이저 결정화 장치를 통과한 레이저 빔의 강도를 설명하기 위한 도면이다.

먼저 도 3을 참고하면, 광학계(130)의 일부분의 표면에 형성되거나 내부에 특정 색을 가지는 티끌을 포함하는 등의 결함부(D)가 있다고 가정한다. 앞서 도 2를 참고로 설명한 바와 같이, 실시예에 따른 레이저 결정화 장치는 기판(10) 표면에 출력되는 레이저 빔의 장축 방향인 제2 방향(y)을 기준으로, 서로 다른 입사 각도를 가지는 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)을 출력하여 균질부(120)에 입력하고, 균질부(120)를 통해 균일화된 후, 광학계(130)에 입사된다. 이 때, 광학계(130)의 결함부(D)를 통과한 제3 레이저 빔(1000o)과 제4 레이저 빔(2000o)은 서로 다른 위치로 방사된다. 제2 방향(y)을 따라 제3 레이저 빔(1000o)의 강도를 제1 파형(1000P)으로 도시하였고, 제4 레이저 빔(2000o)의 강도를 제2 파형(2000P)으로 도시하였고, 제3 레이저 빔(1000o)과 제4 레이저 빔(2000o)의 중첩에 따른 강도를 제3 파형(3000P)으로 개념적으로 표시하였다. 앞서 설명한 바와 같이, 광학계(130)에 결함부(D)가 있을 경우, 결함부(D)를 통과한 레이저 빔의 강도는 감소하게 된다. 따라서, 제1 파형(1000P)에 따르면, 제3 레이저 빔(1000o)은 제1 위치(10a)에서 그 강도가 감소하고, 제2 파형(2000P)에 따르면, 제4 레이저 빔(2000o)은 제2 위치(20a)에서 그 강도가 감소한다. 또한, 제1 위치(10a)와 제2 위치(20a)는 서로 인접할 수 있으나, 그 위치는 서로 다르다.

만일 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)의 입사 각도가 같은 레이저 빔이라면, 광학계(130)에 결함부(D)를 통과한 제3 레이저 빔(1000o)과 제4 레이저 빔(2000o)의 강도가 감소하는 위치는 서로 같게 된다. 따라서, 도 4에 도시한 바와 같이, 광학계(130)의 결함부(D)에 대응하는 기판(10)의 위치에 스캔 방향을 따라 길게 형성된 얼룩(S)이 발생하게 된다.

그러나, 실시예에 따른 레이저 결정화 장치에 따르면, 기판(10) 표면에 출력되는 레이저 빔의 장축 방향인 제2 방향(y)을 기준으로, 서로 다른 입사 각도를 가지는 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)을 출력하여 광학계(130)에 공급하기 때문에, 광학계(130)의 결함부(D)에 의해 광학계(130)를 통과한 제3 레이저 빔(1000o)과 제4 레이저 빔(2000o)의 강도가 감소하는 위치는 서로 다르게 된다. 보다 구체적으로, 도 3의 제3 파형(3000P)과 같이, 제3 레이저 빔(1000o)과 제4 레이저 빔(2000o)의 중첩에 의해, 기판(10)에 출력되는 레이저 빔의 강도가 감소하는 위치는 제3 영역(10b)과 제4 영역(20b)으로 분산되고, 기판(10)에 출력되는 레이저 빔의 강도의 감소 폭도 작아진다.

이처럼, 실시예에 따른 레이저 결정화 장치에 따르면, 기판(10) 표면에 출력되는 레이저 빔의 장축 방향인 제2 방향(y)을 기준으로, 서로 다른 입사 각도를 가지는 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)을 출력하여 광학계(130)에 공급하기 때문에, 광학계(130)의 결함부(D)에 의해 광학계(130)를 통과한 제3 레이저 빔(1000o)과 제4 레이저 빔(2000o)의 강도가 감소하는 위치는 서로 다르게 되고, 광학계(130)의 결함부(D)에 의해 레이저 빔의 강도가 감소되는 크기도 줄어든다. 이에 의해 광학계(130)의 결함부(D)에 의해 발생할 수 있는 스캔 얼룩 등의 발생을 방지할 수 있다.

실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 균질부(120)와 광학계(130)는 기판(10) 표면에 출력되는 레이저 빔의 장축 방향인 제2 방향(y)을 기준으로 진동하지 않는다.

레이저 결정화 장치의 균질부(120) 또는 광학계(130) 등을 진동시켜 균일한 레이저 빔을 공급하기 위해서 레이저 결정화 장치에 입력되는 레이저 빔의 주파 수에 맞추어 진동해야 한다. 따라서, 레이저 결정화 장치에 입력되는 레이저 빔의 주파 수가 커질 경우, 레이저 결정화 장치의 균질부(120) 또는 광학계(130) 등을 레이저 빔의 주파수에 맞춰 진동하기 어렵다.

실시예에 따른 레이저 결정화 장치는 기판(10) 표면에 출력되는 레이저 빔의 장축 방향인 제2 방향(y)을 기준으로, 서로 다른 입사 각도를 가지는 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)을 출력하여 균질부(120)에 입력함으로써, 균질부(120)와 광학계(130)가 레이저 빔의 장축 방향인 제2 방향(y)을 기준으로 진동하지 않으면서도 기판(10)에 위치에 따라 균일한 레이저 빔을 공급할 수도 있다.

앞서 도 2를 참고로 설명한 바와 같이, 실시예에 따른 레이저 결정화 장치는 기판(10) 표면에 출력되는 레이저 빔의 장축 방향인 제2 방향(y)을 기준으로, 서로 다른 입사 각도를 가지는 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)을 출력하여 균질부(120)에 입력하고, 균질부(120)를 통해 균일화된 후, 광학계(130)를 통과하여 선형화된다. 이 때, 광학계(130)를 통과한 제3 레이저 빔(1000o)과 제4 레이저 빔(2000o)은 광 간섭에 의해 간섭 무늬가 발생할 수 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 제2 방향(y)을 따라 제3 레이저 빔(1000o)의 강도를 제1 파형(1000P)으로 도시하였고, 제4 레이저 빔(2000o)의 강도를 제2 파형(2000P)으로 도시하였고, 제3 레이저 빔(1000o)과 제4 레이저 빔(2000o)의 중첩에 따른 강도를 제3 파형(3000P)으로 개념적으로 표시하였다. 도 5를 참고하면, 제3 레이저 빔(1000o)에 대한 제1 파형(1000P)의 간섭에 따른 강도 변화는 제1 진폭(a)을 가지고, 제4 레이저 빔(2000o)에 대한 제2 파형(2000P)의 간섭에 따른 강도 변화는 제2 진폭(b)을 가진다. 앞서 설명한 바와 같이, 서로 다른 입사 각으로 입사된 후 광학계(130)를 통과한 제3 레이저 빔(1000o)과 제4 레이저 빔(2000o)은 서로 다른 위치로 방사되어, 도 5의 제3 파형(3000P)과 같이, 제3 레이저 빔(1000o)과 제4 레이저 빔(2000o)이 서로 중첩되어 기판(10)에 출력되기 때문에, 제3 파형(3000P)의 간섭에 따른 강도 변화는 제3 진폭(c)을 가지고, 제3 진폭(c)은 제1 진폭(a)과 제2 진폭(b)보다 작아지게 된다.

이처럼, 실시예에 따른 레이저 결정화 장치에 따르면, 기판(10) 표면에 출력되는 레이저 빔의 장축 방향인 제2 방향(y)을 기준으로, 서로 다른 입사 각도를 가지는 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)을 출력하여 광학계(130)에 공급하기 때문에, 광학계(130)를 통과한 제3 레이저 빔(1000o)과 제4 레이저 빔(2000o)이 서로 중첩되어 기판(10)에 출력되고, 간섭에 따른 레이저 빔의 강도 변화 진폭은 작아지게 되고, 간섭에 따른 레이저 빔의 강도 변화의 영향이 감소되어, 위치에 따라 균일한 강도의 레이저 빔이 공급될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 실시예에 따른 레이저 결정화 장치에 따르면, 기판(10) 표면에 출력되는 레이저 빔의 장축 방향인 제2 방향(y)을 기준으로, 서로 다른 입사 각도를 가지는 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)을 출력한다.

그러면, 도 6 내지 도 11을 참고하여, 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 빔 공급에 대하여 설명한다. 도 6은 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 빔 생성부를 도시한 개념도이고, 도 7은 다른 한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 빔 생성부를 도시한 개념도이고, 도 8은 다른 한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 빔 생성부를 도시한 개념도이고, 도 9는 다른 한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 빔 생성부를 도시한 개념도이고, 도 10은 다른 한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 빔 생성부를 도시한 개념도이고, 도 11은 다른 한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 빔 생성부를 도시한 개념도이다.

도 6을 참고하면, 한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 생성부(110)는 발광부(11), 발광부(11)에 일렬 배치되어 발광부(11)에서 발광된 레이저 빔을 평행광 형태로 출력하는 시준부(collimator)(12), 분할기(13)와 미러(14)를 포함한다. 발광부(11)에서 발광된 레이저 빔은 시준부(12)에서 출력되어 분할기(13)를 통해 제1 방향으로 출력되는 제1 레이저 빔(1000I)과, 제1 방향과 다른 방향으로 출력된 후 제1 미러(14)에서 반사되어 제2 방향으로 출력되는 제2 레이저 빔(2000I)으로 나뉘어 진다. 예를 들어, 제1 레이저 빔(1000I)은 제2 방향과(y) 수직을 이루는 제1 입사 방향으로 입사되고, 제2 레이저 빔(2000I)은 제1 입사 방향과 제1 각도(θ1)를 이루는 제2 입사 방향으로 입사될 수 있다. 도 6에 도시한 실시예에 따르면, 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)은 균질부(120)에 각기 입사되며, 균질부(120)의 같은 위치에 입사된다.

도 7을 참고하면, 다른 한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 생성부(110)는 발광부(11), 발광부(11)에 일렬 배치되어 발광부(11)에서 발광된 레이저 빔을 평행광 형태로 출력하는 시준부(12), 분할기(13)와 미러(14)를 포함한다. 도 6에 도시한 실시예와 달리, 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 생성부(110)는 서로 다른 입사 각을 가지도록 균질부(120)에 각기 입사되는 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)을 생성하고, 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)은 균질부(120)의 다른 위치로 입사된다.

도 6 및 도 7에 도시한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 생성부(110)의 제1 발광부(11a)과 제1 시준부(12a)는 서로 나란한 방향으로 레이저 빔을 발광한다.

다음으로, 도 8을 참고하면, 한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 생성부(110)는 제1 발광부(11a), 제1 발광부(11a)에 일렬 배치되어 제1 발광부(11a)에서 발광된 레이저 빔을 평행광 형태로 출력하는 제1 시준부(12a), 제2 발광부(11b), 제2 발광부(11b)에 일렬 배치되어 제2 발광부(11b)에서 발광된 레이저 빔을 평행광 형태로 출력하는 제2 시준부(12b)를 포함한다. 제1 발광부(11a)에서 발광된 레이저 빔은 제1 시준부(12a)에서 출력되어 제1 방향으로 입력되는 제1 레이저 빔(1000I)을 이루고, 제2 발광부(11b)에서 발광된 레이저 빔은 제2 시준부(12b)에서 출력되어 제1 방향과 다른 입사각을 가지도록 입력되는 제2 레이저 빔(2000I)을 이룬다. 예를 들어, 제1 레이저 빔(1000I)은 제2 방향과(y) 수직을 이루는 제1 입사 방향으로 입사되고, 제2 레이저 빔(2000I)은 제1 입사 방향과 제1 각도(θ1)를 이루는 제2 입사 방향으로 입사될 수 있다. 도 8에 도시한 실시예에 따르면, 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)은 균질부(120)에 각기 입사되며, 균질부(120)의 같은 위치에 입사된다.

제1 발광부(11a)와 제1 시준부(12a)는 각기 서로 다른 방향으로 레이저 빔을 발광한다.

도 9를 참고하면, 다른 한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 생성부(110)는, 도 8에 도시한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 생성부(110)와 같이, 제1 발광부(11a), 제1 발광부(11a)에 일렬 배치되어 제1 발광부(11a)에서 발광된 레이저 빔을 평행광 형태로 출력하는 제1 시준부(12a), 제2 발광부(11b), 제2 발광부(11b)에 일렬 배치되어 제2 발광부(11b)에서 발광된 레이저 빔을 평행광 형태로 출력하는 제2 시준부(12b)를 포함한다. 그러나, 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 생성부(110)는, 도 8에 도시한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 생성부(110)와 달리, 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 생성부(110)는 서로 다른 입사 각을 가지도록 균질부(120)에 각기 입사되는 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)을 생성하고, 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)은 균질부(120)의 다른 위치로 입사된다.

다음으로 도 10을 참고하면, 한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 생성부(110)는 제1 발광부(11a), 제1 발광부(11a)에 일렬 배치되어 제1 발광부(11a)에서 발광된 레이저 빔을 확산시키는 제1 시준부(12a), 제2 발광부(11b), 제2 발광부(11b)에 일렬 배치되어 제2 발광부(11b)에서 발광된 레이저 빔을 확산시키는 제2 시준부(12b), 제2 시준부(12b)에 출력된 빛을 반사시키는 제1 미러(15a) 및 제2 미러(15b)를 포함한다. 제1 발광부(11a)에서 발광된 레이저 빔은 제1 시준부(12a)에서 평행광 형태로 출력되어 제1 방향으로 입력되는 제1 레이저 빔(1000I)을 이루고, 제2 발광부(11b)에서 발광된 레이저 빔은 제2 시준부(12b)에서 평행광 형태로 출력되어 제1 미러(15a) 및 제2 미러(15b)에서 반사되어 제1 방향과 다른 입사각을 가지도록 입력되는 제2 레이저 빔(2000I)을 이룬다. 예를 들어, 제1 레이저 빔(1000I)은 제2 방향과(y) 수직을 이루는 제1 입사 방향으로 입사되고, 제2 레이저 빔(2000I)은 제1 입사 방향과 제1 각도(θ1)를 이루는 제2 입사 방향으로 입사될 수 있다. 도 10에 도시한 실시예에 따르면, 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)은 균질부(120)에 각기 입사되며, 균질부(120)의 같은 위치에 입사된다. 또한, 제1 발광부(11a)과 제1 시준부(12a)는 각기 서로 같은 방향으로 레이저를 발광하지만, 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)은 서로 다른 입사 각도를 가진다.

도 11을 참고하면, 다른 한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 생성부(110)는, 도 10에 도시한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 생성부(110)와 같이, 제1 발광부(11a), 제1 발광부(11a)에 일렬 배치되어 제1 발광부(11a)에서 발광된 레이저 빔을 평행광 형태로 출력하는 제1 시준부(12a), 제2 발광부(11b), 제2 발광부(11b)에 일렬 배치되어 제2 발광부(11b)에서 발광된 레이저 빔을 평행광 형태로 출력하는 제2 시준부(12b), 제2 시준부(12b)에 출력된 빛을 반사시키는 제1 미러(15a) 및 제2 미러(15b)를 포함한다. 그러나, 도 10에 도시한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 생성부(110)와 달리, 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저 생성부(110)는 서로 다른 입사 각을 가지도록 균질부(120)에 각기 입사되는 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)을 생성하고, 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)은 균질부(120)의 다른 위치로 입사된다.

도 6 내지 도 11에 도시한 실시예들에 따르면, 레이저 결정화 장치의 레이저 생성부(110)는 서로 다른 입사 각도를 가지도록 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)을 생성하지만, 이에 한정되지 않고, 서로 다른 입사 각도를 가지는 두 개 이상의 빔을 생성할 수 있다. 또한, 두 개 이상의 발광부를 포함할 수도 있다.

이처럼, 실시예들에 따른 레이저 결정화 장치는 기판(10) 표면에 출력되는 레이저 빔의 장축 방향인 제2 방향(y)을 기준으로, 서로 다른 입사 각도를 가지는 제1 레이저 빔(1000I)과 제2 레이저 빔(2000I)을 출력하여 광학계(130)에 공급하여, 광학계(130)의 결함부(D)에 의해 발생할 수 있는 스캔 얼룩 등의 발생을 방지할 수 있고 균질부(120)와 광학계(130)가 레이저 빔의 장축 방향인 제2 방향(y)을 기준으로 진동하지 않으면서도 기판(10)에 위치에 따라 균일한 레이저 빔을 공급할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 기판 1000I, 2000I, 1000o, 2000o: 레이저 빔
110: 레이저 생성부 120: 균질부
130: 광학계 11, 11a, 11b: 발광부
12, 12a, 12b: 시준부 13: 분할기
14, 15a, 15b: 미러 D: 결함부

Claims

제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔을 출력하는 레이저 발생부,
상기 레이저 발생부에서 출력된 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔을 입력 받아 균일화하는 균질부,
상기 균질부를 통과한 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔을 입력 받아 광변환하는 광학계, 그리고
상기 광변환된 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔이 조사되는 기판을 수용하는 기판 수용부를 포함하고,
상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔은 장축과 단축을 가지고, 상기 제1 레이저 빔은 제1 입사 방향으로 상기 균질부에 입력되고, 상기 제2 레이저 빔은 상기 제1 입사 방향과 제1 각도를 이루는 제2 입사 방향으로 상기 균질부에 입력되며, 상기 제1 입사 방향과 상기 제2 입사 방향은 서로 다르고,
상기 레이저 발생부는 레이저 빔을 출력하는 제1 발광부, 상기 레이저 빔이 입력되는 제1 시준부, 상기 제1 시준부에서 출력된 상기 레이저 빔을 분할하는 분할기를 포함하고, 상기 레이저 빔은 상기 분할기를 통해 서로 다른 입사각도를 가지도록 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔으로 분할되며,
상기 분할된 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔은 상기 장축 방향으로 상기 균질부의 같은 위치에 입력되는 레이저 결정화 장치.
제1항에서,
상기 광학계의 제1 부분을 통과한 상기 제1 레이저 빔이 상기 기판 위에 조사되는 제1 위치와 상기 광학계의 상기 제1 부분을 통과한 상기 제2 레이저 빔이 상기 기판 위에 조사되는 제2 위치는 서로 다른 레이저 결정화 장치.
제2항에서,
상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔은 상기 단축과 나란한 방향으로 스캔되고, 상기 균질부와 상기 광학계는 상기 장축을 따라 진동하지 않는 레이저 결정화 장치.
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제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔을 출력하는 레이저 발생부,
상기 레이저 발생부에서 출력된 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔을 입력 받아 균일화하는 균질부,
상기 균질부를 통과한 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔을 입력 받아 광변환하는 광학계, 그리고
상기 광변환된 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔이 조사되는 기판을 수용하는 기판 수용부를 포함하고,
상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔은 장축과 단축을 가지고, 상기 제1 레이저 빔은 제1 입사 방향으로 상기 균질부에 입력되고, 상기 제2 레이저 빔은 상기 제1 입사 방향과 제1 각도를 이루는 제2 입사 방향으로 상기 균질부에 입력되며, 상기 제1 입사 방향과 상기 제2 입사 방향은 서로 다르고,
상기 레이저 발생부는 레이저 빔을 출력하는 제1 발광부, 상기 레이저 빔이 입력되는 제1 시준부, 상기 제1 시준부에서 출력된 상기 레이저 빔을 분할하는 분할기를 포함하고, 상기 레이저 빔은 상기 분할기를 통해 서로 다른 입사각도를 가지도록 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔으로 분할되며,
상기 분할된 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔은 상기 장축 방향으로 상기 균질부의 다른 위치에 입력되는 레이저 결정화 장치.
제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔을 출력하는 레이저 발생부,
상기 레이저 발생부에서 출력된 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔을 입력 받아 균일화하는 균질부,
상기 균질부를 통과한 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔을 입력 받아 광변환하는 광학계, 그리고
상기 광변환된 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔이 조사되는 기판을 수용하는 기판 수용부를 포함하고,
상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔은 장축과 단축을 가지고, 상기 제1 레이저 빔은 제1 입사 방향으로 상기 균질부에 입력되고, 상기 제2 레이저 빔은 상기 제1 입사 방향과 제1 각도를 이루는 제2 입사 방향으로 상기 균질부에 입력되며, 상기 제1 입사 방향과 상기 제2 입사 방향은 서로 다르고,
상기 레이저 발생부는 상기 제1 레이저 빔을 출력하는 제1 발광부, 상기 제1 레이저 빔이 입력되는 제1 시준부, 상기 제2 레이저 빔을 출력하는 제2 발광부, 상기 제2 레이저 빔이 입력되는 제2 시준부를 포함하고,
상기 제1 발광부에서 출력되는 상기 제1 레이저 빔의 출력 방향과 상기 제2 발광부에서 출력되는 상기 제2 레이저 빔의 출력 방향은 서로 다른 레이저 결정화 장치.
제7항에서,
상기 레이저 발생부에서 발생된 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔은 상기 장축 방향으로 상기 균질부의 같은 위치에 입력되는 레이저 결정화 장치.
제7항에서,
상기 레이저 발생부에서 발생된 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔은 상기 장축 방향으로 상기 균질부의 다른 위치에 입력되는 레이저 결정화 장치.
제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔을 출력하는 레이저 발생부,
상기 레이저 발생부에서 출력된 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔을 입력 받아 균일화하는 균질부,
상기 균질부를 통과한 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔을 입력 받아 광변환하는 광학계, 그리고
상기 광변환된 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔이 조사되는 기판을 수용하는 기판 수용부를 포함하고,
상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔은 장축과 단축을 가지고, 상기 제1 레이저 빔은 제1 입사 방향으로 상기 균질부에 입력되고, 상기 제2 레이저 빔은 상기 제1 입사 방향과 제1 각도를 이루는 제2 입사 방향으로 상기 균질부에 입력되며, 상기 제1 입사 방향과 상기 제2 입사 방향은 서로 다르고,
상기 레이저 발생부는 상기 제1 레이저 빔을 출력하는 제1 발광부, 상기 제1 레이저 빔이 입력되는 제1 시준부,
상기 레이저 발생부는 상기 제2 레이저 빔을 출력하는 제2 발광부, 상기 제2 레이저 빔이 입력되는 제2 시준부, 상기 제2 시준부에서 출력된 상기 제2 레이저 빔의 방향을 변화시키는 미러를 포함하고,
상기 제1 발광부에서 출력되는 상기 제1 레이저 빔의 출력 방향과 상기 제2 발광부에서 출력되는 상기 제2 레이저 빔의 출력 방향은 서로 같으며,
상기 레이저 발생부에서 발생된 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔은 상기 장축 방향으로 상기 균질부의 같은 위치에 입력되는 레이저 결정화 장치.
삭제
제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔을 출력하는 레이저 발생부,
상기 레이저 발생부에서 출력된 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔을 입력 받아 균일화하는 균질부,
상기 균질부를 통과한 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔을 입력 받아 광변환하는 광학계, 그리고
상기 광변환된 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔이 조사되는 기판을 수용하는 기판 수용부를 포함하고,
상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔은 장축과 단축을 가지고, 상기 제1 레이저 빔은 제1 입사 방향으로 상기 균질부에 입력되고, 상기 제2 레이저 빔은 상기 제1 입사 방향과 제1 각도를 이루는 제2 입사 방향으로 상기 균질부에 입력되며, 상기 제1 입사 방향과 상기 제2 입사 방향은 서로 다르고,
상기 레이저 발생부는 상기 제1 레이저 빔을 출력하는 제1 발광부, 상기 제1 레이저 빔이 입력되는 제1 시준부,
상기 레이저 발생부는 상기 제2 레이저 빔을 출력하는 제2 발광부, 상기 제2 레이저 빔이 입력되는 제2 시준부, 상기 제2 시준부에서 출력된 상기 제2 레이저 빔의 방향을 변화시키는 미러를 포함하고,
상기 제1 발광부에서 출력되는 상기 제1 레이저 빔의 출력 방향과 상기 제2 발광부에서 출력되는 상기 제2 레이저 빔의 출력 방향은 서로 같으며,
상기 레이저 발생부에서 발생된 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔은 상기 장축 방향으로 상기 균질부의 다른 위치에 입력되는 레이저 결정화 장치.
제1항에서,
상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔은 상기 단축과 나란한 방향으로 스캔되고, 상기 균질부와 상기 광학계는 상기 장축을 따라 진동하지 않는 레이저 결정화 장치.