KR20000001470U - 엑시머 레이저 열처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 비정질실리콘층의 결정화에 사용되는 엑시머 레이저 열처리 장치를 개시한다. 개시된 본 고안의 엑시머 레이저 열처리 장치는, 비정질실리콘층이 도포된 유리기판의 하부에 위치되어 열을 발생시키는 열광원; 상기 열광원으로부터 발생된 열을 집속시켜 유리기판에 전달하는 집광렌즈; 상기 유리기판의 상부에 위치되며, 상기 비정질실리콘층을 결정화시키기 위하여 상기 열광원에 의해 가열된 유리기판 부분 상의 비정질실리콘층 부분에 레이저빔을 조사하는 레이저 유닛을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
Description
본 고안은 액정표시소자 제조용 장치에 관한 것으로, 특히, 비정질실리콘층의 결정화에 사용되는 엑시머 레이저 열처리 장치에 관한 것이다.
텔레비젼 및 그래픽 디스플레이 등에 이용되는 액정표시소자(Liquid Crystal Display : 이하, LCD)는 CRT(Cathod Ray Tube)를 대신하여 개발되어져 왔다. 특히, 매트릭스 형태로 배열된 각 화소에 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, TFT)가 구비되는 TFT LCD는 고속 응답 특성을 갖는 잇점과 높은 화소수에 적합하다는 잇점 때문에 CRT에 필적할만한 화면의 고화질화 및 대형화, 컬러화 등을 실현하는데 크게 기여하고 있다.
한편, 종래 TFT LCD에서는 TFT의 반도체층으로서 비정질실리콘층을 이용하는데, 이러한 비정질실리콘층은 소규모 TFT LCD의 제작에는 유리하지만, 이동도가 낮다는 단점 때문에 대화면 TFT LCD의 제조에는 적용이 곤란한 문제점이 있다.
따라서, 최근에는 이동도가 우수한 폴리실리콘층을 반도체층으로 이용하는 폴리실리콘 TFT의 연구가 진행중이며, 이러한 폴리실리콘 TFT는 대화면 TFT LCD의 제작에 용이하게 적용시킬 수 있음은 물론 TFT 어레이 기판에 구동 드라이브 IC를 함께 집적시킬 수 있기 때문에 집적도 및 가격 경쟁력이 우수한 장점이 있다.
폴리실리콘층을 형성하기 위한 방법으로는, 통상 유리기판 상에 비정질실리콘층을 형성한 후에, 결정화 공정을 실시하여 상기 비정질실리콘층을 폴리실리콘층으로 전환시키는 방법이 이용되고 있으며, 이때, 결정화 공정은 엑시머 레이저를 이용한 열처리(Excimer Laser Annealing : 이하, ELA라 칭함)를 통해 수행되고 있다.
그러나, 종래 비정질실리콘층에 대한 결정화 공정시에는 유리기판 전체를 소정 온도로 가열시킨 상태에서, ELA 공정을 진행하게 되는데, 이 경우에는 ELA 공정 이전에 유리기판 전체를 가열시키는 것에 기인하여 전체적인 공정 시간이 증가되는 문제점이 있었다.
또한, ELA 공정시에는 유리기판을 가열시키지 않기 때문에 크고, 균일한 크기의 결정립들을 얻을 수 없는 문제점이 있었다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 고안은, 유리기판의 가열 공정과 ELA 공정을 동시에 수행할 수 있는 엑시머 레이저 열처리 장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.
도 1은 본 고안의 실시예에 따른 엑시머 레이저 열처리 장치를 설명하기 위한 도면.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
1 : 열광원 2 : 집속렌즈
3 : 레이저 유니트 4 : 유리기판
5 : 비정질실리콘층
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 엑시머 레이저 열처리 장치는, 비정질실리콘층이 도포된 유리기판의 하부에 위치되어 열을 발생시키는 열광원; 상기 열광원으로부터 발생된 열을 집속시켜 유리기판에 전달하는 집광렌즈; 상기 유리기판의 상부에 위치되며, 상기 비정질실리콘층을 결정화시키기 위하여 상기 열광원에 의해 가열된 유리기판 부분 상의 비정질실리콘층 부분에 레이저빔을 조사하는 레이저 유니트를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 고안에 따르면, 유리기판의 가열과 ELA 공정을 동시에 수행할 수 있기 때문에 비정질실리콘층에 대한 결정화 공정을 신속하게 수행할 수 있다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 고안의 실시예에 따른 엑서머 레이저 열처리 장치를 설명하기 위한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 엑시머 레이저 열처리 장치는 유리기판(4)을 가열시키기 위한 열광원(1)과, 상기 열광원(1)에서 발생된 열을 집광시켜 유리기판(4)에 전달하는 집광렌즈(2), 및 가열된 유리기판(4) 부분 상의 비정질실리콘층(5) 부분에 레이저빔을 조사시키는 레이저 유니트(3)로 구성된다.
상기에서, 열광원(1)으로는 할로겐 램프(Halogen Lamp)가 이용되며, 이러한 열광원(1)은 유리기판(4)의 하부에 그의 단방향 폭과 동일한 폭을 갖는 일체형으로 구비되거나, 또는, 유니트 단위로 유리기판(4)의 단방향을 따라 열로 배열된 형태를 갖도록 구비된다.
여기서, 열광원(1)이 유니트 단위로 구비되는 경우에 그 간격은 1 내지 5cm 정도를 유지시켜 유리기판(4)의 승온 및 감온이 서서히 진행될 수 있도록 한다.
계속해서, 집광렌즈(2)는 열광원(1) 상부에 배치되도록 하며, 그 형태는 일체화된 형태로 유리기판(4)의 단방향과 동일한 폭을 갖도록 구비된다.
한편, 열광원(1), 집광렌즈(2) 및 레이저 유니트(3)는 고정되어 있으며, 아울러, 동일 수직선상에 배치되어 유리기판(4)의 동일한 부분을 가열시킴과 동시에 레이저빔을 조사시킨다.
상기와 같은 엑시머 레이저 열처리 장치를 이용한 결정화 공정을 살펴보면 다음과 같다.
우선, 상부면에 소정 두께의 비정질실리콘층(5)이 도포되어 있는 유리기판(4)을 집광렌즈(2)와 레이저 유니트(3) 사이에 위치시킨 상태에서, 어느 하나의 방향으로 상기 유리기판(4)을 서서히 이동시킨다.
이때, 열광원(1)에서는 열을 발생시키게 되며, 상기 열광원(1)에서 발생된 열은 집광렌즈(2)를 통해 유리기판(4)에 전달되고, 이에 따라, 유리기판(4)은 소정의 온도로 가열된다.
한편, 열광원(1)에 의해 유리기판(4)이 가열되는 동안, 레이저 유니트(3)에서 발생된 레이저빔은 열광원(1)에 의해 가열된 유리기판 부분, 즉, 가열된 유리기판 부분에 도포된 비정질실리콘층 부분에 조사된다. 이에 따라, 레이저빔이 조사된 비정질실리콘층 부분은 용융 상태의 비정질실리콘으로 전이되며, 이후, 냉각 단계를 거쳐 폴리실리콘층으로 전환된다.
상기와 같은 엑시머 레이저 열처리 장치를 이용하여 결정화 공정을 실시하는 경우에는 ELA가 실시되는 유리기판 부분만을 가열시키기 때문에 불필요하게 소요되는 시간 낭비를 방지할 수 있다.
특히, 유리기판의 특정 부위만을 가열시키는 것에 기인하여 상기 유리기판의 승온 및 감온을 서서히 진행시킬 수 있기 때문에 크고, 균일한 결정립들을 얻을 수 있게 된다.
이상에서와 같이, 본 고안은 유리기판의 가열 공정과, ELA 공정이 동시에 이루어지게 함으로써, 전체적인 결정화 공정 시간을 단축시킬 수 있으며, 이에 따라, 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 유리기판의 승온 및 감온을 서서히 진행시키는 것에 기인하여 결정립의 크기가 크고, 균일하게 되도록 함으로써, 폴리실리콘층의 특성을 향상시킬 수 있다.
한편, 여기에서는 본 고안의 특정 실시예에 대하여 설명하고 도시하였지만, 당업자에 의하여 이에 대한 수정과 변형을 할 수 있다. 따라서, 이하, 실용신안등록청구의 범위는 본 고안의 진정한 사상과 범위에 속하는 한 모든 수정과 변형을 포함하는 것으로 이해할 수 있다.
Claims (6)
- 비정질실리콘층이 도포된 유리기판의 하부에 위치되어 열을 발생시키는 열광원;상기 열광원으로부터 발생된 열을 집속시켜 유리기판에 전달하는 집광렌즈; 및상기 유리기판의 상부에 위치되며, 상기 비정질실리콘층을 결정화시키기 위하여 상기 열광원에 의해 가열된 유리기판 부분 상의 비정질실리콘층 부분에 레이저빔을 조사하는 레이저 유니트를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 엑시머 레이저 열처리 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 열광원은 일체화된 형태로 유리기판의 단방향 폭과 동일한 폭으로 구비된 것을 특징으로 하는 엑시머 레이저 열처리 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 열광원은 유니트 단위로 적어도 하나 이상이 유리기판의 단방향을 따라 열로 배열된 형태인 것을 특징으로 하는 엑시머 레이저 열처리 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 열광원은 1 내지 5cm 간격으로 배열된 것을 특징으로 하는 엑시머 레이저 열처리 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 집광렌즈는 열광원 상부에 유리기판의 단방향 폭과 동일한 폭으로 배치된 것을 특징으로 하는 엑시머 레이저 열처리 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 열광원, 집광렌즈 및 레이저 유니트는 동일 수직선상에 고정·배치된 것을 특징으로 하는 엑시머 레이저 열처리 장치.
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR100622241B1 (ko) * | 2005-02-23 | 2006-09-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 파장 에너지 공급장치가 장착된 진공증착 시스템 및 이를 이용한 박막 결정화 촉진방법 |
| US8853062B2 (en) | 2011-10-18 | 2014-10-07 | Samsung Display Co., Ltd. | Laser crystallization apparatus and laser crystallization method using the apparatus |
| WO2017111379A1 (ko) * | 2015-12-23 | 2017-06-29 | 주식회사 포스코 | 강판 열처리 장치 및 방법 |
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1998
- 1998-06-25 KR KR2019980011199U patent/KR20000001470U/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100622241B1 (ko) * | 2005-02-23 | 2006-09-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 파장 에너지 공급장치가 장착된 진공증착 시스템 및 이를 이용한 박막 결정화 촉진방법 |
| US8853062B2 (en) | 2011-10-18 | 2014-10-07 | Samsung Display Co., Ltd. | Laser crystallization apparatus and laser crystallization method using the apparatus |
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