KR20040088536A - 편평한 패널 디스플레이 기판을 제조하기 위한 방법 - Google Patents

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KR20040088536A
KR20040088536A KR10-2004-7013215A KR20047013215A KR20040088536A KR 20040088536 A KR20040088536 A KR 20040088536A KR 20047013215 A KR20047013215 A KR 20047013215A KR 20040088536 A KR20040088536 A KR 20040088536A
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continuous
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laser
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KR10-2004-7013215A
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아브라함 그로스
아리에 그라저
Original Assignee
오르보테크 엘티디.
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Abstract

얇은 필름 트랜지스터를 발생하기 위한 시스템 및 방법으로서 상기 시스템은 상기 표면상의 실리콘 크리스털을 서로 떨어지도록 형성하기 위해 기판 표면상에 배치된 무형의 실리콘과 함께 상호 작용하는 비-엑시머 레이저를 이용한다.

Description

편평한 패널 디스플레이 기판을 제조하기 위한 방법{METHOD FOR　MANUFACTURING FLAT PANEL DISPLAY SUBSTRATES}
얇은 필름 트랜지스터들은 편평한 디스플레이 스크린을 포함한 다양한 응용에서 사용된다. 일부 응용에서, 결정화 된 실리콘으로부터 얇은 필름 트랜지스터들을 구성하는 것이 바람직하다.
결정화된 실리콘을 생성하기 위한 한 가지 방법은 기판 상의 무형의 실리콘의 레이어를 증착하는 것이며, 그 후 엑시머 레이저에 의해 제공되는 레이저 에너지를 이용하는 것과 같이 무형의 실리콘을 가열하기 위한 레이저 에너지를 이용하는 무형의 실리콘을 단련하는 것이다.
당해 발명은 일반적으로 얇은 필름 물질 상의 선택된 위치를 가열하기 위해 작동하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 그리고 보다 상세히는 평면 패널 디스플레이와 같은 전기 장치 상에서 발견되는 트랜지스터 배열로 계속해서 통합될 수 있는 기판 상에 증착하는 투명한 실리콘을 형성하는 것과 같은, 물질에서 위상 변화를 유도하기 위해 작동하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
도 1 은 당해 발명의 실시예와 일치하는 기판을 선택적으로 가열하기 위한 시스템의 간략화된 도면 설명이다.
도 2는 도 1 의 시스템을 이용하는 기판 상의 얇은 필름 트랜지스터를 형성하기 위한 방법의 간략화된 도면 설명이다.
도 3 은 당해 발명의 또 다른 실시예와 일치하는 기판을 선택적으로 가열하기 위한 시스템의 간략화된 도시이다.
도 4는 도 3의 시스템 내에 사용되는 제어 신호의 간략화된 다이어그램이다.
도 5는 도 3의 시스템 내에 사용되는 레이저 빔 펄스 상의 효과 및 음향파의 간략화된 구조적 도시이다.
당해 발명은 선택된 비-연속 지역에서 기판을 가열하기 위해, 그러나 다른 위치들은 그 후 가열하지 않는 레이저 에너지를 전달하기 위한 방법 및 개선된 시스템을 제공하는 방법을 구하는 것에 관한 것이다.
당해 발명은 다수의 비-연속 위치에서 기판의 물리적 특징 내의 국한된 변화를 유도하기 위한 방법 및 개선된 시스템을 제공하는 방법을 추구한다.
당해 발명은 기판 상의 실리콘 크리스털을 형성하기 위한 개선된 시스템 및 방법을 제공하기 위해 노력한다.
당해 발명은 또한 무형의 실리콘을 단련하기 위한 개선된 시스템 및 방법을 제공하기 위해 노력한다.
당해 발명은 또한 비-연속 위치에서 다수의 실리콘 크리스털을 형성함으로써 제조되는 기판 사용을 위한 개선된 기판, 평편한 패널 디스플레이를 제조함에 있어 사용을 위해 개선된 기판을 제공하는 것을 추구한다.
당해 발명의 일반적 측면과 일치하여, 다수의 레이저 빔들은 기판 표면상의 선택된 비-연속 위치에서, 비-결정화된 실리콘과 같은 반도체 전조를 가열하기 위해 이용된다.
당해 발명의 일반적 측면과 관련하여, 레이저 빔은 실리콘 크리스털을 형성하기 위해 기판 표면상의 비-연속적인 위치에서 비-결정화된 실리콘과 상호 작용하기 위해 이용된다.
당해 발명의 또 다른 일반적인 측면과 관련하여, 비-엑시머 레이저는 비-연속적 위치에서 실리콘을 결정화하기 위한 무정형 실리콘과 같은, 비-결정화된 실리콘과 상호작용하기 위해 이용된다.
당해 발명의 또 다른 측면과 관련하여, 5KHz보다 더 큰 반복 비율을 지닌 펄스 화된 레이저 빔이 비-연속적인 위치에서 실리콘을 크리스털화 하기 위해 무정형 실리콘과 같은 비-결정화된 실리콘과 함께 상호작용하기 위해 사용된다.
당해 발명의 또 다른 일반적 측면과 관련하여, 50W 보다 작은 전체 평균 전력을 지닌 펄스 화된 레이저 빔을 출력하는 펄스 화된 레이저가 비-연속적 위치에서 실리콘을 결정하기 위해 무정형 실리콘과 같은 비-결정화된 실리콘과 상호작용하기 위해 사용된다.
당해 발명의 또 다른 측면과 관련하여, 다수의 레이저 빔들은 기판 상의 실리콘 크리스털들과 서로 떨어져 배치되어 동시에 형성되기 위한 기판 표면상에 배치된 무정형 실리콘과 같은 비-결정화된 실리콘과 상호작용하기 위해 사용된다. 선택적으로, 다수의 레이저 빔들은 비-엑시머 레이저 빔으로부터 형성되거나 또는 50mw보다 더 작은 전체 평균 전력을 지닌 레이저 빔으로부터 또는 5KHz보다 더 큰 펄스 반복 비율을 지닌 레이저 빔으로부터 또는 상기 이전의 적합한 결합으로부터 형성된다.
당해 발명의 또 다른 일반적 측면과 관련하여, 레이저 빔은 다수의 서브-빔들로 분배되고 그것의 각각은 서브-빔을 선택적으로 배치하기 위해 작동하는 포지셔너(positioner) 상에 부딪히기 위해 또는 기판 표면상에 배치되는 비-결정화된 실리콘의 선택된 부분 근처를 향한다. 그 결과 실리콘 크리스털은 각각의 선택된 영역에서 형성된다. 선택적으로 상기 레이저 빔은 비-엑시머 레이저에 의해 제공되거나 또는 그것은 50W 보다 더 적은 전체 평균 전력을 지닌 펄스 화된 레이저 빔을 출력하는 레이저에 의해 제공되거나 또는 5KHz보다 더 큰 펄스 반복 비율을 지닌 펄스 화된 레이저 빔이거나 또는 이전의 어떠한 적합한 비율이 된다. 당해 발명의 실시예와 관련하여, 상기 서브-빔들 간의 상기 피치(pitch)는 적합할 만하다.
당해 발명의 실시예와 관련하여, 그곳에서 표면상에 증착된 실리콘을 지닌 기판을 제공하고 그리고 동시에 물리적 상태 내의 변화를 겪기 위해 상기 실리콘을 일으키기 위한 상기 표면상의 첫 번째의 다수의 비-연속적 위치로 다수의 레이저 빔들을 전송한다. 예를 들어, 상기 비-연속적 위치에서 녹임과 연속적 냉각에 의한 결정화이다. 그리고 다른 위치에서의 물리적 상태에서 변화를 겪지 않는 것이다. 이 방법은 LED 디스플레이와 같은 편평한 패널 디스플레이의 형성에 적합하다.
당해 발명의 또 다른 실시예와 관련하여, 트랜지스터들을 지닌 기판을 제조하기 위한 방법이 제공되며, 이는 다수의 비-연속적 위치에서 실리콘을 단련하는 실리콘을 포함하는 기판을 제공하는 것, 그리고 비-연속적 위치가 아닌 위치에서 마스킹 없이 실리콘을 제거하는 것을 포함한다. 비-연속적 위치에서 일부 결정화된 실리콘이 또한 제거된다.
기준이 도 1 과 관련하여 만들어지며, 이는 당해 발명의 실시예와 일치하는 평면 패널 디스플레이 상에 이용되는 상기 타입의 유리 기판 상의 다결정 실리콘과 같은 기판(12) 상의 실리콘 크리스털을 형성하는 것과 같은 기판을 선택적으로 가열하기 위한 시스템(10)의 단순화된 도면이다. 시스템(10)은 레이저 제어 유닛(16)에 의해 제어되는 레이저(14)를 포함한다. 도 1 에 보이는 당해 발명의 실시예에서, 레이저(14)는 펄스화 된 레이저 빔(20)을 출력하기 위해 Q-스위치 와 같은 펄스 제공 유닛(18)과 관련된다. 도 1 의 실시예에서, 빔(20)은 먼저 하나 이상의 비-선형 크리스털과 같은, 주파수 컨버터(21)를 통해 패스되고 그 후 다수의 서브-빔(26)들로 빔(20)을 분리하기 위해 작동하는 빔 분리기(24) 상에 부딪히기 위해 빔 형성 광학기와 같은 광학(22)을 통한다. 주의할 것은 레이저(14) 는 원하는 주파수를 지닌 레이저 빔을 직접적으로 출력하기 위해 작동하고 그 결과 주파수 컨버터(21)의 필요성이 제거된다. 또한 주의할 것은 서브-빔들(26)은 예를 들어 레이저 다이오드들의 배열에 의한 것과 같이 적합한 수단에 의해 제공된다.
도 1 에 보이는 실시예에서, 상기 각각의 서브-빔들(26)은 기판(12)의 표면 상에 주어진 위치로 빔이 향하도록 작동하는 반사기(28) 상에 부딪히기 위해 적합한 각을 이룬 방향에서 빔 분리기(24)를 빠져나간다. 반사기(28)는, 예를 들어, 각 서브-빔(26)들을 위해 또한 방향적 제어를 제공하기 위한 고정된 또는 적합한 반사 성분(도시 되지 않음)의 배열을 포함한다. 임의적으로, 각도 확장 광학(도시 안 됨)은 빔 분리기(24) 및 반사기(28)간에 삽입된다. 유의할 것은 도 1에서 축소된 다수의 빔들과 과장된 각도들이 당해 발명의 기초가 되는 일반적 개념을 이해하기에 쉽고 간결한 이유로 도시되었다.
반사기(28)의 다운스트림(downstream), 서브 빔들은 도급된 기판(12) 상의, 무형 실리콘의 얇은 필름과 같은 반도체 전조 레이어(32)의 표면상에 부딪히기 위한 텔레센트릭(telecentric) 이미징 렌즈 및 포커싱 렌즈들을 포함하는 부가적 광학(30)을 통해 패스된다. 광학(30)은 서브-빔들(26) 각각을 독립적으로 다루는 광학의 배열 또는 보이는 그룹과 같은 서브-빔들(26) 전체를 다루는 광학을 포함한다.
서브-빔(26)이 반도체 전조 레이어(32) 상에 부딪히는 곳에서 각각의 위치(34), 상기 반도체 전조 레이어(32)는 열 파형(36)에 의해 다이어그램식으로 보이는 것과 같이 가열된다. 상기 가열은 위치(34)에서 발생되나 상기 전조 레이어는 실질적으로 어느 곳에서도 가열되지 않는다. 다시 말하면, 위치(34)를 제외한 위치에서, 상기 반도체 전조 레이어(32)의 어떠한 용해도 발생하지 않는다. 더욱이, 편평한 패널 디스플레이 구조에서, 위치(34)에서 가열은 상기 유리 기판을 용해하거나 또는 그의 광학 성질을 변화시키지 않는다.
반도체 전조 레이어가 예를 들어 무형의 실리콘으로 구성될 때, 가열 및 연속적 냉각의 과정은 서브-빔(26)에 의해 부딪히는 각 위치(34)에서 실리콘 크리스털(38)을 형성한다.
가열과 냉각에 의한 크리스털(38)을 형성하는 이 프로세스는 가열냉각(annealing)이라고 불린다. 당해 발명의 실시예에 따라, 서브-빔(26)들의 각각은 비-연속적, 또는 상호적으로 떨어진 위치(34)에서 반도체 전조 레이어(34) 상에 부딪히며, 그 결과 각 결과적인 크리스털(38)은 상호적으로 반도체 전조 레이어(32) 내에 형성된 다른 크리스털(38)들로부터 떨어져 분리된다.
그것은 선택적으로 레이어(32)를 단련하기 위해 이용되는 상기 레이어(14)는 비-엑시머 펄스 화된 레이저와 같은 상대적으로 낮은 전력 펄스와 레이저라는 것이 당해 발명의 특유의 특징이다. 그러한 레이저들은 특히 반도체 또는 편평한 패널 디스플레이 제조와 같은 산업 장치에서 사용되는 특정 엑시머 레이저보다 실질적으로 더 적은 평균 전력 출력을 지닌다. 적합한 레이어들은, 예를 들어, 50W 보다 더 적은 평균 전력 출력을 지니고 그리고 특히 약 5-15W의 차원이다. 게다가, 적합한 Q-스위치 레이저들은 5kW 보다 더 큰 펄스 반복 비율에서 작동한다.
결과적으로, 당해 발명의 실시예와 일치하는 선택적인 가열 냉각 반도체 전조 레이어(32)의 프로세스는 그곳에서 크리스털(38)을 형성하기를 요구하나 다른 곳에서는 요구하는 않는 곳에서 비-연속적 위치(34)에 실질적으로 레이저 빔(26)을 향하도록 작동하는 빔 디렉터(director)를 이용한다.
특히, 크리스털들(38)은 트랜지스터들이 기판으로부터 전기 장치 내에서 제조되도록 필요하고 다른 위치에서는 필요하지 않은 그러한 곳에서만 실질적으로 형성된다. 그러한 크리스털들은 일반적으로 기판(12) 표면의 0.1% - 5%간을 차지하고 그리고 전형적으로 상기 표면의 1%를 차지한다.
발명가들은 주파수 전환된 Q-스위치 된 레이저가, Nd:YAG 고체 상태 레이저의 제 3 고조파 발생의 생성인 빔을 출력함에 있어 시스템(10) 내의 이용에 적합하다는 것을 발견해 왔다. 적합한 레이저들(14)은 1:100 - 1:10,000 의 범위 내의 듀티(duty) 사이클과 함께 5-100KHz의 범위 내의 펄스 반복 비율에서 펄스들을 방사한다.
결과적으로, 당해 발명의 실시예에서, 선택적으로 반도체 전조 레이어(32)를 가열 냉각하는 과정은 다른 위치에서는 아니나, 크리스털(38)을 형성하기를 원하는 곳에서의 비-연속적 위치(34)에 실질적으로 레이저 빔(26)을 향하기 위해 작동하는 빔 디렉터를 이용한다.
특히, 크리스털(38)은 실질적으로 다른 위치에서가 아니라, 기판(12)으로부터 전기적 장치가 제조됨에 있어 트랜지스터들이 필요한 곳의 위치에서만 형성된다. 그러한 크리스털들은 일반적으로 기판(12)의 표면의 0.1%- 5% 사이를 차지하고, 일반적으로는 표면의 약 1%를 차지한다.
발명자들은 Nd:YAG 고체 상태 레이저의 제 3 고조파 발생의 생성인 빔을 출력하는 주파수 변환된 Q-스위치 레이저가 시스템(10)에서 사용에 적합하다는 것을 발견해 왔다. 적합한 레이저들(14)은 1:100 - 1:10,000 의 범위 내의 듀티 사이클과 함께 5-100 KHz의 범위 내의 펄스 반복 비율에서 펄스들을 방출한다. 그러한 적합한 레이저와 관련된 평균 전력은 약 50 W 보다 더 작다. 개발하의 현재의 적합한 레이저들의 전력이 15 W 만큼 높게 또는 더 높게 도달함에도 불구하고, 일반적으로 평균 전력은 5W에서 10W의 범위 내이다. 이러한 요구들을 충족시키고 그리고 완전한 유닛으로서 주파수 컨버터(21) 및 레이저(14) 모두를 포함하는 상업적으로 이용 가능한 레이저는 캘리포니아 미국의 Coherent, Inc 로부터 이용 가능한 AVIATM레이저 이다. AVIATM레이저는 355nm에서 약 7.5W 평균 전력 펄스 화된 주파수 전환된 UV 레이저 빔을 출력한다. 상기 빔은 약 30KHz의 반복 비율, 그리고 약100nsec 의 펄스폭을 지닌다. 어떠한 다른 적합한 고체 상태, 기체 또는 반도체 펄스 화된 비-엑시머 레이저가 사용된다는 것이 인정된다. 이와 같이, 고주파 발생을 제외한 주파수 변환의 다른 적합한 형태가 사용된다.
도 1의 실시예에서, 광학(22)이 적합하게 빔(20)을 확장하고 만들기 위해 사용되고 그 결과 그것은 다수의 서브-빔(26)들로 분배되기 위해 빔 분리기(24) 상에 부딪히고, 그것의 각각은 주어진 위치에서 기판(12)의 표면상에 부딪히기 위해 방사된다. 상기 광학적 성분들은 구면, 원통, 비구면, 입체 영상 굴절 또는 광학 디자인에서 알려진 다른 적합한 광학 성분들이 된다.
빔-분리기(24)는 예를 들어 적합한 회절성 성분의 배열과 같은 적합한 빔 분리기 일 수 있다. 당해 발명과 일치하여, 빔(20)은 80-120 서브 빔들 사이로 분리된다. 유의할 것은 더 적은 수의 빔들이 설명의 간략 성을 위해 도시되었다. 왜냐하면 특징적 전기 장치가, 약 120 개의 비-연속적 위치(34)가 주어진 시간에서 접근 가능할 동안에만, 수백만 개의 얇은 필름 트랜지스터들을 포함하고, 여과기(보이지 않음)가 당업자에게 알려진 서로에 대해 기판(12) 및 시스템(10)을 이동하기 위해 제공된다. 상기 여과기는 크리스털(38)이 레이어(32)의 다른 부분 상에 형성되는 것을 가능하게 한다.
어떠한 빔(20)이 분리되는 곳으로 다수의 서브-빔(26)의 선택은 디자인 선택의 문제이다. 상기 선택은 기능적으로 서브-빔이 위치(34)의 각각으로 전달되는 곳에서 원하는 에너지 밀도와 관련된다. 따라서 약 500 mJ/cm2 의 에너지 밀도를 지니는 서브-빔(26)을 지닌 약 20μm의 위치(34)를 가열냉각하기 위해, 약 0.25 mJ의 펄스 화된 빔을 방사하는 레이저(14)는 약 100 개의 서브-빔(26)들로 분배될 것이다.
발명자들은 시스템(10)이 무형의 실리콘을 가열냉각하기 위해 사용될 때, 다수의 서브-빔들의 이용은 레이저 빔이 전체 내에 실질적으로 레이어(32)를 가열 냉각하도록 적용하는 시스템과 비교하여 비-연속적 위치(34)에서 크리스털(38)의 개선된 결정성 구조를 초래한다고 믿는다. 서브-빔(26)이 상대적으로 작은 영역을 통해 레이어(32)를 완전히 녹이기 위해 작동하거나 구현될 때, 일반적으로 위치(34)에서, 측면의 크리스털 성장은 위치(34)에서 자극된다. 폴리-실리콘으로 무형 실리콘의 결정화에서, 그러한 측면 성장은 상대적으로 큰 조직(grain) 다결정 실리콘을 생성한다. 측면 성장의 현상은 각 비-연속적 위치(34)에서 레이어의 녹임을 최적화함으로써 촉진될 수 있다. 그 결과 비-연속적 위치(34)에서 레이어(32)는 완전히그리고 균일하게 녹는다. 레이어(32)의 상기 녹임은 예를 들어 광학(22)의 디자인, 빔 분리기(24), 그리고 부가적 광학(30)을 포함하는 적합한 광학적 디자인을 통해 적합하게 형성됨으로써 최적화 될 수 있다.
크리스털(38)의 형성에서 균일성을 확실히 하기 위해, 그리고 원하는 측면의 성장을 활발히 하기 위해, 레이저 에너지의 정확하고 균일한 양이 위치(34) 각각에 전달되는 확신이 필요하다. 예를 들어, 각 서브-빔(26)과 관련된 분극화 하는 빔 큐브와 같은 감쇠기와 함께 빔들 간의 불균일성이 획득될 것이다. 상기 빔들 전체를 위한 양 제어는 예를 들어 펄스 공급 유닛(18)을 제어함으로써 레이저(14)의 펄스 반복 비율을 변화함으로써 획득된다.
또한, 서브-빔들(26)은 원하는 모양을 지닌 실리콘 크리스털을 형성하기 위해 비-연속적인 위치(34)에서 실리콘은 가열냉각하기 위해 유도된다. 이는 서브-빔(26)의 배치를 제어함으로써 또는 가열냉각동안 기판(12)의 적합한 변위에 의해 획득된다. 원하는 모양을 지닌 실리콘 크리스털의 형성이 실리콘이 마스킹 없이 제거되는 한 유리하다. 가열 냉각된 그리고 비-가열냉각 된 실리콘의 제거 비율에서 차이 때문에, 트랜지스터의 제작에 있어 결과적인 작동을 위해 적합하게 형성되고 준비되는 실리콘 크리스털의 침전을 남기기 위해 실리콘 제어는 에칭과 같은 것에 영향을 받는다.
기준이 도 1 의 시스템을 이용하는 기판 상의 얇은 필름 트랜지스터를 형성하기 위한 방법의 간략화된 흐름 다이어그램인 도 2에 만들어진다. 도 2에 보이는 방법은 예를 들어 제 3 고조파 발생에 적합한 하나 이상의 비-선형 크리스털과의결합에서 Q-스위치 된 고체 상태 레이저의 수단에 의해 레이저 빔을 발생과 함께 시작한다. 상기 빔은 레이저 빔을 다수의 서브-빔으로 분리하기 위해 작동하는 적합한 빔 분리기를 통해 패스된다.
당해 발명의 실시예와 일치하여, 서브-빔들의 일부는 각각 상기 기판 상의 각각의 비-연속적 위치에서 어드레스하기 위해 기판의 표면에 부딪히기 위해 전달된다. 상기 기판은 예를 들어 유리 또는 다른 적합한 기판 상에 침전하는 무형 실리콘의 얇은 필름과 같은 반도체 전조 레이어를 포함한다. 서브-빔에 의해 어드레스되는 위치의 각각은 다른 서브-빔들에 의해 어드레스되는 위치로부터 부분적으로 분리된다.
상기 서브-빔들은 에너지 밀도 그리고 시간 또는 다수의 펄스들의 양을 위해 그들 각각의 위치로 전달되고 충돌 각각의 위치에서 반도체 전조를 가열하기 위해 작동하는 에너지양을 제공하기에 충분하다. 상기 양은 서브-빔에 의해 충돌되는 위치에서 상기 반도체 전조를 완전히 용해하기에 충분하게 최적화되나, 역으로 상기 반도체 전조가 침전되거나 또는 원하는 모양을 지닌 위치의 반도체 전자 바깥의 녹음을 일으키는 곳 상의 기판에 영향을 미치지는 않는다.
상기 반도체 전조를 가열한 이후, 상기 기판은 냉각된다. 이 가열냉각 처리는 서브-빔에 의해 어드레스되는 각 위치에서 크리스털의 성장을 초래한다. 반도체 기판을 가열하고 서브-빔을 전달하는 과정 그리고 그 후의 냉각은 워크피스 상의 다수의 원하는 위치 전체가 적합하게 단련될 때까지 반복된다. 당해 발명의 실시예에서, 트랜지스터 또는 다른 반도체 성분을 형성하기 원하는 곳에서 그러한 원하는 위치이다.
트랜지스터 또는 다른 반도체 성분을 형성하기를 원하는 곳에서 위치의 각각을 가열 냉각한 이후에, 다른 비-가열 냉각된 반도체 전조의 부분은, 예를 들어 결정화된 폴리-실리콘으로 상태가 변화되지 않은 무정형 실리콘의 그러한 부분들은, 제거된다. 제거는, 예를 들어 에칭 또는 다른 적합한 제거 기술을 통해서 된다.
반도체 전조의 남아있는 부분들은 따라서, 예를 들어, 트랜지스터 또는 다른 반도체 성분에 대응하는 위치에 배치된 곳 각각의 폴리-실리콘 크리스털들은, 침전되게 된다. 상기 남아있는 크리스털들은 도핑되고, 그리고 나머지들은 다뤄지며, 그리고 그 후 전기적으로 트랜지스터의 배열 또는 워크피스 상에 침전된 다른 반도체 성분을 형성하기 위해 상호 연결된다. 상기 워크피스는 적합한 부가적 전기 장치 제조 스텝에 의해 예를 들어 편평한 패널 디스플레이와 같은 그 후 원하는 전기 장치로 제조된다.
도 1 및 2와 관련하여 위에서 설명된 시스템은 고정된 패턴에서 레이어(32)를 선택적으로 가열냉각하기 위해 작동된다. 상기 패턴은 예를 들어, 관련 자료로서 여기에 통합된 다중 빔 마이크로-기계 시스템 및 방법을 위해 미국 특허 출원 10/170,212 에 계류되고 있어 후에 보다 상세히 설명되는 것과 같은, 평면상의 다수의 빔 출력을 수신하는 2 차원 맵핑 어셈블리와 같은, 반사기(28) 내의 방향성 반사 성분의 공간 배열에 의해 또는 빔 분리 성분(24)에 의해 빔 출력 패턴에 기능적으로 관계된다.
주의할 것은, 얇은 필름 트랜지스터에서 그러나, 전자 장치를 구성하는 트랜지스터들의 레이아웃 및 피치는 일정하거나 전기 장치의 다른 디자인 간에 고정되어 있지 않다는 점이다. 원하는 모양을 지닌 크리스털을 생성하기 위해 가열 냉각하는 동안 빔을 이동하는 것이 바람직하다. 게다가, 상기 피치 및 레이아웃은 일정하거나 동일한 전기 장치 내의 지역 간에 고정되어 있지 않는다.
도 3과 관련하여, 이는 당해 발명의 또 다른 실시예와 일치하는 평면 패널 디스플레이 내에서 사용되는 유리 기판 타입 상의 다결정성 실리콘 크리스털과 같은 기판(112) 상의 실리콘 크리스털을 형성하기 위한 시스템(110)의 간략화된 도시이다. 도 3에 보이는 시스템(100)은 시간 대 시간에서 선택되는 것과 같은 다른 피치들과 레이아웃들에서 결정성 반도체 침전들의 형성을 조절하기 위해 인터 엘리어(inter-alia)에 적응된다. 또한, 시스템(110)은 다른 전기 장치 각각의 디자인을 특징짓는 상기 동일한 전기 장치 이내의 다른 피치들 및 레이아웃들을 조절하기 위해 작동한다. 부가적으로, 시스템(110)은 무형의 실리콘을 가열냉각하기 위해 작동하고 그 결과 그 결과적인 크리스털 각각은 선택적인 모양을 지닌다. 이는 기판(112) 상에 침전된 실리콘을 가열냉각하기 위해 이용되는 레이저 빔을 배치하는 것을 제어함으로써 획득된다.
시스템(110)은 레이저 제어 유닛(116)에 의해 제어되는 레이저(114)를 포함한다. 도 1에 보이는 발명의 실시예에서, 레이저(114)는 펄스 화된 레이저 빔(120)을 출력하기 위해 Q- 스위치와 같은 펄스 제공 유닛(118)과 관련된다. 도 3의 실시예에서, 빔(120)은 먼저 하나 이상의 비-선형 크리스털과 같은 주파수 컨버터(121)를 통해 패스되고 그 후 빔 형성 광학과 같은 광학(122)을 통해 빔(120)을 다수의서브-빔(126)으로 분리하기 위해 작동하는 빔 분리기(124) 상에 부딪힌다. 유의할 것은 레이저(114)는 원하는 주파수를 지닌 레이저 빔을 직접적으로 출력하기 위해 작동하고 그 결과 주파수 컨버터(121)의 필요성에 제거된다. 또한 주의할 것은 서브-빔들(126)은 예를 들어, 레이저 다이오드들의 배열에 의한 것과 같이 어떠한 적합한 수단에 의해서도 제공될 수 있다.
도 3에 보이는 실시예의 특징은 서브-빔(126)이 기판의 표면상에 부딪히는 곳에서 각각의 위치들은 선택적이고 제어가능하다는 점이다. 따라서 서브-빔(126)의 각각은 전향 장치(150)의 배열(152)내에 제어 가능한 전향 장치(150)에 방향적으로 대응하는 서브-빔(126) 각각을 향하기 위해 작동하는 제 1 반사물(128)에 부딪히기 위해 적합한 각도 방향에서 빔 분리기(124)를 나간다. 당해 발명의 실시예에 따라, 제 1 반사물은 여기에 관련 자료로 통합되어 동봉된 Multiple Beam Micro-Machining System and Method 를 위한 계류 중인 미국 특허 출원 10/170,212 에 더 상세히 설명되는 것과 같이 이 차원의 매핑 어셈블리로서 배열되는 반사기 성분의 배열을 포함한다.
도 3에서 보이는 실시예에서, 제 1 반사기(128)는 다수의 방향적 반사 성분(129)을 포함하고, 그것의 각각은 제어형 반사기(150)의 배열(152) 내에 제어형 반사기(150)에 방향적으로 대응되도록 맵핑된다.
도 3의 실시예에서, 각 방향적 제어형 반사기(150)는 베이스(164), 미러 지원(166), 하나 이상의 선택형 동력기(168)(3개는 별모양 배열 내에 모여 있는 것으로 보인다), 그리고 거울(160) 아래의 바이어싱 스프링(보이지 않음)을 포함하는배치기 어셈블리 상에 증착된 거울(160) 또는 다른 적합 반사 성분을 포함한다. 선택형 동력기(168)의 각각은, 예를 들어, 서브-빔(126)을 수신하고 그리고 기판(112)의 표면상에 원하는 위치로 서브-빔을 향하게 하기 위해 원하는 공간적 방향 내의 선택적으로 미러(160)를 배치함으로써 화살표(172)에 의해 표시되는 것과 같은 위아래 배치를 독립적으로 제공하는 독일의 Marco Systenanalyse und Entwicklung GmbH로부터 이용 가능한 TORQUE-BLOCKTM과 같은 피에조전기 동력기이다.
도 3에 보이는 실시예에도 불구하고 방향적으로 제어형 반사기(150)는 피에조전기 동력기를 이용하고, 선택적으로 방향 짓는 거울(160)을 위한 다른 어떠한 적합한 동력기도 사용될 수 있다. 이러한 것은, 예를 들어, 어떠한 적합형 선형 모터, MEMS 또는 MOEMS 장치, 또는 텍사스의 텍사스 기구 협회로부터 이용 가능한 디지털 마이크로미러 장치TM를 포함한다.
각각의 동력기(168)는 차례로 컴퓨터 제어기(176)에 의해 작동적으로 제어되고 연결되는 서보(servo) 제어기(174)에 작동적으로 연결되었다. CAM 데이터 파일(178)과 같은 컴퓨터 파일은 기판(112) 상에 실리콘 크리스털이 형성되는 곳에서 위치의 적합한 레이아웃을 포함하는 것은 컴퓨터 제어기로의 입력이 되는 것을 포함한다. 상기 CAM 데이터 파일(178)은 가열 냉각되어야 하는 위치의 레이아웃 및 피치를 결정하기 위해 사용되고 그리고 각 미러(160)에 요구되는 공간적 방향이다. 상기 컴퓨터 제어기는 배열(152) 내의 거울(160)의 각 방향을 조절하기 위해 서보제어기를 적합하게 지시한다.
당해 발명의 실시예에 따라, 빔 분리기(124)는 음향-광학 전향 장치(AOD) 와 같은 다양한 전향 장치 어셈블리이다. 적합형 빔 분리기는 여기서 관련 자료로 첨부된 Dynamic, Multi-Pass, Acousto-Optic Beam Splitter & Deflector(BSD)를 위해 Gross 및 Kotler에 계류 중인 미국 특허 출원 60/387,911 내에 더 상세히 설명되었다. 도 3에 보이는 것과 같이, 빔-분리기(124)는 석영 또는 다른 적합한 결정형 물질로 구성되는 투명 크리스털 멤버(182) 및 변환기(180)를 포함한다.
변환기(180)는 제어 신호(184)를 수신하고 그리고 평면파의 수집으로서 보이는 음향 파(186)를 발생시키며, 이는 크리스털 멤버(182)를 통해 전파된다. 제어 신호(184)는 바람직하게 RF 변조기(188)에 의해 제공되는 RF 신호이며, 바람직하게 직접형 디지털 신서사이저(DDS)(190) 또는 다른 적합한 신호 발생기, 례를 들어, 전압 제어 오실레이터(VCO)에 의해 구동된다. 상기 제어 신호의 제어가 예를 들어, 상기 CAM 데이터 파일(178)에 대응하여 그리고 선택적으로 감지된 입력과 같은 다른 입력에 따라 상기 컴퓨터 제어기(176)에 의해 제공된다.
당업자에게 알려진 것과 같이 즉각적 빔(120)에서 크리스털 멤버(182) 내의 음향파(182)가 충돌하고 그 후 빔(120)이 다음 공식에 따라 음향 파(186)의 주파수 f 의 함수인 곳의 각도 θ에서 편향되도록 일으킨다.
그 곳에서 Δfn =fn -f0
λ = 빔(14)의 파장
Vs = AOD(20)의 크리스털 내의 음향의 속도
제어 신호(184)는 크리스털 멤버(182)를 통해 균일하게 전파하기 위해 음향파(186)를 선택적으로 일으키거나 또는 다른 다수의 주파수들에서 전파하기 위한 음향파(182)를 일으키기 위해 선택적으로 제공된다. 당해 발명의 실시예에서, 음향파가 형성되고 그 결과 그것은 다수의 다른 주파수들을 지니고 다른 주파수 파형은 크리스털 멤버(182) 내의 다른 지역화된 지역 내에 형성된다. 따라서 음향파(186)가 크리스털 멤버(182)를 통해 불균일하게 전파되는 때에, 빔(120)은 서브-빔(126)들로 분할되고, 그것의 각각은 상기 크리스털 멤버(182) 상에 부딪히는 빔(120)을 포함하는 즉각적 펄스에서 크리스털 멤버(182) 내의 지역화된 지역에서 음향파(186)의 주파수의 함수인 각 θn에서 편향된다.
도 3의 시스템 내에 사용되는 제어 신호(184)의 간략화된 다이어그램이 도 4와 관련하여 그리고 음향파(186)의 간략화된 구조적 설명이 도 5와 관련하여, 그리고 도 3의 시스템 내에 사용되는 레이저 빔(120) 상의 그들의 영향이 도시되었다. 따라서 도 6에서와 같이, 제어 신호(184)는 다수의 단편(192)을 지니고, 그것의 각각은 대응하는 주파수를 지닌다. 도 7에서와 같이, 상기 음향파(186)는 음향파(182)의 단편의 양의 분할로서 다수의 서브-빔들(126)로 빔(120)을 분할하고 단편들(192)의 각각에서 음향파(186)의 주파수의 함수인 각도에서 서브-빔(126)을 편향하기 위해 크리스털 멤버(182)를 통해 통과하는 빔(120)과 상호작용한다. 따라서 서브-빔으로 빔(120)의 단편은 음향파(186) 내의 주파수들의 함수이며, 이는 가변적이고 그리고 크리스털 멤버(182) 내의 어떠한 영속적 물리적 단편에 독립적이다.
다양한 전향 장치 어셈블리의 이용에서 주의할 것은, 도 3 내의 그러한 빔 분리기(124)는 가열냉각 처리 내에서 사용되는 서브-빔(126) 양의 제어를 가능하게 한다. 따라서 실리콘을 가열냉각하기 위해 제공되는 빔 내의 레이저 에너지의 복용을 조절하는 한 가지 방법은 빔 분리기(124)를 제어하는 것이며 그 결과 빔(120)은 다수의 서브-빔(126)보다 더 많거나 또는 더 적은 수로 분리된다. 부가적으로, 각 가열냉각 위치에 제공되는 정확한 양은 서브-빔(126)의 영향을 변화시킴으로써 당업자에게 알려진 것과 같이 빔 편향을 위해 소개된 음향 전력에 의해 제어될 수 있다. 마이크로-가공을 위한 시스템 및 방법의 부가적 측면들에서, 다수의 동시적 레이저 빔을 지닌 기판은 여기에 통합된 다중 빔 마이크로-가공 시스템 및 방법을 위해 계류 중인 미국 특허 출원 10/170,212에 상세히 설명되었다.
정확 에너지 제어는 측면의 크리스털 성장에 매우 중요하다. 일반적인 측면 성장 그리고 슈퍼 측면 성장에 의한 폴리-실리콘으로 무형 실리콘의 결정화에서, 특히 용융(melt-down)동안 실리콘의 정확한 온도가 매우 정확하고 그리고 투명한 실리콘의 양에 영향을 미친다. 따라서 예를 들어, 용융은 용융동안 빔 내의 에너지를 뛰어넘으므로 써 또는 더 적은 에너지 밀도를 지닌 빔에 의해 따라 나오는 높은 에너지의 초기 폭발을 제공함으로써 계속된다. 빔의 상기 에너지 밀도는 레이저(114)에 의한 빔(120) 출력으로부터 형성되는 서브-빔(126)의 양의 함수로서 제어된다.
도 3으로 돌아가서, 각도 확장 광학(127)은 빔 분리기(124) 및 제 1 반사기(128)간에 끼워진다. 유의할 것은 음향-광학 반사기로서 구현될 때, 빔 분리기(124)로부터 출구에 의존하는 것에서, 서브-빔(126)들의 각각의 각도는 일반적으로 매우 작으며, 도면 내에 표시된 각도보다 훨씬 더 적다. 도 3에서 주의할 것은 감소된 다수의 빔들 및 과장된 각도가 당해 발명의 일반적 개념의 이해를 쉽게 하기 위해 보인다는 점이다. 일반적으로, 서브-빔들의 양은 배열(152) 내의 다수의 방향적으로 제어할 수 있는 반사기들(150)과 유사하거나 동일할 수 있으며, 발산의 각도는 상당히 더 작으나, 빔(126) 내의 더 높은 에너지 밀도가 요구될 때, 더 작은 수의 빔들은 빔 분리기(126)로부터 출력된다.
배열(152)의 다운스트림, 서브 빔들은 기판(12)에 도금되는 무형 실리콘의 얇은 필름과 같은 반도체 전조 레이어(132)의 표면상에 부딪히기 위해 텔레센트릭 이미징 렌즈 및 포커싱 렌즈 등을 포함하는 부가적 광학(130)을 통해 패스된다. 당해 발명의 실시예에 따라, 제어형 포커싱 렌즈는 각 서브 빔(126)을 위해 제공되고 그리고 모든 빔들(126)을 동시에 이미지하기 위해 작동하는 텔레센트릭 이미징 렌즈들을 위한 필요가 제거된다.
서브-빔(126)이 반도체 전조 레이어(132)에 부딪히는 곳의 각 위치(34)에서, 상기 반도체 전조 레이어(132)는 열 파형(36)에 의해 다이어그램식으로 보이는 것과 같이 가열된다. 상기 반도체 전조 레이어가, 예를 들어 무형 실리콘으로 형성될 때, 가열 및 그 후의 냉각 프로세스는 서브-빔(126)에 의해 부딪히는 각 위치(34)에서 실리콘 크리스털(38)(도. 1)을 형성한다. 가열 및 냉각에 의해 크리스털(38)(도 1)을 형성하는 이 프로세스를 가열냉각이라 부른다. 당해 발명의 실시예와 일치하여, 서브-빔(126)들의 각각은 상호적으로 떨어진 위치(34)에서 반도체 전조 레이어(132) 상에 부딪히며, 그 결과 각 결과적인 크리스털(38)은 다른 크리스털(38)로부터 상호적으로 떨어져 있다.
당해 발명의 특징은 선택적으로 가열냉각하기 위한 레이어(32)에 이용되는 상기 레이저(114)는 비-엑시머 펄스 화된 레이저라는 점이다. 그러한 레이저들은 특히 반도체 또는 편평 패널 디스플레이 제조와 같은 산업적 응용에서 사용되는 특정 엑시머 레이저보다 실질적으로 더 적은 전력 출력은 지닌다. 결과적으로, 선택적으로 반도체 전조 레이어(132)를 가열 냉각하는 과정은 다른 장소가 아니라 크리스털(38)을 형성하기 위해 요구되는 곳에서 그러한 위치(34)에 실질적으로 레이저 빔을 향한다.
또한, 방향적으로 제어가능한 반사기는 이전에 어드레스된 위치(34)와 접촉되거나 또는 가까운 이웃하는 지역에 어드레스하기 위한 연속적인 레이저 빔 펄스들 간의 서브-빔(126)을 약간 이동하기 위해 이용된다. 이 과정은 필요한 것과 같이 더 큰 크리스털(38) 성장을 위해 이용되거나 또는 원하는 모양을 지닌 크리스털을 형성한다. 무형 실리콘이 결정성 실리콘보다 더 빠른 비율에서 예를 들어, 에칭에 의해 제거될 수 있기 때문에 예를 들어, 마스크가 없는 생산 작동에서 원하는 모양을 지닌 크리스털을 형성하는 것은 유용하다.
전형적으로, 크리스털(38)은 트랜지스터들이 다른 위치가 아니라 기판(112)으로부터 전지장치가 제조됨에 있어 필요한 곳에서 단지 그러한 위치에서만 실질적으로 형성된다. 그러한 크리스털들은 일반적으로 기판(112) 표면의 0.1% - 5% 를,보다 일반적으로는 표면의 1%를 차지한다.
도 3에 보이는 실시예의 다른 측면들이 도 1과 관련하여 위에서 설명된 것과 일반적으로 같으며, 필름 트랜지스터 및 전기 장치의 발생 내에서 그것의 이용은 일반적으로 도 2와 관련하여 위에서 설명된 것과 같다.

Claims (63)

  1. 박막 필름 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법으로서,
    - 표면상에 증착되는 반도체 전조를 지니는 기판을 제공하고, 그리고,
    - 비-연속적 위치에서 상기 반도체 전조를 가열하기 위해 상기 표면상의 제 1 다수의 비-연속적 위치로 다수의 레이저 빔들을 동시에 전달하나, 실질적으로 다른 위치에서 상기 반도체 전조를 가열하지 않는
    단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 이 때 상기 제공하는 단계는 증착된 무형의 실리콘 레이어를 지닌 기판을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 이 때 다수의 레이저 빔들을 동시에 전달하는 상기 단계는 레이저 빔을 생성하고 그리고 레이저 빔들은 다수의 서브-빔들로 분배하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 방법은 또한 상기 레이저 빔의 주파수를 전환하는단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 이 때 다수의 레이저 빔들을 전송하는 상기 단계는 상기 비-연속적 위치에서 상기 반도체 전조가 물리적 상태내의 변화를 겪고, 다른 위치에서 물리적 상태내의 변화를 겪지는 않도록 유도하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 이 때 다수의 레이저 빔들을 전달하는 상기 단계는상기 비-연속적 위치에서 상기 반도체를 용융하나 다른 위치에서 상기 반도체 전조를 용융하지 않는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 방법은 또한 상기 반도체 전조를 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 이 때 상기 반도체 전조는 무형 실리콘 레이어를 포함하고 그리고 상기 다수의 레이저 빔들을 전달하는 단계는 상기 비-연속적 위치에서 상기 무형의 실리콘을 용융하고, 다른 위치에서는 상기 무형의 실리콘 전조를 용융하지 않는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 방법은 또한 상기 제 1 다수의 비-연속적 위치에서 상기 무형의 실리콘을 결정화하기 위해 상기 기판을 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 이 때 동시에 전달하는 상기 단계는 선택 가능한 비-연속적 위치에 독립적으로 상기 다수의 레이저 빔들을 동시에 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은 또한
    상기 비-연속적 위치에서 상기 반도체 전조를 가열하나 다른 위치에서 상기 반도체 전조를 실질적으로 가열하지 않기 위해 상기 표면상의 다수의 제 2 비-연속적 위치로 다수의 레이저 빔들을 동시에 전달하는
    단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 이 때 다수의 레이저 빔들을 제 2 다수의 비-연속적 위치로 동시에 전달하는 상기 단계는 독립적으로 선택할 수 있는 비-연속적 위치로 상기 다수의 레이저 빔들을 동시에 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는박막 필름 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 이 때 상기 제 2 다수의 비-연속적 위치들 중의 일부는 상기 제 1 다수의 비-연속적 위치들 중의 일부와는 다른 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법.
  14. 제 11 항에 있어서, 이 때 상기 제 1 다수의 위치들 중의 하나는 제 1 피치에 의해 서로 떨어져있고, 그리고 이 때 제 2 다수의 비-연속적 위치로 다수의 레이저 빔들을 동시에 전송하는 단계는,
    - 상기 제 1 피치와 다른 제 2 피치에 의해 서로 떨어진 상기 제 2 다수의 비-연속적 위치로 상기 레이저 빔들을 전송하는
    단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법.
  15. 제 1 항에 있어서, 이 때 상기 반도체 전조는 무형의 실리콘을 포함하고 그리고 이 때 상기 전달단계는 가열과 그 후 냉각에 의해 무형 실리콘으로부터 결정성 실리콘까지 물질적 상태 내의 변화에 영향을 미치는 다수의 레이저 빔들을 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법.
  16. 제 1 항에 있어서, 이 때 상기 반도체 전조는 무형의 실리콘을 포함하고 그리고 이 때 상기 전달단계는 가열과 그 후 냉각에 의해 무형 실리콘으로부터 폴리-실리콘까지 물리적 상태내의 변화에 영향을 미치기 위해 다수의 레이저 빔들을 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법.
  17. 제 1 항에 있어서, 이 때 박막 필름 트랜지스터들을 지닌 상기 기판은 편평한 패널 디스플레이 기판을 제조하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법.
  18. 제 1 항에 있어서, 이 때 상기 방법은 또한 물리적 상태에서 변화를 겪지 않는 상기 반도체 부분을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 이 때 상기 제거단계는 상기 기판 에칭 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 이 때 상기 에칭 단계는 마스킹 없이 에칭 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법.
  21. 제 1 항에 있어서, 이 때 상기 레이저 빔을 전달하는 단계는 상기 비-연속적인 위치에서 상기 반도체 전조를 원하는 프리-에치(pre-etch) 결정화된 구조로 결정화되도록 유도하는 상기 레이저 빔들을 전달하는 단계를 포함하고, 그리고 또한 마스킹 없이 상기 기판을 에칭 하는 단계를 포함하며, 이 때 상기 원하는 프리-에치 결정화된 구조는 상기 에칭 이후의 상기 비-연속적 위치에서 일반적으로 포스트-에치(post-etch) 결정성 구조를 형성하기 위해 구현되고 있고 그리고 상기 에칭 단계는 다른 위치로부터 상기 반도체 전조를 제거하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법.
  22. 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하는 방법으로서,
    - 증착된 반도체 전조를 지닌 기판을 제공하고,
    - 다수의 비-연속적 위치에서 상기 반도체 기판을 가열냉각하며, 그리고,
    - 상기 비-연속적 위치를 제외한 위치에서 마스킹 없이 상기 실리콘을 제거하는
    단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 이 때 상기 제공하는 단계는 증착된 무형 실리콘 레이어를 지닌 기판을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 이 때 상기 가열냉각 단계는 거기에 결정화된 실리콘을 형성하기 위해 상기 비-연속적인 위치에서 상기 무형의 실리콘을 가열 냉각하는 단계를 포함하고, 그리고 이 때 상기 비-연속적 위치를 제외한 위치에서는 결정화되지 않는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  25. 제 23 항에 있어서, 이 때 상기 가열냉각 단계는 폴리-실리콘 크리스털을 형성하기 위해 상기 비-연속적 위치에서 상기 무형의 실리콘을 가열 냉각하는 단계를 포함하고, 이 때 상기 비-연속적 위치를 제외한 위치에서는 실리콘은 결정화 되지 않는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  26. 제 22 항에 있어서, 이 때 상기 가열냉각 단계는 다수의 레이저 빔을 제 1 다수의 비-연속적 위치로 동시에 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  27. 제 26 항에 있어서, 이 때 상기 가열냉각 단계는 그 후 또한 상기 제 1 다수의 비-연속적인 위치와는 다른 제 2 다수의 비-연속적 위치로 다수의 레이저 빔을 동시에 전달하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  28. 제 22 항에 있어서, 이 때 상기 제거 단계는 에칭 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  29. 제 28 항에 있어서, 이 때 상기 가열냉각 단계는 프리-에치 크리스털 형성을 형성하기 위해 상기 비-연속적 위치에서 상기 실리콘을 결정화 하는 단계를 포함하고, 그리고 상기 제거단계는 상기 기판 상의 실리콘 크리스털을 남기기 위해 비-결정화된 실리콘을 제거하는 단계를 포함하며, 각각의 실리콘 크리스털은 원하는 포스트-에치 형태를 지니는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  30. 편평한 패널 디스플레이를 제조하는 방법으로서,
    - 표면상에 증착된 반도체 기판을 지닌 편평한 패널 디스플레이 기판을 제공하고, 그리고,
    - 상기 비-연속적 위치에서 상기 반도체 전조를 가열하기 위나 다른 위치에서 상기 반도체 전조를 실질적으로 가열하지 않기 위해 상기 표면상에 제 1 다수의 비-연속적 위치로 다수의 레이저 빔들을 동시에 전달하는
    단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  31. 제 30 항에 있어서, 이 때 상기 제공하는 단계는 증착된 무형의 실리콘 레이어를 지닌 기판을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  32. 제 30 항에 있어서, 이 때 상기 다수의 레이저 빔들을 동시에 전달하는 단계는 레이저 빔을 생성하는 단계 및 다수의 서브-빔들로 레이저 빔을 분배하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 방법은 또한 상기 레이저 빔의 주파수 특정을 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  34. 제 30 항에 있어서, 이 때 상기 다수의 레이저 빔을 전달하는 단계는 상기 반도체 전조가 상기 비-연속적 위치에서 그것의 물리적 상태내의 변화를 겪으나 상기 반도체 전조가 다른 위치에서 물리적 상태 내의 변화를 겪지 않도록 유도하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  35. 제 30 항에 있어서, 이 때 상기 다수의 레이저 빔을 전달하는 단계는 상기 비-연속적 위치에서 상기 반도체를 용융하나 다른 위치에서 상기 반도체 전조를 용융하지 않는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 방법은 또한 상기 반도체 전조를 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  37. 제 30 항에 있어서, 이 때 상기 반도체 전조는 무형의 실리콘 레이어를 포함하고 그리고 상기 다수의 레이저 빔을 전달하는 단계는 상기 비-연속적 위치에서 상기 무형의 실리콘을 용융하나 다른 위치에서 상기 무형의 실리콘 전조를 용융하지 않는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  38. 제 35 항에 있어서, 상기 방법은 또한 상기 제 1 다수의 비-연속적 위치에서 상기 무형의 실리콘을 결정화하기 위해 상기 기판을 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  39. 제 30 항에 있어서, 이 때 상기 동시에 전달하는 단계는 상기 다수의 레이저 빔들을 독립적으로 선택할 수 있는 비-연속적 위치로 동시에 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  40. 제 30 항에 있어서, 상기 방법은 또한,
    상기 반도체 전조가 상기 제 2 다수의 비-연속적 위치에서 그의 물리적 상태 내의 변화를 겪으나, 다른 위치에서 그의 물리적 상태의 변화를 겪지 않게 하도록 유도하기 위해 상기 표면상의 제 2 다수의 비-연속적 위치로 다수의 레이저 빔들을 동시에 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  41. 제 40 항에 있어서, 이 때 제 2 다수의 비-연속적 위치로 다수의 레이저 빔들을 동시에 전달하는 것은 상기 다수의 레이저 빔들을 독립적으로 선택 가능한 비-연속적 위치로 동시에 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  42. 제 40 항에 있어서, 이 때 상기 제 2 다수의 비-연속적 위치의 일부는 상기 제 1 다수의 비-연속적 위치와 다른 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  43. 제 40 항에 있어서, 이 때 상기 제 1 다수의 위치들 중의 하나는 제 1 피치에 의해 서로 떨어지고, 그리고 이 때 다수의 레이저 빔을 제 2 다수의 비연속적 위치로 동시에 전달하는 것은,
    상기 제 1 피치와는 다른 상기 제 2 피치에 의해 서로 떨어진 상기 제 2 다수의 비-연속적 위치로 상기 레이저 빔을 전달하는
    단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  44. 제 30 항에 있어서, 이 때 상기 반도체 전조는 무형의 실리콘을 포함하고 그리고 이 때 상기 전달단계는 무형 실리콘으로부터 결정성 실리콘까지 물리적 상태 내의 변화에 영향을 미치기 위해 다수의 레이저 빔을 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  45. 제 30 항에 있어서, 이 때 상기 반도체 전조는 무형의 실리콘을 포함하고 그리고 이 때 상기 전달단계는 무형의 실리콘으로부터 폴리-실리콘까지 물리적 상태내의 변화에 영향을 미치는 다수의 레이저 빔을 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  46. 제 30 항에 있어서, 이 때 상기 편평한 패널 디스플레이는 액상 크리스털 다이오드 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  47. 제 30 항에 있어서, 상기 방법은 또한 실질적으로 가열되지 않은 상기 반도체 전조의 부분을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  48. 제 47 항에 있어서, 이 때 상기 제거단계는 상기 기판을 에칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  49. 제 48 항에 있어서, 이 때 상기 에칭 단계는 마스킹 없이 에칭 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  50. 제 30 항에 있어서, 이 때 상기 레이저 빔을 전달하는 단계는 상기 반도체 전조가 상기 비-연속적 위치에서 원하는 프리-에치 결정화된 구조로 결정화되도록 유도하는 상기 레이저 빔을 전달하는 단계를 포함하고, 그리고 또한 마스킹 없이 상기 기판을 에칭 하는 단계를 포함하며, 이 때 상기 원하는 프리-에치 결정화된 구조는 일반적으로 상기 에칭 이후 상기 비-연속적 위치에서 일반적으로 포스트-에치 결정화 구조를 형성하기 위해 구성되고 그리고 상기 에칭은 다른 위치로부터 상기 반도체를 제거하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  51. 편평한 패널 디스플레이 기판을 제조하는 방법으로서,
    - 무형 실리콘 레이어를 지닌 기판을 제공하고,
    - 다수의 비-연속적 폴리-실리콘 크리스털 증착을 형성하기 위해 다수의 독립적으로 배치 가능한 레이저 빔들을 지닌 상기 무형의 실리콘의 부분을 선택적으로 가열냉각하며,
    - 가열 냉각되지 않은 상기 무형 실리콘의 부분을 제거하고, 그리고,
    - 선택된 공간적으로 분리된 폴리-실리콘 크리스털 증착에서 박막 필름 트랜지스터를 형성하는
    단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터를 지닌 기판을 제조하기 위한 방법.
  52. 박막 필름 트랜지스터를 지니는 기판을 제조하는 시스템으로서,
    - 표면상에 증착된 반도체 전조를 지닌 기판을 수신하는 멀티-빔 레이저 프로세서로서, 상기 멀티-빔 레이저 프로세서는 반도체 전조를 가열하기 위해 그리고 실질적으로 다른 위치에서 상기 반도체 전조를 가열하지 않기 위해 상기 표면 상의 제 1 다수의 비-연속적 위치로 다수의 레이저 빔들을 동시에 전달하기 위해 작동하는 상기 프로세서
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지니는 기판을 제조하는 시스템.
  53. 제 52 항에 있어서, 이 때 상기 멀티-빔 레이저 프로세서는 상기 다수의 레이저 빔을 독립적으로 선택 가능한 비-연속 위치에 전달하기 위해 작동하는 상기 레이저 빔의 각각과 관련된 빔 포지셔너를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지니는 기판을 제조하는 시스템.
  54. 제 52 항에 있어서, 이 때 상기 멀티-빔 레이저 프로세서는 제 1 레이저 빔을 출력하는 레이저와 상기 다수의 레이저 빔으로 상기 제 1 레이저를 분리하기 위해 작동하는 상기 레이저의 빔 분리기 다운스트림을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지니는 기판을 제조하는 시스템.
  55. 제 52 항에 있어서, 상기 시스템은,
    일부 빔 배치기에서 상기 다수의 레이저 빔들을 제 2 다수의 비-연속적 위치로 전달하기 위해 선택적으로 장소를 바꾸기 위해 작동하는 제어기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지니는 기판을 제조하는 시스템.
  56. 제 55 항에 있어서, 이 때 상기 제 1 다수의 위치들 중의 하나는 제 1 피치에 의해 분리되어 있고 그리고 상기 제 2 다수의 위치들 간의 위치 중의 일부는 상기 제 1 피치와는 다른 제 2 피치에 의해 서로 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터를 지니는 기판을 제조하는 시스템.
  57. 박막 필름 트랜지스터의 배열을 제조하는 시스템으로서,
    - 두 개 이상의 펄스화 된 레이저 빔들에서 출력하는 하나 이상의 레이저 소스,
    - 상기 두 개 이상의 레이저 빔에서 수신하고 그 곳에서 비-결정화된 상기 반도체 전조를 가열하고 실질적으로 다른 위치에서는 상기 반도체 전조를 가열하지 않는 비-결정화된 반도체 전조를 포함하는 기판 표면상의 비-연속적 위치에 부딪히기 위해 두 개 이상의 레이저 빔을 향하는 두 개 이상의 레이저 빔 배치기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터의 배열을 제조하는 시스템.
  58. 제 57 항에 있어서, 이 때 상기 레이저 소스는 비-엑시머 레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터의 배열을 제조하는 시스템.
  59. 제 57 항에 있어서, 이 때 상기 레이저 빔 소스의 평균 전력은 50W 이하인 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터의 배열을 제조하는 시스템.
  60. 제 57 항에 있어서, 이 때 상기 레이저 빔 소스의 펄스 반복 비율은 약 5KHz보다 더 큰 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터의 배열을 제조하는 시스템.
  61. 제 57 항에 있어서, 이 때 상기 레이저 빔 소스는 제 1 레이저 빔을 출력하는 레이저 그리고 상기 두 개 이상의 레이저 빔으로 상기 제 1 레이저 빔을 분리하기 위해 작동하는 상기 레이저의 빔 분리기 다운스트림을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터의 배열을 제조하는 시스템.
  62. 제 57 항에 있어서, 이 때 상기 두 개 이상의 빔 포지셔너들은 선택 가능한 위치에서 각각 독립적으로 상기 두 개 이상의 레이저 빔을 독립적으로 배치하기 위해 작동하는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터의 배열을 제조하는 시스템.
  63. 제 57 항에 있어서, 이 때 상기 비-연속적 위치들 중의 하나는 제 1 피치에 의해 분리되고 그리고,
    - 상기 두 개 이상의 레이저 빔을 다수의 제 2 위치로 향하게 하기 위해 작동하는 제어기를 포함하며,
    이 때 상기 제 2 다수의 위치들 간의 위치들 중의 일부는 상기 제 1 피치와는 다른 제 2 피치에 의해 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 박막 필름 트랜지스터의 배열을 제조하는 시스템.
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