KR20050066315A - 레이저 빔 패턴 마스크 및 이를 이용한 결정화 방법 - Google Patents

레이저 빔 패턴 마스크 및 이를 이용한 결정화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에지부를 변경하여 빔 중첩 영역의 결정화 특성을 향상시킨 레이저 빔 패턴 마스크 및 이를 이용한 결정화 방법에 관한 것으로, 본 발명의 레이저 빔 패턴 마스크는 직사각형의 중심부 및 상기 중심부의 양측에 상기 중심부와의 경계선 상하로부터 동일한 예각으로 기울어져 형성되는 가상의 삼각형 내에 상부선, 하부선 및 상기 상부선과 하부선이 만나는 모서리가 라운드를 이루는 에지부; 로 이루어진 투과부를 구비하여 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

레이저 빔 패턴 마스크 및 이를 이용한 결정화 방법{Laser Beam Pattern Mask and the Method for Crystallization with the Same}
본 발명은 실리콘 결정화에 관한 것으로 특히, 에지부를 변경하여 빔 중첩 영역의 결정화 특성을 향상시킨 레이저 빔 패턴 마스크 및 이를 이용한 결정화 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력을 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송신호를 수신하여 디스플레이 하는 텔레비전 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.
이와 같은 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정 패널은 일정 공간을 갖고 합착된 제 1, 제 2 유리 기판과, 상기 제 1, 제 2 유리 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.
여기서, 상기 제 1 유리 기판(TFT 어레이 기판)에는, 일정 간격을 갖고 일방향으로 배열되는 복수개의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과, 상기 게이트 라인의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 라인의 신호를 상기 각 화소전극에 전달하는 복수개의 박막트랜지스터가 형성된다.
그리고 제 2 유리 기판(칼라필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 칼라 색상을 표현하기 위한 R,G,B 칼라 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성된다.
이와 같은 상기 제 1, 제 2 유리 기판은 스페이서(spacer)에 의해 일정 공간을 갖고 액정 주입구를 갖는 실(seal)재에 의해 합착되어 상기 두 기판 사이에 액정이 주입된다.
상기 일반적인 액정 표시 장치의 구동 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한다. 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 갖고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자 배열의 방향을 제어할 수 있다. 따라서, 상기 액정의 분자 배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자 배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 상기 액정의 분자 배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상 정보를 표현할 수 있다.
현재에는 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극이 행렬 방식으로 배열된 능동 행렬 액정 표시 장치(Active Matrix LCD)가 해상도 및 동영상 구현 능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.
상기 박막 트랜지스터의 반도체층을 다결정 실리콘(poly silicon)으로 형성하는 액정 표시 장치에서는 박막 트랜지스터와 구동 회로를 동일 기판 상에 형성할 수 있으며, 박막 트랜지스터와 구동 회로를 연결하는 과정이 불필요하므로 공정이 간단해진다. 또한, 다결정 실리콘은 비정질 실리콘에 비해 전계 효과 이동도가 100 내지 200 배정도 더 크므로 응답 속도가 빠르고, 온도와 빛에 대한 안정성도 우수한 장점이 있다.
상기 다결정 실리콘의 제조 방법은 공정 온도에 따라 저온 공정과 고온 공정으로 나눌 수 있으며, 이 중 고온 공정은 공정 온도가 1000℃ 근처로 절연 기판의 변형 온도 이상의 온도 조건이 요구되어, 유리 기판은 내열성이 떨어지므로 열 저항력이 높은 고가의 석영 기판을 써야 된다는 점과, 이 고온 공정에 의한 다결정 실리콘 박막의 경우 성막시 높은 표면 조도(surface roughness)와 미세 결정립 등의 저품위 결정성으로 저온 공정에 의한 다결정 실리콘보다 소자 응용 특성이 떨어진다는 단점이 있으므로, 저온 증착이 가능한 비정질 실리콘을 이용하여 이를 결정화시켜 다결정 실리콘으로 형성하는 기술이 연구/개발되고 있다.
상기 저온 공정은 레이저 열처리(laser annealing), 금속 유도 결정화(Metal Induced Crystallization) 등으로 분류할 수 있다.
이 중 레이저 열처리 공정은 펄스(pulse) 형태의 레이저 빔을 기판 상에 조사하는 방법을 이용하는데, 이 펄스 형태의 레이저 빔에 의하면 용융과 응고가 10~102 나노세컨드(nano second) 단위로 반복되어 진행되는 방식으로써, 하부 절연기판에 가해지는 데미지(damage)를 최소화시킬 수 있는 장점을 가져 저온 결정화 공정에서 가장 주목받고 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 레이저 열처리 공정에 따른 실리콘의 결정화 방법에 대해서 설명한다.
도 1은 레이저 에너지 밀도별 비정질 실리콘의 입자의 크기를 나타낸 그래프이다.
도 1과 같이, 비정질 실리콘의 결정화는 레이저 에너지의 세기에 따라 제 1, 제 2, 제 3 영역으로 분류할 수 있다.
제 1 영역은 부분 용융 영역(partial melting region)으로, 비정질 실리콘층의 표면만이 용융될 정도의 세기로 레이저 에너지가 비정질 실리콘층에 조사되는 영역이며, 상기 제 1 영역에서는 이러한 조사 후 비정질 실리콘층의 표면의 부분 용융이 이뤄지고, 고상화(solidification) 과정을 거쳐 상기 비정질 실리콘층 표면에 작은 결정 입자가 형성된다.
제 2 영역은 완전 용융 근접 영역(near-complete melting region)으로, 상기 제 1 영역보다 레이저 에너지 세기를 높여 비정질 실리콘층이 거의 용융될 정도로 레이저 에너지를 조사하는 영역이며, 용융 후 남아있는 작은 핵들을 씨드(seed)로 하여 결정을 성장시켜 제 1 영역에 비해 성장한 결정 입자를 얻을 수 있으나, 균일한 결정 입자를 얻기는 곤란하다. 여기서, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역에 비해 상당히 소폭이다.
제 3 영역은 완전 용융 영역(complete melting region)으로, 상기 제 2 영역보다 레이저 에너지 세기를 높여 비정질 실리콘층을 모두 용융시킬 정도로 레이저를 조사하는 영역이며, 비정질 실리콘층이 모두 용융된 후 고상화가 진행되어 균일한 결정 핵 생성(homogeneous nucleation)이 가능하여 조사 후, 미세한(fine) 균일 결정 입자로 이루어진 결정 실리콘층이 형성된다.
다결정 실리콘을 제조하는 공정에서는 제 2 영역대의 에너지 밀도를 이용하여 균일하게 조대한 결정 입자를 형성하기 위하여, 레이저 빔의 조사 횟수 및 중첩비를 조절한다.
그러나, 다결정 실리콘의 다수 개의 결정 입자 경계부는 전류 흐름의 장애요소로 작용하여 신뢰성 있는 박막 트랜지스터 소자를 제공하기 어렵고, 다수개의 결정 입자 내에서는 전자간의 충돌에 의한 충돌 전류 및 열화에 의해 절연막이 파괴되어 제품 불량을 초래하는 문제점을 갖고 있으므로, 이러한 문제점을 개선하기 위하여, 실리콘 결정 입자가 액상 실리콘과 고상 실리콘의 경계면에서, 그 경계면에 대하여 수직 방향으로 성장한다는 사실을 이용한 SLS(Sequential Lateral Solidification) 기술에 의해 단결정 실리콘을 형성하는 기술(Robert S. Sposilli, M.A. Crowder, and James S. Im, Mat. Res. Soc. Symp. Proc. Vol.452, 956~957, 1997)이 제안되었다.
상기 SLS 기술에서는, 레이저 에너지 크기와 레이저 빔의 조사 범위 및 이동 거리(translation distance)를 적절히 조절하여, 실리콘 결정 입자를 소정의 길이만큼 측면 성장시킴으로써, 비정질 실리콘을 1㎛ 수준 이상의 단결정으로 결정화시킬 수 있다.
이러한 SLS 공정에 이용되는 조사 장치는 좁은 영역에 빔을 집중시키게 되므로 넓은 면적의 기판에 적층된 비정질 실리콘층을 동시에 다결정질로 변화시킬 수 없다. 따라서, 기판의 조사 위치를 변경시키도록, 비정질 실리콘층이 적층된 기판을 스테이지에 장착한 후, 소정 면적에 조사가 이루어진 후, 기판을 이동시켜 다음 면적을 조사시키는 방식으로 기판의 전 영역에 조사가 이루어지도록 한다.
도 2는 일반적인 SLS 조사 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2와 같이, 상기 SLS 조사 장치는 레이저 빔을 발생하는 레이저 발생장치(미도시)와, 상기 레이저 빔의 에너지 크기를 조절하여 감속시키는 어테뉴에이터(attenuator, 1)와, 상기 레이저 빔의 경로를 변경하는 제 1 미러(mirror, 2a)와, 상기 레이저 빔을 퍼뜨리는 망원 렌즈(telescope lens, 3)와, 다시 레이저 빔의 경로를 변경하는 제 2 미러(2b)와, 상기 레이저 빔을 균일하게 집광시키는 호모지나이저(homogenizer) 및 집광 렌즈(condenser lens)(4)와, 상기 레이저 빔의 경로를 다시 꺽어 변경하는 제 3 미러(2c)와, 상기 레이저 빔의 형상을 레이저 빔 패턴 마스크 입사 수준으로 적절히 변경하는 필드 렌즈(field lens, 5)와, 패턴을 구비하여 상기 레이저 빔을 소정의 패턴으로 투과시키는 레이저 빔 패턴 마스크(6)와, 상기 레이저 빔 패턴 마스크(6)로부터 투과되는 레이저 빔을 축소 비율로 축소시켜 기판 상에 조사하는 프로젝션 렌즈(projection lens, 7)를 포함하여 구성된다.
상기 레이저 발생장치는 엑시머 레이저(Excimer Laser)로서 308nm의 XeCl나 248nm의 KrF가 주로 이용된다. 상기 레이저 발생장치는 가공되지 않은 레이저 빔(laser beam)을 방출시키며, 방출된 레이저 빔은 상기 어테뉴에이터(1) 및 경로를 꺽는 여러개의 미러, 여러 가지 기능의 렌즈 및 레이저 빔 패턴 마스크를 통과하여, 소정의 레이저 빔 패턴으로 기판(10) 상에 조사되게 된다.
여기서, 상기 미러들(2a, 2b, 2c)이 형성된 이유는, SLS 조사 장치가 차지하는 공간을 일 방향으로 길게 하지 않고, 공간의 활용을 최대화하기 위해서이다. 경우에 따라 미러는 그 개수를 조절하여, SLS 조사 장치가 차지하는 공간 면적을 늘리거나 줄일 수 있다.
상기 레이저 빔 패턴 마스크(6)에 대응되는 위치에 비정질 실리콘층이 증착된 기판(10)이 장착된 스테이지(8)가 위치한다.
상기 기판(10)은 외부로부터 유입되어 상기 스테이지(8) 상에 장착되므로, 상기 기판(10)을 상기 스테이지(8) 상에 고정시키는 고정 수단을 구비하여 결정화를 위한 스테이지(8)의 이동시 상기 기판(10)이 움직이지 않도록 한다.
이때, 상기 기판(10)의 모든 영역을 결정화하기 위해서는 상기 X-Y스테이지(5)를 미소하게 이동하여 줌으로써 결정 영역을 점진적으로 확대해 나가는 방법을 사용한다.
여기서, 상기 레이저 빔 패턴 마스크(6)는 상기 레이저 빔을 통과시키는 투과부와, 레이저 빔을 차단하는 차단부로 구분된다. 상기 투과부의 폭은 1회 노광시 형성되는 그레인의 측면성장 길이를 결정한다.
상기 레이저 빔 패턴 마스크(6)에 대해서는 이하에서 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
도 3은 레이저 조사에 이용되는 레이저 빔 패턴 마스크를 나타낸 평면도이며, 도 4는 도 3의 레이저 빔 패턴 마스크를 이용해 레이저 1빔 조사시 형성되는 결정화 영역을 나타낸 도면이다.
도 3과 같이, 레이저 조사에 이용되는 레이저 빔 패턴 마스크는 제 1 간격(a)으로 패턴이 오픈된 투과부(A)와 제 2 간격(b)으로 패턴이 차단된 차단부(B)가 교차하여 이루어진다.
상기 레이저 빔 패턴 마스크를 이용한 레이저 조사 방법은 다음과 같다.
비정질 실리콘층이 증착된 기판의 상부에 위치한 상기 레이저 빔 패턴 마스크(3)를 통해 레이저 빔을 1회 조사한다. 이 때, 조사되는 레이저빔은 상기 레이저 빔 패턴 마스크(3)에 구성된 다수의 투과부(A)로 통과되어, 상기 투과부(A)에 대응되어 도 4와 같이, 조사되는 부위(22)의 비정질 실리콘층이 녹아 액상화한다. 이와 같은 경우, 상기 레이저 에너지의 정도는 조사 부위의 상기 비정질 실리콘층이 완전히 녹을 정도의 고 에너지 영역대(complete melting region)를 사용한다.
여기서, 레이저 빔 1회 조사로 상기 레이저 빔 패턴 마스크의 복수개의 투과부(A)들이 연속되는 영역(즉, 가로 L, 세로 S의 크기로 정의되는 영역)에 대응되어 기판 상에 조사되는 영역을 단위 영역(20)이라 한다.
이와 같은, 레이저 빔의 조사 후 비정질 실리콘 영역과 완전히 용융되어 액상화된 실리콘 영역의 계면(21a, 21b)으로부터 조사 영역 쪽으로 그레인(silicon grain)(24a, 24b)의 측면성장이 진행된다. 그레인(24a, 24b)의 측면성장은 상기 계면(21a, 21b)에 대해 수직하는 방향으로 일어난다.
상기 투과부(A)에 대응되어 조사되는 부위(22)의 폭이 결정화된 실리콘 그레인(24a) 성장 길이의 2배보다 작으면, 상기 비정질 실리콘 영역과 조사되는 부위(22)의 양측 계면(21a, 21b)에서 안쪽으로 수직하게 성장한 양측의 그레인은 중간 지점(grain boundary, 25)에서 부딪히게 되면서 성장을 멈추게 된다.
이어, 실리콘 그레인을 더욱 성장시키기 위해서는 상기 기판이 장착된 스테이지를 이동시켜 상기 조사된 부위에 인접한 영역을 조사하여 상기 1회 조사에서 형성된 결정에 연결되는 결정을 형성한다. 마찬가지로, 조사시 순간적으로 완전히 용융된 조사 부위는 양측으로부터 측상으로 결정이 형성된다. 일반적으로 레이저 조사 공정으로 진행되는 인접한 조사부와 연결된 결정성장의 길이는 레이저 빔 패턴 마스크의 투과부(A)와 차단부(B)의 폭에 의해 결정화된다.
도 5는 종래의 결정화 순서를 나타낸 공정 평면도이다.
도 5와 같이, 종래의 기판(10) 상에 진행하는 실리콘 결정화는 도면 상에 도시하는 순서대로 이루어진다.
즉, 먼저, 기판(10) 상의 조사 부위를 우측부터 좌측으로((-)X축으로) 도 3의 레이저 빔 패턴 마스크(6)의 투과부 빔 길이(L)에 대응되는 만큼 이동(①)하여 기판(10)의 가로 방향에 대해 진행한다.
이어, 기판(10) 상의 조사 부위를 상측에서 하측으로((-)Y축으로) 투과부(a) 및 차단부(b)의 1/2 폭((a+b)/2)만큼 이동(②)한다. 그리고, 다시 이어, 기판(10) 상의 조사 부위를 좌측부터 우측으로((+)X축으로) 투과부 빔 길이(L)에 대응되는 만큼 이동(③)하여, 상기 ①이동의 조사에서 상기 레이저 빔 패턴 마스크(6)에 대응된 기판(10)상의 각 단위 영역의 조사되지 않은 영역에 대해 결정화를 진행한다. 이 때, 레이저 빔 조사 영역은 ①이동의 레이저 빔 조사 영역과 소정 부분 오버랩시켜 이전 조사에서 형성된 결정에 연속하여 결정이 성장되도록 한다.
이어, 기판(10) 상의 조사 부위가 상기 레이저 빔 패턴 마스크(6)의 세로 길이(S)에 대응되도록 상측에서 하측으로((-)Y축으로) 이동(④)한 후, 같은 방식으로 상기 ①부터 ③까지의 과정을 반복하여 기판(10) 전면에 결정화 공정을 진행한다.
이러한 결정화 공정은 일반적으로, 레이저 빔 패턴 마스크(6)를 고정시킨 상태에서 상기 기판(10)이 장착된 스테이지(도 2의 8 참고)를 이동시켜 결정화를 진행하게 되는데, 이 때의 스테이지(8)의 이동은 상기 기판(10)에 이루어지는 결정화 방향에 반대 방향으로 하면 된다.
도 6은 종래의 결정화시 기판 전 영역에 결정화 진행 후 소정의 영역에 발생하는 빔 중첩 현상을 나타낸 도면이다.
도 6과 같이, 도 5의 순서로 기판(10)을 이동시켜 결정화를 진행할 때, 1회의 레이저빔 조사시마다 대응되는 기판의 단위영역들(C1, C2, ..., Cm, Cm+1, ...)을 이동시켜 결정화 진행 후, 기판의 소정 영역을 관찰해보면, 인접한 레이저 조사 영역간 상기 투과부(A)가 2번 이상 대응되는 레이저빔 조사 오버랩 영역(O1, O2)이 발생한다. 즉, 상기 기판을 X축 방향으로 상기 레이저 빔 패턴 마스크(3)의 L길이가 대응되는 길이만큼 이동시켜 조사시 O1과 같은 오버랩 영역이 발생하며, Y축 방향으로 레이저 빔 패턴 마스크(3)의 (a+b)/2 길이가 대응되는 만큼 이동시켜 조사시에는 O2와 같은 오버랩 영역이 발생한다. 오버랩 영역들(O1, O2) 중, X축 또는 Y축의 어느 일 방향으로만 오버랩된 2중 조사된 부위들(51, 52)도 있으며, X축, Y축 모두 오버랩된 4중 조사된 부위(53)도 있다.
이러한 오버랩 영역들(51, 52, 53)들 중, 특히, 결정 형성 방향에 수직한 오버랩 영역(O1)에서는 레이저 빔이 2 번 이상 조사됨으로써, 먼저 형성된 그레인들에 일부 녹았다가 다시 결정화되는 과정을 거쳐, 그레인들이 비스듬한 형상으로 형성된다. 이러한 부위에 소자가 위치할 경우, 이동도가 떨어저 소자의 특정이 떨어지는 문제점이 나타난다.
도 7은 종래의 결정화시 정상 영역과 빔 중첩 영역에 나타나는 결정화 정도를 나타낸 SEM도이다.
도 7과 같이, 결정화시 인접한 레이저 빔 패턴의 중첩 영역에 나타나는 결정화 정도는 정상 영역의 결정화 정도에 비해 불균일한 특성을 갖게 된다. 특히, 정상 영역에서 그레인들이 수직한 방향으로 형성되었다면, 레이저 빔 패턴 중첩 영역에서는 비스듬한 방향으로 그레인들이 형성되어, 일 라인의 소자들 중 일부는 정상 영역에, 일부는 레이저 빔 패턴 중첩 영역에 형성되도록 패터닝되었을 때, 상기 레이저 빔 패턴 중첩 영역에서 불균일한 특성을 발생하기 쉽다.
상기와 같은 종래의 레이저 빔 패턴 마스크 및 이를 이용한 결정화 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.
결정화를 위해 레이저 빔 패턴 마스크를 통해 레이저 빔 패턴을 기판 상에 조사하다보면 인접한 레이저 빔 패턴간의 조사 중첩(overlap)이 발생하게 된다. 특히, 인접한 레이저 빔 패턴의 에지부가 서로 중첩되는데, 상기 레이저 빔 패턴의 형상은 레이저 빔 패턴 마스크의 구비된 투과부의 형상에 따른다.
그런데, 종래의 레이저 빔 패턴 마스크는 투과부가 중심이나 에지의 폭이 모두 균일한 직사각형이다. 따라서, 상기 마스크를 이용한 조사로 발생하는 기판 상의 레이저 빔 패턴 중첩 영역은 사각형의 형상을 갖는다. 이 부위는 비중첩 영역에 비해 불균일한 결정화 특성을 갖게 된다.
특히, 액정 표시 장치 등의 평판 디스플레이 등을 제조하기 위해서 박막 트랜지스터 어레이 기판을 제작할 때, 박막 트랜지스터(TFT)가 이러한 레이저 빔 패턴 중첩 영역에 위치하면 소자 특성이 달라지기 때문에, 동작 이상을 유발할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 에지부를 변경하여 빔 중첩 영역의 결정화 특성을 향상시킨 레이저 빔 패턴 마스크 및 이를 이용한 결정화 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레이저 빔 패턴 마스크는 직사각형의 중심부 및 상기 중심부의 양측에 상기 중심부와의 경계선 상하로부터 동일한 예각으로 기울어져 형성되는 가상의 삼각형 내에 상부선, 하부선 및 상기 상부선과 하부선이 만나는 모서리가 라운드를 이루는 에지부; 로 이루어진 투과부를 구비한 것에 그 특징이 있다.
상기 에지부의 상부선과 하부선은 상기 가상의 삼각형의 두 변상에 형성된다.
상기 예각은 50°~80°이다.
상기 중심부의 길이는 상기 에지부의 길이의 2배 이상이다.
상기 투과부를 세로 방향으로 소정 간격 이격하여 서로 평행하게 복수개 구비한 것이다.
또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레이저 빔 패턴 마스크는 직사각형의 중심부가 대응되며, 상기 중심부의 양측에 상기 중심부와의 경계선 상하로부터 동일한 예각으로 기울어져 형성되는 가상의 삼각형 내에 상부선, 하부선 및 상기 상부선과 하부선이 만나는 모서리가 라운드를 이루는 에지부로 형성된 제 1 투과부 및 상기 제 1 투과부가 가로로 상기 중심부의 길이만큼, 세로로 상기 중심부의 폭만큼 이동된 위치에 상기 제 1 투과부의 동일한 형상의 제 2 투과부를 포함하여 이루어짐에 또 다른 특징이 있다.
상기 에지부의 상부선과 하부선은 상기 가상의 삼각형의 두 변상에 형성된다.
상기 예각은 50°~80°이다.
상기 중심부의 길이는 상기 에지부의 길이의 2배 이상이다.
상기 제 1 투과부 및 상기 제 2 투과부를 각각 세로 방향으로 소정 간격 이격하여 평행하게 복수개 구비한 것이다.
또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 결정화 방법은 비정질 실리콘 박막이 증착된 기판을 준비하는 단계와, 상기 기판을 스테이지 상에 고정하는 단계와, 직사각형의 중심부와, 상기 중심부의 양측에 상기 중심부와의 경계선 상하로부터 동일한 예각으로 기울어져 형성되는 가상의 삼각형 내에 상부선, 하부선 및 상기 상부선과 하부선이 만나는 모서리가 라운드를 이루는 에지부로 이루어진 투과부를 소정 간격 이격하여 복수개 구비한 레이저 빔 패턴 마스크를 상기 기판 상에 위치시키는 단계 및 상기 레이저 빔 패턴 마스크를 이용하여, 이전 조사의 레이저 빔 패턴 마스크의 에지부에 대응되어 조사된 부위에 다음 조사의 중심부가 대응되도록 오버랩하여 결정화를 위한 레이저 빔 조사를 진행하는 단계를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.
상기 결정화를 위한 레이저 빔 조사는 상기 레이저 빔 패턴 마스크의 투과부의 중심부의 길이에 대응되는 길이만큼 상기 스테이지를 가로 이동시키며 조사하여 가로 방향의 결정화를 진행하는 제 1 단계와, 상기 레이저 빔 패턴 마스크의 중심부의 폭 길이에 대응되는 길이만큼 상기 스테이지를 세로 이동하는 제 2 단계와, 상기 제 1 단계와 역방향으로, 상기 레이저 빔 패턴 마스크의 투과부의 중심부의 길이에 대응되는 길이만큼 상기 스테이지를 가로 이동시키며 조사하여 가로 방향의 결정화를 진행하는 제 3 단계와, 상기 제 1 내지 제 3 단계를 반복하여 조사하여 상기 기판 전면에 결정화를 진행하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 결정화 방법은 비정질 실리콘 박막이 증착된 기판을 준비하는 단계와, 상기 기판을 스테이지 상에 고정하는 단계와, 직사각형의 중심부가 대응되며, 상기 중심부의 양측에 상기 중심부와의 경계선 상하로부터 동일한 예각으로 기울어져 형성되는 가상의 삼각형 내에 상부선, 하부선 및 상기 상부선과 하부선이 만나는 모서리가 라운드를 이루는 에지부로 형성된 제 1 투과부, 상기 제 1 투과부가 가로로 상기 중심부의 길이 및 상기 일 에지부의 길이만큼, 세로로 상기 중심부의 폭만큼 이동된 위치에 상기 제 1 투과부의 동일한 형상의 제 2 투과부를 각각 상기 중심부의 폭만큼 이격하여 복수개 구비한 레이저 빔 패턴 마스크를 상기 기판 상에 위치시키는 단계와, 상기 레이저 빔 패턴 마스크를 이용하여, 이전 조사의 레이저 빔 패턴 마스크의 에지부에 대응되어 조사된 부위에 다음 조사의 중심부가 대응되도록 오버랩하여 결정화를 위한 레이저 빔 조사를 진행하는 단계를 포함하여 이루어짐에 또 다른 특징이 있다.
상기 결정화를 위한 레이저 빔 조사는 상기 레이저 빔 패턴 마스크의 제 1 투과부의 중심부의 길이에 대응되는 길이만큼 상기 스테이지를 가로 이동시키며 조사하여 가로 방향의 결정화를 진행하는 제 1 단계와, 상기 레이저 빔 패턴 마스크에 구비된 제 1, 제 2 투과부들에 의한 1회 조사시 기판 상에 결정화되는 단위 영역의 길이만큼 스테이지를 세로 이동하는 제 2 단계와, 상기 제 1 단계와 역방향으로, 상기 레이저 빔 패턴 마스크의 제 1 투과부의 중심부의 길이에 대응되는 길이만큼 상기 스테이지를 가로 이동시키며 조사하여 가로 방향의 결정화를 진행하는 제 3 단계와, 상기 제 1 내지 제 3 단계를 반복하여 조사하여 상기 기판 전면에 결정화를 진행하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 레이저 빔 패턴 마스크 및 이를 이용한 결정화 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 레이저 빔 패턴 마스크의 에지부의 형태를 달리한 여러 경우의 일 투과부를 나타낸 평면도이다.
도 8과 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 레이저 빔 패턴 마스크(100)는 직사각형 형상의 중심부 및 상기 중심부의 양측에 상기 중심부와의 경계선 상하로부터 동일한 예각(α)으로 기울어져 형성되는 가상의 삼각형 내에 상부선(112), 하부선(114) 및 상기 상부선(112)과 하부선(114)이 만나는 모서리가 라운드를 이루는 형상을 갖는 에지부로 이루어진 투과부(110)를 복수개 구비하여 형성된다.
상기 가상의 삼각형은 상기 에지부의 상부선(112)의 연장선(L1)과 하부선(114)의 연장선(L2) 및 상기 중심부와 에지부의 경계선으로 정의된다. 상기 가상의 삼각형은 이등변 삼각형으로 상기 에지부의 상부선(112)의 연장선(L1) 및 하부선(114)의 연장선(L2)은 길이가 같고, 두 연장선(L1, L2)이 만나는 사이의 각은 θ로 정의한다.
상기 두 연장선(L1, L2) 사이의 각(θ)은 20~80°로 한다. 상기 범위의 각을 넘거나 작게 되면 에지부의 길이(x)가 길어지거나 너무 짧게 되어, 레이저 빔 패턴 마스크의 형상 변경으로 레이저 빔 패턴의 중첩 영역에서 원하는 결정화 특성을 얻기 힘들다. 상기 두 연장선(L1, L2) 사이의 각(θ)에 따라, 가상의 삼각형의 그 크기가 결정된다. 상기 중심부와 에지부의 경계선과 상기 연장선(L1) 사이의 각(α)은 180°-(90°+θ/2)이므로, 그 범위는 50~80°이다.
여기서, 상기 중심부와 에지부의 경계선을 상기 가상의 삼각형의 밑변으로 할 때, 가상의 삼각형의 높이(n)는 상기 중심부의 길이(m)의 1/2보다 작거나 같은 길이로 형성하며, 상기 에지부의 길이(x)는 상기 삼각형의 높이(n)의 1/2보다 길게 한다. 상부선(112) 및 하부선(114)이 직접 만나지 않고, 라운드(round)형의 모서리(125)와 상기 상부선(112) 및 하부선(114)이 만나게 되므로, 상기 에지부의 길이(x)는 상기 가상의 삼각형의 높이(n)보다는 짧다.
도시된 도면에서는, 상기 에지부의 상하부선이 긴 쪽부터 x1, x2, x3, x4로 에지부의 길이를 나타낸 실시예가 도시되어 있다. 여기서, 상기 각 에지부의 모서리(125a, 125b, 125c, 125d)는 상기 가상의 삼각형 내에 라운드를 이루며 형성되는데, 상기 에지부의 길이(x1, x2, x3, x4)는 상기 중심부와 에지부의 경계선의 중심(O)으로부터 상기 에지부 모서리까지의 길이로 한다.
상기 투과부(110)의 중심부의 폭은 y이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 레이저 빔 패턴 마스크(100)는 상술한 형상의 투과부(110)가 소정 간격 이격하여 세로 방향으로 복수개 형성된다. 여기서 상기 레이저 빔 패턴 마스크(100)의 투과부(110)를 제외한 영역은 차단부(120)이다.
도 9는 도 8의 레이저 빔 패턴 마스크를 이용하여 제 1, 제 2 조사를 진행하였을 때 빔 중첩 정도를 나타낸 도면이다.
도 9와 같이, 도 8과 같이, 투과부가 구비된 레이저 빔 패턴 마스크(100)를 이용하여 기판 상에 레이저 빔 패턴을 조사하여 결정화를 진행한다. 이 때, 상기 레이저 빔 패턴 마스크(100)의 중심부 및 일 에지부의 길이만큼 대응하도록 기판을 가로로 이동시키면 조사를 행한다. 실제 기판의 이동 거리는 상기 마스크(100)의 중심부 및 일 에지부의 길이에 상기 마스크(100)의 하부에 형성되는 프로젝션 렌즈의 축소비를 곱한 값이다. 따라서, 상기 레이저 빔 패턴 마스크(100)의 중심부의 길이(m) 및 폭(h)은 기판 상에 결정화시 각각 프로젝션 렌즈를 통해 M, Y의 크기로 축소되고, 레이저 빔 패턴의 중첩 영역은 제 1조사의 일 에지부와 제 2 조사의 타 에지부를 아우르는 길이로 상기 일 에지부의 길이(x)의 2배에 대응되어 2X라는 가로 길이를 갖는다.
여기서, 제 1 조사의 일 에지부는 제 2 조사의 중심부에 포함되도록 한다. 따라서, 상기 빔 중첩 영역은 제 1 조사에서 레이저 빔 패턴의 우 에지부 및 중심부의 X길이만큼 대응되며, 제 2 조사에서는 레이저 빔 패턴의 좌 에지부 및 중심부의 X 길이만큼 대응된다.
도 10은 도 8의 레이저 빔 패턴 마스크를 이용한 본 발명의 결정화 순서를 나타낸 공정 평면도이다.
도 10과 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 레이저 빔 패턴 마스크를 이용한 결정화 방법은 다음과 같다.
먼저, 비정질 실리콘층(210)이 증착된 기판(200)을 준비한다.
이어, 상기 기판(200)을 스테이지(미도시) 상에 고정한다.
이어, 직사각형의 중심부와, 상기 중심부의 양측에 상기 중심부와의 경계선 상하로부터 동일한 예각으로 기울어져 형성되는 가상의 삼각형 내에 상부선, 하부선 및 상기 상부선과 하부선이 만나는 모서리가 라운드를 이루는 에지부로 이루어진 투과부를 소정 간격 이격하여 복수개 구비한 레이저 빔 패턴 마스크(도 8의 100)를 준비한다.
상기 기판(200) 상의 인접한 레이저 빔 패턴의 중첩 영역에 상기 레이저 빔 패턴 마스크(100)의 에지부가 대응되도록 결정화를 위한 레이저 빔 조사를 진행한다.
이러한 결정화를 위한 레이저 빔 조사를 다음과 같은 순서로 진행된다.
이하에서, 기판(200) 상의 조사 영역의 전환은 상기 기판(200)을 스테이지 상에 고정시켜, 상기 스테이지를 이동시켜 이루어진다. 이 때, 스테이지의 이동 거리는 상기 마스크의 투과부의 길이 또는 폭과, 프로젝션 렌즈의 축소비를 고려하여 조정한다.
먼저, 상기 레이저 빔 패턴 마스크(100)의 투과부의 중심부의 길이(m)에 대응되는 길이(M)만큼 상기 스테이지(미도시)를 (+)X축으로 이동시키며 조사하여, 기판(200) 상에 ① 방향으로 결정화를 진행한다.
이어, 상기 레이저 빔 패턴 마스크(100)의 중심부의 폭 길이(y)에 대응되는 길이만큼 상기 스테이지를 (+)Y축으로 이동한다. 이러한 스테이지 이동시 기판(200) 상에는 ②방향으로 레이저 빔 조사 영역이 대응되게 된다.
이어, 상기 레이저 빔 패턴 마스크(100)의 투과부의 중심부의 길이(m)에 대응되는 길이(M)만큼 상기 스테이지를 상기 제 1 단계와 역방향((-)X축)으로 이동시키며 조사하여, 상기 기판(200) 상에 ③ 방향의 결정화를 진행한다.
이어, 상가 레이저 빔 패턴 마스크(100)를 이용한 기판(200) 상에 1회 조사시 결정화되는 단위 영역(K1, K2, ...)의 세로 길이만큼 상기 스테이지를 (+)Y축으로 이동시킨다. 이러한 스테이지 이동시 상기 기판(200) 상에는 ④ 방향으로 레이저 빔 조사 영역이 대응되게 된다.
이어, 상술한 과정을 반복하여 조사하여 상기 기판(200) 전면에 증착된 비정질 실리콘층(210)을 결정화한다.
실 공정에 사용되는 레이저 빔 패턴 마스크의 크기는 가로 길이(d)가 약 5 ~10mm 수준이고, 세로 길이(c)가 50 내지 150mm 수준이다.
예를 들어, 상기 레이저 빔 패턴 마스크(100)의 가로 길이(d)가 5mm이며, 세로 길이(c)가 100mm일 때, 일 투과부(110)의 가로 길이가 5mm-2β(마스크의 가로 길이-투과부 에지부와 마스크의 에지부의 이격 정도*2)이며, 중심부의 폭이 12.5㎛이고, 상기 투과부와 투과부 사이의 거리가 10.0㎛이면, 상기 레이저 빔 패턴 마스크(100) 내에는 4444개(100mm/(12.5㎛+10.0㎛))의 투과부가 형성된다.
조사시 상기 레이저 빔 패턴 마스크(100)의 투과부(110) 및 상기 레이저 빔 패턴 마스크(100) 하부의 프로젝션 렌즈(미도시)를 통과하면서, 레이저 빔 패턴은 1/4 또는 1/5(프로젝션 렌즈의 축소비)로 축소되어 중심부의 폭이 3.125㎛ 및 길이가 1.25mm이며, 에지가 라운드형인 라인형의 패턴 또는 폭이 2.5㎛, 길이가 1.0mm인 에지가 라운드형인 라인형의 패턴이 형성된다.
설명하지 않은 도면의 참조 부호 220은 비정질 실리콘층이 증착된 기판(200) 중 결정화가 이루어진 부분을 나타낸 것이다.
도 11은 도 8의 레이저 빔 패턴 마스크를 이용한 결정화시 정상 영역과 빔 중첩 영역에 나타나는 결정화 정도를 나타낸 SEM도이다.
도 11과 같이, 에지부가 중심부와의 경계로부터 그 상부선과 하부선이 예각을 이루어 형성되는 삼각형 내에 그 모서리가 라운드 형성되어, 조사시 기판 상의 레이저 빔 중첩 영역에 그 모서리가 라운드 형태를 갖는 좌에지부와 우에지부가 서로 중첩되어, 결정화가 불균일하지 않고, 정상 영역과 거의 동등한 수준으로 이루어진다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 레이저 빔 패턴 마스크를 나타낸 평면도이다.
도 12와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 레이저 빔 패턴 마스크(150)는 싱글 스캔(single scan)용 레이저 빔 패턴 마스크로, 기판 상에 조사시 발생하는 각 단위 영역에 2 샷(shot)으로 결정화 공정이 가능한 형태이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 레이저 빔 패턴 마스크(150)는 도 8과 같이, 직사각형의 중심부가 대응되며, 상기 중심부의 양측에 상기 중심부와의 경계선 상하로부터 동일한 예각(α)으로 기울어져 형성되는 가상의 삼각형 내에 상부선(112), 하부선(114) 및 상기 상부선(112)과 하부선(114)이 만나는 모서리가 라운드를 이루는 형상을 갖는 에지부로 이루어진 제 1 투과부(D)와, 상기 제 1 투과부(D)가 가로로 상기 중심부의 길이(m)만큼, 세로로 상기 중심부의 폭(y)만큼 이동된 위치에 상기 제 1 투과부(D)의 동일한 형상의 제 2 투과부(E)를 포함하여 이루어진다.
상기 에지부의 상부선(112)과 투과부의 중심부와 에지부의 경계선과의 각(α)과, 상기 에지부의 하부선(114)과 투과부의 중심부와 에지부의 경계선과의 각 과 동일하며, 예각으로 50°~80°의 범위에 있다.
그리고, 상기 중심부의 길이는 상기 에지부의 길이의 2배 이상으로 형성하여, 상기 에지부의 길이가 너무 길지 않게 형성한다.
상기 제 1 투과부 및 상기 제 2 투과부를 각각 세로 방향으로 소정 간격 이격하여 평행하게 복수개 구비한다. 이 때, 상기 제 1 투과부(D)들 사이의 이격 정도와 상기 제 2 투과부(E)들 사이의 이격 정도는 동일하게 상기 제 1 투과부(D)의 폭 정도로 한다.
제 1 실시예와 마찬가지로, 상기 제 2 실시예에 따른 레이저 빔 패턴(150) 있어서도, 상기 제 1, 제 2 투과부(D, E)가 형성되지 않은 부위는 차단부(155)이다.
도 13은 도 12의 레이저 빔 패턴 마스크를 이용한 결정화 순서를 나타낸 공정 평면도이다.
도 13과 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 레이저 빔 패턴 마스크(150)를 이용한 결정화 방법은 다음과 같은 순서로 진행한다.
먼저, 비정질 실리콘층(210)이 증착된 기판(200)을 준비한다.
이어, 상기 기판(200)을 스테이지(미도시) 상에 고정한다.
이어, 직사각형의 중심부가 대응되며, 상기 중심부의 양측에 상기 중심부와의 경계선 상하로부터 동일한 예각으로 기울어져 형성되는 가상의 삼각형 내에 상부선, 하부선 및 상기 상부선과 하부선이 만나는 모서리가 라운드를 이루는 에지부로 형성된 제 1 투과부(D), 상기 제 1 투과부가 가로로 상기 중심부의 길이(m)만큼, 세로로 상기 중심부의 폭(y)만큼 이동된 위치에 상기 제 1 투과부의 동일한 형상의 제 2 투과부(E)를 각각 상기 중심부의 폭(y)만큼 이격하여 복수개 구비한 도 12와 같은 형상의 레이저 빔 패턴 마스크(150)를 준비한다.
이어, 상기 레이저 빔 패턴 마스크(150)를 상기 기판(200) 상부에 위치시킨다.
이어 상기 기판(200) 상의 인접한 레이저 빔 패턴의 중첩 영역에 상기 레이저 빔 패턴 마스크의 에지부 및 상기 마스크이 에지부 길이의 마스크의 중심부가 대응되도록 결정화를 위한 레이저 빔 조사를 진행한다.
이러한 결정화를 위한 레이저 빔 조사를 다음과 같은 순서로 진행된다.
상술한 바와 같이, 이하에서, 기판(200) 상의 조사 영역의 전환은 상기 기판(200)을 스테이지 상에 고정시켜, 상기 스테이지를 이동시켜 이루어진다. 이 때, 스테이지의 이동 거리는 상기 마스크의 투과부의 길이 또는 폭과, 프로젝션 렌즈의 축소비를 고려하여 조정한다.
먼저, 상기 레이저 빔 패턴 마스크(150)의 제 1 투과부(D)의 중심부의 길이(m)에 대응되는 길이만큼 상기 스테이지를 (+)X축 이동시키며 조사하여 가로 방향의 결정화를 진행한다.
이어, 상기 레이저 빔 패턴 마스크(150)에 구비된 제 1, 제 2 투과부(D, E)들에 의해 1회 조사시 기판 상에 결정화되는 단위 영역(Km)의 길이만큼 스테이지를 (+)Y축 이동시킨다.
이어, 상기 레이저 빔 패턴 마스크(150)의 제 1 투과부(D)의 중심부의 길이(m)에 대응되는 길이만큼 상기 스테이지를 상기 제 1 단계와 역방향으로, (-)X축 이동시키며 조사하여 가로 방향의 결정화를 진행한다.
이어, 상술한 과정을 반복하여 조사하여 상기 기판 전면에 결정화를 진행한다.
설명하지 않은 도면의 참조 부호 220은 비정질 실리콘층이 증착된 기판(200) 중 결정화가 이루어진 부분을 나타낸 것이다.
본 발명은 이와 같이, 정상 영역과 마찬가지로, 레이저 빔 중첩 영역에서도 균일한 결정화 특성을 없기 위해, 각 투과부의 중심부와의 경계로부터 사이각(θ)이 20 내지 80°인 가상의 이등변 삼각형을 정의하고, 상기 가상의 이등변 삼각형 내에 모서리가 라운드형이 에지부가 형성된 레이저 빔 패턴 마스크 및 이를 이용한 결정화 방법에 관한 것이다.
상기와 같은 본 발명의 레이저 빔 패턴 마스크 및 이를 이용한 결정화 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 투과부의 중심부와의 에지부의 경계로부터 사이각(θ)이 20 내지 80°인 가상의 이등변 삼각형을 정의하고, 상기 가상의 이등변 삼각형 내에 모서리가 라운드형이며, 상부선, 하부선이 각각 상기 이등변 삼각형의 두변에 위치하는 에지부가 형성된 레이저 빔 패턴 마스크를 통해 기판 상의 레이저 빔 패턴 중첩 영역에서 결정화 불균일을 해소한다.
둘째, 평판 디스플레이를 위한 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제작시 기판 전면에 걸쳐 조사 중첩에 관계없이 결정화 특성이 균일해져, 박막 트랜지스터가 패터닝되는 위치에 관계없이, 균일한 소자 특성을 얻을 수 있다. 또한, 궁극적으로 이는 화질을 개선할 수 있게 한다.
도 1은 레이저 에너지 밀도별 비정질 실리콘의 입자의 크기를 나타낸 그래프
도 2는 일반적인 SLS 공정을 위한 레이저 조사 장치를 나타낸 개략도
도 3은 레이저 조사에 이용되는 레이저 빔 패턴 마스크를 나타낸 평면도
도 4는 도 3의 레이저 빔 패턴 마스크를 이용해 레이저 1빔 조사시 형성되는 결정화 영역을 나타낸 도면
도 5는 종래의 결정화 순서를 나타낸 공정 평면도
도 6은 종래의 결정화시 기판 전 영역에 결정화 진행 후 소정의 영역에 발생하는 빔 중첩 현상을 나타낸 도면
도 7은 종래의 결정화시 정상 영역과 레이저 빔 패턴 중첩 영역에 나타나는 결정화 정도를 나타낸 SEM도
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 레이저 빔 패턴 마스크의 에지부의 형태를 달리한 여러 경우의 일 투과부를 나타낸 평면도
도 9는 도 8의 레이저 빔 패턴 마스크를 이용하여 제 1, 제 2 조사를 진행하였을 때 빔 중첩 정도를 나타낸 도면
도 10은 도 8의 레이저 빔 패턴 마스크를 이용한 본 발명의 결정화 순서를 나타낸 공정 평면도
도 11은 도 8의 레이저 빔 패턴 마스크를 이용한 결정화시 정상 영역과 빔 중첩 영역에 나타나는 결정화 정도를 나타낸 SEM도
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 레이저 빔 패턴 마스크를 나타낸 평면도
도 13은 도 12의 레이저 빔 패턴 마스크를 이용한 결정화 순서를 나타낸 공정 평면도
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*
100 : 레이저 빔 패턴 마스크 110 : 투과부
112 : 상부선 114 : 하부선
115 : 에지부의 길이 116 : 중앙부의 폭
120 : 차단부 150 : 레이저 빔 패턴 마스크
200 : 기판 210 : 비정질 실리콘층
125a, 125b, 125c, 125d : 여러 가지 경우의 투과부 에지부의 모서리
θ: 상하부선의 연장선 사이의 각
x1, x2, x3, x4 : 여러 가지 경우의 중앙부와 에지부 경계의 중심과 에지 중심 사이의 거리
M : 중심부의 거리 x : 오버랩 길이
r : 중심부의 폭 Km : 단위 영역
D : 투과부 E : 차단부

Claims (14)

  1. 직사각형의 중심부; 및
    상기 중심부의 양측에 상기 중심부와의 경계선 상하로부터 동일한 예각으로 기울어져 형성되는 가상의 삼각형 내에 상부선, 하부선 및 상기 상부선과 하부선이 만나는 모서리가 라운드를 이루는 에지부; 로 이루어진 투과부를 구비한 것을 특징으로 하는 레이저 빔 패턴 마스크.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 에지부의 상부선과 하부선은 상기 가상의 삼각형의 두 변상에 형성됨을 특징으로 하는 레이저 빔 패턴 마스크.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 예각은 50°~80°임을 특징으로 하는 레이저 빔 패턴 마스크.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 중심부의 길이는
    상기 에지부의 길이의 2배 이상임을 특징으로 하는 레이저 빔 패턴 마스크.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 투과부를 세로 방향으로 소정 간격 이격하여 서로 평행하게 복수개 구비한 것을 특징으로 하는 레이저 빔 패턴 마스크.
  6. 직사각형의 중심부가 대응되며, 상기 중심부의 양측에 상기 중심부와의 경계선 상하로부터 동일한 예각으로 기울어져 형성되는 가상의 삼각형 내에 상부선, 하부선 및 상기 상부선과 하부선이 만나는 모서리가 라운드를 이루는 에지부로 형성된 제 1 투과부; 및
    상기 제 1 투과부가 가로로 상기 중심부의 길이만큼, 세로로 상기 중심부의 폭만큼 이동된 위치에 상기 제 1 투과부의 동일한 형상의 제 2 투과부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 레이저 빔 패턴 마스크.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 에지부의 상부선과 하부선은 상기 가상의 삼각형의 두 변상에 형성됨을 특징으로 하는 레이저 빔 패턴 마스크.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 예각은 50°~80°임을 특징으로 하는 레이저 빔 패턴 마스크.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 중심부의 길이는
    상기 에지부의 길이의 2배 이상임을 특징으로 하는 레이저 빔 패턴 마스크.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 투과부 및 상기 제 2 투과부를 각각 세로 방향으로 소정 간격 이격하여 평행하게 복수개 구비한 것을 특징으로 하는 레이저 빔 패턴 마스크.
  11. 비정질 실리콘 박막이 증착된 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판을 스테이지 상에 고정하는 단계;
    직사각형의 중심부와, 상기 중심부의 양측에 상기 중심부와의 경계선 상하로부터 동일한 예각으로 기울어져 형성되는 가상의 삼각형 내에 상부선, 하부선 및 상기 상부선과 하부선이 만나는 모서리가 라운드를 이루는 에지부로 이루어진 투과부를 소정 간격 이격하여 복수개 구비한 레이저 빔 패턴 마스크를 상기 기판 상에 위치시키는 단계; 및
    상기 레이저 빔 패턴 마스크를 이용하여, 이전 조사의 레이저 빔 패턴 마스크의 에지부에 대응되어 조사된 부위에 다음 조사의 중심부가 대응되도록 오버랩하여 결정화를 위한 레이저 빔 조사를 진행하는 단계; 를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 결정화 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 결정화를 위한 레이저 빔 조사는
    상기 레이저 빔 패턴 마스크의 투과부의 중심부의 길이에 대응되는 길이만큼 상기 스테이지를 가로 이동시키며 조사하여 가로 방향의 결정화를 진행하는 제 1 단계;
    상기 레이저 빔 패턴 마스크의 중심부의 폭 길이에 대응되는 길이만큼 상기 스테이지를 세로 이동하는 제 2 단계;
    상기 제 1 단계와 역방향으로, 상기 레이저 빔 패턴 마스크의 투과부의 중심부의 길이에 대응되는 길이만큼 상기 스테이지를 가로 이동시키며 조사하여 가로 방향의 결정화를 진행하는 제 3 단계;
    상기 제 1 내지 제 3 단계를 반복하여 조사하여 상기 기판 전면에 결정화를 진행하는 제 4 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 결정화 방법.
  13. 비정질 실리콘 박막이 증착된 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판을 스테이지 상에 고정하는 단계;
    직사각형의 중심부가 대응되며, 상기 중심부의 양측에 상기 중심부와의 경계선 상하로부터 동일한 예각으로 기울어져 형성되는 가상의 삼각형 내에 상부선, 하부선 및 상기 상부선과 하부선이 만나는 모서리가 라운드를 이루는 에지부로 형성된 제 1 투과부, 상기 제 1 투과부가 가로로 상기 중심부의 길이 및 상기 일 에지부의 길이만큼, 세로로 상기 중심부의 폭만큼 이동된 위치에 상기 제 1 투과부의 동일한 형상의 제 2 투과부를 각각 상기 중심부의 폭만큼 이격하여 복수개 구비한 레이저 빔 패턴 마스크를 상기 기판 상에 위치시키는 단계;
    상기 레이저 빔 패턴 마스크를 이용하여, 이전 조사의 레이저 빔 패턴 마스크의 에지부에 대응되어 조사된 부위에 다음 조사의 중심부가 대응되도록 오버랩하여 결정화를 위한 레이저 빔 조사를 진행하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 결정화 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 결정화를 위한 레이저 빔 조사는
    상기 레이저 빔 패턴 마스크의 제 1 투과부의 중심부의 길이에 대응되는 길이만큼 상기 스테이지를 가로 이동시키며 조사하여 가로 방향의 결정화를 진행하는 제 1 단계;
    상기 레이저 빔 패턴 마스크에 구비된 제 1, 제 2 투과부들에 의한 1회 조사시 기판 상에 결정화되는 단위 영역의 길이만큼 스테이지를 세로 이동하는 제 2 단계;
    상기 제 1 단계와 역방향으로, 상기 레이저 빔 패턴 마스크의 제 1 투과부의 중심부의 길이에 대응되는 길이만큼 상기 스테이지를 가로 이동시키며 조사하여 가로 방향의 결정화를 진행하는 제 3 단계;
    상기 제 1 내지 제 3 단계를 반복하여 조사하여 상기 기판 전면에 결정화를 진행하는 제 4 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 결정화 방법.
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