KR20070038333A - Device for ctallization silicon - Google Patents
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Abstract
마스크 상에 외부의 파티클의 점착을 방지하는 결정화 장치가 제공된다. 결정화 장치는 레이저 빔을 발생하는 레이저 발생부, 레이저 발생부를 통해 방출된 상기 레이저 빔을 조절하고 집속하는 광학계, 광학계에서 제공된 레이저 빔의 패턴을 변경하는 필드 렌즈부, 필드 렌즈부의 하부에 위치하고, 마스크를 장착하는 소정의 공간을 가지는 마스크 스테이지, 마스크 상에 파티클의 점착을 방지하고, 필드 렌즈부와 마스크 스테이지 사이에 위치되는 파티클 차단부 및 마스크 스테이지 하부에 기판이 로딩 또는 언로딩되는 기판 스테이지를 포함한다.A crystallization apparatus is provided that prevents adhesion of external particles on a mask. The crystallization apparatus is located under a laser generating unit for generating a laser beam, an optical system for adjusting and focusing the laser beam emitted through the laser generation unit, a field lens unit for changing a pattern of a laser beam provided from the optical system, and a lower portion of the field lens unit, and a mask A mask stage having a predetermined space for mounting the substrate, preventing adhesion of particles on the mask, a particle blocking portion positioned between the field lens portion and the mask stage, and a substrate stage on which the substrate is loaded or unloaded below the mask stage. do.
결정화장치,마스크,파티클차단 Crystallization Device, Mask, Particle Blocking
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 결정화 장치를 도시한 개략도이다. 1 is a schematic view showing a crystallization apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2a 및 도 2b는 필드 렌즈부의 하부 보호 윈도우와 파티클 차단부를 나태내는 사시도이다. 2A and 2B are perspective views illustrating the lower protective window of the field lens unit and the particle blocking unit.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 결정화 장치 중 필드 렌즈부, 파티클 차단부 및 마스크 스테이지의 결합 관계를 나타낸 개략도이다. 3 is a schematic diagram illustrating a coupling relationship between a field lens unit, a particle blocking unit, and a mask stage in a crystallization apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 결정화 장치 중 필드 렌즈부, 파티클 차단부 및 마스크 스테이지의 결합 관계를 나타낸 개략도이다.4 is a schematic diagram illustrating a coupling relationship between a field lens unit, a particle blocking unit, and a mask stage in a crystallization apparatus according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 결정화 장치 중 필드 렌즈부, 파티클 차단부 및 마스크 스테이지의 결합 관계를 나타낸 개략도이다.5 is a schematic diagram illustrating a coupling relationship between a field lens unit, a particle blocking unit, and a mask stage in a crystallization apparatus according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 결정화 장치 중 필드 렌즈부, 파티클 차단부, 마스크 스테이지 및 축소 렌즈부의 결합 관계를 나타낸 개략도이다.6 is a schematic diagram illustrating a coupling relationship between a field lens unit, a particle blocking unit, a mask stage, and a reduction lens unit in a crystallization apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 결정화 장치에 포함되는 마스크를 도시한 것이다.7 illustrates a mask included in a crystallization apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 결정화 장치를 이용하여 비정질 실리콘막을 결정화하는 과정을 도시한 것이다.8 illustrates a process of crystallizing an amorphous silicon film using a crystallization apparatus according to an embodiment of the present invention.
(도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명)(Explanation of symbols about main parts of drawing)
1: 결정화 장치 100: 레이저 발생부1: Crystallization Apparatus 100: Laser Generation Section
200: 광학계 300: 필드 렌즈부200: optical system 300: field lens unit
310: 상부 보호 윈도우 320: 하부 보호 윈도우310: upper protective window 320: lower protective window
326: 돌기 328: 냉각 기체 공급관326: protrusion 328: cooling gas supply pipe
330: 측벽 340: 상부 필드 렌즈330: side wall 340: upper field lens
350: 하부 필드 렌즈 400: 파티클 차단부350: lower field lens 400: particle blocking part
410: 상부 커버 416: 슬라이딩 바410: top cover 416: sliding bar
430: 하부 커버 500: 마스크 스테이지 이동 제어부430: lower cover 500: mask stage movement control unit
600: 축소 렌즈부 700: 마스크 스테이지600: reduction lens unit 700: mask stage
800: 기판 스테이지800: substrate stage
본 발명은 결정화 장치에 관한 것으로서, 특히 마스크 상에 외부의 파티클의 점착을 방지하는 결정화 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a crystallization device, and more particularly, to a crystallization device for preventing adhesion of external particles on a mask.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display)나 OLED (Organic Light Emitting Diodes) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시 장치로 활용되고 있다. 이러한 종류의 표시 장치에 있어서의 표시 패널은 유리 등의 기판 상에 형성된 비정질 실리콘막 또는 다결 정 실리콘막으로 형성된 박막 트랜지스터(TFT; Thin film Transistor)로 이루 어지는 매트릭스 배열된 다수의 화소를 표시 영역에 갖고, 화소의 박막 트랜지스터의 스위칭에 의한 온/오프로 화상을 구현한다. As the information society develops, the demand for display devices is increasing in various forms, and recently, various flat panel display devices such as liquid crystal displays (LCDs) and organic light emitting diodes (OLEDs) have been studied. Is already being used as a display device in many devices. In the display panel of this kind, a display panel includes a plurality of pixels arranged in a matrix consisting of a thin film transistor (TFT) formed of an amorphous silicon film or a polycrystalline silicon film formed on a substrate such as glass. The image is realized by turning on / off by switching the thin film transistor of the pixel.
비정질 실리콘막은 낮은 온도에서 증착하여 박막을 형성하는 것이 가능하여, 주로 낮은 용융점을 가지는 유리를 기판으로 사용하는 평판 표시 장치의 박막 트랜지스터에 많이 사용한다. 그러나, 비정질 실리콘막은 낮은 전계 효과 이동도 등의 문제점으로 액정 표시 장치의 대면적화에 어려움이 있다. The amorphous silicon film can be formed at a low temperature to form a thin film, and is mainly used in thin film transistors of flat panel displays using glass having a low melting point as a substrate. However, the amorphous silicon film has difficulty in large area of the liquid crystal display due to problems such as low field effect mobility.
그래서, 높은 전계 효과 이동도(30㎠/VS)와 고주파 동작 특성 및 낮은 누설 전류(leakage current)의 전기적 특성을 가진 다결정 실리콘막의 응용이 요구되고 있다.Therefore, there is a demand for the application of a polycrystalline silicon film having high field effect mobility (30 cm 2 / VS), high frequency operating characteristics, and electrical characteristics of low leakage current.
이러한 다결정 실리콘막을 형성하는 방법은 유리 등의 기판 상에 형성된 비정질 실리콘막에 레이저를 조사하여, 비정질 실리콘막을 다결정 실리콘막으로 변화시키는 방법이다. 최근에는 에너지원을 레이저로 하여 실리콘 결정의 측면 성장을 유도하여 거대한 결정립의 실리콘을 제조하는 연속 측면 고화 (Sequential Lateral Solidification; SLS) 방법이 제안되었다.Such a method of forming a polycrystalline silicon film is a method of changing an amorphous silicon film into a polycrystalline silicon film by irradiating a laser to an amorphous silicon film formed on a substrate such as glass. Recently, a sequential lateral solidification (SLS) method has been proposed in which lateral growth of silicon crystals is induced using an energy source as a laser to produce large grains of silicon.
이러한 방법을 사용하는 결정화 장치는 레이저 발생부, 레이저 빔을 집속하거나 빔의 패턴 등을 변경하는 다수의 광학 렌즈들, 레이저 빔을 소정의 패턴으로 투과시키는 마스크 및 기판 스테이지 등으로 구성된다. 이 장치는 레이저 발생부에 의해 발생된 레이저 빔을 적절한 에너지 크기를 가진 것으로 가공하여, 다수의 렌즈들에 의해 마스크를 투과할 수 있는 레이저 빔으로 집속 되고, 패턴 등이 변경된 다. 이러한 레이저 빔은 마스크에서 일부분만 투과되어 기판 스테이지 상에 로딩된 기판 상에 조사된다. 조사된 레이저 빔은 기판 상의 비정질 실리콘막을 완전히 용융시킨다. 실리콘 결정립은 기판 상에 레이저 빔이 조사되는 부분의 액상 실리콘과 그와 인접한 고상 실리콘의 경계면에 대하여 수직 방향으로 성장되어 형성시킨다. 이어서, 형성된 결정립의 크기보다 작은 피치(pitch)만큼 마스크를 이동하여 다시 레이저 빔으로 조사하여 이전에 형성된 결정을 시드(seed)로 하여 계속적으로 결정의 크기를 확대시킨다. The crystallization apparatus using this method is composed of a laser generating unit, a plurality of optical lenses for focusing the laser beam or changing the pattern of the beam, a mask and a substrate stage for transmitting the laser beam in a predetermined pattern, and the like. The apparatus processes the laser beam generated by the laser generating unit with an appropriate energy size, focuses the laser beam through the mask by a plurality of lenses, and changes the pattern and the like. This laser beam is partially transmitted through the mask and irradiated onto the substrate loaded on the substrate stage. The irradiated laser beam completely melts the amorphous silicon film on the substrate. The silicon crystal grains are grown in a direction perpendicular to the interface between the liquid silicon in the portion irradiated with the laser beam on the substrate and the solid silicon adjacent thereto. Subsequently, the mask is moved by a pitch smaller than the size of the formed crystal grains and irradiated with a laser beam to continuously enlarge the size of the crystal by seeding the previously formed crystal.
여기서, 결정화 장치는 마스크가 외부에 노출되어 있고, 고에너지로 인한 고열로 작동되는 점 때문에 마스크 상에 파티클(particle)이 점착되기 쉽다. 특히, 이로 인해 마스크 중 레이저 빔이 투과하는 부분에 파티클이 점착될 경우, 레이저 빔이 투과하지 못하여 기판 상에 조사되지 않아 다결정 실리콘이 형성되지 않을 수 있다. 이는 평판 표시 장치의 박막 트랜지스터 등의 전기 이동도 등에 심각한 영향을 준다.Here, in the crystallization apparatus, particles are easily adhered to the mask due to the fact that the mask is exposed to the outside and operated at high heat due to high energy. In particular, when the particles adhere to a portion of the mask through which the laser beam passes, the laser beam may not pass through and may not be irradiated onto the substrate, thereby preventing polycrystalline silicon from being formed. This seriously affects the electrical mobility of a thin film transistor or the like of a flat panel display device.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 마스크 상에 외부의 파티클의 점착을 방지하는 결정화 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a crystallization apparatus for preventing adhesion of external particles on a mask.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem of the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 레이저 빔을 발생하는 레이저 발생부, 상기 레이저 발생부를 통해 방출된 상기 레이저 빔을 조절하고 집속하는 광학계, 상기 광학계에서 제공된 상기 레이저 빔의 패턴을 변경하는 필드 렌즈부, 상기 필드 렌즈부의 하부에 위치하고, 마스크를 장착하는 소정의 공간을 가지는 마스크 스테이지, 상기 마스크 상에 파티클의 점착을 방지하고, 상기 필드 렌즈부와 상기 마스크 스테이지 사이에 위치되는 파티클 차단부 및 상기 마스크 스테이지 하부에 기판이 로딩 또는 언로딩되는 기판 스테이지를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention includes a laser generation unit for generating a laser beam, an optical system for adjusting and focusing the laser beam emitted through the laser generation unit, and the provided in the optical system. A field lens unit for changing a pattern of a laser beam, a mask stage positioned below the field lens unit, having a predetermined space for mounting a mask, preventing adhesion of particles on the mask, and preventing the field lens unit and the mask stage Particle blocking between the substrate stage and the substrate stage is loaded or unloaded under the mask stage.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings.
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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 결정화 장치를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a crystallization apparatus according to a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in detail.
먼저 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 결정화 장치에 대하여 상세히 설명한다.First, a crystallization apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 결정화 장치를 도시한 개략도이며, 도 2a 및 도 2b는 필드 렌즈부의 하부 보호 윈도우와 파티클 차단부를 나태내는 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 결정화 장치 중 필드 렌즈부, 파티클 차단부 및 마스크 스테이지의 결합 관계를 나타낸 개략도이다. 1 is a schematic view showing a crystallization apparatus according to an embodiment of the present invention, Figures 2a and 2b is a perspective view showing the lower protective window and the particle blocking portion of the field lens portion, Figure 3 is an embodiment of the present invention It is a schematic diagram which shows the coupling relationship of a field lens part, a particle blocking part, and a mask stage among the crystallization apparatuses.
결정화 장치(1)는 레이저 발생부(100), 감쇄기(200), 광학계(300), 반사경(RM), 필드 렌즈부(400), 파티클 차단부(500), 마스크(20), 마스크 스테이지(900), 마스크 스테이지 이동 제어부(600), 축소 렌즈부(700) 및 기판 스테이지(800)를 포함한다.The
레이저 발생부(100)는 광원에서 레이저 빔을 방출시킨다. 광원은 엑시머 레이저(excimer laser)로서 308 nm의 XeCl나 248 nm의 KrF를 주로 이용하며, 레이저 발생부(100)는 가공되지 않은 레이저 빔을 방출시킨다. The
감쇄기(200)는 레이저 발생부(100)로부터 제공된 레이저 빔이 소정의 에너지를 갖도록 조절한다.The
광학계(300)는 감쇄기(200)로부터 입사된 레이저 빔을 퍼뜨리는 망원 렌즈들(310) 및 망원 렌즈들(310)을 통과한 레이저 빔의 초점 거리를 같게 하여 레이저 빔의 에너지를 균일하게 집속하는 집속 렌즈들(320)을 포함한다. The
반사경(RM)은 광학계(300)에서 입사된 레이저 빔을 소정의 각도로 반사하여 레이저 빔의 방향을 변화시킨다. 도 1의 실시예에서는 레이저 빔의 방향을 필드 렌즈부(400)로 향하게 한다. 도 1의 실시예에서는 반사경이 광학계(300)와 필드 렌즈 부(400) 사이에 위치되는 것을 예로 드나, 반사경은 결정화 장치가 차지하는 공간을 최대한 활용하기 위하여 복수개가 사용될 수 있으며, 도 1의 실시예에서와 달리, 레이저 발생부, 감쇄기 및 광학계의 위치는 반사경이 배치되는 위치에 따라 다양한 변형이 가능하다.The reflector RM reflects the laser beam incident from the
필드 렌즈부(400)는 상, 하부 필드 렌즈(440, 450), 상, 하부 필드 렌즈(440, 450)의 상, 하부에 위치되는 상, 하부 보호 윈도우(410, 420) 및 상, 하부 필드 렌즈(440, 450)와 상, 하부 보호 윈도우(410, 420)를 측면에서 지지하는 측벽(430)을 포함한다.The field lens unit 400 may include the upper and
상, 하부 필드 렌즈(440, 450)는 광학계(300)에서 입사된 레이저 빔의 형상을 마스크(20)의 패턴 수준으로 적절히 변경한다. 상부 필드 렌즈(440)는 광학계(300)에서 입사되는 레이저 빔의 수평 단면을 기준으로 볼 때, 레이저 빔의 폭이 짧은 형상을 가지도록, 하부 필드 렌즈(450)는 레이저 빔의 길이가 긴 형상을 가지도록 각 렌즈(440, 450)의 곡률이 다르게 형성될 수 있다. 도 1에서는 필드 렌즈가 2 개인 것으로 도시되고 있으나, 이에 제한되지 않고, 레이저 빔의 형상을 바꿀 수 있는 필드 렌즈의 수는 제한이 없다. The upper and
상, 하부 보호 윈도우(410, 420)는 상, 하부 필드 렌즈(440, 450)에 파티클이 점착되지 않도록 상, 하부 필드 렌즈(440, 450) 를 보호하고, 하부 보호 윈도우(420)는 플레이트(422) 상의 소정의 위치에 상, 하부 필드 렌즈(440, 450)에서 입사된 레이저 빔을 통과시키는 렌즈(424)가 배치된다. 또한 도 2a에 도시된 바와 같이, 플레이트(422) 밑면의 렌즈(424) 주변에 돌기(426)가 배치된다. 이러한 돌기 (426)는 마스크 스테이지 이동 제어부(600)에 의해 마스크 스테이지(900)가 화살표 방향으로 움직일 때, 파티클 차단부(500)의 상부 커버(510) 상에 대응되게 배치된 슬라이딩 바(516)에 삽입되어 마스크 스테이지(900)의 이동 범위를 결정하는 역할을 한다. 또한, 상부 보호 윈도우(410)도 하부 보호 윈도우(420)와 마찬가지로 플레이트 상에 광학계(300)에서 입사된 레이저 빔을 통과시키는 렌즈를 포함한다. The upper and lower
마스크 스테이지(900)는 마스크(20)를 배치할 수 있는 소정의 공간이 마련되고, 필드 렌즈부(400)의 하부에 위치된다. 마스크 스테이지(900)는 마스크(20) 상에 각 부분별로 형성된 여러 패턴에 레이저 빔을 조사시키기 위하여 마스크 스테이지 이동 제어부(600)에 의해 화살표 방향으로 이동되어질 수 있다. The
마스크(20)는 도 7에 도시된 바와 같이, 필드 렌즈부(400)로부터 입사된 레이저 빔을 통과시키는 투과부(22)와 레이저 빔을 차단하는 차단부(24)로 구분된다. 마스크(20)는 투과부(22)와 차단부(24)로 구분되는 패턴에 의해 필드 렌즈부(400)로부터 입사된 레이저 빔을 소정의 패턴으로 투과시킨다. 투과부(22)의 폭은 1회 노광시 형성되는 결정립의 측면 성장의 길이를 결정한다. As shown in FIG. 7, the
파티클 차단부(500)는 마스크(20) 상에 파티클이 점착되는 것을 막아주고, 하부 보호 윈도우(420)와 마스크 스테이지(900)의 사이에 위치하여 하부 보호 윈도우(420)와 마스크 스테이지(900)의 둘레를 둘러싸면서 형성된다. 파티클 차단부(500)는 하부 보호 윈도우(420)의 일부분과 면접하는 상부 커버(510), 마스크 스테이지(900)의 주위의 측면과 면접하는 측면 커버(520)를 포함한다.The
상부 커버(510)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 플레이트(512), 플레이트(512) 상에 배치되는 레이저 빔 통과부(514) 및 레이저 빔 통과부(514)의 장변을 따라 배치되는 슬라이딩 바(516)를 포함한다. The
레이저 빔 통과부(514)는 플레이트(512) 상에서 필드 렌즈부(400)로부터 입사된 레이저 빔이 마스크(20) 상으로 입사되도록 뚫려 있는 형태로 된다. 레이저 빔 통과부(514)의 일측변의 길이는 필드 렌즈부(400)에서 입사된 레이저 빔이 방해방지 않도록 하부 보호 윈도우(420)의 렌즈(424)의 폭 또는 직경보다 더 크게 형성되는 바람직하다. 또한, 레이저 빔 통과부(514)의 타측변의 길이는 마스크 스테이지(900)의 이동시에 마스크(20) 상에 입사되는 레이저 빔이 방해받지 않게 입사되도록 충분히 크게 형성되는 것이 바람직하다. The laser
슬라이딩 바(516)는 레이저 빔 통과부(514)의 장변의 측면에 배치되고, 마스크 스테이지(900)가 마스크 스테이지 이동 제어부(600)에 의해 움직이는 경우, 하부 보호 윈도우(420)에 배치된 돌기(426)가 삽입되어 화살표 방향으로 이동하도록 가이드한다. 또한, 슬라이딩 바(516)는 마스크 스테이지(900)가 움직일 수 있는 최대 거리까지 갈 경우, 돌기(426)에 의해 걸릴 수 있도록 하여 마스크 스테이지(900)의 이동 범위를 결정한다.The sliding
파티클 차단부(500)는 필드 렌즈부(400)의 하부와 마스크 스테이지(900)를 완전히 에둘러 쌈으로써 마스크 스테이지(900) 상에 장착된 마스크(20)에 외부의 파티클이 점착되지 않도록 한다. 특히, 레이저 빔이 마스크(20) 상의 투과부(22)를 통하여 기판(10) 상에 조사되므로, 다결정 실리콘을 형성하는 작업시에 불량을 방지할 수 있다. The
축소 렌즈부(700)는 마스크 스테이지(900) 하부에 배치되며, 마스크(20)를 통해 입사받은 일정한 레이저 빔 패턴을 축소시켜 기판(10) 상에 투과시킨다. The reduced
기판 스테이지(800)는 축소 렌즈부(700)와 대응되는 위치에서 그 하부에 배치되고, 기판(10)을 로딩하거나 언로딩한다. 기판 스테이지(800)는 기판(10)의 모든 영역을 결정화하기 위해서 전후좌우로 움직일 수 있다.The
도 4를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 결정화 장치에 대하여 설명한다. 4, a crystallization apparatus according to another embodiment of the present invention will be described.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 결정화 장치 중 필드 렌즈부, 파티클 차단부 및 마스크 스테이지의 결합 관계를 나타낸 개략도이다.4 is a schematic diagram illustrating a coupling relationship between a field lens unit, a particle blocking unit, and a mask stage in a crystallization apparatus according to another exemplary embodiment of the present invention.
설명의 편의상, 도 1 내지 도 3에서 설명한 실시예의 도면에 나타낸 각 부재와 동일 기능을 갖는 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략한다. 본 실시예의 결정화 장치는, 도 4에 도시한 바와 같이, 이전 실시예의 결정화 장치와 다음을 제외하고는 기본적으로 동일한 구조를 갖는다.For convenience of description, members having the same functions as the members shown in the drawings of the embodiments described with reference to FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and therefore description thereof is omitted. As shown in Fig. 4, the crystallization apparatus of this embodiment has the same structure as the crystallization apparatus of the previous embodiment except for the following.
하부 보호 윈도우(420a)는 플레이트(422), 소정의 위치에 위치되는 렌즈(424), 하부 보호 윈도우의 밑면의 렌즈(424)와 인접하여 위치되는 돌기(426) 및 냉각 기체 공급관(428)을 포함한다. The lower
냉각 기체 공급관(428)은 파티클 차단부(500)에 의해 둘러싸인 공간 내의 마스크(20)가 고에네지를 갖는 레이저 빔에 의해 변형되는 것을 방지한다. 냉각 기체 공급관(428)은 렌즈(424)와 돌기(426) 사이에서 하부 보호 윈도우(420)의 플레이트(422) 및 상부 커버(510)의 플레이트(512)를 관통하여 배치된다. 냉각 기체 공 급관(428)은 파티클 차단부(500)에 의해 둘러싸인 공간 내부로 외부의 기체 공급 장치(미도시) 등을 통해 기체를, 예를 들면, 질소 기체 또는 공기등을 제공한다.The cooling
한편, 마스크 스테이지(900a)는 플레이트(910) 및 플레이트(910) 상의 마스크(20)가 장착되는 위치의 주위에 배치되는 에어 배출구(920)를 포함한다.On the other hand, the
에어 배출구(920)는 파티클 차단부(500)에 의해 둘러싸인 공간 내로 고에너지를 갖는 레이저 빔에 의해 내부 공기가 가열됨으로써 레이저 빔이 외부 공기와 굴절률이 다른 내부 공기 내로 입사될 경우 레이저 빔의 초점 거리가 달라지는 것을 방지한다. 에어 배출구(920)는 마스크 스테이지(900)의 플레이트(910) 상에 마스크(20)가 장착되는 위치의 주변에 적어도 하나의 홀이 플레이트(910)를 관통되어 형성된다.The
도 5를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 결정화 장치에 대하여 설명한다. 5, a crystallization apparatus according to another embodiment of the present invention will be described.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 결정화 장치 중 필드 렌즈부, 파티클 차단부 및 마스크 스테이지의 결합 관계를 나타낸 개략도이다.5 is a schematic diagram illustrating a coupling relationship between a field lens unit, a particle blocking unit, and a mask stage in a crystallization apparatus according to another exemplary embodiment of the present invention.
설명의 편의상, 도 1 내지 도 3에서 설명한 실시예의 도면에 나타낸 각 부재와 동일 기능을 갖는 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략한다.For convenience of description, members having the same functions as the members shown in the drawings of the embodiments described with reference to FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and therefore description thereof is omitted.
파티클 차단부(500b)는 상부 커버(510b) 및 마스크 스테이지(900)의 측면과 면접하는 측면 커버(520)를 포함하며, 상부 커버(510b)는 접히거나 펼칠 수 있는 자바라 타입으로 형성될 수 있다. 여기서 자바라 타입의 상부 커버(510b)는 하부 보호 윈도우(420b)의 측면과 측면 커버(520)과 각각 접한다. 상부 커버(510b)의 접 히거나 펼칠 수 있는 방향은 마스크 스테이지(900)가 움직이는 방향과 동일하다.The
도 6을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 결정화 장치에 대하여 설명한다. Referring to FIG. 6, a crystallization apparatus according to another embodiment of the present invention will be described.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 결정화 장치 중 필드 렌즈부, 파티클 차단부 및 축소 렌즈부의 결합 관계를 나타낸 개략도이다.6 is a schematic diagram illustrating a coupling relationship between a field lens unit, a particle blocking unit, and a reduction lens unit in a crystallization apparatus according to another embodiment of the present invention.
설명의 편의상, 도 1 내지 도 3에서 설명한 실시예의 도면에 나타낸 각 부재와 동일 기능을 갖는 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략한다.For convenience of description, members having the same functions as the members shown in the drawings of the embodiments described with reference to FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and therefore description thereof is omitted.
파티클 차단부(500c)는 상부 커버(510) 및 마스크 스테이지(900)의 측면과 면접하는 측면 커버(520) 및 마스크 스테이지(900)와 축소 렌즈부(700) 사이의 하부 커버(530)를 포함한다.The
하부 커버(530)는 마스크 스테이지(900)와 축소 렌즈부(700) 사이의 공간을 에둘러 싸면서 형성되고, 하부 커버(530)는 마스크 스테이지(900)와 축소 렌즈부(700) 사이로 파티클의 유입을 차단하여 축소 렌즈부(700)의 렌즈에 파티클이 점착되지 않도록 할뿐만 아니라, 상술한 공간에서 레이저 빔이 외부에 노출되어 외부 공기의 난류로 인해 기판 상에 조사되는 레이저 빔의 초점이 틀려지는 것을 방지한다. The
이하, 도 1 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 결정화 장치를 사용하여 다결정 실리콘막을 형성하는 과정을 설명한다. Hereinafter, a process of forming a polycrystalline silicon film using the crystallization apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 8.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 결정화 장치를 이용하여 비정질 실리콘막을 결정화하는 과정을 도시한 것이다.8 illustrates a process of crystallizing an amorphous silicon film using a crystallization apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1에서 도시된 바와 같이, 기판 스테이지(800)상에 비정질 실리콘막(12)이 증착된 기판(10)을 로딩한다. As shown in FIG. 1, the
이어서, 레이저 발생부(100)에서 발생된 레이저 빔이 감쇄기(200), 광학계(300), 필드 렌즈부(400), 마스크(20) 및 축소 렌즈부(700)를 통해 기판(10) 상에 일정한 패턴을 가진 레이저 빔을 조사한다. Subsequently, the laser beam generated by the
도 8a에 도시된 바와 같이, 1차로 조사된 레이저빔은 마스크(20)에 구성된 다수의 투과부(도 7의 22참조)에 의해 나누어져 부분적으로 비정질 실리콘막(12)을 녹여 액상화한다. 이와 같은 경우, 상기 레이저 에너지의 정도는 비정질 실리콘막(12)이 완전히 녹을 정도의 고에너지 영역대(complete melting regime)를 사용한다.As shown in FIG. 8A, the first irradiated laser beam is divided by a plurality of transmission portions (see 22 in FIG. 7) formed in the
완전히 녹아 액상화된 비정질 실리콘은 레이저 빔의 조사가 끝나면 비정질 실리콘 영역과 액상화된 실리콘 영역의 계면(14)에서 실리콘 결정립(15)의 측면 성장이 진행된다. 실리콘 결정립의 측면 성장은 계면(14)에 대해 수직으로 일어난다. 양쪽 계면(14)에 대한 수직으로 성장하기 시작한 결정립(15)은 중앙(16)에서 서로 충돌을 일으키게 된다.When the completely melted and liquefied amorphous silicon is irradiated with the laser beam, the lateral growth of the
이어서, 1 차 레이저 빔 조사 후에, 기판 스테이지(800)를 결정립(15)의 측면 성장 길이와 같거나 작게 수㎛ 이동한 후, 다시 2차 레이저빔 조사를 실시한다. 2 차 조사된 레이저 빔에 닿은 실리콘 부분은 액상화 된 후 다시 결정화 된다. 이때, 1 차 조사 결과로 형성된 다결정 실리콘 영역의 실리콘 결정립(15)이 씨드로 작용하여 실리콘 용융 영역으로 결정립의 측면 성장이 이루어진다. 2 차 조사가 끝 난 후의 실리콘 결정은 1 차 조사에 의해 성장한 결정립에 연속하여 더욱 측면 성장 한다.Subsequently, after the primary laser beam irradiation, the
본 발명의 실시예에서는 여러 가지 실시예를 별개로 설명하고 있으나, 가능한 범위 내에서 여러 실시예의 조합을 이룰 수 있다. In the embodiments of the present invention, various embodiments are described separately, but a combination of the various embodiments may be made within the range possible.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.
상기한 바와 같은 본 발명의 결정화 장치에 따르면 다음과 같은 하나 이상의 효과가 있다.According to the crystallization apparatus of the present invention as described above has one or more of the following effects.
첫째, 마스크의 주변을 외부와 차단시키는 파티클 차단부를 배치함으로써 마스크를 외부에 노출시키지 않아 마스크 상에 외부의 파티클이 점착되지 않는다. 특히, 마스크 상에 레이저 빔이 투과하는 부분에서 점착되지 않게 함으로써 기판 상의 다결정 실리콘막을 형성하는 데 있어서 불량률을 낮출 수 있다. First, by arranging particle blocking portions that block the periphery of the mask from the outside, the mask is not exposed to the outside so that external particles do not adhere to the mask. In particular, it is possible to lower the defective rate in forming the polycrystalline silicon film on the substrate by preventing the laser beam from adhering at the portion where the laser beam passes on the mask.
둘째, 파티클 차단부 내부에 냉각 기체를 주입하거나 에어 배출구를 형성시킴으써 마스크의 수명을 연장시키거나, 레이저 빔의 조사 경로의 변화를 방지할 수 있다.Second, by injecting cooling gas or forming an air outlet inside the particle blocking unit, it is possible to extend the life of the mask or to prevent the change of the irradiation path of the laser beam.
셋째, 축소 렌즈부까지 파티클 차단부를 연장시켜 형성함으로써 마스크를 투 과한 레이저 빔이 외부의 기류로부터 영향을 받지 않아 정교한 다결정 실리콘막을 형성시킬 수 있다.Third, by forming the particle blocking part up to the reduction lens part, the laser beam passing through the mask is not influenced by external airflow, thereby forming a fine polycrystalline silicon film.
Claims (11)
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KR1020050093543A KR20070038333A (en) | 2005-10-05 | 2005-10-05 | Device for ctallization silicon |
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-
2005
- 2005-10-05 KR KR1020050093543A patent/KR20070038333A/en not_active Application Discontinuation
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