KR20070077249A - 실리콘 결정화 마스크 및 이를 갖는 실리콘 결정화 장치 - Google Patents

실리콘 결정화 마스크 및 이를 갖는 실리콘 결정화 장치 Download PDF

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KR20070077249A
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Abstract

실리콘의 전기적인 특성을 향상시키기 위한 실리콘 결정화 마스크 및 이를 갖는 실리콘 결정화 장치가 개시되어 있다. 실리콘 결정화 마스크는 투명기판, 차단막 및 제1 반사 방지막을 포함하고, 선택적으로 제2 반사 방지막을 더 포함한다. 차단막은 투명기판의 일면 중 일부분에 형성되어 광을 차단하고, 광의 투과영역 및 차단영역을 정의한다. 제1 반사 방지막은 차단막을 포함하여 투명기판의 일면에 소정의 두께로 형성되어, 투명기판의 일면에서 광이 반사되는 것을 방지한다. 제2 반사 방지막은 투명기판의 일면과 대향하는 타면에 소정의 두께로 형성되어, 투명기판의 타면에서 광이 반사되는 것을 방지한다. 이와 같이, 실리콘 결정화 마스크에 레이저빔이 반사되는 것을 방지하기 위한 반사 방지막을 형성함으로써, 기판 상으로 조사된 레이저빔의 에너지 밀도가 국부적으로 집중되어 불균일해지는 것을 방지하여, 실리콘의 전기적인 특성을 보다 향상시킬 수 있다.
실리콘 결정화 장치, 실리콘 결정화 마스크, 반사 방지막, 보호막

Description

실리콘 결정화 마스크 및 이를 갖는 실리콘 결정화 장치{SILICON CRYSTALLIZING MASK, SILICON CRYSTALLIZING APPARATUS HAVING THE MASK}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 실리콘 결정화 장치를 도시한 개념도이다.
도 2는 도 1의 'A'부분을 확대해서 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 실리콘 결정화 장치 중 실리콘 결정화 마스크를 도시한 평면도이다.
도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 도 4의 실리콘 결정화 마스크에서 반사 방지막을 제거한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 실리콘 결정화 장치 중 실리콘 결정화 마스크의 일부를 도시한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 레이저 발진부 200 : 펄스폭 확장부
300 : 빔균일 광학부 400 : 실리콘 결정화 마스크
410 : 투명기판 420 : 차단막
430 : 제1 반사 방지막 440 : 제2 반사 방지막
450 : 제1 보호막 460 : 제2 보호막
500 : 빔 반사부 600 : 빔 투사부
본 발명은 실리콘 결정화 마스크 및 이를 갖는 실리콘 결정화 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실리콘의 전기적인 특성을 향상시키기 위한 실리콘 결정화 마스크 및 이를 갖는 실리콘 결정화 장치에 관한 것이다.
종래의 액정 표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 스위칭(switching) 소자로 비정질 실리콘 박막 트랜지스터(Amorphous Silicon Thin Film Transistor; a-Si TFT)를 채용해 왔으나, 최근에는 고화질의 표시품질이 요구됨에 따라 동작속도가 빠른 다결정 실리콘 박막 트랜지스터(Poly Crystalline Silicon Thin Film Transistor; poly-Si TFT)를 많이 채용하고 있다. 특히, 전류에 의해 구동되는 유기발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED)를 갖는 유기발광 표시장치에서 상기 다결정 실리콘 박막 트랜지스터(poly-Si TFT)가 주로 채용된다.
상기 다결정 실리콘 박막 트랜지스터(poly-Si TFT)에서 다결정 실리콘 박막을 형성하는 방법은 다결정 실리콘 박막을 직접 기판 상에 형성하는 방법과, 비정질 실리콘 박막을 기판 상에 형성시킨 후 상기 비정질 실리콘 박막을 열처리하여 다결정 실리콘 박막을 형성하는 방법 등이 있다. 이때, 상기 열처리에 의한 방법은 일반적으로 레이저에 의해 수행된다.
상기 레이저에 의한 열처리 방법을 간단하게 설명하면, 상기 레이저에서 발생된 레이저빔은 상기 기판 상에 조사되어 비정질 실리콘 박막을 액체 상태로 용융시킨다. 상기 용융된 실리콘은 핵을 중심으로 성장하여 우수한 결정성을 갖는 복수의 그레인(grain)들 형태로 재배열되고, 그 결과, 상기 비정질 실리콘 박막은 보다 높은 전기이동도를 갖는 다결정 실리콘 박막으로 변화된다.
상기 레이저에서 발생된 레이저빔은 직접 상기 기판 상에 조사될 수도 있지만, 일반적으로 마스크를 경유하여 상기 기판 상에 조사된다. 이때, 상기 마스크는 상기 레이저빔이 투과되는 복수의 슬릿(slit)들을 구비한다. 상기 마스크를 경유하여 상기 기판 상으로 조사된 레이저빔은 상기 비정질 실리콘 박막을 용융시킨다.
그러나, 상기 기판 상으로 조사된 레이저빔 중 일부는 반사되어 다시 상기 마스크로 입사될 수 있다. 상기 마스크로 다시 입사된 레이저빔의 대부분은 투과되어 소멸되지만, 일부가 반사되어 다시 상기 기판 상으로 조사된다.
이와 같이, 상기 레이저빔 중 일부가 다시 상기 기판 상으로 조사될 경우, 상기 기판 상으로 조사된 레이저빔의 에너지 밀도가 국부적으로 집중되어 불균일해 질 수 있다. 이러한 레이저빔의 에너지 밀도의 불균일은 상기 다결정 실리콘 박막에 얼룩을 발생시켜, 실리콘의 전기적인 특성을 저하시킨다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 마스크에서 레이저빔이 반사되는 것을 방지하여 실리콘의 전기적인 특성을 향상시킨 실리콘 결정화 마스크를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 실리콘 결정화 마스크를 구비한 실리콘 결정화 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 실리콘 결정화 마스크는 투명기판, 차단막 및 제1 반사 방지막을 포함하고, 선택적으로 제2 반사 방지막을 더 포함한다.
상기 차단막은 상기 투명기판의 일면 중 일부분에 형성되어 광을 차단하고, 광의 투과영역 및 차단영역을 정의한다. 상기 제1 반사 방지막은 상기 차단막을 포함하여 상기 투명기판의 일면에 소정의 두께로 형성되어, 상기 투명기판의 일면에서 광이 반사되는 것을 방지한다. 상기 제2 반사 방지막은 상기 투명기판의 일면과 대향하는 타면에 소정의 두께로 형성되어, 상기 투명기판의 타면에서 광이 반사되는 것을 방지한다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 실리콘 결정화 장치는 레이저 발진부 및 실리콘 결정화 마스크를 포함한다.
상기 레이저 발진부는 레이저빔을 발생시킨다. 상기 실리콘 결정화 마스크는 상기 레이저빔 중 일부는 투과시키고 다른 일부는 차단시키며, 상기 투과된 레이저빔의 일부를 아몰퍼스 실리콘(a-Si)이 형성된 기판으로 조사하여, 상기 아몰퍼스 실리콘을 다결정 실리콘(poly-Si)으로 변경시킨다.
상기 실리콘 결정화 마스크는 투명기판, 차단막 및 제1 반사 방지막을 포함하고, 선택적으로 제2 반사 방지막을 더 포함한다.
상기 차단막은 상기 투명기판의 일면 중 일부분에 형성되어 상기 레이저빔의 일부를 차단하고, 상기 레이저빔의 투과영역 및 차단영역을 정의한다. 상기 제1 반사 방지막은 상기 차단막을 포함하여 상기 투명기판의 일면에 소정의 두께로 형성되어, 상기 기판으로 조사된 레이저빔 중 반사된 레이저빔이 상기 투명기판의 일면에서 반사되는 것을 방지한다. 상기 제2 반사 방지막은 상기 실리콘 결정화 마스크는 상기 투명기판의 일면과 대향하는 타면에 소정의 두께로 형성되어, 상기 반사된 레이저빔이 상기 투명기판의 타면에서 반사되는 것을 방지한다.
이러한 본 발명에 의하면, 실리콘 결정화 마스크에 레이저빔이 반사되는 것을 방지하기 위한 반사 방지막을 형성함으로써, 기판 상으로 조사된 레이저빔의 에너지 밀도가 국부적으로 집중되어 불균일해지는 것을 방지하여, 실리콘의 전기적인 특성을 보다 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
<실리콘 결정화 마스크의 제1 실시예>
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 실리콘 결정화 장치를 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 실리콘 결정화 장치는 레이저 발진부(100), 펄스폭 확장부(200), 빔균일 광학부(300), 실리콘 결정화 마스크(400), 빔 반사부(500) 및 빔 투사부(600)를 포함한다.
레이저 발진부(100)는 레이저빔(20)을 연속적 또는 단속적으로 발생시킨다. 레이저 발진부(100)는 단파장, 고출력 및 고효율의 레이저빔(20)을 발생시키는 엑시머(excimer) 레이저인 것이 바람직하다.
상기 엑시머 레이저에서 발생된 레이저빔(20)의 파장은 일례로, 300nm ~ 310nm를 갖고, 바람직하게 약 308nm를 갖는다. 레이저빔(20)의 주파수는 일례로, 300 Hz 내지 6000 Hz 의 범위를 갖고, 바람직하게 약 300 Hz를 갖는다. 이때, 레이저빔(20)이 약 300 Hz의 주파수를 가질 경우, 레이저빔(20)의 펄스(pulse)는 약 33.3ms 마다 반복된다. 레이저빔(20)의 펄스폭은 일례로, 약 25us이다.
펄스폭 확장부(200)는 레이저 발진부(100)와 근접한 위치에 배치되어, 레이저 발진부(100)에서 발생된 레이저빔(20)의 펄스폭을 보다 확장시킨다. 구체적으로 설명하면, 레이저빔(20)의 펄스폭을 25us에서 250us로 10배 확장시킨다. 이때, 레이저빔(20)의 펄스폭이 10배로 확장될 경우, 레이저빔(20)의 에너지밀도의 크기는 1/10으로 감소된다.
펄스폭 확장부(200)는 일례로, 레이저빔(20)을 투과 및 반사시키는 복수의 광학판들을 포함한다. 상기 광학판들은 투과되는 레이저빔(20)과 반사되는 레이저빔(20)을 소정의 시간동안 딜레이(delay)시켜 서로 결합시키고, 그로 인해, 레이저빔(20)의 펄스폭이 보다 확장된다.
빔균일 광학부(300)는 펄스폭 확장부(200)와 근접한 위치에 배치되어, 펄스폭 확장부(200)에서 출사된 레이저빔(20)의 위치에 따른 에너지밀도의 분포를 균일화시킨다. 일반적으로, 레이저빔(20)의 펄스 하나의 에너지밀도는 가우시안(Gaussian) 분포를 갖는데, 이러한 가우시한 분포를 직사각형파(square wave)와 같 이 균일한 분포를 갖도록 변경시킨다.
빔균일 광학부(300)는 일례로, 레이저빔(20)을 복수의 서브 레이저빔들로 분할시키는 복수의 분할렌즈들을 포함한다. 상기 분할렌즈들의 각각은 레이저빔(20)을 분할하여 복수의 서브 레이저빔들을 발생시키고, 이러한 서브 레이저빔들을 서로 혼합시켜 에너지밀도의 분포를 균일화시킨다.
실리콘 결정화 마스크(400)는 빔균일 광학부(300)에서 출사된 레이저빔(20) 중 일부를 투과시키고 다른 일부를 차단시킨다. 실리콘 결정화 마스크(400)는 레이저빔(20) 중 투과된 일부를 아몰퍼스 실리콘(a-Si)이 형성된 기판(50)으로 조사하여, 상기 아몰퍼스 실리콘을 결정화시켜 다결정 실리콘(poly-Si)으로 변경시킨다.
빔 반사부(500)는 레이저빔(20)의 경로를 변경시킨다. 빔 반사부(500)는 제1 반사거울(510), 제2 반사거울(520) 및 제3 반사거울(530)을 포함한다.
제1 반사거울(510)은 빔균일 광학부(300) 및 실리콘 결정화 마스크(400)의 사이에 배치되어, 빔균일 광학부(300)에서 출사된 레이저빔(20)을 반사시켜 실리콘 결정화 마스크(400)로 입사시킨다.
제2 반사거울(520)은 실리콘 결정화 마스크(400)의 하부에 배치되어, 실리콘 결정화 마스크(400)를 투과한 레이저빔(20)을 제3 반사거울(530)로 반사시킨다.
제3 반사거울(530)은 제2 반사거울(520)로부터 소정거리 이격되어, 제2 반사거울(520)로부터 반사된 레이저빔(20)을 빔 투사부(600)로 반사시킨다. 여기서, 제2 및 제3 반사거울(520, 530) 사이에는 레이저빔(20)의 광학특성을 향상시키기 위한 복수의 렌즈(미도시)들 및 복수의 거울(미도시)들이 배치될 수 있다.
빔 투사부(600)는 제3 반사거울(530)의 하부에 배치되어, 제3 반사거울(530)로부터 반사된 레이저빔(20)의 크기를 변경하여 기판(50) 상으로 조사한다. 빔 투사부(600)는 일례로, 레이저빔(20)의 크기를 1/5로 축소시킨다. 즉, 빔 투사부(600)는 레이저빔(20)의 크기를 축소하여 기판(50) 상으로 조사한다.
여기서, 기판(50)은 스테이지(10) 상에 배치되어 지지되며, 스테이지(10)는 기판 이송장치(미도시)에 의해 상하좌우로 이동될 수 있다. 이와 같이, 상기 기판 이송장치가 기판(50)을 지지하는 스테이지(10)를 이송함에 따라, 실리콘 결정화 마스크(400)는 기판(10)에 대하여 상대적으로 상하좌우 이동되고, 그 결과 실리콘 결정화 마스크(400)를 투과한 레이저빔(20)은 기판(10)의 전 영역으로 조사되어, 상기 아몰퍼스 실리콘을 모두 상기 다결정 실리콘으로 변경시킨다.
도 2는 도 1의 'A'부분을 확대해서 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 빔 투사부(600)를 출사한 레이저빔(20)은 기판(50) 상으로 조사되어, 아몰퍼스 실리콘층(56)의 일부를 용융시킨다. 이때, 기판(50)은 베이스 기판(52), 실리콘 보호층(54) 및 아몰퍼스 실리콘층(56)을 포함한다. 베이스 기판(52)은 일례로, 투명한 유리 또는 석영으로 이루어지며, 실리콘 보호층(54)은 아몰퍼스 실리콘층(56) 및 베이스 기판(52) 사이에 형성되어 아몰퍼스 실리콘층(56)을 보호한다.
구체적으로 설명하면, 빔 투사부(600)를 출사한 레이저빔(20)은 아몰퍼스 실리콘층(56)의 일부에 조사되어 용융된 실리콘층(56a)을 형성한다. 용융된 실리콘층(56a)은 용융되지 않은 아몰퍼스 실리콘층(56)을 성장핵으로하여 측면성장을 하고, 그 결과, 다결정 실리콘층을 형성한다.
여기서, 빔 투사부(600)를 출사한 레이저빔(20) 중 일부는 용융된 실리콘층(56a)의 표면으로부터 반사된다. 이와 같이 반사된 레이저빔(20)을 반사빔(30)이라 정의한다.
반사빔(30)은 기판 상으로 조사된 레이저빔(20)의 이동경로의 역순으로 이동된다. 즉, 반사빔(30)은 빔 투사부(600), 제3 반사거울(530) 및 제2 반사거울(520)을 경유하여 실리콘 결정화 마스크(400)로 다시 입사된다. 실리콘 결정화 마스크(400)로 다시 입사된 반사빔(30)은 실리콘 결정화 마스크(400)의 표면에서 반사되지 않고 그대로 투과되고, 이렇게 투과된 반사빔(30)은 레이저빔(20)의 이동경로의 역순으로 이동되어 대부분 소멸된다.
도 3은 도 1의 실리콘 결정화 장치 중 실리콘 결정화 마스크를 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 의한 실리콘 결정화 마스크(400)는 평면적으로 보았을 때, 레이저빔(20)이 투과되는 투과영역(AR1) 및 레이저빔(20)이 차단되는 차단영역(AR2)으로 구분된다. 이때, 투과영역(AR1)은 레이저빔(20)이 투과되는 복수의 슬릿들에 의해 형성되며, 상기 슬릿들은 2열 종대로 배치된다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 의한 실리콘 결정화 마스크(400)는 단면적으로 보았을 때, 투명기판(410), 차단막(420), 제1 반사 방지막(430) 및 제2 반사 방지막(440)을 포함한다.
투명기판(410)은 투명한 물질인 유리(glass) 또는 석영(quartz)으로 이루어 지며, 바람직하게 석영으로 이루어진다.
차단막(420)은 투명기판(410)의 일면 중 일부분에 형성되어 레이저빔(20)을 차단한다. 이때, 차단막(420)이 형성된 부분은 레이저빔(20)을 차단하는 차단영역(AR2)을 형성하고, 차단막(420)이 형성되지 않은 부분은 레이저빔(20)이 투과되는 투과영역(AR1)을 형성한다. 차단막(420)은 레이저빔(20)을 차단하는 금속물질로 이루어지고, 바람직하게 크롬(Cr)으로 이루어진다.
제1 반사 방지막(430)은 차단막(420)을 덮도록 투명기판(410)의 일면에 소정의 두께로 형성된다. 제1 반사 방지막(430)은 반사빔(30)이 투명기판(410)의 일면, 즉 제1 반사 방지막(430) 및 투명기판(410)의 계면에서 반사되는 것을 방지한다.
제2 반사 방지막(440)은 투명기판(410)의 일면과 대향하는 타면에 소정의 두께로 형성된다. 제2 반사 방지막(440)은 반사빔(30)이 투명기판(410)의 타면에서 반사되는 것을 방지한다.
이하, 제1 반사 방지막(430) 및 제2 반사 방지막(440)에 대하여 보다 자세하게 설명하기로 한다.
우선, 제1 및 제2 반사 방지막(430, 440)은 투명기판(410)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는다. 구체적으로, 투명기판(410)이 약 1.42의 굴절률을 갖는 석영으로 이루어질 경우, 제1 및 제2 반사 방지막(430, 440)은 석영의 굴절률보다 낮은 굴절률, 예를 들어 1.33 ~ 1.38 의 범위를 갖는다.
제1 및 제2 반사 방지막(430, 440)의 각각은 제1, 제2 및 제3 층으로 이루어진 3층막 구조를 갖는다.
상기 제1 층은 불화마그네슘(MgF2)으로 이루어지고, 상기 제2 층은 불화토륨(ThF4)으로 이루어지며, 상기 제3 층은 불화마그네슘(MgF2)으로 이루어진다. 이때, 상기 불화마그네슘(MgF2)은 1.38의 굴절률을 갖고, 상기 불화토륨(ThF4)은 1.35의 굴절률을 갖는다. 여기서, 상기 불화마그네슘(MgF2)은 황화아연(ZnS) 또는 황화셀레늄(ZnSe)으로 대체될 수 있고, 이와 다르게 다른 불화화합물로 대체될 수도 있다.
또한, 레이저빔(20) 또는 반사빔(30)의 파장이 약 308nm인 경우, 상기 제1 층의 두께는 490Å ~ 500Å의 범위를 갖고, 상기 제2 층의 두께는 1520Å ~ 1530Å의 범위를 갖으며, 상기 제3 층의 두께는 550Å ~ 560Å의 범위를 갖는다. 바람직하게, 상기 제1 층의 두께는 492Å 이고, 상기 제2 층의 두께는 1527Å 이며, 상기 제3 층의 두께는 552Å 이다. 즉, 상기 제1, 제2 및 제3 층이 위에서 상술한 바와 같은 두께를 가질 경우, 레이저빔(20)의 반사율은 가장 최저인 0.0716%을 갖는다. 여기서, 레이저빔(20)이 308nm의 파장이 아닌 다른 파장을 갖는 경우, 상기 제1, 제2 및 제3 층의 두께는 변동될 수 있다.
도 5는 도 4의 실리콘 결정화 마스크에서 반사 방지막을 제거한 상태를 나타낸 단면도이다. 이때, 도 5를 참조하여 본 실시예에 의한 효과를 설명하고자 한다.
도 5와 같이, 실리콘 결정화 마스크(400)에서 제1 및 제2 반사 방지막(430, 440)을 제거했을 경우, 기판(50)으로부터 반사된 반사빔(30)은 투명기판(410)의 일면 및 타면에서 소정량이 반사된다. 일반적으로, 반사빔(30)은 투명기판(410)의 일면 및 타면에서 각각 약 4% 정도 반사된다. 이렇게 다시 반사된 반사빔(30)은 기판 (50) 상으로 재조사되어 상기 다결정 실리콘 상에 얼룩을 발생시킨다.
반면, 본 실시예에서와 같이 실리콘 결정화 마스크(400)가 제1 및 제2 반사 방지막(430, 440)을 포함할 경우, 반사빔(30)은 약 99.8% 정도가 투과되어, 반사가 거의 일어나지 않는다. 그 결과, 상기 다결정 실리콘 상에 얼룩이 발생되는 것을 방지하여, 상기 다결정 실리콘의 전기적인 특성을 보다 향상시킬 수 있다.
<실리콘 결정화 마스크의 제2 실시예>
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 실리콘 결정화 장치 중 실리콘 결정화 마스크의 일부를 도시한 단면도이다. 본 발명의 제2 실시예에 의한 실리콘 결정화 장치는 실리콘 결정화 마스크를 제외하면, 앞서 설명한 제1 실시예의 실리콘 결정화 장치와 동일한 구성을 가짐으로 그 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조부호 및 명칭을 사용하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 의한 실리콘 결정화 마스크(400)는 투명기판(410), 차단막(420), 제1 반사 방지막(430), 제2 반사 방지막(440), 제1 보호막(450) 및 제2 보호막(460)을 포함한다.
투명기판(410)은 일례로, 투명한 물질인 석영으로 이루어진다. 차단막(420)은 투명기판(410)의 일면 중 일부분에 형성되어 레이저빔(20)을 차단한다.
제1 반사 방지막(430)은 차단막(420)을 덮도록 투명기판(410)의 일면에 소정의 두께로 형성된다. 제1 반사 방지막(430)은 반사빔(30)이 투명기판(410)의 일면, 즉 제1 반사 방지막(430) 및 투명기판(410)의 계면에서 반사되는 것을 방지한다.
제2 반사 방지막(440)은 투명기판(410)의 일면과 대향하는 타면에 소정의 두 께로 형성된다. 제2 반사 방지막(440)은 반사빔(30)이 투명기판(410)의 타면에서 반사되는 것을 방지한다.
제1 보호막(450)은 제1 반사 방지막(430) 상에 소정의 두께로 형성되어, 제1 반사 방지막(430)을 보호한다. 제2 보호막(460)은 제2 반사 방지막(440) 상에 소정의 두께로 형성되어, 제2 반사 방지막(440)을 보호한다.
제1 및 제2 보호막(450, 460)은 투명하면서 내식성 및 내마모성을 갖는 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 일례로 산화하프니움(HfO2)으로 이루어진다. 제1 및 제2 보호막(450, 460)의 두께는 100Å ~ 2500Å 의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 이때, 제1 및 제2 보호막(450, 460)의 광투과율은 98% ~ 99.9%의 범위를 갖는다.
이하, 본 실시예에 의한 효과를 설명하기로 한다.
일반적으로, 상기 실리콘 결정화 장비를 통해 기판(50)에 형성된 상기 아몰퍼스 실리콘을 상기 다결정 실리콘으로 변경시키는 공정 중에, 실리콘 결정화 마스크(400) 상에 의도하지 않는 파티클들이 부착될 수 있다. 이러한 파티클들은 실리콘 결정화 마스크(400) 상에 부착되어, 레이저빔(20)의 이동경로를 방해하고, 그로 인해 상기 아몰퍼스 실리콘의 결정화에 악영향을 미친다. 따라서, 실리콘 결정화 마스크(400)를 세척하여 상기 파티클들을 제거할 필요가 있다.
그러나, 실리콘 결정화 마스크(400)에 제1 및 제2 보호막(450, 460)이 형성되지 않았을 경우, 실리콘 결정화 마스크(400)를 세척할 때 제1 및 제2 반사 방지 막(430, 440)에 스크래치 등을 생성시켜 제1 및 제2 반사 방지막(430, 440)을 파손시킬 수 있다. 이러한 제1 및 제2 반사 방지막(430, 440)의 파손은 실리콘 결정화 마스크(400)의 재사용을 어렵게 만든다.
따라서, 실리콘 결정화 마스크(400)에 제1 및 제2 반사 방지막(430, 440)을 보호하기 위한 제1 및 제2 보호막(450, 460)을 형성함으로써, 실리콘 결정화 마스크(400)를 세척할 때 제1 및 제2 반사 방지막(430, 440)이 파손되는 것을 방지하여, 실리콘 결정화 마스크(400)의 재활용성을 보다 향상시킬 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 실리콘 결정화 마스크에 제1 및 제2 반사 방지막을 형성함으로써, 기판에서 반사된 레이저빔이 실리콘 결정화 마스크에서 반사되지 않고 그대로 투과될 수 있다. 그로 인해, 실리콘 결정화 마스크에서 반사된 레이저빔이 기판으로 재조사되는 것을 방지하여, 다결정 실리콘 상에 얼룩이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 다결정 실리콘의 전기적인 특성을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 실리콘 결정화 마스크에 제1 및 제2 반사 방지막을 보호하기 위한 제1 및 제2 보호막을 더 형성할 경우, 실리콘 결정화 마스크를 세척할 때 제1 및 제2 반사 방지막이 파손되는 것을 방지하여, 실리콘 결정화 마스크의 재활용성을 보다 향상시킬 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통 상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 투명기판;
    상기 투명기판의 일면 중 일부분에 형성되어 광을 차단하고, 광의 투과영역 및 차단영역을 정의하는 차단막; 및
    상기 차단막을 포함하여 상기 투명기판의 일면에 소정의 두께로 형성되어, 상기 투명기판의 일면에서 광이 반사되는 것을 방지하는 제1 반사 방지막을 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 결정화 마스크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투명기판의 일면과 대향하는 타면에 소정의 두께로 형성되어, 상기 투명기판의 타면에서 광이 반사되는 것을 방지하는 제2 반사 방지막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 결정화 마스크.
  3. 제2항에 있어서, 상기 투명기판은 석영으로 이루어진 것을 특징으로 하는 실리콘 결정화 마스크.
  4. 제2항에 있어서, 상기 차단막은 크롬(Cr)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 실리콘 결정화 마스크.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사 방지막은 상기 투명기판의 굴절률보 다 낮은 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 실리콘 결정화 마스크.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사 방지막의 굴절률은 1.33 ~ 1.38 의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 실리콘 결정화 마스크.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사 방지막의 각각은 제1, 제2 및 제3 층으로 이루어진 3층막 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 실리콘 결정화 마스크.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 층은 불화마그네슘(MgF2)으로 이루어지고, 상기 제2 층은 불화토륨(ThF4)으로 이루어지며, 상기 제3 층은 불화마그네슘(MgF2)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 실리콘 결정화 마스크.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 층의 두께는 490Å ~ 500Å의 범위를 갖고, 상기 제2 층의 두께는 1520Å ~ 1530Å의 범위를 갖으며, 상기 제3 층의 두께는 550Å ~ 560Å의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 실리콘 결정화 마스크.
  10. 제9항에 있어서, 상기 반사가 방지되는 광의 파장은 300nm ~ 310nm의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 실리콘 결정화 마스크.
  11. 제2항에 있어서, 상기 제1 반사 방지막 상에 형성되어, 상기 제1 반사 방지막을 보호하는 제1 보호막; 및
    상기 제2 반사 방지막 상에 형성되어, 상기 제2 반사 방지막을 보호하는 제2 보호막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 결정화 마스크.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2 보호막은 산화하프니움(HfO2)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실리콘 결정화 마스크.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2 보호막의 두께는 100Å ~ 2500Å 의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 실리콘 결정화 마스크.
  14. 레이저빔을 발생시키는 레이저 발진부; 및
    상기 레이저빔 중 일부는 투과시키고 다른 일부는 차단시키며, 상기 투과된 레이저빔의 일부를 아몰퍼스 실리콘(a-Si)이 형성된 기판으로 조사하여, 상기 아몰퍼스 실리콘을 다결정 실리콘(poly-Si)으로 변경시키는 실리콘 결정화 마스크를 포함하고,
    상기 실리콘 결정화 마스크는
    투명기판;
    상기 투명기판의 일면 중 일부분에 형성되어 상기 레이저빔의 일부를 차단하 고, 상기 레이저빔의 투과영역 및 차단영역을 정의하는 차단막; 및
    상기 차단막을 포함하여 상기 투명기판의 일면에 소정의 두께로 형성되어, 상기 기판으로 조사된 레이저빔 중 반사된 레이저빔이 상기 투명기판의 일면에서 반사되는 것을 방지하는 제1 반사 방지막을 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 결정화 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 실리콘 결정화 마스크는 상기 투명기판의 일면과 대향하는 타면에 소정의 두께로 형성되어, 상기 반사된 레이저빔이 상기 투명기판의 타면에서 반사되는 것을 방지하는 제2 반사 방지막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 결정화 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 레이저빔의 파장은 300nm ~ 310nm의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 실리콘 결정화 장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 레이저빔의 펄스폭을 확장시키는 펄스폭 확장부;
    상기 레이저빔의 위치에 따른 에너지밀도를 균일화시키는 빔균일 광학부; 및
    상기 레이저빔의 크기를 변경시키는 빔 투사부을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 결정화 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 레이저빔의 방향을 변경시키는 빔 반사부를 더 포함 하는 것을 특징으로 하는 실리콘 결정화 장치.
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