KR20070109127A - 순차적 측면 고상화용 마스크 및 이를 이용한 순차적 측면고상화 방법 - Google Patents

순차적 측면 고상화용 마스크 및 이를 이용한 순차적 측면고상화 방법 Download PDF

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KR20070109127A
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Abstract

본 발명은 순차적 측면 고상화용 마스크 및 이를 이용한 순차적 측면 고상화 방법에 관한 것으로, 다수의 제1 슬릿들이 소정 간격 이격되어 배치된 제1 슬릿열과, 다수의 제2 슬릿들이 소정 간격 이격되어 배치되며, 제1 슬릿열과 상호 어긋나게 인접 배치된 제2 슬릿열로 구성되어, 조사되는 레이저 빔의 전부를 투과시키는 투과 영역 및 다수의 제1 슬릿들 사이의 영역에 배치되며, 소정 형태로 형성된 다수의 제1 개구를 포함하는 제1 개구 패턴부와, 다수의 제2 슬릿들 사이의 영역에 배치되며, 소정 형태로 형성된 다수의 제2 개구를 포함하는 제2 개구 패턴부로 구성되어, 레이저 빔의 일부를 투과시키는 반투과 영역을 포함하는 순차적 측면 고상화용 마스크 및 이를 이용한 순차적 측면 고상화 방법이 제공된다.
순차적 측면 고상화, 마스크, 슬릿, 개구, 투과, 반투과

Description

순차적 측면 고상화용 마스크 및 이를 이용한 순차적 측면 고상화 방법 {Mask for sequential lateral solidification and method for performing sequential lateral solidification using the same}
도 1a는 종래 기술에 따른 순차적 측면 고상화용 마스크의 개략 평면도이며, 도 1b는 도 1a에 도시된 마스크를 투과한 레이저 빔의 강도 분포 상태도이며, 도 1c는 도 1a에 도시된 마스크를 이용하여 결정화된 폴리 실리콘 결정립의 결정 성장 형태를 나타낸 도이다.
도 2a는 순차적 측면 고상화 장치의 스테이지 이동에 따른 스캔 형태를 개략적으로 도시한 도이며, 도 2b는 종래 기술에 따른 라인 오버랩 불량이 발생된 폴리 실리콘 박막을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 순차적 측면 고상화 장치의 개략 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 순차적 측면 고상화용 마스크의 개략적인 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 순차적 측면 고상화용 마스크의 부분 확대 평면도이다.
도 6a는 도 5에 도시된 순차적 측면 고상화용 마스크를 투과한 레이저 빔의 강도 분포 상태도이며, 도 6b는 도 5에 도시된 순차적 측면 고상화용 마스크를 이 용하여 결정화된 폴리 실리콘 결정립의 결정 성장 형태를 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 순차적 측면 고상화용 마스크의 확대 평면도이다.
도 8a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 순차적 측면 고상화용 마스크의 확대 평면도이며, 도 8b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 순차적 측면 고상화용 마스크의 확대 평면도이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 제5 내지 제7 실시예에 따른 순차적 측면 고상화용 마스크의 확대 평면도이다.
도 10a 내지 도 10c는 종래 기술 및 본 발명에 따른 순차적 측면 고상화용 마스크를 이용하여 결정화된 폴리 실리콘 결정립의 결정 성장 형태를 각각 나타낸 사진이다.
도 11은 본 발명에 따른 순차적 측면 고상화용 마스크를 이용한 순차적 측면 고상화 방법을 개략적으로 나타낸 도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100; 마스크 210; 제1 슬릿
220; 제2 슬릿 230; 제1 개구
240; 제2 개구
본 발명은 순차적 측면 고상화용 마스크 및 이를 이용한 순차적 측면 고상화 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 결정 결함을 제거하고, 보다 큰 결정 성장을 유도하기 위한 순차적 측면 고상화용 마스크 및 이를 이용한 순차적 측면 고상화 방법에 관한 것이다.
비정질 실리콘을 폴리 실리콘으로 변화시키는 결정화 기술에 있어 순차적 측면 고상화(SLS;Sequential Lateral Solidification)기술은 다른 결정화 기술과 비교하여 실리콘 결정립의 크기를 증대시킬 수 있어 고성능 박막 트랜지스터를 만드는데, 필수적인 결정화 기술이다. 이러한 순차적 측면 고상화 기술은 슬릿이 형성된 마스크로 레이지 빔을 투과시켜 비정질 실리콘을 결정화시키는 방식이다. 즉, 마스크의 슬릿을 통해 비정질 실리콘에 레이저 빔을 조사하면, 레이저 빔이 조사된 비정질 실리콘은 완전히 용융된 후, 응고함으로써 결정이 성장되는데, 이때 레이저 빔이 조사된 양 가장자리에서부터 중심방향으로 결정립이 측면으로 성장되어 결정립들이 만나는 부분 즉, 중심부에서 성장이 멈추는 방식이다.
도 1a에는 종래 기술에 따른 순차적 측면 고상화용 마스크의 개략 평면도가 도시되고, 상기 마스크(5)는 다수의 제1 슬릿들(1)이 소정 간격 이격되어 배치된 제1 슬릿열(3)과 다수의 제2 슬릿들(2)이 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 제1 슬릿열과 상호 어긋나게 인접 배치된 제2 슬릿열(4)로 구성된다. 도 1b에는 도 1a에 도시된 마스크를 투과한 레이저 빔의 강도 분포 상태가 도시된다. 상기 제1 및 제2 슬릿들(1, 2)의 영역은 레이저 빔이 전부가 투과되는 투과 영역이며, 나머지 영역은 레이저 빔이 투과되지 않는 비투과 영역이다. 도 1c에는 도 1a에 도시된 마스크를 이용하여 결정화된 폴리 실리콘 결정립의 결정 성장 형태가 도시된다.
도 2a는 순차적 측면 고상화 장치의 스테이지 이동에 따른 스캔 형태를 개략적으로 도시한 도이며, 도 2b는 종래 기술에 따른 라인 오버랩 불량이 발생된 폴리 실리콘 박막을 나타낸 사진이다.
상기 도 2a를 참조하면, 기판이 안착된 스테이지는 이동 스피드에 따라 스캔 방향으로 샷 투 샷(Shot to Shot) 어긋남이 발생하게 되는데, 이는 스테이지가 직진 운동을 할 때, 스테이지의 고유 특성인 롤링(Rolling)현상, 피치(Pitch)현상, 요잉(yawing) 현상, 광학적 이상 현상 등이 복합적으로 발생하기 때문이다. 이와 같이 샷 투 샷 어긋남이 발생하면, 레이저 빔이 투과하여 결정 성장하는 부분인 라인과 라인 간의 오버랩 크기에 변화가 발생할 수 있고, 상기 도 1c에 도시된 바와 같이 라인간의 이격 간격이 큰 경우에는 상기 도 2b에 도시된 바와 같이 라인 오버랩 불량이 발생할 수 있다. 그 결과, 오버랩 불량 영역의 특성 저하로 화상 평가시 픽셀 불량을 유발하여, 화상 불량을 발생시키게 된다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 라인과 라인의 오버랩을 향상시켜 스테이지 진동 등에 의한 오버랩 감소 부분을 보완하여 공정 마진을 확대하고, 보다 큰 결정 성장을 유도하기 위한 순차적 측면 고상화용 마스크 및 이를 이용한 순차적 측면 고상화 방법 을 제공하기 위한 것이다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 다수의 제1 슬릿들이 소정 간격 이격되어 배치된 제1 슬릿열과, 다수의 제2 슬릿들이 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 제1 슬릿열과 상호 어긋나게 인접 배치된 제2 슬릿열로 구성되어, 조사되는 레이저 빔의 전부를 투과시키는 투과 영역 및; 상기 다수의 제1 슬릿들 사이의 영역에 배치되며, 소정 형태로 형성된 다수의 제1 개구를 포함하는 제1 개구 패턴부와, 상기 다수의 제2 슬릿들 사이의 영역에 배치되며, 소정 형태로 형성된 다수의 제2 개구를 포함하는 제2 개구 패턴부로 구성되어, 상기 레이저 빔의 일부를 투과시키는 반투과 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 순차적 측면 고상화용 마스크가 제공된다.
상기 각 제1 슬릿 및 상기 각 제2 슬릿은 스캔 방향에 대하여 소정 각도로 기울어져 배치되며, 상기 각 제1 개구 및 상기 각 제2 개구는 상기 각 제1 슬릿 및 상기 각 제2 슬릿에 상응하게 스캔 방향에 대하여 소정 각도로 기울어져 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 반투과 영역은 상기 레이저 빔의 30% 내지 95% 만을 투과시키는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 개구 패턴부는 라인 슬릿 형태로 형성된 다수의 제1 개구를 포함하며, 상기 각 제2 개구 패턴부는 라인 슬릿 형태로 형성된 다수의 제2 개구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 슬릿들 사이의 각 영역에는 적어도 하나 이상의 제1 개구가 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 제2 슬릿들 사이의 각 영역에는 적어도 하나 이상의 제2 개구가 소정 간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 슬릿열의 상단 및 하단 영역에는 적어도 하나 이상의 제1 개구가 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 제2 슬릿열의 상단 및 하단에는 적어도 하나 이상의 제2 개구가 소정 간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 개구 패턴부는 상기 각 제1 슬릿의 둘레 형태에 상응하는 사각 슬릿 형태로 형성된 다수의 제1 개구를 포함하며, 상기 각 제2 개구 패턴부는 상기 제2 슬릿의 둘레 형태에 상응하는 사각 슬릿 형태로 형성된 다수의 제2 개구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 각 제1 슬릿의 둘레에는 적어도 하나 이상의 제1 개구가 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 각 제2 슬릿의 둘레에는 적어도 하나 이상의 제2 개구가 소정 간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 개구 패턴부는 상기 제1 슬릿열의 둘레 형태에 상응하는 사각 슬릿 형태로 형성된 제1 개구를 더 포함하며, 상기 제2 개구 패턴부는 상기 제2 슬릿열 둘레 형태에 상응하는 사각 슬릿 형태로 형성된 제2 개구를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 개구 패턴부는 도트 슬릿 형태로 형성된 다수의 제1 개구를 포함하며, 상기 각 제2 개구 패턴부는 도트 슬릿 형태로 형성된 다수의 제2 개구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 슬릿들 사이의 각 영역에는 다수의 제1 개구가 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 제2 슬릿들 사이의 각 영역에는 다수의 제2 개구가 소정 간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 각 제1 개구의 폭은 상기 제1 슬릿들 간의 이격거리 보다 작게 형성되며, 상기 각 제2 개구의 폭은 상기 제2 슬릿들 간의 이격거리 보다 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 각 제1 개구의 폭은 상기 제1 슬릿들 간의 이격거리와 동일하게 형성되며, 상기 각 제2 개구의 폭은 상기 제2 슬릿들 간의 이격거리와 동일하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 제1 개구는 원형 또는 다각형 도트 슬릿 형태로 형성되며, 상기 다수의 제2 개구는 원형 또는 다각형 도트 슬릿 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 슬릿들의 폭은 상기 제1 슬릿들 간의 이격거리 보다 크게 형성되며, 상기 제2 슬릿들의 폭은 상기 제2 슬릿들 간의 이격거리 보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 다수의 슬릿들이 소정 간격 이격되어 배치된 슬릿열로 구성되어, 조사되는 레이저 빔의 전부를 투과시키는 투과 영역 및; 상기 다수의 슬릿들 사이의 영역에 배치되며, 소정 형태로 형성된 다수의 개구를 포함하는 개구 패턴부로 구성되어, 상기 레이저 빔의 일부를 투과시키는 반투과 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 순차적 측면 고상화용 마스크가 제공된다.
상기 각 슬릿은 스캔 방향에 대하여 소정 각도로 기울어져 배치되며, 상기 각 개구는 상기 각 슬릿에 상응하게 스캔 방향에 대하여 소정 각도로 기울어져 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 반투과 영역은 상기 레이저 빔의 30% 내지 95% 만을 투과시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 다수의 제1 슬릿들이 소정 간격 이격되어 배치된 제1 슬릿열과, 다수의 제2 슬릿들이 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 제1 슬릿열과 상호 어긋나게 인접 배치된 제2 슬릿열로 구성되어, 조사되는 레이저 빔의 전부를 투과시키는 투과 영역 및; 상기 다수의 제1 슬릿들 사이의 영역에 배치되며, 소정 형태로 형성된 다수의 제1 개구를 포함하는 제1 개구 패턴부와, 상기 다수의 제2 슬릿들 사이의 영역에 배치되며, 소정 형태로 형성된 다수의 제2 개구를 포함하는 제2 개구 패턴부로 구성되어, 상기 레이저 빔의 일부를 투과시키는 반투과 영역을 포함하는 순차적 측면 고상화용 마스크를 준비하는 단계; 상기 순차적 고상화용 마스크를 비정질 실리콘 박막이 형성된 기판 상에 정렬시키는 단계; 레이저 빔을 상기 순차적 고상화용 마스크를 통해 상기 기판 상에 조사하는 단계 및 상기 기판을 소정 방향으로 이동시킨 후, 상기 레이저 빔을 상기 순차적 고상화용 마스크를 통해 상기 기판 상에 조사하는 단계를 포함하는 순차적 측면 고상화 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 다수의 슬릿들이 소정 간격 이격되어 배치된 슬릿열로 구성되어, 조사되는 레이저 빔의 전부를 투과시키는 투과 영역 및 상기 다수의 슬릿들 사이의 영역에 배치되며, 소정 형태로 형성된 다수의 개구를 포함하는 개구 패턴부로 구성되어, 상기 레이저 빔의 일부를 투과시키는 반투과 영역을 포함하는 순차적 측면 고상화용 마스크를 준비하는 단계; 상기 순차적 고상화용 마스크를 비정질 실리콘 박막이 형성된 기판 상에 정렬시키는 단계; 레이저 빔을 상기 순차적 고상화용 마스크를 통해 상기 기판 상에 조사하는 단계 및 상기 기판을 소정 방향으로 이동시킨 후, 상기 레이저 빔을 상기 순차적 고상화용 마스크를 통해 상기 기판 상에 조사하는 단계를 포함하는 순차적 측면 고상화 방법이 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 순차적 측면 고상화 장치의 개략 구성도이다.
상기 도 3을 참조하면, 순차적 측면 고상화 장치는 레이저 발진부(10), 레이저 특성 변동 광학부(20), 광원 균일 광학부(30), 제1 반사 미러(40), 제2 반사 미러(50), 제3 반사 미러(60), 프로젝션 렌즈(70), 스테이지(80) 및 투과 영역과 반투과 영역을 포함하는 마스크(100)를 포함한다.
상기 레이저 발진부(10)에서는 약 300Hz의 펄스 레이저를 발진시키며, 상기 레이저 특성 변동 광학부(20)에서는 상기 레이저 발진부에서 발진된 펄스를 소정 시간 유지시키며, 상기 광원 균일 광학부(30)에서는 레이저의 균일도를 일정하게 유지시킨다. 상기 광원 균일 광학부(30)에서 출력된 레이저는 상기 제1 반사 미 러(40)에 의해 반사되어, 상기 마스크(100)의 투과 영역을 통과하고, 상기 제2 반사 미러(50) 및 제3 반사 미러(60)에 의해 반사되어, 상기 프로젝션 렌즈(70)로 입사된다. 상기 프로젝션 렌즈(70)로 입사된 레이저는 소정 비율, 본 발명의 실시예들에서는 1/5로 기판(90) 상에 축소 투영되어, 비정질 실리콘을 국부적으로 완전 용융시킨다. 용융된 부분은 냉각되며 결정화되는데 주위의 비용융 영역에서부터 성장이 시작되어 성장하는 결정립들이 중앙에서 만나면 성장이 멈춘다.
이때, 상기 마스크(100)에는 레이저 빔의 전부를 투과시키는 투과 영역과 레이저 빔의 일부, 바람직하게는 상기 레이저 빔의 30% 내지 95% 만을 투과시키는 반투과 영역을 형성시킴으로써, 투과 영역과 비투과 영역 만이 존재하는 종래의 마스크를 이용하여 결정화된 폴리 실리콘과 비교하여, 더 크게 결정 성장을 유도할 수 있다. 상기 마스크의 형태 및 구조에 대해서는 이하에서 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 순차적 측면 고상화용 마스크의 개략적인 평면도이며, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 순차적 측면 고상화용 마스크의 부분 확대 평면도이다.
상기 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 마스크(100)는 다수의 단위 마스크(200)를 포함하며, 상기 각 단위 마스크(200)는 다수의 제1 슬릿(210)이 소정 간격 이격되어 배치된 제1 슬릿열과, 다수의 제2 슬릿(220)이 소정 간격 이격되어 배치된 제2 슬릿열을 포함하며, 이때, 상기 제2 슬릿열은 상기 제1 슬릿열과 구성은 동일하며, 상호 어긋나게 인접하여 배치된다.
또한, 상기 다수의 제1 슬릿(210) 사이의 영역에는 라인 슬릿 형태로 형성된 다수의 제1 개구(230)를 포함하는 제1 개구 패턴부가 배치되며, 상기 다수의 제2 슬릿(220) 사이의 영역에는 라인 슬릿 형태로 형성된 다수의 제2 개구(240)를 포함하는 제2 개구 패턴부가 배치된다. 이때, 상기 제1 슬릿들(210)의 폭은 상기 제1 슬릿들 간의 이격거리 보다 크게 형성되며, 상기 제2 슬릿들(210)의 폭은 상기 제2 슬릿들 간의 이격거리 보다 크게 형성될 수 있다.
상기 다수의 제1 슬릿(210) 및 제2 슬릿(220)로 구성된 상기 제1 슬릿열 및 제2 슬릿열은 조사되는 레이저 빔의 전부를 투과시키는 투과 영역을 형성하며, 상기 다수의 제1 개구(230) 및 제2 개구(240)로 구성된 제1 개구 패턴부 및 제2 개구 패턴부는 조사되는 레이저 빔의 일부를 투과시키는 반투과 영역을 형성한다. 이때, 상기 반투과 영역은 상기 레이저 빔의 30% 내지 95% 만을 투과시키는 것이 바람직하다. 상기 제1 개구 패턴부 및 제2 개구 패턴부가 반투과 영역을 형성하는 이유는 상기 다수의 제1 개구(230) 및 제2 개구(240)의 폭을 상기 제1 슬릿(210) 및 제2 슬릿(220)의 폭에 비하여 매우 작게 형성하여, 레이저 빔의 투과량을 조절하기 때문이다.
상기 제1 슬릿들(210) 사이의 각 영역에는 적어도 하나 이상의 제1 개구(230)가 소정 간격 이격되어 배치될 수 있으며, 상기 제2 슬릿들(220) 사이의 각 영역에는 적어도 하나 이상의 제2 개구(240)가 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 슬릿들 사이의 각 영역에는 2개의 개구가 배치된 것을 예로서 설명하고 있다.
한편, 상기 제1 슬릿열의 외측에 배치된 제1 슬릿들의 외측 영역 즉, 제1 슬릿열의 상단 및 하단 영역에도 적어도 하나 이상의 제1 개구가 소정 간격 이격되어 배치될 수 있으며, 마찬가지로 상기 제2 슬릿열의 외측에 배치된 제2 슬릿들의 외측 영역 즉, 제2 슬릿열의 상단 및 하단 영역에도 적어도 하나 이상의 제2 개구가 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
도 6a는 도 5에 도시된 순차적 측면 고상화용 마스크를 투과한 레이저 빔의 강도 분포 상태도이며, 도 6b는 도 5에 도시된 순차적 측면 고상화용 마스크를 이용하여 결정화된 폴리 실리콘 결정립의 결정 성장 형태를 나타낸 도이다.
상기 도 6a를 참조하면, 상기 다수의 제1 슬릿(210) 및 제2 슬릿(220)로 구성된 상기 제1 슬릿열 및 제2 슬릿열에 상응하는 영역은 투과 영역으로서 조사되는 레이저 빔의 전부가 투과되어 기판 상에 투영되므로, 비정질 실리콘을 완전 용융시키며, 용융된 부분은 응고되면서 결정화된다. 상기 다수의 제1 개구(230) 및 제2 개구(240)로 구성된 제1 개구 패턴부 및 제2 개구 패턴부에 상응하는 영역은 반투과 영역으로서 조사되는 레이저 빔의 일부만이 투과되어 기판 상에 투영되므로, 비정질 실리콘을 부분 용융시키거나 또는 가열시켜서, 상기 투과 영역에서 일어나는 결정화를 도와주게 되어, 더 큰 결정 성장을 유도할 수 있게 된다.
상기 도 6b에는 도 5에 도시된 순차적 측면 고상화용 마스크를 이용하여 결정화된 폴리 실리콘 결정립의 결정 성장 형태가 도시되는데, 상기 각 제1 슬릿(210) 및 상기 각 제2 슬릿(220)의 폭 보다 더 크게 결정 성장되었음을 알 수 있 다. 즉, 결정 성장이 투과 영역 내에서만 진행된 것이 아니라, 투과 영역의 주변부인 반투과 영역에서도 진행되었음을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 순차적 측면 고상화용 마스크의 확대 평면도이며, 상기 제2 실시예에 따른 마스크는 상기 제1 실시예에 따른 마스크와 비교하여, 제1 개구 패턴부를 구성하는 제1 개구와 제2 개구 패턴부를 구성하는 제2 개구의 형태가 상이하며, 나머지 구성은 유사하므로, 이하에서는 상이한 구성을 위주로 상술한다.
상기 도 7을 참조하면, 상기 각 단위 마스크(200)는 다수의 제1 슬릿(210)이 소정 간격 이격되어 배치된 제1 슬릿열과, 다수의 제2 슬릿(220)이 소정 간격 이격되어 배치된 제2 슬릿열을 포함하며, 이때, 상기 제2 슬릿열은 상기 제1 슬릿열과 구성은 동일하며, 상호 어긋나게 인접하여 배치된다.
또한, 상기 다수의 제1 슬릿(210) 사이의 영역에는 상기 각 제1 슬릿(210)의 둘레 형태에 상응하는 사각 슬릿 형태로 형성된 다수의 제1 개구(230a) 및 상기 제1 슬릿열의 둘레 형태에 상응하는 사각 슬릿 형태로 형성된 제1 개구(230b)를 포함하는 제1 개구 패턴부가 배치된다. 즉, 상기 각 제1 개구(230a)는 각 제1 슬릿(210)과 소정 간격 이격된 채, 상기 각 제1 슬릿(210)의 둘레를 따라 형성되며, 상기 제1 개구(230b)는 상기 다수의 제1 개구(230a)를 포함하도록 그 외측 둘레를 따라 형성된다. 본 실시예에서는 각 제1 슬릿(210) 둘레에 한 개의 제1 개구(230a)가 형성되고, 제1 슬릿열 둘레에 한 개의 제1 개구(230b)가 형성되나, 상기 제1 개 구(230a, 230b)의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 다수의 제2 슬릿(220) 사이의 영역에는 상기 제2 슬릿(220)의 둘레 형태에 상응하는 사각 슬릿 형태로 형성된 다수의 제2 개구(240a) 및 상기 제2 슬릿열 둘레 형태에 상응하는 사각 슬릿 형태로 형성된 제2 개구(240b)를 포함하는 제2 개구 패턴부가 배치된다. 즉, 상기 각 제2 개구(240a)는 각 제2 슬릿(220)과 소정 간격 이격된 채, 상기 각 제2 슬릿(220)의 둘레를 따라 형성되며, 상기 제2 개구(240b)는 상기 다수의 제2 개구(240a)를 포함하도록 그 외측 둘레를 따라 형성된다. 본 실시예에서는 각 제2 슬릿(220) 둘레에 한 개의 제2 개구(240a)가 형성되고, 제2 슬릿열 둘레에 한 개의 제2 개구(240b)가 형성되나, 상기 제2 개구(240a, 240b)의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다.
이처럼 각 슬릿의 둘레를 감싸도록 형성된 개구 패턴부는 반투과 영역으로 작용하여, 레이저 빔의 일부를 통과시키므로 투과 영역에서 주로 발생되는 실리콘 결정 성장을 확대 및 촉진시킬 수 있다.
도 8a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 순차적 측면 고상화용 마스크의 확대 평면도이며, 도 8b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 순차적 측면 고상화용 마스크의 확대 평면도이다.
상기 도 8a를 참조하면, 상기 각 단위 마스크(200)는 다수의 제1 슬릿(210)이 소정 간격 이격되어 배치된 제1 슬릿열과, 다수의 제2 슬릿(220)이 소정 간격 이격되어 배치된 제2 슬릿열을 포함하며, 이때, 상기 제2 슬릿열은 상기 제1 슬릿 열과 구성은 동일하며, 상호 어긋나게 인접하여 배치된다.
또한, 상기 다수의 제1 슬릿(210) 사이의 영역에는 도트 슬릿 형태로 형성된 다수의 제1 개구(230)를 포함하는 제1 개구 패턴부가 배치되며, 상기 다수의 제2 슬릿(220) 사이의 영역에는 도트 슬릿 형태로 형성된 다수의 제2 개구(240)를 포함하는 제2 개구 패턴부가 배치된다. 상기 제1 슬릿들(210) 사이의 각 영역에는 다수의 제1 개구(230)가 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 제2 슬릿들(220) 사이의 각 영역에는 다수의 제2 개구(240)가 소정 간격 이격되어 배치된다.
이때, 상기 각 제1 개구(230)의 폭은 상기 제1 슬릿들(210) 간의 이격거리 보다 작게 형성되며, 상기 각 제2 개구(240)의 폭은 상기 제2 슬릿들(220) 간의 이격거리 보다 작게 형성된다. 본 실시예에서는 상기 제1 슬릿들(210) 사이의 각 영역 및 상기 제2 슬릿들(220) 사이의 각 영역에 도트 형태의 제1 개구(230) 및 제2 개구(240)가 1열로 배치되고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 2열 이상으로 배치될 수도 있다.
상기 도 8b에 도시된 제4 실시예에 따른 마스크는 상기 각 제1 개구(230)의 폭이 상기 제1 슬릿들(210) 간의 이격거리와 동일하게 형성되며, 상기 각 제2 개구(240)의 폭이 상기 제2 슬릿들(220) 간의 이격거리와 동일하게 형성된다는 점이 상기 제3 실시예에 따른 마스크와 상이하며, 나머지 구성은 유사하다.
한편, 상기 제3 실시예 및 제4 실시예에 따른 마스크의 상기 다수의 제1 개구(230)는 원형 또는 다각형 도트 슬릿 형태등 다양한 형태의 도트로 형성될 수 있으며, 상기 다수의 제2 개구(240)는 원형 또는 다각형 도트 슬릿 형태 등 다양한 형태의 도트로 형성될 수 있다. 이때, 상기의 도트 슬릿 형태를 사각형 형상으로 제조하는 경우 사각형태의 결정립 성장을 유도할 수 있어, 순차적 측면 고상화시 발생하는 결정화 얼룩문제를 감소시킬 수 있다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 제5 실시예 내지 제7 실시예에 따른 순차적 측면 고상화용 마스크의 확대 평면도이다.
상기 도 9a에 도시된 본 발명의 제5 실시예에 따른 마스크는 상기 제1 실시예에 따른 마스크와 비교하여, 다수의 제1 슬릿(210) 및 다수의 제2 슬릿(220)이 소정 각도 기울어져 배치된 점이 상이하며, 나머지 구성은 거의 유사한 바, 이하에서는 상이한 구성을 위주로 상술한다.
상기 도 9a를 참조하면, 상기 각 단위 마스크(200)는 다수의 제1 슬릿(210)이 소정 간격 이격되어 배치된 제1 슬릿열과, 다수의 제2 슬릿(220)이 소정 간격 이격되어 배치된 제2 슬릿열을 포함하며, 이때, 상기 제2 슬릿열은 상기 제1 슬릿열과 구성은 동일하며, 상호 어긋나게 인접하여 배치된다. 상기 다수의 제1 슬릿(210) 사이의 영역에는 라인 슬릿 형태로 형성된 다수의 제1 개구(230)를 포함하는 제1 개구 패턴부가 배치되며, 상기 다수의 제2 슬릿(220) 사이의 영역에는 라인 슬릿 형태로 형성된 다수의 제2 개구(240)를 포함하는 제2 개구 패턴부가 배치된다.
또한, 상기 각 제1 슬릿(210) 및 상기 각 제2 슬릿(220)은 스캔 방향에 대하여 소정 각도로 기울어져 배치되며, 상기 각 제1 개구(230) 및 상기 각 제2 개 구(240)는 상기 각 제1 슬릿 및 상기 각 제2 슬릿에 상응하게 스캔 방향에 대하여 소정 각도로 기울어져 배치된다.
상기 도 9b에 도시된 본 발명의 제6 실시예에 따른 마스크는 상기 제2 실시예에 따른 마스크와 비교하여, 다수의 제1 슬릿(210) 및 다수의 제2 슬릿(220)이 소정 각도 기울어져 배치된 점이 상이하며, 나머지 구성은 거의 유사한 바, 이하에서는 상이한 구성을 위주로 상술한다.
상기 도 9b를 참조하면, 상기 각 단위 마스크(200)는 다수의 제1 슬릿(210)이 소정 간격 이격되어 배치된 제1 슬릿열과, 다수의 제2 슬릿(220)이 소정 간격 이격되어 배치된 제2 슬릿열을 포함하며, 이때, 상기 제2 슬릿열은 상기 제1 슬릿열과 구성은 동일하며, 상호 어긋나게 인접하여 배치된다. 상기 다수의 제1 슬릿(210) 사이의 영역에는 상기 각 제1 슬릿(210)의 둘레 형태에 상응하는 사각 슬릿 형태로 형성된 다수의 제1 개구(230a) 및 상기 제1 슬릿열의 둘레 형태에 상응하는 사각 슬릿 형태로 형성된 제1 개구(230b)를 포함하는 제1 개구 패턴부가 배치되며, 상기 다수의 제2 슬릿(220) 사이의 영역에는 상기 제2 슬릿(220)의 둘레 형태에 상응하는 사각 슬릿 형태로 형성된 다수의 제2 개구(240a) 및 상기 제2 슬릿열 둘레 형태에 상응하는 사각 슬릿 형태로 형성된 제2 개구(240b)를 포함하는 제2 개구 패턴부가 배치된다.
또한, 상기 각 제1 슬릿(210) 및 상기 각 제2 슬릿(220)은 스캔 방향에 대하여 소정 각도로 기울어져 배치되며, 상기 각 제1 개구(230a, 230b) 및 상기 각 제2 개구(240a, 240b)는 상기 각 제1 슬릿 및 상기 각 제2 슬릿에 상응하게 스캔 방향에 대하여 소정 각도로 기울어져 배치된다.
상기 도 9c에 도시된 본 발명의 제7 실시예에 따른 마스크는 상기 제3 실시예에 따른 마스크와 비교하여, 다수의 제1 슬릿(210) 및 다수의 제2 슬릿(220)이 소정 각도 기울어져 배치된 점이 상이하며, 나머지 구성은 거의 유사한 바, 이하에서는 상이한 구성을 위주로 상술한다.
상기 도 9c를 참조하면, 상기 각 단위 마스크(200)는 다수의 제1 슬릿(210)이 소정 간격 이격되어 배치된 제1 슬릿열과, 다수의 제2 슬릿(220)이 소정 간격 이격되어 배치된 제2 슬릿열을 포함하며, 이때, 상기 제2 슬릿열은 상기 제1 슬릿열과 구성은 동일하며, 상호 어긋나게 인접하여 배치된다. 또한, 상기 다수의 제1 슬릿(210) 사이의 영역에는 도트 슬릿 형태로 형성된 다수의 제1 개구(230)를 포함하는 제1 개구 패턴부가 배치되며, 상기 다수의 제2 슬릿(220) 사이의 영역에는 도트 슬릿 형태로 형성된 다수의 제2 개구(240)를 포함하는 제2 개구 패턴부가 배치된다.
또한, 상기 각 제1 슬릿(210) 및 상기 각 제2 슬릿(220)은 스캔 방향에 대하여 소정 각도로 기울어져 배치되며, 상기 각 제1 개구(230) 및 상기 각 제2 개구(240)는 상기 각 제1 슬릿 및 상기 각 제2 슬릿에 상응하게 스캔 방향에 대하여 소정 각도로 기울어져 배치된다.
이와 같이, 상기 제1 및 제2 슬릿열과, 상기 제1 및 제2 개구 패턴부를 경사 지게 배치함으로써, 결정립의 성장 방향으로 경사지게 변화시킬 수 있다.
도 10a 내지 도 10c는 종래 기술 및 본 발명에 따른 순차적 측면 고상화용 마스크를 이용하여 결정화된 폴리 실리콘 결정립의 결정 성장 형태를 각각 나타낸 사진이다. 한편, 상기에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예에서 사용된 순차적 측면 고상화 장치는 마스크에 형성된 패턴을 기판 상에 1/5 로 축소 투영시킨다.
상기 도 10a에는 종래 기술에 따른 순차적 측면 고상화용 마스크를 이용하여 결정화된 폴리 실리콘 결정립의 결정 성장 형태가 도시된다. 상기 종래 기술에 따른 마스크의 조건을 살펴보면, 슬릿 폭은 27.5㎛, 슬릿간의 이격 간격은 7.5㎛이며, 슬릿들 사이의 영역에 반투과 영역을 형성하는 개구는 없다.
상기와 같은 조건의 마스크를 이용하여 순차적 측면 고상화를 실시하여, 결정화된 폴리 실리콘 결정립의 라인폭(WL)은 5.02㎛이며, 돌기부 간격(WP)은 7.04㎛이고, 라인간의 이격 간격(WS)은 1.91㎛이다.
상기 도 10b에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 순차적 측면 고상화용 마스크를 이용하여 결정화된 폴리 실리콘 결정립의 결정 성장 형태가 도시된다. 상기 제1 실시예에 따른 마스크의 조건을 살펴보면, 제1 슬릿(210) 및 제2 슬릿(220) 폭은 27.5㎛, 상기 제1 슬릿간의 이격 간격 및 제2 슬릿간의 이격 간격은 각각 7.5㎛이며, 상기 각 제1 슬릿(210) 사이의 영역에는 라인 슬릿 형태로 형성된 제1 개 구(230)가 2개 배치되며, 상기 각 제2 슬릿(220) 사이의 영역에는 라인 슬릿 형태로 형성된 제2 개구가 2개 배치되고, 상기 제1 개구(230) 및 제2 개구(240)의 폭은 각각 1.5㎛이다.
상기와 같은 조건의 마스크를 이용하여 순차적 측면 고상화를 실시하여, 결정화된 폴리 실리콘 결정립의 라인폭(WL)은 5.94㎛이며, 돌기부 간격(WP)은 7.04㎛이고, 라인간의 이격 간격(WS)은 1.03㎛이다. 따라서, 상기 종래 기술에 따른 마스크와 비교하여, 폴리 실리콘 결정립의 라인폭이 더 크게 형성됨을 알 수 있으며, 이는 실리콘 결정 성장이 더 크게 진행되었음을 의미한다.
상기 도 10c에는 본 발명의 제4 실시예에 따른 순차적 측면 고상화용 마스크를 이용하여 결정화된 폴리 실리콘 결정립의 결정 성장 형태가 도시된다. 상기 제4 실시예에 따른 마스크의 조건을 살펴보면, 제1 슬릿(210) 및 제2 슬릿(220) 폭은 27.5㎛, 상기 제1 슬릿간의 이격 간격 및 제2 슬릿간의 이격 간격은 각각 7.5㎛이며, 상기 각 제1 슬릿(210) 사이의 영역에는 사각형 도트 슬릿 형태로 형성된 제1 개구(230)가 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 각 제2 슬릿(220) 사이의 영역에는 사각형 도트 슬릿 형태로 형성된 제2 개구(240)가 소정 간격 이격되어 배치되고, 상기 제1 개구(230) 및 제2 개구(240)의 폭은 각각 7.5㎛이다.
상기와 같은 조건의 마스크를 이용하여 순차적 측면 고상화를 실시하여, 결정화된 폴리 실리콘 결정립의 라인폭(WL)은 약 6.5~6.7㎛이며, 돌기부 간격(WP)은 7.0㎛이고, 라인간의 이격 간격(WS)은 0.2~0.5㎛이다. 따라서, 상기 종래 기술에 따른 마스크와 비교하여, 폴리 실리콘 결정립의 라인폭이 더욱 더 크게 형성됨을 알 수 있으며, 이는 실리콘 결정 성장이 더 크게 진행되었음을 의미한다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 마스크를 이용하면 실리콘 결정립의 라인폭이 크게 형성되기 때문에, 스테이지는 이동 스피드에 따라 스캔 방향으로 샷 투 샷(Shot to Shot) 어긋남이 발생하더라도, 라인과 라인간에 오버랩이 발생되지 않아서 발생하는 오버랩 불량을 최소화할 수 있게 된다.
도 11은 본 발명에 따른 순차적 측면 고상화용 마스크를 이용한 순차적 측면 고상화 방법을 개략적으로 나타낸 도이다.
상기 도 11을 참조하면, 우선 비정질 실리콘 박막이 형성된 기판을 준비한다.
그 다음에, 상기에서 살펴본 바와 같은 상기 도 5에 도시된 마스크(100)를 상기 기판과 평행하게 배치하여, 상기 마스크(100)의 위치를 정렬한다. 이때, 순차적 측면 고상화 진행시, 임의의 단위 마스크(200)만이 사용되며, 이러한 단위 마스크의 수명이 다할 경우에, 다른 단위 마스크를 사용하게 된다.
그리고 나서, 상기 마스크가 배치된 기판 상에 레이저 빔을 조사한다. 그러면, 상기 다수의 제1 슬릿(210)을 포함하는 제1 슬릿열과, 다수의 제2 슬릿(220)을 포함하는 제2 슬릿열과, 다수의 제1 개구(230)를 포함하는 제1 개구 패턴부 및 다 수의 제2 개구(240)를 포함하는 제2 개구 패턴부를 통하여, 레이저 빔이 비정질 실리콘 박막 상에 조사된다(제1 샷). 이와 같이 레이저 빔이 조사되면, 상기 제1 슬릿열과 제2 슬릿열에 상응하는 비정질 실리콘 박막 상의 영역은 완전 용융된 후, 냉각되면서 결정화되며, 상기 제1 개구 패턴부와 제2 개구 패턴부에 상응하는 영역은 부분 용융 또는 가열되어, 결정화 진행을 도와준다.
그리고 나서, 기판이 장착된 스테이지를 이동시키면서 레이저 빔을 조사(제2샷, 제3샷, 제4샷,...제n샷)하는 과정을 반복하여 기판의 끝까지 제 1 스캔을 완료한 후 아래 영역으로 한 칸 이동하여 반대 방향의 제 2 스캔을 진행하는 방식으로 기판상에 형성된 비정질 실리콘 박막의 전 영역을 결정화시킨다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 순차적 측면 고상화용 마스크 및 이를 이용한 순차적 측면 고상화 방법의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 실리콘 결정립의 라인폭이 크게 형성되기 때문에, 스테이지는 이동 스피드에 따라 스캔 방향으로 샷 투 샷 어긋남이 발생하더라도, 라인과 라인의 오버랩을 향상시켜 스테이지 진동 등에 의한 오버랩 감소 부분을 보완하여 공정 마진을 확대할 수 있게 된다.
또한, 실리콘 결정립의 크기를 증대시킬 수 있어 고성능 박막 트랜지스터를 구현할 수 있게 된다.

Claims (20)

  1. 다수의 제1 슬릿들이 소정 간격 이격되어 배치된 제1 슬릿열과,
    다수의 제2 슬릿들이 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 제1 슬릿열과 상호 어긋나게 인접 배치된 제2 슬릿열로 구성되어, 조사되는 레이저 빔의 전부를 투과시키는 투과 영역 및;
    상기 다수의 제1 슬릿들 사이의 영역에 배치되며, 소정 형태로 형성된 다수의 제1 개구를 포함하는 제1 개구 패턴부와,
    상기 다수의 제2 슬릿들 사이의 영역에 배치되며, 소정 형태로 형성된 다수의 제2 개구를 포함하는 제2 개구 패턴부로 구성되어, 상기 레이저 빔의 일부를 투과시키는 반투과 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 순차적 측면 고상화용 마스크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 제1 슬릿 및 상기 각 제2 슬릿은 스캔 방향에 대하여 소정 각도로 기울어져 배치되며, 상기 각 제1 개구 및 상기 각 제2 개구는 상기 각 제1 슬릿 및 상기 각 제2 슬릿에 상응하게 스캔 방향에 대하여 소정 각도로 기울어져 배치되는 것을 특징으로 하는 순차적 측면 고상화용 마스크.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 반투과 영역은 상기 레이저 빔의 30% 내지 95% 만을 투과시키는 것을 특징으로 하는 순차적 측면 고상화용 마스크.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 개구 패턴부는 라인 슬릿 형태로 형성된 다수의 제1 개구를 포함하며, 상기 각 제2 개구 패턴부는 라인 슬릿 형태로 형성된 다수의 제2 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 순차적 측면 고상화용 마스크.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 슬릿들 사이의 각 영역에는 적어도 하나 이상의 제1 개구가 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 제2 슬릿들 사이의 각 영역에는 적어도 하나 이상의 제2 개구가 소정 간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 순차적 측면 고상화용 마스크.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 슬릿열의 상단 및 하단 영역에는 적어도 하나 이상의 제1 개구가 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 제2 슬릿열의 상단 및 하단에는 적어도 하나 이상의 제2 개구가 소정 간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 순차적 측면 고상화용 마스크.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 개구 패턴부는 상기 각 제1 슬릿의 둘레 형태에 상응하는 사각 슬릿 형태로 형성된 다수의 제1 개구를 포함하며, 상기 각 제2 개구 패턴부는 상기 제2 슬릿의 둘레 형태에 상응하는 사각 슬릿 형태로 형성된 다수의 제2 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 순차적 측면 고상화용 마스크.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 각 제1 슬릿의 둘레에는 적어도 하나 이상의 제1 개구가 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 각 제2 슬릿의 둘레에는 적어도 하나 이상의 제2 개구가 소정 간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 순차적 측면 고상화용 마스크.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 개구 패턴부는 상기 제1 슬릿열의 둘레 형태에 상응하는 사각 슬릿 형태로 형성된 제1 개구를 더 포함하며, 상기 제2 개구 패턴부는 상기 제2 슬릿열 둘레 형태에 상응하는 사각 슬릿 형태로 형성된 제2 개구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 순차적 측면 고상화용 마스크.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 개구 패턴부는 도트 슬릿 형태로 형성된 다수의 제1 개구를 포함하며, 상기 각 제2 개구 패턴부는 도트 슬릿 형태로 형성된 다수의 제2 개구를 포함 하는 것을 특징으로 하는 순차적 측면 고상화용 마스크.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 슬릿들 사이의 각 영역에는 다수의 제1 개구가 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 제2 슬릿들 사이의 각 영역에는 다수의 제2 개구가 소정 간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 순차적 측면 고상화용 마스크.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 각 제1 개구의 폭은 상기 제1 슬릿들 간의 이격거리 보다 작게 형성되며, 상기 각 제2 개구의 폭은 상기 제2 슬릿들 간의 이격거리 보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 순차적 측면 고상화용 마스크.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 각 제1 개구의 폭은 상기 제1 슬릿들 간의 이격거리와 동일하게 형성되며, 상기 각 제2 개구의 폭은 상기 제2 슬릿들 간의 이격거리와 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 순차적 측면 고상화용 마스크.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 다수의 제1 개구는 원형 또는 다각형 도트 슬릿 형태로 형성되며, 상기 다수의 제2 개구는 원형 또는 다각형 도트 슬릿 형태로 형성되는 것을 특징으로 하 는 순차적 측면 고상화용 마스크.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 슬릿들의 폭은 상기 제1 슬릿들 간의 이격거리 보다 크게 형성되며, 상기 제2 슬릿들의 폭은 상기 제2 슬릿들 간의 이격거리 보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 순차적 측면 고상화용 마스크.
  16. 다수의 슬릿들이 소정 간격 이격되어 배치된 슬릿열로 구성되어, 조사되는 레이저 빔의 전부를 투과시키는 투과 영역 및;
    상기 다수의 슬릿들 사이의 영역에 배치되며, 소정 형태로 형성된 다수의 개구를 포함하는 개구 패턴부로 구성되어, 상기 레이저 빔의 일부를 투과시키는 반투과 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 순차적 측면 고상화용 마스크.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 각 슬릿은 스캔 방향에 대하여 소정 각도로 기울어져 배치되며, 상기 각 개구는 상기 각 슬릿에 상응하게 스캔 방향에 대하여 소정 각도로 기울어져 배치되는 것을 특징으로 하는 순차적 측면 고상화용 마스크.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 반투과 영역은 상기 레이저 빔의 30% 내지 95% 만을 투과시키는 것을 특징으로 하는 순차적 측면 고상화용 마스크.
  19. 다수의 제1 슬릿들이 소정 간격 이격되어 배치된 제1 슬릿열과, 다수의 제2 슬릿들이 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 제1 슬릿열과 상호 어긋나게 인접 배치된 제2 슬릿열로 구성되어, 조사되는 레이저 빔의 전부를 투과시키는 투과 영역 및; 상기 다수의 제1 슬릿들 사이의 영역에 배치되며, 소정 형태로 형성된 다수의 제1 개구를 포함하는 제1 개구 패턴부와, 상기 다수의 제2 슬릿들 사이의 영역에 배치되며, 소정 형태로 형성된 다수의 제2 개구를 포함하는 제2 개구 패턴부로 구성되어, 상기 레이저 빔의 일부를 투과시키는 반투과 영역을 포함하는 순차적 측면 고상화용 마스크를 준비하는 단계;
    상기 순차적 고상화용 마스크를 비정질 실리콘 박막이 형성된 기판 상에 정렬시키는 단계;
    레이저 빔을 상기 순차적 고상화용 마스크를 통해 상기 기판 상에 조사하는 단계 및
    상기 기판을 소정 방향으로 이동시킨 후, 상기 레이저 빔을 상기 순차적 고상화용 마스크를 통해 상기 기판 상에 조사하는 단계를 포함하는 순차적 측면 고상화 방법.
  20. 다수의 슬릿들이 소정 간격 이격되어 배치된 슬릿열로 구성되어, 조사되는 레이저 빔의 전부를 투과시키는 투과 영역 및 상기 다수의 슬릿들 사이의 영역에 배치되며, 소정 형태로 형성된 다수의 개구를 포함하는 개구 패턴부로 구성되어, 상기 레이저 빔의 일부를 투과시키는 반투과 영역을 포함하는 순차적 측면 고상화용 마스크를 준비하는 단계;
    상기 순차적 고상화용 마스크를 비정질 실리콘 박막이 형성된 기판 상에 정렬시키는 단계;
    레이저 빔을 상기 순차적 고상화용 마스크를 통해 상기 기판 상에 조사하는 단계 및
    상기 기판을 소정 방향으로 이동시킨 후, 상기 레이저 빔을 상기 순차적 고상화용 마스크를 통해 상기 기판 상에 조사하는 단계를 포함하는 순차적 측면 고상화 방법.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI299431B (en) * 2005-08-23 2008-08-01 Au Optronics Corp A mask for sequential lateral solidification (sls) process and a method thereof
TWI339410B (en) * 2008-07-09 2011-03-21 Au Optronics Corp Mask and fabricating method of a polysilicon layer using the same
KR100902150B1 (ko) * 2008-09-23 2009-06-10 (주)큐엠씨 발광소자의 제조를 위한 장치 및 방법
US8183496B2 (en) * 2008-12-30 2012-05-22 Intel Corporation Method of forming a pattern on a work piece, method of shaping a beam of electromagnetic radiation for use in said method, and aperture for shaping a beam of electromagnetic radiation
KR20140133741A (ko) * 2013-05-10 2014-11-20 삼성디스플레이 주식회사 레이저 열전사용 마스크 및 이를 포함하는 레이저 조사 장치
WO2018109912A1 (ja) * 2016-12-15 2018-06-21 堺ディスプレイプロダクト株式会社 レーザーアニール装置、レーザーアニール方法及びマスク

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6767804B2 (en) 2001-11-08 2004-07-27 Sharp Laboratories Of America, Inc. 2N mask design and method of sequential lateral solidification
KR100796758B1 (ko) * 2001-11-14 2008-01-22 삼성전자주식회사 다결정 규소용 마스크 및 이를 이용한 박막 트랜지스터의제조 방법
JP2003178978A (ja) 2001-12-12 2003-06-27 Sharp Corp 結晶性半導体薄膜と結晶性半導体薄膜の形成方法、結晶性半導体薄膜の形成装置および結晶性半導体薄膜の形成用マスク、並びに半導体装置
US6792029B2 (en) * 2002-03-27 2004-09-14 Sharp Laboratories Of America, Inc. Method of suppressing energy spikes of a partially-coherent beam
JP2004031809A (ja) 2002-06-27 2004-01-29 Toshiba Corp フォトマスク及び半導体薄膜の結晶化方法
KR100524080B1 (ko) 2003-05-20 2005-10-26 엘지.필립스 엘시디 주식회사 순차측면고상 결정화 기술을 이용한 비정질 실리콘의결정화 방법
KR100997971B1 (ko) * 2003-11-19 2010-12-02 삼성전자주식회사 결정화용 마스크, 이를 이용한 결정화 방법 및 이를포함하는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법
KR101054339B1 (ko) 2003-12-04 2011-08-04 삼성전자주식회사 다결정용 마스크 및 이를 이용한 규소 결정화 방법
KR100595455B1 (ko) 2003-12-24 2006-06-30 엘지.필립스 엘시디 주식회사 레이저 마스크 및 이를 이용한 결정화방법
KR100572519B1 (ko) 2003-12-26 2006-04-19 엘지.필립스 엘시디 주식회사 레이저 결정화 공정용 마스크 및 상기 마스크를 이용한레이저 결정화 공정
JP2006013050A (ja) 2004-06-24 2006-01-12 Sharp Corp レーザビーム投影マスク及びそれを用いたレーザ加工方法、レーザ加工装置
KR100781440B1 (ko) 2004-07-20 2007-12-03 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 다결정실리콘막 형성방법
KR20060010562A (ko) 2004-07-28 2006-02-02 삼성전자주식회사 순차적 측면 고상화용 마스크와 이를 이용한박막트랜지스터의 제조방법
KR20060016421A (ko) 2004-08-17 2006-02-22 삼성전자주식회사 순차적 측면 고상화용 마스크와 이를 이용한박막트랜지스터의 제조방법
TWI304897B (en) * 2004-11-15 2009-01-01 Au Optronics Corp Method of manufacturing a polysilicon layer and a mask used thereof

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