KR20070111305A - 레이저 조사장치, 레이저 결정화 장치 및 그를 이용한결정화 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제조시간이 단축되고 공정효율이 증대되는 레이저 조사장치, 레이저 결정화 장치 및 결정화 방법에 대한 것으로, 레이저 소스; 상기 레이저 소스의 제 1 방향에 위치하는 센서(sensor); 및 상기 레이저 소스의 제 2 방향에 위치하는 개폐수단 및 광학계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치를 제공한다.
또한 본 발명은 레이저 소스, 상기 레이저 소스의 제 1 방향에 위치하는 센서 및 상기 레이저 소스의 제 2 방향에 위치하는 개폐수단과 광학계를 포함하는 레이저 조사장치; 상기 레이저 조사장치 하부에 위치하고, 기판 스테이지를 포함하는 공정챔버; 및 상기 레이저 조사장치 및 상기 공정챔버를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 비정질 실리콘이 위치한 기판을 제공하고, 상기 기판 상에 레이저 소스, 상기 레이저 소스의 제 1 방향에 위치한 센서 및 상기 레이저 소스의 제 2 방향에 위치한 광학계를 포함하는 레이저 조사장치를 위치시키고, 상기 레이저 소스에서 레이저빔을 발진시키고, 상기 레이저빔의 에너지 산포를 상기 센서에 의해 측정하고, 상기 레이저의 에너지 산포가 일정 수준일 경우 상기 레이저 장치의 제 2 방향에 위치한 개폐수단을 열어서 상기 비정질 실리콘을 결정화하는 후공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 결정화 방법을 제공한다.
센서, 레이저 결정화 장치, ELA
Description
도 1a 은 종래 기술에 따른 레이저 결정화 장치의 대략적인 구성도.
도 1b는 종래의 레이저 결정화 장치에 의한 기판 1lot의 처리횟수에 따른 레이저빔 샷 수 및 에너지 산포도를 나타내는 그래프.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 대략적인 구성도.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 결정화 시스템을 설명한 제어 흐름도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 레이저빔의 에너지 산포와 기판의 줄얼룩 불량률 관계를 도시한 그래프.
<도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명>
1,2: 레이저 결정화 장치 10,40: 레이저 조사장치
20,50: 제어부 30,60: 공정챔버
70: 이송챔버 80: 로드락 챔버
110,410: 레이저 소스 120,420: 광학계
130,430,450: 광반사수단 440: 개폐수단
460: 센서 121,421: 슬릿
122,422: 투영렌즈 310,610: 수정윈도우
320,620: 기판 330,630: 기판스테이지
340,640: 지지대 650: 기체이송시스템
660: 펌프시스템 710: 기판윈도우
720: 이송장치 810: 슬릿밸브
820: 카세트
본 발명은 제조시간이 단축되고 공정효율이 증대되는 레이저 조사장치, 레이저 결정화 장치 및 그를 이용한 결정화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 센서를 포함하는 레이저 조사장치, 레이저 결정화 장치 및 그를 이용한 레이저 결정화 방법에 관한 것이다.
화상을 표시하는 데 있어, 수많은 종류의 디스플레이 장치가 사용되는데, 근래에는 종래의 브라운관, 즉 CRT(cathode ray tube, 음극선관)를 대체하는 다양한 평판 표시 장치가 사용된다. 이러한 평판 표시 장치는 발광형태에 따라 자발광 형(emissive)과 비자발광형(non-emissive)으로 분류할 수 있는데, 대표적인 자발광형 표시 장치로는 플라즈마 표시 장치(plasma display panel device)와 유기전계발광표시장치(organic electroluminescence display device) 등이 있고, 대표적인 비자발광형 디스플레이 장치로는 액정표시장치(liquid crystal display device)가 있다.
액정표시장치와 유기전계발광표시장치의 경우, 구동 소자, 즉 박막트랜지스터(TFT, thin film transistor)가 화소에 걸리는 전압 또는 전류를 조절하는 능동구동액정표시장치(AMLCD)와 능동구동유기전계발광표시장치(AMOLED) 등이 대두되고 있다. 구동소자로서의 박막 트랜지스터에는 비정질 실리콘과 다결정질 실리콘이 사용되는데, 다결정질 실리콘, 그 중에서도 입경이 큰 다결정질 실리콘이 비정질 실리콘 또는 입경이 작은 다결정질 실리콘보다 전계 효과가 뛰어나기 때문에, 박막트랜지스터를 구성하는 소자로서 다결정질 실리콘이 주로 사용된다.
다결정질 실리콘의 제조 방법으로는 제조 온도에 따라 저온 공정과 고온 공정으로 분류된다. 고온 공정의 경우 성막시 높은 표면 조도로 인하여 박막 두께가 불균일해지는 문제점을 수반한다. 저온 공정의 경우 통상적으로 레이저빔을 박막 기판 상에 조사하는 레이저 어닐링이 사용되는데, 레이저빔에 의한 비정질 실리콘의 결정화는 나노 세컨드(nano second) 단위로 이루어지기 때문에 박막 아래의 기판에 가해지는 손상을 최소화시킬 수 있는 장점을 구비한다.
저온 공정 중에는 파장 400㎚ 이하의 단파장 광을 발진하는 엑시머 레이저를 이용한 레이저 어닐링법이 있다. 이 레이저 어닐링법은 레이저빔을 피조사면에서 스폿(spot)형이나 선형이 되도록 광학 시스템으로 가공하여, 그 가공된 레이저빔으로 기판 상의 피조사면을 주사(scanning)하는 것에 의해 행해진다.
도 1a는 종래의 레이저 결정화 장치의 대략적인 구성도이다.
도 1a를 참고하면, 레이저 결정화 장치(1)는 레이저 소스(110) 및 광학계(120)를 포함하는 레이저 조사장치(10), 제어부(20) 및 공정챔버(30)를 포함하며, 상기 레이저 소스(110)와 상기 광학계(120) 사이에 광 반사 수단(130), 즉, 반사거울을 포함한다.
상기 레이저 소스(110)는 상기 제어부(20)의 신호를 받아 레이저빔을 발진시키며, 상기 레이저빔은 파장 400㎚이하의 단파장인 즉, 엑시머 레이저빔인 것이 바람직하다.
상기 레이저 소스(110)에서 발진된 레이저빔은 슬릿(121), 투영렌즈(122)를 포함하는 상기 광학계(120)를 통과한다.
상기 광학계(120)를 통과한 레이저빔이 유입되는 상기 공정챔버(30)는 비정질 박막이 위치한 기판(320), 상기 기판(320)이 안착된 기판 스테이지(330), 상기 기판 스테이지(330)를 지지하는 지지대(340) 및 상기 광학계(120)를 통과한 레이저빔이 상기 공정챔버(30) 내로 유입되는 통로인 수정윈도우(310) 등을 포함한다.
여기서, 상기 레이저 조사장치(10) 및 상기 공정챔버(30)는 상기 제어부(20)에 의해서 제어된다.
종래 기술에 따른 레이저 결정화 장치를 이용한 결정화 시스템을 이하에서 설명한다.
상기 제어부(20)의 신호에 의하여 상기 레이저 소스(110)로부터 생성된 레이저빔은 슬릿(121) 및 투영렌즈(122)를 포함하는 광학계(120)로 유입된다. 즉, 상기 레이저 소스(110)에서 발진된 레이저빔은 상기 슬릿(121)을 거쳐 일정한 비율로 이분되어, 일부는 상기 슬릿(121)으로부터 반사되고, 다른 일부는 상기 슬릿(121)을 투과한다. 여기서, 반사된 일부 레이저빔은 상기 제어부(20)로 전달되는데, 상기 제어부(20)는 반사 전달된 일부의 레이저빔을 통하여 레이저빔의 에너지를 모니터링하여, 모니터링된 레이저빔의 에너지 수치와 목표 설정된 에너지 수치와의 차이로부터 제어 신호를 생성하고 이를 다시 상기 레이저 소스(110)에 출력하는 피드백 제어를 실시함으로써 상기 레이저 소스(110)가 일정하면서도 균일한 레이저빔을 생성하도록 제어한다.
이어서, 상기 슬릿(121)을 통과한 다른 일부의 레이저빔은 상기 투영렌즈(122)로 유입된다. 상기 투영렌즈(122)에 유입된 레이저빔은 에너지 분포 및 크기가 조정된다.
이어서, 상기 투영렌즈(122)를 통과한 레이저빔은 상기 공정챔버(30) 상단에 배치된 수정윈도우(310)를 통해 상기 기판(341)에 조사하여 ELA 결정화법을 수행하여 결정화 공정을 진행한다.
도 1b는 종래의 결정화장치를 이용한 1로트(lot: 피처리 기판 10매를 뜻함)의 처리 횟수에 따른 레이저빔의 샷(shot)수 및 에너지 산포를 나타낸 그래프이다.
도 1b를 참조하면, x축은 1로트의 처리 횟수를, y축의 왼쪽은 에너지 산포(std/avg)를, y축의 오른쪽은 레이저빔의 샷수를 나타낸다. 1로트를 처음 처리하 였을 때에는 레이저빔의 샷 수가 대략 500만이고, 에너지 산포는 약 0.370% 이었지만 처리 횟수가 증가하여 5회 때에는 샷수가 대략 900만으로 증가하고 에너지 산포도 약 0.475%로 증가하였음을 알 수 있다. 1로트를 5회 처리한 후, 기체 레이저의 원료 가스를 교체하고, 레이저를 여기시키기 위한 레이저 윈도우를 교체시키고, 다시 공정을 진행한다.
이어서 레이저 가스 및 레이저 윈도우를 교체한 후 공정을 처음 실시하는 6회 때는 레이저빔의 샷수가 대략 175만이고, 에너지 산포는 0.350%이다. 그에 반하여 처리횟수가 증가한 10회 때에는 레이저빔의 샷수가 대략 600만으로 증가하고, 에너지 산포도 0.450%로 증가하지만, 다시 11회 때에는 레이저빔의 샷수 및 에너지 산포가 다시 감소되었음을 알 수 있다.
이어서 다시 레이저 가스 및 레이저 윈도우를 교체한 후 공정을 시작한 11회부터 15회까지는 처리횟수 대비 레이저빔의 샷수 및 에너지 산포가 증가하고, 16회부터는 15회 대비 에너지 산포는 감소하였지만 레이저빔의 샷수는 증가한 것을 알 수 있다.
따라서 처리 횟수에 따라 레이저빔의 샷 수 및 에너지 산포가 일정하게 증가하거나 감소하는 것이 아니라 상황에 따라 변한다는 것을 알 수 있다.
이와 같이 종래의 레이저 결정화 장치에서는 슬릿에 반사된 레이저빔을 제어부가 모니터링 하여 다음에 생성될 레이저빔의 에너지 밀도를 제어하므로, 이미 발진된 레이저빔이 기준치가 아닐 경우, 기판의 불량이 발생하는 문제점이 발생하며, 기판 불량을 육안으로 검사하여야 하기 때문에 제조시간이 증가하는 문제점이 발생 한다. 또한 레이저빔의 가스 및 윈도우 교체시기를 레이저빔의 상태가 아니라 발진된 레이저빔의 샷 수 또는 기존의 데이터 등의 경험에 의존하여 진행하므로 매우 비효율적이라는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 제조시간이 단축되며 공정효율이 증대되는 센서를 포함하는 레이저 조사장치, 레이저 결정화 장치 및 그를 이용한 결정화 시스템을 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 레이저 소스; 상기 레이저 소스의 제 1 방향에 위치하는 센서(sensor); 및 상기 레이저 소스의 제 2 방향에 위치하는 개폐수단 및 광학계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치를 제공한다.
또한 본 발명은 레이저 소스, 상기 레이저 소스의 제 1 방향에 위치하는 센서 및 상기 레이저 소스의 제 2 방향에 위치하는 개폐수단과 광학계를 포함하는 레이저 조사장치; 상기 레이저 조사장치 하부에 위치하고, 기판 스테이지를 포함하는 공정챔버; 및 상기 레이저 조사장치 및 상기 공정챔버를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 비정질 실리콘이 위치한 기판을 제공하고, 상기 기판 상에 레이저 소스, 상기 레이저 소스의 제 1 방향에 위치한 센서 및 상기 레이저 소스의 제 2 방향에 위치한 광학계를 포함하는 레이저 조사장치를 위치시키고, 상기 레이저 소스에서 레이저빔을 발진시키고, 상기 레이저빔의 에너지 산포를 상기 센서에 의해 측정하고, 상기 레이저의 에너지 산포가 일정 수준일 경우 상기 레이저 장치의 제 2 방향에 위치한 개폐수단을 열어서 상기 비정질 실리콘을 결정화하는 후공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 결정화 방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면들에 있어서, 층이 다른 층 또는 기판 “상”에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 잇다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 대략적인 구성도이다.
도 2를 참조하면, 레이저 결정화 장치(2)는 레이저 조사장치(40), 공정챔버(60) 및 제어부(50)를 포함한다. 또한 상기 레이저 결정화 장치(2)는 이송챔버(70)와 로드락 챔버(80)를 더 포함할 수 있다.
상기 레이저 조사장치(40)는 상기 제어부(50)에 의해서 제어되며, 레이저 소스(410), 상기 레이저 소스(410)의 제 1 방향에 위치하는 센서(460) 및 상기 레이저 소스(410)의 제 2 방향에 위치하는 개폐수단(440) 및 광학계(420)를 포함한다.
여기서 상기 레이저 소스(410)는 레이저빔을 발진시키며, 상기 레이저빔은 파장 400㎚ 이하의 단파장인 펄스레이저, 즉, 엑시머 레이저(excimer laser)인 것이 바람직하다. 또한 상기 레이저 소스(410)는 상기 제어부(50)와 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 제어부(50)에 의해 제어된다.
상기 레이저 소스(410)에서 발진된 레이저빔은 상기 센서(460)로 조사되며, 상기 레이저 소스(410)와 상기 센서(460) 사이에는 광 반사 수단(450), 즉, 반사거울이 포함된다.
여기서 상기 센서(460)로는 광센서가 사용될 수 있고, 상기 광센서 중에서 포토다이오드가 사용될 수 있다. 또한 상기 센서(460)는 상기 제어부(50)에 의해 제어된다. 상기 포토다이오드를 p-n접합을 역방향으로 바이어스해 두고 접합부에 상기 레이저 소스(410)에서 발진된 레이저빔을 조사하면, 상기 레이저빔에 의하여 발생한 전자와 정공이 접합부의 전기장을 따라서 이동하여 광 전류가 흐르게 됨으로서 광 신호를 전기 신호로 변환시킨다. 이때 레이저빔의 강도에 거의 비례한 출력전압이 발생하며, 상기 포토다이오드와 전기적으로 연결되어 있는 상기 제어부(50)가 상기 출력전압을 모니터링한다. 상기 포토다이오드는 게르마늄, 실리콘, 화합물반도체를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 레이저 소스(410)에서 발진된 레이저빔은 상기 개폐수단(440)을 거쳐 슬릿(421) 및 투영렌즈(422)를 포함하는 상기 광학계(420)를 통과한다. 여기서 상기 개폐수단(440)은 레이저빔이 상기 광학계(420)에 도달하는 것을 상기 제어부(50)에 의해 제어하는 수단이다. 상기 슬릿(421)은 레이저빔을 일정한 비율로 이분하며, 상기 슬릿(421)을 통과한 레이저빔은 상기 투영렌즈(422)로 유입된다. 상기 투영렌즈(422)는 레이저빔의 에너지 분포를 균일하게 한다. 상기 레이저 소스(410)와 상기 광학계(420) 사이에는 상기 개폐수단(440)이 위치하는데, 상기 개폐수단(440)은 상기 제어부(50)에 의해 제어를 받으며, 후공정의 진행여부를 결정한다. 즉, 상기 제어부(50)의 신호를 받아 상기 개폐수단(440) 닫으면 후공정을 진행을 못하고 상기 개폐수단(440)이 열면 후공정을 진행할 수 있다.
이어서, 상기 광학계(420)를 통과한 레이저빔은 레이저 결정화 공정을 진행하는 상기 공정챔버(60)에 도달된다. 상기 공정챔버(60)의 상단에는 레이저빔이 상기 공정챔버(60)내로 유입되는 통로인 수정 윈도우(610)가 배치되어 있다. 또한, 비정질 박막이 형성된 기판(620)을 상기 공정챔버(60)내로 이송시키기 위하여 기판 윈도우(710)가 형성되어 있고, 일측 상단에는 N2, He, Ar 등의 기체를 유입시키기 위한 기체 이송 시스템(650)이, 그리고 일측 하단에는 상기 공정챔버(60)내의 분위기를 바꾸기 위한 펌프 시스템(660)이 배치된다. 상기 공정챔버(60)의 내측에는 지지대(640)가 배치되고, 상기 지지대(640)의 상부에는 상기 기판(620)을 안착시키기 위한 기판스테이지(630)가 배치된다.
상기 공정챔버(60)로 기판을 이송시키는 상기 이송챔버(70)는 상기 기판(620)이 유입되는 상기 기판 윈도우(710), 상기 기판(620)을 상기 공정챔버(60) 로 이송하기 위한 지지대 이송장치(720)를 포함한다.
상기 이송챔버(70)에 위치하는 기판(미도시)은 상기 공정챔버(60)에서 가공 처리되기 위해 상기 로드락 챔버(80)에서 이송된 것일 수 있다. 또한, 상기 이송챔버(70)에 위치하는 상기 기판(미도시)은 상기 공정챔버(60)에서 가공처리를 마친 후 상기 지지대 이송장치(720)에 의해 이송된 것일 수도 있다. 상기 지지대 이송장치(720)는 기판(미도시)을 상기 이송챔버(70)에서 상기 공정챔버(60)로 또는 상기 공정챔버(60)에서 상기 이송챔버(70)로 이송시킨다.
상기 이송챔버(70)의 분위기를 상기 공정챔버(60)의 분위기를 진공상태로 계속 유지하기 위해서는 상기 이송챔버(70)의 분위기 또한 진공 상태로 유지시켜야 한다. 상기 이송챔버(70)는 이러한 진공상태를 유지시키기 위하여 진공펌프(미도시)가 포함되어 있다.
상기 이송챔버(70)로 기판을 제공하기 위하여 언로딩 또는 외부로부터 기판을 로딩하는 상기 로드락 챔버(80)는 대기로부터 상기 공정챔버(60) 및 상기 이송챔버(70)의 진공환경으로 기판을 이송하기 위해 그 측벽 내에 배치된 슬릿 밸브(810)와 같은 패쇄 가능한 개구를 포함한다. 또한, 상기 로드락 챔버(80)는 다수의 기판을 지지 및 냉각시키기 위해 다수의 셀프 또는 플랫폼에 맞춰진 카세트(810)를 포함할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 결정화 장치를 이용한 결정화 시스템을 설명한 제어 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 상기 제어부(50)가 상기 레이저 소스(410)에 전기적 신호 를 주어 레이저빔을 제 1 방향의 상기 센서(460) 및 제 2 방향의 개폐수단(440)으로 발진시킨다(S1). 상기 센서(460)에 조사된 레이저빔은 상기 제어부(50)에 의해 모니터링하고, 기준치와 비교한다(S2). 상기 모니터링된 레이저빔의 에너지 산포가 적정수준이면, 상기 개폐수단(440)을 열어서 후공정인 결정화 공정을 진행한다(S3). 상기 모니터링 된 레이저빔의 에너지 산포가 적정수준이 아니라면, 결정화 공정을 중단하고, 레이저 결정화 장치의 제어부를 다시 조정하여 설비를 재정비한다(S4).
여기서 상기 결정화 공정을 진행한다면(S3), 상기 제어부(50)는 상기 이송챔버(70)를 통해 상기 로드락 챔버(80)로부터 기판을 이송시켜 상기 공정챔버(60)내에 상기 기판(620)을 안착시킨다. 상기 제어부(50)에서 상기 레이저 소스(410)에 전기적 신호를 주어 상기 레이저 소스(410)의 제 2 방향에 위치한 상기 광학계(420)로 레이저빔을 발진한다. 상기 발진된 레이저빔은 상기 광학계(420)로 유입되며 상기 슬릿(421)을 거쳐 일정한 비율로 이분되어 일부는 상기 슬릿(421)으로부터 반사되고, 다른 일부는 상기 슬릿(421)을 투과한다. 상기 슬릿(421)을 통과한 레이저빔은 상기 투영렌즈(422)로 유입된다. 상기 광학계(420)를 통과한 레이저빔은 상기 공정 챔버(60) 상단에 배치된 상기 수정 윈도우(610)를 통하여 상기 기판스테이지(630) 상단의 비정질 박막이 형성된 상기 기판(620) 상에 조사하여 ELA법을 수행하여 상기 기판(620)의 결정화를 완성한다.
여기서, 상기 모니터링된 레이저빔이 결정화를 진행할 수 있는 에너지는 비정질 실리콘의 두께가 500Å일 때, 레이저빔의 에너지 밀도는 250~350mJ/㎠이다. 에너지 밀도가 250mJ/㎠ 이하이면 결정입자의 크기가 충분히 크지 않아 전자의 이동성이 저하되며, 350mJ/㎠ 이상이면, 결정입자의 크기는 커지지만 결정입자의 균일도가 현저히 감소하므로 화상에 얼룩이 생기는 문제점이 발생한다. 또한, 상기 레이저빔의 에너지 산포는 0~0.45%인 것이 바람직하며, 0~0.4%인 것이 가장 바람직하다. 왜냐하면 상기 레이저빔의 에너지 산포가 0.45%를 초과하면, 에너지 밀도가 적정 수준이어도 기판의 불량률이 증가하는 문제점이 발생하기 때문이다. 또한 상기 레이저빔의 에너지 산포가 0.38~0.45% 일 때에는 경고음을 발생시켜 엔지니어들이 결정화 공정이 중단되는 것을 대비 할 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예를 따른 결정화 시스템이 적용된 레이저 결정화 장치에서 발진된 레이저빔의 에너지 산포와 줄얼룩 불량률 관계를 도시한 그래프이다. y축은 기판의 줄얼룩 불량율(%), x축은 레이저빔의 에너지 산포(%)를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 에너지 산포가 0.31% 일 때 줄얼룩 불량률이 0이며, 레이저빔의 에너지 산포가 0.36~0.4% 일 때 줄얼룩 불량률이 네번 중의 세번은 0.1%를 넘지 않고 한번은 0.3%에 미치지 못하는 것을 알 수 있다. 또한 레이저빔의 에너지 산포가 0.45% 이상일 경우 줄얼룩 불량률이 0.5% 이상인 것을 알 수 있다. 따라서 레이저빔의 에너지 산포가 0.45%를 기준으로 기판의 줄얼룩 불량이 증가하는 것을 알 수 있다.
본 발명은 센서를 포함하는 레이저 조사장치, 레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 레이저 결정화 방법에 관한 것으로, 레이저빔을 비정질 박막이 형성된 기판에 조사하기 전에 레이저빔의 에너지 산포를 미리 측정한다. 측정한 레이저빔이 적정에너지일 경우에만 비정질 박막이 형성된 기판에 조사하게 함으로서, 레이저 결정화법을 실행할 때 줄얼룩 불량률을 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, 레이저빔의 에너지를 결정화 공정 전에 미리 측정함으로서, 레이저 가스 및 레이저 윈도우의 교체시기를 정확히 알 수 있으므로, 공정을 효율적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.
본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것이 아니고, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있을 것이다.
이상에서와 같이, 본 발명은 센서를 포함하는 레이저 조사장치, 레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 레이저 결정화 방법에 관한 것으로, 레이저빔을 비정질 박막이 형성된 기판에 조사하기 전에 레이저빔의 에너지 산포를 미리 측정한다. 측정한 레이저빔의 에너지 산포가 적정수준일 경우에만 비정질 박막이 형성된 기판에 조사하게 함으로서, 레이저 결정화법을 실행할 때 불량률을 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, 레이저빔의 에너지를 결정화 공정 전에 미리 측정함으로서, 레이저 가스 및 레이저 윈도우의 교체시기를 정확히 알 수 있으므로, 공정을 효율적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.
Claims (15)
- 레이저 소스;상기 레이저 소스의 제 1 방향에 위치하는 센서(sensor); 및상기 레이저 소스의 제 2 방향에 위치하는 개폐수단 및 광학계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 레이저 소스와 상기 센서 및 상기 개폐수단과 상기 광학계 사이에 위치한 광반사수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 레이저 소스에서 생성하는 레이저빔은 엑시머 레이저인 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 광학계는 상기 레이저 소스에서 발진한 레이저빔을 패터닝 하는 슬릿 및 상기 패터닝된 레이저빔을 균질화하는 투영렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
- 레이저 소스, 상기 레이저 소스의 제 1 방향에 위치하는 센서 및 상기 레이저 소스의 제 2 방향에 위치하는 개폐수단과 광학계를 포함하는 레이저 조사장치;상기 레이저 조사장치 하부에 위치하고, 기판 스테이지를 포함하는 공정챔버; 및상기 레이저 조사장치 및 상기 공정챔버를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 레이저 소스와 상기 센서 및 상기 개폐수단과 상기 광학계 사이에 위치한 광반사수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 레이저 소스에서 발진하는 레이저빔은 엑시머 레이저인 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 광학계는 상기 레이저 소스에서 발진한 레이저빔을 패터닝 하는 슬릿 및 상기 패터닝된 레이저빔을 균질화하는 투영렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 결정화장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 레이저 결정화 장치는 기판을 이송하는 이송챔버 및 기판을 로딩 또는 언로딩하는 로드락 챔버를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 이송챔버 및 상기 로드락 챔버는 상기 제어부에 의해서 제어되는 것을 특징으로 하는 레이저 결정화 장치.
- 비정질 실리콘이 위치한 기판을 제공하고,상기 기판 상에 레이저 소스, 상기 레이저 소스의 제 1 방향에 위치한 센서 및 상기 레이저 소스의 제 2 방향에 위치한 광학계를 포함하는 레이저 조사장치를 위치시키고,상기 레이저 소스에서 레이저빔을 발진시키고,상기 레이저빔의 에너지 산포를 상기 센서에 의해 측정하고,상기 레이저의 에너지 산포가 일정 수준일 경우 상기 레이저 장치의 제 2 방향에 위치한 개폐수단을 열어서 상기 비정질 실리콘을 결정화하는 후공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 결정화 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 일정 수준은 상기 레이저의 에너지 산포가 0~0.45%인 것을 특징으로 하 는 결정화 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 일정 수준은 상기 레이저빔의 에너지 산포가 0~0.4%인 것을 특징으로 하는 결정화 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 레이저빔의 에너지 산포가 0.38~0.45% 일 경우 경고음을 발생하는 것을 특징으로 하는 결정화 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 레이저빔의 에너지 밀도가 250~350mJ/㎠ 인 것을 특징으로 하는 결정화 방법.
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