KR20200087907A - 레이저 결정화 장치 - Google Patents

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KR20200087907A
KR20200087907A KR1020190003820A KR20190003820A KR20200087907A KR 20200087907 A KR20200087907 A KR 20200087907A KR 1020190003820 A KR1020190003820 A KR 1020190003820A KR 20190003820 A KR20190003820 A KR 20190003820A KR 20200087907 A KR20200087907 A KR 20200087907A
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김지환
박경호
손명석
이홍로
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치는 광원부, 제1 광학부, 제2 광학부, 차단부, 제3 광학부, 및 스테이지를 포함할 수 있다. 상기 광원부는 제1 레이저 빔을 출사할 수 있다. 상기 제1 광학부는 상기 제1 레이저 빔의 진로 및 크기를 변경하여, 상기 제1 레이저 빔을 제2 레이저 빔으로 변환할 수 있다. 상기 제2 광학부는 상기 제2 레이저 빔을 분할하여 분할 레이저 빔들로 변환할 수 있다. 상기 차단부는 상기 분할 레이저 빔들은 중심 레이저 빔들 및 상기 중심 레이저 빔들을 에워싸는 외곽 레이저 빔들을 포함하고, 상기 중심 레이저 빔들 중 적어도 일부를 차단시킬 수 있다. 상기 제3 광학부는 상기 분할 레이저 빔들 중 상기 차단부를 통과한 레이저 빔의 진로를 변경하여, 상기 레이저 빔을 제3 레이저 빔으로 변환할 수 있다. 상기 스테이지는 상기 제3 광학부와 마주하며 배치될 수 있다. 상기 제1 광학부는 상기 스테이지에 조사된 상기 제3 레이저 빔을 근거로 상기 제1 레이저 빔의 상기 진로 및 크기를 변경할 수 있다.

Description

레이저 결정화 장치{LASER CRYSTALLIZATION DEVICE}
본 발명은 신뢰성이 향상된 레이저 결정화 장치에 관한 것이다.
기판 상에 박막 트랜지스터를 제조하여 이를 액티브 매트릭스형의 표시 장치에 응용하고 있다. 다결정 반도체막을 사용한 박막 트랜지스터는 비정질 반도체막을 사용한 경우에 비하여 전자 이동도가 높아 고속 동작이 가능한 이점이 있다. 이에 유리 등의 절연 기판 상에 형성된 비정질 반도체막을 결정화시켜 결정구조를 갖는 반도체막을 형성하는 기술이 연구되고 있다.
비정질 반도체막 결정화법으로는 퍼니스 어닐링을 사용한 열 어닐링법, 순간 어닐링법, 또는 레이저 어닐링법 등이 검토되고 있으며 이들을 조합하여 사용하는 것도 가능하다. 이중에서 레이저 어닐링법은 기판의 온도를 과도하게 변화시키지 않고도 결정화 영역에만 높은 에너지를 부여할 수 있는 장점을 가진다.
통상적으로, 레이저 어닐링용 레이저 빔으로는 엑시머 레이저(Excimer laser)의 펄스 레이저가 이용된다. 레이저 사용 시간이 증가할수록 펄스의 발진되는 효율이 떨어져 발진 에너지의 불균일을 야기시키고, 빔 모양의 균일성을 떨어뜨릴 수 있다.
본 발명은 신뢰성이 향상된 레이저 결정화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치는 광원부, 제1 광학부, 제2 광학부, 차단부, 제3 광학부, 및 스테이지를 포함할 수 있다. 상기 광원부는 제1 레이저 빔을 출사할 수 있다. 상기 제1 광학부는 상기 제1 레이저 빔의 진로 및 크기를 변경하여, 상기 제1 레이저 빔을 제2 레이저 빔으로 변환할 수 있다. 상기 제2 광학부는 상기 제2 레이저 빔을 분할하여 분할 레이저 빔들로 변환할 수 있다. 상기 차단부는 상기 분할 레이저 빔들은 중심 레이저 빔들 및 상기 중심 레이저 빔들을 에워싸는 외곽 레이저 빔들을 포함하고, 상기 중심 레이저 빔들 중 적어도 일부를 차단시킬 수 있다. 상기 제3 광학부는 상기 분할 레이저 빔들 중 상기 차단부를 통과한 레이저 빔의 진로를 변경하여, 상기 레이저 빔을 제3 레이저 빔으로 변환할 수 있다. 상기 스테이지는 상기 제3 광학부와 마주하며 배치될 수 있다. 상기 제1 광학부는 상기 스테이지에 조사된 상기 제3 레이저 빔을 근거로 상기 제1 레이저 빔의 상기 진로 및 크기를 변경할 수 있다.
상기 제1 광학부는 제1 텔레스코프 렌즈 및 제2 텔레스코프 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제1 텔레스코프 렌즈는 상기 광원부와 상기 제2 광학부 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 텔레스코프 렌즈는 상기 제1 텔레스코프 렌즈와 상기 제2 광학부 사이에 배치될 수 있다.
상기 제2 광학부는 제1 렌즈 어레이 및 제2 렌즈 어레이를 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈 어레이는 상기 제1 광학부와 상기 차단부 사이에 배치되고, 복수의 제1 렌즈들을 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈 어레이는 상기 제1 렌즈 어레이와 상기 차단부 사이에 배치되고, 복수의 제2 렌즈들을 포함할 수 있다.
상기 차단부는 상기 제2 광학부 및 상기 제3 광학부 사이에 배치되고, 상기 제2 광학부보다 상기 제3 광학부에 인접하게 배치될 수 있다.
상기 차단부는 베이스부, 상기 베이스부 위에 배치되는 플립부, 및 상기 플립부와 결합된 빔차단부를 포함할 수 있다.
상기 빔차단부는 상기 플립부에 의해 제1 상태 또는 제2 상태로 배치될 수 있고, 상기 제1 상태는 상기 빔차단부가 상기 중심 레이저 빔들 중 일부를 차단하는 상태이고, 상기 제2 상태는 상기 빔차단부가 상기 중심 빔을 차단하지 않는 상태일 수 있다.
상기 외곽 레이저 빔들은 상기 중심 레이저 빔들을 사이에 두고 제1 방향으로 이격된 제1 외곽 레이저 빔들 및 상기 중심 레이저 빔들을 사이에 두고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이격된 제2 외곽 레이저 빔들을 포함하고, 상기 제1 방향으로 이격된 상기 제1 외곽 레이저 빔들 사이의 제1 거리는 상기 제2 방향으로 이격된 상기 제2 외곽 레이저 빔들 사이의 제2 거리보다 크고, 상기 빔차단부는 상기 제1 외곽 레이저 빔들을 더 차단할 수 있다.
상기 외곽 레이저 빔들은 상기 중심 레이저 빔들을 사이에 두고 제1 방향으로 이격된 제1 외곽 레이저 빔들 및 상기 중심 레이저 빔들을 사이에 두고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이격된 제2 외곽 레이저 빔들을 포함하고, 상기 제1 방향으로 이격된 상기 제1 외곽 레이저 빔들 사이의 제1 거리는 상기 제2 방향으로 이격된 제2 외곽 레이저 빔들 사이의 제2 거리보다 크고, 상기 빔차단부는 상기 제2 외곽 레이저 빔들을 더 차단할 수 있다.
상기 빔차단부는 상기 베이스부가 연장되는 방향으로 이동할 수 있다.
상기 차단부는 베이스부, 상기 베이스부 위에 배치되는 제1 플립부, 상기 제1 플립부와 결합된 제1 빔차단부, 상기 제1 플립부로부터 이격되어 배치된 제2 플립부, 및 상기 제2 플립부와 결합된 제2 빔차단부를 포함할 수 있다.
상기 제1 빔차단부는 상기 제1 플립부에 의해 제1 상태 또는 제2 상태로 배치될 수 있고, 상기 제1 상태는 상기 제1 빔차단부가 상기 중심 레이저 빔들 중 일부를 차단하는 상태이고, 상기 제2 상태는 상기 제1 빔차단부가 상기 중심 레이저 빔을 차단하지 않는 상태일 수 있다.
상기 제2 빔차단부는 상기 제2 플립부에 의해 제3 상태 또는 제4 상태로 배치될 수 있고, 상기 제3 상태는 상기 제2 빔차단부가 상기 중심 레이저 빔들 중 일부를 차단하는 상태이고, 상기 제4 상태는 상기 제2 빔차단부가 상기 중심 빔을 차단하지 않는 상태일 수 있다.
상기 제3 광학부는 상기 제2 광학부와 상기 스테이지 사이에 배치된 제1 집광 렌즈 및 상기 제1 집광 렌즈와 상기 스테이지 사이에 배치된 제2 집광 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 스테이지는 기판이 안착되는 안착 영역 및 상기 안착 영역 주변의 주변 영역을 포함하고, 상기 안착 영역에는 상기 제3 레이저 빔이 입사되는 홀이 정의될 수 있다.
상기 스테이지는 기판이 안착되는 안착 영역 및 상기 안착 영역 주변의 주변 영역을 포함하고, 상기 주변 영역에는 상기 제3 레이저 빔이 입사되는 홀이 정의될 수 있다.
상기 스테이지와 마주하며 배치되는 측정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치는 광원부, 제1 광학부, 제2 광학부, 차단부, 제3 광학부, 스테이지, 및 측정부를 포함할 수 있다. 상기 광원부는 제1 레이저 빔을 출사할 수 있다. 상기 제1 광학부는 상기 제1 레이저 빔의 진로 및 크기를 변경하여, 상기 제1 레이저 빔을 제2 레이저 빔으로 변환하고, 제1 텔레스코프 렌즈 및 제2 텔레스코프 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 광학부는 상기 제2 레이저 빔을 분할하여 분할 레이저 빔들로 변환할 수 있다. 상기 차단부는 상기 분할 레이저 빔들 중 적어도 일부를 차단시킬 수 있다. 상기 제3 광학부는 상기 분할 레이저 빔들 중 상기 차단부를 통과한 레이저 빔의 진로를 변경하여, 상기 레이저 빔을 제3 레이저 빔으로 변환할 수 있다. 상기 스테이지는 상기 제3 광학부와 마주하며 배치될 수 있다. 상기 측정부는 상기 스테이지와 마주하며 배치될 수 있다. 상기 측정부에 조사된 상기 제3 레이저 빔을 근거로 상기 제1 텔레스코프 렌즈의 위치 및 상기 제2 텔레스코프 렌즈의 위치가 변경될 수 있다.
상기 차단부는 베이스부, 상기 베이스부 위에 배치되는 플립부, 및 상기 플립부와 결합된 빔차단부를 포함할 수 있다.
상기 분할 레이저 빔들은 중심 레이저 빔들 및 상기 중심 레이저 빔들을 에워싸는 외곽 레이저 빔들을 포함하고, 상기 빔차단부는 상기 플립부에 의해 제1 상태 또는 제2 상태로 배치될 수 있고, 상기 제1 상태는 상기 빔차단부가 상기 중심 레이저 빔들 중 일부를 차단하는 상태이고, 상기 제2 상태는 상기 빔차단부가 상기 중심 빔을 차단하지 않는 상태일 수 있다.
상기 스테이지는 기판이 안착되는 안착 영역 및 상기 안착 영역 주변의 주변 영역을 포함하고, 상기 안착 영역에는 상기 제3 레이저 빔이 입사되는 홀이 정의될 수 있다.
본 발명에 따르면, 레이저 결정화 장치는 광원부에서 출사되는 레이저 빔의 균일성에 따라 변화하는 입사각을 측정부를 통해 측정할 수 있다. 제1 광학부는 측정부에서 측정된 입사각을 근거로 출사되는 레이저 빔의 진로 및 크기를 변경할 수 있다. 즉, 제1 광학부를 조절하여 입사각을 균일하게 유지할 수 있다. 따라서, 레이저 결정화 장치는 기판의 결정화 균일도를 일정하게 유지할 수 있다. 본 발명은 신뢰성이 향상된 레이저 결정화 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 일부를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 일부를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 동작하는 방식을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 차단부의 동작 상태를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 측정부의 동작 상태를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 차단부의 동작 상태를 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 제1 광학부의 동작 상태를 도시한 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판을 이용한 표시 패널의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 차단부를 도시한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 차단부를 도시한 평면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 차단부를 도시한 평면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 측정부를 도시한 평면도이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의될 수 있다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 일부를 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 레이저 결정화 장치(LD)는 제1 레이저 빔(LS1)을 발생시키는 광원부(LM), 제1 레이저 빔(LS1)을 광 변환시켜 제2 레이저 빔(LS2, 도 3 참조) 및 제3 레이저 빔(LS3)으로 변환하는 광학부(OT), 기판(SUB)이 탑재되는 스테이지(ST), 및 측정부(CM)을 포함할 수 있다.
광원부(LM)는 가공되지 않는 제1 레이저 빔(LS1)을 발진시키는 장치일 수 있다. 예를 들어, 광원부(LM)은 오실레이터(oscillator)를 포함할 수 있다. 제1 레이저 빔(LS1)는 엑시머(excimer) 레이저, YAG(Yttrium Aluminum Garnet) 레이저, 유리 레이저, YVO4(Yttrium Orthovanadate) 레이저, 또는 Ar 레이저를 포함할 수 있다.
광학부(OT)는 광원부(LM)가 제1 레이저 빔(LS1)을 조사하는 방향에 배치될 수 있다. 광학부(OT)는 제1 레이저 빔(LS1)을 기판(SUB)의 결정화에 적합한 형상 및 에너지 밀도를 가지는 제3 레이저 빔(LS3)으로 가공할 수 있다.
제3 레이저 빔(LS3)은 기판(SUB)에 고르게 조사될 수 있도록 직사각형의 형태로 출력될 수 있다. 상기 직사각형의 단변 방향을 단축으로 정의하고, 장변 방향을 장축으로 정의할 수 있다. 상기 단축은 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다. 상기 장축은 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 제3 레이저 빔(LS3)은 제3 방향(DR3)으로 기판(SUB)에 조사될 수 있다. 제3 레이저 빔(LS3)은 기판(SUB)에 조사되어 기판(SUB) 위에 배치된 박막의 상 변이를 유도할 수 있다. 예를 들어, 제3 레이저 빔(LS3)은 기판(SUB)에 형성된 제1 박막(SUB-1)을 결정화하여 제2 박막(SUB-2)으로 변화시킬 수 있다.
한편, 제1 방향 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 전환될 수 있다. 이하, 제1 방향 내지 제3 방향들은 제1 방향 내지 제3 방향(DR1, DR2, DR3)이 각각 지시하는 방향으로 동일한 도면 부호를 참조한다. 또한 본 명세서에서 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 정의하는 면을 평면이라 정의하고, "평면 상에서 보았다"는 것은 제3 방향(DR3)에서 바라본 것으로 정의될 수 있다.
제3 방향(DR3)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)과 교차하는 방향일 수 있다. 제1 방향(DR1), 제2 방향(DR2) 및 제3 방향(DR3)은 서로 직교할 수 있다.
기판(SUB)은 유리 기판 또는 실리콘 기판을 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 기판(SUB)은 다양한 기판을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(SUB)은 실리콘-게르마늄 기판을 포함할 수 있다. 기판(SUB) 위에는 제1 박막(SUB-1) 및 제2 박막(SUB-2)이 배치될 수 있다.
제1 박막(SUB-1)은 제3 레이저 빔(LS3)이 조사되지 않은 영역일 수 있다. 제1 박막(SUB-1)은 비정질 실리콘 박막일 수 있다. 제1 박막(SUB-1)은 저압화학 증착법, 상압화학 증착법, PECVD법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링법, 진공증착법(vacuum evaporation) 등의 방법으로 형성될 수 있다.
제2 박막(SUB-2)은 제3 레이저 빔(LS3)이 조사된 영역일 수 있다. 제2 박막(SUB-2)은 다결정 실리콘 박막일 수 있다. 제2 박막(SUB-2)은 제1 박막(SUB-1)을 결정화하는 제3 레이저 빔(LS3)이 수 나노초(nano second) 동안 조사되어 제1 박막(SUB-1)의 온도를 급상승 시킨 후 냉각하는 것을 통해 제1 박막(SUB-1)을 용융 및 재결정 시킨 박막일 수 있다. 상기 다결정 실리콘 박막은 폴리 실리콘(Po-Si)을 포함할 수 있고, 전계 효과 이동도(Field-Effect Mobility)가 비정질 실리콘에 비해 수백 배 높고, 고주파에서 높은 신호처리 능력도 우수하여 유기발광 표시장치와 같은 디스플레이 장치에 사용될 수 있다.
스테이지(ST)는 광학부(OT)와 마주하며 배치될 수 있다. 스테이지(ST)에는 기판(SUB)이 안착될 수 있다. 스테이지(ST)는 기판(SUB)을 화살표 방향으로 일정한 방향성을 가지고 이동시켜, 기판(SUB) 상의 제1 박막(SUB-1)에 제3 레이저 빔(LS3)이 고르게 조사되도록 할 수 있다. 상기 화살표 방향은 제1 방향(DR1)일 수 있다.
측정부(CM)는 스테이지(ST)와 마주하며 배치될 수 있다. 측정부(CM)는 제3 레이저 빔(LS3)이 연장되는 방향에 배치될 수 있다. 측정부(CM)는 제3 레이저 빔(LS3)이 조사된 영역의 길이를 측정할 수 있다. 예를 들어, 측정부(CM)는 제3 레이저 빔(LS3)의 상기 단축 및 상기 장축이 가지는 길이를 측정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 일부를 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 레이저 결정화 장치(LD)는 광원부(LM), 광학부(OT), 스테이지(ST), 및 측정부(CM)를 포함할 수 있다.
광원부(LM)는 제1 레이저 빔(LS1)을 출사할 수 있다. 제1 레이저 빔(LS1)은 가우시안 분포의 에너지 밀도를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 레이저 빔(LS1)은 중심부 에너지 밀도가 주변부 에너지 밀도보다 높을 수 있다.
광학부(OT)는 제1 광학부(L1), 제2 광학부(L2), 차단부(BB), 및 제3 광학부(L3)를 포함할 수 있다.
제1 광학부(L1)는 광원부(LM)와 마주하여 배치될 수 있다. 제1 광학부(L1)는 제1 레이저 빔(LS1)의 진로 및 크기를 변경하여, 제1 레이저 빔(LS1)을 제2 레이저 빔(LS2)으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제1 광학부(L1)는 제1 레이저 빔(LS1)을 상기 단축 방향 또는 상기 장축 방향으로 확장하여 배율을 높일 수 있다.
제1 광학부(L1)는 제1 텔레스코프 렌즈(TL1) 및 제2 텔레스코프 렌즈(TL2)를 포함할 수 있다.
제1 텔레스코프 렌즈(TL1)는 광원부(LM)와 제2 광학부(L2) 사이에 배치될 수 있다. 제1 텔레스코프 렌즈(TL1)는 제1 레이저 빔(LS1)을 분산시킬 수 있다. 제1 텔레스코프 렌즈(TL1)를 통과한 제1 레이저 빔(LS1)은 분산되어 다양한 방향성을 가질 수 있다. 제1 텔레스코프 렌즈(TL1)를 통과한 제1 레이저 빔(LS1)은 제1 레이저 빔(LS1)과 동일한 방향으로 진행되는 레이저 빔을 포함할 수 있다. 제1 텔레스코프 렌즈(TL1)는 오목렌즈 또는 볼록렌즈를 포함할 수 있다.
제2 텔레스코프 렌즈(TL2)는 제1 텔레스코프 렌즈(TL1)와 제2 광학부(L2) 사이에 배치될 수 있다. 제2 텔레스코프 렌즈(TL2)는 제1 텔레스코프 렌즈(TL1)를 통과한 제1 레이저 빔(LS1)을 일정한 방향성을 가지는 제2 레이저 빔(LS2)으로 변환할 수 있다. 제2 텔레스코프 렌즈(TL2)는 오목렌즈 또는 볼록렌즈를 포함할 수 있다.
제2 광학부(L2)는 제1 광학부(L1)와 마주하여 배치될 수 있다. 제2 광학부(L2)는 제2 레이저 빔(LS2)을 분할하여 분할 레이저 빔들(DL)로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제2 광학부(L2)는 제2 레이저 빔(LS2)을 균일화시켜 빔 에너지 밀도가 고르게 분포되도록 할 수 있다.
제2 광학부(L2)는 제1 렌즈 어레이(HL1) 및 제2 렌즈 어레이(HL2)를 포함할 수 있다.
제1 렌즈 어레이(HL1)는 제1 광학부(L1)와 차단부(BB) 사이에 배치될 수 있다. 제1 렌즈 어레이(HL1)는 복수의 제1 렌즈들(HL1a)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 렌즈들(HL1a) 각각은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)을 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1 렌즈들(HL1a) 각각은 상기 단축 방향 및 상기 장축 방향을 따라 배치될 수 있다. 복수의 제1 렌즈들(HL1a) 각각은 구면 렌즈 또는 비구면 렌즈를 포함할 수 있다. 제1 렌즈 어레이(HL1)에 입사된 제2 레이저 빔(LS2)은 복수의 제1 렌즈들(HL1a) 각각에 의해 굴절되어 서브 레이저 빔들로 분할될 수 있다. 상기 서브 레이저 빔들은 제2 렌즈 어레이(HL2)에 입사될 수 있다.
제2 렌즈 어레이(HL2)는 제1 렌즈 어레이(HL1)와 차단부(BB) 사이에 배치될 수 있다. 제2 렌즈 어레이(HL2)는 복수의 제2 렌즈들(HL2a)을 포함할 수 있다. 복수의 제2 렌즈들(HL2a) 각각은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)을 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제2 렌즈들(HL2a) 각각은 상기 단축 방향 및 상기 장축 방향을 따라 배치될 수 있다. 복수의 제2 렌즈들(HL2a) 각각은 구면 또는 비구면 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 제2 렌즈들(HL2a)의 개수는 복수의 제1 렌즈들(HL1a)의 개수와 동일할 수 있다. 제2 렌즈 어레이(HL2)에 입사된 상기 서브 레이저 빔들은 복수의 제2 렌즈들(HL2a) 각각에 의해 굴절되어 분할 레이저 빔들(DL)로 분할될 수 있다. 분할 레이저 빔들(DL)은 제3 광학부(L3)에 입사될 수 있다.
차단부(BB)는 제2 광학부(L2)와 제3 광학부(L3) 사이에 배치될 수 있다. 차단부(BB)는 제2 광학부(L2) 보다 제3 광학부(L3)에 인접하게 배치될 수 있다. 분할 레이저 빔들(DL)은 중심 레이저 빔들 및 상기 중심 레이저 빔들을 에워싸는 외곽 레이저 빔들을 포함할 수 있다. 차단부(BB)는 상기 중심 레이저 빔들 중 적어도 일부를 차단시킬 수 있다. 차단부(BB)는 분할 레이저 빔들(DL)의 상기 단축의 끝부분의 빔들 및 상기 장축의 끝부분의 빔들 중 적어도 일부를 차단하지 않을 수 있다.
제3 광학부(L3)는 제2 광학부(L2)와 마주하여 배치될 수 있다. 제3 광학부(L3)는 분할 레이저 빔들(DL)의 진로를 변경하여 분할 레이저 빔들(DL)을 제3 레이저 빔(LS3)으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제3 광학부(L3)는 분할 레이저 빔들(DL) 중 차단부(BB)를 통과한 레이저 빔의 진로를 변경하여, 상기 레이저 빔을 제3 레이저 빔(LS3)으로 변환할 수 있다.
제3 광학부(L3)는 제1 집광 렌즈(CL1) 및 제2 집광 렌즈(CL2)를 포함할 수 있다.
제1 집광 렌즈(CL1)는 제2 광학부(L2)와 스테이지(ST) 사이에 배치될 수 있다. 제2 집광 렌즈(CL2)는 제1 집광 렌즈(CL1)와 스테이지(ST) 사이에 배치될 수 있다. 제1 집광 렌즈(CL1) 및 제2 집광 렌즈(CL2)는 상기 단축 방향 및 상기 장축 방향으로 확산된 분할 레이저 빔들(DL)을 상기 단축 방향 및 상기 장축 방향으로 균일한 에너지 밀도를 가지는 제3 레이저 빔(LS3)으로 변환할 수 있다.
제3 레이저 빔(LS3)은 기판(SUB, 도 1 참조)에 조사될 수 있다. 제3 레이저 빔(LS3)은 입사각(AG)를 가지고 기판(SUB, 도 1 참조)에 조사될 수 있다.
광원부(LM)는 레이저 사용 시간이 증가할수록 펄스의 발진되는 효율이 떨어져 발진 에너지의 불균일을 야기시키고, 제1 레이저 빔(LS1)의 균일성을 떨어뜨릴 수 있다. 제3 레이저 빔(LS3)의 입사각(AG)은 광원부(LM)에서 출사되는 제1 레이저 빔(LS1)의 균일성에 따라 변화할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른, 레이저 결정화 장치(LD)는 측정부(CM)를 통해 입사각(AG)을 측정할 수 있고, 제1 광학부(L1)는 입사각(AG)을 근거로 제1 레이저 빔(LS1)의 진로 및 크기를 변경할 수 있다. 따라서, 레이저 결정화 장치(LD)는 제1 광학부(L1)를 조절하여 입사각(AG)을 균일하게 유지할 수 있다. 따라서, 레이저 결정화 장치(LD)는 결정화 균일도를 일정하게 유지할 수 있다. 그 결과, 신뢰성이 향상된 레이저 결정화 장치(LD)를 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 동작하는 방식을 도시한 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 차단부의 동작 상태를 도시한 평면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 레이저 결정화 장치(LD)의 동작은 제1 기판 결정화 단계(T1)와 제2 기판 결정화 단계(T7) 사이에 입사각(AG)을 균일하게 유지하는 단계를 포함할 수 있다.
광원부(LM)는 제1 레이저 빔(LS1)을 출사할 수 있다(T2). 차단부(BB)는 제1 상태일 수 있다(T3). 차단부(BB)는 분할 레이저 빔들(DL) 중 일부를 차단하여 입사각(AG)을 측정하기 용이하게 할 수 있다. 차단부(BB)는 베이스부(BS), 플립부(FL), 및 빔차단부(BK)를 포함할 수 있다.
플립부(FL)는 베이스부(BS) 위에 배치될 수 있다. 빔차단부(BK)는 플립부(FL)와 결합될 수 있다. 빔차단부(BK)는 플립부(FL)에 의해 제1 상태로 배치될 수 있다. 상기 제1 상태는 빔차단부(BK)가 분할 레이저 빔들(DL, 도 3 참조)이 포함하는 중심 레이저 빔들 및 상기 중심 레이저 빔들을 에워싸는 외곽 레이저 빔들 중 상기 중심 레이저 빔들 중 일부를 차단하는 상태일 수 있다. 분할 레이저 빔들(DL)은 제3 방향(DR3)으로 입사될 수 있다.
상기 외곽 레이저 빔들은 상기 중심 레이저 빔들을 사이에 두고 제1 방향(DR1)으로 이격된 제1 외곽 레이저 빔들(DLS-1) 및 상기 중심 레이저 빔들을 사이에 두고 제2 방향(DR2)으로 이격된 제2 외곽 레이저 빔들(DLS-2)을 포함할 수 있다. 제1 외곽 레이저 빔들(DLS-1) 사이의 제1 거리는 제2 외곽 레이저 빔들(DLS-2) 사이의 제2 거리보다 클 수 있다.
차단부(BB)는 제1 외곽 레이저 빔들(DLS-1)을 통과시켜 제3 레이저 빔(LS3)의 장축에서 생기는 입사각(AG)을 측정하기 용이하게 할 수 있다.
차단부(BB)는 제2 외곽 레이저 빔들(DLS-2)을 통과시켜 제3 레이저 빔(LS3, 도 3 참조)의 단축에서 생기는 입사각(AG)을 측정하기 용이하게 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 측정부의 동작 상태를 도시한 평면도이다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 측정부(CM)는 입사각(AG-1)을 측정할 수 있다(T4).
기판(SUB)은 스테이지(ST) 위에 배치될 수 있다. 스테이지(ST)는 기판(SUB)이 안착되는 안착 영역(AN-1) 및 안착 영역(AN-1) 주변의 주변 영역(AN-2)을 포함할 수 있다. 안착 영역(AN-1)에는 제3 레이저 빔(LS3)이 입사되는 홀(HA1)이 정의될 수 있다. 평면 상에서 기판(SUB)은 홀(HA1)과 중첩할 수 있다. 제3 레이저 빔(LS3)은 입사각(AG-1)을 가지고 입사될 수 있다. 측정부(CM)는 스테이지(ST) 아래에 배치될 수 있다. 측정부(CM)는 제3 레이저 빔(LS3)을 측정할 수 있다. 예를 들어, 측정부(CM)는 제3 레이저 빔(LS3)이 입사되어 형성되는 영역의 단축 또는 장축의 길이(A1)를 측정할 수 있다. 측정부(CM)는 제3 레이저 빔(LS3)이 교차하는 점에서 수직으로 내려온 지점에서 제3 레이저 빔(LS3)이 입사되는 지점까지의 길이(A2)를 측정할 수 있다.
측정부(CM)는 측정한 두 길이들(A1, A2)을 제어부(CU)에 제공할 수 있다. 제어부(CU)는 입사각(AG-1)을 계산할 수 있다. 입사각(AG-1)은 아래의 수학식 1로 표현될 수 있다.
[수학식 1]
AG-1=sin-1((A1/((A22+A32)1/2))*(A3/((A1+A2)2+A32)1/2))
제어부(CU)는 측정부(CM)에서 측정한 두 길이들(A1, A2)과 길이(A3)를 이용하여 입사각(AG-1)을 계산할 수 있다. 길이(A3)는 제3 레이저 빔(LS3)이 교차하는 점과 측정부(CM) 사이의 거리일 수 있다. 제어부(CU)는 계산한 장축 및 단축의 입사각(AG-1)이 제1 기판 결정화 단계(T1) 전에 측정한 장축 및 단축의 입사각과 동일한지 판단할 수 있다(T5).
본 발명에 따르면, 레이저 결정화 장치(LD, 도 3 참조)는 입사각(AG)을 계산하여 균일하게 유지할 수 있다. 따라서, 레이저 결정화 장치(LD, 도 3 참조)는 기판(SUB)의 결정화 균일도를 일정하게 유지할 수 있다. 본 발명은 신뢰성이 향상된 레이저 결정화 장치(LD, 도 3 참조)를 제공할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 차단부의 동작 상태를 도시한 평면도이다.
도 4 및 도 7을 참조하면, 레이저 결정화 장치(LD, 도 3 참조)는 측정한 입사각(AG-1, 도 6 참조)이 제1 기판 결정화 단계(T1) 전에 측정한 입사각과 동일하다고 판단(T5)한 경우, 차단부(BB)를 제2 상태로 배치할 수 있다(T6). 빔차단부(BK)는 플립부(FL)에 의해 제2 상태로 배치될 수 있다. 상기 제2 상태는 빔차단부(BK)가 분할 레이저 빔들(DL)이 포함하는 중심 레이저 빔들 및 상기 중심 레이저 빔들을 에워싸는 외곽 레이저 빔들 중 상기 중심 레이저 빔을 차단하지 않는 상태일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 상태는 분할 레이저 빔들(DL)이 차단부(BB)에 의해 차단되지 않는 상태일 수 있다. 분할 레이저 빔들(DL)은 제3 방향(DR3)으로 입사될 수 있다.
레이저 결정화 장치(LD)는 입사각(AG-1, 도 6 참조)이 제1 기판 결정화 단계(T1) 전에 측정한 입사각과 동일한 경우 제2 기판 결정화 단계(T7)를 진행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 레이저 결정화 장치(LD, 도 3 참조)는 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 결정화 균일도를 일정하게 유지할 수 있다. 본 발명은 신뢰성이 향상된 레이저 결정화 장치(LD, 도 3 참조)를 제공할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 제1 광학부의 동작 상태를 도시한 평면도이다.
도 4 및 도 8을 참조하면, 레이저 결정화 장치(LD, 도 3 참조)는 측정한 입사각(AG-1, 도 6 참조)이 제1 기판 결정화 단계(T1) 전에 측정한 입사각과 동일하지 않다고 판단(T5)한 경우, 제1 광학부(L1)를 제어할 수 있다(T8). 제어부(CU)는 제1 광학부(L1)에 연결되어 제1 광학부(L1)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(CU)는 제1 텔레스코프 렌즈(TL1) 및 제2 텔레스코프 렌즈(TL2) 각각에 연결되어 제 1 텔레스코프 렌즈(TL1) 및 제2 텔레스코프 렌즈(TL2) 각각을 제어할 수 있다.
제1 텔레스코프 렌즈(TL1)는 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3)로 움직일 수 있다. 제2 텔레스코프 렌즈(TL2)는 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3)로 움직일 수 있다.
제어부(CU)에서 계산한 입사각(AG-1, 도 6 참조)은 제1 기판 결정화 단계(T1) 전에 측정한 입사각과 달라질 수 있다. 본 발명에 따르면, 제어부(CU)는 제1 레이저 빔(LS1)의 진로 및 크기를 변경하여 제2 레이저 빔(LS2)이 출사되도록 제1 광학부(L1)를 제어할 수 있다. 제어부(CU)는 제1 레이저 빔(LS1)의 진로 및 크기를 조절하여 장축 및 단축의 입사각(AG-1, 도 6 참조)이 제1 기판 결정화 단계(T1) 전에 측정한 장축 및 단축의 입사각과 동일하게 유지할 수 있다. 따라서, 레이저 결정화 장치(LD, 도 3 참조)는 기판의 결정화 균일도를 일정하게 유지할 수 있다. 본 발명은 신뢰성이 향상된 레이저 결정화 장치(LD, 도 3 참조)를 제공할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판을 이용한 표시 패널의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 기판(SUB)은 유리 재질로 이루어 질 수 있다. 다만, 기판(SUB)은 이에 한정되는 것은 아니며 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.
버퍼막(BFL)은 기판(SUB) 상부에 평활한 면을 형성하고, 기판(SUB)에서 제1 박막(SUB-1, 도 1 참조)으로 불순 원소가 침투하는 것을 차단할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 버퍼막(BFL)은 선택적으로 배치/생략될 수 있다.
버퍼막(BFL) 상에는 비정질 실리콘 층인 제1 박막(SUB-1, 도 1 참조)이 배치될 수 있다. 레이저 결정화 장치(LD, 도 3 참조)는 기판(SUB) 위에 배치된 제1 박막(SUB-1, 도 1 참조)에 레이저를 제공하여 다결정 실리콘 층인 제2 박막(SUB-2, 도 1 참조)을 형성할 수 있다. 제2 박막(SUB-2, 도 1 참조)은 반도체 층으로 사용될 수 있다.
본 실시예에서 회로 소자층(ML)은 무기막인 버퍼막(BFL), 제1 중간 무기막(10), 및 제2 중간 무기막(20)을 포함하고, 유기막인 중간 유기막(30)을 포함할 수 있다. 무기막 및 유기막의 재료는 특별히 제한되지 않는다.
버퍼막(BFL) 상에 제1 트랜지스터(TR1)의 제1 반도체 패턴(OSP1), 제2 트랜지스터(TR2)의 제2 반도체 패턴(OSP2)이 배치될 수 있다. 제1 반도체 패턴(OSP1) 및 제2 반도체 패턴(OSP2)은 다결정 실리콘일 수 있다.
제1 반도체 패턴(OSP1) 및 제2 반도체 패턴(OSP2) 상에 제1 중간 무기막(10)이 배치될 수 있다. 제1 중간 무기막(10) 상에는 제1 트랜지스터(TR1)의 제1 제어전극(GE1) 및 제2 트랜지스터(TR2)의 제2 제어전극(GE2)이 배치될 수 있다.
제1 중간 무기막(10) 상에는 제1 제어전극(GE1) 및 제2 제어전극(GE2)을 커버하는 제2 중간 무기막(20)이 배치될 수 있다. 제2 중간 무기막(20) 상에 제1 트랜지스터(TR1)의 제1 입력전극(DE1) 및 제1 출력전극(SE1), 제2 트랜지스터(TR2)의 제2 입력전극(DE2) 및 제2 출력전극(SE2)이 배치될 수 있다.
제1 입력전극(DE1)과 제1 출력전극(SE1)은 제1 중간 무기막(10) 및 제2 중간 무기막(20)을 관통하는 제1 관통홀(CH1)과 제2 관통홀(CH2)을 통해 제1 반도체 패턴(OSP1)에 각각 연결될 수 있다. 제2 입력전극(DE2)과 제2 출력전극(SE2)은 제1 중간 무기막(10) 및 제2 중간 무기막(20)을 관통하는 제3 관통홀(CH3)과 제4 관통홀(CH4)을 통해 제2 반도체 패턴(OSP2)에 각각 연결될 수 있다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에서 제1 트랜지스터(TR1) 및 제2 트랜지스터(TR2) 중 일부는 바텀 게이트 구조로 변형되어 실시될 수 있다.
제2 중간 무기막(20) 상에 제1 입력전극(DE1), 제2 입력전극(DE2), 제1 출력전극(SE1), 및 제2 출력전극(SE2)을 커버하는 중간 유기막(30)이 배치될 수 있다. 중간 유기막(30)은 평탄면을 제공할 수 있다.
중간 유기막(30) 상에는 표시 소자층(IML)이 배치될 수 있다. 표시 소자층(IML)은 화소 정의막(PDL) 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함할 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 유기 물질을 포함할 수 있다. 중간 유기막(30) 상에 제1 전극(AE)이 배치될 수 있다. 제1 전극(AE)은 중간 유기막(30)을 관통하는 제5 관통홀(CH5)을 통해 제2 출력전극(SE2)에 연결될 수 있다. 화소 정의막(PDL)에는 개구부(OP)가 정의된다. 화소 정의막(PDL)의 개구부(OP)는 제1 전극(AE)의 적어도 일부분을 노출시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 화소 정의막(PDL)은 생략될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 발광영역(PXA)은 제1 및 제2 트랜지스터들(T1, T2) 중 적어도 하나에 중첩할 수 있다. 개구부(OP)가 더 넓어지고, 제1 전극(AE) 및 발광층(EML)도 더 넓어질 수 있다.
정공 제어층(HCL)은 발광영역(PXA)과 비발광영역(NPXA)에 공통으로 배치될 수 있다. 정공 제어층(HCL) 상에 발광층(EML)이 배치될 수 있다. 발광층(EML)은 개구부(OP)에 대응하는 영역에 배치될 수 있다. 발광층(EML)은 유기물질 및/또는 무기물질을 포함할 수 있다. 발광층(EML)은 소정의 유색 컬러광을 생성할 수 있다.
발광층(EML) 상에 전자 제어층(ECL)이 배치될 수 있다. 전자 제어층(ECL) 상에 제2 전극(CE)이 배치될 수 있다.
제2 전극(CE) 상에 박막 봉지층(TFE)이 배치될 수 있다. 박막 봉지층(TFE)은 제2 전극(CE)을 커버할 수 있다. 박막 봉지층(TFE)과 제2 전극(CE) 사이에는 제2 전극(CE)을 커버하는 캡핑층이 더 배치될 수 있다. 이때 박막 봉지층(TFE)은 캡핑층을 직접 커버할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 차단부를 도시한 평면도이다.
도 10을 참조하면, 차단부(BB-1)는 베이스부(BS-1), 제1 플립부(FL1), 제1 빔차단부(BK1), 제2 플립부(FL2), 및 제2 빔차단부(BK2)를 포함할 수 있다.
제1 플립부(FL1)는 베이스부(BS-1) 위에 배치될 수 있다. 제1 빔차단부(BK1)는 제1 플립부(FL1)와 결합될 수 있다. 제1 빔차단부(BK1)는 제1 플립부(FL1)에 의해 제1 상태 또는 제2 상태로 배치될 수 있다. 상기 제1 상태는 제1 빔차단부(BK1)가 분할 레이저 빔들(DL, 도 3 참조)이 포함하는 중심 레이저 빔들 및 상기 중심 레이저 빔들을 에워싸는 외곽 레이저 빔들 중 상기 중심 레이저 빔들 중 일부를 차단하는 상태일 수 있다. 상기 제2 상태는 제1 빔차단부(BK1)가 상기 중심 레이저 빔들을 차단하지 않는 상태일 수 있다.
제2 플립부(FL2)는 베이스부(BS-1) 위에 배치될 수 있다. 제2 플립부(FL2)는 제1 플립부(FL1)로부터 제1 방향(DR1)으로 이격되어 배치될 수 있다. 제2 빔차단부(BK2)는 제2 플립부(FL2)와 결합될 수 있다. 제2 빔차단부(BK2)는 제2 플립부(FL2)에 의해 제1 상태 또는 제2 상태로 배치될 수 있다. 상기 제1 상태는 제2 빔차단부(BK2)가 상기 중심 레이저 빔들 중 일부를 차단하는 상태일 수 있다. 상기 제2 상태는 제2 빔차단부(BK2)가 상기 중심 레이저 빔들을 차단하지 않는 상태일 수 있다. 분할 레이저 빔들(DL, 도 3 참조)은 제3 방향(DR3)으로 입사될 수 있다.
제1 플립부(FL1) 및 제2 플립부(FL2)는 개별적으로 동작해 각각 제1 빔차단부(BK1) 및 제2 빔차단부(BK2)의 배치를 조절할 수 있다.
차단부(BB-1)는 제1 외곽 레이저 빔들(DLS-1)을 통과시켜 제3 레이저 빔(LS3, 도 3 참조)의 장축에서 생기는 입사각(AG, 도 3 참조)을 측정하기 용이하게 할 수 있다.
차단부(BB-1)는 제2 외곽 레이저 빔들(DLS-2)을 통과시켜 제3 레이저 빔(LS3, 도 3 참조)의 단축에서 생기는 입사각(AG, 도 3 참조)을 측정하기 용이하게 할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 차단부를 도시한 평면도이다.
도 11을 참조하면, 차단부(BB-2)는 베이스부(BS-2), 플립부(FL-2), 및 빔차단부(BK-2)를 포함할 수 있다.
플립부(FL-2)는 베이스부(BS-2) 위에 배치될 수 있다. 빔차단부(BK-2)는 플립부(FL-2)와 결합될 수 있다. 빔차단부(BK-2)는 플립부(FL-2)에 의해 제1 상태 또는 제2 상태로 배치될 수 있다. 상기 제1 상태는 빔차단부(BK-2)가 분할 레이저 빔들(DL, 도 3 참조) 중 일부를 차단하는 상태일 수 있다. 상기 제2 상태는 빔차단부(BK-2)가 분할 레이저 빔들(DL, 도 3 참조)을 차단하지 않는 상태일 수 있다.
차단부(BB-2)는 제1 외곽 레이저 빔들(DLS-1, 도 5 참조)을 차단시키고, 제2 외곽 레이저 빔들(DLS-2)을 통과시켜 제3 레이저 빔(LS3, 도 3 참조)의 단축에서 생기는 입사각(AG, 도 3 참조)을 측정하기 용이하게 할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 차단부를 도시한 평면도이다.
도 12를 참조하면, 차단부(BB-3)는 베이스부(BS-3), 플립부(FL-3), 및 빔차단부(BK-3)를 포함할 수 있다.
플립부(FL-3)는 베이스부(BS-3) 위에 배치될 수 있다. 빔차단부(BK-3)는 플립부(FL-3)와 결합될 수 있다. 빔차단부(BK-3)는 플립부(FL-3)에 의해 제7 상태 또는 제8 상태로 배치될 수 있다. 상기 제7 상태는 빔차단부(BK-3)가 분할 레이저 빔들(DL, 도 3 참조) 중 일부를 차단하는 상태일 수 있다. 상기 제8 상태는 빔차단부(BK-3)가 분할 레이저 빔들(DL, 도 3 참조)을 차단하지 않는 상태일 수 있다.
차단부(BB-3)는 제1 외곽 레이저 빔들(DLS-1)을 통과시키고, 제2 외곽 레이저 빔들(DLS-2, 도 5 참조)을 차단시켜 제3 레이저 빔(LS3, 도 3 참조)의 장축에서 생기는 입사각(AG, 도 3 참조)을 측정하기 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 플립부(FL-3)은 베이스부(BS-3)가 연장되는 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 플립부(FL-3)는 제1 방향(DR1)으로 이동할 수 있다.
빔차단부(BK-3)는 제1 방향(DR1)으로 이동하여 좌측 외곽 레이저 빔들(DLS-11)을 더 차단할 수 있다. 차단부(BB-3)는 우측 외곽 레이저 빔들(DLS-12)을 통과시켜 제3 레이저 빔(LS3, 도 3 참조)의 단축 또는 장축에서 생기는 입사각(AG, 도 3 참조)을 측정하기 용이하게 할 수 있다.
빔차단부(BK-3)는 제1 방향(DR1)으로 이동하여 우측 외곽 레이저 빔들(DLS-12)을 더 차단할 수 있다. 차단부(BB-3)는 좌측 외곽 레이저 빔들(DLS-11)을 통과시켜 제3 레이저 빔(LS3, 도 3 참조)의 단축 또는 장축에서 생기는 입사각(AG, 도 3 참조)을 측정하기 용이하게 할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 측정부를 도시한 평면도이다. 도 1 내지 도 9를 통해 설명된 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기하고 이에 대한 설명은 생략된다.
도 6 및 도 13을 참조하면, 레이저 결정화 장치(LD)는 측정부(CM)에서 입사각(AG-2)를 측정할 수 있다. 스테이지(ST)는 기판(SUB)이 안착되는 안착 영역(AN1) 및 안착 영역(AN1) 주변의 주변 영역(AN2)을 포함할 수 있다. 주변 영역(AN2)에는 제3 레이저 빔(LS3)이 입사되는 홀(HA2)이 정의될 수 있다. 평면 상에서 기판(SUB)은 홀(HA2)과 중첩하지 않을 수 있다. 제3 레이저 빔(LS3)은 입사각(AG-1)을 가지고 입사될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 기판의 결정화 단계(T1, 도 4 참조)가 끝나고, 제2 기판의 결정화 단계(T7, 도 4 참조)를 위해 상기 제1 기판을 제거하더라도 제3 레이저 빔(LS3)은 영향을 받지 않기 때문에 측정부(CM)는 입사각(AG-2)을 계속 측정할 수 있다. 레이저 결정화 장치(LD)는 공정에 소요되는 시간을 절약할 수 있다. 따라서, 레이저 결정화 장치(LD)는 기판(SUB)의 결정화 공정의 수율 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 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. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
LM: 광원부 OT: 광학부
L1: 제1 광학부 L2: 제2 광학부
L3: 제3 광학부 BB: 차단부
ST: 스테이지 CM: 측정부

Claims (20)

  1. 제1 레이저 빔을 출사하는 광원부;
    상기 제1 레이저 빔의 진로 및 크기를 변경하여, 상기 제1 레이저 빔을 제2 레이저 빔으로 변환하는 제1 광학부;
    상기 제2 레이저 빔을 분할하여 분할 레이저 빔들로 변환하는 제2 광학부;
    상기 분할 레이저 빔들은 중심 레이저 빔들 및 상기 중심 레이저 빔들을 에워싸는 외곽 레이저 빔들을 포함하고, 상기 중심 레이저 빔들 중 적어도 일부를 차단시키는 차단부;
    상기 분할 레이저 빔들 중 상기 차단부를 통과한 레이저 빔의 진로를 변경하여, 상기 레이저 빔을 제3 레이저 빔으로 변환하는 제3 광학부; 및
    상기 제3 광학부와 마주하며 배치되는 스테이지를 포함하고,
    상기 제1 광학부는 상기 스테이지에 조사된 상기 제3 레이저 빔을 근거로 상기 제1 레이저 빔의 상기 진로 및 크기를 변경하는 레이저 결정화 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광학부는,
    상기 광원부와 상기 제2 광학부 사이에 배치된 제1 텔레스코프 렌즈; 및
    상기 제1 텔레스코프 렌즈와 상기 제2 광학부 사이에 배치된 제2 텔레스코프 렌즈를 포함하는 레이저 결정화 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 광학부는,
    상기 제1 광학부와 상기 차단부 사이에 배치되고, 복수의 제1 렌즈들을 포함하는 제1 렌즈 어레이; 및
    상기 제1 렌즈 어레이와 상기 차단부 사이에 배치되고, 복수의 제2 렌즈들을 포함하는 제2 렌즈 어레이를 포함하는 레이저 결정화 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 차단부는 상기 제2 광학부 및 상기 제3 광학부 사이에 배치되고, 상기 제2 광학부보다 상기 제3 광학부에 인접하게 배치되는 레이저 결정화 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 차단부는,
    베이스부;
    상기 베이스부 위에 배치되는 플립부; 및
    상기 플립부와 결합된 빔차단부를 포함하는 레이저 결정화 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 빔차단부는 상기 플립부에 의해 제1 상태 또는 제2 상태로 배치될 수 있고, 상기 제1 상태는 상기 빔차단부가 상기 중심 레이저 빔들 중 일부를 차단하는 상태이고, 상기 제2 상태는 상기 빔차단부가 상기 중심 빔을 차단하지 않는 상태인 레이저 결정화 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 외곽 레이저 빔들은 상기 중심 레이저 빔들을 사이에 두고 제1 방향으로 이격된 제1 외곽 레이저 빔들 및 상기 중심 레이저 빔들을 사이에 두고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이격된 제2 외곽 레이저 빔들을 포함하고,
    상기 제1 방향으로 이격된 상기 제1 외곽 레이저 빔들 사이의 제1 거리는 상기 제2 방향으로 이격된 상기 제2 외곽 레이저 빔들 사이의 제2 거리보다 크고,
    상기 빔차단부는 상기 제1 외곽 레이저 빔들을 더 차단하는 레이저 결정화 장치.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 외곽 레이저 빔들은 상기 중심 레이저 빔들을 사이에 두고 제1 방향으로 이격된 제1 외곽 레이저 빔들 및 상기 중심 레이저 빔들을 사이에 두고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이격된 제2 외곽 레이저 빔들을 포함하고,
    상기 제1 방향으로 이격된 상기 제1 외곽 레이저 빔들 사이의 제1 거리는 상기 제2 방향으로 이격된 제2 외곽 레이저 빔들 사이의 제2 거리보다 크고,
    상기 빔차단부는 상기 제2 외곽 레이저 빔들을 더 차단하는 레이저 결정화 장치.
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 빔차단부는 상기 베이스부가 연장되는 방향으로 이동하는 레이저 결정화 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 차단부는,
    베이스부;
    상기 베이스부 위에 배치되는 제1 플립부;
    상기 제1 플립부와 결합된 제1 빔차단부;
    상기 제1 플립부로부터 이격되어 배치된 제2 플립부; 및
    상기 제2 플립부와 결합된 제2 빔차단부를 포함하는 레이저 결정화 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 빔차단부는 상기 제1 플립부에 의해 제1 상태 또는 제2 상태로 배치될 수 있고, 상기 제1 상태는 상기 제1 빔차단부가 상기 중심 레이저 빔들 중 일부를 차단하는 상태이고, 상기 제2 상태는 상기 제1 빔차단부가 상기 중심 레이저 빔을 차단하지 않는 상태인 레이저 결정화 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 빔차단부는 상기 제2 플립부에 의해 제3 상태 또는 제4 상태로 배치될 수 있고, 상기 제3 상태는 상기 제2 빔차단부가 상기 중심 레이저 빔들 중 일부를 차단하는 상태이고, 상기 제4 상태는 상기 제2 빔차단부가 상기 중심 빔을 차단하지 않는 상태인 레이저 결정화 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 광학부는,
    상기 제2 광학부와 상기 스테이지 사이에 배치된 제1 집광 렌즈; 및
    상기 제1 집광 렌즈와 상기 스테이지 사이에 배치된 제2 집광 렌즈를 포함하는 레이저 결정화 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 스테이지는 기판이 안착되는 안착 영역 및 상기 안착 영역 주변의 주변 영역을 포함하고,
    상기 안착 영역에는 상기 제3 레이저 빔이 입사되는 홀이 정의되는 레이저 결정화 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 스테이지는 기판이 안착되는 안착 영역 및 상기 안착 영역 주변의 주변 영역을 포함하고,
    상기 주변 영역에는 상기 제3 레이저 빔이 입사되는 홀이 정의되는 레이저 결정화 장치.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 스테이지와 마주하며 배치되는 측정부를 더 포함하는 레이저 결정화 장치.
  17. 제1 레이저 빔을 출사하는 광원부;
    상기 제1 레이저 빔의 진로 및 크기를 변경하여, 상기 제1 레이저 빔을 제2 레이저 빔으로 변환하고, 제1 텔레스코프 렌즈 및 제2 텔레스코프 렌즈를 포함하는 제1 광학부;
    상기 제2 레이저 빔을 분할하여 분할 레이저 빔들로 변환하는 제2 광학부;
    상기 분할 레이저 빔들 중 적어도 일부를 차단시키는 차단부;
    상기 분할 레이저 빔들 중 상기 차단부를 통과한 레이저 빔의 진로를 변경하여, 상기 레이저 빔을 제3 레이저 빔으로 변환하는 제3 광학부;
    상기 제3 광학부와 마주하며 배치되는 스테이지; 및
    상기 스테이지와 마주하며 배치되는 측정부를 포함하고,
    상기 측정부에 조사된 상기 제3 레이저 빔을 근거로 상기 제1 텔레스코프 렌즈의 위치 및 상기 제2 텔레스코프 렌즈의 위치가 변경되는 레이저 결정화 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 차단부는,
    베이스부;
    상기 베이스부 위에 배치되는 플립부; 및
    상기 플립부와 결합된 빔차단부를 포함하는 레이저 결정화 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 분할 레이저 빔들은 중심 레이저 빔들 및 상기 중심 레이저 빔들을 에워싸는 외곽 레이저 빔들을 포함하고, 상기 빔차단부는 상기 플립부에 의해 제1 상태 또는 제2 상태로 배치될 수 있고, 상기 제1 상태는 상기 빔차단부가 상기 중심 레이저 빔들 중 일부를 차단하는 상태이고, 상기 제2 상태는 상기 빔차단부가 상기 중심 빔을 차단하지 않는 상태인 레이저 결정화 장치.
  20. 제17 항에 있어서,
    상기 스테이지는 기판이 안착되는 안착 영역 및 상기 안착 영역 주변의 주변 영역을 포함하고,
    상기 안착 영역에는 상기 제3 레이저 빔이 입사되는 홀이 정의되는 레이저 결정화 장치.
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