KR101073551B1 - 레이저 마스크 및 이를 이용한 순차적 측면 고상 결정화 방법 - Google Patents

레이저 마스크 및 이를 이용한 순차적 측면 고상 결정화 방법 Download PDF

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Abstract

레이저 마스크는 광 투과부 및 광 투과부를 사이에 두고 상호 이격되는 광 차단부를 포함하는 마스크 기판 및 광 차단부에 대응하여 마스크 기판에 위치하며, 요철 형상을 갖는 요철부를 포함한다.
레이저, 마스크, 광 차단부, 요철부

Description

레이저 마스크 및 이를 이용한 순차적 측면 고상 결정화 방법{LASER MASK AND SEQUENTIAL LATERAL SOLIDIFICATION CRYSTALLIZING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 레이저 마스크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비정질 실리콘을 결정화하는 레이저 마스크 및 이를 이용한 순차적 측면 고상 결정화 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 이미지를 표시하는 장치로서, 최근 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display)가 주목 받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 자체 발광 특성을 가지며, 액정 표시 장치(liquid crystal display device)와 달리 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 두께와 무게를 줄일 수 있다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 낮은 소비 전력, 높은 휘도 및 높은 반응 속도 등의 고품위 특성을 나타낸다.
유기 발광 표시 장치는 복수개의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 포함하는데, 박막 트랜지스터를 구성하는 구성 요소 중 액티브층(active layer)은 폴리 실리콘(polysilicon)으로 구성된다.
일반적으로, 폴리 실리콘은 비정질 실리콘으로부터 결정화된 복수개의 실리 콘 결정립으로 구성되는데, 이웃하는 실리콘 결정립 사이의 계면이 전류 흐름의 장애 요소로서 작용된다. 특히, 폴리 실리콘을 구성하는 복수개의 실리콘 결정립 각각의 크기가 작은 경우, 전류 흐름의 장애 요소로서 작용하는 이웃하는 실리콘 결정립 사이의 계면이 보다 많아지는 문제점이 있었다.
최근, 이러한 문제점을 개선하기 위하여, 폴리 실리콘을 구성하는 실리콘 결정립이 액상 실리콘과 고상 실리콘의 경계면에서 수직 방향으로 성장한다는 사실을 이용하여 실리콘 결정립의 크기를 크게 할 수 있는 순차적 측면 고상(sequential lateral solidification, SLS) 결정화 기술이 개발되었다.
이러한, 순차적 측면 고상 결정화 기술은 레이저 마스크를 통해 비정질 실리콘에 조사되는 레이저 빔의 에너지 크기, 조사 범위 및 이동 거리를 적절히 조절하여, 실리콘 결정립을 소정의 길이만큼 측면 성장 시킴으로써, 비정질 실리콘을 단결정 실리콘에 가깝도록 결정화시킬 수 있다.
즉, 순차적 측면 고상 결정화 기술은 레이저 마스크를 통해 비정질 실리콘에 레이저 빔을 조사시켜 비정질 실리콘을 결정화시키는 기술이다. 이 때, 사용되는 레이저 마스크는 레이저 빔이 투과하는 광 투과부 및 레이저 빔이 차단되는 광 차단부를 포함한다.
그런데, 레이저 장치로부터 발진되어 레이저 마스크를 통해 비정질 실리콘으로 조사된 레이저 빔이 비정질 실리콘으로부터 반사되고, 이 반사된 레이저 빔이 다시 레이저 마스크로부터 재반사되어 비정질 실리콘 상의 원치 않는 위치에 연속적으로 재조사됨으로써, 비정질 실리콘 상의 원치 않는 위치에 불량성 결정화가 이 루어지는 문제점이 있었다. 즉, 레이저 마스크를 통한 레이저 빔이 레이저 마스크 및 비정질 실리콘의 반사에 의해 상쇄, 간섭 및 보상되어 비정질 실리콘에 결정화 차이가 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 비정질 실리콘에 결정화 차이가 발생되는 것이 억제되는 레이저 마스크 및 이를 이용한 순차적 측면 고상 결정화 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 제1 측면은 광 투과부 및 광 투과부를 사이에 두고 상호 이격되는 광 차단부를 포함하는 마스크 기판 및 광 차단부에 대응하여 마스크 기판에 위치하며, 요철 형상을 갖는 요철부를 포함하는 레이저 마스크를 제공한다.
마스크 기판은 제1 면 및 제1 면과 대향하는 제2 면을 포함하는 베이스 기판을 더 포함하며, 광 차단부는 베이스 기판의 제1 면 및 제2 면 중 하나 이상의 상에 위치할 수 있다.
광 차단부는 베이스 기판의 제1 면 상에 위치하는 제1 서브 차단부 및 제2 면 상에 위치하는 제2 서브 차단부를 포함하며, 요철부는 제1 서브 차단부에 대응하는 제1 서브 요철부 및 제2 서브 차단부에 대응하는 제2 서브 요철부를 포함할 수 있다.
광 차단부는 크롬(Cr)을 포함할 수 있다.
요철부는 크롬을 포함할 수 있다.
요철부는 광 차단부와 일체로 형성될 수 있다.
광 차단부는 내열 수지를 포함할 수 있다.
제1 서브 요철부 및 제2 서브 요철부 중 어느 하나는 균일한 요철 형상을 가지며, 다른 하나는 불균일한 요철 형상을 가질 수 있다.
제1 서브 요철부 및 제2 서브 요철부는 균일한 요철 형상을 가질 수 있다.
제1 서브 요철부 및 제2 서브 요철부는 불균일한 요철 형상을 가질 수 있다.
베이스 기판은 석영(quartz)을 포함할 수 있다.
레이저 마스크는 순차적 측면 고상 결정화 방법에 이용될 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 측면은 절연 기판 상에 비정질 실리콘층을 형성하는 단계, 광 투과부 및 광 투과부를 사이에 두고 상호 이격되는 광 차단부를 포함하는 마스크 기판 및 광 차단부에 대응하여 마스크 기판에 위치하며, 요철 형상을 갖는 요철부를 포함하는 레이저 마스크를 비정질 실리콘층 상에 배치하는 단계, 레이저 장치로부터 발진된 레이저 빔을 레이저 마스크를 통해 비정질 실리콘층에 조사하는 단계 및 레이저 빔의 중첩을 이용해 비정질 실리콘층을 결정화하는 단계를 포함하는 순차적 측면 고상 결정화 방법을 제공한다.
레이저 마스크의 마스크 기판은 제1 면 및 제1 면과 대향하는 제2 면을 포함하는 베이스 기판을 더 포함하고, 광 차단부는 베이스 기판의 제1 면 및 제2 면 중 하나 이상의 상에 위치하며, 레이저 빔을 레이저 마스크를 통해 비정질 실리콘층에 조사하는 단계는 요철부로 조사되는 레이저 빔이 요철부에 의해 산란되어 수행될 수 있다.
본 발명에 따르면, 비정질 실리콘에 결정화 차이가 발생되는 것이 억제된 레 이저 마스크 및 이를 이용한 순차적 측면 고상 결정화 방법이 제공된다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 “상에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 “바로 상에” 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 이하에서 비정질 실리콘의 결정화 방법으로서, 순차적 측면 고상 결정 화 방법을 대표적으로 설명하나, 이에 한정되지 않고, 본 발명에 따른 레이저 마스크는 레이저 빔을 결정화 수단으로 사용하는 모든 결정화 방법에 이용될 수 있다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 마스크(101)를 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 마스크를 나타낸 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 마스크(101)는 레이저 장치의 레이저 마스크로서 사용되며, 특히 순차적 측면 고상(sequential lateral solidification, SLS) 결정화 방법에 이용된다. 레이저 마스크(101)는 광 투과부(LT) 및 광 차단부(LI)를 포함한다.
광 투과부(LT)는 일 방향으로 연장되어 있으며, 레이저 마스크(101)가 레이저 장치의 레이저 마스크로서 사용될 경우, 레이저 빔이 투과되는 부분이다.
광 차단부(LI)는 광 투과부(LT)를 사이에 두고 위치하고 있으며, 레이저 마스크(101)가 레이저 장치의 레이저 마스크로서 사용될 경우, 레이저 빔이 차단되는 부분이다. 광 차단부(LI)는 레이저 빔의 일부를 차단하여 광 투과부(LT)의 폭 만큼 레이저 빔의 폭을 설정하는 역할을 한다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ를 따른 단면도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 마스크(101)는 베이스 기판(100) 및 요철부(200)를 더 포함한다.
베이스 기판(100)은 제1 면(110) 및 제1 면(110)과 대향하는 제2 면(120)을 포함한다. 베이스 기판(100)의 제1 면(110) 및 제2 면(120)은 판면 형태이고, 제 1 면(110) 상에는 제1 서브 차단부(LI1)가 위치하며, 제2 면(120) 상에는 제2 서브 차단부(LI2)가 위치한다. 제1 서브 차단부(LI1) 및 제2 서브 차단부(LI2)는 상술한 광 차단부(LI)를 구성한다.
베이스 기판(100)은 투명한 석영(quartz)로 이루어지며, 이웃하는 광 차단부(LI) 사이에 위치하는 부분은 광 투과부(LT)로서 기능한다.
요철부(200)는 광 차단부(LI)에 대응하여 베이스 기판(100) 상에 위치하고 있으며, 요철 형상을 가지고 있다. 요철부(200)는 광 차단부(LI)와 일체로 형성되며, 크롬(Cr)으로 이루어져 있다. 즉, 광 차단부(LI)도 크롬으로 이루어진다.
요철부(200)는 제1 서브 요철부(210) 및 제2 서브 요철부(220)를 포함한다. 제1 서브 요철부(210)는 제1 서브 차단부(LI1)에 대응하며, 제2 서브 요철부(220)는 제2 서브 차단부(LI2)에 대응한다. 제1 서브 요철부(210) 및 제2 서브 요철부(220)는 불균일한 요철 형상을 가지며, 요철 형상으로 인해 제1 서브 요철부(210) 또는 제2 서브 요철부(220)로 조사되는 레이저 빔을 산란시키는 역할을 한다. 이 같은 요철부(200)의 산란 기능은 후술한다. 요철부(200)는 반투과 마스크 또는 슬릿 마스크(slit mask) 등의 하프톤(half tone mask)를 이용한 포토리소그래피(photolithography) 기술을 이용해 베이스 기판(100) 상에 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 마스크(101)는 순차적 측면 고상 결정화 방법에 이용되는 레이저 마스크이며, 요철부(200)의 산란 기능을 이용해 레이저 빔의 피조사체인 비정질 실리콘의 결정화 불량을 억제하는 기능을 가지고 있음을 우선적으로 밝히는 바이다.
이하, 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 마스크(101)를 이용한 순차적 측면 고상 결정화 방법을 설명한다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 마스크(101)를 이용한 순차적 측면 고상 결정화 방법에서, 레이저 빔(LB)으로서, 에너지 밀도가 가우시안 프로파일(Gaussian profile)을 가지는 엑시머(eximer) 레이저 빔이 이용된다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 마스크를 이용한 순차적 측면 고상 결정화 방법을 나타낸 순서도이다. 도 4 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 마스크를 이용한 순차적 측면 고상 결정화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 절연 기판(10) 상에 비정질 실리콘층(20)을 형성한다(S110).
구체적으로, 절연 기판(10) 상에 비정질 실리콘층(20)을 증착한다. 이 때, 절연 기판(10)과 비정질 실리콘층(20) 사이에 버퍼층(buffer layer)을 형성할 수 있으며, 버퍼층으로서 실리콘 산화막(SiOx) 또는 실리콘 질화막(SiNx) 등을 형성할 수 있다.
다음, 레이저 마스크(101)를 비정질 실리콘층(20) 상에 배치한다(S120).
구체적으로, 비정질 실리콘층(20) 상에 레이저 마스크(101)를 배치한 후, 비정질 실리콘층(20)의 전체 영역에서 결정화하고자 하는 영역에 레이저 마스크(101)의 광 투과부(LT)가 대응하도록 비정질 실리콘층(20) 상에 레이저 마스크(101)를 정렬한다.
다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 레이저 빔(LB)을 레이저 마스크(101)를 통해 비정질 실리콘층(20)에 조사한다(S130).
구체적으로, 레이저 장치(LA)로부터 발진된 레이저 빔(LB)을 렌즈(lens) 등의 광학계(OP) 및 레이저 마스크(101)를 통해 비정질 실리콘층(20)으로 조사한다. 이 때, 레이저 장치(LA)로부터 최초 발진된 레이저 빔(LB)의 제1 폭(W1)은 레이저 마스크(101)의 광 차단부(LI)에 의해 일부가 차단되는 동시에 광 투과부(LT)를 거치면서 제2 폭(W2)으로 변화되어 비정질 실리콘층(20)으로 조사된다. 비정질 실리콘층(20)에서 레이저 빔(LB)이 조사되는 부분은 결정화 시키고자 하는 제1 영역(A1)이며, 이웃하는 제1 영역(A1) 사이에 위치하는 제2 영역(A2)은 후에 결정화시키거나 또는 결정화시키지 않을 부분이다.
여기서, 레이저 빔(LB)은 레이저 마스크(101)를 통할 때, 레이저 빔(LB)의 일부가 레이저 마스크(101)에 반사되어 다시 광학계(OP)로 향하게 된다. 또한, 레이저 빔(LB)은 비정질 실리콘층(20)에 조사될 때, 레이저 빔(LB)의 일부가 비정질 실리콘층(20)에 반사되어 레이저 마스크(101)로 향하게 되고, 다시 레이저 마스크(101)에 의해 재반사되어 비정질 실리콘층(20)으로 재조사된다. 이와 같이, 레이저 마스크(101) 및 비정질 실리콘층(20)에 의해 반사되는 레이저 빔(LB)은 레이저 마스크(101)의 요철부(200)에 의해 산란되는데, 이를 아래에서 자세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 마스크를 통한 레이저 빔의 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 최초 레이저 장치(LA)로부터 발진된 제1 빔(B1, 실선)은 광학계(OP) 및 레이저 마스크(101)를 통해 비정질 실리콘층(20)으로 조사된다. 이 때, 레이저 마스크(101)의 제1 면(110) 상에 위치하는 제1 서브 차단부(LI1)에 대응하는 제1 서브 요철부(210)에 의해 반사되는 제1 빔(B1, 실선)은 제1 서브 요철부(210)에 의해 산란됨으로써, 제2 산란빔(B2, 점선)으로 변환되어 광학계(OP) 방향으로 조사된다. 이 후, 제2 산란빔(B2, 점선)은 광학계(OP)에 의해 반사됨으로써, 제3 산란빔(B3, 이점쇄선)으로 변환되어 레이저 마스크(101)의 광 투과부(LT)를 통해 비정질 실리콘층(20)의 제1 영역(A1)으로 조사된다.
이와 같은 제3 산란빔(B3, 이점쇄선)은 원치 않는 레이저 빔(LB)이지만, 제1 서브 요철부(210)에 의해 산란됨으로써, 비정질 실리콘층(20)의 제1 영역(A1) 전체에 걸쳐서 균일하게 조사되기 때문에, 비정질 실리콘층(20)의 제1 영역(A1)의 원치 않는 부분에 결정화 불량이 발생되지 않는다.
또한, 최초 레이저 장치(LA)로부터 발진되어 레이저 마스크(101)의 광 투과부(LT)를 통해 비정질 실리콘층(20)으로 조사된 제1 빔(B1, 실선)은 비정질 실리콘층(20)에 의해 반사됨으로써, 제4 반사빔(B4, 점선)으로 변환되어 레이저 마스크(101)의 제2 면(120) 상에 위치하는 제2 서브 차단부(LI2)에 대응하는 제2 서브 요철부(220) 방향으로 조사된다. 이 후, 제4 반사빔(B4, 점선)은 제2 서브 요철부(220)에 의해 반사되는 동시에 산란됨으로써, 제5 산란빔(B5, 이점쇄선)으로 변환되어 비정질 실리콘층(20)의 제2 영역(A2)으로 조사된다.
이와 같은, 제5 산란빔(B5, 이점쇄선)은 원치 않는 레이저 빔(LB)인 동시에, 원치 않는 위치인 비정질 실리콘층(20)의 제2 영역(A2)으로 조사되지만, 제2 서브 요철부(220)에 의해 산란됨으로써, 비정질 실리콘층(20) 제2 영역(A2) 전체에 걸쳐서 균일하게 조사되기 때문에, 비정질 실리콘층(20)의 제2 영역(A2)에 결정화 불량이 발생되지 않는다. 특히, 비정질 실리콘층(20)의 제2 영역(A2)이 후에 결정화시킬 부분일 경우, 제5 산란빔(B5, 이점쇄선)에 의해 비정질 실리콘층(20)을 구성하는 분자가 미리 들뜬(excite) 상태로 유지되기 때문에, 후에 제2 영역(A2)을 결정화시킬 때, 보다 짧은 시간에 제2 영역(A2)을 결정화시킬 수 있다.
이상과 같이, 레이저 장치(LA)로부터 발진된 레이저 빔(LB)은 레이저 마스크(101)를 거쳐 광학계(OP)에 의해 반사되어 비정질 실리콘층(20)의 제1 영역(A1)으로 조사되거나, 또는 비정질 실리콘층(20)에 의해 반사되고 레이저 마스크(101)에 의해 재반사되어 비정질 실리콘층(20)의 제2 영역(A2)으로 조사되어도, 레이저 마스크(101)의 제1 서브 요철부(210) 및 제2 서브 요철부(220)에 의해 산란되어 반사됨으로써, 비정질 실리콘층(20)에 대한 원치 않는 결정화 불량이 억제된다.
다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 레이저 빔(LB)의 중첩을 이용해 비정질 실리콘층(20)을 결정화한다(S140).
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 마스크(101)를 이용한 순차적 측면 고상 결정화 방법에서 레이저 빔의 중첩 정도를 나타낸 도면이다.
도 7에서, 곡선은 레이저 빔의 에너지 밀도에 관한 프로파일(profile)을 나타내며, 설명의 편의를 위해 비정질 실리콘층(20) 중 레이저 빔이 중첩되는 제1 영역(A1)을 중심으로 나타내었다.
구체적으로, 비정질 실리콘층(20)과 레이저 빔(LB) 및 레이저 마스크(101)가 상대 이동하여, 비정질 실리콘층(20)이 형성된 절연 기판(10) 상에 서로 일정간격 이격되게 제1 레이저 빔(LB1)이 조사되고, 이웃하는 제1 레이저 빔(LB1) 간 영역에는 서로 일정 간격 중첩되게 제2, 3 및 4 레이저 빔(LB2, LB3 및 LB4)이 조사된다. 이때, 서로 이웃하는 레이저 빔(LB)은 비정질 실리콘층(20)을 용융시키는 에너지 밀도 시작 지점보다 높은 에너지 밀도 영역에서 중첩된다. 이와 같이, 제1 레이저 빔(LB1)을 기준으로 서로 일정 간격 중첩되게 레이저 빔(LB)을 중첩하는 것은 도면 상의 제1 방향으로 절연 기판(10)을 이동시킴에 따라 레이저 마스크(101)의 광 투과부(LT)에 대응되는 절연 기판(10)의 위치 이동에 따른 것이며, 이러한 순차적 측면 고상 결정화 방법에 의해 비정질 실리콘층(20)을 구성하는 비정질 실리콘이 제2 방향으로 단결정 실리콘과 가깝도록 결정화된다.
이상과 같은 공정에 의해, 비정질 실리콘층(20)의 비정질 실리콘이 단결정 실리콘과 가깝도록 결정화되는 동시에 원치 않는 위치에 발생되는 결정화 불량이 억제된다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 마스크(101) 및 이를 이용한 순차적 측면 고상 결정화 방법은 레이저 장치(LA)로부터 발진된 레이저 빔(LB)이 광학계(OP) 또는 레이저 마스크(101)에 의해 반사되어 원치 않는 위치의 비정질 실리콘층(20)에 조사되더라도, 광학계(OP) 또는 레이저 마스크(101)에 의해 반사되는 레이저 빔(LB)이 레이저 마스크(101)의 요철부(200)에 의해 산란되어 균일하게 비정질 실리콘층(20)에 조사됨으로써, 비정질 실리콘층(20)에 대한 원치 않는 결정 화 불량이 억제된다.
이하, 도 8을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 마스크(102)를 설명한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 마스크를 나타낸 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 마스크(102)의 광 차단부(LI)는 크롬으로 이루어진 제1 서브 차단부(LI1) 및 제2 서브 차단부(LI2)를 포함한다. 제1 서브 차단부(LI1) 및 제2 서브 차단부(LI2)는 레이저 장치(LA)로부터 발진되어 레이저 마스크(102)를 통하는 레이저 빔(LB)의 폭을 설정하는 역할을 한다.
요철부(202)는 내열 수지를 포함하며, 제1 서브 차단부(LI1) 상에 위치하는 제1 서브 요철부(212) 및 제2 서브 차단부(LI2) 상에 위치하는 제2 서브 요철부(222)를 포함한다.
제1 서브 요철부(212) 및 제2 서브 요철부(222)는 균일한 요철 형상을 가지며, 요철 형상으로 인해 제1 서브 요철부(212) 또는 제2 서브 요철부(222)로 조사되는 레이저 빔(LB)을 산란시키는 역할을 한다. 제1 서브 요철부(212) 및 제2 서브 요철부(222)는 설정된 요철 형상을 가짐으로써, 제1 서브 요철부(212) 또는 제2 서브 요철부(222)에 의해 산란되어 반사되는 레이저 빔(LB)의 방향을 설정할 수 있다. 보다 자세하게, 제1 서브 요철부(212) 및 제2 서브 요철부(222)는 제1 서브 요철부(212) 및 제2 서브 요철부(222)에 의해 반사되어 비정질 실리콘층(20)으로 조사되는 레이저 빔(LB)의 조사 위치를 설정함으로써, 비정질 실리콘층(20) 전체에 걸쳐서 균일하게 레이저 빔(LB)이 조사될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 마스크(102)의 요철부(202)는 PDMS(polydimethylsiloxane) 등으로 이루어진 스템프(stamp)를 이용한 인쇄 기술을 이용해 베이스 기판(100) 상에 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 마스크(102)는 레이저 장치(LA)로부터 발진된 레이저 빔(LB)이 광학계(OP) 또는 레이저 마스크(102)에 의해 반사되어 원치 않는 위치의 비정질 실리콘층(20)에 조사되더라도, 광학계(OP) 또는 레이저 마스크(102)에 의해 반사되는 레이저 빔(LB)이 레이저 마스크(102)의 요철부(202)에 의해 산란되어 균일하게 비정질 실리콘층(20)에 조사됨으로써, 비정질 실리콘층(20)에 대한 원치 않는 결정화 불량이 억제된다.
이하, 도 9를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 레이저 마스크(103)를 설명한다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 레이저 마스크를 나타낸 단면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 레이저 마스크(103)의 광 차단부(LI)는 요철부(203)와 일체로 형성된다. 광 차단부(LI)의 제1 서브 차단부(LI1)와 대응하는 제1 서브 요철부(213)는 균일한 요철 형상을 가지며, 광 차단부(LI)의 제2 서브 차단부(LI2)와 대응하는 제2 서브 요철부(223)는 불균일한 요철 형상을 가진다.
이와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 레이저 마스크(103)는 레이저 장치(LA)로부터 발진된 레이저 빔(LB)이 광학계(OP) 또는 레이저 마스크(103)에 의해 반사되어 원치 않는 위치의 비정질 실리콘층(20)에 조사되더라도, 광학계(OP) 또는 레이저 마스크(103)에 의해 반사되는 레이저 빔(LB)이 레이저 마스크(103)의 요철부(203)에 의해 산란되어 균일하게 비정질 실리콘층(20)에 조사됨으로써, 비정질 실리콘층(20)에 대한 원치 않는 결정화 불량이 억제된다
이하, 도 10을 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 레이저 마스크(104)를 설명한다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 레이저 마스크를 나타낸 단면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 레이저 마스크(104)의 광 차단부(LI)는 요철부(204)와 일체로 형성된다. 광 차단부(LI)의 제1 서브 차단부(LI1)와 대응하는 제1 서브 요철부(214)는 불균일한 요철 형상을 가지며, 광 차단부(LI)의 제2 서브 차단부(LI2)와 대응하는 제2 서브 요철부(224)는 균일한 요철 형상을 가진다.
제2 서브 요철부(224)는 플랫(flat)한 판면에 홈(G)이 형성되어 이루어져 있다. 제2 서브 요철부(224)는 플랫한 판면을 가지는 저반사층(anti reflect layer)에 홈(G)을 패터닝(patterning)하여 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 레이저 마스크(104)는 레이저 장치(LA)로부터 발진된 레이저 빔(LB)이 광학계(OP) 또는 레이저 마스크(104)에 의해 반사되어 원치 않는 위치의 비정질 실리콘층(20)에 조사되더라도, 광학계(OP) 또는 레이저 마스크(104)에 의해 반사되는 레이저 빔(LB)이 레이저 마스크(104)의 요철부(204)에 의해 산란되어 균일하게 비정질 실리콘층(20)에 조사됨으로써, 비정질 실리콘층(20)에 대한 원치 않는 결정화 불량이 억제된다
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 마스크를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ를 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 마스크를 이용한 순차적 측면 고상 결정화 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 마스크를 이용한 순차적 측면 고상 결정화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 마스크를 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 레이저 마스크를 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 레이저 마스크를 나타낸 단면도이다.

Claims (14)

  1. 광 투과부 및 상기 광 투과부를 사이에 두고 상호 이격되는 광 차단부를 포함하는 마스크 기판; 및
    상기 광 차단부에 대응하여 상기 마스크 기판에 위치하며, 요철 형상을 갖는 요철부
    를 포함하며,
    상기 마스크 기판은 제1 면 및 상기 제1 면과 대향하는 제2 면을 포함하는 베이스 기판을 더 포함하며,
    상기 광 차단부는 상기 베이스 기판의 상기 제1 면 상에 위치하는 제1 서브 차단부 및 상기 제2 면 상에 위치하는 제2 서브 차단부를 포함하며,
    상기 요철부는 상기 제1 서브 차단부에 대응하는 제1 서브 요철부 및 상기 제2 서브 차단부에 대응하는 제2 서브 요철부를 포함하는 레이저 마스크.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 광 차단부는 크롬(Cr)을 포함하는 레이저 마스크.
  5. 제4항에서,
    상기 요철부는 크롬을 포함하는 레이저 마스크.
  6. 제4항에서,
    상기 요철부는 상기 광 차단부와 일체로 형성되는 레이저 마스크.
  7. 제6항에서,
    상기 광 차단부는 내열 수지를 포함하는 레이저 마스크.
  8. 제1항에서,
    상기 제1 서브 요철부 및 상기 제2 서브 요철부 중 어느 하나는 균일한 요철 형상을 가지며, 다른 하나는 불균일한 요철 형상을 가지는 레이저 마스크.
  9. 제1항에서,
    상기 제1 서브 요철부 및 상기 제2 서브 요철부는 균일한 요철 형상을 가지는 레이저 마스크.
  10. 제1항에서,
    상기 제1 서브 요철부 및 상기 제2 서브 요철부는 불균일한 요철 형상을 가지는 레이저 마스크.
  11. 제1항에서,
    상기 베이스 기판은 석영(quartz)을 포함하는 레이저 마스크.
  12. 제1항 및 제4항 내지 제11항 중 어느 한 항에서,
    순차적 측면 고상 결정화 방법에 이용되는 레이저 마스크.
  13. 삭제
  14. 삭제
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