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KR102688603B1 - 레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 폴리실리콘층을 갖는 기판 제조방법 - Google Patents

레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 폴리실리콘층을 갖는 기판 제조방법 Download PDF

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KR102688603B1
KR102688603B1 KR1020190092661A KR20190092661A KR102688603B1 KR 102688603 B1 KR102688603 B1 KR 102688603B1 KR 1020190092661 A KR1020190092661 A KR 1020190092661A KR 20190092661 A KR20190092661 A KR 20190092661A KR 102688603 B1 KR102688603 B1 KR 102688603B1
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KR
South Korea
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laser beam
polygon mirror
silicon layer
amorphous silicon
cursor
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김지환
백종준
소병수
히로시 오쿠무라
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 일 구성요소의 형상에 오류가 있다 하더라도 사전에 의도된 결과물을 얻을 수 있는 레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 폴리실리콘층을 갖는 기판 제조방법을 위하여, 선편광된 레이저빔을 방출하는 레이저빔 소스와, 상기 레이저빔 소스로부터 입사하는 레이저빔을 반사시키며 회전축을 중심으로 회전할 수 있는 폴리곤 미러와, 상기 레이저빔 소스와 상기 폴리곤 미러 사이의 레이저빔 경로 상에 위치하는 제1커셀(kerr cell)과, 상기 폴리곤 미러에서 반사된 레이저빔을 비정질 실리콘층으로 조사할 수 있는 제1광학소자를 포함하는, 레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 폴리실리콘층을 갖는 기판 제조방법을 제공한다.

Description

레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 폴리실리콘층을 갖는 기판 제조방법{Laser annealing apparatus and method of manufacturing substrate having poly-Si layer using the same}
본 발명의 실시예들은 레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 폴리실리콘층을 갖는 기판 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 일 구성요소의 형상에 오류가 있다 하더라도 사전에 의도된 결과물을 얻을 수 있는 레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 폴리실리콘층을 갖는 기판 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정 디스플레이 장치나 유기발광 디스플레이 장치와 같은 디스플레이 장치는 각 화소의 발광여부 등을 제어하기 위해 박막트랜지스터를 이용한다. 이러한 박막트랜지스터는 폴리실리콘을 포함하기에, 디스플레이 장치를 제조하는 과정에서 기판 상에 폴리실리콘층을 형성하는 단계를 거치게 된다. 이는 기판 상에 비정질 실리콘층을 형성하고 이를 결정화함으로써 이루어진다. 결정화는 비정질 실리콘층에 레이저빔을 조사함으로써 진행될 수 있다.
그러나 종래의 레이저 결정화 장치의 경우, 레이저빔의 광 경로 상에 위치한 광학요소의 형상에 오류가 있게 되면 최종적인 레이저빔의 광 경로가 사전설정된 광 경로와 상이하게 되며, 그 결과 비정질 실리콘층의 결정화가 의도된 것과 상이하게 진행되어 불량이 발생할 수 있다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 일 구성요소의 형상에 오류가 있다 하더라도 사전에 의도된 결과물을 얻을 수 있는 레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 폴리실리콘층을 갖는 기판 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 선편광된 레이저빔을 방출하는 레이저빔 소스와, 상기 레이저빔 소스로부터 입사하는 레이저빔을 반사시키며 회전축을 중심으로 회전할 수 있는 폴리곤 미러와, 상기 레이저빔 소스와 상기 폴리곤 미러 사이의 레이저빔 경로 상에 위치하는 제1커셀(kerr cell)과, 상기 폴리곤 미러에서 반사된 레이저빔을 비정질 실리콘층으로 조사할 수 있는 제1광학소자를 포함하는, 레이저 결정화 장치가 제공된다.
상기 폴리곤 미러는 제1반사면과 제2반사면을 갖고, 상기 레이저빔 소스에서 방출된 레이저빔이 상기 제1반사면에 입사하는 동안 상기 제1커셀에 인가되는 제1전위차는, 상기 레이저빔 소스에서 방출된 레이저빔이 상기 제2반사면에 입사하는 동안 상기 제1커셀에 인가되는 제2전위차와 상이할 수 있다.
상기 폴리곤 미러는 제1반사면과 제2반사면을 갖고, 상기 폴리곤 미러가 회전하며 상기 레이저빔 소스에서 방출된 레이저빔이 상기 제2반사면에 입사하는 동안, 상기 제1커셀에 인가되는 제2전위차가 변할 수 있다.
상기 레이저빔 소스에서 방출되는 레이저빔의 선편광 방향은, 상기 제1커셀 내에 생성되는 전기장의 방향에 평행하면서 상기 제1커셀에 입사하는 레이저빔의 직선 경로를 포함하는 평면 내에 위치하며, 상기 제1커셀에 입사하는 레이저빔의 직선 경로에 수직일 수 있다.
상기 제1커셀과 상기 폴리곤 미러 사이의 레이저빔 광 경로 상에 위치하며, 상기 레이저빔 소스에서 방출된 레이저빔이 상기 제1커셀을 통과한 후 상기 폴리곤 미러에 입사하는 상기 폴리곤 미러 상의 입사지점이, 상기 레이저빔 소스에서 방출된 레이저빔이 상기 제1커셀이 없을 시 상기 폴리곤 미러 상에 입사하는 상기 폴리곤 미러 상의 입사지점과 같아지도록 하는, 제2광학소자를 더 포함할 수 있다. 나아가, 상기 제1커셀 내에 생성되는 전기장의 방향은 상기 폴리곤 미러의 회전축에 수직일 수 있다.
한편, 상기 제1커셀과 상기 폴리곤 미러 사이의 레이저빔 경로 상에 위치하는 제2커셀과, 상기 제2커셀과 상기 제1커셀 사이의 레이저빔 경로 상에 위치하는 λ/2 위상차판을 더 구비하며, 상기 제2커셀 내에 생성되는 전기장의 방향은 상기 제1커셀 내에 생성되는 전기적의 방향에 수직일 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 기판 상에 비정질 실리콘층을 형성하는 단계와, 선편광된 레이저빔을 제1커셀을 통과시키고 회전축을 중심으로 회전하는 폴리곤 미러 상에 반사시킨 후 제1광학소자를 통과시켜 비정질 실리콘층 상에 조사하는 단계를 포함하는, 폴리실리콘층을 갖는 기판 제조방법이 제공된다.
폴리곤 미러는 제1반사면과 제2반사면을 갖고, 상기 조사하는 단계는, 레이저빔이 제1반사면에 입사하는 동안 제1커셀에 인가되는 제1전위차가, 레이저빔이 제2반사면에 입사하는 동안 제1커셀에 인가되는 제2전위차와 상이한 상태에서 비정질 실리콘층 상에 조사하는 단계일 수 있다.
폴리곤 미러는 제1반사면과 제2반사면을 갖고, 상기 조사하는 단계는, 폴리곤 미러가 회전하며 레이저빔이 제2반사면에 입사하는 동안 제1커셀에 인가되는 제2전위차를 가변시키며 비정질 실리콘층 상에 조사하는 단계일 수 있다.
상기 조사하는 단계는, 제1커셀 내에 생성되는 전기장의 방향에 평행하면서 제1커셀에 입사하는 레이저빔의 직선 경로를 포함하는 평면 내에 위치하며 제1커셀에 입사하는 레이저빔의 직선 경로에 수직인 선편광 방향을 갖는 레이저빔을 제1커셀을 통해 비정질 실리콘층 상에 조사하는 단계일 수 있다.
상기 조사하는 단계는, 레이저빔을 제2광학소자를 통과시켜 폴리곤 미러에 입사시켜 비정질 실리콘층 상에 조사하는 단계이며, 제2광학소자는, 레이저빔이 제1커셀을 통과한 후 폴리곤 미러에 입사하는 폴리곤 미러 상의 입사지점이, 레이저빔이 제1커셀이 없을 시 폴리곤 미러 상에 입사하는 폴리곤 미러 상의 입사지점과 같아지도록 할 수 있다. 이때, 상기 조사하는 단계는, 제1커셀 내에 생성되는 전기장의 방향이 폴리곤 미러의 회전축에 수직인 상태에서 비정질 실리콘층 상에 조사하는 단계일 수 있다.
한편, 상기 조사하는 단계는, 레이저빔이 제1커셀을 통과한 후 λ/2 위상차판 및 제2커셀을 순차로 통과하여 폴리곤 미러에 입사해 비정질 실리콘층 상에 조사하는 단계이며, 제2커셀 내에 생성되는 전기장의 방향은 제1커셀 내에 생성되는 전기적의 방향에 수직일 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 일 구성요소의 형상에 오류가 있다 하더라도 사전에 의도된 결과물을 얻을 수 있는 레이저 결정화 장치 및 이를 이용한 폴리실리콘층을 갖는 기판 제조방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치를 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 2는 도 1의 일부 구성요소에서의 레이저빔 경로 변화를 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 3은 도 1의 일부 구성요소를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 4는 레이저빔의 광 경로 상에 위치한 광학요소의 형상에 오류가 있을 경우 비정질 실리콘층 상에 조사되는 레이저빔의 궤적을 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 5는 도 1의 레이저 결정화 장치를 이용하여 오류를 보정할 경우 비정질 실리콘층 상에 조사되는 레이저빔의 궤적을 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 6은 레이저빔의 광 경로 상에 위치한 광학요소의 형상에 오류가 있을 경우 비정질 실리콘층 상에 조사되는 레이저빔의 궤적을 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 7은 도 1의 레이저 결정화 장치를 이용하여 오류를 보정할 경우, 레이저 결정화 장치의 일 구성요소 내에 인가되는 전기장 세기의 시간에 따른 변화를 개략적으로 도시하는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 일부분을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 일부분을 개략적으로 도시하는 개념도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서 층, 막, 영역, 판 등의 각종 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치를 개략적으로 도시하는 개념도이다. 도 1에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치는 레이저빔 소스(10), 폴리곤 미러(30), 제1커셀(kerr cell, 21) 및 제1광학소자(41)를 포함한다.
레이저빔 소스(10)는 선편광된 레이저빔을 방출할 수 있다. 물론 레이저빔 소스(10)는 통상적인 레이저빔 소스와 선편광판을 포함하는 개념일 수도 있다. 이러한 레이저빔 소스(10)로는 예컨대 광섬유 레이저(fiber laser)를 이용할 수 있는데, 광섬유 레이저는 넓은 범위에 걸쳐 출력 조절이 가능하고 유지비가 낮으며 효율이 높다는 장점을 가지고 있다.
폴리곤 미러(30)는 이러한 레이저빔 소스(10)로부터 입사하는 레이저빔을 반사시키는데, 이 폴리곤 미러(30)는 회전축(30a)을 중심으로 회전할 수 있다. 레이저빔 소스(10)에서 방출된 레이저빔은 이 폴리곤 미러(30)에서 반사된 후 스테이지(미도시)에 안착된 기판(1) 상의 비정질 실리콘층(2)에 도달한다. 이에 따라 비정질 실리콘층(2)은 결정화되어 폴리실리콘층이 된다.
이러한 폴리곤 미러(30)를 회전시킴으로써 비정질 실리콘층(2)의 전 영역 또는 대부분의 영역에 레이저빔을 조사할 수 있다. 폴리곤 미러(30)에서 반사된 레이저빔은 비정질 실리콘층(2)에 조사되는바, 폴리곤 미러(30)가 회전함에 따라 레이저빔이 도달하는 비정질 실리콘층(2) 상의 지점이 변하게 된다. 도 1에 도시된 것과 같은 경우, 레이저빔 소스(10)에서 방출된 레이저빔이 폴리곤 미러(30)의 제1반사면(31) 상에 도달하는 상황에서 폴리곤 미러(30)가 회전축(30a)을 중심으로 화살표로 표시된 방향으로 회전하게 되면, 레이저빔이 도달하는 비정질 실리콘층(2) 상의 지점은 대략 +y 방향으로 이동하게 된다. 폴리곤 미러(30)가 더 회전하여 레이저빔 소스(10)에서 방출된 레이저빔이 폴리곤 미러(30)의 제2반사면(32) 상에 도달하게 되면, 폴리곤 미러(30)가 회전축(30a)을 중심으로 화살표로 표시된 방향으로 회전할 시, 비정질 실리콘층(2)의 상면 중 폴리곤 미러(30)의 제1반사면(31)에서 반사된 레이저빔이 조사되었던 영역을 따라 다시 레이저빔이 조사된다. 따라서 폴리곤 미러(30)를 회전시키면서 스테이지를 이용하여 기판(1)을 -x 방향으로 이동시키게 되면, 결국 비정질 실리콘층(2)의 전 영역 또는 대부분의 영역에 레이저빔을 조사할 수 있다.
물론 폴리곤 미러(30)에서 반사된 레이저빔이 바로 비정질 실리콘층(2) 상에 도달할 수도 있지만, 도 1에 도시된 것과 같이 제1광학소자(41)를 이용하여 폴리곤 미러(30)에서 반사된 레이저빔의 경로를 조절한 후 레이저빔이 비정질 실리콘층(2) 상에 도달하도록 할 수도 있다. 도 1에서는 제1광학소자(41)가 볼록 반사면을 갖는 제1미러(411)와 오목반사면을 갖는 제2미러(412)를 가져, 폴리곤 미러(30)의 제1반사면(31) 내의 지점 중 제2반사면(32)에서 먼 지점에서 레이저빔이 반사될 시에는 비정질 실리콘층(2)의 -y 방향의 가장자리 근방에 레이저빔이 조사되고, 폴리곤 미러(30)의 제1반사면(31) 내의 지점 중 제2반사면(32)에 인접한 지점에서 레이저빔이 반사될 시에는 비정질 실리콘층(2)의 +y 방향의 가장자리 근방에 레이저빔이 조사되는 것으로 도시하고 있다. 이에 따라 폴리곤 미러(30)가 회전하면서 제1반사면(31) 상에서 레이저빔이 반사될 시, 비정질 실리콘층(2)의 레이저빔이 조사된 영역의 길이가 비정질 실리콘층(2)의 y축 방향의 폭에 대략 대응하게 된다.
제1커셀(kerr cell, 21)은 레이저빔 소스(10)와 폴리곤 미러(30) 사이의 레이저빔 경로 상에 위치한다. 도 2는 이러한 제1커셀(21)에서의 레이저빔 경로 변화를 개략적으로 도시하는 개념도이다. 제1커셀(21)은 내부에 인가되는 전기장의 세기를 조절하여 내부의 굴절률을 제어할 수 있다. 즉, 제1커셀(21)은 전계의 영향으로 복굴절이 발생하며 전계의 세기에 따라 복굴절률이 달라지는 물질을 포함한다. 예컨대 제1커셀(21)은 도 2에 도시된 것과 같이, 니트로벤젠과 같은 유도체의 액과, 이 유도체의 액에 전기장을 인가하기 위한 한 쌍의 전극을 가질 수 있다. 이러한 제1커셀(21)을 이용할 경우, 전기장의 세기를 조절함에 따라 내부의 굴절률을 제어할 수 있으며, 이에 따라 이를 통과하는 레이저빔의 경로를 제어할 수 있다.
도 2에서는 제1커셀(21)의 내부에 전기장이 인가되지 않을 경우 점선으로 표시된 경로를 따라 레이저빔이 진행하나, 전기장이 인가될 시 실선으로 표시된 경로를 따라 레이저빔이 진행하게 되어, 레이저빔의 경로가 바뀌는 것을 도시하고 있다. 물론 인가되는 전기장의 세기에 따라 레이저빔 경로의 변화 정도는 상이하게 된다.
제1커셀(21)을 이용하여 이와 같이 레이저빔의 경로를 제어하기 위해서는, 레이저빔의 선편광 방향과 전기장의 방향을 적절하게 설정하는 것이 필요하다. 구체적으로, 레이저빔 소스(10)에서 방출되는 레이저빔의 선편광(P1) 방향은, 제1커셀(21) 내에 생성되는 전기장의 방향(x축 방향)에 대략 평행하면서 제1커셀(21)에 입사하는 레이저빔의 직선 경로를 포함하는 평면(xy 평면) 내에 위치하며, 제1커셀(21)에 입사하는 레이저빔의 직선 경로에 수직이 되도록 할 필요가 있다. 이 경우, 제1커셀(21)을 통과한 레이저빔의 선편광(P2) 방향 역시, 제1커셀(21) 내에 생성되는 전기장의 방향(x축 방향)에 대략 평행하면서 제1커셀(21)을 통과한 레이저빔의 직선 경로를 포함하는 평면 내에 위치하며, 제1커셀(21)을 통과한 레이저빔의 직선 경로에 수직이 된다.
도 3은 도 1의 일부 구성요소인 폴리곤 미러(30)를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도 3에서는 폴리곤 미러(30)가 제1반사면(31) 내지 제6면(36)을 갖는 것으로 도시하고 있다. 이러한 폴리곤 미러(30)가 이상적으로 사전설정된 형상을 갖는다면, 제1커셀(21)을 이용한 레이저빔 경로 조절은 불필요하게 된다. 하지만 레이저 결정화 장치를 제조하는 과정에서 폴리곤 미러(30)가 사전설정된 형상을 갖지 않게 될 수도 있고, 레이저 결정화 장치를 사용하는 과정에서 폴리곤 미러(30)가 변형될 수도 있다. 그러한 경우 폴리곤 미러(30)에서 반사된 레이저빔의 경로가 사전설정된 경로를 따르게 되지 않아, 비정질 실리콘층(2)을 결정화함에 있어서 불량이 발생할 수 있다.
하지만 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치는 전술한 것과 같은 제1커셀(21)을 갖는다. 따라서 이 제1커셀(21)을 이용하여 폴리곤 미러(30)에 입사하는 레이저빔의 경로를 조절함으로써, 폴리곤 미러(30)에서 반사된 후의 레이저빔의 경로가 사전설정된 경로를 따르도록 하여, 불량이 발생하는 것을 효과적으로 방지하거나 불량 발생 정도를 최소화할 수 있다.
도 4는 레이저빔의 광 경로 상에 위치한 폴리곤 미러(30)의 형상에 오류가 있을 경우 비정질 실리콘층(2) 상에 조사되는 레이저빔의 궤적을 개략적으로 도시하는 개념도이다. 도 4에서 1은 폴리곤 미러(30)의 제1반사면(31)에서 반사된 레이저빔이 조사되는 영역을 나타내고, 2는 폴리곤 미러(30)의 제2반사면(32)에서 반사된 레이저빔이 조사되는 영역을 나타내며, 3은 폴리곤 미러(30)의 제3반사면(33)에서 반사된 레이저빔이 조사되는 영역을 나타내고, 4는 폴리곤 미러(30)의 제4반사면(34)에서 반사된 레이저빔이 조사되는 영역을 나타내며, 5는 폴리곤 미러(30)의 제5반사면(35)에서 반사된 레이저빔이 조사되는 영역을 나타내고, 6은 폴리곤 미러(30)의 제6반사면(36)에서 반사된 레이저빔이 조사되는 영역을 나타낸다.
비정질 실리콘층(2)을 불량 없이 결정화하기 위해서는, 비정질 실리콘층(2)의 전 영역에 균일하게 레이저빔이 조사되도록 할 필요가 있다. 하지만 폴리곤 미러(30)의 면들이 이상적인 형상을 갖지 않을 경우, 그리고 제1커셀(21)을 이용하지 않을 경우, 도 4에 도시된 것과 같이 폴리곤 미러(30)의 제1반사면(31)에서 반사된 레이저빔이 조사되는 영역(1)과 폴리곤 미러(30)의 제2반사면(32)에서 반사된 레이저빔이 조사되는 영역(2)이 중첩되는 부분의 면적이, 폴리곤 미러(30)의 제3반사면(33)에서 반사된 레이저빔이 조사되는 영역(3)과 폴리곤 미러(30)의 제4반사면(34)에서 반사된 레이저빔이 조사되는 영역(4)이 중첩되는 부분의 면적과 상이할 수 있다. 또한 폴리곤 미러(30)의 제2반사면(32)에서 반사된 레이저빔이 조사되는 영역(2)과 폴리곤 미러(30)의 제3반사면(33)에서 반사된 레이저빔이 조사되는 영역(3)은 중첩되지 않아, 비정질 실리콘층(2)의 일부에는 레이저빔이 조사되지 않을 수도 있다. 이러한 현상이 벌어질 경우 폴리곤 미러(30)를 교체할 수밖에 없으며, 이에 따라 레이저 결정화 장치의 제조나 유지보수에 많은 비용이 소요될 수밖에 없다.
하지만 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 경우, 제1커셀(21)을 통해 레이저빔의 경로를 제어함으로써, 이러한 결정화 불량이 발생하는 것을 효과적으로 방지하거나 최소화할 수 있다. 예컨대 도 1,2에 도시된 것과 같은 레이저 결정화 장치의 경우, 제1커셀(21) 내의 x축 방향으로의 전기장의 세기를 조절함으로써 제1커셀(21)을 통과하는 레이저빔이 x축 방향으로 휘는 정도를 제어할 수 있으며, 이에 따라 레이저빔이 비정질 실리콘층(2) 상에 입사할 시의 x축 방향으로의 입사지점의 위치를 제어할 수 있다.
구체적으로, 도 4에 도시된 것과 같이 폴리곤 미러(30)의 제1반사면(31)에서 반사된 레이저빔이 조사되는 영역(1)과 폴리곤 미러(30)의 제2반사면(32)에서 반사된 레이저빔이 조사되는 영역(2)이 중첩되는 면적이 과도하게 넓을 경우, 레이저빔 소스(10)에서 방출된 레이저빔이 폴리곤 미러(30)의 제2반사면(32)에 입사할 시에는 제1커셀(21)을 이용하여 그 광 경로를 조절함으로써, 폴리곤 미러(30)의 제2반사면(32)에서 반사된 레이저빔이 조사되는 영역(2)의 위치를 조절할 수 있다. 이 경우, 레이저빔 소스(10)에서 방출된 레이저빔이 제1반사면(31)에 입사하는 동안 제1커셀(21)에 인가되는 제1전위차는, 레이저빔 소스(10)에서 방출된 레이저빔이 제2반사면(32)에 입사하는 동안 제1커셀(21)에 인가되는 제2전위차와 상이하게 된다. 이와 같은 방식으로 레이저빔이 조사되는 영역의 위치를 조절함으로써, 도 1의 레이저 결정화 장치를 이용하여 오류를 보정할 경우 비정질 실리콘층(2) 상에 조사되는 레이저빔의 궤적을 개략적으로 도시하는 개념도인 도 5에 도시된 것과 같이, 비정질 실리콘층(2) 상에 균일하게 레이저빔이 조사되도록 할 수 있다.
참고로 도 4 및 도 5에서 레이저빔이 조사되는 영역이 y축과 평행하지 않고 비스듬하게 나타나는 이유는, 레이저빔을 조사할 시 폴리곤 미러(30)를 회전시키면서 스테이지를 이용하여 기판(1)을 -x 방향으로 등속도로 이동시키기 때문이다.
한편, 레이저빔의 광 경로 상에 위치한 광학요소인 폴리곤 미러(30)의 형상에 오류가 있을 경우 비정질 실리콘층(2) 상에 조사되는 레이저빔의 궤적을 개략적으로 도시하는 개념도인 도 6에 도시된 것과 같이, 폴리곤 미러(30)의 제1반사면(31)에서 반사된 레이저빔이 조사되는 영역(1)과 폴리곤 미러(30)의 제2반사면(32)에서 반사된 레이저빔이 조사되는 영역(2)이 상호 평행하지 않을 수도 있다. 이 경우에는 폴리곤 미러(30)의 제2반사면(32)에 레이저빔이 입사하는 동안, 제1커셀(21)에 인가되는 전위차가 특정한 값으로 일정하게 유지되는 것이 아니라 적절하게 가변하도록 함으로써, 폴리곤 미러(30)의 제2반사면(32)에서 반사된 레이저빔이 조사되는 영역(2)의 형태를 변형시켜 폴리곤 미러(30)의 제1반사면(31)에서 반사된 레이저빔이 조사되는 영역(1)과 평행하게 되도록 할 수 있다.
물론 폴리곤 미러(30)의 각 반사면의 상태가 상이할 수 있기 때문에, 각 반사면에 레이저빔이 입사하는 동안 제1커셀(21)에 인가되는 전위차가 가변하는 정도는, 각 반사면에 따라서 상이할 수 있다. 예컨대 도 6에 도시된 것과 같이 폴리곤 미러(30)의 반사면들에서 레이저빔이 반사되어 비정질 실리콘층(2) 상에 조사되는 영역들(1 내지 6)의 형상이 모두 상이한 경우, 도 1의 레이저 결정화 장치를 이용하여 오류를 보정할 시, 제1커셀(21) 내에 인가되는 전기장 세기의 시간에 따른 변화는 도 7에 예시적으로 도시된 것과 같이 다양하게 바뀔 수 있다.
도 7에서 1은 폴리곤 미러(30)의 제1반사면(31)에서 레이저빔이 반사되는 동안 제1커셀(21) 내에 인가되는 전기장 세기의 변화를 나타내고, 2는 폴리곤 미러(30)의 제2반사면(32)에서 레이저빔이 반사되는 동안 제1커셀(21) 내에 인가되는 전기장 세기의 변화를 나타내며, 3은 폴리곤 미러(30)의 제3반사면(33)에서 레이저빔이 반사되는 동안 제1커셀(21) 내에 인가되는 전기장 세기의 변화를 나타내고, 4는 폴리곤 미러(30)의 제4반사면(34)에서 레이저빔이 반사되는 동안 제1커셀(21) 내에 인가되는 전기장 세기의 변화를 나타내며, 5는 폴리곤 미러(30)의 제5반사면(35)에서 레이저빔이 반사되는 동안 제1커셀(21) 내에 인가되는 전기장 세기의 변화를 나타내내고, 6은 폴리곤 미러(30)의 제6반사면(36)에서 레이저빔이 반사되는 동안 제1커셀(21) 내에 인가되는 전기장 세기의 변화를 나타낸다.
이와 같은 방식으로 레이저빔이 조사되는 영역의 위치를 조절함으로써, 도 1의 레이저 결정화 장치를 이용하여 오류를 보정할 경우 비정질 실리콘층(2) 상에 조사되는 레이저빔의 궤적을 개략적으로 도시하는 개념도인 도 5에 도시된 것과 같이, 비정질 실리콘층(2) 상에 균일하게 레이저빔이 조사되도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 일부분을 개략적으로 도시하는 사시도이다. 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치가 전술한 실시예에 따른 레이저 결정화 장치와 상이한 점은, 제2커셀(22)과 λ/2 위상차판(23)을 더 구비한다는 점이다.
제2커셀(22)은 제1커셀(21)과 폴리곤 미러(30) 사이의 레이저빔 경로 상에 위치한다. 제2커셀(22)은 전술한 것과 같은 제1커셀(21)과 동일한 또는 유사한 구조를 갖는다. 이때, 제2커셀(22) 내에 생성되는 전기장의 방향은 제1커셀(21) 내에 생성되는 전기적의 방향에 수직이다. 물론 제1커셀(21) 내에 인가되는 전기장의 방향과 제2커셀(22) 내에 인가되는 전기장의 방향은 모두 레이저빔의 대략적인 진행방향(y축 방향)에 수직이다. 그리고 λ/2 위상차판(23)은 제2커셀(22)과 제1커셀(21) 사이의 레이저빔 경로 상에 위치한다.
전술한 것과 같이 제1커셀(21)을 이용하여 레이저빔의 경로를 제어할 수 있는바, 레이저빔의 경로가 제어되는 방향은 도 2에 도시된 것과 같이 대략 전기장이 인가되는 방향, 즉 대략 x축 방향이다. 따라서 대략 z축 방향으로 레이저빔의 경로를 제어할 필요가 있을 시, 제1커셀(21)만으로는 효과적으로 해당 방향으로 레이저빔의 경로를 제어하는 것이 용이하지 않을 수 있다. 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 경우, 제1커셀(21) 외에 제2커셀(22)도 구비한다. 이때 제2커셀(22) 내에 생성되는 전기장의 방향은 제1커셀(21) 내에 생성되는 전기적의 방향에 수직이다. 따라서 이러한 제1커셀(21)과 제2커셀(22)을 이용하여, 레이저빔의 경로를 대략 x축 방향은 물론 대략 z축 방향으로도 효과적으로 제어할 수 있다.
한편, 전술한 것과 같이 레이저빔의 선편광 방향과 제1커셀(21) 및 제2커셀(22) 각각의 전기장의 방향을 적절하게 설정하는 것이 중요하다. 제1커셀(21)을 이용하여 레이저빔의 경로를 제어하기 위해서는, 레이저빔 소스(10)에서 방출되는 레이저빔의 선편광(P1) 방향이, 제1커셀(21) 내에 생성되는 전기장의 방향(x축 방향)에 평행하면서 제1커셀(21)에 입사하는 레이저빔의 직선 경로를 포함하는 평면(xy 평면) 내에 위치하며, 제1커셀(21)에 입사하는 레이저빔의 직선 경로에 수직이 되도록 할 필요가 있다. 이 경우, 제1커셀(21)을 통과한 레이저빔의 선편광(P2) 방향 역시, 제1커셀(21) 내에 생성되는 전기장의 방향(x축 방향)에 평행하면서 제1커셀(21)을 통과한 레이저빔의 직선 경로를 포함하는 평면 내에 위치하며, 제1커셀(21)을 통과한 레이저빔의 직선 경로에 수직이 된다.
제2커셀(22)을 이용하여 레이저빔의 경로를 제어하기 위해서는, 도 8에 도시된 것과 같이 제2커셀(22)에 입사하는 레이저빔의 선편광(P3) 방향이, 제2커셀(22) 내에 생성되는 전기장의 방향(z축 방향)에 평행하면서 제2커셀(22)에 입사하는 레이저빔의 직선 경로를 포함하는 평면(대략 yz 평면) 내에 위치하며, 제2커셀(22)에 입사하는 레이저빔의 직선 경로에 수직이 되도록 할 필요가 있다. 이를 위해, 제1커셀(21)을 통과한 레이저빔(LB2)이 제2커셀(22)에 입사하기에 앞서 λ/2 위상차판(23)을 통과하도록 한다. λ/2 위상차판(23)의 위상지연축은 제1커셀(21)을 통과한 레이저빔(LB2)의 선편광(P2) 방향과 대략 45도 각도를 이룬다. 이에 따라 제1커셀(21)을 통과한 레이저빔(LB2)이 λ/2 위상차판(23)을 통과하면서 그 선편광 방향이 대략 90도 회전하게 되어, 도 8에 도시된 것과 같이 제2커셀(22)에 입사하는 레이저빔(LB3)이 바람직한 선편광(P3)을 갖게 된다.
참고로 제2커셀(22)을 통과한 레이저빔의 선편광(P4) 방향 역시, 제2커셀(22) 내에 생성되는 전기장의 방향(z축 방향)에 평행하면서 제2커셀(22)을 통과한 레이저빔(LB4)의 직선 경로를 포함하는 평면(대략 yz 평면) 내에 위치하며, 제2커셀(22)을 통과한 레이저빔(LB4)의 직선 경로에 수직이 된다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 레이저 결정화 장치의 일부분을 개략적으로 도시하는 개념도이다. 도 9에서는 일부 구성요소들은 편의상 도시하지 않았다. 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치가 전술한 레이저 결정화 장치와 상이한 점은, 제2광학소자(42)를 더 구비한다는 점이다. 제2광학소자(42)는 제2커셀(22)과 폴리곤 미러(30) 사이의 레이저빔 광 경로 상에 위치한다. 그리고 제2광학소자(42)는, 레이저빔 소스(10)에서 방출된 레이저빔(LB1)이 제2커셀(22)을 통과한 후 폴리곤 미러(30)에 입사하는 폴리곤 미러(30) 상의 입사지점이, 레이저빔 소스(10)에서 방출된 레이저빔이 제2커셀(22)(및 제1커셀(21))이 없을 시 폴리곤 미러(30) 상에 입사하는 폴리곤 미러(30) 상의 입사지점과 같아지도록 한다.
도 8을 참조하여 전술한 것과 같이, 제2커셀(22)은 레이저빔의 z축 방향으로의 광 경로를 제어하는바, 이에 따라 제2커셀(22)을 통과한 후의 레이저빔의 경로(LB4', 도 9 참조)는 제1커셀(21)(및 제2커셀(22))이 존재하지 않거나 레이저빔의 광 경로를 제어하지 않았을 시의 경로(LB0)와 상이하게 된다. 이에 따라 레이저빔 소스(10)에서 방출된 레이저빔(LB1)이 제2커셀(22)을 통과한 후 폴리곤 미러(30)에 입사하는 폴리곤 미러(30) 상의 입사지점이, 레이저빔 소스(10)에서 방출된 레이저빔이 제2커셀(22)(및 제1커셀(21))이 없을 시 폴리곤 미러(30) 상에 입사하는 폴리곤 미러(30) 상의 입사지점과 달라지게 된다. 제2커셀(22)이 레이저빔의 대략 z축 방향으로의 경로를 변경시키는 경우, 도 1에 도시된 것과 같이 비정질 실리콘층(2) 상에 레이저빔이 조사될 시, 레이저빔이 조사되는 영역의 y축 방향으로의 길이가 짧아질 수 있으며, 그 결과 비정질 실리콘층(2) 상에 레이저빔이 조사되지 않는 영역이 존재하게 될 수 있다.
하지만 본 실시예에 따른 레이저 결정화 장치는 제2광학소자(42)를 더 구비하는바, 이 제2광학소자(42)는 레이저빔 소스(10)에서 방출된 레이저빔(LB1)이 제1커셀(22)을 통과한 후 폴리곤 미러(30)에 입사하는 폴리곤 미러(30) 상의 입사지점이, 레이저빔 소스(10)에서 방출된 레이저빔이 제2커셀(22)(및 제1커셀(21))이 없을 시 폴리곤 미러(30) 상에 입사하는 폴리곤 미러(30) 상의 입사지점과 같아지도록 한다. 즉, 제2광학소자(42)는 제2커셀(22)을 통과한 레이저빔의 경로를, 도면에서 LB4'로 표시된 경로에서 LB4로 표시된 레이저빔의 경로로 변경시킨다. 이를 통해서 비정질 실리콘층(2)의 레이저빔이 조사되는 영역의 y축 방향으로의 길이가 짧아지는 문제가 발생하지 않도록 하거나 최소할 수 있다.
이러한 제2광학소자(42)는 예컨대 도 9에 도시된 것과 같이 폴리곤 미러(30) 방향으로 볼록한 제1렌즈(422)와 제2커셀(22) 방향으로 볼록한 제2렌즈(421)를 구비할 수 있다. 제1렌즈(421)의 초점거리(f)와 제2렌즈(422)의 초점거리(f)는 동일할 수 있다. 제2커셀(22)과 제2렌즈(422) 사이의 거리는 초점거리(f)에 대응하고, 제1렌즈(421)와 제2렌즈(422) 사이의 거리는 초점거리(f)의 2배이며, 제1렌즈(421)와 폴리곤 미러(30) 상의 레이저빔이 도달하는 지점 사이의 거리는 대략 초점거리(f)일 수 있다. 그리고 제2커셀(22) 내에 생성되는 전기장의 방향(대략 z축 방향)은 폴리곤 미러(30)의 회전축(30a)에 수직이다.
참고로 도 9를 참조하여 설명한 상기 내용은 레이저 결정화 장치가 제2커셀(22)은 물론 제1커셀(21)을 갖는 것으로 설명하고 있으나, 본 실시예에서 중요한 사항은 커셀의 개수가 아니라, 레이저 결정화 장치가 레이저빔의 경로를 대략 z축 방향으로 제어하는 커셀을 갖는다는 점이다. 도 9에서는 제2커셀(22)이 그러한 역할을 하는 것으로 설명하고 있다. 하지만 이와 달리 그러한 커셀을 편의상 제1커셀이라고 명명할 수도 있다.
한편, 상술한 실시예들에 있어서, 제1커셀(21), 제2커셀(22) 및/또는 λ/2 위상차판(23)의 3차원 공간에서의 위치를 조절할 수 있는 액츄에이터들을 더 구비할 수도 있다.
예컨대 도 8에서 제1커셀(21)을 통과한 레이저빔(LB2)의 선편광 방향이 λ/2 위상차판(23)에 의해 90도만큼 회전되도록 하기 위해서는, 제1커셀(21)을 통과한 레이저빔(LB2)이 λ/2 위상차판(23)에 수직으로 입사하며 레이저빔(LB2)의 선편광 방향이 λ/2 위상차판(23)의 위상지연축과 45도 각도를 이루도록 하는 것이 바람직하다. 제1커셀(21)은 레이저빔의 경로를 x축 방향으로 변화시키는바, 따라서 액츄에이터를 이용하여 λ/2 위상차판(23)을 z축을 중심으로 소정 각도만큼 회전시킴으로써, 제1커셀(21)을 통과한 레이저빔(LB2)이 λ/2 위상차판(23)에 대략 수직으로 입사하며 레이저빔(LB2)의 선편광 방향이 λ/2 위상차판(23)의 위상지연축과 대략 45도 각도를 이루도록 할 수 있다.
지금까지는 레이저 결정화 장치에 대해 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 이를 이용한 레이저 결정화 방법 역시 본 발명의 범위에 속하며, 이를 이용한 폴리실리콘층을 갖는 기판 제조방법이나 디스플레이 장치 제조방법 역시 본 발명의 범위에 속한다.
예컨대 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리실리콘층을 갖는 기판 제조방법은, 기판(1) 상에 비정질 실리콘층(2)을 형성하는 단계 이후, 도 1에 도시된 것과 같이 비정질 실리콘층(2)에 레이저빔을 조사하는 단계를 거치게 된다. 이때 선편광된 레이저빔을 제1커셀(21)을 통과시키고 회전축(30a)을 중심으로 회전하는 폴리곤 미러 상(30)에 반사시킨 후, 제1광학소자(41)를 통과시켜 비정질 실리콘층(2) 상에 조사한다. 이에 따라 폴리곤 미러(30)에서 발생할 수 있는 레이저빔 경로 오차 등을 제1커셀(21)을 이용하여 효과적으로 방지하거나 최소화할 수 있다.
폴리곤 미러(30)는 제1반사면(31)과 제2반사면(32)을 갖는다. 레이저빔을 조사하는 단계는, 레이저빔이 제1반사면(31)에 입사하는 동안 제1커셀(21)에 인가되는 제1전위차가, 레이저빔이 제2반사면(32)에 입사하는 동안 제1커셀(21)에 인가되는 제2전위차와 상이한 상태에서 비정질 실리콘층(2) 상에 조사하는 단계일 수 있다. 이에 대해서는 도 4와 도 5를 참조하여 전술한 바 있다.
또는, 레이저빔을 조사하는 단계는, 폴리곤 미러(30)가 회전하며 레이저빔이 제2반사면(32)에 입사하는 동안 제1커셀(21)에 인가되는 제2전위차를 가변시키며 비정질 실리콘층(2) 상에 조사하는 단계일 수 있다. 이에 대해서는 도 6을 참조하여 전술한 바 있다.
레이저빔을 조사할 시, 해당 레이저빔은 선편광된 레이저빔이고, 그 선편광(P1) 방향은 도 2에 도시된 것과 같이, 제1커셀(21) 내에 생성되는 전기장의 방향(대략 x축 방향)에 평행하면서 제1커셀(21)에 입사하는 레이저빔의 직선 경로를 포함하는 평면(대략 xy평면) 내에 위치하며 제1커셀(21)에 입사하는 레이저빔의 직선 경로에 수직일 수 있다.
한편, 레이저빔을 조사하는 단계는, 도 8에 도시된 것과 같이, 레이저빔이 제1커셀(21)을 통과한 후 λ/2 위상차판(23) 및 제2커셀(22)을 순차로 통과하여 폴리곤 미러(30)에 입사해 비정질 실리콘층(2) 상에 조사하는 단계이며, 제2커셀(22) 내에 생성되는 전기장의 방향(대략 z축 방향)은 제1커셀(21) 내에 생성되는 전기적의 방향(대략 x축 방향)에 수직일 수 있다.
레이저빔을 조사하는 단계는, 도 9에 도시된 것과 같이 레이저빔을 제2광학소자(42)를 통과시켜 폴리곤 미러(30)에 입사시켜 비정질 실리콘층(2) 상에 조사하는 단계일 수 있다. 이때 제2광학소자(42)는, 레이저빔이 제2커셀(22)을 통과한 후 폴리곤 미러(30)에 입사하는 폴리곤 미러(30) 상의 입사지점이, 레이저빔이 제2커셀(22)이 없을 시 폴리곤 미러(30) 상에 입사하는 폴리곤 미러 상의 입사지점과 같아지도록 한다. 이에 대해서는 도 9를 참조하여 전술한 바와 같다. 이 경우, 제2커셀(22) 내에 생성되는 전기장의 방향(대략 z축 방향)이 폴리곤 미러(30)의 회전축에 수직일 수 있다.
한편, 전술한 것과 같은 레이저 결정화 장치는, 광학소자의 디펙트에 의해 폴리실리콘층에 발생하는 불량의 정도를 줄이는데 사용될 수도 있다.
예컨대 도 1에 도시된 것과 같은 레이저 결정화 장치에 있어서, 볼록 반사면을 갖는 제1미러(411)의 표면 일부에 디펙트가 있을 수 있다. 이 경우 제1커셀(21)이 없다면, 비정질 실리콘층(2)이 결정화된 폴리실리콘층은 제1미러(411)가 갖는 디펙트에 의해 영향을 받은 영역을 갖게 된다. 스테이지가 기판(1)을 -x 방향으로 이동시키면서 비정질 실리콘층의 결정화가 이루어지기에, 폴리실리콘층이 갖는 상기 영향을 받은 영역은 대략 x축 방향으로 연장된 직선 형태를 갖게 된다. 이러한 폴리실리콘층을 갖는 기판을 이용하여 디스플레이 장치를 제조한다면, 그 직선 형태의 영역 상의 화소들은 다른 화소들과 상이한 특성을 갖게 되며, 이는 사용자에 의해 쉽게 인식될 수 있다.
만일 레이저 결정화 단계에서 제1커셀(21)을 이용하여 레이저빔의 경로를 +x 방향과 -x 방향으로 흔들어준다면, 제1미러(411)가 디펙트를 갖는다 하더라도 그러한 디펙트에 의해 영향을 받은 폴리실리콘층 상의 영역은 대략 x축 방향으로 연장된 직선 형태를 갖지 않고, 예컨대 지그재그와 같은 형태를 갖게 된다. 이러한 폴리실리콘층을 갖는 기판을 이용하여 디스플레이 장치를 제조한다면, 사용자는 그러한 지그재그와 같은 형태를 쉽게 인식하지 못하게 된다. 그러므로 이러한 방식으로 사용자에 의해 인식될 수 있는 불량이 발생하는 것을 효과적으로 방지하거나 저감할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 기판 2: 비정질 실리콘층
10: 레이저빔 소스 21: 제1커셀
22: 제2커셀 23: λ/2 위상차판
30: 폴리곤 미러 41: 제1광학소자
42: 제2광학소자

Claims (14)

  1. 선편광된 레이저빔을 방출하는 레이저빔 소스;
    상기 레이저빔 소스로부터 입사하는 레이저빔을 반사시키며, 회전축을 중심으로 회전할 수 있는, 폴리곤 미러;
    상기 레이저빔 소스와 상기 폴리곤 미러 사이의 레이저빔 경로 상에 위치하는 제1커셀(kerr cell); 및
    상기 폴리곤 미러에서 반사된 레이저빔을 비정질 실리콘층으로 조사할 수 있는 제1광학소자;
    를 구비하고,
    상기 폴리곤 미러는 제1반사면과 제2반사면을 갖고, 상기 레이저빔 소스에서 방출된 레이저빔이 상기 제1반사면에 입사하는 동안 상기 제1커셀에 인가되는 제1전위차는, 상기 레이저빔 소스에서 방출된 레이저빔이 상기 제2반사면에 입사하는 동안 상기 제1커셀에 인가되는 제2전위차와 상이한, 레이저 결정화 장치.
  2. 삭제
  3. 선편광된 레이저빔을 방출하는 레이저빔 소스;
    상기 레이저빔 소스로부터 입사하는 레이저빔을 반사시키며, 회전축을 중심으로 회전할 수 있는, 폴리곤 미러;
    상기 레이저빔 소스와 상기 폴리곤 미러 사이의 레이저빔 경로 상에 위치하는 제1커셀(kerr cell); 및
    상기 폴리곤 미러에서 반사된 레이저빔을 비정질 실리콘층으로 조사할 수 있는 제1광학소자;
    를 구비하고,
    상기 폴리곤 미러는 제1반사면과 제2반사면을 갖고, 상기 폴리곤 미러가 회전하며 상기 레이저빔 소스에서 방출된 레이저빔이 상기 제2반사면에 입사하는 동안, 상기 제1커셀에 인가되는 제2전위차가 변하는, 레이저 결정화 장치.
  4. 선편광된 레이저빔을 방출하는 레이저빔 소스;
    상기 레이저빔 소스로부터 입사하는 레이저빔을 반사시키며, 회전축을 중심으로 회전할 수 있는, 폴리곤 미러;
    상기 레이저빔 소스와 상기 폴리곤 미러 사이의 레이저빔 경로 상에 위치하는 제1커셀(kerr cell); 및
    상기 폴리곤 미러에서 반사된 레이저빔을 비정질 실리콘층으로 조사할 수 있는 제1광학소자;
    를 구비하고,
    상기 레이저빔 소스에서 방출되는 레이저빔의 선편광 방향은, 상기 제1커셀 내에 생성되는 전기장의 방향에 평행하면서 상기 제1커셀에 입사하는 레이저빔의 직선 경로를 포함하는 평면 내에 위치하며, 상기 제1커셀에 입사하는 레이저빔의 직선 경로에 수직인, 레이저 결정화 장치.
  5. 선편광된 레이저빔을 방출하는 레이저빔 소스;
    상기 레이저빔 소스로부터 입사하는 레이저빔을 반사시키며, 회전축을 중심으로 회전할 수 있는, 폴리곤 미러;
    상기 레이저빔 소스와 상기 폴리곤 미러 사이의 레이저빔 경로 상에 위치하는 제1커셀(kerr cell); 및
    상기 폴리곤 미러에서 반사된 레이저빔을 비정질 실리콘층으로 조사할 수 있는 제1광학소자;
    를 구비하고,
    상기 제1커셀과 상기 폴리곤 미러 사이의 레이저빔 광 경로 상에 위치하며, 상기 레이저빔 소스에서 방출된 레이저빔이 상기 제1커셀을 통과한 후 상기 폴리곤 미러에 입사하는 상기 폴리곤 미러 상의 입사지점이, 상기 레이저빔 소스에서 방출된 레이저빔이 상기 제1커셀이 없을 시 상기 폴리곤 미러 상에 입사하는 상기 폴리곤 미러 상의 입사지점과 같아지도록 하는, 제2광학소자를 더 포함하는, 레이저 결정화 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1커셀 내에 생성되는 전기장의 방향은 상기 폴리곤 미러의 회전축에 수직인, 레이저 결정화 장치.
  7. 선편광된 레이저빔을 방출하는 레이저빔 소스;
    상기 레이저빔 소스로부터 입사하는 레이저빔을 반사시키며, 회전축을 중심으로 회전할 수 있는, 폴리곤 미러;
    상기 레이저빔 소스와 상기 폴리곤 미러 사이의 레이저빔 경로 상에 위치하는 제1커셀(kerr cell);
    상기 폴리곤 미러에서 반사된 레이저빔을 비정질 실리콘층으로 조사할 수 있는 제1광학소자;
    상기 제1커셀과 상기 폴리곤 미러 사이의 레이저빔 경로 상에 위치하는 제2커셀; 및
    상기 제2커셀과 상기 제1커셀 사이의 레이저빔 경로 상에 위치하는 λ/2 위상차판;
    을 구비하고,
    상기 제2커셀 내에 생성되는 전기장의 방향은 상기 제1커셀 내에 생성되는 전기적의 방향에 수직인, 레이저 결정화 장치.
  8. 기판 상에 비정질 실리콘층을 형성하는 단계; 및
    선편광된 레이저빔을 제1커셀을 통과시키고 회전축을 중심으로 회전하는 폴리곤 미러 상에 반사시킨 후, 제1광학소자를 통과시켜 비정질 실리콘층 상에 조사하는 단계;
    를 포함하고,
    폴리곤 미러는 제1반사면과 제2반사면을 갖고, 상기 조사하는 단계는, 레이저빔이 제1반사면에 입사하는 동안 제1커셀에 인가되는 제1전위차가, 레이저빔이 제2반사면에 입사하는 동안 제1커셀에 인가되는 제2전위차와 상이한 상태에서 비정질 실리콘층 상에 조사하는 단계인, 폴리실리콘층을 갖는 기판 제조방법.
  9. 삭제
  10. 기판 상에 비정질 실리콘층을 형성하는 단계; 및
    선편광된 레이저빔을 제1커셀을 통과시키고 회전축을 중심으로 회전하는 폴리곤 미러 상에 반사시킨 후, 제1광학소자를 통과시켜 비정질 실리콘층 상에 조사하는 단계;
    를 포함하고,
    폴리곤 미러는 제1반사면과 제2반사면을 갖고, 상기 조사하는 단계는, 폴리곤 미러가 회전하며 레이저빔이 제2반사면에 입사하는 동안 제1커셀에 인가되는 제2전위차를 가변시키며 비정질 실리콘층 상에 조사하는 단계인, 폴리실리콘층을 갖는 기판 제조방법.
  11. 기판 상에 비정질 실리콘층을 형성하는 단계; 및
    선편광된 레이저빔을 제1커셀을 통과시키고 회전축을 중심으로 회전하는 폴리곤 미러 상에 반사시킨 후, 제1광학소자를 통과시켜 비정질 실리콘층 상에 조사하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 조사하는 단계는, 제1커셀 내에 생성되는 전기장의 방향에 평행하면서 제1커셀에 입사하는 레이저빔의 직선 경로를 포함하는 평면 내에 위치하며 제1커셀에 입사하는 레이저빔의 직선 경로에 수직인 선편광 방향을 갖는 레이저빔을 제1커셀을 통해 비정질 실리콘층 상에 조사하는 단계인, 폴리실리콘층을 갖는 기판 제조방법.
  12. 기판 상에 비정질 실리콘층을 형성하는 단계; 및
    선편광된 레이저빔을 제1커셀을 통과시키고 회전축을 중심으로 회전하는 폴리곤 미러 상에 반사시킨 후, 제1광학소자를 통과시켜 비정질 실리콘층 상에 조사하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 조사하는 단계는, 레이저빔을 제2광학소자를 통과시켜 폴리곤 미러에 입사시켜 비정질 실리콘층 상에 조사하는 단계이며, 제2광학소자는, 레이저빔이 제1커셀을 통과한 후 폴리곤 미러에 입사하는 폴리곤 미러 상의 입사지점이, 레이저빔이 제1커셀이 없을 시 폴리곤 미러 상에 입사하는 폴리곤 미러 상의 입사지점과 같아지도록 하는, 폴리실리콘층을 갖는 기판 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 조사하는 단계는, 제1커셀 내에 생성되는 전기장의 방향이 폴리곤 미러의 회전축에 수직인 상태에서 비정질 실리콘층 상에 조사하는 단계인, 폴리실리콘층을 갖는 기판 제조방법.
  14. 기판 상에 비정질 실리콘층을 형성하는 단계; 및
    선편광된 레이저빔을 제1커셀을 통과시키고 회전축을 중심으로 회전하는 폴리곤 미러 상에 반사시킨 후, 제1광학소자를 통과시켜 비정질 실리콘층 상에 조사하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 조사하는 단계는, 레이저빔이 제1커셀을 통과한 후 λ/2 위상차판 및 제2커셀을 순차로 통과하여 폴리곤 미러에 입사해 비정질 실리콘층 상에 조사하는 단계이며, 제2커셀 내에 생성되는 전기장의 방향은 제1커셀 내에 생성되는 전기적의 방향에 수직인, 폴리실리콘층을 갖는 기판 제조방법.
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