(57)【要約】【課題】本発明は、ライン状のレーザービームをショットしてシリコンを結晶化する時に、レーザービームの長軸方向に沿ったエネルギー不均一度を改善して、多結晶シリコン及びこれを利用した表示装置の表示品質を向上させることができるシリコン結晶化システム及びシリコン結晶化方法を提供する。【解決手段】本発明は、レーザーを利用したシリコン結晶化システム及びシリコン結晶化方法に関するものである。本発明の実施形態によるシリコン結晶化システムは、ライン状のレーザービームの長軸方向に沿って前記レーザービームを振動させるための振動装置を含み、前記レーザービームが振動する振動周波数は周期的に生成されてランダムに変化する。【選択図】図１６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライン状のレーザービームの長軸方向に沿って前記レーザービームを振動させるための振動装置を含み、
前記レーザービームが振動する振動周波数は周期的に生成されてランダムに変化することを特徴とする、シリコン結晶化システム。
【請求項２】
前記振動周波数の生成周期は、前記レーザービームのショット周期と同一であることを特徴とする、請求項１に記載のシリコン結晶化システム。
【請求項３】
前記振動周波数の生成周期は、前記レーザービームのショット周期より長いことを特徴とする、請求項１に記載のシリコン結晶化システム。
【請求項４】
新たに生成される前記振動周波数は、既に生成された直前の振動周波数と同一でないことを特徴とする、請求項１乃至３のうちのいずれか一つに記載のシリコン結晶化システム。
【請求項５】
新たに生成される前記振動周波数及び既に生成された前記直前の振動周波数の差は２Ｈｚ以上であることを特徴とする、請求項４に記載のシリコン結晶化システム。
【請求項６】
前記振動周波数の分布は均一であることを特徴とする、請求項１乃至３のうちのいずれか一つに記載のシリコン結晶化システム。
【請求項７】
新たに生成される前記振動周波数は、既に生成された直前の振動周波数と同一でないことを特徴とする、請求項６に記載のシリコン結晶化システム。
【請求項８】
前記振動周波数の分布はガウス分布を有することを特徴とする、請求項１乃至３のうちのいずれか一つに記載のシリコン結晶化システム。
【請求項９】
新たに生成される前記振動周波数は、既に生成された直前の振動周波数と同一でないことを特徴とする、請求項８に記載のシリコン結晶化システム。
【請求項１０】
前記レーザービームのエネルギー分布を変形させ、前記レーザービームの経路を変更させるためのミラーを含む光学系をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のシリコン結晶化システム。
【請求項１１】
前記振動装置は前記ミラーを振動させることを特徴とする請求項１０に記載のシリコン結晶化システム。
【請求項１２】
前記光学系は、ライン状の前記レーザービームを形成するためのホモジナイザーアレイ及び複数のレンズ群を含むことを特徴とする、請求項１０に記載のシリコン結晶化システム。
【請求項１３】
前記振動装置は、前記ミラーの周端を往復移動させる振動作動器、前記振動作動器の駆動ドライバーが内蔵された制御器、前記振動作動器の駆動信号を生成するパルス発生器、そして前記駆動信号が含む前記振動周波数を生成する振動周波数制御部を含むことを特徴とする、請求項１２に記載のシリコン結晶化システム。
【請求項１４】
前記振動周波数制御部は、前記駆動信号の振幅もランダムに変調させることを特徴とする、請求項１３に記載のシリコン結晶化システム。
【請求項１５】
非晶質シリコン薄膜が形成された基板を準備する段階、そして
光学系を利用してライン状のレーザービームを前記非晶質シリコン薄膜にショットして多結晶シリコンを形成する段階を含み、
前記レーザービームを前記非晶質シリコン薄膜に照射する時に、前記レーザービームを長軸方向に沿って振動させ、
前記レーザービームが振動する振動周波数は周期的に生成されてランダムに変化することを特徴とする、シリコン結晶化方法。
【請求項１６】
前記振動周波数の生成周期は、前記レーザービームのショット周期と同一であることを特徴とする、請求項１５に記載のシリコン結晶化方法。
【請求項１７】
前記振動周波数の生成周期は、前記レーザービームのショット周期より長いことを特徴とする、請求項１５に記載のシリコン結晶化方法。
【請求項１８】
新たに生成される前記振動周波数は、既に生成された直前の振動周波数と同一でないことを特徴とする、請求項１５乃至１７のうちのいずれか一つに記載のシリコン結晶化方法。
【請求項１９】
新たに生成される前記振動周波数及び既に生成された前記直前の振動周波数の差は２Ｈｚ以上であることを特徴とする、請求項１８に記載のシリコン結晶化方法。
【請求項２０】
前記振動周波数の分布は均一であることを特徴とする、請求項１５乃至１７のうちのいずれか一つに記載のシリコン結晶化方法。
【請求項２１】
前記振動周波数の分布はガウス分布を有することを特徴とする、請求項１５乃至１７のうちのいずれか一つに記載のシリコン結晶化方法。
【請求項２２】
前記光学系がライン状の前記レーザービームを形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１５に記載のシリコン結晶化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザーを利用したシリコン結晶化システム及びシリコン結晶化方法に関し、より詳しくは、レーザービームの長軸方向に沿ったエネルギー均一度を改善することができるシリコン結晶化システム及びシリコン結晶化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
平板表示装置の一種である液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙａｙ；ＬＣＤ）及び有機発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｓｐｌａｙ；ＯＬＥＤ）は、小型化及び軽量化製作が可能であるため、携帯用電子機器の表示装置に幅広く使用されており、大面積の表示装置にも適用領域を広げている。特に、最近では、高速動作特性が要求される表示装置の必要性が台頭していて、その研究が活発に行われている。
【０００３】
高速動作特性を満たすためには、電気移動度が約０．１乃至０．２ｃｍ２／Ｖｓｅｃである非晶質シリコン（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ）の代わりに多結晶シリコン（ｐｏｌｙ  ｓｉｌｉｃｏｎ）を利用して薄膜トランジスタのチャンネル部を形成しなければならない。多結晶シリコンは電気移動度が約２０乃至１５０ｃｍ２／Ｖｓｅｃであるため、非晶質シリコンに比べて速い動作速度を実現することができる。
【０００４】
多結晶シリコンを形成する方法としては、レーザーを利用したアニーリング（ａｎｎｅａｌｉｎｇ）方法が開示されている。この方法は、高いエネルギーのレーザービームをガラス基板に蒸着された非晶質シリコン薄膜に照射する方法で、レーザービームが照射された非晶質シリコン薄膜は熱によって溶融された後、固体への固状化過程を経て結晶化される。この方法は、ガラス基板に熱による損傷を与えない長所がある。
【０００５】
このようにレーザーを利用した結晶化方法においては、通常、ガウス分布（Ｇａｕｓｓｉａｎ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）を有する出力レーザービームに対して光学系を利用して出力レーザービームのエネルギー分布を変形させる。つまり、結晶化の均一度及び生産性を高めるために、出力レーザービームを一方向に長いライン状のレーザービームに変形させて使用している。
【０００６】
出力レーザービームのエネルギー分布を変形させてライン状のレーザービームを形成するために、ホモジナイザー（ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒ）が利用される。ホモジナイザーを利用した光学系は、ホモジナイザーアレイ（ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒ  ａｒｒａｙ）によってレーザービームを特定の方向に分割し、分割された各々のレーザービームを同一面上に重ねて、レーザービームのエネルギー分布を均一化するのに利用される。
【０００７】
しかし、初期発振されたレーザービームの幅より狭い領域に分割されたレーザービームを重ねる場合に比べて、初期発振されたレーザービームの幅より広い領域に分割されたレーザービームを重ねる場合には、レーザーの光学的特性及び光学系の欠陥などの要因によってレーザービームのエネルギー均一度が一定でなくなる。
【０００８】
さらに、最近では、平板表示装置が大面積化されるのに伴って、平板表示装置の生産性を高めるために要求されるレーザービームの長軸方向の長さはより長くなっている。従って、レーザービームの長軸方向に沿ったエネルギー均一度はより悪化する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、ライン状のレーザービームを照射してシリコンを結晶化する時に、レーザービームの長軸方向に沿ったエネルギー不均一度を改善して、多結晶シリコン及びこれを利用した表示装置の表示品質を向上させることができるシリコン結晶化システム及びシリコン結晶化方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１実施形態によるシリコン結晶化システムは、ライン状のレーザービームの長軸方向に沿って前記レーザービームを振動させるための振動装置を含み、前記レーザービームが振動する振動周波数は周期的に生成されてランダムに変化する。
【００１１】
前記振動周波数の生成周期は、前記レーザービームのショット周期と同一である。
【００１２】
前記振動周波数の生成周期は、前記レーザービームのショット周期より長くてもよい。
【００１３】
新たに生成される前記振動周波数は、既に生成された直前の振動周波数と同一でなくてもよい。
【００１４】
新たに生成される前記振動周波数及び既に生成された前記直前の振動周波数の差は２Ｈｚ以上である。
【００１５】
前記振動周波数の分布は均一である。
【００１６】
前記振動周波数の分布はガウス分布（Ｇａｕｓｓｉａｎ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）を有してもよい。
【００１７】
前記レーザービームのエネルギー分布を変形させ、前記レーザービームの経路を変更させるためのミラーを含む光学系をさらに含むことができる。
【００１８】
前記振動装置は前記ミラーを振動させることができる。
【００１９】
前記光学系は、ライン状の前記レーザービームを形成するためのホモジナイザーアレイ及び複数のレンズ群を含むことができる。
【００２０】
前記振動装置は、前記ミラーの周端を往復移動させる振動作動器、前記振動作動器の駆動ドライバーが内蔵された制御器、前記振動作動器の駆動信号を生成するパルス発生器、そして前記駆動信号が含む前記振動周波数を生成する振動周波数制御部を含むことができる。
【００２１】
前記振動周波数制御部は、前記駆動信号の振幅もランダムに変調させることができる。
【００２２】
本発明の第１実施形態によるシリコン結晶化方法は、非晶質シリコン薄膜が形成された基板を準備する段階、そして光学系を利用してライン状のレーザービームを前記非晶質シリコン薄膜にショット（ｓｈｏｔ）して多結晶シリコンを形成する段階を含み、前記レーザービームを前記非晶質シリコン薄膜に照射する時に、前記レーザービームを長軸方向に沿って振動させ、前記レーザービームが振動する振動周波数は周期的に生成されてランダムに変化する。
【００２３】
前記振動周波数の生成周期は、前記レーザービームのショット周期と同一である。
【００２４】
前記振動周波数の生成周期は、前記レーザービームのショット周期より長くてもよい。
【００２５】
新たに生成される前記振動周波数は、既に生成された直前の振動周波数と同一でなくてもよい。
【００２６】
新たに生成される前記振動周波数及び既に生成された前記直前の振動周波数の差は２Ｈｚ以上である。
【００２７】
前記振動周波数の分布は均一である。
【００２８】
前記振動周波数の分布はガウス分布を有してもよい。
【００２９】
前記光学系がライン状の前記レーザービームを形成する段階をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明により、非晶質シリコン薄膜にレーザービームを照射して多結晶シリコン薄膜を形成する時にレーザービームを振動させることによって、多結晶シリコン薄膜に周期的な縞模様の滲みが形成されるのを抑制することができる。
【００３１】
また、レーザービームが振動する振動周波数を一定の変化幅内に均一に分布させて、レーザービームのショット毎にランダムに生成することによって、多方向の縞模様の滲みを減少させることができる。また、既に生成された周波数を参照して、これと近接しない振動周波数を生成することによって、よりランダムに振動周波数を生成することができる。従って、多結晶シリコン薄膜を利用した表示装置の製造時に縞模様の滲みが発生するのを最少化して、表示特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態によるシリコン結晶化システムを示したブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態によるレーザービームの振動周波数生成過程を示したフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態によるシリコン結晶化システムの概略図である。
【図４】図３に示したシリコン結晶化システムからレーザービームの照射を受ける基板、及びこれを支持する移送ステージを示した概略図である。
【図５】図３に示したＡ領域の拡大図である。
【図６】本発明の一実施形態によるシリコン結晶化システムにおいて、レーザービームのショット回数による振動周波数の一例を示したグラフである。
【図７】図６に示した振動周波数の分布を示した度数分布表である。
【図８】図６及び図７による振動周波数を利用した結晶化システムを利用して得られた多結晶シリコン薄膜を含む表示装置のテスト映像を示した図である。
【図９】本発明の一実施形態によるシリコン結晶化システムにおいて、レーザービームのショット回数による振動周波数の他の例を示したグラフである。
【図１０】図９に示した振動周波数の分布を示した度数分布表である。
【図１１】図９及び図１０による振動周波数を利用した結晶化システムを利用して得られた多結晶シリコン薄膜を含む表示装置のテスト映像を示した図である。
【図１２】本発明の一実施形態によるシリコン結晶化システムにおいて、レーザービームのショット回数による振動周波数の他の例を示したグラフである。
【図１３】図１２に示した振動周波数の分布を示した度数分布表である。
【図１４】図１２及び図１３による振動周波数を利用した結晶化システムを利用して得られた多結晶シリコン薄膜を含む表示装置のテスト映像を示した図である。
【図１５】本発明の一実施形態によるシリコン結晶化システムにおいて、レーザービームのショット回数による振動周波数の他の例を示したグラフである。
【図１６】図１６に示した振動周波数の分布を示した度数分布表である。
【図１７】図１５及び図１６による振動周波数を利用した結晶化システムを利用して得られた多結晶シリコン薄膜を含む表示装置のテスト映像を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は、多様な形態に具現され、ここで説明する実施形態に限られない。
【００３４】
まず、図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態によるシリコン結晶化システム及びレーザービームの振動周波数生成方法について説明する。
【００３５】
図１は本発明の一実施形態によるシリコン結晶化システムを示したブロック図であり、図２は本発明の一実施形態によるレーザービームの振動周波数の生成過程を示したフローチャートである。
【００３６】
図１を参照すると、本実施形態によるシリコン結晶化システムは、レーザービームを発生させるレーザー発生装置１２、光学系１３、基板１４、振動周波数制御部５４、データ保存システム５３、そして管理システム５１を含む。
【００３７】
光学系１３は、多数のミラー（Ｍｉｒｒｏｒ  ＃１、・・・、＃ｎ＋１）を含み、発振されたレーザービームのエネルギー分布及び方向などを変形させて基板１４に照射する。
【００３８】
振動周波数制御部５４は、光学系１３の少なくとも一つのミラーを振動させるための振動周波数を制御する。振動周波数制御部５４は、振動周波数を所定の振動周波数の生成条件下で生成する振動周波数生成器５４１及び生成された振動周波数を保存するルックアップテーブル５４２を含む。
【００３９】
データ保存システム５３は、振動周波数生成器５４１で生成された振動周波数を保存し、管理システム５１によって生成された振動周波数をモニターすることができる。
【００４０】
それでは、図１及び図２を参照して、レーザービームの振動周波数生成方法について説明する。
【００４１】
図２を参照すると、まず、後述する所定の条件に応じて振動周波数制御部５４の振動周波数生成器５４１でレーザービームの振動周波数を生成し（Ｓ１）、ルックアップテーブル５４２に保存された生成条件と比較して（Ｓ２）、振動周波数生成条件に合うように振動周波数が生成されたかを判断する（Ｓ３）。振動周波数制御部５４で生成されたレーザービームの振動周波数がルックアップテーブル５４２に保存された振動周波数生成条件に合う場合（Ｙ）には、生成された振動周波数を光学系１３または後述するパルス発生器（図示せず）に伝送し（Ｓ４）、同時にルックアップテーブル５４２に保存する（Ｓ５）。生成されたレーザービームの振動周波数がルックアップテーブル５４２に保存された振動周波数生成条件に合わない場合（Ｎ）には、再び振動周波数生成段階（Ｓ１）から開始する。ルックアップテーブル５４２に保存された振動周波数はデータ保存システム５３に保存されて（Ｓ６）、管理システム５１に伝送される。
【００４２】
それでは、図３乃至図５を参照して、本発明の一実施形態によるシリコン結晶化システムの具体的な構成についてより詳細に説明する。
【００４３】
図３は本発明の一実施形態によるシリコン結晶化システムの概略図であり、図４は図３に示したシリコン結晶化システムからレーザービームの照射を受ける基板、及びこれを支持する移送ステージを示した概略図であり、図５は図３に示したＡ領域の拡大図である。前述した実施形態と同一な構成要素については同一な図面符号を付けて、説明は省略する。
【００４４】
図３を参照すると、本実施形態のシリコン結晶化システム１００は、レーザービームを発生させるレーザー発生装置１２、レーザー発生装置１２から発振されたレーザービームのエネルギー分布を変形させてレーザービームをライン状に変形させ、ライン状のレーザービームを基板１４に形成された非晶質シリコン薄膜１６に照射する光学系を含む。
【００４５】
光学系の構成を説明する前に、図４を参照して、ライン状のレーザービームを利用したシリコン結晶化過程を概略的に説明すると、下記の通りである。
【００４６】
図４を参照すると、非晶質シリコン薄膜１６が形成された基板１４が移送ステージ１８上に固定される。非晶質シリコン薄膜１６には光学系によってライン状に変形されたレーザービーム２０が照射され、非晶質シリコン薄膜１６に照射されたレーザービーム２０の長軸方向を矢印ａ１で示した。
【００４７】
レーザービーム２０の位置は固定されていて、移送ステージ１８が矢印ａ２方向に移動する。移送ステージ１８の移動によってレーザービーム２０が非晶質シリコン薄膜１６をａ２方向の反対方向にスキャニングして照射され、照射された領域１６１の非晶質シリコンは溶融後に固状化過程を経て多結晶シリコンに変化する。
【００４８】
この過程において、非晶質シリコン薄膜１６に照射されるレーザービーム２０は、理想的には長軸方向（ａ１）に沿って均一なエネルギー分布を有しなければならないが、光学系の特性により不均一（ｎｏｎｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）なエネルギー分布を有するようになる。
【００４９】
本実施形態のシリコン結晶化システム１００は、光学系に備えられたミラーに非周期的な振動を与えて、レーザービーム２０が長軸方向（ａ１）に沿って所定の振幅を有して動くようにする。そして、これによってレーザービーム２０の不均一なエネルギー分布を分散させて、レーザービーム２０のエネルギー分布を均一にする。
【００５０】
再び図３を参照すると、本実施形態のシリコン結晶化システム１００において、光学系は、レーザー発生装置１２から順次に位置するエネルギー減衰器２２、テレスコープレンズ部２４、ホモジナイザーアレイ（ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒ  ａｒｒａｙ）２６、第１レンズ群２８、及び第２レンズ群３０を含む。
【００５１】
ホモジナイザーアレイ２６は、通常、ガウシアン分布を有する出力レーザービームを一方向に沿って複数のレーザービームに分割させ、第１レンズ群２８及び第２レンズ群３０がホモジナイザーアレイ２６によって分割された複数のレーザービームを重ねて、長軸方向（ａ１）に沿って長く形成されるライン状のレーザービーム２０を形成する。
【００５２】
そして、光学系は、シリコン結晶化システム１００の全体のサイズ及び要求されるレーザービームの経路の長さに応じて少なくとも一つのミラーを備えて、レーザービームの経路を変更させる。
【００５３】
図３では、一例として、エネルギー減衰器２２及びテレスコープレンズ部２４の間に第１ミラー３２が位置し、テレスコープレンズ部２４及びホモジナイザーアレイ２６の間に第２ミラー３４が位置し、第１レンズ群２８及び第２レンズ群３０の間に第３ミラー３６が位置することを示した。ミラーの数及び位置は示した例に限定されずに多様に変更することができる。
【００５４】
また、第１レンズ群２８及び第３ミラー３６の間にはスリットを備えたマスク３８が配置されて、レーザービームのエッジ部（ｅｄｇｅ  ｐｏｒｔｉｏｎ）の透過を遮断し、第２レンズ群３０及び基板１４の間にレーザービームのプロファイル（ｐｒｏｆｉｌｅ）を撮影するカメラ４０が設置されて、作業者がレーザービームのプロファイルを観察するようにする。
【００５５】
前述した光学系の構造において、第１乃至第３ミラー３２、３４、３６のうちのいずれか一つのミラーに振動装置４２が設置されて、レーザービーム２０を長軸方向（ａ１）に沿って振動させる。特に、振動装置４２は、第１乃至第３ミラー３２、３４、３６のうちのレーザービームの経路に敏感なホモジナイザーアレイ２６の次に位置するミラー、つまり第３ミラー３６に設置される。
【００５６】
図５は図３に示したＡ領域の拡大図であり、第３ミラー及び振動装置を示している。図５を参照すると、第３ミラー３６は、支持台４４に固定され、支持台４４の端に固定軸４６が設置されて、第３ミラー３６は固定軸４６を中心に回転する。
【００５７】
振動装置４２は、支持台４４の反対側端に固定されて、第３ミラー３６の周端を往復移動させる振動作動器４８と、振動作動器４８を駆動させる駆動ドライバーが内蔵された制御器５０と、振動作動器４８の駆動信号を生成するパルス発生器５２と、パルス発生器５２で生成される駆動信号を制御する振動周波数制御部５４とを含む。
【００５８】
振動作動器４８としては、ピエゾ（ｐｉｅｚｏ）作動器のような小さな変位の駆動に適した精密な作動器が使用される。
【００５９】
パルス発生器５２で生成される駆動信号は制御器５０に入力され、制御器５０の駆動ドライバーによって振動作動器４８が駆動される。振動周波数制御部５４は、パルス発生器５２で生成される駆動信号の振動周波数を所定の条件に合うように生成し、パルス発生器５２は、振動周波数制御部５４で生成された振動周波数による駆動信号を発生する。つまり、振動周波数制御部５４は、パルス発生器５２で生成される駆動信号の振幅及び周期を全て所定の条件に合うように変調させたり、振幅及び周期のうちのいずれか一つを変調させることができる。
【００６０】
制御器５０には、振動周波数の変化による異常パルス及びこれによる振動作動器４８の損傷を防止するために、フィルター５６を装着してもよい。そして、選択的に振動作動器４８または支持台４４にセンサー５８が設置されて、センサー５８によって振動作動器４８の動きを観測したり、センサー５８で発生した信号を利用して制御器５０及び振動周波数制御部５４にフィードバック制御を行うことができる。
【００６１】
前述した振動周波数生成の一例は、中心周波数を基準に一定の時間毎にランダムに周波数を変化させることができ、振動周波数が変化する変化幅は中心周波数を基準に所定の範囲に決定される。
【００６２】
以下、パルス発生器５２が生成する駆動信号の振動周波数を生成する多様な所定の条件及びその具体的な方法について詳細に説明する。
【００６３】
図６、図９、及び図１２は、本発明の第１実施形態によるシリコン結晶化システムにおけるレーザービームのショット回数による振動周波数の例を示したグラフであり、図７、図１０、及び図１３は、各々図６、図９、及び図１２に示した振動周波数の分布を示した度数分布表であり、図８、図１１、及び図１４は、各々図６、図９、及び図１２による振動周波数を利用した結晶化システムを利用して得られた多結晶シリコン薄膜を含む表示装置のテスト映像を示した図面である。
【００６４】
まず、図６及び図７を参照すると、パルス発生器５２で生成される駆動信号の振動周波数は、中心周波数を中心に一定の変化幅内でほぼガウス分布（Ｇａｕｓｓｉａｎ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）を有して生成される。図７は振動周波数が１４〜２４Ｈｚの変化幅内で生成される例を示し、本実施例における中心周波数は約１９Ｈｚ程度である。
【００６５】
また、振動周波数は、特定の周期を有して毎度新たに定められた変化幅内でランダムに生成され、この場合、振動周波数が生成される周期はレーザービームのショット（ｓｈｏｔ）の周期より長くてもよい。例えば、レーザービームが２２５Ｈｚの周波数で照射される場合、振動周波数が変化する周波数は２５Ｈｚなどで、２２５Ｈｚより小さくてもよい。このような振動波数が生成される特定の周期は一定でなく、ランダムに変化することもある。
【００６６】
振動周波数生成時に、直前の振動周波数を考慮して次の振動周波数を生成することができる。特に、直前の振動周波数と近接しないように次の振動周波数を生成することができる。例えば、直前の振動周波数及び次の振動周波数の差は２Ｈｚ以上である。
【００６７】
このように生成された振動周波数によって、振動作動器４８は、特定の周期を有して定められた変化幅内でランダムに生成される振動周波数を有して振動するようになり、第３ミラー３６が振動すると、レーザービーム２０も長軸方向（ａ１）に沿って特定の周期を有してランダムに変化する振動周波数を有して振動する。その結果、本実施形態のシリコン結晶化システム１００は、多結晶シリコン薄膜を含む表示装置に周期的なパターンが発生するのを防止することができ、このようなテスト映像の一例が図８に示されている。
【００６８】
図８を参照すると、レーザービームが長軸方向に沿って一定の振動周波数を有して規則的に振動する場合に現れる周期的なパターンが減少するため、周期的な縞模様の滲みが減少して、観察者の目による滲みに対する視認性を減少させることができる。
【００６９】
次に、図９及び図１０を参照して、振動周波数をランダムに生成する方法の他の実施形態について説明する。
【００７０】
本実施形態によると、パルス発生器５２で生成される駆動信号の振動周波数は、中心周波数を中心に一定の変化幅内でほぼ均一に分布される。図１０は振動周波数が１４〜２４Ｈｚの変化幅内で変化する例を示し、本実施形態における中心周波数は約１９Ｈｚ程度である。図１０に示したように、振動周波数の分布は特定の周波数に偏らず全体的に均一に分布されている。
【００７１】
また、振動周波数は、特定の周期を有して毎度新たに定められた変化幅内でランダムに生成され、この場合、振動周波数が生成される周期はレーザービームのショット（ｓｈｏｔ）の周期より長くてもよい。例えば、レーザービームが２２５Ｈｚの周波数で照射される場合、振動周波数が変化する周波数は２５Ｈｚなどで、２２５Ｈｚより小さくてもよい。このような振動波数が生成される特定の周期は一定でなく、ランダムに変化することもある。
【００７２】
振動周波数生成時に、直前の振動周波数を考慮して次の振動周波数を生成することができる。特に、直前の振動周波数と近接しないように次の振動周波数を生成することができる。例えば、直前の振動周波数及び次の振動周波数の差は２Ｈｚ以上である。
【００７３】
このように生成された振動周波数によって、振動作動器４８は、特定の周期を有して定められた変化幅内でランダムに変化して全体的に均一な分布を有する振動周波数を有して振動する。そうすると、第３ミラー３６が追従して振動し、レーザービーム２０も長軸方向（ａ１）に沿って生成された振動周波数を有して振動する。その結果、本実施形態により生成された振動周波数を利用して製造された表示装置に周期的なパターンが発生するのを防止することができるだけでなく、縞模様の滲みが減少する。そのテスト映像の一例が図１１に示されている。
【００７４】
図１１を参照すると、レーザービームが長軸方向に沿って一定の振動周波数を有して規則的に振動する場合に現れる周期的なパターンが減少するだけでなく、前記実施形態で現れる縞模様の滲みが減少して、観察者の目による滲みに対する視認性がより減少する。
【００７５】
次に、図１２及び図１３を参照して、振動周波数をランダムに生成する方法のまた他の実施形態について説明する。
【００７６】
本実施形態によると、パルス発生器５２で生成される駆動信号の振動周波数は、中心周波数を中心に一定の変化幅内でほぼガウス分布を有して生成される。図１３は振動周波数が１４〜２４Ｈｚの変化幅内で変化する例を示し、本実施形態における中心周波数は約１９Ｈｚ程度である。
【００７７】
また、振動周波数は、特定の周期を有して毎度新たに定められた変化幅内でランダムに生成され、この場合、振動周波数が生成される周期はレーザービームのショット（ｓｈｏｔ）の周期と同一である。例えば、レーザービームが２２５Ｈｚの周波数で照射される場合、振動周波数が変化する周波数も２２５Ｈｚで、同一であってもよい。つまり、レーザービームのショット毎に毎度新たな振動周波数が生成される。
【００７８】
このような振動周波数生成時に、直前の振動周波数を考慮して次の振動周波数を生成することができる。特に、直前の振動周波数と近接しないように次の振動周波数を生成することができる。例えば、直前の振動周波数及び次の振動周波数の差は２Ｈｚ以上である。
【００７９】
このように変調された振動周波数によって、振動作動器４８は、レーザービームのショット毎に生成されて定められた変化幅内でランダムに変化する振動周波数を有して振動する。そうすると、第３ミラー３６が追従して振動し、レーザービーム２０も長軸方向（ａ１）に沿って振動する。その結果、本実施形態により生成された振動周波数を利用して製造された表示装置に周期的なパターンが発生するのを防止することができるだけでなく、縞模様の滲みの幅が広くなって弱くなる。そのテスト映像の一例が図１４に示されている。
【００８０】
図１４を参照すると、レーザービームが長軸方向に沿って一定の振動周波数を有して規則的に振動する場合に現れる周期的なパターンが減少するだけでなく、前記実施形態で現れる縞模様の滲みが幅が広くなって弱くなり、観察者の目による滲みに対する視認性がより減少する。
【００８１】
次に、図１５及び図１６を参照して、振動周波数をランダムに変調する方法のまた他の実施形態について説明する。
【００８２】
本実施形態によると、パルス発生器５２で生成される駆動信号の振動周波数は、中心周波数を中心に一定の変化幅内でほぼ均一に分布される。図１６は振動周波数が１４〜２４Ｈｚの変化幅内で変化する例を示し、本実施形態における中心周波数は約１９Ｈｚ程度である。図１６に示したように、振動周波数の分布は特定の周波数に偏らず全体的に均一に分布されている。
【００８３】
また、振動周波数は、特定の周期を有して毎度新たに定められた変化幅内でランダムに生成され、この場合、振動周波数が生成される周期はレーザービームのショット（ｓｈｏｔ）の周期と同一である。例えば、レーザービームが２２５Ｈｚの周波数で照射される場合、振動周波数が変化する周波数も２２５Ｈｚで、同一であってもよい。つまり、レーザービームのショット毎に毎度新たな振動周波数が生成される。
【００８４】
このような振動周波数変調時に、直前の振動周波数を考慮して次の振動周波数を生成することができる。特に、直前の振動周波数と近接しないように次の振動周波数を生成することができる。例えば、直前の振動周波数及び次の振動周波数の差は２Ｈｚ以上である。
【００８５】
このように生成された振動周波数によって、振動作動器４８は、レーザービームのショット毎に生成されて定められた変化幅内でランダムに変化して全体的に均一な分布を有する振動周波数を有して振動する。そうすると、第３ミラー３６が追従して振動し、レーザービーム２０も長軸方向（ａ１）に沿って生成された振動周波数を有して振動する。その結果、本実施形態により生成された振動周波数を利用して製造された表示装置に周期的なパターンが発生するのを防止することができるだけでなく、縞模様の滲みが最少化される。そのテスト映像の一例が図１７に示されている。
【００８６】
図１７を参照すると、前記実施形態で現れる縞模様の滲みが最も弱くなって、殆ど見えないことが分かる。従って、表示装置の映像に現れる縞模様の滲みが無くなって、表示特性が向上する。
【００８７】
このように、レーザービームを長軸方向に振動させる場合、振動周波数を一定の変化幅内に均一に分布させてレーザービームのショット毎にランダムに生成することによって、多方向の縞模様の滲みを減少させることができる。また、既に生成された周波数を参照してこれと近接しない振動周波数を生成することによって、よりランダムに振動周波数を生成して、表示装置の表示特性を向上させることができる。
【００８８】
前述した実施形態では、駆動信号の振動周波数をランダムに生成させる場合について説明したが、駆動信号の振幅も共にランダムに変調させることができる。
【００８９】
また、駆動信号の振動周波数を前述した多様な所定の条件と関係なく非周期的にランダムに生成することもでき、このような方法でも、レーザービームの不均一なエネルギー分布を分散させて、レーザービームのエネルギー分布をある程度均一にすることができる。
【００９０】
以上で、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属する。
【符号の説明】
【００９１】
１００  シリコン結晶化システム
１２  レーザー発生装置
１３  光学系
１４  基板
１６  非晶質シリコン薄膜
１８  移送ステージ
２０  レーザービーム
２２  エネルギー減衰器
２４  テレスコープレンズ部
２６  ホモジナイザーアレイ
２８、３０  レンズ群
３２、３４、３６  ミラー
３８  マスク
４２  振動装置
４４  支持台
４６  固定軸
４８  振動作動器
５０  制御器
５１  管理システム
５２  発生器
５３  データ保存システム
５４  振動周波数制御部
５４１  振動周波数生成器
５４２  ルックアップテーブル
５８  センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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