(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザービームを生成するレーザー生成装置と、
前記レーザー生成装置からのレーザービームを制御する第１及び第２光学ユニットと、
前記各々の光学ユニットを通過したレーザービームの照射によって多結晶化される非晶質シリコン層を有するパネルを装着可能なステージとを備え、
前記第１光学ユニット及び前記第２光学ユニットは、レーザービームを互いに異なる形状に作り、
前記レーザービームの照射によって多結晶化される非晶質シリコン層を有するパネルは、表示領域、ゲート駆動回路領域、及びデータ駆動回路領域を備える表示パネルであり、
前記第１光学ユニットが調節したレーザービームは、２ショットマスクを通じて前記表示パネルの前記表示領域及び前記ゲート駆動回路領域に照射し、前記第２光学ユニットが調節したレーザービームは、マルチショット（３ショット以上）マスクを通じて前記表示パネルの前記データ駆動回路領域に照射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】
前記第１光学ユニットは、レーザービームを横辺と該横辺より長い縦辺を有するように作り、前記第２光学ユニットは、レーザービームを横辺と該横辺より短い縦辺を有するように作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】
前記第１及び第２光学ユニットから発するレーザービームは、長方形断面を有することを特徴とする請求項２に記載のシリコン結晶化システム。
【請求項４】
前記２ショットマスクは、レーザービームの通過領域を定義し、２列をなす複数のスリットを備え、前記２列のスリットが行方向にずれてい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５】
前記２列のスリットが、前記スリットの幅と同じ距離で行方向にずれてい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】
前記マルチショットマスクは、レーザービームの通過領域を定義し、３つ以上の列をなす複数のスリットを備え、該列のスリットが行方向にずれてい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７】
隣接した前記列のスリットが、スリット幅の半分以下の距離で行方向にずれている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】
前記第１及び第２光学ユニットの位置を制御する位置制御機をさらに備え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９】
レーザービームを生成するレーザー生成装置と、
前記レーザービームを複数の小ビームに分割するレーザービーム分割器と、
前記レーザービーム分割器から発する小ビームを制御する第１及び第２光学ユニットと、
前記第１及び第２光学ユニットから発する小ビームによって多結晶化される非晶質シリコン層を有するパネルを搭載するためのステージとを備え、
前記第１光学ユニット及び前記第２光学ユニットは、前記小ビームを互いに異なる形状を有するように作り、
前記小ビームによって多結晶化される非晶質シリコン層を有するパネルは、表示領域、ゲート駆動回路領域、及びデータ駆動回路領域を備える表示パネルであり、
前記第１光学ユニットが調節した小ビームは、２ショットマスクを通じて前記表示パネルの前記表示領域及び前記ゲート駆動回路領域に照射し、前記第２光学ユニットが調節した小ビームは、マルチショット（３ショット以上）マスクを通じて前記表示パネルの前記データ駆動回路領域に照射することを特徴とするシリコン結晶化システム。
【請求項１０】
前記第１光学ユニットは、小ビームを横辺と該横辺より長い縦辺を有するように作り、前記第２光学ユニットは、小ビームを横辺と該横辺より短い縦辺を有するように作ることを特徴とする請求項９に記載のシリコン結晶化システム。
【請求項１１】
前記第１及び第２光学ユニットから発する小ビームは、長方形断面を有す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２ショットマスクは、レーザービームの通過領域を定義し、２列をなす複数のスリットを備え、前記２列のスリットが行方向にずれていることを特徴とする請求項９に記載のシリコン結晶化システム。
【請求項１３】
前記２列のスリットが互いにその幅と同じ距離で行方向にずれている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】
前記マルチショットマスクは、レーザービームの通過領域を定義し、３つ以上の列をなす複数のスリットを備え、前記列のスリットが行方向にずれていることを特徴とする請求項９に記載のシリコン結晶化システム。
【請求項１５】
隣接した前記列のスリットが、スリット幅の半分以下の距離で行方向にずれていることを特徴とする請求項１４に記載のシリコン結晶化システム。
【請求項１６】
表示領域、ゲート駆動回路領域及びデータ駆動回路領域を備える絶縁基板上に非晶質シリコン層を蒸着する段階と、
前記非晶質シリコン層の前記表示領域及び前記ゲート駆動回路領域に第１レーザービームを通過させるための複数のスリットを備える第１マスクを通じて第１レーザービームを照射する段階と、
前記非晶質シリコン層の前記データ駆動回路領域に第２レーザービームを通過させるための複数のスリットを備える第２マスクを通じて第２レーザービームを照射する段階と、
前記非晶質シリコン層を多結晶化する段階とを有し、
前記第１及び第２レーザービームの形状が互いに異なることを特徴とするシリコン結晶化方法。
【請求項１７】
前記第１レーザービームは、横辺と該横辺より長い縦辺を有し、前記第２レーザービームは、横辺と該横辺より短い縦辺を有することを特徴とする請求項１６に記載のシリコン結晶化方法。
【請求項１８】
前記第１及び第２マスクのスリットは、複数の列をなし、該列のスリットが互いに行方向にずれていることを特徴とする請求項１６に記載のシリコン結晶化方法。
【請求項１９】
前記第１マスクのスリットは２列をなし、前記第２マスクのスリットは少なくとも３列をなすことを特徴とする請求項１６に記載のシリコン結晶化方法。
【請求項２０】
前記第１及び第２レーザービームは、一つの初期レーザービームから選択的に生成することを特徴とする請求項１６に記載のシリコン結晶化方法。
【請求項２１】
前記第１及び第２レーザービームは、一つの初期レーザービームを分割して同時に生成することを特徴とする請求項１６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、多結晶化システム及び方法に関し、特に、薄膜トランジスタ表示板の多結晶シリコン層を形成するシステム及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、シリコンは、結晶状態によって非晶質シリコンと結晶質シリコンに分けることができる。非晶質シリコンは、低い温度で蒸着し薄膜を形成することが可能であり、主に低い融点を有するガラスを基板として用いる液晶パネルの薄膜トランジスタに多く用いられる。
【０００３】
しかし、非晶質シリコン薄膜は、低い電界効果移動度などの問題点がある。そのため、高い電界効果移動度（３０ｃｍ２／Ｖｓｅｃ）と高周波動作特性及び低い漏れ電流の電気的特性を有する多結晶シリコンの応用が要求される。
【０００４】
特に、多結晶シリコン薄膜の電気的特性は、結晶粒（ｇｒａｉｎ）の大きさの影響を大きく受ける。即ち、結晶粒の大きさが増加するにつれて電界効果移動度も増加する。
【０００５】
従って、レーザービームを使用して結晶粒を側面成長させ、巨大な多結晶シリコンを製造するＳＬＳ（ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  ｌａｔｅｒａｌ  ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）（順次横方向結晶化）技術が提案されている。
【０００６】
このようなＳＬＳ技術は、固相領域に隣接する液相領域で発生する結晶粒成長が液相領域と固相領域の境界面で始まり、その境界面に対して垂直方向に進むということを利用したものである。この時、レーザービームは、互いにオフセットされた複数のスリット状通過領域を有するマスクを通過し、非晶質シリコンを溶かしてスリット状の液相領域を形成する。次に、液相の非晶質シリコンが冷却され結晶化するが、前述したように、結晶粒成長は、レーザーが照射されない固相領域と液相領域の境界面から始まり、その境界面に対して垂直方向に進む。そして、結晶粒は、液状領域の中央で互いに出会えば成長を止める。このような工程を、マスクを結晶粒の成長方向に対して垂直に移動しながら行うことによって、非晶質シリコン層の全領域を結晶化することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、このような従来の技術により液晶パネルの多結晶シリコン層を形成する場合、レーザービームを一つの形態及び一つのエネルギーに作る単一光学ユニット（ｏｐｔｉｃａｌ  ｕｎｉｔ）を用いるので、この光学ユニットによって決定されるレーザービームの形状及びエネルギーは同一である。そのため、各領域に最も適合するレーザービームの形状及びエネルギーが得られないという問題点がある。
従って、本発明は、上記のような従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、複数個の光学ユニットを用いて種々の形状及びエネルギーのレーザービームを非晶質シリコン層に選択的または同時に照射することによって、液晶表示装置の量産性及び特性を同時に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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためになされた本発明によるシリコン結晶化システムは、レーザービームを生成するレーザー生成装置と、前記レーザー生成装置からのレーザービームを制御する第１及び第２光学ユニットと、前記各々の光学ユニットを通過したレーザービームの照射によって多結晶化される非晶質シリコン層を有するパネルを装着可能なステージとを備え、前記第１光学ユニット及び前記第２光学ユニットは、レーザービームを互いに異なる形状に作り、前記レーザービームの照射によって多結晶化される非晶質シリコン層を有するパネルは、表示領域、ゲート駆動回路領域、及びデータ駆動回路領域を備える表示パネルであり、前記第１光学ユニットが調節したレーザービームは、２ショットマスクを通じて前記表示パネルの前記表示領域及び前記ゲート駆動回路領域に照射し、前記第２光学ユニットが調節したレーザービームは、マルチショット（３ショット以上）マスクを通じて前記表示パネルの前記データ駆動回路領域に照射することを特徴とする。
【０００９】
この時、前記第１光学ユニットは、レーザービームを横辺と横辺より長い縦辺を有するように作り、前記第２光学ユニットは、レーザービームを横辺と横辺より短い縦辺を有するように作ることができる。
前記第１及び第２光学ユニットから発するレーザービームは、長方形断面を有することができる。
前記２ショットマスクは、レーザービームの通過領域を定義し、２列を形成する複数のスリットを有し、前記スリットの２列が行方向にずれていることが好ましい。
前記スリットの２列は、スリットの幅と同じ距離で行方向にずれていることが好ましい。
前記マルチショットマスクは、レーザービームの通過領域を定義し、３つまたはそれ以上の列を形成する複数のスリットを備え、前記スリットの列が行方向にずれていることが好ましい。
隣接した前記列のスリットは、スリットの幅の半分と同じ距離か、それより小さい距離で行方向にずれていることが好ましい。
前記第１及び第２光学ユニットの位置を制御する位置制御機をさらに備えることができる。
【００１０】
また、上記目的を達成するためになされた本発明によるシリコン結晶化システムは、レーザービームを生成するレーザー生成装置と、前記レーザービームを複数の小ビームに分割するレーザービーム分割器と、前記レーザービーム分割器から発する小ビームを制御する第１及び第２光学ユニットと、前記第１及び第２光学ユニットから発する小ビームによって多結晶化される非晶質シリコン層を有するパネルを搭載するためのステージとを備え、前記第１光学ユニット及び前記第２光学ユニットは、前記小ビームを互いに異なる形状を有するように作り、前記小ビームによって多結晶化される非晶質シリコン層を有するパネルは、表示領域、ゲート駆動回路領域、及びデータ駆動回路領域を備える表示パネルであり、前記第１光学ユニットが調節した小ビームは、２ショットマスクを通じて前記表示パネルの前記表示領域及び前記ゲート駆動回路領域に照射し、前記第２光学ユニットが調節した小ビームは、マルチショット（３ショット以上）マスクを通じて前記表示パネルの前記データ駆動回路領域に照射することを特徴とする。
【００１１】
前記第１光学ユニットは、小ビームを横辺と横辺より長い縦辺を有するように作り、前記第２光学ユニットは、小ビームを横辺と横辺より短い縦辺を有するように作ることができる。
前記第１及び第２光学ユニットから出る小ビームは、長方形断面を有することができる。
前記２ショットマスクは、レーザービームの通過領域を定義し、２列をなす複数のスリットを備え、前記２列のスリットが行方向にずれていることが好ましい。
前記２列のスリットは互いにその幅と同じ距離で行方向にずれていることが好ましい。
前記マルチショットマスクは、レーザービームの通過領域を定義し、３つ以上の列をなす複数のスリットを備え、前記列のスリットが行方向にずれていることが好ましい。
隣接した前記列のスリットが、スリット幅の半分以下の距離で行方向にずれていることが好ましい。
【００１２】
上記目的を達成するためになされた本発明によるシリコン結晶化方法は、表示領域、ゲート駆動回路領域及びデータ駆動回路領域を備える絶縁基板上に非晶質シリコン層を蒸着する段階と、前記非晶質シリコン層の前記表示領域及び前記ゲート駆動回路領域に第１レーザービームを通過させるための複数のスリットを備える第１マスクを通じて第１レーザービームを照射する段階と、前記非晶質シリコン層の前記データ駆動回路領域に第２レーザービームを通過させるための複数のスリットを備える第２マスクを通じて第２レーザービームを照射する段階と、前記非晶質シリコン層を多結晶化する段階とを有し、前記第１及び第２レーザービームの形状が互いに異なることを特徴とする。
【００１３】
前記第１レーザービームは、横辺と横辺より長い縦辺を有し、前記第２レーザービームは、横辺と横辺より短い縦辺を有することができる。
前記第１及び第２マスクのスリットは、複数の列をなし、該列のスリットが互いに行方向にずれていることが好ましい。
前記第１マスクのスリットは２列をなし、前記第２マスクのスリットは、少なくとも３列をなすことが好ましい。
前記第１及び第２レーザービームは、初期の単一レーザービームから選択的に生成することが好ましい。
前記第１及び第２レーザービームは、一つの初期レーザービームを分割して同時に生成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るケイ素結晶化システム及びその方法によれば、複数個の光学ユニットを用いて種々の形状及びエネルギーのレーザービームを非晶質シリコン層に選択的または同時に照射することによって、液晶表示装置の量産性及び特性を同時に向上させるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし、本発明は、多様な形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。
図面は、各種層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示している。明細書全体を通じて類似した部分については同一な参照符号を付けている。層、膜、領域、板などの部分が、他の部分の“上に”あるとする時、これは他の部分の“すぐ上に”ある場合に限らず、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上に”あるとする時、これは中間に他の部分がない場合を意味する。
【００１６】
本発明の実施形態に係るシリコン結晶化システム及びシリコン結晶化方法について図面を参照して説明する。
まず、本発明の一実施形態に係るシリコン結晶化システムについて、図１乃至図６を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るシリコン結晶化システムの概略図であり、図２は、本発明の一実施形態に係る液晶パネルの平面図である。
図１に示すように、本実施形態に係るシリコン結晶化システムは、レーザービーム１を生成するレーザー生成装置１０、レーザー生成装置１０からのレーザービーム１の形状及びエネルギーを制御する複数の光学ユニット２０、並びに光学ユニット２０の位置を制御する位置制御機４０を備える。また、シリコン結晶化システムは、液晶パネル１００を搭載し、光学ユニット２０から発するレーザービーム１が照射されるステージ３０を備える。
【００１７】
光学ユニット２０は、レーザービーム１を横方向に短く、縦方向に長い長方形断面を有するように作る第１光学ユニット２１と、横方向に長く、縦方向に短い長方形断面を有するように作る第２光学ユニット２２を備える。第１及び第２光学ユニット２１、２２は、レーザービーム１を種々の形状及び大きさに作る複数の副光学ユニットを備える。
位置制御機４０は、複数個の副光学ユニットの一つを選択し、レーザー生成装置１０とステージ３０の間に配置する。
液晶パネル１００は、絶縁基板１１０とその上に蒸着され、レーザー生成装置１０から発するレーザービーム１によって多結晶化される非晶質シリコン層１５０を有する。液晶パネル１００は、表示領域１０１と、ゲート駆動回路領域１０２及びデータ駆動回路領域１０３を備える周辺領域に区分される。この中で、データ駆動回路領域１０３には高性能の薄膜トランジスタが要求されるアナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）（図示せず）及びデジタル−アナログ変換器（Ｄ／Ａ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）（図示せず）が形成される。
【００１８】
本発明の一実施形態によれば、表示領域１０１とゲート駆動回路領域１０２は、量産性の良い２ショット順次横方向結晶化工程（２ｓｈｏｔ  ＳＬＳ  ｐｒｏｃｅｓｓ）で結晶化し、高性能薄膜トランジスタが要求されるデータ駆動回路領域１０３は、３ショット以上（以下、マルチショットという。）の順次横方向結晶化工程で結晶化し、量産性を確保すると同時にデータ駆動回路領域１０３には高性能薄膜トランジスタを形成する。
【００１９】
まず、本発明の一実施形態に係る２ショット順次横方向結晶化工程について、図３乃至図５及び図１、図２を参照して説明する。
図３は、レーザービームを照射し、非晶質シリコンを多結晶シリコンに結晶化させる２ショット順次横方向結晶化工程を示した概略図であり、図４は、２ショット順次横方向結晶化工程によって形成される多結晶シリコンの結晶粒を示す。
【００２０】
図２及び図３のように、２ショット順次横方向結晶化工程において、表示領域１０１またはゲート駆動回路領域１０３上の非晶質シリコン層１５０の露光領域に、スリット状通過領域３１０を有する２ショットマスク３００を通じてレーザービーム１を照射する。
図５に示すように、２ショットマスク３００は、縦方向に長く、レーザービーム１もマスク３００と同様の形態を有するのが良い。従って、図１に示すように、第１光学ユニット２１の副光学ユニットの一つをレーザービーム生成装置１０とステージ３０の間に配置する。
【００２１】
２ショットマスク３００のスリット３１０は、横方向に長く、幅（Ｗ）を有し、横方向に配列されている二つの列（Ｇ、Ｈ）をなす。各列（Ｇ、Ｈ）のスリット３１０は、互いに所定の距離、好ましくはスリット３１０の幅（Ｗ）と同じ距離で離れている。また、二つの列（Ｇ、Ｈ）のスリット３１０は、所定の距離、好ましくはスリット３１０の幅（Ｗ）と同じ距離でずれるようにしてオフセットされている。２ショットマスク３００は、非晶質シリコン層１５０の露光領域を覆う。
【００２２】
通過領域３１０に対応してレーザービームが照射される非晶質シリコン層１５０の部分は、完全に溶融されて液相領域２１０を形成する。しかし、符号２２０で示す領域は固体状態を維持する。液相領域２１０の幅及び長さは、スリット３１０の幅及び長さと同一である。この時、結晶粒成長は、液相領域２１０と固相領域２２０の境界面２３０で、それぞれその境界面２３０に対し垂直方向（Ａ）に成長する。成長する結晶粒は、液相領域２１０の中央２３１で出会い、これによって成長が止まる。
【００２３】
一回の露光段階（ショットとも言う。）が終了すれば、２ショットマスク３００をスリット３１０の長さ（マスク３００の幅の１／２に当たる）ほどスリット３１０の長手方向に移動する。すると、前の段階における露光領域が次の段階における露光領域と部分的に重畳する。即ち、前の露光領域の右半分が次の露光領域の左半分となり再び露光される。  また、前の露光領域の右半分にあった固相領域２２０が、レーザービームに照射されて液相領域になる。結果的に、連続する２回の露光段階で重畳する非晶質シリコン層の全面積が多結晶化し、２回の露光によって形成された結晶粒の幅がスリット３１０の幅（Ｗ）と同一である。
【００２４】
このような露光過程は、左側から右側に移動しつつ繰り返し行われ、レーザービームも左側から右側に移動しながら走査される。非晶質シリコン層１５０の右側端まで走査が完了すれば、２ショットマスク３００をその長さほど下方に移動し、走査も下方に移動する。その後、マスク３００の移動及び走査を右側から左側に行う。
このような工程を繰り返して非晶質シリコン層の全領域が多結晶化される。
【００２５】
次に、マルチショット順次横方向結晶化工程を図６及び図１、図２を参照して説明する。
マルチショット順次横方向結晶化工程において、非晶質シリコン層１５０の所定領域をマルチショット、好ましくは３回乃至６回のショットで完全に多結晶化する。しかし、高性能の薄膜トランジスタを得るためには、７回以上のショットを行うこともできる。ここで“マルチショット”とは、３回以上のショットを意味する。
【００２６】
図６は、複数ショット順次横方向結晶化工程において６ショットマスクの移動を示した図である。
図６に示すように、６ショットマスク６００は、複数のスリット状通過領域６１０を有する。通過領域６１０は、横方向に長く、６個の列（Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ）をなす。各列（Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ）は、所定の距離、好ましくはスリット６１０の幅の２倍に当たる距離で互いに離れているスリット対（６１１ｇと６１２ｇ、６１１ｈと６１２ｈ、６１１ｉと６１２ｉ、６１１ｊと６１２ｊ、６１１ｋと６１２ｋ、６１１ｌと６１２ｌ）を有する。
【００２７】
隣接した２列（Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ）のスリット６１０は、所定の距離、好ましくはスリット６１０幅の半分以下の距離でオフセットし、左側から右側に向かうにつれて下がる階段状の配列を有する。最後の列（Ｌ）のスリット６１１ｌ）と第１列（Ｇ）のスリット６１２ｇは、所定の距離、好ましくはスリット６１０幅の半分以上の距離でオフセットしている。各列（Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ）のスリット６１０数は、一つまたは三つ以上であり得る。
６ショットマスク６００は、横方向に長く、レーザービーム１もマスク６００と同様の形状を有するのが良い。そのため、第２光学ユニット２２の副光学ユニットがレーザー生成装置１０とステージ３０の間に配置される。
【００２８】
データ駆動回路領域１０２にある非晶質シリコン層１５０の露光領域を覆うマスク６００を非晶質シリコン層１５０と位置あわせし、マスク６００を通じてレーザービーム１を照射し多結晶化を行う。各列（Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ）のスリット６１０間の距離がスリット６１０幅の２倍である場合には、露光領域の１／３が結晶化する。多結晶化後、マスク６００をスリット６１０の長さほど（マスク６００の幅の１／６と同じ）スリット６１０の長手方向に移動する。すると、前のショットにおける露光領域の右側５／６が、次のショットにおける露光領域と重畳する。
隣接列のスリット６１０がその幅の半分ほどでオフセットされている場合には、前のショットで露光されない部分の１／４と、前のショットで露光された部分の半分にレーザービーム１が照射され多結晶化する。詳しくは、スリット６１１ｋと対向する非晶質シリコン層１５０部分は、前のショットでレーザービーム１に露出されない上半分と、前のショットでスリット６１１ｌを通じてレーザービーム１が照射された下半分を含む。次のショットによる下半分における結晶粒成長は、前のショットで形成されたその下の結晶粒の境界から始まり上方に進むが、これはその結晶粒の成長方向と同じ方向である。結果的に、前のショットで形成された結晶粒が、上方にスリット６１０幅の半分ほど大きくなる。
【００２９】
結晶粒成長は、６回の露光工程の間継続し、結晶粒の大きさはスリットパターンの幅（ｗ）の３倍程度になる。これにより、結晶粒の大きさが増加し、極めて大きい電荷移動度を有する薄膜トランジスタを得ることができる。
これと同様にして、ｎショット順次横方向結晶化工程を行うことにより、スリット幅（ｗ）のｎ／２倍程度の幅を有する結晶粒を得ることができる。
【００３０】
次に、図７と図８を参照して本発明の他の実施形態に係るシリコン結晶化システムについて詳細に説明する。
図７は、本発明の他の実施形態に係るシリコン結晶化システムの概略図であり、図８は、本発明の一実施形態に係る図７に示したシリコン結晶化システムのレーザービーム分割器の概略図である。
図７に示すように、本実施形態に係るシリコン結晶化システムは、レーザービーム１を生成するレーザー生成装置１０、レーザー発生装置１０からのレーザービーム１を同じエネルギーを有する複数の小ビーム２に分割するためのレーザービーム分割器５０、レーザービーム分割器５０から来る小ビーム２のエネルギー及び形状を調節する複数の光学ユニット２０、並びに液晶パネル１００を搭載し、光学ユニット２０から来る小ビーム２が照射されるステージ３０を備える。
【００３１】
図８に示すように、レーザービーム分割器５０内部には複数個、つまり第１乃至第ｎミラー（Ｍ１−Ｍｎ）が配置されている。各ミラー（Ｍ１−Ｍｎ）は、レーザービーム１の進行方向に対して約４５度をなす。第１ミラー（Ｍ１）は、レーザービーム１をある程度透過させて、レーザービーム分割器５０に入射するレーザービーム１エネルギーの１／ｎほどのエネルギーを有する小ビーム２を生成し、レーザービーム１をある程度反射して、入射ビームエネルギーの残り（１−（１／ｎ））ほどのエネルギーを有するレーザービームを生成する。第２乃至第ｎ−１ミラー（Ｍ１〜Ｍｎ−１）は、前のミラー（（Ｍ１〜Ｍｎ−２）から来る入射レーザービームをある程度反射して、レーザービーム１エネルギーの１／ｎほどのエネルギーを有する小ビーム２を生成し、入射レーザービームをある程度透過させて、入射ビームエネルギーの残りほどのエネルギーを有する出力レーザービームを生成する。すると、ｉ番目のミラー（１＜ｉ＜１）からの出力ビームは、初期レーザービーム１エネルギーの（１−（ｉ／ｎ））ほどのエネルギーを有する。最後に、第ｎミラー（Ｍｎ）は、レーザービーム１エネルギーの１／ｎのエネルギーを有する入射ビームを全反射して小ビーム２を生成する。
【００３２】
光学ユニット２０は、小ビーム２を横方向に短く、縦方向に長い長方形断面を有するように作る第１光学ユニット２１と、横方向に長く、縦方向に短い長方形断面を有するように作る第２光学ユニット２２を備える。第１及び第２光学ユニット２１、２２は、小ビーム２を種々の形状及び大きさに作る複数の副光学ユニットを備える。
第１及び第２光学ユニット２１、２２から発する小ビーム２は、非晶質シリコン層１５０に同時に照射される。例えば、第１光学ユニット２１から発する小ビーム２は、表示領域１０１とゲート駆動回路領域１０２に２ショットマスクを通じて照射され、第２光学ユニット２２から発する小ビーム２は、マルチショットマスクを通じてデータ駆動回路領域１０３に照射される。
【００３３】
本発明によるシリコン結晶化システム及びその方法は、複数個の光学ユニットを用いて種々の形状及びエネルギーのレーザービームを非晶質シリコン層に選択的または同時に照射することによって、液晶表示装置の量産性及び特性を同時に向上させる。
【００３４】
以上で、本発明の好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るものでなく、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様々な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係るシリコン結晶化システムを示した概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る液晶パネルの平面図である。
【図３】レーザーを照射して非晶質シリコンを多結晶シリコンに結晶化させる２ショット順次横方向結晶化工程を概略的に示した図である。
【図４】２ショット順次横方向結晶化工程によって形成された多結晶シリコンの結晶粒を示した図である。
【図５】２ショット順次横方向結晶化工程で２ショットマスクの移動を示した図である。
【図６】６ショット順次横方向結晶化工程で６ショットマスクの移動を示した図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るシリコン結晶化システムの概略図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る図７に示したシリコン結晶化システムのレーザービーム分割器の概略図である。
【符号の説明】
【００３６】
１        レーザービーム
１０        レーザー生成装置
２０        光学ユニット
２１        第１光学ユニット
２２        第２光学ユニット
３０        ステージ
４０        位置制御機
５０        レーザービーム分割器
１００      液晶パネル
１１０      絶縁基板
１５０      非晶質シリコン層
３００      ２ショットマスク
３１０      スリット
６００      ６ショットマスク
６１０      スリット状通過領域
【図１】
0004564486.tif 000002
【図２】
0004564486.tif 000003
【図３】
0004564486.tif 000004
【図４】
0004564486.tif 000005
【図５】
0004564486.tif 000006
【図６】
0004564486.tif 000007
【図７】
0004564486.tif 000008
【図８】
0004564486.tif 000009