激光热处理装置以及利用该装置的薄膜结晶化方法制造方法及图纸

本发明专利技术的实施例涉及一种激光热处理装置以及利用该装置的薄膜结晶化方法，其中，向被处理薄膜照射第一激光束，并将从所述被处理薄膜反射的第一激光束反射而使第二激光束照射到被处理薄膜。此时，使所述第二激光束与被所述第一激光束照射的区域的至少一部分重叠。

Laser heat treatment device and thin film crystallization method using the device

An embodiment of the invention relates to a laser heat treatment device and a film crystallization method using the device, wherein a first laser beam is irradiated on the treated film and a second laser beam is irradiated on the treated film by reflecting the first laser beam reflected from the treated film. At this point, the second laser beam is overlapped at least in part with the region illuminated by the first laser beam.

【技术实现步骤摘要】
激光热处理装置以及利用该装置的薄膜结晶化方法
本专利技术的实施例涉及一种激光热处理装置以及利用该装置的薄膜结晶化方法，尤其涉及一种能够实现维持对结晶化有效的能量密度并增加激光束的有效宽度的效果的激光热处理装置以及利用该装置的薄膜结晶化方法。
技术介绍
通常，半导体装置或显示装置所使用的薄膜晶体管(thinfilmtransistor)根据半导体层的种类而分为非晶硅(amorphoussilicon)薄膜晶体管以及多晶硅(polycrystallinesilicon)薄膜晶体管。多晶硅薄膜晶体管的电荷迁移率大于非晶硅薄膜晶体管，因此被广泛使用。多晶硅可以通过直接沉积而制造，但也可以在沉积非晶硅后将其结晶化而制造。作为直接沉积多晶硅的方法可以使用化学气相沉积(ChemicalVaporDeposition:CVD)法。作为将非晶硅沉积后结晶化的方法，可以使用如下方法：瞬间照射作为高输出脉冲激光的准分子激光的准分子激光热处理(ExcimerLaserAnnealing,ELA)法、在反应炉(furnace)里进行加热的固相结晶化(SolidPhaseCrystallization,SPC)法、选择性地沉积金属之后施加电场的金属诱导结晶化(MetalInducedCrystallization,MIC)法以及顺序性侧向固化(SequentialLateralSolidification,SLS)法等。其中，使用短波长的高输出脉冲激光的准分子激光热处理法，其工艺能够在较低的低温下进行，而且结晶化速度快且结晶性优秀，因此被广泛使用。
技术实现思路
本专利技术的实施例的目的在于提供一种能够实现如下效果的激光热处理装置：维持对结晶化有效的能量密度并增加激光束的有效宽度。本专利技术的另一目的在于提供一种能够维持生产性的同时将结晶化品质提高到预定水准以上的薄膜结晶化方法。用于实现上述目的的根据本专利技术的一方面的激光热处理装置包括：平台，支撑形成有被处理薄膜的基板，并以预定的速度移动；激光照射部，在所述平台移动的状态下，向所述被处理薄膜照射第一激光束；以及反射镜，将从所述被处理薄膜反射的第一激光束反射而使第二激光束照射到所述被处理薄膜，其中，所述反射镜的反射角可以被调节成使所述第二激光束与所述被处理薄膜的被所述第一激光束照射的区域的至少一部分重叠。所述被处理薄膜的被所述第一激光束照射的区域包括中央部的第一区域以及分别布置在所述第一区域的两侧的第二区域，所述反射镜的所述反射角可以被调节成使所述第二区域的至少一部分与所述第二激光束重叠。与所述第二区域对应的所述第一激光束的能量可以小于与所述第一区域对应的所述第一激光束的能量。相对于所述平台移动的方向，与所述第二激光束重叠的所述第二区域可以位于所述第一区域的前面。所述第二区域的20％至100％可以与所述第二激光束重叠。所述第一激光束可以是准分子激光束，可以以脉冲形态以及线形态照射。所述反射镜可以由平面镜及凹镜中的一个形成。并且，用于实现上述目的的根据本专利技术的另一方面的薄膜结晶化方法包括如下步骤：将形成有被处理薄膜的基板安装于平台；使所述平台以预定的速度移动；向所述被处理薄膜照射第一激光束；以及将从所述被处理薄膜反射的所述第一激光束反射，从而使第二激光束照射到所述被处理薄膜，其中，所述第二激光束与所述被处理薄膜的被所述第一激光束照射的区域的至少一部分重叠。所述被处理薄膜可以包括非晶硅。所述第一激光束可以是准分子激光束，可以以脉冲形态以及线形态照射。所述第一激光束可以相对于所述平台的表面以小于90度的角度照射。所述被处理薄膜的被所述第一激光束照射的区域包括中央部的第一区域以及分别布置在所述第一区域的两侧的第二区域，所述第二区域的至少一部分可以与所述第二激光束重叠。与所述第二区域对应的所述第一激光束的能量可以小于与所述第一区域对应的所述第一激光束的能量。相对于所述平台移动的方向，与所述第二激光束重叠的所述第二区域可以位于所述第一区域的前面。所述第二区域的20％至100％可以与所述第二激光束重叠。本专利技术的实施例中，向被处理薄膜照射第一激光束，并将从所述被处理薄膜反射的第一激光束反射而使第二激光束照射到被处理薄膜。此时，所述第二激光束与被所述第一激光束照射的区域的至少一部分重叠。通过实现增加对结晶化有效的激光束的有效宽度的效果，可以将结晶化品质提高至预定水准以上。并且，即使不追加设备，也可以提高结晶化品质并维持生产性。附图说明图1是用于说明根据本专利技术的实施例的激光热处理装置的构成图。图2a是示出第一激光束的轮廓(profile)的图。图2b是示出第二激光束的轮廓的图。图3a是示出第一激光束照射到被处理薄膜的状态的立体图。图3b是示出第二激光束照射到被处理薄膜的状态的立体图。图4是示出在被处理薄膜中被第一激光束和第二激光束照射的区域的平面图。图5a及图5b是图4的局部放大图。图6a及图6b是示出第一激光束及第二激光束的轮廓的图。图7a和图7b是示出用于说明本专利技术的比较例的第一激光束和第二激光束的轮廓的图。图8及图10是示出用于说明本专利技术的实施例的第一激光束和第二激光束的轮廓的图。图9a和图9b是示出用于说明本专利技术的比较例的第一激光束和第二激光束的轮廓的图。图11a和图11b是示出用于说明本专利技术的比较例的第一激光束和第二激光束的轮廓的图。图12是用于说明根据本专利技术的另一实施例的激光热处理装置的构成图。图13是用于说明根据本专利技术的实施例的薄膜结晶化方法的流程图。符号说明10：平台(stage)20：激光照射部30：光学系统40：反射镜50：腔室52：透射窗100：基板110：被处理薄膜112、114、116：被激光束照射的区域具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的优选实施例进行详细的说明。以下的实施例为了使在本
中具有基本知识的人员能够充分理解本专利技术而提供，且该实施例可以变形成多种形态，且本专利技术的范围不限于以下记载的实施例。图1是用于说明根据本专利技术的实施例的激光热处理装置的构成图。参照图1，激光热处理装置可以包括：平台10，支撑形成有被处理薄膜110的基板100，并以预定的速度移动；激光照射部20，在平台10移动的状态下，向被处理薄膜110照射第一激光束L1；以及反射镜40，将从被处理薄膜110反射的第一激光束L1’反射而使第二激光束L2照射到被处理薄膜11。平台10可以构成为能够使基板100得到支撑及固定的板形态。平台10可以构成为借助于移送单元(未示出)而向一个方向或者两个方向移动。激光照射部20可以配置于平台10的上部，例如，可以构成为生成准分子激光束并输出。所述准分子激光束可以以具有几百赫兹(Hz)的频率以及几瓦特(watt)至几百瓦特的能量的脉冲形态输出。为了便利，假设从激光照射部20输出的激光束为第一激光束L1，则第一激光束L1可以直接照射到平台10的被处理薄膜110，或者通过作为预定光学系统30的反射镜或透镜等而照射到平台10的被处理薄膜110。反射镜40可以构成为，将从被处理薄膜110反射的第一激光束L1’反射而使第二激光束L2照射到被处理薄膜110。反射镜40可以由平面镜或凹镜构成，其反射角可以调节成，使第二激光束L2能够与被第一激光束L1照射的区域的至少一部分重叠。例如，还可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光热处理装置，包括：平台，支撑形成有被处理薄膜的基板，并以预定的速度移动；激光照射部，在所述平台移动的状态下，向所述被处理薄膜照射第一激光束；以及反射镜，将从所述被处理薄膜反射的第一激光束反射而使所述被处理薄膜被照射第二激光束，其中，所述反射镜的反射角被调节成使所述第二激光束与所述被处理薄膜的被所述第一激光束照射的区域的至少一部分重叠。

【技术特征摘要】
2017.01.31 KR 10-2017-0013999;2017.02.07 KR 10-2011.一种激光热处理装置，包括：平台，支撑形成有被处理薄膜的基板，并以预定的速度移动；激光照射部，在所述平台移动的状态下，向所述被处理薄膜照射第一激光束；以及反射镜，将从所述被处理薄膜反射的第一激光束反射而使所述被处理薄膜被照射第二激光束，其中，所述反射镜的反射角被调节成使所述第二激光束与所述被处理薄膜的被所述第一激光束照射的区域的至少一部分重叠。2.如权利要求1所述的激光热处理装置，其中，所述被处理薄膜的被所述第一激光束照射的区域包括中央部的第一区域以及分别布置在所述第一区域的两侧的第二区域，所述反射镜的所述反射角被调节成使所述第二区域的至少一部分与所述第二激光束重叠。3.如权利要求2所述的激光热处理装置，其中，与所述第二区域对应的所述第一激光束的能量小于与所述第一区域对应的所述第一激光束的能量。4.如权利要求2所述的激光热处理装置，其中，相对于所述平台移动的方向，与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李惠淑，柳济吉，E·阿斯拉诺夫，吴元熙，
申请(专利权)人：三星显示有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR