专利名称：掩摸、具有其的装置以及使用其结晶的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于结晶硅的掩模(mask)和具有该掩模的装置。更具体地，本发明涉及一种能提高硅的电性能的、用于结晶硅的掩模和具有该掩模的装置。
背景技术：
通常，非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)被用来作为液晶显示装置的开关元件。近来，具有较高工作速度的多晶硅薄膜晶体管(poly-Si TFT)被用在液晶显示装置中以显示高显示质量的图像。具体而言，在以电流驱动的、具有有机发光二极管的有机发光显示(OLED)装置中，多晶硅TFT被广泛的用作开关元件、驱动元件等等。
形成多晶硅TFT的多晶硅薄膜的方法包括直接在衬底上形成多晶硅TFT，以及在衬底上形成非晶硅薄膜，然后加热该非晶硅薄膜从而形成多晶硅薄膜，等等。通常在该加热步骤中使用激光。
根据使用激光的加热方法，来自激光器产生的激光束熔化衬底上的非晶硅薄膜。熔化的硅围绕多个核生长结晶成多个晶粒，从而构成具有良好晶体特性的多晶硅薄膜。因此，非晶硅薄膜转变成多晶硅薄膜，其具有比非晶硅薄膜更高的电导率。
在一个实例中来自激光器产生的激光束可以直接照射到衬底上，或者在另一个实例中它可以通过掩模照射。该掩模包括用于透射激光束的多个狭缝。
具有小尺寸的掩模在衬底上被横向和纵向移动，以便于将激光束照射到衬底的整个表面。也就是说，该掩模以预定长度在衬底上横向和纵向移动，然后激光束照射在衬底上以便基本上使衬底上的整个非晶硅薄膜转变为多晶硅薄膜。
然而，当掩模被在横向和纵向移动时，一次激光束扫描被相邻的激光束扫描重叠。也就是说，衬底上硅薄膜的一部分重复地在衬底上的激光束中暴露。衬底被分为被激光束照射一次的第一部分，和被激光束重复地照射的第二部分。第一部分与第二部分具有不同的电子特性。
此外，当依据被激光束照射的次数来分为第一部分和第二部分时，在衬底的第一部分和第二部分之间的界线上或附近的多晶硅薄膜结构与多晶硅薄膜其余部分的结构不同。该界线劣化了多晶硅薄膜的电性能，例如电导率。
发明内容
本发明提供了用于结晶硅的有益的掩模，能降低由于激光束重叠照射构成的多晶硅薄膜中界线带来的不利影响，从而提高硅的电性能。本发明还提供了具有上述掩模的、用于结晶硅的装置。
根据本发明的一方面，一种用于结晶硅的掩模包括纵向(longitudinaldirection)设置的第一图案部分、第二图案部分和第三图案部分。第一、第二和第三图案部分中的至少两个具有彼此相对应的图案。
在第一、第二和第三图案部分每者上形成多个单元块(unit block)。该单元块透射一部分光，阻挡一部分光以结晶硅。该单元块可以包括透射一部分光的多个透射块，和阻挡一部分光的多个阻挡块。第一、第二和第三图案部分的每一个可以包括多个子图案部分。
根据本发明的另一个方面，一种用于结晶硅的掩模包括在该掩模上纵向形成的第一图案部分和第二图案部分。
在第一图案部分和第二图案部分的每一个中形成了透射一部分光和阻挡其余部分光的多个单元块。第一图案部分具有与第二图案部分相反的图案。
根据本发明的另一个方面，一种用于结晶硅的装置，包括载台(stage)、激光器和掩模。该用于结晶硅的装置可以进一步包括运送单元和光学单元。
载台支撑着具有非晶硅的衬底。在衬底上方形成有激光器。激光器辐照激光束到衬底上，并且将非晶硅转变为多晶硅。掩模设置在衬底和激光器之间。掩模透射一部分照射到衬底上的激光束，阻挡其余部分的激光束。掩模包括在衬底上纵向设置的第一图案部分、第二图案部分和第三图案部分。第一、第二和第三图案部分中的至少两个具有彼此相对应的图案。第一、第二和第三图案部分中的每一个都包括透射一部分激光束和阻挡一部分激光束的多个单元块以结晶化非晶硅。该单元块在第一、第二和第三图案部分的每一个中。
运送单元运送载台以便于激光束照射到基本(substantially)整个衬底上。光学单元贴附在激光器上以改变激光束的光学特性。
根据本发明，第一、第二和第三图案部分中的至少两个具有相对应的图案，以便掩模的相对应的图案在相邻的扫描工艺中部分地重叠，从而即使扫描超过一次，也能全面地、均匀地照射下面的衬底。因此，激光束均匀地照射到非晶硅薄膜上以便在相邻扫描工艺之间的界线也具有均匀的结构，从而提高形成在衬底上的硅的电性能。
联系附图并参考后面的详细描述，本发明中的上述和其他的优点将显而易见，其中图1是示出了根据本发明的一个实施例用于结晶硅的装置的剖面图；图2是示出了使用图1中装置在基本上衬底的整个表面上结晶硅的工艺的平面图；图3A到3C是图1中用于结晶硅的掩模的平面放大图；图4是示出了纵向和横向运送图3A中用于结晶硅的掩模的平面图；图5A到5C是示出了根据本发明的另一个实施例的用于结晶硅的装置的掩模的平面图；图6是示出了纵向和横向运送图5A中掩模的平面图；图7A到7C是示出了根据本发明的另一个实施例的用于结晶硅的装置的掩模的平面图；以及图8是示出了纵向和横向运送图7A中掩模的平面图。
具体实施例方式
本发明在此参考附图进行了更加全面的说明，其中示出了本发明的实施例。然而，该发明可能以许多不同的方式实施，并且不限于由此处阐明的实施例来构建。相反，提供这些实施例是为了能对本领域技术人员彻底地公开和充分地传达本发明的范围。在这些附图中，为了清楚起见，层和区域的尺寸和相对尺寸可能被放大。
可以理解的是，当一个元件或层被提及为“在...上”、“连接到”或“耦合到”另一元件或层时，它可能是直接地在...上、连接或耦合到其它元件和层，或者可以具有插入其间元件或层。相反地，当一个元件被提及“直接地在...上”、“直接地连接到”或“直接地耦合到”另一元件或层，就没有插入其间的元件和层。从头到尾相同的数字表示相同的元件。此处使用的术语“和/或”包括相关的列出项目的一种或多种的任意和所有组合方式。
可以理解的是，虽然术语第一、第二、第三等，此处可以用来描述各种元件、组件、区域、层和/或部件，这些元件、组件、区域、层和/或部件不限于这些术语。这些术语只是用来区分一个元件、组件、区域、层或部件与另一个区域、层或部件。因而，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部件在不脱离本发明的教导的情况下，可以被称为第二元件、组件、区域、层或部件。
空间关系术语，例如“在下面”、“在...之下”、“低于”、“在...之上”、“高于”和类似的词，此处可以用来容易地说明以便描述图中所示的一个元件或特征与另一个元件或特征之间的关系。可以理解的是，空间关系术语除了企图包括图中描绘的方向之外，还企图包括使用或操作中的器件的不同方向。例如，如果图中的器件被旋转，被描述为在另一元件或特征下方或之下的元件将被定位于在另一元件或特征之上。因此，该范例术语“在...之下”可以包括在...之上和在...之下两个方向。器件可以有另外的朝向(旋转90度或其他朝向)和此处使用的空间关系描述符号作相应的理解。
此处使用的术语只是为了描述特定的实施例，并不企图限于本发明。如此处使用的，单数形式的“一”和“该”也企图包括其复数形式，除非上下文中清楚的指出了其他含义。进一步可以理解的是，当说明书中使用术语“包括”说明存在规定特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件时，但不排除存在或附加一个或更多的其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或组群。
参照示意性展示理想化的本发明实施例(和中间结构)的剖面图描述了本发明的实施例。同样地，例如作为制造技术和/或公差的结果，可以期望由所示的形状产生变体。因此，本发明的实施例不是限于由此处所示的区域的特定形状构建，而是包括例如制造中导致的形状的偏差。例如，所示为矩形的注入区，典型地，可以具有圆形或曲线形的特征和/或在其边缘具有渐变的注入浓度，而不是有从注入变到非注入区的二元变化。同样地，通过注入形成的埋入区可能导致在埋入区和表面之间区域的注入，通过该区域进行的注入。因此，图中所示的区域本质上是示意性的并且它们的形状不意味着展示了器件的区域的实际形状，并且不企图限定本发明的范围。
除非另外定义，此处使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本发明所属技术领域普通技术人员通常理解的同样的意义。进一步可以理解的是，那些通常使用字典定义的术语，应该被解释为与其相关领域上下文中含义一致的含义，而不能解释为理想化或极端形式的意义，除非此处清楚地如此定义。
在下文中，将参照附图详细解释本发明。
图1是示出了根据本发明的一个实施例用于结晶硅的装置1000的剖面图。图2是示出了使用图1中装置1000在衬底的基本整个表面结晶硅工艺的平面图。
参照图1，用于结晶硅的装置1000包括激光器100、光学单元200、载台300、用于结晶硅的掩模400和运送单元。
在一个实例中，激光器100连续地产生激光束。可选地，激光器100可以间断的产生激光束。激光器100可以包括准分子(excimer)激光器。准分子激光器产生短波长、高能量和高效率的激光束。由准分子激光器产生的激光束的波长例如，可以在大约200nm到大约400nm之间，并优选地可以在大约250nm到大约308nm之间。激光束的频率，例如，可以在大约300Hz到6000Hz之间，并优选地可以在大约4000Hz到大约6000Hz之间。
光学单元200贴附在激光器100产生激光束的一个入口。光学单元200接收来自激光器100的激光束，并改变激光束的光学特性从而将激光束发射到光学单元200外。例如，光学单元200改变激光束横截面的长度或横截面的宽度。可选地，光学单元200可以改变激光束的强度。
载台300设置在激光器100下方，并且支撑具有非晶硅(a-Si)的衬底10。非晶硅(a-Si)以薄膜形状形成在衬底10上。
用于结晶硅的掩模400设置在衬底10和激光器100之间，并透射(transmit)一部分激光束和阻挡一部分照射到衬底10上的激光束。激光束照射到形成在衬底10上的非晶硅(a-Si)，并将非晶硅(a-Si)转变为多晶硅(poly-Si)。用于结晶硅的掩模400将参照后面的附图详细描述。
运送单元纵向和横向运送载台300以便于激光束照射到基本(substantially)整个衬底上。用于结晶硅的掩模400基于载台300的运送而相对于衬底10被纵向和横向传送。因此，激光束通过掩模400照射到衬底10的基本整个表面。
参照图2，用于结晶硅的掩模400在衬底10的左右端部分之间重复传送。具体而言，通过第一次扫描以第一间隔(interval)IT1从衬底10的左端部分传送到右端部分。在第一次扫描中，激光束通过用于结晶硅的掩模400间歇地(intermittently)照射在衬底10上，并且激光束也以第一间隔IT1从衬底10的左端部分被传送到右端部分。换句话说，载台300以第一间隔IT1中间歇地被从右到左传送，使得掩模400和激光束以第一间隔IT1间歇地从衬底10的左端部分传送到右端部分。传送结晶硅的掩模400的第一间隔IT1可以小于用于结晶硅的掩模400的宽度。
在第一次扫描完成后，用于结晶硅的掩模400在基本上与第一次扫描的扫描方向垂直的纵向上被以第二间隔IT2转移。结晶硅的掩模400被传送的第二间隔IT2可以小于用于结晶硅的掩模400的长度。
通过第二次扫描以第一间隔IT1将掩模400从衬底10的右端部分传送到左端部分。在第二次扫描中，激光束通过用于结晶硅的掩模400间歇地照射在衬底10上，并且激光束也以第一间隔IT1从衬底10的右端部分被传送到左端部分。换句话说，载台300以第一间隔IT1间歇地从左到右被传送，使得掩模400和激光束以第一间隔IT1间歇地从衬底10的右端部分被传送到左端部分。在第二次扫描完成后，以第二间隔IT2在基本上与第二次扫描的扫描方向垂直的纵向上传送用于结晶硅的掩模400。第二次扫描具有与第一次扫描基本上相同的扫描方向。
如上文同样的方式，用于结晶硅的掩模400在右端部分和左端部分之间被传送N次，从而完成N次扫描。激光束采用N次扫描通过掩模400照射到衬底的基本上整个表面。因此，基本上整个非晶硅(a-Si)转变为多晶硅(poly-Si)。
图3A到3C是示出图1中用于结晶硅的掩模的平面放大图。图4是示出了纵向和横向运送图3A中用于结晶硅的掩模的平面图。
参照图3A到3C以及图4，掩模400包括纵向依次设置的第一图案部分1AE，第二图案部分2AE和第三图案部分3AE。在一个实例中，掩模400具有大约15nm的长度“a”，大约2mm的宽度“b”。
在第一、第二和第三图案部分1AE、2AE和3AE中形成单元块410。单元块透射一部分激光束和阻挡一部分激光束。例如，掩模400包括15行和6列的块。
单元块410包括透射一部分激光束的透射块412(图示为空白块)和阻挡一部分激光束的阻挡块414(图示为阴影(hashed)块)。透射块412包括让激光束透射的多个狭缝412a。透射块412的狭缝412a，例如，包括基本上矩形的形式并基本上平行地设置在纵向的方向上。
在一个实例中，第一图案部分1AE的透射块和阻挡块412、414的图案基本上与第三图案部分3AE的透射块和阻挡块412，414的图案是相反的。第二图案部分2AE只包括透射块412的行和列构成了一整体透射部分W。
在第一图案部分1AE中的透射块412的设置基本上与第三图案部分3AE中的透射块412的设置是相反的，使得第一图案部分1AE具有基本上与第三图案部分3AE相反的形状。具体地，第三图案部分3AE的阻挡块414与第一图案部分1AE的透射块412相对应。第三图案部分3AE的透射块412与第一图案部分1AE的阻挡块414相对应。
例如，第一图案部分1AE可以是奇数行透射部分O。在奇数行透射部分O中，透射块412设置在编号为奇数的行，阻挡块414设置在编号为偶数的行。此外，第三图案部分3AE可以是偶数行透射部分E。在偶数行透射部分E中，透射块412设置在编号为偶数的行，阻挡块414设置在编号为奇数的行。可选地，第一图案部分1AE可以是偶数行透射部分E，第三图案部分3AE可以是奇数行透射部分O。
可选地，第一图案部分1AE可以是逐渐增加的透射部分。在逐渐增加的透射部分中，透射块412的数目在逐渐增加的透射部分从上侧到下侧沿着纵向逐渐地增加。此外，第三图案部分3AE可以是逐渐减少的透射部分。在逐渐减少的透射部分中，透射块412的数目在逐渐减少的透射部分从上侧到下侧沿着纵向逐渐地减少。可选地，第一图案部分1AE可以是逐渐减少的透射部分，第三图案部分3AE可以是逐渐增加的透射部分。
例如，在图3A到3C以及图4中，第一图案部分1AE是奇数行透射部分O，第三图案部分3AE是偶数行透射部分E，参照图4，用于结晶硅的掩模400依次设置了奇数行透射部分、整体透射部分、以及偶数行透射部分。用于结晶硅的掩模以第一间隔IT1在与纵向基本上垂直的横向上从衬底的左端部分被传送到右端部分，从而完成第一次扫描。
在第一次扫描完成后，用于结晶硅的掩模400在纵向偏移距离m。在一个实例中，距离m可以是第二间隔IT2，如图2所示。在一个实例中距离m大约是掩模400长度的三分之二，并在进一步的实例中，该距离m大约是10mm。
在掩模400沿着掩模400的纵向移动后，掩模400以第一间隔IT1在与纵向基本上垂直的横向上从衬底的左端部分被传送到右端部分，从而完成第二次扫描。
在第二次扫描中，第一次扫描的第三图案部分3AE与第二次扫描的第一图案部分1AE重叠(即，第一图案部分1AE重叠在通过第三图案部分3AE先扫描过的硅的一区域上)。第一次扫描的第三图案部分3AE是偶数行透射部分E，第二次扫描的第一图案部分1AE是奇数行透射部分O，使得虽然重叠部分被第一和第二次扫描扫描了两次，但是由于重叠图案部分在两次扫描期间在硅上提供了全面均匀的照射，激光束还是均匀地照射在第一和第二次扫描之间图案重叠部分下方的硅上。在第一次扫描期间，其下方硅的一部分被照射，在紧接着的扫描期间，其下方硅的剩余部分被照射，从而在下方的硅的整个表面上提供了均匀的照射。换句话说，通过采用相关联的透射和阻挡图案来选择性照射，本发明的掩模在两次或更多次扫描之间留出了图案部分的重叠部分，以便均匀地在下方硅的表面上照射，从而基本上防止了在硅的表面上不均匀照射导致的界线的形成。
如上文同样的方式，用于结晶硅的掩模400在衬底的左端部分和右端部分之间传送，使得形成在衬底10上的基本上全部非晶硅(a-Si)被转变为多晶硅(poly-Si)。
依照如图1到图4所示的装置1000和用于结晶硅的掩模400，第三图案部分3AE具有基本上与第一图案部分1AE相反的图案。在掩模400在衬底10的左端部分和右端部分之间传送的相邻的扫描期间第三图案部分3AE和第一图案部分1AE有部分地重叠。虽然在相邻的扫描之间的重叠部分被激光束扫描了两次，激光束通过具有相反图案的第三图案部分3AE和第一图案部分1AE，只在衬底10上均匀地有效地照射一次。从而，每一次扫描的重叠部分和中央部分之间的界线上的多晶硅薄膜基本上与每一次扫描的重叠部分和中央部分的多晶硅薄膜具有相同的结构，从而提高了形成在衬底10上的多晶硅(poly-Si)的电性能。
如上文中一个实例所述，用于结晶硅的掩模400包括15行和6列的块。可选地，用于结晶硅的掩模400可以包括15行和18列的块。
当用于结晶硅的掩模400包括15行和18列的块时，掩模400可被分为6排，且包括第一、第二和第三子掩模(未示出)。第一、第二和第三子掩模相对于用于结晶硅的掩模400的中线彼此具有对应(corresponding)的图案。
透射激光束的透射块412可以包括上透射块和下透射块。上透射块的狭缝和下透射块的狭缝被设置在上透射块和下透射块中的不同部分。为了完全地转变衬底10上与每一个单元块对应的非晶硅(a-Si)，激光束可以通过上透射块和下透射块照射在单元块上两次。换句话说，上透射块具有与下透射块基本上相反的图案。
例如，当掩模包括第一、第二和第三子掩模时，第一子掩模中的一个单元块410是上透射块，第二子掩模的与第一子掩模的上透射块相对应的单元块410为下透射块和阻挡块414之一。另外，第三子掩模的与第一子掩模的上透射块相对应单元块410为下透射块和阻挡块414中的另一个。
具有第一、第二和第三子掩模的用于结晶硅的掩模400被以和第一、第二和第三子掩模中每者的宽度基本上一样的距离重复地传送。然后，激光束照射在衬底10上，使与单元块410的每一个对应的非晶硅(a-Si)转变为多晶硅。
除了用于结晶硅的掩模之外，如图5A到5C以及图6中的用于结晶硅的装置与图1到图4中的基本上相同。因此，相同的附图标记用来表示如图1到图4中描述的相同或类似的部件，省略了关于上述部件的进一步解释。
图5A到5C是示出了根据本发明的另一实施例的用于结晶硅的装置的掩模的平面图；图6是示出了纵向和横向传送图5A中掩模的平面图。
参考图5A，用于结晶硅的掩模500包括第一图案部分1AE，第二图案部分2AE和第三图案部分3AE。第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE可以排列在用于结晶硅的掩模500的纵向。第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE的每一个都包括多个子图案部分。例如，第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE的每一个都包括5个子图案部分。在进一步的实例中，用于结晶硅的掩模500的长度“a”大约可以为25nm，用于结晶硅的掩模500的宽度“b”大约可以为1.2mm。
多个单元块510透射一部分激光束，并阻挡激光束的剩余部分。单元块510形成在第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE的每一个子图案部分中。单元块510包括透射一部分激光束的透射块512，和阻挡一部分激光束的阻挡块514。
第一图案部分1AE的子图案部分的图案具有与第三图案部分3AE的子图案部分的图案基本上相反的形状。第二图案部分2AE的子图案部分包括整体透射部分W。第一图案部分1AE与第三图案部分3AE相对于第二图案部分2AE具有基本上对称的结构。
具体而言，第一图案部分1AE中的子图案部分包括奇数行透射部分O、偶数行透射部分E、逐渐增加的透射部分I、逐渐减少的透射部分D、整体透射部分W、以及整体阻挡部分(未示出)。第三图案部分3AE中的子图案部分包括与第一图案部分1AE中的子图案部分相反的配置。
在奇数行透射部分O中，透射块512设置在编号为奇数的行，而阻挡块514设置在编号为偶数的行。在偶数行透射部分E中，透射块512设置在编号为偶数的行，而阻挡块514设置在编号为奇数的行。
在逐渐增加的(progressively increasing)透射部分I中，透射块512的数目沿着逐渐增加的透射部分的上侧到下侧的纵向逐渐地增加。在逐渐减少的透射部分D中，透射块512的数目沿着逐渐减少的透射部分的上侧到下侧的纵向逐渐地减少。
整体透射部分W的全部的行和列包括透射块512，整体阻挡部分(未示出)包括阻挡块514。
具体而言，第一图案部分1AE中的子图案部分包括依次设置的偶数行透射部分E、逐渐减少的透射部分D、奇数行透射部分O、逐渐增加的透射部分I和偶数行透射部分E。第三图案部分3AE中的子图案部分包括与第一图案部分1AE中的子图案部分相反的排列，使得第三图案部分3AE中的子图案部分依次排列着奇数行透射部分O，逐渐增加的透射部分I，偶数行透射部分E，逐渐减少的透射部分D，和奇数行透射部分O。
用于结晶硅的掩模500具有如图5A所示的排列。可选地，用于结晶硅的掩模500可具有各种排列，包括在一个实例中，在第一图案部分1AE和第三图案部分3AE中有镜像相反的(mirror opposite)子图案部分。
参考图6，通过第一次扫描，沿着与掩模500的纵向基本上垂直的方向以第一间隔IT1将用于结晶硅的掩模500从衬底的左端部分传送到右端部分。在一个实例中用于结晶硅的掩模500在纵向移动距离m。在一个实例中掩模500移动距离m大约是掩模500长度的三分之二。
在掩模500沿着掩模500的纵向移动后，沿着与纵向基本上垂直的横向上以第二间隔IT2将掩模500从衬底的右端部分传送到左端部分，从而执行第二次扫描。
在第二次扫描中，第一次扫描的第三图案部分3AE与第二次扫描的第一图案部分1AE重叠。第一次扫描的第三图案部分3AE的图案排列与第二次扫描的第一图案部分1AE的图案排列是相反的，使得虽然在第一和第二次扫描之间的重叠部分被扫描了两次，激光束在第一和第二次扫描之间的重叠部分下方的衬底上只均匀地有效地照射一次。
如上文同样的方式，用于结晶硅的掩模500在衬底的左端部分和右端部分之间传送，以至于基本上形成在衬底10上的全部非晶硅(a-Si)被转变为多晶硅(poly-Si)。
在下文中，将对照着图1到图4中的装置来描述图5A到5C以及图6中的装置。
在图1到图4中，当用于结晶硅的掩模400的长度变长时，第三图案部分3AE具有与第一图案部分1AE相反的图案排列。第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE的每一个都具有简单图案，以至于第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE可以被识别为不同的扫描。换句话说，虽然第三图案部分3AE与第一图案部分1AE彼此重叠并且在衬底的左端部分到右端部分之间传送，但是第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE可以被识别为不同的扫描。当第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE可以被识别为不同的扫描的时候，可能会在第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE之间形成界线。
相反，用于结晶硅的掩模500的第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE中的每一个都被分为多个子图案部分。被分割的子图案部分包括奇数行透射部分O、偶数行透射部分E、逐渐增加的透射部分I、逐渐减少的透射部分D、整体透射部分W、以及整体阻挡部分(未示出)。
当第一图案部分1AE的图案排列与第三图案部分3AE的图案排列是相反的，以及第一图案部分1AE和第三图案部分3AE具有复杂图案时，在第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE不会被识别为不同的扫描，可能识别不出界线。
除了用于结晶硅的掩模之外，如图7A到图7C以及图8中的用于结晶硅的装置与图1到图4中的基本上相同。因此，相同的附图标记用来表示如图1到图4中描述的相同或类似的部件，省略了关于上述元件的进一步解释。
图7A到7C是示出了根据本发明的另一实施例的用于结晶硅的装置的掩模的平面图。图8是示出了纵向和横向传送图7A中掩模的平面图。
参考图7A到图7C，用于结晶硅的掩模600包括第一图案部分1AE，第二图案部分2AE和第三图案部分3AE，第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE沿着用于结晶硅的掩模600的纵向排列。第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE的每一个都包括多个子图案部分。例如，第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE的每一个都包括5个子图案部分。在被分割的用于结晶硅的掩模600中，用于结晶硅的掩模600的长度“a”大约为25nm，用于结晶硅的掩模600的宽度“b”大约为1.2mm。
多个单元块610透射一部分激光束，并阻挡一部分激光束。单元块610形成在第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE的每一个子图案部分中。单元块610包括透射一部分激光束的透射块612，和阻挡一部分激光束的阻挡块614。
第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE具有彼此对应的图案。因此，虽然重叠部分被第一和第二次扫描扫描了两次，激光束在第一和第二次扫描之间的重叠部分下方的衬底上只均匀地有效地照射一次。第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE相对于第二图案部分2AE的子图案部分的中心具有基本上对称的结构(如，镜像图案)。
具体而言，当第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE的一个子图案部分中的第n个子图案部分是奇数行透射部分O时，第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE的另一个子图案部分中的第n个子图案部分是偶数行透射部分E和整体阻挡部分(未示出)之一，第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE的剩余子图案部分中第n个子图案部分是偶数行透射部分E和整体阻挡部分(未示出)中的另一个。
此外，当第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE的一个子图案部分中的第n个子图案部分是逐渐增加的透射部分I时，第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE的另一个子图案部分中的第n个子图案部分是逐渐减少的透射部分D和整体阻挡部分B之一，第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE的剩余子图案部分中第n个子图案部分是逐渐减少的透射部分D和整体阻挡部分B中的另一个。
进一步地，当第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE的一个子图案部分中的第n个子图案部分是整体透射部分W时，第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE的另一个子图案部分中的第n个子图案部分是整体阻挡部分B，且第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE的剩余子图案部分中第n个子图案部分是整体阻挡部分B。
具体而言，第一图案部分1AE中的子图案部分包括依次排列设置的奇数行透射部分O，逐渐减少的透射部分D，整体阻挡部分B，整体阻挡部分B，以及偶数行透射部分E。第二图案部分2AE中的子图案部分包括依次排列设置的整体阻挡部分B，逐渐增加的透射部分I，整体透射部分W，逐渐减少的透射部分D，整体阻挡部分B。第三图案部分3AE中的子图案部分包括依次排列设置的偶数行透射部分E、整体阻挡部分B、整体阻挡部分B、逐渐增加的透射部分I、奇数行透射部分O。
用于结晶硅的掩模600具有如图7A到图7C以及图8所示的排列。可选地，在第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE中具有彼此对应图案的用于结晶硅的掩模600可有各种排列。
在图7A到图7C以及图8中，整体透射部分W和整体阻挡部分B可以彼此不相邻设置，并且奇数行透射部分O和偶数行透射部分E可以彼此不相邻设置。此外，逐渐增加的透射部分I和逐渐减少的透射部分D可以彼此不相邻设置。
参考图8，通过第一次扫描，沿着与掩模600纵向基本上垂直的方向以第一间隔IT1将用于结晶硅的掩模600从衬底的左端部分传送到右端部分。在第一次扫描完成之后，掩模600在纵向移动距离t1。在一个实例中移动距离t1可以大约是掩模600长度的三分之一。
在掩模600沿着用于结晶硅的掩模600的纵向移动后，沿着与纵向基本上垂直的方向以第二间隔IT2将掩模600从衬底的右端部分传送到左端部分，从而执行第二次扫描。在第二次扫描完成后，用于结晶硅的掩模600在纵向移动距离t2。在一个施例中移动距离t2也可以大约是掩模600长度的三分之一。
然后，沿着与纵向基本上垂直的方向以第三间隔IT3将用于结晶硅的掩模600从衬底的左端部分传送到右端部分，从而执行第三次扫描。
在第三次扫描中，第一次扫描的第三图案部分3AE，第二次扫描的第二图案部分2AE以及第三次扫描的第一图案部分1AE彼此重叠。
第一次扫描的第三图案部分3AE，第二次扫描的第二图案部分2AE以及第三次扫描的第一图案部分1AE具有彼此对应的图案，使得虽然重叠部分被第一，第二和第三次扫描扫描了三次，但是激光束在第一，第二和第三次扫描之间的重叠部分下方的硅上只均匀地有效地照射一次。
如上文同样的方式，用于结晶硅的掩模600在衬底的左端部分和右端部分之间传送，以至于基本上形成在衬底10上的全部非晶硅(a-Si)被转变为多晶硅(poly-Si)。
在下文中，将对照着图1到图4中的装置来描述图7A到7C以及图8中的装置。
用于结晶硅的掩模600包括第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE。第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE中的每一个都被分为多个子图案部分。
在图5A到5C以及图6中，第一图案部分1AE与第三图案部分3AE具有彼此相反的图案排列，并且第二图案部分2AE的全部包括整体透射部分W。相反，在图7A到7C以及图8中，第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE具有彼此对应的图案。
换句话说，在图5A到5C以及图6的第二图案部分2AE的全部是一个整体透射部分W，但是在图7A到7C以及图8的第二图案部分2AE具有与第一图案部分1AE和第三图案部分3AE对应的图案。因此，虽然重叠部分被第一，第二和第三次扫描扫描了三次，但是激光束在第一，第二和第三次扫描之间的重叠部分下方的硅上只有效地照射一次。
因此，在图7A到7C以及图8中的第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE具有比图5A到5C以及图6的第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE更加复杂的图案，从而第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE不会被识别为不同的扫描，并且由第一，第二和第三次扫描形成的界线也不被识别出。
根据本发明，在一个实例中第一图案部分具有与第三图案部分彼此相反的图案排列。第一图案部分与第三图案部分彼此重叠，并且在衬底的左端部分到右端部分之间传送。因此，虽然重叠部分被第一和第二次扫描扫描了两次，但是激光束在第一和第二次扫描之间的重叠部分下方的硅上只有效地照射一次。因此，由于硅接收到的激光束照射量不同而形成的界线可以减少，并且提高了多晶硅(poly-Si)的电子性能。
此外，第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE中的每一个都包括多个子图案部分。第一图案部分与第三图案部分具有相反的图案排列，或者第一、第二和第三图案部分可以具有彼此对应的图案。从而，第一、第二和第三图案部分1AE，2AE和3AE不会被识别为不同的扫描，从而可以消除由扫描形成的界线。
虽然已经描述了本发明的实施例，可以理解是，本发明并不是限于这些实施例，而是本领域普通技术人员在本发明权利要求的范围和精神内能够作出各种变化和改进。
权利要求
1.一种掩模，包括沿纵向设置的第一图案部分、第二图案部分和第三图案部分，所述第一、第二和第三图案部分中的每一个都包括透射一部分光和阻挡一部分光的多个单元块以便选择性地结晶硅，该第一、第二和第三图案部分中的至少两个具有彼此对应的图案。
2.如权利要求1所述的掩模，其中该第一图案部分与该第三图案部分包括相对于该第二图案部分基本对称的结构。
3.如权利要求1所述的掩模，其中该单元块包括多个透射一部分光的透射块，和多个阻挡一部分光的阻挡块。
4.如权利要求3所述的掩模，其中每个该透射块包括多个狭缝。
5.如权利要求3所述的掩模，其中该第一图案部分具有基本上与该第三图案部分相反的图案，使得在该第一图案部分和该第三图案部分的重叠部分下方的硅被均匀地照射。
6.如权利要求5所述的掩模，其中，该第一和第三图案部分之一包括多行，所述透射块设置在编号为奇数的行并且所述阻挡块设置在编号为偶数的行，且其中，该第一和第三图案部分中的另一个包括多行，所述阻挡块设置在编号为奇数的行并且所述透射块设置在编号为偶数的行。
7.如权利要求5所述的掩模，其中，随着沿纵向与第二图案部分的距离增加，该第一和第三图案部分之一的透射块的数目增加，且其中，随着沿纵向与第二图案部分的距离增加，该第一和第三图案部分中的另一个的透射块的数目减少。
8.如权利要求5所述的掩模，其中该第二图案部分由只包括透射块的多行组成。
9.如权利要求3所述的掩模，其中该第一、第二和第三图案部分的每一个都包括多个子图案部分，并且其中每一个所述子图案部分都是下述之一奇数行透射部分，包括编号为奇数的行中的透射块和编号为偶数的行中的阻挡块；偶数行透射部分，包括编号为偶数的行中的透射块和编号为奇数的行中的阻挡块；透射增加部分，其中随着沿纵向与掩模一侧之间距离的增加，透射块的数目增加；透射减少部分，其中随着沿纵向与掩模一侧之间距离的增加，透射块的数目减少；整体透射部分，只包括透射块；和整体阻挡部分，只包括阻挡块。
10.如权利要求9所述的掩模，其中，所述第一图案部分的该子图案部分包括所述奇数行透射部分、所述偶数行透射部分、所述透射增加部分、所述透射减少部分、所述整体透射部分、和所述整体阻挡部分至少之一的组合，且其中所述第三图案部分的该子图案部分包括所述偶数行透射部分、所述奇数行透射部分、所述透射减少部分、所述透射增加部分、所述整体阻挡部分、和所述整体透射部分中至少之一的组合，其中所述第三图案部分的该子图案部分的该组合与该第一图案部分的该子图案部分的该组合相反。
11.如权利要求9所述的掩模，其中所述第一、第二和第三图案部分包括相对于所述第一、第二和第三图案部分的中心在纵向上基本对称的结构。
12.如权利要求9所述的掩模，其中，所述第一、第二和第三图案部分之一的第n个子图案部分是奇数行透射部分，并且其中，所述第一、第二和第三图案部分中另一个的第n个子图案部分是偶数行透射部分和整体阻挡部分之一，并且其中，所述第一、第二和第三图案部分中剩余一个中的第n个子图案部分是所述偶数行透射部分和所述整体阻挡部分中的剩余者。
13.如权利要求9所述的掩模，其中所述第一、第二和第三图案部分之一的第n个子图案部分是透射增加部分，且其中所述第一、第二和第三图案部分中另一个的第n个子图案部分是透射减少部分和整体阻挡部分之一，且其中所述第一、第二和第三图案部分中剩余一个的第n个子图案部分是所述透射减少部分和所述整体阻挡部分的剩余者。
14.如权利要求9所述的掩模，其中所述第一、第二和第三图案部分之一的第n个子图案部分是所述整体透射部分，且其中所述第一、第二和第三图案部分中另一个的第n个子图案部分是整体阻挡部分，并且其中所述第一、第二和第三图案部分中剩余一个的第n个子图案部分是整体阻挡部分。
15.如权利要求9所述的掩模，其中所述第一、第二和第三图案部分每一个都包括5个子图案部分，并且其中所述第一图案部分的子图案部分包括依次排列的所述奇数行透射部分、所述透射减少部分、所述整体阻挡部分、所述整体阻挡部分以及所述偶数行透射部分，并且其中所述第二图案部分的子图案部分包括依次排列的所述整体透射部分、所述透射增加部分、所述整体透射部分、所述透射减少部分和所述整体阻挡部分，并且其中所述第三图案部分的子图案部分包括依次排列的所述偶数行透射部分、所述整体阻挡部分、所述整体阻挡部分、所述透射增加部分和所述奇数行透射部分。
16.一种掩模，包括纵向形成的第一图案部分和第二图案部分，所述第一和第二图案部分中的每一个都包括透射一部分光和阻挡一部分光的多个单元块以便选择性地结晶硅，该第一图案部分与该第二图案部分具有相反的图案，使得在该第一图案部分与该第二图案部分重叠部分下方的硅被均匀的照射。
17.如权利要求16所述的掩模，其中该第一和第二图案部分包含相对于该第一和第二图案部分的中心在纵向上基本对称的结构。
18.如权利要求16所述的掩模，其中该单元块包括透射一部分光的透射块，和阻挡剩余部分光的阻挡块。
19.如权利要求16所述的掩模，其中该第一图案部分和该第二图案部分之一包括多行，该透射块在编号为奇数的行中，该阻挡块在编号为偶数的行中，且其中，该第一和第二图案部分中的另一个包括多行，该阻挡块在编号为奇数的行中，该透射块在编号为偶数的行中。
20.如权利要求16所述的掩模，其中随着沿纵向与该第二图案部分的距离增加，该第一和第二图案部分之一的透射块的数目逐渐增加，且其中，随着沿纵向与该第二图案部分的距离增加，该第一和第二图案部分中的另一个的透射块的数目减少。
21.如权利要求16所述的掩模，其中该第一和第二图案部分的每一个都包括多个子图案部分，并且其中每一个所述子图案部分都是下述之一奇数行透射部分，包括编号为奇数的行中的透射块和编号为偶数的行中的阻挡块；偶数行透射部分，包括编号为偶数的行中的透射块和编号为奇数的行中的阻挡块；透射增加部分，其中随着沿纵向与掩模一侧之间距离的增加，透射块的数目增加；透射减少部分，其中随着沿纵向与掩模一侧之间距离的增加，透射块的数目减少；整体透射部分，只包括透射块；和整体阻挡部分，只包括阻挡块。
22.如权利要求21所述的掩模，其中，所述第一图案部分的该子图案部分包括所述奇数行透射部分、所述偶数行透射部分、所述透射增加部分、所述透射减少部分、所述整体透射部分、和所述整体阻挡部分至少之一的组合，且其中所述第二图案部分的该子图案部分包括所述偶数行透射部分、所述奇数行透射部分、所述透射减少部分、所述透射增加部分、所述整体阻挡部分、和所述整体透射部分中至少之一的组合，其中所述第二图案部分的该子图案部分的该组合与该第一图案部分的该子图案部分的该组合相反。
23.一种装置，包括支撑着具有非晶硅的衬底的载台；提供在所述衬底上方的激光器，所述激光器向所述衬底上辐照激光束以将非晶硅转变为多晶硅；和设置在所述衬底和所述激光器之间的掩模，该掩模透射一部分激光束并且阻挡一部分激光束以便选择性地辐照所述非晶硅，所述掩模包括沿所述衬底的纵向设置的第一图案部分、第二图案部分和第三图案部分，所述第一、第二和第三图案部分中的每一个都包括透射和阻挡一部分所述激光束的多个单元块，并且所述第一、第二和第三图案部分中的至少两个具有彼此相对应的图案。
24.如权利要求23所述的装置，进一步包括传送载台以便于所述激光束照射到所述衬底的基本整个表面上的传送单元。
25.如权利要求23所述的装置，进一步包括贴附在所述激光器上以改变所述激光束的光学特性的光学单元。
26.如权利要求23所述的装置，其中该单元块包括透射一部分所述激光束的多个透射块，和阻挡所述激光束的剩余部分的多个阻挡块。
27.如权利要求23所述的装置，其中该第一和第三图案部分包括相对于该第二图案部分基本对称的结构。
28.如权利要求23所述的装置，其中该第一、第二和第三图案部分包括相对于该第一、第二和第三图案部分的中心在纵向上基本对称的结构。
29.如权利要求23所述的装置，其中该一图案部分与第二图案部分具有相反的图案，使得在该第一和第二图案部分重叠部分下方的硅被均匀地照射。
30.如权利要求23所述的装置，其中该第一、第二和第三图案部分的每一个都包括多个子图案部分，并且其中每一个所述子图案部分都是下述之一奇数行透射部分，包括编号为奇数的行中的透射块和编号为偶数的行中的阻挡块；偶数行透射部分，包括编号为偶数的行中的透射块和编号为奇数的行中的阻挡块；透射增加部分，其中随着沿纵向与掩模一侧之间距离的增加，透射块的数目增加；透射减少部分，其中随着沿纵向与掩模一侧之间距离的增加，透射块的数目减少；整体透射部分，只包括透射块；和整体阻挡部分，只包括阻挡块。
31.一种使用掩模进行结晶的方法，包括沿着第一方向通过掩模在硅衬底上照射激光束，该掩模包括第一图案部分、第二图案部分和第三图案部分，该第一、第二和第三图案部分中包括透射一部分光和阻挡一部分光的多个单元块以便选择性地结晶硅，该第一、第二和第三图案部分中的至少两个具有彼此相对应的图案；沿着与所述第一方向基本垂直的第二方向以该掩模高度的三分之二的长度移动辐照位置；沿着所述第一方向通过掩模在所述硅衬底上照射激光束，从而重叠在第一次辐照中采用掩模的第三图案部分图案化的第一区域和在第二次辐照中采用掩模的第一图案部分图案化的第二区域。
32.如权利要求31所述的方法，其中该第一图案部分和第三图案部分包括基本一部分光，和阻挡一部分光的多个阻挡块。
33.如权利要求31所述的方法，其中该单元块包括多个透射一部分光的透射块，和多个阻挡一部分光的阻挡块，该透射块包括多个狭缝。
34.如权利要求31所述的方法，其中该第一和第三图案部分之一包括多行，该透射块位于编号为奇数的行上且该阻挡块位于编号为偶数的行上，并且其中所述第一和第三图案部分的另一个包括多行，该阻挡块位于编号为奇数的行上且该透射块位于编号为偶数的行上。
35.如权利要求31所述的方法，其中，随着沿纵向与第二图案部分的距离增加，该第一和第三图案部分之一的透射块的数目增加，且其中，随着沿纵向与第二图案部分的距离增加，该第一和第三图案部分中的另一个的透射块的数目减少。
36.如权利要求31所述的方法，其中所述第二个图案部分包括多个只包括透射块的行。
37.如权利要求31所述的方法，其中该第一、第二和第三图案部分的每一个都包括多个子图案部分，并且其中每一个所述子图案部分都是下述之一奇数行透射部分，包括编号为奇数的行中的透射块和编号为偶数的行中的阻挡块；偶数行透射部分，包括编号为偶数的行中的透射块和编号为奇数的行中的阻挡块；透射增加部分，其中随着沿纵向与掩模一侧之间距离的增加，透射块的数目增加；透射减少部分，其中随着沿纵向与掩模一侧之间距离的增加，透射块的数目减少；整体透射部分，只包括透射块；和整体阻挡部分，只包括阻挡块。
全文摘要
一种用于结晶硅的掩模包括纵向设置的第一、第二和第三图案部分。第一、第二和第三图案部分的每一个包括透射和阻挡一部分光的单元块。第一、第二和第三图案部分中的至少两个具有彼此相对应的图案。优选地，使用上述掩模的扫描有效地去除了由于硅接受激光束不同量照射而在硅中形成的界线，从而提高硅的电子性能。
文档编号H01L21/268GK1983512SQ20061006405
公开日2007年6月20日 申请日期2006年12月18日 优先权日2005年12月16日
发明者金炫旲, 赵僩懦 申请人:三星电子株式会社