KR20180104914A - Laser annealing apparatus and laser annealing method - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a laser annealing apparatus and a laser annealing method. The laser annealing apparatus comprises a plurality of laser oscillators each oscillating a pulsed laser beam; a plurality of shutters for switching the laser beams such that pulses of the laser beams emitted from the laser oscillators sequentially proceed with a time difference; a beam shaper for forming a variable laser beam having a pulse width varied by spatially combining the laser beams that sequentially proceed; a first beam divider for dividing the variable laser beam emitted from the beam shaper into a processing beam and a measuring beam; a measuring beam detection unit for measuring a pulse shape and output of the measuring beam; and a control unit for controlling the laser oscillators and the shutters by using signals measured by the measuring beam detection unit so as to adjust the pulse shape and output of the variable laser beam.

Description

레이저 어닐링 장치 및 레이저 어닐링 방법{Laser annealing apparatus and laser annealing method}[0001] The present invention relates to a laser annealing apparatus and a laser annealing method,

본 발명은 레이저 어닐링 장치 및 레이저 어닐링 방법에 관한 것이다. 상세하게는 레이저 발진기들로부터 출사되는 복수의 레이저 빔을 시간적, 공간적으로 결합하여 가변 펄스폭의 레이저 빔을 생성하고, 이러한 가변 펄스폭의 레이저 빔에 대한 펄스 형상 및 출력을 실시간으로 측정하여 제어함으로써 레이저 어닐링 공정에 최적화된 펄스 형상 및 출력으로 일정하게 유지할 수 있는 레이저 어닐링 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a laser annealing apparatus and a laser annealing method. Specifically, a plurality of laser beams emitted from laser oscillators are temporally and spatially combined to generate a laser beam having a variable pulse width, and a pulse shape and an output for the laser beam having such a variable pulse width are measured and controlled in real time And more particularly, to a laser annealing apparatus and method capable of maintaining a pulse shape optimized for a laser annealing process and an output uniformly.

레이저 어닐링 공정은 웨이퍼 상의 비정질 실리콘(amorphous silicon) 막에 라인(line) 형상으로 성형한 레이저 빔을 주사함으로써 비정질 실리콘막을 결정화시켜 다결정 실리콘(polysilicone)막으로 형성하는 공정을 말한다. 이러한 레이저 어닐링 공정 시 고려되어야 할 중요한 파라미터로는 파장(wavelength), 평균 출력(average power), PRF(pulse repetition frequency), 펄스폭(pulse width) 등이 있다. 이 중에서 펄스폭은 레이저의 피크 출력을 결정짓는 요소로서, 레이저의 한 펄스가 얼마나 오랫동안 지속되는 가를 나타내는 값이다. 특히, 레이저 어닐링 공정에서 펄스폭은 실리콘의 결정화 정도를 좌우하는 요소로 매우 중요한 파라미터이다. 즉, 레이저의 펄스폭이 적합하지 않은 경우에 어닐링 공정에서 효율적으로 다결정 실리콘 박막을 형성하지 못하여 전자 이동도(electron mobility) 및 리프레시 속도(refresh rate) 향상 등이 떨어지게 된다. 따라서, 테스트 타입, 공정 타입 또는 샘플 타입 등에 따라 펄스폭의 가변 필요성이 제기된다. The laser annealing process refers to a process of crystallizing an amorphous silicon film into a polysilicone film by scanning a laser beam formed in a line shape on an amorphous silicon film on a wafer. Important parameters to be considered in the laser annealing process include wavelength, average power, pulse repetition frequency (PRF), and pulse width. The pulse width is a factor that determines the peak output of the laser and is a value indicating how long one pulse of the laser lasts. Particularly, in the laser annealing process, the pulse width is a very important parameter as a factor that determines the degree of crystallization of silicon. That is, when the pulse width of the laser is not suitable, the polycrystalline silicon thin film can not be efficiently formed in the annealing process, and the electron mobility and the refresh rate are not improved. Therefore, a need for a variable pulse width varies depending on the test type, the process type, the sample type, and the like.

또한, 레이저 어닐링 공정에서는 펄스폭이 시간이 지남에 따라 일정해야 한다. 하나의 웨이퍼 전체를 어닐링 가공하는데 있어서 레이저 펄스를 수백 번 내지 수천 번을 조사하게 되는데, 펄스폭이 전원이나 컨트롤 신호 등의 미세 변화에 의해서 변화하게 되면 웨이퍼의 가공 품질이 웨이퍼의 위치에 따라 균일하지 않게 되는 문제가 발생하게 된다. 또한, 펄스 레이저의 특성상 조사되는 매 펄스마다 펄스폭이 달라질 수도 있는데, 이러한 펄스록을 실시간으로 측정하여 일정하게 제어해야 한다. Also, in the laser annealing process, the pulse width must be constant over time. When the entire wafer is annealed, the laser pulse is irradiated hundreds to thousands of times. If the pulse width is changed by fine changes such as a power supply or a control signal, the quality of the wafer is uniform according to the position of the wafer There is a problem that it becomes impossible to do. In addition, the pulse width may vary for every pulse to be inspected due to the nature of the pulse laser. Such a pulse lock must be measured and controlled in real time.

기존의 펄스폭을 조절하는 방법으로는 듀티비(duty ration) 조절이나, 공진기(optical resonator)의 길이를 조절하는 방법이 사용되었다. 그러나, 듀티비를 조절하여 펄스폭을 제어하는 방법은 평균 출력의 손실이 발생되는 등의 문제가 있다. 그리고, 공진기의 길이를 조절하여 펄스폭을 제어하는 방법은 레이저 빔의 품질을 변화시키게 되는데, 이는 펄스폭을 바꿀 때 마다 빔 경로 및 광학계의 수정과 함께, 레이저 가공 시 새로운 테스트를 거쳐서 최적의 조건을 다시 찾아서 검증하여야 한다는 문제점이 있다. 즉, 기존의 펄스폭 조절 방식에서는 평균 출력의 손실이 발생되거나 빔 가공 품질이 변화함으로써 이를 고려한 광학계를 수정, 설계하여야 하고, 또한 빔 품질 변화로 인해 새로운 조건에서 테스트를 진행하여 조건을 최적화, 공정화시켜야 하므로, 시간적, 경제적인 손실이 발생하게 되고, 최악의 경우 펄스폭이 바뀌면서 레이저 가공 공정 실패할 경우도 발생될 수 있다. As a method of adjusting the pulse width, a duty ratio adjustment or a method of controlling the length of an optical resonator is used. However, the method of controlling the pulse width by adjusting the duty ratio has a problem that the average output is lost. The method of adjusting the length of the resonator by controlling the length of the resonator changes the quality of the laser beam. This is because the beam path and the optical system are modified each time the pulse width is changed, There is a problem that it is necessary to search again and verify. In other words, in the conventional pulse width control method, it is necessary to modify and design the optical system considering the loss of the average output or the beam machining quality, and also to test the new condition due to the beam quality change, Therefore, time and economic losses occur. In the worst case, the pulse width may change, and the laser processing process may fail.

한편, 레이저 어닐링과 같은 레이저 가공 공정에 필요한 에너지 밀도는 그린 레이저 어닐링(GLA; green laser annealing)의 경우 일반적으로 0.5J/cm2 이상이 된다. 이 값은 가공 면적, 즉 결상 이미지의 크기에 따라 필요한 펄스당 에너지가 결정되며, 이미지 사이즈가 커지면 더 많은 펄스당 에너지가 필요하게 됨을 의미한다. 가공 이미지의 크기가 증가하거나 또는 샘플의 크기 변화에 의해 펄스당 에너지의 증가가 필요한 경우에 기존에는 PRF(pulse repetition frequency)의 조절을 통해서 에너지를 증가시켰으며, PRF의 조절만으로 펄스당 에너지가 부족한 경우에는 레이저 광원 모듈을 추가하거나 고출력 레이저 광원 모듈로 교체하는 방법이 사용되었다. On the other hand, the energy density required for a laser processing process such as laser annealing is generally 0.5 J / cm 2 or more for green laser annealing (GLA). This value means that the energy per pulse is determined according to the machining area, that is, the size of the imaging image, and the larger the image size, the more energy per pulse is required. When the size of the processed image is increased or the size of the sample is required to increase the energy per pulse, the energy is increased by controlling the PRF (pulse repetition frequency) A method of adding a laser light source module or replacing with a high output laser light source module was used.

그러나, 레이저 광원 모듈을 추가하는 방법으로 레이저 어닐링에 필요한 에너지 밀도를 얻기 위는 것은 추가 광학계를 설치하여야 하며, 각 모듈로 나오는 레이저 빔들의 정렬이 필요하게 되어 시간적, 공간적으로 추가적인 비용이 발생된다. 또한, 고출력 레이저 광원 모듈로 교체하는 방법은 추가 비용 뿐만 아니라 레이저 빔의 특성 변화로 인한 광학계의 재설계 및 수정이 필요하게 된다. However, in order to obtain the energy density required for the laser annealing by adding the laser light source module, additional optical systems must be installed, and the alignment of the laser beams emitted from each module becomes necessary, resulting in additional costs in terms of time and space. In addition, in the method of replacing with the high power laser light source module, it is necessary to redesign and correct the optical system due to the change of the characteristics of the laser beam as well as the additional cost.

본 발명의 일 실시예는 레이저 발진기들로부터 출사되는 복수의 레이저 빔을 시간적, 공간적으로 결합하여 가변 펄스폭의 레이저 빔을 생성하고, 이러한 가변 펄스폭의 레이저 빔에 대한 펄스 형상 및 출력을 실시간으로 측정하여 제어함으로써 레이저 어닐링 공정에 최적화된 펄스 형상 및 출력으로 일정하게 유지할 수 있는 레이저 어닐링 장치 및 방법을 제공한다.In one embodiment of the present invention, a plurality of laser beams emitted from laser oscillators are temporally and spatially combined to generate a laser beam having a variable pulse width, and pulse shapes and outputs for the laser beams having such variable pulse widths are output in real time A laser annealing apparatus and method capable of maintaining a constant pulse shape and output optimized for a laser annealing process by measuring and controlling the laser annealing process.

본 발명의 일 측면에 있어서, In one aspect of the present invention,

각각 펄스형 레이저 빔을 발진하는 복수의 레이저 발진기;A plurality of laser oscillators each for oscillating a pulsed laser beam;

상기 레이저 발진기들로부터 출사된 상기 레이저 빔들의 펄스들이 시간차를 두고 순차적으로 진행하도록 상기 레이저 빔들을 스위칭하는 복수의 셔터; A plurality of shutters for switching the laser beams so that the pulses of the laser beams emitted from the laser oscillators progress sequentially in time;

상기 순차적으로 진행하는 레이저 빔들을 공간적으로 결합시켜 가변된 펄스폭을 가지는 가변 레이저 빔을 형성하는 빔 성형기; A beam former for spatially coupling the sequentially progressing laser beams to form a variable laser beam having a variable pulse width;

상기 빔 성형기로부터 출사된 상기 가변 레이저 빔을 가공빔과 측정빔으로 분할하는 제1 빔 분할기; A first beam splitter dividing the variable laser beam emitted from the beam former into a working beam and a measuring beam;

상기 측정빔의 펄스형상 및 출력을 측정하는 측정빔 검출유닛; 및A measuring beam detecting unit for measuring a pulse shape and an output of the measuring beam; And

상기 측정빔 검출유닛에 의해 측정된 출력 신호들을 이용하여 상기 레이저 발진기들 및 상기 셔터들을 제어함으로써 상기 가변 레이저 빔의 펄스형상 및 출력을 조절하는 제어부;를 포함하는 레이저 어닐링 장치가 제공된다. And a controller for controlling the pulse shape and the output of the variable laser beam by controlling the laser oscillators and the shutters using output signals measured by the measurement beam detection unit.

상기 가공빔은 가공대상물에 조사되어 어닐링 공정을 수행하고, 상기 측정빔은 상기 측정빔 검출유닛으로 입사될 수 있다. 여기서, 상기 가공빔은 상기 가변 레이저 빔 출력의 99% 이상을 차지하며, 상기 측정빔은 상기 가변 레이저 빔 출력의 1% 미만을 차지할 수 있다. The processing beam is irradiated to the object to be annealed, and the measuring beam can be incident on the measuring beam detecting unit. Wherein the processing beam occupies more than 99% of the variable laser beam output and the measurement beam can occupy less than 1% of the variable laser beam output.

상기 측정빔 검출유닛은 상기 측정빔을 제1 및 제2 측정빔으로 분할하는 제2 분할기, 상기 제1 측정빔의 출력을 측정하는 파워 메터(power meter) 및 상기 제2 측정빔의 펄스형상을 검출하는 펄스형상 측정센서를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 파워 메터는 에너지 메터를 포함하고, 상기 펄스형상 측정센서는 포토 다이오드를 포함할 수 있다. Wherein the measuring beam detection unit comprises a second divider for dividing the measurement beam into first and second measurement beams, a power meter for measuring the output of the first measurement beam, And a pulse shape measuring sensor for detecting the pulse shape. Here, the power meter includes an energy meter, and the pulse shape measuring sensor may include a photodiode.

상기 제어부는 상기 파워 메터에 의해 얻어진 상기 제1 측정빔의 출력을 이용하여 상기 가변 레이저 빔의 출력을 측정하고, 상기 펄스형상 측정센서에 의해 얻어진 상기 제2 측정빔의 펄스형상을 이용하여 상기 가변 레이저 빔의 펄스형상을 측정할 수 있다. 여기서, 상기 가변 레이저 빔의 펄스형상으로부터 상기 가변 레이저 빔의 펄스폭 및 펄스에너지가 얻어질 수 있다.Wherein the control unit measures the output of the variable laser beam by using the output of the first measurement beam obtained by the power meter and calculates the output of the variable beam by using the pulse shape of the second measurement beam obtained by the pulse shape measurement sensor, The pulse shape of the laser beam can be measured. Here, the pulse width and the pulse energy of the variable laser beam can be obtained from the pulse shape of the variable laser beam.

상기 제어부는 상기 가변 레이저 빔의 측정된 펄스형상 및 출력을 미리 설정된 펄스형상 및 출력과 비교하여 그 차이가 발생하면 상기 레이저 발진기들 및 상기 셔터들을 제어하여 상기 가변 레이저빔의 펄스형상 및 출력을 상기 설정된 펄스형상 및 출력과 일치하도록 조절할 수 있다. 여기서, 상기 제어부는 상기 레이저 발진기들로부터 출사되는 레이저 빔들의 펄스 사이의 간격을 제어함으로써 상기 가변 레이저 빔의 펄스형상을 조절할 수 있다.Wherein the control unit compares the measured pulse shape and output of the variable laser beam with a predetermined pulse shape and output and controls the laser oscillators and the shutters when the difference is generated to detect a pulse shape and an output of the variable laser beam, It can be adjusted to match the set pulse shape and output. Here, the controller may adjust the pulse shape of the variable laser beam by controlling the interval between the pulses of the laser beams emitted from the laser oscillators.

다른 측면에 있어서,In another aspect,

복수의 펄스형 레이저 빔을 시간차를 두고 순차적으로 진행시키는 단계;Sequentially advancing a plurality of pulsed laser beams with a time difference;

상기 레이저 빔들을 공간적으로 결합시켜 가변된 펄스폭을 가지는 가변 레이저 빔을 형성하는 단계;Forming a variable laser beam having a variable pulse width by spatially combining the laser beams;

상기 가변 레이저 빔을 가공빔과 측정빔으로 분할하는 단계;Dividing the variable laser beam into a working beam and a measuring beam;

상기 측정빔의 펄스형상 및 출력을 측정한 다음, 이를 이용하여 상기 가변 레이저 빔의 펄스 형상 및 출력을 측정하는 단계; 및Measuring a pulse shape and an output of the measurement beam, and measuring a pulse shape and an output of the variable laser beam using the pulse shape and the output of the measurement beam; And

상기 가변 레이저 빔의 측정된 펄스형상 및 출력을 미리 설정된 펄스형상 및출력과 일치시키는 단계;를 포함하는 레이저 어닐링 방법이 제공된다.And matching the measured pulse shape and output of the variable laser beam with a predetermined pulse shape and output.

상기 복수의 펄스형 레이저 빔은 복수의 레이저 발진기 및 복수의 셔터를 통해 시간차를 두고 순차적으로 진행할 수 있다. The plurality of pulsed laser beams can sequentially travel through a plurality of laser oscillators and a plurality of shutters with a time difference.

상기 가변 레이저 빔은 상기 레이저 빔의 펄스들 사이의 간격에 따라 하나 또는 복수의 가변된 펄스폭을 가질 수 있다. The variable laser beam may have one or a plurality of variable pulse widths depending on the interval between the pulses of the laser beam.

상기 가변 레이저 빔은 제1 분할기를 통해 상기 가공빔과 상기 측정빔으로 분할되며, 상기 가공빔은 가공대상물에 조사되어 어닐링 공정을 수행하고, 상기 측정빔은 측정빔 검출유닛으로 입사될 수 있다. The variable laser beam is divided into the machining beam and the measurement beam through a first splitter, the machining beam is irradiated to an object to be annealed, and the measurement beam can be incident on the measurement beam detection unit.

상기 측정빔 검출유닛은 상기 측정빔을 제1 및 제2 측정빔으로 분할하는 제2 분할기, 상기 제1 측정빔의 출력을 측정하는 파워 메터 및 상기 제2 측정빔의 펄스형상을 측정하는 펄스형상 측정센서를 포함할 수 있다. Wherein the measurement beam detection unit comprises a second divider for dividing the measurement beam into first and second measurement beams, a power meter for measuring an output of the first measurement beam, and a pulse shape for measuring a pulse shape of the second measurement beam And a measurement sensor.

제어부를 통해 상기 파워 메터에 의해 얻어진 상기 제1 측정빔의 출력을 이용하여 상기 가변 레이저 빔의 출력을 측정하고, 상기 펄스형상 측정센서에 의해 얻어진 상기 제2 측정빔의 펄스형상을 이용하여 상기 가변 레이저 빔의 펄스형상을 측정할 수 있다. 여기서, 상기 가변 레이저 빔의 펄스형상으로부터 상기 가변 레이저 빔의 펄스폭 및 펄스에너지가 얻어질 수 있다.Measuring the output of the variable laser beam by using the output of the first measurement beam obtained by the power meter through a control unit and using the pulse shape of the second measurement beam obtained by the pulse shape measurement sensor, The pulse shape of the laser beam can be measured. Here, the pulse width and the pulse energy of the variable laser beam can be obtained from the pulse shape of the variable laser beam.

상기 제어부가 상기 가변 레이저 빔의 측정된 펄스형상 및 출력을 미리 설정된 펄스형상 및 출력과 비교하여 그 차이가 발생하면 상기 레이저 발진기들 및 상기 셔터들을 제어하여 상기 가변 레이저빔의 펄스형상 및 출력을 상기 설정된 펄스형상 및 출력과 일치하도록 조절할 수 있다. Wherein the controller compares the measured pulse shape and output of the variable laser beam with a preset pulse shape and output and controls the laser oscillators and the shutters to generate a pulse shape and an output of the variable laser beam, It can be adjusted to match the set pulse shape and output.

상기 제어부는 상기 레이저 발진기들로부터 출사되는 레이저 빔들의 펄스들 사이의 간격을 제어함으로써 상기 가변 레이저 빔의 펄스형상을 조절할 수 있다. The control unit may adjust the pulse shape of the variable laser beam by controlling the interval between the pulses of the laser beams emitted from the laser oscillators.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 시간적으로 순차적으로 진행하는 펄스형의 레이저 빔들을 공간적으로 결합함으로써 가변된 펄스폭을 가지는 레이저 빔을 형성하고, 이 가변된 레이저 빔의 펄스형상 및 출력을 측정한 다음 이를 제어함으로써 레이저 어닐링 공정에서 요구되는 펄스형상 및 출력을 가지는 레이저 빔을 일정하게 생성할 수 있다. 즉, 측정빔 검출유닛의 펄스형상 측정센서를 통해 가변된 펄스폭을 가지는 레이저 빔의 펄스형상을 실시간으로 검출한 다음, 이렇게 검출된 펄스형상이 미리 설정된 펄스형상과 차이가 있는 경우 제어부가 레이저 발진기들 및 셔터들 중 적어도 하나의 구동을 제어함으로써 펄스 사이의 간격을 조절함으로써 레이저 어닐링 공정에서 요구되는 펄스형상을 가지는 레이저 빔을 일정하게 형성할 수 있다. 또한, 측정빔 검출유닛의 파워 미터에 의해 가변된 펄스폭을 가지는 레이저 빔의 출력을 실시간으로 측정한 다음, 이렇게 측정된 출력이 미리 설정된 출력과 차이가 있는 경우 제어부가 이를 조절함으로써 레이저 어닐링 공정에서 요구되는 출력을 가지는 레이저 빔을 일정하게 형성할 수 있다. 따라서, 외부 환경이나 레이저 부품 등의 변동에 있는 경우에도 레이저 어닐링 공정에 최적화된 펄스형상 및 출력으로 일정하게 제어함으로써 가공 품질을 향상시킬 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a laser beam having a variable pulse width is formed by spatially combining pulsed laser beams progressing in time, and a pulse shape and an output of the variable laser beam are measured Then, by controlling this, a laser beam having a pulse shape and an output required in the laser annealing process can be constantly generated. That is, if a pulse shape of a laser beam having a variable pulse width is detected in real time through a pulse shape measuring sensor of a measuring beam detecting unit and then the detected pulse shape differs from a preset pulse shape, The laser beam having a pulse shape required in the laser annealing process can be uniformly formed by adjusting the interval between the pulses by controlling the driving of at least one of the shutters and the shutters. The output of the laser beam having a variable pulse width is measured in real time by the power meter of the measurement beam detection unit. If the measured output is different from the preset output, the control unit controls the laser beam in the laser annealing process A laser beam having a desired output can be uniformly formed. Therefore, even in the case of variations in the external environment or laser parts, the pulse shape and the output optimized for the laser annealing process can be constantly controlled to improve the processing quality.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 레이저 어닐링 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2a 내지 도 2e는 도 1에 도시된 레이저 어닐링 장치에서 레이저 빔들의 펄스 사이의 간격을 조절함으로써 얻어질 수 있는 펄스 형상들을 예시적으로 도시한 것이다.1 schematically shows a laser annealing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
2A to 2E illustrate exemplary pulse shapes that can be obtained by adjusting the spacing between pulses of laser beams in the laser annealing apparatus shown in Fig.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다. 또한, 소정의 물질층이 기판이나 다른 층에 존재한다고 설명될 때, 그 물질층은 기판이나 다른 층에 직접 접하면서 존재할 수도 있고, 그 사이에 다른 제3의 층이 존재할 수도 있다. 그리고, 아래의 실시예에서 각 층을 이루는 물질은 예시적인 것이므로, 이외에 다른 물질이 사용될 수도 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments illustrated below are not intended to limit the scope of the invention, but rather are provided to illustrate the invention to those skilled in the art. In the drawings, like reference numerals refer to like elements, and the size and thickness of each element may be exaggerated for clarity of explanation. Further, when it is described that a certain material layer is present on a substrate or another layer, the material layer may be present directly on the substrate or another layer, and there may be another third layer in between. In addition, the materials constituting each layer in the following embodiments are illustrative, and other materials may be used.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 레이저 어닐링 장치(100)를 개략적으로 도시한 것이다.1 schematically shows a laser annealing apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 레이저 어닐링 장치(100)는 복수의 레이저 발진기와, 빔 성형기(140)와, 측정빔 검출유닛(160)과, 제어부(180)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a laser annealing apparatus 100 includes a plurality of laser oscillators, a beam former 140, a measuring beam detecting unit 160, and a controller 180.

레이저 발진기들은 예를 들면, 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 발진기(111,112, 113,114)를 포함할 수 있다. 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 발진기(111,112, 113,114)는 각각 펄스형의 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 빔(L1, L2, L3, L4)을 출사한다. 이 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 빔(L1, L2, L3, L4) 각각은 예를 들면, 대략 400nm ~ 600nm 정도의 파장 및 나노초(ns; nano second) 수준의 펄스폭을 가질 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시적인 것으로, 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 빔(L1, L2, L3, L4)은 이외에도 다양한 파장 및 펄스 폭을 가질 수 있다. The laser oscillators may include, for example, first, second, third and fourth laser oscillators 111, 112, 113 and 114. The first, second, third and fourth laser oscillators 111, 112, 113 and 114 emit pulse type first, second, third and fourth laser beams L1, L2, L3 and L4, respectively. Each of the first, second, third and fourth laser beams L1, L2, L3 and L4 has a pulse width of about 400 nm to 600 nm and a nano second level, for example. . However, this is merely exemplary, and the first, second, third and fourth laser beams L1, L2, L3, and L4 may have various other wavelengths and pulse widths.

제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 발진기(111,112, 113,114)로부터 출사되는 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 빔(L1, L2, L3, L4)의 경로 상에는 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 빔(L1, L2, L3, L4) 의 진행을 스위칭하는 제1, 제2, 제3 및 제4 셔터(121, 122, 123, 124))가 마련되어 있다. 이러한 제1, 제2, 제3 및 제4 셔터(121, 122, 123, 124)는 후술하는 제어부(180)에 의해 구동이 제어될 수 있다. On the paths of the first, second, third and fourth laser beams L1, L2, L3 and L4 emitted from the first, second, third and fourth laser oscillators 111, 112, 113 and 114, Second, third and fourth shutters 121, 122, 123 and 124 for switching the progress of the first, second and third laser beams L1, L2, L3 and L4. The first, second, third, and fourth shutters 121, 122, 123, and 124 may be controlled by a control unit 180 described later.

이러한 셔터들(121, 122, 123, 124)의 구동에 따라 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 빔(L1, L2, L3, L4)은 시간차를 가지고 순차적으로 출사될 수 있으며, 이렇게 순차적으로 출사되는 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 빔(L1, L2, L3, L4)이 후술하는 빔 성형기(140)를 통해 공간적으로 결합함으로써 가변된 펄스폭을 가지는 소정 펄스형상의 가변 레이저 빔(L)이 생성될 수 있다. 여기서, 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 빔(L1, L2, L3, L4)은 대략 예를 들면 수십 ns ~ 수백 ns 정도의 시간차를 두고 출사되지만 이에 한정되는 것은 아니다. The first, second, third, and fourth laser beams L1, L2, L3, and L4 may be sequentially emitted with a time difference according to the driving of the shutters 121, 122, 123, The first, second, third and fourth laser beams L1, L2, L3 and L4 emitted sequentially are spatially combined through a beam-forming machine 140 to be described later, whereby a predetermined pulse shape having a variable pulse width The variable laser beam L can be generated. Here, the first, second, third, and fourth laser beams L1, L2, L3, and L4 are emitted with a time difference of about several tens of nanoseconds to several hundreds of nanoseconds, but the present invention is not limited thereto.

한편, 도면에는 도시되어 있지 않으나 레이저 발진기들(111,112, 113,114)과 셔터들(121, 122, 123, 124) 사이의 광 경로 상에는 제1, 제2, 제3 및 제4 빔 감쇠기(beam attenuator)가 더 마련될 수 있다. 이러한 제1, 제2, 제3 및 제4 빔 감쇠기는 각각 레이저 발진기들(111,112, 113,114)로부터 발진된 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 빔(L1, L2, L3, L4)의 출력을 조정하는 역할을 한다.Although not shown in the drawing, first, second, third and fourth beam attenuators are provided on the optical path between the laser oscillators 111, 112, 113 and 114 and the shutters 121, 122, 123 and 124, Can be provided. The first, second, third, and fourth beam attenuators include first, second, third, and fourth laser beams L1, L2, L3, and L4 oscillated from laser oscillators 111, 112, 113, It controls the output.

레이저 발진기들(111,112, 113,114)로부터 발진된 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 빔(L1, L2, L3, L4) 은 빔 성형기(140)에 입사된다. 이 빔 성형기(140)는 순차적으로 입사되는 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 빔(L1, L2, L3, L4)을 공간적으로 결합하여 가변된 펄스폭을 가지는 소정 펄스형상의 가변 레이저 빔(L)을 형성할 수 있다. 이러한 가변 레이저 빔(L)의 펄스형상은 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 빔(L1, L2, L3, L4) 의 펄스 사이의 간격을 변화시켜 다양하게 조절할 수 있으며, 이에 대해서는 후술한다. The first, second, third and fourth laser beams L1, L2, L3 and L4 emitted from the laser oscillators 111, 112, 113 and 114 are incident on the beam former 140. The beam former 140 spatially combines the first, second, third, and fourth laser beams L1, L2, L3, and L4 that are successively incident to form a variable pulse laser beam having a variable pulse width The beam L can be formed. The pulse shape of the variable laser beam L can be variously adjusted by varying the interval between the pulses of the first, second, third and fourth laser beams L1, L2, L3 and L4, do.

빔 성형기(140)는 가변 레이저 빔(L)을 균일하게 하는 동시에 그 빔의 형상을 소정 형태로 성형하는 역할을 할 수 있다. 예를 들면, 빔 성형기(140)는 가변 레이저 빔(L)으로 라인 형태로 성형할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 제1, 제2, 제3 및 제4 셔터(121, 122, 123, 124)와 빔 성형기(140) 사이의 광 경로 상에는 각각 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 빔(L1, L2, L3, L4)을 반사시켜 빔 성형기(140) 쪽으로 입사시키는 제1, 제2, 제3 및 제4 반사미러(131, 132, 133, 134)가 더 마련될 수 있다. The beam forming machine 140 can function to uniformize the variable laser beam L and shape the beam into a predetermined shape. For example, the beam former 140 can be formed into a line shape by the variable laser beam L, but is not limited thereto. On the other hand, on the optical path between the first, second, third and fourth shutters 121, 122, 123 and 124 and the beam former 140, first, second, third and fourth laser beams L1 Second, third, and fourth reflecting mirrors 131, 132, 133, and 134 that reflect the light beams L2, L3, and L4 toward the beam shaping unit 140. The first,

빔 성형기(140)로부터 출사된 가변된 펄스폭을 가지는 가변 레이저 빔(L)은 이미징 렌즈(145)를 통해 제1 빔 분할기(150)에 입사된다. 여기서, 제1 빔 분할기(150)는 입사되는 가변 레이저 빔(L)을 가공빔(LA)과 측정빔(LB)으로 분할할 수 있다. 예를 들면, 가변 레이저 빔(L)의 일부가 제1 빔 분할기(150)에서 반사됨으로써 가공빔(LA)을 형성할 수 있으며, 가변 레이저 빔(L)의 나머지가 제1 빔 분할기(150)를 투과함으로써 측정빔(LB)을 형성할 수 있다. The variable laser beam L having a variable pulse width emitted from the beam former 140 is incident on the first beam splitter 150 through the imaging lens 145. Here, the first beam splitter 150 can divide the incident variable laser beam L into the processing beam LA and the measurement beam LB. For example, part of the variable laser beam L may be reflected by the first beam splitter 150 to form the processing beam LA, and the remainder of the variable laser beam L may be reflected by the first beam splitter 150, The measurement beam LB can be formed.

가공빔(LA)은 제1 빔 분할기(150)에 입사되는 가변 레이저 빔(L) 출력의 대부분, 예를 들면 99% 이상을 차지할 수 있으며, 측정빔(LB)은 제1 빔 분할기(150)에 입사되는 가변 레이저 빔(L) 출력의 1% 미만을 차지할 수 있다. 제1 빔 분할기(150)는 예를 들면, 가변 레이저 빔(L)의 대부분을 반사시키고 나머지를 투과시키는 웨지 미러(wedge mirror)를 포함할 수 있다. 한편, 가변 레이저 빔(L)의 일부가 제1 빔 분할기(150)를 투과함으로써 가공빔(LA)을 형성하고, 가변 레이저 빔(L1)의 나머지가 제1 빔 분할기(150)에서 반사됨으로써 측정빔(LB)을 형성하는 구성도 가능하다. The processing beam LA may occupy a majority of, for example, 99% or more of the output of the variable laser beam L incident on the first beam splitter 150. The measurement beam LB may be incident on the first beam splitter 150, Of the output of the variable laser beam (L) incident on the laser beam (L). The first beam splitter 150 may include, for example, a wedge mirror that reflects most of the variable laser beam L and transmits the remainder. A part of the variable laser beam L is transmitted through the first beam splitter 150 to form the processing beam LA and the rest of the variable laser beam L1 is reflected by the first beam splitter 150 A configuration in which the beam LB is formed is also possible.

제1 빔 분할기(150)에서 반사된 가공빔(LA)은 스테이지(172)에 장착된 웨이퍼(171) 상에 조사되어 레이저 어닐링 공정을 수행하게 되고, 제1 빔 분할기(150)를 투과한 측정빔(LB)은 측정빔 검출유닛(160)에 입사된다. The processing beam LA reflected by the first beam splitter 150 is irradiated onto the wafer 171 mounted on the stage 172 to perform a laser annealing process and the measurement beam transmitted through the first beam splitter 150 The beam LB is incident on the measuring beam detecting unit 160. [

측정빔 검출유닛(160)은 파워 메터(163) 및 펄스형상 측정센서(162)를 포함할 수 있다. 제1 분할기(150)를 투과한 측정빔(LB)은 제2 분할기(161)에 의해 제1 측정빔(LB1)과 제2 측정빔(LB2)으로 분할될 수 있다. 여기서, 제1 측정빔(LB1)은 파워 메터(163)에 입사될 수 있으며, 제2 측정빔(LB2)은 펄스형상 측정센서(162)에 입사될 수 있다. 파워 메터(163)는 제1 측정빔(LB1)의 출력을 측정하고, 이를 이용하여 후술하는 제어부(180)가 빔 성형기(140)로부터 나오는 가변 레이저 빔(L)의 출력을 측정할 수 있다. 이러한 파워 메터(163)는 예를 들면 에너지 미터(energy meter)를 포함할 수 있다.The measurement beam detection unit 160 may include a power meter 163 and a pulse shape measurement sensor 162. [ The measurement beam LB transmitted through the first splitter 150 can be divided by the second splitter 161 into the first measurement beam LB1 and the second measurement beam LB2. Here, the first measurement beam LB1 may be incident on the power meter 163, and the second measurement beam LB2 may be incident on the pulse shape measurement sensor 162. The power meter 163 measures the output of the first measurement beam LB1 and can use this to measure the output of the variable laser beam L emitted from the beam former 140 by the control unit 180 described below. The power meter 163 may include, for example, an energy meter.

펄스형상 측정센서(162)는 제2 측정빔(LB2)의 펄스형상을 측정할 수 있다. 그리고 이렇게 측정된 제2 측정빔의 펄스형상을 이용하여 후술하는 제어부(180)가 빔 성형기(140)로부터 나오는 가변 레이저 빔(L)의 펄스형상을 측정할 수 있으며, 이렇게 측정된 펄스형상으로부터 가변 레이저 빔(L)의 펄스폭 및 펄스 에너지를 알 수 있게 된다. 이러한 펄스형상 측정센서는 예를 들면 포토 다이오드(photo diode)를 포함할 수 있다. The pulse shape measuring sensor 162 can measure the pulse shape of the second measuring beam LB2. Then, the control unit 180, which will be described later, can measure the pulse shape of the variable laser beam L emitted from the beam former 140 using the pulse shape of the second measurement beam measured from the pulse shape thus measured, The pulse width and the pulse energy of the laser beam L can be known. Such a pulse shape measuring sensor may include, for example, a photo diode.

이러한 파워 메터(163) 및 펄스형상 측정센서(162)에 의해 빔 성형기(140)로부터 나오는 가변된 펄스폭을 가지는 가변 레이저 빔(L)의 출력 및 펄스형상을 실시간으로 측정할 수 있다. The power meter 163 and the pulse shape measuring sensor 162 can measure the output and the pulse shape of the variable laser beam L having a variable pulse width from the beam former 140 in real time.

측정빔 검출유닛(160)에서 측정된 제1 측정빔(LB1)의 출력, 제2 측정빔(LB2)의 펄스형상 등과 같은 출력 신호들(S)은 제어부(180)에 입력되며, 제어부(180)는 이러한 출력 신호들을 이용하여 가변 레이저 빔(L)의 출력 및 펄스형상을 계산할 수 있다. 이러한 제어부(180)에는 신호 증폭기, 신호 변환기, 정보 처리장치, 디스플레이, 비교부 등이 포함될 수 있다. 신호 증폭기는 측정빔 검출유닛(160)에 의해 검출된 출력 신호들(S)을 증폭시키며, 신호 변환기는 증폭된 신호를 디지털 신호를 변환시킨다. 그리고, 디지털 신호는 정보 처리 장치에 의해 데이터로 처리된 후, 디스플레이를 통해 출력시킬 수 있다. 이러한 과정을 통해 가변 레이저 빔(L)의 출력 및 펄스형상이 얻어질 수 있으며, 이렇게 얻어진 가변 레이저 빔(L)의 펄스형상으로부터 가변 레이저 빔(L)의 펄스폭 및 펄스 에너지를 알 수 있다. 그리고, 비교부는 가변 레이저 빔(L)의 측정된 출력 및 펄스형상과 미리 설정된 출력 및 펄스형상을 비교한 다음, 측정된 출력 및 펄스형상과 미리 설정된 출력 및 펄스형상 사이에 차이가 발생하게 되면 제어부가 후술하는 바와 같이 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 빔(L1, L2, L3, L4)의 펄스 사이의 간격을 제어함으로써 가변 레이저 빔(L)의 펄스형상을 조절할 수 있으며, 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 발진기(111,112, 113,114) 또는 감쇠기를 제어함으로써 가변 레이저 빔(L)의 출력을 조절할 수 있다. 이에 따라, 가변 레이저 빔(L)이 레이저 어닐링 공정에서 요구되는 최적화된 펄스 파형 및 출력을 일정하게 유지할 수 있다. Output signals S such as the output of the first measurement beam LB1 measured in the measurement beam detection unit 160 and the pulse shape of the second measurement beam LB2 are input to the control unit 180, Can calculate the output and pulse shape of the variable laser beam L using these output signals. The controller 180 may include a signal amplifier, a signal converter, an information processor, a display, a comparator, and the like. The signal amplifier amplifies the output signals S detected by the measurement beam detection unit 160, and the signal converter converts the amplified signal into a digital signal. Then, the digital signal is processed as data by the information processing apparatus, and then output through the display. Through this process, the output and pulse shape of the variable laser beam L can be obtained, and the pulse width and pulse energy of the variable laser beam L can be determined from the pulse shape of the variable laser beam L thus obtained. Then, the comparator compares the measured output and pulse shape of the variable laser beam L with a predetermined output and pulse shape, and then, when a difference between the measured output and the pulse shape and a predetermined output and pulse shape occurs, The pulse shape of the variable laser beam L can be adjusted by controlling the intervals between the pulses of the first, second, third and fourth laser beams L1, L2, L3 and L4 as described later, 1, the second, third, and fourth laser oscillators 111, 112, 113, 114, or the attenuator. Thus, the variable laser beam L can keep the optimized pulse waveform and output required in the laser annealing process constant.

이상과 같은 구조의 레이저 어닐링 장치(100)에서, 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 빔(L1, L2, L3, L4)은 제어부(180)에 의해 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 발진기(111,112, 113,114) 및 제1, 제2, 제3 및 제4 셔터(121, 122, 123, 124)의 구동이 제어됨으로써 소정의 시간차를 가지고 진행하게 되고, 이렇게 진행하는 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 빔(L1, L2, L3, L4)은 빔 성형기(140)에 입사된다. 그리고, 빔 성형기(140)는 시간차를 가지고 입사되는 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 빔(L1, L2, L3, L4)을 공간적으로 결합하여 출사시킴으로써 가변된 펄스폭을 가지는 소정 펄스형상의 가변 레이저 빔(L)이 생성될 수 있다. In the laser annealing apparatus 100 having the above structure, the first, second, third, and fourth laser beams L1, L2, L3, and L4 are transmitted to the first, And the fourth laser oscillators 111, 112, 113 and 114 and the first, second, third and fourth shutters 121, 122, 123 and 124 are controlled to move with a predetermined time difference, 1, the second, third and fourth laser beams L1, L2, L3, and L4 are incident on the beam former 140. The beam former 140 spatially couples the first, second, third, and fourth laser beams L1, L2, L3, and L4 incident thereon with a time difference to emit a predetermined pulse having a variable pulse width A variable laser beam L of a shape can be generated.

그리고, 빔 성형기(140)로부터 출사된 가변된 펄스폭의 가변 레이저 빔(L)은 제1 빔 분할기(150)에 의해 가공빔(LA)과 측정빔(LB)으로 분할된 후, 가공빔(LA)은 스테이지(172)에 적재된 가공대상물(171, 예를 들면, 웨이퍼)에 조사되어 어닐링 작업을 수행하게 되고, 측정빔(LB)은 측정빔 검출유닛(160)에 입사된다. 측정빔 검출유닛(160)에서 측정빔(LB)은 제2 빔 분할기(161)에 의해 다시 제1 및 제2 측정빔(LB1, LB2)으로 분할된 후, 제1 측정빔(LB1)은 파워 메터(163)에 입사되고, 제2 측정빔(LB2)은 펄스형상 측정센서(162)에 입사된다. 이러한 레이저 빔 유닛(160)으로부터 검출된 출력 신호(S)는 제어부(180)에 입사된다. 제어부(180)는 파워 메터(162) 및 펄스형상 측정센서(162)를 통해 얻어진 출력 신호(S)를 이용하여 빔 성형기(140)로부터 출사된 가변된 펄스폭의 가변 레이저 빔(L)에 대한 출력 및 펄스형상을 실시간으로 계산할 수 있으며, 이렇게 얻어진 가변 레이저 빔(L)의 펄스형상으로부터 가변 레이저 빔(L)의 펄스폭 및 펄스 에너지를 알 수 있다. 다. 그리고, 제어부는 측정된 가변 레이저 빔(L)의 출력 및 펄스형상을 미리 설정된 출력 및 펄스형상과 비교하여 그 차이가 발생되는 경우 레이저 발진기들(111,112, 113,114) 및 셔터들(121, 122, 123, 124)을 제어함으로써 원하는 출력 및 펄스형상을 가지는 가변 레이저 빔(L)을 일정하게 형성할 수 있다. The variable laser beam L having a variable pulse width emitted from the beam former 140 is divided into a machining beam LA and a measurement beam LB by the first beam splitter 150, LA is irradiated to an object to be processed 171 (for example, a wafer) loaded on the stage 172 to perform an annealing operation and the measuring beam LB is incident on the measuring beam detecting unit 160. The measurement beam LB in the measurement beam detection unit 160 is again divided into the first and second measurement beams LB1 and LB2 by the second beam splitter 161 and then the first measurement beam LB1 is split into the first and second measurement beams LB1 and LB2, And the second measuring beam LB2 is incident on the pulse shape measuring sensor 162. [ The output signal S detected from the laser beam unit 160 is incident on the control unit 180. The controller 180 controls the variable laser beam L having a variable pulse width outputted from the beam former 140 using the output signal S obtained through the power meter 162 and the pulse shape measuring sensor 162 The pulse width and the pulse energy of the variable laser beam L can be determined from the pulse shape of the variable laser beam L obtained as described above. All. The control unit compares the output of the measured variable laser beam L and the pulse shape with a preset output and a pulse shape so that the laser oscillators 111, 112, 113 and 114 and the shutters 121, 122 and 123 , 124), it is possible to uniformly form the variable laser beam L having a desired output and pulse shape.

이하에서는 시간차를 가지고 진행하는 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 빔(L1, L2, L3, L4)을 시간적, 공간적으로 결합하여 원하는 펄스폭을 가지는 가변 레이저 빔(L)을 생성하는 방법을 설명한다. Hereinafter, the variable laser beam L having a desired pulse width is generated by temporally and spatially combining the first, second, third, and fourth laser beams L1, L2, L3, and L4, Explain the method.

도 2a 내지 도 2e는 도 1에 도시된 레이저 어닐링 장치(100)에서 레이저 빔들(L1, L2, L3, L4)의 펄스 사이의 간격을 조절함으로써 얻어질 수 있는 펄스 형상들을 예시적으로 도시한 것이다. 2A to 2E illustrate exemplary pulse shapes that can be obtained by adjusting the spacing between the pulses of the laser beams L1, L2, L3 and L4 in the laser annealing apparatus 100 shown in Fig. 1 .

도 2a 내지 도 2e에서, P1, P2, P3 및 P4는 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 빔(L1, L2, L3, L4)의 펄스를 의미하는 제1 펄스, 제2 펄스, 제3 펄스 및 제4 펄스를 나타내며, t1, t2, t3 및 t4는 제1, 제2, 제3 및 제4 펄스(P1, P2, P3, P4)의 펄스폭을 의미하는 제1 펄스폭, 제2 폴스폭, 제3 펄스폭 및 제4 펄스폭을 나타낸다. 여기서, 펄스폭이라 함은 피크 최대치의 1/2이 되는 지점에서의 펄스폭을 나타내는 반치폭(FWHM; Full Width at Half Maximum)을 의미한다. 그리고, t12는 제1 펄스(P1)와 제2 펄스(P2) 사이의 간격, t23는 제2 펄스(P2)와 제3 펄스(P3) 사이의 간격, 제34는 제3 펄스(P3)와 제4 펄스(P4) 사이의 간격을 나타낸다. 이하에서는 제1, 제2, 제3 및 제4 펄스(P1, P2, P3, P4)가 모두 동일한 형상을 가지는 경우를 예로 들어 설명한다. 2A to 2E, P1, P2, P3, and P4 denote a first pulse, a second pulse, a third pulse, and a third pulse, which signify pulses of the first, second, third, and fourth laser beams L1, T1, t2, t3 and t4 denote a first pulse width representing the pulse widths of the first, second, third and fourth pulses P1, P2, P3 and P4, A second pulse width, a third pulse width, and a fourth pulse width. Here, the pulse width means a full width at half maximum (FWHM) representing a pulse width at a point at which the peak is a half of the peak maximum value. T23 denotes an interval between the first pulse P1 and the second pulse P2 and t23 denotes the interval between the second pulse P2 and the third pulse P3; And the interval between the fourth pulses P4. Hereinafter, the case where the first, second, third and fourth pulses P1, P2, P3 and P4 all have the same shape will be described as an example.

도 2a에는 제1, 제2, 제3 및 제4 펄스(P1, P2, P3 및 P4) 사이 간격들(t12, t23, t34)이 충분히 커서 제1, 제2, 제3 및 제4 펄스(P1, P2, P3 및 P4)가 중첩되지 않는 경우가 도시되어 있다. 도 2a를 참조하면, 펄스들(P1, P2, P3, P4) 사이의 간격, 구체적으로 제1 펄스(P1)와 제2 펄스(P2) 사이의 간격(t12), 제2 펄스(P2)와 제3 펄스(P3) 사이의 간격(t23) 및 제3 펄스(P3)와 제4 펄스(P4) 사이의 간격(P34)이 충분히 큰 경우에는 제1, 제2, 제3 및 제4 펄스(P1, P2, P3 및 P4)은 중첩되지 않고 독립적인 펄스들을 형성하게 된다. 2A shows that the intervals t12, t23 and t34 between the first, second, third and fourth pulses P1, P2, P3 and P4 are sufficiently large so that the first, second, third and fourth pulses P1, P2, P3 and P4 are not overlapped with each other. 2A, the interval between the pulses P1, P2, P3 and P4, specifically the interval t12 between the first pulse P1 and the second pulse P2, the second pulse P2, The interval t23 between the third pulse P3 and the interval P34 between the third pulse P3 and the fourth pulse P4 is sufficiently large, the first, second, third and fourth pulses P1, P2, P3 and P4) form independent pulses without overlap.

도 2b에는 제1, 제2, 제3 및 제4 펄스(P1, P2, P3, P4)를 결합하여 소정 형상의 가변 펄스(P)를 형성한 경우가 도시되어 있다. 도 2b를 참조하면, 인접하는 펄스들(P1, P2, P3 및 P4)이 중첩될 정도로 펄스들(P1, P2, P3, P4) 사이의 간격들이 충분히 작은 경우에는 4개의 펄스들(P1, P2, P3 및 P4)이 결합하여 하나의 가변 펄스(P)를 형성할 수 있다. 여기서, 인접하는 펄스들(P1, P2, P3, P4)이 서로 중첩되어 있기 때문에 가변 펄스(P)의 폭(PW)은 제1, 제2, 제3 및 제4 펄스폭(t1, t2, t3, t4)을 합한 값보다 같거나 작을 수 있다. 즉, 이 경우에는 인접하는 펄스들(P1, P2, P3, P4) 사이의 간격이 0 이하의 값을 가질 수 있다. 이러한 가변 펄스(P)의 펄스폭(PW)은 펄스들(P1, P2, P3, P4) 사이의 간격들을 변화시킴으로써 원하는 크기로 조절될 수 있다. FIG. 2B shows a case where variable pulses P of a predetermined shape are formed by combining first, second, third and fourth pulses P1, P2, P3 and P4. 2B, when the intervals between the pulses P1, P2, P3 and P4 are sufficiently small such that adjacent pulses P1, P2, P3 and P4 overlap, four pulses P1 and P2 , P3, and P4 may combine to form one variable pulse P. Since the adjacent pulses P1, P2, P3 and P4 are superimposed on each other, the width PW of the variable pulse P is set to the first, second, third and fourth pulse widths t1, t2, t3, t4), which is the sum of the sum of the two values. That is, in this case, the interval between adjacent pulses P1, P2, P3, and P4 may have a value of 0 or less. The pulse width PW of this variable pulse P can be adjusted to a desired magnitude by changing the intervals between the pulses P1, P2, P3, and P4.

예를 들어, 제1, 제2, 제3 및 제4 펄스폭(t1, t2, t3, t4)을 각각 50ns로 하고, 인접한 펄스들(P1, P2, P3, P4)이 중첩된 부분을 30ns로 하게 되면, 제1, 제2, 제3 및 제4 펄스(P1, P2, P3, P4) 가 합성되어 대략 110ns의 가변된 펄스폭(PW)을 가지는 가변 펄스(P)가 생성될 수 있다. 한편, 이러한 가변 펄스(P)의 펄스폭(PW)은 펄스들(P1, P2, P3, P4) 사이의 간격들을 조절함으로써 다양하게 변화시킬 수 있다. For example, if the first, second, third and fourth pulse widths t1, t2, t3 and t4 are set to 50 ns and the overlapping portions of the adjacent pulses P1, P2, P3 and P4 are 30 ns The first, second, third and fourth pulses P1, P2, P3 and P4 are synthesized to generate a variable pulse P having a variable pulse width PW of approximately 110 ns . On the other hand, the pulse width PW of such a variable pulse P can be variously changed by adjusting the intervals between the pulses P1, P2, P3, and P4.

도 2c에는 제1, 제2 및 제3 펄스(P1, P2, P3)를 결합하여 제1 가변 펄스(P')를 형성하고, 제4 펄스(P4)를 제2 가변 펄스(P”)로 형성한 경우가 도시되어 있다. 도 2c를 참조하면, 제1, 제2 및 제3 펄스(P1, P2, P3)는 인접하는 펄스들(P1, P2, P3)이 중첩될 정도로 펄스들(P1, P2, P3) 사이의 간격들(t12, t23, t34)이 충분히 작기 때문에 제1, 제2 및 제3 펄스(P1, P2, P3)가 결합하여 하나의 제1 가변 펄스(P')가 형성될 수 있다. 여기서, 인접하는 펄스들(P1, P2, P3)이 서로 중첩되어 있기 때문에 제1 가변 펄스(P')의 폭은 제1, 제2 및 제3 펄스폭(t1, t2, t3)을 합한 값보다 같거나 작을 수 있다. 즉, 이 경우에는 인접하는 펄스들(P1, P2, P3) 사이의 간격이 0 이하의 값을 가질 수 있다. 이러한 제1 가변 펄스(P')의 펄스폭(PW1)은 제1, 제2 및 제3 펄스들(P1, P2, P3) 사이의 간격들을 변화시킴으로써 원하는 크기로 조절될 수 있다.Referring to FIG. 2C, the first variable pulse P 'is formed by combining the first, second and third pulses P1, P2 and P3, and the fourth variable pulse P' Is formed. Referring to FIG. 2C, the first, second and third pulses P1, P2, and P3 are spaced apart from each other by a distance between the pulses P1, P2, and P3 so that adjacent pulses P1, P2, The first, second, and third pulses P1, P2, and P3 may combine to form one first variable pulse P 'since the pulses t12, t23, and t34 are sufficiently small. Since the adjacent pulses P1, P2 and P3 are superimposed on each other, the width of the first variable pulse P 'is the sum of the first, second and third pulse widths t1, t2 and t3 Lt; / RTI > That is, in this case, the interval between adjacent pulses P1, P2, and P3 may have a value of 0 or less. The pulse width PW1 of this first variable pulse P 'can be adjusted to a desired magnitude by changing the intervals between the first, second and third pulses P1, P2 and P3.

그리고, 제4 펄스(P4)는 제3 펄스(P3)와의 간격(t34)이 충분히 크기 때문에 제3 펄스(P3)와는 중첩되지 않고 독립적인 제2 가변 펄스(P”)를 형성할 수 있다. 여기서, 제2 가변 펄스(P”)의 펄스폭(PW2)는 제4 펄스폭(t4)가 동일하게 된다.Since the interval t34 between the fourth pulse P4 and the third pulse P3 is sufficiently large, an independent second variable pulse P " can be formed without overlapping with the third pulse P3. Here, the pulse width PW2 of the second variable pulse P " becomes equal to the fourth pulse width t4.

한편, 도 2c에 도시된 바와 같이, 제1 가변 펄스(P')는 제2 가변 펄스(P”)와는 다른 피크 파워를 가질 수도 있다. 이와 같이, 제1, 제2, 제3 미 제4 펄스의 펄스 사이의 간격을 조절함으로써 서로 다른 형상의 제1 및 제2 가변 펄스를 생성할 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 2C, the first variable pulse P 'may have a different peak power from the second variable pulse P ". As described above, the first and second variable pulses of different shapes can be generated by adjusting the interval between the pulses of the first, second, and third undoped pulses.

예를 들어, 제1, 제2, 제3 및 제4 펄스폭(t1, t2, t3, t4)을 각각 50ns로 하고, 인접한 제1, 제2 및 제3 펄스(P1, P2, P3)가 중첩된 부분을 30ns로 하게 되면, 제1, 제2 및 제3 펄스(P1, P2, P3) 가 합성되어 대략 90ns의 가변된 펄스폭(PW1)을 가지는 제1 가변 펄스(P')가 생성될 수 있다. 여기서, 제1 가변 펄스(P')의 펄스폭(PW1)은 제1, 제2 및 제3 펄스(P1, P2, P3) 사이의 간격들(t12, t23)을 조절함으로써 변화시킬 수 있다. For example, assuming that the first, second, third and fourth pulse widths t1, t2, t3 and t4 are respectively 50 ns and the adjacent first, second and third pulses P1, P2 and P3 are The first, second and third pulses P1, P2 and P3 are synthesized to generate a first variable pulse P 'having a variable pulse width PW1 of approximately 90 ns . Here, the pulse width PW1 of the first variable pulse P 'can be changed by adjusting the intervals t12, t23 between the first, second and third pulses P1, P2, and P3.

그리고, 제3 펄스(P3)와 제4 펄스(P4) 사이의 간격을 450ns로 충분히 크게 하면 제4 펄스(P4)는 제3 펄스(P3)와 중첩되지 않고 독립적인 제2 가변 펄스(P”)로 생성될 수 있다. 여기서, 제2 가변 펄스(P”)는 제4 펄스(P4)의 펄스폭(t4)와 동일한 50ns의 펄스폭(PW2)을 가질 수 있다. 그리고, 제1 가변 펄스(P')와 제2 가변 펄스(P”)의 사이의 간격은 450ns가 될 수 있다. 이 경우, 제1 가변 펄스(P')는 제2 가변 펄스(P”)와는 다른 피크 파워를 가질 수도 있다. When the interval between the third pulse P3 and the fourth pulse P4 is sufficiently increased to 450 ns, the fourth pulse P4 does not overlap with the third pulse P3 and the second variable pulse P " ). ≪ / RTI > Here, the second variable pulse P " may have a pulse width PW2 of 50 ns which is equal to the pulse width t4 of the fourth pulse P4. The interval between the first variable pulse P 'and the second variable pulse P "may be 450 ns. In this case, the first variable pulse P 'may have a different peak power from the second variable pulse P ".

이와 같이, 제1, 제2, 제3 및 제4 펄스(P1, P2, P3, P4)의 펄스 사이의 간격을 도 2c에 도시된 바와 같이 조절함으로써 서로 다른 형상의 제1 및 제2 가변 펄스(P',P”)를 생성할 수 있다. As described above, by adjusting the intervals between the pulses of the first, second, third and fourth pulses P1, P2, P3 and P4 as shown in Fig. 2C, the first and second variable pulses (P ', P ").

도 2d에는 제1 및 제2 펄스(P1, P2)를 결합하여 제1 가변 펄스(P')를 형성하고, 제3 및 제4 펄스(P3, P4)를 결합하여 제2 가변 펄스(P”)를 형성한 경우가 도시되어 있다. 도 2d를 참조하면, 제1 및 제2 펄스(P1, P2)는 서로 중첩될 정도로 펄스 사이의 간격이 충분히 작기 때문에 제1 및 제2 펄스(P1, P2)가 결합하여 하나의 제1 가변 펄스(P')가 형성될 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 펄스(P1, P2)가 서로 중첩되어 있기 때문에 제1 가변 펄스(P')의 폭은 제1 및 제2 펄스폭(t1, t2)을 합한 값보다 같거나 작을 수 있다. 즉, 이 경우에는 인접하는 제1 및 제2 펄스(P1, P2) 사이의 간격이 0 이하의 값을 가질 수 있다.FIG. 2D illustrates a first variable pulse P 'by combining the first and second pulses P1 and P2 and a second variable pulse P' by combining the third and fourth pulses P3 and P4. ) Are formed on the surface of the substrate. Referring to FIG. 2d, since the interval between the pulses is sufficiently small that the first and second pulses P1 and P2 overlap each other, the first and second pulses P1 and P2 are combined to form one first variable pulse (P ') may be formed. Since the first and second pulses P1 and P2 overlap each other, the width of the first variable pulse P 'may be equal to or smaller than the sum of the first and second pulse widths t1 and t2 have. That is, in this case, the interval between the adjacent first and second pulses P1 and P2 may have a value of 0 or less.

제3 및 제4 펄스(P3, P4)도 서로 중첩될 정도로 펄스 사이의 간격이 충분히 작기 때문에 제3 및 제4 펄스(P3, P4)가 결합하여 하나의 제2 가변 펄스(P”)가 형성될 수 있다. 여기서, 제3 및 제4 펄스(P3, P4)가 서로 중첩되어 있기 때문에 제2 가변 펄스(P”)의 폭은 제3 및 제4 펄스폭(t3, t4)을 합한 값보다 같거나 작을 수 있다. 즉, 이 경우에는 인접하는 제3 및 제4 펄스(P3, P4) 사이의 간격이 0 이하의 값을 가질 수 있다.The third and fourth pulses P3 and P4 are combined to form one second variable pulse P " because the interval between the pulses is sufficiently small that the third and fourth pulses P3 and P4 overlap each other . Since the third and fourth pulses P3 and P4 overlap each other, the width of the second variable pulse P " may be equal to or smaller than the sum of the third and fourth pulse widths t3 and t4 have. That is, in this case, the interval between the adjacent third and fourth pulses P3 and P4 may have a value of 0 or less.

한편, 제2 펄스(P2)와 제3 펄스(P3)는 그 사이의 간격(t23)이 충분히 커서 서로 중첩되지 않게 된다. 그러므로, 제1 가변 펄스(P')와 제2 가변 펄스(P”)의 사이의 간격은 제2 펄스(P2)와 제3 펄스(P3) 사이의 간격(t23)이 될 수 있다.On the other hand, the interval t23 between the second pulse P2 and the third pulse P3 is sufficiently large so that the second pulse P2 and the third pulse P3 do not overlap with each other. Therefore, the interval between the first variable pulse P 'and the second variable pulse P "may be the interval t23 between the second pulse P2 and the third pulse P3.

도 2d에서 제1 펄스(P1)와 제2 펄스(P2) 사이의 간격은 제3 펄스(P3)와 제4 펄스(P4) 사이의 간격과 동일할 수 있다. 이에 따라, 제1 펄스(P1)와 제2 펄스(P2)가 합성되어 형성된 제1 가변 펄스(P')는 제3 펄스(P3)와 제4 펄스(P4)가 합성되어 형성된 제2 가변 펄스(P”)와 그 펄스 형상이 동일할 수 있다. 그러므로, 제1 가변 펄스(P')는 제2 가변 펄스(P”)와 펄스폭 및 피크 파워가 동일할 수 있다. 이와 같이, 제1, 제2, 제3 및 제4 펄스(P1, P2, P3, P4) 사이의 간격을 도 2d에 도시된 바와 같이 조절하게 되면 펄스폭이 가변된 동일한 형상의 제1, 제2 가변 펄스(P', P”)를 형성할 수 있다.In FIG. 2D, the interval between the first pulse P1 and the second pulse P2 may be equal to the interval between the third pulse P3 and the fourth pulse P4. Accordingly, the first variable pulse P ', which is formed by synthesizing the first pulse P1 and the second pulse P2, is generated by combining the third pulse P3 and the fourth pulse P4, (P ") and its pulse shape may be the same. Therefore, the first variable pulse P 'may have the same pulse width and peak power as the second variable pulse P ". If the interval between the first, second, third, and fourth pulses P1, P2, P3, and P4 is adjusted as shown in FIG. 2D, Two variable pulses P 'and P " can be formed.

예를 들어, 제1, 제2, 제3 및 제4 펄스폭(t1, t2, t3, t4)을 각각 50ns로 하고, 제1 및 제2 펄스(P1, P2)가 중첩된 부분을 30ns로 하게 되면, 제1 및 제2 펄스(P1, P2)가 합성되어 대략 70ns의 가변된 펄스폭(PW1)을 가지는 제1 가변 펄스(P')가 생성될 수 있다. 그리고, 제3 및 제4 펄스(P3, P4)가 중첩된 부분을 30ns로 하게 되면, 제3 및 제4 펄스(P3, P4)가 합성되어 대략 70ns의 가변된 펄스폭(PW2)을 가지는 제2 가변 펄스(P”)가 생성될 수 있다. 여기서, 제1 펄스(P1)와 제2 펄스(P2) 사이의 간격이 제3 펄스(P3)와 제4 펄스)P4) 사이의 간격과 동일하므로 제1 가변 펄스(P')는 제2 가변 펄스(P”)와 동일한 형상을 가질 수 있다.For example, assuming that the first, second, third and fourth pulse widths t1, t2, t3 and t4 are respectively 50 ns and the overlapping portion of the first and second pulses P1 and P2 is 30 ns The first and second pulses P1 and P2 are synthesized and a first variable pulse P 'having a variable pulse width PW1 of approximately 70 ns can be generated. When the third and fourth pulses P3 and P4 are overlapped with each other for 30 ns, the third and fourth pulses P3 and P4 are combined to form a pulse having a pulse width PW2 of approximately 70 ns Two variable pulses P " may be generated. Here, since the interval between the first pulse P1 and the second pulse P2 is equal to the interval between the third pulse P3 and the fourth pulse P4), the first variable pulse P ' And may have the same shape as the pulse P ".

그리고, 제2 펄스(P2)와 제3 펄스(P3) 사이의 간격을 450ns로 충분히 크게 하면 제2 펄스(P2)와 제3 펄스(P3)는 서로 중첩되지 않으며, 이에 따라, 제1 가변 펄스(P')와 제2 가변 펄스(P”) 사이의 간격은 450ns가 될 수 있다. If the interval between the second pulse P2 and the third pulse P3 is sufficiently increased to 450 ns, the second pulse P2 and the third pulse P3 do not overlap with each other, The interval between the first variable pulse P 'and the second variable pulse P " may be 450 ns.

도 2e에는 제1 및 제2 펄스(P1, P2)를 결합하여 제1 가변 펄스(P')를 형성하고, 제3 및 제4 펄스(P3, P4)를 결합하여 제2 가변 펄스(P”)를 형성한 경우가 도시되어 있다. 도 2e를 참조하면, 제1 및 제2 펄스(P1, P2)는 서로 중첩될 정도로 펄스 사이의 간격이 충분히 작기 때문에 제1 및 제2 펄스(P1, P2)가 결합하여 하나의 제1 가변 펄스(P')가 형성될 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 펄스(P1, P2)가 서로 중첩되어 있기 때문에 제1 가변 펄스(P')의 폭(PW1)은 제1 및 제2 펄스폭(t1, t2)을 합한 값보다 같거나 작을 수 있다.FIG. 2E illustrates a first variable pulse P 'by combining the first and second pulses P1 and P2 and a second variable pulse P' by combining the third and fourth pulses P3 and P4. ) Are formed on the surface of the substrate. Referring to FIG. 2E, since the interval between the pulses is sufficiently small that the first and second pulses P1 and P2 overlap each other, the first and second pulses P1 and P2 are combined to form one first variable pulse (P ') may be formed. Since the first and second pulses P1 and P2 overlap each other, the width PW1 of the first variable pulse P 'is equal to the sum of the first and second pulse widths t1 and t2 Or smaller.

제3 및 제4 펄스(P3, P4)도 서로 중첩될 정도로 펄스 사이의 간격이 충분히 작기 때문에 제3 및 제4 펄스(P3, P4)가 결합하여 하나의 제2 가변 펄스(P”)가 형성될 수 있다. 여기서, 제3 및 제4 펄스(P3, P4)가 서로 중첩되어 있기 때문에 제2 가변 펄스(P”)의 폭(PW2)은 제3 및 제4 펄스폭(t3, t4)을 합한 값보다 같거나 작을 수 있다. 한편, 제2 펄스(P2)와 제3 펄스(P3)는 그 사이의 간격(t23)이 충분히 커서 서로 중첩되지 않게 된다. 그러므로, 제1 가변 펄스(P')와 제2 가변 펄스(P”)의 사이의 간격은 제2 펄스(P2)와 제3 펄스(P3) 사이의 간격(t23)이 될 수 있다.The third and fourth pulses P3 and P4 are combined to form one second variable pulse P " because the interval between the pulses is sufficiently small that the third and fourth pulses P3 and P4 overlap each other . Since the third and fourth pulses P3 and P4 overlap each other, the width PW2 of the second variable pulse P " is equal to the sum of the third and fourth pulse widths t3 and t4 Or smaller. On the other hand, the interval t23 between the second pulse P2 and the third pulse P3 is sufficiently large so that the second pulse P2 and the third pulse P3 do not overlap with each other. Therefore, the interval between the first variable pulse P 'and the second variable pulse P "may be the interval t23 between the second pulse P2 and the third pulse P3.

한편, 도 2e에는 도 2d와는 달리 제1 펄스(P1)와 제2 펄스)P2) 사이의 간격이 제3 펄스(P3)와 제4 펄스(P4) 사이의 간격과 다른 경우가 도시되어 있다. 구체적으로, 도 2e에는 제1 펄스(P1)와 제2 펄스(P2) 사이의 간격이 제3 펄스(P3)와 제4 펄스(P4) 사이의 간격보다 작은 경우가 도시되어 있다. 이 경우, 제1 펄스(P1)와 제2 펄스(P2)가 합성되어 형성된 제1 가변 펄스(P')는 제3 펄스(P3)와 제4 펄스(P4)가 합성되어 형성된 제2 가변 펄스(P”)와는 다른 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 제1 가변 펄스(P')의 펄스폭(PW1)는 제2 가변 펄스(P”)의 펄스폭(PW2)보다 작고, 제1 가변 펄스(P')의 피크 파워는 제2 가변 펄스(P”)의 피크 파워보다 클 수 있다. 이와 같이, 제1, 제2, 제3 및 제4 펄스(P1, P2, P3, P4) 사이의 간격을 도 2e에 도시된 바와 같이 조절하게 되면 서로 다른 형상의 제1, 제2 가변 펄스(P', P”)를 형성할 수 있다.2E, the interval between the first pulse P1 and the second pulse P2 is different from the interval between the third pulse P3 and the fourth pulse P4. More specifically, FIG. 2E shows a case where the interval between the first pulse P1 and the second pulse P2 is smaller than the interval between the third pulse P3 and the fourth pulse P4. In this case, the first variable pulse P 'formed by synthesizing the first pulse P1 and the second pulse P2 is a second variable pulse P' generated by synthesizing the third pulse P3 and the fourth pulse P4, (P "). Specifically, the pulse width PW1 of the first variable pulse P 'is smaller than the pulse width PW2 of the second variable pulse P ", and the peak power of the first variable pulse P' May be larger than the peak power of the pulse " P ". If the interval between the first, second, third, and fourth pulses P1, P2, P3, and P4 is adjusted as shown in FIG. 2E, the first and second variable pulses P ', P ").

이상에서 살펴본 바와 같이, 4개의 펄스들(P1, P2, P3, P4) 사이의 간격을 조절하여 펄스 형상이 조절된 적어도 하나의 가변 펄스를 형성할 수 있다. 이에 따라, 원하는 펄스폭 및 펄스 에너지를 가지는 펄스 형상의 가변 레이저 빔(L)을 얻을 수 있다. As described above, the interval between the four pulses P1, P2, P3, and P4 can be adjusted to form at least one variable pulse whose pulse shape is adjusted. Thus, a pulse-like variable laser beam L having a desired pulse width and pulse energy can be obtained.

한편, 이상에서는 4개의 펄스들(P1, P2, P3, P4)이 모두 동일한 형상을 가지는 경우가 예시적으로 설명되었으나, 이에 한정되지 않고 4개의 펄스들(P1, P2, P3, P4) 중 적어도 하나는 다른 형상을 가질 수도 있다. 또한, 이상에서는 4개의 레이저 발진기(111,112, 113,114)가 마련된 경우가 예시적으로 설명되었으나, 이는 단지 예시적인 것으로 레이저 발진기들의 개수는 필요한 레이저 어닐링 공정에 최적화될 수 있도록 다양하게 변형될 수 있다. Although the case where all of the four pulses P1, P2, P3 and P4 have the same shape has been exemplarily described above, the present invention is not limited thereto and at least four pulses P1, P2, P3, One may have a different shape. In the above description, four laser oscillators 111, 112, 113 and 114 are provided. However, this is merely exemplary and the number of laser oscillators can be variously modified so as to be optimized for a necessary laser annealing process.

이상과 같이, 시간적으로 순차적으로 진행하는 펄스형의 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 빔(L1, L2, L3, L4)을 공간적으로 결합하고, 그 펄스 사이의 간격을 조절하여 펄스형상을 실시간으로 제어함으로써 레이저 어닐링 가공에서 요구되는 펄스형상, 즉 펄스폭 및 펄스 에너지로 일정하게 유지할 수 있다. 이러한 제1, 제2, 제3 및 제4 레이저 빔(L1, L2, L3, L4)의 펄스 사이의 간격은 제어부(180)를 통해 조절될 수 있다. 구체적으로, 측정빔 검출유닛(160)의 펄스형상 측정센서(162)가 제2 측정빔(LB2)의 펄스형상을 실시간으로 측정한 다음, 이를 이용하여 제어부(180)가 가변 레이저 빔(L)의 펄스형상을 얻을 수 있게 된다. 이렇게 얻어진 가변 레이저 빔(L)의 펄스형상으로부터 가변 레이저 빔의 펄스폭 및 펄스 에너지를 알 수 있다. 이어서, 제어부(180)는 측정된 펄스형상과 레이저 어닐링 공정에서 요구되는 미리 설정된 펄스형상을 비교하여 그 차이를 계산하게 된다. 이때, 측정된 펄스형상과 설정된 펄스형상 사이에 차이가 발생하는 경우에는 제어부(180)가 레이저 발진기들(111,112, 113,114) 및 셔터들(121,122, 123,124) 중 적어도 하나의 구동을 제어함으로써 펄스 사이의 간격을 조절하고, 이에 따라, 레이저 어닐링 공정에서 요구되는 펄스형상,즉, 펄스폭 및 펄스 에너지를 가지는 가변 레이저 빔(L)을 형성할 수 있다. 또한, 측정빔 검출유닛(160)의 파워 미터(163)는 제1 측정빔(LB1)의 출력을 실시간으로 측정한 다음, 이를 이용하여 제어부(180)가 가변 레이저 빔(L)의 출력을 얻을 수 있게 된다. 이어서, 제어부(180)는 측정된 출력값과 설정된 출력값을 비교하여 그 차이가 발생되는 경우 레이저 발진기들(111,112, 113,114)의 구동을 제어함으로써 원하는 출력을 가지는 가변 레이저 빔(L)을 형성할 수 있다. 따라서, 외부 환경이나 레이저 부품 등의 변동에 있는 경우에도 레이저 빔의 펄스 파형 및 출력을 레이저 어닐링 공정에 최적화된 펄스 형상 및 출력으로 유지함으로써 가공 품질을 향상시킬 수 있다. As described above, the pulse-type first, second, third and fourth laser beams L1, L2, L3, and L4 sequentially spatially sequential are spatially combined and the interval between the pulses is adjusted, By controlling the shape in real time, it is possible to maintain the pulse shape required in the laser annealing process, that is, the pulse width and the pulse energy, constantly. The interval between pulses of the first, second, third, and fourth laser beams L1, L2, L3, and L4 may be adjusted through the control unit 180. More specifically, after the pulse shape measuring sensor 162 of the measuring beam detecting unit 160 measures the pulse shape of the second measuring beam LB2 in real time, the controller 180 controls the variable laser beam L, The pulse shape of the pulse signal can be obtained. From the pulse shape of the variable laser beam L thus obtained, the pulse width and pulse energy of the variable laser beam can be known. Then, the control unit 180 compares the measured pulse shape with a predetermined pulse shape required in the laser annealing process, and calculates the difference therebetween. At this time, if there is a difference between the measured pulse shape and the set pulse shape, the control unit 180 controls driving of at least one of the laser oscillators 111, 112, 113, and 114 and the shutters 121, 122, 123, The variable laser beam L having the pulse shape required in the laser annealing process, that is, the pulse width and the pulse energy can be formed. The power meter 163 of the measuring beam detecting unit 160 measures the output of the first measuring beam LB1 in real time and then uses the same to obtain the output of the variable laser beam L . Then, the control unit 180 compares the measured output value with the set output value, and controls the driving of the laser oscillators 111, 112, 113 and 114 when the difference is generated, thereby forming a variable laser beam L having a desired output . Therefore, even in the case of variations in the external environment or laser parts, the pulse waveform and the output of the laser beam can be maintained in the pulse shape and the output optimized for the laser annealing process, thereby improving the processing quality.

이러한 레이저 어닐링 장치는 예를 들면 특히 그린 레이저 어닐링 공정(green laser annealing process)에 유용하게 적용될 수 있다. 종래에는 엑시머 레이저 어닐링 공정을 사용하여 웨이퍼 상의 비정질 실리콘 막을 다결정 실리콘막으로 형성하는 방법이 사용되었으나, 최근에는 그린 레이저 어닐링 공정이 각광을 받고 있다. 이는 그린 레이저 어닐링 방식은 유독 가스를 발생시키지 않아 환경 친화적이며, 또한 유지 비용이 적게드는 장점이 있다. 그리고, 엑시머 레이저 어닐링 방식의 경우 실리콘 결정을 수직 방향으로 생성하는 반면에, 그린 레이저 어닐링 방식은 수평 방향으로 실리콘 결정을 생성하게 되므로 결정의 크기를 증가시킬 수 있고, 이동도를 향상시킬 수 있다는 점에서 장점이 있다. 본 실시예와 같은 방식으로 일정한 펄스형상 및 출력을 가지는 그린 레이저광을 어닐링 공정에 사용하게 되면, 어닐링 공정을 보다 안정적이고 신뢰성 있게 수행할 수 있다.Such a laser annealing apparatus can be usefully applied to, for example, a green laser annealing process in particular. Conventionally, a method of forming an amorphous silicon film on a wafer by a polycrystalline silicon film using an excimer laser annealing process has been used. Recently, a green laser annealing process has been spotlighted. This is because the green laser annealing method does not generate toxic gas and is environmentally friendly and has a small maintenance cost. In the case of the excimer laser annealing method, the silicon crystal is generated in the vertical direction, whereas the green laser annealing method generates the silicon crystal in the horizontal direction, thereby increasing the crystal size and improving the mobility There are advantages in. If green laser light having a predetermined pulse shape and power is used in the annealing process in the same manner as in the present embodiment, the annealing process can be performed more stably and reliably.

이상에서 본 발명의 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims.

100.. 레이저 어닐링 장치
111,112,113,114.. 제1, 제2, 제3, 제4 레이저 발진기
121,122,123,124.. 제1, 제2, 제3, 제4 셔터
131,132,133,134.. 제1, 제2, 제3, 제4 반사미러
140.. 빔 성형기
145.. 이미징 렌즈
150.. 제1 빔 분할기
160.. 측정빔 검출유닛
161.. 제2 빔 분할기
162.. 펄스형상 측정센서
163.. 파워 메터
171.. 가공대상물
172.. 스테이지
180.. 제어부100 .. Laser annealing device
111, 112, 113, 114. The first, second, third, and fourth laser oscillators
121, 122, 123, and 124. The first, second, third,
131, 132, 133, 134. The first, second, third,
140 .. beam forming machine
145 .. Imaging Lens
150. A first beam splitter
160. Measuring beam detection unit
161. A second beam splitter
162 .. Pulse shape measurement sensor
163 .. Power Meter
171. Object to be processed
172 .. stage
180.

Claims (18)

각각 펄스형 레이저 빔을 발진하는 복수의 레이저 발진기;
상기 레이저 발진기들로부터 출사된 상기 레이저 빔들의 펄스들이 시간차를 두고 순차적으로 진행하도록 상기 레이저 빔들을 스위칭하는 복수의 셔터;
상기 순차적으로 진행하는 레이저 빔들을 공간적으로 결합시켜 가변된 펄스폭을 가지는 가변 레이저 빔을 형성하는 빔 성형기;
상기 빔 성형기로부터 출사된 상기 가변 레이저 빔을 가공빔과 측정빔으로 분할하는 제1 빔 분할기;
상기 측정빔의 펄스형상 및 출력을 측정하는 측정빔 검출유닛; 및
상기 측정빔 검출유닛에 의해 측정된 신호들을 이용하여 상기 레이저 발진기들 및 상기 셔터들을 제어함으로써 상기 가변 레이저 빔의 펄스형상 및 출력을 조절하는 제어부;를 포함하는 레이저 어닐링 장치. A plurality of laser oscillators each for oscillating a pulsed laser beam;
A plurality of shutters for switching the laser beams so that the pulses of the laser beams emitted from the laser oscillators progress sequentially in time;
A beam former for spatially coupling the sequentially progressing laser beams to form a variable laser beam having a variable pulse width;
A first beam splitter dividing the variable laser beam emitted from the beam former into a working beam and a measuring beam;
A measuring beam detecting unit for measuring a pulse shape and an output of the measuring beam; And
And a controller for controlling the pulse shape and the output of the variable laser beam by controlling the laser oscillators and the shutters using signals measured by the measurement beam detection unit. 제 1 항에 있어서,
상기 가공빔은 가공대상물에 조사되어 어닐링 공정을 수행하고, 상기 측정빔은 상기 측정빔 검출유닛으로 입사되는 레이저 어닐링 장치.The method according to claim 1,
Wherein the processing beam is irradiated on an object to be annealed, and the measuring beam is incident on the measuring beam detecting unit. 제 2 항에 있어서,
상기 가공빔은 상기 가변 레이저 빔 출력의 99% 이상을 차지하며, 상기 측정빔은 상기 가변 레이저 빔 출력의 1% 미만을 차지하는 레이저 어닐링 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the processing beam occupies more than 99% of the variable laser beam output and the measurement beam occupies less than 1% of the variable laser beam output. 제 2 항에 있어서,
상기 측정빔 검출유닛은 상기 측정빔을 제1 및 제2 측정빔으로 분할하는 제2 분할기, 상기 제1 측정빔의 출력을 측정하는 파워 메터(power meter) 및 상기 제2 측정빔의 펄스형상을 검출하는 펄스형상 측정센서를 포함하는 레이저 어닐링 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the measuring beam detection unit comprises a second divider for dividing the measurement beam into first and second measurement beams, a power meter for measuring the output of the first measurement beam, And a pulse shape measuring sensor for detecting the pulse shape of the laser beam. 제 4 항에 있어서,
상기 파워 메터는 에너지 메터를 포함하고, 상기 펄스형상 측정센서는 포토 다이오드를 포함하는 레이저 어닐링 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the power meter comprises an energy meter and the pulse shape measuring sensor comprises a photodiode. 제 4 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 파워 메터에 의해 얻어진 상기 제1 측정빔의 출력을 이용하여 상기 가변 레이저 빔의 출력을 측정하고, 상기 펄스형상 측정센서에 의해 얻어진 상기 제2 측정빔의 펄스형상을 이용하여 상기 가변 레이저 빔의 펄스형상을 측정하는 레이저 어닐링 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the control unit measures the output of the variable laser beam by using the output of the first measurement beam obtained by the power meter and calculates the output of the variable beam by using the pulse shape of the second measurement beam obtained by the pulse shape measurement sensor, A laser annealing apparatus for measuring a pulse shape of a laser beam. 제 6 항에 있어서,
상기 가변 레이저 빔의 펄스형상으로부터 상기 가변 레이저 빔의 펄스폭 및 펄스에너지가 얻어지는 레이저 어닐링 장치.The method according to claim 6,
And the pulse width and pulse energy of the variable laser beam are obtained from the pulse shape of the variable laser beam. 제 6 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 가변 레이저 빔의 측정된 펄스형상 및 출력을 미리 설정된 펄스형상 및 출력과 비교하여 그 차이가 발생하면 상기 레이저 발진기들 및 상기 셔터들을 제어하여 상기 가변 레이저빔의 펄스형상 및 출력을 상기 설정된 펄스형상 및 출력과 일치하도록 조절하는 레이저 어닐링 장치.The method according to claim 6,
Wherein the control unit compares the measured pulse shape and output of the variable laser beam with a predetermined pulse shape and output and controls the laser oscillators and the shutters when the difference is generated to detect a pulse shape and an output of the variable laser beam, And to match the set pulse shape and output. 제 8 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 레이저 발진기들로부터 출사되는 레이저 빔들의 펄스 사이의 간격을 제어함으로써 상기 가변 레이저 빔의 펄스형상을 조절하는 레이저 어닐링 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the controller controls the pulse shape of the variable laser beam by controlling an interval between pulses of the laser beams emitted from the laser oscillators. 복수의 펄스형 레이저 빔을 시간차를 두고 순차적으로 진행시키는 단계;
상기 레이저 빔들을 공간적으로 결합시켜 가변된 펄스폭을 가지는 가변 레이저 빔을 형성하는 단계;
상기 가변 레이저 빔을 가공빔과 측정빔으로 분할하는 단계;
상기 측정빔의 펄스형상 및 세기를 측정한 다음, 이를 이용하여 상기 가변 레이저 빔의 펄스 형상 및 출력을 측정하는 단계; 및
상기 가변 레이저 빔의 측정된 펄스형상 및 출력을 미리 설정된 펄스형상 및출력과 일치시키는 단계;를 포함하는 레이저 어닐링 방법.Sequentially advancing a plurality of pulsed laser beams with a time difference;
Forming a variable laser beam having a variable pulse width by spatially combining the laser beams;
Dividing the variable laser beam into a working beam and a measuring beam;
Measuring a pulse shape and an intensity of the measurement beam, and measuring a pulse shape and an output of the variable laser beam using the measured pulse shape and intensity; And
And matching the measured pulse shape and output of the variable laser beam with a preset pulse shape and output. 제 10 항에 있어서,
상기 복수의 펄스형 레이저 빔은 복수의 레이저 발진기 및 복수의 셔터를 통해 시간차를 두고 순차적으로 진행하는 레이저 어닐링 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the plurality of pulsed laser beams sequentially travel through a plurality of laser oscillators and a plurality of shutters with a time difference. 제 11 항에 있어서,
상기 가변 레이저 빔은 상기 레이저 빔의 펄스들 사이의 간격에 따라 하나 또는 복수의 가변된 펄스폭을 가지는 레이저 어닐링 방법.12. The method of claim 11,
Wherein the variable laser beam has one or a plurality of variable pulse widths depending on the interval between the pulses of the laser beam. 제 12 항에 있어서,
상기 가변 레이저 빔은 제1 분할기를 통해 상기 가공빔과 상기 측정빔으로 분할되며, 상기 가공빔은 가공대상물에 조사되어 어닐링 공정을 수행하고, 상기 측정빔은 측정빔 검출유닛으로 입사되는 레이저 어닐링 방법.13. The method of claim 12,
The variable laser beam is divided into the machining beam and the measurement beam via a first splitter, the machining beam is irradiated to an object to be annealed, and the measurement beam is incident on a measurement beam detection unit . 제 13 항에 있어서,
상기 측정빔 검출유닛은 상기 측정빔을 제1 및 제2 측정빔으로 분할하는 제2 분할기, 상기 제1 측정빔의 출력을 측정하는 파워 메터 및 상기 제2 측정빔의 펄스형상을 측정하는 펄스형상 측정센서를 포함하는 레이저 어닐링 방법.14. The method of claim 13,
Wherein the measurement beam detection unit comprises a second divider for dividing the measurement beam into first and second measurement beams, a power meter for measuring an output of the first measurement beam, and a pulse shape for measuring a pulse shape of the second measurement beam A laser annealing method comprising a measurement sensor. 제 14 항에 있어서,
제어부를 통해 상기 파워 메터에 의해 얻어진 상기 제1 측정빔의 출력을 이용하여 상기 가변 레이저 빔의 출력을 측정하고, 상기 펄스형상 측정센서에 의해 얻어진 상기 제2 측정빔의 펄스형상을 이용하여 상기 가변 레이저 빔의 펄스형상을 측정하는 레이저 어닐링 방법.15. The method of claim 14,
Measuring the output of the variable laser beam using the output of the first measurement beam obtained by the power meter via the control unit, and using the pulse shape of the second measurement beam obtained by the pulse shape measurement sensor, A laser annealing method for measuring a pulse shape of a laser beam. 제 15 항에 있어서,
상기 가변 레이저 빔의 펄스형상으로부터 상기 가변 레이저 빔의 펄스폭 및 펄스에너지가 얻어지는 레이저 어닐링 방법.16. The method of claim 15,
And the pulse width and the pulse energy of the variable laser beam are obtained from the pulse shape of the variable laser beam. 제 15 항에 있어서,
상기 제어부가 상기 가변 레이저 빔의 측정된 펄스형상 및 출력을 미리 설정된 펄스형상 및 출력과 비교하여 그 차이가 발생하면 상기 레이저 발진기들 및 상기 셔터들을 제어하여 상기 가변 레이저빔의 펄스형상 및 출력을 상기 설정된 펄스형상 및 출력과 일치하도록 조절하는 레이저 어닐링 방법.16. The method of claim 15,
Wherein the controller compares the measured pulse shape and output of the variable laser beam with a preset pulse shape and output and controls the laser oscillators and the shutters to generate a pulse shape and an output of the variable laser beam, To match the set pulse shape and output. 제 17 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 레이저 발진기들로부터 출사되는 레이저 빔들의 펄스들 사이의 간격을 제어함으로써 상기 가변 레이저 빔의 펄스형상을 조절하는 레이저 어닐링 방법.18. The method of claim 17,
Wherein the controller controls the pulse shape of the variable laser beam by controlling an interval between pulses of the laser beams emitted from the laser oscillators.
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