KR102483322B1

KR102483322B1 - 편광 모듈 및 이를 포함하는 레이저 조사 장치

Info

Publication number: KR102483322B1
Application number: KR1020150137885A
Authority: KR
Inventors: 정병호; 올레그 프루드니코브; 나정균; 배준화; 이승환; 조주완; 추병권
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2022-12-30
Also published as: US20170087664A1; CN106552992A; EP3151055B1; KR20170039005A; US10654130B2; EP3151055A1; CN106552992B

Abstract

본 발명은 편광 모듈 및 이를 포함하는 레이저 조사 장치에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 편광 모듈 또는 레이저 조사 장치는 광축을 중심으로 입사되는 입사 레이저 빔의 단면의 한 방향의 길이를 축소하는 제1 렌즈 및 제2 렌즈, 상기 제1 및 제2 렌즈를 통과한 레이저 빔을 서로 다른 방향으로 편광된 두 개의 레이저 빔으로 분리하는 편광빔 스플리터, 상기 편광빔 스플리터에 의해 분리된 상기 두 개의 레이저 빔을 상기 광축을 중심으로 대칭인 위치로 조절하여 출력 레이저 빔을 출사하는 제1 프리즘 렌즈 및 제2 프리즘 렌즈, 그리고 상기 편광빔 스플리터와 상기 제1 프리즘 렌즈 사이에 위치하는 적어도 하나의 반파장판을 포함한다.

Description

편광 모듈 및 이를 포함하는 레이저 조사 장치{POLARIZATION MODULE AND LASER IRRADIATION APPARATUS INCLUDING THE SAME}

본 발명은 편광 모듈 및 이를 포함하는 레이저 조사 장치에 관한 것이다.

다결정 실리콘은 비정질 실리콘에 비해 높은 전기 이동도를 가지기 때문에 다양한 전자 장치에 포함되어 있는 트랜지스터의 액티브층으로 널리 사용된다.

다결정 실리콘을 제조하는 방법으로는 고상 결정화법(solid phase crystallization, SPC), 금속유도 결정화법(metal induced crystallization, MIC), 금속유도측면 결정화법(metal induced lateral crystallization, MILC), 레이저 어닐링(laser annealing) 등이 있다. 이 중, 유기 발광 표시 장치(OLED), 액정 표시 장치(LCD) 등의 전자 장치의 제조 공정에서는 높은 에너지를 갖는 레이저 빔을 비정질 실리콘 막에 조사하여 비정질 실리콘을 결정화하는 레이저 어닐링이 자주 사용되며, 특히 엑시머(excimer)를 이용한 레이저를 이용한 엑시머 레이저 어닐링(excimer laser annealing, ELA)이 주로 사용된다.

레이저 어닐링은 레이저 조사 장치를 이용해 레이저 빔을 비정질 실리콘 막에 조사하여 비정질 실리콘 막의 적어도 일부를 다결정 실리콘으로 결정화하는 방법이다. 다결정 트랜지스터의 품질은 결정화 실리콘의 그레인 정렬도에 영향을 받으며, 결정화 실리콘의 그레인 정렬도 향상을 위해 비정질 실리콘의 결정화 공정에서 한 부분에 대해 복수의 샷(shot)을 조사하는 멀티샷(multi-shot) 방식이 사용된다. 멀티샷 방식에서는 비정질 실리콘 층의 한 부분에 대해 대략 20회 이상의 샷이 조사된다.

본 기재가 해결하고자 하는 과제는 랜덤 편광성을 가지는 레이저 빔의 편광 상태를 조절하되 입사된 레이저 빔과 동일한 위치와 크기를 가지는 레이저 빔을 출력할 수 있는 편광 모듈을 제공하는 것이다.

본 기재가 해결하고자 하는 또 다른 과제는 다결정 실리콘의 그레인 정렬도를 향상시킬 수 있는 레이저 조사 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 편광 모듈은 광축을 중심으로 입사되는 입사 레이저 빔의 단면의 한 방향의 길이를 축소하는 제1 렌즈 및 제2 렌즈, 상기 제1 및 제2 렌즈를 통과한 레이저 빔을 서로 다른 방향으로 편광된 두 개의 레이저 빔으로 분리하는 편광빔 스플리터, 상기 편광빔 스플리터에 의해 분리된 상기 두 개의 레이저 빔을 상기 광축을 중심으로 대칭인 위치로 조절하여 출력 레이저 빔을 출사하는 제1 프리즘 렌즈 및 제2 프리즘 렌즈, 그리고 상기 편광빔 스플리터와 상기 제1 프리즘 렌즈 사이에 위치하는 적어도 하나의 반파장판을 포함한다.

본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 조사 장치는 편광 모듈, 그리고 상기 편광 모듈에서 출사되는 레이저 빔을 균일하게 바꾸는 광학계를 포함하고, 상기 편광 모듈은 광축을 중심으로 입사되는 적어도 하나의 입사 레이저 빔 각각의 단면의 한 방향의 길이를 축소하는 제1 렌즈 및 제2 렌즈, 상기 제1 및 제2 렌즈를 통과한 레이저 빔을 서로 다른 방향으로 편광된 두 개의 레이저 빔으로 분리하는 편광빔 스플리터, 상기 편광빔 스플리터에 의해 분리된 상기 두 개의 레이저 빔을 상기 광축을 중심으로 대칭인 위치로 조절하여 상기 적어도 하나의 입사 레이저 빔의 개수와 동일한 개수의 출력 레이저 빔을 출사하는 제1 프리즘 렌즈 및 제2 프리즘 렌즈, 그리고 상기 편광빔 스플리터와 상기 제1 프리즘 렌즈 사이에 위치하는 적어도 하나의 반파장판을 포함한다.

상기 출력 레이저 빔의 단면의 면적은 상기 입사 레이저 빔의 단면의 면적과 실질적으로 동일할 수 있다.

상기 출력 레이저 빔은 서로 동일한 편광 방향을 가지는 제1 출력 레이저 빔 및 제2 출력 레이저 빔을 포함할 수 있다.

상기 출력 레이저 빔의 단면의 형상은 상기 입사 레이저 빔의 단면의 형성과 실질적으로 동일할 수 있다.

상기 제1 프리즘 렌즈는 서로 비대칭 기울기를 가지는 제1 광학 평면 및 제2 광학 평면을 가질 수 있다.

상기 제2 프리즘 렌즈는 상기 제1 프리즘 렌즈와 동일한 형상을 가지고, 상기 제1 프리즘 렌즈와 다른 방향으로 배치되어 있을 수 있다.

상기 제1 프리즘 렌즈의 중심축과 상기 제2 프리즘 렌즈의 중심축은 서로 어긋나게 배치되어 있을 수 있다.

상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈는 서로 다른 초점 거리를 가질 수 있다.

상기 적어도 하나의 반파장판은 상기 편광빔 스플리터에 의해 분리된 두 개의 상기 레이저 빔 중 하나인 제1 레이저 빔의 진행 경로 상에 위치하는 제1 반파장판, 그리고 나머지 레이저 빔인 제2 레이저 빔의 진행 경로 상에 위치하는 제2 반파장판을 포함하고, 상기 제1 반파장판의 회전각과 상기 제2 반파장판의 회전각의 차이는 대략 45도일 수 있다.

상기 제2 레이저 빔을 적어도 한 번 반사시켜 상기 제2 반파장판에 입사시키는 적어도 하나의 거울을 더 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 입사 레이저 빔은 제1 입사 레이저 빔 및 제2 입사 레이저 빔을 포함하고, 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈, 상기 편광빔 스플리터, 그리고 상기 제1 프리즘 렌즈는 상기 제1 입사 레이저 빔의 광축 상에 배열되어 있고, 상기 레이저 조사 장치는 상기 제2 입사 레이저 빔의 광축 상에 배열되어 있는 제3 렌즈 및 제4 렌즈, 추가 편광빔 스플리터, 그리고 제3 프리즘 렌즈를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 출력 레이저 빔과 상기 제2 출력 레이저 빔은 제1 거리를 두고 이격되어 있고, 상기 제1 거리는 상기 광학계가 포함하는 적어도 하나의 렌즈 어레이의 렌즈 피치의 정수배일 수 있다.

상기 광학계는 적어도 하나의 렌즈 어레이 유닛, 그리고 상기 제1 출력 레이저 빔과 상기 제2 출력 레이저 빔 사이의 경계에 대응하여 위치하는 레이저 빔 차단 부재를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 랜덤 편광성을 가지는 레이저 빔의 편광 상태를 조절하되 입사된 레이저 빔과 동일한 위치와 크기를 가지는 레이저 빔을 출력할 수 있는 편광 모듈을 제공할 수 있다. 따라서 편광 모듈 이후의 광학계를 변경할 필요가 없으므로 레이저 조사 장치가 포함하는 기존 광학계에 그대로 본 발명의 실시예에 따른 편광 모듈을 적용하여 편광된 레이저 빔을 용이하게 사용할 수 있다.

또한 본 발명의 한 실시예에 따른 편광 모듈을 포함하는 레이저 조사 장치를 이용하여 다결정 실리콘을 형성함으로써 다결정 실리콘의 그레인 정렬도를 향상시킬 수 있다. 따라서 레이저 어닐링을 이용한 결정화 공정에서 멀티샷 회수를 줄일 수 있는 여유가 생겨 결정화 공정을 간단히 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 편광 모듈을 간략히 도시한 개략도이고,
도 2a는 본 발명의 한 실시예에 따른 편광 모듈의 구체적인 구조를 도시한 개략도이고,
도 2b는 도 2a에 도시한 편광 모듈을 통과하는 레이저 빔의 단면 형상을 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 편광빔 스플리터 및 빛의 편광 상태를 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 반파장판 및 빛의 편광 상태를 도시한 도면이고,
도 5, 도 6 및 도 7은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 편광 모듈이 포함하는 프리즘 렌즈들 및 빛의 진행 상태를 도시한 도면이고,
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 조사 장치를 도시한 개략도이고,
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 편광 모듈의 구체적인 구조를 도시한 개략도이다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며, 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고, 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다. 어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수도 있다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙이도록 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이제 본 발명의 한 실시예에 따른 편광 모듈 및 이를 포함하는 레이저 조사 장치에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 편광 모듈에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 편광 모듈을 간략히 도시한 개략도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 편광 모듈(100)은 입사된 레이저 빔(L1)을 변환하여 레이저 빔(L7)과 레이저 빔(L8)을 포함하는 출력 레이저 빔(Lout)을 출사한다. 입사되는 레이저 빔(L1)은 비편광성을 가지고, 출사되는 레이저 빔(L7)과 레이저 빔(L8)은 각각 선형 편광되어 있다. 레이저 빔(L7)과 레이저 빔(L8)의 편광 상태는 편광 모듈(100)에 의해 제어된다.

구체적으로, 레이저 빔(L1)은 p-편광 성분 및 s-편광 성분을 모두 포함하고 있고, 레이저 빔(L7)과 레이저 빔(L8)은 각각 p-편광 성분 및 s-편광 성분 중 하나만을 포함하거나 각각 일정한 방향으로 선편광되어 있을 수 있다. 출사되는 레이저 빔(L7)의 편광 방향과 레이저 빔(L8)의 편광 방향은 서로 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다. 레이저 빔(L7)의 편광 방향과 레이저 빔(L8)의 편광 방향이 서로 동일한 경우 편광 모듈(100)에서 출사되는 두 레이저 빔(L7, L8)은 전체적으로 하나의 방향으로 편광되어 출사되고, 레이저 빔(L7)의 편광 방향과 레이저 빔(L8)의 편광 방향이 서로 다른 경우 두 레이저 빔(L7, L8)을 합한 출력 레이저 빔(Lout)은 전체적으로 비편광되어 있다.

여기서, p-편광은 빛의 전기장 벡터의 진동 방향이 입사면에 평행한 편광 상태를 의미하고, s-편광은 빛의 전기장 벡터의 진동 방향이 입사면에 수직인 편광 상태를 의미한다. 입사면이란 시료면의 법선과 빛의 진행 방향을 포함하는 면을 의미한다.

본 발명의 한 실시예에 따른 편광 모듈(100)에 입사되는 레이저 빔(L1)이 진행하는 방향의 중심축을 광축(OX)이라 할 때 편광 모듈(100)에서 출사되는 두 레이저 빔(L7, L8)은 광축(OX)을 중심으로 대칭으로 진행할 수 있다. 즉, 레이저 빔(L1)의 단면의 중심이 광축(OX) 상에 있을 때 두 레이저 빔(L7, L8)의 단면은 광축(OX)을 중심으로 서로 대칭일 수 있다. 광축(OX)은 도시된 제1 방향(D1)과 같은 방향이며, 제2 방향(D2)은 제1 방향(D1)에 수직인 방향으로서 도 1에 도시한 여러 광학 기구(렌즈, 빔 스플리터, 거울 등)의 면의 법선과 광축(OX)을 포함하는 면에 평행한 방향이다. 제3 방향(D3)은 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)에 수직인 방향이다.

도 1에 도시한 바와 같이 두 레이저 빔(L7, L8)은 서로 이웃하여 연속적인 하나의 출력 레이저 빔(Lout)으로서 출사될 수도 있고, 이와 달리 두 레이저 빔(L7, L8) 사이에 공간이 있을 수도 있다.

두 레이저 빔(L7, L8)이 인접하여 출사되는 경우 편광 모듈(100)에서 출사되는 두 레이저 빔(L7, L8)을 합한 출력 레이저 빔(Lout)의 단면의 형상 및 면적은 편광 모듈(100)에 입사되는 레이저 빔(L1)의 단면의 형상 및 면적과 실질적으로 동일할 수 있다. 즉, 출력 레이저 빔(Lout)의 면적은 편광 모듈(100)에 입사되는 레이저 빔(L1)의 면적의 대략 절반일 수 있다. 더 구체적으로 설명하면, 최종적으로 형성될 레이저 빔의 단면이 직사각형인 경우 직사각형 장변 방향을 장축이라 할 때 각 레이저 빔(L7, L8)의 장축 방향 길이는 레이저 빔(L1)의 장축 방향 길이의 대략 절반일 수 있다.

두 레이저 빔(L7, L8)이 서로 이격되어 출사되는 경우에도 두 레이저 빔(L7, L8)의 단면의 면적의 합은 레이저 빔(L1)의 단면의 면적과 실질적으로 동일할 수 있고, 두 레이저 빔(L7, L8)의 단면의 형상들을 광축(OX)에서 인접하도록 붙이면 그 형상은 레이저 빔(L1)의 단면의 형상과 실질적으로 동일할 수 있다.

이와 같이 편광 모듈(100)에서 출사되는 레이저 빔(L7, L8)은 각 레이저 빔(L7, L8)의 편광성만 제어되고 처음 입사되는 레이저 빔(L1)가 실질적으로 동일한 전체적인 형상 및 모양을 가지는 출력 레이저 빔(Lout)으로 출력되므로 기존에 사용되는 광학계를 개조하지 않고 레이저 빔(L7, L8)을 포함하는 출력 레이저 빔(Lout)을 그대로 사용할 수 있다. 예를 들어, 광학계가 렌즈 어레이 유닛(LAH)을 포함하는 호모지나이저(homogenizer)인 경우 레이저 빔(L7, L8)은 호모지나이저에 입사되어 균일한 에너지 분포를 가지면서 단면이 직사각 형태를 가지는 레이저 빔으로 변화될 수 있다. 렌즈 어레이 유닛(LAH)은 복수의 렌즈(LS)를 포함한다. 렌즈 어레이 유닛(LAH)에 입사된 레이저 빔(L7, L8)은 직사각형 레이저 빔의 장축 방향으로 분할한다. 분할된 레이저 빔은 복수의 렌즈 및 다른 렌즈 어레이 등을 거쳐 동일한 면 상에 중첩되어 균일한 에너지 분포를 가지는 직사각형의 레이저 빔으로 변환될 수 있다.

그러면 도 2a 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 편광 모듈(100)의 구체적인 구조에 대해 설명한다.

도 2a는 본 발명의 한 실시예에 따른 편광 모듈의 구체적인 구조를 도시한 개략도이고, 도 2b는 도 2a에 도시한 편광 모듈을 통과하는 레이저 빔의 단면 형상을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 편광빔 스플리터 및 빛의 편광 상태를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 반파장판 및 빛의 편광 상태를 도시한 도면이고, 도 5, 도 6 및 도 7은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 편광 모듈이 포함하는 프리즘 렌즈들 및 빛의 진행 상태를 도시한 도면이다.

도 2a를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 편광 모듈(100)은 한 쌍을 이루는 제1 렌즈(TL1) 및 제2 렌즈(TL2), 편광빔 스플리터(PBS), 제1 반파장판(H1) 및 제2 반파장판(H2), 복수의 거울(M1, M2, M3), 그리고 한 쌍을 이루는 제1 프리즘 렌즈(PL1) 및 제2 프리즘 렌즈(PL2)를 포함한다.

편광 모듈(100)에 입사하는 레이저 빔(L1)은 광축(OX)을 중심으로 하여 광축(OX)을 따라 진행한다. 레이저 빔(L1)은 레이저 발생기(도시하지 않음)에서 생성된 가공되지 않은 최초의 레이저 빔일 수 있다. 레이저 빔(L1)은 비편광성을 가져 p-편광 성분 및 s-편광 성분을 모두 포함할 수 있다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 레이저 빔(L1)은 제1 렌즈(TL1) 및 제2 렌즈(TL2)를 순서대로 통과하면서 직사각형 레이저 빔(L1)의 장축 방향의 길이가 대략 반으로 축소되어 레이저 빔(L2)이 되어 나온다. 여기서 장축 방향은 최종적으로 형성될 레이저 빔의 단면이 직사각형인 경우 직사각형 장변 방향을 의미할 수 있으며 이후 설명에서도 동일하게 적용된다.

제1 렌즈(TL1) 및 제2 렌즈(TL2) 각각은 망원 렌즈(telescope lens)일 수 있으며 두 렌즈(TL1, TL2)의 초점 거리는 서로 다를 수 있다. 제1 렌즈(TL1) 및 제2 렌즈(TL2) 각각은 제3 방향(D3)으로 연장되어 있는 실린더 렌즈일 수 있다. 제1 렌즈(TL1)와 제2 렌즈(TL2) 사이의 거리(d1)를 조절하여 레이저 빔(L2)의 레이저 빔(L1)에 대한 축소율을 조절할 수 있다.

레이저 빔(L2)은 편광빔 스플리터(PBS)에 입사된다. 편광빔 스플리터(PBS)는 레이저 빔(L2)의 일부는 반사하고 일부는 투과시켜 두 개의 레이저 빔(L3, L4)으로 분리한다. 레이저 빔(L3)은 편광빔 스플리터(PBS)에서 반사된 레이저 빔이고 레이저 빔(L4)은 편광빔 스플리터(PBS)를 통과한 레이저 빔이다.

도 3을 참조하면, 편광빔 스플리터(PBS)는 입사광(Lc)이 p-편광 성분과 s-편광 성분을 모두 포함하고 있을 때 p-편광 성분(Pp)은 투과시키고 s-편광 성분(Ps)은 반사시키거나 그 반대일 수 있다. 편광빔 스플리터(PBS)의 면에 대한 법선과 입사광(Lc)의 진행 방향이 이루는 각(a)은 대략 45도 내지 대략 60도일 수 있다. 편광빔 스플리터(PBS)는 유전체 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 용융 석영(fused silica)으로 만들어질 수 있다.

도 2a를 참조하면, 편광빔 스플리터(PBS)에서 나오는 레이저 빔(L3) 및 레이저 빔(L4)은 서로 다른 방향으로 편광되어 있다. 예를 들어 레이저 빔(L3)이 s-편광되어 있는 경우 레이저 빔(L4)은 p-편광되어 있을 수 있다. 본 실시예에서는 레이저 빔(L3)이 s-편광되어 있고 레이저 빔(L4)은 p-편광되어 있는 예를 중심으로 설명한다.

레이저 빔(L3)은 복수의 거울(M1, M2, M3)에서 차례대로 반사된 후 반파장판(half wave plate, HWP)(H1)을 통과하여 레이저 빔(L5)이 된 후 제1 프리즘 렌즈(PL1)에 입사된다. 도 2a는 복수의 거울(M1, M2, M3)의 개수가 3개인 예를 도시하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니고, 레이저 빔(L3)이 반파장판(H1)을 통과한 후 제1 프리즘 렌즈(PL1)의 적절한 위치로 입사할 수 있도록 개수가 적절히 조절될 수 있다.

레이저 빔(L4)은 반파장판(H2)을 통과하여 레이저 빔(L6)이 된 후 제1 프리즘 렌즈(PL1)에 입사한다.

반파장판(H1)은 레이저 빔(L3)의 편광 방향을 바꿀 수도 있고 바꾸지 않을 수도 있다. 반파장판(H2)도 레이저 빔(L4)의 편광 방향을 바꿀 수도 있고 바꾸지 않을 수도 있다. 도 4를 참조하면, 반파장판(H1, H2)은 반파장판(H1, H2)의 광축(Od)과 입사광(La)의 편광 방향이 각(b)을 이룰 때 입사광(La)의 편광 방향을 각(2b)만큼 회전한 출사광(Lb)을 내보낼 수 있다. 입사광(La)의 편광 방향과 반파장판(H1, H2)의 광축(Od)이 이루는 각(b)을 반파장판(H1, H2)의 회전각이라 한다. 반파장판(H1, H2)의 회전각이 45도일 때 p-편광 성분의 빛이 반파장판(H1, H2)을 통과하면 s-편광 성분의 빛으로 바뀌고 s-편광 성분의 빛이 반파장판(H1, H2)을 통과하면 p-편광 성분의 빛으로 바뀐다.

예를 들어 반파장판(H1)의 회전각이 90도이고 반파장판(H2)의 회전각이 0도일 때, 반파장판(H1)을 통과하여 나온 레이저 빔(L5)은 레이저 빔(L3)과 동일하게 s-편광되어 있고, 반파장판(H2)을 통과하여 나온 레이저 빔(L6)은 레이저 빔(L4)과 동일하게 p-편광되어 있다. 따라서 레이저 빔(L5, L6)은 이후에 광축(OX)을 중심으로 모여도 전체적으로 비편광 상태의 레이저 빔이 된다.

예를 들어 반파장판(H1)의 회전각이 45도이고 반파장판(H2)의 회전각이 0도일 때, 반파장판(H1)을 통과하여 나온 레이저 빔(L5)은 레이저 빔(L3)과 다르게 p-편광되어 있고, 반파장판(H2)을 통과하여 나온 레이저 빔(L6)은 레이저 빔(L4)과 동일하게 p-편광되어 있다. 따라서 레이저 빔(L5, L6)은 이후에 광축(OX)을 중심으로 모이면 전체적으로 하나의 편광 방향, 즉 p-편광된 레이저 빔이 된다.

예를 들어 반파장판(H1)의 회전각이 90도이고 반파장판(H2)의 회전각이 45도일 때, 반파장판(H1)을 통과하여 나온 레이저 빔(L5)은 레이저 빔(L3)과 동일하게 s-편광되어 있고, 반파장판(H2)을 통과하여 나온 레이저 빔(L6)은 레이저 빔(L4)과 다르게 s-편광되어 있다. 따라서 레이저 빔(L5, L6)은 이후에 광축(OX)을 중심으로 모이면 전체적으로 하나의 편광 방향, 즉 s-편광된 레이저 빔이 된다.

예를 들어 반파장판(H1)의 회전각이 45+θ/2 도이고 반파장판(H2)의 회전각이 θ/2 도일 때, 반파장판(H1)을 통과하여 나온 레이저 빔(L5)의 편광 방향은 레이저 빔(L3)의 편광 방향으로부터 90+ θ 도 회전되어 있고, 반파장판(H2)을 통과하여 나온 레이저 빔(L6)은 레이저 빔(L4)의 편광 방향으로부터 θ 도 회전되어 있다. 따라서 레이저 빔(L5, L6)은 이후에 광축(OX)을 중심으로 모이면 전체적으로 하나의 편광 방향, 즉 레이저 빔(L4)의 편광 방향을 기준으로 동일한 각인 θ 도 방향으로 선편광된 레이저 빔이 된다.

따라서 반파장판(H1)의 회전각과 반파장판(H2)의 회전각이 서로 45도를 이루는 경우 레이저 빔(L5, L6)은 이후에 전체적으로 하나의 편광 방향으로 선편광된 출력 레이저 빔(Lout)을 이룰 수 있다. 반파장판(H1)의 회전각과 반파장판(H2)의 회전각의 조절로 레이저 빔(L5, L6)의 편광 방향을 조절할 수도 있고 레이저 빔(L5, L6) 각각의 편광 방향을 다르게 제어할 수도 있다.

p-편광 또는 s-편광된 출력 레이저 빔을 얻고자 할 경우, 두 반파장판(H1, H2) 중 어느 하나는 생략될 수도 있다.

레이저 빔(L5)과 레이저 빔(L6)은 모두 제1 프리즘 렌즈(PL1)와 제2 프리즘 렌즈(PL2)를 순서대로 통과하여 광축(OX)을 중심으로 대칭을 형성하는 레이저 빔(L7)과 레이저 빔(L8)으로서 출사된다. 도 2a를 참조하면, 제1 프리즘 렌즈(PL1)와 제2 프리즘 렌즈(PL2)의 형상이 정해졌을 때 제1 프리즘 렌즈(PL1)와 제2 프리즘 렌즈(PL2) 사이의 간격(d2)을 조절하여 레이저 빔(L7, L8) 각각의 위치를 조절하여 광축(OX)을 중심으로 대칭이 되도록 할 수 있다.

두 레이저 빔(L7, L8)의 특징 및 이에 따른 효과는 도 1과 관련하여 앞에서 설명한 바와 동일하므로 여기서 상세한 설명은 생략한다.

도 5를 참조하면, 제1 프리즘 렌즈(PL1)와 제2 프리즘 렌즈(PL2) 각각은 레이저 빔(L5)과 레이저 빔(L6)이 동일한 광축(OX)을 중심으로 모일 수 있도록 제1 방향(D1)을 기준으로 서로 비대칭 기울기를 가지는 광학 평면(10a, 10b, 20a, 20b)을 가질 수 있다. 예를 들어 제1 프리즘 렌즈(PL1)의 광학 평면(10a)이 제1 방향(D1)과 이루는 각(A1)은 제1 프리즘 렌즈(PL1)의 광학 평면(10b)이 제1 방향(D1)과 이루는 각(A2)보다 클 수 있고, 제2 프리즘 렌즈(PL2)의 광학 평면(20a)이 제1 방향(D1)과 이루는 각(A3)은 제2 프리즘 렌즈(PL2)의 광학 평면(20b)이 제1 방향(D1)과 이루는 각(A4)보다 클 수 있다. 이에 따라 서로 다른 기울기를 가지는 광학 평면(10a, 10b, 20a, 20b)을 통과하는 레이저 빔은 서로 다른 크기로 굴절될 수 있다.

제1 프리즘 렌즈(PL1)과 제2 프리즘 렌즈(PL2)은 동일한 형상을 가지지만 제2 방향(D2) 및 제3 방향(D3)으로 이루어진 면 상에서 봤을 때 제1 프리즘 렌즈(PL1)과 제2 프리즘 렌즈(PL2)의 상하좌우가 서로 반대가 되도록 배치되어 있다. 따라서 제1 프리즘 렌즈(PL1)의 광학 평면(10a)의 기울기는 제2 프리즘 렌즈(PL2)의 광학 평면(20a)의 기울기와 실질적으로 같고, 제1 프리즘 렌즈(PL1)의 광학 평면(10b)의 기울기는 제2 프리즘 렌즈(PL2)의 광학 평면(20b)의 기울기와 실질적으로 같다.

제1 프리즘 렌즈(PL1)에서 광학 평면(10a)과 광학 평면(10b)의 경계가 되는 중심축(Or1)은 제2 프리즘 렌즈(PL2)에서 광학 평면(20a)과 광학 평면(20b)의 경계가 되는 중심축(Or2)과 정렬되어 있지 않고 어긋나 있을 수 있다.

도 5를 참조하면, 제1 및 제2 프리즘 렌즈(PL1, PL2)를 통과하여 나온 레이저 빔(L7, L8)은 간격 없이 서로 인접하여 하나의 레이저 빔으로서 출력되어 렌즈 어레이 유닛(LAH)을 포함하는 호모지나이저에 입력될 수 있다.

이와 달리 도 6을 참조하면, 제1 및 제2 프리즘 렌즈(PL1, PL2)를 통과하여 나온 레이저 빔(L7, L8)은 간격(d3)만큼 서로 이격되어 출력될 수도 있다. 이 경우 이격되어 진행하는 두 레이저 빔(L7, L8)을 포함하는 출력 레이저 빔의 불연속성을 완화하기 위해 간격(d3)은 렌즈 어레이 유닛(LAH)이 포함하는 복수의 렌즈(LS)의 제2 방향(D2)에 있어서의 피치(T1), 즉 렌즈(LS)의 직경의 정수배일 수 있다. 도 6은 간격(d3)이 렌즈(LS)의 피치(T1)와 실질적으로 동일한 예를 도시한다.

도 7을 참조하면, 제1 및 제2 프리즘 렌즈(PL1, PL2)를 통과하여 나온 레이저 빔(L7, L8)은 광축(OX)을 중심으로 최대한 연석한 레이저 빔을 형성하도록 제어될 수 있지만, 도 6에 도시한 바와 같이 레이저 빔(L7, L8)이 서로 이격되거나 중첩될 가능성이 있다. 두 레이저 빔(L7, L8) 사이의 경계에 의한 출력 레이저 빔의 불연속 프로파일을 완화하기 위해 렌즈 어레이 유닛(LAH)을 포함하는 호모지나이저 앞에 레이저 빔 차단 부재(BL)를 배치할 수 있다. 도 7은 레이저 빔(L7, L8)이 입사되는 렌즈 어레이 유닛(LAH)의 면에 레이저 빔 차단 부재(BL)가 배치되어 있는 예를 도시한다. 레이저 빔 차단 부재(BL)는 두 레이저 빔(L7, L8) 사이의 경계에 대응하여 배치되고, 레이저 빔 차단 부재(BL)의 제2 방향(D2) 폭(d4)은 대략 렌즈 어레이 유닛(LAH)이 포함하는 복수의 렌즈(LS)의 제2 방향(D2)에 있어서의 피치(T1), 즉 렌즈(LS)의 직경의 정수배일 수 있다. 도 7은 레이저 빔 차단 부재(BL)의 제2 방향(D2) 폭(d4)이 렌즈 어레이 유닛(LAH)이 포함하는 렌즈(LS)의 피치(T1)와 실질적으로 동일한 예를 도시한다.

도 2b를 참조하면, 제1 렌즈(TL1) 및 제2 렌즈(TL2) 이후의 레이저 빔(L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8)의 단면의 장축 방향의 길이는 동일하게 유지될 수 있다. 따라서 편광 모듈(100)에서 출력되는 두 레이저 빔(L7, L8)을 포함하는 출력 레이저 빔(Lout)의 장축 방향의 길이는 편광 모둘(100)에 입사되었던 레이저 빔(L1)의 장축 방향 길이와 동일할 수 있다.

그러면 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 8을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 조사 장치에 대하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 조사 장치를 도시한 개략도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 레이저 조사 장치는 앞에서 설명한 실시예에 따른 편광 모듈(100), 광학계(200), 그리고 조사부(300)를 포함한다.

편광 모듈(100)에는 복수의 레이저 빔(L1, L1s)이 입사될 수 있다. 본 실시예에서는 두 개의 레이저 빔(L1, L1s)이 편광 모듈(100)에 입사되는 예에 대하여 설명한다.

레이저 빔(L1) 및 레이저 빔(L1s) 각각에 대한 설명은 앞에서 설명한 실시예에서 레이저 빔(L1)에 대한 설명과 동일하다. 레이저 빔(L1)과 레이저 빔(L1s) 각각은 편광 모듈(100) 내에서 두 개의 레이저 빔으로 분할된 후 편광이 제어된다. 따라서 편광 모듈(100) 내에서는 네 개의 레이저 빔이 진행할 수 있다. 네 개의 레이저 빔 각각은 출력 전에 그 진행 위치가 조절되어 결국 두 개의 출력 레이저 빔(Lout1, Lout2)으로 출력될 수 있다.

출력 레이저 빔(Lout1, Lout2)은 적어도 하나의 렌즈 어레이 유닛(LAH) 및 적어도 하나의 거울(M)을 포함하는 호모지나이저일 수 있는 광학계(200)에 입사된다. 광학계(200)를 통과한 레이저 빔은 그 단면상 에너지 분포가 균일하게 조정될 수 있으며 장축 방향으로 긴 직사각형 레이저 빔이 될 수 있다.

광학계(200)를 통과한 빛은 조사부(300)를 거쳐 대상물에 조사될 수 있다. 본 실시예에 따른 레이저 조사 장치가 레이저 어닐링을 이용한 결정화에 사용될 경우 대상물은 대상 박막(410)은 비정질 실리콘을 포함할 수 있다. 대상 박막(410)은 유리 등의 기판(400) 위에 형성되어 있을 수 있다. 또한 기판(400)은 스테이지(30)에 탑재되어 있을 수 있다. 기판(400)은 액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치 등 다양한 전자 장치에 포함되는 기판일 수 있다.

레이저 어닐링 공정에서 레이저 조사 장치 또는 스테이지가 한 방향으로 움직이며 레이저 빔을 대상 박막(410)에 조사할 수 있다. 이때 다결정의 그레인 정렬도를 향상하기 위해 20회 이상의 샷을 한 곳에 조사하는 멀티샷 방식을 이용할 수 있다.

조사부(300)는 생략될 수 있다.

본 실시예에 따르면 편광 모듈(100)을 통해 레이저 빔이 편광되어 있고 편광된 레이저 빔으로 비정질 실리콘을 결정화하면 생성되는 그레인의 정렬도 및 주기성을 향상시킬 수 있다. 이는 선형 편광된 레이저 빔이 대상 박막(410)의 표면에서 산란되고, 이렇게 산란된 빛과 입사되는 레이저 빔이 간섭하여 주기적인 그레인의 구조가 형성될 수 있다. 앞에서 설명한 바와 같이 편광 모듈(100)에 출력되는 출력 레이저 빔(Lout, Lout1, Lout2)의 편광성을 제어하여 다결정 그레인의 결정성 및 균일성을 제어할 수도 있다. 따라서 멀티샷 방식의 레이저 어닐링 공정에서 샷 수를 줄일 수 있는 여유가 생겨 결정화 공정을 간단히 할 수 있고, 최적 에너지 밀도(OPED) 마진을 증가시킬 수 있어 레이저 조사 장치의 수명을 증가시킬 수도 있다.

본 실시예에 따른 편광 모듈(100) 입사되는 레이저 빔(L1, L1s)과 출력되는 출력 레이저 빔(Lout1, Lout2)의 형상 및/또는 면적이 실질적으로 동일하게 할 수 있으므로 이후에 위치하는 광학계(200)는 기존에 사용되는 광학계를 개조할 필요 없이 그대로 사용할 수 있다.

그러면 도 8에 도시한 편광 모듈(100)의 구체적인 예에 대하여 도 9를 참조하여 설명한다. 앞선 설명한 실시예와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 동일한 설명은 생략하며 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.

도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 편광 모듈의 구체적인 구조를 도시한 개략도이다.

앞에서 설명한 도 2a와 함께 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 편광 모듈(100)은 앞에서 설명한 도 2a에 도시한 실시예에 따른 편광 모듈과 대부분 동일하나, 두 개의 레이저 빔(L1, L1s)이 편광 모듈(100)에 입사한다.

편광 모듈(100)은 광축(OX1)을 따라 배열되어 있는 제1 렌즈(TL1) 및 제2 렌즈(TL2), 편광빔 스플리터(PBS), 제1 반파장판(H1) 및 제2 반파장판(H2), 적어도 하나의 거울(M7), 그리고 제1 프리즘 렌즈(PL1) 및 제2 프리즘 렌즈(PL2)를 포함하고, 또 다른 광축(OX2)을 따라 배열되어 있는 제3 렌즈(TL1s) 및 제4 렌즈(TL2s), 편광빔 스플리터(PBSs), 제3 반파장판(H1s) 및 제4 반파장판(H2s), 복수의 거울(M4, M5, M6), 그리고 제1 프리즘 렌즈(PL1) 및 제2 프리즘 렌즈(PL2)를 포함한다.

레이저 빔(L1)은 광축(OX1)을 중심으로 하여 광축(OX1)을 따라 진행하고, 레이저 빔(L1s)은 광축(OX2)을 중심으로 하여 광축(OX2)을 따라 진행한다. 레이저 빔(L1, L1s) 각각은 레이저 발생기(도시하지 않음)에서 생성된 가공되지 않은 최초의 레이저 빔일 수 있다. 레이저 빔(L1, L1s) 각각은 비편광성을 가져 p-편광 성분 및 s-편광 성분을 모두 포함할 수 있다.

레이저 빔(L1)은 제1 렌즈(TL1) 및 제2 렌즈(TL2)를 순서대로 통과하면서 장축 방향의 길이가 대략 반으로 축소되어 레이저 빔(L2)이 되고, 레이저 빔(L1s)은 제3 렌즈(TL1s) 및 제4 렌즈(TL2s)를 순서대로 통과하면서 장축 방향의 길이가 대략 반으로 축소되어 레이저 빔(L2s)이 된다. 제3 렌즈(TL1s) 및 제4 렌즈(TL2s) 각각은 제1 렌즈(TL1) 및 제2 렌즈(TL2)와 동일할 수 있으며, 이에 대한 설명은 앞에서 설명한 바와 동일하다.

레이저 빔(L2)은 편광빔 스플리터(PBS)를 통해 서로 다른 방향으로 편광된 두 개의 레이저 빔(L3, L4)으로 분리되고, 레이저 빔(L2s)은 편광빔 스플리터(PBSs)를 통해 서로 다른 방향으로 편광된 두 개의 레이저 빔(L3s, L4s)으로 분리된다. 레이저 빔(L3, L3s)은 편광빔 스플리터(PBS, PBSs)에서 반사된 레이저 빔이고 레이저 빔(L4, L4s)은 편광빔 스플리터(PBS, PBSs)를 통과한 레이저 빔이다.

레이저 빔(L3)은 적어도 하나의 거울(M6)에서 반사된 후 반파장판(H2s)을 통과하여 레이저 빔(L10)이 된 후 제3 프리즘 렌즈(PL1s)에 입사된다.

레이저 빔(L4)은 반파장판(H2)을 통과하여 레이저 빔(L6)이 된 후 제1 프리즘 렌즈(PL1)에 입사된다.

레이저 빔(L3s)은 적어도 하나의 거울(M5)에서 반사된 후 반파장판(H1s)을 통과하여 레이저 빔(L6s)이 된 후 제3 프리즘 렌즈(PL1s)에 입사된다.

레이저 빔(L4s)은 복수의 거울(M4, M7)에서 차례대로 반사된 후 반파장판(H1)을 통과하여 레이저 빔(L5s)이 된 후 제1 프리즘 렌즈(PL1)에 입사된다.

반파장판(H1, H2, H1s, H2s)은 각각 입사되는 레이저 빔의 편광 방향을 바꿀 수도 있고 바꾸지 않을 수도 있다. 광축(OX1)을 따라 배열되어 있는 두 반파장판(H1, H2)에 대한 설명은 앞에서 한 바와 동일하고, 광축(OX2)을 따라 배열되어 있는 두 반파장판(H1s, H2s)에 대한 설명도 두 반파장판(H1, H2)에 대한 설명과 동일하므로 여기서 상세한 설명은 생략한다.

선편광된 출력 레이저 빔(Lout1, Lout2)을 얻고자 하는 경우 반파장판(H1)의 회전각과 반파장판(H2)의 회전각이 서로 45도를 이루고, 반파장판(H1s)의 회전각과 반파장판(H2s)의 회전각이 서로 45도를 이룰 수 있다.

p-편광 또는 s-편광된 출력 레이저 빔(Lout1, Lout2)을 얻고자 할 경우, 두 반파장판(H1, H2) 중 어느 하나는 생략될 수도 있고, p-편광 또는 s-편광된 출력 레이저 빔을 얻고자 할 경우, 두 반파장판(H1s, H2s) 중 어느 하나는 생략될 수도 있다.

레이저 빔(L5s)과 레이저 빔(L6)은 모두 제1 프리즘 렌즈(PL1)와 제2 프리즘 렌즈(PL2)를 순서대로 통과하여 광축(OX1)을 중심으로 대칭을 형성하는 레이저 빔(L7s)과 레이저 빔(L8)으로서 출사된다. 마찬가지로 레이저 빔(L6s)과 레이저 빔(L10)은 모두 제3 프리즘 렌즈(PL1s)와 제4 프리즘 렌즈(PL2s)를 순서대로 통과하여 광축(OX2)을 중심으로 대칭을 형성하는 레이저 빔(L8s)과 레이저 빔(L11)으로서 출사된다.

제1 및 제2 프리즘 렌즈(PL1, PL2)에 대한 설명은 앞에서 설명한 바와 동일하고, 제3 및 제4 프리즘 렌즈(PL1s, PL2s)에 대한 설명도 제1 및 제2 프리즘 렌즈(PL1, PL2)에 대한 설명과 동일하므로 여기서 상세한 설명은 생략한다.

제1 및 제2 프리즘 렌즈(PL1, PL2)를 통과하여 나온 레이저 빔(L7s, L8)은 서로 인접하여 출력 레이저 빔(Lout1)으로 출력되며, 그 중심축은 광축(OX1)과 동일할 수 있다. 마찬가지로 제3 및 제4 프리즘 렌즈(PL1s, PL2s)를 통과하여 나온 레이저 빔(L8s, L11)은 서로 인접하여 출력 레이저 빔(Lout2)으로 출력되며, 그 중심축은 광축(OX2)과 동일할 수 있다. 출력 레이저 빔(Lout1)의 단면의 장축 방향의 길이는 레이저 빔(L1)의 단면의 장축 방향의 길이와 동일할 수 있고, 출력 레이저 빔(Lout2)의 단면의 장축 방향의 길이는 레이저 빔(L1s)의 단면의 장축 방향의 길이와 동일할 수 있다.

도 9에 도시한 실시예에 따른 편광 모듈(100)은 앞에서 설명한 도 8에 도시한 레이저 조사 장치에 적용될 수 있다.

이와 같이 두 개 이상의 레이저 빔(L1, L1s)을 각각 분리하고 서로 다른 레이저 빔(L1, L1s)으로부터 생성된 두 개의 레이저 빔을 하나의 광축(OX1, OX2)을 중심으로 모아 전체적으로 두 개 이상의 출력 레이저 빔(Lout1, Lout2)을 생성하므로 출력 레이저 빔의 강도를 높이면서 복수의 출력 레이저 빔(Lout1, Lout2)의 균일성을 높일 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

30: 스테이지
100: 편광 모듈
200: 광학계
410: 대상 박막
400: 기판
H1, H2, H1s, H2s: 반파장판
LAH: 렌즈 어레이
OX, OX1, OX2: 광축
PL1, PL2, PL1s, PL2s: 프리즘 렌즈
PBS, PBSs: 편광빔 스플리터
TL1, TL2, TL1s, TL2s: 렌즈

Claims

광축을 중심으로 입사되는 입사 레이저 빔의 단면의 한 방향의 길이를 축소하는 제1 렌즈 및 제2 렌즈,
상기 제1 및 제2 렌즈를 통과한 레이저 빔을 서로 다른 방향으로 편광된 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔으로 분리하는 편광빔 스플리터,
상기 제1 레이저 빔의 진행 경로 상에 위치하는 제1 반파장판,
상기 제2 레이저 빔의 진행 경로 상에 위치하는 제2 반파장판,
상기 제1 반파장판에서 출사된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 반파장판에서 출사된 상기 제2 레이저 빔 모두의 진행 경로 상에 위치하는 제1 프리즘 렌즈, 그리고
상기 제1 프리즘 렌즈에서 출사된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔 모두의 진행 경로 상에 위치하며 출력 레이저 빔을 출사하는 제2 프리즘 렌즈
를 포함하고,
상기 제2 프리즘 렌즈로부터 출사된 상기 출력 레이저 빔은 상기 광축을 중심으로 대칭인 위치로 조절되고,
상기 광축은 상기 편광빔 스플리터를 지나는
편광 모듈.
제1항에서,
상기 출력 레이저 빔의 단면의 면적은 상기 입사 레이저 빔의 단면의 면적과 실질적으로 동일한 편광 모듈.
제2항에서,
상기 출력 레이저 빔은 서로 동일한 편광 방향을 가지는 제1 출력 레이저 빔 및 제2 출력 레이저 빔을 포함하는 편광 모듈.
제3항에서,
상기 출력 레이저 빔의 단면의 형상은 상기 입사 레이저 빔의 단면의 형성과 실질적으로 동일한 편광 모듈.
제2항에서,
상기 제1 프리즘 렌즈는 서로 비대칭 기울기를 가지는 제1 광학 평면 및 제2 광학 평면을 가지는 편광 모듈.
제5항에서,
상기 제2 프리즘 렌즈는 상기 제1 프리즘 렌즈와 동일한 형상을 가지고, 상기 제1 프리즘 렌즈와 다른 방향으로 배치되어 있는 편광 모듈.
제6항에서,
상기 제1 프리즘 렌즈의 중심축과 상기 제2 프리즘 렌즈의 중심축은 서로 어긋나게 배치되어 있는 편광 모듈.
제2항에서,
상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈는 서로 다른 초점 거리를 가지는 망원 렌즈인 편광 모듈.
제2항에서,
상기 제1 반파장판의 회전각과 상기 제2 반파장판의 회전각의 차이는 45도인
편광 모듈.
제2항에서,
상기 제2 레이저 빔을 적어도 한 번 반사시켜 상기 제2 반파장판에 입사시키는 적어도 하나의 거울을 더 포함하는 편광 모듈.
편광 모듈, 그리고 상기 편광 모듈에서 출사되는 레이저 빔을 균일하게 바꾸는 광학계를 포함하고,
상기 편광 모듈은
광축을 중심으로 입사되는 적어도 하나의 입사 레이저 빔 각각의 단면의 한 방향의 길이를 축소하는 제1 렌즈 및 제2 렌즈,
상기 제1 및 제2 렌즈를 통과한 레이저 빔을 서로 다른 방향으로 편광된 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔으로 분리하는 편광빔 스플리터,
상기 제1 레이저 빔의 진행 경로 상에 위치하는 제1 반파장판,
상기 제2 레이저 빔의 진행 경로 상에 위치하는 제2 반파장판,
상기 제1 반파장판에서 출사된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 반파장판에서 출사된 상기 제2 레이저 빔 모두의 진행 경로 상에 위치하는 제1 프리즘 렌즈, 그리고
상기 제1 프리즘 렌즈에서 출사된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔 모두의 진행 경로 상에 위치하며 출력 레이저 빔을 출사하는 제2 프리즘 렌즈
를 포함하고,
상기 제2 프리즘 렌즈로부터 출사된 상기 출력 레이저 빔은 상기 광축을 중심으로 대칭인 위치로 조절되고, 그리고
상기 광축은 상기 편광빔 스플리터를 지나는
레이저 조사 장치.
제11항에서,
상기 출력 레이저 빔의 단면의 면적은 상기 입사 레이저 빔의 단면의 면적과 실질적으로 동일한 레이저 조사 장치.
제12항에서,
상기 출력 레이저 빔은 서로 동일한 편광 방향을 가지는 제1 출력 레이저 빔 및 제2 출력 레이저 빔을 포함하는 레이저 조사 장치.
제13항에서,
상기 출력 레이저 빔의 단면의 형상은 상기 입사 레이저 빔의 단면의 형성과 실질적으로 동일한 레이저 조사 장치.
제13항에서,
상기 제1 출력 레이저 빔과 상기 제2 출력 레이저 빔은 제1 거리를 두고 이격되어 있고,
상기 제1 거리는 상기 광학계가 포함하는 적어도 하나의 렌즈 어레이 유닛의 렌즈 피치의 정수배인
레이저 조사 장치.
제13항에서,
상기 광학계는
적어도 하나의 렌즈 어레이 유닛, 그리고
상기 제1 출력 레이저 빔과 상기 제2 출력 레이저 빔 사이의 경계에 대응하여 위치하는 레이저 빔 차단 부재
를 포함하는 레이저 조사 장치.
제12항에서,
상기 제1 프리즘 렌즈는 서로 비대칭 기울기를 가지는 제1 광학 평면 및 제2 광학 평면을 가지는 레이저 조사 장치.
제17항에서,
상기 제2 프리즘 렌즈는 상기 제1 프리즘 렌즈와 동일한 형상을 가지고, 상기 제1 프리즘 렌즈와 다른 방향으로 배치되어 있는 레이저 조사 장치.
제12항에서,
상기 제1 반파장판의 회전각과 상기 제2 반파장판의 회전각의 차이는 45도인
레이저 조사 장치.
제11항에서,
상기 적어도 하나의 입사 레이저 빔은 제1 입사 레이저 빔 및 제2 입사 레이저 빔을 포함하고,
상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈, 상기 편광빔 스플리터, 상기 제1 프리즘 렌, 그리고 상기 제2 프리즘 렌즈는 상기 제1 입사 레이저 빔의 광축 상에 배열되어 있고,
상기 레이저 조사 장치는 상기 제2 입사 레이저 빔의 광축 상에 배열되어 있는 제3 렌즈 및 제4 렌즈, 추가 편광빔 스플리터, 그리고 제3 프리즘 렌즈를 더 포함하는
레이저 조사 장치.