KR20050026342A - 레이저 조사장치, 레이저 조사방법, 및 반도체장치 제조방법 - Google Patents

레이저 조사장치, 레이저 조사방법, 및 반도체장치 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은, 레이저 빔의 에너지 분포를 억제할 수 있는 레이저 조사장치, 레이저 조사방법, 및 그 레이저 조사방법을 사용하는 반도체장치 제조방법을 제공하는데 있다. 본 발명은 펄스 레이저 빔을 발진하는 레이저 발진기와, 다수의 광학계를 가지는 렌즈 조립체와, 펄스 레이저 빔의 다수의 펄스의 발진에 동기하여 다수의 광학계로부터 적어도 2개의 광학계를 선택하기 위해 렌즈 조립체의 위치를 제어하는 위치 제어 수단을 포함하고, 선택된 다수의 광학계가, 에너지 분포가 서로 반전 또는 회전된 다수의 펄스를 형성하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치를 제공한다.

Description

레이저 조사장치, 레이저 조사방법, 및 반도체장치 제조방법{Laser irradiation apparatus, laser irradiation method, and method for manufacturing a semiconductor device}
본 발명은 반도체막의 결정화에 사용될 수 있는 레이저 조사장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이 레이저 조사장치를 사용한 레이저 조사방법 및 반도체장치 제조방법에 관한 것이다.
다결정 반도체막을 사용한 박막트랜지스터(다결정 TFT)는 비정질 반도체막을 사용한 TFT와 비교하여 이동도가 2 자릿수 이상 높아, 반도체 표시장치의 화소부와 주변 구동회로를 동일 기판 위에 일체로 형성할 수 있다는 이점을 가지고 있다.
다결정 반도체막은 레이저 어닐법을 사용하여 저렴한 유리 기판 위에 형성될 수 있다. 레이저는 발진방법에 따라 펄스 발진형 레이저와 연속파 레이저의 2종류로 크게 나눌 수 있다. 엑시머 레이저로 대표되는 펄스 발진형 레이저는 연속파 레이저와 비교하여 단위 시간 당 출력 에너지가 3 내지 6 자릿수 정도 높다. 따라서, 펄스 발진형 레이저의 빔 스폿(피처리물의 표면에서 실제로 레이저 빔이 조사되는 영역)을 한 변에서의 길이가 수 cm의 직사각형 또는 타원 형상이나, 길이 100 mm 이상의 선형이 되도록 광학계에 의해 성형하여 반도체막에 레이저 빔의 조사를 효율적으로 실시하여, 작업 처리량을 높일 수 있다는 이점이 있다.
특히, 펄스 발진형 레이저 빔의 각 펄스 사이에서 수 %의 에너지 변동이 발생하더라도, 반도체 표시장치의 화소부 전체가 들어가도록 성형된 사각형 빔 스폿을 사용함으로써, 에너지 변동에 의한 반도체막의 결정성의 편차를 회피할 수 있다. 또한, 그렇게 성형된 빔 스폿에서는, 결정성이 부족한 빔 스폿의 엣지(edge) 부분이 화소부를 횡단하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 화소부 전체를 커버하기에 충분히 큰 크기의 빔 스폿을 사용함으로써, 결정화를 균일하게 실행할 수 있고, 균일하게 결정화된 다결정 반도체막을 TFT의 활성층으로 사용하는 경우, TFT의 특성, 예를 들어, 온(on) 전류, 이동도 등의 편차를 억제할 수 있다.
그러나, 이와 같이 비교적 넓은 범위를 커버할 수 있는 사각형 빔 스폿을 사용함으로써, 레이저 결정화를 균일하게 실행할 수 있다고 생각되지만, 이것은 레이저 빔의 에너지의 분포가 균일하다는 것이 전제되어 있다. 예를 들어, 엑시머 레이저의 경우, 레이저 발진기에 기인한다고 생각되는 레이저 빔의 에너지 분포의 편차가 P-V(Peak to Valley)값 1% 내지 5% 정도 범위에서 실제 발생하고 있으며, 상기 에너지 분포의 편차에 의해 반도체막의 결정성에 편차가 발생하게 된다. 그리고, 에너지의 분포는 펄스 발진형 레이저 빔의 펄스들 사이에서 거의 일정하다. 따라서, 결정성을 더욱 높이는 것을 목적으로 동일 영역에 펄스 발진형 레이저 빔의 다수의 펄스를 조사하여 결정화를 행하는 경우, 레이저 빔의 에너지 분포의 편차에 기인하는 결정성의 편차가 증폭되어, 오히려 결정성의 균일화가 방해받게 된다. 여기서 사용한 "에너지 분포"라는 용어는 조사 면상에 형성된 빔 스폿에서의 에너지 분포를 의미한다.
또한, 다수의 볼록 렌즈를 구비한 렌즈 어레이 등을 사용한 빔 균질기(homogenizer)를 레이저 빔의 광로(光路)에 설치함으로써, 레이저 빔의 에너지 분포를 어느 정도 균일화시킬 수 있다. 그러나, 상기 빔 균질기에 의한 에너지 분포의 균일화에도 한계가 있고, 에너지 분포의 편차를 완전하게 없애기는 어렵다. 단, 렌즈 어레이에 포함된 볼록 렌즈의 밀도를 높임으로써, 기하학의 관점에서 생각할 때 레이저 빔의 에너지 분포를 보다 균일화시키는 것은 가능하다. 그러나, 이 경우, 렌즈의 밀도가 증가할 때, 렌즈들 사이의 빔 간섭에 기인한 레이저 빔의 에너지 밀도의 편차도 증폭되어, 주기성을 가지는 간섭 줄무늬를 야기할 수 있다. 또한, 렌즈가 소형화되어 보다 높은 정밀도를 요한다. 고도로 정밀한 렌즈는 고가이므로, 이러한 렌즈를 광학계에 이용하는 것은 바람직하지 않다.
본 발명은 상술한 문제들을 감안하여 안출된 것으로, 레이저 빔의 에너지 분포의 편차를 억제할 수 있는 레이저 조사장치, 레이저 조사방법, 및 그 레이저 조사방법을 사용한 반도체장치 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 펄스 발진형 레이저 빔의 1 펄스에 에너지 분포의 편차가 존재하더라도, 동일 영역에 조사되는 펄스 발진형 레이저 빔의 다수의 펄스들 사이의 에너지 분포를 바꿈으로써 결정성의 편차를 억제할 수 있다는 것을 생각하였다. 그 에너지 분포를 바꾸기 위해, 본 발명에서는, (A) 동일 영역에 조사되는 펄스 발진형 레이저 빔의 다수의 펄스 중 적어도 하나의 펄스의 공간적 에너지 분포를 바꾸기 위한 광학계를 사용하는 방법이나, 또는 (B) 동일 영역에 조사되는 펄스 발진형 레이저 빔의 다수의 펄스 중 적어도 하나의 펄스가 빔 균질기의 렌즈 어레이에 입사되는 위치를 바꾸는 방법 중 하나의 방법을 사용한다.
구체적으로, (A)의 레이저 조사방법에서는, 동일 영역에 조사되는 펄스 발진형 레이저 빔의 모든 펄스 중 적어도 하나의 펄스의 공간적 에너지 분포를 광학계를 사용하여 반전 또는 회전시킨다. 또한, 반전된 공간적 에너지 분포를 가지는 펄스와 회전된 공간적 에너지 분포를 가지는 펄스를 조합하여도 좋다.
또한, (A)의 레이저 조사방법을 사용하는 레이저 조사장치는 펄스 발진형 레이저 빔을 발진하는 레이저 발진기와, 다수의 광학계를 가지는 렌즈 조립체와, 상기 펄스 발진형 레이저 빔의 다수의 펄스의 발진에 동기(同期)하여 상기 다수의 광학계로부터 적어도 2개를 선택하도록 상기 렌즈 조립체의 위치를 제어하는 위치 제어 수단을 포함한다. 선택된 다수의 광학계는, 상기 다수의 펄스로부터 서로 반전 또는 회전된 공간적 에너지 분포를 가지는 다수의 펄스를 형성할 수 있다. 또한, 이 레이저 조사장치는, 서로 반전 또는 회전된 상기 다수의 펄스의 공간적 에너지 분포를 균일화하고 그들을 동일 영역에 조사하기 위한 빔 균질기를 가질 수도 있다.
구체적으로, (B)의 레이저 조사방법에 따르면, 에너지 분포에 편차가 존재하고 있는 경우, 렌즈 어레이에 입사하는 레이저 빔의 입사 위치를 바꿈으로써, 이 렌즈 어레이에 포함되는 각 렌즈에 입사하는 레이저 빔의 에너지 분포가 변화한다. 따라서, 렌즈 어레이에 입사하는 레이저 빔의 입사 위치를 바꾸기 전과 바꾼 후에는 레이저 빔의 에너지 분포에 변화가 생기게 된다.
또한, (B)의 레이저 조사방법을 사용하는 레이저 조사장치는 펄스 발진형 레이저 빔을 발진하는 레이저 발진기와, 렌즈 어레이를 가지는 빔 균질기와, 펄스 발진형 레이저 빔의 다수의 펄스의 발진에 동기하여 상기 렌즈 어레이의 위치를 제어함으로써 상기 렌즈 어레이에 입사하는 레이저 빔의 입사 위치를 제어하는 위치 제어 수단을 포함한다. 또한, 이 레이저 조사장치는 상기 렌즈 어레이로부터 방출된 레이저 빔을 동일 영역에 조사하기 위한 집광 렌즈와 같은 광학계를 가질 수도 있다.
본 발명에서는, 상기 (A) 또는 (B)의 방법을 사용함으로써, 동일 영역에 조사되는 레이저 빔의 전체 에너지 분포가 균질화된다. 또한, 상기 (A)와 (B)의 2가지 방법을 조합시킴으로써, 전체 에너지 분포를 더욱 균질화할 수 있다.
또한, 전체 에너지 분포를 균질화하기 위해 펄스마다의 에너지 분포를 변화시키는 것이 가장 효과적이다. 그러나, 본 발명이 이 구성에 한정되는 것은 아니고, 동일 영역에 조사되는 펄스 발진형 레이저 빔의 다수의 펄스 중 적어도 하나의 펄스의 공간적 에너지 분포를 바꾸면 된다.
또한, 본 발명의 반도체장치 제조방법은 집적회로나 반도체 표시장치의 제조에 적용될 수 있다. 특히, 본 발명은 액정 표시장치, 유기 발광소자로 대표되는 발광소자를 각 화소에 구비한 발광장치, DMD(Digital Micromirror Device), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display) 등의 반도체 표시장치의 화소부에 설치되는 트랜지스터 등의 반도체 소자에 적용될 수 있다. 이 경우, 화소부에 조사된 레이저 빔의 에너지 분포에 기인하는 휘도 편차가 나타나는 것을 억제할 수 있다. 특히, TFT의 경우, 결정화를 균일하게 실행함으로써, TFT의 특성, 예를 들어, 온(on) 전류, 이동도 등의 편차를 억제할 수 있다.
또한, 본 발명은 엑시머 레이저뿐만 아니라, 유리 레이저, YAG 레이저, YVO4 레이저나 GdVO4 레이저와 같은 다른 펄스 발진형 레이저에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 펄스 발진형 레이저뿐만 아니라 연속파 레이저에도 적용될 수 있다.
[실시형태]
도 1(A) 및 도 1(B)를 참조하여 본 발명의 레이저 조사장치의 구성에 대하여 설명한다. 도 1(A)에 도시된 레이저 조사장치는, 펄스 발진형 레이저 빔을 발진하는 레이저 발진기(101)와, 그 레이저 발진기(101)로부터 방출된 펄스 발진형 레이저 빔의 펄스들로부터 선택된 펄스의 에너지 분포를 반전 또는 회전시키는 광학계를 포함하는 렌즈 조립체(102)와, 그 렌즈 조립체(102)로부터 방출된 레이저 빔의 광로의 방향을 바꾸기 위한 광학계(103)와, 피처리물(여기서는 반도체막이 성막된 기판을 의미한다)(105)을 장착하기 위한 스테이지(104)를 포함한다.
도 1(A)에서는, 레이저 빔의 광로의 방향을 바꾸기 위한 광학계(103)로서 거울(미러)을 예시하였지만, 거울 이외의 광학계를 사용하여도 좋다.
도 1(A)에는 도시하지 않았지만, 스테이지(104)의 위치를 제어하기 위한 수단이 본 발명의 레이저 조사장치에 구비되어 있다. 또한, 도 1(A)에 도시된 레이저 조사장치는 레이저 빔의 조사 위치를 고정하고 기판(105)을 이동시키는 피처리물 이동 방법을 사용하지만, 본 발명은 이 방법에 한정되는 것은 아니다. 피처리물인 기판(105)을 고정하고 레이저 빔의 조사 위치를 이동시키는 조사계(照射系) 이동 방법도 이용될 수 있고, 상기 두 가지 방법을 조합하여도 좋다.
렌즈 조립체(102)는 레이저 빔의 에너지 분포를 반전 또는 회전시키기 위한 다수의 광학계를 포함한다. 도 1(B)에 렌즈 조립체(102)의 확대도를 나타낸다. 렌즈 조립체(102)에는 펄스 발진형 레이저 빔의 펄스들 사이의 공간적 에너지 분포를 바꾸기 위한 광학계가 다수 조(組) 제공되어 있다. 구체적으로는, 도 1(B)에서는 4조의 광학계(110∼113)가 제공되어 있다.
광학계(110)는 입사한 레이저 빔의 에너지 분포에 변화를 가하지 않고 그대로 레이저 빔을 방출하고, 광학계(111)는 입사한 레이저 빔의 에너지 분포를 점선(121)을 반전시킨 후 레이저 빔을 방출하고, 광학계(112)는 광학계(111)와 마찬가지로, 입사한 레이저 빔의 에너지 분포를 점선(122)을 따라 반전시킨 후 레이저 빔을 방출한다. 반전 축이 되는, 광학계(111)와 광학계(112)의 점선들은 서로 교차하고 있다. 광학계(113)는 입사한 레이저 빔의 에너지 분포를 180도 회전시킨 후 레이저 빔을 방출한다.
도 1(A) 및 도 1(B)에서는, 렌즈 조립체(102)를 회전시킴으로써, 렌즈 조립체(102)에 입사하는 레이저 빔의 입사 위치를 제어하고, 광학계(110∼113)중 어느 하나를 선택한다. 도 1(A)에는 도시하지 않았지만, 본 발명의 레이저 조사장치는 렌즈 조립체(102)에 입사하는 레이저 빔의 입사 위치를 제어하는 위치 제어 수단을 가지고 있다. 렌즈 조립체(102)로부터 선택된 광학계가 조사 면에서의 레이저 빔의 에너지 분포를 제어한다.
도 1(A)에서는 렌즈 조립체(102)에 입사하는 레이저 빔의 입사 위치를 렌즈 조립체(102)를 회전시킴으로써 제어하고 있지만, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 펄스 발진형 레이저 빔의 주파수에 동기하여 광학계(110∼113)를 선택할 수 있으면 된다.
또한, 도 1(B)에서는 4조의 광학계(110∼113)를 사용하고 있지만, 에너지 분포를 제어하기 위한 광학계의 수는 이것에 한정되지 않는다. 상대적인 에너지 분포를 서로 다르게 할 수 있는 적어도 2조의 광학계를 사용하면 된다. 물론, 3조의 광학계를 사용하여도 좋고, 5조 이상의 광학계를 사용할 수도 있다.
다음에, 에너지 분포를 반전 또는 회전시킬 수 있는 3개의 광학계(111∼113)의 보다 구체적인 구성에 대하여 설명한다. 도 2(A)는 광학계(111)의 한 형태를 나타낸다. 도 2(A)에 도시된 광학계(111)는 2개의 원통형 렌즈(201, 202)를 가지고 있다. 원통형 렌즈(201, 202)는 실선 화살표로 나타내는 바와 같이 모선(母線)의 방향이 일치하고 있다. 원통형 렌즈(201, 202)는 점선 화살표로 나타낸 입사 레이저 빔이 2개의 원통형 렌즈 사이에서 초점을 하나 맺도록 배치되어 있다. 상기 구성에 의해, 그 렌즈로부터 방출된 레이저 빔의 에너지 분포가 모선을 따라 반전된다. 본 명세서에 기재된 모선은, 원통형 렌즈의 평면부로부터 가장 멀리 있는 원통형 렌즈의 만곡부에 위치된 모선을 가리킨다.
도 2(B)는 광학계(112)의 한 형태를 나타낸다. 도 2(B)에 도시된 광학계(112)는 도 2(A)와 마찬가지로 2개의 원통형 렌즈(203, 204)를 가지고 있다. 원통형 렌즈(203, 204)는 실선 화살표로 나타내는 바와 같이 모선의 방향이 일치하고 있다. 원통형 렌즈(203, 204)는 점선 화살표로 나타낸 입사 레이저 빔이 2개의 원통형 렌즈 사이에서 초점을 하나 맺도록 배치되어 있다. 상기 구성에 의해, 그 렌즈로부터 방출된 레이저 빔의 에너지 분포가 모선을 따라 반전된다. 도 2(B)에 도시된 광학계(112)의 모선의 방향은 도 2(A)에 도시된 광학계(111)의 모선의 방향과 다르다. 구체적으로는, 에너지 분포를 크게 바꾸기 위해, 이들 2개의 모선의 방향이 90도에 보다 가까운 각도로 교차하는 것이 바람직하다.
도 2(C)는 광학계(113)의 한 형태를 나타낸다. 도 2(C)에 도시된 광학계(113)는 2개의 평철구면(平凸球面) 렌즈(205, 206)를 가지하고 있다. 평철구면 렌즈(205, 206)는 점선 화살표로 나타낸 입사 레이저 빔이 이들 2개의 렌즈 사이에서 초점을 하나 맺도록 배치되어 있다. 상기 구성에 의해, 이 렌즈로부터 방출된 레이저 빔의 에너지 분포가 초점을 중심으로 하여 180도 회전한다.
도 4(A)∼도 4(D)는 도 1(B)에 도시된 렌즈 조립체(102)를 사용한 경우 광학계(110∼113) 각각으로부터 방출되는 레이저 빔의 에너지 분포를 모식적으로 나타낸다. 광학계(110)로부터 방출되는 레이저 빔이 도 4(A)에 도시한 에너지 분포를 가진다고 가정한다. 이 경우, 광학계(111)로부터 방출되는 레이저 빔은 에너지 분포가 도 4(A)에 도시된 에너지 분포에 대하여 점선을 기준으로 대칭이 되도록 도 4(B)에 도시된 바와 같은 점선을 따라 반전된다. 또한, 광학계(112)로부터 방출되는 레이저 빔은 에너지 분포가 도 4(A)에 도시된 에너지 분포에 대하여 점선을 기준으로 대칭이 되도록 도 4(C)에 도시된 바와 같은 점선을 따라 반전된다. 도 4(B) 및 도 4(C)의 이들 2개의 점선들은 서로 교차한다. 또한, 광학계(113)로부터 방출되는 레이저 빔의 에너지 분포는 도 4(D)에 도시된 바와 같이 도 4(A)에 대하여 180도 회전한다.
도 4(A)∼도 4(D)에 도시된 공간적 에너지 분포를 가지는 펄스 발진형 레이저 빔의 4개의 펄스를 동일 영역에 조사함으로써 공간적 에너지 분포가 균질화되도록, 균일한 어닐이 실행될 수 있다. 또한, 렌즈 조립체에 의해 얻어지는 공간적 에너지 분포가 서로 다른 펄스들 모두가 동일 영역에 조사될 필요는 없다. 예를 들어, 어느 영역에는 상기 4개의 펄스 중 도 4(A)∼도 4(C)에 도시된 3개의 펄스를 조사하고, 다른 영역에는 상기 4개의 펄스 중 도 4(B)∼도 4(D)에 도시된 3개의 펄스를 조사하도록 하여도 좋다. 또한, 동일 영역에 연속하여 펄스를 조사하여도 좋고, 다른 영역에의 조사가 끝나고 나서 다시 같은 영역에 펄스를 조사하도록 하여도 좋다.
도 2(A)∼도 2(C)에 도시된 광학계는 에너지 분포를 반전 또는 회전시키기 위한 광학계의 한 형태일 뿐이고, 본 발명은 도 2(A)∼도 2(C)에 도시된 광학계에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 2(A)∼도 2(C)에 도시된 광학계는 각각 렌즈를 2개씩 가지고 있지만, 렌즈의 수도 이것에 한정되는 것은 아니다. 렌즈의 수는 홀수의 초점을 형성하여 에너지 분포가 반전되도록 결정될 수 있다. 도 3(A)는 2개의 볼록 렌즈(301, 302)의 단면도이고, 이들 볼록 렌즈(301, 302)에 의해 형성된 상(像)을 나타낸다. 도 3(A)에 도시된 바와 같이 볼록 렌즈(301, 302)들 사이에 초점이 하나 형성되는 경우, 반전된 상이 형성된다.
도 3(B)는 6개의 볼록 렌즈(303∼308)의 단면도이고, 이들 볼록 렌즈(303∼308)에 의해 형성된 상을 나타낸다. 도 3(B)에 도시된 바와 같이 볼록 렌즈(303, 304)들 사이와, 볼록 렌즈(305, 306)들 사이와, 볼록 렌즈(307, 308)들 사이에 각각 초점이 하나씩 형성되는 경우도, 초점의 수가 홀수인 3개이므로, 반전된 상이 형성된다.
또한, 에너지 분포를 반전 또는 회전시키기 위한 광학계는 반드시 원통형 렌즈나 평철구면 렌즈로 대표되는 볼록 렌즈만을 사용하는 형태에 한정되지 않는다. 그 외에도, 프리즘, 프레넬(fresnel) 렌즈 등을 조합하여 사용할 수도 있다.
다음에, 도 1(A)에 도시된 것과는 다른 본 발명의 레이저 조사장치의 구성에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5에 도시된 레이저 조사장치는, 펄스 발진형 레이저 빔을 발진하는 레이저 발진기(401)와, 그 레이저 발진기(401)로부터 발진된 레이저 빔이 입사하는 빔 균질기(402)와, 그 빔 균질기(402)로부터 방출된 레이저 빔의 광로의 방향을 바꾸는 광학계(403)와, 피처리물(여기서는 반도체막이 성막된 기판을 의미한다)(405)을 장착하기 위한 스테이지(404)를 포함한다.
도 5에서는 레이저 빔의 광로의 방향을 바꾸는 광학계(403)로서 거울을 사용하고 있지만, 거울 이외의 광학계를 사용하여도 좋다.
또한, 도 5에는 도시하지 않았지만, 스테이지(404)의 위치를 제어하기 위한 수단이 본 발명의 레이저 조사장치에 구비되어 있다. 또한, 도 5에 도시된 레이저 조사장치는 레이저 빔의 조사 위치가 고정되고 기판(405)을 이동시키는 피처리물 이동 방법을 사용하지만, 본 발명이 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 피처리물인 기판(405)이 고정되고 레이저 빔의 조사 위치를 이동시키는 조사계 이동 방법이 이용될 수 있고, 상기 2가지 방법을 조합시켜도 좋다.
빔 균질기(402)는 다수의 볼록 렌즈를 가지는 렌즈 어레이(array)(406)와 그 렌즈 어레이(406)의 각 볼록 렌즈로부터 방출된 레이저 빔을 성형하기 위한 집광 렌즈(407)를 포함한다. 또한, 도 5에서는 집광 렌즈(407)를 하나만 사용하고 있지만, 집광 렌즈(407)를 다수 사용하여도 좋다. 그리고, 도 5에는 도시하고 있지 않지만, 본 발명의 레이저 조사장치는 렌즈 어레이(406)의 위치를 제어하는 위치 제어 수단을 가지고 있다. 렌즈 어레이(406)의 위치를 제어함으로써 렌즈 어레이(406)에 있어서의 레이저 빔의 입사 위치를 제어할 수 있다.
또한, 도 5에서는, 렌즈 어레이(406)를 레이저 빔의 입사 방향에 수직인 면에 대하여 상하 좌우로 평행 이동시킴으로써, 렌즈 어레이(406)에 있어서의 레이저 빔의 입사 위치를 제어하고 있지만, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 레이저 빔의 입사 방향과 평행인 축의 방향으로 렌즈 어레이(406)를 전후 이동시켜도 좋다.
도 6(A) 및 도 6(B)는 렌즈 어레이(406)의 위치와 렌즈 어레이(406)에 있어서의 레이저 빔의 입사 위치의 관계와, 각 입사 위치에 대한 지역(410)에서의 레이저 빔의 에너지 분포를 나타낸다.
도 6(A) 및 도 6(B)에 도시된 바와 같이, 렌즈 어레이(406)에 입사한 레이저 빔은 렌즈 어레이(406)의 다수의 렌즈에 의해 분할된 후, 집광 렌즈(407)에 의해 공통의 지역(410)에 집광된다. 그리고, 렌즈 어레이(406)의 임의의 렌즈(408)에 주목하면, 그 임의의 렌즈(408)에 입사하는 레이저 빔은 렌즈 어레이(406)의 위치를 도 6(A)의 위치로부터 도 6(B)의 위치로 이동시킴으로써 변화한다. 따라서, 렌즈 어레이(406)에 입사하는 레이저 빔의 에너지 분포에 편차가 존재하고 있는 경우, 렌즈 어레이(406)의 위치를 도 6(A)의 위치에서 도 6(B)의 위치로 이동시킴으로써, 지역(410)에 집광된 레이저 빔의 에너지 분포에 변화가 생긴다.
임의의 렌즈(408)에 입사하는 레이저 빔의 변화를 이해하기 쉽게 하기 위해, 도 7(A) 및 도 7(B)에 레이저 빔의 입사 방향에서 본 렌즈 어레이(406)의 위치와 레이저 빔의 입사 위치(409)와의 관계를 나타낸다. 또한, 도 7(A)와 도 7(B)에서는 렌즈 어레이(406)에 있어서의 레이저 빔의 입사 위치(409)가 다르다. 도 7(A) 및 도 7(B)에 도시된 바와 같이, 레이저 빔의 입사 위치(409)에 있어서의 레이저 빔의 에너지 분포에 편차가 존재하고 있다고 가정한다. 이 경우, 임의의 렌즈(408)에 주목하면, 도 7(A)과 도 7(B)에서는 렌즈(408)에 입사하는 레이저 빔의 에너지 분포가 다르다는 것을 알 수 있다. 따라서, 도 7(A)와 도 7(B)에서는 빔 균질기로부터 방출되는 레이저 빔의 에너지 분포가 다르게 된다.
따라서, 공간적 에너지 분포가 다른 펄스들을 동일 영역에 중첩하여 조사함으로써, 에너지 분포를 균일화시킬 수 있고, 균일한 레이저 어닐을 실행하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 레이저 조사장치는 도 1(A)에 도시딘 구성에 추가하여 빔 균질기를 가질 수 있다. 그리고, 그 빔 균질기는 도 5에 도시된 구성을 가질 수 있다. 도 11은 도 1(A)에 도시딘 구성과 도 5에 도시된 구성을 조합시킨 본 발명의 레ㅐ이저 조사장치의 구성을 나타낸다.
도 11에 도시된 레이저 조사장치는 펄스 발진형 레이저 빔을 발진하는 레이저 발진기(601)와, 그 레이저 발진기(601)로부터 발진된 펄스 발진형 레이저 빔의 펄스들로부터 선택된 펄스의 공간적 에너지 분포를 반전 또는 회전시키기 위한 광학계를 포함하는 렌즈 조립체(602)와, 그 렌즈 조립체(602)로부터 방출된 레이저 빔이 입사하는 빔 균질기(603)와, 그 빔 균질기(603)로부터 방출된 레이저 빔의 광로의 방향을 변경하기 위한 광학계(604)(본 실시형태에서는 그 광학계(604)로서 거울이 사용되었다)와, 피처리물(606)(여기서는 반도체막이 성막된 기판을 의미한다)을 장착하기 위한 스테이지(605)를 포함한다.
또한, 도 11에는 도시하지 않았지만, 본 발명의 레이저 조사장치는 스테이지(605)의 위치를 제어하는 수단도 가지고 있다. 도 11에 도시된 레이저 조사장치는 레이저 빔의 조사위치가 고정되고 기판(606)을 이동시키는 피처리물 이동방법을 사용하지만, 본 발명이 이 방법에 한정되는 것은 아니고, 피처리물이 고정되고 레이저 빔의 조사위치를 이동시키는 조사계 이동방법이 이용될 수도 있다. 또한, 이들 2가지 방법을 조합하여 사용하여도 좋다.
도 1(A)에서와 마찬가지로, 렌즈 조립체(602)는 레이저 빔의 에너지 분포를 반전 또는 회전시키기 위한 다수의 광학계를 가지고 있다. 렌즈 조립체(602)는 그 렌즈 조립체(602)의 다수의 광학계로부터 어느 한 광학계가 선택되도록 레이저 빔의 입사 위치를 제어하기 위해 회전된다. 도 11에는 도시하지 않았지만, 본 발명의 레이저 조사장치는 렌즈 조립체(602)에 입사하는 레이저 빔의 입사 위치를 제어하는 위치 제어 수단을 가지고 있다. 렌즈 조립체(602)로부터 선택된 광학계가 조사 면에서의 레이저 빔의 에너지 분포를 제어한다.
도 11에서는 렌즈 조립체(602)에 입사하는 레이저 빔의 입사 위치가 렌즈 조립체(602)를 회전시킴으로써 제어되지만, 본 발명이 이 구성에 한정되는 것은 아니고, 본 발명은 다수의 광학계가 펄스 발진형 레이저 빔의 주파수에 동기하여 선택될 수 있는 구조를 가질 수도 있다.
빔 균질기(603)는 다수의 볼록 렌즈를 가지는 렌즈 어레이(607)와 그 렌즈 어레이(607)의 각 볼록 렌즈로부터 방출된 레이저 빔을 동일 영역에 조사하기 위한 집광 렌즈(608)를 포함한다. 도 11에서는 집광 렌즈(608)를 하나만 사용하고 있지만, 집광 렌즈(608)를 다수 사용하여도 좋다. 그리고, 도 11에는 도시하고 있지 않지만, 본 발명의 레이저 조사장치는 렌즈 어레이(607)의 위치를 제어하는 위치 제어 수단을 가지고 있다. 렌즈 어레이(607)의 위치를 제어함으로써 렌즈 어레이(607)에 있어서의 레이저 빔의 입사 위치를 제어할 수 있다.
도 11에서는, 렌즈 어레이(607)를 레이저 빔의 입사 방향에 수직인 면에 대하여 상하 좌우로 평행 이동시킴으로써, 렌즈 어레이(406)에 있어서의 레이저 빔의 위치를 제어하고 있지만, 본 발명이 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 레이저 빔의 입사 방향과 평행인 축의 방향으로 렌즈 어레이(607)를 전후 이동시켜도 좋다.
도 11에 도시된 바와 같이, 도 1(A)에 도시된 구성과 도 5에 도시된 구성을 조합함으로써, 동일 영역에 조사되는 레이저 빔의 전체 에너지 분포가 균일화될 수 있다.
[실시예 1]
본 실시예에서는, 본 발명의 레이저 조사장치를 사용한 반도체막 제조방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
먼저, 도 8(A)에 도시된 바와 같이, 기판(500) 위에 하지막(501)을 성막한다. 기판(500)에는, 예를 들어, 바륨 붕규산염 유리나 알루미노 붕규산염 유리 등의 유리 기판, 석영 기판, SUS 기판 등을 사용할 수 있다. 또한, 플라스틱 등의 가요성 합성 수지로 된 기판은 일반적으로 상기 기판과 비교하여 내열 온도가 낮은 경향이 있지만, 제작 공정에 있어서의 처리 온도에 견딜 수 있는 것이라면 사용할 수 있다.
하지막(501)은 기판(500)에 포함된 Na 등의 알칼리 금속이나 알칼리토류 금속이 반도체막 내로 확산하여 반도체 소자의 특성에 악영향을 미치는 것을 방지하기 위해 제공된다. 따라서, 하지막(501)은 알칼리 금속이나 알칼리토류 금속의 반도체막으로의 확산을 억제할 수 있는 산화규소나, 질화규소, 질화산화규소 등의 절연막을 사용하여 형성된다. 본 실시예에서는, 플라즈마 CVD법을 이용하여 질화산화규소막을 10∼400 nm(바람직하게는 50∼300 nm)의 막 두께가 되도록 성막하였다.
또한, 하지막(501)은 단층이어도 좋고, 다수의 절연막을 적층한 것이라도 좋다. 또한, 유리 기판, SUS 기판 또는 플라스틱 기판과 같이, 알칼리 금속이나 알칼리토류 금속이 다소라도 함유되어 있는 기판을 사용하는 경우, 불순물의 확산을 방지한다는 관점에서 하지막을 마련하는 것은 효과적이지만, 석영 기판 등 불순물의 확산이 그다지 문제가 되지 않는 경우에는 하지막을 반드시 마련할 필요는 없다.
다음에, 하지막(501) 상에 반도체막(502)을 25∼100 nm(바람직하게는 30∼60 nm)의 두께로 형성한다. 또한, 그 반도체막(502)은 비정질 반도체이어도 좋고, 다결정 반도체이어도 좋다. 또한, 반도체로는, 규소뿐만 아니라, 실리콘 게르마늄도 사용할 수 있다. 실리콘 게르마늄을 사용하는 경우, 게르마늄의 농도는 0.01∼4.5 원자% 정도인 것이 바람직하다.
다음에, 도 8(B)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 레이저 조사장치를 사용하여 반도체막(502)을 결정화한다. 본 발명에서, 레이저는 공지의 펄스 발진의 기체 레이저 혹은 고체 레이저를 사용할 수 있다. 예를 들어, Cr, Nd, Er, Ho, Ce, Co, Ti 또는 Tm이 도핑된 YAG 레이저, YVO4 레이저, YLF 레이저, YAlO3 레이저, GdVO 4 레이저, 유리 레이저, 루비 레이저, 알렉산드라이트 레이저, Ti:사파이어 레이저가 사용될 수 있다. 이들 레이저의 기본파는 도핑되는 재료에 따라 다르지만, 1 ㎛ 전후의 기본파를 가지는 레이저 빔이 얻어진다. 비선형 광학 소자를 사용함으로써, 기본파에 대한 제 2 고조파, 제 3 고조파 및 제 4 고조파가 얻어질 수 있다.
본 실시예에서는, 파장 308 nm의 펄스 발진형 레이저 빔의 1 펄스로 수 ㎠∼수 십 ㎠(본 실시예에서는, 3 ×5 ㎠)의 영역에 조사할 수 있는 엑시머 레이저(소프라사(Sopra Inc.) 제조)를 사용하였다. 그리고, 빔 스폿에서의 에너지 밀도를 400∼900 mJ/㎠(본 실시예에서는 600 mJ/㎠), 펄스 폭을 170 ns, 발진 주파수를 1∼30 Hz(본 실시예에서는 20 Hz)로 한 조건에서 임의의 영역에 수 쇼트(shot)(본 실시예에서는 4 쇼트)씩 레이저 빔을 조사한다.
또한, 본 발명에서는 임의의 영역에 조사되는 다수의 펄스 중 적어도 하나의 펄스의 에너지 분포가 다른 펄스의 에너지 분포와 다르도록 한다. 상기 구성에 의해, 전체 에너지 분포의 편차가 균일화되어, 반도체막의 결정성을 더욱 균일화시킬 수 있다.
반도체막(502)에 대한 레이저 조사에 의해, 결정성이 더욱 높아진 반도체막(503)이 형성된다.
다음에, 도 8(C)에 도시된 바와 같이, 반도체막(503)을 패터닝하여 섬 형상의 반도체막(504∼506)을 형성한다. 그리고, 이 섬 형상의 반도체막(504∼506)을 사용하여, 도 8(D)에 도시된 바와 같이 TFT(507∼509)를 형성함으로써, TFT의 특성, 예를 들어, 온(on) 전류, 이동도 등의 편차를 억제할 수 있다.
또한, 반도체 표시장치의 화소부 전체를 커버할 수 있는 정도로 빔 스폿의 사이즈를 넓힘으로써, 펄스 발진형 레이저 빔의 펄스들 사이에서 발생하는 수 %의 에너지 변동에 기인하는 휘도 편차가 나타나는 것을 억제할 수 있다.
[실시예 2]
본 실시예에서는, 에너지 분포가 서로 다른 다수의 펄스를 피처리물에 조사하는 순서에 대하여 설명한다.
본 실시예에서는, 펄스 발진형 레이저 빔의 제 1 펄스가 도 9(A)에 화살표로 나타낸 순서로 피처리물의 각 영역에 조사된다고 가정한다. 다음에, 펄스 발진형 레이저 빔의 제 2 펄스가 도 9(B)에 화살표로 나타낸 순서로 피처리물의 각 영역에 조사되고, 펄스 발진형 레이저 빔의 제 3 펄스가 도 9(C)에 화살표로 나타낸 순서로 피처리물의 각 영역에 조사되고, 마지막으로, 펄스 발진형 레이저 빔의 제 4 펄스가 도 9(D)에 화살표로 나타낸 순서로 피처리물의 각 영역에 조사된다.
그리고, 펄스 발진형 레이저 빔의 제 2 펄스 내지 제 4 펄스는 제 1 펄스와 마찬가지로 인접한 영역들에서 서로 다른 에너지 분포를 가지도록 조사된다.
또한, 본 실시예에서는 각 영역에 펄스 발진형 레이저 빔의 4개의 펄스를 조사하는 예를 나타내었지만, 동일 영역에 조사하는 펄스의 수는 4개에 한정되지 않고, 하나 이상의 다수이면 된다.
[실시예 3]
본 실시예에서는, 에너지 분포가 서로 다른 펄스 발진형 레이저 빔의 다수의 펄스를 피처리물에 조사하는 순서에 대하여 설명한다.
본 실시예에서는, 펄스 발진형 레이저 빔의 제 1 펄스가 도 10(A)에 화살표로 나타낸 순서로 피처리물의 각 영역에 조사된다고 가정한다. 또한, 도 10(A)에서는, 펄스 발진형 레이저 빔이 인접한 영역에서 동일한 에너지 분포를 가진다.
다음에, 펄스 발진형 레이저 빔의 제 2 펄스가 도 10(B)에 화살표로 나타낸 순서로 피처리물의 각 영역에 조사되고, 펄스 발진형 레이저 빔의 제 3 펄스가 도 10(C)에 화살표로 나타낸 순서로 피처리물의 각 영역에 조사되고, 마지막으로, 펄스 발진형 레이저 빔의 제 4 펄스가 도 10(D)에 화살표로 나타낸 순서로 피처리물의 각 영역에 조사된다.
또한, 본 실시예에서는 각 영역에 펄스 발진형 레이저 빔의 4개의 펄스를 조사하는 예를 나타내었지만, 동일 영역에 조사하는 펄스의 수는 4개에 한정되지 않고, 하나 이상의 다수이면 된다.
본 실시예에서는 도 10(A)∼도 10(D)에 도시된 바와 같이, 각 영역에 조사되는 4개의 펄스는 그 에너지 분포가 서로 다르다. 그리고, 본 실시예에서는, 동일 영역에 연속하여 모든 펄스를 조사하는 것이 아니라, 하나의 펄스를 한 영역에 조사한 후, 다른 영역에의 펄스 조사를 행하고, 다음 펄스를 전자(前者)의 영역에 다시 조사하고 있다. 본 실시예에 도시하는 순서로 레이저 빔을 조사함으로써, 렌즈 조립체의 위치를 제어하는 수단이나 렌즈 어레이의 위치를 제어하는 수단의 동작 주파수를 실시예 2의 경우와 비교하여 억제할 수 있다는 이점을 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 펄스 발진형 레이저 빔의 1 펄스에 에너지 분포의 편차가 존재하더라도, 동일 영역에 조사되는 레이저 빔의 전체 에너지 분포가 균질화될 수 있어, 균일한 어닐이 실행될 수 있다. 그리고, 상기 방법을 사용하여 반도체막의 결정화를 실행하는 경우, 반도체막의 결정성을 더욱 균일화시킬 수 있다.
또한, 렌즈 어레이에 입사하는 레이저 빔의 입사 위치를 바꿈으로써, 렌즈 어레이에 포함되는 각 렌즈에 입사하는 레이저 빔의 에너지 분포를 변화시킬 수 있어, 조사 면에서의 에너지 분포를 변화시킬 수 있다.
도 1(A) 및 도 1(B)는 본 발명의 레이저 조사장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2(A)∼도 2(C)는 렌즈 조립체에 사용되는 광학계를 나타내는 도면.
도 3(A) 및 도 3(B)는 초점의 수와 상(像)의 반전의 관계를 나타내는 도면.
도 4(A)∼도 4(D)는 렌즈 조립체로부터 방출되는 레이저 빔의 에너지 분포를 모식도로 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 레이저 조사장치의 구성을 나타내는 도면.
도 6(A) 및 도 6(B)는 렌즈 어레이(array)의 위치와 렌즈 어레이에서의 레이저 빔의 입사 위치의 관계와, 각 입사 위치에 대한 에너지 분포를 나타내는 도면.
도 7(A) 및 도 7(B)는 레이저 빔의 입사 방향에서 본 렌즈 어레이의 위치와 렌즈 어레이에서의 레이저 빔의 입사 위치의 관계를 나타내는 도면.
도 8(A)∼도 8(D)는 본 발명의 반도체장치 제조방법을 나타내는 도면.
도 9(A)∼도 9(D)는 피처리물의 각 영역에의 펄스 레이저 빔의 조사 순서를 나타내는 도면.
도 10(A)∼도 10(D)는 피처리물의 각 영역에의 펄스 레이저 빔의 조사 순서를 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 레이저 조사장치의 구성을 나타내는 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
101: 레이저 빌진기 102: 렌즈 조립체
103: 거울 104: 스테이지
105: 피처리물(기판)

Claims (19)

  1. 펄스 발진형 레이저 빔을 발진하는 레이저 발진기와,
    다수의 광학계를 가지는 렌즈 조립체, 및
    상기 펄스 발진형 레이저 빔이 가지는 다수의 제1 펄스의 발진에 동기(同期)하여 상기 렌즈 조립체의 위치를 제어하여 상기 다수의 광학계로부터 적어도 2개의 광학계를 선택하는 위치 제어 수단을 포함하고,
    선택된 다수의 광학계가 상기 다수의 제1 펄스로부터 공간적 에너지 분포가 서로 반전 또는 회전된 다수의 제2 펄스를 형성하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  2. 펄스 발진형 레이저 빔을 발진하는 레이저 발진기와,
    다수의 광학계를 가지는 렌즈 조립체와,
    상기 펄스 발진형 레이저 빔이 가지는 다수의 제1 펄스의 발진에 동기하여 상기 렌즈 조립체의 위치를 제어하여 상기 다수의 광학계로부터 적어도 2개의 광학계를 선택하는 위치 제어 수단과, 및
    빔 균질기를 포함하고,
    선택된 다수의 광학계가 상기 다수의 제1 펄스로부터 공간적 에너지 분포가 서로 반전 또는 회전된 다수의 제2 펄스를 형성하고,
    공간적 에너지 분포가 서로 반전 또는 회전된 상기 다수의 제2 펄스가 상기 빔 균질기에 의해 균일화된 후에 동일 영역에 조사되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  3. 펄스 발진형 레이저 빔을 발진하는 레이저 발진기와,
    다수의 광학계를 가지는 렌즈 조립체, 및
    상기 펄스 발진형 레이저 빔이 가지는 다수의 제1 펄스의 발진에 동기하여 상기 렌즈 조립체의 위치를 제어하여 상기 다수의 광학계로부터 적어도 2개의 광학계를 선택하는 위치 제어 수단을 포함하고,
    선택된 다수의 광학계가 상기 다수의 제1 펄스로부터 공간적 에너지 분포가 제1 직선을 중심으로 하여 서로 반전된 펄스와 공간적 에너지 분포가 제2 직선을 중심으로 하여 서로 반전된 펄스를 포함하는 다수의 제2 펄스를 형성하고,
    상기 제1 직선과 상기 제2 직선은 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  4. 펄스 발진형 레이저 빔을 발진하는 레이저 발진기와,
    다수의 광학계를 가지는 렌즈 조립체와,
    상기 펄스 발진형 레이저 빔이 가지는 다수의 제1 펄스의 발진에 동기하여 상기 렌즈 조립체의 위치를 제어하여 상기 다수의 광학계로부터 적어도 2개의 광학계를 선택하는 위치 제어 수단과, 및
    빔 균질기를 포함하고,
    선택된 다수의 광학계가 상기 다수의 제1 펄스로부터 공간적 에너지 분포가 제1 직선을 중심으로 하여 서로 반전된 펄스와 공간적 에너지 분포가 제2 직선을 중심으로 하여 서로 반전된 펄스를 포함하는 다수의 제2 펄스를 형성하고,
    공간적 에너지 분포가 서로 반전 또는 회전된 상기 다수의 제2 펄스가 상기 빔 균질기에 의해 균일화된 후에 동일 영역에 조사되고,
    상기 제1 직선과 상기 제2 직선은 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  5. 펄스 발진형 레이저 빔을 발진하는 레이저 발진기와,
    렌즈 어레이(array)와 광학계를 가지는 빔 균질기, 및
    상기 펄스 발진형 레이저 빔이 가지는 다수의 펄스의 발진에 동기하여 상기 렌즈 어레이의 위치를 제어하여 상기 렌즈 어레이에 있어서의 상기 레이저 빔의 입사 위치를 제어하는 위치 제어 수단을 포함하고,
    상기 렌즈 어레이로부터 방출된 레이저 빔이 상기 광학계에 의해 동일 영역에 조사되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 레이저 발진기는 엑시머 레이저, 유리 레이저, YAG 레이저, YVO4 레이저, GdVO4 레이저로 이루어진 군으로부터 선택된 레이저를 사용하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  7. 공간적 에너지 분포가 다른 다수의 펄스를 가지는 펄스 발진형 레이저 빔을 동일 영역에 조사하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  8. 펄스 발진형 레이저 빔이 가지는 다수의 제1 펄스의 발진에 동기하여 렌즈 조립체의 다수의 광학계로부터 적어도 2개의 광학계를 선택하는 단계와,
    선택된 다수의 광학계에 의해 상기 다수의 제1 펄스로부터 공간적 에너지 분포가 서로 반전 또는 회전된 다수의 제2 펄스를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  9. 펄스 발진형 레이저 빔이 가지는 다수의 제1 펄스의 발진에 동기하여 렌즈 조립체의 다수의 광학계를 선택하는 단계와,
    선택된 다수의 광학계에 의해 상기 다수의 제1 펄스로부터 공간적 에너지 분포가 서로 반전 또는 회전된 다수의 제2 펄스를 형성하는 단계, 및
    공간적 에너지 분포가 서로 반전 또는 회전된 상기 다수의 제2 펄스를 동일 영역에 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  10. 펄스 발진형 레이저 빔이 가지는 다수의 제1 펄스의 발진에 동기하여 렌즈 조립체의 다수의 광학계를 선택하는 단계와,
    선택된 다수의 광학계에 의해 상기 다수의 제1 펄스로부터 공간적 에너지 분포가 제1 직선을 중심으로 하여 서로 반전된 펄스와 공간적 에너지 분포가 제2 직선을 중심으로 하여 서로 반전된 펄스를 포함하는 다수의 제2 펄스를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 직선과 상기 제2 직선은 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  11. 펄스 발진형 레이저 빔이 가지는 다수의 제1 펄스의 발진에 동기하여 렌즈 조립체의 다수의 광학계를 선택하는 단계와,
    선택된 다수의 광학계에 의해 상기 다수의 제1 펄스로부터 공간적 에너지 분포가 제1 직선을 중심으로 하여 서로 반전된 펄스와 공간적 에너지 분포가 제2 직선을 중심으로 하여 서로 반전된 펄스를 포함하는 다수의 제2 펄스를 형성하는 단계, 및
    상기 선택된 다수의 광학계에 의해 형성된 상기 다수의 제2 펄스를 동일 영역에 조사하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 직선과 상기 제2 직선은 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  12. 펄스 발진형 레이저 빔이 가지는 다수의 펄스의 발진에 동기하여 렌즈 어레이의 위치를 제어하여 상기 렌즈 어레이에 있어서의 상기 레이저 빔의 입사 위치를 제어하는 단계와,
    상기 렌즈 어레이로부터 방출된 레이저 빔을 광학계에 의해 동일 영역에 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사방법.
  13. 펄스 발진형 레이저 빔이 가지는 다수의 제1 펄스의 발진에 동기하여 렌즈 조립체의 다수의 광학계를 선택하는 단계와,
    선택된 다수의 광학계에 의해 상기 다수의 제1 펄스로부터 공간적 에너지 분포가 서로 반전 또는 회전된 다수의 제2 펄스를 형성하는 단계, 및
    공간적 에너지 분포가 서로 반전 또는 회전된 상기 다수의 제2 펄스를 반도체막의 동일 영역에 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제조방법.
  14. 펄스 발진형 레이저 빔이 가지는 다수의 제1 펄스의 발진에 동기하여 렌즈 조립체의 다수의 광학계를 선택하는 단계와,
    선택된 다수의 광학계에 의해 상기 다수의 제1 펄스로부터 공간적 에너지 분포가 제1 직선을 중심으로 하여 서로 반전된 펄스와 공간적 에너지 분포가 제2 직선을 중심으로 하여 서로 반전된 펄스를 포함하는 다수의 제2 펄스를 형성하는 단계, 및
    상기 선택된 다수의 광학계에 의해 형성된 상기 다수의 제2 펄스를 동일 영역에 조사하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 직선과 상기 제2 직선은 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제조방법.
  15. 펄스 발진형 레이저 빔이 가지는 다수의 펄스의 발진에 동기하여 렌즈 어레이의 위치를 제어하여 상기 렌즈 어레이에 있어서의 상기 레이저 빔의 입사 위치를 제어하는 단계와,
    상기 렌즈 어레이로부터 방출된 레이저 빔을 반도체막의 동일 영역에 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제조방법.
  16. 제 2 항에 있어서, 상기 레이저 발진기는 엑시머 레이저, 유리 레이저, YAG 레이저, YVO4 레이저, GdVO4 레이저로 이루어진 군으로부터 선택된 레이저를 사용하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  17. 제 3 항에 있어서, 상기 레이저 발진기는 엑시머 레이저, 유리 레이저, YAG 레이저, YVO4 레이저, GdVO4 레이저로 이루어진 군으로부터 선택된 레이저를 사용하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  18. 제 4 항에 있어서, 상기 레이저 발진기는 엑시머 레이저, 유리 레이저, YAG 레이저, YVO4 레이저, GdVO4 레이저로 이루어진 군으로부터 선택된 레이저를 사용하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
  19. 제 5 항에 있어서, 상기 레이저 발진기는 엑시머 레이저, 유리 레이저, YAG 레이저, YVO4 레이저, GdVO4 레이저로 이루어진 군으로부터 선택된 레이저를 사용하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사장치.
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