KR20060126666A - 레이저 박막 폴리실리콘 어닐링 광학 시스템 - Google Patents

레이저 박막 폴리실리콘 어닐링 광학 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20060126666A
KR20060126666A KR1020067012238A KR20067012238A KR20060126666A KR 20060126666 A KR20060126666 A KR 20060126666A KR 1020067012238 A KR1020067012238 A KR 1020067012238A KR 20067012238 A KR20067012238 A KR 20067012238A KR 20060126666 A KR20060126666 A KR 20060126666A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
workpiece
laser
output light
light pulse
laser output
Prior art date
Application number
KR1020067012238A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101167324B1 (ko
Inventor
윌리엄 엔 파트로
팔라쉬 피 다스
러셀 허다이마
마이클 토마스
Original Assignee
티씨제트 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US10/781,251 external-priority patent/US7167499B2/en
Application filed by 티씨제트 게엠베하 filed Critical 티씨제트 게엠베하
Publication of KR20060126666A publication Critical patent/KR20060126666A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101167324B1 publication Critical patent/KR101167324B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/073—Shaping the laser spot
    • B23K26/0732—Shaping the laser spot into a rectangular shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/073—Shaping the laser spot
    • B23K26/0738—Shaping the laser spot into a linear shape
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B1/00—Single-crystal growth directly from the solid state
    • C30B1/02—Single-crystal growth directly from the solid state by thermal treatment, e.g. strain annealing
    • C30B1/023—Single-crystal growth directly from the solid state by thermal treatment, e.g. strain annealing from solids with amorphous structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
    • C30B13/16—Heating of the molten zone
    • C30B13/22—Heating of the molten zone by irradiation or electric discharge
    • C30B13/24—Heating of the molten zone by irradiation or electric discharge using electromagnetic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02422—Non-crystalline insulating materials, e.g. glass, polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02664—Aftertreatments
    • H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02675—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth using laser beams
    • H01L21/02678—Beam shaping, e.g. using a mask
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02664—Aftertreatments
    • H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02675—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth using laser beams
    • H01L21/02686—Pulsed laser beam
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02664—Aftertreatments
    • H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02691—Scanning of a beam

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

고 에너지, 고 반복율로 가공물 표면을 가열하는 방법 및 장치가 개시되며, 이 장치는, 4000 Hz 이상에서 동작하며 약 351 nm의 중심 파장에서 레이저 출력 광 펄스 빔을 생성하는 펄스형 XeF 레이저와, 상기 레이저 출력 광 펄스 빔을 그 레이저 출력 광 펄스 빔의 단축에서 20 ㎛ 미만으로 폭을 감축시키고 상기 빔의 장축에서 그 장축의 범위를 커버하는 가공물을 형성하도록 상기 레이저 출력 광 펄스 빔을 확장시키며 상기 레이저와 가공물 사이에 필드 조리개를 포함하는 광학 시스템과, 가열 대상층을 포함하는 가공물을 포함하고, 상기 광학 시스템은 상기 레이저 출력 광 펄스 빔을, 충분히 경사가 가파른 측벽을 갖는 세기 프로파일을 유지하도록 충분하게 확대하여 필드 조리개에서 포커스 맞추어, 너무 높은 세기 레벨에서 빔 프로파일을 차단하는 일 없이 상기 빔 필드 조리개로 하여금 충분히 경사가 가파른 빔 프로파일을 상기 가공물에 유지하게 한다. 또한, 이 장치는 상기 가공물에 전달될 때 상기 레이저 출력 광 펄스 빔에서 높은 평균 전력을 포함하고, 단축 광학 어셈블리에서 라인 보타이 교정 기구를 구비한다. 라인 보타이 교정 기구는 복수의 약한 크로스 실린더를 포함할 수 있다. 광학 시스템은 반사 굴절 망원 투사 시스템(catadiotric projection system)을 포함할 수 있다. 레이저 회절와 발산으로 인한 선폭은 기하학적인 제한보다 적다. 광학 시스템은 공칭 XeF 스펙트럼의 인접한 피크를 투사하여, 가공물에서 서로 다른 포커스 면을 갖는 각각 인접하는 피크의 개별 중심 파장을 통해 전체 포커스 깊이를 강화하게 할 수 있다. 광학 시스 템은 필드 조리개 면에서 라인 보타이를 교정하는 필드 조리개 광학 어셈블리 내에, 그리고 가공물 면에서 라인 보타이를 교정하는 가공물 투사 광학 어셈블리 내에 라인 보타이 교정 기구를 포함할 수 있다.

Description

레이저 박막 폴리실리콘 어닐링 광학 시스템{LASER THIN FILM POLY-SILICON ANNEALING OPTICAL SYSTEM}
본 발명은 대형 면적 위에서 그리고 고 반복율, 고 전력 및 안정적인 펄스간 조사량(pulse-to-pulse dose)에서 레이저 광으로 표면 및 기판을 처리하는 제조 공정에 이용되는 펄스형 레이저 시스템에 관한 것이며, 보다 구체적으로 선폭이 좁은 광학 펄스 전달 시스템에 관한 것이다.
관련 출원
본 출원은 2004년 7월 1일자로 출원한 발명의 명칭이 "LASER THIN FILM POLY-SILICON ANNEALING OPTICAL SYSTEM"인 미국 출원 일련 번호 10/884,101를 우선권으로 주장하며, 이 우선권은 2004년 2월 18일자로 출원한 발명의 명칭이 "VERY HIGH ENERGY, HIGH STABILITY GAS DISCHARGE LASER SURFACE TREATMENT SYSTEM"인 미국 출원 일련 번호 10/781,251[대리인 문서 번호 2003-0105-02]의 계속 부분 출원이며, 이것은 2003년 11월 26일자로 출원한 발명의 명칭이 "VERY HIGH ENERGY, HIGH STABILITY GAS DISCHARGE LASER SURFACE TREATMENT SYSTEM"인 미국 특허 출원 일련 번호 10/722,992의 계속 부분 출원이며, 이것은 2003년 7월 30일자로 출원한 발명의 명칭이 "CONTROL SYSTEM FOR TWO CHAMBER GAS DISCHARGE LASER"인 미국 특 허 출원 번호 10/631,349의 계속 부분 출원이였고, 이것은 2002년 8월 30일자로 출원한 발명의 명칭이 "LITHOGRAPHY LASER WITH BEAM DELIVERY AND BEAM POINTING CONTROL"인 미국 특허 출원 번호 10/233,253의 계속 부분 출원이였으며, 이것은 2001년 11월 30일자로 출원한 발명의 명칭이 "VERY NARROW BAND, TWO CHAMBER, HIGH REP RATE GAS DISCHARGE LASER SYSTEM"인 미국 특허 출원 번호 10/012,002[현재 2003년 9월 23일자로 특허 허여된 미국 특허 번호 6,625,191]의 계속 부분 출원이였고, 이것은 2001년 8월 29일자로 출원된 발명의 명칭이 "VERY NARROW BAND, TWO CHAMBER, HIGH REP RATE GAS DISCHARGE LASER SYSTEM"인 미국 특허 출원 번호 09/943,343[현재 미국 특허 번호 6,567,450]의 계속 부분 출원이였으며, 이것은 2001년 7월 30일자로 출원된 발명의 명칭이 "HIGH REPETITION RATE GAS DISCHARGE LASER WITH PRECISE PULSE TIMING CONTROL"인 미국 특허 출원 번호 09/837,035[현재 미국 특허 번호 6,618,421]의 계속 부분 출원이였고, 이들 모든 문헌은 참조 문헌으로 본 명세서에 포함된다.
본 출원은 2003년 6월 25일자로 출원된 발명의 명칭이 "METHOD AND APPARATUS FOR COOLING MAGNETIC CIRCUIT ELEMENTS"인 미국 출원 번호10/607,407[대리인 문서 번호 2003-0051-01]와, 2003년 6월 25일자로 출원된 발명의 명칭이 "METHOD AND APPARATUS FOR ELECTRICALLY INTERCONNECTING HIGH VOLTAGE MODULES POSITIONED IN RELATIVELY CLOSE PROXIMITY"인 미국 출원 번호 10/606,412[대리인 문서 번호 2002-0042-01]와, 2001년 12월 21일자로 출원된 발명의 명칭이 "TIMING CONTROL FOR TWO-CHAMBER GAS DISCHARGE LASER SYSTEM"인 미국 출원 번호 10/036,727와, 2002년 5월 7일자로 출원한 발명의 명칭이 "GAS DISCHARGE ULTRAVIOLET LASER WITH ENCLOSED BEAM PATH WITH ADDED OXIDIZER"인 미국 출원 번호 10/141,201와, 2003년 1월 31일자로 출원한 발명의 명칭이 "AUTOMATIC GAS CONTROL SYSTEM FOR A GAS DISCHARGE LASER"인 미국 출원 번호 10/356,168와, 2001년 5월 3일자로 출원한 Ness 등이 발명자이고 발명의 명칭은 "INJECTION SEEDED LASER WITH PRECISE TIMING CONTROL"인 미국 출원 번호 09/848,043[2002년 7월 4자로 공개된 공개 번호 20020085606]와, 2002년 5월 7일자로 출원한 Pan 등이 발명자이고 발명의 명칭은 "GAS DISCHARGE ULTRAVIOLET LASER WITH ENCLOSED BEAM PATH WITH ADDED OXIDIZER"인 미국 특허 출원 번호 10/141,201[2002년 11월 14일자로 공개된 공개 번호 20020167986A1]와, 2001년 12월 21일자로 출원한 발명자가 Ershov 등이고 발명의 명칭은 "TIMING CONTROL FOR TWO-CHAMBER GAS DISCHARGE LASER SYSTEM"인 미국 출원 번호 10/036,727[2003년 5월 29일자로 공개된 공개 번호 20020099269A1]와, 2001년 11월 30일자로 출원한 발명의 명칭이 "VERY NARROW BAND, TWO CHAMBER, HIGH REP RATE GAS DISCHARGE LASER SYSTEM"인 미국 출원 번호 10/012,002[현재 미국 특허 번호 6,625,191]와, 2001년 4월 18일자로 출원한 발명의 명칭이 "HIGH REPETITION RATE GAS DISCHARGE LASER WITH PRECISE PULSE TIMING CONTROL"인 미국 출원 번호 09/837,035[현재 미국 특허 번호 6,619,421]와, 발명의 명칭이 "MAGNETIC MODULATOR VOLTAGE AND TEMPERATURE TIMING COMPENSATION CIRCUIT"인 미국 특허 번호 6,016,325와, 2000년 5월 23일자로 Sandstrom 등에게 허여된 발명의 명칭이 "LASER-ILLUMINATED STEPPER OR SCANNER WITH ENERGY SENSOR FEEDBACK"인 미국 특허 번호 6,067,306과, 1999년 11월 30일자로 출원한 발명의 명칭이 "LONG-PULSE PULSE POWER SYSTEM FOR GAS DISCHARGE LASER"인 미국 출원 번호 09/451,995와, 2003년 11월 13일자로 출원한 발명의 명칭이 "LONG DELAY AND HIGH TIS PULSE STRETCHER"인 대리인 문서 번호 2003-0109-01과, 2001년 5월 11일자로 출원한 발명의 명칭이 "FOUR KHZ GAS DISCHARGE LASER"인 미국 출원 번호 09/854,097과, 발명의 명칭이 "RELIABLE, MODULAR PRODUCTION QUALITY NARROW-BAND HIGH REP RATEEXCIMER LASER"인 미국 특허 번호 6,128,323과, 발명의 명칭이 "EXCIMER LASER WITH PULSE MULTIPLEXER"인 미국 특허 번호 6,067,311과, 2003년 12월 17일자로 출원한 발명의 명칭이 "GAS DISDCHARGE LASER LIGHT SOURCE BEAM DELIVERY UNIT"인 미국 출원 번호 10/739,961[대리인 문서 번호 2003-0082-01]과, 2003년 11월 12일자로 출원한 발명의 명칭이 "LASER LITHOGRAPHY LIGHT SOURCE WITH BEAM DELIVERY"인 미국 출원 번호 10/712,688과, 2003년 4월 29일자로 출원한 발명의 명칭이 "LITHOGRAPHY LASER WITH BEAM DELIVERY AND BEAMPOINTIG CONTROL"인 미국 출원 번호 10/425,361[대리인 문서 번호 2003-0040-01]과, 2002년 5월 7일자로 출원한 발명의 명칭이 "LASER LITHOGRAPHY LIGHT SOURCE WITH BEAM DELIVERY"인 미국 출원 번호 10/141,216[대리인 문서 번호 2002-0039-01]과, 2002년 9월 25일자로 출원한 발명의 명칭이 "LITHOGRAPHY LASER SYSTEM WITN IN-PLACE ALIGNMENT TOOL"인 미국 출원 번호 10/255,806[현재 미국 특허 번호 6,704,340]과, 발명의 명칭이 "LITHOGRAPHY LASER WITH BEAM DELIVERY AND BEAM POINTING"인 미국 출원 번호 10/233,253[현재 미국 특허 번호 6,704,339]과 관련되며, 이들 문헌들은 참조 문헌으로서 본 명세서에 포함된다.
또한, 본 출원은 2004년 7월 1일자로 출원한 발명의 명칭이 "Laser Thin Film Poly-Silicon Annealing System"인 미국 출원 번호 10/884,547[대리인 문서 번호 2004-0062-01]에 관련되며, 이 문헌은 참조 문헌으로서 본 명세서에 포함된다.
발명의 배경
원통형 렌즈 열을 제조하는 방법에 있어서, 예컨대 오목형 원통 막대로 연삭하고 연마한 다음, 라스터를 90°로 회전함으로써 교차 원통 렌즈를 형성하는 것이 알려져 있으며, 이 렌즈는 극도로 약한 렌즈인, 예컨대 1 mm 평방 개구와 80 mm 초점 거리를 가진 전형적인 축 대칭 렌즈보다 회절 한계가 낮다는 점에서 축 대칭 렌즈와 다를 수 있다. (http://www.eso.org/gen-fac/pubs/messenger/archive/no.114-decO3/mess-wilson .pdf)
JSW사는 기판, 예컨대 평면 디스플레이를 위한, 예컨대 박막 트랜지스터를 제조하기 위한 목적에서 비정질 실리콘 박막을 다결정 실리콘("폴리실리콘" 또는 "폴리")으로의 재결정화를 위해 비정질 실리콘 박막의 결정화를 수행하는 장치를 제공하는 것으로 알려져 있다. 이것은 엑시머, 예컨대 광에너지원으로서 XeCl 레이저를 이용하기 때문에 엑시머 레이저 어닐링("ELA " : Excimer Laser Annealing)으로 알려져 있으며, 결과로서 생긴 비정질 실리콘의 용융 및 재결정화와 함께 ELA 어닐링을 수행하여 박막의 폴리층, 예컨대 박막의 트랜지스터 게이트가 형성된다.
JSW사는 예컨대 표면적 370x470 mm의 기판과 표면적 730x920 mm의 기판으으로 가공한 특성을 실험하여 증명하였는데, 전자의 기판은 빔 사이즈 365x0.4 mm, 엑시머 레이저 반복율 300, 오버랩 95 %, 주사 피치 0.02, 주사 길이 470, 주사수 1인 툴로 가공하고, 시트당 총 23500회의 결정화 샷, 스크린당 21390회의 소모성 샷을 이용한 시트 당 78초의 결정화 시간으로 수행하여, 시간 당 스크린 처리율 24.06에 대해 스크린 당 총 샷이 44,890회, 스크린 당 작동 시간이 150초가 되었으며, 더 폭이 넓은(920 mm) 시트의 제2 경우인 후자 기판에 있어서, 같은 수치를 이용하고,시트를 커버하기 위해 2회 주사를 행하여, 시트 결정화 시간 당 157초, 시트 당 16698회의 소모성 샷, 229초의 작동 시간, 시간 당 시트 처리율 15.70가 되었다. Lambda Physik사는 대략 유사한 특성을 가진 머신을 제공한다.
H.Kahlert 등의 "High-resolution optics for thin Si-film crystallization using excimer lasers: present status and futuredevelopment," Proc. 또는 SPIE-IS & T, ElectronicImaging, SPIE Vol. 5004 (2003), pp.20-27 ("Kahlert")에는 "SLG(Super-Lateral-Growth)" 결정화를 위해 가공물에서 370 mm의 장 빔으로 수백 ㎛의 폭을 형성하는 방법이 기재되어 있다. 또한, Im에게 허여된 다수의 특허들, 즉 2001년 11월 27일자로 허여된 발명의 명칭이 "CRYSTALLIZATION PROCESSING OF SEMICONDUCTOR FILM REGIONS ON A SUBSTRATE, AND DEVICES MADE THEREWITH"인 미국 특허 번호 6,322,625[1998년 11월 27일자로 출원한 미국 출원 일련 번호 09/200,533에 기초], 2002년 4월 9일자로 허여된 발명의 명칭이 "METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A CONTINUOUS MOTION SEQUENTIAL LATERAL SOLIDIFICATION"인 미국 특허 번호 6,573,53[2000년 3월 16일자로 출원한 미국 출원 일련 번호 09/526,585에 기초], Im 등에게 2003년 4월 29일자로 허용된 발명의 명칭이 "METHODS FOR PRODUCING UNIFORM LARGE-GRAINED AND GRAIN BOUNDARY LOCATION MANIPULATED POLYCRYSTALLINE THIN FILM SEMICONDUCTORS USING SEQUENTIAL LATERAL SOLIDFICATION"인 미국 특허 번호 6,555,449[1999년 9월 3일자로 출원한 미국 출원 일련 번호 09/390,535호에 기초], 2003년 5월 13일자로 허여된 발명의 명칭이 "SYSTEM FOR PROVIDING A CONTINUOUS MOTION SEQUENTIAL LATERAL SOLIDIFICATION"인 미국 특허 번호 6,563,077호[2001년 3월 30일자로 출원한 미국 출원 번호 09/823,547에 기초], 2003년 6월 3일자로 Im 등에게 허여된 발명의 명칭이, "SYSTEMS AND METHODS USING SEQUENTIAL LATERAL SOLIDIFICATION FOR PRODUCING SINGLE OR POLYCRYSTALLINE SILICON THIN FILMS AT LOW TEMPERATURES"인 미국 특허 번호 6,563,077[1999년 9월 3일자로 출원한 미국 출원 일련 번호 09/390,537에 기초], 2003년 6월 24일자로 허여된 발명의 명칭이 "SPECIALIZED SUBSTRATES FOR USE IN SEQUENTIAL LATERAL SOLIDIFICATION PROCESSING"인 미국 특허 번호 6,582,827[2000년 11월 27일에 출원한 미국 출원 일련 번호 09/722,778에 기초]에는 연속 측면 소결이 개시되어 있고, 또한, 발명자가 Im 등이며 2003년 5월 22일자로 공개된 발명의 명칭이 "METHODS FOR PRODUCING UNIFORM LARGE-GRAINED AND GRAIN BOUNDARY LOCATION MANIPULATED POLYCRYSTALLINE THIN FILM SEMICONDUCTORS USING SEQUENTIAL LATERAL SOLIDIFICATION"인 미국 공개 특허 출원 번호 2003/0096489A1[2002년 11월 13일자로 출원한 미국 출원 일련 번호 10/294,001], 발명자가 Im 등이며, 2003년 6월 26일자로 공개된 발명의 명칭이 "METHOD FOR PRODUCING UNIFORM LARGE-GRAINED AND GRAIN BOUNDARY LOCATION MANIPULATED POLYCRYSTALLINE THIN FILM SEMICONDUCTORS USING SEQUENTIAL LATERAL SOLIDIFICATION"인 미국 공개 특허 출원 번호 2003/0119286A1[2002년 12월 3일자로 출원한 미국 출원 일련 번호 10/308,958에 기초]에도 개시되어 있다.
그러한 박막 결정화의 양상들이 개시되어 있는 추가 특허 문헌들로는, Chae에게 1995년 7월 11일자로 허여된 발명의 명칭이 "METHOD OF MAKING A THIN FILM TRANSISTOR BY OVERLAPPING ANNEALING USING LASERS"인 미국 특허 번호 5,432,122[1993년 11월 3일자로 출원한 미국 출원 일련 번호 147635에 기초], Jung에게 2001년 1월 23일자로 허여된 발명의 명칭이 "METHOD OF FABRICATING THIN FILM TRANSISTORS FOR A LIQUID CRYSTAL DISPLAY인 미국 특허 번호 6,177,301[1999년 5월 13일자로 출원한 미국 출원 일련 번호 09/311,702에 기초], Jung에게 2001년 11월 13일자로 허여된 발명의 명칭이 "LASER ANNEALING METHOD"인 미국 특허 번호 6,316,338[2000년 6월 28일자로 출원한 미국 출원 일련 번호 09/605,409], Yamazaki 등에게 2001년 4월 10일자로 허여된 발명의 명칭이 "APPARATUS AND METHOD FOR LASER RADIATION"인 미국 특허 번호 6,215,595[2000년 5월 30일자로 출원한 미국 출원 일련 번호 09/583,450에 기초], Zhang 등에게 2001년 10월 9일자로 허여된 발명의 명칭이 "LASER PROCESSING METHOD"인 미국 특허 번호 6,300,176[1995년 7월 19일자로 출원한 미국 출원 번호 504087에 기초]. Noguchi 등에게 2002년 5월 28일자로 허여된 발명의 명칭이 "METHOD OF PRODUCING LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL"인 미국 특허 번호 6,396,560[2000년 9월 21일자로 출원한 미국 출원 일련 번호 09/667,758에 기초], 발명자가 Takeda 등이며 2004년 4월 1일자로 공개된 발명의 명칭이 "SEMICONDUCTOR THIN FILM AND PROCESS FOR PRODUCTION THEREOF"인 미국 공개 특허 출원 번호 2004/0060504A1[2003년 6월 17일자로 출원한 미국 출원 번호 10/462,792에 기초]가 있다.
Kalhert는 종래 기술은 400 ㎛의 가공물에서의 레이저 펄스 치수, 라인폭에 제한되어 있다고 강조한다.
도 1은 Lambda Physik ELA 머신에 있어서 Lahlert에 개시되어 있는 광학 레이아웃을 도시하고 있다. 도 1에는 어셈블리(20)가 도시되어 있다. 이 어셈블리(20)는 레이저 출력 빔(22), 예컨대 Lambda Physik가 제조한 XeCl LS 1000 엑시머 레이저의 출력을 포함한다. 레이저 빔(22)은 한 쌍의 감쇠판(26)을 포함하는 감쇠기(24)를 통과한다. 그리고 빔(22)은, 빔(22)의 장축에서 함께 확장 망원경 요소를 구성하는 제1 망원경 렌즈(32)와 제2 망원경 렌즈(34)를 포함하는 장축 확장 광학계(30)에 의해 장축으로 확장된다. 그리고 빔은 제1 원통형 렌즈열(42)과, 제2 평행한 원통형 렌즈열(44)로 구성된 장축 균질기(40)를 통과하는데, 제1 원통형 렌즈열(142)의 원통형 렌즈들은 각각 장축에 있어서 서로 간의 결정된 거리에서 초점 거리를 갖고, 이어서 빔은 빔의 장축을 촬상하는 촬상 렌즈(46)를 통과한다. 그리고 빔은 제1 원통형 렌즈열(52)과, 제2 원통형 렌즈열(54)를 포함하는 단축 균질 장치(50)를 통과하는데, 제1 원통형 렌즈열(52)의 각 렌즈는 서로 간의 결정된 거리에서 초점 거리를 갖고, 이어서 빔은, 필드 렌즈(64)를 또한 포함하는 필드 조리 개(60)에 형성된 슬릿(62)에서 단축으로 빔을 촬상하는 촬상 렌즈(56)를 통과한다. 이 때, 폭이 넓어진 빔(80)은 90%의 반사율을 가진 미러(90)에 의해 90°회전된 후, 제1 렌즈(102)와 제2 렌즈(104)를 갖는 5X 배율 원통형 더블릿으로 이루어진 빔 단축 확대경(100)을 통과하여, 기판(130) 상에 또는 주위에 최종 ELA 빔(120)이 형성된다. 또한, 종래의 어셈블리(20)는 제1 CCD 카메라(112)와 제2 CCD 카메라(112)를 포함하는 빔 품질 모니터링 시스템(110)을 구비할 수도 있다.
도 2는 도 1의 어셈블리의 단축 광학 어셈블리 구성요소만 도시하고 있으며, 2개의 단일 챔버 Lambda Physik 단일 오실레이터 엑시머 레이저, 예컨대 XeCl 레이저 또는 KrF 엑시머 레이저로부터 발생하는 2개의 레이저 빔(22, 22')을 종래 기술의 Lambda Physik 또는 JSW ELA 머신에서 이용하는 예를 나타내고 있다. 필드 조리개(60)에서의 빔의 단축 촬상이 오버랩되어 결합 오버랩된 빔 프로파일의 에너지의 일부만이 슬릿(62)을 통과하는 것도 도시되어 있다.
도 3은 빔을 단축으로 확대하고 장축으로 확장할 수 있는 렌즈 조합부(30)를 도시하고 있으며, 이 조합부는 예컨대 원통형 오목 렌즈(32)와 그 옆에 원통형 오목 렌즈를 포함하여 주사 방향 축으로 가늘어지고 주사 방향의 수직으로 길어진 선형의 빔(120)이 형성된다.
도 4는 본 발명의 실시예의 일 양상에 따른, 장축의 빔 균질기(40)와 단축의 빔 균질기(50)에서 이루어진 빔 균질화의 효과를 나타내는 렌즈 어셈블리의 일례를 도시하고 있으며, 이 렌즈 어셈블리에 포함되는 기판(140)은 요구 세기 레벨에서 DUV 광을 광학적으로 견딜 수 있는 적합한 재료, 예컨대 MgF2 또는 CaF2로 구성될 수 있으며, 두께가 예컨대 약 1.2 mm이고, 원통형 굴절율의 손상측 어레이 상에서, 예컨대 어레이의 렌즈 피치가 예컨대 300 미크론인 평 볼록(plano-convex) 원통형 마이크로렌즈가 있으며, 이로 인해 발산각이 약 1°가 되며, 원거리 편평 정점 세기 분포가 있게 된다. 그러한 렌즈 어셈블리는 예컨대 Suss Microoptics로부터 판매되는 CC-Q-300 10, 5 mm x lO mm, High Power Beam Homogenizer라는 명칭으로 입수할 수 있다.
참조 문헌으로 본 명세서에 포함되는 Jour. of Appld. Phys., Vol. 94, No.12(2003년 12월 15일)에 게재된 A. Voutsas 등의 논문 "Effect of process parameters on the structural characteristics of laterally grown, laser-annealed polycrystalline silicon films"(이하 "Voutsas")에서 저자는 빔 프로파일의 파라미터, 구체적으로 측면 결정 성장에 대하여 빔의 단축에서의 빔 프로파일의 파라미터의 중요성을 강조하였다. 즉, Voutsas가 강조한 바와 같이, 빔 성형 패턴의 결정적인 사이즈, 즉 대략적으로, 종횡비가 큰 직사각형의 경우 폭과, 투사계의 해상력, 즉 대략적으로, 투사 렌즈의 개구수 간의 관계에 의해 주로 결정된다. 이 관계는 빔 프로파일의 엣지 "날카로움"을 결정하여 세기를 전체 세기의 예컨대 약 10 % 내지 약 90 %로부터 상승할 수 있는 공간 요건을 결정한다. 효율적인 SLS 공정은 Voutsas에서 보다 상세하게 설명하는 바와 같이, 가파른 빔-엣지 프로파일이 레이저 에너지의 비효율적인 이용을 최소화하게 하는 것을 필요로 한다. 실제, 이 프로파일은 개구수와 포커스 깊이 요건 간의 타협으로 인해 투사계의 회절 한계에 의해 결정될 수 있다. 도 4는 빔의 단축으로, 그리고 예컨대 약 50.05의 개구수를 갖는 5:1 투사 렌즈로부터 발생하는 8-9 mm 넓은 빔릿을 제공하기 위해 전술한 광학계에 의해 선택된 부분으로 기판 상에서의 통상의 종래의 공간 세기 분포를 나타내고 있다. SLS 공정 윈도우에 대응하는 세기 범위는 Voutsas에도 도시되어 있다. 이 범위 밖의 세기 값에 있어서, 막의 부분적 용융은 그 세기가 매우 낮은 미립자 폴리 Si 재료의 연속 형성과 함께 일어날 수 있다. 그렇기 때문에, 빔 프로파일의 날카로움은 빔의 각각의 엣지에서 이 영역의 범위를 정의할 수 있다(de). 또한, 이 빔렛(beamlet)의 폭에 따라, 빔 조사 조건 하의 LGL이 빔 폭의 약 절반보다 작다면, 랜덤한 핵형성이 빔의 중심에서 이루어질 수 있다. 또한, Voutsas는 dL이 측면 성장 길이이고 dc가 중심폭이라면, 핵형성된 영역은,
ω52del2dLldc
이라고 강조하였다(여기서, ω는 빔 폭이다). 또한, Voutsas는 최적의 빔렛 사용을 위해서는, de→0과 dc→0이어야 한다고 했다. 또한, Voutsas에 따르면, 핵형성된 "중심" 영역은, 예컨대 빔렛 폭을 필수적으로 삭감함으로써 효과적으로 제거할 수 있지만, 빔 엣지 영역은 제한될 수도 실제로 제거될 수도 없다. 또한, Voutsas는 투사계의 한계 외에도, 빔 프로파일 왜곡의 다른 원인이 포커스라고 지적하고 있다. 투사계의 소정의 개구수에 있어서, 렌즈의 촬상 능력, 즉 그것의 해상력에 있어서 거의 무시할 만한 변화를 일으키는 피조사 샘플의 표면과 투사 렌즈 간의 거리의 변화 정도를 정의하는 포커스의 깊이가 결정될 수 있다. 예컨대, 소정의 투사 렌즈에 있어서, 샘플면의 위치가 포커스의 깊이 안에 제한되면, 촬상된 빔 프로파일의 왜곡이 일어날 수 있는데, 예컨대 "흐릿하게" 보이며, 즉 촬상된 빔은 언더포컷스 또는 오버포커스 중 하나에 의해 완전히 해상될 수 없다. Voutsas에 따른 그러한 상태 하에서, 최대 빔 강도는 저하되고, 엣지는 더욱 퍼져서, 예컨대 덜 가파르거나 덜 급격한 경사를 갖게 된다. 다시 말해, de가 상승하고 빔렛의 중심에서의 핵형성 가능성도 높아진다. 또한, Voutsas는 최상의 포커스 면으로부터의 디포커스 정도의 함수에 따른 mm 단위로의 LGL의 변화를 강조하였으며, 측면 성장 길이는 예컨대 빔 프로파일에서의 엣지 퍼짐이 심해짐으로 인해, 디포커스에 의해 감소되게 되어 측면 성장에 비효율적인 빔의 증가 부분이 될 수 있다고 지적한다. 또한, 디포커스의 함수에 따른 엣지 길이 변화를 강조하였는데, 강화된 디포커스에서는 측면 성장 길이의 감소가 엣지 길이의 동시 상승에 의해 수반될 수 있다고 하였다. Voutsas는 레이저 영향의 상승이 LGL 상에서의 디포커스의 손실을 다소 보상할 수 있지만, 응집이 그러한 보상의 정도에 대하여 제한할 수 있으며, 예컨대 디포커스로 인한 빔 프로파일의 왜곡은 대면적 전역에서의 측면 성장 연속성을 유지하기 위해 최적의 기판 피치를 결정할 때 고려되어야 한다고 지적하고 있다.
ELA를 이용한 AMLCD 제조에 필요한 유리 기판은, Corning사의 MIE 101(2002년 8월)에 기재되어 있는 Corning(등록상표) 1737 AMLCD 유리 기판, Corning사의 PEI 101(2002년 12월)에 기재되어 있는 1737 디스플레이 그레이드 유리 기판, Corning사의 PIE 201(2002년 12월)과, "Glass substrates for AMLCD Applications: Properties and Implications" TIP 101(2002년 2월)과, "Support Designs for Reducing the Sag of Horizontally Supported Sheets" TIP 303(2003년 2월)에 기재되어 있는 Eagle2000TM 디스플레이 그레이드 유리 기판을 포함하는 것이 공지되어 있으며, 이들 문헌은 모두 참조문헌으로 본 명세서에 포함된다.
도 4는 종래 기술에 따른 엑시머 레이저 어닐링된("ELA") 폴리-Si 막의 제조 공정 흐름을 개략적으로 나타내고 있다. [K. Lee의 A Study on Laser Annealed Polycrystalline Silicon Thin Film Transistors (TFTs) with SiNx Gate Insulator, Chapter 5, Electrical and Structural Properties of ELA Poly-Si Films(http://tftlcd.khu.ac.kr/research/poly-Si/chapter5.html)] 도 4에 도시하는 바와 같이, 예컨대 JSW사에서 제공하는 어닐링 장치에서, 사각형 빔을 갖는 XeCl 엑시머 레이저 시스템(도시 생략)을 사용하였다. Si02의 완충층(134)이 APCVD에 의해 청정 유리 기판 상에 증착된다. 70 nm 두께의 비정질 실리콘:수산화물("a-Si: H") 막(136)이 PECVD에 의해 ELA의 개시 재료로서 증착된다. a-Si:H 막은 엑시머 레이저에 의해, 150 mJ/cm2에서 94 % 오버랩 주사로 탈수소화되어 비정질 실리콘층(138)이 형성된다. 마지막으로, 탈수소화된 a-Si층(138)은 300 ℃에서의 94 % 오버랩 주사로 ELA에 의해 결정화되어 폴리실리콘층(138)이 형성된다. 레이저 에너지 밀도는 높은 품질의 폴리-Si 막(138)을 달성하기 위한 최적의 레이저 세기를 찾기 위해 240~330 mJ/cm2 로 변할 수 있다.
JSW ELA 시스템은 결정화 및 활성화를 위한 비교적 단순한 광학계이지만, 소 립자인 마이크로구조를 생성하고, 단지 약 100의 TFT 이동도와, 시간 당 단지 25개 시트의 처리율과, 비교적 높은 시트 당 유지보수비와, 포커스 집중적이지만 에너지 에 민감한 공정 마진을 갖는다. JWS 2 샷 SLS 시스템은 결정화를 위한 비교적 복잡한 광학계를 구비하며, 2-3 ㎛ 입자를 생성하며, 이동도는 약 150과 200 사이에 있고, 처리율은 시간당 35개 시트이다. 이 시스템은 시트 당 유지보수비가 JWS ELA보다 약 32 % 더 저럼하며, 공정 마진은 에너지 집중적이지만 포커스 민감형이다.
도 5는 빔 라인폭이 약 9 ㎛인 종래의 빔 프로파일을 나타내는 도면이다.
또한, 관련 적용예에서는 엑시머 레이저, 예컨대 활성 가스 할로겐화물 레이저를, 활성 가스 원자와 할로겐화물 원자로 구성되어 있는 레이저 활성 재료(Cl, I, F 등)와 함께 이용하는 것이 공지되어 있다. 또한, XeCl, XeF, KrF 및 ArF 등의 희박한 가스 할로겐화물 레이저는 J. J. Ewing 등의 Phys. Rev. A12,129(1975)와 M.Hoffinan, 등의 Appl. Phys. Lett. 9,538 (1976)에 개시되어 있는 바와 같이, Si 막의 재결정화에 효과적으로 실험 및 증명되어 이용되었으며, 이 레이저는 XeF을 포함하는, 이들 참조 문헌에 목록화되어 있는 그러한 레이저의 공통 타입을 포함한다. 또한 이들 참조 문헌은 a-Si:H를 결정화하기 위해, 다수의 엑시머 레이저가 ArF(193 nm), KrF(248 nm), XeCl(308nm), XeF(351nm) 등에 이용되고 있음을 강조한다. 이들 가운데, XeCl 엑시머 레이저는 308 nm에 가까운 파장수에서 a-Si:H 막에 대하여 우수한 가스 안정성과 높은 흡수 계수라는 장점을 갖는다. 그렇기 때문에, 많은 회사에서는 a-Si:H(∼106 cm-1)를 위한 308 nm에서의 안정한 동작 및 높은 흡 수 계수 때문에, XeCl 레이저를 제조를 위해 채택하고 있다. [K. Lee 등의 A Study on Laser Annealed Polycrystalline Silicon Thin Film Transistors (TFTs) with SiNx Gate Insulator, Chapter 4, Experimental Details(http://tftlcd.kyunghee.ac.kr /research/poly-Si/chapter4. html)]
C. Kim 등은 "Excimer-Laser Crystallized Poly-Si TFT's with Transparent Gate, IEEE Transactions on Electron Devices, Vol.43, No.4 (April 1996), p. 576-579 ("Kim")에서 유리 합성물 상에서 비정질 실리콘 박막의 유리 기판측에 XeF 레이저 광을 조사하여 유리 기판 비정질 실리콘 계면에 인접한 비정질 실리콘에 폴리실리콘 투명 게이트 전극을 형성하는 방법을 개시하고 있다. 또한, 여기에는 이 기술을 이용하여 드라이버 모노리식 "AM-LCD"(Active Matrix-Liquid Crystal Display)용의 그러한 트랜지스터를 형성하는 방법이 개시되어 있다. Kim은 K. Sera 등의 "High-performance TFT's fabricated byXeCl excimer laser annealing of hydrogenatedamorphous-silicon film," IEEE Transactions on Electron Devices, Vol.36, No.12, (1989), pp.2868-72와, Y. Morita 등의 "UV pulsed laser annealing of Si-implanted silicon film and low-temperature super thin-film transistors, "Jpn. J. Appl. Phys., Vol.28, No.2(1989) pp.L309-L311과, K. Shimizu, 등의 "On-Chip bottom gate polysilicon and amorphous silicon thin-film transistors using excimer laser annealed silicon nitride gate, "Jpn. J. Appl. Phys., Vol.29, No.10 (1990)pp.L1775-L1777과, K. Shimizu 등의 "high-performance poly-si thin-film transistors with excimer laser annealed silicon nitride gate, "Jpn. J. Appl. Phys., Vol.32, No.1B (1993), pp.452-57; M.Furuta 등의 "Bottom-gate poly-si thin film transistors using XeCl excimer laser annealing and ion dopingtechniques, "IEEE Trans. Electron Devices, Vol. 40, No.14 (1993) pp.1964-69, 및 Y. Sun 등의 "Excimer laser annealing process for polysilicon TFT AMLCD application, "Record of 1994 Int. Disp. Res. Conf. (1994), pp.134-47을 인용하면서, XeCl와 그외 것들을 비롯한 엑시머 레이저를 이용한 비정질 실리콘의 상면 어닐링을 지적하고 있으며, 이들 각 문헌들은 참조 문헌으로서 본 명세서에 포함된다. 그러나, Kim은 투명한 바닥 게이트를 형성하기 위한 기판 조사에 있어서 XeF만 이용하는 것을 개시하고 제안하고 있다.
각각의 채널이 제한된 각도 부분을 촬상하는 중간 화상을 갖는 렌즈열에 의해 형성된 화상 채널을, 화상면에서의 공간 중첩에 의해 이루어지는 부분 화상의 중첩과 함께 이용하는 것이 공지되어 있으며, 이 방법은 정립 촬상을 필요로 하며, 오프축 수차를 피하기 위해 바로 옆 이웃만이 중첩해야 한다. [mstnews 2/03, http://www.suss-microoptics.com/downloads/Publications/Miniaturizationof ImagingSystems.pdf.]
엑시머 레이저 빔의 세기 재분배를 위해 파리눈 렌즈(fly's eyes lens)를 이용하는 방법이 공지되어 있으며, 이것은 Y. Ozaki 등의 "Cyllindrical fly's eye lens for intensity redistribution of an excimer laser beam, Applied Optics, Vol. 28, Issue 1 (January 1989) p. 106와 B. Crowther 등의 "A fly's eye condenser system for uniform illumination," Proc. of SPIE, International Optical Design Conference 2002, Vol.4832 (2002), pp.4832-35에 개시되어 있다.
고 에너지, 고 반복율로 가공물 표면을 가열하는 방법 및 장치가 개시되며, 이 장치는, 4000 Hz 이상에서 동작하며 약 351 nm의 중심 파장에서 레이저 출력 광 펄스 빔을 생성하는 펄스형 XeF 레이저와, 상기 레이저 출력 광 펄스 빔을 그 레이저 출력 광 펄스 빔의 단축에서 20 ㎛ 미만으로 폭을 감축시키고 상기 빔의 장축에서 그 장축의 범위를 커버하는 가공물을 형성하도록 상기 레이저 출력 광 펄스 빔을 확장시키며 상기 레이저와 가공물 사이에 필드 조리개를 포함하는 광학 시스템과, 가열 대상층을 포함하는 가공물을 포함하고, 상기 광학 시스템은 상기 레이저 출력 광 펄스 빔을, 충분히 경사가 가파른 측벽을 갖는 세기 프로파일을 유지하도록 충분하게 확대하여 필드 조리개에서 포커스 맞추어, 너무 높은 세기 레벨에서 빔 프로파일을 차단하는 일 없이 상기 빔 필드 조리개로 하여금 충분히 경사가 가파른 빔 프로파일을 상기 가공물에 유지하게 한다. 또한, 이 장치에 있어서, 상기 가공물에 전달될 때 상기 레이저 출력 광 펄스 빔의 평균 전력이 높고, 단축 광학 어셈블리에서 라인 보타이 교정 기구를 구비한다. 라인 보타이 교정 기구는 복수의 약한 크로스 실린더를 포함할 수 있다. 광학 시스템은 반사 굴절 망원 투사 시스템(catadiotric projection system)을 포함할 수 있다. 레이저 회절와 발산으로 인한 선폭은 기하학적인 제한보다 작다. 광학 시스템은 공칭적인 XeF 스펙트럼의 인접한 피크들을 투사하여, 가공물에서 서로 다른 포커스 면을 갖는 각각 인접하는 피크의 개별 중심 파장을 통해 전체 포커스 깊이를 개선강화하게 할 수 있다. 광학 시스템은 필드 조리개 면에서 라인 보타이를 교정하는 필드 조리개 광학 어셈블리 내에, 그리고 가공물 면에서 라인 보타이를 교정하는 가공물 투사 광학 어셈블리 내에 라인 보타이 교정 기구를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예의 양상에 따른 광학 시스템의 양상을 예시하는 광학 레이아웃을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 광학 시스템의 다른 도면이다.
도 3은 빔을 단축으로 확대하고 장축으로 확장하기 위한 렌즈 조합부(30)를 나타내는 도면이다.
도 4는 장축 빔 균질기에서 수행된 빔 균질화의 효과를 나타내는 렌즈 어셈블리의 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 빔 세기 프로파일을 나타내는 도면이다.
도 6은 예시적인 펄스형 레이저 출력 광 빔 생성 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예의 양상에 따른 시스템을 부분적으로 개략 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예의 양상을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예의 양상을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10a와 도 10b는 빔 세기 프로파일을 나타내는 도면이다.
도 11은 빔 세기 프로파일을 나타내는 도면이다.
도 12a와 도 12b는 빔 세기 프로파일을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예의 양상에 따른 광학 장치를 나타내는 도면이다.
본 출원인은, 결정화 및 활성화를 위한 간단한 광학계를 구비하고 가공물의 길이를 확장하는 입자를 필수적으로 생성하거나 생성할 수 있으며, 이동도가 200-400이고 처리율이 시간 당 35개 시트를 갖는 지향성 SLS 시스템을 제안하고 있다. 출원인이 제안하는 시스템에서의 시트 당 유지보수비는 JWS ELA 시스템보다 약 37 % 저렴하고, JWS 시스템에 비교해서 에너지 또는 포커스에 집중하는 공정 마진을 갖는다.
출원인은 370x470 사이즈의 시트에 대하여, 1 주사 시에 365xO.02 mm 이하의 가늘고 긴 빔으로 기판을 포함하는 시트를 커버하는 경우와, 레이저 반복율이 적어도 4000 Hz, 오버랩이 예컨대 90 %, 주사 피치가 예컨대 0.002 mm, 주사 길이가 470 mm인 730xO.02 mm의 가늘고 긴 빔의 단일 주사로 730x920 시트를 커버하는 경우의 빔의 부분을 이용하는 능력을 제시하였는데, 전자의 경우 시트 당 235,000회의 결정화 샷, 결정화 시간 59초, 시트 당 43초의 소모 시간 동안 173,200회의 소모성 샷, 총 408,200회의 샷 및 102초의 작동 시간에서 이루어져, 시간 당 처리율이 35.38개 시트이고, 예컨대 80% 오버랩이란 점을 제외하고 유사한 수치로 시트의 전체 730mm 폭을 커버하는 단일 주사를 이용하는 후자의 경우, 총 469,959회 샷에 대해, 결정화 샷 460,000회, 결정화 시간 115초, 소모성 샷 9,959회, 시간 당 22.74개 시트의 처리율을 얻게 되었다. 각각의 경우에 있어서, 본 발명의 실시예의 양상에 따라 달성 가능한 처리율은 비교적 낮은 반복률인 4000Hz에서도 종래 기술보다 45% 향상되었다.
이제 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예의 양상에 따른 예시적인 펄스형 레이저 출력 광 빔 생성 시스템(160)을 개략적으로 도시하고 있다. 이 시스템(160)은오실레이터 레이저 시스템(162)과 증폭기 레이저 시스템(164)을 포함할 수 있다. 펄스형 레이저 출력 광 빔 생성 시스템(160)은 마스터 오실레이터로서 그리고 전력 증폭기 시스템으로서 구성될 수 있으며, 전력 증폭기 시스템에서는, 즉 오실레이터 시스템의 출력 펄스(180)의 선폭을, 예컨대 종래 기술에서 공지되어 있는 선폭 감소 모듈 또는 선폭 감소 패키지를 이용하여 감축하며, 또한 펄스형 레이저 출력 공 빔 생성 시스템(160)은 선폭 감축을 이용하지 않는 전력 증폭기일 수도 있다. 본 명세서에서는 발명의 목적상, 양쪽 형태의 오실레이터 레이저는 마스터 오실레이터(MP)이든 전력 증폭기(PO)이든지 관계없이 마스터 오실레이터(MO)로서 사용되어 그렇게 칭해질 것이다. 도 6에 도시하는 바와 같이, MO는, 오프축 오실레이션이 오실레이터 레이저 시스템(162)의 가스 방전실에서 캐소드(174)와 애노드(176) 간의 방전에 의해 출력 빔(180)을 생성하게 정렬되도록 도시되어 있는 오목 거울(170)과 볼록 거울(172)를 포함하는 불안정 공진기를 포함할 수 있다.
약 50 mJ일 수 있는 출력 빔(180)은 오실레이터 챔버(162)의 불안정 공진기 구성으로 인해, 적어도 하나의 축, 예컨대 수평축에서 발산도가 비교적 낮을 수 있다. 이 빔(180)은 릴레이 광학 시스템(182) 내에 있는 인접한 전체 반사 미러에 의해 증폭기 레이저 시스템(164)의 가스 방전실로 반사되며, 이 증폭기 레이저 시스 템은 본 출원인이 XLA 시리즈의 모델명으로 판매하는 MOPA 레이저 시스템과 같이 종래에 알려진 멀티패스 전력 증폭기를 포함할 수 있다. 빔(180)은 그 빔(180)의 도착에 맞추어 증폭기 레이저 시스템(164)의 가스 방전실 내의 캐소드(174)와 애노드(176) 간의 방전을 통해 증폭기 레이저 시스템(164)에서 세기가 증폭되어 펄스형 레이저 출력 광 빔(190)이 생성된다.
레이저 시스템(164)이, 예컨대 하나의 패스 오프축을 갖는 멀티패스 증폭기 시스템일 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 증폭기 레이저 시스템(164)은, 전력 증폭기로서 공진기 레이저 캐비티에서 입력 빔(180)을 증폭시키기 위한, 오실레이터 예컨대 불안정 공진기 캐버티로서 또는 안정한 공진기 캐비티로서 구성될 수도 있다.
이제 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예의 양상에 따른 시스템을 부분적으로 개략 도시되어 있다. 가공물(130)은 도 7의 예에서 도시하는 바와 같이, 주사 방향에 수직하는 방향에서 약 365-730 mm 길이로, 즉 가공물(130)의 원하는 길이를, 예컨대 처리 대상이 아닌 일부 경계를 갖는 그 치수에서 커버할 수 있는 충분히 긴 길이에서 가늘고 긴 빔에 의해 주사될 수 있는 a-Si의 박막층(140)을 포함할 수 있다. 주사 방향에서의 주사는 빔(120)의 치수에 따라 결정화 존을 커버하는 펄스 출력 레이저 광 빔의 각 펄스와 함께 이루어질 수 있으며, 빔의 치수는, 예컨대 어떤 원하는 길이에서 의도적으로 결정을 구속하여 프레시한 결정 성장이 연속 펄스에 의해 개시되게 하기 위해서, 펄스를 스킵할 수 있는 후술하는 경우를 제외하고는 각 펄스에서 빔이 조사하는 연속 결정화 존의 오버랩을 보장할 수 있는 피치 를 갖는 365 mm x 5-20 ㎛이다.
예컨대, 주사 방향에서 펄스의 선폭이 5 ㎛인 경우, 3 ㎛ 피치가 선택될 수 있어, 펄스마다 주사 방향의 펄스의 선폭에서 약 40 %의 오버랩이 있게 된다.
SLS용 가공물에서 필요로 하는 에너지 밀도가 1 J/cm2이고 빔이 730 mm x 0.01 mm이라면, 73 nJ이 필요하고, 레이저로부터 가공 스테이지로의 투과율이 705 이라고 할 때, 레이저로부터 적어도 100 mJ이 필요하게 된다. 빔 반복율이 4 KHz이고 주사 피치가 예컨대 2 ㎛/펄스라면 2 ㎛ * 4 KHz = 8 mm/s의 스테이지 주사 속도가 필요하게 된다.
본 발명의 실시예의 양상에 따르면, 공간 빔 세기 프로파일은, 가능한 한 날카롭게 유지되어야 하는데, 즉 프로파일의 측벽의 경사도는 10 ㎛ 펄스폭(FWHM)의 약 .2 ㎛ 미만의 세기의 약 10 %로부터 그 세기의 90 %이어야 하는데, 즉 경사도가 약 >9이어야 한다. 빔 프로파일이 충분히 가파르지 않는 경우에, 결정화 영역(존)에 변동을 일으키는 에너지 밀도 변동으로 인해, 주사 방향의 결정화 영역의 총 폭에는 변화가 있을 수 있고 측면 성장 길이가 더 짧을 수 있다.
도 7은 가공물의 전체 길이 또는 폭이 처리될 수 없는 경우가 있을 수 있음을 도시하고 있는데, 예컨대 경계(142)는 최초 전후에 또는 최후 주사된 결정화 존 다음에 가공물의 단부에, 즉 주사 방향과 거의 수직하는 빔의 종축 범위를 넘는 엣지를 따라 의도적으로 남겨질 수 있다. 본 명세서에 사용되는 가공물의 전체 범위란 의미는 가공물 그 자체가 전부 실제로 처리되는 지에 관계없이, 예컨대 결정화 를 위해, 예컨대 본 발명의 양상에 따른 가늘고 긴 빔에 의한 1회 주사 시에 가공물의 원하는 부분 상에서 길이 및 폭으로의 원하는 결정화를 형성하려는 가공물의 원하는 커버리지 범위를 나타낸다.
이제 도 8과 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 유용한 빔 전달 및 빔 처리 시스템(200)을 본 발명의 실시예의 양상에 따라 도시하고 있다. 이 시스템은 펄스형 레이저 출력 광 빔(190)을 취하여 그것을 빔 전달 유닛(208)과 빔 처리 유닛(220)을 통해 가공 스테이지, 예컨대 가공 스테이지(204)에 전달할 수 있다. 빔 전달 유닛(208)은 빔 위치 및 지향, 그리고 빔 에너지를 측정하고 유효 피드백 제어를 BDU(208) 내의 회전 미러(210)에 제공할 수 있는 빔 안정 계측 모듈(206)(SMM)을 구비할 수 있다.
이 시스템은 피드백 제어 시에 빔(190)을 가공 스테이지(205) 상의 가공물(130)에서의 조사량 제어를 위해 예컨대 약 5 %-50 %만큼 감쇠시킬 수 있는 감쇠기(202)를 포함할 수 있다. 감쇠기(202)는 냉각 유닛(204)을 포함할 수 있다. 또한, 시스템(200)은 빔 안정 제어 모듈("BSC")(210)과 함께 빔 안정 계측 모듈("SMM")(206)을 구비할 수도 있다. BDU(208)의 출력은 빔 처리 모듈(220)에 수신된다.
또한, 빔(190)의 경로에는 작동 솔레노이드(232)에 의해 BDU(208) 내에서 빔(190)의 경로에 삽입되거나 그 경로로부터 추출될 수 있는 빔 감쇠기(230)가 있을 수 있다. 이것은 빔을, 예컨대 저 레벨의 빔 세기에서의 다운스트림 계측을 위해 최대 약 99 %까지 감쇠시키는데 이용될 수 있다. 처리전(raw) 빔 프로파일 러(240)는 빔 분리기를 작동시키는 솔레노이드(244)를 이용하여 빔 분리기(242)를 빔(190)의 경로에 삽입함으로써 빔을 레이저 시스템(160) 근처에서 프로파일하는데 이용될 수 있다.
빔 분리기(246)는 빔(190)의 소부분을 SMM(206)으로 방향을 돌리는데 이용될 수 있으며, 이 SMM은 빔 처리 모듈(220)로의 입사 직전에 빔(190)을 계측할 수 있다. SMM은 빔 위치, (각도) 지향 및 에너지를 모니터할 수 있으며, 이들 파라미터에 관한 정보를, 예컨대 프로그래밍된 컴퓨터 프로세서를 포함하는 메인 컨트롤러(280) 및/또는 BSC에 제공할 수 있으며, 이 컴퓨터 프로세서는 예컨대 RS-422를 통해 레이저 시스템(160), BSC(210), 그리고 가공물 프로파일 및 에너지 검출기/제어기(270)와도 통신할 수 있다. BSC는 외부 레이저 출력 에너지 제어를 위해 그리고 감쇠 제어를 위해 레이저 및 감쇠기와 직접 통신할 수 있으며, 펄스폭 모니터(260)로의 출력부를 구비할 수도 있다.
빔을, 예컨대 전력 측정기의 카메라로 측정하기 위한 서비스 툴은, 수동으로 동작될 수 있는 작동 솔레노이드(254)에 의해 빔(190)의 경로에 삽입된 빔 분리기(190)를 이용하여 빔 처리 모듈(220)의 입사 전에 빔(190)의 경로에 수동 삽입될 수 있다.
또한 시스템은 하나 이상의 BDU(208) 빔 경로를 퍼지(purge)하도록 기능할 수 있는 질소 퍼지 모듈(272), 빔 처리 모듈(220) 및 가공 스테이지(205)를 구비할 수도 있다.
안전 센서(274)는 빔 처리 모듈 및/또는 가공 스테이지(205)를 퍼지하기 위 한 N2 솔레노이드 밸브와 함께 동작할 수 있다.
빔(190)의 경로에 배치될 수 있는 셔터(248)는 빔(190)이 빔 처리 모듈(220)에 입사하는 것을 막는다.
유효 빔 안정화, 예컨대 BDU(208)에서의 회전 미러(210)의 피드백 제어가 없다면, 예컨대 100 내지 200 μrad만큼이나 빔 지향 드리프트가 과도하게 커질 수 있다. 그러나, 안정화 제어로, 임의의 타깃의 약 ±25μrad로 일탈이 유지될 수 있으며, 이 정도는 레이저 듀티 사이클과 무관하게 이루어질 수 있는 것이다. 예컨대 지향 및 각도 등의 빔 파라미터의 유효 피드백 제어가 없으며, 지향 일탈 등의 비교적 고속의 일탈은 듀티 사이클 변화로 인해 적어도 부분적으로, 즉 최대 약 200μrad 부근까지 발생할 수 있으며, 버스트간 변화가 예컨대 ±50μrad이다. 동작에 있어서 시스템(200)은 레이저 출구에서 빔 프로파일 및 전력 형태로 계측 및 제어를, SMM(Stabilization Metrology Module)을 이용한 유효 빔 드리프트(각도 및 위치)를, 빔 전달, 빔 처리 및 빔 이용을 통해 에너지 안정성을 유지하기 위한 에너지 센서 피드백을, 가공 스테이지 상의 기판에서의 프로파일 모니터링을, 가공 스테이지 상의 기판에서 빔을 최적화하기 위해 빔 전달 광학계에 프로파일 모니터 피드백을, 그리고 가공 스테이지에서 또 SMM에서 에너지 모니터로부터 레이저에 대한 전력 모니터 피드백을 제공할 수 있다.
시스템은, 예컨대 적어도 920 mm의 가공 길이, 필요하다면 선폭 해상도 < 0.05㎛, 단방향 반복율 < ± 0.25 ㎛, 정확도 <± 1 ㎛, ∼20 ㎛에 대한 자동포커 스 시스템의 파라미터로 동작할 수 있다.
본 발명의 실시예의 양상에 따르면, SMM은 빔 지향 및 위치와 프로그래밍된 컨트롤러(도시 생략)를 BSC 컴퓨터 각각의 에러 신호로 측정하도록 기능하고, 이 에러 신호는 레이저 에너지 출력, 레이저 트리거 및 감쇠기(202)와 같은 것들을 제어하는 메인 컨트롤러(280)에 의해 이용된다. 다음의 표 1에는 가공물에서의 고정된 N.A에 대하여 등가의 시스템에서의 감축 결과의 변화를 나타내고 있다.
감축
파라미터 5x 10x 20x
NA 가공물 0.170 0.170 0.170
백 포커스 100 mm 100 mm 100 mm
NA 마스크 0.034 0.0170 0.0085
단축 efl 100 mm 200 mm 400 mm
단축 피치 700 ㎛ 700 ㎛ 700 ㎛
라인폭 마스크 110 ㎛ 220 ㎛ 440 ㎛
라인폭 22 ㎛ 22 ㎛ 22 ㎛
라인폭 24 ㎛ 24 ㎛ 24 ㎛
셀 수 ∼10 ∼10 ∼10
길이 ∼1700 mm ∼2200 mm ∼3200 mm
마스크 치수 (에너지 밀도) 150 mm x 100 ㎛ (700 mJ/cm2) 150 mm x 200 ㎛ (350 mJ/cm2) 150 mm x 400 ㎛ (175 mJ/cm2)
본 발명의 양상에 따르면, 보타이 효과(bowtie effect), 즉 빔의 장축에서 빔의 길이 방향의 단부를 향하여 빔의 단축으로 빔의 확장이 일어난다. 단축에서의 5-20 ㎛ 빔의 경우, 빔의 단부에서, 예컨대 ± 182.5 mm에서 예컨대 20 ㎛이 약 40 ㎛과 60 ㎛ 사이에서 성장한다. 이러한 빔의 단축에서의 400 ㎛ 라인폭에 대한 빔의 확장은 무시해도 좋다. 그러나, 본 발명의 실시예의 양상에 따르면, 빔의 장축의 중심에서의 빔 라인폭에 따라, 이 빔의 약 2X와 12X 사이의 성장은 용납될 수 없다. 분리 LSF는 더 적은 라인 보타이 효과로 이루어질 수 있다. 빔 종축 단부에서의 성능은, 장축 상에서의 라인폭 성장, 장축 균일성 손실 및 마스크 면을 통한 통합 효율의 손실을 비롯해 여러면에서 악화된다. 이것은 장축 균일성, 라인 단부에서의 조사량 및 안정성을 평가할 것이며, 또한 본 발명의 실시예에 양상에 따른 가늘고 긴 빔 ELA 시스템에서의 사양으로부터의 처리율을 평가할 것이다.
이 라인 보타이는 빔의 장축과 단축 사이의 비축면 광선 상호작용, 즉 마스크면에서 포커싱하는 단축과 장축 발생의 상호 작용 및 기하학적 길이를 포함하는 적어도 2가지 요인에 의해 생성된다. 출원인은 장축의 중심으로부터의 거리에 따라 빔을 차이나게 굴절하는 합성 "포테이토 칩" 렌즈, 예컨대 단축 필드 광학계의 출력에 위치하는 한 쌍의 약한(저전력), 교차된 원통형 렌즈를 이용하여 라인 보타이 효과의 원하지 않은 충격을 줄이는 방법을 제안한다. 라인 보타이에 대한 다른 요인은 단축 감축 렌즈에서의 기울기와 단축 어레이의 셀 내에서의 기울기인 것으로 간주되며, 이들은 단축의 포커스에서의 비네트(vignet)를 통한 부작용에 있어서 교정 가능한 것으로 또는 적어도 감소 가능한 것으로 간주된다.
또한, 비균일성은 빔 코히어런트로 인한 간섭에 의해 생성된 얼룩의 결과일 수 있으며, 그러한 얼룩 및 코히어런트 문제를 겪지 않을 수 있는 발산도가 큰 레이저의 경우 그러한 문제가 없을 수 있다. 이러한 간섭 영향은 합성된 "포테이토 칩" 렌즈 등의 분산형 지연 장치를 통해 감소될 수 있으며, 분산형 지연 장치는 P. Dainesi의 " ", Applied Optics (1997)에 개시되어 있는 바와 같이 공지되어 있으며, 이 문헌은 본 명세서의 참조 문헌으로 포함된다.
출원인은 가공물에서의 빔 사이즈가 예컨대 365 mm x 5-20 ㎛, 필드 거리가 예컨대 18 mm 그리고 펄스 스트레칭이 없는 경우 에너지 밀도가 400-1000 mJ/cm2, 펄스 스트레칭이 있는 경우 > 600 mJ/cm2, 실행 가능성이 약 755 듀티 사이클인 시스템을 제안하고 있다. 또한, 이 구상된 시스템은 예컨대 약 0.13의 N.A., DOF가 예컨대 >±10 ㎛인 약 20과 5 사이의 역배율, @ 2.0 ㎛ L/S 패턴, 10 %와 100 % 사이의 감쇠기 투과율, 및 수동 모드 동작시의 감쇠기 안정도 < 0.5%을 가질 수 있다. 또한, 본 발명은 마스크 사이즈 예컨대 5 또는 6 인치, 마스크 두께 120밀리, 수동 또는 자동(선택적) 정렬, 1160 mm x 400 mm x l mm의 x, y, z 이동을 갖는 마스크를 이용할 수 있는데, 해상도는 x = 0.1 ㎛, y = 0.02 ㎛ 및 z = 0.5 ㎛이며 전체 이동 면적에서의 정확도가 < ±1.0이고, 이동 속도는 최대 약 500 mm/s이다. 또한, 세타 이동은 1.0 °로 간주된다. 또한, 약 351에서 XeF에 대한 더블 피크와 약 351의 다른 측에서 XeF에 대한 제2 피크, 약 29±5 ns(FWHM), 예컨대 30 ns, 예컨대 100 ns 또는 ≥200 ns 떨어진 2개의 펄스의 경우(FWHM)의 경우의 펄스 폭, 약 40x106 이상의 펄스의 가스 수명을 이용한다고 할 때, 펄스 에너지는 적어도 77 mJ/펄스, 반복율은 적어도 4 KHz, 전력은 300 W, 출력 파장은 약 351 nm인 것으로 간주된다.
빔의 샘플링을 간단하게 위해서는 선형 편광이 바람직하다. 제1 균질기에 입사하는 빔폭은, 단축에서 빔 근접 회절이 제한되는 경우, 예컨대 단축의 훼손으로 야기되는 공간 코히어런트와 가공물에서의 10 ㎛ 빔과, 15 % 균일성 타깃을 예컨대 150 mJ에서 만족시키기 위한 ± 2 %의 빔 안정도에 대해서, 30mm x 30mm인 것으로 간주된다.
빔 전달 유닛의 투과율 72.30 %과 펄스 스트레처의 펄스 투과율 65.36 %이면 주사 길이 0.01 mm, 주사 폭 730 mm, 및 주사 길이의 방향으로 주사 선폭의 75-80 % 오버랩을 갖는 것으로 간주된다. 이들은, 예컨대 최소 에너지 154 mJ, 전력 618 W을 갖는 레이저에 의해 달성될 수 있다.
포커스 깊이가 > 100 ㎛(±50 ㎛), 상면 만곡도(image field curvature) < 20 ㎛(±10 ㎛), 장축에서의 빔 균질도 < 10 %(±5 %)와 < 5 %(±2.5 %), 빔 경사도 < 10 ㎛ (10 %-90 %)가 고려된다. 동작에 있어서, 출원인이 가늘고 긴 빔에 의한 적절한 SLS 성능에 관련된 2개의 결정적인 양상에 집중하는 것을 이해되어야 하는데, 즉 수평 빔 발산도는, 예컨대 0.15 mrad @ 1/e2에 조준하는 저전력의 크로스 실린더(원통형) 렌즈에 의해 처리되며, 처음에 레이저로부터 발산도가 낮으면 기판에서의 필요로 하는 스폿 사이즈 10 내지 20 ㎛를 달성하는 것이 용이하고, 수평 빔을수평 경사도 < 10㎛, 즉 50 μrad를 유지하도록 지향하는 것은 유효 빔 조정을 고속으로 행함으로써, 예컨대 BDU에서 달성된다.
도 10a는 본 발명의 실시예의 양상에 따른 마스크면에 전달된 빔의 단축에서의 세기 프로파일의 예를 도시하는데, 측벽 경사도 0.02 ㎛의 10 % 내지 90 %와 약 130 ㎛ FWHM의 빔 선폭을 나타내고 있다. 도 10b는, 마스크로부터 10 % 내지 90 %가 빠져나가는, 경사도 약 0.01 ㎛, 약 100 ㎛ FWHM의 빔을 형성하기 위해 필드 조리개 슬릿(마스크)에 의해 트리밍/쵸핑된 빔을 나타내고 있다. 도 11은 예컨대 90 %에서 <20 ㎛, 경사도 ΔI/Δx < 7 ㎛, ΔI < 5 %를 갖는 가공물의 단축에서 촬상된 펄스 빔 폭을 단축으로 나타내고 있다.
도 12a는 보타이 측면 빔 폭 발산을 가진 빔의 일례를 나타내고, 도 12b는 본 발명의 실시예의 양상에 따라 제거된 발산을 가진 빔을 나타내고 있다.
도 13는 보타이 발산 교정 광학 요소를 포함하는 본 발명의 양상에 따른 광학 시스템을 나타내고 있다.
XeF는 주어진 파장의 실리콘 반사도가 매우 낮아지는 영역 안에 351 nm 부근의 중심 파장이 있기 때문에 그리고 그 파장에 대해 연속 흡수가 매우 높기 때문에, 본 발명의 양상에 따른 적절한 레이저 시스템이지만, 이 파장 이상에서는, 달성하기에 매우 어려운, 가공물으로의 에너지 전달을 필요한 레벨까지 급격하게 떨어진다. 또한, 351 nm는 광학 구성요소 훼손 고려대상이 다소 바람직하게 그리고 저렴하게 충족될 수 있는 DUV의 범위 내에 있지만, 그러한 높은 펄스 반복율에서 쉽게 공칭 파장, 예컨대 KrF의 경우 248보다 떨어지기 때문에 광학 구성요소 훼손 방지 고려대상을 충족하기에 보다 어렵고 고가일 수 있다.
또한, 출원인은 레이저와 가공물 사이에 있는 광학 트레인에서 장축 광학계 앞에 단축 광학계를 배치해야 하는 요구를 인식하였다.
본 발명의 양상에 따르면, 단축에서의 라인폭이, LWvert = pv fs[(f1+f2)-α이며, 여기서, pv는 예컨대 균질기에서 각각의 채널을 형성하는 개별 원통형 렌즈의 단축의 폭이고, α는 광학 경로를 따른 그러한 원통형 렌즈의 제1 및 제2 뱅크 간의 거리이며, fs는 단축 균질기의 포커스 광학계에 관련된다. 가공물 LWwp에서의 LW은 LWvert가 곱해지는 감축비("RED")와 같다. LWIFF + 244λ(f/슬릿 개구) = 244λ(Fshort/pv)이다. 또한, 마스크의 LWDIFF는 대략 RED(LWDIFF)와 같다. 라인폭 발산도 LWDIV은 대략, 시스템의 fs1와 레이저 빔의 단축 발산도 θs를 곱한 것과 같다. 채널마다 시스템의 fsi = (f1/f2) *fshort axis* RED이며, 예컨대 50/45 곱하기 100 mm 곱하기 1/5X를 하면, LWDIV = 20 mm x 0.0001, 즉 약 2 ㎛이다. 한 열에 있는 렌즈 fi and f2는 직진하며 조준하고 있다. 어떤 제어 일정 함수의 경우, 예컨대 J = RED LWv + LWDIFF =LWDIV이며, J는 예컨대 어떤 시스템 제약, 예컨대 pv와fs에 대해서 최소화된 대상물이다. θsi 발산도는 레이저의 θshort axis 배수이다(레이저의 WL/Ws). 이것은 레이저 발산 또는 코히어런트 중 하나 또는 양쪽이 문제를 일으킬 때까지 적용된다. α < fi + f2하지 않으면, 인접한 채널에서 누화가 발생하여, 예컨대 가공물에서의 화상에 줄무늬가 있게 된다. 또한, fi와 f2는 필드 조리개에서, 따라서 가공물에서 균일성과 측벽 경사도를 제어하도록 조절될 수 있다. 측벽의 수직 상태에서의 엣지 흐릿함은 기하학적 비점수차와 레이저 발산도 양쪽과 함수 관계에 있다.
본 발명의 양상에 따르면, 출원인은 관련 기술의 수백 ㎛의 라인폭에 비교해서 가공물에 매우 가늘고 긴 빔을 제공하는 것을 제안하고 있다. 또한, 본 발명의 양상에 따르면, 출원인은 장축 어레이를 포함하는 것을 제안하고 있다.
본 발명의 양상에 따르면, 에너지가 높고 반복률이 높은 가공물 표면 가열 기구를 제공하며, 이 기구는 4000 Hz에서 또는 그 이상에서 동작하고 약 351 nm의 중심 파장에서 레이저 출력 광 펄스 빔을 생성하는 펄스형 XeF 레이저와, 레이저 출력 광 펄스 빔을 그 레이저 출력 광 펄스 빔의 단축에서 20 ㎛ 미만으로 좁게 하고 레이저 출력 광 펄스 빔을 확장하여 장축의 가공물 커버 영역, 예컨대 370 mm 또는 930 mm을 빔의 장축에서 형성하는 광학 시스템과, 가열 대상 층을 구비하는 가공물을 포함하고, 광학 시스템은, 레이저와 가공물 사이에 필드 조리개를 포함하고, 광학 시스템은 필드 조리개에서 레이저 출력 광 펄스 빔을, 너무 높은 세기 레벨에서의 빔 프로파일을 차단하지 않도록, 예컨대 종래 기술에서와 같이 FWHM에서 또는 그 이상에 반대하여 약 5-10 % 세기에서 빔 프로파일을 트리밍 또는 쵸핑하지 않고 필드 조리개가 충분히 경사진 빔 프로파일을 유지하게 하도록 충분히 경사진 측벽을 갖는 세기 프로파일을 유지하도록 충분히 확대하여 필드 조리개에 포커싱한다.
또한, 본 발명은 광학 펄스 내에 텔레센트릭 컨버젼 렌즈를, 전술한 다른 형태에서 또는 그외 다른 형태와 같은 보타이 교정 기구 등의 장축 원뿔 발산 균질기, 또한 단축에서의 같은 것을 포함할 수 있다.

Claims (8)

  1. 고 에너지, 고 반복율로 가공물 표면을 가열하는 장치로서,
    4000 Hz 이상에서 동작하며 약 351 nm의 중심 파장에서 레이저 출력 광 펄스 빔을 생성하는 펄스형 XeF 레이저와;
    상기 레이저 출력 광 펄스 빔을 그 레이저 출력 광 펄스 빔의 단축에서 20 ㎛ 미만으로 폭을 감축시키고 상기 레이저 출력 광 펄스 빔을 그 빔의 장축에서 그 장축의 범위를 커버하는 가공물을 형성하도록 확장시키며 상기 레이저와 가공물 사이에 필드 조리개를 포함하는 광학 시스템과;
    가열 대상층을 포함하는 가공물
    를 포함하고,
    상기 광학 시스템은 상기 레이저 출력 광 펄스 빔을, 충분히 경사가 가파른 측벽을 갖는 세기 프로파일을 유지하도록 충분하게 확대하여 상기 필드 조리개에서 포커스 맞추어, 너무 높은 세기 레벨에서 빔 프로파일을 차단하는 일 없이 상기 빔 필드 조리개로 하여금 충분히 경사가 가파른 빔 프로파일을 상기 가공물에 유지하게 하는 것인 가공물 표면 가열 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가공물에 전달될 때 상기 레이저 출력 광 펄스 빔의 평균 전력은 높은 것인 가공물 표면 가열 장치.
  3. 제1항에 있어서, 단축 광학 어셈블리 내에 라인 보타이(linebowtie) 교정 기구를 더 포함하는 가공물 표면 가열 장치.
  4. 제1항에 있어서, 복수의 약한 크로스 실린더(weak cross cylinder)를 구비한 라인 보타이 교정 기구를 포함하는 것인 가공물 표면 가열 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광학 시스템은 반사 굴절 망원 투사 시스템(catadiotric projection system)을 포함하는 것인 가공물 표면 가열 장치.
  6. 제1항에 있어서, 레이저 회절와 발산으로 인한 선폭이 기하학적인 제한보다 작은 것인 가공물 표면 가열 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광학 시스템은 소정의 XeF 스펙트럼의 인접 피크들을 투사하여, 상기 가공물에서 서로 다른 포커스면을 갖는 각각의 인접 피크의 개별 중심 파장을 통해 전체 포커스 깊이를 향상시키는 것인 가공물 표면 가열 장치.
  8. 제1항에 있어서, 필드 조리개 면에서의 라인 보타이를 교정하는 필드 조리개 광학 어셈블리 내에 그리고 가공물 면에서의 라인 보타이를 교정하는 가공물 투사 광학 어셈블리 내에 라인 보타이 교정 기구를 더 포함하는 가공물 표면 가열 장치.
KR1020067012238A 2003-11-26 2004-11-12 레이저 박막 폴리실리콘 어닐링 광학 시스템 KR101167324B1 (ko)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US72299203A 2003-11-26 2003-11-26
US10/722,992 2003-11-26
US10/781,251 2004-02-18
US10/781,251 US7167499B2 (en) 2001-04-18 2004-02-18 Very high energy, high stability gas discharge laser surface treatment system
US10/884,101 US7009140B2 (en) 2001-04-18 2004-07-01 Laser thin film poly-silicon annealing optical system
US10/884,101 2004-07-01
PCT/US2004/037618 WO2005053893A2 (en) 2003-11-26 2004-11-12 Laser thin film poly-silicon annealing optical system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060126666A true KR20060126666A (ko) 2006-12-08
KR101167324B1 KR101167324B1 (ko) 2012-07-19

Family

ID=34657986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067012238A KR101167324B1 (ko) 2003-11-26 2004-11-12 레이저 박막 폴리실리콘 어닐링 광학 시스템

Country Status (5)

Country Link
US (3) US7009140B2 (ko)
EP (2) EP2375513A3 (ko)
JP (1) JP5183927B2 (ko)
KR (1) KR101167324B1 (ko)
WO (1) WO2005053893A2 (ko)

Families Citing this family (92)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7009140B2 (en) * 2001-04-18 2006-03-07 Cymer, Inc. Laser thin film poly-silicon annealing optical system
US7415056B2 (en) * 2006-03-31 2008-08-19 Cymer, Inc. Confocal pulse stretcher
US7564888B2 (en) * 2004-05-18 2009-07-21 Cymer, Inc. High power excimer laser with a pulse stretcher
US7247813B2 (en) * 2004-10-13 2007-07-24 Advanced Lcd Technologies Development Center Co., Ltd. Crystallization apparatus using pulsed laser beam
FR2878185B1 (fr) * 2004-11-22 2008-11-07 Sidel Sas Procede de fabrication de recipients comprenant une etape de chauffe au moyen d'un faisceau de rayonnement electromagnetique coherent
US7425296B2 (en) * 2004-12-03 2008-09-16 Pressco Technology Inc. Method and system for wavelength specific thermal irradiation and treatment
US10857722B2 (en) * 2004-12-03 2020-12-08 Pressco Ip Llc Method and system for laser-based, wavelength specific infrared irradiation treatment
JP2007110064A (ja) * 2005-09-14 2007-04-26 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd レーザアニール方法及び装置
US7317179B2 (en) * 2005-10-28 2008-01-08 Cymer, Inc. Systems and methods to shape laser light as a homogeneous line beam for interaction with a film deposited on a substrate
US7471455B2 (en) 2005-10-28 2008-12-30 Cymer, Inc. Systems and methods for generating laser light shaped as a line beam
US7885309B2 (en) 2005-11-01 2011-02-08 Cymer, Inc. Laser system
US7778302B2 (en) * 2005-11-01 2010-08-17 Cymer, Inc. Laser system
US7920616B2 (en) * 2005-11-01 2011-04-05 Cymer, Inc. Laser system
US7630424B2 (en) * 2005-11-01 2009-12-08 Cymer, Inc. Laser system
US20090296758A1 (en) * 2005-11-01 2009-12-03 Cymer, Inc. Laser system
US20090296755A1 (en) * 2005-11-01 2009-12-03 Cymer, Inc. Laser system
US7746913B2 (en) 2005-11-01 2010-06-29 Cymer, Inc. Laser system
JP5506194B2 (ja) * 2005-11-01 2014-05-28 サイマー インコーポレイテッド レーザシステム
US7999915B2 (en) * 2005-11-01 2011-08-16 Cymer, Inc. Laser system
US7715459B2 (en) * 2005-11-01 2010-05-11 Cymer, Inc. Laser system
US7643529B2 (en) 2005-11-01 2010-01-05 Cymer, Inc. Laser system
US8183498B2 (en) * 2006-05-01 2012-05-22 Tcz, Llc Systems and method for optimization of laser beam spatial intensity profile
US8927898B2 (en) * 2006-05-01 2015-01-06 Tcz, Llc Systems and method for optimization of laser beam spatial intensity profile
US7848835B2 (en) * 2006-06-02 2010-12-07 Cymer, Inc. High power laser flat panel workpiece treatment system controller
US8803027B2 (en) * 2006-06-05 2014-08-12 Cymer, Llc Device and method to create a low divergence, high power laser beam for material processing applications
US20070278193A1 (en) * 2006-06-05 2007-12-06 Cymer, Inc. Device and method to create a low divergence, high power laser beam for material processing applications
US7433372B2 (en) * 2006-06-05 2008-10-07 Cymer, Inc. Device and method to stabilize beam shape and symmetry for high energy pulsed laser applications
US7615722B2 (en) * 2006-07-17 2009-11-10 Coherent, Inc. Amorphous silicon crystallization using combined beams from optically pumped semiconductor lasers
FR2913210B1 (fr) * 2007-03-02 2009-05-29 Sidel Participations Perfectionnements a la chauffe des matieres plastiques par rayonnement infrarouge
FR2917005B1 (fr) * 2007-06-11 2009-08-28 Sidel Participations Installation de chauffage des corps de preformes pour le soufflage de recipients
DE102008033358B4 (de) 2007-07-19 2014-04-03 Coherent Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Umverteilung des Strahlparameter-Produktes eines Laserstrahls
DE102007044298B3 (de) * 2007-09-17 2009-02-26 Coherent Gmbh Verfahren und Anordnung zum Erzeugen eines Laserstrahls mit einem linienhaften Strahlquerschnitt
US8723073B2 (en) * 2008-02-07 2014-05-13 Cymer, Llc Illumination apparatus and method for controlling energy of a laser source
US20110185971A1 (en) * 2009-11-30 2011-08-04 Uvtech Systems, Inc. Laser doping
JP5518612B2 (ja) * 2010-07-20 2014-06-11 株式会社ディスコ 光学装置およびこれを備えるレーザー加工装置
KR101777289B1 (ko) * 2010-11-05 2017-09-12 삼성디스플레이 주식회사 연속측면고상화(Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｌａｔｅｒａｌ Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ:ＳＬＳ)를 이용한 결정화 장치
KR101758958B1 (ko) 2011-02-28 2017-07-17 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템
US8937770B2 (en) * 2012-07-24 2015-01-20 Coherent Gmbh Excimer laser apparatus projecting a beam with a selectively variable short-axis beam profile
TWI499146B (zh) 2012-12-17 2015-09-01 Ind Tech Res Inst 光束產生裝置
US9842665B2 (en) 2013-02-21 2017-12-12 Nlight, Inc. Optimization of high resolution digitally encoded laser scanners for fine feature marking
US9413137B2 (en) 2013-03-15 2016-08-09 Nlight, Inc. Pulsed line beam device processing systems using laser diodes
US10226837B2 (en) 2013-03-15 2019-03-12 Nlight, Inc. Thermal processing with line beams
JP6270820B2 (ja) * 2013-03-27 2018-01-31 国立大学法人九州大学 レーザアニール装置
CN103236400B (zh) * 2013-03-29 2015-07-08 京东方科技集团股份有限公司 低温多晶硅薄膜制作方法、薄膜晶体管制作方法
CN103236399A (zh) 2013-04-12 2013-08-07 上海和辉光电有限公司 改善多晶硅结晶率的方法及装置
US9995910B1 (en) 2014-03-16 2018-06-12 Navitar Industries, Llc Optical assembly for a compact wide field of view digital camera with high MTF
US9091843B1 (en) 2014-03-16 2015-07-28 Hyperion Development, LLC Optical assembly for a wide field of view point action camera with low track length to focal length ratio
US10545314B1 (en) 2014-03-16 2020-01-28 Navitar Industries, Llc Optical assembly for a compact wide field of view digital camera with low lateral chromatic aberration
US10139595B1 (en) 2014-03-16 2018-11-27 Navitar Industries, Llc Optical assembly for a compact wide field of view digital camera with low first lens diameter to image diagonal ratio
US9494772B1 (en) 2014-03-16 2016-11-15 Hyperion Development, LLC Optical assembly for a wide field of view point action camera with low field curvature
US10386604B1 (en) 2014-03-16 2019-08-20 Navitar Industries, Llc Compact wide field of view digital camera with stray light impact suppression
US9726859B1 (en) 2014-03-16 2017-08-08 Navitar Industries, Llc Optical assembly for a wide field of view camera with low TV distortion
US9316808B1 (en) 2014-03-16 2016-04-19 Hyperion Development, LLC Optical assembly for a wide field of view point action camera with a low sag aspheric lens element
US9316820B1 (en) 2014-03-16 2016-04-19 Hyperion Development, LLC Optical assembly for a wide field of view point action camera with low astigmatism
US10069271B2 (en) 2014-06-02 2018-09-04 Nlight, Inc. Scalable high power fiber laser
CN105720463B (zh) 2014-08-01 2021-05-14 恩耐公司 光纤和光纤传输的激光器中的背向反射保护与监控
US9837783B2 (en) 2015-01-26 2017-12-05 Nlight, Inc. High-power, single-mode fiber sources
US10050404B2 (en) 2015-03-26 2018-08-14 Nlight, Inc. Fiber source with cascaded gain stages and/or multimode delivery fiber with low splice loss
US9835835B1 (en) 2015-04-10 2017-12-05 Navitar Industries, Llc Projection zoom lens and camera
US10520671B2 (en) 2015-07-08 2019-12-31 Nlight, Inc. Fiber with depressed central index for increased beam parameter product
US10768433B2 (en) 2015-09-24 2020-09-08 Nlight, Inc. Beam parameter product (bpp) control by varying fiber-to-fiber angle
KR102440115B1 (ko) 2015-11-13 2022-09-05 삼성디스플레이 주식회사 엑시머 레이저 어닐링 방법
US10434600B2 (en) 2015-11-23 2019-10-08 Nlight, Inc. Fine-scale temporal control for laser material processing
US11179807B2 (en) 2015-11-23 2021-11-23 Nlight, Inc. Fine-scale temporal control for laser material processing
US10466494B2 (en) * 2015-12-18 2019-11-05 Nlight, Inc. Reverse interleaving for laser line generators
JP6644422B2 (ja) * 2016-03-09 2020-02-12 住友重機械工業株式会社 レーザ加工装置
US10663742B2 (en) * 2016-09-29 2020-05-26 Nlight, Inc. Method and system for cutting a material using a laser having adjustable beam characteristics
US10684487B2 (en) * 2016-09-29 2020-06-16 Nlight, Inc. Frequency-converted optical beams having adjustable beam characteristics
US10646963B2 (en) * 2016-09-29 2020-05-12 Nlight, Inc. Use of variable beam parameters to control a melt pool
US10673198B2 (en) 2016-09-29 2020-06-02 Nlight, Inc. Fiber-coupled laser with time varying beam characteristics
US10673199B2 (en) 2016-09-29 2020-06-02 Nlight, Inc. Fiber-based saturable absorber
US10670872B2 (en) * 2016-09-29 2020-06-02 Nlight, Inc. All-fiber optical beam switch
US10661342B2 (en) * 2016-09-29 2020-05-26 Nlight, Inc. Additive manufacturing systems and methods for the same
US10661391B2 (en) * 2016-09-29 2020-05-26 Nlight, Inc. Method of forming pores in three-dimensional objects
US10668537B2 (en) * 2016-09-29 2020-06-02 Nlight, Inc. Systems for and methods of temperature control in additive manufacturing
US10668535B2 (en) * 2016-09-29 2020-06-02 Nlight, Inc. Method of forming three-dimensional objects
US10649241B2 (en) * 2016-09-29 2020-05-12 Nlight, Inc. Multi-function semiconductor and electronics processing
US10739621B2 (en) * 2016-09-29 2020-08-11 Nlight, Inc. Methods of and systems for materials processing using optical beams
US10673197B2 (en) 2016-09-29 2020-06-02 Nlight, Inc. Fiber-based optical modulator
US10668567B2 (en) * 2016-09-29 2020-06-02 Nlight, Inc. Multi-operation laser tooling for deposition and material processing operations
US10423015B2 (en) * 2016-09-29 2019-09-24 Nlight, Inc. Adjustable beam characteristics
US10656440B2 (en) * 2016-09-29 2020-05-19 Nlight, Inc. Fiber optical beam delivery device producing output exhibiting intensity distribution profile having non-zero ellipticity
US10656427B2 (en) * 2016-09-29 2020-05-19 Nlight, Inc. Multicore fiber-coupled optical probing techniques
US10730785B2 (en) 2016-09-29 2020-08-04 Nlight, Inc. Optical fiber bending mechanisms
US10732439B2 (en) 2016-09-29 2020-08-04 Nlight, Inc. Fiber-coupled device for varying beam characteristics
CN106783536B (zh) * 2016-11-29 2021-11-30 京东方科技集团股份有限公司 激光退火设备、多晶硅薄膜和薄膜晶体管的制备方法
CN108759794B (zh) * 2018-05-14 2021-03-02 南京涵曦月自动化科技有限公司 多功能建筑标线灯
KR20200111868A (ko) 2019-03-19 2020-10-05 삼성디스플레이 주식회사 다결정 실리콘층을 포함하는 표시 장치, 다결정 실리콘층의 제조 방법, 및 표시 장치의 제조 방법
DE102019118676B4 (de) * 2019-07-10 2021-10-21 Innovavent Gmbh Optisches System zur Homogenisierung der Intensität von Lichtstrahlung und Anlage zur Bearbeitung einer Halbleitermaterialschicht
CN110444998B (zh) * 2019-08-02 2020-05-22 航天科工微电子系统研究院有限公司 一种非稳腔固体激光器对准装调的方法
KR20210057265A (ko) * 2019-11-11 2021-05-21 삼성전자주식회사 레이저 어닐링 장치 및 그를 이용한 반도체 소자의 제조 방법
CN112951745B (zh) * 2021-03-04 2023-02-17 重庆京东方显示技术有限公司 激光退火设备

Family Cites Families (104)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4223279A (en) * 1977-07-18 1980-09-16 Mathematical Sciences Northwest, Inc. Pulsed electric discharge laser utilizing water dielectric blumlein transmission line
US4410992A (en) * 1980-03-26 1983-10-18 Laser Science, Inc. Generation of pulsed laser radiation at a finely controlled frequency by transient regerative amplification
US4550408A (en) * 1981-02-27 1985-10-29 Heinrich Karning Method and apparatus for operating a gas laser
US4455658A (en) * 1982-04-20 1984-06-19 Sutter Jr Leroy V Coupling circuit for use with a transversely excited gas laser
DE3406677A1 (de) * 1984-02-24 1985-09-05 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim Einrichtung zur kompensation der auswanderung eines laserstrahls
US4606034A (en) * 1985-02-19 1986-08-12 Board Of Trustees, University Of Illinois Enhanced laser power output
US4891820A (en) * 1985-12-19 1990-01-02 Rofin-Sinar, Inc. Fast axial flow laser circulating system
US5189678A (en) * 1986-09-29 1993-02-23 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Coupling apparatus for a metal vapor laser
US5315611A (en) * 1986-09-25 1994-05-24 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy High average power magnetic modulator for metal vapor lasers
JPS6384789A (ja) * 1986-09-26 1988-04-15 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 光加工方法
US4959840A (en) * 1988-01-15 1990-09-25 Cymer Laser Technologies Compact excimer laser including an electrode mounted in insulating relationship to wall of the laser
US5023884A (en) * 1988-01-15 1991-06-11 Cymer Laser Technologies Compact excimer laser
US5025446A (en) * 1988-04-01 1991-06-18 Laserscope Intra-cavity beam relay for optical harmonic generation
US5005180A (en) * 1989-09-01 1991-04-02 Schneider (Usa) Inc. Laser catheter system
US5025445A (en) * 1989-11-22 1991-06-18 Cymer Laser Technologies System for, and method of, regulating the wavelength of a light beam
US5471965A (en) * 1990-12-24 1995-12-05 Kapich; Davorin D. Very high speed radial inflow hydraulic turbine
KR100269350B1 (ko) * 1991-11-26 2000-10-16 구본준 박막트랜지스터의제조방법
JPH06124913A (ja) * 1992-06-26 1994-05-06 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザー処理方法
US5416391A (en) * 1992-07-31 1995-05-16 Correa; Paulo N. Electromechanical transduction of plasma pulses
US5643801A (en) * 1992-11-06 1997-07-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser processing method and alignment
US5359620A (en) * 1992-11-12 1994-10-25 Cymer Laser Technologies Apparatus for, and method of, maintaining a clean window in a laser
JP2706716B2 (ja) * 1993-04-16 1998-01-28 株式会社 半導体エネルギー研究所 被膜加工装置および被膜加工方法
US5313481A (en) * 1993-09-29 1994-05-17 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Copper laser modulator driving assembly including a magnetic compression laser
US5778016A (en) * 1994-04-01 1998-07-07 Imra America, Inc. Scanning temporal ultrafast delay methods and apparatuses therefor
US5448580A (en) * 1994-07-05 1995-09-05 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Air and water cooled modulator
US6300176B1 (en) * 1994-07-22 2001-10-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser processing method
JP3535241B2 (ja) * 1994-11-18 2004-06-07 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体デバイス及びその作製方法
US5618461A (en) * 1994-11-30 1997-04-08 Micron Technology, Inc. Reflectance method for accurate process calibration in semiconductor wafer heat treatment
DE69622455T2 (de) * 1995-04-07 2002-11-07 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Monitor und Verfahren zur Bestimmung der Lage eines Röntgenstrahls
US5863017A (en) * 1996-01-05 1999-01-26 Cymer, Inc. Stabilized laser platform and module interface
JP3917231B2 (ja) * 1996-02-06 2007-05-23 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザー照射装置およびレーザー照射方法
JP3301054B2 (ja) * 1996-02-13 2002-07-15 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザー照射装置及びレーザー照射方法
JPH09321311A (ja) * 1996-05-24 1997-12-12 Sony Corp 薄膜半導体装置の製造方法
WO1997045827A1 (en) * 1996-05-28 1997-12-04 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Crystallization processing of semiconductor film regions on a substrate, and devices made therewith
US6555449B1 (en) * 1996-05-28 2003-04-29 Trustees Of Columbia University In The City Of New York Methods for producing uniform large-grained and grain boundary location manipulated polycrystalline thin film semiconductors using sequential lateral solidfication
US5736709A (en) * 1996-08-12 1998-04-07 Armco Inc. Descaling metal with a laser having a very short pulse width and high average power
US5771258A (en) * 1997-02-11 1998-06-23 Cymer, Inc. Aerodynamic chamber design for high pulse repetition rate excimer lasers
US6128323A (en) * 1997-04-23 2000-10-03 Cymer, Inc. Reliable modular production quality narrow-band high REP rate excimer laser
US5991324A (en) * 1998-03-11 1999-11-23 Cymer, Inc. Reliable. modular, production quality narrow-band KRF excimer laser
US5982800A (en) * 1997-04-23 1999-11-09 Cymer, Inc. Narrow band excimer laser
US6192064B1 (en) * 1997-07-01 2001-02-20 Cymer, Inc. Narrow band laser with fine wavelength control
US6094448A (en) * 1997-07-01 2000-07-25 Cymer, Inc. Grating assembly with bi-directional bandwidth control
US6330261B1 (en) * 1997-07-18 2001-12-11 Cymer, Inc. Reliable, modular, production quality narrow-band high rep rate ArF excimer laser
US6018537A (en) * 1997-07-18 2000-01-25 Cymer, Inc. Reliable, modular, production quality narrow-band high rep rate F2 laser
US6014398A (en) * 1997-10-10 2000-01-11 Cymer, Inc. Narrow band excimer laser with gas additive
US5852621A (en) * 1997-07-21 1998-12-22 Cymer, Inc. Pulse laser with pulse energy trimmer
US6853653B2 (en) * 1997-07-22 2005-02-08 Cymer, Inc. Laser spectral engineering for lithographic process
US6671294B2 (en) * 1997-07-22 2003-12-30 Cymer, Inc. Laser spectral engineering for lithographic process
US6721340B1 (en) * 1997-07-22 2004-04-13 Cymer, Inc. Bandwidth control technique for a laser
US6317447B1 (en) * 2000-01-25 2001-11-13 Cymer, Inc. Electric discharge laser with acoustic chirp correction
US6757316B2 (en) * 1999-12-27 2004-06-29 Cymer, Inc. Four KHz gas discharge laser
US6067306A (en) * 1997-08-08 2000-05-23 Cymer, Inc. Laser-illuminated stepper or scanner with energy sensor feedback
US6188710B1 (en) * 1997-10-10 2001-02-13 Cymer, Inc. Narrow band gas discharge laser with gas additive
US5953360A (en) * 1997-10-24 1999-09-14 Synrad, Inc. All metal electrode sealed gas laser
US5978406A (en) * 1998-01-30 1999-11-02 Cymer, Inc. Fluorine control system for excimer lasers
US6240117B1 (en) * 1998-01-30 2001-05-29 Cymer, Inc. Fluorine control system with fluorine monitor
US6151349A (en) * 1998-03-04 2000-11-21 Cymer, Inc. Automatic fluorine control system
US6016325A (en) * 1998-04-27 2000-01-18 Cymer, Inc. Magnetic modulator voltage and temperature timing compensation circuit
KR100292048B1 (ko) * 1998-06-09 2001-07-12 구본준, 론 위라하디락사 박막트랜지스터액정표시장치의제조방법
US6477193B2 (en) * 1998-07-18 2002-11-05 Cymer, Inc. Extreme repetition rate gas discharge laser with improved blower motor
US6618421B2 (en) * 1998-07-18 2003-09-09 Cymer, Inc. High repetition rate gas discharge laser with precise pulse timing control
US6208675B1 (en) * 1998-08-27 2001-03-27 Cymer, Inc. Blower assembly for a pulsed laser system incorporating ceramic bearings
US6067311A (en) * 1998-09-04 2000-05-23 Cymer, Inc. Excimer laser with pulse multiplier
US6567450B2 (en) * 1999-12-10 2003-05-20 Cymer, Inc. Very narrow band, two chamber, high rep rate gas discharge laser system
US6208674B1 (en) * 1998-09-18 2001-03-27 Cymer, Inc. Laser chamber with fully integrated electrode feedthrough main insulator
US6392810B1 (en) * 1998-10-05 2002-05-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation apparatus, laser irradiation method, beam homogenizer, semiconductor device, and method of manufacturing the semiconductor device
US6212211B1 (en) * 1998-10-09 2001-04-03 Cymer, Inc. Shock wave dissipating laser chamber
EP1147219A1 (en) 1999-02-05 2001-10-24 Amersham Pharmacia Biotech UK Limited Analysis method
US6219368B1 (en) * 1999-02-12 2001-04-17 Lambda Physik Gmbh Beam delivery system for molecular fluorine (F2) laser
KR100415004B1 (ko) * 1999-03-05 2004-01-13 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 박막 반도체 장치의 제조 방법
US6393042B1 (en) * 1999-03-08 2002-05-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Beam homogenizer and laser irradiation apparatus
JP4588153B2 (ja) * 1999-03-08 2010-11-24 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザー照射装置
US6782031B1 (en) * 1999-03-19 2004-08-24 Cymer, Inc. Long-pulse pulse power system for gas discharge laser
US6104735A (en) * 1999-04-13 2000-08-15 Cymer, Inc. Gas discharge laser with magnetic bearings and magnetic reluctance centering for fan drive assembly
US6164116A (en) * 1999-05-06 2000-12-26 Cymer, Inc. Gas module valve automated test fixture
US6795474B2 (en) * 2000-11-17 2004-09-21 Cymer, Inc. Gas discharge laser with improved beam path
US6535531B1 (en) * 2001-11-29 2003-03-18 Cymer, Inc. Gas discharge laser with pulse multiplier
US6625191B2 (en) * 1999-12-10 2003-09-23 Cymer, Inc. Very narrow band, two chamber, high rep rate gas discharge laser system
US6865210B2 (en) 2001-05-03 2005-03-08 Cymer, Inc. Timing control for two-chamber gas discharge laser system
US6381257B1 (en) * 1999-09-27 2002-04-30 Cymer, Inc. Very narrow band injection seeded F2 lithography laser
US6882674B2 (en) * 1999-12-27 2005-04-19 Cymer, Inc. Four KHz gas discharge laser system
US6414979B2 (en) * 2000-06-09 2002-07-02 Cymer, Inc. Gas discharge laser with blade-dielectric electrode
US6549551B2 (en) * 1999-09-27 2003-04-15 Cymer, Inc. Injection seeded laser with precise timing control
KR100327087B1 (ko) * 1999-06-28 2002-03-13 구본준, 론 위라하디락사 레이저 어닐링 방법
JP2001023918A (ja) * 1999-07-08 2001-01-26 Nec Corp 半導体薄膜形成装置
US6573531B1 (en) * 1999-09-03 2003-06-03 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods using sequential lateral solidification for producing single or polycrystalline silicon thin films at low temperatures
JP2001091970A (ja) 1999-09-22 2001-04-06 Sony Corp 液晶ディスプレイパネルの製造方法
US6359922B1 (en) * 1999-10-20 2002-03-19 Cymer, Inc. Single chamber gas discharge laser with line narrowed seed beam
US6532247B2 (en) * 2000-02-09 2003-03-11 Cymer, Inc. Laser wavelength control unit with piezoelectric driver
US6408260B1 (en) * 2000-02-16 2002-06-18 Cymer, Inc. Laser lithography quality alarm system
US6368945B1 (en) * 2000-03-16 2002-04-09 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Method and system for providing a continuous motion sequential lateral solidification
US6466365B1 (en) * 2000-04-07 2002-10-15 Corning Incorporated Film coated optical lithography elements and method of making
US6509547B1 (en) * 2000-04-07 2003-01-21 Resonetics, Inc. Method for laser stripping of optical fiber and flat cable
JP2001308313A (ja) * 2000-04-21 2001-11-02 Nec Corp 電荷転送装置及びそれを用いた固体撮像装置
US6693939B2 (en) 2001-01-29 2004-02-17 Cymer, Inc. Laser lithography light source with beam delivery
US6451631B1 (en) * 2000-08-10 2002-09-17 Hitachi America, Ltd. Thin film crystal growth by laser annealing
US6839372B2 (en) * 2000-11-17 2005-01-04 Cymer, Inc. Gas discharge ultraviolet laser with enclosed beam path with added oxidizer
US6750972B2 (en) * 2000-11-17 2004-06-15 Cymer, Inc. Gas discharge ultraviolet wavemeter with enhanced illumination
US6582827B1 (en) * 2000-11-27 2003-06-24 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Specialized substrates for use in sequential lateral solidification processing
US6538737B2 (en) * 2001-01-29 2003-03-25 Cymer, Inc. High resolution etalon-grating spectrometer
US7009140B2 (en) * 2001-04-18 2006-03-07 Cymer, Inc. Laser thin film poly-silicon annealing optical system
TW558861B (en) * 2001-06-15 2003-10-21 Semiconductor Energy Lab Laser irradiation stage, laser irradiation optical system, laser irradiation apparatus, laser irradiation method, and method of manufacturing semiconductor device
US7107033B2 (en) * 2002-04-17 2006-09-12 Paratek Microwave, Inc. Smart radio incorporating Parascan® varactors embodied within an intelligent adaptive RF front end
JP2004119919A (ja) * 2002-09-30 2004-04-15 Hitachi Ltd 半導体薄膜および半導体薄膜の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20050035103A1 (en) 2005-02-17
US7009140B2 (en) 2006-03-07
EP2375513A2 (en) 2011-10-12
EP2375513A3 (en) 2017-07-19
WO2005053893A3 (en) 2005-07-07
EP1689552A2 (en) 2006-08-16
JP2007512709A (ja) 2007-05-17
WO2005053893A2 (en) 2005-06-16
US8362391B2 (en) 2013-01-29
US20050269300A1 (en) 2005-12-08
US7884303B2 (en) 2011-02-08
US20110163077A1 (en) 2011-07-07
KR101167324B1 (ko) 2012-07-19
EP1689552A4 (en) 2008-12-03
JP5183927B2 (ja) 2013-04-17
EP1689552B1 (en) 2016-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101167324B1 (ko) 레이저 박막 폴리실리콘 어닐링 광학 시스템
KR101115077B1 (ko) 레이저 박막 폴리실리콘 어닐링 시스템
JP4021135B2 (ja) レーザ照射装置及び半導体装置の作製方法
JP4748836B2 (ja) レーザ照射装置
KR100711155B1 (ko) 평면 표시 장치의 제조 장치
US7317179B2 (en) Systems and methods to shape laser light as a homogeneous line beam for interaction with a film deposited on a substrate
CN100571959C (zh) 激光薄膜多晶硅退火光学系统
JP4190901B2 (ja) レーザ照射装置および半導体装置の作製方法
JP4223470B2 (ja) ピッチｘの決定方法、半導体装置の作製方法
JP4159433B2 (ja) レーザアニーリング装置
Okamoto et al. Development of line-shaped optical system for YAG2omega laser annealing used in the manufacture of low-temperature poly-Si TFT
JP2007036080A (ja) レーザアニール装置

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150703

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160705

Year of fee payment: 5