KR20140077871A - 반도체 기판에 직선형 프로젝션을 형성하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

반도체 기판에 직선형 프로젝션을 형성하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 반도체 기판 조사 장치는 레볼루션의 반사면을 가진 곡선형 미러와, 입사방향을 따라서 곡선형 미러에 입사되는 조사 빔을 생성하는 포인트 소스를 포함하는 것에 있어서, 곡선형 미러와 포인트 소스는 레볼루션의 축을 가진 시스템을 형성하고, 포인트 소스는 레볼루션 축에 또는 레볼루션의 부근에 배치되고, 레볼루션의 축은 반도체 기판에 생성되는 직선형 프로젝션과 실질적으로 일치하는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명은 선택적 에미터 그리드를 제조하거나, 주사 운동으로 넓은 면적의 반도체 표면을 조사하기 위한 이러한 장치의 용도에 관한 것이다.

Description

반도체 기판에 직선형 프로젝션을 형성하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR FORMING A STRAIGHT LINE PROJECTION ON A SEMICONDUCTOR SUBSTRATE}
본 발명은 레볼루션의 반사면이 형성된 곡선형 미러를 포함하는 반도체 기판 조사 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 선택적 에미터 그리드를 제조하거나 주사 운동(scanning movement)으로 넓은 영역의 반도체 표면에 조사를 하기 위해 이러한 장치를 이용하는 용도에 관한 것이다.
반도체 재료 표면에 대한 레이저 조사는 재결정화를 획득하기 위한 비정질 실리콘의 열간 어닐링 공정, 도펀트 활성화(dopant activation)와 같은 응용분야에서 잘 알려져 있다. 이러한 기법은 매우 빠른 열처리가 가능하고 가열된 영역의 낮은 깊이를 얻을 수 있어 종래 가열 공정에 비하여 큰 장점을 가진다.
조사 빔 스폿의 형상 및/또는 치수는 피조사 영역의 형상 및/또는 치수에 일반적으로 정합하지 않기 때문에 당분야 기술은 특정 치수 및 형상 또는 이러한 분리 영역의 패턴을 가진 반도체 재료층의 영역을 조사할 수 있도록 레이저를 형성하는 다수의 수단을 제공하고 있다.
다수의 관심 응용분야를 가진 이러한 특정 형상은 직선형 형상이다. 직선형 프로젝션으로 형상화된 조사 빔은 명백히 반도체 표면의 직선형 영역을 조사하기 위한 것뿐만 아니라 선 형상을 주사운동과 조합하여 반도체 기판의 넓은 영역을 조사하기 위한 것이다. 이와 같이 넓은 영역의 조사를 위해 직선형상과 주사운동을 조합하는 것은 단계별 조사기법에 비하여 조사 속도가 증가하고 제조비용이 감소하기 때문에 장점을 가진다. 또한, 연속적인 층을 이용할 때, 중첩 효과를 감소시키고, 처리 균일성을 증가시킨다.
조사 소스로부터 직선형 프로젝션을 생성하는 종래 광학 시스템은 공지되어 있지만 많은 결점을 가지고 있다. 예를 들면, 원통형 렌즈를 가진 광학 시스템은 직선형 프로젝션의 작은 폭이 많은 응용분야와 레이저의 발산에 사용된다면 반도체 기판에 매우 근접하게 렌즈를 강제로 위치결정해야 하기 때문에, 반도체 재료의 스퍼터링(sputtering)에 의해 렌즈가 손상될 위험을 야기하는 단점이 있다.
직선형 프로젝션을 생성하는 다른 종래 광학 시스템에는 회절요소가 사용된다. 이러한 회절요소는 레이저 폭이 상대적으로 클 경우, 목표 선폭을 획득하는 것이 쉽지 않다. 또한, 높은 에너지 레이저 조사 하에서 이러한 회절요소의 수명이 감소될 수 있다.
당분야 장치의 다른 예는 JP6145000호에 개시되어 있으며, 여기서는 선형 조사 소스가 반도체 표면 상에서 곡선형 미러를 통해 반사되어 조사되는 반도체 층의 횡방향과 평행한 직선형 프로젝션을 형성하고 반도체 층을 재결정화하기 위해 표면 위에 걸쳐 주사된다.
그러나, 이러한 기법의 자명한 단점은 조사 소스 자체가 선형이고, 이러한 시스템은 따라서 예를 들면 레이저 소스와 같은 포인트 소스와 호환될 수 없다는 점에 있는 반면. 한편으로 상기 기재된 바와 같이 공지된 바에 따라서 레이저 소스는 어닐링, 재결정화, 도펀트 활성화 등에는 높은 효율을 가진다.
다른 단점은 반도체 기판 상에서 다수의 분리된 평행선 형상 영역을 조사하기 위해서 광학 시스템은 단계별 운동을 해야 하며 그 결과 제조상의 비효율성과 높은 제조비용을 초래한다는 점이다.
상기 결점을 고려하여, 본 발명의 목적은 포인트 소스에 의해 반도체 기판의 직선 형상 영역을 조사하기에 적합한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 반도체 재료의 스퍼터링에 의해 광학 요소가 손상을 받을 위험을 최소화하고 수용가능한 수명을 구비한 광학 시스템을 갖춘 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다중의 분리된 평행 직선 프로젝셕을 동시에 생성할 능력을 갖춘 장치를 제공하는 것이다
본 발명의 또 다른 목적은 예를 들면, 광기전(광발전)(photovoltaics) 분야에서 높은 제조 속도 및 효율적인 비용으로 넓은 영역의 반도체 기판에 조사할 수 있는 능력을 갖춘 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 원하는대로 선길이와 선폭을 조율할 능력을 갖춘 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적은 다음의 장치를 제공하여 충족할 수 있다. 즉 본 발명의 장치는 곡선형 미러와 포인트 소스를 포함하고, 상기 곡선형 미러와 포인트 소스는 레볼루션 축을 가진 시스템을 형성하고, 상기 포인트 소스는 상기 레볼루션 축에 또는 상기 레볼루션의 인근에 배치되고, 상기 레볼루션 축은 반도체 기판에 생성되는 직선형 프로제션(L)과 실질적으로 일치한다.
본 발명은 반도체 기판 조사 장치에 관한 것으로서:
a) 레볼루션(revolution)의 반사면을 가진 곡선형 미러와;
b) 입사방향을 따라서 상기 곡선형 미러에 입사되는 조사 빔을 생성하는 포인트 소스;를 포함하고,
상기 곡선형 미러와 포인트 소스는 레볼루션 축을 가진 시스템을 형성하고, 상기 포인트 소스는 상기 레볼루션 축에 또는 상기 레볼루션의 인근에 배치되고, 상기 레볼루션 축은 반도체 기판에 생성되는 직선형 프로제션과 실질적으로 일치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 선택적 그리드를 제조하거나, 주사운동으로 넓은 영역의 반도체 표면에 조사하기 위해 상기 장치를 이용하는 용도에 관한 것이다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따라서 장치를 예시한 도면이다.
도 1에 예시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 기판 조사 장치는:
a) 레볼루션(revolution)의 반사면을 가진 곡선형 미러(M)와;
b) 입사방향을 따라서 상기 곡선형 미러에 입사되는 조사 빔을 생성하는 포인트 소스(S);를 포함하고,
상기 곡선형 미러와 포인트 소스는 레볼루션 축을 가진 시스템을 형성하고, 상기 포인트 소스는 상기 레볼루션 축(R)에 또는 상기 레볼루션의 인근에 배치되고, 상기 레볼루션 축은 반도체 기판에 생성되는 직선형 프로제션(L)과 실질적으로 일치하는 것을 특징으로 한다.
포인트 소스와 곡선형 미러가 레볼루션 축을 가진 시스템을 형성하고 포인트 소스가 레볼루션 축 상에 또는 부근에 배치되도록 포인트 소스와 곡선형 미러를 위치결정하고, 그리고, 생성되는 직선형 프로젝션과 레볼루션 축이 실질적으로 일치하도록 상기 시스템을 위치결정하여, 반도체 기판의 직선 형성 영역이 포인트 소스에 의해 조사되고, 그 결과 어닐링, 재결정화, 및 도펀트 활성화 단계를 효율적으로 개선할 수 있다.
이러한 장치의 또 다른 장점은 곡선형 미러가 반도체 기판에 매우 근접하여 위치결정되지 않는다는 사실로 인해, 광학 시스템이 반도체 재료 스퍼터링에 의해 광학 요소가 손상을 받을 위험에 노출되는 것을 최소화하고, 그 결과 향상된 수명을 획득할 수 있다는 점이다.
본 발명의 맥락에 따라서, 포인트 소스는 반도체 기판을 조사하기에 적절한 임의 포인트 소스가 될 수 있으며, 그 예로는 발광다이오드(LED), 레이저 다이오드, 또는 그 파장, 에너지 및 펄스 폭이 프로세스에 적합한 임의 레이저를 들 수 있으며, 그리고 상기 임의 레이저로는 이를테면 솔리드 스테이트 레이저, 또는 엑시머 레이저, 보다 바람직하게는 크세논 클로라이드 엑시머 레이저 등을 들 수 있다.
포인트 소스의 파장은 그 파장에서의 실리콘의 높은 에너지 흡수율로 인해 190nm 내지 600nm, 190nm 내지 550nm, 190nm 내지 480nm의 범위이며, 바람직하게는 308nm이다.
조사 에너지는 1 주울 내지 25 주울 범위에 있다. 이들 에너지를 획득하기 위해, 레이저 방출량은 전형적으로 10cm(내부전극공간) × 7 내지 10cm(방출폭) ×100 내지 200cm(방출길이)로 최적화된다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 조사 소스는 0.1 내지 10 J/cm2, 바람직하게는 1 내지 10J/cm2 , 가장 바람직하게는 1 내지 5J/cm2 의 에너지 밀도로 조사 빔을 생성하도록 구성할 수 있다.
조사 빔은 연속적이거나, 펄스형이며, 바람직하게는 100ns 내지 1000ns , 또는 100ns 내지 300ns, 또는 바람직하게는 100 내지 200 나노초 범위의 펄스폭을 가진다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 포인트 소스는 엑시머 레이저로서 308nm의 파장, 100 내지 200 나노초의 펄스폭, 1 내지 5J/cm2의 프로젝트 조사 빔 에너지 밀도를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 직선형 프로젝션을 생성하는 적절한 포인트 소스와, 주사 운동으로 반도체 기판을 조사하는 수단을 가지며, 예를 들면 광기전(광발전0 분야에서 높은 생산속도 및 비용 효율적 방법으로 넓은 영역의 반도체 기판에 조사하는 능력을 가질 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 생성되는 직선형 프로젝션은 특정길이를 가질 수 있고, 레볼루션의 반사면 중점에 대한 법선은 곡선형 미러에서 조사 빔의 입사방향에 대해 일정 각도를 형성할 수 있으며, 이 각도는 조사빔이 반도체 기판에 투사되어 상기 특정길이를 가진 직선형 프로젝션을 형성하도록 선택될 수도 있다.
레볼루션의 반사면의 중점과 곡선형 미러 상의 조사 빔의 입사방향 간의 각도를 변경하여 직선형 프로젝션의 길이를 원하는 대로 조율할 수도 있다.
다른 변형으로서, 또는 이러한 각도 변경 방식과 조합하여, 또한 레볼루션의 반사면의 치수를 직선형 프로젝션의 길이에 적합화할 수 있다.
본 발명에 따라서, 곡선형 미러는 볼록형일 수도 있지만, 오목형이 바람직하다. 당분야의 숙련된 기술자는 오목형 미러를 이용하면, 포인트 소스로부터의 조사 빔이 실질적으로 반도체 기판에 완전하게 투사되고, 반면 적절한 볼록형 미러를 사용하면, 조사 빔의 단지 작은 부분만이 반도체 기판 상에 투사되고, 나머지 다른 부분은 주변으로 산개된다는 것을 이해할 수 있다.
오목형 미러는 예를 들면 원통형, 원추형 또는 구형이 될 수 있다.
원통형 또는 원추형 미러는 레볼루션 축만을 가지기 때문에, 포인트 소스는 레볼루션 축 상에 배치해야 되고, 그에 따라서 미러와 함께 레볼루션 축을 동등하게 갖춘 시스템을 형성하게 된다. 이러한 레볼루션 축은 반도체 기판 상에서 목표 직선형 프로젝션과 일치해야 한다. 구형 미러는 허상 구의 중점과 교차하는 무한 개수의 레볼루션 축을 가지기 때문에, 포인트 소스는 필연적으로 이들 레볼루션 축들 중 하나에 배치된다. 그 결과, 포인트 소스의 위치는 시스템의 레볼루션 축을 규정한다. 이 레볼루션 축은 반도체 기판 상에서 목표 직선형 프로젝션과 일치해야 한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따라서, 장치는 부가적으로 레볼루션 축 상에 또는 부근에 포인트 소스를 투사하는 폴딩 미러(F)를 포함할 수도 있다. 이러한 폴딩 미러는 레볼루션 축 상에 또는 부근에 포인트 소스(S')를 배치하는 것을 가능하게 하는 한편, 포인트 소스(S) 자체는 다소 다른 위치에 위치결정되며, 그 결과 포인트 소스가 반도체 기판과 동일한 평면에 위치결정되는 것을 피할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 장치는 복수의 포인트 소스를 포함할 수도 있으며, 각 포인트 소스는 레볼루션 축 상에 또는 부근에 평행 직선을 따라서 배치되고, 각각은 반도체 기판에 투사되는 조사 빔을 생성하고, 각 조사 빔은 직선형 프로젝션의 형성에 일조한다. 레볼루션 축 상에 또는 부근에 평행 직선을 따르는 다중 포인트 소스를 이용하여, 직선형 프로젝션의 균일성을 강화할 수도 있다. 또한, 직선형 프로젝션의 길이는 증가될 수도 있다. 또한, 반도체 기판 상에서 조사 빔의 강도가 증가될 수도 있다.
도 3(횡단면도) 및 도 4(평면도)에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 변형예에서, 장치는 복수의 포인트 소스(S1,S2,S3,S4)를 포함할 수 있으며, 각 포인트 소스는 레볼루션 축과 교차하는 라인을 따라서 배치되고, 각각은 반도체 기판 상에 투사되는 조사 빔을 생성하고, 각 조사 빔은 다수의 평행 라인 프로젝션(L1, L2, L3, L4)의 형성에 일조한다. 이 경우 각 포인트 소스는 레볼루션 축(R) 상에 또는 레볼루션 축에 평행하게 투사되는 조사 빔을 생성한다. 레볼루션 축 교차하는 이러한 선은 직선 또는 곡선이 될 수 있다.
레볼루션 축 상에 또는 부근에서 평행 라인을 따라서 배치되는 복수의 포인트 소스의 조합체 또는 레볼루션 축과 교차하는 직선 또는 곡선을 따라 배치되는 복수의 포인트 소스 또한 가능하다. 이 경우, 다수의 평행 직선이 여러 포인트 소스의 일조를 통해 형성되는 각 선에 투사될 수 있다.
이러한 복수의 포인트 소스는 하나의 포인트 소스로부터 복수의 포인트 소스를 생성하는 수단에 의해 생성될 수도 있다. 명백히, 한 개의 충분히 강한 포인트 소스에 의해 복수의 직선 형성 영역을 동시에 조사할 경우 프로세스의 균일성, 제조 속도 및 제조 비용 면에서 장점을 가진다.
도 5에 예시한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 한 개의 포인트 소스로부터 복수의 포인트 소스를 생성하는 이와 같은 수단은 포인트 소스(S)와 곡선형 미러(M) 사이에 위치결정되는 마이크로 렌즈(ML1, ML2)의 하나 이상의 어레이를 포함할 수 있다. 마이크로 렌즈의 어레이(들)는 포인트 소스를 복수의 포인트 소스(S')를 분할하며, 각 포인트 소스는 조사 빔을 생성하게 된다.
다른 변형예로서, 또는 마이크로 레즈의 어레이와 조합예로서, 한 개의 포인트 소스로부터 복수의 포인트 소스를 생성하는 이러한 수단은 복수의 광섬유(O)를 포함할 수도 있으며, 각 광섬유는 단일 조사 빔을 받고 레볼루션 축 상에 또는 부근에 배치되는 포인트 소스를 형성한다. 복수의 광섬유가 마이크로 렌즈의 어레이와 조합하여 사용되는 경우에, 각 광섬유는 단일 마이크로 렌즈로부터 단일 조사 빔을 받는다. 또한, 각 섬유 또는 섬유 그룹의 출구에는 곡선형 미러 상에 포인트 소스(S') 각각을 투사하는 이미지 시스템(P1, P2, P3)이 사용될 수도 있다.
복수의 포인트 소스를 포함하는 본 발명에 따른 장치는 동시에 반도체 기판 상에 20개, 40개, 60개, 심지어 75개까지 이르는 평행 직선 프로젝션을 생성할 수도 있다. 이러한 장치는 광기전(광발전) 분야에서 선택적 에미터 그리드를 제조하는데 매우 유용하다.
또한, 본 발명에 따른 장치는 적선형 프로젝션의 폭을 감소시키는 수단을 포함하여 원하는 대로 직선형 프로젝션 폭을 조율할 수 있다.
반도체 기판은 반도체 또는 광기전(광발전) 응용에 적합한 임의 재료로 구성되며, 그 재료로는 제한을 두는 것은 아니지만 예를 들면 결정(수정) 실리콘, 비 도핑형 실리콘, 또는 도핑형 실리콘, 다결정 실리콘, 임플란트형 실리콘, 실리콘 카바이드, 비정질 실리콘, 실리콘 게르마늄, III-V 화합물 반도체(예를 들면 비화 갈륨, 비화 갈륨 알루미늄, 질화 갈륨), II-VI 화합물 반도체(예를 들면 카드뮴 텔루라이드, 구리 인듐 디셀레니드(CuInSe2) 또는 구리 인듐 갈륨 디셀레니드(Cu(In,Ga)Se2) 등), 다중접합 반도체 스택 등이 있다.
도 5에 예시한 실시예:
-레이저 빔(전형적으로 10×6cm)은 2개의 마이크로 렌즈 어레이(ML1, ML2)에 의해 p×q(예를 들면 9×13) 서브 빔으로 분할되며, 여기서 2개의 마이크로 렌즈 어레이(ML1, ML2)의 경우 ML2에서 각 마이크로 렌즈는 도 5에 도시한 바와 같이 광섬유의 진입부면 상에서 ML1에서의 대응 마이크로 렌즈의 이미지를 형성한다. ML1의 촛점에서 광섬유의 진입부를 배치하여 광섬유에 광을 직접 투사하는 것에 비하여 이러한 이미지 형성 방법의 장점은 피크 에너지 밀도를 최소화하고, 그에 따라서 광섬유의 이미지 손상 위험을 감소시키는 것에 있다.
-광섬유의 출력이 배열되어 상기 설명한 이차 소스를 형성한다. 형성되는 직선의 개수(N)는 9개와 같고, 광섬유의 개수는 p×q = 9×13 =117이며, 117개의 광섬유 출력은 13 중 9개 그룹에 배열되고, 13 중 각 그룹은 샘플 평면에 9개 직선들 중 하나를 형성하도록 위치결정된다.
-원통형 미러는 상기 117개 소스의 광출력을 투사하여 9개의 평행 직선을 형성하며, 각 직선은 13개 광출력을 형성한다.
-평면 미러가 도 2에 도시하고 상기 설명한 바와 같이 실용적인 목적으로 부가되어 샘플 평면에 섬유출력을 위치결정하는 것을 피할 수 있다.
-9개 그룹 내에서 섬유의 배열 및 정확한 개수는 9개 그룹 중에서 에너지를 평형화하도록 선정될 수 있으며, 그 결과 동일 에너지로 된 9개의 직선을 형성한다. 예를 들면, 마이크로 렌즈 어레이의 진입부에서의 레이저 빔이 동종이 아니면, 섬유는 이러한 비동종성을 보상하도록 배열된다.
-원통형 미러는 배율=1의 광학 시스템을 형성한다. 이 것은 형성된 선(line)의 폭이 광섬유의 심선 직경과 동일함을 의미한다.
그러나, 가용성으로 인해 그리고 섬유의 개수를 최소화하기 위해, 섬유 심선 직경은 0.5 내지 1mm 사이에서 선택되어야 한다. 200-300㎛의 선폭이 필요하기 때문에, 광학 이미지 시스템은 13개 섬유 출력들 중 각 그룹 당 사용되어야 상기 1mm 섬유 심선 치수로부터 상기 200㎛ 목표 선폭으로 선폭을 감소시킨다. 광학 시스템은 단일 렌즈일 수도 있고 또는 바람직하게는(렌즈에서의 에너지 밀도를 감소시키기 위해) 치밀하게 패킹화된 m 렌즈(예를 들면 타이트하게 패킹화될 수 있는 육방정형 렌즈)가 될 수 있다.

Claims (14)

  1. a. 레볼루션의 반사면을 가진 곡선형 미러와;
    b. 입사방향을 따라서 상기 곡선형 미러에 입사되는 조사 빔을 생성하는 포인트 소스;를 포함하는 반도체 기판 조사 장치에 있어서,
    상기 곡선형 미러와 포인트 소스는 레볼루션의 축을 가진 시스템을 형성하고, 상기 포인트 소스는 상기 레볼루션의 축에 또는 상기 레볼루션의 부근에 배치되고, 상기 레볼루션의 축은 반도체 기판에 생성되는 직선형 프로젝션과 실질적으로 일치하는 것을 특징으로 하는
    반도체 기판 조사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    생성되는 상기 직선형 프로젝션은 특정 길이를 가지며, 레볼루션의 반사면 중점에 대한 법선은 입사방향에 대해 일정 각도를 형성하고, 상기 각도는 조사빔이 반도체 기판에 투사되어 상기 특정길이를 가진 직선형 프로젝션을 형성하도록 선택되는 것을 특징으로 하는
    반도체 기판 조사 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 곡선형 미러는 오목형 미러인 것을 특징으로 하는
    반도체 기판 조사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 오목형 미러는 원통형, 원추형 또는 구형인 것을 특징으로 하는
    반도체 기판 조사 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레볼루션 축 상에 또는 근방에 포인트 소스를 투사하기 위한 폴딩 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는
    반도체 기판 조사 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 포인트 소스를 포함하며, 각 포인트 소스는 레볼루션 축 상에 또는 부근에 평행 직선을 따라서 배치되고, 각각은 반도체 기판에 투사되는 조사 빔을 생성하고, 각 조사 빔은 직선형 프로젝션의 형성에 일조하는 것을 특징으로 하는
    반도체 기판 조사 장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 포인트 소스를 포함하며, 각 포인트 소스는 레볼루션 축과 교차하는 선을 따라서 배치되고, 각각은 반도체 기판 상에 투사되는 조사 빔을 생성하고, 각 조사 빔은 다수의 평행 라인 프로젝션의 형성에 일조하는 것을 특징으로 하는
    반도체 기판 조사 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    한 개의 조사 소스로부터 복수의 포인트 소스를 생성하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는
    반도체 기판 조사 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 포인트 소스를 생성하는 수단은 상기 조사 소스와 상기 곡선형 미러 사이에 위치결정되는 마이크로 렌즈의 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는
    반도체 기판 조사 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 복수의 포인트 소스를 생성하는 수단은 복수의 광섬유를 더 포함하고, 각 섬유는 마이크로 렌즈로부터 단일 조사 빔을 받고, 상기 레볼루션 축 상에 또는 부근에 포인트 소스를 형성하는 것을 특징으로 하는
    반도체 기판 조사 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 직선형 프로젝션의 폭을 감소시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    반도체 기판 조사 장치.
  12. 반도체 기판 상에 20개까지의 평행 직선형 프로젝션을 동시에 생성하기 위한 상기 제1항 내지 제11항에 따른 반도체 기판 조사 장치의 용도.
  13. 선택적 에미터 그리드를 제조하기 위한 상기 제1항 내지 제11항에 따른 반도체 기판 조사 장치의 용도.
  14. 주사 운동(scanning movement)으로 넓은 영역의 반도체 표면에 조사하기 위한 제1항 내지 제11항에 따른 상기 반도체 기판 조사 장치의 용도.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02238618A (ja) * 1989-03-13 1990-09-20 Fujitsu Ltd レーザアニール装置
JPH05107492A (ja) * 1991-10-18 1993-04-30 Minolta Camera Co Ltd 光ビーム走査光学系
JPH06145000A (ja) * 1992-10-30 1994-05-24 Murata Mfg Co Ltd 結晶体のアニール方法
KR20050002699A (ko) * 2001-07-27 2005-01-10 캐논 가부시끼가이샤 조명계, 투영노광장치 및 디바이스의 제조방법
KR20070004703A (ko) * 2004-08-06 2007-01-09 가부시끼가이샤 니혼 세이꼬쇼 결정화막의 형성 방법 및 그 장치
JP2008147428A (ja) * 2006-12-11 2008-06-26 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ照射装置、及び、レーザ照射方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5083035A (en) * 1990-07-17 1992-01-21 Tencor Instruments Position location in surface scanning using interval timing between scan marks on test wafers
JPH07185022A (ja) * 1993-12-27 1995-07-25 Toshiba Corp 医療用レーザ装置
TW314666B (ko) * 1994-05-31 1997-09-01 Ibm
JPH09116160A (ja) * 1995-10-18 1997-05-02 Hitachi Ltd 薄膜半導体素子のレーザアニール法及びその装置
US6531681B1 (en) * 2000-03-27 2003-03-11 Ultratech Stepper, Inc. Apparatus having line source of radiant energy for exposing a substrate
US6502319B1 (en) * 2000-10-04 2003-01-07 Levelite Technology, Inc. Apparatus for producing a visible line of light on a surface
JP2002280324A (ja) * 2001-03-16 2002-09-27 Sony Corp レーザ装置
JP2006013227A (ja) * 2004-06-28 2006-01-12 Sony Corp 照射装置および照射方法
US7253376B2 (en) * 2005-01-21 2007-08-07 Ultratech, Inc. Methods and apparatus for truncating an image formed with coherent radiation
US8945802B2 (en) * 2009-03-03 2015-02-03 Nikon Corporation Flare-measuring mask, flare-measuring method, and exposure method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02238618A (ja) * 1989-03-13 1990-09-20 Fujitsu Ltd レーザアニール装置
JPH05107492A (ja) * 1991-10-18 1993-04-30 Minolta Camera Co Ltd 光ビーム走査光学系
JPH06145000A (ja) * 1992-10-30 1994-05-24 Murata Mfg Co Ltd 結晶体のアニール方法
KR20050002699A (ko) * 2001-07-27 2005-01-10 캐논 가부시끼가이샤 조명계, 투영노광장치 및 디바이스의 제조방법
KR20070004703A (ko) * 2004-08-06 2007-01-09 가부시끼가이샤 니혼 세이꼬쇼 결정화막의 형성 방법 및 그 장치
JP2008147428A (ja) * 2006-12-11 2008-06-26 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ照射装置、及び、レーザ照射方法

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