KR20140113494A - 펄스형 라인 빔들 - Google Patents

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KR20140113494A
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pulsed
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KR1020140030097A
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제임스 엠. 하덴
스코티 알. 칼센
로버트 제이 마틴센
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엔라이트 포토닉스 코포레이션
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Abstract

폴리실리콘을 형성하기 위해 비정질 실리콘을 어닐링(annealing)하는 것과 같은 처리 과정들은 레이저 다이오드들 또는 레이저 다이오드들의 배열에 의해 제공되는 펄스형 레이저 빔들로의 노광을 사용한다. 광학 빔을 기초로 한 각각의 레이저 다이오드들로부터의 복수의 빔들은 성형되어, 기판에게 전달된다. 레이저 다이오드들의 주기율들은 약 0.2보다 적게 선택되어, 연속파 작동에서 사용될 수 있는 것보다 클 수 있다. 강성 또는 연성 기판상에서 비정질 실리콘층은 적어도 50 cm2/Vs의 이동도를 갖는 폴리 실리콘층을 생성하도록 처리된다.

Description

펄스형 라인 빔들{PULSED LINE BEAMS}
본 발명은 레이저 다이오드 기반의 물질들 처리 시스템들에 관한 것이다.
다양한 종류들의 실리콘 기판들은 태양 전지들 및 표시 장치(display device)들을 포함하는 다양한 적용(application)들에 이용된다. 소위 비정질 실리콘(amorphous silicon)(a-Si)은 박막(thin film) 트랜지스터(transistor)들이 정의될 수 있는 활성층(active layer)을 제공하기 위한 고해상도 액정 표시 장치들(high resolution liquid crystal displays)에서 이용된다. 비정질 실리콘은 PECVD를 이용한 박막들에서 증착될 수 있다. 저온 폴리실리콘(low temperature polysilicon)은 하부 기판을 가열하는 것 없이 증착된 a-Si 층을 급속히 녹이는 고밀도 자외선 레이저 펄스들로 비정질 실리콘 (a-Si)층을 노광하여 제조될 수 있다. 그리고 나서, a-Si층은 처리 과정 동안 온도 구배들에 따라 변하는 크기들을 가지는 입자로 결정화한다. LTPS층의 일반적인 이동도(mobility)는 비정질 실리콘 (a-Si)와 관련된 이동인 0.5 cm2/V-sec보다 뛰어난 약 50-150 cm2/V-sec정도이다.
종래의 LTPS처리는 엑시머 레이저(excimer laser) 또는 소위 엑시머 층 어닐링(ELA: excimer layer annealing)를 이용한 표면처리를 기초로 이루어 진다. 엑시머 층 어닐링(ELA)에서, (일반적으로 308nm에서) 선 형태의 대략 균일한 레이저 빔은 가열되고, 용해되는 비정질 실리콘 (a-Si)층으로 약 25 ns의 지속 시간 동안 일련의 펄스들이 전달된다. 그리고, 용융층(molten layer)은 다결정 실리콘(p-Si: polycrystalline silicon)의 층을 형성하여 재결정화한다. 레이저 펄스 에너지 및 빔 균익화는 정확하게 제어되어야한다. 각 비정질 실리콘 (a-Si)층의 각 영역은 엑시커 레이저 펄스들로 노광되며, 가열, 용해 및 재결정 과정은 반복된다. 결과로 얻어진 LTPS층은 결정성 영역들의 직사각형 배열을 나타낸다. 일반적으로, 처리 공정은 대부분의 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor)의 백플레인(backplane)들에 대해서 약 300nm의 치수들을 가지는 결정성 영역들 또는 “입자들”을 생성하기 위한 것을 목표로 한다.
엑시머 레이저들은 생산 설비로써, 유지관리가 복잡하고, 비싸다. 심지어 유용한 엑시머 레이저들은 매우 제한적인 서비스 수명을 가지는 경향이 있으며, 엑시머 레이저 공진들(excimer laser cavities) 및 관련된 광학 부품들의 교체는 비용이 높을 수 있다. 만족스런 결과들을 얻을 수 있을지라도, ELA와 관련된 전체 처리 공정 비용들은 높다. 또한, 다른 레이저 기반의 공정들은 복잡하거나 비싼 장치를 요구하며, 다른 접근법들이 필요로 한다.
물질들 처리를 위해 펄스형 레이저 다이오드들을 사용하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
물질들 처리를 위해 펄스형 레이저 다이오드들을 사용하는 방법들 및 창치들은 공개된다. 하나의 예로, 방법들은 기판을 선택하고, 적어도 하나의 레이저 다이오드로부터 펄스형 광학 빔으로 노광 영역에서 기판을 노광함으로써, 기판을 처리(processing)하는 것을 포함한다. 특정한 예에서, 펄스형 광학 빔은 라인 빔을 형성하기 위해 성형되고, 상기 노광 영역은 라인 빔에 대응한다. 일부 예에 따르면, 펄스형 광학 빔의 광학 펄스들은 펄스 지속 시간
Figure pat00001
및 펄스 반복 주파수
Figure pat00002
를 가지며,
Figure pat00003
는 1, 0.5 또는 0.1보다 작다. 일반적인 예들에서, 펄스형 광학빔의 파장 범위는 700 nm 및 980 nm 사이이며, 피크 펄스 전원은 적어도
Figure pat00004
,
Figure pat00005
, 또는
Figure pat00006
와트(watt)이다. 일부 예들에서, 펄스형 광학 빔은 복수의 레이저 다이오드들에 의해 생성되고, 레이저 다이오드들과 관련된 파장들은 780nm 내지 980nm이다. 그리고, 일부 예들에서, 복수 개의 레이저 다이오드 중 적어도 두 개는 적어도 100nm정도 상이한 방출 파장들을 가진다. 일부 예들에서, 적어도 하나의 복수의 레이저 다이오드들은 연속적인 광학 빔을 방출하기 위해 구성된다. 또 다른 예에서, 펄스형 광학 빔은 라인 빔으로 기판에 전달된다. 일부 예들에 따르면, 적어도 하나의 펄스형 광학 빔 및 기판은 기판을 처리하기 위해 스캔된다. 일부 예들에서, 스캐닝은 기판 영역이 적어도 2, 5, 10, 20 또는 100개의 순차적인 광학 펄스들을 받도록 구성된다. 특정 예에서, 기판은 표면에 비정질 실리콘 층을 가지는 유리이며, 펄스형 광학 빔은 표면에 폴리실리콘 층을 형성하기 위해 적용된다. 일부 경우들에서, 비정질 실리콘 층은 폴리실리콘의 이동도가 적어도 1, 10, 50, 75, 100, 또는 150 cm2/Vs가 되도록 처리된다. 추가적인 대안들로, 펄스형 광학 빔은 펄스형 광학 빔을 균질화하도록 구성된 도광판(light guide)으로 전달되고, 기판은 균질화된 광학빔으로 노광된다.
장치는 각각의 펄스형 광학 빔들을 생성하기 위해 구성된 복수의 레이저 다이오드들을 포함하는 펄스형 빔 소스를 포함한다. 빔 성형 시스템은 복수의 펄스형 광학 빔들을 성형하고, 펄스형 광학 빔들로 기판을 노광하도록 구성된다. 이때, 펄스형 광학 빔들의 주기율은 약 0.5, 0.2, 0.1, 0.05, 또는 0.01보다 작다. 다른 예들에서, 빔 성형 광학 시스템은 균질화된 빔을 생성하도록 수성된 빔 균질기(beam homogenizer) 및 라인 빔으로써 기판에 균질화된 빔을 전달하도록 구성된 렌즈를 포함한다. 일부 예들에서, 복수의 광섬유들은 빔 균질기로 복수의 빔들의 각각을 전달하도록 위치된다.
상기 공개된 기술의 다른 목적들, 특징들 및 이점은 하기의 상세한 설명으로부터 더 명확해질 것이며, 관련 도면을 참조하여 나타낼 것이다.
레이저 다이오드 기반의 물질들 처리 시스템을 제공하여 물질들 처리를 위해 펄스형 레이저 다이오드들을 사용할 수 있다.
도 1은 레이저 다이오드 펄스형 빔 소스(beam source)를 포함하는 대표적인 처리 시스템을 도시한다.
도 2는 펄스형 광학 빔을 제공하도록 구성된 광섬유 결합형 레이저 다이오드들을 포함하는 대표적인 처리 시스템을 도시한다.
도 3은 광 파이프(light pipe)로 광섬유 결합형 또는 자유 공간 광학 빔들을 결합하기 위한 대표적인 장치를 도시한다.
명세서 및 청구항들에서 사용된 바와 같이, 문맥이 명백히 달라지지 않는 한, 단수 형태는 복수형태를 포함한다. 추가적으로, “포함한다(includes)”라는 용어는 “구성한다(comprises)”를 의미한다. 또한, “결합된(coupled)”이라는 용어는 결합된 항목들 사이에서 중간 요소들의 존재를 배제하지 않는다.
상술된 시스템들, 장치들 및 방법들은 어떤 방식으로 제한되어 구성되지 않는다. 대신에, 본 발명은 모든 신규사항, 명백하지 않은 특징들 및 다양하게 공개된 실시예들을 가지고 단독, 서로 다양한 조합 및 하위 조합으로 전달된다. 공개된 시스템들, 방법들 및 장치들은 구체적인 관점 또는 특징 또는 조합들로 제한되지 않지만, 공개된 시스템들, 방법들 및 장치들은 어떤 하나 이상의 구체적인 장점이 나타나도록 하며, 문제들이 해결되도록 한다. 동작을 설명하는데 임의의 이론은 용이하지만, 공개된 시스템들, 방법들 및 장치들의 동작은 상기 이론들로 한정되지 않는다.
일부 공개된 방법들의 동작들이 쉽게 설명되기 위해, 특정한 순서대로 설명되지만, 특정 순서가 아래에 명시된 구체적인 언어를 필요하지 않으면, 설명의 방법은 재배열되는 것을 포함하도록 이해되어야 한다. 예를 들면, 순차적으로 상술된 동작들은 일부 경우에 있어서는 재배열되거나 또는 동시에 수행될 수 있다. 그러나, 간단히 하기 위해서, 첨부된 도면은 공개된 시스템들, 방법들 및 장치들이 다른 시스템들, 방법들 및 장치들의 조합으로 사용될 수 있는 다양한 방법들을 보여주지 않는다. 추가적으로, 때때로 설명은 “생산하다(produce)” 및 “제공하다(provide)”과 같은 용어들을 사용하며, “제공하다”는 공개 방법들을 설명하는데 이용된다. 이러한 용어들은 수행되는 실제 작업들의 높은 수준의 추상화이다. 상기 용어들에 대응하는 실제 동작들은 특정 실행에 따라 다양할 것이며, 종래 기술 중 하나에 의해 쉽게 알 수 있다.
일부 예들에서, 값들, 정차들 또는 장치들은 “최저”, “최고”, “최소”등으로 지칭된다. 설명들은 많이 사용된 기능적 대안들 사이에서 선택이 이루어질 수 있으며, 상기 선택들은 더 좋고, 작거나, 다른 선택들에서 바람직할 필요는 없다고 나타나는 경향이 이해될 것이다.
공개된 방법들 및 장치들은 LTPS, 제거 또는 레이저 스파이크 어닐링(laser spike annealing), 플라스틱 용접, 납땜(soldering) 또는 다른 접합(bonding) 또는 어닐링 공정을 형성하기 위한 어닐링 실리콘과 같은 대표적인 적용들에 대하여 설명된다. 일부 예들에서, 광학 빔들은 자유 공간 광학(free space optics), 섬유광학(fiber optics) 또는 자유 공간 광학과 섬유광학의 조합을 이용하여 형성 된 라인 빔들이 기판들으로 전달된다. 일반적으로 공개된 방법들 및 장치들에서 이용되는 레이저 다이오드들은 600nm 내지 2100nm의 파장들로 광학 빔들을 형성한다. 단일 방출기(emitter)들은 적절한 광학 전력을 제공할 수 있는 경우 사용될 수 있지만, 대부분의 적용들에서, 레이저 다이오드들의 배열들 또는 스택(stack)들은 자유 공간 광학 장치와 결합되거나 광섬유들로 결합되는 빔들을 가지고 사용된다. 특정한 적용에서, 적합한 레이저 다이오드 파장은 기판상의 하나 이상의 기판 물질들 또는 층들의 관련 흡수 계수를 기초로 선택된다. 광학 전력은 포커스된 스팟 또는 라인 빔 또는 다른 형태로 적용될 수 있다. 많은 적용들에서 라인 빔들은 편리하다.
도 1을 참조하면, 레이저 다이오드 기반의 처리 시스템(100)은 선택된 펄스 반복율(pulse repetition rate)로, 적합한 펄스 에너지, 펄스 전력, 펄스 지속 시간을 가지는 광학 펄스들을 생성하기 위해 선택된 크기들 및 지속 시간들을 포함하는 펄스 전류들을 인가하는 드라이버(driver)(105)와 결합된 하나 이상의 레이저 다이오드들(102)를 포함한다. 광학 펄스들은 라인 빔 광학 시스템(104)을 이용하여 펄스형 라인 빔으로 형성되고, 목표물(106)에 전달된다. 원하는 경우, 빔 스크램블러(beam scrambler) 또는 균질기(103)는 펄스들을 받을 수 있으며, 라인 빔으로 보다 균일한 전력 분배를 제공할 수 있다. 스테이지(stage)(108)는 목표물(106)을 유지하고, 목표물(106)을 처리하기 위해 라인 빔에 대하여 목표물(106)을 스캔한다. 제어 시스템(110)은 제어 빔/목표물 위치, 광학 빔 부분들 및 빔 초점을 제어하기 위해 펄스형 레이저 다이오드(102)들 및 스테이지(108) 와 결합된다. 이용가능한 광학 전력을 위해, 목표물에 초점이 맞추어진 라인 빔 영역은 처리 과정의 특정 강도 또는 플루언스(fluence)를 생성하도록 선택된다. 목표물 스캔 속도는 라인 빔 영역, 일반적 라인 빔 폭, 펄스 반복율 및 목표물에서 획득된 펄스의 중첩되는 정도를 기초로 결정된다. 일부 공정들에서, 연속 펄스들과 관련된 라인빔들은 크고 작거나, 중첩되지 않는다. 상기 LTPS처리와 같은 많은 적용들에서, 특정 목표 지역에서 다중 노광들은 공정 품질을 향상시킨다. 효율적인 플루언스는 약 1 mJ/cm2 내지 약 10,000 mJ/cm2, 약 10 mJ/cm2 내지 약 1000 mJ/cm2, 약 20 mJ/cm2 내지 약 500 mJ/cm2또한 약 50 mJ/cm2 내지 약 125 mJ/cm2의 범위를 가진다.
빔 스크램블러는 분할된 렌즈들 또는 거울(mirror)들을 이용하거나, 플라이 아이 렌즈(fly eye lens)와 같은 렌즈 배열들을 이용하거나, 원형, 직사각형 또는 다른 단면적을 포함하는 테이퍼형(tapered) 또는 비 테이퍼형(untapered) 도광판들을 이용하여 수행될 수 있다. 빔 스크램블러의 하나의 예는 파머(Farmer) 외 등의 미국 출원 공보 2012/0168411A1에서 공개되며, 참조로 본 발명에서 통합된다.
도 2는 노광 시스템(200)의 블록도이며, 노광 시스템(200)의 블록도에서 복수의 레이저 다이오드들은 광 섬유들(202A 내지 202C)를 통해 광학 빔을 제공하도록 결합된다. 빔 성형 광학 장치(206)는 광섬유들(202A 내지 202C)로부터 빔들을 수신받으며, 상응하는 성형된 빔들을 목표물(210)으로 전달한다. 성형된 빔들은 별도의 라인 빔들 또는 포커싱된(focused) 스팟(spot)들로 배열될 수 있거나, 또한 일부 또는 전체 빔들은 일반 라인 빔 또는 포커싱된 스팟으로 결합될 수 있다. (레이저 다이오드 스택(stack)들과 같은) 하나 이상의 레이저 다이오드들은 광섬유들(202A 내지 202C)의 각각과 결합될 수 있고, 광 섬유들(202A 내지 202C)은 상이허가나 동일한 코어 사이즈들을 가지며, 단일 코드 코어들은 50μm 내지 1mm의 지름의 코어들을 가진다. 광 섬유들(202A 내지 202C)의 각각과 연관된 레이저 다이오드들은 동일하거나 상이한 방출 파장들을 가질 수 있으며, 파장들의 조합들은 광섬유들(202A 내지 202C) 각각으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 약 800nm 내지 980nm의 다양한 방출 파장들을 가지는 레이저 다이오드들이 사용될 수 있다. 실리콘의 흡수 계수는 상기 파장 범위에 대해 약 10의 인자에 의해 다양화되어, 에너지 증착이 깊이의 함수(function)로써 조정될 수 있다. 도 2와 유사한 시스템들은 광섬유들 없이 실행될 수 있다. 일부 예들에서, 레이저 다이오드들의 세트들은 빔 균질기와 결합되고, 복수의 균질화된 빔들이 성형되고, 목표물로 전달된다.
도 3은 인터리버(interleaver)(318)에 의해 사각형의 도광판(320)에 반사되는 축(axes)을 따라 수신된 광학 빔들을 허용하는 다중 이미터 시스템(multi-emitter system)(300)을 도시한다. 축(304 내지 306)을 따라 수신된 광학 빔들은 인터리버(318)에 의해 반사되는 빔들을 따라 도광판(320)으로 전송되고, 스크램블링 (scrambling) 후, 목표물에 전달된다. 인터리버(318)는 선택된 축들을 따라 입력 빔들을 전송하며, 반사하도록 결합된 복수의 투과 영역(transmissive region)들(311 내지 313) 및 복수의 반사 영역들(315 내지 317)을 포함한다. 레이저 다이오드 출력 빔들은 벌크(bulk) 광학 요소들로 성형될 수 있으며, 인터리버(318)로 전달될 수 있다. 또한 광섬유들로부터의 빔들은 인터리버(318)와 콜리메이트되고(collimated), 결합될 수 있다. 빔들은 다른 파장들, 펄스 지속시간들, 빔 단면적들, 형태들, 개구수(numerical aperture)들, 펄스 반복율들, 편광들을 가질 수 있으며, 다른 코어 형태들, 크기들 또는 개구수들을 가지는 광섬유들로부터 결합될 수 있다. 도광판(320)은 사각형의 단면적임을 도시하고 있으나, 다른 형태들이 사용될 수 있으며, 일부 경우에는 테이퍼형(tapered) 도광판이 사용될 수 있다.
다중 레이저 다이오드들을 포함하는 레이저 다이오드 시스템은 적어도 500W 내지 1kW인 연속 광학 전력들을 제공할 수 있다. 또한, 상기 레이저 다이오드들 및 다이오드 어셈블리들(diode assemblies)은 펄스를 생성하도록 구동될 수 있다. 피크 전력들은 가능한 연속파 전력들보다 큰 것으로 제공될 수 있다. 펄스 지속시간 및 레이저 구동 전류는 약 1ms또는 약 1ms 보다 긴 지속시간을 가지며, 레이저 다이오드의 내부 온도는 연속파 조건들에 가깝다. 다른 레이저 다이오드 구조들은 다소 다른 쿼지-CW 펄스 지속시간 TCW 을 가질 수 있다. 더 짧은 펄스 지속 시간들 동안, 레이저 다이오드 피크 전력 Ppk 은 펄스 지속시간
Figure pat00007
및 펄스 반복 주파수(PRF)에 따라 증가될 수 있다. 그리고, 피크 전력은 적어도 PCW/(PRF·T) 까지 될 수 있으며, PRF·T 는 다이오드 주기율과 연관된다. 펄스 동작 및 증가된 피크 전력을 이용하여 보다 길어진 기판 영역들은 노광될 수 있어서, 연속 동작에서 보다 더 큰 온도로 레이저 다이오드 접합(diode junction)들을 유지하는 동안에, 더 큰 스팟(spot) 크기들 또는 더 긴 라인 빔들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 20μs의 펄스 지속시간을 가지고 1kHz로 작동될 때, 연속 동작으로 1W의 광학 전력으로 동작하도록 레이저 다이오드는 50W의 피크 전력을 가지도록 펄스를 형성할 수 있다.
일부 예들에서, 다중 방출기 시스템(multi-emitter system)들은 실리콘 기판들 또는 유리 상에 비정질 실리콘과 같은 실리콘층 또한 다른 기판들 또는 강성 및 연성 기판들을 포함하는 다른 기판들을 처리하는데 사용된다. 빔 형태들 및 스캔 속도들은 적합한 플루언스(fluence)를 획득하기 위해 조절될 수 있다. 대부분 레이저 다이오드 파장들의 노광으로, 빔 에너지는 유리와 같은 투명 기판들에 의해 전달되며, 기판 손상 또는 가열은 문제되지 않는다. 추가적으로, 일부의 레이저 다이오드 파장들에서, 실리콘의 흡수 계수는 충분히 작다(엑시머 파장들에서 106/cm 과 비교하여 약 103/cm). 입사 빔의 일부는 얇은 실리콘 층들에 의해 전달되고, 더 높은 빔 전력들은 충분한 에너지를 증착하기 위해 요구될 수 있다.
일부 예들에서, 레이저 펄스 파라미터들은 평균 전력을 감소하도록 선택되고, 처리 과정 동안 요구될 수 있는 피크 전력을 유지한다. 평균 전력을 감소시키는 것은 열적 스트레스들을 감소시킬 수 있어, 기판들이 휘지 않도록 한다. 일반적인 펄스 넓이들은 약 1ms (쿼지-CW(quasi-CW)) 내지 약 1μs의 범위를 가져서, CW의 한계를 초과하는 것 없이, 펄스 반복 주파수(PRF)들이 약 1kHz 내지 약 1 MHz의 범위를 가지도록 한다. 다른 예들에서, 펄스 지속 시간은 약 1ns 내지 약 500μs의 범위를 가진다.
펄스형 빔들은 레이저 다이오드 접합부들 상에 열적 스트레스 추가없이, 보다 높은 피크 전력들을 허용하며, 펄스형 빔 및 연속 빔(continuous beam)들은 기판에 결합되고 적용될 수 있다. 예를 들어, 연속 빔은 펄스형 처리 빔의 적용 전에 기판을 미리 가열하도록 사용될 수 있다. 또는, 펄스형 처리 빔은 예를 들어, 후-열처리(post-heating)에 의해 발생하는 처리 빔의 유도된 스트레스을 제거하기 위해 기판을 어닐링하도록 적용된다. 일부 예에서, 다른 파장들은 선택되어, 제 1 빔(펄스형 빔 또는 연속 빔)이 기판상에 하나 이상의 층들과 상화작용하게 하며, 제 2 빔(펄스형 빔 또는 연속 빔)이 하나 이상의 다른 층들 또는 기판 자체와 상호작용하도록 선택된다.
일부 예들에서, 공개된 방법 및 장치들은 기판 내에 또는 기판 상에 도핑 층들을 어닐링하기(anneal) 위해 사용된다. 도핑 층은 급속 열 어닐링(RTP: rapid thermal annealing) 공정으로 열적으로 어닐링된는 약 1×1018/cm3 에서 약 1×1021/cm3 까지 노펀트 농도를 가진 도핑 다결정 실리콘 층일 수 있다. 그리고, 층은 약 10ms 내지 10s 동안 펄스형 라인 빔과 같은 펄스형 빔을 이용하여 약 1000°C 내지 약 1400°C의 온도로 어닐링된다. 다른 예들에서, 공개된 방법들 및 장치들은 도펀트들을 활성화하거나, 도펀트가 반도체 층 또는 반도체 기판에서 도펀트들을 확산시키는데 사용된다. 일부 예들에서, 기판 온도는 약 1100° C 또는 도펀트 확산을 감소시키는 다른 온도보다 작도록 제어된다. 특정 온도의 선택은 일반적으로 물질 의존적이며, 일부 처리과정을 위해 용융은 피하도록 한다.
도시된 실시예들을 참조하여 개시된 기술의 원리들을 설명하고, 도시함으로써, 도시된 실시예들이 상기 원리들로부터 벗어나지 않고, 순차적으로 자세하게 변형될 수 있다. 상기 특정 배열들은 도면을 편리하게 하기 위해 제공되며, 다른 배열들이 사용될 수 있다. 우리는 본 발명이 청구하는 청구항들의 뜻과 범위 내에서 제공하는 모든 것을 주장한다.

Claims (30)

  1. 기판을 선택하는 단계; 및
    노광 영역에서 레이저 다이오드로부터 펄스형 광학 빔으로 상기 기판을 노광함으로써 상기 기판을 처리하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    라인 빔을 형성하기 위해 상기 펄스형 광학 빔을 성형하는 단계를 더 포함하고,
    상기 노광 영역은 상기 라인 빔에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 펄스형 광학 빔의 상기 광학 펄스들은 펄스 지속 시간
    Figure pat00008
    및 펄스 반복 주파수
    Figure pat00009
    를 가지며,
    Figure pat00010
    는 1보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기
    Figure pat00011
    는 0.5보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기
    Figure pat00012
    는 0.1보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 펄스형 광학 빔의 파장 범위는 780nm 내지 980nm인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 피크 펄스 전력(peak pulse power)은 적어도
    Figure pat00013
    Watts 인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 피크 펄스 전력은 적어도
    Figure pat00014
    Watts 인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 피크 펄스 전력은 적어도
    Figure pat00015
    Watts 인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 펄스형 광학 빔은 복수의 레이저 다이오드들에 의해 생성되고, 상기 레이저 다이오드들과 관련된 파장들은 780nm 내지 980nm인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 복수개의 레이저 다이오드 중 적어도 두 개는 적어도 25nm정도 상이한 방출 파장을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 복수개의 레이저 다이오드들 중 적어도 한 개는 연속적인 광학 빔을 방출하기 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    라인 빔으로써 상기 펄스형 광학 빔을 상기 기판으로 가리키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 기판을 처리하기 위해 적어도 하나의 펄스형 광학 빔 및 상기 기판을 스캐닝하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 스캐닝은
    상기 기판 영역이 적어도 10개의 순차적인 광학 펄스들을 받도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 기판은 표면에 비정질 실리콘층을 가지는 유리이며,
    상기 펄스형 광학 빔은 폴리실리콘 층을 형성하기 위해 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 비정질 실리콘 층은 적어도 10cm2/Vs 의 이동도를 갖도록 처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 비정질 실리콘 층은 적어도 50cm2/Vs의 이동도를 갖도록 처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 1항에 있어서,
    상기 펄스형 광학 빔을 균질화하도록 구성된 도광판(light guide)으로 상기 펄스형 광학 빔을 가리키고, 상기 균질화된 광학 빔으로 상기 기판을 노광하는
    단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 1항에 있어서,
    상기 기판은 도펀트(dopant)를 포함하는 영역을 포함하고,
    상기 펄스형 광학 빔은 상기 도핑(doped) 영역으로부터 상기 도펀트를 확산시키기 위해 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 기판들은 도핑 영역을 가지는 층을 포함하고,
    상기 펄스형 광학 빔은 상기 층의 도펀트를 확산시키기 위해 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 층은 도핑된 실리콘 층인 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 1항에 있어서,
    적어도 100ms 내지 2s 동안 적어도 500°C의 온도를 유지하기 위해, 상기 기판은 상기 노광 영역에서 상기 레이저 다이오드(diode)로부터 상기 펄스형 광학 빔으로 노광되는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 1항에 있어서,
    적어도 100ms 내지 2s 동안 적어도 1000°C의 온도를 유지하기 위해, 상기 기판은 상기 노광 영역에서 상기 레이저 다이오드로부터 상기 펄스형 광학 빔으로 노광되는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 1항에 있어서,
    상기 기판은 도펀트를 포함하는 영역을 포함하고,
    상기 펄스형 광학 빔은 도핑 영역의 도펀트를 활성화하기 위해 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 기판들은 도핑 영역을 가지는 층을 포함하고,
    상기 펄스형 광학 빔은 상기 층의 도펀트를 활성화하기 위해 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 층은 도핑된 실리콘 층인 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 각각의 펄스형 광학 빔들을 생성하기 위해 구성된 복수의 레이저 다이오드들을 포함하는 펄스형 빔 소스; 및
    복수의 펄스형 광학 빔들을 성형하고, 상기 펄스형 광학 빔들로 기판을 노광하도록 구성된 성형 시스템을 포함하고,
    상기 펄스형 광학 빔들의 주기율(duty cycle)은 은 0.5보다 작은 장치.
  29. 제 28항에 있어서,
    상기 빔 성형 광학 시스템은 균질화된 빔을 생성하도록 구성된 빔 균질기 및 라인 빔으로써 상기 기판에 균질화된 빔을 전달하도록 구성된 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 제 29항에 있어서,
    상기 빔 균질기로 상기 복수의 빔들 각각을 전달하도록 위치된 복수의 광섬유들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.

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