KR20190043191A - 레이저 결정화 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치는 레이저 빔 형태의 복수의 입력광들을 발생시키는 광원부, 상기 광원부에서 제공받은 상기 입력광들을 적어도 하나의 출력광으로 변환하는 광학계, 및 대상 기판이 안착되고, 상기 출력광이 조사되는 스테이지를 포함하고, 상기 광학계는, 입사되는 광을 분할 및 혼합하는 믹싱부, 광경로 상에서 상기 광원부 및 상기 믹싱부 사이에 배치되는 제1 편광 변조부, 상기 광경로 상에서 상기 믹싱부 후방에 배치되어 상기 출력광을 형성하는 가공부, 및 상기 광경로 상에서 상기 가공부 및 상기 믹싱부 사이에 배치되는 적어도 하나의 사분파장 플레이트를 포함하는 제2 편광 변조부를 포함한다.
Description
본 발명은 레이저 결정화 장치 에 관한 것으로, 레이저 빔의 안정성이 향상된 레이저 결정화 장치에 관한 것이다.
일반적으로 표시 장치와 같은 전기 전자 소자는 박막 트랜지스터에 의하여 구동된다. 높은 이동도 등의 장점을 가진 결정질 실리콘을 박막 트랜지스터의 활성층으로 사용하기 위하여, 비정질 다결정 박막, 예를 들어 비정질 실리콘 박막을 결정화시키는 과정이 필요하다.
비정질 실리콘 박막을 결정질 실리콘 박막으로 결정화하기 위해서는 일정한 양의 에너지로 레이저를 조사해야 한다.
본 발명의 목적은 레이저 빔의 안정성이 향상된 레이저 결정화 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치는 레이저 빔 형태의 적어도 하나의 입력광을 발생시키는 광원부, 상기 광원부에서 제공받은 상기 입력광을 적어도 하나의 출력광으로 변환하는 광학계, 및 대상 기판이 안착되고, 상기 출력광이 조사되는 스테이지를 포함하고, 상기 광학계는, 적어도 하나의 빔 스플리터 및 적어도 하나의 미러를 포함하고, 입사되는 광을 복수의 광들로 분할하는 믹싱부, 광경로 상에서 상기 광원부 및 상기 믹싱부 사이에 배치되고, 입사되는 광의 일 성분을 λ/4만큼 지연시키는 적어도 하나의 사분파장 플레이트를 포함하는 제1 편광 변조부, 상기 광경로 상에서 상기 믹싱부 후방에 배치되고, 적어도 하나의 렌즈를 포함하고, 상기 출력광을 형성하는 가공부, 및 상기 광경로 상에서 상기 가공부 및 상기 믹싱부 사이에 배치되고, 상기 믹싱부로부터 제공된 광의 일 성분을 λ/4만큼 지연시키는 적어도 하나의 사분파장 플레이트를 포함하는 제2 편광 변조부를 포함한다.
상기 제1 편광 변조부는 입사되는 선편광 상태의 광을 원편광 상태로 변환하고, 상기 제2 편광 변조부는 입사되는 원편광 상태의 광을 선편광 상태로 변환한다.
상기 입력광은 고체 레이저이다.
상기 광학계는, 상기 광경로 상에서 상기 제2 편광 변조부 및 상기 가공부 사이에 배치되고, 상기 제2 편광 변조부로부터 제공된 광의 편광 방향을 변경시키는 제3 편광 변조부를 더 포함한다.
상기 제3 편광 변조부는 적어도 하나의 반파장 플레이트를 포함한다.
상기 제3 편광 변조부는 전기적 신호를 수신하여 상기 반파장 플레이트의 광축을 제어하는 반파장 구동기를 더 포함한다.
상기 광학계는, 상기 광경로 상에서 상기 제1 편광 변조부와 상기 광원부 사이에 배치되고, 상기 광원부에서 제공된 상기 입력광들을 선편광 상태로 변환하는 제4 편광 변조부를 더 포함한다.
상기 입력광은 엑시머 레이저이다.
상기 제4 편광 변조부는 적어도 하나의 직선 편광자를 포함한다.
상기 믹싱부에 상기 제1 편광 변조부에 의하여 원편광 상태로 변환된 광으로 정의되는 선변조광이 입사되고, 상기 믹싱부는, 상기 선변조광의 방향을 변경시키는 제1 미러, 상기 선변조광의 일부를 반사시키고, 나머지 일부를 투과하여 상기 선변조광을 복수의 믹싱광들로 분할하는 제1 빔 스플리터, 및 상기 제1 빔 스플리터에 의하여 분할된 믹싱광들 중 적어도 일부의 방향을 변경시키는 제2 미러를 포함한다.
상기 가공부는 입사되는 복수의 광들을 합성하여 상기 적어도 하나의 출력광을 형성한다.
상기 가공부는, 각각이 복수의 렌즈들이 배열된 판 형상을 갖고, 입사되는 광을 균일화시키는 적어도 하나의 호모지나이저(Homogenizer), 및 상기 호모지나이저를 통과한 광의 크기와 초점을 조절하여 선 형태의 광을 형성하는 적어도 하나의 원통 렌즈(Cylindrical lens)를 포함한다.
상기 광원부는 제1 내지 제n 입력광들을 발생시키고, 상기 제1 내지 상기 제n 입력광들이 상기 제1 편광 변조부에 의하여 각각 원편광 상태로 변환된 광들로 정의되는 제1 내지 제n 선변조광들이 상기 믹싱부에 입사되고, 상기 믹싱부는, 상기 제1 내지 상기 제n 선변조광들 각각을 n개로 분할하는 복수의 빔 스플리터들, 및 상기 제1 내지 제n 선변조광들의 방향을 변경시키는 복수의 미러들을 포함하고, 변조광으로부터 n개로 분할된 광들은 상기 일 변조광을 제외한 n-1개의 변조광들 각각으로부터 n개로 분할된 분할된 광들과 일대일 대응하도록 혼합되고, n은 1보다 큰 자연수이다.
상기 믹싱부로부터 출사되는 광들로 정의되는 제1 내지 제n 믹싱광들은 제1 내지 제n 선변조광들에 대하여 동일한 혼합비를 갖는다.상기 제1 편광 변조부의 상기 복수의 사분파장 플레이트들 중 적어도 어느 두 사분파장 플레이트들의 광축은 서로 평행하지 않는다.
상기 제2 편광 변조부의 상기 복수의 사분파장 플레이트들 중 적어도 어느 두 사분파장 플레이트들의 광축은 서로 평행하지 않는다.
상기 복수의 입력광들은 서로 다른 시간에 발진한다.
상기 광경로 상에서 상기 가공부 및 상기 스테이지 사이에 배치되는 시간 지연부를 더 포함하고, 상기 시간 지연부는, 상기 가공부에서 합성된 광의 일부를 투과하고, 나머지 일부를 반사하는 지연 빔 스플리터, 및 상기 가공부에서 합성된 광 중 상기 시간 지연 빔 스플리터에 의하여 반사된 광의 광경로를 증가시키는 복수의 지연 미러들을 포함하고, 상기 시간 지연부에 의하여, 출력광의 반치폭이 증가한다.
상기 빔 스플리터는 입사되는 광의 50%를 투과하고, 나머지 50%를 반사한다.
본 발명의 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치는 선편광 상태의 복수의 레이저 빔들을 발생시키는 광원부, 광경로 상에서 상기 광원부의 후방에 배치되고, 상기 광원부에서 제공받은 상기 레이저 빔들을 원편광시키는 제1 편광 변조부, 상기 광경로 상에서 상기 제1 편광 변조부의 후방에 배치되고, 상기 원편광된 상기 레이저 빔들을 분할 및 혼합하는 믹싱부, 상기 광경로 상에서 상기 믹싱부의 후방에 배치되고, 상기 믹싱부로부터 제공된 상기 레이저 빔들을 선편광시키는 제2 편광 변조부, 상기 광경로 상에서 상기 제2 편광 변조부의 후방에 배치되고, 상기 선편광된 상기 레이저 빔들을 집속 및 혼합하여 출력광을 형성하는 가공부; 및 상기 광경로 상에서 상기 가공부의 후방에 배치되고, 상기 출력광이 조사되는 스테이지를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 레이저 빔의 안정성이 향상될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치는 에너지 밀도(Energy Density, ED)의 균일도가 향상된 레이저 빔을 출력할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치의 개략적인 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시된 광학계의 개략적인 모식도이다
도 3은 도 2에 도시된 믹싱부의 확대도이다.
도 4는 도 2에 도시된 가공부의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치의 개략적인 모식도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치의 개략적인 모식도이다.
도 7은 도 6에 도시된 믹싱부의 확대도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치의 개략적인 모식도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치의 개략적인 모식도이다.
도 10은 도 9에 도시된 시간지연부의 확대도이다.
도 2는 도 1에 도시된 광학계의 개략적인 모식도이다
도 3은 도 2에 도시된 믹싱부의 확대도이다.
도 4는 도 2에 도시된 가공부의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치의 개략적인 모식도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치의 개략적인 모식도이다.
도 7은 도 6에 도시된 믹싱부의 확대도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치의 개략적인 모식도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치의 개략적인 모식도이다.
도 10은 도 9에 도시된 시간지연부의 확대도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면,
소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제 1, 제 2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 소자, 제 1 구성요소 또는 제 1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 소자, 제 2 구성요소 또는 제 2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치의 개략적인 모식도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치는 광원부(100), 광학계(200) 및 스테이지(300)를 포함한다.
본 실시 예에서 광원부(100)는 레이저 빔일 수 있다. 즉, 광원부(100)는 레이저 발생기일 수 있다.
입력광(IL)은 고체 레이저일 수 있다. 즉, 광원부(100)에서 발생된 입력광(IL)은 선편광 상태의 광일 수 있다. 예시적으로 입력광(IL)은 P편광 상태의 광 및 S편광 상태의 광을 포함한다.
광학계(200)는 광원부(100)로부터 제공받은 입력광(IL)을 적어도 하나의 출력광(OL)으로 변환한다. 광학계(200)는 광경로 상에서, 스테이지(300)와 광원부(100) 사이에 배치되어, 적어도 하나의 출력광(OL)을 스테이지(300)에 조사한다. 이하, 도 2 내지 도 4에서 광학계(200)에 관하여 보다 상세히 후술된다.
스테이지(300)는 대상 기판(10)을 지지한다. 대상 기판(10)에 광학계(200)로부터 출사된 출력광(OL)이 조사될 수 있다. 출력광(OL)은 대상 기판(10)의 상면에 형성된 박막을 결정화시킬 수 있다.
구체적으로, 대상 기판(10)은 비정질 실리콘층(Amorphous Silicon Layer)을 포함할 수 있다. 대상 기판(10)은 저압 화학 증착법, 상압 화학 증착법, PECVD법 (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링법, 진공증착법(vacuum evaporation) 등의 방법으로 형성될 수 있다. 본 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치(1000)는 대상 기판(10)에 출력광(OL)을 조사함으로써, 대상 기판(10)의 비정질 실리콘층을 다결정 실리콘층(Poly-crystal Silicon Layer)으로 결정화시킬 수 있다.
도면에 도시되지 않았으나, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치(1000)는 스테이지(300)의 하부 또는 측면에 배치되어 스테이지(300)를 이동시키는 스테이지 이동부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치(1000)는 광경로 상에서, 광학계(200) 및 스테이지(300) 사이에 배치되는 적어도 하나의 방향 전환 부재(M)를 더 포함할 수 있다. 예시적으로, 방향 전환 부재(M)는 미러(Mirror)일 수 있다. 방향 전환 부재(M)는 광학계(200)로부터 제공된 출력광(OL)이 스테이지(300)를 향하도록 출력광(OL)의 방향을 변경시킨다.
도 2는 도 1에 도시된 광학계의 개략적인 모식도이다
도 2를 참조하면, 광학계(200)는 제1 편광 변조부(210), 믹싱부(220), 제2 편광 변조부(230) 및 가공부(240)를 포함한다.
제1 편광 변조부(210)는 광경로 상에서, 광학계(200)의 최전방에 배치된다. 제1 편광 변조부(210)는 제1 편광 변조부(210)로 입사하는 입력광(IL)을 선변조광(MLA)으로 변환한다. 선변조광(MLA)은 원편광 상태의 광일 수 있다.
구체적으로, 제1 편광 변조부(210)는 입사되는 광의 일 성분을 λ/4만큼 지연시키는 적어도 하나의 사분파장 플레이트(QA)를 포함할 수 있다. 즉, 광원부(100)로부터 제공된 입력광(IL)은 제1 편광 변조부(210)를 통과함에 따라 일 성분이 λ/4만큼 지연되어 원편광될 수 있다.
믹싱부(220)는 광경로 상에서, 제1 편광 변조부(210)의 후방에 배치된다. 믹싱부(220)는 적어도 하나의 빔 스플리터 및 적어도 하나의 미러를 포함할 수 있다. 믹싱부(220)는 믹싱부(220)로 입사된 선변조광(MLA)을 분할하여 두 개의 믹싱광들(DL1, DL2)을 형성할 수 있다. 믹싱광들(DL1, DL2)은 동일한 에너지 밀도(Energy Dencity)를 가질 수 있다. 믹싱부(220)에 대하여 이하 도 3에서 보다 상세히 후술된다.
제2 편광 변조부(230)는 광경로 상에서 믹싱부(220)의 후방에 배치된다. 제2 편광 변조부(230)는 제2 편광 변호부(230)로 입사되는 믹싱광들(DL1, DL2)을 후변조광들(MLB1, MLB2)으로 변환한다. 후변조광들(MLB1, MLB2)은 선편광 상태의 광일 수 있다.
구체적으로, 제2 편광 변조부(230)는 입사되는 광의 일 성분을 λ/4만큼 지연시키는 적어도 하나의 사분파장 플레이트(QB)를 포함할 수 있다. 즉, 믹싱부(220)로부터 제공된 믹싱광들(DL1, DL2)은 제2 편광 변조부(230)를 통과함에 따라 일 성분이 λ/4만큼 지연되어 선편광될 수 있다.
도 2에서는 제2 편광 변조부(230)가 두 개의 사분파장 플레이트들(QB)를 포함하도록 도시되었다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 다른 실시 예에서는, 제2 편광 변조부(230)가 하나의 사분파장 플레이트(QB)만을 포함하여, 하나의 사분파장 플레이트(QB)에 두 믹싱광들(DL1, DL2)이 입사될 수 있다.
본 실시 예에서는 제2 편광 변조부(230)의 두 사분파장 플레이트들(QB)은 서로 평행한 광축을 갖는다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예시적으로, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제2 편광 변조부(230)는 두 사분파장 플레이트들(QB)이 서로 다른 광축을 가질 수 있다.
가공부(240)는 광경로 상에서, 제2 편광 변조부(230)의 후방에 배치된다. 도시되지 않았으나, 가공부(240)는 적어도 하나의 렌즈를 포함한다. 가공부(240)는 입사되는 광을 합성하여 출력광(OL)을 형성한다. 출력광(OL)은 가공부(240)로부터 출사되어 스테이지(300)에 조사된다. 이하, 도 4에서 가공부(240)에 관하여 보다 상세히 후술된다.
도 3은 도 2에 도시된 믹싱부의 확대도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 믹싱부(220)는 입사되는 선변조광(MLA)을 분할 및 혼합하여 두 개의 믹싱광들(DL1, DL2)을 형성한다.
믹싱부(220)는 제1 미러(M1), 제2 미러(M2) 및 제1 빔 스플리터(BS1)를 포함한다.
제1 편광 변조부(210)로부터 원편광된 선변조광(MLA)은 믹싱부(220)의 제1 미러(M1)에 입사된다. 제1 미러(M1)는 입사된 선변조광(MLA)을 반사하여, 선변조광(MLA)의 방향을 제1 빔 스플리터(BS1)를 향하도록 변경시킨다.
제1 빔 스플리터(BS1)는 입사되는 선변조광(MLA)의 일부를 투과하고, 나머지 일부를 반사한다. 예시적으로, 제1 빔 스플리터(BS1)는 선변조광(MLA)의 50%는 투과하고, 50%는 반사한다. 제1 빔 스플리터(BS1)에 의하여 투과된 제1 믹싱광(DL1)은 믹싱부(220)로부터 출사되고, 제1 빔 스플리터(BS1)에 의하여 반사된 제2 믹싱광(DL2)은 제2 미러(M2)에 입사된다. 제2 미러(M2)는 입사된 제2 믹싱광(DL2)을 반사하여, 제2 믹싱광(DL2)의 방향을 변경한다. 방향이 변경된 제2 믹싱광(DL2)은 믹싱부(220)로부터 출사된다.
도 3에서는 두 개의 미러(M1, M2) 및 하나의 빔 스플리터(BS1)가 도시되었으나, 본 발명은 믹싱부(220)의 세부 구성에 특별히 한정되지 않는다. 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 믹싱부(220)는 하나의 미러(M1) 및 하나의 빔 스플리터(BS1)만을 포함할 수 있으며, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 믹싱부(220)는 세 개 이상의 미러들 및 두 개 이상의 빔 스플리터들(BS1)을 포함할 수 있다.
또한, 본 실시 예에서는 믹싱부(220)가 두 개의 믹싱광들(DL1, DL2)을 형성하나, 본 발명의 다른 실시 예에서는 믹싱부(220)가 세 개 이상의 믹싱광들을 형성할 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 가공부의 확대도이다.
도 4를 참조하면, 가공부(240)는 제2 편광 변조부(230)로부터 변환된 후변조광들(MLB1, MLB2)을 합성하여 출력광(OLE)을 형성한다.
가공부(240)는 적어도 하나의 호모지나이저(241) 및 적어도 하나의 원통 렌즈(242, 243)를 포함한다.
호모지나이저(241)는 복수의 렌즈들이 배열된 판 형상을 갖는다. 호모지나이저(241)은 입사하는 광을 균일화시켜 빔 에너지 밀도가 고르게 분포되도록 한다.
원통 렌즈(242, 243)는 복수로 구비된다. 원통 렌즈들(242, 243)은 호모지나이저(241)를 통과한 광의 크기와 초점을 조절하여 출력광(OL)을 형성한다.
도면에 도시되지 않았으나, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가공부(240)는 텔레스코프 렌즈(미도시)를 더 포함할 수 있다. 텔레스코프 렌즈는 가공부(240)의 전방에 배치되어 후변조광들(MLB1, MBL2) 각각의 크기를 확대할 수 있다.
본 발명의 실시 예와는 다르게, 믹싱부(220)에 입사되는 광이 선편광된 광일 경우, 즉, 믹싱부(220)에 입사되는 광이 S편광 상태의 광 및 P편광 상태의 광을 포함할 경우, 믹싱부(220) 내에서 분할되는 비율이 동일하지 않을 수 있다. 즉, 믹싱부(220)로부터 분할된 믹싱광들(DL1, DL2) 간의 에너지 밀도(Energy Density, ED)가 불균일 할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시 예에 따르면, 광원부(100)에서 발생된 입력광(IL)은 믹싱부(220)에 입사되기 전에, 제1 편광 변조부(210)에 입사되어 원편광 상태의 선변조광(MLA)으로 변환된다. 즉, 믹싱부(220)에 원편광 상태의 광이 입사되므로, S/P 편광 상태에 따른 빔 스플리터의 분할비가 동일할 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따르면, 믹싱부(220)로부터 동일하게 분할된 믹싱광들(DL1, DL2)은 제2 편광 변조부(230)에 의하여 다시 선편광되고, 가공부(240)에서 합성된다. 따라서, 기존의 광원부(100)에서 조사되는 입력광(IL)보다 에너지 밀도가 균일한 출력광(OL)을 스테이지(300)에 조사할 수 있다. 즉, 대상 기판(10)의 결정화 균일도가 향상될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치의 개략적인 모식도이다.
설명의 편의를 위해, 본 발명의 일 실시 예와 다른 점을 위주로 설명하며, 생략된 부분은 본 발명의 일 실시 예에 따른다. 또한, 앞서 설명된 구성 요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치(1000-1)의 광학계(200)는 제3 편광 변조부(250)를 더 포함한다. 제3 편광 변조부(250)는 광경로 상에서 제2 편광 변조부(230) 및 가공부(240) 사이에 배치된다.
제3 편광 변조부(250)는 제2 편광 변조부(230)로부터 제공되는 후변조광들(MLB1, MLB2)의 편광 방향을 변경시킨다.
구체적으로, 제3 편광 변조부(250)는 제2 편광 변조부(230)로부터 제공되는 후변조광들(MLB1, MLB2) 각각의 일 성분을 λ/2만큼 지연시킨다. 즉, 제3 편광 변조부(250)는 적어도 하나의 반파장 플레이트(H)를 포함할 수 있다. 후변조광들(MLB1, MLB2)은 제3 편광 변조부(250)에 의하여 최후변조광들(MLC1, MLC2)로 변환될 수 있다.
도면에 도시되지 않았으나, 본 발명의 실시 예에 따른 제3 편광 변조부(250)는 외부로부터 전기적 신호를 수신하여 반파장 플레이트(H)의 광축을 제어하는 반파장 구동기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 반파장 구동기(미도시)에 의하여 최후변조광들(MLC1, MLC2)을 사용자가 원하는 편광 상태로 변환할 수 있다. 최후변조광들(MLC1, MLC2)은 가공부(240)에 입사된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치의 개략적인 모식도이고, 도 7은 도 6에 도시된 믹싱부의 확대도이다.
설명의 편의를 위해, 본 발명의 일 실시 예와 다른 점을 위주로 설명하며, 생략된 부분은 본 발명의 일 실시 예에 따른다. 또한, 앞서 설명된 구성 요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치(1000-2)의 광원부(100-2)는 복수의 입력광들(IL1~IL4)을 발생시킨다.
설명의 편의를 위하여, 도 6 및 도 7에서는 4개의 입력광들(IL1~IL4)에 대한 구성이 예시적으로 설명되나, 본 발명은 n개의 빔들에서도 동일하게 적용될 수 있다.
광원부(100)로부터 출사된 제1 내지 제4 입력광들(IL1~IL4)은 제1 편광 변조부(210)에 입사된다. 제1 편광 변조부(210)는 4개의 사분파장 플레이트들(QA1~QA4)을 포함한다. 제1 내지 제4 입력광들(IL1~IL4)은 4개의 사분파장 플레이트들(QA1~QA4)에 일대일 대응하여 투과될 수 있다. 투과된 사분파장 플레이트들(QA1~QA4)은 제1 내지 제4 선변조광들(MLA1~MLA4)로 변환된다.
본 실시 예에 따르면, 4개의 사분파장 플레이트들(QA1~QA4) 중 적어도 어느 두 사분파장 플레이트들의 광축은 서로 평행하지 않을 수 있다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 4개의 사분 파장 플레이트들(QA1~QA4)은 서로 평행한 광축을 가질 수 있으며, 이 경우, 하나의 사분 파장 플레이트가 4개의 사분파장 플레이트들(QA1~QA4)을 대체할 수 있다.
제1 내지 제4 선변조광들(MLA1~MLA4)은 믹싱부(220-2)에 입사된다. 입사된 제1 내지 제4 선변조광들(MLA1~MLA4)은 믹싱부(220-2)에 의하여 분할 및 혼합되어 제1 내지 제4 믹싱광들(DL1~DL4)을 형성한다.
구체적으로, 믹싱부(220-2)는 제1 내지 제6 미러들(M1~M6) 및 제1 내지 제4 빔 스플리터들(BS1~BS4)을 포함한다. 본 실시 예에 따른 믹싱부(220-2)의 구성은 예시적인 설명을 위한 구성에 불과하며, 본 발명은 믹싱부(220-2)의 미러들 및 빔 스플리터들의 개수 및 위치에 특별히 한정되는 것은 아니다.
제1 선변조광(MLA1)은 제1 미러(M1)에 의하여 반사되어 제1 빔 스플리터(BS1)에 입사된다. 제1 선변조광(MLA1)은 제1 빔 스플리터(BS1)에 의하여 1차 분할된다. 1차 분할된 두 개의 제1 분할광들(DLA1) 중 제1 빔스플리터(BS1)를 투과한 하나의 제1 분할광(DLA1)은 제2 빔 스플리터(BS2)에 입사되어 2차 분할된다. 제2 빔 스플리터(BS2)에 의하여 2차 분할된 제1 분할광들(DLA2) 중 제2 빔 스플리터(BS2)를 투과한 하나의 제1 분할광(DLA2)은 믹싱부(220-3)로부터 출사된다. 이는 제1 믹싱광(DL1)의 일부일 수 있다.
1차 분할된 두 개의 제1 분할광들(DLA1) 중 제1 빔 스플리터(BS1)에서 반사된 나머지 하나의 제1 분할광(DLA1)은 제2 미러(M2)에서 반사된다. 반사된 제1 분할광(DLA2)은 제3 빔 스플리터(BS3)에 입사되어 2차 분할된다. 제3 빔 스플리터(BS3)에 의하여 2차 분할된 제1 분할광들(DLA2) 중 제3 빔 스플리터(BS3)를 투과한 하나의 제1 분할광(DLA2)은 믹싱부(220-3)로부터 출사된다. 이는 제2 믹싱광(DL2)의 일부일 수 있다.
제2 빔 스플리터(BS2)에 의하여 2차 분할된 제1 분할광들(DLA2) 중 제2 빔 스플리터(BS2)에서 반사된 나머지 하나의 제1 분할광(DLA2)은 제3 미러(M3)에 의하여 반사되어 믹싱부(220-2)로부터 출사된다. 이는 제3 믹싱광(DL3)의 일부일 수 있다.
제3 빔 스플리터(BS3)에 의하여 2차 분할된 제1 분할광들(DLA2) 중 제3 빔 스플리터(BS3)에서 반사된 나머지 하나의 제1 분할광(DLA2)은 제4 미러(M4)에 의하여 반사되어 믹싱부(220-2)로부터 출사된다. 이는 제4 믹싱광(DL4)의 일부일 수 있다.
제2 선변조광(MLA2)은 제1 빔 스플리터(BS1)에 의하여 1차 분할된다. 1차 분할된 두 개의 제2 분할광들(DLB1) 중 제1 빔 스플리터(BS1)에서 반사된 하나의 제2 분할광(DLB1)은 제2 빔 스플리터(BS2)에 입사되어 2차 분할된다. 제2 빔 스플리터(BS2)에 의하여 2차 분할된 제2 분할광들(DLB2) 중 제2 빔 스플리터(BS2)를 투과한 하나의 제2 분할광(DLB2)은 제1 믹싱광(DL1)의 일부일 수 있다.
1차 분할된 두 개의 제2 분할광들(DLB1) 중 제1 빔 스플리터(BS1)를 투과한 나머지 하나의 제2 분할광(DLB1)은 제2 미러(M2)에서 반사된다. 반사된 제2 분할광(DLB1)은 제3 빔 스플리터(BS3)에 입사되어 2차 분할된다. 제3 빔 스플리터(BS3)에 의하여 2차 분할된 제2 분할광들(DLB2) 중 제3 빔 스플리터(BS3)를 투과한 하나의 제2 분할광(DLB2)은 믹싱부(220-2)로부터 출사된다. 이는 제2 믹싱광(DL2)의 일부일 수 있다.
제2 빔 스플리터(BS2)에 의하여 2차 분할된 제2 분할광들(DLB2) 중 제2 빔 스플리터(BS2)에서 반사된 나머지 하나의 제2 분할광(DLB2)은 제3 미러(M3)에 의하여 반사되어 믹싱부(220-2)로부터 출사된다. 이는 제3 믹싱광(DL3)의 일부일 수 있다.
제3 빔 스플리터(BS3)에 의하여 2차 분할된 제2 분할광들(DLB2) 중 제3 빔 스플리터(BS3)에서 반사된 나머지 하나의 제2 분할광(DLB2)은 제4 미러(M4)에 의하여 반사되어 믹싱부(220-2)로부터 출사된다. 이는 제4 믹싱광(DL4)의 일부일 수 있다.
제3 선변조광(MLA3)은 제5 미러(M5)에 의하여 반사되어 제4 빔 스플리터(BS4)에 입사된다. 제3 선변조광(MLA3)은 제4 빔 스플리터(BS4)에 의하여 1차 분할된다. 1차 분할된 두 개의 제3 분할광들(DLC1) 중 제4 빔 스플리터(BS4)를 투과한 하나의 제3 분할광(DLC1)은 제2 빔 스플리터(BS2)에 의하여 2차 분할된다. 제2 빔 스플리터(BS2)에 의하여 분할된 두 개의 제3 분할광들(DLC2) 중 하나의 제2 빔 스플리터(BS2)에서 반사된 제3 분할광(DLC2)은 믹싱부(220-2)로부터 출사된다. 이는 제1 믹싱광(DL1)의 일부일 수 있다.
제4 빔 스플리터(BS4)에 의하여 1차 분할된 두 새의 제3 분할광들(DLC1) 중 제4 빔 스플리터(BS4)에서 반사된 나머지 하나의 제3 분할광(DLC1)은 제6 미러(M6)에 의하여 반사된 후, 제3 빔 스플리터(BS3)에 입사되어 2차 분할된다. 제3 빔 스플리터(BS3)에 의하여 2차 분할된 제3 분할광들(DLC2) 중 제3 빔 스플리터(BS3)에서 반사된 하나의 제3 분할광(DLC2)은 믹싱부(220-2)로부터 출사된다. 이는 제2 믹싱광(DL2)의 일부일 수 있다.
제2 빔 스플리터(BS2)에 의하여 2차 분할된 두 개의 제3 분할광들(DLC2) 중 제2 빔 스플리터(BS2)를 투과한 나머지 하나의 제3 분할광(DLC2)은 제3 미러(M3)에서 반사되어 믹싱부(220-2)로부터 출사된다. 이는 제3 믹싱광(DL3)의 일부일 수 있다.
제3 빔 스플리터(BS3)에 의하여 2차 분할된 제3 분할광들(DLC2) 중 제3 빔 스플리터(BS3)를 투과한 나머지 하나의 제3 분할광(DLC2)는 제4 미러(M4)에서 반사되어 믹싱부(220-2)로부터 출사된다. 이는 제4 믹싱광(DL4)의 일부일 수 있다.
제4 선변조광(MLA4)은 제4 빔 스플리터(BS4)에 의하여 1차 분할된다. 1차 분할된 두 개의 제4 분할광들(DLD1) 중 제4 빔 스플리터(BS4)를 투과한 하나의 제4 분할광(DLD1)은 제2 빔 스플리터(BS2)에 입사되어 2차 분할된다. 제2 빔 스플리터(BS2)에 의하여 2차 분할된 제4 분할광들(DLD2) 중 제2 빔 스플리터(BS2)에 의하여 반사된 하나의 제4 분할광(DLD2)은 믹싱부(220-2)로부터 출사된다. 이는 제1 믹싱광(DL1)의 일부일 수 있다.
제4 빔 스플리터(BS4)에 의하여 1차 분할된 제4 분할광들(DLD1) 중 제4 빔 스플리터(BS4)에서 반사된 나머지 하나의 제4 분할광(DLD2)은 제6 미러(M6)에 의하여 반사된 후, 제3 빔 스플리터(BS3)에 의하여 2차 분할된다. 제3 빔 스플리터(BS3)에 의하여 2차 분할된 두 개의 제4 분할광들(DLD2) 중 제3 빔 스플리터(BS3)에서 반사된 하나의 제4 분할광(DLD2)은 믹싱부(220-2)로부터 출사된다. 이는 제2 믹싱광(DL2)의 일부일 수 있다.
제2 빔 스플리터(BS2)에 의하여 2차 분할된 제4 분할광들(DLD2) 중 제2 빔 스플리터(BS2)를 투과한 나머지 하나의 제4 분할광(DLD2)은 제3 미러(M3)에서 반사되어 믹싱부(220-2)로부터 출사된다. 이는 제3 믹싱광(DL3)의 일부일 수 있다.
제3 빔 스플리터(BS3)에 의하여 2차 분할된 두 개의 제4 분할광들(DLD2) 중 제3 빔 스플리터(BS3)를 투과한 나머지 하나의 제4 분할광(DLD2)은 제4 미러(M4)에 의하여 반사된 후 믹싱부(220-2)로부터 출사된다. 이는 제4 믹싱광(DL4)의 일부일 수 있다.
전술된 바와 같이, 제1 내지 제4 선변조광들(MLA1~MLA4) 각각은 4개의 분할광들로 분할되어 믹싱부(220-2)로부터 출사된다. 제1 선변조광(MLA1)에서 4개로 분할된 제1 분할광들(DLA2)은 제2 내지 제4 선변조광들(MLA2~MLA4) 각각으로부터 4개로 분할된 제2 내지 제4 분할광들과 일대일 대응하도록 혼합된다. 구체적으로, 제1 선변조광(MLA1)에서 4개로 분할된 제1 분할광들(DLA2) 중 하나는 제2 선변조광(MLA2)에서 4개로 분할된 제2 분할광들(DLB2) 중 하나, 제3 선변조광(MLA3)에서 4개로 분할된 제3 분할광들(DLC2) 중 하나 및 제4 선변조광(MLA4)에서 4개로 분할된 제4 분할광들(DLD2) 중 하나와 혼합되어 하나의 믹싱광(DL1)을 형성한다.
본 실시 예에 따르면, 제1 내지 제4 빔 스플리터(BS1)는 입사되는 광의 50%는 투과하고, 50%는 반사한다. 즉, 믹싱부(220-2)에 입사되는 제1 내지 제4 선변조광들(MLA1~MLA4)은 원편광 상태의 광이므로, S/P 편광 상태에 따른 빔 스플리터들(BS1~BS4) 각각의 투과 및 반사 비율이 동일할 수 있다. 따라서, 믹싱부(220-2)로부터 출사되는 제1 내지 제4 믹싱광들(DL1~DL4)은 제1 내지 제4 선변조광들(MLA1~MLA4)에 대하여 동일한 혼합비를 가질 수 있다.
믹싱부(220-2)로부터 출사된 제1 내지 제4 믹싱광들(DL1~ DL4)은 제2 편광 변조부(230-2)에 입사된다. 제2 편광 변조부(230-2)는 4개의 사분파장 플레이트들(QB1~QB4)을 포함한다. 제1 내지 제4 믹싱광들(DL1~ DL4)은 4개의 사분파장 플레이트들(QB1~QB4)에 일대일 대응하여 투과될 수 있다. 투과된 사분파장 플레이트들(QB1~QB4)은 제1 내지 제4 후변조광들(MLB1~MLB4)로 변환된다.
본 실시 예에 따르면, 4개의 사분파장 플레이트들(QB1~QB4) 중 적어도 어느 두 사분파장 플레이트들의 광축은 서로 평행하지 않을 수 있다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 4개의 사분 파장 플레이트들(QB1~QB4)은 모두 동일한 광축을 가질 수 있으며, 이 경우, 하나의 사분 파장 플레이트가 4개의 사분파장 플레이트들(QB1~QB4)을 대체할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치의 개략적인 모식도이다.
설명의 편의를 위해, 본 발명의 일 실시 예와 다른 점을 위주로 설명하며, 생략된 부분은 본 발명의 일 실시 예에 따른다. 또한, 앞서 설명된 구성 요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치(1000-3)의 광원부(100)가 발생시키는 입력광(ILA)은 무편광 상태의 광일 수 있다. 예시적으로, 본 실시 예에 따른 입력광(ILA)은 엑시머 레이저(Eximer Laser)일 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 광학계(200)는 제4 편광 변조부(260)을 더 포함한다. 제4 편광 변조부(260)는 광경로 상에서 광원부(100)와 제1 편광 변조부(210) 사이에 배치된다.
제4 편광 변조부(260)는 광원부(100)로부터 제공되는 입력광(ILA)의 편광 방향을 변경시킨다. 구체적으로, 제4 편광 변조부(260)는 광원부(100)로부터 제공되는 입력광(ILA)을 선편광된 광(ILB)으로 변환시킨다. 예시적으로, 제4 편광 변조부(260)는 적어도 하나의 직선 편광자(POL, Polarizer)를 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치의 개략적인 모식도이다.
도 10은 도 9에 도시된 시간지연부의 확대도이다.
설명의 편의를 위해, 본 발명의 일 실시 예와 다른 점을 위주로 설명하며, 생략된 부분은 본 발명의 일 실시 예에 따른다. 또한, 앞서 설명된 구성 요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 결정화 장치(1000-4)의 광학계(200-4)는 시간 지연부(270)를 더 포함한다. 시간 지연부(270)는 광경로 상에서 가공부(240) 및 스테이지(300) 사이에 배치된다.
시간 지연부(270)는 가공부(240)에서 합성된 예비 출력광(OL1)을 분할하여, 시간적으로 다르게 출사시킴으로써, 스테이지(300)에 조사되는 출력광(OL2)의 발진 지속 시간을 증가시키는 역할을 한다. 즉, 본 실시 예에 따른 시간 지연부(270)는 출력광(OL2)의 반치폭(FWHM)을 증가시키는 역할을 한다.
시간 지연부(270)는 적어도 하나의 지연 스플리터(TBS) 및 복수의 지연 미러들(TM1~TM4)을 포함한다.
본 실시 예에 따른 시간 지연부(270)의 구성은 예시적인 설명을 위한 구성에 불과하며, 본 발명은 시간 지연부(270)의 지연 미러들 및 지연 스플리터들의 개수 및 위치에 특별히 한정되는 것은 아니다.
가공부(240)에서 출사된 예비 출력광(OL1)은 시간 지연부(270)의 지연 스플리터(TBS)에 입사된다. 지연 스플리터(TBS)에 입사된 예비 출력광(OL1)의 일부는 지연 스플리터(TBS)를 투과하여 시간 지연부(270)로부터 출사된다. 이는 제1 출력광(OL2A)으로 정의된다.
지연 스플리터(TBS)에 입사된 예비 출력광(OL1)의 나머지 일부는 지연 스플리터(TBS)에서 반사되어 제1 내지 제4 지연 미러들(TM1~TM4)로 이루어진 시간 지연 루프에 입사된다. 시간 지연 루프는 입사되는 광의 광경로를 증가시켜 발진 시간을 늦추는 역할을 한다. 구체적으로, 지연 스플리터(TBS)에서 반사된 예비 출력광(OL1)의 일부는 제1 내지 제4 지연 미러들(TM1~TM4)에 의하여 순차적으로 반사되어 다시 지연 스플리터(TBS)에 입사된다. 시간 지연 루프를 통하여 지연 스플리터(TBS)에 입사된 광 중 지연 스플리터(TBS)에 의하여 반사되는 일부 광은 시간 지연부(270)로부터 출사되고, 지연 스플리터(TBS)를 투과한 나머지 일부광은 또 다시 제1 내지 제4 지연 미러들(TM1~TM4)로 이루어진 시간 지연 루프에 입사된다. 시간 지연 루프를 통과하여 출력되는 광들은 제2 출력광(OL2B)로 정의된다.
본 실시 예에서, 1차례 발진된 예비 출력광(OL1)이 지연 스플리터(TBS)를 통하여 시간 지연 루프에 입사되는 횟수 n은 특별히 한정되지 않는다. 예시적으로, n은 3 이상 5이하일 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 제1 출력광(OL2A) 및 제2 출력광(OL2B)이 시간차를 두고 발진하므로, 출력광(OL2)의 발진 지속 시간이 증가할 수 있다. 즉. 본 실시 예에 따르면, 시간 지연부(270)가 출력광(OL2)의 발진 지속 시간을 확장시켜줌으로써, 대상 기판(10)을 보다 용이하게 결정화시킬 수 있다.
도면에 도시되지 않았으나, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 광원부(100)가 복수의 입력광들을 포함하고, 입력광들이 모두 다른 시간에 발진하도록 하여, 출력광(OL)의 반치폭을 증가시킬 수 있다. 본 실시 예에 따르면, 광원부(100)에서 발생하는 복수의 입력광들(IL)을 시간차를 두고 발진시킴으로써, 시간 지연부(270)의 역할을 대신할 수 있다.
이상 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1000: 레이저 결정화 장치
10: 대상 기판
100: 광원부 200: 광학계
300: 스테이지 210: 제1 편광 변조부
220: 믹싱부 230: 제2 편광 변조부
240: 가공부 250: 제3 편광 변조부
260: 제4 편광 변조부 270: 시간 지연부
100: 광원부 200: 광학계
300: 스테이지 210: 제1 편광 변조부
220: 믹싱부 230: 제2 편광 변조부
240: 가공부 250: 제3 편광 변조부
260: 제4 편광 변조부 270: 시간 지연부
Claims (20)
- 레이저 빔 형태의 적어도 하나의 입력광을 발생시키는 광원부;
상기 광원부에서 제공받은 상기 입력광을 적어도 하나의 출력광으로 변환하는 광학계; 및
대상 기판이 안착되고, 상기 출력광이 조사되는 스테이지를 포함하고,
상기 광학계는,
적어도 하나의 빔 스플리터 및 적어도 하나의 미러를 포함하고, 입사되는 광을 복수의 광들로 분할하는 믹싱부;
광경로 상에서 상기 광원부 및 상기 믹싱부 사이에 배치되고, 입사되는 광의 일 성분을 λ/4만큼 지연시키는 적어도 하나의 사분파장 플레이트를 포함하는 제1 편광 변조부;
상기 광경로 상에서 상기 믹싱부 후방에 배치되고, 적어도 하나의 렌즈를 포함하고, 상기 출력광을 형성하는 가공부; 및
상기 광경로 상에서 상기 가공부 및 상기 믹싱부 사이에 배치되고, 상기 믹싱부로부터 제공된 광의 일 성분을 λ/4만큼 지연시키는 적어도 하나의 사분파장 플레이트를 포함하는 제2 편광 변조부를 포함하는 레이저 결정화 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 편광 변조부는 입사되는 선편광 상태의 광을 원편광 상태로 변환하고, 상기 제2 편광 변조부는 입사되는 원편광 상태의 광을 선편광 상태로 변환하는 레이저 결정화 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 입력광은 고체 레이저인 레이저 결정화 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 광학계는,
상기 광경로 상에서 상기 제2 편광 변조부 및 상기 가공부 사이에 배치되고, 상기 제2 편광 변조부로부터 제공된 광의 편광 방향을 변경시키는 제3 편광 변조부를 더 포함하는 레이저 결정화 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 제3 편광 변조부는 적어도 하나의 반파장 플레이트를 포함하는 레이저 결정화 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 제3 편광 변조부는 전기적 신호를 수신하여 상기 반파장 플레이트의 광축을 제어하는 반파장 구동기를 더 포함하는 레이저 결정화 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 광학계는,
상기 광경로 상에서 상기 제1 편광 변조부와 상기 광원부 사이에 배치되고,
상기 광원부에서 제공된 상기 입력광들을 선편광 상태로 변환하는 제4 편광 변조부를 더 포함하는 레이저 결정화 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 입력광은 엑시머 레이저인 레이저 결정화 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 제4 편광 변조부는 적어도 하나의 직선 편광자를 포함하는 레이저 결정화 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 믹싱부에 상기 제1 편광 변조부에 의하여 원편광 상태로 변환된 광으로 정의되는 선변조광이 입사되고,
상기 믹싱부는,
상기 선변조광의 방향을 변경시키는 제1 미러;
상기 선변조광의 일부를 반사시키고, 나머지 일부를 투과하여 상기 선변조광을 복수의 믹싱광들로 분할하는 제1 빔 스플리터; 및
상기 제1 빔 스플리터에 의하여 분할된 믹싱광들 중 적어도 일부의 방향을 변경시키는 제2 미러를 포함하는 레이저 결정화 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 가공부는 입사되는 복수의 광들을 합성하여 상기 적어도 하나의 출력광을 형성하는 레이저 결정화 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 가공부는,
각각이 복수의 렌즈들이 배열된 판 형상을 갖고, 입사되는 광을 균일화시키는 적어도 하나의 호모지나이저(Homogenizer); 및
상기 호모지나이저를 통과한 광의 크기와 초점을 조절하여 선 형태의 광을 형성하는 적어도 하나의 원통 렌즈(Cylindrical lens)를 포함하는 레이저 결정화 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 광원부는 제1 내지 제n 입력광들을 발생시키고,
상기 제1 내지 상기 제n 입력광들이 상기 제1 편광 변조부에 의하여 각각 원편광 상태로 변환된 광들로 정의되는 제1 내지 제n 선변조광들이 상기 믹싱부에 입사되고,
상기 믹싱부는,
상기 제1 내지 상기 제n 선변조광들 각각을 n개로 분할하는 복수의 빔 스플리터들; 및
상기 제1 내지 제n 선변조광들의 방향을 변경시키는 복수의 미러들을 포함하고,
일 변조광으로부터 n개로 분할된 광들은 상기 일 변조광을 제외한 n-1개의 변조광들 각각으로부터 n개로 분할된 분할된 광들과 일대일 대응하도록 혼합되고, n은 1보다 큰 자연수인 레이저 결정화 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 믹싱부로부터 출사되는 광들로 정의되는 제1 내지 제n 믹싱광들은 제1 내지 제n 선변조광들에 대하여 동일한 혼합비를 갖는 레이저 결정화 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 제1 편광 변조부의 상기 복수의 사분파장 플레이트들 중 적어도 어느 두 사분파장 플레이트들의 광축은 서로 평행하지 않은 레이저 결정화 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 제2 편광 변조부의 상기 복수의 사분파장 플레이트들 중 적어도 어느 두 사분파장 플레이트들의 광축은 서로 평행하지 않은 레이저 결정화 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 복수의 입력광들은 서로 다른 시간에 발진하는 레이저 결정화 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 광경로 상에서 상기 가공부 및 상기 스테이지 사이에 배치되는 시간 지연부를 더 포함하고,
상기 시간 지연부는,
상기 가공부에서 합성된 광의 일부를 투과하고, 나머지 일부를 반사하는 지연 빔 스플리터; 및
상기 가공부에서 합성된 광 중 상기 시간 지연 빔 스플리터에 의하여 반사된 광의 광경로를 증가시키는 복수의 지연 미러들을 포함하고,
상기 시간 지연부에 의하여, 출력광의 반치폭이 증가하는 레이저 결정화 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 빔 스플리터는 입사되는 광의 50%를 투과하고, 나머지 50%를 반사하는 레이저 결정화 장치. - 선편광 상태의 복수의 레이저 빔들을 발생시키는 광원부;
광경로 상에서 상기 광원부의 후방에 배치되고, 상기 광원부에서 제공받은 상기 레이저 빔들을 원편광시키는 제1 편광 변조부;
상기 광경로 상에서 상기 제1 편광 변조부의 후방에 배치되고, 상기 원편광된 상기 레이저 빔들을 분할 및 혼합하는 믹싱부;
상기 광경로 상에서 상기 믹싱부의 후방에 배치되고, 상기 믹싱부로부터 제공된 상기 레이저 빔들을 선편광시키는 제2 편광 변조부;
상기 광경로 상에서 상기 제2 편광 변조부의 후방에 배치되고, 상기 선편광된 상기 레이저 빔들을 집속 및 혼합하여 출력광을 형성하는 가공부; 및
상기 광경로 상에서 상기 가공부의 후방에 배치되고, 상기 출력광이 조사되는 스테이지를 포함하는 레이저 결정화 장치.
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