KR970008419A - 레이저 어니일링 방법 및 장치 - Google Patents

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순베이 야마자끼
나오토 구수모토
고이치로 다나카
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순베이 야마자끼
한도타이 에네루기 겐큐쇼 가부시키가이샤
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Abstract

조사 표면에 인가되는 선형 펄스 레이저 빔은 초점에서 부등식 0.5L1 ≤ L2 ≤ L1 및 0.5L1 ≤ L3 ≤ L1을 만족시키는 폭 방향의 에너지 프로파일을 갖도록 형성되며 여기서, 최대 에너지는 1이고, L1은 0.95의 에너지를 갖는 2지점의 빔 폭이고, L1+L2+L3은 0.7의 에너지를 갖는 2지점의 빔 폭이며, L2 및 L3은 빔 폭의 2주변부를 점유한다. 본 발명의 다른 국면에 따라, 섹션 방식으로 n펄스 레이저 빔을 팽창시키기 위한 복합 아이형플라이 아이 렌즈가 레이저 빔을 선형 빔으로 수렴하기 위한 원통형 렌즈의 하부에 제공된다.

Description

레이저 어니일링 방법 및 장치
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제2도는 본 발명의 제1실시예에 사용된 레이저 어니일링 광학 시스템의 예를 나타낸 도면.

Claims (49)

  1. 펄스 레이저 광원으로부터 방사된 선형 레이저 빔이 반도체 코팅인 조사 표면에 조사되는 레이저 어니일링 방법에 있어서, 최대 에너지는 1이고, L1은 0.95의 에너지를 갖는 2 지점의 빔 폭이고, L1+L2+L3은 0.70의 에너지를 갖는 2 지점의 빔 폭이며, L2 및 L3은 빔 폭의 2 주변부를 점유하는 것으로 가정할 경우, 선형레이저 빔은 초점에서, 부동식 0.5L1≤L2≤L1 및 0.5L1≤L3≤L1을 만족시키는 폭 방향의 에너지 프로파일을 갖고, 선형 레이저 빔은 약 ±1400㎛의 초점 심도를 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 방법.
  2. 엑시머 레이저 빔을 생성하는 단계와; 엑시머 레이저 빔을 빔 확장기에 의해 확장 및 형성하는 단계와; 확장 및 형성된 레이저 빔을 플라이 아이 렌즈에 의해 부분적으로 확장시키는 단계와; 부분적으로 확장된 레이저 빔을 제1원통형 렌즈에 의해 선형 레이저 빔으로 수렴하는 단계와; 선형 레이저 빔의 균일성을 제2원통형렌즈에 의해 그의 수직 방향으로 개선시키는 단계와; 선형 레이저 빔의 초점에 관하여 조사 표면의 위치를 조정함으로써 선형 레이저 빔이 조사 표면 상에서 유사-사다리꼴 에너지 프로파일을 갖게 하는 단계; 및 조사표면을 그의 수직 방향에 대해 거의 수직으로 선형 레이저 빔과 상대적으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 방법.
  3. 제2항에 있어서, 최대 에너지는 1이고, L1은 0.95의 에너지를 갖는 2 지점의 빔 폭이고, L1+L2+L3은 0.70의 에너지를 갖는 2 지점의 빔 폭이며, L2 및 L3은 빔 폭의 2 주변부를 점유하는 것으로 가정될 경우, 상기 유사 사다리꼴 에너지 프로파일은 부동식 0.5L1≤L2≤L1 및 0.5L1≤L3≤L1을 만족시키는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 방법.
  4. 엑시머 레이저 빔을 생성하는 단계와; 엑시머 레이저 빔을 빔 확장기에 의해 확장 및 형성하는 단계와; 확장 및 형성된 레이저 빔을 복합 눈-유사 플라이 아이 렌즈에 의해 부분적으로 확장시키는 단계와; 확장된 레이저 빔의 크기를 슬릿을 사용하여 감소시키면서 부분 확장된 레이저 빔을 제1원통형 렌즈에 의해 선형 레이저 빔으로 수렴하는 단계와; 선형 레이저 빔의 균일성을 제2원통형 렌즈에 의해 그의 수직 방향으로 개선시키는 단계와; 선형 레이저 빔의 균일성을 제2원통형 렌즈에 의해 그의 수직 방향으로 개선시키는 단계와; 선형 레이저 빔의 초점에 관하여 조사 표면의 위치를 조정함으로써 선형 레이저 빔이 조사 표면 상에서 유사-사다리꼴 에너지 프로파일을 갖게 하는 단계; 및 조사표면을 그의 수직 방향에 대해 거의 수직으로 선형 레이저 빔과 상대적으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 방법.
  5. 제4항에 있어서, 최대 에너지는 1이고, L1은 0.95의 에너지를 갖는 2 지점의 빔 폭이고, L1+L2+L3은 0.70의 에너지를 갖는 2 지점의 빔 폭이며, L2 및 L3은 빔 폭의 2 주변부를 점유하는 것으로 가정할 경우, 상기 유사 사다리꼴 에너지 프로파일이 부동식 0.5L1≤L2≤L1 및 0.5L1≤L3≤L1을 만족시키는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 방법.
  6. 엑시머 레이저 빔을 생성하는 단계와; 엑시머 레이저 빔을 플라이 아이 렌즈에 의해 부분적으로 확장시키는 단계와; 부분적으로 확장된 레이저 빔을 제1원통형 렌즈에 의해 선형 레이저 빔으로 수렴하는 단계와; 선형 레이저 빔의 균일성을 제2원통형 렌즈에 의해 그의 수직 방향으로 개선시키는 단계와; 선형 레이저 빔의 초점에 관하여 조사 표면의 위치를 조정함으로써 선형 레이저 빔이 조사 표면 상에서 유사-사다리꼴 에너지 프로파일을 갖게 하는 단계; 및 조사 표면을 그의 수직 방향에 대해 거의 수직으로 선형 레이저 빔과 상대적으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 방법.
  7. 제6항에 있어서, 최대 에너지는 1이고, L1은 0.95의 에너지를 갖는 2 지점의 빔 폭이고, L1+L2+L3은 0.70의 에너지를 갖는 2 지점의 빔 폭이며, L2 및 L3은 빔 폭의 2 주변부를 점유하는 것으로 가정할 경우, 상기 유사 사다리꼴 에너지 프로파일은 부동식 0.5L1≤L2≤L1 및 0.5L1≤L3≤L1을 만족시키는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 방법.
  8. 엑시머 레이저 빔을 생성하는 단계와; 엑시머 레이저 빔을 복합 눈-유사 플라이 아이 렌즈에 의해 부분적으로 확장시키는 단계와; 확장된 레이저 빔의 크기를 슬릿을 사용하여 감소시키면서 부분적으로 확장된 레이저 빔을 제1원통형 렌즈에 의해 선형레이저 빔으로 수렴하는 단계와; 선형 레이저 빔의 균일성을 제2원통형 렌즈에 의해 그의 수직 방향으로 개선시키는 단계와; 선형 레이저 빔의 초점에 관하여 조사 표면의 위치를 조정함으로써 선형 레이저 빔이 조사 표면 상에서 유사-사다리꼴 에너지 프로파일을 갖게 하는 단계; 및 조사표면을 그의 수직 방향에 대해 거의 수직으로 선형 레이저 빔과 상대적으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 방법.
  9. 제8항에 있어서, 최대 에너지는 1이고, L1은 0.95의 에너지를 갖는 2 지점의 빔 폭이고, L1+L2+L3은 0.70의 에너지를 갖는 2 지점의 빔 폭이며, L2 및 L3은 빔 폭의 2 주변부를 점유하는 것으로 가정할 경우, 상기 유사 사다리꼴 에너지 프로파일은 부동식 0.5L11≤L2≤L1 및 0.5L1≤L3≤L1을 만족시키는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 방법.
  10. 펄스 레이저 광원으로부터 방사된 선형 레이저 빔이 반도체 코팅인 조사 표면에 조사되는 레이저 어니일링 방법에 있어서, 최대 에너지는 1이고, L1은 0.95의 에너지를 갖는 2 지점의 빔 폭이고, L1+L2+L3은 0.70의 에너지를 갖는 2 지점의 빔 폭이며, L2 및 L3은 빔 폭의 2 주변부를 점유하는 것으로 가정할 경우, 선형 레이저 빔은 초점에서, 부동식 0.5L1≤L2≤L1 및 0.5L1≤L3≤L1을 만족시키는 폭 방향의 에너지 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 선형 레이저 빔은 엑시머 레이저 빔인 것을 특징으로하는 레이저 어니일링 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 반도체 코팅은 유리 기판 상에 형성되는 것을 특징으로하는 레이저 어니일링 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 반도체 코팅은 결정질 실리콘 필름인 것을 특징으로하는 레이저 어니일링 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 반도체 코팅은 무정형 실리콘 필름인 것을 특징으로하는 레이저 어니일링 방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 반도체 코팅은 박막 트랜지스터가 형성되는 위치에 놓이도록 패턴화된 무정형 실리콘 필름인 것을 특징으로하는 레이저 어니일링 방법.
  16. 제10항에 있어서, 상기 조사 표면은 약 ±400㎛ 미만의 애스퍼라이트를 갖는 것을 특징으로하는 레이저 어니일링 방법.
  17. 펄스 레이저 광원으로부터 방사된 선형 레이저 빔이 반도체 코팅인 조사 표면에 여러 차례 조사되고, 그 동안 레이저 빔 및 조사 표면은 선형 레이저 빔의 폭 방향으로 서로 상대적으로 이동하는 레이저 어니일링 방법에 있어서, 최대 에너지는 1이고, L1은 0.95의 에너지를 갖는 2 지점의 빔 폭이고, L1+L2+L3은 0.70의 에너지를 갖는 2 지점의 빔 폭이며, L2 및 L3은 빔 폭의 2 주변부를 점유하는 것으로 가정할 경우, 선형 레이저 빔은 초점에서, 부동식 0.5L1≤L2≤L1 및 0.5L1≤L3≤L1을 만족시키는 폭 방향의 에너지 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 선형 레이저 빔은 엑시머 레이저 빔인 것을 특징으로하는 레이저 어니일링 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 반도체 코팅은 유리 기판 상에 형성되는 것을 특징으로하는 레이저 어니일링 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 반도체 코팅은 결정질 실리콘 필름인 것을 특징으로하는 레이저 어니일링 방법.
  21. 제17항에 있어서, 상기 반도체 코팅은 무정형 실리콘 필름인 것을 특징으로하는 레이저 어니일링 방법.
  22. 제17항에 있어서, 상기 반도체 코팅은 박막 트랜지스터가 형성되는 위치에 놓이도록 패턴화된 무정형 실리콘 필름인 것을 특징으로하는 레이저 어니일링 방법.
  23. 제17항에 있어서, 상기 조사 표면은 약 ±400㎛ 미만의 애스퍼라이트를 갖는 것을 특징으로하는 레이저 어니일링 방법.
  24. 제17항에 있어서, 상기 선형 레이저 빔은 조사 표면 상의 각 지점에 여러 차례 조사되는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 방법.
  25. 펄스 레이저 빔을 생성하기 위한 펄스 레이저 빔 생성 수단과; 생성된 레이저 빔을 확장시키기 위한 빔 확장기와; 확장된 레이저 빔을 부분적으로 확장시키기 위한 복합 눈-유사 플라이 아이 렌즈와; 부분적으로 확장된 레이저 빔을 선형 레이저 빔으로 수렴하기 위한 제1원통형 렌즈와; 선형 레이저 빔의 균일성 그의 수직방향으로 개선시키기 위한 제2원통형 렌즈; 및 조사 목적물을 그의 수직 방향에 대해 거의 수직으로 선형 레이저 빔과 상대적으로 이동시키기 위한 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 조사 목적물은 무정형 실리콘 필름인 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  27. 제25항에 있어서, 상기 조사 목적물은 결정질 실리콘 필름인 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  28. 제25항에 있어서, 상기 조사 목적물은 불순물 이온이 이식된 결정질 실리콘 필름인 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  29. 제25항에 있어서, 상기 펄스 레이저 빔 생성 수단은 엑시머 레이저 빔 생성 수단인 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  30. 제25항에 있어서, 상기 선형 레이저 빔의 주변부를 제거하기 위해, 제1원통형 렌즈의 하류에 위치하는 슬릿을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  31. 제25항에 있어서, 상기 복합 눈-유사 플라이 아이 렌즈는 각각 다각 단면 형상을 갖는 복수개의 볼록렌즈가 플래너 형상으로 규칙적으로 인접 배열되도록 배치된 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 볼록 렌즈 각각은 사각 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  33. 제31항에 있어서, 상기 볼록 렌즈 각각은 직사각 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  34. 제31항에 있어서, 상기 볼록 렌즈 각각은 육각 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  35. 펄스 레이저 빔을 생성하기 위한 펄스 레이저 빔 생성 수단과; 펄스 레이저 빔을 부분적으로 확장시키기 위한 복합 눈-유사 플라이 아이 렌즈와; 부분적으로 확장된 레이저 빔을 선형 레이저 빔으로 수렴하기 위한 제1원통형 렌즈와; 선형 레이저 빔의 균일성을 그의 수직 방향으로 개선시키기 위한 제2원통형 렌즈; 및 조사 목적물을 그의 수직 방향에 대해 거의 수직으로 선형 레이저 빔과 상대적으로 이동시키기 위한 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  36. 제35항에 있어서, 상기 조사 목적물은 무정형 실리콘 필름인 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  37. 제35항에 있어서, 상기 조사 목적물은 결정질 실리콘 필름인 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  38. 제35항에 있어서, 상기 조사 목적물은 불순물 이온이 이식된 결정질 실리콘 필름인 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  39. 제35항에 있어서, 상기 펄스 레이저 빔 생성 수단은 엑시머 레이저 빔 생성 수단인 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  40. 제35항에 있어서, 상기 선형 레이저 빔의 주변부를 제거하기 위해, 제1원통형 렌즈의 하류에 위치하는 슬릿을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  41. 제35항에 있어서, 상기 복합 눈-유사 플라이 아이 렌즈는 각각 다각 단면 형상을 갖는 복수개의 볼록렌즈가 플래너 형상으로 규칙적으로 인접 배열되도록 배치된 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  42. 제41항에 있어서, 상기 볼록 렌즈 각각은 사각 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  43. 제41항에 있어서, 상기 볼록 렌즈 각각은 직사각 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  44. 제41항에 있어서, 상기 볼록 렌즈 각각은 육각 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  45. 펄스 레이저 빔을 복합 눈-유사 플라이 아이 렌즈를 사용하여 부분적으로 확장시키는 단계와; 부분적으로 확장된 레이저 빔을 선형 레이저 빔으로 수렴하는 단계; 및 조사 목적물을 선형 레니저 빔을 사용하여 조사 및 스캐닝시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  46. 제45항에 있어서, 상기 펄스 레이저 빔은 엑시머 레이저 빔인 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  47. 제45항에 있어서, 조사 목적물은 무정형 실리콘 필름인 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  48. 제45항에 있어서, 상기 조사 목적물은 결정질 필름인 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
  49. 제45항에 있어서, 상기 조사 목적물은 불순물 이온이 이식된 결정질 실리콘 필름인 것을 특징으로 하는 레이저 어니일링 장치.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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