KR100847425B1 - 레이저 조사 장치 및 레이저 조사 방법 - Google Patents

레이저 조사 장치 및 레이저 조사 방법 Download PDF

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카와구치노리히토
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요시노우치아추시
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

종래와 비교하여 비용이 낮은 레이저 조사 장치, 및 레이저 조사 장치를 사용하는 레이저 조사 방법이 제공된다. 종래의 그레인들과 같거나, 큰 사이즈를 갖는 결정 그레인이 형성된다. 반도체 막의 냉각 속도는 늦고, 반도체 막에 대해 오랜 출력 시간을 갖는 조사 레이저 광의 경우에 형성된 그레인 크기와 같거나 큰 그레인 크기를 갖는 결정 그레인을 형성하는 것이 가능하게 된다. 이것은 다른 레이저 광에 대해 하나의 레이저 광을 지연시키고, 레이저 광을 조합하고, 짧은 출력 시간을 갖는 광원으로서 고체 레이저를 사용하는 레이저 광을 조사하는 경우에 반도체 막에 조사를 수행함으로써 달성된다.
Figure R1020010084877
펄스 방사 고체 레이저, YAG 레이저, YLF 레이저.

Description

레이저 조사 장치 및 레이저 조사 방법 {Laser irradiation apparatus and method of laser irradiation}
도 1은 레이저 조사 장치의 구조의 일실시예를 도시하는 다이어그램.
도 2는 레이저 조사 장치의 일실시예를 도시하는 다이어그램.
도 3은 시뮬레이션에 사용된 반도체 장치 막의 구조, 및 온도 측정 지점을 도시한 다이어그램.
도 4a 내지 도 4d는 반도체 막이 6.7 ns의 출력 시간 및 0.15 및 0.4J 사이의 에너지 밀도를 갖는 YAG 레이저에 의해 조사될 때 온도 벼와를 도시하는 다이어그램.
도 4e 내지 도 4h는 반도체 막이 20ns의 출력 시간 및 0.2 및 0.5J 사이의 에너지 밀도를 갖는 YAG 레이저에 의해 조사될 때 온도 변화를 도시하는 다이어그램.
도 5a 내지 도 5d는 반도체 막이 27ns의 출력 시간 및 0.2 및 0.5J 사이의 에너지 밀도를 갖는 YAG 레이저에 의해 조사될 때 온도 변화를 도시하는 다이어그램.
도 5e 내지 도 5h는 반도체 막이 50ns의 출력 시간 및 0.2 및 0.5J 사이의 에너지 밀도를 갖는 YAG 레이저에 의해 조사될 때 온도 변화를 도시하는 다이어그 램.
도 6a 내지 도 6c는 반도체 막이 100ns의 출력 시간 및 0.3 및 0.5J 사이의 에너지 밀도를 갖는 YAG 레이저에 의해 조사될 때 온도 변화를 도시하는 다이어그램.
도 6d 내지 도 6f는 반도체 막이 200ns의 출력 시간 및 0.4 및 0.5J 사이의 에너지 밀도를 갖는 YAG 레이저에 의해 조사될 때 온도 변화를 도시하는 다이어그램.
도 7a 내지 도 7g는 반도체 막이 27ns의 출력 시간 및 0.1 및 0.5J 사이의 에너지 밀도를 갖는 YAG 레이저에 의해 조사될 때 온도 변화를 도시하는 다이어그램.
도 8a 내지 도 8d는 시뮬레이션에 사용된 YAG 레이저의 펄스 모양을 도시한 다이어그램.
도 9a 내지 도 9f는 도 3에 도시된 구조를 갖는 실리콘 막이 도 8a에 의해 도시된 펄스 모양 및 0.05 내지 0.4J의 에너지 밀도를 갖는 YAG 레이저에 의해 조사될 때 온도 변화를 도시한 다이어그램.
도 10a 내지 도 10c는 반도체 막이 0.2 내지 0.4 J의 에너지 밀도를 갖는 YAG 레이저에 의해 조사되고 두개의 펄스로 분할될 때 온도 변화를 도시한 다이어그램이고, 여기서 상기 두개의 펄스 중 하나는 다른 펄스와 비교하여 10ns 지연된다.
도 10d 내지 도 10f는 반도체 막이 0.2 내지 0.4 J의 에너지 밀도를 갖는 YAG 레이저에 의해 조사되고 두개의 펄스로 분할될 때 온도 변화를 도시한 다이어그램이고, 여기서 상기 두개의 펄스 중 하나는 다른 펄스와 비교하여 20ns 지연된다.
도 11a 내지 도 11c는 반도체 막이 0.2 내지 0.4 J의 에너지 밀도를 갖는 YAG 레이저에 의해 조사되고 두개의 펄스로 분할될 때 온도 변화를 도시한 다이어그램이고, 여기서 상기 두개의 펄스 중 하나는 다른 펄스와 비교하여 30ns 지연됨.
도 12는 반도체 막의 결정화하기 시작될 때 베이스 막의 온도 변화 대 YAG 레이저의 출력 시간을 도시한 다이어그램.
도 13은 레이저 조사 장치 구조의 실시예를 도시한 다이어그램.
도 14는 레이저 조사 장치 구조의 예를 도시한 다이어그램.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
101 : 고체 레이저 발진기
102, 103, 108, 109 및 111 내지 114 : 반사 미러
104 : 에너지 모니터 시스템 115 : 셔터 시스템
110 : 광학 시스템
본 발명은 레이저 광을 사용하여 반도체 막을 조사하는 방법, 및 반도체 막의 조사를 수행하는 레이저 조사 장치(레이저로부터 출력된 레이저 광을 조사 대상으로 유도하기 위한 레이저 및 광학 시스템을 포함하는 장치)에 관한 것이다.
유리 같은 절연 기판 상에 형성된 반도체 막에 레이저 광을 조사함으로써 결정화를 수행하거나 결정성을 증가시키기 위한 기술은 최근에 폭넓게 연구되었다. 실리콘은 주로 반도체 막에 사용된다. 결정질 반도체 막을 얻고 레이저 광을 사용하여 반도체 막을 결정화하는 수단은 본 명세서를 통하여 레이저 결정화라 한다.
폭넓게 사용된 종래의 인조 석영 유리 기판과 비교하여, 유리 기판은 저가에서 풍부한 가용성을 가지며, 큰 표면 영역의 기판을 쉽게 제조할 수 있는 장점을 갖는다. 이것은 상기 연구가 수행된 이유이다. 게다가, 결정화를 위하여 레이저의 사용은 유리 기판의 낮은 용융점으로 인해 바람직하다. 레이저들은 기판의 온도를 증가시키지 않고 반도체 막에만 높은 양의 에너지를 인가할 수 있다. 게다가, 수율은 전기 노를 사용하는 열 처리와 비교하여 크게 높다.
결정질 반도체들은 많은 결정 그레인으로 구성되고, 그러므로 다결정 반도체 막이라 한다. 레이저 광을 조사하여 형성된 결정질 반도체 막은 높은 이동성을 가지며, 따라서 결정질 반도체 막을 사용하여 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다. 예를 들어, 결정질 반도체 막은 화소 구동기 TFT 및 구동기 회로 TFT가 하나의 유리 기판 상에 제조되는 단결정 액정 전기 광학 장치 같은 장치에 사용된다.
게다가, 높은 출력을 갖는 엑시머 레이저 같은 펄스 레이저 광이 측면당 몇 센티미터의 사각 스폿에 광학적으로 처리되거나, 10 cm 이상의 길이를 갖는 선형 모양이 광학적으로 처리된 후, 레이저 광이 스캔(선택적으로, 레이저 광 조사 위치가 조사 표면으로 이동된다)되고 표면상에 조사되는 방법은 대량 생산에 적합하고 산업적으로 우수하다. 그러므로, 이런 방법이 사용되는 것이 바람직하다.
특히, 만약 선형 모양 빔이 사용되면, 레이저 조사는 순방향 및 역방향, 및 좌우 방향 스캔이 필요한 스폿 모양 레이저 광을 사용하는 경우와 달리, 선형 레이저 빔의 길이 방향에 대해 수직인 방향으로만 스캔함으로써 전체 조사 대상에서 수행된다. 그러므로, 대량 생산시 유리하다. 길이 방향에 대해 수직 방향으로 스캐닝하는 이유는 상기 스캐닝 방향이 가장 우수한 효율을 가지기 때문이다. 현재 레이저 조사 방법에서, 펄스 방사 엑시머 레이저 광이 적당한 광학 시스템에 의해 처리되는 선형 모양 빔의 사용은 대량 생산 특성으로 인해 TFT를 사용하는 액정 디스플레이 장치를 제조하는 기술에서 기본으로 이용된다.
반도체 막에 레이저 광을 조사한 후 반도체 막의 결정화가 여기서 설명된다. 만약 레이저 광이 반도체 막에 조사되면, 반도체 막은 녹을 것이다. 그러나, 반도체 막의 온도는 시간이 경과함에 따라 떨어지고, 결정 핵은 형성된다. 거의 셀 수 없는 수의 균일한(또는 비균일한) 결정 핵은 반도체 막에 생성되고, 결정화는 상기 핵이 성장한 후 완성된다. 이런 경우 얻어진 결정 그레인의 위치 및 크기는 임의적이다. 게다가, 결정 그레인 성장 거리는 결정화 시간 및 성장 속도의 곱에 비례하는 것으로 공지되었다. 여기서, 용어 결정화 시간은 반도체 막의 결정화가 완료될 때까지 결정 핵이 반도체 막에서 진행할 때의 시간 양이다. 만약 결정화 시간이 완료될 때까지 반도체 막의 용융 시간 양이 용융 시간만큼 걸리면, 용융 시간은 증가하고, 반도체 막의 냉각 속도는 느려져서, 결정화 시간은 길어지게 되고, 큰 그레인 크기를 갖는 결정 그레인이 형성될 수 있다.
레이저 광에는 여러 가지 형태가 있다. 일반적이진 않지만, 펄스 방사 엑시머 레이저(이후 엑시머 레이저 광이라 한다)를 갖는 레이저 광을 사용하는 레이저 결정화가 사용된다. 엑시머 레이저는 고출력, 및 고주파수에서 반복 조사 능력의 장점을 가지며, 또한 엑시머 레이저 광은 실리콘 막에 대해 높은 흡수 계수를 갖는 장점을 갖는다.
KrF(파장 248 nm) 및 XeCl(파장 308nm)은 엑시머 레이저의 여기 가스로서 사용된다. 그러나, Kr(크립톤) 및 Xe(크세논) 가스는 매우 높은 가격을 가지며, 만약 가스 대체 빈도가 높게되면, 이것은 제조 비용을 상승시킨다.
게다가, 2 내지 3 년을 기본으로 레이저 방사를 수행하는 레이저 튜브 같은 부분, 및 방사 처리시 생성된 불필요한 화합물들을 제거하는 가스 정화 장치를 교체하는 것이 필요하다. 이들 부가 부분은 비싸고, 이것은 제조 비용을 증가시키는 문제를 초래한다.
엑시머 레이저 광을 사용하는 레이저 조사 장치는 상기된 바와 같은 높은 성능을 요구하지 않지만, 유지를 위해 극히 높은 노력이 필요하다. 게다가, 상기 장치는 대량 생산 레이저 조사 장치로서 사용될 때 높은 유지 비용(작동과 함께 늘어나는 진행 비용)의 단점을 갖는다.
엑시머 레이저와 비교하여 낮은 유지 비용을 갖는 레이저 조사 장치를 실현하고, 상기 레이저 조사 장치를 사용하여 레이저 조사 방법을 실현하기 위하여, 고체 레이저를 사용하는 방법(공진 공동으로서 결정 로드(rod)를 갖는 레이저 광을 출력하는 레이저)이 사용될 수 있다.
그러나, 하나의 통상적인 고체 레이저인 YAG 레이저를 사용하는 레이저 결정화에 따라 형성된 결정 그레인의 그레인 크기는 엑시머 레이저를 사용하는 레이저 결정화에 의해 형성된 결정 그레인과 비교하여 극히 작다.
한가지 이유는 비록 고체 레이저가 현재 높은 출력을 가질지라도 출력 시간이 극히 짧기 때문이다. LD(레이저 다이오드) 여기 및 플래시 램프 여기 같은 방법은 고체 레이저 여기 방법으로서 존재한다. LD 여기에 의한 높은 출력을 얻기 위하여, LD에 큰 전류 흐름을 갖는 것이 필요하다. 그러므로 LD 수명은 짧고 비용은 플래시 램프 여기와 비교하여 증가된다. 이런 이유 때문에, 거의 모든 LD 여기 고체 레이저는 작은 출력을 갖는다. 대량 생산에 사용하기 위한 고출력 레이저는 현재 개발중인 상태이다. 다른 한편, 플래시 램프는 극히 강한 광을 출력하고, 그러므로 플래시 램프에 의해 여기된 레이저는 높은 파워를 갖는다. 그러나, 순간적으로 유도된 에너지에 의해 여기된 원자는 플래시 램프 여기에 의한 여기로 일단 방사된다. 따라서 현재 고체 레이저는 높은 출력을 가지지만, 출력 시간은 극히 짧다. 결과적으로, 엑시머 레이저를 사용하여 레이저 결정화를 수행함으로써 형성된 그레인 크기 이상의 그레인 크기를 갖는 결정 그레인을 고체 레이저를 사용하는 레이저 결정화에 의해 형성하는 것은 어렵다. 용어 출력 시간은 이런 명세서내의 하나의 펄스의 1/2 폭이다.
본 발명의 목적은 종래 레이저 조사 장치와 비교하여 낮은 유지 비용을 갖는 레이저 조사 장치를 제공하는 것이다. 게다가, 본 발명의 목적은 레이저 조사 장치를 사용하여 레이저 조사하는 방법에서 종래 결정 그레인 이상의 그레인 크기를 갖는 결정 그레인을 형성하는 레이저 조사 장치를 제공하는 것이다.
엑시머 레이저를 사용하는 레이저 결정화에 따라 형성된 결정 그레인의 그레인 크기 이상의 그레인 크기를 갖는 결정 그레인을 형성하기 위하여, 우선 엑시머 레이저에 의해 반도체 막의 조사동안 온도 변화에 관련하여 계산이 수행된다. 도 3의 A 내지 C 포인트에서 온도 대 시간은 도 3에 도시된 구조로부터 형성된 실리콘 막에 엑시머 레이저 광을 조사하는 동안 계산된다. 레이저 광의 출력 시간은 여기서 27 ns이고, 에너지 밀도는 0.1 내지 0.5J로 설정된다. 결과는 도 7a 내지 7g에 도시된다. 결정화 시간 및 용융 시간이 에너지 밀도 증가와 함께 길어지고, 냉각 속도가 느려지는 것이 도 7a 내지 7g에 도시된다. 게다가, A 포인트의 온도의 변화가 C 포인트의 온도를 뒤따르는 것이 도시된다.
반도체 막의 냉각 속도가 감소되는 것은 큰 크기의 결정 그레인을 형성하기 위한 하나의 효과적인 수단으로서 제공될 수 있다. 특히, 레이저 광 출력 시간이 보다 길어지고, 반도체 막 용융 시간은 길어진다.
YAG 레이저의 출력 시간을 짧게 하고 반도체 막에 조사를 수행할 때 온도 변화에 대한 계산은 수행된다. 도 3에 도시된 바와 같이, YAG 레이저로부터의 레이저 광은 50nm의 막 두께를 갖는 실리콘 막에 조사되고 실리콘 산화막 상에 형성되고, 온도 대 시간은 실리콘 막 표면(포인트 A), 실리콘 막 및 실리콘 산화막 사이의 계면(포인트 B), 및 상기 계면 아래 100nm의 거리 실리콘 산화막(포인트 C)에서 계산된다. 여기서 실리콘 막이 용융되는 온도는 1200k로 설정된다. 결과는 도 4A 내지 6F에 도시된다. 출력 시간은 6.7 ns로 설정되고 에너지 세기는 도 4A 내지 4D에 도시된 0.15 내지 0.4J로 설정된다. 도 4e 내지 4h에서, 출력 시간은 20ns이고 에너지 세기는 0.2 내지 0.5J이다. 출력 시간은 도 5a 내지 5d에서 27ns로 설정되고, 도 5e 내지 5h에서 50ns로 설정되고, 에너지 세기는 0.2 내지 0.5J에서 가변한다. 도 6a 내지 6c에서, 출력 시간은 100ns로 설정되고 에너지 밀도는 0.3 내지 0.5J로 설정되고, 출력 시간은 도 6d 내지 6f에서 200ns로 설정되고, 에너지 세기는 0.4 내지 0.6J에서 가변한다.
포인트 A 내지 C의 온도는 레이저 광의 조사로 인해 증가되고, 제 1 고정 온도로 유지 후, 부가적인 증가가 있고 최대 온도가 달성된다. 포인트 A 내지 C의 온도가 강하하고, 제 2 고정 온도가 유지되고, 부가적인 온도 강하 경향이 있다는 것이 도시된다. 상기 계산은 1200K로서 얻어진 실리콘 막의 용융 온도로 수행되고, 실리콘 막은 제 1 고정 온도에서 용융되고, 실리콘 막의 고체화(결정화)는 제 2 온도에서 발생한다. 완료 시간까지 제 2 고정 온도의 시작으로부터의 시간은 결정화 시간에 대응한다. 결정화 시간이 길어지면, 냉각 속도는 느려진다. 게다가, 제 2 고정 온도의 완료시간까지 제 1 고정 온도의 시작 시간으로부터의 시간이 실리콘 막의 용융 시간으로서 얻어지고, 포인트 A 내지 C의 가장 높은 온도가 달성될 때까지 시간 양은 증가하고 용융 시간은 동일 에너지 세기로 출력 시간 증가와 함께 길어진다. 즉, 반도체 막의 냉각 속도는 출력 시간의 증가와 함께 더 느려진다.
게다가, 결정화가 시작될 때 실리콘 산화막의 온도 대 레이저 광출력 시간은 도 12에 도시된다. 도 12에서, 결정화 초기 실리콘 산화막의 온도가 출력 시간 증가와 함께 증가하는 것이 도시된다. 게다가, 실리콘 산화막의 온도는 레이저 광 출력 시간이 50ns 이하일 때 빠르게 강하한다. 다른 말로, 반도체 막에 대한 용융 시간의 양을 확장시키기 위하여 베이스 막의 온도를 증가시키는 것이 효과적이다.
결정화 시간 및 용융 시간이 길어지고, 반도체 막의 냉각 속도는 느려지고, 출력 시간은 길어진다. 생성된 결정 핵의 세기는 낮고, 결정화 시간은 길어지고; 결정 그레인의 크기가 커진다. 다른 말로, 출력 시간을 길게 하는 것은 결정 그레인 크기를 크게 하는데 효과적이다.
그러나, 상기된 바와 같이, 고체 레이저는 높은 출력을 가지지만, 출력 시간은 극히 짧다. 예를 들어, 램브다 피직 코포레이션 회사의 모델 L4308 XeCl 엑시머 레이저(파장 308 nm)의 출력 시간은 27ns이고, 스펙트라 피직 코포레이션의 DCR-3D Nd:YAG 레이저(파장 532nm)의 출력 시간은 5 내지 7ns이다.
본 발명은 광원으로서 고체 레이저(출력 레이저 광이 공진 공동으로서 결정 로드를 사용하는 레이저)를 사용하여 짧은 출력 시간을 갖는 레이저 광으로 반도체 막을 조사할 때 결정 그레인을 형성하는 레이저 조사 장치, 및 레이저 조사 방법을 제공하고, 상기 결정 그레인 크기는 긴 출력 시간을 갖는 레이저 광을 사용한 반도체 막을 조사하는 경우 달성되는 그레인 크기 이상이다. 이런 결과는 반도체 막의 냉각 속도를 느리도록 다른 레이저 광을 지연하고 반도체 막에 다른 레이저 광을 조사함으로써 달성된다.
레이저 광이 이런 포인트에서 광학 시스템에 의해 선형 모양으로 형성되는 것이 바람직하다. 용어 선형 모양으로 레이저 광의 형성은 조사 표면상에 선형 형태를 가지도록 레이저 광을 처리하는 것을 말한다. 다른 말로, 레이저 광의 단면 모양은 선형 모양으로 형성된다. 게다가, 용어 선형 모양은 반드시 라인을 의미하는 것이 아니라, 큰 종횡비를 갖는 사각형 모양(또는 원통형 모양)을 의미한다. 예를 들어, 이것은 10 이상인(바람직하게 100 및 10,000 사이) 종횡비를 가리킨다.
일반적으로, 공지된 고체 레이저는 고체 레이저로서 사용된다; YAG 레이저(Nd:YAG 레이저를 가리킴) 같은 레이저, Nd:YLF 레이저, Nd:YVO4 레이저, Nd:YAlO3 레이저, 루비 레이저, Ti:사파이어 레이저, 및 유리 레이저가 사용될 수 있다. 특히, 우수한 간섭성 및 펄스 에너지를 갖는 YAG 레이저를 사용하는 것이 바람직하다.
기본 고조파(제 1 고조파)는 1064nm의 긴 파장을 가지므로, 제 2 고조파(파장 532 nm), 제 3 고조파(파장 355nm), 또는 제 4 고조파(파장 266nm)를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 고조파는 비선형 결정을 사용함으로써 얻어진다.
제 1 고조파는 비선형 엘리먼트를 포함하는 파장 변조기를 사용함으로써 제 2 고조파, 제 3 고조파, 또는 제 4 고조파로 변조될 수 있다. 각각의 고조파의 형성은 공지된 기술에 따라 수행될 수 있다. 게다가, 용어 광원으로서 고체 레이저로부터의 레이저 광은 제 1 고조파뿐 아니라, 파장이 변조된 제 2 고조파, 제 3 고 조파, 및 제 4 고조파를 포함한다.
게다가, YAG 레이저에 의해 종종 사용된 Q 스위치 방법(Q 변조 스위치 방법)은 사용될 수 있다. 이것은 레이저 공지 장치의 Q 값이 충분히 낮은 상태에서 에너지 값이 Q 값을 갑자기 상승시키는 펄스 레이저 출력 방법이다. 이것은 공지된 기술이다.
본 발명에 의해 사용된 고체 레이저는 고체 결정을 여기시키기 위하여 고체 결정, 공진 미러, 및 광원이 존재하는 레이저 광을 출력할 수 있고, 그러므로 엑시머 레이저와 비교하여 매우 낮은 유지 시간 및 노력을 갖는다. 즉, 유지 비용은 종래의 엑시머 레이저에 비해 매우 낮고, 반도체 장치의 제조 비용은 크게 낮아진다. 게다가, 대량 생산 라인의 이용 비율은 만약 유지 량이 감소하면 증가되고, 그러므로 전체적인 제조 처리 수율은 증가한다. 이것은 반도체 장치의 제조 비용 감소에 기여한다. 게다가, 고체 레이저에 의해 차지된 표면 영역은 엑시머 레이저에 의해 차지된 영역과 비교하여 작고, 이것은 제조 라인의 설계에서 장점이다.
본 발명을 이용하여, 짧은 출력 시간을 갖는 레이저 광을 사용하여 레이저 결정화동안 반도체 막의 냉각 속도는 느려진다. 이것은 시간 차가 형성된 복수의 레이저 광을 조사함으로써 달성된다. 결정 성장에 허용된 시간 양은 이런 결정화 처리에 의해 증가되고, 결과적으로 형성된 결정 그레인의 크기는 커진다.
실시예 모드 1
본 발명의 일실시예 모드가 설명된다.
도 1은 본 발명의 레이저 조사 장치 구조의 일실시예를 도시하는 다이어그램이다. 레이저 조사 장치는 고체 레이저 발진기(101), 반사 미러(102, 103, 108, 109 및 111 내지 114), e/2 플레이트(105), 박막 편광기(TFP)(106 및 107), 및 레이저 광을 선형 모양으로 처리하기 위한 광학 시스템(110)을 포함한다. 게다가, 104는 에너지 모니터 시스템을 나타내고, 115는 셔터 시스템을 나타낸다.
레이저 발진기(101)로부터의 레이저 광은 반사 미러(102 및 103)에 의해 반사되어 e/2 플레이트(105)에 도달한다. 광 경로에 e/2 플레이트(105)를 배열함으로써, TFP에 의해 분할된 빔의 세기 분배 비율은 임의적으로 변경된다.
레이저 광의 입사 각도가 브루스터 각도가 되도록 TFT(106)가 배열되면, P 성분을 갖는 레이저 광으로부터의 반사된 광의 양은 0이 된다(입사 평면(입사에 수직인 라인 및 입사 광선에 의해 결정된 평면)내에서 전기장 벡터가 진동하는 성분). 레이저 광의 P 성분은 TFP를 통해 통과하고, 레이저 광의 S 성분(전기장 벡터가 입사 평면에 수직인 평면 내에서 진동하는 성분)은 반사된다. 전송된 레이저 광의 P 성분은 반사 미러(108 및 109), 및 광 시스템(110)을 통해 기판 상에 조사된다.
다른 한편, 반사된 레이저 광의 S 성분은 반사 미러(111 내지 114)를 통하여 통과된 후 입사각도가 브루스터 각도가 되도록 배열된 TFP(107)에 의해 반사되고, 반사 미러(108 및 109), 및 광학 시스템(110)을 통해 기판으로 조사된다. 반사 미러(111 내지 114)를 통해 레이저 광의 성분을 통과시킴으로써, 레이저 광의 s 성분만의 광 통과 길이가 길어지고, TFP(106)를 통하여 통과되는 레이저 광의 p 성분과 광 경로 차가 얻어진다. 광속도에 의해 분할된 길어진 광 경로 길이의 값과 동일한 시간 차는 레이저 광이 기판에 조사될 때 s 성분 및 p 성분 사이에 형성된다. 즉, 하나의 레이저 펄스가 2개의 펄스로 분할되고 광 경로 차이가 하나의 펄스에서 형성될 때, 상기 펄스는 기판의 조사 동안 다른 펄스보다 길게 지연되고, 반도체 막의 냉각 속도는 느려질 수 있다. 그래서 생성된 핵의 밀도는 낮아지고, 결정 시간은 길어지고, 결과적으로 큰 크기의 결정 그레인이 형성된다.
레이저 광은 실시예 모드 1에서 레이저 광의 편광 성분, s 성분 및 p 성분으로 분할된다. s 성분 및 p 성분은 상호 독립적인 구성요소이므로, 간섭은 성분이 서로 조합될 때 발생하지 않는다. 그러므로 이것은 높은 간섭을 갖는 레이저 발진기를 사용하는 경우 극히 효과적인 분할 방법이다. 게다가, 조합 방법은 다른 레이저 발진으로부터 방사된 레이저 광의 s 성분 및 p 성분을 조합하는 경우 간단하다. 예를 들어, 도 1의 미러(114)가 다른 레이저 발진기에 의해 대체되는 경우도, 각각의 레이저 광은 조합될 수 있다.
실시예 모드 1에서 비록 하나의 레이저 광이 2개로 분할되었지만, 2개로 제한되는 것이 아니고 복수의 분할이 가능하다. 게다가, 분할된 펄스 각각의 에너지 세기는 동일하지 않아야 한다. e/2 플레이트(105)에 의해 에너지 세기를 변화시키는 것이 가능하다. 예를 들어, 레이저 광의 제 1 펄스의 에너지 세기가 후속 펄스 보다 큰 레이저 광 에너지 세기를 갖는 경우 용융 시간은 길어지고, 그러므로 냉각 속도는 느려질 수 있다. 게다가, 반도체 막은 제 2 펄스의 레이저 광의 에너지 세기, 및 추후 펄스가 제 1 펄스의 에너지 세기보다 큰 경우 레이저 광의 제 1 펄스에 의해 가열된다. 그레인 크기의 부가적인 증가가 기대될 수 있다. 레이저 광 분할 수 및 부가적인 광 경로 길이에 대한 최적 값은 반도체 막의 상태 및 레이저 발진기 형태와 같은 요소에 따라 다르다.
실시예 모드 2
실시예 모드 1과 다른 실시예 모드는 실시예 모드 2에서 설명된다. 복수의 레이저 발진기를 사용하는 레이저 조사 장치의 실시예는 실시예 모드 2에 도시된다.
도 2는 본 발명의 레이저 조사 장치의 구조의 일실시예를 도시하는 다이어그램이다. 레이저 조사 장치는 레이저 발진기(121a 및 121b), 반사 미러(122, 124 및 125), TFP(123), 및 레이저 광을 선형 모양으로 처리하기 위한 광학 시스템(126)을 갖는다.
레이저 광은 레이저 발진기(121a 및 121b)와 동일한 시간에 방사된다. 비록 도면에 도시되지 않았지만, TFP를 사용함으로써, 레이저 발진기(121a)로부터 방사된 제 1 레이저 광(1)은 s 성분만을 가지도록 만들어지고, 레이저 발진기(121b)로부터 방사된 제 2 레이저 광(2)은 p 성분만을 가지도록 만들어진다. 레이저 광(1)은 반사 미러(122)에 의해 반사되고, 그후 TFP(123)에 도달한다. 다른 한편, 레이저 광(2)은 반사 미러 등을 지나지 않고 TFP(123)에 도달한다. 광 경로 차이는 반사 미러(122) 및 TFP(123) 사이의 거리에 따라 레이저 광(1) 및 레이저 광(2) 사이에 형성된다. 기판에 도달하는데 요구된 시간 차가 전개되고, 반도체 막의 냉각 속도는 느려진다. 그러므로 전개된 결정 핵의 밀도는 낮아지고, 결정화 시간은 길어지고, 큰 크기의 결정 그레인들이 형성될 수 있다. 게다가, 레이저 발진기(121a 및 121b)로부터 방사된 레이저 광들간의 광 경로 차이는 반사 미러(122) 및 TFP(123) 사이의 거리를 변화시킴으로써 임의로 변화될 수 있다.
게다가, 레이저 발진기(121a 및 121b)로부터 레이저 광을 방사할 때 레이저 발진을 제어하기 위해 장치(도면에 도시되지 않음)를 형성함으로써 레이저 발진기(121b)를 발진한 후 레이저 발진기(121a)를 발진하기 위한 방법이 있다. 레이저 발진기(121a 및 121b)로부터 동시에 레이저 광을 방사하는 것과 비교하여, 반사 미러(122) 및 TFP(123) 사이의 광 경로 차는 이런 방법에 필요하지 않고 콤팩트한 레이저 조사 장치를 만들 수 있게 한다.
조합 방법은 다른 레이저 발진기로부터 방사된 레이저 광의 s 성분 및 p 성분이 조합되는 실시예 모드 2 같은 경우 쉽게 이루어진다. 결과적으로, 복잡한 광학 시스템에 대한 필요성이 없고, 이것은 광학 조절을 극히 효과적으로 할 수 있게 하고 보다 간단한 장치를 만들도록 한다.
비록 2개의 레이저 발진기가 실시예 모드 2에 사용되었지만, 레이저 발진기의 수는 2개로 제한되는 것이 아니고, 복수의 레이저 발진기들이 사용될 수 있다. 복수의 펄스들의 에너지 밀도들은 동일할 필요가 없다. 게다가, 부가적인 광 경로 길이 및 레이저 발진기의 수에 대한 최적 값은 반도체 막의 상태 및 레이저 발진기의 형태 같은 인자에 따라 다르다.
실시예 모드 3
실시예 모드 1 및 실시예 모드 2와 다른 실시예 모드가 실시예 모드 3에 설명된다. 복수의 레이저 발진기를 사용하는 레이저 조사 장치의 실시예는 실시예 모드 3에 도시된다.
도 14는 본 발명의 레이저 조사 장치의 구조의 일례를 도시하는 다이어그램이다. 레이저 장치는 레이저 발진기(221a 및 221b), 및 레이저 광을 선형 모양으로 처리하기 위한 광학 시스템(226)을 갖는다.
레이저 광은 레이저 발진기(221a 및 221b)로부터 방사되고 시간 차이는 레이저 발진을 제어하기 위한 장치(도면에 도시되지 않음)에 의해 형성된다. 레이저 발진기(221a 및 221b)로부터 광학 시스템(226)으로 광 경로 길이는 동일하지만, 레이저 광 방사에 대한 시간은 다르므로, 광이 기판에 도달하는데 시간차가 전개되고 및 반도체 막의 냉각 속도는 느리게 된다. 전개되는 결정 핵의 밀도는 보다 적어지고, 결정화 시간은 보다 길어진다. 그러므로 큰 크기의 결정 그레인들이 형성될 있다. 게다가, 레이저 광들 각각이 기판에 도달하는 시간 차는 레이저 발진기들(221a 및 221b)이 발진되는 시간 차를 변경시킴으로써 임의로 변경될 수 있다.
복수의 레이저 발진기들로부터 실시예 모드 3의 기판으로 적어도 하나의 레이저 발진기로부터 광 경로 길이를 증가시킴으로써 형성된 광 경로 차이는 없고, 그러므로 레이저 조사 장치는 콤팩트하게 된다.
비록 2개의 레이저 발진기가 실시예 모드 3에 사용되었지만, 그 수는 2개로 제한되지 않고 복수의 레이저 발진기가 사용된다. 복수의 레이저 광의 에너지 밀도는 동일할 필요는 없다.
상기된 장치를 갖는 본 발명의 부가적인 상세한 설명은 다음 설명을 사용하 여 이루어진다.
실시예 1
본 발명의 일실시예가 설명된다.
도 1은 본 발명의 레이저 조사 장치의 구조의 일 실시예를 도시한 다이어그램이다. 레이저 조사 장치는 고체 레이저 발진기(101), 반사 미러(102, 103, 108, 109 및 111 내지 114), e/2 플레이트(105), 박막 편광기(TFP)(106 및 107), 및 레이저 광을 선형 모양으로 처리하기 위한 광학 시스템(110)을 갖는다. 게다가, 참조부호 104는 에너지 모니터 시스템을 나타내고, 참조부호 115는 셔터 시스템을 나타낸다. YAG 레이저는 실시예 1의 고체 레이저 발진기로서 사용되고, 발진 소스를 갖는 YAG 레이저를 갖는 레이저 광의 출력 시간은 6.7 ns이다.
레이저 발진기(101)로부터의 레이저 광은 반사 미러(102 및 103)에 의해 반사되어 e/2 플레이트(105)에 도달한다. 광 경로에 e/2 플레이트(105)를 배열함으로써, TFP(106)에 의해 분할되는 빔의 세기 분배는 임의적으로 변화된다. TFP(106)를 사용하는 분할에 의해 형성된 2개의 레이저 광의 세기는 실시예 1에서 동일하게 만들어진다.
레이저 광의 입사 각도가 브루스터 각도가 되도록 TFT(106)이 배열되면, p 성분을 갖는 레이저 광으로부터 반사된 광의 양은 0이 된다(전기장 벡터는 입사 평면 내에서 발진하는 성분). 그러므로 레이저 광의 p 성분은 TFP를 통해 통과하고, 레이저 광의 s 성분만(전기장 벡터가 입사 평면에 수직인 평면 내에서 발진하는 성분) 반사된다. 전송된 레이저 광의 p 성분은 반사 미러(108 및 109) 및 광학 시스템(110)을 통해 기판 상에 조사된다.
다른 한편, 반사된 레이저 광의 s 성분은 반사 미러(111 내지 114)를 통하여 통과한 후 입사각이 브루스터 각도가 되도록 배열된 TFP(107)에 의해 반사되고, 반사 미러(107,108), 및 광학 시스템(110)을 통하여 기판으로 조사된다. 반사 미러(111 내지 114)를 통하여 레이저 광의 s 성분을 통과시킴으로써, 레이저 광의 s 성분의 광 통과 길이는 길어지고, TFP(106)를 통하여 통과되는 레이저 광의 p 성분을 갖는 광 경로와의 차이가 얻어진다. 광의 속도에 의해 분할된 길어진 광 경로 길이의 값과 동일한 시간 차는 레이저 광이 기판에 조사될 때 s 성분 및 p 성분 사이에 형성된다. 즉, 하나의 레이저 펄스가 2개의 펄스로 분할되고 광 경로 길이가 하나의 펄스에서 길어지면, 그 펄스는 기판의 조사 동안 다른 펄스보다 길어지게 지연되고, 반도체 막의 냉각 속도는 느려질 수 있다. 핵 생성 밀도는 낮아지고, 결정화 시간은 길어지고, 결국 큰 크기의 결정 그레인이 형성된다.
게다가, 시뮬레이션은 실리콘 막에 분할된 펄스 중 하나의 조사 후, 다른 펄스가 10, 20, 및 30 ns의 지연을 가지며 실리콘 막에 조사되는 실시예 1의 구조를 갖는 레이저 조사 장치에서 수행된다. 그것은 다음과 같다.
지연 시간 = 길어진 광 경로 길이/광 속도
10 ns의 지연을 형성하기 위하여, 광 경로 길이는 10×10-9s × 3×108 m/s = 3m이다.
다른 말로, 레이저 광의 s 성분은 만약 도 1의 TFP(106)로부터 TFP(107)로 반사 미러(111 내지 114)(실시예 1의 레이저 광의 s 성분에 의해 얻어진 광 경로 길이)를 통한 광 경로 길이 사이의 차이, 및 TFP(106)로부터 TFP(107)(실시예 1의 레이저 광의 p 성분에 의해 얻어진 광 경로 길이)로의 광 경로 길이의 차이가 3m로 설정되면 레이저 광의 p 성분이 제공된 후 10nm의 지연을 가지고 조사될 표면 상에 조사된다.
레이저 발진기로부터 방사된 레이저 광의 펄스 모양은 도 8a에 도시된다. 도 8a에 의해 도시된 펄스는 2개로 분할되고, 10, 20 및 30 ns의 지연을 갖는 펄스 모양은 각각 도 8b 내지 8d에 도시된 바와 같다. 계산은 도 3에 도시된 구조를 갖는 실리콘 막에 조사된 도 8b 내지 8d에 의해 도시된 펄스 모양을 갖는 YAG 레이저의 제 2 고조파로 수행되고, 온도 대 시간은 도 3의 포인트 A 내지 C에 대하여 도시된다. 에너지 밀도는 0.2 내지 0.4 J로 설정된다. 결과는 도 10a 내지 10c, 도 10d 내지 10f, 및 도 11a 내지 11c에 도시된다. 비교를 위하여, 도 3의 포인트 A 내지 C에서 시간 대 온도에 대한 시뮬레이션 결과는 도 3에 도시된 구조를 갖는 실리콘 막에 조사된 도 8a에 도시된 펄스 모양을 갖는 YAG 레이저의 제 2 고조파에 대해 도시된다. 에너지 밀도는 0.05 내지 0.4J 사이에서 가변된다. 결정화 시간 및 용융 시간은 짧고, 특히 낮은 에너지 밀도를 갖는 조건에서, 포인트 C의 온도는 도 9a 내지 9f의 포인트 A의 온도 변화를 따르지 않는다. 그러나, 도 10a 내지 도 10f 및 도 11a 내지 도 11c에 도시된 바와 같이, 결정화 시간 및 길어진 지연 시간을 따라 길어지게 되는 용융 시간에 대한 경향이 도시된다. 다른 말로, 냉각 속도는 지연, 및 다른 펄스의 조사 후 하나의 펄스를 조사함으로써 느려지게 된다. 그러므로 생성된 결정 핵의 밀도는 낮아지고, 결정화 시간은 길어지고, 큰 크기를 갖 는 결정 그레인이 형성된다.
비록 2개의 레이저 광이 실시예 1의 동일 세기를 가지도록 형성되지만, 물론 그것들은 다를 수 있다. 실시예 1의 반도체 막 상에 레이저 빔의 P 성분을 조사한 후, 반사 미러(111 내지 114)에 의해 길어지게 된 광 경로 길이를 갖는 레이저 광의 s 성분은 반도체 막에 조사된다. 만약 레이저 광의 p 성분이 s 성분보다 강하게되면, 레이저 광의 p 성분에 의해 용융된 반도체 막이 결정화를 시작하기 전에 레이저 광의 s 성분을 조사하는 것이 가능하다. 게다가, 만약 레이저 광의 p 성분의 세기가 레이저 광의 s 성분보다 약해지면, 레이저 광의 s 성분이 조사된 후 반도체 막이 용융되는 것이 가능하다.
실시예 2
실시예 1과 다른 실시예는 실시예 2에 설명된다. 복수의 레이저 발진기를 사용하는 레이저 조사 장치의 실시예는 실시예 2에 도시된다.
도 2는 본 발명의 레이저 조사 장치의 구조의 일실시예를 도시하는 다이어그램이다. 레이저 조사 장치는 레이저 발진기(121a 및 121b), 반사 미러(122, 124, 및 125), TFP(123), 및 레이저 광을 선형 모양으로 처리하기 위한 광학 시스템(126)을 갖는다.
레이저 광은 레이저 발진기(121a 및 121b)로부터 동시에 방사된다. 비록 도면에 도시되지 않았지만, TFP를 사용함으로써, 레이저 발진기(121a)로부터 방사된 제 1 레이저 광(1)은 s 성분을 가지도록 이루어지고, 레이저 발진기(121b)로부터 방사된 제 2 레이저 광(2)은 p 성분을 가지도록 이루어진다. 레이저 광(1)은 TFP(123)에 도달 후 반사 미러(122)에 의해 반사된다. 다른 한편 레이저 광(2)은 반사 미러 등의 길을 가지 않고 TFP(123)에 도달한다. 광 경로 차이는 반사 미러(122) 및 TFP(123) 사이의 거리에 따라 레이저 광(1) 및 레이저 광(2) 사이에 형성된다. 기판에 도달하기 위하여 요구된 시간 차, 및 반도체 막의 냉각 속도는 느려진다. 그러므로 전개된 결정질 핵의 밀도는 낮아지고, 결정화 시간은 길어지고, 큰 크기의 결정 그레인이 형성된다. 게다가, 레이저 발진기(121a 및 121b)로부터 방사된 레이저 광 사이의 광 경로 차이는 반사 미러(122) 및 TFP(123) 사이의 거리를 변경시킴으로써 임의적으로 변경될 수 있다.
게다가, 레이저 발진기(121a 및 121b)로부터 레이저 광을 방사할 때 레이저 발진기(121b)를 발진시킨 후 레이저 발진기(121a)를 방진하는 방법이 있다. 레이저 발진기(121a 및 121b)로부터 동시에 레이저 광 방사를 하는 것과 비교하여, 반사 미러(122) 및 TFP(123) 사이의 광 경로 차이는 이런 방법으로 형성될 필요가 없으므로, 레이저 조사 장치를 컴팩트하는 것이 유도된다.
실시예 3
실시예 1 과 실시예 2를 조합한 레이저 조사 장치의 실시예는 실시예 3에 도시된다.
도 13은 본 발명의 레이저 조사 장치의 구조의 일실시예를 도시하는 다이어그램이다. 레이저 조사 장치는 고체 레이저 발진기(131a 및 134b), 반사 미러(132, 138, 139 및 141 내지 144), e/2 플레이트(135), 박막 편광기(TFP)(133, 136, 137) 및 레이저 광을 선형 모양으로 처리하기 위한 광학 시스템(140)을 갖는 다. 게다가, 134는 에너지 모니터 시스템을 나타내고, 145는 셔터 시스템을 나타낸다. 2개의 YAG 레이저는 실시예 3에서 고체 레이저 발진기로서 사용된다.
레이저 광은 레이저 발진기(131a 및 131b)로부터 동시에 방사된다. 비록 도면에 도시되지 않았지만, TFP를 사용함으로써, 레이저 발진기(131a)로부터 방사된 제 1 레이저 광(1)은 s 성분만을 가지도록 이루어지고, 레이저 발진기(131b)로부터 방사된 제 2 레이저 광(2)은 p 성분만을 가지도록 이루어진다. 레이저 광(1)은 반사 미러(132)에 의해 반사된 후, TFP(133)에 도달한다. 다른 한편, 레이저 광(2)은 반사 미러 등을 거치지 않고 TFP(133)에 도달한다. 광 경로 차이는 반사 미러(132) 및 TFP(133) 사이의 차이, 및 기판에 도달하는 시간 차이에 따라 레이저 광(1) 및 레이저 광(2) 사이에 형성된다.
만약 레이저 광의 입사 각도가 브루스터 각도가 되도록 TFP(136)가 배열되면, p 성분을 갖는 레이저 광으로부터 반사된 광의 양은 0(전기장 벡터가 입사 평면 내에서 발진하는 성분)이된다. 그러므로 레이저 광의 p 성분은 TFP를 통하여 통과하고, 단지 레이저 광의 s 성분만(전기장 벡터가 입사 평면에 수직인 평면 내에서 발진하는 성분)이 반사된다. 전송된 레이저 광의 p 성분은 반사 미러(138 및 139), 및 광학 시스템(140)을 통하여 기판 상에 조사된다.
다른 한편, 반사된 레이저 광의 s 성분은 입사 각도가 브루스터 각도이도록 배열된 TFP(137)에 의해 반사되고, 반사 미러(141 내지 144)를 통하여 통과한 후 반사 미러(138 및 139), 및 광학 시스템(140)을 통하여 기판에 조사된다. 반사 미러(141 내지 144)를 통하여 통과한 후, 레이저 광의 s 성분은 길어진 광 경로 길이 를 가지며, TFP(136)를 통하여 통과한 레이저 광의 p 성분과의 광 경로 차이는 형성된다.
그러므로 기판에 도달하는 레이저 광에 대한 시간 차는 반사 미러(132) 및 TFP(133) 사이 거리, 및 반사 미러(141 내지 144)로 인한 광 경로 차이에 의해 유발된 광 경로 차이로 인해 실시예 3에서 전개되고, 반도체 막의 냉각 속도는 느려진다. 결과적으로 전개된 결정 핵 밀도는 작아지고, 결정화 시간은 길어지고, 큰 크기를 갖는 결정 그레인이 형성된다.
레이저 광을 조사할 때 선형 모양으로 레이저 광을 형성함으로써 수율을 개선하는 것 외에, 종래 엑시머 레이저를 사용하는 레이저 조사 때보다 높은 수율이 유지하기 쉬운 고체 레이저를 사용함으로써 본 발명에 따라 달성된다.
부가적으로, 크기가 종래 그레인(엑시머 레이저 광을 조사하는 경우)이상의 결정 그레인을 갖는 결정질 반도체 막을 얻는 것이 가능하다. 이것은 반도체 막에 조사되는 레이저 광에서 시간차가 형성되는 구조를 사용하는 레이저 조사에 의해 달성된다.

Claims (39)

  1. 레이저 조사 장치에 있어서,
    펄스 방사 고체 레이저;
    상기 펄스 방사 고체 레이저로부터 방사된 레이저 광을 적어도 제 1 및 제 2 레이저 광들로 분할하는 제 1 박막 편광기로서, 상기 제 1 레이저 광은 상기 제 1 박막 편광기에 의해 반사되고, 상기 제 2 레이저 광은 상기 제 1 박막 편광기를 통과하는, 상기 제 1 박막 편광기;
    상기 제 1 박막 편광기에 의해 반사된 상기 제 1 레이저광이 반사되는 미러(mirror);
    상기 제 1 및 제 2 레이저 광들이 조합되는 제 2 박막 편광기를 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 박막 편광기들 사이의 제 1 레이저 광의 광 경로 길이는 상기 제 2 레이저 광의 광 경로 길이보다 길고
    상기 제 1 레이저 광은 s 성분들이고,
    상기 제 2 레이저 광은 p 성분들인, 레이저 조사 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 광의 출력 시간은 1 내지 50ns인, 레이저 조사 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 펄스 방사 고체 레이저는 YAG 레이저, YLF 레이저, YVO4 레이저 및 YAlO3 레이저로 구성된 그룹으로부터 선택된 레이저의 한 타입인, 레이저 조사 장치.
  5. 레이저 조사 장치에 있어서,
    펄스 방사 고체 레이저;
    상기 펄스 방사 고체 레이저로부터 방사된 레이저 광을 적어도 제 1 및 제 2 레이저 광들로 분할하는 제 1 박막 편광기로서, 상기 제 1 레이저 광은 상기 제 1 박막 편광기에 의해 반사되고, 상기 제 2 레이저 광은 상기 제 1 박막 편광기를 통과하는, 상기 제 1 박막 편광기;
    상기 제 1 박막 편광기에 의해 반사된 상기 제 1 레이저광이 반사되는 미러;
    상기 제 1 및 제 2 레이저 광들이 조합되는 제 2 박막 편광기;
    상기 제 1 및 제 2 레이저 광들이 통과하는 광학 시스템; 및
    상기 제 2 박막 편광기와 상기 광학 시스템 사이에 제공되는 셔터(shutter)를 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 박막 편광기들 사이의 제 1 레이저 광의 광 경로 길이는 상기 제 2 레이저 광의 광 경로 길이보다 길며
    상기 제 1 레이저 광은 s 성분들이고,
    상기 제 2 레이저 광은 p 성분들인, 레이저 조사 장치.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 레이저 광의 출력 시간은 1 내지 50ns인, 레이저 조사 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 펄스 방사 고체 레이저는 YAG 레이저, YLF 레이저, YVO4 레이저 및 YAlO3 레이저로 구성된 그룹으로부터 선택된 레이저의 한 타입인, 레이저 조사 장치.
  9. 레이저 조사 장치로서,
    제 1 레이저 광을 방사하는 제 1 펄스 방사 고체 레이저;
    제 2 레이저 광을 방사하는 제 2 펄스 방사 고체 레이저;
    상기 제 1 레이저 광이 반사되는 제 1 미러;
    상기 제 1 레이저 광은 반사하고, 상기 제 2 레이저 광은 통과시키는 제 1 박막 편광기;
    상기 제 1 레이저 광은 반사하고, 상기 제 2 레이저 광은 통과시키는 제 2 박막 편광기;
    상기 제 1 레이저 광을 반사하는 제 2 미러; 및
    상기 제 1 레이저 광은 반사하고, 상기 제 2 레이저 광은 통과시키는 제 3 박막 편광기를 포함하며,
    상기 제 1 레이저 광은 s 성분들이고,
    상기 제 2 레이저 광은 p 성분들인, 레이저 조사 장치.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 레이저 광들 각각의 출력 시간은 1 내지 50ns인, 레이저 조사 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제2 펄스 방사 고체 레이저들 각각은 YAG 레이저, YLF 레이저, YVO4 레이저 및 YAlO3 레이저로 구성된 그룹으로부터 선택된 레이저의 한 타입인, 레이저 조사 장치.
  13. 레이저 조사 장치로서,
    제 1 레이저 광을 방사하는 제 1 펄스 방사 고체 레이저;
    제 2 레이저 광을 방사하는 제 2 펄스 방사 고체 레이저;
    상기 제 1 레이저 광이 방사되는 제 1 미러;
    상기 제 1 레이저 광은 반사하고, 상기 제 2 레이저 광은 통과시키는 제 1 박막 편광기;
    상기 제 1 레이저 광은 반사하고, 상기 제 2 레이저 광은 통과시키는 제 2 박막 편광기;
    상기 제 1 레이저 광을 반사하는 제 2 미러; 및
    상기 제 1 레이저 광은 반사하고, 상기 제 2 레이저 광은 통과시키는 제 3 박막 편광기;
    상기 제 1 및 제 2 레이저 광들이 통과하는 광학 시스템; 및
    상기 제 3 박막 편광기 및 상기 광학 시스템 사이에 제공된 셔터를 포함하며,
    상기 제 1 레이저 광은 s 성분들이고,
    상기 제 2 레이저 광은 p 성분들인, 레이저 조사 장치.
  14. 삭제
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 레이저 광들 각각의 출력 시간은 1 내지 50ns인, 레이저 조사 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 펄스 방사 고체 레이저들 각각은 YAG 레이저, YLF 레이저, YVO4 레이저 및 YAlO3 레이저로 구성된 그룹으로부터 선택된 레이저의 한 타입인, 레이저 조사 장치.
  17. 레이저 조사 방법에 있어서,
    광원인 펄스 방사 고체 레이저로부터의 레이저 광을 s 성분들 및 p 성분들로 분할하는 단계;
    상기 s 성분들의 광 경로 길이를 상기 p 성분들의 광 경로 길이와 다르게 하는 단계;
    상기 s 성분들 및 상기 p 성분들을 조합하여 조사하는 단계를 포함하는, 레이저 조사 방법.
  18. 삭제
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 레이저 광에 대한 출력 시간은 1 내지 50ns인, 레이저 조사 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 펄스 방사 고체 레이저로서 YAG 레이저, YLF 레이저, YVO4 레이저, 및 YAlO3으로 구성된 그룹으로부터 선택된 레이저의 한 타입이 사용되는, 레이저 조사 방법.
  21. 레이저 조사 방법에 있어서,
    s 성분들인 제 1 레이저 광의 광 경로 길이를 p 성분들인 제 2 레이저 광의 광 경로 길이와 다르게 하는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 레이저 광들을 조합하여 조사하는 단계를 포함하는, 레이저 조사 방법.
  22. 삭제
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 레이저 광에 대한 출력 시간은 1 내지 50ns인, 레이저 조사 방법.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 펄스 방사 고체 레이저로서 YAG 레이저, YLF 레이저, YVO4 레이저, 및 YAlO3으로 구성된 그룹으로부터 선택된 레이저의 한 타입이 사용되는, 레이저 조사 방법.
  25. 레이저 조사 방법에 있어서,
    제 1 펄스 방사 고체 레이저로부터 s 성분들인 제 1 레이저 광을 방사하는 단계;
    제 2 펄스 방사 고체 레이저로부터 p 성분들인 제 2 레이저 광을 방사하는 단계; 및
    상기 제 1 레이저 광 및 제 2 레이저 광들을 조합하여 조사하는 단계를 포함하는 레이저 조사 방법.
  26. 삭제
  27. 제 25 항에 있어서,
    제 1 레이저 광 및 제 2 레이저 광에 대한 출력 시간들은 1 내지 50ns인, 레이저 조사 방법.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 펄스 방사 고체 레이저로서 YAG 레이저, YLF 레이저, YVO4 레이저, 및 YAlO3으로 구성된 그룹으로부터 선택된 레이저의 한 타입이 사용되는, 레이저 조사 방법.
  29. 레이저 조사 방법에 있어서,
    제 1 펄스 방사 고체 레이저로부터 s 성분들인 제 1 레이저 광을 방사하는 단계;
    제 2 펄스 방사 고체 레이저로부터 p 성분들인 제 2 레이저 광을 방사하는 단계;
    상기 제 1 레이저 광의 광 경로 길이를 상기 제 2 레이저 광의 광 경로 길이와 다르게 하는 단계;
    상기 제 1 레이저 광 및 제 2 레이저 광을 조합하여 조사하는 단계를 포함하는, 레이저 조사 방법.
  30. 삭제
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 제 1 레이저 광 및 제 2 레이저 광에 대한 출력 시간들은 1 내지 50ns인, 레이저 조사 방법.
  32. 제 29 항에 있어서,
    상기 펄스 방사 고체 레이저로서 YAG 레이저, YLF 레이저, YVO4 레이저, 및 YAlO3으로 구성된 그룹으로부터 선택된 레이저의 한 타입이 사용되는, 레이저 조사 방법.
  33. 레이저 조사 장치에 있어서,
    제 1 레이저 광을 방사하는 제 1 펄스 방사 고체 레이저;
    제 2 레이저 광을 방사하는 제 2 펄스 방사 고체 레이저;
    상기 제 1 레이저 광이 반사되는 제 1 미러;
    상기 제 1 레이저 광은 반사하고, 상기 제 2 레이저 광은 통과시키는 제 1 박막 편광기;
    상기 제 1 레이저 광은 반사하고, 상기 제 2 레이저 광은 통과시키는 제 2 박막 편광기;
    상기 제 1 레이저 광을 반사하는 제 2 미러; 및
    상기 제 1 레이저 광은 반사하고, 상기 제 2 레이저 광은 통과시키는 제 3 박막 편광기;
    상기 제 2 및 제 3 박막 편광기들간의 제 1 레이저 광의 광 경로 길이는 상기 제 2 및 제 3 박막 편광기들간의 제 2 레이저 광의 광 경로 길이보다 길은, 레이저 조사 장치.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 제 1 레이저 광은 s 성분들이고, 상기 제 2 레이저 광은 p 성분들인, 레이저 조사 장치.
  35. 제 33 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 레이저 광들 각각의 출력 시간은 1 내지 50ns인, 레이저 조사 장치.
  36. 제 33 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 펄스 방사 고체 레이저들 각각은 YAG 레이저, YLF 레이저, YVO4 레이저, 및 YAlO3으로 구성된 그룹으로부터 선택된 레이저의 한 타입인, 레이저 조사 장치.
  37. 제 33 항에 있어서,
    상기 제 1 펄스 방사 고체 레이저와 제 1 박막 편광기간의 제 1 레이저 광의 광 경로 길이는 상기 제 2 펄스 방사 고체 레이저와 제 1 박막 편광기간의 제 2 레이저 광의 광 경로 길이보다 길은, 레이저 조사 장치.
  38. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 펄스 방사 고체 레이저와 제 1 박막 편광기간의 제 1 레이저 광의 광 경로 길이는 상기 제 2 펄스 방사 고체 레이저와 제 1 박막 편광기간의 제 2 레이저 광의 광 경로 길이보다 길은, 레이저 조사 장치.
  39. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 펄스 방사 고체 레이저와 제 1 박막 편광기간의 제 1 레이저 광의 광 경로 길이는 상기 제 2 펄스 방사 고체 레이저와 제 1 박막 편광기간의 제 2 레이저 광의 광 경로 길이보다 길은, 레이저 조사 장치.
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