초록 ▼

본 발명은 비결정질 실리콘 박막을 단일 또는 다결정 실리콘 박막으로 처리하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 시스템은 소정의 플루언스의 복수의 엑시머 레이저 펄스(111)를 생성하기 위한 엑시머 레이저(110)와, 엑시머 레이저 펄스의 플루언스를 제어식으로 조절하기 위한 에너지 밀도 조절기(120)와, 소정의 평면으로 조절된 레이저 펄스(146)를 균질화하기 위한 비임 균질기(144)와, 균질 조절된 레이저 펄스의 일부를 패턴화된 비임릿으로 마스킹하는 마스크(150)와, 비임릿에 대응하여 임의의 비결정질 실리콘 박막 샘플(1

본 발명은 비결정질 실리콘 박막을 단일 또는 다결정 실리콘 박막으로 처리하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 시스템은 소정의 플루언스의 복수의 엑시머 레이저 펄스(111)를 생성하기 위한 엑시머 레이저(110)와, 엑시머 레이저 펄스의 플루언스를 제어식으로 조절하기 위한 에너지 밀도 조절기(120)와, 소정의 평면으로 조절된 레이저 펄스(146)를 균질화하기 위한 비임 균질기(144)와, 균질 조절된 레이저 펄스의 일부를 패턴화된 비임릿으로 마스킹하는 마스크(150)와, 비임릿에 대응하여 임의의 비결정질 실리콘 박막 샘플(170)의 일부를 용융시키는 데에 영향을 주도록 패턴화된 비임릿을 수용하는 샘플단(180)과, 마스크의 위치에 대해 샘플단의 상대 위치를 제어식으로 전환하는 전환 수단과, 엑시머 레이저 펄스의 제어식 플루언스 조절과 샘플단과 마스크의 제어가능한 상대 위치를 제어하고 엑시머 펄스 생성과 플루언스 조절을 샘플단과 마스크의 상대적 위치와 조절하도록 엑시머 레이저, 에너지 밀도 조절기, 및 전환 수단에 결합되어 마스크에 대해 샘플단의 연속적인 전환 및 대응하는 연속 위치에서 플루언스를 변경시키는 패턴화된 비임릿에 의한 샘플의 조사에 의해 비결정질 실리콘 박막을 단일 결정 또는 다결정 실리콘 박막으로 처리하기 위한 컴퓨터를 구비한다.

대표청구항 ▼

비결정질 실리콘 막 샘플을 단일 또는 다결정 실리콘 박막으로 제조하기 위한 시스템에 있어서,a) 소정의 플루언스의 복수의 엑시머 레이저 펄스를 생성하기 위한 엑시머 레이저와,b) 상기 엑시머 레이저에 의해 방출된 상기 엑시머 레이저 펄스의 상기 플루언스를 제어식으로 조절하기 하기 위해 상기 엑시머 레이저에 광학식으로 결합된 에너지 밀도 조절기와,c) 소정의 평면에서 상기 조절된 레이저 펄스를 균질화하도록 상기 에너지 밀도 조절기에 광학식으로 결합된 비임 균질기와,d) 상기 균질 조절된 레이저 펄스의 일부를 패턴화된 비임릿으로 마스킹

비결정질 실리콘 막 샘플을 단일 또는 다결정 실리콘 박막으로 제조하기 위한 시스템에 있어서,a) 소정의 플루언스의 복수의 엑시머 레이저 펄스를 생성하기 위한 엑시머 레이저와,b) 상기 엑시머 레이저에 의해 방출된 상기 엑시머 레이저 펄스의 상기 플루언스를 제어식으로 조절하기 하기 위해 상기 엑시머 레이저에 광학식으로 결합된 에너지 밀도 조절기와,c) 소정의 평면에서 상기 조절된 레이저 펄스를 균질화하도록 상기 에너지 밀도 조절기에 광학식으로 결합된 비임 균질기와,d) 상기 균질 조절된 레이저 펄스의 일부를 패턴화된 비임릿으로 마스킹하도록 상기 비임 균질기에 광학식으로 결합되는 마스크와,e) 상기 비임릿에 대응하여 임의의 비결정질 실리콘 박막 샘플의 일부를 용융시키는 데에 효과를 주도록 상기 패턴화된 비임릿을 수용하도록 상기 마스크에 광학식으로 결합된 샘플단과, f) 상기 마스크의 위치에 대해 상기 샘플단의 상대 위치를 제어식으로 전환하도록 상기 샘플단과 상기 마스크로 이루어진 하나 이상의 군에 결합된 전환 수단과,g) 상기 엑시머 레이저 펄스의 제어식 플루언스와 상기 샘플단 및 상기 마스크의 제어가능한 상대 위치를 제어하고, 상기 엑시머 펄스 생성 및 상기 플루언스 조절을 상기 샘플단과 상기 마스크의 상대적 위치로 조절하도록 상기 엑시머 레이저, 상기 에너지 밀도 조절기, 및 상기 전환 수단에 결합되고, 그 결과 상기 마스크에 대한 상기 샘플단의 연속적인 전환 및 대응하는 연속 위치에서 플루언스를 변경시키는 패턴화된 비임릿에 의한 상기 샘플의 조사에 의해 상기 비결정질 실리콘 박막을 단일 결정 또는 다결정 실리콘 박막으로 처리하는 컴퓨터를 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.제1항에 있어서, 상기 엑시머 레이저는 자외선 엑시머 레이저 펄스를 생성하기 위한 자외선 엑시머 레이저인 것을 특징으로 하는 시스템. 제1항에 있어서, 상기 에너지 밀도 조절기는 a) 회전식 휠과,b) 상기 휠 상에 주연방향으로 장착된 두 개 이상의 비임 조절기와,c) 상기 레이저에 의해 방출된 연속 펄스 각각이 상기 두 개이상의 비임 조절기 중 하나를 통과하도록 상기 휠을 제어식으로 회전시키기 위해 상기 휠에 기계적으로 결합되고 상기 컴퓨터에 결합된 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.제3항에 있어서, 상기 두 개 이상의 비임 감쇠기는 적어도 두 개의 다양한 플루언스 감쇠 수준으로 제조 가능한 것을 특징으로 하는 시스템.제3항에 있어서, 두 개 이상의 비임 감쇠기 중 적어도 하나는 비임 플루언스를 감쇠시키지 않고 적어도 하나의 다른 감쇠기는 플루언스 감쇠를 유발하는 것을 특징으로 하는 시스템.제1항에 있어서, 상기 에너지 밀도 조절기는 상기 엑시머 레이저에 광학적으로 결합되고 상기 엑시머 펄스에 의해 형성된 경로에 수직인 축에 대해 회전가능하고 상기 엑시머 펄스 경로와 상기 회전축 사이에 형성된 각에 따라 상기 엑시머 펄스를 가변 플루언스 조절하도록 다중층 유전체 판을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.제6항에 있어서, 상기 다중층 유전체 판에 의해 유발되는 상기 엑시머 펄스 경로의 전환을 보상하도록 상기 다중층 유전체 판에 광학적으로 결합된 보상판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.제1항에 있어서, 상기 에너지 밀도 조절기는a) 하나 이상의 비임 감쇠기와,b) 상기 레이저에 의해 방출된 연속 펄스 각각이 하나 이상의 비임 감쇠기 중 하나는 통과하거나 또는 상기 하나 이상의 비임 감쇠기 중 하나도 통과하지 않고 상기 에너지 밀도 조절기를 통과하도록 상기 하나 이상의 비임 감쇠기를 제어식으로 전환하도록 상기 두 개 이상의 비임 전환기 각각에 기계적으로 결합되고 상기 컴퓨터에 결합되는 전환단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템. 제8항에 있어서, 상기 전환단은 상기 엑시머 펄스에 의해 형성된 경로에 평행한 방향과 상기 통로에 수직인 방향 모두에서 이동가능하고, 상기 하나 이상의 비임 감쇠기는 상기 엑시머 펄스가 상기 하나 이상의 비임 감쇠기 중 하나를 통과하거나 또는 상기 하나 이상의 비임 감쇠기를 전혀 통과하지 않도록 위치가능한 것을 특징으로 하는 시스템.제1항에 있어서, 상기 에너지 밀도 조절기는 상기 컴퓨터에 결합되고 상기 레이저에 의해 방출된 연속 펄스 각각이 상기 하나 이상의 비임 감쇠기중 하나 이상을 통과하거나 또는 상기 하나 이상의 비임 감쇠기를 전혀 통과하지 않고 상기 에너지 밀도 조절기를 통과하도록 제어식으로 이동되는 하나 이상의 이동식 비임 감쇠기를 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.제1항에 있어서, 상기 비임 균질기에 상기 비임 감쇠기를 광학식으로 결합하고 개방 위치에 있을 때 상기 감쇠된 비임이 통과하는 것을 허용하고 폐쇄 위치에 있을 때 상기 감쇠 비임을 차단하는 셔터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.제1항에 있어서, 상기 비임 균질기에 상기 비임 감쇠기를 광학식으로 결합하고 상기 비임 균질기에 상응하도록 상기 감쇠된 비임을 형상화하는 망원 렌즈 광학기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템. 제1항에 있어서, 상기 전환 수단은 a) 상기 마스크에 기계적으로 결합되고 상기 균질화 비임에 의해 형성된 경로에 수직인 양 직교 방향으로 전환가능한 마스크 전환단과,c) 상기 컴퓨터의 제어 하에서 상기 전환가능 방향 모두에서 상기 마스크 전환단을 제어식으로 전환하도록 상기 마스크 전환단에 기계식으로 결합되고 상기 컴퓨터에 결합되는 전환단 모터를포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.제1항에 있어서, 상기 전환 수단은 상기 샘플 전환단을 포함하고, 상기 전환단은 각각이 상기 컴퓨터에 결합되어 서로 결합되는 X 방향 전환부와 Y방향 전환부를 구비하고, 상기 X 및 Y 방향 전환부는 상기 패턴화된 비임릿에 의해 형성된 경로에 수직인 두 개의 직교 방향으로의 이동을 허용하고 상기 컴퓨터의 제어 하에서 상기 전환가능한 양방향으로 상기 샘플을 제어식으로 전환하도록 상기 컴퓨터에 의해 제어가능한 것을 특징으로 하는 시스템.제14항에 있어서, 상기 샘플 전환단은 상기 패턴화된 비임릿에 의해 형성된 상기 경로에 평행한 방향으로의 상기 샘플의 이동을 허용하도록 상기 컴퓨터 및 적어도 하나의 상기 X 및 Y 방향 전환부에 결합되는 Z방향 전환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.제14항에 있어서, 주위 진동으로부터 상기 샘플을 안정화시키도록 상기 샘플이 인가되는 측부에 대향된 그 측부 상에서 상기 전환 수단에 기계적으로 결합되는 화강암 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.비결정질 실리콘 박막 샘플을 단일 또는 다결정 실리콘 박막으로 처리하기 위한 방법에 있어서, a) 엑시머 레이저 펄스의 순서를 생성하는 단계와,b) 상기 순서의 각 엑시머 레이저 펄스를 소정의 플루언스로 제어식으로 조절하는 단계와,c) 상기 순서의 각 조절된 레이저 펄스를 소정의 평면에서 균질화하는 단계와,d) 패턴화된 비임릿의 플루언스 제어식 펄스의 순서를 생성하도록 상기 순서에서 각 균질화된 플루언스 제어식 레이저 펄스의 일부를 마스킹하는 단계와,e) 패턴화된 비임릿의 펄스의 상기 순서에서 각 플루언스 제어식 패턴 비임릿에 대해 그 일부를 용융하는 데에 영향을 주도록 플루언스 제어식 패턴 비임릿의 상기 순서로 비결정질 실리콘 박막을 조사하는 단계와.f) 패턴 비임릿의 상기 플루언스 제어식 펄스의 각각에 대해 상기 샘플을 제어가능하게 순차적으로 전환하여 상기 비결정질 실리콘 박막을 단일 또는 다결정 실리콘 박막으로 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.제17항에 있어서, 엑시머 레이저 펄스의 순서를 생성하기 위한 단계는 연속적인 자외선 엑시머 레이저 펄스를 생성하기 위한 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. 제17항에 있어서, 상기 조절 단계는 상기 연속 펄스의 각각이 상기 두 개 이상의 비임 감쇠기를 통과하도록 회전식 휠 상에 주연 방향으로 장착된 두 개 이상의 감쇠기를 제어식으로 회전시키기 위한 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.제19항에 있어서, 상기 조절 단계는 적어도 두 개의 다른 플루언스 감쇠 수준을 갖는 두 개 이상의 비임 감쇠기를 통해 상기 연속 레이저 펄스를 통과시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.제17항에 있어서, 상기 조절 단계는 회전식 다중층 유전체 판을 통해 상기 연속 레이저 펄스의 각각을 통과시키고 상기 레이저 펄스의 상기 순서에 의해 형성된 경로와 상기 유전체 판 사이에 형성된 각에 의해 상기 연속 레이저 펄스의 각각을 가변 플루언스 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.제21항에 있어서, 상기 조절 단계는 상기 다중층 유전체 판에 의해 유발되는 상기 펄스 경로의 전환에 대해 보상하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. 제17항에 있어서, 상기 조절 단계는 연속 펄스 각각이 상기 하나 이상의 비임 감쇠기 중 하나를 통과하거나 또는 전혀 통과하지 않도록 하나 이상의 비임 감쇠기를 제어식으로 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.제17항에 있어서, 상기 조절 단계는 각 연속 펄스의 각각이 상기 하나 이상의 비임 감쇠기중 하나 이상을 통과하거나 또는 이를 전혀 통과하지 않도록 하나 이상의 제어 이동식 비임 감쇠기를 통해 상기 레이저 펄스를 통과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.제17항에 있어서, 상기 전환단계는 상기 패턴 비임릿에 의해 형성된 경로에 수직인 두 개의 직각 방향으로 상기 패턴화된 비임릿의 위치를 제어식으로 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.제17항에 있어서, 상기 전환단계는 상기 패턴 비임릿에 의해 형성된 경로에 수직인 두 개의 직각 방향으로 상기 샘플의 위치를 제어식으로 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.제17항에 있어서, 상기 전환단계는 상기 패턴 비임릿에 의해 형성된 경로에 수직인 두 개의 직각 방향으로 그리고 상기 패턴 비임릿에 의해 형성된 상기 경로에 평행한 방향으로 상기 샘플의 위치를 제어식으로 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.<