CN101042984A - 光照射和结晶的装置及方法，半导体器件和光调制元件 - Google Patents

光照射和结晶的装置及方法，半导体器件和光调制元件 Download PDF

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Abstract

一种光照射装置包括光调制元件，该元件对入射光的相位进行调制，从中发射已调制光；以及图像形成光学系统，排列在所述光调制元件和所述照射目标平面之间，并且形成所发射的光的图像，利用具有所述预定光强度的光照射所述照射目标平面。所述光调制元件在一个单元区内有包括第一面积比改变结构和第二面积比改变结构的多个面积比改变结构。所述第一面积比改变结构具有其中面积份额比在第一方向变化的至少一个第一相位调制区。并且所述第二面积比改变结构具有其中面积份额比在不同于所述第一方向的第二方向上变化的至少一个第二相位调制区。

Description

光照射和结晶的装置及方法，半导体器件和光调制元件
技术领域
本发明涉及光照射装置、光照射方法、结晶装置、结晶方法、半导体器件和光调制元件，并且涉及例如利用具有预定光强度分布的激光束照射非单晶半导体膜以产生结晶半导体膜的一种技术。
背景技术
用作例如开关元件，在液晶显示器(LCD)之类中选择显示像素的薄膜晶体管(TFT)，通常都是用非晶硅或多晶硅形成的。大家都知道，与非晶硅的电子或空穴迁移率相比，多晶硅具有很高的电子或空穴迁移率。
因此，与利用非晶硅形成晶体管的实例相比，用多晶硅形成晶体管的时候，开关速度更高，显示响应速度也更快。此外，排列在这种器件外围部分的LSI，例如驱动电路或DAC，也可以用薄膜晶体管构成，以便以更高的速度工作。更进一步，还具有例如减少其它组件设计余量的优点。
由于多晶硅是用晶粒的聚集形成的，因此，利用多晶硅形成薄膜晶体管这种开关晶体管的时候，在晶体管的沟道区必然存在晶粒边界。这些晶粒边界充当阻挡层，因此，电子或空穴的迁移率低于利用单晶硅形成的薄膜晶体管的电子或空穴迁移率。许多薄膜晶体管都是分别用多晶硅形成的，每个薄膜晶体管沟道区中形成的晶粒边界的数量都互不相同。这种不同成为不均匀性，导致在使用这种晶体管的液晶显示器出现显示不均匀性问题。因此，为了提高电子或空穴迁移率，减少沟道部分中晶粒边界数量的不均匀性，提出了生成具有大直径颗粒，能够形成至少一个沟道区的结晶硅或多晶硅的一种结晶方法。
作为这种结晶方法，常常提出以下技术。如同下面将描述的一样，这种技术利用光调制元件(移相器)，将入射激光束调制成具有V形光强度分布的激光束，它的光强度沿着预定方向在一个方向上变化。这一调制元件具有一种相位图案，在这种相位图案中，单位面积上相位调制区的面积份额比(area share ratio)沿着预定方向在一个方向上变化。利用这一已调制激光束照射非单晶半导体膜(多晶半导体膜或非单晶半导体膜)，使这一膜在上述预定方向上发生晶体生长，从而生成结晶半导体膜(参见例如Y.Taniguchi等等的“NovelPhase-modulator for ELA-based Lateral Growth of Si”，Theelectrochemical Society’s 206th Meeting，Thin Film TransistorTechnologies VII(Honolulu，Hawaii))。
如图13A所示，以上文献中提出的常规结晶技术采用具有一种相位图案的光调制元件101，在这种相位图案中，单位区里相位调制区的面积份额比沿着预定方向(图13A中的水平方向)在一个方向上变化。在这个图中，每个画了阴影线的方形区101a都是所述相位调制区，从中心部分朝向外围部分它的面积逐步减小。通过这一光调制元件101调制过的激光束具有V形光强度分布，这一光强度分布在图像形成光学系统的像平面上在一个方向上变化，这个像平面是所述硅膜的被照射面。具体而言，当上述光调制元件101的相位调制区101a的相位调制量是60度的时候，在理论上讲就生成图13B中用粗实线画出的V形光强度分布102。更进一步，当光调制元件101的相位调制区的相位调制量是180度的时候，在理论上讲就生成图13B中用粗实线画出的V形光强度分布103，实际上生成图13B中用细实线画出的V形光强度分布104。利用具有按照这种方式生成的V形光强度分布的激光束照射非单晶半导体膜的时候，晶体在光强度分布的梯度方向上生长，生成如图13C所示的每个针状晶体105，这些针状晶体从光强度低的中心部分沿着梯度方向延伸。
如果是在针状单晶中制造薄膜晶体管，那么决定晶体管响应速度的载流子迁移率取决于要形成的沟道的方向(载流子移动方向，或者从源极到漏极的方向)。也就是说，与沟道的方向(从源极S到漏极D的方向)垂直于针状晶体111的纵向的实例相比，当沟道的方向(从源极S到漏极D的方向)平行于针状晶体111的纵向时，如图14A所示，能够获得更高的载流子迁移率。这是因为在图14B所示的实例中，存在横向跨过沟道的晶粒边界111a，而当沟道的方向平行于针状晶体111的纵向时，如图14A所示，载流子不会受到针状晶体111之间每个晶粒边界111a的散射。
在常规技术中，由于多个薄膜晶体管是相应地在纵向按照这种方式在一个方向上对准的针状晶体中制造出来的，因此响应速度随着例如薄膜晶体管是具有与针状晶体的生长方向成横向的沟道方向，还是具有与之垂直的沟道方向而不相同。换句话说，在常规技术中，试图使得在纵向与一个方向对准的针状晶体组中制造的相应的薄膜晶体管的响应速度均匀的时候，沟道方向也必须与一个方向对准。结果，晶体膜的必要形成面积整个增大了，每个晶体管的必要布线变长了，空置空间增大了，布局的难度增大了，并且设计时间延长了，严重制约了电路设计。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种结晶装置、结晶方法和光调制元件，它们允许每个薄膜晶体管都具有固定的响应速度，以产生例如可以产生的针状晶体或者针状晶体组，即使沟道方向不在一个方向上对准。
为了实现这一目的，一方面，本发明提供一种光照射装置，该装置利用具有一个光强度分布的光照射照射目标平面，该装置包括：
光调制元件，该元件对入射光的相位进行调制，从中发射已调制光；以及
图像形成光学系统，该系统排列在所述光调制元件和所述照射目标平面之间，并且形成所发射的光的图像，利用具有所述预定光强度的光照射所述照射目标平面，
其中所述光调制元件在一个单元区内有包括第一面积比改变结构和第二面积比改变结构的多个面积比改变结构；所述第一面积比改变结构具有其中面积份额比在第一方向变化的至少一个第一相位调制区；并且所述第二面积比改变结构具有其中面积份额比在不同于所述第一方向的第二方向上变化的至少一个第二相位调制区。
第二方面，本发明提供一种光照射装置，该装置利用具有一个光强度分布的光照射照射目标平面，该装置包括：
光调制元件，该元件对入射光进行调制；以及
图像形成光学系统，该系统排列在所述光调制元件和所述照射目标平面之间，并且在所述照射目标平面上形成所述光强度分布，
其中所述光调制元件具有包括至少一个第一调制区和至少一个第二调制区的多个调制区，在所述至少一个第一调制区中，在所述照射目标平面上产生光强度在第一方向变化的第一光强度分布，在所述至少一个第二调制区中，在所述照射目标平面上产生光强度在不同于所述第一方向的第二方向上变化的第二光强度分布。
第三方面，本发明提供一种光照射方法，该方法采用光调制元件和图像形成光学系统，利用具有预定光强度分布的光照射照射目标平面，所述光调制元件对入射光的相位进行调制，所述图像形成光学系统排列在所述光调制元件和所述照射目标平面之间，
其中所述光照射方法采用具有至少一个第一面积比改变结构和至少一个第二面积比改变结构的光调制元件，其中所述至少一个第一面积比改变结构里单元区中的相位调制区的面积份额比在第一方向上变化，所述至少一个第二面积比改变结构里所述单元区中的相位调制区的面积份额比在不同于所述第一方向的第二方向上变化。
第四方面，本发明提供一种光照射方法，该方法采用光调制元件和图像形成光学系统，利用具有预定光强度的光照射照射目标平面，所述光调制元件对入射光进行调制，所述图像形成光学系统排列在所述光调制元件和所述照射目标平面之间，
其中所述光照射方法采用具有至少一个第一调制区和至少一个第二调制区的光调制元件作为光调制元件，其中所述至少一个第一调制区里在所述照射目标平面上产生光强度在第一方向上变化的第一光强度分布，所述至少一个第二调制区里在所述照射目标平面上产生光强度在不同于所述第一方向的第二方向上变化的第二光强度分布。
第五方面，本发明提供一种结晶装置，该装置包括如上述方面所述的光照射装置；以及载物台，该载物台上放置非单晶半导体膜，使得该非单晶半导体膜的照射平面成为所述照射目标平面，其中所述结晶装置利用具有所述光强度分布的光照射所述非单晶半导体膜的照射平面，以形成结晶半导体膜。
第六方面，本发明提供一种结晶方法，该方法采用如上述方面所述的光照射装置或方法，并且利用具有所述光强度分布的光照射所述照射目标平面上放置的非单晶半导体膜的至少一部分，以形成结晶半导体膜。
第七方面，本发明提供一种光调制元件，该元件对入射光的相位进行调制，包括：
多个面积比改变结构，这些结构包括至少一个第一面积比改变结构和至少一个第二面积比改变结构，在所述至少一个第一面积比改变结构中，单元区中相位调制区的面积份额比在第一方向上变化，在所述至少一个第二面积比改变结构中，所述单元区中相位调制区的面积份额比在不同于所述第一方向的第二方向上变化。
第八方面，本发明提供一种调制入射光的光调制元件，该元件包括：
至少一个第一调制区和至少一个第二调制区，其中在所述至少一个第一调制区中，在照射目标平面的至少一部分上产生光强度在第一方向变化的第一光强度分布，在所述至少一个第二调制区中，在所述照射目标平面的其它部分上产生光强度在不同于所述第一方向的第二方向上变化的第二光强度分布。
本发明的第二个目的是提供一种半导体器件，例如，即使沟道方向不在一个方向上对准，也具有固定响应速度的薄膜晶体管。
第九方面，本发明提供利用上述方面中的结晶方法制造的一种半导体器件
在本发明的结晶装置中，元件(例如具有固定响应速度的薄膜晶体管)能够产生可产生的针状晶体组，即使沟道方向不在一个方向上对准。结果，能够减少晶体膜所必需的面积，必要的布线变短了，空置空间减少了，能够进行快速设计，而不需要进行繁琐的布局，从而增加了电路设计的自由度。
本发明的其它目的和优点将在后面的说明中阐明，一部分是显而易见的，或者可以通过实践本发明来学会。本发明的这些目的和优点可以通过后面指出的工具或者工具的组合来实现或获得。
附图说明
结合进来构成说明书一部分的附图说明了本发明的实施例，它们与上面给出的总体描述和下面给出的对实施例的详细描述一起，用于说明本发明的原理。
图1示意性地说明本发明的一个实施例中结晶装置的结构；
图2示意性地说明图1所示照明系统(illumination system)的内部结构；
图3A～3C示意性地说明上述实施例中光调制元件的结构，其中图3A说明作为光调制元件基本图案的条形图案，图3B说明一组图3A所示条形图案形成的面积比改变结构，图3C说明图3B所示面积比改变结构所产生的光强度分布；
图4示意性地说明上述实施例中光调制元件的结构，在其中示意性地画出了光调制元件的重复图案；
图5说明上述实施例中光调制元件在图像形成光学系统的像平面上形成的光强度分布；
图6说明上述实施例中光调制元件如何在处理目标基底的半导体膜中产生针状晶体；
图7示意性地说明上述实施例中上述针状晶体的生长方向有可能发生紊乱；
图8A～8C示意性地说明上述实施例的一个改进中光调制元件的结构，其中图8A说明第一条形图案，图8B说明第二条形图案，图8C说明图8A所示的第一条形图案和图8B所示的第二条形图案构成的一组形成的面积比改变结构；
图9示意性地说明上述实施例的一个改进中光调制元件的结构，其中示意性地画出了光调制元件的重复图案；
图10说明图9所示的改进方案中，光调制元件在图像形成光学系统的像平面上产生的光强度分布；
图11示意性地说明在上述实施例的所述改进方案中针状晶体的生长方向稳定了下来；
图12A～12E示意性地说明利用上述实施例中的结晶装置制造电子器件的相应步骤；
图13A～13C说明常规结晶技术，其中图13A是说明相位调制元件一部分的一个平面图，该相位调制元件具有这样的相位图案，其中单位区里相位调制区的面积份额比沿着预定方向在一个方向上变化，图13B说明相位调制区的相位调制量是60度或180度的时候产生的光强度分布，图13C示意性地说明利用具有上述光强度分布的激光束形成的针状晶体；以及
图14A和14B示意性地说明传统结晶技术中的不方便之处，其中，图14A说明按照沟道方向平行于每个针状晶体的纵向的方式形成源极和漏极的一个实例，图14B说明按照沟道方向充分地垂直于每个针状晶体的纵向的方式形成源极和漏极的一个实例。
具体实施方式
下面将参考附图说明本发明的一个实施例。图1示意性地说明本发明一个实施例中结晶装置的结构。图2示意性地说明图1所示照明系统的内部结构。参考图1和图2，这一实例中的结晶装置包括象移相器一样的光调制元件1、照明系统2、图像形成光学系统3和基底台5，其中光调制元件1调制入射光束的相位，形成具有预定光强度分布的光束，照明系统2照亮光调制元件1，基底台5支撑处理目标基底4，该处理目标基底4具有半导体膜，例如非单晶硅膜。
将在晚些时候说明光调制元件1的结构和功能。照明系统2包括一个XeCl激发物激光源2a，它提供波长为例如308纳米的激光束。也可以换成使用合适的其它光源，例如KrF激发物激光源或者光能量能够熔化处理目标基底照射区的YAG激光源。用光束扩展器2b扩展从光源2a提供的激光束的横截面，然后，这一激光束进入第一复眼透镜2c。
结果，在第一复眼透镜2c后面的焦平面上形成多个小光源，来自这些多个小光源的光束通过第一聚光镜光学系统2d以重叠的方式照亮第二复眼透镜2e的入射平面。因此，与第一复眼透镜2c后面的焦平面上形成的那些相比，在第二复眼透镜2e后面的焦平面上形成了更多的小光源。来自第二复眼透镜2e后面的焦平面上形成的多个小光源的光通量通过第二聚光镜光学系统2f以重叠方式照亮光调制元件1。
第一复眼透镜2c和第一聚光镜光学系统2d构成第一均化器(homogenizer)。这个第一均化器使光源2a发射的激光束在光调制元件1上的入射角均匀化。更进一步，第二复眼透镜2e和第二聚光镜光学系统2f构成第二均化器。这个第二均化器使来自第一均化器具有均匀入射角的激光束在光调制元件1上每个面内位置处的光强度均匀化。
通过这种方式，照明系统2利用整体光强度分布充分均匀的激光束照射光调制元件1。经过光调制元件1进行了光调制(相位调制)的激光束通过图像形成光学系统3进入处理目标基底4。在这里，光调制元件1的相位图案平面和处理目标基底4在图像形成光学系统3的光学共轭位置上。换句话说，处理目标基底4的照射目标平面被设置成与光调制元件1的相位图案平面(图像形成光学系统3的像平面)光学共轭的平面。
图像形成光学系统3包括光源一侧的前正透镜组3a，处理目标基底一侧的后正透镜组3b，以及在这两组透镜之间的孔径光阑3c。将孔径光阑3c的开口部分(透光部分)大小(也就是图像形成光学系统3图像一侧的数值孔径)设置成在处理目标基底4的半导体膜(照射目标平面)上产生必需的光强度分布。除了上述折射式光学系统以外，图像形成光学系统3还可以是反射式光学系统或者折射/反射式光学系统。
例如，通过利用化学气相沉积(CVD)方法，在例如液晶显示器玻璃基底上顺序形成底层绝缘膜、非单晶膜(例如非晶硅膜)和顶层膜来获得上述处理目标基底4。底层绝缘膜和顶层绝缘膜中的每一样都可以通过例如SiO2绝缘膜来形成。底层绝缘膜能够防止非晶硅膜直接接触玻璃基底的时候，外来颗粒(例如玻璃基底中的Na)进入非晶硅膜，并且进一步防止非晶硅膜的热量直接透到玻璃基底中去。
非晶硅膜是要结晶的半导体膜。顶层膜用进入非晶硅膜的光束的一部分加热，并且储存热量，通过这一加热获得温度。当光束的入射中断的时候，非晶硅膜的照射目标平面上高温部分的温度以较快的速度下降。但是，这一热存储效应减缓了这一温度下降梯度，方便了具有大颗粒直径的横向晶体生长。处理目标基底4位于并通过真空吸盘或静电吸盘固定在基底台5上的预定位置处。
图3A～3C示意性地说明这个实施例中光调制元件的结构。图3A说明作为光调制元件基本图案的条形图案，图3B说明一组图3A所示条形图案形成的面积改变结构，图3C说明图3B所示面积比改变结构所产生的光强度分布。如同图3A中的虚线所说明的一样，条形图案10包括具有相同面积，排列成一条直线，在水平方向上互相相邻的九个(或者任意个)方形单元格(单元区)10a。每个单元格10a都具有基准相位值为0度的一个基准相位区10aa(用图中的空置部分表示)，和具有预定调制相位值(在这个实例中，只有右端的单元格10a没有相位调制区ab)的矩形(例如方形)相位调制区(用图中的阴影部分表示)。
单元格10a中相位调制区10ab的面积份额比(占空比)D在0％～50％的范围内变化。具体而言，在条形图案10中，图中左端单元格10a中相位调制区10ab的面积份额比D是50％。图中右端单元格10a中相位调制区10ab的面积份额比D是0％(因为这个相位调制区10ab不存在)。在左端和右端之间，相位调制区10b的面积份额比D单调变化。在这里，将占空比D定义为两个面积份额比中较小的一个，这两个面积份额比是单元格10a中相位调制区10ab的面积份额比和单元格10a中基准相位区(相位调制量为0度的相位调制区)的面积份额比。更进一步，每个单元格10a都具有转换到图像形成光学系统3的像平面上去的时候为例如1微米乘以1微米的尺寸，并且具有不大于图像形成光学系统3的一个点扩展范围的尺寸。
如图3B所示，其中的面积比改变结构或者图案11在图中的垂直方向上具有九个(一个或多个)图3A所示的条形图案10，条形图案10包括九个单元格10a，在图中水平方向上互相相邻排列成一条直线。在这个面积比改变结构11中，九个条形图案10具有同样的面积份额比D改变构造。在图3B中，用交替的长短虚线画出的方形11a代表具有9乘9晶格结构的面积比改变结构11的外形。
使用具有上述一个或多个面积比改变结构的光调制元件1的时候，在图像形成光学系统3的像平面上产生的光强度I用以下表达式(1)表示。在表达式(1)中，D是单元格10a中相位调制区10ab的面积份额比(也就是0～0.5)，θ是相位调制区10ab的相位调制量。当波前在光行进方向上突出时，将相位调制量θ定义为正。
       I＝(2-2cosθ)D2-(2-2cosθ)D+1           (1)
参考表达式(1)，当相位调制区10ab的面积份额比D在0％～50％的范围内增大的时候，能够理解在图像形成光学系统3的像平面上对应位置处产生的光强度I下降。因此，如图3C所示，按照这一面积比改变结构11在图像形成光学系统3的像平面上产生的光强度分布是这样一个图案，在这个图案中在给出占空比改变结构11的外形的上述图中，从对应于方形11a左端的位置到对应于方形1a右端的位置，光强度I在一个方向上单调递增。在这个实例中，按照光强度I这样充分线性变化的方式来设置条形图案10中面积份额比D的改变。
图4示意性地说明这个实施例中光调制元件或者它的一部分的结构，并且示意性地画出了具有多个方形重复图案的光调制元件。参考图4，光调制元件1的每个重复图案12都由互相相邻的四个面积比改变结构12a、12b、12c和12d构成，并且类似于第一到第四面积比改变结构12a到12d，具有方形外形。将每个重复图案12的第一面积比改变结构12a设置成和图3所示面积比改变结构11一样具有相同的方向，并且具有这样的构造，其中相位调制区的面积份额比D在图中水平方向上从右端朝向左端递增。
第二面积比改变结构12b被设置在逆时针方向转动图中第一面积比改变结构12a 90度所获得的方向上，并且具有这样的构造，其中相位调制区的面积份额比D在图中垂直方向上从上端朝向下端递增。第三面积比改变结构12c被设置在逆时针方向转动图中第一面积比改变结构12a 180度所获得的方向上，并且具有这样的构造，其中相位调制区的面积份额比D在图中水平方向上从左端朝向右端递增。第四面积比改变结构12d被设置在顺时针方向转动图中第一面积比改变结构12a 90度所获得的方向上，并且具有这样的构造，其中相位调制区的面积份额比D在图中垂直方向上从下端朝向上端递增。
通过在垂直方向和水平方向上没有间隙地紧密排列每个都具有方形外形的多个重复图案12构成光调制元件1。由于空间有限，图4画出了排列在中心的一个完整的重复图案12，以及排列成包围这一重复图案12的十二个面积比改变结构。但是实际上，在光调制元件1具有例如几个厘米乘以几个厘米的矩形外形的情况下，包括例如大约1000乘以1000个重复图案12。通过这种方式，光调制元件1中的一个重复图案12具有水平面积比改变结构12a和12c，其中相位调制区的面积份额比D在图中的水平方向上变化，还具有垂直面积比改变结构12b和12d，其中相位调制区的面积份额比D在图中的垂直方向上变化。
图5说明上述实施例中光调制元件在图像形成光学系统的像平面(也就是处理目标基底4上的照射区)上产生的光强分布。图5以光强度等高线的形式说明光调制元件1中单个重复图案12里图像形成光学系统3的像平面上产生的理论光强度分布(在没有调制的时候强度被标准化为1的光强度)。计算这一光强度分布的时候，将光的波长设置为308纳米；图像形成光学系统3的图像形成放大量为1/5；图像形成系统3在物侧的数值孔径为0.15；照明系统2的数值孔径为0.075；相干因子也就是值σ(照明系统2发射一侧数值孔径/图像形成光学系统3的物侧数值孔径)为0.5。
参考图5，在与第一面积比改变结构12a对应的处理目标基底4的第一照射区(整个区左下方四分之一区)13a上，按照第一面积比改变结构12a中相位调制区的面积份额比D的改变方向，产生图中水平方向上从左端到右端光强度充分地线性递增的光强度分布。在与第二面积比改变结构12b对应的处理目标基底4的第二照射区(整个区右下方四分之一区)13b上，按照第二面积比改变结构12b中相位调制区的面积份额比D的改变方向，产生图中垂直方向上从下端到上端光强度充分地线性递增的光强度分布。在与第三面积比改变结构12c对应的处理目标基底4的第三照射区(整个区右上方四分之一区)13c上，按照第三面积比改变结构12c中相位调制区的面积份额比D的改变方向，产生图中水平方向上从右端到左端光强度充分地线性递增的光强度分布。在与第四面积比改变结构12d对应的处理目标基底4的第四照射区(整个区左上方四分之一区)13d上，按照第四面积比改变结构12d中相位调制区的面积份额比D的改变方向，产生图中垂直方向上从上端到下端光强度充分地线性递增的光强度分布。
显然，分别按照面积比改变结构12a～12d产生的光强度分布的构造只是在方向上互不相同，除此以外它们基本上是一样的。因此，为了使图面清楚，只是给等高线标出光强度值，它们说明按照图5中的第二面积比改变结构12b产生的光强度分布。如同上面所描述的一样，在按照单个重复图案12产生的光强度分布中，光强度在图中水平方向上充分地线性递增的光强度分布区13a和13c与光强度在图中垂直方向上充分地线性递增的光强度分布区13b和13d相邻。
图6说明这个实施例中的光调制元件如何在处理目标基底的半导体膜上产生针状晶体。图6示意性地说明按照光调制元件1相应的重复图案12在处理目标基底4的半导体膜上产生的针状晶粒。参考图6，在与第一面积比改变结构12a对应的处理目标基底4上的第一照射区13a产生在光强度梯度方向上从左手侧到右手侧，也就是图中箭头14a说明的水平方向，成纺锤形的一组针状晶体。因此，在这个区13a中产生的这一组针状晶体里制造薄膜晶体管，同时让沟道方向与箭头14a表示的方向相同或者相反的时候，就能够获得具有高响应速度的薄膜晶体管。
类似地，在与第二面积比改变结构12b对应的处理目标基底4上的第二照射区13b里产生在光强度梯度方向，也就是图中垂直向上的方向上成纺锤形或延伸的一组针状晶体，并且在让沟道方向与图中箭头14b所表示的方向一致的时候，能够制造出具有高响应速度的薄膜晶体管。更进一步，在与第三面积比改变结构12c对应的处理目标基底4上的区13c里产生在光强度梯度方向，也就是图中的水平方向，从右手侧朝向左手侧成纺锤形的一组针状晶体，并且在让沟道方向与图中箭头14c表示的方向一致的时候，能够获得具有高响应速度的薄膜晶体管。另外，在与第四面积比改变结构12d对应的处理目标基底4上的第四照射区13d里产生在光强度梯度方向，也就是图中垂直向下的方向上成纺锤形的一组针状晶体，并且在让沟道方向与图中箭头14d所表示的方向一致的时候，能够制造出具有高响应速度的薄膜晶体管。
如同上面所描述的一样，在这个实施例中的结晶装置里，即使沟道方向不在一个固定方向对准，也能够产生能够用来制造各自具有固定响应速度的薄膜晶体管的针状晶体组。结果，减少了空置空间，缩小了晶体膜所必需的面积，缩短了必需的布线。所以，能够很快完成设计，而不需要琐碎的布局工作，因而提高了电路设计的自由度。
在上面描述的实施例中，在其中第一和第三水平面积比改变结构12a和12c与第二和第四垂直面积比改变结构12b和12d无间隙地相邻的光调制元件1被用于在处理目标基底4上产生在垂直方向上成纺锤形的针状晶体组以及在水平方向上成纺锤形的针状晶体组。但是，本发明不限于这种结构，并且构成这一光调制元件的面积比改变结构的位置、方向、大小和/或数量，可以按照每个薄膜晶体管的沟道所需要的位置和所需要的方向来确定。换句话说，可以针对构成光调制元件面积比改变结构的结构、总数目、种类数、布局(位置或方向)以及其它因素来进行各种改进。
在以上实施例中，在互相相邻的两个面积比改变结构里，面积份额比D的改变方向可以互相相同，或者面积份额比D的改变方向可以互不相同。更进一步，与一个面积比改变结构相对应的处理目标基底4的照射区的一个特殊侧部分，可以与具有较高温度，其中面积份额比D最小(也就是0％)的一个区相邻，或者与具有较低温度，其中面积份额比D最大(也就是100％)的一个区相邻。
例如，注意处理目标基底4与第二面积比改变结构12b对应的第二照射区13b，与这个区13b的右手侧相邻的一个区(未画出的相邻重复图案12的第一面积比改变结构12a形成的第一照射区)的相邻部分接近的一部分具有较低的温度，图中与左手侧相邻的第一照射区13a的相邻部分具有较高的温度。
对处理目标基底4进行了光照射以后，晶体生长完成，将处理目标基底4冷却到某个程度。在冷却过程中，温度分布发生变化。因此，刚刚照射完的时候，熔化的硅中等温线对应于(与之相同)图5所示的光强度等高线，但是它随着时间变化。此时，基底或顶层(例如SiO2)的导热率低于熔化的硅的导热率。于是，就温度分布改变而言，仅仅考虑熔化的硅中的热传导就足够了。因此，熔化的硅中的温度分布T由以下热扩散方程(2)决定。在表达式(2)中，D是熔化的硅的热扩散常数，x和y是熔化的硅平面中的坐标，t是时间。
∂ T ( x , y , t ) ∂ t = D ( ∂ 2 ∂ x 2 + ∂ 2 ∂ y 2 ) T ( x , y , t ) - - - ( 2 )
参考表达式(2)，可以理解，关于温度的坐标的二阶导数(右手侧)为正的时候，温度上升，当它为负的时候温度下降。也就是说，考虑图7所示的等温线(与刚刚照射完毕以后的光强度等高线一致)的表达式，其中纵坐标表示温度，横坐标表示位置，可以理解在凹形等温线的位置(也就是谷形位置)处温度上升，在凸形等温线的位置(也就是顶峰一样的位置)处温度下降。温度的实际改变取决于这样的小改变随着时间的积累，但是一般性地给出了这一趋势。例如，等温线15代表与表明0.8的光强度的等高线相对应的等温线在预定时间以后如何变化。如图7所示，在与第二面积比改变结构12b对应的处理目标基底4上的第二照射区13b里，因为热传导的影响，等温线15不和0.8的光强度的等高线一致，倾向于具有垮到某个程度的形状。
另一方面，晶体生长倾向于在与等温线垂直的方向上进行。于是，在图中左端拉长的矩形示意性地说明的针状晶体16a倾向于随着生长的进行，朝着靠近高温一侧(图中左侧)的方向上弯曲。类似地，图中从右边数第二个针状晶体16b倾向于在离开低温侧(图中右侧)的方向上弯曲。更进一步，针状晶体16b有可能与图中右侧从低温一侧生长出来的针状晶体16c冲突，它的晶体生长有可能在过程中被中断。如同上面描述的一样，在前面的实施例中，每个针状晶体的生长方向或生长距离有可能发生紊乱。在这种情况下，只有针状晶体16a和16b之间的一组针状晶体16d能够得到有效利用。
图8A～8C示意性地说明这个实施例的一个改进中光调制元件的结构。图8A画出了第一条形图案，图8B画出了第二条形图案，图8C画出了图8A所示的第一条形图案和图8B所示的第二条形图案构成的一组形成的面积比改变结构。图8A所示的第一或中心侧条形图案20基本上和图3A所示的条形图案10一样具有同样的结构。另一方面，图8B所示的第二或者端侧条形图案21具有与第一条形图案20类似的结构，但是面积份额或占空比D的改变的构造充分地不同于第一条形图案20中的构造。
具体而言，图中第二条形图案21从左端数的第一和第二单元格21a和21b(图中虚线画出的方形单元区)，和图中第一条形图案20从左端数的第一和第二单元格20a和20b一样分别具有相同结构。图中第二条形图案21从左端数的第三、第四、第五、第六、第七和第八单元格，和图中第一条形图案20从左端数的第四、第五、第六、第七、第八和第九(也就是右端)单元格一样分别具有相同的结构。图中第二条形图案21右端的单元格21i和图中第一条形图案20右端的单元格21i一样具有相同结构。
如图8C所示，这一改进中的面积比(占空比)改变结构22是通过将七个第一条形图案20和两个第二条形图案21紧密地排列在一起，在图中的垂直方向上这些条形图案互相相邻来构成的。更加具体地说，将一个第二条形图案21排列在从图中上端数第二的位置上，另一个第二条形图案21排列在从图中下端数第二的位置上。在这一改进情形中，在图像形成光学系统3的像平面上产生的与第一条形图案20一致的光强度分布中，光强度I从图中对应于左端的第一条形图案20的位置朝向图中对应于右端的第一条形图案20的位置充分地线性递增。
另一方面，在图像形成光学系统3的像平面上产生的与第二条形图案21一致的光强度分布中，光强度I从图中对应于左端的第二条形图案21的位置朝向图中对应于右端的第二条形图案21的位置单调递增，但是不是象第一条形图案20那样充分线性地变化。也就是说，在第二条形图案21中与图中从左端数第二单元格21b和图中从左端数第三单元格之间的空间对应的一个区中，光强度变化的构造不同于在第一条形图案20中与图中从左端数第二单元格20b和图中从左端数第三单元格之间的空间对应的一个区的光强度变化构造。
如上所述，在这个改进中的面积比改变结构22里，九个条形图案的面积份额比D的改变构造不是全部相同。也就是说，在这九个条形图案中，排列在靠近端部的两个条形图案21中的面积份额比D的改变构造充分地和其余七个第一条形图案20中的面积份额比D的改变构造不同。具体地说，第二条形图案21中一些区(第三单元格和后面的单元格)里的面积份额比D小于第一条形图案20中对应区里的面积份额比D。结果，如同上面所说明的一样，在和第二条形图案21对应的像平面区中，存在光强度变化构造和第一条形图案20对应的像平面区的光强度变化构造不同的一些区。
图9示意性地说明这个实施例的改进中光调制元件的结构，其中示意性地画出了具有多个重复图案的光调制元件。参考图9，这个改进中的光调制元件1A的重复图案23由四个面积比改变结构23a、23b、23c和23d构成，并且和面积比改变结构23a～23d一样，具有方形外形。在这里，将第一面积比改变结构23a设置成和图8C所示面积比改变结构22对应的方向，并且具有这样的构造，其中相位调制区的面积份额比D在图中水平方向上从右端朝向左端递增。
第二面积比改变结构23b被设置在逆时针方向转动图中第一面积比改变结构23a 90度所获得的方向上，并且具有这样的构造，其中相位调制区的面积份额比D在图中垂直方向上从上端朝向下端递增。第三面积比改变结构23c被设置在逆时针方向转动图中第一面积比改变结构23a 180度所获得的方向上，并且具有这样的构造，其中相位调制区的面积份额比D在图中水平方向上从左端朝向右端递增。第四面积比改变结构23d被设置在顺时针方向转动图中第一面积比改变结构23a 90度所获得的方向上，并且具有这样的构造，其中相位调制区的面积份额比D在图中垂直方向上从下端朝向上端递增。和图4一样，图9仅仅画出了排列在中心的单个重复图案23和包围这个重复图案23的12个面积比改变结构。
在本发明的光调制元件中，多个重复图案23不必具有相同或者充分相同的构造，这一光调制元件可以包括相位调制区不同于其它重复图案23的相位调制区的重复图案23，或者可以仅仅包括单个重复图案23。更进一步，重复图案23不必包括四个相位调制区。重复图案23具有面积份额比在第一方向上变化的至少一个第一相位调制区就足够了。第二面积比改变结构具有面积份额比在不同于第一方向的第二方向上变化的至少一个第二相位调制区就足够了。这里的第一和第二方向不必互相垂直，第一相位调制区和第二相位调制区可以被设置成具有任意的角度。
图10说明图9所示的改进方案中，光调制元件在图像形成光学系统的像平面上产生的光强度分布。和图5一样，图10以光强度等高线的形式说明光调制元件1A中一个重复图案12里图像形成光学系统3的像平面上产生的理论光强度分布(在没有调制的时候强度被标准化为1的光强度)。按照这一改进方案计算这一光强度分布的时候，和以前的实施例一样，将光的波长设置为308纳米；图像形成光学系统3的图像形成放大量为1/5；图像形成系统3在物侧的数值孔径为0.15；照明系统2的数值孔径为0.075；相干因子也就是值σ(照明系统2发射一侧数值孔径/图像形成光学系统3的物侧数值孔径)为0.5。
参考图10，在与第一面积比改变结构23a对应的处理目标基底4的第一照射区(图中整个区左下方四分之一区)24a上，在第二条形图案21对应的区以外的一个区中，按照第一面积比改变结构23a中相位调制区的面积份额比D的改变方向，产生图中水平方向上从左端到右端光强度充分地线性递增的光强度分布。在与第二面积比改变结构23b对应的处理目标基底4的一个区(图中整个区右下方四分之一区)24b中，在第二条形图案21对应的区以外的一个区中，按照第二面积比改变结构23b中相位调制区的面积份额比D的改变方向，产生图中垂直方向上从下端到上端光强度充分地线性递增的光强度分布。
在与第三面积比改变结构23c对应的处理目标基底4的一个区(整个区右上方四分之一区)中，在第二条形图案21对应的区以外的一个区中，按照第三面积比改变结构23c中相位调制区的面积份额比D的改变方向，产生图中水平方向上从右端到左端光强度充分地线性递增的光强度分布。在与第四面积比改变结构23d对应的处理目标基底4的一个区(图中整个区左上方四分之一区)24d中，在第二条形图案21对应的区以外的一个区中，按照第四面积比改变结构23d中相位调制区的面积份额比D的改变方向，产生图中垂直方向上从上端到下端光强度充分地线性递增的光强度分布。在这个改进中，分别按照第一到第四面积比改变结构23a～23d产生的光强度分布的构造只是在方向上互不相同，除此以外它们基本上是一样的。因此，在图10中，为了使图面清楚，只是给等高线标出光强度值，它们说明按照第二面积比改变结构23b产生的光强度分布。
图11示意性地说明在这个实施例的上述改进方案中每个针状晶体的生长方向稳定了下来。在图11中，在处理目标基底4上和第二面积比改变结构23b对应的第二照射区24b中，粗实线是和表示光强度0.8的等高线对应的等温线25。在这里，图中和区24b的右手侧相邻的区部分具有较低的温度，图中和区24b的左手侧相邻的区部分具有较高的温度。但是，和第二条形图案21对应的区部分充当和相邻低温区部分或者高温区部分的缓冲区。因此，图中区24b左端和右端以外的中心区部分中的温度分布很少受到相邻的低温区部分或高温区部分的影响。
结果，在这个实施例中的改进方案里，抑制了图中左端画出的针状晶体26a朝向接近高温侧(图中的左手侧)弯曲的趋势。同样，还抑制了图中从右边数第二针状晶体26b朝向离开低温侧的方向(图中的右手侧)弯曲的趋势。更进一步，图中右端不必要的针状晶体26c不和针状晶体26b冲突，它的晶体生长不会被中断。如同上面所描述的一样，在这个实施例的改进方案中，每个针状晶体的生长方向或生长距离稳定了下来(产生了具有优良形状和方向的针状晶体)，而不受相邻低温区或高温区的充分影响。于是，能够有效地利用在针状晶体26a和26b之间较宽的区域内产生的一组针状晶体26d。更进一步，在一些情况下，还能有效地使用各自具有小弯曲趋势的针状晶体26a和26b。
在上述改进方案中，在图8C所示的面积比改变结构22里，在图中从上端数起的第二位置处放置一个第二或端侧条形图案21，另一个第二或端侧条形图案21则放置在图中从下端数起的第二位置处。但是，本发明不限于这一方式，第二条形图案中相位调制区的面积份额比的改变构造，应该在面积比改变结构端部或者靠近端部的位置上放置的第二条形图案的位置或数量，等等，都可以采用各种结构。例如，在这个改进方案中每个端侧条形图案21都放置面积比改变结构22的两个端侧中的每一个上，但是将至少一个端侧条形图案21放置在至少一个端侧就足够了。
图12A～12E是说明在利用这个实施例中的结晶装置结晶的区中制造电子器件的相应步骤的工艺剖面图。如图12A所示，备好处理目标基底5。通过利用化学气相沉积法或者溅射法，在(用例如碱性玻璃、石英玻璃、塑料或聚酰亚胺形成的)透明绝缘基底80上顺序形成底层膜81(例如叠层膜一样的膜，其中包含膜厚度为50纳米的SiN以及膜厚度为100纳米的SiO2)、非晶半导体膜82(包括例如硅、锗或者SiGe，膜厚度为50纳米到20纳米的半导体膜)和顶层膜82a(例如膜厚度在30纳米到300纳米的SiO2膜)来获得上述处理目标基底5。然后通过使用采用这个实施例中图4或图9所示的光调制元件的结晶方法和装置，利用激光束83(例如KrF激发物激光束或者XeCl激发物激光束)暂时照射非晶半导体膜82表面上的一个预定区域一次或多次，从而生长出上面描述的针状晶体。
通过这种方式，如图12B所示，在非晶半导体膜82的照射区内形成具有大直径晶体颗粒的多晶半导体模或者单结晶半导体膜(结晶区)84。接下来，通过蚀刻从半导体膜84去除顶层膜82a。在这以后，如图12C所示，将多晶半导体模或者单结晶半导体膜84处理成例如多个岛形半导体膜(结晶岛形区)85，每个岛形半导体膜85都充当在其中利用光刻技术形成薄膜晶体管的一个区，如图12C所示。利用化学气相沉积法或溅射法在半导体膜85的表面上形成具有20纳米到100纳米膜厚度的SiO2膜，作为栅极绝缘膜86。更进一步，如图12D所示，在栅极绝缘膜的一部分上形成(利用金属例如硅化物或MoW制作的)栅极电极87，并且将栅极电极87用作掩膜，将杂质离子88(N沟道晶体管情形中的磷，或者P沟道晶体管情形中的硼)注入半导体膜85，如同箭头所说明的一样。然后，在氮气中进行退火处理(例如在摄氏450度处理一个小时)，以激活杂质，从而在沟道区90的两侧岛形半导体膜85中形成源极区91和漏极区92。将这样一个沟道区90的位置设置成载流子在每个针状或拉长晶体的生长方向迁移。然后，如图12E所示，形成覆盖整个产品的层间绝缘膜89，在这些层间绝缘膜89和栅极绝缘膜86中形成接触孔，然后在这些孔中形成源极电极93和漏极电极94，从而使它们分别与源极区91和漏极区92连接。
在上面说明的步骤中，在按照用图12A和12B所描述的步骤产生的多晶半导体模或单结晶半导体膜84具有大颗粒直径的每个晶体在平面方向中的位置形成栅极电极87的时候，从而形成栅极电极87下面的沟道90。利用上面描述的步骤，能够形成多晶晶体管或者单结晶半导体中的薄膜晶体管(TFT)。这样制造出来的多晶晶体管或者单结晶晶体管可以用于液晶显示器(显示器)或者EL(电致发光)显示器或者集成电路(例如存储器(SRAM或DRAM)或CPU)的驱动电路。本发明中的处理目标不限于在上面形成半导体器件的目标，半导体器件也不限于薄膜晶体管。
在以上说明中，本发明是将相移型光调制元件用作光调制元件来实施的。但是，本发明不限于这种方式。可以通过使用采用其它模式的光调制元件来实施本发明，例如采用具有预定透射图案的透射型光调制元件，或者具有预定反射图案的反射型光调制元件，或者是这些元件的一个组合的光调制元件，它具有第一调制区和第二调制区，在第一调制区中在照射目标平面上产生光强度在光调制元件的第一方向变化的第一光强度分布，在第二调制区中，在照射目标平面上产生光强度在不同于第一方向的第二方向上变化的第二光强度分布。
另外，在上面的描述中将本发明应用于利用具有预定光强度分布的光照射非单晶半导体膜，产生结晶半导体膜的结晶装置和结晶方法。但是，本发明不限于这种方式，而是可以一般性地应用于通过图像形成光学系统在预定照射目标平面上形成预定光强度分布的光照射装置。
其它优点和改进对于本领域技术人员而言是显而易见的。因此，本发明的最大范围不限于这里给出的具体细节和代表性实施例。所以，可以有各种改进，而不偏离后面的权利要求和它们的等同方案定义的本发明的实质和范围。

Claims (24)

1.一种光照射装置，该装置利用具有一个光强度分布的光照射照射目标平面，其特征在于包括：
光调制元件，该元件对入射光的相位进行调制，从中发射已调制光；以及
图像形成光学系统，该系统排列在所述光调制元件和所述照射目标平面之间，并且形成所发射的光的图像，利用具有所述预定光强度的光照射所述照射目标平面，
其中所述光调制元件在一个单元区内有包括第一面积比改变结构和第二面积比改变结构的多个面积比改变结构；所述第一面积比改变结构具有其中面积份额比在第一方向变化的至少一个第一相位调制区；并且所述第二面积比改变结构具有其中面积份额比在不同于所述第一方向的第二方向上变化的至少一个第二相位调制区。
2.如权利要求1所述的光照射装置，其特征在于所述第一方向充分地垂直于所述第二方向。
3.如权利要求1或2所述的光照射装置，其特征在于：
所述第一面积比改变结构具有在充分地垂直于所述第一方向的一个方向上排列的多个第一条形图案，每个第一条形图案都包括在所述第一方向一条线内对齐的多个第一单元区，以及
所述第二面积比改变结构具有在充分地垂直于所述第二方向的一个方向上排列的多个第二条形图案，每个第二条形图案都包括在所述第二方向上一条线内对齐的多个第二单元区。
4.如权利要求3所述的光照射装置，其特征在于所述第一面积比改变结构和所述第二面积比改变结构中至少一个的多个条形图案中的面积份额比的改变具有互相充分相同的构造。
5.如权利要求3所述的光照射装置，其特征在于所述第一面积比改变结构和所述第二面积比改变结构中至少一个的多个条形图案中的面积份额比的改变依赖于至少一个条形图案和所述多个其它条形图案而充分地不同。
6.如权利要求5所述的光照射装置，其特征在于所述至少一个条形图案包括一个端侧条形图案，该端侧条形图案位于所述至少一个面积比改变结构的充分地垂直于所述第一方向的一个方向上至少一个端侧上，并且所述多个其它条形图案包括中心侧条形图案，这些中心侧条形图案位于所述至少一个面积比改变结构的充分地垂直于所述第一方向的所述方向上的中心侧。
7.如权利要求5所述的光照射装置，其特征在于所述至少一个条形图案中一些区里的面积份额比小于所述多个其它条形图案中对应区里的面积份额比。
8.一种光照射装置，该装置利用具有一个光强度分布的光照射照射目标平面，其特征在于包括：
光调制元件，该元件对入射光进行调制；以及
图像形成光学系统，该系统排列在所述光调制元件和所述照射目标平面之间，并且在所述照射目标平面上形成所述光强度分布，
其中所述光调制元件具有包括至少一个第一调制区和至少一个第二调制区的多个调制区，在所述至少一个第一调制区中，在所述照射目标平面上产生光强度在第一方向变化的第一光强度分布，在所述至少一个第二调制区中，在所述照射目标平面上产生光强度在不同于所述第一方向的第二方向上变化的第二光强度分布。
9.如权利要求8所述的光照射装置，其特征在于所述第一方向充分地垂直于所述第二方向。
10.一种光照射方法，该方法采用光调制元件和图像形成光学系统，利用具有预定光强度分布的光照射照射目标平面，所述光调制元件对入射光的相位进行调制，所述图像形成光学系统排列在所述光调制元件和所述照射目标平面之间，其特征在于所述光照射方法采用具有至少一个第一面积比改变结构和至少一个第二面积比改变结构的光调制元件，其中所述至少一个第一面积比改变结构里单元区中的相位调制区的面积份额比在第一方向上变化，所述至少一个第二面积比改变结构里所述单元区中的相位调制区的面积份额比在不同于所述第一方向的第二方向上变化。
11.一种光照射方法，该方法采用光调制元件和图像形成光学系统，利用具有预定光强度的光照射照射目标平面，所述光调制元件对入射光进行调制，所述图像形成光学系统排列在所述光调制元件和所述照射目标平面之间，其特征在于所述光照射方法采用具有至少一个第一调制区和至少一个第二调制区的光调制元件作为光调制元件，其中所述至少一个第一调制区里在所述照射目标平面上产生光强度在第一方向上变化的第一光强度分布，所述至少一个第二调制区里在所述照射目标平面上产生光强度在不同于所述第一方向的第二方向上变化的第二光强度分布。
12.一种结晶装置，其特征在于包括如权利要求1或2所述的光照射装置；以及载物台，该载物台上放置非单晶半导体膜，使得该非单晶半导体膜的照射平面成为所述照射目标平面，其中所述结晶装置利用具有所述光强度分布的光照射所述非单晶半导体膜的照射平面，以形成结晶半导体膜。
13.一种结晶方法，该方法采用如权利要求1或2所述的光照射装置，或者如权利要求10或11所述的光照射方法，并且利用具有所述光强度分布的光照射所述照射目标平面上放置的非单晶半导体膜的至少一部分，以形成结晶半导体膜。
14.利用如权利要求13所述的结晶方法制造的半导体器件。
15.一种光调制元件，该元件对入射光的相位进行调制，其特征在于包括多个面积比改变结构，这些结构包括至少一个第一面积比改变结构和至少一个第二面积比改变结构，在所述至少一个第一面积比改变结构中，单元区中相位调制区的面积份额比在第一方向上变化，在所述至少一个第二面积比改变结构中，所述单元区中相位调制区的面积份额比在不同于所述第一方向的第二方向上变化。
16.如权利要求15所述的光调制元件，其特征在于所述第一方向充分地垂直于所述第二方向。
17.如权利要求15或16所述的光调制元件，其特征在于：
所述第一面积比改变结构包括在充分地垂直于所述第一方向的一个方向上排列的多个第一条形图案，每个第一条形图案包括在所述第一方向上一条线内对齐的多个第一单元区，以及
所述第二面积比改变结构包括在充分地垂直于所述第二方向的一个方向上排列的多个第二条形图案，每个第二条形图案包括在所述第二方向上一条线内对齐的多个第二单元区。
18.如权利要求17所述的光调制元件，其特征在于所述第一面积比改变结构和所述第二面积比改变结构中至少一个的多个条形图案中的面积份额比的改变具有互相充分相同的构造。
19.如权利要求17所述的光调制元件，其特征在于所述第一面积比改变结构和所述第二面积比改变结构中至少一个的多个条形图案中的面积份额比的改变依赖于至少一个条形图案和所述多个其它条形图案而充分地不同。
20.如权利要求19所述的光调制元件，其特征在于所述至少一个条形图案包括一个端侧条形图案，该端侧条形图案位于所述至少一个面积比改变结构的充分地垂直于所述第一方向的一个方向上的至少一个端侧上，并且所述多个其它条形图案包括中心侧条形图案，这些中心侧条形图案位于所述至少一个面积比改变结构的充分地垂直于所述第一方向的所述方向上的中心侧。
21.如权利要求19所述的光调制元件，其特征在于所述至少一个条形图案包括端侧条形图案，这些端侧条形图案位于所述至少一个面积比改变结构的充分地垂直于所述第一方向的一个方向上的两个端侧上，并且所述多个其它条形图案包括位于所述端侧条形图案之间的中心侧条形图案。
22.如权利要求19所述的光调制元件，其特征在于所述至少一个条形图案中一些区里的面积份额比小于所述多个其它条形图案中对应区里的面积份额比。
23.一种调制入射光的光调制元件，其特征在于包括至少一个第一调制区和至少一个第二调制区，其中在所述至少一个第一调制区中，在照射目标平面的至少一部分上产生光强度在第一方向变化的第一光强度分布，在所述至少一个第二调制区中，在所述照射目标平面的其它部分上产生光强度在不同于所述第一方向的第二方向上变化的第二光强度分布。
24.如权利要求23所述的光调制元件，其特征在于所述第一方向充分地垂直于所述第二方向。
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