CN101539664B - 照射光学系统、照射设备和半导体器件制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种照射光学系统、照射设备和半导体器件制造方法，其中，照射光学系统包括：第一投射光学系统，用于将从具有多个线性排列的发光点的激光源输出的多个光束彼此混合，并且将混合的光束分成多个光束，然后向具有彼此平行的多个狭缝的狭缝部件投射多个光束作为跨越多个狭缝延伸的线射束；以及第二投射光学系统，用于将狭缝部件的多个狭缝的图像投射到照射目标。

Description

照射光学系统、照射设备和半导体器件制造方法

相关申请的交叉引用

本发明包含与2008年3月17日在日本专利局提交的日本专利申请JP 2008-066972相关的主题，该专利申请的整体内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及照射光学系统、照射设备和半导体器件制造方法，并且适合例如用于其中高输出大面积型多发射极半导体激光器用作光源的照射光学系统、使用该照射光学系统的照射设备和使用该照射设备的半导体器件制造方法。

背景技术

在现有技术中，如图9所示的照明设备被认为是使用激光束来照明线性照明区域的照明设备(参考日本专利公开第2002-72132号，在下文中被称为专利文件1)。要注意的是图9类似于专利文件1的图1。参考图9，从条形激光器101的多个线性排列的发射极或发光点101a输出的光束或激光束102通过准直透镜103和104在与发射极101a的排列方向垂直的方向上和平行的方向上进行准直并且同时彼此混合。作为结果的光束被输入到由一对柱面透镜105a和105b形成的柱面透镜阵列105，并且被柱面透镜105a和105b分成多个光束。然后，光束被传送通过柱面透镜106和107以形成线射束，该线射束照射在空间光调制器108的表面上的线性照明区域上。

另一方面，例如，在制造用作液晶显示器或有机电致发光(EL)显示器等的元件基片的TFT(薄膜晶体管)基片的情况下，这样的方法是可用的，其中，在玻璃基片等的整体表面上形成非晶硅膜，并且将激光束照射在非晶硅膜的像素中的包括TFT形成区域的条纹形区域上，以通过激光退火形成多晶硅膜。在这个实例中，有必要不使激光束照射在非晶硅膜的除了条纹形区域之外的任何其它部分上。这是因为每个像素都包括不希望在其上照射激光束的部分如布线部分。

例如在日本专利公开第2007-47335号(在下文中被称为专利文件2)中已知并公开了另一种照明设备。该照明设备包括：发光器件阵列，其具有非均匀光分布特性；多个耦合透镜，其个别地对应于发光器件阵列的发光器件而布置；第一透镜阵列；第二透镜阵列；以及照明靶面。该照明设备进一步包括：光学器件，其布置在耦合透镜和第一透镜阵列之间，或者布置在耦合透镜和第一透镜阵列附近，用于减少由发光器件的光分布特性引起的照明靶面上的非均匀光量分布。

进一步，在PCT专利公布第WO04/036284号(在下文中被称为专利文件3)中已提议并公开了一种共焦显微镜。该共焦显微镜包括：入射光学系统，用于通过矩阵式液晶元件从照明光源向观察目标输入偏振光，在其上布置微透镜阵列；物镜；检测光学系统，用于检测来自观察目标的反射光或荧光；以及液晶控制部件，用于控制液晶元件。通过微透镜阵列传送的微透镜的光束被传送通过液晶元件的各个像素，并且通过物镜聚焦在观察目标上。进一步，液晶控制部件控制被传送通过液晶元件的像素的光的偏振方向，以便要被传送通过像素的光的偏振方向可以彼此正交。

发明内容

然而，根据本发明的发明人调查，如果在如上所述仅在像素中的包括TFT形成区域的条纹形区域上照射激光束的情况下使用如图9所示的照明设备，那么由于照射强度的离差在不同的区域之间很大，所以存在下述问题：难以均匀地将激光束照射在区域上，并且因此TFT的特性在像素之间变得不均匀。

特别地，为了将激光束照射在照射目标的特定区域上，代替如图9所示的空间光调制器108而使用狭缝部件，所述狭缝部件具有在与条形激光器101的发射极101a的排列方向垂直的方向上彼此平行地延伸的多个狭缝。然后，激光束照射在横向延伸到狭缝的狭缝部件的线性照明区域上，并且通过狭缝部件传送的光束亦即线射束通过中继透镜照射在照射目标的表面上。虽然线射束在照射目标表面上的强度分布在这种情况下展示了如图10所示的梳形，但是实际上，由于条形激光器101的发射极101a的照明、柱面透镜105a和105b的分开部件、光学系统的不充分对准、光学系统的像差如场曲的影响以及光斑或由相干性引起的干涉条纹的影响等，可以获得离差高达近似5％的均匀照射性能。例如，难以将如图10所示的A、B、C部分之间的线射束的平均强度的离差减少到近似5％或以下。

如果线射束的平均强度的离差为近似5％或以上，则难以将线射束照射应用于TFT基片的制造。特别地，其中平均强度的离差近似为5％的非均匀线射束的照射所造成的影响特别地随着激光退火而显著显现，通过所述激光退火，在用于有机EL显示器的TFT基片的制造中使非晶硅膜变成多晶硅膜。例如，如图10所示，如果线射束的强度在X轴方向上非均匀，则多晶硅膜的特性差异在像素之间显现，因此多晶硅TFT之间的特性差异显现。然后，差异显现为有机EL面板的照明不均匀性。为了抑制照明不均匀性，通常像素之间照射强度的可允许的不均匀性仅近似为几个百分点。

因此，希望提供一种可以在将射束照射在照射目标的特定区域上的情况下将不同区域之间的照射强度的离差抑制到充分小以执行线射束照射的照射光学系统、使用该照射光学系统的照射设备以及使用该照射设备的半导体器件制造方法。

根据本发明的实施例，提供了一种照射光学系统，其包括：第一投射光学系统，用于将从具有多个线性排列的发光点的激光源输出的多个光束彼此混合，并且将混合的光束分成多个光束，然后向具有彼此平行的多个狭缝的狭缝部件投射多个光束作为跨越多个狭缝延伸的线射束；以及第二投射光学系统，用于将狭缝部件的多个狭缝的图像投射到照射目标。第二投射光学系统包括：偏振控制元件阵列，其具有与多个狭缝的数目相等的多个偏振控制元件，用于接收通过狭缝部件的多个狭缝传送的多个光束并且控制接收到的多个光束的偏振；以及偏振射束分离器，用于接收通过偏振控制元件阵列传送的多个光束，并且通过使传送通过偏振射束分离器的多个光束的强度响应于入射的多个光束的偏振平面相对于偏振射束分离器的方向而变化，来调整多个光束的强度。

在照射光学系统中，响应于要被应用于照射目标等的过程内容，适当地选择具有线性排列的多个发光点的激光源的振荡波长。例如，为了执行非晶硅膜的激光退火，激光源的振荡频率被选择到近红外区或紫外区中的波长。对激光源没有特殊限制，而是在情况需要时进行选择。然而，通常使用多发射极半导体激光器，例如使用大面积型的多发射极半导体激光器。

通常，偏振控制元件阵列的多个偏振控制元件之间的距离被选择以等于狭缝部件的多个狭缝之间的距离。然而，该距离不限于此。偏振控制元件阵列可以在照射目标侧相邻于狭缝部件布置，或者可以布置在与狭缝部件和照射目标光学共轭的位置。在后者的情况下，第二投射光学系统将狭缝部件的多个狭缝的图像投射到偏振控制元件阵列，并且将偏振控制元件阵列获得的图像投射到照射目标。

偏振控制元件中的每一个由安装用于围绕其中心轴旋转的半波片形成，所述中心轴平行于到达偏振控制元件或来自索累(Soleil)补偿器的光束的输入方向。然而，偏振控制元件不限于它们。虽然相关的索累补偿器可以用作该索累补偿器，但是该索累补偿器可以包括：双折射基片；第一楔基片，其与双折射基片呈连接或相邻关系布置，并且正交于双折射基片的光轴延伸；以及第二楔基片，其具有与第一楔基片相同的楔角和光轴，并且被布置成面对第一楔基片，第一和第二楔基片中的一个能够通过滑动而在楔方向上调整。偏振控制元件的固定侧双折射基片和第一楔基片分别可以集成为单一的双折射基片和单一的楔基片。

在从激光源输出的多个光束彼此混合之后，它们被传送通过偏振控制元件，以随着情况需要而旋转其偏振面。对于偏振控制元件例如使用半波片。

强度调整元件通常由光隔离器形成。然而，可以使用某种其它元件，只要它可以取决于光束的偏振状态而调整对其输入的光束的强度。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种包括照射光学系统的照射设备，该照射光学系统包括：第一投射光学系统，用于将从具有多个线性排列的发光点的激光源输出的多个光束彼此混合，并且将混合的光束分成多个光束，然后向具有彼此平行的多个狭缝的狭缝部件投射多个光束作为跨越多个狭缝延伸的线射束；以及第二投射光学系统，用于将狭缝部件的多个狭缝的图像投射到照射目标。第二投射光学系统包括：偏振控制元件阵列，其具有与多个狭缝的数目相等的多个偏振控制元件，用于接收通过狭缝部件的多个狭缝传送的多个光束并且控制接收到的多个光束的偏振；以及偏振射束分离器，用于接收通过偏振控制元件阵列传送的多个光束，并且通过使传送通过偏振射束分离器的多个光束的强度响应于入射的多个光束的偏振平面相对于偏振射束分离器的方向而变化，来调整多个光束的强度。

除了照射光学系统之外，照射设备还包括用于运载照射目标的平台和用于该平台的控制设备等。

根据本发明的进一步的实施例，提供了一种半导体器件制造方法，其包括在半导体基片或半导体膜上照射使用包括照射光学系统的照射设备获得的线射束的步骤，所述照射光学系统包括：第一投射光学系统，用于将从具有多个线性排列的发光点的激光源输出的多个光束彼此混合，并且将混合的光束分成多个光束，然后向具有彼此平行的多个狭缝的狭缝部件投射多个光束作为跨越多个狭缝延伸的线射束；以及第二投射光学系统，用于将狭缝部件的多个狭缝的图像投射到照射目标。第二投射光学系统包括：偏振控制元件阵列，其具有与多个狭缝的数目相等的多个偏振控制元件，用于接收通过狭缝部件的多个狭缝传送的多个光束并且控制接收到的多个光束的偏振；以及偏振射束分离器，用于接收通过偏振控制元件阵列传送的多个光束，并且通过使传送通过偏振射束分离器的多个光束的强度响应于入射的多个光束的偏振平面相对于偏振射束分离器的方向而变化，来调整多个光束的强度。

通过将各种过程诸如激光退火应用于利用光照射的半导体基片诸如硅基片或基片薄膜如硅薄膜，该半导体器件制造方法可以应用于制造各种半导体器件。特别地，该制造方法可以应用于制造例如用于液晶显示器或有机EL显示器的TFT基片。

在照射光学系统、照射设备和半导体器件制造方法中，即使从第一投射光学系统发射的并且具有梳形强度分布的线射束具有由激光源发光点之间的亮度离差、光学系统的不充分对准、光学系统的像差如场曲的影响以及光斑和由相干性引起的干涉条纹的影响等造成的非均匀强度，偏振控制元件阵列的偏振控制元件也可以响应于强度分布而被单独地调整以控制偏振，以便通过强度调整元件单独地调整光束的强度。因此，从第二投射光学系统发射以便照射到照射目标上的线射束的强度可以被均匀化。

使用照射光学系统、照射设备和半导体器件制造方法，可以容易地获得如下线射束，该线射束具有小于近似5％比如近似几个百分点的强度的非均匀性，并且具有梳形强度分布。通过将线射束照射到照射目标的多个特定区域上，区域之间的照射强度的离差可以被抑制到足够低的水平。

附图说明

图1A至2B是示出根据本发明的第一实施例的照射光学系统以及照射在照射目标上的线射束的强度分布的例子的示意性简图；

图3是示出根据本发明的第一实施例的照射光学系统中使用的偏振控制元件阵列的示意性简图；

图4和5分别是示出根据本发明的第二和第三实施例的照射光学系统中使用的偏振控制元件阵列的示意性简图；

图6是示出根据本发明的第四实施例的照射光学系统的示意图；

图7A是示出根据本发明的第五实施例的照射设备的示意性透视图，而图7B则是该照射设备的线射束照射部件的放大图；

图8是图示其中将根据本发明的第五实施例的照射设备应用于制造TFT基片的例子的截面图；

图9是示出相关照明设备的示意性简图；以及

图10是示出通过图9中示出的相关照明设备获得的线射束的强度分布的例子的示意图。

具体实施方式

在下文中，参考附图来描述本发明的优选实施例。

首先描述根据本发明的第一实施例的照射光学系统。

图1A至2B示出了照射光学系统的配置。垂直于照射光学系统的光轴1的平面内的一个方向被定义为X轴，而垂直于该方向的另一个方向被定义为Y轴。图1A是在Y轴方向上观察的照射光学系统的视图，而图2A则是在X轴方向上观察的照射光学系统的视图。

如图1A和2A所示，照射光学系统包括其光轴1上的第一投射光学系统2和第二投射光学系统3。

第一投射光学系统2包括形成在光轴1上的一维多发射极半导体激光器11、准直透镜12和13、半波片14、由一对柱面透镜15a和15b形成的柱面透镜阵列15、聚光透镜16、聚光透镜17以及狭缝部件18。

第二投射光学系统3包括布置在光轴1上的偏振控制元件阵列19、投射透镜20、光隔离器21以及另一个投射透镜22。从第二投射光学系统3输出的线射束照射在照射目标23上。

多发射极半导体激光器11包括在X轴方向上线性排列的多个发射极或发光点11a。如果多发射极半导体激光器11被振荡，则从每个发射极11a输出具有平行于光轴1的主轴的光束或激光束24。虽然发射极11a的数目没有特殊限制，但是随着情况需要而进行选择，作为例子，发射极11a的数目在图1A中为五个。进一步，发射极11a之间的距离没有特殊限制，而是随着情况需要进行选择。

从多发射极半导体激光器11输出的光束24被输入到准直透镜12，并且被准直透镜12在Y轴方向上进行准直(参考图2A)。在Y轴方向上被准直的光束被输入到准直透镜13，并且被准直透镜13在X轴方向上进行准直，而且被准直的光束彼此混合(参考图1A)。在X和Y轴方向上被准直并且彼此混合的光束被输入到半波片14，由此其偏振平面被旋转到相对于X和Y轴45度的方向。

通过半波片14传送的光束相继被传送通过各自具有在X轴方向上排列的多个柱面透镜的柱面透镜15a和15b，并且被分成X轴方向上的多个光束。聚光透镜16在X轴方向上会聚以这种方式在X轴方向上划分的光束(参考图1A)。进一步，聚光透镜17在狭缝部件18处对会聚的光束进行聚光，如从Y轴方向观察到的那样，以形成扩展到包括光轴1和X轴的平面内的整个狭缝部件18的线射束(参考图2A)。狭缝部件18具有多个狭缝，它们排列在X轴方向上，并且在Y轴方向上彼此平行地延伸。狭缝部件18的狭缝的数目没有特殊限制，而是随着情况需要进行选择，在图1A中示出了三个狭缝18a、18b和18c。

因此，从多发射极半导体激光器11输出的光束24被投射为线射束，该线射束延伸跨越狭缝部件18中的多个狭缝，亦即图1A示出的例子中的狭缝18a、18b和18c。换言之，光束24的图像形成在狭缝部件18上。

偏振控制元件阵列19刚好布置在狭缝部件18后面。偏振控制元件阵列19由多个偏振控制元件配置，所述多个偏振控制元件线性排列在X轴方向上，并且刚好布置在狭缝部件18的狭缝后面。偏振控制元件的数目等于狭缝部件18的狭缝的数目，并且偏振控制元件以彼此隔开的关系布置，这与狭缝的彼此隔开的关系相同。在图1A中示出了分别对应于三个狭缝18a、18b和18c的三个偏振控制元件19a、19b和19c。希望将偏振控制元件阵列19和狭缝部件18之间的距离设置得足够短，以便通过狭缝部件18的狭缝传送的光束仅被输入到与传送的狭缝相对应的偏振控制元件，而不被输入到其它偏振控制元件。

在图3中示出了具有偏振控制元件19a、19b和19c的偏振控制元件阵列19的详图。参考图3，偏振控制元件19a至19c中的每一个由具有平行于X-Y平面的盘形的半波片形成。偏振控制元件19a至19c中的每一个的中心轴平行于光轴1延伸。偏振控制元件19a至19c配置成通过未示出的旋转机构围绕其中心轴各自旋转。可以使用公知的旋转机构用于该旋转机构，并且可以随着情况需要进行选择。通过单独地调整各自由半波片形成的偏振控制元件19a至19c的旋转角，可以单独地调整向偏振控制元件19a至19c输入的光束的偏振平面的角度。

要注意的是，在通过调整偏振控制元件19a至19c的旋转角可以充分执行偏振平面的角度调整的情况下，可以省略半波片14。

返回参考图1A至2B，作为线射束被投射在狭缝部件18上并且被传送通过狭缝的光束被输入到偏振控制元件阵列19的偏振控制元件，使得其偏振受到控制。具有受控偏振并且以这种方式从偏振控制元件阵列19输出的光束被投射透镜20会聚，然后作为结果的光束被输入到光隔离器21。光隔离器21包括：偏振射束分离器21a；以及四分之一波片21b，其设置在偏振射束分离器21a的输出面上。当输入到光隔离器21的光束被传送通过偏振射束分离器21a时，其强度响应于其偏振状态而变化。更加具体地，传送通过偏振射束分离器21a的光束的强度响应于入射的光束的偏振平面相对于偏振射束分离器21a的方向而变化。设置在偏振射束分离器21a输出面上的四分之一波片21b防止光返回。

从光隔离器21输出的光束通过投射透镜22照射在照射目标23上。因此，光束作为线射束投射在其上的狭缝部件18的狭缝上的图像被投射到照射目标23。换言之，狭缝部件18的狭缝上的图像形成在照射目标23上。这里，狭缝部件18和照射目标23彼此光学共轭。分别在图1B和2B中示出了X和Y轴方向上的照射目标23上照射的线射束的强度分布的例子。

以下面的方式执行偏振控制元件阵列19对偏振的控制。

这里，假定光束作为线射束投射到狭缝部件18，并且在X轴方向上从狭缝输出的光束的强度分布呈如图3所示的状态。如在图3中看到的那样，输入到偏振控制元件19a至19c的光束的强度从元件19a到元件19c按顺序增加。光束之间的平均强度的离差例如近似为5％或以上。在这种情况下，例如，偏振控制元件19a的旋转角被调整，以便输入到偏振控制元件19a的光束在其强度维持不变的状态下从光隔离器21输出。另一方面，偏振控制元件19b和19c的旋转角被调整，以便向其输入的光束的强度在它们被传送通过光隔离器21时减少，从而变得等于传送通过偏振控制元件19a的光束的强度。因此，从光隔离器21输出的光束的强度彼此相等。结果，与如图3所示的替代情况相比，如在图1B中看到的那样，照射在照射目标23上的线射束的强度分布被显著均衡化。例如，如图1B所示的强度A、B和C之间的平均强度的离差可以被减少到近似3％。

如上所述，使用根据第一实施例的照射光学系统，通过响应于传送通过光束作为线射束向其投射的狭缝部件18的狭缝的光束的强度而事先将偏振控制元件阵列19的偏振控制元件控制到最佳状态，可以容易地形成大宽度的线射束，该线射束具有梳形强度分布并且其中例如平均强度的离差小至近似3％。进一步，通过将线射束照射在照射目标23上，线射束可以照射在多个特定区域上，同时将区域之间的照射强度的离差抑制到足够低的水平。进一步，为了不单独地校正照射光学系统的部件上出现的各种误差而是直接校正具有非均匀强度的线射束的强度本身，关于照射光学系统的对准和像差等的规范可以被缓和，并且可以预期照射光学系统的成本下降。进而，由于而且多发射极半导体激光器11的发射极11a在更换时对光分布特性的影响被最小化，所以多发射极半导体激光器11的规范可以被缓和，并且可以预期照射光学系统运行成本的下降。

现在描述根据本发明的第二实施例的照射光学系统。

第二实施例的照射光学系统是对如图1A和2A所示的第一实施例的照射光学系统的修改，但是不同之处在于它使用如图4所示的索累补偿器用于如图1A和2A所示的照射光学系统的偏振控制元件阵列19。具体地，参考图4，偏振控制元件19a、19b和19c中的每一个由索累补偿器形成，并且配置成使得具有X轴方向上的光轴的双折射基片P和具有Y轴方向上的光轴的楔基片Q结合在一起或者彼此相邻地布置，同时具有Y轴方向上的光轴的楔基片R被布置成面对楔基片Q，该楔基片R通过由未示出的驱动机构进行滑动而能够在Y轴方向上进行调整。通过单独地在Y轴方向上可滑动地调整偏振控制元件19a、19b和19c的楔基片R，可以单独地控制传送通过偏振控制元件19a、19b和19c的光束的偏振。这里，双折射基片P、楔基片Q、楔基片R与X和Y轴之间的关系可以与上面描述的相反。

第二实施例的照射光学系统具有类似于如上所述的第一实施例的照射光学系统的优点。另外，第二实施例的照射光学系统有利之处在于，由于楔基片R被可滑动地调整，所以可以在尺寸方面减少用于楔基片R的驱动机构。因此，可以在尺寸方面减少偏振控制元件阵列19，结果可以在尺寸方面减少照射光学系统。

现在描述根据本发明的第三实施例的照射光学系统。

本实施例的照射光学系统是对参考图1A、2A和4在上文中描述的第一和第二实施例的照射光学系统的修改，但是不同之处在于它使用如图5所示的索累补偿器用于偏振控制元件阵列19。具体地，参考图5，偏振控制元件19a、19b和19c中的每一个由索累补偿器形成，并且配置成使得图4的照射光学系统的偏振控制元件阵列19中的双折射基片P和楔基片Q分别被形成为单一的双折射基片P和单一的楔基片Q，它们为偏振控制元件19a、19b和19c所共有。单独地设置在偏振控制元件19a、19b和19c上的楔基片R可以由未示出的单独机构在Y轴方向上可滑动地调整。

第三实施例的照射光学系统具有类似于如上所述的第一实施例的照射光学系统的优点。另外，第三实施例的照射光学系统有利之处在于，由于偏振控制元件19a、19b和19c的双折射基片P和楔基片Q各自形成为单一部件，所以可以减少偏振控制元件阵列19的部件数目。

现在描述根据本发明的第四实施例的照射光学系统。

本实施例的照射光学系统是对如图1A和2A所示的第一实施例的照射光学系统的修改，但是不同之处在于偏振控制元件阵列19所布置的位置。具体地，参考示出了本实施例的照射光学系统的图6，由两个透镜25a和25b构成的中继透镜25布置在狭缝部件18的下一级。偏振控制元件阵列19布置在与狭缝部件18相对于中继透镜25光学共轭的位置。偏振控制元件阵列19和照射目标23彼此光学共轭。换言之，偏振控制元件阵列19布置在与狭缝部件18和照射目标23光学共轭的位置。

除了具有类似于如上所述的第一实施例的照射光学系统的优点之外，第四实施例的照射光学系统还具有以下优点。具体地，由于偏振控制元件阵列19不需要紧接着布置在狭缝部件18后面，所以可以进一步容易地并且以更高程度的确定性来防止传送通过狭缝部件18的狭缝的光束不仅进入对应于该狭缝设置的偏振控制元件而且还进入其它偏振控制元件。换言之，从中继透镜25发射的光束中的每一个可以仅被引入到偏振控制元件中的相应偏振控制元件。因此，可以以更高程度的确定性来执行偏振控制元件阵列19对光束偏振的控制，结果可以进一步减少要被照射到照射目标23上的线射束的强度的非均匀性。

现在描述根据本发明的第五实施例的照射设备。

参考图7A，照射设备包括照射光学系统51。如上所述的第一至第四实施例的照射光学系统中的任何一个都可以用作照射光学系统51。照射光学系统51发射梳形的线射束51a，其具有如图1B中看到的那样的均匀强度分布。线射束51a以放大的形式示出在图7B中。平台52设置在照射光学系统51下面，用于在彼此垂直的x轴方向和y轴方向上进行移动。平台52可以通过控制设备53在y轴方向上进行扫描。进一步，平台52可以通过控制设备53在x轴方向上逐步移动。照射目标23运载在平台52上。

在照射设备中，例如当平台52在y轴方向上进行扫描时，从照射光学系统51发射的线射束51a照射到照射目标23上。然后，当扫描结束时，平台52在x轴方向上移动一步，其后线射束51a照射在照射目标23上，同时平台52再次在y轴方向上进行扫描。照射区域用标号23a指示。重复扫描和步进移动以在照射目标23的整体表面之上执行线射束51a的照射。

作为例子，描述将照射设备应用于液晶显示器或有机EL显示器的TFT基片的制造。假定照射目标23是玻璃基片或类似物，其具有形成在其整体表面上的用于TFT形成的非晶硅膜。参考图8，非晶硅膜用标号61指示。在图8中示出了像素62和TFT形成区域63。从照射光学系统51发射的线射束51a以与参考图7A和7B在上文中描述的类似的方式照射在非晶硅膜61上。线射束51a照射在条纹形的照射区域64上。线射束51a照射在其上的照射区域64中的非晶硅膜61被激光退火以形成多晶硅膜。其后，例如将多晶硅膜图案化成TFT形成区域63的形状，并且在整个区域之上形成栅绝缘膜，其后在栅绝缘膜上形成栅电极。然后，使用栅电极作为掩模注入例如n型杂质的离子以形成源区和漏区，以便形成n沟道多晶硅TFT。

使用根据本发明的第五实施例的照射设备，包括非晶硅膜61的TFT形成区域63的多个条纹形照射区域64之间的照射强度可以被均匀化，因此照射区域64中的非晶硅膜61可以被均匀地激光退火。结果，n沟道多晶硅TFT的特性可以在像素之间被均匀化。

虽然结合本发明的优选实施例详细地描述了本发明，但是本发明不限于上述实施例，而是可以基于本发明的技术范围以各种修改的形式执行。

例如，结合实施例在上面具体描述的数字值、结构、配置、形状和材料等完全只是例子，并且随着情况需要可以使用与此不同的数字值、结构、配置、形状和材料等。

Claims (12)

1.一种照射光学系统，包括：

第一投射光学系统，用于将从具有多个线性排列的发光点的激光源输出的多个光束彼此混合，并且将混合的光束分成多个光束，然后向具有彼此平行的多个狭缝的狭缝部件投射所述多个光束作为跨越所述多个狭缝延伸的线射束；以及

第二投射光学系统，用于将所述狭缝部件的多个狭缝的图像投射到照射目标，

所述第二投射光学系统包括：

偏振控制元件阵列，其具有与所述多个狭缝的数目相等的多个偏振控制元件，用于接收通过所述狭缝部件的多个狭缝传送的多个光束并且控制接收到的多个光束的偏振；以及

偏振射束分离器，用于接收通过所述偏振控制元件阵列传送的多个光束，并且通过使传送通过所述偏振射束分离器的多个光束的强度响应于入射的多个光束的偏振平面相对于所述偏振射束分离器的方向而变化，来调整多个光束的强度。

2.根据权利要求1所述的照射光学系统，其中，所述偏振控制元件阵列的多个偏振控制元件之间的距离等于所述狭缝部件的多个狭缝之间的距离。

3.根据权利要求2所述的照射光学系统，其中，所述激光源是多发射极半导体激光器。

4.根据权利要求3所述的照射光学系统，其中，在照射目标侧相邻于所述狭缝部件布置所述偏振控制元件阵列。

5.根据权利要求3所述的照射光学系统，其中，所述偏振控制元件阵列布置在与所述狭缝部件和所述照射目标光学共轭的位置。

6.根据权利要求5所述的照射光学系统，其中，所述第二投射光学系统将所述狭缝部件的多个狭缝的图像投射到所述偏振控制元件阵列，并且将通过所述偏振控制元件阵列获得的图像投射到所述投射目标。

7.根据权利要求1所述的照射光学系统，其中，所述偏振控制元件中的每一个由安装用于围绕其中心轴旋转的半波片形成。

8.根据权利要求1所述的照射光学系统，其中，所述偏振控制元件中的每一个由索累补偿器形成，所述索累补偿器包括：

双折射基片；

第一楔基片，其与所述双折射基片呈连接或相邻关系布置，并且正交于所述双折射基片的光轴延伸；以及

第二楔基片，其具有与所述第一楔基片相同的楔角和光轴，并且被布置成面对所述第一楔基片，

所述第一和第二楔基片中的一个能够通过滑动而在楔方向上调整。

9.根据权利要求1所述的照射光学系统，其中，从所述激光源输出并且彼此混合的多个光束被传送通过所述偏振控制元件。

10.根据权利要求9所述的照射光学系统，其中，所述偏振控制元件中的每一个是半波片。

11.一种照射设备，包括：

照射光学系统，其包括：

第一投射光学系统，用于将从具有多个线性排列的发光点的激光源输出的多个光束彼此混合，并且将混合的光束分成多个光束，然后向具有彼此平行的多个狭缝的狭缝部件投射所述多个光束作为跨越所述多个狭缝延伸的线射束；以及

第二投射光学系统，用于将所述狭缝部件的多个狭缝的图像投射到照射目标，

所述第二投射光学系统包括：

偏振控制元件阵列，其具有与所述多个狭缝的数目相等的多个偏振控制元件，用于接收通过所述狭缝部件的多个狭缝传送的多个光束并且控制接收到的多个光束的偏振；以及

偏振射束分离器，用于接收通过所述偏振控制元件阵列传送的多个光束，并且通过使传送通过所述偏振射束分离器的多个光束的强度响应于入射的多个光束的偏振平面相对于所述偏振射束分离器的方向而变化，来调整多个光束的强度。

12.一种半导体器件制造方法，包括在半导体基片或半导体膜上照射使用包括照射光学系统的照射设备获得的线射束的步骤，所述照射光学系统包括：

第一投射光学系统，用于将从具有多个线性排列的发光点的激光源输出的多个光束彼此混合，并且将混合的光束分成多个光束，然后向具有彼此平行的多个狭缝的狭缝部件投射所述多个光束作为跨越所述多个狭缝延伸的线射束；以及

第二投射光学系统，用于将所述狭缝部件的多个狭缝的图像投射到照射目标，

所述第二投射光学系统包括：

偏振控制元件阵列，其具有与所述多个狭缝的数目相等的多个偏振控制元件，用于接收通过所述狭缝部件的多个狭缝传送的多个光束并且控制接收到的多个光束的偏振；以及

偏振射束分离器，用于接收通过所述偏振控制元件阵列传送的多个光束，并且通过使传送通过所述偏振射束分离器的多个光束的强度响应于入射的多个光束的偏振平面相对于所述偏振射束分离器的方向而变化，来调整多个光束的强度。

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