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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildung eines kristallisierten Films mit Laserlicht.
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Stand der Technik
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Eine Vorrichtung, die in dem Patentdokument 1 beschrieben ist, ist als konventionelle Vorrichtung dieses Typs bekannt. Es ist eine Beleuchtungsvorrichtung für eine Halbleiter-Belichtungsvorrichtung, die in der Lage ist, eine Beleuchtungszieloberfläche gleichmäßig zu beleuchten durch Reduzierung der Moirèstreifen auf einer Maskenoberfläche oder einer Waferoberfläche von einem Excimerlaser, und zwar kohärentes Laserlicht, das aufgrund der Tatsache verwendet wird, dass die Auflösungslinienstärke eines übertragenen Schaltmusters proportional einer Wellenlänge einer Lichtquelle ist.
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Das heißt, dass die Beleuchtungsvorrichtung, wie in 4 und 5 gezeigt, dadurch gekennzeichnet ist, dass, wenn ein Lichtstrom einer Laserlichtquelle 71 in mehrere Lichtströme B1, B2, ...Bn durch Lichtstrom-Aufteilmittel 72 aufgeteilt wird, die optische Elemente 79 und 80 umfassen, die aus mehreren Strahlteilern zusammengesetzt sind, um eine Beleuchtungszieloberfläche mit den mehreren Lichtströmen B1, B2, ... Bn zu beleuchten, eine Strahlengangsdifferenz erzeugt wird durch Anordnen von Umlenkmitteln R1 und R2, die aus Reflexionsspiegeln gebildet sind, in einer Weise zwischen den optischen Elementen 79 und 80, in der eine Differenz gleich oder größer als 11–12 zwischen jede zwei angrenzende Lichtströme der mehreren Lichtströme B1, B2, ... Bn durch die Umlenkmittel R1 und R2 gesetzt wird. Die Strahlengangsdifferenz 11 + 12 kann länger festgelegt werden als die kohärente Länge der Lichtquelle 71.
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Das Bezugszeichen 73 bezeichnet eine afokale Linse (eine erste Array-Linse), die den Durchmesser jedes der mehreren einfallenden Lichtströme reduziert, der die Lichtstrom-Aufteilmittel 72 verlassen hat. Das Bezugszeichen 75 bezeichnet eine Facettenlinse (eine zweite Array-Linse), die aus mehreren kleinen Linsen zusammengesetzt ist und eine inkohärente sekundäre Lichtquellenebene 76 ausbildet, indem sie die mehreren Lichtströme, die die afokale Linse 73 verlassen haben, in Fokalebenen der kleinen Linsen konvergieren lässt. Das Bezugszeichen 77 bezeichnet eine Kondensorlinse zur Beleuchtung einer Beleuchtungszieloberfläche R, auf der ein Schaltmuster, wie zum Beispiel eine Fotomaske, ausgebildet ist, mit den Lichtströmen, die von der sekundären Lichtquellenebene 76 herkommen. Das Bezugszeichen 78 bezeichnet ein optisches Projektionssystem, das das Schaltmuster, das auf der Beleuchtungszieloberfläche R gezeichnet ist, auf eine Waferoberfläche W projiziert.
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Eine weitere konventionelle Vorrichtung ist in dem Patentdokument 2 beschrieben. Diese Vorrichtung, wie in 6 gezeigt, umfasst eine Laserlichtquelle 60, ein Lichtquellenabbild ausbildendes Element (64), das mehrere Lichtquellenabbilder 61 von einem Lichtstrom ausbildet, der durch die Laserlichtquelle 60 bereitgestellt ist, und ein optisches Kondensorsystem (65), das Licht von den mehreren Lichtquellenabbildern 61' sammelt, um ein Beleuchtungszielobjekt 66 in überlappender Weise zu beleuchten, und ist dadurch gekennzeichnet, dass ein eine Strahlengangsdifferenz erzeugendes Element 63 und ein einen Durchlassgrad korrigierendes Element 67 entlang von Strahlengängen zwischen der Laserlichtquelle 60 und den mehreren Lichtquellenabbildern 61' angeordnet ist, wobei das die Strahlengangsdifferenz erzeugende Mittel 63 die Bildung von Moirèstreifen auf einer Oberfläche des Beleuchtungszielobjektes 66 durch Erzeugung einer Strahlengangsdifferenz zwischen den mehreren Strahlengängen, die den mehreren Lichtquellenabbildern 61' entsprechen, verhindert, und wobei das den Durchlassgrad korrigierende Element 67 eine ungleichmäßige Beleuchtung der Oberfläche des Beleuchtungszielobjektes 66 durch die Korrektur der Durchlassgradunregelmäßigkeiten vermeidet, die zwischen den mehreren Strahlengängen durch das die Strahlengangsdifferenz erzeugende Element 63 erzeugt werden.
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Ein Strahlenbündel, das die Laserlichtquelle
60 verlässt, die als Punktquelle
61 und als Sammellinse
62 dargestellt ist, tritt durch das die Strahlengangsdifferenz erzeugende Element
63, das mehrere Höhenunterschiede aufweist, und tritt danach in eine linsenförmige Linse (Array-Linse), die so viele Linsenblöcke wie die Anzahl der Höhenunterschiede des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements
63 aufweist, um so viele Lichtquellenabbilder
61' wie die Anzahl der Höhenunterschiede des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements
63 in der Umgebung der Austrittsoberfläche der linsenförmigen Linse
64 auszubilden. Lichtströme, die von den mehreren Lichtquellenabbildern
61' herkommen, beleuchten eine Oberfläche des Beleuchtungszielobjektes
66 in überlappender Weise über die Kondensorlinse
65.
Patentdokument 1:
JP 62-25483 B Patentdokument 2:
JP 7-21583 B -
Offenbarung der Erfindung
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Problem, das durch die Erfindung gelöst werden soll
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Die Verfahren und Vorrichtungen zur Ausbildung eines kristallisierten Films mit Laserlicht, die in den Patentdokumenten 1 und 2 beschrieben sind, haben jedoch die folgenden technischen Probleme.
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Zuerst, in dem optischen System des Patentdokuments 1, wo die Lichtaufteilmittel, die aus der afokalen Linse 73 und dem die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Element zusammengesetzt sind, das aus den Strahlteilern und den Reflexionsspiegeln 79, 80, R1 und R2 gebildet ist, nacheinander gegenüber der Facettenlinse 75 (die zweite Array-Linse) angeordnet sind, werden Lichtstrahlen, die auf die Facetten-Array-Linse 75 (die zweite Array-Linse) einfallen und von dem Strahlteiler (79) geteilt werden, in Gauß'sche Strahlen umgewandelt. Diese Gauß'schen Strahlen bilden einen Berg, und das Überlappen solcher Gauß'schen Strahlen auf einer Beleuchtungszieloberfläche ergibt keine Beleuchtung von hoher Gleichmäßigkeit.
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Außerdem, im Patentdokument 1, wo eine Strahlengangsdifferenz zwischen den mehreren Lichtströmen B1, B2, ... Bn durch Legen eines Abstands gleich oder größer als 11–12 zwischen jede zwei aneinander grenzende Lichtströme erzeugt wird und die Strahlengangsdifferenz 11 + 12 länger als die kohärente Länge der Lichtquelle 1 gesetzt werden kann, bilden die Umlenkmittel R1 und R2 ..., die zwischen den optischen Elementen 79 und 80 angeordnet sind, anstelle eines eine Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements Mittel zur Erzeugung einer Strahlengangsdifferenz, und erzeugen eine Strahlengangsdifferenz zwischen den mehreren Lichtströmen B1, B2, ... Bn über die Umlenkmittel R1 und R2 ....
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Dies macht nicht nur die Mittel zur Erzeugung der Strahlengangsdifferenz groß in ihren Abmaßen, sondern wirft auch ein technisches Problem auf, nach dem es schwierig ist, die Positionen und Winkel der Spiegel, die die optischen Elemente 79 und 80 und die Umlenkmittel R1 und R2 bilden, einzustellen, und es ist daher unmöglich, eine ausgezeichnete Beleuchtung zu erhalten.
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Andererseits, im Patentdokument 2, ist das die Strahlengangsdifferenz erzeugende Element 63 zwischen der Laserlichtquelle 60 und der linsenförmigen Linse 64 (Array-Linse) angeordnet, und Licht, das das die Strahlengangsdifferenz erzeugende Element 63 mit mehreren Höhenunterschieden verlässt, tritt in die linsenförmige Linse 64 (Array-Linse) ein, die so viele Linsenblöcke wie die Anzahl der Höhenunterschiede des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 63 aufweist, um so viele Lichtquellenabbilder 61' wie die Anzahl der Höhenunterschiede in der Umgebung der Austrittsoberfläche der linsenförmigen Linse 64 zu erzeugen.
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Da die linsenförmige Linse 64 (Array-Linse) auf einer Stromabwärtsseite des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Mittels 63 angeordnet ist, emittiert die Laserlichtquelle 60 Laserlicht als ein Strahlenbündel, das einen Divergenzwinkel θ aufweist, und das Laserlicht, nachdem es einen Blockabschnitt des einzelnen die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 63 verlassen hat, fällt auf die mehreren Linsenabschnitte der linsenförmigen Linse 64 (Array-Linse) ein.
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Dementsprechend ist eine Interferenzerscheinung unvermeidbar, wenn ein Abbild auf dem Beleuchtungszielobjekt 66 gebildet wird.
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Wenn das die Strahlengangsdifferenz erzeugende Element 63 aus einer Gruppe von einzelnen Blockabschnitten gebildet ist und Laserlicht durch dieses die Strahlengangsdifferenz erzeugende Element 63 übertragen wird bevor es zu mehreren Teilstrahlen durch die linsenförmige Linse 64 (Array-Linse) reduziert wird, erzeugt das Laserlicht als ein Bündel von parallelen Strahlen, die einen unvermeidlichen Divergenzwinkel θ aufweisen, einen großen Betrag an Reflexionslicht auf den inneren Seitenflächen jedes Blockabschnitts des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 63, und macht es damit unmöglich, eine Beleuchtung von hoher Gleichmäßigkeit zu erhalten. Dies wird durch die Tatsache bekräftigt, dass das die Strahlengangsdifferenz erzeugende Element 63 eine Blockabschnittsbreite aufweist, die gleich der Laserlicht-Einfallbreite ist.
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Außerdem, da die Laserlicht-Einfalloberfläche jedes Linsenabschnitts der linsenförmigen Linse 64 (Array-Linse) in dem optischen System des Patentdokuments 2 planar ist, wird das Laserlicht, das einen Divergenzwinkel θ aufweist, oft an den inneren Seitenflächen jedes Linsenabschnitts reflektiert, nachdem es auf den Linsenabschnitt eingefallen ist.
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Ein dünnes, filmartiges Material, das durch ungleichmäßige Laserbestrahlung entsprechend diesen Verfahren und Vorrichtungen kristallisiert wurde, kann Unregelmäßigkeiten in der Größe der Kristallkörner nicht vermeiden.
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Mittel zur Lösung des Problems
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts dieser technischen Probleme des Standes der Technik vorgenommen, insbesondere löst die vorliegende Erfindung das technische Problem, das durch das Laserlicht verursacht wird, das von einer Laserlichtquelle als ein Strahlenbündel emittiert wird, das einen vorgegebenen Divergenzwinkel aufweist. Deren Aufbau ist wie folgt.
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Die Erfindung des Anspruches 1 stellt ein Verfahren zur Bildung eines kristallisierten Films zu Verfügung, gekennzeichnet durch das Umfassen: aufeinander folgendes Anordnen einer ersten Array-Linse 2, einer zweiten Array-Linse 3, eines eine Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 7, einer Kondensorlinse 5, und einer Beleuchtungszieloberfläche 6 in einer Seitenansicht bezüglich einer Laserlichtquelle A, die Laserlicht 1 als ein Strahlenbündel emittiert, das einen Divergenzwinkel θ aufweist, wobei die erste Array-Linse 2 aus mehreren zylindrischen Linsen 2a gebildet ist, die zweite Array-Linse 3 aus mehreren zylindrischen Linsen 3a gebildet ist, das die Strahlengangsdifferenz erzeugende Element 7 mehrerer Blockabschnitte 7a aufweist, die eine Strahlengangsdifferenz erzeugen; Übertragen des Laserlichts 1, das von der Laserlichtquelle A emittiert wird, durch die erste Array-Linse 2, um so viele Teilstrahlen 9, die reduziert wurden, wie die Anzahl der angrenzenden zylindrischen Linsen 2a, von denen jede eine Breite d aufweist, zu erhalten; separates Übertragen der Teilstrahlen 9 durch die entsprechenden zylindrischen Linsen 3a der zweiten Array-Linse 3, um reduzierte Teilstrahlen 10 zu erhalten, von denen jeder schmaler ist als die Breite d der zylindrischen Linsen 2a der ersten Array-Linse 2; separates Übertragen der reduzierten Teilstrahlen 10 durch die entsprechenden Blockabschnitte 7a des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 7 bei Reduzierung der Reflexion an den Seiten der Teilungsoberflächen, um eine Strahlengangsdifferenz zwischen den reduzierten Teilstrahlen 10 in einer Weise, in der die Kohärenz eingestellt ist, zu erzeugen; und Überlappen der reduzierten Teilstrahlen 10 durch die Kondensorlinse 5, um die Beleuchtungszieloberfläche 6 zu beleuchten.
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Die Erfindung des Anspruchs 2 stellt ein Verfahren zur Bildung eines kristallisierten Films gemäß dem Anspruch 1 zu Verfügung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längendifferenz (ΔL) zwischen den Blockabschnitten 7a des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 7 so gesetzt ist, dass eine Strahlengangsdifferenz, die größer als eine kohärente Länge ist, zwischen den reduzierten Teilstrahlen 10 erzeugt wird.
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Die Erfindung des Anspruchs 3 stellt ein Verfahren zur Bildung eines kristallisierten Films gemäß dem Anspruch 1 oder 2 zur Verfügung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite d jedes der Blockabschnitte 7a des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 7 gleich oder kleiner als die Breite d jeder der zylindrischen Linsen 2a der ersten Array-Linse 2 ist.
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Die Erfindung des Anspruchs 4 stellt ein Verfahren zur Bildung eines kristallisierten Films gemäß dem Anspruch 1, 2 oder 3 zur Verfügung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einfalloberfläche 11 der zylindrischen Linsen 2a der ersten Array-Linse 2, auf die das Laserlicht 1 einfällt, eine positiv konvexe Krümmung aufweist.
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Die Erfindung des Anspruchs 5 stellt ein Verfahren zur Bildung eines kristallisierten Films gemäß dem Anspruch 1, 2, 3 oder 4 zu Verfügung, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Array-Linse 2 und die Beleuchtungszieloberfläche 6 in einer Konjugationsbeziehung stehen.
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Die Erfindung des Anspruchs 6 stellt eine einen kristallisierten Film bildende Vorrichtung zur Beleuchtung einer Beleuchtungszieloberfläche 6 mit geformtem Laserlicht 1 zur Verfügung, das von einer Laserlichtquelle A als ein Strahlenbündel emittiert wird, das einen Divergenzwinkel θ aufweist, gekennzeichnet durch das Umfassen von: Aufteil-/Reduziermitteln (2, 3) zur Aufteilung und Reduzierung des Laserlichts 1 in mehrere Teilstrahlen 9 in einer Seitenansicht der Laserlichtquelle A und danach zur Umwandlung der Teilstrahlen 9 in einzelne Bündel reduzierter Strahlen, um reduzierte Teilstrahlen 10 zu erhalten; eines eine Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 7, das Blockabschnitte 7a aufweist, durch die die reduzierten Teilstrahlen 10 einzeln übertragen werden bei Reduzierung der Reflexion auf der Seite der Teilungsoberflächen, um dadurch eine Strahlengangsdifferenz zwischen den reduzierten Teilstrahlen 10 in einer Weise zu erzeugen, in der die Kohärenz eingestellt ist; und einer Kondensorlinse 5 zum Sammeln der reduzierten Teilstrahlen 10, die durch das die Strahlengangsdifferenz erzeugende Element 7 gesendet wurden, und dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungszieloberfläche 6 mit Laserlicht beleuchtet ist, das durch die Kondensorlinse 5 überlappt ist.
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Die einzelne Übertragung der reduzierten Teilstrahlen 10 durch die entsprechenden Blockabschnitte 7a des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 7 bei Reduzierung der Reflexion auf der Teilungsoberflächenseite und die Erzeugung einer Strahlengangsdifferenz zwischen den reduzierten Teilstrahlen 10, so dass die Kohärenz eingestellt ist, umfasst einen Fall der Renderung der reduzierten Teilstrahlen 10, die inkohärent miteinander sind, und einen Fall, in dem eine Interferenz zwischen den reduzierten Teilstrahlen 10 bis zu einem bestimmten Grad durch Einstellung erzeugt wird.
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Wirkung der Erfindung
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Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, können gemäß einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Bildung eines kristallisierten Films gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Wirkungen erzielt werden.
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In einer Erfindung gemäß den Ansprüchen 1 und 6 wird Laserlicht, das von einer Laserlichtquelle als ein Strahlenbündel emittiert wird, das einen Divergenzwinkel θ aufweist, aufgeteilt und zu mehreren Teilstrahlen reduziert in einer Seitenansicht der Laserlichtquelle, die Teilstrahlen werden in einzelne Bündel von reduzierten Strahlen umgewandelt, um reduzierte Teilstrahlen zu erhalten, und die reduzierten Teilstrahlen werden einzeln durch Blockabschnitte eines die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements gesendet bei Reduzierung der Reflexion auf der Teilungsoberfläche.
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Die Blockabschnitte des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements erzeugen eine Strahlengangsdifferenz zwischen den reduzierten Teilstrahlen, so dass die Kohärenz eingestellt ist. Die reduzierten Teilstrahlen, die durch das die Strahlengangsdifferenz erzeugend Element gesendet wurden, werden von einer Kondensorlinse gesammelt, und das Laserlicht, das durch die Kondensorlinse gesendet wird, bestrahlt eine Beleuchtungszieloberfläche in einer überlappenden Weise.
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Dies ermöglicht es, einen gleichmäßigen Laser zu erhalten durch Reduzierung der Reflexion an Seitenflächen eines einfachen eine Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements, das eine Position und einen Winkel leicht einstellen kann, und das ein ausgezeichnetes Abbild bereitstellen kann, wenn Laserlicht als einzelne reduzierte Teilstrahlen, die eine Strahlengangsdifferenz aufweisen, in das die Strahlengangsdifferenz erzeugende Element eintritt.
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Nur ein reduzierter Teilstrahl wird durch jeden Blockabschnitt des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements gesendet, was auch zu der Gleichmäßigkeit des erzielten Laserlichts beiträgt.
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Die Interferenz zwischen den Laserstrahlen wird somit gesteuert, und es werden Kristallkörner von gleichmäßiger Größe durch die Bestrahlung eines dünnen filmartigen Materials mit einem gleichmäßigen Laser zur Kristallisierung erhalten. Außerdem ermöglicht die aufeinander folgende Anordnung der Mittel zur Aufteilung und Reduzierung des Laserlichts, des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements, der Kondensorlinse und der Beleuchtungszieloberfläche eine Steuerung der Interferenz zwischen den Laserstrahlen durch beliebiges Festlegen der Länge des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Mittels ohne Beeinträchtigung der Strahlenform auf der Beleuchtungszieloberfläche.
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In einer Erfindung gemäß dem Anspruch 2 werden Blockabschnitte eines die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements zu verschiedenen Längen festgesetzt, so dass eine Strahlengangsdifferenz, die die kohärente Länge übersteigt, zwischen reduzierten Teilstrahlen erzeugt wird, und daher sind die reduzierten Teilstrahlen, die eine Beleuchtungszieloberfläche bestrahlen, gut dagegen geschützt, miteinander zu interferieren.
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In einer Erfindung gemäß dem Anspruch 3 ist eine Blockabschnittsbreite a eines eine Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements gleich oder kleiner einer zylindrischen Linsenbreite d einer ersten Array-Linse. Daher werden die gleichen Wirkungen, die durch die Erfindung des Anspruchs 1 präsentiert werden, durch die Übertragung reduzierter Teilstrahlen als Bündel von reduzierten Strahlen durch das die Strahlengangsdifferenz erzeugende Element mit kleinformatigen Blockabschnitten erhalten.
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In einer Erfindung gemäß dem Anspruch 4 weisen Oberflächen von zylindrischen Linsen einer ersten Array-Linse, auf die Laserlicht einfällt, eine positiv konvexe Krümmung auf, was effektiv die Reflexion an Seitenflächen der zylindrischen Linsen der ersten Array-Linse reduziert und gleichmäßigeres Laserlicht bereitstellt.
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In einer Erfindung gemäß dem Anspruch 5 befinden sich ein erste Array-Linse und eine Beleuchtungszieloberfläche in einer Konjugationsbeziehung zwischen einem Objekt und einem Abbild. Dies bedeutet, dass Formen, die Strahlen unmittelbar nach der Aufteilung durch die erste Array-Linse aufweisen, auf der Beleuchtungszieloberfläche überlappt sind, wodurch der Einfluss der Quelle des Laserlichts reduziert wird, und es ermöglicht wird, die Beleuchtungszieloberfläche gleichmäßiger zu beleuchten. Außerdem, da Strahlen, die zwischen der ersten Array-Linse und der Beleuchtungszieloberfläche konjugieren, sich in parallele Strahlen zwischen einer zweiten Array-Linse und einer Kondensorlinse wandeln, verändert hier die Anordnung eines die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements, das aus Blockabschnitten zusammengesetzt ist, die Konjugationsbeziehung nicht, und nur die Strahlengangsdifferenz zwischen den Teilstrahlen ändert sich. Die parallelen Strahlen können auch die Beugung vermeiden, die oft an den Einfall-/Ausgangsenden der Blockabschnitte auftritt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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[1] Eine schematische Darstellung, die eine Seitenansicht einer einen kristallisierten Film bildenden Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
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[2] Eine Darstellung, die eine zylindrische Linse einer ersten Array-Linse zeigt, deren Einfalloberfläche eine positiv konvexe Krümmung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist.
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[3] Eine Darstellung, die eine zylindrische Linse einer ersten Array-Linse zeigt, deren Einfalloberfläche planar gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist.
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[4] Eine schematische Darstellung, die eine konventionelle einen kristallisierten Film bildende Vorrichtung zeigt.
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[5] Eine schematische Darstellung, die konventionelle Lichtstrom-Aufteilmittel zeigt.
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[6] Eine schematische Darstellung, die eine andere konventionelle einen kristallisierten Film bildende Vorrichtung zeigt.
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Die beste Art zur Ausführung der Erfindung
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines gleichmäßigen Lasers durch Reduzierung der Reflexion an Seitenflächen eines die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements, wenn Laserlicht in das die Strahlengangsdifferenz erzeugende Element als einzelne reduzierte Teilstrahlen eintritt, die eine Strahlengangsdifferenz aufweisen.
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Ausführungsbeispiel
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Im Folgenden wird eine Beschreibung gegeben mit Bezug auf die Zeichnungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Bildung eines kristallisierten Films gemäß der vorliegenden Erfindung.
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1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer einen kristallisierten Film bildenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. In 1 bezeichnet einen Symbol A eine Laserlichtquelle. Eine erste Array-Linse 2, eine zweite Array-Linse 3, ein die Strahlengangsdifferenz erzeugendes Element 7, das eine Strahlengangsdifferenz erzeugt, eine Kondensorlinse 5 und eine Beleuchtungszieloberfläche 6 sind aufeinander folgend entlang einer optischen Achse x in einer Seitenansicht bezüglich der Laserlichtquelle A angeordnet. Hier ist eine Array-Linse definiert als linsenförmige Linse oder als Facettenlinse in den Beispielen des Standes der Technik.
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Die Laserlichtquelle A weist eine Lichtquelle und eine Sammellinse (nicht dargestellt) auf. Kohärentes Licht, das von der Laserlichtquelle A emittiert wird, ist Laserlicht 1, das theoretisch ein Bündel paralleler Strahlen ist, jedoch praktisch einen unvermeidlichen Divergenzwinkel θ (< 1 mrad) aufgrund der Emission von der Laserlichtquelle A aufweist.
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Die erste und die zweite Array-Linse 2 und 3 sind aufgebaut durch die Kopplung mehrerer (fünf in der Zeichnung) angrenzender zylindrischer Linsen 2a beziehungsweise 3a, und bilden zusammen mit der Kondensorlinse 5 einen Homogenisator. Die zylindrischen Linsen 2a der ersten Array-Linse 2 weisen jede eine fokale Länge f1 auf. Die zylindrischen Linsen 3a der zweiten Array-Linse 3 weisen jede eine fokale Länge f2 auf. Der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Array-Linse 2 und 3, die angeordnet sind, um sich in derselben Richtung zu erstrecken, ist auf f2 festgelegt. Das Laserlicht 1, das von der Laserlichtquelle A emittiert wird, fällt auf die erste Array-Linse 2 ein, um durch die zylindrischen Linsen 2a konvergiert und aufgeteilt zu werden, und wird somit in die Teilstrahlen 9 umgewandelt. Die Abstände sind so festgelegt, dass f2 > f1 und f1 > f2/2 erfüllt ist.
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Die Teilstrahlen 9 bilden gegenüber der zweiten Array-Linse 3 so viele Lichtquellenabbilder 4 wie die Anzahl der zylindrischen Linsen 2a der ersten Array-Linse 2. Das Licht 9 von den Lichtquellenabbildern 4 fällt einzeln auf die zylindrischen Linsen 3a der zweiten Array-Linse 3 ein, um in reduzierte Teilstrahlen 10 umgewandelt zu werden, die im Wesentlichen parallel zueinander sind. Die zylindrischen Linsen 2a der ersten Array-Linse 2 und die zylindrischen Linsen 3a der zweiten Array-Linse 3 bilden Reduzier-/Aufteilmittel für den Erhalt der reduzierten Teilstrahlen 10 durch Aufteilen und Reduzieren des Laserlichts 1 und danach dem Umwandeln der Teilstrahlen 9 in einzelne Strahlenbündel, die im Wesentlichen parallel zueinander sind. Die zylindrischen Linsen 2a der ersten Array-Linse 2 teilen das Laserlicht 1 in die Teilstrahlen 9 auf während der Reduzierung des Laserlichts 1 in einer Y-Richtung (die vertikale Richtung in der Seitenansicht der 1), die rechtwinklig zu der optischen Achse x (X-Richtung) ist. Die zylindrischen Linsen 3a der zweiten Array-Linse 3 wandeln die Teilstrahlen 9 in die reduzierten Teilstrahlen 10 um, die Bündel von parallelen Strahlen sind, bei Reduzierung der Teilstrahlen 9 in der Y-Richtung, die rechtwinklig zu der optischen Achse x ist.
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Wenn die reduzierten Teilstrahlen 10 eine Breite aufweisen, die kleiner ist als eine Breite d der zylindrischen Linsen 2a der ersten Array-Linse 2, können die reduzierten Teilstrahlen 10 einzeln durch das die Strahlengangsdifferenz erzeugende Element 7 übertragen werden ohne eine Reflexion an Seitenflächen an beiden Enden in der Y-Richtung jedes der Blockabschnitte 7a des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 7 zu verursachen. Die reduzierten Teilstrahlen 10 müssen daher nicht immer Bündel von genau parallelen Strahlen sein. Mit anderen Worten, die reduzierten Teilstrahlen 10 müssen lediglich einzeln durch die entsprechenden Blockabschnitte 7a des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 7 übertragen werden bei Reduzierung der Reflexion auf der Teilungsoberflächenseite der zylindrischen Linsen 2a.
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Für eine Krümmungsoberfläche 11 der zylindrischen Linsen 2a der ersten Array-Linse 2, auf die das Laserlicht 1 einfällt, um in konvergiertes Licht umgewandelt zu werden, ist festgelegt, dass diese eine positiv konvexe Krümmung, wie in 2 gezeigt, aufweist. Dies hält Seitenflächen 13 davon ab, die an beiden Enden in der Y-Richtung jeder der zylindrischen Linsen 2a der ersten Array-Linse 2 ausgebildet sind, das Laserlicht 1, das einen Divergenzwinkel θ aufweist, stark zu reflektieren.
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Die Kondensorlinse 5 ist aus einer großen zylindrischen Linse gebildet, die einen Brennpunkt fc aufweist. Die Kondensorlinse 5 konvergiert alle reduzierten Teilstrahlen 10, die einzeln durch die Blockabschnitte 7a des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 7 gesendet wurden, an demselben Abschnitt der Beleuchtungszieloberfläche 6 zum Überlappen und Formen der Strahlen. Ein beliebiger Punkt P auf der Beleuchtungszieloberfläche 6 wird daher mit Licht aus allen Lichtquellenabbildern 4 beleuchtet. Der Abstand zwischen der Beleuchtungszieloberfläche 6 und der Kondensorlinse 5 ist auf die fokale Länge fc der Kondensorlinse 5 festgelegt.
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Die Beleuchtungszieloberfläche 6 ist eine Oberfläche, auf der ein Halbleiter (dünnes Filmmaterial) angeordnet ist, um einen kristallisierten Film auszubilden. Diese Anordnung, die den Abstand zwischen der ersten und der zweiten Array-Linse 2 und 3 auf die fokale Länge f2 der zweiten Array-Linse 3 festlegt und den Abstand zwischen der Beleuchtungszieloberfläche 6 und der Kondensorlinse 5 auf die fokale Länge fc der Kondensorlinse 5 festlegt, bringt die erste Array-Linse 2 und das Beleuchtungsziel 6 in eine Konjugationsbeziehung.
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Daher wird das Laserlicht 1, das von der Laserlichtquelle A emittiert wird, durch die erste und zweite Array-Linse 2 und 3 und die Kondensorlinse 5, die zusammen einen Homogenisator ausbilden, gesendet und beleuchtet die Beleuchtungszieloberfläche 6, wobei ein kristallisierter Film in einem dünnen Filmmaterial gebildet wird, das auf der Beleuchtungszieloberfläche 6 angeordnet ist.
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Wenn die erste Array-Linse 2 und die Beleuchtungszieloberfläche 6 in eine Konjugationsbeziehung gebracht werden, werden Strahlenformen der Teilstrahlen 9 unmittelbar nach der Aufteilung durch die erste Array-Linse 2 auf der Beleuchtungszieloberfläche 6 überlappt, und daher kann die Beleuchtungszieloberfläche 6 gleichmäßig beleuchtet werden.
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Außerdem, da Strahlen 8 (in 1 gezeigt), die zwischen der ersten Array-Linse 2 und der Beleuchtungszieloberfläche 6 konjugiert sind, sich zwischen der zweiten Array-Linse 3 und der Kondensorlinse 5 in parallele Strahlen wandeln, ändert hier die Anordnung des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 7 die Konjugationsbeziehung nicht, und nur die Strahlengangsdifferenz zwischen den Teilstrahlen ändert sich. Durch Festlegen von f1 und f2, so dass f1 > f2/2 erfüllt ist, werden die reduzierten Teilstrahlen 10 auf eine Breite kleiner als eine Breite a der Blockabschnitte 7a, die das die Strahlengangsdifferenz erzeugende Element 7 ausbilden, reduziert, bevor sie durch das die Strahlengangsdifferenz erzeugende Element gesendet werden. Dies unterdrückt die Reflexion in den Blockabschnitten 7a und wandelt die reduzierten Teilstrahlen 10 in parallele Strahlen um, wodurch die Beugung verhindert wird, die andernfalls an den Einfall-/Austrittsenden der Blockabschnitte 7a auftreten können.
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Eine Beschreibung des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 7 ist gegeben, das in dieser einen kristallisierten Film ausbildenden Vorrichtung, die die Laserlichtquelle A, die erste Array-Linse 2, die zweite Array-Linse 3, die Kondensorlinse 5 und die Beleuchtungszieloberfläche 6 aufweist, zwischen der zweiten Array-Linse 3 und der Kondensorlinse 5 angeordnet ist.
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Das die Strahlengangsdifferenz erzeugende Element hat die Aufgabe, eine Strahlengangsdifferenz zwischen den reduzierten Teilstrahlen 10 an einem beliebigen Punkt P auf der Beleuchtungszieloberfläche 6 in einer Weise zu erzeugen, die die Kohärenz des Laserlichts 1 einzustellen, das von der Laserlichtquelle A emittiert wird, so dass Interferenzerscheinungen und entsprechend Moirèstreifen reduziert oder gesteuert werden. Das die Strahlengangsdifferenz erzeugende Element 7 ist aufgebaut durch die parallele Anordnung von N (N ist größer als 1, 5 in der Zeichnung) die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Blockabschnitten 7a. Die Anzahl der Blockabschnitte 7 wird in Abhängigkeit von der Anzahl der reduzierten Teilstrahlen 10 bestimmt. Im Allgemeinen wird eine Strahlengangsdifferenz, die durch das die Strahlengangsdifferenz erzeugende Element 7 erzeugt wird, größer als die kohärente Länge des Laserlichts 1 festgelegt, um Moirèstreifen zu verhindern.
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Die Blockabschnitte 7a weisen einen vorgegebenen Brechungsindex auf, der größer als der der Luft ist, und weisen dieselbe Breite a in der Y-Richtung und unterschiedliche Längen L in Richtung der optischen Achse x auf. Die Breite a jedes der Blockabschnitte 7a ist gleich oder kleiner als die Breite d der zylindrischen Linsen 2a der ersten Array-Linse 2. Die variierenden Längen L der Blockabschnitte 7a werden so festgelegt, dass Moirèstreifen reduziert oder gesteuert werden. Im allgemeinen werden die Abmaße der Blockabschnitte 7a festgelegt, um eine Strahlengangsdifferenz zu erzeugen, die größer als die kohärente Länge ist zwischen jeden zwei Strahlen aus allen reduzierten Teilstrahlen 10, die die zweite Array-Linse 3 verlassen.
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Um genauer zu sein, wird jedes der Blockabschnitte 7a des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 7 aus einem Quarzglas gebildet, das als quadratisches Prisma geformt ist, das a in der Breite und Li + (N – 1)·ΔL in der Länge misst, wobei L1 die Länge des kleinsten der Blockabschnitte 7a repräsentiert und N eine ganze Zahl entsprechend der Anzahl der Blockabschnitte 7a repräsentiert. Wenn der kleinste der fünf Blockabschnitte 7a, die aus Quarzglas gefertigt sind, eine Länge L1 aufweist und der Längenunterschied zwischen den Blockabschnitten 7a ΔL ist, werden die Blockabschnitte 7a derart angeordnet, dass einer, der eine Länge L1 + 4·ΔL aufweist, in der Mitte angeordnet ist, der eine, der eine Länge L1 + 3·ΔL aufweist, und der eine, der eine Länge L1 + 2·ΔL aufweist, mit dem Mittleren dazwischen angeordnet sind, und als nächstes ist der angeordnet, der eine Länge L1 + 1·ΔL aufweist .... Die Längendifferenz ΔL zwischen den Blockabschnitten 7a ist im Allgemeinen eine Länge, die in dem Laserlicht 1 eine Strahlengangsdifferenz erzeugt, die größer als die kohärente Länge ist.
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Somit werden die reduzierten Teilstrahlen 10, die sich von den Lichtquellenabbildern 4 herbewegt haben und in im Wesentlichen parallele Strahlen umgewandelt wurden durch das separate Einfallen auf die zylindrischen Linsen 3a der zweiten Array-Linse 3, einzeln durch die Blockabschnitte 7a in deren Zentren gesendet und mit Strahlengangsdifferenzen versehen, die sich von Strahlengang zu Strahlengang unterscheiden.
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Die Arbeitsweise wird als nächstes beschrieben. Das Laserlicht 1, das von der Laserlichtquelle A als ein Bündel paralleler Strahlen emittiert wird, die einen Divergenzwinkel θ (< 1 mrad) aufweisen, wird als Teilstrahlen 9 durch die zylindrischen Linsen 2a der ersten Array-Linse 2 konvergiert, um so viele Lichtquellenabbilder 4 wie die Anzahl der zylindrischen Linsen 2a in derselben Ebene gegenüber der zweiten Array-Linse 3 auszubilden. Die Teilstrahlen 9 von den Lichtquellenabbildern 4 fallen einzeln auf die zylindrischen Linsen 3a der zweiten Array-Linse 3 ein, um in im Wesentlichen parallele Strahlen umgewandelt zu werden.
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Das Laserlicht 1, das von der kohärenten Lichtquelle A emittiert wird und dem ein Divergenzwinkel θ gegeben ist, wird durch die erste Array-Linse 2, die eine fokale Länge f1 aufweist und die aus N zylindrischen Linsen 2a zusammengesetzt ist, von denen jede eine Linsenbreite d aufweist, und dann durch die zweite Array-Linse 3, die eine fokale Länge f2 und N zylindrische Linsen 3a aufweist, von denen jede eine Linsenbreite d aufweist, übertragen. Aufgeteilt und reduziert durch die Aufteil-/Reduziermittel (2 und 3) wird das Laserlicht 1 in die Teilstrahlen 9 umgewandelt, die danach in die reduzierten Teilstrahlen 10 umgewandelt werden, die aus einzelnen Bündeln paralleler Strahlen zusammengesetzt sind.
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Wenn f1 < f2 erfüllt ist, werden die Lichtquellenabbilder 4 zwischen der ersten Array-Linse 2 und der zweiten Array-Linse 3 ausgebildet. Wenn f1 > f2/2 erfüllt ist, können die Teilstrahlen 9 durch die Zentren der zylindrischen Linsen 3a der zweiten Array-Linse 3 gesendet werden, deren Breite d gleich oder kleiner als die Breite d der zylindrischen Linsen 2a der ersten Array-Linse 2 ist. Die Übertragung der Teilstrahlen 9 durch die zylindrischen Linsen 3a in deren Zentren reduziert die Reflexion an Seitenflächen der zweiten Array-Linse 3.
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Die Reflexion an Seitenflächen der ersten Array-Linse 2 wird ebenfalls reduziert, da die Krümmungsoberfläche 11 der zylindrischen Linsen 2a der ersten Array-Linse 2, auf die das Laserlicht 1 einfällt, so festgelegt ist, dass sie eine positiv konvexe Krümmung wie in 2 gezeigt aufweist.
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Das Laserlicht 1, das von der Laserlichtquelle A als ein Bündel paralleler Strahlen emittiert wird, weist einen leichten Divergenzwinkel θ (< 1 mrad) auf, und daher, falls eine Menge innerhalb der zylindrischen Linsen 2a reflektiert wird, nachdem es auf die Linsen 2a eingefallen ist, erscheint der Einfluss des reflektierten Lichts als ungleichmäßiges Licht auf der Beleuchtungszieloberfläche 6, der nicht ignoriert werden kann.
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Das reflektierte Licht kann vollständig eliminiert werden oder auf einen Grad reduziert werden, der die Gleichmäßigkeit des Beleuchtungslichts nicht beeinträchtigt, durch Festlegen des Radius der Krümmungsoberfläche 11 der zylindrischen Linsen 2a der ersten Array-Linse 2, auf der das Laserlicht 1 einfällt, auf eine konvexe Krümmung, wie in 2 gezeigt, so dass das Laserlicht 1 in konvergiertes Licht umgewandelt wird unmittelbar nachdem es eingefallen ist und somit die Reflexion an den Innenseitenflächen 13 an beiden Enden in der Y-Richtung jeder der zylindrischen Linsen 2a so weit als möglich vermieden wird. Mit einer zylindrischen Linse 2a', die eine planare (oder konkave) Einfalloberfläche 11', wie in 3 gezeigt, aufweist, wird das Laserlicht 1, das einen Divergenzwinkel θ aufweist, gebrochen und dann vollständig an den Seitenflächen 13' in der Y-Richtung einer Array-Linse 2' reflektiert, wodurch eine Menge an reflektiertem Licht erzeugt wird. Das reflektierte Licht fällt nicht nur auf die entsprechende der zylindrischen Linsen 3a der zweiten Array-Linse 3 ein, sondern auch auf die angrenzenden zylindrischen Linsen 3a, für die nicht vorgesehen war, Licht von dieser speziellen zylindrischen Linse 2a' zu erhalten. Die zylindrischen Linsen 2a der ersten Array-Linse 2 können als Austrittsoberflächen 12 planare Oberflächen aufweisen.
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Die reduzierten Teilstrahlen 10, die durch die zweite Array-Linse 3 auf diese Weise gesendet wurden, werden nun als ein Bündel von im Wesentlichen parallelen Strahlen, die schmaler als die Breite d sind, durch die Blockabschnitte 7a des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 7 gesendet. An diesem Punkt werden Reflexion und Beugung in dem die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Element 7, insbesondere an Seitenflächen an beiden Enden in der Y-Richtung, nicht beobachtet. Die Breite a in der Y-Richtung der Blockabschnitte 7a des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 7 ist gleich oder kleiner als die Breite d in der Y Richtung der Linsen 2a der ersten Array-Linse 2.
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Nachdem sie die entsprechenden Blockabschnitte 7a des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 7 verlassen haben, werden die reduzierten Teilstrahlen 10 durch die Kondensorlinse 5 gesendet, die eine fokale Länge fc aufweist, und in überlapptes und geformtes Laserlicht umgewandelt, um die Beleuchtungszieloberfläche 6 zu beleuchten. Mit der Kondensorlinse 5, die von der Beleuchtungszieloberfläche 6 durch die fokale Länge fc beabstandet ist, werden die reduzierten Teilstrahlen 10, die durch die Kondensorlinse 5 als Bündel von parallelen Strahlen gesendet werden, auf der Beleuchtungszieloberfläche 6 gesammelt. Das gesammelte Licht beleuchtet die Beleuchtungszieloberfläche 6 und bildet einen kristallisierten Film auf einer Halbleiteroberfläche aus, der auf der Beleuchtungszieloberfläche 6 angeordnet ist.
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Im allgemeinen sind die reduzierten Teilstrahlen 10, die die Blockabschnitte 7a des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 7 verlassen, im Wesentlichen inkohärent und können daher Moirèstreifen auf der Beleuchtungszieloberfläche 6 verhindern mit dem Ergebnis, dass ein dünnes filmartiges Material mit einem geformten und sehr gleichmäßigen Laserlicht 1 bestrahlt wird. Dies ermöglicht es, einen kristallisierten Film zu erhalten, der ausgezeichnet in seiner Gleichmäßigkeit in der gesamten Ebene bezüglich der zum Beispiel gleichmäßigen Kristallkorngröße ist.
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Da die ersten Array-Linse 2 und die Beleuchtungszieloberfläche 6 konjugiert miteinander sind, gehört ein beliebiger Punkt in der ersten Array-Linse 2 zu dem beliebigen Punkt P auf der Beleuchtungszieloberfläche 6 unabhängig von der Länge L des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 7. Es verhindert auch die Beugung, die anderenfalls oft an den Einfall-/Austrittsenden der Blockabschnitte 7a auftritt.
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Wenn ein Laserstrahl, der durch dieses optisches System geformt ist, verwendet wird, um einen a-Si Film zu kristallisieren, kann zum Beispiel ein Festkörperlaser als Laser-Annealing-Vorrichtung verwendet werden, die konventionell aus einem niederkohärenten Excimer-Laser gebildet ist.
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Die Laserlichtquelle A, die das Excimer-Laserlicht emittiert, verwendet Aktivgas und erfordert daher solche Wartungsmaßnahmen wie einen Gaswechsel alle paar Tage. Mit einem Festkörperlaser kann eine Vorrichtung, die diese Art von Wartung nicht erfordert, aufgebaut werden. Ein Festkörperlaser ist auch in Bezug auf ein ausgezeichnetes Impulsenergie-Schwankungsverhältnis (es wird gesagt, dass ein Festkörperlaser ein Schwankungsverhältnis von 1–2% aufweist, wohingegen ein Excimer-Laser ein Schwankungsverhältnis von 4–6% aufweist), eine hohe Folgefrequenz (ein Festkörperlaser weist eine Folgefrequenz von 10–20 kHz auf, während ein Excimer-Laser eine Folgefrequenz von 300–400 kHz aufweist) und eine lineare Polarisation überlegen (die Polarisation eines Excimer-Lasers ist eine willkürliche Polarisation). Es wird erwartet, dass die Kristallisierung eines dünnen filmartigen Materials unter Verwendung der Eigenschaften eines Festkörperlasers wirkungsvoll in der Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Kristallkörner des Films ist, wobei die Kristallkorngröße und derartiges erhöht wird.
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Eine tatsächlich gemessene Strahlengangsdifferenz ΔLa, die keine Interferenz verursacht, ist 3 mm, wenn eine Laserlichtquelle als kohärente Laserlichtquelle A in der obigen Vorrichtung zur Bildung eines kristallisierten Films verwendet wird, die Laserlicht 1 von λ = 532 nm emittiert, was der doppelten Oberwelle eines YAG-Lasers entspricht. Der Längenunterschied ΔL zwischen den Blockabschnitten 7a ist dementsprechend auf 5 mm festgelegt um länger als (der Brechungsindex von Quarz – der Brechungsindex von Luft)·3 mm = 4,5 mm zu sein. Fünf (N) quadratische Prismen werden als Blockabschnitte 7a verwendet, die das die Strahlengangsdifferenz erzeugende Element 7 ausbilden, und gleichmäßige Laserstrahlen (reduzierte Teilstrahlen 10) werden überlappt, um einen dünnen a-Si Film zu beleuchten, der auf einem Glas ausgebildet ist, das eine Dicke von 50 nm aufweist und auf der Beleuchtungszieloberfläche 6 angeordnet ist. Im Ergebnis wird ein kristallisierter Si-Film von ausgezeichneter Gleichmäßigkeit erhalten.
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Es ist auch möglich, die Form der Kristalle durch die Erzeugung von Lichtstrom Interferenz wie die in
JP 10-256152 A zu steuern, und Steuerung des Zyklus der Wärmedichtenverteilung, wenn eine Strahlengangsdifferenz, die zwischen den Blockabschnitten
7a erzeugt wird, die das die Strahlengangsdifferenz erzeugende Element
7 ausbilden, gleich oder etwas kürzer als die kohärente Länge des Laserlichts
1 ist. Das heißt, um große Kristallkörner wachsen zu lassen, ist es wichtig, die Intensität des Laserlichts einzustellen und die Dichte der verbleibenden Kerne sowie die Position, auf der die Kerne erzeugt werden, zu steuern. Eine effektive Art ist es, dem Laserlicht eine zyklische Intensitätsverteilung von ein paar μm zu geben und verbleibende Kerne in Abschnitten niedriger Intensität auszubilden. Diese zyklische Intensitätsverteilung des Laserlichts kann durch Erzeugung einer Strahlengangsdifferenz erreicht werden, die gleich oder etwas kürzer ist als die kohärente Länge zwischen den reduzierten Teilstrahlen und der erzeugten Laserlicht Interferenz durch die Einstellung der Kohärenz.
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Wie oben beschrieben, werden die reduzierten Teilstrahlen 10 einzeln durch die entsprechenden Blockabschnitte 7a des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 7 gesendet bei Reduzierung der Reflexion auf der Teilungsoberflächenseite, eine Strahlengangsdifferenz wird zwischen den reduzierten Teilstrahlen 10 erzeugt, so dass die Kohärenz eingestellt ist, und dann werden die reduzierten Teilstrahlen 10 überlappt durch die Kondensorlinse 5, um die Beleuchtungszieloberfläche 6 zu beleuchten und einen kristallisierten Film auf der Beleuchtungszieloberfläche 6 auszubilden. Somit erhält man gleichmäßiges Laserlicht von dem Laserlicht 1 als ein Bündel paralleler Strahlen, die einen Divergenzwinkel θ aufweisen durch Reduzierung der Reflexion an Seitenflächen des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 7, wenn das Laserlicht 1 in einzelne Bündel von reduzierten Strahlen umgewandelt wird und danach reduzierte Teilstrahlen 10 umgewandelt wird. Nur die reduzierten Teilstrahlen 10 werden durch die Blockabschnitte 7a des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 7 auf einer Eins zu Eins Basis gesendet, so dass das erhaltene Laserlicht 1 gleichmäßig ist. Auf diese Weise wird die Interferenz zwischen Laserstrahlen effektiv gesteuert und Kristallkörner von gleichmäßiger Größe können durch die Kristallisierung eines dünnen filmartigen Materials mit gleichmäßigem Laserlicht erzielt werden.
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Die mehreren Blockabschnitte 7a des die Strahlengangsdifferenz erzeugenden Elements 7, die, im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel 1, eine Gruppe von einzelnen Blockabschnitten 7a sind, können als ein einzelnes die Strahlengangsdifferenz erzeugendes Element 7 ausgebildet sein, das wie eine Treppe geformt ist.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine Halbleiterbelichtungsvorrichtung beschränkt, sondern ist auch auf dem Gebiet der Bilderzeugung, wie zum Beispiel Drucker, anwendbar.
