JP2003273018A - 半導体結晶層の製造方法、レーザ照射方法、マルチパターンマスクおよびレーザ照射システム - Google Patents
半導体結晶層の製造方法、レーザ照射方法、マルチパターンマスクおよびレーザ照射システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板に対してマルチパターンマスクを単方向
と逆方向で移動させる場合に、マルチパターンマスクの
使用に関連するレーザアニーリングプロセス時間を大幅
に抑制する。 【解決手段】 半導体基板を、マルチパターンマスクを
通して照射されたレーザ光に対して曝す工程と、マスク
および基板を光学系に対して第１の方向に進めて、基板
の隣接する領域を、マスクパターンのそれぞれに対し
て、所定の第１の順序で連続的にレーザ光に曝す工程
と、マスクおよび基板を光学系に対して第１の方向とは
反対の第２の方向に進めて、基板の隣接する領域を、マ
スクパターンのそれぞれに対して、第１の順序で連続的
にレーザ光に曝す工程とを包含する。
と逆方向で移動させる場合に、マルチパターンマスクの
使用に関連するレーザアニーリングプロセス時間を大幅
に抑制する。 【解決手段】 半導体基板を、マルチパターンマスクを
通して照射されたレーザ光に対して曝す工程と、マスク
および基板を光学系に対して第１の方向に進めて、基板
の隣接する領域を、マスクパターンのそれぞれに対し
て、所定の第１の順序で連続的にレーザ光に曝す工程
と、マスクおよび基板を光学系に対して第１の方向とは
反対の第２の方向に進めて、基板の隣接する領域を、マ
スクパターンのそれぞれに対して、第１の順序で連続的
にレーザ光に曝す工程とを包含する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概して、アクティ
ブマトリクス（ＡＭ）液晶ディスプレイ用の多結晶シリ
コン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を含む半導体装置、よ
り具体的には、レーザアニーリング動作において対称的
にパターニングされたマスクを用いる半導体結晶層の製
造方法、レーザ照射方法、これらに用いるマルチパター
ンマスクおよびこれを用いたレーザ照射システムに関す
る。
ブマトリクス（ＡＭ）液晶ディスプレイ用の多結晶シリ
コン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を含む半導体装置、よ
り具体的には、レーザアニーリング動作において対称的
にパターニングされたマスクを用いる半導体結晶層の製
造方法、レーザ照射方法、これらに用いるマルチパター
ンマスクおよびこれを用いたレーザ照射システムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、アモルファスシリコン（ａ−
Ｓｉ）膜を結晶化して、多結晶シリコン（ポリ−Ｓｉ）
を得る半導体結晶層の製造方法の一例としてレーザアニ
ーリングを用いる。従来のレーザアニーリング装置を用
いてレーザアニーリングを行う場合について説明する。
Ｓｉ）膜を結晶化して、多結晶シリコン（ポリ−Ｓｉ）
を得る半導体結晶層の製造方法の一例としてレーザアニ
ーリングを用いる。従来のレーザアニーリング装置を用
いてレーザアニーリングを行う場合について説明する。
【０００３】図１は、従来のレーザアニーリング装置を
用いてレーザアニーリングを行う際の構成図である。図
１において、レーザアニーリングの実現例のうちの一つ
において、レーザビームは、レーザビームの経路内に挿
入されるマスクによってレーザ照射パターンが「形成」
される。形成された所定パターンのレーザビームは、そ
の後、適切な投射レンズおよびそれに関連付けられた光
学系を通過することによって、アニーリングされるべき
基板表面上に照射される。
用いてレーザアニーリングを行う際の構成図である。図
１において、レーザアニーリングの実現例のうちの一つ
において、レーザビームは、レーザビームの経路内に挿
入されるマスクによってレーザ照射パターンが「形成」
される。形成された所定パターンのレーザビームは、そ
の後、適切な投射レンズおよびそれに関連付けられた光
学系を通過することによって、アニーリングされるべき
基板表面上に照射される。
【０００４】このマスクはマスクステージにおいて保持
される。パルスレーザビーム下でマスクと基板との両方
を非常に精密に配置し、基板を移動させることができる
ステージによってレーザビーム下で移動する。レーザビ
ーム下で基板およびマスクをヘビ状パターン（連続的パ
ターン）で移動する。レーザビームを形成するために用
いられるマスクは、単一のパターンを有していてもよい
し、各種のパターンを有していてもよい。後者の場合、
レーザ光が基板上に照射されるたび、基板とマスクを精
密な距離関係でレーザビーム下で移動して、基板の同じ
領域を、マスクの異なるパターン下に相対的に移動させ
る必要がある。これによって、得られる微細構造を向上
させるために、基板の同じ領域を、連続的な態様で、異
なる条件下で照射することが可能になる。例えば、マス
クの第１のパターンが、横方向に結晶粒子を大きく成長
させ、第２のパターンが、第１のパターンにて曝された
後に生成された粒子欠陥の密度を低減し、第３のパター
ンが第１および第２のパターンに対して曝された後のポ
リ−Ｓｉ構造体の結晶表面を「なめらか」にし得る。概
して、マスクパターンとしては、タスクが必要とする数
のパターンが必要である。しかし、パターン数はこれに
限られないが、所望の効果を得るためには、特定の順序
に従って各パターンのレーザビームに半導体基板表面が
曝される必要がある。
される。パルスレーザビーム下でマスクと基板との両方
を非常に精密に配置し、基板を移動させることができる
ステージによってレーザビーム下で移動する。レーザビ
ーム下で基板およびマスクをヘビ状パターン（連続的パ
ターン）で移動する。レーザビームを形成するために用
いられるマスクは、単一のパターンを有していてもよい
し、各種のパターンを有していてもよい。後者の場合、
レーザ光が基板上に照射されるたび、基板とマスクを精
密な距離関係でレーザビーム下で移動して、基板の同じ
領域を、マスクの異なるパターン下に相対的に移動させ
る必要がある。これによって、得られる微細構造を向上
させるために、基板の同じ領域を、連続的な態様で、異
なる条件下で照射することが可能になる。例えば、マス
クの第１のパターンが、横方向に結晶粒子を大きく成長
させ、第２のパターンが、第１のパターンにて曝された
後に生成された粒子欠陥の密度を低減し、第３のパター
ンが第１および第２のパターンに対して曝された後のポ
リ−Ｓｉ構造体の結晶表面を「なめらか」にし得る。概
して、マスクパターンとしては、タスクが必要とする数
のパターンが必要である。しかし、パターン数はこれに
限られないが、所望の効果を得るためには、特定の順序
に従って各パターンのレーザビームに半導体基板表面が
曝される必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成による
課題について説明する。
課題について説明する。
【０００６】図２は、三つのパターンを有するマスク
（従来技術）の平面図である。図２において、マスク下
の基板移動は、マスクが所定の方向に移動し、レーザ光
の照射が基板端に達した後、反対方向への移動が続く場
合、単方向のみの移動の組み合わせであると考えられ
る。このマスク移動が、コストが最も高い装置の動作方
法であるが、従来のマルチパターンマスクでは、このよ
うな単方向移動とともに単に用いられることができな
い。マルチパターンマスクの三つのパターンは、ある所
定の方向への特定の露光順序を作り出す。この順序は、
基板とマスクが反対方向にレーザビーム下を移動する場
合、マスク移動方向が反転する。三つのパターンの順番
がある方向で有効な効果を生み出す場合、ヘビ状パター
ンの露光を完成させるために基板とマスクの移動方向が
反転するとき、マスクの再設定などが必要となり、コス
トメリットが消失する。したがって、マルチパターンマ
スクは、従来、基板に対するマスクの単一移動方向に対
してのみ用いられている。基板がマルチパターンレーザ
ショットの次の経路ために方向を反転させることにかか
るプロセス時間は、無駄なプロセス時間である。
（従来技術）の平面図である。図２において、マスク下
の基板移動は、マスクが所定の方向に移動し、レーザ光
の照射が基板端に達した後、反対方向への移動が続く場
合、単方向のみの移動の組み合わせであると考えられ
る。このマスク移動が、コストが最も高い装置の動作方
法であるが、従来のマルチパターンマスクでは、このよ
うな単方向移動とともに単に用いられることができな
い。マルチパターンマスクの三つのパターンは、ある所
定の方向への特定の露光順序を作り出す。この順序は、
基板とマスクが反対方向にレーザビーム下を移動する場
合、マスク移動方向が反転する。三つのパターンの順番
がある方向で有効な効果を生み出す場合、ヘビ状パター
ンの露光を完成させるために基板とマスクの移動方向が
反転するとき、マスクの再設定などが必要となり、コス
トメリットが消失する。したがって、マルチパターンマ
スクは、従来、基板に対するマスクの単一移動方向に対
してのみ用いられている。基板がマルチパターンレーザ
ショットの次の経路ために方向を反転させることにかか
るプロセス時間は、無駄なプロセス時間である。
【０００７】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、基板に対してマルチパターンマスクを単方向と逆方
向で移動させる場合に、マルチパターンマスクの使用に
関連するレーザアニーリングプロセス時間を大幅に抑制
することができる半導体結晶層の製造方法、レーザ照射
方法、これらに用いるマルチパターンマスクおよびこれ
を用いたレーザ照射システムを提供することを目的とす
る。
で、基板に対してマルチパターンマスクを単方向と逆方
向で移動させる場合に、マルチパターンマスクの使用に
関連するレーザアニーリングプロセス時間を大幅に抑制
することができる半導体結晶層の製造方法、レーザ照射
方法、これらに用いるマルチパターンマスクおよびこれ
を用いたレーザ照射システムを提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板に対する
マスクの単方向移動とともに用いられる複数の範囲、す
なわち、マルチパターンのビームマスキング方式を可能
にする二つの関連するプロセスを開示する。あるプロセ
スは、逆のパターンマスク対を用いる。一方のマスク
は、第１の方向への基板に対するマスクの移動のために
用いられ、他方のマスクは、反対方向への基板に対する
マスクの移動のために用いられる。第２のプロセスは、
逆のパターンを有する単一マスクを用いる。
マスクの単方向移動とともに用いられる複数の範囲、す
なわち、マルチパターンのビームマスキング方式を可能
にする二つの関連するプロセスを開示する。あるプロセ
スは、逆のパターンマスク対を用いる。一方のマスク
は、第１の方向への基板に対するマスクの移動のために
用いられ、他方のマスクは、反対方向への基板に対する
マスクの移動のために用いられる。第２のプロセスは、
逆のパターンを有する単一マスクを用いる。
【０００９】従って、半導体基板を効率的にレーザ照射
するレーザ照射方法およびこれを用いた半導体結晶層の
製造方法が提供される。これらの方法は、半導体基板
を、マルチパターンマスクを通して照射されたレーザ光
に対して曝す工程と、マルチパターンマスクを半導体基
板に対して第１の方向に進めて、半導体基板の隣接する
領域を、マスクパターンのそれぞれに対して、所定の第
１の順序で連続的に曝す工程と、マルチパターンマスク
を半導体基板に対して、第１の方向とは反対の第２の方
向に進めて、半導体基板の隣接する領域を、マスクパタ
ーンのそれぞれに対して、第１の順序で連続的に曝す工
程とを包含する。
するレーザ照射方法およびこれを用いた半導体結晶層の
製造方法が提供される。これらの方法は、半導体基板
を、マルチパターンマスクを通して照射されたレーザ光
に対して曝す工程と、マルチパターンマスクを半導体基
板に対して第１の方向に進めて、半導体基板の隣接する
領域を、マスクパターンのそれぞれに対して、所定の第
１の順序で連続的に曝す工程と、マルチパターンマスク
を半導体基板に対して、第１の方向とは反対の第２の方
向に進めて、半導体基板の隣接する領域を、マスクパタ
ーンのそれぞれに対して、第１の順序で連続的に曝す工
程とを包含する。
【００１０】一つの局面において、この方法は、第１の
方向に対して第１の順序で並べられた第１の複数のパタ
ーンと、第２の方向に対して第１の順序で並べられた、
第１の複数のパターンに対応する第２の複数のパターン
とを有するマルチパターンマスクを形成する工程をさら
に包含する。または、この方法は、第１の方向に対して
第１の順序で並べられた第１の複数のパターンを有する
第１のマルチパターンマスクを形成する工程と、第２の
方向に対して第１の順序で並べられた、第１の複数のパ
ターンに対応する第２の複数のパターンを有する第２の
マルチパターンマスクを形成する工程とを包含する。さ
らに、マルチパターンマスクを半導体基板に対して第１
の方向に進める工程は、第１のマルチパターンマスクを
用いる工程を含み、マルチパターンマスクを半導体基板
に対して第２の方向に進める工程は第２のマルチパター
ンマスクを用いる工程を含む。
方向に対して第１の順序で並べられた第１の複数のパタ
ーンと、第２の方向に対して第１の順序で並べられた、
第１の複数のパターンに対応する第２の複数のパターン
とを有するマルチパターンマスクを形成する工程をさら
に包含する。または、この方法は、第１の方向に対して
第１の順序で並べられた第１の複数のパターンを有する
第１のマルチパターンマスクを形成する工程と、第２の
方向に対して第１の順序で並べられた、第１の複数のパ
ターンに対応する第２の複数のパターンを有する第２の
マルチパターンマスクを形成する工程とを包含する。さ
らに、マルチパターンマスクを半導体基板に対して第１
の方向に進める工程は、第１のマルチパターンマスクを
用いる工程を含み、マルチパターンマスクを半導体基板
に対して第２の方向に進める工程は第２のマルチパター
ンマスクを用いる工程を含む。
【００１１】マルチパターンマスクを半導体基板に対し
て第１の方向に進めて、半導体基板の隣接する領域を、
マスクパターンのそれぞれに対して、第１の順序で連続
的に曝す工程は、半導体基板の第１の領域を、マスク範
囲２を通して照射されたレーザ光に対して曝し、マスク
範囲１を通して照射されたレーザ光に対して曝す工程を
含む。これと同様に、マルチパターンマスクを半導体基
板に対して第１の方向とは反対の第２の方向に進めて、
半導体基板の隣接する領域を、マスクパターンのそれぞ
れに対して、第１の順序で連続的に曝す工程は、半導体
基板の第２の領域を、マスク範囲２を通して照射された
レーザ光に対して曝し、マスク範囲１を通して照射され
たレーザ光に対して曝す工程を含む。この方法は、マス
ク範囲２を通して照射されたレーザ光に応じて、半導体
基板における第１の状態を形成する工程と、マスク範囲
１を通して照射されたレーザ光に応じて、半導体基板に
おける第１の状態を変更する工程とをさらに含む。
て第１の方向に進めて、半導体基板の隣接する領域を、
マスクパターンのそれぞれに対して、第１の順序で連続
的に曝す工程は、半導体基板の第１の領域を、マスク範
囲２を通して照射されたレーザ光に対して曝し、マスク
範囲１を通して照射されたレーザ光に対して曝す工程を
含む。これと同様に、マルチパターンマスクを半導体基
板に対して第１の方向とは反対の第２の方向に進めて、
半導体基板の隣接する領域を、マスクパターンのそれぞ
れに対して、第１の順序で連続的に曝す工程は、半導体
基板の第２の領域を、マスク範囲２を通して照射された
レーザ光に対して曝し、マスク範囲１を通して照射され
たレーザ光に対して曝す工程を含む。この方法は、マス
ク範囲２を通して照射されたレーザ光に応じて、半導体
基板における第１の状態を形成する工程と、マスク範囲
１を通して照射されたレーザ光に応じて、半導体基板に
おける第１の状態を変更する工程とをさらに含む。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明のマルチパターンマ
スクの実施形態をレーザ照射システムに適用して半導体
結晶層を製造する方法ついて図面を参照しながら説明す
る。また、本発明のマルチパターンマスクの実施形態を
用いて半導体基板を効率的にレーザ照射するレーザ照射
方法について図面を参照しながら説明する。
スクの実施形態をレーザ照射システムに適用して半導体
結晶層を製造する方法ついて図面を参照しながら説明す
る。また、本発明のマルチパターンマスクの実施形態を
用いて半導体基板を効率的にレーザ照射するレーザ照射
方法について図面を参照しながら説明する。
【００１３】図３は、本発明の実施形態のマルチパター
ンマスクを用いて半導体基板を効率的にレーザ照射する
レーザ照射システムを模式的に示すブロック図である。
ンマスクを用いて半導体基板を効率的にレーザ照射する
レーザ照射システムを模式的に示すブロック図である。
【００１４】図３において、レーザ照射システム３００
は、レーザ光発生部であるレーザ照射部（図示せず）を
含む光学系３０２および投射レンズ３０４を含む。光学
系３０２の光学素子には、減光器、ホモジナイザー（２
−Ｄのビームエネルギープロフィールを均質化するため
に用いられる）、視野レンズ、マスキングシステムおよ
び投射レンズなどが含まれる。必要に応じて、他の要素
も光路に含まれ得る。レーザ照射システム３００は、マ
ルチパターンマスク３０６およびマスクホルダ３０７を
も含む。
は、レーザ光発生部であるレーザ照射部（図示せず）を
含む光学系３０２および投射レンズ３０４を含む。光学
系３０２の光学素子には、減光器、ホモジナイザー（２
−Ｄのビームエネルギープロフィールを均質化するため
に用いられる）、視野レンズ、マスキングシステムおよ
び投射レンズなどが含まれる。必要に応じて、他の要素
も光路に含まれ得る。レーザ照射システム３００は、マ
ルチパターンマスク３０６およびマスクホルダ３０７を
も含む。
【００１５】図４は、本発明の実施形態によるマルチパ
ターンマスクの平面図である。
ターンマスクの平面図である。
【００１６】図４において、マスク３０６は、第１の順
序に配置された第１の複数のパターン４００と、第１の
順序と逆の順序に配置された、第１の複数のパターンに
対応する第２の複数のパターン４０２とを含む。第１の
複数のパターン４００の各々は、幅４０４を有してお
り、同様に第２の複数のパターンも幅４０４を有してい
る。典型的には全ての幅が等しい。図４に示すように第
１の順序の第１の複数のパターン４００は、左から順
に、範囲１（４０６）とこれに隣接する範囲２（４０
８）とこれに隣接する範囲３（４１０）とを含む。第１
の順序と逆の順序の、第１の複数のパターン４００に対
応する第２の複数のパターン４０２は、右から順に、範
囲１（４０６）とこれに隣接する範囲２（４０８）とこ
れに隣接する範囲３（４１０）とを含む。具体的には、
範囲１（４０６）〜範囲３（４１０）が示されている
が、範囲１（４０６）と範囲２（４０８）であってもよ
く、本発明は、任意の特定の数の範囲に限定されない。
序に配置された第１の複数のパターン４００と、第１の
順序と逆の順序に配置された、第１の複数のパターンに
対応する第２の複数のパターン４０２とを含む。第１の
複数のパターン４００の各々は、幅４０４を有してお
り、同様に第２の複数のパターンも幅４０４を有してい
る。典型的には全ての幅が等しい。図４に示すように第
１の順序の第１の複数のパターン４００は、左から順
に、範囲１（４０６）とこれに隣接する範囲２（４０
８）とこれに隣接する範囲３（４１０）とを含む。第１
の順序と逆の順序の、第１の複数のパターン４００に対
応する第２の複数のパターン４０２は、右から順に、範
囲１（４０６）とこれに隣接する範囲２（４０８）とこ
れに隣接する範囲３（４１０）とを含む。具体的には、
範囲１（４０６）〜範囲３（４１０）が示されている
が、範囲１（４０６）と範囲２（４０８）であってもよ
く、本発明は、任意の特定の数の範囲に限定されない。
【００１７】図３に戻ると、マスク３０６および基板３
０８は、ステージ３１２上に、可動するように取り付け
られている。ステージ３１２は、マスク３０６および基
板３０８を固定して、光学系３０４に対して相対的に移
動させる。つまり、マスク３０６および基板３０８は、
光学系３０４に対して移動可能となっている。
０８は、ステージ３１２上に、可動するように取り付け
られている。ステージ３１２は、マスク３０６および基
板３０８を固定して、光学系３０４に対して相対的に移
動させる。つまり、マスク３０６および基板３０８は、
光学系３０４に対して移動可能となっている。
【００１８】ステージ３１２は、マスク３０６および基
板３０８を第１の方向３１４に進めて、基板３０８の隣
接する領域を、各マスクパターンに対して、所定の第１
の順序で連続的にレーザビームに曝す。その後、ライン
の終わりで、ステージ３１２は、マスク３０６および基
板３０８を、第１の方向３１４とは反対の第２の方向３
１６に進めて、隣接する領域を、各マスクパターンに対
して、第２の順序で曝す。図４に示すように、第１およ
び第２の複数のマスクパターンの各々はある幅を有して
おり、ステージ３１２は、マスク３０６および基板３０
８を、この幅と等しい第１の距離分移動させる。
板３０８を第１の方向３１４に進めて、基板３０８の隣
接する領域を、各マスクパターンに対して、所定の第１
の順序で連続的にレーザビームに曝す。その後、ライン
の終わりで、ステージ３１２は、マスク３０６および基
板３０８を、第１の方向３１４とは反対の第２の方向３
１６に進めて、隣接する領域を、各マスクパターンに対
して、第２の順序で曝す。図４に示すように、第１およ
び第２の複数のマスクパターンの各々はある幅を有して
おり、ステージ３１２は、マスク３０６および基板３０
８を、この幅と等しい第１の距離分移動させる。
【００１９】図３と図４とを対照させると、第１の複数
のマスクパターン４００は、左から順に、範囲１（４０
６）、隣接する範囲２（４０８）、隣接する範囲３（４
１０）を含む第１の順序に配置されている。ステージ３
１２は、マスク３０６および基板３０８を第１の方向３
１４に進めて、基板３０８の第１の領域を、マスク範囲
３（４１０）、続いて、範囲２（４０８）、さらに続い
て、範囲１（４０６）を通る露光量に対して連続的に曝
す。同様に、第２の複数のマスクパターン４０２は、右
から順に、範囲１（４０６）、隣接する範囲２（４０
８）、隣接する範囲３（４１０）を含む第１の順序と逆
の順序に配置される。ステージ３１２は、マスク３０６
および基板３０８を第２の方向３１６に進めて、基板３
０８の第２の領域を、マスク範囲３（４１０）、続い
て、範囲２（４０８）、さらに続いて、範囲１（４０
６）を通る露光量に対して連続的に曝す。
のマスクパターン４００は、左から順に、範囲１（４０
６）、隣接する範囲２（４０８）、隣接する範囲３（４
１０）を含む第１の順序に配置されている。ステージ３
１２は、マスク３０６および基板３０８を第１の方向３
１４に進めて、基板３０８の第１の領域を、マスク範囲
３（４１０）、続いて、範囲２（４０８）、さらに続い
て、範囲１（４０６）を通る露光量に対して連続的に曝
す。同様に、第２の複数のマスクパターン４０２は、右
から順に、範囲１（４０６）、隣接する範囲２（４０
８）、隣接する範囲３（４１０）を含む第１の順序と逆
の順序に配置される。ステージ３１２は、マスク３０６
および基板３０８を第２の方向３１６に進めて、基板３
０８の第２の領域を、マスク範囲３（４１０）、続い
て、範囲２（４０８）、さらに続いて、範囲１（４０
６）を通る露光量に対して連続的に曝す。
【００２０】図５は、図３の基板３０８の上面を示す平
面図である。ステージ３１２は、マスク（図示せず）お
よび基板３０８を第１の方向３１４に進めて、基板３０
８の隣接する領域を、マスクパターンの各々に対して、
所定の第１の順序で連続的に曝す。例えば、領域Ａ（５
００）は、領域Ｂ（５０２）に隣接する。ライン５０４
の終わりで、ステージは、マスクを第２の方向３１６に
進めて、基板の隣接する領域を、マスクパターンの各々
に対して、第１の順序で連続的に曝す。例えば、領域Ｚ
（５０６）は、領域Ｙ（５０８）に隣接する。基板は、
マスク範囲２を通して投射された光に応じて、第１の状
態になるように形成され、基板の第１の状態は、マスク
範囲２の後続のマスク範囲１を通して投射された光に応
じて、変更される。
面図である。ステージ３１２は、マスク（図示せず）お
よび基板３０８を第１の方向３１４に進めて、基板３０
８の隣接する領域を、マスクパターンの各々に対して、
所定の第１の順序で連続的に曝す。例えば、領域Ａ（５
００）は、領域Ｂ（５０２）に隣接する。ライン５０４
の終わりで、ステージは、マスクを第２の方向３１６に
進めて、基板の隣接する領域を、マスクパターンの各々
に対して、第１の順序で連続的に曝す。例えば、領域Ｚ
（５０６）は、領域Ｙ（５０８）に隣接する。基板は、
マスク範囲２を通して投射された光に応じて、第１の状
態になるように形成され、基板の第１の状態は、マスク
範囲２の後続のマスク範囲１を通して投射された光に応
じて、変更される。
【００２１】図６ａおよび図６ｂは、図５に示す領域Ａ
（５００）および領域Ｂ（５０２）の詳細図であり、マ
スクおよび基板の第１の方向へのステップアンドリピー
ト移動を示している。図６ａにおいて、領域Ａ（５０
０）は、マスクの六つの全てのパターン、すなわち、第
１および第２の複数のパターンの両方に対して曝されて
いる。図６ｂにおいて、マスクおよび基板は、パターン
幅と等しい第１の距離分移動している。領域の一部分
は、第１の順序のシーケンスにおいて、次に、パターン
に対して曝される。例えば、マスクの範囲１は、領域の
数字「１」でマーキングされた部分、以前に数字「２」
でマーキングされたマスクの範囲２に対して曝された部
分を曝す。第１の順序において、領域Ａは、最初は、第
２の複数のマスクパターンで調整されるが、第１の複数
のマスクパターンでの調整で終了することに留意された
い。
（５００）および領域Ｂ（５０２）の詳細図であり、マ
スクおよび基板の第１の方向へのステップアンドリピー
ト移動を示している。図６ａにおいて、領域Ａ（５０
０）は、マスクの六つの全てのパターン、すなわち、第
１および第２の複数のパターンの両方に対して曝されて
いる。図６ｂにおいて、マスクおよび基板は、パターン
幅と等しい第１の距離分移動している。領域の一部分
は、第１の順序のシーケンスにおいて、次に、パターン
に対して曝される。例えば、マスクの範囲１は、領域の
数字「１」でマーキングされた部分、以前に数字「２」
でマーキングされたマスクの範囲２に対して曝された部
分を曝す。第１の順序において、領域Ａは、最初は、第
２の複数のマスクパターンで調整されるが、第１の複数
のマスクパターンでの調整で終了することに留意された
い。
【００２２】図４に示すように、マスク３０６は、第１
の複数の三つのパターン４００および第２の複数の３つ
のパターン４０２を含む。ステージは、マスクおよび基
板を第１の方向に進めて、第１の領域を、その後に、範
囲２が続き、さらに範囲１が続くマスク範囲ｎ（ここで
は、ｎは３と等しい）を通る露光量に対して曝す。基板
状態は、以下のように変化する。結晶粒子の長さは、範
囲３を通る露光量に応じて、領域Ａにおいて横方向に成
長する。粒子欠陥の密度は、範囲２を通る露光量に応じ
て、領域Ａにおいて低減する。領域Ａの表面は、範囲ｎ
を通る露光量に応じてなめらかになる。
の複数の三つのパターン４００および第２の複数の３つ
のパターン４０２を含む。ステージは、マスクおよび基
板を第１の方向に進めて、第１の領域を、その後に、範
囲２が続き、さらに範囲１が続くマスク範囲ｎ（ここで
は、ｎは３と等しい）を通る露光量に対して曝す。基板
状態は、以下のように変化する。結晶粒子の長さは、範
囲３を通る露光量に応じて、領域Ａにおいて横方向に成
長する。粒子欠陥の密度は、範囲２を通る露光量に応じ
て、領域Ａにおいて低減する。領域Ａの表面は、範囲ｎ
を通る露光量に応じてなめらかになる。
【００２３】同様に、ステージ３１２がマスク３０６お
よび基板３０８を第２の方向に進めて、第２の領域、例
えば、領域Ｚを、その後に範囲２が続き、さらに範囲１
が続く、マスク範囲ｎ（３）を通る露光量に対して連続
的に曝す。基板状態は、以下のように変化する。結晶粒
子の長さは、範囲３を通る露光量に応じて、この領域に
おいて横方向に成長する。粒子欠陥の密度は、範囲２を
通る露光量に応じて、この領域において低減する。この
領域の表面は範囲１を通る露光量に応じてなめらかにな
る。上記三つのステップの調整プロセスは、マルチパタ
ーンマスクを用いるマルチステップ基板調整の一例に過
ぎないことが理解される。ラインの終わりの領域Ａが、
マスクおよび基板が第２の方向に移動する場合には、再
調節されるか、または、再度、上記に記載したように調
節されることにも留意されたい。
よび基板３０８を第２の方向に進めて、第２の領域、例
えば、領域Ｚを、その後に範囲２が続き、さらに範囲１
が続く、マスク範囲ｎ（３）を通る露光量に対して連続
的に曝す。基板状態は、以下のように変化する。結晶粒
子の長さは、範囲３を通る露光量に応じて、この領域に
おいて横方向に成長する。粒子欠陥の密度は、範囲２を
通る露光量に応じて、この領域において低減する。この
領域の表面は範囲１を通る露光量に応じてなめらかにな
る。上記三つのステップの調整プロセスは、マルチパタ
ーンマスクを用いるマルチステップ基板調整の一例に過
ぎないことが理解される。ラインの終わりの領域Ａが、
マスクおよび基板が第２の方向に移動する場合には、再
調節されるか、または、再度、上記に記載したように調
節されることにも留意されたい。
【００２４】図３に戻ると、レーザ照射システム３００
の他の局面において、マスクの対が用いられる。従っ
て、レーザ照射システム３００は、マスクホルダ３０７
の一部として、マスクの対のうちの第１のマスクを第２
のマスクと交換する従来のマスク変更装置を含み得る。
の他の局面において、マスクの対が用いられる。従っ
て、レーザ照射システム３００は、マスクホルダ３０７
の一部として、マスクの対のうちの第１のマスクを第２
のマスクと交換する従来のマスク変更装置を含み得る。
【００２５】図７は、本発明によるマスク対７００の平
面図である。第１のマスク（Ｍ−１）７０２は、第１の
順序に配置された第１の複数のパターンを有する。範囲
１、範囲２、・・および範囲ｎが示されている。第２の
マスク（Ｍ−２）７０４は、第１の順序とは逆の順序に
配置された、第１の複数のパターンに対応する第２の複
数のパターンを有する。第１のマスク（Ｍ−１）７０２
の第１の複数のパターンのそれぞれは幅７０６を有して
おり、同様に、第２のマスク（Ｍ−２）７０４の第２の
複数のパターンもそれぞれ幅７０６を有している。図３
のステージ３１２は、各マスク（および／または基板）
を、この幅と等しい第１の距離分移動させる。第１のマ
スクの第１の複数のパターンは、左から順に、範囲１
（７０８）、隣接する範囲２（７１０）を含む第１の順
序に配置される。マスクは、範囲をｎ個まで有していて
もよい。ここで、ｎは任意の整数である。ステージは、
第１のマスク（Ｍ−１）７０２および基板３０８を第１
の方向３１４に相対的に進めて、第１の領域を、その後
に第１の範囲が続くマスク範囲２を通る露光量に対し
て、連続的に曝す。基板３０８およびマスクが光学系に
対して第１の方向３１４に移動するときに第１のマスク
（Ｍ−１）７０２が用いられる。
面図である。第１のマスク（Ｍ−１）７０２は、第１の
順序に配置された第１の複数のパターンを有する。範囲
１、範囲２、・・および範囲ｎが示されている。第２の
マスク（Ｍ−２）７０４は、第１の順序とは逆の順序に
配置された、第１の複数のパターンに対応する第２の複
数のパターンを有する。第１のマスク（Ｍ−１）７０２
の第１の複数のパターンのそれぞれは幅７０６を有して
おり、同様に、第２のマスク（Ｍ−２）７０４の第２の
複数のパターンもそれぞれ幅７０６を有している。図３
のステージ３１２は、各マスク（および／または基板）
を、この幅と等しい第１の距離分移動させる。第１のマ
スクの第１の複数のパターンは、左から順に、範囲１
（７０８）、隣接する範囲２（７１０）を含む第１の順
序に配置される。マスクは、範囲をｎ個まで有していて
もよい。ここで、ｎは任意の整数である。ステージは、
第１のマスク（Ｍ−１）７０２および基板３０８を第１
の方向３１４に相対的に進めて、第１の領域を、その後
に第１の範囲が続くマスク範囲２を通る露光量に対し
て、連続的に曝す。基板３０８およびマスクが光学系に
対して第１の方向３１４に移動するときに第１のマスク
（Ｍ−１）７０２が用いられる。
【００２６】第２のマスク（Ｍ−２）７０４の第２の複
数のパターンは、右から順に、範囲１（７０８）、隣接
する範囲２（７１０）を含む、第１の順序と逆の順序に
配置される。ステージ３１２は、第２のマスク（Ｍ−
２）７０４および基板３０８を第２の方向３１６に相対
的に進めて、第２の領域を、その後に第１の範囲が続く
マスク範囲２を通る露光量に対して連続的に曝す。基板
３０８およびマスクが光学系に対して第２の方向３１６
に移動するときに第２のマスク（Ｍ−２）７０４が用い
られる。
数のパターンは、右から順に、範囲１（７０８）、隣接
する範囲２（７１０）を含む、第１の順序と逆の順序に
配置される。ステージ３１２は、第２のマスク（Ｍ−
２）７０４および基板３０８を第２の方向３１６に相対
的に進めて、第２の領域を、その後に第１の範囲が続く
マスク範囲２を通る露光量に対して連続的に曝す。基板
３０８およびマスクが光学系に対して第２の方向３１６
に移動するときに第２のマスク（Ｍ−２）７０４が用い
られる。
【００２７】レーザ照射システム３００の別の局面の特
徴の一部は、上記の第１の局面と同じであり、簡略化の
ため、ここではその説明を繰り返さない。
徴の一部は、上記の第１の局面と同じであり、簡略化の
ため、ここではその説明を繰り返さない。
【００２８】図３に戻ると、ステージ３１２は、第１の
マスクおよび基板３０８を光学系に対して第１の方向３
１４に相対的に進めて、隣接する領域を、第１のマスク
パターンの各々に対して、所定の第１の順序で連続的に
曝す。これと同様に、ステージ３１２は、第２のマスク
および基板３０８を第２の方向３１６に相対的に進め
て、隣接する領域を、第２のマスクパターンの各々に対
して、第１の順序で連続的に曝す。
マスクおよび基板３０８を光学系に対して第１の方向３
１４に相対的に進めて、隣接する領域を、第１のマスク
パターンの各々に対して、所定の第１の順序で連続的に
曝す。これと同様に、ステージ３１２は、第２のマスク
および基板３０８を第２の方向３１６に相対的に進め
て、隣接する領域を、第２のマスクパターンの各々に対
して、第１の順序で連続的に曝す。
【００２９】基板３０８は、範囲２を通して投射された
レーザ光に応じて、第１の状態になるように形成され、
基板３０８における第１の状態は、マスク範囲２の後続
のマスク範囲１を通して投射されたレーザ光に応じて変
更される。例えば、第１および第２のマスクは、それぞ
れ、第１および第２の複数の三つのパターンを含む。ス
テージ３１２は、マスクおよび基板３０８を第１の方向
３１４に相対的に進めて、第１の領域を、その後に、範
囲２が続き、さらに範囲１が続くマスク範囲ｎ（ここで
は、ｎ＝３）を通る露光量に対して曝す。
レーザ光に応じて、第１の状態になるように形成され、
基板３０８における第１の状態は、マスク範囲２の後続
のマスク範囲１を通して投射されたレーザ光に応じて変
更される。例えば、第１および第２のマスクは、それぞ
れ、第１および第２の複数の三つのパターンを含む。ス
テージ３１２は、マスクおよび基板３０８を第１の方向
３１４に相対的に進めて、第１の領域を、その後に、範
囲２が続き、さらに範囲１が続くマスク範囲ｎ（ここで
は、ｎ＝３）を通る露光量に対して曝す。
【００３０】基板状態は、以下のように変化する。結晶
粒子の長さは、範囲３を通る露光量に応じて、領域にお
いて横方向に成長する。粒子欠陥の密度は、範囲２を通
る露光量に応じて、この領域において低減する。この領
域の表面は、範囲ｎを通る露光量に応じてなめらかにな
る。これと同様に、ステージ３１２は、第２のマスクお
よび基板３０８を第２の方向３１６に相対的に進めて、
第２の領域を、その後に、範囲２が続き、さらに範囲１
が続くマスク範囲３を通る露光量に対して、第１の順序
で連続的に曝す。基板状態は上記のように変化する。
粒子の長さは、範囲３を通る露光量に応じて、領域にお
いて横方向に成長する。粒子欠陥の密度は、範囲２を通
る露光量に応じて、この領域において低減する。この領
域の表面は、範囲ｎを通る露光量に応じてなめらかにな
る。これと同様に、ステージ３１２は、第２のマスクお
よび基板３０８を第２の方向３１６に相対的に進めて、
第２の領域を、その後に、範囲２が続き、さらに範囲１
が続くマスク範囲３を通る露光量に対して、第１の順序
で連続的に曝す。基板状態は上記のように変化する。
【００３１】レーザ照射システムの局面の両方とも、マ
ルチパターンマスクが、単方向移動において、基板とと
もに用いられることを可能にする。しかし、単一マスク
が、三つの逆のパターンとともに用いられる場合、膜
は、特定の移動方向への適切な三つのパターンが適用さ
れる前に、不必要に、３度照射される。微細構造に対す
るさらなる照射の効果は、全てのプロセスにおいて、必
ずしも有益なものではない。さらに、基板３０８のパル
スごとの並進距離（移動した距離）は、マスク上の異な
る範囲の数が増加するにつれて低減する。範囲の数が２
倍になる場合、パルスごとの並進距離は、２分の１に低
減する。これは、あるレーザ照射周波数についての基板
並進速度が、同じ倍数で低減することを意味する。これ
は、結晶化プロセスのスループットが低減することを意
味する。
ルチパターンマスクが、単方向移動において、基板とと
もに用いられることを可能にする。しかし、単一マスク
が、三つの逆のパターンとともに用いられる場合、膜
は、特定の移動方向への適切な三つのパターンが適用さ
れる前に、不必要に、３度照射される。微細構造に対す
るさらなる照射の効果は、全てのプロセスにおいて、必
ずしも有益なものではない。さらに、基板３０８のパル
スごとの並進距離（移動した距離）は、マスク上の異な
る範囲の数が増加するにつれて低減する。範囲の数が２
倍になる場合、パルスごとの並進距離は、２分の１に低
減する。これは、あるレーザ照射周波数についての基板
並進速度が、同じ倍数で低減することを意味する。これ
は、結晶化プロセスのスループットが低減することを意
味する。
【００３２】単一マスクを用いるアプローチにおいて起
こり得るこれらの制限を避けるため、マスクの対を用い
るアプローチが用いられ得る。各マスクは、対のうちの
他方のマスクの鏡に映したようなコピー（所謂光学的異
性体）である。マスクは、マスクステージに収納され、
パネルの端に到達するたびに交換されて、ラインの終了
を知らせる。マスクステージの移動は、パネルの移動
（すなわち、次のラインへと動く移動）と同時に起こ
る。従って、マスク交換プロセスは、時間的なオーバー
ヘッドを必要としない。
こり得るこれらの制限を避けるため、マスクの対を用い
るアプローチが用いられ得る。各マスクは、対のうちの
他方のマスクの鏡に映したようなコピー（所謂光学的異
性体）である。マスクは、マスクステージに収納され、
パネルの端に到達するたびに交換されて、ラインの終了
を知らせる。マスクステージの移動は、パネルの移動
（すなわち、次のラインへと動く移動）と同時に起こ
る。従って、マスク交換プロセスは、時間的なオーバー
ヘッドを必要としない。
【００３３】図７では、マスクミラー設計の一例を示す
図である。各マスクは、他のマスクの鏡に映したような
コピーである。各マスク上の範囲の数は、設計者の目的
に応じて決定される。各マスク上において、同数の範囲
が（鏡に映したような位置に）配置される限り、範囲の
数に制約はない。しかし、また、基板並進速度は、マス
ク範囲の数がより多くなることによって悪い影響を受け
る。
図である。各マスクは、他のマスクの鏡に映したような
コピーである。各マスク上の範囲の数は、設計者の目的
に応じて決定される。各マスク上において、同数の範囲
が（鏡に映したような位置に）配置される限り、範囲の
数に制約はない。しかし、また、基板並進速度は、マス
ク範囲の数がより多くなることによって悪い影響を受け
る。
【００３４】マスクの対を用いてレーザ結晶化を行う手
順は、以下のようにまとめられる。
順は、以下のようにまとめられる。
【００３５】１．マスクおよび基板を適切なステージに
セットする。ステージを初期化する／ホームに戻す。
セットする。ステージを初期化する／ホームに戻す。
【００３６】２．第１のマスクをレーザビーム下に移動
させる。
させる。
【００３７】３．基板が第１のマスクのパターンシーケ
ンスに適合する方向に沿って移動する状態で、基板をア
ニーリングする。
ンスに適合する方向に沿って移動する状態で、基板をア
ニーリングする。
【００３８】４．基板の端に到達したときに、基板の全
てがアニーリングされたか否かを調べる。全てアニーリ
ングされている場合には、工程７に進む。そうでない場
合には、基板をアニーリングされる次のロウに移動さ
せ、同時に第１のマスクを引っ込め、第２のマスクをビ
ームの下に移動させる。
てがアニーリングされたか否かを調べる。全てアニーリ
ングされている場合には、工程７に進む。そうでない場
合には、基板をアニーリングされる次のロウに移動さ
せ、同時に第１のマスクを引っ込め、第２のマスクをビ
ームの下に移動させる。
【００３９】５．基板が第１のマスクのパターンシーケ
ンスに適合する方向に沿って移動する状態で、基板をア
ニーリングする。
ンスに適合する方向に沿って移動する状態で、基板をア
ニーリングする。
【００４０】６．基板の端に到達したときに、基板の全
てがアニーリングされたか否かを調べる。全てアニーリ
ングされている場合には工程７の処理に進む。そうでな
い場合には、基板３０８を次のアニーリングされるロウ
に移動させ、同時に第２のマスクを引っ込め、第１のマ
スクをレーザビーム下に移動させる。工程３の処理に進
む。
てがアニーリングされたか否かを調べる。全てアニーリ
ングされている場合には工程７の処理に進む。そうでな
い場合には、基板３０８を次のアニーリングされるロウ
に移動させ、同時に第２のマスクを引っ込め、第１のマ
スクをレーザビーム下に移動させる。工程３の処理に進
む。
【００４１】７．基板３０８上の結晶化が完了する。
【００４２】図８は、本発明のマルチパターンマスクを
用いて半導体基板を効率的にレーザ照射して結晶化を行
う方法を示すフローチャートである。このレーザ照射に
よる結晶化方法は、明瞭化のため、一連の数字が付けら
れた各工程として説明されているが、明確に記載されて
いない限り、数字から順序が推測されるべきではない。
これらの各工程のうち、いくつかの工程が処理を飛ばさ
れていてもよいし、平行して処理が行われてもよいし、
一連の工程の厳密な処理順序を守る必要もないことが理
解されるべきである。この結晶化方法は、工程８００で
開始する。工程８０２は、半導体基板を、マルチパター
ンマスクを通して投射されたレーザ光に対して露光させ
る工程である。工程８０４は、マスクおよび基板を第１
の方向に進めて、基板の隣接する領域を、各マスクパタ
ーンに対して、所定の第１の順序で連続的に曝す工程で
ある。工程８０６は、マスクおよび基板を、第１の方向
とは反対の第２の方向に進めて、基板の隣接する領域
を、各マスクパターンに対して、第１の順序で連続的に
曝す工程である。
用いて半導体基板を効率的にレーザ照射して結晶化を行
う方法を示すフローチャートである。このレーザ照射に
よる結晶化方法は、明瞭化のため、一連の数字が付けら
れた各工程として説明されているが、明確に記載されて
いない限り、数字から順序が推測されるべきではない。
これらの各工程のうち、いくつかの工程が処理を飛ばさ
れていてもよいし、平行して処理が行われてもよいし、
一連の工程の厳密な処理順序を守る必要もないことが理
解されるべきである。この結晶化方法は、工程８００で
開始する。工程８０２は、半導体基板を、マルチパター
ンマスクを通して投射されたレーザ光に対して露光させ
る工程である。工程８０４は、マスクおよび基板を第１
の方向に進めて、基板の隣接する領域を、各マスクパタ
ーンに対して、所定の第１の順序で連続的に曝す工程で
ある。工程８０６は、マスクおよび基板を、第１の方向
とは反対の第２の方向に進めて、基板の隣接する領域
を、各マスクパターンに対して、第１の順序で連続的に
曝す工程である。
【００４３】この方法のいくつかの局面において、工程
８０１ａでは、第１の方向に対して第１の順序で並べら
れた第１の複数のパターンと、第２の方向に対して第１
の順序で並べられた、第１の複数のパターンに対応する
第２の複数のパターンとを有するマルチパターンマスク
を形成する工程である。第１の方向に対して第１の順序
で並べられた第１の複数のパターンを有するマルチパタ
ーンマスクを形成する工程は、第１の範囲１と、第１の
方向に対して隣接する第１の範囲２とを形成する工程を
含む。第２の方向に対して第１の順序で並べられた第２
の複数のパターンを有するマルチパターンマスクを形成
する工程は、第２の範囲１と、第１の方向に対して隣接
する第２の範囲２とを形成する工程を含む。
８０１ａでは、第１の方向に対して第１の順序で並べら
れた第１の複数のパターンと、第２の方向に対して第１
の順序で並べられた、第１の複数のパターンに対応する
第２の複数のパターンとを有するマルチパターンマスク
を形成する工程である。第１の方向に対して第１の順序
で並べられた第１の複数のパターンを有するマルチパタ
ーンマスクを形成する工程は、第１の範囲１と、第１の
方向に対して隣接する第１の範囲２とを形成する工程を
含む。第２の方向に対して第１の順序で並べられた第２
の複数のパターンを有するマルチパターンマスクを形成
する工程は、第２の範囲１と、第１の方向に対して隣接
する第２の範囲２とを形成する工程を含む。
【００４４】または、工程８０１ｂ１は、第１の方向に
対して第１の順序で並べられた第１の複数のパターンを
有する第１のマルチパターンマスクを形成する工程であ
る。工程８０１ｂ２は、第２の方向に対して第１の順序
で並べられた、第１の複数のパターンに対応する第２の
複数のパターンを有する第２のマルチパターンマスクを
形成する工程である。
対して第１の順序で並べられた第１の複数のパターンを
有する第１のマルチパターンマスクを形成する工程であ
る。工程８０１ｂ２は、第２の方向に対して第１の順序
で並べられた、第１の複数のパターンに対応する第２の
複数のパターンを有する第２のマルチパターンマスクを
形成する工程である。
【００４５】工程８０１ｂ１で、第１の方向に対して第
１の順序で並べられた第１の複数のパターンを有する第
１のマルチパターンマスクを形成する工程は、第１の範
囲１と、第１の方向に対して隣接する第１の範囲２とを
形成する工程を含む。工程８０１ｂ２で、第２の方向に
対して第１の順序で並べられた第２の複数のパターンを
有する第２のマルチパターンマスクを形成する工程は、
第２の範囲１と、第１の方向に対して隣接する第２の範
囲２とを形成する工程を含む。
１の順序で並べられた第１の複数のパターンを有する第
１のマルチパターンマスクを形成する工程は、第１の範
囲１と、第１の方向に対して隣接する第１の範囲２とを
形成する工程を含む。工程８０１ｂ２で、第２の方向に
対して第１の順序で並べられた第２の複数のパターンを
有する第２のマルチパターンマスクを形成する工程は、
第２の範囲１と、第１の方向に対して隣接する第２の範
囲２とを形成する工程を含む。
【００４６】工程８０４で、マスクを第１の方向に進め
て、基板の隣接する領域を、各マスクパターンに対し
て、所定の第１の順序で連続的に曝す工程は、第１のマ
スクを用いる工程を含む。
て、基板の隣接する領域を、各マスクパターンに対し
て、所定の第１の順序で連続的に曝す工程は、第１のマ
スクを用いる工程を含む。
【００４７】工程８０６で、マスクおよび基板を、第１
の方向とは反対の第２の方向に進めて、基板の隣接する
領域を、各マスクパターンに対して、第１の順序で連続
的に曝す工程は、第２のマスクを用いる工程を含む。
の方向とは反対の第２の方向に進めて、基板の隣接する
領域を、各マスクパターンに対して、第１の順序で連続
的に曝す工程は、第２のマスクを用いる工程を含む。
【００４８】単一のマスクが用いられるか、または、マ
スクの対が用いられるかに関わらず、各パターンは所定
のある幅を有している。これらの幅は互いに等しい。工
程８０４で、マスクおよび基板を第１の方向に進める工
程は、この幅と等しい第１の距離分進める工程を含む。
工程８０６で、マスクおよび基板を第２の方向に進める
工程は、この幅と等しい第１の距離分進める工程を含
む。
スクの対が用いられるかに関わらず、各パターンは所定
のある幅を有している。これらの幅は互いに等しい。工
程８０４で、マスクおよび基板を第１の方向に進める工
程は、この幅と等しい第１の距離分進める工程を含む。
工程８０６で、マスクおよび基板を第２の方向に進める
工程は、この幅と等しい第１の距離分進める工程を含
む。
【００４９】いくつかの局面において、工程８０４で、
マスクおよび基板を第１の方向に進める工程は、基板の
第１の領域を、マスク範囲１を通して投射されたレーザ
光が続く、マスク範囲２を通して投射されたレーザ光に
対して曝す工程を含む。工程８０６で、マスクおよび基
板を、第１の方向とは反対の第２の方向に進める工程
は、基板の第２の領域を、マスク範囲１を通して投射さ
れたレーザ光が続く、マスク範囲２を通して投射された
レーザ光に対して曝す工程を含む。
マスクおよび基板を第１の方向に進める工程は、基板の
第１の領域を、マスク範囲１を通して投射されたレーザ
光が続く、マスク範囲２を通して投射されたレーザ光に
対して曝す工程を含む。工程８０６で、マスクおよび基
板を、第１の方向とは反対の第２の方向に進める工程
は、基板の第２の領域を、マスク範囲１を通して投射さ
れたレーザ光が続く、マスク範囲２を通して投射された
レーザ光に対して曝す工程を含む。
【００５０】この方法のいくつかの局面において、工程
８０４（または工程８０６）は、マスク範囲２を通して
投射されたレーザ光に応じて、基板における第１の結晶
状態を形成する。工程８０４（または工程８０６）は、
マスク範囲１を通して投射されたレーザ光に応じて、基
板における第１の結晶状態を変更することによって継続
する。
８０４（または工程８０６）は、マスク範囲２を通して
投射されたレーザ光に応じて、基板における第１の結晶
状態を形成する。工程８０４（または工程８０６）は、
マスク範囲１を通して投射されたレーザ光に応じて、基
板における第１の結晶状態を変更することによって継続
する。
【００５１】いくつかの局面において、工程８０２で、
半導体基板を、マルチパターンマスクを通して投射され
たレーザ光に対して曝す工程は、シリコン基板を三つの
パターンのマスクに対して曝す工程を含む。すなわち、
三つのパターンが、三つの逆のパターンと適合する単一
マスクか、または、各々が三つのパターンを有するマス
クの対である。
半導体基板を、マルチパターンマスクを通して投射され
たレーザ光に対して曝す工程は、シリコン基板を三つの
パターンのマスクに対して曝す工程を含む。すなわち、
三つのパターンが、三つの逆のパターンと適合する単一
マスクか、または、各々が三つのパターンを有するマス
クの対である。
【００５２】その後、工程８０４で、マスクおよび基板
を第１の方向に進める工程は、基板の隣接する領域を、
各マスクパターンに対して、所定の第１の順序で連続的
に曝す工程を含む。工程８０４は、第１の基板領域を、
その後に、範囲２が続き、さらに範囲１が続くマスク範
囲ｎ（ここでは、ｎ＝３）を通る露光量に対して曝す工
程を含む。
を第１の方向に進める工程は、基板の隣接する領域を、
各マスクパターンに対して、所定の第１の順序で連続的
に曝す工程を含む。工程８０４は、第１の基板領域を、
その後に、範囲２が続き、さらに範囲１が続くマスク範
囲ｎ（ここでは、ｎ＝３）を通る露光量に対して曝す工
程を含む。
【００５３】詳細には、工程８０５ａは、結晶粒子の長
さを、範囲３を通る露光量に応じて、第１の領域におい
て横方向に結晶成長させる工程である。工程８０５ｂ
は、粒子欠陥の密度を、範囲２を通る露光量に応じて第
１の領域において低減する工程である。さらに、工程８
０５ｃは、第１の領域の基板表面を、範囲１を通る露光
量に応じてなめらかにする工程である。
さを、範囲３を通る露光量に応じて、第１の領域におい
て横方向に結晶成長させる工程である。工程８０５ｂ
は、粒子欠陥の密度を、範囲２を通る露光量に応じて第
１の領域において低減する工程である。さらに、工程８
０５ｃは、第１の領域の基板表面を、範囲１を通る露光
量に応じてなめらかにする工程である。
【００５４】これと同様に、工程８０６で、マスクおよ
び基板を、第２の方向に進めて、基板の隣接する領域
を、各マスクパターンに対して、所定の第１の順序で連
続的に曝す工程は、第２の基板領域を、その後に、範囲
２が続き、さらに範囲１が続くマスク範囲ｎ（ここで
は、ｎ＝３）を通る露光量に対して曝す工程を含む。
び基板を、第２の方向に進めて、基板の隣接する領域
を、各マスクパターンに対して、所定の第１の順序で連
続的に曝す工程は、第２の基板領域を、その後に、範囲
２が続き、さらに範囲１が続くマスク範囲ｎ（ここで
は、ｎ＝３）を通る露光量に対して曝す工程を含む。
【００５５】詳細には、工程８０７ａは、結晶粒子の長
さを、範囲３を通る露光量に応じてこの領域において横
方向に結晶成長させる工程である。工程８０７ｂは、粒
子欠陥の密度を、範囲２を通る露光量に応じて第２の領
域において低減する工程である。さらに、工程８０７ｃ
は、第２の領域の基板表面を、範囲１を通る露光量に応
じてなめらかにする工程である。
さを、範囲３を通る露光量に応じてこの領域において横
方向に結晶成長させる工程である。工程８０７ｂは、粒
子欠陥の密度を、範囲２を通る露光量に応じて第２の領
域において低減する工程である。さらに、工程８０７ｃ
は、第２の領域の基板表面を、範囲１を通る露光量に応
じてなめらかにする工程である。
【００５６】以上により、本実施形態によれば、半導体
基板を効率的にレーザ照射するレーザ照射システムおよ
びレーザ照射方法が提供される。この方法は、半導体基
板を、マルチパターンマスクを通して照射されたレーザ
光に対して曝す工程と、マスクおよび基板を光学系に対
して第１の方向に進めて、基板の隣接する領域を、マス
クパターンのそれぞれに対して、所定の第１の順序で連
続的にレーザ光に曝す工程と、マスクおよび基板を光学
系に対して第１の方向とは反対の第２の方向に進めて、
基板の隣接する領域を、マスクパターンのそれぞれに対
して、第１の順序で連続的にレーザ光に曝す工程とを包
含する。一つの局面において、この方法は、さらに、第
１の方向に対して第１の順序で並べられた第１の複数の
パターンと、第２の方向に対して第１の順序で並べられ
た、第１の複数のパターンに対応する第２の複数のパタ
ーンとを有するマルチパターンマスクを形成する工程を
包含する。あるいは、この方法は、第１の方向に対して
第１の順序で並べられた第１の複数のパターンを有する
第１のマルチマスクパターンを形成する工程と、第２の
方向に対して第１の順序で並べられた、第１の複数のパ
ターンに対応する第２の複数のパターンを有する第２の
マルチパターンマスクを形成する工程とを包含する。ま
た、マスクおよび基板を光学系に対して第１の方向に進
める工程が、第１のマスクを用いる工程を含み、マスク
および基板を光学系に対して第１の方向とは反対の第２
の方向に進める工程が第２のマスクを用いる工程を含
む。これによって、基板に対してマルチパターンマスク
を単方向と逆方向で移動させる場合に、マルチパターン
マスクの使用に関連するレーザアニーリングプロセス時
間を大幅に抑制することができる。
基板を効率的にレーザ照射するレーザ照射システムおよ
びレーザ照射方法が提供される。この方法は、半導体基
板を、マルチパターンマスクを通して照射されたレーザ
光に対して曝す工程と、マスクおよび基板を光学系に対
して第１の方向に進めて、基板の隣接する領域を、マス
クパターンのそれぞれに対して、所定の第１の順序で連
続的にレーザ光に曝す工程と、マスクおよび基板を光学
系に対して第１の方向とは反対の第２の方向に進めて、
基板の隣接する領域を、マスクパターンのそれぞれに対
して、第１の順序で連続的にレーザ光に曝す工程とを包
含する。一つの局面において、この方法は、さらに、第
１の方向に対して第１の順序で並べられた第１の複数の
パターンと、第２の方向に対して第１の順序で並べられ
た、第１の複数のパターンに対応する第２の複数のパタ
ーンとを有するマルチパターンマスクを形成する工程を
包含する。あるいは、この方法は、第１の方向に対して
第１の順序で並べられた第１の複数のパターンを有する
第１のマルチマスクパターンを形成する工程と、第２の
方向に対して第１の順序で並べられた、第１の複数のパ
ターンに対応する第２の複数のパターンを有する第２の
マルチパターンマスクを形成する工程とを包含する。ま
た、マスクおよび基板を光学系に対して第１の方向に進
める工程が、第１のマスクを用いる工程を含み、マスク
および基板を光学系に対して第１の方向とは反対の第２
の方向に進める工程が第２のマスクを用いる工程を含
む。これによって、基板に対してマルチパターンマスク
を単方向と逆方向で移動させる場合に、マルチパターン
マスクの使用に関連するレーザアニーリングプロセス時
間を大幅に抑制することができる。
【００５７】なお、シリコン基板を、マルチパターンマ
スクを用いて、単一方向にアニーリングするレーザ照射
システムおよびレーザ照射方法が提供され、パターンの
特定の数およびプロセスの特定の目的に関して提供され
るように説明したが、本発明では、これらの上記実施形
態のみに限定されるものではない。当業者であれば、本
発明の他の変形例および実施形態を想到することができ
る。
スクを用いて、単一方向にアニーリングするレーザ照射
システムおよびレーザ照射方法が提供され、パターンの
特定の数およびプロセスの特定の目的に関して提供され
るように説明したが、本発明では、これらの上記実施形
態のみに限定されるものではない。当業者であれば、本
発明の他の変形例および実施形態を想到することができ
る。
【００５８】
【発明の効果】以上により、本発明によれば、基板に対
してマルチパターンマスクを単方向と逆方向で移動させ
る場合に、マルチパターンマスクの使用に関連するレー
ザアニーリングプロセス時間を大幅に抑制することがで
きる。
してマルチパターンマスクを単方向と逆方向で移動させ
る場合に、マルチパターンマスクの使用に関連するレー
ザアニーリングプロセス時間を大幅に抑制することがで
きる。
【図１】従来技術のレーザアニーリング装置の構成図で
ある。
ある。
【図２】３つのパターンを有する従来技術のマスクの平
面図である。
面図である。
【図３】本発明のマルチパターンマスクを用いて半導体
基板を効率的にレーザ照射するレーザ照射システムを模
式的に示すブロック図である。
基板を効率的にレーザ照射するレーザ照射システムを模
式的に示すブロック図である。
【図４】本発明によるマルチパターンマスクの平面図で
ある。
ある。
【図５】図３の基板上面の平面図である。
【図６】ａおよびｂは、図５の領域Ａ（５００）および
Ｂ（５０２）の詳細な図であり、マスクおよび基板の第
１の方向へのステップアンドリピートを示す図である。
Ｂ（５０２）の詳細な図であり、マスクおよび基板の第
１の方向へのステップアンドリピートを示す図である。
【図７】本発明によるマスク対の平面図である。
【図８】本発明によるマルチパターンマスクを用いて半
導体基板を効率的にレーザ照射するレーザ照射方法の各
工程を示すフローチャートである。
導体基板を効率的にレーザ照射するレーザ照射方法の各
工程を示すフローチャートである。
３００ レーザ照射システム
３０２ 光学系
３０４ 投射レンズ
３０６ マルチパターンマスク
３０７ マスクホルダ
３０８ 半導体基板
３１２ ステージ
３１４ 第１の方向
３１６ 第２の方向
４００ 第１の複数のパターン
４０２ 第２の複数のパターン
４０４、７０６ 幅
４０６、７０８ マスク範囲１
４０８、７１０ マスク範囲２
４０８ マスク範囲３
７００ マスク対
７０２ 第１のマスク（Ｍ−１）
７０４ 第２のマスク（Ｍ−２）
フロントページの続き
(72)発明者 マーク エイ． クラウダー
アメリカ合衆国 オレゴン 97201， ポ
ートランド， エスダブリュー ブロード
ウェイ ドライブ 825
(72)発明者 三谷 康弘
大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ
ャープ株式会社内
Ｆターム(参考） 5F052 AA02 BA12 BA18 CA04 CA08
CA10 DA02 FA19 JA01
Claims (34)
- 【請求項１】 半導体基板を効率的にレーザ照射するこ
とにより半導体結晶層を製造する半導体結晶層の製造方
法であって、 該半導体基板上を、マルチパターンマスクを通して照射
されたレーザ光に曝すレーザ光照射工程と、 該半導体基板を第１の方向に移動させて、該半導体基板
の隣接する各領域を、該マルチパターンマスクのマスク
パターンのそれぞれに対して所定の第１の順序で連続的
にレーザ光に曝す第１の方向移動工程と、 該半導体基板を該第１の方向とは反対の第２の方向に移
動させて、該半導体基板の隣接する各領域を、該マスク
パターンのそれぞれに対して該第１の順序で連続的にレ
ーザ光に曝す第２の方向移動工程とを包含する半導体結
晶層の製造方法。 - 【請求項２】 半導体基板を効率的にレーザ照射するレ
ーザ照射方法であって、 該半導体基板上を、マルチパターンマスクを通して照射
されたレーザ光に曝すレーザ光照射工程と、 該半導体基板を第１の方向に移動させて、該半導体基板
の隣接する各領域を、該マルチパターンマスクのそれぞ
れに対して所定の第１の順序で連続的にレーザ光に曝す
第１の方向移動工程と、 該半導体基板を該第１の方向とは反対の第２の方向に移
動させて、該半導体基板の隣接する各領域を、該マスク
パターンのそれぞれに対して該第１の順序で連続的にレ
ーザ光に曝す第２の方向移動工程とを包含するレーザ照
射方法。 - 【請求項３】 前記第１の方向に対して前記第１の順序
で並べられた第１の複数のパターンと、前記第２の方向
に対して該第１の順序で並べられた、該第１の複数のパ
ターンに対応する第２の複数のパターンとを有するマル
チパターンマスクを設けるマスク工程を、前記レーザ光
照射工程の前工程としてさらに包含する、請求項２に記
載のレーザ照射方法。 - 【請求項４】 前記第１の方向に対して前記第１の順序
で並べられた第１の複数のパターンを有するマルチパタ
ーンマスクを設ける工程は、該第１の方向に対して第１
のマスク範囲２に隣接する第１のマスク範囲１を設ける
工程を含み、 前記第２の方向に対して前記第１の順序で並べられた第
２の複数のパターンを設ける工程は、該第２の方向に対
して第２のマスク範囲２に隣接する第２のマスク範囲１
を形成する工程を含む、請求項３に記載のレーザ照射方
法。 - 【請求項５】 前記第１の方向に対して前記第１の順序
で並べられた第１の複数のパターンを有する第１のマル
チパターンマスクを設ける工程と、 前記第２の方向に対して前記第１の順序で並べられた、
該第１の複数のパターンに対応する第２の複数のパター
ンを有する第２のマルチパターンマスクを設ける工程と
をさらに包含する、請求項２に記載のレーザ照射方法。 - 【請求項６】 前記第１の方向に対して前記第１の順序
で並べられた第１の複数のパターンを有する第１のマル
チパターンマスクを設ける工程は、該第１の方向に対し
て第１のマスク範囲２に隣接する第１のマスク範囲１を
設ける工程を含み、 前記第２の方向に対して前記第１の順序で並べられた第
２の複数のパターンを有する第２のマルチパターンマス
クを設ける工程は、該第２の方向に対して第２のマスク
範囲２に隣接する第２のマスク範囲１を設ける工程を含
む、請求項５に記載のレーザ照射方法。 - 【請求項７】 前記半導体基板を前記第１の方向に移動
させて、マスクパターンのそれぞれに対して所定の第１
の順序で連続的にレーザ光に曝す工程は、前記第１のマ
ルチパターンマスクを用いる工程を含み、 前記半導体基板を該第１の方向とは反対の第２の方向に
移動させて、半導体基板の隣接する領域を、マスクパタ
ーンのそれぞれに対して該第１の順序で連続的にレーザ
光に曝す工程は、前記第２のマルチパターンマスクを用
いる工程を含む、請求項５に記載のレーザ照射方法。 - 【請求項８】 前記マスクパターンがそれぞれ所定の幅
を有しており、 前記半導体基板を前記第１の方向に移動させる工程が、
該幅と等しい第１の距離分移動させる工程を含み、 該半導体基板を該第１の方向とは反対の第２の方向に移
動させる工程が、該幅と等しい第１の距離分移動させる
工程を含む、請求項２に記載のレーザ照射方法。 - 【請求項９】 前記半導体基板を前記第１の方向に移動
させて、該半導体基板の隣接する領域を、前記マスクパ
ターンのそれぞれに対して、所定の第１の順序で連続的
にレーザ光に曝す工程は、該半導体基板の第１の領域
を、マスク範囲２を通して照射されたレーザ光に対して
曝し、マスク範囲１を通して照射されたレーザ光に対し
て曝す工程を含み、 該半導体基板を該第１の方向とは反対の第２の方向に移
動させて、該半導体基板の隣接する領域を、前記マスク
パターンのそれぞれに対して、該第１の順序で連続的に
レーザ光に曝す工程は、該半導体基板の第２の領域を、
マスク範囲２を通して照射されたレーザ光に対して曝
し、マスク範囲１を通して照射されたレーザ光に対して
曝す工程を含む、請求項２に記載のレーザ照射方法。 - 【請求項１０】 前記半導体基板を前記第１の方向に移
動させて、該半導体基板の隣接する領域を、前記マスク
パターンのそれぞれに対して、所定の第１の順序で連続
的にレーザ光に曝す工程は、 前記マスク範囲２を通して照射されたレーザ光に応じ
て、該半導体基板における第１の状態を形成する工程
と、 前記マスク範囲１を通して照射されたレーザ光に応じ
て、該半導体基板における第１の状態を変更する工程
と、を含む、請求項９に記載のレーザ照射方法。 - 【請求項１１】 前記半導体基板を、前記マルチパター
ンマスクを通して照射されたレーザ光に曝す工程は、該
半導体基板を三つのマスクパターンのマスクを通して照
射されたレーザ光に曝す工程を含み、 前記半導体基板を前記第１の方向に移動させて、該半導
体基板の隣接する領域を、前記マスクパターンのそれぞ
れに対して、所定の第１の順序で連続的にレーザ光に曝
す工程が、第１の基板領域を、マスク範囲３を通る露光
量に曝し、マスク範囲２を通る露光量に曝し、マスク範
囲１を通る露光量に曝す工程を含み、 該マスク範囲３を通る露光量に応じて、結晶粒子の長さ
を該第１の領域において横方向に成長させる工程と、 該マスク範囲２を通る露光量に応じて、粒子欠陥の密度
を該第１の領域において低減する工程と、 該マスク範囲１を通る露光量に応じて、該第１の領域の
基板表面をなめらかにする工程とをさらに含む、請求項
９に記載のレーザ照射方法。 - 【請求項１２】 前記半導体基板を前記第１の方向とは
反対の前記第２の方向に移動させて、該半導体基板の隣
接する領域を、前記マスクパターンのそれぞれに対し
て、所定の第１の順序で連続的にレーザ光に曝す工程
は、第２の基板領域を、マスク範囲３を通る露光量に曝
し、マスク範囲２を通る露光量に曝し、さらにマスク範
囲１を通る露光量に曝す工程を含み、 該マスク範囲３を通る露光量に応じて、結晶粒子の長さ
を該第２の領域において横方向に成長させる工程と、 該マスク範囲２を通る露光量に応じて、粒子の密度を該
第２の領域において低減する工程と、 該マスク範囲１を通る露光量に応じて、該第２の領域の
基板表面をなめらかにする工程とをさらに含む、請求項
１１に記載のレーザ照射方法。 - 【請求項１３】 第１の順序に配置された第１の複数の
パターンと、 該第１の順序とは逆の順序に配置された、該第１の複数
のパターンに対応する第２の複数のパターンとを含む、
マルチパターンマスク。 - 【請求項１４】 前記第１の複数のパターンのそれぞれ
が所定の幅を有しており、 前記第２の複数のパターンのそれぞれが所定の幅を有す
る、請求項１３に記載のマルチパターンマスク。 - 【請求項１５】 前記第１の順序の第１の複数のパター
ンは、左から順に、マスク範囲１と、これに隣接するマ
スク範囲２とを含み、 前記第１の順序とは逆の順序に配置された、前記第１の
複数のパターンに対応する第２の複数のパターンは、右
から順に、マスク範囲１と、これに隣接するマスク範囲
２を含む、請求項１３に記載のマルチパターンマスク。 - 【請求項１６】 第１の順序に配置された第１の複数の
パターンを有する第１のマスクと、 該第１の順序とは逆の順序に配置された、該第１の複数
のパターンに対応する第２の複数のパターンを有する第
２のマスクとを含む、マルチパターンマスク。 - 【請求項１７】 前記第１のマスクの第１の複数のパタ
ーンのそれぞれが所定の幅を有しており、 前記第２のマスクの第２の複数のパターンのそれぞれが
所定の幅を有する、請求項１６に記載のマルチパターン
マスク。 - 【請求項１８】 前記第１のマスクの第１の複数のパタ
ーンが、左から順に、マスク範囲１と、これに隣接する
マスク範囲２とを含む第１の順序に配置されており、 前記第２のマスクの第２の複数のパターンが、右から順
に、マスク範囲１と、これに隣接するマスク範囲２とを
含み、これらは該第１の順序とは逆の順序に配置されて
いる、請求項１６に記載のマルチパターンマスク。 - 【請求項１９】 半導体基板を効率的にレーザ照射する
レーザ照射システムであって、 レーザ光発生部および投射レンズを含む光学系と、 第１の順序に配置された第１の複数のパターンと、該第
１の順序とは逆の順序に配置された、該第１の複数のパ
ターンに対応する第２の複数のパターンを含むマルチパ
ターンマスクと、 該光学系に対して該マルチパターンマスクを半導体基板
と共に移動させるステージとを含むレーザ照射システ
ム。 - 【請求項２０】 前記ステージが前記マルチパターンマ
スクと共に半導体基板を第１の方向に移動させて、隣接
する領域を、前記マスクパターンのそれぞれに対して所
定の第１の順序で連続的にレーザ光に曝し、 該ステージが該マルチパターンマスクを半導体基板と共
に該第１の方向とは反対の第２の方向に移動させて、隣
接する領域を、該マスクパターンのそれぞれに対して該
第１の順序で連続的にレーザ光に曝す、請求項１９に記
載のレーザ照射システム。 - 【請求項２１】 前記第１および第２の複数のマスクパ
ターンのそれぞれが所定の幅を有しており、 前記ステージは、前記マルチパターンマスクを、該幅と
等しい第１の距離分移動させる、請求項２０に記載のレ
ーザ照射システム。 - 【請求項２２】 前記第１の順序に配置された第１の複
数のマスクパターンが、左から順に、マスク範囲１と、
これに隣接するマスク範囲２とを含み、 前記ステージが、前記マルチパターンマスクを半導体基
板と共に第１の方向に移動させて、第１の領域を、マス
ク範囲２を通してレーザ光に曝し、マスク範囲１を通し
て連続的にレーザ光に曝し、 該第１の順序とは逆の順序に配置された第２の複数のマ
スクパターンが、右から順に、マスク範囲１と、これに
隣接するマスク範囲２とを含み、 該ステージが、該マルチパターンマスクを半導体基板と
共に第２の方向に移動させて、第２の領域を、マスク範
囲２を通してレーザ光に曝し、マスク範囲１を通してレ
ーザ光に曝す、請求項２１に記載のレーザ照射システ
ム。 - 【請求項２３】 前記ステージに移動可能に取り付けら
れた半導体基板をさらに含み、 該ステージが、前記マルチパターンマスクを前記半導体
基板と共に前記第１の方向に移動させて、該半導体基板
の隣接する領域を、前記マスクパターンのそれぞれに対
して、所定の第１の順序で連続的にレーザ光に曝し、 該ステージが、該マルチパターンマスクを前記半導体基
板と共に前記第２の方向に移動させて、該半導体基板の
隣接する領域を、該マスクパターンのそれぞれに対し
て、該第１の順序で連続的にレーザ光に曝す、請求項２
０に記載のレーザ照射システム。 - 【請求項２４】 前記半導体基板は、マスク範囲２を通
して照射されたレーザ光に応じて、第１の状態になるよ
うに形成され、該半導体基板の第１の状態は、マスク範
囲２およびその後続のマスク範囲１を通して照射される
レーザ光に応じて変更される、請求項２３に記載のレー
ザ照射システム。 - 【請求項２５】 前記マルチパターンマスクが、第１の
複数の三つのマスクパターンおよび第２の複数の三つの
マスクパターンを含み、 前記ステージが、該マルチパターンマスクを前記半導体
基板と共に前記第１の方向に移動させて、第１の領域
を、マスク範囲３を通る露光量に対して曝し、マスク範
囲２を通る露光量に対して曝し、マスク範囲１を通る露
光量に対して連続的に曝し、 該半導体基板の状態は、 結晶粒子の長さが、マスク範囲３を通る露光量に応じ
て、該第１の領域において横方向に成長し、 粒子欠陥の密度が、マスク範囲２を通る露光量に応じ
て、該第１の領域において低減し、 該第１の領域の表面が、マスク範囲１を通る露光量に応
じてなめらかになるように変化する、請求項２４に記載
のレーザ照射システム。 - 【請求項２６】 前記ステージが、前記マルチパターン
マスクを前記半導体基板と共に前記第２の方向に移動さ
せて、第２の領域を、マスク範囲３を通る露光量に対し
て曝し、マスク範囲２を通る露光量に対して曝し、マス
ク範囲１を通る露光量に対して連続的に曝し、 該半導体基板の状態が、 結晶粒子の長さが、マスク範囲３を通る露光量に応じ
て、該第２の領域において横方向に成長し、 粒子欠陥の密度が、マスク範囲２を通る露光量に応じ
て、該第２の領域において低減し、 該第２の領域の表面が、マスク範囲１を通る露光量に応
じて、なめらかになるように変化する、 請求項２５に記載のレーザ照射システム。 - 【請求項２７】 半導体基板を効率的にレーザ照射する
レーザ照射システムであって、 レーザ発生部および投射レンズを含む光学系と、 第１の順序に配置された第１の複数のパターンを含む第
１のマルチパターンマスクと、 該第１の順序とは逆の順序で並べられた、該第１の複数
のパターンに対応する第２の複数のパターンを有する第
２のマルチパターンマスクと、 該光学系に対して該半導体基板を該マルチパターンマス
クと共に移動させるステージとを含むレーザ照射システ
ム。 - 【請求項２８】 前記ステージが前記第１のマルチパタ
ーンマスクを第１の方向に進めて、隣接する領域を、前
記第１のマスクパターンのそれぞれに対して、所定の第
１の順序で連続的にレーザ光に曝し、 該ステージが前記第２のマルチパターンマスクを前記半
導体基板と共に該第１の方向とは反対の第２の方向に移
動させて、隣接する領域を前記第２のマスクパターンの
それぞれに対して、第１の順序で連続的にレーザ光に曝
す、請求項２７に記載のレーザ照射システム。 - 【請求項２９】 前記第１のマルチパターンマスクの第
１の複数のマスクパターンのそれぞれが所定の幅を有し
ており、 前記第２のマルチパターンマスクの第２の複数のマスク
パターンのそれぞれが所定の幅を有しており、 前記ステージが、各マルチパターンマスクを、該幅と等
しい第１の距離分移動させる請求項２８に記載のレーザ
照射システム。 - 【請求項３０】 前記第１のマルチパターンマスクの第
１の複数のマスクパターンが、左から順に、マスク範囲
１と、これに隣接するマスク範囲２とを含む第１の順序
に配置されており、 前記ステージが、該第１のマルチパターンマスクを前記
半導体基板と共に前記第１の方向に移動させて、第１の
領域を、マスク範囲２を通る露光量に対して曝し、マス
ク範囲１を通る露光量に対して曝し、 前記第２のマルチパターンマスクの第２の複数のパター
ンが、右から順に、マスク範囲１と、これに隣接するマ
スク範囲２とを含む第１の順序とは逆の順序に配置され
ており、 前記ステージが、該第２のマルチパターンマスクを前記
半導体基板と共に前記第２の方向に移動させて、第２の
領域を、マスク範囲２を通る露光量に対して曝し、マス
ク範囲１を通る露光量に対して連続的に曝す、請求項２
９に記載のレーザ照射システム。 - 【請求項３１】 前記ステージに移動可能に取り付けら
れた半導体基板をさらに含み、 該ステージが、前記第１のマルチパターンマスクを前記
半導体基板と共に前記第１の方向に移動させて、該半導
体基板の隣接する領域を、前記第１のマスクパターンの
それぞれに対して、所定の第１の順序で連続的に曝し、 該ステージが、前記第２のマルチパターンマスクを該半
導体基板と共に該第１の方向とは反対の第２の方向に移
動させて、該半導体基板の隣接する領域を、前記第２の
マスクパターンのそれぞれに対して、該第１の順序で連
続的に曝す、請求項２８に記載のレーザ照射システム。 - 【請求項３２】 前記半導体基板が、マスク範囲２を通
して照射されるレーザ光に応じて、第１の状態になるよ
うに形成され、該半導体基板の第１の状態は、マスク範
囲２およびその後続のマスク範囲１を通して照射される
レーザ光に応じて変更される、請求項３１に記載のレー
ザ照射システム。 - 【請求項３３】 前記第１のマルチパターンマスクは第
１の複数の三つのパターンを含み、前記第２のマルチパ
ターンマスクは第２の複数の三つのパターンを含み、 前記ステージが該第１のマルチパターンマスクを前記半
導体基板と共に前記第１の方向に移動させて、第１の領
域を、マスク範囲３を通る露光量に対してレーザ光に曝
し、マスク範囲２を通る露光量に対してレーザ光に曝
し、マスク範囲１を通る露光量に対してレーザ光に曝
し、 該半導体基板の状態が、 結晶粒子の長さが、マスク範囲３を通る露光量に応じ
て、該第１の領域において横方向に成長し、 粒子欠陥の密度が、マスク範囲２を通る露光量に応じ
て、該第１の領域において低減し、 該第１の領域の表面が、マスク範囲１を通る露光量に応
じて、なめらかになるように変化する、請求項３２に記
載のレーザ照射システム。 - 【請求項３４】 前記ステージが前記第２のマルチパタ
ーンマスクを前記半導体基板と共に第２の方向に移動さ
せて、マスク範囲３を通る露光量に対してレーザ光に曝
し、マスク範囲２を通る露光量に対してレーザ光に曝
し、マスク範囲１を通る露光量に対してレーザ光に連続
的に曝し、 該半導体基板の状態が、 結晶粒子の長さが、マスク範囲３を通る露光量に応じ
て、該第２の領域において横方向に成長し、 粒子欠陥の密度が、マスク範囲２を通る露光量に応じ
て、該第２の領域において低減し、 該第２の領域の表面が、マスク範囲１を通る露光量に応
じて、なめらかにされるように変化する、請求項３３に
記載のレーザ照射システム。
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