JP2005311164A - レーザアニール装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 非晶質膜の膜質や膜厚、非晶質膜を照射するレーザ光の波長やパルス幅等の違いに応じてガラス基板上でのエネルギ密度分布を変更可能とするレーザアニール装置を提供する。
【解決手段】 レーザ光源1からの光束により第1基板Mを照明する照明光学系と、前記第1基板M上に形成されたパターンを第2基板W上に投影する投影光学系PLと、前記第2基板Wに設けられている非晶質膜の膜厚及び構造の少なくとも一方の情報に基づいて、前記第2基板W上でのエネルギ密度分布を可変するエネルギ密度分布可変手段4a,7,8,9,10,15,WSとを備えることを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】 レーザ光源1からの光束により第1基板Mを照明する照明光学系と、前記第1基板M上に形成されたパターンを第2基板W上に投影する投影光学系PLと、前記第2基板Wに設けられている非晶質膜の膜厚及び構造の少なくとも一方の情報に基づいて、前記第2基板W上でのエネルギ密度分布を可変するエネルギ密度分布可変手段4a,7,8,9,10,15,WSとを備えることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
この発明は、液晶ディスプレイや密着型イメージセンサ等に用いられる多結晶薄膜トランジスタのチャネル層を形成するためのレーザアニール装置に関するものである。
液晶ディスプレイ等の表示装置では、スイッチング素子として薄膜トランジスタが広く用いられている。通常、薄膜トランジスタに用いられるシリコン薄膜においては、ガラス基板上にアモルファス状態のシリコン薄膜(アモルファスシリコン薄膜)にエキシマレーザビームを照射することにより、アモルファスシリコン薄膜を多結晶化させてポリ状態のシリコン薄膜(ポリシリコン薄膜)を形成している。レーザビーム等の高エネルギビームを照射することにより、アモルファスシリコン薄膜はガラス基板にダメージを与えることなく急激に加熱され溶融状態となる。この後、冷却過程においてシリコンの結晶化が起こり、ある程度の粒径を有する多結晶の集合を得ることができる。
しかし、アモルファスシリコン薄膜が溶融して再凝固するまでの時間が極めて短いため、実際には溶融状態のシリコンは急冷されてポリシリコン薄膜となり、ポリシリコン薄膜の結晶粒の径は小さくなる。ここで、粒径の小さい多結晶シリコンは電子移動度が小さいため、このような多結晶シリコンを活性層として作成された薄膜トランジスタのスイッチング速度、即ち液晶ディスプレイ等の応答速度は遅くなる。従って、アモルファスシリコン薄膜からポリシリコン薄膜を形成する際に、ポリシリコン薄膜の結晶粒の径を大きくするために、ポリシリコン薄膜上でいちばん最初に凝固する領域(結晶核)を位置制御し、そこから周囲に結晶を成長させることが望ましく、そのためにはガラス基板上のエネルギ密度分布を制御する必要がある。
ここで、ガラス基板上のエネルギ密度分布を制御するために、位相差約180度の位相シフトマスクを用いて、その位相シフトマスクとガラス基板とのギャップを変更することにより、エネルギ密度分布を制御してガラス基板上にポリシリコン薄膜を形成するプロキシミティ方式によるレーザアニール装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、特許文献1に記載されているプロキシミティ方式のレーザアニール装置においては、位相シフトマスクとガラス基板との距離が短いため、位相シフトマスクが汚染され易く、かつガラス基板上でのエネルギ密度分布の位置制御が困難であり、量産するのに適していない。従って、マスク投影方式によるレーザアニール装置が提案され実用化されている。例えば、コロンビア大学により提案されたSLS(Sequential Lateral Solidification)法によれば、矩形状またはシェブロン形状のマスクパターンをオーバーラップさせながらレーザ照射することにより、ポリシリコン薄膜上でいちばん最初に凝固する領域(結晶核)を位置制御し、そこから周囲に結晶を横方向に成長させる(ラテラル成長)ことができる。
ところで、上述したように、アモルファスシリコン薄膜からポリシリコン薄膜を形成する際に、ポリシリコン薄膜の結晶粒の径を大きくするために、ポリシリコン薄膜上でいちばん最初に凝固する領域(結晶核)を位置制御し、そこから周囲に結晶を成長させることが望ましく、そのためにはガラス基板上のエネルギ密度分布を制御する必要がある。ここで、ガラス基板上でのエネルギ密度分布は、アモルファスシリコン薄膜(非晶質膜)の膜質や膜厚、アモルファスシリコン薄膜を照射するレーザ光の波長やパルス幅等により、変化する。即ち、非晶質膜の膜質や膜厚、非晶質膜を照射するレーザ光の波長やパルス幅等の違いにより、ガラス基板上における最適なエネルギ密度分布に違いが発生する。従って、従来のレーザアニール装置においては、所望の粒径を有する結晶粒を所望の位置に形成することが困難であった。
この発明の課題は、非晶質膜の膜質や膜厚、非晶質膜を照射するレーザ光の波長やパルス幅等の違いに応じてガラス基板上でのエネルギ密度分布を変更可能とするレーザアニール装置を提供することである。
請求項1記載のレーザアニール装置は、レーザ光源からの光束により第1基板を照明する照明光学系と、前記第1基板上に形成されたパターンを第2基板上に投影する投影光学系と、前記第2基板に設けられている非晶質膜の膜厚及び構造の少なくとも一方の情報に基づいて、前記第2基板上でのエネルギ密度分布を可変するエネルギ密度分布可変手段とを備えることを特徴とする。
この請求項1記載のレーザアニール装置によれば、第2基板に設けられている非晶質膜の膜厚及び構造の少なくとも一方の情報に基づいて、第2基板上でのエネルギ密度分布を可変するエネルギ密度分布可変手段を備えているため、第2基板に設けられている非晶質膜の膜厚及び構造に応じた最適なエネルギ密度分布とすることができる。従って、第2基板上に所望の大きさを有する結晶粒を形成することができる。
また、請求項2記載のレーザアニール装置は、レーザ光源からの光束により第1基板を照明する照明光学系と、前記第1基板上に形成されたパターンを第2基板上に投影する投影光学系と、前記第2基板上でのエネルギ密度分布を可変するエネルギ密度分布可変手段と、前記第2基板上に設けられている非晶質膜の膜厚及び構造の少なくとも一方の情報を入力する入力手段と、前記入力手段により入力された前記非晶質膜の膜厚及び構造の少なくとも一方の情報に基づいて、前記第2基板上での前記エネルギ密度分布が最適となる前記エネルギ密度分布可変手段の調整量を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記調整量に基づいて、前記エネルギ密度分布可変手段を駆動する駆動手段とを備えることを特徴とする。
この請求項2記載のレーザアニール装置によれば、入力手段により入力された第2基板に設けられている非晶質膜の膜厚及び構造の少なくとも一方の情報に基づいて、第2基板上でのエネルギ密度分布を可変するエネルギ密度分布可変手段を備えているため、第2基板に設けられている非晶質膜の膜厚及び構造に応じた最適なエネルギ密度分布とすることができる。従って、第2基板上に所望の大きさを有する結晶粒を形成することができる。
また、請求項3記載のレーザアニール装置は、前記エネルギ密度分布可変手段が前記投影光学系の瞳内に形成されるレーザ光源の像の大きさ及び配置の少なくとも一方を変更することにより前記第2基板上での前記エネルギ密度分布を変更することを特徴とする。
この請求項3記載のレーザアニール装置によれば、投影光学系の瞳内に形成されるレーザ光源の像の大きさ及び配置の少なくとも一方を変更することにより、第2基板に設けられている非晶質膜の膜厚及び構造に応じた最適なエネルギ密度分布とすることができる。従って、第2基板上に所望の大きさを有する結晶粒を形成することができる。
また、請求項4記載のレーザアニール装置は、前記第1基板上の前記パターンがバイナリパターン、位相シフトパターン及びハーフトーンパターンの少なくとも1つにより形成され、前記エネルギ密度分布可変手段は、前記パターンを変更することにより前記第2基板上での前記エネルギ密度分布を変更することを特徴とする。
この請求項4記載のレーザアニール装置によれば、バイナリパターン、位相シフトパターン及びハーフトーンパターンの少なくとも1つにより形成される第1基板のパターンを変更することにより、第2基板上の所望の位置のエネルギ密度分布を第2基板に設けられている非晶質膜の膜厚及び構造に応じた最適なエネルギ密度分布とすることができる。従って、第2基板上の所望の位置に結晶核(第2基板上でいちばん最初に凝固する領域)を形成することができ、第2基板上に所望の大きさを有する結晶粒を形成することができる。
また、請求項5記載のレーザアニール装置は、前記エネルギ密度分布可変手段が前記第1基板上に形成された前記パターンに基づいて、前記投影光学系の開口数を変更することにより前記第2基板上での前記エネルギ密度分布を変更することを特徴とする。
この請求項5記載のレーザアニール装置によれば、第1基板のパターンに基づいて投影光学系の開口数を変更することにより、投影光学系の開口数を第1基板のパターンに適したものとすることができる。また、第2基板に設けられている非晶質膜の膜厚及び構造に応じた最適なエネルギ密度分布とすることができるため、第2基板上の所望の位置に結晶核を形成することができ、第2基板上に所望の大きさを有する結晶粒を形成することができる。
また、請求項6記載のレーザアニール装置は、前記エネルギ密度分布可変手段が前記レーザ光源から射出される前記光束の波長を変更することにより前記第2基板上での前記エネルギ密度分布を変更することを特徴とする。
この請求項6記載のレーザアニール装置によれば、レーザ光源から射出される光束の波長を変更することにより、第2基板に設けられている非晶質膜の膜厚及び構造に応じた最適なエネルギ密度分布とすることができる。従って、第2基板上に所望の大きさを有する結晶粒を形成することができる。
また、請求項7記載のレーザアニール装置は、前記エネルギ密度分布可変手段が前記第2基板上に対する前記投影光学系のフォーカス位置を変更することにより前記第2基板上での前記エネルギ密度分布を変更することを特徴とする。
この請求項7記載のレーザアニール装置によれば、第2基板上に対する投影光学系のフォーカス位置を変更することにより、第2基板に設けられている非晶質膜の膜厚及び構造に応じた最適なエネルギ密度分布とすることができる。従って、第2基板上に所望の大きさを有する結晶粒を形成することができる。
また、請求項8記載のレーザアニール装置は、前記第2基板上での前記エネルギ密度分布を計測するエネルギ密度分布計測手段を備え、前記エネルギ密度分布可変手段は、前記エネルギ密度分布計測手段により計測された前記エネルギ密度分布に基づいて、前記第2基板上での前記エネルギ密度分布が最適となるように前記エネルギ密度分布を変更することを特徴とする。
この請求項8記載のレーザアニール装置によれば、第2基板上でのエネルギ密度分布を計測するエネルギ密度分布計測手段を備えているため、エネルギ密度分布計測手段により計測された第2基板上でのエネルギ密度分布に基づいて第2基板上でのエネルギ密度分布を変更することができる。従って、第2基板上でのエネルギ密度分布を最適にすることができるため、第2基板上の所望の位置に結晶核を形成することができ、第2基板上に所望の大きさを有する結晶粒を形成することができる。
また、請求項9記載のレーザアニール装置は、前記エネルギ密度分布可変手段が前記第2基板上での前記エネルギ密度分布の光強度の勾配が所定の勾配となるように前記照明光学系の照明条件を変更することを特徴とする。
また、請求項10記載のレーザアニール装置は、前記照明条件の変更をσ値の変更または照明形状の変更により行うことを特徴とする。
この請求項9及び請求項10記載のレーザアニール装置によれば、第2基板上でのエネルギ密度分布の光強度の勾配が所定の勾配となるように照明光学系の照明条件を変更することにより、第2基板に設けられている非晶質膜の膜厚及び構造に応じた最適なエネルギ密度分布とすることができる。従って、第2基板上の所望の位置に結晶核を形成することができ、第2基板上に所望の大きさを有する結晶粒を形成することができる。
この発明のレーザアニール装置によれば、第2基板に設けられている非晶質膜の膜厚及び構造の少なくとも一方の情報に基づいて、第2基板上でのエネルギ密度分布を可変するエネルギ密度分布可変手段を備えているため、第2基板に設けられている非晶質膜の膜厚及び構造に応じた最適なエネルギ密度分布とすることができる。従って、第2基板上の所望の位置に結晶核を形成することができ、第2基板上に所望の大きさを有する結晶粒を形成することができる。
図面を参照して、この発明の実施の形態にかかるレーザアニール装置について説明する。図1は、この発明の実施の形態にかかるレーザアニール装置の概略構成を示す図である。なお、以下の説明においては、図1中に示すXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。XYZ直交座標系は、X軸及びY軸がガラス基板(第2基板)Wに対して平行となるように設定され、Z軸がガラス基板Wに対して直交する方向に設定されている。
この実施の形態にかかるレーザアニール装置は、図1に示すように、例えばパルス発振可能なXeClエキシマレーザ(波長308nm)を供給するレーザ光源1を備えている。レーザ光源1からZ方向に沿って射出された略平行な光束は、ビーム整形光学系2に入射する。ビーム整形光学系2に入射した光束は、所定の矩形状のビームに整形され、ビーム整形光学系2から射出し、折り曲げミラー3により反射されることによりY方向に偏向された後、回折光学素子(DOE)4aに入射する。
一般に、回折光学素子は、ガラス基板に光束の波長程度のピッチを有する段差を形成することによって構成され、入射ビームを所望の角度に回折する作用を有する。具体的には、回折光学素子4aは、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、そのファーフィールド(またはフラウンホーファ回折領域)に輪帯状の光強度分布を形成する機能を有する。したがって、回折光学素子4aを介した光束は、照明光学系の照明瞳または該照明瞳の近傍に輪帯状の光強度分布、すなわち輪帯状の断面を有する光束を形成する。
また、このレーザアニール装置は、複数の回折光学素子(エネルギ密度分布可変手段)4a,4b,4cを備えており、変形照明である輪帯照明用の回折光学素子4a、変形照明である多極照明用(例えば4極照明用)の回折光学素子4b及び円形照明用の回折光学素子4cは照明光学系の照明光路に対して挿脱自在に設けられており、かつ互いに交換可能に構成されている。即ち、回折光学素子4aに代えて回折光学素子4bを照明光学系の照明光路に配置することにより多極状(例えば4極状)の断面を有する光束を形成することができる。また、回折光学素子4aに代えて回折光学素子4cを照明光学系の照明光路に配置することにより円形状の断面を有する光束を形成することができる。なお、円形照明を行う際には、後述する円錐アキシコン系7を照明光学系の照明光路から退避させる。
回折光学素子4aを通過した光束は、アフォーカルレンズ5に入射する。アフォーカルレンズ5は、その前側焦点位置と回折光学素子4aの位置とがほぼ一致し且つその後側焦点位置と図中破線で示す所定面6の位置とがほぼ一致するように設定されたアフォーカル系(無焦点光学系)である。したがって、回折光学素子4aに入射した略平行な光束は、アフォーカルレンズ5の照明瞳面に輪帯状の光強度分布を形成した後、略平行な光束となってアフォーカルレンズ5から射出される。
なお、アフォーカルレンズ5の前側レンズ群5aと後側レンズ群5bとの間の光路中において照明瞳またはその近傍には、光源側から順に、円錐アキシコン系(エネルギ密度分布可変手段)7、第1シリンドリカルレンズ対(エネルギ密度分布可変手段)8及び第2シリンドリカルレンズ対(エネルギ密度分布可変手段)9が配置されている。回折光学素子4aを通過した光束は、アフォーカルレンズ5の前側レンズ群5aを通過し、円錐アキシコン系7に入射する。
図2は、円錐アキシコン系7の概略構成を示す図である。円錐アキシコン系7は、光源側から順に、光軸AX方向に対して凹円錐状の屈折面を有する第1プリズム7a及び第1プリズム7aの凹円錐状の屈折面と互いに当接可能なように相補的に形成された凸円錐状の屈折面を有する第2プリズム7bを備えている。第1プリズム7aは光源側に平面を向け且つマスク(第1基板)M側に凹円錐状の屈折面を向けて配置されており、第2プリズム7bは光軸AX側に凸円錐状の屈折面を向け且つマスクM側に平面をむけて配置されている。
円錐アキシコン系7を構成する第1プリズム7a及び第2プリズム7bは、照明光学系の照明光路から挿脱自在に構成されており、輪帯照明または多極照明を行う場合には照明光学系の照明光路に挿入され、円形照明を行う場合には照明光学系の照明光路から退避させる。また、第1プリズム7a及び第2プリズム7bのうち少なくとも一方は光軸AXに沿って移動可能に構成されており、第1プリズム7aの凹円錐状の屈折面と第2プリズム7bの凸円錐状の屈折面との間隔が可変に構成されている。
ここで、第1プリズム7aの凹円錐状の屈折面と第2プリズム7bの凸円錐状の屈折面とが互いに当接している状態では、円錐アキシコン系7は平行平面板として機能し、後述するマイクロレンズアレイ11を介して形成される二次光源に及ぼす影響はない。しかしながら、第1プリズム7aの凹円錐状の屈折面と第2プリズム7bの凸円錐状の屈折面とを離間させると、円錐アキシコン系7は、いわゆるビームエキスパンダとして機能する。したがって、円錐アキシコン系7の間隔の変化に伴って、図1中破線で示す所定面6への入射光束の入射角度は変化する。
図3は、輪帯照明において形成される二次光源に対する円錐アキシコン系7の作用を説明するための図である。円錐アキシコン系7の間隔が0でかつ後述するズームレンズ10の焦点距離が最小値に設定された状態(以下、「標準状態」という)で形成された小さい輪帯状の二次光源130aは、円錐アキシコン系7の間隔を拡大させることにより、その幅(外径と内径との差の1/2:図中矢印で示す)が変化することなく、その外径および内径がともに拡大された輪帯状の二次光源130bに変化する。即ち、円錐アキシコン系7の作用により、輪帯状の二次光源の幅が変化することなくその輪帯比(内径/外径)および大きさ(外径)がともに変化し、ガラス基板W上のエネルギ密度分布を変更することができる。なお、円錐アキシコン系7の間隔を閉じた場合には、円になる。
図4は、第1シリンドリカルレンズ対8および第2シリンドリカルレンズ対9の概略構成を示す図である。図4に示すように、第1シリンドリカルレンズ対8は、光源側から順に、たとえばYZ平面内に負屈折力を有し且つXY平面内に無屈折力の第1シリンドリカル負レンズ8aと、同じくYZ平面内に正屈折力を有し且つXY平面内に無屈折力の第1シリンドリカル正レンズ8bとにより構成されている。一方、第2シリンドリカルレンズ対9は、光源側から順に、たとえばXY平面内に負屈折力を有し且つYZ平面内に無屈折力の第2シリンドリカル負レンズ9aと、同じくXY平面内に正屈折力を有し且つYZ平面内に無屈折力の第2シリンドリカル正レンズ9bとにより構成されている。
第1シリンドリカル負レンズ8aと第1シリンドリカル正レンズ8bとは、光軸AXを中心として一体的に回転するように構成されている。同様に、第2シリンドリカル負レンズ9aと第2シリンドリカル正レンズ9bとは、光軸AXを中心として一体的に回転するように構成されている。第1シリンドリカルレンズ対8はZ方向にパワーを有するビームエキスパンダとして機能し、第2シリンドリカルレンズ対9はX方向にパワーを有するビームエキスパンダとして機能する。また、この実施の形態においては、第1シリンドリカルレンズ対8及び第2シリンドリカルレンズ対9のパワーが同一となるように設定されている。従って、第1シリンドリカルレンズ対8及び第2シリンドリカルレンズ対9を通過した光束はZ方向及びX方向に同一のパワーにより拡大作用を受け、拡大作用を受けることによりガラス基板W上でのエネルギ密度分布を変更することができる。
アフォーカルレンズ5を介した光束は、σ値可変用のズームレンズ(エネルギ密度分布可変手段)10を介して、オプティカルインテグレータとしてのマイクロレンズアレイ11に入射する。所定面6の位置はズームレンズ10の前側焦点位置またはその近傍に配置され、マイクロレンズアレイ11の入射面はズームレンズ10の後側焦点面またはその近傍に配置されている。即ち、ズームレンズ10は、所定面6とマイクロレンズアレイ11の入射面とを実質的にフーリエ変換の関係に配置し、ひいてはアフォーカルレンズ5の照明瞳面とマイクロレンズアレイ11の入射面とを光学的に略共役に配置している。従って、マイクロレンズアレイ11の入射面上には、アフォーカルレンズ5の照明瞳面と同様に、例えば光軸AXを中心とした輪帯状の照野が形成される。この輪帯状の照野の全体形状は、ズームレンズ10の焦点距離に依存して相似的に変化する。即ち、ズームレンズ10の焦点距離に依存してマイクロレンズアレイ11によって照明瞳位置と共役な位置に形成される二次光源の大きさを相似的に変更することができ、ひいてはガラス基板W上でのエネルギ密度分布を変更することができる。
図5は、輪帯照明において形成される二次光源に対するズームレンズ10の作用を説明するための図である。標準状態で形成された輪帯状の二次光源130aは、ズームレンズ10の焦点距離を拡大させることにより、光束の光エネルギをほぼ一定に保ちながら、その全体形状が相似的に拡大された輪帯状の二次光源130cに変化する。即ち、ズームレンズ10の作用により、輪帯状の二次光源の輪帯比が変化することなく、その幅及び大きさ(外径)が共に変化する。
また、円形照明用の回折光学素子4cを照明光学系の照明光路に挿入し、かつ円錐アキシコン系7を照明光学系の照明光路から退避させることにより円形状の断面を有する光束を形成した場合には、ズームレンズ10の焦点距離を変化させることによりσ値を変更することができ、ひいてはガラス基板W上でのエネルギ密度分布を変更することができる。なお、σ値は、投影光学系PLの瞳の大きさ(直径)をR1とし、照明光学系の照明瞳に形成される二次光源と光学的に共役な投影光学系PLの瞳に形成される照明光束または光源像大きさ(直径)をR2とし、投影光学系PLのマスクM側の開口数をNAoとし、マスクMを照明する照明光学系の開口数をNAiとするとき、σ=NAi/NAo=R2/R1として定義される。
ズームレンズ10を介した光束は、マイクロレンズアレイ11に入射する。ズームレンズ10の焦点距離の変化に伴って、マイクロレンズアレイ11への入射光束の入射角度は変化する。マイクロレンズアレイ11は、縦横にかつ稠密に配列された多数の正屈折力を有する微小レンズからなる光学素子である。マイクロレンズアレイ11を構成する各微小レンズは、マスクMにおいて形成すべき照野の形状と相似な矩形上の断面を有する。マイクロレンズアレイ11に入射した光束は、多数の微小レンズにより二次元的に分割され、その後側焦点面(ひいては照明瞳)にはマイクロレンズアレイ11への入射光束によって形成される照野と略同じ光強度分布を有する二次光源、即ち光軸AXを中心とした輪帯状の実質的な面光源からなる二次光源が形成される。マイクロレンズアレイ11の後側焦点面に形成された輪帯状の二次光源からの光束は、コンデンサレンズ12を介して、マスクブラインド13を重畳的に照明する。
照明視野絞りとしてのマスクブラインド13には、マイクロレンズアレイ11を構成する各微小レンズの形状と焦点距離とに応じた矩形状の照野が形成される。マスクブラインド13の矩形状の開口部を介した光束は、結像光学系14の集光作用を受けた後、所定のパターンが形成されたマスク(第1基板)Mを重畳的に照明する。ここで、マスクMのパターンは、バイナリパターン、位相シフトパターン及びハーフトーンパターンの少なくとも1つにより形成されており、マスクMのパターンを変更することによりガラス基板W上でのエネルギ密度分布を変更することができる。マスクMのパターンを透過した光束は、そのマスクMのパターンに応じて散乱回折され、投影光学系PLを構成する開口絞り(エネルギ密度分布可変手段)15等を介し、投影光学系PLにより1/5に縮小され、基板ステージWSに載置されているガラス基板W上に結像する。
なお、投影光学系PLの開口数(NA)を規定するための開口絞り15は、投影光学系PLの瞳面またはその近傍に配置されており、開口絞り15の開口部の大きさが可変するように構成されている。従って、開口絞り15の開口部の大きさを変更することにより、投影光学系PLの開口数を変更することができ、ガラス基板W上でのエネルギ密度分布を変更することができる。また、開口絞り15の開口部の大きさを変更することにより、投影光学系PLの瞳内に形成される像の大きさ及び配置の少なくとも一方を変更することができ、ガラス基板W上でのエネルギ密度分布を変更することができる。
また、ガラス基板W、基板ステージWS及び後述するエネルギ密度分布計測部16は、窒素ガスが充填されているチャンバ17内に格納されている。基板ステージ(エネルギ密度分布可変手段)WSは、Z方向に移動可能に構成されており、Z方向に移動することによりガラス基板W上に対する投影光学系PLのフォーカス位置を変更することができる。ガラス基板W上に対する投影光学系PLのフォーカス位置を変更することにより、ガラス基板W上でのエネルギ密度分布を変更することができる。
また、この実施の形態にかかるレーザアニール装置は制御部21を備えている。制御部21には、入力部(入力手段)19及び記憶部20が接続されている。ガラス基板Wに設けられている非晶質膜の膜厚及び構造の少なくとも一方の情報は、入力部19から入力される。ここで、非晶質膜の構造には、非晶質膜の膜質(例えば、膜が密であるか、空気孔が多数あるか、膜が2層になっているか等)、非晶質膜とガラス基板とに間に下地として設けられる下地膜の膜厚や膜質、非晶質膜が一旦溶融して凝固する際の条件等が含まれる。また、ガラス基板Wに設けられる非晶質膜の膜厚及び構造のそれぞれに最適なガラス基板W上でのエネルギ密度分布の値が記憶部20に予め記憶されている。更に、記憶部20には、入力部19により入力され制御部21から出力されるガラス基板Wに設けられている非晶質膜の膜厚及び構造の少なくとも一方の情報が記憶される。
また、制御部21には、回折光学素子駆動部(駆動手段)22、アキシコン系駆動部(駆動手段)25、第1シリンドリカルレンズ対駆動部(駆動手段)26、第2シリンドリカルレンズ対駆動部(駆動手段)27、ズームレンズ駆動部(駆動手段)23、開口絞り駆動部(駆動手段)24及び基板ステージ駆動部(駆動手段)28が接続されている。
回折光学素子駆動部22は、制御部21からの制御信号に基づいて、回折光学素子4a,4b,4cの交換を必要とする場合には、照明光路中に配置されている回折光学素子に代えて照明光路中に配置される予定の回折光学素子を照明光路に配置する。アキシコン系駆動部25は、制御部21からの制御信号に基づいて円錐アキシコン系7の照明光学系の照明光路への挿入及び照明光路からの退避や、円錐アキシコン系7を構成する第1プリズム7aの凹円錐状の屈折面と第2プリズム7bの凸円錐状の屈折面との間隔の変更を行う。第1シリンドリカルレンズ対駆動部26は、制御部21からの制御信号に基づいて第1シリンドリカルレンズ対8を構成する第1シリンドリカル負レンズ8aと第1シリンドリカル正レンズ8bとを光軸AXを中心として一体的に回転させる。同様に、第2シリンドリカルレンズ対駆動部27は、制御部21からの制御信号に基づいて第2シリンドリカル負レンズ9aと第2シリンドリカル正レンズ9bとを光軸AXを中心として一体的に回転させる。ズームレンズ駆動部23は、制御部21からの制御信号に基づいてズームレンズ10の焦点距離を変化させる。開口絞り駆動部24は、制御部21からの制御信号に基づいて開口絞り15の開口部の大きさを変化させる。基板ステージ駆動部28は、制御部21からの制御信号に基づいて基板ステージWSをZ方向に移動させる。
即ち、制御部(算出手段)21は、入力部19から入力され、記憶部20に記憶されているガラス基板に設けられる各種の非晶質膜の膜厚及び構造の少なくとも一方の情報に基づいて、記憶部20に記憶されているガラス基板Wに設けられる非晶質膜の膜厚及び構造に最適なガラス基板W上でのエネルギ密度分布の値を取得する。次に、制御部21は、ガラス基板W上でのエネルギ密度分布が最適となるような回折光学素子4a〜4cのうちのいずれか1つを選択する。また、ガラス基板W上でのエネルギ密度分布が最適となるように、円錐アキシコン系7、第1シリンドリカルレンズ対8、第2シリンドリカルレンズ対9、ズームレンズ10、開口絞り15、基板ステージWSの少なくとも1つの調整量を算出する。
次に、制御部21は、選択された回折光学素子が照明光路中に配置されていない場合には、回折光学素子駆動部22を介して選択された回折光学素子を照明光路中に配置する。ここで、回折光学素子4cが選択された場合、即ち円形照明を行う場合、制御部21は、円錐アキシコン系7が照明光路中に配置されているときにはアキシコン系駆動部25を介して円錐アキシコン系7を照明光路中から退避させる。
また、制御部21は、算出された調整量に基づいて、アキシコン系駆動部25、第1シリンドリカルレンズ対駆動部26、第2シリンドリカルレンズ対駆動部27、ズームレンズ駆動部23、開口絞り駆動部24及び基板ステージ駆動部28の少なくとも1つの駆動部を介して、円錐アキシコン系7が照明光路中に配置されている場合には第1プリズム7aの凹円錐状の屈折面と第2プリズム7bの凸円錐状の屈折面との間隔の変更、第1シリンドリカル負レンズ8aと第1シリンドリカル正レンズ8bの光軸AXを中心とした回転、第2シリンドリカル負レンズ9aと第2シリンドリカル正レンズ9bの光軸AXを中心とした回転、ズームレンズ10の焦点距離の変更、開口絞り15の開口部の大きさの変更、及び基板ステージWSのZ方向への移動の少なくとも1つを行う。
また、制御部21には、ガラス基板Wを載置する基板ステージWSに設置されているエネルギ密度分布計測部16が接続されている。エネルギ密度分布計測部16は、例えばCCD等により検出される画像信号をモニタ等により観察することができる観察系を備えて構成されており、ガラス基板W上でのエネルギ密度分布を計測する。制御部21は、ガラス基板W上でのエネルギ密度分布が変更されたときに、エネルギ密度分布計測部16からの計測信号を受信し、ガラス基板W上でのエネルギ密度分布が最適値となっているか否かを確認する。
ガラス基板W上でのエネルギ密度分布が最適となっていない場合には、制御部21は、ガラス基板W上でのエネルギ密度分布が最適となるような回折光学素子を選択し、選択された回折光学素子が照明光路中に配置されていない場合には、回折光学素子駆動部22を介して回折光学素子を照明光路中に配置する。このとき、回折光学素子4cが選択され、かつ円錐アキシコン系7が照明光路中に配置されている場合には、制御部21は、アキシコン駆動部25を介して円錐アキシコン系7を照明光路中から退避させる。
また、制御部21は、ガラス基板W上でのエネルギ密度分布が最適となるように、アキシコン系駆動部25、第1シリンドリカルレンズ対駆動部26、第2シリンドリカルレンズ対駆動部27、ズームレンズ駆動部23、開口絞り駆動部24、及び基板ステージ駆動部28の少なくとも1つの駆動部を介して、円錐アキシコン系7が照明光路中に配置されている場合には第1プリズム7aの凹円錐状の屈折面と第2プリズム7bの凸円錐状の屈折面との間隔変更、第1シリンドリカル負レンズ8aと第1シリンドリカル正レンズ8bの光軸AXを中心とした回転、第2シリンドリカル負レンズ9aと第2シリンドリカル正レンズ9bの光軸AXを中心とした回転、ズームレンズ10の焦点距離の変更、開口絞り15の開口部の大きさの変更、及び基板ステージWSのZ方向への移動の少なくとも1つを行うことによりガラス基板W上でのエネルギ密度分布の調節を行う。
この実施の形態にかかるレーザアニール装置によれば、ガラス基板に設けられている非晶質膜の膜厚及び構造の少なくとも一方の情報に基づいて、ガラス基板に設けられている非晶質膜の膜厚及び構造に応じた最適なエネルギ密度分布とすることができる。即ち、回折光学素子、円錐アキシコン系、第1シリンドリカルレンズ対、第2シリンドリカルレンズ対、ズームレンズにより光束断面の形状を変更することができ、開口絞りの開口部の大きさを変更することにより投影光学系の瞳内に形成される像の大きさ及び配置の少なくとも一方を変更することができ、基板ステージをZ方向に移動させることによりガラス基板上に対する投影光学系のフォーカス位置を変更することができるため、ガラス基板上のエネルギ密度分布を最適にすることができる。従って、ガラス基板上に所望の大きさを有する結晶粒を形成することができる。
また、バイナリパターン、位相シフトパターン及びハーフトーンパターンの少なくとも1つにより形成されるマスクパターンを変更することにより、ガラス基板上の所望の位置のエネルギ密度分布をガラス基板に設けられている非晶質膜の膜厚及び構造に応じた最適なエネルギ密度分布とすることができる。更に、マスクパターンに基づいて投影光学系の開口数を変更することにより、投影光学系の開口数をマスクパターンに適したものとすることができる。従って、ガラス基板上の所望の位置に結晶核(第2基板上でいちばん最初に凝固する領域)を形成することができ、第2基板上に所望の大きさを有する結晶粒を形成することができる。
なお、この実施の形態においては、投影光学系の開口数の変更、マスクパターンの変更、回折光学素子による照明瞳面に形成される光強度分布の変更等を行うことによりガラス基板上でのエネルギ密度分布の変更を行っているが、レーザ光源から射出される光束の波長を変更することによりガラス基板上でのエネルギ密度分布の変更を行ってもよい。この場合においても、ガラス基板に設けられている非晶質膜の膜厚及び構造に応じた最適なエネルギ密度分布とすることができる。従って、ガラス基板上に所望の大きさを有する結晶粒を形成することができる。
また、この実施の形態においては、ガラス基板に設けられる非晶質膜の膜厚及び構造の少なくとも一方の情報に基づいてガラス基板W上でのエネルギ密度分布を最適化しているが、ガラス基板上でのエネルギ密度分布の光強度の勾配が所定の勾配となるように照明光学系の照明条件を変更するようにしてもよい。即ち、ガラス基板上におけるエネルギ密度分布の光強度が変化する度合(程度)が所定の度合となるように照明光学系の照明条件を変更する。また、ガラス基板に設けられる各種の非晶質膜の膜厚及び構造の少なくとも一方の情報に基づいてガラス基板W上でのエネルギ密度分布を最適化し、かつガラス基板上でのエネルギ密度分布の光強度の勾配が所定の勾配となるように照明光学系の照明条件を変更するようにしてもよい。
この場合には、ガラス基板上でのエネルギ密度分布の光強度が所定の勾配となるように照明光学系の回折光学素子の照明光学系の照明光路への挿入及び照明光路からの退避、円錐アキシコン系の照明光路への挿入及び照明光路からの退避、ズームレンズの焦点距離の変更のうちの少なくとも1つを行うことにより照明条件を変更する。即ち、円形照明におけるσ値の変更、輪帯照明や多極照明等の変形照明への変更等を行うことにより照明条件を変更する。この場合においても、ガラス基板に設けられている非晶質膜の膜厚及び構造に応じた最適なエネルギ密度分布とすることができる。従って、ガラス基板上に所望の大きさを有する結晶粒を形成することができる。
上述の実施の形態にかかるレーザアニール装置において、マスクパターンとして図6に示すような透過部L1と遮光部L2が交互に連続する1次元バイナリパターンを用いて、波長308nmのレーザ光によりガラス基板Wの照射を行い、ガラス基板W上でのエネルギ密度分布の計測を行った。ここで、透過部L1及び遮光部L2の寸法(μm)、透過率(%)、位相(π)を表1に示す。
(表1)
図7は、図8に示すような円形照明を行い、σ値が0.1、投影光学系PLの開口数(以下、NAという)が0.1の場合におけるガラス基板W上のエネルギ密度分布を示すグラフである。また、図9は、円形照明を行い、σ値が0.85、NAが0.1の場合におけるガラス基板W上のエネルギ密度分布を示すグラフである。また、図10は、NAが0.1で、かつσoutが0.85相当の1/2輪帯比の輪帯照明を行った場合におけるガラス基板W上のエネルギ密度分布を示すグラフである。なお、輪帯比は、図11に示すように、光源像の外側の半径をσout、中心遮蔽部の半径をσinとしたとき、σin/σoutとして定義される。また、図12は、4極照明を行い、NAが0.1の場合におけるガラス基板W上のエネルギ密度分布を示すグラフである。なお、4極照明とは、光束が光源像として図13に示すような4つの局所照明領域を有する光強度分布を形成する照明のことである。
(表1)
図7は、図8に示すような円形照明を行い、σ値が0.1、投影光学系PLの開口数(以下、NAという)が0.1の場合におけるガラス基板W上のエネルギ密度分布を示すグラフである。また、図9は、円形照明を行い、σ値が0.85、NAが0.1の場合におけるガラス基板W上のエネルギ密度分布を示すグラフである。また、図10は、NAが0.1で、かつσoutが0.85相当の1/2輪帯比の輪帯照明を行った場合におけるガラス基板W上のエネルギ密度分布を示すグラフである。なお、輪帯比は、図11に示すように、光源像の外側の半径をσout、中心遮蔽部の半径をσinとしたとき、σin/σoutとして定義される。また、図12は、4極照明を行い、NAが0.1の場合におけるガラス基板W上のエネルギ密度分布を示すグラフである。なお、4極照明とは、光束が光源像として図13に示すような4つの局所照明領域を有する光強度分布を形成する照明のことである。
ここで、図7,図9,図10,図12においては、ガラス基板W上に対する投影光学系PLのフォーカス位置が0μmでのエネルギ密度分布を実線、10μmでのエネルギ密度分布を破線、20μmでのエネルギ密度分布を一点鎖線で示している。図7及び図9に示すように、σ値が0.85のときと比較してσ値が0.1のときは、エネルギ密度分布の最大値が大きくなり、かつエネルギ密度分布の変化が急峻となる。また、図7,図9,図10,図12に示すように、円形照明のときと比較して輪帯照明または4極照明のときは、エネルギ密度分布の最大値が小さくなり、かつエネルギ密度分布の変化が緩やかとなる。従って、ガラス基板W上でのエネルギ密度分布の変化を急峻とするためには、変形照明(輪帯照明や4極照明)を行うより円形照明を行ったほうがよい。一方、ガラス基板W上でのエネルギ密度分布の変化を緩やかとするためには、円形照明を行うより変形照明を行ったほうがよい。
また、図14は、円形照明を行い、σ値が0.1、NAが0.15の場合におけるガラス基板W上のエネルギ密度分布を示すグラフである。また、図15は図7に示すエネルギ密度分布を微分した図であり、図16は図14に示すエネルギ密度分布を微分した図である。即ち、横軸は位置(μm)、縦軸は位置の変化ΔXに対するエネルギ密度変化ΔIの比ΔI/ΔXを示しており、ΔI/ΔXの絶対値|ΔI/ΔX|の値(勾配値)が大きくなるとエネルギ密度分布の勾配が急峻である。
ここで、波長308nmであって出力が1J/pulseのレーザ光を用い、レーザアニール装置を構成する照明光学系及び投影光学系PLの総透過率が40%である場合、ガラス基板面上10mm×10mmの範囲を均一に照射したときのエネルギ密度は400mJ/cm2である。従って、例えば|ΔI/ΔX|=1であって、ガラス基板面上10mm×10mmの範囲を均一に照射したときのエネルギ密度が400mJ/cm2である場合、エネルギ密度分布の勾配値|ΔI/ΔX|は4000J/cm3となる。なお、このエネルギ密度分布の勾配値は、照明光学系や投影光学系PLの総透過率、投影光学系PLの開口数、σ値を変更することにより、任意に変更可能である。
図7及び図14に示すように、NAが0.1のときとNAが0.15のときの両方において、フォーカス位置が変化した場合であってもエネルギ密度分布の最大値を示す位置は変化しない。これに対して、図15に示すように、NAが0.1のときにはフォーカス位置が変化した場合にエネルギ密度分布の勾配最大値の位置は変化しないが、図16に示すように、NAが0.15のときにはフォーカス位置が変化した場合にエネルギ密度分布の勾配最大値の位置は変化する。従って、NAが0.1のときと比較してNAが0.15のときでの照明は、ガラス基板Wのうねり等によるフォーカス位置の変化に対して安定したエネルギ密度分布を得ることができず、所望の位置に安定した大きな径を有する結晶粒を形成するのは困難である。
また、図示していないが、σ値が0.1〜0.85、NAが0.13〜0.1の照明条件の場合においては、ガラス基板W面に対するフォーカス位置が変化した場合であってもエネルギ分布密度の勾配最大値の位置はほぼ変化することなく、勾配も大きくなる。また、輪帯照明及び4極照明においては、NAが0.15のときは、NAが0.1ときと比較してエネルギ密度分布の勾配最大値が大きくなる。
即ち、実施例1によれば、実施例1にかかるマスクパターンを波長308nmのレーザ光により照射する場合には、NAと照明条件を組み合わせることによりガラス基板面に対するフォーカス位置の変化に対して安定したエネルギ密度分布の勾配最大値及び最大値の位置を制御することができる。
上述の実施の形態にかかるレーザアニール装置において、マスクパターンとして図17に示すような透過部L1,L3と遮光部L2を有し、透過部L1と透過部L3との位相差がλ/2である位相シフトパターンを用いて、波長308nmのレーザ光によりガラス基板Wの照射を行い、ガラス基板W上でのエネルギ密度分布の計測を行った。ここで、透過部L1,L3及び遮光部L2の寸法(μm)、透過率(%)、位相(π)を表2に示す。
(表2)
図18は、円形照明を行い、σ値が0.1、投影光学系PLの開口数(以下、NAという)が0.1の場合におけるガラス基板W上のエネルギ密度分布を示すグラフである。また、図19は、円形照明を行い、σ値が0.85、NAが0.1の場合におけるガラス基板W上のエネルギ密度分布を示すグラフである。また、図20は、NAが0.1で、かつσoutが0.85相当の1/2輪帯比の輪帯照明を行った場合におけるガラス基板W上のエネルギ密度分布を示すグラフである。また、図21は、4極照明を行い、NAが0.1の場合におけるガラス基板W上のエネルギ密度分布を示すグラフである。
(表2)
図18は、円形照明を行い、σ値が0.1、投影光学系PLの開口数(以下、NAという)が0.1の場合におけるガラス基板W上のエネルギ密度分布を示すグラフである。また、図19は、円形照明を行い、σ値が0.85、NAが0.1の場合におけるガラス基板W上のエネルギ密度分布を示すグラフである。また、図20は、NAが0.1で、かつσoutが0.85相当の1/2輪帯比の輪帯照明を行った場合におけるガラス基板W上のエネルギ密度分布を示すグラフである。また、図21は、4極照明を行い、NAが0.1の場合におけるガラス基板W上のエネルギ密度分布を示すグラフである。
ここで、図18〜図21においては、ガラス基板W上に対する投影光学系PLのフォーカス位置が0μmでのエネルギ密度分布を実線、10μmでのエネルギ密度分布を破線、20μmでのエネルギ密度分布を一点鎖線で示している。図18及び図19に示すように、σ値が0.85のときと比較してσ値が0.1のときは、エネルギ密度分布の最大値が大きくなり、かつエネルギ密度分布の変化が急峻となる。また、図18〜図21に示すように、円形照明のときと比較して輪帯照明または4極照明のときは、エネルギ密度分布の最大値が小さくなり、かつエネルギ密度分布の変化が緩やかとなる。従って、ガラス基板W上でのエネルギ密度分布の変化を急峻とするためには、変形照明(輪帯照明や4極照明)を行うより円形照明を行ったほうがよい。一方、ガラス基板W上でのエネルギ密度分布の変化を緩やかとするためには、円形照明を行うより変形照明を行ったほうがよい。
また、図22は、円形照明を行い、σ値が0.1、NAが0.15の場合におけるガラス基板W上のエネルギ密度分布を示すグラフである。また、図23は、図18に示すエネルギ密度分布を微分した図である。また、図24は、図22に示すエネルギ密度分布を微分した図である。図18及び図22に示すように、NAが0.1のときとNAが0.15のときの両方において、フォーカス位置が変化した場合であってもエネルギ密度分布の最大値を示す位置は変化しない。これに対して、図23に示すように、NAが0.1のときにはフォーカス位置が変化した場合にエネルギ密度分布の最大勾配値の位置は変化しないが、図24に示すように、NAが0.15のときにはフォーカス位置が変化した場合にエネルギ密度分布の最大勾配値の位置は著しく変化する。
また、図示していないが、σ値が0.1〜0.85、NAが0.1の照明条件の場合においては、フォーカス位置が変化した場合にエネルギ密度分布の勾配変化が少なく、勾配最大値の位置もほぼ変化しない。一方、図示していないが、輪帯照明及び4極照明の場合においては、フォーカス位置が変化した場合にエネルギ密度分布の勾配変化が大きくなり、勾配最大値の位置も変化する。
従って、NAが0.15での照明、輪帯照明及び4極照明は、ガラス基板Wのうねり等によるフォーカス位置の変化に対して安定したエネルギ密度分布を得ることができず、所望の位置に安定した大きな径を有する結晶粒を形成するのは困難である。一方、NAが0.1、照明条件であるσ値が0.1の組み合わせがフォーカス変化に対して安定したエネルギ密度分布を有する最適な条件である。
実施例1及び実施例2によれば、一般的に、透過部の寸法をSI(μm)、遮光部の寸法をST(μm)とし、SIとSTの和をL(μm)としたとき、最適なNAはNA<(λ/L)×(3/2)となる。例えば、λ=0.308μm、SI=3μm、ST=1μm、L=4μmとしたとき、NA<0.116が最適なNAとなる。
また、エネルギ密度分布の勾配量|ΔI/ΔX|が大きいことが望ましい場合には、上述のNAの条件とともにσ値が0.1〜0.85であることが望ましい。更に、エネルギ密度分布の勾配量|ΔI/ΔX|が1以上であることが望ましい場合には、上述のNAの条件とともにσ値が0.1〜0.5であることが望ましい。一方、エネルギ密度分布の勾配量|ΔI/ΔX|が小さいことが望ましい場合には、上述のNAの条件とともに輪帯照明、4極照明等の中心遮蔽による変形照明が最適である。
1…レーザ光源、4a,4b,4c…回折光学素子、5…アフォーカルレンズ、7…円錐アキシコン系、8,9…シリンドリカルレンズ対、10…ズームレンズ、11…マイクロレンズアレイ、12…コンデンサー光学系、13…マスクブラインド、14…結像光学系、15…開口絞り、16…エネルギ密度分布計測部、17…チャンバ、19…入力部、20…記憶部、21…制御部、22…回折光学素子駆動部、23…ズームレンズ駆動部、24…開口絞り駆動部、25…アキシコン系駆動部、26…第1シリンドリカルレンズ対駆動部、27…第2シリンドリカルレンズ対駆動部、28…基板ステージ駆動部、M…マスク、PL…投影光学系、W…ガラス基板、WS…基板ステージ。
Claims (10)
- レーザ光源からの光束により第1基板を照明する照明光学系と、
前記第1基板上に形成されたパターンを第2基板上に投影する投影光学系と、
前記第2基板に設けられている非晶質膜の膜厚及び構造の少なくとも一方の情報に基づいて、前記第2基板上でのエネルギ密度分布を可変するエネルギ密度分布可変手段と
を備えることを特徴とするレーザアニール装置。 - レーザ光源からの光束により第1基板を照明する照明光学系と、
前記第1基板上に形成されたパターンを第2基板上に投影する投影光学系と、
前記第2基板上でのエネルギ密度分布を可変するエネルギ密度分布可変手段と、
前記第2基板上に設けられている非晶質膜の膜厚及び構造の少なくとも一方の情報を入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された前記非晶質膜の膜厚及び構造の少なくとも一方の情報に基づいて、前記第2基板上での前記エネルギ密度分布が最適となる前記エネルギ密度分布可変手段の調整量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記調整量に基づいて、前記エネルギ密度分布可変手段を駆動する駆動手段と
を備えることを特徴とするレーザアニール装置。 - 前記エネルギ密度分布可変手段は、前記投影光学系の瞳内に形成される前記レーザ光源の像の大きさ及び配置の少なくとも一方を変更することにより前記第2基板上での前記エネルギ密度分布を変更することを特徴とする請求項1または請求項2記載のレーザアニール装置。
- 前記第1基板上の前記パターンは、バイナリパターン、位相シフトパターン及びハーフトーンパターンの少なくとも1つにより形成され、
前記エネルギ密度分布可変手段は、前記パターンを変更することにより前記第2基板上での前記エネルギ密度分布を変更することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載のレーザアニール装置。 - 前記エネルギ密度分布可変手段は、前記第1基板上に形成された前記パターンに基づいて、前記投影光学系の開口数を変更することにより前記第2基板上での前記エネルギ密度分布を変更することを特徴とする請求項4記載のレーザアニール装置。
- 前記エネルギ密度分布可変手段は、前記レーザ光源から射出される前記光束の波長を変更することにより前記第2基板上での前記エネルギ密度分布を変更することを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載のレーザアニール装置。
- 前記エネルギ密度分布可変手段は、前記第2基板上に対する前記投影光学系のフォーカス位置を変更することにより前記第2基板上での前記エネルギ密度分布を変更することを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載のレーザアニール装置。
- 前記第2基板上での前記エネルギ密度分布を計測するエネルギ密度分布計測手段を備え、
前記エネルギ密度分布可変手段は、前記エネルギ密度分布計測手段により計測された前記エネルギ密度分布に基づいて、前記第2基板上での前記エネルギ密度分布が最適となるように前記エネルギ密度分布を変更することを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか一項に記載のレーザアニール装置。 - 前記エネルギ密度分布可変手段は、前記第2基板上での前記エネルギ密度分布の光強度の勾配が所定の勾配となるように前記照明光学系の照明条件を変更することを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載のレーザアニール装置。
- 前記照明条件の変更は、σ値の変更または照明形状の変更により行うことを特徴とする請求項9記載のレーザアニール装置。
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- 2004-04-23 JP JP2004128059A patent/JP2005311164A/ja active Pending
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