JP2013021353A - Systems and methods for implementing interaction between laser shaped as line beam and film deposited on substrate - Google Patents

Systems and methods for implementing interaction between laser shaped as line beam and film deposited on substrate Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide systems and methods for positioning a film for interaction with a laser shaped as a line beam and for controlling parameters of the shaped line beam, for example, to melt an amorphous silicon film, for example, to crystallize the film for the purpose of manufacturing thin film transistors (TFTs).SOLUTION: A laser crystallization apparatus and method are provided for selectively melting a film such as amorphous silicon that is deposited on a substrate. The apparatus may comprise an optical system for producing stretched laser pulses for use in melting the film. In another aspect of an embodiment of the present invention, a system and a method are provided for stretching a laser pulse. In further another aspect, a system is provided for maintaining a divergence of a pulsed laser beam (stretched or non-stretched) at a location along a beam path within a predetermined range.

Description

関連出願への相互参照
本発明は、2005年5月26日出願の米国特許出願第11/138、100号に対する優先権を請求するものであり、現在では米国特許第6、693、939号である2002年5月7日出願の「ビーム送出を備えたレーザリソグラフィ光源」という名称の米国特許出願第10/141、216号の一部継続出願である2003年11月13日出願の「長時間遅延高TISパルスストレッチャ」という名称の米国特許出願第10/712、545号の一部継続出願である。これらの文献の全ての開示は、この記載により、本明細書において引用により組み込まれるものとする。
本発明はまた、2004年2月18日出願の「超高エネルギ高安定性ガス放電レーザ表面処理システム」という名称の米国特許出願第10/781、251号の一部継続出願である。
本発明はまた、2003年4月29日出願の「ビーム送出及びビーム指向制御を備えたリソグラフィレーザ」という名称の米国特許出願第10/425、361号の一部継続出願である。
本発明は、ラインビームとして成形されたレーザとの相互作用に対して膜を位置決めし、かつ例えばアモルファスシリコン膜を溶融させて例えば薄膜トランジスタ(TFT)を製造するために膜を結晶化するように成形ラインビームのパラメータを制御するためのシステム及び方法に関する。
CROSS REFERENCE The present invention to related application is claims priority to May 26, U.S. Patent Application No. 11 / 138,100, filed 2005, now US Patent No. 6,693,939 A long time application filed on Nov. 13, 2003, which is a continuation-in-part of US patent application Ser. No. 10 / 141,216, entitled “Laser Lithographic Light Source with Beam Delivery”, filed May 7, 2002. This is a continuation-in-part application of US patent application Ser. The entire disclosures of these documents are hereby incorporated by reference herein.
The present invention is also a continuation-in-part of US patent application Ser. No. 10 / 781,251 entitled “Ultra High Energy High Stability Gas Discharge Laser Surface Treatment System” filed on Feb. 18, 2004.
The present invention is also a continuation-in-part of US patent application Ser. No. 10 / 425,361, filed Apr. 29, 2003, entitled “Lithography laser with beam delivery and beam pointing control”.
The present invention positions the film against interaction with a laser shaped as a line beam and shapes the film to crystallize, for example, to melt an amorphous silicon film to produce a thin film transistor (TFT), for example. The present invention relates to a system and method for controlling line beam parameters.

基板、例えばガラス上に堆積されたアモルファスシリコン膜のレーザによる結晶化は、比較的高い電子移動度を有する材料膜の製造を目的とした有望な技術を代表している。結晶化された状態で、この材料は、次に、薄膜トランジスタ(TFT)、及び1つの特定の用途における比較的大型の液晶ディスプレイ(LCD)での使用に適切なTFTの製造に使用することができる。結晶化シリコン膜の他の用途として、「有機LED(OLED)」及び「システム・オン・パネル(SOP)」を含むことができる。より定量的には、約90nmの厚み及び約70mm又はそれよりも長い幅を有する膜を迅速に結晶化することができる大量生産システムが近い将来に市販されると考えられる。光学的にラインビームに形成されたパルスレーザ、例えば第1の軸、例えば短軸に集束されて第2の軸、例えば長軸に拡張されるレーザを使用して、この工程を実行することができる。一般的に、第1及び第2の軸は、相互に直交し、両方の軸は、膜に向けて進む中央光線と実質的に直交する。レーザ結晶化のための例示的なラインビームは、約20ミクロン未満のビーム幅及び約700mmのビーム長を有することができる。この構成を用いて、膜をビーム幅に平行な方向に走査するか又は段階的に進め、連続的に溶融させて、例えば700mm又はそれよりも長い実質的な長さを有する膜を結晶化することができる。   Crystallization by laser of an amorphous silicon film deposited on a substrate, for example glass, represents a promising technique aimed at producing a material film having a relatively high electron mobility. Once crystallized, this material can then be used to make TFTs suitable for use in thin film transistors (TFTs) and relatively large liquid crystal displays (LCDs) in one particular application. . Other applications of crystallized silicon films can include “organic LEDs (OLED)” and “system on panel (SOP)”. More quantitatively, it is believed that a mass production system capable of rapidly crystallizing a film having a thickness of about 90 nm and a width of about 70 mm or longer will be commercially available in the near future. This step can be carried out using a pulsed laser optically formed into a line beam, for example a laser focused on a first axis, for example a short axis and extended to a second axis, for example a long axis. it can. In general, the first and second axes are orthogonal to each other, and both axes are substantially orthogonal to the central ray traveling toward the membrane. An exemplary line beam for laser crystallization can have a beam width of less than about 20 microns and a beam length of about 700 mm. Using this configuration, the film is scanned or stepped in a direction parallel to the beam width and continuously melted to crystallize a film having a substantial length, for example 700 mm or longer. be able to.

一部の場合には、溶融中に、予め選択したエネルギ密度範囲に制御されたレーザエネルギ密度にシリコン膜の各部が露出されていることを保証することが望ましいであろう。特に、成形ラインビームに沿った位置に対しては、予め選択した範囲へのエネルギ密度制御が一般的に所望され、ラインビームがシリコン膜に対して走査される時に若干一定のエネルギ密度が望ましい。エネルギ密度レベルが高いと、膜が流動し、望ましくない「かすれ」、すなわち、非平坦表面プロフィール及び粒子品質不良をもたらす場合がある。この不均一な膜材料の分布は、多くの場合に「凝集」と呼ばれ、結晶化膜をある一定の用途に対して不適なものにする可能性がある。それに反して、エネルギ密度レベルが低いと、溶融が不完全になり、粒子品質不良をもたらす場合がある。エネルギ密度を制御することによって、実質的に均質な特性を有する膜を達成することができる。
露出膜内のエネルギ密度に影響を与える可能性がある1つの要因は、パルスレーザの焦点深度(DOF)に対する薄膜の空間的関係である。このDOFは、集束レンズに依存するが、20ミクロンのビーム幅を有するラインビームを生成するように構成された典型的なレンズシステムの場合、良好なDOF概算値は、約20ミクロンと考えられる。
In some cases it may be desirable to ensure that portions of the silicon film are exposed to a laser energy density that is controlled to a preselected energy density range during melting. In particular, for positions along the shaped line beam, energy density control to a preselected range is generally desired, and a somewhat constant energy density is desirable when the line beam is scanned over the silicon film. High energy density levels can cause the film to flow, leading to undesirable “fading”, ie, a non-planar surface profile and poor particle quality. This non-uniform distribution of film material is often referred to as “aggregation” and can make the crystallized film unsuitable for certain applications. On the other hand, low energy density levels can result in incomplete melting and poor particle quality. By controlling the energy density, a film having substantially homogeneous properties can be achieved.
One factor that can affect the energy density in the exposed film is the spatial relationship of the thin film to the depth of focus (DOF) of the pulsed laser. This DOF depends on the focusing lens, but for a typical lens system configured to produce a line beam having a beam width of 20 microns, a good DOF estimate is considered to be about 20 microns.

上記を念頭に置いて、シリコン膜の完全にレーザのDOF内にある部分は、シリコン膜の部分的にのみレーザDOF内にある部分とは異なるエネルギ密度を受けることになることは認められるものとする。すなわち、シリコン膜、ガラス基板、及びガラス基板を保持する真空チャック表面の表面変動は、不明な僅か数ミクロの変動でさえも、膜の位置間での不要なエネルギ密度変動をもたらす可能性がある。更に、管理された製造条件下でさえも、全体的な表面変動(すなわち、真空チャック+ガラス基板+膜)は、約35ミクロンになる可能性がある。これらの表面変動は、僅か約20ミクロンのDOFを有する集束した細いビームに対して特に問題になる可能性があることは認められるものとする。   With the above in mind, it will be appreciated that the portion of the silicon film that is completely within the laser DOF will experience a different energy density than the portion of the silicon film that is only partially within the laser DOF. To do. That is, surface fluctuations on the silicon film, glass substrate, and vacuum chuck surface holding the glass substrate, can result in unwanted energy density fluctuations between film positions, even with only a few micro fluctuations that are unknown. . Furthermore, even under controlled manufacturing conditions, the overall surface variation (ie, vacuum chuck + glass substrate + film) can be about 35 microns. It will be appreciated that these surface variations can be particularly problematic for focused narrow beams having a DOF of only about 20 microns.

表面変動に加えて、成形ラインビームに対する不要の膜移動も、エネルギ密度の変動を引き起こす可能性がある。例えば、ステージ振動中に小さな移動が発生する可能性がある。また、成形ラインビームに対するステージのアラインメントが不適切及び/又は走査面に対するステージのアラインメントが不適切であると、不要なエネルギ密度変動をもたらす可能性がある。
膜の位置間でエネルギ密度の変動をもたらす可能性がある他の要因は、走査中のレーザ出力特性の変化(例えば、パルスエネルギ、ビーム指向、ビーム発散、波長、帯域幅、パルス持続時間などの変化)を含むことができる。更に、成形ラインビームの位置及び安定性、及び走査中のビーム焦点(すなわち、形状)の品質も、エネルギ密度の均一性に影響を与える可能性がある。
上記を念頭に置いて、本出願人は、成形ラインビームと基板上に堆積された膜との間の相互作用を実現するためのいくつかのシステム及び方法を開示する。
In addition to surface variations, unwanted film movement relative to the shaped line beam can also cause energy density variations. For example, a small movement may occur during stage vibration. Also, improper alignment of the stage to the shaped line beam and / or improper alignment of the stage to the scan plane can result in unwanted energy density fluctuations.
Other factors that can lead to energy density variations between film positions include changes in laser power characteristics during scanning (eg, pulse energy, beam pointing, beam divergence, wavelength, bandwidth, pulse duration, etc. Change). In addition, the position and stability of the shaped line beam and the quality of the beam focus (ie, shape) during the scan can also affect the energy density uniformity.
With the above in mind, Applicants disclose several systems and methods for achieving interaction between a shaped line beam and a film deposited on a substrate.

成形ビームが短軸と長軸を形成するような膜が堆積した基板との相互作用に好適なパルス特性を有するパルスを生成するためのシステム及び方法を開示する。本発明の実施形態の1つの態様では、レーザパルスを伸張するためのシステム及び方法を提供する。このシステムは、前記パルスの第1の部分を第1のビーム経路に沿って導き、かつ前記パルスの第2の部分を第2の遅延ビーム経路に沿って導くためのビームスプリッタと、前記遅延ビーム経路に沿って配置され、前記第2のビーム部分を反転させるように配置され、かつ、前記ビームスプリッタと協力して、反転された第2のビーム部分の少なくとも一部を前記第1のビーム経路に配置する複数の反射素子とを含むことができる。   Disclosed are systems and methods for generating pulses having pulse characteristics suitable for interaction with a film deposited substrate such that a shaped beam forms a short axis and a long axis. In one aspect of embodiments of the present invention, systems and methods are provided for stretching laser pulses. The system includes a beam splitter for directing a first portion of the pulse along a first beam path and a second portion of the pulse along a second delayed beam path; and the delayed beam Arranged along a path, arranged to invert the second beam part, and in cooperation with the beam splitter, at least a part of the inverted second beam part is transferred to the first beam path. And a plurality of reflective elements disposed on the surface.

本発明の実施形態の別の態様では、ビーム経路に沿ったある位置でパルスレーザビームの発散を予め決められた範囲に維持するためのシステム及び方法を提供する。このシステムは、調節可能なビーム拡大器と、発散を測定し、かつそれを示す信号を生成するための手段と、前記信号に応答して前記ビーム拡大器を調節し、かつ前記パルスレーザビームの発散を前記予め決められた範囲に維持するコントローラとを含むことができる。   Another aspect of embodiments of the present invention provides a system and method for maintaining the divergence of a pulsed laser beam within a predetermined range at a location along the beam path. The system includes an adjustable beam expander, means for measuring a divergence and generating a signal, adjusting the beam expander in response to the signal, and the pulsed laser beam And a controller for maintaining divergence within the predetermined range.

本発明の実施形態の更に別の態様では、基板上に堆積された膜を選択的に溶融させるためのレーザ結晶化装置及び方法を提供する。この装置は、パルスレーザ出力ビームを生成するレーザ源と、前記レーザ出力ビーム内のパルスを伸張してパルスストレッチャ出力を生成する光学システムと、前記パルスストレッチャ出力からラインビームを生成する光学装置とを含むことができる。   In yet another aspect of embodiments of the present invention, a laser crystallization apparatus and method for selectively melting a film deposited on a substrate is provided. The apparatus includes a laser source that generates a pulsed laser output beam, an optical system that generates a pulse stretcher output by stretching pulses in the laser output beam, and an optical apparatus that generates a line beam from the pulse stretcher output. Can be included.

本発明の実施形態の更に別の態様では、膜と成形ビームとの相互作用中に、膜でエネルギ密度を予め決められた範囲に維持するためのシステム及び方法を提供する。このシステムは、膜と集束レンズとの間の距離を測定するための自動焦点センサと、前記測定を利用して光源パラメータを調整して、前記膜で前記エネルギ密度を前記予め選択した範囲に維持するコントローラとを含むことができる。   In yet another aspect of embodiments of the present invention, systems and methods are provided for maintaining energy density in a predetermined range at the film during the interaction between the film and the shaped beam. The system uses an autofocus sensor to measure the distance between the membrane and the focusing lens, and adjusts light source parameters using the measurement to maintain the energy density in the preselected range at the membrane. And a controller.

アモルファスシリコン膜を結晶化する例示的な製造システムの主要構成要素の概略図である。1 is a schematic diagram of the main components of an exemplary manufacturing system for crystallizing an amorphous silicon film. FIG. 基板上に堆積された膜にラインビームが集束されているか否かを判断するための装置を示す図である。It is a figure which shows the apparatus for determining whether a line beam is focused on the film | membrane deposited on the board | substrate. 3つの例示的なビーム、すなわち、テーブル平面に最良の焦点を有する第1のビームと、テーブル平面から10ミクロンのところに最良の焦点を有する第2のビームと、テーブル平面から15ミクロンのところに最良の焦点を有する第3のビームとに対する短軸ビームの関数としての強度変動を示すグラフである。Three exemplary beams: a first beam having the best focus on the table plane, a second beam having the best focus at 10 microns from the table plane, and 15 microns from the table plane FIG. 6 is a graph showing intensity variation as a function of a short-axis beam for a third beam having the best focus. 横成長長さの関数としてのエネルギ密度を示し、かつ部分的溶融及び凝集が発生する場合がある領域を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing an energy density as a function of lateral growth length and a region where partial melting and agglomeration may occur. ラインビームとの相互作用中に加工物を保持するための真空チャックアセンブリの斜視図である。1 is a perspective view of a vacuum chuck assembly for holding a workpiece during interaction with a line beam. FIG. ラインビームとの相互作用に対してシリコン膜を位置決めするためのシステムを示すと共にその使用法を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing a system for positioning a silicon film for interaction with a line beam and its usage. FIG. ラインビームとの相互作用に対してシリコン膜を位置決めするためのシステムを示すと共にその使用法を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing a system for positioning a silicon film for interaction with a line beam and its usage. FIG. ラインビームとの相互作用に対してシリコン膜を位置決めするためのシステムを示すと共にその使用法を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing a system for positioning a silicon film for interaction with a line beam and its usage. FIG. ラインビームとの相互作用に対してシリコン膜を位置決めするためのシステムを示すと共にその使用法を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing a system for positioning a silicon film for interaction with a line beam and its usage. FIG. ラインビームとの相互作用に対してシリコン膜を位置決めするためのシステムを示すと共にその使用法を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing a system for positioning a silicon film for interaction with a line beam and its usage. FIG. ラインビームとの相互作用に対してシリコン膜を位置決めするためのシステムを示すと共にその使用法を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing a system for positioning a silicon film for interaction with a line beam and its usage. FIG. ラインビームとの相互作用に対してシリコン膜を位置決めするためのシステムを示すと共にその使用法を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing a system for positioning a silicon film for interaction with a line beam and its usage. FIG. ラインビームとの相互作用に対してシリコン膜を位置決めするためのシステムを示すと共にその使用法を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing a system for positioning a silicon film for interaction with a line beam and its usage. FIG. ラインビームとの相互作用に対してシリコン膜を位置決めするためのシステムを示すと共にその使用法を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing a system for positioning a silicon film for interaction with a line beam and its usage. FIG. ラインビームとの相互作用に対してシリコン膜を位置決めするためのシステムを示すと共にその使用法を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing a system for positioning a silicon film for interaction with a line beam and its usage. FIG. ラインビームとの相互作用に対してシリコン膜を位置決めするためのシステムを示すと共にその使用法を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing a system for positioning a silicon film for interaction with a line beam and its usage. FIG. ラインビームとの相互作用に対してシリコン膜を位置決めするためのシステムを示すと共にその使用法を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing a system for positioning a silicon film for interaction with a line beam and its usage. FIG. ラインビームとの相互作用に対してシリコン膜を位置決めするためのシステムを示すと共にその使用法を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing a system for positioning a silicon film for interaction with a line beam and its usage. FIG. ラインビームとの相互作用に対してシリコン膜を位置決めするためのシステムを示すと共にその使用法を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing a system for positioning a silicon film for interaction with a line beam and its usage. FIG. ラインビームとの相互作用に対してシリコン膜を位置決めするためのシステムを示すと共にその使用法を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing a system for positioning a silicon film for interaction with a line beam and its usage. FIG. ラインビームとの相互作用に対してシリコン膜を位置決めするためのシステムを示すと共にその使用法を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing a system for positioning a silicon film for interaction with a line beam and its usage. FIG. ラインビームとの相互作用に対してシリコン膜を位置決めするためのシステムを示すと共にその使用法を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing a system for positioning a silicon film for interaction with a line beam and its usage. FIG. 本発明の実施形態の態様を示す図1に示すシステムの一部の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a portion of the system shown in FIG. 1 illustrating aspects of an embodiment of the present invention. 6ミラーパルスストレッチャの詳細図である。It is a detailed view of a 6 mirror pulse stretcher. 拡張パルス及び非拡張パルスに関する強度と時間のプロットを示す図である。FIG. 6 is a plot of intensity and time for extended and non-extended pulses. 非拡張パルスと比較した時の拡張パルスの垂直方向の均一性の増加を示す強度と垂直方向の幅のプロットを示す図である。FIG. 5 is a plot of intensity and vertical width showing an increase in vertical uniformity of an extended pulse when compared to a non-extended pulse. 2つの軸において独立して調節可能な能動制御可能ビーム拡大器を示す図である。FIG. 4 shows an actively controllable beam expander that can be independently adjusted in two axes.

初めに図1を参照すると、アモルファスシリコン膜12を結晶化する全体的にシステム10と指定された例示的な製造システムの主要構成要素の縮尺通りではない概略図が示されている。図示のように、システム10は、パルスレーザビームを生成するレーザ源20と、パルス持続時間を増大するためのパルスストレッチャ22と、能動的にビームを誘導する機構及び/又は能動ビーム拡大器を有することができるビーム送出ユニット24とを含むことができる。システム10は、1つ又はそれよりも多くのビーム特性、例えば、波面及び/又はビーム指向を測定し、かつ能動誘導ユニット及び/又は能動ビーム拡大器によって使用される制御信号を生成するための安定化方法モジュール26を更に含むことができる。また、システム10は、ビーム均質化、ビーム成形、及び/又はビーム集束を目的とした光学器械モジュール28と、例えばガラスとすることができる基板32上に堆積されたシリコン膜12を保持かつ位置決めするための可動ステージシステム30とを含むことができる。   Referring initially to FIG. 1, a schematic diagram that is not to scale of the major components of an exemplary manufacturing system, generally designated as system 10, for crystallizing amorphous silicon film 12 is shown. As shown, the system 10 includes a laser source 20 that generates a pulsed laser beam, a pulse stretcher 22 for increasing the pulse duration, a mechanism for actively guiding the beam, and / or an active beam expander. And a beam delivery unit 24 that can. The system 10 is stable for measuring one or more beam characteristics, eg, wavefront and / or beam pointing, and generating control signals used by the active guidance unit and / or active beam expander. The processing method module 26 may be further included. The system 10 also holds and positions an optical instrument module 28 for beam homogenization, beam shaping, and / or beam focusing, and a silicon film 12 deposited on a substrate 32, which may be, for example, glass. And a movable stage system 30 for.

概要としては、図1に示すと共に以下でより詳細に説明するシステム10は、約20ミクロン又はそれ未満の膜12での幅(短軸)、700mm又はそれよりも長い長さ(長軸)、及び約10ミクロンから20ミクロンまでの焦点深度(DOF)を有する集束細ビーム34、例えばラインビームを生成するように構成することができる。集束細ビームの各パルスを使用して、ストリップ状のアモルファスシリコンを溶融させることができる。次に、このストリップを結晶化する。特に、ストリップは、粒子が短軸と平行な方向に成長する横成長過程で結晶化する。粒子は、縁部から内方に(短軸に平行に)成長し、シリコン膜の平面から延びるストリップの中心に沿ってリッジ部(いわゆる粒度境界突出部)を作成することを満たす。次に、第1のストリップに平行でありかつその一部と重なり合う第2のストリップを露出させるために、ステージが区分的又は連続的に移動される。露出中、第2のストリップは、溶融し、その後に再結晶化する。リッジ部を再度溶融させるのに十分な重複を利用することができる。リッジ部を再度溶融させることによって、平坦な膜面(例えば、〜15nmのピーク間値)を維持することができる。以下に細ビーム連続横方向固化(tb−SLS)と呼ぶこの処理は、一般的に、膜全体が結晶化されるまで繰り返される。   In summary, the system 10 shown in FIG. 1 and described in more detail below, includes a width (short axis) at a membrane 12 of about 20 microns or less (short axis), 700 mm or longer (major axis), And can be configured to produce a focused thin beam 34, such as a line beam, having a depth of focus (DOF) of about 10 microns to 20 microns. Each pulse of the focused thin beam can be used to melt the strip-shaped amorphous silicon. The strip is then crystallized. In particular, the strip crystallizes during the lateral growth process in which the grains grow in a direction parallel to the minor axis. The grains grow inward from the edge (parallel to the minor axis) and satisfy the creation of a ridge (so-called grain boundary protrusion) along the center of the strip extending from the plane of the silicon film. Next, the stage is moved piecewise or continuously to expose a second strip that is parallel to the first strip and that overlaps a portion thereof. During exposure, the second strip melts and then recrystallizes. Sufficient overlap can be utilized to melt the ridge again. By melting the ridge portion again, a flat film surface (for example, a peak-to-peak value of ˜15 nm) can be maintained. This process, hereinafter referred to as fine beam continuous lateral solidification (tb-SLS), is generally repeated until the entire film is crystallized.

図2は、基板32上に堆積されたシリコン膜12に細ビームパルスレーザ34が適切に集束されているか否かを判断するための装置を示している。光学器械モジュール28(図1を参照されたい)の各部としては、短軸フィールドストップ36及び短軸集束光学器械37を含むことができる。一般的に、ビームは、初期にフィールドストップ36に集束された後、膜12において図3A(プロット62)に示すような強度プロフィールを生成するように画像化される。図3Aは、短軸において小さな寸法を有するスリットとして構成されたフィールドストップ36のプロフィール(プロット62)を示している。この構成を利用して、約13μmのビーム幅(FWHM)、プロフィールの平坦な上部に沿って5%よりも良好な強度均一性、及び全強度の10%と90%の間で約3um未満とすることができる急な縁部傾斜部を有する図3Aに示すプロフィールを生成することができる。約5μmと10μmの間の幅を有するビームも利用することができる。単一縁部(すなわち、ナイフ刃)をフィールドストップでのスリットの代わりに使用して、前縁部に影響を与えないまま、急な後縁部傾斜部(すなわち、tb−SLS中に再度溶融されない材料に対応する縁部)を有するビームプロフィールを生成することができる。単一のレンズとして示されているが、集束光学器械37は、限定はしないが様々な種類のレンズを含むいくつかの光学構成要素を含むことができることは認められるものとする。   FIG. 2 shows an apparatus for determining whether the fine beam pulse laser 34 is properly focused on the silicon film 12 deposited on the substrate 32. Each part of the optical instrument module 28 (see FIG. 1) may include a short axis field stop 36 and a short axis focusing optical instrument 37. In general, the beam is initially focused on the field stop 36 and then imaged to produce an intensity profile as shown in FIG. 3A (plot 62) at the membrane 12. FIG. 3A shows the profile (plot 62) of field stop 36 configured as a slit having a small dimension in the minor axis. Using this configuration, a beam width (FWHM) of about 13 μm, intensity uniformity better than 5% along the flat top of the profile, and less than about 3 um between 10% and 90% of the total intensity The profile shown in FIG. 3A can be generated with steep edge ramps that can be made. Beams having a width between about 5 μm and 10 μm can also be utilized. A single edge (ie knife blade) is used instead of a slit at the field stop to melt again during a steep trailing edge ramp (ie tb-SLS) without affecting the leading edge A beam profile having an edge corresponding to the material that is not to be produced. Although shown as a single lens, it should be appreciated that the focusing optics 37 can include several optical components including, but not limited to, various types of lenses.

図2は、ビーム36が長軸38において平行化されず、かつフィールドストップ36から膜12まで分岐することを示している。上述のように、長軸38におけるビーム36の長さは、約700mm又はそれよりも長いとすることができる。それに反して、図1に示すように、ビーム36は、集束光学器械38を含むことができる光学器械モジュール28によって短軸40において集束される。この構造的な配置で、膜12から反射した光42は、光軸44から分岐し続けるので、検出システムによって分析し、ビーム36が短軸40(図1に示す)に適切に集束されているか否かを判断することができる。   FIG. 2 shows that the beam 36 is not collimated in the long axis 38 and branches from the field stop 36 to the membrane 12. As described above, the length of the beam 36 at the major axis 38 may be about 700 mm or longer. On the other hand, as shown in FIG. 1, the beam 36 is focused in the minor axis 40 by an optical instrument module 28 that can include a focusing optics 38. With this structural arrangement, the light 42 reflected from the film 12 continues to diverge from the optical axis 44 so that it is analyzed by the detection system and the beam 36 is properly focused on the short axis 40 (shown in FIG. 1). It can be determined whether or not.

引き続き図2を参照すると、検出システムは、反射光42を画像平面48に導く全反射ミラー46を含むことができる。拡大ミラー50は、カメラ52で画像平面48の拡大画像が得られるように位置決めされる。検出システムに対しては、画像平面48は、膜12から画像平面48まで反射光42が進む距離が同じ光が短軸フィールドストップ36から膜まで進んだ距離とほぼ等しい(例えば、当業技術に対して許容可能な公差内で等しい)ように位置決めされる。次に、カメラ出力を利用して、1つ又はそれよりも多くのシステム変数を調節し、膜12での焦点を改善するか、又は以下で更に詳細に説明するように、膜12でのエネルギ密度を変えることができる。例えば、ステージ30を集束光学器械37に対して移動させて焦点を調節することができる。   With continued reference to FIG. 2, the detection system may include a total reflection mirror 46 that directs the reflected light 42 to the image plane 48. The magnifying mirror 50 is positioned so that an enlarged image of the image plane 48 can be obtained by the camera 52. For a detection system, the image plane 48 is approximately equal to the distance traveled by the same reflected light 42 from the membrane 12 to the image plane 48 from the short axis field stop 36 to the membrane (eg, in the art). Relative to each other within an acceptable tolerance). The camera output can then be used to adjust one or more system variables to improve focus on the membrane 12 or energy on the membrane 12 as described in more detail below. The density can be changed. For example, the stage 30 can be moved relative to the focusing optics 37 to adjust the focus.

一部の場合には、図2に示すように、ミラー54、拡大ミラー56、及びカメラ58を有する上述したものと類似である第2の検出システムを含むことが望ましいと考えられる。組み合わせて2つの検出システムを使用し、光が長軸44にビーム両端で集束されている(短軸において)か否かを同時に判断することができる。図2に示す検出システムの1つの注意すべき1つの機能的な面は、検出システム、特にミラー46、54がビーム36から基板12まで進む光を妨害しないように位置決めされる点である。更に、この構成によって、膜12露出中に細ビームの焦点を分析かつ調節することができる。   In some cases, it may be desirable to include a second detection system similar to that described above having a mirror 54, a magnifying mirror 56, and a camera 58, as shown in FIG. In combination, two detection systems can be used to simultaneously determine whether the light is focused on the long axis 44 at both ends of the beam (at the short axis). One functional aspect of note of the detection system shown in FIG. 2 is that the detection system, particularly the mirrors 46, 54, are positioned so as not to interfere with the light traveling from the beam 36 to the substrate 12. Further, this configuration allows the fine beam focus to be analyzed and adjusted during exposure of the membrane 12.

図3Aは、集束ビーム(プロット62)、10ミクロン焦点外れであるビーム(プロット64)、及び15ミクロン焦点外れであるビーム(プロット66)に対して短軸ビーム幅の関数としての強度変動を示すグラフを示している。尚、図示の各種のプロットは、ほぼ0.15の開口数(NA)を有する集束レンズに関するものである。これらのプロットの興味深い特徴は、プロット62、64、66の全てが比較的急な側壁を有する点である。これらの急な側壁は、短軸フィールドストップ36が使用される図2に示す光学的構成の結果として生じたものである。従って、図3Aは、ビームが焦点外れになる時のビーム強度の変動が、対応するビーム幅の変化よりもはっきりしたものであることを示している[背景技術]の節で上述のように、膜12では、エネルギ密度を予め選択した範囲に維持することが望ましいであろう。より具体的には、膜12でのエネルギ密度制御は、ビーム幅の変化は小さくしてレーザパルスの特性、例えばパルスエネルギという特性を変えることによって焦点条件のある一定の範囲にわたって達成することができる。   FIG. 3A shows intensity variation as a function of short axis beam width for a focused beam (plot 62), a beam that is 10 microns out of focus (plot 64), and a beam that is 15 microns out of focus (plot 66). The graph is shown. The various plots shown relate to a focusing lens having a numerical aperture (NA) of approximately 0.15. An interesting feature of these plots is that all of the plots 62, 64, 66 have relatively steep sidewalls. These steep sidewalls are the result of the optical configuration shown in FIG. 2 where a short axis field stop 36 is used. Thus, FIG. 3A shows that the variation in beam intensity when the beam is out of focus is more pronounced than the corresponding change in beam width, as described above in the Background section. For membrane 12, it may be desirable to maintain the energy density in a preselected range. More specifically, energy density control in the film 12 can be achieved over a certain range of focus conditions by changing the characteristics of the laser pulse, eg, pulse energy, with small changes in beam width. .

上記を念頭に置いて、本出願人は、例えば、パルス特性を変えて焦点条件の変化を補正することにより、膜12でエネルギ密度を予め選択した範囲に維持するためのシステム及び方法を開示する。この焦点条件の変化は、例えば、ラインビームに対するステージ30の走査作動中に発生する可能性がある。より詳細には、僅かに焦点外れのビームで得られるエネルギ密度(例えば、プロット66)をターゲットエネルギ密度として選択することができる。このターゲットで、焦点条件は、例えば、図2に示す検出システムを使用して測定される。焦点条件を決める代替方法を用いて、膜12と集束光学器械37の間の距離を測定することができる自動焦点センサ(能動又は受動)又は他の適切な技術を含めることができることは認められるものとする。焦点条件を測定すると、パルスエネルギのようなパルス特性を変更して、ターゲットエネルギ密度に到達することができる。従って、測定結果から焦点外れの条件が存在することが分った場合、焦点外れの条件のターゲットエネルギ密度に対応する第1のパルスエネルギE1が用いられる。それに反して、測定結果から膜がDOF内であることが分った場合、焦点条件のターゲットエネルギ密度に対応する第2のパルスエネルギE2が用いられ、E1<E2である。 With the above in mind, Applicants disclose a system and method for maintaining the energy density in a preselected range in the membrane 12, for example, by changing the pulse characteristics to compensate for changes in focus conditions. . This change in focus condition may occur, for example, during the scanning operation of the stage 30 with respect to the line beam. More specifically, the energy density obtained with a slightly out of focus beam (eg, plot 66) can be selected as the target energy density. With this target, focus conditions are measured using, for example, the detection system shown in FIG. It will be appreciated that alternative methods of determining focus conditions can be used to include an autofocus sensor (active or passive) or other suitable technique that can measure the distance between the membrane 12 and the focusing optics 37. And When the focus condition is measured, pulse characteristics such as pulse energy can be changed to reach the target energy density. Therefore, when it is found from the measurement result that an out-of-focus condition exists, the first pulse energy E 1 corresponding to the target energy density of the out-of-focus condition is used. On the other hand, if the measurement results show that the film is in the DOF, the second pulse energy E 2 corresponding to the target energy density of the focus condition is used, and E 1 <E 2 .

図3Bは、50nm厚のSi膜の横成長長さの関数としてのエネルギ密度を示し、かつ部分的溶融及び凝集が発生する場合がある領域を示すグラフを示している。また、図3は、横成長のエネルギ範囲が、横成長長さがエネルギ密度に比例して増大する状態で全く広く(約450mJ/cm2及び820mJ/cm2)である場合があることを示している。それでも尚、中央リッジ部を再度溶融させながら、より大きな走査ピッチ(及びより高い処理量)を可能にすることによって、より大きな横成長長さは、有用であると考えられる。 FIG. 3B shows a graph showing the energy density as a function of the lateral growth length of a 50 nm thick Si film and the region where partial melting and agglomeration may occur. FIG. 3 also shows that the energy range of lateral growth may be quite wide (about 450 mJ / cm 2 and 820 mJ / cm 2 ) with the lateral growth length increasing in proportion to the energy density. ing. Nevertheless, larger lateral growth lengths are considered useful by allowing larger scan pitches (and higher throughput) while melting the central ridge again.

いくつかの方法を用いて、必要に応じて、一部の場合にはパルス間でパルスエネルギを調節することができる。例えば、エキシマレーザ源の場合、放電電圧を変えて予め選択したパルスエネルギを達成することができる。代替的に、調節可能な減衰器をラインビームのビーム経路に沿って位置決めし、選択的にパルスエネルギを変えることができる。この目的のために、以下に限定はしないが、フィルタ及びパルストリマーが含まれるパルスエネルギを低減する当業技術で公知のあらゆる装置を使用することができる。焦点条件を補正してエネルギ密度を膜12の異なる位置で予め選択した範囲に維持するために変えることができる他のパルス特性としては、以下に限定されるものではないが、例えば、調節可能なライン狭化モジュール又はライン選択モジュールを使用したパルススペクトル(波長)を含むことができる。代替的に、制御フィードバックループ内の測定焦点条件に応答する集束光学器械37として高速焦点制御が可能である適応光学器械を使用することができる。   Several methods can be used to adjust the pulse energy between pulses in some cases as needed. For example, in the case of an excimer laser source, a preselected pulse energy can be achieved by changing the discharge voltage. Alternatively, an adjustable attenuator can be positioned along the beam path of the line beam to selectively change the pulse energy. For this purpose, any apparatus known in the art for reducing pulse energy, including but not limited to filters and pulse trimmers, can be used. Other pulse characteristics that can be varied to correct the focus condition and maintain the energy density at a preselected range at different locations on the film 12 are not limited to the following, but are adjustable, for example: A pulse spectrum (wavelength) using a line narrowing module or a line selection module can be included. Alternatively, an adaptive optical instrument capable of fast focus control can be used as the focusing optical instrument 37 responsive to the measurement focus condition in the control feedback loop.

図4及び図5Aから図5Qは、レーザ源から集束されたラインビームとの相互作用に対して膜12を位置決めするのに使用されるシステム及び対応する方法を示している。図4に示すように、例示的な位置決め構成は、可動楔アセンブリを含むことができるいわゆるZPRテーブル102(図5Aを参照されたい)上に位置決めされるか、又はその不可欠部分として形成される例えば当業技術に対しては製造公差内で平面である実質的に平面101(図5Aにも図示)を有する真空チャック100を含むことができる。図4及び図5Aに相互参照して最も分るように、ZPRテーブル102は、Z方向、チャック100がX軸周りに回転されるピッチ方向、チャック100がY軸周りに回転される転動方向に真空チャック100を独立して前後動させることが機能的に可能であるとすることができる。また、図5Aは、概略図であるにも関わらず、本発明のシステムは、X方向に真空チャック100を前後動させるXステージ104と、Y方向に真空チャック100を前後動させるYステージ106とを含むことができることを示している。一般的かつ例示的な設定においては、X、Y、Zは、3本の相互に直交する軸である。図示のように、両方のステージ104、106は、実質的に平面の基準面(例えば、当業技術に対しては製造公差内で平面)を形成する安定した基準ブロック108、例えば花崗岩ブロックに対して移動可能であるとすることができる。一般的に、空気ベアリングをステージ104、106と花崗岩ブロック108の間に採用することができる。   4 and 5A-5Q illustrate the system and corresponding method used to position the membrane 12 for interaction with a line beam focused from a laser source. As shown in FIG. 4, an exemplary positioning configuration is positioned on or formed as an integral part of a so-called ZPR table 102 (see FIG. 5A) that can include a movable wedge assembly, for example. For those skilled in the art, a vacuum chuck 100 having a substantially planar surface 101 (also shown in FIG. 5A) that is planar within manufacturing tolerances may be included. 4 and 5A, the ZPR table 102 has a Z direction, a pitch direction in which the chuck 100 is rotated around the X axis, and a rolling direction in which the chuck 100 is rotated around the Y axis. It can be assumed that the vacuum chuck 100 can be moved back and forth independently. 5A is a schematic view, the system of the present invention includes an X stage 104 that moves the vacuum chuck 100 back and forth in the X direction, and a Y stage 106 that moves the vacuum chuck 100 back and forth in the Y direction. It can be included. In a typical and exemplary setting, X, Y, and Z are three mutually orthogonal axes. As shown, both stages 104, 106 are relative to a stable reference block 108, eg, a granite block, that forms a substantially planar reference surface (eg, flat within manufacturing tolerances for those skilled in the art). And can be moved. In general, air bearings can be employed between the stages 104, 106 and the granite block 108.

図5Bで最も分るように、本発明のシステムは、図示の実施形態に対しては、3つの自動焦点センサ112aから112c、例えば頭上ハウジング114を通じて花崗岩ブロック108に対して固定して取り付けられた能動又は受動自動焦点センサである複数の光センサを含むことができる。図示のように、3つの自動焦点センサ112Aから112Cは、X軸に沿って離間している。一般的に、3つの自動焦点センサ112Aから112Cは、X軸に平行なラインに沿って又はX軸上に位置決めすることができる。更に、図示のように、各自動焦点センサ112aから112cは、それぞれの自動焦点センサ112aから112cと表面101との間でY軸に平行である距離116のような距離を測定する向きに置かれる。それによって表面101と基準面110の間でY軸に平行である距離が得られる。3つの光センサが示されているが、3つよりも多く及び僅か1つの光センサを有するシステムを採用して以下で詳細する機能的態様の一部又は全てを実施することができることは認められるものとする。   As best seen in FIG. 5B, the system of the present invention is fixedly attached to the granite block 108 through three autofocus sensors 112a-112c, eg, the overhead housing 114, for the illustrated embodiment. A plurality of optical sensors can be included that are active or passive autofocus sensors. As shown, the three autofocus sensors 112A-112C are spaced along the X axis. In general, the three autofocus sensors 112A-112C can be positioned along or on a line parallel to the X axis. Further, as shown, each autofocus sensor 112a-112c is oriented to measure a distance, such as a distance 116, parallel to the Y axis between the respective autofocus sensor 112a-112c and the surface 101. . Thereby, a distance is obtained between the surface 101 and the reference plane 110 that is parallel to the Y axis. Although three light sensors are shown, it will be appreciated that a system having more than three and only one light sensor can be employed to implement some or all of the functional aspects detailed below. Shall.

図5Bから図5Eは、本発明のシステムが表面101と基準面110の間のロール角αを判断することができる方法を示している。具体的には、図5Bから始まってテーブル102がX軸に沿った第1の位置にある状態で自動焦点センサ112Aと表面101の間で第1の測定(距離116)を行うことができることが分る。次に、図5Cに示すように、Xステージの作動によってテーブル102をX軸に沿って並進運動させてX軸に沿った第2の位置でテーブルを位置決めすることができる。この第2の位置で、第2の測距を自動焦点センサ112Aと表面101との間で行うことができる。2回の測定で十分であるが、図5Dは、本発明のシステムが、テーブルがX軸に沿った第3の位置にある状態で第3の測定を行うことができることを示している。次に、これらの測定結果をアルゴリズム内で処理し、図5Eに示すように、表面101と基準面110との間でロール角αを判断することができる。尚、Y軸に沿ってテーブル102を移動させて同様の手順((図示せず)を実施し、基準面に対する表面101の傾斜角度を判断することができる。   5B-5E illustrate how the system of the present invention can determine the roll angle α between the surface 101 and the reference surface 110. Specifically, starting from FIG. 5B, the first measurement (distance 116) can be performed between the autofocus sensor 112A and the surface 101 with the table 102 in the first position along the X axis. I understand. Next, as shown in FIG. 5C, the table can be positioned at the second position along the X axis by translation of the table 102 along the X axis by the operation of the X stage. At this second position, a second distance measurement can be performed between the autofocus sensor 112A and the surface 101. Although two measurements are sufficient, FIG. 5D shows that the system of the present invention can make a third measurement with the table in a third position along the X axis. These measurement results can then be processed in the algorithm to determine the roll angle α between the surface 101 and the reference surface 110 as shown in FIG. 5E. Note that the table 102 is moved along the Y axis and the same procedure (not shown) is performed to determine the inclination angle of the surface 101 with respect to the reference plane.

ロール角α(及び、必要に応じて傾斜角度)を判断した状態で、ZPRテーブル102を選択的に作動させ、図5Fに示すように、基準面110に実質的に平行になるまで表面101を移動させることができる。この時点でステージ座標系を確立することができる。更に、図5Gに示すように、表面101までの距離及び測定範囲にわたる線形性に対して3つの自動焦点センサ112aから112cを較正することができる。この較正で、今後の測定に関して表面101を基準(例えば、自動焦点基準面)として使用することができる。   With the roll angle α (and the tilt angle if necessary) determined, the ZPR table 102 is selectively actuated to move the surface 101 until it is substantially parallel to the reference plane 110 as shown in FIG. 5F. Can be moved. At this point, the stage coordinate system can be established. Further, as shown in FIG. 5G, the three autofocus sensors 112a-112c can be calibrated for linearity over the distance to the surface 101 and the measurement range. With this calibration, the surface 101 can be used as a reference (eg, autofocus reference plane) for future measurements.

本発明のシステムの1つの実施においては、レーザの集束ラインビームの空間的位置及び向きを判断することができる。実質的に線形のラインビーム軸118によって特徴付けることができる例示的な集束ビームは、図5Hにおいては点線として示されている。図示のシステムに対しては、パルスレーザ光は、張出したハウジング114の上方及びその前でビーム軸に到達する。更に、ZPRテーブル102の一部は、テーブル102の表面101の少なくとも一部をパルスレーザに露出させることができるように、張出したハウジング114からY軸に沿って外方に延びる。   In one implementation of the system of the present invention, the spatial position and orientation of the focused line beam of the laser can be determined. An exemplary focused beam that can be characterized by a substantially linear line beam axis 118 is shown as a dotted line in FIG. 5H. For the system shown, the pulsed laser light reaches the beam axis above and before the overhanging housing 114. Further, a portion of the ZPR table 102 extends outwardly from the overhanging housing 114 along the Y axis so that at least a portion of the surface 101 of the table 102 can be exposed to the pulsed laser.

図5Hに更に示すように、本発明のシステムは、図示の実施形態に対しては複数の細ビーム焦点位置(例えば、最良の焦点位置)に対して位置を測定するラインビームカメラ120することができる検出器を含むことができる。より具体的には、図示のように、ラインビームカメラ120は、テーブル102上に取り付けることができ、従って、テーブル102と共に移動させることができる。複数のラインビームカメラ(図示せず)を有する構成を用いて、Xステージの移動なく、複数のラインビーム焦点位置を測定することができることは認められるものとする。   As further shown in FIG. 5H, the system of the present invention may be a line beam camera 120 that measures positions for a plurality of fine beam focus positions (eg, best focus positions) for the illustrated embodiment. Possible detectors can be included. More specifically, as shown, the line beam camera 120 can be mounted on the table 102 and thus can be moved with the table 102. It will be appreciated that a configuration having multiple line beam cameras (not shown) can be used to measure multiple line beam focal positions without movement of the X stage.

図5Iから図5Lは、1つのカメラ120を有する本発明のシステムがビーム軸118の空間的位置及び表面101とビーム軸118との間の相対角度φを判断することができる方法を示している。具体的には、図5Iから始まってY軸に平行な(距離122a)を表すカメラ120により、ビーム軸118と基準面110との間でテーブル102がX軸に沿った第1の位置にある状態で第1の測定を行うことができることが分る。次に、図5Jに示すように、Xステージ104の作動によってテーブル102を並進運動させ、X軸に沿った第2の位置でテーブルを位置決めすることができる。この第2の位置で、Y軸に平行に第2の測距122aをカメラ120によって行うことができる。恐らく2回の測定で十分であるが、図5Kは、本発明のシステムが、例えばテーブルがX軸に沿った第3の位置にある状態で第3の測定(距離122c)を行うことができることを示している。次に、これらの測定結果をアルゴリズム内で処理し、図5Lに示すように、表面101とビーム軸118の間の相対角度φを判断することができる。   FIGS. 5I to 5L illustrate how the system of the present invention having one camera 120 can determine the spatial position of the beam axis 118 and the relative angle φ between the surface 101 and the beam axis 118. . More specifically, the table 102 is in a first position along the X axis between the beam axis 118 and the reference plane 110 by the camera 120 starting from FIG. 5I and representing the parallel (distance 122a) to the Y axis. It can be seen that the first measurement can be performed in the state. Next, as shown in FIG. 5J, the table 102 can be translated by the operation of the X stage 104, and the table can be positioned at the second position along the X axis. At this second position, the second distance measurement 122a can be performed by the camera 120 in parallel with the Y axis. While perhaps two measurements are sufficient, FIG. 5K shows that the system of the present invention can make a third measurement (distance 122c), for example, with the table in a third position along the X axis. Is shown. These measurement results can then be processed in an algorithm to determine the relative angle φ between the surface 101 and the beam axis 118 as shown in FIG. 5L.

表面101とビーム軸118の間の相対角度φを判断した状態で、ZPRテーブル102を選択的に作動させ、テーブル102を移動して、表面101が図5Mに示すようにビーム軸118に実質的に平行(例えば、当業技術に対して許容可能な公差内で平行)であるアラインメントに配向することができる。整列した状態で、図5Nは、自動焦点センサ112aから112cを使用して表面101の位置(すなわち、自動焦点基準面)を測定し、自動焦点基準面上で自動焦点センサ112aから112cを較正することができることを示している。次に、それによってレーザとステージの座標系が確立される。   With the relative angle φ between the surface 101 and the beam axis 118 determined, the ZPR table 102 is selectively actuated to move the table 102 so that the surface 101 is substantially aligned with the beam axis 118 as shown in FIG. 5M. To an alignment that is parallel to (eg, within tolerances acceptable to those skilled in the art). In alignment, FIG. 5N uses autofocus sensors 112a-112c to measure the position of surface 101 (ie, autofocus reference plane) and calibrate autofocus sensors 112a-112c on the autofocus reference plane. It shows that you can. It then establishes the laser and stage coordinate system.

図5Oは、ガラス基板32及び堆積膜12をこの時点で真空チャック(すなわち、表面101)上に位置決めすることができることを示している。図5Oに示すように、Xステージ104を作動させて、表面101上での膜12の位置決めを助けるのに有利な位置にテーブル102を移動させることができる。膜がテーブル102上に位置決めされた状態で、図5Pに示すように、自動焦点センサ112aから112cとの相互作用に対してテーブル102を移動させることができる。そこで、自動焦点センサ112aから112cを使用して、膜12の高さを判断することができる。膜12の高さが分った状態で、テーブル102を作動させ、図5Qに示すように、集束ラインビームの焦点深度(DOF)内に膜12を移動させることができる。膜12がレーザのDOF内にある状態で、レーザを作動させ、例えば上述の細ビーム連続横方向固化(tb−SLS)の一部としてストリップ状の膜12を露出させて溶融させることができる。   FIG. 5O shows that the glass substrate 32 and the deposited film 12 can now be positioned on the vacuum chuck (ie, surface 101). As shown in FIG. 5O, the X stage 104 can be actuated to move the table 102 to a position that is advantageous to assist in positioning the film 12 on the surface 101. With the membrane positioned on the table 102, the table 102 can be moved relative to the interaction with the autofocus sensors 112a to 112c, as shown in FIG. 5P. Therefore, the height of the film 12 can be determined using the autofocus sensors 112a to 112c. With the film 12 at a known height, the table 102 can be actuated to move the film 12 within the depth of focus (DOF) of the focused line beam, as shown in FIG. 5Q. With the film 12 in the DOF of the laser, the laser can be operated to expose and melt the strip-shaped film 12 as part of the fine beam continuous lateral solidification (tb-SLS) described above, for example.

本発明の実施形態の別の態様では、図5Aから図5Qに示す本発明のシステムを使用して、不完全な非平面表面を有する膜12を補正することができる。この表面プロフィールの変動は、膜12、ガラス基板32、及び/又は真空チャック表面101内の寸法上の不完全性から生じる場合がある。表面プロフィールの変動を補正することによって、膜12の異なる位置で実質的に一定のエネルギ密度を維持することができる。この目的のために、図5Pに示すように、本方法は、3つの自動焦点センサ112aから112cを使用して、センサと膜12との間でY軸に平行な3つのそれぞれの距離を判断するという第1の段階を含むことができる。ラインビームカメラ120を使用して、ZPRテーブル102を手動で(Z、ピッチ、ロールを変えることにより)調節し、最良の焦点ライン(すなわち、ビーム軸118)に沿って表面101を位置決めすることができる。次に、各自動焦点センサ112aから112cと膜12との間のそれぞれの距離を基準距離として保存することができ、従って、膜12上の3つの座標点が得られる。これらの3つの座標点を通じた線形当て嵌めを利用して、計算した最良焦点ライン(軸118)を判断することができる。露出中、膜12は、Y軸に沿って走査される時、膜12までの距離を例えば3つの自動焦点センサ112aから112cによって測定することができ、従って、3つの新しい座標点が得られる。次に、これらの新しい座標点を通る最良当て嵌めラインを計算することができ、コンピュータ制御を通じてZPRテーブル102を調節し、最良当て嵌めラインが、計算最良焦点ライン(軸118)と実質的に一致する(例えば、当業技術に対して許容可能な公差内で一致する)ようにテーブル102を整列させることができる。   In another aspect of embodiments of the present invention, the system of the present invention illustrated in FIGS. 5A-5Q can be used to correct a film 12 having an imperfect non-planar surface. This surface profile variation may result from dimensional imperfections in the film 12, the glass substrate 32, and / or the vacuum chuck surface 101. By correcting for surface profile variations, a substantially constant energy density can be maintained at different locations on the membrane 12. For this purpose, as shown in FIG. 5P, the method uses three autofocus sensors 112a to 112c to determine the three respective distances between the sensor and the membrane 12 parallel to the Y axis. A first stage of doing can be included. A line beam camera 120 can be used to manually adjust the ZPR table 102 (by changing Z, pitch, roll) to position the surface 101 along the best focus line (ie, beam axis 118). it can. The respective distances between each autofocus sensor 112a-112c and the membrane 12 can then be stored as a reference distance, thus obtaining three coordinate points on the membrane 12. A linear fit through these three coordinate points can be used to determine the calculated best focus line (axis 118). During exposure, when the film 12 is scanned along the Y axis, the distance to the film 12 can be measured, for example, by three autofocus sensors 112a to 112c, thus obtaining three new coordinate points. The best fit line through these new coordinate points can then be calculated and the ZPR table 102 is adjusted through computer control so that the best fit line substantially coincides with the calculated best focus line (axis 118). The table 102 can be aligned to match (eg, match within acceptable tolerances to those skilled in the art).

図6は、図1に示すシステム10の一部をより詳細に示している。具体的には、図6は、2チャンバエキシマレーザ20を有する例示的な実施形態を示している。他の種類のレーザ源をシステム10内で使用し、半導体レーザ、1チャンバを有するエキシマレーザ、2つよりも多い、例えば発振チャンバ及び2つの増幅チャンバ(増幅チャンバは並列又は直列)を有するエキシマレーザ、又は1つ又はそれよりも多くのエキシマ増幅チャンバにシード光を供給する半導体レーザを含めることができることは認められるものとする。他のデザインも可能である。図6に示す2チャンバレーザ源20の更なる詳細は、2003年7月30日出願の「2チャンバガス放電レーザ用制御システム」という名称の米国特許出願出願番号第10/631、349号、2003年1月31日出願の「ガス放電レーザ用自動ガス制御システム」という名称の米国特許出願出願番号第10/356、168号、2003年12月18日出願の「ガス放電レーザMOPAシステムの出力を制御する方法及び装置」という名称の米国特許出願出願番号第10/740、659号、2003年9月30日出願の「ガス放電MOPAレーザスペクトル分析モジュール」という名称の米国特許出願出願番号第10/676、907号、2003年9月30日出願の「ガス放電MOPAレーザスペクトル分析モジュールのための光学的装着法」という名称の米国特許出願出願番号第10/676、224号、2003年9月30日出願の「ガス放電MOPAレーザスペクトル分析モジュール」という名称の米国特許出願出願番号第10/676、175号、2003年7月30日出願の「2チャンバガス放電レーザ用制御システム」という名称の米国特許出願出願番号第10/631、349号、2003年7月24日出願の「超狭帯域2チャンバ高繰返し数ガス放電レーザ」という名称の米国特許出願出願番号第10/627、215号、2003年6月25日出願の「磁気回路素子を冷却する方法及び装置」という名称の米国特許出願出願番号第10/607、407号、2004年8月20日出願の「2チャンバガス放電レーザシステム用タイミング制御」という名称の米国特許出願出願番号第10/922、692号、「高繰返し数MOPAレーザシステム」という名称の米国特許第6、625、191号、及び「基本モジュール式MOPAレーザシステム」という名称の米国特許第6、567、450号で見つけることができ、これらの特許の全ての開示は、この記載により、本明細書において引用により組み込まれるものとする。   FIG. 6 shows a portion of the system 10 shown in FIG. 1 in more detail. Specifically, FIG. 6 illustrates an exemplary embodiment having a two-chamber excimer laser 20. Other types of laser sources are used in the system 10, semiconductor lasers, excimer lasers having one chamber, more than two, eg, an oscillation chamber and two amplification chambers (amplification chambers in parallel or in series). It should be appreciated that a semiconductor laser can be included that provides seed light to one or more excimer amplification chambers. Other designs are possible. Further details of the two-chamber laser source 20 shown in FIG. 6 can be found in US patent application Ser. No. 10 / 631,349, 2003 entitled “Control System for Two-Chamber Gas Discharge Laser” filed July 30, 2003 US patent application Ser. No. 10 / 356,168, entitled “Automatic Gas Control System for Gas Discharge Laser”, filed on Jan. 31, 2003, “Output of Gas Discharge Laser MOPA System” filed on Dec. 18, 2003 US patent application Ser. No. 10 / 740,659, entitled “Method and Apparatus for Controlling”, US Patent Application Ser. No. 10/740, entitled “Gas Discharge MOPA Laser Spectrum Analysis Module”, filed Sep. 30, 2003. No. 676,907, filed Sep. 30, 2003 "Optics for Gas Discharge MOPA Laser Spectrum Analysis Module" US patent application Ser. No. 10 / 676,224, filed Sep. 30, 2003, US patent application Ser. No. 10 / 676,175 filed Sep. 30, 2003 No. 10 / 631,349, filed July 30, 2003, entitled "Control System for Two-chamber Gas Discharge Laser", "Ultra-Narrow Band Two Chamber" filed July 24, 2003 US Patent Application No. 10 / 627,215 entitled “High Repetition Number Gas Discharge Laser”, US Patent Application No. “Method and Apparatus for Cooling Magnetic Circuit Elements”, filed Jun. 25, 2003 No. 10 / 607,407, filed August 20, 2004 entitled "Timing Control for Two Chamber Gas Discharge Laser System" US patent application Ser. No. 10 / 922,692, US Pat. No. 6,625,191 entitled “High Repetition Number MOPA Laser System”, and US Pat. No. 6,625,191 entitled “Basic Modular MOPA Laser System”. No. 6,567,450, the entire disclosure of these patents is hereby incorporated by reference herein.

概要としては、図6は、2チャンバレーザ源20が、主発振器208及び電力増幅器210を含むことができ、従って、多くの場合にいわゆるMOPAレーザ源と呼ばれることを示している。上述のtb−SLS法の1つの実施においては、6Khz(6000パルス/秒)MOPAレーザを約150mJのパルスエネルギで使用することができる。この構成で、730mmx920mm膜を約75秒にわたって(60%の重複で)処理することができる。   As an overview, FIG. 6 shows that the two-chamber laser source 20 can include a master oscillator 208 and a power amplifier 210 and is therefore often referred to as a so-called MOPA laser source. In one implementation of the tb-SLS method described above, a 6 Khz (6000 pulses / second) MOPA laser can be used with a pulse energy of about 150 mJ. With this configuration, a 730 mm × 920 mm membrane can be processed for about 75 seconds (with 60% overlap).

主発振器208及び電力増幅器210は、各々、2つの細長い電極と、レーザガス、例えば、XeCl、XeF、ArF、又はKFと、電極間でガス放電レーザを循環させる横流ファンと、1つ又はそれよりも多くの水冷フィン付き加熱器(図示せず)とを収容することができる放電チャンバを含む。例えば、電力増幅器210を通る2回のパスによって増幅してレーザビーム214Bを生成することができる主発振器208は、第1のレーザビーム214Aを生成する。主発振器208は、出力カプラ208Aによって形成された共振空洞と、ライン狭化モジュール208Bとを含むことができ、そのいずれも、先に参照した出願及び特許において詳細に説明されている。主発振器208に対する利得媒質は、各々が長さが30センチから50センチであって主発振器放電チャンバ内に収容された2つの電極間で生成することができる。   Master oscillator 208 and power amplifier 210 each have two elongated electrodes, a laser gas, eg, XeCl, XeF, ArF, or KF, a cross-flow fan that circulates a gas discharge laser between the electrodes, and one or more. It includes a discharge chamber that can accommodate a number of water-cooled finned heaters (not shown). For example, the master oscillator 208, which can be amplified by two passes through the power amplifier 210 to produce the laser beam 214B, produces the first laser beam 214A. The master oscillator 208 can include a resonant cavity formed by the output coupler 208A and a line narrowing module 208B, both of which are described in detail in previously referenced applications and patents. The gain medium for the master oscillator 208 can be generated between two electrodes, each 30 to 50 centimeters long and housed in the master oscillator discharge chamber.

電力増幅器210は、2つの細長い電極間に利得媒質を供給する主発振器208の放電チャンバと類似の放電チャンバを含むことができる。しかし、主発振器208と異なり、電力増幅器210は、一般的に、共振空洞を有しておらず、ガス圧は、一般的に、主発振器208のガス圧よりも高く維持することができる。図6に示すMOPA構成によって、主発振器208は、波長安定性のようなビーム品質パラメータを最大化し、かつ超狭帯域幅が得られるように設計して作動させることができ、一方、電力増幅器210は、電力出力を最大にするように設計して作動させることができる。   The power amplifier 210 can include a discharge chamber similar to the discharge chamber of the master oscillator 208 that provides a gain medium between the two elongated electrodes. However, unlike the master oscillator 208, the power amplifier 210 generally does not have a resonant cavity, and the gas pressure can generally be maintained higher than the gas pressure of the master oscillator 208. With the MOPA configuration shown in FIG. 6, the master oscillator 208 can be designed and operated to maximize beam quality parameters such as wavelength stability and obtain ultra-narrow bandwidth, while power amplifier 210. Can be designed and operated to maximize power output.

主発振器8の出力ビーム214Aは、例えば、電力増幅器210を通る2回のパスによって増幅され、出力ビーム214Bを生成することができる。これを達成する光学構成要素は、本出願人が、主発振器波面エンジニアリングボックス「MO WEB」224、電力増幅器波面エンジニアリングボックス「PA WEB」226」、及びビーム反転器「BR」228と命名した3つのモジュール内に収容することができる。ライン狭化モジュール208B及び出力カプラ208Aと共に、これらの3つのモジュールは、全て、放電チャンバ208C及び電力増幅器210の放電チャンバから独立した単一の垂直光学台上に取り付けることができる。この構成で、音響衝撃及びファン回転によって引き起こされるチャンバ振動は、光学構成要素から実質的に隔離することができる。   The output beam 214A of the main oscillator 8 can be amplified by, for example, two passes through the power amplifier 210 to generate the output beam 214B. The optical components that accomplish this are the three that the Applicant named the main oscillator wavefront engineering box “MO WEB” 224, the power amplifier wavefront engineering box “PA WEB” 226 ”, and the beam inverter“ BR ”228. Can be housed in a module. Together with the line narrowing module 208B and the output coupler 208A, these three modules can all be mounted on a single vertical optical bench that is independent of the discharge chamber 208C and the discharge chamber of the power amplifier 210. With this configuration, chamber vibrations caused by acoustic shock and fan rotation can be substantially isolated from the optical components.

ライン狭化モジュール208B及び出力カプラ208A内の光学構成要素は、先に参照した出願及び特許においてより詳細に説明されている。概要としては、ライン狭化モジュール(LNM)208Bは、リトロー構成で配置された3点又は4点プリズムビーム拡大器、超高速応答同調ミラー、及び格子を含むことができる。出力カプラ208Aは、KrFシステムの場合は出力ビームの約20%、ArFシステムの場合は約30%を一般的に反射する部分反射ミラーとすることができる。残りの非反射光は、主発振器208を通過し、ライン中心分析モジュール(LAM)207内に入る。LAM207から、光は、「MO WEB」24内に入ることができる。「MO WEB」は、全反射(TIR)プリズム(又は、高反射率コーティングを有する第1の表面ミラー)及び出力ビーム214Aを「PA WEB」26内に正確に向けるアラインメント構成要素を含むことができる。   The optical components within the line narrowing module 208B and output coupler 208A are described in more detail in previously referenced applications and patents. In summary, the line narrowing module (LNM) 208B can include a three-point or four-point prism beam expander, an ultrafast response tuning mirror, and a grating arranged in a Littrow configuration. The output coupler 208A may be a partially reflective mirror that typically reflects about 20% of the output beam for KrF systems and about 30% for ArF systems. The remaining non-reflected light passes through the main oscillator 208 and enters the line center analysis module (LAM) 207. From LAM 207, light can enter into “MO WEB” 24. The “MO WEB” may include a total internal reflection (TIR) prism (or a first surface mirror with a high reflectivity coating) and an alignment component that accurately directs the output beam 214A into the “PA WEB” 26. .

「PA WEB」226は、TIRプリズム(又は高反射率コーティングを有する第1の表面ミラー)及びレーザビーム214Aを電力増幅器利得媒質を通る第1のパスに導くアラインメント構成要素を含むことができる。ビーム反転器モジュール228は、全反射に依存するので光学コーティングが不要である2回反射ビーム反転プリズムを含むことができる。代替的に、ビーム反転器228は、全反射ミラーとすることができる。いずれの場合にも、ビーム反転器228は、電力増幅器利得媒質を通る予め選択したビーム経路上で部分増幅ビームを導くように測定装置、例えばSMM26からの制御信号に応答して調節可能にすることができる。特に、ビーム反転器は、上述のように、ビーム指向誤差を補正してパルスストレッチャ22を出るビームのビーム発散を低減するように調節することができる。   The “PA WEB” 226 may include a TIR prism (or a first surface mirror with a high reflectivity coating) and an alignment component that directs the laser beam 214A to a first pass through the power amplifier gain medium. The beam reversal module 228 can include a two-reflection beam reversing prism that relies on total reflection and therefore does not require an optical coating. Alternatively, the beam inverter 228 can be a total reflection mirror. In either case, beam inverter 228 is adjustable in response to a control signal from a measurement device, eg, SMM 26, to direct the partially amplified beam on a preselected beam path through the power amplifier gain medium. Can do. In particular, the beam inverter can be adjusted to correct for beam pointing errors and reduce the beam divergence of the beam exiting the pulse stretcher 22 as described above.

ビーム反転器モジュール228における反転後、部分増幅ビーム214Aは、電力増幅器210内の利得媒質をもう一度通過し、電力増幅器出力ビーム214Bとしてスペクトル分析モジュール209及び「PA WEB」226を通って出ることができる。「PA WEB」226から、ビームは、例えば以下で詳細するようにパルス持続時間を増大し、ビーム部にわたる強度変動を低減し(すなわち、強度プロフィールを平均化又は平滑化し)、かつビーム干渉を低減することができる6ミラーパルスストレッチャ22に入る。パルス持続時間を増大することによって、パルスエネルギを維持しながら各レーザパルスのピーク強度が低減される。図1に示すシステム10に対しては、光学器械モジュール28内の光学構成要素は、製造しにくく、かつ製造費が高い比較的大きなレンズを含む可能性がある。これらの高価な光学構成要素は、数十億もの高強度紫外線パルスから生じる劣化が発生しやすいことが多い。更に、光学的損傷は、レーザパルス強度の増大と共に増大することで公知である(すなわち、cm2当たりの光電力(エネルギ/時間)、又はmJ/ns−cm2)。従って、パルス持続時間を増大することによってパルス強度を低減すると、これらの光学構成要素を長寿命化することができる。更に、パルス持続時間の延長は、結晶化処理において有用であると考えられる。6ミラーパルスストレッチャ22の代わりに、又は6ミラーパルスストレッチャ22に加えて、2003年11月13日出願の「長時間遅延高TISパルスストレッチャ」という名称の現在特許出願中の米国特許出願第10/712、545号に開示されているパルスストレッチャの1つ又はそれよりも多くを使用して、本明細書で説明する細ビーム連続横方向固化(tb−SLS)法での使用に向けて伸張パルスを作成することができ、特に、200ns時間積分平方(TIS)の出力パルスを有するパルスストレッチャを使用することができる。米国特許出願第10/712、545号は、この記述により、本明細書において引用により組み込まれるものとする。 After inversion in beam inverter module 228, partially amplified beam 214A can pass through the gain medium in power amplifier 210 again and exit through spectrum analysis module 209 and “PA WEB” 226 as power amplifier output beam 214B. . From “PA WEB” 226, the beam, for example, increases pulse duration, reduces intensity variation across the beam section (ie, averages or smoothes the intensity profile), and reduces beam interference, as detailed below. A 6-mirror pulse stretcher 22 can be entered. By increasing the pulse duration, the peak intensity of each laser pulse is reduced while maintaining the pulse energy. For the system 10 shown in FIG. 1, the optical components in the optical instrument module 28 may include relatively large lenses that are difficult to manufacture and expensive to manufacture. These expensive optical components are often prone to degradation resulting from billions of high-intensity ultraviolet pulses. Furthermore, optical damage is known to increase with increasing laser pulse intensity (ie, optical power per cm 2 (energy / time), or mJ / ns-cm 2 ). Thus, reducing the pulse intensity by increasing the pulse duration can extend the lifetime of these optical components. Furthermore, extending the pulse duration is believed to be useful in the crystallization process. Instead of or in addition to the 6-mirror pulse stretcher 22, a current patent-pending U.S. Patent Application No. 10/10 entitled “Long Delayed High TIS Pulse Stretcher” filed on November 13, 2003. One or more of the pulse stretchers disclosed in US Pat. Nos. 712, 545 are used to stretch pulses for use in the thin beam continuous lateral solidification (tb-SLS) method described herein. In particular, a pulse stretcher with 200 ns time integral square (TIS) output pulses can be used. US patent application Ser. No. 10 / 712,545 is hereby incorporated by reference herein.

図7は、パルスストレッチャ22を通るビーム経路を示す6ミラーパルスストレッチャ22の更に詳細な図を示している。ビームスプリッタ216は、部分増幅ビーム214Aの所定の割合を6つの集束ミラー320A、320B、320C、320D、320E、及び320Fによって作成された遅延路に反射させるように選択することができる。残りの光は、ビームスプリッタ216を通じて伝達される。ビームスプリッタの反射/通過特性は、出力パルス持続時間及び/又は出力パルス形状に影響を与える場合があることは認められるものとする。ストレッチャ22に対しては、各ミラー320Aから320Fは、集束ミラー、例えば凹型球面ミラーとすることができる。一般的に、パルスストレッチャ22のアラインメントを助けるために、6枚のミラーの1つ又はそれよりも多くは、調節可能、例えば先端/傾き調節可能にすることができる。   FIG. 7 shows a more detailed view of the six mirror pulse stretcher 22 showing the beam path through the pulse stretcher 22. The beam splitter 216 can be selected to reflect a predetermined percentage of the partially amplified beam 214A to the delay path created by the six focusing mirrors 320A, 320B, 320C, 320D, 320E, and 320F. The remaining light is transmitted through the beam splitter 216. It will be appreciated that the reflection / pass characteristics of the beam splitter may affect the output pulse duration and / or the output pulse shape. For stretcher 22, each mirror 320A-320F may be a focusing mirror, such as a concave spherical mirror. In general, one or more of the six mirrors can be adjustable, eg, tip / tilt adjustable, to assist in alignment of the pulse stretcher 22.

図7に示すように、ビームスプリッタ216からの反射光は、光路301Aに沿ってミラー320Aに集束されない状態(すなわち、実質的に平行化状態)で進むことができ、次に、ミラー320Aは、反射部分を光路301Aに沿ってミラー320Aとミラー320Bの途中に位置する地点302に集束させる。次に、ビームは拡大し、ミラー320Bから反射させることができ、ミラー320Bは、拡大中のビームを平行(すなわち、実質的に平行化)ビームに変換して、光路301Cに沿ってミラー320Cに導く。次に、ミラー320Cは、反射部分を光路301Dに沿ってミラー301Cとミラー301Dの途中に位置することができる地点304に集束させることができる。次に、ビームは拡大し、ミラー320Dから反射させることができ、ミラー320Dは、拡大中のビームを平行(すなわち、実質的に平行化)ビームに変換して、光路301Eに沿ってミラー320Eに導く。次に、ミラー320Eは、反射部分を光路301Fに沿ってミラー301Eとミラー301Fの途中に位置する地点306に集束させることができる。次に、ビームは、拡大してミラー320Fから反射させることができ、ミラー320Fは、拡大中のビームを平行(すなわち、実質的に平行化)ビームに変換して、光路301Gに沿ってビームスプリッタ216に導く。ビームスプリッタ216で、ミラー320Fからのビームを光路301H上に反射させることができ、そこでビームは、ビームスプリッタ216を通じて伝達されるパルスの部分と結合する。パルス部分の伝達部と遅延部を合わせて、図示のように、パルスストレッチャビーム出力214Cを確立する。伸張パルス400は、図8において強度対時間でプロットされており、ここでもまた、図8においてプロットされている電力増幅器出力パルス402(非伸張パルス)の形状と比較することができる。図示の伸張パルスに対しては、パルスは、2つの大きなほぼ等しいピークを有し、第1の2つのピーク後に時間と共により小さな漸減ピークがあるように成形することができる。伸張パルスの形状は、異なる反射率を有するビームスプリッタを使用して修正することができることは認められるものとする。   As shown in FIG. 7, the reflected light from the beam splitter 216 can travel in an unfocused state (ie, substantially collimated) along the optical path 301A to the mirror 320A, and then the mirror 320A The reflection portion is focused on a point 302 located in the middle of the mirror 320A and the mirror 320B along the optical path 301A. The beam can then be expanded and reflected from mirror 320B, which converts the expanding beam into a collimated (ie, substantially collimated) beam to mirror 320C along optical path 301C. Lead. Next, the mirror 320C can focus the reflection portion along the optical path 301D at a point 304 that can be positioned in the middle of the mirror 301C and the mirror 301D. The beam can then be expanded and reflected from mirror 320D, which converts the expanding beam into a collimated (ie, substantially collimated) beam to mirror 320E along optical path 301E. Lead. Next, the mirror 320E can focus the reflection portion along the optical path 301F to the mirror 301E and a point 306 located in the middle of the mirror 301F. The beam can then be magnified and reflected from mirror 320F, which converts the beam being magnified into a parallel (ie, substantially collimated) beam that is beam splitter along optical path 301G. Lead to 216. Beam splitter 216 can reflect the beam from mirror 320F onto optical path 301H, where the beam combines with the portion of the pulse transmitted through beam splitter 216. The pulse portion transmitter and delay are combined to establish a pulse stretcher beam output 214C as shown. The stretch pulse 400 is plotted in intensity versus time in FIG. 8, and again can be compared to the shape of the power amplifier output pulse 402 (non-stretch pulse) plotted in FIG. For the stretched pulse shown, the pulse can be shaped so that it has two large, approximately equal peaks, with a smaller tapering peak over time after the first two peaks. It will be appreciated that the shape of the stretched pulse can be modified using beam splitters having different reflectivities.

図7は、遅延ビームが、別々に3回集束して拡大することができることを示している。この奇数回(すなわち、偶数ではない)の集束段階のために、遅延ビームは、ビームスプリッタ216を通じて伝達されるパルスの部分に対して反転される(水平方向と垂直方向の両方で)。従って、6ミラーパルスストレッチャ22からの出力ビーム214Cは、組合せビーム又は混合ビームを含むことができる。この混合によって、強度変動を低減することができる。また、パルスストレッチャ22は、ビームの異なる部分からの異なる干渉セルを混合させることができるために、ビーム干渉を低減することができる。例示的なビームの垂直方向の均一性に及ぼす影響を図9に示している。具体的には、伸張パルス404は、図9においては、強度と垂直方向の幅としてプロットされており、ここでもまた、図9においてプロットされている電力増幅器出力パルス406(非伸張パルス)の形状と比較することができる。ビームが、エキシマレーザ源を使用した時に一般的であることが多い水平軸において近ガウス分布である場合には、水平方向の強度変動に及ぼすパルスストレッチャ22の影響は無視できる場合がある。   FIG. 7 shows that the delayed beam can be focused and expanded separately three times. Because of this odd number of (ie, not even) focusing steps, the delayed beam is inverted (in both horizontal and vertical directions) with respect to the portion of the pulse transmitted through beam splitter 216. Thus, the output beam 214C from the six mirror pulse stretcher 22 can include a combined beam or a mixed beam. By this mixing, intensity fluctuation can be reduced. The pulse stretcher 22 can also mix different interfering cells from different parts of the beam, thus reducing beam interference. The effect on the vertical uniformity of an exemplary beam is shown in FIG. Specifically, the stretched pulse 404 is plotted in FIG. 9 as a width in the direction perpendicular to the intensity, and again, the shape of the power amplifier output pulse 406 (non-stretched pulse) plotted in FIG. Can be compared. If the beam has a near Gaussian distribution in the horizontal axis, which is often common when using an excimer laser source, the effect of the pulse stretcher 22 on the horizontal intensity variation may be negligible.

上述のように、レーザ結晶化処理の性能は、エネルギ密度の均一性に依存する場合がある。多重発射処理であって露出中の発射間の平均化が得られるリソグラフィレーザと異なり、レーザ結晶化は、主として一回の発射による処理であり、従って、平均化は、単一パルス内の強度平均化に限定される場合がある。エネルギ密度均一性を決める要素の一部は、ラインビーム均一性及びビーム空間干渉である。一般的に、光学器械は、光学器械モジュール28(図1)内に含め、ビームを均質化することができる。これらの光学器械では、ビームをビームレットに分割するためにマイクロレンズのアレイが使用されると考えられる。大型開口レンズを使用して、ビームレットが球面レンズの焦点面において互いに正確に重なり合うようにビームレットを向け直すことができる。これらのビームレットを統合すると、あらゆる強度変動を実質的に排除することができ、平頂ビームプロフィールが得られる。ビームがビームレットに分割されるほど、平均化を改善することができる。しかし、マイクロレンズ開口が小さすぎ、例えばラインビームの1つの干渉区域よりも小さい場合、干渉区域では、マイクロレンズの繰返しパターンが発生する恐れがあり、これは、望ましくない結果を発生するであろう。要するに、マイクロレンズのアレイを使用して達成される均質化量には限界がある場合があるということである。これを念頭に置いて、パルスストレッチャ22内の空間干渉セルが平均化されると、マイクロレンズアレイに送出されるビームは、結果的に干渉が劣るものになると考えられ、これは、次に、干渉による強度変動を最小にし、及び/又はマイクロレンズアレイの開口の小型化を可能にするであろう。   As described above, the performance of the laser crystallization process may depend on the uniformity of the energy density. Unlike lithographic lasers, which are multiple firing processes that provide averaging between exposures during exposure, laser crystallization is primarily a one-shot process, so averaging is an intensity average within a single pulse. May be limited to Some of the factors that determine energy density uniformity are line beam uniformity and beam space interference. In general, the optical instrument can be included in the optical instrument module 28 (FIG. 1) to homogenize the beam. In these optical instruments, it is believed that an array of microlenses is used to split the beam into beamlets. A large aperture lens can be used to redirect the beamlets so that the beamlets overlap each other exactly in the focal plane of the spherical lens. When these beamlets are integrated, any intensity variation can be substantially eliminated and a flat top beam profile is obtained. The averaging can be improved as the beam is split into beamlets. However, if the microlens aperture is too small, for example smaller than one interference area of the line beam, there may be a repetitive pattern of microlenses in the interference area, which will produce undesirable results. . In short, the amount of homogenization achieved using an array of microlenses can be limited. With this in mind, if the spatial interfering cells in the pulse stretcher 22 are averaged, the beam delivered to the microlens array will result in inferior interference, which in turn is It will minimize intensity fluctuations due to interference and / or allow miniaturization of the microlens array aperture.

図7に示すパルスストレッチャ22の注意すべき1つの特徴は、入力ビーム(すなわち、ビーム214B)のビーム指向誤差が増大する時に、出力ビーム(すなわち、ビーム214C)のビーム発散が増大する場合があるという点である。このビーム発散の増大は、レーザ結晶化には望ましくないものであることが多く、従って、パルスストレッチャに入るビーム(すなわち、ビーム214B)のビーム指向誤差を最小にすることが望ましい。図6は、能動ビーム誘導ユニット500をパルスストレッチャ22の上流側に位置決めし、パルスストレッチャに入るビーム214Bのビーム指向誤差を最小にすることができることを示している。この能動ビーム誘導ユニットは、パルスストレッチャ22の上流側で行われたビーム指向測定及び/又はパルスストレッチャ22の下流側で行われた発散測定に応答するものとすることができ、例えば、発散測定は、SMM26で行ない、かつ能動ビーム誘導ユニット500を制御するのに使用することができる。構造的には、能動ビーム誘導ユニット500は、ビーム送出ユニット238におけるビーム誘導を能動的に制御するために、以下にかつ引用により先に本明細書に組み込まれたいくつかの出願においてより詳細に説明されるミラー240A、240Bと類似の1つ又はそれよりも多くの調節可能ミラーを含むことができる。代替的に又は能動ビーム誘導ユニット500に加えて、ビーム反転器228の向きを能動的に調節し、パルスストレッチャ22の上流側でビーム指向を制御することができる。具体的には、調節可能なビーム反転器228は、パルスストレッチャ22の上流側で行われたビーム指向測定及び/又はパルスストレッチャ22の下流側で行われた発散測定に応答するものとすることができる。   One feature to note of the pulse stretcher 22 shown in FIG. 7 is that the beam divergence of the output beam (ie, beam 214C) may increase when the beam pointing error of the input beam (ie, beam 214B) increases. That is the point. This increase in beam divergence is often undesirable for laser crystallization, and therefore it is desirable to minimize the beam pointing error of the beam entering the pulse stretcher (ie, beam 214B). FIG. 6 shows that the active beam guidance unit 500 can be positioned upstream of the pulse stretcher 22 to minimize the beam pointing error of the beam 214B entering the pulse stretcher. The active beam guidance unit may be responsive to beam directing measurements performed upstream of the pulse stretcher 22 and / or divergence measurements performed downstream of the pulse stretcher 22, for example, , SMM 26 and can be used to control the active beam guidance unit 500. Structurally, the active beam guidance unit 500 is described in more detail below and in several applications previously incorporated herein by reference to actively control beam guidance in the beam delivery unit 238. One or more adjustable mirrors similar to the described mirrors 240A, 240B can be included. Alternatively or in addition to the active beam guidance unit 500, the orientation of the beam inverter 228 can be actively adjusted to control the beam orientation upstream of the pulse stretcher 22. Specifically, the adjustable beam inverter 228 may be responsive to beam pointing measurements performed upstream of the pulse stretcher 22 and / or divergence measurements performed downstream of the pulse stretcher 22. it can.

図6は、システム10が、ビーム送出ユニット24及び安定化方法モジュール(SMM26)を含むことができることを示している。機能的には、これらの要素は、レーザ源20及びパルスストレッチャ22と協働して、本出願の1組のビーム仕様を満たすSMM26の出力部でパルスビームを供給することができる。実際は、光学器械モジュール28(図1を参照されたい)の入力部でのビーム仕様は、光学器械モジュール28(照射装置)のデザインに依存する場合がある。特定のビームパラメータとしては、以下に限定されるものではないが、強度、波長、帯域幅、波面(例えば、波面曲率、ビーム発散度とも呼ばれる)、偏光、強度プロフィール、ビームサイズ、ビーム指向、線量安定性、及び波長安定性を含むことができる。レーザ結晶化に向けて上述の例えば20ミクロンx700mmのラインビームを生成することができる光学器械モジュールに対しては、20μrad以内までの指向安定性、10%未満までの波面曲率変化、及び±2%以内までのエネルギ安定性を維持することを必要とするであろう。更に、無駄な発射を回避するために、レーザが「安定」するまで比較的長期間にわたって連続的に作動することを必要とせずにこれらの特性を得ることが望ましいであろう。   FIG. 6 shows that the system 10 can include a beam delivery unit 24 and a stabilization method module (SMM 26). Functionally, these elements can cooperate with laser source 20 and pulse stretcher 22 to provide a pulsed beam at the output of SMM 26 that meets the set of beam specifications of the present application. In practice, the beam specifications at the input of the optical instrument module 28 (see FIG. 1) may depend on the design of the optical instrument module 28 (illuminator). Specific beam parameters include, but are not limited to, intensity, wavelength, bandwidth, wavefront (eg, also called wavefront curvature, beam divergence), polarization, intensity profile, beam size, beam pointing, dose Stability and wavelength stability can be included. For optical instrument modules capable of generating, for example, the 20 micron x 700 mm line beam described above for laser crystallization, directional stability to within 20 μrad, wavefront curvature change to less than 10%, and ± 2% It may be necessary to maintain energy stability to within. Furthermore, it would be desirable to obtain these characteristics without having to operate continuously over a relatively long period of time until the laser is “stable” to avoid wasted firing.

SMM26は、ビーム指向、ビームサイズ、波面、及びパルスエネルギを含む望ましいパラメータで光が確実に光学器械モジュール28に供給されるようにするために、入射光をモニタし、フィードバック信号を制御システムに供給することができるように光学器械モジュール28の入力ポートの上流側に位置決めすることができる。例えば、パルスエネルギ、ビーム指向、及びビーム位置は、先に引用により本明細書に組み込まれた米国特許出願出願番号第10/425、361号(’361号出願)に説明されている技術を用いて、パルス間でSMM26内の測定機器によってモニタすることができる。具体的には、’361号出願の図10Bで、パルス間でパルスエネルギ、ビーム指向、及びビーム位置を測定する構造的配置が示されている。更に以下で詳細するように、SMM26は、波面曲率及びビームサイズをモニタするようにも構成することができる。高速CMOS線形フォトダイオードアレイと組み合わせてDSPベースのプロセッサを使用すると、迅速なフィードバックと同様に、最大8kHzでのビーム特性の迅速な計算により、ビーム特性が安定化することを可能にすることができる。   The SMM 26 monitors the incident light and provides a feedback signal to the control system to ensure that the light is delivered to the optics module 28 with desirable parameters including beam orientation, beam size, wavefront, and pulse energy. It can be positioned upstream of the input port of the optical instrument module 28 so that it can. For example, pulse energy, beam orientation, and beam position may be achieved using techniques described in US patent application Ser. No. 10 / 425,361 (the '361 application) previously incorporated herein by reference. Thus, it can be monitored between the pulses by the measuring instrument in the SMM 26. Specifically, FIG. 10B of the '361 application shows a structural arrangement for measuring pulse energy, beam pointing, and beam position between pulses. As will be described in more detail below, the SMM 26 can also be configured to monitor wavefront curvature and beam size. Using a DSP-based processor in combination with a high-speed CMOS linear photodiode array can allow beam characteristics to stabilize with rapid calculation of beam characteristics at up to 8 kHz as well as rapid feedback. .

垂直方向及び水平方向のビーム指向及び位置誤差は、レーザによって生成される光の全てのパルスに対してSMM26で評価することができる。全体としては、4種類の独立したセンサ測定、すなわち、垂直方向の指向誤差、水平方向の指向誤差、垂直方向の位置誤差、及び水平方向の位置誤差がある。1つの例示的な実施においては、垂直方向及び水平方向の指向の測定は、米国ニュージャージー州ブリッジウォーター所在の「Hamamatsu Corporation」によって提供される「S903 NMOS線形画像センサ」のような線形フォトダイオードアレイ(PDA)素子上に遠視野像を置くことによって行うことができる。一般的に、指向誤差は、SMM26の出口に定められたターゲット位置から規定することができる。垂直方向及び水平方向の位置の測定は、ビームの縮小画像をPDA素子上のBDU出口近くに置くことによって行うことができる。ビームのパルスエネルギの測定は、較正済フォトセル回路でSMM26で行うことができる。SMM26内のセンサからの信号は、電気コネクタを通じてSMM26の一部を成すことができる「安定化コントローラ」に送ることができる。   Vertical and horizontal beam pointing and position errors can be evaluated with the SMM 26 for all pulses of light generated by the laser. Overall, there are four types of independent sensor measurements: vertical pointing error, horizontal pointing error, vertical position error, and horizontal position error. In one exemplary implementation, vertical and horizontal orientation measurements are made with linear photodiode arrays (such as the “S903 NMOS linear image sensor” provided by “Hamamatsu Corporation”, Bridgewater, NJ, USA). This can be done by placing a far field image on a PDA) device. In general, the pointing error can be defined from the target position defined at the exit of the SMM 26. Measurements of vertical and horizontal positions can be made by placing a reduced image of the beam near the BDU exit on the PDA element. Measurement of the pulse energy of the beam can be performed with the SMM 26 in a calibrated photocell circuit. Signals from sensors in the SMM 26 can be sent through electrical connectors to a “stabilization controller” that can form part of the SMM 26.

ビーム指向制御は、パルスストレッチャ22(上述)上流側及び/又はBDU24内にある能動ビーム誘導ユニット500を使用し、ビーム反転器228(同じく上述)の向きを選択的に調節することによって達成することができる。具体的には、BDU24は、2つのビーム指向ミラー240A及び240Bを含むことができ、その一方又は両方を制御し、先端及び傾きの補正を行ってビーム指向を変えることができる。ビーム指向は、ビーム指向ミラー240A、240Bの一方又は両方をフィードバック制御し、SMM26内でモニタすることができる。例えば、誤差信号は、高速誘導回転ミラー40A及び40Bを駆動するために生センサデータを処理して指令を生成するSMM26内の安定化コントローラに送ることができる。各々が2つの制御軸を有するこれらの2つの高速誘導回転ミラーは、図示のように、SMM26の上流側に置くことができる。回転ミラーは、各々、高速誘導モータに取り付けることができる。特定的な実施形態では、圧電ミラー駆動装置を設置して、迅速な(200Hz)ビーム指向及び位置補正を可能にすることができる。   Beam pointing control is achieved by using an active beam guidance unit 500 upstream of the pulse stretcher 22 (described above) and / or within the BDU 24 and selectively adjusting the orientation of the beam inverter 228 (also described above). Can do. Specifically, the BDU 24 can include two beam directing mirrors 240A and 240B, which can control one or both and perform tip and tilt correction to change the beam pointing. The beam pointing can be monitored within the SMM 26 by feedback controlling one or both of the beam directing mirrors 240A, 240B. For example, the error signal can be sent to a stabilization controller in the SMM 26 that processes the raw sensor data and generates commands to drive the high speed induction rotating mirrors 40A and 40B. These two high speed induction rotating mirrors, each having two control axes, can be placed upstream of the SMM 26 as shown. Each of the rotating mirrors can be attached to a high speed induction motor. In a specific embodiment, a piezoelectric mirror drive can be installed to allow rapid (200 Hz) beam pointing and position correction.

モータは、2つの軸内でミラー角度を作動し、従って、レーザビームの光路を向け直すことができる。2つの制御軸を有する2つのモータは、BDU安定化コントローラが垂直方向及び水平方向のビーム指向及び位置誤差を独立して調節することを可能にすることができる。制御システムは、パルス間でビーム誤差を補正することができる。すなわち、各レーザパルスからのビーム誤差をフィードバック制御システムに供給し、誘導モータ向けに指令を生成することができる。フィードバック制御システムを作動させるのに使用される電子機器は、「安定化コントローラ」に配置することができる。図6に示すようなミラーを配置することにより、レーザ、減衰器(設けられている場合)、及び他の光学器械によるドリフトを補正することができる。従って、一部の場合には、安定した(位置及び指向において)ビームを10μrad以内までの安定性を有する光学器械モジュール28の入口に投射することができる。   The motor operates the mirror angle in two axes and can thus redirect the optical path of the laser beam. Two motors with two control axes can allow the BDU stabilization controller to independently adjust vertical and horizontal beam pointing and position errors. The control system can correct the beam error between pulses. That is, the beam error from each laser pulse can be supplied to the feedback control system to generate a command for the induction motor. The electronics used to operate the feedback control system can be located in a “stabilizing controller”. By arranging a mirror as shown in FIG. 6, drift due to lasers, attenuators (if provided), and other optical instruments can be corrected. Thus, in some cases, a stable beam (in position and orientation) can be projected to the entrance of the optical instrument module 28 having a stability of up to 10 μrad.

SMM26でモニタされたパルスエネルギをレーザのエネルギ制御アルゴリズムへのフィードバック信号及び入力として用いることができる。ガス放電レーザに対しては、レーザの放電電圧を調節してパルスエネルギを変えることができる。エネルギ制御アルゴリズムは、SMM26での(光学器械モジュール28入力部での)エネルギを安定化させることができるので、光吸収又は他の原因によるパルスエネルギのあらゆる短期的又は長期的ドリフトを補正することができる。
上述のように、SMM26は、ビームサイズ及びビーム発散(波面曲率)も測定することができる。一般的に、レーザ出口の開口を利用してレーザからのビームサイズを固定することができる。しかし、レーザからのビーム発散は、光学器械の加熱、レーザエネルギ、レーザ電圧、フッ素エキシマレーザ使用時の放電ガス中のF2濃度による変わる可能性がある。
The pulse energy monitored by the SMM 26 can be used as a feedback signal and input to the laser energy control algorithm. For gas discharge lasers, the pulse energy can be varied by adjusting the discharge voltage of the laser. Because the energy control algorithm can stabilize the energy at the SMM 26 (at the input of the optical instrument module 28), it can correct any short-term or long-term drift in pulse energy due to light absorption or other causes. it can.
As described above, the SMM 26 can also measure beam size and beam divergence (wavefront curvature). In general, the beam size from the laser can be fixed using the opening of the laser exit. However, the beam divergence from the laser may vary due to optical instrument heating, laser energy, laser voltage, and F2 concentration in the discharge gas when using a fluorine excimer laser.

図6及び図7に示すように、ビーム発散及びビームサイズは、BDU24に沿って位置決めすることができる調節可能なビーム拡大器502を使用して能動的に制御することができる。図2に示すように、ビーム拡大器502は、4つのレンズ、すなわち、2つの水平レンズ504A、504B及び2つの垂直レンズ504C、504Dを含むことができる。1つの構成においては、ビーム拡大器502は、約0.30mの長さLを有し、かつ水平軸において12mm、垂直軸において9mmの公称入力部、水平軸において5mm、垂直軸において18mmの公称出力部を有するようにサイズを決めることができる。例示的な構成においては、レンズ504Aは、f=507.0mmの平凸円柱レンズとすることができ、レンズ504Bは、f=202.8mmの平凸円柱レンズとすることができ、レンズ504Cは、f=202.8mmの平凸円柱レンズとすることができ、レンズ504Dは、f=405.6mmの平凸円柱レンズとすることができる。代替構成において、レンズ504A及び504Cは、代わりに単一のレンズを使用することができる。ビーム発散及びビームサイズの変化は、ビーム拡大器レンズの間隔を調節することによって達成することができる。具体的には、レンズ504Aと504Bとの間隔は、水平軸においてビームを変えるように変更することができ、レンズ504Cと504Dとの間隔は、垂直軸においてビームを変えるように変更することができる。一実施形態では、可動レンズを線形電動駆動装置上に取り付けることができる。こうして、拡大器504は、水平方向及び垂直方向のビーム波面の独立した制御を可能にすることができる。   As shown in FIGS. 6 and 7, beam divergence and beam size can be actively controlled using an adjustable beam expander 502 that can be positioned along the BDU 24. As shown in FIG. 2, the beam expander 502 can include four lenses: two horizontal lenses 504A, 504B and two vertical lenses 504C, 504D. In one configuration, the beam expander 502 has a length L of about 0.30 m and has a nominal input of 12 mm on the horizontal axis, 9 mm on the vertical axis, 5 mm on the horizontal axis, and 18 mm on the vertical axis. The size can be determined to have an output section. In an exemplary configuration, the lens 504A can be a plano-convex cylindrical lens with f = 507.0 mm, the lens 504B can be a plano-convex cylindrical lens with f = 202.8 mm, and the lens 504C has F = 202.8 mm and a plano-convex cylindrical lens, and the lens 504D can be a plano-convex cylindrical lens with f = 405.6 mm. In an alternative configuration, lenses 504A and 504C can instead use a single lens. Beam divergence and beam size changes can be achieved by adjusting the spacing of the beam expander lenses. Specifically, the spacing between lenses 504A and 504B can be changed to change the beam on the horizontal axis, and the spacing between lenses 504C and 504D can be changed to change the beam on the vertical axis. . In one embodiment, the movable lens can be mounted on a linear electric drive. Thus, the expander 504 can allow independent control of the horizontal and vertical beam wavefronts.

先に開示した本発明の実施形態の態様は、好ましい実施形態のみであることを意図したものであり、いかなる点においても本発明の開示内容を特に特定の好ましい実施形態だけに制限することを意図したものではないことが当業者によって理解されるであろう。当業者によって理解かつ認識されることになる開示した発明の実施形態の開示した態様に多くの変更及び修正を行うことができる。特許請求の範囲は、その範囲及び意味において、本発明の実施形態の開示した態様だけではなく、当業者には明らかであろう均等物及び他の修正及び変更も包含するように想定されている。「35 U.S.C.§112」を満たすために必要される詳細において本特許出願で説明かつ示した「ラインビームとして成形されたレーザと基板上に堆積された膜との間の相互作用を実現するためのシステム及び方法」の実施形態の特定的な態様は、上述の実施形態の態様によって解決すれる問題に対する上述の実施形態の態様のあらゆる上述の目的、又は上述の実施形態の態様に対するあらゆる他の理由又はその目的を十分に達成することができるが、本発明の説明した実施形態のここで説明した態様は、単に例示的なものであり、本発明によって広く考えられている内容を示しかつ表すものであることが当業者によって理解されるものとする。実施形態のここで説明して請求した態様の範囲は、本明細書の教示内容に基づいて当業者に現在明らかであるか又は明らかになると考えられる他の実施形態も完全に包含するものである。本発明の「ラインビームとして成形されたレーザと基板上に堆積された膜との間の相互作用を実現するシステム及び方法」の範囲は、特許請求の範囲によってのみ唯一かつ完全に限定され、いかなるものも特許請求の範囲の請求事項を超えるものではない。単数形でのこのような特許請求の範囲中の要素への言及は、明示的に説明されない限り、このような特許請求の範囲の要素を解釈するに際して「1つ及び1つのみ」を意味することを意図せず、かつ意味すべきではなく、むしろ「1つ又はそれよりも多く」を意味するものとする。当業者に公知か又は後で公知になる実施形態の上述の態様の要素のいずれかに対する全ての構造的及び機能的均等物は、明示的な引用により本明細書に組み込まれ、かつ特許請求の範囲によって包含されるように意図されている。本明細書及び/又は特許請求の範囲において使用され、かつ本明細書及び/又は本出願における特許請求の範囲において明示的に意味が与えられたあらゆる用語は、このような用語に対して辞書又は他の一般的に使用される意味に関係なく、そのような意味を有するものとする。実施形態のいずれかの態様として本明細書で説明した装置又は方法は、それが特許請求の範囲によって包含されるために本出願で開示した実施形態の態様によって解決しようとする各及び全ての問題に対処することを意図しておらず、又は必要でもない。本発明の開示のいかなる要素、構成要素、又は方法段階も、その要素、構成要素、又は方法段階が明示的に特許請求の範囲に列挙されているか否かに関係なく、一般的に与えることを意図したものではない。特許請求の範囲における請求項のいかなる要素も、その要素が語句「のための手段」として、又は方法請求項の場合にその要素が「行為」の代わりに「段階」として説明されていない限り、「35 U.S.C.§112」も第6項の規定の下で解釈されないものとする。   The aspects of the embodiments of the invention disclosed above are intended to be preferred embodiments only, and in any respect are intended to limit the disclosure of the invention to particular preferred embodiments only. It will be appreciated by those skilled in the art that this is not the case. Many changes and modifications may be made to the disclosed aspects of embodiments of the disclosed invention that will be understood and appreciated by those skilled in the art. The claims are intended to encompass, within their scope and meaning, not only the disclosed aspects of the embodiments of the present invention, but also equivalents and other modifications and changes that would be apparent to one skilled in the art. . "Interaction between a laser shaped as a line beam and a film deposited on a substrate, as described and shown in this patent application in the details required to meet" 35 USC § 112 " Specific aspects of the embodiments of the "systems and methods for realizing" are any of the above-mentioned objectives of the above-described aspects of the embodiment or aspects of the above-described embodiments to the problem solved by the above-described embodiments. Although any other reason or purpose may be adequately achieved, the described aspects of the described embodiments of the invention are merely exemplary and broadly contemplated by the invention It will be understood by those skilled in the art that The scope of the presently described and claimed aspects of the embodiments is intended to encompass completely other embodiments that are presently apparent or will be apparent to those skilled in the art based on the teachings herein. . The scope of the present invention “systems and methods for realizing interaction between a laser shaped as a line beam and a film deposited on a substrate” is only and completely limited by the claims, Nothing exceeds the claims of the claims. Reference to an element in such a claim in the singular means "one and only one" in the interpretation of such claim element, unless explicitly stated otherwise. It is not intended and should not be meant, but rather shall mean "one or more". All structural and functional equivalents to any of the above-described aspects of embodiments known to those of ordinary skill in the art or later become known are incorporated herein by reference and are expressly claimed. It is intended to be covered by a range. Any term used in the specification and / or claims and expressly given meaning in the specification and / or claims in this application shall have the dictionary or It shall have such meanings regardless of other commonly used meanings. The apparatus or method described herein as any aspect of an embodiment is intended to solve each and every problem sought to be solved by the aspects of the embodiment disclosed herein, as it is encompassed by the claims. It is not intended or necessary to deal with. Any element, component, or method step of the disclosure of the present invention is generally given regardless of whether the element, component, or method step is explicitly recited in the claims. Not intended. Any element of a claim in the claims, unless that element is described as a "step" instead of "action" in the case of a method claim, or in the case of a method claim “35 USC § 112” shall not be construed under the provisions of paragraph 6.

Claims (5)

膜と成形光学器械によって光源から成形されたラインビームとの相互作用中に、前記膜でエネルギ密度を予め選択した範囲に維持するためのシステムであって、
前記膜は、不完全非平面表面を有し、
前記システムは、
前記膜と前記集束レンズとの間の距離を測定するための自動焦点センサと、
前記測定を利用して光源パラメータを調整して、前記膜で前記エネルギ密度を前記予め選択した範囲に維持するコントローラと、
を含むことを特徴とするシステム。
A system for maintaining energy density in a preselected range in the membrane during the interaction of the membrane with a line beam shaped from a light source by a shaping optic;
The membrane has an imperfect non-planar surface;
The system
An autofocus sensor for measuring the distance between the membrane and the focusing lens;
A controller that adjusts light source parameters utilizing the measurement to maintain the energy density in the preselected range at the film;
A system characterized by including.
前記光源はパルスレーザ源であり、前記光源パラメータはパルスエネルギであることを特徴とする請求項1に記載のシステム。   The system of claim 1, wherein the light source is a pulsed laser source and the light source parameter is pulse energy. 前記レーザ源はガス放電レーザ源であり、前記パルスエネルギは、レーザ源の放電電圧を変えることによって調節されることを特徴とする請求項2に記載のシステム。   The system of claim 2, wherein the laser source is a gas discharge laser source and the pulse energy is adjusted by changing a discharge voltage of the laser source. 前記コントローラは、可変減衰器を調節して、前記膜で前記エネルギ密度を前記予め決められた範囲に維持することを特徴とする請求項1に記載のシステム。   The system of claim 1, wherein the controller adjusts a variable attenuator to maintain the energy density in the membrane at the predetermined range. 前記光源は光源スペクトルを発生し、前記コントローラは、前記光源スペクトルを変えて前記膜で前記エネルギ密度を前記予め決められた範囲に維持することを特徴とする請求項1に記載のシステム。   The system of claim 1, wherein the light source generates a light source spectrum, and the controller changes the light source spectrum to maintain the energy density in the predetermined range at the film.
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