JP4567474B2 - 光照射装置、結晶化装置、および結晶化方法 - Google Patents
光照射装置、結晶化装置、および結晶化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4567474B2 JP4567474B2 JP2005013499A JP2005013499A JP4567474B2 JP 4567474 B2 JP4567474 B2 JP 4567474B2 JP 2005013499 A JP2005013499 A JP 2005013499A JP 2005013499 A JP2005013499 A JP 2005013499A JP 4567474 B2 JP4567474 B2 JP 4567474B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- light intensity
- light
- region
- semiconductor film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
表面科学Vol.21, No.5, pp.278-287, 2000
この光学変調素子を介した光束を非干渉性の異なる2つの光束に分割するための光束分割素子と、
第2間隔だけ互いに離間した2つの光強度分布の合成に対応する所定の逆ピーク状の光強度分布を所定面に形成するための結像光学系とを備え、
隣り合う2つの位相段差の間隔は、前記逆ピーク状の光強度分布を形成する第1基準間隔と前記逆ピーク部を形成しない第1補正間隔との間で前記位相段差の方向に沿って変化し、
前記第2間隔は、前記第1基準間隔の奇数倍に対応していることを特徴とする光照射装置を提供する。
隣り合う2つの位相段差の間隔は前記位相段差の方向に沿って増減していることを特徴とする光学変調素子を提供する。
隣り合う2つの位相段差の間に形成された位相領域は交互に異なる基準位相値を有し、
各位相領域には、前記基準位相値と異なる第1位相値を有する第1領域の占有面積率が位置によって変化する位相分布が形成され、
隣り合う2つの位相領域の間で、前記第1領域の位相変調量の絶対値がほぼ等しく且つその符号が逆であることを特徴とする光学変調素子を提供する。
前記位相段差の近傍に設けられた光遮蔽領域を有することを特徴とする光学変調素子を提供する。
前記位相段差の近傍に設けられた位相変調領域を有することを特徴とする光学変調素子を提供する。
図1は、本発明の実施形態にかかる結晶化装置の構成を概略的に示す図である。また、図2は、図1の照明系の内部構成を概略的に示す図である。図1および図2を参照すると、本実施形態の結晶化装置は、透光性基板に複数の段差(位相差が実質的に180度の段差を除く)が設けられてなり、入射光束を位相変調して逆ピーク状の光強度分布を形成するための光学変調素子1と、非干渉性でかつ異なる2つの光束に分割する手段例えば入射光束を偏光状態の異なる2つの光束に分割するための光束分割素子2(例えば複屈折素子)と、上記光学変調素子1および/又は前記光束分割素子2を介した光束に基づいて、互いに離間した2つの逆ピーク状光強度分布の合成に対応する所定の光強度分布を所定面に形成するための結像光学系とを備え、上記2つの逆ピーク状光強度分布の離間距離を上記段差間に相当する間隔の奇数倍にすることを特徴とする。
次に、光学変調素子1および光束分割素子2の構成および作用については各実施例を参照して後述する。また、本実施形態の結晶化装置は、光学変調素子1を照明するための照明系3を備えている。照明系3は、被結晶化処理体を溶融するエネルギーを有する光線を出射する光源と、ほぼ均一な入射角および光強度分布を出射するホモジナイザとからなる。光源は、たとえば図2に示す光学系で248nmの波長を有する光を供給するKrFエキシマレーザ光源3aを備えている。なお、光源3aとして、XeClエキシマレーザ光源やYAGレーザ光源のような被結晶化処理体を溶融するエネルギー光線を出射する性能を有する他の適当な光源を用いることもできる。
図3は、第1実施例における光学変調素子の構成および作用を説明する図である。第1実施例の光学変調素子1は、透明体からなり図3(a)に示すように、たとえば位相値が0度の矩形状の領域1aと位相値が60度の矩形状の領域1bとが一方向に沿って交互に繰り返される位相差60度のライン型位相シフターである。こうして、2つの矩形状の領域1aと1bとの間には、60度の位相差線(位相の境界線:位相シフト線)1cが形成されている。そして、光学変調素子1の全体では、位相差線1cが所定ピッチ例えば像側換算値で5μmのピッチ(実際には25μmのピッチ)で形成されている。位相差線(位相の境界線:位相シフト線)1cとは、透明体に形成された段差であり、この段差は、光強度に周期的な空間分布(逆ピーク光強度分布)を付与する。
d=tanφ×t (1)
ただし、tanφ=(no2−ne2)sinθ・cosθ/(ne2cos2θ+no2sin2θ)
なお、式(1)において、noは正常光線oの屈折率であり、neは異常光線eの屈折率である。また、上述したように、φは異常光線eと入射界面の法線(すなわち光軸)との角度であり、θは結晶光学軸2aと入射界面の法線との角度であり、tは複屈折素子2Eの厚さである。
sinθw=2(ne−no)tanθw{1−(ne−no)2・tan2θw/2+・・・}(2)
光束分割素子2としてウォラストンプリズム22を用いる場合、分離角θwを適宜設定することにより、上述の第1実施例と同様の効果を得ることができる。なお、ウォラストンプリズムと同様に偏光方向により角度分離する光束分割素子2としてローションプリズムやセナルモンプリズムがあり、これらも用いることができる。また、右回り偏光と左回り偏光に角度分離する素子としてフレネルの(多重)プリズムがあるが、これも用いることができる。なお、これらの光束分割素子2やサバール板などは、これを通すことにより物体が二つに見えるため総称して複像子と呼ばれている。
第1実施例では、複屈折素子2Eで分割された2つの逆ピーク状の光強度分布の間隔が位相差線1cの間隔に対応しているので、合成により得られた逆ピーク状の光強度分布における逆ピーク点の最小光強度の大きさは一定である。これに対し、図11に示すように、2つの逆ピーク状の光強度分布の間隔と位相差線1cの間隔とを意図的にずらして、逆ピーク点とその片側のピーク形状位置とを重ね合わせることにより、ピークを実質的に消去したり逆ピークを浅くしたりすることができる。
逆ピークとは、光学変調素子1により形成された最小光強度分布を示す凹曲線である。この凹曲線の最小光強度値が逆ピーク点である。ピーク形状とは、逆ピークパターンの最大光強度を呈する光強度分布曲線である。ピークを実質的に消去することにより、最大光強度がアブレーションが発生する温度以上のときも、アブレーションが発生しない光強度に制御されるとともに、ピーク部で結晶成長が止まるのを回避できるため、結晶成長が継続し、より大きな結晶化を可能にする。逆ピーク点とピーク形状位置との間隔Dは、次の式(3)により近似される。
D≒0.5×λ/NA (3)
C≦0.5×λ/NA (4)
第1実施例では、特にフォーカス状態で形成される逆ピーク状の光強度分布において、逆ピークの両側に不要なピーク形状が現れる。前述したように、ピーク形状の存在は、アブレーションの原因および結晶成長の停止原因になる。まず、第3実施例の具体的な説明に先立って、逆ピークの両側にピーク形状が発生する原理を説明する。一般に、結像光学系4による結像の複素振幅分布U(x,y)は、比例係数を省略すると、次の式(5)で表わされる。
U(x,y)=O(x,y)*PSF(x,y) (5)
PSF(x,y)=2J1(a・r)/(a・r) (6)
ただし、a=(2π・NA)/λ
r=(x2+y2)1/2
3.8<a・r<7.0 (7)
0.61×λ/NA<r<1.11×λ/NA (8)
図21は、第4実施例の光学変調素子のパターンを示す図である。また、図22は、図21に示す光学変調素子における基本パターンを示す図である。図21を参照すると、第4実施例の光学変調素子1には第1実施例の場合と同様に、位相値が0度の矩形状の領域1aと位相値が60度の矩形状の領域1bとが一方向に沿って交互に繰り返し形成されている。換言すれば、隣接する2つの位相差線1cの間に形成された位相領域(1a,1b)は、交互に異なる基準位相値(0度,60度)を有する。
第4実施例では、第1実施例の光学変調素子1に対して、基準位相値(0度,60度)と異なる第1位相値(60度,0度)を有する第1領域(1i,1j)を付設している。これに対し、第5実施例では、第2実施例の光学変調素子1に対して、基準位相値と異なる第1位相値を有する正方形状の第1領域を付設している。図26は、第5実施例の光学変調素子のパターンを示す図である。図26を参照すると、第5実施例の光学変調素子1には第2実施例の場合と同様に、位相値が0度の領域1dと位相値が60度の領域1eとが一方向に沿って交互に繰り返し形成されている。
図31は、第6実施例の光学変調素子のパターンを示す図である。図31を参照すると、第6実施例の光学変調素子1は、一方向(図中縦方向)に沿って交互に繰り返し形成された2つの領域、すなわち幅が5μmの位相分布領域1pと幅が5μmの位相均一領域1qとを有する。位相分布領域1pには、結像光学系4の点像分布範囲の半径よりも光学的に小さい寸法を有し且つ90度の位相値を有する矩形状の領域(ハッチングを施した部分)1rが、その占有面積率が位置によって変化するように形成されている。位相分布領域1pにおいて、領域1r以外の領域は0度の位相値を有する。領域1rの占有面積率は、0%から約50%の間で変化している。一方、位相均一領域1qは、全体に亘って0度の位相値を有する。そして、位相分布領域1pと位相均一領域1qとの境界線が実質的に位相段差を形成する。
図34は、第7実施例の光学変調素子のパターンを示す図である。図34を参照すると、第7実施例の光学変調素子1は、図21に示す第4実施例の光学変調素子と同様に、一方向(図中縦方向)に沿って交互に繰り返し形成された2つの位相領域、すなわち幅が5μmの位相領域1sと幅が5μmの位相領域1tとを有する。位相領域1sでは、結像光学系4の点像分布範囲の半径よりも光学的に小さい寸法を有し且つ60度の位相値を有する正方形状の領域1uが、その占有面積率が位置によって変化するように形成されている。
2 光束分割素子(複屈折素子)
3 照明系
3a KrFエキシマレーザ光源
3b ビームエキスパンダ
3c,3e フライアイレンズ
3d,3f コンデンサー光学系
4 結像光学系
4c 開口絞り
5 被処理基板
6 基板ステージ
7 制御素子(1/2波長板)
Claims (12)
- レーザ光源と、
位相差が180度の位相段差を除く複数の位相段差が設けられてなり、入射光束を位相変調して逆ピーク状の光強度分布を形成するための光学変調素子と、
前記光学変調素子と所定面とを光学的に共役に配置する結像光学系と、
前記所定面に多結晶半導体膜または非晶質半導体膜を位置決めするためのステージと、
前記光学変調素子と前記所定面との間の光路中に配置されて、前記光学変調素子を介した光束を非干渉性の異なる2つの逆ピーク状光強度分布の光束に分割するための複屈折素子とを具備し、
前記複屈折素子を構成する材料および厚さは、前記2つの逆ピーク状光強度分布の離間距離を前記位相段差間に相当する間隔の奇数倍にするように決定され、
互いに離間した2つの逆ピーク状光強度分布の合成に対応する所定の光強度分布を前記所定面に形成することを特徴とする光照射装置。
- 前記光学変調素子は前記結像光学系の点像分布範囲の半径よりも光学的に小さく所定の位相値を有する領域の占有面積率が位置によって変化する位相分布領域を有し、該位相分布領域の周辺境界が前記180度と異なる位相段差を形成していることを特徴とする請求項1に記載の光照射装置。
- 前記光学変調素子は前記結像光学系の点像分布範囲の半径よりも光学的に小さく所定の位相値を有する領域の占有面積率が位置によって変化する、少なくとも二種類の位相分布領域を有し、該二種類の位相分布領域の位相値は絶対値が等しく符号が逆であり、該二種類の位相相分布領域の境界線が前記180度と異なる位相段差を形成していることを特徴とする請求項1または2に記載の光照射装置。
- 隣接する2つの位相段差の間に形成された位相領域は交互に異なる基準位相値を有し、
各位相領域には、前記結像光学系の点像分布範囲の半径よりも光学的に小さい寸法を有し且つ前記基準位相値と異なる第1位相値を有する第1領域の占有面積率が位置によって変化する位相分布が形成され、
隣接する2つの位相領域の間で、前記第1領域の位相変調量の絶対値が等しく且つその符号が異なることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光照射装置。 - 前記複屈折素子は、前記光学変調素子と前記結像光学系との間または前記結像光学系と前記所定面との間に配置されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光照射装置。
- 前記複屈折素子は、結晶光学軸が光軸に対して所定の角度をなすように設定された複屈折性の平行平面板を有することを特徴とする請求項5に記載の光照射装置。
- 前記複屈折素子は、結晶光学軸が光軸に対してそれぞれ所定の角度をなすように設定された複屈折性の一対の平行平面板からなるサバール板を有することを特徴とする請求項5に記載の光照射装置。
- 前記複屈折素子は、水晶、方解石、またはフッ化マグネシウムにより形成されていることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項に記載の光照射装置。
- 前記複屈折素子により分割された2つの光束の強度が互いに等しくなるように、前記複屈折素子への入射光束の偏光状態を制御するための制御素子をさらに備えていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の光照射装置。
- 前記制御素子は、前記複屈折素子の入射側に配置された1/4波長板を有することを特徴とする請求項9に記載の光照射装置。
- 請求項1乃至10のいずれか1項に記載の光照射装置を備え、前記所定面に前記多結晶半導体膜または非晶質半導体膜を有する被処理基板を設け、前記多結晶半導体膜または非晶質半導体膜に前記所定の光強度分布の最小光強度が多結晶半導体膜または非晶質半導体膜の融点近傍となるようにレーザ光を照射して前記多結晶半導体膜または非晶質半導体膜の照射面を溶融させ、この溶融領域を結晶化半導体膜に生成することを特徴とする結晶化装置。
- 請求項1乃至10のいずれか1項に記載の光照射装置を用いて、前記所定面に前記多結晶半導体膜または非晶質半導体膜を有する被処理基板を位置決めし、
前記多結晶半導体膜または非晶質半導体膜に前記所定の光強度分布の最小光強度が多結晶半導体膜または非晶質半導体膜の融点近傍となるようにレーザ光を照射して前記多結晶半導体膜または非晶質半導体膜の照射面を溶融させ、この溶融領域を結晶化半導体膜に生成することを特徴とする結晶化方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005013499A JP4567474B2 (ja) | 2004-01-27 | 2005-01-21 | 光照射装置、結晶化装置、および結晶化方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004017947 | 2004-01-27 | ||
JP2005013499A JP4567474B2 (ja) | 2004-01-27 | 2005-01-21 | 光照射装置、結晶化装置、および結晶化方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005244195A JP2005244195A (ja) | 2005-09-08 |
JP4567474B2 true JP4567474B2 (ja) | 2010-10-20 |
Family
ID=35025554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005013499A Expired - Fee Related JP4567474B2 (ja) | 2004-01-27 | 2005-01-21 | 光照射装置、結晶化装置、および結晶化方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4567474B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5145532B2 (ja) * | 2006-03-17 | 2013-02-20 | 大日本印刷株式会社 | 光照射装置、光照射方法、結晶化装置、および結晶化方法 |
SG10201501196PA (en) * | 2015-02-16 | 2016-09-29 | Lighthaus Photonics Pte Ltd | Compact spectrometer |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60113417A (ja) * | 1983-11-24 | 1985-06-19 | Nec Corp | ビ−ム形状成形器 |
JPS6221207A (ja) * | 1985-07-19 | 1987-01-29 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JP2000306859A (ja) * | 1999-04-19 | 2000-11-02 | Sony Corp | 半導体薄膜の結晶化方法及びレーザ照射装置 |
JP2002151407A (ja) * | 2000-11-10 | 2002-05-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 露光装置、半導体薄膜、薄膜トランジスタ、液晶表示装置、el表示装置およびその製造方法 |
JP2002203861A (ja) * | 2000-07-24 | 2002-07-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置、液晶表示装置、el表示装置、半導体薄膜の製造方法および半導体装置の製造方法 |
JP2003318127A (ja) * | 2002-04-23 | 2003-11-07 | Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd | 結晶化半導体膜の製造装置および製造方法ならびに位相シフトマスク |
WO2004008511A1 (ja) * | 2002-07-11 | 2004-01-22 | Advanced Lcd Technologies Development Center Co., Ltd. | 結晶化装置および結晶化方法 |
-
2005
- 2005-01-21 JP JP2005013499A patent/JP4567474B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60113417A (ja) * | 1983-11-24 | 1985-06-19 | Nec Corp | ビ−ム形状成形器 |
JPS6221207A (ja) * | 1985-07-19 | 1987-01-29 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JP2000306859A (ja) * | 1999-04-19 | 2000-11-02 | Sony Corp | 半導体薄膜の結晶化方法及びレーザ照射装置 |
JP2002203861A (ja) * | 2000-07-24 | 2002-07-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置、液晶表示装置、el表示装置、半導体薄膜の製造方法および半導体装置の製造方法 |
JP2002151407A (ja) * | 2000-11-10 | 2002-05-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 露光装置、半導体薄膜、薄膜トランジスタ、液晶表示装置、el表示装置およびその製造方法 |
JP2003318127A (ja) * | 2002-04-23 | 2003-11-07 | Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd | 結晶化半導体膜の製造装置および製造方法ならびに位相シフトマスク |
WO2004008511A1 (ja) * | 2002-07-11 | 2004-01-22 | Advanced Lcd Technologies Development Center Co., Ltd. | 結晶化装置および結晶化方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005244195A (ja) | 2005-09-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100922638B1 (ko) | 광 조사장치, 결정화 장치 및 광학변조소자 어셈블리 | |
JP4347546B2 (ja) | 結晶化装置、結晶化方法および光学系 | |
JP4278940B2 (ja) | 結晶化装置および結晶化方法 | |
US8435346B2 (en) | Crystallization apparatus, crystallization method, phase modulation element, device and display apparatus | |
US7608148B2 (en) | Crystallization apparatus and crystallization method | |
KR20060050246A (ko) | 광조사장치, 결정화장치, 결정화방법, 및 디바이스 | |
US7214270B2 (en) | Crystallization apparatus, crystallization method, device and phase modulation element | |
JP4567474B2 (ja) | 光照射装置、結晶化装置、および結晶化方法 | |
JP4657774B2 (ja) | 光照射装置、結晶化装置、結晶化方法、半導体デバイス、及び光変調素子 | |
JP4492946B2 (ja) | 光照射装置、結晶化装置、結晶化方法 | |
JP4499578B2 (ja) | 光照射装置、結晶化装置、結晶化方法 | |
JP4711166B2 (ja) | 結晶化装置、および結晶化方法 | |
KR20080026501A (ko) | 광조사장치, 결정화장치, 결정화방법, 및 디바이스 | |
JP4633428B2 (ja) | 結晶化装置、結晶化方法、デバイス、および位相変調素子 | |
JP2004343073A (ja) | 結晶化装置、結晶化方法、位相変調素子、デバイスおよび表示装置 | |
JP4664088B2 (ja) | 光照射装置、光照射方法、結晶化装置、結晶化方法、および光変調素子 | |
JP2005216893A (ja) | 光照射装置、結晶化装置、結晶化方法、デバイス、および光学変調素子 | |
JP2009094121A (ja) | 光照射装置、結晶化装置、結晶化方法、およびデバイス | |
JP2008103692A (ja) | 光照射装置、結晶化装置、結晶化方法、およびデバイス | |
JP2005032847A (ja) | 結晶化装置、結晶化方法およびデバイス | |
JP2004186449A (ja) | 結晶化装置および結晶化方法 | |
JP2006080490A (ja) | 光照射装置、結晶化装置、結晶化方法、およびデバイス | |
JP2009060128A (ja) | 位相シフトマスク | |
JP2006049481A (ja) | 結晶化装置、結晶化方法、および位相変調素子 | |
JP2009206528A (ja) | 結晶化方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070808 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100209 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100406 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100427 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100525 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100611 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100702 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100803 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100805 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4567474 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130813 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130813 Year of fee payment: 3 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130813 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |