TWI272640B - Method and system for providing a thin film with a controlled crystal orientation using pulsed laser induced melting and nucleation-initiated crystallization - Google Patents

Method and system for providing a thin film with a controlled crystal orientation using pulsed laser induced melting and nucleation-initiated crystallization Download PDF

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TWI272640B
TWI272640B TW092107563A TW92107563A TWI272640B TW I272640 B TWI272640 B TW I272640B TW 092107563 A TW092107563 A TW 092107563A TW 92107563 A TW92107563 A TW 92107563A TW I272640 B TWI272640 B TW I272640B
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Description

1272640 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關製造具一致結晶方位和控制微結構 (m i c r 〇 s t r u c t u r e)之金屬薄膜的系統和步驟。詳言之，係關 於使用一脈衝雷射光束加上連續橫向固化（Sequential lateral solidfication，SLS)技術加以製造，例如：具有（111 ) 結晶方位之鋁薄膜的系統和步驟。
【先前技術】
如何減少金屬連線時所產生的 「電子遷移 (electro-migration)」問題，是金屬薄膜製造過程中無可 避免的問題。電子遷移導致互連導線中金屬物質的轉移， 此發生在電流密度增加後，自由電子立即自導電材質之原 子游離出之時，而電流密度增加係由於連結線中之較小橫 截面尺寸。金屬導體中之空隙或裂縫會使其失效，此時會 引發導體中電子流動之動量轉移而產生電子遷移，這種現 象係一般熟知的「電子風（electron wind)」。此種失誤通常 係沿著導體晶粒而產生，此乃因為原子並非和晶粒緊緊固 著在一起，且晶粒提供了電子移動時所需之有效路徑。這 些晶粒可以延伸出和互連導線平行的方向即，沿著電流流 動的方向’此係最不希望發生的狀況（換言之’這些晶粒 直接導致電子遷移的增加）。若空隙在傳導物質内形成，， 則所形成的空隙會減少電流可能通過之互連區域的橫截面 5 1272640 部分，進而有效地提升互連區域的電流密度，因此，空隙 會變得很大以致於在互連導線中產生一個斷路或是裂缝。 再者，游離出的導電材質原子可能會累積而在互連區域外 形成一突起物。若突起物大到足以使鄰近的互連區域相互 接觸，將會造成原本不預期發生的連接在鄰近的互連導線 中產生。 隨著半導體積體電路晶片中特徵尺寸愈來愈小之情 況下，晶片之金屬互連導線的橫截面也會相對地減少，橫 截面尺寸的減少增加了互連導線中的電流密度，亦增加了 金屬導線中的電子遷移。此外，電子遷移也可能隨著薄膜 中隨意變動的微結構方位而增加。既然增加晶粒體積使其 大於金屬化線路的寬度以及藉由準備晶粒方位一致的半導 體薄膜，皆可減少電子遷移的情況發生，故一控制結晶化 的製程及製造微結構方位一致的薄膜確有其必要。 控制薄膜微結構或許可經由連續的橫向固化（SLS) 技術取得。舉例而言，美國第 6,322 625號專利（以下簡 稱’625申請案）、美國第60/23 9,1 94號專利申請案（簡稱 ‘194申請案）、第 09/390,5 3 5號申請案（簡稱 ’5 3 5申請 案）、第 09/390537號申請案（簡稱’5 3 7申請案）、第 6 0/2 5 3 256號申請案（簡稱’256申請案）、第09/5265 85號申 請案（簡稱’5 85申請案）以及國際專利申請案第 PCT/US01/3 1391 號和第 P C T/U S 0 1 /1 2 7 9 9 號申請案，此處 1272640
相關的全部揭露内容係併入以供參考，上述前案提供有效 的裝置和方法，利用能源控制之雷射脈衝和小規模樣本轉 換去執行連續橫向固化技術，以產生大型晶粒之複晶或是 單晶結構。如同在這些專利文件中所描述的，以適當的放 射線照射至少一部分該位於基材上之半導體膜，可使該部 分半導體膜全部或部分鎔化並貫穿該膜之全部厚度。在這 種狀況下，當已鎔化的半導體材質固化時，會從未完全鎔 化的部分向固化的部分延伸產生一結晶體。之後，稍微將 雷射脈衝自結晶區域偏離，可使晶粒結構自結晶區域延展 到鎔化區域。經由連續橫向固化技術，及此處所描述的系 統，可藉由控制結晶來改良薄膜微結構（例如，製造大晶 粒、單晶區塊、晶界位置控制微結構）並產生具特定方位的 晶粒。 【發明内容】
本發明目的之一是製造至少一部分具有一致結晶方位 及控制微結構之金屬層。尤其是本發明可用來製造一具有 控制結晶方位微結構的鋁金屬層。舉例來說，脈衝雷射光 束可和 SLS技術合併使用而製造一具有（1 1 1 )結晶方位 的铭薄膜。 在本發明一例示性的實施例中，係提供一方法及一系統 而使具有金屬層之樣品經由製程處理後可產生具有控制結 晶方位的複晶膜（polycrystalline film)。特別的是，至少一 部分的金屬層會經脈衝雷射照射，使得金屬層會被完全鎔 7 1272640 化，並貫穿其整個厚度。此部分之金屬層會藉由結晶成長 而再固化，因此金屬層之晶粒於其中係具有一實質一致的 方位。在本發明另一具體實施例中，金屬層可藉由濺鍍、 蒸鍍及其他傳統的方式，而沈積於基材上。在另一個具體 實施例中，此金屬層可由鋁或鋁合金所組成。（如，鋁銅合 金，鋁矽合金還有鋁銅矽合金等。）在本發明更進一步的 具體實施例中，實質一致的方向為（111 )方位。
在本發明的另一具體實施例中，金屬層不須經過圖案化 過程（如溢流照射），可直接經由照射而獲得具有一致方位 的晶粒。之後可利用上述例示的專利申請案所提及的SLS 技術來照射此金屬層。某些光罩及光罩圖案可用於S LS技 術中以產生不同的晶界形狀以修飾微結構。此係藉由製造 較大的晶粒、單晶區域、晶界位置控制微結構等而達成。
本發明之另一的具體實施例中，光罩可用於連續固化技 術。光罩包含可衰減脈衝雷射的第一區域，及允許相應部 位之脈衝雷射的完全強度可實質通過的第二區域。此光罩 可以是反向的點圖案光罩（inverse dot-patterned mask)。整 層薄膜因照射而完全鎔化而貫穿其整個厚度，至於衰減可 能肇因於相對於第一區域内金屬層之溫度到達一低於金屬 層鎔化的溫度，以及較被第二區域金屬層修整過之雷射光 所照射過之金屬層的溫度還要低的溫度。在本發明之另一 具體實施例中，可讓光罩的點圖案之間隔距離小於因相關 8 1272640 製程溫度所致之超級橫向成長距離（super lateral growth distance )。此反向點圖案光罩的點以一幾何圖案排列，故 經此光罩照射的金屬層微結構會和反向點圖案光罩的點排 列之幾何圖案實質相同。此反向點圖案光罩中之點也可以 六角或正方形的排列照射金屬層微結構。 【實施方式.】
在本發明之一具體實施例中，金屬薄膜内可經由連續 橫向固化過程獲得具有一致結晶方向之至少一區域。因 此，為了更加瞭解本發明，連續橫向固化過程將做進一步 的說明。如前文提及之專利申請案，連續橫向固化過程係 用於製造大晶粒薄膜之技術，而此薄膜係透過樣品於準分 子雷射發射的連續脈衝之間所產生之小規模的單向變位 (unidirectional translation)而得。每當樣品吸收一脈衝， 樣品的一小部分就會完全嫁化，之後再橫向固化至一結晶 區域’且該區域由脈衝束之前脈衝（preceding pulses of a pulse set)照射所產生。必須暸解的是根據本發明之不同的 系統可用以製造、成核、固化和結晶化具有一致材料性質 之薄膜（如：鋁薄膜）中一個或多個區域，使一薄膜電晶體 (thin film transistor; TFT)之至少之一活動區域（active region)可存在於這些區域中。在本發明中製造這些區域 及所產生之結晶化金屬薄膜的系統及過程會在以下做進一 步的說明。但須闡明的是本發明之利用範圍並不限於本說 9 1272640 明書所描述的系統、程序及半導體薄膜中的示範實施例。 第 1 圖圖示一系統包含準分子雷射（excimer laser) 110;用以快速改變雷射光束 111能量密度（the energy density of laser be am)之能量密度調節器（energy density modulator) 1 20 ;光束衰減器及快門 1 3 0(bearn attenuator and shutter);光學鏡片 140、141、142、和 143;光束均 勻器（beam homogenizer)144;透鏡系統 145、147、 148；
光罩或光罩系統150 ;透鏡系統160、161、162、163 ;入 射雷射脈衝 164 ;金屬薄膜樣品 170 ;樣品變位平台 1 80(sample translation stage);花崗石台 190(granite block);支撐系統 191、 192、 193、 194、 195、 196，及
控制用電腦100 (managing computer)。如同在‘535申請 案中進一步的詳細說明，未經處理（non-processed)的薄膜 樣品170可藉由以下方法處理成單晶或複晶金屬薄膜：產 生具有預定通量（fluence )的多個雷射脈衝，可控地調整 雷射脈衝之通量，將調整之雷射脈衝於一預定平面使其均 一化，將部分均一化調整後的雷射脈衝透過光罩形成圖案 化射束（beamlet )，利用此圖案化射束照射—非結晶形之 矽薄膜樣品，進而使得與射束相符之照射部分鎔化，伴隨 著圖案化射束和控制調節模組之運用，得以控制樣品之轉 化，因而使樣品從非結晶形之薄膜樣品轉化為單晶或複晶 薄膜’其係透過樣品相應於圖案化射束的連續轉化，以及 在樣品之相應連續位置上不同通量之圖案化射束的照射。 10 1272640 此雷射系統包括一雷射源、光學儀器、光罩、及投射系統， 其和使用於SLS系統和製程的儀器實質相同。 在本發明之示範實施例中，該方法及系統可被利用於產 生具有一致結晶方位的金屬薄膜（例鋁薄膜）。此薄膜由鋁 合金組成，如銘銅化物，銘碎化物，铭銅碎化物等。在此 具體實施例中，雜質部分之濃度較佳係少於20%。
此鋁薄膜樣品可以各種不同方法沉積，例如濺鍍，蒸鍍 等。在本發明的一示範實施例中，在不需將多晶鋁膜沉積 於基材上的情況下使用該多晶铭膜是可能的。在一示範實 施例中，至少一部分的鋁薄膜層被無圖案化的光束脈衝（如 溢流照射，f 1 〇 〇 d i r r a d i a t i ο η )之脈衝雷射光（如準分子雷 射）照射。此金屬層的整個部分被完全鎔化，且較佳係穿 過其整個厚度。此鋁薄膜完全鎔化的液狀部分經由成核及 晶體成長而固化，進而產生一如第2圖所示的鋁薄膜。第 3圖為在第2圖中重新固化部分的放大圖，其指出鋁薄膜 完全錄化及固化的部分產生相當隨機（relatively random ) 的晶界200及晶形202。 根據本發明另一示範實施例，再固化（和可能的成核化） 的鋁層晶體被當成基材，可在照射及固化後具有實質一致 的方位。此成核化的鋁晶粒可能具有一致的（1 1 1 )結晶方 位。此示範的鋁晶粒方位之發生較佳係透過於液態鋁及基 11 1272640
材間的交界面之異質成核化現象。舉例而言，鋁晶粒的 (1 1 1 )表面可能具有較低的表面能量，其可減少異質成核 化所需的活化能。因此，根據本發明，鋁晶粒之（111 )方 位係為熱力學上較佳之選擇。第4圖以反極標諸（inverse pole symbol )表示在第2圖中銘薄膜重新固化的部分，其 說明結晶化的鋁薄膜可形成不同的方位，尤其是（Π 1 )方 位。依據本發明中製程及系統的示範實施例，藉由以預定 方式而放置樣品 170，以及使薄膜經過 SLS製程而獲得 (111 )方位之複晶鋁薄膜是可行的，此係在薄膜經過溢流 照射後而進行。
本發明的另一示範實施例中，如同前述專利申請案所描 述，初始照射鋁金屬薄膜時並不以圖案遮罩（如利用溢流 照射）為必要，允許薄膜經照射之部分固化，並獲得具有 (111)方位的結晶，之後利用 SLS程序照射之前已被照 射過之金屬層部分，其係如同上述專利申請案及專利中所 述。藉由光罩及光罩圖案（如前述專利以及專利申請案所 描繪的例子），產生不同形狀的晶界是可行的，其可被用於 改良金屬微結構及晶粒方位（例如藉由產生較大的晶粒、 單晶區域、晶界位置控制微結構等）。 光罩 1 5 0包含可以衰減雷射脈衝的第一區域及能夠讓 完全脈衝雷射之相關聯部分照射穿透的第二區域。舉例而 言，一反向點圖案光罩中的光點呈幾何圖案分佈，因此金 屬層微結構則相應於光罩中光點排列的幾何形狀而結晶 12 1272640
化。在本發明之另一實施例中，和使用點圖案光罩的傳統 SLS技術類似，在此類光罩中光點間的距離會小於因相關 製程溫度所致之超級橫向成長距離（super lateral growth distance)。如同在上述應用及專利之描述，反向點圖案光 罩中的點區域可用於產生一具有六角形微結構之金屬層， 如第5圖所示。尤其是，第5圖中的光罩範例包含第一區 域5 00，其可衰減光束強度；及第二區域502，其可讓光束 透過並照射到鋁薄膜。光束之能量密度較佳係使其夠大到 足以完全鎔化鋁薄膜的預定區塊，此區塊須包括被光點 5 0 0遮蔽的部分。由於此光點5 0 0是不透明的，且光束在 這些區域中已嚴重衰減，鋁薄膜被光點區域照射位置（儘 管已完全鎔化）的溫度不太容易達到點區域之外（亦為完 全鎔化）的溫度，如第6圖所示。尤其是在鋁薄膜衰減區 域的溫度5 0 1應低於薄膜的鎔化溫度之情況，如此一來， 至少一些（1 1 1 )方位之成核晶粒可保持固態（例如：藉由 先前之照射，如溢流照射），進而使得固態區域附近鎔化的 金屬轉成（111 )方位結晶過程中所需之晶種。 待薄膜冷卻後，被點區域遮罩後的雷射光所照射過的金 屬薄膜部分呈現成核化，因而提供了（ 11 1 )方位結晶所需 之晶種，而依據前述美國及國際專利應用及專利中所描述 之S LS技術原則，晶種會橫向生長至未遮罩的區域。尤其 是在其所提到的點圖案SLS技術可見一般。如同這些專利 文件之描述，微結構係依據光罩1 5 0中點區域的幾何學而 13 1272640
獲得，因此，如同第7圖及第8圖所示，使用第5圖中所 示的反向點光罩去遮蔽雷射光及照射鋁薄膜會形成一具有 六角微結構的晶化鋁薄膜。第8圖為第7圖圖示區域的部 分放大圖，進一步的個別說明晶界800及晶粒802的位置 及形狀。第9圖以反極標誌表示第8圖圖示部分，顯示晶 化的鋁晶粒具有實質的（1 1 1 )方位。在本發明中的另一示 範實施例中，反向點圖案光罩中的點區域可被用來產生具 有方形微結構的金屬薄膜。 第1 0圖進一步說明第1圖電腦1 00執行控制照射及金 屬薄膜的晶粒方向的實驗步驟，第1圖中各種不同的電子 系統透過此電腦執行步驟 1 〇 0 0。金屬薄膜樣品（鋁）1 7 〇 在步驟1 005時被裝載至樣品變位平台。須注意的是透過電 腦100，這些裝載動作可以手動或機器自動化方式執行。
接著，樣品變位平台1 8 0於步驟1 0 1 0而移動至初始位 置，其包含相關於樣品1 70的關聯特性之校對。若有必要， 系統的各個光學元件於步驟1 0 1 5中使其聚焦。在步驟1 020 中，雷射會被穩定於預定的能階和重複率，則可根據將進 行之特定製程而使金屬薄膜樣品 1 7 〇完全鎔化。若有需 要，雷射脈衝的衰減量會做微調。（步驟1 02 5 )。 下一步，在步驟1 030中，樣品170被置於光束照射於 14 1272640
樣品的第一區之處。光束149受到光罩1 5 0中合適的光罩 圖案所遮蔽（步驟1 03 5 )。在光束149照射樣品170之前 也可能使其不受遮蔽。如步驟1 040所示，在光束149經遮 蔽而成為一遮蔽的雷射脈衝1 6 4之後，此遮蔽的雷射脈衝 1 64照射金屬（鋁）薄膜樣品1 70之至少一部分，以產生 一具有特定方位的晶粒（例：1 1 1 )。之後，步驟1 045係判 定是否所有的金屬薄膜樣品1 7 0預期的部位是否依前訂方 式受到照射。倘無，在步驟1 050中，樣品170於方向X 及Υ轉移一距離，且此距離會小於金屬薄膜使用S L S技術 或非S L S技術產生之超級橫向成長距離。在金屬薄膜樣品 1 70所有需要照射區域皆已執行程序後，雷射光及硬體在 步驟1 05 5關閉，所有製程在步驟1 060完成。若要在進行 另一個樣品，可重複1 005到1 050步驟。
此外，亦可使用上述SLS技術獲得（1 1 1 )方位之晶體， 無須在 SLS過程進行前於鋁薄膜上採用溢流照射。尤其 是，鋁薄膜金屬1 7 0預期部分使用上述圖案光罩之一（例， 點圖案光罩，六角形光罩，矩形光罩等等）及S LS技術來 照射，用以使中心區域相對於上述形狀而成核化（其可讓 部分或所有的雷射脈衝照射穿透）。鋁薄膜1 7〇再固化部分 產生（111)方位晶粒’即為晶界控制晶粒。因此’不需要 在使用SLS技術前以溢流照射處理鋁薄膜1 70。 前述說明僅用於闡述本發明之原則，針對本發明提出之 15 1272640 具體實施例所為之不同修正和變更皆得 〜α尽發明夕 揭路而習得之技藝。舉例來說，舍 田上連具體κ施例係有關 於半導體薄膜之部分橫向固化芬处a # 甘+ u化及結晶化，其亦可應用至其 他材料處理技術，例如微機铖 · .. 戍鐵（micro-machining)、影像剝 離（Photo-ablation)及微圖案技術，尚包括前述專利文件之 說明。前述例示之參考專利應用所提及的各式光罩圖案及 強光圖案（intensity beam patterns)皆可用於本發明的製程
中。雖然不盡然直接透過本發明之啟發和發明範圍之揭 露’仍衷心希望本發明能激發更多元、更大量的新系統和 方法之發明。 【圖式簡單說明】 為求進一步瞭解本發明之研究目的，相關圖示如下所 示。圖示範圍會在附註專利中說明。 第 1圖為根據本發明之示範實施例，顯示執行橫向固化 製程的較佳實施例之系統的方塊圖。 第 2 圖為說明據以實施的鋁薄膜樣品透過脈衝雷射照 射，而導致鋁樣品之一部分完全鎔化及接續固化。 第3圖為第 2圖所繪示之區塊的部分放大圖。 第 4圖顯示代表第 3圖樣品中成核的鋁晶粒之反極標 誌，說明成核鋁晶粒具有（11 1 )方位。 16 1272640 第 5圖顯示一反向點圖案光罩的示範實施例， 點圖案係排列為六角形，而此光罩可利用於根據本發 明之示範系統及步驟。 第 6圖為利用第 5圖所示的反向點圖案光罩照射一部 分之銘薄膜樣品後，錄化的IS薄膜樣品的示範溫度曲 線。
第 7圖表示將第 5圖中反向點圖案光罩用於連續橫向 固化技術之後，樣品的示範部分。 第 8圖為第 7圖樣品中約略六角形放大的部分。 第 9圖顯示代表第 7圖及第 8圖中樣品内成核鋁晶粒 之反極標誌，說明這些成核的鋁晶粒具有（1 11 )方位。 第 1 0圖為根據本發明之方法的示範實施例之流程圖，其 可藉由第 1圖的系統而實施之。
經由這些圖示相關數據及資料可討論出本發明具體實 施例的特點、元素、成分及部分。此外，如下將針對本具 體實施例和這些圖示做一更詳盡的描述。 【元件代表符號簡單說明】 10 0 電腦 110 (準分子）雷射 17 1272640 111 雷射光束 12 0 能量密度調節器 13 0 光束衰減器及快門 1 4 0〜 14 3 光學鏡片 14 4 光束均勻器 14 5、 14 7、 1 4 8透鏡系統 14 9 光束 15 0 光罩（系統） 1 6 0〜 16 3 透鏡系統 16 4 雷射脈衝 17 0 樣品 18 0 (樣品變位）平台 19 0 花崗石台 1 9 1〜 19 6 支撐系統 2 0 0 晶界 2 0 2 晶形 5 0 0 點（或第一區域） 5 0 1 溫度 5 0 2 第二區域 8 0 0 晶界 8 0 2 晶粒 10 0 0 硬體初始化 10 0 5 載入金屬薄膜樣本 10 10 將平台移到初始位置
18 1272640 10 15 10 2 0 10 2 5 10 3 0 10 3 5 10 4 0 必要時調整焦距並校正光學系統 調整雷射使其符合預定的發射的光束脈衝能階和重 複率 調整雷射衰減程度 將樣本定位在光束可照射衝撞至該樣本第一區之處 使光束產生遮罩過的光束脈衝 當光束到達預定樣本按特定方位成晶位置時，利用已 遮罩過或已形構強度之輻射光束脈衝照射樣本至少 一部分之區域 所有預定區域皆已照射？ 透過光罩系統或是樣本變位平台之移動，使雷射脈衝 相關之樣本得以轉化 關閉輻射光束以及硬體 完成程序
10 4 5 10 5 0 10 5 5 10 6 0
19

Claims (1)

1272640 十、申請專利範 1. 一種處理於其上方具有一金屬薄膜之一樣品，而用以 產生具有一實質一致方位之一複晶薄膜的方法，其至 少包含下列步驟： (a)以一脈衝雷射照射至少一部分之該金屬薄膜，使該 至少一部分薄膜完全鎔化並貫穿過其全部厚度；及
(b)待該至少一部分的薄膜鎔化後，允許該已鎔化的金 屬薄膜再固化，其中該至少一部分再固化的金屬薄 膜的晶粒具有該實質一致方位。 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該金屬薄膜 係沈積於一基材上。
3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該金屬薄膜 係利用一濺鍍製程、一蒸鍍製程，以及另一薄膜沈積 製程的至少其中之一者而沈積於該基材上。 4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該金屬薄膜 係由銘所組成。 20 1272640 5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該金屬薄膜 係由一鋁合金所組成，該鋁合金包含一鋁銅合金、一 鋁矽合金和一鋁銅矽合金至少其中之一。 6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該實質一致 方位係為一（111 )方位。
7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含以下步驟： (c)以一連續橫向固化技術為基礎，以該雷射脈衝照射 至少一部分的該金屬薄膜。 8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中照射該至少 一部分之該雷射脈衝係利用一光罩而將其圖案化，藉 以調整該雷射脈衝的一形狀。 9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該光罩包含 能減弱該脈衝雷射之一第一區域，以及一第二區域， 該第二區域係允許撞擊該第二區域之一顯著部分之該 雷射光束通過。 10.如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該光罩係為 21 1272640 一種反向點圖案光罩，且其中該第二區域包含不透明 矩陣圖案，該些圖案包括點狀區域、六角形區域以及 矩形區域至少其中之一。
1 1 ·如申請專利範圍第1 0項所述之方法，其中該金屬薄膜 之每一部分係完全鎔化並貫穿其全部厚度，且其中經 由該第一區域而衰減之該雷射光束係照射該薄膜之關 連部位，而達到低於該金屬薄膜之一鎔化溫度的一溫 度，且低於與該第二區域之照射區域對應之該薄膜另 一部分的一溫度。
1 2.如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該光罩之點 圖案間的間隔距離係小於相應於該金屬薄膜之一再固 化製程溫度所致之一超級橫向成長距離（super lateral growth distance)0 1 3 .如申請專利範圍第1 0項所述之方法，其中該反向點圖 案光罩至少包含具有一幾何圖案之光點，使該金屬薄 膜被照射後，該金屬薄膜之一微結構可固化及再結晶 成為與該反向點圖案光罩一樣具有實質相同的該幾何 圖案。 22 1272640 1 4.如申請專利範圍第1 3項所述之方法，其中該反向點圖 案光罩之該些點排列成一圖案，使得該金屬薄膜經過 該光蔽的雷射光束照射後，該金屬薄膜之一微結構係 形成而具有一六角形圖案、一矩形圖案以及一方形圖 案其中之一者。
1 5 .如申請專利範圍第7項所述之方法，其中在步驟（a)中 該至少一照射部分之一寬度必須大於該金屬薄膜之一 超級橫向成長寬度（super-lateral growth width)。
1 6.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中步驟（a)係利 用一連續橫向固化技術來執行；且在步驟（a)之後的步 驟（b)中，該至少一部分的該金屬薄膜上會形成晶界位 置控制之晶粒(grain-boundary location controlled grain )。 1 7. —種製造一複晶薄膜之至少一部位具有一實質一致方 位的系統，該系統包含： 一邏輯排列，其係包含： (a)用於照射至少一部分之該金屬薄膜的裝置，使該至 少一部分薄膜完全鎔化並貫穿過其全部厚度；及 23 1272640 (b)用於控制該已錄化的金屬薄膜之變位（translation) 的裝置，待該至少一部分的薄膜嫁化後，允許該已 鎔化的金屬薄膜再固化，其中該至少一部分再固化 的金屬薄膜的晶粒具有該實質一致方位。
1 8.如申請專利範圍第1 7項所述之系統，其中該金屬薄膜 係沈積於一基材上。 1 9.如申請專利範圍第1 8項所述之系統，其中該金屬薄膜 係利用一濺鍍製程、一蒸鍍製程，以及另一薄膜沈積 製程的至少其中之一者而沈積於該基材上。
2 0.如申請專利範圍第1 7項所述之系統，其中該金屬薄膜 係由铭所組成。 2 1 .如申請專利範圍第1 7項所述之系統，其中該金屬薄膜 係由一鋁合金所組成，該鋁合金包含一鋁銅合金、一 鋁矽合金和一鋁銅矽合金至少其中之一。 22 ·如申請專利範圍第1 7項所述之系統，其中該實質一致 24 1272640 方位係為一（111 )方位。 2 3 .如申請專利範圍第1 7項所述之系統，其中該邏輯排列 更可操作而以一連續橫向固化技術照射該薄膜樣品之 至少一部分。
2 4.如申請專利範圍第23項所述之系統，其中該用於照射 之裝置以雷射脈衝照射該至少一部分，其中該雷射脈 衝係利用一光罩而圖案化，藉以調整該雷射脈衝的形 狀。 25 .如申請專利範圍第24項所述之系統，其中該光罩包含 能減弱該脈衝雷射之一第一區域，以及一第二區域， 該第二區域允許撞擊該第二區域之一顯著部分之該雷 射光束通過。
2 6.如申請專利範圍第2 5項所述之系統，其中該光罩係為 一種反向點圖案光罩，且其中該第二區域包含不透明 矩陣圖案，該些圖案包括點狀區域、六角形區域以及 矩形區域至少其中之一。 2 7.如申請專利範圍第2 6項所述之系統，其中該金屬薄膜 25 1272640 之每一部分係完全鎔化並貫穿其全部厚度，且其中經 由該第一區域而衰減之該雷射光束係照射該薄膜之關 連部位，而達到低於該金屬薄膜之一鎔化溫度的一溫 度，且低於與該第二區域之照射區域對應之該薄膜另 一部分的一溫度。
2 8 .如申請專利範圍第2 7項所述之系統，其中該光罩之點 圖案間的間隔距離係小於相應於該金屬薄膜之一再固 化製程溫度所致之一超級橫向成長距離（super lateral growth distance)。
2 9 ·如申請專利範圍第2 8項所述之系統，其中該反向點圖 案光罩至少包含具有一幾何圖案之光點，使該金屬薄 膜被照射後，該金屬薄膜之一微結構可固化及再結晶 成為與該反向點圖案光罩同樣具有實質相同的該幾何 圖案。 3 0.如申請專利範圍第2 9項所述之系統，其中該反向點圖 案光罩之該些點排列成一圖案，使金屬薄膜經過該光 罩的雷射光束照射後，該得該金屬薄膜之一微結構係 形成而具有一六角形圖案、一矩形圖案以及一方形圖 案其中之一者。 26 1272640 3 1 .如申請專利範圍第1 7項所述之系統，其中該邏輯排列 係利用一連續橫向固化技術照射該至少一部分的金 屬，且其中，一旦該已鎔化的金屬薄膜之至少一部分 完成再固化後，該至少一部分的該金屬薄膜上會形成 晶界位置控制之晶粒 （grain-boundary location controlled grain ) 〇
3 2. —種複晶金屬薄膜，其至少包含： 至少一部分薄膜經照射後會完全鎔化並貫穿其全 部厚度，其中該至少一部分的薄膜於鎔化後可再行固 化，且其中該至少一部分係包含晶粒，該些晶粒係於 該至少一部分再固化後具有一實質一致方位。
27 1272640 第严(。？Γ㈠號蔚嗉f年:|D月修正
S6T 961 1272640 七、指定代表爾: (一） 、本案指定代表圖為：第10圖。 (二） 、本代表圖之元件代表符號簡單說明： 1000硬體初始化 1010將平台移到初始位置 1020調整雷射使其符合預定的發射的 光束脈衝能階和重複率 1030將樣本定位在光束可照射衝撞至 該樣本第一區之處 1040當光束到達預定樣本按特定方位 成晶位置時，利用已遮罩過或已形 構強度之輻射光束脈衝照射樣本 至少一部分之區域 1〇〇5载入金屬薄膜樣本 1015必要時調整焦距並校正光學系統 1025調整雷射衰減程度 1035使光束產生遮罩過的光束脈衝 1045所有預定區域皆已照射？ 1〇5〇透過光罩系統或是樣本變位平台 之移動，使雷射脈衝相關之樣本 得以轉化 1055關閉輻射光束以及硬體 1060完成程序 八ΙίίΓΙΡ時’請―最能顯示發明
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