(57)【要約】【課題】ラインビームとしてレーザ光を整形するためのシステム及び方法を提供する。【解決手段】膜と相互作用するようにレーザビームを整形して均一化するためのシステム及び方法。整形及び均一化システムは、レンズアレイと、レンズアレイからレーザ光を受け、レンズアレイ内の各レンズに関して平面内にそれぞれの細長い像を生成するように位置決めされたレンズとを含むことができる。更に、システムは、平面内に位置決めされた縁部を有するビームストップと、細長い像の１つとビームストップ縁部との間のアラインメントを変えるためにレンズアレイのレンズを回転させる可動マウントとを含むことができる。【選択図】図２
2009514227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を整形して均一化するためのシステムであって、
第１のレンズ及び第２のレンズを有し、かつ光を受けるレンズアレイと、
フーリエ平面を形成し、前記第１及び第２のレンズからの光を受けるように位置決めされ、かつ該第１のレンズからの光から該フーリエ平面での第１の縦軸を形成する第１の細長い像、及び該第２のレンズからの光から該フーリエ平面での第２の細長い像を生成するフーリエレンズと、
前記フーリエ平面に位置決めされた縁部を形成するビームストップと、
前記第１の縦軸と前記ビームストップ縁部の間のアラインメントを変えるために、該ビームストップ縁部に垂直な軸に関して前記第１のレンズを回転させる可動マウントと、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記レンズアレイは、第３のレンズを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１及び第２のレンズは、円筒形レンズであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第２の細長い像は、第２の縦軸を形成し、
前記第２の縦軸と前記ビームストップ縁部の間のアラインメントを変えるために、該ビームストップ縁部に垂直な軸に関して前記第２のレンズを回転させる第２の可動マウント、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記ビームストップは、第１のビームストップであり、
前記第１のビームストップの前記縁部と実質的に平行に配向されてそこから離間した縁部を有し、該第１のビームストップとの間にスリットを確立する第２のビームストップ、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記レンズアレイは、第１のレンズアレイであり、
前記第１のレンズアレイがそこからの光を受けるように位置決めされた第２のレンズアレイ、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記ビームストップの下流の光を受け、該受けた光に対して強度プロフィールを測定し、かつそれを示す信号を発生させるように位置決めされた検出器を更に含み、
前記可動マウントは、前記信号に応答して前記第１のレンズを回転させ、前記測定されたプロフィールの強度変動を低減する、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記フーリエ平面での前記第１の細長い像は、中点及び２つの端部を有し、
前記第１のレンズは、前記端部におけるよりも前記中点においてより低い強度を有する第１の細長い像を生成するように整形される、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記可動マウントは、前記第１のレンズを第１の回転方向に、かつ前記第２のレンズを該第１の回転方向と反対の第２の回転方向に回転させることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記光は、レーザ光であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
ビーム径路に沿って進み、互いに直交する短軸及び長軸を形成する光ビームを膜と相互作用するように整形して均一化するための装置であって、
複数のレンズを有するレンズアレイと、
前記レンズアレイからの光を受け、該レンズアレイの各レンズに対する平面にそれぞれの細長い像を生成するように位置決めされたレンズと、
前記平面に位置決めされた縁部を形成する短軸ビームストップと、
前記細長い像の１つと前記ビームストップ縁部の間のアラインメントを変えるために前記レンズアレイのレンズを回転させる可動マウントと、
膜と相互作用するように短軸に光ビームを集束させるための、前記ビームストップと該膜の間でビーム径路に沿って位置決めされた光学器械と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項１２】
前記光学器械は、前記膜と相互作用するために前記長軸に前記ビームを拡大することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記レンズアレイは、円筒形レンズの直線アレイであることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
各細長い像と前記ビームストップ縁部の間のアラインメントを変えるために前記レンズアレイの各レンズを回転させる可動マウントを含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記短軸ビームストップは、第１の短軸ビームストップであり、
前記第１の短軸ビームストップの前記縁部と実質的に平行に配向されてそこから離間した縁部を有し、該第１の短軸ビームストップとの間にスリットを確立する第２の短軸ビームストップ、
を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
前記レンズアレイは、第１のレンズアレイであり、
前記第１のレンズアレイがそこからの光を受けるように位置決めされた第２のレンズアレイ、
を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１７】
前記光学器械の下流の光を受け、該受けた光に対して強度プロフィールを測定し、かつそれを示す信号を発生させるように位置決めされた検出器を更に含み、
前記可動マウントは、前記信号に応答して前記レンズを回転させ、前記測定されたプロフィールの強度変動を低減する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１８】
ビーム径路に沿って進み、互いに直交する短軸及び長軸を形成する光ビームを膜と相互作用するように整形して均一化する方法であって、
複数のレンズを有するレンズアレイを準備する作用と、
前記レンズアレイからの光を受け、該レンズアレイの各レンズに対する平面にそれぞれの細長い像を生成するようにレンズを位置決めする作用と、
前記平面に短軸ビームストップの縁部を配置する作用と、
前記ビームストップと膜の間でビーム径路に沿って、該膜と相互作用するように短軸に光ビームを集束させるための光学器械を位置させる作用と、
前記細長い像の１つと前記ビームストップ縁部の間のアラインメントを変えるために前記レンズアレイのレンズを回転させる作用と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記レンズアレイは、円筒形レンズの直線アレイであることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
装置が、更に
前記光学器械の下流の光に対して強度プロフィールを測定してそれを示す信号を発生させ、かつ
前記信号に応答して前記レンズを回転させ、前記測定された強度プロフィールの強度変動を低減する、
ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記平面は、前記レンズアレイからのレーザ光を受けるように位置決めされた前記レンズのフーリエ平面であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記光学器械は、前記膜と相互作用するように前記長軸に前記ビームを拡大することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
光学要素と、
平面を形成し、前記光学要素からの光を受けるように位置決めされ、かつ該光学要素からの光から縦軸を形成する該平面での細長い像を生成するレンズと、
前記平面に位置決めされたビームストップと、
前記縦軸と前記ビームストップの間のアラインメントを変えるために前記光学要素を選択的に移動するマウントと、
を含むことを特徴とする光学システム。
【請求項２４】
前記光学要素は、円筒形レンズを含むことを特徴とする請求項２３に記載の光学システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本発明は、２００５年１０月２８日に出願した米国特許出願出願番号第１１／２６１、８４５号に対する優先権を請求するものであり、２００４年２月１８日に出願した「超高エネルギ及び高安定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、２００４年７月１日に出願した「レーザ薄膜ポリシリコンアニール光学システム」という名称の米国特許出願第１０／８８４、１０１号、及び２００５年５月２６日に出願した「ラインビームとして整形されたレーザと基板上に堆積した膜の間の相互作用を実施するためのシステム及び方法」という名称の米国特許出願第１１／１３８、００１号に関連し、これらの各々の開示は、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。
【０００２】
本発明は、ラインビームとしてレーザ光を整形するためのシステム及び方法に関する。ラインビームとして整形されたレーザ光の用途には、必ずしも限定ではないが、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を製造するための膜を結晶化させるためのアモルファスシリコン膜の融解と、光電池に使用するブラックシリコンを生成するためのシリコンの非融解レーザアニール処理と、注入物（例えば、ホウ素）を活性化するための及び／又は注入によるシリコン格子に対する損傷を除去するためのシリコンウェーハ層の非融解レーザアニール処理とを含むことができる。
【背景技術】
【０００３】
例えば、ガラスのような基板上に堆積したアモルファスシリコン膜のレーザ結晶化は、比較的高い電子移動度を有する材料膜の生成のために期待される技術を代表する。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）を製造するのに、かつある特定の用途においては、比較的大きい液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に使用するのに適するＴＦＴを製造するのに使用することができる。結晶化シリコン膜に関する他の用途は、「有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）」、「パネル上のシステム（ＳＯＰ）」、及び柔軟性のある電子技術及び太陽光発電を含むことができる。より量的には、約９０ｎｍの厚み及び約７００ｍｍ又はそれよりも長い幅を有する膜を急速に結晶化することができる高容積生成システムが、近い将来に市販されるであろう。
【０００４】
レーザ結晶化は、第１の軸、例えば短軸に集束され、かつ第２の軸、例えば長軸で拡大されたラインビーム、例えばレーザ光に光学的に整形されたパルスレーザ光を使用して実行することができる。一般的には、第１及び第２の軸は、互いに直交しており、両軸は、膜に向かって進む中心光線に実質的に直交している。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、例えば３〜４ミクロンの膜でのビーム幅、及び約７００ｍｍのビーム長を有することができる。この構成で、膜は、例えば９００ｍｍ又はそれよりも大きい十分な長さを有する膜を連続的に融解かつ結晶化するために、ビーム幅に平行な方向に走査されるか又は進めることができる。
【０００５】
一部の場合、例えば連続的な横方向固化処理では、短軸にわたって比較的均一であり、かつ短軸端で鋭く減衰する強度を有するビーム（すなわち、比較的急な短軸の側壁を有するビーム）を使用してシリコン膜が露出されることを保証することが望ましい場合がある。より具体的には、短軸後縁の急な側壁を得ることに失敗すると、隣接したパルス間の不十分な重複による短軸縁部の近くの新しい粒子の望ましくない結晶品質をもたらすと考えられる。また、一部の実施例においては、表面の変動を低減し、かつより一貫した横方向の成長を提供するために、短軸前縁上の急な側壁を有することが望ましい場合がある。この望ましいビーム形状を得る１つの方法は、細長いスリットとして整形され、かつ長軸の方向に整列した短軸ストップ、例えばフィールドストップにレーザビームを集束させることである。次に、光学器械を使用して、膜における短軸ストップの像を生成することができる。この構成で、比較的急な短軸側壁を有するビームを得ることができる。
【０００６】
一部の場合には、シリコン膜の各部分が、融解中に事前に選択されたエネルギ密度範囲内に制御された平均レーザエネルギ密度に露出されることを保証することが望ましい場合がある。特に、事前に選択された範囲内のエネルギ密度制御は、典型的には、整形されたラインビームに沿った位置に対して望ましく、ラインビームがシリコン膜に対して走査される時には、いくらか一定のエネルギ密度が望ましい。高エネルギ密度レベルは、膜を流動させ、望ましくない「かすれ」、非平面表面プロフィール、及び粗悪な粒子品質をもたらす場合がある。膜材料のこの不均一な分布は、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適さないものにする可能性がある。他方では、低エネルギ密度レベルは、不完全な融解につながり、粗悪な粒子品質をもたらすであろう。エネルギ密度を制御することによって、実質的に均一の性質を有する膜を達成することができる。
【０００７】
レーザビームの均一化は、ビームにわたってかなり均一な強度を有するビームを生成するためにリソグラフィのような様々なレーザ用途に使用される慣例である。しかし、７００ｍｍ又はそれよりも大きい長軸長さを有するラインビームが想定される上述したもののような用途に関しては、ビーム均一化の一般的な方法は、適切な均一性を有するビームを生成するためには不十分であると考えられる。より具体的には、従来の方法は、主に、フーリエレンズの遠視野におけるいくらか均一なビームを生成するためにフーリエレンズと組み合わせてモノリシック小型レンズアレイ（いわゆる、虫目アレイ）を使用したものである。しかし、小型レンズアレイの個々のレンズは、多くの場合に欠陥を含み、従って、望ましい方法で入射レーザ光を曲げない。欠陥の種類及び位置がアレイにわたってランダムに分布している場合に関しては、欠陥が均される傾向があるので、欠陥の影響はあまり重大ではないであろう。他方、アレイ内の各レンズが同じ位置に同じ種類の欠陥を含む時、その結果は均らされず、代わりに、結果は、７００ｍｍ長ラインビームとして使用するには適切ではない不均一なビームになるであろう。更に、モノリシック小型レンズアレイを生成するために一般的に使用される製造技術（単体のガラスからの研磨）により、これらの非ランダムな欠陥は、アレイに存在することが多く、これらの従来技術均一化システムをある一定の用途に適さないものにする。
以上のことに留意して、本出願人は、基板上に堆積した膜と相互作用するための均一なラインビームとしてレーザ光を整形するためのシステム及び方法を開示する。
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願出願番号第１１／２６１、８４５号
【特許文献２】米国特許出願第１０／７８１、２５１号
【特許文献３】米国特許出願第１０／８８４、１０１号
【特許文献４】米国特許出願第１１／１３８、００１号
【特許文献５】米国特許出願出願番号第１０／６３１、３４９号
【特許文献６】米国特許出願出願番号第１０／３５６、１６８号
【特許文献７】米国特許出願出願番号第１０／７４０、６５９号
【特許文献８】米国特許出願出願番号第１０／６７６、９０７号
【特許文献９】米国特許出願出願番号第１０／６７６、２２４号
【特許文献１０】米国特許出願出願番号第１０／６７６、１７５号
【特許文献１１】米国特許出願出願番号第１０／６３１、３４９号
【特許文献１２】米国特許出願出願番号第１０／６２７、２１５号
【特許文献１３】米国特許出願出願番号第１０／６０７、４０７号
【特許文献１４】米国特許出願出願番号第１０／９２２、６９２号
【特許文献１５】米国特許第６、６２５、１９１号
【特許文献１６】米国特許第６、５６７、４５０号
【発明の開示】
【０００９】
ビームがビーム径路に沿って進み、かつ互いに直交する短軸及び長軸を形成する、膜と相互作用するようにレーザビームを整形して均一化するためのシステム及び方法を提供する。整形及び均一化システムは、レンズアレイと、レンズアレイからレーザ光を受け、レンズアレイ内の各レンズに関して平面内にそれぞれの細長い像を生成するように位置決めされたレンズとを含むことができる。更に、システムは、平面内に位置決めされた縁部を有する短軸ビームストップと、細長い像の１つとビームストップ縁部との間のアラインメントを変えるためにレンズアレイのレンズを回転させる可動マウントとを含むことができる。光学器械が、短軸内でビームを集束するためにビームストップと膜の間のビーム径路に沿って位置決めされ、膜と相互作用するために長軸内でビームを拡大することができる。
【００１０】
特定的な実施形態では、レンズアレイは、円筒形レンズの直線アレイとすることができ、かつ各細長い像とビームストップ縁部の間のアラインメントを変えるためにレンズアレイの各レンズを回転させる可動マウントを含むことができる。更に、一部の実施例では、１対の対向する短軸ビームストップが、一方の短軸ビームストップの縁部が短軸ビームストップの縁部と実質的に平行に配向され、かつそこから距離を隔てるように使用され、第１及び第２の短軸ビームストップの間にスリットを確立することができる。
【００１１】
別の態様では、システムは、短軸ストップの下流の光を受け、受けた光に関する強度プロフィールを測定するように位置決めされた１つ又はそれよりも多くの検出器を更に含むことができる。検出器は、次に、可動マウントにその後転送される強度プロフィールを示す信号を発生させることができる。この態様に関して、可動マウントは、信号に応答してレンズを回転し、測定されたプロフィールの強度変動を低減するように構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
最初に図１を参照すると、アモルファスシリコン膜１２を結晶化するための総括的にシステム１０と呼ばれる生成システムの主要な構成要素の縮尺は正確でない概略図を示している。システム１０は、図示のように、パルスレーザビームを生成するためのレーザ源２０と、パルス幅を増すためのパルスストレッチャー２２と、ビームを能動的に誘導する機構及び／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。
【００１３】
総括的には、レーザ源２０は、電力発振器及び電力増幅器を有する２つのチャンバレーザとすることができ、従って、多くの場合にいわゆるＰＯＰＡレーザ源と呼ばれる。上述の結晶化処理の一実施例においては、６Ｋｈｚ（６０００パルス／秒）ＰＯＰＡレーザは、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膜は、約７５秒で処理することができる（６０パーセントの重複で）。電力発振器及び電力増幅器は、各々、２つの細長い電極と、例えば、ＸｅＣｌ、ＸｅＦのような適切なレーザガスと、電極間でガスを循環させる接線ファンと、１つ又はそれよりも多くの水冷式フィン付き熱交換器（図示せず）とを含むことができる放電チャンバを備えることができる。
【００１４】
固体レーザ、１つのチャンバを有するエキシマレーザ、２つより多いチャンバ、例えば発振器チャンバ及び２つの増幅チャンバ（並列又は直列の増幅チャンバを伴った）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を作る固体レーザを含めるために、他の種類のレーザ源をシステム１０で使用することができることは認められるものとする。他の設計も可能である。２つのチャンバとガス放電とパルスレーザ源２０に関する更なる詳細は、２００３年７月３０日出願の「２つのチャンバガス放電レーザのための制御システム」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「ガス放電レーザのための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ＭＯＰＡレーザ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取り付け」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つのチャンバガス放電レーザのための制御システム」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「極めて狭い帯域、２つのチャンバ、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「冷却磁気回路要素のための方法及び装置」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つのチャンバガス放電レーザシステムのためのタイミング制御」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ＭＯＰＡレーザシステム」という名称の米国特許第６、５６７、４５０号に見出すことができ、これらの全ての開示は、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。
【００１５】
図１について続けると、システム１０は、更に、１つ又はそれよりも多くのビーム特性、例えば、波面及び／又はビーム指向性などを測定し、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発生させる安定化測定モジュール２６を含むことができる。システム１０はまた、ビーム均一化、ビーム整形、及び／又はビーム集束のための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上に堆積したシリコン膜１２を保持し、かつ位置決めする可動ステージシステム３０とを含むことができる。緩衝材の層（図示せず）は、ガラス層とシリコン層の間に割り込むことができる。
【００１６】
総括的には、図１に示しかつ以下でより詳細に説明するシステム１０は、例えば、約２０ミクロン又はそれ未満、例えば３〜４ミクロンの膜１２における幅（短軸）と、７００ｍｍ又はそれよりも大きい長さ（長軸）と、約±３０〜５０ミクロンの焦点深度（ＤＯＦ）とを有するラインビームのような集束した薄型ビーム３４を発生させるように構成することができる。集束薄型ビームの各パルスは、アモルファスシリコンのストリップを融解するために使用することができ、パルスの終端の後に、溶融ストリップは結晶化する。具体的には、溶融ストリップは、粒子が短軸に平行な方向に成長する横方向成長過程において結晶化する。粒子は、両端から内側方向に（短軸に平行に）成長し、集まり、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突起（いわゆる、粒子境界突起）を形成する。次に、ステージは、段階的に又は連続的に移動し、第１のストリップの部分に平行かつ重複する第２のストリップを露出する。露出中に、第２のストリップは、融解し、次に、結晶化する。突起を再融解するのに十分な重複を使用することができる。突起を再融解することによって、比較的平坦な膜表面（例えば、ピーク間で約１５ｎｍの値）を維持することができる。以下に薄型ビーム方向結晶化（ＴＤＸ）と呼ぶこの処理は、一般的には、全膜が結晶化されるまで繰り返される。
【００１７】
図１はまた、システム１０が、ビーム３４の強度を測定するためのラインビームカメラのような検出器３５を含むことができることを示している。検出器３５は、図示のように、共に移動するためのステージシステム上に搭載され、検出器３５をビーム３４の長軸に沿って走査することを可能にする。この構成で、検出器３５を使用して、ビームの長軸に沿ってビーム３４の強度プロフィールを判断することができる。
【００１８】
図２は、短軸均一化ユニット３６と、整形及び長軸均一化ユニット３８と、短軸集束／長軸拡大光学器械ユニット４０とを含むことができる光学器械モジュール２８の一例を示し、それらの全ては、共通ビーム径路４２に沿って構成されている。使用されると、短軸均一化ユニット３６は、例えば、短軸においてビームを均一化するために、レンズアレイ、分散遅延装置、回転拡散器などのような１つ又はそれよりも多くの光学器械を含むことができる。
【００１９】
図３Ａは、整形及び長軸均一化ユニット３８の実施形態の一例をより詳細に示している。そこに見られるように、整形及び長軸均一化ユニット３８は、レンズ４６ａ、４６ｂを有するレンズアレイを含むことができる。レンズアレイには、２枚のレンズを示しているが、レンズアレイは、２枚よりも多い及び僅か１枚のレンズも含むことができることは認められるものとする。ユニット３８において、レンズアレイは、フーリエレンズ４８と相互作用して、アレイ内の各レンズ４６ａ、４６ｂに関してフーリエ平面５０内にそれぞれの細長い像を生成する。図３は、更に、整形及び長軸均一化ユニット３８が平面５０内に位置決めされた縁部（図６参照）を有する短軸ビームストップ５２を含むことができることを示している。
【００２０】
図３Ｂは、整形及び長軸均一化ユニット３８’の実施形態の別の一例を示している。そこに示しているように、整形及び長軸均一化ユニット３８’は、光（例えば、レーザ光）を受け、３枚の円筒形レンズ４６ａ’〜４６ｃ’を有する比較的強いレンズアレイ上に光を導く３枚の円筒形レンズ５３ａ〜５３ｃを有する比較的弱いレンズアレイを含むことができる。各アレイには、３枚のレンズを示しているが、各アレイは、３枚よりも多い及び僅か１枚のレンズも含むことができることは認められるものとする。一般的に、弱いレンズアレイは、強いレンズアレイの縁部が照射されないように光を僅かに絞るように機能する。他方、強いレンズアレイは、フーリエレンズ４８’と相互作用してアレイ内の各レンズ４６ａ’〜４６ｃ’に関してフーリエ平面５０’内にそれぞれの細長い像を生成する。図３Ｂは、更に、整形及び長軸均一化ユニット３８’が、平面５０’内に位置決めされた縁部（図６を参照）を有する短軸ビームストップ５２’を含むことができることを示している。
【００２１】
図４は、各レンズ４６ａ’〜４６ｃ’を独立に回転させる簡易可動マウント５６の概略図を示している（同様の可動マウントは、図３Ａに示す実施形態に関して、各レンズ４６ａ、４６ｂを独立に回転させるために使用することができることに注意）。図示の簡易マウント５６に関して、各レンズ４６ａ’〜４６ｃ’は、それぞれの受け台５８ａ〜５８ｃ上に搭載され、受け台の各々は、それぞれのロッド６０ａ〜６０ｃの並進運動によって、前後に選択的に揺動させることができる。ロッド６０ａ〜６０ｃは、次に、ケーブル６４を通して送信される１つ又はそれよりも多くの信号入力に応答してアクチュエータ６２を通じて制御することができる。図５は、アクチュエータ６２によるロッド６０ａの並進から生じるレンズ４６ａ’の回転を示している。この回転の影響は、図６及び図７を参照して認めることができる。図６に示すように、レンズアレイの各レンズ４６ａ’〜４６ｃ’は、細長い像６６を生成する。図６は、更に、整形及び長軸均一化ユニット３８が、それぞれの縁部５４、７０を有する１対の対向する短軸ビームストップ５２、６８を含むことができ、かつ短軸ビームストップ５２の縁部５４が短軸ビームストップ６８の縁部７０と実質的に平行に配向されて縁部７０から距離を隔てるように構成され、短軸ビームストップ５２、６８の間にスリット７２を確立することができることを示している。
【００２２】
平面５０内の対応する像とビームストップ縁部５４、７０との間のアラインメントを変えるためにレンズアレイのレンズ４６ａ’を回転させる効果は、図４〜図７の相互参照によってより良く理解することができる。具体的には、図６は、図４のレンズ４６ａ’に対応する像を示している。図４に示すように、レンズ４６ａ’は回転せず、その結果、短軸に平行な円筒軸７４と一直線に並んでいる。図６に示す得られた細長い像６６は、図示のように、長軸及びビームストップ５２、６８の縁部５４、７０に実質的に平行である。しかし、上述のように、レンズ４６ａ’内の欠陥は、像６６の強度が長軸に沿って変化することを引き起こす可能性がある。例えば、強度は、中点８０におけるよりも縁部７６、７８においてより高くなると考えられる。非回転レンズ４６ａ’によって作り出された像６６に関して、図６は、ビームストップ５２、６８が長軸に沿って均一にビームを切り取ることを示している。従って、像６６に関しては、ビームの長軸に沿って存在しているあらゆる不均一性は、通過してビームストップ５２、６８の下流に存在したままになる。
【００２３】
図７は、図５のレンズ４６ａ’に対応する像を示している。図５に示すように、レンズ４６ａ’は回転し、その結果、短軸に非平行である円筒軸７４を有する。図７に示す得られた細長い像６６’は、長軸に非平行であり、その結果、図示のように、ビームストップ５２、６８の縁部５４、７０に非平行である。また、レンズ４６ａ’内の欠陥は、像６６’の強度が長軸に沿って変化することを引き起こす可能性があり、例えば、強度は、中点８０におけるよりも縁部７６、７８においてより高くなると考えられる。回転レンズ４６ａ’によって作り出された像６６’に関して、図７は、ビームストップ５２、６８が、中点８０におけるよりも縁部７６、７８において（そこでは、ビームが比較的高い強度を有する）ビームのより多くを切り取ることを示している。
【００２４】
システム１０の一実施例において、レンズアレイの各レンズ４６ａ’〜４６ｃ’は、フーリエ平面内の細長い像が、細長い像の縁部におけるよりも細長い像の中点においてより低い強度を有するような光学特性を備えるように意図的に製造することができる。この構成で、各レンズは、ビームが長軸に沿って実質的に均一になるまで縁部の強度を低減するように回転することができる。
検出器３５は、使用中、長軸に沿って走査され、ビームストップ５２、６８のビーム下流に関してビーム３４の長軸強度プロフィールを判断し、それを示す信号を発生させることができる。これらの信号は、例えば、プログラマブルコンピュータのようなプロセッサ（図示せず）に送信され、又は直接アクチュエータ６２に送信することができる。次に、可動マウント６２は、プロセッサ／検出器からの信号に応答し、レンズ４６ａ〜４６ｃの１つ又はそれよりも多くを回転させ、測定プロフィールにおける強度変動を低減するように構成することができる。
【００２５】
システム１０に関して、ビーム径路４２に沿って進むビームの一部分は、ストップ５２、６８に当たり、ビームの一部分は、いずれのストップ５２、６８にも当たらずにスリット７２を通過することができる。従って、ストップ５２、６８は、膜１２上に入射するビームを実質的に絞り制限することができる。ビームの尾部の過剰エネルギは、膜１２上ではなく、ストップ５２、６８上で排除することができる。また、利点として、ストップ５２、６８のビーム上流において存在する偏向を示すあらゆる小さいビームも、ストップ５２、６８において低減することができる。機能上、短軸ビームストップ５２、６８は、吸収性ストップ、反射性ストップ、又は屈折性ストップとすることができる。本明細書において使用する時、吸収性ストップという用語は、ストップが反射して屈折する入射光の合計よりも入射光をより吸収するストップを意味し、反射性ストップという用語は、ストップが吸収して屈折する入射光の合計よりも入射光をより反射するストップを意味し、屈折性ストップという用語は、ストップが吸収して反射する入射光の合計よりも入射光をより屈折するストップを意味する。一部の構成においては、単一の短軸ストップ５２が、図６及び図７に示すストップの対の代わりに使用され、前縁が影響を受けないままにして、急な後縁勾配（すなわち、ＴＤＸ処理中に再融解されないことになる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。
【００２６】
図２はまた、光学器械モジュール２８が、ビームストップ５２、６８からのビーム径路４２に沿った光を受ける短軸集束／長軸拡大光学器械ユニット４０を含むことができることを示している。一般的に、平面５０におけるビームストップ５２、６８の縁部は、短軸内に撮像され（短軸集束／長軸拡大光学器械ユニット４０により）、膜１２において望ましい強度プロフィールを生成することができる。一実施例において、膜１２における望ましい強度プロフィールは、約３〜４μｍのビーム幅（ＦＷＨＭ）と、プロフィールの平坦上部に沿った約５％よりも良い強度均一性と、全強度の１０％〜９０％の間で約３μｍ未満とすることができる急な縁部勾配とを含むことができる。
【００２７】
一実施例においては、図８に示すように、レンズアレイ内のレンズ４６（図３Ａ及び図３Ｂを参照）は、互いに対にされ、対の各レンズは、図８に示すような対称な反転した細長い像６６”、８２を生成するように同じ回転角まで反転される。この構成で、ビームストップスリットを短軸に均一に埋めることができる。１つの特定の実施例においては、直線アレイにおける２つの外側レンズが対にされ、外側レンズの隣の２つのレンズが対にされる等々である。
【００２８】
上記で開示した本発明の実施形態の態様は、好ましい実施形態であることのみを意図しており、いかなる点においても本発明の開示内容を限定するものではなく、特に、特定の好ましい実施形態だけに限定するものではないものとすることが当業者によって理解されるであろう。開示した発明の実施形態の開示した態様には、当業者によって理解及び認められるような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、当業者には明らかになると思われる均等物及び他の修正及び変更も包含するものとする。「３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２」を満足するために必要とされる詳細において本特許出願において説明しかつ例示した「ラインビームとして整形されたレーザと基板上に堆積した膜との間の相互作用を実施するためのシステム及び方法」の実施形態の特定の態様は、上述の実施形態の態様のあらゆる上述の目的、及び上述の実施形態の態様により又はその目的のあらゆる他の理由で又はその目的にために解決すべき問題を完全に達成することができるが、本発明の上述の実施形態のここで説明した態様は、本発明による広義の主題を示しかつ表すことを当業者は理解すべきである。実施形態のここで説明しかつ主張する態様の範囲は、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と考えられるか又は明らかになると考えられる他の実施形態を漏れなく包含するものである。本発明の「ラインビームとして整形されたレーザと基板上に堆積した膜との間の相互作用を実施するためのシステム及び方法」の範囲は、単独にかつ完全に特許請求の範囲によってのみ限定され、いかなるものも特許請求の範囲の詳細説明を超えるものではない。単数形でのこのような請求項における要素への言及は、解釈において、明示的に説明していない限り、このような要素が「１つ及び１つのみ」であることを意味するように意図しておらず、かつ意味しないものとし、「１つ又はそれよりも多い」を意味する意図とし、かつ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、引用により本明細書に明示的に組み込まれると共に、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／又は本出願の請求項に使用され、かつ本明細書及び／又は本出願の請求項に明示的に意味を与えられたあらゆる用語は、このような用語に関するあらゆる辞書上の意味又は他の一般的に使用される意味によらず、その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ように本出願において開示する実施形態の態様によって解決するように求められる各及び全て問題に対処することを意図しておらず、また必要でもない。本発明の開示内容におけるいかなる要素、構成要素、又は方法段階も、その要素、構成要素、又は方法段階が特許請求の範囲において明示的に詳細に説明されているか否かに関係なく、一般大衆に捧げられ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いかなる請求項の要素も、その要素が「〜のための手段」という語句を使用して���示的に列挙されるか又は方法の請求項の場合にはその要素が「作用」ではなく「段階」として列挙されていない限り、「３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２」第６項の規定に基づいて解釈されないものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】アモルファスシリコン膜を結晶化する例示的な生成システムの主要な構成要素の概略図である。
【図２】ビーム均一化、ビーム整形、及び／又はビーム集束のための光学器械モジュールの概略図である。
【図３Ａ】整形及び長軸均一化ユニットの実施形態の概略図である。
【図３Ｂ】整形及び長軸均一化ユニットの別の実施形態の概略図である。
【図４】レンズアレイ及びこのアレイの各レンズを独立に回転させる複数の可動マウントの概略図である。
【図５】レンズの１つの回転後の図４と同様の概略図である。
【図６】短軸ビームストップでのレンズアレイの非回転レンズからのビーム部分の概略図である。
【図７】短軸ビームストップでのレンズアレイの回転レンズからのビーム部分の概略図である。
【図８】第１の方向に回転した第１のレンズ及び第１の方向と反対の第２の方向に回転した第２のレンズからの短軸ビームストップでのビーム部分の概略図である。
【符号の説明】
【００３０】
２８  光学器械モジュール
３６  短軸均一化ユニット
３８  整形及び長軸均一化ユニット
４０  短軸集束／長軸拡大光学器械ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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