(57)【要約】紫外線レーザー、及びベリリウム、アルミニウム金属マトリクス、又は炭化ケイ素から製造される基材を有する少なくとも１つの反射ミラーを含む装置が開示される。少なくとも１つのミラーは、紫外線レーザーから発生したレーザービームを反射するように構成されており、これは次に電子ディスプレイの製造において使用されるシリコン膜上において使用することができる。レーザービームは、シリコン膜をアニールするため、又はシリコン膜が載置された一時的な基材からシリコン膜を分離するためのレーザーリフトオフプロセスにおいて使用することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線レーザー；及び
前記紫外線レーザーから生成されたレーザービームを反射するように構成されている少なくとも１つの反射ミラー；
を含み；
前記少なくとも１つのミラーは、ベリリウム、アルミニウム金属マトリクス複合材料、又は炭化ケイ素から製造されるミラー基材を含む、装置。
【請求項２】
前記ミラー基材が、
（ａ）９９．５％の最小Ｂｅ含量及び０．５％の最大ＢｅＯ含量を有するＯ−５０；
（ｂ）９９％の最小Ｂｅ含量及び１％の最大ＢｅＯ含量を有するＳ−６５；
（ｃ）９９％の最小Ｂｅ含量及び０．７％の最大ＢｅＯ含量を有するＩ−７０；
（ｄ）９８．５％の最小Ｂｅ含量及び１．５％の最大ＢｅＯ含量を有するＳ−２００；
（ｅ）９８％の最小Ｂｅ含量及び２．２％の最大ＢｅＯ含量を有するＩ−２２０；並びに
（ｆ）９７．５％の最小Ｂｅ含量及び２．５％の最大ＢｅＯ含量を有するＩ−２５０；
の少なくとも１つから選択されるグレードのベリリウムを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ミラー基材が、ベリリウム、並びにＡｌ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｂ、Ａｇ、Ｔａ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐ、Ｐｕ、Ａｍ、Ｃａ、及びＭｇから選択される少なくとも１種類の合金元素を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ミラー基材が、約５０重量％〜約９９．９９重量％のベリリウム、及び約０．０１重量％〜約５０重量％の前記少なくとも１種類の合金元素を含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ミラー基材が、炭化ケイ素又はアルミニウム金属マトリクス複合材料から製造され、
（ｉ）溶融石英基材に関する少なくとも６の光学性能指数（ＦｏＭ）共振周波数値；
（ｉｉ）溶融石英基材に関する０．０３０未満の光学的ＦｏＭ自重撓み値；
（ｉｉｉ）溶融石英基材に関する０．３５０未満の光学的ＦｏＭ定常状態熱変形係数値；及び
（ｉｖ）溶融石英基材に関する０．６００未満の光学的ＦｏＭ過渡熱変形係数値；
を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ミラー基材が、アルミニウム合金及び１種類以上の強化粒子のアルミニウム金属マトリクス複合材料から製造される、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記１種類以上の強化粒子が、炭化物、酸化物、ケイ化物、ホウ化物、及び窒化物からなる群から選択される少なくとも１種類のセラミック材料を含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記１種類以上の強化粒子が炭化ケイ素を含む、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記金属マトリクス複合材料が、約１５体積％〜約４０体積％の炭化ケイ素で強化された６０６１、６０６３、６０８２、２００９、２６１８、又は２１２４アルミニウム合金を含む、請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記ミラー基材が、合金又は金属マトリクス複合材料の形態であるアルミニウム−ベリリウム組成物から製造される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記アルミニウム−ベリリウム組成物が、少なくとも６０重量％のベリリウム及び少なくとも３０重量％のアルミニウムを含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの反射ミラーが、前記ミラー基材上に堆積された紫外線反射コーティングを更に含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記紫外線反射コーティングが、前記ミラー基材上に堆積された基層、及び前記基層上の少なくとも１つの誘電体層を含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記紫外線反射コーティングが、二酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の組合せから製造される層であるか、又は前記紫外線反射コーティングが、（ｉ）アルミニウム及び酸化ハフニウムから形成されるコーティング、並びに（ｉｉ）アルミニウム及び二酸化ケイ素から形成されるコーティングの交互の層から形成される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
ビームホモジナイザ、ビームエキスパンダ、集束レンズ、又はビームスプリッタを更に含む、請求項１〜１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
電子部品の製造方法であって、
紫外線レーザー、及びミラー基材を含む少なくとも１つの反射ミラーを含む紫外線レーザー装置を受け取ること；
前記紫外線レーザーによってレーザービームを発生させること；及び
前記レーザービームを、前記少なくとも１つの反射ミラーで前駆体膜に向けて反射させて前記電子部品を製造すること；
を含み、
前記ミラー基材は、ベリリウム、アルミニウム金属マトリクス複合材料、又は炭化ケイ素から製造される、上記方法。
【請求項１７】
前記前駆体膜が非晶質膜である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記レーザービームを前記前駆体膜上に直接反射させて、前記非晶質膜の結晶化を誘起する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記前駆体膜が一時的な基材上に載置されており、前記レーザービームを、前記一時的な基材を通して前記前駆体膜上に反射させて、前記一時的な基材から前記前駆体膜を分離する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記電子部品が、ＯＬＥＤディスプレイ又はＬＴＰＳ−ＬＣＤディスプレイにおいて使用される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
ディスプレイ製造装置の使用方法であって、
紫外線レーザービームを少なくとも１つの反射ミラーによってシリコン膜上に反射させて、パネルディスプレイにおいて使用される電子部品を製造すること；
を含み、
前記ディスプレイ製造装置は紫外線レーザーを含み、前記少なくとも１つの反射ミラーは、ベリリウム、アルミニウム金属マトリクス複合材料、又は炭化ケイ素から製造されるミラー基材を含む、上記方法。
【請求項２２】
前記シリコン膜が非晶質シリコン膜である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記レーザービームを前記シリコン膜上に直接反射させて、前記シリコン膜の結晶化を誘起する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記シリコン膜が一時的な基材上に載置されており、前記レーザービームを、前記一時的な基材を通して前記シリコン膜上に反射させて、前記一時的な基材から前記シリコン膜を分離する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記電子部品が、ＯＬＥＤディスプレイ又はＬＴＰＳ−ＬＣＤディスプレイにおいて使用される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
紫外線反射ミラーであって、
ミラー基材；及び
前記ミラー基材の表面上に堆積された紫外線反射コーティング；
を含み、
前記基材は、ベリリウム、アルミニウム金属マトリクス複合材料、又は炭化ケイ素から製造される、上記紫外線反射ミラー。
【請求項２７】
前記ミラー基材の裏面は、前記ミラーを強化するためのリブを含む、請求項２６に記載のミラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本出願は、２０１８年９月２８日に出願された米国仮特許出願第６２／７３８，２１０号、及び２０１８年８月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／７２３，１０２号（それらの全体が参照により組み込まれる）に対する優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]本発明は、電子ディスプレイの製造において使用される紫外線反射ミラーに関する。特に、エキシマレーザーのような紫外線レーザーのビームステアリングにおいて使用されるミラーのための基材として異なる材料を使用することを開示し、それを特に参照して記載する。
【０００３】
[0003]非晶質シリコン膜について行われるエキシマレーザーアニーリング（ＥＬＡ）及びレーザーリフトオフ（ＬＬＯ）プロセスは、低温多結晶シリコンＬＣＤ（ＬＴＰＳ−ＬＣＤ）及び有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のようなパネルディスプレイの製造において使用される一般的な技術になっている。これらのパネルディスプレイは、携帯電話又はセルラーホン、コンピュータモニタ、テレビ、時計などのような種々の電子装置の製造において使用されているる。かかるパネルディスプレイに対する全般的な需要の増加により、製造者は、スループットの増加、パネルディスプレイのサイズの増加、及びパネルディスプレイの製造において使用される製造装置のメンテナンスのための休止時間の減少が要求されている。
【発明の概要】
【０００４】
[0004]本発明は、紫外線レーザー及び少なくとも１つの反射ミラーを含む装置に関する。少なくとも１つのミラーは基材を含み、紫外線レーザーから発生したレーザービームを基材に向けて反射するように構成されている。ミラー基材は、ベリリウム、炭化ケイ素、又はアルミニウム金属マトリクス複合材料（アルミニウム金属基複合材料）（aluminum metal matrix composite）から製造することができる。この装置は、ディスプレイパネル用の電子部品の製造において使用することができる。
【０００５】
[0005]種々の実施形態においては、紫外線レーザー；及び基材を含む少なくとも１つの反射ミラー；を含み、少なくとも１つのミラーは、紫外線レーザーから生成されたレーザービームを反射するように適合されている装置が開示される。ミラー基材は、ベリリウム、炭化ケイ素、又はアルミニウム金属基複合材料から製造することができる。
【０００６】
[0006]ミラー基材がベリリウムから製造される場合には、ベリリウム基材は、任意の純粋なベリリウム又はベリリウムの合金から製造することができる。幾つかの特定の実施形態においては、ベリリウム基材は、（ａ）９９．５％の最小Ｂｅ含量及び０．５％の最大ＢｅＯ含量を有するＯ−５０；（ｂ）９９％の最小Ｂｅ含量及び１％の最大ＢｅＯ含量を有するＳ−６５；（ｃ）９９％の最小Ｂｅ含量及び０．７％の最大ＢｅＯ含量を有するＩ−７０；（ｄ）９８．５％の最小Ｂｅ含量及び１．５％の最大ＢｅＯ含量を有するＳ−２００；（ｅ）９８％の最小Ｂｅ含量及び２．２％の最大ＢｅＯ含量を有するＩ−２２０；並びに（ｆ）９７．５％の最小Ｂｅ含量及び２．５％の最大ＢｅＯ含量を有するＩ−２５０；の少なくとも１つから選択されるグレードのベリリウムから製造することができる。
【０００７】
[0007]幾つかの実施形態においては、ベリリウム基材は、ベリリウム、並びにＡｌ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｂ、Ａｇ、Ｔａ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐ、Ｐｕ、Ａｍ、Ｃａ、及びＭｇから選択される少なくとも１種類の合金元素を含む。ミラーは、約５０重量％〜約９９．９９重量％のベリリウム、及び約０．０１重量％〜約５０重量％の少なくとも１種類の合金元素を含み得る。
【０００８】
[0008]特定の実施形態においては、ミラー基材は、約５０重量％〜約９９．９９重量％のベリリウム、及び約０．０１重量％〜約５０重量％のアルミニウムを含み得るアルミニウム−ベリリウム組成物から製造される。
【０００９】
[0009]ミラー基材が炭化ケイ素又はアルミニウム金属マトリクスから製造される場合には、炭化ケイ素又はアルミニウム金属基複合材料は、（ｉ）溶融石英基材に関する少なくとも６の光学性能指数（ＦｏＭ）共振周波数値（optical Figure of Merit (FoM) resonant frequency value）、（ｉｉ）溶融石英基材に関する０．０３０未満の光学的ＦｏＭ自重撓み値（optical FoM self-weight deflection value）；（ｉｉｉ）溶融石英基材に関する０．３５０未満の光学的ＦｏＭ定常状態熱変形係数値（optical FoM steady-state thermal distortion coefficient value）；及び（ｉｖ）溶融石英基材に関する０．６００未満の光学的ＦｏＭ過渡熱変形係数値（optical FoM transient thermal distortion coefficient value）；を有し得る。
【００１０】
[0010]ミラー基材は、アルミニウム合金及び１種類以上の強化材料のアルミニウム金属基複合材料から製造することができる。１種類以上の強化材料としては、炭化物、酸化物、ケイ化物、ホウ化物、及び窒化物からなる群から選択される少なくとも１種類のセラミック材料を挙げることができる。
【００１１】
[0011]幾つかの他の特定の実施形態においては、１種類以上の強化材料として炭化ケイ素を挙げることができる。かかる実施形態においては、金属基複合材料は、約１５体積％〜約４０体積％の炭化ケイ素で強化された６０６１、６０６３、６０８２、２００９、２６１８、又は２１２４アルミニウム合金を含み得る。
【００１２】
[0012]追加の実施形態においては、ミラー基材はアルミニウム−ベリリウム金属基複合材料の形態であり、アルミニウムはマトリクス相として働き、ベリリウムは強化材料／粒子の形態である。また、追加の強化材料／粒子も、かかる金属基複合材料中に存在させることができる。
【００１３】
[0013]少なくとも１つのミラーは、ミラー基材上に堆積された紫外線反射コーティングを更に含み得る。幾つかの実施形態において、ニッケル又はニッケル合金のようなベース材料を非被覆ミラー基材上に堆積させる。ベース材料の上に、紫外光反射材料の１つ又は複数の層を堆積させる。この反射コーティングは、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の組み合わせのような誘電体であってよい。別の反射コーティングは、酸化ハフニウムと二酸化ケイ素との交互コーティングを有するアルミニウム金属バインダから構成される「強化アルミニウム」タイプのものであってもよい。
【００１４】
[0014]本装置には、ビームホモジナイザ、ビームエキスパンダ、集束レンズ、又はビームスプリッタ、並びににこれらのコンポーネントの組合せを更に含ませることができる。
[0015]また、紫外線レーザー、及び基材を含む少なくとも１つの反射ミラーを含む紫外線レーザー装置を受け取ること；紫外線レーザーによってレーザービームを生成させること；及びレーザービームを少なくとも１つの反射ミラーによって前駆体膜に向けて反射させて電子部品を製造すること；を含む、電子部品を製造する方法も開示される。ミラー基材は、ベリリウム、炭化ケイ素、又はアルミニウム金属基複合材料から製造することができる。
【００１５】
[0016]前駆体膜は非晶質膜であってよい。レーザービームを、非晶質膜の結晶化を誘起するために（即ちアニーリングプロセスにおいて）、前駆体膜上に直接反射させることができる。或いは、前駆体膜を一時的な基材上に載置し、レーザービームを、前駆体フィルムを一時的な基材から分離するために（即ちレーザーリフトオフプロセスにおいて）、一時的な基材を通して前駆体膜上に反射させることができる。電子部品は、ＯＬＥＤディスプレイ又はＬＴＰＳ−ＬＣＤディスプレイにおいて使用することができる。幾つかの特定の実施形態においては、前駆体膜は非晶質シリコン膜である。
【００１６】
[0017]また、ディスプレイ製造装置の使用方法であって、基材を含む少なくとも１つの反射ミラーで紫外線レーザービームをシリコン膜上に反射させて、パネルディスプレイにおいて使用される電子部品を製造することを含み、ディスプレイ製造装置は、紫外線レーザー、及び基材を含む少なくとも１つの反射ミラーを含む上記方法も開示される。ミラー基材は、ベリリウム、炭化ケイ素、又はアルミニウム金属基複合材料から製造することができる。
【００１７】
[0018]ここでも、シリコン膜は非晶質シリコン膜であってよい。レーザービームを、シリコンフィルムの結晶化を誘起するために（即ちアニーリングプロセスにおいて）、シリコンフィルムに直接反射させることができる。或いは、シリコン膜を一時的な基材上に載置し、シリコン膜を一時的な基材から分離するために（即ちレーザーリフトオフプロセスにおいて）、レーザービームを一時的な基材を通してシリコン膜上に反射させることができる。電子部品は、ＯＬＥＤディスプレイ又はＬＴＰＳ−ＬＣＤディスプレイにおいて使用することができる。
【００１８】
[0019]また、本明細書には、ミラー基材；及びミラー基材の表面上に堆積された紫外線反射コーティング；を含む紫外線反射ミラーが開示される。ミラー基材は、ベリリウム、炭化ケイ素、又はアルミニウム金属基複合材料から製造することができる。
【００１９】
[0020]ミラー基材の後面には、ミラーを強化するためのリブを含ませることができる。
[0021]本発明はまた、本発明の反射ミラーにおける基材として使用するためのアルミニウム金属基複合材料（ＭＭＣ）を製造する方法及びプロセスにも関する。一般に、ＭＭＣの製造には、粉末金属製造（粉末冶金及び高エネルギー混合プロセスなど（しかしながらこれらに限定されない））及び鋳造（溶浸鋳造など（しかしながらこれらに限定されない））のような任意の好適な方法を含ませることができる。例えば、特定の実施形態においては、本明細書に開示される方法及びプロセスにおいて、金属粉末の混合／ブレンドを使用することができる。この混合のための好適な技術としては、ボールミル粉砕、機械的摩砕器、ティーマーミル(teamer mills)、ロータリーミル、造粒機、及び粉末成分（例えば、金属粉末、強化粒子）に高エネルギー混合を与えることができる他の方法が挙げられる。或いは、基材のためのＭＭＣは、溶浸鋳造のような鋳造プロセスによって製造することができる。かかる方法及びプロセスにより、その後の機械的性能又はプロセス要件のためのインターフェース条件に対する制御が可能になる。その結果、本発明の方法及びプロセスは、一度に複数の基材を製造することができるコスト効率の高い製造技術を提供する。
【００２０】
[0022]下記において、本発明のこれら及び他の非限定的な特徴をより詳細に開示する。
[0023]下記は図面の簡単な説明であり、これらは本明細書に開示された代表的な実施形態を例示する目的で提示するものであり、それを限定する目的で提示するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】[0024]図１は、本発明の複数の実施形態による電子ディスプレイの形成において使用される紫外線反射ミラーの断面図である。ミラーは、ミラー基材及び紫外線反射コーティングを含む。
【図２】[0025]図２は、ミラー基材の裏面のリブの加工を示す図である。
【図３】[0026]図３は、ミラー基材を有する反射ミラーを含むエキシマレーザー装置の概略図である。
【図４】[0027]図４は、シリコン膜にエキシマレーザービームを走査及び照射することによってポリシリコン膜を形成するプロセスを示す斜視図である。
【図５】[0028]図５は、エキシマレーザービームを使用するレーザーリフトオフプロセスによってそれから薄膜ディスプレイ装置を分離した積層体を模式的に示す断面図である。
【図６Ａ】[0029]図６Ａは、図５の積層体から薄膜ディスプレイ装置を製造するための転写プロセスを示す断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図５の積層体から薄膜ディスプレイ装置を製造するための転写プロセスを示す断面図である。
【図７】[0030]図７は、エキシマレーザーシステムビームラインシステムにおける種々の材料の基材に関する光学性能指数（ＦｏＭ）共振周波数値を示すグラフである。ｙ軸はＦｏＭ値を表し、２の間隔で０〜１４までである。ｘ軸は種々の基材材料を表す。
【図８】[0031]図８は、エキシマレーザーシステムビームラインシステムにおける種々の材料の基材に関する光学性能指数（ＦｏＭ）自重撓み値を示すグラフである。ｙ軸はＦｏＭ値を表し、０．０１０の間隔で０．０００から０．０６０までである。ｘ軸は種々の基材材料を表す。
【図９】[0032]図９は、エキシマレーザーシステムビームラインシステムにおける種々の材料の基材に関する光学性能指数（ＦｏＭ）定常状態熱変形係数値を示すグラフである。ｙ軸はＦｏＭ値を表し、０．０５０の間隔で０．０００から０．４００までである。ｘ軸は種々の基材材料を表す。
【図１０】[0033]図１０は、エキシマレーザーシステムビームラインシステムにおける種々の材料の基材に関する光学性能指数（ＦｏＭ）過渡熱変形係数値を示すグラフである。ｙ軸はＦｏＭ値を表し、０．１００の間隔で０．０００から０．７００までである。ｘ軸は種々の基材材料を表す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
[0034]本明細書において開示される構成要素、プロセス、及び装置のより完全な理解は、添付の図面を参照することによって得ることができる。これらの図は本発明を示す便宜性及び容易さに基づく単なる概要図であり、したがって、デバイス又はその構成要素の相対的なサイズ及び寸法を示すこと、及び／又は代表的な実施形態の範囲を規定又は限定することは意図しない。
【００２３】
[0035]明確にするために以下の説明においては特定の用語を使用するが、これらの用語は図面において示すために選択された実施形態の特定の構造のみを指すことを意図しており、本発明の範囲を規定又は限定することは意図しない。図面及び以下の説明において、同様の数字表示は同様の機能の構成要素を指すことを理解すべきである。
【００２４】
[0036]単数形の「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに他を示していない限り、複数の指示対象を含む。
[0037]本明細書及び特許請求の範囲において用いる「含む」、「挙げられる」、「有し」、「有する」、「し得る」、「含有する」の用語、及びそれらの変形体は、言及された構成要素／工程の存在を必要とし、他の構成要素／工程の存在を容認する、非限定型の移行句、語、又は文言であることを意図している。しかしながら、かかる記載は、組成物又はプロセスを、列挙された構成要素／工程「から構成され」及びそれら「から実質的に構成され」、言及された構成要素／工程のみが、それらからもたらされ得る不可避的不純物と共に存在することを容認し、他の構成要素／工程を排除する組成物又はプロセスを記載するものとしても解釈すべきである。
【００２５】
[0038]本出願の明細書及び請求の範囲における数値は、同じ有効数字数に縮小した場合に同じである数値、並びにその値を求めるための本明細書中に記載されているタイプの通常の測定技術の実験誤差未満だけ示されている値と異なる数値を包含すると理解すべきである。
【００２６】
[0039]本明細書に開示される全ての範囲は、示されている端点を包含し、独立して組み合わせることができる（例えば、「２グラム〜１０グラム」の範囲は、端点の２グラム及び１０グラム、並びに全ての中間値を包含する）。
【００２７】
[0040]「約」の用語は、その値の基本的な機能を変更することなく変化させることができる任意の数値を包含するように使用することができる。範囲に関して使用する場合には、「約」はまた、２つの端点の絶対値によって規定される範囲を開示し、例えば「約２〜約４」はまた、「２〜４」の範囲も開示する。「約」という用語は、示された数のプラス又はマイナス１０％を指し得る。
【００２８】
[0041]本明細書で使用する「紫外線」という用語は、１０ナノメートル（ｎｍ）〜４００ｎｍの波長を有する光を指す。
[0042]エキシマレーザーのような紫外線（ＵＶ）レーザーは、電子デバイス及びマイクロエレクトロニクスデバイスの製造のためのプロセス及び装置において一般的に利用されている。これらのデバイスとしては、携帯電話又はセルラーホン、コンピュータモニタ、テレビ、時計などが挙げられるが、これらに限定されない。出力波長、ビームステアリングのような所望の特性を達成するために、ＵＶレーザーにおいて種々の光学コンポーネントが使用される。エキシマレーザーのようなＵＶレーザーは、特定のエキシマレーザー出力波長において使用するように設計された被覆又は未被覆の光学コンポーネントに頼っており、その最も一般的なものとしては、１５７ｎｍ(Ｆ２）、１９３ｎｍ(ＡｒＦ)、２４８ｎｍ(ＫｒＦ)、３０８ｎｍ(ＸｅＣｌ)、及び３５３ｎｍ(ＸｅＦ)が挙げられる。代表的なＵＶ光学コンポーネントとしては、ビームターニング又はステアリングミラー、レーザー共振器光学装置、ビームスプリッタ、レンズ、ウィンドウ、及び他のコンポーネントが挙げられる。
【００２９】
[0043]電子デバイスの製造においてＵＶレーザーを使用する２つの代表的なプロセスとしては、エキシマレーザーアニーリング（ＥＬＡ）及びレーザーリフトオフ（ＬＬＯ）が挙げられる。ＥＬＡにおいては、エキシマレーザーを使用して、例えば、ＬＴＰＳ−ＬＣＤ及び／又はＯＬＥＤパネルのような電子ディスプレイにおいて使用される薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）及びキャパシタのためのポリシリコン膜を生成させる。一般に、非晶質シリコン膜は、非晶質シリコン膜の露出した表面にエキシマレーザービームを走査照射することにより、即ち熱処理プロセスにより多結晶化される。多結晶化法の中ではＥＬＡが広く用いられている。これは、この方法は比較的低温における多結晶化を可能にし、比較的高い電子移動度を含む優れた特性を有するポリシリコン膜の形成が可能であるからである。
【００３０】
[0044]ＬＬＯ処理は、一般に材料−基材界面にエキシマレーザーを照射することによって基材から材料を分離する方法を指す。例えば、機能性ディスプレイフィルムの製造においては、最初に薄いポリマーフィルムを一時的なガラスキャリア基材上に堆積させる。回路バックプレーン（即ちＴＦＴのマトリクス）をポリマー層の上に構築し、続いて、電極及びマイクロカプセルのための層を含むディスプレイフロントプレーンを構築する。次に、ＬＬＯ処理中に、エキシマレーザーを、キャリアガラス基材を通してポリマー−基材界面に照射する。これにより、ガラス基材と直接接触しているポリマーのみが蒸発する。ポリマーフィルムを硬質ガラス基材から剥離して、薄く、軽量で、頑丈な機能ディスプレイを形成する。
【００３１】
[0045]ＥＬＡ及びＬＬＯ処理の両方に関して、ミラーのような１以上の反射コンポーネントを使用して、エキシマレーザービームの経路を所望に応じて変化させることができる。例えば、レーザービームを必要に応じて分割又は指向させることができる。レーザービームが非晶質シリコン膜の露出表面を確実に照射するようにするために、ＥＬＡ処理においてビームステアリングがしばしば必要とされる。
【００３２】
[0046]エキシマレーザーにおいて使用される従前のミラーは、基材材料として石英を使用しており、その上にＵＶ反射コーティングが施されている。しかし、石英は低い剛性及び低い熱伝導率を有しており、基材全体の急速な温度均一化を妨げる傾向がある。効率的に温度を均一化する能力がないと、石英から製造されたミラーは、ミラー上へのエキシマレーザーの照射から発生する熱勾配の結果として生じるミラー歪みの可能性が増大する。
【００３３】
[0047]ベリリウムは、ミラーのような反射コンポーネントにおいて適用するのに非常に望ましい特性を有する金属である。これらとしては、高い剛性（ヤング率＝３０３ＧＰａ）、低い密度（１．８５ｇ／ｃｃ）、高い弾性率（１３０ＧＰａ）、高い比熱（１９２５Ｊ／ｋｇ・Ｋ）、高い熱伝導率（２１６Ｗ／ｍ・Ｋ）、低い線熱膨張率（１１．４×１０６／°Ｋ）、及び有利な熱拡散率（０．２１ｍｚ／時）が挙げられる。これに対して、石英は、より低い剛性（ヤング率＝７４．５ＧＰａ）、より高い密度（２．２ｇ／ｃｃ）、より低い比熱（７４１Ｊ／ｋｇ・Ｋ）、及びより低い熱伝導率（１．３６Ｗ／ｍ・Ｋ）を有する。これらの特性により、ベリリウムは、熱劣化による反射コーティングの光学的歪みを低減することにより、石英よりも潜在的に良好な基材材料である。
【００３４】
[0048]ベリリウムのより高い比熱とは、いかなる与えられた質量及び温度変化に関しても、ベリリウムが石英と比較してより多い熱を吸収することができることを意味する。等しい重量基準においては、ベリリウムは全ての金属の中で最も高い熱伝導率を有し、その熱膨張係数は、ステンレス鋼、チタン、ニッケル合金、コバルト合金、及び他の一般的な構造材料のそれらと非常に近い。この熱的性質の組み合わせにより、ベリリウムは、約−２５０℃程度の低い温度から約２７５℃程度の高い温度範囲にわたってミラーにおけるより良好な安定性が与えられる。ベリリウムの熱拡散率により急速な温度均一化が保証され、これは、熱勾配の結果として発生し得る歪みを排除するか、又は大きく減少させる傾向がある。
【００３５】
[0049]特定の実施形態においては、ミラー基材は、ベリリウムとアルミニウムの両方の利点を有するアルミニウム−ベリリウム組成物から製造される。アルミニウム−ベリリウム組成物は、アルミニウム又は鋼材の４倍の高い弾性率−密度比を示す。アルミニウム−ベリリウム組成物の熱伝導率は、約２１０Ｗ／ｍＫ（ワット／メートル・ケルビン）程度に高くすることができ、これは、Ａｌ６０６１のような一般的なアルミニウム金属材料複合材料のそれを約２５％上回る。
【００３６】
[0050]これらの製造プロセス中に紫外線（ＵＶ）レーザーのステアリングにおいて使用される装置は、通常は非晶質シリコン表面全体のカバレッジを確実にする一連のプリズム及びミラーを含む。本発明は、ＵＶレーザー光を反射する際に使用するためのミラーに関する。このミラーは、ベリリウム基材及び紫外線反射コーティングを含む。これらのミラーは、ＵＶエキシマレーザーアニーリング及びレーザーリフトオフプロセスにおいて使用することができ、望ましくは、向上した熱応力及び増加した剛性を有しているので、レーザー加工速度を増加させることができ、メンテナンスサイクル間のダウンタイムを減少させることができる。
【００３７】
[0051]図１を参照すると、代表的なベリリウムベースのミラー１２４が示されている。ミラーは、表面（front surface）１３０及び裏面（rear surface）１３１を有する基材１２８を含む。紫外線反射層１３５が表面１３０上に存在する。ミラー基材は、ベリリウム、炭化ケイ素、又はアルミニウム金属マトリクスから製造することができる。
【００３８】
[0052]一般に、ミラー基材がベリリウムから製造される実施形態においては、ベリリウムミラー基材は、任意の純粋なベリリウム又はベリリウムの合金から製造することができる。ベリリウムは、基材１２８のために好適な幾つかのグレードで入手可能である。これらの光学グレードとしては、Ｏ−５０（９９．５％の最小Ｂｅ含量、０．５％の最大ＢｅＯ含量）；Ｓ−６５（９９％の最小Ｂｅ含量、１％の最大ＢｅＯ含量）；Ｉ−７０（９９％の最小Ｂｅ含量、０．７％の最大ＢｅＯ含量）；Ｓ−２００（９８．５％の最小Ｂｅ含量、１．５％の最大ＢｅＯ含量）；Ｉ−２２０（９８％の最小Ｂｅ含量、２．２％の最大ＢｅＯ含量）；及びＩ−２５０（９７．５％の最小Ｂｅ含量、２．５％の最小ＢｅＯ含量）が挙げられる。
【００３９】
[0053]実質的に全てのベリリウム基材は粉末冶金由来の製品である。ベリリウム粉末は、従前に鋳造したインゴットをチップ化し、粉末冶金技術によって本質的に完全密度のビレットに圧密するのために適切な粒度分布にチップを機械的に粉砕することによって調製される。与えられた粒度分布のベリリウム粉末を製造するために使用される機械的粉砕システムは、粉末を用いて製造される完全に緻密な物体の特性に影響を及ぼす。これは室温において任意の方向に生成させることができる最小引張伸びのレベルにおいて最も顕著である。
【００４０】
[0054]それから基材１２８を製造するベリリウム粉末は、１ミクロン未満の粒径を有し得る。他の実施形態においては、ベリリウム含有粉末は、２００ミクロン未満の粒径を有し得る。特定の実施形態においては、ベリリウム含有粉末は、約１０ナノメートル〜約２００ミクロン、例えば約５〜４０ミクロンの粒径を有し得る。粒径は、Ｄ５０、又は体積基準で粒子の５０％の累積パーセントが与えられる直径である。言い換えると、与えられた体積の粒子の５０％はより小さい直径を持ち、粒子の５０％はより大きな直径を有する。
【００４１】
[0055]幾つかの実施形態においては、ベリリウム基材１２８を形成するために使用される反応混合物の基材は、実質的にベリリウム粉末のみから構成される。他の実施形態においては、反応混合物は、ベリリウムでない少なくとも１種類の合金元素を更に含む。合金元素の非限定的な例としては、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｂ、Ａｇ、Ｔａ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐ、Ｐｕ、Ａｍ、Ｃａ、及びＭｇが挙げられる。特定の実施形態においては、合金元素は、チタン、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、ハフニウム、及びモリブデンからなる群から選択される。
【００４２】
[0056]幾つかの実施形態においては、反応混合物には、５０〜９９．９９重量％のベリリウム粉末、及び０．０１〜５０重量％の少なくとも１種類の合金元素を含ませることができる。合金元素はベリリウム粉末と反応させることが意図される。
【００４３】
[0057]他の実施形態においては、ミラー基材は、アルミニウム金属基複合材料（ＭＭＣ）から製造される。ミラー基材のためにＭＭＣを使用することは、ＭＭＣの弾性率及び熱膨張率によって基材の光学性能指数（ＦｏＭ）値（即ち、基材の性能を別の基材に対して特徴付けるために使用される値）を向上させることができるので、有利であり得る。
【００４４】
[0058]本発明のＭＭＣは、金属マトリクス、及び金属マトリクス内に分散された強化粒子を含む複合材料である。金属マトリクス相は通常は連続的であり、これに対して強化粒子は通常は金属マトリクス相内に分散相を形成する。ミラー基材１２８がＭＭＣであることが望ましい場合には、適切な強化粒子を金属粉末と共に残りの体積に加えて、圧縮によってＭＭＣを形成することができる。特定の実施形態においては、圧縮は熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ）によって行うことができる。金属粉末及び強化粒子は高エネルギー技術によって一緒に混合して、得られる金属マトリクス全体に強化粒子を分布させるべきである。この混合のために好適な技術としては、ボールミル粉砕、機械的摩砕器、ティーマーミル、ロータリーミル、造粒機、及び粉末成分に高エネルギー混合を与える他の方法が挙げられる。機械的合金化は、粉末の過剰な酸化を回避するために、例えば窒素又はアルゴンガスを使用して不活性雰囲気中で完了させるべきである。処理パラメータは、金属マトリクス中における強化粒子の均一な分布を達成するように選択すべきである。高エネルギー混合段階からの粉末を脱気して、粉末表面から残留水分を除去し、これは１２０℃〜５００℃において完了することができる。
【００４５】
[0059]一般に、ＭＭＣの製造には、粉末金属製造（上記で議論した粉末冶金及び高エネルギー混合プロセスなど（しかしながらこれらに限定されない））、及び鋳造（溶浸鋳造など（しかしながらこれらに限定されない））のような任意の好適な方法を含ませることができる。
【００４６】
[0060]１つの好適な溶浸鋳造プロセスは、液体金属溶浸である。液体金属溶浸は、一般に、１つ又は複数の原料金属材料を必要な温度において溶融し、多孔質プリフォーム中に流入又は注入し、プリフォーム内及びその周囲で固化させるプロセスを指す。このプロセスは無加圧溶浸鋳造法とみなすことができる。
【００４７】
[0061]本明細書に記載されるＭＭＣ基材を製造するために好適な溶浸鋳造技術の他の非限定的な例としては、スクイズ鋳造、加圧鋳造、ダイカスト、重力鋳造などが挙げられる。例えば、代表的なスクイズ鋳造技術を使用して本発明のＭＭＣ基材を形成することができる。スクイズ鋳造は、一般に加圧凝固に基づく。スクイズ鋳造プロセスにおいては、固体ブランクをまず所望の温度に予熱してダイ内に配置することができ、又はその代わりに、固体ブランクをダイ内で予熱することができる。次に、溶融した１つ又は複数の原金属材料（例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、及びＭＭＣ）を、固体ブランクを含むダイ中に注入する。ダイは、油圧プレスのベッド上に配置する。プレスを前進させて金型キャビティを閉じ、液体金属を加圧する。基材の凝固が完了するまで圧力を維持する。次に、プレスを開放することができ、基材を排出することができる。スクイズ鋳造は、凝固中に使用した高圧によって、平滑な表面と優れた微細構造を有する細孔のない高品質のニアネットシェイプ鋳造の形成をもたらす。
【００４８】
[0062]金属粉末は、幾つかの実施形態においては、金属マトリクス中にアルミニウム又はアルミニウム合金を含み得る。アルミニウム合金は、クロム、銅、リチウム、マグネシウム、ニッケル、及びケイ素から選択される少なくとも１つの元素を含み得る。本明細書で使用する「アルミニウム」は、存在する不純物のみを有するアルミニウム、即ち純アルミニウムを指し、これに対して本明細書で使用する「アルミニウム合金」という用語は、相当な量の他の元素を有するアルミニウムの合金を指すことに留意されたい。
【００４９】
[0063]アルミニウム金属基複合材料において使用されるアルミニウム合金は、主要合金元素として銅を有する任意の２ｘｘｘ系アルミニウム合金、主要合金元素としてマグネシウムを有する任意の５ｘｘｘ系アルミニウム合金、主要合金元素としてマグネシウム及びケイ素を有する任意の６ｘｘｘ系アルミニウム合金、主要合金元素として亜鉛を有する任意の７ｘｘｘ系アルミニウム合金、又は主要合金元素として他の元素（例えば鉄及びケイ素）を有する任意の８ｘｘｘ系アルミニウム合金であってよい。本発明において使用することが意図される特定のアルミニウム合金としては、下記に示す組成（各元素について重量％）を有する２００９、２１２４、２６１８、６０６１、６０６３、及び６０８２アルミニウム合金が挙げられる。
【００５０】
【表１】
2021536595.tif 000003
【００５１】
[0064]強化粒子は、特定の実施形態においては炭化物、酸化物、ケイ化物、ホウ化物、及び窒化物から選択される少なくとも１種類のセラミック材料を含み得る。具体的な強化粒子としては、炭化珪素、炭化チタン、炭化ホウ素、窒化珪素、窒化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、及び酸化チタンが挙げられる。強化粒子は、０．１マイクロメートル（μｍ）〜０．５μｍの範囲、例えば約０．３μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有していてよい。平均粒径は、粒子の総体積の５０％（体積基準）の累積パーセントが与えられる粒子径と定義される。言い換えれば、粒子の５０体積％は平均粒径より大きい直径を有し、粒子の５０体積％は平均粒径より小さい直径を有する。
【００５２】
[0065]更なる実施形態においては、アルミニウム金属基複合材料はベリリウムも含む。この特定の場合においては、ベリリウムはアルミニウムよりもはるかに高い融点を有するので、ベリリウムは、アルミニウムによって形成される金属マトリクス内の強化粒子であるとみなすことができる。このアルミニウム−ベリリウム金属基複合材料中には、上記記載のような他の強化粒子も存在し得る。
【００５３】
[0066]特定の実施形態においては、ＭＭＣは、約１５体積％〜約４０体積％の炭化ケイ素で強化された６０６１、６０６３、６０８２、２００９、２６１８、又は２１２４アルミニウム合金である。炭化ケイ素の代わりに他の強化粒子を使用することもできる。
【００５４】
[0067]より特定の実施形態において、ＭＭＣは、４０体積％の炭化ケイ素粒子で強化された６０６１アルミニウム合金から製造することができる。４０体積％の炭化ケイ素粒子で強化された６０６１アルミニウム合金は、Materionから商品名SupremEX 640で商業的に入手できる。４０体積％の炭化ケイ素粒子で強化された６０６１アルミニウム合金の物理的性質としては次のものが挙げられる。
【００５５】
【表２】
2021536595.tif 000004
【００５６】
[0068]他の特定の実施形態においては、ＭＭＣは、２０体積％の炭化ケイ素粒子で強化された６０６１アルミニウム合金から製造することができる。２０体積％の炭化ケイ素粒子で強化された６０６１アルミニウム合金の物理的性質としては次のものが挙げられる。
【００５７】
【表３】
2021536595.tif 000005
【００５８】
[0069]更なる特定の実施形態においては、ＭＭＣは、２５体積％の炭化ケイ素粒子で強化された２１２４アルミニウム合金から製造することができる。２５体積％の炭化ケイ素粒子で強化された２１２４アルミニウム合金は、MaterionからSupremex225の商品名で商業的に入手できる。２５体積％の炭化ケイ素粒子で強化された２１２４アルミニウム合金の物理的性質としては次のものが挙げられる。
【００５９】
【表４】
2021536595.tif 000006
【００６０】
[0070]特定の実施形態においては、ＭＭＣは、１７体積％の炭化ケイ素粒子で強化された２１２４アルミニウム合金から製造することができる。１７体積％の炭化ケイ素粒子で強化された２１２４アルミニウム合金は、MaterionからSupremex 217XGの商品名で商業的に入手できる。１７体積％の炭化ケイ素粒子で強化された２１２４アルミニウム合金の物理的性質としては次のものが挙げられる。
【００６１】
【表５】
2021536595.tif 000007
【００６２】
[0071]他の実施形態においては、ＭＭＣは、約１０体積％〜約重量体積％の炭化ケイ素粒子、例えば約１５体積％〜約３０体積％、又は約２０体積％〜約２５体積％の炭化ケイ素粒子で強化された６０６３、６０８２、２００９、又は、２６１８系アルミニウム合金から製造することができる。
【００６３】
[0072]幾つかの特定の実施形態においては、ＭＭＣは、１５体積％の炭化ケイ素粒子で強化された２００９系アルミニウム合金から製造される。１５体積％の炭化ケイ素粒子で強化された２００９系アルミニウム合金の物理的性質としては次のものが挙げられる。
【００６４】
【表６】
2021536595.tif 000008
【００６５】
[0073]更に他の実施形態においてはは、ミラー基材はカーボランダムとしても知られる１００％炭化ケイ素（粒子形態ではない）から製造することができる。かかる基材は、ＳｉＣ粒子を一緒に焼結することによって、又は当該技術において公知の他の手段によって製造することができる。
【００６６】
[0074]更に他の実施形態においては、ミラー基材はアルミニウム−ベリリウム組成物から製造される。アルミニウム−ベリリウム組成物は、ベリリウムの高弾性率及び低密度の特徴と、アルミニウムの製造及び機械的性質挙動とを併せ持つ。アルミニウム−ベリリウム組成物は、優れた比剛性及び加工特性を与える。アルミニウムベリリウム金属基複合材料は、機械加工損傷に対する感受性を示さず、ベリリウムのような機械加工後のエッチングを必要としない。ベリリウムは、アルミニウムと合金化して金属基複合材料を形成すると、一般的な構造材料と比較して、高い比弾性係数、低い密度、及び高い熱容量の組み合わせを与える。
【００６７】
[0075]アルミニウム−ベリリウム組成物は、約５０重量％〜９９．９９重量％のベリリウム及び０．０１〜約５０重量％のアルミニウムを含み得る。幾つかの実施形態においては、アルミニウム−ベリリウム組成物は、少なくとも６０重量％のベリリウム及び少なくとも３０重量％のアルミニウムを含む。ベリリウムとアルミニウムとの比を変化させて、アルミニウムベリリウム組成物の物理的、熱的、及び機械的特性を変化させることができる。得られる合金は、金属の特性を保持するアルミニウムとベリリウムの混合物であり、本例においては（アルミニウムとベリリウムとの間の融点の大きな差によって）複数の金属相の混合物を含む。
【００６８】
[0076]アルミニウム−ベリリウム組成物の１つの例は、約６２重量％のベリリウム及び約３８重量％のアルミニウムを用いて製造され、これは金属基複合材料の形態である。かかる組合せは、AlBeMet（登録商標）162の商品名でMaterionから商業的に入手できる。AlBeMet（登録商標）162の物理特性としては次のものが挙げられる。
【００６９】
【表７】
2021536595.tif 000009
【００７０】
[0077]図２は、ミラー基材の裏面を示す図である。この点に関して、ミラー基材は、通常はミラーの全体的な所望の形状を有する中実ブランクとして形成される。図１に戻って参照すると、ブランクは表面１３０及び裏面１３１を有し、２つの面の間に厚さ１３３を有する。ブランクを種々の切削工具で機械加工して、平滑な表面及び図２に示すように表面を支持するリブ１３７を有するオープンバックミラー(open-backed mirror)を形成することができる。
【００７１】
[0078]ミラー基材ブランクは、上記で議論した粉末の熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）を行い、続いて機械加工を行ってミラー基材の所望の形状を得ることによって製造することができる。ＨＩＰにおいて、金属粉末を、適切又は所望の形状を有する金属缶又は容器中に注入する。容器を約６７０℃より高い温度で脱気することによって排気し、その後、脱気管を密封する。次に、容器をＨＩＰオートクレーブユニット内に配置し、これをガス（例えばアルゴン）によって約１５ｋｓｉ程度の高さに加圧し、約１２５０℃以下の温度に加熱する。ミラーブランクは、密封されて真空脱気された容器内で粉末を圧密化するＨＩＰプレスの能力により、ほぼ１００％の密度に形成することができる。次に、容器をＨＩＰオートクレーブから取り出し、更なるアニーリング工程を行うことができる。得られるブランクは、容器と同じ形状を有する。
【００７２】
[0079]ＨＩＰプロセスは、空隙のない固体ブランクを有利に製造する。更に、ＨＩＰは全ての方向において圧力を印加するので、最終製品の非方向性は一軸真空ホットプレスよりも良好に維持される。ＨＩＰは、一般に、比較的単純な形状を有するミラー基材ブランクを製造するために使用することができる。
【００７３】
[0080]ミラー基材ブランクはまた、冷間等方圧加圧によって製造することもできる。幾つかの実施形態においては、材料は、微細構造を有する球状粉末を生成するガス霧化プロセスによって生成される。３つの圧密化プロセスによって粉末を緻密化し、それぞれ異なる機械的特性をもたらす。幾つかの実施形態においては、等方性の球状アルミニウム−ベリリウムを半密ビレットに冷間等方圧加圧（ＣＩＰ）し、次にその後の押出のためにビレットをキャンニング(canning)することによって、押出バーを製造する。
【００７４】
[0081]ミラー基材ブランクはまた、ニアネットシェイプ成形（ＮＮＳ）プロセスを行い、次にＮＮＳブランクを機械加工することによって製造することができる。ＮＮＳプロセスは、熱間及び冷間等方圧加圧（ＨＩＰ及びＣＩＰ）と真空焼結法の組合せを含み得る。ＣＩＰプロセスにおいては、ニアネットシェイプブランクは、可撓性ポリマーバッグを使用し、成形して所望のブランク形状を製造することにより金属粉末から製造される。ＣＩＰプロセスは、より複雑な形状を有する部品のために有用である。ＣＩＰプロセスに続いて真空焼結を行い、１００％近い密度が必要な場合にはＨＩＰを行う。焼結は表面接続された細孔を密閉するため、ＨＩＰプロセスのための容器は不要である。必要であれば、ブランクを最終的な所望の形状に熱間成形することができる。
【００７５】
[0082]ＨＩＰ又はＮＮＳによって製造されたかどうかに関係なく、ミラー基材ブランクの最終的な紫外線反射ミラー１２４への変換は、一般にミラー基材１２８を機械加工し、ミラー基材の正面１３０を研磨し、紫外線反射材料１３５で表面をコーティングする３つの基本ステップを伴う。
【００７６】
[0083]切削工具材料を使用するいかなる機械加工操作も、ワークピース（即ちミラー基材１２８）に応力を加えることなく行うべきである。したがって、幾つかの実施形態においては、工作機械内においてガスベアリングを利用する低応力加工技術を使用して高レベルの加工精度を達成する。これらの低応力機械加工技術を使用して、ミラー基材表面１３０を、約１５オングストローム（Å）程度（二乗平均平方根（ｒｍｓ））の低い表面粗さに仕上げ処理することができる。
【００７７】
[0084]次に、紫外線反射層１３をミラー基材１２８の表面１３０上に塗布又は形成する。幾つかの実施形態においては、ニッケル又はニッケル合金のような金属から構成されるベース材料を、非被覆のミラー基材上に堆積させる。このベース層の上に、紫外線反射材料の１つ又は複数の層を堆積させる。この反射コーティングは、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）と二酸化ケイ素の組合せから形成される層のような誘電体であってよい。別の反射コーティングは、（ｉ）アルミニウム金属バインダー及び酸化ハフニウム、並びに（ｉｉ）アルミニウム金属バインダー及び二酸化ケイ素の交互の層をミラー基材に施す「強化アルミニウム」タイプのものであってよい。
【００７８】
[0085]次に、図３を参照すると、レーザーアニーリング装置１００が示されている。装置１００は、光学システム１２０を通過する生レーザービームＬＢを生成するレーザービーム発生器１１０を含む。レーザービームＬＢは一般にエキシマレーザーであり、１０ナノメートル〜４００ナノメートル（ｎｍ）の間の波長の紫外線を放射することができるレーザーの一形態である。エキシマレーザーは、通常は希ガス（アルゴン、クリプトン、又はキセノン）と反応性ガス（フッ素又は塩素）との組み合わせを使用する。電気的刺激及び高い圧力の適切な条件下において、紫外線範囲のレーザー光が生成する。
【００７９】
[0086]光学システム１２０には、ビームホモジナイザ又はビームエキスパンダ１２２、反射ミラー１２４、及び集束レンズ１２６のような他の光学コンポーネントを含ませることができる。ビームスプリッタを使用することもできる。装置内の部品の操作及び配置に応じて、これらの構成要素の１以上を存在させることができる。これらの光学コンポーネントを使用して、レーザービームＬＢを複数の線形レーザービームに分割することができ、その後、均一化及びオーバーラップ（収束）させて、最終的に所望のビーム幅及びビーム長さを有する単一の線形レーザービームを形成する。なお、光学システム１２０は、説明の便宜上、このように機能的に分割されて示されているに過ぎない。光学システム１２０には、一般に、レーザービームＬＢのエネルギー分布を均一化又は拡張することができる任意の光学コンポーネントを含ませることができる。
【００８０】
[0087]光学システム１２０のミラー１２４は、レーザービーム発生ユニット１１０から発生したレーザー光の経路を、レーザービームＬＢの元の経路と異なる方向に変化させる。図３に示すように、ミラー１２４は、レーザービームＬＢの経路を、元のレーザービーム経路に垂直な方向に変化させる。言い換えれば、ミラー１２４はレーザービームを集束レンズ１２６上に投影するためにレーザービームを反射又は指向して、レーザービームが電子ディスプレイの製造において使用される基材１４０の露出表面を照射するようにする。ミラー１２４は、レーザービーム発生器１１０に対してミラーの位置を変更することを可能にするモータ（図示せず）及び駆動システムに接続することができる。
【００８１】
[0088]集束レンズ１２６は、分割された線形レーザービームを集束させて、単一の線形レーザービームを形成する。好ましくは、分割された線形レーザービームを基材１４０の露出された上面に集束させる。即ち、分割された線形レーザービームを互いにオーバーラップさせて単一の線形レーザービームを形成する。集束レンズ１２６として円柱レンズを使用することができる。光学システム１２０から出力される単一の線形レーザービームを基材１４０上に照射した後、線形レーザービームは、固定された走査ピッチで線形レーザービームの縦方向に対して垂直な方向に移動させることによって、基材１４０の露光された上面を走査する。或いは、基材１４０を保持するための台１５０を、線形レーザービームが移動する方向と反対の方向に移動させることができる。幾つかの実施形態においては、基材１４０の露光面上に出力レーザービームを照射した結果として、非晶質シリコン薄膜がアニールされてポリシリコン膜が生成する。言い換えれば、エキシマレーザーアニーリング（ＥＬＡ）によってポリシリコン膜が形成される。より一般的には、エキシマレーザーアニールによって前駆体膜から非晶質膜を形成することができる。
【００８２】
[0089]図４は、有機発光ダイオードディスプレイのような電子ディスプレイの製造において使用されるポリシリコン膜を形成するプロセスの斜視図を示す。上記に記載の図３の実施形態にしたがってエキシマレーザービームを走査照射するＥＬＡ装置を用いて、ポリシリコン膜を形成する。図４に示すように、電子ディスプレイは、基材本体１４０、基材本体１４０上に形成されたバッファ層１４２、及びバッファ層１４２上に形成された非晶質膜１４４を含む。基材本体１４０は、ガラス、石英、セラミック、プラスチックなどから製造される絶縁基材、又はプラスチックから製造される可撓性基材として形成される。バッファ層１４２は、不純物原子又は水分のような不要な元素の侵入を防止し、表面を平坦化する。しかしながら、バッファ層１４２は必ずしも必要ではなく、省くことができる。非晶質膜１４４は、一般に、薄膜トランジスタ（図示せず）の一部として含まれる半導体層（図示せず）を製造するために使用される。非晶質膜１４４は、前駆体膜（図示せず）上にレーザービームＬＢを走査照射することによって形成される。シリコン膜を製造するためには、微結晶シリコン膜を形成するためにレーザー照射前に非晶質シリコン膜を熱処理にかけることができる。
【００８３】
[0090]ここに図示するように、比較的広い面積を多結晶化するためには、レーザービームＬＢを非晶質シリコン膜上に２回以上走査照射することができる。レーザービームＬＢは、プロセストレランスのために幅方向に部分的にオーバーラップするように走査照射することができる。ここに図示するように、レーザービームＬＢは、矢印方向に進行させて、２つの単一照射領域ＳＳ、及びレーザー走査のオーバーラップを示す二重照射領域ＤＳを形成する。ポリシリコン膜１４４は、レーザービームＬＢを１回照射する単一照射領域ＳＳ、及びレーザービームＬＢを２回照射する二重照射領域ＤＳに分けることができる。
【００８４】
[0091]更に、二重照射領域ＤＳが単一照射領域ＳＳとは異なるレーザーエネルギーを受ける場合、又は線形レーザービームの所望のエネルギー分布プロファイルが変化する（例えば、アニーリング中に基材又は非晶質シリコン膜の厚さが変化する）場合には、線形レーザービームの形状を調整し、エネルギー分布プロファイルを調節するための調整装置を図３の装置１００内に含めることができる。特に、装置１００に、集束レンズ１２６の垂直距離（即ち、ミラー１２４により近いか又はより遠い）及び回転角度を変更することができる集束レンズ調整装置（図示せず）を含ませることができる。而して、レーザービームの所望のエネルギー分布プロファイルを変化させることができるが、レーザービームの所望のエネルギー分布プロファイルは依然として、光学システム１２０を再設定する必要なしに、集束レンズ調整装置を使用することによって得ることができる。
【００８５】
[0092]本発明の反射ミラーは、例えばレーザーリフトオフ（ＬＬＯ）プロセスのようなレーザーの使用を必要とする他の電子ディスプレイ形成プロセスにおいて使用することができる。ＬＬＯにおいては、前駆体膜を一時的な基材上に堆積させ、薄膜の反対側の表面上に他の処理操作及び構造を生じさせる。次に、レーザービームを、一時的な基材を通って誘導して、基材−膜界面に照射する。これにより、一時的な基材から前駆体膜を除去することができ（即ち、膜を基材から「リフトオフ」する）、前駆体薄膜を、所望の特性を有する永久的な基材に移すことができる。本発明の反射ミラーはまた、ＥＬＡ又はＬＬＯに加えて、ＵＶリソグラフィ、眼科手術、及び歯科手術システムのような他のシステムにおいて使用することもできる。
【００８６】
[0093]図５を参照すると、ＬＬＯ処理のために好適な積層体が示されている。図５の積層体は、一時的基材２４０上に形成された薄膜２４４を含む。薄膜２４４と一時的基材２４０との間の界面は、参照番号２４２で示されている。界面２４２は、単に薄膜２４４の一部であってもよいし、エキシマレーザーによって分解することができる犠牲材料から形成される層であってもよい。
【００８７】
[0094]一時的基材２４０は、所望の薄膜２４４を形成する高温成膜プロセスにおいて耐久性を有する材料から形成される。一時的基材２４０は、レーザービームが一時的基材２４０を透過できるように、レーザービームの波長に対応するバンドギャップエネルギーよりも大きなバンドギャップエネルギーを有する材料で形成することができる。一時的基材２４０は、透明基材であってよい。一時的基材２４０は、サファイヤ、石英、ガラス、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、ランタンアルミネート（ＬａＡｌＯ３）、溶融シリカ、又はジルコニアのいずれか１つで形成することができる。
【００８８】
[0095]薄膜２４４を除去するために、図３に示し、上記記載した光学システム１２０（ビームホモジナイザ又はエキスパンダ１２２、ベリリウムミラー１２４、及び集束レンズ１２６を含む）を使用して、レーザーエネルギーを界面２４２上に集束させることができる。
【００８９】
[0096]薄膜２４４は、所望の電子ディスプレイ装置の機能ユニットを形成するために使用される構造を有する。薄膜２４４は、半導体又はポリシリコンのような無機材料、或いは金属で形成することができる。或いは、薄膜２４４はディスプレイ装置のための非晶質シリコン又はポリシリコンで形成することができる。より一般的には、この薄膜は前駆体膜と呼ばれる。
【００９０】
[0097]図６Ａ及び図６Ｂは、ＬＬＯを使用するディスプレイ装置を製造するための転写プロセスの一例を示す断面図である。図６Ａに示される第１の位置において、薄膜２４４が一時的基材２４０から分離されるように、界面２４２がレーザー装置１００によって標的化される。同時に、薄膜２４４を、転写ロール２５０の円周面と密着させ、それに一時的に接着させることができる。このプロセスは、転写ロールの１つの側部（ここでは底部）上で行われる。
【００９１】
[0098]同時に、図６Ｂに示すように、転写ロールの反対側において、永久基材２６０を走行させて、薄膜２４４を、転写ロールの第２の位置において転写ロール２５０から永久基材２６０の表面に転写する。ここで、永久基材２６０及び薄膜２４４がディスプレイ装置を構成する。必要に応じて、永久基材２６０と薄膜２４４との間の結合を強化するために、永久基材２６０上に接着剤層２７０を更にコーティングすることができる。
【００９２】
[0099]かかる製造装置の紫外線反射ミラーにおけるミラー基材としてアルミニウムＭＭＣ又は炭化ケイ素を使用することは、従前の溶融石英ベースのミラーを凌ぐ向上した性能を与えて、増加した生産要求を満たす。例えば、図７〜１０は、他の基材材料に加えてＭＭＣ又は炭化ケイ素及び溶融石英ベースの基材から形成される基材を含む、光学的ＦｏＭ値（即ち、種々の基材材料の性能を互いに対して特徴付けるために使用される値）を示す。特に、図７〜１０において、棒（１）は焼結炭化ケイ素を表し；棒（２）はMaterionからSupremex（登録商標）640XAの商品名で商業的に入手できるアルミニウム金属基複合材料を表し；棒（３）はアルミニウム及び３０体積％の炭化ケイ素の金属基複合材料を表し；棒（４）は溶融石英を表し；棒（５）はモリブデンを表し；棒（６）は６０６１アルミニウム合金を表し；棒（７）はタングステンを表す。
【００９３】
[0100]図７は、光学的ＦｏＭ共振周波数値を示す図である。図７においては、より高いＦｏＭ共振周波数値が基材に関して望まれる。したがって、示されるように、基材の望ましさは、一般に、左から右へ減少する。図７のグラフ上の太い水平線は、溶融石英のＦｏＭ共振周波数値（即ち棒（４））を表し、これは好ましくは達成すべき最小値（即ち少なくとも６のＦｏＭ値）である。図７において分かるように、モリブデン、アルミニウム６０６１、及びタングステン基材は、この好ましいＦｏＭ値を達成しなかった。これに対して、焼結炭化ケイ素又はアルミニウムベースのＭＭＣから形成される基材は好ましいＦｏＭ値を達成した。言い換えれば、焼結炭化ケイ素及びＭＭＣ基材は、溶融石英ベースの基材よりもはるかに良好に機能し、即ち、焼結炭化ケイ素は全ての他の基材よりも優れていた。
【００９４】
[0101]図８は、光学的ＦｏＭ自重撓み値を示す。図８においては、より低いＦｏＭ自重撓み値が基材に関して望まれる。したがって、示されるように、基材の望ましさは、ここでも一般に左から右へ減少する。図８のグラフ上の太い横線は、溶融石英のＦｏＭ自重撓み値（即ち棒（４））を表し、これは、好ましくは達成すべき最大値（即ち０．０３０未満のＦｏＭ値）である。図８において分かるように、モリブデン、アルミニウム６０６１、及びタングステン基材は、この好ましいＦｏＭ値を達成しなかった。これに対して、焼結炭化ケイ素又はアルミニウムベースのＭＭＣから形成される基材は好ましいＦｏＭ値を達成した。言い換えれば、焼結炭化ケイ素及びＭＭＣ基材は、ここでも溶融石英ベースの基材よりもはるかに良好に機能し、即ち、焼結炭化ケイ素は全ての他の基材よりも優れていた。
【００９５】
[0102]図９は、光学ＦｏＭ定常状態熱変形係数値を示す。図９においては、より低いＦｏＭ定常状態熱変形係数値が基材に関して望まれている。したがって、示されるように、基材の望ましさは、ここでも一般に左から右へ減少する。図９のグラフ上の太い横線は、溶融石英のＦｏＭ定常状態熱変形係数値（即ち棒（４））を表し、これは好ましくは達成すべき最大値（即ち０．３５０未満のＦｏＭ値）である。図９において分かるように、全ての他の基材のがこの好ましいＦｏＭ値を達成した。言い換えれば、焼結炭化ケイ素及びＭＭＣ基材は、ここでも溶融石英ベースの基材よりもはるかに良好に機能し、即ち、焼結炭化ケイ素は全ての他の基材よりも優れていた。
【００９６】
[0103]最後に、図１０は、光学的ＦｏＭ過渡熱変形係数値を示す。図１０においては、より低いＦｏＭ過渡熱変形係数値が基材に関して望まれている。したがって、示されるように、基材の望ましさは、ここでも一般に左から右へ減少する。図１０のグラフ上の太い横線は、溶融石英のＦｏＭ過渡熱変形係数値（即ち棒（４））を表し、これは好ましくは達成すべき最大値（即ち０．６００未満のＦｏＭ値）である。図１０において分かるように、全ての他の基材がこの好ましいＦｏＭ値を達成した。言い換えれば、焼結炭化ケイ素及びＭＭＣ基材は、ここでも溶融石英ベースの基材よりもはるかに良好に機能し、即ち、焼結炭化ケイ素は全ての他の基材よりも優れていた。
【００９７】
[0104]このように、本発明の基材は、（ｉ）溶融石英基材に関する少なくとも６の光学的ＦｏＭ共振周波数値、（ｉｉ）溶融石英基材に関する０．０３０未満の光学的ＦｏＭ自己重み削除値、（ｉｉｉ）溶融石英基材に関する０．３５０未満の光学的ＦｏＭ定常状態熱歪み係数値、及び（ｉｖ）溶融石英基材に関する０．６００未満の光学的ＦｏＭ過渡熱歪み係数値を有する材料から製造されることが好ましい。
【００９８】
[0105]かかる製造装置の紫外線反射ミラーにおける基材のために開示されたベリリウム含有材料を使用することは、従前の石英ベースのミラーを凌ぐ向上した性能を与えて、増加した生産要求を満たす。例えば、ベリリウムのより高い剛性に加えて、石英よりも速く熱を放散するベリリウムの能力は、解像度に影響を及ぼすことなく、本発明のミラーを利用するレーザーのラスタ加工速度の増加を可能にする。従って、スループットを増加させることができ、より大きなディスプレイの製造に固有の長時間の熱応力によって石英ミラーにおいて生じ得る損傷なしにより大きなディスプレイを製造することができ、製造装置のメンテナンスのためのダウンタイムを低下させることができる。
【００９９】
[0106]上記で開示された特徴及び他の特徴及び用途の変形形態、又はその代替形態は、多くの他の異なるシステム又は用途に組み合わせることができることが明らかである。種々の現在予期されていないか又は予期されていないその中での代替、修正、変形、又は改良は、その後に当業者によって行うことができ、これもまた下記の特許請求の範囲によって包含されると意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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