(57)【要約】【課題】所望の位置に結晶核を発生させることができるとともに、結晶核からの十分なラテラル成長を実現して大粒径の結晶化半導体膜を生成することのできる結晶化装置。【解決手段】位相シフトマスク（１）を照明する照明系（２）を備え、位相シフトマスクの位相シフト部に対応する領域において光強度の最も小さい逆ピークパターンの光強度分布を有する光を半導体膜（４）に照射して結晶化半導体膜を生成する結晶化装置。逆ピークパターンの光強度分布を発生させるための所要の値に設定された像側開口数を有し、半導体膜と位相シフトマスクとを光学的に共役な関係に設定する結像光学系（３）を備えている。位相シフトマスクは、境界領域と、その両側に配置されて所定の位相差を有する第１領域および第２領域とを有し、境界領域は第１領域の位相から第２領域の位相へ変化する位相分布を有する。【選択図】　図１
2004111800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相シフトマスクを照明する照明系を備え、前記位相シフトマスクの位相シフト部に対応する領域において光強度の最も小さい逆ピークパターンの光強度分布を有する光を多結晶半導体膜または非晶質半導体膜に照射して結晶化半導体膜を生成する結晶化装置において、
前記逆ピークパターンの光強度分布を発生させるための所要の値に設定された像側開口数を有し、前記多結晶半導体膜または前記非晶質半導体膜と前記位相シフトマスクとを光学的に共役な関係に設定する結像光学系を備え、
前記位相シフトマスクは、第１軸線に沿って延びた境界領域と、前記第１軸線と直交する第２軸線に沿って前記境界領域の両側に配置されて所定の位相差を有する第１領域および第２領域とを有し、
前記境界領域は、前記第１領域の位相から前記第２領域の位相へ前記第２軸線に沿って変化する位相分布を有することを特徴とする結晶化装置。
【請求項２】
前記境界領域は、前記第２軸線に沿って連続的に変化する位相分布を有することを特徴とする請求項１に記載の結晶化装置。
【請求項３】
前記境界領域は、前記第２軸線に沿って階段状に変化する位相分布を有することを特徴とする請求項１に記載の結晶化装置。
【請求項４】
前記第１領域と前記境界領域と前記第２領域とからなる位相シフト基本パターンが前記第２軸線に沿って繰り返し形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の結晶化装置。
【請求項５】
前記境界領域には所定形状の微小領域が形成され、前記微小領域の周辺領域と前記微小領域との間には第２の位相差が付与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項に記載の結晶化装置。
【請求項６】
前記微小領域は、前記境界領域において光強度の最も小さい領域に対応する位置に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の結晶化装置。
【請求項７】
前記第２の位相差は約１８０度であることを特徴とする請求項５または６に記載の結晶化装置。
【請求項８】
前記結像光学系は、透過率分布が中央よりも周辺において低い瞳関数を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の結晶化装置。
【請求項９】
前記結像光学系は、透過率分布がガウス型の瞳関数を有することを特徴とする請求項８に記載の結晶化装置。
【請求項１０】
前記結像光学系の瞳面またはその近傍には、前記瞳関数に対応した開口率を有するフィルターが配置されていることを特徴とする請求項８または９に記載の結晶化装置。
【請求項１１】
前記結像光学系の像側開口数をＮＡとし、光の波長をλとし、前記微小領域に外接する円の半径をａとするとき、
ａ≦λ／ＮＡ
の条件を満足することを特徴とする請求項５乃至１０のいずれか１項に記載の結晶化装置。
【請求項１２】
位相シフトマスクを照明し、前記位相シフトマスクの位相シフト部に対応する領域において光強度の最も小さい逆ピークパターンの光強度分布を有する光を多結晶半導体膜または非晶質半導体膜に照射して結晶化半導体膜を生成する結晶化方法において、
前記多結晶半導体膜または前記非晶質半導体膜と前記位相シフトマスクとの間の光路中に結像光学系を配置し、
前記結像光学系の像側開口数を前記逆ピークパターンの光強度分布を発生させるための所要の値に設定し、
前記結像光学系を介して前記位相シフトマスクと光学的に共役な位置に前記多結晶半導体膜または前記非晶質半導体膜を設定し、
第１軸線に沿って延びた境界領域と、前記第１軸線と直交する第２軸線に沿って前記境界領域の両側に配置されて所定の位相差を有する第１領域および第２領域とを有し、前記境界領域が前記第１領域の位相から前記第２領域の位相へ前記第２軸線に沿って変化する位相分布を有する位相シフトマスクを用いることを特徴とする結晶化方法。
【請求項１３】
第１軸線に沿って延びた境界領域と、前記第１軸線と直交する第２軸線に沿って前記境界領域の両側に配置されて所定の位相差を有する第１領域および第２領域とを有し、前記境界領域が前記第１領域の位相から前記第２領域の位相へ前記第２軸線に沿って変化する位相分布を有することを特徴とする位相シフトマスク。
【請求項１４】
前記境界領域には所定形状の微小領域が形成され、前記微小領域の周辺領域と前記微小領域との間には第２の位相差が付与されていることを特徴とする請求項１３に記載の位相シフトマスク。
【請求項１５】
結像光学系の瞳面またはその近傍に配置されて瞳関数を規定するフィルターにおいて、
前記瞳関数に対応するように形成された複数の開口部を有することを特徴とするフィルター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結晶化装置および結晶化方法に関する。特に、本発明は、位相シフトマスクを用いて位相変調されたレーザ光を多結晶半導体膜または非晶質半導体膜に照射して結晶化半導体膜を生成する装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、たとえば液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ−Ｃｒｙｓｔａｌ−Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）の画素に印加する電圧を制御するスイッチング素子などに用いられる薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ−Ｆｉｌｍ−Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）の材料は、非晶質シリコン（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−Ｓｉｌｉｃｏｎ）と多結晶シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉｌｉｃｏｎ）とに大別される。
【０００３】
多結晶シリコンは、非晶質シリコンよりも電子移動度が高い。したがって、多結晶シリコンを用いてトランジスタを形成した場合、非晶質シリコンを用いる場合よりも、スイッチング速度が速くなり、ひいてはディスプレイの応答が速くなる。また、周辺ＬＳＩを薄膜トランジスタで構成することが可能になる。さらに、他の部品の設計マージンを減らせるなどの利点がある。また、ディスプレイ本体以外にドライバ回路やＤＡＣなどの周辺回路をディスプレイに組み入れる場合に、それらの周辺回路をより高速に動作させることができる。
【０００４】
多結晶シリコンは結晶粒の集合からなるが、結晶シリコンに比べると電子移動度が低い。また、多結晶シリコンを用いて形成した小型のトランジスタでは、チャネル部における結晶粒界数のバラツキが問題となる。そこで、最近、電子移動度を向上させ且つチャネル部における結晶粒界数のバラツキを少なくするために、大粒径の単結晶シリコンを生成する結晶化方法が提案されている。
【０００５】
従来、この種の結晶化方法として、多結晶半導体膜または非晶質半導体膜と平行に近接させた位相シフトマスクにエキシマレーザ光を照射して結晶化半導体膜を生成する「位相制御ＥＬＡ（Ｅｘｃｉｍｅｒ　Ｌａｓｅｒ　Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）」が知られている。位相制御ＥＬＡの詳細は、たとえば「表面科学Ｖｏｌ．２１，　Ｎｏ．５，　ｐｐ．２７８−２８７，　２０００」に開示されている。
【０００６】
位相制御ＥＬＡでは、位相シフトマスクの位相シフト部に対応する点において光強度がほぼ０の逆ピークパターン（中心において光強度がほぼ０で周囲に向かって光強度が急激に増大するパターン）の光強度分布を発生させ、この逆ピークパターンの光強度分布を有する光を多結晶半導体膜または非晶質半導体膜に照射する。その結果、光強度分布に応じて溶融領域に温度勾配が生じ、光強度がほぼ０の点に対応して最初に凝固する部分に結晶核が形成され、その結晶核から周囲に向かって結晶が横方向に成長（ラテラル成長）することにより大粒径の単結晶粒が生成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来技術において一般に用いられる位相シフトマスクは、いわゆるライン型の位相シフトマスクであって、一方向に沿って交互に繰り返される２つの矩形状の領域で構成され、この２つの領域の間にはπ（１８０度）の位相差が付与されている。この場合、２つの領域間の境界線が位相シフト部を構成するため、位相シフト部に対応する線上位置において光強度がほぼ０で且つ周囲に向かって一次元的に光強度が増加するような逆ピークパターンの光強度分布が多結晶半導体膜または非晶質半導体膜上に形成されることになる。
【０００８】
このように、ライン型の位相シフトマスクを用いる従来技術では、位相シフト部に対応する線に沿って温度分布が最も低くなるとともに、位相シフト部に対応する線と直交する方向に沿って温度勾配が発生する。すなわち、位相シフト部に対応する線上で結晶核が発生し、その結晶核から位相シフト部に対応する線と直交する方向に沿って結晶化が進行する。その結果、結晶核は位相シフト部に対応する線上に発生するものの、線上のどこに結晶核が発生するかは不定であった。換言すると、従来技術では、結晶核の発生位置を制御することは不可能であり、ひいては結晶の形成領域を二次元的に制御することは不可能であった。
【０００９】
また、ライン型の位相シフトマスクを用いる従来技術では、２つの隣接した逆ピークパターン部の間の中間部における光強度分布は不規則なうねりを伴うのが一般的である（図５を参照）。この場合、結晶化のプロセスにおいて、中間部のうねりにおいて光強度の低い位置に（すなわち望まない位置に）結晶核が発生することがある。また、結晶核から周囲に向かって開始したラテラル成長が、中間部において光強度が減少する部分で停止してしまい、大きな結晶の成長が妨げられる。
【００１０】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、所望の位置に結晶核を発生させることができるとともに、結晶核からの十分なラテラル成長を実現して大粒径の結晶化半導体膜を生成することのできる結晶化装置および結晶化方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、結晶核の位置を制御して結晶の形成領域を二次元的にほぼ制御することができるとともに、結晶核からの十分なラテラル成長を実現して大粒径の結晶化半導体膜を生成することのできる結晶化装置および結晶化方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、位相シフトマスクを照明する照明系を備え、前記位相シフトマスクの位相シフト部に対応する領域において光強度の最も小さい逆ピークパターンの光強度分布を有する光を多結晶半導体膜または非晶質半導体膜に照射して結晶化半導体膜を生成する結晶化装置において、
前記逆ピークパターンの光強度分布を発生させるための所要の値に設定された像側開口数を有し、前記多結晶半導体膜または前記非晶質半導体膜と前記位相シフトマスクとを光学的に共役な関係に設定する結像光学系を備え、
前記位相シフトマスクは、第１軸線に沿って延びた境界領域と、前記第１軸線と直交する第２軸線に沿って前記境界領域の両側に配置されて所定の位相差を有する第１領域および第２領域とを有し、
前記境界領域は、前記第１領域の位相から前記第２領域の位相へ前記第２軸線に沿って変化する位相分布を有することを特徴とする結晶化装置を提供する。ここで、「位相シフトマスク」は、不連続に位相がシフトする構造を持つのが一般的であるが、本発明では連続的に位相がシフトする構造のものも含める。また、「位相シフト」の意味もこれに準ずる。
【００１３】
第１形態の好ましい態様によれば、前記境界領域は、前記第２軸線に沿って連続的に変化する位相分布を有する。あるいは、前記境界領域は、前記第２軸線に沿って階段状に変化する位相分布を有することが好ましい。また、前記第１領域と前記境界領域と前記第２領域とからなる位相シフト基本パターンが前記第２軸線に沿って繰り返し形成されていることが好ましい。
【００１４】
また、第１形態の好ましい態様によれば、前記境界領域には所定形状の微小領域が形成され、前記微小領域の周辺領域と前記微小領域との間には第２の位相差が付与されている。この場合、前記微小領域は、前記境界領域において光強度の最も小さい領域に対応する位置に形成されていることが好ましい。また、前記第２の位相差は約１８０度であることが好ましい。
【００１５】
さらに、第１形態の好ましい態様によれば、前記結像光学系は、透過率分布が中央よりも周辺において低い瞳関数を有する。この場合、前記結像光学系は、透過率分布がガウス型の瞳関数を有することが好ましい。また、前記結像光学系の瞳面またはその近傍には、前記瞳関数に対応した開口率を有するフィルターが配置されていることが好ましい。
【００１６】
また、第１形態の好ましい態様によれば、前記結像光学系の像側開口数をＮＡとし、光の波長をλとし、前記微小領域に外接する円の半径をａとするとき、ａ≦λ／ＮＡの条件を満足する。
【００１７】
本発明の第２形態では、位相シフトマスクを照明し、前記位相シフトマスクの位相シフト部に対応する領域において光強度の最も小さい逆ピークパターンの光強度分布を有する光を多結晶半導体膜または非晶質半導体膜に照射して結晶化半導体膜を生成する結晶化方法において、
前記多結晶半導体膜または前記非晶質半導体膜と前記位相シフトマスクとの間の光路中に結像光学系を配置し、
前記結像光学系の像側開口数を前記逆ピークパターンの光強度分布を発生させるための所要の値に設定し、
前記結像光学系を介して前記位相シフトマスクと光学的に共役な位置に前記多結晶半導体膜または前記非晶質半導体膜を設定し、
第１軸線に沿って延びた境界領域と、前記第１軸線と直交する第２軸線に沿って前記境界領域の両側に配置されて所定の位相差を有する第１領域および第２領域とを有し、前記境界領域が前記第１領域の位相から前記第２領域の位相へ前記第２軸線に沿って変化する位相分布を有する位相シフトマスクを用いることを特徴とする結晶化方法を提供する。
【００１８】
本発明の第３形態では、第１軸線に沿って延びた境界領域と、前記第１軸線と直交する第２軸線に沿って前記境界領域の両側に配置されて所定の位相差を有する第１領域および第２領域とを有し、前記境界領域が前記第１領域の位相から前記第２領域の位相へ前記第２軸線に沿って変化する位相分布を有することを特徴とする位相シフトマスクを提供する。この場合、前記境界領域には所定形状の微小領域が形成され、前記微小領域の周辺領域と前記微小領域との間には第２の位相差が付与されていることが好ましい。
【００１９】
本発明の第４形態では、結像光学系の瞳面またはその近傍に配置されて瞳関数を規定するフィルターにおいて、前記瞳関数に対応するように形成された複数の開口部を有することを特徴とするフィルターを提供する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１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、第１実施形態の結晶化装置は、位相シフトマスク１を照明する照明系２を備えている。照明系２は、たとえば２４８ｎｍの波長を有する光を供給するＫｒＦエキシマレーザ光源２ａを備えている。
【００２１】
光源２ａから供給されたレーザ光は、ビームエキスパンダ２ｂを介して拡大された後、第１フライアイレンズ２ｃに入射する。こうして、第１フライアイレンズ２ｃの後側焦点面には複数の光源が形成され、これらの複数の光源からの光束は第１コンデンサー光学系２ｄを介して、第２フライアイレンズ２ｅの入射面を重畳的に照明する。その結果、第２フライアイレンズ２ｅの後側焦点面には、第１フライアイレンズ２ｃの後側焦点面よりも多くの複数の光源が形成される。第２フライアイレンズ２ｅの後側焦点面に形成された複数の光源からの光束は、第２コンデンサー光学系２ｆを介して、位相シフトマスク１を重畳的に照明する。
【００２２】
ここで、第１フライアイレンズ２ｃおよび第１コンデンサー光学系２ｄは第１ホモジナイザを構成し、この第１ホモジナイザにより位相シフトマスク１上での入射角度に関する均一化が図られる。また、第２フライアイレンズ２ｅおよび第２コンデンサー光学系２ｆは第２ホモジナイザを構成し、この第２ホモジナイザにより位相シフトマスク１上での面内位置に関する均一化が図られる。こうして、照明系２は、ほぼ均一な光強度分布を有する光を位相シフトマスク１に照射する。
【００２３】
位相シフトマスク１を介して位相変調されたレーザ光は、結像光学系３を介して、被処理基板４に照射される。ここで、結像光学系３は、位相シフトマスク１と被処理基板４とを光学的に共役に配置している。換言すれば、被処理基板４は、位相シフトマスク１と光学的に共役な面（結像光学系３の像面）に設定されている。結像光学系３は、その瞳面に配置された開口絞り３ａを備えている。開口絞り３ａは、開口部（光透過部）の大きさの異なる複数の開口絞りを有し、これらの複数の開口絞りは光路に対して交換可能に構成されている。
【００２４】
あるいは、開口絞り３ａは、開口部の大きさを連続的に変化させることのできる虹彩絞りを有する。いずれにしても、開口絞り３ａの開口部の大きさ（ひいては結像光学系３の像側開口数ＮＡ）は、被処理基板４の半導体膜上において所要の逆ピークパターンの光強度分布を発生させるように設定されている。なお、結像光学系３は、屈折型の光学系であってもよいし、反射型の光学系であってもよいし、屈折反射型の光学系であってもよい。
【００２５】
また、被処理基板４は、たとえば液晶ディスプレイ用板ガラスの上に化学気相成長法により下地膜および非晶質シリコン膜を形成することにより得られる。被処理基板４は、真空チャックや静電チャックなどにより基板ステージ５上において所定の位置に保持されている。
【００２６】
図３は、第１実施形態における位相シフトマスクの基本単位部分の構成および作用を概略的に示す図である。図３（ａ）および（ｂ）を参照すると、位相シフトマスク１の基本単位部分（位相シフト基本パターン）１０は、図中鉛直方向に沿って延びた境界領域１１と、図中水平方向に沿って境界領域１１の両側に配置された第１領域１２および第２領域１３とにより構成されている。ここで、第１領域１２の透過光を基準として、第２領域１３の透過光には３６０度の位相差が付与されるように構成されている。
【００２７】
また、境界領域１１は、第１領域１２の位相（０度）から第２領域１３の位相（３６０度）へ図中水平方向に沿って階段状に変化する位相分布を有する。さらに詳細には、境界領域１１は、第１領域１２側から順に、第１境界領域１１ａ、第２境界領域１１ｂ、第３境界領域１１ｃ、第４境界領域１１ｄ、第５境界領域１１ｅ、第６境界領域１１ｆ、第７境界領域１１ｇ、第８境界領域１１ｈ、および第９境界領域１１ｉにより構成されている。
【００２８】
ここで、第１領域１２の透過光を基準として、第１境界領域１１ａ〜第９境界領域１１ｉの透過光には、それぞれ３０度、６０度、９０度、１３５度、１８０度、２２５度、２７０度、３００度、および３３０度の位相差が付与されるように構成されている。上述の説明において、位相差は、位相が進む向きを正と定義している。具体的には、たとえば位相シフトマスク１が２４８ｎｍの波長を有する光に対して１．５の屈折率を有する石英ガラスで形成されている場合、第１領域１２と第２領域１３との間には４９６ｎｍの段差が付与されている。
【００２９】
そして、第１領域１２と第１境界領域１１ａとの間には約４１．３ｎｍの段差が、第１境界領域１１ａと第２境界領域１１ｂとの間には約４１．３ｎｍの段差が、第２境界領域１１ｂと第３境界領域１１ｃとの間には約４１．３ｎｍの段差が、第３境界領域１１ｃと第４境界領域１１ｄとの間には６２ｎｍの段差が、第４境界領域１１ｄと第５境界領域１１ｅとの間には６２ｎｍの段差が、第５境界領域１１ｅと第６境界領域１１ｆとの間には６２ｎｍの段差が、第６境界領域１１ｆと第７境界領域１１ｇとの間には６２ｎｍの段差が、第７境界領域１１ｇと第８境界領域１１ｈとの間には約４１．３ｎｍの段差が、第８境界領域１１ｈと第９境界領域１１ｉとの間には約４１．３ｎｍの段差が、第９境界領域１１ｉと第２領域１３との間には約４１．３ｎｍの段差が付与されている。
【００３０】
この場合、後述するように、第５境界領域１１ｅが線状に延びる位相シフト部を構成することになる。また、位相シフトマスク１は、基本単位部分１０を一次元的に配置することにより構成されている。すなわち、位相シフトマスク１では、第１領域１２と境界領域１１と第２領域１３とからなる位相シフト基本パターン１０が、図中水平方向に沿って繰り返し形成されている。ただし、図示したものは、位相の傾きの正負が交互に繰り返されている。位相の傾きが正の部分も負の部分も同一の光強度分布を与える。また、位相シフトマスク１では、その位相シフトパターンが被処理基板４と対向する面に形成されている。
【００３１】
第１実施形態において位相シフトマスク１を用いるとともに、結像光学系３の開口絞り３ａの開口径を（ひいては像側開口数ＮＡを）所定の値に設定すると、被処理基板４上では、図３（ｃ）に示すように、位相シフト部としての第５境界領域１１ｅに対応する線状領域において光強度が最も小さく且つこの線状領域と直交する方向に周囲に向かって一次元的に光強度がほぼ単調に増加するような逆ピークパターンの光強度分布が形成される。以下、第１実施形態の位相シフトマスク１の作用、特に境界領域１１の作用について簡単に説明する。
【００３２】
一般に、連続的に変化する位相分布を有する位相シフトマスク領域を介した光束が結像光学系を介して被処理基板上に形成する光強度分布では、光強度は概ね位相変化の勾配に対応する。すなわち、位相変化の勾配の絶対値が小さいマスク領域に対応する基板領域の光強度は大きくなり、位相変化の勾配の絶対値が大きいマスク領域に対応する基板領域の光強度は小さくなる。
【００３３】
これは、次の式（１）に示すように、像の複素振幅分布Ｉ（ｕ，ｖ）が、物体の複素振幅分布Ｏ（ｕ，ｖ）と点像の複素振幅分布（点像分布関数）ＡＳＦ（ｕ，ｖ）とのたたみこみ積分で与えられることから理解できる。なお、式（１）において、「∫」は積分記号である。
Ｉ（ｕ，ｖ）＝∫∫｛Ｏ（ｕ’，ｖ’）　ＡＳＦ（ｕ−ｕ’，ｖ−ｖ’）｝　ｄｕ’　ｄｖ’　　（１）
【００３４】
ただし、透過率分布が均一な通常の瞳関数を有する結像光学系を用いる場合、図４（ａ）に示すように、点像分布関数が周辺で負になるため（点像分布関数は瞳関数のフーリエ変換）、位相変化と光強度との関係が完全なものではなくなり、光強度分布に小さな波（変動）が残ることになる。これに対し、透過率分布が中央よりも周辺において低い瞳関数、たとえば透過率分布がガウス型の瞳関数を有する結像光学系を用いる場合、図４（ｂ）に示すように、点像分布関数の負の部分がなくなる。このことは、ガウス分布のフーリエ変換がガウス分布であることを考えると容易に理解できる。その結果、位相変化と光強度との関係がより完全になり、光強度分布から小さな波を除くことができる。
【００３５】
なお、上述の説明では、位相シフトマスクが連続的に変化する位相分布を有する場合を想定している。しかしながら、第１実施形態のように位相分布の変化を階段状に近似する場合であっても、境界領域１１における各段差の幅Ｄ（図３（ｂ）を参照）が結像光学系の解像度Ｒ（≒λ／ＮＡ）よりも小さければ、すなわち次の条件式（２）が満たされれば、十分滑らかに変化する光強度分布を得ることができる。
Ｄ＜λ／ＮＡ　　（２）
【００３６】
図５は、第１実施形態の比較例として、従来のライン型の位相シフトマスクを用いたときに被処理基板上で得られる光強度分布を示す図である。第１実施形態の装置において従来のライン型の位相シフトマスクを用いて得られる逆ピークパターンの光強度分布は、図５に示すように、位相シフトマスクの位相シフト部（たとえば１８０度の位相差が付与された２つの領域間の境界線）２０に対応する位置において光強度がほぼ０で且つ周囲に向かって一次元的に光強度が増加する特性を有する。
【００３７】
図５を参照すると、互いに隣接する２つの位相シフト部２０に対応して形成される２つの隣接した逆ピークパターン部の間の中間部における光強度分布は不規則なうねり（光強度の増大と減少とを繰り返すような波状分布）を伴っている。この場合、逆ピークパターン部の光強度分布において傾斜の大きい位置に結晶核２１が発生することが望ましいが、中間部のうねりにおいて光強度の低い位置に（すなわち望まない位置に）結晶核２２が発生することがある。
【００３８】
また、望ましい位置に結晶核が発生したとしても、結晶核から周囲に向かって開始したラテラル成長が、逆ピークパターン部と中間部との境界において光強度が減少する部分で停止してしまう。換言すれば、結晶核からのラテラル成長が逆ピークパターンの幅寸法Ｗの範囲に限定されるため、十分に大きな結晶の成長が妨げられる。ちなみに、第１実施形態の手法すなわち投影ＮＡ法では、逆ピークパターンの幅寸法Ｗは、結像光学系の解像度Ｒと同程度になる。
【００３９】
結像光学系３の解像度Ｒは、使用光の波長をλとし、結像光学系３の像側開口数をＮＡとすると、Ｒ＝ｋλ／ＮＡで規定される。ここで、定数ｋは、位相シフトマスク１を照明する照明系２の仕様や、光源１から供給される光束のコヒーレンスの程度、解像度の定義にもよるが、ほぼ１に近い値である。こうして、投影ＮＡ法では、結像光学系３の像側開口数ＮＡを小さくして、結像光学系３の解像を低下させると、逆ピークパターンの幅寸法が大きくなる。
【００４０】
以上のように、ライン型の位相シフトマスクを用いる従来技術では、１８０度の位相差が付与された２つの領域間における干渉の結果、位相シフト部２０に対応する位置において光強度がほぼ０になるとともに、逆ピークパターンの幅寸法Ｗは結像光学系の解像度Ｒによって規定されるが、中間部における光強度分布には不規則なうねりが発生してしまう。
【００４１】
これに対し、第１実施形態の位相シフトマスク１では、３６０度の位相差が付与された２つの領域、すなわち第１領域１２と第２領域１３との間に、第１領域１２の位相（０度）から第２領域１３の位相（３６０度）へ階段状に変化する位相分布を有する境界領域１１が形成されている。したがって、被処理基板４上では、図３（ｃ）に示すように、位相シフト部としての第５境界領域１１ｅに対応する線状領域において光強度が最も小さく且つこの線状領域と直交する方向に周囲に向かって一次元的に光強度がほぼ単調に増加するような逆ピークパターンの光強度分布が形成される。
【００４２】
ここで、位相シフト部に対応して得られる最も小さい光強度の大きさＩ１は、位相変化の勾配と結像光学系３の像側開口数ＮＡとに依存する。また、逆ピークパターンの幅寸法Ｗは、境界領域１１の幅寸法Ｗ’に依存する。さらに、中間部における光強度の大きさＩ２は、照明系２から供給される照明光の光強度に依存する。すなわち、第１実施形態では、被処理基板４上で得られる逆ピークパターンの光強度分布の形態を全体的に制御することができ、中間部における光強度分布から不規則なうねりを除去することができる。
【００４３】
その結果、第１実施形態では、中間部において結晶核が発生することなく、逆ピークパターン部の光強度分布において傾斜の大きい位置（すなわち所望の位置）に結晶核を発生させることができる。また、逆ピークパターン部と中間部との境界において光強度が減少する部分がなく、しかも中間部の中央に向かって僅かに光強度が単調増加しているので、結晶核から周囲に向かって開始したラテラル成長が逆ピークパターンの幅寸法の範囲に限定されることがない。こうして、第１実施形態では、所望の位置に結晶核を発生させることができるとともに、結晶核からの十分なラテラル成長を実現して大粒径の結晶化半導体膜を生成することができる。
【００４４】
第１実施形態では、上述したように、十分滑らかに変化する光強度分布を得るために、境界領域１１は各段差の幅Ｄが条件式（２）を満たすように形成されることが好ましい。また、第１実施形態では、上述したように、光強度分布に小さな波（変動）が実質的に残存しないように、透過率分布が中央よりも周辺において低い瞳関数、たとえば透過率分布がガウス型の瞳関数を有する結像光学系を用いることが好ましい。具体的には、図１に示すように、結像光学系３の瞳面またはその近傍に、所望の瞳関数に対応する透過率分布を有する透過フィルター３ｂを配置することが好ましい。
【００４５】
なお、第１実施形態では、第１領域１２および第２領域１３が平面状に形成され、境界領域１１が階段状に変化する位相分布を有する。しかしながら、これに限定されることなく、一般的には、第１領域１２の位相から第２領域１３の位相へ連続的にあるいは不連続的に変化する位相分布を有することが必要である。具体的には、境界領域１１が、線形的または曲線的に変化する位相分布を有する変形例も可能である。また、第１領域１２および第２領域１３が必要に応じて僅かに曲面状に形成された変形例も可能である。
【００４６】
また、第１実施形態では、第１領域１２と第２領域１３との間に、３６０度の位相差を付与している。しかしながら、これに限定されることなく、所望の光強度分布の形態に応じて、たとえば１８０度のような適当な位相差を、第１領域１２と第２領域１３との間に付与することもできる。
【００４７】
図６は、本発明の第２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７は、第２実施形態における位相シフトマスクの基本単位部分の構成および作用を概略的に示す図である。第２実施形態は、第１実施形態と類似の構成を有する。しかしながら、第２実施形態の位相シフトマスク６の構成だけが、第１実施形態の位相シフトマスク１の構成と僅かに相違している。以下、第１実施形態との相違点に着目して、第２実施形態を説明する。
【００４８】
図７（ａ）を参照すると、位相シフトマスク６の基本単位部分（位相シフト基本パターン）１６は、第１実施形態における位相シフトマスク１の基本単位部分１０と同様に、境界領域１１と第１領域１２と第２領域１３とにより構成されている。しかしながら、第２実施形態の境界領域１１には、第１実施形態とは異なり、第５境界領域１１ｅを中心として、円形状の微小領域１４が形成されている。ここで、微小領域１４の透過光と第５境界領域１１ｅの透過光との間には、第２の位相差として１８０度の位相差が付与されるように構成されている。
【００４９】
具体的には、たとえば位相シフトマスク６が２４８ｎｍの波長を有する光に対して１．５の屈折率を有する石英ガラスで形成されている場合、微小領域１４と第５境界領域１１ｅとの間には２４８ｎｍの段差が付与されている。したがって、微小領域１４は、第１領域１２と同じ高さ位置、または第２領域１３と同じ高さ位置を有することになる。この場合、位相シフトマスク６では、後述するように、微小領域１４が位相シフト部を構成することになる。なお、位相シフト部を構成する微小領域１４は、必要に応じて二次元的に配置されている。
【００５０】
以上のように、第２実施形態の位相シフトマスク６では、第１実施形態の変形ライン型の位相シフトパターンと、いわゆるサーキュラー型の位相シフトパターンとを組み合わせた位相シフトパターンが、被処理基板４と対向する面に形成されている。以下、第２実施形態における位相シフトマスク６の作用の説明に先立って、ライン型の位相シフトマスクの作用およびサーキュラー型の位相シフトマスクの作用についてそれぞれ説明する。
【００５１】
図８は、ライン型の位相シフトマスクの作用を説明する図である。第２実施形態においてライン型の位相シフトマスクを用いた場合、図８（ａ）に示すように、たとえば１８０度の位相差を有する２つの領域３１ａと３１ｂとの間の直線状の境界線３１ｃが位相シフト部を構成することになる。したがって、被処理基板４上では、図８（ｂ）に示すように、位相シフト部（境界線）に対応する線３２上において光強度がほぼ０で且つ線３２と直交する方向に周囲に向かって一次元的に光強度が増加するような逆ピークパターンの光強度分布が形成される。
【００５２】
この場合、図８（ｃ）に示すように、位相シフト部に対応する線３２に沿って温度分布が最も低くなるとともに、位相シフト部に対応する線３２と直交する方向に沿って温度勾配（図中矢印で示す）が発生する。すなわち、図８（ｄ）に示すように、位相シフト部に対応する線３２上で結晶核３３が発生し、その結晶核３３から位相シフト部に対応する線３２と直交する方向に沿って結晶化が進行する。
【００５３】
なお、図８（ｄ）において、曲線３４は結晶の粒界を示しており、これらの結晶粒界３４によって規定された領域に結晶が形成される。その結果、結晶核３３は位相シフト部に対応する線３２上に発生するものの、線３２上のどこに結晶核３３が発生するかは不定である。換言すると、第２実施形態においてライン型の位相シフトマスクを用いた場合、結晶核３３の発生位置を制御することは不可能であり、ひいては結晶の形成領域を二次元的に制御することは不可能である。具体的には、結晶の形成領域がＴＦＴのチャネルを形成したい領域３５を含むように制御することは不可能である。
【００５４】
図９は、サーキュラー型の位相シフトマスクの作用を説明する図である。第２実施形態においてサーキュラー型の位相シフトマスクを用いた場合、図９（ａ）に示すように、矩形状の領域４１ａに対して例えば位相が進む向きに例えば１８０度の位相差を有する円形状の微小な領域４１ｂが位相シフト部を構成することになる。したがって、被処理基板４上では、図９（ｂ）に示すように、位相シフト部に対応する微小領域４２において光強度がほぼ０で且つ微小領域４２から周囲に向かって放射状に光強度が増加するような逆ピークパターンの光強度分布が形成される。
【００５５】
この場合、図９（ｃ）に示すように、位相シフト部に対応する微小領域４２において温度分布が最も低くなるとともに、位相シフト部に対応する微小領域４２から周囲に向かって放射状に温度勾配（図中矢印で示す）が発生する。すなわち、図９（ｄ）に示すように、位相シフト部に対応する微小領域４２またはその近傍において複数の結晶核４３（図９（ｄ）では図面の明瞭化のために１つの結晶核だけを図示している）が発生し、複数の結晶核４３から周囲に向かって放射状に結晶化が進行する。
【００５６】
このように、第２実施形態においてサーキュラー型の位相シフトマスクを用いた場合、位相シフト部に対応する微小領域４２またはその近傍において複数の結晶核４３が発生するので、結晶核４３の発生位置を制御することは可能である。しかしながら、複数の結晶核４３からの結晶の成長が放射状に且つ同時に進行するので、結晶粒界４４の形成位置が不定であり、ひいては結晶の形成領域を二次元的に制御することは不可能である。具体的には、結晶の形成領域がＴＦＴのチャネルを形成したい領域４５を含むように制御することは不可能である。
【００５７】
なお、ライン型の位相シフトマスクおよびサーキュラー型の位相シフトマスクのさらに詳細な構成や作用については、「”Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｈａｓｅ−ｍｏｄｕｌａｔｅｄ　ｅｘｃｉｍｅｒ−ｌａｓｅｒ　ａｎｎｅａｌｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｇｒｏｗｉｎｇ　ｈｉｇｈｌｙ−ｐａｃｋｅｄ　ｌａｒｇｅ−ｇｒａｉｎｓ　ｉｎ　Ｓｉ　ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｓ”，　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　１５４−１５５　（２０００）　１０５−１１１」を参照することができる。
【００５８】
第２実施形態の位相シフトマスク６は、上述したように、第１実施形態における変形ライン型の位相シフトパターンとサーキュラー型の位相シフトパターンとを組み合わせた位相シフトパターンを有する。このため、位相シフトマスク６において円形状の微小領域１４を横断しないＡ断面に対応する被処理基板４上のＡ’断面では、図７（ｂ）に示すように、第１実施形態と同様な光強度分布が得られる。換言すれば、図７（ｂ）に示す光強度分布は、第１実施形態において図３（ｃ）に示す光強度分布に対応している。
【００５９】
一方、円形状の微小領域１４を横断するＢ断面に対応する被処理基板４上のＢ’断面では、図７（ｃ）に示すように、境界領域１１の作用により形成される図７（ｂ）に示すような光強度分布と、円形状の微小領域１４の作用により形成される図９（ｂ）に示すような光強度分布とによって規定される２段逆ピークパターンの光強度分布が形成される。すなわち、被処理基板４上のＢ’断面では、位相シフトマスク６において位相シフト部を構成する円形状の微小領域１４に対応する領域において光強度がほぼ０で、位相変化の方向（図中水平方向）に沿って周辺に向かって光強度が急激に増大した後に緩やかに且つ単調に増大して一定値に達するような光強度分布が得られる。
【００６０】
図１０は、第２実施形態の位相シフトマスクの作用効果を説明する図である。なお、図１０において、円形状領域５１は円形状の微小領域１４に対応する被処理基板４上の領域を示し、破線５２は第５境界領域１１ｅに対応する被処理基板４上の線状領域を示している。第２実施形態では、図１０（ａ）に示すように、円形状の微小領域１４に対応する円形状領域５１において温度分布が最も低くなるとともに、線状領域５２と直交する方向（位相変化の方向：図中水平方向）に沿って温度勾配が発生する。すなわち、図１０（ｂ）に示すように、位相シフト部に対応する円形状領域５１またはその近傍において結晶核５３が発生し、その結晶核５３から位相変化の方向に沿って結晶化が進行する。
【００６１】
その結果、結晶核５３の発生位置が円形状領域５１またはその近傍に制限されるとともに、結晶核５３からの結晶の成長方向が位相変化の方向に一次元的に制限されるので、結晶粒界５４の形成位置がほぼ制御される。換言すれば、第２実施形態では、結晶核５３の位置を制御することができ、ひいては結晶粒界５４の形成位置をほぼ制御することにより、結晶粒界５４に規定される結晶５５の形成領域を二次元的にほぼ制御することができる。具体的には、結晶５５の形成領域がＴＦＴのチャネルを形成したい領域５６を含むように制御することができる。
【００６２】
第２実施形態では、図７（ｂ）および（ｃ）に示すＡ’断面に沿った光強度分布およびＢ’断面に沿った光強度分布を、特定の数値例にしたがうシミュレーションにより実際に求めている。この数値例において、光の波長λを２４８ｎｍとし、結像光学系３の像側開口数ＮＡを０．１３と想定している。また、境界領域１１における各段差の幅寸法Ｄを０．５μｍ（すなわち境界領域１１の幅寸法Ｗ’を４．５μｍ）とし、第１領域１２および第２領域１３の幅寸法をともに３μｍと想定している。
【００６３】
さらに、微小領域１４を一辺が１μｍの正方形状に想定している。また、結像光学系３は、透過率分布がガンマ２．０のガウス型の瞳関数を有するものと想定している。図１１は、数値例において得られたＡ’断面に沿った光強度分布およびＢ’断面に沿った光強度分布を示す図である。図１１（ａ）および（ｂ）を参照すると、図７（ｂ）および（ｃ）において模式的に示すＡ’断面に沿った光強度分布およびＢ’断面に沿った光強度分布にほぼ対応する形態の光強度分布が得られることをシミュレーション結果により確認することができる。
【００６４】
以上のように、第２実施形態では、結晶核の位置を制御して結晶の形成領域を二次元的にほぼ制御することができるとともに、結晶核からの十分なラテラル成長を実現して、大粒径の結晶化半導体膜を生成することができる。特に、生成された大粒径の結晶では、ラテラル成長の方向に高い電子移動度を有するので、ラテラル成長の方向にトランジスタのソース−ドレインを配置することにより、良好な特性のトランジスタを製造することができる。
【００６５】
なお、第２実施形態では、次の条件式（３）を満足することが望ましい。
ａ≦λ／ＮＡ　　（３）
ここで、ＮＡは結像光学系３の像側開口数であり、λは光の波長であり、ａは円形状の微小領域１４の半径（一般的には微小領域に外接する円の半径）である。
【００６６】
条件式（３）の右辺は、上述したように、結像光学系３の解像度Ｒを表わしている。したがって、条件式（３）を満足すると、微小領域１４の寸法が解像度以下になり、位相シフト部としての円形状の微小領域１４に対応する被処理基板４上の領域５１において光強度がほぼ０の領域の形状が中空のリング状（円環状）ではなく中実の円形状になる。換言すれば、条件式（３）を満たさない場合、被処理基板４上の領域５１において光強度がほぼ０の領域の形状がリング状になり、所望の逆ピークパターンの光強度分布を得ることができなくなる。
【００６７】
具体的には、結像光学系３の像側開口数ＮＡが大きくなりすぎると、２つの逆ピークパターンが並列的に形成され、所望の逆ピークパターンの光強度分布を得ることができなくなる。一方、結像光学系３の像側開口数ＮＡが小さくなりすぎると、逆ピークパターンの光強度分布において最も低い光強度の値が０よりも実質的に大きくなり、所望の逆ピークパターンの光強度分布を得ることができなくなる。
【００６８】
また、第２実施形態では、位相シフト部としての円形状の微小領域１４に対応する被処理基板４上の線状領域５２に関して対称な光強度分布を得るために、微小領域１４は境界領域１１において光強度の最も小さい領域に対応する位置（第５境界領域１１ｅの位置）に形成されていることが好ましい。なお、第２実施形態では、微小領域１４が円形状に形成されているが、シミュレーションにおいて正方形状の微小領域を用いているように、微小領域の形状は任意である。
【００６９】
また、上述の第２実施形態では、位相シフトマスク６において微小領域１４の透過光と第５境界領域１１ｅの透過光との間に第２の位相差として１８０度の位相差を付与しているが、これに限定されることなく、他の適当な位相差を第２の位相差として設定することもできる。ただし、第２の位相差を１８０度に設定することにより、位相シフト部としての微小領域１４に対応する被処理基板４上の領域５１における光強度をほぼ０に抑えることができる。
【００７０】
さらに、上述の各実施形態では、透過率分布が中央よりも周辺において低い瞳関数、たとえば透過率分布がガウス型の瞳関数を実現するために、結像光学系３の瞳面またはその近傍に所望の瞳関数に対応する透過率分布を有する透過フィルター３ｂを配置している。しかしながら、これに限定されることなく、透過フィルター３ｂに代えて、所望の瞳関数に対応する開口率を有する開口フィルターを配置することもできる。
【００７１】
図１２は、所望の瞳関数に対応する開口率を有する開口フィルターの構成例を示す図である。図１２を参照すると、開口フィルター３ｄでは、その中央に最も大きな円形状の第１開口部が１個形成され、この第１開口部の周辺に中程度の大きさの円形状の第２開口部が６個形成され、これらの第２開口部の周辺に最も小さな円形状の第３開口部が１６個形成されている。
【００７２】
こうして、開口フィルター３ｄの作用により、透過率分布が中央よりも周辺において低い瞳関数、たとえば透過率分布がガウス型の瞳関数を実現することができる。なお、透過フィルター３ｂでは光が光学部材を透過するため収差が発生し易いが、開口フィルター３ｄでは光が光学部材を透過することなく通過するので収差が発生することなく、結像光学系３の光学性能の悪化を回避することができる。
【００７３】
なお、上述の各実施形態において、光強度分布は設計の段階でも計算できるが、実際の被処理面（被露光面）での光強度分布を観察して確認しておくことが望ましい。そのためには、被処理面を光学系で拡大し、ＣＣＤなどの撮像素子で入力すれば良い。使用光が紫外線の場合は、光学系が制約を受けるため、被処理面に蛍光板を設けて可視光に変換しても良い。
【００７４】
図１３は、各実施形態の結晶化装置を用いて電子デバイスを作製する工程を示す工程断面図である。図１３（ａ）に示すように、絶縁基板８０（例えば、アルカリガラス、石英ガラス、プラスチック、ポリイミドなど）の上に、下地膜８１（例えば、膜厚５０ｎｍのＳｉＮおよび膜厚１００ｎｍのＳｉＯ２積層膜など）および非晶質半導体膜８２（例えば、膜厚５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度のＳｉ，Ｇｅ，ＳｉＧｅなど）を、化学気相成長法やスパッタ法などを用いて成膜することにより、被処理基板４を準備する。そして、各実施形態の結晶化装置を用いて、非晶質半導体膜８２の表面の一部もしくは全部に、レーザ光８３（例えば、ＫｒＦエキシマレーザ光やＸｅＣｌエキシマレーザ光など）を照射する。
【００７５】
こうして、図１３（ｂ）に示すように、大粒径の結晶を有する多結晶半導体膜または単結晶化半導体膜８４が生成される。次に、図１３（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて多結晶半導体膜または単結晶化半導体膜８４を島状の半導体膜８５に加工し、ゲート絶縁膜８６として膜厚２０ｎｍ〜１００ｎｍのＳｉＯ２膜を化学気相成長法やスパッタ法などを用いて成膜する。さらに、図１３（ｄ）に示すように、ゲート電極８７（例えば、シリサイドやＭｏＷなど）を形成し、ゲート電極８７をマスクにして不純物イオン８８（Ｎチャネルトランジスタの場合にはリン、Ｐチャネルトランジスタの場合にはホウ素）を注入する。その後、窒素雰囲気でアニール処理（例えば、４５０°Ｃで１時間）を行い、不純物を活性化する。
【００７６】
次に、図１３（ｅ）に示すように、層間絶縁膜８９を成膜してコンタクト穴をあけ、チャネル９０でつながるソース９１およびドレイン９２に接続するソース電極９３およびドレイン電極９４を形成する。このとき、図１３（ａ）および（ｂ）に示す工程において生成された多結晶半導体膜または単結晶化半導体膜８４の大粒径結晶の位置に合わせて、チャネル９０を形成する。以上の工程により、多結晶トランジスタまたは単結晶化半導体トランジスタを形成することができる。こうして製造された多結晶トランジスタまたは単結晶化トランジスタは、液晶ディスプレイやＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイなどの駆動回路や、メモリ（ＳＲＡＭやＤＲＡＭ）やＣＰＵなどの集積回路などに適用可能である。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、位相シフトマスクが境界領域とその両側に配置されて位相差を有する第１領域および第２領域とを有し、境界領域は第１領域の位相から第２領域の位相へ変化する位相分布を有するので、被処理基板上で得られる逆ピークパターンの光強度分布の形態を全体的に制御することができ、中間部における光強度分布から不規則なうねりを除去することができる。その結果、本発明では、所望の位置に結晶核を発生させることができるとともに、結晶核からの十分なラテラル成長を実現して大粒径の結晶化半導体膜を生成することができる。
【００７８】
また、本発明では、位相シフトマスクの境界領域に所定形状の微小領域を形成し、この微小領域の周辺領域と微小領域との間に所定の位相差を付与することにより、結晶核の発生位置が位相シフトマスクの位相シフト部としての微小領域に対応する領域に制限されるとともに、結晶核からの結晶の成長方向を位相変化の方向に一次元的に制限されるので、結晶粒界の形成位置がほぼ制御される。換言すれば、本発明では、結晶核の位置を制御して結晶の形成領域を二次元的にほぼ制御することができるとともに、結晶核からの十分なラテラル成長を実現して、大粒径の結晶化半導体膜を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１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。
【図２】図１の照明系の内部構成を概略的に示す図である。
【図３】第１実施形態における位相シフトマスクの基本単位部分の構成および作用を概略的に示す図である。
【図４】結像光学系の瞳関数と点像分布関数との関係を模式的に示す図である。
【図５】第１実施形態の比較例として、従来のライン型の位相シフトマスクを用いたときに被処理基板上で得られる光強度分布を示す図である。
【図６】本発明の第２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。
【図７】第２実施形態における位相シフトマスクの基本単位部分の構成および作用を概略的に示す図である。
【図８】ライン型の位相シフトマスクの作用を説明する図である。
【図９】サーキュラー型の位相シフトマスクの作用を説明する図である。
【図１０】第２実施形態の位相シフトマスクの作用効果を説明する図である。
【図１１】数値例において得られたＡ’断面に沿った光強度分布およびＢ’断面に沿った光強度分布を示す図である。
【図１２】所望の瞳関数に対応する開口率を有する開口フィルターの構成例を示す図である。
【図１３】各実施形態の結晶化装置を用いて電子デバイスを作製する工程を示す工程断面図である。
【符号の説明】
１，６　位相シフトマスク
２　照明系
２ａ　ＫｒＦエキシマレーザ光源
２ｂ　ビームエキスパンダ
２ｃ，２ｅ　フライアイレンズ
２ｄ，２ｆ　コンデンサー光学系
３　結像光学系
３ａ　開口絞り
３ｂ　透過フィルター
４　被処理基板
５　基板ステージ
１０，１６　位相シフトマスクの基本単位部分
【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６】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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