專利名稱：結晶設備和方法、電子器件的制造方法、電子器件以及光學調制元件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用光線使結晶靶區(qū)如經(jīng)過處理的襯底的多晶半導體膜熔融和結晶的結晶設備和方法、電子器件的制造方法和電子器件。
背景技術：
例如，作為在不給玻璃襯底造成熱損傷的情況下使非晶半導體例如形成在液晶或電致發(fā)光(EL)顯示裝置的玻璃襯底上的非晶硅薄膜結晶的方法，已經(jīng)研制了一種準分子激光器結晶方法。這項技術通過使用均勻化光學系統(tǒng)使準分子激光的光照射橫截面的強度均勻，使準分子光經(jīng)過具有細長矩形開口的金屬掩模而形成矩形形狀(例如，橫截面形狀為150mm×200μm)并投射所獲得的準分子光。掃描是通過使用被投射的光在預先淀積在玻璃襯底上的非晶硅薄膜表面的一個方向上線性地相對移動來實現(xiàn)的，并且以10μm的間隔在短軸方向間歇地施加激光。
結果是，吸收這個施加的激光的非晶硅薄膜被熔化，當中斷激光的入射時其溫度下降，并且非晶硅被轉換成多晶硅。在這項技術中，即使使用由例如具有對于高熱的弱點的一般玻璃或塑料等材料形成的襯底，也不會在襯底中產(chǎn)生熱損傷。這是因為準分子激光器是大約為20nm的脈沖激光器，并且結晶處理時間大約在50-100ns內(nèi)完成。通過這種方式結晶的多晶的晶體粒徑取決于激光能密度，并且顆?；蚓Я３叽绱蠹s為0.1到1μm，由此形成由具有這種粒徑的晶粒形成的多晶硅薄膜。
作為從準分子激光退火發(fā)展的技術，已知一種所謂連續(xù)橫向固化(SLS)模式(例如，參見Journal of the Surface Science Society ofJapan，Vol.21，No.5，pp278-287，2000)的技術。根據(jù)這項技術，其光強通過均勻化光學系統(tǒng)被均勻的準分子激光穿過提供金屬窄縫的掩模，其中金屬窄縫大約為2微米，由此將其橫截面形成為矩形形狀。
當已經(jīng)經(jīng)過窄縫的激光的通量(能量密度)設置成使得非晶硅薄膜在厚度方向完全熔化時，橫向生長從窄縫的外區(qū)域向內(nèi)側進行，由此形成結晶硅。然后，當將樣品在一個方向移動兩微米和給其施加激光時，熔化的硅在橫向方向生長，其中通過施加激光形成的結晶硅的一個端部用作籽晶。重復施加激光和樣品移動工藝可形成具有大粒徑的多晶硅薄膜。
作為通過進一步發(fā)展準分子激光器結晶法所獲得的方法，公知一種相位調制準分子激光器結晶法(例如，PCT國家公布No.2000-505241)。這種方法的特點在于通過經(jīng)所謂移相器(例如，具有形成在兩種區(qū)域之間的線性移相部分的移相器，其中所述線性移相部分的相位通過相對于四分之一板進行階梯加工和形成這兩種區(qū)域而相位差180度)的光學部件來傳輸準分子激光，調制準分子激光使其具有激光強度分布，該激光強度分布具有反向峰值圖形，在該反向峰值圖形中，最小光強部分對應移相部分。脈沖施加是通過使用如此調制的激光相對于例如形成在襯底上的非晶硅薄膜進行的，并且照射區(qū)根據(jù)每次照射而結晶。
作為不同于準分子激光結晶法和SLS模式的方法，這種方法不使用均勻化光強分布，并且不必用激光多次照射同一區(qū)域。在這種方法中，根據(jù)反向圖形而傾斜的溫度分布在用激光照射的非晶硅薄膜中產(chǎn)生，這是由于具有反向圖形的被調制光強分布造成的，并且晶核即晶籽形成在能量很小的位置上。此外，由于以這個晶核為基礎的橫向生長而增加了生長距離，由此獲得具有大粒徑的晶粒。因此形成具有大粒徑的晶粒，同時控制晶粒的位置。
關于前面首先說明的準分子激光器結晶法，晶粒尺寸在最大數(shù)量級上大約為1-2微米，在最小數(shù)量級上大約為0.05微米，并且晶粒尺寸主要取決于激光的通量。因此，晶粒尺寸變得不均勻，除非激光強度被均勻化。結果是，在晶體管特性(閾值電壓、subshred系數(shù)，遷移率)中產(chǎn)生不規(guī)則性。一般情況下，MOS晶體管的溝道區(qū)不能只形成在以最大為大約1-12微米的晶粒尺寸為基礎的一個晶粒中，并且必須穿過晶粒形成，其中所述溝道區(qū)需要不小于4μm的長度。因此，存在的問題是在每個溝道區(qū)中形成多個晶粒邊界和晶粒邊界數(shù)量上的差異導致特性上的差異，由此形成各種晶體管。此外，當電極(空穴)穿過晶粒邊界移動時，結晶邊界成為障礙，這將影響遷移率。
關于在準分子激光器結晶法之后說明的SLS模式，由于通過使用金屬掩模遮蔽了接近一半的激光，因此不能有效地利用激光能量。而且，由于結晶是用晶粒尺寸1μm或以下進行的，因此存在的問題是在晶體管特性(閾值電壓、subshred系數(shù)、遷移率)上產(chǎn)生不規(guī)則性，如第一現(xiàn)有技術那樣。
關于最后介紹的相位調制準分子激光器結晶技術，這是一項能用例如大約6μm或以上的晶粒尺寸進行廣泛結晶的技術，并且它是能在一個晶粒邊界中制造晶體管的溝道區(qū)的一項優(yōu)異的結晶技術。本發(fā)明人和其他人利用這種結晶技術已經(jīng)研制了一種利用高性能顯示設備的工業(yè)化技術。在這項工藝中，需要在以μm為單位的結晶區(qū)中精確地制造晶體管，以便具有不小于4μm長度的至少一個溝道區(qū)可以設置在每個晶粒中。即使形成具有大粒徑的晶粒，也不會在曝光步驟中在晶粒中形成溝道區(qū)，特別是在不能獲得每個晶體管和每個晶粒的溝道區(qū)的定位精度時。具有這種溝道區(qū)的每個薄膜晶體管不能獲得所希望均勻特性，例如高電子遷移率。例如，如果通過使用上述技術形成顯示裝置的每個像素開關晶體管的溝道區(qū)，則響應速度根據(jù)每個位置而變化，由此導致顯示不均勻。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能進行結晶的結晶方法和結晶設備，以便通過利用光線如光學調制激光的結晶技術使經(jīng)過處理的襯底的預定區(qū)以優(yōu)異位置精度成為大晶粒，本發(fā)明還提供一種能在這種晶粒中精確地形成電子器件如晶體管的必須區(qū)例如溝道區(qū)的電子器件的制造方法以及電子器件。
在本發(fā)明的一個方案中，提供一種在通過結晶設備結晶的經(jīng)過處理的襯底的區(qū)域中制造電子器件的方法，該結晶設備包括照射系統(tǒng)，投射使經(jīng)過處理的襯底熔化的光束；光學調制元件，將光束調制成具有至少一個光強分布的光束，其中所述光強分布從最小光強變化到最大光強；和襯底臺，設置在穿過光學調制元件傳輸?shù)墓馐丈湓谄渖系奈恢蒙?，并支撐?jīng)過處理的襯底，該制造方法包括相對于結晶設備的襯底臺定位經(jīng)過處理的襯底，并用作為參考物的預先設置在經(jīng)過處理的襯底上的至少一個定位標記支撐它；向被襯底臺支撐的經(jīng)過處理的襯底的預定區(qū)施加調制光束和使該區(qū)結晶；和在利用用作參考物的定位標記進行定位了的經(jīng)過處理的襯底的結晶區(qū)中形成至少一個電路元件。
在本發(fā)明的另一方案中，提供一種結晶方法，包括向經(jīng)過處理的襯底連續(xù)投射脈沖激光束；將激光束光強調制成具有預定圖形的光強分布的激光束，照射經(jīng)過處理的襯底的區(qū)域，并使該區(qū)結晶；在光強調制之前和/或過程中檢測光學調制元件的位置；和在第三步的檢測結果基礎上控制光學調制元件的位置。
根據(jù)這項技術，所希望的區(qū)域可以以優(yōu)異的位置精度被結晶成具有大粒徑的晶粒。另外，可以獲得一種電子器件，其中在如此形成的晶粒中精確地形成預定區(qū)如溝道區(qū)。
此外，可以獲得一種能以相對的位置精度形成結晶區(qū)的結晶設備和方法，所述相對位置精度相對于參考調整標記是精確的，通過該標記可以在下一步中在設備中進行定位。
當光學調制元件可以替換或通過使用掩模中的其它圖形來結晶處理時，具有所希望圖形的光強分布的光可以以優(yōu)異的位置精度施加于經(jīng)過處理的襯底的預定區(qū)上。結果是，可以形成被進行了位置控制的結晶區(qū)或經(jīng)過處理的襯底。
本發(fā)明的附加的目的和優(yōu)點將在下面進行說明，其中部分地將從文字說明中明顯看出，或者可以通過實施本發(fā)明而學習到。本發(fā)明的目的和優(yōu)點可以借助以下特別指出的手段和組合來實現(xiàn)和獲得。


附圖結合在說明書中并構成說明書的一部分，并與上面給出的一般性說明和下面給出的實施例的詳細說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明實施例的結晶設備的結晶原理的整個設備的示意圖；圖2是表示圖1中所示的設備的照射系統(tǒng)的示意圖；圖3是表示作為經(jīng)過處理的襯底的液晶顯示器玻璃襯底的一部分的剖面圖；圖4是特別表示根據(jù)本發(fā)明實施例的結晶設備的位移的示意圖；圖5是示意性地表示根據(jù)本發(fā)明實施例的結晶設備的透視圖；圖6是上述結晶設備的方框圖；
圖7A是表示移相器支撐機構的示意圖；圖7B是表示移相器支撐機構的另一例子的示意圖；圖8是表示圖6中所示的移相器的位置關系的示意圖；圖9是表示移相器和經(jīng)過處理的襯底之間的位移的示意圖；圖10是表示經(jīng)過處理的襯底的位置關系的示意圖；圖11是表示集成電路制造方法的例子的流程圖；圖12A是表示使用非晶硅薄膜進行結晶的結晶區(qū)的設置圖形的示意圖，圖12B是表示在圖12A中所示的結晶區(qū)中形成MOS晶體管的狀態(tài)；圖13A是表示移相圖形的實施例1的示意圖，圖13B是表示被在圖13A中所示的移相器調制的光強分布的示意圖；圖14是表示移相圖形的實施例2的示意圖；圖15A是表示移相圖形的實施例3的示意圖，圖15B是表示被圖15A中所示的移相器調制的光強分布的示意圖；圖16A是表示在每個單元中形成第一區(qū)和第二區(qū)的狀態(tài)下在圖15A中所示的移相圖形的一部分的示意圖，圖16B是表示在圖16A中所示的每個單元中的第二區(qū)的占據(jù)表面測量的示意圖；圖17是示意性地表示包括圖13A、14和15A中所示的移相圖形的移相器的圖；圖18是示意性地表示包括圖13A、14和15A中所示的移相圖形的另一移相器的圖；圖19是表示用在根據(jù)本發(fā)明實施例的電子器件制造方法中的移相器的具體例子的平面圖；圖20是表示在使用圖19所示的移相器時的電子器件制造方法的例子的方框圖；和圖21A和21B是表示給其提供使用圖19中所示的移相器形成的對準標記的經(jīng)過處理的襯底的不同例子的平面圖。
具體實施例方式
下面將參照圖1和2大致介紹一下根據(jù)本發(fā)明實施例的結晶設備和方法的原理。
如圖1和2所示，根據(jù)本例的結晶設備包括照射光學調制元件如移相器1的照射系統(tǒng)2，所述移相器1具有移相部分。如圖2所示，這個照射系統(tǒng)2包括；例如，XeCl準分子激光光源2a，投射具有308nm波長的激光束(或提供具有248nm波長的激光的KrF準分子激光光源)；光束擴展器2b；第一蠅眼透鏡2c；第一聚光光學系統(tǒng)2d；第二蠅眼透鏡2e；和第二聚光光學系統(tǒng)2f，這些部件依次設置在這個光源的投射側上。
具有類似于來自光源2a的脈沖所投射的矩形橫截面的激光束經(jīng)過光束擴展器2b被擴展成預定尺寸，然后進入第一蠅眼透鏡2c。因而，多個小光源形成在第一蠅眼透鏡2c的后聚焦面上，并用來自這些小光源的光線經(jīng)過第一聚光光學系統(tǒng)2d以疊加方式照射第二蠅眼透鏡2e的入射面。結果是，在第二蠅眼透鏡2e的后聚焦面上形成的光源比第一蠅眼透鏡2c的后聚焦面上形成的光源更小，并且投射具有均勻強度的激光束。利用來自這些小光源的光線經(jīng)過第二聚光光學系統(tǒng)2f以疊加方式照射光學調制元件如移相器1。
第一蠅眼透鏡2c和第一聚光光學系統(tǒng)2d構成第一均化器，涉及移相器1上的入射角的強度被這個第一均化器均勻化。此外，第二蠅眼透鏡2e和第二聚光光學系統(tǒng)2f構成第二均化器，涉及移相器上的面內(nèi)位置的強度被這個第二均化器均勻化。通過這種方式，照射系統(tǒng)2向移相器1施加具有基本上均勻光強分布的光束。
光學調制元件是將入射光束調制成具有從最小光強變化到最大光強的光強分布的光束的光學部件，并且移相器1是最合適的例子。被移相器1進行相位調制的激光束如圖1所示經(jīng)過包括圖像形成透鏡的圖像形成光學系統(tǒng)3施加于經(jīng)過處理的襯底4上。在這個例子中，移相器1和經(jīng)過處理的襯底4設置在圖像形成光學系統(tǒng)3的光學共軛位置上。移相器1在透明介質如石英板上具有階梯，在這些階梯的邊界處產(chǎn)生激光光線的衍射和干涉，并給激光光強提供周期性的空間分布。對于移相器1希望提供例如180度的相位差。假設λ是激光的波長，通過設置具有折射率n的透明介質的膜厚t為t＝λ/2(n-1)，形成180度的相位差。假設石英板的折射率為1.46和XeCl準分子激光的波長為308nm，為了提供180度的相位差需要334.8nm的階梯。
如圖3所示，通過利用化學汽相淀積法在襯底例如用于液晶顯示器的玻璃襯底7上依次形成下層薄膜例如氧化硅薄膜7b、非晶半導體如非晶硅薄膜7c、和覆蓋膜如氧化硅薄膜(覆蓋膜)7d，獲得經(jīng)過處理的襯底4。經(jīng)過處理的襯底4不限于此，可以是例如半導體晶片，如硅。經(jīng)過處理的襯底4通過真空吸盤、靜電吸盤等保持在襯底臺5上的預定位置上。可以利用下述驅動機構使這個襯底臺5在X、Y、Z和θ方向移動?？尚纬杀晃恢每刂频浇?jīng)過處理的襯底4的結晶區(qū)的機構提供給這個襯底臺5和移相器1。
在本例中，優(yōu)選對于照射經(jīng)過處理的襯底4上的激光束具有矩形橫截面，為了減少襯底上返回照射的次數(shù)和增加通量，與正方形橫截面(例如，每個邊為2-)相比，更優(yōu)選在Y方向較長的矩形橫截面。在這種情況下，必須設置一邊的長度Y≥另一邊X的長度(其中X是連續(xù)饋送方向)。就是說，對應X方向(為了結晶，在該方向上利用驅動機構移動經(jīng)過處理的襯底4)的激光束的矩形橫截面的一邊優(yōu)選以如下方式設置它比通過除以襯底臺5在下述范圍內(nèi)在X方向移動的最大平均速度所獲得的值小，其中在所述范圍內(nèi)可以通過激光束的循環(huán)頻率進行定位。通過這種方式，構成投射型結晶設備6。不同于此的光學系統(tǒng)在日本的Journal of SurfaceScience Society、Vol.21，No.5，第278-287頁，2000中有介紹，是一種投射型結晶設備6，該照射光學系統(tǒng)是均化器光學系統(tǒng)，進行位置控制的結晶區(qū)提供給經(jīng)過處理的襯底。
在這種結晶設備6中，激光被移相器1相位調制成具有光強分布的激光，該光強分布具有反向峰值圖形，并且用這種激光照射非晶硅薄膜7c。結果是，給晶硅薄膜7c上被激光照射的區(qū)域被熔化。在中斷相位調制激光束的入射之后，熔融區(qū)的溫度下降。在這個溫度下降步驟中，高溫部分的溫度趨于相對快速地降低，而該溫度被覆蓋膜的熱儲存效應緩慢地降低。
通過溫度的這個緩慢降低，固化在橫向方向上在大距離上移動，并且可以進行大粒徑的晶體生長。關于這個固化的開始位置，在對應反向峰值圖形的最小光強位置的非晶硅薄膜7的位置上形成晶核，并且在橫向方向從這個晶核進行結晶，由此形成大晶粒。當通過在X方向依次移動襯底臺5而進行在操作上述非晶硅薄膜的結晶位置的步驟、施加具有反向峰值圖形的光強分布的光束的步驟、降低溫度的步驟以及其它步驟中的操作時，由此將提供給經(jīng)過處理的襯底4的非晶硅薄膜7c結晶成多晶硅。然而，在現(xiàn)有技術中，在如圖4所示的有些情況下，經(jīng)過處理的襯底中希望被結晶的區(qū)域R和實際結晶的區(qū)域r彼此偏移，這種偏移的產(chǎn)生可能在未結晶區(qū)中形成晶體管的溝道區(qū)等。在圖4中，由R表示的固體線的區(qū)域對應要結晶的區(qū)域，由r表示的虛線的區(qū)域是施加結晶區(qū)。在這種情況下，當溝道形成在由固體線所示的區(qū)域中的由虛線所示的區(qū)域外部時，不能獲得具有所希望特性的晶體管。
下面將參照圖5-11介紹基于結晶原理的根據(jù)本發(fā)明一個實施例的結晶設備和結晶方法。相同的參考標記表示與圖1-4中基本上相同的部件，并且為了避免重復而省略了其詳細說明。
下面將介紹檢測光學調制元件的絕對位置的第一位置檢測系統(tǒng)(裝置)以及檢測經(jīng)過處理的襯底的絕對位置的第二位置檢測系統(tǒng)(裝置)。這里，襯底的“絕對位置”和光學調制元件的“絕對位置”指的是從固定到結晶設備上的位置檢測系統(tǒng)看到的經(jīng)過處理的襯底和光學調制元件的絕對位置。
作為光源的照射系統(tǒng)2，使用XeCl準分子激光器光源，在預定頻率例如100Hz的循環(huán)頻率下照射能量密度為例如280mJ、波長例如為308nm的激光束。就是說，該光源照射例如具有一定光強的光束，例如，循環(huán)頻率為100Hz的脈沖激光束，用該光強的光束可以使非晶硅薄膜7c熔化。從這個光源照射的脈沖光束通過第一和第二均化器獲得基本上均勻的光強分布，并進入移相器1。這個移相器1是光學調制元件，對均化的入射激光束進行相位調制并將其轉換成具有用于生長大粒徑晶粒的光強分布的激光束。移相器1例如具有矩形形狀，并且如上所述，給其形成移相部分(未示出)。除此之外，如圖6所示，在激光入射表面一側上的兩端附近形成一對定位標記1a和1b。每個定位標記1a和1b可以通過例如在石英玻璃移相器1的情況下形成凹或凸形的十字形圖形來獲得。
此外，如圖5所示，當一對標記檢測器例如與這些定位標記1a和1b相關設置的CCD照相機10a和10b檢測(成像)定位標記1a和1b時，實現(xiàn)了定位標記1a和1b的檢測。定位標記1a和1b與CCD照相機10a和10b之間的關系將在后面更詳細地說明。
在移相器1的投射側上提供使入射激光束以180度偏轉并允許它進入圖像形成光學系統(tǒng)3的反射鏡11(在圖1中未示出)。這個圖像形成光學系統(tǒng)3在經(jīng)過處理的襯底4上形成移相器1的圖像，并且它是1/5功率的雙面遠心圖像形成光學系統(tǒng)或單面遠心圖像形成光學系統(tǒng)(只在經(jīng)過處理的襯底一側上的遠心光學系統(tǒng))，并且具有例如0.12的數(shù)值孔徑NA，例如2μm的分辨率。根據(jù)需要對圖像形成光學系統(tǒng)3進行變形校正和像差校正。當然，這種圖像形成光學系統(tǒng)3只是一個例子，也可以采用任何類型的圖像形成光學系統(tǒng)，只要能在經(jīng)過處理的襯底4的預定圖像形成表面上形成移相器1的圖像即可。例如，減小率不限于1/5，放大功率或相等功率也可以采用。
經(jīng)過處理的襯底4以如下方式設置，使得經(jīng)過處理的襯底4的上表面(在這個襯底上形成的非晶硅薄膜的下表面)放置在投射側的這個圖像形成光學系統(tǒng)3的聚焦位置的散焦位置上。當這個經(jīng)過處理的襯底4包括例如矩形液晶顯示裝置的玻璃襯底7a、非晶硅薄膜7c以及如圖3所示的其它部件時，在玻璃襯底泥7a的上表面上的兩端附近形成一對定位標記4a和4b，如圖10所示。
經(jīng)過處理的襯底4固定地被支撐在襯底臺5上。這個襯底臺5設置在支撐工作臺12上，使它能在X、Y、Z和θ方向移動，以便水平地支撐經(jīng)過處理的襯底4和在相同的方向移動經(jīng)過處理的襯底4。這個襯底臺5通過例如XYZθ驅動機構14(圖5中未示出，并在圖6中的方框圖中示出了)來移動，該機構包括可以是滾珠絲杠和電動機的組合機構。而且，對XYZθ驅動機構14移動襯底臺5的運動的控制是通過X軸位置傳感器16和Y軸位置傳感器(未示出)來進行的，這些傳感器分別設置在關于XYθ的襯底臺5的X方向和Y方向的外部。這些傳感器是通過組合具有0.027μm的傳感器分辨率的干涉計和激光振蕩器來構成的。這個XYZθ驅動機構14設置成在X方向和Y方向以不大于2μm的定位精度移動襯底臺5。另外，當在X方向或Y方向連續(xù)移動襯底臺5同時以固定周期給經(jīng)過處理的襯底4施加激光束時，優(yōu)選這種XYZθ驅動機構14在移動速度上具有較少的不規(guī)則性。關于這些不規(guī)則性，優(yōu)選它們使得襯底臺5即經(jīng)過處理的襯底4可以以例如不大于2μm的定位不均勻性移動。
襯底臺5的在Z方向上的運動由襯底高度檢測機構(Z檢測裝置)22控制，該襯底高度檢測機構22是通過將向經(jīng)過處理的襯底4的上表面上傾斜地投射激光束的光源18與從經(jīng)過處理的襯底4接收反射的激光束的光傳感器20組合起來形成的。在這種情況下，作為XYZθ驅動機構14，優(yōu)選能以不大于10μm的定位精度在Z方向移動襯底臺5。通過這些檢測機構22和XYZθ驅動機構14的組合操作，形成圖像形成光學系統(tǒng)3的透鏡的圖像和經(jīng)過處理的襯底的上表面之間的間隙在結晶處理期間可以總是保持恒定。
一對標記檢測器例如CCD照相機24a和24b設置成與經(jīng)過處理的襯底4的定位標記4a和4b相關，以便檢測這些定位標記4a和4b。支撐工作臺12由有效振動除去機構26支撐，因此可以放置外部振動傳輸給支撐襯底12，即經(jīng)過處理的襯底4。順便提及，作為外部振動，有來自其它相鄰裝置的振動。
應該注意的是，參考標記28表示載體機械手，在負載鎖定室30、預對準臺32和襯底臺5之間運載經(jīng)過處理的襯底4，如圖5中的箭頭所示。載體機械手2 8在預先由未示出的計算機儲存的程序基礎上自動地運載經(jīng)過處理的襯底4。負載鎖定室30是在處理之前和之后自動地載進/載出每個經(jīng)過處理的襯底4的儲存機構。預對準臺32是對將要運載到襯底臺5的經(jīng)過處理的襯底4進行初級定位的工作臺。這個初級定位檢測被圓整的經(jīng)過處理的襯底4如半導體晶片的取向平坦的邊緣，并進行位置調整，用于使其在預先儲存的標準位置上定位。
如圖7A所示，移相器1由支撐機構34可拆卸地支撐。這個支撐機構34構成為以如下方式保持和支撐移相器1，例如，使得移相器1可以根據(jù)需要很容易地用其它移相器1替換。在本例中，支撐機構34包括設有溝槽的基底部分34a，其中移相器1的下端嵌入到所述溝槽中；一對橫向支撐部分34 b和34c，從基底部分34a的兩端向上突出；以及穿入一個支撐部分34c的固定螺絲34d。在這種支撐機構34中，可以通過將移相器1的下端部插入基底部分34a的溝槽中并通過擰緊固定螺絲34d將其保持在固定螺絲34d和其它支撐部分34d之間，由此固定移相器1。
這種支撐機構34以如下方式被XYθ工作臺36支撐，使得它能在與這個工作臺36相同的方向移動。這個XYθ工作臺36可以通過驅動源38如電動機在XYθ方向被控制和移動。這個XYθ工作臺36和驅動源38構成XYθ驅動機構4 0。這里，如圖8所示，X和Y方向是平行于移相器1的平坦表面并彼此垂直的方向，即垂直于激光束的光軸P的方向，并且θ方向是關于光軸P的旋轉方向。
上述支撐機構只是一個例子，也可以采用其它類型的支撐機構，只要它能固定移相器1使移相器1在本發(fā)明的使用中不移動即可，例如可以使用具有圖7B所示結構的支撐機構34。
這種支撐機構34包括固定到XYθ工作臺上并具有L形橫截面的固定基座34f以及通過保持螺絲34e可拆卸地固定到固定基座34f上并具有倒L形橫截面的附屬襯底34g。此外，多個例如三個定位釘(未示出)在附屬襯底34g的移相器固定表面(與其上定位固定基座34f的一側相反的一側上的前表面)上突出。這些定位釘是在水平方向、其間有預定間隙的在附屬襯底34g的下部垂直突出的兩個垂直定位釘以及以如下方式在中部突出的一個水平定位釘，其中該水平定位釘在水平方向和垂直方向與垂直定位釘有一定距離。此外，保持框架體34i以如下方式通過固定螺絲34h設置在附屬襯底34g的前表面上，使得它可以通過其旋轉而在光軸方向移動。例如在保持框架體34i、固定基座34f和附屬襯底34g的每個的中部形成對應移相器1的移相部分的矩形通孔。
在具有這種結構的支撐機構34中，通過使下端面和一側的端面接觸定位釘可以將移相器1設置在附屬襯底34g的前表面上，然后使用固定螺絲34h將保持框架體34g向移相器1加壓。結果是，通過定位釘將移相器1定位在垂直方向和水平方向，并且在定位狀態(tài)下保持在附屬襯底34g和保持框架體34i之間。然后，使用保持螺絲34將附屬襯底34g固定到固定基座34f上，由此牢固地將移相器1固定到支撐機構34上。
下面將參照圖6介紹用于移相器1和經(jīng)過處理的襯底4的定位系統(tǒng)和方法。圖6是用于定位移相器1和經(jīng)過處理的襯底4的系統(tǒng)結構圖。在對提供給移相器1的各個定位標記1a和1b進行照相的位置上提供用于移相器的CCD照相機10a和10b。這個關系由虛線表示。用于移相器的CCD照相機10a和10b與XYθ工作臺36是分開的/獨立的，并且固定到例如結晶設備6的支撐機構(未示出)上。
用于移相器的CCD照相機10a和10b的輸出側連接到第一存儲器42，該第一存儲器42由儲存來自這些照相機10a和10b的位置信息的計算機的CPU 46來控制。
用于經(jīng)過處理的襯底的CCD照相機24a和24b設置在給經(jīng)過處理的襯底提供的各個定位標記4a和4b被成像的位置上。這個關系由虛線所示。用于經(jīng)過處理的襯底的CCD照相機24a和24b與襯底臺5獨立地分開并固定到結晶設備6上。用于經(jīng)過處理的襯底的CCD照相機24a和24b的輸出側連接到存儲來自這些照相機24a和24b的位置信息的第二存儲器44上。存儲器42和44的輸出側都連接到CPU46。處理電路48連接到這個CPU46。處理電路48將來自存儲器42和44的位置信息轉換成合適的信息并處理它。CPU46在例如來自處理電路48的預先儲存程序的信息基礎上以控制方式驅動用于移相器的XYθ驅動機構40和用于襯底臺的XYZθ驅動機構14。
下面將介紹對具有上述結構的結晶設備中的移相器1和經(jīng)過處理的襯底4的定位控制。
如上所述，定位標記1a和1b設置在移相器1的兩端或其附近。每個定位標記1a和1b包括例如通過合適方法在移相器1上形成的十字標記，CCD照相機10a和10b對這些標記1a和1b進行成像并作為移相器1的位置信息。這個位置信息依次被儲存在第一存儲器42中，在需要時讀取，并輸出給處理電路48。處理電路48在定位標記1a和1b的成像信息基礎上計算如圖9中的虛線1c所示的這種線性位置信息。圖9示出了如下例子，其中線性位置信息1c相對于作為由實線4c表示的標準信息的預先儲存的參考線性信息在θ方向以+α角位移。CPU 46按照如下方式控制XYθ驅動機構40，使得移相器1在θ方向以對應這個位移角-α的量旋轉。結果是，移相器1設置為光學系統(tǒng)的預置平坦表面狀態(tài)。
盡管上述例子已經(jīng)在移相器1在θ方向位移時關于自動位置校正進行了說明，但是通過CPU46也同樣可以自動校正XY方向上的位移。當替換移相器1時，也可以進行這種移相器1的位移的位置校正，或者在結晶處理期間也可以進行位置校正。
盡管參考線性信息4c可以預先設置和儲存在處理電路48中，但是經(jīng)過處理的襯底4的定位標記4a和4b可以由CCD照相機24a和24b來成像，并且參考線性信息可以在這個成像信息的基礎上形成，類似于移相器1的例子。在這種情況下，移相器1的相對位置可以按照如下方式相對于經(jīng)過處理的襯底4的位置而改變，用預先設置的任意圖形從包含在移相器1中的定位標記照射已知相對位置，由此將任意圖形施加于經(jīng)過處理的襯底4。應該注意的是，Z方向的經(jīng)過處理的襯底4的位移的校正可以在來自Z檢測裝置22的位置信息基礎上響應來自CPU46的命令通過XYZθ驅動機構14在早期臺和/或在處理期間來進行。結果是，可以有利于通過施加具有反向峰值圖形的光強分布的激光而在焦深內(nèi)對經(jīng)過處理的襯底上進行位置控制，由此進一步保證結晶。
下面將介紹經(jīng)過處理的襯底4的定位。經(jīng)過處理的襯底4的定位標記4a和4b由CCD照相機24a和24b成像，在成像信息的基礎上，定位標記4a和4b的十字信息與預先儲存的標準初始位置信息相比較，以便計算在X、Y、Z、和θ方向的每個方向的部件的位移量，并且通過按照如下式控制XYZθ驅動機構14來控制襯底臺5，使得這些方向上的每個方向上的位移量為零。在利用這種方式定位了移相器1和經(jīng)過處理的襯底4之后，通過使用預先儲存的信息在經(jīng)過處理的襯底4的預置位置上自動執(zhí)行結晶步驟。
在結晶步驟中，利用襯底臺5使經(jīng)過處理的襯底4在X方向間隙地移動，從光源2a照射脈沖激光束并且通過照射系統(tǒng)2的均化器使激光束均化，然后通過移相器1將激光調制成具有反向峰值圖形的溫度梯度的照射光束，并且將被調制的光束施加于經(jīng)過處理的襯底4的結晶區(qū)(非晶硅薄膜7c)的預置位置上。結果是，用光照射的經(jīng)過處理的襯底4的一部分非晶硅薄膜7c被熔化。當經(jīng)過處理的襯底4移動和中斷脈沖激光的入射時，熔化部分改變到溫度減小狀態(tài)并隨著溫度梯度而固化，并且在非晶硅薄膜7c的部分上形成在X方向(橫向方向)生長的細長晶粒(實際上，在X方向和Y方向對準的很多晶粒是通過脈沖激光束的一次發(fā)射同時形成的。同時(光束的一次發(fā)射)形成晶粒的區(qū)域將被稱為結晶區(qū)并在后面說明。這種區(qū)域是例如2mm×2mm的正方形)。然后，當經(jīng)過處理的襯底停止移動時，脈沖激光束再次施加于與非晶硅薄膜7c的最終結晶區(qū)相鄰的區(qū)域上，并且對這部分進行結晶。當按照這種方式重復經(jīng)過處理的襯底4的移動和脈沖激光的施加時，非晶硅薄膜7c的所有結晶目標區(qū)都被結晶(從非晶硅變?yōu)槎嗑Ч?。此時，根據(jù)經(jīng)過處理的襯底的移動間距控制結晶區(qū)的間隔，并且可以形成連續(xù)或不連續(xù)的結晶區(qū)。通過依次在Y方向位移經(jīng)過處理的襯底4然后進行相同的結晶，具有大寬度(在Y方向較大)的經(jīng)過處理的襯底也同樣可以完全被結晶。
下面參照圖11的流程圖介紹通過使用結晶設備和方法來形成集成電路如MOS晶體管的方法的具體例子。應該注意的是，在下面的說明中，相同的參考標記表示與圖1-10中所述的基本相同的部件，并且省略了它們的詳細說明。首先，利用未示出的載體臂將如圖3所示的被處理的襯底4(以下將稱為經(jīng)過處理的襯底)設置在投射型結晶設備6的負載鎖定室30(圖5)中。然后，利用載體機械手28從負載鎖定室30自動地取出經(jīng)過處理的襯底4，并且將其運載到/安裝在預對準臺32上的預定位置上。利用未示出的已知預對準機構對被運載到預對準臺32上的經(jīng)過處理的襯底4進行預對準(F-1)。
用載體機械手28將被預對準的經(jīng)過處理的襯底4運載到/安裝到襯底臺5的預定位置上(F-2)。在這個步驟之前和之后，利用用作參考標記的定位標記1a和1b對移相器1在上述X、Y和θ方向的每個方向上進行部件的定位(F-3)。步驟F-2之后，利用用作參考標記的定位標記4a和4b對經(jīng)過處理的襯底4在上述X、Y、Z和θ方向的每個方向上進行部件的定位(F-4)。通過這種方式，完成經(jīng)過處理的襯底4的定位步驟。
然后，在預先儲存的程序中由投射型結晶設備6自動地執(zhí)行結晶步驟。具體地說，首先用從照射系統(tǒng)2穿過移相器1照射的脈沖激光束照射經(jīng)過處理的襯底4的非晶硅薄膜7c的預先確定部分。連續(xù)重復激光束的照射和經(jīng)過處理的襯底4的移動，將預先確定部分結晶成結晶區(qū)的圖形，該區(qū)域將在后面參照圖1 2A進行說明，由此終止結晶步驟(F-5)。利用未示出的載體臂將進行了結晶步驟的經(jīng)過處理的襯底4被運載到例如集成電路的處理線經(jīng)過處理的襯底4被運載到處理線，例如刻蝕處理線，并且除去表面上的蓋膜7d。具有在其中對準的很多結晶晶粒51的結晶區(qū)在X方向和Y方向對準的圖形形成在除去了蓋膜7d的非晶硅薄膜7c上，如圖12A所示。圖12A所述的圖形表示利用中心部分上的每個籽晶(晶核)51a在X方向(橫向方向)生長的晶粒51在X方向和Y方向以優(yōu)異的位置精度形成。在晶粒51的每個或預定一個中形成用于獲得前面表示的特性的電子部件的預定區(qū)，例如MOS晶體管的溝道區(qū)。不形成晶粒51的區(qū)域對應非晶硅或形成小晶粒的區(qū)域。在圖12A中，盡管相鄰的晶粒51彼此分開，但是它們?nèi)缟纤瞿菢颖舜诉B接。按照這種方式已經(jīng)經(jīng)歷了結晶步驟的經(jīng)過處理的襯底4被運載到曝光裝置(F-6)。
在曝光裝置中，對被運載的經(jīng)過處理的襯底4進行預對準(F-7)。被預對準的經(jīng)過處理的襯底4在運載到曝光裝置的襯底臺的先前確定的位置上(F-8)。利用設置在該經(jīng)過處理的襯底4上的定位標記4a和4b對被運載到襯底臺的經(jīng)過處理的襯底4進行精細的對準(F-9)。
曝光裝置對掩模執(zhí)行曝光步驟，對該掩模形成精細對準的經(jīng)過處理的襯底的對應集成電路圖形。該掩模被編程以便按照如下方式相對于經(jīng)過處理的襯底4進行定位，例如，使得集成電路的每個MOS晶體管的溝道區(qū)在晶粒51的每個中定位。對通過這種方式定位的經(jīng)過處理的襯底4進行曝光步驟(F-10)。利用不同掩模重復進行這步驟，可以進行公知的集成電路制造工藝，例如曝光工藝，如CVD步驟、刻蝕步驟和/或形成源和漏區(qū)52和53的雜質注入步驟，并且通過如下方式形成源區(qū)52和漏區(qū)53這些區(qū)域之間的溝道區(qū)設置在晶粒51中，如圖12B所示，由此形成如MOS晶體管等的集成電路(F-11)。
由于MOS晶體管的詳細制造步驟是公知的，因此不再詳細說明，但是這些步驟可以例如用以下方式來實現(xiàn)。
終止結晶步驟，并且在非晶硅薄膜7c暴露在其中的經(jīng)過處理的襯底4的結晶區(qū)中的每個晶粒51的表面上形成柵極絕緣膜，例如氧化硅薄膜。在這個氧化硅薄膜上疊置形成柵電極的導電膜，例如W-Mo膜。然后，通過用柵電極圖形作掩模選擇地刻蝕導電膜，形成柵電極。然后，用柵電極作掩模，將用于形成源區(qū)和漏區(qū)的雜質離子注入到結晶區(qū)中，由此形成源區(qū)52和漏區(qū)53。
在上述實施例中，盡管已經(jīng)關于將作為移相器1的定位標記1a和1b的兩個十字標記設置在矩形移相器1的左右兩端側上的例子，但是本發(fā)明不限于此，可以采用任何構造，只要它們是能獲得如圖9所示的用于與XYθ方向上的參考線性信息4c相比較的信息的定位標記即可。例如，一個定位標記1a可以是在X方延伸的線性標記，另一個定位標記1b可以是在Y方向延伸的線性標記。此外，定位標記的數(shù)量不限于兩個，可以根據(jù)其形狀采用一個或多個定位標記。而且，移相器1的一部分或多個部分，例如一個邊緣或多個邊緣可用作定位標記，而不用特別地提供定位標記。這些結構同樣適用于經(jīng)過處理的襯底4的定位標記4a和4b。
在上述實施例中，盡管CCD照相機10a、10b；24a、24b用作讀取定位標記1a、1b；4a、4b的檢測裝置，但是本發(fā)明不限于此，可以采用任何其它光學檢測裝置或以其它原理為基礎的檢測裝置。例如，當光學調制元件如作為定位標記的移相器形成有三角形切口時，可以使用光耦合器，檢測通過這個切口的光量的變化并將其轉換成位置信息。另外，當對用作定位標記的移相器形成超聲波反射表面時，可采用超聲波傳感器。
當用其檢測垂直于移相器1的光軸的表面上的位置的位置精度為0.5μm時，使用1/5功率的光學系統(tǒng)作為圖像形成光學系統(tǒng)3以0.1μm的參考襯底表面中的位置精度相對于經(jīng)過處理的襯底4設置移相器1的位置。
在前述實施例中，盡管具有線性移相部分的移相器1用作光學調制元件，其中所述線性移相部分將入射激光束調制成具有反向峰值圖形的光強分布的激光束，但是移相器1不必限于將入射激光束調制成這種構形的這種移相器。例如，可以采用具有點型移相部分的移相器。此外，光學調制元件不限于移相器1，可以采用任何種類的光學調制元件，只要它能將入射光束調制成具有預定光強分布的光束即可。例如，即使使用具有不同透射率的面積的掩模，通過適當?shù)剡x擇透射率和面積，穿過這個掩模的光束也可以被調制成具有任何光強分布的光束。
在前述實施例中，已經(jīng)關于通過形成預定移相圖形的移相器1結晶的例子進行了說明。如圖5所示，在前述實施例中提供位置調整機構。因此，作為移相器1，可以采用形成多種類型移相圖形的一個移相器，并且該移相圖形可以適當?shù)剡x擇。下面將在下面進行介紹。
對移相器1所形成的移相圖形的第一構形是圖13中所示的圖形B。在下列說明中，相同的參考標記表示與圖1-5中所示相同的部件，并且將省略它們的詳細說明。圖13A中所示的移相圖形B是線型移相圖形，其中具有例如0度移相值的矩形區(qū)1A和具有180度移相值的矩形區(qū)1B沿著一個方向交替地重復。在兩個矩形區(qū)1A和1B之間形成180度的相位差線(相位邊界移相線)。此外，在整個移相圖形中，以預定間距形成一個或多個相位差線1C。當使用這種移相器1，在經(jīng)過處理的襯底4的表面上形成具有反向峰值圖形的光強分布，其中在對應移相圖形的相位差線1C的線性區(qū)域中提供光強基本上為零或最小的峰值，并且光強朝向周邊急劇增加，如圖1 3B所示。關于需要形成具有所希望的相位差的移相圖形的階梯，假設λ是激光的波長，n是透明基板的折射率，可以在t＝λ/2(n-1)的基礎上計算透明基板的膜厚t。為了用折射率為1.46石英基板和為308nm的XeCl準分子激光波長提供180度的像差，可以通過如刻蝕等方法形成334.8nm的階梯。
移相圖形的第二構形是圖14所示的圖形C。這個圖形C采取如下構形其中具有不同相位值的四種類型的矩形區(qū)10A、10B、10C和10D在預定點10E上彼此相鄰，如圖14所示。這個圖形具有例如具有0度相位值的第一矩形區(qū)10A、具有90度相位值的第二矩形區(qū)10B、具有180度相位值的第三矩形區(qū)10C、以及具有270度相位值的第四矩形區(qū)10D。此外，在點10E上十字交叉的四條直線是第一矩形區(qū)10A和第二矩形區(qū)10B之間的邊界、第二矩形區(qū)10B和第三矩形區(qū)10C之間、第三矩形區(qū)10C和第四矩形區(qū)10D之間以及第四矩形區(qū)10D和第一矩形區(qū)10A之間的邊界。實際圖形具有如下構形包括如上述例子那樣的四個矩形區(qū)的很多單元對準并且可同時形成很多晶粒。
移相圖形的第三種構形是圖15A和16A中所示的圖形D。在圖15A所示的圖形D中，具有第一相位值的很多第一區(qū)62b在透明基板例如玻璃基板62上的具有第二相位值的第二區(qū)62a中以點狀形式分布，以便獲得圖15B所示的所希望的反向峰值圖形。這些第一區(qū)62b以如下方式設置它們的面積共享比在X方向從中心部分朝向兩側變小。最小光強峰值由中心部分形成，在中心部分中第一區(qū)62b的面積共享比很大。
圖16A是表示圖15A中所示的移相圖形中的基本圖形。參見圖16A，移相圖形的基本圖形具有多個單元(由圖中形成矩形的虛線所表示的)，其尺寸光學地小于圖像形成光學系統(tǒng)3的點擴散分布范圍的半徑。
在每個單元62c中形成具有例如-90度相位值(第一相位值)的第一區(qū)(圖中的陰影部分所表示的)62b和具有例如0度相位值(第二相位值)的第二區(qū)(圖中的空白部分)。如圖16A所示，每個單元62c中的第一區(qū)62b和第二區(qū)62b的面積共享比(area share ratio)根據(jù)每個單元而改變。
換言之，這個圖形具有如下相位分布其中具有-90度相位值的第一區(qū)62b和具有0度相位值的第二區(qū)62a的面積共享比根據(jù)X方向上的每個位置而改變。更具體地說，每個單元中的第二區(qū)62a的面積共享比在圖中左側單元中接近于50％，而在圖中右側單元中接近于100％，并且在這些單元之間沿著X方向單調地變化。
如上所述，移相器1具有以相位調制單位(單元)62c為基礎的相位分布，其中其尺寸光學地小于圖像形成光學系統(tǒng)4的點擴散分布范圍的半徑。因此，通過適當?shù)馗淖兠總€相位調制單元62c中的第一區(qū)62b和第二區(qū)62a的面積共享比，即兩個相位矢量的總和，可以根據(jù)分析和簡單的計算自由地控制形成在經(jīng)過處理的襯底4上的光強分布。
具體而言，如具體16B所示，可以獲得一維(在X方向具有梯度)的V形光強梯度分布，其中在第二區(qū)62a的面積共享比接近100％的兩側位置上光強最大，在第二區(qū)62a的面積共享比接近50％的中心位置上光強最小。通過這種方式，雙折射元件的光束分開方向(Y方向)垂直于光強梯度分布的梯度方向(X方向)。通過在例如石英玻璃基板上形成對應所需相位差的厚度分布，可以制造移相器1。石英玻璃基板的厚度的變化可以通過選擇地刻蝕或聚焦離子束(FIB)處理來形成。
圖17和圖18表示具有分別示于圖13A、14和15A中的移相圖形B、C和D的移相器1的實施例。分別示于圖17和18中的每個移相器1具有形成在一個基板上的多種類型例如三種類型的移相圖形B、C和D，并且它用作圖5中所示結晶設備6的移相器，以便可以選擇所希望的移相圖形。給這種移相器1形成下述的對準標記形成圖形101和對準標記形成圖形101的定位標記101a和101b。盡管圖17中所示的移相器1具有對應每個移相圖形B、C和D設置的一對定位標記101a和101b，但是只有一對定位標記101a和101b可適用于任何一個移相圖形。
下面參照圖19介紹對移相器1形成上述移相圖形B、C和D以及對準標記形成圖形101的另一例子。這個移相器1具有透明基板102，移相圖形B、C和D以及對準標記形成圖形101在其上以等尺寸和相鄰地對準。對這個透明基板102形成對準標記形成圖形101的定位標記101a和101b。這些標記101a和101b可以與移相器的定位標記1a和1b基本相同(詳細地說，這是移相圖形)，因此可以在相同的步驟中在透明基板102上形成這些標記1a、1b；101a、101b。對準標記形成圖形101可以采取各種構形，但是它由分別在X和Y方向延伸的一對透明矩形縫隙101c和101d和這些縫隙101c和101d周圍的不透明區(qū)101e形成。下面參照圖20和21介紹使用這種移相器1的電子器件的制造方法的例子。
這種方法與參照圖11所述的制造方法基本相同，除了用于形成對準標記的方法之外，因此只解釋這種方法。通過使用圖19所示的移相器1的移相圖形，投射型結晶設備6將激光束施加于預定位置上，從而在經(jīng)過處理的襯底4上形成很多結晶區(qū)，如圖21所示(F-5)。應該注意的是，用圖21中的參考標記表示。順便提及，盡管在圖21中結晶區(qū)99相對于經(jīng)過處理的襯底4而言是非常大的，但是這有利于觀看該圖。實際上，在例如730mm×920mm的矩形液晶顯示器玻璃基板用作經(jīng)過處理的襯底4的情況下，如果在整個經(jīng)過處理的襯底上形成各具有2mm×2mm尺寸的結晶區(qū)99，則可以形成167900個結晶區(qū)(實際上，由于在經(jīng)過處理的襯底的外周邊部分不形成結晶區(qū)，因此結晶區(qū)的數(shù)量比這個值小)。
之后，利用XYθ驅動機構40(圖7)使移相器1在X方向移動，并且將對準標記形成圖形101放置在設置移相圖形的位置上。然后，使用定位標記101a和101b將這個圖形101相對于經(jīng)過處理的襯底4進行定位(G-1)。此時的定位可以用與上面詳細說明的移相器(更詳細地說，這是移相圖形)的定位基本相同的方式來進行。然后，從光源向移相器1投射激光束。這種激光束穿過對準標記形成圖形101的對準標記101c和101d，并照射在經(jīng)過處理的襯底4的預定區(qū)上。結果是，對經(jīng)過處理的襯底的這個激光束入射部分進行了熱處理，并且在經(jīng)過處理的襯底4上形成一對對準標記104c和104d，如圖21所示。這種熱處理是使經(jīng)過處理的襯底的材料變形或者轉變并在物理上變得不同于其它區(qū)域，使得進行了熱處理的區(qū)域可以區(qū)分于其它區(qū)域。
然后，經(jīng)過處理的襯底4偏移一個間距，進行相同的處理，并且在經(jīng)過處理的襯底4上的多個預定區(qū)上形成多對對準標記104c和104d。在本例中，盡管在經(jīng)過處理的襯底4上形成三對對準標記104c和104d，但是本發(fā)明的不限于這個數(shù)值。此外，形成對準標記104c和104d的位置是任意的。作為一個例子，在圖21A中在結晶區(qū)形成范圍內(nèi)形成這些標記，并且在圖21B中它們形成在結晶區(qū)形成范圍外部。
如上所述，在步驟F-7和F-8之后，在步驟F-9中使用對準標記104c和104d對形成了對準標記104a和104d的經(jīng)過處理的襯底4進行精細對準。
盡管在根據(jù)前述實施例的制造方法中在結晶之后在經(jīng)過處理的襯底上形成對準標記，但是順序可以反過來。
附加優(yōu)點和修改對于本領域技術人員來說是顯而易見的。因此，本發(fā)明在其較寬的方案中不限于具體細節(jié)和這里所述和所示的代表性的實施例。因而，在不脫離由所附權利要求及其等效形式所限定的一般發(fā)明概念的精神或范圍的情況下可以做各種修改。
權利要求
1.一種在利用結晶設備結晶的經(jīng)過處理的襯底的區(qū)域中制造電子器件的方法，該結晶設備包括照射系統(tǒng)，投射使經(jīng)過處理的襯底熔化的光束；光學調制元件，將光束調制成具有至少一個光強分布的光束，其中所述光強分布從最小光強變化到最大光強；和襯底臺，設置在穿過光學調制元件傳輸?shù)墓馐丈湓谄渖系奈恢蒙?，并支撐該?jīng)過處理的襯底，該制造方法包括相對于該結晶設備的襯底臺定位經(jīng)過處理的襯底，并用作為參考物的、預先設置在經(jīng)過處理的襯底上的至少一個定位標記支撐它；向該襯底臺支撐的經(jīng)過處理的襯底的預定區(qū)施加所述調制光束和使該區(qū)結晶；和在利用用作參考物的定位標記進行定位了的經(jīng)過處理的襯底的結晶區(qū)中形成至少一個電路元件。
2.根據(jù)權利要求1所述的電子器件的制造方法，其特征在于經(jīng)過處理的襯底包括具有將被結晶的區(qū)域的非單晶半導體膜。
3.一種電子器件，由根據(jù)權利要求1或2所述的電子器件的制造方法制造。
4.一種結晶設備，其特征在于包括照射系統(tǒng)，投射用于照射經(jīng)過處理的襯底的光束；光學調制元件，設置在來自照射系統(tǒng)的光束的光軸上，并將入射光束進行光強調制成具有至少一個預定圖形的光強分布的光束；支撐部件，用于按照使被光強調制的光束照射到經(jīng)過處理的襯底上的方式支撐經(jīng)過處理的襯底；第一位置檢測組件，用于檢測光學調制元件的絕對位置；第二位置檢測組件，用于檢測經(jīng)過處理的襯底的絕對位置；和位置控制組件，用于在第一和第二位置組件的檢測結果基礎上控制光學調制元件和經(jīng)過處理的襯底中的至少一個的位置。
5.根據(jù)權利要求4所述的結晶設備，其特征在于照射系統(tǒng)具有投射做為所述光束的激光束的激光光源和光學單元，所述光源單元用于均化從激光光源投射的激光束的光強分布和使激光束進入光學調制元件，并且光學調制元件具有光學調制圖形，該光學調制圖形將入射激光束調制成具有光強分布的激光束，所述光強分布帶有具有最小強度峰值的至少一個反向峰值圖形。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的結晶設備，其特征在于第一位置檢測組件在垂直于該光軸并且彼此垂直的X方向和Y方向以及相對中心處的該光軸θ方向中的至少一個方向上檢測光學調制元件的位置，當檢測到的位置偏離預定位置時，位置控制組件移動光學調制元件，以便校正被檢測位置的位移。
7.根據(jù)權利要求4-6任一項所述的結晶設備，其特征在于第一位置檢測組件在垂直于光軸且彼此垂直的X方向和Y方向以及相對于中心處的光軸θ方向上檢測光學調制元件的位置，當檢測到的位置偏離預定位置時，位置控制組件移動光學調制元件，以便校正該位移。
8.根據(jù)權利要求4-7任一項所述的結晶設備，其特征在于第一位置檢測組件具有提供給光學調制元件的至少一個定位標記以及檢測該定位標記和輸出位置信息的定位標記檢測裝置，位置控制組件將位置信息與參考位置信息進行比較，如果兩組位置信息之間存在差異，則移動光學調制元件，以便校正位移。
9.根據(jù)權利要求8所述的結晶設備，其特征在于所述至少一個定位標記包括一對定位標記，所述一對定位標記按照它們彼此隔開一定距離的方式提供給光學調制元件，所述定位標記檢測裝置具有獨立地檢測定位標記的一對檢測單元，位置控制組件具有一單元和驅動機構，所述單元用于在該對檢測單元的檢測信息基礎上產(chǎn)生線性位置信息，將其與參考線性位置信息進行比較和輸出光學調制元件在XYθ方向上的位移的信息，所述驅動機構在來自這個裝置的信息的基礎上在XYθ方向移動光學調制元件。
10.根據(jù)權利要求9所述的結晶設備，其特征在于所述位置控制組件包括支撐機構，該支撐機構可替換地支撐光學調制元件并利用驅動機構在XYθ方向移動光學調制元件。
11.根據(jù)權利要求9或10所述的結晶設備，其特征在于該對定位標記具有設置在光學調制元件兩端附近的十字標記，該對檢測單元具有獨立地對十字標記進行成像的一對CCD照相機。
12.根據(jù)權利要求8-11任一項所述的結晶設備，其特征在于參考位置信息被預置。
13.根據(jù)權利要求8-11任一項所述的結晶設備，其特征在于進一步包括用于檢測由支撐部件支撐的經(jīng)過處理的襯底的位置和在檢測結果基礎上產(chǎn)生參考位置信息的組件。
14.一種結晶方法，其特征在于包括向經(jīng)過處理的襯底連續(xù)投射脈沖激光束；將激光束光強調制成具有預定圖形的光強分布的激光束，照射經(jīng)過處理的襯底的一區(qū)域，并使該區(qū)域結晶；在光強調制之前和/或過程中檢測光學調制元件的位置；和在第三步檢測的檢測結果基礎上控制光學調制元件的位置。
15.根據(jù)權利要求14所述的結晶方法，其特征在于光學調制元件是具有至少一個線性或點狀移相部分的移相器，使得入射激光束被光強調制成具有至少一個反向峰值圖形的光強分布的激光束，所述光強分布具有最小光強峰值，并且用被調制的激光束照射經(jīng)過處理的襯底。
16.一種光學調制元件，具有移相圖形、對準標記圖形和用于相對于經(jīng)過處理的襯底對這些圖形進行定位的定位標記。
17.一種光學調制元件，具有帶有至少一個線性或點狀移相部分的移相器部分和至少一個定位標記，所述移相部分對入射激光束形成最小強度峰值，所述定位標記用于移相器部分的定位。
全文摘要
一種電子器件的制造方法，包括相對于結晶設備的襯底臺(5)對經(jīng)過處理的襯底(4)進行定位和用預先設置在經(jīng)過處理的襯底上的用作參考物的至少一個定位標記(4a、4b)支撐它，向由襯底臺支撐的經(jīng)過處理的襯底的預定區(qū)域施加被調制光束并使該區(qū)域結晶，以及在用作為參考物的定位標記定位的經(jīng)過處理的襯底的結晶區(qū)中形成至少一個電路元件。
文檔編號H01L21/302GK1649083SQ20041010367
公開日2005年8月3日 申請日期2004年12月24日 優(yōu)先權日2003年12月25日
發(fā)明者秋田典孝, 高見芳夫 申請人:株式會社液晶先端技術開發(fā)中心