TW200422749A - Crystallization apparatus, crystallization method, phase modulation element, device and display apparatus - Google Patents

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200422749 ------ — 五、發明說明（1) 發明所屬之技術區域 本案係關於結晶化裝置、結晶化方法、相位調變元 件、裝置及顯示裝置，其係藉由具有預設之光強度分布的 雷射光照射多結晶半導體薄膜或是非晶質半導體薄膜，以 產生結晶化之半導體薄膜。 先前技術

控制施加於液晶顯示器（Liquid-Crystal - Display: LCD)之畫素之電壓的係為一開關元件，而用於這種開關元 件的則是所謂薄膜電晶體（Thin_Fi lm_Transistor : TFT) ’》專膜電晶體則係於非晶質梦（amorph〇us— silicon) 層或疋多結晶梦（poly- Silicon)層中形成0 多結晶矽層與非晶質矽層比較起來電子或電洞的移動 度較高，因此於多結晶矽層中形成電晶體和於非晶質矽層 中形成電晶體比較起來，不但切換速度較快，顯示的反應 速度也大幅提升。 “

再者’亦可以利用薄膜電晶體構成周邊Ls I，其次， 亦具有減少其他部件之設計侷限的優點，另外，對於起動 =路或是DAC等周邊迴路來說，纟組裝成顯示器時更可使 得那些周邊迴路以更高速的方式運作。 多結晶石夕係由結晶粒的 較起來電子或電洞的移動度 成的大多數薄膜電晶體，其 也是一個問題，因此，最近 集合所構成，但與單結晶矽比 較低，再者，於多結晶矽中形 通道中的結晶粒子數的變化度 也有人為了提升電子或電洞的

200422749 五、發明說明（2) 移動度以及減少通道中結晶粒子數 生大，子半徑之結晶切的結晶化方法，而提出可產 這種結晶化方法為人所知的是 「 CExci-r Laser Annealing)^, 的移相器之上，以產生半;匕；晶：半導體薄膜 制^法」的詳細資料，可以參閱「表面科。二二相位控 Ν〇· 5，ρρ· 278-287，2000」。 ·以， 所謂「相位控制ELA法」，係於對應 ，的點上產生光強度大約為。的反頂端二之::光偏強 度大約為0而朝向周圍的光強度合各 许八；〗固耵亢强度《心速增大的圖形）的光強 曰Sit有這個反頂端圖形之光強度分布的光照 射夕、，、〇日日+導體薄膜或是非晶質半導體薄膜，結果會產生 =f光強度分布的融溶區域的溫度分配，對應於光強度大 約為0的點在最初凝固部份會產生結晶核，從該結晶核開 始朝向周圍的橫方向成長結晶（以下皆稱為「成 長」）’以生成大粒子半徑的單結晶粒。 其次’日本特開20 0 0 - 30 6859號公報亦提出一種結晶 化技術，其係利用具有反頂端圖形之光強度分布的光、經 由相位偏移光罩（移相器），而照射半導體薄膜。 另外，井上、中田、以及松村在「電子情報通信學會 論文諸」（Vol.J85-C，Νο·8，ρρ·6 24-629，2002 年8 月）之 「石夕薄膜之振幅、相位控制準分子雷射融溶再結晶化法一 新法2-D位置控制大結晶顆粒形成法―」亦提出一種結晶化

m 第8頁 200422749 五、發明說明（3) 技術，其係 凹型圖形、 射半導體薄 如曰本 形成反頂端 移部的部份 讓光強度以 度分布的周 途結束。 此外， 及藉由設計 光強度分布 實行’也就 設計條件可 另一方 在將移相器 晶化的凹型 種實行方法 光吸收分布 的’再者， 晶化薄膜時 光吸收分布 化現象。 藉由針 移相器 的理想 是說， 以想見 面，如 和光吸 圖形以 是極為 的薄m 特別是 ’因為 ’會使 對移相 的配置 分布， 若要將 應會極 「電子 收分布 及反頂 困難的 以進行 用於結 吸收光 得薄膜 器而調 位置， 但是， 此設計 為複雜 情報通 組合的 端圖形 ，亦即 薄膜成 晶的強 所產生 材料極 利用具有將移相器和光吸收分布組合所產生的 以及具有反頂端圖形之光強度分布的光，而昭 膜（請參閱第三圖及其相關記載）。 … 特開20 0 0-30 6 859號公報所示，使用移相器以 圖形之光強度分布的技術中，係於對應相位偏 形成反頂端圖形之光強度分布，然而，為了不 線性方式增大，以及為了在反頂端圖形之光強 邊產生多餘的凹凸分布，結晶的成長極易於中 節照明光的角度分布，以 也許可以很接近於所得之 這種設計無法以解析方式 以解析般的方式實現，其 〇 信學會論文誌」所揭示， 技術中，可以得到用於結 之光強度分布’然而，這 ’利用具有連續性變化的 長，一般來說是極為困難 度極大的光，在照射被結 的熱及化學變化所造成的 易產生不為人所接受的劣

200422749 五、發明說明（4) 發明内容 本案之目的為提供用以產生使得結晶自、结晶核開始橫 向成長的大粒子半徑的結晶化半導體薄臈的/種結晶化裝 置、結晶化方法、以及使用結晶化半導體簿薄膜電晶 體和顯示裝置。 、 根據本 於一入射光 調變元件； 照明系統； 系統；以及 側之非單結 變元件係於 於在光學上 徑的一相位 根據本 於一入射光 調變元件； 照明系統； 系統；以及 中的一成像 該成像光學 成像光學系 元0 案之目的， 之一出射光 用以產生射 設置於該相 用以支持具 晶半導體薄 轉換成該成 小於該成像 調變單元。 案之另外目 之一出射光 用以產生射 設置於該相 配置於該相 光學系統； 系統之一成 統之一點像 提供一種結 之相位係根 入該相位調 位調變元件 有設置於該 膜之基板的 像光學系統 光學糸統之 的，提供一 之相位係根 入該相位調 位調變元件 仅調變元件 其中’該相 像面時，4 分布範園之 晶化裝置， 據位置而不 變元件的該 的射出側之 成像光學系 一級；其中 之一成像面 一點像分布 種曝光裝置 據位置而不 變元件的該 的射出側之 和該預定面 位調變元件 有基於在光 一半徑的一 包括：相對 同的一相位 入射光之一 一成像光學 統之一射出 ，該相位調 時，具有基 範圍之一半 ，包括相對 同的一相位 入射光之一 一成像光學 之間一光路 係於轉換成 學上小於該 相位調變單

包括下 根據本案之再一目的 提供一種結晶化方法，

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五、發明說明（5) 列步驟··當轉換成一成像面時，照明具有基於在 ::成：光學系統之-點像分布範圍之一半徑的一相位： 交早兀的一相位分布的一相位調變元件；以及經由配置於 該相位調變元件和一多結晶半導體薄膜或是一非晶導 體薄膜之間一光路中的該成像光學系統，以具有預定光強 度分布之光束照射該多結晶半導體薄膜或是該非晶質半導 體✓專膜’以生成一結晶化半導體薄膜。

根據本案之再一目的，提供一種結晶化方法，包括下 列步驟：轉換成一成像面時，照明具有基於在光學上小於 二成像光學系統之一點像分布範圍之一半徑的一相位調變 單元的相位分布的一相位調變元件；以及經由配置於該 相位调變件和一預定面之間一光路中的該成像光學系 統’以形成預定之光強度分布於該預定面。 根據本案之再一目的，提供一種相位調變元件，其具 有基於預定之大小的一相位調變單元的一相位分布，包 括：具有一第一相位值的一第一區域；以及具有一第二相 位，的一第二區域；其中，該相位分布係根據該第一區域 和该第二區域之一占有面積率之位置而變化。

根據本案之再一目的，提供一種相位調變元件，其具 有基於預定之大小的一相位調變單元的一相位分布，包 ^ \具有一固定相位值的複數分割區域；其中，每一該分 «J，域中係具有一相位分布，該相位分布之該相位值係根 據每一該分割區域而周期性地變化。 根據本案之再一目的，提供一種相位調變元件，其具

第11頁 200422749 五、發明說明（6) 有基於預定之 括：一第一帶 相位分布且係 帶狀區域，該 係沿著該相位 及第二帶狀區 鄰接，該邊界 平均相位值和 不同的。 根據本案 一成像面時、 之一點像分布 布的一相位調 預定面之間一 預定之之光強 膜。 根據本案 對基板，二者 氣光學物質； 板的複數畫素 複數薄膜電晶 大小的一相位調變單元的一相位分布，包 狀區域’該第一帶狀區域係具有具有一第一 石著一相位之變化方向而延伸；以及一第二 第二帶狀區域係具有具有一第二相位分布且 之’隻化方向而延伸；其中，該第一帶狀區域 域係夾著沿著該相位冬變化方向的邊界線而 線上的一局部區域中該第一帶狀區域側的一 該第一帶狀區域側的一平均相位值實質上是 之再一目的，提供一種裝置，包括··轉換成 照明具有基於在光學上小於一成像光學系統 範圍之一半徑的一相位調變單元的一相位分 變元件、並經由配置於該相位調變元件和一 光路中的該成像光學系統、於該預定面形成 度分布之結晶化方法所製造之一半導體薄 經由相對於一 的一相位調變 之再一目的，提供一種顯示裝置，包括：一 之間具有一預定之間隙；位於該間隙之一電 形成於一基板的一相對電極；形成於另一基 電極、以及提供用以驅動複數該晝素電極的 體的一半導體薄膜；其中，該半導體薄膜係 入射光之一出射光之相位係根據位置而不同 元件和一成像光學系統，以具有該多結晶半 導體薄膜或是該非晶質半導體薄膜上預定之光強度分布的

第12頁 200422749 五、發明說明（7) 光進行照射並結晶化。 實施方式 以下將配合圖示，以說明本案之實施型態。第一圖係 為本案之結晶化裝置一實施例之結構的概略圖，而第二圖 係為第一圖之照明系統之内部結構的概略圖。請參閱第一 圖和第二圖，本實施樣態之結晶化裝置，係具有用以照明 相位調變元件1之照明系統2，有關相位調變元件1的構成 和作用將於後面陳述。 照明糸統2之中’係具有產生射入相位調變元件1之射 入光的雷射光源，例如KrF準分子雷射光源2a，其可供給 波長248nm的光，用以結晶化非晶質矽薄膜或是多結晶矽 薄膜之類的非單結晶半導體薄膜，次外，光源2a可以使用 XeCl準分子雷射光源或是YAG雷射光源般的適當光源。 光源2a所發出之雷射光在經由擴束器2b放大之後，即 射入第一透鏡2c。 第一透鏡2 c的後側焦點面形成了複數擬真光源（第一 透鏡2c的後侧焦點面上形成光源2a的像，作為擬真光 源），第一透鏡2c的後側焦點面、亦即從複數（擬真）光源 發出的光束經由第一會聚光學系統統2d而被引導至帛二^ & 鏡2 e的入射面，結果會在第二透鏡2 e的後側焦點面上，# 成比第一透鏡2c的後侧焦點面還多的複數擬真光源（第_ y 透鏡2e的後側焦點面上形成第一透鏡2c的像，作為|真^光 源），而從第二透鏡2e的後側焦點面上所形成的複數光源

200422749 五、發明說明（8) 所發出的光束，即經由第二會聚光學系統統2 調變元件1。 、第一透鏡2C和第一會聚光學系統統2d係構成了賦予光 源2a 2發出之照明光一同化效果的一第一同化機構，因 此，藉由it個第一同化機構而自光源2a所發出的雷射光， 便以内面強度分布平均化的狀態射入第二透鏡“。 同仆ΪΪ ’ Ϊ二ΐ鏡26和第二會聚光學系統2f構成了第二 丄槿~I，猎由廷個第二同化機構，入射角度被第一同化 行昭：平均化的雷射光便以内面強度分布平均化的狀態進 此，藉由第一透鏡2C、第-會聚光學系統Μ、 全域Φ兄6以及第一會聚光學系統2 f ’相位調變元件1的 的i射ΐ f角度分布皆係平均，#即内面強度分布平均化 幻雷射先即進行照射。 成像ΞΪ位調變元件1而被調變相位的雷射光’射入設於 光學争ί 之射出側的被處理基板4(預定面即為成像 %予糸統3的成像面）〇 透鏡ί ί系統3係具有在凸透鏡3a和凹透鏡3b等二個 理a柘/碣口光圈3c，並且使得相位調變元件1和被處 里基預定面)在光學上具有共役的位置關係。“ 膜，並t話說，被處理基板4係具有被結晶化處理的薄 (成像光目位調變元件1在光學上具有共役的面 空吸Λ 的像面）上’另外’被處理基板4係藉由真 置。班次疋靜電吸盤而被保持於基板5上預先決定的位 第14頁 200422749 五、發明說明（9) 開口光圈3c其開口部（光透過部）的大小可以任意地設 疋’另外’開口光圈3 C亦可藉由使用虹彩光圈等而連續地 變化開口部的大小，再者，開口光圈3c可以預定的大小的 開=部所設的複數板狀體的方式作準備，亦可以設置任意 的光路’不論哪一種方式，開口光圈3 c的開口部（實質上 的成像光學系統3的像側開口數να )的大小、如後面所述 般’係於被處理基板4之半導體薄膜之上依據所需之光強 度分布之產生而設定。

此外，成像光學系統3可以是屈折型的光學系統、可 以是反射型的光學系統、亦可以是屈折反射型的光學系 統’另外，被處理基板4可以是在液晶顯示器基板玻璃 上、以化學氣相沉積法（CVD)製作的下層保護膜和非單結 晶半導體薄膜（例如非晶質矽薄膜）依次而形成。 第三圖（A)至（F)係本案基本原理之說明圖，係使用與 第一圖和第二圖相同之圖示符號，詳細之說明便於此省 略0 一般來說’相位調變元件1之成像的光振幅分布U (X， y)可用式（1)來表示

iKx，y)=T(x，y)*ASF(x，y)……⑴ 另外’在式（1 )中，T ( x，y )表示相位調變元件1的複素振 幅透過率分布，*表示迴旋積分，ASF(x，y)表示成像光學 系統3的點像分布函數，再者，所謂點像分布函數，係指 成像光學系統所產生點像的振幅分布。此外，相位調變元 件1的複素振幅透過率分布T，其振幅係平均的，如式（2 )

第15頁 200422749 五、發明說明（10) 所表示 Ί = Ί^β[ Φ (x ^ y) ......(2) 在式（2)中，T〇係為一定值， 一 者，成像光學系統3具有平丛（X，y)表示相位分布。再 的情形之下，關於點像分布：的圓&自$外在沒有差異 的關係是成立的 刀布函數ASFCx，y)，式（3)所表示 ASF(x，y) 002:^(2 7Γ/ λ · Na (3) •·· 參· ανλ·γ)/( 2 π / λ ·ΝΑ·γ) 其中，r=(x2+y2)1/2 m之中，ji代表貝氏函數，λ代表光波長，ΝΑ代表上 达之成像光學系統3的像側開口數。 第三圖（Α)所示之成像光學系統3的 被處=板4的像面3fjL的光強度分布，如第三布圖2 = 軸表示被處理基板4的入射面，縱軸表示入 表 飞第（一）中虛線所示之直徑R的圓筒形3e所近似，也就θ ^第〇之相位調變元件1上的直徑『（光學上對應' 決定;it)的直徑R之值）之圓内的複素振幅分布的積分 “ 第二圖（A)之像面3f上的複素振幅。 故电如上所述’成像於像面3f上的成像之光振幅、亦即本 尔馬相位調變元件1的複素振幅透過率分布和 刀布函數-奂 …。琢 一者的迴旋積分。 圓形的圓筒形36近似點像分布函數’如第三圖所示將 “’像分布範圍R之内的相位調變元件1的複素振幅透

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過率進行平均雙重積分之結果， 其絕對值的平方成為光之強度，2為像面3f的複素振幅， 的點像分布範圍R，係為點像又 外’成像光學系統3中 ^ ^ ^ ^ ^ # !，3i ^ Fal6^ ^ 1^3 ^ ^ ^ ffl (B) 因it卜，酌：/金八士》 J門的|&圍0 一點藉由第三圖（D)所示單位圓3、" k成光強度變小，以 笛- ®广I)、你、*_ 等體涛膜的情形之下’ 布函數即成為如第三圖(f)所示之點像 上述之過程而較此點之光強、面以―點的圖，根據 第四圖（A )至（C)係為點像分 光強度之關係的典型的表示圖， 的相位值係全部的〇度情況之圖， 振幅的四個相位向量4 g之和變成 光強度161。 布範圍R内相位之變化和 第四圖（A)表示四個區域 擁有〇度方向的每一E的 了振幅4E，其平方對應於 第四圖（B)之中’二個區域的相位值係為〇度，其他的 二個區域的相位值係為90度.，對應於〇度方向的二個相位 向量和90度方向的二個相位向量的和係為振幅2，2E，其 平方係對應於光強度8 I，第四圖（c )係為相位值〇度、9 0 度、180度、以及270度的區域之圖，〇度方向的相位向量 4s、90度方向的相位向量4t、180度方向的相位向量4u、 以及270度方向的相位向量4v之和的向量之振幅變成0E， 其平方係對應於光強度〇 I。

第17頁 200422749 五、發明說明（12) 第五圖（A)和⑻係為成像光學 ^s 分布函數之關係的表示圖。 ' 瞳函數和點像 一般來說，點像分布函數（第五 五圖（A))的傅立葉轉換，具體來說，θ 係為曈函數（第 平均的圓型瞳，且+具差別的情形之^像光學系統3具有 ASF(x，y)係以上述式（3)來表示，秋=像分布函數 中差異存在之情形以及具有平均圓形浐冰像光學系統3 形並不限於此。 7里 卜的瞳函數的情 平均圓形瞳中不具差異的情形下，直到點德、 灰成最初之0的情形之前，中央 瑞：：布函數 徑R/2如式（4)所表示 尸义缟囡盤）的半 R/2 = 0. 61 λ /ΝΑ......(4) 五圖rt、案中，所謂點像分布函數係代表如第三圖(β)、第 之點像分布函數…）變成最初之〇的情开4 則圓狀的中央區@，從第四圖(Α)至(c)可以明白，1曰 ^括光予上對應於成像光學系統之點像分布範圍R的圓之 的複數（第四圖（A)至（C )的四個）個相位調變單元，則複 f ί目位向量4g之和所產生的光振幅、亦即以解析方式藉Γ 簡f之計算以控制光強度便有可能達成，結果是，較為容 易得到較為複雜的光強度分布。 "—因此，本案中，為了自由控制光的強度，對於相位調 f 70件1的相位調變單元來說，成像光學系統3的點像分布 辜巳圍R(請參閱第三圖（B))之半徑、亦即比R/2還小是有必 要的’換句話說，成像光學系統3之像侧之換算成成像光

第18頁 200422749 五、發明說明（13) 學系統的成像面（預定面）、並基於相位調變元件1的相位 調變單元的相位分布之大小，有必要小於成像光學系統3 的點像分布範圍R的半徑R/2，此處的相位調變單元、例如 後述之胞元的情形之下，係為胞元的最短一邊的大小，表 示晝素之一邊的長度。 以下藉由實施樣態以說明本案相位調變元件1。 請參閱第六圖（A )，相位調變元件1係具有以矩形之波 線所表示的複數胞元21，其尺寸係小於成像光學系統3之 點像分布範圍R的半徑R/2，此外，每一相位調變元件1係 具有第一區域21a和第二區域21b，其中第一區域21a係具 有以斜線所表示的第一相位值φ 1，而第二區域21 b係具有 不加斜線之空白的第二相位值φ 2。 如第六圖（A)所示，各胞元21之内相位值Φ 1 (例如9 0 度）的第一區域21a以及相位值Φ2(例如0度）的第二區域21b 之占有面積率係每一胞元都在變化，換句話說，相位值φ 1 的第一區域2 la以及相位值Φ2的第二區域2 lb之占有面積率 係根據位置的變化而具有一相位分布，更具體來說，胞元 内相位值Φ2的第二區域2Jb之占有面積，在胞元之中最左 邊所表示的是最大，在胞元之中最右邊所表示的是最小， 在其中單調地變化著，因此，第六圖（A)所示六個胞元所 構成的相位調變元件1，會如第六圖（B )所示般，連續地變 化每一胞元的相位值之不同區域的大小，而射向相位調變 元件1的入射光，便如箭頭z所示般從紙表面（手前端）向内 側（裡側）穿出。

200422749 五、發明說明（14) 如上所述，相位調變元件1係具有基於比成像光學系 統3之點像分布範圍R之半徑R/2還小的光學尺寸之相位調 變單元（胞元）2 1的相位分布，因此，藉由使得各相位調變 單元21之第一區域21a和第二區域2 lb之占有面積率、亦即 二個相位向量之和產生適宜之變化，可以根據所決定之演 鼻控制被處理基板4(請參閱第一圖）上所形成之光強度分 布，具有第一和第二相位值Φ 1和φ 2的相位調變元件1能夠 根據第一和第二相位值Φ 1和φ 2所形成之選擇耑製造例如 石英玻璃般的厚度，而石英玻璃厚度之變化則係根據所選 擇蝕刻或是FIB(Foucused Ion Beam)而形成。 第七圖係為本案之相位調變元件另一實施例之概略 圖。 請參閱第七圖，相位調變元件1具有比成像光學系統3 之點像分布範圍R之半徑R / 2還小的光學尺寸之複數矩形的 晝素2 2 ’這些複數畫素2 2係縱橫地稠密地配置，並且各書 素22每一皆具有一定的相位值，具體來說，具有斜線的第 一相位值Φ1 (例如90度）的第一畫素22a以及具有不加斜線 之空白的第二相位值Φ2(例如〇度）的第二晝素22b，而射向 相位調變元件1的入射光，便如箭頭z所示般從紙表面（手 前端）向内侧（裡側）穿出。 如第七圖所示，相當於成像光學系統3之點像分布範 圍R(請參閱第三圖（B))在光學上所對應的單位範圍（虛線 之圓c所示）的同一相位值之晝素數目係在每一單位範ilE圍内 變化，換句話說，第七圖所示之相位調變元件丨會和第>

第20頁 200422749 五、發明說明（15) 圖（A)所示之相位調變元件同樣地，具有作為相位值①ι的 第一區域之第一畫素22a以及作為相位值φ2的第二區域之 第二畫素22b之占有面積率根據位置而變化的相位分布。 如上所示，第七圖之相位調變元件j係具有基於比成 · 像光學系統3之點像分布範圍!^還小的光學尺寸之相位調變 單元（胞元）22的相位分布，因此，藉由使得光學對應於成 -像光學系統3之點像分布範圍r之相位調變元件1中、第一 晝素22a和第二晝素22b之占有面積率、亦即複數相位向量 之和產生適宜之變化，可以根據所決定之演算控制被處理 基板4上所形成之光強度分布。 _ 第八圖係為本案之相位調變元件再一實施例之概略 圖，請參閱第八圖，相位調變元件丨係具有基於比成像光 學系統3之點像分布範圍!^還小的光學尺寸之複數細長的三 角形的帶狀區域23，以圖示般稠密地配置，並且各條狀區 域23每一皆具有一定的相位值。 具體來說，具有斜線的第一相位值φ丨（例如9 〇度）的第 條狀區域2 3 a以及具有不加斜線之空白的第二相位值〇 2 (例如0度）的第二條狀區域23b。 ^如第八圖所示，各條狀區域23a和23b的寬度係沿著縱 _ =(箭頭X所示）而變化，換句話說，作為相位值φ1的第一 區域之第一條狀區域23a以及作為相位值φ 2的第二區域之 第一條狀區域23b之占有面積率係根據位置之變化而具有 一相位分布。 射向相位調變元件1的入射光，便如第八圖之箭頭z所

第21頁 200422749 五、發明說明（16) 示般從紙表面（手前端）向内側（裡側）穿出，這個相位調變 元件1能夠根據第一和第二相位值φ 1和φ 2所形成之選擇而 製造例如石英玻璃般的厚度，而石英玻璃厚度之變化則係 根據所選擇飯刻或是FiB(F〇ucused i〇n Beam)而形成。 如上所示’第八圖之相位調變元件1係具有基於比成 f光學系統3之點像分布範圍R還小的光學尺寸之相位調變 單元（條狀區域）的相位分布，因此，藉由使得光學對應於 成像光學系統3之點像分布範圍!^之單位範圍〇中、第一條 狀區，23a和第二條狀區域23b之占有面積率、亦即複數相 俾向量之和產生適宜之變化，可以根據所決定之演算控制 被處理基板4上所形成之光強度分布。 第九圖（A)係為本案之相位調變元件更一實施例之概 略圖，請參閱第九圖（A)，相位調變元件具有比成像光 學系統3之點像分布範圍以請參閱第三圖（B)和第七圖，如 J ?圖(A)之C所示）還小的光學尺寸之寬度的線和空白圖 表Ui稱呼線和空白圖案24的情形之下，-般 白係表不穿過區域和非穿過區域之組合，本案 對二種類不同之相位的重覆而標記之線和空白圖案24 :、 Φ1(Ξί9圖二)之中，畫斜線的各線部…具有第二相位值 又，而不具斜線的空白所示之各 有第二相位值Φ2(例如。度），互相鄰接之·; =24b具 空白部2 4 b之寬度之比率、亦即 24 =寬度和 :相位值Φ2的部份作為一組並以強度\的每= 第一相位值01所占之比率率係沿著箭頭方向而；化

IH

第22頁 200422749 五、發明說明（Π) 具體來說，線和空白圖案2 4之中央之責任比（線部2 4 a 之寬度/強度）係為〇%，朝向周邊之責任比係以5%而漸次地 線性增大，二側責任比則變為50%，如此，則和第九圖（A) 所示之相位調變元件之中如前所述之相位調變元件之實施 樣態相同’具有相位值φ 1的第一區域之線部2 4^和相位值 Φ2的第二區域之空白部24b之占有面積率根據位置而變化 之相位分布。 如上所示，第九圖（A)之相位調變元件丄係具有基於比 成像光學系統3之點像分布範圍R之半徑r/2還小的光學尺 寸之相位調變單元（線部或是空白部）的相位分布，因此， 藉由使得光學對應於成像光學系統3之點像分布範圍r之單 位範圍C中、線部24a和空白部24b之占有面積率、亦即複 數相位向量之和產生適宜之變化，可以根據所決定之演算 控制被處理基板4 (請參閱第一圖）上所形成之光強度分 布〇 具體來說’如第九圖（A)所示，縱向（箭頭X)之中央附 近係為實質上第二相位值Φ2，朝向箭頭X方向之兩端部並 接著增加第一相位值φ1之區域的比般，以形成線和空白圖 案24，這種情況下，以箭頭z所表示從紙表面（手前端）至 内側（裡侧）以穿出相位調變元件1之入射光，會如第九圖 (B)所示般’對應於線和空白圖案24之中央的中央位置之 中係最大之光強度、以及對應於線和空白圖案24之兩側的 兩側位置之中係最小之光強度的凸型圖案之光強度分布。 實際上，線和空白圖案24由於係沿著箭頭方向的兩側

第23頁 200422749 五、發明說明（18) 重覆形成，因此中央光強度最小且朝向周邊一維、稍微呈 線性方向增大的光強度般的凹型圖案之光強度分布，亦 即，V字型的（和字母[V ]相反的[V ]交互地並列般 (zigzags))圖案之光強度分布，這個相位調變元件1能夠 根據第一和第二相位值0 1和0 2所形成之選擇而製造例如石 英玻璃般的厚度，而石英玻璃厚度之變化則係根據所選擇 钮刻或是FIB(Foucused Ion Beam)而形成，另外，為了得 到第九圖（B)所示之嚴密的直線狀的光強度分布，相位值 不同的區域2 4 a和2 4 b則如前所說明地，責任比（線部2 4 a之 寬度/強度）並不會線性增大，而是順著式（1)所求而得到 非線性增加之責任比（例如0%、5%、11%、18%、28%、50〇/〇 之6個步驟）。 另外，如第九圖（B )所示，以具有凹型圖案光強度之 雷射光照射被處理基板4的情形之下，對應於光強度分布 之底部（光強度之最小的部位）的被處理基板4上的位置中 會產生結晶核，亦即，由非晶質變為結晶的變化所造成結 晶的成長（大粒子半徑的變化），係沿著從結晶核朝向周圍 的溫度分配而進行，在被處理基板4上被照射的雷射光之 光強度在門檻值〇；值之下的部份半導體薄膜（Si)並不會融 =(非晶質），或是表面的一部份溶化時變回為多晶矽的狀 態（非為結晶成長），超越門檻值α值而開始結晶成長。 因此，僅需要採用凹型圖案之光強度分布便能得到大 =子半徑之結晶，凹型圖案之光強度分布之最小值、光強 又之值會稍微小於這個α值，換句話說，為了得到大粒子

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五、發明說明（19) 半徑之結晶的α值，需要比凹型圖案之光強度分布的之最 小值稍大的光強度，亦即，藉由第九圖（Α)所示之相位調 變元件1之使用，會如第九圖（Β )般所示，在預先設定任°音 的位置上減低光強度（製作光強度之最小值），藉$從光= 度分布之最小值朝向周邊增大之光強度般圖案的光強度分 布之使用，從結晶核向橫向的方向成長結晶，以生成大粒 子半徑之結晶化半導體薄膜。 ” 特別是，凹型圖案之中朝向周邊以線性增大光強度的 V子形圖案之光強度分布之中’朝向周圍的溫度分配係線 性的，因此結晶成長的途中不會停止，而能產生更大粒子 半徑的結晶化半導體薄膜，另外，和第九圖（Β)所示使用 習知技術之移相器不同，為了不要造成多餘的凹凸分布之 光強度分布，需使用上述之圖案的光強度分布，以利用高 充填率產生陣列狀的結晶顆粒。 μ 另 所示之 不限於 強度分 結果是 位調變 之光強 產生大 此 元件之 藉由重覆沿著前述第六圖（A ) 第七和第八圖 外 相位分布之預定方向（占有面積率之變化方向），並 和第九圖（B)所示之V字形圖案類似之凹型圖案之光 布24d在單軸上的方向，而能夠提供任意的方向， :即使是使用第六圖（A)、第七和第八圖所示之相 π件，藉由基於和第九圖（β)所示同樣的凹型圖案 度分布24d而使得結晶核以橫向方式成長結晶，而 粒子半徑之結晶化半導體薄膜。 $如第九圖(C )所不’和第九圖(a )所示相位調變 箭頭X方向垂直的箭頭Υ方向上，可以將相位值仏 200422749 五、發明說明（20) 位置以定量補償的方式作成矩陣狀’而得到如第九圖（D) 所示在面方向上具有凹凸分布之光強度分布’再者，如第 九圖（C )所示矩陣形式之相位調變元件中’單位相位調變 元件方塊的一邊的尺寸，如箭頭x方向係為10um，箭頭y方 向係為5 u m。 第十圖（A )係為本案之相位調變元件續一實施例之概 略圖，請參閱第十圖（A)，相位調變元件1具有比成像光學 系統3之點像分布範圍R(亦即單位範圍〇之半徑R/2還小的 複數矩形的畫素25，這些複數晝素25係縱橫地稠密地配 置，並且各晝素25每一皆具有一定的相位值，相位值在每 一畫素25皆會變化，換句話說，第十圖（A)所示之相位調 變元件1具有周期的分割區域構造，各分割區域（畫素）25 每一皆具有一定的相位值，而相位值具有在每一分割區域 上變化的相位分布。 具體來說，具有第一相位值Φ 1 (例如9 0度）之第一畫素 25a、具有第二相位值Φ2(例如67·5度）之第二畫素25b、具 有第三相位值Φ3(例如45度）之第三畫素25c、具有第四相 位值Φ4(例如22· 5度）之第四畫素25d、以及具有第五相位 值Φ5(例如〇度）之第五晝素25e，另外，第一至第五晝素 2 5a至25e以外之晝素具有相等之相位值（例如〇度），亦 即，第十圖（A)所示之相位調變元件1中，具有第五相位值 之第五晝素2 5 e側之區域中相位值的變化變大，其中相位 值的變化量係單調地變化’因此，如箭頭z所示從紙表面 (手前側）向裡侧（内侧）方向穿出相位調變元件丨的光強

200422749 五、發明說明（21) 度、會如第十圖（B)所示，在第五查 25a還大。 在第五畫素25e側會比第一畫素 如上所述，—相位調變元件丨係具有基於比成像光 統3之點像分布範圍R(單位範圍c)之半徑R/2還小的光學尺 寸之相位調變單元（晝素)25的相位分布，因此，藉由此相 位值的分布，亦即複數個相位向量之和產生適宜之變化， 可以根據所決定之演算控制被處理基板4上所形成之光強 度分布，這個相位調變元件丨能夠根據所期望相位 布所形成之選擇而製造例如石英玻璃般的厚度，而石 璃厚度之變化則係根據所選擇餘刻或是FIB(F〇ucused '丨⑽ Beam)而形成0 此外，藉由重覆沿著如上述第十圖（A)所示之相位 布之相位值的變化方向，可以得到和第九圖（B)所示之V〜 型的（和字母[V]相反的[V]交互地並列般（zigzags))子 類似之光強度分布，其結果是，基於凹型圖案之光強声萊八 布使得結晶核以橫向方式成長結曰曰曰，而產生大粒 ：： 結晶化半導體薄膜。 k < 第十一圖（A)係為本案之相位調變元件更一實施 概略圖，請參閱第十一圖（A)，相位調變元件1係具有比t 像光學系統3之點像分布範圍R(單位範圍c)還小的光學戍 寸之寬度的線和空白圖案26，此處，對於線和空白圖 全體來說，責任比（線部之寬度/強度）係為5〇%的一定值6 然而，斜線之各線部之相位值在每一線部皆會變化。 亦即，線和空白圖案26之中央的線部26a之相位值①叉

200422749 五、發明說明（22) 係最接近空白部的相位，兩側之線部2 6 k的相位值φ 11係與 空白的相位不同，其中相位值的變化量係單調地變化，線 和空白圖案2 6之各空白部中相位值係一定，具體來說，線 部26a之相位值Φ1係為〇度，線部26b之相位值Φ2係為25. 9 度，線部26c之相位值Φ3係為36· 9度，、線部26d之相位值 Φ 4係為4 5 · 6度，線部2 6 e之相位值〇5係為53.2度，線部 26f之相位值Φ 6係為60. 0度。 再者，線部26忌之相位值〇7係為66.5度，線部2611之相 位值Φ8係為72· 6度，線部26i之相位值Φ9係為78. 5度，線 部2 6 j之相位值φ 1 〇係為84 · 3度，線部2 6 k之相位值φ 11係 為90.0度，另一方面，各空白部之相位值全部皆為〇度， 如此，具有周期的分割區域構造，各分割區域（線部或是 空白部）每一皆具有一定的相位值，而相位值具有在每一 分割區域上變化的相位分布。 如上所述，相位調變元件1係具有基於比成像光學系 統3之點像分布範圍R之半徑R/2還小的光學尺寸之相位調 變單元（線部或是空白部）的相位分布，因此，使得比成像 光學糸統3之點像分布範圍R之半徑r / 2還小的光學尺寸之 單位範圍中線部之相位值之分布、複數相位向量之和產生 適宜之變化，可以根據所決定之演算控制被處理基板4(請 參閱第一圖）上所形成之光強度分布，而射向相位調變元 件1的入射光，便如箭頭z所示般、在第^--圖（A)中，從 紙表面（手前端）向内側（裡侧）穿出。該相位調變元件1能 夠根據所形成之期望的相位值分布選擇而製造例如石英玻

第28頁 200422749 五、發明說明（23) =丄度’而石英玻璃厚度之變化則係根據所選擇蝕刻 次疋FIB(Foucused Ion Beam)而形成。 布之藉由重覆沿著前述第十—圖（A)所示之相位分 rH 向（相位值之變化方向），*能夠得到和第九圖 字型圖案類似之第十-圖⑻之凹型圖宰之光 -« (Λ)^ ^^ ^^ ^ ^ ^ Λ Λ 以Γ向方:成Λ的曰凹型 薄膜。 β曰’而產生大粒子半徑之結晶化半導體 第十一圖（Α)係為本案之相位調變元件更一實施 ::【域3參Γ第：二圖(Α)，相位調變元件1係具有第-係冰：i右楚=及第一帶狀區域32 中第一帶狀區域31 m ΐ 一相位分布和相位之變化方向的箭頭χ方向 位：緣U—ϊ狀區域32係沿著具有第二相位分布和相 ί自一二之第一帶狀區域31大略平行的箭頭χ方向而 二U::狀區域31和第二帶狀區域32係挾著沿相位之 .交方向的邊界線33而鄰接，在邊界線33上的局部區域 U ;帶狀區域3 1侧的平均相位值和第二帶狀區域32側 的平均相位值實質上是不—樣的，另外，第十二圖（a)中 箭頭31x、…所示之方向以直線狀向下分配的光強度特 性’能夠藉由如第九圖(A)或是第十一圖(A)所示之相位分 布而得到。 、第-帶狀區域31和第二帶狀區域32中，係以對應而形 成的光強度分布互相約略相同而構成，對應於光強度分布

200422749 五、發明說明（24) -- 之光強度較小之部份的邊界線33上之第一局部區域34中， 第一帶狀區域31側的平均相位值和第二帶狀區域32侧的平 均相位值實質上是不一樣的，另一方面，對應於光強度分 布之光強度較大之部份的邊界線33上之第二局部區域35 中’第一帶狀區域3 1側的平均相位值0 ave和第二帶狀區域 32側的平均相位值0 ave約略相等，所謂平均相位值必ave係 為 平均相位值 Φ ave = arg( S DE (X，y)dxdy )

D係為積分範圍’例如是點像分布範圍r中被邊界線3 3 所分隔而靠近中心侧的範圍，再者，£ ( X，y )係為座標 (X ’ y)中具有相位之單位向量，而「arg」係為由向量所 得相位之函數。 穿過第十二圖（A)所示之相位分布圖案的光，如第十 二圖（B)所示，完全離開邊界線33的第一帶狀區域31和第 二帶狀區域32中，沿著相位變化之方向呈現與v字型的（和 子母[V]相反的[V]交互地並列般（zigzags))圖案類似之凹 型圖案之光強度分布120。

如第十二圖（C)所，沿著邊界線33的光強.度分布，邊 界線33上的第一局部區域34中，第一帶狀區域31侧的平均 相位值和第二帶狀區域3 2側的平均相位值實質上是不一樣 的’如前述之第三圖（B)至（F)，對應於第一局部區域34之 區域中，會產生與光強度較小部份的反頂峰圖案狀的光強 度之凹陷1 21。 然而，邊界線33上的第二局部區域35中，第一帶狀區

第30頁 200422749 五、發明說明（25) 域3 1側的平均相位值和第二帶狀區域32側的平均相位值係 約略相等的，光強度較大的部份中第二局部區域35所造成 之影響完全不會發生。 第十二圖（A)所示之具有相位圖案之相位調變元件 中，V字型的（和字母[V]相反的[v]交互地並列般 (zigzags))圖案類似之凹型圖案之光強度分布12〇、以及 此凹型圖案之光強度分布12〇中包含局部的光強度較小之 部份的反頂峰圖案121之光強度分布的合成光強度分布， 亦即得到凹型圖案1 20和包含局部的光強度較小之部份的 反頂峰圖案121的光強度分布。 包含和凹型圖案在局部上光強度較小之部份的反頂峰 圖案之光強度分布之中，使用第九圖（B),並且前述的^值 會接近反頂峰圖案之光強度分布121和凹型圖案之光強度 分布120，或是以反頂峰圖案之光強度分布121之内侧（光 強度較低之處）的位置進行設定，光強度變成α值後變設定 於前述之位置（請參閱第十二圖（Α))，使得結晶成長的開 始點極力靠近具有頂峰圖案丨21之凹型圖案的光強度分布 12 0之中心，結果是’能夠產生大粒子半徑之結晶顆粒。 另外，根據反頂峰圖案1 21之作用，可以控制結晶核 的形成位置、亦即結晶形成位置於二維之任意的位°置@，/射 向相位調變元件1的入射光，便如箭頭Ζ所示般、在第十二 圖（A)中，從紙表面（手前端）向内側（裡側）穿出。該相位 調變元件1能夠根據所形成之期望的相位值分布選^而製 造例如石英玻璃般的厚度，而石英玻璃厚度之變化則係根

第31頁 200422749 五、發明說明（26) 據所選擇餘刻或是FIB(Foucused Ion Beam)而形成。

再者，具有第十二圖（A)所示之相位圖案之相位調變 元件之中，二個區域間的相位差，亦即根據邊界線3 3上的 第一局部區域34中第一帶狀區域3 1側的平均相位值和第二 帶狀區域32側的平均相位值之間的差，用第十二圖（c)來 說明’ V字型的（和字母[v ]相反的[V ]交互地並列般 (zigzags))的圖案中光強度最小的位置上，反頂峰圖案之 光強度分布1 2 1即形成，此時，為了使第一局部區域成為 線狀’如第十三圖所示，被處理基板4上所形成之低光強 度區域36之端部的角度即變成銳角，結晶粒37也極易形成 寬度較寬，這與具有平均相位值不同的邊界線之相位調變 元件係共通的。

第十四圖（A )係為本案之相位調變元件更一實施例之 概略圖’請參閱第十四圖（A)，不論是構成相位調變元件i 之第一帶狀區域31之線和空白圖案、或是構成第二帶狀區 域32之線和空白圖案，其中央的責任比（線部之寬度/強 度）皆為0% ’朝向左右的周邊方向的責任比係以線性每次 5°^的方式增加’此外，第十四圖（A)之相位調變元件中， 單位相，調變元件方塊的一邊的尺寸，換算成成像面之 值，如箭頭X方向係為l〇Um，箭頭y方向係為511111。 第一帶狀區域3 1之線和空白圖案係具有下述之相位分 布；繪以斜線之各線部係具有第一相位值①丨（例如9〇度）， 而非繪以斜線之空白所表示的各空白部係具有第二相位值 Φ2(例如0度），另一方面，第二帶狀區域“之線和空白圖

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具有第三相位值Φ 3 (例如9 0度）， 不的各空白部係具有第二相位值 案，繪以斜線之各線部係 而非繪以斜線之空白所表 Φ 2 (例如0度）。 亦即，第十四圖（A)和（β)戶斤； m ^ Λ ^ )所不之相位調變元件1係具 有下述之構造；從中央沿著籥通v 2 ^ 有前碩x依續增加相位值9 0度之 區域的面積的第一帶狀區域3 j、 、 M及從中央沿著箭頭y依 續增加相位值9 0度之區域的面稽的筮— ^ 積的第二帶狀區域32，二者 係沿著邊界線3 3而接續。 如此，第十四圖（A)和（B)所示之相位調變元件丨之 中H狀區域31和第二帶狀區域32係以相對應而形成 之光強度分布互相約略相同的方式所構成，對應於光強度 分布之光強度較小之部份的邊界線33上之第一局部區域34 之中，第一帶狀區域31側之平均相位值（例如約杯度）和第 二帶狀區域3 2側之平均相位值（例如約4 5度）實質上係不同 的，另一方面，對應於光強度分布之光強度較大之部' 份^ 邊界線33上的第二局部區域35中，第一帶狀區域31側的平 均相位值（例如約0度）和第二帶狀區域3 2側的平均相位值 (例如約0度）係約略相等的，射向相位調變元件1的入射光 便如箭頭z所示般、在第十四圖（A)中，從紙表面（手前端） 向内側（裡側）穿出，相位調變元件1能夠根據所形成之期 望的相位值分布選擇而製造例如石英玻璃般的厚度，而石 英玻璃厚度之變化則係根據所選擇蝕刻或是FIB(F〇ueused I on Beam)而形成。 如上述說明，根據第十四圖（A)和（B)所示之相位調變

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元件1，和第十二圖（A)所述 離開邊界線33的第一帶狀區 著相位變化之方向如第十四 度分布。 之相位調變元件相同的，完全 域31和第二帶狀區域32中，沿 圖（B)般呈現凹型圖案之光強 ⑺第十五圖(A)係為將第十四圖(A)之相位調變元件中所 仵之光強度分布以等高線圖表示之概略圖，第十五圖 係為沿第十五圖（A )之線A __ A之光強度分布之概略月（第 十五圖則係為沿第十五圖（人）之邊界線B_B之光強户而^ 布之概略圖，另外，成像光學系統3(請參閱第三圖(广刀之 像側開口數NA係設定為〇 · i 3，照明s丨GMa值（照明系 開口數/成像光學系統3之物體側開口數）則係設定為、 0.43。 將第十五圖（B)之沿著第十五圖（A)之線A-A之光 分布之概略圖與第十五圖（〇)之沿著第十五圖（A)之邊X B-B之光強度分布之概略圖作一比較，對應於第一局部區 域34之光強度較小部份之中，會形成反頂峰圖案狀之光強 度之凹部，亦即，使用具有第十四圖（A)所示之相位值圖 案之相位調變元件、用雷射光照射被處理基板，可以實際 上得到適於結晶化之凹型圖案和光強度比門檻值小的反^ 峰圖案之光強度分布。 第十六圖（A)係為本案之相位調變元件續一實施例之 概略圖’請參閱第十六圖（A )，不論是構成相位調變元件i 的第一帶狀區域31之線和空白圖案之中，構成第二帶狀區 域3 2之線和空白圖案之中，包括全體之責任比（線部之寬 200422749 五、發明說明（29) 度/強度）係為5 0 % (合計1丨步驟）之一定值。 第一帶狀區域3 1之線和空白圖案之中，其中央的線部 之相位值Φ 1係最接近空白部之相位，兩側之線部的相位值 Φ 11係與空白部之相位完全不同，其中相位值的變化量係 單調地變化’具體來說，相位值φ丨係為〇度，相位值φ 2係 為25· 9度’相位值Φ3係為36· 9度，相位值Φ4係為45· 6 度，相位值Φ 5係為5 3 · 2度，相位值φ 6係為6 0 · 0度，相位 值Φ7係為66· 5度，相位值φ8係為72. 6度，相位值Φ9係為 78· 5度，相位值Φ10係為84· 3度，相位值Φ11係為90. 0 度。 另一方面，第二帶狀區域32之線和空白圖案之中，其 中央的線部之相位值Φ -1係最接近空白部之相位，兩侧之 線部的相位值Φ -11係與空白部之相位完全不同，其中相位 值的變化量係單調地變化，具體來說，相位值φ — 1係為〇 度，相位值Φ-2係為-25· 9度，相位值Φ-3係為-36· 9度，相 位值Φ-4係為-45· 6度，相位值Φ-5係為-53· 2度，相位值 Φ - 6係為-6 0 · 0度，相位值Φ _ 7係為-6 6 · 5度，相位值φ - 8係 為- 7 2 · 6度，相位值Φ - 9係為-7 8 · 5度，相位值φ — 1 〇係為一 8 4· 3度，相位值φ-11係為-90. 0度。然而，構成第一帶狀 區域31之線和空白圖案之中、或是構成第二帶狀區域32之 線和空白圖案之中，各空白部之相位值全部皆係0度。 此外，第十六圖（A)之相位調變元件中，單位相位調 變元件方塊的一邊的尺寸，換算成成像面之值，如箭頭X 方向係為10um，箭頭y方向係為5um °

200422749 五、發明說明（30) 第十六圖（A )和（B )所示之相位調變元件1之中，第一 帶狀區域31和第二帶狀區域32係以相對應而形成之光強度 分布互相約略相同的方式所構成，在此相位調變元件之 中’對應於光強度分布之光強度較小之部份的邊界線3 3上 之第一局部區域3 4之中，第一帶狀區域3 1側之平均相位值 (例如約45度）和第二帶狀區域32側之平均相位值（例如約一 45度）貫質上係不同的’另一方面，對應於光強度分布之 光強度較大之部份之邊界線3 3上的第二局部區域3 5中，第 一帶狀區域31側的平均相位值（例如約〇度）和第二帶狀區 域32側的平均相位值（例如約〇度）係約略相等的，射向相 位調變元件1的入射光便如箭頭z所示般、在第十六圖（a) 中’從紙表面（手前端）向内侧（裡侧）穿出，相位調變元件 1能夠根據所形成之期望的相位值分布選擇而製造例如石 英玻璃般的厚度，而石英玻璃厚度之變化則係根據所選擇 蝕刻或是F IB(Foucused Ion Beam)而形成。 藉由以上說明，第十六圖（A )和（B )所示之相位調變元 件1，其係與之前所述的第十二圖（A)之相位調變元件同樣 的，沿著完全離開邊界線33的第一帶狀區域3丨和第二帶狀 區域32的相位之變化方向，可以得到第十二圖（B)所示之 四型圖案_之光強度分布，另外，沿著邊界線33，如第十二 圖（C)所示，對應於第一局部區域3 4之光強度較小部份之 中，會形成反頂峰圖案狀之光強度之凹部，其結果是，可 以得到適於結晶化之凹型圖案和光強度比門檻值小的反頂 峰圖案之光強度分布。

第36頁 200422749 五、發明說明（31) ~ 第十七圖（A )係為將第十六圖（a )之相位調變元件中所 得之光強度分布以等高線圖表示之概略圖，第十七圖（β ) 係為沿第十七圖（A )之線a - A之光強度分布之概略圖|係為 第十七圖（C)·沿第十七圖（a)之邊界線Β-B之光強度分'布 之概略圖，此外，成像光學系統3之像側開口數NA係設定 為0· 13，照明SIGMA值則係設定為〇· 43。 將第十七圖（B)之沿著第十七圖（a)之線a —a之光強度 分布之概略圖與第十七圖（C)之沿著第十七圖（A)之邊界線 B - B之光強度分布之概略圖作一比較，對應於第一局部區 域34之光強度較小部份之中，會形成反頂峰圖案狀之光強 度之凹部，亦即，使用具有第十六圖（A)所示之相位值圖 案之相位調變元件、用雷射光照射被處理基板，實際上可 以得到適於結晶化之凹型圖案和光強度比門檻值小的反頂 峰圖案之光強度分布。 第十八圖（A)係為本案之相位調變元件續一實施例之 概略圖，請參閱第十八圖（A),相位調變元件i之中，帶狀 區域41係具有預定之相位分布，並且係沿著相位的變化方 向、亦即箭頭X方向而沿伸，對應於藉由帶狀區域41之作 用所形成的光強度分布之光強度較小的部份，另外還有實 質上具有與周圍不相同相位值的孤立區域42，所謂孤立區 域42是在光學上與對應於成像光學系統3之點像分布範圍1^ 之單位範圍C比較起來，在尺寸上較小但相位差卻較大的 一種區域。 藉 由使用第十八圖（A)所 示之相位調變元件，從孤立

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五、發明說明（32) 區域4 2沿著箭頭y的方向穿過僅離開預定之距離之區域的 光的光強度，會如第十八圖（B )所示，沿著相位的變化方 向’使得從孤立區域4 2沿著箭頭y的方向穿過僅離開預定 之距離之區域的光的光強度成為最小值，而使得孤立區&

42相互間的中間位置附近之光強度成為最大值，如箭 的方向所示係以直線降低的分配（從孤立區域42的中間位 置、光強度最大的孤立區域42開始，沿著箭頭y的方向朝 向僅離開預定之距離之區域的位置，並且光強度依序減少 之特性）作變化，換句話說，可以得到具有V字型的（和字^ 母[V]相反的[V]交互地並列般（zigzags))型態的凹型圖案 之光強度分布。 N 藉由使用第十八圖（A)所示之相位調變元件，通過孤 立區域42之箭頭X方向的光的光強度，會如第十八圖（c)所 示，（由於孤立區域42之相位值和其周圍的相位值實質上 是不同的）藉由孤立區域42之作用，對應於孤立區域42之 光強度較小之部份中，會形·成具有局部之光強度較小之部 份的反頂峰圖案狀之光強度之凹部。 為了得到第十八圖（B)所示之V字型光分布之圖案，相 位調變元件1的相位分布可以如第九圖（A)或是第--圖 (A)所示之圖案，射向相位調變元件1的入射光，便如第十 八圖（A)之箭頭z所示般從紙表面（手前端）向内側（裡側）穿 出，這個相位調變元件1能夠根據第一和第二相位值φ i和 Φ2所形成之選擇而製造例如石英玻璃般的厚度，而石英玻 璃厚度之變化則係根據所選擇蝕刻或是FIB(Foucused Ion

200422749 五、發明說明（33)

Beam)而形成。 如上所述，藉由使用第十八圖（A)所示之相位調變元 件，可以形成具有V字型型態（和字母[V]相反的[v]交互地 並列般（zigzags))圖案的光強度分布ι81、以及具有此凹 型圖案之光強度分布1 81較小部份中、局部光強度較小之 部份的反頂端圖案之光強度分布1 8 2所構成的一合成光強 度分布，亦即，具有如第十八圖（C)所示凹型圖案光強度 較小部份的反頂端圖案之合成光強度分布丨8 3。 其結果是’使得結晶成長的開始點極力靠近局部光強 度較小之部份的光強度分布之中心，而能夠產生大粒子半 徑之結晶顆粒，亦能夠控制結晶生成位置在二維的任意位 置，此外，藉由結晶化的方式將具有局部光強度較小之部 伤的反頂端圖案182的位置與結晶產生位置重合，亦能夠 實現大粒子半徑在橫向的結晶成長，至於孤立區域42可以 不限於方形、圓形或三角形皆可。 第十九圖（A)係為本案之相位調變元件更一實施例之 概略圖’請參閱第十九圖（A )，構成相位調變元件1之帶狀 區域41的線和空白圖案之中，其中央的責任比（線部之寬 度/、強度）係為1 0 0 % ’朝向周邊之責任比係以5 %而漸次地線 性增大，二側責任比則變為5〇%。 第十九圖（A)所示之相位調變元件，具有繪以斜線之 各線部係具有第一相位值Φ 1 (例如90度）、非繪以斜線之空 白所表不的各空白部係具有第二相位值φ 2 (例如〇度）、以 及孤立區域42係第三相位值φ3(例如225度），如第十九圖

第39頁 200422749 五、發明說明（34) (A)之明白表示，孤立區域42係以對應於藉由帶狀區域41 之作用而形成的光強度分布之光強度較小部份的方式配 置，其係具有實質上和周圍不同的相位值，射向相位調變 元件1的入射光，便如第十九圖（A)之箭頭z所示般從紙表 面（手前端）向内側（裡側）穿出，這個相位調變元件1能夠 根據第一和第二相位值Φ 1和Φ 2所形成之選擇而製造例如 石英玻璃般的厚度，而石英玻璃厚度之變化則係根據所選 擇钱刻或是FIB(Foucused Ion Beam)而形成。

藉由使用第十九圖（A )所示之相位調變元件，從孤立 區域42沿著箭頭y的方向穿過僅離開預定之距離之區域的 光的光強度，會如第十九圖（B)所示，沿著相位的變化方 向’使得從孤立區域4 2沿著箭頭y的方向穿過僅離開預定 之距離之區域的光的光強度成為最小值，而使得孤立區城 42相互間的中間位置附近之光強度成為最大值，如箭頭X 的方向所示係以直線降低的分配（從孤立區域4 2的中間位 置、光強度最大的孤立區域42開始，沿著箭頭y的方向朝 向僅離開預定之距離之區域的位置，並且光強度依序減少 之特性）作變化，亦即，可以得到具有v字型的（和字母[v] 相反的[V]交互地並列般（Zigzags))型態的凹型圖案之光 ，度分布。另外，沿著具有孤立區域42的斷面，如第十九 3(c)所示，形成具有對應於孤立區域乜之光強度較小之 :伤中、局部光強度較小之部份的反頂峰圖案狀之光強度 :部，其結果，▼以得到具有適於結晶化之凹型圖案和 。。卩光強度較小部份的反頂峰圖案之光強度分布。

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第二十圖（A)係為將士 撂之# % 八士 &子第十九圖（Α)之相位調變元件中所 付先強度刀布以荨高線圖表示之概略圖，第― 係為沿第二十圖（Α)之狳Α Α “故“ 土 $ -十圖（Β) -+ isirrw^ ^ ^ ^ ΛΑ—A之光強度y刀布之概略圖，而第 H)係為口第二十圖（A)之邊界線B—B之光強度分布 之概略圖，此外，成像光學系統3之像側開口數NA係設定 為0· 13，照明SIGMA值則係設定為〇· 43。 將第二十圖（B)之沿著第二十圖（A)之線A_A之光強度 分布之概略圖與第二十圖（c)之沿著第二十圖（。之邊界線 B-B之光強度分布之概略圖作一比較，對應於孤立區域42 之光強度較小部份之中，會形成具有局部光強度較小之部 份的反頂峰圖案狀之光強度之凹部，亦即，使用具有第二 十圖（A)所示之相位值圖案之相位調變元件、用雷射光照 射被處理基板，實際上可以得到適於結晶化之凹型圖案和 光強度比門檻值小的反頂峰圖案之光強度分布。 第二十一圖（A)係為本案之相位調變元件續一實施例 之概略圖’請參閱第二十一圖（A )，構成相位調變元件1的 第一帶狀區域3 1的圖秦，具有繪以斜線之矩形狀區域且具 有例如90度之相位值、非繪以斜線之空白所表示的區域且 具有例如0度之相位值，另一方面，構成第二帶狀區域32 的圖案，具有繪以斜線之矩形狀區域且具有例如-90度之 相位值、非繪以斜線之空白所表示的區域且具有例如〇度 之相位值。 ' 第一帶狀區域3 1以及第二帶狀區域3 2係對應而形成光 強度分布互相約略相同的樣子。

第41頁 200422749 五、發明說明（36) 射向相位調變元件1的入射光，便如第二^--圖（A)之 箭頭z所示般從紙表面（手前端）向内側（裡側）穿出，這個 相位調變元件1能夠根據第一和第二相位值Φ 1和Φ 2所形成 之選擇而容易地製造例如石英玻璃般的厚度，而石英玻璃 厚度之變化則係根據所選擇钱刻或是F I B (F 〇 u c u s e d I ο η Beam)而形成。 第二十一圖（A)所示之相位調變元件中，定義於對應 光強度分布之光強度較小部份之邊界線33上的第一局部區 域34之中，第一帶狀區域31側的平均相位值（例如約45度） 和第二帶狀區域3 2側的平均相位值（例如約—4 5度）實質上 係相等的，另一方面，定義於對應光強度分布之光強度較 大部份之邊界線33上的第二局部區域35之中，第一帶狀區 域3 1側的平均相位值（例如約〇度）和第二帶狀區域3 2側的 平均相位值（例如約〇度）亦係約略相等的。 藉由使用第二十一圖（A )所示之相位調變元件，從邊 界線33沿著箭頭y的方向穿過僅離開預定之距離之區域（沿 線之斷面）的光的光強度，會如第二十一圖所示， ⑺著相位的變化方向，使得從第二局部區域35沿著箭頭' 向穿過僅離開預定之距離之區域的光的光強度成為最 ，猫，使得從第一局部區域34沿著箭頭y的方向穿過僅 /之-距離之區域的光的光強度成為最小值，如箭頭 % 1 1所不係以直線降低的分配（從第二局部區域35朝向 ==7_的方向穿過僅離開預定之距離之位置、光強度最大 、 。部區域34開始，沿著箭頭y的方向朝向僅離開預

第42頁 200422749 五、發明說明（37) "~1— 定之距離之區域的位置，並且光強度依序減少之特性） 變化，亦即，可以得到具有V字型的（和字母[v]相反的[v 交互地並列般（zigzags))型態的凹型圖案 另外，沿著具有邊界線331即第一局部區局 部區域35的斷面’如第二十—圖（c)所示，獲得對應於第° 二局部區域35之區域中的最大值、以及對應於第一局部區 域3 4之區域中的最小值，此外，亦可於對應於第一局部區 域34的區域之中形成具有局部光強度較小之部份的反頂峰 圖案狀之光強度之凹部，亦即，可以得到具有適於結晶化 之凹型圖案和局部光強度較小部份的反頂峰圖案之光強产 分布。 又 第二十二圖（A)係為本案之相位調變元件續一實施例 之概略圖，請參閱第二十二圖（A)，構成相位調變元件1的 帶狀區域41的圖案，具有繪以斜線之矩形狀區域且具有例 如90度之相位值、非繪以斜線之空白所表示的區域且具有 例如0度之相位值，另外，對應於藉由帶狀區域4丨之作用 所形成之光強度分布之光強度較小之部份，設有具有實質 上與周圍不同之相位值（例如約225度）的孤立區域42，如 第二十二圖（A )之明白表示，孤立區域4 2係以對應於藉由 帶狀區域41之作用而形成的光強度分布之光強度較小部份 的方式配置’其係具有實質上和周圍不同的相位值，射向 相位調變元件1的入射光，便如第二十二圖（A )之箭頭z所 示般從紙表面（手前端）向内侧（裡侧）穿出，這個相位調變 元件1能夠根據所期望之相位值分布所形成之選擇而製造

第43頁 200422749 五、發明說明（38) 例如石英玻璃般的厚度，而石英玻璃厚度之變化則係根據 所選擇餘刻或是FIB(Foucused Ion Beam)而形成。 藉由使用第二十二圖（A )所示之相位調變元件，從孤 立區域4 2沿著箭頭y的方向穿過僅離開預定之距離之區域 的光的光強度，會如第二十二圖（B)所示，沿著相位的變 化方向，使得從孤立區域42沿著箭頭y的方向穿過僅離開 預定之距離之區域的光的光強度成為最小值，而使得從孤 立區域42相互間之中間位置附近的光的光強度成為最大 值，如箭頭X的方向所示係以直線降低的分配（從孤立區域 42之中間位置、光強度最大的孤立區域42開始，沿著箭頭 y的方向朝向僅離開預定之距離之區域的位置，並且光強 度依序減少之特性）作變化，亦即，可以得到具有V字型的 (和子母[v]相反的[v]父互地並列般（ZigZagS))型態的凹 型圖案之光強度分布。另外，沿著具有孤立區域42的斷 面，如第二十二圖（C)所示，形成具有對應於孤立區域42 的光強度較小部份中、局部光強度較小部份的反頂峰圖案 狀之光強度之凹部，其結果，可以得到具有適於結晶化之 凹型圖案和局部光強度較小部份的反頂峰圖案之光強度分 布。 第二十三圖（A)係為本案之相位調變元件續一實施例 之概略圖，請參閱第二十三圖(A)，構成相位調變元件W 帶狀區域41的圖案，具有繪以斜線之矩形狀區域且罝有例 如90度之相位值、非繪以斜線之空白所表示的區域^且有 例如0度之相位值’ 3外’對應於藉由帶狀區域41之作用

第44頁 200422749 五、發明說明（39) 〜 所形成之光強度分布之光強度較小之部份，設有具有實質 上與周圍不同之相位值（例如約225度）的孤立區域42，射 向相位調變元件1的入射光，便如第二十三圖之箭頭z 所示般從紙表面（手前端）向内側（裡侧）穿出，這個相位調 變元件1能夠根據所期望相位值分布所形成之選擇而製造 例如石英玻璃般的厚度，而石英玻璃厚度之變化則係根據 所選擇餘刻或是FIB(Foucused Ion Beam)而形成。 藉由使用第二十三圖（A)所示之相位調變元件，從孤 立區域42沿著箭頭y的方向穿過僅離開預定之距離之區域 的光的光強度，會如第二十三圖（B )所示，沿著相位的變 化f向’使得從孤立區域42沿著箭頭y的方向穿過僅離開 預定之距離之區域的光的光強度成為最小值，而使得從孤 立區域42相互間之中間位置附近的光的光強度成為最大 值，如箭頭X的方向所示係以直線降低的分配（從孤立區域 4 2之中間位置、光強度最大的孤立區域4 2開始，沿著箭頭 y的方向朝向僅離開預定之距離之區域的位置，並且光強 度依序減少之特性）作變化，亦即，可以得到具有v字型的 (和子母[v]相反的[v]交互地並列般（zigzags))型態的凹 型圖案之光強度分布。另外，沿著具有孤立區域42的斷 面、，如第二十三圖（c)所示，形成具有對應於孤立區域42 的光強度較小部份中、局部光強度較小部份的反頂峰圖案 狀之光強度之凹部，其結果，可以得到具有適於結晶化^ 凹型圖案和局部光強度較小部份的反頂峰圖案之光強度分 布。

200422749 五、發明說明（40) 第二十四圖（A)係為本案之相位調變元件續一實施例 之概略圖，請參閱第一十四圖（A )’構成相位調變元件1的 帶狀區域41的圖案’具有繪以斜線之矩形狀區域且具有例 如0至90度之間每一線部所變化的相位值、非綠以斜線之 空白所表示的區域且具有例如0度之相位值，另外，對應 於藉由帶狀區域41之作用所形成之光強度分布之光強度較 小之部份，設有具有實質上與周圍不同之相位值（例如1勺 2 2 5度）的孤立區域4 2 ’射向相位調變元件1的入射光，便 如第一十四圖（A)之箭頭z所示般從紙表面（手前端）向内側 (裡側）穿出’這個相位調變元件1能夠根據所期望之相位 值分布所形成之選擇而製造例如石英玻璃般的厚度，而石 英玻璃厚度之變化則係根據所選擇蝕刻或是F丨B(^ucused Ion Beam)而形成。 藉由使用第二十四圖（A)所示之相位調變元件，從孤 立區域42沿著箭頭y的方向穿過僅離開預定之距離之區域 的光的光強度，會如第二十四圖（B )所示，沿著相位的變 化方向，使得從孤立區域4 2沿著箭頭y的方向穿過僅離開 預定之距離之區域的光的光強度成為最小值，而使得從孤 立區域相互間之中間位置附近的光的光強度成為最大 值，如箭頭X的方向所示係以直線降低的分配（從孤立區域 42之中間位置、光強度最大的孤立區域“開始，沿著箭頭 y的方向朝向僅離開預定之距離之區域的位置，並且光強 度依^序減少之特性）作變化，亦即，可以得到具有V字型的 (彳子母[v]相反的[v]父互地並列般（zigzags))型態的凹

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五、發明說明（41) :圖：：光強度分布。另外，沿著具有孤立區域4 :丄=二十四圖(c)所示，形成具有對應於孤立區域仏 :n較小部份中、局部光強度較小部份的反頂峰圖案 1ΐ Ϊ度之凹部，其結果，可以得到具有適於結晶化之 凹型圖案和局部光強度較小部份的反頂峰圖案之光強度分 布0

第二十五圖（Α)係為本案之相位調變元件續一實施例 之概略圖，請參閱第二十五圖（Α),構成相位調變元件1的 帶狀區域41的圖案，具有繪以斜線之條狀區域且具有例如 90度之相位值、非繪以斜線之空白所表示的區域且具有例 如〇度之相位值，對應於藉由帶狀區域41之作用所形成之 光強度分布之光強度較小之部份，設有具有實質上與周圍 不同之相位值（例如約225度）的孤立區域42，射向相位調 變元件1的入射光，便如第二十五圖（Α)之箭頭ζ所示般從 ，表面（手前端）向内側（裡側）穿出，這個相位調變元件工 此夠根據所期望之相位值分布所形成之選擇而製造例如石 英玻璃般的厚度，而石英玻璃厚度之變化則係根據所選擇 钱刻或是F I B(Foucused I on Beam )而形成。

藉由使用第二十五圖（A )所示之相位調變元件，從孤 立區域42沿著箭頭丫的方向穿過僅離開預定之距離之區域 的光的光強度，會如第二十五圖（B )所示，沿著相位的變 化方向，使得從孤立區域42沿著箭頭y的方向穿過僅離開 預疋之距離之區域的光的光強度成為最小值，而使得從孤 立區域42相互間之中間位置附近的光的光強度成為最大

第47頁 200422749 五、發明說明（42) 值，如箭頭X的方向所示係以直線降低的分配（從孤立區域 4 2之中間位置、光強度最大的孤立區域4 2開始，沿著箭頭 y的方向朝向僅離開預定之距離之區域的位置，並且光強 度依序減少之特性）作變化，亦即，可以得到具有v字型的 (和字母[V]相反的[V]交互地並列般（zigzags))型態的凹 型圖案之光強度分布。另外，沿著具有孤立區域42的斷 面’如第一十五圖（C)所示，形成具有對應於孤立區域4 2 的光強度較小部份中、局部光強度較小部份的反頂峰圖案 狀之光強度之凹部，其結果，可以得到具有適於結晶化之 凹型圖案和局部光強度較小部份的反頂峰圖案之光強度分 布。 以上所說明之各式各樣 皆具有有限個數的相位值， 例如，到目前為止所述之實 段差之分布藉由任意的方法 換成曲面，以得到相同的效 的實施例，其相位調變元件1 而相位值亦可以連續地變化， 施例中，將相位調變元件1的 進行補間處理，可以平滑地置 果。 另外， 之製作技術 再者， 而實現。 相=調變元件1，亦可以使用_I的相位移光罩 ，藉由對應於相位值之凹凸形狀而實現。 亦可在凹凸形狀以外藉由材料之屈折率之分布 为外，也可以實現 日日儿1干和微鏡面裝置之

位調變量般的相位調變元件1 另外，上述的實施例中，光強度分布亦可以 &即進行計算，以事先觀察並確認實際之被處理

第48頁 200422749 五、發明說明（43) 度分布’為了這個目的’必須在光學系統中擴大被處理基 板4的被處理面，並藉由CCD之類的攝影元件進行輸入，此 外’使用光係紫外光的情形之下，包含CCD元件之類的光 學糸統為了要受到感度以及光電變換效率之面的制約，可 以將螢光板設於觀察時之被處理面，以變換可見光，另 外，上述的實施例中，雖揭示了關於相位調變元件1的具 體構成實施例，但關於相位調變元件1而在本發明範圍之 内的各種變形實施例亦是可能的。 第二十六圖（A )至（E)係為使用本實施樣態之結晶化装 置進行結晶化之區域中（被處理面）、電子裝置之製作工程 的公程斷面圖。 如第二十六圖（A)所示，在絕緣基板8 〇 (例如鹼玻璃、 石英玻璃、塑膠、多硫化氨）之上，對於下基膜（例如膜厚 5 0nm之SiN和膜厚lOOnm之Si〇2積層薄膜之類）以及非晶質半 導體薄膜82(例如膜厚50nm至20 0nm程度的Si、Ge、SiGe之 類）使用化學氣相成長或是濺鍍法成長薄膜以製備被處理 基板4。 接著，使用第一圖所示之結晶化裝置，如前說明之各 種型態之相位調變元件1，經由第九圖（C)所示之相位調變 元件1，以雷射光83(例如KrF準分子雷射光或是XeC1準分 子雷射光之類）照射非晶質半導體薄膜82之表面的一部份 或是全部之預定區域。 是故，如第二十六圖（B)所示，即產生具有大粒子半 經之結晶的多結晶半導體薄膜或是單結晶化半導體薄膜

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84 〇 其次’如第一十六圖（C )所示’使用光韻刻技術形成 多結晶半導體薄膜或是單結晶化半導體薄膜84的薄膜電晶 體’並對薄膜電晶體之區域進行島狀之半導體薄膜85的加 工’並使用化學氣相成長法或是錢鍵法成長薄膜以在表面 上製備作為閘極絕緣膜之膜厚20nm至1 OOnm的Si02薄膜。 再者，如第二十六圖（D )所示，在閘極絕緣膜上形成 閘極電極87(例如石夕化物或是MoW之類的），將閘極電極π 作為光罩並對不純物離子8 8 (N通道電晶體之下係為構，p 通道電晶體之下係為刪）進行離子注入，之後，圖示並未 表示之下，在氮氣環境下（例如攝氏450、一小時）進行退 火處理，將不純物活性化並在島狀的半導體薄膜8 5上形成 源極區域91和汲極區域92。 接著’如第二十六圖（E )所示，對層間絕緣膜8 9進行 溥膜成長，並打開接觸穴，以形成連接於通道9〇的源極91 以及接續於汲極92的源極電極93。 一在以上工程中，藉由第二十六圖（A)和第二十六圖（b) 所示之工程所生成的多結晶半導體薄膜或是單結晶化半導 體薄膜84之大粒子半徑之位置的重合，以形成通道9〇。 藉由以上工程，以在多結晶電晶體或是單結晶化半導 體中形成薄膜電晶體（TFT)。 藉由第二十六圖（A)至邙）所示之工程所製造的多結晶 電晶體或是單結晶化電晶體，係適用於液晶顯示器 (DISPLAY)或是EL(電致發光）顯示器之類的驅動電路、或

200422749 五、發明說明（45) 是記憶體（SRAM或是DRAM)和CPU之類的積體電路。 其次’說明使用具有本實施樣態之結晶化裝置而結晶 化的區域之基材，以製作適用於顯示裝置、例如液晶顯示 以下說明具有TFT之顯示裝置的形成方法。 第二十七圖和第二十八圖係為顯示裝置2 2 0，例如主 動矩陣式的液晶顯示器，以下，皆將顯示裝置220稱為液 晶顯示器。 首先，說明關於液晶顯示器22 0，液晶顯示器220具有 前後一對的透明基體221和222、液晶層223、畫素電極 224、掃描配線225、信號配線226、對向電極227、以及 TFT230 〇 作為一對的透明基體221和222，可以使用一對玻璃板 來製作，這種透明基體221和222，可以圖中未示出的框狀 的封裝材料加以接合，而液晶層2 2 3則係設於藉由一對的 透明基體2 2 1和2 2 2之間的封裝材料所圍繞的區域。 一對的透明基體221和222之中一方的透明基體，後側 的透明基體222之内面上，行方向和列方向上設有複數畫 素電極224，與複數晝素電極224電連接的則是複數 TFT230，和複數TFT230電連接的則是掃瞄配線225和信號 配線226。 掃瞒配線225係沿著晝素電極2 24的行方向而設置，這 些掃猫配線225的一端係連接於設於後側之透明基板222的 一側緣部之複數掃瞒配線端子（圖中未示出），複數掃瞄配

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線端子則係連接於掃瞄線驅動電路2 41。 另一方面，信號配線226係沿著晝素電極24的列方向 而$又置，這些#號配線2 2 6的一端係連接於設於後側之透 明基板222的一端緣部之複數信號配線226端子（圖中未示 出），複數信號配線2 2 6端子則係分別連接於信號線驅動電 路242 ’掃瞄線驅動電路241和信號線驅動電路242係分別 連接於液晶控制器243，液晶控制器243則係接收外部供給 的圖像信號和同期信號，並產生晝素映像信號”“、垂直 掃瞄控制信號YCT、以及水平掃瞄控制信號Yct。 另一方之透明基體的前侧的透明基體221之内面，設 有面向複數晝素電極224的一片膜狀的透明對向電極227， 另外，前側的透明基體22 1的内面，亦設有對應於與複數 晝素電極224和對向電極227相面對的複數晝素部之攄光 片，並設有對應於該晝素部之間的區域的遮光片。 一對的透明基體221和222之外側亦設有圖中未示出之 偏光板，另外，在穿透型的液晶顯示裝置22〇之中，後側 之透明基體2 2 2之後側亦設有圖中未示出之面光源，另 外，液晶顯示裝置220可以是反射型或是半穿透反射型的 液晶顯示裝置。 如上述說明，本發明之結晶化裝置和結晶化方法中， 相位調變元件係具有基於比成像光學系統之點像分布範圍 R之半徑在光學上還小的相位調變單元的相位分布，光學 上對應於成像光學糸統之點像分布範圍R之單位範圍中複 數向量之組合的適宜變化所形成之光強度分布，亦可以一

200422749 五、發明說明（47) -- 解析方式進行簡單的計算並進行控制，其結果是，基於在 中央光強度最小且朝向周邊光強度增大的凹型圖案之光強 度分布，可以實現結晶之結晶核完全的橫向生長，以產生 大粒子半徑的結晶化半導體薄膜。 以一例作表示，相位調變元件、照明該相位調變元件 之照明系統、該相位調變元件和多結晶半導體薄膜或是非 晶質半導體薄膜之間的光路中所配置的成像光學系統，該 相位調變元件具有基於在光學上比該成像光學系統之點像 分布範圍之半徑還小的相位調變單元之相位分布，以具有 該多結晶半導體薄膜或是該非晶質半導體薄膜中預定之光 強度分布之光照射，以生成結晶化半導體薄膜，這種結晶 化裝置之構成中，由於該相位調變元件係具有基於在光學 上比該成像光學系統之點像分布範圍之半徑還小的相位調 變單70之相位分布，藉由光學上對應於成像光學系統之點 像分布範圍R之單位範圍中複數向量之組合的適宜變化， 可以一解析方式進行簡單的計算並進行控制，例如，基於 在中央光強度最小且朝向周邊光強度增大的凹型圖案之光 強度分布，可以實現結晶之結晶核完全的橫向生長，以產 生大粒子半徑的結晶化半導體薄膜。 另外，根據此發明，相位調變元件、照明該相位調變 元件之照明系統、該相位調變元件和多結晶半導體薄膜或 疋非晶質半導體薄膜之間的光路中所配置的成像光學系 統’該相位調變元件具有基於在光學上比該成像光學系統 之點像分布範圍之半徑還小的相位調變單元之相位分布，

第53頁 200422749 五、發明說明（48) 提供該預定面中形 下，結晶化裝置以 光強度分布、可以 控制。 成預定之光強度分布 外之適當的裝置中， 藉由一解析方式進行 的裝置，這種情形 預定面上所形成之 簡單的計算並加以 亦即， 域之占有面 具有第一相 下，該相位 點像分布範 域和該第二 或者是，該 統之點像分 每--定的 的單位範圍 化，或者是 學系統之點 狀區域中具 縱向變化， 成像光學系 白圖案，各 相位值，亦 之比率的寬 有周期的分 相位值，相 該相位調變 積率之位置 位值，該第 調變元件係 圍之半徑還 區域之占有 相位調變元 布範圍之半 相位值，相 的同一相位 ，該相位調 像分布範圍 有每--定 或者是，該 統之點像分 線部具有該 可沿著相互 度方向而變 割區域構造 位值在每一 元件係具有 而變化的相 一區域具有 具有在光學 小的複數胞 面積率亦可 件係具有在 徑還小的複 當於光學上 值之晝素亦 變元件係具 之半徑還小 的相位值， 相位調變元 布範圍之半 第一相位值 鄰接之線部 化’另外， ，各分割區 分割區域中 根據第一區 位分布，該 第二相位值 上比該成像 元，各胞元 隨著每一胞 光學上比該 數胞元，各 對應於該點 會再單位範 有在光學上 的複數條狀 各條狀區域 件係具有在 徑還小的寬 ’各空白部 的寬度和空 該相位調變 域構造每一 進行相位分 域和第二區 第一區域係 ’這種情形 光學系統之 中該第一區 元而變 匕， 成像光學系 胞元中具有 像分布範圍 圍内進行變 比該成像光 區域，各條 之寬度沿著 光學上比該 度的線和空 具有該第二 白部的寬度 元件亦可具 具有一定的 布之變化，

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這種情形之下， 像光學系統之 素每一皆具有一 化，或 學系統 案，相 亦可具 的第一 之變化 二帶狀 該邊界 和該第 者是，該 之點像分 位值在每 有沿著具 帶狀區域 方向而延 區域係夾 線上的局 二帶狀區 該該相 點像分布 定的相 相位調 布範圍 一線部 有第一 範圍之半徑 位值，相位 變元件係具 之半徑還小 進行變化， 相位分布及 具有沿著具 、以及 伸的第二帶狀區域 著沿著 部區域 域侧的 相位之變化 中該第一帶 平均相位值 係具有 還小的 值可在 有在光 的寬度 另外， 相位之 有第二 ，該第 方向的 狀區域 實質上 在光學 複數畫 每一獲 學上比 的線和 該相位 變化方 相位分 一帶狀 邊界線 侧的平 是不同 上比該成 素，各晝 素進行變 該成像光 空白圖 調變元件 向而延伸 布及相位 區域及第 而鄰接， 均相位值 的0

這種情形下，該第一帶狀區域和該第二帶狀區域相對 應而形成之光強度分布係互相約略相同的，對應於該光強 度分布之光強度較小部份的該邊界線上的第一局部區域 中、該第一帶狀區域側的平均相位值和該第二帶狀區域側 的平均相位值實質上是不同的，對應於該光強度分布之光 強度較大部份的該邊界線上的第二局部區域中、該第一帶 狀區域側的平均相位值和該第二帶狀區域侧的平均相位值 係約略相同的，再者，該第一帶狀區域和該第二帶狀區域 係具有在光學上比該成像光學系統之點像分布範圍之半徑 還小的寬度的線和空白圖案，各線部具有該第一相位值， 各空白部具有該第二相位值，亦可沿著相互鄰接之線部的 寬度和空白部的寬度之比率的寬度方向而變化，或者是，

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200422749 五、發明說明（50) 該第一帶狀區域和該第二帶 像光學系統之點像分布範圍 圖案，相位值在每一線部進 件，對應於所形成光強度分 光學上比該成像光學系統之 且和周圍實質上不同的相位 態或是第二形態之中，該預 具有光強度之中心區域之周 光強度分布，這種情形下， 自該中心區域朝向周邊以一 另外，該預定之光強度分布 布之該中心區域的附近，具 上還小的第二光強度的第二 強度的反頂端圖案之光強度 另外，基於本案比成像 徑還小的相位調變元件之相 明，經由配置於該相位調變 非晶質半導體薄膜之間的光 一種照射具有該多結晶半導 膜中預定之光強度分布的光 結晶化方法，這種情形和結 強度分布、可以藉由一解析 制’其結果’基於適合結晶 分布，可以實現結晶之結晶 狀區域係具有在光學上比該 之半徑還小的寬度的線和空白 行變化，再者，該相位調變元 布之光強度較小部份，具有在 點像分布範圍之半徑還小的、 值之孤立區域，另外，第_形 疋之光強度分布，係具有朝向 邊而增大光強度之凹型圖案之 該凹型圖案之光強度分布，係 維的方式增大光強度的分布， ’係在該凹型圖案之光強度分 有從具有比該第一光強度實質 中心區域朝向周邊集速增加光 分布。 光學糸統之點像分布範圍之半 位分布之相位調變元件進行照 元件和多結晶半導體薄膜或是 路中的該成像光學系統，提供 體薄膜或是該非晶質半導體薄 、以生成結晶化半導體薄膜的 晶化裝置相同，將所形成之光 方式進行簡單的計算並加以控 化所期望之凹型圖案之光強度 核完全的橫向生長，以產生大

200422749 五、發明說明（51) 粒子半徑的結晶化半導體薄膜。 另外，基於本案比成像光學系統之點像分布範圍之半 徑還小的相位調變元件之相位分布之相位調變元件進行照 明’經由配置於該相位調變元件和多結晶半導體薄膜或是 非晶質半導體薄膜之間的光路中的該成像光學系統，提供 一攀在該預定面中形成該預定之光強度分布之方法，這種

It形之下’結晶化方法以外之適當方法中，預定面所形成 之光強度分布可以藉由一解析方式進行簡單的算並加以 控制。 相位分布 具有根據 之第二區 變元件係 凹型圖案 案之光強 ’以產生 發明係具 區域之占 複數晝素 於該點像 每一單位 狀區域具 向而變化

具有基於預 變元件，提 相位值之第 面積率而變 晶化裝置以 分布，其結 藉由實現結 徑的結晶化 元，關於各 係根據每一 具有一固定 之單位範圍 化，或者是 之相位值， ’具有線和 變單位之 件，其係 一相位值 種相位調 所期望的 的凹型圖 橫向生長 . 本案 和該第二 是，具有 學上對應 素係根據 域，各條 係沿著縱 中，作為 的相位調 具有第一 域之占有 適用於結 之光強度 度分布， 大粒子半 有複數胞 有面積率 ’各晝素 分布範圍 範圍而變 有一固定 ’或者是 定之大小 供一種相 一區域以 化的相位 形成適於 果是，基 晶之結晶 半導體薄 胞元内該 胞元而變 相位值， 的同一相 ’具有複 各條狀區 空白圖案 位調變元 及具有第 分布，這 結晶化之 於所期望 核完全的 膜。 第一區域 化，或者 相當於光 位值之畫 數條狀區 域之寬度 ，各線部 200422749

具有該第一相位值， 接之線部之寬度和空 變化。 鄰 而 各空白部具有該第二相位值，互相 白部之寬度之比率係沿著寬度方向 一 f外\本發明係為具有基於預定之大小的相位調變單 =之目，分布之相位調變元件，具有周期性的分割區域構 =八^ =割區域具有一固定之相位值，並提供具有根據每 斤二二，域而變化之相位值之相位分布的相位調變元件， =日二形之下，藉由適用於結晶化裝i，可以形成適用於 ::j所需的凹型圖案之光強度分彳，並實現結晶之結 =^二王的杈向生長，以產生大粒子半徑的結晶化半導體 此外 值，相位 白圖案， 另外 之大小的 區域，該 著一相位 一帶狀區 變化方向 沿著該相 局部區域 狀區域側 下，藉由 ’本案亦具有複數晝素， 一晝素而變化 據每一線部而 值係根據每 相位值係根 ’本案係為 一相位調變 第一帶狀區 之變化方向 域係具有具 而延伸，該 位之變化方 中該第一帶 的一平均相 適用於結晶 各晝素具 ’或者是 變化。 位調變元件，其 一相位分布，包括一第一帶狀 一種相 單元的 域係具有具有一第一相 而延伸，以及一第二帶 有一固定相位 具有線和空 具有基於預定 有一第二相位 第一帶狀區域 分布且係 及第二帶 向的邊界線而鄰接，該 狀區域側的一平均相位 位值實質上是不同的， 化裝置，可以形成適用 位分布且係沿 狀區域’該第 沿者該相位之 狀區域係爽著 邊界線上的一 值和該第二帶 這種情形之 於結晶化之所

第58頁 200422749 五、發明說明（53)

需的凹型圖案+反頂峰圖案之光強度分布，並實現斧曰之 結晶核完全的橫向生長，以產生大粒子半徑的結晶°^00半導 體薄膜。 另外 二帶狀區 的方式而 該邊界線 平均相位 不同的， 線上的該 位值和該 再者，該 白圖案， 第二相位 率係沿著 該第二帶 係根據每 藉由 被處理薄 向之預定 導體薄膜 導體特性 得到運作 雖然 ，所述之相 域係以相對 構成，對應 上的該第一 值和該第二 對應於該光 第二局部區 第二帶狀區 位調變 應而形 於該光 局部區 帶狀區 強度分 域中、 域側的 該第一帶 強度分布 元件， 成之光 強度分布之光強 域中、 域側的 該第一帶 第一帶狀區域和該第 每一線部具 值，互相鄰接的線 一寬度方向而變化 狀區域係具有一線 一線部而變化。 使用本案每 膜、亦即基 大小的結晶 ’使用該基 ，另外，使 安定之顯示 本案在此已 該平均相 布之光強度較大 該第一帶狀區域 該平均相位值係 區域係 互相約略相同 度較小部份的 狀區域側的該 位值實質上是 部份的該邊界 側的該平均相 約略相同的， 具有一^線和空 有一第一相位值，每一空白部具有一 部之寬度的比 一帶狀區域和 線部之相位值 一實施 材，係 成長， 材所構 用同樣 部之寬 ，或者 和空白 度和空白 是，該第 圖案，該 樣態之相位調變元件所製造的 貫現自結晶之結晶核開始的橫 以產生大粒子半徑的結晶化半 成之電子裝置係具有良好之半 的基材用於液晶顯示器，可以 裝置。 經由特定實施例來進行描述，然而這

200422749 五、發明說明（54) 些實施例僅僅是用以說明本案之原理與應甩。本案得由熟 悉本技藝之人士任施所思而為諸般修飾，然皆不脫如附申 請專利範圍所欲保護者。 200422749

第一圖··本案之結晶化裝置—實施例之 第二圖··第一圖之照明系統之内 =f =概略圖。 第二圖(A)至(F): |案之基本原理的概略圖。 第四圖（A)至（C):黑占像分布範圍内相位 關係之概略圖。 交化和先強度的 函數以及點像分布 第五圖（A)及（B):成像光學系統統中曈 函數之關係的概略圖。 第六圖（A):相位調變元件一實施例之概略圖。 第六圖（B):第六圖（A)之相位調變元件的每一胞元 占有率之變化概略圖。 ' 第七圖：本案之相位調變元件另一實施例之概略圖。 第八圖：本案之相位調變元件再一實施例之概略4。 第九圖（A):本案之相位調變元件更一實施例之概略圖。 第九圖（B):由第九圖（A)之相位調變元件所提供之光彡金产 分布之概略圖。 第九圖（C):依照和箭頭X方向垂直的y方向而排列的第九 圖（A)之相位調變元件之概略圖。 第九圖（D):由第九圖（C)之相位調變元件所提供之光強度 分布之概略圖。 第十圖（A):本案之相位調變元件續一實施例之概略圖。 第十圖（B):由第十圖（A)之相位調變元件所提供之光強度 分布之概略圖。 第Η--圖（A):本案之相位調變元件更一實施例之概略 圖0

200422749 圖式簡單說明 第十一圖（B):由第十一圖（A)之相位調變元件所提供之光 強度分布之概略圖。 第十二圖（A )·· 本案之相位調變元件續一實施例之概略 圖。 第十二圖（B):沿第十二圖（A)之線A-A之光強度分布之概 略圖。 第十二圖（C):沿第十二圖（A)之邊界線A-A之光強度分布 之概略圖。 第十三圖：第十二圖（A)至（C)之相位調變元件之特徵之概 略圖。 第十四圖（A ): 本案之相位調變元件續一實施例之概略 圖。 第十四圖（B):由第十四圖（A)之相位調變元件之變形例之 概略圖。 第十五圖（A):將第十四圖（A)之相位調變元件中所得之光 強度分布以等面線圖表不之概略圖。 第十五圖（B):沿第十五圖（A)之線A-A之光強度分布之概 略圖。 第十五圖（C):沿第十五圖（A)之邊界線B-B之光強度分布 之概略圖。 第十六圖（A):本案之相位調變元件續一實施例之概略 圖。 第十六圖（B ):由第十六圖（A )之相位調變元件之變形例之 概略圖。

200422749 圖式簡單說明 第十七圖（A):將第十六圖（A)之相位調變元件中所得之光 強度分布以等高線圖表示之概略圖。 第十七圖（B) ··沿第十七圖（A)之線A-A之光強度分布之概 略圖。 第十七圖（C):沿第十七圖（A)之邊界線B-B之光強度分布 之概略圖。 第十八圖（A ): 本案之相位調變元件續一實施例之概略 圖。

第十八圖（B):沿第十八圖（A)之線A-A之光強度分布之概 略圖。 第十八圖（C):沿第十八圖（A)之邊界線B-B之光強度分布 之概略圖。 第十九圖（A )··本案之相位調變元件續一實施例之概略 圖。 第十九圖（B):沿第十九圖（A)之線A-A之光強度分布之概 略圖。 第十九圖（C):沿第十九圖（A)之邊界線B-B之光強度分布 之概略圖。

第二十圖（A):將第十九圖（A)之相位調變元件中所得之光 強度分布以等南線圖表不之概略圖。 第二十圖（B)··沿第二十圖（A)之線A-A之光強度分布之概 略圖。 第二十圖（C):沿第二十圖（A)之邊界線B-B之光強度分布 之概略圖。

第63頁 200422749 圖式簡單說明 第二十一圖（A):本案之相位調變元件續一實施例之概略 圖。 第二十一圖（B):沿第二十一圖（A)之線A-A之光強度分布 之概略圖。 第二十一圖（C):沿第二十一圖（A)之邊界線B-B之光強度 分布之概略圖。 第二十二圖（A): 本案之相位調變元件續一實施例之概略 圖。

第二十二圖（B):沿第二十二圖（A)之線A-A之光強度分布 之概略圖。 第二十二圖（C):沿第二十二圖（A)之邊界線B-B之光強度 分布之概略圖。 第二十三圖（A): 本案之相位調變元件續一實施例之概略 圖。 第二十三圖（B)··沿第二十三圖（A)之線A-A之光強度分布 之概略圖。 第二十三圖（C):沿第二十三圖（A)之邊界線B-B之光強度 分布之概略圖。

第二十四圖（A): 本案之相位調變元件續一實施例之概略 圖。 第二十四圖（B):沿第二十四圖（A)之線A-A之光強度分布 之概略圖。 第二十四圖（C):沿第二十四圖（A)之邊界線B-B之光強度 分布之概略圖。

第64頁 200422749 圖式簡單說明 第二十五 圖。 第二十五 之概略圖 第二十五 分布之概 第二十六 基板中， 第二十七 用於顯示 第二十八 用於顯示 圖（A):本案之相位調變元件續一實施例之概略 圖（B):沿第二十五圖（A)之線A-A之光強度分布 〇 圖（C):沿第二十五圖之邊界線b_b之光強度 略圖。 圖（A)至（E):藉由本案之結晶化裝置所得之透明 製作電子裝置之一實施例之概略圖。 =·說明本案之結晶化裝置所得之透明基板係適 、$例如主動矩陣型的液晶顯示器之概略圖。 圖·說明本案之結晶化裝置所得之透明基板係適 裝置’例如主動矩陣型的液晶顯示器之概略圖。 元件符號說明： 1 相位調變元件 2a KrF準分子雷射光源 2c 第一透鏡 2e 第二透鏡 3 成像光學系統 3b 凹透鏡 3e 圓筒形 3g 單位圓 3 i 橫轴 4 被處理基板 2 照明系統 2b 擴束器 2d 第一會聚光學系統 2f 第二會聚光學系統 3a 凸透鏡 3c 開口光圈 3f 像面 3h 相位向量 3 j 交點 4s 〇度方向的相位向量

第65頁 200422749 圖式簡單說明 4t 90度方向的相位 向量 4u 180度方向的相位向量 4v 270度方向的相位向量 4g 複數（四個）相 位向量 5 基板 R 點像分布範圍 2卜 22 相位調變單元（胞元） 21a 第一區域 21b 第二區域 22a 第一區域之第- -晝素 22b 第二區域之第二 二晝素 23 三角形的帶（條 )狀區 域 23a 第一條狀區域 23b 第二條狀區域 24 線和空白圖案 24a 線部 24b 空白部 x、y 、z 箭頭 24d 光強度分布 25 晝素 25a 第一晝素 25b 第二晝素 25c 第三晝素 25d 第四晝素 25e 第五晝素 2 6 線和空白圖案 26a 線部 Φ1 、Φ2 、 Φ3 、 Φ4 、Φ 5、 ‘ φ 6、 Φ7、Φ8、Φ9、 Φ10 Φ11 、Φ -1、Φ -2、 Φ-3、 Φ-4、 Φ -5、Φ -6、Φ - -Ί、 Φ - 8 、Φ - 9、Φ -1 0、 Φ-11 相位值 26b 、26c 、26d 、26e ^ 26f ’ -26g、 26h 、 26i 、 26j 、 26k 線部 31 第一帶狀區域 32 第二帶狀區域 33 邊界線 31x 、32x 箭頭 34 第一局部區域 35 第二局部區域 36 低光強度區域 37 結晶粒

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200422749 圖式簡單說明 41 帶狀區域 42 孤立區域 80 絕緣基板 82 非晶質半導體薄膜 83 雷射光 84 單結晶化半導體薄膜 85 島狀的半導體薄膜 87 閘極電極 88 不純物離子 89 層間絕緣膜 90 通道 91 源極區域 92 汲極區域 93 源極電極 120 光強度分布 121 反頂峰圖案之光強度分布 A-A 線 B-B 邊界線 181 光強度分布 182 反頂端圖案之光強度分布 183 反頂端圖案之合成光強度分布 220 顯示裝置 221 、222 透明基體（板 223 液晶層 224 晝素電極 225 掃描配線 226 信號配線 227 對向電極 230 、TFT 薄膜電晶體 241 .掃瞄線驅動電路 242 信號線驅動電路 243 液晶控制器

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Claims (1)

1. 200422749

   1 · 一種結晶化裝置，包括： 相對於一入射光之一出射光之相位係根據位置而不同 的一相位調變元件； 用以產生射入該相位調變元件的該入射光之一照明系 統； a又置於該相位調變元件的射出侧之一成像光學系統； 以及 w用以支持具有設置於該成像光學系統之一射出側之非 單結晶半導體薄膜之基板的一級； 其中’該相位調變元件係於轉換成該成像光學系統之 —成像面時，具有基於在光學上小於該成像光學系統之一 點像分布範圍之一半徑的一相位調變單元。 I·如申請專利範圍第1項所述之結晶化裝置，其中該相位 δ周變70件具有一相位分布，該相位分布係根據具有一第一 相位值之—第一區域和具有一第二相位值之一第二區域之 有面積率之位置而變化。 t如申請專利範圍第2項所述之結晶化裝置，其中該相位 ^變7G件係於轉換成該成像光學系統之一成像面或是該預 1面時’具有在光學上小於該成像光學系統之該點像分f 範圍之該半徑的複數胞元，該第一區域和該第二區域之忒 有面積率係根據每一該胞元而變化。 •如申請專利範圍第2項所述之結晶化裝置，其中該相位 =變元件係於轉換成該成像光學系統之-成像面或是 疋面時，具有在光學上小於該成像光學系統之該點像7刀

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   六、申請專利範圍 範圍之該半徑的複數畫素，每一該畫素具有一固定相位 值’且具有與該點像分布範圍中光學上對應之單位範圍相 同之相位值的晝素數目係根據每一單位範圍而變化。 5 ·如申請專利範圍第2項所述之結晶化裝置，其中該相位 調變元件係於轉換成該成像光學系統之一成像面或是該預 定面時，具有在光學上小於該成像光學系統之一點像分布 範圍寬度之該半徑的複數條狀區域，每一該條狀區域具有 一固定相位值，每一該條狀區域之寬度係沿著縱向變化。 6 ·如申請專利範圍第2項所述之結晶化裝置，其中該相位 調變元件係於轉換成該成像光學系統之一成像面或是該預 定面時，具有在光學上小於該成像光學系統之一點像分布 範圍寬度之該半徑的一線和空白圖案，每一線部具有該第 一相位值，每一空白部具有該第二相位值，互相鄰接的線 部之寬度和空白部之寬度的比率係沿著一寬度方向而變 7.如申請專利範圍第1項所述之結晶化裝置，其中該相位 調變元件具有一周期性的分割區域構造，每一分割區域具 有一固定相位值，且該相位調變元件具有一相位分布，該 相位分布係根據每一分割區域而變化。 8·如申請專利範圍第7項所述之結晶化裝置，其中該相位 調變元件係於轉換成該成像光學系統之一成像面或是該預 定面時，具有在光學上小於該成像光學系統之該點像分布 範圍之該半徑的複數晝素，每一該畫素具有一固定相位 值’相位值係根據每—書素而變化。

   第69頁 200422749 六、申請專利範圍 9 ·如申請專利範圍第7項所述之結晶化裝置，其中該相位 j變元件係於轉換成該成像光學系統之一成像面或是該預 ^面時’具有在光學上小於該成像光學系統之一點像分布 範圍寬度之該半徑的一線和空白圖案，相位值係根據每一 線部而變化。 I 〇·如申請專利範圍第丨項所述之結晶化裝置，其中該相位 =變元件具有一第一帶狀區域和一第二帶狀區域，該第一 帶狀區域係具有具有一第一相位分布且係沿著一相位之變 化方向而延伸，該第二帶狀區域係具有具有一第二相位分

   布且係沿者該相位之變化方向而延伸，該第一帶狀區域及 第二帶狀區域係夾著沿著該相位之變化方向的邊界線而鄰 接’該邊界線上的一局部區域中該第一帶狀區域侧的一平 均相位值和該第二帶狀區域側的一平均相位值實質上是不 同的。

   II ·如申請專利範圍第1 0項所述之結晶化裝置，其中該第 一帶狀區域和該第二帶狀區域係以相對應而形成之光強度 分布互相約略相同的方式而構成，對應於該光強度分布之 光強度較小部份的該邊界線上的該第一局部區域中、該第 一帶狀區域侧的該平均相位值和該第二帶狀區域側的該平 均相位值貫質上是不同的，對應於該光強度分布之光強度 較大部份的該邊界線上的該第二局部區域中、該第一帶狀 區域側的該平均相位值和該第二帶狀區域侧的該平均相位 值係約略相同的。 1 2·如申請專利範圍第11項所述之結晶化裝置，其中該第

   第70頁 200422749

   之帶2I2和忒第一帶狀區域係於轉換成該成像光學系統 像面或是該預定面時，具有在光學上小於該成像光 :糸二之該點像分布範圍寬度之該半徑的一線和空白圖 ^母線部具有该第一相位值，每一空白部具有該第二 二,值互相鄰接的線部之寬度和空白部之寬度的比率係 沿著一寬度方向而變化。 1_3·如申請專利範圍第丨丨項所述之結晶化裝置，其中該第 一=狀區域和該第二帶狀區域係於轉換成該成像光學系統 之了成像面或是該預定面時，具有在光學上小於該成像光 子系統之该點像分布範圍寬度之該半徑的一線和空白圖 案’相位值係根據每一線部而變化。 14·如申請專利範圍第11項所述之結晶化裝置，其中該相 位調變元件係對應於所形成之該光強度分布之光強度較小 部份’並具有於轉換成該成像光學系統之一成像面或是該 預定面時’具有在光學上小於該成像光學系統之該點像分 布範圍之該半徑、且實質上與周圍不同之一相位值之一孤 立區域。 1 5·如申請專利範圍第1項所述之結晶化裝置，其中該相位 調變元件進行將該入射光從具有一第一光強度的一中心領 域朝向周邊增加光強度之一凹型圖案之一光強度分布。 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項所述之結晶化裝置’其中該凹 型圖案之該光強度分布係具有從該中心領域朝向周邊增加 一維之光強度的一分布。 1 7 ·如申請專利範圍第1 5項所述之結晶化裝置，其中該預

   200422749 六、申請專利範圍 定之光強度分布係於該凹型圖案之光強度分布之該中心領 域之附近，具有一反頂峰圖案之—光強度分布，該反頂峰 圖案之光強度係從具有實質上小於該第一光強度分布之一 第二光強度的一第二中心區域朝向周邊急速增加。 1 8.如申請專利範圍第1 6項所述之結晶化裝置，其中該預 定之光強度分布係於該凹型圖案之光強度分布之該中心區 域之附近，具有一反頂峰圖案之一光強度分布，該反頂峰 圖案之光強度係從具有實質上小於該第一光強度分布之一 第二光強度的一第二中心區域朝向周邊急速增加。 19. 一種曝光裝置，包括 相對於一入射光之一出射光之相位係根據位置而不同 的一相位調變元件； 用以產生射入該相位調變元件的該入射光之/照明系 統； 設置於該相位調變元件的射出側之一成像光學系統； 以及 配置於該相位調變元件和該預定面之間一光路中的一 成像光學系綵； 其中，該相位調變元件係於轉換成該成像光學系統之 一成像面時，具有基於在光學上小於該成像光學系統之一 點像分布範圍之一半徑的一相位調變單元。 20. —種結晶化方法，包括下列步驟： 當轉換成一成像面時，照明具有基於在光學上小於一 成像光學系統之一點像分布範圍之一半徑的一相位調變單

   第72頁 200422749 六、申請專利範圍 元的一相位分布的一相位調變元件；以及 經由配置於該松位調變元件和一多結晶半導體薄膜或 是一非晶質半導體薄膜之間一光路中的該成像光學系統， 以具有預定光強度分布之光束照射該多結晶半導體薄膜或 是該非晶質半導體薄膜，以生成一結晶化半導體薄膜。 21 · —種結晶化方法，包括下列步驟： 轉換成一成像面時，照明具有基於在光學上小於一成 像光學系統之一點像分布範圍之一半徑的一相位調變單元 的一相位分布的一相位調變元件；以及 經由配置於該相位調變元件和一預定面之間一光路中 的4成像光學系統，以形成預定之光強度分布於該預定 面〇 22· —種相位調變元件，其具有基於預定之大小的一相位 w周變單元的一相位分布，包括： 具有一第一相位值的一第一區域；以及 具有一第二相位值的一第二區域； 其中’該相位分布係根攄該第一區域和該第二區域之 占有面積率之位置而變化。 23、如申請專利範圍第22項所述之相位調變元件具有複數 =2:該胞元内的和該第二區域之該占有 積率係根據每一該胞元而變化。 如申請專利範圍第22項所述之相位調變元件包含具有 目位值的複數晝素，，單位範圍相同之相位值的晝 素數目係根據每一單位範園而變化。 一

   第73頁 200422749 六、申請專利範圍 25·如申請專利範圍第22項所述之相位調變元件包含具有 ^固定相位值的複數條狀區城，每一該條狀區域之寬度係 沿著縱向變化。 26·如申請專利範圍第22項所述之相位調變元件具有一線 和空白圖案，該線和空白圖案包含具有該第一相位值的複 數線部以及具有該第二相位值的複數空白部，互相鄰接的 '、、F之寬度和空白部之寬度的比率係沿著一寬度方向而變 27·—種相位調變元件，其具有基於預定之大小 良早兀的一相位分布，包括·· 具有一固定相位值的複數分割區域； 八其中，每一該分割區域中係具有一相位分布，該相位 刀之該相位值係根據每一該分割區域而周期性地變化。 一 ·如―申請專利範圍第27項所述之相位調變元件包含具有 ;:2值的複數晝f ’每一該晝素的該相位值係 ’ 磷晝素而變化。 胃 2:空如::？糊第27項所述之相位調變元件具有-線 3〇二白圖案，該相位值係根據每一線部而變化。 • 種相位調變元件，其且右：t, 調變單$ A , . . /、有基於預疋之大小的一相位 义早兀的一相位分布，包括· 一第一帶狀區域，該第一鹛 相位分t & 帶狀區域係具有具有一第一 一馇—地心广丄、 良化方向而延伸；以及 第一帶狀區域，該繁-M 相伋分右B怂、凡#斗4 —帶狀區域係具有具有一第二 刀布且係沿著該相位之變化方向而延伸；

   頁 200422749 六、申請專利範圍 其中，該第一帶狀區域及第二帶狀區域係夾著沿著該 相位之變化方向的邊界線而鄰接，該邊界線上的一局部區 域中該第一帶狀區域侧的一平均相位值和該第二帶狀區域 側的一平均相位值實質上是不同的。 3 1 ·如申請專利範圍第3 0項所述之相位調變元件，其中該 第一帶狀區域和該第二帶狀區域係以相對應而形成之光強 度分布互相約略相同的方式而構成，對應於該光強度分布 之光強度較小部份的該邊界線上的該第一局部區域中、該 第一帶狀區域側的該平均相位值和該第二帶狀區域側的該 平均相位值實質上是不同的，對應於該光強度分布之光強 度較大部份的該邊界線上的該第二局部區域中、該第一帶 狀區域侧的該平均相位值和該第二帶狀區域侧的該平均相 位值係約略相同的。 32·如申請專利範圍第3〇項所述之相位調變元件，其中該 f 一帶狀區域和該第二帶狀區域係具有一線和空白圖案， 每一線部具有一第一相位值，每一空白部具有一第二相位 2 ’互相鄰接的線部之寬度和空白部之寬度的比率係沿著 寬度方向而變化。 3^，_如申請專利範圍第30項所述之相位調變元件，其中該 :帶狀區域和該第二帶狀區域係具有一線和空白圖案， 〜、、、°卩之相位值係根據每一線部而變化。 第一如申、明專利範圍第31項所述之相位調變元件，其中該 每二:f區域和該第二帶狀區域係具有一線和空白圖案， 。卩具有一第一相位值，每一空白部具有一第二相位

   200422749 申請專利範圍 值，互相鄰接的線部之寬度和空白部之寬度的比率係沿著 一寬度方向而變化。 3 5 ·如申請專利範圍第3丨項所述之相位調變元件，其中該 ，一帶狀區域和該第二帶狀區域係具有一線和空白圖案， 该線部之相位值係根據每一線部而變化。 36·如申請專利範圍第22項所述之相位調 所形成之該光強度分布之光強度較小部份，並+具#有對實質上 與周圍不同之一相位值之一孤立區域。 37· —種裝置，包括： 轉換成一成像面時、照明具有基於在光學上一 3 3系統之一點像分布範圍之一半徑的一相位調變單元 =布的一相位調變元件、並經由配置於該相位調 i: 2:=面之間一光路中的該成像光學系統、於該 預疋面形成預定之之光強度分布之 半導體薄膜。 38· —種顯示裝置，包括： 一對基板，二者之間具有一預定之間隙； 位於該間隙之一電氣光學物質· 形成於一基板的一相對電極· 形成於另一基板的複數書音 β 複數該畫素電極的複數薄膜電供用以驅動 其中，該半導體薄膜係薄膜； 光之相位係根據位置而不同的一、二 射光之一出射 學系統，以具有該多結晶半導；：u,和-成像光 守體4膜或疋該非晶質半導體

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