JP2001110742A

JP2001110742A - レーザアニール方法

Info

Publication number: JP2001110742A
Application number: JP2000248896A
Authority: JP
Inventors: Naoki Suzuki; 尚樹鈴木; Noriyuki Hirata; 教行平田; Masatoshi Shimizu; 政俊清水; Takuo Higashijima; 拓生東島; Hiroaki Takahashi; 宏明高橋; Yoshiaki Komatsubara; 吉明小松原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-01-13
Filing date: 2000-08-18
Publication date: 2001-04-20

Abstract

(57)【要約】【課題】基板の汚染防止、処理時間の短縮が可能で、基
板の品質向上を図れるレーザアニール方法を提供するこ
とにある。【解決手段】基板製造装置のレーザアニール装置３は、
搬送路Ａに沿って配置されたカセットステーション３２
を備え、このカセットステーションと対向して、ガラス
基板をアニールする処理部３７が設けられている。処理
部およびカセットステーションに隣接して、スピン洗浄
ユニット３６が設けられている。カセットステーション
と処理部との間に設けられた搬送ロボット３５により、
カセットステーションからガラス基板を受取り、スピン
洗浄ユニットに搬送し、洗浄後のガラス基板をスピン洗
浄ユニットから処理部に直接搬入してアニールを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非晶質シリコンが
形成された基板を洗浄した後にレーザアニールを行うレ
ーザアニール方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、平面表示装置として、液晶表示
パネルのアレイ基板を製造する製造工程において、成膜
工程、エッチング工程、レーザアニール工程など各工程
では、基板の清浄度を確保するため、処理前に基板を洗
浄している。そのため、製造装置は、各工程を実施する
複数の処理装置と、これらの処理装置とは別個に設けら
れた洗浄装置とを備え、被処理物としての基板は、これ
ら複数の処理装置と洗浄装置との間を、カセットに装填
された状態で台車あるいは自動搬送装置（ＡＧＶ）によ
って搬送される。

【０００３】また、レーザアニール工程に用いられるレ
ーザアニール装置として、基板上に形成された非晶質シ
リコンにレーザを照射してアニールし、多結晶シリコン
膜を形成する装置が知られている。このようなレーザア
ニール装置においては、例えば酸素濃度が高い雰囲気中
でアニール工程を行うと、形成された多結晶シリコン膜
の特性劣化の原因となる。

【０００４】そこで、例えば、特開平９−２７５０８０
号公報には、基板投入チャンバ、搬送チャンバ、アニー
ルチャンバ、搬送チャンバ、基板取出チャンバを順次ゲ
ートバルブを介して接続し、真空排気系により真空雰囲
気あるいは窒素雰囲気としたアニールチャンバ内で、予
備加熱を行うとともにレーザを照射してアニールを行う
レーザアニール装置が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、処理装
置および洗浄装置が別個に設けられている場合、製造装
置全体の設置スペースを広く取らなければならないとと
もに、基板は各処理装置と洗浄装置との間を搬送される
ため、搬送時間が長く、汚染されるおそれがあるととも
に、リード時間も長くなってしまう。

【０００６】また、処理タイム、すなわちＱタイムの管
理が必要になり、後の工程の状態によって前の工程への
基板の投入が制約され、その結果、製造装置全体の処理
が複雑になる。

【０００７】上記構成のレーザアニール装置では、アニ
ールチャンバ内の雰囲気を制御するために真空排気系が
必要であり、雰囲気の安定化に時間がかかるとともに、
各チャンバを、気密性の高い、いわゆる真空チャンバで
構成する必要があり、製造コストが上昇する。また、多
数のチェンバを接続して構成されているため、装置が大
型化するとともに、チャンバ間を連結して基板を搬送す
る搬送機構部の増加により、パーティクルの発生個所が
増加する。そして、パーティクルとして、例えば、ボロ
ン、リンなどの不純物が基板に付着した状態でレーザ照
射を行うと、形成されたトランジスタの特性に悪影響を
及ぼす。また、真空もしくは窒素雰囲気中で基板にレー
ザを照射する際、雰囲気内の酸素濃度が所定の値に制御
されていないと、非晶質シリコンの結晶化粒径が小さく
なり、トランジスタ特性の移動度が小さくなる。更に、
アニールに加えて予備加熱を行う大型のチャンバ全体を
窒素雰囲気など所定の雰囲気とするためには、多量のガ
スが必要となり、製造コストの上昇を招く。

【０００８】本発明は、以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、被処理物の汚染防止を図るとともに処
理時間の短縮が可能でレーザアニールの品質向上を図っ
たレーザアニール方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係るレーザアニール方法は、載置部に載
置され非晶質シリコンが形成された基板を搬送機構によ
り搬出し上記載置部からこの載置部に隣接して設けられ
た洗浄部に搬入し、洗浄する工程と、洗浄された上記基
板を上記搬送機構により、上記載置部と対向しかつ上記
洗浄部に隣接して設けられた処理部に直接搬入し、レー
ザアニールを行い上記非晶質シリコンを多結晶シリコン
とする工程と、を備え、上記洗浄部は、上記処理部およ
び上記載置部を結ぶ第１方向と交差する第２方向にずれ
て設けられていることを特徴としている。

【００１０】上記レーザアニール方法によれば、洗浄さ
れた基板を処理部に直接搬入することができ、構成ユニ
ットおよび構成ユニット間の搬送機構部が削減される。
それにより、基板の汚染防止および搬送時間の短縮を図
ることができ、安定したアニール処理が可能となり、基
板の品質が向上する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、この発
明を液晶表示デバイスのアレイ基板を製造する基板製造
装置に適用した実施の形態について詳細に説明する。図
１に示すように、基板製造装置は、例えば、アクテイブ
マトリックス型のカラー液晶デバイスに用いる液晶表示
パネルのアレイ基板を製造する装置であり、アレイ基板
を構成するためのガラス基板を被処理物として種々の処
理を施す。すなわち、基板製造装置は、所定の搬送路、
例えば、直線状の搬送路Ａに沿ってガラス基板を搬送す
る搬送装置（ＡＧＶ）７と、搬送路Ａに沿って配置され
た複数の処理装置と、を備えている。これらの処理装置
としては、ガラス基板上に所望の材料の薄膜を形成する
成膜装置２、ガラス基板上に形成された膜に対してレー
ザアニール処理を施すレーザアニール装置３、ドライエ
ッチング装置４、イオンドーピング装置５、ウェットエ
ッチング装置６等が設けられている。そして、基板製造
装置全体の動作は、図示しないＣＰＵなどを備えた制御
装置により制御される。

【００１２】次に、各処理装置について詳細に説明す
る。図１ないし図３に示すように、成膜装置２は、搬送
路Ａの近傍に配置されたカセットステーション１２、こ
のカセットステーションに対向して設けられた処理部２
１、カセットステーション１２および処理部２１に対し
て側方にずれて設けられたスピン洗浄ユニット１６、カ
セットステーションと処理部２１との間に設けられ、カ
セットステーション、処理部、およびスピン洗浄ユニッ
ト１６の間でガラス基板を搬入、搬出する搬送ロボット
１５を備えている。

【００１３】カセットステーション１２は、搬送路Ａに
沿って並んだ２つのカセット載置部１２ａを有し、各カ
セット載置部１２ａには、複数枚のガラス基板１を積層
状態に収納したカセットＣが脱着自在に載置されてい
る。なお、搬送装置７は、搬送路Ａに沿って自走する搬
送台車７ａを備え、この搬送台車は、複数のカセットＣ
を載置して搬送するととも、任意の処理装置のカセット
ステーションとの間で自動的にカセットＣの受渡しを行
う。

【００１４】図４および図５に示すように、ガラス基板
１は、例えば、縦５００ｍｍ、横４００ｍｍ、厚さ０．
７ｍｍの矩形状に形成されている。また、各カセットＣ
は、天板１０３、底板１０４、複数の側板１０５、図示
しない背板とから箱状に形成され、その前面にガラス基
板１を出し入れする開口部１０６が形成されている。両
側板１０５の内面には、図５に示すように、上下方向に
所定距離を置いて並んだ複数の棚１０７が突設されてい
る。そして、ガラス基板１は、両側の対向する棚１０７
上に両側縁部を載置することにより、カセットＣ内に水
平に支持されている。カセットＣ内には、多数のガラス
基板１が上下方向に多段に収納される。

【００１５】なお、各段における両側の側板１０５の内
面１０８は、カセットＣに出し入れされるガラス基板１
が接触するのを防止するため、ガラス基板の側縁に対し
て所定のクリアランスを有するように形成され、対向す
る内面間の間隔Ｌ１がガラス基板の幅Ｌ２に対して、Ｌ
１＞Ｌ２となるように構成されている。

【００１６】図２ないし図４に示すように、カセットス
テーション１２に設けられた各カセット載置部１２ａ
は、カセットステーション１２の上面に立設された一対
の支持脚部１４によって構成され、これらの支持脚１４
は互いに平行に、かつ、搬送路Ａと直交するＹ方向に沿
って延びている。また、支持脚１４の上端面には、Ｙ方
向に延びた位置決め溝１４ａが形成されている。そし
て、カセットＣは、その底壁１０４の対向する２側縁部
が位置決め溝１４ａにそれぞれ嵌合することにより、カ
セット載置部１２ａに位置決めされている。カセット装
置部１２ａに載置された状態において、カセットＣの開
口部１０６は処理部２１に向ってＹ方向に開口してい
る。２つのカセット載置部１２ａに載置された２つのカ
セットＣは、搬送路Ａの延出方向、つまり、Ｘ方向に並
んで位置しているとともに、各カセットの中心軸Ｄは、
Ｙ方向と平行に位置している。

【００１７】図４、図６および図７（ａ）に示すよう
に、各カセット載置部１２ａには、載置されたカセット
Ｃ内におけるガラス基板１の位置を検出する位置検出部
１１０が設けられている。この位置検出部１１０は、ガ
ラス基板１の側縁の内、Ｙ方向に延びる一対の側縁の位
置をそれぞれ検出する一対の位置センサ１１２を有して
いる。また、カセットステーション１２において、各カ
セット載置部１２ａの近傍には、一対の支持ポスト１１
４がほぼ垂直に立設され、カセット載置部１２ａを挟ん
で対向しているとともにＸ方向に並んで位置している。
そして、一対の位置センサ１１２はこれらの支持ポスト
１１４により垂直方向、つまり、Ｚ方向に沿って昇降自
在に支持されているとともに、それぞれカセットＣの外
側に退避した退避位置と、任意のガラス基板１の側縁に
重なって位置する検出位置との間を、Ｘ方向に沿って移
動自在となっている。なお、一対の位置センサ１１２
は、これらのセンサを結ぶ線がガラス基板１のほぼ中心
ｈを通る位置に配置されている。

【００１８】ガラス基板１の位置を検出する場合、ま
ず、退避位置にある一対の位置センサ１１２を、任意の
ガラス基板、特に、後述する搬送ロボット１５によって
カセットＣから取出すガラス基板１の両側縁とそれぞれ
対向する位置までＺ方向に移動させる。続いて、図７
（ｂ）に示すように、各位置センサ１１２を退避位置か
らガラス基板１に向ってＸ方向に移動し、ガラス基板の
側縁を検出した時点で停止する。その間、各位置センサ
１１２の移動量を検出する。そして、これら位置センサ
１１２の移動量からガラス基板１の位置を検出する。

【００１９】すなわち、一対の位置センサ１１２の移動
量が一致している場合、ガラス基板１はその中心ｈがカ
セットＣの中心軸Ｄと一致した状態で載置されているこ
とが分かる。また、両位置センサ１１２の移動量が互い
に異なる場合、その差から、ガラス基板１は、その中心
軸がカセットＣの中心軸ＤからＸ方向にずれた状態で載
置されていることが分かり、同時に、そのずれ量を検出
することができる。このようにして検出されたガラス基
板１のずれ量は、後述するガラス基板の搬送時に位置情
報として利用される。

【００２０】一方、図２および図３に示すように、成膜
装置２の処理部２１は、カセットステーション１２に対
しＹ方向に並んで設けられている。処理部２１は、マル
チチャンバ型の処理部であり、内部を大気圧あるいは真
空に制御可能なロードロック室２２を備えている。搬送
部として機能するロードロック室２２は、Ｙ方向に延び
ているとともに、その一端がカセットステーション１２
と対向している。ロードロック室２２の他端側には平面
が略六角形状の真空搬送室２４がその一辺をロードロッ
ク室に接した状態で配設されている。また、真空搬送室
２４の他の五辺には、ガラス基板を加熱する加熱室２
６、化学気相成長（ＣＶＤ）によってガラス基板１上に
薄膜を形成する４つの成膜室２５が設けられている。こ
れらの加熱室２６および成膜室２５は、それぞれ個別処
理部として機能する。

【００２１】また、成膜装置２のスピン洗浄ユニット１
６は、カセットＣから取出されたガラス基板１をスピン
洗浄するもので、カセットステーション１２および処理
部２１に隣接して設けられているとともに、カセットス
テーションと処理部２１との間の空間に対し、カセット
ステーションと処理部のロードロック室２２とを結ぶ第
１方向、つまり、Ｙ方向と直交する第２方向、つまり、
Ｘ方向にずれて設けられている。

【００２２】更に、成膜装置２の搬送ロボット１５は、
カセットステーション１２と処理部２１のロードロック
室２２との間に設けられ、カセットステーション１２か
らガラス基板１を取出してスピン洗浄ユニット１６に搬
入し、洗浄後のガラス基板１をロードロック室２２を介
して処理部２１に搬入する。そして、搬送ロボット１５
は、処理部２１によって成膜されたガラス基板を取出し
カセットＣへ戻す。

【００２３】搬送機構として機能する上記搬送ロボット
１５は、図２および図８に示すように、ガラス基板１を
支持する支持部材としてのハンド１２８を備え、このハ
ンド１２８は、水平面内で中心点Ｏを通る２方向、つま
り、Ｘ方向およびＹ方向に沿って移動可能であるととも
に、中心点Ｏを通る垂直なＺ方向に沿って昇降可能に構
成されている。更に、ハンド１２８は、Ｚ軸の回りで回
動可能となっている。

【００２４】詳細に述べると、搬送ロボット１５は、カ
セットステーション１２と処理部２１のロードロック室
２２との間に設けられた基台１２０と、この基台に形成
されＸ方向に延びるガイド溝１２２に沿って移動自在な
駆動部１２３と、を備えている。なお、ガイド溝１２２
は、スピン洗浄ユニット１６の中心と交差する方向に沿
って延びている。駆動手段としての駆動部１２３は回転
軸１２５を有し、この回転軸はＺ軸に沿って昇降可能で
あるとともに、Ｚ軸の回りでθ方向に回転可能となって
いる。回転軸１２５は中心点Ｏに一致している。更に、
駆動部１２３は、自身がＺ軸の回りで回動可能に基台１
２０上に設けられている。

【００２５】回転軸１２５には、第１アーム１２４の一
端部が連結され回動軸１２５と一体に回動可能となって
いる。第１アーム１２４の他端には、第２アーム１２６
の一端が回動軸１２７を中心として回動可能に連結さ
れ、この第２アーム１２６の他端には、ガラス基板１を
搭載するためのハンド１２８が回転軸１２９を中心に回
動可能に連結されている。第１および第２アーム１２
４、１２６はリンクを構成し、第２アーム１２６は第１
アーム１２４の回動に連動して所定角度回動する。

【００２６】ハンド１２８は水平に延びた薄板により形
成され、基端部が回動軸１２９に連結され、先端部は左
右二股状に形成されている。そして、ハンド１２８はそ
の中心線ｄが、回転軸１２９と中心点Ｏとを通って延び
る方向、つまり、Ｙ方向に延びる移動軸Ｍ、と一致した
状態で回転軸１２９に取り付けられている。

【００２７】そして、ハンド１２８は、駆動部１２３が
ガイド溝部１２２に沿って移動した際にＸ方向に移動
し、回転軸１２５と共にアーム１２４，１２６が昇降す
るとＺ方向に移動する。また、ハンド１２８は、回転軸
１２５により第１および第２アーム１２４，１２６が回
動されると、その中心線ｄが移動軸Ｍと常に一致した状
態で、移動軸Ｍに沿って移動する。更に、ハンド１２８
は、駆動部１２３が中心点Ｏの回りで回動すると、第１
および第２アーム１２４、１２６と共に中心点Ｏの回り
で回動する。

【００２８】ハンド１２８には、カセットＣの開口部１
０６側に位置したガラス基板１の一辺１ａの位置を２箇
所で検知する非接触式の第１および第２センサ１３０
ａ，１３０ｂが設けられている。第１および第２センサ
１３０ａ，１３０ｂは、光学反射式センサであり、セン
サ光の波長としては透明ガラス製の基板１を透過しない
で検知できる光学的結像点を有する赤外線が用いられて
いる。そして、第１および第２センサ１３０ａ，１３０
ｂは、検知面を上面として、ハンド１２８の中心線ｄ
（回転軸２９と中心点Ｏとを通る線）に対して左右対称
位置に、つまり、ハンドの中心線ｄと直交する線上に並
んで配設され、かつ、例えば、２００ｍｍの間隔ｘ１を
おいて配置されている。

【００２９】なお、後述するように、第１および第２セ
ンサ１３０ａ，１３０ｂからハンド１２８の基部側へ、
例えば、１００ｍｍの距離ｙ１だけ離間した位置に基板
搭載基準線Ｒが設定されている。ガラス基板１を搬送す
る際、このガラス基板１は、その一辺１ａが基板搭載基
準線Ｒと一致した状態で、ハンド１２８上に支持され
る。

【００３０】図９に示すように、前述した位置センサ１
１２、第１および第３センサ１３０ａ、１３０ｂは制御
手段および調整手段として機能する制御部１４１に接続
されている。また、制御部１４１には、搬送ロボット１
５の駆動部１２３を駆動するドライバ１４２が接続され
ている。制御部１４１は、搬送ロボット１５の基本的な
搬送動作を制御する主制御部１４４、センサ１１２、１
３０ａ、１３０ｂの出力信号と搬送ロボット１５の動作
状態との情報に基づいてハンド１２８とガラス基板１と
の相対位置を割り出す演算部１４６、割り出された位置
に基づいて搬送ロボットによる搬送動作を補正するため
の補正信号を出力する補正部１４８を有している。

【００３１】次に、以上のように構成された搬送ロボッ
ト１５の搬出、搬入動作を説明する。なお、カセットス
テーション１２のカセット載置部１２ａには、ＡＶＧ７
によって搬送されてきたカセットＣが載置され、カセッ
トＣ内には、ガラス基板１が多段に収納されているもの
とする。また、搬送ロボット１５のハンド１２８は待機
位置に配置されているものとする。

【００３２】図１０（ａ）に示すように、待機位置にお
いて、搬送ロボット１５は、その中心点ＯがＸ軸上で、
かつ、一方のカセットＣの中心軸Ｄと同軸的に延びる基
準軸ＹＲ上に位置している。また、ハンド２８はその中
心線ｄが基準軸ＲＹと一致した位置に配置され、ハンド
２８の移動軸Ｍも基準軸ＹＲに一致している。

【００３３】カセットＣから任意のガラス基板１を取出
す場合、まず、カセットステーション１２に設けられた
位置検出部１１０の位置センサ１１２により、上記ガラ
ス基板１の位置、つまり、カセットＣの中心軸Ｄに対す
るガラス基板中心ｈのずれ量を検出する。そして、例え
ば、取出そうとするガラス基板１の中心がカセットＣの
中心軸Ｄに対してＸ方向に距離ａずれている場合、制御
部１４１は、駆動部１２３がＸ方向に距離ａだけ移動
し、ガラス基板１のずれを補正する。これにより、図１
０（ｂ）に示すように、搬送ロボット１５の基準軸Ｙ
Ｒ、ハンド１２８の中心軸ｄおよび移動軸Ｍは、ガラス
基板１の中心ｈを通り、かつ、カセットＣの中心軸Ｄと
平行に位置する。

【００３４】続いて、制御部１４１の制御下において、
搬送ロボット１５は、図１１（ａ）に示すように、ハン
ド１２８をＺ軸方向に移動し、カセットＣ内の取出そう
とするガラス基板１の下側となる高さ位置で、かつ、第
１および第２センサ１３０ａ，１３０ｂとガラス基板１
の下面との対向間隔が所定距離、ここでは８ｍｍとなる
高さ位置に停止する。

【００３５】次に、図１１（ｂ）および１２（ａ）に示
すように、ハンド１２８が基準軸ＲＹ方向に沿ってカセ
ットＣ内へ移動され、取出すガラス基板１と、その下側
のガラス基板１あるいはカセットＣの底板１０４と、の
間に侵入する。ハンド１２８が取出すガラス基板１の下
側に侵入していく途中で、第１および第２センサ１３０
ａ、１３０ｂはガラス基板１の一辺１ａの下方を横切
り、その際、それぞれこの一辺１ａ検知して検知信号を
出力する。

【００３６】なお、ハンド１２８を所定距離移動させた
にもかかわらず、第１および第２センサ１３０ａ、１３
０ｂのいずれもが検知信号を出力しない場合、制御部１
４１はカセットＣにガラス基板１が不在であると判断し
移載動作を中止する。また、第１および第２センサ１３
０ａ，１３０ｂのいずれか一方しか検知信号を出力しな
い場合、制御部１４１はガラス基板１が欠損していると
判断する。

【００３７】制御部１４１は、第１および第２センサ１
３０ａ、１３０ｂの検出信号の出力タイミングに応じ
て、待機位置から第１センサ１３０ａがガラス基板１の
一辺１ａを検出するまでのハンド１２８のＹ方向の移動
距離ｙ２、および待機位置から第２センサ１３０ｂが一
辺１ａを検出するまでのハンド１２８のＹ方向の移動距
離ｙ３を演算部１４６により演算する。

【００３８】更に、制御部１４１は、移動距離ｙ２、ｙ
３に基づいて、ガラス基板１の傾き、つまり、基準軸Ｒ
Ｙに対する基板の中心線の傾きθ１と、ガラス基板１の
基準軸ＲＹ方向の位置と、を一辺位置情報として演算
し、この演算結果に応じて、ガラス基板１の傾きに対応
したハンド１２８の移動方向と、ハンド１２８の基板搭
載基準線Ｒに基板１の一辺１ａを合わせるために必要な
ハンド２８の移動距離と、を演算する。

【００３９】続いて、制御部１４１はハンド１２８を待
機位置まで戻した後、ハンド１２８がガラス基板１に対
して所定の相対位置に配置されるように、搬送ロボット
１５を作動させる。つまり、図１１（ｃ）および図１２
（ｂ）に示すように、制御部１４１は、第１および第２
センサ１３０ａ、１３０ｂを結ぶ線とガラス基板１の一
辺１ａとが平行になるように、駆動部１２３をＸ軸に沿
って移動距離ｘ２に換算して図中右方向に移動させると
ともに、駆動部１２３をアーム１２４、１２６と共に中
心点Ｏの回りで図中反時計回り方向にθ１だけ回転させ
る。これにより、ハンド１２８の移動軸Ｍ、および中心
線ｄがガラス基板１の傾きと一致することになる。

【００４０】次に、制御部１４１は移動軸Ｍ方向へのハ
ンド１２８の移動距離ｙ４を演算する。ハンド２８の基
板搭載基準線Ｒは、第１および第２センサ１３０ａ，１
３０ｂを結ぶ線からの距離ｙ１だけ離間した位置に設定
される。そして、制御部１４１は、演算結果に基づい
て、ハンド１２８の移動軸Ｍ、および回動位置のデータ
を補正し、以後、補正データに基づいて搬送ロボット１
５の動作を制御する。

【００４１】上述した制御により、図１１（ｄ）および
図１２（ｂ）に示すように、ハンド１２８はガラス基板
１の取出位置に対応した所定の搭載位置に移動し、その
搭載位置に停止される。これにより、ハンド２８の中心
線ｄがガラス基板１の中心線と一致し、また、ハンド１
２８の基板搭載基準線Ｒが基板１の一辺ａと整列する。

【００４２】なお、第１および第２センサ１３０ａ、１
３０ｂの検出信号に基づいて演算された移動距離ｙ２と
ｙ３とが等しい場合、つまり、取出すガラス基板１がそ
の一辺１ａがハンド１２８の中心軸ｄと直交して延びる
正しい位置にある場合、ガラス基板１の傾きの角度は０
゜と演算され、制御部１４１はハンド１２８の移動方向
を補正することなく、基準軸ＹＲに沿ってハンド１２８
を所定の搭載位置まで移動させる。

【００４３】なお、本実施の形態においては、ハンド１
２８を待機位置に戻した後、ガラス基板１に対するハン
ド１２８の位置補正動作を行っているが、これに限ら
ず、ハンド１２８を待機位置に戻すことなく位置補正を
行うようにしてもよい。

【００４４】続いて、搬送ロボット１５はハンド１２８
をＺ軸方向に所定距離上昇させる。それにより、ハンド
１２８はガラス基板１を支持し、カセットＣの棚７から
所定の隙間だけ離間する高さ位置まで、ガラス基板１を
押し上げる。

【００４５】この状態で、搬送ロボット１５は、図１１
（ｅ）に示すように、ハンド１２８を移動軸Ｍに沿って
駆動部１２３上まで移動させ、ハンド１２８に支持され
たガラス基板１をカセットＣ内から取り出す。続いて、
図１１（ｆ）および図１２（ｃ）に示すように、搬送ロ
ボット１５は、アーム１２４、１２６およびハンド１２
８と共に駆動部１２３を中心点Ｏの回りで時計方向に９
０゜＋θ１回転させ、ガラス基板１をスピン洗浄ユニッ
ト１６と対向する方向に向け、ガラス基板１の中心線を
Ｘ軸に一致させる。同時に、ハンド１２８はＺ軸方向に
移動され、スピン洗浄ユニット１６に対応する所定高さ
位置に合わせられる。

【００４６】更に、制御部１４１は、図１２（ｃ）に示
すように、ガラス基板取出し時のＸ方向補正量ａおよび
Ｘ２と同一距離だけ駆動部１２３を補正方向と逆方向に
移動し、搬送ロボット１５の基準軸ＲＹをカセットＣの
中心線Ｄと一致させる。

【００４７】続いて、制御部１４１は、駆動部１２３お
よびハンド１２８を、Ｘ方向に沿って、スピン洗浄ユニ
ット１６側へ所定距離だけ移動する。この状態で、搬送
ロボット１５は、図１１（ｅ）に示すように、ハンド１
２８を移動軸Ｍ、つまり、Ｘ方向に沿ってスピン洗浄ユ
ニット１６まで移動させ、ハンド１２８に支持されたガ
ラス基板１をスピン洗浄ユニット１６内の所定位置に搬
入する。そして、ガラス基板１の搬入後、搬送ロボット
１５は所定の待機位置に戻される。

【００４８】図３に示すように、スピン洗浄ユニット１
６によるガラス基板１の洗浄が終了すると、搬送ロボッ
ト１５は、制御部１４１の制御の下、スピン洗浄ユニッ
ト１６からガラス基板１を取出し、処理部２１のロード
ロック室２２と対向する位置までＸ方向に移動した後、
ガラス基板１をＹ方向に沿ってロードロック室２２内に
搬入する。更に、処理部２１によりガラス基板１への成
膜が終了すると、搬送ロボット１５はロードロック室２
２からガラス基板１を取出し、いずれかのカセットＣと
対向する位置までＸ方向に移動してガラス基板を搬送す
る。その後、搬送ロボット１５は、ガラス基板１をＹ方
向に沿ってカセットＣ内の所定の棚に搬入する。

【００４９】以上のようにして、搬送ロボット１５は、
カセットＣから取出したガラス基板１をＸ方向に搬送し
てスピン洗浄ユニット１６へ搬入し、洗浄後のガラス基
板をＹ方向に搬送して処理部２１に搬入し、更に、処理
後のガラス基板を処理部２１からＹ方向に搬送してカセ
ットＣ内に戻す。

【００５０】次に、上述した成膜装置２と並んで配置さ
れたレーザアニール装置２について説明する。レーザア
ニール装置３は、図１および図１３に示すように、搬送
装置７の搬送路Ａに対向して配置されたカセットステー
ション３２、カセットステーションに対し、搬送路Ａと
直交するＹ方向に対向して設けられた処理部としてのエ
キシマレーザアニール（ＥＬＡ）室３７、カセットステ
ーション３２およびレーザアニール室３７に対し、搬送
路Ａと平行なＸ方向にずれて設けられたスピン洗浄ユニ
ット３６、カセットステーションＣとレーザアニール室
３７との間に設けられ、カセットステーション、レーザ
アニール室、およびスピン洗浄ユニット３６の間でガラ
ス基板を搬入、搬出する搬送ロボット３５を備えてい
る。

【００５１】カセットステーション３２は、搬送路Ａに
沿って並んだ２つのカセット載置部３２ａを有してい
る。各カセット載置部３２ａは前述した成膜装置２のカ
セット載置部１２ａと同様に構成されているとともに、
各カセット載置部３２ａには、上記と同様の構成を有し
複数枚のガラス基板１を積層状態に収納したカセットＣ
が脱着自在に載置されている。

【００５２】スピン洗浄ユニット３６の洗浄室は、開閉
可能なゲート３６ａを介して搬送ロボット３５に対向
し、レーザアニール室３７も開閉可能なゲート３７ａを
介して搬送ロボットに対向している。そして、このよう
な配置により、カセットＣから取り出されたガラス基板
１の搬送距離が最短にされるとともに、ゲート３６ａ，
３７ａにより、スピン洗浄ユニット３６およびアニール
室３７内の雰囲気とカセットステーション３２および搬
送ロボット３５が配置されている空間の雰囲気と、を分
離可能になっている。

【００５３】図１３に矢印Ａ１，Ａ２で示すように、ガ
ラス基板１は、搬送ロボット３５により、カセットＣか
ら取出されＸ方向に搬送されてスピン洗浄ユニット３６
に直接搬入され、洗浄後、洗浄ユニットから取出され、
Ｘ方向およびＹ方向に搬送されてレーザアニール室３７
内に直接に搬出入される。後述するように、レーザアニ
ール室３７内でレーザアニール処理が施されたガラス基
板１は、搬送ロボット３５により、レーザアニール室３
７から取出され、Ｙ方向に搬送されてカセットＣに搬入
される。

【００５４】図１３ないし図１５に示すように、レーザ
アニール装置３は、アニール室３７にエキシマレーザを
照射するレーザ発振器３８を備え、このレーザ発振器３
８は、エキシマレーザ源３８ａと、発振されたレーザを
線状ビームとして導波させる図示しないビームホモジナ
イザ、光学ミラー３８ｂ，３８ｃなどの光学系と、を備
えている。

【００５５】アニール室３７の内側には、ガラス基板１
を略水平状に支持するステージ３７ｂと、このステージ
３７ｂ上に支持されたガラス基板１の上側に位置した雰
囲気分離カバ−３９と、が設けられている。雰囲気分離
カバー３９は、ほぼ偏平な楕円状の断面を有する筒状に
形成され、その上端は、アニール室３７の上壁３７ｃの
内面に気密に固定さている。そして、分離カバー３９の
上端開口は、上壁３７ｃに埋め込まれた石英ガラス等か
なるレーザウインドウ３３と対向している。また、分離
カバー３９の下端の開口は、ステージ３７ｂ上に載置さ
れたガラス基板１におけるレーザの照射領域と、僅かな
ギャップＧを持って対向している。

【００５６】レーザ発振器３８から発振されたエキシマ
レーザは、光学系の光学ミラー３８ｂ，３８ｃで反射さ
れ、レーザウインドウ３３を介して雰囲気分離カバ−３
９内に入射し、この分離カバー内を通過してガラス基板
１上に照射される。

【００５７】また、雰囲気分離カバ−３９の内には、ア
ニール室３７の外側に設けられたガス供給部４０から、
ガスが供給される。すなわち、ガス供給部４０は、雰囲
気分離カバ−３９の内部にガスを供給して雰囲気を制御
するガス制御系であり、例えば窒素（Ｎ_２）および酸素
（０_２）を供給する管体４０ａ、４０ｂと、これら管体
４０ａ、４０ｂを開閉してガスの流量を調整する電磁弁
などのガス制御部４０ｃと、雰囲気分離カバ−３９の内
の雰囲気における酸素濃度を検出する濃度センサ４１を
備えている。そして、ガス供給部４０は、雰囲気分離カ
バ−３９の内側すなわち、ガラス基板１表面のレーザ照
射領域における雰囲気を所定の酸素濃度に制御して、例
えば、酸素濃度が０．１％〜１３％、望ましくは、１．
０％〜７．０％である窒素雰囲気とする。

【００５８】なお、上記実施の形態では、酸素および窒
素を別々に供給する構成としたが、予め所定の酸素濃度
に混合された酸素、窒素ガスを供給するようにしてもよ
い。また、雰囲気中の酸素濃度は、分離カバー３９内部
において、少なくともガラス基板表面近傍部分のみが所
定の値に保持されていればよい。

【００５９】図１に示すように、搬送路Ａに沿って、成
膜装置２およびレーザアニール装置３と並んで、ドライ
エッチング装置４が配設されている。ドライエッチング
装置４は、搬送路Ａに対向して配置されたカセットステ
ーション４２、カセットステーションに対し、搬送路Ａ
と直交するＹ方向に対向して設けられた処理部としての
ドライエッチング室４７およびスピン洗浄ユニット４
６、カセットステーションＣとドライエッチング室４７
およびスピン洗浄ユニット４６との間に設けられ、カセ
ットステーション、ドライエッチング室、およびスピン
洗浄ユニットの間でガラス基板を搬入、搬出する搬送ロ
ボット４５を備えている。

【００６０】カセットステーション４２は、搬送路Ａに
沿って並んだ２つのカセット載置部を有している。各カ
セット載置部は前述した成膜装置２のカセット載置部１
２ａと同様に構成されているとともに、各カセット載置
部には、上記と同様の構成を有し複数枚のガラス基板１
を積層状態に収納したカセットＣが脱着自在に載置され
ている。

【００６１】ドライエッチング装置４において、ガラス
基板１は、搬送ロボット４５により、カセットＣから取
出されＹ方向に搬送されてスピン洗浄ユニット４６に搬
入され、洗浄後、洗浄ユニットから取出され、Ｘ方向お
よびＹ方向に搬送されてドライエッチング室４７内に直
接に搬出入される。そして、ドライエッチング室４７
で、ガラス基板１上に形成された膜がドライエッチング
される。ドライエッチング処理が施されたガラス基板１
は、搬送ロボット３５により、ドライエッチング室４７
から取出され、Ｙ方向に搬送されてカセットＣに搬入さ
れる。

【００６２】図１に示すように、搬送路Ａに沿って、ド
ライエッチング装置４と並んでイオンドーピング装置５
が配設されている。イオンドーピング装置５は、搬送路
Ａに対向して配置されたカセットステーション５２、カ
セットステーションに対し、搬送路Ａと直交するＹ方向
に対向して設けられた処理部としてのイオンドーピング
室５７およびスピン洗浄ユニット５６、カセットステー
ションＣとイオンドーピング室５７およびスピン洗浄ユ
ニット４６との間に設けられ、カセットステーション、
イオンドーピング室、およびスピン洗浄ユニットの間で
ガラス基板を搬入、搬出する搬送ロボット５５を備えて
いる。

【００６３】カセットステーション５２は、搬送路Ａに
沿って並んだ２つのカセット載置部を有している。各カ
セット載置部は前述した成膜装置２のカセット載置部１
２ａと同様に構成されているとともに、各カセット載置
部には、上記と同様の構成を有し複数枚のガラス基板１
を積層状態に収納したカセットＣが脱着自在に載置され
ている。

【００６４】イオンドーピング装置５において、ガラス
基板１は、搬送ロボット５５により、カセットＣから取
出されＹ方向に搬送されてスピン洗浄ユニット５６に搬
入され、洗浄後、洗浄ユニットから取出され、Ｘ方向お
よびＹ方向に搬送されてイオンドーピング室４７内に直
接に搬出入される。そして、イオンドーピング室５７
で、ガラス基板１上に形成された膜にイオンがドーピン
グされる。イオンドーピング処理が施されたガラス基板
１は、搬送ロボット５５により、イオンドーピング室５
７から取出され、Ｙ方向に搬送されてカセットＣに搬入
される。

【００６５】図１および図１６に示すように、搬送路Ａ
に沿って、イオンドーピング装置５と並んでウェットエ
ッチング装置６が配設されている。ウェットエッチング
装置６は、搬送路Ａに対向して配置されたカセットステ
ーション６２、カセットステーションに対し、搬送路Ａ
と直交するＹ方向に対向して設けられた待機ステージ７
１、同じく、待機ステージとＹ方向に並んで設けられた
処理部７２、および待機ステージとカセットステーショ
ンＣとの間に設けられ、カセットステーションと待機ス
テージとの間でガラス基板１を搬入、搬出する搬送ロボ
ット６５を備えている。

【００６６】カセットステーション６２は、搬送路Ａに
沿って並んだ３つのカセット載置部６３を有している。
各カセット載置部６３は前述した成膜装置２のカセット
載置部１２ａと同様に構成されているとともに、各カセ
ット載置部６３には、上記と同様の構成を有し複数枚の
ガラス基板１を積層状態に収納したカセットＣが脱着自
在に載置されている。また、カセットステーション６２
の側方には操作盤６６が配設されている。

【００６７】待機ステージ７１は、上下２段に構成さ
れ、搬送ロボット６５は、カセットＣから取出したガラ
ス基板１をＹ方向に沿って待機ステージ内に搬入すると
ともに、処理後のガラス基板１を待機ステージから取出
しＹ方向に沿ってカセットＣ内に搬入する。なお、搬送
ロボット６５は前述した成膜装置の搬送ロボットとほぼ
同様に構成されている。

【００６８】処理部７２は、個別処理部として四角形状
に４つの薬液処理部７３を備えている。各薬液処理部７
３は、それぞれガラス基板１の対角寸法よりも径大なカ
ップ７４を有し、このカップ７４の中央には基板チャッ
ク７５が設けられている。基板チャック７５は、ガラス
基板Ｂを保持して回転および上下動可能であるととも
に、ガラス基板の温度を薬液と同温度に調整できる。カ
ップ７４の上方には、それぞれ回動可能な薬液供給用の
ノズル７６が配設され、また、４つの薬液処理部７３の
中央には、搬送用のロボット７７が配設されている。

【００６９】なお、４つの薬液処理部７３は全体として
ーつあるいは個々に温度その他を制御する制御システム
を有している。また、薬液処理部７３では、スピン乾燥
あるいはエアブローによる乾燥も可能である。

【００７０】次に、上記のように構成された基板製造装
置によって製造されるアレイ基板の構造について説明す
る。図１７に示すように、アレイ基板Ｂは、絶縁基板と
してのガラス基板１を備え、このガラス基板上にはＳｉ
Ｎ_ｘの保護膜８２およびＳｉＯ_Ｎの保護膜８３が順次積
層形成され、この保護膜８３上にはポリシリオン（Ｐ−
Ｓｉ）のチャネル領域８４と、このチャネル領域８４の
両側に位置しそれぞれＰ−Ｓｉからなるドレイン領域８
５およびソース領域８６が形成されている。

【００７１】また、これらチャネル領域８４、ドレイン
領域８５およびソース領域８６上にＳｉＯ₂やＴＥＯＳ
等からなるゲート絶縁膜８７が形成され、このゲート絶
縁膜８７を介してアルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム
（Ａｌ）合金等の金属のゲート電極８８が形成されてい
る。これらゲート絶縁膜８７およびゲート電極８８を覆
ってＳｉＮ_ｘの層間絶縁膜８９が形成されるとともに、
層間絶縁膜８９およびゲート絶縁膜８７にはコンタクト
ホール９０，９１が形成され、これらコンタクトホール
９０，９１を介して、アルミニウム（Ａ１）やアルミニ
ウム（Ａｌ）合金等の金属のドレイン電極９２およびソ
ース電極９３が形成され、薄膜トランジスタを９４を構
成している。その他、アレイ基板Ｂは図示しない画素電
極、信号線、走査線等を備えている。

【００７２】次に、前述した基板製造装置を用いてアレ
イ基板Ｂを製造する製造工程について説明する。まず、
搬送装置７の搬送台車７ａにより、カセットＣに収納さ
れた状態のガラス基板１を搬送路Ａに沿って成膜装置２
のカセットステーション１２と対向する位置まで搬送し
た後、カセットステーション１２のカセット載置部１２
ａにカセットＣを移載する。

【００７３】そして、搬送ロボット１５によりカセット
Ｃからガラス基板１をＹ方向に取出し後、Ｙ方向と直交
するＸ方向に位置したスピン洗浄ユニット１６に搬入
し、このスピン洗浄ユニットによってガラス基板１を洗
浄する。続いて、洗浄の終了したガラス基板１を搬送ロ
ボット１５によりスピン洗浄ユニット１６からＸ方向に
取出した後、Ｙ方向に位置する処理部２１のロードロッ
ク室２２に２０秒、好ましくは１０秒以内に挿入する。

【００７４】ガラス基板１が挿入されると、ロードロッ
ク室２２は大気圧から真空に減圧される。次に、ガラス
基板１を、図示しない搬送ロボットにより、ロードロッ
ク室２２から真空搬送室２４を通して加熱室２６に搬入
し、加熱室２６で所定時間、所定温度で加熱する。その
後、ガラス基板１を、真空搬送室２４を通して加熱室２
６から順次、異なる成膜室２５に搬入し、図１８（ａ）
に示すように、これらの成膜室内でガラス基板１上に保
護膜８２となるＳｉＮ_ｘ膜、保護膜８３となるＳｉＯＮ
膜、および、チャネル領域８４、ドレイン領域８５およ
びソース領域８６を形成するアモルファスシリコン（ａ
−Ｓｉ）膜を順次成膜する。

【００７５】これらのＳｉＮ_ｘ膜、ＳｉＯＮ膜、ａ−Ｓ
ｉ膜が形成されたガラス基板１は、真空搬送室２４によ
りロードロック室２２に搬送され、ロッドロック室を真
空から大気圧に戻した後、搬送ロボット１５にＹ方向に
搬送されカセットＣに戻される。

【００７６】カセットＣ内の全てのガラス基板１につい
て上記成膜処理が終了した後、カセットＣを搬送台車７
ａに移載し、搬送路Ａに沿ってレーザアニール装置３の
カセットステーション３２と対向する位置まで搬送し、
更に、カセットステーション３２のカセット載置部３２
ａに移載する。

【００７７】レーザアニール装置３では、搬送ロボット
３５により、図１３に矢印Ａ１で示すように、カセット
Ｃからガラス基板１を取り出し、直接、スピン洗浄ユニ
ット３６に順次挿脱する。そして、スピン洗浄ユニット
３６で、例えばパーティクル除去およびリンやボロンな
どの不純物除去などの前処理が行われる。

【００７８】前処理の終了後、搬送ロボット３５は、図
１３に矢印Ａ２で示すように、スピン洗浄ユニット３６
からガラス基板１を取り出してＸ方向およびＹ方向に搬
送し、開いたゲート３７ａを介してそのまま直接にアニ
ール室３７に挿入する。そして、スピン洗浄ユニット３
６からアニール室３７ヘの搬送時間は２０秒程度以下、
望ましくは１０秒以下となっている。そのため、前処理
直後からアニール室３７内へのガラス基板の搬送時間は
常に一定、かつごく僅かであり、リンやボロンなどの不
純物やパーティクルがガラス基板に再度付着する確率を
最小としている。更に、スピン洗浄ユニット３６とアニ
ール室３７との間のガラス基板の搬送回数は、搬送ロボ
ット３５による１回のみであるため、パーティクルがガ
ラス基板に付着する確率が小さくなっている。

【００７９】図１５に示すように、アニール室３７内に
おいて、ガラス基板１はステージ３７ｂ上の所定位置に
搭載されるとともに、ガラス基板の上側に僅かな間隔Ｇ
を介して雰囲気分離カバー３９が位置する。この状態
で、ガス供給部４０は、酸素濃度センサ４１で測定した
データに基づき、雰囲気分離カバー３９の内側にガスを
供給して、ガラス基板上のレーザ照射領域近傍の雰囲
気、例えば酸素濃度を一定の値に制御する。これによ
り、アニール室３７は、真空雰囲気にすることなく、大
気圧以上の圧力の雰囲気、すなわち大気圧もしくは所定
の加圧（陽圧）雰囲気となっている。

【００８０】この状態で、レーザ発振器３８からエキシ
マレーザを発振させ、光学系でレーザを線状ビームとし
て導波し、レーザウインドウ３３および雰囲気分離カバ
−３９内を通過させ、ガラス基板１に照射する。そし
て、線状ビームの一部が重複するようにガラス基板を所
定の間隔で順次移動させる。すなわち、図１８（ｂ）に
示すように、ガラス基板１上に形成されたａ−Ｓｉ層を
エキシマレーザによりアニールして、チャネル領域８
４、ドレイン領域８５およびソース領域８６を形成する
ための多結晶シリコン膜に結晶化し、ポリシリコン（Ｐ
−Ｓｉ）膜９５とする。その後、ａ−Ｓｉ膜がＰ−Ｓｉ
に結晶化されたガラス基板１は、図１３に矢印Ａ３で示
すように、搬送ロボット３５によりカセットＣに戻され
る。

【００８１】カセットＣ内の全てのガラス基板１につい
て上記レーザアニール処理が終了した後、カセットＣを
搬送台車７ａに移載し、搬送路Ａに沿って図示しないフ
ォトエッチング装置に搬送され、フォトエッチングプロ
セスにより、チャネル領域８４、ドレイン領域８５およ
びソース領域８６上にレジストが形成される。

【００８２】その後、搬送台車７ａによりカセットＣを
ドライエッチング装置４のカセットステーション４２と
対向する位置まで搬送し、更に、カセットステーション
４２のカセット載置部に移載する。ドライエッチング装
置４では、搬送ロボット４５によりカセットＣからガラ
ス基板１を取り出し、直接、スピン洗浄ユニット４６に
順次挿脱する。そして、スピン洗浄ユニット３６で洗浄
されたガラス基板１を、搬送ロボット４５によりドライ
エッチング室４７に直接搬入した後、図１８（ｃ）に示
すように、レジスト９６およびＰ−Ｓｉ膜９５をドライ
エッチングして島状に形成する。その後、ガラス基板１
は搬送ロボット４５によってカセットＣに戻されるカセ
ットＣ内の全てのガラス基板１についてドライエッチン
グ処理が終了した後、カセットＣを搬送台車７ａに移載
し、搬送路Ａに沿って図示しない次の成膜装置のカセッ
トステーションと対向する位置まで搬送された後、この
カセットステーションのカセット載置部に載置される。
この成膜装置は、前述した成膜装置２と同様に構成され
ている。

【００８３】成膜装置において、ガラス基板１は、搬送
ロボットにより、カセットＣからスピン洗浄ユニットに
搬入され、洗浄後、スピン洗浄ユニットから直接ロード
ロック室へ搬送される。そして、ガラス基板は、加熱室
２６で加熱された後、真空搬送室を介して加熱室から順
次、異なる成膜室に搬入され、図１９（ａ）に示すよう
に、島状のＰ−Ｓｉ膜９５上にゲート絶縁膜８７となる
ＳｉＯ₂膜を形成する。

【００８４】ＳｉＯ₂膜の形成されたガラス基板１は、
真空搬送室を通してロードロック室に搬送され、その雰
囲気が真空から大気圧に戻された後、搬送ロボットによ
りカセットＣに戻される。続いて、カセットＣは図示し
ないスパッタ装置まで搬送され、ここで、ガラス基板の
ＳｉＯ_２上にゲート電極８８となる金属膜（ＭｏＷ）を
形成するカセットＣ内の全てのガラス基板１について上
記成膜処理が終了した後、カセットＣを搬送台車７ａに
移載し、搬送路Ａに沿って図示しないフォトエッチング
装置に搬送し、フォトエッチングプロセスにより、図１
９（ａ）に示すように、ゲート絶縁膜８７およびゲート
電極８８上に島状のレジスト９７を形成する。その後、
搬送台車７ａによりカセットＣを前述したドライエッチ
ング装置２と同様の構成を有する図示しない他のドライ
エッチング装置のカセットステーションと対向する位置
まで搬送し、更に、カセットステーションのカセット載
置部に移載する。

【００８５】このドライエッチング装置では、搬送ロボ
ットによりカセットＣからガラス基板１を取り出し、直
接、スピン洗浄ユニットに順次挿脱する。そして、スピ
ン洗浄ユニットで洗浄されたガラス基板１を、搬送ロボ
ットによりドライエッチング室に直接搬入した後、図１
９（ｂ）に示すように、ゲート電極８８をドライエッチ
ングして島状に形成する。その後、ガラス基板１は搬送
ロボットによってカセットＣに戻されるカセットＣ内の
全てのガラス基板１について上記ドライエッチング処理
が終了した後、カセットＣを搬送台車７ａに移載し、搬
送路Ａに沿ってレーザアニール装置３のカセットステー
ション３２と対向する位置まで搬送し、更に、イオンド
ーピング装置５のカセットステーション５２のカセット
載置部に移載する。

【００８６】イオンドーピング装置５では、搬送ロボッ
ト５５により、カセットＣからガラス基板１を取出して
スピン洗浄ユニット５６に順次挿脱し、洗浄の終了した
ガラス基板を搬送ロボット５５によりイオンドーピング
室５７に搬入する。イオンドーピング室５７では、図１
９（ｃ）に示すように、ゲート電極８８をマスクとして
Ｐ−Ｓｉ膜９５にイオンドーピングする。この場合、チ
ャネル領域８４はゲート電極８８の自己整合によりイオ
ンドーピングされず、ドレイン領域８５およびソース領
域８６のみにイオンドーピングがなされる。なお、必要
に応じてレジストや金属膜をマスクとするなどにより、
Ｐ−Ｓｉ膜をタイトリィ・ドープド・ドレイン（ＬＤ
Ｄ）構造を形成することができる。ドレイン領域８５お
よびソース領域８６にイオンドーピングされたガラス基
板１は、搬送ロボット５５によりカセットＣに戻され
る。

【００８７】カセットＣ内の全てのガラス基板１につい
て上記イオンドーピング処理が終了した後、カセットＣ
を搬送台車７ａに移載し、搬送路Ａに沿って図示しない
成膜装置に搬送してゲート絶縁膜８７およびゲート電極
８８上に層間絶縁膜を形成する。更に、カセットＣを搬
送台車７ａに移載し、搬送路Ａに沿って図示しないフォ
トエッチング装置に搬送し、フォトエッチングプロセス
により、層間絶縁膜８９の内、コンタクトホール９０、
９１となる部分を覆ったレジストを形成する。

【００８８】その後、カセットＣを搬送台車７ａに移載
し、搬送路Ａに沿ってウェットエッチング装置６のカセ
ットステーション６２と対向する位置まで搬送し、更
に、カセットステーション６２のカセット載置部６３に
移載する。

【００８９】図１６に示すように、ウェットエッチング
装置６では、搬送ロボット６５により、ガラス基板１を
カセットＣから２つの待機ステージ７１に交互に搬入
し、この待機ステージ７１内で加熱する。その後、搬送
ロボット７７により、ウェットエッチング用の薬液が供
給される２つの薬液処理部７３にガラス基板１を順次搬
送する。薬液処理部７３では、ガラス基板１を上昇位置
に保持している基板チャック７５を低下させ、ガラス基
板１をカップ７４内に位置させ、更に、基板チャック７
５によってガラス基板を回転させながら、ノズル７６か
らウェットエッチング用の薬液を供給する。これによ
り、図１９（ｄ）に示すように、層間絶縁膜８９および
ゲート絶縁膜８７にコンタクトホール９０，９１が穿設
される。

【００９０】続いて、基板チャック７５を上昇させて、
コンタクトホール９０，９１が穿設されたガラス基板１
をカップ７４から持ち上げ、搬送ロボット７７により、
ウェットエッチング用の薬液が供給される薬液処理部７
３からレジスト剥離用の薬液が供給される他の薬液処理
部７３にガラス基板を順次連続的に搬送する。そして、
ガラス基板１を基板チャック７５により保持してカップ
７４内に位置させ、基板チャック７５によりガラス基板
を回転させながら、ノズル７６からレジスト剥離用の薬
液をガラス基板に供給し、レジストを剥離する。なお、
ガラス基板１が搬入されていない薬液処理部７３の薬液
を交換すれば、装置の稼働率を低下させずに薬液を交換
できる。

【００９１】そして、このレジストが剥離されたガラス
基板１を搬送ロボット７７によって待機ステージ７１に
搬送し、更に、搬送ロボット６５によりガラス基板をカ
セットＣに搬送する。

【００９２】続いて、カセットＣは搬送装置７の搬送台
車７ａにより、搬送路Ａに沿って次の成膜装置のカセッ
トステーションと対向する位置まで搬送され、このカセ
ットステーションのカセット載置位置に載置される。こ
の成膜装置の前述した成膜装置と同様に構成されてい
る。

【００９３】成膜装置において、搬送ロボット１５によ
り、カセットＣからガラス基板１を取出してスピン洗浄
ユニット１６に搬入し、洗浄の終了後、ガラス基板をス
ピン洗浄ユニットからロードロック室２２に、２０秒、
好ましくは１０秒以内に直接搬入する。そして、ガラス
基板１を、ロードロック室２２から真空搬送室２４を介
して加熱室２６に搬送し、加熱室２６で加熱する。その
後、ガラス基板１を、加熱室２６から真空搬送室２４を
介して順次、異なる成膜室２５に搬入し、ガラス基板１
の層間絶縁膜８９上にドレイン電極９２およびソース電
極９３となる金属膜を形成する。

【００９４】金属膜が形成されたガラス基板１は、真空
搬送室２４を介してロードロック室２２に搬送され、更
に、搬送ロボット１５によりカセットＣに戻される。こ
のカセットＣは、搬送装置７により搬送路Ａに沿って搬
出され、図示しない次工程に進む。そして、次工程にお
いて、ガラス基板１に形成された金属膜にレジストが形
成された後、エッチング処理を行うことにより、図１９
（ｅ）に示すように、ドレイン電極９２およびソース電
極９３が形成され、アレイ基板Ｂが製造される。

【００９５】以上のように構成された基板製造装置によ
れば、成膜装置２、レーザアニール装置３、ドライエッ
チング装置４、およびイオンドーピング装置５のいずれ
も、スピン洗浄ユニット１６，３６，４６，５６を有し
ているため、基板を洗浄するためにカセットＣを他の独
立した洗浄装置に搬送する必要がなく、洗浄された基板
を直接、装置の処理部に搬入することができる。従っ
て、基板を洗浄した後、短時間で所望の処理を行え、洗
浄後、処理部に搬入するまでの間に汚染されにくく、そ
の結果、アレイ基板製造の歩留まりが向上するととも
に、リードタイムを短縮できる。

【００９６】また、それぞれの処理装置２，３，４，５
内で基板を洗浄できるため、カセットＣの搬送距離も短
くでき、いわゆるＱタイムの管理も容易になるととも
に、製造装置全体の小形化を図ることができる。

【００９７】さらに、成膜装置２のように、搬送装置７
の搬送方向に直交するＹ方向に配置された処理部２１に
対して、デッドスペースとなる、搬送装置の搬送方向に
沿ったＸ方向にスピン洗浄ユニット１６を配設している
ため、複数の処理装置の配置効率を向上でき、製造装置
全体の小形化を図ることができる。

【００９８】また、ウェットエッチング装置６によれ
ば、４つの薬液処理部７３を可動範囲とする搬送ロボッ
ト７７により、基板を各薬液処理部へ搬送入するため、
設置面積を小さくすることができるとともに、基板を待
機ステージ７１と薬液処理部との間で確実に容易にやり
取りできる。

【００９９】また、上記基板製造装置によれば、レーザ
アニール装置において、アニール室３７は搬送ロボット
１５に直接対向して配設され、すなわち、洗浄後の基板
をアニール室３７に直接搬入する構成としたため、レー
ザアニール装置の構成ユニットを削減でき、同時に、構
成ユニット間の搬送機構部を削減できる。このため、装
置の構造を簡略化して、パーティクルの発生源を削減で
き、安定した雰囲気内でアニールが可能になり、基板の
品質を向上できる。

【０１００】また、アニール室３７は、真空雰囲気にす
ることなく、大気圧以上の圧力の雰囲気すなわち大気圧
もしくは所定の加圧（陽圧）雰囲気でレーザアニールを
行うことができ、真空ポンプなどが必要なくなり、構造
を簡略化して、製造コストを低減できる。

【０１０１】また、上記のように、カセットステーショ
ン３２に直接接続されるスピン洗浄ユニット３６を併設
することにより、スピン洗浄ユニットでアニールの前処
理をした後、基板を短時間でアニール室３７に搬送でき
る。そのため、パーティクルの除去を行い、かつ、例え
ば非晶質シリコンの自然酸化状態あるいはボロン、リン
などの不純物の除去および付着防止を行った状態で、レ
ーザアニールが可能となり、薄膜状態を安定化させ、ト
ランジスタ特性など、基板の品質を向上することができ
る。

【０１０２】また、本実施の形態では、基板が配置され
レーザが照射されるアニール室３７内に、基板のレーザ
照射領域を囲む雰囲気分離カバー３９を配置し、ガス供
給部４０によりこの雰囲気分離カバー３９内にガスを供
給することにより、アニール室３７内のレーザ照射位置
近傍のアニールに必要な部分のみの雰囲気を容易に制御
できる。このため、アニール室３７内が大気圧もしくは
所定の加圧雰囲気の中でも不純物の混入がなく、高価な
真空ポンプを用いる必要なく、薄膜状態を安定化でき
る。従って、レーザアニール装置の構造を簡略化し、製
造コストを低減できるとともに、アニール室全体にガス
を充満させる構成に較べて、ガスの使用量を削減し、装
置を使用する際のコストを低減できる。

【０１０３】また、ガス供給部４０は、雰囲気分離カバ
ー３９内の雰囲気を検知する酸素濃度センサ４１と、雰
囲気分離カバー３９内に供給するガスを制御するガス制
御部４０ｃとを備えることにより、所望の雰囲気に設定
してアニールが可能になり、基板の品質を向上でき、例
えば、ａ−Ｓｉ薄膜を結晶粒径の大きなＰ−Ｓｉに改質
でき、トランジスタ特性の移動度を大きくするなどし
て、基板の品質を向上できる。

【０１０４】更に、アニール室３７内に配置された基板
を支持するステージ３７ｂに対し、雰囲気分離カバ−３
９を、所定の間隔Ｇを介して対向させることにより、こ
の間隔Ｇを通過するガスの層流により一定の酸素濃度雰
囲気を設定でき、所定の雰囲気でのアニールが可能にな
り、簡略な構造で基板の品質を向上できる。

【０１０５】そして、被処理物を液晶表示パネルの基板
とし、エキシマ・レーザによるアニールを行うことによ
り、チャネル領域８４、ドレイン領域８５およびソース
領域８６を形成するａ−Ｓｉ膜、すなわち非晶質シリコ
ン膜をＰ−Ｓｉ膜、すなわち多結晶シリコン膜に結晶化
させる構成に適した構成を提供できる。

【０１０６】同時に、アニール室３７内の雰囲気を窒素
雰囲気とすることにより、所望の品質の基板を得ること
ができる。アニール室３７の雰囲気を酸素濃度０．１％
〜１３％、望ましくは、１．０％〜７．０％の雰囲気に
制御可能とすることにより、例えば、ａ−Ｓｉ薄膜を結
晶粒径の大きなＰ−Ｓｉに改質でき、トランジスタ特性
の移動度を大きくするなどして、基板Ｂの品質を向上で
きる。

【０１０７】なお、この発明は上述した実施の形態に限
定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能で
ある。例えば、成膜装置２では、１つのロードロック室
２２、４つの成膜室２５および１つめ加熱室２６の例を
用いて説明したが、被処理物の種類、処理時間等に合わ
せて、これらを任意の数で組み合わせることにより、装
置の稼働効率の向上および処理時間の短縮を図ることが
できる。

【０１０８】図２０に示す実施の形態によれば、成膜装
置２は、搬送路Ａに沿って並んだ３つのカセット載置部
１２ａを有するカセットステーション１２と、Ｘ方向に
沿ってカセットステーションの両側に設けられた２つの
スピン洗浄ユニット１６ａ、１６ｂと、を備えている。
また、処理部２１は、カセットステーション１２に対し
てＹ方向に対向して設けられた一対のロードロック室２
２を備え、これらのロードロック室２２はＸ方向に並ん
で設けられている。更に、処理部２１は、１つの加熱室
２６および４つの成膜室２５を有している。また、搬送
ロボット１５は、２つのスピン洗浄ユニット１６ａ、１
６ｂ間、およびカセットステーション１２とロードロッ
ク室２２との間に配置されている。

【０１０９】各スピン洗浄ユニット、加熱室２６、各成
膜室２５のそれぞれは、前述した実施の形態と同様に構
成されている。また、搬送ロボット１５は、２つのハン
ドを有したダブルハンド型に構成され、各部の構成およ
び動作は前述した実施の形態における搬送ロボットと同
様である。

【０１１０】上記のように構成された成膜装置２によれ
ば、図２０に矢印で示すように、カセットＣ内に収納さ
れたガラス基板は、搬送ロボット１５により、２つのス
ピン洗浄ユニット１６ａ、１６ｂに選択的に搬送され、
洗浄後、近い方のロードロック室２２に直接的に搬入さ
れる。各スピン洗浄ユニット１６ａ、１６ｂに対するガ
ラス基板１の搬入、搬出はＸ方向に沿って行われる。ま
た、各カセットＣおよびロードロック室２２に対するガ
ラス基板の搬入、搬出はＸ方向と直交するＹ方向に沿っ
て行われる。

【０１１１】ロードアンロード室２２に搬入されたガラ
ス基板は、ロードアンロード室内に配設された図示しな
い回動自在なステージ上に載置され、このステージによ
り、その中心線が真空搬送室２４の中心を通る向きに回
動される。続いて、ガラス基板は、真空搬送室２４内に
配置された搬送ロボット２４ａにより、ロードロック室
２２から加熱室２６に搬送され加熱処理された後、加熱
室からいずれかの成膜室２５に搬送され、ガラス基板上
に所望の薄膜が形成される。そして、成膜後のガラス基
板は、搬送ロボット２４ａにより、成膜室２５からロー
ドロック室２２に搬送される。ガラス基板は、このロー
ドロック室２２内でガラス基板の中心線がＹ方向と平行
になるように向きが変えられた後、搬送ロボット１５に
よりロードロック室から取出されカセットＣに戻され
る。

【０１１２】このように構成された成膜装置２を用いた
場合でも、前述した実施の形態と同様の作用効果を得る
ことができるとともに、２つのスピン洗浄ユニット１６
ａ、１６ｂを備えたことにより、処理効率の一層の向上
を図ることができる。

【０１１３】更に、成膜装置２は４つの成膜室２５およ
び加熱室２６を有し、ウェットエッチング装置６は４つ
の薬液処理部７３を有しているが、各部屋あるいは処理
部を、それぞれ成膜室、加熱室、レーザアニール室、イ
オンドーピング室、および薬液処理部のいずれかに任意
に変更して処理装置を構成することにより、処理経路が
短くなって処理時間を短縮でき、装置の稼働効率をより
向上することできる。

【０１１４】また、ウェットエッチング装置６は、４つ
の薬液処理部７３を用いているが、図２１に示すよう
に、待機ステージを有さず２つの薬液処理部７３のみの
ものを用いても同様の効果を得ることができる。

【０１１５】さらに、ウェットエッチング装置６の薬液
処理部７３の薬液は、いずれも同一の特定の薬液を用い
たり、それぞれ感光剤、レジスト液、現像液、エッチン
グ液、剥離液または純水あるいはイオン水などの洗浄水
の異なる薬液を使用してもよい。また、複数の薬液処理
部７３に、薬液処理、現像処理、エッチング処理、レジ
ストコート処理、浄化処理あるいは乾燥処理機能の少な
くともいずれか一つを持たせ、１つの処理装置でレジス
トコート処理、現像処理、エッチング処理、剥離処理お
よび洗浄処理を連続的あるいは選択的に実行するように
してもよい。

【０１１６】上記実施の形態において、レーザアニール
装置では、１個のカセットステーション３２に対して１
つのアニール室３７を対向配置したが、１個のカセット
ステーション３２に対して複数のアニール室３７を対向
配置してもよい。また、カセットステーション３２に直
接対向した予備加熱室を設けることにより、構造を簡略
化し、パーティクルの発生源を削減し、安定した雰囲気
内でアニールが可能になり、基板Ｂの品質を向上でき
る。

【０１１７】更に、図２２に示すように、レーザアニー
ル装置３において、スピン洗浄ユニット３６は、搬送路
Ａと平行な方向、つまり、Ｘ方向に沿ってレーザアニー
ル室３７と並列に設けられていてもよい。また、基板を
洗浄するスピン洗浄ユニット３６は、基板に対して、ア
ニール前処理の他、アニール後処理を行うものとするこ
ともできる。

【０１１８】上記実施の形態では、アニール室３７の雰
囲気、あるいは雰囲気分離カバ−３９内の雰囲気につい
て、窒素ガスなどを用いたが、他のガス、例えば、アル
ゴンなどの不活性ガスを用いることもできる。

【０１１９】また、上記基板製造装置においては、直線
状の搬送路Ａに沿って複数の処理装置を順次配置した構
成としたが、搬送路および処理装置の配置は必要に応じ
て任意に選択可能である。図２３に示す実施の形態によ
れば、基板製造装置は、所定の間隔を置いて配列に配置
された複数の処理室１５０を有し、各処理室の一端側に
は、複数のカセットを載置可能なストッカ１５２が併設
されている。

【０１２０】また、基板製造装置が設置されている工場
の天井には、主搬送装置１５４の主搬送路Ｂ、およびこ
の主搬送路に沿って移動する移動台車１５４ａが設けら
れている。主搬送路Ｂは細長いトラック状に形成され、
その一部は、複数のストッカ１５２上を通って延びてい
る。そして、移動台車１５４ａは複数のカセットを支持
可能に構成され、任意のスタッカ１５２上まで移動して
スタッカとの間でカセットの受渡しを行う。

【０１２１】更に、隣合う２つの処理室１５０間には、
それぞれ複搬送装置１５６が設けられている。各複搬送
装置１５６は、主搬送路Ｂと直交する方向に延びる細長
いトラック状の搬送路Ｄと、この搬送路に沿って自走す
る移動台車１５６ａと、を有している。移動台車１５４
ａは複数のカセットを載置可能に構成され、スタッカス
タッカ１５２との間、および、後述するように両側の処
理室１５０内に配置された処理装置との間、でカセット
の受渡しを行う。

【０１２２】各処理室１５０内には複数の処理装置が配
置されている。本実施の形態において、複搬送装置１５
６を挟んで隣合う２つの処理室１５０内において、それ
ぞれ複搬送装置と対向する側縁に沿って、同一の処理を
行う同一の処理装置が並んで設けられている。例えば、
図２３において、左端の複搬送装置１５６の両側には、
成膜装置（ＣＶＤ）２が複数台並んで設置され、真ん中
の複搬送装置１５６の両側には、フォトエッチング装置
（ＰＥＰ）１５８が複数台並んで設置され、更に、右端
の複搬送装置１５６の両側には、エキシマレーザアイー
ル装置（ＥＬＡ）３が複数台並んで設置されている。

【０１２３】なお、各成膜装置２およびエキシマレーザ
アニール装置３は、前述した実施の形態と同様に構成さ
れている。このように構成された製造装置においても、
前述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができ
る。また、複数の処理装置をまとめて処理室１５０内に
配置して外部から区画することにより、処理室内のクリ
ーン度を比較的容易に上げることが可能となる。

【０１２４】なお、上述した各実施の形態は、液晶表示
パネルのアレイ基板の製造装置について説明したが、本
発明はこれに限らず、例えば、半導体素子の製造装置等
に適用しても同様の作用効果を得ることができる。

【０１２５】

【発明の効果】以上の詳述したように、本発明によれ
ば、基板の汚染防止を図るとともに処理時間の短縮が可
能となり、基板の品質向上を図ることが可能なレーザア
ニール方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係る基板製造装置全体
を概略的に示す平面図。

【図２】上記基板製造装置における成膜装置を示す斜視
図。

【図３】上記成膜装置の平面図。

【図４】上記成膜装置のカセット載置部および搬送ロボ
ットを示す斜視図。

【図５】ガラス基板を収納したカセットの断面図。

【図６】上記カセット内のガラス基板および位置センサ
を示す断面図。

【図７】図７（ａ）は、上記位置センサが待機位置に移
動した状態における、上記ガラス基板と位置センサとの
位置関係を概略的に示す断面図、図７（ｂ）は、上記位
置センサが検出位置に移動した状態における、上記ガラ
ス基板と位置センサとの位置関係を概略的に示す断面
図。

【図８】上記搬送ロボットのハンド部分を拡大して示す
平面図。

【図９】上記搬送ロボットの構成を示すブロック図。

【図１０】図１０（ａ）は、上記ハンドが基準位置に移
動した状態における、上記カセット内のガラス板と上記
ハンドとの位置関係を示す平面図、図１０（ｂ）は、上
記ハンドが基準位置からガラス板のずれ分だけ補正され
た状態における、上記カセット内のガラス板と上記ハン
ドとの位置関係を示す平面図。

【図１１】上記搬送ロボットによるガラス板の搬送動作
をそれぞれ示す平面図。

【図１２】上記搬送ロボットによるガラス基板の傾き検
出動作、ハンド補正動作をそれぞれ示す平面図。

【図１３】上記基板製造装置におけるレーザアニール装
置を示す平面図。

【図１４】上記レーザアニール装置のアニール室内部を
概略的に示す斜視図。

【図１５】上記アニール室の断面図。

【図１６】上記基板製造装置におけるウェットエッチン
グ装置を示す斜視図。

【図１７】上記基板製造装置により製造されるアレイ基
板の一例を示す断面図。

【図１８】上記基板製造装置によるアレイ基板の製造工
程をそれぞれ示す断面図。

【図１９】上記基板製造装置によるアレイ基板の製造工
程をそれぞれ示す断面図。

【図２０】この発明の他の実施の形態に係る成膜装置を
示す平面図。

【図２１】ウェットエッチング装置の変形例を示す斜視
図。

【図２２】レーザアニール装置の変形例を示す平面図。

【図２３】この発明の他の実施の形態に係る基板製造装
置を示す平面図。

【符号の説明】

１…ガラス基板２…成膜装置３…レーザアニール装置４…ドライエッチング装置５…イオンドーピング装置６…ウェットエッチング装置７…搬送装置７ａ…移動台車１２、３２、６２…カセットステーション１２ａ、３２ａ…カセット載置部１５、３５、６５…搬送ロボット１６、１６ａ、１６ｂ、３６…スピン洗浄ユニット２１…処理部２５…成膜室２６…加熱室３７…アニール室３８…レーザ発振器３９…雰囲気分離カバー４０…ガス制御部４１…酸素濃度センサ１１２…位置センサ１２３…駆動部１２８…ハンド１４４…制御部Ａ…搬送路Ｃ…カセット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 29/786 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６２７Ｇ 21/336 (72)発明者清水政俊神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地株式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者東島拓生埼玉県深谷市幡羅町１丁目９番２号株式会社東芝深谷電子工場内 (72)発明者高橋宏明埼玉県深谷市幡羅町１丁目９番２号株式会社東芝深谷電子工場内 (72)発明者小松原吉明埼玉県深谷市幡羅町１丁目９番２号株式会社東芝深谷電子工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】載置部に載置され非晶質シリコンが形成さ
れた基板を搬送機構により搬出し上記載置部からこの載
置部に隣接して設けられた洗浄部に搬入し、洗浄する工
程と、洗浄された上記基板を上記搬送機構により、上記載置部
と対向しかつ上記洗浄部に隣接して設けられた処理部に
直接搬入し、レーザアニールを行い上記非晶質シリコン
を多結晶シリコンとする工程と、を備え、上記洗浄部は、上記処理部および上記載置部を結ぶ第１
方向と交差する第２方向にずれて設けられていることを
特徴とするレーザアニール方法。