JP2012222139A - レーザ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ処理装置にロードロック室などを設置することなく被処理体の搬出、搬入を迅速に行うことができ、しかも処理室内の雰囲気安定化を短時間で行うことができるレーザ処理装置を提供する。
【解決手段】
被処理体１００を収容して調整された雰囲気下で被処理体１００にレーザ光を照射する処理室２と、処理室２内に外部からレーザ光を導く光学系と、を備え、処理室２は、処理室２外部から処理室２内部に被処理体１００を装入する開閉可能な装入口７を有し処理室２内部に、装入口７に連なるロードエリアＡとロードエリアＡに連なるレーザ光照射エリアＢを備え、ロードエリアＡを前記装入口側の空間Ａ１とレーザ光照射エリア側空間Ａ２に仕切る仕切部を有し、仕切部は、装入口側空間Ａ１とレーザ光照射エリア側空間Ａ２の間で被処理体１００の移動が可能である。
【選択図】図１

Description

この発明は、レーザ光を被処理体に照射してレーザアニールなどの処理を行うレーザ処理装置に関するものである。

フラットパネルディスプレイの基板などに用いられる半導体薄膜では、アモルファス膜を用いるものの他、結晶薄膜を用いるものが知られている。この結晶薄膜に関し、アモルファス膜をレーザ光によってアニールして結晶化させることにより製造する方法が提案されている。また、レーザアニール処理として、結晶質膜にレーザ光を照射して欠陥の除去や結晶性の改善などの改質を目的として行うものも知られている。

上記レーザアニールなどの処理では、大気の影響を除去して結晶化などに最適な雰囲気に制御する方法が採用されている。該雰囲気は窒素等の不活性ガス、真空等の他に、これら雰囲気に積極的に少量の酸素などを混合する方法も知られている。上記雰囲気調整のため、被処理体を処理室内に収容し、該収容室内の雰囲気を調整して処理室外部からレーザ光を導入して被処理体に照射する。しかし、処理室外部から処理室内部に被処理体を装入する際に、処理室の装入口などを開けることによって処理室内に大気が混入する。そのため処理室内の雰囲気調整（低酸素濃度など）を行うことが必要になるが、雰囲気が安定するまでに時間を要し生産性が低くなるという問題がある。このため、半導体用基板を搬入、搬出するためのロードロック室を処理室とは別に設けたレーザ処理装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

該装置を図８に基づいて説明する。
処理室４５には、被処理体１００を装入して載置するステージ４６が配置され、処理室４５の天板には外部からレーザ光を導入する導入窓４７が設けられている。処理室４５には、ゲートバルブ４４を介して搬送ロボット室４３が接続され、さらに搬送ロボット室４３には、ゲートバルブ４２を介してロードロック室４１が接続されている。ロードロック室４１の外部には、ロードロック室４１内に被処理体１００を搬送する搬送ロボット４０が配置される。
上記ロードロック室４１、搬送ロボット室４３、処理室４５は、真空もしくは所定のガス雰囲気下でゲートバルブ４２、４４を介して連通する。

上記装置の稼働においては、基板搬入時に、ゲートバルブ４２、４４を閉じた状態で、ロードロック室４１のゲートバルブ（図示しない）を開けて搬送ロボット４０によって被処理体１００をロードロック室４１内に搬入し、ロードロック室４１のゲートバルブを閉じる。ゲートバルブ４２、４４を閉じた状態で、ロードロック室４１を真空引きした後に、真空保持もしくは所定のガスを導入する。次いで、ゲートバルブ４２を開いて被処理体１００をロードロック室４１から搬送ロボット室４３に搬送し、さらにゲートバルブ４４を開けて処理室４５内に被処理体１００を装入し、ロードロック室４４を閉じてレーザアニールなどの処理を行う。これにより処理室４５の雰囲気を維持したままで所望の処理を行うことが可能になる。

特開２００２−１６４４０７号公報

上記のようにロードロック室を設けた処理装置では、処理室は所定の雰囲気（例えば低酸素濃度の窒素雰囲気など）に維持され、被処理体の搬出、搬入に際してはロードロック室のみで雰囲気の置換を行えばよいので、処理室の雰囲気調整を必要とすることなく処理を行うことが可能になる。
しかし、該処理装置では、搬送ロボット室およびロードロック室を設けるためのコストが嵩み、また、処理室以外の設置スペースも大きく確保する必要がある。さらには、被処理体の搬出、搬入の度にロードロック室内の雰囲気を窒素ガスや不活性ガス等へ置換する為の時間やランニングコストが必要となり、また、被処理体を搬送するための時間も増大するという問題がある。

この発明は、上記のような従来の課題を解決するためになされたもので、ロードロック室の設置を必要とすることなく処理装置内の雰囲気を短時間で安定化させることができるレーザ処理装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明のレーザ処理装置のうち、第１の本発明は、被処理体を収容して調整された雰囲気下で該被処理体にレーザ光を照射する処理室と、該処理室内に外部からレーザ光を導く光学系と、を備え、
前記処理室は、前記処理室外部から前記処理室内部に前記被処理体を装入する開閉可能な装入口を有するとともに、前記処理室内部に、前記装入口に連なるロードエリアと、該ロードエリアに連なるレーザ光照射エリアと、を備え、
前記ロードエリアを前記装入口側の空間と前記レーザ光照射エリア側の空間とに仕切る仕切部を有し、該仕切部は、前記装入口側の空間と前記レーザ光照射エリア側の空間との間で前記被処理体の移動が可能であることを特徴とする。

本発明によれば、処理室内にロードエリアとレーザ光照射エリアとを有し、ロードエリアを装入口側の空間と前記レーザ光照射エリア側の空間とに仕切ることで、被処理体を処理室内に搬入または処理室から搬出する際に装入口から混入する大気がレーザ光照射エリアに影響するのを極力低減する。

ロードエリアは、装入口に連なるようにして装入口に隣接して設けるのが望ましく、装入口とレーザ光照射エリアとの間にロードエリアが位置する。ロードエリアは、装入口から装入された被処理体が移動して保持されるエリアであり、処理に備えて被処理体が保持される保持ポジションを含む空間である。被処理体は、ロードエリアの保持ポジションにまで装入され、該ロードエリアからレーザ光照射エリアに移動されて所定の処理がなされる。
仕切部は、被処理体がロードエリアからレーザ光照射エリアに移動することが可能になっている。仕切部に開放部を設けておき該開放部を通して被処理体の移動を行うことができる。
仕切部に被処理体が移動可能な開放部を設けておくことで、ロードエリアからレーザ光照射エリアへの被処理体の移動を円滑に行うことができる。開放部としては、常時開放されているものであってもよく、開閉動作を伴うものであってもよい。また、ガスカーテンのように、被処理体の移動に伴って開放状態になるものであってもよい。

なお、被処理体に対する処理は、例えば、非結晶である被処理体を結晶化させたり、結晶体である被処理体の改質を行うレーザアニールを好適例として挙げることができるが、本発明としては処理の内容がこれらに限定されるものではなく、レーザ光を被処理体に照射して所定の処理を行うものであればよい。
また、被処理体としては、上記レーザアニール処理の対象となる半導体（例えばシリコン半導体）を代表的なものとして示すことができるが、本発明としてはその種別が特に限定されるものではなく、処理の目的に沿って対象とされるものであればよい。
また、上記処理は、調整された雰囲気下で処理室内において行われる。該雰囲気は、大気雰囲気を除外するものであり、不活性ガス雰囲気、真空雰囲気などが代表的に挙げられる。また、湿度、温度などを調整した雰囲気であってもよい。すなわち、本発明としては調整された雰囲気の種別は特に限定されるものではなく、大気下以外であって所定の条件に調整されるものであればよい。

次に第２の本発明のレーザ処理装置は、前記第１の本発明において、前記仕切部が、前記ロードエリアを前記装入口側の空間と前記レーザ光照射エリア側の空間とに仕切る仕切壁を有することを特徴とする。

第３の本発明のレーザ処理装置は、前記第１の本発明において、前記仕切部は、前記ロードエリアを前記装入口側の空間と前記レーザ光照射エリア側の空間とに仕切る雰囲気ガスカーテンを有することを特徴とすることを特徴とする。

仕切部としては、ロードエリアを前記装入口側の空間と前記レーザ光照射エリア側の空間とに仕切る仕切壁や雰囲気ガスを用いたガスカーテンなどを用いることができる。仕切壁やガスカーテンは仕切部全体に亘るものであってもよく、また、一部を仕切壁やガスカーテンで構成するものであってもよく、仕切壁とガスカーテンとを混在させるものであってもよい。

第４の本発明のレーザ処理装置は、前記第１〜第３の本発明のいずれかにおいて、前記仕切部は、前記ロードエリアを、前記ロードエリアに装入された被処理体が保持される保持ポジション側空間と前記装入口側空間とに仕切るものであることを特徴とする。

仕切部による仕切位置は、本発明としては、ロードエリアを装入口側とレーザ光照射エリア側とに仕切るものであれば特に限定されないが、好適なものとして、前記ロードエリアに装入された被処理体が保持される保持ポジション側空間と装入口側空間とに仕切るものが例示される。保持ポジションとしては、通常は、ステージ上面で被処理体が保持された状態が保持ポジションとなる。したがって、上記仕切位置としては、ロードエリア内でステージが含まれる空間と、ステージが含まれない空間とに仕切るものが代表例となる。

第５の本発明のレーザ処理装置は、前記第１〜第４の本発明のいずれかにおいて、前記仕切部で仕切られた前記装入口側空間に装入口側給気装置と装入口側排気装置とが通気可能に接続されていることを特徴とする。

ロードエリアの装入口側空間には、給排気装置を接続するようにしてもよい。これにより装入口側空間における雰囲気調整を容易に行うことができる。装入口側給気装置では、窒素ガス、不活性ガスなどをロードエリアの装入口側空間に導入することができ、装入口側排気装置では、ロードエリアの装入口側空間の排気や真空引きなどを行うことができる。
ロードエリアの装入口側空間の雰囲気調整は、１）被処理体が処理室に搬入、搬出されるとき、２）処理中および３）被処理体が処理室内において搬送されるとき、それぞれの場合において上記給排気装置を用いて行うことができる。

ロードエリアの装入口側空間を処理室内部に確保し給排気システムを設けることで、
１、ロードエリアの装入口側空間に給気を行うことで得られるシール構造により装入口外部より混入してくる大気量を抑えるとともに、処理室内部におけるロードエリアの装入口側空間外への大気混入を低減させる。
２、給排気によりロードエリアの装入口側空間に混入した大気雰囲気を短時間で窒素やその他の大気以外のレーザ処理に影響を与えにくい雰囲気に置換することができる。
上記により、大気混入によるレーザ光照射部雰囲気への影響を低減させることにより、照射部の雰囲気を短時間で安定化させることが可能となる。

第６の本発明のレーザ処理装置は、前記第１〜第５の本発明のいずれかにおいて、前記レーザ光照射エリアに、照射エリア給気装置と照射エリア排気装置とが通気可能に接続されていることを特徴とする。

レーザ光照射エリアには、給排気装置を接続するようにしてもよい。これによりレーザ光照射エリアの雰囲気を極力一定に維持することができる。レーザ光照射エリアとロードエリアの装入口側空間に、それぞれ給排気装置を設けるようにしてもよい。

第７の本発明のレーザ処理装置は、前記第１〜第６の本発明のいずれかにおいて、前記ロードエリアと前記レーザ光照射エリアとの間で前記被処理体を移動させる被処理体移送装置を前記処理室内部に備えることを特徴とする。

ロードエリアに装入した被処理体は、処理室内部に備える被処理体移送装置によってレーザ光照射エリアに移動させることができる。また、必要に応じてレーザ光照射エリアからロードエリアに被処理体を移動させることができる。これにより、従来装置のように処理室外部にロードロック室から処理室に被処理体を移動させるための搬送ロボット室を設ける必要がない。

第８の本発明のレーザ処理装置は、前記第７の本発明において、前記被処理体移送装置は、前記被処理体を保持して前記ロードエリアと前記レーザ光照射エリアとの間で移動可能なステージを有していることを特徴とする。

前記被処理体移動装置に被処理体を保持するステージを備えることにより、ロードエリアに装入する被処理体をステージ上に保持してそのままレーザ光照射エリアに移動させることができる。なお、ステージは被処理体を保持しない状態でも両エリア間で移動させることができる。

第９の本発明のレーザ処理装置は、前記第８の本発明において、前記被処理体移送装置は、前記レーザ光照射エリアにおいて前記ステージを前記レーザ光に対し相対的に移動させることで前記レーザ光の走査を行うものであることを特徴とする。

なお、被処理体をレーザ光で処理する際に、一般にレーザ光を走査しつつ処理することができる。本発明では、前記被処理体移送装置に備えるステージをレーザ光照射エリア側に移動させた後、該ステージを移動させることでレーザ光照射時の走査を行うようにしてもよい。これにより走査装置と被処理体を移送する装置とを兼用することができ、装置構成を簡易なものにすることができる。また、被処理体をロードエリアからレーザ光照射エリアに移動させる方向と、上記走査の方向とが同じ一軸方向とすれば、移動および走査のための装置構成を簡略にすることができ、また、処理室のスペースを有効に利用することができる。また、走査に際し、ステージを移動させて一部を退避させる際に、ステージの一部がロードエリア側の空間に位置するようにすれば、スペース効率がさらに向上する効果がある。

第１０の本発明のレーザ処理装置は、前記第８または第９の本発明において、前記ステージは、前記ロードエリアの待機位置にある際に、該ロードエリアを前記装入口側の空間と前記レーザ光照射エリア側の空間とに仕切る仕切部の一部を構成することを特徴とする。

ステージを仕切部の一部として利用することで、仕切部の構成部分を簡略にすることができる。

第１１の本発明のレーザ処理装置は、前記第８〜第１０の本発明のいずれかにおいて、前記処理室内で、前記装入口の下方側から前記ロードエリア側に位置した前記ステージの装入口側端部に伸長して前記ステージとともに前記装入口側空間の下方または前記装入口側空間および前記レーザ光照射エリア側空間の下方を仕切る下方仕切壁を前記仕切部の一部として備えることを特徴とする。

下方仕切壁の配置によって下方の空間を通してロードエリアの装入口側空間とレーザ光照射側空間とが連通するのを回避できる。

第１２の本発明のレーザ処理装置は、前記第１〜第１１の本発明のいずれかにおいて、前記仕切部は、前記ロードエリアを前記被処理体の装入方向前後方向において前記装入口側の空間と前記レーザ光照射エリア側の空間とに仕切る前方仕切壁を有することを特徴とする。

仕切部は、ロードエリアを仕切るため、前記被処理体の装入方向前後方向において前記装入口側の空間と前記レーザ光照射エリア側の空間とに仕切る前方仕切壁を有するものとすることができる。これにより、被処理体の装入方向においてロードエリアを前後に仕切ることができる。この前方仕切壁は、ロードエリアのうち、被処理体が装入されて保持される保持ポジション側の空間と、装入口側空間とを仕切る位置に配置するのが望ましい。これにより、保持ポジション側の空間、さらにはレーザ光照射エリア側の空間に被処理体の装入によって雰囲気が影響を受けるのを極力回避することができる。

第１３の本発明のレーザ処理装置は、前記第８〜第１2の本発明のいずれかにおいて、前記処理室内で、前記装入口の両側方から前記レーザ光照射エリア側に伸長して前記装入口側空間の側方または前記装入口側空間および前記レーザ光照射エリア側空間の側方を仕切る側方仕切壁を前記仕切部の一部として備えることを特徴とする。

側方仕切壁の配置によって側方の空間を通してロードエリアの装入口側空間とレーザ光照射側空間とが連通するのを回避できる。

第１４の本発明のレーザ処理装置は、前記第８〜第１３の本発明のいずれかにおいて、前記仕切部を第１の仕切部として、前記ロードエリアと前記レーザ光照射エリアとを仕切る第２の仕切部を備えることを特徴とする。

第２の仕切部によって装入口側の空間とレーザ光照射エリアとをより確実に仕切ることができる。

以上のように、本発明によれば、ロードエリア外における雰囲気への影響を低減させ、レーザ光照射エリアの雰囲気を短時間で安定した状態に制御可能となり、被処理体の処理時間削減につながり、かつ均一な非晶質半導体薄膜の結晶化が可能になるなど処理効果が向上する効果がある。
また、ロードロック室や搬送ロボット室などの設置が不要になり、スペース効率が向上する。さらに、ロードロック室の雰囲気調整のために必要な時間や雰囲気ガスの使用量の低減効果がある。

この発明の一実施形態によるレーザ処理装置の概略を示す正面側の縦断面図である。 同じく、処理室の天板を省略した平面側の断面図である。 同じく、処理室の側壁を省略した左側面での断面図である。 同じく、処理室の側壁を省略した右側面での断面図である。 本発明の他の実施形態におけるレーザ処理装置の概略を示す正面側の縦断面図である。 同じく、処理室の天板を省略した平面側の断面図である。 同じく、さらに他の実施形態におけるレーザ処理装置の概略を示す正面側の縦断面図である。 従来のレーザ処理装置を示す概略図である。

以下に、本発明のレーザ処理装置１について添付図面に基づいて説明する。
図１は、レーザ処理装置１の正面断面を示す図であり、図２は平面断面図、図３は、左側面断面図である。
レーザ処理装置１は、処理室２と、該処理室２外にあるレーザ発振器３と該レーザ発振器３から出力されたレーザ光３ａを整形して前記処理室２に導く光学系４を備えている。
また、処理室２には、光学系４の一部としてレーザ光３ａを処理室２外部から処理室２内に導く導入窓５を有しており、導入窓５を通して導かれるレーザ光３ａは、処理室２内に設けたシールドボックス６に設けた透過孔６ａを通して被処理体１００に照射される。シールドボックス６は、被処理体１００の照射部分にシールドガスを吹き付けるものである。

処理室２の側壁２ａには、装入口７が設けられており、該装入口７の開閉を行うゲートバルブ８が備えられている。装入口７が位置する側で処理室２の外部に搬送ロボット９が位置する。なお、この例では、ゲートバルブ８を処理室２の側壁側に設けたが、図１示で正面側に設けるなどの構成も可能である。

処理室２内には、被処理体１００の装入方向に対し前後方向および左右方向に移動可能なステージ１０が設置されており、該ステージ１０は、移動装置１１によって移動される。該移動装置１１は本発明の被処理体移送装置としての役割を有している。ステージ１０は、平面矩形形状を有しており、シールドボックス６よりも装入口７側に待機位置を有しており、装入口７との間に間隙を有している。シールドボックス６と待機位置との間では大きな隙間を有する必要ない。
待機位置のステージ１０と装入口７との間の間隙量は本発明としては特に限定されるものではないが、例えば、１００〜３００ｍｍを挙げることができる。装入口７から待機位置にあるステージ１０の前方端に至るまでの空間がロードエリアＡとなっており、ステージ１０の前方端よりも前方側の空間がレーザ光照射エリアＢになっている。
なお、待機位置にあるステージ１０の上面が被処理体１００の保持ポジションとなる。

待機位置にあるステージ１０の後方側には、該ステージ１０の両側端部位置に、前後方向に沿った側面仕切壁１２、１２が板面を縦にして配置されている。側面仕切壁１２は、上端面および後端面が処理室２の天板２ｂおよび処理室の側壁２ａに隙間なく密着している。なお、装入口７は、両側の側面仕切壁１２間に縦横ともに収まっている。また側面仕切壁１２、１２の前端は、ステージ１０の後端面と僅かな隙間を有して位置している。側面仕切壁１２の下端は、ステージ１０の下端部のやや上方位置にまで伸長している。
側面仕切壁１２、１２は本発明の仕切部の一部を構成する。

また、側面仕切壁１２、１２間には、ステージ１０の上面高さと略同じ高さに上面が位置する下方水平仕切壁１３が板面を水平にして配置されており、下方水平仕切壁１３は左右方向に伸長して左右方向両端面は、側面仕切壁１２、１２の内面に隙間なく密着している。下方水平仕切壁１３は、本発明の下方仕切壁に相当する。

下方水平仕切壁１３の前端は側面仕切壁１２の前端にまで伸長している。したがって、下方水平仕切壁１３の前端は、ステージ１０の後端面と僅かな隙間を有している。
下方水平仕切壁１３の後端は、側壁２ａ付近で装入口７の開口部分に達している。さらに下方水平仕切壁１３の後端には、板面を縦にした後方縦仕切壁１４が連続しており、後方縦仕切壁１４は左右方向に伸長して左右方向両端面は側面仕切壁１２、１２の内面に隙間なく密着している。

また、後方縦仕切壁１４の後方面は、装入口７の開口の下方側を塞ぐとともに、その周囲で側壁２ａに密着して側面仕切壁１２の下端と同位置にまで下方に伸長している。この後方縦仕切壁１４によって装入口７の下方側が塞がれている。後方縦仕切壁１４で塞がれることなく開放されている装入口７において被処理体１００の装入に必要な開口は確保されている。
下方水平仕切壁１３および後方縦仕切壁１４は、本発明の仕切部の一部を構成する。

さらに側面仕切壁１２の前端上部側では、側面仕切壁１２、１２間に、前方縦仕切壁１５が板面を縦にして配置されており、前面縦仕切壁１５の上端面は処理室２の天板２ｂに隙間なく密着している。また、前方縦仕切壁１５は左右に伸長して左右方向両端面は側面仕切壁１２、１２の内面に隙間なく密着している。また、前面縦仕切壁１５の下端は、下方水平仕切壁１３の上面にまで至らず、該上面との間で隙間Ｇ１が確保されている。前方縦仕切壁１５は、本発明の前方仕切壁に相当し、仕切部の一部を構成する。
前記隙間Ｇ１を通して被処理体１００の移動が可能になっており、隙間Ｇ１は、仕切部の開放部を構成する。

上記側面仕切壁１２、１２、下方水平仕切壁１３、後方縦仕切壁１４、前方縦仕切壁１５によって、本発明の仕切部となる仕切壁が構成されている。該仕切壁は、酸素などによる汚染を受けにくい材質が望ましく、例えばアルマイト処理されたアルミニウム板を用いることができる。

上記側面仕切壁１２、１２、下方水平仕切壁１３、後方縦仕切壁１４、前方縦仕切壁１５で囲まれた空間は、ロードエリアＡの装入口側空間Ａ１となり、待機したステージ１０上の空間がロードエリアＡのレーザ光照射側空間Ａ２となっている。したがって、ステージ１０の上面は、仕切部の一部を構成している。また、この実施形態では、レーザ光照射側空間Ａ２は、被処理体１００の保持ポジション側空間になっている。

なお、この形態では、ステージ１０が左右方向に移動するが、仕切部の前端がステージ１０よりも後方側に位置するため、移動するステージ１０と仕切部とが干渉することはない。
なお、上記では仕切部は固定物として説明したが、仕切部を可動のものや可変形状のものによって構成することも可能である。

さらに、装入口側空間Ａ１には、装入口側空間Ａ１に窒素、アルゴンなどの雰囲気ガスを給気可能な装入口側給気ライン１６と、装入口側空間Ａ１内の雰囲気ガスを排気する装入口側排気ライン１７とが接続されている。各ラインには、開閉弁１６ａ、流量計１６ｂ、開閉弁１７ａ、流量計１７ｂが介設されている。装入口側給気ライン１６と、開閉弁１６ａ、流量計１６ｂによって本発明の装入口側給気装置の一部を構成しており、装入口側排気ライン１８と、開閉弁１８ａ、流量計１８ｂによって本発明の装入口側排気装置の一部を構成している。
装入口側空間Ａ１に雰囲気ガスを給気することで、上記した仕切壁とステージ１０との間の僅かな隙間からガスが外側に向けて吹き出されることでガスカーテンとしての機能が得られ、シールド性が向上する。したがって、仕切壁とステージ１０との隙間は、ステージの移動を損なわない程度に極力小さくするのが望ましく、また、雰囲気ガスの給気によるガスカーテンの作用が十分に得られる程度に小さくすることが望ましい。

また、レーザ光照射エリアＢには、レーザ光照射エリアＢ内に窒素、アルゴンなどの雰囲気ガスを給気可能な照射エリア給気ライン１８と、レーザ光照射エリアＢ内の雰囲気ガスを排気する照射エリア排気ライン１９とが接続されている。各ラインには、開閉弁１８ａ、流量計１８ｂ、開閉弁１９ａ、流量計１９ｂが介設されている。照射エリア給気ライン１８と、開閉弁１８ａ、流量計１８ｂによって本発明の照射エリア給気装置の一部を構成しており、照射エリア排気ライン１９と、開閉弁１９ａ、流量計１９ｂによって本発明の照射エリア排気装置の一部を構成している。なお、装入口側の給排気装置のみを有し、照射エリアの給排気装置を有しないものであってもよい。

次に、上記レーザ処理装置１の動作について説明する。
先ず、処理に先立ってステージ１０を待機位置に移動させてゲートバルブ８を閉めておき、流量計１６ｂ、１７ｂ、１８ｂ、１９ｂによって流量を調整しつつ、開閉弁１６ａ、１７ａ、１８ａ、１９ａを開けて排気とともに雰囲気ガスを給気して処理室２内の雰囲気を調整する。
また、レーザ光照射エリアＢに設けた照射エリア給気ライン１８と照射エリア排気ライン１９は、被処理体１００の搬入、処理、被処理体の搬出に至るまで、給気および排気を継続したままにするのが望ましい。

給気および排気によって各エリア内の雰囲気調整が完了すると、ゲートバルブ８を開け、搬送ロボット９によって被処理体１００を装入口７からロードエリアＡ内の装入口側空間Ａ１に装入し、さらに間隙Ｇ１を通して装入口側空間Ａ１からレーザ光照射エリア側空間Ａ２に被処理体１００を装入してステージ１０上の保持ポジションに載置、保持する。ゲートバルブ８を開ける際に、装入口側給気ライン１６によって装入口側空間Ａ１に給気のみを行って外部の大気が装入口側空間Ａ１内に混入するのを防止するのが望ましい。この際に、装入口側空間Ａ１のシールドが図られているため、装入口側空間Ａ１に大気が混入しても、大気がレーザ光照射エリア側空間Ａ２、さらにはレーザ光照射エリアＢに容易に侵入することはない。

被処理体１００をレーザ光照射エリア側空間Ａ２の保持ポジションに装入した後、ゲートバルブ８を閉め、装入口側給気ライン１６、照射エリア給気ライン１８による給気と、装入口側排気ライン１７、照射エリア排気ライン１９による排気とを行って、処理室２内の雰囲気を安定化させる。この際に、レーザ光照射エリアＢへの大気の混入は殆どなく、装入口側空間Ａ１における雰囲気を安定化させるための時間程度で済むため、雰囲気安定化のための処理時間は短くなる。

雰囲気の安定化後、ステージ１０を移動装置１１によって図１示左方に移動させる。この移動の途中で被処理体１００の一部が照射位置に達するので、被処理体１００が完全にレーザ光照射エリアＢに移動する前にレーザ光の照射を開始することができる。レーザ光３ａは、レーザ発振器３から出力され、光学系４および光学系４内の導入窓５、さらに処理室２内のシールドボックス６を通して、透過孔６ａからレーザ光照射エリアＢ内に位置する被処理体１００に照射される。

ステージ１０は、移動装置１１によって前後方向に移動することでレーザ光３ａが走査される。走査の際には、ステージ１０はロードエリアＡ側への移動が可能になっており、ロードエリアＡ側の空間を利用することができる。
また、ステージ１０を左右方向で移動させて走査位置を変更することで、被処理体１００の全面に亘ってレーザ光照射による処理を行うことができる。該処理において、仕切壁はステージ１０および被処理体１００の移動に支障となることはない。

上記により被処理体１００の処理を効率よく行うことができる。処理が完了した被処理体１００は、ステージ１０とともに移動装置１１によってロードエリアＡ側に移動させ、装入口側空間給気ライン１６によって装入口側空間Ａ１側に給気のみを行った状態でゲートバルブ８を開け、搬送ロボット９によって処理室２外に搬出する。その後は、前記と同様に他の処理体１００を搬入して同様の処理を行うことができる。

（実施形態２）
なお、上記実施形態では、側面仕切壁１２は、待機位置にあるステージ１０の後方端部近くに前端が位置してロードエリアを装入口側空間と、保持ポジション側空間と同様のレーザ光照射側空間に仕切るものについて説明したが、仕切部の前端位置を保持ポジション側空間内に設けるものであってもよい。この例を図５、６に基づいて説明する。図５は、処理室２を縦に断面した図であり、図６は、天板を省略した平面図である。
なお、前記実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。

この例では、ステージ１０の両側端部位置に、前後方向に沿った側面仕切壁２０、２０が板面を縦にして配置されている。側面仕切壁２０、２０は、前記側面仕切壁１２、１２と同様の形状を後方側に有し、前方側は、ステージ１０の上面直上に下端が位置するようにして、保持ポジション側空間に伸長している。側面仕切壁２０、２０の上端面は処理室２の天板２ｂに隙間なく密着している。
側面仕切壁２０の後方側では、待機したステージ１０の後方近くに、上記実施形態と同様に下方水平仕切壁１３が位置し、装入口７側に後方縦仕切壁１４を有している。側面仕切板２０の前方端は、ステージ１０が移動する際にステージ１０が最前方に位置したときに、ステージ１０の後端と重ならない位置になっている。これによりステージ１０が被処理体１００を保持して左右に移動する際に側面仕切壁２０と干渉することはない。

側面仕切壁２０の前端部には、前方縦仕切壁２１を有している。前方縦仕切壁２１は、上端面が処理室２の天板２ｂに隙間なく密着しており、さらに左右に伸長して左右の両端面が両側の側面仕切壁２０内面と隙間なく密着している。前方縦仕切壁２１は、本発明の前方仕切壁に相当する。
また、前方縦仕切壁２１の下端と、ステージ１０の上面との間には隙間Ｇ２が確保されている。前面縦仕切壁２１は、本発明の仕切部の一部を構成する。
前記隙間Ｇ２を通して被処理体１００の移動が可能になっており、隙間Ｇ２は、仕切部の開放部を構成する。
上記側面仕切板２０、２０、下方水平仕切板１３、後方縦仕切壁１４、前方縦仕切壁２１によって、本発明の仕切部となる仕切壁が構成されている。

この実施形態においても、装入口７から待機位置にあるステージ１０の前方端側に亘ってロードエリアＡに割り当てられており、シールドボックス６側がレーザ光照射エリアＢに割り当てられている。
側面仕切壁２０、２０、下方水平仕切壁１３、後方縦仕切壁１４、前方縦仕切壁２１で構成される仕切壁は、装入口７側空間の周囲を覆い、ロードエリアＡを装入口側空間Ａ３と、レーザ光照射エリア側空間Ａ４とに仕切ってシールド性を得ている。
装入口側空間Ａ３には、前記実施形態と同様に装入口側給気ライン１６と装入口側排気ライン１７が接続されており、装入口側給気ライン１６からの給気によってガスカーテン作用を得てシールド性を向上させることができ、また、装入口側排気ライン１７によって混入した大気を早期に排除することができる。また、レーザ光照射エリアＢには、前記実施形態と同様に、レーザ光照射側給気ライン１８とレーザ光照射側排気ライン１９が接続されている。各ラインには、開閉弁１８ａ、流量計１８ｂ、開閉弁１９ａ、流量計１９ｂが介設されている。

この実施形態においても、前記実施形態と同様にして処理室２内への被処理体１００の搬入、レーザ光照射による処理、処理室２外への被処理体１００の搬出を行うことができる。この際に、レーザ光照射エリアＢの雰囲気をできるだけ維持するとともに、被処理体１００の搬入、搬出に際し、短時間で雰囲気の安定化を図ることができる。

（実施形態３）
上記各実施形態では、ロードエリアＡを装入口側空間とレーザ光照射エリア側空間とに仕切る仕切部について説明したが、これに加えてロードエリアＡとレーザ光照射エリアＢとを仕切る第２の仕切部を備えるものであってもよい。
この実施形態３では、前記仕切部を第１の仕切部として、第２の仕切部を有しており、詳細を図７に基づいて説明する。図７は、処理室２を縦に断面した図である。
なお、前記各実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。

この形態では、ステージ１０の両側端部位置に、前後方向に沿った側面仕切壁３０、３０が板面を縦にして配置されている。側面仕切部３０は、後方側で側面仕切部１２と同様の形状を有し、その前方側は、ステージ１０の上面直上に下端が位置するようにして、ステージ１０の前端側にまで伸長している。側面仕切壁３０は、上端面が天板２ｂに隙間なく密着しており、後端面が側壁２ａに隙間なく密着している。側面仕切壁３０とステージ１０の上面とは、ステージ１０上に被処理体１００を保持してステージ１０が移動する際に、被処理体１００と側面仕切壁３０とが干渉しないように、ステージ１０との間に最小限の隙間が確保されている。なお、図７示想像線で示すように、ステージ１０に保持された被処理体１００と干渉しない部分はステージ１０と側面仕切壁３０との隙間を部分的に小さくしてもよい。
側面仕切壁３０の後方側では、待機したステージ１０の後方端面近くに、上記実施形態と同様に下方水平仕切板１３が位置し、装入口７側に後方縦仕切壁１４が設けられている。また、下方水平仕切壁１３の前方端直上に、前方縦仕切壁１５が設けられている。前方縦仕切壁１５は、上端面が天板２ｂに隙間なく密着しており、下方端は、下方水平仕切壁１３上面との間で間隙Ｇ１を有している。
側面仕切壁３０の装入口７からステージ１０の後端部に至る範囲と、下方水平仕切壁１３、後方縦仕切壁１４、前方縦仕切壁１５は、第１の仕切部を構成する。

また、側面仕切壁３０の前端部に前方縦仕切壁３１を有している。前方縦仕切壁３１は、上端面が処理室２の天板２ｂに隙間なく密着しており、左右に伸長して左右両端面が両側の側面仕切壁３０の内面に隙間なく密着している。また、前方縦仕切壁３１の下端は、側面仕切壁３０の下端位置と同じ位置になっている。前方縦仕切壁３１は、本発明の前方仕切壁に相当する。
側面仕切壁３０、前方縦仕切壁３１およびステージ１０は、本発明の第２の仕切部を構成している。

この実施形態においても、装入口７から待機位置にあるステージ１０の前方端側に亘ってロードエリアＡに割り当てられており、シールドボックス６側がレーザ光照射エリアＢに割り当てられている。
側面仕切壁３０、３０の後方側、下方水平仕切壁１３、後方縦仕切壁１４、前方縦仕切壁１５で構成される第１の仕切部は、装入口７側空間の周囲を覆い、ロードエリアＡを装入口側空間Ａ１と、レーザ光照射エリア側空間Ａ２とに仕切ってシールド性を得ている。さらに側面仕切壁３０の前方部と、前方縦仕切壁３１、ステージ１０上面で構成される第２の仕切部は、処理室２内をロードエリアＡとレーザ光照射エリアＢとに仕切ってさらにシールド性を得ている。
装入口側空間Ａ１は、前記各実施形態と同様に装入口側給気ラインからの給気によってガスカーテン作用を得てシールド性を向上させることができ、また、装入口側排気ラインによって混入した大気を早期に排除することができる。

以上、本発明について上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、適宜の変更が可能である。

１ レーザ処理装置
２ 処理室
３ レーザ発振器
４ 光学系
６ シールドボックス
７ 装入口
８ ゲートバルブ
９ 搬送ロボット
１０ ステージ
１１ 移動装置
１２ 側面仕切壁
１３ 下方水平仕切壁
１４ 後方縦仕切壁
１５ 前方縦仕切壁
１６ 装入口側給気ライン
１７ 装入口側排気ライン
１８ 照射エリア給気ライン
１９ 照射エリア排気ライン
２０ 側面仕切壁
２１ 前方縦仕切壁
３０ 側面仕切壁
３１ 前方縦仕切壁
３１ 前方縦仕切壁
Ａ ロードエリア
Ａ１ 装入口側空間
Ａ２ レーザ光照射側空間
Ａ３ 装入口側空間
Ａ４ レーザ光照射側空間
Ｂ レーザ光照射エリア
１００ 被処理体

Claims (14)

1. 被処理体を収容して調整された雰囲気下で該被処理体にレーザ光を照射する処理室と、該処理室内に外部からレーザ光を導く光学系と、を備え、
   前記処理室は、前記処理室外部から前記処理室内部に前記被処理体を装入する開閉可能な装入口を有するとともに、前記処理室内部に、前記装入口に連なるロードエリアと、該ロードエリアに連なるレーザ光照射エリアと、を備え、
   前記ロードエリアを前記装入口側の空間と前記レーザ光照射エリア側の空間とに仕切る仕切部を有し、該仕切部は、前記装入口側の空間と前記レーザ光照射エリア側の空間との間で前記被処理体の移動が可能であることを特徴とするレーザ処理装置。
2. 前記仕切部は、前記ロードエリアを前記装入口側の空間と前記レーザ光照射エリア側の空間とに仕切る仕切壁を有することを特徴とする請求項１記載のレーザ処理装置。
3. 前記仕切部は、前記ロードエリアを前記装入口側の空間と前記レーザ光照射エリア側の空間とに仕切る雰囲気ガスカーテンを有することを特徴とする請求項１記載のレーザ処理装置。
4. 前記仕切部は、前記ロードエリアを前記ロードエリアに装入された被処理体が保持される保持ポジション側空間と前記装入口側空間とに仕切るものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のレーザ処理装置。
5. 前記仕切部で仕切られた前記装入口側空間に装入口側給気装置と装入口側排気装置とが通気可能に接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のレーザ処理装置。
6. 前記レーザ光照射エリアに、照射エリア給気装置と照射エリア排気装置とが通気可能に接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のレーザ処理装置。
7. 前記ロードエリアと前記レーザ光照射エリアとの間で前記被処理体を移動させる被処理体移送装置を前記処理室内部に備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のレーザ処理装置。
8. 前記被処理体移送装置は、前記被処理体を保持して前記ロードエリアと前記レーザ光照射エリアとの間で移動可能なステージを有していることを特徴とする請求項７記載のレーザ処理装置。
9. 前記被処理体移送装置は、前記レーザ光照射エリアにおいて前記ステージを前記レーザ光に対し相対的に移動させることで前記レーザ光の走査を行うものであることを特徴とする請求項８記載のレーザ処理装置。
10. 前記ステージは、前記ロードエリア側に位置する際に、該ロードエリアを前記装入口側の空間と前記レーザ光照射エリア側の空間とに仕切る仕切部の一部を構成することを特徴とする請求項８または９に記載のレーザ処理装置。
11. 前記処理室内で、前記装入口の下方側から前記ロードエリア側に位置した前記ステージの装入口側端部に伸長して前記ステージとともに前記装入口側空間の下方または前記装入口側空間および前記レーザ光照射エリア側空間の下方を仕切る下方仕切壁を前記仕切部の一部として備えることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載のレーザ処理装置。
12. 前記仕切部は、前記ロードエリアを前記被処理体の装入方向前後方向において前記装入口側の空間と前記レーザ光照射エリア側の空間とに仕切る前方仕切壁を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のレーザ処理装置。
13. 前記処理室内で、前記装入口の両側方から前記レーザ光照射エリア側に伸長して前記装入口側空間の側方または前記装入口側空間および前記レーザ光照射エリア側空間の側方を仕切る側方仕切壁を前記仕切部の一部として備えることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のレーザ処理装置。
14. 前記仕切部を第１の仕切部として、前記ロードエリアと前記レーザ光照射エリアとを仕切る第２の仕切部を備えることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のレーザ処理装置。

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