JP2020025001A

JP2020025001A - Laser irradiation device and manufacturing method of semiconductor device

Info

Publication number: JP2020025001A
Application number: JP2018148243A
Authority: JP
Inventors: 信夫奥; Nobuo Oku; 直樹武田; Naoki Takeda
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2018-08-07
Filing date: 2018-08-07
Publication date: 2020-02-13
Anticipated expiration: 2038-08-07
Also published as: JP2022130724A; JP7425837B2; JP7102280B2

Abstract

To provide a manufacturing method of a semiconductor device capable of suppressing generation of particles in a processing chamber for irradiating a substrate with laser light.SOLUTION: A manufacturing method of a semiconductor device according to an embodiment includes a step of determining whether a semiconductor film F is formed on a substrate S1 carried into a processing chamber 40 (step ST2), and a step of irradiating the substrate S1 with laser light (step ST3) only when it is determined that the semiconductor film F is formed in the step.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明はレーザ照射装置及び半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a laser irradiation device and a method for manufacturing a semiconductor device.

特許文献１〜３に示すように、ガラス基板などに形成されたアモルファスシリコン膜にレーザ光を照射し、ポリシリコン膜に変化させるレーザアニール装置すなわちレーザ照射装置が知られている。 As disclosed in Patent Literatures 1 to 3, there are known laser annealing apparatuses that irradiate an amorphous silicon film formed on a glass substrate or the like with a laser beam to change the amorphous silicon film into a polysilicon film, that is, a laser irradiation apparatus.

特開２０１２−２０４４８５号公報JP 2012-204485 A 国際公開第２０１２／１１４９０９号International Publication No. 2012/114909 特開２０１６−１２９１７１号公報JP-A-2006-129171

発明者らは、半導体膜が形成されていない基板（例えば検査用の基板）にレーザ光が照射されると、レーザ照射装置に悪影響を及ぼす虞があることを見出した。基板に半導体膜が形成されていないため、例えば、基板を透過したレーザ光によって、基板を載せた金属製のステージの表面が溶融し、異物であるパーティクルが発生し得る。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。 The inventors have found that when a substrate on which a semiconductor film is not formed (for example, a substrate for inspection) is irradiated with laser light, the laser irradiation device may be adversely affected. Since the semiconductor film is not formed on the substrate, the surface of the metal stage on which the substrate is mounted is melted by, for example, laser light transmitted through the substrate, so that particles as foreign substances may be generated.
Other problems and novel features will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

一実施形態に係る半導体装置の製造方法は、処理室に搬入された基板上に半導体膜が形成されているか否かを判断する工程と、当該工程において半導体膜が形成されていると判断した場合にのみ、基板に対してレーザ光を照射する工程と、を含む。 A method for manufacturing a semiconductor device according to one embodiment includes a step of determining whether a semiconductor film is formed on a substrate carried into a processing chamber, and a step of determining that a semiconductor film is formed in the step. And irradiating the substrate with laser light.

一実施形態に係るレーザ照射装置は、処理室に搬入された基板上に形成された半導体膜を検出する半導体膜検出部を備えており、半導体膜検出部の検出結果に基づいて、基板上に半導体膜が形成されていると判断した場合にのみ、基板に対してレーザ光を照射する。 A laser irradiation apparatus according to one embodiment includes a semiconductor film detection unit that detects a semiconductor film formed on a substrate carried into a processing chamber. The substrate is irradiated with laser light only when it is determined that the semiconductor film is formed.

前記一実施形態によれば、例えばレーザアニール装置等に好適であって、良質なレーザ照射装置を提供することができる。 According to the one embodiment, for example, a high-quality laser irradiation apparatus suitable for a laser annealing apparatus or the like can be provided.

第１の実施形態に係るレーザ照射装置の断面図である。It is a sectional view of a laser irradiation device concerning a 1st embodiment. 半導体膜Ｆが形成された製品用基板Ｓ１１と半導体膜Ｆが形成されていない検査用基板Ｓ１２とを示す平面図である。It is a top view which shows the product substrate S11 in which the semiconductor film F was formed, and the test substrate S12 in which the semiconductor film F was not formed. 第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 第１の実施形態に係るレーザ照射装置の詳細な断面図である。FIG. 2 is a detailed cross-sectional view of the laser irradiation device according to the first embodiment. 図４の要部を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a main part of FIG. 4. 図５の切断線Ａ−Ａにおける断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along a cutting line AA in FIG. 5. 第１の実施形態に係るレーザ照射装置のレーザ光とスリットとの関係を例示した斜視図である。FIG. 2 is a perspective view illustrating a relationship between a laser beam and a slit of the laser irradiation apparatus according to the first embodiment. ステージ４６上の基板Ｓ１とカメラＣとの位置関係を示した平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a positional relationship between a substrate S1 on a stage 46 and a camera C. 制御部６０の詳細なブロック図である。FIG. 3 is a detailed block diagram of a control unit 60. 半導体膜Ｆが形成されている基板Ｓ１についての画像処理部６１による処理を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a process performed by an image processing unit on a substrate on which a semiconductor film is formed. 半導体膜Ｆが形成されていない基板Ｓ１についての画像処理部６１による処理を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a process performed by an image processing unit on a substrate on which a semiconductor film is not formed. 第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の詳細を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating details of a method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 第２の実施形態に係るレーザ照射装置の詳細な断面図である。It is a detailed sectional view of a laser irradiation device concerning a 2nd embodiment. 半導体装置の製造方法の一例を説明するための断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view for describing an example of a method for manufacturing a semiconductor device. 有機ＥＬディスプレイの概要を説明するための断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view for describing an outline of an organic EL display.

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して第１の実施形態に係るレーザ照射装置及び半導体装置の製造方法について説明する。本実施形態に係るレーザ照射装置の一例は、エキシマレーザアニール（ＥＬＡ：Excimer Laser Anneal）装置である。ＥＬＡ装置では、基板上に形成されたアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜にレーザ光を照射し、ポリシリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）膜に変化させる。 (First embodiment)
Hereinafter, a method for manufacturing a laser irradiation apparatus and a semiconductor device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. One example of the laser irradiation apparatus according to the present embodiment is an excimer laser annealing (ELA) apparatus. In an ELA apparatus, an amorphous silicon (a-Si) film formed on a substrate is irradiated with laser light to change it into a polysilicon (poly-Si) film.

ＥＬＡ装置は、液晶表示パネルや有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示パネルの製造工程において、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アレイ基板を製造するために使用される。すなわち、本実施形態に係るレーザ照射装置は、ＴＦＴアレイ基板などの半導体装置の製造工程に用いられる。
なお、以下の説明において、レーザ光が照射される被処理体をアモルファスシリコン膜付きガラス基板であるとして説明するが、被処理体は半導体膜付き基板であればよい。 The ELA device is used for manufacturing a TFT (Thin Film Transistor) array substrate in a manufacturing process of a liquid crystal display panel or an organic EL (Electro Luminescence) display panel. That is, the laser irradiation apparatus according to the present embodiment is used in a manufacturing process of a semiconductor device such as a TFT array substrate.
In the following description, the object to be irradiated with the laser light is described as a glass substrate with an amorphous silicon film, but the object to be processed may be a substrate with a semiconductor film.

＜レーザ照射装置の構成＞
まず、図１を参照して、第１の実施形態に係るレーザ照射装置の構成を説明する。図１は、第１の実施形態に係るレーザ照射装置の断面図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るレーザ照射装置は、光源１０、処理室４０、制御部６０を備えている。光源１０が発振したレーザ光Ｌ１が、処理室４０に搬入された基板Ｓ１に照射される。図１に示すように、レーザ照射装置１では、処理室４０内でＸ軸正方向に基板Ｓ１を搬送しながら、レーザ光Ｌ１を基板Ｓ１に照射している。 <Configuration of laser irradiation device>
First, the configuration of the laser irradiation apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view of the laser irradiation device according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the laser irradiation device according to the first embodiment includes a light source 10, a processing chamber 40, and a control unit 60. The substrate S1 carried into the processing chamber 40 is irradiated with the laser light L1 oscillated by the light source 10. As shown in FIG. 1, the laser irradiation apparatus 1 irradiates the substrate S1 with the laser beam L1 while transporting the substrate S1 in the X-axis positive direction in the processing chamber 40.

なお、各図面に示した右手系ＸＹＺ３次元直交座標は、図面間において相互に対応しているが、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ＸＹ平面が水平面を構成しＺ軸正方向が鉛直上向きとなる。基板Ｓ１の主面はＸＹ平面に平行であってＸ軸方向とＹ軸方向は矩形状の基板Ｓ１の端辺に沿った方向となる。 Although the right-handed XYZ three-dimensional orthogonal coordinates shown in each drawing correspond to each other between the drawings, they are for the sake of convenience in describing the positional relationship of the components. Normally, the XY plane constitutes a horizontal plane, and the positive Z-axis direction is vertically upward. The main surface of the substrate S1 is parallel to the XY plane, and the X-axis direction and the Y-axis direction are along the edges of the rectangular substrate S1.

図１に示すように、処理室４０には、搬入された基板Ｓ１上に形成された半導体膜（例えばアモルファスシリコン膜）を検出する半導体膜検出部ＳＤが設けられている。制御部６０は、レーザ光Ｌ１の照射を制御する。詳細には、制御部６０は、半導体膜検出部ＳＤの検出結果に基づいて、基板Ｓ１上に半導体膜が形成されていると判断した場合にのみ、基板Ｓ１に対してレーザ光Ｌ１を照射する。 As shown in FIG. 1, the processing chamber 40 is provided with a semiconductor film detection unit SD for detecting a semiconductor film (for example, an amorphous silicon film) formed on the loaded substrate S1. The control unit 60 controls the irradiation of the laser light L1. More specifically, the control unit 60 irradiates the substrate S1 with the laser beam L1 only when determining that the semiconductor film is formed on the substrate S1 based on the detection result of the semiconductor film detection unit SD. .

ここで、図２は、半導体膜Ｆが形成された製品用基板Ｓ１１と半導体膜Ｆが形成されていない検査用基板Ｓ１２とを示す平面図である。分かり易くするために、半導体膜Ｆをドット表示している。検査用基板Ｓ１２は、例えば、処理室４０の内部において基板に付着した異物（いわゆるパーティクル）を計数することによって、処理室４０の内部の清浄度を測定するための基板である。検査時には、レーザ光Ｌ１を照射せずに、製品用基板Ｓ１１と同様に検査用基板Ｓ１２を搬送する。 Here, FIG. 2 is a plan view showing a product substrate S11 on which the semiconductor film F is formed and an inspection substrate S12 on which the semiconductor film F is not formed. For easy understanding, the semiconductor film F is displayed in dots. The inspection substrate S12 is, for example, a substrate for measuring the cleanliness inside the processing chamber 40 by counting foreign substances (so-called particles) attached to the substrate inside the processing chamber 40. At the time of inspection, the inspection substrate S12 is transported similarly to the product substrate S11 without irradiating the laser light L1.

具体的には、検査用基板Ｓ１２上の１μｍ以上のパーティクルを処理室４０への搬入前と処理室４０からの搬出後に計数し、その差から処理室４０内部の清浄度を得ることができる。当然のことながら、複数枚の基板を検査し、その平均値を用いることによって、清浄度の精度を向上させることができる。清浄度の検査方法は何ら限定されるものではない。 Specifically, particles of 1 μm or more on the inspection substrate S12 are counted before being carried into the processing chamber 40 and after being carried out of the processing chamber 40, and the cleanliness inside the processing chamber 40 can be obtained from the difference. As a matter of course, the accuracy of cleanliness can be improved by inspecting a plurality of substrates and using the average value. The inspection method of the cleanliness is not limited at all.

このように、処理室４０には、製品用基板Ｓ１１だけでなく、検査用基板Ｓ１２も基板Ｓ１として搬入されてくる。ここで、何らかの原因によって、検査用基板Ｓ１２に対してレーザ光Ｌ１が誤照射されると、検査用基板Ｓ１２を透過したレーザ光Ｌ１によって、検査用基板Ｓ１２を載せたステージの表面が溶融し、パーティクルが発生する虞がある。 Thus, not only the product substrate S11 but also the inspection substrate S12 is carried into the processing chamber 40 as the substrate S1. Here, if the inspection substrate S12 is erroneously irradiated with the laser light L1 for some reason, the surface of the stage on which the inspection substrate S12 is mounted is melted by the laser light L1 transmitted through the inspection substrate S12, Particles may be generated.

このような問題に対し、第１の実施形態に係るレーザ照射装置１は、基板Ｓ１上に形成された半導体膜Ｆを検出するための半導体膜検出部ＳＤを備えている。そして、制御部６０は、半導体膜検出部ＳＤの検出結果に基づいて、基板Ｓ１上に半導体膜Ｆが形成されていると判断した場合にのみ、基板Ｓ１に対してレーザ光Ｌ１を照射する。 To address such a problem, the laser irradiation apparatus 1 according to the first embodiment includes a semiconductor film detection unit SD for detecting the semiconductor film F formed on the substrate S1. Then, the control unit 60 irradiates the substrate S1 with the laser beam L1 only when determining that the semiconductor film F is formed on the substrate S1 based on the detection result of the semiconductor film detection unit SD.

そのため、第１の実施形態に係るレーザ照射装置１では、半導体膜Ｆが形成されていない基板（例えば検査用基板Ｓ１２）に対するレーザ光Ｌ１の誤照射を抑制することができる。その結果、上述のパーティクルの発生を抑制することができる。 Therefore, in the laser irradiation apparatus 1 according to the first embodiment, it is possible to suppress the erroneous irradiation of the laser light L1 on the substrate (for example, the inspection substrate S12) on which the semiconductor film F is not formed. As a result, generation of the above-described particles can be suppressed.

＜半導体装置の製造方法＞
次に、図３を参照して、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。すなわち、第１の実施形態に係るレーザ照射装置を用いた半導体装置の製造方法について説明する。図３は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。 <Semiconductor device manufacturing method>
Next, a method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. That is, a method for manufacturing a semiconductor device using the laser irradiation apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment.

図３に示すように、まず、処理室４０に基板Ｓ１を搬入する（ステップＳＴ１）。
次に、制御部６０は、半導体膜検出部ＳＤの検出結果に基づいて、処理室４０に搬入された基板Ｓ１上に半導体膜Ｆが形成されているか否か判断する（ステップＳＴ２）。 As shown in FIG. 3, first, the substrate S1 is loaded into the processing chamber 40 (step ST1).
Next, the control unit 60 determines whether or not the semiconductor film F is formed on the substrate S1 carried into the processing chamber 40 based on the detection result of the semiconductor film detection unit SD (Step ST2).

基板Ｓ１上に半導体膜Ｆが形成されていないと判断した場合（ステップＳＴ２ＮＯ）、制御部６０は、基板Ｓ１にレーザ光Ｌ１を照射せずに、処理室４０から基板Ｓ１を搬出するように制御する（ステップＳＴ４）。一方、基板Ｓ１上に半導体膜Ｆが形成されていると判断した場合（ステップＳＴ２ＹＥＳ）、制御部６０は、基板Ｓ１にレーザ光Ｌ１を照射するように制御する（ステップＳＴ３）。その後、処理室４０から基板Ｓ１を搬出する（ステップＳＴ４）。 When determining that the semiconductor film F is not formed on the substrate S1 (NO in step ST2), the control unit 60 controls the substrate S1 to be carried out of the processing chamber 40 without irradiating the substrate S1 with the laser beam L1. (Step ST4). On the other hand, when it is determined that the semiconductor film F is formed on the substrate S1 (step ST2 YES), the control unit 60 controls the substrate S1 to irradiate the laser light L1 (step ST3). Thereafter, the substrate S1 is carried out of the processing chamber 40 (Step ST4).

このように、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法では、基板Ｓ１上に半導体膜Ｆが形成されていると判断した場合にのみ、基板Ｓ１に対してレーザ光Ｌ１を照射する。そのため、半導体膜Ｆが形成されていない基板（例えば検査用基板Ｓ１２）に対するレーザ光Ｌ１の誤照射を抑制することができる。その結果、処理室４０におけるパーティクルの発生を抑制することができる。 As described above, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, the substrate S1 is irradiated with the laser beam L1 only when it is determined that the semiconductor film F is formed on the substrate S1. Therefore, erroneous irradiation of the laser beam L1 on a substrate on which the semiconductor film F is not formed (for example, the inspection substrate S12) can be suppressed. As a result, generation of particles in the processing chamber 40 can be suppressed.

＜レーザ照射装置の詳細な構成＞
次に、図４〜図７を参照して、第１の実施形態に係るレーザ照射装置の詳細な構成を説明する。図４は、第１の実施形態に係るレーザ照射装置の詳細な断面図である。図５は、図４の要部を示す断面図である。図６は、図５の切断線Ａ−Ａにおける断面図である。図７は、第１の実施形態に係るレーザ照射装置のレーザ光とスリットとの関係を例示した斜視図である。 <Detailed configuration of laser irradiation device>
Next, a detailed configuration of the laser irradiation apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a detailed cross-sectional view of the laser irradiation device according to the first embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a main part of FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. FIG. 7 is a perspective view illustrating the relationship between the laser beam and the slit of the laser irradiation apparatus according to the first embodiment.

図４に示すように、レーザ照射装置１は、光源１０、光学系モジュール２０、密閉部３０、処理室４０、搬入室５０、制御部６０を有している。光源１０から出射されたレーザ光Ｌ１が、光学系モジュール２０及び密閉部３０を介して、搬入室５０から処理室４０に搬入された基板Ｓ１に照射される。図４に示すように、レーザ照射装置１では、Ｘ軸正方向に基板Ｓ１を搬送しながら、Ｙ軸方向に延びたライン状のレーザ光Ｌ１を基板Ｓ１に照射している。 As shown in FIG. 4, the laser irradiation apparatus 1 includes a light source 10, an optical system module 20, a sealing unit 30, a processing room 40, a loading room 50, and a control unit 60. The laser light L1 emitted from the light source 10 is applied to the substrate S1 carried into the processing chamber 40 from the carry-in chamber 50 via the optical system module 20 and the sealing unit 30. As shown in FIG. 4, the laser irradiation apparatus 1 irradiates the substrate S1 with a linear laser beam L1 extending in the Y-axis direction while transporting the substrate S1 in the positive X-axis direction.

光源１０は、例えば、エキシマレーザ光源であり、中心波長３０８ｎｍのパルス状のレーザ光Ｌ１を発振する。図４に示すように、光源１０から出射されたレーザ光Ｌ１は、例えば、Ｘ軸負方向に進行し、光学系モジュール２０に入射する。なお、必要に応じて、光源１０と、光学系モジュール２０との間のレーザ光Ｌ１の光路上に、エネルギー密度を調整するアテニュエータ等の光学素子を配置してもよい。 The light source 10 is, for example, an excimer laser light source and oscillates a pulsed laser beam L1 having a center wavelength of 308 nm. As shown in FIG. 4, the laser light L <b> 1 emitted from the light source 10 travels in, for example, the negative direction of the X-axis and enters the optical system module 20. If necessary, an optical element such as an attenuator for adjusting the energy density may be arranged on the optical path of the laser beam L1 between the light source 10 and the optical system module 20.

図４に示すように、光学系モジュール２０は、光源１０から出射されたレーザ光Ｌ１を受光する。図４〜図６に示すように、光学系モジュール２０は、光学系筐体２１、ミラー２２やレンズ等（不図示）の光学素子、及び、封止窓２３を備えている。 As shown in FIG. 4, the optical system module 20 receives the laser light L1 emitted from the light source 10. As shown in FIGS. 4 to 6, the optical system module 20 includes an optical system housing 21, optical elements such as a mirror 22 and a lens (not shown), and a sealing window 23.

光学系筐体２１は、例えば、アルミニウム等から構成された箱状部材である。光学系モジュール２０の各光学素子は、光学系筐体２１の内部にホルダ等で保持されている。各光学素子によって、光源１０から出射されたレーザ光Ｌ１の照射方向、光量等が調整される。光学素子であるミラー２２によって、Ｘ軸負方向に進行するレーザ光Ｌ１が下方向（Ｚ軸負方向）に反射される。下方向に進行するレーザ光Ｌ１は、光学系筐体２１の下面に設けられた封止窓２３から密閉部３０に向けて出射される。封止窓２３は例えばガラスからなる。 The optical system housing 21 is a box-shaped member made of, for example, aluminum. Each optical element of the optical system module 20 is held inside a housing 21 of the optical system by a holder or the like. The irradiation direction, the light amount, and the like of the laser light L1 emitted from the light source 10 are adjusted by each optical element. The laser beam L1 traveling in the negative X-axis direction is reflected downward (in the negative Z-axis direction) by the mirror 22 as an optical element. The laser light L <b> 1 traveling downward is emitted from the sealing window 23 provided on the lower surface of the optical system housing 21 toward the sealing unit 30. The sealing window 23 is made of, for example, glass.

ここで、図７に示すように、レーザ光Ｌ１はラインビームである。すなわち、一点鎖線で示した光軸と直交する断面におけるレーザ光Ｌ１の断面形状は、直線状となる。具体的には、レーザ光Ｌ１の断面形状は、ミラー２２によって反射される前後において、いずれもＹ軸方向に延びた直線状となっている。 Here, as shown in FIG. 7, the laser beam L1 is a line beam. That is, the cross-sectional shape of the laser beam L1 in a cross-section orthogonal to the optical axis indicated by the one-dot chain line is linear. Specifically, the cross-sectional shape of the laser beam L1 is a straight line extending in the Y-axis direction before and after being reflected by the mirror 22.

次に、図５に示すように、密閉部３０は、密閉筐体３１、遮断板３２、封止窓３３、ガス導入口３４、排気口３５を有している。箱状部材である密閉筐体３１の内部には、レーザ光Ｌ１の一部を遮断する遮断板３２が配置されている。そのため、遮断板３２は、光学系モジュール２０の封止窓２３から出射したレーザ光Ｌ１が、処理室４０に到達する光路上に配置されている。遮断板３２を通過したレーザ光Ｌ１が、密閉筐体３１の下面に設けられた封止窓３３から処理室４０に向けて出射される。封止窓３３は例えばガラスからなる。 Next, as shown in FIG. 5, the sealing section 30 has a sealing housing 31, a blocking plate 32, a sealing window 33, a gas inlet 34, and an exhaust port 35. A blocking plate 32 that blocks a part of the laser beam L1 is disposed inside the closed casing 31 that is a box-shaped member. Therefore, the blocking plate 32 is disposed on the optical path where the laser light L1 emitted from the sealing window 23 of the optical system module 20 reaches the processing chamber 40. The laser beam L1 that has passed through the blocking plate 32 is emitted toward the processing chamber 40 from a sealing window 33 provided on the lower surface of the closed casing 31. The sealing window 33 is made of, for example, glass.

ここで、図６、図７に示すように、遮断板３２は、例えば、一対の遮断板３２ａ、３２ｂからなる。図示した例では、遮断板３２ａ、３２ｂは、主面が水平になるようにＹ軸方向に間隔を空けて並んで配置されている。そのため、遮断板３２ａ、３２ｂの間には、レーザ光Ｌ１が通過するスリット３２ｃが形成されている。換言すると、遮断板３２ａ、３２ｂによって、レーザ光Ｌ１のＹ軸方向両端部が遮断されている。遮断板３２ａ、３２ｂは、モータ等（不図示）によりＹ軸方向にそれぞれ移動可能であり、スリット３２ｃの幅を適宜変更することができる。 Here, as shown in FIGS. 6 and 7, the blocking plate 32 includes, for example, a pair of blocking plates 32a and 32b. In the illustrated example, the blocking plates 32a and 32b are arranged side by side at intervals in the Y-axis direction such that the main surfaces are horizontal. Therefore, a slit 32c through which the laser light L1 passes is formed between the blocking plates 32a and 32b. In other words, both ends in the Y-axis direction of the laser beam L1 are blocked by the blocking plates 32a and 32b. The blocking plates 32a and 32b are each movable in the Y-axis direction by a motor or the like (not shown), and the width of the slit 32c can be appropriately changed.

また、図５に示すように、密閉筐体３１の対向する側面には、それぞれガス導入口３４及び排気口３５が設けられている。窒素等の不活性ガスが、ガス導入口３４から密閉筐体３１の内部に導入される。これによって、密閉筐体３１の内部の空気が、不活性ガスによって置換され、排気口３５から排出される。図５に示すように、排気口３５は、例えば、ガス導入口３４よりも上方に設けられる。所定流量の不活性ガスを密閉筐体３１の内部に連続的に供給し、密閉筐体３１の内部を常時換気することが好ましい。 Further, as shown in FIG. 5, a gas introduction port 34 and an exhaust port 35 are provided on opposite side surfaces of the closed casing 31, respectively. An inert gas such as nitrogen is introduced into the inside of the closed casing 31 from the gas inlet 34. As a result, the air inside the closed casing 31 is replaced by the inert gas and discharged from the exhaust port 35. As shown in FIG. 5, the exhaust port 35 is provided, for example, above the gas inlet 34. It is preferable that a predetermined flow rate of the inert gas is continuously supplied to the inside of the closed casing 31 so that the inside of the closed casing 31 is constantly ventilated.

次に、図４に示すように、処理室４０は、ガスボックス４１、遮断板４２、ステージ４６、回転機構４７、走査機構４８、カメラＣを有している。密閉部３０の封止窓３３から出射したレーザ光Ｌ１が、ガスボックス４１を介して、ステージ４６上に載せられた基板Ｓ１に照射される。レーザ光Ｌ１の照射によって、基板Ｓ１上のアモルファスシリコン膜が結晶化してポリシリコン膜に変化する。 Next, as shown in FIG. 4, the processing chamber 40 has a gas box 41, a blocking plate 42, a stage 46, a rotating mechanism 47, a scanning mechanism 48, and a camera C. The laser beam L1 emitted from the sealing window 33 of the sealing unit 30 is applied to the substrate S1 mounted on the stage 46 via the gas box 41. By the irradiation of the laser beam L1, the amorphous silicon film on the substrate S1 is crystallized and changes to a polysilicon film.

また、図４に示すように、ガスボックス４１の内部には、レーザ光Ｌ１の一部を遮断する遮断板４２が配置されている。そのため、遮断板４２は、密閉部３０の封止窓３３から出射したレーザ光Ｌ１が、基板Ｓ１に到達する光路上に配置されている。遮断板４２を通過したレーザ光Ｌ１が、ガスボックス４１から基板Ｓ１に向けて出射される。
なお、基板Ｓ１をステージ４６によって浮上させながら搬送してもよい。また、遮蔽板４２は設けなくてもよい。 Further, as shown in FIG. 4, a blocking plate 42 that blocks a part of the laser light L <b> 1 is disposed inside the gas box 41. Therefore, the blocking plate 42 is disposed on the optical path where the laser light L1 emitted from the sealing window 33 of the sealing unit 30 reaches the substrate S1. The laser beam L1 that has passed through the blocking plate 42 is emitted from the gas box 41 toward the substrate S1.
The substrate S1 may be transported while being floated by the stage 46. Further, the shielding plate 42 may not be provided.

図５及び図６に示すように、ガスボックス４１は、処理室４０の上面において密閉部３０の封止窓３３に対応する位置に取り付けられている。ガスボックス４１の上面には、封止窓３３を通過したレーザ光Ｌ１を導入するための貫通孔である導入窓４３が設けられている。導入窓４３は、密閉部３０の封止窓３３によって封止されている。また、ガスボックス４１の下面には、レーザ光Ｌ１を出射するための貫通孔である出射窓４４が設けられている。さらに、ガスボックス４１の下面には、出射窓４４を覆うように遮断板４２が設けられている。遮断板４２を通過して出射窓４４から出射されたレーザ光Ｌ１が、基板Ｓ１上のアモルファスシリコン膜に照射される。 As shown in FIGS. 5 and 6, the gas box 41 is attached to the upper surface of the processing chamber 40 at a position corresponding to the sealing window 33 of the sealing unit 30. On the upper surface of the gas box 41, an introduction window 43, which is a through hole for introducing the laser beam L1 that has passed through the sealing window 33, is provided. The introduction window 43 is sealed by the sealing window 33 of the sealing unit 30. An emission window 44, which is a through hole for emitting the laser light L1, is provided on the lower surface of the gas box 41. Further, a blocking plate 42 is provided on the lower surface of the gas box 41 so as to cover the emission window 44. The laser light L1 emitted from the emission window 44 after passing through the blocking plate 42 is applied to the amorphous silicon film on the substrate S1.

ここで、図６、図７に示すように、遮断板４２は、例えば、一対の遮断板４２ａ、４２ｂからなる。図示した例では、遮断板４２ａ、４２ｂは、主面が水平になるようにＹ軸方向に間隔を空けて並んで配置されている。そのため、遮断板４２ａ、４２ｂの間には、レーザ光Ｌ１が通過するスリット４２ｃが形成されている。換言すると、遮断板４２ａ、４２ｂによって、レーザ光Ｌ１のＹ軸方向両端部が遮断されている。遮断板４２ａ、４２ｂは、モータ等（不図示）によりＹ軸方向にそれぞれ移動可能であり、スリット４２ｃの幅を適宜変更することができる。 Here, as shown in FIGS. 6 and 7, the blocking plate 42 includes, for example, a pair of blocking plates 42a and 42b. In the illustrated example, the blocking plates 42a and 42b are arranged side by side at intervals in the Y-axis direction such that the main surfaces are horizontal. Therefore, a slit 42c through which the laser light L1 passes is formed between the blocking plates 42a and 42b. In other words, both ends of the laser beam L1 in the Y-axis direction are blocked by the blocking plates 42a and 42b. The blocking plates 42a and 42b are each movable in the Y-axis direction by a motor or the like (not shown), and the width of the slit 42c can be appropriately changed.

ガスボックス４１の所定の側面には、ガス導入口４５が設けられている。窒素等の不活性ガスが、ガス導入口４５からガスボックス４１の内部に供給される。これによって、ガスボックス４１の内部の空気が、不活性ガスによって置換され、出射窓４４から排出される。所定流量の不活性ガスをガスボックス４１の内部に連続的に供給し、出射窓４４から排出することが好ましい。このような構成によって、図５に示すように、基板Ｓ１上のアモルファスシリコン膜を不活性ガスによってシールしつつ、レーザ光Ｌ１を照射することができる。 A gas inlet 45 is provided on a predetermined side surface of the gas box 41. An inert gas such as nitrogen is supplied from the gas inlet 45 into the gas box 41. As a result, the air inside the gas box 41 is replaced by the inert gas, and is discharged from the emission window 44. It is preferable that a predetermined flow rate of the inert gas is continuously supplied into the gas box 41 and discharged from the emission window 44. With such a configuration, as shown in FIG. 5, the laser beam L1 can be irradiated while the amorphous silicon film on the substrate S1 is sealed with an inert gas.

基板Ｓ１を搬送するステージ４６は、例えばアルミニウム等の金属から構成されおり、図４に示すように、回転機構４７を介して走査機構４８上に載せられている。回転機構４７は、ＸＹ平面視においてステージ４６の中心近傍に固定されている。回転機構４７によって、ステージ４６は、Ｚ軸と平行な軸（例えば中心軸）を回転軸として回転することができる。また、ステージ４６は、モータ等（不図示）を備えた走査機構４８によって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能となっている。レーザ照射装置１では、走査機構４８によってステージ４６上の基板Ｓ１をＸ軸正方向に搬送しながら、レーザ光Ｌ１を基板Ｓ１に照射している。 The stage 46 for transporting the substrate S1 is made of a metal such as aluminum, for example, and is mounted on a scanning mechanism 48 via a rotating mechanism 47 as shown in FIG. The rotation mechanism 47 is fixed near the center of the stage 46 in the XY plane view. The rotation mechanism 47 allows the stage 46 to rotate around an axis parallel to the Z axis (for example, a center axis) as a rotation axis. The stage 46 is movable in the X-axis direction and the Y-axis direction by a scanning mechanism 48 having a motor or the like (not shown). In the laser irradiation apparatus 1, the substrate S1 is irradiated with the laser beam L1 while the substrate S1 on the stage 46 is transported in the positive X-axis direction by the scanning mechanism 48.

ここで、図４に示すように、本実施形態に係るレーザ照射装置の処理室４０には、搬入室５０から搬入された基板Ｓ１上に形成された半導体膜Ｆを検出するカメラ（撮像装置）Ｃが設けられている。そのため、カメラＣは、処理室４０において、例えば搬入室５０側の上面に設けられる。カメラＣによって撮像された基板Ｓ１の画像は、制御部６０の画像処理部６１に送られる。カメラＣは、図１に示した半導体膜検出部ＳＤの一態様である。 Here, as shown in FIG. 4, a camera (imaging device) for detecting the semiconductor film F formed on the substrate S1 loaded from the loading chamber 50 is provided in the processing chamber 40 of the laser irradiation apparatus according to the present embodiment. C is provided. Therefore, the camera C is provided in the processing chamber 40, for example, on the upper surface on the side of the loading chamber 50. The image of the substrate S1 captured by the camera C is sent to the image processing unit 61 of the control unit 60. The camera C is an embodiment of the semiconductor film detection unit SD shown in FIG.

図８は、ステージ４６上の基板Ｓ１とカメラＣとの位置関係を示した平面図である。図８に示すように、本実施形態に係るレーザ照射装置は、３つのカメラＣ１〜Ｃ３を備えている。カメラＣ１、Ｃ２は、基板Ｓ１のＹ軸負方向側のエッジ（端部）に沿って、Ｘ軸方向に並べて配置されている。カメラＣ３は、基板Ｓ１のＸ軸正方向側のエッジ（端部）に配置されている。このように、カメラＣによって、例えば、基板Ｓ１及び半導体膜Ｆのエッジ近傍を撮像する。例えば、半導体膜Ｆは基板Ｓ１のエッジから５ｍｍ程度内側に形成されている。すなわち、基板Ｓ１のエッジと半導体膜Ｆのエッジとの距離も５ｍｍ程度である。
なお、半導体膜Ｆを検出するにはカメラＣは１つであってもよいが、複数の方が後述するアライメント補正の精度が向上する。 FIG. 8 is a plan view showing the positional relationship between the substrate S1 on the stage 46 and the camera C. As shown in FIG. 8, the laser irradiation device according to the present embodiment includes three cameras C1 to C3. The cameras C1 and C2 are arranged side by side in the X-axis direction along an edge (end) on the Y-axis negative direction side of the substrate S1. The camera C3 is disposed at an edge (end) on the X-axis positive direction side of the substrate S1. In this way, the camera C captures, for example, the vicinity of the edges of the substrate S1 and the semiconductor film F. For example, the semiconductor film F is formed about 5 mm inside from the edge of the substrate S1. That is, the distance between the edge of the substrate S1 and the edge of the semiconductor film F is also about 5 mm.
In order to detect the semiconductor film F, only one camera C may be used.

次に、図４に示すように、搬入室５０は、収容カセット５１及び移送ロボット５２を備えている。収容カセット５１は、複数枚の基板Ｓ１を収容している。移送ロボット５２は、収容カセット５１に収容された基板Ｓ１を順次取り出し、処理室４０内のステージ４６上に移送する。この際、ステージ４６上における基板Ｓ１の位置が、例えば最大±２ｍｍ程度、目標位置からずれる。そのため、カメラＣによって撮像された基板Ｓ１の画像に基づいて、基板Ｓ１のアライメント補正を行うことが好ましい。 Next, as shown in FIG. 4, the loading room 50 includes a storage cassette 51 and a transfer robot 52. The storage cassette 51 stores a plurality of substrates S1. The transfer robot 52 sequentially takes out the substrates S1 stored in the storage cassette 51 and transfers them to the stage 46 in the processing chamber 40. At this time, the position of the substrate S1 on the stage 46 is shifted from the target position by, for example, about ± 2 mm at the maximum. Therefore, it is preferable to perform the alignment correction of the substrate S1 based on the image of the substrate S1 captured by the camera C.

次に、図４に示すように、制御部６０は、カメラＣによって撮像された基板Ｓ１の画像を処理する画像処理部６１を備えている。画像処理部６１は、基板Ｓ１の画像における明るさの変化量に基づいて、基板Ｓ１のエッジ及び半導体膜Ｆのエッジを検出する。画像処理部６１の構成及び処理の詳細については後述する。
なお、画像処理部６１は、制御部６０の外部に設けられていてもよい。 Next, as shown in FIG. 4, the control unit 60 includes an image processing unit 61 that processes an image of the substrate S1 captured by the camera C. The image processing unit 61 detects the edge of the substrate S1 and the edge of the semiconductor film F based on the amount of change in brightness in the image of the substrate S1. Details of the configuration and processing of the image processing unit 61 will be described later.
Note that the image processing unit 61 may be provided outside the control unit 60.

制御部６０は、画像処理部６１によって基板Ｓ１及び半導体膜Ｆの２つのエッジが検出された場合にのみ、基板Ｓ１に半導体膜Ｆが形成されていると判断する。そして、制御部６０は、基板Ｓ１にレーザ光Ｌ１を照射するように制御する。また、本実施形態に係るレーザ照射装置１では、制御部６０は、画像処理部６１によって検出された基板Ｓ１のエッジの位置に基づいて、基板Ｓ１のアライメント補正を行う。 The control unit 60 determines that the semiconductor film F is formed on the substrate S1 only when the image processing unit 61 detects two edges of the substrate S1 and the semiconductor film F. Then, the control unit 60 controls the substrate S1 so that the substrate S1 is irradiated with the laser light L1. Further, in the laser irradiation apparatus 1 according to the present embodiment, the control unit 60 performs the alignment correction of the substrate S1 based on the position of the edge of the substrate S1 detected by the image processing unit 61.

ここで、図９は、制御部６０の詳細なブロック図である。図９に示すように、制御部６０は、画像処理部６１、出射制御部６２、アライメント制御部６３を備えている。そして、画像処理部６１は、画像取得部６１１、明るさ検出部６１２、微分処理部６１３、エッジ検出部６１４を備えている。 Here, FIG. 9 is a detailed block diagram of the control unit 60. As shown in FIG. 9, the control unit 60 includes an image processing unit 61, an emission control unit 62, and an alignment control unit 63. The image processing section 61 includes an image acquisition section 611, a brightness detection section 612, a differentiation processing section 613, and an edge detection section 614.

なお、制御部６０を構成する各機能ブロックは、ハードウェア的には、ＣＰＵ、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現することができる。従って、各機能ブロックは、ハードウェアやソフトウェアやそれらの組合せによって色々な形で実現できる。 Each functional block constituting the control unit 60 can be constituted by a CPU, a memory, and other circuits in terms of hardware, and can be realized by a program or the like loaded in the memory in terms of software. it can. Therefore, each functional block can be realized in various forms by hardware, software, or a combination thereof.

画像取得部６１１は、カメラＣ１〜Ｃ３によって撮像された基板Ｓ１の各画像を取得し、例えば一時的に保持する。
明るさ検出部６１２は、画像取得部６１１に保持された各画像について、基板Ｓ１の外側から内側に向かって各位置での明るさを検出する。 The image acquisition unit 611 acquires each image of the substrate S1 captured by the cameras C1 to C3, and temporarily holds the image, for example.
The brightness detection unit 612 detects the brightness at each position from the outside of the substrate S1 to the inside of each of the images held by the image acquisition unit 611.

微分処理部６１３は、明るさ検出部６１２によって検出された明るさを位置について微分処理する。すなわち、各位置における明るさ変化量を算出する。
エッジ検出部６１４は、微分処理部６１３によって算出された明るさ変化量に基づいて、エッジの数及び位置を検出する。 The differentiation processing unit 613 differentiates the brightness detected by the brightness detection unit 612 with respect to the position. That is, the amount of change in brightness at each position is calculated.
The edge detection unit 614 detects the number and position of edges based on the brightness change amount calculated by the differentiation processing unit 613.

出射制御部６２は、エッジ検出部６１４が検出したエッジの個数に基づいて、レーザ光Ｌ１の照射を制御する。具体的には、エッジ検出部６１４が検出したエッジの個数が２つの場合、基板Ｓ１上に半導体膜Ｆが形成されていると判断し、基板Ｓ１に対してレーザ光Ｌ１を照射する。例えば、カメラＣ１〜Ｃ３によって撮像された全画像においてエッジが２つ検出された場合にのみ、出射制御部６２は、基板Ｓ１上に半導体膜Ｆが形成されていると判断し、基板Ｓ１に対してレーザ光Ｌ１を照射する。 The emission control unit 62 controls the irradiation of the laser light L1 based on the number of edges detected by the edge detection unit 614. Specifically, when the number of edges detected by the edge detection unit 614 is two, it is determined that the semiconductor film F is formed on the substrate S1, and the substrate S1 is irradiated with the laser light L1. For example, only when two edges are detected in all images captured by the cameras C1 to C3, the emission control unit 62 determines that the semiconductor film F is formed on the substrate S1, and To irradiate the laser light L1.

一方、エッジ検出部６１４が検出したエッジの個数が１つの場合、基板Ｓ１上に半導体膜Ｆが形成されていないと判断し、基板Ｓ１に対してレーザ光Ｌ１を照射しない。例えば、カメラＣ１〜Ｃ３によって撮像された画像のいずれかにおいてエッジが１つしか検出されない場合、出射制御部６２は、基板Ｓ１上に半導体膜Ｆが形成されていないと判断し、基板Ｓ１に対してレーザ光Ｌ１を照射しない。
出射制御部６２は、例えばレーザ光Ｌ１の光路上に設けられたシャッター（不図示）の動作を制御する。 On the other hand, when the number of edges detected by the edge detection unit 614 is one, it is determined that the semiconductor film F is not formed on the substrate S1, and the substrate S1 is not irradiated with the laser beam L1. For example, when only one edge is detected in any of the images captured by the cameras C1 to C3, the emission control unit 62 determines that the semiconductor film F is not formed on the substrate S1, and And the laser beam L1 is not irradiated.
The emission control unit 62 controls the operation of a shutter (not shown) provided on the optical path of the laser light L1, for example.

アライメント制御部６３は、エッジ検出部６１４が検出した基板Ｓ１のエッジ位置に基づいて、アライメント補正を行う。
アライメント制御部６３は、例えば走査機構４８の動作を制御する。 The alignment control section 63 performs alignment correction based on the edge position of the substrate S1 detected by the edge detection section 614.
The alignment control unit 63 controls the operation of the scanning mechanism 48, for example.

ここで、図１０は、半導体膜Ｆが形成されている基板Ｓ１についての画像処理部６１による処理を模式的に示す図である。図１０の上段は、画像取得部６１１が取得した画像を示している。図１０の中段は、明るさ検出部６１２が検出した各位置での明るさを示すグラフである。図１０の下段は、微分処理部６１３によって算出された各位置での明るさ変化量を示すグラフである。 Here, FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a process performed by the image processing unit 61 on the substrate S1 on which the semiconductor film F is formed. The upper part of FIG. 10 illustrates an image acquired by the image acquisition unit 611. The middle part of FIG. 10 is a graph showing the brightness at each position detected by the brightness detection unit 612. The lower part of FIG. 10 is a graph showing the amount of change in brightness at each position calculated by the differential processing unit 613.

図１０に示した取得画像の例では、図１０の上段及び中段に示すように、ステージ４６の領域が最も明るく、基板Ｓ１の領域が次に明るく、半導体膜Ｆの領域が最も暗くなっている。このように、ステージ４６、基板Ｓ１、半導体膜Ｆの各領域内では明るさが略一定であると共に、領域毎に明るさが異なる。すなわち、基板Ｓ１及び半導体膜Ｆのエッジにおいて、明るさが急激に変化する。そのため、図１０の下段に示すように、基板Ｓ１及び半導体膜Ｆのエッジにおいて、明るさ変化量にピークが出現する。 In the example of the acquired image shown in FIG. 10, the area of the stage 46 is the brightest, the area of the substrate S1 is the next brightest, and the area of the semiconductor film F is the darkest, as shown in the upper and middle sections of FIG. . As described above, the brightness is substantially constant in each area of the stage 46, the substrate S1, and the semiconductor film F, and the brightness differs in each area. That is, brightness sharply changes at the edges of the substrate S1 and the semiconductor film F. Therefore, as shown in the lower part of FIG. 10, a peak appears in the amount of change in brightness at the edges of the substrate S1 and the semiconductor film F.

従って、エッジ検出部６１４によって、図１０の下段に示す２つのエッジＥ１、Ｅ２が検出される。２つのエッジＥ１、Ｅ２のうち、基板Ｓ１の外側方向に位置するエッジＥ１が基板Ｓ１のエッジであり、基板Ｓ１の内側方向に位置するエッジＥ２が半導体膜Ｆのエッジである。エッジの個数が２つであるため、出射制御部６２は、基板Ｓ１上に半導体膜Ｆが形成されていると判断し、基板Ｓ１に対してレーザ光Ｌ１を照射する。アライメント制御部６３は、図１０に示すように、基板Ｓ１のエッジ位置と目標位置との差に基づいて、アライメント補正を行う。 Therefore, the edge detection unit 614 detects two edges E1 and E2 shown in the lower part of FIG. Of the two edges E1 and E2, the edge E1 located outside the substrate S1 is the edge of the substrate S1, and the edge E2 located inside the substrate S1 is the edge of the semiconductor film F. Since the number of edges is two, the emission control unit 62 determines that the semiconductor film F is formed on the substrate S1, and irradiates the substrate S1 with the laser beam L1. The alignment control unit 63 performs alignment correction based on the difference between the edge position of the substrate S1 and the target position, as shown in FIG.

ここで、図１１は、半導体膜Ｆが形成されていない基板Ｓ１についての画像処理部６１による処理を模式的に示す図である。図１１の上段は、画像取得部６１１が取得した画像を示している。図１１の中段は、明るさ検出部６１２が検出した各位置での明るさを示すグラフである。図１１の下段は、微分処理部６１３によって算出された各位置での明るさ変化量を示すグラフである。 Here, FIG. 11 is a diagram schematically illustrating a process performed by the image processing unit 61 on the substrate S1 on which the semiconductor film F is not formed. The upper part of FIG. 11 illustrates an image acquired by the image acquisition unit 611. The middle part of FIG. 11 is a graph showing the brightness at each position detected by the brightness detection unit 612. The lower part of FIG. 11 is a graph showing the amount of change in brightness at each position calculated by the differential processing unit 613.

図１１に示した取得画像の例では、基板Ｓ１に半導体膜Ｆが形成されていないため、エッジ検出部６１４によって、図１１の下段に示す１つのエッジＥ１のみが検出される。エッジの個数が１つであるため、出射制御部６２は、基板Ｓ１上に半導体膜Ｆが形成されていないと判断し、基板Ｓ１に対してレーザ光Ｌ１を照射しない。アライメント制御部６３は、図１１に示すように、基板Ｓ１のエッジ位置と目標位置との差に基づいて、アライメント補正を行うことができる。 In the example of the acquired image shown in FIG. 11, since the semiconductor film F is not formed on the substrate S1, the edge detection unit 614 detects only one edge E1 shown in the lower part of FIG. Since the number of edges is one, the emission control unit 62 determines that the semiconductor film F is not formed on the substrate S1, and does not irradiate the substrate S1 with the laser light L1. As shown in FIG. 11, the alignment control unit 63 can perform alignment correction based on the difference between the edge position of the substrate S1 and the target position.

第１の実施形態に係るレーザ照射装置１は、基板Ｓ１上に形成された半導体膜Ｆを検出するためのカメラＣを備えている。制御部６０は、カメラＣによって撮像された基板Ｓ１の画像における明るさの変化量に基づいて、基板Ｓ１のエッジ及び半導体膜Ｆのエッジを検出する。そして、２つのエッジが検出された場合にのみ、制御部６０は、基板Ｓ１上に半導体膜Ｆが形成されていると判断し、基板Ｓ１にレーザ光Ｌ１を照射する。そのため、第１の実施形態に係るレーザ照射装置１では、半導体膜Ｆが形成されていない基板（例えば検査用基板Ｓ１２）に対するレーザ光Ｌ１の誤照射を抑制することができる。その結果、例えば金属製のステージ４６がレーザ光Ｌ１によって溶融され、パーティクルが発生することを抑制することができる。 The laser irradiation apparatus 1 according to the first embodiment includes a camera C for detecting a semiconductor film F formed on a substrate S1. The control unit 60 detects the edge of the substrate S1 and the edge of the semiconductor film F based on the amount of change in brightness in the image of the substrate S1 captured by the camera C. Only when two edges are detected, the control unit 60 determines that the semiconductor film F is formed on the substrate S1, and irradiates the substrate S1 with the laser beam L1. Therefore, in the laser irradiation apparatus 1 according to the first embodiment, it is possible to suppress the erroneous irradiation of the laser light L1 on the substrate (for example, the inspection substrate S12) on which the semiconductor film F is not formed. As a result, for example, it is possible to prevent the metal stage 46 from being melted by the laser beam L1 and generating particles.

また、制御部６０は、基板Ｓ１の画像から検出された基板Ｓ１のエッジ位置に基づいて、基板Ｓ１のアライメント補正を行う。すなわち、第１の実施形態に係るレーザ照射装置１では、カメラＣによって撮像された基板Ｓ１の画像に基づいて、基板Ｓ１上に半導体膜Ｆが形成されているか否かの判断と、基板Ｓ１のアライメント補正とを同時に行うことができる。 Further, the control unit 60 performs alignment correction of the substrate S1 based on the edge position of the substrate S1 detected from the image of the substrate S1. That is, in the laser irradiation apparatus 1 according to the first embodiment, based on the image of the substrate S1 captured by the camera C, it is determined whether or not the semiconductor film F is formed on the substrate S1, and Alignment correction can be performed simultaneously.

＜半導体装置の製造方法の詳細＞
次に、図１２を参照して、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の詳細について説明する。図１２は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の詳細を示すフローチャートである。すなわち、図３に示したフローチャートを詳細にしたものである。図１２におけるステップＳＴ１、ＳＴ３、及びＳＴ４は、図３と共通である。図３に示した「基板Ｓ１上に半導体膜Ｆが形成されているか否か判断するステップＳＴ２」は、図１２に示すように、ステップＳＴ２１〜ＳＴ２５を含む。以下に順に説明する。
以下の説明では、図９などを適宜参照する。 <Details of semiconductor device manufacturing method>
Next, details of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a flowchart illustrating details of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. That is, the flowchart shown in FIG. 3 is detailed. Steps ST1, ST3, and ST4 in FIG. 12 are common to FIG. “Step ST2 of determining whether or not semiconductor film F is formed on substrate S1” shown in FIG. 3 includes steps ST21 to ST25, as shown in FIG. This will be described below in order.
In the following description, FIG. 9 and the like are appropriately referred to.

まず、図１２に示すように、制御部６０は、レーザ光照射条件を取得する（ステップＳＴ２１）。ここで、レーザ光照射条件には、レーザ光Ｌ１を照射しない場合も含まれている。例えば、搬送された基板Ｓ１が、図２に示した検査用基板Ｓ１２の場合、レーザ光Ｌ１を照射しない条件が設定される。当然のことながら、搬送された基板Ｓ１が、図２に示した製品用基板Ｓ１１の場合、製品に応じたレーザ光照射条件が設定される。 First, as shown in FIG. 12, the control unit 60 acquires a laser beam irradiation condition (step ST21). Here, the laser light irradiation condition includes a case where the laser light L1 is not irradiated. For example, when the transported substrate S1 is the inspection substrate S12 shown in FIG. 2, a condition for not irradiating the laser beam L1 is set. Needless to say, when the transported substrate S1 is the product substrate S11 shown in FIG. 2, laser beam irradiation conditions are set according to the product.

次に、画像取得部６１１は、カメラＣ１〜Ｃ３によって撮像された基板Ｓ１のエッジ近傍の画像を取得する（ステップＳＴ２２）。
次に、画像における明るさ変化量からエッジを検出する（ステップＳＴ２３）。 Next, the image acquisition unit 611 acquires an image near the edge of the substrate S1 captured by the cameras C1 to C3 (step ST22).
Next, edges are detected from the amount of change in brightness in the image (step ST23).

詳細には、明るさ検出部６１２は、図１０及び図１１の中段に示したように、各画像について、基板Ｓ１の外側から内側に向かって各位置での明るさを検出する。続いて、微分処理部６１３は、図１０及び図１１の下段に示したように、検出された明るさを位置について微分処理して各位置における明るさ変化量を算出する。 More specifically, as shown in the middle part of FIGS. 10 and 11, the brightness detection unit 612 detects the brightness of each image at each position from the outside to the inside of the substrate S1. Subsequently, as shown in the lower part of FIG. 10 and FIG. 11, the differentiation processing unit 613 performs a differentiation process on the detected brightness with respect to the position to calculate a brightness change amount at each position.

そして、エッジ検出部６１４は、図１０及び図１１の下段に示した明るさ変化量に基づいて、エッジの数及び位置を検出する。ここで、半導体膜Ｆが形成されている基板Ｓ１の場合、図１０に示すように、基板Ｓ１及び半導体膜Ｆの２つのエッジが検出される。一方、半導体膜Ｆが形成されていない基板Ｓ１の場合、図１１に示すように、基板Ｓ１のみの１つのエッジが検出される。 Then, the edge detection unit 614 detects the number and position of edges based on the brightness change amounts shown in the lower part of FIGS. 10 and 11. Here, in the case of the substrate S1 on which the semiconductor film F is formed, two edges of the substrate S1 and the semiconductor film F are detected as shown in FIG. On the other hand, in the case of the substrate S1 on which the semiconductor film F is not formed, one edge of only the substrate S1 is detected as shown in FIG.

次に、ステップＳＴ２１において取得したレーザ光照射条件が、レーザ光Ｌ１を照射しない条件であれば（ステップＳＴ２４ＮＯ）、制御部６０は、搬入された基板Ｓ１が検査用基板Ｓ１２であると判断する。そして、レーザ光Ｌ１を照射せずに、製品用基板Ｓ１１と同様に基板Ｓ１を搬送する（ステップＳＴ５）。具体的には、アライメント制御部６３が、ステップＳＴ２３において検出した基板Ｓ１のエッジ位置に基づいて、アライメント補正を行った後、基板Ｓ１が搬送される。その際、出射制御部６２は、基板Ｓ１に対してレーザ光Ｌ１を照射しない。
その後、処理室４０から基板Ｓ１を搬出する（ステップＳＴ４）。 Next, if the laser light irradiation condition acquired in step ST21 is a condition not irradiating the laser light L1 (step ST24 NO), the control unit 60 determines that the loaded substrate S1 is the inspection substrate S12. Then, the substrate S1 is transported similarly to the product substrate S11 without irradiating the laser beam L1 (step ST5). Specifically, after the alignment control unit 63 performs alignment correction based on the edge position of the substrate S1 detected in step ST23, the substrate S1 is transported. At that time, the emission control unit 62 does not irradiate the substrate S1 with the laser light L1.
Thereafter, the substrate S1 is carried out of the processing chamber 40 (Step ST4).

次に、ステップＳＴ２１において取得したレーザ光照射条件が、レーザ光Ｌ１を照射する条件であれば（ステップＳＴ２４ＹＥＳ）、制御部６０は、ステップＳＴ２３において検出したエッジの数が２つであるか否かを判定する（ステップＳＴ２５）。エッジの数が２つでなければ（ステップＳＴ２５ＮＯ）、制御部６０は、異常であると判断し、レーザ光Ｌ１を照射せずに、基板Ｓ１を直ちに搬出する（ステップＳＴ４）。例えば、検査用基板Ｓ１２に対して、誤ってレーザ光Ｌ１を照射するようにレーザ光照射条件が設定されてしまった場合などの異常が考え得る。 Next, if the laser beam irradiation condition acquired in step ST21 is a condition for irradiating the laser beam L1 (step ST24 YES), the control unit 60 determines whether or not the number of edges detected in step ST23 is two. Is determined (step ST25). If the number of edges is not two (step ST25 NO), the control unit 60 determines that there is an abnormality, and immediately unloads the substrate S1 without irradiating the laser beam L1 (step ST4). For example, an abnormality such as a case where a laser beam irradiation condition is set so as to erroneously irradiate the inspection substrate S12 with the laser beam L1 can be considered.

エッジの数が２つであれば（ステップＳＴ２５ＹＥＳ）、制御部６０は、基板Ｓ１上に半導体膜Ｆが形成されていると判断し、基板Ｓ１にレーザ光Ｌ１を照射するように制御する（ステップＳＴ３）。その後、処理室４０から基板Ｓ１を搬出する（ステップＳＴ４）。 If the number of edges is two (YES in step ST25), the control unit 60 determines that the semiconductor film F is formed on the substrate S1, and performs control so that the substrate S1 is irradiated with the laser beam L1 (step ST25). ST3). Thereafter, the substrate S1 is carried out of the processing chamber 40 (Step ST4).

このように、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法では、基板Ｓ１の画像における明るさの変化量に基づいて、基板Ｓ１のエッジ及び半導体膜Ｆのエッジを検出する。そして、２つのエッジが検出された場合にのみ、制御部６０は、基板Ｓ１上に半導体膜Ｆが形成されていると判断し、基板Ｓ１にレーザ光Ｌ１を照射する。そのため、第１の実施形態に係るレーザ照射装置１では、半導体膜Ｆが形成されていない基板（例えば検査用基板Ｓ１２）に対するレーザ光Ｌ１の誤照射を抑制することができる。その結果、例えば金属製のステージ４６がレーザ光Ｌ１によって溶融され、パーティクルが発生することを抑制することができる。 As described above, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, the edge of the substrate S1 and the edge of the semiconductor film F are detected based on the amount of change in brightness in the image of the substrate S1. Only when two edges are detected, the control unit 60 determines that the semiconductor film F is formed on the substrate S1, and irradiates the substrate S1 with the laser beam L1. Therefore, in the laser irradiation apparatus 1 according to the first embodiment, it is possible to suppress the erroneous irradiation of the laser light L1 on the substrate on which the semiconductor film F is not formed (for example, the inspection substrate S12). As a result, for example, it is possible to prevent the metal stage 46 from being melted by the laser beam L1 and generating particles.

また、制御部６０が、基板Ｓ１の画像から検出された基板Ｓ１のエッジ位置に基づいて、基板Ｓ１のアライメント補正を行う。すなわち、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法では、基板Ｓ１の画像に基づいて、基板Ｓ１上に半導体膜Ｆが形成されているか否かの判断と、基板Ｓ１のアライメント補正とを同時に行うことができる。 Further, the control unit 60 performs alignment correction of the substrate S1 based on the edge position of the substrate S1 detected from the image of the substrate S1. That is, in the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment, the determination as to whether the semiconductor film F is formed on the substrate S1 and the alignment correction of the substrate S1 are simultaneously performed based on the image of the substrate S1. It can be carried out.

（第２の実施形態）
＜レーザ照射装置の詳細な構成＞
次に、図１３を参照して、第２の実施形態に係るレーザ照射装置の詳細な構成を説明する。図１３は、第２の実施形態に係るレーザ照射装置の詳細な断面図である。図１３は、第１の実施形態の図４に対応する図である。 (Second embodiment)
<Detailed configuration of laser irradiation device>
Next, a detailed configuration of a laser irradiation apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a detailed cross-sectional view of the laser irradiation device according to the second embodiment. FIG. 13 is a diagram corresponding to FIG. 4 of the first embodiment.

図１３に示すように、第２の実施形態に係るレーザ照射装置２は、図４に示した第２の実施形態に係るレーザ照射装置１に加え、搬入室５０から搬入された基板Ｓ１上に形成された半導体膜Ｆを検出する光センサＰＳを備えている。光センサＰＳは、カメラＣと同様に、処理室４０において、例えば搬入室５０側の上面に設けられる。光センサＰＳは、図１に示した半導体膜検出部ＳＤの一態様である。例えば反射型の光センサＰＳの検出信号に基づいて、制御部６０は半導体膜Ｆの有無を判断する。例えば、半導体膜Ｆが形成された基板Ｓ１の場合、半導体膜Ｆが形成されていない基板Ｓ１に比べ、光センサＰＳが検出する基板Ｓ１からの反射光が多くなる。 As shown in FIG. 13, a laser irradiation device 2 according to the second embodiment includes a laser irradiation device 1 according to the second embodiment shown in FIG. An optical sensor PS for detecting the formed semiconductor film F is provided. The optical sensor PS is provided in the processing chamber 40, for example, on the upper surface of the loading chamber 50 side, similarly to the camera C. The optical sensor PS is an embodiment of the semiconductor film detection section SD shown in FIG. For example, the control unit 60 determines the presence or absence of the semiconductor film F based on the detection signal of the reflection type optical sensor PS. For example, in the case of the substrate S1 on which the semiconductor film F is formed, the amount of reflected light from the substrate S1 detected by the optical sensor PS is greater than that of the substrate S1 on which the semiconductor film F is not formed.

なお、第２の実施形態に係るレーザ照射装置２では、カメラＣによって撮像された基板Ｓ１の画像から基板Ｓ１のエッジ位置のみを検出し、半導体膜Ｆのエッジは検出しない。そして、検出した基板Ｓ１のエッジ位置に基づいて、基板Ｓ１のアライメント補正のみを行う。その他の構成は、第１の実施形態に係るレーザ照射装置１と同様であるため、説明を省略する。 The laser irradiation device 2 according to the second embodiment detects only the edge position of the substrate S1 from the image of the substrate S1 captured by the camera C, and does not detect the edge of the semiconductor film F. Then, only the alignment correction of the substrate S1 is performed based on the detected edge position of the substrate S1. The other configuration is the same as that of the laser irradiation device 1 according to the first embodiment, and thus the description is omitted.

このように、第２の実施形態に係るレーザ照射装置１は、基板Ｓ１上に形成された半導体膜Ｆを検出するための光センサＰＳを備えている。そして、制御部６０は、光センサＰＳの検出結果に基づいて、基板Ｓ１上に半導体膜Ｆが形成されていると判断した場合にのみ、基板Ｓ１に対してレーザ光Ｌ１を照射する。 As described above, the laser irradiation device 1 according to the second embodiment includes the optical sensor PS for detecting the semiconductor film F formed on the substrate S1. Then, the control unit 60 irradiates the substrate S1 with the laser beam L1 only when determining that the semiconductor film F is formed on the substrate S1 based on the detection result of the optical sensor PS.

そのため、第２の実施形態に係るレーザ照射装置２でも、第１の実施形態に係るレーザ照射装置１と同様に、半導体膜Ｆが形成されていない基板（例えば検査用基板Ｓ１２）に対するレーザ光Ｌ１の誤照射を抑制することができる。その結果、例えば金属製のステージ４６がレーザ光Ｌ１によって溶融され、パーティクルが発生することを抑制することができる。 Therefore, in the laser irradiation apparatus 2 according to the second embodiment, similarly to the laser irradiation apparatus 1 according to the first embodiment, the laser light L1 for the substrate on which the semiconductor film F is not formed (for example, the inspection substrate S12). Erroneous irradiation can be suppressed. As a result, for example, it is possible to prevent the metal stage 46 from being melted by the laser beam L1 and generating particles.

＜その他の実施形態＞
次に、上記で説明したレーザ照射装置を用いた半導体装置の製造方法について説明する。本実施形態では、レーザ照射装置を、レーザアニール装置として用いることで、基板上に形成した非晶質半導体膜にレーザ光を照射して結晶化させることができる。例えば、半導体装置はＴＦＴ（Thin Film Transistor）を備える半導体装置であり、この場合、非晶質半導体膜であるアモルファスシリコン膜にレーザ光を照射して結晶化させ、ポリシリコン膜を形成することができる。 <Other embodiments>
Next, a method for manufacturing a semiconductor device using the laser irradiation apparatus described above will be described. In this embodiment, by using the laser irradiation apparatus as a laser annealing apparatus, the amorphous semiconductor film formed over the substrate can be crystallized by irradiating the amorphous semiconductor film with laser light. For example, a semiconductor device is a semiconductor device including a TFT (Thin Film Transistor). In this case, an amorphous silicon film which is an amorphous semiconductor film is irradiated with laser light to be crystallized to form a polysilicon film. it can.

＜半導体装置の製造方法＞
図１４（ａ）〜（ｅ）は、半導体装置の製造方法の一例を説明するための断面図である。上記で説明した本実施形態に係るレーザ照射装置は、ＴＦＴアレイ基板の製造に好適である。以下、ＴＦＴを有する半導体装置の製造方法について説明する。 <Semiconductor device manufacturing method>
14A to 14E are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor device. The laser irradiation apparatus according to the present embodiment described above is suitable for manufacturing a TFT array substrate. Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device having a TFT will be described.

まず、図１４（ａ）に示すように、ガラス基板２０１上に、ゲート電極２０２を形成する。ゲート電極２０２は、例えば、アルミニウムなどを含む金属薄膜を用いることができる。次に、図１４（ｂ）に示すように、ゲート電極２０２の上に、ゲート絶縁膜２０３を形成する。ゲート絶縁膜２０３は、ゲート電極２０２を覆うように形成される。その後、図１４（ｃ）に示すように、ゲート絶縁膜２０３の上に、アモルファスシリコン膜２０４を形成する。アモルファスシリコン膜２０４は、ゲート絶縁膜２０３を介して、ゲート電極２０２と重複するように配置されている。 First, as shown in FIG. 14A, a gate electrode 202 is formed on a glass substrate 201. For the gate electrode 202, for example, a metal thin film containing aluminum or the like can be used. Next, as shown in FIG. 14B, a gate insulating film 203 is formed on the gate electrode 202. The gate insulating film 203 is formed so as to cover the gate electrode 202. Thereafter, as shown in FIG. 14C, an amorphous silicon film 204 is formed on the gate insulating film 203. The amorphous silicon film 204 is disposed so as to overlap with the gate electrode 202 via the gate insulating film 203.

ゲート絶縁膜２０３は、窒化シリコン膜（ＳｉＮ_ｘ）、酸化シリコン膜（ＳｉＯ_２膜）、又はこれらの積層膜等などである。具体的には、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により、ゲート絶縁膜２０３とアモルファスシリコン膜２０４とを連続成膜する。アモルファスシリコン膜２０４付のガラス基板２０１が、第１の実施形態における基板Ｓ１に該当する。 The gate insulating film 203 is a silicon nitride film (SiN _x ), a silicon oxide film (SiO ₂ film), a stacked film thereof, or the like. Specifically, a gate insulating film 203 and an amorphous silicon film 204 are continuously formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The glass substrate 201 with the amorphous silicon film 204 corresponds to the substrate S1 in the first embodiment.

そして、図１４（ｄ）に示すように、上記実施形態で説明したレーザ照射装置を用いてアモルファスシリコン膜２０４にレーザ光を照射してアモルファスシリコン膜２０４を結晶化させて、ポリシリコン膜２０５を形成する。これにより、シリコンが結晶化したポリシリコン膜２０５がゲート絶縁膜２０３上に形成される。 Then, as shown in FIG. 14D, the amorphous silicon film 204 is crystallized by irradiating the amorphous silicon film 204 with laser light using the laser irradiation apparatus described in the above embodiment, and the polysilicon film 205 is formed. Form. Thus, a polysilicon film 205 in which silicon is crystallized is formed on the gate insulating film 203.

その後、図１４（ｅ）に示すように、ポリシリコン膜２０５の上に層間絶縁膜２０６、ソース電極２０７ａ、及びドレイン電極２０７ｂを形成する。層間絶縁膜２０６、ソース電極２０７ａ、及びドレイン電極２０７ｂは、一般的なフォトリソグラフィー法や成膜法を用いて形成することができる。 Thereafter, as shown in FIG. 14E, an interlayer insulating film 206, a source electrode 207a, and a drain electrode 207b are formed on the polysilicon film 205. The interlayer insulating film 206, the source electrode 207a, and the drain electrode 207b can be formed using a general photolithography method or a film forming method.

上記で説明した半導体装置の製造方法を用いることで、ＴＦＴを備える半導体装置を製造することができる。なお、これ以降の製造工程については、最終的に製造するデバイスによって異なるので説明を省略する。 By using the method for manufacturing a semiconductor device described above, a semiconductor device including a TFT can be manufactured. Note that the subsequent manufacturing steps are different depending on the device to be finally manufactured, and thus the description is omitted.

＜有機ＥＬディスプレイ＞
次に、ＴＦＴを備える半導体装置を用いたデバイスの一例として、有機ＥＬディスプレイについて説明する。図１５は、有機ＥＬディスプレイの概要を説明するための断面図であり、有機ＥＬディスプレイの画素回路を簡略化して示している。図１５に示す有機ＥＬディスプレイ３００は、各画素ＰＸにＴＦＴが配置されたアクティブマトリクス型の表示装置である。 <Organic EL display>
Next, an organic EL display will be described as an example of a device using a semiconductor device including a TFT. FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining the outline of the organic EL display, and shows a simplified pixel circuit of the organic EL display. The organic EL display 300 shown in FIG. 15 is an active matrix type display device in which a TFT is arranged in each pixel PX.

有機ＥＬディスプレイ３００は、基板３１０、ＴＦＴ層３１１、有機層３１２、カラーフィルタ層３１３、及び封止基板３１４を備えている。図１５では、封止基板３１４側が視認側となるトップエミッション方式の有機ＥＬディスプレイを示している。なお、以下の説明は、有機ＥＬディスプレイの一構成例を示すものであり、本実施形態は、以下に説明される構成に限られるものではない。例えば、本実施形態に係る半導体装置は、ボトムエミッション方式の有機ＥＬディスプレイに用いられていてもよい。 The organic EL display 300 includes a substrate 310, a TFT layer 311, an organic layer 312, a color filter layer 313, and a sealing substrate 314. FIG. 15 shows a top emission type organic EL display in which the sealing substrate 314 side is the viewing side. The following description shows one configuration example of the organic EL display, and the present embodiment is not limited to the configuration described below. For example, the semiconductor device according to the present embodiment may be used for a bottom emission type organic EL display.

基板３１０は、ガラス基板又は金属基板である。基板３１０の上には、ＴＦＴ層３１１が設けられている。ＴＦＴ層３１１は、各画素ＰＸに配置されたＴＦＴ３１１ａを有している。さらに、ＴＦＴ層３１１は、ＴＦＴ３１１ａに接続される配線等を有している。ＴＦＴ３１１ａ、及び配線等が画素回路を構成する。なお、ＴＦＴ層３１１は、図１５で説明したＴＦＴに対応しており、ゲート電極２０２、ゲート絶縁膜２０３、ポリシリコン膜２０５、層間絶縁膜２０６、ソース電極２０７ａ、及びドレイン電極２０７ｂを有する。 The substrate 310 is a glass substrate or a metal substrate. On the substrate 310, a TFT layer 311 is provided. The TFT layer 311 has a TFT 311a arranged in each pixel PX. Further, the TFT layer 311 has a wiring or the like connected to the TFT 311a. The TFT 311a, the wiring, and the like constitute a pixel circuit. Note that the TFT layer 311 corresponds to the TFT described with reference to FIG. 15, and includes a gate electrode 202, a gate insulating film 203, a polysilicon film 205, an interlayer insulating film 206, a source electrode 207a, and a drain electrode 207b.

ＴＦＴ層３１１の上には、有機層３１２が設けられている。有機層３１２は、画素ＰＸ毎に配置された有機ＥＬ発光素子３１２ａを有している。有機ＥＬ発光素子３１２ａは、例えば、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、及び陰極が積層された積層構造を有している。トップエミッション方式の場合、陽極は金属電極であり、陰極はＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜である。さらに、有機層３１２には、画素ＰＸ間において、有機ＥＬ発光素子３１２ａを分離するための隔壁３１２ｂが設けられている。 An organic layer 312 is provided on the TFT layer 311. The organic layer 312 has an organic EL light emitting element 312a arranged for each pixel PX. The organic EL light emitting element 312a has, for example, a stacked structure in which an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode are stacked. In the case of the top emission method, the anode is a metal electrode, and the cathode is a transparent conductive film such as ITO (Indium Tin Oxide). Further, the organic layer 312 is provided with a partition 312b for separating the organic EL element 312a between the pixels PX.

有機層３１２の上には、カラーフィルタ層３１３が設けられている。カラーフィルタ層３１３は、カラー表示を行うためのカラーフィルタ３１３ａが設けられている。すなわち、各画素ＰＸには、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、又はＢ（青色）に着色された樹脂層がカラーフィルタ３１３ａとして設けられている。有機層３１２から放出された白色光は、カラーフィルタ３１３ａを通過すると、ＲＧＢの色の光に変換される。なお、有機層３１２に、ＲＧＢの各色を発光する有機ＥＬ発光素子が設けられている３色方式の場合、カラーフィルタ層３１３を省略してもよい。 On the organic layer 312, a color filter layer 313 is provided. The color filter layer 313 is provided with a color filter 313a for performing color display. That is, in each pixel PX, a resin layer colored R (red), G (green), or B (blue) is provided as the color filter 313a. When the white light emitted from the organic layer 312 passes through the color filter 313a, it is converted into RGB light. Note that, in the case of a three-color system in which the organic layer 312 is provided with an organic EL light emitting element that emits each color of RGB, the color filter layer 313 may be omitted.

カラーフィルタ層３１３の上には、封止基板３１４が設けられている。封止基板３１４は、ガラス基板などの透明基板であり、有機層３１２の有機ＥＬ発光素子の劣化を防ぐために設けられている。 On the color filter layer 313, a sealing substrate 314 is provided. The sealing substrate 314 is a transparent substrate such as a glass substrate, and is provided to prevent deterioration of the organic EL light emitting element of the organic layer 312.

有機層３１２の有機ＥＬ発光素子３１２ａに流れる電流は、画素回路に供給される表示信号によって変化する。よって、表示画像に応じた表示信号を各画素ＰＸに供給することで、各画素ＰＸでの発光量を制御することができる。これにより、所望の画像を表示することができる。 The current flowing through the organic EL element 312a of the organic layer 312 changes according to the display signal supplied to the pixel circuit. Therefore, by supplying a display signal corresponding to a display image to each pixel PX, the amount of light emission at each pixel PX can be controlled. Thus, a desired image can be displayed.

なお、上記では、ＴＦＴを備える半導体装置を用いたデバイスの一例として、有機ＥＬディスプレイについて説明したが、ＴＦＴを備える半導体装置は、例えば液晶ディスプレイであってもよい。また、上記では、本実施形態に係るレーザ照射装置をレーザアニール装置に適用した場合について説明した。しかし、本実施形態に係るレーザ照射装置は、レーザアニール装置以外の装置にも適用することができる。 Although an organic EL display has been described above as an example of a device using a semiconductor device including a TFT, the semiconductor device including a TFT may be, for example, a liquid crystal display. In the above, the case where the laser irradiation apparatus according to the present embodiment is applied to a laser annealing apparatus has been described. However, the laser irradiation apparatus according to the present embodiment can be applied to apparatuses other than the laser annealing apparatus.

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the invention is not limited to the embodiment, and it can be said that various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Not even.

１、２レーザ照射装置
１０光源
２０光学系モジュール
２１光学系筐体
２２ミラー
２３封止窓
３０密閉部
３１密閉筐体
３２、３２ａ、３２ｂ遮断板
３２ｃスリット
３３封止窓
３４ガス導入口
３５排気口
４０処理室
４１ガスボックス
４２、４２ａ、４２ｂ遮断板
４２ｃスリット
４３導入窓
４４出射窓
４５ガス導入口
４６ステージ
４７回転機構
４８走査機構
５０搬入室
５１収容カセット
５２移送ロボット
６０制御部
６１画像処理部
６２出射制御部
６３アライメント制御部
６１１画像取得部
６１２明るさ検出部
６１３微分処理部
６１４エッジ検出部
２０１ガラス基板
２０２ゲート電極
２０３ゲート絶縁膜
２０４アモルファスシリコン膜
２０５ポリシリコン膜
２０６層間絶縁膜
２０７ａソース電極
２０７ｂドレイン電極
３００有機ＥＬディスプレイ
３１０基板
３１１ＴＦＴ層
３１１ａＴＦＴ
３１２有機層
３１２ａ有機ＥＬ発光素子
３１２ｂ隔壁
３１３カラーフィルタ層
３１３ａカラーフィルタ
３１４封止基板
Ｃ、Ｃ１〜Ｃ３カメラ
Ｆ半導体膜
Ｌ１レーザ光
ＰＳ光センサ
Ｓ１基板
Ｓ１１製品用基板
Ｓ１２検査用基板
ＳＤ半導体膜検出部 1, 2 Laser irradiation device 10 Light source 20 Optical module 21 Optical system housing 22 Mirror 23 Sealing window 30 Sealing unit 31 Sealing housing 32, 32a, 32b Blocking plate 32c Slit 33 Sealing window 34 Gas inlet 35 Exhaust outlet 40 processing chamber 41 gas box 42, 42a, 42b blocking plate 42c slit 43 introduction window 44 emission window 45 gas introduction port 46 stage 47 rotation mechanism 48 scanning mechanism 50 loading chamber 51 storage cassette 52 transfer robot 60 control unit 61 image processing unit 62 Emission control unit 63 Alignment control unit 611 Image acquisition unit 612 Brightness detection unit 613 Differential processing unit 614 Edge detection unit 201 Glass substrate 202 Gate electrode 203 Gate insulating film 204 Amorphous silicon film 205 Polysilicon film 206 Interlayer insulating film 207a Source electrode 207b Drain electrode 3 0 organic EL display 310 substrate 311 TFT layer 311a TFT
312 Organic layer 312a Organic EL light emitting element 312b Partition wall 313 Color filter layer 313a Color filter 314 Sealing substrate C, C1 to C3 Camera F Semiconductor film L1 Laser light PS Optical sensor S1 Substrate S11 Product substrate S12 Inspection substrate SD Semiconductor film detection Department

Claims

A method for manufacturing a semiconductor device including the following steps:
(A) carrying a substrate into a processing chamber for irradiating a laser beam;
(B) determining whether a semiconductor film is formed on the loaded substrate;
(C) irradiating the substrate with laser light only when it is determined in the step (b) that the semiconductor film is formed; and (d) after the step (c), Unloading the substrate from the processing chamber.

In the step (b),
Taking an image of the substrate, based on the image, determine whether the semiconductor film is formed on the substrate,
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.

When capturing an image of the substrate, capture an image of a region including the edge of the substrate and the semiconductor film,
Based on the number of the edges detected from the image, determine whether the semiconductor film is formed on the substrate,
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2.

Only when the number of the edges detected from the image is 2, it is determined that the semiconductor film is formed on the substrate,
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3.

Detecting the edge based on a change in brightness according to a position in the image,
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3.

The amount of change in brightness is obtained by differential processing, and the edge is detected based on the peak of the amount of change.
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5.

In the step (c), when it is determined that the semiconductor film is formed,
Before irradiating the laser light, based on the position of the edge of the substrate detected from the image, to perform alignment correction of the substrate,
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3.

Based on the position of the edge of the substrate detected from the plurality of images, to perform alignment correction of the substrate,
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7.

In the step (b),
The reflected light from the substrate is detected by an optical sensor, and it is determined whether or not the semiconductor film is formed on the substrate.
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.

The substrate is a glass substrate,
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.

In the step (c),
By irradiating the semiconductor film with the laser beam, the amorphous semiconductor film is crystallized,
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.

Laser irradiation equipment including:
A light source that oscillates laser light;
A processing chamber for irradiating the substrate with the laser light;
A semiconductor film detection unit that detects a semiconductor film formed on the substrate carried into the processing chamber; and a control unit that controls irradiation of the laser light;
Here, the control unit irradiates the substrate with laser light only when determining that the semiconductor film is formed on the substrate based on the detection result of the semiconductor film detection unit.

The semiconductor film detection unit is an imaging device,
The control unit determines whether the semiconductor film is formed on the substrate based on an image of the substrate captured by the imaging device.
The laser irradiation device according to claim 12.

An image of a region including an edge of the substrate and the semiconductor film is captured by the imaging device,
The control unit determines whether or not the semiconductor film is formed on the substrate based on the number of the edges detected from the image.
The laser irradiation device according to claim 13.

Only when the number of the edges detected from the image is 2, the control unit determines that the semiconductor film is formed on the substrate.
The laser irradiation device according to claim 14.

The control unit detects the edge based on a change in brightness depending on a position in the image,
The laser irradiation device according to claim 14.

The control unit determines the amount of change in brightness by differential processing, based on the peak of the amount of change, detects the edge,
The laser irradiation device according to claim 16.

The control unit performs alignment correction of the substrate based on a position of an edge of the substrate detected from the image,
The laser irradiation device according to claim 14.

Comprising a plurality of the imaging device,
The control unit performs alignment correction of the substrate based on a position of an edge of the substrate detected from a plurality of the images,
The laser irradiation device according to claim 18.

The semiconductor film detection unit is an optical sensor,
The laser irradiation device according to claim 12.