JP4021983B2

JP4021983B2 - Stage equipment for vacuum laser annealing equipment

Info

Publication number: JP4021983B2
Application number: JP5756298A
Authority: JP
Inventors: 嘉渡部
Original assignee: Canon Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 1998-02-23
Filing date: 1998-02-23
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2018-02-23
Also published as: JPH11238694A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は真空レーザアニール装置のステージ装置に関し、特に、真空または減圧の環境下でガラス基板上のアモルファスシリコン膜にレーザ光を照射してアニールしポリシリコン膜を作製する真空レーザアニール装置において、ガラス基板上の照射位置の精度を高めたステージ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カー・ナビゲーションまたはカメラ一体型ＶＴＲ等の民生用機器のモニタの表示画面としてＴＦＴカラー液晶パネルの実用化が進められている。当該液晶パネルでは、低温ポリシリコン−ＴＦＴが有効であると考えられている。低温ポリシリコン−ＴＦＴは、例えばアモルファスシリコン−ＴＦＴに比較して、高精細化に優れ、明るく、開口率を大きくできるという利点を有している。低温ポリシリコン−ＴＦＴの製造プロセスによれば、通常、ガラス基板の上にバッファ層を介してアモルファスシリコン膜を堆積し、その後、４００℃の低温に保ったガラス基板上のアモルファスシリコン膜にレーザ光を照射し、アニールを行って再結晶化することによりポリシリコン膜が作られる。かかるポリシリコン膜にＬＳＩ技術を適用して半導体素子構造や画素電極等が作り込まれる。上記ガラス基板は四角（長方形等）の平面形状を有しており、ガラス基板の上面に対してライン状のレーザ光が照射される。
【０００３】
低温ポリシリコン膜の製造プロセスでの上記レーザアニールでは、レーザ光源として例えば３００Ｈｚの不連続発振を行うエキシマレーザを含むレーザ照射装置が使用される。上記ガラス基板は、大気中（クリーンルーム内）のレーザアニール装置において、基板ステージの上に水平になるように配置されている。上記レーザ光源から出射されたレーザ光は、複数のミラー等からなる光学系で進路を変更されながら誘導され、上記レーザアニール室の上壁の外側に設けられたレーザ照射器を経由して、平面形状が長方形であるガラス基板の成膜面にほぼ垂直に照射される。レーザ照射装置では、レーザ光の誘導の際にレーザ光のビーム径を適切に制御し、かつその途中に設けられたビーム・ホモジナイザによってレーザ光のパワー密度（レーザ強度）の均一性を高めている。レーザ光は最終的にライン状（例えば幅２００μｍ、長さ１５０ｍｍ）に整形され、ガラス基板上のアモルファスシリコン膜にライン状の照射軌跡で照射される。ガラス基板は所定の面積を有しているので、ライン状のレーザ光を用いてガラス基板の上面におけるアモルファスシリコン膜の全面を再結晶するためには、レーザ光をアモルファスシリコン膜上でスイープ(sweep) させなければならない。照射軌跡がライン状のレーザ光をアモルファスシリコン膜の上でスイープするには、ガラス基板とレーザ光の相対的位置を変化させる必要がある。
【０００４】
ガラス基板とレーザ光の相対的な位置関係を変えるとき、従来では、レーザ照射装置が大型であって移動が困難であったため、ステージ側に移動機構を設け、ステージとガラス基板を移動させるようにしていた。実際上、不連続に出力されるパルス的なライン状レーザ光をガラス基板のアモルファスシリコン膜に照射して再結晶化しポリシリコン膜を作る場合、例えば高い精度が要求されるときには、膜表面でオーバーラップ部分を形成して照射したり、あるいは同じ箇所に対して複数回の照射を行ったり（レーザ強度が弱いとき）していた。このようなレーザ光照射の仕方では、正確な位置に照射を行わなければならないため、ステージの移動機構の動作に関して高い精度が要求され、さらにレーザ光源の出力動作制御とステージの移動機構の動作制御については精密な同期制御が要求された。一方、それほど精度が要求されないときには、ガラス基板を連続的に移動させるようにした。この場合にはガラス基板の移動に関する速度管理のみが必要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の上記レーザアニール処理は大気環境で行われ、ステージ装置は大気中に配置されていたので、ガラス基板の移動に関する速度管理上の問題は特に生じなかった。しかし、コンタミネーションの問題が生じた。大気環境といってもクリーンルーム内であるので、パーティクルの数は管理されているが、クリーンルーム内の空気中には水やハイドロカーボン等が存在し、これらはレーザアニールによりコンタミネーションとなる。このコンタミネーションの問題を解決するためには真空中でレーザアニール処理を行えばよい。しかしながら、真空環境でレーザアニールを行う場合には、専ら大気中で使用される従来の移動機構を用いることになるため、十分に高い移動精度を期待することができないという問題が生じる。さらにガラス基板を支持するステージおよびその移動機構を真空のアニール室内に配置することになると、真空環境の影響が生じる。またレーザアニールによる熱の影響も生じる。このような原因によって、ガラス基板上のレーザ照射位置の精度が低下して不正確になり、目的とする精度のポリシリコン膜を得ることができないという問題が生じるおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、上記の問題を解決することにあり、真空または減圧の環境下でガラス基板に堆積されたアモルファスシリコン膜をガラス基板を移動させながらレーザアニールしてポリシリコン膜を作る工程において、ガラス基板の移動制御について高い位置決め精度を達成できる真空レーザアニール装置のステージ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る真空レーザアニール装置のステージ装置は、上記目的を達成するために、次のように構成される。
【０００８】
第１のステージ装置（請求項１に対応）は、真空環境のアニール室内でガラス基板上に堆積されたアモルファスシリコン膜をレーザアニールしてポリシリコン膜に変える真空レーザアニール装置に用いられるものであり、アニール室を形成する容器は台部に固定した状態で設けられ、ガラス基板が配置されたステージは、アニール室を形成する容器の内部に容器との取付関係がない状態で配置されると共に、容器の対向する２つの容器壁部に形成された孔を通してステージの両側に配置された少なくとも２本の支持部材を介して、容器の外側の大気環境に設けられた移動機構の一軸テーブル上に支持され、移動機構の一軸テーブルは台部の上で一軸方向に移動自在に設けられ、一軸テーブルが移動することにより、アニール室内に配置される前記ステージを容器に対して相対的に移動させる、ように構成される。
【０００９】
本発明では、ガラス基板搭載用ステージを移動させるステージ移動機構の主たる部分をアニール室の外側の大気環境に配置することにより、真空環境の影響や、アニール室内に設けられた加熱源やレーザアニールからの熱の影響を可能な限り避けることができ、ステージ移動機構によるガラス基板の位置制御を高精細化することができる。
【００１０】
第２のステージ装置（請求項２に対応）は、上記第１の発明において、ステージは石英で作られることが好ましい。石英でステージを作ることにより、熱の影響によるステージの変形度合いを低減することが可能である。
【００１１】
第３のステージ装置（請求項３に対応）は、上記第１の発明において、ステージは移動機構における水平でかつ互いに平行に配置された複数本の支持部材で支持されると共に、この孔はベローズで覆われ、このベローズで真空環境と大気環境が隔離されるように形成される。ステージを移動させるステージ移動機構の大部分をアニール室の外側に配置したため、ステージを支持する構造部分が真空環境と大気環境に跨がって配置されることになる。そこでベローズを配置することにより、真空環境と大気環境を分離するようにした。
【００１２】
第４のステージ装置（請求項４に対応）は、上記第３の発明において、支持部材は石英で作られることが好ましい。ステージを支持する支持部材を石英で作ることにより、熱の影響を低減することが可能である。
【００１４】
第５のステージ装置（請求項５に対応）は、上記第３の発明において、ステージは、移動機構により、支持部材の軸方向に移動自在で、かつ複数の支持部材のいずれか１本の支持部材の外端部の回りに回転自在である。この構成によれば、ステージの移動機構を簡素な構造で実現することができ、位置の制御が容易となる。
【００１５】
第６のステージ装置（請求項６に対応）は、上記第３の発明において、好ましくは、上記１本の支持部材の内端部はステージの側部に取手を介して結合されるように構成される。取手を利用して結合することにより、熱膨張で発生した要素を、当該取手の撓み変形で吸収する。
【００１６】
第７のステージ装置（請求項７に対応）は、上記第３の発明において、好ましくは、上記複数の支持部材のいずれか１本の支持部材はパイプ状に形成され、このパイプ状支持部材は、ステージに設けられた真空チャック機構の排気通路として用いられることを特徴とする。支持部材を軽量化すると共に、真空チャック機構の排気通路として併用することができる。
【００１７】
第８のステージ装置（請求項８に対応）は、上記第１の発明において、アニール室と搬送室の間にはゲートバルブが設けられ、アニール室とゲートバルブはベローズで接続されていることを特徴とする。ベローズによって搬送室内の搬送ロボットの動作で生じた振動がアニール室内へ伝わるのを防止する。
【００１８】
第９のステージ装置（請求項９に対応）は、上記第１の発明において、ガラス基板は長方形の形状を有し、ガラス基板を搬送室からアニール室へ搬入するときガラス基板の短辺が搬送室の径方向に向くようにしたことを特徴とする。これにより、アニール室でレーザをスイープさせる機構を設けるスペースを確保できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は低温ポリシリコン−ＴＦＴを製造するシステムの全体構成を示す。１１は低温ポリシリコン−ＴＦＴの製造装置を示し、１２は当該ＴＦＴ製造装置に含まれるアニール室においてガラス基板上のアモルファスシリコン膜にレーザ光を照射するレーザ照射装置を示している。レーザ照射装置１２は、エキシマレーザを出力するレーザ光源（レーザ発振器）１３と、レーザ光源から出力されたレーザ光をアニール室まで導く導光装置（光学系）１４と、アニール室の上壁部の外側に固定されガラス基板の成膜面に対してほぼ垂直にレーザ光を照射するレーザ照射器１５から構成されている。導光装置１４には、レーザ光の進路を変える複数のミラーや、レーザ光のパワー密度を均一化するビーム・ホモジナイザが内蔵されている。なお、アニール室の上壁部の外側にはビジョン・システム１６が付設されている。
【００２１】
ＴＦＴ製造装置１１の構造を上から見ると、図２に示すごとくなる。中央部には搬送ロボットを備えた搬送室２１が設けられており、さらに搬送室２１の周囲にロード室２２、アンロード室２３、予備加熱室２４、予備室２５、ＰＣＶＤ室２６，２７、アニール室２８が設けられている。搬送室２１やアニール室２８等の各室には排気機構が付設され、各々の室は各排気機構によって必要とされる真空状態または減圧状態に保持される。搬送室２１とその周囲に配置された各室２２〜２８の間にはゲートバルブ２９が配置されている。搬送室と各室との間で、処理対象であるガラス基板を搬入・搬出することが可能となっている。特にアニール室２８では、そのゲートバルブ２９とアニール室２８の壁部との間に筒状ベローズ３２が設けられている。ガラス基板の搬出・搬入には搬送室２１に設けた搬送ロボットが用いられる。図２では、説明の便宜上、搬送ロボットのハンド部３０のみが示されている。ハンド部３０は長方形のガラス基板３１を支持している。長方形のガラス基板３１の寸法は例えば４００×５００ｍｍである。上記予備加熱室２４は、アニール室２８でガラス基板３１上のアモルファスシリコン膜をレーザアニール処理するときの条件として、事前に当該ガラス基板３１を４００℃の低温状態に加熱しておくためのチャンバである。その他のロード室２２、アンロード室２３、予備室２５、ＰＣＶＤ室２６，２７については、本発明に係るステージ装置との関係が薄いので、詳細な説明を省略する。
【００２２】
次に、図３〜図６を参照して、上記アニール室２８、これに関連する装置、ステージ移動機構の詳細な構造を説明する。アニール室２８の内部には、レーザアニール処理が行われるガラス基板３１を固定するためのステージ４１が設けられている。ステージ４１の平面形状は好ましくは長方形である。ステージ４１は、アニール室２８を形成する容器４２に取り付けられておらず、容器４２の外側に配置されたステージ移動機構４３によって支持されている。ステージ４１は、アニール室２８の容器４２に対して取り付け関係がない状態にある。図３に示されるように、ステージ４１の平面形状はガラス基板３１の形状に対応して長方形であり、基板配置面が水平となるように配置されている。またステージ４１の長辺はＸ方向（ステージ４１の移動可能方向）を向き、その短辺はｒ方向（Ｘ方向に垂直であって搬送室２１の径方向に対応している）に平行な方向を向いている。ステージ４１は、図３における左側短辺部に固定された２本の支持パイプ４４，４５と、右側短辺部に固定された１本の支持パイプ４６とによって支持されている。支持パイプ４４〜４６はほぼ水平状態に保持され、かつ互いに平行関係に保持されている。支持パイプ４４〜４６は、それぞれ、容器４２に形成された孔４２ａ，４２ｂ，４２ｃを通して容器４２の外に引き出されている。ただしアニール室２８である容器４２の内部は真空状態または減圧状態に保持される必要があるので、容器４２を密閉するため、支持パイプ４４〜４６の外側端部４７，４８，４９と容器４２との間にはベローズ５０，５１，５２が設けられている。なお、上記支持パイプは軽量化のためパイプ状に形成されることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００２３】
上記容器４２は例えば支柱（図示せず）によって除振台５３の上に固定されている。一方、容器４２内のアニール室２８内に配置されたステージ４１は、上記支持パイプ４４〜４６を介して、容器４２の外部に設けられたステージ移動機構４３によって支持されている。このステージ移動機構４３は除振台５３の上に配置されている。アニール室２８を形成する容器４２と、ステージ４１は、全く別の支持機構によって支持されている。またステージ４１を移動させるためのステージ移動機構４３はアニール室２８の外側の大気圧環境に配置されている。上記のごとくステージ４１とステージ移動機構４３を除振台５３の上に配置することによって、振動によるステージ４１の位置ずれを防止することができる。また搬送室２１とアニール室２８をゲートバルブ２９で直接に接続したとすると、搬送室２１内の搬送ロボットの動作による振動やゲートバルブ２９の開閉による振動がアニール室２８に直接に伝わることになる。本実施形態では、前述のごとくベローズ３２を設けることにより、上記振動がアニール室２８へ伝わるのを防止している。なお除振台５３の上に回転角センサを設け、ステージ４１の回転角を検出するように構成することもできる。
【００２４】
図４に示されるように、容器４２の内部にはステージ４１の下側にステージ４１の温度を所定温度に保持するための加熱部として赤外線ランプ５４が設けられている。赤外線ランプ５４とステージ４１の間にはセラミックスプレート５５が配置されている。セラミックスプレート５５は、赤外線ランプ５４の熱を受けて発熱するもので、遠赤外線放射率が高く、ステージ４１を均一に加熱する。ステージ４１はセラミックスプレート５５からの遠赤外線で加熱される。上記赤外線ランプ５４とセラミックスプレート５５は、その支持機構の図示が省略されているが、好ましくは容器４２に固定されている。なおステージ４１の温度制御のためにステージ４１の温度を測定する温度測定器が設けられる。この温度測定器には放射温度計が用いられる。
【００２５】
容器４２の上壁の外側にはレーザ照射器１５が設けられる。レーザ照射器１５から出射されたライン状レーザ光は、窓孔４２ｄを介して容器内に入り、ステージ４１の上に配置されたガラス基板３１の成膜面に垂直に照射される。本実施形態では、ライン状レーザ光のラインの方向は上記Ｘ方向に垂直になっている。さらに容器４２の上側にはビジョン・システム１６が設けられている。ビジョン・システム１６は孔（ビューイングポート）４２ｅを通してガラス基板３１の上面を観察する装置であり、ガラス基板３１上にパターニングされたマーカを検出するための光学装置である。当該マーカはガラス基板３１の表面の所定位置に予め付されている。マーカは、例えばステージ移動機構４３を動作させステージ３１を回転移動させるとき、回転すべき角度を決める目標となり、回転すべき角度はビジョン・システム１６によって検出される。ビジョン・システム１６等は、ガラス基板３１を移動しながらガラス基板の成膜面にレーザ光を順次に照射してレーザアニールを行うとき、ガラス基板の位置決めなどに利用される。
【００２６】
搬送ロボットのハンド部３０により、ゲートバルブ２９を通ってアニール室２８に搬入されたガラス基板３１は、ステージ４１の上に載置される。ステージ４１上のガラス基板３１は、厳密な姿勢や向きは要求されない。例えば図３に示されるように、ガラス基板３１の長辺がＸ方向に対して傾斜していてもかまわない。図４において、５６はリフトピンであり、ステージ４１からガラス基板３１を離すとき、ガラス基板３１はリフトピン５６によって突き上げられる。またステージ４１上のガラス基板３１は、ステージ４１に設けられた真空チャック機構によって吸引されて固定される。真空チャック機構の構造については、以下のステージ移動機構４３の説明で併せて説明される。
【００２７】
次に、上記ステージ移動機構４３について説明する。ステージ４１は、好ましくは５ｐｐｍ以下の熱膨張係数を有する石英等で作られている。これにより真空中に配置されたステージ４１の熱膨脹を低減し、位置決め精度を高めている。ステージ４１は下部材４１ａと上部板４１ｂから構成されている。上部板４１ｂには縦方向に多数の孔５７が形成され、上部板４１ｂの表面は高い平面度（好ましくは平面度が０．１）で作られている。多数の孔５７は真空チャック用の孔である。下部材４１ａの表面には、例えば図６に示されるように、折り返された１本の真空チャック用溝５８が形成されている。上部板４１ｂに形成された多数の孔５７は、当該溝５８に対応して並ぶように配置されている。下部材４１ａの上に上部板４１ｂを重ね合わせてステージ４１を形成すると、上記溝５８は真空チャック用のチャンネルとなり、上記多数の孔５７に通じている。さらに図５と図６に示されるように、ステージ４１にはリフトピン用の貫通孔５９が４つ形成されている。
【００２８】
上記３本の支持パイプ４４〜４６は好ましくは５ｐｐｍ以下の熱膨張係数を有する石英等で作られている。これによりステージ４１の位置決め精度を高めている。またパイプ形状を採用することにより、ステージ４１を支持する部材の軽量化を図っている。また３本の支持パイプのうち１本の支持パイプ４５は上記真空チャック機構の真空排気を行うためのパイプとして使用されている。図５に示すように、支持パイプ４５は、その右端開口部が連結孔６０を介して上記溝（チャンネル）５８とつながっており、その左端開口部が金属フランジ６２と外側端部４８に形成された排気孔（排気ポート）６２ａ，４８ａを介して排気機構（図示せず）とつながっている。残りの２本の支持パイプ４４，４６の外側端には金属フランジ６１，６３が設けられ、この金属フランジ６１，６３を介して上記外側端部４７，４９に連結されている。さらに支持パイプ４６について、その左端部は、ステージ４１の右側端面に設けられた取手部材６４を介してステージ４１に連結されている。取手部材６４は、加熱が行われたときに、熱に起因する撓みを生じさせ、熱膨脹を吸収するためのものである。なお、ガラス基板３１の表面に成膜されたアモルファスシリコン膜に対してレーザアニール処理を施して低温ポリシリコン膜を作るとき、ガラス基板３１やステージ４１等は最高で約４００℃の温度に加熱される。
【００２９】
３本の支持パイプ４４〜４６の各外側端部４７〜４９は真空と大気の境界部を形成するもので、外側端部４７〜４９の各々には、真空と大気圧の圧力差に基づく力Ｆが加わる。力Ｆを図６に示す。図６では、外側端部４７〜４９の図示は省略され、支持パイプ４４〜４６の各端部（金属フランジ６１〜６３の部分）が示されている。外側端部４７〜４９の各面積は、外側端部４７，４８の各面積の和が外側面積４９の面積と等しくなるように設定されている。これによって、ステージ４１に加わる力が相殺される。
【００３０】
上記の構成を有するステージ４１では、その支持パイプ４４〜４６の外側の金属フランジ６１〜６３が、対応する外側端部４７，４８，４９にボルト６５で固定される。これにより、ステージ４１はステージ移動機構４３によって支持される。このようなステージ４１の支持構造において、支持パイプ４４，４５，４６の撓みによるステージ４１の沈み込みは０．０５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３１】
図４を参照してステージ移動機構４３を説明する。上記の外側端部４７〜４９の各々はベアリング７１を介して軸部７２，７３，７４に回転自在となるように取り付けられている。アニール室２８を形成する容器４２の下側に配置された７５は一軸テーブルである。一軸テーブル７５はＸ方向へのみ移動することができる。上記軸部７４の下端は一軸テーブル７５の上に固定されている。また軸部７２，７３の各々は二軸ステージ７６の上に配置されている。二軸ステージ７６の動作によって、左側の軸部７２，７３は、軸部７４を回転中心として移動することができる。図４に示した矢印７７，７８はそれぞれ軸部７２，７３の移動の方向を示している。
【００３２】
上記一軸テーブル７５は、定盤７９の上に形成されたレール８０の上に摺動自在に取り付けられている。一軸テーブル７５はセラミックス仕様で作られ、摺動動作を行わせる駆動機構としてはリニアモータが用いられている。また摺動動作のため、エアスライドが利用される。一例として、Ｘ方向のストローク：５００ｍｍ、真直度：１．０μｍ、繰返し位置決め精度：＋／−０．３μｍである。また上記二軸テーブル７６は、同様に、リニアモータを利用して構成されたエアスライド式の装置であり、一例として二軸の各方向のストロークは１００ｍｍ、真直度は１．０μｍ、繰返し位置決め精度は＋／−０．３μｍである。
【００３３】
上記のアニール室２８とステージ移動機構４３からなるアニール装置では、次のようにレーザアニール処理が行われる。レーザアニール処理が行われるアニール室２８は必要な真空状態に排気されている。予備加熱室２４で４００℃の温度に加熱されたガラス基板３１は搬送ロボットによってアニール室２８内に搬入される。この場合において、図３に示すように、ガラス基板３１の長辺がＸ方向に向くようにしてアニール室２８に搬入され、ステージ４１の上に配置される。ガラス基板３１の上面にはアモルファスシリコン膜が成膜されている。ステージ４１の上に置かれたガラス基板３１の姿勢は、例えば図３に示すごとく傾いた状態であっても構わない。レーザアニールを行う時、ガラス基板３１の傾きはステージ移動機構４３によって調整される。次に上記真空チャック機構が動作し、排気孔４８ａ，６２ａ、支持パイプ４５、溝５８、多数の孔５７を通して吸引が行われ、ガラス基板３１はステージ４１に固定される。
【００３４】
アニール室２８は、ガラス基板３１が搬入された後、ゲートバルブ２９が閉じ、密閉される。アニール室２８の内部は所望の真空状態（減圧状態を含む）に保持されている。その後、ガラス基板３１上にパターニングされた上記マーカをビジョン・システム１６で観察して、ステージ移動機構４３を動作させ、ガラス基板３１の位置を調整する。次に、レーザ照射器１５からのレーザ光をガラス基板３１のアモルファスシリコン膜に照射し、さらにステージ移動機構４３を動作させてレーザ光の照射箇所を移動させることにより、当該アモルファスシリコン膜をポリシリコン膜に変化させる。こうしてレーザアニール処理による低温ポリシリコン膜を備えたガラス基板３１が作られる。
【００３５】
上記の構成を有する真空レーザアニール装置では、ステージ４１の駆動機構すなわちステージ移動機構４３がアニール室外部の大気側に配置されており、ステージ４１およびこれを支持する３本の支持パイプ４４〜４５は膨脹係数が小さい材質で形成されている。このため、アニール室２８内の真空環境での熱に起因する変形量が所望範囲内に含まれるようにすることができ、位置決め精度を高めることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、真空環境のアニール室内でガラス基板上に堆積されたアモルファスシリコン膜をレーザアニールしてポリシリコン膜に変換する真空レーザアニール装置においてステージ移動機構をアニール室外側の大気環境に設けるようにしたため、高い位置精度でガラス基板の位置を制御することができ、ガラス基板上のレーザ光照射位置の精度を高めることができる。またステージやこれを支持する部材を所定の熱膨脹係数を有する材料（好ましくは石英）で作るようにしたため、アニール室内で発生する熱の影響を排除でき、ガラス基板上のレーザ光照射位置精度の向上に寄与させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】低温ポリシリコン−ＴＦＴを製造するシステムの構成を示す外観図である。
【図２】ＴＦＴ製造装置の内部構造を上から示した図である。
【図３】アニール室に関連する装置の内部構造を示す水平断面図である。
【図４】アニール室に関連する装置の内部構造を示す縦断面図である。
【図５】ステージとその支持機構の要部の縦断面図である。
【図６】ステージとその支持機構の要部の部分断面平面図である。
【符号の説明】
１１ＴＦＴ製造装置
１２レーザ照射装置
１３レーザ光源
１５レーザ照射器
１６ビション・システム
２１搬送室
２８アニール室
３１ガラス基板
３２ベローズ
４１ステージ
４２容器
４４〜４６支持パイプ
５０〜５２ベローズ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a stage apparatus for a vacuum laser annealing apparatus, and more particularly, to a vacuum laser annealing apparatus for producing a polysilicon film by irradiating an amorphous silicon film on a glass substrate by irradiating a laser beam in a vacuum or a reduced pressure environment. The present invention relates to a stage apparatus with improved accuracy of an irradiation position on a substrate.
[0002]
[Prior art]
A TFT color liquid crystal panel is being put to practical use as a display screen of a monitor for consumer equipment such as a car navigation system or a camera-integrated VTR. In the liquid crystal panel, low-temperature polysilicon-TFT is considered effective. The low-temperature polysilicon-TFT has the advantages that it is excellent in high definition, bright, and can have a large aperture ratio, compared with, for example, an amorphous silicon-TFT. According to the low-temperature polysilicon-TFT manufacturing process, an amorphous silicon film is usually deposited on a glass substrate via a buffer layer, and then a laser beam is applied to the amorphous silicon film on the glass substrate kept at a low temperature of 400 ° C. The polysilicon film is made by irradiating and recrystallizing by annealing. By applying LSI technology to such a polysilicon film, a semiconductor element structure, a pixel electrode and the like are formed. The glass substrate has a square (rectangular, etc.) planar shape, and a linear laser beam is applied to the upper surface of the glass substrate.
[0003]
In the laser annealing in the manufacturing process of the low-temperature polysilicon film, a laser irradiation apparatus including an excimer laser that performs discontinuous oscillation of, for example, 300 Hz is used as a laser light source. The glass substrate is disposed on a substrate stage so as to be horizontal in a laser annealing apparatus in the atmosphere (in a clean room). Laser light emitted from the laser light source is guided by an optical system composed of a plurality of mirrors or the like while changing the course, and is planarized via a laser irradiator provided outside the upper wall of the laser annealing chamber. Irradiation is almost perpendicular to the film-forming surface of the glass substrate having a rectangular shape. In the laser irradiation apparatus, the laser beam diameter is appropriately controlled when the laser beam is guided, and the uniformity of the laser beam power density (laser intensity) is enhanced by a beam homogenizer provided in the middle of the laser beam guide. . The laser light is finally shaped into a line shape (for example, a width of 200 μm and a length of 150 mm), and is irradiated on the amorphous silicon film on the glass substrate with a line-shaped irradiation locus. Since the glass substrate has a predetermined area, in order to recrystallize the entire surface of the amorphous silicon film on the upper surface of the glass substrate using a line-shaped laser beam, the laser beam is swept on the amorphous silicon film. ) I have to do it. In order to sweep a laser beam having an irradiation locus on a line on an amorphous silicon film, it is necessary to change the relative positions of the glass substrate and the laser beam.
[0004]
Conventionally, when changing the relative positional relationship between the glass substrate and the laser beam, since the laser irradiation device is large and difficult to move, a moving mechanism is provided on the stage side to move the stage and the glass substrate. It was. In practice, when an amorphous silicon film on a glass substrate is irradiated with a pulsed line-shaped laser beam that is output discontinuously and recrystallized to produce a polysilicon film, for example, when high accuracy is required, the film surface may overshoot. Irradiation was performed by forming a wrap portion, or the same portion was irradiated multiple times (when the laser intensity was weak). In such a laser beam irradiation method, since an accurate position must be irradiated, high accuracy is required for the operation of the stage moving mechanism. Further, the output operation control of the laser light source and the operation control of the stage moving mechanism are required. The precise synchronization control was required. On the other hand, when the accuracy is not so required, the glass substrate is continuously moved. In this case, only speed management relating to the movement of the glass substrate is required.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional laser annealing treatment is performed in an atmospheric environment and the stage apparatus is disposed in the atmosphere, there is no particular problem in speed management regarding the movement of the glass substrate. However, contamination problems occurred. Although the atmospheric environment is in a clean room, the number of particles is controlled, but water, hydrocarbons, and the like are present in the air in the clean room, and these are contaminated by laser annealing. In order to solve the problem of contamination, laser annealing may be performed in a vacuum. However, when laser annealing is performed in a vacuum environment, a conventional moving mechanism that is exclusively used in the atmosphere is used, and thus there is a problem that sufficiently high moving accuracy cannot be expected. Further, if the stage for supporting the glass substrate and the moving mechanism thereof are arranged in the vacuum annealing chamber, the influence of the vacuum environment occurs. Moreover, the influence of the heat by laser annealing also arises. Due to such a cause, the accuracy of the laser irradiation position on the glass substrate is lowered and inaccurate, which may cause a problem that a polysilicon film having a target accuracy cannot be obtained.
[0006]
An object of the present invention is to solve the above-described problems, and in a process of forming a polysilicon film by laser annealing an amorphous silicon film deposited on a glass substrate in a vacuum or reduced pressure environment while moving the glass substrate. Another object of the present invention is to provide a stage device for a vacuum laser annealing apparatus that can achieve high positioning accuracy for movement control of a glass substrate.
[0007]
[Means and Actions for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the stage apparatus of the vacuum laser annealing apparatus according to the present invention is configured as follows.
[0008]
The first stage apparatus (corresponding to claim 1) is used in a vacuum laser annealing apparatus that converts an amorphous silicon film deposited on a glass substrate into a polysilicon film by laser annealing in an annealing chamber in a vacuum environment. , The container that forms the annealing chamber is provided in a fixed state on the pedestal, and the stage on which the glass substrate is disposed is disposed inside the container that forms the annealing chamber without being attached to the container. Are supported on a uniaxial table of a moving mechanism provided in an atmospheric environment outside the container through at least two support members disposed on both sides of the stage through holes formed in two opposing container wall portions. The uniaxial table of the moving mechanism is provided so as to be movable in the uniaxial direction on the base, and the uniaxial table moves to move the stage disposed in the annealing chamber relative to the container. Configured as follows.
[0009]
In the present invention, a glass substrate Stage for mounting By disposing the main part of the stage moving mechanism that moves the substrate in the atmospheric environment outside the annealing chamber, the influence of the vacuum environment and the heat source provided in the annealing chamber and the heat from laser annealing are avoided as much as possible. Therefore, the position control of the glass substrate by the stage moving mechanism can be made high definition.
[0010]
The second stage device (corresponding to claim 2) is the first invention, wherein the stage is quartz Preferably it is made with. quartz It is possible to reduce the degree of deformation of the stage due to the influence of heat by making the stage with.
[0011]
In a third stage apparatus (corresponding to claim 3), in the first invention, the stage is supported by a plurality of support members arranged horizontally and parallel to each other in the moving mechanism. Be At the same time, the hole is covered with a bellows, and the bellows is formed so as to isolate the vacuum environment from the atmospheric environment. Since most of the stage moving mechanism for moving the stage is disposed outside the annealing chamber, the structural portion that supports the stage is disposed across the vacuum environment and the atmospheric environment. Therefore, the vacuum environment and the atmospheric environment were separated by arranging bellows.
[0012]
In a fourth stage device (corresponding to claim 4), in the third invention, the support member is quartz Preferably it is made with. Support member to support the stage quartz By making with, it is possible to reduce the influence of heat.
[0014]
First 5 Stage equipment (claims) 5 In the third aspect of the invention, the stage is movable in the axial direction of the support member by the moving mechanism and rotates around the outer end portion of any one of the plurality of support members. It is free. According to this configuration, the stage moving mechanism can be realized with a simple structure, and the position can be easily controlled.
[0015]
First 6 Stage equipment (claims) 6 In the third aspect of the invention, preferably, the inner end portion of the one support member is coupled to the side portion of the stage via a handle. By coupling using the handle, the element generated by thermal expansion is absorbed by the bending deformation of the handle.
[0016]
First 7 Stage equipment (claims) 7 In the third invention, preferably, any one of the plurality of support members is formed in a pipe shape, and the pipe-shaped support member is a vacuum chuck mechanism provided on the stage. It is used as an exhaust passage. In addition to reducing the weight of the support member, it can be used together as an exhaust passage of the vacuum chuck mechanism.
[0017]
First 8 Stage equipment (claims) 8 In the first aspect of the present invention, a gate valve is provided between the annealing chamber and the transfer chamber, and the annealing chamber and the gate valve are connected by a bellows. The bellows prevents the vibration generated by the operation of the transfer robot in the transfer chamber from being transmitted to the annealing chamber.
[0018]
First 9 Stage equipment (claims) 9 In the first invention, the glass substrate has a rectangular shape, and the short side of the glass substrate faces the radial direction of the transfer chamber when the glass substrate is transferred from the transfer chamber to the annealing chamber. It is characterized by that. Thereby, a space for providing a mechanism for sweeping the laser in the annealing chamber can be secured.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0020]
FIG. 1 shows the overall configuration of a system for manufacturing a low-temperature polysilicon-TFT. Reference numeral 11 denotes a low-temperature polysilicon-TFT manufacturing apparatus, and 12 denotes a laser irradiation apparatus that irradiates an amorphous silicon film on a glass substrate with laser light in an annealing chamber included in the TFT manufacturing apparatus. The laser irradiation device 12 includes a laser light source (laser oscillator) 13 that outputs an excimer laser, a light guide device (optical system) 14 that guides laser light output from the laser light source to the annealing chamber, and an upper wall portion of the annealing chamber. The laser irradiator 15 is configured to irradiate a laser beam substantially perpendicularly to the film formation surface of the glass substrate. The light guide device 14 includes a plurality of mirrors that change the path of the laser beam and a beam homogenizer that equalizes the power density of the laser beam. A vision system 16 is attached outside the upper wall of the annealing chamber.
[0021]
When the structure of the TFT manufacturing apparatus 11 is viewed from above, the structure is as shown in FIG. A transfer chamber 21 equipped with a transfer robot is provided in the center, and a load chamber 22, an unload chamber 23, a preheating chamber 24, a preparatory chamber 25, PCVD chambers 26 and 27, and annealing are provided around the transfer chamber 21. A chamber 28 is provided. Each chamber such as the transfer chamber 21 and the annealing chamber 28 is provided with an exhaust mechanism, and each chamber is maintained in a vacuum state or a reduced pressure state required by each exhaust mechanism. A gate valve 29 is arranged between the transfer chamber 21 and the respective chambers 22 to 28 arranged around the transfer chamber 21. Between the transfer chamber and each chamber, it is possible to carry in and out a glass substrate which is a processing target. Particularly in the annealing chamber 28, a cylindrical bellows 32 is provided between the gate valve 29 and the wall of the annealing chamber 28. A transfer robot provided in the transfer chamber 21 is used to carry out and carry in the glass substrate. In FIG. 2, only the hand part 30 of the transfer robot is shown for convenience of explanation. The hand unit 30 supports a rectangular glass substrate 31. The dimension of the rectangular glass substrate 31 is 400 × 500 mm, for example. The preheating chamber 24 is a chamber for heating the glass substrate 31 to a low temperature state of 400 ° C. in advance as a condition for laser annealing the amorphous silicon film on the glass substrate 31 in the annealing chamber 28. is there. The other load chamber 22, unload chamber 23, spare chamber 25, and PCVD chambers 26 and 27 are not related to the stage apparatus according to the present invention, and thus detailed description thereof is omitted.
[0022]
Next, the detailed structure of the annealing chamber 28, the related apparatus, and the stage moving mechanism will be described with reference to FIGS. Inside the annealing chamber 28 is provided a stage 41 for fixing the glass substrate 31 on which the laser annealing process is performed. The planar shape of the stage 41 is preferably a rectangle. The stage 41 is not attached to the container 42 that forms the annealing chamber 28, and is supported by a stage moving mechanism 43 that is disposed outside the container 42. The stage 41 is not attached to the container 42 in the annealing chamber 28. As shown in FIG. 3, the planar shape of the stage 41 is a rectangle corresponding to the shape of the glass substrate 31, and the substrate placement surface is placed horizontally. Further, the long side of the stage 41 faces the X direction (the movable direction of the stage 41), and the short side thereof is a direction parallel to the r direction (perpendicular to the X direction and corresponding to the radial direction of the transfer chamber 21). Facing. The stage 41 is supported by two support pipes 44 and 45 fixed to the left short side portion in FIG. 3 and one support pipe 46 fixed to the right short side portion. The support pipes 44 to 46 are held in a substantially horizontal state and are held in parallel with each other. The support pipes 44 to 46 are respectively drawn out of the container 42 through holes 42 a, 42 b and 42 c formed in the container 42. However, since the inside of the container 42 which is the annealing chamber 28 needs to be maintained in a vacuum state or a reduced pressure state, the outer ends 47, 48 and 49 of the support pipes 44 to 46, the container 42, and the like are sealed in order to seal the container 42. Bellows 50, 51, and 52 are provided between them. In addition, although the said support pipe is preferably formed in a pipe shape for weight reduction, it is not limited to this.
[0023]
The container 42 is fixed on the vibration isolation table 53 by a support (not shown), for example. On the other hand, the stage 41 disposed in the annealing chamber 28 in the container 42 is supported by a stage moving mechanism 43 provided outside the container 42 through the support pipes 44 to 46. The stage moving mechanism 43 is disposed on the vibration isolation table 53. The container 42 forming the annealing chamber 28 and the stage 41 are supported by a completely different support mechanism. A stage moving mechanism 43 for moving the stage 41 is arranged in an atmospheric pressure environment outside the annealing chamber 28. By disposing the stage 41 and the stage moving mechanism 43 on the vibration isolation table 53 as described above, it is possible to prevent the position of the stage 41 from being displaced due to vibration. If the transfer chamber 21 and the annealing chamber 28 are directly connected by the gate valve 29, vibration due to the operation of the transfer robot in the transfer chamber 21 and vibration due to opening and closing of the gate valve 29 are directly transmitted to the anneal chamber 28. . In the present embodiment, the vibrations are prevented from being transmitted to the annealing chamber 28 by providing the bellows 32 as described above. A rotation angle sensor may be provided on the vibration isolation table 53 to detect the rotation angle of the stage 41.
[0024]
As shown in FIG. 4, an infrared lamp 54 is provided inside the container 42 as a heating unit for maintaining the temperature of the stage 41 at a predetermined temperature below the stage 41. A ceramic plate 55 is disposed between the infrared lamp 54 and the stage 41. The ceramic plate 55 receives heat from the infrared lamp 54 and generates heat, has a high far-infrared emissivity, and uniformly heats the stage 41. The stage 41 is heated by far infrared rays from the ceramic plate 55. The infrared lamp 54 and the ceramic plate 55 are preferably fixed to the container 42, although the support mechanism is not shown. A temperature measuring device for measuring the temperature of the stage 41 is provided for temperature control of the stage 41. A radiation thermometer is used for this temperature measuring device.
[0025]
A laser irradiator 15 is provided outside the upper wall of the container 42. The line-shaped laser light emitted from the laser irradiator 15 enters the container through the window hole 42 d and is irradiated perpendicularly to the film formation surface of the glass substrate 31 disposed on the stage 41. In the present embodiment, the line direction of the line-shaped laser light is perpendicular to the X direction. Further, a vision system 16 is provided above the container 42. The vision system 16 is an apparatus for observing the upper surface of the glass substrate 31 through a hole (viewing port) 42e, and is an optical apparatus for detecting a marker patterned on the glass substrate 31. The marker is attached to a predetermined position on the surface of the glass substrate 31 in advance. For example, when the stage moving mechanism 43 is operated to rotate and move the stage 31, the marker becomes a target for determining an angle to be rotated, and the angle to be rotated is detected by the vision system 16. The vision system 16 or the like is used for positioning the glass substrate when laser annealing is performed by sequentially irradiating the film formation surface of the glass substrate while moving the glass substrate 31.
[0026]
The glass substrate 31 carried into the annealing chamber 28 through the gate valve 29 by the hand unit 30 of the transfer robot is placed on the stage 41. The glass substrate 31 on the stage 41 is not required to have a strict posture or orientation. For example, as shown in FIG. 3, the long side of the glass substrate 31 may be inclined with respect to the X direction. In FIG. 4, reference numeral 56 denotes a lift pin. When the glass substrate 31 is separated from the stage 41, the glass substrate 31 is pushed up by the lift pins 56. The glass substrate 31 on the stage 41 is sucked and fixed by a vacuum chuck mechanism provided on the stage 41. The structure of the vacuum chuck mechanism will be described together with the description of the stage moving mechanism 43 below.
[0027]
Next, the stage moving mechanism 43 will be described. The stage 41 is preferably made of quartz or the like having a thermal expansion coefficient of 5 ppm or less. As a result, the thermal expansion of the stage 41 arranged in a vacuum is reduced, and the positioning accuracy is increased. The stage 41 includes a lower member 41a and an upper plate 41b. A number of holes 57 are formed in the upper plate 41b in the vertical direction, and the surface of the upper plate 41b is made with high flatness (preferably flatness is 0.1). Many holes 57 are holes for vacuum chucks. On the surface of the lower member 41a, as shown in FIG. 6, for example, one folded vacuum chuck groove 58 is formed. A large number of holes 57 formed in the upper plate 41 b are arranged so as to correspond to the grooves 58. When the upper plate 41 b is overlaid on the lower member 41 a to form the stage 41, the groove 58 serves as a vacuum chuck channel and communicates with the numerous holes 57. Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the stage 41 has four through holes 59 for lift pins.
[0028]
The three support pipes 44 to 46 are preferably made of quartz or the like having a thermal expansion coefficient of 5 ppm or less. Thereby, the positioning accuracy of the stage 41 is increased. Further, by adopting a pipe shape, the weight of the member that supports the stage 41 is reduced. Of the three support pipes, one support pipe 45 is used as a pipe for evacuating the vacuum chuck mechanism. As shown in FIG. 5, the support pipe 45 has a right end opening connected to the groove (channel) 58 via a connection hole 60, and a left end opening formed in the metal flange 62 and the outer end 48. Further, it is connected to an exhaust mechanism (not shown) through exhaust holes (exhaust ports) 62a and 48a. Metal flanges 61 and 63 are provided on the outer ends of the remaining two support pipes 44 and 46, and are connected to the outer end portions 47 and 49 via the metal flanges 61 and 63. Further, the left end portion of the support pipe 46 is connected to the stage 41 via a handle member 64 provided on the right end surface of the stage 41. The handle member 64 is for causing a deflection caused by heat when the heating is performed and absorbing thermal expansion. When the amorphous silicon film formed on the surface of the glass substrate 31 is subjected to laser annealing to produce a low-temperature polysilicon film, the glass substrate 31 and the stage 41 are heated to a maximum temperature of about 400 ° C. The
[0029]
The outer ends 47 to 49 of the three support pipes 44 to 46 form a boundary between vacuum and the atmosphere, and each of the outer ends 47 to 49 has a force based on a pressure difference between the vacuum and the atmospheric pressure. F is added. The force F is shown in FIG. In FIG. 6, illustration of the outer end portions 47 to 49 is omitted, and each end portion (portion of the metal flanges 61 to 63) of the support pipes 44 to 46 is shown. The areas of the outer end portions 47 to 49 are set so that the sum of the areas of the outer end portions 47 and 48 is equal to the area of the outer area 49. As a result, the force applied to the stage 41 is offset.
[0030]
In the stage 41 having the above-described configuration, the metal flanges 61 to 63 outside the support pipes 44 to 46 are fixed to the corresponding outer end portions 47, 48, and 49 with bolts 65. Thereby, the stage 41 is supported by the stage moving mechanism 43. In such a support structure of the stage 41, the sinking of the stage 41 due to the bending of the support pipes 44, 45, 46 is preferably 0.05 mm or less.
[0031]
The stage moving mechanism 43 will be described with reference to FIG. Each of the outer end portions 47 to 49 is attached to shaft portions 72, 73, and 74 via bearings 71 so as to be rotatable. Reference numeral 75 denotes a uniaxial table disposed below the container 42 forming the annealing chamber 28. The uniaxial table 75 can move only in the X direction. The lower end of the shaft portion 74 is fixed on the uniaxial table 75. Each of the shaft portions 72 and 73 is disposed on the biaxial stage 76. By the operation of the biaxial stage 76, the left shaft portions 72 and 73 can move around the shaft portion 74 as a rotation center. Arrows 77 and 78 shown in FIG. 4 indicate the directions of movement of the shaft portions 72 and 73, respectively.
[0032]
The uniaxial table 75 is slidably mounted on a rail 80 formed on a surface plate 79. The uniaxial table 75 is made of ceramics, and a linear motor is used as a drive mechanism for performing a sliding operation. An air slide is used for the sliding operation. As an example, the stroke in the X direction is 500 mm, the straightness is 1.0 μm, and the repeat positioning accuracy is +/− 0.3 μm. Similarly, the biaxial table 76 is an air slide type device constructed using a linear motor. As an example, the biaxial stroke is 100 mm, the straightness is 1.0 μm, and the positioning accuracy is repeatable. Is +/− 0.3 μm.
[0033]
In the annealing apparatus comprising the annealing chamber 28 and the stage moving mechanism 43, laser annealing is performed as follows. The annealing chamber 28 in which the laser annealing process is performed is evacuated to a necessary vacuum state. The glass substrate 31 heated to a temperature of 400 ° C. in the preheating chamber 24 is carried into the annealing chamber 28 by the transfer robot. In this case, as shown in FIG. 3, the glass substrate 31 is loaded into the annealing chamber 28 so that the long side of the glass substrate 31 faces in the X direction, and is placed on the stage 41. An amorphous silicon film is formed on the upper surface of the glass substrate 31. The posture of the glass substrate 31 placed on the stage 41 may be inclined as shown in FIG. 3, for example. When laser annealing is performed, the tilt of the glass substrate 31 is adjusted by the stage moving mechanism 43. Next, the vacuum chuck mechanism operates, and suction is performed through the exhaust holes 48 a and 62 a, the support pipe 45, the grooves 58, and the numerous holes 57, and the glass substrate 31 is fixed to the stage 41.
[0034]
In the annealing chamber 28, after the glass substrate 31 is carried in, the gate valve 29 is closed and sealed. The inside of the annealing chamber 28 is maintained in a desired vacuum state (including a reduced pressure state). Thereafter, the marker patterned on the glass substrate 31 is observed with the vision system 16, the stage moving mechanism 43 is operated, and the position of the glass substrate 31 is adjusted. Next, the amorphous silicon film of the glass substrate 31 is irradiated with the laser light from the laser irradiator 15, and the stage moving mechanism 43 is operated to move the irradiation position of the laser light. Change to membrane. Thus, the glass substrate 31 provided with the low-temperature polysilicon film by the laser annealing process is produced.
[0035]
In the vacuum laser annealing apparatus having the above-described configuration, the drive mechanism of the stage 41, that is, the stage moving mechanism 43 is disposed on the atmosphere side outside the annealing chamber, and the stage 41 and the three support pipes 44 to 45 that support the stage 41 are provided. It is made of a material having a small expansion coefficient. For this reason, the deformation amount resulting from the heat in the vacuum environment in the annealing chamber 28 can be included in the desired range, and the positioning accuracy can be improved.
[0036]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, according to the present invention, a stage moving mechanism is provided in a vacuum laser annealing apparatus that converts an amorphous silicon film deposited on a glass substrate into a polysilicon film by laser annealing in an annealing chamber in a vacuum environment. Since it is provided in the atmospheric environment outside the annealing chamber, the position of the glass substrate can be controlled with high positional accuracy, and the accuracy of the laser beam irradiation position on the glass substrate can be increased. In addition, since the stage and supporting members are made of a material (preferably quartz) having a predetermined thermal expansion coefficient, the influence of heat generated in the annealing chamber can be eliminated, and the laser beam irradiation position accuracy on the glass substrate can be improved. Can contribute.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view showing a configuration of a system for manufacturing a low-temperature polysilicon-TFT.
FIG. 2 is a diagram showing an internal structure of a TFT manufacturing apparatus from above.
FIG. 3 is a horizontal sectional view showing an internal structure of an apparatus related to the annealing chamber.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing an internal structure of an apparatus related to an annealing chamber.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a main part of a stage and its support mechanism.
FIG. 6 is a partial cross-sectional plan view of the main part of the stage and its support mechanism.
[Explanation of symbols]
11 TFT manufacturing equipment
12 Laser irradiation equipment
13 Laser light source
15 Laser irradiator
16 Bichon System
21 Transfer room
28 Annealing chamber
31 glass substrate
32 Bellows
41 stages
42 containers
44-46 Support pipe
50-52 bellows

Claims

In a vacuum laser annealing apparatus that changes the amorphous silicon film deposited on a glass substrate in a vacuum environment annealing chamber to a polysilicon film by laser annealing,
The container for forming the annealing chamber is provided in a fixed state on the pedestal,
The stage on which the glass substrate is disposed is disposed in a state where there is no attachment relationship with the container inside the container forming the annealing chamber, and is formed on two container wall portions facing the container. Supported on a uniaxial table of a moving mechanism provided in an atmospheric environment outside the container through at least two support members arranged on both sides of the stage through a hole;
The uniaxial table of the moving mechanism is provided movably in a uniaxial direction on the platform,
The stage disposed in the annealing chamber is moved relative to the container by moving the uniaxial table.
A stage device of a vacuum laser annealing apparatus characterized by that.

2. The stage apparatus of a vacuum laser annealing apparatus according to claim 1, wherein the stage is made of quartz .

The stage, the both the horizontal and and Ru is supported by the support member a plurality of which are arranged parallel to each other in the moving mechanism, wherein the hole is covered with a bellows, wherein the vacuum environment and the atmospheric environment is isolated on this bellows The stage apparatus of the vacuum laser annealing apparatus according to claim 1, wherein

The stage device of the vacuum laser annealing apparatus according to claim 3, wherein the support member is made of quartz .

The stage is movable in the axial direction of the support member by the moving mechanism, and is rotatable around an outer end portion of any one of the plurality of support members. The stage apparatus of the vacuum laser annealing apparatus according to claim 3.

4. The stage device of a vacuum laser annealing apparatus according to claim 3, wherein an inner end portion of the one support member is coupled to a side portion of the stage via a handle.

4. One of the plurality of supporting members is formed in a pipe shape, and the pipe-shaped supporting member is used as an exhaust passage of a vacuum chuck mechanism provided in the stage. The stage apparatus of the vacuum laser annealing apparatus as described.

The stage apparatus of the vacuum laser annealing apparatus according to claim 1, wherein a gate valve is provided between the annealing chamber and the transfer chamber, and the annealing chamber and the gate valve are connected by a bellows.

The glass substrate has a rectangular shape, and the short side of the glass substrate is directed in the radial direction of the transfer chamber when the glass substrate is transferred from the transfer chamber to the annealing chamber. The stage apparatus of the vacuum laser annealing apparatus according to 1.