JP6775449B2 - レーザ照射装置、レーザ照射方法、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明はレーザ照射装置、レーザ照射方法、及び半導体装置の製造方法に関する。

シリコン基板やガラス基板などに形成された非晶質膜にレーザ光を照射して非晶質膜を結晶化させるレーザアニール装置が知られている。特許文献１には、浮上ユニットを用いて基板を浮上させ、搬送ユニットを用いて基板を搬送しつつ、基板にレーザ光を照射するレーザアニール装置が開示されている。搬送ユニットを用いて基板を搬送する際、基板を吸着して保持しながら搬送している。

国際公開第２０１５／１７４３４７号

発明者は、被処理体である基板を浮上搬送しつつレーザビームを照射するレーザ照射装置の開発に際し、被処理体を吸着して回転させる回転機構に様々な課題を見出した。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

一実施の形態に係るレーザ照射装置では、回転機構における減圧室が、仕切壁によって、第１の排気用貫通孔及び複数の第１の吸引孔に連通して中心側に位置する第１の減圧室と、第２の排気用貫通孔及び複数の第２の吸引孔に連通して外周側に位置する第２の減圧室と、に仕切られており、前記第１及び第２の減圧室が排気装置によって互いに独立に排気される。

前記一実施の形態によれば、優れたレーザ照射装置、レーザ照射方法、及び半導体装置の製造方法を提供することができる。

レーザ照射装置の基本構成を模式的に示す平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 実施の形態２に係るレーザ照射装置の全体構成を示す斜視図である。 実施の形態２に係るレーザ照射装置の構成を模式的に示す平面図である。 比較例に係る回転機構の模式的断面図である。 実施の形態１に係る回転機構の模式的断面図である。 台座８１の模式的平面図である。 蓋部８２の模式的平面図である。 吸引孔ＶＨ１の配置の変形例を示す平面図である。 蓋部８２の変形例の模式的平面図である。 実施の形態２に係るレーザ照射装置の搬送動作を示す平面図である。 実施の形態２に係るレーザ照射装置の搬送動作を示す平面図である。 実施の形態２に係るレーザ照射装置の搬送動作を示す平面図である。 実施の形態２に係るレーザ照射装置の搬送動作を示す平面図である。 実施の形態２に係るレーザ照射装置の搬送動作を示す平面図である。 実施の形態２に係るレーザ照射装置の搬送動作を示す平面図である。 実施の形態２に係るレーザ照射装置の搬送動作を示す平面図である。 実施の形態２に係るレーザ照射装置の搬送動作を示す平面図である。 実施の形態２に係るレーザ照射装置の搬送動作を示す平面図である。 実施の形態２に係るレーザ照射装置の搬送動作を示す平面図である。 実施の形態２に係るレーザ照射装置の搬送動作を示す平面図である。 ＴＦＴ製造方法を示す工程断面図である。 有機ＥＬ表示パネルの断面図である。

以下、図面を参照して本実施の形態に係るレーザ照射装置、レーザ照射方法、半導体装置の製造方法について説明する。なお、以下の説明において、レーザ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、特に限定されるものではない。

レーザ照射装置の一例は、基板上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て、ポリシリコン膜を形成するエキシマレーザアニール装置である。従って、レーザ照射装置は、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、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。

（実施の形態１）
＜レーザ照射装置の基本構成＞
まず、レーザ照射装置の基本構成について、図１〜図３を用いて説明する。図１は、レーザ照射装置の基本構成を模式的に示す平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

なお、以下の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軸方向正向きが鉛直上向きとなる。ｙ軸方向はライン状のレーザスポットに沿った方向であり、ｘ軸正方向は、搬送方向である。ｘ軸正方向に搬送（スキャン）しながら、ｙ軸方向に沿ったライン状のレーザ光を被処理体１６に照射している。また、ｘ軸方向とｙ軸方向は矩形状の被処理体１６の端辺に沿った方向である。

図１〜図３に示すように、レーザ照射装置の基本構成１は、浮上ユニット１０、搬送ユニット１１、及びレーザ発生装置１４を備える。図２に示すように、浮上ユニット１０は、浮上ユニット１０の表面からガス（例えば、空気や窒素）を噴出するように構成されており、浮上ユニット１０の表面から噴出されたガスが被処理体１６の下面に吹き付けられることで、被処理体１６が浮上する。例えば、被処理体１６はガラス基板である。被処理体１６が搬送される際、浮上ユニット１０は被処理体１６の上側に配置されている他の機構（不図示）に被処理体１６が接触しないようにかつ浮上ユニット１０自身に被処理体１６が接触しないように浮上量を調整している。

搬送ユニット１１は、浮上している被処理体１６を搬送方向（ｘ軸方向）に搬送する。図１、図３に示すように、搬送ユニット１１は、保持機構１２と移動機構１３とを備える。保持機構１２は、被処理体１６を保持する。例えば、保持機構１２は、多孔質体を備える真空吸着機構を用いて構成することができる。保持機構１２は、排気ポート（不図示）に接続されており、排気ポートはエジェクタや真空ポンプなどに接続されている。よって、保持機構１２にはガスを吸引するための負圧が作用するため、保持機構１２を用いて被処理体１６を保持することができる。

また、保持機構１２は吸着動作を行うための昇降機構を備えている。昇降機構は、例えば、エアシリンダやモータなどのアクチュエータ等を備えている。例えば、保持機構１２は吸着位置まで上昇した状態で、被処理体１６を吸着する。また、保持機構１２は、吸着を解除した状態で、待機位置まで下降する。

図３に示すように、保持機構１２は、被処理体１６のレーザ光が照射される面（上面）と反対側の面（下面）、つまり、被処理体１６の浮上ユニット１０と対向する側の面を吸引することで、被処理体１６を保持している。また、保持機構１２は、被処理体１６のｙ軸正方向における端部（つまり、被処理体１６の搬送方向と垂直な方向における端部）を保持している。

搬送ユニット１１が備える移動機構１３は保持機構１２と連結されている。移動機構１３は、保持機構１２を搬送方向（ｘ軸方向）に移動可能に構成されている。搬送ユニット１１（保持機構１２及び移動機構１３）は、浮上ユニット１０のｙ軸正方向の端部側に設けられており、保持機構１２で被処理体１６を保持しつつ、移動機構１３が搬送方向に移動することで被処理体１６が搬送される。

図１に示すように、例えば、移動機構１３は浮上ユニット１０のｙ軸正方向の端部をｘ軸正方向に沿ってスライドするように構成されており、移動機構１３が浮上ユニット１０の端部をｘ軸正方向に沿ってスライドすることで、被処理体１６がｘ軸方向に沿って搬送される。このとき、移動機構１３の移動速度を制御することで、被処理体１６の搬送速度を制御することができる。移動機構１３は、例えば、図示しないモータなどのアクチュエータとリニアガイド機構やエアベアリング等を備えている。

図１、図２に示すように、被処理体１６にはレーザ光１５（以下、レーザ光の照射位置も符号１５で示す）が照射される。例えば、レーザ照射装置はレーザアニール装置であり、この場合はレーザ発生装置１４にエキシマレーザ等を用いることができる。レーザ発生装置１４から供給されたレーザ光は、シリンドリカルレンズを有する光学系（不図示）においてライン状となる。図１に示すように、被処理体１６にはライン状、具体的には焦点がｙ軸方向に伸びるレーザ光１５が照射される。換言すると、レーザ光１５の被処理体１６上における照射位置は被処理体１６の搬送方向（ｘ軸方向）と垂直な方向（ｙ軸方向）に伸びている。

被処理体１６は、例えば、非晶質膜が形成されたガラス基板である。非晶質膜にレーザ光１５を照射してアニール処理することで、非晶質膜を結晶化させることができる。例えば、アモルファスシリコン膜を、多結晶シリコン膜（ポリシリコン膜）に改質することができる。

図１〜図３に示すレーザ照射装置では、浮上ユニット１０を用いて被処理体１６を浮上させながら、搬送ユニット１１を用いて被処理体１６の下面を保持して、被処理体１６を搬送方向に搬送している。このとき、搬送ユニット１１は、被処理体１６を搬送した際に、平面視において（つまりｚ軸正方向側から見て）、搬送ユニット１１がレーザ照射位置１５と重畳しない位置を保持して被処理体１６を搬送している。つまり、図１に示すように、被処理体１６を搬送方向に搬送した際に、搬送ユニット１１が被処理体１６を保持する位置（保持機構１２の位置）が、レーザ照射位置１５と重畳しないようにしている。

例えば、被処理体１６の平面形状は矩形状（長方形状）であり、搬送ユニット１１（保持機構１２）は、被処理体１６の４辺中の１辺のみを保持している。そして、搬送ユニット１１（保持機構１２）は、被処理体１６が搬送されている期間においてレーザ光が照射されない位置を保持している。

そのため、レーザ照射時における保持機構１２の保持による被処理体１６への影響（例えば、たわみやレーザ反射光）を低減させることができる。

＜レーザ照射装置の全体構成＞
次に、本実施の形態に係るレーザ照射装置２について図４、図５を用いて説明する。本実施の形態に係るレーザ照射装置２は、例えば、低温ポリシリコン(LTPS:Low Temperature Poly-Silicon)膜を形成するエキシマレーザアニール（ELA:Excimer Laser Anneal）装置である。図４は、レーザ照射装置２を示す斜視図である。図５は、レーザ照射装置２を示すｘｙ平面図である。レーザ光６５を被処理体６６に照射することで、アモルファスシリコン膜をポリシリコン膜に改質している。図４、図５に示した搬送ユニット６１＿１〜６１＿４、保持機構６２＿１〜６２＿４、移動機構６３＿１〜６３＿４は、図１〜図３に示した基本構成１における搬送ユニット１１、保持機構１２、移動機構１３にそれぞれ対応する。

浮上ユニット６０は、浮上ユニット６０の表面からガスを噴出するように構成されており、浮上ユニット６０の表面から噴出されたガスが被処理体６６の下面に吹き付けられることで、被処理体６６が浮上する。浮上ユニット６０は架台４００の上に配置されている。

また、ｘｙ平面視において矩形状の浮上ユニット６０が６つの領域６０ａ〜６０ｆに分割されている。具体的には、浮上ユニット６０が第１の領域６０ａ〜第４の領域６０ｄと、照射領域６０ｅと、モニタ領域６０ｆとを備えている。第１の領域６０ａは、ｘ軸負方向側かつｙ軸正方向側の角（図５における左上角）を含む矩形状の領域である。第２の領域６０ｂは、ｘ軸正方向側かつｙ軸正方向側の角（図５における右上角）を含む矩形状の領域である。第３の領域６０ｃは、ｘ軸正方向側かつｙ軸負方向側の角（図５における右下角）を含む矩形状の領域である。第４の領域６０ｄは、ｘ軸負方向側かつｙ軸負方向側の角（図５における左下角）を含む矩形状の領域である。

照射領域６０ｅは、第１の領域６０ａと第２の領域６０ｂとの間に配置されている。照射領域６０ｅは、レーザ光が照射される領域である。すなわち、照射領域６０ｅにレーザ照射位置６５が含まれている。モニタ領域６０ｆは、第３の領域６０ｃと第４の領域６０ｄとの間に配置されている。
従って、浮上ユニット６０のｙ軸正方向側の半分の領域（図５の上半分の領域）は、ｘ軸負方向側（図５の左側）から順に、第１の領域６０ａ、照射領域６０ｅ、第２の領域６０ｂとなっている。浮上ユニット６０のｙ軸負方向側の半分の領域（図５の下半分の領域）は、ｘ軸正方向側から順に、第３の領域６０ｃ、モニタ領域６０ｆ、第４の領域６０ｄとなっている。

ｘｙ平面視において、第１の領域６０ａ〜第４の領域６０ｄはほぼ同じ面積となっていてもよい。ｘｙ平面視において、照射領域６０ｅと、モニタ領域６０ｆとは、ほぼ同じ面積の矩形状となっていてもよい。この場合、第１の領域６０ａと第４の領域６０ｄがｙ軸方向に並んで配置されている。第２の領域６０ｂと第４の領域６０ｄがｙ軸方向に並んで配置されている。照射領域６０ｅとモニタ領域６０ｆがｙ軸方向に並んで配置されている。

被処理体６６は、第１の領域６０ａ〜第４の領域６０ｄを順次搬送される。すなわち、被処理体６６は、第１の領域６０ａからｘ軸正方向に搬送されると、照射領域６０ｅを通過して、第２の領域６０ｂまで移動する。照射領域６０ｅを通過する際に、被処理体６６にレーザ光が照射される。被処理体６６は第２の領域６０ｂからｙ軸負方向に搬送されると、第３の領域６０ｃまで移動する。

被処理体６６が第３の領域６０ｃからｘ軸負方向に搬送されると、モニタ領域６０ｆを通過して、第４の領域６０ｄに移動する。モニタ領域６０ｆでは、レーザ光の照射ムラをモニタする。照射ムラのモニタについては後述する。被処理体６６が第４の領域６０ｄからｙ軸正方向に搬送されると、第１の領域６０ａに移動する。

このように、被処理体６６は、ｘ軸正方向、ｙ軸負方向、ｘ軸負方向、ｙ軸正方向と方向を変えて搬送されていく。換言すると、被処理体６６は、第１の領域６０ａ〜第４の領域６０ｄを循環するように搬送される。なお、厳密には、第４の領域６０ｄが被処理体６６の搬入／搬出位置となっているため、被処理体６６は、第４の領域６０ｄ、第１の領域６０ａ、第２の領域６０ｂ、第３の領域６０ｃの順番で搬送されていく。もちろん、搬入／搬出位置は、第４の領域６０ｄに限られるものではない。

さらには、被処理体６６を反対方向に循環してもよい。例えば、第４の領域６０ｄ、第３の領域６０ｃ、第２の領域６０ｂ、第１の領域６０ａの順番で被処理体６６を搬送してもよい。すなわち、図５の平面図において、搬送方向は、時計回りでもよく、反時計回りでもよい。レーザ照射装置の処理に応じて、搬送方向を適宜切り替えるようにしてもよい。

上記のように、被処理体６６を循環して搬送するため、レーザ照射装置は、４つの搬送ユニット６１＿１〜６１＿４を備える。搬送ユニット６１＿１〜６１＿４は浮上ユニット６０の外側であって、浮上ユニット６０の各辺の近傍に設けられている。

浮上ユニット６０はｘｙ平面視した際の形状が矩形状であり、各々の搬送ユニット６１＿１〜６１＿４は、浮上ユニット６０の各々の辺に沿って被処理体６６を搬送するように設けられている。なお、各搬送ユニット６１＿１〜６１＿４は、浮上ユニット６０の各辺の外側に設けられているが、浮上ユニット６０の内側に設けられていてもよい。

具体的には、搬送ユニット６１＿１は浮上ユニット６０のｙ軸正方向側の辺に設けられており、保持機構６２＿１と移動機構６３＿１とを備える。そして、保持機構６２＿１で被処理体６６を保持しつつ、移動機構６３＿１がｘ軸正方向に移動することで、被処理体６６を第１の領域６０ａから第２の領域６０ｂに搬送することができる。搬送ユニット６１＿１による搬送で、被処理体６６が照射領域６０ｅを通過する。よって、被処理体６６が第１の領域６０ａから第２の領域６０ｂに搬送される際にレーザ光６５が被処理体６６に照射される。

搬送ユニット６１＿２は浮上ユニット６０のｘ軸正方向側の辺に設けられており、保持機構６２＿２と移動機構６３＿２とを備える。そして、保持機構６２＿２で被処理体６６を保持しつつ、移動機構６３＿２がｙ軸負方向側に移動することで、被処理体６６を第２の領域６０ｂから第３の領域６０ｃに搬送することができる。

搬送ユニット６１＿３は浮上ユニット６０のｙ軸負方向側の辺に設けられており、保持機構６２＿３と移動機構６３＿３とを備える。そして、保持機構６２＿３で被処理体６６を保持しつつ、移動機構６３＿３がｘ軸負方向に移動することで、被処理体６６を第３の領域６０ｃから第４の領域６０ｄに搬送することができる。搬送ユニット６１＿３による搬送で、被処理体６６がモニタ領域６０ｆを通過する。

搬送ユニット６１＿４は浮上ユニット６０のｘ軸負方向側の辺に設けられており、保持機構６２＿４と移動機構６３＿４とを備える。そして、保持機構６２＿４で被処理体６６を保持しつつ、移動機構６３＿４がｙ軸正方向に移動することで、被処理体６６を第４の領域６０ｄから第１の領域６０ａに搬送することができる。

保持機構６２＿１〜６２＿４は、図１〜図３に示した保持機構１２と同様の構成となっており、被処理体６６を吸着する。保持機構６２＿２、６２＿４は、保持機構６２＿１、６２＿３と異なる向きで配置されている。より具体的には、ｘｙ平面視において、保持機構６２＿１、６２＿３は、ｘ軸方向を長手方向とする矩形状になっている。また、保持機構６２＿２、６２＿４は、ｙ軸方向を長手方向とする矩形状になっている。保持機構６２＿１〜６２＿４は、その移動方向が長手方向となるように設けられている。

さらに、矩形状の被処理体６６の短辺と長辺のいずれを保持するかに応じて、保持機構６２＿１〜６２＿４のサイズを変えてもよい。例えば、図５では、ｘ軸方向が被処理体６６の長辺方向となっており、ｙ軸方向が短辺方向となっている。具体的には、被処理体６６のｘ軸方向のサイズは、１８５０ｍｍ、ｙ軸方向のサイズは１５００ｍｍ程度となる。よって、保持機構６２＿１、６２＿１１、６２＿３は、被処理体６６の長辺を保持し、保持機構６２＿２、６２＿４は短辺を保持する。この場合、保持機構６２＿１、６２＿１１、６２＿３のｙ軸方向のサイズを１０ｍｍ程度とし、保持機構６２＿２、６２＿４のｙ軸方向のサイズを３０ｍｍ程度とする。短辺を保持する保持機構６２＿２、６２＿４の幅を、長辺を保持する保持機構６２＿１、６２＿１１、６２＿３の幅よりも広くする。短辺を保持する場合、長辺を保持する場合よりも大きなモーメントが被処理体６６に係るため、保持機構６２＿２、６２＿４にはより大きな吸着力が必要となるからである。保持機構６２＿１〜６２＿４は、被処理体６６の端部を幅１０〜３０ｍｍ程度で吸着して、被処理体６６を保持する。また、図５では、保持機構６２＿１〜６２＿４のそれぞれが被処理体６６の１辺全体に設けられている構成が示されているが、被処理体６６の１辺全体に設けられていなくてもよい。すなわち、保持機構６２＿１〜６２＿４のそれぞれが被処理体６６の１辺を部分的に保持してもよい。具体的には、隣の辺を保持する保持機構と被処理体６６の保持位置が重複しないように配置する。さらに、実施の形態１で示したように２８０ｍｍの長さの保持機構を用いる場合、複数の保持機構を用いて、被処理体６６の１辺を保持してもよい。

本実施の形態に係るレーザ照射装置２では、レーザ照射位置６５のｙ軸方向における長さは、被処理体６６のｙ軸方向における長さの半分程度の長さである。よって、被処理体６６がレーザ照射位置６５を通過した際に、被処理体６６のｙ軸方向の半分の領域にレーザ光が照射される。従って、被処理体６６が、浮上ユニット６０の上を２回循環するように搬送されていく。このようにすることで、被処理体６６のほぼ全面に、レーザ光が照射される。

ここで、図４、図５に示すように、浮上ユニット６０の第４の領域６０ｄに、回転機構６８が設けられている。回転機構６８は、図１〜図３を参照して説明した保持機構１２と同様に、被処理体６６を吸着して保持する。また、回転機構６８は、被処理体６６をｚ軸周りに回転させるモータ等のアクチュエータ（不図示）を備えている。そのため、回転機構６８は、被処理体６６の水平面（ｘｙ平面）を保持しながら被処理体６６をｚ軸周りに１８０度回転させることができる。このような構成によって、ｙ軸方向におけるレーザ照射位置６５の長さが被処理体６６の半分程度であっても、被処理体６６のほぼ全体にレーザ光を照射することができる。

具体的には、搬送ユニット６１＿１を用いて被処理体６６を第１の領域６０ａから第２の領域６０ｂに搬送して被処理体６６にレーザ光６５を照射した後、搬送ユニット６１＿２〜６１＿４を用いて被処理体６６を第２の領域６０ｂから第１の領域６０ａまで搬送する途中、第４の領域６０ｄにおいて回転機構６８を用いて被処理体を１８０度回転させる。その後、再度、搬送ユニット６１＿１を用いて被処理体６６を領域６０ａから領域６０ｂに搬送して被処理体６６にレーザ光６５を照射する。これにより、被処理体６６の全面にレーザ光６５を照射することができる。なお、被処理体６６の搬送動作の詳細については後述する。

また、回転機構６８は、ｘｙ平面視において被処理体６６の中心近傍を保持するように、浮上ユニット６０内に配置されている。そのため、回転時に被処理体６６が浮上ユニット６０からはみ出す量を低減し、後述する補助浮上ユニット６７の面積を削減することができる。回転機構６８は、平面視円形状であって、例えば、浮上ユニット６０に形成された貫通孔にｚ軸周りに回転可能に収容される。

また、第４の領域６０ｄの外側には、補助浮上ユニット６７が設けられている。補助浮上ユニット６７は、第４の領域６０ｄのｙ軸負方向側とｘ軸負方向側にそれぞれ配置されている。回転機構６８による被処理体６６の回転中に、被処理体６６の一部が浮上ユニット６０の外側にはみ出てしまうと、そのはみ出した部分では、浮上ユニット６０による浮上力が発生せずに、被処理体６６のたわみ量が大きくなってしまうおそれがある。補助浮上ユニット６７は、浮上ユニット６０と同様に、補助浮上ユニット６７の表面からガスを噴出するように構成されており、補助浮上ユニット６７の表面から噴出されたガスが被処理体６６の下面に吹き付けられることで、被処理体６６の浮上ユニット６０からはみ出した部分に浮上力が発生する。このようにすることで、被処理体６６を損傷することなく、回転機構６８が被処理体６６を回転させることができる。

また、第１の領域６０ａにはアライメント機構６９が設けられている。アライメント機構６９は、回転機構６８と同様に、被処理体６６を吸着して保持する。そして、アライメント機構６９は被処理体６６の位置、及び回転角度を調整する。例えば、被処理体６６の搬入動作、搬送動作、回転動作によって、被処理体６６の位置や回転角度が微小にずれることがある。アライメント機構６９は、位置や回転角度のずれを補正している。これにより、被処理体６６におけるレーザ光の照射位置を精度よく制御することができる。

＜比較例に係る回転機構＞
次に、図６を参照して、発明者らが事前に検討した比較例に係る回転機構ついて説明する。図６は、比較例に係る回転機構の模式的断面図である。図６に示すように、比較例に係る回転機構６８０は、台座８１０、蓋部８２０、配管Ｌ、バルブＶ、真空発生装置ＶＧを備えている。図６には、浮上ユニット６０（図６では不図示）によって浮上した状態の被処理体６６も示されている。図６では、自重によって平面視中心部がｚ軸負方向に張り出すように、被処理体６６が湾曲している様子を誇張して示している。

台座８１０は、例えばアルミニウムやステンレスなどの金属や、グラナイトなどからなる円板状部材である。台座８１０は、平面視の中心部に排気用貫通孔Ｈを備えている。排気用貫通孔Ｈは、台座８１０の上面から下面まで貫通しており、配管Ｌによって真空発生装置ＶＧに接続されている。配管Ｌ上には、バルブＶが設けられている。

蓋部８２０は、例えばアルミニウムやステンレスなどの金属や、グラナイトなどからなる円板状部材である。蓋部８２０の径は、台座８１０の上面の径と略等しい。回転機構６８０では、蓋部８２０の上面が被処理体６６を吸着する吸着面となる。蓋部８２０の外周縁には平面視円環状の側壁ＳＷが形成されている。そして、図６に示すように、台座８１０の上面と蓋部８２０の側壁ＳＷの下面とが、互いに突き合わされる。そのため、台座８１０の上面、蓋部８２０の下面及び蓋部８２０（側壁ＳＷ）の内周面に囲まれた真空室（減圧室）ＶＣが形成される。真空室ＶＣの気密性を確保するため、台座８１０の上面と蓋部８２０の側壁ＳＷの下面との間にはシール部材（不図示）が設けられている。

被処理体と接触する蓋部を構成する素材として、多孔質セラミックスや多孔質カーボンなどの多孔質材料を用いた場合、被処理体との物理的な接触によって割れ易いなどの問題があった。比較例に係る蓋部８２０では、上述の通り、素材として金属やグラナイトなどの非多孔質材料を用いているため、被処理体６６と物理的に接触しても割れ難い。

他方、非多孔質材料からなる蓋部８２０には、被処理体６６を吸着するための微細な吸引孔ＶＨが多数形成されている。吸引孔ＶＨは、蓋部８２０の上面から下面まで貫通し、真空室ＶＣと連通している。すなわち、ｚ軸方向における吸引孔ＶＨの長さは蓋部８２０の厚みと同じとなっている。なお、蓋部に多孔質材料を用いた場合、無数の気孔によって蓋部の上面から下面まで連通するため、このような吸引孔を形成する必要はない。

比較例に係る回転機構６８０は、モータ等のアクチュエータ（不図示）によって被処理体６６を回転させることができる。さらに、比較例に係る回転機構６８０は、シリンダー等のアクチュエータ（不図示）によって、図６に白抜き矢印で示すように、ｚ軸方向に移動することができる。

回転機構６８０によって被処理体６６を回転させる際、まず、被処理体６６に接触するまで、回転機構６８０を上方（ｚ軸正方向）に移動させる。
回転機構６８０を被処理体６６に接触させたら、バルブＶを開き、真空発生装置ＶＧによって、真空室ＶＣ内を減圧する。真空室ＶＣ内が減圧されると、吸引孔ＶＨを介した吸引力によって、蓋部８２０の上面に被処理体６６が吸着される。
蓋部８２０の上面に被処理体６６が吸着・保持されたら、回転機構６８０をｚ軸周りに回転させることによって、被処理体６６を回転させる。

比較例に係る回転機構６８０では、被処理体６６を吸着する際、蓋部８２０の中心側よりも先に外周部側において被処理体６６が吸着される場合があった。このような場合、蓋部８２０と被処理体６６との接触面の間にエアが残留する現象いわゆるエア溜まりが発生する虞があった。エア溜まりが発生すると、回転機構６８０による被処理体６６の保持力（吸着力）が低下してしまう。

＜実施の形態１に係る回転機構＞
次に、図７〜図９を参照して、本実施の形態に係る回転機構ついて説明する。図７は、実施の形態１に係る回転機構の模式的断面図である。図７に示すように、本実施の形態に係る回転機構６８は、台座８１、蓋部８２、配管Ｌ１、Ｌ２、バルブＶ１、Ｖ２、真空発生装置ＶＧを備えている。図７にも、図６と同様に、浮上ユニット６０（図７では不図示）によって浮上した状態の被処理体６６も示されている。図８は、台座８１の模式的平面図である。図９は、蓋部８２の模式的平面図である。図７は、図８、図９におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図に相当する。

台座８１は、例えばアルミニウムやステンレスなどの金属や、グラナイトなどからなる円板状部材である。図７に示すように、台座８１では、上面側にフランジ部を有している。すなわち、下面の径を上面の径よりも小さくすることによって、全体を上面の径とした単純な円板形状に比べて軽量化が図られている。なお、フランジ部は必須ではなく、台座８１は、単純な円板形状であってもよい。

図８に示すように、台座８１は、平面視の中心部に排気用貫通孔（例えば、第１の排気用貫通孔）Ｈ１を備えている。図７に示すように、排気用貫通孔Ｈ１は、台座８１の上面から下面まで貫通している。すなわち、ｚ軸方向における排気用貫通孔Ｈ１の長さは台座８１の厚みと同じとなっている。なお、排気用貫通孔Ｈ１は、以下に示す排気用貫通孔Ｈ２と同様に、複数設けられていてもよい。

また、図８に示すように、台座８１は、平面視の外周部（図８の例ではフランジ部）に排気用貫通孔（例えば、第２の排気用貫通孔）Ｈ２を備えている。図８の例では、４つの排気用貫通孔Ｈ２が円周方向に等間隔で配置されている。図７に示すように、排気用貫通孔Ｈ２は、台座８１の上面からフランジ部の下面まで貫通している。すなわち、ｚ軸方向における排気用貫通孔Ｈ１の長さは台座８１におけるフランジ部の厚みと同じとなっている。なお、排気用貫通孔Ｈ２は、１つでもよい。排気用貫通孔Ｈ２を複数設ける場合、図８の例のように、円周方向に等間隔で配置することが好ましい。

図７に示すように、排気用貫通孔Ｈ１は、配管Ｌ１によって真空発生装置ＶＧに接続されている。配管Ｌ１上には、バルブ（例えば、第１のバルブ）Ｖ１が設けられている。他方、排気用貫通孔Ｈ２は、配管Ｌ２によって真空発生装置ＶＧに接続されている。配管Ｌ２上には、バルブ（例えば、第２のバルブ）Ｖ２が設けられている。バルブＶ１とバルブＶ２とは、真空発生装置ＶＧに対して並列に設けられている。

蓋部８２は、例えばアルミニウムやステンレスなどの金属や、グラナイトなどからなる円板状部材である。そのため、素材として多孔質セラミックスや多孔質カーボンなどの多孔質材料を用いた場合に比べて、被処理体６６と物理的に接触しても割れ難い。図７に示すように、蓋部８２の径は、台座８１の上面の径と略等しい。回転機構６８では、蓋部８２の上面が被処理体６６を吸着する吸着面となる。

図７、図９に示すように、蓋部８２の外周縁には平面視円環状の側壁ＳＷが形成されている。さらに、蓋部８２の下面（内面）には中心部側と外周部側とを仕切る仕切壁ＰＴが形成されている。図９に示すように、図の例では、仕切壁ＰＴが側壁ＳＷと同心円状に形成されている。なお、仕切壁ＰＴや側壁ＳＷは、蓋部８２に代えて台座８１に設けられていてもよい。

そして、図７に示すように、台座８１の上面と蓋部８２の側壁ＳＷの下面とが、互いに突き合わされる。また、台座８１の上面と蓋部８２の仕切壁ＰＴの下面とが、互いに突き合わされる。そのため、台座８１の上面、蓋部８２の下面及び仕切壁ＰＴの内周面に囲まれた真空室（例えば、第１の減圧室）ＶＣ１が形成される。さらに、台座８１の上面、蓋部８２の下面、仕切壁ＰＴの外周面及び蓋部８２（側壁ＳＷ）の内周面に囲まれた真空室（例えば、第２の減圧室）ＶＣ２が形成される。

真空室ＶＣ１、ＶＣ２の気密性を確保するため、台座８１の上面と蓋部８２の側壁ＳＷ及び仕切壁ＰＴの下面との間にはシール部材（不図示）が設けられている。シール部材としては、樹脂製接着層あるいはＯリングなどの樹脂製パッキンなどを挙げることができる。このように、仕切壁ＰＴによって、中心側の真空室ＶＣ１と外周側の真空室ＶＣ２とが仕切られている。そのため、真空室ＶＣ１、ＶＣ２は互いに連通しておらず、互いに独立して真空発生装置ＶＧによって減圧される。

ここで、図７に示すように、真空室ＶＣ１は配管Ｌ１に設けられたバルブＶ１を介して真空発生装置ＶＧに接続されている。また、真空室ＶＣ２は配管Ｌ２に設けられたバルブＶ２を介して真空発生装置ＶＧに接続されている。上述の通り、バルブＶ１とバルブＶ２とが、真空発生装置ＶＧに対して並列に設けられているため、真空室ＶＣ１、ＶＣ２を独立して真空発生装置ＶＧによって減圧することができる。

真空発生装置ＶＧは、真空ポンプやエジェクタなどの排気装置である。バルブＶ１、Ｖ２は、例えば、制御信号によって開閉制御されるエアオペレートバルブである。バルブＶ１が開くと、真空発生装置ＶＧによって真空室ＶＣ１が排気され、バルブＶ１が閉じると、真空室ＶＣ１内の排気が停止される。バルブＶ２が開くと、真空発生装置ＶＧによって真空室ＶＣ２が排気され、バルブＶ２が閉じると、真空室ＶＣ２内の排気が停止される。

また、図７に示すように、蓋部８２において真空室ＶＣ１を構成する領域には、被処理体６６を吸着するための微細な吸引孔（例えば、第１の吸引孔）ＶＨ１が多数形成されている。吸引孔ＶＨ１は、蓋部８２の上面から下面まで貫通し、真空室ＶＣ１と連通している。すなわち、ｚ軸方向における吸引孔ＶＨ１の長さは蓋部８２の厚みと同じとなっている。

図９に示すように、吸引孔ＶＨ１は、平面視では蓋部８２の中心から同心円状かつ放射状に配列されている。蓋部８２の上面には、吸引孔ＶＨ１同士を連通する同心円状の溝Ｇ１１及び放射状の溝Ｇ１２が形成されている。換言すると、同心円状の溝Ｇ１１及び放射状の溝Ｇ１２によって、全体としてウェブ状に溝が連通して形成されている。そして、同心円状の溝Ｇ１１と放射状の溝Ｇ１２との各交点に吸引孔ＶＨ１が１つずつ設けられている。なお、溝（例えば、第１の溝）Ｇ１１、Ｇ１２は必須ではないが、溝Ｇ１１、Ｇ１２を設けることにより、より広い面積で被処理体６６を吸着することができる。

図１０は、吸引孔ＶＨ１の配置の変形例を示す平面図である。図１０に示すように、同心円状の溝Ｇ１１と放射状の溝Ｇ１２との各交点に吸引孔ＶＨ１が４つずつ設けてもよい。なお、図１０に示した変形例において、同心円状の溝Ｇ１１と放射状の溝Ｇ１２との交差がＴ字状の場合、当該交点には吸引孔ＶＨ１が３つ設けられることになる。また、図９、図１０に示した吸引孔ＶＨ１及び吸引孔ＶＨ１を連通する溝Ｇ１１、Ｇ１２の配置は、あくまでも一例であって何ら限定されるものではない。

図７に示すように、蓋部８２において真空室ＶＣ２を構成する領域には、被処理体６６を吸着するための微細な吸引孔（例えば、第２の吸引孔）ＶＨ２が多数形成されている。吸引孔ＶＨ２は、蓋部８２の上面から下面まで貫通し、真空室ＶＣ２と連通している。すなわち、ｚ軸方向における吸引孔ＶＨ２の長さは、吸引孔ＶＨ１の長さと同様に、蓋部８２の厚みと同じとなっている。

図９に示すように、吸引孔ＶＨ２も、平面視では蓋部８２の中心から同心円状かつ放射状に配列されている。蓋部８２の上面には、吸引孔ＶＨ２同士を連通する同心円状の溝Ｇ２１及び放射状の溝Ｇ２２が形成されている。換言すると、同心円状の溝Ｇ２１及び放射状の溝Ｇ２２によって、全体としてウェブ状に溝が連通して形成されている。そして、同心円状の溝Ｇ２１と放射状の溝Ｇ２２との各交点に吸引孔ＶＨ２が１つずつ設けられている。なお、溝（例えば、第２の溝）Ｇ２１、Ｇ２２は必須ではないが、溝Ｇ２１、Ｇ２２を設けることにより、より広い面積で被処理体６６を吸着することができる。

ここで、真空室ＶＣ２に連通した吸引孔ＶＨ２及び溝Ｇ２１、Ｇ２２と、真空室ＶＣ１に連通した吸引孔ＶＨ１及び溝Ｇ１１、Ｇ１２とは、互いに連通しておらず、互いに独立して被処理体６６を吸着することができる。
吸引孔ＶＨ１、ＶＨ２の径、溝Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ２１、Ｇ２２の幅は、いずれも０．１〜５ｍｍであることが好ましく、０．５〜２ｍｍであることがさらに好ましい。また、溝Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ２１、Ｇ２２の深さは、特には限定されないが、例えば、幅と同程度である。

なお、図９に示した吸引孔ＶＨ２及び吸引孔ＶＨ２を連通する溝Ｇ２１、Ｇ２２の配置は、あくまでも一例であって何ら限定されない。当然のことながら、図１０に示した吸引孔ＶＨ１の配置の変形例は、吸引孔ＶＨ２の配置にも適用可能である。

本実施の形態に係る回転機構６８は、モータ等のアクチュエータ（不図示）によって被処理体６６を回転させることができる。さらに、本実施の形態に係る回転機構６８は、シリンダー等のアクチュエータ（不図示）によって、図７に白抜き矢印で示すように、ｚ軸方向に移動することができる。

回転機構６８によって被処理体６６を回転させる際、まず、被処理体６６に接触するまで、回転機構６８を上方（ｚ軸正方向）に移動させる。
回転機構６８を被処理体６６に接触させたら、バルブＶ１を開き、真空発生装置ＶＧによって、中心側の真空室ＶＣ１内を減圧する。真空室ＶＣ１内が減圧されると、吸引孔ＶＨ１を介した吸引力によって、蓋部８２の上面における真空室ＶＣ１上の領域（すなわち中心側の領域）に被処理体６６が吸着される。

続いて、バルブＶ２を開き、真空発生装置ＶＧによって、外周側の真空室ＶＣ２内を減圧する。真空室ＶＣ２内が減圧されると、吸引孔ＶＨ２を介した吸引力によって、蓋部８２の上面における真空室ＶＣ２上の領域（すなわち外周側の領域）に被処理体６６が吸着される。
蓋部８２の上面全体に被処理体６６が吸着・保持されたら、回転機構６８をｚ軸周りに回転させることによって、被処理体６６を回転させる。

上述の通り、本実施の形態に係る回転機構６８では、仕切壁ＰＴによって、中心側の真空室ＶＣ１と外周側の真空室ＶＣ２とが仕切られている。そして、真空室ＶＣ１、ＶＣ２を独立して真空発生装置ＶＧによって減圧することができる。そのため、被処理体６６を吸着する際、回転機構６８の中心側から外周側に向かって順次被処理体６６を吸着することによって、エア溜まりの発生を抑制することができる。
なお、仕切壁ＰＴを複数設けて、回転機構６８の中心側から外周側に向かって真空室を３つ以上設けてもよい。

ここで、図１１は、蓋部８２の変形例の模式的平面図である。図９に示した蓋部８２では、同心円状の溝Ｇ１１、Ｇ２１及び放射状の溝Ｇ１２、Ｇ２２によって、全体としてウェブ状に溝が形成されている。
これに対し、図１１に示した蓋部８２の真空室ＶＣ１を構成する領域には、ｘ軸方向に延設された直線状の溝Ｇ１ｘ及びｙ軸方向に延設された直線状の溝Ｇ１ｙによって、全体として格子状に溝が連通して形成されている。そして、溝Ｇ１ｘと溝Ｇ１ｙとの各交点に真空室ＶＣ１に連通した吸引孔ＶＨ１が１つずつ設けられている。

同様に、蓋部８２の真空室ＶＣ２を構成する領域には、ｘ軸方向に延設された直線状の溝Ｇ２ｘ及びｙ軸方向に延設された直線状の溝Ｇ２ｙによって、全体として格子状に溝が連通して形成されている。そして、溝Ｇ２ｘと溝Ｇ２ｙとの各交点に真空室ＶＣ２に連通した吸引孔ＶＨ２が１つずつ設けられている。

ここで、真空室ＶＣ２に連通した吸引孔ＶＨ２及び溝Ｇ２ｘ、Ｇ２ｙと、真空室ＶＣ１に連通した吸引孔ＶＨ１及び溝Ｇ１ｘ、Ｇ１ｙとは、互いに連通しておらず、互いに独立して被処理体６６を吸着することができる。
なお、当然のことながら、図１０に示した吸引孔ＶＨ１の配置の変形例は、図１１に示した蓋部８２における吸引孔ＶＨ１、ＶＨ２の配置にも適用可能である。

＜搬送動作＞
以下、搬送ユニット６１＿１〜６１＿４による搬送動作について図１２〜図２２を用いて詳細に説明する。
レーザ照射装置２を用いて被処理体６６にレーザ光６５を照射する場合は、まず、図１２に示すように、第４の領域６０ｄに被処理体６６が搬入される。例えば、図示しない移載ロボットが被処理体６６を第４の領域６０ｄに搬入する。

次に、被処理体６６のｘ軸負方向側の端部の下面を、搬送ユニット６１＿４の保持機構６２＿４を用いて保持する。その後、保持機構６２＿４が被処理体６６を保持した状態で、搬送ユニット６１＿４の移動機構６３＿４をｙ軸正方向側に移動させて、被処理体６６をｙ軸正方向側に搬送する。これにより、図１３に示すように、被処理体６６が第１の領域６０ａに移動する。

被処理体６６が第１の領域６０ａに移動すると、保持機構６２＿４からアライメント機構６９への持ち替え動作が行われる。具体的には、保持機構６２＿４が保持している被処理体６６をアライメント機構６９が吸着体を介して保持する。そして、保持機構６２＿４の保持状態を解放して、保持機構６２＿４が被処理体６６を保持していない状態とする。保持機構６２＿４が被処理体６６を解放した後、搬送ユニット６１＿４は元の位置（第４の領域６０ｄ）に戻る。そして、アライメント機構６９が被処理体６６のアライメントを行う。

アライメント後、被処理体６６のｙ軸正方向側の端部の下面を、搬送ユニット６１＿１の保持機構６２＿１を用いて保持する。すなわち、アライメント機構６９から保持機構６２＿１に被処理体６６が持ち替えられる。その後、図１４に示すように、保持機構６２＿１が被処理体６６を保持した状態で、搬送ユニット６１＿１の移動機構６３＿１をｘ軸正方向側に移動させて、被処理体６６をｘ軸正方向側に搬送する。これにより、被処理体６６は、照射領域６０ｅを通過する。従って、被処理体６６の片側半分の領域にレーザ光６５が照射されていく（レーザ光が照射されている領域を結晶化領域７１として示す）。結晶化領域７１では、非晶質膜（アモルファスシリコン膜）が結晶化して、多結晶膜（ポリシリコン膜）が形成されている。

図１５に示すように、被処理体６６が浮上ユニット６０の第２の領域６０ｂに到達すると、被処理体６６を保持する保持機構を保持機構６２＿１から保持機構６２＿２に変更する。具体的には、保持機構６２＿１が被処理体６６を吸着するとともに、保持機構６２＿４が被処理体６６の吸着を解除する。すなわち、保持機構６２＿１と保持機構６２＿２とが被処理体６６の持ち替え動作を行う。また、搬送ユニット６１＿１を元の位置（第１の領域６０ａ）に戻す。図１５では、被処理体６６が照射領域６０ｅを１回通過しているため、被処理体６６のｙ軸負方向側のほぼ半分が結晶化領域７１となっている。なお、図１５では、被処理体６６の半面全体にレーザ光を照射しているが、被処理体６６の半面の一部のみにレーザ光を照射するようにしてもよい。

その後、図１６に示すように、保持機構６２＿２が被処理体６６を保持した状態で、搬送ユニット６１＿２の移動機構６３＿２をｙ軸負方向側に移動させて、被処理体６６をｙ軸負方向側に搬送する。

図１７に示すように、被処理体６６が浮上ユニット６０の第３の領域６０ｃに到達すると、被処理体６６を保持する保持機構を保持機構６２＿２から保持機構６２＿３に変更する。すなわち、保持機構６２＿２と保持機構６２＿３とが被処理体６６の持ち替え動作を行う。また、搬送ユニット６１＿２を元の位置（第２の領域６０ｂ）に戻す。その後、保持機構６２＿３が被処理体６６を保持した状態で、搬送ユニット６１＿３の移動機構６３＿３をｘ軸負方向側に移動させて、被処理体６６をｘ軸負方向側に搬送する。

そして、図１８に示すように、被処理体６６が浮上ユニット６０の第４の領域６０ｄに搬送されて、回転機構６８の上に到達した後、保持機構６２＿３から回転機構６８への持ち替え動作が行われる。具体的には、保持機構６２＿３が保持している被処理体６６を回転機構６８が吸着体を介して保持する。そして、保持機構６２＿３の保持状態を解放して、保持機構６２＿３が被処理体６６を保持していない状態とする。保持機構６２＿３が被処理体６６を解放した後、搬送ユニット６１＿３は元の位置（第４の領域６０ｄ）に戻る。

そして、回転機構６８の上に被処理体６６が載っている状態で、回転機構６８を１８０度回転させる。これにより被処理体６６が１８０度回転して、図１９に示すように、被処理体６６の結晶化領域７１がｙ軸負方向側からｙ軸正方向側になる。その後、保持機構６２＿４が被処理体６６を保持する。すなわち、回転機構６８から保持機構６２＿４に被処理体６６が持ち替えられる。そして、保持機構６２＿４が被処理体６６を保持した状態で、搬送ユニット６１＿４の移動機構６３＿４をｙ軸正方向側に移動させて、被処理体６６をｙ軸正方向側に搬送する。

図２０に示すように、被処理体６６が浮上ユニット６０の第１の領域６０ａに到達すると、被処理体６６を保持する保持機構を保持機構６２＿４から保持機構６２＿１に変更する。また、搬送ユニット６１＿４を元の位置（第４の領域６０ｄ）に戻す。図２０に示す位置において、保持機構６２＿１が被処理体６６を保持する前に、アライメント機構６９によりアライメント動作を行ってもよい。

その後、図２１に示すように、保持機構６２＿１が被処理体６６を保持した状態で、搬送ユニット６１＿１の移動機構６３＿１をｘ軸正方向側に移動させて、被処理体６６をｘ軸正方向側に搬送する。これにより、被処理体６６が照射領域６０ｅを通過する。被処理体６６の他方の半分の領域にレーザ光６５が照射されていく。従って、被処理体６６の残り半分の非晶質膜が結晶化されていき、結晶化領域７１となっていく。

そして、図２２に示すように、第２の領域６０ｂまで被処理体６６を搬送することで、被処理体６６のほぼ全面にレーザ光を照射することができる。そして、図１５〜図１８に示した搬送動作と同様の搬送動作を行うと、被処理体６６が第４の領域６０ｄに移動する。

このように、本実施の形態では、被処理体６６が浮上ユニット６０上を複数回循環するように搬送されている。ここでは、第４の領域６０ｄから、第１の領域６０ａ、第２の領域６０ｂ、第３の領域６０ｃを経由して、第４の領域６０ｄに戻る搬送動作を１回の循環搬送とする。上記の循環搬送動作を複数回繰り返すことで、被処理体６６がレーザ照射位置６５を複数回通過するようにすることができる。２回の循環搬送を行う事で、被処理体６６のほぼ全面にレーザ光が照射される。さらに、３回以上循環搬送することで、被処理体６６の同一箇所に複数回レーザ光を照射することができる。そして、所定の回数だけ循環搬送したら、第４の領域６０ｄから被処理体６６を搬出する。

なお、上記で説明したレーザ照射装置２では、回転機構６８を浮上ユニット６０の領域６０ｄに設けた場合について説明したが、本実施の形態では回転機構６８を設ける場所は浮上ユニット６０の第４の領域６０ｄ以外であってもよい。すなわち、レーザ照射位置６５を通過した後、再度レーザ照射位置６５を通過する前に被処理体６６を１８０度回転させればよいので、回転機構６８を設ける場所は浮上ユニットの第１の領域６０ａ〜第４の領域６０ｄのいずれかであればよい。

また、本実施の形態に係るレーザ照射装置２では、被処理体６６を第４の領域６０ｄ、第１の領域６０ａ、第２の領域６０ｂ、第３の領域６０ｃの順に搬送して被処理体６６にレーザ光６５を照射しているので、同時に複数枚の被処理体６６を循環搬送することができる。

つまり、本実施の形態に係るレーザ照射装置２では、被処理体６６にレーザ光６５を照射している間に、別の被処理体６６を搬送したり、回転機構６８で回転させたり、被処理体６６を搬入、搬出することができる。よって、被処理体６６にレーザ光６５を照射した後、すぐに他の被処理体にレーザ光６５を照射することができるので、レーザ光６５が被処理体に照射されない時間を削減することができる。すなわち、本実施の形態では、レーザ照射装置２のスループットを向上させることができる。なお、この場合は、回転機構６８を第１の領域６０ａ、第２の領域６０ｂ以外の領域に設けることが好ましく、例えば、回転機構６８を第４の領域６０ｄに設けることが好ましい。

＜その他の実施の形態＞
次に、その他の実施の形態として、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。本実施の形態では、レーザ照射装置としてレーザアニール装置を用いることで、基板上に形成した非晶質膜にレーザ光を照射して非晶質膜を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、この場合は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てポリシリコン膜を形成することができる。

＜半導体装置の製造方法＞
図２３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の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。

まず、図２３（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２３（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２３（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。

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、実施の形態１における被処理体１６、６６に該当する。

そして、図２３（ｄ）に示すように、上記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。

このとき、上記で説明した本実施の形態に係るレーザ照射装置を用いることで、レーザ照射時におけるガラス基板２０１のたわみの影響を低減させることができ、アモルファスシリコン膜２０４に照射されるレーザ光の焦点深度（ＤＯＦ）から外れてしまうことを抑制することができる。よって、均一に結晶化されたポリシリコン膜２０５を形成することができる。

その後、図２３（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。

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。

＜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２４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２４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。

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２４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、本実施の形態は、以下に説明される構成に限られるものではない。例えば、本実施の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。

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２４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。

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ごとに配置された有機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。

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。

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絶縁基板であり、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。

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。

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、本実施の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、本実施の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。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の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。

１ レーザ照射装置の基本構成
２ レーザ照射装置
１０ 浮上ユニット
１１ 搬送ユニット
１２ 保持機構
１３ 移動機構
１４ レーザ発生装置
１５ レーザ光、レーザ照射位置
１６ 被処理体
６０ 浮上ユニット
６０ａ 第１の領域
６０ｂ 第２の領域
６０ｃ 第３の領域
６０ｄ 第４の領域
６０ｅ 照射領域
６０ｆ モニタ領域
６１＿１〜６１＿４ 搬送ユニット
６２＿１〜６２＿４ 保持機構
６３＿１〜６３＿４ 移動機構
６５ レーザ光、レーザ照射位置
６６ 被処理体
６７ 補助浮上ユニット
６８ 回転機構
６９ アライメント機構
７１ 結晶化領域
８１ 台座
８２ 蓋部
Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ２１、Ｇ２２、Ｇ１ｘ、Ｇ１ｙ、Ｇ２ｘ、Ｇ２ｙ 溝
Ｈ１、Ｈ２ 排気用貫通孔
Ｌ１、Ｌ２ 配管
ＰＴ 仕切壁
ＳＷ 側壁
Ｖ１、Ｖ２ バルブ
ＶＧ 真空発生装置
ＶＨ１、ＶＨ２ 吸引孔

Claims (18)

1. ガスを上向きに噴射して板状の被処理体を浮上させる浮上ユニットと、
   前記浮上ユニットによって浮上している前記被処理体に対して照射するレーザ光を発生させるレーザ発生装置と、
   前記浮上ユニットによって浮上している前記被処理体を吸着し、回転させる回転機構と、を備えたレーザ発生装置であって、
   前記回転機構は、
   第１及び第２の排気用貫通孔を備える台座と、
   前記台座を覆うと共に、前記被処理体を吸着するための複数の第１及び第２の吸引孔を備える蓋部と、
   前記台座と前記蓋部とによって構成される減圧室を排気する排気装置と、
   前記第１の排気用貫通孔と前記排気装置との間の配管上に設けられた第１のバルブと、
   前記第２の排気用貫通孔と前記排気装置との間の配管上に、前記第１のバルブと並列に設けられた第２のバルブと、有し、
   前記減圧室は、仕切壁によって、前記第１の排気用貫通孔及び前記複数の第１の吸引孔に連通して中心側に位置する第１の減圧室と、前記第２の排気用貫通孔及び前記複数の第２の吸引孔に連通して外周側に位置する第２の減圧室と、に仕切られており、
   前記第１及び第２の減圧室が前記排気装置によって互いに独立に排気される、
   レーザ照射装置。
2. 前記蓋部における前記被処理体との接触面に、前記複数の第１の吸引孔同士を連通する第１の溝が形成されている、
   請求項１に記載のレーザ照射装置。
3. 前記蓋部における前記被処理体との接触面に、前記複数の第２の吸引孔同士を連通する第２の溝が形成されている、
   請求項２に記載のレーザ照射装置。
4. 前記第１及び第２の溝がそれぞれウェブ状に形成されている、
   請求項３に記載のレーザ照射装置。
5. 前記第１及び第２の溝がそれぞれ格子状に形成されている、
   請求項３に記載のレーザ照射装置。
6. 前記第２の排気用貫通孔を複数有し、当該複数の第２の排気用貫通孔が円周方向に等間隔に配置されている、
   請求項１に記載のレーザ照射装置。
7. （ａ）被処理体を浮上搬送してレーザ光を照射し、
   （ｂ）前記レーザ光を照射された後、浮上している前記被処理体を、回転機構が吸着して回転させ、
   （ｃ）前記回転機構によって回転された前記被処理体を、浮上搬送して前記レーザ光を再度照射するレーザ照射方法であって、
   前記回転機構は、
   第１及び第２の排気用貫通孔を備える台座と、
   前記台座を覆うと共に、前記被処理体を吸着するための複数の第１及び第２の吸引孔を備える蓋部と、
   前記台座と前記蓋部とによって構成される減圧室を排気する排気装置と、
   前記第１の排気用貫通孔と前記排気装置との間の配管上に設けられた第１のバルブと、
   前記第２の排気用貫通孔と前記排気装置との間の配管上に、前記第１のバルブと並列に設けられた第２のバルブと、有し、
   前記減圧室は、仕切壁によって、前記第１の排気用貫通孔及び前記複数の第１の吸引孔に連通して中心側に位置する第１の減圧室と、前記第２の排気用貫通孔及び前記複数の第２の吸引孔に連通して外周側に位置する第２の減圧室と、に仕切られており、
   前記回転機構が前記被処理体を吸着する際、前記第１の減圧室を前記排気装置によって排気した後、前記第２の減圧室を前記排気装置によって排気する、
   レーザ照射方法。
8. 前記蓋部における前記被処理体との接触面に、前記複数の第１の吸引孔同士を連通する第１の溝が形成されている、
   請求項７に記載のレーザ照射方法。
9. 前記蓋部における前記被処理体との接触面に、前記複数の第２の吸引孔同士を連通する第２の溝が形成されている、
   請求項８に記載のレーザ照射方法。
10. 前記第１及び第２の溝がそれぞれウェブ状に形成されている、
    請求項９に記載のレーザ照射方法。
11. 前記第１及び第２の溝がそれぞれ格子状に形成されている、
    請求項９に記載のレーザ照射方法。
12. 前記第２の排気用貫通孔を複数有し、当該複数の第２の排気用貫通孔が円周方向に等間隔に配置されている、
    請求項７に記載のレーザ照射方法。
13. （Ａ）基板上に非晶質膜を形成するステップと、
    （Ｂ）前記非晶質膜にレーザ光を照射して前記非晶質膜を結晶化させるステップと、を含む半導体装置の製造方法であって、
    前記（Ｂ）のステップは、前記基板を浮上搬送して前記非晶質膜にレーザ光を照射するステップであり、
    （ａ）被処理体を浮上搬送してレーザ光を照射し、
    （ｂ）前記レーザ光を照射された後、浮上している前記被処理体を、回転機構が吸着して回転させ、
    （ｃ）前記回転機構によって回転された前記被処理体を、浮上搬送して前記レーザ光を再度照射し、
    前記回転機構は、
    第１及び第２の排気用貫通孔を備える台座と、
    前記台座を覆うと共に、前記被処理体を吸着するための複数の第１及び第２の吸引孔を備える蓋部と、
    前記台座と前記蓋部とによって構成される減圧室を排気する排気装置と、
    前記第１の排気用貫通孔と前記排気装置との間の配管上に設けられた第１のバルブと、
    前記第２の排気用貫通孔と前記排気装置との間の配管上に、前記第１のバルブと並列に設けられた第２のバルブと、有し、
    前記減圧室は、仕切壁によって、前記第１の排気用貫通孔及び前記複数の第１の吸引孔に連通して中心側に位置する第１の減圧室と、前記第２の排気用貫通孔及び前記複数の第２の吸引孔に連通して外周側に位置する第２の減圧室と、に仕切られており、
    前記回転機構が前記被処理体を吸着する際、前記第１の減圧室を前記排気装置によって排気した後、前記第２の減圧室を前記排気装置によって排気する、
    半導体装置の製造方法。
14. 前記蓋部における前記被処理体との接触面に、前記複数の第１の吸引孔同士を連通する第１の溝が形成されている、
    請求項１３に記載の半導体装置の製造方法。
15. 前記蓋部における前記被処理体との接触面に、前記複数の第２の吸引孔同士を連通する第２の溝が形成されている、
    請求項１４に記載の半導体装置の製造方法。
16. 前記第１及び第２の溝がそれぞれウェブ状に形成されている、
    請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
17. 前記第１及び第２の溝がそれぞれ格子状に形成されている、
    請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
18. 前記第２の排気用貫通孔を複数有し、当該複数の第２の排気用貫通孔が円周方向に等間隔に配置されている、
    請求項１３に記載の半導体装置の製造方法。

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