JP6803177B2 - レーザ照射装置 - Google Patents

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Description

本発明はレーザ照射装置に関し、例えば、板状のワーク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に関する。
板状のワークを浮上搬送しつつ、当該ワークに対してレーザビームを照射するレーザ照射装置が知られている。
ところで、特許文献１、２には、水平に載置された多孔質板からガスを上向きに噴出させることにより、板状のワークを浮上させる技術が開示されている。ここで、多孔質板は、特許文献１、２に開示されているように、台座に対して接着剤により接合されている。
特開２００８−１１０８５２号公報 特許第５５１２０５２号公報
発明者は、板状のワーク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、様々な課題を見出した。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及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、第１及び第２の浮上ユニットは、それぞれ、台座と、台座の上面に接着層により接合された多孔質板と、を有し、台座が、少なくとも間隙に面した外周縁に、上側に突出した立ち上がり部を有すると共に、多孔質板が、立ち上がり部と嵌合する切欠き部を有し、接着層が、切欠き部と嵌合した立ち上がり部の内壁に沿って形成されている。
他の実施の形態に係るレーザ照射装置では、多孔質板に形成された複数の第１の貫通孔及び金属製の中板に形成された複数の第２の貫通孔を介してガスが吸引され、複数の第１の貫通孔の直径は複数の第２の貫通孔の直径より大きい。
前記一実施の形態によれば、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。
実施の形態１に係るレーザ照射装置の概要を示す模式的断面図である。 浮上ユニット３０ａ、３０ｂと板状ワーク１００との位置関係を示す平面図である。 実施の形態１の比較例１に係る浮上ユニットの断面図であって、図２のＶ−Ｖ断面図に対応する図である。 実施の形態１の比較例２に係る浮上ユニットの断面図であって、図２のＶ−Ｖ断面図に対応する図である。 図２のＶ−Ｖ断面図である。 台座３１に形成された接着層３４を示す平面図である。 図５において一点鎖線で囲われた部分の拡大図である。 実施の形態１の変形例に係る浮上ユニットの断面図である。 台座３１に形成された接着層３４を示す平面図である。 実施の形態２の比較例に係る浮上ユニットの断面図であって、図２のＶ−Ｖ断面図に対応する図である。 実施の形態２に係る浮上ユニットの斜視図である。 実施の形態２に係る浮上ユニットの分解斜視図である。 実施の形態２に係る浮上ユニットの分解斜視図である。 図１１のＸＩＶ−ＸＩＶ断面図である。 台座３１に形成された接着層３４ａ、３４ｄを示す平面図である。 短尺多孔質板３２ａ、３２ｂの接合部の拡大図である。 吸引経路（多孔質板３２の貫通孔３２３及び中板３３の貫通孔３３３）、減圧室３６、及び減圧用貫通孔３１３を模式的に示した断面図である。
以下、具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜簡略化されている。
（実施の形態１）
＜レーザ照射装置の全体構成＞
まず、図１を参照して、実施の形態１に係るレーザ照射装置の全体構成について説明する。図１は、実施の形態１に係るレーザ照射装置の概要を示す模式的断面図である。実施の形態１に係るレーザ照射装置は、ガラス基板上に形成されたアモルファスシリコン膜にレーザビームを照射して多結晶化するエキシマレーザアニール装置に好適である。あるいは、実施の形態１に係るレーザ照射装置は、ガラス基板上に形成された剥離層に基板側からレーザビームを照射して剥離層を剥離するレーザ剥離装置などに適用することもできる。
図１に示すように、実施の形態１に係るレーザ照射装置１は、レーザ照射部１０、局所シール部２０、浮上ユニット３０ａ、３０ｂを備えている。実施の形態１に係るレーザ照射装置１は、例えばガラス基板などの板状ワーク１００を浮上搬送しつつレーザビームＬＢを照射する。
なお、図１に示した右手系ｘｙｚ座標は、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平面が水平面であって、ｚ軸プラス向きが鉛直上向きとなる。
レーザ照射部１０は、レーザ発振器１１、及び光学系モジュール１２を備えている。レーザ発振器１１は、レーザ光源であって、例えばエキシマレーザや固体レーザなどの紫外線レーザ発振器である。レーザ発振器１１において生成されたレーザ光が、レンズやミラーから構成された光学系モジュール１２に導入される。光学系モジュール１２から出射されたレーザビームＬＢは、浮上搬送されている板状ワーク１００上に集光される。なお、図２を参照して後述するように、レーザビームＬＢは、板状ワーク１００上において、ｙ軸方向を長手方向とするラインビームである。
局所シール部２０は、光学系モジュール１２の下側において、レーザビームＬＢを囲うように設けられている。板状ワーク１００におけるレーザビームＬＢの照射領域に向けて、局所シール部２０から窒素ガスなどの不活性ガスが噴射される。そのため、例えば板状ワーク１００上においてレーザビームＬＢによりアニールされたシリコン膜の酸化を抑制することができる。なお、局所シール部２０は、必須ではない。
浮上ユニット３０ａ、３０ｂは、水平に設置された板状の部材であって、上面から上向きにガスを噴射して板状ワーク１００を水平に浮上させる。例えば、板状ワーク１００を２００μｍ程度浮上させる。浮上ユニット３０ａ、３０ｂは、所定の間隔で板状ワーク１００の搬送方向（ｘ軸方向）に並んで配置されている。浮上ユニット（例えば、第１の浮上ユニット）３０ａと浮上ユニット（例えば、第２の浮上ユニット）３０ｂとの間の間隙において、レーザビームＬＢが照射される。
浮上ユニット３０ａ、３０ｂは、それぞれ台座３１と多孔質板３２とを有している。板状の台座３１の上面に多孔質板３２が貼り付けられている。台座３１は、例えばアルミニウムやステンレスなどの金属製の板状部材である。台座３１に加圧されたガスが導入され、そのガスが多孔質板３２の内部の微細な気孔（すなわち細孔）を通過して多孔質板３２の上面から噴射される。
多孔質板３２は、板状ワーク１００の搬送時に、板状ワーク１００と対向している。
多孔質板３２は、例えば、多孔質セラミックス、多孔質カーボン、多孔質金属などからなる。カーボンは、使用時に板状ワーク１００との接触で削れてしまったり、レーザビームＬＢの照射領域でパーティクルが発生してしまう虞がある。また、多孔質カーボンは高価である。そのため、削れやパーティクルが発生し難く、安価なセラミックスを使用することが好ましい。例えば、気孔径０．１〜５０μｍ（好ましくは１〜１０μｍ）、気孔率１０〜６０％（好ましくは３５〜４５％）のアルミナセラミックスを使用することができる。
ここで、図２を参照して、浮上ユニット３０ａ、３０ｂと板状ワーク１００との平面視における位置関係について説明する。図２は、浮上ユニット３０ａ、３０ｂと板状ワーク１００との位置関係を示す平面図である。さらに、図２には、板状ワーク１００上におけるレーザビームＬＢが二点鎖線で示されている。なお、図２に示した右手系ｘｙｚ座標は、図１と一致している。
図２に示すように、浮上ユニット３０ａ、３０ｂは、それぞれ矩形状の平面形状を有している。図２の例では、板状ワーク１００の搬送方向（ｘ軸方向）が、浮上ユニット３０ａ、３０ｂの長手方向に一致しており、ｙ軸方向が、浮上ユニット３０ａ、３０ｂの幅方向に一致している。
上述の通り、レーザビームＬＢは、ｙ軸方向を長手方向とするラインビームであって、浮上ユニット３０ａ、３０ｂの間隙に照射される。レーザビームＬＢのｙ軸方向の長さは、例えば、板状ワーク１００のｙ軸方向の長さ（すなわち板状ワーク１００の幅）と同程度もしくはそれ以下である。レーザビームＬＢの照射位置は固定されているが、板状ワーク１００がｘ軸プラス方向に搬送される。そのため、板状ワーク１００の表面全体にレーザビームＬＢを照射することができる。なお、１回の搬送で板状ワーク１００の表面全体にレーザビームＬＢを照射するのではなく、複数回の搬送に分割して板状ワーク１００の表面全体にレーザビームＬＢを照射してもよい。また、必ずしも板状ワーク１００の表面全体にレーザビームＬＢを照射する必要はない。
＜実施の形態１の比較例１に係る浮上ユニット＞
次に、図３を参照して、発明者が事前に検討した実施の形態１の比較例１に係る浮上ユニットについて説明する。図３は、実施の形態１の比較例１に係る浮上ユニットの断面図であって、図２のＶ−Ｖ断面図に対応する図である。なお、図３に示した右手系ｘｙｚ座標は、図１と一致している。
実施の形態１の比較例１に係る浮上ユニット３００ｂは、台座３１０と多孔質板３２０とを有している。ここで、台座３１０及び多孔質板３２０は、いずれも単純な板形状を有している。多孔質板３２０は、樹脂接着剤からなる接着層３４０により、板状の台座３１０の上面に貼り付けられている。接着層３４０は台座３１０の外周縁に沿って平面視で四角環状に形成されている。
そのため、台座３１０、多孔質板３２０、接着層３４０に囲まれた空間である加圧室３５０が形成される。台座３１０には上面と下面とを貫通する加圧用貫通孔３１１が形成されている。加圧用貫通孔３１１を介して、加圧室３５０に加圧されたガスが導入され、そのガスが多孔質板３２０の内部の微細な気孔を通過して多孔質板３２０の上面から噴射される。そのため、板状ワーク１００を浮上させることができる。
図３に示すように、実施の形態１の比較例１に係る浮上ユニット３００ｂでは、接着層３４０が台座３１０の外周縁に沿って形成されている。そのため、レーザビームＬＢの照射に伴って発生する紫外線が容易に接着層３４０に到達し、接着層３４０が劣化する。接着層３４０が劣化すると、加圧室３５０の気密性が低下し、多孔質板３２０の上面から噴射されるガスが減少する。そのため、板状ワーク１００を精度よく浮上させることができなくなる。また、接着層３４０が劣化する際に樹脂接着剤自体からガスが発生し、レーザビームＬＢの照射結果に悪影響を及ぼす。
＜実施の形態１の比較例２に係る浮上ユニット＞
次に、図４を参照して、発明者等が事前に検討した実施の形態１の比較例２に係る浮上ユニットについて説明する。図４は、実施の形態１の比較例２に係る浮上ユニットの断面図であって、図２のＶ−Ｖ断面図に対応する図である。なお、図４に示した右手系ｘｙｚ座標は、図１と一致している。
図３に示した比較例１では、台座３１０が単純な板形状を有していたのに対し、図４に示した比較例２では、台座３１０の外周縁に上側に突出した立ち上がり部３１２が形成されている。立ち上がり部３１２は台座３１０の外周縁に沿って平面視で四角環状に形成されている。
また、図３に示した比較例１では、多孔質板３２０が台座３１０と同じ大きさであったのに対し、図４に示した比較例２では、多孔質板３２０が台座３１０よりも一回り小さく、立ち上がり部３１２の内側に配置されている。
そして、図３に示した比較例１では、接着層３４０が台座３１０の外周縁に沿って形成されていたのに対し、図４に示した比較例２では、接着層３４０が立ち上がり部３１２の内壁に沿って形成されている。
図４に示すように、実施の形態１の比較例２に係る浮上ユニット３００ｂでは、接着層３４０が立ち上がり部３１２の内壁に沿って内側に形成されている。そのため、レーザビームＬＢの照射に伴って発生する紫外線が、立ち上がり部３１２により遮られ、第１の比較例よりも接着層３４０の劣化を抑制することができる。しかしながら、台座３１０の立ち上がり部３１２と多孔質板３２０との間の隙間から侵入した紫外線が接着層３４０に到達し、接着層３４０が劣化する虞があった。
＜実施の形態１に係る浮上ユニット＞
次に、図５、図６を参照して、実施の形態１に係る浮上ユニットの詳細について説明する。図５は、図２のＶ−Ｖ断面図である。図６は、台座３１に形成された接着層３４を示す平面図である。図７は、図５において一点鎖線で囲われた部分の拡大図である。なお、図５〜図７に示した右手系ｘｙｚ座標は、図１と一致している。浮上ユニット３０ａ、３０ｂは、ｙｚ平面に関して鏡面対称の構成を有しており、同様であるため、浮上ユニット３０ｂの構成について説明する。
実施の形態１に係る浮上ユニット３０ｂは、台座３１と多孔質板３２とを有している。
図５に示すように、実施の形態１に係る台座３１は、図４に示した比較例２に係る台座３１０と同様に、外周縁に上側に突出した立ち上がり部３１２が形成された板状部材である。図６に示すように、立ち上がり部３１２は台座３１の外周縁に沿って平面視で四角環状に形成されている。
また、台座３１には設置精度が要求されるため、台座３１の下面は研磨される。台座３１の下面を精度良く研磨するには、台座３１の厚さｔ１を例えば１０ｍｍ程度以上にすることが好ましい。
実施の形態１に係る多孔質板３２は、図５に示すように、台座３１と同じ大きさである。また、図７に示すように、外周縁に沿って台座３１の立ち上がり部３１２と嵌合する切欠き部３２１が形成されている。切欠き部３２１は多孔質板３２の外周縁に沿って平面視で四角環状に形成されている。
図５に示すように、多孔質板３２は、樹脂接着剤からなる接着層３４により、台座３１の上面に貼り付けられている。ここで、図７に示すように、接着層３４は、多孔質板３２の切欠き部３２１と嵌合した台座３１の立ち上がり部３１２の内壁に沿って形成されている。
図６に示すように、接着層３４は台座３１の立ち上がり部３１２の内壁に沿って平面視で四角環状に形成されている。ここで、接着層３４は、立ち上がり部３１２の内壁に密着している必要はない。接着層３４を構成する樹脂接着剤としては、例えばエポキシ系接着剤を使用することができる。
図５に示すように、台座３１、多孔質板３２、接着層３４に囲まれた空間である加圧室３５が形成される。台座３１には上面と下面とを貫通する加圧用貫通孔３１１が、ｘ軸方向プラス側の端部に形成されている。加圧用貫通孔３１１を介して、加圧室３５に加圧されたガスが導入され、そのガスが多孔質板３２の内部の微細な気孔を通過して多孔質板３２の上面から噴射される。そのため、板状ワーク１００を浮上させることができる。なお、図示しないが、加圧用貫通孔３１１には配管を介してコンプレッサやブロワなどの加圧装置が接続されている。
上述の通り、実施の形態１に係る浮上ユニット３０ｂでは、台座３１の外周縁に上側に突出した立ち上がり部３１２が形成されている。また、多孔質板３２の外周縁に台座３１の立ち上がり部３１２と嵌合する切欠き部３２１が形成されている。そして、切欠き部３２１と嵌合した立ち上がり部３１２の内壁に沿って、接着層３４が形成されている。
通常、多孔質板３２の切欠き部３２１と台座３１の立ち上がり部３１２とは密着しているため、レーザビームＬＢの照射に伴って発生する紫外線が、接着層３４に到達することはない。仮に、切欠き部３２１と立ち上がり部３１２との間に隙間が生じ、当該隙間から紫外線が侵入したとしても、切欠き部３２１と嵌合した立ち上がり部３１２の内側に形成された接着層３４までは到達し難い。従って、このような構成により、接着層３４の劣化を効果的に抑制することができる。
＜実施の形態１の変形例に係る浮上ユニット＞
次に、図８、図９を参照して、実施の形態１の変形例に係る浮上ユニットの詳細について説明する。図８は、実施の形態１の変形例に係る浮上ユニットの断面図である。図８は、図５に対応している。図９は、台座３１に形成された接着層３４を示す平面図である。
図６に示すように、実施の形態１に係る浮上ユニット３０ｂの台座３１は、外周縁全体に立ち上がり部３１２が形成されている。これに対し、図８、図９に示すように、実施の形態１の変形例に係る浮上ユニット３０ｂの台座３１は、レーザビームＬＢが照射される隙間に面した外周縁のみに立ち上がり部３１２が形成されている。その他の外周縁には、立ち上がり部３１２が形成されていない。すなわち、図９に示すように、立ち上がり部３１２が、ｘ軸方向マイナス側の外周縁に沿って、ｙ軸方向に直線状に形成されている。
また、図８に示すように、実施の形態１の変形例に係る浮上ユニット３０ｂの多孔質板３２は、レーザビームＬＢが照射される隙間に面した外周縁のみに立ち上がり部３１２と嵌合する切欠き部３２１が形成されている。その他の外周縁には、切欠き部３２１が形成されていない。すなわち、切欠き部３２１が、ｘ軸方向マイナス側の外周縁に沿って、ｙ軸方向に直線状に形成されている。
図８に示すように、多孔質板３２は、樹脂接着剤からなる接着層３４により、台座３１の上面に貼り付けられている。ここで、図８、図９に示すように、接着層３４は、多孔質板３２の切欠き部３２１と嵌合した台座３１の立ち上がり部３１２の内壁に沿って内側に形成されている。他方、図９に示すように、レーザビームＬＢが照射される隙間に面していない外周縁には立ち上がり部３１２は形成されておらず、当該外周縁に接着層３４が形成されている。そのため、接着層３４は、平面視で四角環状に形成されている。
上述の通り、実施の形態１に係る浮上ユニット３０ｂでは、レーザビームＬＢが照射される隙間に面した台座３１の外周縁に上側に突出した立ち上がり部３１２が形成されている。また、レーザビームＬＢが照射される隙間に面した多孔質板３２の外周縁に立ち上がり部３１２と嵌合する切欠き部３２１が形成されている。そして、切欠き部３２１と嵌合した立ち上がり部３１２の内壁に沿って内側に、接着層３４が形成されている。
通常、多孔質板３２の切欠き部３２１と台座３１の立ち上がり部３１２とは密着しているため、レーザビームＬＢの照射に伴って発生する紫外線が、接着層３４に到達することはない。仮に、切欠き部３２１と立ち上がり部３１２との間に隙間が生じ、当該隙間から紫外線が侵入したとしても、切欠き部３２１と嵌合した立ち上がり部３１２の内側に形成された接着層３４までは到達し難い。従って、接着層３４の劣化を効果的に抑制することができる。
なお、実施の形態１の変形例に係る浮上ユニット３０ｂでは、レーザビームＬＢが照射される隙間に面していない外周縁には立ち上がり部３１２は形成されておらず、当該外周縁に接着層３４が形成されている。しかしながら、レーザビームＬＢが照射される隙間に面していないため、外周縁に接着層３４が形成されていても、接着層３４には紫外線がほとんど到達しない。
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係るレーザ照射装置について説明する。実施の形態２に係るレーザ照射装置の全体構成は、図１、図２に示した実施の形態１に係るレーザ照射装置の全体構成と同様であるため、説明を省略する。実施の形態２に係るレーザ照射装置は、浮上ユニットの構成が実施の形態１に係るレーザ照射装置と異なる。
＜実施の形態２の比較例に係る浮上ユニット＞
まず、図１０を参照して、発明者が事前検討した実施の形態２の比較例に係る浮上ユニットについて説明する。図１０は、実施の形態２の比較例に係る浮上ユニットの断面図であって、図２のＶ−Ｖ断面図に対応する図である。なお、図１０に示した右手系ｘｙｚ座標は、図１と一致している。
図１０に示すように、実施の形態２の比較例に係る浮上ユニット３００ｂは、図３に示した実施の形態１の比較例１に係る台座３１０と多孔質板３２０に加え、両者の間に中板３３０を備えている。ここで、中板３３０は、台座３１０、多孔質板３２０と同様に、単純な板形状を有している。中板３３０は、台座３１０と同様に、例えばアルミニウムやステンレスなどの金属製の板状部材であって、台座３１０と同じ大きさである。中板３３０の厚さｔ２は、台座３１０の厚さｔ１よりも小さい。
多孔質板３２０は、接着層３４０ａにより、板状の中板３３０の上面に貼り付けられている。接着層３４０ａは中板３３０の上面の外周縁に沿って平面視で四角環状に形成されている。
中板３３０は、接着層３４０ｄにより、台座３１０の上面に貼り付けられている。接着層３４０ｄは台座３１０の上面の外周縁に沿って平面視で四角環状に形成されている。
図１０に示すように、多孔質板３２０、中板３３０及び接着層３４０ａに囲まれた空間である加圧室３５０が形成される。台座３１０には上面と下面とを貫通する加圧用貫通孔３１１が、ｘ軸方向プラス側の端部に形成されている。中板３３０には、加圧用貫通孔３３４が形成されている。そして、台座３１０の加圧用貫通孔３１１と中板３３０の加圧用貫通孔３３４とは、対応した位置に形成されており、環状の接着層３４０ｅにより接続されている。また、接着層３４０ａにより、加圧室３５０と減圧室３６０とが仕切られ、それぞれの気密性が維持されている。
台座３１０の加圧用貫通孔３１１、接着層３４０ｅ、及び中板３３０の加圧用貫通孔３３４を介して、加圧室３５０に加圧されたガスが導入され、そのガスが多孔質板３２０の内部の微細な気孔を通過して多孔質板３２０の上面から噴射される。そのため、板状ワーク１００を浮上させることができる。
他方、図１０に示すように、台座３１０、中板３３０、接着層３４０ｄに囲まれた空間である減圧室３６０が形成される。台座３１０には上面と下面とを貫通する減圧用貫通孔３１３が、中心部に形成されている。減圧用貫通孔３１３を介して、減圧室３６０のガスが排気される。
ここで、減圧室３６０を構成する中板３３０には、略全面に亘って、多数の貫通孔３３３が形成されている。また、多孔質板３２０にも、略全面に亘って、多数の貫通孔３２３が形成されている。そして、多孔質板３２０の貫通孔３２３と中板３３０の貫通孔３３３とは、対応した位置に形成されており、環状の接着層３４０ｂにより接続されている。従って、多孔質板３２０上のガスが、多孔質板３２０の貫通孔３２３、接着層３４０ｂ、及び中板３３０の貫通孔３３３を介して吸引される。そのため、板状ワーク１００を吸引することができる。また、接着層３４０ｂにより、加圧室３５０と減圧室３６０とが仕切られ、それぞれの気密性が維持されている。
すなわち、実施の形態２の比較例に係る浮上ユニット３００ｂは、多孔質板３２０の気孔からガスを噴射して板状ワーク１００を浮上させつつ、多孔質板３２０の貫通孔３２３からガスを吸引して板状ワーク１００を吸引している。このように、ガスの加圧による浮上と、ガスの減圧による吸引とをバランスさせることにより、図３に示した実施の形態１の比較例１に係る浮上ユニット３００ｂより精度よく板状ワーク１００を浮上させることができる。具体的には、レーザビームＬＢの焦点位置に、より精度よく板状ワーク１００を浮上させることができる。
図１０に示すように、実施の形態２の比較例に係る浮上ユニット３００ｂでは、接着層３４０ａが中板３３０の上面の外周縁に沿って形成されており、接着層３４０ｄが台座３１０の上面の外周縁に沿って形成されている。そのため、レーザビームＬＢの照射に伴って発生する紫外線が容易に接着層３４０ａ、３４０ｄに到達し、接着層３４０ａ、３４０ｄが劣化する。
接着層３４０ａが劣化すると、加圧室３５０の気密性が低下し、多孔質板３２０の上面から噴射されるガスが減少する。他方、接着層３４０ｄが劣化すると、減圧室３６０の気密性が低下し、多孔質板３２０の貫通孔３２３から吸引されるガスが減少する。そのため、精度よく板状ワーク１００を浮上させることができなくなる。
＜実施の形態２に係る浮上ユニット＞
次に、図１１〜図１５を参照して、実施の形態２に係る浮上ユニットについて説明する。図１１は、実施の形態２に係る浮上ユニットの斜視図である。図１２、図１３は、実施の形態２に係る浮上ユニットの分解斜視図である。図１４は、図１１のＸＩＶ−ＸＩＶ断面図である。図１４は、図２のＶ−Ｖ断面図に対応している。図１５は、台座３１に形成された接着層３４ａ、３４ｄを示す平面図である。
なお、図１１〜図１５に示した右手系ｘｙｚ座標は、図１と一致している。
図１１に示すように、実施の形態２に係る浮上ユニット３０ｂも、外見上は、実施の形態１に係る浮上ユニット３０ｂと同様に、台座３１に多孔質板３２が接合された構成を有している。ここで、実施の形態２に係る浮上ユニット３０ｂでは、多孔質板３２が長手方向（ｘ軸方向）の中央部において、２つに分割されている。すなわち、２枚の短尺多孔質板３２ａ、３２ｂが長手方向中央部で接合されることにより、長尺の多孔質板３２が構成されている。セラミックス製の場合、１枚の長尺の多孔質板よりも、２枚の短尺多孔質板を接合したものの方が、容易かつ安価に製造することができる。
他方、図１２に示すように、実施の形態２に係る浮上ユニット３０ｂは、台座３１と多孔質板３２に加え、中板３３を備えている。中板３３は、台座３１と同様に、例えばアルミニウムやステンレスなどの金属製の板状部材である。図１３に示すように、中板３３は台座３１よりも一回り小さく、台座３１に収容されている。
図１２に示すように、実施の形態２に係る多孔質板３２には、略全面に亘って、多数の貫通孔（第１の貫通孔）３２３が長手方向（ｘ軸方向）及び幅方向（ｙ軸方向）に等間隔に配置されている。
中板３３にも、略全面に亘って、多数の貫通孔（第２の貫通孔）３３３が長手方向（ｘ軸方向）及び幅方向（ｙ軸方向）に等間隔に配置されている。多孔質板３２の貫通孔３２３と中板３３の貫通孔３３３とは、対応した位置に設けられている。
台座３１には、加圧用貫通孔３１１に加え、減圧用貫通孔３１３が形成されている。加圧用貫通孔３１１は、ｘ軸方向プラス側の端部中央に形成されている。減圧用貫通孔３１３は、中心部に形成されている。
次に、図１４、図１５を参照して、実施の形態２に係る浮上ユニット３０ｂの構成についてさらに説明する。
図１４に示すように、実施の形態２に係る台座３１は、図５に示した実施の形態１に係る台座３１と同様に、外周縁に上側に突出した立ち上がり部３１２が形成された板状部材である。図１５に示すように、立ち上がり部３１２は台座３１の外周縁に沿って平面視で四角環状に形成されている。
また、台座３１には設置精度が要求されるため、台座３１の下面は研磨される。台座３１の下面を精度良く研磨するには、台座３１の厚さｔ１を例えば１０ｍｍ程度以上にすることが好ましい。
図１４に示すように、実施の形態２に係る多孔質板３２は、２枚の短尺多孔質板３２ａ、３２ｂが長手方向中央部で接着層３４ｃにより接合されたものである。接着層３４ｃにより加圧室３５の気密性が保たれている。ここで、図１６は、短尺多孔質板３２ａ、３２ｂの接合部の拡大図である。図１６に示すように、短尺多孔質板（第１の板）３２ａにおける短尺多孔質板（第２の板）３２ｂとの突き合わせ端面には、下側に凸部３２２ａが形成されている。また、短尺多孔質板３２ｂにおける短尺多孔質板３２ａとの突き合わせ端面には、上側に凸部３２２ｂが形成されている。そして、短尺多孔質板３２ａの凸部３２２ａと、短尺多孔質板３２ｂの凸部３２２ｂとの間に接着層３４ｃが形成されている。
図１４に示すように、短尺多孔質板３２ａ、３２ｂの接合部は、レーザビームＬＢの照射位置から離れているため、レーザビームＬＢの照射に伴って発生する紫外線は当該接合部まで到達し難い。また、仮に、紫外線が当該接合部まで到達したとしても、図１６に示すように、短尺多孔質板３２ｂの凸部３２２ｂによって遮られ、接着層３４ｃの劣化を効果的に抑制することができる。
図１４に示すように、多孔質板３２は、台座３１と同じ大きさである。また、外周縁に沿って台座３１の立ち上がり部３１２と嵌合する切欠き部３２１が形成されている。切欠き部３２１は多孔質板３２の外周縁に沿って平面視で四角環状に形成されている。多孔質板３２は、樹脂接着剤からなる接着層３４ａにより、台座３１の上面に貼り付けられている。ここで、接着層３４ａは、多孔質板３２の切欠き部３２１と嵌合した台座３１の立ち上がり部３１２の内壁に沿って形成されている。図１５に示すように、接着層３４ａは台座３１の立ち上がり部３１２の内壁に沿って平面視で四角環状に形成されている。
また、図１４に示すように、実施の形態２に係る台座３１では、接着層３４ａによって囲まれた領域が下側に掘り込まれており、減圧室３６を構成する空洞が形成されている。この空洞の周縁にはザグリ溝３１４が設けられている。このザグリ溝３１４に中板３３が嵌め込まれると共に、ザグリ溝３１４上に形成された接着層３４ｄによって中板３３が台座３１に接着されている。ここで、中板３３の上面は、接着層３４ａが形成された台座３１の上面に一致している。すなわち、中板３３は、多孔質板３２の下方において多孔質板３２と平行に台座３１の内部に収容されている。当然のことながら、中板３３の厚さｔ２は、台座３１の厚さｔ１よりも小さい。
図１５に示すように、接着層３４ｄは接着層３４ａの内側に沿って平面視で四角環状に形成されている。ここで、加圧用貫通孔３１１は、接着層３４ａの内側かつ接着層３４ｄの外側に位置している。
なお、減圧室３６にザグリ溝３１４の底面と同じ高さの突起を複数設け、当該突起の上面に接着層３４ｄを形成することにより、台座３１と中板３３との接着面積を大きくしてもよい。
図１４に示すように、中板３３の上側には、台座３１、多孔質板３２、中板３３及び接着層３４ａに囲まれた空間である加圧室３５が形成される。台座３１には上面と下面とを貫通する加圧用貫通孔３１１が、ｘ軸方向プラス側の端部に形成されている。加圧用貫通孔３１１を介して、加圧室３５に加圧されたガスが導入され、そのガスが多孔質板３２の内部の微細な気孔を通過して多孔質板３２の上面から噴射される。そのため、板状ワーク１００を浮上させることができる。なお、図示しないが、加圧用貫通孔３１１には配管を介してコンプレッサやブロワなどの加圧装置が接続されている。
他方、図１４に示すように、中板３３の下側には、台座３１、中板３３、接着層３４ｄに囲まれた空間である減圧室３６が形成される。このように、中板３３により加圧室３５と減圧室３６とが仕切られている。台座３１には上面と下面とを貫通する減圧用貫通孔３１３が、中心部に形成されている。減圧用貫通孔３１３を介して、減圧室３６のガスが排気される。なお、図示しないが、減圧用貫通孔３１３には配管を介して真空ポンプやエジェクタなどの減圧装置が接続されている。
ここで、減圧室３６を構成する中板３３には、略全面に亘って、多数の貫通孔３３３が形成されている。また、多孔質板３２にも、略全面に亘って、多数の貫通孔３２３が形成されている。そして、多孔質板３２の貫通孔３２３と中板３３の貫通孔３３３とは、対応した位置に形成されており、環状の接着層３４ｂにより接続されている。従って、多孔質板３２上のガスが、多孔質板３２の貫通孔３２３、接着層３４ｂ、及び中板３３の貫通孔３３３を介して減圧室３６に吸引される。そのため、板状ワーク１００を吸引することができる。
すなわち、実施の形態２に係る浮上ユニット３０ｂは、多孔質板３２の気孔からガスを噴射して板状ワーク１００を浮上させつつ、多孔質板３２の貫通孔３２３からガスを吸引して板状ワーク１００を吸引している。このように、ガスの加圧による浮上と、ガスの減圧による吸引とをバランスさせることにより、実施の形態１に係る浮上ユニット３０ｂより精度よく板状ワーク１００を浮上させることができる。具体的には、レーザビームＬＢの焦点位置に、より精度よく板状ワーク１００を浮上させることができる。例えば、板状ワーク１００を２０〜５０μｍ程度において精度よく浮上させることができる。
ここで、板状ワーク１００を精度良く浮上させるには、多孔質板３２の全面において均一に、気孔からガスを噴射しつつ、貫通孔３２３からガスを吸引することが好ましい。
多孔質板３２の気孔径は例えば数μｍ程度と極めて微細であるから、ガス経路の抵抗が大きいため、加圧室３５内の圧力分布を均一にすることができる。その結果、多孔質板３２の全面において均一にガスを噴射することができる。
他方、多孔質板３２の全面において均一にガスを吸引するには、吸引経路（多孔質板３２の貫通孔３２３及び中板３３の貫通孔３３３）の径を小さくし、ガス経路の抵抗を大きくする必要がある。これにより、減圧室３６内の圧力分布を均一にすることができ、多孔質板３２の全面において均一にガスを吸引することができる。
実施の形態２に係る浮上ユニット３０ｂでは、吸引経路を細径化することにより、減圧室３６内の圧力分布を均一にすることができるため、減圧用貫通孔３１３及びこれに接続する配管を１つ（単数）にすることができる。そのため、減圧用貫通孔３１３を複数設ける場合に比べ、構造がシンプルになると共に、製造が容易になり、製造コストも削減することができる。
反対に、吸引経路の径が大きいと、減圧室３６内の圧力分布が不均一になってしまい、多孔質板３２の全面において均一にガスを吸引することができない。具体的には、台座３１の減圧用貫通孔３１３に近い吸引経路からのガスの吸引量が多くなり、台座３１の減圧用貫通孔３１３から遠い吸引経路からのガスの吸引量が少なくなってしまう。
図１７を参照して、多孔質板３２の全面において均一にガスを吸引可能なメカニズムについてさらに詳細に説明する。図１７は、吸引経路（多孔質板３２の貫通孔３２３及び中板３３の貫通孔３３３）、減圧室３６、及び減圧用貫通孔３１３を模式的に示した断面図である。図１７においては、接着層３４ａ及び加圧室３５は省略されている。
多孔質板３２の全面において均一にガスを吸引するには、多孔質板３２の貫通孔３２３から吸引するガス流量Ｑ１〜Ｑ７を等しくする必要がある。そのため、複数設けられた吸引経路（多孔質板３２の貫通孔３２３及び中板３３の貫通孔３３３）の径がいずれも同じであれば、貫通孔３３３の減圧室３６側の開口端における圧力Ｐ１〜Ｐ７を等しくする必要がある。
そこで、実施の形態２に係る浮上ユニット３０ｂでは、吸引経路（多孔質板３２の貫通孔３２３及び中板３３の貫通孔３３３）を細径化し、ガス経路の抵抗を大きくする。このような構成により、多孔質板３２の貫通孔３２３から吸引するガス流量Ｑ１〜Ｑ７の合計よりも、減圧用貫通孔３１３を介して減圧室３５から排気されるガス流量Ｑｔが著しく大きくなる。数式で表現すると、Ｑｔ＞＞Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３＋Ｑ４＋Ｑ５＋Ｑ６＋Ｑ７が成立する。そのため、減圧室３６内の圧力分布が均一になり、圧力Ｐ１〜Ｐ７が互いに等しくなる。その結果、多孔質板３２の貫通孔３２３から吸引するガス流量Ｑ１〜Ｑ７も互いに等しくなる。なお、実際には、吸引経路（多孔質板３２の貫通孔３２３及び中板３３の貫通孔３３３）の径に加工ばらつきが生じるため、ガス流量Ｑ１〜Ｑ７も完全には等しくならず、多少ばらつきが生じる。
上述した吸引経路（多孔質板３２の貫通孔３２３及び中板３３の貫通孔３３３）の細径化は、吸引経路の全長に亘って細径化する必要はなく、吸引経路の一部を細径化すれば足りる。ここで、耐久性向上やパーティクル抑制の観点から多孔質板３２がセラミックス製であることが好ましい。その場合、加工性の問題から貫通孔３２３を微小径（例えば１ｍｍ以下）にすることが難しい。そのため、実施の形態２に係る浮上ユニット３０ｂでは、吸引経路を細径化するに当たり、金属製の中板３３の貫通孔３３３の直径を微小径とし、セラミックス製の多孔質板３２の貫通孔３２３の直径よりも小さくしている。すなわち、上述のガス流量Ｑ１〜Ｑ７は、より細い径を有する中板３３の貫通孔３３３の径によって定まり、中板３３の貫通孔３３３の径の加工ばらつきがガス流量Ｑ１〜Ｑ７に影響する。
多孔質板３２の全面において均一にガスを吸引するため、中板３３の貫通孔３３３の直径は、１ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。他方、セラミックス製の多孔質板３２の貫通孔３２３の直径は、加工を容易にするため、例えば１ｍｍ以上とすることが好ましい。
上述の通り、実施の形態２に係る浮上ユニット３０ｂでは、台座３１の外周縁に上側に突出した立ち上がり部３１２が形成されていると共に、多孔質板３２の外周縁に沿って台座３１の立ち上がり部３１２と嵌合する切欠き部３２１が形成されている。そして、切欠き部３２１と嵌合した立ち上がり部３１２の内壁に沿って内側に、接着層３４ａが形成されている。
通常、多孔質板３２の切欠き部３２１と台座３１の立ち上がり部３１２とは密着しているため、レーザビームＬＢの照射に伴って発生する紫外線が、接着層３４ａに到達することはない。仮に、切欠き部３２１と立ち上がり部３１２との間に隙間が生じ、当該隙間から紫外線が侵入したとしても、切欠き部３２１と嵌合した立ち上がり部３１２の内側に形成された接着層３４ａまでは到達し難い。従って、接着層３４ａの劣化を効果的に抑制することができる。
また、実施の形態２に係る浮上ユニット３０ｂでは、中板３３が台座３１の内部に収容されている。そのため、中板３３を台座３１に接着する接着層３４ｄも台座３１の内部に収容されている。従って、接着層３４ｄの劣化を効果的に抑制することができる。
さらに、中板３３が台座３１の内部に収容されているため、図１０に示した比較例よりも、浮上ユニット３０ｂの厚さ（高さ）を、少なくとも中板３３の厚さｔ２分だけ、小さくすることができる。
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、本発明は既に述べた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において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
１ レーザ照射装置
１０ レーザ照射部
１１ レーザ発振器
１２ 光学系モジュール
２０ 局所シール部
３０ａ、３０ｂ 浮上ユニット
３１ 台座
３２ 多孔質板
３２ａ、３２ｂ 短尺多孔質板
３３ 中板
３４、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ 接着層
３５ 加圧室
３６ 減圧室
１００ 板状ワーク
３１１ 加圧用貫通孔
３１２ 立ち上がり部
３１３ 減圧用貫通孔
３１４ ザグリ溝
３２１ 切欠き部
３２３ 貫通孔
３２２ａ、３２２ｂ 凸部
３３３ 貫通孔

Claims (10)

  1. それぞれがガスを上向きに噴射して板状のワークを浮上させると共に、所定の間隔で並べられた第１及び第２の浮上ユニットと、
    前記第１の浮上ユニットと前記第２の浮上ユニットとの間の間隙において、前記第１の浮上ユニットから前記第２の浮上ユニットに向かって浮上搬送される前記ワークに対して上側からレーザビームを照射するレーザ照射部と、を備え、
    前記第１及び第２の浮上ユニットは、それぞれ、
    紫外線を透過しない金属製の台座と、
    前記台座の上面に接着層により接合された多孔質板と、を有し、
    前記台座が、少なくとも前記間隙に面した外周縁に、上側に突出した立ち上がり部を有すると共に、前記多孔質板が、前記立ち上がり部と嵌合する切欠き部を有し、
    前記接着層が、前記切欠き部と嵌合した前記立ち上がり部の内壁に沿って形成された、
    レーザ照射装置。
  2. 前記立ち上がり部が、前記台座の外周縁全体に形成されている、
    請求項１に記載のレーザ照射装置。
  3. 前記第１及び第２の浮上ユニットは、それぞれ、
    前記多孔質板と平行に前記台座の内部に収容された中板をさらに備え、
    前記中板には、前記多孔質板に形成された複数の第１の貫通孔のそれぞれに接続された複数の第２の貫通孔が形成されており、
    前記多孔質板から噴射するガスを加圧する加圧室と、前記複数の第１及び第２の貫通孔を介してガスを吸引する減圧室とが、前記中板によって仕切られている、
    請求項１に記載のレーザ照射装置。
  4. 前記減圧室を構成する空洞が前記台座に形成されており、
    前記空洞の周縁にザグリ溝が形成されており、当該ザグリ溝に前記中板が嵌め込まれ、接着されている、
    請求項３に記載のレーザ照射装置。
  5. 前記多孔質板がセラミックス製である、
    請求項３に記載のレーザ照射装置。
  6. 前記中板が金属製であって、
    前記第１の貫通孔の直径よりも前記第２の貫通孔の直径が小さい、
    請求項５に記載のレーザ照射装置。
  7. 前記第１の貫通孔の直径が１ｍｍよりも大きく、
    前記第２の貫通孔の直径が１ｍｍ以下である、
    請求項６に記載のレーザ照射装置。
  8. 前記多孔質板が、長手方向において第１の板と第２の板とに分割されている、
    請求項５に記載のレーザ照射装置。
  9. 前記第１の板における前記第２の板との突き合わせ端面の下側に凸部が形成されていると共に、前記第２の板における前記第１の板との突き合わせ端面の上側に凸部が形成されており、
    前記第１の板の凸部と前記第２の板の凸部との間において、前記第１の板と前記第２の板とが接着されている、
    請求項８に記載のレーザ照射装置。
  10. 前記ワークが、上面にアモルファスシリコン膜が形成された基板であって、
    前記アモルファスシリコン膜に前記レーザビームを照射して多結晶化するエキシマレーザアニール装置である、
    請求項１に記載のレーザ照射装置。
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