JP7083645B2 - レーザ処理装置、レーザ処理方法及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

レーザ処理装置、レーザ処理方法及び半導体装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、レーザ処理装置、レーザ処理方法及び半導体装置の製造方法に関し、例えば、レーザ光を照射して半導体装置を製造するレーザ処理装置、レーザ処理方法及び半導体装置の製造方法に関する。
特許文献１には、シリコン基板やガラス基板等に形成された非晶質膜にレーザ光を照射し、非晶質膜を結晶化させるレーザ処理装置が開示されている。
国際公開第２０１５／１７４３４７号
テレビ等のディスプレイの大画面化に伴い、パネル製造に用いられるガラス基板等のサイズが拡大している。さらに、一枚のガラス基板等から取得できるパネルの数を増やすために、ガラス基板等のサイズは拡大傾向にある。ガラス基板等の被処理体のサイズ拡大に伴い、パネル製造工程における被処理体のレーザ処理工程で種々の課題が生じてきた。
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。
一実施の形態にかかるレーザ処理装置は、被処理体を搬出する搬入出装置に対して、前記被処理体の配置位置を指示する制御部を備える。
一実施の形態にかかるレーザ処理方法は、被処理体を搬出する搬入出装置に対して、前記被処理体の配置位置を指示し、前記被処理体に対しレーザ処理を行う工程を含む。
一実施の形態にかかる半導体装置の製造方法は、被基板を搬出する搬入出装置に対して、前記基板の配置位置を指示し、前記基板に対しレーザ処理を行う工程を含む。
実施形態に係るレーザ処理装置を例示した平面図である。 実施形態に係るレーザ処理装置を例示した斜視図である。 実施形態に係るレーザ処理装置のプッシャピンを例示した平面図である。 実施形態に係るレーザ処理装置のプッシャピンを例示した断面図である。 実施形態に係るレーザ処理装置のレーザ光の光路を例示した断面図である。 実施形態に係るレーザ処理装置の通信系統を例示したブロック図である。 実施形態に係るレーザ処理装置で処理される被処理体を例示した平面図であり、Ｇ１０の基板に６０型のパネルを形成する場合を示す。 実施形態に係るレーザ処理装置で処理される被処理体を例示した平面図であり、Ｇ１０の基板に７０型のパネルを形成する場合を示す。 実施形態に係るレーザ処理装置で処理される被処理体を例示した平面図であり、Ｇ１０の基板に８０型のパネルを形成する場合を示す。 実施形態に係るレーザ処理装置で処理される被処理体を例示した平面図であり、Ｇ１０．５の基板に６５型のパネルを形成する場合を示す。 実施形態に係るレーザ処理装置で処理される被処理体を例示した平面図であり、Ｇ１０．５の基板に７５型のパネルを形成する場合を示す。 実施形態に係るレーザ処理装置で処理される被処理体を例示した平面図であり、Ｇ１０．５の基板に８５型のパネルを形成する場合を示す。 実施形態に係るレーザ処理装置を用いたレーザ照射方法を例示したフローチャート図である。 実施形態に係るレーザ処理装置及び搬入出装置の制御部の動作を例示した図である。 実施形態に係るレーザ処理装置及び搬入出装置の制御部の動作を例示した図である。 比較例に係るレーザ処理装置を例示した平面図である。 実施形態の変形例１に係る保持手段を例示した平面図である。 実施形態の変形例２に係るステージを例示した平面図である。 実施形態の変形例２に係るステージを例示した断面図である。 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。 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。
（実施形態）
実施形態に係るレーザ処理装置を説明する。まず、レーザ処理装置の構成を説明する。次に、レーザ処理装置に対して、被処理体の搬入及び搬出を行う搬入出装置、並びに、レーザ処理装置でレーザ処理される被処理体を説明する。その後、レーザ処理装置を用いたレーザ処理方法を説明する。
＜レーザ処理装置の構成＞
図１は、実施形態に係るレーザ処理装置を例示した平面図である。図２は、実施形態に係るレーザ処理装置を例示した斜視図である。図１及び図２に示すように、レーザ処理装置１は、処理室１８と、ステージ１０と、レーザ照射部２０と、を備えている。
処理室１８は、例えば、内部に空間を有する直方体状の筐体である。処理室１８の内部において、被処理体４０のレーザ処理は行われる。このように、処理室１８は、被処理体４０のレーザ処理を行うために設けられている。処理室１８は、被処理体４０の搬入用の搬入口１７ａおよび搬出用の搬出口１７ｂを有している。
ステージ１０は、例えば、直方体状であり、一方向に延在した上面１１を有している。ステージ１０は、処理室１８内に配置されている。ステージ１０は、被処理体４０を搬送するために設けられている。
ここで、レーザ処理装置１の説明の便宜のために、ＸＹＺ直交座標軸系を導入する。上面１１に平行な面内の一方向をＸ軸方向とする。上面１１に平行な面内において、Ｘ方向に直交する他方向をＹ軸方向とする。上面１１に直交する方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向のうち、例えば、上方の向きを＋Ｚ軸方向、下方の向きを－Ｚ軸方向とする。
ステージ１０は、被処理体４０にレーザ光を照射するレーザ処理に用いられる。ステージ１０において、被処理体４０は、上面１１上のＸ軸方向に沿って、上面１１の一端近傍１２から他端近傍１３に移動する。例えば、上面１１のＸ軸方向における－Ｘ軸方向側の端部近傍を一端近傍１２という。上面１１のＸ軸方向における＋Ｘ軸方向側の端部を他端近傍１３という。
上面１１の一端近傍１２から他端近傍１３に被処理体４０を移動させることを搬送ともいう。処理室１８の搬入口１７ａは、一端近傍１２に設けられ、搬出口１７ｂは、他端近傍１３に設けられている。ステージ１０上の搬入口１７ａから搬出口１７ｂに向かう方向を第１の方向という。例えば、第１の方向は、＋Ｘ軸方向である。被処理体４０は、ステージ１０上の、搬入口１７ａから搬出口１７ｂに向かう第１の方向にのみ搬送される。ステージ１０は、被処理体４０を上面１１上に浮上させて搬送させてもよい。例えば、上面１１には複数の微小な孔が設けられている。そして、上面１１の微小な孔から上方に向かって、エアが噴出されている。上面１１に配置された被処理体４０は、孔から噴出されたエアによってステージ１０上を浮上して搬送される。
ステージ１０の上面１１を、被処理体４０は、Ｘ軸方向における＋Ｘ軸方向の向きに移動する。ステージ１０は、被処理体４０を、Ｘ軸方向における－Ｘ軸方向、並びに、Ｙ軸方向における＋Ｙ軸方向及び－Ｙ軸方向に移動させる機構を有していなくてもよい。なお、ステージ１０は、上面１１に配置された被処理体４０の位置を微調整するためのアライメント装置を有してもよい。
上面１１のＸ軸方向における一端近傍１２には、被処理体４０の配置位置として、第１位置１１ａ及び第２位置１１ｂが設定されている。第２位置１１ｂは、第１位置１１ａとはＹ軸方向に所定の長さだけずれている。例えば、＋Ｘ軸方向を第１の方向とした場合に、Ｙ軸方向を、第１の方向と交差する第２の方向という。例えば、第１位置１１ａは、第２位置１１ｂよりも第２の方向（＋Ｙ軸方向側）にずれている。ステージ１０の上面１１において、第１位置１１ａの一部と、第２位置１１ｂの一部とは重なっている。なお、一端近傍１２には、第１位置１１ａ及び第２位置１１ｂ以外に被処理体４０の配置位置が設定されてもよい。
上面１１のＸ軸方向における他端近傍１３には、第３位置１１ｃ及び第４位置１１ｄが設定されている。第４位置１１ｄは、第３位置１１ｃとはＹ軸方向に所定の長さだけずれている。例えば、第３位置１１ｃは、第４位置１１ｄよりも＋Ｙ軸方向側にずれている。ステージ１０の上面１１において、第３位置１１ｃの一部と、第４位置１１ｄの一部とは重なっている。なお、他端近傍１３には、第３位置１１ｃ及び第４位置１１ｄ以外に被処理体４０の配置位置が設定されてもよい。
第３位置１１ｃは、第１位置１１ａからＸ軸方向に沿って被処理体４０が移動した位置となっている。第４位置１１ｄは、第２位置１１ｂからＸ軸方向に沿って被処理体４０が移動した位置となっている。
図３は、実施形態に係るレーザ処理装置のプッシャピンを例示した平面図である。図４は、実施形態に係るレーザ処理装置のプッシャピンを例示した断面図である。図３では、平面図の他に、ブロック図も示している。図３及び図４に示すように、ステージ１０は、プッシャピン１４を有してもよい。プッシャピン１４は、Ｚ軸方向に延在したピン状の部材である。プッシャピン１４の先端は、ステージ１０の上面１１に対して上昇及び下降する。
複数のプッシャピン１４は、ステージ１０の上面１１から突出している。被処理体４０は、複数のプッシャピン１４によって保持される。プッシャピン１４は被処理体４０の保持手段として機能する。具体的には、複数のプッシャピン１４は、搬入出装置３０が被処理体４０を搬入する際に用いられる搬入用保持部および被処理体４０を搬出する際に用いられる搬出用保持部として機能する。プッシャピン１４は、ステージ１０の上面１１における少なくとも第１位置１１ａ及び第２位置１１ｂのいずれかに設けられている。例えば、プッシャピン１４は、第１位置１１ａ及び第２位置１１ｂにおける上面１１から突出している。このように、プッシャピン１４は、被処理体４０をリフトする。なお、ステージ１０に設けられる搬入用保持部及び搬出用保持部は、プッシャピン１４に限らず、後述するバー、複数の溝でもよい。
被処理体４０がＸ軸方向に沿って移動する際には、プッシャピン１４は、上面１１より下方に収納される。第１位置１１ａにおけるプッシャピン１４の動作は、第１プッシャピンドライバ１４ａによって制御される。第２位置１１ｂにおけるプッシャピン１４の動作は、第２プッシャピンドライバ１４ｂによって制御される。第１プッシャピンドライバ１４ａ及び第２プッシャピンドライバ１４ｂは、モーションコントローラ１５により制御される。第１位置１１ａにおける複数のプッシャピン１４と、第２位置１１ｂにおける複数のプッシャピン１４は、同時に上昇及び下降してもよい。また、どちらか一方のみ、上昇及び下降してもよい。
図２に示すように、ステージ１０は、被処理体４０を把持する把持部１６を有してもよい。把持部１６は、ステージ１０の上面１１に設けられている。把持部１６は、例えば、バキュームチャックである。把持部１６は、Ｘ軸方向に延在した溝に沿って移動する。把持部１６は、被処理体４０の下面を吸着する。そして、把持部１６は、被処理体４０をＸ軸方向に搬送する。なお、被処理体４０のＸ軸方向への搬送手段は、把持部１６に限らない。
第１位置１１ａ及び第２位置１１ｂにおけるプッシャピン１４がステージ１０に収納された後に、把持部１６は被処理体４０を把持する。第１位置１１ａ及び第２位置１１ｂにおいて、プッシャピン１４は、把持部１６に近いほど先に収納されてもよい。
仮に、ステージ１０へのプッシャピン１４の収納が、把持部１６に近いほど後になると、被処理体４０の下面の周辺部が、下面の中央部よりも先にステージ１０の上面１１に接触するおそれがある。そうすると、被処理体４０の下面の中央部と、ステージ１０の上面１１との間にエアが閉じ込められ、隙間が形成される。その場合には、把持部１６が被処理体４０を把持できないおそれがある。
本実施形態では、ステージ１０へのプッシャピン１４の収納は、把持部１６に近いほど先に行われる。よって、被処理体４０と上面１１との間に隙間が形成されることを抑制する。これにより、把持部１６が被処理体４０を把持することができる。
ステージ１０は、搬入口１７ａ及び搬出口１７ｂを有する処理室１８の内部に設けられてもよい。搬出口１７ｂは、搬入口１７ａと異なっている。
図５は、実施形態に係るレーザ処理装置１のレーザ光の経路を例示した断面図である。図５に示すように、レーザ照射部２０は、被処理体４０にレーザ光Ｌ１を照射する。例えば、レーザ照射部２０は、ステージ１０の上面１１を移動する被処理体４０にレーザ光Ｌ１を照射する。レーザ照射部２０は、図示しないレーザ発振器と、レーザ発振器から出射したレーザ光Ｌ１をステージ１０上に導く光学部材を含んでいる。レーザ照射部２０は、レーザ発振器から放出されるレーザ光Ｌ１を受光可能な位置に設けられている。
レーザ光Ｌ１は、例えば、－Ｘ軸方向に進み、レーザ照射部２０に入射する。なお、必要に応じて、光源と、レーザ照射部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。
レーザ照射部２０は、外形を構成する光学系筐体２８ａ、ミラー２８ｂ、レンズ等の光学素子、及び、密閉部２８ｃを含んでいる。レーザ照射部２０は、光源から放出されたレーザ光Ｌ１の照射方向、光量等を調整する。密閉部２８ｃは、光学系筐体２８ａの下方に設けられている。レーザ光Ｌ１は、レーザ照射部２０で調整された後に、密閉部２８ｃ及び封止窓２８ｈを介して処理部１８に入射される。
レーザ光Ｌ１は、レーザ照射部２０において、ラインビーム状に成形される。すなわち、レーザ光Ｌ１は、一方向に延びた細長い線状に成形される。例えば、ミラー２８ｂで反射されたレーザ光Ｌ１の光軸に直交する断面は、Ｙ軸方向に延びた線状となっている。レーザ光Ｌ１は、例えば、被処理体４０の上面において、Ｙ軸方向に延在したラインビーム２１の形状である。ラインビーム２１のＹ軸方向の長さは、例えば、１５００［ｍｍ］程度以下である。ラインビーム２１の長さは、例えば、スリットにより調整される。処理室１８は、ガスボックス２８ｄ、ステージ１０を有している。
ガスボックス２８ｄには、ガス入口２８ｅから、所定のガス２８ｆ、例えば、窒素等の不活性ガスが供給される。ガスボックス２８ｄに供給されたガス２８ｆは、ガスボックス２８ｄの内部を充填した後、照射窓２８ｇから排出される。処理室１８において、ステージ１０上に載置された被処理体４０にレーザ光Ｌ１が照射され、被処理体４０の非晶質膜を結晶化するレーザアニール処理が行われる。
レーザ処理装置１は、制御部５０を備えてもよい。後述するが、搬入出装置３０も被処理体４０の搬入出を制御する搬入出制御部３１を備えてもよい。制御部５０は、搬入出装置３０に対して、処理室１８内のステージ１０における上面１１の一端近傍１２における第１位置１１ａ、または、一端近傍１２の第２位置１１ｂに被処理体４０を配置するように指示する。また、制御部５０は、被処理体４０の配置位置として、第１位置１１ａ、または、第２位置１１ｂを選択してもよい。制御部５０は、選択した配置位置を搬入出装置３０に対して指示する。このように、制御部５０は、被処理体４０を処理室１８内に搬入および搬出する搬入出装置３０に対し、被処理体４０のステージ１０上での配置位置を指示する。制御部５０が配置位置を指示する信号を位置制御信号という。
被処理体４０をステージ１０に配置させる際には、制御部５０は、搬入出装置３０に対して、搬入口１７ａから被処理体４０を搬入させて上面１１に配置させる。被処理体４０をステージ１０から搬出させる際には、制御部５０は、搬入出装置３０に対して、搬出口１７ｂから被処理体４０を搬出させる。
図６は、実施形態に係るレーザ処理装置１の通信系統を例示したブロック図である。図６に示すように、レーザ処理装置１の通信系統には、メイン制御部５１、サブ制御部５２、レーザ照射部コントローラ２２、搬入出装置３０、ドアバルブ２３、浮上ユニットコントローラ２４、モーションコントローラ１５、ＸＹθステージ２５及びプッシャピン１４が接続されている。
メイン制御部５１は、例えば、ＰＣである。サブ制御部５２は、例えば、ラダーコントローラである。メイン制御部５１及びサブ制御部５２は一体化していてもよい。メイン制御部５１及びサブ制御部５２をまとめて、制御部５０という。また、メイン制御部５１及びサブ制御部５２をそれぞれ制御部５０ともいう。
レーザ照射部コントローラ２２は、レーザ光の発振、停止、出力、及び波長等を制御する。制御部５０は、レーザ照射部コントローラ２２を制御することにより、レーザ光の発振、停止、出力、及び波長等を制御する。
制御部５０は、被処理体４０のステージ１０への搬入及び搬出を制御する。制御部５０は、ステージ１０を覆う処理室１８のドアバルブ２３を制御して、搬入口１７ａ及び搬出口１７ｂの開閉を制御する。
浮上ユニットコントローラ２４は、ステージ１０の上面１１の孔からのエアの噴出を制御する。制御部５０は、浮上ユニットコントローラ２４を制御することにより、被処理体４０の上面１１上での浮上を制御する。
モーションコントローラ１５は、ステージ１０の上面１１における被処理体４０の位置及び移動を制御する。モーションコントローラ１５は、ステージ１０の上面１１上での被処理体４０を＋Ｘ軸方向に移動させる。例えば、被処理体４０を把持する把持部１６を制御して、被処理体４０を＋Ｘ軸方向に移動させる。また、モーションコントローラ１５は、例えば、ＸＹθステージ２５を制御して、被処理体４０の位置を微調整する。モーションコントローラ１５は、プッシャピン１４の上昇及び下降を、プッシャピンドライバ１４ａ及び１４ｂを介して制御する。
＜搬入出装置＞
次に、レーザ処理装置１に対して、被処理体４０の搬入及び搬出を行う搬入出装置３０を説明する。
搬入出装置３０は、被処理体４０の搬入及び搬出を行う。搬入出装置３０は、例えば、搬入出ロボットである。搬入出ロボットは、搬入用ロボットと搬出用ロボットとに分かれていてもよい。搬入出装置３０は、ステージ１０の上面１１の一端近傍１２に被処理体４０を配置する。また、搬入出装置３０は、上面１１の他端近傍１３から被処理体４０を搬出する。具体的には、搬入出装置３０は、レーザ処理装置１の制御部５０からの指示を受けて、上面１１の一端近傍１２における第１位置１１ａ、または、第２位置１１ｂに搬入口１７ａを介して被処理体４０を配置する。搬入出装置３０は、制御部５０が被処理体４０の配置位置として選択した第１位置１１ａまたは第２位置１１ｂに被処理体４０を配置する。このように、搬入出装置３０は、搬入口１７ａから搬入された被処理体４０を第１の方向と交差する第２の方向の所定の位置に配置可能である。所定の位置は、制御部５０からの位置制御信号に応じて決定される。
搬入出装置３０は、被処理体４０の搬入出を制御する搬入出制御部３１を有する。そして、搬入出制御部３１は、レーザ処理装置１における制御部５０から、第１位置１１ａまたは第２位置１１ｂに被処理体４０を配置するように指示された場合に、被処理体４０の配置位置として、第１位置１１ａまたは第２位置１１ｂを選択してもよい。搬入出制御部３１は、選択した配置位置に被処理体４０を配置する。レーザ処理装置１の制御部５０は、搬入出制御部３１が選択した配置位置に被処理体４０を配置することができるように、各コントローラを制御する。
搬入出装置３０は、被処理体４０をステージ１０の上面１１上から搬出する際には、他端近傍１３における第３位置１１ｃ、または、他端近傍１３における第４位置１１ｄから被処理体４０を搬出する。具体的には、搬入出装置３０は、第１位置１１ａに配置され、第１の方向に搬送されて第３位置１１ｃに配置された被処理体４０を搬出する。また、搬入出装置３０は、第２位置１１ｂに配置され、第１の方向に搬送されて第４位置１１ｄに配置された被処理体４０を搬出する。このように、搬入出装置３０が搬入時に被処理体４０を配置させた位置に対応して、被処理体４０の取り出し位置も変化する。すなわち、第１位置１１ａに配置された被処理体４０は、第３位置１１ｃから搬出され、第２位置１１ｂに配置された被処理体４０は、第４位置１１ｃから搬出される。
搬入出装置３０は、搬入口１７ａから被処理体４０を搬入して上面１１に被処理体４０を配置する。搬入出装置３０は、搬出口１７ｂから被処理体４０を搬出する。搬入出装置３０は、処理前の被処理体４０をカセット３４から取り出してもよい。搬入出装置３０は、処理後の被処理体４０をカセット３４に保存してもよい。
＜被処理体＞
次に、レーザ処理装置１でレーザ処理される被処理体４０を説明する。
被処理体４０は、例えば、基板と、基板上に形成された半導体膜を含んでいる。基板は、例えば、矩形をした板状である。被処理体４０は、四角形の平面形状を有している。具体的には、基板は、ガラス基板であり、半導体膜は、非晶質シリコン膜である。非晶質シリコン膜にレーザ光を照射して非晶質膜を結晶化させる。これにより、多結晶シリコン膜を形成する。なお、被処理体４０は、レーザ光を照射する処理が行われるものならば、非晶質シリコン膜が形成された基板に限らない。
図７～図１２は、実施形態に係るレーザ処理装置１で処理される被処理体４０を例示した平面図であり、図７は、Ｇ１０の基板に６０型のパネルを形成する場合を示す。図８は、Ｇ１０の基板に７０型のパネルを形成する場合を示す。図９は、Ｇ１０の基板に８０型のパネルを形成する場合を示す。図１０は、Ｇ１０．５の基板に６５型のパネルを形成する場合を示す。図１１は、Ｇ１０．５の基板に７５型のパネルを形成する場合を示す。図１２は、Ｇ１０．５の基板に８５型のパネルを形成する場合を示す。
図７～図９に示すように、被処理体４０が基板を含む場合に、基板の辺の長さは、３１３０［ｍｍ］及び２８８０［ｍｍ］である。このような辺の長さを有するガラス基板を、第１０世代（Ｇ１０）という。また、図１０～図１２に示すように、基板の辺の長さは、３３７０［ｍｍ］及び２９４０［ｍｍ］でもよい。このような辺の長さを有するガラス基板を、第１０．５世代（Ｇ１０．５）という。
さらに、図示しないが、基板の辺の長さは、２５００［ｍｍ］及び２２００［ｍｍ］でもよい。このような辺の長さを有するガラス基板を、第８世代（Ｇ８）という。また、被処理体４０は、面積が２１６０［ｍｍ］×２４６０［ｍｍ］以上のガラス基板であることが好ましい。基板の厚さは、０．５～０．６３［ｍｍ］である。
このように、ステージ１０の上面１１に配置された被処理体４０のＹ軸方向の長さは、２２００［ｍｍ］以上である。よって、被処理体４０のＹ軸方向の長さは、レーザ光のラインビーム２１の長さよりも大きくなっている。すなわち、ステージ１０の上面１１に配置された被処理体４０における照射領域のＹ軸方向の長さは、ラインビーム２１の長さよりも大きい。照射領域は、レーザ光による照射が必要な領域である。
照射領域のＹ軸方向の長さが、ラインビーム２１の長さよりも大きい場合には、被処理体４０を１回の搬送により処理することはできない。よって、被処理体４０をステージ１０の上面１１の一端近傍１２から他端近傍１３に移動させることを複数回行う。
図７に示すように、ステージ１０の上面１１に配置された３１３０［ｍｍ］×２８８０［ｍｍ］の基板は、７６４［ｍｍ］×１３４１［ｍｍ］のいわゆる６０型のパネル４５を４×２枚含んでいる。なお、「×」の前の長さまたは個数は、Ｘ軸方向の長さまたは個数を示し、「×」の後の長さまたは個数は、Ｙ軸方向の長さまたは個数を示す。レーザ光のラインビーム２１の長さは１４４０［ｍｍ］に設定されている。この場合には、被処理体４０の照射領域は、第１照射部分４１及び第２照射部分４２を含んでいる。第１照射部分４１及び第２照射部分４２は、ともに、被処理体４０のＸ軸方向への一回の移動で照射可能な部分である。各照射部分は、Ｘ軸方向に延在している。
第１照射部分４１は、例えば、被処理体４０をＹ軸方向において２等分した場合の－Ｙ軸方向側である。第２照射部分４２は、被処理体４０をＹ軸方向において２等分した場合の＋Ｙ軸方向側である。
第１照射部分４１をレーザ光により照射する場合には、例えば、被処理体４０を第１位置１１ａに配置する。そして、被処理体４０をＸ軸方向に沿って搬送する。被処理体４０がステージ１０の上面１１を移動する際に、第１照射部分４１はレーザ光によって照射される。これにより、第１照射部分４１をレーザ光によって処理することができる。
次に、第２照射部分４２をレーザ光により照射する場合には、被処理体４０を第２位置１１ｂに配置する。そして、被処理体４０をＸ軸方向に沿って搬送する。被処理体４０がステージ１０の上面１１を移動する際に、第２照射部分４２はレーザ光によって照射される。これにより、第２照射部分４２をレーザ光によって処理することができる。
このように、第１位置１１ａに配置させた被処理体４０をＸ軸方向に移動させた場合に、第１照射部分４１は、レーザ光によって照射される。第２位置１１ｂに配置させた被処理体４０をＸ軸方向に移動させた場合に、第２照射部分４２は、レーザ光によって照射される。
図８に示すように、上面１１に配置された３１３０［ｍｍ］×２８８０［ｍｍ］の基板は、１５４６［ｍｍ］×８８８［ｍｍ］のいわゆる７０型のパネル４５を２×３枚含んでいる。レーザ光のラインビーム２１の長さは９６０［ｍｍ］に設定されている。この場合には、被処理体４０の照射領域は、第１照射部分４１、第２照射部分４２及び第３照射部分４３を有している。第１照射部分４１、第２照射部分４２及び第３照射部分４３は、ともに、被処理体４０のＸ軸方向への一回の移動で照射可能な部分である。各照射部分は、Ｘ軸方向に延在している。なお、図８では、被処理体４０を第１位置１１ａに配置した状態を示している。
第１照射部分４１は、被処理体４０をＹ軸方向において３等分した場合の－Ｙ軸方向側である。第２照射部分４２は、被処理体４０をＹ軸方向において３等分した場合の中央部分である。第３照射部分４３は、被処理体４０をＹ軸方向において３等分した場合の＋Ｙ軸方向側である。よって、被処理体４０において、第２照射部分４２は、第１照射部分４１と第３照射部分４３との間に位置している。
第１照射部分４１をレーザ光により照射する場合には、被処理体４０を第１位置１１ａに配置する。そして、被処理体４０をＸ軸方向に沿って搬送する。被処理体４０がステージ１０の上面１１を移動する際に、第１照射部分４１はレーザ光によって照射される。これにより、第１照射部分４１をレーザ光によって処理することができる。
次に、第２照射部分４２をレーザ光により照射する場合には、被処理体４０を第２位置１１ｂに配置する。そして、被処理体４０をＸ軸方向に沿って搬送する。被処理体４０がステージ１０の上面１１を移動する際に、第２照射部分４２はレーザ光によって照射される。これにより、第２照射部分４２をレーザ光によって処理することができる。
次に、第３照射部分４３をレーザ光により照射する場合には、まず、被処理体４０を水平面内で１８０［°］回転させる。例えば、ステージ１０の外部に設けられた回転装置３２で被処理体４０を回転させる。そして、被処理体４０を第１位置１１ａに配置する。その後、被処理体４０をＸ軸方向に沿って搬送する。被処理体４０が上面１１を移動する際に、第３照射部分４３はレーザ光によって照射される。これにより、第３照射部分４３をレーザ光によって照射することができる。
このように、第１位置１１ａに配置させた被処理体４０をＸ軸方向に移動させた場合に、第１照射部分４１または第３照射部分４３はレーザ光によって照射される。第２位置１１ｂに配置させた被処理体４０をＸ軸方向に移動させた場合に、第２照射部分４２はレーザ光によって照射される。
図９に示すように、上面１１に配置された２８８０［ｍｍ］×３１３０［ｍｍ］の基板は、１８０６［ｍｍ］×１０２９［ｍｍ］のいわゆる８０型のパネル４５を１×３枚含んでいる。レーザ光のラインビーム２１の長さは１０４３［ｍｍ］に設定されている。この場合には、被処理体４０の照射領域は、第１照射部分４１、第２照射部分４２及び第３照射部分４３を有している。第１照射部分４１、第２照射部分４２及び第３照射部分４３は、ともに、被処理体４０のＸ軸方向への一回の移動で照射可能な部分である。各照射部分は、Ｘ軸方向に延在している。なお、図９では、ステージ１０の上面１１の第１位置１１ａに配置した状態を示している。
第１照射部分４１は、被処理体４０をＹ軸方向において３等分した場合の－Ｙ軸方向側である。第２照射部分４２は、被処理体４０をＹ軸方向において３等分した場合の中央部分である。第３照射部分４３は、被処理体４０をＹ軸方向において３等分した場合の＋Ｙ軸方向側である。よって、被処理体４０において、第２照射部分４２は、第１照射部分４１と第３照射部分４３との間に位置している。
図９の場合でも、第１位置１１ａに配置させた被処理体４０をＸ軸方向に移動させた場合に、第１照射部分４１または第３照射部分４３はレーザ光によって照射される。第２位置１１ｂに配置させた被処理体４０をＸ軸方向に移動させた場合に、第２照射部分４２はレーザ光に照射される。
図１０に示すように、ステージ１０の上面１１に配置された３３７０［ｍｍ］×２９４０［ｍｍ］の基板は、８２０［ｍｍ］×１４４５［ｍｍ］のいわゆる６５型のパネル４５を４×２枚含んでいる。レーザ光のラインビーム２１の長さは１４７０［ｍｍ］に設定されている。この場合には、被処理体４０の照射領域は、第１照射部分４１及び第２照射部分４２を含んでいる。第１照射部分４１及び第２照射部分４２と、第１位置１１ａ及び第２位置１１ｂとの関係は、図７の場合と同様である。
図１１に示すように、ステージ１０の上面１１に配置された３３７０［ｍｍ］×２９４０［ｍｍ］の基板は、１６６６［ｍｍ］×９４４［ｍｍ］のいわゆる７５型のパネル４５を２×３枚含んでいる。レーザ光のラインビーム２１の長さは９８０［ｍｍ］に設定されている。この場合には、被処理体４０の照射領域は、第１照射部分４１、第２照射部分４２及び第３照射部分４３を有している。第１照射部分４１、第２照射部分４２及び第３照射部分４３と、第１位置１１ａ及び第２位置１１ｂとの関係は、図８の場合と同様である。
図１２に示すように、ステージ１０の上面１１に配置された２９４０［ｍｍ］×３３７０［ｍｍ］の基板は、１８９２［ｍｍ］×１０７３［ｍｍ］のいわゆる８５型のパネル４５を１×３枚含んでいる。レーザ光のラインビーム２１の長さは１１２３［ｍｍ］に設定されている。この場合には、被処理体４０の照射領域は、第１照射部分４１、第２照射部分４２及び第３照射部分４３を有している。第１照射部分４１、第２照射部分４２及び第３照射部分４３と、第１位置１１ａ及び第２位置１１ｂとの関係は図９の場合と同様である。
なお、被処理体４０の照射領域は、２つまたは３つの照射部分を含む場合を説明したが、４つ以上の照射部分を含んでもよい。
＜レーザ処理方法＞
次に、レーザ処理装置１の動作として、レーザ照射方法を説明する。図１３は、実施形態に係るレーザ処理装置を用いたレーザ照射方法を例示したフローチャート図である。図１３のステップＳ１１に示すように、まず、被処理体４０をステージ１０に搬入し、配置位置に配置する。被処理体４０の配置位置は、制御部５０または搬入出制御部３１によって選択される。
図１４は、実施形態に係るレーザ処理装置１及び搬入出装置３０の動作を例示した図であり、レーザ処理装置１の制御部５０が搬入出装置３０に対して被処理体４０の配置位置を選択して指示する場合を示す。
図１４に示すように、制御部５０は、搬入出装置３０に対して、被処理体４０の搬入要求を行う。その際、制御部５０は、被処理体４０の配置位置として第１位置１１aまたは第２位置１１ｂを選択する。例えば、制御部５０は、まず、配置位置として、第１位置１１ａを選択する。そして、制御部５０は、搬入出装置３０に対して、被処理体４０を、選択した第１位置１１ａに配置するように指示する。このように、被処理体４０の搬入出装置３０に対し、被処理体４０のステージ１０上の配置位置を制御する第１の位置制御信号を送信する（工程ａ）。
搬入出装置３０は、制御部５０に対して、被処理体４０を搬入可能か問い合わせる。これに応じて、レーザ処理装置１のモーションコントローラ１５は、配置位置として選択された第１位置１１ａのプッシャピン１４を上昇させる。また、制御部５０は、搬入口１７ａのドアバルブ２３を開く。そして、制御部５０は、搬入出装置３０に対して被処理体４０を搬入可能であることを伝達する。
搬入出装置３０は、これに応じて、搬入口１７ａを介してステージ１０の上面１１における第１位置１１ａに被処理体４０を配置させる。すなわち、第１の位置制御信号によって定まるステージ１０上の第１の位置に、搬入出装置３０によって被処理体４０を配置する（工程ｂ）。
搬入出装置３０は、制御部５０に対して、被処理体４０の搬入が完了したことを伝達する。制御部５０は、搬入口１７ａのドアバルブ２３を閉じる。モーションコントローラ１５は、第１位置１１ａのプッシャピン１４を下降させる。そして、次の処理、すなわち、配置位置に沿った被処理体４０の処理に進む。
このように、まず、ステージ１０の一端近傍１２における第１位置１１ａに被処理体４０を配置する。本実施形態のレーザ処理方法では、レーザ処理装置１の制御部５０を用いている。そして、まず、被処理体４０の配置位置として、第１位置１１ａを制御部５０に選択させる。選択した配置位置を搬入出装置３０に対して制御部５０に指示させる。さらに、搬入出装置３０に対して、第１位置１１ａに被処理体４０を配置するように制御部５０に指示させている。
図１５は、実施形態に係るレーザ処理装置１及び搬入出装置３０の動作を例示した図であり、搬入出装置３０の搬入出制御部３１が被処理体４０の配置位置を選択してレーザ処理装置１に対して指示する場合を示す。
図１５に示すように、レーザ処理装置１の制御部５０は、搬入出装置３０に対して、被処理体４０の搬入要求を行う。搬入出装置３０の搬入出制御部３１は、レーザ処理装置１に対して、被処理体４０の搬入が可能か問い合わせる。また、搬入出制御部３１は、被処理体４０の配置位置として、第１位置１１ａまたは第２位置１１ｂを選択する。例えば、搬入出制御部３１は、まず、配置位置として、第１位置１１ａを選択する。そして、搬入出制御部３１は、レーザ処理装置１に対して、選択した第１位置１１ａに被処理体４０を配置することができるように指示する。このように、搬入出装置３０の搬入出制御部３１が配置位置を選択して指示してもよい。
これに応じて、レーザ処理装置１のモーションコントローラ１５は、配置位置のプッシャピン１４を上昇させる。また、搬入口１７ａのドアバルブ２３を開く。そして、レーザ処理装置１は、搬入出装置３０の搬入出制御部３１に対して被処理体４０を搬入可能であることを伝達する。
搬入出装置３０は、搬入口１７ａを介して上面１１における配置位置に被処理体４０を配置する。搬入出装置３０は、レーザ処理装置１に対して、被処理体４０の搬入が完了したことを伝達する。レーザ処理装置１は、搬入口１７ａのドアバルブ２３を閉じる。モーションコントローラ１５は、配置位置のプッシャピン１４を下降させる。そして、次の処理、すなわち、配置位置に沿った被処理体４０の処理に進む。
次に、図１３のステップＳ１２に示すように、被処理体４０をステージ１０の上面１１のＸ軸方向に移動させる。そして、被処理体４０をステージ１０上のレーザ光照射位置まで搬送する（工程ｃ）。例えば、第１位置１１ａに配置された被処理体４０をＸ軸方向に沿って、上面１１の一端近傍１２から他端近傍１３に移動させる。このとき、被処理体４０は、第１の方向にのみ移動する。モーションコントローラ１５は、把持部１６を制御し、把持部１６に、被処理体４０を把持してＸ軸方向に移動させる。その際には、浮上ユニットコントローラ２４により被処理体４０を上面１１から浮上させてもよい。
次に、図１３のステップＳ１３に示すように、被処理体４０をレーザ光により照射する。具体的には、制御部５０は、レーザ照射部コントローラ２２を制御して、ステージ１０の上面１１を移動する被処理体４０にレーザ光を照射する（工程ｄ）。
次に、図１３のステップＳ１４に示すように、搬入出装置３０によって被処理体４０を搬出する（工程ｅ）。具体的には、制御部５０は、搬入出装置３０を制御して、ステージ１０の上面１１の他端近傍１３から被処理体４０を搬出させる。
次に、図１３のステップＳ１５に示すように、制御部５０は、すべての照射領域を照射したか判断する。すべての照射領域とは、第１照射部分４１、第２照射部分４２及び第３照射部分４３を含む場合に、第１～第３照射部分を照射したかを意味する。すべての照射領域を照射していない場合（ＮＯの場合）、例えば、第１照射部分４１を照射したが、第２照射部分４２を照射していない場合には、ステップＳ１１に戻り、被処理体４０をステージ１０に搬入し、第２位置１１ｂに被処理体４０を配置する。必要に応じて、被処理体４０を回転装置３２により回転させて、ステージ１０に配置する。
被処理体４０の配置位置は、例えば、制御部５０によって選択される。制御部５０は、被処理体４０の配置位置として、第２位置１１ｂを選択する。制御部５０は、選択した配置位置を搬入出装置３０に対して指示する。すなわち、制御部５０は、搬入出装置３０に対し、第２の位置制御信号を送信する（工程ｆ）。さらに、制御部５０は、搬入出装置３０に対して、第２位置１１ｂに被処理体４０を配置するように指示する。これに応じて、第２の位置制御信号によって定まるステージ１０上の第１の位置とは異なる第２の位置に、搬入出装置３０によって被処理体４０を配置する（工程ｇ） 。
そして、ステップＳ１２（工程ｈ）、ステップＳ１３（工程ｉ）及びステップＳ１４（工程ｊ）を順に行う。ここで、第１の位置と第２の位置を結ぶ方向は、工程（ｃ）および（ｈ）において被処理体４０が搬送される方向と交差する。なお、工程（ｈ）においても工程（ｃ）と同様に、被処理体４０は、第１の方向にのみ移動する。
一方、ステップＳ１５において、すべての照射領域を照射したと判断した場合（ＹＥＳの場合）にはレーザ照射処理を終了する。このようにして、被処理体４０をレーザ処理することができる。
次に、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態のレーザ処理装置１において、被処理体４０の大きさがレーザ光のラインビーム２１の長さよりも大きい場合でも、被処理体４０は、ステージ１０の上面１１を一端近傍１２から他端近傍１３へ一方向にのみ移動する。よって、ステージ１０の面積の増大を抑制することができる。
搬入出装置３０は、一端近傍１２における第１位置１１ａ、または、第２位置１１ｂに被処理体４０を配置する。よって、レーザ処理装置１は、被処理体４０をＹ軸方向に大きく移動させる移動機構を必要としない。これにより、レーザ処理装置１の機構を簡略化し、大型化することを抑制することができる。ただし、レーザ処理装置１の機構を大幅に複雑化しない程度で、被処理体４０をＹ軸方向に微小移動させる機構を搭載してもよい。
図１６は、比較例に係るレーザ処理装置を例示した平面図である。図１６に示すように、比較例のレーザ処理装置１００は、被処理体４０の大きさがレーザ光のラインビーム２１の長さより大きい場合に、被処理体４０を、ステージ１０の上面１１のＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる。よって、ステージ１０の面積が増大する。
また、比較例のレーザ処理装置１００は、被処理体４０をＹ軸方向に移動させる移動機構、及び、被処理体４０を水平面内で回転させる回転機構を有する必要がある。よって、レーザ処理装置１００の機構が複雑化し、大型化する。
さらに、比較例のレーザ処理装置１００は、一つの被処理体４０のレーザ処理が完了するまで、次の被処理体４０をステージ１０上に配置することができない。よって、タクトを向上させることができず、スループットを向上させることができない。また、照射されたレーザ光が処理に用いられない無駄なショットが増大し、生産コストが増大する。無駄なショットを削減するために、レーザ光の照射を停止すると、レーザ光の安定性が低下する。
これに対して、本実施形態のレーザ処理装置１は、ステージ１０上に複数の被処理体４０をＸ軸方向に順次搬送することができる。よって、タクトを向上させ、スループットを向上させることができる。また、途切れることなく複数の被処理体４０をＸ軸方向に搬送することができるので、無駄なショットを削減し、生産コストを抑制することができる。さらに、レーザ光を照射された状態に保てるので、レーザ光の安定性が向上する。
本実施形態のレーザ処理装置１において、上面１１における第１位置１１ａの一部と、第２位置１１ｂの一部とが重なっている。よって、ステージ１０の面積の増大を抑制することができる。被処理体４０を浮上させる浮上ユニットの場合には、ステージ１０の上面１１から噴出するガスの消費量を削減することができる。ここで、上面１１から噴出するガスとして空気または窒素等の不活性ガスが用いられる。
ステージ１０の上面１１に配置された基板の長さを２８８０［ｍｍ］以上とすることができるので、次世代のパネル用のガラス基板にも使用することができる。レーザ光のラインビーム２１の長さの３倍以上に大型化した基板を照射する際にも、第１～第３照射部分のうち、第１照射部分４１及び第３照射部分４３を第１位置１１ａに配置して照射することができる。よって、ステージ１０の上面１１のＹ軸方向の長さを、被処理体４０のＹ軸方向の長さの２倍よりも小さくすることができる。
（変形例１）
次に、本実施形態の変形例１を説明する。本変形例では、被処理体４０の保持手段として、プッシャピン１４の代わりにバーが設けられている。
図１７は、実施形態の変形例１に係る保持手段を例示した平面図である。図１７に示すように、本変形例において、ステージ１０の上面１１には、バー２６が設けられている。バー２６は、Ｙ軸方向に延在している。バー２６は、各第１位置１１ａ及び第２位置１１ｂに別々に複数設けられてもよい。また、バー２６は、第１位置１１ａ及び第２位置１１ｂに跨って設けられてもよい。
バー２６は、ドライバを介して、モーションコントローラ１５により制御される。バー２６は、被処理体４０を保持する場合に、ステージ１０の上面１１から上昇する。バー２６は、被処理体４０がＸ軸方向に移動する際に、ステージ１０に収納される。バー２６は、把持部１６が被処理体４０を把持できるように、把持部１６に近いほど先に収納されるようにしてもよい。具体的には、把持部１６に近いほど先に収納されるように、湾曲してもよい。
変形例１のレーザ処理装置１によれば、被処理体４０を安定して保持することができる。また、保持機構を簡素化することができる。これ以外の構成及び効果は実施形態の記載に含まれている。
（変形例２）
次に、本実施形態の変形例２を説明する。本変形例では、被処理体４０の搬入用保持部および搬出用保持部は、それぞれ複数の溝部から構成される。ステージ１０の上面１１における一端近傍１２及び他端近傍１３には、Ｙ軸方向に延びた溝部が設けられている。
図１８は、実施形態の変形例２に係るステージ１０を例示した平面図である。図１９は、実施形態の変形例２に係るステージ１０を例示した断面図である。図１８及び図１９に示すように、ステージ１０の上面には、Ｙ軸方向に延びた溝部２７が設けられている。溝部２７は、ステージ１０の上面１１における一端近傍１２及び他端近傍１３に設けられている。搬入出装置３０は、アーム部３３を有している。搬入出装置３０は、アーム部３３を、複数の溝部２７に差し込み、被処理体４０の搬入および搬出を行う。具体的には、溝部２７は、被処理体４０を保持する搬入出装置３０のアーム部３３が差し込まれる。アーム部３３の先は、溝部２７の本数以下に枝別れしている。アーム部３３の先の枝分かれした部分は、Ｙ軸方向に延在している。
搬入出装置３０は、アーム部３３上に被処理体４０を保持する。そして、被処理体４０をステージ１０の上面１１に配置する場合に、アーム部３３の枝分かれした部分を溝部２７に差し込む。被処理体４０を上面１１に配置した後に、搬入出装置３０は、アーム部３３を溝部２７から引き抜く。一方、被処理体４０をステージ１０から搬出する際には、アーム部３３の枝分かれした部分を被処理体４０が配置された上面１１の下方の溝部２７に差し込む。そして、すくうようにして、ステージ１０上の被処理体４０をアーム部３３上に載せる。アーム部３３上に被処理体４０を載せたまま、アーム部３３を溝部２７から引き抜く。このようにして、被処理体４０の搬入及び搬出を行う。
変形例２のレーザ処理装置１によれば、モーションコントローラ１５による保持機構の制御を低減することができ、さらに簡素化することができる。これ以外の構成及び効果は実施形態及び変形例１の記載に含まれている。
＜半導体装置の製造方法＞
次に、その他の実施形態として、上記で説明したレーザ処理装置１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、レーザ処理装置１としてレーザアニール装置を用いる。本実施形態の半導体装置の製造方法では、基板と、基板上に形成された非晶質膜を含む被処理体４０を準備する工程と、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工程とを備えている。被処理体４０として、非晶質の半導体膜が形成された基板を用いる。例えば、非晶質のシリコンが形成されたガラス基板を用いる。非晶質膜を結晶化させる工程において、レーザ処理装置１を用いたレーザ処理方法を実施している。
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し、ポリシリコン膜を形成することができる。
図２０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かかるレーザ処理装置１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２０（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２０（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２０（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。このように、まず、非晶質の半導体膜が形成された基板を準備する（工程Ａ）。
ゲート絶縁膜２０３は、窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）、酸化シリコン膜（ＳｉＯ２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がレーザ処理装置１における被処理体４０となる。
そして、図２０（ｄ）に示すように、上記で説明したレーザ処理装置１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。例えば、上述のレーザ照射方法のとおり、基板の搬入出装置３０に対し、基板のステージ１０上の配置位置を制御する第１の位置制御信号を送信する（工程Ｂ）。そして、位置制御信号によって定まるステージ１０上の第１の位置に、搬入出装置３０によって基板を配置する（工程Ｃ）。その後、基板をステージ１０上で搬送し（工程Ｄ）、基板にレーザ光を照射し、非晶質の半導体膜を多結晶化する（工程Ｄ）。非晶質の半導体膜を多結晶化後、搬入出装置３０によって基板を搬出する（工程Ｆ）。
すべての照射領域を照射していない場合には、さらに、搬入出装置３０に対し、第２の位置制御信号を送信し（工程Ｇ）、第２の位置制御信号によって定まるステージ１０上の第１の位置とは異なる第２の位置に、搬入出装置３０によって基板を配置する（工程Ｈ）。そして、基板を、ステージ１０上のレーザ光照射位置まで搬送し（工程Ｉ）、基板にレーザ光を照射する（工程Ｊ）。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形態にかかるレーザ処理装置１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。
すべての照射領域を照射し、半導体膜を多結晶化した後、搬入出装置３０によって基板を搬出する（工程Ｋ）。
その後、図２０（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、多結晶半導体膜を含むＴＦＴを備える半導体装置を製造することができる。そして、そのような半導体装置は、ディスプレイの制御に用いられてもよい。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２１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２１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２１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、本実施の形態にかかる半導体装置は、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２０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、本実施形態にかかるレーザ処理装置１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、本実施形態にかかるレーザ処理装置１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。
また、下記の事項も、実施形態及び変形例の技術的思想の範囲内である。
（付記１）
上面を有し、前記上面に平行な面内の一方向に沿って前記上面の一端近傍から他端近傍に被処理体が移動するステージと、
前記上面を移動する前記被処理体にレーザ光を照射するレーザ照射部と、
前記一端近傍に前記被処理体を配置するとともに、前記他端近傍から前記被処理体を搬出する搬入出装置に対して、前記一端近傍における第１位置、または、前記一端近傍における第２位置であって前記第１位置とは前記上面に平行な面内において前記一方向に直交する他方向に所定の長さだけずれた前記第２位置、に前記被処理体を配置するように指示する制御部と、
を備えたレーザ処理装置。
（付記２）
前記制御部は、前記被処理体の配置位置として、前記第１位置または前記第２位置を選択し、選択した前記配置位置に前記被処理体を配置するように前記搬入出装置に対して指示する、
付記１に記載のレーザ処理装置。
（付記３）
前記搬入出装置における前記被処理体の搬入出を制御する搬入出制御部が、前記被処理体の配置位置として、前記第１位置または前記第２位置を選択した場合には、
前記制御部は、前記搬入出制御部が選択した前記配置位置に前記被処理体を配置することができるようにする、
付記１に記載のレーザ処理装置。
（付記４）
前記ステージは、搬入口及び前記搬入口と異なる搬出口を有する処理室の内部に設けられ、
前記制御部は、前記搬入出装置に対して、前記搬入口から前記被処理体を搬入させて前記上面に配置させ、前記搬出口から前記被処理体を搬出させる、
付記１～３のいずれか一項に記載のレーザ処理装置。
（付記５）
前記上面において、前記第１位置の一部と、前記第２位置の一部とは重なっている、
付記１～４のいずれか一項に記載のレーザ処理装置。
（付記６）
前記レーザ光は、前記他方向に延在したラインビームの形状を有し、
前記上面に配置された前記被処理体の前記レーザ光による照射が必要な照射領域の前記他方向の長さは、前記ラインビームの長さよりも大きい、
付記１～５のいずれか一項に記載のレーザ処理装置。
（付記７）
前記照射領域は、前記被処理体の前記一方向への一回の移動で照射可能な第１照射部分、第２照射部分及び第３照射部分を含み、
前記被処理体において、前記第２照射部分は、前記第１照射部分と前記第３照射部分との間に位置し、
前記第１位置に配置された前記被処理体を前記一方向に移動させた場合に、前記第１照射部分または前記第３照射部分は前記レーザ光によって照射され、
前記第２位置に配置させた前記被処理体を前記一方向に移動させた場合に、前記第２照射部分は前記レーザ光によって照射される、
付記６に記載のレーザ処理装置。
（付記８）
前記照射領域は、前記被処理体の前記一方向への一回の移動で照射可能な第１照射部分及び第２照射部分を含み、
前記第１位置に配置された前記被処理体を前記一方向に移動させた場合に、前記第１照射部分は前記レーザ光によって照射され、
前記第２位置に配置させた前記被処理体を前記一方向に移動させた場合に、前記第２照射部分は前記レーザ光によって照射される、
付記６に記載のレーザ処理装置。
（付記９）
前記上面に配置された前記被処理体の前記他方向の長さは、２２２０［ｍｍ］以上である、
付記１～８のいずれか一項に記載のレーザ処理装置。
（付記１０）
前記上面における少なくとも前記第１位置及び前記第２位置のいずれかには、前記上面から突出し、前記被処理体を保持する保持手段が設けられた、
付記１～９のいずれか一項に記載のレーザ処理装置。
（付記１１）
前記保持手段は、前記被処理体が前記一方向に沿って移動する際には前記上面より下方に収納される、
付記１０に記載のレーザ処理装置。
（付記１２）
前記ステージは、前記上面に設けられ、前記被処理体を把持する把持部を有し、
前記保持手段は、前記把持部に近いほど先に収納される、
付記１１に記載のレーザ処理装置。
（付記１３）
前記保持手段は、プッシャピンである、
付記１０～１２のいずれか一項に記載のレーザ処理装置。
（付記１４）
前記保持手段は、バーである、
付記１０～１２のいずれか一項に記載のレーザ処理装置。
（付記１５）
前記上面における前記一端近傍及び前記他端近傍には、前記被処理体を保持する前記搬入出装置のアーム部が差し込まれる溝が設けられた、
付記１～９のいずれか一項に記載のレーザ処理装置。
（付記１６）
前記被処理体は、基板と、前記基板上に形成された半導体膜を含む、
付記１～１５のいずれか一項に記載のレーザ処理装置。
（付記１７）
（ａ）上面を有し、前記上面に平行な面内の一方向に沿って前記上面の一端近傍から他端近傍に被処理体が移動するステージの前記一端近傍における第１位置に前記被処理体を配置するステップと、
（ｂ）前記一方向に沿って前記上面の前記一端近傍から前記他端近傍に前記被処理体を移動させるステップと、
（ｃ）前記上面を移動する前記被処理体にレーザ光を照射するステップと、
（ｄ）前記上面の前記他端近傍から前記被処理体を搬出するステップと、
（ｅ）前記上面の前記一端近傍における第２位置であって前記第１位置とは前記上面に平行な面内において前記一方向に交差する他方向に所定の長さだけずれた前記第２位置に前記被処理体を配置するステップと、
前記（ｅ）のステップの後に、前記（ｂ）のステップ、前記（ｃ）のステップ及び前記（ｄ）のステップを順に行うレーザ処理方法。
（付記１８）
前記一端近傍に前記被処理体を配置させるとともに、前記他端近傍から前記被処理体を搬出する搬入出装置に対して指示する制御部を用い、
前記（ａ）のステップにおいて、
前記搬入出装置に対して、前記第１位置に前記被処理体を配置するように前記制御部に指示させ、
前記（ｅ）のステップにおいて、
前前記搬入出装置に対して、前記第２位置に前記被処理体を配置するように前記制御部に指示させる、
付記１７に記載のレーザ処理方法。
（付記１９）
前記（ａ）のステップにおいて、
前記被処理体の配置位置として、前記第１位置を前記制御部に選択させ、選択した前記配置位置を前記搬入出装置に対して制御部に指示させ、
前記（ｅ）のステップにおいて、
前記被処理体の配置位置として、前記第２位置を前記制御部に選択させ、選択した前記配置位置を前記搬入出装置に対して制御部に指示させる、
付記１８に記載のレーザ処理方法。
（付記２０）
（Ａ）基板と、前記基板上に形成された非晶質膜を含む被処理体を準備する工程と、
（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工程と、を備えた半導体装置の製造方法であって、
前記（Ｂ）の工程は、
（ａ）上面を有し、前記上面に平行な面内の一方向に沿って前記上面の一端近傍から他端近傍に被処理体が移動するステージの前記一端近傍における第１位置に前記被処理体を配置するステップと、
（ｂ）前記一方向に沿って前記上面の前記一端近傍から前記他端近傍に前記被処理体を移動させるステップと、
（ｃ）前記上面を移動する前記被処理体にレーザ光を照射するステップと、
（ｄ）前記上面の前記他端近傍から前記被処理体を搬出するステップと、
（ｅ）前記上面の前記一端近傍における第２位置であって前記第１位置とは前記上面に平行な面内において前記一方向に交差する他方向に所定の長さだけずれた前記第２位置に前記被処理体を配置するステップと、
前記（ｅ）のステップの後に、前記（ｂ）のステップ、前記（ｃ）のステップ及び前記（ｄ）のステップを順に行う半導体装置の製造方法。
１、１００ レーザ処理装置
１０ ステージ
１１ 上面
１１ａ 第１位置
１１ｂ 第２位置
１１ｃ 第３位置
１１ｄ 第４位置
１２ 一端近傍
１３ 他端近傍
１４ プッシャピン
１４ａ 第１プッシャピンドライバ
１４ｂ 第２プッシャピンドライバ
１５ モーションコントローラ
１６ 把持部
１７ａ 搬入口
１７ｂ 搬出口
１８ 処理室
２０ レーザ照射部
２１ ラインビーム
２２ レーザ照射部コントローラ
２３ ドアバルブ
２４ 浮上ユニットコントローラ
２５ ＸＹθステージ
２６ バー
２７ 溝部
２８ａ 光学系筐体
２８ｂ ミラー
２８ｃ 密閉部
２８ｄ ガスボックス
２８ｅ ガス入口
２８ｆ ガス
２８ｇ 照射窓
２８ｈ 封止窓
３０ 搬入出装置
３１ 搬入出制御部
３２ 回転装置
３３ アーム部
３４ カセット
４０ 被処理体
４１ 第１照射部分
４２ 第２照射部分
４３ 第３照射部分
４５ パネル
５０ 制御部
５１ メイン制御部
５２ サブ制御部

Claims (14)

  1. 以下を有するレーザ処理装置：
    被処理体のレーザ処理を行うための処理室；
    前記処理室内に配置された、前記被処理体を搬送するためのステージ；および
    前記被処理体を前記処理室内に搬入および搬出する搬入出装置に対し、前記被処理体の前記ステージ上での配置位置を指示する制御部、
    ここで、
    前記処理室は、前記被処理体の搬入用の搬入口および搬出用の搬出口を有し、
    前記被処理体は、前記ステージ上の、前記搬入口から前記搬出口に向かう第１の方向にのみ搬送され、
    前記搬入出装置は、前記搬入口から搬入された前記被処理体を前記第1の方向と交差する第２の方向の所定の位置に配置可能であり、
    前記所定の位置は、前記制御部からの位置制御信号に応じて決定される。
  2. 前記被処理体は四角形の平面形状を有し、
    前記レーザ処理に用いるレーザ光は、前記被処理体の上面において、前記第２の方向に延びるラインビーム形状を有し、
    前記被処理体の前記第２の方向に沿う辺の長さは、前記レーザ光の前記第２の方向の長さよりも長い請求項１記載のレーザ処理装置。
  3. 前記被処理体は面積が２１６０ｍｍ×２４６０ｍｍ以上のガラス基板である請求項１または２に記載のレーザ処理装置。
  4. 前記ステージ上には、前記搬入出装置が前記被処理体を搬入する際に用いられる搬入用保持部および前記被処理体を搬出する際に用いられる搬出用保持部が設けられている請求項１～３のいずれか１項に記載のレーザ処理装置。
  5. 前記搬入用保持部および前記搬出用保持部は、それぞれ複数のプッシャピンからなり、
    前記被処理体は前記複数のプッシャピンによって保持される請求項４記載のレーザ処理装置。
  6. 前記搬入用保持部および前記搬出用保持部は、それぞれ複数の溝部からなり、
    前記搬入出装置はアーム部を有し、
    前記アーム部を前記複数の溝部に差し込み、前記被処理体の搬入および搬出を行う請求項４記載のレーザ処理装置。
  7. 前記被処理体は、前記ステージ上を浮上して搬送される請求項１～６のいずれか１項に記載のレーザ処理装置。
  8. 以下の工程を含むレーザ処理方法：
    （ａ）被処理体の搬入出装置に対し、前記被処理体のステージ上の配置位置を制御する第１の位置制御信号を送信する工程；
    （ｂ）前記第1の位置制御信号によって定まる前記ステージ上の第１の位置に、前記搬入出装置によって前記被処理体を配置する工程；
    （ｃ）前記被処理体を、前記ステージ上のレーザ光照射位置まで搬送する工程；
    （ｄ）前記工程(c)の後、前記被処理体にレーザ光を照射する工程；
    （ｅ）前記工程(d)の後、前記搬入出装置によって前記被処理体を搬出する工程；
    （ｆ）前記工程(e)の後、前記搬入出装置に対し、第２の位置制御信号を送信する工程；
    （ｇ）前記第２の位置制御信号によって定まる前記ステージ上の前記第１の位置とは異なる第２の位置に、前記搬入出装置によって前記被処理体を配置する工程；
    （ｈ）前記被処理体を、前記ステージ上の前記レーザ光照射位置まで搬送する工程；
    （ｉ）前記工程(h)の後、前記被処理体にレーザ光を照射する工程；および
    （ｊ）前記工程(i)の後、前記搬入出装置によって前記被処理体を搬出する工程、
    ここで、前記第１の位置と前記第２の位置を結ぶ方向は、前記工程（ｃ）および（ｈ）において、前記被処理体が搬送される方向と交差し、
    前記工程（ｃ）および（ｈ）において、前記被処理体は一方向にのみ移動する。
  9. 前記被処理体は、面積が２１６０ｍｍ×２４６０ｍｍ以上のガラス基板である請求項８に記載のレーザ処理方法。
  10. 以下の工程を含む半導体装置の製造方法：
    （Ａ）非晶質の半導体膜が形成された基板を準備する工程；
    （Ｂ）前記基板の搬入出装置に対し、前記基板のステージ上の配置位置を制御する第１の位置制御信号を送信する工程；
    （Ｃ）前記第１の位置制御信号によって定まる前記ステージ上の第１の位置に、前記搬入出装置によって前記基板を配置する工程；
    （Ｄ）前記基板を前記ステージ上で搬送する工程；
    （Ｅ）前記基板にレーザ光を照射し、前記非晶質の半導体膜を多結晶化する工程；
    （Ｆ）前記工程（Ｅ）の後、前記搬入出装置によって前記基板を搬出する工程。
    （Ｇ）前記工程（Ｆ）の後、前記搬入出装置に対し、第２の位置制御信号を送信する工程；
    （Ｈ）前記第２の位置制御信号によって定まる前記ステージ上の前記第１の位置とは異なる第２の位置に、前記搬入出装置によって前記基板を配置する工程；
    （Ｉ）前記基板を、前記ステージ上の前記レーザ光の照射位置まで搬送する工程；
    （Ｊ）前記基板にレーザ光を照射する工程；および
    （Ｋ）前記工程（Ｊ）の後、前記搬入出装置によって前記基板を搬出する工程、
    ここで、前記第１の位置と前記第２の位置を結ぶ方向は、前記工程（Ｄ）および（Ｉ）において、前記基板が搬送される方向と交差し、
    前記工程（Ｄ）および（Ｉ）において、前記基板は、一方向にのみ移動する。
  11. 前記工程（Ａ）において、前記基板は、非晶質のシリコンが形成されたガラス基板である請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
  12. 前記工程（Ｅ）の後、前記基板上に多結晶半導体膜を含む薄膜トランジスタが形成される請求項１０または１１に記載の半導体装置の製造方法。
  13. 前記半導体装置はディスプレイの制御に用いられる請求項１０～１２のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
  14. 前記基板は面積が２１６０ｍｍ×２４６０ｍｍ以上のガラス基板である請求項１０～１３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
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