WO2014156380A1 - アニール被処理体の製造方法、レーザアニール基台およびレーザアニール処理装置 - Google Patents

アニール被処理体の製造方法、レーザアニール基台およびレーザアニール処理装置 Download PDF

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laser light
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing an annealed object that has been annealed by laser light irradiation, a laser annealing base on which the object is supported, and a laser annealing apparatus that performs laser annealing on the object. It is.
  • a device using a laser annealing apparatus using laser light has been put into practical use for manufacturing a polycrystalline or single crystal semiconductor film of a thin film transistor used in a pixel switch or a drive circuit of a liquid crystal display or an organic EL display (for example, Patent Documents) 1).
  • this laser annealing apparatus for example, an unprocessed semiconductor substrate to be annealed is placed on a mounting table, and the mounting table is moved so that the laser irradiation portion is positioned at the irradiation start point of the semiconductor substrate. Thereafter, the laser beam is scanned by moving the mounting table while irradiating the surface of the semiconductor substrate with the laser beam. Thereby, the semiconductor substrate is crystallized.
  • the semiconductor substrate transported by the robot's hand or the like is supported horizontally on a pusher pin or the like that is projected from the upper surface of the movable mounting table and then received horizontally, and then the pusher pin is subjected to a immersing operation to perform laser operation.
  • a structure that performs irradiation and pushes out a pusher pin after completion of processing see Patent Document 2
  • Patent Document 3 a mechanism that adsorbs and fixes a semiconductor substrate on the upper surface of the mounting table
  • the semiconductor substrate is placed on the sample stage and the non-irradiated object is processed.
  • the mounting table is provided with holes for pusher pins used for loading / unloading the substrate as described above, grooves for adsorbing the semiconductor substrate, and the like. Irradiation of laser light to the region of the semiconductor substrate located above the hole or groove changes the irradiation result compared to the case of irradiating the laser light to the region of the semiconductor substrate where the hole or groove is not located. There is a problem that occurs. This is due to the thermal effect and light reflection effect when the laser beam is irradiated on the semiconductor substrate positioned above the hole or groove and when the laser beam is irradiated on the semiconductor substrate not positioned above the hole or groove. This is because they are different.
  • This invention was made to solve the problems of the prior art as described above, by supporting the object to be processed at a plurality of locations, and by partially releasing the support when irradiating the laser beam,
  • An object is to provide a method and an apparatus capable of preventing a partial change in the result of laser light irradiation.
  • the first invention of the present invention is an annealed object to be annealed by irradiating the object to be processed while relatively scanning the laser beam.
  • the manufacturing method of The object to be processed is supported at a plurality of locations, and with the relative scanning of the laser light, the support for the partial area of the object to be processed including the irradiation area of the laser light is sequentially released and the irradiation is performed. With the movement of the region, the irradiation with the laser beam is completed, and the partial support in which the support is released is sequentially re-supported.
  • the method for manufacturing an annealed object of the second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect of the present invention, in releasing the support, the working portion of the support is detached from the object to be processed from the partial region.
  • the method for manufacturing an annealed object to be processed according to the third aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect of the present invention, the object to be processed is a non-single crystal semiconductor substrate.
  • a method for manufacturing an annealed object according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the third aspect of the present invention, the non-single crystal semiconductor substrate is a non-single crystal silicon substrate.
  • a method for manufacturing an annealed object according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the laser beam is a pulsed laser beam and has a uniform intensity in the beam cross-sectional shape in the scanning direction. It has a flat part.
  • the method for manufacturing an annealed object according to any one of the first to fifth aspects of the present invention, wherein the support is provided on the front side in the scanning direction of the irradiation region when the laser beam is irradiated.
  • the position of the object to be processed in the laser light irradiation direction is detected in the released partial area, and the laser light in the laser light irradiation direction with respect to the detection position is detected based on the detection result.
  • the irradiation position is adjusted.
  • a laser annealing base of the seventh aspect of the present invention includes a plurality of support portions that support a target object irradiated from the upper surface side while being relatively scanned with laser light at a plurality of locations on the lower surface side of the target object.
  • the plurality of support portions are configured to be capable of individually switching between the support and the release of the support when irradiating the laser light while performing relative scanning.
  • the laser annealing base according to the seventh aspect of the present invention, wherein the support portion has a movable portion that can move in a vertical direction, and the movable portion is raised when the object to be processed is supported.
  • the movable portion is configured to descend when releasing the support for the object to be processed.
  • the support part has a suction part at an upper end, and the support part is supported by suction of the suction part. It is configured to adsorb to the object to be processed and to stop the suction of the suction part when releasing the support for the object to be processed.
  • a laser annealing base includes a control unit that controls a switching operation of the support part according to any of the seventh to ninth aspects of the present invention, and the control unit includes According to the irradiation position of the laser beam in the surface direction, the switching operation of the support portion between the support and the support release is controlled.
  • the laser annealing base according to the tenth aspect, wherein the control unit is irradiated with the laser beam as the laser beam is irradiated while being relatively scanned.
  • the support part supporting the partial region of the semiconductor substrate including the region is sequentially released and the irradiated part including the irradiated region where the irradiation of the laser beam is completed is partially released.
  • the region is controlled to be switched so as to be sequentially supported by the support portion.
  • a laser annealing treatment apparatus is the laser annealing base according to any one of the seventh to ninth aspects of the present invention,
  • a laser light source for outputting laser light;
  • An optical system for guiding the laser beam and irradiating the object to be processed supported by the laser annealing base;
  • a scanning device that scans the laser light relative to the object to be processed.
  • the laser annealing treatment apparatus of the thirteenth aspect of the present invention is characterized in that, in the twelfth aspect of the present invention, the laser annealing treatment apparatus further comprises a control unit that controls the scanning operation of the scanning device and the switching operation of the support unit.
  • a laser annealing apparatus is the apparatus according to the thirteenth aspect of the present invention, wherein the target object in the laser light irradiation direction is in front of the scanning direction of the irradiation area of the target object when the laser beam is irradiated.
  • a position detection unit that detects the position of the laser beam, and an irradiation position adjustment unit that adjusts the irradiation position in the laser beam irradiation direction of the laser beam,
  • the control unit receives a detection result from the position detection unit, and adjusts the irradiation position of the laser light irradiated to the detection position by the irradiation position adjustment unit according to the detection result.
  • the laser annealing treatment apparatus of the fifteenth aspect of the present invention is characterized in that, in the fourteenth aspect of the present invention, the irradiation position adjustment unit has a mechanism for adjusting a focal position of the laser beam in the optical system.
  • the laser beam when irradiating a laser beam to the object to be processed, the laser beam is irradiated in a state where the support of a partial area of the object to be processed including the laser beam irradiation area is released. Therefore, it is possible to eliminate the influence based on different thermal effects and light reflection effects due to the configuration for supporting the object to be processed, and to perform the uniform annealing process on the object to be processed.
  • the laser processing apparatus 1 includes a processing chamber 2, and a scanning device 3 is provided in the processing chamber 2.
  • the scanning device 3 includes a scanning direction moving unit 30 that can move in the X direction (scanning direction), and a support unit 4 that moves together with the scanning direction moving unit 30 is provided on the scanning direction moving unit 30. .
  • the scanning direction moving unit 30 is movable along a guide 31 that extends in the X direction on the base of the processing chamber 2, and is driven by a motor (not shown) to move the support unit 4 in the scanning direction. Can be moved.
  • the scanning device 3 including the scanning direction moving unit 30 and the guide 31 and the support unit 4 constitute an annealing base of the present invention.
  • the processing chamber 2 is provided with an introduction window 6 for introducing a line beam from the outside.
  • a semiconductor substrate 100 in which an amorphous silicon film 100b or the like is formed on a glass substrate 100a or the like is installed at the center of the scanning direction moving unit 30.
  • the semiconductor substrate 100 corresponds to an object to be processed.
  • the processing apparatus of the present embodiment is described as related to laser annealing for crystallizing an amorphous film by laser processing, the present invention is not limited to this, and for example, A non-single-crystal semiconductor film may be single-crystallized or a crystalline semiconductor film may be modified. Moreover, it may be related to other processes, and the object to be processed is not limited to a specific one.
  • a laser light source 10 is installed outside the processing chamber 2.
  • the laser light source 10 may output either a pulsed laser beam or a continuous wave laser beam, and the present invention is not limited to either one. However, it is more preferable that the present invention uses a pulsed laser beam having a higher energy density.
  • the pulsed laser light 15 output from the laser light source 10 is adjusted in energy density by an attenuator 11 as necessary, and is subjected to a line beam by an optical system 12 including a reflection mirror 12a, a condensing lens 12b, a reflection mirror 12c, and the like. Shaping or deflecting the shape is performed.
  • the optical member which comprises the optical system 12 is not limited to the above, Various lenses, a mirror, a waveguide part, etc. can be provided.
  • the beam cross-sectional shape of the laser light 15 is described as a line beam shape.
  • the present invention is not limited to this, and may appropriately include a spot shape, a circular shape, a rectangular shape, and the like. It can be made into the shape.
  • the laser processing apparatus 1 includes a scanning device 3, a support unit 4, and a control unit 7 that controls the laser light source 10.
  • the control unit 7 includes a CPU, a program for operating the CPU, a storage unit, and the like.
  • the support unit 4 has a configuration in which support pins 40 are provided on a fixed cylinder 41 vertically and horizontally spaced from each other on the scanning direction moving unit 30 so as to be movable up and down.
  • the support pins 40 can be moved up and down independently of each other.
  • the support pin 40 corresponds to a movable part.
  • the upper part of the support pin 40 corresponds to the action part.
  • the support pins 40 are lifted and lowered by a driving device (not shown), and the lift is controlled by the control unit 7.
  • the support pins 40 can be moved up and down in synchronization with the irradiation position of the laser beam 15.
  • the driving device can be provided in the scanning direction moving unit 30 or the like, for example.
  • the pulsed laser light source 10 pulse oscillation is performed at a predetermined repetition frequency under the control of the control unit 7, and the laser beam 15 is output with a predetermined output.
  • the laser beam 15 include those having a wavelength of 400 nm or less and a pulse half width of 200 nsec or less.
  • the present invention is not limited to these.
  • the pulse energy density of the laser beam 15 is adjusted by the attenuator 11 controlled by the control unit 7.
  • the attenuator 11 is set to a predetermined attenuation rate, and the attenuation rate is adjusted so that an irradiation pulse energy density optimum for crystallization can be obtained on the irradiation surface of the silicon film 100b.
  • the energy density can be adjusted to 250 to 500 mJ / cm 2 on the irradiated surface.
  • the laser beam 15 that has passed through the attenuator 11 is shaped into a line beam shape by the optical system 12 and the short axis width is condensed, and is introduced into the introduction window 6 provided in the processing chamber 2 as the line beam laser beam 150.
  • the line beam is shaped to have a length of 370 to 1300 mm on the long axis side and a length of 100 ⁇ m to 500 ⁇ m on the short axis side.
  • the line beam laser beam 150 has a flat portion 151 that is 96% or more of the maximum energy intensity, and is located at both ends in the major axis direction and has an energy intensity smaller than that of the flat portion 151. And a steepness portion 152 in which the energy intensity gradually decreases toward the outside.
  • the steepness portion is an area in the range of 10% to 90% of the maximum strength.
  • the scanning device 3 controlled by the control unit 7 By moving the silicon film 100 b at a predetermined scanning speed by the scanning device 3 controlled by the control unit 7, it is possible to irradiate the semiconductor substrate 100 while scanning the line beam laser light 150 relative to the semiconductor substrate 100. it can.
  • the scanning speed at this time is, for example, in the range of 1 to 100 mm / second.
  • the scanning speed is not limited to a specific one.
  • the scanning pitch is not limited to a specific numerical value, but can be in the range of 5 to 15 ⁇ m, for example.
  • the operation of the support unit 4 when the line beam laser beam 150 is irradiated will be described.
  • the semiconductor substrate 100 is moved by moving the scanning direction moving unit 30 by the scanning device 3, and as a result, the line beam laser light 150 is scanned relative to the semiconductor substrate 100. .
  • the raising and lowering of the support pins 40 in the support portion 4 is controlled according to the irradiation position of the line beam laser beam 150.
  • the support of the support pins 40 corresponding to the partial region 111 of the semiconductor substrate 100 including the irradiation region 110 irradiated with the line beam laser beam 150 is released.
  • the line beam laser beam is described as being irradiated.
  • the present invention is not limited to the line beam shape of the laser beam irradiated to the object to be processed. It may be laser light on a spot. However, the effect of the present invention becomes more prominent in line beam laser light that irradiates a large area at a time.
  • the support pin 40 of P6 corresponding to the partial region 111 is lowered to release the support of the semiconductor substrate 100, and from the lower surface of the semiconductor substrate 100. Leave downwards. Other support pins support the semiconductor substrate 100.
  • the range of the partial region 111 can be appropriately set as a range in which the influence of the support is considered to occur when the line beam laser beam 150 is irradiated. It is also possible to limit the partial area 111 to the irradiation area.
  • the scanning direction moving unit 30 moves in the relative scanning of the line beam laser beam 150
  • the irradiation position of the line beam laser beam 150 with respect to the semiconductor substrate 100 relatively moves, whereby the irradiation region 110 and the partial region 111 are also moved. It moves relative to the semiconductor substrate 100.
  • the partial region 111 hits the P7 of the adjacent support pin 40
  • the support pin 40 of the P7 is lowered, and the P6 of the partial region 112 that has been released from the support in the irradiated region outside the partial region 111 is released.
  • the support pins 40 are raised to support the semiconductor substrate 100 again.
  • the support pins 40 along the direction intersecting the scanning direction are moved up and down in synchronization. Further, the support pins 40 along the direction intersecting the scanning direction may be moved up and down at the same time by being connected by a connecting member or the like in addition to moving up and down in synchronization with each other.
  • FIG. 2A the example in which the support pins 40 are arranged vertically and horizontally as shown in FIG. 2A has been described.
  • a plurality of long fixed cylinders 43 along the direction intersecting the scanning direction of the line beam are arranged so as to be arranged at intervals in the scanning direction, and the long support pieces 42 are arranged on the fixed cylinder 43. Is provided so that it can be raised and lowered.
  • the fixed cylinder 43 and the support piece 42 constitute a support part, and the support piece 42 constitutes a movable part.
  • the upper part of the support piece 42 constitutes an operating part.
  • the semiconductor substrate 100 is supported by the support piece 42.
  • the support piece 42 can be moved up and down along the direction intersecting the scanning direction, and a complicated mechanism is used for releasing the support of the support portion and performing the subsequent re-support with the scanning of the line beam-shaped line beam laser beam 150. Can be done without having.
  • the support part having the movable part can be moved so that a robot hand for carrying in and out the object to be processed passes through, and does not require a pusher pin used in the past, and eliminates the time for raising and lowering the pusher pin. Productivity can be improved.
  • FIG. 5A shows an annealing base of this form
  • FIG. 5B shows an enlarged view of the support adsorption cylinder 50 provided on the annealing base.
  • the annealing base has support adsorption cylinders 50 arranged vertically and horizontally at predetermined intervals on the scanning direction moving unit 30.
  • the support adsorption cylinder 50 constitutes a support part of the present invention.
  • a suction line 51 and an open line 53 are connected to a suction hole 50 a configured by a cylindrical hole, a suction pump 52 is connected to the suction line 51, and an open valve 54 is connected to the open line 53. Is connected.
  • a negative pressure lower than the atmospheric pressure is generated in the suction hole 50 a of the support suction cylinder 50 through the suction line 51 by the operation of the suction pump 52, so that the back surface of the semiconductor substrate 100 above the support suction cylinder 50 is placed.
  • the semiconductor substrate 100 is supported by adsorption.
  • the release valve 54 is closed.
  • the upper part of the support adsorption cylinder 50 constitutes an adsorption part.
  • the operation of the suction pump 52 is stopped and the release valve 54 is opened so that the air flows into the suction hole 50a through the release valve 54 and the release line 53, and is supported by the support suction cylinder 50.
  • the adsorption of the semiconductor substrate 100 is released.
  • the adsorption and release of adsorption in the support adsorption cylinder 50 are switched according to the irradiation position of the line beam laser beam 150, so that the support adsorption cylinder 50 is located in and around the irradiation region of the line beam laser beam 150 as in the above embodiments. Annealing treatment can be performed so as not to cause the influence of support by the above.
  • the adsorption of the support adsorption cylinder 50 corresponding to a partial area of the semiconductor substrate 100 including the irradiation area irradiated with the laser light is released.
  • the range of the partial region can be appropriately set as a range that is considered to be affected by the support when the line beam laser beam 150 is irradiated.
  • the scanning direction moving unit 30 moves in the relative scanning of the line beam laser beam 150, the irradiation position of the line beam laser beam 150 with respect to the semiconductor substrate 100 relatively moves, whereby the irradiation region and part of the region are also in the semiconductor substrate. Since it moves relative to 100, when a partial area is applied to the adjacent support adsorption cylinder 50, the adsorption of the support adsorption cylinder 50 is released, and the support that has been released from the partial area and has been previously desorbed. The adsorption is started again by the adsorption cylinder 50 and the semiconductor substrate 100 is supported.
  • the support by the support adsorption cylinder 50 does not affect the annealing when the line beam laser beam 150 is irradiated. Can do.
  • the support adsorption cylinders 50 along the direction intersecting the scanning direction are synchronously adsorbed and desorbed. Further, the support suction cylinder 50 along the direction intersecting the scanning direction is not only suctioned and released from suction in synchronization with each other, but also connected to a suction line and an open line so that suction and suction can be released simultaneously. Good. *
  • a plurality of elongate support suction blocks 60 along the intersecting direction can be arranged in a row at a predetermined interval in the scanning direction.
  • the support suction block 60 has substantially the same length as the width in the scanning direction crossing direction of the scanning direction moving unit 30, and has a suction groove 60 a on the upper surface along the longitudinal direction of the support suction block 60.
  • the suction grooves 60a reach the vicinity of both ends in the longitudinal direction of the support suction block 60 and have a length that does not reach both ends in the longitudinal direction.
  • the support suction block 60 has a suction line 61 and an open line 63 connected to the suction groove 60a, a suction pump 62 connected to the suction line 61, and an open valve 64 connected to the open line 63.
  • a negative pressure lower than the atmospheric pressure is generated in the suction groove 60 a of the support suction block 60 through the suction line 61 by the operation of the suction pump 62, so that the back surface of the semiconductor substrate 100 above the support suction block 60 is formed.
  • the semiconductor substrate 100 is supported by adsorption.
  • the release valve 64 is closed.
  • the upper part of the support adsorption block 60 constitutes a suction part.
  • the operation of the suction pump 62 is stopped and the release valve 64 is opened so that the atmosphere flows into the suction groove 60a through the release valve 64 and the release line 63.
  • the adsorption of the semiconductor substrate 100 is released.
  • the support adsorption block is used in the irradiation area of the line beam laser beam 150 and its surroundings in the same manner as in the above embodiments. Annealing treatment can be performed so that the influence of support by 60 does not occur.
  • the suction of the support suction block 60 corresponding to a partial region of the semiconductor substrate 100 including the irradiation region irradiated with the laser light is released.
  • the range of the partial region can be appropriately set as a range that is considered to be affected by the support when the line beam laser beam 150 is irradiated.
  • the support adsorption cylinder 50 and the support adsorption block 60 it has been described that the support and the release of the support are performed by the adsorption and the cancellation of the adsorption.
  • the support adsorption cylinder 50 and the support suction block 60 may be moved up and down with suction and release of suction. That is, when adsorbing, these members are raised and brought into contact with the back side of the semiconductor substrate or have a very small gap, and when releasing the adsorbing, these members are lowered and the back side of the semiconductor substrate is placed. And a sufficient interval. It should be noted that it is desirable that the height of the surface of the object to be processed does not change when the support part is moved up and down relative to the object to be processed.
  • the spacing between the support pins, the support pieces, the support suction cylinders, the support suction blocks, and the like is such that the amount of deflection of the semiconductor substrate partially falls within a predetermined range when the support is released by any member. It is desirable to set The predetermined range of the deflection amount can be determined as appropriate, for example, from the viewpoint that no trouble occurs in the annealing process, or from the viewpoint that it can be handled by adjusting the optical system or the like. Below, the structure which adjusts the irradiation position in the irradiation direction of a laser beam according to the bending etc. of a semiconductor substrate is demonstrated.
  • the laser processing apparatus 1 a shown in FIG. 7 includes a processing chamber 2, a scanning device 3, a scanning direction moving unit 30, a support unit 4, and an introduction window 6, similar to the laser processing device 1. Includes a laser light source 10, an optical system 12, and a control unit 7. These configurations are the same as those of the laser processing apparatus 1, and detailed description thereof is omitted here.
  • the laser processing apparatus 1 a includes a height measuring device 8 that measures the distance from the surface of the semiconductor substrate 100 at a position on the front side in the scanning direction of the line beam laser beam 150.
  • the height measuring device 8 is fixed at a fixed position and can continuously or intermittently measure the surface height of the semiconductor substrate 100 that moves with scanning.
  • the height measuring device 8 corresponds to a position detection unit. In the configuration in which the laser beam irradiated to the object to be processed moves, it is desirable to move the height measuring device in the same manner.
  • the output of the height measuring device 8 is configured to be sent to the control unit 7, and the control unit 7 can calculate the height amount of the semiconductor substrate 100 based on the measurement result.
  • the condenser lens 12 b can be moved along the optical axis direction by a driving device (not shown), and the driving device is controlled by the control unit 7. That is, the irradiation position in the irradiation direction can be adjusted by laser light irradiation corresponding to the measurement position based on the measurement result.
  • the adjustment of the irradiation position is performed by adjusting the position of the condenser lens 12b in the optical axis direction so that the focal position becomes a fixed position with respect to the surface of the semiconductor substrate 100.
  • the driving device for the condenser lens 12b and the control unit 7 cooperate to constitute an irradiation position adjusting unit.
  • step s1 the support of the support portion corresponding to the partial region including the irradiation region of the line beam laser beam 150 is released (step s1).
  • step s2 laser light is irradiated (step s2)
  • step s3 the control unit 7
  • the control unit 7 adjusts the condensing lens 12b so that the focal point is fixed with respect to the surface of the semiconductor substrate 100 when the line beam laser beam 150 is irradiated at the measurement position.
  • a control signal is sent by the driving device for the condenser lens 12b so as to obtain the adjustment amount, and the irradiation position in the irradiation direction is adjusted (step s4).
  • the measurement position is grasped in advance by the control unit 7, and the control unit 7 performs control so that adjustment is performed after a predetermined time in relation to the scanning speed.
  • step s5 it is determined whether the process is finished (step s5). If the process is finished (step s5, Yes), the process is finished. If the process is not finished (step s5, No), the process returns to step s1 and the process is continued. . Note that in the case where laser beam irradiation has already been started, in step s1, the support portion that is out of the partial region including the laser beam irradiation region performs a process of supporting the semiconductor substrate again.
  • annealing treatment can be performed on a desired surface (for example, the entire surface) of the semiconductor substrate.
  • the adjustment of the laser light irradiation position based on the above height measurement can be adjusted according to the bending of the semiconductor substrate, and can also be adjusted in the case where an inclination occurs with the movement of the base.
  • Processing can be performed uniformly on the entire processing surface. For example, when a result is obtained as an annealing treatment, a uniform crystal can be obtained.
  • the present invention can be suitably used in the field of manufacturing high-performance displays such as OLEDs and high-definition LCDs, and can also meet high requirements for unevenness after irradiation.
  • the present invention even if the substrate size is further increased, the overall size of the mounting table and the like is not changed, but it is easy to cope by adding a support portion, and the weight and flatness of the mounting table due to the increase in size are increased. Can solve the problem of degree.
  • the present invention has been described based on the above embodiment, but the present invention is not limited to the content of the above embodiment, and can be appropriately changed without departing from the scope of the present invention. .

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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

　レーザ光が相対的に走査されつつ上面側から照射される被処理体を前記被処理体の下面側の複数箇所で支持する複数の支持部４を設け、複数の支持部４は、前記ラインビームレーザ光１５０を相対的な走査をしつつ照射している際に、それぞれが個別に前記支持と前記支持の解除の切り替え動作を可能に構成し、ラインビームレーザ光１５０の相対的な走査に伴って、レーザ光の照射領域１１０を含む被処理体の一部領域１１１に対する支持を順次、解除するとともに、照射領域１１０の移動に伴って、ラインビームレーザ光１５０の照射が完了し、前記支持が解除されている一部領域１１２に対し順次、再支持することで、レーザアニール処理に際し、被処理体裏面側に設けたプッシャピンや吸着溝などの影響をなくして均一なアニール処理を可能にする。

Description

アニール被処理体の製造方法、レーザアニール基台およびレーザアニール処理装置
　この発明は、レーザ光の照射によりアニール処理が施されたアニール被処理体の製造方法、前記被処理体が支持されるレーザアニール基台および被処理体にレーザアニール処理を行うレーザアニール装置に関するものである。
　液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイの画素スイッチや駆動回路に用いられる薄膜トランジスタの多結晶あるいは単結晶半導体膜などの製造に、レーザ光を利用したレーザアニール装置を用いるものが実用化されている（例えば特許文献１参照）。
　このレーザアニール装置では、例えばアニール処理を行う未処理の半導体基板を載置台の上に載置し、レーザ照射部分が半導体基板の照射スタート点に位置するように載置台を移動させる。その後、レーザ光を半導体基板の表面に照射しつつ載置台を移動することでレーザ光を走査する。これにより、半導体基板が結晶化される。
　なお、レーザアニール装置では、ロボットのハンドなどで搬送してきた半導体基板を、移動載置台上面から突出作動させたプッシャピンなどの上に支持して水平に受け取り、その後、プッシャピンに没入作動を与えてレーザ照射を行い、処理完了後はプッシャピンを突き出して搬出を行う構成（特許文献２参照）や、載置台上面で半導体基板を吸着して固定する機構（特許文献３参照）などを有するものが知られている。
特開平１０－１３５１４９号公報 特開２００５－０１９９１４号公報 特開２００７－３３１０３１号公報
　上記のように従来のレーザアニール装置ではレーザを半導体基板に照射してレーザアニール処理を行う際に、半導体基板を試料台に載せて非照射物を処理している。そして載置台には、上記のように基板を搬入・搬出する際に使用するプッシャピンのための穴や半導体基板を吸着するための溝などが作られている。
　この穴や溝の上に位置する半導体基板の領域にレーザ光を照射すると、穴や溝が位置していない半導体基板の領域にレーザ光を照射した場合と比較して照射結果が変わり、照射ムラが発生するという問題がある。これは、穴や溝の上に位置する半導体基板にレーザ光を照射した場合と、穴や溝の上に位置していない半導体基板にレーザ光を照射した場合とで、熱効果や光反射効果が異なるためである。
　この発明は、上記のような従来技術の問題を解決するためになされたもので、被処理体を複数箇所で支持し、レーザ光を照射する際に、部分的に支持を解除することで、レーザ光の照射結果が部分的に変化することを防ぐことができる方法及び装置を提供することを目的の一つとする。
　すなわち、本発明のアニール被処理体の製造方法のうち、第１の本発明は、被処理体にレーザ光を相対的に走査しつつ照射して前記被処理体のアニールを行うアニール被処理体の製造方法において、
　前記被処理体を複数箇所で支持し、前記レーザ光の相対的な走査に伴って、前記レーザ光の照射領域を含む前記被処理体の一部領域に対する支持を順次、解除するとともに、前記照射領域の移動に伴って、前記レーザ光の照射が完了し、前記支持が解除されている一部領域に対し順次、再支持することを特徴とする。
　第２の本発明のアニール被処理体の製造方法は、前記第１の本発明において、前記支持の解除では、前記一部領域から前記支持の作用部を前記被処理体から離脱させることを特徴とする。
　第３の本発明のアニール被処理体の製造方法は、前記第１または第２の本発明において、前記被処理体が非単結晶半導体基板であることを特徴とする。
　第４の本発明のアニール被処理体の製造方法は、前記第３の本発明において、前記非単結晶半導体基板が非単結晶シリコン基板であることを特徴とする。
　第５の本発明のアニール被処理体の製造方法は、前記第１～第４の本発明のいずれかにおいて、前記レーザ光がパルスレーザ光であり、前記走査方向のビーム断面形状に強度の均一な平坦部を有することを特徴とする。
　第６の本発明のアニール被処理体の製造方法は、前記第１～第５の本発明のいずれかにおいて、前記レーザ光の照射の際に、前記照射領域の走査方向前方側で前記支持が解除されている前記一部領域内において、前記レーザ光の照射方向における前記被処理体の位置を検知し、該検知の結果に基づいて、検知位置に対する、前記レーザ光の照射方向における前記レーザ光の照射位置を調整することを特徴とする。
　第７の本発明のレーザアニール基台は、レーザ光が相対的に走査されつつ上面側から照射される被処理体を前記被処理体の下面側の複数箇所で支持する複数の支持部を備え、前記複数の支持部は、前記レーザ光を相対的な走査をしつつ照射している際に、それぞれが個別に前記支持と前記支持の解除の切り替え動作が可能に構成されていることを特徴とする。
　第８の本発明のレーザアニール基台は、前記第７の本発明において、前記支持部が上下方向に移動可能な可動部を有しており、前記被処理体の支持に際し前記可動部が上昇し、前記被処理体に対する支持の解除に際し前記可動部が下降するように構成されていることを特徴とする。
　第９の本発明のアニール基台は、前記第７または第８の本発明において、前記支持部が上端に吸引部を有しており、前記被処理体の支持に際し前記吸引部の吸引によって前記被処理体に吸着し、前記被処理体に対する支持の解除に際し前記吸引部の吸引停止を行うように構成されていることを特徴とする。
　第１０の本発明のレーザアニール基台は、前記第７～第９の本発明のいずれかにおいて、前記支持部の切り替え動作を制御する制御部を備え、該制御部は、前記被処理体の面方向における前記レーザ光の照射位置に応じて、前記支持部の前記支持と前記支持解除の切り替え動作を制御することを特徴とする。
　第１１の本発明のレーザアニール基台は、前記第１０の本発明において、前記制御部は、前記レーザ光が相対的に走査されつつ照射されるのに従って、前記レーザ光が照射されている照射領域を含む前記半導体基板の一部領域を支持している前記支持部の支持を順次、解除するとともに、前記レーザ光の照射が完了した照射済み領域を含み、前記支持が解除されている一部領域に対し前記支持部による支持を順次、行うように切り替え制御することを特徴とする。
　第１２の本発明のレーザアニール処理装置は、前記第７～第９の本発明のいずれかのレーザアニール基台と、
　レーザ光を出力するレーザ光源と、
　前記レーザ光を導いて前記レーザアニール基台で支持されている被処理体に前記レーザ光を照射する光学系と、
　前記レーザ光を前記被処理体に対し相対的に走査する走査装置と、を備えることを特徴とする。
　第１３の本発明のレーザアニール処理装置は、前記第１２の本発明において、前記走査装置の走査動作と、前記支持部の切り替え動作とを制御する制御部を備えることを特徴とする。
　第１４の本発明のレーザアニール処理装置は、前記第１３の本発明において、前記レーザ光が照射されている際に、被処理体の照射領域の走査方向前方でレーザ光照射方向における被処理体の位置を検知する位置検知部と、前記レーザ光におけるレーザ光照射方向における照射位置を調整する照射位置調整部とを備え、
　前記制御部は、前記位置検知部による検知結果を受け、該検知結果に応じて、前記照射位置調整部によって前記検知位置に照射される前記レーザ光の前記照射位置を調整することを特徴とする。
　第１５の本発明のレーザアニール処理装置は、前記第１４の本発明において、前記照射位置調整部が、前記光学系において前記レーザ光の焦点位置を調整する機構を有することを特徴とする。
　以上説明したように、本発明によれば、被処理体にレーザ光を照射する際に、レーザ光の照射領域を含む前記被処理体の一部領域の支持を解除した状態でレーザ光を照射できるので、被処理体支持のための構成などによる異なる熱効果や光反射の効果に基づく影響を排除して、被処理体に均一なアニール処理を行うことを可能にする。
本発明の一実施形態のアニール基台および該アニール基台を備える一実施形態のレーザ処理装置を示す概略図である。 同じく、支持部を含むアニール基台と変更された支持部を含むアニール基台を示す平面図である。 同じく、レーザ光の走査方向に沿ったビーム断面形状を示す図である。 同じく、レーザ光が照射される際の支持部の動作を説明する図である。 本発明の他の実施形態のアニール基台を示す平面図（ａ）と支持部を説明する図（ｂ）である。 本発明のさらに他の実施形態のアニール基台を示す平面図（ａ）と支持部を説明する図（ｂ）（ｃ）である。 本発明の他の実施形態のレーザアニール装置を示す概略図である。 同じく、処理手順を示すフローチャートである。
　以下に、本発明の一実施形態に係るアニール基台および該アニール基台を備えるレーザ処理装置を図１に基づいて説明する。
　レーザ処理装置１は、処理室２を備えており、処理室２内に走査装置３が設けられている。走査装置３はＸ方向（走査方向）に移動可能な走査方向移動部３０を有しており、該走査方向移動部３０上に、走査方向移動部３０とともに移動する支持部４が設けられている。
　走査方向移動部３０は、処理室２の基盤上にＸ方向に伸張して設けられたガイド３１に沿って移動可能とされており、図示しないモータなどによって駆動され、支持部４を走査方向に移動させることができる。
　上記した走査方向移動部３０およびガイド３１を備える走査装置３、支持部４は本発明のアニール基台を構成する。
　また、処理室２には、外部からラインビームを導入する導入窓６が設けられている。
　レーザ処理時には、走査方向移動部３０の中央にガラス基板１００ａなどに非晶質のシリコン膜１００ｂなどを形成した半導体基板１００が設置される。半導体基板１００は、被処理体に相当する。
　なお、本実施形態の処理装置は、非晶質膜をレーザ処理により結晶化するレーザアニール処理に関するものとして説明するが、本願発明としてはレーザ処理の内容がこれに限定されるものではなく、例えば、非単結晶の半導体膜を単結晶化したり、結晶半導体膜の改質を行うものであってよい。また、その他の処理に関わるものであってもよく、被処理体が特定のものに限定されるものではない。
　処理室２の外部には、レーザ光源１０が設置されている。レーザ光源１０は、パルス発振レーザ光、連続発振レーザ光のいずれのレーザ光を出力するものであってもよく、本発明としてはいずれかに限定されるものではない。ただし、本願発明は、エネルギー密度がより高いパルス発振レーザ光を用いるものがより好適である。
　該レーザ光源１０において出力されるパルス状のレーザ光１５は、必要に応じてアテニュエータ１１でエネルギー密度が調整され、反射ミラー１２ａ、集光レンズ１２ｂ、反射ミラー１２ｃなどを含む光学系１２でラインビーム形状などへの整形や偏向などがなされる。なお、光学系１２を構成する光学部材は上記に限定されるものではなく、各種レンズ、ミラー、導波部などを備えることができる。
　また、本実施形態では、レーザ光１５のビーム断面形状はラインビーム形状であるものとして説明するが、本発明としてはこれに限定されるものではなく、スポット状、円形状、長方形状など、適宜の形状とすることができる。
　また、レーザ処理装置１には、走査装置３、支持部４、レーザ光源１０を制御する制御部７を備えている。制御部７は、ＣＰＵやこれを動作させるプログラム、記憶部などにより構成される。
　次に、支持部４の詳細を図２に基づいて説明する。
　支持部４は、図２（ａ）に示すように、走査方向移動部３０上に互いに間隔を置いて縦横に設置された固定筒４１に支持ピン４０が昇降可能に設けられた構成を有しており、各支持ピン４０は、互いに独立して昇降が可能になっている。支持ピン４０は、可動部に相当する。また、支持ピン４０の上部は、作用部に相当する。
　各支持ピン４０の昇降は、図示しない駆動装置に行われ、該昇降は制御部７によって制御される。制御部７では、レーザ光１５の照射位置に同期させて、各支持ピン４０の昇降を行うことができる。なお、上記駆動装置は、例えば走査方向移動部３０などに設けることができる。
　次に、レーザ処理装置１の動作について説明する。
　パルス発振レーザ光源１０において、制御部７の制御によって所定の繰り返し周波数でパルス発振されて、所定出力でレーザ光１５が出力される。レーザ光１５は、例えば、波長４００ｎｍ以下、パルス半値幅が２００ｎ秒以下のものが例示される。ただし、本発明としてはこれらに限定されるものではない。
　レーザ光１５は、制御部７により制御されるアテニュエータ１１でパルスエネルギー密度が調整される。アテニュエータ１１は所定の減衰率に設定されており、シリコン膜１００ｂへの照射面上で結晶化に最適な照射パルスエネルギー密度が得られるように、減衰率が調整される。例えば非晶質のシリコン膜１００ｂを結晶化するなどの場合、その照射面上において、エネルギー密度が２５０～５００ｍＪ／ｃｍ２となるように調整することができる。
　アテニュエータ１１を透過したレーザ光１５は、光学系１２でラインビーム形状に整形かつ短軸幅を集光されて、ラインビームレーザ光１５０として処理室２に設けた導入窓６に導入される。
　ラインビームは、例えば、長軸側の長さが３７０～１３００ｍｍ、短軸側の長さが１００μｍ～５００μｍのものに整形される。
　ラインビームレーザ光１５０は、図３に示すように、最大エネルギー強度に対し９６％以上となる平坦部１５１と、長軸方向の両端部に位置し、前記平坦部１５１よりも小さいエネルギー強度を有し、外側に向けて次第にエネルギー強度が低下するスティープネス部１５２とを有している。スティープネス部は、最大強度の１０％～９０％の範囲の領域である。
　制御部７によって制御される走査装置３で所定の走査速度でシリコン膜１００ｂを移動させることで、ラインビームレーザ光１５０を半導体基板１００に対し相対的に走査しつつ半導体基板１００に照射することができる。この際の走査速度は、例えば１～１００ｍｍ／秒の範囲内とする。但し、本発明としては前記走査速度が特定のものに限定されるものではない。
　走査ピッチは、特定の数値に限定されるものではないが、例えば５～１５μｍの範囲を挙げることができる。
　次に、上記ラインビームレーザ光１５０の照射に際しての支持部４の動作について説明する。
　上記したように、レーザ処理に際しては、走査装置３によって走査方向移動部３０が移動することで半導体基板１００が移動し、結果としてラインビームレーザ光１５０が半導体基板１００に対し相対的に走査される。この際に、ラインビームレーザ光１５０の照射位置に従って、支持部４における支持ピン４０の昇降が制御される。具体的には、ラインビームレーザ光１５０が照射されている照射領域１１０を含む半導体基板１００の一部領域１１１に対応する支持ピン４０の支持が解除される。なお、この実施形態では、ラインビームレーザ光を照射するものとして説明しているが、本願発明としては被処理体に照射されるレーザ光のビーム形状がラインビームに限定されるものではなく、例えばスポット上のレーザ光などであってもよい。ただし、一度に広い面積を照射するラインビームレーザ光において本願発明の効果はより顕著になる。
　図４に示す状態では、支持ピン４０であるＰ１～Ｐ１２のうち、一部領域１１１に対応するＰ６の支持ピン４０が下降して半導体基板１００の支持が解除され、かつ半導体基板１００の下面から下方に離脱する。その他の支持ピンは、半導体基板１００を支持している。これによりラインビームレーザ光１５０が照射されている状態で、一部領域１１１においては支持部４の支持による影響が排除される。なお、一部領域１１１の範囲は、ラインビームレーザ光１５０が照射された際に、支持による影響が生じると考えられる範囲を適宜設定することができる。一部領域１１１を照射領域に限るものとすることも可能である。
　ラインビームレーザ光１５０の相対的な走査において走査方向移動部３０が移動すると、半導体基板１００に対するラインビームレーザ光１５０の照射位置が相対的に移動し、これにより照射領域１１０と一部領域１１１も半導体基板１００に対し相対的に移動する。一部領域１１１が隣接する支持ピン４０のＰ７にかかるとＰ７の支持ピン４０を下降させ、一部領域１１１から外れた照射済み領域で先に支持が解除されていた一部領域１１２に対するＰ６の支持ピン４０を上昇させて再度半導体基板１００の支持を行う。上記ラインビームレーザ光１５０の走査と、支持ピン４０の順次の昇降を繰り返すことでラインビームレーザ光１５０の照射に際し、支持部４による支持がアニールに影響がないようにすることができる。
　なお、上記のようにラインビームレーザ光１５０は、ラインビーム状に整形されているため、走査方向と交差する方向に沿った各支持ピン４０は、昇降が同期して行われる。また、走査方向と交差する方向に沿った各支持ピン４０は、互いに同期して昇降する他に、連結部材などで連結して同時に昇降がなされるようにしてもよい。
　また、上記実施形態では、図２（ａ）に示すように、支持ピン４０が縦横に配列された例について説明したが、パルス状のレーザ光１５のビーム断面形状に合わせて、例えば図２（ｂ）に示すように、ラインビームの走査方向と交差する方向に沿った長尺な固定筒４３を走査方向に間隔をおいて複数並ぶように配置し、固定筒４３に長尺な支持片４２を昇降可能に設ける。固定筒４３および支持片４２は、支持部を構成し、支持片４２は可動部を構成する。支持片４２の上部は作動部を構成する。
　半導体基板１００は、支持片４２で支持される。この支持片４２は、走査方向と交差する方向に沿って昇降することができ、ラインビーム形状のラインビームレーザ光１５０の走査に伴って支持部の支持解除、その後の再支持を複雑な機構を有することなく行うことができる。　
　上記可動部を有する支持部は、被処理体の搬入及び搬出のためのロボットのハンドが通るように可動することができ、従来用いられているプッシャピンを不要にし、また、プッシャピンの上げ下げ時間をなくすことで生産性を向上させることができる。
　上記各実施形態では、支持部で半導体基板を押し当てて支持するものとしたが、支持部で半導体基板を吸着して支持するものとすることができる。
　図５（ａ）にこの形態のアニール基台を示し、図５（ｂ）に、アニール基台に設けられた支持吸着筒５０を拡大して示す。
　アニール基台では、走査方向移動部３０上に、所定の間隔で縦横に配置される支持吸着筒５０を有している。支持吸着筒５０は、本発明の支持部を構成する。支持吸着筒５０は、筒穴で構成された吸着穴５０ａに吸引ライン５１と開放ライン５３とが接続されており、吸引ライン５１には吸引ポンプ５２が接続され、開放ライン５３には開放弁５４が接続されている。各支持吸着筒５０では、吸引ポンプ５２の動作によって吸引ライン５１を通して支持吸着筒５０の吸着穴５０ａ内に大気圧よりも低い負圧を生じさせて支持吸着筒５０上方の半導体基板１００の裏面を吸着して半導体基板１００を支持する。この際には開放弁５４は閉じておく。支持吸着筒５０の上部は吸着部を構成する。
　一方、吸着を解除する際には、吸引ポンプ５２の動作を停止するとともに、開放弁５４を開くことで、大気が開放弁５４、開放ライン５３を通して吸着穴５０ａに流入し、支持吸着筒５０による半導体基板１００の吸着が解除される。
　支持吸着筒５０における吸着および吸着の解除は、ラインビームレーザ光１５０の照射位置に応じて切り替えることで、前記各実施形態と同様にラインビームレーザ光１５０の照射領域とその周辺で支持吸着筒５０による支持の影響が生じないようにしてアニール処理を行うことができる。
　具体的には、レーザ光が照射されている照射領域を含む半導体基板１００の一部領域に対応する支持吸着筒５０の吸着が解除される。なお、一部領域の範囲は、ラインビームレーザ光１５０が照射された際に、支持による影響が生じると考えられる範囲を適宜設定することができる。
　ラインビームレーザ光１５０の相対的な走査において走査方向移動部３０が移動すると、半導体基板１００に対するラインビームレーザ光１５０の照射位置が相対的に移動し、これにより照射領域と一部領域も半導体基板１００に対し相対的に移動するので、一部領域が隣接する支持吸着筒５０にかかるとこの支持吸着筒５０の吸着を解除し、一部領域から外れた、先に吸着が解除されていた支持吸着筒５０で吸着を再度開始して半導体基板１００の支持を行う。上記ラインビームレーザ光１５０の走査と、支持吸着筒５０の順次の吸着および吸着解除を繰り返すことでラインビームレーザ光１５０の照射に際し、支持吸着筒５０による支持がアニールに影響がないようにすることができる。
　なお、上記のようにラインビームレーザ光１５０は、ラインビーム状に整形されているため、走査方向と交差する方向に沿った各支持吸着筒５０は、吸着および吸着解除が同期して行われる。また、走査方向と交差する方向に沿った支持吸着筒５０は、互いに同期して吸着および吸着解除する他に、吸引ラインや開放ラインを連結して同時に吸着や吸着解除がなされるようにしてもよい。　
　また、上記実施形態では、支持吸着筒５０が縦横に配列された例について説明したが、ラインビームレーザ光１５０のビーム断面形状に合わせて、例えば図６に示すように、ラインビームの走査方向と交差する方向に沿った長尺な支持吸着ブロック６０を走査方向に所定の間隔をおいて複数並ぶように配置することができる。
　支持吸着ブロック６０は、走査方向移動部３０の走査方向交差方向幅と略同じ長さを有し、上面には、支持吸着ブロック６０の長尺方向に沿って吸着溝６０ａを有している。吸着溝６０ａは、支持吸着ブロック６０の長尺方向両端付近に至り、長尺方向両端には至らない長さを有している。
　支持吸着ブロック６０は、吸着溝６０ａに吸引ライン６１と開放ライン６３とが接続されており、吸引ライン６１には吸引ポンプ６２が接続され、開放ライン６３には開放弁６４が接続されている。各支持吸着ブロック６０では、吸引ポンプ６２の動作によって吸引ライン６１を通して支持吸着ブロック６０の吸着溝６０ａ内に大気圧よりも低い負圧を生じさせて支持吸着ブロック６０上方の半導体基板１００の裏面を吸着して半導体基板１００を支持する。この際には開放弁６４は閉じておく。支持吸着ブロック６０の上部は、吸引部を構成する。
　一方、吸着を解除する際には、吸引ポンプ６２の動作を停止するとともに、開放弁６４を開くことで、大気が開放弁６４、開放ライン６３を通して吸着溝６０ａに流入し、支持吸着ブロック６０による半導体基板１００の吸着が解除される。
　支持吸着ブロック６０における吸着と吸着の解除とを、ラインビームレーザ光１５０の照射位置に応じて切り替えることで、前記各実施形態と同様にラインビームレーザ光１５０の照射領域とその周辺で支持吸着ブロック６０による支持の影響が生じないようにアニール処理を行うことができる。
　具体的には、レーザ光が照射されている照射領域を含む半導体基板１００の一部領域に対応する支持吸着ブロック６０の吸着が解除される。なお、一部領域の範囲は、ラインビームレーザ光１５０が照射された際に、支持による影響が生じると考えられる範囲を適宜設定することができる。
　上記支持吸着筒５０、支持吸着ブロック６０では、吸着および吸着の解除によって支持および支持の解除を行うものとして説明したが、これら構成部材がレーザ照射に与える影響をより小さくするために、支持吸着筒５０や支持吸着ブロック６０を吸着および吸着の解除に伴って昇降できるようにしてもよい。すなわち、吸着の際にはこれら部材を上昇させて半導体基板の裏面側に当接させるか、ごく小さい隙間を有するようにし、吸着を解除する際にはこれら部材を下降させて半導体基板の裏面側と十分な間隔を有するようにすることができる。
　なお、被処理体に対する支持部の昇降では、昇降に際し被処理体の表面の高さの変化が起きないようにするのが望ましい。
　なお、上記支持ピン、支持片、支持吸着筒、支持吸着ブロックなどの間隔は、いずれかの部材で支持を解除した際に、半導体基板が部分的に撓む撓み量が所定範囲内に収まるように定めるのが望ましい。撓み量の所定範囲は適宜定めることができ、例えばアニール処理において支障が生じないという観点で定めたり、光学系などの調整により対応できるという観点などで定めることができる。以下に、半導体基板の撓みなどに応じてレーザ光の照射方向における照射位置を調整する構成を説明する。
　図７に示すレーザ処理装置１ａは、前記レーザ処理装置１と同様に、処理室２、走査装置３、走査方向移動部３０、支持部４、導入窓６を備えており、処理室２外部には、レーザ光源１０、光学系１２、制御部７を備えている。これら構成は、レーザ処理装置１と同様のものであり、ここでは詳細な説明は省略する。
　レーザ処理装置１ａは、ラインビームレーザ光１５０の走査方向前方側の位置で半導体基板１００の表面との距離を測定する高さ測定器８を有している。高さ測定器８は、定位置に固定されており走査に伴って移動する半導体基板１００の表面高さを連続的または間欠的に測定することができる。高さ測定器８は、位置検知部に相当する。なお、被処理体に照射されるレーザ光が移動する構成では、高さ測定器を同様に移動させることが望ましい。
　高さ測定器８の出力は、制御部７に送出されるように構成されており、制御部７では、測定結果を受けて半導体基板１００の高さ量を算出することができる。また、光学系１２では、集光レンズ１２ｂが図示しない駆動装置によって光軸方向に沿って移動可能になっており、その駆動装置は制御部７によって制御される。すなわち、測定結果に基づいて測定位置に対応するレーザ光照射で照射方向における照射位置を調整することができる。照射位置の調整は、集光レンズ１２ｂの光軸方向における位置を調整して焦点位置が半導体基板１００の表面に対し一定の位置になるようにすることで行う。上記集光レンズ１２ｂの駆動装置と制御部７とは協働して照射位置調整部を構成する。
　以下に、上記行程を含む制御手順を図８のフローチャートに基づいて説明する。
　処理開始に伴って、ラインビームレーザ光１５０の照射領域を含む一部領域に対応する支持部の支持を解除する（ステップｓ１）。次いでレーザ光を照射し（ステップｓ２）、照射位置の走査方向前方で半導体基板１００の表面高さを高さ測定器８で測定し、測定結果を制御部７に送出する（ステップｓ３）。測定結果を受けた制御部７では、測定位置においてラインビームレーザ光１５０が照射される際に、その焦点が半導体基板１００の表面に対し一定の位置になるように、集光レンズ１２ｂの調整量を算出し、該調整量が得られるように集光レンズ１２ｂに対する駆動装置で制御信号を送出し、照射方向における照射位置を調整する（ステップｓ４）。なお、測定位置は、予め制御部７で把握されており、制御部７は、走査速度との関係で所定の時間後に調整がなされるように制御する。
　次いで、処理終了かを判定し（ステップｓ５）、処理終了であれば（ステップｓ５、Ｙｅｓ）処理を終了し、処理終了でなければ（ステップｓ５、Ｎｏ）、ステップｓ１に戻って処理を継続する。なお、既にレーザ光の照射が開始されている場合、ステップｓ１では、レーザ光の照射領域を含む一部領域から外れた支持部では、再度半導体基板を支持する処理を行う。
　上記手順を順次行うことで、半導体基板の所望の面（例えば全面）に対しアニール処理を行うことができる。なお、上記高さ測定に基づくレーザ光照射位置の調整では、半導体基板の撓みに応じた調整ができるとともに、基台の移動に伴って傾きが生じるような場合の調整を行うこともでき、アニール処理を処理面全体に対し均一に行うことができる。例えばアニール処理として結果を得る場合、均一な結晶を得ることができる。
　本発明は、ＯＬＥＤや高精細ＬＣＤなどの高性能のディスプレイの製造分野に好適に使用することができ、照射後のムラに対する高い要求仕様にも対応することができる。
　また、本発明では、基板サイズがさらに大型化されても載置台など全体のサイズを変えるのではなく、支持部を追加することにより、対応が容易であり、大型化による載置台の重さや平坦度の問題を解決することができる。
　以上、本発明について上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定をされるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りは適宜の変更が可能である。
　　１　　レーザ処理装置
　　１ａ　レーザ処理装置
　　２　　処理室
　　３　　走査装置
　　４　　支持部
　　６　　挿入窓
　　７　　制御部
　１０　　レーザ光源
　１２　　光学系
　１２ｂ　集光レンズ
　４０　　支持ピン
　４２　　支持片
　５０　　支持吸着筒
　６０　　支持吸着ブロック
１００　　半導体基板

Claims (15)

  1. 　被処理体にレーザ光を相対的に走査しつつ照射して前記被処理体のアニールを行うアニール被処理体の製造方法において、
    　前記被処理体を複数箇所で支持し、前記レーザ光の相対的な走査に伴って、前記レーザ光の照射領域を含む前記被処理体の一部領域に対する支持を順次、解除するとともに、前記照射領域の移動に伴って、前記レーザ光の照射が完了し、前記支持が解除されている一部領域に対し順次、再支持することを特徴とするアニール被処理体の製造方法。
  2. 　前記支持の解除では、前記一部領域から前記支持の作用部を前記被処理体から離脱させることを特徴とする請求項１記載のアニール被処理体の製造方法。
  3. 　前記被処理体が非単結晶半導体基板であることを特徴とする請求項１または２に記載のアニール被処理体の製造方法。
  4. 　前記非単結晶半導体基板が非単結晶シリコン基板であることを特徴とする請求項３記載のアニール被処理体の製造方法。
  5. 　前記レーザ光がパルスレーザ光であり、前記走査方向のビーム断面形状に強度の均一な平坦部を有することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のアニール被処理体の製造方法。
  6. 　前記レーザ光の照射の際に、前記照射領域の走査方向前方側で前記支持が解除されている前記一部領域内において、前記レーザ光の照射方向における前記被処理体の位置を検知し、該検知の結果に基づいて、検知位置に対する、前記レーザ光の照射方向における前記レーザ光の照射位置を調整することを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載のアニール被処理体の製造方法。
  7. 　レーザ光が相対的に走査されつつ上面側から照射される被処理体を前記被処理体の下面側の複数箇所で支持する複数の支持部を備え、
    　前記複数の支持部は、前記レーザ光を相対的な走査をしつつ照射している際に、それぞれが個別に前記支持と前記支持の解除の切り替え動作が可能に構成されていることを特徴とするレーザアニール基台。
  8. 　前記支持部が上下方向に移動可能な可動部を有しており、前記被処理体の支持に際し前記可動部が上昇し、前記被処理体に対する支持の解除に際し前記可動部が下降するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載のレーザアニール基台。
  9. 　前記支持部が上端に吸引部を有しており、前記被処理体の支持に際し前記吸引部の吸引によって前記被処理体に吸着し、前記被処理体に対する支持の解除に際し前記吸引部の吸引停止を行うように構成されていることを特徴とする請求項７または８に記載のレーザアニール基台。
  10. 　前記支持部の切り替え動作を制御する制御部を備え、該制御部は、前記被処理体の面方向における前記レーザ光の照射位置に応じて、前記支持部の前記支持と前記支持解除の切り替え動作を制御することを特徴とする請求項７～９のいずれかに記載のレーザアニール基台。
  11. 　前記制御部は、前記レーザ光が相対的に走査されつつ照射されるのに従って、前記レーザ光が照射されている照射領域を含む前記半導体基板の一部領域を支持している前記支持部の支持を順次、解除するとともに、前記レーザ光の照射が完了した照射済み領域を含み、前記支持が解除されている一部領域に対し前記支持部による支持を順次、行うように切り替え制御することを特徴とする請求項１０記載のレーザアニール基台。
  12. 　請求項７～９のいずれかに記載のレーザアニール基台と、
    　レーザ光を出力するレーザ光源と、
    　前記レーザ光を導いて前記レーザアニール基台で支持されている被処理体に前記レーザ光を照射する光学系と、
    　前記レーザ光を前記被処理体に対し相対的に走査する走査装置と、を備えることを特徴とするレーザアニール処理装置。
  13. 　前記走査装置の走査動作と、前記支持部の切り替え動作とを制御する制御部を備えることを特徴とする請求項１２記載のレーザアニール処理装置。
  14. 　前記レーザ光が照射されている際に、被処理体の照射領域の走査方向前方でレーザ光照射方向における被処理体の位置を検知する位置検知部と、前記レーザ光におけるレーザ光照射方向における照射位置を調整する照射位置調整部とを備え、
    　前記制御部は、前記位置検知部による検知結果を受け、該検知結果に応じて、前記照射位置調整部によって前記検知位置に照射される前記レーザ光の前記照射位置を調整することを特徴とする請求項１３記載のレーザアニール処理装置。
  15. 　前記照射位置調整部が、前記光学系において前記レーザ光の焦点位置を調整する機構を有することを特徴とする請求項１４記載のレーザアニール処理装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190255650A1 (en) * 2016-10-20 2019-08-22 The Japan Steel Works, Ltd. Annealed workpiece manufacturing method, laser anneal base stage, and laser anneal processing apparatus
US11264259B2 (en) 2015-10-27 2022-03-01 The Japan Steel Works, Ltd. Workpiece conveyance apparatus, semiconductor manufacturing apparatus, and workpiece conveyance method

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6829118B2 (ja) * 2017-03-16 2021-02-10 株式会社日本製鋼所 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
CN109887876B (zh) * 2017-12-06 2020-02-21 上海微电子装备（集团）股份有限公司 真空吸盘、基底吸附方法、激光退火装置和方法
CN108226166A (zh) * 2017-12-29 2018-06-29 信利（惠州）智能显示有限公司 一种自动光学检测扫描方法
JP7336369B2 (ja) * 2019-11-25 2023-08-31 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板支持装置、熱処理装置、基板支持方法、熱処理方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6390386A (ja) * 1986-10-02 1988-04-21 Mitsubishi Electric Corp レ−ザ−加工用被加工物固定装置
JP2004247340A (ja) * 2003-02-10 2004-09-02 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理装置および熱処理方法
JP2005197548A (ja) * 2004-01-09 2005-07-21 Japan Steel Works Ltd:The 基板の位置決め方法及びその装置
JP2008210965A (ja) * 2007-02-26 2008-09-11 Sumitomo Heavy Ind Ltd 基板保持装置及びレーザアニール装置
JP2009010161A (ja) * 2007-06-28 2009-01-15 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工装置、及び、レーザ加工方法
JP2009252796A (ja) * 2008-04-01 2009-10-29 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及びその作製方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10135149A (ja) 1996-11-01 1998-05-22 Japan Steel Works Ltd:The レーザーアニール処理装置
JP2005019914A (ja) 2003-06-30 2005-01-20 Japan Steel Works Ltd:The 基板の授受装置
JP2007331031A (ja) 2006-06-12 2007-12-27 Japan Steel Works Ltd:The ワーク支持装置
JP2008016543A (ja) * 2006-07-04 2008-01-24 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6390386A (ja) * 1986-10-02 1988-04-21 Mitsubishi Electric Corp レ−ザ−加工用被加工物固定装置
JP2004247340A (ja) * 2003-02-10 2004-09-02 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理装置および熱処理方法
JP2005197548A (ja) * 2004-01-09 2005-07-21 Japan Steel Works Ltd:The 基板の位置決め方法及びその装置
JP2008210965A (ja) * 2007-02-26 2008-09-11 Sumitomo Heavy Ind Ltd 基板保持装置及びレーザアニール装置
JP2009010161A (ja) * 2007-06-28 2009-01-15 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工装置、及び、レーザ加工方法
JP2009252796A (ja) * 2008-04-01 2009-10-29 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及びその作製方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11264259B2 (en) 2015-10-27 2022-03-01 The Japan Steel Works, Ltd. Workpiece conveyance apparatus, semiconductor manufacturing apparatus, and workpiece conveyance method
US20190255650A1 (en) * 2016-10-20 2019-08-22 The Japan Steel Works, Ltd. Annealed workpiece manufacturing method, laser anneal base stage, and laser anneal processing apparatus
US11938563B2 (en) * 2016-10-20 2024-03-26 Jsw Aktina System Co., Ltd. Annealed workpiece manufacturing method, laser anneal base stage, and laser anneal processing apparatus

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