WO2018097087A1 - レーザアニール装置 - Google Patents

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WO2018097087A1
WO2018097087A1 PCT/JP2017/041615 JP2017041615W WO2018097087A1 WO 2018097087 A1 WO2018097087 A1 WO 2018097087A1 JP 2017041615 W JP2017041615 W JP 2017041615W WO 2018097087 A1 WO2018097087 A1 WO 2018097087A1
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plate
substrate
inert gas
transfer stage
region
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PCT/JP2017/041615
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敏成 新井
隆徳 松本
琢郎 竹下
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株式会社ブイ・テクノロジー
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G49/00—Conveying systems characterised by their application for specified purposes not otherwise provided for
    • B65G49/05—Conveying systems characterised by their application for specified purposes not otherwise provided for for fragile or damageable materials or articles
    • B65G49/06—Conveying systems characterised by their application for specified purposes not otherwise provided for for fragile or damageable materials or articles for fragile sheets, e.g. glass
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    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
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    • H01L21/26—Bombardment with radiation
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    • H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
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    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
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    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping

Definitions

  • the present invention relates to a laser annealing apparatus.
  • Patent Document 1 discloses an atmosphere forming apparatus provided in a levitation conveyance apparatus that levitates and supports a glass substrate by gas ejection, and includes a small area different from the global atmosphere in the global atmosphere in the global area.
  • An atmosphere forming apparatus for forming (small atmosphere) is disclosed.
  • an inert gas is ejected from above and below in a small area atmosphere, and in the global atmosphere, gas of the same component having a lower purity than air or an inert gas in the small area atmosphere is ejected from below.
  • the small area atmosphere is formed so as to cover the upper, lower and both sides of the glass substrate, and the processing area is located in the small area atmosphere.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a laser annealing apparatus capable of pinpointing an inert gas atmosphere in a region irradiated with a laser.
  • a laser annealing apparatus includes, for example, a light irradiation unit that irradiates a surface of a substrate with laser light, a plate-like transfer stage in which a plurality of blowout holes and suction holes are formed, and A plate-like member formed in a size including a region irradiated with the laser beam on the substrate in plan view, with an interval through which the substrate can pass between the upper surface of the transfer stage.
  • a blow-out portion that blows air from a blow-out hole that exists in a second region other than the first region of the blow-out holes, and a gas that is on the upper surface side of the transfer stage through the suction hole toward the lower surface of the transfer stage has a suction unit for sucking, a, is characterized in that and a conveying unit for conveying the substrate along a transport direction from the upper surface of the conveying stage is floated said substrate.
  • a plurality of blowout holes and suction holes are formed in the plate-shaped transfer stage, and the plate-shaped member is adjacent to the upper surface of the transfer stage and substantially parallel to the upper surface of the transfer stage.
  • the inert gas is blown out from the blowout holes present in the first region including the region overlapping the plate-like member in plan view of the blowout holes, and from the blowout holes present in the second region other than the first region of the blowout holes. Blow out the air.
  • the space between the upper surface of the transfer stage and the plate member can be filled with the inert gas (into an inert gas atmosphere).
  • the plate-like member is formed in a size including a region where the laser beam is irradiated onto the substrate in plan view. Thereby, the area irradiated with the laser can be made an inert gas atmosphere at a pinpoint.
  • first upper blow-off portion that is provided adjacent to the plate-like member and blows an inert gas from the upper side toward the transfer stage, and is provided on the upstream side in the transfer direction. May be provided.
  • the plate-like member is provided adjacent to the plate-like member, and includes a second upper blow-out portion for blowing an inert gas from the upper side toward the transfer stage, the plate-like member having a substantially rectangular shape in plan view,
  • the two upper outlets may be provided adjacent to each of the four sides of the plate-like member.
  • the plate-like member includes a lens array in which a condensing lens is disposed along a direction substantially orthogonal to the transport direction, a plate-like cover glass provided below the lens array, and the lens. And a mask unit having a mask provided on the upper side of the array.
  • the thin film transistors can be formed on the substrate at the same arrangement pitch as the arrangement pitch of the condenser lenses.
  • the region irradiated with the laser can be pinpointed into an inert gas atmosphere.
  • FIG. 1 is a front perspective view showing an outline of a laser annealing apparatus 1 according to a first embodiment. It is a schematic diagram which shows the detail of the conveyance stage 11B and the conveyance part 12.
  • FIG. It is the figure which enlargedly displayed the mask unit 30 vicinity of the laser annealing apparatus 1.
  • FIG. It is the figure which illustrated the board
  • FIG. It is the figure which expanded and displayed a part of laser annealing apparatus 3.
  • FIG. It is the figure which expanded and displayed a part of laser annealing apparatus 4.
  • FIG. It is the figure which expanded and displayed a part of laser
  • FIG. 1 is a front perspective view showing an outline of a laser annealing apparatus 1 according to the first embodiment.
  • the laser annealing apparatus 1 condenses laser light by a microlens array and irradiates the substrate W, and converts the amorphous silicon film in the thin film transistor (hereinafter referred to as “TFT”) formation region of the substrate W into polysilicon (laser annealing treatment). To do.
  • TFT thin film transistor
  • the laser annealing apparatus 1 mainly includes a transport mechanism 10, a laser beam irradiation unit 20, a mask unit 30, and an upper gas blowing unit 40.
  • the transport mechanism 10 floats and holds the substrate W by a certain amount, and transports the substrate W in a predetermined transport direction F (here, the x direction).
  • the transport mechanism 10 mainly includes a transport stage 11 and a transport unit 12 (not shown in FIG. 1, FIG. 2) that lifts the plate body from the upper surface of the transport stage 11 and transports the plate body along the transport direction F. Reference).
  • the transfer stage 11 is a substantially rectangular plate-like member, and is formed of a rectangular parallelepiped sintered body having a large number of fine holes.
  • the transfer stage 11 has a plurality of transfer stages 11A, 11B, and 11C, and the transfer stages 11A, 11B, and 11C are arranged in parallel along the transfer direction F.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing details of the transfer stage 11B and the transfer unit 12. Although the transfer stage 11B is illustrated in FIG. 2, the transfer stages 11A and 11C have the same configuration, and thus the description of the transfer stages 11A and 11C is omitted.
  • the transport unit 12 mainly penetrates the positive pressure groove 13 provided in the transport stage 11B, the supply pipe 14 that blows air from the lower surface to the upper surface of the transport stage 11B through the positive pressure groove 13, and the transport stage 11B.
  • the substrate W is lifted from the upper surface 11a of the transfer stage 11B by the gas flow formed by the gas blown out from the positive pressure groove 13 and the gas sucked from the negative pressure hole 15, and is transferred in the transfer direction ( x direction).
  • the positive pressure groove 13 is connected to one supply pipe 14.
  • the supply pipe 14 has one end connected to the positive pressure groove 13 and the other end connected to the air supply blower 121, and supplies gas to the positive pressure groove 13.
  • the air supply blower 121 supplies an inert gas to the supply pipe 14 formed on the transfer stage 11B.
  • the air blower 121 supplies air (for example, compressed air) to the supply pipe 14 formed in the transfer stages 11A and 11C.
  • the blowout portion of the present invention includes an air supply blower 121.
  • the inert gas is a rare gas such as helium or a gas that hardly causes a chemical reaction such as nitrogen having low chemical reactivity, and nitrogen is employed in this embodiment.
  • the inert gas or compressed air supplied from the air supply blower 121 is blown out from the positive pressure groove 13 toward the upper surface 11 a of the transfer stage 11.
  • the inert gas or compressed air blown out from the positive pressure groove 13 spreads over the entire transport stage 11 through a large number of fine holes inside the transport stage 11. As a result, air is ejected from substantially the entire surface of the transfer stage 11 with substantially equal pressure.
  • the blowout hole of the present invention includes the positive pressure groove 13 and a large number of fine holes.
  • a plurality of negative pressure holes 15 are formed on substantially the entire surface of the transfer stage 11.
  • the exhaust pipe 16 has one end connected to the negative pressure hole 15 and the other end connected to the intake blower 122.
  • the intake blower 122 sucks the gas on the upper surface 11a side of the transfer stage 11 through the negative pressure hole 15 toward the lower surface 11b.
  • the suction part of the present invention includes an intake blower 122, and the suction hole of the present invention includes a negative pressure hole 15.
  • a valve 17 is provided in the middle of the exhaust pipe 16.
  • the valve 17 is an electromagnetic valve that adjusts the exhaust gas flow rate and allows outside air to be introduced.
  • a pressure sensor 18 that detects the pressure inside the exhaust pipe 16 is provided inside the exhaust pipe 16.
  • the pressure adjustment unit 123 is electrically connected to the valve 17 and the pressure sensor 18.
  • the pressure adjusting unit 123 controls the valve 17 to adjust the amount of outside air introduced, and maintains the pressure inside the negative pressure hole 15 at a predetermined pressure.
  • a laser beam irradiation unit 20, a mask unit 30, and an upper gas blowing unit 40 are provided above the transfer stage 11 (+ z direction).
  • the laser beam irradiation unit 20 mainly includes a laser oscillator 21, an optical device 22, and an incident mirror 23.
  • a pulsed laser for example, an excimer laser that emits laser light 24 having a wavelength of 248 nm or 308 nm at a repetition period of 1000 to 6000 Hz can be used.
  • the laser light 24 emitted from the laser oscillator 21 has a uniform energy distribution in the optical device 22 and is redirected by the incident mirror 23. Thereby, the laser beam 24 is irradiated in the ⁇ z direction.
  • the mask unit 30 has a substantially rectangular shape in plan view, and has a substantially plate shape as a whole.
  • the mask unit 30 is provided adjacent to the upper surface 11a (+ z side) of the transfer stage 11B.
  • the mask unit 30 is held in parallel with the upper surface 11a of the transfer stage 11B by a mask holding unit (not shown).
  • the mask unit 30 is driven in the x direction, the y direction, the z direction, and the ⁇ direction by a mask driving unit (not shown).
  • FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the mask unit 30 of the laser annealing apparatus 1.
  • the flow of the inert gas is indicated by white arrows.
  • the mask unit 30 mainly includes a mask 31, a microlens array 32, a cover glass 33, and a holding frame 35 for holding them.
  • the microlens array 32 condenses the laser light 24 on a plurality of TFT forming regions set on the substrate W, and a plurality of microlenses 34 that are condensing lenses are provided.
  • the microlenses 34 are two-dimensionally arranged along the x direction and the y direction, and the interval between the microlenses 34 adjacent in the y direction is the arrangement pitch of the TFT formation regions.
  • the micro lenses 34 may be arranged in a line along a direction (y direction) substantially orthogonal to the transport direction.
  • the mask 31 is provided on the upper side (+ z side) of the microlens array 32.
  • the mask 31 shields the laser beam 24 so that the laser beam 24 is irradiated only on the microlens 34.
  • the cover glass 33 is a thin plate-like member, and is provided on the lower side ( ⁇ z side) of the microlens array 32.
  • the cover glass 33 has substantially the same size as the mask 31 and the microlens array 32 in a plan view (when viewed from the + z direction), and protects the microlens array 32 from a gas generated by laser annealing.
  • the cover glass 33 is provided adjacent to the upper surface 11a of the transfer stage 11B and substantially parallel to the upper surface 11a of the transfer stage 11B. An interval through which the substrate W can pass is formed between the cover glass 33 and the transport stage 11B.
  • the size of the mask unit 30 only needs to include a region in which the substrate W is irradiated with the laser light 24 collected by the microlens array 32.
  • the local region R it is desirable to make the size of the mask unit 30 in plan view as small as possible.
  • the upper gas blowing section 40 blows an inert gas downward (in the ⁇ z direction) from the upper side toward the transfer stage 11B, and is provided adjacent to the mask unit 30.
  • the upper gas blowing section 40 is provided on the upstream side in the transport direction F of the mask unit 30, that is, on the ⁇ x side.
  • the upper gas blowing part 40 is a tubular member, and is provided such that its longitudinal direction is along a direction (y direction) substantially orthogonal to the transport direction F.
  • a plurality of holes 40a are formed in the lower end portion ( ⁇ z side end) of the upper gas blowing portion 40 along the y direction.
  • One end of the upper gas blowing portion 40 is connected to an air supply blower (not shown), and an inert gas is blown downward ( ⁇ z direction) from the plurality of holes 40a.
  • the flow rate of the inert gas blown from the hole 40a is larger than the flow rate of the inert gas blown from the transfer stage 11B.
  • the form of the upper gas blowing part 40 is not limited to the form shown in FIGS.
  • one or more nozzles may be provided adjacent to the ⁇ x side of the mask unit 30 as the upper gas outlet.
  • the laser annealing apparatus 1 has a control unit (not shown) that controls the laser beam irradiation unit 20 and the like, but since various known techniques can be used, description thereof is omitted.
  • the substrate W is placed on the transfer stage 11A by a robot or the like (see the dotted line in FIG. 1).
  • the transport unit 12 floats the substrate W from the transport stage 11 ⁇ / b> A and transports the substrate W along the transport direction F.
  • the substrate W is lifted from the transport stage 11A by the air blown out from the positive pressure groove 13 and the air sucked from the negative pressure hole 15. As the substrate W moves, the substrate W gradually covers the positive pressure groove 13 and the negative pressure hole 15.
  • the pressure sensor 18 detects a decrease in the pressure inside the negative pressure hole 15 during the movement of the substrate W and outputs it to the pressure adjustment unit 123.
  • the pressure adjustment unit 123 compares the value detected by the pressure sensor 18 with the external air pressure to obtain a differential pressure, and opens and closes the valve 17 based on this pressure difference. Thereby, the differential pressure between the inside of the negative pressure hole 15 and the outside air is kept constant, and the height of the substrate W from the transport stage 11A is kept uniform or substantially uniform.
  • the distance between the upper surface 11a of the transfer stage 11A and the substrate W is approximately 50 ⁇ m. Since the method for transporting the substrate W is already known, a description thereof will be omitted.
  • the substrate W When the substrate W is transported along the transport direction F, the substrate W is transported from the transport stage 11A to the transport stage 11B. During this time, since the inert gas is ejected from the transfer stage 11B, the space between the transfer stage 11B and the cover glass 33 is filled with the inert gas. Since the gap between the transfer stage 11B and the cover glass 33 is as narrow as about 1 mm, the inert gas blown out of the transfer stage 11B fills this narrow space (hereinafter, referred to as local region R, see FIG. 3) with the inert gas. (Inert gas atmosphere).
  • the substrate W passes under the upper gas blowing section 40, and the substrate W passes under the mask unit 30, that is, between the transfer stage 11B and the cover glass 33.
  • the control unit controls the laser beam irradiation unit 20 to emit the laser beam 24 from the laser oscillator 21.
  • the laser beam 24 is irradiated onto the substrate W through the mask unit 30. Then, the amorphous silicon of the substrate W is locally changed to polysilicon at the position where the laser light 24 is irradiated by the microlens 34 (laser annealing treatment).
  • laser annealing treatment By performing this laser annealing treatment in an inert gas atmosphere, problems occurring in crystallization can be minimized.
  • the inert gas is jetted from the upper gas blowing part 40 provided on the upstream side in the carrying direction F toward the upper surface 11a of the carrying stage 11B, so that the substrate W passes under the upper gas blowing part 40. Then, when entering the local region R, air is not brought into the local region R.
  • TFTs 25 are formed on the substrate W at the same arrangement pitch as the arrangement pitch of the microlenses 34 in the microlens array 32 (horizontal is w and vertical is l).
  • the substrate W moves onto the transfer stage 11C, the substrate W is removed from the transfer stage 11C by a robot or the like. Thereby, the process to the board
  • the region irradiated with the laser can be pinpointed into an inert gas atmosphere.
  • the local region R to be an inert gas atmosphere is a narrow region including the region irradiated with the laser, the local region R can be made an inert gas atmosphere with a small amount of inert gas.
  • the inert gas is blown upward from the blowout holes (the positive pressure grooves 13 and a large number of fine holes) formed in the transfer stage 11B, and the inertness is drawn downward from the upper gas blowout portion 40.
  • the upper gas blowing unit 40 is not essential.
  • the inert gas is blown out from the transfer stage 11B (the transfer stage 11B corresponds to the first region of the present invention), but it is not always necessary to blow out the inert gas from the entire transfer stage 11B.
  • region which blows off inert gas should just contain the area
  • the inert gas is blown out from the blowout hole that exists in the area overlapping the mask unit 30 in the plan view of the transfer stage 11B, and the blowout hole that exists in the area that does not overlap the mask unit 30 in the plan view of the transfer stage 11B. You may make it blow off compressed air from.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a mask unit 30A having a microlens array 32A provided with a microlens 34 and a cylindrical lens 36. As shown in FIG.
  • the microlens array 32A is provided with two-dimensionally arranged microlenses 34 and a cylindrical lens 36 whose longitudinal direction is along the x direction.
  • the microlens array 32A can be moved along the x direction by a driving unit (not shown).
  • the laser beam 24 is condensed by the microlens 34 or the cylindrical lens 36 and irradiated onto the substrate W. Thereby, the micro lens 34 and the cylindrical lens 36 can be properly used as necessary.
  • ⁇ Variation 1 of the first embodiment In the first embodiment, the inert gas is blown downward (in the ⁇ z direction) from the upper gas blowing portion 40, but the first modification of the first embodiment is oblique from the upper gas blowing portion. In this mode, the inert gas blows downward (upstream in the transport direction F).
  • a laser annealing apparatus 1A according to Modification 1 of the first embodiment will be described. Note that the same parts as those of the laser annealing apparatus 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the mask unit 30 of the laser annealing apparatus 1A.
  • An upper gas blowing part 41 is provided adjacent to the mask unit 30.
  • the upper gas blowing part 41 is a tubular member similar to the upper gas blowing part 40, and is provided on the upstream side in the transport direction F of the mask unit 30 so that the longitudinal direction is along a direction substantially orthogonal to the transport direction F. .
  • a plurality of holes 40b are formed along the y direction at a position close to the ⁇ x side by a minute amount from the lower end of the upper gas blowing portion 41.
  • One end of the upper gas blowing portion 41 is connected to an air supply blower (not shown), and an inert gas is blown out from the plurality of holes 40b.
  • the upper gas blowing section 41 blows inert gas obliquely downward from the upper side toward the transfer stage 11B and from the downstream side to the upstream side in the transfer direction F. Thereby, air can be prevented from being brought into the local region R when the substrate W passes under the upper gas blowing portion 41.
  • the inert gas is blown downward (in the ⁇ z direction) from the upper gas blowing portion 40.
  • the second modification of the first embodiment is oblique from the upper gas blowing portion. In this mode, the inert gas blows downward (downstream in the transport direction F).
  • a laser annealing apparatus 1B according to Modification 2 of the first embodiment will be described. Note that the same parts as those of the laser annealing apparatus 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • FIG. 7 is an enlarged view of the vicinity of the mask unit 30 of the laser annealing apparatus 1B.
  • An upper gas outlet 42 is provided adjacent to the mask unit 30.
  • the upper gas blowing part 42 is a tubular member, like the upper gas blowing part 40, and is provided on the upstream side in the transport direction F of the mask unit 30 so that the longitudinal direction is along a direction substantially orthogonal to the transport direction F. .
  • a plurality of holes 40c are formed along the y direction at a position close to the + x side (downstream side in the transport direction F) by a minute amount from the lower end of the upper gas blowing part 42.
  • One end of the upper gas blowing section 42 is connected to an air supply blower (not shown), and an inert gas is blown out from the plurality of holes 40c.
  • the upper gas blowing section 42 blows inert gas obliquely downward from the upper side toward the transfer stage 11B and from the upstream side to the downstream side in the transfer direction F. Thereby, air can be prevented from being brought into the local region R when the substrate W passes under the upper gas blowing portion 41.
  • an upper gas blowing portion is provided on the mask itself.
  • the laser annealing apparatus 2 according to the second embodiment will be described. Note that the same parts as those of the laser annealing apparatus 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • FIG. 8 is an enlarged view of the vicinity of the mask unit 30B of the laser annealing apparatus 2.
  • the mask unit 30B mainly includes a mask 31, a microlens array 32, a cover glass 33A, and a holding frame 35A.
  • An opening 35a is formed in the holding frame 35A, and a pipe 37 is connected to the opening 35a.
  • One end of the pipe 37 is connected to an air supply blower (not shown), and an inert gas is blown out from the opening 35a toward the space between the microlens array 32 and the cover glass 33A.
  • the opening 35a is formed on the surface of the holding frame 35A on the ⁇ x side, but the position of the opening 35a is not limited to this.
  • a plurality of holes 33a are formed in the cover glass 33A.
  • the hole 33a is provided near the ⁇ x side end (upstream end in the transport direction F) of the cover glass 33A along a direction (y direction) substantially orthogonal to the transport direction F. Accordingly, the inert gas is blown downward from the plurality of holes 33a. Thereby, it is possible to prevent air from being brought into the local region R when the substrate W moves below the mask unit 30A.
  • the plurality of holes 33a be provided as close as possible to the ⁇ x side end of the cover glass 33A so that air is not easily brought into the local region R.
  • the upper gas blowing section 40 is provided on the upstream side in the transport direction F of the mask unit 30, but the arrangement form of the upper gas blowing section is not limited thereto.
  • an upper gas blowing part is provided adjacent to all four sides of the mask unit 30.
  • the laser annealing apparatus 3 according to the third embodiment will be described below. Note that the same parts as those of the laser annealing apparatus 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • FIG. 9 is an enlarged view of a part of the laser annealing apparatus 3. Adjacent to the mask unit 30, upper gas outlets 40, 43, 44 and 45 are provided.
  • the upper gas blowing sections 40, 43, 44, 45 are for blowing an inert gas downward (in the ⁇ z direction) from the upper side toward the transfer stage 11B.
  • the upper gas blowing portions 40, 43, 44, 45 are tubular members and are provided adjacent to the sides of the mask unit 30.
  • the upper gas blowing parts 40, 43, 44, 45 are provided so that the longitudinal direction is along the side of the adjacent mask unit 30.
  • the upper gas blowing portion 43 is provided on the downstream side in the transport direction F of the mask unit 30, that is, on the + x side so that the longitudinal direction is along the direction (y direction) substantially orthogonal to the transport direction F.
  • the upper gas blowing portions 44 and 45 are provided on the ⁇ y side and the + y side of the mask unit 30 so that the longitudinal direction is along the transport direction F (x direction).
  • a plurality of holes 40a are formed along the y direction at the lower ends (ends on the ⁇ z side) of the upper gas blowing portions 40, 43, 44, and 45.
  • One end of each of the upper gas blowing portions 40, 43, 44, 45 is connected to an air supply blower (not shown), and an inert gas is blown downward ( ⁇ z direction) from the plurality of holes 40a.
  • the flow rate of the inert gas blown from the hole 40a is larger than the flow rate of the inert gas blown from the transfer stage 11B. Therefore, the local region R (not shown) is covered with the inert gas blown out from the upper gas blowing portions 40, 43, 44, 44.
  • the local region R can be made an inert gas atmosphere by the inert gas blown from the transfer stage 11B.
  • the flow of the inert gas blown out from the upper gas blowing portions 40, 43, 44, 44 forms a curtain of an inert gas around the local region R, air flows into the local region R. It can be prevented from entering.
  • the upper gas blowing portion 40 is provided adjacent to the mask unit 30, but the mask unit 30 is not essential.
  • the mask unit 30 is not used.
  • the laser annealing apparatus 4 according to the fourth embodiment will be described. Note that the same parts as those of the laser annealing apparatus 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • FIG. 10 is an enlarged view of a part of the laser annealing apparatus 4.
  • the laser annealing apparatus 4 mainly includes a transport mechanism 10 (the transport unit 12 is not shown), a laser beam irradiation unit 20A, an upper gas blowing unit 46, and a cylindrical lens assembly 50.
  • the laser beam irradiation unit 20A mainly includes a laser oscillator 21A, an optical device 22, and an incident mirror 23.
  • the laser oscillator 21A irradiates a belt-shaped laser beam 24A.
  • the cylindrical lens assembly 50 includes a cylindrical lens 51, a cover glass 52, and a holding member 53 that holds them.
  • the cylindrical lens 51 is a triplet cylindrical lens composed of three lenses in order to suppress spherical aberration, and condenses laser light in a linear shape. Note that a single-lens cylindrical lens may be used as the cylindrical lens 51.
  • the cover glass 52 is a thin plate-like member like the cover glass 33, and is provided adjacent to the upper surface 11a of the transfer stage 11B.
  • the size of the cover glass 52 in plan view only needs to include a region where the substrate W is irradiated with the laser light 24 ⁇ / b> A condensed linearly by the cylindrical lens 51.
  • the substrate W passes between the upper surface 11a of the transfer stage 11B and the cover glass 52.
  • the gap between the transfer stage 11B and the cover glass 52 is about 1 mm.
  • the space (local region R) between the transfer stage 11B and the cover glass 52 is filled with the inert gas. Since the gap between the transfer stage 11B and the cover glass 52 is as narrow as about 1 mm, the local region R can be made an inert gas atmosphere by the inert gas blown from the transfer stage 11B.
  • the upper gas blowing section 46 blows an inert gas downward (in the ⁇ z direction) from the upper side toward the transfer stage 11B, and is provided adjacent to the cover glass 52.
  • the upper gas outlet 46 is provided on the upstream side in the transport direction F of the cover glass 52, that is, on the ⁇ x side.
  • the upper gas blowing portion 46 is a tubular member, and is provided such that the longitudinal direction is along a direction (y direction) substantially orthogonal to the transport direction F.
  • a plurality of holes 40 a are formed along the y direction at the lower end ( ⁇ z side end) of the upper gas blowing portion 46.
  • One end of the upper gas blowing portion 46 is connected to an air supply blower (not shown), and an inert gas is blown downward ( ⁇ z direction) from the plurality of holes 40a.
  • the flow rate of the inert gas blown from the hole 40a is larger than the flow rate of the inert gas blown from the transfer stage 11B.
  • the operation of the laser annealing apparatus 4 will be described.
  • the substrate W is transported along the transport direction F from the top of the transport stage 11A to the top of the transport stage 11B in a state of being lifted from the top surface of the transport stage 11.
  • the inert gas is ejected from the transfer stage 11B, the local region R between the transfer stage 11B and the cover glass 52 is filled with the inert gas.
  • the substrate W passes under the upper gas blowing portion 46 and is inserted between the transfer stage 11B and the cover glass 52. At this time, an inert gas is jetted from the upper gas blowing section 46 toward the upper surface 11a of the transfer stage 11B so that air is not brought into the local region R together with the substrate W.
  • the substrate W is irradiated with the laser light 24 when passing under the cover glass 52. Thereby, a laser annealing process is performed on the band-shaped region of the substrate W in an inert gas atmosphere.
  • a plate-like member is provided adjacent to the upper surface of the transfer stage 11B, so that an area irradiated with laser is pinpointed into an inert gas atmosphere. Can do.
  • substantially is a concept that includes not only a case where they are exactly the same but also errors and deformations that do not lose the identity.
  • substantially parallel and substantially orthogonal are not limited to strictly parallel and orthogonal.
  • the “neighborhood” is a concept indicating that when it is in the vicinity of A, for example, it is near A and may or may not include A.

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Abstract

レーザが照射される領域をピンポイントで不活性ガス雰囲気にすることができる。　板状の搬送ステージ１１には、吹出孔及び吸引孔がそれぞれ複数形成され、搬送ステージ１１の上面１１ａに隣接して、上面１１ａと略平行に板状部材が設けられている。吹出孔のうちの平面視において板状部材と重なる領域を含む第１領域に存在する吹出孔から不活性ガスを吹き出し、吹出孔のうちの第１領域以外の第２領域に存在する吹出孔から空気を吹き出す。また、板状部材は、平面視においてレーザ光が基板Ｗに照射される領域を含む大きさで形成される。

Description

レーザアニール装置
　本発明は、レーザアニール装置に関する。
　特許文献１には、ガラス基板をガス噴出によって浮上支持して搬送する浮上搬送装置に設けられる雰囲気形成装置であって、大域的な領域における大域雰囲気内に、大域雰囲気と異なる小域的な領域（小域雰囲気）を形成する雰囲気形成装置が開示されている。この雰囲気形成装置において、小域雰囲気では、上方と下方から不活性ガスが噴出され、大域雰囲気では、下方から空気または小域雰囲気における不活性ガスよりも純度が低い同一成分のガスが噴出される。また、小域雰囲気は、ガラス基板の上方、下方、及び両側方を覆うように形成されており、加工エリアは小域雰囲気内に位置している。
特開２０１６－１６２８５６号公報
　特許文献１に記載の発明では、小域雰囲気がガラス基板を覆うように形成されているため、小域雰囲気が広範囲となり、小域雰囲気に供給する不活性ガスが大量に必要となってしまう。
　本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、レーザが照射される領域をピンポイントで不活性ガス雰囲気にすることができるレーザアニール装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明に係るレーザアニール装置は、例えば、基板の表面にレーザ光を照射する光照射部と、吹出孔及び吸引孔がそれぞれ複数形成された板状の搬送ステージと、平面視において前記レーザ光が前記基板に照射される領域を含む大きさで形成された板状部材であって、前記搬送ステージの上面との間に前記基板が通過可能な間隔をあけて前記搬送ステージの上面と略平行に設けられた板状部材と、前記吹出孔のうちの平面視において前記板状部材と重なる領域を含む第１領域に存在する吹出孔から不活性ガスを吹き出し、前記吹出孔のうちの前記第１領域以外の第２領域に存在する吹出孔から空気を吹き出す吹出部と、前記吸引孔を介して前記搬送ステージの上面側にある気体を前記搬送ステージの下面に向けて吸引する吸引部と、を有し、前記搬送ステージの上面から前記基板を浮上させて搬送方向に沿って前記基板を搬送させる搬送部と、を備えたことを特徴とする。
　本発明に係るレーザアニール装置によれば、板状の搬送ステージには、吹出孔及び吸引孔がそれぞれ複数形成され、搬送ステージの上面に隣接して、搬送ステージの上面と略平行に板状部材が設けられている。吹出孔のうちの平面視において板状部材と重なる領域を含む第１領域に存在する吹出孔から不活性ガスを吹き出し、吹出孔のうちの第１領域以外の第２領域に存在する吹出孔から空気を吹き出す。これにより、搬送ステージの上面と板状部材との間を不活性ガスで満たす（不活性ガス雰囲気にする）ことができる。また、板状部材は、平面視においてレーザ光が基板に照射される領域を含む大きさで形成される。これにより、レーザが照射される領域をピンポイントで不活性ガス雰囲気にすることができる。
　ここで、前記板状部材に隣接して設けられ、不活性ガスを上側から前記搬送ステージに向けて吹き出す第１上部吹出部であって、前記搬送方向における上流側に設けられた第１上部吹出部を備えてもよい。これにより、搬送ステージの上面と板状部材との間に基板が入るときに、搬送ステージの上面と板状部材との間に空気を持ち込まないようにすることができる。
　ここで、前記板状部材に隣接して設けられ、不活性ガスを上側から前記搬送ステージに向けて吹き出す第２上部吹出部を備え、前記板状部材は平面視略矩形形状であり、前記第２上部吹出部は、前記板状部材の４辺のそれぞれに隣接して設けられてもよい。第２上部吹出部から吹き出される不活性ガスの流れにより、搬送ステージの上面と板状部材との間に形成される領域の周囲に不活性ガスの幕のようなものを形成する。これにより、搬送ステージの上面と板状部材との間に形成される領域へ空気が侵入しないようにすることができる。
　ここで、前記板状部材は、集光レンズが前記搬送方向と略直交する方向に沿って配置されたレンズアレイと、前記レンズアレイの下側に設けられた板状のカバーガラスと、前記レンズアレイの上側に設けられたマスクと、を有するマスクユニットであってもよい。これにより、集光レンズの配列ピッチと同じ配列ピッチで、基板に薄膜トランジスタを形成することができる。
　本発明によれば、レーザが照射される領域をピンポイントで不活性ガス雰囲気にすることができる。
第１の実施の形態に係るレーザアニール装置１の概略を示す正面斜視図である。 搬送ステージ１１Ｂ及び搬送部１２の詳細を示す模式図である。 レーザアニール装置１のマスクユニット３０近傍を拡大表示した図である。 ＴＦＴ２５が形成された基板Ｗを例示した図である。 マスクユニット３０Ａを模式的に示す図である。 レーザアニール装置１Ａのマスクユニット３０近傍を拡大表示した図である。 レーザアニール装置１Ｂのマスクユニット３０近傍を拡大表示した図である。 レーザアニール装置２のマスクユニット３０Ｂ近傍を拡大表示した図である。 レーザアニール装置３の一部を拡大表示した図である。 レーザアニール装置４の一部を拡大表示した図である。
　以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
　＜第１の実施の形態＞
　図１は第１の実施の形態に係るレーザアニール装置１の概略を示す正面斜視図である。レーザアニール装置１は、マイクロレンズアレイによりレーザ光を集光して基板Ｗに照射し、基板Ｗにおける薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」という）形成領域のアモルファスシリコン膜をポリシリコン化（レーザアニール処理）するものである。
　レーザアニール装置１は、主として、搬送機構１０と、レーザ光照射部２０と、マスクユニット３０と、上部ガス吹出部４０と、を備える。
　搬送機構１０は、基板Ｗを一定量浮上させて保持すると共に、所定の搬送方向Ｆ（ここではｘ方向）に搬送する。搬送機構１０は、主として、搬送ステージ１１と、搬送ステージ１１の上面から板状体を浮上させて搬送方向Ｆに沿って板状体を搬送させる搬送部１２（図１では図示せず、図２参照）とを備える。
　搬送ステージ１１は、略矩形形状の板状の部材であり、多数の微細な空孔を有する直方体状の焼結体により形成される。搬送ステージ１１は、複数の搬送ステージ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを有し、搬送ステージ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは、搬送方向Ｆに沿って並設される。
　図２は、搬送ステージ１１Ｂ及び搬送部１２の詳細を示す模式図である。なお、図２では搬送ステージ１１Ｂを図示するが、搬送ステージ１１Ａ、１１Ｃも同様の構成を有するため、搬送ステージ１１Ａ、１１Ｃについての説明を省略する。
　搬送部１２は、主として、搬送ステージ１１Ｂに設けられた正圧溝１３と、正圧溝１３を介して搬送ステージ１１Ｂの下面から上面に向けて空気を吹き出す供給管１４と、搬送ステージ１１Ｂを貫通するように設けられた複数の負圧孔１５と、負圧孔１５を介して搬送ステージ１１Ｂの上面１１ａ近傍の空気を搬送ステージ１１Ｂの下面１１ｂに向けて吸引する排気管１６と、を有する。
　正圧溝１３から吹き出された気体と、負圧孔１５から吸引された気体と、により形成される気体流によって、基板Ｗは、搬送ステージ１１Ｂの上面１１ａから浮上し、浮上したまま搬送方向（ｘ方向）に搬送される。
　正圧溝１３は、一本の供給管１４に連結される。供給管１４は、一端が正圧溝１３に接続され、他端が送気ブロワ１２１に接続されており、正圧溝１３に気体を供給する。
　本実施の形態では、送気ブロワ１２１は、搬送ステージ１１Ｂに形成された供給管１４に不活性ガスを供給する。また、送気ブロワ１２１は、搬送ステージ１１Ａ、１１Ｃに形成された供給管１４に空気（例えば圧縮空気）を供給する。本発明の吹出部は、送気ブロワ１２１を含む。ここで、不活性ガスとは、ヘリウム等の希ガスや、化学反応性の低い窒素等の化学反応を起こしにくい気体であり、本実施の形態では窒素を採用する。
　送気ブロワ１２１から供給された不活性ガス又は圧縮空気は、正圧溝１３から搬送ステージ１１の上面１１ａに向けて吹き出される。正圧溝１３から吹き出した不活性ガス又は圧縮空気は、搬送ステージ１１の内部にある多数の微細な空孔を通って搬送ステージ１１全体に広がる。これにより、搬送ステージ１１の略全面から略均等な圧力で空気が噴出される。本発明の吹出孔は、正圧溝１３及び多数の微細な空孔を含む。
　負圧孔１５は、搬送ステージ１１の略全面に複数形成される。排気管１６は、一端が負圧孔１５に接続され、他端が吸気ブロワ１２２に接続されている。吸気ブロワ１２２は、負圧孔１５を介して搬送ステージ１１の上面１１ａ側にある気体を下面１１ｂに向けて吸引する。本発明の吸引部は吸気ブロワ１２２を含み、本発明の吸引孔は負圧孔１５を含む。
　排気管１６の途中には、バルブ１７が設けられる。バルブ１７は、排気流量を調整すると共に外気を導入可能とするものであり、例えば電気信号に応じて開閉する電磁バルブである。排気管１６の内部には、排気管１６の内部の圧力を検出する圧力センサ１８が設けられる。
　バルブ１７及び圧力センサ１８には、圧力調整ユニット１２３が電気的に接続されている。圧力調整ユニット１２３は、バルブ１７を制御して外気の導入量を調整し、負圧孔１５の内部の圧力を所定の圧力に維持するものである。
　なお、図２における、正圧溝１３、供給管１４、負圧孔１５、及び排気管１６の数及び位置は例示であり、図示された形態に限定されるものではない。
　図１の説明に戻る。搬送ステージ１１の上方（＋ｚ方向）には、レーザ光照射部２０と、マスクユニット３０と、上部ガス吹出部４０と、が設けられる。
　レーザ光照射部２０は、主として、レーザ発振器２１と、光学装置２２と、落射ミラー２３と、を有する。
　レーザ発振器２１には、例えばパルス発振レーザが用いられる。パルス発振レーザとしては、例えば、波長が２４８ｎｍ又は３０８ｎｍのレーザ光２４を１０００～６０００Ｈｚの繰り返し周期で放射するエキシマレーザを用いることができる。
　レーザ発振器２１から照射されたレーザ光２４は、光学装置２２においてエネルギー分布が均一化され、落射ミラー２３により向きが変えられる。これにより、レーザ光２４が－ｚ方向に照射される。
　マスクユニット３０は、平面視が略矩形形状であり、全体として略板状である。マスクユニット３０は、搬送ステージ１１Ｂの上面１１ａ（＋ｚ側）に隣接して設けられる。マスクユニット３０は、図示しないマスク保持部により、搬送ステージ１１Ｂの上面１１ａと平行に保持される。また、マスクユニット３０は、図示しないマスク駆動部により、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向、θ方向にそれぞれ駆動される。
　図３は、レーザアニール装置１のマスクユニット３０近傍を拡大表示した図である。図３において、不活性ガスの流れを白抜き矢印で示す。
　マスクユニット３０は、主として、マスク３１と、マイクロレンズアレイ３２と、カバーガラス３３と、これらを保持する保持枠３５と、を有する。
　マイクロレンズアレイ３２は、レーザ光２４を基板Ｗ上に設定された複数のＴＦＴ形成領域に集光するものであり、集光レンズであるマイクロレンズ３４が複数設けられる。マイクロレンズ３４は、ｘ方向、ｙ方向に沿って二次元配置されており、ｙ方向に隣接するマイクロレンズ３４の間隔はＴＦＴ形成領域の配列ピッチである。ただし、マイクロレンズ３４は、搬送方向と略直交する方向（ｙ方向）に沿って一列に配置されていてもよい。
　マスク３１は、マイクロレンズアレイ３２の上側（＋ｚ側）に設けられる。マスク３１は、レーザ光２４がマイクロレンズ３４にのみ照射されるように、レーザ光２４を遮光する。
　カバーガラス３３は、薄板状の部材であり、マイクロレンズアレイ３２の下側（－ｚ側）に設けられる。カバーガラス３３は、平面視（＋ｚ方向から見た場合）においてマスク３１及びマイクロレンズアレイ３２と略同一の大きさであり、レーザアニール処理により発生するガスからマイクロレンズアレイ３２を保護する。
　カバーガラス３３は、搬送ステージ１１Ｂの上面１１ａに隣接して、搬送ステージ１１Ｂの上面１１ａと略平行に設けられる。カバーガラス３３と搬送ステージ１１Ｂとの間には、基板Ｗが通過可能な間隔が形成される。
　平面視において、マスクユニット３０の大きさは、マイクロレンズアレイ３２により集光されたレーザ光２４が基板Ｗに照射される領域を含んでいればよい。ただし、局所領域Ｒをできるだけ小さくするため、マスクユニット３０の平面視における大きさをできるだけ小さくすることが望ましい。
　上部ガス吹出部４０は、不活性ガスを上側から搬送ステージ１１Ｂに向けて下向きに（－ｚ方向に）吹き出すものであり、マスクユニット３０に隣接して設けられる。上部ガス吹出部４０は、マスクユニット３０の搬送方向Ｆにおける上流側、すなわち－ｘ側に設けられる。上部ガス吹出部４０は、管状の部材であり、長手方向が搬送方向Ｆと略直交する方向（ｙ方向）に沿うように設けられる。
　上部ガス吹出部４０の下端部（－ｚ側の端）には、ｙ方向に沿って複数の孔４０ａが形成される。上部ガス吹出部４０の一端は送気ブロワ（図示省略）に接続されており、複数の孔４０ａからは不活性ガスが下向き（－ｚ向き）に吹き出される。孔４０ａから吹き出される不活性ガスの流速は、搬送ステージ１１Ｂから吹き出される不活性ガスの流速より大きい。
　なお、上部ガス吹出部４０の形態は、図１、３等に示す形態に限られない。例えば、上部ガス吹出部として、マスクユニット３０の－ｘ側に隣接して１個又は複数のノズルを設けてもよい。
　レーザアニール装置１は、レーザ光照射部２０等を制御する制御部（図示せず）を有するが、公知の様々な技術を用いることができるため、説明を省略する。
　次に、このように構成されたレーザアニール装置１の動作について説明する。
　まず、ロボット等により基板Ｗが搬送ステージ１１Ａの上に載置される（図１点線参照）。制御部により搬送部１２が制御されることで、搬送部１２は、基板Ｗを搬送ステージ１１Ａから浮上させ、かつ搬送方向Ｆに沿って搬送する。
　正圧溝１３から吹き出された空気と負圧孔１５からは吸引された空気とによって、基板Ｗは、搬送ステージ１１Ａから浮上する。基板Ｗの移動に伴い、基板Ｗが正圧溝１３及び負圧孔１５を次第に覆っていく。圧力センサ１８は、基板Ｗの移動中、負圧孔１５内部の圧力の低下を検出して圧力調整ユニット１２３に出力する。圧力調整ユニット１２３は、圧力センサ１８での検出値と外気圧とを比較して差圧を求め、これに基づいてバルブ１７を開閉する。これにより、負圧孔１５内部と外気との差圧が一定に保たれ、搬送ステージ１１Ａからの基板Ｗの高さが均一又は略均一に保たれる。なお、搬送ステージ１１Ａの上面１１ａと基板Ｗとの距離は、略５０μｍである。基板Ｗを搬送する方法は既に公知であるため、説明を省略する。
　基板Ｗが搬送方向Ｆに沿って搬送されると、基板Ｗは、搬送ステージ１１Ａの上から搬送ステージ１１Ｂの上へと搬送されていく。この間、搬送ステージ１１Ｂから不活性ガスが噴出されているため、搬送ステージ１１Ｂとカバーガラス３３との間の空間は、不活性ガスで満たされている。搬送ステージ１１Ｂとカバーガラス３３との隙間は略１ｍｍ程度と狭いため、搬送ステージ１１Ｂから吹出される不活性ガスによりこの狭い空間（以下、局所領域Ｒという、図３参照）を不活性ガスで満たす（不活性ガス雰囲気にする）ことができる。
　その後、基板Ｗは、上部ガス吹出部４０の下を通過し、基板Ｗがマスクユニット３０の下、すなわち搬送ステージ１１Ｂとカバーガラス３３との間を通過する。基板Ｗがマスクユニット３０の下を通過するとき、制御部はレーザ光照射部２０を制御して、レーザ発振器２１からレーザ光２４を出射させる。
　これにより、レーザ光２４が、マスクユニット３０を介して基板Ｗに照射される。すると、マイクロレンズ３４によりレーザ光２４が照射された位置において、基板Ｗのアモルファスシリコンが局所的にポリシリコンに変えられる（レーザアニール処理）。このレーザアニール処理を不活性ガス雰囲気で行うことで、結晶化において発生する不具合を限りなく小さくすることができる。
　ただし、基板Ｗの搬送時に、基板Ｗの上に存在する空気が基板Ｗと一緒に局所領域Ｒに入る虞がある。そこで、搬送方向Ｆにおける上流側に設けられた上部ガス吹出部４０から搬送ステージ１１Ｂの上面１１ａに向けて不活性ガスを噴出しておくことで、基板Ｗが上部ガス吹出部４０の下を通過して局所領域Ｒに入るときに、空気を局所領域Ｒに持ち込まないようにしておく。
　基板Ｗは、さらに、マスクユニット３０を介してレーザ光２４が照射されながら、搬送方向Ｆに沿って搬送される。これにより、図４に示すように、マイクロレンズアレイ３２におけるマイクロレンズ３４の配列ピッチと同じ配列ピッチ（横がｗ、縦がｌ）で、基板ＷにＴＦＴ２５が形成される。
　その後、基板Ｗが搬送ステージ１１Ｃの上へと移動したら、ロボット等により基板Ｗが搬送ステージ１１Ｃの上から除去される。これにより、基板Ｗへの処理が終了される。
　本実施の形態によれば、レーザが照射される領域をピンポイントで不活性ガス雰囲気にすることができる。また、不活性ガス雰囲気にする局所領域Ｒは、レーザが照射される領域を含む狭い領域であるため、少量の不活性ガスで局所領域Ｒを不活性ガス雰囲気にすることができる。
　なお、本実施の形態では、搬送ステージ１１Ｂに形成された吹出孔（正圧溝１３及び多数の微細な空孔）から上向きに不活性ガスを吹き出すとともに、上部ガス吹出部４０から下向きに不活性ガスを吹き出させたが、上部ガス吹出部４０は必須ではない。
　また、本実施の形態では、搬送ステージ１１Ｂから不活性ガスを吹き出した（搬送ステージ１１Ｂが本発明の第１領域に相当）が、必ずしも搬送ステージ１１Ｂ全体から不活性ガスを吹き出す必要はない。不活性ガスを吹き出す領域は、平面視においてマスクユニット３０と重なる領域を含んでいればよい。例えば、搬送ステージ１１Ｂのうちの平面視においてマスクユニット３０と重なる領域に存在する吹出孔から不活性ガスを吹き出し、搬送ステージ１１Ｂのうちの平面視においてマスクユニット３０と重ならない領域に存在する吹出孔から圧縮空気を吹き出すようにしてもよい。
　また、本実施の形態では、マイクロレンズアレイ３２にマイクロレンズ３４が設けられたが、マイクロレンズアレイ３２に他のレンズが設けられてもよい。図５は、マイクロレンズ３４及びシリンドリカルレンズ３６が設けられたマイクロレンズアレイ３２Ａを有するマスクユニット３０Ａを模式的に示す図である。
　マイクロレンズアレイ３２Ａには、２次元配置されたマイクロレンズ３４と、長手方向がｘ方向に沿ったシリンドリカルレンズ３６と、が設けられる。マイクロレンズアレイ３２Ａは、図示しない駆動部によりｘ方向に沿って移動可能である。レーザ光２４は、マイクロレンズ３４又はシリンドリカルレンズ３６により集光され、基板Ｗに照射される。これにより、必要に応じてマイクロレンズ３４とシリンドリカルレンズ３６とを使い分けることができる。
　＜第１の実施の形態の変形例１＞
　第１の実施の形態は、不活性ガスが上部ガス吹出部４０から下向きに（－ｚ方向に）吹き出すものであるが、第１の実施の形態の変形例１は、上部ガス吹出部から斜め下向き（搬送方向Ｆにおける上流側）に不活性ガスが吹き出す形態である。以下、第１の実施の形態の変形例１に係るレーザアニール装置１Ａについて説明する。なお、第１の実施の形態に係るレーザアニール装置１と同一の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
　図６は、レーザアニール装置１Ａのマスクユニット３０近傍を拡大表示した図である。マスクユニット３０に隣接して、上部ガス吹出部４１が設けられる。
　上部ガス吹出部４１は、上部ガス吹出部４０と同様、管状の部材であり、マスクユニット３０の搬送方向Ｆにおける上流側に、長手方向が搬送方向Ｆと略直交する方向に沿うように設けられる。
　上部ガス吹出部４１の下端部から微小量だけ－ｘ側に寄った位置には、ｙ方向に沿って複数の孔４０ｂが形成されている。上部ガス吹出部４１の一端は送気ブロワ（図示省略）に接続されており、複数の孔４０ｂからは不活性ガスが吹き出される。
　上部ガス吹出部４１は、不活性ガスを上側から搬送ステージ１１Ｂに向けて斜め下向き、かつ搬送方向Ｆにおける下流側から上流側に向けて吹き出す。これにより、基板Ｗが上部ガス吹出部４１の下を通過するときに、空気を局所領域Ｒに持ち込まないようにすることができる。
　＜第１の実施の形態の変形例２＞
　第１の実施の形態は、不活性ガスが上部ガス吹出部４０から下向きに（－ｚ方向に）吹き出すものであるが、第１の実施の形態の変形例２は、上部ガス吹出部から斜め下向き（搬送方向Ｆにおける下流側）に不活性ガスが吹き出す形態である。以下、第１の実施の形態の変形例２に係るレーザアニール装置１Ｂについて説明する。なお、第１の実施の形態に係るレーザアニール装置１と同一の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
　図７は、レーザアニール装置１Ｂのマスクユニット３０近傍を拡大表示した図である。マスクユニット３０に隣接して、上部ガス吹出部４２が設けられる。
　上部ガス吹出部４２は、上部ガス吹出部４０と同様、管状の部材であり、マスクユニット３０の搬送方向Ｆにおける上流側に、長手方向が搬送方向Ｆと略直交する方向に沿うように設けられる。
　上部ガス吹出部４２の下端部から微小量だけ＋ｘ側（搬送方向Ｆにおける下流側）に寄った位置には、ｙ方向に沿って複数の孔４０ｃが形成されている。上部ガス吹出部４２の一端は送気ブロワ（図示省略）に接続されており、複数の孔４０ｃからは不活性ガスが吹き出される。
　上部ガス吹出部４２は、不活性ガスを上側から搬送ステージ１１Ｂに向けて斜め下向き、かつ搬送方向Ｆにおける上流側から下流側に向けて吹き出す。これにより、基板Ｗが上部ガス吹出部４１の下を通過するときに、空気を局所領域Ｒに持ち込まないようにすることができる。
　＜第２の実施の形態＞
　第１の実施の形態は、マスクユニット３０に隣接して上部ガス吹出部４０を設けたが、上部ガス吹出部の形態はこれに限られない。
　第２の実施の形態は、マスク自体に上部ガス吹出部を設ける形態である。以下、第２の実施の形態に係るレーザアニール装置２について説明する。なお、第１の実施の形態に係るレーザアニール装置１と同一の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
　図８は、レーザアニール装置２のマスクユニット３０Ｂ近傍を拡大表示した図である。マスクユニット３０Ｂは、主として、マスク３１と、マイクロレンズアレイ３２と、カバーガラス３３Ａと、保持枠３５Ａと、を有する。
　保持枠３５Ａには、開口部３５ａが形成されており、開口部３５ａにはパイプ３７が接続される。パイプ３７の一端は送気ブロワ（図示省略）に接続されており、開口部３５ａからはマイクロレンズアレイ３２とカバーガラス３３Ａとの間の空間に向けて不活性ガスが吹き出される。なお、図８においては、開口部３５ａが保持枠３５Ａの－ｘ側の面に形成されるが、開口部３５ａの位置はこれに限られない。
　カバーガラス３３Ａには、複数の孔３３ａが形成される。孔３３ａは、カバーガラス３３Ａの－ｘ側の端（搬送方向Ｆにおける上流側の端）近傍に、搬送方向Ｆと略直交する方向（ｙ方向）に沿って設けられる。したがって、複数の孔３３ａからは、不活性ガスが下向きに吹き出される。これにより、基板Ｗがマスクユニット３０Ａの下に移動してくるときに、空気を局所領域Ｒに持ち込まないようにすることができる。
　ただし、複数の孔３３ａは、局所領域Ｒに空気が持ち込まれにくいように、カバーガラス３３Ａの－ｘ側の端にできるだけ近い位置に設けることが望ましい。
　＜第３の実施の形態＞
　第１の実施の形態は、上部ガス吹出部４０がマスクユニット３０の搬送方向Ｆにおける上流側に設けられたが、上部ガス吹出部の配置形態はこれに限られない。
　第３の実施の形態は、マスクユニット３０の４辺全てに隣接して上部ガス吹出部を設ける形態である。以下、第３の実施の形態に係るレーザアニール装置３について説明する。なお、第１の実施の形態に係るレーザアニール装置１と同一の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
　図９は、レーザアニール装置３の一部を拡大表示した図である。マスクユニット３０に隣接して上部ガス吹出部４０、４３、４４、４５が設けられる。
　上部ガス吹出部４０、４３、４４、４５は、不活性ガスを上側から搬送ステージ１１Ｂに向けて下向きに（－ｚ方向に）吹き出すものである。上部ガス吹出部４０、４３、４４、４５は、管状の部材であり、それぞれマスクユニット３０の辺に隣接して設けられる。
　上部ガス吹出部４０、４３、４４、４５は、長手方向が隣接するマスクユニット３０の辺に沿うよう設けられる。上部ガス吹出部４３は、マスクユニット３０の搬送方向Ｆにおける下流側、すなわち＋ｘ側に、長手方向が搬送方向Ｆと略直交する方向（ｙ方向）に沿うように設けられる。上部ガス吹出部４４、４５は、マスクユニット３０の－ｙ側及び＋ｙ側に、長手方向が搬送方向Ｆ（ｘ方向）に沿うように設けられる。
　上部ガス吹出部４０、４３、４４、４５の下端部（－ｚ側の端）には、ｙ方向に沿って複数の孔４０ａが形成されている。上部ガス吹出部４０、４３、４４、４５の一端は送気ブロワ（図示省略）に接続されており、複数の孔４０ａからは不活性ガスが下向き（－ｚ向き）に吹き出される。
　なお、孔４０ａから吹き出される不活性ガスの流速は、搬送ステージ１１Ｂから吹き出される不活性ガスの流速より大きい。したがって、上部ガス吹出部４０、４３、４４、４４から吹き出される不活性ガスにより局所領域Ｒ（図示省略）が覆われる。
　したがって、搬送ステージ１１Ｂから吹き出される不活性ガスにより局所領域Ｒを不活性ガス雰囲気とすることができる。また、上部ガス吹出部４０、４３、４４、４４から吹き出される不活性ガスの流れにより、局所領域Ｒの周囲に不活性ガスの幕のようなものを形成するため、局所領域Ｒへ空気が侵入しないようにすることができる。
　＜第４の実施の形態＞
　第１の実施の形態は、上部ガス吹出部４０をマスクユニット３０に隣接して設けたが、マスクユニット３０は必須ではない。
　第４の実施の形態は、マスクユニット３０を用いない形態である。以下、第４の実施の形態に係るレーザアニール装置４について説明する。なお、第１の実施の形態に係るレーザアニール装置１と同一の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
　図１０は、レーザアニール装置４の一部を拡大表示した図である。レーザアニール装置４は、主として、搬送機構１０（搬送部１２は図示省略）と、レーザ光照射部２０Ａと、上部ガス吹出部４６と、シリンドリカルレンズ組立体５０と、を備える。
　レーザ光照射部２０Ａは、主として、レーザ発振器２１Ａと、光学装置２２と、落射ミラー２３と、を有する。レーザ発振器２１Ａは、帯状のレーザ光２４Ａを照射する。
　シリンドリカルレンズ組立体５０は、シリンドリカルレンズ５１と、カバーガラス５２と、これらを保持する保持部材５３と、を有する。
　シリンドリカルレンズ５１は、球面収差を抑えるために３枚のレンズで構成されるトリプレットシリンドリカルレンズであり、レーザ光を線状に集光させる。なお、シリンドリカルレンズ５１に１枚構成のシングレットシリンドリカルレンズを用いてもよい。
　カバーガラス５２は、カバーガラス３３と同様、薄板状の部材であり、搬送ステージ１１Ｂの上面１１ａに隣接して設けられる。カバーガラス５２の平面視における大きさは、シリンドリカルレンズ５１により線状に集光されたレーザ光２４Ａが基板Ｗに照射される領域を含んでいればよい。ただし、局所領域Ｒをできるだけ小さくするため、カバーガラス５２の平面視における大きさをできるだけ小さくすることが望ましい。
　基板Ｗは、搬送ステージ１１Ｂの上面１１ａと、カバーガラス５２との間を通過する。搬送ステージ１１Ｂとカバーガラス５２との隙間は略１ｍｍ程度である。
　搬送ステージ１１Ｂからは不活性ガスが噴出されているため、搬送ステージ１１Ｂとカバーガラス５２との間の空間（局所領域Ｒ）は、不活性ガスで満たされる。搬送ステージ１１Ｂとカバーガラス５２との隙間は略１ｍｍ程度と狭いため、搬送ステージ１１Ｂから吹出される不活性ガスにより局所領域Ｒを不活性ガス雰囲気にすることができる。
　上部ガス吹出部４６は、不活性ガスを上側から搬送ステージ１１Ｂに向けて下向きに（－ｚ方向に）吹き出すものであり、カバーガラス５２に隣接して設けられる。上部ガス吹出部４６は、カバーガラス５２の搬送方向Ｆにおける上流側、すなわち－ｘ側に設けられる。上部ガス吹出部４６は、管状の部材であり、長手方向が搬送方向Ｆと略直交する方向（ｙ方向）に沿うように設けられる。
　上部ガス吹出部４６の下端部（－ｚ側の端）には、ｙ方向に沿って複数の孔４０ａ（図示省略）が形成されている。上部ガス吹出部４６の一端は送気ブロワ（図示省略）に接続されており、複数の孔４０ａからは不活性ガスが下向き（－ｚ向き）に吹き出される。孔４０ａから吹き出される不活性ガスの流速は、搬送ステージ１１Ｂから吹き出される不活性ガスの流速より大きい。
　レーザアニール装置４の動作について説明する。基板Ｗは、搬送ステージ１１の上面から浮上された状態で、搬送方向Ｆに沿って搬送ステージ１１Ａの上から搬送ステージ１１Ｂの上へと搬送されていく。この間、搬送ステージ１１Ｂからは不活性ガスが噴出されているため、搬送ステージ１１Ｂとカバーガラス５２との間の局所領域Ｒは不活性ガスで満たされている。
　基板Ｗは、上部ガス吹出部４６の下を通過し、搬送ステージ１１Ｂとカバーガラス５２との間に挿入される。このときに基板Ｗと一緒に空気が局所領域Ｒに持ち込まれないように、上部ガス吹出部４６から搬送ステージ１１Ｂの上面１１ａに向けて不活性ガスが噴出される。
　その後、カバーガラス５２の下を通過するときに、レーザ光２４が基板Ｗに照射される。これにより、不活性ガス雰囲気において、基板Ｗの帯状の領域に対してレーザアニール処理が行われる。
　本実施の形態によれば、マスクを用いない場合においても、板状部材を搬送ステージ１１Ｂの上面に隣接して設けることで、レーザが照射される領域をピンポイントで不活性ガス雰囲気にすることができる。
　以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
　また、本発明において、「略」とは、厳密に同一である場合のみでなく、同一性を失わない程度の誤差や変形を含む概念である。例えば、略平行、略直交とは、厳密に平行、直交の場合には限られない。また、例えば、単に平行、直交等と表現する場合においても、厳密に平行、直交等の場合のみでなく、略平行、略直交等の場合を含むものとする。また、本発明において「近傍」とは、例えばＡの近傍であるときに、Ａの近くであって、Ａを含んでも含まなくてもよいことを示す概念である。
１、１Ａ、１Ｂ、２、３、４　　　　　　　：レーザアニール装置
１０　　　　　　　　　　　　　　　　　　：搬送機構
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ　　　　　　：搬送ステージ
１１ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　：上面
１１ｂ　　　　　　　　　　　　　　　　　：下面
１２　　　　　　　　　　　　　　　　　　：搬送部
１３　　　　　　　　　　　　　　　　　　：正圧溝
１４　　　　　　　　　　　　　　　　　　：供給管
１５　　　　　　　　　　　　　　　　　　：負圧孔
１６　　　　　　　　　　　　　　　　　　：排気管
１７　　　　　　　　　　　　　　　　　　：バルブ
１８　　　　　　　　　　　　　　　　　　：圧力センサ
２０、２０Ａ　　　　　　　　　　　　　　：レーザ光照射部
２１、２１Ａ　　　　　　　　　　　　　　：レーザ発振器
２２　　　　　　　　　　　　　　　　　　：光学装置
２３　　　　　　　　　　　　　　　　　　：落射ミラー
２４、２４Ａ　　　　　　　　　　　　　　：レーザ光
２５　　　　　　　　　　　　　　　　　　：ＴＦＴ
３０、３０Ａ、３０Ｂ　　　　　　　　　　　：マスクユニット
３１　　　　　　　　　　　　　　　　　　：マスク
３２、３２Ａ　　　　　　　　　　　　　　：マイクロレンズアレイ
３３、３３Ａ　　　　　　　　　　　　　　：カバーガラス
３３ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　：孔
３４　　　　　　　　　　　　　　　　　　：マイクロレンズ
３５、３５Ａ　　　　　　　　　　　　　　：保持枠
３５ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　：開口部
３６　　　　　　　　　　　　　　　　　　：シリンドリカルレンズ
３７　　　　　　　　　　　　　　　　　　：パイプ
４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６：上部ガス吹出部
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ　　　　　　　　　：孔
５０　　　　　　　　　　　　　　　　　　：シリンドリカルレンズ組立体
５１　　　　　　　　　　　　　　　　　　：シリンドリカルレンズ
５２　　　　　　　　　　　　　　　　　　：カバーガラス
５３　　　　　　　　　　　　　　　　　　：保持部材
１２１　　　　　　　　　　　　　　　　　：送気ブロワ
１２２　　　　　　　　　　　　　　　　　：吸気ブロワ
１２３　　　　　　　　　　　　　　　　　：圧力調整ユニット

Claims (4)

  1. 　基板の表面にレーザ光を照射する光照射部と、
    　吹出孔及び吸引孔がそれぞれ複数形成された板状の搬送ステージと、
    　平面視において前記レーザ光が前記基板に照射される領域を含む大きさで形成された板状部材であって、前記搬送ステージの上面との間に前記基板が通過可能な間隔をあけて前記搬送ステージの上面と略平行に設けられた板状部材と、
    　前記吹出孔のうちの平面視において前記板状部材と重なる領域を含む第１領域に存在する吹出孔から不活性ガスを吹き出し、前記吹出孔のうちの前記第１領域以外の第２領域に存在する吹出孔から空気を吹き出す吹出部と、前記吸引孔を介して前記搬送ステージの上面側にある気体を前記搬送ステージの下面に向けて吸引する吸引部と、を有し、前記搬送ステージの上面から前記基板を浮上させて搬送方向に沿って前記基板を搬送させる搬送部と、
    　を備えたことを特徴とするレーザアニール装置。
  2. 　前記板状部材に隣接して設けられ、不活性ガスを上側から前記搬送ステージに向けて吹き出す第１上部吹出部であって、前記搬送方向における上流側に設けられた第１上部吹出部を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレーザアニール装置。
  3. 　前記板状部材に隣接して設けられ、不活性ガスを上側から前記搬送ステージに向けて吹き出す第２上部吹出部を備え、
    　前記板状部材は平面視略矩形形状であり、
    　前記第２上部吹出部は、前記板状部材の４辺のそれぞれに隣接して設けられる
    　ことを特徴とする請求項１に記載のレーザアニール装置。
  4. 　前記板状部材は、集光レンズが前記搬送方向と略直交する方向に沿って配置されたレンズアレイと、前記レンズアレイの下側に設けられた板状のカバーガラスと、前記レンズアレイの上側に設けられたマスクと、を有するマスクユニットである
    　ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のレーザアニール装置。
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