WO2019038902A1 - レーザ照射装置 - Google Patents

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WO2019038902A1
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substrate
stage
laser irradiation
pusher
substrate stage
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淳司 山本
祐貴 佐塚
伊藤　大介
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株式会社日本製鋼所
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Definitions

  • the present invention relates to a laser irradiation apparatus.
  • Patent Document 1 discloses a laser irradiation apparatus which raises and lowers a substrate by a pusher pin when transferring a substrate between a robot and a substrate stage.
  • a substrate stage on which a substrate is mounted for irradiating a laser beam is fixed to an upper end portion of a base flange, and a pusher pin for supporting a substrate capable of moving up and down on the substrate stage Is penetrating.
  • a substrate stage on which a substrate is mounted for irradiating a laser beam is fixed to an upper end portion of a base flange that rotates the substrate stage.
  • a pusher pin for supporting the substrate, which penetrates the substrate stage, and a motor for moving the pusher blade for supporting the substrate, which is disposed around the substrate stage, are connected to the lower surface of the substrate stage.
  • the processing accuracy of the substrate can be improved.
  • FIG. 1 is a side view schematically showing a laser irradiation apparatus according to a first embodiment.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing a laser irradiation apparatus according to Embodiment 1;
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a connection configuration of a base flange of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing a first drive transmission unit of the drive unit of the first embodiment.
  • FIG. 6 schematically shows a second drive transmission unit of the drive unit of the first embodiment.
  • FIG. 7 schematically shows a second drive transmission unit of the drive unit according to the first embodiment.
  • FIG. 8 schematically shows a third drive transmission unit of the drive unit of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a tip end portion of the pusher pin of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a plan view schematically showing a transfer stage of the second embodiment.
  • FIG. 8 is a plan view schematically showing how a substrate is irradiated with a laser beam while arranging the longitudinal direction of the substrate stage of Embodiment 1 in the X-axis direction and moving the substrate stage in the ⁇ X-axis direction. It is a XII-XII sectional view of FIG. It is a XIII-XIII sectional view of FIG. FIG.
  • FIG. 7 is a plan view schematically showing how a substrate is irradiated with a laser beam while arranging the short direction of the substrate stage of Embodiment 1 in the X-axis direction and moving the substrate stage in the ⁇ X-direction.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line XV-XV in FIG. It is XVI-XVI sectional drawing of FIG.
  • FIG. 21 is a plan view schematically showing how a substrate is irradiated with a laser beam while arranging the longitudinal direction of the substrate stage of Embodiment 2 in the X-axis direction and moving the substrate stage in the ⁇ X-axis direction. It is a XVIII-XVIII sectional view of FIG.
  • FIG. 21 is a plan view schematically showing how a substrate is irradiated with a laser beam while arranging the short direction of the substrate stage of Embodiment 2 in the X-axis direction and moving the substrate stage in the X-axis ⁇ direction.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view taken along line XXI-XXI of FIG.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view taken along line XXII-XXII of FIG.
  • FIG. 16 is a plan view schematically showing a transfer stage of the third embodiment. In the conveyance stage of Embodiment 3, it is a side view which shows typically the state which the pusher blade raised.
  • FIG. 1 is a side view schematically showing a laser irradiation apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing the laser irradiation apparatus according to the present embodiment.
  • the laser irradiation apparatus is simplified and shown.
  • the XYZ orthogonal coordinate system is used to clarify the description. At this time, the Z-axis direction is the vertical direction, and the XY plane is the horizontal plane.
  • the laser irradiation apparatus 1 is suitable for an excimer laser annealing apparatus which irradiates laser light to an amorphous semiconductor formed on the substrate S to polycrystallize it. Or the laser irradiation apparatus 1 can also be applied to the laser peeling apparatus etc. which irradiate a laser beam to the peeling layer formed in the board
  • the substrate S is made of, for example, a glass substrate.
  • the laser irradiation apparatus 1 includes a chamber 2, a laser irradiation unit 3, a base unit 4, and a transfer stage 5, and the substrate S with the substrate transfer mechanism 6.
  • a processing chamber R in which the substrate S received from the substrate transfer mechanism 6 is irradiated with a laser beam to process the substrate S.
  • the processing chamber R is, for example, an inert gas atmosphere such as nitrogen gas.
  • the substrate transport mechanism 6 carries the substrate S into the processing chamber R, and the processed substrate S is unloaded from the processing chamber R by the substrate transport mechanism 6 on the side wall 2 a on the X axis + side of the chamber 2.
  • a transport port 2b is provided. The transport port 2b can be opened and closed by the shutter 2c.
  • the substrate transfer mechanism 6 is disposed on the X-axis + side with respect to the laser irradiation apparatus 1, and includes a robot hand 6b having a fork 6a at its tip.
  • the substrate transport mechanism 6 carries the substrate S loaded on the surface on the Z-axis + side of the fork 6a into the processing chamber R from the transport port 2b of the chamber 2 or carries it out of the processing chamber R.
  • the laser irradiation unit 3 is an optical system for processing the substrate S by irradiating the substrate S with the laser light L1.
  • the laser irradiation part 3 is arrange
  • Such a laser irradiation unit 3 includes a laser light source 7, a mirror 8 and a projection lens 9.
  • the laser light L1 emitted from the laser light source 7 is incident on the projection lens 9 through the mirror 8.
  • the laser beam L1 emitted from the projection lens 9 enters the processing chamber R through the opening 2e formed in the ceiling 2d of the chamber 2.
  • the laser beam L1 is applied to an irradiation area preset in the processing chamber R as a line beam whose longitudinal direction is the Y-axis direction.
  • the base portion 4 is a surface plate fixed to the bottom surface 2 f of the chamber 2.
  • the transfer stage 5 transfers the substrate S so that the desired region of the substrate S is irradiated with the laser light L1 in the processing chamber R.
  • the transport stage 5 includes a stage 10, a base flange 11, a substrate stage 12, a pusher pin 13, a pusher blade 14 and a drive unit 15.
  • the stage 10 is movable on the Z axis + side with respect to the base 4.
  • the stage 10 is, for example, an XY stage, and moves substantially horizontally along the X axis rail 16 extending in the X axis direction and the Y axis rail 17 extending in the Y axis direction, as shown in FIG.
  • the base flange 11 is fixed to the surface on the Z axis + side of the stage 10.
  • the base flange 11 is, for example, a rotary drive that rotates around a rotational axis extending in the Z-axis direction.
  • the substrate S is placed on the substrate stage 12.
  • the substrate stage 12 is, for example, a suction stage, and is rectangular when viewed from the Z-axis direction. Such a substrate stage 12 is fixed to the end of the base flange 11 on the Z-axis + side so that the center of the substrate stage 12 is disposed approximately on the rotation axis of the base flange 11.
  • FIG. 3 is a view for explaining the connection configuration of the base flange of the present embodiment.
  • the substrate stage 12 may be connected to the end of the base flange 11 on the Z-axis + side by a bolt B. That is, the substrate stage 12 is fixed to the base flange 11 without arranging the pusher pin 13 and the drive unit 15 for driving the pusher blade 14 between the base flange 11 and the substrate stage 12.
  • connection means between the stage 10 and the base flange 11 and the connection means between the base flange 11 and the substrate stage 12 is not limited to bolts, and between the stage 10 and the base flange 11 and between the base flange 11 and the substrate stage 12
  • the components may be connected to each other without any element having a height in the Z-axis direction, such as the drive unit 15.
  • the pusher pin 13 and the pusher blade 14 raise and lower the substrate S when transferring the substrate S between the substrate transfer mechanism 6 and the substrate stage 12.
  • the pusher pin 13 and the pusher blade 14 are configured to move the substrate between the substrate stage 12 and the substrate S.
  • the substrate S is raised in the Z axis + direction.
  • the pusher pin 13 and the pusher blade 14 lower the substrate S in the Z axis ⁇ direction in order to place the substrate S received from the substrate transfer mechanism 6 on the surface of the substrate stage 12 on the Z axis + side.
  • the pusher pin 13 is a rod-shaped member extending in the Z-axis direction.
  • the pusher pin 13 penetrates the substrate stage 12 and can be moved up and down in the Z-axis direction by the drive unit 15.
  • the pusher pin 13 is passed through a through hole 12 a which penetrates the substrate stage 12 in the Z-axis direction.
  • the end on the Z-axis side of the pusher pin 13 is connected to the drive unit 15.
  • a first pusher pin 13a and a second pusher pin 13b are provided as the pusher pin 13, as shown in FIG. 2.
  • the first pusher pins 13 a are disposed along the periphery of the substrate stage 12.
  • two first pusher pins 13 a along the long side opposed in the Y-axis direction in the substrate stage 12. Are arranged one by one.
  • the arrangement and the number of the first pusher pins 13a may be any arrangement and the number that can stably raise and lower the substrate S.
  • the second pusher pin 13b is disposed substantially at the center of the substrate stage 12, as shown in FIG. That is, the second pusher pin 13 b is generally disposed on the rotation axis of the base flange 11.
  • the pusher blade 14 is an arm member extending in a substantially horizontal direction, as shown in FIGS. 1 and 2, and is disposed around the substrate stage 12.
  • the pusher blade 14 can be moved up and down in the Z-axis direction by the drive unit 15 so as to interlock with the pusher pin 13.
  • one end of the pusher blade 14 is disposed inside the planar area of the substrate stage 12 when viewed from the Z-axis direction, and the surface of the substrate stage 12 on the Z axis + side and It can accommodate in the groove part 12b formed so that the side continuous with the surface of the said Z-axis + side may be notched.
  • the other end of the pusher blade 14 is disposed outside the planar area of the substrate stage 12 when viewed in the Z-axis direction, and is connected to the drive unit 15.
  • the long side of the substrate stage 12 is arranged in the X-axis direction
  • three pusher blades 14 are arranged along the short side opposed to each other in the X-axis direction in the substrate stage 12 as shown in FIG. It is done.
  • the pusher blade 14 is disposed in the X-axis direction so as to be substantially orthogonal to the short side of the substrate stage 12 when viewed in the Z-axis direction.
  • the arrangement and the number of the pusher blades 14 may be any arrangement and the number which can raise and lower the substrate S stably.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing a first drive transmission portion of the drive unit of the present embodiment.
  • FIG. 5 is a view schematically showing a second drive transmission unit of the drive unit of the present embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing a different second drive transmission unit of the drive unit of the present embodiment.
  • FIG. 7 is a view schematically showing a third drive transmission unit of the drive unit of the present embodiment.
  • the drive unit 15 includes, for example, a motor 18, a first drive transmission unit 19, a second drive transmission unit 20, and a third drive transmission unit 21, as shown in FIG. 4 to FIG.
  • the motor 18 is disposed to the side of the base flange 11 and is fixed to the surface of the substrate stage 12 on the Z-axis side.
  • the first drive transmission unit 19 includes a linear drive unit 22, a transmission arm 23, and a rotation shaft 24.
  • the linear drive unit 22 converts rotational drive of the motor 18 into linear drive.
  • the linear drive unit 22 includes a ball screw having a screw shaft extending in the Y-axis direction and a nut engaged with the screw shaft.
  • the rotary shaft of the motor 18 is connected to the screw shaft.
  • Such a linear drive unit 22 is disposed on the side of the base flange 11 and is fixed to the surface of the substrate stage 12 on the Z-axis side.
  • the transmission arm 23 is disposed substantially horizontally on the side of the base flange 11.
  • the transfer arm 23 is arranged along the short side of the substrate stage 12 on the X-axis side, and the guide mechanism in the Y-axis direction It is fixed to the surface on the Z-axis side of the substrate stage 12 by the first fixing member 26 via a (for example, a linear guide) 25.
  • the transmission arm 23 is coupled to the nut of the linear drive unit 22 via a coupling member 27.
  • the transmission arm 23 moves substantially horizontally in the Y-axis direction.
  • racks 28 extending in the longitudinal direction of the transfer arm 23 are provided.
  • the rotating shaft 24 is disposed substantially horizontally on the side of the base flange 11. For example, when the long side of the substrate stage 12 is disposed in the X-axis direction, two rotation axes 24 are disposed substantially in parallel along the long sides of the substrate stage 12 facing each other in the Y-axis direction.
  • the rotating shaft 24 is fixed to the surface of the substrate stage 12 on the Z-axis side by the first fixing member 26 common to the transmission arm 23 and the second fixing member 29.
  • such a rotary shaft 24 is provided with a first pinion 30, a second pinion 31 and a third pinion 32.
  • the first pinion 30 is engaged with the rack 28 of the transmission arm 23, and transmits the driving force from the transmission arm 23 to the rotating shaft 24.
  • one rack 28 of the transmission arm 23 meshes with the first pinion 30 of one rotation shaft 24 from the Z-axis + side, and the first pinion of the other rotation shaft 24
  • the other rack 28 of the transmission arm 23 is engaged with the Z-axis from the Z-axis side.
  • the second pinion 31 transmits the driving force from the rotation shaft 24 to the pusher pin 13 via the second drive transmission unit 20.
  • the drive transmission unit 20a for transmitting the driving force from the rotation shaft 24 to the first pusher pin 13a, and the driving force from the rotation shaft 24 for the second pusher pin 13b.
  • a drive transmission unit 20b for transmitting the information.
  • the drive transmission unit 20a to the first pusher pin 13a includes a support 20c and a rack 20d.
  • the support portion 20 c is disposed to the side of the base flange 11 and is fixed to the surface of the substrate stage 12 on the Z-axis side via the guide mechanism 33 in the Z-axis direction.
  • the support portion 20c is an arm member, and the end portion on the Z-axis side of the first pusher pin 13a is coupled to one end via the coupling member 34, and the rack 20d is provided to the other end. ing.
  • the tooth surface of the rack 20 d is disposed outward of the laser irradiation device 1.
  • the rack 20 d extends in the Z-axis direction, and is engaged with the second pinion 31 of the rotation shaft 24. Thereby, with the rotation of the rotary shaft 24, the first pusher pin 13a moves up and down in the Z-axis direction.
  • the drive transmission unit 20b to the second pusher pin 13b includes a support 20e and a rack 20f.
  • the support portion 20 e is passed through a through hole formed in the base flange 11.
  • the through hole of the base flange 11 is formed to allow the vertical movement of the support portion 20 e in the Z-axis direction.
  • Such a support 20e is fixed to the surface of the substrate stage 12 on the Z-axis side via the guide mechanism 35 in the Z-axis direction.
  • the support portion 20e is an arm member extending in the Y-axis direction, and the second pusher pin 13b via the connection member 36 in the approximate center.
  • the end portions on the Z-axis side of are connected, and racks 20f are provided at both ends.
  • the tooth flanks of the rack 20 f are disposed outward of the laser irradiation apparatus 1.
  • the rack 20 f extends in the Z-axis direction and is engaged with the second pinion 31 of the rotation shaft 24.
  • the second pusher pin 13b moves up and down in the Z-axis direction.
  • the third pinion 32 transmits the driving force from the rotation shaft 24 to the pusher blade 14 via the third drive transmission unit 21.
  • the third drive transmission unit 21 includes a pusher arm 21a and a rack 21b, as shown in FIG.
  • the pusher arm 21 a is disposed substantially parallel to the transmission arm 23 outside the plane area of the substrate stage 12 when viewed in the Z-axis direction.
  • the pusher arm 21a is disposed substantially horizontally.
  • two pusher arms 21 a are disposed substantially in parallel along the short sides of the substrate stage 12 facing each other in the X-axis direction.
  • Each pusher arm 21a is fixed to the surface of the substrate stage 12 on the Z-axis side via a guide mechanism 37 in the Z-axis direction.
  • the other end of the pusher blade 14 is connected to the pusher arm 21 a via a connecting member 38.
  • the connecting member 38 is disposed outside the planar area of the substrate stage 12 as viewed in the Z-axis direction.
  • the connecting member 38 supports the end of the pusher blade 14 on the Z axis + side at a height substantially equal to the end of the pusher pin 13 on the Z axis + side.
  • Racks 21b are provided at both ends of the pusher arm 21a.
  • the tooth surface of the rack 21 b is disposed outward of the laser irradiation apparatus 1.
  • the rack 21 b extends in the Z-axis direction and is engaged with the third pinion 32 of the rotation shaft 24. Thereby, the pusher blade 14 moves up and down in the Z-axis direction as the rotation shaft 24 rotates.
  • the shutter 2c of the chamber 2 is operated to open the transfer port 2b, and the substrate S placed on the fork 6a of the substrate transfer mechanism 6 is carried into the processing chamber R from the transfer port 2b.
  • the pusher pin 13 and the pusher blade 14 are in a state of being lifted in the Z axis + direction.
  • the substrate S is placed on the pusher pin 13 and the end of the pusher blade 14 on the Z axis + side by the substrate transfer mechanism 6. Then, the fork 6 a of the substrate transfer mechanism 6 is removed from the space between the substrate S and the substrate stage 12, and the substrate transfer mechanism 6 is retracted from the processing chamber R. Thereafter, the shutter 2c of the chamber 2 is operated to close the transfer port 2b, and the processing chamber R is made a closed space.
  • the motor 18 is rotationally driven to move the transmission arm 23 substantially horizontally to one side.
  • the rotation shaft 24 rotates in one direction
  • the pusher pin 13 descends in the Z-axis direction via the second drive transmission unit 20, and the pusher blade 14 receives the Z axis via the third drive transmission unit 21.
  • the substrate S is placed on the surface of the substrate stage 12 on the Z axis + side by lowering in the ⁇ direction.
  • the substrate stage 12 adsorbs the substrate S.
  • the pusher pin 13 is accommodated in the through hole 12 a of the substrate stage 12 so that the end on the Z axis + side of the pusher pin 13 does not protrude from the surface of the substrate stage 12 on the Z axis + side.
  • the pusher blade 14 is accommodated in the groove 12 b of the substrate stage 12 so that one end of the pusher blade 14 does not protrude from the surface of the substrate stage 12 on the Z axis + side.
  • the stage 10 and the base flange 11 are controlled to irradiate the laser light L1 emitted from the laser irradiation unit 3 to a desired region of the substrate S to process the substrate S.
  • the substrate S is irradiated with a line beam whose longitudinal direction is the Y-axis direction.
  • the Z of the substrate stage 12 is It does not inhibit the rotation around the axis.
  • the motor 18 is rotationally driven to move the transmission arm 23 substantially horizontally to the other.
  • the rotation shaft 24 rotates in the other direction, and the pusher pin 13 ascends in the Z axis + direction via the second drive transmission unit 20, and the pusher blade 14 moves in the Z axis via the third drive transmission unit 21.
  • the substrate S ascends in the Z-axis + direction, and an interval in which the fork 6 a of the substrate transport mechanism 6 can be inserted is formed between the substrate S and the substrate stage 12.
  • the shutter 2c of the chamber 2 is operated to open the transfer port 2b, the substrate S is placed on the fork 6a of the substrate transfer mechanism 6, and the substrate transfer mechanism 6 is retracted from the processing chamber R. Thereafter, when the substrate S is accommodated in, for example, an accommodation cartridge or the like by the substrate transport mechanism 6, the processing of the substrate S is completed.
  • FIG. 8 is a side view schematically showing a transfer stage of the laser irradiation apparatus of the comparative example.
  • symbol is attached
  • a drive unit 101 for moving the pusher pin 13 up and down is disposed between the base flange 11 and the substrate stage 12.
  • the drive unit 101 converts, for example, rotational drive of the motor 102 into linear drive in the Z-axis direction by the link mechanism 103.
  • the drive unit 101 is disposed between the base flange 11 and the substrate stage 12, the operations of the stage 10 and the base flange 11 in the substrate stage 12 are performed. Low trackability. Therefore, the processing accuracy of the substrate S may be lowered.
  • the drive unit 15 is not disposed between the base flange 11 and the substrate stage 12, so compared to the transfer stage of the laser irradiation apparatus of the comparative example. , The center of gravity of the substrate stage 12 is lowered. As a result, the substrate stage 12 is improved in the followability to the stage 10 and the base flange 11, and the accuracy of the attitude and movement speed during the process processing is improved, so that high-definition process processing becomes possible. Therefore, the laser irradiation apparatus 1 of the present embodiment can improve the processing accuracy of the substrate S as compared with the laser irradiation apparatus of the comparative example.
  • the transfer stage 5 of the laser irradiation apparatus 1 of the present embodiment supports the peripheral portion of the substrate S by the pusher blade 14, the substrate S can be obtained only by the pusher pins 13 such as the transfer stage 100 of the laser irradiation apparatus of the comparative example.
  • the deflection of the substrate S can be suppressed as compared with the case where the substrate S is supported.
  • the end portion on the Z axis + side of the pusher pin 13 or the pusher blade 14 may be provided with a resin portion. That is, the portion of the pusher pin 13 or the pusher blade 14 in contact with the substrate S may be a resin portion.
  • the resin portion may be formed of, for example, polyetheretherketone resin (PEEK resin).
  • the pusher pin 13 includes a resin portion 13c on the Z axis + side and a base 13d to which the end portion on the Z axis-side of the resin portion 13c is connected. May be detachable from the base 13 d.
  • the fitting portion 13f formed at the Z axis + side end of the base 13d is fitted to the fitting portion 13e formed at the Z axis -side end of the resin portion 13c.
  • the resin portion of the pusher blade 14 may be configured to be replaceable.
  • the transfer stage of the laser irradiation apparatus of the present embodiment is substantially the same as the transfer stage 5 of the laser irradiation apparatus 1 of the first embodiment, but the arrangement of the pusher blades 14 is different.
  • the conveyance stage of the laser irradiation apparatus of this Embodiment is set as the structure substantially the same as the conveyance stage 5 of the laser irradiation apparatus 1 of Embodiment 1, the overlapping description is abbreviate
  • FIG. 10 is a plan view schematically showing the transfer stage of the present embodiment.
  • transfer stage 51 of the present embodiment as shown in FIG. 10, pusher blade 14 is arranged to intersect the short side of substrate stage 12 at an angle of approximately 45 ° when viewed from the Z-axis direction. ing.
  • FIG. 11 is a plan view schematically showing a state in which the substrate is irradiated with a laser beam while arranging the longitudinal direction of the substrate stage of Embodiment 1 in the X axis direction and moving the substrate stage in the X axis ⁇ direction. is there.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII of FIG.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII of FIG.
  • FIG. 14 is a plan view schematically showing how the substrate is irradiated with a laser beam while arranging the short direction of the substrate stage of Embodiment 1 in the X-axis direction and moving the substrate stage in the X-axis ⁇ direction. It is.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line XV-XV of FIG.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line XVI-XVI of FIG.
  • the substrate S having the longitudinal direction disposed in the X-axis direction is placed on the surface on the Z-axis + side of the substrate stage 12 having the longitudinal direction disposed in the X-axis direction. While moving the substrate S, the substrate S was irradiated with a line beam whose longitudinal direction is the Y-axis direction.
  • the groove 12b of the substrate stage 12 affects the processing of the substrate S.
  • the through holes 12 a affect the processing of the substrate S.
  • the shaded portion is an area affected when processing the substrate S.
  • the substrate stage 12 is placed by placing the substrate S whose short direction is disposed in the X-axis direction on the surface on the Z-axis + side of the substrate stage 12 in which the short direction is disposed in the X-axis direction. While being moved in the X-axis direction, the substrate S was irradiated with a line beam whose longitudinal direction is the Y-axis direction.
  • the substrate S is affected by the through hole 12a and the groove 12b when the substrate S is processed.
  • the shaded portion is an area affected when processing the substrate S.
  • the substrate stage 12 In the case where the longitudinal direction of the substrate stage 12 is arranged in the X-axis direction and the substrate stage 12 is moved in the X-axis direction, and the longitudinal direction of the substrate stage 12 is arranged in the Y-axis direction, the substrate stage 12 In the case of moving the substrate S in the X-axis direction, the influence of the through holes 12a in processing the substrate S is equal.
  • the groove 12 b when arranging the longitudinal direction of the substrate stage 12 in the X-axis direction and moving the substrate stage 12 in the X-axis ⁇ direction, the groove 12 b has a short length in the Y-axis direction and the substrate S is processed. Little impact.
  • the groove 12 b when arranging the longitudinal direction of the substrate stage 12 in the Y-axis direction and moving the substrate stage 12 in the X-axis ⁇ direction, the groove 12 b has a long length in the Y-axis direction and processes the substrate S The impact of the Therefore, the influence of the groove 12 b when processing the substrate S changes depending on the arrangement of the substrate stage 12.
  • FIG. 17 is a plan view schematically showing how the substrate is irradiated with a laser beam while arranging the longitudinal direction of the substrate stage of the present embodiment in the X-axis direction and moving the substrate stage in the X-axis ⁇ direction. is there.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line XVIII-XVIII in FIG.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view taken along line XIX-XIX of FIG.
  • FIG. 20 is a plan view schematically showing how the substrate is irradiated with a laser beam while arranging the short direction of the substrate stage of the present embodiment in the X-axis direction and moving the substrate stage in the X-axis ⁇ direction. It is.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view taken along line XXI-XXI of FIG.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view taken along line XXII-XII of FIG.
  • the substrate S with the longitudinal direction disposed in the X-axis direction is placed on the surface on the Z-axis + side of the substrate stage 12 disposed in the longitudinal direction in the X-axis direction. While moving the substrate S, the substrate S was irradiated with a line beam whose longitudinal direction is the Y-axis direction.
  • the groove 12 b of the substrate stage 12 affects the processing of the substrate S.
  • the through holes 12 a affect the processing of the substrate S.
  • the shaded portion is an area affected when processing the substrate S.
  • the substrate stage 12 in which the short direction is disposed in the X axis direction is placed on the surface on the Z axis + side of the substrate stage 12 in which the short direction is disposed in the X axis direction. While being moved in the X-axis direction, the substrate S was irradiated with a line beam whose longitudinal direction is the Y-axis direction.
  • the substrate S is affected by the through hole 12a and the groove 12b when the substrate S is processed.
  • the shaded portion is an area affected when processing the substrate S.
  • the substrate stage 12 In the case where the longitudinal direction of the substrate stage 12 is arranged in the X-axis direction and the substrate stage 12 is moved in the X-axis direction, and the longitudinal direction of the substrate stage 12 is arranged in the Y-axis direction, the substrate stage 12 In the case of moving the substrate S in the X-axis direction, the influence of the through holes 12a in processing the substrate S is equal.
  • the groove 12 b is arranged to intersect the short side on the X axis + side of the substrate stage 12 at an angle of about 45 °. Therefore, the case where the longitudinal direction of the substrate stage 12 is arranged in the X-axis direction and the substrate stage 12 is moved in the X-axis direction, and the longitudinal direction of the substrate stage 12 is arranged in the Y-axis direction, the substrate stage 12 is In the case of moving in the X-axis direction, the length of the groove 12b in the Y-axis direction (specifically, the cross-sectional shape in the YZ plane) becomes substantially equal.
  • the substrate stage is compared with the case where the substrate S is irradiated with the laser beam using the transport stage 5 of the first embodiment. Even when the longitudinal direction 12 is arranged in either the X-axis direction or the Y-axis direction, the influence of the groove 12b when processing the substrate S can be made substantially uniform.
  • the groove 12b of the present embodiment is arranged to intersect the short side of the substrate stage 12 at an angle of about 45 ° when viewed from the Z-axis direction
  • the groove 12b of the substrate stage 12 of the first embodiment is The length in the Y-axis direction is shorter than the groove 12b when the longitudinal direction is arranged in the Y-axis direction, and the influence of the groove 12b when processing the substrate S can be minimized.
  • the groove 12b of this embodiment is arranged to intersect the short side of the substrate stage 12 at an angle of about 45 ° when viewed from the Z-axis direction, the longitudinal direction of the substrate stage 12 is taken as the X axis Whether disposed in any of the directions and the Y-axis direction, the influence of the groove 12b in processing the substrate S may be substantially uniformed, for example, at an angle of 40 ° to 50 ° with the side of the substrate stage 12 It may be arranged to intersect.
  • Embodiment 3 The transfer stage of the laser irradiation apparatus of the present embodiment is configured substantially the same as the transfer stage 5 of the laser irradiation apparatus 1 of the first embodiment, but the shape of the pusher blade is different.
  • the conveyance stage of the laser irradiation apparatus of this Embodiment is set as the structure substantially the same as the conveyance stage 5 of the laser irradiation apparatus 1 of Embodiment 1, the overlapping description is abbreviate
  • FIG. 23 is a plan view schematically showing the transfer stage of the present embodiment.
  • FIG. 24 is a side view schematically showing a state in which the pusher blade is lifted in the transfer stage of the present embodiment.
  • the pusher blade 62 is stretched over the connecting members 38 facing each other with the substrate stage 63 interposed therebetween, and a groove formed in the substrate stage 63 It can be accommodated in 63a.
  • the pusher pin 13 and the like of the first embodiment may be omitted.
  • Such a pusher blade 62 can support the substrate S in a wide range as compared with the case where the substrate S is supported by the pusher pin 13 and the pusher blade 14 in the first embodiment, and stabilizes the substrate S and raises and lowers the substrate S. be able to.
  • a resin portion (resin pad) 62a be provided detachably at the end portion on the Z-axis + side of the pusher blade 62.
  • a space formed on the Z axis ⁇ side with respect to the substrate S causes a region overlapping the space in the substrate S and other regions.
  • the heating state of the substrate S is different and unevenness occurs in processing. And, when the planar area of the groove portion or the through hole becomes large, unevenness appears on the substrate S more remarkably.
  • the groove 12b of the first and second embodiments is narrower in planar area than the groove 63a of the third embodiment, so the laser irradiation apparatus of the third embodiment
  • the unevenness generated on the substrate S can be suppressed as compared with the above.
  • the pusher pin and the pusher blade are raised and lowered using a rack and a pinion in the above embodiment, the pusher pin and the pusher blade may be raised and lowered using a linear actuator or the like.

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Abstract

基板の処理精度を向上させることができるレーザ照射装置を実現する。一実施の形態に係るレーザ照射装置（１）は、基板（Ｓ）にレーザ光（Ｌ１）を照射するためのレーザ照射部（３）と、ベース部（４）と、基板（Ｓ）を搬送するための搬送ステージ（５）と、を備える。搬送ステージ（５）は、記ベース部（４）上で移動可能なステージ（１０）と、ステージ（１０）上に固定されたベースフランジ（１１）と、ベースフランジ（１１）の上端部に固定され、基板（Ｓ）を載せるための基板ステージ（１２）と、基板ステージ（１２）を貫通し、上下動可能な基板支持用のプッシャピン（１３）と、を有する。

Description

レーザ照射装置
　本発明は、レーザ照射装置に関する。
　特許文献１には、ロボットと基板ステージとの間で基板を授受する際に、プッシャピンによって基板を昇降させるレーザ照射装置が開示されている。
特開２００６－５０３２号公報
　本発明者らは、レーザ照射装置に用いられる、基板搬送用のステージに関する様々な課題を見出した。
　その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
　一実施の形態に係るレーザ照射装置は、レーザ光を照射するために基板が載せられる基板ステージがベースフランジの上端部に固定されており、基板ステージには、上下動可能な基板支持用のプッシャピンが貫通している。
　一実施の形態に係るレーザ照射装置は、レーザ光を照射するために基板が載せられる基板ステージが、当該基板ステージを回転させるベースフランジの上端部に固定されており、
　基板ステージを貫通する基板支持用のプッシャピン及び当該基板ステージの周辺に配置された基板支持用のプッシャブレードを上下動させるモータが、基板ステージの下面に接続されている。
　前記一実施の形態によれば、基板の処理精度を向上させることができる。
実施の形態１に係るレーザ照射装置を模式的に示す側面図である。 実施の形態１に係るレーザ照射装置を模式的に示す平面図である。 実施の形態１のベースフランジの連結構成を説明するための図である。 実施の形態１の駆動ユニットの第１の駆動伝達部を模式的に示す斜視図である。 実施の形態１の駆動ユニットの第２の駆動伝達部を模式的に示す図である。 実施の形態１の駆動ユニットの異なる第２の駆動伝達部を模式的に示す図である。 実施の形態１の駆動ユニットの第３の駆動伝達部を模式的に示す図である。 比較例のレーザ照射装置の搬送ステージを模式的に示す側面図である。 実施の形態１のプッシャピンの先端部を模式的に示す断面図である。 実施の形態２の搬送ステージを模式的に示す平面図である。 実施の形態１の基板ステージの長手方向をＸ軸方向に配置し、基板ステージをＸ軸－方向に移動させつつ、基板にレーザ光を照射する様子を模式的に示す平面図である。 図１１のXII－XII断面図である。 図１１のXIII－XIII断面図である。 実施の形態１の基板ステージの短手方向をＸ軸方向に配置し、基板ステージをＸ軸－方向に移動させつつ、基板にレーザ光を照射する様子を模式的に示す平面図である。 図１４のXV－XV断面図である。 図１４のXVI－XVI断面図である。 実施の形態２の基板ステージの長手方向をＸ軸方向に配置し、基板ステージをＸ軸－方向に移動させつつ、基板にレーザ光を照射する様子を模式的に示す平面図である。 図１７のXVIII－XVIII断面図である。 図１７のXIX－XIX断面図である。 実施の形態２の基板ステージの短手方向をＸ軸方向に配置し、基板ステージをＸ軸－方向に移動させつつ、基板にレーザ光を照射する様子を模式的に示す平面図である。 図２０のXXI－XXI断面図である。 図２０のXXII－XXII断面図である。 実施の形態３の搬送ステージを模式的に示す平面図である。 実施の形態３の搬送ステージにおいて、プッシャブレードが上昇した状態を模式的に示す側面図である。
　以下、具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜簡略化されている。
＜実施の形態１＞
　先ず、本実施の形態に係るレーザ照射装置の全体構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るレーザ照射装置を模式的に示す側面図である。図２は、本実施の形態に係るレーザ照射装置を模式的に示す平面図である。なお、図１及び図２では、レーザ照射装置を簡略化して示している。ここで、以下の説明では、説明を明確にするために、ＸＹＺ直交座標系を用いて説明する。このとき、Ｚ軸方向が鉛直方向となり、ＸＹ平面が水平面となる。
　レーザ照射装置１は、基板Ｓに形成された非結晶の半導体にレーザ光を照射して多結晶化するエキシマレーザアニール装置に好適である。或いは、レーザ照射装置１は、基板Ｓに形成された剥離層にレーザ光を照射して当該剥離層を剥離するレーザ剥離装置などに適用することもできる。ここで、基板Ｓは、例えば、ガラス基板で構成されている。
　詳細には、レーザ照射装置１は、図１及び図２に示すように、チャンバ２、レーザ照射部３、ベース部４及び搬送ステージ５を備えており、基板搬送機構６との間で基板Ｓを授受する。チャンバ２の内部は、基板搬送機構６から受け取った基板Ｓにレーザ光を照射して当該基板Ｓを処理する処理室Ｒとなる。そして、処理室Ｒは、例えば、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気となっている。
　チャンバ２のＸ軸＋側の側壁２ａには、基板搬送機構６で基板Ｓを処理室Ｒに搬入したり、処理した基板Ｓを処理室Ｒから基板搬送機構６で搬出したり、するための搬送口２ｂが設けられている。搬送口２ｂは、シャッタ２ｃによって開閉可能である。
　ここで、基板搬送機構６は、レーザ照射装置１に対してＸ軸＋側に配置されており、フォーク６ａを先端部に有するロボットハンド６ｂを備えている。このような基板搬送機構６は、フォーク６ａのＺ軸＋側の面に載せられた基板Ｓを、チャンバ２の搬送口２ｂから処理室Ｒに搬入又は処理室Ｒから搬出する。
　レーザ照射部３は、基板Ｓにレーザ光Ｌ１を照射して当該基板Ｓを処理するための光学系である。レーザ照射部３は、図１に示すように、チャンバ２のＺ軸＋側に配置されている。このようなレーザ照射部３は、レーザ光源７、ミラー８及びプロジェクションレンズ９を備えている。
　レーザ光源７から出射されたレーザ光Ｌ１は、ミラー８を介してプロジェクションレンズ９に入射する。そして、プロジェクションレンズ９から出射されたレーザ光Ｌ１は、チャンバ２の天井２ｄに形成された開口部２ｅを介して処理室Ｒに入射する。このとき、レーザ光Ｌ１は、処理室Ｒにおいて予め設定された照射領域に、Ｙ軸方向を長手方向とするラインビームとして照射される。
　ベース部４は、チャンバ２の底面２ｆに固定された定盤である。搬送ステージ５は、処理室Ｒにおいて、基板Ｓの所望の領域にレーザ光Ｌ１が照射されるように、基板Ｓを搬送する。搬送ステージ５は、図１に示すように、ステージ１０、ベースフランジ１１、基板ステージ１２、プッシャピン１３、プッシャブレード１４及び駆動ユニット１５を備えている。
　ステージ１０は、ベース部４に対してＺ軸＋側で移動可能である。ステージ１０は、例えば、ＸＹステージであり、図２に示すように、Ｘ軸方向に延在するＸ軸レール１６及びＹ軸方向に延在するＹ軸レール１７に沿って略水平に移動する。ベースフランジ１１は、ステージ１０のＺ軸＋側の面に固定されている。ベースフランジ１１は、例えば、Ｚ軸方向に延在する回転軸を中心に回転する回転駆動装置である。
　基板ステージ１２には、基板Ｓが載せられる。基板ステージ１２は、例えば、吸着ステージであり、Ｚ軸方向から見て長方形である。このような基板ステージ１２は、ベースフランジ１１の回転軸上に基板ステージ１２の中心が、大凡、配置されるように、ベースフランジ１１のＺ軸＋側の端部に固定されている。
　図３は、本実施の形態のベースフランジの連結構成を説明するための図である。基板ステージ１２は、例えば、図３に示すように、ベースフランジ１１のＺ軸＋側の端部にボルトＢによって連結されるとよい。つまり、ベースフランジ１１と基板ステージ１２との間にプッシャピン１３やプッシャブレード１４を駆動するための駆動ユニット１５を配置することなく、基板ステージ１２がベースフランジ１１に固定されている。
　ちなみに、ベースフランジ１１のＺ軸－側の端部も、ステージ１０にボルトＢによって連結すると、簡単にステージ１０とベースフランジ１１と基板ステージ１２とを連結することができる。但し、ステージ１０とベースフランジ１１、及びベースフランジ１１と基板ステージ１２との連結手段はボルトに限定されず、ステージ１０とベースフランジ１１との間、及びベースフランジ１１と基板ステージ１２との間に、駆動ユニット１５などのＺ軸方向の高さを有する要素が介在しない状態で相互が連結されていればよい。
　プッシャピン１３及びプッシャブレード１４は、基板搬送機構６と基板ステージ１２との間で基板Ｓを授受する際に、基板Ｓを昇降させる。詳細には、プッシャピン１３及びプッシャブレード１４は、図１に示すように、基板搬送機構６と基板ステージ１２との間で基板Ｓを授受する際に、基板ステージ１２と基板Ｓとの間に基板搬送機構６のフォーク６ａを挿入するための所望の間隔を確保するために、基板ＳをＺ軸＋方向に上昇させる。また、プッシャピン１３及びプッシャブレード１４は、基板搬送機構６から受け取った基板Ｓを基板ステージ１２のＺ軸＋側の面に載せるために、基板ＳをＺ軸－方向に下降させる。
　プッシャピン１３は、Ｚ軸方向に延在する棒状部材である。プッシャピン１３は、基板ステージ１２を貫通し、駆動ユニット１５によってＺ軸方向に昇降可能である。詳細には、プッシャピン１３は、基板ステージ１２をＺ軸方向に貫通する貫通孔１２ａに通されている。そして、プッシャピン１３のＺ軸－側の端部は、駆動ユニット１５に連結されている。
　本実施の形態では、プッシャピン１３として、図２に示すように、第１のプッシャピン１３ａ及び第２のプッシャピン１３ｂを備えている。第１のプッシャピン１３ａは、基板ステージ１２の周縁に沿って配置されている。例えば、基板ステージ１２の長辺がＸ軸方向に配置されている場合、第１のプッシャピン１３ａは、図２に示すように、基板ステージ１２においてＹ軸方向で対向する長辺に沿って２本ずつ配置されている。但し、第１のプッシャピン１３ａの配置及び本数は、基板Ｓを安定して昇降させることができる配置及び本数であればよい。
　第２のプッシャピン１３ｂは、図２に示すように、基板ステージ１２の略中央に配置されている。つまり、第２のプッシャピン１３ｂは、大凡、ベースフランジ１１の回転軸上に配置されている。
　プッシャブレード１４は、図１及び図２に示すように、略水平方向に延在するアーム部材であり、基板ステージ１２の周辺に配置されている。そして、プッシャブレード１４は、プッシャピン１３と連動するように、駆動ユニット１５によってＺ軸方向に昇降可能である。
　詳細には、図２に示すように、プッシャブレード１４の一方の端部は、Ｚ軸方向から見て基板ステージ１２の平面領域の内側に配置され、基板ステージ１２のＺ軸＋側の面及び当該Ｚ軸＋側の面と連続する側面を切り欠くように形成された溝部１２ｂに収容可能である。一方、プッシャブレード１４の他方の端部は、Ｚ軸方向から見て基板ステージ１２の平面領域の外側に配置され、駆動ユニット１５に連結されている。
　例えば、基板ステージ１２の長辺がＸ軸方向に配置されている場合、プッシャブレード１４は、図２に示すように、基板ステージ１２においてＸ軸方向で対向する短辺に沿って３個ずつ配置されている。そして、プッシャブレード１４は、Ｚ軸方向から見て、基板ステージ１２の短辺と略直交するように、Ｘ軸方向に配置されている。但し、プッシャブレード１４の配置及び個数は、基板Ｓを安定して昇降させることができる配置及び個数であればよい。
　駆動ユニット１５は、プッシャピン１３及びプッシャブレード１４を昇降させる。ここで、図４は、本実施の形態の駆動ユニットの第１の駆動伝達部を模式的に示す斜視図である。図５は、本実施の形態の駆動ユニットの第２の駆動伝達部を模式的に示す図である。図６は、本実施の形態の駆動ユニットの異なる第２の駆動伝達部を模式的に示す図である。図７は、本実施の形態の駆動ユニットの第３の駆動伝達部を模式的に示す図である。
　駆動ユニット１５は、例えば、図４乃至図７に示すように、モータ１８、第１の駆動伝達部１９、第２の駆動伝達部２０及び第３の駆動伝達部２１を備えている。モータ１８は、ベースフランジ１１の側方に配置されており、基板ステージ１２のＺ軸－側の面に固定されている。第１の駆動伝達部１９は、直動駆動ユニット２２、伝達アーム２３及び回転軸２４を備えている。
　直動駆動ユニット２２は、モータ１８の回転駆動を直動駆動に変換する。例えば、基板ステージ１２の長辺がＸ軸方向に配置されている場合、直動駆動ユニット２２は、Ｙ軸方向に延在するネジ軸、及びネジ軸に噛み合わされたナットを有するボールネジを備えており、当該ネジ軸にモータ１８の回転軸が連結されている。このような直動駆動ユニット２２は、ベースフランジ１１の側方に配置されており、基板ステージ１２のＺ軸－側の面に固定されている。
　伝達アーム２３は、ベースフランジ１１の側方で、略水平に配置されている。例えば、基板ステージ１２の長辺がＸ軸方向に配置されている場合、伝達アーム２３は、基板ステージ１２のＸ軸－側の短辺に沿って配置されており、Ｙ軸方向への案内機構（例えば、リニアガイド）２５を介して第１の固定部材２６によって、基板ステージ１２のＺ軸－側の面に固定されている。
　伝達アーム２３は、連結部材２７を介して直動駆動ユニット２２のナットに連結されている。これにより、直動駆動ユニット２２が駆動すると、例えば、伝達アーム２３がＹ軸方向に略水平に移動する。このような伝達アーム２３の両端部には、伝達アーム２３の長手方向に延在するラック２８が設けられている。
　回転軸２４は、ベースフランジ１１の側方で、略水平に配置されている。例えば、基板ステージ１２の長辺がＸ軸方向に配置されている場合、２本の回転軸２４が基板ステージ１２のＹ軸方向で向かい合う長辺にそれぞれ沿って、略平行に配置されている。そして、回転軸２４は、伝達アーム２３と共通の第１の固定部材２６、及び第２の固定部材２９によって、基板ステージ１２のＺ軸－側の面に固定されている。
　このような回転軸２４には、図４に示すように、第１のピニオン３０、第２のピニオン３１及び第３のピニオン３２が設けられている。第１のピニオン３０は、伝達アーム２３のラック２８と噛み合わされており、伝達アーム２３からの駆動力を回転軸２４に伝達する。
　このとき、図４に示すように、一方の回転軸２４の第１のピニオン３０には、伝達アーム２３の一方のラック２８がＺ軸＋側から噛み合い、他方の回転軸２４の第１のピニオン３０には、伝達アーム２３の他方のラック２８がＺ軸－側から噛み合わされる。これにより、伝達アーム２３が移動するのに伴って、各々の回転軸２４は等しい方向に等しい回転数で回転する。
　第２のピニオン３１は、回転軸２４からの駆動力を第２の駆動伝達部２０を介してプッシャピン１３に伝達する。本実施の形態では、第２の駆動伝達部２０として、回転軸２４からの駆動力を第１のプッシャピン１３ａに伝達する駆動伝達部２０ａ、及び回転軸２４からの駆動力を第２のプッシャピン１３ｂに伝達する駆動伝達部２０ｂを備えている。
　第１のプッシャピン１３ａへの駆動伝達部２０ａは、図５に示すように、支持部２０ｃ及びラック２０ｄを備えている。支持部２０ｃは、ベースフランジ１１の側方に配置されており、Ｚ軸方向への案内機構３３を介して基板ステージ１２のＺ軸－側の面に固定されている。
　例えば、支持部２０ｃは、アーム部材であり、一方の端部に連結部材３４を介して第１のプッシャピン１３ａのＺ軸－側の端部が連結され、他方の端部にラック２０ｄが設けられている。ラック２０ｄの歯面は、レーザ照射装置１の外方に向かって配置されている。そして、ラック２０ｄは、Ｚ軸方向に延在しており、回転軸２４の第２のピニオン３１に噛み合わされている。これにより、回転軸２４の回転に伴って、第１のプッシャピン１３ａがＺ軸方向に昇降する。
　第２のプッシャピン１３ｂへの駆動伝達部２０ｂは、図６に示すように、支持部２０ｅ及びラック２０ｆを備えている。支持部２０ｅは、ベースフランジ１１に形成された貫通孔に通されている。ベースフランジ１１の貫通孔は、支持部２０ｅのＺ軸方向への昇降を許容するように形成されている。このような支持部２０ｅは、Ｚ軸方向への案内機構３５を介して基板ステージ１２のＺ軸－側の面に固定されている。
　例えば、基板ステージ１２の長辺がＸ軸方向に配置されている場合、支持部２０ｅは、Ｙ軸方向に延在するアーム部材であり、略中央に連結部材３６を介して第２のプッシャピン１３ｂのＺ軸－側の端部が連結され、両端部にラック２０ｆが設けられている。ラック２０ｆの歯面は、レーザ照射装置１の外方に向かって配置されている。そして、ラック２０ｆは、Ｚ軸方向に延在しており、回転軸２４の第２のピニオン３１と噛み合わされている。これにより、回転軸２４の回転に伴って、第２のプッシャピン１３ｂがＺ軸方向に昇降する。
　第３のピニオン３２は、回転軸２４からの駆動力を第３の駆動伝達部２１を介してプッシャブレード１４に伝達する。第３の駆動伝達部２１は、図７に示すように、プッシャアーム２１ａ及びラック２１ｂを備えている。プッシャアーム２１ａは、Ｚ軸方向から見て、基板ステージ１２の平面領域の外側で、伝達アーム２３と略平行に配置されている。そして、プッシャアーム２１ａは、略水平に配置されている。
　例えば、基板ステージ１２の長辺がＸ軸方向に配置されている場合、２本のプッシャアーム２１ａが基板ステージ１２のＸ軸方向で向かい合う短辺にそれぞれ沿って、略平行に配置されている。そして、各々のプッシャアーム２１ａは、Ｚ軸方向への案内機構３７を介して基板ステージ１２のＺ軸－側の面に固定されている。
　プッシャアーム２１ａには、連結部材３８を介してプッシャブレード１４の他方の端部が連結されている。連結部材３８は、Ｚ軸方向から見て、基板ステージ１２の平面領域の外側に配置されている。そして、連結部材３８は、プッシャブレード１４のＺ軸＋側の端部をプッシャピン１３のＺ軸＋側の端部と略等しい高さに支持する。
　プッシャアーム２１ａの両端部には、ラック２１ｂが設けられている。ラック２１ｂの歯面は、レーザ照射装置１の外方に向かって配置されている。そして、ラック２１ｂは、Ｚ軸方向に延在しており、回転軸２４の第３のピニオン３２と噛み合わされている。これにより、回転軸２４の回転に伴って、プッシャブレード１４がＺ軸方向に昇降する。
　次に、本実施の形態のレーザ照射装置１を用いて基板Ｓを処理する流れを説明する。先ず、チャンバ２のシャッタ２ｃを動作させて搬送口２ｂを開放し、当該搬送口２ｂから基板搬送機構６のフォーク６ａに載せられた基板Ｓを処理室Ｒに搬入する。このとき、プッシャピン１３及びプッシャブレード１４は、Ｚ軸＋方向に上昇した状態とされる。
　次に、基板搬送機構６によって基板Ｓをプッシャピン１３及びプッシャブレード１４のＺ軸＋側の端部に載せる。そして、基板Ｓと基板ステージ１２との間隔から基板搬送機構６のフォーク６ａを抜き、基板搬送機構６を処理室Ｒから退避させる。その後、チャンバ２のシャッタ２ｃを動作させて搬送口２ｂを閉鎖し、処理室Ｒを密閉空間とする。
　次に、モータ１８を回転駆動させて伝達アーム２３を一方に略水平移動させる。これにより、回転軸２４が一方に回転し、第２の駆動伝達部２０を介してプッシャピン１３がＺ軸－方向に下降すると共に、第３の駆動伝達部２１を介してプッシャブレード１４がＺ軸－方向に下降し、基板Ｓが基板ステージ１２のＺ軸＋側の面に載せられる。基板ステージ１２は、基板Ｓを吸着する。
　このとき、プッシャピン１３のＺ軸＋側の端部が基板ステージ１２のＺ軸＋側の面から突出しないように、プッシャピン１３は、基板ステージ１２の貫通孔１２ａに収容される。また、プッシャブレード１４の一方の端部が基板ステージ１２のＺ軸＋側の面から突出しないように、プッシャブレード１４は、基板ステージ１２の溝部１２ｂに収容される。
　次に、ステージ１０及びベースフランジ１１を制御して、レーザ照射部３から出射されるレーザ光Ｌ１を基板Ｓの所望の領域に照射して当該基板Ｓを処理する。このとき、基板Ｓには、Ｙ軸方向を長手方向とするラインビームが照射される。
　ここで、モータ１８は、基板ステージ１２のＺ軸－側の面に固定され、しかも、伝達アーム２３や回転軸２４などがベースフランジ１１の側方に配置されているので、基板ステージ１２のＺ軸回りの回転を阻害しない。
　次に、基板Ｓの処理が終了すると、モータ１８を回転駆動させて伝達アーム２３を他方に略水平移動させる。これにより、回転軸２４が他方に回転し、第２の駆動伝達部２０を介してプッシャピン１３がＺ軸＋方向に上昇すると共に、第３の駆動伝達部２１を介してプッシャブレード１４がＺ軸＋方向に上昇する。その結果、基板ＳがＺ軸＋方向に上昇し、基板Ｓと基板ステージ１２との間に基板搬送機構６のフォーク６ａが挿入可能な間隔が形成される。
　次に、チャンバ２のシャッタ２ｃを動作させて搬送口２ｂを開放し、基板搬送機構６のフォーク６ａに基板Ｓを載せて、基板搬送機構６を処理室Ｒから退避させる。その後、基板搬送機構６によって、例えば、基板Ｓを収容カートリッジなどに収容すると、基板Ｓの処理が終了する。
　次に、本実施の形態のレーザ照射装置１の搬送ステージ５と比較例のレーザ照射装置の搬送ステージとを比較する。図８は、比較例のレーザ照射装置の搬送ステージを模式的に示す側面図である。なお、本実施の形態のレーザ照射装置と等しい部材には、等しい符号を付している。
　比較例のレーザ照射装置の搬送ステージ１００は、図８に示すように、ベースフランジ１１と基板ステージ１２との間にプッシャピン１３を昇降させるための駆動ユニット１０１が配置されている。駆動ユニット１０１は、例えば、モータ１０２の回転駆動をリンク機構１０３によってＺ軸方向の直動駆動に変換する。
　このように比較例のレーザ照射装置の搬送ステージ１００においては、駆動ユニット１０１がベースフランジ１１と基板ステージ１２との間に配置されているため、基板ステージ１２におけるステージ１０やベースフランジ１１の動作への追従性が低い。そのため、基板Ｓの処理精度が低くなる虞がある。
　一方、本実施の形態のレーザ照射装置１の搬送ステージ５は、ベースフランジ１１と基板ステージ１２との間に駆動ユニット１５が配置されていないので、比較例のレーザ照射装置の搬送ステージに比べて、基板ステージ１２の重心が低くなる。これにより、基板ステージ１２は、ステージ１０やベースフランジ１１との追従性が改善され、プロセス処理中の姿勢や移動速度の精度が向上するため、高精細なプロセス処理が可能となる。そのため、本実施の形態のレーザ照射装置１は、比較例のレーザ照射装置に比べて、基板Ｓの処理精度を向上させることができる。
　しかも、本実施の形態のレーザ照射装置１の搬送ステージ５は、基板Ｓの周縁部をプッシャブレード１４によって支持するので、比較例のレーザ照射装置の搬送ステージ１００のようなプッシャピン１３のみによって基板Ｓを支持する場合に比べて、基板Ｓを支持する際に当該基板Ｓの撓みを抑制することができる。
　ここで、プッシャピン１３又はプッシャブレード１４のＺ軸＋側の端部は、樹脂部を備えているとよい。つまり、プッシャピン１３又はプッシャブレード１４における基板Ｓと接触する部分は、樹脂部とされているとよい。樹脂部は、例えば、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ樹脂）で形成するとよい。これにより、基板Ｓがプッシャピン１３又はプッシャブレード１４に接触した際に当該基板Ｓの損傷を抑制することができる。
　このとき、図９に示すように、プッシャピン１３は、Ｚ軸＋側の樹脂部１３ｃ、及び当該樹脂部１３ｃのＺ軸－側の端部が連結される基部１３ｄを備えており、樹脂部１３ｃが基部１３ｄに対して着脱可能な構成であるとよい。例えば、樹脂部１３ｃのＺ軸－側の端部に形成された被嵌合部１３ｅに基部１３ｄのＺ軸＋側の端部に形成された嵌合部１３ｆが嵌合される。これにより、樹脂部１３ｃが摩耗した際に、樹脂部１３ｃのみを簡単に交換することができる。なお、プッシャブレード１４の樹脂部も交換可能な構成とされているとよい。
　＜実施の形態２＞
　本実施の形態のレーザ照射装置の搬送ステージは、実施の形態１のレーザ照射装置１の搬送ステージ５と略等しい構成とされているが、プッシャブレード１４の配置が異なる。なお、本実施の形態のレーザ照射装置の搬送ステージは、実施の形態１のレーザ照射装置１の搬送ステージ５と略等しい構成とされているため、重複する説明は省略し、等しい部材には等しい符号を用いて説明する。
　図１０は、本実施の形態の搬送ステージを模式的に示す平面図である。本実施の形態の搬送ステージ５１においては、図１０に示すように、Ｚ軸方向から見て、プッシャブレード１４が基板ステージ１２の短辺に対して略４５°の角度で交差するように配置されている。
　このようにプッシャブレード１４を配置する効果を、実施の形態１のプッシャブレード１４の配置と比較して説明する。先ず、実施の形態１の搬送ステージ５を用いて基板Ｓにレーザ光を照射した場合を検討する。
　図１１は、実施の形態１の基板ステージの長手方向をＸ軸方向に配置し、基板ステージをＸ軸－方向に移動させつつ、基板にレーザ光を照射する様子を模式的に示す平面図である。図１２は、図１１のXII－XII断面図である。図１３は、図１１のXIII－XIII断面図である。図１４は、実施の形態１の基板ステージの短手方向をＸ軸方向に配置し、基板ステージをＸ軸－方向に移動させつつ、基板にレーザ光を照射する様子を模式的に示す平面図である。図１５は、図１４のXV－XV断面図である。図１６は、図１４のXVI－XVI断面図である。
　図１１に示すように、Ｘ軸方向に長手方向を配置した基板ステージ１２のＺ軸＋側の面に、長手方向をＸ軸方向に配置した基板Ｓを載せ、基板ステージ１２をＸ軸－方向に移動させつつ、基板ＳにＹ軸方向を長手方向とするラインビームを照射した。
　このとき、図１２に示すように、基板ステージ１２の溝部１２ｂが形成された領域では、基板Ｓを処理する際に溝部１２ｂによる影響を受ける。また、図１３に示すように、基板ステージ１２の貫通孔１２ａが形成された領域でも、基板Ｓを処理する際に貫通孔１２ａによる影響を受ける。なお、図１２及び図１３では、網掛け部分が基板Ｓを処理する際に影響を受ける領域である。
　一方、図１４に示すように、Ｘ軸方向に短手方向を配置した基板ステージ１２のＺ軸＋側の面に、短手方向をＸ軸方向に配置した基板Ｓを載せ、基板ステージ１２をＸ軸－方向に移動させつつ、基板ＳにＹ軸方向を長手方向とするラインビームを照射した。
　このとき、図１５に示すように、貫通孔１２ａや溝部１２ｂが形成されていない領域では、基板Ｓを処理する際に影響を受けないが、図１６に示すように、基板ステージ１２に貫通孔１２ａや溝部１２ｂが形成された領域では、基板Ｓを処理する際に貫通孔１２ａや溝部１２ｂによる影響を受ける。なお、図１６では、網掛け部分が基板Ｓを処理する際に影響を受ける領域である。
　ここで、基板ステージ１２の長手方向をＸ軸方向に配置して当該基板ステージ１２をＸ軸－方向に移動させる場合と、基板ステージ１２の長手方向をＹ軸方向に配置して当該基板ステージ１２をＸ軸－方向に移動させる場合と、で基板Ｓを処理する際の貫通孔１２ａによる影響は等しい。
　一方、基板ステージ１２の長手方向をＸ軸方向に配置して当該基板ステージ１２をＸ軸－方向に移動させる場合、溝部１２ｂは、Ｙ軸方向の長さが短く、基板Ｓを処理する際の影響が少ない。それに対して、基板ステージ１２の長手方向をＹ軸方向に配置して当該基板ステージ１２をＸ軸－方向に移動させる場合、溝部１２ｂは、Ｙ軸方向の長さが長く、基板Ｓを処理する際の影響が大きい。そのため、基板ステージ１２の配置によって、基板Ｓを処理する際の溝部１２ｂによる影響が変化する。
　次に、本実施の形態の搬送ステージ５１を用いて基板Ｓにレーザ光を照射した場合を検討する。
　図１７は、本実施の形態の基板ステージの長手方向をＸ軸方向に配置し、基板ステージをＸ軸－方向に移動させつつ、基板にレーザ光を照射する様子を模式的に示す平面図である。図１８は、図１７のXVIII－XVIII断面図である。図１９は、図１７のXIX－XIX断面図である。図２０は、本実施の形態の基板ステージの短手方向をＸ軸方向に配置し、基板ステージをＸ軸－方向に移動させつつ、基板にレーザ光を照射する様子を模式的に示す平面図である。図２１は、図２０のXXI－XXI断面図である。図２２は、図２０のXXII－XXII断面図である。
　図１７に示すように、Ｘ軸方向に長手方向を配置した基板ステージ１２のＺ軸＋側の面に、長手方向をＸ軸方向に配置した基板Ｓを載せ、基板ステージ１２をＸ軸－方向に移動させつつ、基板ＳにＹ軸方向を長手方向とするラインビームを照射した。
　このとき、図１８に示すように、基板ステージ１２の溝部１２ｂが形成された領域では、基板Ｓを処理する際に溝部１２ｂによる影響を受ける。また、図１９に示すように、基板ステージ１２の貫通孔１２ａが形成された領域でも、基板Ｓを処理する際に貫通孔１２ａによる影響を受ける。なお、図１８及び図１９では、網掛け部分が基板Ｓを処理する際に影響を受ける領域である。
　一方、図２０に示すように、Ｘ軸方向に短手方向を配置した基板ステージ１２のＺ軸＋側の面に、短手方向をＸ軸方向に配置した基板Ｓを載せ、基板ステージ１２をＸ軸－方向に移動させつつ、基板ＳにＹ軸方向を長手方向とするラインビームを照射した。
　このとき、図２１に示すように、貫通孔１２ａや溝部１２ｂが形成されていない領域では、基板Ｓを処理する際に影響を受けないが、図２２に示すように、基板ステージ１２に貫通孔１２ａや溝部１２ｂが形成された領域では、基板Ｓを処理する際に貫通孔１２ａや溝部１２ｂによる影響を受ける。なお、図２２では、網掛け部分が基板Ｓを処理する際に影響を受ける領域である。
　ここで、基板ステージ１２の長手方向をＸ軸方向に配置して当該基板ステージ１２をＸ軸－方向に移動させる場合と、基板ステージ１２の長手方向をＹ軸方向に配置して当該基板ステージ１２をＸ軸－方向に移動させる場合と、で基板Ｓを処理する際の貫通孔１２ａによる影響は等しい。
　一方、溝部１２ｂは、基板ステージ１２のＸ軸＋側の短辺に対して略４５°の角度で交差するように配置されている。そのため、基板ステージ１２の長手方向をＸ軸方向に配置して当該基板ステージ１２をＸ軸－方向に移動させる場合と、基板ステージ１２の長手方向をＹ軸方向に配置して当該基板ステージ１２をＸ軸－方向に移動させる場合と、で溝部１２ｂは、Ｙ軸方向の長さ（詳細には、ＹＺ面での断面形状）が略等しくなる。
　そのため、本実施の形態の搬送ステージ５１を用いて基板Ｓにレーザ光を照射した場合は、実施の形態１の搬送ステージ５を用いて基板Ｓにレーザ光を照射した場合に比べて、基板ステージ１２の長手方向をＸ軸方向及びＹ軸方向の何れに配置しても、基板Ｓを処理する際の溝部１２ｂによる影響を略均一化することができる。
　しかも、本実施の形態の溝部１２ｂは、Ｚ軸方向から見て、基板ステージ１２の短辺に対して略４５°の角度で交差するように配置したので、実施の形態１の基板ステージ１２の長手方向をＹ軸方向に配置した際の溝部１２ｂに対して、Ｙ軸方向の長さが短く、基板Ｓを処理する際の溝部１２ｂによる影響を最小限に抑えることができる。
　但し、本実施の形態の溝部１２ｂは、Ｚ軸方向から見て、基板ステージ１２の短辺に対して略４５°の角度で交差するように配置したが、基板ステージ１２の長手方向をＸ軸方向及びＹ軸方向の何れに配置しても、基板Ｓを処理する際の溝部１２ｂによる影響を略均一化することができればよく、例えば、基板ステージ１２の辺と４０°～５０°の角度で交差するように配置されていればよい。
　＜実施の形態３＞
　本実施の形態のレーザ照射装置の搬送ステージは、実施の形態１のレーザ照射装置１の搬送ステージ５と略等しい構成とされているが、プッシャブレードの形状が異なる。なお、本実施の形態のレーザ照射装置の搬送ステージは、実施の形態１のレーザ照射装置１の搬送ステージ５と略等しい構成とされているため、重複する説明は省略し、等しい部材には等しい符号を用いて説明する。
　図２３は、本実施の形態の搬送ステージを模式的に示す平面図である。図２４は、本実施の形態の搬送ステージにおいて、プッシャブレードが上昇した状態を模式的に示す側面図である。
　本実施の形態の搬送ステージ６１においては、図２３及び図２４に示すように、プッシャブレード６２が基板ステージ６３を挟んで向かい合う連結部材３８に掛け渡されており、基板ステージ６３に形成された溝部６３ａに収容可能である。このとき、実施の形態１のプッシャピン１３などは省略してもよい。
　このようなプッシャブレード６２は、実施の形態１のプッシャピン１３及びプッシャブレード１４で基板Ｓを支持する場合に比べて、広い範囲で基板Ｓを支持することができ、基板Ｓを安定させて昇降させることができる。
　このとき、図２３及び図２４に示すように、プッシャブレード６２のＺ軸＋側の端部に樹脂部（樹脂パッド）６２ａが着脱可能に設けられているとよい。これにより、プッシャブレード６２によって基板Ｓを支持する際に、基板Ｓへの損傷を抑制することができる。
　ここで、基板Ｓにレーザ光を照射して処理する場合、基板Ｓに対してＺ軸－側に形成される空間(溝部や貫通孔)により、基板Ｓにおいて当該空間と重なる領域とその他の領域とで当該基板Ｓの加熱状態が異なって処理にムラが発生する。そして、溝部や貫通孔の平面領域が大きくなると、より顕著にムラが基板Ｓに現れる。
　そのため、図２及び図１０と図２３とを比較すると、実施の形態１及び２の溝部１２ｂは、実施の形態３の溝部６３ａに対して平面領域が狭いので、実施の形態３のレーザ照射装置に比べて、実施の形態１及び２のレーザ照射装置を用いて基板Ｓを処理した場合の方が、基板Ｓに発生するムラを抑制することができる。
　以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
　例えば、上記実施の形態では、ラックやピニオンなどを用いてプッシャピンやプッシャブレードを昇降させているが、直動アクチュエータなどを用いてプッシャピンやプッシャブレードを昇降させてもよい。
１　レーザ照射装置
２　チャンバ、２ａ　側壁、２ｂ　搬送口、２ｃ　シャッタ、２ｄ　天井、２ｅ　開口部、２ｆ　底面
３　レーザ照射部、７　レーザ光源、８　ミラー、９　プロジェクションレンズ
４　ベース部
５　搬送ステージ
６　基板搬送機構、６ａ　フォーク、６ｂ　ロボットハンド
１０　ステージ、１６　Ｘ軸レール、１７　Ｙ軸レール
１１　ベースフランジ
１２　基板ステージ、１２ａ　貫通孔、１２ｂ　溝部
１３　プッシャピン、１３ａ　第１のプッシャピン、１３ｂ　第２のプッシャピン
１３ｃ　樹脂部
１３ｄ　基部
１３ｅ　被嵌合部
１３ｆ　嵌合部
１４　プッシャブレード
１５　駆動ユニット
１８　モータ
１９　第１の駆動伝達部、２２　直動駆動ユニット、２３　伝達アーム、２４　回転軸、２７　連結部材、２８　ラック、３０　第１のピニオン、３１　第２のピニオン、３２　第３のピニオン
２０　第２の駆動伝達部
２０ａ　第１のプッシャピンへの駆動伝達部、２０ｃ　支持部、２０ｄ　ラック
２０ｂ　第２のプッシャピンへの駆動伝達部、２０ｅ　支持部、２０ｆ　ラック
２１　第３の駆動伝達部、２１ａ　プッシャアーム、２１ｂ　ラック
２６　第１の固定部材
２９　第２の固定部材
３３、３５、３７　案内機構
３４、３６、３８　連結部材
５１　搬送ステージ
６１　搬送ステージ
６２　プッシャブレード
６３　基板ステージ、６３ａ　溝部
１００　搬送ステージ
１０１　駆動ユニット
１０２　モータ
１０３　リンク機構
Ｂ　ボルト
Ｌ１　レーザ光
Ｒ　処理室
Ｓ　基板

Claims (13)

  1. 　基板にレーザ光を照射するためのレーザ照射部と、
    　ベース部と、
    　前記基板を搬送するための搬送ステージと、
    を備え、
    　前記搬送ステージは、
    　前記ベース部上で移動可能なステージと、
    　前記ステージ上に固定されたベースフランジと、
    　前記ベースフランジの上端部に固定され、前記基板を載せるための基板ステージと、
    　前記基板ステージを貫通し、上下動可能な基板支持用のプッシャピンと、
    を有する、レーザ照射装置。
  2. 　前記ベースフランジの上端部と前記基板ステージとは、ボルトによって連結されている、請求項１に記載のレーザ照射装置。
  3. 　前記搬送ステージは、
    　前記基板ステージの外側に配置され、上下動可能なプッシャアームと、
    　前記プッシャアームに連結され、前記基板ステージの周辺に配置された基板支持用の複数のプッシャブレードと、
    を有する、請求項１又は２に記載のレーザ照射装置。
  4. 　前記基板ステージの上面には、前記複数のプッシャブレードのそれぞれに対応した溝部が形成されている、請求項３に記載のレーザ照射装置。
  5. 　前記基板の平面形状は四角形であり、
    　前記プッシャブレードは、前記基板の第１の辺又は当該第１の辺と向かい合う第２の辺に交差するように配置されている、請求項３又は４に記載のレーザ照射装置。
  6. 　前記プッシャブレードは、前記第１の辺又は前記第２の辺に対して直交するように配置されている、請求項５に記載のレーザ照射装置。
  7. 　前記プッシャブレードは、前記第１の辺又は前記第２の辺に対して４０°～５０°の角度で配置されている、請求項５に記載のレーザ照射装置。
  8. 　前記プッシャピンは、基部と前記基部に対して前記プッシャピンの先端の側に配置された樹脂部とを有し、
    　前記樹脂部は、前記基部に対して着脱可能である、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のレーザ照射装置。
  9. 　前記搬送ステージは、前記基板ステージの下面に接続されたモータを有し、
    　前記プッシャピンは、前記モータの駆動力によって上下動可能である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のレーザ照射装置。
  10. 　前記基板に非晶質の半導体が形成されており、
    　前記レーザ照射部による前記基板へのレーザ光の照射により多結晶の半導体が形成される、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のレーザ照射装置。
  11. 　前記ステージは、ＸＹステージである、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のレーザ照射装置。
  12. 　前記ベースフランジは、上下方向に延在する回転軸を中心に前記基板ステージを回転させる回転駆動装置である、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のレーザ照射装置。
  13. 　基板にレーザ光を照射するためのレーザ照射部と、
    　ベース部と、
    　前記基板を搬送するための搬送ステージと、
    を備え、
    　前記搬送ステージは、
    　前記ベース部上で移動可能なステージと、
    　前記ステージ上に固定されたベースフランジと、
    　前記ベースフランジの上端部に固定され、前記基板を載せるための基板ステージと、
    　前記基板ステージを貫通する基板支持用のプッシャピンと、
    　前記基板ステージの周辺に配置された基板支持用のプッシャブレードと、
    　前記基板ステージの下面に接続されたモータと、
    を有し、
    　前記ベースフランジは、上下方向に延在する回転軸を中心に前記基板ステージを回転させる回転駆動装置であり、
    　前記プッシャピン及び前記プッシャブレードは、前記モータの駆動力によって上下動可能である、レーザ照射装置。
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