WO2022163783A1 - 搬送装置、搬送方法、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

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irradiation
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laser beam
unit
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芳広 山口
貴洋 藤
博亮 今村
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Jswアクティナシステム株式会社
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    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
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    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film

Definitions

  • the present invention relates to a carrier device, a carrier method, and a semiconductor device manufacturing method.
  • Patent Document 1 discloses a laser annealing apparatus for forming a polycrystalline silicon thin film.
  • a projection lens converges laser light onto a substrate so that the laser light forms a linear irradiation area.
  • the amorphous silicon film is crystallized into a polysilicon film.
  • the transport unit transports the substrate while the floating unit floats the substrate. Furthermore, in the levitation unit, the loading position and the unloading position of the substrate are common. The transport unit transports the substrate along each side of the levitation unit. By circulating the substrate twice on the floating unit, almost the entire surface of the substrate is irradiated with the laser beam.
  • the transport apparatus is a transport apparatus for transporting the substrate in order to irradiate the substrate with a linear laser beam, comprising: a substrate floating unit for floating the substrate on its upper surface; a holding mechanism for holding a substrate; a moving mechanism for moving the holding mechanism in a direction inclined from a direction orthogonal to the line-shaped laser beam in a top view so as to change the irradiation position of the laser beam on the substrate; It has
  • the transport device is a transport device for transporting the substrate in order to irradiate the substrate with a line-shaped laser beam, the transport device being arranged below the substrate to float the substrate.
  • 1 substrate levitation unit comprising: a first substrate levitation unit arranged from a central portion of the substrate to one end side of the substrate in top view; and a second substrate arranged below the substrate for floating the substrate.
  • a second substrate floating unit arranged on the other end side of the substrate from the center portion of the substrate when viewed from the top, and a second substrate floating unit arranged below the center portion of the substrate and sucking the substrate.
  • a holding mechanism for holding the substrate, and the holding mechanism is moved along the gap between the first substrate floating unit and the second substrate floating unit to move the substrate with respect to the irradiation position of the laser beam. and a moving mechanism.
  • the transport method is a transport method for transporting the substrate in order to irradiate the substrate with a linear laser beam, comprising: (a) a levitation unit arranged below the substrate; (b) holding the substrate by a holding mechanism; and (c) changing the irradiation position of the laser beam with respect to the substrate. and moving the holding mechanism in a direction inclined from a direction perpendicular to the longitudinal direction of the laser beam.
  • the transport method is a transport method for transporting the substrate in order to irradiate the substrate with a line-shaped laser beam, comprising: (A) a first laser beam arranged below the substrate; A substrate floating unit is used to float one end side of the substrate from the central portion of the substrate in top view, and a second substrate floating unit arranged below the substrate is used to float the substrate in top view. (B) attracting and holding the substrate using a holding mechanism arranged below the central portion of the substrate; (C) and moving the holding mechanism along the gap between the first substrate floating unit and the second substrate floating unit to move the substrate with respect to the irradiation position of the laser beam.
  • a method of manufacturing a semiconductor device includes the steps of (s1) forming an amorphous film on a substrate, and (s2) crystallizing the amorphous film to form a crystallized film. and irradiating the substrate with a line-shaped laser beam to anneal the amorphous film, wherein the step of (s2) annealing includes: (sb) holding the substrate by a holding mechanism; and (sc) changing the irradiation position of the laser beam on the substrate in the longitudinal direction of the line-shaped laser beam in top view. and moving the retaining mechanism in a direction oblique from the orthogonal direction.
  • a method of manufacturing a semiconductor device includes the steps of (S1) forming an amorphous film on a substrate, and (S2) crystallizing the amorphous film to form a crystallized film. and irradiating the substrate with a line-shaped laser beam to anneal the amorphous film, wherein the step of (S2) annealing includes (SA) arranged below the substrate.
  • SA first substrate floating unit is used to float one end side of the substrate from the central portion of the substrate in top view, and a second substrate floating unit disposed below the substrate is used to float the substrate in top view.
  • FIG. 1 is a top view schematically showing a laser irradiation device according to a first embodiment
  • FIG. 1 is a side sectional view schematically showing a laser irradiation device according to a first embodiment
  • FIG. It is a figure for demonstrating the intensity distribution of a pulsed laser beam.
  • It is a top view which shows the irradiation pitch of a pulsed laser beam, and the manufacturing pitch of TFT.
  • FIG. 11 is a top view showing the configuration of a conveying device according to a second embodiment; It is a top view for demonstrating the conveyance process in a conveying apparatus.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an exhaust system of the holding mechanism;
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining valve control of the holding mechanism; It is a side view which shows the structure of a conveying apparatus typically.
  • FIG. 11 is a top view schematically showing a laser irradiation device according to a third embodiment;
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining adsorption failure due to moment of inertia.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining adsorption-separation electrification;
  • FIG. 4 is a top view for explaining an irradiation process according to Example 1;
  • FIG. 10 is a top view for explaining an irradiation process according to Example 2;
  • FIG. 11 is a top view for explaining an irradiation process according to Example 3; 1 is a cross-sectional view showing a simplified configuration of an organic EL display; FIG. It is process sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning this Embodiment. It is process sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device concerning this Embodiment.
  • FIG. 10 is a top view schematically showing the configuration of Modification 1;
  • FIG. 11 is a top view schematically showing the configuration of Modified Example 2;
  • FIG. 5 is a top view for explaining the configuration of Irradiation Example 1;
  • FIG. 10 is a top view for explaining the configuration of Example 2 of irradiation;
  • FIG. 10 is a top view for explaining the configuration of Example 2 of irradiation;
  • FIG. 10 is a top view for explaining the configuration of Example 2 of irradiation;
  • FIG. 10 is a top view for explaining the configuration of Example 2 of irradiation;
  • FIG. 10 is
  • FIG. 11 is a top view for explaining the configuration of Example 3 of irradiation;
  • FIG. 11 is a top view for explaining the configuration of Example 4 of irradiation;
  • FIG. 11 is a top view for explaining the configuration of Example 4 of irradiation;
  • FIG. 11 is a top view for explaining the configuration of Example 5 of irradiation;
  • FIG. 11 is a top view for explaining the configuration of Example 5 of irradiation;
  • FIG. 4 is a top view schematically showing a configuration for simultaneously transporting two substrates;
  • FIG. 4 is a top view schematically showing a configuration for simultaneously transporting two substrates;
  • FIG. 4 is a top view schematically showing a configuration for simultaneously transporting two substrates;
  • FIG. 4 is a top view schematically showing a configuration for simultaneously transporting two substrates;
  • FIG. 4 is a top view schematically showing a configuration for simultaneously transporting two substrates;
  • a conveying device is used in a laser irradiation device such as a laser annealing device.
  • the laser annealing apparatus is, for example, an excimer laser annealing (ELA) apparatus for forming a low temperature poly-silicon (LTPS) film.
  • ELA excimer laser annealing
  • LTPS low temperature poly-silicon
  • FIG. 1 is a top view schematically showing the configuration of a laser irradiation device 1.
  • FIG. 2 is a side sectional view schematically showing the configuration of the laser irradiation device 1. As shown in FIG.
  • the diagrams shown below show an xyz three-dimensional orthogonal coordinate system as appropriate for simplification of explanation.
  • the z direction is the vertical direction
  • the y direction is the direction along the line-shaped irradiation area 15a.
  • the x-direction is the direction orthogonal to the z-direction and the y-direction. That is, the y direction is the longitudinal direction of the linear irradiation area 15a, and the x direction is the lateral direction perpendicular to the longitudinal direction.
  • the laser irradiation device 1 includes a floating unit 10, a transport unit 11, and a laser irradiation section .
  • the levitation unit 10 and the transport unit 11 constitute a transport device.
  • the levitation unit 10 is configured to eject gas from the surface of the levitation unit 10 .
  • the levitation unit 10 levitates the object 16 to be processed on its upper surface.
  • the gas ejected from the surface of the floating unit 10 is sprayed onto the lower surface of the object 16 to float, thereby causing the object 16 to float.
  • the object 16 to be processed is a glass substrate.
  • the floating unit 10 adjusts the floating amount so that the object 16 to be processed does not come into contact with another mechanism (not shown) arranged above the object 16 to be processed.
  • the transport unit 11 transports the floating object to be processed 16 in the transport direction.
  • the transport unit 11 has a holding mechanism 12 and a moving mechanism 13 .
  • the holding mechanism 12 holds the object 16 to be processed.
  • the holding mechanism 12 can be configured using a vacuum suction mechanism.
  • the vacuum adsorption mechanism is made of metal material such as aluminum alloy.
  • the holding mechanism 12 may be made of a resin-based material such as PEEK (polyetheretherketone) material.
  • a suction groove, a suction hole, and the like are formed on the upper surface of the holding mechanism 12 .
  • the holding mechanism 12 may be made of a porous material.
  • the holding mechanism 12 vacuum suction mechanism
  • the holding mechanism 12 is connected to an exhaust port (not shown), and the exhaust port is connected to an ejector, a vacuum pump, and the like. Therefore, since a negative pressure for sucking gas acts on the holding mechanism 12 , the object to be processed 16 can be held using the holding mechanism 12 .
  • the holding mechanism 12 has an elevating mechanism (not shown) for performing an adsorption operation.
  • the lifting mechanism includes actuators such as air cylinders and motors, for example.
  • the holding mechanism 12 sucks the object to be processed 16 while being raised to the suction position.
  • the holding mechanism 12 descends to the standby position in a state in which the suction is released.
  • the holding mechanism 12 sucks the surface (lower surface) of the object 16 to be processed that is opposite to the surface (upper surface) irradiated with the laser beam 15 , that is, the surface of the object 16 to be processed that faces the levitation unit 10 . and holds the object 16 to be processed. In addition, the holding mechanism 12 holds the end of the object 16 in the +y direction.
  • a moving mechanism 13 provided in the transport unit 11 is connected to the holding mechanism 12 .
  • the moving mechanism 13 is configured to move the holding mechanism 12 in the transport direction.
  • the transport unit 11 (holding mechanism 12 and moving mechanism 13) is provided on the +y direction end side of the levitation unit 10. While the holding mechanism 12 holds the object to be processed 16, the moving mechanism 13 moves in the transport direction.
  • the object to be processed 16 is conveyed by moving.
  • the moving mechanism 13 is configured to slide the end of the levitation unit 10 in the +y direction along the transport direction.
  • the moving mechanism 13 slides the end of the levitation unit 10 along the transport direction, thereby transporting the workpiece 16 along the transport direction.
  • the transport direction is a direction tilted from the x direction. For example, assuming that the angle between the x direction and the transport direction is ⁇ , ⁇ is greater than 0°. ⁇ is preferably 5° or less.
  • the levitation unit 10 has a trapezoidal shape with four sides when viewed from above. Specifically, the levitation unit 10 has two sides parallel to the y direction of the levitation unit 10, one side parallel to the x direction, and one side inclined from the x direction (also referred to as an inclined side 10e). there is
  • the moving mechanism 13 includes, for example, an actuator such as a motor (not shown), a linear guide mechanism, an air bearing, and the like.
  • the object 16 to be processed is irradiated with the laser beam 15 .
  • the irradiation area 15a of the laser beam 15 on the object 16 to be processed has a linear shape with the y direction as the longitudinal direction.
  • the irradiation region 15a has a longitudinal direction in the y direction and a lateral direction in the x direction.
  • the laser irradiation unit 14 has an excimer laser light source or the like that generates laser light. Furthermore, the laser irradiation unit 14 has an optical system that guides the laser beam to the object 16 to be processed.
  • the laser irradiation unit 14 has a cylindrical lens for forming a linear irradiation region 15a.
  • An object 16 to be processed is irradiated with a line-shaped laser beam 15 (line beam) having a focal point extending in the y direction.
  • the object 16 to be processed is, for example, a glass substrate on which an amorphous film (amorphous silicon film 16b) is formed.
  • the amorphous film can be crystallized by irradiating the amorphous film with the laser beam 15 for annealing.
  • the amorphous silicon film 16b can be converted into a polycrystalline silicon film (polysilicon film 16a).
  • the transport unit 11 included in the laser irradiation apparatus 1 holds a position where the transport unit 11 does not overlap the irradiation area 15a in plan view (that is, when viewed from the z-direction) when the object 16 to be processed is transported.
  • An object 16 to be processed is being transported. That is, as shown in FIG. 1, when the object 16 to be processed is transported in the transport direction, the position where the transport unit 11 holds the object 16 (corresponding to the position of the holding mechanism 12) overlaps the irradiation area 15a. I try not to.
  • the planar shape of the object 16 to be processed is a square (rectangular shape) having four sides, and the transport unit 11 (holding mechanism 12) holds only one of the four sides of the object 16 to be processed.
  • the transport unit 11 (holding mechanism 12) holds a position where the laser beam is not irradiated while the object 16 to be processed is being transported.
  • the position where the transport unit 11 holds the object 16 (corresponding to the position of the holding mechanism 12) and the irradiation area 15a can be separated.
  • the irradiation area 15a is almost half of the object 16 on the -y side, and the transport unit 11 holds the end on the +y side. It is possible to increase the distance between the irradiation area 15a and the portion where the deflection is large near the holding mechanism 12. FIG. Therefore, it is possible to reduce the influence of deflection caused by the holding mechanism 12 of the object to be processed 16 during laser irradiation.
  • the length of the irradiation region 15a is approximately half the length of the object 16 to be processed. Therefore, when the object 16 to be processed passes through the irradiation region 15a once, the amorphous silicon film is crystallized in approximately half the area of the object 16 to be processed. Then, after rotating the object 16 to be processed 180 degrees around the z-axis by a rotation mechanism (not shown), the transport unit 11 transports the object 16 to be processed in the -x direction. Alternatively, after transporting the rotated object 16 in the -x direction, the transport unit 11 may transport it again in the +x direction.
  • the object to be processed 16 is irradiated with a laser beam when it is conveyed in the -x direction or when it is conveyed again in the +x direction after being rotated by 180 degrees.
  • the object 16 to be processed passes through the irradiation region 15a, and the amorphous silicon film is crystallized in the other half region of the object 16 to be processed.
  • the amorphous silicon film is converted into a polycrystalline silicon film over almost the entire object 16 to be processed.
  • the transport direction is tilted from the x-direction perpendicular to the linear irradiation area 15a. That is, the object 16 to be processed is conveyed in a conveying direction inclined from the edge of the rectangular object 16 to be processed.
  • substrate transport suitable for the laser irradiation process can be realized. Therefore, the crystallization process of the silicon film can be properly performed, and the display quality can be improved. With this configuration, for example, moiré can be prevented from occurring.
  • the object 16 to be processed is a glass substrate for an organic EL display device.
  • the display area of the organic EL display device is rectangular, the edges of the display area are arranged parallel to the edges of the object 16 to be processed.
  • the organic EL display device has a rectangular display area with short sides in the x-direction and the y-direction.
  • the transport direction is parallel to the x-direction, the object 16 to be processed is irradiated with laser light in a state in which the pixel arrangement direction and the irradiation region 15a are parallel.
  • the laser irradiation process can be performed appropriately by setting the transport direction to a direction inclined from the x direction.
  • the moving mechanism 13 moves the holding mechanism 12 in a conveying direction inclined from the x-direction orthogonal to the longitudinal direction of the linear irradiation area 15a so as to change the laser irradiation position on the object 16 to be processed. Therefore, the crystallization process of the silicon film can be properly performed. For example, it is possible to prevent the occurrence of moiré and improve the display quality.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the energy intensity distribution when pulsed laser light is applied.
  • the laser light 15 is pulsed laser light with a constant repetition frequency.
  • the object 16 to be processed is irradiated with the pulsed laser light while being transported.
  • the laser beam 15 has an intensity distribution as shown in FIG.
  • the intensity distribution of the laser light 15 is a Gaussian distribution.
  • the object to be processed 16 is conveyed so that the continuous pulsed laser beams are partially overlapped. That is, the conveying distance corresponding to the repetition frequency of the pulsed laser light is smaller than the spot width of the laser light in the transverse direction. In the object 16 to be processed, the spot of the laser beam 15 partially overlaps between one pulse and the next pulse.
  • FIG. 4 and 5 are top views schematically showing the laser irradiation pitch on the object 16 to be processed. 4 and 5 show enlarged views of the object 16 to be processed.
  • FIG. 4 shows a comparative example in which the direction perpendicular to the linear laser beam is parallel to the conveying direction.
  • FIG. 5 shows an embodiment in which the direction perpendicular to the line-shaped laser beam is tilted from the conveying direction.
  • the edge of the object to be processed 16 and the linear laser beam are parallel.
  • the edges of the object to be processed 16 are parallel to the x-direction or the y-direction.
  • the laser beam irradiation line 15f is a straight line indicating the center of the laser beam irradiation area 15a, and is parallel to the longitudinal direction of the irradiation area.
  • the irradiation line 15f is parallel to the y-direction, and the irradiation line 15f is orthogonal to the conveying direction of the object 16 to be processed. Since the conveying speed of the object 16 to be processed is constant, the irradiation lines 15f are arranged at regular intervals. The interval between the irradiation lines 15f is defined as an irradiation pitch.
  • the irradiation pitch is determined by the repetition frequency of the pulsed laser light and the transport speed.
  • the gate electrode 402 and the source electrode 407 are formed parallel to the edge of the object 16 to be processed.
  • the gate electrode 402 is parallel to the y-direction and parallel to the source electrode 407 .
  • the TFTs 313a are arranged along the x-direction and the y-direction.
  • the manufacturing pitch of the TFTs corresponds to the spacing of the gate electrodes 402 .
  • the laser irradiation pitch and the TFT manufacturing pitch are different.
  • the beat of the figure causes a striped pattern, or moire, to become visible.
  • the position of the irradiation line between the first laser irradiation (on the upper side in FIG. 4) and the second laser irradiation (on the lower side in FIG. 4) is deviates.
  • the irradiation line 15f is inclined with respect to the conveying direction of the object 16 to be processed. Since the object to be processed 16 is transported in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the laser beam, the periodicity of the shape appearing in the same direction is eliminated. This makes moire less visible. In this manner, as in the present embodiment, by transporting the object 16 to be processed in a direction inclined from the direction perpendicular to the longitudinal direction of the linear laser beam, it is possible to prevent moiré from occurring.
  • the moire may not be eliminated, or another moire may occur.
  • the angle of the irradiation line 15f may be adjusted according to the manufacturing pitch of the TFTs. Strictly speaking, the position of the irradiation line between the first laser irradiation (upper half of FIG. 4) and the second laser irradiation (lower half of FIG. 4) may deviates.
  • the object 16 to be processed is transported in order to irradiate the object 16 to be processed with the linear laser beam 15 .
  • the levitation unit 10 levitates the object 16 to be processed on its upper surface.
  • the object to be processed 16 is held by the holding mechanism 12 .
  • the holding mechanism 12 In order to change the irradiation position of the laser beam 15 on the object 16 to be processed, the holding mechanism 12 is moved in a direction tilted from the direction perpendicular to the longitudinal direction of the linear laser beam when viewed from above.
  • FIG. 6 is a top view schematically showing the conveying device 600. As shown in FIG. Descriptions of the contents common to the first embodiment will be omitted as appropriate.
  • the levitation unit 10 is divided into six regions 60a to 60f in top view.
  • the levitation unit 10 includes a first area 60a to a fourth area 60d, a process area 60e, and a passage area 60f.
  • the first region 60a is a trapezoidal region including corners on the -x side and the +y side (upper left corner in FIG. 6).
  • the second region 60b is a trapezoidal region including +x and +y side corners (upper right corner in FIG. 6).
  • the third area 60c is a rectangular area including the +x side and -y side corners (lower right corner in FIG. 6).
  • the fourth area 60d is a rectangular area including the -x side and -y side corners (lower left corner in FIG. 6).
  • the process area 60e is a trapezoidal area arranged between the first area 60a and the second area 60b.
  • the process area 60e is an area including the irradiation area 15a irradiated with laser light.
  • the passing area 60f is a rectangular area arranged between the third area 60c and the fourth area 60d.
  • the half region on the +y side of the levitation unit 10 (upper half region in FIG. 6) becomes a first region 60a, a process region 60e, and a second region 60b in order from the ⁇ x side (left side in FIG. 6). ing.
  • the -y side half area (lower half area in FIG. 6) of the levitation unit 10 is a third area 60c, a passing area 60f, and a fourth area 60d in order from the +x side.
  • the levitation unit 10 includes a rotation mechanism 68 and alignment mechanisms 69a and 69b.
  • a rotating mechanism 68 rotates the substrate.
  • Alignment mechanisms 69a and 69b align the substrates.
  • Alignment mechanisms 69a and 69b are provided in the first region 60a and the second region 60b, respectively.
  • a rotation mechanism 68 is provided in the fourth area 60d. Operations of the rotation mechanism 68 and the alignment mechanisms 69a and 69b will be described later.
  • the end floating units 671 to 676 are arranged outside the floating unit 10 . End floating units 671 to 676 are arranged along the outer circumference of the trapezoidal floating unit 10 . The end levitation units 671 to 676 are provided along the edge of the levitation unit 10 . The end floating units 671 to 676 are arranged so as to surround the outer periphery of the floating unit 10 when viewed from above.
  • the end levitation units 671 and 672 are arranged on the -x side of the levitation unit 10 .
  • An end levitation unit 673 is arranged on the +y side of the levitation unit 10 .
  • An end levitation unit 674 is arranged on the +x side of the levitation unit 10 .
  • End levitation units 675 , 676 are arranged on the ⁇ y side of the levitation unit 10 .
  • At least one of the end floating units 671, 672, 673, 674, 675, 676 can be omitted.
  • the holding mechanism 12 holds the edge of the substrate 100 .
  • the levitation unit 10 levitates the portion other than the end of the proximal end. By doing so, it is possible to avoid using the end levitation units around the levitation unit 10 .
  • the end levitation units 671 and 672 are arranged along the edge of the levitation unit 10 on the -x side. That is, the end floating units 671 and 672 are provided along the y direction. Also, the width of the end floating unit 671 in the x-direction is wider than that of the end floating unit 672 .
  • the end floating unit 671 is arranged on the -y side of the end floating unit 672 .
  • the end levitation unit 673 is arranged along the edge of the levitation unit 10 on the +y side. That is, the end floating unit 673 is provided along the inclined side 10 e of the floating unit 10 .
  • the end floating unit 674 is arranged along the edge of the +x side of the floating unit 10 . That is, the end floating units 674 are provided along the y direction.
  • the end levitation units 675 and 676 are arranged along the edge of the levitation unit 10 on the -y side. That is, the end levitation units 675 and 676 are provided along the x-direction. Also, the width of the end floating unit 676 in the y direction is wider than the end floating unit 675 . The end levitation unit 676 is arranged on the ⁇ x side of the end levitation unit 675 .
  • a transport unit 11a is provided between the levitation unit 10 and the end levitation unit 671.
  • the transport unit 11 a is also arranged between the levitation unit 10 and the end levitation unit 672 .
  • the transport unit 11a is formed along the y direction.
  • the transport unit 11a transports the substrate in the +y direction. That is, the transport unit 11a transports the substrate 100 from the fourth area 60d toward the first area 60a.
  • a transport unit 11b is provided between the levitation unit 10 and the end levitation unit 673.
  • the transport unit 11b is formed along the inclined side 10e.
  • the transport unit 11b transports the substrate in a direction parallel to the inclined side 10e. That is, the transport unit 11b transports the substrate 100 from the first area 60a toward the second area 60b.
  • a transport unit 11c is provided between the levitation unit 10 and the end levitation unit 674.
  • the transport unit 11c is formed along the y direction.
  • the transport unit 11c transports the substrate 100 in the -y direction. That is, the transport unit 11c transports the substrate 100 from the second area 60b toward the third area 60c.
  • a transport unit 11d is provided between the levitation unit 10 and the end levitation unit 675.
  • the transport unit 11 d is also arranged between the levitation unit 10 and the end levitation unit 676 .
  • the transport unit 11d is formed along the x direction.
  • the transport unit 11a transports the substrate in the -x direction. That is, the transport unit 11d transports the substrate from the third area 60c toward the fourth area 60d.
  • the transport units 11a to 11d each have a holding mechanism 12 and a moving mechanism 13 as in the first embodiment. Operations of the holding mechanism 12 and the moving mechanism 13 will be described later.
  • the laser light irradiation region 15a has the longitudinal direction in the y direction. That is, a line-shaped irradiation area 15a having the y direction as the longitudinal direction is formed.
  • the substrate is irradiated with laser light while the substrate is being transported in a direction parallel to the inclined side 10e. While moving from the first area 60a to the second area 60b, a laser irradiation process is performed.
  • the amorphous silicon film is converted into the polysilicon film by irradiating the substrate with laser light from the laser generator.
  • a precision levitation unit 111 is arranged in the irradiation area 15a and its periphery.
  • the precision levitation unit 111 has a higher precision of the levitation amount than the semi-precision levitation unit and the rough levitation unit in other areas. Therefore, in the process area 60e including the irradiation area 15a, the laser beam is applied to the object to be processed while floating with a higher accuracy of flying height than the other areas 60a to 60d and 60f. This makes it possible to stably irradiate the object to be processed with the laser beam. Areas other than the irradiation area 15a, such as the passing area 60f, the third area 60c, and the fourth area 60d, are created without using the expensive precision levitation unit 111. FIG. Therefore, device cost can be reduced.
  • the fourth area 60d serves as the loading position and the unloading position of the substrate 100.
  • the substrate 100 carried into the fourth area 60d is transferred to the first area 60a, the process area 60e, the second area 60b, the third area 60c, the passing area 60f, and the fourth area 60d in this order. It will be done. That is, the substrate 100 goes around along the edge of the levitation unit 10 .
  • the substrate 100 makes two turns. That is, the substrate 100 is conveyed so as to circulate twice on the floating unit 10 . By doing so, almost the entire surface of the substrate 100 is irradiated with laser light.
  • the substrate 100 is loaded into the fourth area 60d.
  • the substrate 100 carried into the fourth area 60 d is floated by the levitation unit 10 and the edge levitation units 671 , 672 and 676 . That is, the ⁇ x side edge of the substrate 100 is floated by the edge levitation units 671 and 672 , and the central portion is levitated by the levitation unit 10 .
  • the ⁇ y side edge of the substrate 100 is floated by the edge levitation unit 676 .
  • the substrate 100 is held by the holding mechanism 12a of the transport unit 11a.
  • the substrate 100a in the fourth area 60d is transferred to the first area 60a.
  • the substrate moved to the first region 60a is shown as the substrate 100b.
  • a holding mechanism 12a of the transport unit 11a holds the substrate 100a.
  • the substrate 100a moves from the fourth area 60d to the first area 60a by moving the holding mechanism 12a in the +y direction by the moving mechanism 13a (white arrow in FIG. 8).
  • the holding mechanism 12a passes between the floating unit 10 and the end floating unit 671 and moves in the +y direction. Furthermore, in the xy plan view, the holding mechanism 12a moves in the +y direction through between the levitation unit 10 and the end levitation unit 672 . Therefore, the substrate 100b is levitated by the levitation unit 10 and the end levitation units 672,673. That is, the ⁇ x-side edge of the substrate 100 b is floated by the edge floating unit 672 , and the central portion is floated by the floating unit 10 . The edge on the +y side of the substrate 100 b is floated by the edge levitation unit 673 .
  • the alignment mechanism 69a aligns the position and angle of the substrate 100b transferred to the first region 60a.
  • the position and rotation angle of the substrate may be slightly deviated due to the loading operation, the transport operation, and the rotating operation of the substrate 100 .
  • the alignment mechanism 69a corrects deviations in position and rotation angle. Thereby, the irradiation position of the laser light on the substrate 100 can be controlled with high accuracy.
  • the alignment mechanism 69a is movable in the y-direction and rotatable around the z-axis. Furthermore, the alignment mechanism 69a is movable in the z-direction.
  • the alignment mechanism 69a has an actuator such as a motor. The amount of positional deviation and the amount of angular deviation are obtained from an image of the substrate 100b captured by a camera or the like. The alignment mechanism 69a performs alignment based on this deviation amount.
  • An alignment mechanism 69a is arranged directly below the central portion of the substrate 100b. Alignment mechanism 69a holds substrate 100b. The alignment mechanism 69a may suck and hold the substrate 100b in the same manner as the holding mechanism 12 does. The holding mechanism 12a releases the holding of the substrate 100b. As a result, the substrate 100b is transferred from the holding mechanism 12a to the alignment mechanism 69a.
  • the alignment mechanism 69a rotates the substrate 100b around the z-axis (white arrow in FIG. 9).
  • the alignment mechanism 69 a rotates the substrate 100 b so that the edge of the substrate 100 b is parallel to the inclined side 10 e of the floating unit 10 .
  • the substrate after rotation is shown as substrate 100c.
  • the alignment mechanism 69a rotates the substrate 100 about 5 degrees around the z-axis.
  • the edge of the substrate 100c is parallel to the inclined side 10e of the levitation unit 10.
  • the holding mechanism 12b of the transport unit 11b holds the substrate 100b, and the alignment mechanism 69a releases the holding.
  • the substrate 100c is transferred from the alignment mechanism 69a to the holding mechanism 12b of the transport unit 11b.
  • the transport unit 11b moves the substrate 100d.
  • This causes the substrate 100d to pass through the process area 60e.
  • the holding mechanism 12b passes between the levitation unit 10 and the end levitation unit 673 and moves in a direction parallel to the inclined side 10e.
  • almost half the area of the substrate 100d passes through the irradiation area 15a.
  • a substrate 100d that is moving in a tilt direction that is tilted from the x-direction orthogonal to the irradiation region 15a is irradiated with laser light.
  • the holding mechanism 12b passes between the levitation unit 10 and the end levitation unit 673 and moves in a direction parallel to the inclined side 10e. Therefore, the substrate 100 d is levitated by the levitation unit 10 and the end levitation unit 673 . In other words, the +y side edge of the substrate 100d is floated by the edge levitation unit 673, and the central part is levitated by the levitation unit .
  • a laser irradiation process is performed while moving from the first region 60a to the second region 60b.
  • the alignment mechanism 69b aligns the substrate 100e.
  • the alignment mechanism 69b rotates the substrate 100e (white arrow in FIG. 11).
  • the substrate after rotation is shown as a substrate 100f.
  • An alignment mechanism 69b is arranged directly below the central portion of the substrate 100e. Alignment mechanism 69b holds substrate 100e. The alignment mechanism 69b may suck and hold the substrate 100e in the same manner as the holding mechanism 12 does. Furthermore, the holding mechanism 12b releases the holding of the substrate 100e. The substrate 100e is transferred from the holding mechanism 12b of the transport unit 11b to the alignment mechanism 69b.
  • the alignment mechanism 69b rotates the substrate 100e around the z-axis (white arrow in FIG. 11).
  • the alignment mechanism 69a rotates the substrate 100e such that the edge of the substrate 100e is parallel to the inclined side 10e of the floating unit 10.
  • FIG. The edge of the substrate 100f after rotation is parallel to the x-direction or the y-direction.
  • the holding mechanism 12c of the transport unit 11c holds the substrate 100f, and the alignment mechanism 69b releases the holding. As a result, the substrate 100f is transferred from the alignment mechanism 69b to the holding mechanism 12c of the transport unit 11c.
  • the substrate 100 e is levitated by the levitation unit 10 and end levitation units 673 and 674 . That is, the +y side edge of the substrate 100 e is floated by the edge floating unit 673 . The edge on the +x side of the substrate 100 e is floated by the edge levitation unit 674 , and the central part is levitated by the levitation unit 10 .
  • the substrate 100f in the second area 60b is transferred to the third area 60c.
  • the substrate moved to the third region 60c is shown as substrate 100g.
  • the holding mechanism 12c of the transport unit 11c holds the substrate 100f.
  • the substrate 100f moves from the second area 60b to the third area 60c by moving the holding mechanism 12c in the -y direction by the moving mechanism 13c (white arrow in FIG. 12).
  • the holding mechanism 12c passes between the floating unit 10 and the end floating unit 674 and moves in the -y direction. Therefore, the substrate 100 e is levitated by the levitation unit 10 and the end levitation units 674 and 675 .
  • the edge on the +x side of the substrate 100 e is floated by the edge levitation unit 674 , and the central part is levitated by the levitation unit 10 .
  • the ⁇ y side edge of the substrate 100 e is floated by the edge levitation unit 675 .
  • the holding mechanism 12d of the transport unit 11d holds the substrate 100g, and the holding mechanism 12c releases the holding.
  • the substrate 100g is transferred from the holding mechanism 12c of the transport unit 11c to the holding mechanism 12d of the transport unit 11d.
  • the substrate 100g in the third area 60c is transferred to the fourth area 60d.
  • the substrate moved to the fourth region 60d is shown as substrate 100h.
  • the holding mechanism 12d of the transport unit 11d holds the substrate 100g.
  • the moving mechanism 13d moves the holding mechanism 12d in the -x direction, thereby moving the substrate 100f from the third region 60c to the fourth region 60d (white arrow in FIG. 13).
  • the holding mechanism 12d passes between the levitation unit 10 and the end levitation unit 675 and moves in the -x direction.
  • the holding mechanism 12d passes between the levitation unit 10 and the end levitation unit 676 and moves in the -x direction. Therefore, the substrate 100 h is levitated by the levitation unit 10 and the edge levitation unit 676 .
  • the ⁇ y side edge of the substrate 100 h is floated by the edge levitation unit 676
  • the central part is levitated by the levitation unit 10 .
  • the ⁇ x side edge of the substrate 100 h is floated by the edge floating unit 671 .
  • the substrate 100 that was in the fourth region 60d becomes the first region 60a, the process region 60e, the second region 60b, the third region 60c, the passing region 60f, and the fourth region 60d. Move in order. That is, the substrate 100 goes around along the edge of the levitation unit 10 .
  • the rotation mechanism 68 rotates the substrate 100h around the z-axis by 180 degrees. That is, the substrate 100h is transferred from the holding mechanism 12d to the rotating mechanism 68.
  • FIG. When the rotation mechanism 68 rotates the substrate 100h, the substrate 100h is transferred from the rotation mechanism 68 to the holding mechanism 12d.
  • the transport units 11a to 11d again move the substrate 100h through the first region 60a, the process region 60e, the second region 60b, the third region 60c, the passing region 60f, and the fourth region 60d. continue. That is, as shown in FIGS. 7 to 13, the substrate 100 goes around along the edge of the levitation unit .
  • the rotation mechanism 68 rotates the substrate 100h by 180°.
  • the laser light is applied to the remaining half area that was not irradiated with the laser light during the first pass.
  • the substrate 100 circulates twice along the edge of the levitation unit 10 . Since the substrate 100 is rotated by 180° between the first laser irradiation and the second laser irradiation, almost the entire surface of the substrate 100 is irradiated with laser light.
  • the position to rotate the substrate 100 is not limited to the first region 60a. For example, it may be performed in the second region 60b, the third region 60c, the fourth region 60d, or the like.
  • the moving mechanism 13b conveys the holding mechanism 12b in a direction inclined from the x-direction orthogonal to the irradiation area 15a. Therefore, the crystallization process of the silicon film can be properly performed. For example, it is possible to prevent the occurrence of moiré and improve the display quality.
  • FIG. 15 is a perspective view showing the configuration of part of the holding mechanism 12. As shown in FIG. FIG. 15 shows a holding mechanism 12 whose moving direction is the y-direction, like the holding mechanism 12c shown in FIG. 13, for example. FIG. 15 shows the configuration of the ⁇ y side end of the holding mechanism 12 .
  • the holding mechanism 12 includes a plurality of adsorption cells 121.
  • a plurality of adsorption cells 121 are arranged along the transport direction.
  • a recess 122 is provided between the two adsorption cells 121 .
  • the holding mechanism 12 is made of, for example, a metal material such as aluminum.
  • a plurality of adsorption cells 121 can be integrally formed from an aluminum alloy such as A5052.
  • the upper surface of the adsorption cell 121 serves as an adsorption surface 121a for adsorbing the substrate 100 (not shown in FIG. 15).
  • 16 shows an enlarged view of the adsorption surface 121a and a sectional view of the adsorption cell 121.
  • FIG. A suction groove 126 is provided on the suction surface 121a. Furthermore, the suction groove 126 is connected to the suction hole 125 .
  • An intake hole 125 is connected to an internal space 127 provided in the adsorption cell 121 . When the internal space 127 is evacuated by a pump or the like, the suction holes 125 and the suction grooves 126 become negative pressure. As a result, the substrate 100 is vacuum-sucked on the suction surface 121a of each suction cell 121 .
  • a valve 129 is preferably provided for each of the plurality of adsorption cells 121, as shown in FIG.
  • each adsorption cell 121 is connected to an exhaust port 128 .
  • Exhaust port 128 is connected to pipe 130 via valve 129 .
  • a pipe 130 is common to the plurality of exhaust ports 128 .
  • the pipe 130 is connected to exhaust means 131 such as a vacuum pump and an ejector. Therefore, the evacuation means 131 can depressurize the internal space 127 of each adsorption cell 121 .
  • a valve 129 is provided for each adsorption cell 121 .
  • a plurality of valves 129 can be opened and closed independently.
  • a substrate 100 is placed on the adsorption surface 121a. By opening all the valves 129 , each adsorption cell 121 vacuum-sucks the lower surface of the substrate 100 .
  • the substrate 100 may not cover the adsorption surface 121a of some of the adsorption cells 121 due to the transportation error of the substrate 100 .
  • the adsorption surface 121 a of the adsorption cell 121 may not be completely covered with the substrate 100 .
  • the valve 129 of the adsorption cell 121 whose adsorption surface 121a is not closed is closed.
  • the substrate 100 is shifted from the adsorption surface 121a. Therefore, the valve 129 of the right adsorption cell 121 is closed.
  • FIG. 18 in the right adsorption cell 121 of the two adsorption cells 121, the substrate 100 is shifted from the adsorption surface 121a. Therefore, the valve 129 of the right adsorption cell 121 is closed.
  • the substrate 100 is held only by the adsorption cell 121 on the left side.
  • the valve 129 is closed when the suction flow rate of the gas at the exhaust port 128 exceeds a threshold value. By doing so, the substrate 100 can be properly vacuum-sucked. Therefore, it is possible to transport the substrate suitable for the laser irradiation process.
  • FIG. 19 is a side view schematically showing an example of the overall configuration of the conveying device 600.
  • the carrier device 600 includes an area base 610 , a pedestal 620 and a carrier stage 630 . Further, the transport device 600 includes the levitation unit 10, the holding mechanism 12, the moving mechanism 13, and the end levitation unit 670 as described above. As shown in FIG. 17 and the like, a pipe 130 is connected to the holding mechanism 12 by a joint or the like.
  • An area base 610 is provided on the pedestal 620 .
  • a levitation unit 10 and an end levitation unit 670 are provided on the area base 610 .
  • the end levitation unit 670 is any of the end levitation units 671-676 illustrated in FIGS.
  • the levitation unit 10 includes a semi-precision levitation unit 112 and a rough levitation unit 113 .
  • the semi-precision levitation unit 112 has lower levitation accuracy than the precision levitation unit 111 .
  • the rough levitation unit 113 has lower levitation accuracy than the semi-precision levitation unit 112 and the precision levitation unit 111 .
  • a holding mechanism 12 is arranged between the levitation unit 10 and the end levitation unit 670 .
  • the moving mechanism 13 is arranged on the carrier stage 630 .
  • the moving mechanism 13 has a guide mechanism and the like provided along the moving direction.
  • the moving mechanism 13 moves the holding mechanism 12 as described above. Therefore, the holding mechanism 12 moves along the edge of the levitation unit 10 in the space (gap) between the levitation unit 10 and the end levitation unit 670 .
  • the moving substrate 100 can be irradiated with laser light.
  • FIG. 20 is a top view schematically showing the configuration of the conveying device 600A.
  • the levitation unit is divided into a first levitation unit 10A and a second levitation unit 10B in order to transport a larger substrate 100 .
  • the substrate 100 is a glass substrate of G10 size (3130 mm ⁇ 2880 mm).
  • the configuration other than the first levitation unit 10A and the second levitation unit 10B is the same as that of the first and second embodiments, and thus the description thereof will be omitted as appropriate.
  • a gap 10C is provided between the first floating unit 10A and the second floating unit 10B. That is, the first floating unit 10A and the second floating unit 10B are arranged with a gap 10C therebetween.
  • the first floating unit 10A and the second floating unit 10B are arranged below the substrate 100, which is the object to be processed, as shown in the first and second embodiments. Then, the first floating unit 10A and the second floating unit 10B eject gas onto the lower surface of the substrate 100, thereby floating the substrate 100 in the air.
  • Laser light is applied while the floating substrate 100 is being moved.
  • the irradiation area 15a of the laser light has a line shape along the y direction.
  • the irradiation area 15a is formed in the first floating unit 10A.
  • the holding mechanism 12 is moved along the x direction by the moving mechanism 13 (not shown in FIG. 20).
  • the transport direction of the substrate 100 is parallel to the x direction.
  • the holding mechanism 12 moves along the gap 10C.
  • the holding mechanism 12 sucks and holds the central portion of the substrate 100 that is not the end portion.
  • the first levitation unit 10A is arranged from the central portion of the substrate 100 to one end side.
  • the second floating unit 10B is arranged from the central portion of the substrate 100 to the other end side.
  • the first floating unit 10A is arranged on the -y side of the holding mechanism 12, and the second floating unit 10B is arranged on the +y side of the holding mechanism 12. Therefore, the first floating unit 10A air-floats from the central portion of the substrate 100 to the edge on the -y side.
  • the second levitation unit 10B air levitates from the central portion of the substrate 100 to the edge on the +y side.
  • the first levitation unit 10A and the second levitation unit 10B for air-levitating the central portion of the substrate 100 are provided.
  • the holding mechanism 12 holds the inner portion of the substrate 100 that is not the edge.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining the case where the edge of the substrate 100 is held.
  • a moment of inertia M acts on the portion held by the holding mechanism 12.
  • the moment of inertia M becomes larger than when the holding mechanism 12 holds the central portion of the substrate 100 .
  • the moment of inertia M increases. If the moment of inertia M becomes large, there is a possibility that the holding mechanism 12 will be released from the vacuum adsorption.
  • the adsorption force can be increased by increasing the width of the holding mechanism 12 in the y direction.
  • increasing the width of the holding mechanism 12 increases the contact area where the substrate 100 and the holding mechanism 12 contact each other. Therefore, as shown in FIG. 22, charging of the substrate 100 becomes a problem.
  • the substrate 100 is charged due to adsorption/separation electrification that occurs when the substrate 100 is destroyed by adsorption (the upper diagram in FIG. 22).
  • the charge amount increases in proportion to the contact area between the substrate 100 and the holding mechanism 12 .
  • the holding mechanism 12 is made of a metal material. By grounding the holding mechanism 12, the charge of the holding mechanism 12 can be released.
  • the substrate 100 is an insulator such as glass. Therefore, the charges of the charged substrate 100 stay on the substrate 100 .
  • a Coulomb force is generated between the substrate 100 and the levitation unit 10, and the substrate 100 is drawn toward the levitation unit 10 (lower diagram in FIG. 22). In this case, the substrate 100 and the levitation unit 10 may come into contact with each other and be damaged.
  • the holding mechanism 12 holds the central portion of the substrate 100 instead of the end portions. By doing so, the moment of inertia generated in the portion held by the holding mechanism 12 can be reduced, so the planar size of the holding mechanism 12 can be reduced. In other words, even when the planar size of the holding mechanism 12 is reduced, it is possible to prevent the substrate 100 from being sucked and held due to the moment of inertia.
  • the holding mechanism 12 holds the central portion of the substrate 100 instead of the edge portions. That is, when viewed from above, the second floating unit 10B is arranged from the edge of the substrate 100 to the central portion.
  • the central portion of the substrate 100 can be, for example, a position where the substrate 100 bends and contacts the second levitation unit 10B when the second levitation unit 10B does not eject gas. That is, when the holding mechanism 12 holds the central portion of the substrate 100 and stops the release of the gas from the second floating unit 10B while the substrate is being transported, the substrate 100 comes into contact with the second floating unit 10B.
  • the edge of the substrate 100 is, for example, a position that does not contact the second levitation unit 10B even if the substrate 100 bends when the second levitation unit 10B does not eject gas. can be done. Even if the release of gas from the second levitation unit 10B is stopped while the holding mechanism 12 is holding the edge of the substrate 100, the substrate 100 does not come into contact with the second levitation unit 10B.
  • the transport method according to the present embodiment transports the substrate 100 in order to irradiate the substrate 100 with laser light that forms the linear irradiation area 15a.
  • One end side of the substrate 100 is floated from the central portion of the substrate 100 in top view using the first floating unit 10A arranged below the substrate 100, and the second floating unit arranged below the substrate 100 is used.
  • 10B is used to levitate the other end side of the substrate 100 from the central portion of the substrate 100 in top view.
  • a holding mechanism 12 arranged below the central portion of the substrate 100 is used to suck and hold the substrate 100 .
  • the holding mechanism 12 is moved along the gap 10C between the first floating unit 10A and the second floating unit 10B.
  • FIG. FIGS. 23 to 25 schematically show irradiation positions of the laser beam on the substrate 100, respectively.
  • substrate 100 is a mother glass substrate for forming a plurality of display panels.
  • the substrate size is 3130 mm ⁇ 2880 mm.
  • Example 1 shown in FIG. 23 shows an example of 8-panel fabrication in which eight display panels P1 to P8 are manufactured from one substrate 100.
  • the substrate size in the x direction is 3130 mm
  • the substrate size in the y direction is 2880 mm.
  • the panel size of each display panel is 764 mm ⁇ 1341 mm.
  • the size of the irradiation area 15a in the y direction shall be 1341 mm or more.
  • Almost half of the substrate 100 is irradiated with the laser light by irradiating the substrate 100 while the substrate 100 is being transported in the x-direction. In the region irradiated with the laser light, the amorphous silicon film is crystallized to form a polysilicon film.
  • a polysilicon film can be formed on almost the entire substrate 100 by two irradiation processes.
  • the substrate 100 In the first irradiation process, almost half the area of the substrate 100 is irradiated with laser light. That is, in the first irradiation process, a half rectangular area on the one end side of the substrate 100 is irradiated with laser light. A laser beam is applied to regions that will be the display panels P1 to P4. In the first irradiation process, the substrate 100 is transported in the x-direction while the holding mechanism 12 (not shown in FIG. 23) holds one or more regions of the display panels P5 to P8.
  • the substrate 100 is rotated 180° around the z-axis.
  • the remaining half region of the substrate 100 is irradiated with laser light. That is, in the second irradiation process, the half rectangular area on the other end side of the substrate 100 is irradiated with laser light.
  • a laser beam is applied to the regions to be the display panels P5 to P8.
  • the substrate 100 is transported in the x direction while the holding mechanism 12 holds an area that will be one or more of the display panels P1 to P4. Almost the entire surface of the substrate 100 is irradiated with laser light by two irradiation processes.
  • Embodiment 2 shown in FIG. 24 shows an example of 6-panel fabrication in which six display panels P1 to P6 are manufactured from one substrate 100.
  • the substrate size in the x direction is 3130 mm
  • the substrate size in the y direction is 2880 mm.
  • the panel size of each display panel is 1546 mm ⁇ 888 mm.
  • the size of the irradiation area 15a in the y direction shall be 888 mm or more.
  • the substrate 100 In the first irradiation process, approximately 1 ⁇ 3 area of the substrate 100 is irradiated with laser light. A 1 ⁇ 3 rectangular area on one end side of the substrate 100 is irradiated with laser light. In other words, the laser light is applied to the regions to be the display panels P1 and P2. In the first irradiation process, the substrate 100 is transported in the x-direction while the holding mechanism 12 (not shown in FIG. 24) holds one or more regions of the display panels P3 to P6.
  • the substrate 100 is transported in the -y direction.
  • approximately one-third of the center area of the substrate 100 is irradiated with laser light.
  • a 1 ⁇ 3 rectangular area including the center of the substrate 100 is irradiated with laser light.
  • a laser beam is applied to the regions to be the display panels P3 and P4.
  • the substrate 100 is transported in the x direction while the holding mechanism 12 holds an area that will be one or more of the display panels P5 and P6. Approximately two-thirds of the substrate 100 is irradiated with laser light by two irradiation processes.
  • the substrate 100 is rotated 180° around the z-axis and transported in the y-direction.
  • a 1 ⁇ 3 rectangular area on the other end side of the substrate 100 is irradiated with laser light.
  • a laser beam is applied to the regions to be the display panels P5 and P6.
  • the substrate 100 is transported in the x direction while the holding mechanism 12 holds an area that will be one or more of the display panels P1 to P4. Almost the entire substrate 100 is irradiated with laser light by three irradiation processes.
  • the order of laser light irradiation processes is not particularly limited. For example, after irradiating the regions to be the display panels P5 and P6 with the laser light, the regions to be the display panels P3 and P4 may be irradiated with the laser light. Also, in the first irradiation process, the regions to be the display panels P3 and P4 may be irradiated with laser light.
  • Example 3 shown in FIG. 25 shows an example of 6-panel fabrication in which three display panels P1 to P3 are manufactured from one substrate 100.
  • the substrate size in the x direction is 2880 mm
  • the substrate size in the y direction is 3130 mm.
  • the panel size of each display panel is 1806 mm ⁇ 1029 mm.
  • the size of the irradiation area 15a in the y direction shall be 1029 mm or more.
  • the substrate 100 In the first irradiation process, approximately 1 ⁇ 3 area of the substrate 100 is irradiated with laser light. A 1 ⁇ 3 rectangular area on one end side of the substrate 100 is irradiated with laser light. In other words, the laser light is applied to the area that will be the display panel P1. In the first irradiation process, the substrate 100 is transported in the x-direction while the holding mechanism 12 (not shown in FIG. 25) holds one or more regions of the display panels P1 and P2.
  • the substrate 100 is transported in the -y direction.
  • approximately one-third of the center area of the substrate 100 is irradiated with laser light.
  • a 1 ⁇ 3 rectangular area including the center of the substrate 100 is irradiated with laser light.
  • a laser beam is applied to a region that will be the display panel P2.
  • the substrate 100 is transported in the x direction while the holding mechanism 12 holds an area that will be one or more of the display panels P1 and P3. Approximately two-thirds of the substrate 100 is irradiated with laser light by two irradiation processes.
  • the substrate 100 is rotated 180° around the z-axis and transported in the y-direction.
  • a 1 ⁇ 3 rectangular area on the other end side of the substrate 100 is irradiated with laser light.
  • a laser beam is applied to a region that will become the display panel P3.
  • the substrate 100 is transported in the x direction while the holding mechanism 12 holds an area that will be one or more of the display panels P1 and P2. Almost the entire substrate 100 is irradiated with laser light by three irradiation processes.
  • the order of laser light irradiation processes is not particularly limited. For example, after irradiating the regions to be the display panels P5 and P6 with the laser light, the regions to be the display panels P3 and P4 may be irradiated with the laser light. Also, in the first irradiation process, the regions to be the display panels P3 and P4 may be irradiated with laser light.
  • the holding mechanism 12 holds the substrate 100 at a position about 1 ⁇ 3 of the substrate size from the edge of the substrate 100 . That is, the second floating unit 10B has a width of about 1 ⁇ 3 of the substrate size of the substrate 100 in the y direction. Of course, the width of the second floating unit 10B is not limited to 1/3 of the substrate size.
  • the size of the second floating unit 10B may be determined by determining the number of processes according to the size of the substrate, the number of chamfers of the panel, and the size of the laser beam irradiation area 15a. For example, each of the first levitation unit 10A and the second levitation unit 10B may be 1/4 or more of the substrate size.
  • a large substrate 100 can be properly transported by the configuration of the present embodiment. Even if a rotating force is applied to the substrate 100, the moment of inertia can prevent the cancellation of the adsorption and holding. Moreover, since the substrate 100 can be reliably held with a small adsorption area, an increase in the amount of charge can be prevented. Therefore, the Coulomb force allows the substrate 100 to come into contact with the first floating unit 10A or the second floating unit 10B.
  • the configuration of Embodiment 3 can be appropriately combined with the configurations of Embodiments 1 and 2.
  • the transport direction of the substrate 100 may be a direction inclined from the longitudinal direction of the irradiation region 15a.
  • a semiconductor device having the above polysilicon film is suitable for a TFT (Thin Film Transistor) array substrate for an organic EL (ElectroLuminescence) display. That is, the polysilicon film is used as a semiconductor layer having a source region, a channel region and a drain region of the TFT.
  • TFT Thin Film Transistor
  • organic EL ElectroLuminescence
  • FIG. 26 is a cross-sectional view showing a simplified pixel circuit of an organic EL display.
  • the organic EL display 300 shown in FIG. 26 is an active matrix display device in which a TFT is arranged in each pixel PX.
  • the organic EL display 300 includes a substrate 310 , a TFT layer 311 , an organic layer 312 , a color filter layer 313 and a sealing substrate 314 .
  • FIG. 26 shows a top emission type organic EL display in which the sealing substrate 314 side is the viewing side. Note that the following description shows one configuration example of the organic EL display, and the present embodiment is not limited to the configuration described below.
  • the semiconductor device according to this embodiment may be used in a bottom emission type organic EL display.
  • the substrate 310 is a glass substrate or a metal substrate.
  • a TFT layer 311 is provided on the substrate 310 .
  • the TFT layer 311 has a TFT 311a arranged in each pixel PX. Further, the TFT layer 311 has wiring (not shown) and the like connected to the TFT 311a.
  • the TFT 311a, wiring, and the like constitute a pixel circuit.
  • An organic layer 312 is provided on the TFT layer 311 .
  • the organic layer 312 has an organic EL light emitting element 312a arranged for each pixel PX. Further, the organic layer 312 is provided with partition walls 312b for separating the organic EL light emitting elements 312a between the pixels PX.
  • a color filter layer 313 is provided on the organic layer 312 .
  • the color filter layer 313 is provided with color filters 313a for color display. That is, each pixel PX is provided with a resin layer colored R (red), G (green), or B (blue) as a color filter 313a.
  • a sealing substrate 314 is provided on the color filter layer 313 .
  • the sealing substrate 314 is a transparent substrate such as a glass substrate, and is provided to prevent deterioration of the organic EL light emitting element of the organic layer 312 .
  • the current flowing through the organic EL light emitting element 312a of the organic layer 312 changes depending on the display signal supplied to the pixel circuit. Therefore, by supplying a display signal corresponding to a display image to each pixel PX, the amount of light emitted from each pixel PX can be controlled. Thereby, a desired image can be displayed.
  • one pixel PX is provided with one or more TFTs (for example, a switching TFT or a driving TFT).
  • TFTs for example, a switching TFT or a driving TFT.
  • a semiconductor layer having a source region, a channel region, and a drain region is provided in the TFT of each pixel PX.
  • the polysilicon film according to this embodiment is suitable for a semiconductor layer of a TFT. That is, by using the polysilicon film manufactured by the above-described manufacturing method as the semiconductor layer of the TFT array substrate, it is possible to suppress in-plane variations in TFT characteristics. Therefore, a display device with excellent display characteristics can be manufactured with high productivity.
  • a method of manufacturing a semiconductor device using the laser irradiation apparatus according to this embodiment is suitable for manufacturing a TFT array substrate.
  • a method of manufacturing a semiconductor device having a TFT will be described with reference to FIGS. 27 and 28.
  • FIG. 27 and 28 are process cross-sectional views showing the manufacturing process of the semiconductor device. In the following description, a method of manufacturing a semiconductor device having an inverted staggered type TFT will be described.
  • 27 and 28 show the process of forming a polysilicon film in the semiconductor manufacturing method. For other manufacturing steps, a known method can be used, so the description is omitted.
  • a gate electrode 402 is formed on a glass substrate 401 .
  • a gate insulating film 403 is formed on the gate electrode 402 .
  • An amorphous silicon film 404 is formed on the gate insulating film 403 .
  • the amorphous silicon film 404 is arranged so as to overlap the gate electrode 402 with the gate insulating film 403 interposed therebetween.
  • the gate insulating film 403 and the amorphous silicon film 404 are continuously formed by CVD (Chemical Vapor Deposition).
  • a polysilicon film 405 is formed as shown in FIG. That is, the amorphous silicon film 404 is crystallized by the laser irradiation apparatus 1 shown in FIG. 1 and the like. As a result, a polysilicon film 405 of crystallized silicon is formed on the gate insulating film 403 .
  • the polysilicon film 405 corresponds to the polysilicon film described above.
  • the laser annealing apparatus irradiates the amorphous silicon film with the laser beam to form the polysilicon film. It may form a microcrystalline silicon film.
  • the laser light for annealing is not limited to the Nd:YAG laser.
  • the method according to this embodiment can also be applied to a laser annealing apparatus for crystallizing thin films other than silicon films. That is, the method according to the present embodiment can be applied to any laser annealing apparatus that irradiates an amorphous film with a laser beam to form a crystallized film. According to the laser annealing apparatus according to the present embodiment, the crystallized film-coated substrate can be appropriately modified.
  • FIG. 29 is a top view schematically showing the laser irradiation device 1.
  • FIG. 29 Since the basic configurations of the conveying device and the laser irradiation device 1 are the same as those of the first embodiment, description thereof will be omitted as appropriate.
  • the angle of the object 16 to be processed is different from that in the first embodiment when viewed from above.
  • the edge 161 on the -y side of the object to be processed 16 is inclined from the transport direction. That is, the conveying direction and the edge 161 are not parallel.
  • the object to be processed 16 is rotated around the Z-axis as compared with the configuration of FIG.
  • the angle between the y-direction and the edge 161 of the object 16 to be processed is defined as ⁇ .
  • be the angle between the x direction and the transport direction. Although ⁇ is greater than ⁇ here, ⁇ may be less than or equal to ⁇ .
  • is preferably larger than 0° and 5° or less. Also, ⁇ is preferably greater than 0° and 5° or less. ⁇ can be adjusted according to the specifications of the laser irradiation process.
  • the alignment mechanism 69a can change the angle of the substrate 100 to a desired angle. That is, as shown in FIG. 9, the alignment mechanism 69a functions as a drive mechanism that rotates around the Z axis. The alignment mechanism 69a makes the angle of the edge of the substrate 100 different from the transport direction. By doing so, the substrate 100 can be rotated around the Z-axis before laser light irradiation.
  • the transport device 600 can transport the substrate 100 while being inclined at a desired angle with respect to the linear laser beam. After irradiation with the laser light, the alignment mechanism 69b rotates the substrate 100 on the floating unit 10 as shown in FIG. By doing so, as shown in FIG. 12, the X direction and the edge of the substrate 100 become parallel.
  • the laser irradiation device 1 according to Modification 2 has a slit mechanism 30 .
  • the edge on the +x side is edge 162
  • the edge on the -x side is edge 163
  • the edge on the +y side is edge 164.
  • the conveying direction is inclined from the edges 161 and 164 of the object 16 to be processed, as in FIG.
  • a region 168 and a region 169 of the object 16 to be processed are sequentially irradiated with laser light. Specifically, a laser beam is applied to a half region 168 on one side of the object 16 to be processed in the first transport.
  • a region 168 is a region surrounded by the edge 162 , the edge 163 , the edge 161 and the boundary line 165 .
  • the boundary line 165 is a straight line parallel to the transport direction.
  • the object 16 to be processed is rotated by 180° around the Z axis, it is conveyed for the second time.
  • the remaining one-half region 169 is irradiated with laser light. That is, a polysilicon film is formed in the region 168 by the first laser irradiation, and a polysilicon film is formed in the region 169 by the second laser irradiation.
  • a region 169 is a region surrounded by the edge 162 , the edge 163 , the edge 164 and the boundary line 165 . Also, the area 168 and the area 169 may partially overlap. In this case, in the vicinity of the boundary line 165, the object to be processed 16 is irradiated with the laser beam twice.
  • a gap may be provided between the region 168 irradiated with the laser light in the first irradiation and the region 169 irradiated with the laser light in the second irradiation.
  • the gap between the regions 168 and 169 may be made as narrow as possible.
  • the boundary line that defines the region 168 that has been irradiated by the first irradiation does not match the boundary line that defines the region 169 that has been irradiated by the second irradiation.
  • the slit mechanism 30 can adjust the length of the laser beam irradiation region 15a on the object 16 to be processed.
  • the slit mechanism 30 is a variable length slit whose slit length is variable.
  • the sizes of the regions 168 and 169 irradiated by the first and second laser irradiation can be freely changed.
  • the slit mechanism 30 can change the length of the linear irradiation area 15a in the y direction by adjusting the slit length.
  • the slit mechanism 30 is installed in the optical system of the laser irradiation section 14 shown in FIG.
  • the slit mechanism 30 includes a light shielding section 32 and a light shielding section 33 .
  • the light shielding part 33 and the light shielding part 32 have a light shielding plate or the like provided so as to be movable along the y direction.
  • the light shielding part 33 and the light shielding part 32 can shield the edge of the laser beam.
  • the light blocking portion 33 blocks the -y side end of the line beam. That is, the light shielding portion 33 defines the position on the -y side of the linear irradiation area 15a.
  • the light shielding portion 32 shields the +y side end of the line beam. That is, the light shielding portion 32 defines the position on the +y side of the linear irradiation area 15a. Therefore, the position of the light blocking portion 32 defines the position of the boundary line 165 .
  • the slit length can be shortened by moving the light shielding part 32 and the light shielding part 33 closer to each other in the y direction.
  • the slit length can be lengthened by moving in the y direction so that the light shielding portion 32 and the light shielding portion 33 are separated from each other.
  • the positions of the light shielding unit 32 and the light shielding unit 33 are determined by the optical system. will be described as the position when projected onto .
  • the position of the light blocking portion 32 corresponds to the +y side end of the irradiation region 15a
  • the position of the light blocking portion 33 corresponds to the ⁇ y side end of the irradiation region 15a.
  • the light shielding part 33 and the light shielding part 32 move independently. This allows the slit mechanism 30 to change the line beam length and the irradiation end position on the object 16 to be processed. Furthermore, the light shielding part 33 and the light shielding part 32 may be moved in conjunction with the transportation of the object 16 to be processed. That is, the positions of the light shielding portions 32 and 33 may be changed according to the change in the transport position of the object 16 to be processed. In FIG. 30, the conveying direction is inclined from the edge 161 of the object 16 to be processed, as in FIG. 29, but it may be parallel as shown in FIG.
  • FIG. 31 is a top view schematically showing a laser beam irradiation region 15a on the object 16 to be processed.
  • the conveying unit 11 and the levitation unit 10 are appropriately omitted for simplification of explanation.
  • the edges 161 and 164 of the object 16 to be processed and the transport direction are parallel.
  • a boundary line 165 between the area 169 and the area 168 is parallel to the conveying direction and the edge 161 .
  • the left side of FIG. 31 shows the configuration at the start of irradiation when the first irradiation starts, and the right side of FIG. 31 shows the configuration at the end of irradiation when the first irradiation ends.
  • the irradiation start time indicates the timing when the irradiation region 15a overlaps the edge 162 of the object 16 to be processed due to transportation.
  • the irradiation end point indicates the timing at which the irradiation region 15a passes the edge 163 on the -x side of the object 16 to be processed during transportation.
  • the positions of the light shielding part 32 and the light shielding part 33 are constant during the first irradiation.
  • the slit length and the irradiation end position are constant from the irradiation start point to the irradiation end point.
  • the position of the light shielding part 33 is adjusted so that the edge position on the -y side of the irradiation area 15 a coincides with the edge 161 . That is, the light shielding part 33 forms a line beam such that one end of the irradiation region 15 a coincides with the edge 161 .
  • the area 168 is irradiated with laser light. After the irradiation is completed, the polysilicon film 16a is formed in the region 168. As shown in FIG. After the laser irradiation to the region 168 is completed, the object 16 to be processed is rotated by 180° around the Z-axis and similarly irradiated with laser light (not shown). This completes the laser irradiation on the region 169 .
  • a triangular area 170 schematically shown in FIG. 31 is irradiated with laser light.
  • the area 170 is a region indicating the trajectory of the laser beam that is not irradiated onto the object 16 to be processed when the object 16 to be processed is transported.
  • an area 170 indicates a trajectory along which a region irradiated with a laser beam outside the object 16 to be processed moves as it is transported.
  • the boundary line 165 between the regions 169 and 168 can be made a region in which no device is formed on the object 16 to be processed.
  • the boundary line 165 can be formed on the cutting line of the object 16 to be processed.
  • FIG. 32 and 33 are top views schematically showing the irradiation area 15a of the laser beam on the object 16 to be processed.
  • the light shielding part 32 and the light shielding part 33 are moved according to the transportation of the object 16 to be processed.
  • FIG. 32 shows how the edge 162 of the object 16 to be processed is irradiated with laser light.
  • FIG. 32 shows the operation of the light blocking section 33 at the start of irradiation of the object 16 to be processed.
  • FIG. 33 shows how the edge 163 of the object 16 to be processed is irradiated with laser light.
  • FIG. 33 shows the operation of the light blocking section 32 at the end of the irradiation of the object 16 to be processed.
  • the edge 161 of the object 16 to be processed and the transport direction are parallel.
  • FIG. 32 shows the operation of the light blocking section 33 at the start of irradiation.
  • the left side of FIG. 32 shows the position of the light blocking portion 33 at the start of movement, and the right side of FIG. 32 shows the position at the end of movement.
  • the position of the light blocking portion 32 is constant.
  • the light shielding part 33 is moved in the -y direction in accordance with the position of the +x side end of the object 16 to be processed. While the object 16 to be processed is being transported, the light shielding portion 33 moves along the edge 162 when viewed from above. As a result, the polysilicon film 16a is formed on the -x side of the edge 161 over the entire edge 161. Next, as shown in FIG.
  • the light blocking portion 33 moves in the -y direction.
  • the light shielding part 33 moves to the end side 161 of the object 16 to be processed so that the laser light is applied to the entire region 168 . That is, the light shielding portion 33 gradually separates from the light shielding portion 32 . Therefore, the irradiation area 15a gradually becomes longer as the light blocking portion 33 moves. After moving to the position at the end of movement in FIG. 32, the position of the light shielding portion 33 remains constant while the object 16 to be processed is being transported.
  • FIG. 33 shows the operation of the light blocking section 32 at the end of irradiation.
  • the left side of FIG. 33 shows the position of the light blocking portion 32 at the start of movement, and the right side of FIG. 33 shows the position of the light blocking portion 32 at the end of movement.
  • the position of the light blocking portion 33 is constant.
  • the light shielding part 32 is moved in the -y direction in accordance with the position of the -x side end of the object 16 to be processed. While the object 16 to be processed is being transported, the light shielding portion 33 moves along the edge 163 when viewed from above. Specifically, while the irradiation region 15a crosses the edge 163 of the object 16 to be processed, the light blocking portion 32 moves in the -y direction. The light shielding part 32 gradually approaches the light shielding part 33 . Therefore, as the light blocking portion 32 moves, the irradiation area 15a gradually becomes shorter.
  • the region 168 is irradiated with laser light, so that the polysilicon film 16a is formed over the entire region 168.
  • the object 16 to be processed is rotated by 180° around the Z-axis, and the laser light is similarly irradiated. This completes the laser irradiation on the region 169 .
  • the irradiated area outside the object to be processed 16 can be reduced. Therefore, damage to the levitation unit 10 can be suppressed.
  • FIG. 34 is a top view schematically showing a laser beam irradiation region 15a on the object 16 to be processed.
  • the diagram on the left side of FIG. 34 shows the configuration at the start of irradiation, and the diagram on the right side shows the diagram at the end of irradiation.
  • Irradiation example 3 differs from irradiation example 1 in the position of the light shielding part 33 . More specifically, the light blocking section 33 is arranged so that one end of the irradiation region 15a is located on the -y side of the edge 161 of the object 16 to be processed. In irradiation example 3, the conveying direction is parallel to the edge 161 .
  • the positions of the light shielding portion 32 and the light shielding portion 33 are constant.
  • the irradiation area 15a protrudes from the edge 161 to the -y side.
  • the area 170 protruding from the object to be processed 16 to the -y side is also irradiated with the laser beam. It is possible to reliably irradiate the laser beam up to the edge 161 on the -y side of the object 16 to be processed. Therefore, even in the vicinity of the edge 161, the laser light can be uniformly irradiated.
  • FIGS. 35 and 36 are top views schematically showing the object to be processed 16 and the irradiation region 15a of the laser beam.
  • FIG. 35 schematically shows the configuration before the start of irradiation
  • FIG. 36 schematically shows the configuration after the end of irradiation.
  • the position of the light shielding part 32 gradually changes while the object 16 to be processed is being transported. It should be noted that in irradiation example 4, the conveying direction is inclined from the edge 161 .
  • the points of the object to be processed 16 and their trajectories are defined as follows. As shown in FIG. 35, the intersection of the edge 162 and the boundary line 165 is a point C1. Let the intersection of the edge 163 and the boundary line 165 be a point C2. A point C3 is the intersection of the edge 162 and the edge 161 . Let the intersection of the edge 163 and the edge 161 be a point C4. Points C3 and C4 correspond to corners of the rectangular object 16 to be processed.
  • trajectories T1 to T4 Let the trajectories of points C1 to C4 due to transportation be trajectories T1 to T4, respectively.
  • the point C1 moves along the trajectory T1.
  • Trajectories T1 to T4 are straight lines parallel to the transport direction.
  • the trajectory T2, the trajectory T1, the trajectory T4, and the trajectory T3 are arranged in order from the +y side.
  • one end of the irradiation region 15a is arranged on the -y side of the edge 161 of the object 16 to be processed. That is, the position of the light blocking portion 33 is adjusted so that the irradiation area 15a protrudes from the edge 161 to the -y side.
  • irradiation example 4 when the object 16 to be processed is transported along the transport direction, it becomes as shown in FIG. In FIG. 36, a region 168 on the -y side of the boundary line 165 is irradiated with laser light.
  • the light shielding part 32 is moved in accordance with the transport. Specifically, when the transport speed is constant, the light shielding portion 32 moves at a constant speed. The light shielding portion 32 gradually moves in the +y direction at a constant moving speed. The light shielding part 32 moves so that the straight line connecting the points C1 and C2 becomes the boundary line 165 . Therefore, even when the edge 161 is inclined from the conveying direction, the boundary line 165 and the edge 161 can be made parallel. In other words, the boundary line 165 becomes a straight line that is tilted from the conveying direction.
  • the irradiation area 15a protrudes from the locus T3 to the -y side. Therefore, the area 170 protruding from the object 16 to the -y side is also irradiated with the laser beam.
  • the light shielding part 33 is not moved so that the slit length changes according to the transport, but it may be moved. That is, the slit length may be constant or may vary.
  • FIG. 37 and 38 are top views schematically showing the configuration of Example 5 of irradiation.
  • FIG. 37 schematically shows the configuration before the start of irradiation
  • FIG. 38 schematically shows the configuration after the end of irradiation.
  • the light shielding part 32 and the light shielding part 33 are moved according to the transportation.
  • the light-shielding part 33 moves to +y direction according to conveyance.
  • the position of the light shielding part 33 changes along the edge 161 according to the transport. Also, the position of the light shielding portion 32 changes along the boundary line 165 parallel to the edge 161 in accordance with the transportation, as in the irradiation example 4.
  • FIG. Therefore, the light shielding portion 33 and the light shielding portion 32 are gradually moving in the +y direction at the same moving speed.
  • the slit length of the slit mechanism 30 is constant.
  • the line length of the irradiation area 15 a matches the y-direction distance from the edge 161 to the boundary line 165 . By doing so, it is possible to prevent the irradiation of the area laser beam protruding to the -y side of the object 16 to be processed.
  • polysilicon film 16a is formed in region 168. Referring to FIG.
  • a holding mechanism capable of vacuum suction may be used as the holding mechanism 12 that holds the object to be processed 16 or the substrate 100 regardless of the presence or absence of a valve.
  • compressed air or an inert gas such as nitrogen can be used as the gas for floating the object to be processed 16 or the substrate 100 .
  • the levitation unit 10 has been described as including the precision levitation unit 111, the semi-precision levitation unit 112, and the rough levitation unit 113. Not all units 112 and rough floating units 113 may be provided. That is, the levitation unit 10 may have one or more of the precision levitation unit 111 , the semi-precision levitation unit 112 , and the rough levitation unit 113 . for example.
  • the levitation unit 10 may be composed of two parts, a precision levitation unit 111 and a rough levitation unit 113 . In this case, the rough levitation unit 113 is arranged adjacent to the fine levitation unit 111 .
  • a plurality of substrates can be continuously irradiated with laser light.
  • An example in which the transport device 600 floats and transports two substrates 100 and 101 at the same time will be described with reference to FIGS. 39 to 42.
  • the second substrate 101 is carried into the fourth area 60d of the floating unit 10 while the first substrate 100 is being irradiated with the laser beam.
  • the substrate 100 is irradiated with laser light while the edge of the substrate 100 is tilted from the Y direction. Then, when the transport unit 11b transports the substrate 100 to the second region 60b, the first laser irradiation of the substrate 100 ends.
  • the alignment mechanism 69b rotates the substrate 100 as shown in FIG. As a result, the edges of the substrate 100 are parallel to the X direction and the Y direction.
  • the transport unit 11a transports the substrate 101 in the +Y direction. Therefore, the substrate 101 located in the fourth region 60d in FIG. 39 has moved to the first region 60a in FIG. That is, the transport of the substrate 101 by the transport unit 11a and the transport of the substrate 100 by the transport unit 11b are performed simultaneously.
  • the substrate 101 is transported by the transport unit 11b.
  • the substrate 101 passes through the irradiation area 15a with the edge of the substrate 101 tilted from the Y direction.
  • the transport unit 11c transports the substrate 100 in the -Y direction. Therefore, the substrate 100 that was in the second region 60b in FIG. 40 has moved to the third region 60c in FIG. That is, the transport of the substrate 101 by the transport unit 11b and the transport of the substrate 100 by the transport unit 11c are performed simultaneously.
  • the first laser irradiation of the substrate 101 ends.
  • the alignment mechanism 69b rotates the substrate 101.
  • the edges of the substrate 101 are parallel to the X direction and the Y direction.
  • the transport unit 11d is transporting the substrate 100 in the -X direction. Therefore, the substrate 101 located in the third region 60c in FIG. 41 has moved to the fourth region 60d in FIG. That is, while the alignment mechanism 69b is rotating the substrate 101, the transport unit 11d transports the substrate 100.
  • the rotation mechanism 68 rotates the substrate 100 by 180°, as shown in FIG. Then, the above processing is repeatedly performed on the substrates 101 and 100 . That is, the substrates 101 and 100 are exchanged, and the processes shown in FIGS. 39 to 42 are performed. Therefore, in the second laser irradiation, the laser light is applied to the region that was not irradiated with the laser light in the first laser irradiation. That is, in the first laser irradiation, one half of the substrate 100 is irradiated with laser light, and in the second laser irradiation, the other half of the substrate 100 is irradiated with laser light.
  • the transport device 600 can simultaneously transport the floating substrates 100 and 101 .
  • the transport units 11a to 11d sequentially rotate the substrates 100 and 101. As shown in FIG. As a result, the two substrates 100 and 101 continuously pass through the irradiation area 15a. A plurality of substrates can be continuously irradiated with laser light. Also, the waiting time for loading or transporting the substrate to the transport device 600 can be shortened. As a result, tact time can be shortened, and productivity can be improved.
  • the number of substrates floated simultaneously by the transport device 600 is not limited to two, and may be three or more.

Abstract

本実施形態にかかる搬送装置は、ライン状の照射領域(15a)を形成するレーザ光を基板(100)に照射するために、基板(100)を搬送する搬送装置であって、その上面で基板を浮上させる浮上ユニット(10)と、基板(100)を保持する保持機構(12)と、基板(100)に対するレーザ光の照射位置を変えるよう、上面視において、ライン状のレーザ光の長手方向と直交する方向から傾いた方向に保持機構(12)を移動する移動機構(13)と、を備えている。

Description

搬送装置、搬送方法、及び半導体装置の製造方法
 本発明は搬送装置、搬送方法、及び半導体装置の製造方法に関する。
 特許文献1には、多結晶シリコン薄膜を形成するためのレーザアニール装置が開示されている。特許文献1では、レーザ光がライン状の照射領域を形成するように、プロジェクションレンズがレーザ光を基板上に集光している。これにより、アモルファスシリコン膜が結晶化して、ポリシリコン膜となる。
 特許文献1では、浮上ユニットが基板を浮上した状態で、搬送ユニットが基板を搬送している。さらに、浮上ユニットにおいて、基板の搬入位置と搬出位置が共通となっている。搬送ユニットは、浮上ユニットの各々の辺に沿って基板を搬送する。そして、基板が浮上ユニットの上を2回循環することで、基板のほぼ全面にレーザ光が照射される。
特開2018-64048号公報
 このようなレーザ照射装置の搬送装置では、高速かつ安定してレーザ照射プロセスが実行されるように、基板を適切に搬送することが望まれる。
 その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
 一実施の形態によれば、搬送装置は、ライン状のレーザ光を基板に照射するために、前記基板を搬送する搬送装置であって、前記基板をその上面で浮上させる基板浮上ユニットと、前記基板を保持する保持機構と、前記基板に対する前記レーザ光の照射位置を変えるよう、上面視において、前記ライン状のレーザ光と直交する方向から傾いた方向に前記保持機構を移動する移動機構と、を備えている。
 一実施の形態によれば、搬送装置は、ライン状のレーザ光を基板に照射するために、前記基板を搬送する搬送装置であって、基板の下側に配置され、前記基板を浮上させる第1基板浮上ユニットであって、上面視において前記基板の中央部から前記基板の一端側に配置された第1基板浮上ユニットと、前記基板の下側に配置され、前記基板を浮上させる第2基板浮上ユニットであって、上面視において前記基板の中央部から前記基板の他端側に配置された第2基板浮上ユニットと、前記基板の中央部の下側に配置され、前記基板を吸着して保持する保持機構と、前記レーザ光の照射位置に対して前記基板を移動させるために、前記保持機構を、前記第1基板浮上ユニットと前記第2基板浮上ユニットの間の隙間に沿って移動させる移動機構と、を備えている。
 一実施の形態によれば、搬送方法は、ライン状のレーザ光を基板に照射するために、前記基板を搬送する搬送方法であって、(a)前記基板の下側に配置された浮上ユニットがその上面で前記基板を浮上させるステップと、(b)保持機構によって前記基板を保持するステップと、(c)前記基板に対する前記レーザ光の照射位置を変えるよう、上面視において、前記ライン状のレーザ光の長手方向と直交する方向から傾いた方向に前記保持機構を移動するステップと、を備えている。
 一実施の形態によれば、搬送方法は、ライン状のレーザ光を基板に照射するために、前記基板を搬送する搬送方法であって、(A)前記基板の下側に配置された第1基板浮上ユニットを用いて、上面視において前記基板の中央部から前記基板の一端側を浮上させるとともに、前記基板の下側に配置された第2基板浮上ユニットを用いて、上面視において前記基板の中央部から前記基板の他端側を浮上させるステップと、(B)前記基板の中央部の下側に配置された保持機構を用いて、前記基板を吸着して保持するステップと、(C)前記レーザ光の照射位置に対して前記基板を移動させるために、前記保持機構を、前記第1基板浮上ユニットと前記第2基板浮上ユニットの間の隙間に沿って移動させるステップと、を備えている。
 一実施の形態によれば、半導体装置の製造方法は、(s1)基板上に非晶質膜を形成するステップと、(s2)前記非晶質膜を結晶化して結晶化膜を形成するように、ライン状のレーザ光を前記基板に照射して、前記非晶質膜をアニールするステップと、を備え、前記(s2)アニールするステップは、(sa)基板浮上ユニットがその上面で前記基板を浮上させるステップと、(sb)保持機構によって前記基板を保持するステップと、(sc)前記基板に対する前記レーザ光の照射位置を変えるよう、上面視において、前記ライン状のレーザ光の長手方向と直交する方向から傾いた方向に前記保持機構を移動するステップと、を備えている。
 一実施の形態によれば、半導体装置の製造方法は、(S1)基板上に非晶質膜を形成するステップと、(S2)前記非晶質膜を結晶化して結晶化膜を形成するように、ライン状のレーザ光を前記基板に照射して、前記非晶質膜をアニールするステップと、を備え、前記(S2)アニールするステップは、(SA)前記基板の下側に配置された第1基板浮上ユニットを用いて、上面視において前記基板の中央部から前記基板の一端側を浮上させるとともに、前記基板の下側に配置された第2基板浮上ユニットを用いて、上面視において前記基板の中央部から前記基板の他端側を浮上させるステップと、(SB)前記基板の中央部の下側に配置された保持機構を用いて、前記基板を吸着して保持するステップと、(SC)前記レーザ光の照射位置に対して前記基板を移動させるために、前記保持機構を、前記第1基板浮上ユニットと前記第2基板浮上ユニットの間の隙間に沿って移動させるステップと、を備えている。
 前記一実施の形態によれば、レーザ照射プロセスに適した基板搬送を実現することができる。
実施の形態1にかかるレーザ照射装置を模式的に示す上面図である。 実施の形態1にかかるレーザ照射装置を模式的に示す側面断面図である。 パルスレーザ光の強度分布を説明するための図である。 パルスレーザ光の照射ピッチとTFTの製造ピッチを示す上面図である。 パルスレーザ光の照射ピッチとTFTの製造ピッチを示す上面図である。 実施の形態2にかかる搬送装置の構成を示す上面図である。 搬送装置での搬送工程を説明するための上面図である。 搬送装置での搬送工程を説明するための上面図である。 搬送装置での搬送工程を説明するための上面図である。 搬送装置での搬送工程を説明するための上面図である。 搬送装置での搬送工程を説明するための上面図である。 搬送装置での搬送工程を説明するための上面図である。 搬送装置での搬送工程を説明するための上面図である。 搬送装置での搬送工程を説明するための上面図である。 保持機構の一部を模式的に示す斜視図である。 保持機構の構成に示す模式図である。 保持機構の排気系を示す模式図である。 保持機構のバルブ制御を説明するための模式図である。 搬送装置の構成を模式的に示す側面図である。 実施の形態3にかかるレーザ照射装置を模式的に示す上面図である。 慣性モーメントによる吸着破壊を説明するための模式図である 吸着剥離帯電を説明するための模式図である 実施例1にかかる照射プロセスを説明するための上面図である。 実施例2にかかる照射プロセスを説明するための上面図である。 実施例3にかかる照射プロセスを説明するための上面図である。 有機ELディスプレイの構成を簡略化して示す断面図である。 本実施の形態にかかる半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。 本実施の形態にかかる半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。 変形例1の構成を模式的に示す上面図である。 変形例2の構成を模式的に示す上面図である。 照射例1の構成を説明するための上面図である。 照射例2の構成を説明するための上面図である。 照射例2の構成を説明するための上面図である。 照射例3の構成を説明するための上面図である。 照射例4の構成を説明するための上面図である。 照射例4の構成を説明するための上面図である。 照射例5の構成を説明するための上面図である。 照射例5の構成を説明するための上面図である。 2枚の基板を同時に搬送する構成を模式的に示す上面図である。 2枚の基板を同時に搬送する構成を模式的に示す上面図である。 2枚の基板を同時に搬送する構成を模式的に示す上面図である。 2枚の基板を同時に搬送する構成を模式的に示す上面図である。
 本実施の形態にかかる搬送装置は、レーザアニール装置などのレーザ照射装置に用いられるものである。レーザアニール装置は、例えば、低温ポリシリコン(LTPS:Low Temperature Poly-Silicon)膜を形成するエキシマレーザアニール(ELA:Excimer laser Anneal)装置である。以下、図面を参照して本実施の形態にかかる搬送装置、レーザ照射装置、方法、及び製造方法について説明する。
実施の形態1.
 図1、及び図2を用いて、本実施の形態にかかる搬送装置、及びレーザ照射装置の構成について説明する。図1は、レーザ照射装置1の構成を模式的に示す上面図ある。図2は、レーザ照射装置1の構成を模式的に示す側面断面図である。
 なお、以下に示す図では、説明の簡略化のため、適宜、xyz3次元直交座標系を示している。z方向は鉛直上下方向であり、y方向はライン状の照射領域15aに沿った方向である。x方向は、z方向、及びy方向と直交する方向である。つまり、y方向はライン状の照射領域15aの長手方向であり、x方向は長手方向と直交する短手方向とする。
 図1~図2に示すように、レーザ照射装置1は、浮上ユニット10、搬送ユニット11、及びレーザ照射部14を備える。浮上ユニット10と搬送ユニット11とが搬送装置を構成する。
 図2に示すように、浮上ユニット10は、浮上ユニット10の表面からガスを噴出するように構成されている。浮上ユニット10は、その上面で被処理体16を浮上させる。浮上ユニット10の表面から噴出されたガスが被処理体16の下面に吹き付けられることで、被処理体16が浮上する。例えば、被処理体16はガラス基板である。被処理体16が搬送される際、浮上ユニット10は被処理体16の上側に配置されている他の機構(不図示)に被処理体16が接触しないように浮上量を調整している。
 搬送ユニット11は、浮上している被処理体16を搬送方向に搬送する。図1に示すように、搬送ユニット11は、保持機構12と移動機構13とを備える。保持機構12は、被処理体16を保持する。例えば、保持機構12は、真空吸着機構を用いて構成することができる。真空吸着機構はアルミニウム合金などの金属材料により形成されている。あるいは、保持機構12は、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)材などの樹脂系材料で形成されていてもよい。保持機構12の上面には、吸着溝や吸着穴等が形成されている。保持機構12は多孔質材料で形成されていても良い。
 保持機構12(真空吸着機構)は、排気ポート(不図示)に接続されており、排気ポートはエジェクタや真空ポンプなどに接続されている。よって、保持機構12にはガスを吸引するための負圧が作用するため、保持機構12を用いて被処理体16を保持することができる。
 また、保持機構12は吸着動作を行うための昇降機構(不図示)を備えている。昇降機構は、例えば、エアシリンダやモータなどのアクチュエータ等を備えている。例えば、保持機構12は吸着位置まで上昇した状態で、被処理体16を吸着する。また、保持機構12は、吸着を解除した状態で、待機位置まで下降する。
 保持機構12は、被処理体16のレーザ光15が照射される面(上面)と逆側の面(下面)、つまり、被処理体16の浮上ユニット10と対向する側の面を吸引することで、被処理体16を保持している。また、保持機構12は、被処理体16の+y方向における端部を保持している。
 搬送ユニット11が備える移動機構13は保持機構12と連結されている。移動機構13は、保持機構12を搬送方向に移動可能に構成されている。搬送ユニット11(保持機構12及び移動機構13)は、浮上ユニット10の+y方向の端部側に設けられており、保持機構12で被処理体16を保持しつつ、移動機構13が搬送方向に移動することで被処理体16が搬送される。
 図1に示すように、例えば、移動機構13は浮上ユニット10の+y方向の端部を搬送方向に沿ってスライドするように構成されている。移動機構13が浮上ユニット10の端部を搬送方向に沿ってスライドすることで、被処理体16が搬送方向に沿って搬送される。搬送方向は、x方向から傾いた方向となっている。例えば、x方向と搬送方向との成す角度をθとすると、θは0°より大きくなっている。θは5°以下とすることが好ましい。
 したがって、上面視において浮上ユニット10は、4辺を有する台形状になっている。具体的には、浮上ユニット10は浮上ユニット10のy方向に平行な2辺と、x方向に平行な1辺と、x方向から傾斜した1辺(傾斜辺10eともいう)とを有している。
 移動機構13の移動速度を制御することで、被処理体16の搬送速度を制御することができる。移動機構13は、例えば、図示しないモータなどのアクチュエータとリニアガイド機構やエアベアリング等を備えている。
 被処理体16にはレーザ光15が照射される。ここで、被処理体16におけるレーザ光15の照射領域15aは、y方向を長手方向とするライン状となっている。つまり、照射領域15aは、y方向を長手方向とし、x方向を短手方向としている。
 例えば、レーザ照射部14はレーザ光を発生するエキシマレーザ光源等を有する。さらに、レーザ照射部14はレーザ光を被処理体16に導く光学系を有している。例えば、レーザ照射部14は、ライン状の照射領域15aを形成するためのシリンドリカルレンズを有している。被処理体16にはライン状、具体的には焦点がy方向に伸びるレーザ光15(ラインビーム)が照射される。
 被処理体16は、例えば、非晶質膜(アモルファスシリコン膜16b)が形成されたガラス基板である。非晶質膜にレーザ光15を照射してアニール処理することで、非晶質膜を結晶化させることができる。例えば、アモルファスシリコン膜16bを、多結晶シリコン膜(ポリシリコン膜16a)に変換することができる。
 レーザ照射装置1では、浮上ユニット10を用いて被処理体16を浮上させながら、搬送ユニット11を用いて被処理体16の下面を保持して、被処理体16を搬送方向に搬送している。このとき、レーザ照射装置1が備える搬送ユニット11は、被処理体16を搬送した際に、平面視において(つまりz方向からみて)、搬送ユニット11が照射領域15aと重畳しない位置を保持して被処理体16を搬送している。つまり、図1に示すように、被処理体16を搬送方向に搬送した際に、搬送ユニット11が被処理体16を保持する位置(保持機構12の位置に対応)が、照射領域15aと重畳しないようにしている。
 例えば、被処理体16の平面形状は4辺を有する四角形(矩形状)であり、搬送ユニット11(保持機構12)は、被処理体16の4辺中の1辺のみを保持している。そして、搬送ユニット11(保持機構12)は、被処理体16が搬送されている期間においてレーザ光が照射されない位置を保持している。
 このような構成とすることで、搬送ユニット11が被処理体16を保持する位置(保持機構12の位置に対応)と照射領域15aとを離間させることができる。照射領域15aは、被処理体16の-y側のほぼ半分となっており、かつ、搬送ユニット11が+y側の端部を保持する。保持機構12の近傍のたわみが大きくなる箇所と照射領域15aとの距離を大きくすることができる。よって、レーザ照射時における被処理体16の保持機構12に起因するたわみの影響を低減させることができる。
 y方向において、照射領域15aの長さは、被処理体16のほぼ半分程度の長さとなっている。したがって、被処理体16が照射領域15aを1回通過することで、被処理体16のほぼ半分の領域において、アモルファスシリコン膜が結晶化する。そして、図示しない回転機構により、被処理体16をz軸回りに180度回転した後、搬送ユニット11が、被処理体16を-x方向に搬送する。あるいは、回転された被処理体16を-x方向に搬送後、搬送ユニット11が、再度+x方向に搬送してもよい。そして、-x方向の搬送時、あるいは、180度回転後の再度の+x方向への搬送時に、レーザ光が被処理体16に照射される。これにより、被処理体16が照射領域15aを通過して、被処理体16の残りの半分の領域において、アモルファスシリコン膜が結晶化する。このように、被処理体16を往復移動させることで、被処理体16のほぼ全体において、アモルファスシリコン膜が多結晶シリコン膜に変換される。
 さらに、搬送方向がライン状の照射領域15aと直交するx方向から傾いている。つまり、矩形状の被処理体16の端辺から傾いた搬送方向に、被処理体16が搬送されている。上面視において、搬送方向をx方向から傾いた方向にすることで、レーザ照射プロセスに適した基板搬送を実現することができる。よって、シリコン膜の結晶化プロセスを適切に行うことができ、表示品質を向上することができる。この構成により、例えば、モアレの発生を防ぐことができる。
 例えば、被処理体16が有機ELディスプレイ装置用のガラス基板とする。有機ELディスプレイ装置の表示領域が矩形である場合、表示領域の端辺は、被処理体16の端辺と平行に配置されることになる。つまり、有機ELディスプレイ装置はx方向及びy方向を短辺とする矩形状の表示領域を有することになる。搬送方向がx方向と平行な場合、画素の配列方向と照射領域15aが平行になった状態で、レーザ光が被処理体16に照射される。
 本実施の形態に示すように、搬送方向をx方向から傾いた方向にすることで、適切にレーザ照射プロセスを行うことができる。被処理体16に対するレーザの照射位置を変えるよう、上面視において、ライン状の照射領域15aの長手方向と直交するx方向から傾いた搬送方向に移動機構13が保持機構12を移動する。よって、シリコン膜の結晶化プロセスを適切に行うことができる。例えば、モアレの発生を防ぐことができ、表示品質を向上することができる。
 この点について、詳細に説明する。図3は、パルスレーザ光を照射したときのエネルギー強度分布を説明するための図である。ここでは、レーザ光15が一定の繰り返し周波数のパルスレーザ光としている。そして、被処理体16を搬送しながら、パルスレーザ光を照射している。
 レーザ光15は図3に示すような強度分布を有している。例えば、図3では、レーザ光15の強度分布がガウス分布となっている。そして、連続するパルスレーザ光の一部が重複するように被処理体16が搬送されている。つまり、パルスレーザ光の繰り返し周波数に対応する搬送距離は、レーザ光の短手方向のスポット幅よりも小さくなっている。被処理体16において、ある1つのパルスと次の1つのパルスとで、レーザ光15のスポットが一部重複することになる。
 ここで、被処理体16をTFTアレイ基板とする。図4、及び図5を用いてTFTの製造ピッチと、レーザの照射ピッチとの関係について、説明する。図4,図5は、被処理体16におけるレーザ照射ピッチを模式的に示す上面図である。さらに、図4,及び図5では、被処理体16を拡大した拡大図を示している。図4は、ライン状のレーザ光に直交する方向と搬送方向とが平行な比較例を示している。図5は、ライン状のレーザ光と直交する方向が搬送方向から傾いている実施例を示している。
 図4の比較例では、被処理体16の端辺とライン状のレーザ光とが平行になっている。被処理体16の端辺はx方向又はy方向と平行になっている。レーザ光の照射ライン15fは、レーザ光の照射領域15aの中心を示す直線であり、照射領域の長手方向と平行になっている。図4では、照射ライン15fはy方向に平行になっており、照射ライン15fが被処理体16の搬送方向に対して直交している。被処理体16の搬送速度が一定であるため、照射ライン15fは等間隔で配列されている。照射ライン15fの間隔を照射ピッチとする。照射ピッチは、パルスレーザ光の繰り返し周波数と、搬送速度によって決まる。
 ゲート電極402は、ソース電極407は、それぞれ被処理体16の端辺と平行に形成されている。図4では、ゲート電極402がy方向と平行であり、ソース電極407と平行である。TFT313aはx方向とy方向に沿って配列されている。TFTの製造ピッチは、ゲート電極402の間隔に対応している。
 x方向において、レーザ照射ピッチとTFTの製造ピッチとは、異なっている。2つの異なるピッチが重なり合うと、図形のうなり(ビート)によって縞模様、つまりモアレが視覚的に見えるようになる。なお、厳密に考慮すると、レーザ照射の開始位置の微小なずれによって、1回目のレーザ照射(図4の上側反面)と2回目のレーザ照射(図4の下側反面)とで照射ラインの位置がずれる。
 図5の実施例では、照射ライン15fが被処理体16の搬送方向に対して傾いている。レーザ光の長手方向から直交する方向に被処理体16が搬送されているため、同じ方向に現れていた形状の周期性が解消される。これにより、モアレが視認されにくくなる。このように、本実施の形態のように、ライン状のレーザ光の長手方向と直交する方向から傾いた方向に被処理体16を搬送することで、モアレの発生を防ぐことができる。
 なお、照射ライン15fの角度によっては、モアレが解消されない場合や、別のモアレが発生する場合がある。この場合、TFTの製造ピッチなどに応じて、照射ライン15fの角度を調整すればよい。なお、厳密に考慮すると、レーザ照射の開始位置の微小なずれによって、1回目のレーザ照射(図4の上側半面)と2回目のレーザ照射(図4の下側半面)とで照射ラインの位置がずれる。
 本実施形態に係る搬送方法は、ライン状のレーザ光15を被処理体16に照射するために、被処理体16を搬送する。浮上ユニット10が、その上面で被処理体16を浮上させる。保持機構12によって被処理体16を保持する。被処理体16に対するレーザ光15の照射位置を変えるよう、上面視において、ライン状のレーザ光の長手方向と直交する方向から傾いた方向に保持機構12を移動する。
実施の形態2.
 以下、本実施の形態2にかかる搬送装置について、図6を用いて説明する。図6は、搬送装置600を模式的に示す上面図である。尚、実施の形態1と共通する内容については、適宜説明を省略する。
 搬送装置600は、浮上ユニット10と、端部浮上ユニット671~676と、を有している。浮上ユニット10は被処理体である基板(図6では不図示)を浮上させる。実施の形態1と同様に、上面視において、浮上ユニット10は台形状になっている。浮上ユニット10は浮上ユニット10のy方向に平行な2辺と、x方向に平行な1辺と、x方向から傾斜した1辺(傾斜辺10eともいう)とを有している。傾斜辺10eとx方向との成す角度は、0°より大きく、5°以下とすることが好ましい。
 以下、説明のため、上面視において、浮上ユニット10を6つの領域60a~60fに分ける。具体的には、浮上ユニット10が第1の領域60a~第4の領域60dと、プロセス領域60eと、通過領域60fとを備えている。第1の領域60aは、‐x側かつ+y側の角(図6における左上角)を含む台形状の領域である。第2の領域60bは、+x側かつ+y側の角(図6における右上角)を含む台形状の領域である。第3の領域60cは、+x側かつ‐y側の角(図6における右下角)を含む矩形状の領域である。第4の領域60dは、‐x側かつ‐y側の角(図6における左下角)を含む矩形状の領域である。
 プロセス領域60eは、第1の領域60aと第2の領域60bとの間に配置された台形状の領域である。プロセス領域60eは、レーザ光が照射される照射領域15aを含む領域である。通過領域60fは、第3の領域60cと第4の領域60dとの間に配置された矩形状の領域である。
 浮上ユニット10の+y側の半分の領域(図6の上半分の領域)は、-x側(図6の左側)から順に、第1の領域60a、プロセス領域60e、第2の領域60bとなっている。浮上ユニット10の‐y側の半分の領域(図6の下半分の領域)は、+x側から順に、第3の領域60c、通過領域60f、第4の領域60dとなっている。
 浮上ユニット10は、回転機構68、及びアライメント機構69a、69bを備えている。回転機構68は基板を回転させる。アライメント機構69a、69bが基板のアライメントを行う。第1の領域60a、第2の領域60bにはそれぞれアライメント機構69a、69bが設けられている。第4の領域60dには、回転機構68が設けられている。回転機構68とアライメント機構69a、69b等の動作については後述する。
 端部浮上ユニット671~676は、浮上ユニット10の外側に配置されている。台形状の浮上ユニット10の外周に沿って、端部浮上ユニット671~676が配置されている。端部浮上ユニット671~676は、浮上ユニット10の端辺に沿って設けられている。上面視において、端部浮上ユニット671~676は、浮上ユニット10の外周を囲むように配置されている。
 端部浮上ユニット671、672が浮上ユニット10の-x側に配置されている。端部浮上ユニット673が浮上ユニット10の+y側に配置されている。端部浮上ユニット674が浮上ユニット10の+x側に配置されている。端部浮上ユニット675、676が浮上ユニット10の-y側に配置されている。なお、端部浮上ユニット671、672,673,674,675、676の少なくとも一つを省略することが可能である。例えば、保持機構12が基板100の端部を保持する。浮上ユニット10が基端の端部以外を浮上させる。このようにすることで、浮上ユニット10の周辺にある端部浮上ユニットを使用しないようにすることができる。
 端部浮上ユニット671、672は、浮上ユニット10の-x側の端辺に沿って配置されている。つまり、端部浮上ユニット671、672はそれぞれy方向に沿って設けられている。また、x方向における端部浮上ユニット671の幅は、端部浮上ユニット672よりも幅広になっている。端部浮上ユニット671は、端部浮上ユニット672の-y側に配置されている。
 端部浮上ユニット673は、浮上ユニット10の+y側の端辺に沿って配置されている。つまり、端部浮上ユニット673は浮上ユニット10の傾斜辺10eに沿って設けられている。端部浮上ユニット674は、浮上ユニット10の+x側の端辺に沿って配置されている。つまり、端部浮上ユニット674はそれぞれy方向に沿って設けられている。
 端部浮上ユニット675、676は、浮上ユニット10の-y側の端辺に沿って配置されている。つまり、端部浮上ユニット675、676はそれぞれx方向に沿って設けられている。また、y方向における端部浮上ユニット676の幅は、端部浮上ユニット675よりも幅広になっている。端部浮上ユニット676は、端部浮上ユニット675の-x側に配置されている。
 浮上ユニット10と端部浮上ユニット671との間には、搬送ユニット11aが設けられている。搬送ユニット11aは、浮上ユニット10と端部浮上ユニット672との間にも配置されている。搬送ユニット11aは、y方向に沿って形成されている。搬送ユニット11aは、+y方向に基板を搬送する。つまり、搬送ユニット11aは、基板100を第4の領域60dから第1の領域60aに向けて搬送する。
 浮上ユニット10と端部浮上ユニット673との間には、搬送ユニット11bが設けられている。搬送ユニット11bは、傾斜辺10eに沿って形成されている。搬送ユニット11bは、傾斜辺10eと平行な方向に基板を搬送する。つまり、搬送ユニット11bは、基板100を第1の領域60aから第2の領域60bに向けて搬送する。
 浮上ユニット10と端部浮上ユニット674との間には、搬送ユニット11cが設けられている。搬送ユニット11cは、y方向に沿って形成されている。搬送ユニット11cは、-y方向に基板100を搬送する。つまり、搬送ユニット11cは、基板100を第2の領域60bから第3の領域60cに向けて搬送する。
 浮上ユニット10と端部浮上ユニット675との間には、搬送ユニット11dが設けられている。搬送ユニット11dは、浮上ユニット10と端部浮上ユニット676との間にも配置されている。搬送ユニット11dは、x方向に沿って形成されている。搬送ユニット11aは、-x方向に基板を搬送する。つまり、搬送ユニット11dは、基板を第3の領域60cから第4の領域60dに向けて搬送する。
 なお、搬送ユニット11a~11dは、実施の形態1と同様に保持機構12及び移動機構13を備えている。保持機構12及び移動機構13の動作については、後述する。
 実施の形態1と同様に、レーザ光の照射領域15aは、y方向を長手方向としている。つまり、y方向を長手方向とするライン状の照射領域15aが形成されている。基板が傾斜辺10eと平行な方向に搬送されている間に、レーザ光が基板に照射される。第1の領域60aから第2の領域60bに移動している間に、レーザ照射プロセスが実行される。本実施の形態においても、実施の形態1と同様にレーザ発生装置からのレーザ光を基板に照射することで、アモルファスシリコン膜をポリシリコン膜に変換している。
 なお、浮上ユニット10において、照射領域15a、及びその周辺には、精密浮上ユニット111が配置されている。精密浮上ユニット111は他の領域にある準精密浮上ユニットやラフ浮上ユニットよりも浮上量の精度が高くなっている。従って、照射領域15aを含むプロセス領域60eは、他の領域60a~60d、60fよりも、高い精度の浮上量で浮上中の被処理体にレーザ光が照射される。これにより、安定してレーザ光を被処理体に照射することができる。また、照射領域15a以外の領域、例えば、通過領域60f、第3の領域60c、第4の領域60dについては、高価な精密浮上ユニット111を用いずに作成される。よって、装置コストを低減することができる。
 次に、浮上ユニット10を用いた搬送方法の手順について、図7~図13を用いて説明する。ここでは、第4の領域60dが基板100の搬入位置、及び搬出位置となっている。そして、第4の領域60dに搬入された基板100が、第1の領域60a、プロセス領域60e、第2の領域60b、第3の領域60c、通過領域60f、第4の領域60dの順番に搬送されていく。つまり、基板100は、浮上ユニット10の端辺に沿って周回する。ここでは、基板100の全体にレーザ光を照射するために、基板100が2周する。つまり、基板100は、浮上ユニット10の上を2回循環するように搬送されていく。このようにすることで、基板100のほぼ全面に、レーザ光が照射される。
 以下、搬送方法の手順に沿って詳細に説明する。図7に示すように、基板100が第4の領域60dに搬入される。第4の領域60dに搬入された基板100は、浮上ユニット10,及び端部浮上ユニット671、672、676によって浮上している。つまり、基板100の-x側の端部は、端部浮上ユニット671、672によって浮上しており、中央部は浮上ユニット10によって浮上している。基板100の-y側の端部は、端部浮上ユニット676によって浮上している。そして、搬送ユニット11aの保持機構12aが基板100を保持する。
 次に、図8に示すように第4の領域60dにある基板100aが第1の領域60aに搬送される。図8では、第1の領域60aに移動した基板を基板100bとして示している。搬送ユニット11aの保持機構12aが基板100aを保持している。そして、移動機構13aが保持機構12aを+y方向に移動することで、基板100aが第4の領域60dから第1の領域60aに移動する(図8中の白抜き矢印)。
 ここでは、xy平面視において、保持機構12aが浮上ユニット10と端部浮上ユニット671の間を通って、+y方向に移動する。さらに、xy平面視において、保持機構12aが浮上ユニット10と端部浮上ユニット672の間を通って、+y方向に移動する。したがって、基板100bは、浮上ユニット10,及び端部浮上ユニット672、673によって浮上している。つまり、基板100bの-x側の端部は、端部浮上ユニット672によって浮上しており、中央部は浮上ユニット10によって浮上している。基板100bの+y側の端部は、端部浮上ユニット673によって浮上している。
 次に、図9に示すように、アライメント機構69aが第1の領域60aに搬送された基板100bの位置、及び角度をアライメントする。例えば、基板100の搬入動作、搬送動作、回転動作によって、基板の位置や回転角度が微小にずれることがある。アライメント機構69aは、位置や回転角度のずれを補正している。これにより、基板100におけるレーザ光の照射位置を精度よく制御することができる。
 例えば、アライメント機構69aは、y方向に移動可能であり、かつ、z軸周りに回転可能である。さらに、アライメント機構69aは、z方向に移動可能である。例えば、アライメント機構69aは、モータ等のアクチュエータを備えている。カメラなどによって撮像された基板100bの画像から位置ずれ量や角度ずれ量が求められている。このずれ量に基づいて、アライメント機構69aがアライメントを行っている。
 基板100bの中央部の直下にアライメント機構69aが配置されている。アライメント機構69aが基板100bを保持する。アライメント機構69aは、保持機構12と同様に基板100bを吸着保持してよい。保持機構12aが基板100bの保持を開放する。これにより、保持機構12aからアライメント機構69aに基板100bが持ち替えられる。
 そして、アライメント機構69aは、z軸周りに基板100bを回転させる(図9中の白抜き矢印)。基板100bの端辺が浮上ユニット10の傾斜辺10eと平行になるように、アライメント機構69aが基板100bを回転させる。回転後の基板を基板100cとして示す。例えば、アライメント機構69aは、基板100をz軸周りに5°程度回転させる。基板100cの端辺は、浮上ユニット10の傾斜辺10eと平行になっている。そして、アライメントが終了したら、搬送ユニット11bの保持機構12bが基板100bを保持するとともに、アライメント機構69aが保持を開放する。これにより、アライメント機構69aから搬送ユニット11bの保持機構12bに基板100cが持ち替えられる。
 次に、図10に示すように、搬送ユニット11bが基板100dを移動させる。これにより、基板100dがプロセス領域60eを通過する。ここでは、xy平面視において、保持機構12bが浮上ユニット10と端部浮上ユニット673の間を通って、傾斜辺10eと平行な方向に移動する。これにより、基板100dのほぼ半分の領域が照射領域15aを通過する。照射領域15aと直交するx方向から傾斜した傾斜方向に移動している基板100dにレーザ光が照射される。
 xy平面視において、保持機構12bが浮上ユニット10と端部浮上ユニット673の間を通って、傾斜辺10eと平行な方向に移動する。したがって、基板100dは、浮上ユニット10,及び端部浮上ユニット673によって浮上している。つまり、基板100dの+y側の端部は、端部浮上ユニット673によって浮上しており、中央部は浮上ユニット10によって浮上している。第1の領域60aから第2の領域60bに移動する間にレーザ照射プロセスが実施される。
 次に、図11に示すように、基板100eが第2の領域60bまで移動すると、アライメント機構69bが基板100eをアライメントする。ここでは、アライメント機構69bが基板100eを回転させる(図11の白抜き矢印)。図11では回転後の基板を基板100fとして示している。
 基板100eの中央部の直下にアライメント機構69bが配置されている。アライメント機構69bが基板100eを保持する。アライメント機構69bは、保持機構12と同様に基板100eを吸着保持してよい。さらに、保持機構12bが基板100eの保持を開放する。搬送ユニット11bの保持機構12bからアライメント機構69bに基板100eが持ち替えられる。
 アライメント機構69bは、z軸周りに基板100eを回転させる(図11中の白抜き矢印)。基板100eの端辺が浮上ユニット10の傾斜辺10eと平行になるように、アライメント機構69aが基板100eを回転させる。回転後の基板100fの端辺は、x方向又はy方向と平行になっている。そして、アライメントが終了したら、搬送ユニット11cの保持機構12cが基板100fを保持するとともに、アライメント機構69bが保持を開放する。これにより、アライメント機構69bから搬送ユニット11cの保持機構12cに基板100fが持ち替えられる。
 基板100eは、浮上ユニット10,及び端部浮上ユニット673、674によって浮上している。つまり、基板100eの+y側の端部は、端部浮上ユニット673によって浮上している。基板100eの+x側の端部は、端部浮上ユニット674によって浮上しており、中央部は浮上ユニット10によって浮上している。
 次に、図12に示すように第2の領域60bにある基板100fが第3の領域60cに搬送される。第3の領域60cに移動した基板を基板100gとして示している。図12では、搬送ユニット11cの保持機構12cが基板100fを保持している。そして、移動機構13cが保持機構12cを-y方向に移動することで、基板100fが第2の領域60bから第3の領域60cに移動する(図12中の白抜き矢印)。
 ここでは、xy平面視において、保持機構12cが浮上ユニット10と端部浮上ユニット674の間を通って、-y方向に移動する。したがって、基板100eは、浮上ユニット10,及び端部浮上ユニット674、675によって浮上している。基板100eの+x側の端部は、端部浮上ユニット674によって浮上しており、中央部は浮上ユニット10によって浮上している。基板100eの-y側の端部は、端部浮上ユニット675によって浮上している。
 そして、搬送ユニット11dの保持機構12dが基板100gを保持すると共に、保持機構12cが保持を開放する。これにより、搬送ユニット11cの保持機構12cから搬送ユニット11dの保持機構12dに基板100gが持ち替えられる。
 次に、図13に示すように、第3の領域60cにある基板100gが第4の領域60dに搬送される。第4の領域60dに移動した基板を基板100hとして示している。図13では、搬送ユニット11dの保持機構12dが基板100gを保持している。そして、移動機構13dが保持機構12dを-x方向に移動することで、基板100fが第3の領域60cから第4の領域60dに移動する(図13中の白抜き矢印)。
 ここでは、xy平面視において、保持機構12dが浮上ユニット10と端部浮上ユニット675の間を通って、-x方向に移動する。xy平面視において、保持機構12dが浮上ユニット10と端部浮上ユニット676の間を通って、-x方向に移動する。したがって、基板100hは、浮上ユニット10,及び端部浮上ユニット676によって浮上している。基板100hの-y側の端部は、端部浮上ユニット676によって浮上しており、中央部は浮上ユニット10によって浮上している。基板100hの-x側の端部は、端部浮上ユニット671によって浮上している。
 このようにすることで、第4の領域60dにあった基板100が第1の領域60a、プロセス領域60e、第2の領域60b、第3の領域60c、通過領域60f、第4の領域60dの順に移動していく。つまり、基板100が浮上ユニット10の端辺に沿って周回する。
 次に、図14に示すように、回転機構68が基板100hをz軸周りに180°回転させる。つまり、保持機構12dから回転機構68に基板100hが持ち替えられる。回転機構68が基板100hを回転させると、基板100hが回転機構68から保持機構12dに持ち替えられる。
 上記と同様に、搬送ユニット11a~11dが再度、基板100hを第1の領域60a、プロセス領域60e、第2の領域60b、第3の領域60c、通過領域60f、第4の領域60dの順に移動していく。つまり、図7~図13に示したように、基板100が浮上ユニット10の端辺に沿って周回する。
 ここでは、回転機構68が基板100hを180°回転している。基板100eが2回目にプロセス領域60eを通過する場合、1回目の通過でレーザ光が照射されていない残り半分領域に、レーザ光が照射される。このように、基板100が浮上ユニット10の端辺に沿って2回循環している。1回目のレーザ照射と2回目のレーザ照射との間で基板100が180°回転しているため、基板100のほぼ全面にレーザ光が照射される。なお、基板100を回転する位置は、第1の領域60aに限られるものではない。例えば、第2の領域60b、第3の領域60c、又は第4の領域60d等で行われてもよい。
 本実施の形態においても、移動機構13bが照射領域15aと直交するx方向から傾いた方向に保持機構12bを搬送している。よって、シリコン膜の結晶化プロセスを適切に行うことができる。例えば、モアレの発生を防ぐことができ、表示品質を向上することができる。
(保持機構12)
 次に、保持機構12の一例について、図15を用いて説明する。図15は保持機構12の一部の構成を示す斜視図である。図15では、例えば、図13に示した保持機構12cのように、y方向を移動方向とする保持機構12を示している。図15は保持機構12の-y側の端部の構成を示している。
 保持機構12は複数の吸着セル121を備えている。複数の吸着セル121が搬送方向に沿って配列されている。2つの吸着セル121の間には、凹部122が設けられている。保持機構12は、例えば、アルミニウムなどの金属材料により形成されている。例えば、A5052等のアルミニウム合金などにより、複数の吸着セル121を一体的に形成することができる。
 吸着セル121の上面が基板100(図15では不図示)を吸着する吸着面121aとなる。図16は、吸着面121aの拡大図、及び吸着セル121の断面図を示す。吸着面121aには、吸着溝126が設けられている。さらに、吸着溝126は、吸気穴125が接続されている。吸気穴125が吸着セル121に設けられた内部空間127に接続されている。内部空間127がポンプなどにより排気されることで、吸気穴125、吸着溝126が負圧となる。これにより、各吸着セル121の吸着面121aに基板100が真空吸着される。
 図17に示すように、複数の吸着セル121のそれぞれに対してバルブ129を設けることが好ましい。例えば、それぞれの吸着セル121は、排気ポート128に接続されている。排気ポート128はバルブ129を介して、配管130に接続されている。複数の排気ポート128に対して配管130が共通となっている。そして、配管130は、真空ポンプやエジェクタなどの排気手段131に接続されている。よって、排気手段131がそれぞれの吸着セル121の内部空間127を減圧することができる。
 それぞれの吸着セル121に対して、バルブ129が設けられている。複数のバルブ129は独立して開閉可能になっている。吸着面121aの上に、基板100が配置されている。全てのバルブ129をオープンすることで、それぞれの吸着セル121が基板100の下面を真空吸着する。
 ここで、基板100の搬送誤差によって、一部の吸着セル121の吸着面121aが基板100で塞がれないことがある。図18に示すように、吸着セル121の吸着面121aが基板100で完全に覆われないことがある。この場合、吸着面121aが塞がれていない吸着セル121のバルブ129をクローズする。例えば、図18では2つの吸着セル121のうちの右側の吸着セル121において、基板100が吸着面121aからずれている。したがって、右側の吸着セル121のバルブ129を閉じている。図18では左側の吸着セル121のみによって、基板100が保持されている。例えば、排気ポート128におけるガスの吸引流量が閾値以上となると、バルブ129が閉じるようにする。このようにすることで、基板100を適切に真空吸着することができる。よって、レーザ照射プロセスに適した基板搬送が可能となる。
 図19は、搬送装置600の全体構成の一例を模式的に示す側面図である。搬送装置600は、エリアベース610、架台620、搬送用ステージ630を備えている。また、搬送装置600は、上記のように、浮上ユニット10、保持機構12、移動機構13、端部浮上ユニット670を備えている。図17などで示したように、保持機構12には、継手などにより配管130が接続されている。
 架台620の上には、エリアベース610が設けられている。エリアベース610の上に、浮上ユニット10,及び端部浮上ユニット670が設けられている。端部浮上ユニット670は、図6~図14で図示された端部浮上ユニット671~676のいずれかである。
 浮上ユニット10は、準精密浮上ユニット112,及びラフ浮上ユニット113を備えている。準精密浮上ユニット112は、精密浮上ユニット111よりも低い浮上精度を有している。ラフ浮上ユニット113は、準精密浮上ユニット112及び精密浮上ユニット111よりも低い浮上精度を有している。
 浮上ユニット10と端部浮上ユニット670との間には、保持機構12が配置されている。移動機構13は、搬送用ステージ630の上に配置されている。移動機構13は、移動方向に沿って設けられたガイド機構などを有している。移動機構13は、上記のように、保持機構12を移動させる。したがって、保持機構12は、浮上ユニット10と端部浮上ユニット670との間の空間(隙間)を浮上ユニット10の端辺に沿って移動する。このような構成により、移動中の基板100にレーザ光を照射することができる。
実施の形態3.
 実施の形態3にかかる搬送装置600Aについて、図20を用いて説明する。図20は、搬送装置600Aの構成を模式的に示す上面図である。本実施の形態では、より大型の基板100を搬送するために、浮上ユニットが第1浮上ユニット10A、第2浮上ユニット10Bの二つに分割されている。例えば、基板100は、G10サイズ(3130mm×2880mm)のガラス基板である。なお、第1浮上ユニット10A、及び第2浮上ユニット10B以外の構成については、実施の形態1,2と同様であるため、適宜説明を省略する。
 第1浮上ユニット10Aと第2浮上ユニット10Bとの間には、隙間10Cが設けられている。つまり、第1浮上ユニット10Aと第2浮上ユニット10Bとは隙間10Cを隔てて配置されている。第1浮上ユニット10A、及び第2浮上ユニット10Bは、実施の形態1、2で示したように、被処理体である基板100の下側に配置されている。そして、第1浮上ユニット10A、及び第2浮上ユニット10Bが基板100の下面に気体を噴出することで、基板100をエア浮上させる。浮上している基板100を移動させている間に、レーザ光が照射される。レーザ光の照射領域15aは、y方向に沿ったライン状となっている。照射領域15aは、第1浮上ユニット10Aに形成されている。
 図20では、保持機構12が移動機構13(図20では不図示)によって、x方向に沿って移動する。上面視において、基板100の搬送方向がx方向と平行になっている。保持機構12は、隙間10Cに沿って移動する。保持機構12は、基板100の端部ではない中央部を吸着保持している。上面視において、第1浮上ユニット10Aは基板100の中央部から一端側に配置されている。上面視において、第2浮上ユニット10Bが基板100の中央部から他端側に配置されている。
 図20では、第1浮上ユニット10Aは、保持機構12の-y側に配置され、第2浮上ユニット10Bは、保持機構12の+y側に配置されている。したがって、第1浮上ユニット10Aは、基板100の中央部から-y側の端辺までをエア浮上している。第2浮上ユニット10Bは、基板100の中央部から+y側の端辺までをエア浮上している。このように、本実施の形態では、基板100の中央部をエア浮上する第1浮上ユニット10A,及び第2浮上ユニット10Bが設けられている。保持機構12は、基板100の端部ではない内側部分を保持している。
 保持機構12が基板100の中央部を保持することで、基板100を確実に吸着保持することができる。この点については、図21を用いて説明する。図21は、基板100の端部を保持した場合を説明するための図である。
 基板100に対して、z軸周りの回転する力が加わった場合、保持機構12が保持している部分に慣性モーメントMが作用する。保持機構12が基板100の端部を保持している場合、保持機構12が基板100の中央部を保持している場合よりも慣性モーメントMが大きくなる。基板100が大型化するほど、慣性モーメントMが大きくなってしまう。慣性モーメントMが大きくなると保持機構12の真空吸着が外れるおそれがある。
 y方向における保持機構12の幅を大きくすれば吸着力を大きくすることができる。しかしながら、保持機構12の幅を大きくすると、基板100と保持機構12とが接触する接触面積が増加する。従って、図22に示すように、基板100の帯電が問題になる。例えば、基板100を吸着破壊する際に発生する吸着剥離帯電で、基板100が帯電する(図22の上図)。基板100と保持機構12の接触面積に比例して、帯電量が増加する。
 保持機構12は、金属材料で形成されている。保持機構12を接地することで保持機構12の電荷を逃がすことができる。一方、基板100は、ガラスなどの絶縁体である。したがって、帯電した基板100の電荷は、基板100に滞在する。基板100と浮上ユニット10との間にクーロン力が発生して、基板100が浮上ユニット10側に引き寄せられてしまう(図22の下図)。この場合、基板100と浮上ユニット10に接触して、両者が損傷してしまうおそれがある。
 そこで、本実施の形態では、保持機構12が基板100の端部ではない中央部を保持している。このようにすることで、保持機構12で保持されている部分に生じる慣性モーメントを小さくすることができるため、保持機構12の平面サイズを小さくすることができる。つまり、保持機構12の平面サイズを小さくした場合でも、慣性モーメントにより基板100の吸着保持が外れることを抑制することができる。
 保持機構12が基板100の端部ではなく中央部を保持している。つまり、上面視において、第2浮上ユニット10Bが基板100の端辺から中央部に渡ってに配置されている。基板100の中央部とは、例えば、第2浮上ユニット10Bから気体を噴出しない状態とした場合に、基板100が撓んで第2浮上ユニット10Bに接触してしまう程度の位置とすることができる。つまり、保持機構12が基板100の中央部を保持した状態で搬送中に、第2浮上ユニット10Bからの気体放出を停止すると、基板100が第2浮上ユニット10Bに接触してしまう。また、基板100の端部とは、例えば、第2浮上ユニット10Bから気体を噴出しない状態とした場合に、基板100が撓んだとしても第2浮上ユニット10Bに接触しない程度の位置とすることができる。保持機構12が基板100の端部を保持した状態で搬送中に、第2浮上ユニット10Bからの気体放出を停止しても、基板100が第2浮上ユニット10Bと接触しない。
 本実施形態にかかる搬送方法はライン状の照射領域15aを形成するレーザ光を基板100に照射するために、基板100を搬送する。基板100の下側に配置された第1浮上ユニット10Aを用いて、上面視において基板100の中央部から基板100の一端側を浮上させるとともに、基板100の下側に配置された第2浮上ユニット10Bを用いて、上面視において基板100の中央部から基板100の他端側を浮上させる。基板100の中央部の下側に配置された保持機構12を用いて、基板100を吸着して保持する。レーザ光15の照射位置に対して基板100を移動させるために、保持機構12を、第1浮上ユニット10Aと第2浮上ユニット10Bの間の隙間10Cに沿って移動させる。
(照射プロセスの実施例)
 以下、本実施の形態にかかる照射プロセスの実施例について、図23~図25を用いて説明する。図23~図25は、それぞれ基板100に対するレーザ光の照射位置を模式的に示している。図23~図25において、基板100は、複数の表示パネルを形成するためのマザーガラス基板となっている。例えば、基板サイズが3130mm×2880mmとなっている。
(実施例1)
 図23に示す実施例1では、1枚の基板100から8枚の表示パネルP1~P8を製造する8面取りの例を示している。x方向における基板サイズが3130mm、y方向における基板サイズが2880mmとなっている。各表示パネルのパネルサイズは、764mm×1341mmとなっている。この場合、y方向における照射領域15aの大きさは1341mm以上とする。x方向に基板100を搬送しながら、レーザ光を照射することで、基板100のほぼ半分にレーザ光が照射される。レーザ光が照射された領域では、アモルファスシリコン膜が結晶化して、ポリシリコン膜が形成される。そして、2回の照射プロセスにより、基板100のほぼ全体にポリシリコン膜を形成することができる。
 1回目の照射プロセスでは、基板100のほぼ半分の領域にレーザ光が照射される。つまり、1回目の照射プロセスでは、基板100の一端側の半分の矩形領域にレーザ光が照射される。表示パネルP1~P4となる領域において、レーザ光が照射される。1回目の照射プロセスでは、保持機構12(図23では不図示)が表示パネルP5~P8のいずれか1つ以上となる領域を保持した状態で、基板100がx方向に搬送される。
 1回目の照射プロセスの後、基板100をz軸周りに180°回転する。2回目の照射プロセスでは、基板100の残り半分の領域にレーザ光が照射される。つまり、2回目の照射プロセスでは、基板100の他端側の半分の矩形領域にレーザ光が照射される。表示パネルP5~P8となる領域において、レーザ光が照射される。2回目の照射プロセスでは、保持機構12が表示パネルP1~P4のいずれか1つ以上となる領域を保持した状態で、基板100がx方向に搬送される。2回の照射プロセスにより、基板100のほぼ全面にレーザ光が照射される。
(実施例2)
 図24に示す実施例2では、1枚の基板100から6枚の表示パネルP1~P6を製造する6面取りの例を示している。x方向における基板サイズが3130mm、y方向における基板サイズが2880mmとなっている。各表示パネルのパネルサイズは、1546mm×888mmとなっている。この場合、y方向における照射領域15aの大きさは888mm以上とする。x方向に基板100を搬送しながら、レーザ光を照射することで、基板100のほぼ1/3にレーザ光が照射される。レーザ光が照射された領域では、アモルファスシリコン膜が結晶化して、ポリシリコン膜が形成される。そして、3回の照射プロセスにより、基板100のほぼ全体にポリシリコン膜を形成することができる。
 1回目の照射プロセスでは、基板100のほぼ1/3の領域にレーザ光が照射される。基板100の一端側の1/3の矩形領域にレーザ光が照射される。つまり、表示パネルP1~P2となる領域において、レーザ光が照射される。1回目の照射プロセスでは、保持機構12(図24では不図示)が表示パネルP3~P6のいずれか1つ以上となる領域を保持した状態で、基板100がx方向に搬送される。
 1回目の照射プロセスの後、基板100を-y方向に搬送する。2回目の照射プロセスでは、基板100の中央のほぼ1/3の領域にレーザ光が照射される。2回目の照射プロセスでは、基板100の中心を含む1/3の矩形領域にレーザ光が照射される。表示パネルP3~P4となる領域において、レーザ光が照射される。3回目の照射プロセスでは、保持機構12が表示パネルP5、P6のいずれか1つ以上となる領域を保持した状態で、基板100がx方向に搬送される。2回の照射プロセスにより、基板100のほぼ2/3にレーザ光が照射される。
 2回目の照射プロセスの後、基板100をz軸周りに180°回転するとともに、y方向に基板100を搬送する。3回目の照射プロセスでは、基板100の他端側の1/3の矩形領域にレーザ光が照射される。表示パネルP5~P6となる領域において、レーザ光が照射される。3回目の照射プロセスでは、保持機構12が表示パネルP1~P4のいずれか1つ以上となる領域を保持した状態で、基板100がx方向に搬送される。3回の照射プロセスにより、基板100のほぼ全体にレーザ光が照射される。
 なお、レーザ光の照射プロセスの順番は、特に限定されるものではない。例えば、表示パネルP5、P6となる領域にレーザ光を照射した後に、表示パネルP3、P4となる領域にレーザ光を照射しても良い。また、1回目の照射プロセスにおいて、表示パネルP3、P4となる領域にレーザ光を照射しても良い。
(実施例3)
 図25に示す実施例3では、1枚の基板100から3枚の表示パネルP1~P3を製造する6面取りの例を示している。x方向における基板サイズが2880mm、y方向における基板サイズが3130mmとなっている。各表示パネルのパネルサイズは、1806mm×1029mmとなっている。この場合、y方向における照射領域15aの大きさは1029mm以上とする。x方向に基板100を搬送しながら、レーザ光を照射することで、基板100のほぼ1/3にレーザ光が照射される。レーザ光が照射された領域では、アモルファスシリコン膜が結晶化して、ポリシリコン膜が形成される。そして、3回の照射プロセスにより、基板100のほぼ全体にポリシリコン膜を形成することができる。
 1回目の照射プロセスでは、基板100のほぼ1/3の領域にレーザ光が照射される。基板100の一端側の1/3の矩形領域にレーザ光が照射される。つまり、表示パネルP1となる領域において、レーザ光が照射される。1回目の照射プロセスでは、保持機構12(図25では不図示)が表示パネルP1,P2のいずれか1つ以上となる領域を保持した状態で、基板100がx方向に搬送される。
 1回目の照射プロセスの後、基板100を-y方向に搬送する。2回目の照射プロセスでは、基板100の中央のほぼ1/3の領域にレーザ光が照射される。2回目の照射プロセスでは、基板100の中心を含む1/3の矩形領域にレーザ光が照射される。表示パネルP2となる領域において、レーザ光が照射される。3回目の照射プロセスでは、保持機構12が表示パネルP1、P3のいずれか1つ以上となる領域を保持した状態で、基板100がx方向に搬送される。2回の照射プロセスにより、基板100のほぼ2/3にレーザ光が照射される。
 2回目の照射プロセスの後、基板100をz軸周りに180°回転するとともに、y方向に基板100を搬送する。3回目の照射プロセスでは、基板100の他端側の1/3の矩形領域にレーザ光が照射される。表示パネルP3となる領域において、レーザ光が照射される。3回目の照射プロセスでは、保持機構12が表示パネルP1、P2のいずれか1つ以上となる領域を保持した状態で、基板100がx方向に搬送される。3回の照射プロセスにより、基板100のほぼ全体にレーザ光が照射される。
 なお、レーザ光の照射プロセスの順番は、特に限定されるものではない。例えば、表示パネルP5、P6となる領域にレーザ光を照射した後に、表示パネルP3、P4となる領域にレーザ光を照射しても良い。また、1回目の照射プロセスにおいて、表示パネルP3、P4となる領域にレーザ光を照射しても良い。
 例2,例3では、1回の照射プロセスにおいて、基板100の約1/3の領域にレーザ光が照射される。したがって、保持機構12は、基板100の端辺から基板サイズの1/3程度の位置で基板100を保持する。つまり、y方向において、第2浮上ユニット10Bが基板100の基板サイズの1/3程度の幅を有する。もちろん、第2浮上ユニット10Bの幅は、基板サイズの1/3に限定されるものではない。基板サイズ、パネルの面取り数、レーザ光の照射領域15aのサイズに応じて、プロセス回数を決定することがで、第2浮上ユニット10Bの大きさを決めてもよい。例えば、第1浮上ユニット10A、及び第2浮上ユニット10Bのそれぞれを基板サイズの1/4以上としてもよい。
 本実施の形態の構成より、大型の基板100を適切に搬送することできる。基板100に回転する力が加わった場合でも、慣性モーメントにより吸着保持の解除を防ぐことができる。また、小さい吸着面積で確実に基板100を保持することができるため、帯電量の増加を防ぐことができる。よって、クーロン力によって、基板100が第1浮上ユニット10A又は第2浮上ユニット10Bに接触することができる。
 なお、実施の形態3の構成は、実施の形態1、2の構成と適宜組み合わせることが可能である。例えば、実施の形態3の構成において、基板100の搬送方向を照射領域15aの長手方向から傾いた方向としてもよい。
(有機ELディスプレイ)
 上記のポリシリコン膜を有する半導体装置は、有機EL(ElectroLuminescence)ディスプレイ用のTFT(Thin Film transistor)アレイ基板に好適である。すなわち、ポリシリコン膜は、TFTのソース領域、チャネル領域、ドレイン領域を有する半導体層として用いられる。
 以下、本実施の形態にかかる半導体装置を有機ELディスプレイディスプレイに適用した構成について説明する。図26は、有機ELディスプレイの画素回路を簡略化して示す断面図である。図26に示す有機ELディスプレイ300は、各画素PXにTFTが配置されたアクティブマトリクス型の表示装置である。
 有機ELディスプレイ300は、基板310、TFT層311、有機層312、カラーフィルタ層313、及び封止基板314を備えている。図26では、封止基板314側が視認側となるトップエミッション方式の有機ELディスプレイを示している。なお、以下の説明は、有機ELディスプレイの一構成例を示すものであり、本実施の形態は、以下に説明される構成に限られるものではない。例えば、本実施の形態にかかる半導体装置は、ボトムエミッション方式の有機ELディスプレイに用いられていてもよい。
 基板310は、ガラス基板又は金属基板である。基板310の上には、TFT層311が設けられている。TFT層311は、各画素PXに配置されたTFT311aを有している。さらに、TFT層311は、TFT311aに接続される配線(図示を省略)等を有している。TFT311a、及び配線等が画素回路を構成する。
 TFT層311の上には、有機層312が設けられている。有機層312は、画素PXごとに配置された有機EL発光素子312aを有している。さらに、有機層312には、画素PX間において、有機EL発光素子312aを分離するための隔壁312bが設けられている。
 有機層312の上には、カラーフィルタ層313が設けられている。カラーフィルタ層313は、カラー表示を行うためのカラーフィルタ313aが設けられている。すなわち、各画素PXには、R(赤色)、G(緑色)、又はB(青色)に着色された樹脂層がカラーフィルタ313aとして設けられている。
 カラーフィルタ層313の上には、封止基板314が設けられている。封止基板314は、ガラス基板などの透明基板であり、有機層312の有機EL発光素子の劣化を防ぐために設けられている。
 有機層312の有機EL発光素子312aに流れる電流は、画素回路に供給される表示信号によって変化する。よって、表示画像に応じた表示信号を各画素PXに供給することで、各画素PXでの発光量を制御することができる。これにより、所望の画像を表示することができる。
 有機ELディスプレイ等のアクティブマトリクス型表示装置では、1つの画素PXに、1つ以上のTFT(例えば、スイッチング用TFT、又は駆動用TFT)が設けられている。そして、各画素PXのTFTには、ソース領域、チャネル領域、及びドレイン領域を有する半導体層が設けられている。本実施の形態にかかるポリシリコン膜は、TFTの半導体層に好適である。すなわち、上記の製造方法により製造したポリシリコン膜をTFTアレイ基板の半導体層に用いることで、TFT特性の面内ばらつきを抑制することができる。よって、表示特性の優れた表示装置を高い生産性で製造することができる。
(半導体装置の製造方法)
 本実施の形態にかかるレーザ照射装置を用いた半導体装置の製造方法は、TFTアレイ基板の製造に好適である。TFTを有する半導体装置の製造方法について、図27、図28を用いて説明する。図27、図28は半導体装置の製造工程を示す工程断面図である。以下の説明では、逆スタガード(inverted staggered)型のTFTを有する半導体装置の製造方法について説明する。図27,図28では、半導体製造方法におけるポリシリコン膜の形成工程を示している。なお、その他の製造工程については、公知の手法を用いることができるため、説明を省略する。
 図27に示すように、ガラス基板401上に、ゲート電極402が形成されている。ゲート電極402の上に、ゲート絶縁膜403が形成されている。ゲート絶縁膜403の上に、アモルファスシリコン膜404を形成する。アモルファスシリコン膜404は、ゲート絶縁膜403を介して、ゲート電極402と重複するように配置されている。例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)法により、ゲート絶縁膜403とアモルファスシリコン膜404とを連続成膜する。
 そして、アモルファスシリコン膜404にレーザ光L1を照射することで、図28に示すように、ポリシリコン膜405が形成される。すなわち、図1等で示したレーザ照射装置1によって、アモルファスシリコン膜404を結晶化する。これにより、シリコンが結晶化したポリシリコン膜405がゲート絶縁膜403上に形成される。ポリシリコン膜405は、上記したポリシリコン膜に相当する。
 さらに、上記の説明では、本実施の形態にかかるレーザアニール装置が、アモルファスシリコン膜にレーザ光を照射してポリシリコン膜を形成するものとして説明したが、アモルファスシリコン膜にレーザ光を照射してマイクロクリスタルシリコン膜を形成するものであってもよい。さらには、アニールを行うレーザ光はNd:YAGレーザに限定されるものではない。また、本実施の形態にかかる方法は、シリコン膜以外の薄膜を結晶化するレーザアニール装置に適用することも可能である。すなわち、非晶質膜にレーザ光を照射して、結晶化膜を形成するレーザアニール装置であれば、本実施の形態にかかる方法は適用可能である。本実施の形態にかかるレーザアニール装置によれば、結晶化膜付き基板を適切に改質することができる。
変形例1
 次に、変形例1にかかる搬送装置を用いたレーザ照射装置について、図29を用いて説明する。図29は、レーザ照射装置1を模式的に示す上面図である。なお、搬送装置及びレーザ照射装置1の基本的構成は実施の形態1と同様となっているため、適宜説明を省略する。
 変形例では、上面視において、被処理体16の角度が実施の形態1と異なっている。具体的には、被処理体16の-y側の端辺161が、搬送方向から傾いている。つまり、搬送方向と端辺161とが平行になっていない。図29では、図1の構成に対して、被処理体16がZ軸周りに回転した構成となっている。y方向と被処理体16の端辺161の成す角度をφとする。また、x方向と搬送方向と成す角をθとする。ここでは、φがθよりも大きくなっているが、φはθ以下であってもよい。
 φは0°より大きく5°以下とすることが好ましい。また、θは0°より大きく5°以下とすることが好ましい。レーザ照射プロセスの仕様に応じて、φを調整することができる。例えば、実施の形態2で示した図6~図14の搬送装置600において、アライメント機構69aが、基板100の角度を所望の角度に変えることができる。つまり、図9に示したように、アライメント機構69aがZ軸周りに回転する駆動機構として機能する。アライメント機構69aが基板100の端辺の角度を搬送方向と異なる角度にする。このようにすることで、レーザ光の照射前に基板100をZ軸周りに回転することができる。ライン状のレーザ光に対して所望の角度で傾斜した状態で、搬送装置600が基板100を搬送することができる。レーザ光を照射後に、図11に示したように、アライメント機構69bが浮上ユニット10上の基板100を回転する。このようにすることにより、図12に示したように、X方向と基板100の端辺とが平行になる。
変形例2
 変形例2にかかるレーザ照射装置について、図30を用いて説明する。変形例2にかかるレーザ照射装置1は、スリット機構30を有している。
 図30に示すように、矩形状の被処理体16において、+x側の端辺を端辺162,-x側の端辺を端辺163、+y側の端辺を端辺164とする。照射例1では、図29と同様に、搬送方向が、被処理体16の端辺161、164から傾いている。
 以下、被処理体16の全面を2回に分けてレーザ照射する照射例について説明する。被処理体16において、領域168と領域169に対して、レーザ光が順番に照射される。具体的には、1回目の搬送で被処理体16の片側半分の領域168に対して,レーザ光が照射される。領域168は、端辺162と端辺163と端辺161と境界線165で囲まれた領域である。境界線165は、搬送方向と平行な直線となっている。
 次に、被処理体16をZ軸周りに180°回転させた後に、2回目の搬送を行う。これにより、残りの片側半分の領域169に対して、レーザ光が照射される。つまり、1回目のレーザ照射で領域168にポリシリコン膜が形成され、2回目のレーザ照射で、領域169にポリシリコン膜が形成される。領域169は、端辺162と端辺163と端辺164と境界線165で囲まれた領域である。また、領域168と領域169とは一部重複していてもよい。この場合、境界線165近傍では、被処理体16にレーザ光が2回照射される。あるいは、1回目の照射でレーザ光が照射される領域168と2回目の照射でレーザ光が照射される領域169との間には、隙間が設けられていてもよい。この場合、1回目の領域168と2回目の領域169との間には、レーザ光が照射されない領域が存在する。また、領域168と領域169との間の隙間は限りなく狭くしてもよい。1回目の照射で照射済みとなる領域168を規定する境界線と、2回目の照射で照射済みとなる領域169を規定する境界線が一致しない。
 スリット機構30は、被処理体16におけるレーザ光の照射領域15aの長さを調整することができる。つまり、スリット機構30は、スリット長が可変の可変長スリットとなっている。これにより、1回目と2回目のレーザ照射で照射される領域168、169の大きさを自在に変化させることができる。具体的には、スリット機構30は、スリット長を調整することで、y方向におけるライン状の照射領域15aの長さを変更することができる。例えば、スリット機構30は、図2で示したレーザ照射部14の光学系に設置されている。
 スリット機構30は、遮光部32と遮光部33とを備えている。遮光部33と遮光部32は、y方向に沿って移動可能に設けられた遮光板等を有している。遮光部33と遮光部32は、レーザ光の端部を遮光することができる。遮光部33はラインビームの-y側の端部を遮光する。つまり、遮光部33はライン状の照射領域15aの-y側の位置を規定する。遮光部32はラインビームの+y側の端部を遮光する。つまり、遮光部32はライン状の照射領域15aの+y側の位置を規定する。よって、遮光部32の位置が、境界線165の位置を規定する。
 遮光部32と遮光部33が近づくようにy方向に移動することでスリット長を短くすることができる。遮光部32と遮光部33が離れるようにy方向に移動することで、スリット長を長くすることができる。
 遮光部32,及び遮光部33は、レーザ照射部14に設けられているが、以下の説明では、説明の簡略化のため、遮光部32と遮光部33の位置を光学系により被処理体16に投影したときの位置として説明する。例えば,遮光部32の位置が照射領域15aの+y側の端部に対応し、遮光部33の位置が照射領域15aの-y側の端部に対応するものとして説明する。
 遮光部33と遮光部32とは、独立して移動する。これにより、スリット機構30が、被処理体16におけるラインビーム長及び照射端位置を変えることが可能になる。さらに、遮光部33と遮光部32とは、被処理体16の搬送に連動して、移動してもよい。つまり、被処理体16の搬送位置に変化に応じて、遮光部32と遮光部33の位置が変化しても良い。なお、図30では、図29と同様に、搬送方向が、被処理体16の端辺161から傾いているが、図1に示したように平行となっていてもよい。
(照射例1)
 照射例1について、図31を用いて、説明する。図31は、被処理体16に対するレーザ光の照射領域15aを模式的に示す上面図である。以下の図では、説明の簡略化のため、適宜、搬送ユニット11や浮上ユニット10を省略している。照射例1では、図1と同様に、被処理体16の端辺161、164と搬送方向が平行になっている。領域169と領域168との境界線165は、搬送方向及び端辺161と平行になっている。
 図31の左側には、1回目の照射が開始した照射開始時点の構成が示されており、図31の右側には、1回目の照射が終了した照射終了時点の構成が示されている。なお、照射開始時点とは、搬送によって、照射領域15aが被処理体16の端辺162に重複したタイミングを示す。照射終了時点とは、搬送によって、照射領域15aが被処理体16の-x側の端辺163を通過したタイミングを示す。
 1回目の照射中において、遮光部32と遮光部33の位置が一定となっている。照射開始時点から照射終了時点までの間、スリット長及び照射端位置が一定となっている。照射領域15aの-y側の端部位置が端辺161に一致するように、遮光部33の位置が調整されている。つまり、遮光部33は、照射領域15aの一端が端辺161と一致するように、ラインビームを形成する。
 被処理体16の搬送によって、領域168にレーザ光が照射されていく。照射が終了すると、領域168にポリシリコン膜16aが形成される。領域168に対するレーザ照射が終了したら、被処理体16をZ軸周りに180°回転させて、同様にレーザ光を照射する(図示を省略)。これにより、領域169に対するレーザ照射が完了する。
 被処理体16から外れた基板外のエリアに照射されるレーザ光を低減することができる。例えば、照射例1では図31に模式的に示す三角形のエリア170にレーザ光が照射されることになる。エリア170は、被処理体16が搬送される際において、被処理体16に照射されないレーザ光の軌跡を示す領域である。図31などでは,説明のため、被処理体16の外側でレーザ光が照射される領域が、搬送とともに移動する軌跡をエリア170として示している。なお、実際は、浮上ユニット10の一定の位置にレーザ光が照射される(図1又は図6などの照射領域15aを参照)。この場合、2つの精密浮上ユニット111の間の隙間に、レーザ光の照射領域15aが形成されるようにする。遮光部32の位置を調整することで、領域169と領域168との境界線165を被処理体16においてデバイスが形成されない領域にすることができる。例えば、境界線165を被処理体16の切断線上に形成することができる。これにより、デバイス内における照射ばらつきの発生を抑制することができる。
(照射例2)
 照射例2について、図32、図33を用いて、説明する。図32、図33は、被処理体16に対するレーザ光の照射領域15aを模式的に示す上面図である。照射例2では、被処理体16の搬送に応じて、遮光部32,及び遮光部33が移動している。図32は、被処理体16の端辺162にレーザ光が照射される様子を示している。つまり、図32は、被処理体16への照射開始時における遮光部33の動作を示している。図33は、被処理体16の端辺163にレーザ光が照射される様子を示している。つまり、図33は、被処理体16への照射終了時における遮光部32の動作を示している。照射例2では、被処理体16の端辺161と搬送方向が平行になっている。
 まず、図32を用いて、照射開始時における遮光部33の動作について説明する。図32の左側は遮光部33の移動開始時点の位置を示し、図32の右側に移動終了時点の位置が示されている。図32では、遮光部32の位置は一定となっている。
 被処理体16の+x側の端部の位置に合わせて、遮光部33が-y方向に移動している。被処理体16の搬送中において、上面視で遮光部33は、端辺162に沿って移動する。これにより、端辺161の全体に渡って、端辺161の-x側にポリシリコン膜16aが形成される。
 具体的には、照射領域15aが被処理体16の端辺162を横切る間に、遮光部33が-y方向に移動していく。領域168の全体にレーザ光が照射されるように、遮光部33が被処理体16の端辺161まで移動する。つまり、遮光部33が徐々に遮光部32から離れていく。したがって、遮光部33の移動に応じて、照射領域15aが徐々に長くなっていく。図32の移動終了時点の位置まで移動した後は、被処理体16が搬送中において、遮光部33の位置が一定となっている。
 次に図33を用いて、照射終了時における遮光部32の動作について説明する。図33の左側は遮光部32の移動開始時点の位置を示し、図33の右側に遮光部32の移動終了時点の位置が示されている。図33では、遮光部33の位置は一定となっている。
 被処理体16の-x側の端部の位置に合わせて、遮光部32が-y方向に移動している。被処理体16の搬送中において、上面視で遮光部33は、端辺163に沿って移動する。具体的には、照射領域15aが被処理体16の端辺163を横切る間に、遮光部32が-y方向に移動していく。遮光部32が徐々に遮光部33に近づいていく。したがって、遮光部32の移動に応じて、照射領域15aが徐々に短くなっていく。
 このようにして、領域168にレーザ光が照射されるため、領域168の全体にポリシリコン膜16aが形成される。領域168に対するレーザ照射が終了したら、被処理体16をZ軸周りに180°回転させて、同様にレーザ光を照射する。これにより、領域169に対するレーザ照射が完了する。照射例2では、被処理体16の外側の照射済みエリアを小さくすることができる。よって、浮上ユニット10に対するダメージを抑制することができる。
(照射例3)
 照射例3について、図34を用いて、説明する。図34は、被処理体16に対するレーザ光の照射領域15aを模式的に示す上面図である。図34の左側の図は、照射開始時点の構成を示し、右側の図は照射終了時点の図を示す。照射例3では照射例1と比して、遮光部33の位置が異なっている。より詳細には、照射領域15aの一端が被処理体16の端辺161よりも-y側に位置するように、遮光部33が配置されている。照射例3では、搬送方向が端辺161と平行になっている。遮光部32,及び遮光部33の位置が一定となっている。
 上面視において、照射領域15aの一端が端辺161から-y側にはみ出すよう形成されている。なお、照射例3では、被処理体16よりも-y側にはみ出したエリア170にも、レーザ光が照射されることになる。被処理体16の-y側の端辺161まで確実にレーザ光を照射することができる。よって、端辺161の近傍においても、レーザ光を均一に照射することができる。
(照射例4)
 照射例4について、図35,及び図36を用いて説明する。図35、図36は、被処理体16とレーザ光の照射領域15aを模式的に示す上面図である。図35は、照射開始前、図36は照射終了後の構成を模式的に示している。照射例4では、被処理体16の搬送中において、遮光部32の位置が徐々に変化している。なお、照射例4では、搬送方向が端辺161から傾いている。
 まず、図35を参照して、被処理体16の点と,その軌跡を以下のように定義する。図35に示すように、端辺162と境界線165との交点を点C1とする。端辺163と境界線165との交点を点C2とする。端辺162と端辺161との交点を点C3とする。端辺163と端辺161との交点を点C4とする。点C3と点C4は矩形状の被処理体16の角に対応する。
 搬送による点C1~点C4の軌跡をそれぞれ軌跡T1~T4とする。例えば、被処理体16を搬送方向に搬送すると、点C1は軌跡T1に沿って移動する。軌跡T1~T4はそれぞれ搬送方向と平行な直線である。上面視において、+y側から順に、軌跡T2,軌跡T1、軌跡T4、軌跡T3の順に配置されている。さらに、照射例3と同様に,被処理体16の端辺161よりも-y側に照射領域15a一端が配置されている。つまり、照射領域15aが端辺161から-y側にはみ出すように、遮光部33の位置が調整されている。
 照射例4では、被処理体16が搬送方向に沿って搬送されると、図36に示すようになる。図36では、境界線165よりも-y側の領域168にレーザ光が照射される。被処理体16を搬送している間、搬送に応じて、遮光部32が移動している。具体的には、搬送速度が一定である場合、遮光部32が一定速度で移動する。遮光部32が一定の移動速度で徐々に+y方向に移動していく。点C1と点C2とを結ぶ直線が境界線165となるように、遮光部32が移動する。したがって、端辺161が搬送方向から傾いている場合でも、境界線165と端辺161を平行にすることができる。換言すると、境界線165が搬送方向から傾いた方向の直線になる。
 また、照射領域15aが軌跡T3よりも-y側にはみ出している。よって、被処理体16から-y側にはみ出したエリア170にも、レーザ光が照射される。なお、照射例4では、搬送に応じてスリット長が変わるように、遮光部33を移動させていないが、移動させてもよい。つまり、スリット長が一定であってもよく、変化してもよい。
 (照射例5)
 照射例5について、図37,及び図38を用いて説明する。図37、図38は照射例5の構成を模式的に示す上面図である。図37は、照射開始前、図38は照射終了後の構成を模式的に示している。照射例5では、搬送に応じて、遮光部32,及び遮光部33が移動している。照射例5では、搬送に応じて、遮光部33が+y方向に移動する。
 照射例5では、搬送に応じて、遮光部33の位置が端辺161に沿って変化している。また、搬送に応じて、遮光部32の位置が、照射例4と同様に、端辺161と平行な境界線165に沿って変化している。したがって、遮光部33と遮光部32は、同じ移動速度で徐々に+y方向に移動している。スリット機構30のスリット長が一定となっている。照射領域15aのライン長が端辺161から境界線165までのy方向距離と一致している。このようにすることで、被処理体16の-y側にはみ出したエリアレーザ光が照射されないようにすることができる。よって、領域168にポリシリコン膜16aが形成される。
その他の実施形態
 被処理体16や基板100を保持する保持機構12にバルブの有無に関わらず真空吸着できる保持機構を用いてもよい。また、被処理体16や基板100を浮上させるためのガスとして、圧縮した空気や窒素などの不活性ガスを用いることができる。
 実施の形態2では、浮上ユニット10が、精密浮上ユニット111、準精密浮上ユニット112,及びラフ浮上ユニット113を備えているものとして説明したが、浮上ユニット10は、精密浮上ユニット111、準精密浮上ユニット112,及びラフ浮上ユニット113の全てを備えていなくてもよい。つまり、浮上ユニット10は、精密浮上ユニット111、準精密浮上ユニット112,及びラフ浮上ユニット113のいずれか1つ以上を有していてもよい。例えば。浮上ユニット10は、精密浮上ユニット111とラフ浮上ユニット113の2つにより構成されていてもよい.この場合、ラフ浮上ユニット113が、精密浮上ユニット111に隣接するように配置される。
 また、図6~図14に示した搬送装置600では、複数の基板に対して、連続してレーザ光を照射することができる。図39~図42を用いて、搬送装置600が、2枚の基板100、101を同時に浮上させて搬送する例について説明する。なお、実施の形態2で説明した内容と重複する内容については適宜説明を省略する。
 図39に示すように、1枚目の基板100のレーザ光の照射中に、2枚目の基板101が浮上ユニット10の第4の領域60dに搬入される。図39では、基板100の端辺がY方向から傾いた状態で、レーザ光が基板100に照射される。そして、搬送ユニット11bが基板100を第2の領域60bまで搬送すると、基板100に対する1回目のレーザ照射が終了する。
 基板100へのレーザ照射が終了したら、図40に示すように、アライメント機構69bが基板100を回転する。これにより、基板100の端辺がX方向及びY方向と平行になる。このとき、搬送ユニット11aは、基板101を+Y方向に搬送している。よって、図39において第4の領域60dにあった基板101が、図40では第1の領域60aに移動している。つまり、搬送ユニット11aによる基板101の搬送と、搬送ユニット11bによる基板100の搬送が同時に行われる。
 そして、アライメント機構69aが基板101を回転させた後、搬送ユニット11bが基板101を搬送する。これにより、図41に示すように、基板101の端辺がY方向から傾いた状態で、基板101が照射領域15aを通過する。このとき、搬送ユニット11cが、基板100を-Y方向に搬送している。よって、図40において第2の領域60bにあった基板100が、図41では第3の領域60cに移動している。つまり、搬送ユニット11bによる基板101の搬送と、搬送ユニット11cによる基板100の搬送が同時に行われる。そして、基板101を第2の領域60bまで搬送すると、基板101に対する1回目のレーザ照射が終了する。
 基板101へのレーザ照射が終了したら、アライメント機構69bが基板101を回転する。これにより、図42に示すように、基板101の端辺がX方向及びY方向と平行になる。このとき、搬送ユニット11dは、基板100を-X方向に搬送している。よって、図41において第3の領域60cにあった基板101が、図42では第4の領域60dに移動している。つまり、アライメント機構69bが基板101を回転させている間に、搬送ユニット11dが基板100を搬送する。
 さらに、第4の領域60dでは、図42に示すように、回転機構68が、基板100を180°回転する。そして、基板101と基板100とに対して、上記の処理を繰り返し行う。つまり、基板101と基板100とを入れ替えて、図39~図42に示した処理が行われる。したがって、2回目のレーザ照射では、1回目のレーザ照射でレーザ光が照射されていない領域に、レーザ光が照射される。つまり、1回目のレーザ照射では、基板100の片側半分にレーザ光が照射され、2回目のレーザ照射では基板100の残り半分にレーザ光が照射される。
 このようにすることで、搬送装置600が浮上中の複数の基板100,101を同時に搬送することができる。搬送ユニット11a~11dが順次、基板100、101を周回させていく。これにより、2枚の基板100,101が連続して照射領域15aを通過する。複数枚の基板に対して、レーザ光を連続して照射することができる。また、基板を搬送装置600に搬入又は搬送するための待ち時間を短縮することができる。これにより、タクトタイムを短縮することができ、生産性を向上することができる。もちろん、搬送装置600が同時に浮上させる基板は2枚に限らず、3枚以上であってもよい。
 なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
 この出願は、2021年1月29日に出願された日本出願特願2021-12922を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
 1 レーザ照射装置
 10 浮上ユニット
 11 搬送ユニット
 12 保持機構
 13 移動機構
 14 レーザ照射部
 15 レーザ光
 15a 照射領域
 16 被処理体
 60a 第1の領域
 60b 第2の領域
 60c 第3の領域
 60d 第4の領域
 60e プロセス領域
 60f 通過領域
 670~676 端部浮上ユニット
 68 回転機構
 69a、69b アライメント機構
 100 基板
 161 端辺
 162 端辺
 163 端辺
 164 端辺
 165 境界線
 300 有機ELディスプレイ
 310 基板
 311 TFT層
 311a TFT
 312 有機層
 312a 有機EL発光素子
 312b 隔壁
 313 カラーフィルタ層
 313a カラーフィルタ(CF)
 314 封止基板
 401 ガラス基板
 402 ゲート電極
 403 ゲート絶縁膜
 404 アモルファスシリコン膜
 405 ポリシリコン膜
 PX 画素

Claims (30)

  1.  ライン状のレーザ光を基板に照射するために、前記基板を搬送する搬送装置であって、
     前記基板をその上面で浮上させる基板浮上ユニットと、
     前記基板を保持する保持機構と、
     前記基板に対する前記レーザ光の照射位置を変えるよう、上面視において、前記ライン状のレーザ光の長手方向と直交する方向から傾いた方向に前記保持機構を移動する移動機構と、を備えた搬送装置。
  2.  前記保持機構が、搬送方向に沿って配列された複数の吸着セルを有しており、
     前記複数の吸着セルが前記基板の下面を吸着することで、前記保持機構が前記基板を保持しており、
     前記吸着セルのそれぞれに対してバルブが設けられている請求項1に記載の搬送装置。
  3.  前記保持機構の吸着セルは金属材料により形成されており、
     前記吸着セルの上面には吸着溝が形成されている請求項1、又は2に記載の搬送装置。
  4.  上面視において、前記直交する方向と搬送方向との成す角度が0°より大きく、5°以下となっている請求項1~3のいずれか1項に記載の搬送装置。
  5.  前記基板が矩形状であり、
     上面視において、搬送方向が、前記基板の4端辺から傾いている請求項1~4のいずれか1項に記載の搬送装置。
  6.  上面視において、前記直交する方向と前記基板の端辺との成す角度が0°よりも大きく、5°以下となっている請求項1~5のいずれか1項に記載の搬送装置。
  7.  前記基板浮上ユニット上の前記基板を回転させる回転機構をさらに備えた請求項1~6のいずれか1項に記載の搬送装置。
  8.  上面視において、前記直交する方向から前記基板の端辺を傾けた状態で前記基板を搬送して前記レーザ光の照射した後に、前記基板浮上ユニット上の基板を回転して、前記直交する方向と前記基板の端辺とを平行にする請求項1~7のいずれか1項に記載の搬送装置。
  9.  前記長手方向における前記レーザ光の照射位置を調整するスリット機構をさらに備えた請求項1~8のいずれか1項に記載の搬送装置。
  10.  ライン状のレーザ光を基板に照射するために、前記基板を搬送する搬送装置であって、
     基板の下側に配置され、前記基板を浮上させる第1基板浮上ユニットであって、上面視において前記基板の中央部から前記基板の一端側に配置された第1基板浮上ユニットと、
     前記基板の下側に配置され、前記基板を浮上させる第2基板浮上ユニットであって、上面視において前記基板の中央部から前記基板の他端側に配置された第2基板浮上ユニットと、
     前記基板の中央部の下側に配置され、前記基板を吸着して保持する保持機構と、
     前記レーザ光の照射位置に対して前記基板を移動させるために、前記保持機構を、前記第1基板浮上ユニットと前記第2基板浮上ユニットの間の隙間に沿って移動させる移動機構と、を備えた搬送装置。
  11.  ライン状のレーザ光を基板に照射するために、前記基板を搬送する搬送方法であって、
     (a)基板浮上ユニットが、その上面で前記基板を浮上させるステップと、
     (b)保持機構によって前記基板を保持するステップと、
     (c)前記基板に対する前記レーザ光の照射位置を変えるよう、上面視において、前記ライン状のレーザ光の長手方向と直交する方向から傾いた方向に前記保持機構を移動するステップと、を備えた搬送方法。
  12.  前記保持機構が、搬送方向に沿って配列された複数の吸着セルを有しており、
     前記複数の吸着セルが前記基板の下面を吸着することで、前記保持機構が前記基板を保持しており、
     前記吸着セルのそれぞれに対してバルブが設けられている請求項11に記載の搬送方法。
  13.  前記保持機構の吸着セルは金属材料により形成されており、
     前記吸着セルの上面には吸着溝が形成されている請求項11、又は12に記載の搬送方法。
  14.  上面視において、前記直交する方向と搬送方向との成す角度が0°より大きく、5°以下となっている請求項11~13のいずれか1項に記載の搬送方法。
  15.  前記基板が矩形状であり、
     上面視において、搬送方向が、前記基板の4端辺から傾いている請求項11~14のいずれか1項に記載の搬送方法。
  16.  上面視において、前記直交する方向と前記基板の端辺との成す角度が0°よりも大きく、5°以下となっている請求項11~15のいずれか1項に記載の搬送方法。
  17.  前記レーザ光の照射前に、前記基板浮上ユニット上の前記基板を回転する請求項11~16のいずれか1項に記載の搬送方法。
  18.  上面視において、前記直交する方向から前記基板の端辺を傾けた状態で前記基板を搬送して前記レーザ光の照射した後に、前記基板浮上ユニット上の基板を回転して、前記直交する方向と前記基板の端辺とを平行にする請求項11~17のいずれか1項に記載の搬送方法。
  19.  前記レーザ光の光学系に設けられたスリット機構によって、前記長手方向における前記レーザ光の照射位置を調整する請求項11~18のいずれか1項に記載の搬送方法。
  20.  ライン状のレーザ光を基板に照射するために、前記基板を搬送する搬送方法であって、
     (A)前記基板の下側に配置された第1基板浮上ユニットを用いて、上面視において前記基板の中央部から前記基板の一端側を浮上させるとともに、前記基板の下側に配置された第2基板浮上ユニットを用いて、上面視において前記基板の中央部から前記基板の他端側を浮上させるステップと、
     (B)前記基板の中央部の下側に配置された保持機構を用いて、前記基板を吸着して保持するステップと、
     (C)前記レーザ光の照射位置に対して前記基板を移動させるために、前記保持機構を、前記第1基板浮上ユニットと前記第2基板浮上ユニットの間の隙間に沿って移動させるステップと、を備えた搬送方法。
  21.  (s1)基板上に非晶質膜を形成するステップと、
     (s2)前記非晶質膜を結晶化して結晶化膜を形成するように、ライン状のレーザ光を前記基板に照射して、前記非晶質膜をアニールするステップと、を備え、
     前記(s2)アニールするステップは、
     (sa)基板浮上ユニットが、その上面で前記基板を浮上させるステップと、
     (sb)保持機構によって前記基板を保持するステップと、
     (sc)前記基板に対する前記レーザ光の照射位置を変えるよう、上面視において、前記ライン状のレーザ光の長手方向と直交する方向から傾いた方向に前記保持機構を移動するステップと、を備えた半導体装置の製造方法。
  22.  前記保持機構が、搬送方向に沿って配列された複数の吸着セルを有しており、
     前記複数の吸着セルが前記基板の下面を吸着することで、前記保持機構が前記基板を保持しており、
     前記吸着セルのそれぞれに対してバルブが設けられている請求項21に記載の半導体装置の製造方法。
  23.  前記保持機構の吸着セルは金属材料により形成されており、
     前記吸着セルの上面には吸着溝が形成されている請求項21、又は22に記載の半導体装置の製造方法。
  24.  上面視において、前記直交する方向と搬送方向との成す角度が0°より大きく、5°以下となっている請求項21~23のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
  25.  前記基板が矩形状であり、
     上面視において、搬送方向が、前記基板の4端辺から傾いている請求項21~24のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
  26.  上面視において、前記直交する方向と前記基板の端辺との成す角度が0°よりも大きく、5°以下となっている請求項21~25のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
  27.  前記レーザ光の照射前に、前記基板浮上ユニット上の前記基板を回転する請求項21~26のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
  28.  上面視において、前記直交する方向から前記基板の端辺を傾けた状態で前記基板を搬送して前記レーザ光の照射した後に、前記基板浮上ユニット上の基板を回転して、前記直交する方向と前記基板の端辺とを平行にする請求項21~27のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
  29.  前記レーザ光の光学系に設けられたスリット機構によって、前記長手方向におけるレーザ光の照射位置を調整する請求項21~28のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
  30.  (S1)基板上に非晶質膜を形成するステップと、
     (S2)前記非晶質膜を結晶化して結晶化膜を形成するように、ライン状のレーザ光を前記基板に照射して、前記非晶質膜をアニールするステップと、を備え、
     前記(S2)アニールするステップは、
     (SA)第1基板浮上ユニットを用いて、上面視において前記基板の中央部から前記基板の一端側を浮上させるとともに、第2基板浮上ユニットを用いて、上面視において前記基板の中央部から前記基板の他端側を浮上させるステップと、
     (SB)前記基板の中央部の下側に配置された保持機構を用いて、前記基板を吸着して保持するステップと、
     (SC)前記レーザ光の照射位置に対して前記基板を移動させるために、前記保持機構を、前記第1基板浮上ユニットと前記第2基板浮上ユニットの間の隙間に沿って移動させるステップと、を備えた半導体装置の製造方法。
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