JP7184703B2 - レーザ処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ処理装置に関し、例えば、非晶質膜が形成された基板にレーザ光を照射することにより、結晶膜を形成するレーザ処理装置に適用して有効な技術に関する。

特開２００８－３１１２４９号公報（特許文献１）には、整流板を含むレーザ処理装置に関する技術が記載されている。

特開２００８－３１１２４９号公報

近年では、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの表示装置に使用される基板に形成される薄膜トランジスタの高性能化を図るために、非晶質膜に替えて結晶膜を薄膜トランジスタのチャネルとして使用することが行なわれている。このような薄膜トランジスタの製造工程では、基板に形成されている非晶質膜を結晶膜に変化させるためのレーザアニール処理を施すレーザ処理装置が使用される。

ここで、基板に形成される結晶膜の品質を向上するためには、レーザ光を照射する照射部と基板との間の雰囲気を安定化させること重要である。なぜなら、雰囲気の不安定性が生じると、結晶膜のムラが問題点として顕在化することが知られているからである。したがって、結晶膜の品質を向上する観点から、レーザ光を照射する照射部と基板との間の雰囲気を安定化する技術を確立することが望まれている。

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。

一実施の形態におけるレーザ処理装置は、上面を基板が移動可能なステージの周辺に配置された板状部材を有する。この板状部材は、開口部から基板に向ってガスを噴射するガス充填部と平面視において重なるように配置されている。

一実施の形態によれば、結晶膜の品質を向上することができる。

液晶表示装置としての大画面テレビジョンを示す外観図である。 液晶表示装置としてのモバイル通信機器を示す外観図である。 実施の形態１における表示装置を製造する製造工程の流れを示すフローチャートである。 実施の形態１における表示装置の構成例を示す図である。 図４に示す画素の構成例を示す図である。 薄膜トランジスタのデバイス構造を示す断面図である。 薄膜トランジスタの製造工程の流れを示すフローチャートである。 チャネル膜の形成工程の流れを説明するフローチャートである。 レーザ処理装置の模式的な基本構成を示す図である。 レーザ処理装置の搬送機構を説明する図である。 図１０の一部を拡大して示す図である。 実施の形態１における特徴を説明する図である。 図１２の一部を拡大して示す図である。 図１２のＡ－Ａ線で切断した模式的な断面図である。 基板を搬送する動作を説明する図である。 基板を搬送する動作を説明する図である。 基板を搬送する動作を説明する図である。 基板を搬送する動作を説明する図である。 可動部材を含む可動機構を模式的に示す斜視図である。 可動部材を含む可動機構を模式的に示す斜視図である。 実施の形態２における特徴点を説明する図である。 複数の分割部位のそれぞれの昇降動作を模式的に示す図である。 複数の分割部位のそれぞれの昇降動作を模式的に示す図である。 複数の分割部位のそれぞれの昇降動作を模式的に示す図である。 複数の分割部位のそれぞれの昇降動作を模式的に示す図である。 複数の分割部位のそれぞれの昇降動作を模式的に示す図である。 複数の分割部位のそれぞれの昇降動作を模式的に示す図である。 実施の形態３における特徴点を説明する図である。 基板を搬送する動作を説明する図である。 基板を搬送する動作を説明する図である。

実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。ここで、図面をわかりやすくするために平面図でもハッチングを付す場合がある。

＜表示装置の一例＞
図１は、液晶表示装置としての大画面テレビジョンを示す外観図である。図１において、液晶表示装置としての大画面テレビジョン１００は、本実施の形態１における表示装置の一例となる。一方、図２は、液晶表示装置としてのモバイル通信機器を示す外観図である。図２においては、モバイル通信機器の一例として、スマートフォン２００が示されており、このスマートフォンも本実施の形態１における表示装置の他の一例となる。

このように本実施の形態１における表示装置としては、大きなサイズの大画面テレビジョン１００から小さなサイズのスマートフォン２００といった幅広いサイズの表示装置が対象となっている。さらに、本実施の形態１における表示装置は、液晶表示装置に限定されるものではなく、例えば、有機ＥＬ表示装置も対象となっている。

＜表示装置の製造工程＞
次に、本実施の形態１における表示装置の製造工程の概要について、液晶表示装置の製造工程を例に挙げて簡単に説明する。

図３は、本実施の形態１における表示装置を製造する製造工程の流れを示すフローチャートである。

まず、ＴＦＴガラス基板とカラーフィルタガラス基板のそれぞれを形成する。具体的には、ガラス基板を用意し、このガラス基板に対して、洗浄技術、フォトリソグラフィ技術、エッチング技術およびアッシング技術を繰り返し使用することにより、ガラス基板に薄膜トランジスタを形成する。これにより、ガラス基板の表面に薄膜トランジスタを形成したＴＦＴガラス基板を得ることができる（Ｓ１０１）。

続いて、ＴＦＴガラス基板の表面に、例えば、ポリイミド膜からなる配向膜を塗布する（Ｓ１０２）。

その後、配向膜を形成したＴＦＴガラス基板の表面をラビングする（Ｓ１０３）。これにより、所定方向に揃った微細な傷を有する配向膜をＴＦＴガラス基板の表面に形成することができる。その後、ＴＦＴガラス基板の表面にシール剤を塗布する（Ｓ１０４）。

一方、他のガラス基板を用意し、このガラス基板に対して、ブラックマトリックスを形成した後、顔料分散法、染色法、電着法あるいは印刷法などを使用することにより、ガラス基板にカラーフィルタを形成する。これにより、ガラス基板の表面にカラーフィルタを形成したカラーフィルタガラス基板を得ることができる（Ｓ１０５）。

続いて、カラーフィルタガラス基板の表面に、例えば、ポリイミド膜からなる配向膜を塗布する（Ｓ１０６）。その後、配向膜を形成したカラーフィルタガラス基板の表面をラビングする（Ｓ１０７）。これにより、所定方向に揃った微細な傷を有する配向膜をカラーフィルタガラス基板の表面に形成することができる。その後、カラーフィルタガラス基板の表面にスペーサを塗布する（Ｓ１０８）。

次に、シール剤を塗布したＴＦＴガラス基板と、スペーサを塗布したカラーフィルタガラス基板とを貼り合せた後（Ｓ１０９）、貼り合せたＴＦＴガラス基板とカラーフィルタガラス基板に対してスクライブ（分断）する（Ｓ１１０）。これにより、貼り合せたＴＦＴガラス基板とカラーフィルタガラス基板は、個々の液晶表示装置のサイズに切断されることになる。

その後、シール剤とスペーサによって確保されているＴＦＴガラス基板とカラーフィルタガラス基板との間の隙間に液晶を注入する（Ｓ１１１）。そして、液晶を注入した隙間（空間）を封止する（Ｓ１１２）。

続いて、貼り合せたＴＦＴガラス基板とカラーフィルタガラス基板を挟むように一対の偏光板を貼り付ける（Ｓ１１３）。このようにして液晶ディスプレイパネルを製造することができる。そして、製造された液晶ディスプレイパネルに対して、液晶ディスプレイパネルを駆動するための駆動回路を圧着した後（Ｓ１１４）、さらに、液晶ディスプレイパネルにバックライトを着装する（Ｓ１１５）。このようにして、液晶表示装置が完成する（Ｓ１１６）。以上のようにして、本実施の形態１における表示装置を製造できる。

＜表示装置の詳細な構成＞
続いて、本実施の形態１における表示装置の詳細な構成について説明する。

図４は、本実施の形態１における表示装置の構成例を示す図である。図４に示すように、本実施の形態１における表示装置は、複数の画素１０がマトリクス状（行列状）に配置された画素部１１を有している。そして、本実施の形態１における表示装置は、画素部１１を構成する複数の画素１０を駆動する回路として、走査線駆動回路１２と信号線駆動回路１３とを有している。画素１０は、走査線駆動回路１２と電気的に接続された配線１４（走査線）によって供給される走査信号によって、行ごとに選択状態か非選択状態かが決定される。また、走査信号によって選択されている画素１０は、信号線駆動回路１３と電気的に接続された配線１５（信号線）によって、画像信号（映像信号）が供給される。

ここで、図４においては、複数の画素がマトリクス状に配置されているストライプ配置の例を示しているが、これに限定されるものではなく、例えば、複数の画素１０に対して、デルタ配置やベイヤ配置を採用することもできる。

さらに、画素部１１における表示方式は、プログレッシブ方式やインターレース方式などを使用することができる。カラー表示する際に画素１０で制御する色要素としては、ＲＧＢ（赤緑青）の三色に限定されるものではなく、例えば、ＲＧＢＷ（赤緑青白）や、ＲＧＢにイエロー、シアン、マゼンダなどを一色以上追加する構成も可能である。このとき、色要素のドット毎に表示領域のサイズ（大きさ）が異なっていてもよい。なお、本実施の形態１における表示装置は、カラー表示の表示装置に限定されるものではなく、モノクロ表示の表示装置にも適用することができる。

次に、図５は、図４に示す画素の構成例を示す図である。図５に示すように、画素１０には、スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ１６と、表示部として機能する液晶素子１７とが設けられている。例えば、液晶素子１７は、一対の電極（画素電極と対向電極）の間に液晶材料を挟んだ構造をしている。

薄膜トランジスタ１６においては、ゲート電極が配線１４（走査線）と電気的に接続されている。一方、ソース電極およびドレイン電極のいずれか一方が、配線１５Ａ（信号線）と電気的に接続されているとともに、ソース電極およびドレイン電極の他方が液晶素子１７の画素電極と電気的に接続されている。

このように表示装置を構成するパネルは、複数の画素領域（複数の画素）を有し、複数の画素領域のそれぞれには、薄膜トランジスタが形成されている。

＜薄膜トランジスタのデバイス構造＞
次に、薄膜トランジスタ１６のデバイス構造について説明する。

図６は、薄膜トランジスタのデバイス構造を示す断面図である。

図６において、薄膜トランジスタ１６は、トップゲート型構造を有している。図６に示すように、薄膜トランジスタ１６は、絶縁表面を有する基板２０（例えば、ガラス基板）上に形成されたチャネル膜２１を有している。チャネル膜２１は、多結晶の半導体膜であるポリシリコン膜からなる。そして、チャネル膜２１を覆うように基板２０上に、例えば、酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜２２が形成されており、このゲート絶縁膜２２上に、例えば、金属材料からなるゲート電極２３が形成されている。さらに、ゲート絶縁膜２２上には、ゲート電極２３を覆うように、層間絶縁膜２４が形成されており、この層間絶縁膜２４上に、例えば、金属材料からなるソース電極２５Ａおよびドレイン電極２５Ｂが形成されている。ソース電極２５Ａおよびドレイン電極２５Ｂのそれぞれは、層間絶縁膜２４とゲート絶縁膜２２に設けられたスルーホールを通じて、チャネル膜２１と接している。そして、層間絶縁膜２４とソース電極２５Ａとドレイン電極２５Ｂとを覆うように、例えば、酸化シリコン膜からなる保護膜２６が形成されている。

以上のようにして、薄膜トランジスタ１６が形成されている。ポリシリコン膜からなるチャネル膜２１は、薄膜トランジスタ１６の構成要素である。なお、ここでは、薄膜トランジスタ１６がトップゲート構造の薄膜トランジスタから構成される例について説明したが、これに限らず、例えば、他の一例として、薄膜トランジスタ１６は、ボトムゲート構造の薄膜トランジスタから構成することもできる。

＜薄膜トランジスタの製造工程＞
続いて、薄膜トランジスタの製造工程について説明する。

図７は、薄膜トランジスタの製造工程の流れを示すフローチャートである。

まず、例えば、ガラスからなる基板であるガラス基板上にチャネル膜を形成する（Ｓ２０１）。このチャネル膜は、例えば、ポリシリコン膜から形成することができる。次に、ガラス基板上に、チャネル膜を覆うように、ゲート絶縁膜を形成する（Ｓ２０２）。ゲート絶縁膜は、例えば、酸化シリコン膜から形成され、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を使用することにより形成することができる。続いて、ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する（Ｓ２０３）。ゲート電極の材料は、例えば、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウムなどの金属材料やこれらの金属材料を主成分とする合金材料を使用することができる。その後、ゲート絶縁膜上に、ゲート電極を覆うように、層間絶縁膜を形成する（Ｓ２０４）。そして、層間絶縁膜およびゲート絶縁膜にスルーホールを形成した後、ソース電極およびドレイン電極を形成する（Ｓ２０５）。ソース電極およびドレイン電極の材料としては、例えば、アルミニウム、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンなどを使用することができる。次に、層間絶縁膜上に、ソース電極およびドレイン電極を覆うように、保護膜を形成する（Ｓ２０６）。この保護膜は、例えば、酸化シリコン膜から形成することができる。

以上のようにして、薄膜トランジスタを製造することができる。

＜＜チャネル膜の形成工程＞＞
ここで、チャネル膜の形成工程の詳細について説明する。

図８は、チャネル膜の形成工程の流れを説明するフローチャートである。

図８に示すように、チャネル膜の形成工程においては、まず、ガラス基板上にアモルファスシリコン膜を形成する（Ｓ３０１）。その後、アモルファスシリコン膜に対してレーザ光を照射して、レーザアニール処理を施す（Ｓ３０２）。これにより、アモルファスシリコン膜は、加熱される。この結果、アモルファスシリコン膜からポリシリコン膜が形成される（Ｓ３０３）。以上のようにして、ポリシリコン膜からなるチャネル膜を形成することができるが、以下では、チャネル膜をアモルファスシリコン膜から構成するのではなく、ポリシリコン膜から構成する有用性について説明する。

チャネル膜は、電子の通り道となる機能を有することから、チャネル膜の特性が薄膜トランジスタの性能を左右することになる。アモルファスシリコンに比べてポリシリコンは、移動度が高い。このため、チャネル膜をポリシリコン膜で構成することより、薄膜トランジスタの性能を高めることができる。このことから、本実施の形態では、チャネル膜をポリシリコン膜から構成している。具体的には、上述したように、アモルファスシリコン膜を形成した後、アモルファスシリコン膜に対してレーザアニール処理を施すことにより、アモルファスシリコン膜をポリシリコン膜に変化させている。したがって、チャネル膜をポリシリコン膜から構成するためには、レーザアニール処理（加熱処理）が必要であり、このレーザアニール処理を実施するためには、レーザ処理装置が必要となる。

ここで、レーザ処理装置を使用したレーザアニール処理は、マザーガラスの状態で実施されるが、近年では、製造コストを削減するために、１枚のマザーガラスから取得できるパネルの個数を増加させることが行なわれている。このことから、表示装置の製造工程で使用されるマザーガラスの大型化が進んでいる。このことは、マザーガラスの状態でレーザアニール処理を実施するレーザ処理装置も大型化する必要があることを意味する。

この点に関し、従来技術では、レーザ処理装置の処理室全体を真空状態にして、レーザアニール処理を実施していた。ところが、マザーガラスの大型化に伴うレーザ処理装置の大型化によって、処理室全体を真空状態にする「真空タイプ」のレーザ処理装置では、レーザ処理装置の重量化や生産性の低下（処理室の真空引きに要する時間の増大）を招くことから、代替装置の検討が必要とされており、例えば、図９に示すレーザ処理装置がある。

＜レーザ処理装置の基本構成＞
図９は、レーザ処理装置の模式的な基本構成を示す図である。

図９において、レーザ処理装置５００は、レーザ光発生部５０１と、光減衰器５０２と、光学系モジュール５０３と、密閉筐体５０４と、処理室５０５とを備えている。レーザ光発生部５０１は、レーザ光を出力するレーザ発振器から構成されており、レーザ光発生部５０１の出力先には、レーザ光の出力を調整するための光減衰器（アッテネータ）５０２が配置されている。光減衰器５０２は、レーザ光の透過率を調整することにより、レーザ光の出力を調整する機能を有している。

次に、光減衰器５０２で出力調整されたレーザ光の進行先には、光学系モジュールが配置されている。この光学系モジュールは、反射ミラー５０３Ａとレンズ（図示せず）などから構成されており、光減衰器５０２から光学系モジュール５０３に入力されたレーザ光をラインビーム状のレーザ光に成形する機能を有している。そして、光学系モジュール５０３の出力部には、レーザ光に対して透光性を有するシールウィンドウ５０３Ｂが設けられており、このシールウィンドウ５０３Ｂを介して、光学系モジュール５０３で成形されたレーザ光は、光学系モジュール５０３から出力される。

続いて、光学系モジュール５０３から出力されるレーザ光の進行先には、密閉筐体５０４が設けられている。この密閉筐体５０４の内部は、密閉空間となっており、この密閉空間をレーザ光が進行するようになっている。そして、密閉筐体５０４の出力部には、レーザ光に対して透光性を有するシールウィンドウ５０４Ａが設けられている。

そして、密閉筐体５０４から出力されるレーザ光の進行先には、処理室５０５が配置されている。この処理室５０５には、密閉筐体５０４の出力部に設けられているシールウィンドウ５０４Ａと接続する局所ガスシール部５０５Ａが取り付けられている。この局所ガスシール部５０５Ａには、例えば、窒素ガスに代表される不活性ガスが供給されるようになっている。このとき、図９に示すように、局所ガスシール部５０５Ａの上側は、密閉筐体５０４に設けられたシールウィンドウ５０４Ａによって封止されている一方、局所ガスシール部５０５Ａの下側には、開口部ＯＰが設けられている、したがって、局所ガスシール部５０５Ａに供給された不活性ガスは、開口部ＯＰを介して局所ガスシール部５０５Ａの下側に排出されることになる。ここで、図９に示すように、局所ガスシール部５０５Ａに設けられた開口部ＯＰの下方には、ステージ１が配置されており、このステージ１上には、例えば、ガラスや石英から形成されている基板２が配置される。この基板２の表面（上面）には、アモルファスシリコン膜３Ａが形成されており、局所ガスシール部５０５Ａに設けられた開口部ＯＰから排出された不活性ガスは、基板２の表面に形成されたアモルファスシリコン膜３Ａに吹き付けられるようになっている。

なお、図９に示すように、アモルファスシリコン膜３Ａが形成された基板２は、固定されたステージ１上において、浮上しながら搬送される。具体的に、レーザ処理装置５００では、ステージ１の表面から吹き出すガスによって、基板２は、ステージ１上を浮上しながら、矢印方向に搬送されるように構成されている。これにより、ステージ１上を浮上しながら、矢印方向に搬送される基板２に対して、レーザ光を照射することができる。

＜レーザ処理装置の基本動作＞
以上のようにして、レーザ処理装置５００が基本構成されており、以下に、レーザ処理装置５００の動作について、図９を参照しながら説明する。

図９において、レーザ光発生部５０１から出力されたレーザ光は、光減衰器５０２で光出力が調整された後、光学系モジュール５０３に入力する。光学系モジュール５０３では、内部に設けられたレンズ系によって、光学系モジュール５０３に入力したレーザ光が基板２上でラインビーム形状となるように成形される。レーザ光は、例えば、光学系モジュール５０３の内部に配置されている反射ミラー５０３Ａで反射された後、シールウィンドウ５０３Ｂから密閉筐体５０４に入射する。密閉筐体５０４に入射したレーザ光は、密閉筐体５０４の内部空間を進行した後、シールウィンドウ５０４Ａから処理室５０５に設けられた局所ガスシール部５０５Ａに入射する。そして、局所ガスシール部５０５Ａに入射したレーザ光は、局所ガスシール部５０５Ａに設けられている開口部ＯＰを介して、ステージ１上に配置されている基板２に照射される。詳細には、レーザ光は、基板２の表面に形成されているアモルファスシリコン膜３Ａに照射される。このとき、局所ガスシール部５０５Ａには、不活性ガスが供給されており、局所ガスシール部５０５Ａの下部に設けられた開口部ＯＰから不活性ガスが排気される。そして、局所ガスシール部５０５Ａに設けられた開口部ＯＰから排出された不活性ガスは、ステージ１上に配置されている基板２に吹き付けられる。詳細には、基板２の表面に形成されているアモルファスシリコン膜３Ａに対して、不活性ガスが吹き付けられる。このようにして、レーザ処理装置５００では、基板２の表面に形成されているアモルファスシリコン膜３Ａに対して、不活性ガスを吹き付けながら、ラインビーム形状に成形されたレーザ光が照射される。すなわち、レーザ処理装置５００では、ステージ１を浮上しつつ矢印の方向に基板２を移動させながら、基板２の表面に形成されているアモルファスシリコン膜３Ａに対して、不活性ガスを吹き付けつつ、ラインビーム形状に成形されたレーザ光が照射される。この結果、基板２の表面に形成されているアモルファスシリコン膜３Ａが局所的に加熱されることになり、これによって、アモルファスシリコン膜３Ａのレーザ照射領域をポリシリコン膜に変化させながら、アモルファスシリコン膜３Ａにおけるレーザ照射領域を走査することができる。

このようにして、レーザ処理装置５００によれば、アモルファスシリコン膜３Ａの全体をポリシリコン膜に変化させることができる。

図９に示すレーザ処理装置では、局所ガスシール部５０５Ａを設けて、局所ガスシール部５０５Ａに供給されている不活性ガスを基板２の表面に形成されているアモルファスシリコン膜３Ａに局所的に吹き付けながら、アモルファスシリコン膜３Ａに局所的にレーザ光を照射している。このようなレーザ処理装置によれば、不活性ガスを吹き付けたアモルファスシリコン膜３Ａの領域上の雰囲気が局所的に酸素濃度の低い雰囲気（真空状態に近い雰囲気）となる。すなわち、図９に示すレーザ処理装置によれば、局所ガスシール部５０５Ａを使用することにより、レーザ照射領域の上方の雰囲気だけをその他の領域の雰囲気よりも酸素濃度を低くすることができる。このため、図９に示すレーザ処理装置によれば、「真空タイプ」のレーザ処理装置よりも、レーザ処理装置の軽量化および生産性を向上できる。

＜レーザ処理装置の搬送機構＞
上述した基本構成を有するレーザ処理装置５００において、例えば、図９に示すように、アモルファスシリコン膜３Ａが形成された基板２は、ステージ１上を浮上しながら移動する。すなわち、基板２は、ステージ１上を浮上しながら搬送されるが、基板２を所定方向に搬送させるためには、基板２を支持する必要がある。

図１０は、レーザ処理装置の搬送機構を説明する図である。

図１０に示すように、ステージ１の端部には、搬送機構として機能する支持部６００Ａと支持部６００Ｂとが設けられており、基板２は、例えば、支持部６００Ａと支持部６００Ｂのいずれか一方に吸着固定される。そして、基板２は、支持部６００Ａと支持部６００Ｂのいずれか一方を使用してステージ１上を搬送させられる。例えば、基板２は、支持部６００Ａに吸着固定される場合には、支持部６００Ｂは使用されず、支持部６００Ａだけを使用してステージ１上を移動させられる。一方、基板２は、支持部６００Ｂに吸着固定される場合には、支持部６００Ａは使用されずに、支持部６００Ｂだけを使用してステージ１上を移動させられる。このとき、支持部６００Ａと支持部６００Ｂとは、ともに基板２を移動させる方向である「－ｙ方向」に移動可能に構成されている。

このようにして、アモルファスシリコン膜３Ａが形成された基板２は、例えば、ステージ１の端部に設けられた移動可能な支持部６００Ａと支持部６００Ｂのいずれか一方によって支持されながら、ステージ１の表面から噴き出るガスによって浮上する。すなわち、アモルファスシリコン膜３Ａが形成された基板２は、ステージ１の表面から噴き出るガスによって浮上しながら、ステージ１の端部に設けられた支持部６００Ａと支持部６００Ｂのいずれか一方によってステージ１上を「－ｙ方向」に沿って移動することになる。このように、ステージ１の端部には、支持部６００Ａと支持部６００Ｂとが設けられている。

なお、図１０においては、レーザ光が照射されるレーザ照射領域ＬＩＲが図示されているが、基板２がレーザ照射領域ＬＩＲにまで搬送されていない場合には、レーザ照射領域ＬＩＲにレーザ光は照射されない。一方、基板２がレーザ照射領域ＬＩＲにまで搬送されると、レーザ照射領域ＬＩＲにレーザ光が照射されるようになっている。

＜改善の検討＞
以下では、まず、関連技術におけるレーザ処理装置について説明した後、関連技術に存在する改善の余地について説明する。その後、関連技術に存在する改善の余地に対する工夫を施した本実施の形態１における技術的思想について説明する。

ここで、本明細書でいう「関連技術」は、新規に発明者が見出した課題を有する技術であって、公知である従来技術ではないが、新規な技術的思想の前提技術（未公知技術）を意図して記載された技術である。

図１０において、関連技術におけるレーザ処理装置では、局所ガスシール部５０５Ａに設けられた開口部ＯＰのｘ方向の幅が、ステージ１のｘ方向の幅よりも大きくなっている。これは、基板２のｘ方向の幅が、ステージ１のｘ方向の幅よりも大きく、この基板２上でラインビーム形状のレーザ光が照射されるように、レーザ処理装置が構成されているからである。そして、局所ガスシール部５０５Ａに設けられた開口部ＯＰのｘ方向の幅が、ステージ１のｘ方向の幅よりも大きくなっていることから、当然、局所ガスシール部５０５Ａのｘ方向の幅は、ステージ１のｘ方向の幅よりも大きくなっている。

ところが、関連技術におけるレーザ処理装置では、局所ガスシール部５０５Ａに設けられている開口部ＯＰのｘ方向の幅がステージ１のｘ方向の幅よりも大きくなっていることに起因して、基板２に形成されるポリシリコン膜のムラが問題点として顕在化することを本発明者は新規に見出した。以下に、この点について説明する。

図１１は、図１０の一部を拡大して示す図である。

図１１に示すように、局所ガスシール部５０５Ａの内部には、不活性ガスが充填されており、不活性ガスは、局所ガスシール部５０５Ａの底部に設けられた開口部ＯＰからステージ１の表面に吹き付けられている。特に、局所ガスシール部５０５Ａの底部に設けられた開口部ＯＰを通って、レーザ照射領域ＬＲの近傍に不活性ガスが吹き付けられている。

ここで、図１１に示すように、局所ガスシール部５０５Ａに設けられた開口部ＯＰのｘ方向の幅が、ステージ１のｘ方向の幅よりも大きい。このことから、局所ガスシール部５０５Ａの底部に設けられた開口部ＯＰから噴射される不活性ガスは、ステージ１の表面に向って噴射されるだけでなく、ステージ１の端部からはみ出たはみ出し領域３００Ａおよびはみ出し領域３００Ｂにも噴射される。このとき、はみ出し領域３００Ａおよびはみ出し領域３００Ｂにおいては、局所ガスシール部５０５Ａの底部に設けられている開口部ＯＰから噴射された不活性ガスが、ステージ１に衝突することなく、ステージ１の下側方向（－ｚ方向）に抜ける。この結果、不活性ガスが抜けるはみ出し領域３００Ａおよびはみ出し領域３００Ｂの近傍の圧力は、不活性ガスが吹き付けられるステージ１の表面近傍の圧力よりも低くなる。このことは、図１１に示すように、ステージ１の表面上からはみ出し領域３００Ａ（３００Ｂ）に向う方向（±ｘ方向）に流れる気流が生じることを意味する。そして、これは、図１１において、レーザ照射領域ＬＩＲの長軸方向（ｘ方向）に圧力差に起因する気流が生じることを意味し、これによって、レーザ照射領域ＬＩＲの長軸方向（ｘ方向）における雰囲気の不安定性を招くことを意味する。つまり、図１１に示すように、局所ガスシール部５０５Ａに設けられた開口部ＯＰのｘ方向の幅が、ステージ１のｘ方向の幅よりも大きいと、平面視において局所ガスシール部５０５Ａとステージ１とが重ならないはみ出し領域３００Ａ（３００Ｂ）が生じる。この結果、不活性ガスが吹き付けられるステージ１の表面と不活性ガスが抜けるはみ出し領域３００Ａ（３００Ｂ）との間に圧力差が生じて、レーザ照射領域ＬＩＲの長軸方向（ｘ方向）に圧力差に起因する気流が生じる。このようにして、関連技術におけるレーザ処理装置では、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍の雰囲気の安定性が乱されることになる。このことは、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍の酸素濃度が変動することを意味する。そして、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍の酸素濃度が変動すると、レーザ照射領域ＬＩＲを通過する基板上に形成されるポリシリコン膜のムラが問題点として顕在化するのである。特に、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍の酸素濃度が変動すると、レーザ照射領域ＬＩＲを通過する基板上に形成されるポリシリコン膜のムラが生じることは既知の事実である。一方、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍の酸素濃度が変動する要因の１つとして、局所ガスシール部５０５Ａに設けられた開口部ＯＰのｘ方向の幅が、ステージ１のｘ方向の幅よりも大きいことを突き止めたことは、本発明者の新規な知見によるものである。すなわち、本発明者の新規な知見とは、例えば、図１１に示すように、局所ガスシール部５０５Ａに設けられた開口部ＯＰのｘ方向の幅が、ステージ１のｘ方向の幅よりも大きいことに起因して、基板上に形成されるポリシリコン膜のムラが生じるというものである。

そこで、本実施の形態では、本発明者が新規に見出した知見に基づいて、関連技術におけるレーザ処理装置に存在する改善の余地に対する工夫を施している。以下では、この工夫を施した本実施の形態における技術的思想について説明することにする。

＜実施の形態１における特徴＞
図１２は、本実施の形態１における特徴を説明する図である。

図１２に示すように、本実施の形態１におけるレーザ処理装置は、上面を基板２が移動可能なステージ１と、ステージ１上において基板２を「－ｙ方向」に搬送するための支持部６００Ａおよび支持部６００Ｂと、レーザ照射領域ＬＩＲの上方に位置し、かつ、開口部ＯＰを有する局所ガスシール部５０５Ａとを備える。そして、上述した構成を前提として、図１２に示すように、本実施の形態１におけるレーザ処理装置は、ステージ１の周辺に配置され、かつ、局所ガスシール部５０５Ａと平面視において重なるように配置された可動部材７００Ａおよび可動部材７００Ｂを有している。詳細に言うと、可動部材７００Ａおよび可動部材７００Ｂは、局所ガスシール部５０５Ａに形成されている開口部ＯＰと平面視において重なるように配置されている。

ここで、本実施の形態における第１特徴点は、平面視において局所ガスシール部５０５Ａに設けられた開口部ＯＰと平面的に重なる位置に可動部材７００Ａと可動部材７００Ｂとが配置されている点にある。これにより、局所ガスシール部５０５Ａに設けられた開口部ＯＰのｘ方向の幅が、ステージ１のｘ方向の幅よりも大きいことに起因して、基板２上に形成されるポリシリコン膜のムラが生じることを抑制できる。

以下では、この理由について説明する。

図１３は、図１２の一部を拡大して示す図である。

図１３において、局所ガスシール部５０５Ａには、例えば、窒素ガスに代表される不活性ガスが外部から供給され続けている。この結果、局所ガスシール部５０５Ａの内部には、不活性ガスが充填されつつも、局所ガスシール部５０５Ａの底面に設けられた開口部ＯＰから不活性ガスが噴射される。例えば、図１３では、局所ガスシール部５０５Ａに設けられた開口部ＯＰから噴射される不活性ガスが上下方向の矢印で示されている。そして、図１３に示すように、開口部ＯＰから噴射される不活性ガスは、ステージ１上に吹き付けられた後、水平方向の矢印で示す方向に拡散する。一方、局所ガスシール部５０５Ａに設けられた開口部ＯＰと平面的に重なる位置にレーザ照射領域ＬＩＲが存在する。したがって、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍では、上方向から不活性ガスが吹き付けられた後、吹き付けられた不活性ガスがステージ１の表面に衝突して左右方向に拡散することになる。これにより、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍に存在する酸素ガスは、不活性ガスによってレーザ照射領域ＬＩＲから掃き出される。このため、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍においては、その他の領域よりも酸素濃度を低くすることができる。このことは、レーザ照射領域ＬＩＲを通過する基板に形成されるポリシリコン膜の品質を向上できることを意味する。

ただし、局所ガスシール部５０５Ａに設けられた開口部ＯＰのｘ方向の幅が、ステージ１のｘ方向の幅よりも大きくなっている。そして、局所ガスシール部５０５Ａに設けられた開口部ＯＰのｘ方向の幅が、ステージ１のｘ方向の幅よりも大きくなっていることから、当然、局所ガスシール部５０５Ａのｘ方向の幅は、ステージ１のｘ方向の幅よりも大きくなっている。このように、局所ガスシール部５０５Ａに設けられている開口部ＯＰのｘ方向の幅をステージ１のｘ方向の幅よりも大きくすると、必然的に、例えば、図１１に示すように、はみ出し領域３００Ａおよびはみ出し領域３００Ｂが形成される。

したがって、局所ガスシール部５０５Ａに設けられている開口部ＯＰのｘ方向の幅がステージ１のｘ方向の幅よりも大きいという構成に対して、何らの工夫も施さないと、図１１に示すように、ステージ１上に不活性ガスが吹き付けられるだけでなく、はみ出し領域３００Ａとはみ出し領域３００Ｂにも不活性ガスが噴射されることになる。

ところが、はみ出し領域３００Ａおよびはみ出し領域３００Ｂには、噴射された不活性ガスに対する障壁が存在しない。このことから、はみ出し領域３００Ａおよびはみ出し領域３００Ｂにおいては、図１１に示すように、局所ガスシール部５０５Ａの底部に設けられている開口部ＯＰから噴射された不活性ガスが、ステージ１に衝突することなく、ステージ１の下側方向（－ｚ方向）に抜ける。この結果、不活性ガスが抜けるはみ出し領域３００Ａおよびはみ出し領域３００Ｂの近傍の圧力は、不活性ガスが吹き付けられるステージ１の表面近傍の圧力よりも低くなる。これにより、図１１に示すように、ステージ１の表面上からはみ出し領域３００Ａまたははみ出し領域３００Ｂに向う方向（±ｘ方向）に流れる気流が生じる。このことから、図１１において、レーザ照射領域ＬＩＲの長軸方向（ｘ方向）に圧力差に起因する気流が生じて、レーザ照射領域ＬＩＲの長軸方向（ｘ方向）における雰囲気の不安定性を招くことになる。そして、レーザ照射領域ＬＩＲの長軸方向（ｘ方向）における雰囲気の不安定性は、レーザ照射領域ＬＩＲの近傍における酸素濃度のばらつきを生じさせる原因となる。そして、レーザ照射領域ＬＩＲの近傍における雰囲気の不安定性や雰囲気の不安定性から生じる酸素濃度のばらつきによって、レーザ照射領域ＬＩＲを通過する基板上に形成されるポリシリコン膜のムラが生じる。

この点に関し、本実施の形態１におけるレーザ処理装置では、例えば、図１３に示すように、平面視において局所ガスシール部５０５Ａに設けられた開口部ＯＰと平面的に重なる位置に可動部材７００Ａと可動部材７００Ｂとが配置されている。つまり、本実施の形態１におけるレーザ処理装置では、はみ出し領域３００Ａに可動部材７００Ａが配置され、かつ、はみ出し領域３００Ｂに可動部材７００Ｂが配置されている。したがって、例えば、はみ出し領域３００Ａに向って噴射された不活性ガスは、可動部材７００Ａに衝突して、可動部材７００Ａの表面に沿うｘｙ平面に拡散する。言い換えれば、はみ出し領域３００Ａに向って噴射された不活性ガスは、ステージ１の下側方向（－ｚ方向）に抜けることがなくなる。同様に、はみ出し領域３００Ｂに向って噴射された不活性ガスは、可動部材７００Ｂに衝突して、可動部材７００Ｂの表面に沿うｘｙ平面に拡散する。言い換えれば、はみ出し領域３００Ｂに向って噴射された不活性ガスは、ステージ１の下側方向（－ｚ方向）に抜けることがなくなる。このことは、本実施の形態１におけるレーザ処理装置では、たとえ、はみ出し領域３００Ａおよびはみ出し領域３００Ｂが存在しても、可動部材７００Ａと可動部材７００Ｂとの存在によって、はみ出し領域３００Ａとはみ出し領域３００Ｂのいずれの領域の圧力も、不活性ガスが吹き付けられるステージ１の表面近傍の圧力よりも極端に低くならないことを意味する。この結果、図１３に示すように、本実施の形態１におけるレーザ処理装置では、ステージ１の表面上からはみ出し領域３００Ａまたははみ出し領域３００Ｂに向う方向（±ｘ方向）に流れる気流が生じにくくなる。そして、図１３に示すように、レーザ照射領域ＬＩＲの長軸方向（ｘ方向）に圧力差が生じにくくなることから、この圧力差に起因する気流が生じにくくなる。このことから、本実施の形態１におけるレーザ処理装置では、レーザ照射領域ＬＩＲの長軸方向（ｘ方向）における雰囲気の安定性を向上できることになる。ｘ方向における雰囲気の安定性向上は、レーザ照射領域ＬＩＲの近傍におけるｙ方向およびｚ方向の雰囲気の安定性にも繋がる。このため、レーザ照射領域ＬＩＲの近傍における酸素濃度のばらつきを低減させることができる。したがって、本実施の形態１におけるレーザ処理装置では、レーザ照射領域ＬＩＲの近傍における雰囲気の安定性向上および酸素濃度のばらつきを低減させることで、レーザ照射領域ＬＩＲを通過する基板上に形成されるポリシリコン膜の品質を向上できる。

図１４は、図１２のＡ－Ａ線で切断した模式的な断面図である。

図１４に示すように、ステージ１の周辺に可動部材７００Ａと可動部材７００Ｂとが配置されている。これにより、局所ガスシール部５０５Ａに設けられた開口部ＯＰから上下方向の矢印で示すように噴射された不活性ガスは、ステージ１の表面に衝突するとともに、可動部材７００Ａと可動部材７００Ｂに衝突することがわかる。すなわち、はみ出し領域３００Ａとはみ出し領域３００Ｂに向って噴射された不活性ガスは、ステージ１の下側（－ｚ方向）に抜けることなく、可動部材７００Ａと可動部材７００Ｂによって堰き止められることがわかる。したがって、本実施の形態１におけるレーザ処理装置によれば、はみ出し領域３００Ａの近傍での雰囲気の圧力とはみ出し領域３００Ｂの近傍での雰囲気の圧力をステージ１の表面近傍での雰囲気の圧力と同程度にすることができることがわかる。この結果、本実施の形態１におけるレーザ処理装置によれば、はみ出し領域３００Ａの近傍での雰囲気の圧力とはみ出し領域３００Ｂの近傍での雰囲気の圧力とがステージ１の表面近傍での雰囲気の圧力よりも極端に低くなることに起因する酸素濃度のばらつきを抑制できる。したがって、本実施の形態１におけるレーザ処理装置によれば、レーザ照射領域ＬＩＲを通過する基板上に形成されるポリシリコン膜の品質を向上できる。

ここで、基板にレーザ光を照射して、基板上に形成されているアモルファスシリコン膜をポリシリコン膜に変化させるときに、最もレーザ照射領域ＬＩＲの長軸方向（ｘ方向）の気流の流れを抑制することが重要である。したがって、実際には、可動部材７００Ａおよび可動部材７００Ｂの表面のそれぞれが、ステージ１上を搬送される基板の表面とほぼ同様の高さになるように、可動部材７００Ａおよび可動部材７００Ｂを配置することが望ましい。言い換えれば、可動部材７００Ａの表面および可動部材７００Ｂの表面のそれぞれが、基板の厚さの分だけステージ１の表面よりも高い位置に配置されるように、可動部材７００Ａおよび可動部材７００Ｂを配置することが望ましい。

本実施の形態１における第１特徴点は、図１２に示すように、平面視において局所ガスシール部５０５Ａに設けられた開口部ＯＰと平面的に重なる位置に可動部材７００Ａと可動部材７００Ｂとを配置する点にある。この点に関し、例えば、上述した第１特徴点の替わりに、ステージ１のｘ方向の幅を局所ガスシール部５０５Ａに設けられている開口部ＯＰのｘ方向の幅よりも大きくするという対策案も考えられる。なぜなら、この対策案を採用すると、開口部ＯＰから噴射された不活性ガスは、すべてステージ１に衝突することになり、例えば、図１１に示すはみ出し領域３００Ａおよびはみ出し領域３００Ｂ自体が存在しなくなるからである。つまり、ステージ１のｘ方向の幅を局所ガスシール部５０５Ａに設けられている開口部ＯＰのｘ方向の幅よりも大きくすると、はみ出し領域３００Ａおよびはみ出し領域３００Ｂが存在しなくなることから、はみ出し領域３００Ａおよびはみ出し領域３００Ｂに起因する酸素濃度のばらつきを抑制できると考えられる。

ところが、この対策案は、「＜レーザ処理装置の搬送機構＞」の欄および図１０を使用して説明した基板の搬送方法を採用すると実現が困難となる。なぜなら、図１０に示すように、本実施の形態１における基板の搬送方法では、ステージ１の表面から噴き出るガスによって基板２を浮上させながら、ステージ１の端部に設けられた支持部６００Ａと支持部６００Ｂのいずれか一方によって、基板２は、ステージ１上を「－ｙ方向」に沿って移動するからである。すなわち、例えば、図１０において、ステージ１のｘ方向の幅を局所ガスシール部５０５Ａに設けられた開口部ＯＰのｘ方向の幅よりも大きくすると、ステージ１のｘ方向の幅は、基板２のｘ方向の幅よりも大きくなる。この場合、ステージ１の端部に設けられた支持部６００Ａおよび支持部６００Ｂのいずれでも、平面サイズの大きなステージ１に内包されてしまう基板２を保持することができなくなる。このような理由で、ステージ１のｘ方向の幅を局所ガスシール部５０５Ａに設けられている開口部ＯＰのｘ方向の幅よりも大きくするという対策案は実現困難となるのである。

したがって、本実施の形態１における第１特徴点は、図１０に示す基板の搬送方法を実現しながら、はみ出し領域３００Ａおよびはみ出し領域３００Ｂに起因する酸素濃度のばらつきを抑制できる基本思想を提供している点で優れている。

ただし、図１０に示す基板の搬送方法を実現しながら、はみ出し領域３００Ａおよびはみ出し領域３００Ｂに起因する酸素濃度のばらつきを抑制できる基本思想を実際に具現化するためには、さらなる工夫が必要であり、このさらなる工夫点が本実施の形態１における第２特徴点である。以下に、本実施の形態１における第２特徴点について説明する。

本実施の形態１における第２特徴点は、可動部材７００Ａおよび可動部材７００Ｂのそれぞれが水平方向に移動可能に構成されている点にある。これにより、図１０に示す基板の搬送方法を実現しながら、はみ出し領域に起因する酸素濃度のばらつきを抑制できる基本思想を実際に具現化できる。この点について、基板を搬送する動作を図示しながら説明する。まず、図１５において、基板２は、ステージ１の上面から噴射される基板浮上用ガスによって浮上しながら、ステージ１の端部に配置されている支持部６００Ａによって支持されている。このとき、支持部６００Ａは、「－ｙ方向」に移動することができるように構成されている。このため、図１５に示すように、支持部６００Ａを「－ｙ方向」に移動させることにより、支持部６００Ａに固定されている基板２は、「－ｙ方向」に搬送される。ここで、支持部６００Ａが移動する「－ｙ方向」の延長上に可動部材７００Ａが配置されている。したがって、可動部材７００Ａが固定されているとすると、「－ｙ方向」に移動する支持部６００Ａと干渉することになり、支持部６００Ａによって基板２を「－ｙ方向」に搬送することができなくなる。

そこで、図１６に示すように、支持部６００Ａが可動部材７００Ａに近づいてきたとき、可動部材７００Ａを「－ｘ方向」に移動させる。ここで、図１６に示すように、レーザ照射領域ＬＩＲのステージ１上での平面形状は、短軸および長軸を有する長方形であり、レーザ照射領域ＬＩＲの長軸の方向は、ｙ方向と交差するｘ方向である。このとき、可動部材７００Ａは、レーザ照射領域ＬＩＲの長軸の延長線上に配置され、かつ、可動部材７００Ａは、ｘ方向に沿って移動することができるように構成されている。したがって、支持部６００Ａが可動部材７００Ａに近づいてきたとき、可動部材７００Ａを「－ｘ方向」に移動させることができる。これにより、支持部６００Ａが移動する「－ｙ方向」の延長上から可動部材７００Ａを退避させることができる。すなわち、図１６に示すように、可動部材７００Ａを「－ｘ方向」に移動可能に構成することにより、可動部材７００Ａと支持部６００Ａとの干渉を回避することができる結果、可動部材７００Ａを支持部６００Ａの動線上に配置しながらも、可動部材７００Ａが、支持部６００Ａによる基板２の搬送の障害となることを防止できる。すなわち、図１６に示すように、ステージ１の一辺に沿って移動可能な支持部６００Ａは、平面視において、ステージ１の一辺と水平方向に移動した可動部材７００Ａとの間を通過するように移動することができる。

このようにして、可動部材７００Ａを設けるという本実施の形態１における第１特徴点に加えて、可動部材７００Ａを水平方向に移動することができるように構成するという本実施の形態１における第２特徴点を採用することによって、支持部６００Ａによる基板２の搬送を邪魔することなく、はみ出し領域に可動部材７００Ａを配置することができる。つまり、第１特徴点と第２特徴点との組み合わせることによって、支持部６００Ａによる基板２の搬送を実現しながら、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍における雰囲気の酸素濃度のばらつきを可動部材７００Ａで抑制できるという基本思想を具現化することができる。

続いて、図１７に示すように、支持部６００Ａで支持されている基板２が局所ガスシール部５０５Ａを通過した後、可動部材７００Ａは、「＋ｘ方向」に移動して、はみ出し領域に配置される。つまり、可動部材７００Ａは、「±ｘ方向」に移動することができるように構成されており、可動部材７００Ａは、基板２がレーザ照射領域に存在しないときにステージ１の一辺に近づくように位置する一方、基板２がレーザ照射領域ＬＩＲに存在するときにステージ１の一辺から離れるように位置する。

なお、図１７に示すように、支持部６００Ａで支持されている基板２をレーザアニール処理している最中に、基板２Ａがステージ１上に搬入され、支持部６００Ｂによって支持されてレーザアニール処理前の状態となる。その後、図１８に示すように、レーザアニール処理が終了した基板２がステージ１上から搬出される。そして、この基板２を支持していた支持部６００Ａは、昇降機構によって下降して、可動部材７００Ａとの干渉を回避しながら、ステージ１の上流側（「＋ｙ方向」）に移動する。同時に、支持部６００Ｂをステージ１の下流側（「－ｙ方向」）に向って移動させることにより、支持部６００Ｂで支持されている基板２Ａを「－ｙ方向」に搬送して、レーザアニール処理を基板２Ａに対して実施する。このように、本実施の形態１におけるレーザ処理装置では、支持部６００Ａで支持された基板２に対してレーザアニール処理を実施する動作と、支持部６００Ｂで支持された基板２Ａに対してレーザアニール処理を実施する動作とを交互に実施される。これにより、複数枚の基板（２、２Ａ）を連続処理することが可能となり、レーザアニール処理のスループットを向上することができる。

＜＜可動部材を移動させる可動機構の詳細＞＞
上述したように、本実施の形態１における第２特徴点は、可動部材７００Ａおよび可動部材７００Ｂのそれぞれが水平方向に移動可能に構成されている点にある。以下では、例えば、可動部材７００Ａに着目して、可動部材７００Ａを水平方向に移動可能にしている可動機構について、図面を参照しながら説明する。

図１９は、可動部材を含む可動機構を模式的に示す斜視図である。

図１９において、可動機構８００Ａは、ガイドレール８０１とガイドレール８０２とを有している。ガイドレール８０１とガイドレール８０２とは、ｙ方向に一定間隔だけ離れて配置されており、ガイドレール８０１とガイドレール８０２のそれぞれは、互いに並行しながらｘ方向に延在している。そして、ガイドレール８０１とガイドレール８０２との間に嵌め込まれるように可動部材７００Ａが配置されている。そして、可動部材７００Ａは、ガイドレール８０１とガイドレール８０２とによってガイドされながら、±ｘ方向に移動するように構成されている。例えば、図１９では、可動機構８００Ａによって可動部材７００Ａを「＋ｘ方向」に動かして、可動部材７００Ａをステージ１の一辺（端部）に近接するように配置する状態が示されている。一方、図２０では、可動機構８００Ａによって可動部材７００Ａを「－ｘ方向」に動かして、可動部材７００Ａをステージ１の一辺（端部）から遠ざかるように配置する状態が示されている。このようにして、本実施の形態１におけるレーザ処理装置は、可動機構８００Ａによって、可動部材７００Ａを水平方向に移動させることが可能なように構成されている。これにより、本実施の形態１における第２特徴点が具体的に実現される。

＜実施の形態１における効果のまとめ＞
本実施の形態１におけるレーザ処理装置によれば、以下に示す効果が得られる。

本実施の形態１におけるレーザ処理装置では、例えば、図１３に示すように、はみ出し領域３００Ａに可動部材７００Ａを配置し、かつ、はみ出し領域３００Ｂに可動部材７００Ｂを配置している。このため、はみ出し領域３００Ａに向って噴射される不活性ガスを可動部材７００Ａで受け止め、かつ、はみ出し領域３００Ｂに向って噴射される不活性ガスを可動部材７００Ｂで受け止めることができる。この結果、本実施の形態１によれば、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍の雰囲気の安定性が向上して、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍の雰囲気を低酸素濃度状態に維持することができる。このことから、本実施の形態１によれば、基板に形成されるポリシリコン膜のムラを抑制することができる。

特に、本実施の形態１によれば、可動部材７００Ａおよび可動部材７００Ｂによる不活性ガスの受け止め効果によって、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍における雰囲気の圧力を上昇させることができる。このことは、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍における雰囲気の圧力が、その他の領域における雰囲気の圧力よりも高くなることを意味する。この結果、その他の領域における雰囲気がレーザ照射領域ＬＩＲに流入することに起因して、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍における雰囲気の酸素濃度が上昇してしまうことを抑制できる。さらに、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍における雰囲気の圧力が、その他の領域における雰囲気の圧力よりも高くなるということは、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍における雰囲気が、外乱の影響を受けにくくなることも意味することから、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍における雰囲気の安定性も高めることができる。したがって、本実施の形態１によれば、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍における雰囲気の酸素濃度を低いレベルで安定化させることができることを通じて、基板に形成されるポリシリコン膜の品質を向上できる。

さらに、本実施の形態１によれば、可動部材７００Ａと可動部材７００Ｂの存在によって、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍における雰囲気の安定化が促進される。このため、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍における雰囲気の安定性を確保するまでの待ち時間を低減することができる。すなわち、本実施の形態１におけるレーザ処理装置によれば、スループットを向上できる。したがって、本実施の形態１におけるレーザ処理装置は、製造されるポリシリコン膜の品質向上とスループットの向上とを両立できる点で優れている。

（実施の形態２）
＜実施の形態２における特徴＞
図２１は、本実施の形態２における特徴点を説明する図である。

図２１において、本実施の形態２における特徴点は、例えば、基板２を支持する支持部６００Ａが、互いに分割された複数の分割部位から構成されている点にある。具体的に、図２１に示すように、支持部６００Ａは、例えば、分割部位６１０と分割部位６１１と分割部位６１２の３つの分割部位から構成されている。そして、３つの分割部位６１０～６１２のそれぞれは、上下方向（±ｚ方向）に昇降可能に構成されている。これにより、本実施の形態２によれば、図２１において、平面視において局所ガスシール部５０５Ａに設けられた開口部ＯＰと重なる位置に板状部材９００Ａおよび板状部材９００Ｂを固定した状態で、基板２をステージ１の上流側（「＋ｙ方向」）からステージ１の下流側（「－ｙ方向」）に搬送することができる。

＜＜分割部位の動作＞＞
以下に、この動作について、図面を参照しながら説明する。

図２２～図２７は、図２１の太い矢印方向から見た図であって、３つの分割部位６１０～６１２のそれぞれの昇降動作を模式的に示す図である。

まず、図２２に示すように、分割部位６１０～６１２のそれぞれで支持された基板２は、分割部位６１０～６１２を「－ｙ方向」に移動させることにより、「－ｙ方向」に向って搬送されてくる。次に、図２３に示すように、板状部材９００Ａが固定されている位置に、搬送されている基板２が近づいてくるとき、分割部位６１０は、昇降機構によって、下降する。したがって、図２３に示す状態において、基板２は、２つの分割部位６１１と分割部位６１２で支持されていることになる。

続いて、図２４に示すように、基板２がレーザ照射領域に達すると、分割部位６１０～６１１が下降する。特に、図２４において、板状部材９００Ａの真下に位置する分割部位６１０は、板状部材９００Ａと衝突しないように、下降した状態を維持しながら、「－ｙ方向」に移動する。一方、基板２は、分割部位６１２で支持されている。

その後、図２５に示すように、板状部材９００Ａの真下を通過した分割部位６１０は、昇降機構によって上昇する。一方、分割部位６１２は、下降する。この結果、基板２は、上昇した分割部位６１０で支持されることになる。

次に、図２６に示すように、基板２が「－ｙ方向」に向って進むに連れて、２つの分割部位６１０～６１１が上昇して、これらの２つの分割部位６１０～６１１で基板２が支持される。一方、分割部位６１２は、下降した状態を維持して、板状部材９００Ａの真下を通過する。

続いて、図２７に示すように、さらに、基板２が「－ｙ方向」に向って搬送されるとき、板状部材９００Ａの真下を３つの分割部位６１０～６１２のすべてが通過する。その後、３つの分割部位６１０～６１２のすべてが上昇して、３つの分割部位６１０～６１２のすべてによって基板２が支持される。

以上のようにして、本実施の形態２によれば、例えば、図２１に示すように、平面視において局所ガスシール部５０５Ａに設けられた開口部ＯＰと重なる位置に板状部材９００Ａおよび板状部材９００Ｂを固定した状態で、基板２をステージ１の上流側（「＋ｙ方向」）からステージ１の下流側（「－ｙ方向」）に搬送することができる。

したがって、本実施の形態２によれば、基板２をステージ１の上流側（「＋ｙ方向」）から下流側（「－ｙ方向」）に搬送させながらも、板状部材９００Ａおよび板状部材９００Ｂをステージ１に近接させた状態を維持することができる。このことから、本実施の形態２によれば、板状部材９００Ａおよび板状部材９００Ｂによる不活性ガスの受け止め効果を常時得ることができる。このため、本実施の形態２におけるレーザ処理装置は、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍の雰囲気の安定性を向上させる効果が高く、これによって、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍の雰囲気を低酸素濃度状態に維持する効果を高めることができる。この結果、本実施の形態２によっても、基板２に形成されるポリシリコン膜の品質を向上できる。

（実施の形態３）
＜実施の形態３における特徴＞
図２８は、本実施の形態３における特徴点を説明する図である。

図２８において、本実施の形態３における特徴点は、支持部６００Ａに板状部材６２０Ａが固定されているとともに、支持部６００Ｂに板状部材６２０Ｂが固定されている点にある。そして、板状部材６２０Ａの「ｙ方向」の長さは、支持部６００Ａの「ｙ方向」の長さと略同一であり、板状部材６２０Ｂの「ｙ方向」の長さは、支持部６００Ｂの「ｙ方向」の長さと略同一である。

例えば、板状部材６２０が固定された支持部６００Ａで基板２を支持しながら、支持部６００Ａを「－ｙ方向」に移動させることによって、基板２を「－ｙ方向」に搬送する場合を考える。このとき、図２９に示すように、レーザ照射領域ＬＩＲを基板２が通過する際、はみ出し領域３００Ａを板状部材６２０Ａが通過する。したがって、この場合、はみ出し領域３００Ａに向って噴射される不活性ガスは、はみ出し領域３００Ａを通過する板状部材６２０Ａで受け止められる。

このことから、本実施の形態３によれば、特に、基板２がレーザ照射領域ＬＩＲを通過している間にわたって、支持部６００Ａに固定された板状部材６２０Ａによって、はみ出し領域３００Ａに向って噴射される不活性ガスが受け止められる。このことは、本実施の形態３によれば、基板２がレーザ照射領域ＬＩＲを通過している期間というポリシリコン膜を形成している期間において、板状部材６２０Ａによる不活性ガスの受け止め効果を得ることができることを意味している。したがって、本実施の形態３におけるレーザ処理装置でも、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍の雰囲気の安定性を向上させることができ、これによって、レーザ照射領域ＬＩＲ近傍の雰囲気を低酸素濃度状態に維持する効果を得ることができる。この結果、本実施の形態３によっても、基板２に形成されるポリシリコン膜の品質を向上することができる。

なお、図３０に示すように、板状部材６２０Ａが固定されている支持部６００Ａで支持されている基板２に対して、レーザアニール処理を実施している最中に、基板２Ａがステージ１上に搬入されて支持部６００Ｂによって支持される。その後、レーザアニール処理が終了した基板２がステージ１上から搬出される。そして、この基板２を支持していた支持部６００Ａは、再びステージ１の上流側（「＋ｙ方向」）に向って移動する。同時に、板状部材６２０Ｂが固定されている支持部６００Ｂをステージ１の下流側（「－ｙ方向」）に向って移動させることにより、支持部６００Ｂで支持されている基板２Ａを「－ｙ方向」に搬送して、レーザアニール処理を基板２Ａに対して実施する。このように、本実施の形態３におけるレーザ処理装置でも、支持部６００Ａで支持された基板２に対してレーザアニール処理を実施する動作と、支持部６００Ｂで支持された基板２Ａに対してレーザアニール処理を実施する動作とを交互に実施される。これにより、複数枚の基板（２、２Ａ）を連続処理することが可能となり、レーザアニール処理のスループットを向上できる。

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

１ ステージ
２ 基板
５００ レーザ処理装置
５０１ レーザ光発生部
５０５Ａ 局所ガスシール部
６００Ａ 支持部
６００Ｂ 支持部
６１０ 分割部位
６１１ 分割部位
６１２ 分割部位
６２０Ａ 板状部材
６２０Ｂ 板状部材
７００Ａ 可動部材
７００Ｂ 可動部材
９００Ａ 板状部材
９００Ｂ 板状部材
１０００ レーザ光
ＯＰ 開口部

Claims (17)

1. 以下を含む、レーザ処理装置：
   上面を基板が移動可能なステージ；
   前記ステージ上において前記基板を第１方向に搬送するための基板搬送機構；
   前記基板に対しレーザ光を照射するためのレーザ発振器；
   前記レーザ光の照射領域上に位置し、開口部を有するガス充填部；および
   前記ステージの周辺に配置され、かつ、前記ガス充填部と平面視において重なるように配置された可動部材。
2. 前記レーザ光の前記ステージ上での平面形状は、短軸および長軸を有する長方形であり、
   前記レーザ光の前記長軸の方向は、前記第１方向と交差する第２方向であり、
   前記可動部材は、前記長軸の延長線上に配置され、
   前記可動部材は、前記第２方向に沿って移動可能である、請求項１に記載のレーザ処理装置。
3. 前記基板搬送機構は、前記ステージの一辺に沿って移動可能であり、
   前記基板搬送機構は、平面視において、前記ステージの前記一辺と前記可動部材の間を通過するように移動する、請求項２に記載のレーザ処理装置。
4. 前記可動部材は、
   前記基板が前記照射領域に存在しないときに前記ステージの前記一辺に近づくように位置し、
   前記基板が前記照射領域に存在するときに前記ステージの前記一辺から離れるように位置する、請求項３に記載のレーザ処理装置。
5. 前記ガス充填部内の酸素濃度は、他の領域の酸素濃度よりも低い、請求項１～４のいずれか１項に記載のレーザ処理装置。
6. 前記ガス充填部には、不活性ガスが供給される、請求項１～５のいずれか１項に記載のレーザ処理装置。
7. 前記基板は、浮上して搬送される、請求項１～６のいずれか１項に記載のレーザ処理装置。
8. 前記基板は、前記ステージの上面から噴出される基板浮上用ガスによって浮上する、請求項７に記載のレーザ処理装置。
9. 前記基板は、非晶質の半導体膜が形成されたガラスであり、
   前記レーザ光を照射することにより、前記非晶質の半導体膜は、多結晶の半導体膜に変質する、請求項１～８のいずれか１項に記載のレーザ処理装置。
10. 以下を含む、レーザ処理装置：
    上面を基板が移動可能なステージ；
    前記ステージ上において前記基板を搬送するために、前記ステージの一辺に沿って移動可能であり、かつ、上下方向に移動可能な複数の基板搬送機構；
    前記基板に対しレーザ光を照射するためのレーザ発振器；
    前記レーザ光の照射領域上に位置し、開口部を有するガス充填部；および
    前記ステージの周辺に配置され、かつ、前記ガス充填部と平面視において重なるように配置された板状部材。
11. 前記レーザ光の前記ステージ上での平面形状は、短軸および長軸を有する長方形であり、
    前記板状部材は、前記長軸の延長線上に配置され、
    前記複数の基板搬送機構のうちの少なくとも一つは、前記板状部材と平面視において重なる位置で前記板状部材よりも下方に位置する、請求項１０に記載のレーザ処理装置。
12. 前記複数の基板搬送機構のそれぞれには、昇降機構が設けられている、請求項１１に記載のレーザ処理装置。
13. 前記ガス充填部内の酸素濃度は、他の領域の酸素濃度よりも低い、請求項１０～１２のいずれか１項に記載のレーザ処理装置。
14. 前記ガス充填部には、不活性ガスが供給される、請求項１０～１３のいずれか１項に記載のレーザ処理装置。
15. 前記基板は、浮上して搬送される、請求項１０～１４のいずれか１項に記載のレーザ処理装置。
16. 前記基板は、前記ステージの上面から噴出される基板浮上用ガスによって浮上する、請求項１５に記載のレーザ処理装置。
17. 前記基板は、非晶質の半導体膜が形成された部材から構成され、
    前記レーザ光を照射することにより、前記非晶質の半導体膜は、多結晶の半導体膜に変質する、請求項１０～１６のいずれか１項に記載のレーザ処理装置。

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