(57)【要約】【課題】被処理体に対するレーザ処理の条件の変動を抑制する。【解決手段】レーザ処理装置は、表面から気体を噴出させることで基板３を浮上搬送可能なステージ２と、基板３にレーザ光２０ａを照射するレーザ発振器とを有しており、ステージ２は冷却機構８を有している。レーザ処理の際には、基板３は、ステージ２上を浮上しながら搬送され、基板３上に形成されたアモルファスシリコン膜３ａにレーザ光２０ａが照射されることで、アモルファスシリコン膜３ａが多結晶シリコン膜に変質する。その際、ステージ２は冷却機構８により冷却されている。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下を含むレーザ処理装置：
表面および前記表面とは反対側の裏面を有し、前記表面から気体を噴出させることで基板を浮上搬送可能なステージ；および
前記基板にレーザ光を照射するレーザ発振器、
ここで、前記ステージは冷却機構を有する。
【請求項２】
前記冷却機構は水冷方式である請求項１に記載のレーザ処理装置。
【請求項３】
前記ステージの前記表面は第１の上部構造体および第２の上部構造体で構成され、
前記第１の上部構造体および前記第２の上部構造体は互いに離間し、かつ対向するように配置され、
前記第１の上部構造体および前記第２の上部構造体の間の隙間と前記レーザ光の焦点位置は平面視において重なり、
前記第１の上部構造体および前記第２の上部構造体の間に液体を流すための流路が配置されている請求項２に記載のレーザ処理装置。
【請求項４】
前記レーザ光の前記ステージの前記表面上での平面形状は長軸と短軸を有する長方形であり、
前記流路は前記長軸の方向に沿って配置されている請求項３に記載のレーザ処理装置。
【請求項５】
前記ステージは前記表面および前記裏面と交差する方向の側面を有し、
前記側面に液体を流すための流路が配置されている請求項２に記載のレーザ処理装置。
【請求項６】
前記ステージの前記裏面に液体を流すための流路が配置されている請求項２に記載のレーザ処理装置。
【請求項７】
前記流路は蛇行するように配置されている請求項５または６に記載のレーザ処理装置。
【請求項８】
前記液体は水である請求項３から７のいずれか１項に記載のレーザ処理装置。
【請求項９】
前記基板はガラス基板である請求項１から８のいずれか１項に記載のレーザ処理装置。
【請求項１０】
前記基板には非晶質の半導体膜が形成され、前記レーザ光の照射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から９のいずれか1項に記載のレーザ処理装置。
【請求項１１】
前記第１の上部構造体は、前記気体を噴出する第１の表面側部材を有し、
前記第２の上部構造体は、前記気体を噴出する第２の表面側部材を有する請求項３に記載のレーザ処理装置。
【請求項１２】
前記第１の表面側部材および前記第２の表面側部材は、それぞれ多孔質体からなる請求項１１に記載のレーザ処理装置。
【請求項１３】
前記基板の高さ位置を検知するためのセンサを更に含み、
前記第１の上部構造体および前記第２の上部構造体は、前記短軸の方向において、互いに離間しかつ互いに対向しており、
前記流路は、前記第１の上部構造体と前記第２の上部構造体との間において前記長軸の方向にそれぞれ延在する第１流路部および第２流路部と、前記第１流路部と前記第２流路部とをつなぐ第３流路部と、を有し、
前記センサは、前記第１の上部構造体と前記第２の上部構造体との間に配置され、かつ、前記長軸の方向において前記第１流路部と前記第２流路部との間に配置され、
前記第３流路部の一部は、前記第１の上部構造体の下に配置されている請求項４に記載のレーザ処理装置。
【請求項１４】
前記流路は、平面視において、前記センサと重なる位置には配置されていない請求項１３に記載のレーザ処理装置。
【請求項１５】
以下の工程を含む表示装置の製造方法：
（ａ）ステージ上を浮上させながら基板を搬送する工程；および
（ｂ）前記ステージを冷却しながら、前記基板にレーザ光を照射する工程。
【請求項１６】
前記工程（ｂ）において、前記ステージを液体によって冷却する請求項１５に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１７】
前記工程（ｂ）において、前記ステージの内部に配置した流路の中を前記液体を流動させることにより前記ステージを冷却する請求項１６に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１８】
工程（ｂ）において、前記ステージの裏面に配置した流路の中を前記液体を流動させることにより前記ステージを冷却する請求項１６に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１９】
前記基板はガラス基板である請求項１５から１８のいずれか1項に記載の表示装置の製造方法。
【請求項２０】
前記工程（ａ）において、前記基板上に非晶質の半導体膜が形成されており、
前記工程（ｂ）において前記レーザ光が照射された後、前記非晶質の半導体膜が多結晶の半導体膜に変質する請求項１９に記載の表示装置の製造方法。
【請求項２１】
前記多結晶の半導体膜は表示装置の制御を行う薄膜トランジスタを構成する請求項２０に記載の表示装置の製造方法。
【請求項２２】
前記ステージは、前記基板を浮上させるための気体を噴出する第１の上部構造体および第２の上部構造体を有し、
前記第１の上部構造体および前記第２の上部構造体は互いに離間し、かつ対向するように配置され、
前記工程（ｂ）において、前記第１の上部構造体および前記第２の上部構造体の間の隙間と前記レーザ光の焦点位置は平面視において重なり、
前記工程（ｂ）において、前記第１の上部構造体および前記第２の上部構造体の間に配置した流路の中を前記液体を流動させることにより前記ステージを冷却する請求項１６に記載の表示装置の製造方法。
【請求項２３】
前記レーザ光の平面形状は長軸と短軸を有する長方形であり、
前記第１の上部構造体および前記第２の上部構造体の間において、前記流路は前記レーザ光の前記長軸の方向に沿って配置されている請求項２２に記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ処理装置および表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
国際公開ＷＯ２０１５／１７４３４７号（特許文献１）には、被処理体にレーザ光を照射してアニール処理を行うレーザアニール装置に関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１５／１７４３４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者は、レーザ処理装置のステージ上に被処理体を浮上させながらその被処理体を移動させ、移動する被処理体にレーザを照射するレーザ処理装置について検討している。しかしながら、そのようなレーザ処理装置においては、ステージ上に浮上する被処理体の高さ位置が変動してしまうと、被処理体に対するレーザ処理の条件の変動を招く虞がある。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施の形態によれば、レーザ処理装置は、表面から気体を噴出させることで基板を浮上搬送可能なステージと、前記基板にレーザ光を照射するレーザ発振器と、を有しており、前記ステージは冷却機構を有する。
【０００７】
一実施の形態によれば、表示装置の製造方法は、（ａ）ステージ上を浮上させながら基板を搬送する工程と、（ｂ）前記ステージを冷却しながら前記基板にレーザ光を照射する工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
一実施の形態によれば、被処理体に対するレーザ処理の条件の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一本実施の形態におけるレーザ処理装置の模式的な構成を示す断面図である。
【図２】一本実施の形態におけるレーザ処理装置の動作を説明するための平面図である。
【図３】第１検討例のレーザ処理装置の模式的な構成を示す断面図である。
【図４】第２検討例のレーザ処理装置の要部断面図である。
【図５】第２検討例のレーザ処理装置の要部断面図である。
【図６】一本実施の形態におけるレーザ処理装置の要部平面図である。
【図７】一本実施の形態におけるレーザ処理装置の要部断面図である。
【図８】一本実施の形態におけるレーザ処理装置の要部断面図である。
【図９】一本実施の形態におけるレーザ処理装置のステージが有する冷却機構の斜視図である。
【図１０】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１１】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１２】一実施の形態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。
【図１３】一実施の形態における表示装置の構成例を示す図である。
【図１４】図１３に示す画素の構成例を示す図である。
【図１５】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１６】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。
【図１７】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１８】他の本実施の形態におけるレーザ処理装置の要部平面図である。
【図１９】他の本実施の形態におけるレーザ処理装置の要部断面図である。
【図２０】他の本実施の形態におけるレーザ処理装置の要部断面図である。
【図２１】他の本実施の形態におけるレーザ処理装置の要部断面図である。
【図２２】他の本実施の形態におけるレーザ処理装置の要部断面図である。
【図２３】他の本実施の形態におけるレーザ処理装置のステージが有する冷却機構の斜視図である。
【図２４】第１変形例のレーザ処理装置のステージを示す平面図である。
【図２５】第１変形例のレーザ処理装置の要部平面図である。
【図２６】第１変形例のレーザ処理装置の要部断面図である。
【図２７】第２変形例のレーザ処理装置の要部平面図である。
【図２８】他の実施の形態のレーザ処理装置の要部断面図である。
【図２９】他の実施の形態のレーザ処理装置の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００１１】
（実施の形態１）
＜レーザ処理装置の全体構成について＞
本実施の形態におけるレーザ処理装置１の全体構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態におけるレーザ処理装置１の模式的な構成を示す断面図である。
【００１２】
図１に示されるように、本実施の形態におけるレーザ処理装置１は、レーザ光発生部２１と、光減衰器２２と、光学系モジュール２３と、密閉筐体２４と、処理室２５とを備えている。
【００１３】
レーザ光発生部（レーザ発振器）２１は、レーザ光（例えばエキシマレーザ光）を出力するレーザ発振器（レーザ光源）から構成されており、レーザ光発生部２１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）２２が配置されている。光減衰器２２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。
【００１４】
光減衰器２２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２３が配置されている。光学系モジュール２３は、反射ミラー２３ａとレンズ（図示せず）などから構成されており、光減衰器２２から光学系モジュール２３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。光学系モジュール２３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２３ｂが設けられている。光学系モジュール２３で成形されたレーザ光は、シールウィンドウ２３ｂを介して、光学系モジュール２３から出力される。
【００１５】
光学系モジュール２３から出力されるレーザ光の進行先（ここでは光学系モジュール２３の下側）には、密閉筐体２４が設けられている。密閉筐体２４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。密閉筐体２４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２４ａが設けられている。
【００１６】
密閉筐体２４から出力されるレーザ光の進行先（ここでは密閉筐体２４の下側）には、処理室２５が配置されている。処理室２５には、密閉筐体２４の出力部に設けられているシールウィンドウ２４ａと接続するシールボックス２６が取り付けられている。シールボックス２６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。また、図１に示されるように、シールボックス２６の上側は、密閉筐体２４に設けられたシールウィンドウ２４ａによって封止されている一方、シールボックス２６の下側には、開口部２７が設けられている。このため、シールボックス２６に供給された窒素ガスは、開口部２７を介してシールボックス２６の下側に排出されることになる。
【００１７】
シールボックス２６の下方には、ステージ２が配置されている。ステージ２は、処理室２５内において、シールボックス２６の下方に配置されている。ステージ２は、上面（表面）およびそれとは反対側の裏面（下面）を有し、その上面（表面）からガス（気体）を噴出させることで基板３を浮上搬送可能なステージである。ステージ２の上面上には、例えばガラスまたは石英から形成されている基板３が配置され得るが、この基板３は、ステージ２の上面（より特定的にはステージ２を構成する複数の上部構造体５の上面）から吹き出すガスによって、ステージ２上を浮上しながら、水平方向（具体的にはＸ方向）に搬送されるようになっている。
【００１８】
基板３の表面（上面）には、非晶質（アモルファス）の半導体膜が形成されており、より特定的にはアモルファスシリコン膜３ａが形成されている。シールボックス２６に設けられた開口部２７から排出された不活性ガス（例えば窒素ガス）は、基板３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。
【００１９】
基板３上に形成されている非晶質の半導体膜（ここではアモルファスシリコン膜３ａ）は、後述するように、レーザ処理装置１を用いたレーザ処理（レーザアニール処理）によって、多結晶の半導体膜（ここでは多結晶シリコン膜）に変質（変化）する。以下では、基板３の表面に形成されている非晶質の半導体膜がアモルファスシリコン膜３ａであるものとして説明する。非晶質の半導体膜（アモルファスシリコン膜３ａ）が形成された基板３を、被処理体とみなすこともできる。
【００２０】
ステージ２は、定盤（ベース部材）４と、複数の上部構造体（基板浮上用構造体、ステージ部材、基板浮上用ステージ部材、浮上用ユニット）５とを有している。複数の上部構造体５の上面が、ステージ２の上面を構成している。このため、複数の上部構造体５は、互いに積み重ねられているのではなく、水平方向に並んで配置されており、それら複数の上部構造体５が、ステージ２の上部を構成している。複数の上部構造体５は、定盤４上に並んで配置されて支持されている。
【００２１】
なお、図１には、後述する上部構造体５ａ，５ｂだけでなく、上部構造体５ａ，５ｂ以外の上部構造体５ｃも、共通の定盤４上に配置されている場合が示されているが、他の形態として、上部構造体５ｃは定盤４上には搭載せずに、上部構造体５ａ，５ｂが配置される定盤４とは別部材を用いて、上部構造体５ｃを支持することもできる。但し、そのような場合でも、上部構造体５ａ，５ｂおよび上部構造体５ａ，５ｂ間の冷却機構８は、共通の定盤４上に配置することが好ましい。上部構造体５ａ，５ｂを搭載する定盤４は、例えば石材（グラナイトなど）により形成することができ、一方、上部構造体５ｃを支持する部材は、例えば金属材料により形成することができる。
【００２２】
各々の上部構造体５は、その上面（表面）から気体を噴出することができるにように構成されている。すなわち、上部構造体５の上面（表面）からガス（気体）を噴出し、噴出するガスによって基板３を浮上させることができる。このため、上部構造体５は、その上面（表面）からガスを噴出して基板３を浮上させるように機能する構造体（部材）、すなわち、基板浮上用の構造体である。
【００２３】
具体的には、上部構造体５の上面（表面）には、複数（多数）の微細な孔が存在し、その微細な孔からガスを噴出することができる。基板３がステージ２上を浮上しながら移動する際には、上部構造体５の上面（表面）が基板３の下面と対向し、上部構造体５の上面（表面）の複数（多数）の微細な孔から噴出するガス（以下、基板浮上用ガスと称する場合もある）が、基板３の下面に当たって、基板３を浮上させるように作用する。
【００２４】
次に、レーザ処理装置１の動作について、図１および図２を参照しながら説明する。図２は、レーザ処理装置１の動作を説明するための平面図であり、レーザ処理装置１のステージ２と、ステージ２上を浮上しながら搬送される基板３とが示されている。
【００２５】
図１において、レーザ光発生部（レーザ発振器）２１から出力されたレーザ光（レーザビーム）２０は、光減衰器２２で光出力が調整された後、光学系モジュール２３に入力する。光学系モジュール２３に入力したレーザ光２０は、光学系モジュール２３の内部に設けられたレンズ系によって、ラインビーム形状（長方形状）に成形される。ラインビーム形状に成形されたレーザ光２０は、例えば、光学系モジュール２３の内部に配置されている反射ミラー２３ａで反射された後、シールウィンドウ２３ｂから密閉筐体２４に入射する。密閉筐体２４に入射したレーザ光２０は、密閉筐体２４の内部空間を進行した後、シールウィンドウ２４ａから、処理室２５に設けられたシールボックス２６に入射する。そして、シールボックス２６に入射したレーザ光２０は、シールボックス２６に設けられている開口部２７を通過してステージ２に向かって進行する。ここで、シールボックス２６の開口部２７を通過してステージ２（基板３）に向かって進行するレーザ光２０を、符号２０ａを付してレーザ光２０ａと称することとする。レーザ光２０ａは、ステージ２上を浮上しながら移動している基板３（より特定的には基板３上のアモルファスシリコン膜３ａ）に照射される。アモルファスシリコン膜３ａにおけるレーザ光照射領域は、局所的に加熱され、多結晶シリコン膜（ポリシリコン膜）に変化（変質）する。
【００２６】
レーザ光２０ａは、Ｙ方向を長軸方向（長手方向）とするラインビーム形状に成形されている。図２および後述の図６において、レーザ光２０ａが照射され得る領域（平面領域）を、符号２０ｂを付してレーザ光照射領域２０ｂとして示してある。レーザ光照射領域２０ｂは、長軸（長辺）と短軸（短辺）とを有する長方形状であり、長軸（長辺）は短軸（短辺）よりも大きく、長軸（長辺）方向はＹ方向であり、短軸（短辺）方向はＸ方向である。すなわち、レーザ光２０ａのステージ２の表面（上面）上での平面形状は、長軸（長辺）と短軸（短辺）とを有する長方形状であり、長軸（長辺）方向はＹ方向であり、短軸（短辺）方向はＸ方向である。別の見方をすると、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）に照射されるレーザ光２０ａの平面形状は、長軸（長辺）と短軸（短辺）とを有する長方形状であり、長軸（長辺）方向はＹ方向であり、短軸（短辺）方向はＸ方向である。つまり、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）の表面上、あるいは、ステージ２の表面上での、レーザ光２０ａの平面形状は、長軸（長辺）と短軸（端辺）とを有する長方形状であり、その長軸（長辺）の方向はＹ方向である。レーザ光照射領域２０ｂの長辺の長さ（Ｙ方向の長さ）は、例えば、基板３のＹ方向の長さと同程度とすることができる。一方、レーザ光照射領域２０ｂの短辺の長さ（Ｘ方向の長さ）は、基板３のＸ方向の長さよりもかなり小さい。
【００２７】
ここで、Ｘ方向およびＹ方向は、互いに交差する方向であり、好ましくは、互いに直交する方向である。また、Ｘ方向およびＹ方向は、ステージ２の上面に略平行であり、従って、ステージ２上を浮上しながら移動する基板３の上面に略平行である。
【００２８】
基板３に対するレーザ処理を行う際には、ステージ２自体は移動せず、固定されたステージ２上を基板３が浮上しながらＸ方向に搬送される（移動する）。すなわち、図２の（ａ）の状態から、図２の（ｂ）の状態、図２の（ｃ）の状態に、順に移行する。図２の（ａ）は、基板３の移動開始前、図２の（ｂ）は、基板３の移動中、図２の（ｃ）は、基板３の移動終了時に、それぞれ対応している。ステージ２上に配置された基板３は、ステージ２の上面（すなわちステージ２を構成する複数の上部構造体５の上面）から噴出するガスによって、ステージ２から浮上することができる。そして、基板搬送用のロボットアーム（図示せず）などで基板３の端部をつかんでＸ方向に移動させることで、ステージ２上に浮上する基板３をＸ方向へ移動させることができる。
【００２９】
基板３に対するレーザ処理を行う際には、ステージ２自体は移動せず、また、レーザ光２０の照射位置も移動しない。このため、ステージ２に対するレーザ光２０ａの照射位置は、固定されている。すなわち、ステージ２から見たときのレーザ光照射領域２０ｂは固定されている。しかしながら、基板３がステージ２上を浮上しながらＸ方向に移動することで、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）におけるレーザ光２０ａの照射位置（照射領域）は、基板３の移動とともに移動することになる。すなわち、位置が固定されたステージ２およびレーザ光２０ａに対して、基板３が移動することで、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）におけるレーザ光２０ａの照射位置（照射領域）が、基板３の移動とともに移動することになる。これにより、アモルファスシリコン膜３ａにおけるレーザ光照射領域を走査することができ、アモルファスシリコン膜３ａ全体にレーザ光２０ａの照射処理を施すことができる。なお、レーザ光２０は、連続的なレーザ光、あるいは、所定の周波数のパルス状のレーザ光とすることができる。
【００３０】
また、シールボックス２６には、不活性ガス（例えば窒素ガス）が供給されており、シールボックス２６の下部に設けられた開口部２７からその不活性ガスが排気される。そして、シールボックス２６に設けられた開口部２７から排出された不活性ガスは、ステージ２上を浮上しながらＸ方向に移動している基板３（より特定的には基板３上のアモルファスシリコン膜３ａ）の上面に吹き付けられる。
【００３１】
シールボックス２６の開口部２７から基板３上の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るのは、基板３上のアモルファスシリコン膜３ａにレーザ光を照射してアモルファスシリコン膜３ａを多結晶シリコン膜に変化させる際に、不要な反応が発生しないようにするため（例えば多結晶シリコン膜の表面に酸化シリコン膜が生成されないようにするため）である。すなわち、シールボックス２６の開口部２７から排出された不活性ガスの雰囲気中でアモルファスシリコン膜３ａにレーザ光を照射してアモルファスシリコン膜３ａを多結晶シリコン膜に変化させるためである。
【００３２】
つまり、ステージ２上に基板３を浮上させてＸ方向に移動させながら、基板３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（例えば窒素ガス）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２０ａが照射される。その結果、基板３上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、それによって、アモルファスシリコン膜３ａのレーザ光照射領域を多結晶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におけるレーザ光照射領域を走査することができる。このようにして、アモルファスシリコン膜３ａ全体に対してレーザ処理（レーザアニール処理）を施し、アモルファスシリコン膜３ａ全体を多結晶シリコン膜に変化させることができる。つまり、基板３上に形成されている非晶質の半導体膜（ここではアモルファスシリコン膜３ａ）を、多結晶の半導体膜（ここでは多結晶シリコン膜）に変質（変化）させることができる。
【００３３】
なお、詳細は後述するが、本実施の形態では、レーザ処理装置１のステージ２は冷却機構８を有している。本実施の形態では、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）に対するレーザ処理（レーザアニール処理）を行う際には、ステージ２上を浮上させながら基板３を搬送（移動）する。そして、ステージ２を冷却しながら、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）にレーザ光２０ａを照射する。ステージ２は、液体によって冷却され、具体的には、後述する流路９の中を液体（冷却液）を流動させることにより、ステージ２を冷却している。
【００３４】
＜検討の経緯＞
図３は、本発明者が検討した第１検討例のレーザ処理装置１０１の模式的な構成を示す断面図であり、上記図１に相当するものである。
【００３５】
図３に示される第１検討例のレーザ処理装置１０１においては、上記基板３に相当する基板１０３は、ステージ１０２上にそのステージ１０２と接するように配置されており、ステージ１０２を移動させることによってステージ１０２と一緒に基板１０３も移動させながら、その基板１０３にレーザ光２０を照射する。すなわち、第１検討例のレーザ処理装置１０１においては、基板１０３は、ステージ１０２上を浮上して移動するのではなく、ステージ１０２上に配置されて固定されており、ステージ１０２と基板１０３とが一緒に移動するようになっている。ステージ１０２と一緒に基板１０３が移動することにより、基板１０３上に形成されているアモルファスシリコン膜１０３ａにおけるレーザ光照射領域を走査することができ、アモルファスシリコン膜１０３ａ全体を多結晶シリコン膜に変化させることができる。
【００３６】
しかしながら、第１検討例のレーザ処理装置１０１においては、ステージ１０２と基板１０３とを一緒に移動させる必要があるため、ある基板１０３に対するレーザ処理を行った後には、レーザ処理の終了位置まで移動しているステージ１０２を、初期位置まで戻す必要がある。そして、その後に、ステージ１０２上に次の基板１０３を配置してから、ステージ１０２と基板１０３とを一緒に移動させながらその基板１０３に対するレーザ処理を行う必要がある。この場合、レーザ処理が済んだ基板１０３をステージ１０２から降ろしてから、ステージ１０２を初期位置まで戻す動作が必要になることから、複数の基板１０３にレーザ処理を施す際には、１枚の基板１０３あたりの処理時間が長くなってしまい、スループットが低くなってしまう。
【００３７】
そこで、本発明者は、レーザ処理装置のステージ上に基板を浮上させながらその基板を水平方向に移動させ、移動する基板に対してレーザ光を照射することを検討している。この場合、ステージを移動させる必要がないため、複数の基板にレーザ処理を施す際には、１枚の基板あたりの処理時間を短くすることができ、スループットを向上させることができる。
【００３８】
しかしながら、レーザ処理装置のステージ上に基板を浮上させながらその基板を水平方向に移動させ、移動する基板に対してレーザ光を照射する場合には、次のような課題が発生する虞があることが、本発明者の検討により分かった。これについて、図４および図５を参照して説明する。図４および図５は、本発明者が検討した第２検討例のレーザ処理装置の要部断面図であり、後述の図７に相当するものである。
【００３９】
図４に示される第２検討例のレーザ処理装置においては、固定されたステージ２０２上を、上記基板３に相当する基板２０３が浮上しながら移動し、移動する基板２０３に対して上記レーザ光２０に相当するレーザ光２２０を照射する。これにより、基板２０３上に形成されているアモルファスシリコン膜２０３ａにおけるレーザ光照射領域を走査することができ、アモルファスシリコン膜２０３ａ全体を多結晶シリコン膜に変化させることができる。ステージ２０２は、上記上部構造体５に相当する上部構造体２０５を有しており、上部構造体２０５の上面から噴出するガスにより、基板２０３が浮上する。上部構造体２０５は、上記定盤４に相当する定盤２０４上に配置されている。
【００４０】
しかしながら、図４に示される第２検討例のレーザ処理装置においては、基板２０３は移動させるがステージ２０２は固定されていることに伴い、ステージ２０２から見た基板２０３におけるレーザ光照射位置が固定されてしまい、ステージ２０２が局所的に加熱されてしまう。
【００４１】
すなわち、図４において、基板２０３およびその上のアモルファスシリコン膜２０３ａは、レーザ光２２０が照射されている領域とその近傍が局所的に加熱され、従って、符号２２８を付した点線で囲まれた領域（以下、基板加熱領域２２８と称する）が局所的に加熱され、かなり高い温度になる。基板２０３を移動させながらレーザ光を照射するため、基板２０３およびその上のアモルファスシリコン膜２０３ａにおいて、基板加熱領域２２８は、基板２０３の移動とともに移動する。しかしながら、ステージ２０２は固定されているため、ステージ２０２から見ると基板加熱領域２２８の位置は移動せずに固定されている。このため、基板２０３に対するレーザ処理を行っている間、ステージ２０２における基板加熱領域２２８の下方に位置する領域は固定されていることになる。
【００４２】
従って、基板２０３に対するレーザ処理を行っている間、ステージ２０２において、基板加熱領域２２８の下方に位置する領域とその近傍では、基板加熱領域２２８から伝わる熱で継続的に加熱されることになるため、基板加熱領域２２８から伝わる熱が蓄積されてしまい、局所的に加熱されて局所的な温度上昇が発生してしまう。ステージ２０２が局所的に加熱されて局所的な温度上昇が発生してしまうと、ステージ２０２に熱歪（熱に起因した歪）が発生し、ステージ２０２が変形してしまう虞がある。すなわち、図５に示されるように、ステージ２０２において、基板加熱領域２２８の下方に位置する領域とその近傍では、基板加熱領域２２８からの熱伝導に起因して、ステージ２０２が局所的に変形してしまう虞がある。
【００４３】
ステージ２０２が局所的に変形してしまうと、ステージ２０２上に浮上する基板２０３の高さ位置が変動してしまうため、基板２０３に対するレーザ処理の条件の変動を招く虞がある。すなわち、基板２０３はステージ２０２上を浮上しながら移動するため、ステージ２０２が変形してしまうと、ステージ２０２上に浮上する基板２０３の高さ位置が変わってしまうが、基板２０３の高さ位置が変わると、その基板２０３に照射されるレーザ光の焦点位置と基板２０３との間の距離も変わってしまうため、基板２０３に対するレーザ処理の条件が変動してしまう。
【００４４】
例えば、ステージ２０２が熱歪によって変形する前（図４の状態）は、ステージ２０２上に浮上する基板２０３の高さ位置がレーザ光２２０の焦点位置と一致していたとしても、ステージ２０２が基板加熱領域２２８からの熱伝導に起因して変形してしまうと（図５の状態）、ステージ２０２上に浮上する基板２０３の高さ位置が、レーザ光２２０の焦点位置からずれてしまう。これは、ステージ２０２が熱歪によって局所的に変形する前と後とで、基板２０３に対するレーザ処理の条件が変動したことにつながる。
【００４５】
ステージ２０２が熱歪によって変形する前と後とで、基板２０３に対するレーザ処理の条件が変動してしまうと、レーザ処理によって基板２０３上に形成されたアモルファスシリコン膜２０３ａを多結晶シリコン膜に変えた場合の、その多結晶シリコン膜の特性の変動につながる虞がある。例えば、多結晶シリコン膜の結晶化状態が変動する虞がある。このため、１つの基板２０３に形成されている多結晶シリコン膜の特性の変動や、複数の基板２０３に形成されている多結晶シリコン膜同士の特性の変動を抑制するためには、基板加熱領域２２８からの熱伝導によってステージ２０２が変形してしまうのを、抑制または防止することが望まれる。
【００４６】
＜レーザ処理装置の詳細構成について＞
図６は、本実施の形態のレーザ処理装置１の要部平面図であり、図７および図８は、本実施の形態のレーザ処理装置１の要部断面図であり、図９は、本実施の形態のレーザ処理装置１のステージ２が有する冷却機構８の斜視図である。図６は、本実施の形態のレーザ処理装置１が有するステージ２の一部の平面図が示されているが、図６に示されている平面領域は、上記図２の（ｂ）の領域２９にほぼ対応している。なお、図６においては、レーザ光照射領域２０ｂをハッチングを付して示し、冷却機構８内に設けられた流路９を点線で示してある。図７は、図６に示されるＡ１−Ａ１線の位置での断面図にほぼ対応し、図８は、図６に示されるＡ２−Ａ２線の位置での断面図にほぼ対応している。また、図７の断面図にはレーザ光２０ａを示してあるが、図８の断面図では、アモルファスシリコン膜３ａの上面全体にレーザ光２０ａが照射されているため、レーザ光２０ａの図示は省略している。
【００４７】
上述のように、本実施の形態のレーザ処理装置１のステージ２は、定盤４と、定盤４上に配置された複数の上部構造体５とを有している。ステージ２の上面（表面）は、複数の上部構造体５により構成されており、すなわち、複数の上部構造体５の上面（表面）がステージ２の上面を構成している。ステージ２が有する複数の上部構造体５のそれぞれは、上面（表面）からガスを噴出し、噴出するガスにより基板３を浮上させるように機能することができる。本実施の形態のレーザ処理装置１のステージ２は、更に冷却機構（冷却用部材、冷却ユニット）８も有している。
【００４８】
ステージ２を構成する複数の上部構造体５は、平面視においてレーザ光照射領域２０ｂを間に挟んでＸ方向に隣り合う上部構造体５ａ，５ｂを含んでいる（図２および図６参照）。上部構造体５ａと上部構造体５ｂとは、Ｘ方向において互いに離間し、かつ対向するように配置されている。従って、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとは、Ｘ方向に所定の間隔を空けて配置されており、Ｘ方向における上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間には、冷却機構８が配置されている。すなわち、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとは、冷却機構８を介してＸ方向に隣り合っており、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの互いに対向する側面間に、冷却機構８が配置されている。上部構造体５ａ，５ｂは、上部構造体５ａ，５ｂ間の冷却機構８に接していることが好ましい。上部構造体５ａ，５ｂと、上部構造体５ａ，５ｂ間に配置された冷却機構８とは、定盤４の上面上に配置（搭載）されている。冷却機構８は、ステージ２を冷却するための部材（冷却用部材）であり、より特定的には、上部構造体５ａ，５ｂを冷却するための部材である。冷却機構８を間に挟んでＸ方向に隣り合う上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間には、他の上部構造体５は配置されていないため、上部構造体５ａの構造と上部構造体５ｂとの間の領域では、基板３を浮上させるためのガスは噴出されない。
【００４９】
上部構造体５ａの構造と上部構造体５ｂの構造とは、基本的には同様であるので、ここでは、上部構造体５ａの構造について説明するが、上部構造体５ａの構造についての説明は、上部構造体５ｂの構造にも適用することができる。
【００５０】
上部構造体５ａは、表面側部材６とベース部（台座部）７とを有しており、ベース部７上に表面側部材６が配置されて支持されている。表面側部材６の上面（表面）が、上部構造体５ａの上面（表面）を構成し、従って、ステージ２の上面（表面）の一部を構成している。
【００５１】
表面側部材６は、好ましくは多孔質体（多孔質材料）からなる。多孔質体は、多数の微細な気孔（すなわち細孔）を有している。使用する多孔質体としては、多孔質カーボン、多孔質セラミックスまたは多孔質金属などを例示できる。また、表面側部材６は、板状の部材とすることができる。このため、多孔質板（多孔質体からなる板状の部材）を表面側部材６として好適に用いることができ、その場合、基板３を浮上させるためのガスが、多孔質板が有する多数の細孔を通って、多孔質板の上面から噴出することができるようになっている。この場合、多孔質板の細孔が、上部構造体５ａの上面の上述した「微細な孔」に対応する。
【００５２】
ベース部７は、金属材料により形成することができ、好ましくは、アルミニウムまたはアルミニウム合金により形成することができる。ベース部７は、例えば、板状の部材（金属板）を加工したものを用いることができる。また、定盤４は、平坦な上面を有しており、定盤４の上面上に、上部構造体５ａ，５ｂおよび冷却機構８が配置されている。上部構造体５ａ，５ｂのそれぞれの外形形状は、例えば、略直方体とすることができる。
【００５３】
上部構造体５ａは、上部構造体５ａの上面（表面側部材６）から基板浮上用ガスを噴出するための構造を含んでおり、具体的には以下のような構造を含んでいる。
【００５４】
図７に示されるように、上部構造体５ａは、ベース部７および表面側部材６に加えて、更に、ベース部７と表面側部材６との間に配置された中間板１０を有している。中間板１０は、ベース部７よりも薄い板状の部材とすることができ、例えば、金属材料（アルミニウムなど）により形成することができる。上部構造体５ａにおいて、ベース部７上に接着層（接着材）１１ｂを介して中間板１０が接着されて固定され、また、ベース部７上に接着層（接着材）１１ａを介して表面側部材６が接着されて固定されている。上部構造体５ａにおいて、中間板１０は、ベース部７と表面側部材６との間に配置されており、表面側部材６と中間板１０との間には、空間（加圧空間）１２ａが設けられ、ベース部７と中間板１０との間には、空間（減圧空間）１２ｂが設けられている。空間１２ａは、中間板１０と表面側部材６と接着層１１ａとによって囲まれおり、また、空間１２ｂは、ベース部７と中間板１０と接着層１１ｂとによって囲まれている。
【００５５】
中間板１０には、複数（多数）の貫通孔１３ｂが設けられており、また、表面側部材６にも、中間板１０の貫通孔１３ｂと整合する位置に、複数（多数）の貫通孔１３ａが設けられている。表面側部材６の下面における各貫通孔１３ａ周囲と、中間板１０の上面における各貫通孔１３ｂの周囲とは、環状の接着層１１ｃを介して接着されている。このため、表面側部材６の各貫通孔１３ａと中間板１０の各貫通孔１３ｂとは、環状の接着層１１ｃ内の空間を介してつながっている。このため、多孔質体（多孔質板）からなる表面側部材６は、多孔質体自身が有する細孔に加えて、機械的に形成した複数（多数）の貫通孔１３ａも更に有している。加工性を考慮すると、好ましくは、貫通孔１３ａ（直径）は、多孔質体の細孔（直径）よりも大きい。
【００５６】
空間１２ａには、ベース部７に設けられた貫通孔（図示せず）などを介して加圧ガスが導入され、空間１２ａに導入された加圧ガスが、表面側部材６の複数の微細な孔（多孔質体を構成する細孔）を通って表面側部材６の上面から噴出し、噴出するガスによって基板３を浮上させるようになっている。この表面側部材６の上面から噴出するガスを、図７では上向きの矢印として模式的に示してある。表面側部材６の上面から噴出するガスは、例えば、窒素ガスに代表される不活性ガスを用いることができる。そして、空間１２ｂは、ベース部７に設けられた貫通孔（図示せず）などを介して減圧され、それによって、表面側部材６上のガスを、表面側部材６の貫通孔１３ａと、環状の接着層１１ｃ内の空間と、中間板１０の貫通孔１３ｂとを介して、空間１２ｂに吸引するようになっている。図７では、表面側部材６の上面（貫通孔１３ａ）から吸引するガスを、下向きの矢印で模式的に示してある。
【００５７】
このため、表面側部材６の微細な孔（ここでは多孔質体を構成する細孔）からガスを噴出して基板３を浮上させつつ、表面側部材６の貫通孔１３ａから表面側部材６上のガスを吸引して基板３を吸引している。このため、表面側部材６からのガスの噴出とガスの吸引とを調整することにより、浮上する基板３の高さ位置を高精度で制御することができる。
【００５８】
冷却機構８は、冷却用の液体（冷却液）を流すための流路（通路、配管）９を有している。流路９は、冷却機構８内に設けられている。このため、冷却機構８の流路９は、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間に配置されており、すなわち、上部構造体５ａ，５ｂの互いに対向する側面間に配置されている。別の見方をすると、流路９は、上部構造体５ａの側面（上部構造体５ｂに対向する側の側面）上に配置されており、また、上部構造体５ｂの側面（上部構造体５ａに対向する側の側面）上に配置されている。なお、上部構造体５ａ，５ｂの互いに対向する側面は、ステージ２の上面および裏面に交差する側面である。冷却機構８は、上部構造体５ａまたは上部構造体５ｂにネジなどを用いて取り付けられている。
【００５９】
冷却機構８内の流路９は、Ｙ方向に延在しており、従って、Ｘ方向に隣り合う上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間において、Ｙ方向に延在している。冷却機構８は、熱伝導率が高い材料かなることが好ましく、具体的には金属材料からなることが好ましい。流路９を流れる冷却液による腐食や変質ができるだけ生じないようにする観点で、冷却機構８の材料として、ステンレス鋼（ＳＵＳ）を好適に用いることができる。
【００６０】
冷却機構８は、例えば板状の外形を有している。このため、冷却機構８は、板状の金属部材（金属板）を加工することにより形成することができる。例えば、金属板に対して穴あけと穴埋めとを施すことにより、流路９を有する冷却機構８を作製することができる。流路９の断面形状（流路９の延在方向に略垂直な断面形状）は、例えば円形状とすることができる。流路９は、冷却液を流すことができる空間（冷却液用の通路）であり、冷却機構８は、そのような流路９が設けられた金属部材（例えば金属板）により構成することができる。
【００６１】
冷却機構８が有する流路９の構成を更に具体的に説明すると、流路９は、複数の流路部（通路部）９ａ，９ｂ，９ｃにより構成されており、各流路部９ａ，９ｂ，９ｃは、冷却機構８が有する流路９の一部である。
【００６２】
流路部９ａは、冷却機構８の上部に設けられており、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間において、Ｙ方向に延在している。流路部９ｂは、Ｙ方向に延在する流路部９ａの一方の端部に連結し、かつ、その端部から下方に（Ｚ方向に）延在している。また、流路部９ｃは、Ｙ方向に延在する流路部９ａの他方の端部に連結し、かつ、その端部から下方（Ｚ方向）に延在している。ここで、Ｚ方向は、上下方向であり、従って、Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向の両者に直交する方向である。
【００６３】
流路部９ａ，９ｂ，９ｃは、冷却機構８内（従って上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間）に配置されており、流路部９ｂ，９ｃは、流路部９ａよりも低い位置にある。流路部９ｂは、連結部（継手）１４ａを介して、冷却機構８外に設けられている冷却液供給用の配管１５ａに接続され、また、流路部９ｃは、連結部（継手）１４ｂを介して、冷却機構８外に設けられている冷却液排出用の配管１５ｂに接続されている。配管１５ａは、定盤４に設けられた開口部４ａを通るように配置することができ、配管１５ｂは、定盤４に設けられた開口部４ｂを通るように配置することができる。冷却液供給用の配管１５ａから冷却機構８に供給された冷却液は、流路部９ｂ、流路部９ａおよび流路部９ｃを順に流れ、冷却機構８から冷却液排出用の配管１５ｂに排出される。
【００６４】
レーザ光２０ａは、基板３（より特定的には基板３上に形成されているアモルファスシリコン膜３ａ）に照射されるが、もしも基板３およびアモルファスシリコン膜３ａが無ければ、レーザ光２０ａは、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間の領域（すなわち冷却機構８）に照射される。すなわち、レーザ光２０ａは、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間の領域に向かって進行している。このため、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）におけるレーザ光照射領域２０ｂ（レーザ光２０ａが照射される領域）は、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間の領域の上方（すなわち冷却機構８の上方）に位置しており、平面視において、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間の領域（すなわち冷却機構８）と重なっている。
【００６５】
基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）に対するレーザ処理を行う際には、冷却機構８の流路９には、液体（冷却液）が流されている。すなわち、流路９の中を液体（冷却液）を流動させることにより、ステージ２を冷却している。つまり、冷却機構８の流路９に冷却液を流しつつ、ステージ２上を浮上しながら水平方向（Ｘ方向）に移動する基板３（より特定的には基板３上に形成されているアモルファスシリコン膜３ａ）に対してレーザ光２０ａを照射する。冷却機構８の流路９を流れる（流動する）液体は、ステージ２を冷却する機能を有しており、特に、冷却機構８と冷却機構８に隣接する上部構造体５ａ，５ｂを冷却する機能を有している。冷却機構８の流路９を流れる液体（冷却液）としては、例えば水を好適に用いることができる。
【００６６】
＜主要な特徴と効果について＞
次に、本実施の形態のレーザ処理装置の主要な特徴と効果について説明する。
【００６７】
上記図４および図５に示される第２検討例のレーザ処理装置の場合は、ステージ２０２に冷却機構を設けていないため、上記「検討の経緯」で説明したように、基板加熱領域２２８からの熱伝導に起因してステージ２０２が局所的に変形する懸念がある。ステージ２０２が変形してしまうと、ステージ２０２上に浮上する基板２０３の高さ位置が変わることで、基板２０３（アモルファスシリコン膜２０３ａ）に対するレーザ処理の条件が変動してしまう虞がある。
【００６８】
それに対して、本実施の形態では、レーザ処理装置１のステージ２は、冷却機構８を有しているため、ステージ２上に浮上しながら移動する基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）にレーザ光を照射した際に、ステージ２を冷却することができる。このため、基板加熱領域２８からの熱伝導に起因してステージ２が局所的に加熱されて変形してしまうのを抑制または防止することができる。
【００６９】
すなわち、本実施の形態のレーザ処理装置１の場合も、ステージ２上に浮上する基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）にレーザ光２０ａが照射されることにより、基板３およびその上のアモルファスシリコン膜３ａは、レーザ光２０ａが照射される領域およびその近傍（以下、基板加熱領域２８と称する）が局所的に加熱される。ステージ２上に浮上した基板３を水平方向に移動させながらレーザ光２０ａを照射するため、基板３およびその上のアモルファスシリコン膜３ａにおいて、基板加熱領域２８は、基板３の移動とともに移動する。しかしながら、ステージ２は固定されているため、ステージ２から見ると基板加熱領域２８の位置は移動しない。このため、基板３に対するレーザ処理を行っている間、ステージ２における基板加熱領域２８の下方に位置する領域は固定されていることになる。従って、基板３に対するレーザ処理を行っている間、ステージ２において、基板加熱領域２８の下方に位置する領域とその近傍では、基板加熱領域２８からから伝わる熱で継続的に加熱されることになるため、基板加熱領域２８から伝わる熱が蓄積されてしまい、局所的に加熱されて局所的な温度上昇が発生することが懸念される。
【００７０】
しかしながら、本実施の形態のレーザ処理装置１の場合は、ステージ２に冷却機構８を設けていることで、基板加熱領域２８からステージ２に熱が伝わっても、基板加熱領域２８からの熱伝導に起因してステージ２に局所的な温度上昇が生じてしまうのを抑制することができ、ステージ２が熱歪によって変形してしまうのを抑制または防止することができる。ステージ２が熱歪によって変形してしまうのを抑制または防止できることで、ステージ２上を浮上しながら移動する基板３の高さ位置が変動するのを抑制または防止することができるため、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）に対するレーザ処理の条件が変動してしまうのを抑制または防止することができる。これにより、レーザ処理によって基板３上に形成されたアモルファスシリコン膜３ａを多結晶シリコン膜に変えた場合の、その多結晶シリコン膜の特性の変動を抑制または防止することができる。例えば、１つの基板３に形成されている多結晶シリコン膜の特性の変動や、複数の基板３に形成されている多結晶シリコン膜同士の特性の変動を抑制または防止することができる。
【００７１】
また、本実施の形態では、レーザ処理装置１のステージ２は、冷却機構８を有しているが、水冷方式（液冷方式）の冷却機構を採用している。なお、冷却液（冷却用の液体）を用いて冷却する冷却機構を水冷方式の冷却機構と称し、冷却液として水を用いる場合だけでなく、水以外の冷却液を用いる場合も、水冷方式の冷却機構に含むものとする。但し、冷却機構８の流路９を流れる冷却液として水を用いた場合は、レーザ処理装置の構造を簡略化することができ、また、レーザ処理に伴うコストの低減などの点で有利である。
【００７２】
水冷方式は、冷却効率が高い。レーザ処理装置１のステージ２が有する冷却機構８として水冷方式を用いたことで、ステージ２を効率的に冷却することができるため、基板加熱領域２８からの熱伝導に起因してステージ２に局所的な温度上昇が生じてしまうのを、効率的に抑制することができ、ステージ２が熱歪によって局所的に変形してしまうのを効率的に抑制または防止することができる。
【００７３】
また、本実施の形態とは異なり、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとが互いに接して一体化している構成も可能である。しかしながら、この場合、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）におけるレーザ光照射領域の直下にも、従って基板加熱領域２８の直下にも、ステージの上部構造体が存在することになるため、基板加熱領域２８から上部構造体に熱が伝わりやすくなってしまう。このため、基板加熱領域２８の直下に存在する上部構造体を構成する表面側部材６が、基板加熱領域２８からの熱伝導に起因して変形しやすくなることが懸念される。
【００７４】
それに対して、本実施の形態では、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとを所定の間隔で離間させ、レーザ光２０ａ（２０）の焦点位置が、平面視において、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間の隙間（領域）に重なるようにしている。別の見方をすると、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）におけるレーザ光照射領域が、平面視において、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間の隙間（領域）に重なるようにしている。これにより、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）に対するレーザ処理を行っている間に、基板加熱領域２８から上部構造体５ａ，５ｂ（特に上部構造体５ａ，５ｂの表面側部材６）に熱が伝わりにくくすることができる。すなわち、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）におけるレーザ光照射領域の直下には、上部構造体（５ａ，５ｂ）が存在しなくなるため、基板加熱領域２８から上部構造体（５ａ，５ｂ）に熱が伝わりにくくなり、上部構造体（５ａ，５ｂ）を構成する表面側部材６が、基板加熱領域２８からの熱伝導に起因して変形するリスクを低減することができる。これにより、ステージ２上を浮上しながら移動する基板３の高さ位置が変動するリスクを低減することができる。
【００７５】
更に、本実施の形態では、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間に冷却機構８を配置しており、従って、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間に、液体（冷却液）を流すための流路９が配置されている。上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間の領域は、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）におけるレーザ光照射領域の下方に位置しているため、基板加熱領域２８から熱が伝わりやすい領域である。上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間に冷却機構８（流路９）を配置したことで、基板加熱領域２８から熱が伝わりやすい位置に冷却機構８（流路９）が配置されることになる。これにより、基板加熱領域２８からステージ２へ伝わる熱を、冷却機構８によって、すなわち冷却機構８の流路９を流れる冷却液によって、効率的に冷却することができる。このため、基板加熱領域２８からの熱伝導に起因してステージ２に局所的な温度上昇が生じてしまうのを、より的確に抑制することができ、ステージ２が熱歪によって変形してしまうのをより的確に抑制または防止することができる。
【００７６】
このように、本実施の形態では、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとをＸ方向に離間させて、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間に冷却機構８（流路９）を配置し、レーザ光２０ａの焦点位置（基板３におけるレーザ光照射領域）が、平面視において、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間の領域（冷却機構８）に重なるようにしている。これにより、基板加熱領域２８から熱が伝わりやすい領域である、基板３のレーザ光照射領域の直下の領域には、上部構造体５ａ，５ｂではなく冷却機構８（流路９）が存在することになるため、ステージ２（特に表面側部材６）が熱歪によって変形してしまうのを、より的確に抑制または防止することができる。従って、ステージ２上を浮上しながら移動する基板３の高さ位置が変動するのをより的確に抑制または防止することができる。
【００７７】
また、冷却機構８の流路９は、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間において、Ｙ方向に延在しており、すなわち、Ｙ方向に沿って配置されている。このＹ方向は、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）に照射されるレーザ光２０ａの長軸方向である。すなわち、流路９は、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間において、レーザ光２０ａ（レーザ光照射領域２０ｂ）の長軸方向に沿って配置されている。これにより、基板加熱領域２８からステージ２へ伝わる熱を、流路９を流れる冷却液によってより効率的に冷却することができるため、ステージ２が熱歪によって変形してしまうのをより的確に抑制または防止することができる。これは、レーザ光２０ａは、Ｙ方向を長軸方向とするラインビーム形状に成形されているため、基板加熱領域２８もＹ方向に延在しているからである。Ｙ方向に延在する基板加熱領域２８の下方に、Ｙ方向に沿うように流路９が配置されていることで、基板加熱領域２８からステージ２に伝わる熱を、流路９を流れる冷却液によって効率的に冷却することができる。
【００７８】
また、上述のように、冷却機構８の流路９は、流路部９ａ，９ｂ，９ｃにより構成されているが、流路部９ａ，９ｂ，９ｃのうち、主として流路部９ａが、基板加熱領域２８からの熱伝導に起因してステージ２が変形するのを効率的に抑制するように機能する。なぜなら、流路部９ａは、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間において、レーザ光２０ａの長軸方向（ここではＹ方向）に沿うように、冷却機構８の上部に配置されているため、基板加熱領域２８からステージ２へ伝わる熱を、流路部９ａを流れる冷却液によって効率的に冷却することができるからである。冷却機構８の流路９が流路部９ａを有していることにより、ステージ２が熱歪によって変形してしまうのを効率的に抑制または防止することができる。流路部９ａ，９ｂ，９ｃのうち、流路部９ｂは、流路部９ａへの冷却液の供給経路として用いられ、流路部９ｃは、流路部９ａからの冷却液の排出経路として用いられる。
【００７９】
また、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間に配置された冷却機構８の上面は、上部構造体５ａ，５ｂの各上面（すなわち上部構造体５ａ，５ｂをそれぞれ構成する表面側部材６の上面）よりも、低いことが好ましい。もしも、冷却機構８の上面が、上部構造体５ａ，５ｂの各上面よりも高い位置にあると、上部構造体５ａ，５ｂの各上面から冷却機構８の一部が突出した状態になるため、ステージ２上を浮上しながら水平方向に移動する基板３の動きを、冷却機構８が阻害してしまう虞がある。このため、冷却機構８の上面の高さ位置を、上部構造体５ａ，５ｂの各上面と同じかそれよりも低くすることで、ステージ２上を浮上しながら水平方向に移動する基板３の動きを、冷却機構８が阻害しないようすることができる。そして、冷却機構８の上面の高さ位置を、上部構造体５ａ，５ｂの各上面よりも低くすれば、上部構造体５ａ，５ｂ（表面側部材６）の上面と基板３の下面との間の間隔を変えずに、基板加熱領域２８から冷却機構８の上面までの距離を大きくすることができる。これにより、基板加熱領域２８の下方に位置する冷却機構８の上面の高さ位置を低くした分、基板加熱領域２８からステージ２に熱が伝わりにくくなるため、ステージ２が、基板加熱領域２８からの熱伝導に起因して変形するリスクを低減することができる。
【００８０】
また、ステージ２が有する複数の上部構造体５は、上部構造体５ａ，５ｂと、それ以外の上部構造体５ｃとを含んでいる。図２の場合は、Ｘ方向に隣り合う上部構造体５ａ，５ｂをＸ方向に挟むように、上部構造体５ｃが配置されており、上部構造体５ｃと上部構造体５ａとがＸ方向に隣り合い、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとがＸ方向に隣り合い、上部構造体５ｂと上部構造体５ｃとがＸ方向に隣り合っている。
【００８１】
Ｘ方向に隣り合う上部構造体５ａ，５ｂ間には、上述した冷却機構８（または後述の冷却機構８ａ，８ｂ）が配置されている。しかしながら、隣り合う上部構造体５ｃ，５ａ間と、隣り合う上部構造体５ｂ，５ｃ間とには、上記冷却機構８（または後述の冷却機構８ａ，８ｂ）に相当するものを設ける場合と設けない場合とがあり得る。なぜなら、上部構造体５ｃ，５ａの間の領域と、上部構造体５ｂ，５ｃ間の領域とは、平面視において、レーザ光照射領域２０ｂからある程度離れているからである。このため、上部構造体５ａ，５ｃ間と上部構造体５ｂ，５ｃ間とに冷却機構８（または冷却機構８ａ，８ｂ）を設けない場合であっても、上部構造体５ａ，５ｂ間に冷却機構８（または冷却機構８ａ，８ｂ）を設ければ、基板加熱領域２８からステージ２へ伝わる熱を、上部構造体５ａ，５ｂ間に配置された冷却機構８（８ａ，８ｂ）の流路９を流れる冷却液によって効率的に冷却することができる。これにより、ステージ２が熱歪によって変形してしまうのを抑制または防止することができる。上部構造体５ａ，５ｃ間と上部構造体５ｂ，５ｃ間とに冷却機構８（または冷却機構８ａ，８ｂ）を設けない場合は、ステージ２の構造をより単純にできるので、ステージ２を組み立てやすくなる。また、隣り合う上部構造体５ｃ間の領域は、平面視において、レーザ光照射領域２０ｂから更に離れているため、隣り合う上部構造体５ｃ間には、冷却機構８（または冷却機構８ａ，８ｂ）を設けなくともよい。
【００８２】
上部構造体５ａ，５ｂ，５ｃのそれぞれは、上面（表面）からガス（気体）を噴出し、噴出するガスによって基板３を浮上させるように作用する。但し、上部構造体５ｃのガスを噴出する機構は、上部構造体５ａ，５ｂと相違する場合もあり得る。例えば、上述したように、上部構造体５ａ，５ｂについては、上部構造体５ａ，５ｂを構成する表面側部材６の微細な孔（多孔質体を構成する細孔）からガスを噴出して基板３を浮上させつつ、表面側部材６の貫通孔１３ａから表面側部材６上のガスを吸引して基板３を吸引している。すなわち、上部構造体５ａ，５ｂでは、上面からのガスの噴出とガスの吸引との両方を行い、そのバランスを調整している。それに対して、上部構造体５ｃについては、上部構造体５ｃを構成する表面側部材（表面側部材６に相当するもの）に設けられた複数の貫通孔からガスを噴出するが、表面側部材上のガスを吸引する機構は上部構造体５ｃには設けていない。このため、上部構造体５ｃを構成する表面側部材は、多孔質体でなくともよく、例えば複数（多数）の貫通孔を形成した金属板を用いることができる。
【００８３】
ステージ２上に浮上する基板３の高さ位置を制御しやすいのは、上面からガスの噴出を行うがガスの吸引は行わない上部構造体５ｃではなく、上面からガスの噴出とガスの吸引との両方を行うことができる上部構造体５ａ，５ｂである。一方、ステージ２上に浮上する基板３の高さ位置を正確に制御することが望まれるのは、レーザ光照射領域２０ｂに近い領域である。このため、レーザ光照射領域２０ｂに近い上部構造体５ａ，５ｂについては、上面からガスの噴出とガスの吸引との両方を行うことができるようにすることで、レーザ光２０ａが照射される位置での基板３の高さ位置をより的確に制御して、レーザ処理条件を制御しやすくする。一方、レーザ光２０ａが照射される位置から遠い上部構造体５ｃについては、上面からガスの噴出を行うがガスの吸引は行わないようにすることで、上部構造体５ｃの構造を単純にすることができる。これにより、上部構造体５ｃを準備しやすくなるため、レーザ処理装置の製造コストを低減できる。
【００８４】
＜表示装置の一例＞
本実施の形態のレーザ処理装置１は、例えば、表示装置の製造工程に好適に用いることができる。図１０および図１１を参照して、表示装置の一例について説明する。
【００８５】
図１０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１０に示される大画面テレビジョン３１は、本実施の形態における表示装置の一例である。一方、図１１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１１に示されるモバイル通信機器としてのスマートフォン３２は、本実施の形態における表示装置の他の一例である。
【００８６】
このように本実施の形態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３１から小さなサイズのスマートフォン３２といった幅広いサイズの表示装置が対象となっている。また、本実施の形態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。
【００８７】
＜表示装置の製造工程＞
次に、本実施の形態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、図１２を参照しながら簡単に説明する。図１２は、本実施の形態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。
【００８８】
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。
【００８９】
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、成膜技術、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、このガラス基板に薄膜トランジスタを形成する。この薄膜トランジスタは、表示装置の制御を行うための薄膜トランジスタであり、後述の薄膜トランジスタ４６はこれに対応している。薄膜トランジスタ形成工程は、上記レーザ処理装置１を用いたレーザ処理（レーザアニール処理）も含んでおり、このガラス基板が上記基板３および後述の基板５０に対応する。このようにして、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（図１２のステップＳ１）。
【００９０】
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（図１２のステップＳ２）。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（図１２のステップＳ３）。その後、ＴＦＴガラス基板の表面にシール剤を塗布する（図１２のステップＳ４）。
【００９１】
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（図１２のステップＳ５）。
【００９２】
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（図１２のステップＳ６）。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（図１２のステップＳ７）。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（図１２のステップＳ８）。
【００９３】
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（図１２のステップＳ９）、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（図１２のステップＳ１０）。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。
【００９４】
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（図１２のステップＳ１１）。そして、液晶を注入した隙間（空間）を封止する（図１２のステップＳ１２）。
【００９５】
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（図１２のステップＳ１３）。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（図１２のステップＳ１４）、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（図１２のステップＳ１５）。このようにして、液晶表示装置が完成する（図１２のステップＳ１６）。以上のようにして、本実施の形態における表示装置を製造できる。
【００９６】
＜表示装置の詳細な構成＞
続いて、本実施の形態における表示装置の詳細な構成について説明する。図１３は、本実施の形態における表示装置の構成例を示す図である。
【００９７】
図１３に示される構成例では、表示装置は、複数の画素４０がマトリクス状（行列状）に配置された画素部（画素領域）４１を有している。表示装置は、更に、画素部４１を構成する複数の画素４０を駆動する回路として、走査線駆動回路４２と信号線駆動回路４３とを有している。画素４０は、走査線駆動回路４２と電気的に接続された配線４４（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４０は、信号線駆動回路４３と電気的に接続された配線４５（信号線）によって、画像信号（映像信号）が供給される。
【００９８】
ここで、図１３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い。
【００９９】
次に、図１４は、図１３に示す画素の構成例を示す図である。図１４に示されるように、画素４０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４６と、表示部として機能する液晶素子４７とが設けられている。例えば、液晶素子４７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有している。
【０１００】
薄膜トランジスタ４６においては、ゲート電極が配線４４（走査線）と電気的に接続されている。一方、薄膜トランジスタ４６のソース電極およびドレイン電極のいずれか一方が、配線４５Ａ（信号線）と電気的に接続され、他方が液晶素子４７の画素電極と電気的に接続されている。
【０１０１】
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４０）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（４６）が形成されている。薄膜トランジスタ（４６）は、画素４０を制御するためのスイッチング用トランジスタであり、従って、表示装置の制御を行うための薄膜トランジスタとみなすことができる。
【０１０２】
＜薄膜トランジスタのデバイス構造＞
続いて、薄膜トランジスタ４６のデバイス構造について、図１５を参照しながら説明する。図１５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。
【０１０３】
図１５に示される薄膜トランジスタ４６は、トップゲート型構造を有している。図１５に示されるように、薄膜トランジスタ４６は、絶縁表面を有する基板５０（例えばガラス基板）上に形成されたチャネル膜５１を有している。チャネル膜５１は、多結晶の半導体膜である多結晶シリコン膜からなる。そして、基板５０上に、チャネル膜５１を覆うように、例えば酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜５２が形成されており、ゲート絶縁膜５２上に、例えば金属材料からなるゲート電極５３が形成されている。ゲート絶縁膜５２上に、ゲート電極５３を覆うように、層間絶縁膜５４が形成されており、層間絶縁膜５４上に、例えば金属材料からなるソース電極５５ａおよびドレイン電極５５ｂが形成されている。ソース電極５５ａおよびドレイン電極５５ｂのそれぞれは、層間絶縁膜５４およびゲート絶縁膜５２に設けられたスルーホールを通じて、チャネル膜５１と接している。層間絶縁膜５４、ソース電極５５ａおよびドレイン電極５５ｂを覆うように、例えば酸化シリコン膜からなる保護膜５６が形成されている。以上のようにして、薄膜トランジスタ４６が形成されている。チャネル膜５１は、薄膜トランジスタ４６の構成要素である。
【０１０４】
また、ここでは、薄膜トランジスタ４６がトップゲート型構造を有する場合について説明したが、他の形態として、薄膜トランジスタ４６は、ボトムゲート型構造を有していてもよい。
【０１０５】
＜薄膜トランジスタの製造工程＞
次に、薄膜トランジスタ（４６）の製造工程について説明する。図１６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。
【０１０６】
まず、例えば、ガラスからなる基板であるガラス基板（上記基板３，５０に対応）上にチャネル膜（５１）を形成する（図１６のステップＳ２１）。次に、ガラス基板（３，５０）上に、チャネル膜（５１）を覆うように、ゲート絶縁膜（５２）を形成する（図１６のステップＳ２２）。次に、ゲート絶縁膜（５２）上にゲート電極（５３）を形成する（図１６のステップＳ２３）。ゲート電極（５３）の形成後、ゲート電極（５３）で覆われない部分のチャネル膜（５１）に、ソース・ドレイン用の不純物を注入することもできる。次に、ゲート絶縁膜（５２）上に、ゲート電極（５３）を覆うように、層間絶縁膜（５４）を形成する（図１６のステップＳ２４）。次に、層間絶縁膜（５４）およびゲート絶縁膜（５２）にスルーホールを形成してから、ソース電極（５５ａ）およびドレイン電極（５５ｂ）を形成する（図１６のステップＳ２４）。次に、層間絶縁膜（５４）上に、ソース電極（５５ａ）およびドレイン電極（５５ｂ）を覆うように、保護膜（５６）を形成する（図１６のステップＳ２５）。
【０１０７】
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。
【０１０８】
＜チャネル膜の形成工程＞
ここで、チャネル膜（５１）の形成工程の詳細について説明する。図１７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。
【０１０９】
図１７に示されるように、チャネル膜の形成工程においては、まず、ガラス基板（３，５０）上にアモルファスシリコン膜を形成する（図１７のステップＳ３１）。このアモルファスシリコン膜は、上記アモルファスシリコン膜３ａに相当するものである。その後、アモルファスシリコン膜に対してレーザ光（２０ａ）を照射して、レーザアニール処理を施す（図１７のステップＳ３２）。この際、上記レーザ処理装置１を用いる。これにより、アモルファスシリコン膜は加熱され、その結果、アモルファスシリコン膜から多結晶シリコン膜が形成される（図１７のステップＳ３３）。すなわち、アモルファスシリコン膜に対してレーザアニール処理が施されることにより、アモルファスシリコン膜が多結晶シリコン膜に変化（変質）する。以上のようにして、多結晶シリコン膜からなるチャネル膜（５１）を形成することができる。また、レーザアニール処理の後、多結晶シリコン膜からなるチャネル膜（５１）は、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術などを用いて所定の形状にパターニングすることもできる。
【０１１０】
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多結晶シリコンは、移動度が高いため、チャネル膜を多結晶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。このため、本実施の形態では、チャネル膜を多結晶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多結晶シリコン膜に変化させている。従って、チャネル膜を多結晶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。本実施の形態では、このレーザアニール処理を実施するために、上述したレーザ処理装置１を用いている。
【０１１１】
本実施の形態のレーザ処理装置１を用いた場合、ステージ２上に基板３を浮上させながらその基板３を水平方向に移動（搬送）させ、移動する基板３（より特定的には基板３上のアモルファスシリコン膜３ａ）に対してレーザ光２０ａを照射することで、基板３上に形成されているアモルファスシリコン膜３ａを多結晶シリコン膜に変化させる。この多結晶シリコン膜が、上述したチャネル膜（５１）に対応している。ステージ２を移動させる必要がないため、複数の基板にレーザ処理を施す際に、１枚の基板あたりの処理時間を短くすることができ、スループットを向上させることができる。
【０１１２】
また、本実施の形態のレーザ処理装置１では、上述したような工夫を施したことにより、レーザ処理の際に、レーザ処理装置１のステージ２が熱歪によって変形してしまうのを抑制または防止することができるため、ステージ２上を浮上しながら移動する基板３の高さ位置が変動するのを抑制または防止することができる。このため、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）に対するレーザ処理の条件が変動してしまうのを抑制または防止することができる。これにより、レーザ処理によって基板３上に形成されたアモルファスシリコン膜３ａを多結晶シリコン膜に変えた場合の、その多結晶シリコン膜の特性の変動を抑制または防止することができる。このため、多結晶シリコン膜からなるチャネル膜（５１）の特性が変動するのを抑制または防止することができ、それゆえ、薄膜トランジスタ（４６）の特性が変動するのを抑制または防止することができる。従って、薄膜トランジスタ（４６）を有する表示装置の性能や信頼性を向上させることができる。
【０１１３】
（実施の形態２）
本実施の形態２のレーザ処理装置１について説明する。図１８は、本実施の形態２のレーザ処理装置１の要部平面図であり、本実施の形態２のレーザ処理装置１が有するステージ２の一部の平面図が示されており、上記図６に対応している。図１９〜図２２は、本実施の形態のレーザ処理装置１の要部断面図であり、図２３は、本実施の形態のレーザ処理装置１のステージ２が有する冷却機構８ａの斜視図である。図１９は、図１８に示されるＢ１−Ｂ１線の位置での断面図とＢ５−Ｂ５線の位置での断面図とにほぼ対応し、図２０は、図１８に示されるＢ２−Ｂ２線の位置での断面図とＢ４−Ｂ４線の位置での断面図とにほぼ対応し、図２１は、図１８に示されるＢ３−Ｂ３線の位置での断面図にほぼ対応している。図２２は、図１８に示されるＢ６−Ｂ６線の位置での断面図にほぼ対応している。図１８に示されるＢ７−Ｂ７線の位置での断面図は、図２２（Ｂ６−Ｂ６断面図）において、符号「８ａ１（８ａ）」を符号「８ｂ１（８ｂ）」に置換したものにほぼ対応している。また、図１８においては、レーザ光照射領域２０ｂは図示していないが、図１８の場合も上記図６の場合と同じ位置にレーザ光照射領域２０ｂが存在している。また、図１８においては、冷却機構８ａ，８ｂ内にそれぞれ設けられた流路９を点線で示してある。
【０１１４】
本実施の形態２のレーザ処理装置１が上記実施の形態１のレーザ処理装置１と相違しているのは、ステージ２において、上記冷却機構８の代わりに冷却機構８ａ，８ｂを用いたことと、センサ６１を追加したことである。
【０１１５】
上記本実施の形態１のレーザ処理装置１のステージ２においては、冷却機構８は、Ｘ方向に隣り合う上部構造体５ａ（の側面）と上部構造体５ｂ（の側面）との間に配置されており、冷却液が流れる流路９は、Ｘ方向に隣り合う上部構造体５ａ（の側面）と上部構造体５ｂ（の側面）との間に配置されており、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間をＹ方向に延在していた。このため、上記実施の形態１のレーザ処理装置１の場合は、上部構造体５ａ，５ｂの下には冷却機構８は配置されておらず、すなわち、定盤４と上部構造体５ａ，５ｂとの間には冷却機構８は配置されておらず、従って、上部構造体５ａ，５ｂの下には、冷却液が流れる流路９は配置されていなかった。
【０１１６】
それに対して、本実施の形態２のレーザ処理装置１のステージ２においては、図１８〜図２３に示されるように、Ｘ方向に隣り合う上部構造体５ａ（の側面）と上部構造体５ｂ（の側面）との間と、上部構造体５ａ（の下面）と定盤４（の上面）との間とに、冷却機構８ａが配置されている。そして、Ｘ方向に隣り合う上部構造体５ａ（の側面）と上部構造体５ｂ（の側面）との間と、上部構造体５ｂ（の下面）と定盤４（の上面）との間とに、冷却機構８ｂが配置されている。
【０１１７】
このため、冷却機構８ａの流路９は、Ｘ方向に隣り合う上部構造体５ａ（の側面）と上部構造体５ｂ（の側面）との間と、上部構造体５ａ（の下面）と定盤４（の上面）との間とに、配置されている。また、冷却機構８ｂの流路９は、Ｘ方向に隣り合う上部構造体５ａ（の側面）と上部構造体５ｂ（の側面）との間と、上部構造体５ｂ（の下面）と定盤４（の上面）との間とに、配置されている。別の見方をすると、冷却機構８ａの流路９は、上部構造体５ａの側面（上部構造体５ｂに対向する側の側面）上と、上部構造体５ａの下面（裏面）上とに配置されており、また、冷却機構８ｂの流路９は、上部構造体５ｂの側面（上部構造体５ａに対向する側の側面）上と、上部構造体５ｂの下面（裏面）上とに配置されている。
【０１１８】
冷却機構８ａのうち、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間に位置する部分を、第１部位８ａ１と称し、上部構造体５ａと定盤４との間（すなわち上部構造体５ａの下）に位置する部分を、第２部位８ａ２と称する。冷却機構８ａの第１部位８ａ１と第２部位８ａ２とは、一体的（連続的）に形成されている。また、冷却機構８ｂのうち、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間に位置する部分を、第１部位８ｂ１と称し、上部構造体５ｂと定盤４との間（すなわち上部構造体５ｂの下）に位置する部分を、第２部位８ｂ２と称する。冷却機構８ｂの第１部位８ｂ１と第２部位８ｂ２とは、一体的（連続的）に形成されている。冷却機構８ａ，８ｂは、上記冷却機構８に相当するものであり、上記冷却機構８と同様の材料からなる。冷却機構８ａと冷却機構８ｂとは、別々の部材として形成されている。冷却機構８ａは、上部構造体５ａにネジなどを用いて取り付けられており、また、冷却機構８ｂは、上部構造体５ｂにネジなどを用いて取り付けられている。図２３においては、冷却機構８ａの斜視図が示されているが、冷却機構８ａが取り付けられた上部構造体５ａを点線で示してある。
【０１１９】
以下、図１８〜図２３を参照しながら、本実施の形態２のレーザ処理装置のステージ２の具体的な構成について説明するが、上記実施の形態１と同様な部分については、繰り返しの説明を省略する。
【０１２０】
本実施の形態２のレーザ処理装置のステージ２においては、Ｘ方向に隣り合う上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間に、冷却機構８ａの第１部位８ａ１と冷却機構８ｂの第１部位８ｂ１とが配置されているが、冷却機構８ａの第１部位８ａ１と冷却機構８ｂの第１部位８ｂ１とは、Ｘ方向に互いに隣接している。そして、冷却機構８ａの第１部位８ａ１と上部構造体５ａとがＸ方向に互いに隣接し、また、冷却機構８ｂの第１部位８ｂ１と上部構造体５ｂとがＸ方向に互いに隣接している。
【０１２１】
冷却機構８ａ，８ｂのそれぞれは、冷却用の液体（冷却液）が流れる流路９を有している。冷却機構８ａにおいて、流路９は、第１部位８ａ１と第２部位８ａ２とにわたって連続的に形成されている。また、冷却機構８ｂにおいて、流路９は、第１部位８ｂ１と第２部位８ｂ２とにわたって連続的に形成されている。
【０１２２】
また、本実施の形態２においては、Ｘ方向に隣り合う上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間には、冷却機構８ａ，８ｂだけでなく、センサ６１も配置されている。例えば、冷却機構８ａの第１部位８ａ１と冷却機構８ｂの第１部位８ｂ１との間に、センサ６１を配置可能な隙間（空間）が設けられ、その隙間にセンサ６１を配置することができる。他の形態として、冷却機構８ａまたは冷却機構８ｂにセンサ６１を内蔵させることもできる。
【０１２３】
センサ６１は、ステージ２上を浮上しながら移動する基板３の高さ位置を検知（測定）するためのセンサである。例えば、センサ６１から出射した光（レーザ光など）を基板３の下面で反射させ、その反射光をセンサ６１で検知することで、センサ６１から基板３の下面までの高さを検知することができ、それによって、基板３の高さ位置を検知することができる。この場合、センサ６１は、反射型のセンサである。
【０１２４】
上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間に配置されたセンサ６１の先端部（頂部、上面）は、上部構造体５ａ，５ｂの各上面（すなわち上部構造体５ａ，５ｂをそれぞれ構成する表面側部材６の上面）よりも、低いことが好ましい。これにより、ステージ２上を浮上しながら移動する基板３の動きを、センサ６１が阻害せずにすみ、基板３の高さ位置をセンサ６１によって的確に検知することができる。
【０１２５】
上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間において、センサ６１が配置されていない領域では、冷却液が流れる流路９は、Ｙ方向に延在させることができる。上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間において、レーザ光２０ａの長軸方向（ここではＹ方向）に沿うように、冷却液が流れる流路９を配置することで、基板加熱領域２８からステージ２へ伝わる熱を、冷却機構８ａ，８ｂの流路９を流れる冷却液によって効率的に冷却することができる。これにより、ステージ２が熱歪によって変形してしまうのをより的確に抑制または防止することができる。
【０１２６】
しかしながら、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間には、センサ６１も配置されているため、センサ６１が配置されている領域では、流路９をＹ方向に延在させようとすると、センサ６１が邪魔になってしまう。このため、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間において、センサ６１が配置されていない領域では、流路９をＹ方向に延在させる一方で、センサ６１が配置されている領域では、センサ６１を迂回するように、流路９を配置させる必要がある。
【０１２７】
そこで、冷却機構８ａの流路９は、センサ６１を避け（迂回し）、平面視においてセンサ６１と重ならないように配置する。このため、冷却機構８ａの流路９は、蛇行するように配置されている。具体的には、冷却機構８ａの流路９を、複数の流路部９ｄ，９ｅ，９ｆ，９ｇ，９ｈ，９ｉ，９ｊ，９ｋ，９ｌ，９ｍ，９ｎにより構成している。各流路部９ｄ，９ｅ，９ｆ，９ｇ，９ｈ，９ｉ，９ｊ，９ｋ，９ｌ，９ｍ，９ｎは、冷却機構８ａが有する流路９の一部である。
【０１２８】
流路部９ｆおよび流路部９ｌは、冷却機構８ａの第１部位８ａ１の上部に設けられており、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間において、それぞれＹ方向に延在している。但し、Ｙ方向に延在する流路部９ｆとＹ方向に延在する流路部９ｌとは、センサ６１を間に挟んでＹ方向に互いに離間している（図１８、図２２、図２３参照）。このため、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間において、センサ６１が配置されていない領域では、冷却液が流れる流路部９ｆ，９ｌが、Ｙ方向に延在した状態になっている。そして、センサ６１を間に挟んでＹ方向に延在する流路部９ｆ，９ｌ同士を、センサ６１を迂回するように、流路部９ｇ，９ｈ，９ｉ，９ｊ，９ｋによって連結している。
【０１２９】
図２３に示されるように、流路部９ｇは、Ｙ方向に延在する流路部９ｆの一方の端部（流路部９ｌに近い側の端部）に連結し、かつ、冷却機構８ａの第１部位８ａ１内をＺ方向に延在している。流路部９ｈは、流路部９ｇの一方の端部（流路部９ｆに連結する側とは反対側の端部）に連結し、かつ、冷却機構８ａの第２部位８ａ２内をＸ方向に延在している。流路部９ｉは、流路部９ｈの一方の端部（流路部９ｇに連結する側とは反対側の端部）に連結し、かつ、冷却機構８ａの第２部位８ａ２内をＹ方向に延在している。流路部９ｊは、流路部９ｉの一方の端部（流路部９ｈに連結する側とは反対側の端部）に連結し、かつ、冷却機構８ａの第２部位８ａ２内をＸ方向に延在している。流路部９ｋは、流路部９ｊの一方の端部（流路部９ｉに連結する側とは反対側の端部）に連結し、かつ、冷却機構８ａの第１部位８ａ１内をＺ方向に延在している。流路部９ｋは、Ｙ方向に延在する流路部９ｌの一方の端部（流路部９ｆに近い側の端部）に連結している。
【０１３０】
流路部９ｅは、流路部９ｆの他方の端部（流路部９ｌから遠い側の端部）に連結し、かつ、冷却機構８ａの第１部位８ａ１内をＺ方向に延在している。流路部９ｄは、流路部９ｅの一方の端部（流路部９ｆに連結する側とは反対側の端部）に連結し、かつ、冷却機構８ａの第２部位８ａ２内をＸ方向に延在している。流路部９ｄは、冷却機構８ａ外に設けられた冷却液供給用の配管（図示せず）に接続されている。この冷却液供給用の配管は、定盤４に設けられた開口部（図示せず）を通るように配置することができる。
【０１３１】
流路部９ｍは、流路部９ｌの他方の端部（流路部９ｆから遠い側の端部）に連結し、かつ、冷却機構８ａの第１部位８ａ１内をＺ方向に延在している。流路部９ｎは、流路部９ｍの一方の端部（流路部９ｌに連結する側とは反対側の端部）に連結し、かつ、冷却機構８ａの第２部位８ａ２内をＸ方向に延在している。流路部９ｎは、冷却機構８ａ外に設けられた冷却液排出用の配管（図示せず）に接続されている。この冷却液排出用の配管は、定盤４に設けられた開口部（図示せず）を通るように配置することができる。
【０１３２】
このため、流路部９ｅ，９ｆ，９ｇ，９ｋ，９ｌ，９ｍは、冷却機構８ａの第１部位８ａ１内（従って上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間）に配置され、また、流路部９ｄ，９ｈ，９ｉ，９ｊ，９ｎは、冷却機構８ａの第２部位８ａ２内（従って上部構造体５ａの下）に配置されている。流路部９ｄ，９ｅ，９ｇ，９ｈ，９ｉ，９ｊ，９ｋ，９ｍ，９ｎは、流路部９ｆ，９ｌよりも低い位置にある。
【０１３３】
流路部９ｄ，９ｅ，９ｆ，９ｇ，９ｈ，９ｉ，９ｊ，９ｋ，９ｌ，９ｍ，９ｎのうち、主として流路部９ｆ，９ｌが、基板加熱領域２８からの熱伝導に起因してステージ２が変形するのを効率的に抑制するように機能する。なぜなら、流路部９ｆ，９ｌは、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間において、レーザ光２０ａの長軸方向（ここではＹ方向）に沿うように、冷却機構８ａの第１部位８ａ１の上部に配置されているため、基板加熱領域２８からステージ２へ伝わる熱を、流路部９ｆ，９ｌを流れる冷却液によって効率的に冷却することができるからである。冷却機構８ａが有する流路９が流路部９ｆ，９ｌを含んでいることにより、ステージ２が熱歪によって変形してしまうのを効率的に抑制または防止することができる。レーザ光２０ａの長軸方向（ここではＹ方向）において、流路部９ｆと流路部９ｌとの間にセンサ６１が配置されているため、センサ６１が邪魔になることなく、流路部９ｆ，９ｌを配置することができる。
【０１３４】
流路部９ｄ，９ｅ，９ｆ，９ｇ，９ｈ，９ｉ，９ｊ，９ｋ，９ｌ，９ｍ，９ｎのうち、流路部９ｇ，９ｈ，９ｉ，９ｊ，９ｋは、流路部９ｆと流路部９ｌとを連結するために用いられており、流路部９ｆと流路部９ｌとをつなぐ流路部とみなすことができる。Ｙ方向に延在する流路部９ｆとＹ方向に延在する流路部９ｌとの間にセンサ６１が配置されていても、流路部９ｆと流路部９ｌとを、流路部９ｇ，９ｈ，９ｉ，９ｊ，９ｋによって連結することができる。このため、流路部９ｇ，９ｈ，９ｉ，９ｊ，９ｋを間に介して、流路部９ｆと流路部９ｌとの両方に冷却液を流すことができるので、基板加熱領域２８からステージ２へ伝わる熱を、流路部９ｆ，９ｌを流れる冷却液によって効率的に冷却することが可能になる。
【０１３５】
本実施の形態２とは異なり、冷却機構８ａの第２部位８ａ２内を延在する流路部９ｈ，９ｉ，９ｊを設けずに、Ｚ方向に延在する流路部９ｇとＺ方向に延在する流路部９ｋとをＹ方向に延在する流路部で連結しようとした場合には、センサ６１やそのセンサ６１に接続される配線が邪魔になってしまう。すなわち、センサ６１は、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間に配置されているため、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間に配置されている流路部だけで、流路部９ｆと流路部９ｌとを連結しようとすると、センサ６１やそのセンサ６１に接続される配線が邪魔になってしまう。また、センサ６１を避けるために、センサ６１の直下を通過するように流路部を設けることは、ステージ２全体の厚さが厚くなることにつながるため、望ましくない。
【０１３６】
それに対して、本実施の形態２の場合は、流路部９ｆと流路部９ｌとをつなぐ流路部（９ｇ，９ｈ，９ｉ，９ｊ，９ｋ）の一部は、冷却機構８ａの第２部位８ａ２内（従って上部構造体５ａの下）に配置されている。具体的には、冷却機構８ａの第１部位８ａ１内（従って上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間）に配置されている流路部９ｇ，９ｋだけでなく、冷却機構８ａの第２部位８ａ２内（従って上部構造体５ａの下）に配置されている流路部９ｈ，９ｉ，９ｊも介して、流路部９ｆと流路部９ｌとを連結している。これにより、平面視において、センサ６１と重なる位置には、冷却機構８ａ，８ｂの流路９は配置されないようにすることができる。このため、センサ６１やそのセンサ６１に接続される配線が邪魔になることなく、流路部９ｆと流路部９ｌとを容易かつ的確に連結することができる。これは、センサ６１は上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間に配置されているため、冷却機構８ａの第２部位８ａ２内（従って上部構造体５ａの下）においては、センサ６１が邪魔になることなく流路９（流路部９ｈ，９ｉ，９ｊ）を配置することができるからである。
【０１３７】
また、流路部９ｄ，９ｅ，９ｆ，９ｇ，９ｈ，９ｉ，９ｊ，９ｋ，９ｌ，９ｍ，９ｎのうち、流路部９ｄ，９ｅは、流路部９ｆへの冷却液の供給経路として用いられ、流路部９ｍ，９ｎは、流路部９ｌからの冷却液の排出経路として用いられる。すなわち、冷却機構１１外に設けられた冷却液供給用の配管（図示せず）から冷却機構８ａに供給された冷却液は、流路部９ｄ、流路部９ｅ、流路部９ｆ、流路部９ｇ、流路部９ｈ、流路部９ｉ、流路部９ｊ、流路部９ｋ、流路部９ｌ、流路部９ｍおよび流路部９ｎを順に流れ、冷却機構１１外に設けられた冷却液排出用の配管（図示せず）に排出される。
【０１３８】
冷却機構８ｂの構造は、冷却機構８ａの構造と基本的には同じであるが、冷却機構８ａと鏡面対称の構造を有している。すなわち、互いにＸ方向に隣接する冷却機構８ａと冷却機構８ｂとは、互いに対向する側面を基準として（言い換えると冷却機構８ａ，８ｂ間に位置しかつＹ方向およびＺ方向に平行な平面を基準として）、鏡面対称な構造を有している。このため、冷却機構８ｂの流路９は、上述した流路部９ｄ，９ｅ，９ｆ，９ｇ，９ｈ，９ｉ，９ｊ，９ｋ，９ｌ，９ｍ，９ｎに相当するものにより構成されているが、ここではその繰り返しの説明は省略する。
【０１３９】
また、本実施の形態２では、Ｘ方向に隣り合う上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間に、冷却機構８ａ，８ｂが配置されている場合について説明したが、他の形態として、冷却機構８ａ，８ｂのうちの一方を省略することもできる。更に他の形態として、冷却機構８ａと冷却機構８ｂとを一体化することもできる。
【０１４０】
但し、本実施の形態２のように、Ｘ方向に隣り合う上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間に冷却機構８ａ，８ｂを配置し、かつ、冷却機構８ａと冷却機構８ｂとを一体化せずに別部材とした場合には、以下のような利点を得られる。すなわち、冷却機構８ａと冷却機構８ｂとを別部材とした場合には、上部構造体５ａに冷却機構８ａを取り付け、また、上部構造体５ｂに冷却機構８ｂを取り付けた後に、それらを定盤４上に取り付けることができるため、ステージ２を組み立てやすくすることができる。また、冷却機構８ａ，８ｂのうちの一方を省略した場合には、上部構造体５ａの上面の高さ位置と上部構造体５ｂの上面との高さ位置とがずれやすくなるが、それに比べると、冷却機構８ａ，８ｂの両方を用いた場合には、上部構造体５ａの上面の高さ位置と上部構造体５ｂの上面の高さ位置とを合わせやすくなる。
【０１４１】
（実施の形態３）
次に、上記実施の形態１，２の各種変形例について説明する。
【０１４２】
図２４〜図２６を参照して、レーザ処理装置１の第１変形例について説明する。図２４は、第１変形例のレーザ処理装置のステージ２を示す平面図であり、図２５は、第１変形例のレーザ処理装置の要部平面図であり、図２６は、第１変形例のレーザ処理装置の要部断面図である。図２４には、上記図３の（ａ）に相当する平面図が示されている。図２５は、図２４の一部を拡大して示した部分拡大平面図であり、上記図６に相当している。図２５においては、レーザ光照射領域２０ｂをハッチングを付して示し、冷却機構８内に設けられた流路９を点線で示してある。図２６は、図２５に示されるＣ１−Ｃ１線の位置での断面図にほぼ対応している。また、図２５に示されるＣ２−Ｃ２線の位置での断面図、Ｃ３−Ｃ３線の位置での断面図、Ｃ４−Ｃ４線の位置での断面図、およびＣ５−Ｃ５線の位置での断面図は、いずれも上記図７とほぼ同様であるので、ここでは繰り返しの図示は省略する。
【０１４３】
上記図２の場合は、上部構造体５ａ，５ｂ，５ｃのそれぞれのＹ方向の寸法は、基板３のＹ方向の寸法と同程度かそれよりも大きく、Ｘ方向に隣り合う一対の上部構造体５ａ，５ｂ上を、基板３が浮上しながらＸ方向に移動し、その移動する基板３（より特定的には基板３上のアモルファスシリコン膜３ａ）にレーザ光２０ａを照射していた。そして、Ｘ方向に隣り合う上部構造体５ａ，５ｂ間には、上記実施の形態１で説明した冷却機構８または上記実施の形態２で説明した冷却機構８ａ，８ｂが配置されていた。
【０１４４】
それに対して、図２４〜図２６（第１変形例）の場合は、上部構造体５ａ，５ｂ，５ｃのそれぞれのＹ方向の寸法は、基板３のＹ方向の寸法よりも小さい。そして、冷却機構８を挟んでＸ方向に隣り合う一対の上部構造体５ａ，５ｂが、Ｙ方向に複数並んで配置されている。Ｘ方向に隣り合う上部構造体５ａ，５ｂ間には、上記冷却機構８が配置されているため、一対の上部構造体５ａ，５ｂがＹ方向に複数並んでいることに対応して、上部構造体５ａ，５ｂ間の冷却機構８も、Ｙ方向に複数並んでいる。つまり、図２４〜図２６の場合は、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとそれらの間の冷却機構８とを１組とし、それがＹ方向に複数組並んでいる。なお、図２４〜２６の場合は、Ｙ方向に４組並んでいる場合が示されているが、Ｙ方向に並ぶ組数は、４組には限定されない。また、図２４の場合は、上部構造体５ａ，５ｂだけでなく、上部構造体５ａ，５ｂ以外の上部構造体５ｃのＹ方向の寸法も、基板３のＹ方向の寸法よりも小さいため、上部構造体５ｃもＹ方向に複数並んでいる。
【０１４５】
上部構造体５ａ，５ｂおよび冷却機構８のそれぞれの構造は、図２４〜図２６の場合も、上記実施の形態１で説明したものと基本的には同様であるので、ここではその繰り返しの説明は省略する。
【０１４６】
図２４〜図２６（第１変形例）の場合は、個々の上部構造体５ａ，５ｂ，５ｃの寸法（平面積）を小さくすることができるため、上部構造体５ａ，５ｂ，５ｃを準備しやすくなり、ステージ２を組立やすくなる。このため、レーザ処理装置を製造しやすくなる。
【０１４７】
なお、図２４〜図２６の場合、Ｙ方向に並ぶ複数の冷却機構８の流路９同士は、直列に接続することができる。この場合、例えば、Ｙ方向に隣り合う冷却機構８同士の一方の流路部９ｂと他方の流路部９ｃとを、配管（定盤４の開口部を通る配管）を介して接続することができる。これにより、ステージ２複数の冷却機構８の流路９に冷却液を流しやすくなる。
【０１４８】
図２７は、第２変形例のレーザ処理装置の要部平面図であり、上記図２５に相当するものであるが、図２５では、レーザ光照射領域２０ｂと冷却機構８ａ，８ｂ内の流路９については、図示していない。
【０１４９】
図２７（第２変形例）は、図２４〜図２６（第１変形例）において、冷却機構８を冷却機構８ａ，８ｂに置換したものに対応している。このため、図２７（第２変形例）の場合も、上部構造体５ａ，５ｂ，５ｃのそれぞれのＹ方向の寸法は、基板３のＹ方向の寸法よりも小さく、冷却機構８ａ，８ｂを挟んでＸ方向に隣り合う一対の上部構造体５ａ，５ｂが、Ｙ方向に複数並んで配置されている。つまり、図２７の場合は、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとそれらの間の冷却機構８ａ，８ｂとを１組とし、それがＹ方向に複数組並んでいる。なお、図２７の場合は、Ｙ方向に４組並んでいる場合が示されているが、Ｙ方向に並ぶ組数は、４組には限定されない。また、Ｘ方向に隣り合う上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間には、冷却機構８ａ，８ｂだけでなく、センサ６１も配置されている。
【０１５０】
上部構造体５ａ，５ｂ、冷却機構８ａ，８ｂおよびセンサ６１のそれぞれの構造は、図２７の場合も、上記実施の形態２で説明したものと基本的には同様であるので、ここではその繰り返しの説明は省略する。
【０１５１】
図２７（第２変形例）の場合も、個々の上部構造体５ａ，５ｂ，５ｃの寸法（平面積）を小さくすることができるため、上部構造体５ａ，５ｂ，５ｃを準備しやすくなり、ステージ２を組立やすくなる。このため、レーザ処理装置を製造しやすくなる。
【０１５２】
なお、図２７の場合、Ｙ方向に並ぶ複数の冷却機構８ａの流路９同士は、直列に接続することができる。また、Ｙ方向に並ぶ複数の冷却機構８ｂの流路９同士は、直列に接続することができる。この場合、例えば、Ｙ方向に隣り合う冷却機構８ａ同士の一方の上記流路部９ｎ（図２３参照）と他方の上記流路部９ｄ（図２３参照）とを、配管（上記定盤４の開口部を通る配管）を介して接続することができ、冷却機構８ｂについても同様である。これにより、ステージ２複数の冷却機構８ａ，８ｂの流路９に冷却液を流しやすくなる。
【０１５３】
（実施の形態４）
本実施の形態４のレーザ処理装置について説明する。図２８は、本実施の形態４のレーザ処理装置の要部断面図であり、上記図７に対応するものである。
【０１５４】
上記実施の形態１，２，３のレーザ処理装置においては、ステージ２が有する冷却機構は、水冷方式であった。本実施の形態４のレーザ処理装置においては、ステージ２が有する冷却機構は、空冷方式である。以下、図２８を参照して、本実施の形態４のレーザ処理装置について具体的に説明する。
【０１５５】
図２８に示されるように、本実施の形態４のレーザ処理装置のステージ２は、上部構造体５ａ，５ｂの下に配置された、冷却機構としての放熱フィン（放熱用フィン）７１を有している。放熱フィン７１は、上部構造体５ａ，５ｂのそれぞれにおいて、ベース部７の下面に取り付けられている。また、放熱フィン７１がそれぞれ取り付けられた上部構造体５ａ，５ｂは、定盤４上配置されているため、放熱フィン７１は、定盤４と各上部構造体５ａ，５ｂとの間に配置されているが、放熱フィン７１と定盤４との間には、空気が循環可能な空間（隙間）が設けられている。これにより、基板加熱領域２８から上部構造体５ａ，５ｂに伝導した熱を、放熱フィン７１に伝導させ、更に、放熱フィン７１から、放熱フィン７１と定盤４との間の空間に放熱することができる。なお、放熱フィン７１は、定盤４上に接続部材などを介して取り付けられて固定されており、その放熱フィン７１上に、上部構造体５ａ，５ｂが固定されている。図２８の場合は、上部構造体５ａの下に配置された放熱フィン７１と、上部構造体５ｂの下に配置された放熱フィン７１とは、別々の部材であるが、両者を共通の（一体化された）部材とすることもできる。
【０１５６】
図２８の場合は、ステージ２に放熱フィン７１を設けた代わりに、上記冷却機構８，８ａ，８ｂに相当するものは設けていない。
【０１５７】
本実施の形態４のレーザ処理装置の他の構成は、上記実施の形態１，２，３のいずれかのレーザ処理装置とほぼ同様であるので、ここではその繰り返しの説明は省略する。
【０１５８】
本実施の形態４では、レーザ処理装置のステージ２は、空冷方式の冷却機構（ここでは放熱フィン７１）を有しているため、冷却機構を有していない場合に比べて、ステージ２上に浮上する基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）にレーザ光２０ａを照射した際に、基板加熱領域２８から伝わる熱に起因してステージ２が局所的に加熱されて変形してしまうのを抑制することができる。ステージ２が熱歪によって変形してしまうのを抑制できることで、ステージ２上を浮上しながら移動する基板３の高さ位置が変動するのを抑制または防止することができるため、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）に対するレーザ処理の条件が変動してしまうのを抑制または防止することができる。
【０１５９】
但し、空冷方式よりも水冷方式の方が、冷却効率が高い。このため、空冷方式を採用した本実施の形態４のレーザ処理装置よりも、水冷方式を採用した上記実施の形態１，２，３のレーザ処理装置の方が、ステージ２をより効率的に冷却することができるため、ステージ２が熱歪によって局所的に変形してしまうのをより効率的に抑制または防止することができる。従って、空冷方式を採用した本実施の形態４のレーザ処理装置よりも、水冷方式を採用した上記実施の形態１，２，３のレーザ処理装置の方が、ステージ２上を浮上しながら移動する基板３の高さ位置が変動するのをより的確に抑制または防止することができ、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）に対するレーザ処理の条件が変動してしまうのをより的確に抑制または防止することができる。一方、空冷方式を採用した本実施の形態４のレーザ処理装置の場合は、冷却液を流す必要がないため、冷却液を流すための機構が不要となり、レーザ処理装置の製造コストや維持コストを抑制することができる。
【０１６０】
また、レーザ処理装置のステージ２の冷却機構として、水冷方式の冷却機構と空冷方式の冷却機構とを組み合わせることもできる。例えば、水冷方式を採用した上記実施の形態１，２，３のレーザ処理装置のステージ２に、空冷方式の冷却機構を追加することもできる。例えば、図２９は、上記実施の形態１のレーザ処理装置のステージ２において、空冷方式の冷却機構を追加した場合を示す要部断面図であり、上記図７および図２８に対応するものである。
【０１６１】
図２９の場合は、上記実施の形態１と同様に、Ｘ方向における上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間に冷却機構８が配置されており、冷却機構８内の流路９を冷却液が流れるようになっている。そして、上記図２８の場合と同様に、図２９の場合も、レーザ処理装置のステージ２は、上部構造体５ａ，５ｂの下に配置された、冷却機構としての放熱フィン７１を有している。
【０１６２】
図２９の場合は、基板加熱領域２８からステージ２に伝わる熱を、冷却機構８（より特定的には冷却機構８の流路９を流れる冷却液）によって冷却することができるとともに、上部構造体５ａ，５ｂに伝わった熱を、更に放熱フィン７１から放熱することができる。これにより、ステージ２の冷却効率を更に高めることができるため、ステージ２が熱歪によって局所的に変形してしまうのを、更に効率的に抑制または防止することができる。
【０１６３】
また、空冷式の冷却機構（ここでは放熱フィン７１）を採用した場合も、上記実施の形態３のように、上部構造体５ａ，５ｂおよび放熱フィン７１を、Ｙ方向に複数組、並べることもできる。
【０１６４】
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。
【符号の説明】
【０１６５】
１，１０１  レーザ処理装置
２，１０２，２０２  ステージ
３，１０３，２０３  基板
３ａ，１０３ａ，２０３ａ  アモルファスシリコン膜
４，２０４  定盤
５，５ａ，５ｂ，５ｃ，２０５  上部構造体
６  表面側部材
７  ベース部
８  冷却機構
９  流路
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ，９ｇ，９ｈ，９ｉ，９ｊ，９ｋ，９ｌ，９ｍ，９ｎ  流路部
１０  中間板
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ  接着層
１２ａ，１２ｂ  空間
１３ａ，１３ｂ  貫通孔
２０，２０ａ，２２０  レーザ光
２０ｂ  レーザ光照射領域
２１  レーザ光発生部
２２  光減衰器
２３  光学系モジュール
２３ａ  反射ミラー
２３ｂ  シールウィンドウ
２４  密閉筐体
２４ａ  シールウィンドウ
２５  処理室
２６  シールボックス
２７  開口部
２８，２２８  基板加熱領域
３１  大画面テレビジョン
３２  スマートフォン
４０  画素
４１  画素部
４２  走査線駆動回路
４３  信号線駆動回路
４４，４５，４５Ａ  配線
４６  薄膜トランジスタ
４７  液晶素子
５０  基板
５１  チャネル膜
５２  ゲート絶縁膜
５３  ゲート電極
５４  層間絶縁膜
５５ａ  ソース電極
５５ｂ  ドレイン電極
５６  保護膜
６１  センサ
７１  放熱フィン
【図１】
2020120059.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2020120059.tif 000018
【図１７】
2020120059.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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