(57)【要約】【課題】浮上式搬送ステージを用いたレーザ照射装置において、レーザ光のビームプロファイルを測定する。【解決手段】レーザアニール装置１は、レーザ光Ｌを発生するレーザ発振器４と、レーザ光Ｌが照射されるワークＷを浮上させて搬送するための浮上式搬送ステージ３と、レーザ光Ｌのビームプロファイルを測定するためのビームプロファイラ７と、を備える。浮上式搬送ステージ３は、ワークＷと対向する搬送面３ａと、搬送面３ａと反対側の下面３ｂを有する。ビームプロファイラ７は、浮上式搬送ステージ３の下面３ｂの下方に位置している。浮上式搬送ステージ３は、その一部に取り外し可能な着脱部１２を有する。着脱部１２を浮上式搬送ステージ３から取り外すことにより、搬送面３ａから下面３ｂに達する開口部Ｓが設けられる。ビームプロファイラ７によって、開口部Ｓを介して、レーザ光Ｌのビームプロファイルを測定することが可能となる。【選択図】図１
2018060888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下を有するレーザ照射装置：
レーザ光を発生するレーザ発振器；
前記レーザ光が照射されるワークを浮上させて搬送するための搬送ステージ；および
前記レーザ光のビームプロファイルを測定するための測定器、
ここで、
前記搬送ステージは、前記ワークと対向する搬送面と、前記搬送面と反対側の下面を有し、
前記測定器は、前記搬送ステージの前記下面の下方に位置し、
前記搬送ステージは、その一部に取り外し可能な着脱部を有し、
前記着脱部を前記搬送ステージから取り外すことにより、前記搬送面から前記下面に達する開口部が設けられ、
前記測定器によって、前記開口部を介して、前記レーザ光のビームプロファイルを測定することが可能となる。
【請求項２】
前記着脱部は、前記レーザ光の光軸上に位置する請求項１記載のレーザ照射装置。
【請求項３】
前記測定器は、前記開口部の位置まで移動可能である請求項１記載のレーザ照射装置。
【請求項４】
前記測定器は、前記レーザ光の焦点位置のビームプロファイルを測定可能である請求項１記載のレーザ照射装置。
【請求項５】
前記開口部および前記測定器は、前記レーザ光の光軸上に位置している請求項１記載のレーザ照射装置。
【請求項６】
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、
前記測定器は前記長軸に沿って移動可能である請求項１記載のレーザ照射装置。
【請求項７】
前記搬送ステージから前記ワークに対して気体を噴射させて前記ワークを浮上させる請求項１記載のレーザ照射装置。
【請求項８】
前記ワークは非晶質半導体膜を含み、前記レーザ光を前記非晶質半導体膜に照射することで多結晶半導体膜が形成可能な請求項１記載のレーザ照射装置。
【請求項９】
以下の工程を含む半導体装置の製造方法：
（ａ）搬送ステージ上を浮上させて、非晶質半導体膜を含むワークを搬送する工程；
（ｂ）前記非晶質半導体膜にレーザ光を照射し、多結晶半導体膜を形成する工程；
（ｃ）前記搬送ステージの着脱部を取り外し、前記搬送ステージの一部に開口部を設ける工程；
（ｄ）前記開口部を介して、前記レーザ光のビームプロファイルを測定する工程。
【請求項１０】
前記工程（ｃ）と（ｄ）の間に、さらに、
前記レーザ光のビームプロファイルを測定するための測定器を、前記開口部の位置まで移動する工程
を含む請求項９記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記開口部および前記レーザ光のビームプロファイルを測定する測定器は、前記レーザ光の光軸上に位置している請求項９記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記工程（ａ）において、前記搬送ステージから前記ワークに対して気体を噴射させて前記ワークを浮上させる請求項９記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記ワークはガラス基板を含む請求項９記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記多結晶半導体膜は薄膜トランジスタを構成する請求項９記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記薄膜トランジスタは液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイを制御するために用いられる請求項１４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
以下の工程を含むレーザ照射装置の動作方法：
（ａ）搬送ステージ上を浮上させてワークを搬送する工程；
（ｂ）前記ワークにレーザ光を照射する工程；
（ｃ）前記搬送ステージの着脱部を取り外し、前記搬送ステージの一部に開口部を設ける工程；
（ｄ）前記開口部を介して、前記レーザ光のビームプロファイルを測定する工程。
【請求項１７】
前記工程（ｃ）と（ｄ）の間に、さらに、
前記レーザ光のビームプロファイルを測定するための測定器を、前記開口部の位置まで移動する工程
を含む請求項１６記載のレーザ照射装置の動作方法。
【請求項１８】
前記開口部および前記レーザ光のビームプロファイルを測定する測定器は、前記レーザ光の光軸上に位置している請求項１６記載のレーザ照射装置の動作方法。
【請求項１９】
前記工程（ａ）において、前記搬送ステージから前記ワークに対して気体を噴射させて前記ワークを浮上させる請求項１６記載のレーザ照射装置の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ照射装置、半導体装置の製造方法、及び、レーザ照射装置の動作方法に関し、例えばレーザ光のビームプロファイルの測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、被処理体を浮上搬送すると共に、被処理体にレーザ光を照射するレーザアニール装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１７４３４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１には、レーザ光のビームプロファイルを測定することについて何ら言及されていない。
【０００５】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、レーザ照射装置において、搬送ステージの一部を取り外しできるようにした。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成によれば、搬送ステージの一部を取り外すことで設けられた開口部を介して、レーザ光のビームプロファイルを測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１にかかるレーザアニール装置を説明するための側面断面図である。
【図２】実施の形態１にかかるレーザアニール装置を説明するための平面図である。
【図３】実施の形態１にかかるレーザアニール装置を説明するための平面図である。
【図４】実施の形態１にかかる製造方法を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１にかかるレーザアニール装置を説明するための側面断面図である。
【図６】実施の形態１にかかるレーザアニール装置を説明するための側面断面図である。
【図７】実施の形態１にかかるレーザアニール装置を説明するための側面断面図である。
【図８】実施の形態１にかかるレーザアニール装置を説明するための側面断面図である。
【図９】レーザ光のビームプロファイルの測定結果を例示するグラフである。
【図１０】実施の形態１にかかるレーザアニール装置を説明するための側面断面図である。
【図１１】実施の形態２にかかるレーザアニール装置を説明するための側面断面図である。
【図１２】実施の形態３にかかるレーザアニール装置を説明するための側面断面図である。
【図１３】半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１４】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。
【図１５】比較例１にかかるレーザアニール装置を説明するための側面断面図である。
【図１６】比較例２にかかるレーザアニール装置を説明するための側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜比較例１＞
先ず、図１５を参照して、比較例１にかかるレーザアニール装置４００について説明する。レーザアニール装置４００は、例えばシリコン基板やガラス基板に設けられたアモルファスシリコン膜にレーザ光を照射することでポリシリコン膜を形成する装置である。レーザアニール装置４００は、処理室４０１と、移動式搬送ステージユニット４０２と、光学系４０３と、レーザ発振器４０４と、を備えている。
【００１０】
処理室４０１には、被処理体としてのワークＷを処理室４０１内に搬入するための搬入口４０１ａと、アニール処理されたワークＷを処理室４０１から搬出するための搬出口４０１ｂと、が設けられている。
【００１１】
移動式搬送ステージユニット４０２は、処理室４０１内において搬入口４０１ａから搬出口４０１ｂに向かって＋Ｘ方向に移動可能に構成されている。移動式搬送ステージユニット４０２は、ワークＷを支持するステージ本体４０２ａと、ビームプロファイラ４０２ｂと、を備える。ビームプロファイラ４０２ｂは、ステージ本体４０２ａに対して固定されており、ステージ本体４０２ａと共に処理室４０１内において＋Ｘ方向に移動可能とされる。
【００１２】
光学系４０３は、ミラー又はレンズを含んで構成されている。光学系４０３は、レーザ発振器４０４が発生するレーザ光Ｌを集光して所定形状に成形し、処理室４０１内に照射する。
【００１３】
そして、移動式搬送ステージユニット４０２を搬入口４０１ａから搬出口４０１ｂに向かって＋Ｘ方向に移動させつつ、ワークＷにレーザ光Ｌを照射することで、ワークＷがアニール処理される。
【００１４】
このとき、レーザ光Ｌのビームプロファイルは、移動式搬送ステージユニット４０２に設けられたビームプロファイラ４０２ｂを用いて測定することができる。ビームプロファイラ４０２ｂは、例えば、ステージ本体４０２ａの側面に固定される。
【００１５】
上述した比較例１にかかるレーザアニール装置４００は、レーザ光Ｌのビームプロファイルを問題なく測定できる点で優れているものの、幾つかの課題が残っていた。即ち、第１に、ステージ本体４０２ａ上のワークＷを交換する際に時間の無駄が生じていた。第２に、ワークＷをステージ本体４０２ａから剥離するに際し、ワークＷが剥離帯電してしまう虞があった。第３に、ステージ本体４０２ａにワークＷを支持させる際に、ワークＷがステージ本体４０２ａとの接触によって汚染してしまう虞があった。第４に、第２及び第３を改善するためにはタクトタイムが増加する傾向にあり生産性が低下してしまう虞があった。
【００１６】
＜比較例２＞
次に、図１６を参照して、比較例２にかかるレーザアニール装置４０５について説明する。レーザアニール装置４０５は、例えばシリコン基板やガラス基板に設けられたアモルファスシリコン膜にレーザ光を照射することでポリシリコン膜を形成する装置である。レーザアニール装置４０５は、処理室４０６と、浮上式搬送ステージ４０７と、光学系４０８と、レーザ発振器４０９と、図示しないワーク搬送ユニットと、を備えている。
【００１７】
処理室４０６には、被処理体としてのワークＷを処理室４０６内に搬入するための搬入口４０６ａと、アニール処理されたワークＷを処理室４０６から搬出するための搬出口４０６ｂと、が設けられている。
【００１８】
浮上式搬送ステージ４０７は、処理室４０６内に移動不能に配置され、ワークＷを浮上させて搬送可能に構成されている。
【００１９】
光学系４０８は、ミラー又はレンズを含んで構成されている。光学系４０８は、レーザ発振器４０９が発生するレーザ光Ｌを集光して所定形状に成形し、処理室４０６内に照射する。
【００２０】
そして、ワークＷを浮上式搬送ステージ４０７上で浮上させ、前述のワーク搬送ユニットによってワークＷを搬入口４０６ａから搬出口４０６ｂに向かって＋Ｘ方向に移動させつつ、ワークＷにレーザ光Ｌを照射することで、ワークＷがアニール処理される。
【００２１】
比較例２は、ワークＷを浮上式搬送ステージ４０７上で浮上させつつ処理室４０６内で＋Ｘ方向に移動させるので、上述した比較例１の３つの課題を解決している。
【００２２】
しかしながら、比較例２の構成では、レーザ光Ｌのビームプロファイルを測定するのに好適な位置にビームプロファイラを設置することができない。
【００２３】
＜実施の形態１＞
以下、図１から図３を参照して、実施の形態１にかかるレーザ照射装置が適用されたレーザアニール装置について説明する。なお、実施の形態１にかかるレーザ照射装置は、レーザアニール装置の他に、レーザ剥離装置に適用してもよい。
【００２４】
（レーザ照射装置の構造）
図１及び図２に示すように、実施の形態１にかかるレーザアニール装置１は、例えばシリコン基板やガラス基板に設けられたアモルファスシリコン膜にレーザ光を照射することで、アモルファスシリコン膜を結晶化してポリシリコン膜を形成する装置である。レーザアニール装置１は、処理室２と、搬送ステージとしての浮上式搬送ステージ３と、レーザ発振器４と、光学系５と、着脱アクチュエータ６と、測定器としてのビームプロファイラ７と、プロファイラアクチュエータ８と、制御部９と、を備える。なお、図２においては、説明の便宜上、レーザ発振器４、光学系５、制御部９の図示を省略している。
【００２５】
図１に示すように、処理室２には、被処理体としてのワークＷを処理室２内に搬入するための搬入口２ａと、アニール処理されたワークＷを処理室２から搬出するための搬出口２ｂと、が設けられている。本実施の形態１において、搬入口２ａと搬出口２ｂは、互いに対向する一対の側壁にそれぞれ設けられている。ワークＷは、搬入口２ａにおいて処理室２内に搬入され、アニール処理され、搬出口２ｂにおいて処理室２から搬出される。なお、説明の便宜上、本実施の形態１において、搬入口２ａから搬出口２ｂへ向かう方向を搬送方向（＋Ｘ方向）と定義する。また、鉛直方向上向きを＋Ｚ方向とし、Ｘ方向及びＺ方向に対して直交する方向をＹ方向と定義する。
【００２６】
浮上式搬送ステージ３は、レーザ光Ｌが照射されるワークＷを浮上させて搬送するための搬送ステージである。詳しくは、ワークＷは、浮上式搬送ステージ３からワークＷに対して気体を噴射させることで浮上する。浮上式搬送ステージ３は、ワークＷと対向する搬送面３ａと、搬送面３ａと反対側の下面３ｂと、を有する。搬送面３ａには、気体を上方に向かって噴射するための噴射孔Ｈが複数形成されている。
【００２７】
また、浮上式搬送ステージ３は、上下（Ｚ方向）に開口する開口部Ｓを有する搬送ステージ本体１１と、搬送ステージ本体１１の開口部Ｓに対して着脱自在の着脱部１２と、を含む。即ち、浮上式搬送ステージ３は、その一部に取り外し可能な着脱部１２を有している。そして、着脱部１２を浮上式搬送ステージ３から取り外すことにより、搬送面３ａから下面３ｂに達する開口部Ｓが浮上式搬送ステージ３に設けられる。開口部Ｓ及び着脱部１２は、レーザ光Ｌの光軸上に位置する。即ち、着脱部１２は、浮上式搬送ステージ３のうちレーザ光Ｌが照射される部分である。
【００２８】
レーザ発振器４は、レーザ光Ｌを発生する。本実施の形態１において、レーザ発振器４が発生するレーザ光Ｌの種別は問わない。レーザ光Ｌとして、例えばエキシマレーザ光が挙げられる。
【００２９】
光学系５は、ミラー又はレンズを含んで構成されている。図３に示すように、光学系５は、レーザ発振器４が発生するレーザ光Ｌを集光して所定形状に成形し、処理室２内に照射する。本実施の形態１においてレーザ光Ｌの焦点位置Ｆにおける所定形状とは、長方形である。即ち、レーザ光Ｌの平面形状は、搬送方向に対して直交する方向に延びる長方形であって、長軸と短軸を有する。
【００３０】
図１に戻り、着脱アクチュエータ６は、着脱部１２を移動させるアクチュエータである。詳しくは、着脱アクチュエータ６は、着脱部１２を搬送ステージ本体１１の開口部Ｓに対して着脱させるアクチュエータである。着脱アクチュエータ６は、浮上式搬送ステージ３の搬送ステージ本体１１に固定されている。着脱アクチュエータ６は、搬送ステージ本体１１の開口部Ｓに取り付けられた着脱部１２を鉛直方向（Ｚ方向）に移動させる鉛直アクチュエータ１３と、鉛直アクチュエータ１３による移動後に着脱部１２を水平方向（Ｘ方向）に移動させる水平アクチュエータ１４と、を有する。鉛直アクチュエータ１３は、着脱部１２に連結された軸１３ａと、軸１３ａを鉛直方向（Ｚ方向）に進退させる駆動源１３ｂと、を含むアクチュエータである。水平アクチュエータ１４は、鉛直アクチュエータ１３の駆動源１３ｂに連結された軸１４ａと、軸１４ａを水平方向（Ｘ方向）に進退させる駆動源１４ｂと、を含むアクチュエータである。鉛直アクチュエータ１３及び水平アクチュエータ１４は、例えばエアシリンダーである。
【００３１】
ビームプロファイラ７は、レーザ光Ｌのビームプロファイルを測定する測定器である。本実施の形態１において、ビームプロファイラ７は、浮上式搬送ステージ３の下面３ｂの下方に位置している。ビームプロファイラ７は、搬送ステージ本体１１の開口部Ｓに取り付けられた着脱部１２の真下に配置されている。ビームプロファイラ７は、レーザ光Ｌの光軸上に位置している。
【００３２】
プロファイラアクチュエータ８は、ビームプロファイラ７を移動させるアクチュエータである。プロファイラアクチュエータ８は、処理室２に固定されている。プロファイラアクチュエータ８は、挿抜アクチュエータ８ａと、スキャンアクチュエータ８ｂと、を含む。挿抜アクチュエータ８ａは、ビームプロファイラ７を鉛直方向（Ｚ方向）に移動させるアクチュエータである。挿抜アクチュエータ８ａは、搬送ステージ本体１１の開口部Ｓにビームプロファイラ７を挿抜するアクチュエータである。挿抜アクチュエータ８ａは、軸とこの軸を進退させる駆動源によって構成されている。挿抜アクチュエータ８ａは、例えばエアシリンダーである。挿抜アクチュエータ８ａによりビームプロファイラ７は浮上式搬送ステージ３の下面３ｂの下方の位置から開口部Ｓの位置まで移動可能となっており、これにより、ビームプロファイラ７は、レーザ光Ｌの焦点位置Ｆにおけるビームプロファイルを測定可能となっている。スキャンアクチュエータ８ｂは、ビームプロファイラ７を幅方向（Ｙ方向）に移動させるアクチュエータである。詳しくは、スキャンアクチュエータ８ｂは、図３に示すレーザ光Ｌの平面形状の長軸に沿ってビームプロファイラ７を移動させるアクチュエータである。従って、ビームプロファイラ７は、レーザ光Ｌの平面形状の長軸に沿って移動可能である。
【００３３】
制御部９は、着脱アクチュエータ６やプロファイラアクチュエータ８の動作、レーザ発振器４の出力の制御を行なう制御部であって、搬送ステージ本体１１に対する着脱部１２の着脱動作、ビームプロファイラ７の昇降動作等を制御する。制御部９は、中央演算処理器としてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、読み書き自由のＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、読み出し専用のＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）を備えている。ＲＯＭには、ＣＰＵが読み出して実行可能な制御プログラムが記憶されている。
【００３４】
その他、レーザアニール装置１は、浮上式搬送ステージ３上で浮上しているワークＷを保持してワークＷを搬送する図示しない搬送ユニットを備えている。搬送ユニットによるワークＷの保持は、例えば、把持による保持、吸着による保持、などが挙げられる。
【００３５】
以上の構成で、ビームプロファイラ７によってレーザ光Ｌのビームプロファイルを測定するときは、着脱部１２を浮上式搬送ステージ３から取り外す。これにより、搬送面３ａから下面３ｂに達する開口部Ｓが浮上式搬送ステージ３に設けられ、ビームプロファイラ７によって、開口部Ｓを介して、レーザ光Ｌのビームプロファイルを測定することが可能となる。従って、ビームプロファイラ７を用いてレーザ光Ｌのビームプロファイルを測定するに際し、浮上式搬送ステージ３の存在が障害となることがない。一方、浮上式搬送ステージ３上でワークＷを搬送するときは、着脱部１２を浮上式搬送ステージ３に取り付ければよい。
【００３６】
（レーザ照射装置の動作）
次に、図４〜図１０を参照して、レーザアニール装置１を用いた半導体装置の製造方法を詳細に説明する。図４には、レーザアニール装置１の動作方法のフローチャートを示している。
【００３７】
先ず、制御部９は、図５に示すように、搬入口２ａから処理室２内に搬入されたワークＷを浮上させながら、図示しないワーク搬送ユニットを制御して＋Ｘ方向に搬送する（Ｓ１００）。即ち、浮上式搬送ステージ３からワークＷに対して気体を噴射させて浮上式搬送ステージ３上でワークＷを浮上させながらワークＷを搬送する。本実施の形態１においてワークＷは、ガラス基板及びアモルファスシリコン膜を含むものである。
【００３８】
そして、制御部９は、レーザ発振器４及び光学系５を制御することで、搬送されるワークＷのアモルファスシリコン膜に向かってレーザ光Ｌを照射する（Ｓ１１０）。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が形成される。ワークＷは、その後、搬出口２ｂから次工程へと搬出される。
【００３９】
次に、制御部９は、図６に示すように、鉛直アクチュエータ１３を制御して、浮上式搬送ステージ３の着脱部１２を取り外す（Ｓ１２０）。これにより、浮上式搬送ステージ３の一部に、搬送面３ａから下面３ｂに達する開口部Ｓを設ける。
【００４０】
本実施の形態１では、更に、制御部９は、図７に示すように、着脱部１２が水平方向（―Ｘ方向）に移動するように水平アクチュエータ１４を制御する。
【００４１】
次に、制御部９は、図８に示すように、挿抜アクチュエータ８ａを制御して、開口部Ｓの位置までビームプロファイラ７を移動する。そして、制御部９は、開口部Ｓを介して、レーザ光Ｌの焦点位置Ｆにおけるビームプロファイルを測定する（ステップＳ１３０）。
【００４２】
なお、図３に示すように、本実施の形態１において、レーザ光Ｌの平面形状は幅方向（Ｙ方向）に延びる長方形に成形されいる。従って、制御部９は、図８に示すスキャンアクチュエータ８ｂを制御して、ビームプロファイラ７を幅方向（Ｙ方向）に移動させながらレーザ光Ｌの焦点位置Ｆにおけるビームプロファイルを測定する。図９には、ビームプロファイラ７による測定結果を例示している。図９は、レーザ光Ｌの焦点位置Ｆにおけるビームプロファイルを示すグラフであって、横軸は幅方向（Ｙ方向）における位置、縦軸は相対強度である。本実施の形態１では、レーザ光Ｌの焦点位置Ｆにおけるビームプロファイルとして、例えば、レーザ光Ｌの焦点位置Ｆにおける相対強度に着目している。そして、制御部９は、レーザ光Ｌの焦点位置Ｆにおけるビームプロファイルが所望のビームプロファイルでなかった場合は、レーザ光Ｌの焦点位置Ｆにおけるビームプロファイルが所望のビームプロファイルとなるように、レーザ発振器４や光学系５の動作を修正する。
【００４３】
次に、制御部９は、図１０に示すように、プロファイラアクチュエータ８を制御して開口部Ｓからビームプロファイラ７を抜去し、着脱アクチュエータ６を制御して着脱部１２を開口部Ｓに挿入して取り付ける（Ｓ１４０）。
【００４４】
以上の半導体装置の製造方法（ステップＳ１００からステップＳ１４０まで）によれば、浮上式搬送ステージ３の一部を取り外すことで設けられた開口部Ｓを介して、レーザ光Ｌのビームプロファイルを測定することが可能となる。
【００４５】
以上に、実施の形態１を説明した。上記実施の形態１において、レーザ照射装置としての上記レーザアニール装置１は、少なくとも、レーザ発振器４、浮上式搬送ステージ３、ビームプロファイラ７を備えて構成されている。
【００４６】
＜実施の形態２＞
以下、図１１を参照して、実施の形態２にかかるレーザ照射装置が適用されたレーザアニール装置について説明する。ここでは、実施の形態２が上記実施の形態１と異なる点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
【００４７】
上記実施の形態１では、着脱部１２が浮上式搬送ステージ３に対して着脱可能に構成されているとした。これに対し、本実施の形態２では、浮上式搬送ステージ３のうちレーザ光Ｌの光軸上に位置する部分がレンズ２０で構成されている。レンズ２０は、レーザ光Ｌの焦点を、浮上式搬送ステージ３の下側に配置されたビームプロファイラ７に投影するように設計されている。以上の構成によれば、浮上式搬送ステージ３の下方に配置したビームプロファイラ７を用いて、レーザ光Ｌの焦点位置Ｆにおけるビームプロファイラを測定することができるようになる。
【００４８】
＜実施の形態３＞
以下、図１２を参照して、実施の形態３にかかるレーザ照射装置が適用されたレーザアニール装置について説明する。ここでは、実施の形態３が上記実施の形態１と異なる点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
【００４９】
上記実施の形態１では、着脱部１２が浮上式搬送ステージ３に対して着脱可能に構成されているとした。また、ビームプロファイラ７は、浮上式搬送ステージ３の下側に配置するとした。
【００５０】
これに対し、本実施の形態３では、ビームプロファイラ７を浮上式搬送ステージ３の上側に配置すると共に、レーザ光Ｌの光軸上にミラー等の光軸を反射又は屈曲する光学素子２１を配置し、光学系５から照射されたレーザ光Ｌをビームプロファイラ７に導くように構成している。以上の構成によれば、レーザ光Ｌの焦点位置におけるビームプロファイラを測定することができるようになる。
【００５１】
＜その他の実施の形態＞
次に、図１３及び図１４を参照して、その他の実施の形態として、実施の形態１、２、３で説明したレーザ照射装置を用いた半導体装置の製造方法、及び半導体装置について説明する。
【００５２】
（半導体装置の製造方法）
まず、上記で説明したレーザ照射装置を用いた半導体装置の製造方法について説明する。本実施の形態では、レーザ照射装置としてレーザアニール装置を用いることで、基板上に形成した非晶質膜にレーザ光を照射して非晶質膜を結晶化させることができる。例えば、半導体装置はＴＦＴ（薄型トランジスタ、Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を備える半導体装置であり、この場合はアモルファスシリコン膜にレーザ光を照射して結晶化させてポリシリコン膜を形成することができる。ポリシリコン膜は、ＴＦＴを構成する。
【００５３】
図１３は、半導体装置の製造方法の一例を説明するための断面図である。上記で説明した本実施の形態にかかるレーザ照射装置は、ＴＦＴアレイ基板の製造に好適である。以下、ＴＦＴを有する半導体装置の製造方法について説明する。
【００５４】
まず、図１３（ａ）に示すように、ガラス基板２０１上に、ゲート電極２０２を形成する。ゲート電極２０２は、例えば、アルミニウムなどを含む金属薄膜を用いることができる。次に、図１３（ｂ）に示すように、ゲート電極２０２の上に、ゲート絶縁膜２０３を形成する。ゲート絶縁膜２０３は、ゲート電極２０２を覆うように形成される。その後、図１３（ｃ）に示すように、ゲート絶縁膜２０３の上に、アモルファスシリコン膜２０４を形成する。アモルファスシリコン膜２０４は、ゲート絶縁膜２０３を介して、ゲート電極２０２と重複するように配置されている。
【００５５】
ゲート絶縁膜２０３は、窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）、酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜）、又はこれらの積層膜等などである。具体的には、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、ゲート絶縁膜２０３とアモルファスシリコン膜２０４とを連続成膜する。
【００５６】
そして、図１３（ｄ）に示すように、上記で説明したレーザ照射装置を用いてアモルファスシリコン膜２０４にレーザ光を照射してアモルファスシリコン膜２０４を結晶化させて、ポリシリコン膜２０５を形成する。これにより、シリコンが結晶化したポリシリコン膜２０５がゲート絶縁膜２０３上に形成される。
【００５７】
その後、図１３（ｅ）に示すように、ポリシリコン膜２０５の上に層間絶縁膜２０６、ソース電極２０７ａ、及びドレイン電極２０７ｂを形成する。層間絶縁膜２０６、ソース電極２０７ａ、及びドレイン電極２０７ｂは、一般的なフォトリソグラフィー法や成膜法を用いて形成することができる。
【００５８】
上記で説明した半導体装置の製造方法を用いることで、ＴＦＴを備える半導体装置を製造することができる。なお、これ以降の製造工程については、最終的に製造するデバイスによって異なるので説明を省略する。
【００５９】
（有機ＥＬディスプレイ）
次に、ＴＦＴを備える半導体装置を用いたデバイスの一例として、有機ＥＬディスプレイについて説明する。図１４は、有機ＥＬディスプレイの概要を説明するための断面図であり、有機ＥＬディスプレイの画素回路を簡略化して示している。図１４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。
【００６０】
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１４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。
【００６１】
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に接続される配線等を有している。ＴＦＴ３１１ａ、及び配線等が画素回路を構成する。なお、ＴＦＴ層３１１は、図１３で説明したＴＦＴに対応しており、ゲート電極２０２、ゲート絶縁膜２０３、ポリシリコン膜２０５、層間絶縁膜２０６、ソース電極２０７ａ、及びドレイン電極２０７ｂを有する。
【００６２】
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。有機ＥＬ発光素子３１２ａは、例えば、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、及び陰極が積層された積層構造を有している。トップエミッション方式の場合、陽極は金属電極であり、陰極はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電膜である。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。
【００６３】
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。有機層３１２から放出された白色光は、カラーフィルタ３１３ａを通過すると、ＲＧＢの色の光に変換される。なお、有機層３１２に、ＲＧＢの各色を発光する有機ＥＬ発光素子が設けられている３色方式の場合、カラーフィルタ層３１３を省略してもよい。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
なお、上記のＴＦＴを備える半導体装置は、有機ＥＬディスプレイを制御するために用いられるとした。しかし、これに代えて、ＴＦＴを備える半導体装置は、液晶ディスプレイを制御するために用いられてもよい。
【００６７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は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いうまでもない。
【符号の説明】
【００６８】
１  レーザアニール装置
２  処理室
３  浮上式搬送ステージ
４  レーザ発振器
５  光学系
６  着脱アクチュエータ
７  ビームプロファイラ
８  プロファイラアクチュエータ
９  制御部
１０  搬送面
１１  搬送ステージ本体
１２  着脱部
Ｌ  レーザ光
Ｓ  開口
Ｗ  ワーク
【図１】
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【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】
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