(57)【要約】      （修正有）【課題】低温ポリシリコンＴＦＴ液晶パネルの高スループットダブルプロセスチャンバ方式エキシマレーザアニーリングシステムの専有面積及びコストを削減する。【解決手段】板状の加工対象物の表面にレーザ光を照射して加工するためのレーザ加工装置において、複数の板状加工対象物Ｗ１、Ｗ２を共に略垂直に立てて搬送する搬送手段と、略垂直に立てられた複数の加工対象物に向けて、レーザ光を略水平方向に照射して加工するためのレーザ照射手段とを備える。【選択図】      図２
2004289073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の加工対象物の表面にレーザ光を照射して加工するためのレーザ加工方法において、
複数の加工対象物を共に略垂直に立てて搬送し、
そのままレーザ光を各加工対象物に向けて略水平方向に照射して加工することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
板状の加工対象物の表面にレーザ光を照射して加工するためのレーザ加工装置において、
複数の加工対象物を共に略垂直に立てて搬送する搬送手段と、
略垂直に立てられた複数の加工対象物に向けて、レーザ光を略水平方向に照射して加工するためのレーザ照射手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項３】
前記搬送手段が、
加工対象物を略垂直に支持できる支持手段と、
レーザ照射位置で該加工対象物を上下左右に移動するための移動手段と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記レーザ照射手段の光学系が、フォーカスレンズ部まで共用化されていることを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記レーザ照射手段が、レーザ光を各加工対象物に向けて切替照射するための切替ミラーを含むことを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記切替ミラーを透過した漏れ光をモニタするための手段を更に備えたことを特徴とする請求項５に記載のレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工方法及び装置に係り、特に、低温ポリシリコンＴＦＴ液晶パネルの量産ラインにおける高スループットダブルプロセスチャンバ方式エキシマレーザアニーリングシステムに用いるのに好適な、装置の専有面積及びコストを大幅に削減することが可能なレーザ加工方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
低温ポリシリコンＴＦＴ液晶パネル等のガラス基板上のアモルファスを結晶化するためのレーザアニーリング装置として、出願人は特願２００１−３５９１０５で、図１に示すような高スループットダブルプロセスチャンバ方式エキシマレーザアニーリング装置を提案している。
【０００３】
図において、ＥＬ１、ＥＬ２は、ポリシリコンをアニールするためのレーザ光を発生する光源である一対のエキシマレーザ装置、ＰＣ１、ＰＣ２は、高スループットを得るために２箇所に配置された一対のプロセスチャンバ、ＩＯＲは、両エキシマレーザ装置ＥＬ１、ＥＬ２からのレーザ光を選択的に切り替えてチャンバ切替ミラーＰＳに導くための光源切替ミラーＳＳを備えた照射光学系である。
【０００４】
このような装置において、第１エキシマレーザ装置ＥＬ１からのレーザ光は、切替ミラーＳＭ１１、ＳＭ１２を経てプロセスシャッタＰＲＳ１を経た後、前記光源切替ミラーＳＳに入射する。第２エキシマレーザ装置ＥＬ２からのレーザ光も、別の切替ミラーＳＭ２１、ＳＭ２２を経てプロセスシャッタＰＲＳ２を経た後、前記光源切替ミラーＳＳに入射する。なお、切替ミラーＳＭ１１、ＳＭ２１を動作させることにより、レーザ光をパワーメータＰＭ１、ＰＭ２に導くことができ、両エキシマレーザ装置ＥＬ１、ＥＬ２の出力を確認することができる。又、切替ミラーＳＭ１２、ＳＭ２２を動作させることにより、レーザ光をターゲットＴＡ１、ＴＡ２に導くことができ、メンテナンスのための光源切替えの前後においても両エキシマレーザ装置ＥＬ１、ＥＬ２の光軸を簡易に一致させることができる。
【０００５】
前記光源切替ミラーＳＳから出射したいずれか一方のエキシマレーザ装置ＥＬ１、ＥＬ２からのレーザ光は、光強度を可変に調整するためのバリアブルアッティネータＡＴと、減光用のＮＤフィルタＮＤＦと、ズームレンズ光学系ＡＦＯとを経て前記チャンバ切替ミラーＰＳに入射する。
【０００６】
該チャンバ切替ミラーＰＳから出射したレーザ光は、シリンドリカルレンズ部ＨＳａ１、ＨＳａ２とフォーカスレンズ部ＨＳｂ１、ＨＳｂ２とからなる一対のホモジナイザＨＳ１、ＨＳ２のいずれか一方に入射し、対応するプロセスチャンバＰＣ１、ＰＣ２中の基板Ｗ１、又はＷ２上に線状ビームとして入射する。この線状ビームは、例えば、その短尺方向に走査され、基板Ｗ１、Ｗ２全面の走査によって基板Ｗ１、Ｗ２上のポリシリコンを均一に結晶化することができる。
【０００７】
なお、各ホモジナイザＨＳ１、ＨＳ２を構成するフォーカスレンズ部ＨＳｂ１、ＨＳｂ２の下方位置には、光路上に進退可能なモニタミラーＭＭ１、ＭＭ２がそれぞれ配置されている。モニタミラーＭＭ１、ＭＭ２を光路上に挿入すると、基板Ｗ１、Ｗ２上に入射すべきレーザ光は、ビームプロファイラ兼エネルギモニタＢＥ１、ＢＥ２に入射する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特願２００１−３５９１０５で提案したアニーリングシステムでは、基板Ｗ１、Ｗ２を水平において上方向からレーザ光を照射していたため、基板Ｗ１、Ｗ２をＸＹ方向に移動させるステージ（ＸＹステージ）を持つプロセスチャンバＰＣ１、ＰＣ２の占める面積が非常に大きく、又、これにより必然的に２つのチャンバＰＣ１、ＰＣ２へレーザ光が入射する位置が離れるため、ホモジナイザＨＳ１、ＨＳ２以降の高価（数千万円以上）な光学系部品をプロセスチャンバ毎に持つ必要があり、システムが非常に高価になるという問題点を有していた。この点は、基板の大型化と共に一層問題となっている。
【０００９】
なお、本発明に関連するものとして、特許文献１には、水平に搬送されてきたワークを加工時にのみ垂直に立てることが記載され、特許文献２には、ワークを垂直に保持することが記載されているが、いずれもプロセスチャンバが複数設けられたダブルプロセスチャンバ方式に関するものではなかった。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−４４２５８号公報
【特許文献２】
特開２００２−３０５２３０号公報
【００１１】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、装置の専有面積及びコストを大幅に削減することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、板状の加工対象物の表面にレーザ光を照射して加工するためのレーザ加工方法において、複数の加工対象物を共に略垂直に立てて搬送し、そのままレーザ光を各加工対象物に向けて略水平方向に照射して加工するようにして、前記課題を解決したものである。
【００１３】
又、板状の加工対象物の表面にレーザ光を照射して加工するためのレーザ加工装置において、複数の加工対象物を共に略垂直に立てて搬送する搬送手段と、略垂直に立てられた複数の加工対象物に向けて、レーザ光を略水平方向に照射して加工するためのレーザ照射手段とを備えることにより、同じく前記課題を解決したものである。
【００１４】
又、前記搬送手段が、加工対象物を略垂直に支持できる支持手段と、レーザ照射位置で該加工対象物を上下左右に移動するための移動手段とを含むようにしたものである。
【００１５】
又、前記レーザ照射手段の光学系を、フォーカスレンズ部まで共用化したものである。
【００１６】
又、前記レーザ照射手段が、レーザ光を各加工対象物に向けて切替照射するための切替ミラーを含むようにしたものである。
【００１７】
又、前記切替ミラーを透過した漏れ光をモニタするための手段を更に備えたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１９】
本実施形態の全体構成を図２に、プロセスチャンバ周りの概略構成を図３に示す。
【００２０】
本実施形態においては、（例えばガラス）基板Ｗ１、Ｗ２を垂直に支持できる例えば真空による吸着パッドＰ１、Ｐ２を持ち、上下前後方向に移動するＸ−Ｙステージ（以下単にステージと称する）Ｓ１、Ｓ２を内蔵したプロセスチャンバＰＣ１、ＰＣ２を、図３に示す如く相対して近接配置し、ホモジナイザＨＳを含む光学系を、フォーカスレンズ部ＨＳｂ迄共通化して１セットのみとし、それぞれのチャンバＰＣ１、ＰＣ２へのレーザ光の導入を、ホモジナイザＨＳ出側の、９０°回転及び前後移動可能なチャンバ切替ミラーＰＳ１を回転させることにより行なうようにしたものである。
【００２１】
図において、ＴＭは、ホモジナイザシリンドリカルレンズ部ＨＳａから水平方向に出たレーザ光を下方向に反射するためのターンミラー、ＢＥは、前記チャンバ切替ミラーＰＳ１からの０．５％位の漏れ光や、該チャンバ切替ミラーＰＳ１を前後方向に退避させたときの光を受光してビームプロフィルやエネルギのモニタリングを行なうためのビームプロファイラ兼エネルギモニタ、ＰＷ１、ＰＷ２はプロセスウィンドウ、ＳＴ１、ＳＴ２は基板Ｗ１、Ｗ２の落下防止用ストッパである。
【００２２】
前記プロセスチャンバＰＣ１、ＰＣ２内は、例えば窒素ガスでパージされている。
【００２３】
他の点については、図１に示した比較例と同じであるので、説明は省略する。
【００２４】
このようにして、基板Ｗ１、Ｗ２を縦置きすることにより、両基板間の間隔Ｗを２００〜３００ｍｍ程度迄近づけることができる。従って、通常フォーカスレンズ出側３００〜４００ｍｍに限界があり、図１に示したように基板Ｗ１、Ｗ２を水平置きした場合には、各プロセスチャンバＰＣ１、ＰＣ２毎に設ける必要があったホモジナイザＨＳ１、ＨＳ２を、共用化することができる。更に、近年一般化しつつある基板Ｗ１、Ｗ２の垂直搬送システムとの整合も容易にとれる。
【００２５】
なお、前記実施形態においては、本発明が、低温ポリシリコンＴＦＴ液晶パネルのダブルプロセスチャンバ方式エキシマレーザアニーリングシステムに適用されていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、ＴＦＴ液晶パネル等のガラス基板以外の加工対象物に対する、エキシマレーザ以外のレーザを用いた、アニーリングシステム以外のレーザ加工装置にも同様に適用できることは明らかである。又、チャンバ切替ミラーＰＳ１も回転式に限定されず、基板の支持手段も吸着パッドに認定されない。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、チャンバ系の専有面積を従来の３割以上縮小でき、又、コストも数千万円以上の削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】出願人が特願２００１−３５９１０５で提案したダブルプロセスチャンバ方式エキシマレーザアニーリングシステムの光学系の全体構成を示す斜視図
【図２】本発明の実施形態の光学系の全体構成を示す斜視図
【図３】同じくプロセスチャンバ周りの概略構成を示す縦断面図
【符号の説明】
ＥＬ１、ＥＬ２…レーザ装置
ＩＯＲ…照射光学系
Ｗ１、Ｗ２…（ガラス）基板
Ｐ１、Ｐ２…吸着パッド
Ｓ１、Ｓ２…（ＸＹ）ステージ
ＰＣ１、ＰＣ２…プロセスチャンバ
ＨＳ…ホモジナイザ
ＨＳａ…ホモジナイザシリンドリカルレンズ部
ＨＳｂ…ホモジナイザフォーカスレンズ部
ＳＳ、ＳＭ１、ＳＭ２、ＰＳ１…切替ミラー
ＢＥ…ビームプロファイラ兼エネルギモニタ
【図１】
2004289073.tif 000003
【図２】
2004289073.tif 000004
【図３】
2004289073.tif 000005