(57)【要約】【課題】  レーザ照射窓の付着物を抑制することで、照射密度の均一化を図り、これによって被処理基板上に均一な膜を形成できる電気光学装置の製造装置、及び電気光学装置の製造方法を提供する。【解決手段】  減圧状態に維持された光照射室２内の被処理基板５にエネルギー光８を照射することにより熱処理を施す電気光学装置の製造装置１であって、光照射室２に設けられた光導入用の窓部３と、被処理基板５との間には、当該被処理基板５から放出する放出物質を付着させる防着板７が配置されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧状態に維持された光照射室内の被処理基板にエネルギー光を照射することにより熱処理を施す電気光学装置の製造装置であって、
前記光照射室に設けられた光導入用の窓部と、前記被処理基板との間には、当該被処理基板から放出する放出物質を付着させる防着板が配置されていること、
を特徴とする電気光学装置の製造装置。
【請求項２】
前記防着板は、前記エネルギー光が通過する光通過部を有すること、
を特徴とする請求項１に記載の電気光学装置の製造装置。
【請求項３】
前記光通過部は、当該光通過部を通過する線状のエネルギー光の中央部から端部に向かう方向において、幅が徐々に大きくなっていること、
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気光学装置の製造装置。
【請求項４】
前記防着板は、前記光通過部において、前記被処理基板に向けて突出する突出部を備えること、
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造装置。
【請求項５】
前記防着板には、その表面に凹凸部が設けられていること、
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造装置。
【請求項６】
前記防着板を前記光照射室内で移動させる移動機構が設けられていること、
を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造装置。
【請求項７】
前記防着板と前記被処理基板とを近接させる近接機構を備え、
当該近接機構は、前記防着板と前記被処理基板とを隙間を隔てて配置すること、
を特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造装置。
【請求項８】
発光部及び受光部を少なくとも備える光検出手段を具備し、
当該光検出手段が検出する光量に基づいて、前記防着板に付着する放出物質の付着量を検出すること、
を特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造装置。
【請求項９】
前記防着板には、発光部と受光部の少なくともいずれか一方が設けられていること、
を特徴とする請求項８に記載の電気光学装置の製造装置。
【請求項１０】
前記光検出手段は、前記発光部と前記受光部との間の検出光の光路上に反射部を備え、当該反射部が前記防着板に設けられていること、
を特徴とする請求項８又は請求項９に記載の電気光学装置の製造装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の製造装置を用いることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学装置の製造装置、及び電気光学装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶装置や有機ＥＬ（Electro Luminescence）装置等の電気光学装置が知られている。当該電気光学装置においては、その駆動回路、アクティブマトリクス基板として、ガラス基板を用いることができるよう、プロセス最高温度が６００℃程度の低温プロセスで、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称する。）を製造できることが必要となっている。ここで、ＴＦＴのチャネル領域等を形成するのに必要なシリコン膜のうち、非晶質のシリコン（以下、アモルファスシリコンと称する。）膜については、低温プロセスで成膜が可能であるものの、得られるＴＦＴの電気移動度が低いという欠点がある。
【０００３】
そこで、ガラス基板上に形成したアモルファスシリコン膜に対してレーザ光を照射し、アモルファスシリコン膜を溶融結晶化して結晶性のシリコン（以下、ポリシリコンと称する。）膜とすることにより、電気移動度の高いＴＦＴを形成する方法が提案されている。更に、この溶融時間を制御し、より大きな結晶粒径を有するポリシリコン膜を得ることができる技術として、レーザアニール法が一般的に知られている。
レーザアニール装置としては、減圧状態の維持を可能とするチャンバと、チャンバ壁に設けられたレーザ照射窓と、チャンバの外部に設けられ、レーザ照射窓を通じてチャンバの内部にレーザ光を照射するレーザ発振器と、を備えた構成が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。そして、チャンバ内にアモルファスシリコン膜が成膜されたガラス基板を配置し、レーザ発振器からレーザ照射窓を通じて被処理基板にレーザ光を照射し、更に、これをガラス基板上で走査させることで、ガラス基板の全面にレーザ光を照射することが可能となっている。
【特許文献１】特開平５−３０４１０６号公報
【特許文献２】特開２０００−１６４５２７号公報
【特許文献３】特開２００４−２１４６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、レーザアニール装置において、アモルファスシリコン膜が形成された基板にレーザ光を照射した際に、アモルファスシリコン膜のアブレーションの影響によりレーザ照射窓が汚染されてしまう。これによって、レーザ照射窓におけるレーザ光の透過率が低下し、高い照射効率が得られないという問題や、ガラス基板上のレーザ照射面における照射密度にバラツキが生じるという問題がある。このような問題に起因して、均一なポリシリコン膜を得ることができないという問題もある。
【０００５】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、レーザ照射窓の付着物を抑制することで、照射密度の均一化を図り、これによって被処理基板上に均一な膜を形成できる電気光学装置の製造装置、及び電気光学装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記の問題点を解決すべく、以下の手段を有する本発明を想到した。
即ち、本発明の電気光学装置の製造装置は、減圧状態に維持された光照射室内の被処理基板にエネルギー光を照射することにより熱処理を施す電気光学装置の製造装置であって、前記光照射室に設けられた光導入用の窓部と、前記被処理基板との間には、当該被処理基板から放出する放出物質を付着させる防着板が配置されていること、を特徴としている。
【０００７】
ここで、電気光学装置とは、電界により物質の屈折率が変化して光の透過率を変化させる電気光学効果を有するものの他、電気エネルギーを光学エネルギーに変換するもの等も含んで総称している。例えば、電気光学物質としては、対向する電極間に挟持された液晶素子や、有機或いは無機のＥＬ素子が挙げられる。
また、放出物質とは、被処理基板のエネルギー光照射面に露出された膜を主に構成する物質や、当該膜中に含まれる気体や、或いは、膜形成時に混入された反応性ガス等であって、エネルギー光の照射によって被処理基板から放出或いは飛散する物質である。
【０００８】
本発明によれば、被処理基板へのエネルギー光が照射されると、照射面及び照射面近傍が部分的に高エネルギ−状態となり、放出物質が放出／飛散する。ここで、被処理基板と窓部との間に防着板が設けられているので、放出物質は放出／飛散する過程において防着板に付着する。これによって、放出物質が窓部に付着することを抑制できるので、エネルギー光の照射密度の均一化を実現でき、これによって被処理基板上に均一な膜を形成できる。
そして、アモルファスシリコン膜が形成されている被処理基板に対し、本発明の製造装置を利用してエネルギー光を照射してアニール処理を施すことにより、アブレーションの影響により窓部が汚染されるのを抑制できる。従って、窓部におけるレーザ光の照射効率の低下や、照射密度にバラツキが生じるという問題を解決できる。そして、均一なポリシリコン膜を得ることができる。
【０００９】
また、本発明は、上記の特許文献１とは大きく異なる構成を有している。
特許文献１においては、レーザ光がサセプタのメタル表面を加熱することで、シリコンウエハへのメタル汚染を誘引するという課題を解決する技術である。そして、これを解決するために、特許文献１は、ウエハ周辺のサセプタを遮蔽する光遮蔽板を備えるという構成を有するものである。これに対して、本発明は、窓部が汚染されてしまうという課題を解決するものであり、窓部に付着する放出物質（アブレーションによって生じる物質）を抑制するための防着板を備える構成を有している。
また、特許文献１においては、シリコンウエハが石英窓（窓部）に向けて露出状態となっているので、被処理基板の放出物質が石英窓に付着してしまい、石英窓における光透過率が低下して高い照射効率が得られないという問題や、シリコンウエハ上のレーザ照射面における照射密度にバラツキが生じるという問題がある。そして、均一なポリシリコン膜を得ることができないという問題がある。これに対して、本発明は、このような問題を解決するために上記の防着板を備えており、特許文献１において生じ得る問題を解決することができる。
【００１０】
また、本発明の電気光学装置の製造装置においては、前記防着板は、前記エネルギー光が通過する光通過部を有すること、を特徴としている。
ここで、光通過部とは、エネルギー光の通過経路を有する部位であり、例えば、防着板に設けられた例えばスリット状の開口部であったり、防着板の側部から内側に向けて設けられたＵ字状の開口部であったり、複数の防着板がエネルギー光の通過経路の幅だけ離間させた部位であったりするものである。
このようにすれば、エネルギー光は、防着板に設けられた光通過部を経て被処理基板に到達する。そして、被処理基板から放出する放出物質は、防着板に付着し、窓部に放出物質が付着することを防止できる。従って、上記と同様の効果が得られる。
【００１１】
また、本発明の電気光学装置の製造装置においては、前記光通過部は、当該光通過部を通過する線状のエネルギー光の中央部から端部に向かう方向において、幅が徐々に大きくなっていること、を特徴としている。
【００１２】
ここで、「幅」とは、線状のエネルギー光によって照射される照射線に交差する方向における光通過部の長さを意味している。
本発明者は、防着板を備えていない場合において、窓部に付着してしまう放出物質の付着分布を確認したところ、線状のエネルギー光の中央部に対応する部分の付着密度が高く、そこから楕円放射状に付着密度が低くなることを見出した。そして、このような付着分布を検討した結果、防着板に光通過部を備えた構成において、仮に光通過部を通じて、窓部に放出物質が付着したとしても、窓部に付着してしまう放出物質の分布を均一にする手段として本発明を見出した。即ち、防着板の光通過部の幅が、線状のエネルギー光の中央部から端部に向かう方向において、大きくなっている構成を見出した。
このようにすれば、エネルギー光の中央部の近傍から生じる放出物質を多く防着板に付着させ、また、エネルギー光の端部の近傍から生じる放出物質を中央部よりも少なく防着板に付着させることができる。これによって、被処理基板から光通過部を通過して窓部に放出物質が付着されたとしても、当該付着物の付着分布を均一にすることができる。
【００１３】
また、本発明の電気光学装置の製造装置においては、前記防着板は、前記光通過部において、前記被処理基板に向けて突出する突出部を備えること、を特徴としている。
【００１４】
ここで、突出部を備えたことにより、被処理基板における、エネルギー光の照射によってエネルギーが付与される領域の上方の空間と、当該エネルギーが付与されていない領域の上方の空間とを防着板によって、隔てることができる。なお、エネルギーが付与されている領域とは、エネルギー光の照射面の周辺を含むものであり、照射面よりも大きい領域である。
このようにすれば、突出部に倣わせてエネルギー光を被処理基板に照射することができる。また、突出部によって空間が隔てられることにより、エネルギーが付与されていない領域の上方の空間から窓部に向けて放出する放出物質を遮蔽することができる。従って、上記と同様の効果が得られる。
また、このような突出部を備えたことにより、エネルギー光の光路が仮にずれたとしても（ポインティングスタビリティのぶれが生じても）、反射光が被処理基板へ入射したり、エネルギー光を生じさせる発振器に対して正反射したりするのを防止できる。
【００１５】
また、本発明の電気光学装置の製造装置においては、前記防着板には、その表面に凹凸部が設けられていること、を特徴としている。
ここで、凹凸部とは、防着板の表面に対して相対的に凹凸形状とした部位であり、防着板の表面に凹部を形成して相対的に凹凸形状にした部位、或いは、防着板の表面に凸部を形成して相対的に凹凸形状にした部位を意味する。
また、凹凸部とは、防着板の表面粗さを粗くしたり、防着板の表面に微細粒子を付着させて形成した微視的な凹凸部であったり、防着板に板体等の突起部を設けて突起部と防着板との間の領域に放出物質を留める凹凸部であったり等、その大きさを限定するものではない。
【００１６】
このように、防着板の表面に凹凸部が形成されている場合においては、凹凸部が形成されていない場合と比較して、防着板の表面積が広くなる。従って、放出物質と防着板との接触面積が広くなり、防着板に付着した放出物質は剥がれ難くなり、効果的に防着板に付着させることができる。即ち、放出物質を防着板に付着させるトラップ効果を得ることができる。また、防着板に板体等の突起部を設けた構成においては、接触面積を広げる効果が得られると共に、突起部と防着板との間の領域に放出物質を留めることができる。
【００１７】
また、本発明の電気光学装置の製造装置においては、前記防着板を前記光照射室内で移動させる移動機構が設けられていること、を特徴としている。
ここで、移動機構とは、被処理基板から防着板を離間させるように、防着板を移動させるものである。また、防着板の移動方向としては、被処理基板のエネルギー光照射面に対する鉛直方向、被処理基板のエネルギー光照射面に対する水平方向、エネルギー光照射面に対する鉛直方向を回転軸とする旋回方向、或いは、これらの方向成分を有する移動方向が挙げられる。
また、光照射室は、これに付設された基板搬送機構を備えており、被処理基板を光照射室の内部に搬入させたり、光照射室の外部に搬出させたりするようになっている。そして、このような基板搬送機構の動作に同期して、移動機構は防着板を光照射室内で移動させることが可能となっている。
【００１８】
このようにすれば、被処理基板の搬送の際に、移動機構が防着板を移動させるので、被処理基板と防着板との接触を防止できる。また、被処理基板のエネルギー光照射面に対して鉛直方向に防着板を移動させる場合には、防着板と窓部との対向配置関係が維持される。これによって、エネルギー光を照射していない場合、例えば、被処理基板の搬送の際において、光照射室内に残留する放出物質が窓部に付着するのを抑制できる。
【００１９】
また、本発明の電気光学装置の製造装置においては、前記防着板と前記被処理基板とを近接させる近接機構を備え、当該近接機構は、前記防着板と前記被処理基板とを隙間を隔てて配置すること、を特徴としている。
【００２０】
ここで、近接機構とは、上記の移動機構の機能を含んでもよく、移動機構と同様の移動方向で防着板を移動させてもよい。また、近接機構は、被処理基板と防着板との間隔を検出する距離センサを備え、距離センサの検出結果に応じて、被処理基板と防着板との間隔を制御／規定してもよい。
このようにすれば、放出物質の発生源に防着板を近づけて、当該防着板に放出物質を付着させることができる。換言すれば、被処理基板と防着板との間に空間が狭くなり、放出空間／飛散空間が小さくなり、光照射室内に放出物質が広範囲に放出することを抑制できる。
また、被処理基板に対して非接触に防着板を配置するので、被処理基板と防着板が接触することによる被処理基板への傷や被処理基板に形成されている素子の破損を防止できる。
【００２１】
また、本発明の電気光学装置の製造装置においては、発光部及び受光部を少なくとも備える光検出手段を具備し、当該光検出手段が検出する光量に基づいて、前記防着板に付着する放出物質の付着量を検出すること、を特徴としている。
【００２２】
また、本発明の電気光学装置の製造装置においては、光検出手段による光量の検出結果に基づき、光量の検出値が設定値よりも高いか、或いは低いか、を判定する判定手段を具備することが好ましい。このような判定手段としては、光量の設定値を記憶する記憶部と、光量の設定値と検出値とを比較する演算部を備えるコンピュータ等が採用される。
【００２３】
また、光検出手段においては、発光部の発光面や受光部の受光面に放出物質が付着すると、放出物質によって検出光が遮光されるので、放出物質によって遮光される光量が少ない場合には検出される光量が大きい値を示し、放出物質によって遮光される光量が多い場合には検出される光量が少ない値を示すこととなる。
従って、本発明によれば、防着板に付着する放出物質の付着量を、発光部や受光部における遮光量として間接的に検出することができる。そして、判定手段を有している場合には、光検出手段によって検出された光量を設定値よりも大きいか少ないかを判定することができるので、防着板に付着した放出物質の付着量を自動的に判定することができる。
【００２４】
また、本発明の電気光学装置の製造装置においては、前記防着板には、発光部と受光部の少なくともいずれか一方が設けられていること、を特徴としている。
【００２５】
本発明によれば、防着板に発光部が設けられ、防着板とは異なる部分に受光部が設けられている構成が採用される。或いは、防着板に受光部が設けられ、防着板とは異なる部分に発光部が設けられている構成が採用される。或いは、防着板に発光部と受光部の両者が設けられている構成が採用される。
このように、発光部及び受光部の少なくともいずれか一方が、防着板に設けられているので、これらが防着板に設けられていない場合と比較して、防着板に付着する放出物質の量をより近似的に検出することができる。これによって、上記と同様の効果が得られる。
【００２６】
また、防着板に設けられる発光部及び受光部の少なくとも一方は、防着板の面内においても特に光通過部の近傍に設けられていることが好ましい。ここで、光通過部は、エネルギー光が被処理基板に向けて通過する部位であるため、被処理基板におけるエネルギー光の照射領域、即ち、放出物質の発生源の近傍に位置しており、放出物質が付着し易い部位である。そこで、光通過部の近傍に発光部や受光部を設けることで、放出物質が付着し易い部位における付着量を検出することができる。
【００２７】
また、本発明の電気光学装置の製造装置においては、前記光検出手段は、前記発光部と前記受光部との間の検出光の光路上に反射部を備え、当該反射部が前記防着板に設けられていること、を特徴としている。
【００２８】
このような構成を有する光検出手段において、反射部の反射面に放出物質が付着すると、放出物質によって検出光が遮光されるので、放出物質によって遮光される光量が少ない場合には検出される光量が大きい値を示し、放出物質によって遮光される光量が多い場合には検出される光量が少ない値を示すこととなる。
従って、本発明によれば、防着板に付着した放出物質の付着量を、反射部における遮光量として間接的に検出することができる。
【００２９】
また、防着板に設けられる反射部は、防着板の面内においても特に光通過部の近傍に設けられていることが好ましい。このようにすれば、上記と同様に放出物質が付着し易い部位における放出物質の付着量を検出することができる。
【００３０】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、先に記載の製造装置を用いることを特徴としている。
ここで、製造装置を用いて処理される被処理基板は、例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を備えるアクティブマトリクス基板等の電気光学基板である。
本発明によれば、上記の製造装置が防着板を備えているので、被処理基板から放出される放出物質が窓部に付着することを抑制でき、エネルギー光の照射密度の均一化を実現できる。これによって電気光学基板上に均一な膜を形成できる。
そして、アモルファスシリコン膜が形成されている電気光学基板に対し、本発明の製造装置を利用してエネルギー光を照射してアニール処理を施すことにより、アブレーションの影響により窓部が汚染されるのを抑制できる。従って、窓部におけるレーザ光の照射効率の低下や、照射密度にバラツキが生じるという問題を解決できる。そして、均一なポリシリコン膜を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の電気光学装置の製造装置及び電気光学装置の製造方法の実施形態について、図面を参照して詳しく説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の一部の態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下に示す各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を異ならせてある。
【００３２】
（電気光学装置の製造装置の第１実施形態）
まず、電気光学装置の製造装置に係るレーザアニール装置の第１実施形態について説明する。図１は、レーザアニール装置の構成を示す断面図である。図２は、レーザアニール装置の要部構成を示す斜視図である。図３は、レーザアニール装置の要部構成を示す断面図である。図４は、レーザアニール方法を説明するための説明図である。
【００３３】
図１に示すように、レーザアニール装置（電気光学装置の製造装置）１は、減圧状態に維持された光照射室２内の被処理基板５にレーザ光（エネルギー光）８を照射することにより熱処理（アニール処理）を施し、被処理基板５の表面の半導体膜を結晶化させる装置である。
レーザアニール装置１は、光照射室２と、当該光照射室２の壁部２ａに設けられた光導入用のウインドウ（窓部）３と、光照射室２の外部に設けられたレーザ発振器４と、被処理基板５を保持する基板ホルダ６と、ウインドウ３と被処理基板５との間に設けられた防着板７と、を備えて構成されている。
次に、各構成要素について詳述する。
【００３４】
光放射室２は、例えばＡｌ（アルミニウム）等の金属によって構成された真空チャンバであり、光放射室２の内部空間を気密に維持することが可能となっている。また、光放射室２には、排気管２ｂが接続されており、光放射室２内の真空度が１０−４Ｔｏｒｒないし１０−９Ｔｏｒｒ程度となるように排気される。
また、ウインドウ３は、光放射室２の壁部２ａの一部に形成された開口部に、Ｏリング等のシール部材を介在させて設けられたものである。ウインドウ３は、例えば石英ガラス板からなり、光照射室２の減圧状態を維持したまま、レーザ光８を光放射室２の内部に透過させることが可能となっている。
【００３５】
レーザ発振器４は、所定波長のレーザ光８を発生させるようになっている。また、ウインドウ３の直上には、反射鏡４ａが設けられており、レーザ発振器４は、レーザ光８を反射鏡４ａに照射かつ反射させ、ウインドウ３を通じて光放射室２の内部に導入するようになっている。本実施形態のレーザアニール装置１において用いられるレーザ光８は、被処理基板５における半導体膜５ａの表面で強く吸収されて熱エネルギーに変換され、その直下の絶縁膜５ｂにはほとんど吸収されない波長を有するものであることが望まれる。好ましいレーザ光源としては、紫外域またはその近傍の波長を持つエキシマレーザ、アルゴンイオンレーザ、ＹＡＧレーザ高調波等が好ましい。また、半導体膜５ａを高温に加熱すると同時に被処理基板５へのダメージを防ぐためには大出力でしかも極短時間のパルス発振であることが必要となる。従って、レーザ光８の中でも特にキセノン・クロライド（ＸｅＣｌ）レーザ（波長３０８ｎｍ）やクリプトンフロライド（ＫｒＦ）レーザ（波長２４８ｎｍ）等のエキシマレーザが最も適している。
【００３６】
また、基板ホルダ６は、光照射室２内において、半導体膜５ａが形成された被処理基板５を固定するものである。当該基板ホルダ６はＸ−Ｙステージ９に搭載されていて、Ｘ−Ｙステージ９は光照射室外のボールネジ９ａの回転によって移動し、このボールネジはパルスモータ９ｂによって駆動されるようになっている。
【００３７】
また、防着板７は、ウインドウ３と被処理基板５との間に設けられ、被処理基板５からウインドウ３に向けて放出する放出物質を付着させる機能を有している。防着板７の材料としては、Ａｌ（アルミニウム）等の金属板が採用される。このような防着板７は、光照射室２の壁部２ａの固定されている。また、防着板７には、レーザ光８が通過する光通過部７ａが形成されている。
【００３８】
図２及び図３は、レーザアニール装置１の構成のうち、レーザ光８、被処理基板５、及び防着板７の位置関係を詳述する図である。
図２に示すように、レーザ光８は、光通過部７ａを通過すると共に、被処理基板５のＹ軸方向に延在する線状で、被処理基板５を照射するようになっている。また、光通過部７ａは、幅７ｘ（図中Ｘ方向の距離）、長さ７ｙ（図中Ｙ方向の距離）の矩形に形成されている。ここで、幅７ｘ及び長さ７ｙは、光通過部７ａを通過する線状のレーザ光８の幅や、ビーム長８ｙよりも大きい寸法となっている。これにより、光通過部７ａを通過するレーザ光８は防着板７に当ることがない。また、レーザ光８は、被処理基板５に向かうに連れて（図中Ｚ方向）において、徐々に小さくなっており、ビーム幅８ｘで被処理基板５を照射するようになっている。また、図３に示すように、レーザ光８の光軸８ａは、被処理基板５の表面の鉛直方向Ｈに対して、約３°程度傾いている（θ＝３°）。これよって、被処理基板５の表面においてレーザ光８が反射した際に、反射光がレーザ発振器４に戻ることがなく、当該レーザ発振器４の故障が防止されている。
【００３９】
また、Ｘ−Ｙステージ９（図１参照）は、基板ホルダ６の位置をＸ方向やＹ方向に変位させることが可能となっており、線状のレーザ光８を被処理基板５に対してＸ方向に走査させることで、レーザ光８をビーム長８ｙで被処理基板５のＸ方向に照射するようになっている。ここで、被処理基板５を走査させながらレーザ光８をパルス照射する場合においては、各パルスの照射領域に境目が発生すると、結晶性ばらつきの原因となるため、通常パルス毎の照射領域を９０％程度互いにオーバーラップさせながら走査することによってレーザ照射を行う。このため、レーザアニール装置１では、被処理基板５上の半導体膜５ａと、線状に集光したレーザ光８の位置とを、レーザ照射パルス毎に相対的に数μｍから数十μｍという高い精度でずらしながら被処理基板５に対して結晶化を行うようになっている。
また、Ｘ−Ｙステージ９は、基板ホルダ６の位置をＹ方向に変位させることによって、上記の被処理基板５において結晶化される領域を改行することが可能となっている。従って、レーザアニール装置１は、被処理基板５がレーザ光８のビーム長８ｙよりも長い辺を有する大型基板であっても、半導体膜５ａの全面にレーザ光８を照射することが可能となり、液晶表示装置等の大面積基板上にポリシリコン膜を短時間で形成するようになっている。
【００４０】
また、このような構成を有するレーザアニール装置１は、レーザ発振器４のレーザ発光やＸ−Ｙステージ９の動作を制御する制御装置ＣＯＭを備えている。当該制御装置ＣＯＭは、ＣＰＵ等の演算回路からなる演算部や、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリー）やＲＯＭ（リードオンリーメモリー）等の記憶部を備えたコンピュータである。また、制御装置ＣＯＭは、記憶部に予め記憶されているプログラムや、アニール処理条件等に基づいて、レーザアニール装置１を駆動させるようになっている。
【００４１】
次に、図４を参照し、レーザアニール装置１を用いて半導体膜５ａにアニール処理（熱処理）を施す方法について詳しく説明する。
本実施形態において熱処理を施す被処理基板５は、被処理基板５の上に絶縁膜５ｂと半導体膜５ａとを形成した積層体である。具体的には、被処理基板５として汎用無アルカリガラス基板を用い、この上に絶縁膜５ｂとして、成膜温度４００℃でＰＥ−ＣＶＤ法により５００ｎｍ程度の膜厚を有するＳｉＯ２膜を堆積し、次に高真空型ＬＰ−ＣＶＤ装置を用いて、原料ガスであるジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）を２００ＳＣＣＭ流し、４２５℃の堆積温度にて厚さ５０ｎｍのアモルファスシリコンからなる半導体膜５ａを形成する。
一般にＬＰ−ＣＶＤ法、ＰＥ−ＣＶＤ法等のＣＶＤ法で堆積させたシリコン膜表面は自然酸化膜が成長している。従って、レーザ光８を照射する前に、この自然酸化膜を除去する必要がある。この方法としては弗酸溶液に浸してウエットエッチングする方法や、弗素ガスを含んだプラズマ中におけるドライエッチング等がある。このようなエッチング液を使用すると短時間にエッチングが行われる。
【００４２】
次に、図４に示すように、半導体膜５ａが積層された被処理基板５を光照射室２内の基板ホルダ６にセットし、排気管２ｂから光照射室２内を真空度が１０−４Ｔｏｒｒないし１０−９Ｔｏｒｒ程度となるように排気する。
また、レーザ発振器４においては、レーザパルスの強度半値幅は１０ナノ秒程度から５００ナノ秒程度の極短時間に設定されている。また、光照射室４内の温度は、室温２５℃程度から４００℃程度に設定されている。
そして、Ｘ−Ｙステージ９を調整して半導体膜５ａをレーザ光８の照射位置に合わせ、パルスモータ９ｂの制御によってボールネジ９ａを介してＸ−Ｙステージ９を所定の速度で所定の方向に移動しながら、ウインドウ３を通してレーザ光８を被処理基板５に照射する。レーザ光８が照射されている半導体膜５ａの部分ではアモルファスシリコンが加熱溶融し、照射位置が移動すると冷却されて結晶化する。このとき半導体膜５ａは、後に詳しく説明する多結晶シリコンに転化する。半導体膜５ａの全面が結晶化されると、被処理基板５は直ちに隣接する搬送室に搬出され、次の未処理の被処理基板５が光照射室２に導入されてレーザ光照射が繰り返される。
【００４３】
照射領域形状は、ビーム幅８ｘを１００μｍ程度以上とし、ビーム長８ｙが数１００ｍｍ以上の線状とし、この線状のレーザ光８を走査して結晶化を進めることができる。この場合、照射毎におけるビーム幅８ｘ方向の重なり（例えば照射領域１０と照射領域１１との重なり）はビーム幅８ｘの５％程度から９８％程度とする。ビーム幅８ｘが３００μｍでビーム毎の重なりが９５％であれば、一回の照射毎にビームは１５μｍ進むので、同一点は１０回のレーザ照射を受けることになる。通常半導体膜を基板全体で均一に結晶化させるには少なくとも５回程度以上のレーザ照射が望まれるので、照射毎のビームの重なり量は８０％程度以上が求められる。高い結晶性の多結晶膜を確実に得るには同一点が１０回程度から５０回程度の照射が行われる様に重なり量を９０％程度から９８％程度へと調整するのが好ましい。
【００４４】
ここで、レーザ光８の照射中には、半導体膜５ａを形成しているシリコンの一部はアブレーションにより揮発し、シリコン蒸気（放出物質）として被処理基板５から放出／飛散される。なお、シリコン蒸気とは、半導体膜５ａのシリコン（Ｓｉ）が気化したものや、半導体膜５ａを成膜する際に混入した水素（Ｈ２）や、シラン（ＳｉＨ４）等が含まれるものである。
上記のように、高い重ね率でレーザ照射を繰り返す場合は、１回のレーザパルスで基板から離脱する半導体の量は僅かであっても、照射領域の進行長当たりの飛散量は相当大きくなる。
例えば、ウインドウ３と被処理基板５との間に防着板７が設けられていない場合では、ウインドウ３が頻繁にくもり、例えば３００ｍｍ×３００ｍｍの基板を１０枚程度処理するとレーザ光８の透過率は１０％程度低下してしまう。
これに対して、本実施形態のレーザアニール装置１は、防着板７を具備するので、被処理基板５から放出／飛散したシリコン蒸気は、防着板７に接触し、当該シリコン蒸気は固化して防着板７に堆積する。これにより、シリコン蒸気がウインドウ３に殆ど接触することがなく、ウインドウ３にシリコンの堆積物（放出物質、付着物）が付着することが抑制される。
【００４５】
なお、半導体膜５ａとしては、シリコン（Ｓｉ）やゲルマニウム（Ｇｅ）等の四族単体からなる半導体膜の他に、シリコン・ゲルマニウム（ＳｉｘＧｅ1-ｘ：０＜ｘ＜１）やシリコン・カーバイド（ＳｉｘＣ1-ｘ：０＜ｘ＜１）、ゲルマニウム・カーバイド（ＧｅｘＣ1-ｘ：０＜ｘ＜１）等の四族元素複合体の半導体、ガリウム・ヒ素（ＧａＡｓ）やインジウム・アンチモン（ＩｎＳｂ）等の三族元素と五族元素との複合体化合物半導体膜、またはカドミウム・セレン（ＣｄＳｅ）等の二族元素と六族元素との複合体化合物半導体膜がある。或いは、シリコン・ゲルマニウム・ガリウム・ヒ素（ＳｉｘＧｅｙＧａｚＡｓｚ：ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）といった更なる複合化合物半導体膜やこれらの半導体にリン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）などのドナー元素を添加したＮ型半導体膜、あるいはホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）等のアクセプター元素を添加したＰ型半導体膜に対しても本発明は適応可能である。
【００４６】
これら半導体膜はＡＰ(Atmosphere Pressure)−ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition)法やＬＰ(Low Pressure)−ＣＶＤ法、ＰＥ(Plasma Enhanced)−ＣＶＤ法等のＣＶＤ法、或いはスパッタ法や蒸着法等のＰＶＤ法で形成する。半導体膜としてシリコン膜を用いる場合、ＬＰ−ＣＶＤ法では基板温度を４００℃程度から７００℃程度としてジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）などを原料として堆積する。ＰＥ−ＣＶＤ法ではモノシラン（ＳｉＨ４）などを原料として基板温度が１００℃程度から５００℃程度で堆積可能である。スパッタ法を用いれば基板温度は室温から４００℃程度で可能である。この様に堆積された半導体膜の初期状態（ａｓ−ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ状態）は非晶質や混晶質、微結晶質、あるいは多結晶質等様々な状態があるが、本願発明においては初期状態がいずれの状態であっても構わない。
なお、本願明細書中では非晶質の結晶化のみならず、多結晶質や微結晶質の再結晶化をも含めて総じて結晶化と呼ぶ。半導体膜の膜厚はそれを薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称する。）に用いる時には２０ｎｍ程度から１００ｎｍ程度が適している。
【００４７】
上述したように、本実施形態のレーザアニール装置１は、防着板７を備えるので、シリコン蒸気を防着板７に付着させ、ウインドウ３への付着を抑制できるので、レーザ光８の照射密度の均一化を実現でき、これによって被処理基板５上に均一なポリシリコン膜を形成できる。
【００４８】
（電気光学装置の製造装置の第２実施形態）
次に、電気光学装置の製造装置に係るレーザアニール装置の第２実施形態について説明する。図５は、レーザアニール装置の要部構成を示す図であって、防着板７を示す平面図である。図６は、ウインドウ３に付着するシリコン等の堆積物の分布を示す図である。
なお、以下の説明では、第１実施形態と同一構成には同一符号を付して説明を省略している。
【００４９】
図５において、符号７ａは、防着板７に形成された光通過部７ａの開口形状を示しており、符号８は、光通過部７ａを通過する線状のレーザ光８の位置を示している。同図に示すように、線状のレーザ光８の中央部８ｂにおける光通過部７ａの幅ｗ１は、線状のレーザ光８の端部８ｃにおける光通過部７ａの幅Ｗ２よりも小さくなっている（ｗ１＜ｗ２）。そして、中央部８ｂから端部８ｃに向けて光通過部７ａの幅は、徐々に大きくなっている。
【００５０】
次に、ウインドウ３に付着する堆積物の分布について説明する。
図６（ａ）は防着板７が配設されいないレーザアニール装置において、ウインドウ３に付着する堆積物の分布を示している。また、図６（ｂ）は本実施形態の防着板７を備えたレーザアニール装置において、ウインドウ３に付着する堆積物の分布を示している。なお、図６において、矢印が示す方向は、高密度から低密度になる方向を示している。また、符号８は、ウインドウ３を透過するレーザ光８の位置を示している。
【００５１】
図６（ａ）に示すように、ウインドウ３に付着する堆積物は、レーザ光８の中央部８ｂに対応する部分の付着密度が高く、そこから楕円放射状に付着密度が低くなり、レーザ光８の端部８ｃに対応する部分の付着密度が低くなっている。一方、図６（ｂ）においては、微量の堆積物が均一な密度でウインドウ３に付着している。
図６（ａ）に示す密度分布が生じるのは、レーザ光８の端部８ｃにおけるシリコン蒸気の濃度が低く、中央部８ｂにおけるシリコン蒸気の濃度が高いことに起因している。これに対し、図６（ｂ）においては、防着板７に付着させることができなかった僅かなシリコン蒸気が光通過部７ａを通過して堆積物がウインドウ３に微量に付着するものの、光通過部７ａの幅がｗ１＜ｗ２となる形状で形成されていることから、光通過部７ａを通過したシリコン蒸気の濃度の均一化がなされている。また、光通過部７ａの幅ｗ１の近傍では、防着板７に多くの堆積物を付着させており、光通過部７ａの幅ｗ２の近傍では、幅ｗ１の近傍と比較して少ない堆積物を付着させている。
【００５２】
上述したように、本実施形態のレーザアニール装置は、レーザ光８の中央部８ｂの近傍から生じる堆積物を防着板７に付着させ、レーザ光８の端部８ｃの近傍から生じる堆積物を中央部８ｂよりも少ない量で防着板７に付着させることができる。従って、上記の第１実施形態による効果が得られるだけでなく、光通過部７ａを通過してウインドウ３に堆積物が付着しても、当該堆積物の分布の均一化を実現できる。
【００５３】
（電気光学装置の製造装置の第３実施形態）
次に、電気光学装置の製造装置に係るレーザアニール装置の第３実施形態について説明する。図７は、レーザアニール装置の要部構成を示す図であって、防着板７を示す断面図である。
なお、以下の説明では、上記の実施形態と同一構成には同一符号を付して説明を省略している。
【００５４】
図７に示すように、本実施形態においては、光通過部７ａがレーザ光８の照射方向に倣って被処理基板５に向けて突出する突出部７ｂを備えている。当該突出部７ｂとは、防着板７の平面に対し、被処理基板５に向けて防着板７を屈曲させた構成、或いは、防着板７とは別体の板材を接合させた構成が採用される。また、突出部７ｂの表面７ｃとレーザ光８とは平行に位置しており、表面７ｃにレーザ光８が照射されないようになっている。
また、突出部７ｂは、レーザ光８が照射される照射領域５ｃ（ビーム幅８ｘに相当）の上方の照射空間２０と、レーザ光８が照射されない非照射領域５ｄの上方の非照射空間２１と、を隔てている。
また、突出部７ｂは、レーザ光８の光路が仮にずれたとしても（ポインティングスタビリティのぶれが生じても）、反射光が被処理基板５へ入射したり、レーザ発振器４に対して正反射したりするのを防止している。
【００５５】
上述したように、本実施形態のレーザアニール装置は、突出部７ｂを備えたことにより、当該突出部７ｂに倣わせてレーザ光８を被処理基板５に照射することができる。また、突出部７ｂによって被処理基板５上における照射空間２０と非照射空間２１とが隔離されるので、非照射空間２１からウインドウ３に向けて放出するシリコン蒸気を遮蔽することができ、上記の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５６】
（電気光学装置の製造装置の第４実施形態）
次に、電気光学装置の製造装置に係るレーザアニール装置の第４実施形態について説明する。図８は、レーザアニール装置の要部構成を示す断面図である。
なお、以下の説明では、上記の実施形態と同一構成には同一符号を付して説明を省略している。
【００５７】
図８に示すように、本実施形態においては、防着板７における突出部７ｂに複数の板体（凹凸部）７ｄが設けられている。当該板体７ｄは、突出部７ｂの裏面側、即ち、被処理基板５の側に露出している。また、板体７ｄは、突出部７ｂの裏面に対して鋭角に設けられており、当該鋭角部において堆積物が保持されるようになっている。また、板体７ｄは、防着板７から着脱可能となっていてもよく、堆積物の洗浄を容易にする構成を採用してもよい。
【００５８】
上述したように、本実施形態のレーザアニール装置は、被処理基板５から生じるシリコン蒸気を、防着板７に接触させることができると共に、板体７ｄと突出部７ｂの間に堆積物を溜めることができる。従って、防着板７に堆積物を付着させる効果を促進させることができ、上記の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５９】
（電気光学装置の製造装置の第４実施形態の変形例）
次に、電気光学装置の製造装置に係るレーザアニール装置の第４実施形態の変形例について説明する。図９は、レーザアニール装置の要部構成を示す断面図である。
なお、以下の説明では、上記の実施形態と同一構成には同一符号を付して説明を省略している。
【００６０】
図９（ａ）に示すように、本変形例においては、防着板７及び突出部７ｂの裏面側（シリコン蒸気が接触する側）の表面に凹凸部７ｅが形成されている。当該凹凸部７ｅとは、防着板７及び突出部７ｂの面を荒らすことによって形成された部位である。これによって、被処理基板５から生じるシリコン蒸気は、凹凸部７ｅに接触するようになっている。
【００６１】
上述したように、本変形例のレーザアニール装置は、防着板７に凹凸部７ｅが形成された構成を有するので、凹凸部７ｅが非形成の場合と比較して、防着板７の表面積を広くすることができる。即ち、シリコン蒸気と防着板７との接触面積が広くなり、防着板７に付着した堆積物は剥がれ難くなり、効果的に防着板７や突出部７ｂに付着させることができる。即ち、堆積物を防着板７に付着させるトラップ効果を得ることができる。
なお、本変形例としては、図９（ｂ）に示すように防着板７のみに凹凸部７ｅを形成してもよい。当該変形例においても、同様の効果を得ることができる。
【００６２】
（電気光学装置の製造装置の第５実施形態）
次に、電気光学装置の製造装置に係るレーザアニール装置の第５実施形態について説明する。図１０は、レーザアニール装置の構成を示す断面図である。
なお、以下の説明では、上記の実施形態と同一構成には同一符号を付して説明を省略している。
【００６３】
図１０に示すように、レーザアニール装置１Ａは、光照射室２の壁部開口２ｃを密閉するゲートバルブ２８と、光照射室２の外部においてゲートバルブ２８を通じて被処理基板５を搬送する基板搬送機構２９と、防着板７を光照射室２の内部において移動させる駆動機構（移動機構、近接機構）３０と、防着板７と被処理基板５との間隔を検出する距離センサ３１と、を備えている。
ここで、ゲートバルブ２８は、被処理基板５を光照射室２の内部に搬入する際及び光照射室２の外部に搬出する際に開くようになっている。また、レーザアニール処理が行われている間は、光照射室２を密閉させるようになっている。
また、基板搬送機構２９は、例えばロボットアームからなるものである。ここで、基板搬送機構２９が、光照射室２に隣接された真空ロードロック室に設けられている構成では、真空雰囲気において被処理基板５の搬送動作を行うことが可能となる。
また、駆動機構３０は、被処理基板５から防着板７を離間させるように、防着板７を移動させるものである。また、防着板７の移動方向としては、被処理基板５のエネルギー光照射面に対する鉛直方向（図中Ｚ軸方向）、被処理基板５のエネルギー光照射面に対する水平方向（図中Ｘ軸方向及びＹ軸方向）、エネルギー光照射面に対する鉛直方向を回転軸とする旋回方向（図中Ｚ軸を回転軸とする回転方向）が挙げられる。また、これらの移動方向の成分を少なくとも有する移動方向が挙げられる。また、駆動機構３０は、図中Ｚ軸方向における被処理基板５と防着板７とを非接触状態で互いに近接させることが可能となっている。
また、距離センサ３１は、光照射室２の壁部２ａに設けられており、例えば、レーザ照射による距離の検出を行うようになっている。従って、距離センサ３１の検出結果に基づいて、防着板７を被処理基板５とが接触することなく、当該防着板７と被処理基板５とを近接させて、その間隔を所望に設定することが可能となる。
また、ゲートバルブ２８、基板搬送機構２９、及び駆動機構３０は、制御装置ＣＯＭによって各々の動作が制御されるようになっている。また、距離センサ３１の検出結果は、制御装置ＣＯＭに出力されるようになっており、制御装置ＣＯＭは、当該検出結果に基づいて駆動機構３０の動作を制御し、被処理基板５と防着板７との間隔を、記憶部に記憶されている設定値に合わせるようになっている。
【００６４】
上述したように、本実施形態のレーザアニール装置１Ａは、被処理基板５の搬送の際に、駆動機構３０が防着板７を移動させるので、被処理基板５と防着板７との接触を防止できる。また、防着板７をＺ軸方向に移動させる場合には、防着板７とウインドウ３との対向配置関係が維持される。これによって、レーザ光８が照射されていない場合、例えば、被処理基板５の搬送の際において、光照射室２内に残留するシリコン蒸気がウインドウに接触して堆積物が付着するのを抑制できる。
【００６５】
また、駆動機構３０は、距離センサ３１の検出結果に基づいて、防着板７と被処理基板５とを所望の間隔に近接させることができるので、シリコン蒸気の発生源である被処理基板５に防着板７を近づけて、レーザ光８の照射の際に防着板７に堆積物を付着させることができる。換言すれば、被処理基板５と防着板７との間隔を狭くすることで、シリコン蒸気が放出或いは飛散する空間が小さくなるので、光照射室２内に放出物質が広範囲に放出することを抑制できる。
また、被処理基板５に対して非接触に防着板７を配置するので、被処理基板５と防着板７が接触することによる被処理基板５への傷や被処理基板７に形成されている素子の破損を防止できる。
【００６６】
（電気光学装置の製造装置の第６実施形態）
次に、電気光学装置の製造装置に係るレーザアニール装置の第６実施形態について説明する。図１１は、レーザアニール装置の要部構成を示す図であって、図１１（ａ）は防着板７及び被処理基板５を示す側面図、図１１（ｂ）は防着板７及び被処理基板５を示す平面図である。
なお、以下の説明では、上記の実施形態と同一構成には同一符号を付して説明を省略している。また、図１１は、光照射室２の内部に配設されている構成要素を示すものであり、光照射室２の外部の構成要素は、上記の実施形態と同一である。
【００６７】
図１１に示すように、本実施形態においては、光センサ（光検出手段）４０を光照射室２の内部に備えた点について、上記の実施形態と異なっている。
光センサ４０は、検出光を発光する発光部３５と、当該検出光を受光する受光部３６とのよって構成されている。発光部３５は、基板ホルダ６の側部に設けられていると共に、図１１（ｂ）の平面図において光通過部７ａの延在線上に位置している。受光部３６は、防着板７の側部に設けられていると共に、発光部３５と同様に、光通過部７ａの延在線上に位置している。即ち、発光部３５と受光部３６は、配設されている場所が異なるものの、対向配置されている。これによって、図１１（ａ）に示すように、発光部３５の検出光が受光部３６に向けて出射されるようになっている。また、検出光の光路は、被処理基板５と防着板７の間に位置しており、被処理基板５からシリコン蒸気が生じると、その一部は、受光部３６の受光面に付着するようになっている。特に、受光部３６は、光通過部７ａの延在線上に位置し、即ち、光通過部７ａの近傍に設けられているため、シリコン蒸気によって堆積物が受光部３６に付着し易くなっている。
なお、シリコン蒸気は、受光部３６だけでなく、発光部３５の発光面にも接触する場合もあるため、発光部３５が光通過部７ａの近傍に設けられていることで、シリコン蒸気によって堆積物が発光部３５にも付着し易くなっている。
【００６８】
このような光センサ４０は、制御装置ＣＯＭによって制御される。そして、制御装置ＣＯＭは、光センサ４０の検出結果に基づき、当該検出値が記憶部に記憶された設定値よりも高いか、或いは低いか、を判定する判定手段として機能するようになっている。
【００６９】
また、光センサ４０においては、発光部３５の発光面や受光部３６の受光面に堆積物が付着すると、堆積物によって検出光が遮光されるので、堆積物によって遮光される光量が少ない場合には検出される光量が大きい値を示し、堆積物によって遮光される光量が多い場合には検出される光量が少ない値を示すこととなる。
【００７０】
上述したように、本実施形態のレーザアニール装置は、防着板７に付着する堆積物の量を、発光部３５や受光部３６における遮光量として間接的に検出することができる。そして、制御装置ＣＯＭは、光センサ４０によって検出された光量を設定値よりも大きいか少ないかを判定することができるので、防着板７に付着した堆積物の量を自動的に判定することができる。
【００７１】
なお、本実施形態においては、基板ホルダ６に発光部３５を、防着板７に受光部３６を、各々設けているが、基板ホルダ６に受光部３６を、防着板７に発光部３５を、各々設けた構成を採用してもよい。また、防着板７に発光部３５及び受光部３６を設けてもよい。このような構成において、上記と同様の効果が得られる。
また、発光部３５及び受光部３６の少なくともいずれか一方が、防着板７に設けられているので、これらが防着板７に設けられていない場合と比較して、防着板７に付着する堆積物の量をより近似的に検出することができる。
また、発光部３５及び受光部３６は、光通過部７ａの近傍に設けられているので、シリコン蒸気の発生源の近傍に位置することとなり、堆積物が付着し易い部位における付着量を検出することができる。
【００７２】
（電気光学装置の製造装置の第７実施形態）
次に、電気光学装置の製造装置に係るレーザアニール装置の第７実施形態について説明する。図１２は、レーザアニール装置の要部構成を示す図であって、図１２（ａ）は防着板７及び被処理基板５を示す側面図、図１２（ｂ）は防着板７及び被処理基板５を示す平面図である。
なお、以下の説明では、上記の実施形態と同一構成には同一符号を付して説明を省略している。
【００７３】
図１２に示すように、本実施形態においては、光センサ４０が発光部３５と受光部３６との間の検出光の光路上に反射部３７を備えている点について、第６実施形態と異なっている。
反射部３７は、本実施形態の光センサ４０の一部を構成するものであり、防着板７に設けられ、光通過部７ａの近傍に配設されている。
また、基板ホルダ６において、一方の側部に発光部３５が設けられており、他方の側部に受光部３６が設けられている。
そして、発光部３５から発せられる検出光は、反射部３７によって反射した後に、受光部３６によって受光されるようになっている。そして、被処理基板５からシリコン蒸気が生じると、その一部は、反射部３７に付着するようになっている。特に、反射部３７は、光通過部７ａの近傍に設けられているため、シリコン蒸気によって堆積物が反射部３７に付着し易くなっている。
なお、シリコン蒸気は、反射部３７だけでなく、発光部３５や受光部３６にも接触する場合もある。
【００７４】
上述したように、本実施形態のレーザアニール装置は、反射部３７の反射面に堆積物が付着すると、堆積物によって検出光が遮光されるので、堆積物によって遮光される光量が少ない場合には検出される光量が大きい値を示し、堆積物によって遮光される光量が多い場合には検出される光量が少ない値を示すこととなる。従って、防着板７に付着した堆積物の量を、反射部における遮光量として間接的に検出することができる。
【００７５】
（電気光学装置の製造方法）
次に、上記の実施形態における電気光学装置の製造装置を用いて電気光学装置を製造する方法について説明する。
本実施形態においては、電気光学装置に係る液晶表示装置のアクティブマトリクス基板の製造方法について説明する。
最初に、本実施形態のアクティブマトリクス基板の基本的な構成、およびＴＦＴを形成する基本的な工程について説明する。
【００７６】
図１３（Ａ）は、液晶表示装置に用いるアクティブマトリクス基板の構成を模式的に示す説明図である。
このアクティブマトリクス基板１０２は、例えば図１７および図１８に示すような液晶表示装置１００に用いられる一方の基板に相当するものである。基板１０２上にはデータ線１０３および走査線１０４が形成されている。データ線１０３および走査線１０４には、画素用のＴＦＴ１１０を介して画素電極が接続されてなり、画素領域１０５がマトリクス状に形成されている。各画素領域１０５には、画素用のＴＦＴ１１０を介して画像信号が入力され、液晶セルの液晶容量１０６を構成するようになっている。
【００７７】
データ線１０３に対しては、シフトレジスタ１７１，レベルシフタ１７２，ビデオライン１７３，アナログスイッチ１７４を備えるデータドライバ部１０７が構成されている。また、走査線１０４に対しては、シフトレジスタ１８１およびレベルシフタ１８２を備える走査ドライバ部１０８が構成されている。なお、画素領域１０５には、前段の走査線１０４との間に保持容量１２５が形成されることもある。
【００７８】
データドライブ部７や走査ドライブ部８では、図１３（Ｂ）に２段のインバータを例示するように、Ｎ型のＴＦＴｎ１，ｎ２と、Ｐ型のＴＦＴｐ１，ｐ２とによって構成されたＣＭＯＳ回路などが高密度に形成されている。ここで、アクティブマトリクス部１０９のＴＦＴ１１０と、データドライバ部１０７のＴＦＴｎ１，ｎ２やＰ型のＴＦＴｐ１，ｐ２とは、基本的な構造が同じであり、基本的には同じ工程中で製造される。
【００７９】
アクティブマトリクス基板１０２としては、アクティブマトリクス部１０９だけが基板上に構成されたもの、アクティブマトリクス部１０９と同じ基板上にデータドライバ部１０７が構成されたもの、アクティブマトリクス部１０９と同じ基板上に走査ドライバ部１０８が構成されたものがある。また、ドライバ内蔵型のアクティブマトリクス基板１０２としては、アクティブマトリクス部１０９と同じ基板上にデータドライバ部１０７が構成されたもの、アクティブマトリクス部１０９と同じ基板上に走査ドライバ部１０８が構成されたもの、アクティブマトリクス部１０９と同じ基板上にデータドライバ部１０７と走査ドライバ部１０８の双方が構成されたものがある。また、ドライバ内蔵型のアクティブマトリクス基板１０２であっても、データドライバ部１０７に含まれるシフトレジスタ１７１，レベルシフタ１７２，ビデオライン１７３，アナログスイッチ１７４等の全てがアクティブマトリクス基板１０２上に構成された完全ドライバ内蔵タイプと、それらの一部がアクティブマトリクス基板１０２上に構成された部分ドライバ内蔵タイプとがあるが、本発明はいずれに対しても適用することができる。
【００８０】
図１４は、本実施形態のアクティブマトリクス基板１０２において画素領域１０５が形成されているアクティブマトリクス部の一部を拡大して示す平面図であり、図１５（Ａ）は図１４のＡ−Ａ’線における断面図、図１５（Ｂ）は図１４のＢ−Ｂ’線における断面図である。なお、データドライバ部１０７などにおけるＴＦＴは基本的には同一の構造を有するので、その図示を省略する。
【００８１】
これらの図において、いずれの画素領域１０５も、ＴＦＴ１１０はデータ線１０３に対して層間絶縁膜１１６に形成されたコンタクトホール１１７を介して電気的に接続するソース領域１１１，画素電極１１９に対して層間絶縁膜１１６に形成されたコンタクトホール１８を介して電気的に接続するドレイン領域１１２，ドレイン領域１１２とソース領域１１１との間に位置するチャンネル領域１１３、およびチャンネル領域１１３に対してゲート絶縁膜１１４を介して対向するゲート電極１１５から構成されている。このゲート電極１１５は走査線１０４の一部として構成されている。なお、基板（被処理基板）１２０の表面側には、シリコン酸化膜からなる下地保護膜１２１が形成されている。
【００８２】
次に、図１６（Ａ）ないし図１６（Ｅ）を参照して、前記アクティプマトリクス基板１０２におけるＴＦＴの製造方法の基本的な工程を説明する。図１６（Ａ）ないし図１６（Ｅ）は、図１４のＡ−Ａ’線に沿って切ったＴＦＴの工程断面図である。
本実施形態では、ガラス基板として３００ｍｍ角の無アルカリガラス板を用いて以下の各工程を実施する。
【００８３】
（下地保護膜形成工程）
図１６（Ａ）において、まず、ＰＥ−ＣＶＤ法により２５０℃〜４００℃の温度条件下で、ガラス基板１２０ｎｏ面に下地保護膜１２１となる膜厚が３００ｎｍのシリコン酸化膜を形成する。このシリコン酸化膜は、ＡＰ−ＣＶＤ法でも形成することができ、この場合には基板１２０の温度を２５０℃から４５０℃までの範囲に設定した状態で、モノシランおよび酸素を原料ガスとしてシリコン酸化膜を形成する。
【００８４】
（半導体膜堆積工程）
次に、下地保護膜１２１の表面に真性のシリコン膜１３０（半導体膜５ａ）を５０ｎｍ程度堆積する。本例では、高真空型ＬＰ−ＣＶＤ装置を用いて、原料ガスであるジシランを２００ＳＣＣＭ流しながら、４２５℃の堆積温度でアモルファスシリコン膜を堆積する。なお、シリコン膜１３０の形成にあたっては、ＰＥ−ＣＶＤ法やスパッタ法を用いてもよく、これらの方法によれば、その成膜温度を室温から３５０℃までの範囲に設定することができる。
【００８５】
（レーザアニール工程）
次に、図１６（Ｂ）に示すように、アモルファスシリコン膜１３０にレーザ光を照射してアモルファスシリコン膜１３０をポリシリコン（多結晶シリコン）に改質する。当該工程は、レーザ光の照射によってアモルファスシリコン膜１３０を溶融結晶化させることから、レーザ溶融結晶化法とも呼ばれている。
本実施形態では、上記のレーザアニール装置１を用い、例えば、ゼノン・クロライド（ＸｅＣｌ）のエキシマレーザ（波長が３０８ｎｍ）を照射する。出力が２００Ｗであるこのレーザビームを、光学系を介することによって、長尺方向が１５０ｍｍ、断面のビーム形状は上底が０．３５ｍｍ、下底が０．４５ｍｍである台形のラインビーム（線状のレーザ光）を形成している。そして、このラインビームを、基板に対して上底のビーム幅以下のピッチで重なりを持ちながら、照射をしていくことによって、アモルファスシリコン膜は溶融結晶化によりポリシリコン膜となる。この工程において、レーザ照射は、基板１２０を室温（２５℃）とし、真空雰囲気中で行う。
本実施形態では、このアニール工程を行う際に、照射エネルギー密度を決定するにあたって、光学的な手法によって微結晶化を発現するエネルギー密度を判断した後、それを越えないエネルギー密度によって照射を行っている。
【００８６】
上記のレーザアニール工程においては、レーザアニール装置１が上記の防着板７を有しているので、ウインドウ３のくもりを抑制し、堆積物がウインドウ３に付着することが抑制されるので、ラインビームの照射密度の均一化を実現でき、これによって基板１２０上に均一なポリシリコン膜を形成できる。
【００８７】
（シリコン膜のパターニング工程）
次に、図１６（Ｃ）に示すように、アニール工程で多結晶化したシリコン膜１３０を、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングを行い、島状のシリコン膜１３１とする。
【００８８】
（ゲート絶縁膜の形成工程）
次に、図１６（Ｄ）に示すように、ＰＥ−ＣＶＤ法により２５０℃〜４００℃の温度条件下で、シリコン膜１３１に対してシリコン酸化膜からなるゲート酸化膜１１４を形成する。
【００８９】
（ゲート電極形成工程）
次に、ゲート酸化膜１１４の表面側に膜厚が６００ｎｍのタンタル薄膜をスパッタ法により形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、ゲート電極１１５を形成する。本実施形態では、タンタル薄膜を形成する際に、基板温度を１８０℃に設定し、スパッタガスとして窒素ガスを６．７％含むアルゴンガスを用いる。このように形成したタンタル薄膜は、結晶構造がαであり、その比抵抗は小さい。
【００９０】
（不純物導入工程）
次に、バケット型質量非分離型のイオン注入装置（イオンドーピング装置）を用いて、ゲート電極１１５をマスクとしてシリコン膜１３１に不純物イオンを打ち込む。Ｎチャンネル型のＴＦＴを形成する場合には、原料ガスとして、水素ガスで濃度が５％となるように希釈したホスフィンなどを用いる。その結果、ゲート電極に対してセルファライン的にソース領域１１１およびドレイン領域１１２が形成される。このとき、シリコン膜１３１のうち、不純物イオンが打ち込まれなかった部分がチャンネル領域１１３となる。またこのとき、Ｐチャンネル型のＴＦＴを形成する領域はレジストマスクで覆っておく。
逆に、Ｐチャンネル型のＴＦＴを形成する場合には、原料ガスとして、水素ガス濃度が５％となるように希釈したジボランなどを用いるが、その際にはＮチャンネル型のＴＦＴを形成する領域をレジストマスクで覆っておく。
【００９１】
（層間絶縁の形成工程）
次に、図１６（Ｅ）に示すように、ＰＥ−ＣＶＤ法により２５０℃〜４００℃の温度条件下で、層間絶縁膜１１６としての膜厚が５００ｎｍのシリコン膜を形成する。このときの原料ガスは、ＴＥＯＳと酸素である。
【００９２】
（活性化工程）
次に、水素を３％含んだアルゴンガス雰囲気下で４００℃、１時間の熱処理を行い、注入したリンイオンの活性化と、層間絶縁膜１１６の改質とを行う。
【００９３】
（配線工程）
次に、層間絶縁膜１１６にコンタクトホール１１７，１１８を形成する。この後に、図１５（Ａ）に示すように、コンタクトホール１１７，１１８を介して、ソース電極（データ線１０３）をソース領域１１１に電気的に接続し、ドレイン電極（画素電極１１９）をドレイン領域１１２に電気的に接続し、ＴＦＴ１１０を形成する。
本実施形態のアクティブマトリクス基板は、レーザ溶融結晶化法によるアニール工程において、上記の実施形態で示したレーザアニール装置１を用い、防着板７によってアモルファスシリコンのアブレーションによって生じたシリコン蒸気を付着させるので、ウインドウ３に堆積物が付着することが抑制される。これによって、常に安定した光エネルギーで溶融結晶化を続けることができ、安定した品質のポリシリコン膜が得られる。
【００９４】
なお、上記の製造方法は、ＴＦＴ１１０をセルフアライン構造として製造する例であったが、ＴＦＴ１１０をＬＤＤ構造あるいはオフセットゲート構造で製造する場合でも本発明を適用できる。この場合の構造や製造方法についての説明を省略するが、レジストマスクやサイドウォールを利用して、ソースドレイン領域のうち、ゲート電極１１５の端部に対向する部分には低濃度ソースドレイン領域（ＬＤＤ領域）、あるいはオフセット領域を形成する。
【００９５】
図１７および図１８に、本実施形態のアクティブマトリクス基板を用いて製造した液晶表示装置の一例を示す。図１７は液晶表示装置の主要部を示す表示面側から見た平面図であり、図１８は、図１７のＨ−Ｈ’線で切ったアクティブマトリクス部の主要部の断面図である。
図１７に示すようにこの液晶表示装置１は、表示面中央部の広い領域をマトリクス状に配列された多数の画素領域１０５（図１３参照）からなるアクティブマトリクス部１０９が占め、その周辺を額縁状に取り囲んでデータドライバ部１０７や走査ドライバ部１０８などが装着されている。
【００９６】
アクティブマトリクス部１０９は図１８に示すように、概略液晶層１９０を挟んで対向する２枚の基板からなり、その一方の基板は、画素電極１１９…を液晶層側に向けたアクティブマトリクス基板１０２であり、他方の基板はコモン電極２８１を液晶層側に向けた透明基板２８０である。液晶層１９０は、この液晶層を取り囲み前記２枚の基板により挟持されたシール部材１９１により封止されている。液晶層１９０内には液晶層の厚みを保持するスペーサ１９２…が散布されている。図示しないがそれぞれの電極、画素電極１１９およびコモン電極２８１と液晶層１９０との境界面には、それぞれ特定の方向に配向された配向膜が形成されている。また液晶表示装置１００がカラー画像表示装置である場合は、好ましくは透明基板２８０側に、それぞれの画素がブラックマトリクスで縁取りされたカラーフィルタが装着されている。
アクティブマトリクス基板１０２は、周囲が表示面より外側に額縁状に拡張され、この拡張部に、前記のデータドライバ７や走査ドライバ部１０８などが装着されている。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザアニール装置の構成を示す断面図。
【図２】本発明の第１実施形態に係るレーザアニール装置の要部構成を示す斜視図。
【図３】本発明の第１実施形態に係るレーザアニール装置の要部構成を示す断面図。
【図４】レーザアニール方法を説明するための説明図。
【図５】本発明の第２実施形態に係るレーザアニール装置の要部構成を示す平面図。
【図６】ウインドウに付着するシリコン等の堆積物の分布を示す図。
【図７】本発明の第３実施形態に係るレーザアニール装置の要部構成を示す断面図。
【図８】本発明の第４実施形態に係るレーザアニール装置の要部構成を示す断面図。
【図９】第４実施形態の変形例に係るレーザアニール装置の要部構成を示す断面図。
【図１０】本発明の第５実施形態に係るレーザアニール装置の構成を示す断面図。
【図１１】本発明の第６実施形態に係るレーザアニール装置の要部構成を示す図。
【図１２】本発明の第７実施形態に係るレーザアニール装置の要部構成を示す図。
【図１３】本発明の製造方法によって製造される電気光学装置の要部の回路図。
【図１４】本発明の製造方法によって製造される電気光学装置の要部の拡大平面図。
【図１５】本発明の製造方法によって製造される電気光学装置の要部の拡大側面図。
【図１６】本発明の製造方法の工程を示す工程図。
【図１７】本発明の製造方法によって製造される電気光学装置の一例を示す平面図。
【図１８】本発明の製造方法によって製造される電気光学装置の一例を示す断面図。
【符号の説明】
【００９８】
１，１Ａ  レーザアニール装置（電気光学装置の製造装置）、  ２  光照射室、  ２ａ  壁部、  ３  ウインドウ（窓部）、  ５  被処理基板、  ７  防着板、  ７ａ  光通過部、  ７ｂ  突出部、  ７ｄ  板体（凹凸部）、  ７ｅ  凹凸部、  ８  レーザ光（エネルギー光）、  ８ｂ  中央部、  ８ｃ  端部、  ３０  駆動機構（移動機構、近接機構）、  ３５  発光部（光検出手段）、  ３６  受光部（光検出手段）、  ３７  反射部（光検出手段）、  ４０  光センサ（光検出手段）、  １００  液晶表示装置（電気光学装置）、  １２０  基板（被処理基板）。
【図１】
2007005597.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】
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【図１７】
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【図１８】
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