(57)【要約】【課題】  製造歩留まりの低下を抑制することが可能なレーザアニール装置を提供する。【解決手段】  パルスレーザビームを出射するレーザ装置と、アモルファスシリコン薄膜が形成された処理基板が載置されるステージを備えたアニールチャンバーと、前記レーザ装置と前記アニールチャンバーとの間に設置され、前記レーザ装置から出射されたパルスレーザビームを前記アニールチャンバーに案内する光学モジュールと、前記レーザ装置、前記アニールチャンバー、及び、前記光学モジュールが搭載されるプラットホーム架台と、前記プラットホーム架台を建屋床面から浮かせる防振ゴムと、を備えたことを特徴とするレーザアニール装置。【選択図】      図１
2013149924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスレーザビームを出射するレーザ装置と、
アモルファスシリコン薄膜が形成された処理基板が載置されるステージを備えたアニールチャンバーと、
前記レーザ装置と前記アニールチャンバーとの間に設置され、前記レーザ装置から出射されたパルスレーザビームを前記アニールチャンバーに案内する光学モジュールと、
前記レーザ装置、前記アニールチャンバー、及び、前記光学モジュールが搭載されるプラットホーム架台と、
前記プラットホーム架台を建屋床面から浮かせる防振ゴムと、
を備えたことを特徴とするレーザアニール装置。
【請求項２】
前記防振ゴムは、建屋に供給される電源周波数の振動を１／１０以下に減衰させる特性を有することを特徴とする請求項１に記載のレーザアニール装置。
【請求項３】
前記プラットホーム架台は、Ｈ形鋼を格子状に組んで構成されたことを特徴とする請求項２に記載のレーザアニール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、レーザアニール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス表示装置などの平面表示装置は、その特徴を生かして各種分野で利用されている。このような平面表示装置においては、各画素のスイッチング素子として、ポリシリコン半導体層を備えた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が適用され始めている。
【０００３】
このようなポリシリコン半導体層は、絶縁基板上に形成したアモルファスシリコンに向けてエキシマレーザ装置からレーザビームをパルス照射するエキシマレーザアニール（ＥＬＡ）法で形成可能である。このようなエキシマレーザアニール法においては、ポリシリコンを全エリアに亘って安定的に形成することが要求されている。
【０００４】
レーザアニール装置全体の規模は、平面表示装置の量産化に向けて大型の基板を適用するのに伴って大型化しつつある。このため、装置の振動対策が極めて重要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１１８０７７号公報
【特許文献２】特開２００１−３３８８９３号公報
【特許文献３】特開２００３−５９８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本実施形態の目的は、製造歩留まりの低下を抑制することが可能なレーザアニール装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態によれば、
パルスレーザビームを出射するレーザ装置と、アモルファスシリコン薄膜が形成された処理基板が載置されるステージを備えたアニールチャンバーと、前記レーザ装置と前記アニールチャンバーとの間に設置され、前記レーザ装置から出射されたパルスレーザビームを前記アニールチャンバーに案内する光学モジュールと、前記レーザ装置、前記アニールチャンバー、及び、前記光学モジュールが搭載されるプラットホーム架台と、前記プラットホーム架台を建屋床面から浮かせる防振ゴムと、を備えたことを特徴とするレーザアニール装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態のレーザアニール装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、比較例のレーザアニール装置の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１０】
図１は、本実施形態のレーザアニール装置の構成を概略的に示す図である。
【００１１】
すなわち、レーザアニール装置は、レーザ装置１０、光学モジュール２０、アニールチャンバー４０、プラットホーム架台５０、防振ゴム６０などを備えている。
【００１２】
レーザ装置１０は、紫外光波長のパルスレーザビームを出射するエキシマレーザ発振器１１を備えている。アニールチャンバー４０は、アモルファスシリコン薄膜が形成された処理基板ＳＵＢが載置されるステージ４１を備えている。このステージ４１は、処理基板ＳＵＢと平行な平面内で互いに直交する２方向や回転方向に移動可能である。光学モジュール２０は、レーザ装置１０とアニールチャンバー４０との間に設置され、レーザ装置１０から出射されたパルスレーザビームをアニールチャンバー４０に案内する。この光学モジュール２０は、筐体２１、複数の反射鏡２２、複数のレンズ２３、レンズホルダ３０などを備えている。
【００１３】
筐体２１は、レーザ装置１０とアニールチャンバー４０との間の光路を囲む筒状に形成されている。筐体２１のレーザ装置１０と対向する側には、レーザ装置１０から出射されたパルスレーザビームを取り込む第１窓２１Ａが設けられている。筐体２１のアニールチャンバー４０と対向する側には、レーザビームをアニールチャンバー４０に向けて出射する第２窓２１Ｂが設けられている。また、この筐体２１の側面には、レンズホルダ３０の側方に位置する扉２１Ｃが設けられている。
【００１４】
反射鏡２２は、主にレーザ装置１０から出射されたパルスレーザビームをアニールチャンバー４０に案内するものであり、筐体２１内に固定されている。このような反射鏡２２には、例えば、第１窓２１Ａから取り込まれたパルスレーザビームを上方に向けて反射する反射鏡２２Ａ、反射鏡２２Ａによって反射されたパルスレーザビームの光路を折り曲げる反射鏡２２Ｂ、反射鏡２２Ｂによって反射されたパルスレーザビームを下方の第２窓２１Ｂに向けて反射する反射鏡２２Ｃなどが含まれる。なお、光学モジュール２０は、反射鏡２２として、図示したもの以外に含んでいても良い。
【００１５】
レンズ２３は、第１窓２１Ａから第２窓２１Ｂまでの間の光路中に配置され、パルスレーザビームに対して所定の光学特性を付与するものであって、パルスレーザビームを所望のビームプロファイルに整形するビーム整形光学系を構成している。例えば、各レンズ２３を通過したパルスレーザビームは、発散したり、集束したり、コリメートされたりする。そして、複数のレンズ２３を通過したパルスレーザビームは、所望のビームプロファイル、例えば、ビーム進行方向に直交する平面内において横長の長方形状の外形を有するように整形される。なお、光学モジュール２０は、レンズ２３として、図示したもの以外に含んでいても良い。
【００１６】
レンズホルダ３０は、レンズ２３を保持するとともに筐体２１内に固定されている。このレンズホルダ３０は、詳細な構造についての説明は省略するが、保持しているレンズ２３の位置を調整する機構を備えている。
【００１７】
プラットホーム架台５０には、レーザ装置１０、アニールチャンバー４０、及び、光学モジュール２０が搭載されている。このプラットホーム架台５０は、Ｈ形鋼を格子状に組んで構成され、一辺の長さが数メートルに及ぶ単一の台座である。レーザ装置１０やアニールチャンバー４０は、プラットホーム架台５０にボルトなどの固定部材で固定されている。光学モジュール２０は、その筐体２１がプラットホーム架台５０にボルトなどの固定部材で固定されるとともに、筐体２１の一部はプラットホーム架台５０に固定された図示しない枠体によって支持されている。
【００１８】
防振ゴム６０は、プラットホーム架台５０を建屋床面７０から浮かせるものである。すなわち、防振ゴム６０は、プラットホーム架台５０と建屋床面７０との間に介在している。このため、プラットホーム架台５０は、建屋床面７０はもちろんのこと、建屋のいずれの場所にも接触していない。つまり、レーザ装置１０、光学モジュール２０、及び、アニールチャンバー４０は、建屋から独立した状態で単一のプラットホーム架台５０上で一体的に固定されている。
【００１９】
また、この防振ゴム６０は、建屋に供給される電源周波数（例えば、東日本であれば５０Ｈｚであり、西日本であれば６０Ｈｚである）の振動を１／１０以下に減衰させる特性を有するものが選択されている。
【００２０】
このような構成のレーザアニール装置によれば、アニールチャンバー４０のステージ４１に、アモルファスシリコン薄膜を形成済みの処理基板ＳＵＢを載置し、ステージ４１を稼動して処理基板ＳＵＢの位置を調整した後、レーザ装置１０から比較的高出力に設定されたパルスレーザビームが出射される。
【００２１】
レーザ装置１０から出射されたパルスレーザビームは、光学モジュール２０を経て、アニールチャンバー４０に導かれ、処理基板ＳＵＢに照射される。これにより、アモルファスシリコンが結晶成長し、ポリシリコンが形成される。このようなポリシリコンが形成された処理基板ＳＵＢは、その後、画素毎に設けられる薄膜トランジスタの形状に応じてパターニングされる。そして、このような処理基板ＳＵＢを用いて液晶表示装置などの平面表示装置用のアレイ基板が製造される。
【００２２】
図２は、比較例のレーザアニール装置の構成を概略的に示す図である。なお、図１に示した構成例と同一構成については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２３】
図２に示した比較例は、図１に示した本実施形態の構成例と比較して、レーザ装置１０、光学モジュール２０、及び、アニールチャンバー４０がそれぞれ個別に架台５０Ａ乃至５０Ｃに搭載されている点で相違している。
【００２４】
このような比較例では、レーザアニール装置の周囲に設置された装置や空調機などの建屋に設置された機器からの振動が建屋床面７０から架台５０Ａ乃至５０Ｃにそれぞれ伝播する。このため、レーザ装置１０、光学モジュール２０、及び、アニールチャンバー４０がそれぞれ独立に振動を起こしやすい。このようなユニット毎の振動は、レーザ装置１０から光学モジュール２０を経てアニールチャンバー４０に至る間のパルスレーザビームの光軸のずれを生じさせ、処理基板ＳＵＢに対するパルスレーザビームの照射位置や、ビーム形状、焦点を変化させてしまう原因となる。このため、所望のポリシリコンを形成することが困難となってしまう。ユニット毎の振動が続く場合には、処理基板ＳＵＢへのパルスレーザビームの照射を中断するなどの措置が必要となることもあり得る。
【００２５】
一方、本実施形態によれば、レーザ装置１０、光学モジュール２０、及び、アニールチャンバー４０が共通のプラットホーム架台５０に搭載されているため、レーザ装置１０、光学モジュール２０、及び、アニールチャンバー４０の各ユニットでの個別の振動を抑制することが可能となる。
【００２６】
また、プラットホーム架台５０を支持する防振ゴム６０を設けたことにより、プラットホーム架台５０は、建屋床面７０から浮いた状態で保持されている。このため、レーザアニール装置の周囲に設置された装置や空調機などの建屋に設置された機器からプラットホーム架台５０への振動の伝播を抑制することが可能となる。しかも、防振ゴム６０は、建屋に供給される電源周波数の振動を１／１０以下に減衰させる特性を有している。このため、建屋床面７０からプラットホーム架台５０への振動の伝播をさらに抑制することが可能となる。
【００２７】
これにより、レーザ装置１０から光学モジュール２０を経てアニールチャンバー４０に至る間のパルスレーザビームの光軸のずれを抑制することが可能となり、処理基板ＳＵＢに対するパルスレーザビームの照射位置や、ビーム形状、焦点の変化を抑制することが可能となる。このため、所望のポリシリコンを形成することが可能となる。したがって、製造歩留まりの低下を抑制することが可能となる。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態によれば、製造歩留まりの低下を抑制することが可能なレーザアニール装置を提供することができる。
【００２９】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３０】
１０…レーザ装置  ２０…光学モジュール  ４０…アニールチャンバー
５０…プラットホーム架台  ６０…防振ゴム
【図１】
2013149924.tif 000003
【図２】
2013149924.tif 000004