レーザ処理装置
【課題】レーザ処理装置にロードロック室などを設置することなく被処理体の搬出、搬入を迅速に行うことができ、しかも処理室内の雰囲気安定化を短時間で行うことができるレーザ処理装置を提供する。
【解決手段】被処理体１００を収容して調整された雰囲気下で該被処理体にレーザ光を照射する処理室２と、処理室２内に外部からレーザ光３ａを導く光学系４を備え、処理室２は、処理室２外部から処理室２内部に被処理体１００を装入する開閉可能な装入口７と、装入口７から被処理体を装入するべく処理室２内部に設けたロードロックエリアＡと、ロードロックエリアＡと別に処理室２内部に設けたレーザ光照射エリアＢを備え、両エリアを被処理体１００の移動を可能にして仕切手段で区画する。
【解決手段】被処理体１００を収容して調整された雰囲気下で該被処理体にレーザ光を照射する処理室２と、処理室２内に外部からレーザ光３ａを導く光学系４を備え、処理室２は、処理室２外部から処理室２内部に被処理体１００を装入する開閉可能な装入口７と、装入口７から被処理体を装入するべく処理室２内部に設けたロードロックエリアＡと、ロードロックエリアＡと別に処理室２内部に設けたレーザ光照射エリアＢを備え、両エリアを被処理体１００の移動を可能にして仕切手段で区画する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーザ光を被処理体に照射してレーザアニールなどの処理を行うレーザ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイの基板などに用いられる半導体薄膜では、アモルファス膜を用いるものの他、結晶薄膜を用いるものが知られている。この結晶薄膜に関し、アモルファス膜をレーザ光によってアニールして結晶化させることにより製造する方法が提案されている。また、レーザアニール処理として、結晶質膜にレーザ光を照射して欠陥の除去や結晶性の改善などの改質を目的として行うものも知られている。
【０００３】
上記レーザアニールなどの処理では、大気の影響を除去して結晶化などに最適な雰囲気に制御する方法が採用されている。該雰囲気は窒素等の不活性ガス、真空等の他に、これら雰囲気に積極的に少量の酸素などを混合する方法も知られている。上記雰囲気調整のため、被処理体を処理室内に収容し、該収容室内の雰囲気を調整して処理室外部からレーザ光を導入して被処理体に照射する。しかし、処理室外部から処理室内部に被処理体を装入する際に、処理室の装入口などを開けることによって処理室内に大気が混入する。そのため処理室内の雰囲気調整（低酸素濃度など）を行うことが必要になるが、雰囲気が安定するまでに時間を要し生産性が低くなるという問題がある。このため、半導体用基板を搬入、搬出するためのロードロック室を処理室とは別に設けたレーザ処理装置が提案されている（例えば特許文献１参照）
【０００４】
該装置を図７に基づいて説明する。
処理室３５には、被処理体１００を装入して載置するステージ３６が配置され、処理室３５の天板には外部からレーザ光を導入する導入窓３７が設けられる。処理室３５には、ゲートバルブ３４を介して搬送ロボット室３３が接続され、さらに搬送ロボット室３３には、ゲートバルブ３２を介してロードロック室３１が接続されている。ロードロック室３１の外部には、ロードロック室３１内に被処理体１００を搬送する搬送ロボット３０が配置される。
上記ロードロック室３１、搬送ロボット室３３、処理室３５は、真空もしくは所定のガス雰囲気下でゲートバルブ３２、３４を介して連通する。
上記装置の稼働においては、基板搬入時に、ゲートバルブ３２、３４を閉じた状態で、ロードロック室３１のゲートバルブ（図示しない）を開けて搬送ロボット３０によって被処理体１００をロードロック室３１内に搬入し、ロードロック室３１のゲートバルブを閉じる。ゲートバルブ３２、３４を閉じた状態で、ロードロック室３１を真空引きした後に、真空保持もしくは所定のガスを導入する。次いで、ゲートバルブ３２を開いて被処理体１００をロードロック室３１から搬送ロボット室３３に搬送し、さらにゲートバルブ３４を開けて処理室３５内に被処理体１００を装入し、ロードロック室３４を閉じてレーザアニールなどの処理を行う。これにより処理室３５の雰囲気を維持したままで所望の処理を行うことが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１６４４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようにロードロック室を設けた処理装置では、処理室は所定の雰囲気（例えば低酸素濃度の窒素雰囲気など）に維持され、被処理体の搬出、搬入に際してはロードロック室のみで雰囲気の置換を行えばよいので、処理室の雰囲気調整を必要とすることなく処理を行うことが可能になる。しかし、該処理装置では、搬送ロボット室およびロードロック室を設けるためのコストが嵩み、また、処理室以外の設置スペースも大きく確保する必要がある。さらには、被処理体の搬出、搬入の度にロードロック室内の雰囲気を窒素ガスや不活性ガス等へ置換する為の時間やランニングコストが必要となり、また、被処理体を搬送するための時間も増大するという問題がある。
【０００７】
この発明は、上記のような従来の課題を解決するためになされたもので、ロードロック室の設置を必要とすることなく処理装置内の雰囲気を短時間で安定化させることができるレーザ処理装置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】
【０００８】
すなわち、本発明のレーザ処理装置のうち、第１の本発明は、被処理体を収容して調整された雰囲気下で該被処理体にレーザ光を照射する処理室と、該処理室内に外部からレーザ光を導く光学系と、を備え、前記処理室は、処理室外部から処理室内部に被処理体を装入する開閉可能な装入口と、該装入口から被処理体を装入するべく処理室内部に設けられたロードロックエリアと、該ロードロックエリアと別に処理室内部に設けられたレーザ光照射エリアと、を備え、前記ロードロックエリアとレーザ光照射エリア間で前記被処理体の移動が可能になっていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、処理室内にロードロックエリアとレーザ光照射エリアとを設けることで、被処理体を処理室内に搬入または処理室から搬出する際に装入口から混入する大気がレーザ光照射エリアに影響するのを極力低減する。被処理体はロードロックエリアに装入され、該ロードロックエリアからレーザ光照射エリアに移動されて所定の処理がなされる。
ロードロックエリアは、装入口に連なるようにして装入口に隣接して設けるのが望ましく、装入口とレーザ光照射エリアとの間にロードロックエリアが位置しているのが望ましい。
【００１０】
なお、被処理体に対する処理は、例えば、非結晶である被処理体を結晶化させたり、結晶体である被処理体の改質を行うレーザアニールを好適例として挙げることができるが、本発明としては処理の内容がこれらに限定されるものではなく、レーザ光を被処理体に照射して所定の処理を行うものであればよい。
また、被処理体としては、上記レーザアニール処理の対象となる半導体を代表的なものとして示すことができるが、本発明としてはその種別が特に限定されるものではなく、処理の目的に沿って対象とされるものであればよい。
また、上記処理は、調整された雰囲気下で処理室内において行われる。該雰囲気は、大気雰囲気を除外するものであり、不活性ガス雰囲気、真空雰囲気などが代表的に挙げられる。また、湿度、温度などを調整した雰囲気であってもよい。すなわち、本発明としては調整された雰囲気の種別は特に限定されるものではなく、大気下以外であって所定の条件に調整されるものであればよい。
【００１１】
第２の本発明のレーザ処理装置は、前記第１の本発明において、前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとは、前記被処理体を前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとの間で移動可能な仕切手段によって区画されていることを特徴とする。
【００１２】
上記本発明によれば、仕切手段によってレーザ光照射エリアの雰囲気を極力維持してロードロックエリアで被処理体の搬入、搬出を行う際の影響を小さくすることができる。また、仕切手段に被処理体が移動可能な開放部を設けておくことで、ロードロックエリアからレーザ光照射エリアへの被処理体の移動を円滑に行うことができる。開放部としては、常時開放されているものであってもよく、開閉動作を伴うものであってもよい。また、ガスカーテンのように、被処理体の移動に伴って開放状態になるものであってもよい。
【００１３】
第３の本発明のレーザ処理装置は、前記第２の本発明において、前記仕切手段は、前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとを仕切る仕切壁を有することを特徴とする。
【００１４】
第４の本発明のレーザ処理装置は、前記第２の本発明において、前記仕切手段は、前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとを仕切る雰囲気ガスカーテンを有することを特徴とする。
【００１５】
上記した仕切手段としては、ロードロックエリアとレーザ光照射エリアとを仕切る仕切壁や雰囲気ガスを用いたガスカーテンなどを用いることができる。仕切壁やガスカーテンは仕切手段全体に亘るものであってもよく、また、一部を仕切壁やガスカーテンで構成するものであってもよく、仕切壁とガスカーテンとを混在させるものであってもよい。
【００１６】
第５の本発明のレーザ処理装置は、前記第１〜第４の本発明のいずれかにおいて、前記ロードロックエリアに連なるロードロックエリア給気装置とロードロックエリア排気装置とを備えることを特徴とする。
【００１７】
ロードロックエリアには、給排気装置を接続するようにしてもよい。これによりロードロックエリアにおける雰囲気調整を容易に行うことができる。ロードロックエリア給気装置では、窒素ガス、不活性ガスなどをロードロックエリアに導入することができ、ロードロックエリア排気装置では、ロードロックエリアの排気や真空引きなどを行うことができる。
ロードロックエリアの雰囲気調整は、１）被処理体が処理室に搬入、搬出されるとき、２）処理中および３）被処理体が処理室内において搬送されるとき、それぞれの場合において上記給排気装置を用いて行うことができる。
【００１８】
ロードロックエリアを処理室内部に設置し給排気システムを設けることで、
１、ロードロックエリアに給気を行うことで得られるシール構造により装入口外部より混入してくる大気量を抑えるとともに、処理室内部におけるロードロックエリア外部への大気混入を低減させる。
２、給排気によリロードロックエリアに混入した大気雰囲気を短時間で窒素やその他の大気以外のレーザ処理に影響を与えにくい雰囲気に置換することができる。
上記により、大気混入による照射部雰囲気への影響を低減させることにより、照射部の雰囲気を短時間で安定化させることが可能となる。
【００１９】
第６の本発明のレーザ処理装置は、前記第１〜第５の本発明のいずれかにおいて、前記レーザ光照射エリアに連なる照射エリア給気装置と照射エリア排気装置とを備えることを特徴とする。
【００２０】
レーザ光照射エリアには、給排気装置を接続するようにしてもよい。これによりレーザ光照射エリアの雰囲気を極力一定に維持することができる。レーザ光照射エリアとロードロックエリアには、それぞれ給排気装置を設けるようにしてもよい。
【００２１】
第７の本発明のレーザ処理装置は、前記第１〜第６の本発明のいずれかにおいて、前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとの間で被処理体を移動させる被処理体移送装置を処理室内部に備えることを特徴とする。
【００２２】
ロードロックエリアに装入した被処理体は、処理室内部に備える被処理体移送装置によってレーザ光照射エリアに移動させることができる。また、必要に応じてレーザ光照射エリアからロードロックエリアに被処理体を移動させることができる。これにより、従来装置のように処理室外部にロードロック室から処理室に被処理体を移動させるための搬送ロボット室を設ける必要がない。
【００２３】
第８の本発明のレーザ処理装置は、前記第１〜第７の本発明のいずれかにおいて、前記被処理体移送装置は、前記被処理体を載置して前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとの間で移動可能なステージを有していることを特徴とする。
【００２４】
前記被処理体移動装置に被処理体を載置するステージを備えることにより、ロードロック室に装入する被処理体をステージ上に載置してそのままレーザ光照射エリアに移動させることができる。なお、ステージは被処理体を載置しない状態でも両エリア間で移動させることができる。
【００２５】
第９の本発明のレーザ処理装置は、前記第８の本発明において、前記被処理体移送装置は、前記レーザ光照射エリアにおいて前記ステージを前記レーザ光に対し相対的に移動させることで前記レーザ光の走査を行うものであることを特徴とする。
【００２６】
前記被処理体移送装置に備えるステージをレーザ光照射エリア側に移動させた後、該ステージを移動させることでレーザ光照射時の走査を行うようにしてもよい。これにより走査装置と被処理体を移送する装置とを兼用することができ、装置構成を簡易なものにすることができる。また、被処理体をロードロックエリアからレーザ光照射エリアに移動させる方向と、上記走査の方向とが同じ一軸方向とすれば、移動および走査のための装置構成を簡略にすることができ、また、処理室のスペースを有効に利用することができる。また、走査に際し、ステージを移動させて一部を退避させる際に、ステージの一部がロードロックエリア側の空間に位置するようにすれば、スペース効率がさらに向上する効果がある。
【００２７】
第１０の本発明のレーザ処理装置は、前記第８または第９の本発明において、前記ステージは、前記被処理体を前記処理室内部に装入する際に、前記ロードロックエリア側に位置して、該ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとを区画する仕切手段の一部をなすことを特徴とする。
【００２８】
また、上記ステージを仕切手段の一部として利用することで、仕切手段の構成部分を簡略にすることができる。
【００２９】
第１１の本発明のレーザ処理装置は、前記第８〜第１０の本発明のいずれかにおいて、前記装入口と前記ロードロックエリアに位置するステージ上とが連なった空間を囲むとともに前記ステージのレーザ光照射エリア側への移動が可能となるように仕切手段としての仕切壁が設けられていることを特徴とする。
【００３０】
上記ステージ上の空間を仕切壁で囲むことで、ロードロックエリアとレーザ光照射エリアとの区画をおこなうことができ、また、ステージがロードロックエリアとレーザ光照射エリア間で移動することができる。
【発明の効果】
【００３１】
以上のように、本発明によれば、ロードロックエリア外における雰囲気への影響を低減させ、レーザ光照射エリアの雰囲気を短時間で安定した状態に制御可能となり、被処理体の処理時間削減につながり、かつ均一な非晶質半導体薄膜の結晶化が可能になるなど処理効果が向上する効果がある。
また、ロードロック室や搬送ロボット室などの設置が不要になり、スペース効率が向上する。さらに、ロードロック室の雰囲気調整のために必要な時間や雰囲気ガスの使用量の低減効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の一実施形態によるレーザアニール処理装置の概略を示す正面側の断面図である。
【図２】同じく、平面側の断面図である。
【図３】同じく、左側面での断面図である。
【図４】同じく、右側面での断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態におけるレーザアニール処理装置の概略を示す正面側の断面図である。
【図６】同じく、左側面での断面図である。
【図７】従来のレーザアニール処理装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、本発明のレーザ処理装置１について添付図面に基づいて説明する。
図１は、該レーザ処理装置１の正面断面を示す図であり、図２は平面断面図、図３は、左側面断面図、図４は、右側面断面図である。
レーザ処理装置１は、処理室２と、該処理室２外にあるレーザ発振器３と該レーザ発振器３から出力されたレーザ光３ａを整形して前記処理室２に導く光学系４を備えている。また、処理室２には、光学系４の一部としてレーザ光３ａを処理室２外部から処理室２内に導く導入窓５を有しており、導入窓５を通して導かれるレーザ光３ａは、処理室２内に設けたシールドボックス６に設けた透過孔６ａを通して被処理体１００に照射される。シールドボックス６は、被処理体１００の照射部分にシールドガスを吹き付けるものである。
処理室２の側壁２ａには、装入口７が設けられており、該装入口７の開閉を行うゲートバルブ８が備えられている。装入口７が位置する側で処理室２の外部に搬送ロボット９が位置する。なお、この例では、ゲートバルブ８を処理室２の側壁側に設けたが、図１示で正面側に設けるなどの構成も可能である。
【００３４】
処理室２内には、図２示で左右方向および上下方向に移動可能なステージ１０が設置されており、該ステージ１０は、移動装置１１によって移動される。該移動装置は本発明の被処理体移送装置としての役割も有している。ステージ１０は、平面矩形形状を有しており、シールドボックス６よりも装入口７側に待機位置を有している。
待機位置にあるステージ１０の両側端縁上には、仕切手段である側面仕切壁１２、１２がステージ１０の上面側縁に沿いつつ処理室２の天板２ｂに上端を固定されて垂下され、側面仕切壁１２、１２の下端面とステージ１０の上面とは小隙間のみを有しており、天板２ｂと側面仕切壁１２とは隙間なく固定されている。
なお、この形態では、ステージ１０が幅方向に移動するため、側面仕切壁１２、１２の下端面とステージ１０の上面との間の隙間は、ステージ１０上に載置した被処理体１００が通過できる大きさに形成されている。なお、ステージ１０を幅方向に移動させない場合には、該隙間をより狭いものにして気密性を高めることができる。
【００３５】
また、側面仕切壁１２、１２には、装入口７側においてステージ１０の図１示右方側（以降後方側という）の後方端からステージ１０の後方面に沿って下方に伸長する後方側面切壁１２ａ、１２ａが連なっており、該後方側面仕切壁１２ａ、１２ａは、装入口７側で側壁２ａに隙間なく固定されている。また、後方側面仕切壁１２ａ、１２ａの両下端同士は、装入口７の下方側で横板状の下方仕切壁１２ｂで連結されている。後方側面仕切壁１２ａ、１２ａの後方端部は、側壁２ａに隙間なく固定されており、前方端部は、ステージ１０の後方面に僅かに隙間を有して位置している。これにより装入口７の周囲が後方側面仕切壁１２ａ、１２ａ、下方仕切壁１２ｂによって囲まれる。
【００３６】
さらに、側面仕切壁１２、１２のシールドボックス６側（以降前方側という）の端部は、待機位置にあるステージ１０の前方端側にまで伸長しており、側面仕切壁１２、１２の先端部間には、縦板状の前方仕切壁１２ｃが連結されている。前方仕切壁１２ｃの上端は天板２ｂに隙間なく固定されており、前方仕切壁１２ｃの下端は、ステージ１０に載置された被処理体１００が通過できるようにステージ１０上面との間に隙間１２ｄを有して位置している。該隙間は、仕切手段における開放部に相当する。
上記側面仕切壁１２、１２、後方側面仕切壁１２ａ、１２ａ、下方仕切壁１２ｂ、前方仕切壁１２ｃによって、本発明の仕切手段となる仕切壁が構成されている。該仕切壁は、酸素などによる汚染を受けにくい材質が望ましく、例えばアルマイト処理されたアルミニウム板を用いることができる。
【００３７】
また、待機位置にあるステージ１０、上記仕切壁、側壁２ａ、天板２ｂで囲まれる空間がロードロックエリアＡとなっている。したがって、側壁２ａ、天板２ｂの一部も仕切手段としての機能を果たしている。ロードロックエリアＡは、前記したように仕切壁とステージ１０との間に僅かな隙間を有する状態でシールドがなされている。
また、ロードロックエリアＡとは別に、シールドボックス６が位置する空間がレーザ光照射エリアＢに区画されている。
なお、上記では仕切壁は固定物として説明したが、仕切手段を可動のものや可変形状のものによって構成することも可能である。
【００３８】
さらに、ロードロックエリアＡには、窒素、アルゴンなどの雰囲気ガスを給気可能な給気ライン１３と、ロードロックエリアＡ内の雰囲気ガスを排気する排気ライン１４とが接続されている。各ラインには、開閉弁１３ａ、流量計１３ｂ、開閉弁１４ａ、流量計１４ｂが介設されている。
上記給気ライン１３、開閉弁１３ａ、流量計１３ｂ、図示しないガス供給源などによって本発明のロードロックエリア給気装置が構成されており、上記排気ライン１４、開閉弁１４ａ、流量計１４ｂ、図示しない排気ポンプなどによって本発明のロードロックエリア排気装置が構成されている。
ロードロックエリアＡに雰囲気ガスを給気することで、上記した仕切壁とステージ１０との間の僅かな隙間からガスが外側に向けて吹き出されることでガスカーテンとしての機能が得られ、シールド性が向上する。したがって、仕切壁とステージ１０との隙間は、ステージの移動を損なわない程度に極力小さくするのが望ましく、また、雰囲気ガスの給気によるガスカーテンの作用が十分に得られる程度に小さくすることが望ましい。
【００３９】
次に、上記レーザ処理装置１の動作について説明する。
先ず、処理に先立ってステージ１０を待機位置に移動させてゲートバルブ８を閉めておき、流量計１３ｂ、１４ｂによって流量を調整しつつ、開閉弁１３ａ、１４ａを明けて排気とともに雰囲気ガスを給気して処理室２内の雰囲気を調整する。
また、ロードロックエリア用とは別に、レーザ光照射エリアＢに給気ラインと排気ラインとを接続するものであってもよく、この場合、被処理体の搬入、処理、被処理体の搬出に至るまで、レーザ光照射エリアに対する給気および排気を継続したままにするのが望ましい。
ロードロックエリアＡに対する給気および排気によって雰囲気調整が完了すると、ゲートバルブ８を開け、搬送ロボット９によって被処理体１００を装入口７からロードロックエリアＡ内に挿入し、ステージ１０上に載置する。ゲートバルブ８を開ける際に、給気ライン１３によってロードロックエリアＡに給気のみを行って外部の大気がロードロックエリアＡ内に混入するのを防止するのが望ましい。この際に、ロードロックエリアＡのシールドが図られているため、ロードロックエリアＡに大気が混入しても容易にレーザ光照射エリアに侵入することがない。
被処理体１００をロードロックエリアＡに装入した後、ゲートバルブ８を閉め、給気ライン１３による給気と、排気ライン１４による排気とを行って、処理室２内の雰囲気を安定化させる。この際に、レーザ光照射エリアＢへの大気の混入は殆どなく、ロードロックエリアＡにおける雰囲気を安定化させるための時間程度で済むため、雰囲気安定化のための処理時間は短くなる。
【００４０】
雰囲気の安定化後、ステージ１０を移動装置１１によって図１示左方に移動させる。この移動の途中で被処理体１００の一部が照射位置に達するので、被処理体１００が完全にレーザ光照射エリアに移動する前にレーザ光の照射を開始することができる。レーザ光３ａは、レーザ発振器３から出力され、光学系４および光学系４内の導入窓５、さらに処理室２内のシールドボックス６を通して、透過孔６ａからレーザ光照射エリアＢ内に位置する被処理体１００に照射される。ステージ１０は、移動装置１１によって前後方向に移動することでレーザ光３ａが走査される。走査の際には、ステージ１０はロードロックエリアＡ側への移動が可能になっており、ロードロックエリアＡ側の空間が利用される。
また、ステージ１０を左右方向で移動させて走査位置を変更することで、被処理体１００の全面に亘ってレーザ光照射による処理を行うことができる。該処理において、仕切壁はステージ１０および被処理体１００の移動に支障となることはない。
【００４１】
上記により被処理体１００の処理を効率よく行うことができる。処理が完了した被処理体１００は、ステージ１０とともに移動装置１１によってロードロックエリアＡ側に移動させ、給気ライン１３によってロードロックエリアＡ側に給気のみを行った状態でゲートバルブ８を開け、搬送ロボット９によって処理室２外に搬出する。その後は、前記と同様に他の処理体１００を搬入して同様の処理を行うことができる。
【００４２】
なお、上記実施形態では、側面仕切壁１２は、待機位置にあるステージ１０上面の左右両側端縁上に位置してステージ１０が左右方向に移動できるものとしたが、側面仕切壁の形状を変更したものであってもよい。この例を図５、６に基づいて説明する。なお、前記実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
【００４３】
この例の側面仕切壁２０、２０は、ステージ１０が左右方向に移動する範囲でステージの左右側壁面が干渉しない位置で天板２ｂに垂下固定されており、側面仕切壁２０、２０は、ステージ１０の下面側近傍に至る長さを有している。また、側面仕切壁２０、２０の後方側は側壁２ａに隙間なく固定されており、シールドボックス６側では、ステージ１０の前方端縁に至る長さを有している。また、側面仕切壁２０、２０間には、ステージ１０の後方側で横板状の下方仕切壁２０ａが連結されており、下方仕切壁２０ａの後方端は側壁２ａに隙間なく固定され、前方端はステージ１０の後方面と僅かな隙間を有する位置まで伸長している。
また、側面仕切壁２０、２０の前方端は、ステージ１０上面の前方端縁にまで伸長しており、該前方端に、縦板状の前方仕切壁２０ｂで連結されている。前方仕切壁２０ｂの上端は天板２ｂに隙間なく固定され、下端面はステージ１０に載置された被処理体１００が通過できる程度に隙間２０ｃを有している。該隙間は、仕切手段における開放部に相当する。上記側面仕切壁２０、２０、下方仕切壁２０ａ、前方仕切壁２０ｂによって、本発明の仕切手段となる仕切壁が構成されている。
【００４４】
この実施形態においても待機位置にあるステージ１０の上方側がロードロックエリアＡに割り当てられており、シールドボックス６側がレーザ光照射エリアＢに割り当てられている。側面仕切壁２０、２０、下方仕切壁２０ａ、前方仕切壁２０ｂで構成される仕切壁は、装入口７の周囲を覆い、ロードロックエリアＡとレーザ光照射エリアＢとを区画してシールド性を得ている。該ロードロックエリアＡは、給気ライン１３からの給気によってガスカーテン作用を得てシールド性を向上させることができ、また、排気ラインによって混入した大気を早期に排除することができる。
【００４５】
この実施形態においても、前記実施形態と同様にして処理室内への被処理体の搬入、レーザ光照射による処理、処理室外への処理体の搬出を行うことができる。この際に、レーザ光照射エリアの雰囲気をできるだけ維持するとともに、被処理体の搬入、搬出に際し、短時間で雰囲気の安定化を測ることができる。
【００４６】
なお、仕切手段の配置は、上記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば装入口の位置などによって適宜の配置、形状などとすることができる。
以上、本発明について上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、適宜の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１ レーザ処理装置
２ 処理室
３ レーザ発振器
４ 光学系
６ シールドボックス
７ 装入口
８ ゲートバルブ
９ 搬送ロボット
１０ ステージ
１１ 移動装置
１２ 側面仕切壁
１２ａ 後方側面仕切壁
１２ｂ 下方仕切壁
１２ｃ 前方仕切壁
１３ 給気ライン
１４ 排気ライン
２０ 側面仕切壁
２０ａ 下方仕切壁
２０ｂ 前方仕切壁
Ａ ロードロックエリア
Ｂ レーザ光照射エリア
１００ 被処理体
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーザ光を被処理体に照射してレーザアニールなどの処理を行うレーザ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイの基板などに用いられる半導体薄膜では、アモルファス膜を用いるものの他、結晶薄膜を用いるものが知られている。この結晶薄膜に関し、アモルファス膜をレーザ光によってアニールして結晶化させることにより製造する方法が提案されている。また、レーザアニール処理として、結晶質膜にレーザ光を照射して欠陥の除去や結晶性の改善などの改質を目的として行うものも知られている。
【０００３】
上記レーザアニールなどの処理では、大気の影響を除去して結晶化などに最適な雰囲気に制御する方法が採用されている。該雰囲気は窒素等の不活性ガス、真空等の他に、これら雰囲気に積極的に少量の酸素などを混合する方法も知られている。上記雰囲気調整のため、被処理体を処理室内に収容し、該収容室内の雰囲気を調整して処理室外部からレーザ光を導入して被処理体に照射する。しかし、処理室外部から処理室内部に被処理体を装入する際に、処理室の装入口などを開けることによって処理室内に大気が混入する。そのため処理室内の雰囲気調整（低酸素濃度など）を行うことが必要になるが、雰囲気が安定するまでに時間を要し生産性が低くなるという問題がある。このため、半導体用基板を搬入、搬出するためのロードロック室を処理室とは別に設けたレーザ処理装置が提案されている（例えば特許文献１参照）
【０００４】
該装置を図７に基づいて説明する。
処理室３５には、被処理体１００を装入して載置するステージ３６が配置され、処理室３５の天板には外部からレーザ光を導入する導入窓３７が設けられる。処理室３５には、ゲートバルブ３４を介して搬送ロボット室３３が接続され、さらに搬送ロボット室３３には、ゲートバルブ３２を介してロードロック室３１が接続されている。ロードロック室３１の外部には、ロードロック室３１内に被処理体１００を搬送する搬送ロボット３０が配置される。
上記ロードロック室３１、搬送ロボット室３３、処理室３５は、真空もしくは所定のガス雰囲気下でゲートバルブ３２、３４を介して連通する。
上記装置の稼働においては、基板搬入時に、ゲートバルブ３２、３４を閉じた状態で、ロードロック室３１のゲートバルブ（図示しない）を開けて搬送ロボット３０によって被処理体１００をロードロック室３１内に搬入し、ロードロック室３１のゲートバルブを閉じる。ゲートバルブ３２、３４を閉じた状態で、ロードロック室３１を真空引きした後に、真空保持もしくは所定のガスを導入する。次いで、ゲートバルブ３２を開いて被処理体１００をロードロック室３１から搬送ロボット室３３に搬送し、さらにゲートバルブ３４を開けて処理室３５内に被処理体１００を装入し、ロードロック室３４を閉じてレーザアニールなどの処理を行う。これにより処理室３５の雰囲気を維持したままで所望の処理を行うことが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１６４４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようにロードロック室を設けた処理装置では、処理室は所定の雰囲気（例えば低酸素濃度の窒素雰囲気など）に維持され、被処理体の搬出、搬入に際してはロードロック室のみで雰囲気の置換を行えばよいので、処理室の雰囲気調整を必要とすることなく処理を行うことが可能になる。しかし、該処理装置では、搬送ロボット室およびロードロック室を設けるためのコストが嵩み、また、処理室以外の設置スペースも大きく確保する必要がある。さらには、被処理体の搬出、搬入の度にロードロック室内の雰囲気を窒素ガスや不活性ガス等へ置換する為の時間やランニングコストが必要となり、また、被処理体を搬送するための時間も増大するという問題がある。
【０００７】
この発明は、上記のような従来の課題を解決するためになされたもので、ロードロック室の設置を必要とすることなく処理装置内の雰囲気を短時間で安定化させることができるレーザ処理装置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】
【０００８】
すなわち、本発明のレーザ処理装置のうち、第１の本発明は、被処理体を収容して調整された雰囲気下で該被処理体にレーザ光を照射する処理室と、該処理室内に外部からレーザ光を導く光学系と、を備え、前記処理室は、処理室外部から処理室内部に被処理体を装入する開閉可能な装入口と、該装入口から被処理体を装入するべく処理室内部に設けられたロードロックエリアと、該ロードロックエリアと別に処理室内部に設けられたレーザ光照射エリアと、を備え、前記ロードロックエリアとレーザ光照射エリア間で前記被処理体の移動が可能になっていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、処理室内にロードロックエリアとレーザ光照射エリアとを設けることで、被処理体を処理室内に搬入または処理室から搬出する際に装入口から混入する大気がレーザ光照射エリアに影響するのを極力低減する。被処理体はロードロックエリアに装入され、該ロードロックエリアからレーザ光照射エリアに移動されて所定の処理がなされる。
ロードロックエリアは、装入口に連なるようにして装入口に隣接して設けるのが望ましく、装入口とレーザ光照射エリアとの間にロードロックエリアが位置しているのが望ましい。
【００１０】
なお、被処理体に対する処理は、例えば、非結晶である被処理体を結晶化させたり、結晶体である被処理体の改質を行うレーザアニールを好適例として挙げることができるが、本発明としては処理の内容がこれらに限定されるものではなく、レーザ光を被処理体に照射して所定の処理を行うものであればよい。
また、被処理体としては、上記レーザアニール処理の対象となる半導体を代表的なものとして示すことができるが、本発明としてはその種別が特に限定されるものではなく、処理の目的に沿って対象とされるものであればよい。
また、上記処理は、調整された雰囲気下で処理室内において行われる。該雰囲気は、大気雰囲気を除外するものであり、不活性ガス雰囲気、真空雰囲気などが代表的に挙げられる。また、湿度、温度などを調整した雰囲気であってもよい。すなわち、本発明としては調整された雰囲気の種別は特に限定されるものではなく、大気下以外であって所定の条件に調整されるものであればよい。
【００１１】
第２の本発明のレーザ処理装置は、前記第１の本発明において、前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとは、前記被処理体を前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとの間で移動可能な仕切手段によって区画されていることを特徴とする。
【００１２】
上記本発明によれば、仕切手段によってレーザ光照射エリアの雰囲気を極力維持してロードロックエリアで被処理体の搬入、搬出を行う際の影響を小さくすることができる。また、仕切手段に被処理体が移動可能な開放部を設けておくことで、ロードロックエリアからレーザ光照射エリアへの被処理体の移動を円滑に行うことができる。開放部としては、常時開放されているものであってもよく、開閉動作を伴うものであってもよい。また、ガスカーテンのように、被処理体の移動に伴って開放状態になるものであってもよい。
【００１３】
第３の本発明のレーザ処理装置は、前記第２の本発明において、前記仕切手段は、前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとを仕切る仕切壁を有することを特徴とする。
【００１４】
第４の本発明のレーザ処理装置は、前記第２の本発明において、前記仕切手段は、前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとを仕切る雰囲気ガスカーテンを有することを特徴とする。
【００１５】
上記した仕切手段としては、ロードロックエリアとレーザ光照射エリアとを仕切る仕切壁や雰囲気ガスを用いたガスカーテンなどを用いることができる。仕切壁やガスカーテンは仕切手段全体に亘るものであってもよく、また、一部を仕切壁やガスカーテンで構成するものであってもよく、仕切壁とガスカーテンとを混在させるものであってもよい。
【００１６】
第５の本発明のレーザ処理装置は、前記第１〜第４の本発明のいずれかにおいて、前記ロードロックエリアに連なるロードロックエリア給気装置とロードロックエリア排気装置とを備えることを特徴とする。
【００１７】
ロードロックエリアには、給排気装置を接続するようにしてもよい。これによりロードロックエリアにおける雰囲気調整を容易に行うことができる。ロードロックエリア給気装置では、窒素ガス、不活性ガスなどをロードロックエリアに導入することができ、ロードロックエリア排気装置では、ロードロックエリアの排気や真空引きなどを行うことができる。
ロードロックエリアの雰囲気調整は、１）被処理体が処理室に搬入、搬出されるとき、２）処理中および３）被処理体が処理室内において搬送されるとき、それぞれの場合において上記給排気装置を用いて行うことができる。
【００１８】
ロードロックエリアを処理室内部に設置し給排気システムを設けることで、
１、ロードロックエリアに給気を行うことで得られるシール構造により装入口外部より混入してくる大気量を抑えるとともに、処理室内部におけるロードロックエリア外部への大気混入を低減させる。
２、給排気によリロードロックエリアに混入した大気雰囲気を短時間で窒素やその他の大気以外のレーザ処理に影響を与えにくい雰囲気に置換することができる。
上記により、大気混入による照射部雰囲気への影響を低減させることにより、照射部の雰囲気を短時間で安定化させることが可能となる。
【００１９】
第６の本発明のレーザ処理装置は、前記第１〜第５の本発明のいずれかにおいて、前記レーザ光照射エリアに連なる照射エリア給気装置と照射エリア排気装置とを備えることを特徴とする。
【００２０】
レーザ光照射エリアには、給排気装置を接続するようにしてもよい。これによりレーザ光照射エリアの雰囲気を極力一定に維持することができる。レーザ光照射エリアとロードロックエリアには、それぞれ給排気装置を設けるようにしてもよい。
【００２１】
第７の本発明のレーザ処理装置は、前記第１〜第６の本発明のいずれかにおいて、前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとの間で被処理体を移動させる被処理体移送装置を処理室内部に備えることを特徴とする。
【００２２】
ロードロックエリアに装入した被処理体は、処理室内部に備える被処理体移送装置によってレーザ光照射エリアに移動させることができる。また、必要に応じてレーザ光照射エリアからロードロックエリアに被処理体を移動させることができる。これにより、従来装置のように処理室外部にロードロック室から処理室に被処理体を移動させるための搬送ロボット室を設ける必要がない。
【００２３】
第８の本発明のレーザ処理装置は、前記第１〜第７の本発明のいずれかにおいて、前記被処理体移送装置は、前記被処理体を載置して前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとの間で移動可能なステージを有していることを特徴とする。
【００２４】
前記被処理体移動装置に被処理体を載置するステージを備えることにより、ロードロック室に装入する被処理体をステージ上に載置してそのままレーザ光照射エリアに移動させることができる。なお、ステージは被処理体を載置しない状態でも両エリア間で移動させることができる。
【００２５】
第９の本発明のレーザ処理装置は、前記第８の本発明において、前記被処理体移送装置は、前記レーザ光照射エリアにおいて前記ステージを前記レーザ光に対し相対的に移動させることで前記レーザ光の走査を行うものであることを特徴とする。
【００２６】
前記被処理体移送装置に備えるステージをレーザ光照射エリア側に移動させた後、該ステージを移動させることでレーザ光照射時の走査を行うようにしてもよい。これにより走査装置と被処理体を移送する装置とを兼用することができ、装置構成を簡易なものにすることができる。また、被処理体をロードロックエリアからレーザ光照射エリアに移動させる方向と、上記走査の方向とが同じ一軸方向とすれば、移動および走査のための装置構成を簡略にすることができ、また、処理室のスペースを有効に利用することができる。また、走査に際し、ステージを移動させて一部を退避させる際に、ステージの一部がロードロックエリア側の空間に位置するようにすれば、スペース効率がさらに向上する効果がある。
【００２７】
第１０の本発明のレーザ処理装置は、前記第８または第９の本発明において、前記ステージは、前記被処理体を前記処理室内部に装入する際に、前記ロードロックエリア側に位置して、該ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとを区画する仕切手段の一部をなすことを特徴とする。
【００２８】
また、上記ステージを仕切手段の一部として利用することで、仕切手段の構成部分を簡略にすることができる。
【００２９】
第１１の本発明のレーザ処理装置は、前記第８〜第１０の本発明のいずれかにおいて、前記装入口と前記ロードロックエリアに位置するステージ上とが連なった空間を囲むとともに前記ステージのレーザ光照射エリア側への移動が可能となるように仕切手段としての仕切壁が設けられていることを特徴とする。
【００３０】
上記ステージ上の空間を仕切壁で囲むことで、ロードロックエリアとレーザ光照射エリアとの区画をおこなうことができ、また、ステージがロードロックエリアとレーザ光照射エリア間で移動することができる。
【発明の効果】
【００３１】
以上のように、本発明によれば、ロードロックエリア外における雰囲気への影響を低減させ、レーザ光照射エリアの雰囲気を短時間で安定した状態に制御可能となり、被処理体の処理時間削減につながり、かつ均一な非晶質半導体薄膜の結晶化が可能になるなど処理効果が向上する効果がある。
また、ロードロック室や搬送ロボット室などの設置が不要になり、スペース効率が向上する。さらに、ロードロック室の雰囲気調整のために必要な時間や雰囲気ガスの使用量の低減効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の一実施形態によるレーザアニール処理装置の概略を示す正面側の断面図である。
【図２】同じく、平面側の断面図である。
【図３】同じく、左側面での断面図である。
【図４】同じく、右側面での断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態におけるレーザアニール処理装置の概略を示す正面側の断面図である。
【図６】同じく、左側面での断面図である。
【図７】従来のレーザアニール処理装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、本発明のレーザ処理装置１について添付図面に基づいて説明する。
図１は、該レーザ処理装置１の正面断面を示す図であり、図２は平面断面図、図３は、左側面断面図、図４は、右側面断面図である。
レーザ処理装置１は、処理室２と、該処理室２外にあるレーザ発振器３と該レーザ発振器３から出力されたレーザ光３ａを整形して前記処理室２に導く光学系４を備えている。また、処理室２には、光学系４の一部としてレーザ光３ａを処理室２外部から処理室２内に導く導入窓５を有しており、導入窓５を通して導かれるレーザ光３ａは、処理室２内に設けたシールドボックス６に設けた透過孔６ａを通して被処理体１００に照射される。シールドボックス６は、被処理体１００の照射部分にシールドガスを吹き付けるものである。
処理室２の側壁２ａには、装入口７が設けられており、該装入口７の開閉を行うゲートバルブ８が備えられている。装入口７が位置する側で処理室２の外部に搬送ロボット９が位置する。なお、この例では、ゲートバルブ８を処理室２の側壁側に設けたが、図１示で正面側に設けるなどの構成も可能である。
【００３４】
処理室２内には、図２示で左右方向および上下方向に移動可能なステージ１０が設置されており、該ステージ１０は、移動装置１１によって移動される。該移動装置は本発明の被処理体移送装置としての役割も有している。ステージ１０は、平面矩形形状を有しており、シールドボックス６よりも装入口７側に待機位置を有している。
待機位置にあるステージ１０の両側端縁上には、仕切手段である側面仕切壁１２、１２がステージ１０の上面側縁に沿いつつ処理室２の天板２ｂに上端を固定されて垂下され、側面仕切壁１２、１２の下端面とステージ１０の上面とは小隙間のみを有しており、天板２ｂと側面仕切壁１２とは隙間なく固定されている。
なお、この形態では、ステージ１０が幅方向に移動するため、側面仕切壁１２、１２の下端面とステージ１０の上面との間の隙間は、ステージ１０上に載置した被処理体１００が通過できる大きさに形成されている。なお、ステージ１０を幅方向に移動させない場合には、該隙間をより狭いものにして気密性を高めることができる。
【００３５】
また、側面仕切壁１２、１２には、装入口７側においてステージ１０の図１示右方側（以降後方側という）の後方端からステージ１０の後方面に沿って下方に伸長する後方側面切壁１２ａ、１２ａが連なっており、該後方側面仕切壁１２ａ、１２ａは、装入口７側で側壁２ａに隙間なく固定されている。また、後方側面仕切壁１２ａ、１２ａの両下端同士は、装入口７の下方側で横板状の下方仕切壁１２ｂで連結されている。後方側面仕切壁１２ａ、１２ａの後方端部は、側壁２ａに隙間なく固定されており、前方端部は、ステージ１０の後方面に僅かに隙間を有して位置している。これにより装入口７の周囲が後方側面仕切壁１２ａ、１２ａ、下方仕切壁１２ｂによって囲まれる。
【００３６】
さらに、側面仕切壁１２、１２のシールドボックス６側（以降前方側という）の端部は、待機位置にあるステージ１０の前方端側にまで伸長しており、側面仕切壁１２、１２の先端部間には、縦板状の前方仕切壁１２ｃが連結されている。前方仕切壁１２ｃの上端は天板２ｂに隙間なく固定されており、前方仕切壁１２ｃの下端は、ステージ１０に載置された被処理体１００が通過できるようにステージ１０上面との間に隙間１２ｄを有して位置している。該隙間は、仕切手段における開放部に相当する。
上記側面仕切壁１２、１２、後方側面仕切壁１２ａ、１２ａ、下方仕切壁１２ｂ、前方仕切壁１２ｃによって、本発明の仕切手段となる仕切壁が構成されている。該仕切壁は、酸素などによる汚染を受けにくい材質が望ましく、例えばアルマイト処理されたアルミニウム板を用いることができる。
【００３７】
また、待機位置にあるステージ１０、上記仕切壁、側壁２ａ、天板２ｂで囲まれる空間がロードロックエリアＡとなっている。したがって、側壁２ａ、天板２ｂの一部も仕切手段としての機能を果たしている。ロードロックエリアＡは、前記したように仕切壁とステージ１０との間に僅かな隙間を有する状態でシールドがなされている。
また、ロードロックエリアＡとは別に、シールドボックス６が位置する空間がレーザ光照射エリアＢに区画されている。
なお、上記では仕切壁は固定物として説明したが、仕切手段を可動のものや可変形状のものによって構成することも可能である。
【００３８】
さらに、ロードロックエリアＡには、窒素、アルゴンなどの雰囲気ガスを給気可能な給気ライン１３と、ロードロックエリアＡ内の雰囲気ガスを排気する排気ライン１４とが接続されている。各ラインには、開閉弁１３ａ、流量計１３ｂ、開閉弁１４ａ、流量計１４ｂが介設されている。
上記給気ライン１３、開閉弁１３ａ、流量計１３ｂ、図示しないガス供給源などによって本発明のロードロックエリア給気装置が構成されており、上記排気ライン１４、開閉弁１４ａ、流量計１４ｂ、図示しない排気ポンプなどによって本発明のロードロックエリア排気装置が構成されている。
ロードロックエリアＡに雰囲気ガスを給気することで、上記した仕切壁とステージ１０との間の僅かな隙間からガスが外側に向けて吹き出されることでガスカーテンとしての機能が得られ、シールド性が向上する。したがって、仕切壁とステージ１０との隙間は、ステージの移動を損なわない程度に極力小さくするのが望ましく、また、雰囲気ガスの給気によるガスカーテンの作用が十分に得られる程度に小さくすることが望ましい。
【００３９】
次に、上記レーザ処理装置１の動作について説明する。
先ず、処理に先立ってステージ１０を待機位置に移動させてゲートバルブ８を閉めておき、流量計１３ｂ、１４ｂによって流量を調整しつつ、開閉弁１３ａ、１４ａを明けて排気とともに雰囲気ガスを給気して処理室２内の雰囲気を調整する。
また、ロードロックエリア用とは別に、レーザ光照射エリアＢに給気ラインと排気ラインとを接続するものであってもよく、この場合、被処理体の搬入、処理、被処理体の搬出に至るまで、レーザ光照射エリアに対する給気および排気を継続したままにするのが望ましい。
ロードロックエリアＡに対する給気および排気によって雰囲気調整が完了すると、ゲートバルブ８を開け、搬送ロボット９によって被処理体１００を装入口７からロードロックエリアＡ内に挿入し、ステージ１０上に載置する。ゲートバルブ８を開ける際に、給気ライン１３によってロードロックエリアＡに給気のみを行って外部の大気がロードロックエリアＡ内に混入するのを防止するのが望ましい。この際に、ロードロックエリアＡのシールドが図られているため、ロードロックエリアＡに大気が混入しても容易にレーザ光照射エリアに侵入することがない。
被処理体１００をロードロックエリアＡに装入した後、ゲートバルブ８を閉め、給気ライン１３による給気と、排気ライン１４による排気とを行って、処理室２内の雰囲気を安定化させる。この際に、レーザ光照射エリアＢへの大気の混入は殆どなく、ロードロックエリアＡにおける雰囲気を安定化させるための時間程度で済むため、雰囲気安定化のための処理時間は短くなる。
【００４０】
雰囲気の安定化後、ステージ１０を移動装置１１によって図１示左方に移動させる。この移動の途中で被処理体１００の一部が照射位置に達するので、被処理体１００が完全にレーザ光照射エリアに移動する前にレーザ光の照射を開始することができる。レーザ光３ａは、レーザ発振器３から出力され、光学系４および光学系４内の導入窓５、さらに処理室２内のシールドボックス６を通して、透過孔６ａからレーザ光照射エリアＢ内に位置する被処理体１００に照射される。ステージ１０は、移動装置１１によって前後方向に移動することでレーザ光３ａが走査される。走査の際には、ステージ１０はロードロックエリアＡ側への移動が可能になっており、ロードロックエリアＡ側の空間が利用される。
また、ステージ１０を左右方向で移動させて走査位置を変更することで、被処理体１００の全面に亘ってレーザ光照射による処理を行うことができる。該処理において、仕切壁はステージ１０および被処理体１００の移動に支障となることはない。
【００４１】
上記により被処理体１００の処理を効率よく行うことができる。処理が完了した被処理体１００は、ステージ１０とともに移動装置１１によってロードロックエリアＡ側に移動させ、給気ライン１３によってロードロックエリアＡ側に給気のみを行った状態でゲートバルブ８を開け、搬送ロボット９によって処理室２外に搬出する。その後は、前記と同様に他の処理体１００を搬入して同様の処理を行うことができる。
【００４２】
なお、上記実施形態では、側面仕切壁１２は、待機位置にあるステージ１０上面の左右両側端縁上に位置してステージ１０が左右方向に移動できるものとしたが、側面仕切壁の形状を変更したものであってもよい。この例を図５、６に基づいて説明する。なお、前記実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
【００４３】
この例の側面仕切壁２０、２０は、ステージ１０が左右方向に移動する範囲でステージの左右側壁面が干渉しない位置で天板２ｂに垂下固定されており、側面仕切壁２０、２０は、ステージ１０の下面側近傍に至る長さを有している。また、側面仕切壁２０、２０の後方側は側壁２ａに隙間なく固定されており、シールドボックス６側では、ステージ１０の前方端縁に至る長さを有している。また、側面仕切壁２０、２０間には、ステージ１０の後方側で横板状の下方仕切壁２０ａが連結されており、下方仕切壁２０ａの後方端は側壁２ａに隙間なく固定され、前方端はステージ１０の後方面と僅かな隙間を有する位置まで伸長している。
また、側面仕切壁２０、２０の前方端は、ステージ１０上面の前方端縁にまで伸長しており、該前方端に、縦板状の前方仕切壁２０ｂで連結されている。前方仕切壁２０ｂの上端は天板２ｂに隙間なく固定され、下端面はステージ１０に載置された被処理体１００が通過できる程度に隙間２０ｃを有している。該隙間は、仕切手段における開放部に相当する。上記側面仕切壁２０、２０、下方仕切壁２０ａ、前方仕切壁２０ｂによって、本発明の仕切手段となる仕切壁が構成されている。
【００４４】
この実施形態においても待機位置にあるステージ１０の上方側がロードロックエリアＡに割り当てられており、シールドボックス６側がレーザ光照射エリアＢに割り当てられている。側面仕切壁２０、２０、下方仕切壁２０ａ、前方仕切壁２０ｂで構成される仕切壁は、装入口７の周囲を覆い、ロードロックエリアＡとレーザ光照射エリアＢとを区画してシールド性を得ている。該ロードロックエリアＡは、給気ライン１３からの給気によってガスカーテン作用を得てシールド性を向上させることができ、また、排気ラインによって混入した大気を早期に排除することができる。
【００４５】
この実施形態においても、前記実施形態と同様にして処理室内への被処理体の搬入、レーザ光照射による処理、処理室外への処理体の搬出を行うことができる。この際に、レーザ光照射エリアの雰囲気をできるだけ維持するとともに、被処理体の搬入、搬出に際し、短時間で雰囲気の安定化を測ることができる。
【００４６】
なお、仕切手段の配置は、上記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば装入口の位置などによって適宜の配置、形状などとすることができる。
以上、本発明について上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、適宜の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１ レーザ処理装置
２ 処理室
３ レーザ発振器
４ 光学系
６ シールドボックス
７ 装入口
８ ゲートバルブ
９ 搬送ロボット
１０ ステージ
１１ 移動装置
１２ 側面仕切壁
１２ａ 後方側面仕切壁
１２ｂ 下方仕切壁
１２ｃ 前方仕切壁
１３ 給気ライン
１４ 排気ライン
２０ 側面仕切壁
２０ａ 下方仕切壁
２０ｂ 前方仕切壁
Ａ ロードロックエリア
Ｂ レーザ光照射エリア
１００ 被処理体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体を収容して調整された雰囲気下で該被処理体にレーザ光を照射する処理室と、該処理室内に外部からレーザ光を導く光学系と、を備え、
前記処理室は、処理室外部から処理室内部に被処理体を装入する開閉可能な装入口と、該装入口から被処理体を装入するべく処理室内部に設けられたロードロックエリアと、該ロードロックエリアと別に処理室内部に設けられたレーザ光照射エリアと、を備え、前記ロードロックエリアとレーザ光照射エリアとの間で前記被処理体の移動が可能になっていることを特徴とするレーザ処理装置。
【請求項２】
前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとは、前記被処理体を前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとの間で移動可能な仕切手段によって区画されていることを特徴とする請求項１記載のレーザ処理装置。
【請求項３】
前記仕切手段は、前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとを仕切る仕切壁を有することを特徴とする請求項２記載のレーザ処理装置。
【請求項４】
前記仕切手段は、前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとを仕切る雰囲気ガスカーテンを有することを特徴とする請求項２記載のレーザ処理装置。
【請求項５】
前記ロードロックエリアに連なるロードロックエリア給気装置とロードロックエリア排気装置とを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のレーザ処理装置。
【請求項６】
前記レーザ光照射エリアに連なる照射エリア給気装置と照射エリア排気装置とを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のレーザ処理装置。
【請求項７】
前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとの間で前記被処理体を移動させる被処理体移送装置を前記処理室内部に備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のレーザ処理装置。
【請求項８】
前記被処理体移送装置は、前記被処理体を載置して前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとの間で移動可能なステージを有していることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のレーザ処理装置。
【請求項９】
前記被処理体移送装置は、前記レーザ光照射エリアにおいて前記ステージを前記レーザ光に対し相対的に移動させることで前記レーザ光の走査を行うものであることを特徴とする請求項８記載のレーザ処理装置。
【請求項１０】
前記ステージは、前記被処理体を前記処理室内部に装入する際に、前記ロードロックエリア側に位置して、該ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとを区画する仕切り手段の一部をなすことを特徴とする請求項８または９に記載のレーザ処理装置。
【請求項１１】
前記装入口と前記ロードロックエリアに位置するステージ上とが連なった空間を囲むとともに前記ステージのレーザ光照射エリア側への移動が可能となるように仕切手段としての仕切壁が設けられていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載のレーザ処理装置。
【請求項１】
被処理体を収容して調整された雰囲気下で該被処理体にレーザ光を照射する処理室と、該処理室内に外部からレーザ光を導く光学系と、を備え、
前記処理室は、処理室外部から処理室内部に被処理体を装入する開閉可能な装入口と、該装入口から被処理体を装入するべく処理室内部に設けられたロードロックエリアと、該ロードロックエリアと別に処理室内部に設けられたレーザ光照射エリアと、を備え、前記ロードロックエリアとレーザ光照射エリアとの間で前記被処理体の移動が可能になっていることを特徴とするレーザ処理装置。
【請求項２】
前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとは、前記被処理体を前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとの間で移動可能な仕切手段によって区画されていることを特徴とする請求項１記載のレーザ処理装置。
【請求項３】
前記仕切手段は、前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとを仕切る仕切壁を有することを特徴とする請求項２記載のレーザ処理装置。
【請求項４】
前記仕切手段は、前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとを仕切る雰囲気ガスカーテンを有することを特徴とする請求項２記載のレーザ処理装置。
【請求項５】
前記ロードロックエリアに連なるロードロックエリア給気装置とロードロックエリア排気装置とを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のレーザ処理装置。
【請求項６】
前記レーザ光照射エリアに連なる照射エリア給気装置と照射エリア排気装置とを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のレーザ処理装置。
【請求項７】
前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとの間で前記被処理体を移動させる被処理体移送装置を前記処理室内部に備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のレーザ処理装置。
【請求項８】
前記被処理体移送装置は、前記被処理体を載置して前記ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとの間で移動可能なステージを有していることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のレーザ処理装置。
【請求項９】
前記被処理体移送装置は、前記レーザ光照射エリアにおいて前記ステージを前記レーザ光に対し相対的に移動させることで前記レーザ光の走査を行うものであることを特徴とする請求項８記載のレーザ処理装置。
【請求項１０】
前記ステージは、前記被処理体を前記処理室内部に装入する際に、前記ロードロックエリア側に位置して、該ロードロックエリアと前記レーザ光照射エリアとを区画する仕切り手段の一部をなすことを特徴とする請求項８または９に記載のレーザ処理装置。
【請求項１１】
前記装入口と前記ロードロックエリアに位置するステージ上とが連なった空間を囲むとともに前記ステージのレーザ光照射エリア側への移動が可能となるように仕切手段としての仕切壁が設けられていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載のレーザ処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２２２８３８（Ｐ２０１１−２２２８３８Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９１８０２（Ｐ２０１０−９１８０２）
【出願日】平成２２年４月１２日（２０１０．４．１２）
【出願人】（０００００４２１５）株式会社日本製鋼所 (840)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１２日（２０１０．４．１２）
【出願人】（０００００４２１５）株式会社日本製鋼所 (840)
【Ｆターム（参考）】
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