JP2002353159A

JP2002353159A - 処理装置及び方法

Info

Publication number: JP2002353159A
Application number: JP2001359105A
Authority: JP
Inventors: Makoto Harada; 真原田
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2002-12-06

Abstract

(57)【要約】【課題】エキシマレーザ装置の動作を停止させること
なくその出力を効率的に利用して迅速なレーザアニール
を行うこと。【解決手段】光路スイッチＰＳを用いて、１台のエキ
シマレーザ装置ＥＬを一対のプロセスチャンバＰＣ１、
ＰＣ２で共用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス基板上のア
モルファス層を結晶化するためのレーザアニーリング装
置その他の処理装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザアニーリング装置では、エキシマ
レーザ装置からのレーザ光を、ホモジェナイザと呼ばれ
るビーム整形光学系を用いて所望のビーム形状とし、ア
モルファスＳｉ膜を形成したガラス基板上に照射する。
この際、レーザ光を基板上で走査しつつ照射することに
より、基板上のアモルファスＳｉ膜を一様に多結晶化す
ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
レーザアニーリング装置では、未処理の基板を真空或い
は不活性雰囲気の処理室中に搬入してステージ上にセッ
トする際や、ステージ上の処理済みの基板を処理室外に
搬出する際にも、エキシマレーザ装置を作動させてい
る。つまり、エキシマレーザ装置を正味のアニール中以
外の搬出入動作に際しても運転しているので、エキシマ
レーザ装置の出力が無駄に消費されており、この間にも
エキシマレーザ装置の特性が劣化する。

【０００４】ここで、アニール中以外にエキシマレーザ
装置の運転を停止させることも考えられるが、エキシマ
レーザ装置の運転を一旦停止させると、運転再開後その
出力安定までに一定の時間を要する。このため、必要な
品質の多結晶を得ようとすると、エキシマレーザ装置を
連続運転する場合よりも基板処理のスループットが下が
ってしまう。

【０００５】一方、エキシマレーザ装置には、長時間に
亘って連続的に動作させることができないという問題も
ある。すなわち、エキシマレーザ装置を安定して動作さ
せるためには、例えば毎日１回２時間程度、ガス交換の
ために運転を停止する必要がある。さらに、エキシマレ
ーザ装置は、性能維持のためオーバホールを定期的に実
行する必要があり、例えばレーザアニールを行う液晶の
生産ラインでは３ヶ月に１回１週間程度、ラインを停止
させる必要がある。このようにエキシマレーザ装置の運
転停止は、その性能維持上不可避であるが、生産ライン
の効率的運営を妨げることになるので、これを極力回避
する必要がある。

【０００６】そこで、本発明は、エキシマレーザ装置の
動作を不必要に停止させることなくその出力を効率的に
利用して迅速なレーザアニールを行うことができる処理
装置及び方法を提供することを目的とする。

【０００７】また、本発明は、エキシマレーザ装置をメ
ンテナンス等する必要からその動作停止が不可避である
場合にも、ラインを停止させることなく効率的なレーザ
アニールを行うことができる処理装置及び方法を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】〔第１の処理装置〕上記
課題を解決するため、本発明に係る第１の処理装置は、
複数の処理対象を収容するカセットを載置するカセット
ステーションと、前記複数の処理対象のうち１つの処理
対象を受け取るとともに、処理光の供給を受けて当該１
つの処理対象に処理を行なう第１処理ユニットと、前記
複数の処理対象のうち１つの処理対象を受け取るととも
に、処理光の供給を受けて当該１つの処理対象に処理を
行なう第２処理ユニットと、前記第１及び第２処理ユニ
ットと前記カセットステージとの間で処理対象を受け渡
す搬送装置と、前記搬送装置が前記カセットステージと
前記第１処理ユニットとの間で処理対象を受け渡す際
に、光源からの光路を切り換えて前記処理光を前記第２
処理ユニットに導く光路切換手段とを備える。

【０００９】上記装置では、搬送装置が、個別に動作す
る第１及び第２処理ユニットと前記カセットステージと
の間で処理対象を受け渡すので、前記搬送装置によって
前記カセットステージと前記第１処理ユニットとの間で
処理対象を受け渡す際には、前記第２処理ユニット側で
前記処理光による処理が可能になるとともに、前記搬送
装置よって前記カセットステージと前記第２処理ユニッ
トとの間で処理対象を受け渡す際には、前記第１処理ユ
ニット側で前記処理光による処理が可能になる。ここ
で、前記カセットステージと前記第１処理ユニットとの
間で処理対象が受け渡される際に、光路切換手段が光源
からの光路を切り換えて前記処理光を前記第２処理ユニ
ットに導くので、少ない光源を共用しつつ光処理のスル
ープットを高めることができるとともに、光源の動作を
停止させることなく光源からの安定した処理光を効率的
に利用することができる。

【００１０】上記処理装置の具体的な態様では、光路切
換手段が、前記カセットステージと前記第２処理ユニッ
トとの間で処理対象が受け渡される際に、前記光源から
の前記処理光を前記第１処理ユニットに導く。この場
合、第１及び第２処理ユニットに交互に処理光を供給し
つつ当該処理光による処理を行い、その合間において非
処理中の処理ユニットでは、カセットステージとの間で
搬送装置を利用した処理対象の受渡が可能になる。

【００１１】上記処理装置の具体的な態様では、前記第
１及び第２処理ユニットが、真空又は不活性雰囲気下で
前記処理対象を支持するステージを収容する気密容器を
それぞれ有し、各気密容器が、前記処理光を内部に導く
入射窓を備え、前記搬送装置が、前記第１及び第２処理
ユニットに直接的若しくは間接的に接続されたロードロ
ックチャンバを介して、前記カセットステージと前記第
１及び第２処理ユニットとの間で処理対象を受け渡す。
この場合、真空又は不活性雰囲気下で処理対象を処理す
ることになり、本来付随的である搬送やこれに伴う減圧
・ガス置換等に要する時間の割合が増し、処理光による
処理に匹敵するものとなる場合があるが、このような場
合にも、処理のスループットを高めつつ、光源からの安
定した処理光を効率的に利用することができる。

【００１２】また、上記処理装置の具体的な態様では、
前記光源が、前記処理光としてレーザ光を発生するガス
レーザ装置であり、前記第１及び第２処理ユニットが、
前記レーザ光を用いて前記処理対象にレーザアニールを
施す。この場合、安定したレーザ光によって効率的にレ
ーザアニールを実施することができ、しかも、レーザア
ニールのスループットを飛躍的に向上させることができ
る。

【００１３】〔第１の処理方法〕また、本発明に係る第
１の処理方法は、光源からの処理光を光路切換手段を利
用して第１処理ユニットに導いて当該第１処理ユニット
中の処理対象に前記処理光を照射する工程と、前記光源
からの前記処理光を前記光路切換手段を利用して第２処
理ユニットに導いて当該第２処理ユニット中の処理対象
に前記処理光を照射する工程とを備える処理方法であっ
て、前記第１処理ユニット中で処理対象を処理する際
に、前記カセットステージと前記第２処理ユニットとの
間で別の処理対象を受け渡すことを特徴とする。

【００１４】上記方法では、前記第１処理ユニット中で
前記処理対象を処理する際に、前記カセットステージと
前記第２処理ユニットとの間で別の処理対象を受け渡す
ので、少ない光源を共用しつつ光処理のスループットを
高めることができるとともに、光源の動作を停止させる
ことなく光源からの安定した処理光を効率的に利用する
ことができる。

【００１５】また、上記処理方法の具体的な態様では、
前記第２処理ユニット中で処理対象を処理する際に、前
記カセットステージと前記第１処理ユニットとの間で別
の処理対象を受け渡すことを特徴とする。この場合、第
１及び第２処理ユニットに交互に処理光を供給しつつ当
該処理光による処理を行い、その合間において非処理中
の処理ユニットでは、カセットステージとの間で搬送装
置を利用した処理対象の受渡が可能になる。

【００１６】また、上記処理方法の具体的な態様では、
前記第１及び第２処理ユニットは、ガスレーザ装置から
のレーザ光を前記処理光として利用して前記処理対象に
レーザアニールを施す。この場合、安定したレーザ光に
よって効率的にレーザアニールを実施することができ、
しかも、レーザアニールのスループットを飛躍的に向上
させることができる。

【００１７】〔第１の処理装置の別態様〕上記第１の処
理装置の別の具体的な態様では、前記光源が、それぞれ
が処理光を発生する第１及び第２光源ユニットからな
り、当該光源を構成するいずれかの光源ユニットからの
処理光を選択的に切り換えて前記光路切換手段に導く光
源切換手段と、前記第１及び第２光源ユニットから処理
対象への処理光の照射状態を各光源ユニットごとに個別
に調節する照射調整手段とをさらに備える。この場合、
光源切換手段が光源を構成するいずれかの光源ユニット
からの処理光を選択的に切り換えて光路切換手段に導く
ので、いずれか一方の光源ユニットの動作をメンテナン
ス等の必要から停止させる場合であっても、他方の光源
ユニットからの処理光に切り換えて処理対象への照射を
継続することができる。つまり、光源ユニットのメンテ
ナンス等を行っても各処理ユニットにおける処理を長期
に中断する必要がなく、効率的な連続処理を実現するこ
とができる。さらに、照射調整手段が第１及び第２光源
ユニットから処理対象への処理光の照射状態を各光源ユ
ニットごとに個別に調節するので、処理光の照射状態の
変動を適宜防止でき、安定した連続処理を長期に亘って
実現することができる。

【００１８】また、上記処理装置の具体的な態様では、
前記照射調整手段が、前記光源切換手段による処理光の
切換に際して生じる処理光の特性変化を相殺するように
処理光の照射特性を調節する。この場合、光源ユニット
の切換によって処理対象への処理光の照射特性が変化す
ることを防止でき、処理光の特性変化に起因する処理の
不連続や不均一の発生を防止することができる。

【００１９】〔第１の処理方法の別態様〕上記第１の処
理方法の別の具体的な態様では、前記光源を構成する第
１及び第２光源ユニットのいずれかの光源ユニットから
の処理光を選択的に切り換えて前記光路切換手段に導く
とともに、前記第１及び第２光源ユニットから処理対象
への処理光の照射状態を各光源ユニットごとに個別に調
節する。この場合、いずれかの光源ユニットからの処理
光を選択的に切り換えて光路切換手段に導くので、光源
ユニットのメンテナンス等を行っても各処理ユニットに
おける処理を長期に中断する必要がなく、効率的な連続
処理を実現することができる。さらに、処理光の照射状
態を各光源ユニットごとに個別に調節するので、処理光
の照射状態の変動を防止し、安定した連続処理を長期に
亘って実現することができる。

【００２０】〔第２の処理装置〕本発明に係る第２の処
理装置は、処理光をそれぞれ発生する第１光源ユニット
及び第２光源ユニットを有する光源と、前記光源を構成
するいずれかの光源ユニットからの処理光を選択的に切
り換えて処理対象に導く光源切換手段と、前記第１及び
第２光源ユニットから処理対象への処理光の照射状態を
各光源ユニットごとに個別に調節する照射調整手段とを
備える。

【００２１】上記装置では、光源切換手段が光源を構成
するいずれかの光源ユニットからの処理光を選択的に切
り換えて光路切換手段に導くので、いずれか一方の光源
ユニットの動作をメンテナンス等の必要から停止させる
場合であっても、他方の光源ユニットからの処理光に切
り換えて処理対象への照射を継続することができる。つ
まり、光源ユニットのメンテナンス等を行っても処理光
による処理を長期に中断する必要がなく、効率的な連続
処理を実現することができる。さらに、照射調整手段が
第１及び第２光源ユニットから処理対象への処理光の照
射状態を各光源ユニットごとに個別に調節するので、処
理光の照射状態の変動を適宜防止でき、安定した連続処
理を長期に亘って実現することができる。

【００２２】また、上記処理装置の具体的な態様では、
前記照射調整手段が、前記光源切換手段による処理光の
切換に際して生じる処理光の特性変化を相殺するように
処理光の照射特性を調節する。この場合、光源ユニット
の切換によって処理対象に対する処理光の照射特性が変
化することを防止でき、処理光の特性変化に起因する処
理の不連続や不均一の発生を防止することができる。

【００２３】また、上記処理装置の具体的な態様では、
前記第１及び第２光源ユニットが、それぞれ前記処理光
としてレーザ光を発生するガスレーザ装置であり、各ガ
スレーザ装置からのレーザ光を選択的に処理光として利
用して前記処理対象にレーザアニールを施す処理室をさ
らに備える。この場合、ガスレーザを用いたレーザアニ
ールに際してレーザ光の照射状態の変動を防止できるの
で、レーザアニールの均一性を高めることができる。な
お、レーザアニールを施す処理対象は、例えば低温ポリ
シリコンＴＦＴ結晶用基板とすることができる。

【００２４】また、上記処理装置の具体的な態様では、
前記照射調整手段が、処理光のビームプロファイルを調
節する。この場合、処理光のビームプロファイルを所望
の状態に維持することによって、安定した処理が可能に
なる。

【００２５】また、上記処理装置の具体的な態様では、
前記光源から処理対象上に導かれる処理光が、ホモジェ
ナイザによって前記処理対象上に線状ビームとして投影
されるアニール用の紫外レーザ光であり、前記線状ビー
ムが、前記処理対象上で当該線状ビームの短尺方向に方
向に走査される。この場合、線状ビームによる均一で安
定したレーザアニールを長期間連続的に実行することが
できる。

【００２６】また、上記処理装置の具体的な態様では、
前記照射調整手段が、処理光のエネルギ密度を調節す
る。この場合、処理光のエネルギ密度を所望の状態に維
持することによって、安定した処理が可能になる。

【００２７】〔第２の処理方法〕本発明に係る第２の処
理方法は、第１光源ユニットからの処理光を処理対象に
導く工程と、前記第１光源ユニットから前記処理対象へ
の処理光の照射状態を調節する工程と、前記第１光源ユ
ニットからの処理光を第２光源ユニットからの処理光に
切り換えて処理対象に導く工程と、前記第２光源ユニッ
トから前記処理対象への処理光の照射状態を調節する工
程とを備える。

【００２８】上記方法では、第１光源ユニットからの処
理光を第２光源ユニットからの処理光に切り換えて処理
対象に導くので、第１光源ユニットにメンテナンス等を
実施しても処理光による処理を長期に中断する必要がな
く、効率的な連続処理を実現することができる。さら
に、第１及び第２光源ユニットから処理対象への処理光
の照射状態を調節するので、処理光の照射状態の変動を
防止し、安定した連続処理を長期に亘って実現すること
ができる。

【００２９】また、上記処理方法の具体的な態様では、
処理光の切換に際して生じる処理光の特性変化を相殺す
るように、処理光の照射特性を調節する。この場合、光
源ユニットの切換によって処理対象に対する処理光の照
射特性が変化することを防止でき、処理光の特性変化に
起因する処理の不連続や不均一の発生を防止することが
できる。

【００３０】また、上記処理方法の具体的な態様では、
前記第１及び第２光源ユニットが、それぞれ前記処理光
としてレーザ光を発生するガスレーザ装置であり、各ガ
スレーザ装置からのレーザ光を選択的に処理光として利
用して前記処理対象にレーザアニールを施す。この場
合、ガスレーザを用いたレーザアニールに際してレーザ
光の照射状態の変動を防止できるので、レーザアニール
の均一性を高めることができる。

【００３１】また、上記処理方法の具体的な態様では、
前記照射状態の調節が、処理光のビームプロファイル及
びエネルギ密度の少なくとも一方の調節を含む。この場
合、処理光のビームプロファイルやエネルギ密度を所望
の状態に維持することによって、安定した処理が可能に
なる。

【００３２】

【発明の実施の形態】〔第１実施形態〕図１は、本発明
に係る処理装置の第１実施形態であるレーザアニーリン
グ装置の全体構造を概略的に説明する図である。図示の
ように、このレーザアニーリング装置は、多数の基板を
収容する一対のカセットＣＡを配置するとともにカセッ
トＣＡから処理対象である基板を搬出する第１の移載ロ
ボットＲ１を有するカセットステーションＣＳと、第１
の移載ロボットＲ１によって搬出された基板をカセット
ステーションＣＳから受け取って一時的に保持するロー
ドロックチャンバＬＣと、基板にレーザアニールを施す
一対の処理ユニットを構成するプロセスチャンバＰＣ
１、ＰＣ２と、ロードロックチャンバＬＣ中の基板をプ
ロセスチャンバＰＣ１、ＰＣ２に振り分けて搬送する第
２の移載ロボットＲ２を有するトランスファチャンバＴ
Ｃと、プロセスチャンバＰＣ１、ＰＣ２で使用するアニ
ール用のレーザ光を発生する光源であるエキシマレーザ
装置ＥＬと、エキシマレーザ装置ＥＬからのレーザ光を
プロセスチャンバＰＣ１、ＰＣ２に振り分けて供給する
照射光学系ＩＯとを備える。ここで、両移載ロボットＲ
１、Ｒ２は、プロセスチャンバＰＣ１、ＰＣ２等との間
で基板を受け渡す搬送装置を構成する。なお、ロードロ
ックチャンバＬＣのカセットステーションＣＳ側には、
真空ゲートＧ１が設けられており、ロードロックチャン
バＬＣとトランスファチャンバＴＣとの間にも、真空ゲ
ートＧ２が設けられている。また、トランスファチャン
バＴＣと両プロセスチャンバＰＣ１、ＰＣ２との間に
も、それぞれ真空ゲートＧ３、Ｇ４が設けられている。

【００３３】カセットステーションＣＳは、カセットス
テージＳＴ上に一対のカセットＣＡを載置することがで
きる。移載ロボットＲ１は、ダブルハンド型のロボット
であり、カセットＣＡ中の未処理の基板を取り出すと同
時にロードロックチャンバＬＣから搬送してきた処理済
みの基板をカセットＣＡ中に収納することができる。

【００３４】ロードロックチャンバＬＣは、真空容器に
なっており、図示を省略しているが、内部に移載ロボッ
トＲ１等から受け取った基板を一時的に載置する支持部
材を有し、減圧のための排気ポンプやＮ_２ガスの供給源
に接続されている。

【００３５】一対のプロセスチャンバＰＣ１、ＰＣ２
は、それぞれ同一の構造を有する真空容器になってお
り、後述する基板載置用のＸＹステージ等をそれぞれ内
蔵している。また、図示を省略しているが、減圧のため
の排気ポンプ等にも接続されている。

【００３６】トランスファチャンバＴＣも、真空容器に
なっており、減圧のための排気ポンプ等に接続されてい
る。移載ロボットＲ２は、ダブルハンド型のロボットで
あり、ロードロックチャンバＬＣから未処理の基板を取
り出すと同時にいずれかのプロセスチャンバＰＣ１、Ｐ
Ｃ２から搬送してきた処理済みの基板をロードロックチ
ャンバＬＣ中に載置することができる。また、移載ロボ
ットＲ２は、いずれかのプロセスチャンバＰＣ１、ＰＣ
２から処理済みの基板を取り出すと同時にロードロック
チャンバＬＣから搬送してきた未処理の基板をプロセス
チャンバＰＣ１、ＰＣ２にセットすることができる。

【００３７】エキシマレーザ装置ＥＬは、レーザアニー
ル用の加工光の光源として、例えば３０８ｎｍのレーザ
光を発生する。

【００３８】照射光学系ＩＯは、光源であるエキシマレ
ーザ装置ＥＬからのレーザ光を遮断するシャッタＳＵ
と、レーザ光の入射強度を調整するためのアッティネー
タＡＴと、アッティネータＡＴを通過したレーザ光をプ
ロセスチャンバＰＣ１側とプロセスチャンバＰＣ２側と
に切り換える光路切換手段である光路スイッチＰＳと、
光路スイッチＰＳを経たレーザ光を所望の断面形状にし
て各プロセスチャンバＰＣ１、ＰＣ２中の基板上に均一
に入射させるホモジェナイザＨＳ１、ＨＳ２とを備え
る。ここで、光路スイッチＰＳは、例えば一対のミラー
からなるプリズム状の反射部材ＭＰと、これを入射レー
ザ光ＩＬに垂直な方向であって反射レーザ光ＲＬに平行
な方向に移動させるエアシリンダ等からなる駆動部材Ｍ
Ｄとを備える。駆動部材ＭＤを動作させて反射部材ＭＰ
を図示の実線位置とした場合、エキシマレーザ装置ＥＬ
からのレーザ光は、図面上側のホモジェナイザＨＳ１を
経てプロセスチャンバＰＣ１に入射する。一方、駆動部
材ＭＤを動作させて反射部材ＭＰを図示の点線位置とし
た場合、図面下側のホモジェナイザＨＳ２を経てエキシ
マレーザ装置ＥＬからのレーザ光は、プロセスチャンバ
ＰＣ２に入射する。

【００３９】図２は、プロセスチャンバＰＣ１に対応す
る処理ユニットの内部構造の一例を説明する図である。
この処理ユニットは、ガラス基板上にアモルファス状Ｓ
ｉ等の半導体薄膜を形成した処理対象である基板Ｗをレ
ーザアニールするためのもので、エキシマレーザ装置Ｅ
Ｌから照射光学系ＩＯを経て供給されたレーザ光ＡＬを
例えばＹ方向に延びる線状にして所定の照度で基板Ｗ上
に入射させるホモジェナイザＨＳ１と、基板Ｗを載置し
てＸＹ面内で滑らかに並進移動可能であるとともにＸ軸
及びＹ軸の回りに傾斜可能なＸＹステージ２０とを備え
る。ここで、ホモジェナイザＨＳ１は、シリンドリカル
レンズ部ＨＳａとフォーカスレンズ部ＨＳｂとからな
る。また、ＸＹステージ２０及びステージ駆動装置３０
は、ステージ装置を構成し、基板Ｗ周辺を真空に維持す
るチャンバ４０中に収容される。なお、ホモジェナイザ
ＨＳ１からのレーザ光は、チャンバ４０に設けた入射窓
４０ａを介して基板Ｗに入射する。

【００４０】図３及び図４は、図１に示すレーザアニー
リング装置の動作を概念的に説明するフローチャートで
ある。なお、以上の説明では、基板の処理や搬送を抽象
化して説明している。また、簡単のため、カセットステ
ーションＣＳのカセットＣＡには予め偶数の基板が収容
されているものとして説明している。

【００４１】なお、図１のレーザアニーリング装置は、
機能的に大きく分割すると、カセットステーションＣ
Ｓ、ロードロックチャンバＬＣ、プロセスチャンバＰＣ
１、プロセスチャンバＰＣ２、トランスファチャンバＴ
Ｃ、及び照射光学系ＩＯから構成されるので、横に並ぶ
各フローは、それぞれの動作とそのタイミングを示して
いる。

【００４２】まず、カセットステーションＣＳに設けた
移載ロボットＲ１は、カセットＣＡ中の未処理の基板を
取り出す基板受渡を行う（ステップＳa1、Ｓb1）。この
場合、ロードロックチャンバＬＣには処理済み基板が無
いので、基板の交換は行われない。

【００４３】次に、トランスファチャンバＴＣに設けた
移載ロボットＲ２は、ロードロックチャンバＬＣから未
処理基板を取り出すとともに、この未処理基板をプロセ
スチャンバＰＣ１にセットする（ステップＳb2、Ｓc
1）。この際、照射光学系ＩＯでは、光路スイッチＰＳ
を切り換えて、エキシマレーザ装置ＥＬからのレーザ光
をプロセスチャンバＰＣ１に入射させる（ステップＳe
1）。

【００４４】次に、プロセスチャンバＰＣ１では、ＸＹ
ステージ上を動作させて、ＸＹステージ上に載置された
未処理基板上にレーザ光を照射する（ステップＳc2）。
これにより、未処理基板上に形成されたアモルファスＳ
ｉ層が所望の領域でレーザアニールされ、多結晶Ｓｉ層
が形成される。この際、次に、カセットステーションＣ
Ｓに設けた移載ロボットＲ１は、カセットＣＡ中の未処
理の基板を取り出す基板受渡を行う（ステップＳa2、Ｓ
b3）。この場合、ロードロックチャンバＬＣには処理済
み基板が無いので、基板の交換は行われない。

【００４５】次に、プロセスチャンバＰＣ１におけるア
ニール処理の完了を待って、トランスファチャンバＴＣ
に設けた移載ロボットＲ２は、ロードロックチャンバＬ
Ｃから未処理基板を取り出すとともに、この未処理基板
をプロセスチャンバＰＣ１にセットする（ステップＳb
4、Ｓd1）。この際、照射光学系ＩＯでは、光路スイッ
チＰＳを切り換えて、エキシマレーザ装置ＥＬからのレ
ーザ光をプロセスチャンバＰＣ２に入射させることがで
きるようにする（ステップＳe2）。

【００４６】次に、光路スイッチＰＳの切換の完了を待
って、プロセスチャンバＰＣ２では、ＸＹステージ上を
動作させて、ＸＹステージ上に載置された未処理基板上
にレーザ光を照射する（ステップＳd2）。これにより、
未処理基板上に形成されたアモルファスＳｉ層が所望の
領域でレーザアニールされ、多結晶Ｓｉ層が形成され
る。この際、カセットステーションＣＳに設けた移載ロ
ボットＲ１は、カセットＣＡ中の未処理の基板を取り出
す基板受渡を行う（ステップＳa3、Ｓb5）。

【００４７】次に、カセットＣＡ中に残りの基板がある
と判断された場合には（ステップＳa4、Ｓb6、Ｓc3、Ｓ
d3、Ｓe3）、ステップＳb2、Ｓc1に戻って、トランスフ
ァチャンバＴＣに設けた移載ロボットＲ２は、プロセス
チャンバＰＣ１から処理済み基板を取り出してロードロ
ックチャンバＬＣに移載するとともに、ロードロックチ
ャンバＬＣから未処理基板を取り出してプロセスチャン
バＰＣ１にセットする。この際、照射光学系ＩＯでは、
光路スイッチＰＳを切り換えて、エキシマレーザ装置Ｅ
Ｌからのレーザ光をプロセスチャンバＰＣ１に入射させ
る（ステップＳe1）。以上のようにして、処理済み基板
と未処理基板を交換しつつ、次の段階（ステップＳa2、
Ｓb3、Ｓc3）、さらに次の段階（ステップＳb4、Ｓd1、
Ｓe2）、さらに次の段階（ステップＳa3、Ｓb5、Ｓd2）
と進む。

【００４８】一方、カセットＣＡ中に残りの基板が無い
と判断された場合（ステップＳa4、Ｓb6、Ｓc3、Ｓd3、
Ｓe3）、トランスファチャンバＴＣに設けた移載ロボッ
トＲ２は、プロセスチャンバＰＣ１から処理済み基板を
取り出してロードロックチャンバＬＣに移載する（ステ
ップＳb7、Ｓc4）。この場合、ロードロックチャンバＬ
Ｃには未処理基板が無いので、基板の交換は行われな
い。また、新たに処理する基板もなく、光路スイッチＰ
Ｓの切り換えは行われない。

【００４９】次に、カセットステーションＣＳに設けた
移載ロボットＲ１は、カセットＣＡ中に処理済み基板を
収納する（ステップＳa5、Ｓb8）。この場合、カセット
ＣＡ中には未処理基板が無いので、基板の交換は行われ
ない。また、プロセスチャンバＰＣ１でレーザアニール
を行わない。

【００５０】次に、トランスファチャンバＴＣに設けた
移載ロボットＲ２は、プロセスチャンバＰＣ２から処理
済み基板を取り出してロードロックチャンバＬＣに移載
する（ステップＳb7、Ｓc4）。

【００５１】次に、カセットステーションＣＳに設けた
移載ロボットＲ１は、カセットＣＡ中に処理済み基板を
収納する（ステップＳa6、Ｓb10）。

【００５２】図５は、図１に示すレーザアニーリング装
置の制御系を説明するブロック図である。

【００５３】制御コンピュータ８０は、レーザアニーリ
ング装置全体を統括的に制御する。ＣＳコントローラ８
１は、制御コンピュータ８０の指示に基づいてタイミン
グを調整しつつ、カセットステーションＣＳの動作すな
わち移載ロボットＲ１の動作を制御する。レーザ発振器
コントローラ８２は、制御コンピュータ８０の指示に基
づいて、エキシマレーザ装置ＥＬからのレーザ光の発生
タイミングを調整する。

【００５４】ＣＮＣコントローラ８３は、制御コンピュ
ータ８０の指示に従って、両プロセスチャンバＰＣ１、
ＰＣ２におけるアニールの進行を調整する。具体的に説
明すると、ＣＮＣコントローラ８３は、両プロセスチャ
ンバＰＣ１、ＰＣ２に設けたＸＹステージ２０、１２０
をレーザ光の照射位置に移動させたり、処理済み基板を
未処理基板と交換するための受渡位置に移動させる。ま
た、レーザ光の照射に際しては、ＸＹステージ２０、１
２０をＸ方向に一往復させる。なお、レーザ光は、Ｙ方
向に基板の半分の長さを有し、ＸＹステージ２０、１２
０の往復に際しては、ステージ位置を基板の半分の長さ
だけずらす。つまり、レーザ光の往復照射によって基板
全面をレーザアニールすることができる。また、両プロ
セスチャンバＰＣ１、ＰＣ２に設けたホモジェナイザＨ
Ｓ１、ＨＳ２の結像状態を特定の軸方向に関して調整し
て、そのビーム形状やエネルギー密度を調整する。

【００５５】シーケンサユニット８４は、制御コンピュ
ータ８０の指示に基づいて、ロードロックチャンバＬ
Ｃ、トランスファチャンバＴＣ、プロセスチャンバＰＣ
１、ＰＣ２、及び照射光学系ＩＯを構成するモータ、セ
ンサ等の各種機器の実際の動作を制御する。具体的に説
明すると、シーケンサユニット８４は、トランスファチ
ャンバＴＣに設けた移載ロボットＲ２を駆動するための
ロボット用コントローラ回路８５ａと、空気圧機器類を
適宜動作させる各種ソレノイドバルブを駆動するバルブ
駆動回路８５ｂと、各種センサやスイッチの動作を制御
するするとともに、それらの出力をシーケンサユニット
８４に送信するセンサ駆動回路８５ｃと、ロードロック
チャンバＬＣ等に接続された真空ポンプ類を駆動するポ
ンプ駆動回路８５ｄとを備える。ここで、バルブ駆動回
路８５ｂは、空気圧で動作する真空ゲートＧ１〜Ｇ４、
光路スイッチＰＳ、シャッタＳＵ等の開閉、オンオフ等
の状態を調節する。また、センサ駆動回路８５ｃは、各
チャンバに設けた気圧ゲージ、各チャンバの適所に設け
た基板有無センサ、光路スイッチＰＳ等を含むバルブ動
作部に設けたシリンダセンサ若しくはバルブセンサ、プ
ロセスチャンバＰＣ１、ＰＣ２等を冷却するための水量
スイッチ等の状態を制御するとともに、その検出出力を
シーケンサユニット８４に送信する。

【００５６】エネルギーモニタ駆動回路８６は、制御コ
ンピュータ８０の指示に基づいて、ＸＹステージ２０、
１２０の近傍に配置され、基板に照射されるレーザ光の
強度を検出するエネルギーモニタを制御し、エネルギー
モニタからの検出信号を制御コンピュータ８０に送信す
る。

【００５７】アッティネータ駆動回路８７は、制御コン
ピュータ８０の指示に基づいて、照射光学系ＩＯに設け
たアッティネータＡＴの動作状態を制御し、基板に照射
されるレーザ光の強度を目標値に設定する。

【００５８】以下、図６〜図９のフローチャートに基づ
いて、図１、図２、及び図５に示すレーザアニーリング
装置の具体的動作を詳細に説明する。

【００５９】まず、カセットステーションＣＳにて、移
載ロボットＲ１によってカセットＣＡから基板を取出
し、ロードロックチャンバＬＣの手前まで搬送する基板
取出処理を行なう（ステップＳ１）。この際、制御コン
ピュータ８０は、ＣＳコントローラ８１を介して移載ロ
ボットＲ１の動作を制御する。そして、制御コンピュー
タ８０は、シーケンサユニット８４の出力に基づいて、
上記基板取出処理に際してカセットＣＡ中に基板が存在
するか否かを判断する（ステップＳ２）。カセットＣＡ
中に基板が存在する場合、次のステップに進み、カセッ
トＣＡ中に基板が存在しない場合、基板取出処理以後の
一連の基板処理を中止する。

【００６０】次に、全真空ゲートＧ１〜Ｇ４を一旦閉じ
（ステップＳ３）、ロードロックチャンバＬＣにＮ_２等
の不活性ガスを供給してロードロックチャンバＬＣ内を
大気圧の窒素雰囲気とする（ステップＳ４）。次に、ロ
ードロックチャンバＬＣのカセットステーションＣＳ側
の真空ゲートＧ１を開放する（ステップＳ５）。この
際、制御コンピュータ８０は、シーケンサユニット８４
を介して、真空ゲートＧ１〜Ｇ４、Ｎ_２用のリークバル
ブ等を適宜動作させる。

【００６１】次に、カセットステーションＣＳの移載ロ
ボットＲ１を動作させて、カセットＣＡから取り出した
基板をロードロックチャンバＬＣに搬入してロードロッ
クチャンバＬＣ中に設けた基板支持部材上に移載する基
板搬入処理を行なう（ステップＳ６）。この際、制御コ
ンピュータ８０は、ＣＳコントローラ８１を介して、移
載ロボットＲ１の動作を適宜制御する。

【００６２】次に、ロードロックチャンバＬＣのカセッ
トステーションＣＳ側の真空ゲートＧ１を閉止して（ス
テップＳ７）、ロードロックチャンバＬＣの真空引き処
理を開始する（ステップＳ８）。この際、制御コンピュ
ータ８０は、シーケンサユニット８４を介して、真空ゲ
ートＧ１、真空ポンプ等を適宜動作させる。

【００６３】ステップＳ８におけるロードロックチャン
バＬＣの真空引き処理と並行して、プロセスチャンバＰ
Ｃ１中の基板処理用のＸＹステージ２０を受け渡し位置
まで移動させる（ステップＳ９）。この際、制御コンピ
ュータ８０は、ＣＮＣコントローラ８３を介して、ＸＹ
ステージ２０を適宜動作させる。

【００６４】また、上記真空引き処理と並行して、カセ
ットステーションＣＳにて、移載ロボットＲ１によって
カセットＣＡから基板を取出す基板取出処理を行なう
（ステップＳ10）。この際、カセットＣＡ中に基板が存
在するか否かを判断し（ステップＳ11）、カセットＣＡ
中に基板が存在する場合、後述するステップＳ20に進
み、カセットＣＡ中に基板が存在しない場合、基板取出
処理以後の基板の処理を中止する。

【００６５】次に、ロードロックチャンバＬＣとプロセ
スチャンバＰＣ１とを連通すべく、トランスファチャン
バＴＣに設けた一対の真空ゲートＧ２、Ｇ３を開放する
（ステップＳ12）。次に、トランスファチャンバＴＣの
移載ロボットＲ２を動作させて、ロードロックチャンバ
ＬＣ中に設けた基板支持部材上の未処理基板を、プロセ
スチャンバＰＣ１中の基板処理用のＸＹステージ２０上
に搬送してここに載置する（ステップＳ13）。そして、
トランスファチャンバＴＣに設けた一対の真空ゲートＧ
２、Ｇ３を閉止する（ステップＳ14）。この際、制御コ
ンピュータ８０は、シーケンサユニット８４を介して、
移載ロボットＲ２、真空ゲートＧ２、Ｇ３、真空ポンプ
等を適宜動作させる。

【００６６】次に、プロセスチャンバＰＣ１の真空引き
処理を開始する（ステップＳ15）。この際、制御コンピ
ュータ８０は、シーケンサユニット８４を介して、真空
ポンプ等を適宜動作させる。これと並行して、プロセス
チャンバＰＣ１中の基板処理用のＸＹステージ１２０を
照射スタート位置まで移動させる（ステップＳ16）。こ
の際、制御コンピュータ８０は、ＣＮＣコントローラ８
３を介して、ＸＹステージ２０を適宜動作させる。さら
にここで、処理すべき基板が残存するか否かを判断する
（ステップＳ17）。この際、制御コンピュータ８０は、
シーケンサユニット８４を介して所定のセンサ出力を検
出して基板の有無を判定する。

【００６７】基板が残存存在しない場合、以後の一連の
基板処理を中止し、基板が残存する場合、ロードロック
チャンバＬＣにＮ_２を供給してロードロックチャンバＬ
Ｃ内を大気圧の窒素雰囲気とする（ステップＳ18）。次
に、ロードロックチャンバＬＣのカセットステーション
ＣＳ側の真空ゲートＧ１を開放する（ステップＳ19）。
次に、カセットステーションＣＳの移載ロボットＲ１を
動作させて、ステップＳ10でカセットＣＡから取り出し
た基板をロードロックチャンバＬＣに搬入してロードロ
ックチャンバＬＣ中に設けた基板支持部材上に移載する
基板搬入処理を行なう（ステップＳ20）。次に、ロード
ロックチャンバＬＣの真空ゲートＧ１を閉止して（ステ
ップＳ31）、ロードロックチャンバＬＣの真空引き処理
を開始する（ステップＳ32）。なお、上記ステップＳ18
〜Ｓ32と並行して、プロセスチャンバＰＣ２中の基板処
理用のＸＹステージ１２０を受け渡し位置まで移動させ
る（ステップＳ33）。この際、制御コンピュータ８０
は、ＣＮＣコントローラ８３を介して、ＸＹステージ１
２０を適宜動作させる。

【００６８】上記の真空引き処理（ステップＳ32）と同
期して、カセットステーションＣＳにて、移載ロボット
Ｒ１によってカセットＣＡから基板を取出す基板取出処
理を行なう（ステップＳ34）。この際、カセットＣＡ中
に基板が存在するか否かを判断し（ステップＳ35）、カ
セットＣＡ中に基板が存在する場合、後述するステップ
Ｓ４５に進み、カセットＣＡ中に基板が存在しない場
合、基板取出処理以後の基板の処理を中止する。

【００６９】次に、ロードロックチャンバＬＣの真空引
き処理を終了した段階で、ロードロックチャンバＬＣと
プロセスチャンバＰＣ２とを連通すべく、トランスファ
チャンバＴＣに設けた一対の真空ゲートＧ２、Ｇ４を開
放する（ステップＳ36）。次に、トランスファチャンバ
ＴＣの移載ロボットＲ２を動作させて、ロードロックチ
ャンバＬＣ中に設けた基板支持部材上の未処理基板を、
プロセスチャンバＰＣ２中の基板処理用のＸＹステージ
１２０上に搬送してここに載置する（ステップＳ37）。
そして、トランスファチャンバＴＣに設けた一対の真空
ゲートＧ２、Ｇ４を閉止する（ステップＳ38）。

【００７０】以上のような、カセットステーションＣＳ
のカセットＣＡからプロセスチャンバＰＣ２のＸＹステ
ージ１２０上への基板の搬送（ステップＳ18〜Ｓ38等）
と並行して、プロセスチャンバＰＣ１では、ＸＹステー
ジ２０上の未処理基板にレーザアニール処理を施す（ス
テップＳ40）。この際、制御コンピュータ８０は、ＣＮ
Ｃコントローラ８３を介して、ＸＹステージ２０を往復
移動させつつ、レーザ発振器コントローラ８２にトリガ
信号を送って基板上にレーザ光を照射させる。これによ
り、基板上にレーザ光が繰り返し照射され、基板の全領
域を走査するようなレーザアニールが行なわれる。

【００７１】次に、レーザアニール処理が終了した段階
で、以後処理すべき基板が残存するか否かを判断し（ス
テップＳ41）、以後処理すべき基板が存在しない場合、
以後の一連の基板処理を中止し、以後処理すべき基板が
存在する場合、照射光学系ＩＯに設けた光路スイッチＰ
Ｓを駆動して、プロセスチャンバＰＣ１からプロセスチ
ャンバＰＣ２にエキシマレーザの光路を切替える（ステ
ップＳ42）。この際、制御コンピュータ８０は、シーケ
ンサユニット８４を介して光路スイッチＰＳを動作させ
る。また、シャッタＳＵを一担閉じてから、光路スイッ
チＰＳの切換動作を行なわせる。

【００７２】一方、ステップＳ38で真空ゲートＧ２、Ｇ
４を閉止した段階で、プロセスチャンバＰＣ２の真空引
き処理を開始する（ステップＳ43）。さらにこの際、プ
ロセスチャンバＰＣ２中の基板処理用のＸＹステージ１
２０を照射スタート位置まで移動させる（ステップＳ4
4）。またこれと並行して、ステップＳ35でカセットＣ
Ａ中に基板が存在すると判断された場合、ロードロック
チャンバＬＣにＮ_２等の不活性ガスを供給してロードロ
ックチャンバＬＣ内を大気圧の窒素雰囲気とする（ステ
ップＳ45）。次に、ロードロックチャンバＬＣの真空ゲ
ートＧ１を開放する（ステップＳ46）。次に、カセット
ステーションＣＳの移載ロボットＲ１を動作させて、ス
テップＳ34でカセットＣＡから取り出した基板をロード
ロックチャンバＬＣに搬入してロードロックチャンバＬ
Ｃ中に設けた基板支持部材上に移載する基板搬入処理を
行なう（ステップＳ47）。次に、ロードロックチャンバ
ＬＣの真空ゲートＧ１を閉止して（ステップＳ48）、ロ
ードロックチャンバＬＣの真空引き処理を開始する（ス
テップＳ49）。なお、上記ステップＳ45〜Ｓ49と並行し
て、プロセスチャンバＰＣ１では、ステップＳ40でＸＹ
ステージ上の未処理基板にレーザアニール処理を完了
し、プロセスチャンバＰＣ１中の基板処理用のＸＹステ
ージを受け渡し位置まで移動させる（ステップＳ61）。

【００７３】ステップＳ44で、プロセスチャンバＰＣ２
のＸＹステージ１２０を照射スタート位置まで移動させ
るとともに、ステップＳ42でエキシマレーザの光路を切
替えた段階で、プロセスチャンバＰＣ２のＸＹステージ
上の未処理基板にレーザアニール処理を施す（ステップ
Ｓ62）。具体的には、ＸＹステージ１２０を往復移動さ
せつつ基板上にレーザビームを繰り返し照射して、基板
上の全領域を徐々にレーザアニールする。

【００７４】一方、ステップＳ49の真空引き処理と同期
して、カセットステーションＣＳにて、プロセスチャン
バＰＣ２で処理すべき基板を移載ロボットＲ１によって
カセットＣＡから取出す基板取出処理を行なう（ステッ
プＳ63）。この際、カセットＣＡ中に基板が存在するか
否かを判断し（ステップＳ64）、カセットＣＡ中に基板
が存在する場合、後述するステップＳ74に進み、カセッ
トＣＡ中に基板が存在しない場合、基板取出処理以後の
一連の基板処理を中止する。

【００７５】ステップＳ49の真空引き処理が終了し、ス
テップＳ61でプロセスチャンバＰＣ１中のＸＹ２０ステ
ージの受渡位置への移動が終了した段階で、トランスフ
ァチャンバＴＣに設けた一対の真空ゲートＧ２、Ｇ３を
開放する（ステップＳ65）。次に、プロセスチャンバＰ
Ｃ１中に処理済みの基板が残存するか否かを判断する
（ステップＳ66）。基板が存在しない場合、後述するス
テップＳ467に進み、基板が存在する場合、トランスフ
ァチャンバＴＣの移載ロボットＲ２を動作させて、ロー
ドロックチャンバＬＣ中に設けた基板支持部材上の未処
理基板を、プロセスチャンバＰＣ１中のＸＹ２０ステー
ジ上の処理済み基板と交換する（ステップＳ67）。そし
て、トランスファチャンバＴＣに設けた一対の真空ゲー
トＧ２、Ｇ３を閉止する（ステップＳ68）。次に、プロ
セスチャンバＰＣ１の真空引き処理を開始する（ステッ
プＳ69）。これと並行して、プロセスチャンバＰＣ１中
のＸＹステージ２０を照射スタート位置まで移動させる
（ステップＳ70）。

【００７６】一方、プロセスチャンバＰＣ２では、ステ
ップＳ62でＸＹステージ１２０上の未処理基板にレーザ
アニール処理を完了し、上記ステップＳ69、Ｓ70等と前
後して、プロセスチャンバＰＣ２中の基板処理用のＸＹ
ステージ１２０を受け渡し位置まで移動させる（ステッ
プＳ71）。また、以後処理すべき基板が残存するか否か
を判断し（ステップＳ72）、以後処理すべき基板が存在
しない場合、以後の一連の基板処理を中止し、以後処理
すべき基板が存在する場合、ステップＳ65〜Ｓ68と並行
して、照射光学系に設けた光路スイッチＰＳを駆動し、
プロセスチャンバＰＣ２からプロセスチャンバＰＣ１に
エキシマレーザの光路を切替える（ステップＳ73）。こ
の際、シャッタＳＵを一旦閉じてから、光路スイッチＰ
Ｓを切換動作させる。

【００７７】ステップＳ49、Ｓ65〜Ｓ68で、トランスフ
ァチャンバＴＣ中の未処理基板とプロセスチャンバＰＣ
１中の処理済み基板との交換が完了した段階で、ステッ
プＳ64でカセットＣＡ中に基板が存在すると判断されて
いれは、ロードロックチャンバＬＣにＮ_２を供給してロ
ードロックチャンバＬＣ内を大気圧の窒素雰囲気とする
（ステップＳ74）。次に、ロードロックチャンバＬＣの
真空ゲートＧ１を開放する（ステップＳ75）。次に、カ
セットステーションＣＳの移載ロボットＲ１を動作させ
て、ステップＳ63でカセットＣＡから取り出した未処理
基板とロードロックチャンバＬＣ中の処理済み基板とを
交換する基板交換処理を行なう（ステップＳ76）。次
に、ロードロックチャンバＬＣの真空ゲートＧ１を閉止
して（ステップＳ77）、ロードロックチャンバＬＣの真
空引き処理を開始する（ステップＳ78）。なお、上記ス
テップＳ74〜Ｓ78と並行して、プロセスチャンバＰＣ１
では、ＸＹステージ上の未処理基板にレーザアニール処
理を施す（ステップＳ91）。

【００７８】次に、プロセスチャンバＰＣ１でレーザア
ニール処理が終了した段階で、以後処理すべき基板が残
存するか否かを判断し（ステップＳ92）、以後処理すべ
き基板が存在しない場合、以後の一連の基板処理を中止
し、以後処理すべき基板が存在する場合、照射光学系に
設けた光路スイッチＰＳを駆動して、プロセスチャンバ
ＰＣ１からプロセスチャンバＰＣ２にエキシマレーザの
光路を切替える（ステップＳ93）。

【００７９】一方、ステップＳ78の真空引き処理と同期
して、カセットステーションＣＳにて、プロセスチャン
バＰＣ１で処理すべき基板を移載ロボットＲ１によって
カセットＣＡから取出す基板取出処理を行なう（ステッ
プＳ163）。この際、カセットＣＡ中に基板が存在する
か否かを判断し（ステップＳ164）、カセットＣＡ中に
基板が存在する場合、後述するステップＳ174に進み、
カセットＣＡ中に基板が存在しない場合、基板取出処理
以後の一連の基板処理を中止する。

【００８０】ステップＳ91においてプロセスチャンバＰ
Ｃ１でレーザアニール処理を行うのと並行して、ステッ
プＳ71でプロセスチャンバＰＣ２中のＸＹ１２０ステー
ジが受渡位置へ移動を完了した段階で、トランスファチ
ャンバＴＣに設けた一対の真空ゲートＧ２、Ｇ４を開放
する（ステップＳ165）。次に、プロセスチャンバＰＣ
２中に処理済みの基板が残存するか否かを判断する（ス
テップＳ166）。基板が存在しない場合、後述するステ
ップＳ567に進み、基板が存在する場合、トランスファ
チャンバＴＣの移載ロボットＲ２を動作させて、ロード
ロックチャンバＬＣ中の未処理基板を、プロセスチャン
バＰＣ２中のＸＹステージ上の処理済み基板と交換する
（ステップＳ167）。そして、トランスファチャンバＴ
Ｃに設けた一対の真空ゲートＧ２、Ｇ３を閉止する（ス
テップＳ168）。次に、プロセスチャンバＰＣ２の真空
引き処理を開始する（ステップＳ169）。これと並行し
て、プロセスチャンバＰＣ２中のＸＹステージ１２０を
照射スタート位置まで移動させる（ステップＳ170）。

【００８１】一方、プロセスチャンバＰＣ１では、ステ
ップＳ91でＸＹステージ上の未処理基板にレーザアニー
ル処理を完了するとともにステップＳ93で光路を切り換
えた段階で、プロセスチャンバＰＣ１中の基板処理用の
ＸＹステージ２０を受け渡し位置まで移動させる（ステ
ップＳ171）。その後は、ステップＳ65に戻って、プロ
セスチャンバＰＣ１とロードロックチャンバＬＣとの間
で基板の受け渡しを行なう。

【００８２】ステップＳ78、Ｓ165〜Ｓ168で、トランス
ファチャンバＴＣ中の未処理基板とプロセスチャンバＰ
Ｃ２中の処理済み基板との交換が完了した段階で、ステ
ップＳ164でカセットＣＡ中に基板が存在すると判断さ
れていれば、ロードロックチャンバＬＣにＮ_２を供給し
てロードロックチャンバＬＣ内を大気圧の窒素雰囲気と
する（ステップＳ174）。次に、ロードロックチャンバ
ＬＣの真空ゲートＧ１を開放する（ステップＳ175）。
次に、カセットステーションＣＳの移載ロボットＲ１を
動作させて、ステップＳ163でカセットＣＡから取り出
した未処理基板とロードロックチャンバＬＣ中の処理済
み基板とを交換する基板交換処理を行なう（ステップＳ
176）。次に、ロードロックチャンバＬＣの真空ゲート
Ｇ１を閉止して（ステップＳ177）、ロードロックチャ
ンバＬＣの真空引き処理を開始する（ステップＳ17
8）。なお、上記ステップＳ174〜Ｓ178と並行して、プ
ロセスチャンバＰＣ２では、ＸＹステージ上の未処理基
板にレーザアニール処理を施す（ステップＳ191）。

【００８３】次に、レーザアニール処理が終了した段階
で、以後処理すべき基板が残存するか否かを判断し（ス
テップＳ192）、以後処理すべき基板が存在しない場
合、以後の一連の基板処理を中止し、以後処理すべき基
板が存在する場合、照射光学系に設けた光路スイッチＰ
Ｓを駆動して、プロセスチャンバＰＣ１からプロセスチ
ャンバＰＣ２にエキシマレーザの光路を切替える（ステ
ップＳ193）。

【００８４】一方、ステップＳ178の真空引き処理と同
期して、カセットステーションＣＳにて、プロセスチャ
ンバＰＣ１で処理すべき基板を移載ロボットＲ１によっ
てカセットＣＡから取出す基板取出処理を行なう（ステ
ップＳ263）。この際、カセットＣＡ中に基板が存在す
るか否かを判断し（ステップＳ264）、カセットＣＡ中
に基板が存在する場合、ステップＳ74に戻り、カセット
ＣＡ中に基板が存在しない場合、基板取出処理以後の一
連の基板処理を中止する。

【００８５】一方、プロセスチャンバＰＣ２では、ステ
ップＳ191でＸＹステージ上の未処理基板にレーザアニ
ール処理を完了し、プロセスチャンバＰＣ２中の基板処
理用のＸＹステージを受け渡し位置まで移動させる（ス
テップＳ271）。その後は、ステップＳ165に戻って、プ
ロセスチャンバＰＣ２とロードロックチャンバＬＣとの
間で基板の受け渡しを行なう。

【００８６】なお、ステップＳ66で処理すべき基板が存
在しないと判断された場合、トランスファチャンバＴＣ
の移載ロボットＲ２を動作させて、プロセスチャンバＰ
Ｃ１中のＸＹステージ２０上の処理済み基板をロードロ
ックチャンバＬＣ中に設けた基板支持部材上に移送する
（ステップＳ467）。そして、トランスファチャンバＴ
Ｃに設けた一対の真空ゲートＧ２、Ｇ３を閉止する（ス
テップＳ468）。次に、ロードロックチャンバＬＣにＮ
_２を供給してロードロックチャンバＬＣ内を大気圧の窒
素雰囲気とする（ステップＳ474）。次に、ロードロッ
クチャンバＬＣの真空ゲートＧ１を開放する（ステップ
Ｓ475）。次に、カセットステーションＣＳの移載ロボ
ットＲ１を動作させて、ロードロックチャンバＬＣ中の
処理済み基板をカセットＣＡに収納する（ステップＳ47
6）。最後に、ロードロックチャンバＬＣの真空ゲート
Ｇ１を閉止する。（ステップＳ477）。

【００８７】また、ステップＳ166で処理すべき基板が
存在しないと判断された場合、トランスファチャンバＴ
Ｃの移載ロボットＲ２を動作させて、プロセスチャンバ
ＰＣ２中のＸＹステージ１２０上の処理済み基板をロー
ドロックチャンバＬＣ中に設けた基板支持部材上に移送
する（ステップＳ567）。そして、トランスファチャン
バＴＣに設けた一対の真空ゲートＧ２、Ｇ４を閉止する
（ステップＳ568）。次に、ロードロックチャンバＬＣ
にＮ_２等の不活性ガスを供給してロードロックチャンバ
ＬＣ内を大気圧の窒素雰囲気とする（ステップＳ57
4）。次に、ロードロックチャンバＬＣの真空ゲートＧ
１を開放する（ステップＳ575）。次に、カセットステ
ーションＣＳの移載ロボットＲ１を動作させて、ロード
ロックチャンバＬＣ中の処理済み基板をカセットＣＡに
収納する（ステップＳ576）。最後に、ロードロックチ
ャンバＬＣの真空ゲートＧ１を閉止する。（ステップＳ
577）。

【００８８】以上の処理において、ステップＳ65〜Ｓ68
は、図３のステップＳb2、Ｓc1に対応する。また、ステ
ップＳ73は、図３のステップＳe1に対応する。ステップ
Ｓ69、Ｓ70、Ｓ91は、図３のステップＳc2に対応する。
ステップＳ74〜Ｓ77は、図３のステップＳa2に対応す
る。

【００８９】また以上の処理において、ステップＳ165
〜Ｓ168は、図３のステップＳb4、Ｓd1に対応する。ま
た、ステップＳ93は、図３のステップＳe2に対応する。
ステップＳ169、Ｓ170、Ｓ191は、図３のステップＳd2
に対応する。ステップＳ174〜Ｓ177は、図３のステップ
Ｓa3に対応する。

【００９０】以上の実施形態では、一方のプロセスチャ
ンバＰＣ１でアニール処理している間に他方のプロセス
チャンバＰＣ２にて他の処理（具体的には、プロセスチ
ャンバＰＣ２にロードロックチャンバＬＣから基板を搬
送する時間、プロセスチャンバＰＣ２内のＸ−Ｙステー
ジにて基板をアニール処理開始位置に移動させる時間、
アニール処理完了後にＸ−Ｙステージにて基板を基板搬
送位置に移動させる時間、通信時間等）を実行すること
ができるようになり、大幅なスループットの向上を達成
することができる。

【００９１】以下、スループットに関する簡単な試算を
示す。例えば、基板サイズ６００×７２０ｍｍの場合、
従来型の装置（プロセスチャンバ１台のみの処理装置）
を使用した場合、アニール処理時間：約３．８分（レーザ発振周波数３００Ｈｚ、ビームサイズ３００×
０．４５ｍｍ、２列往復照射、オーバラップ率９５％、
１列から２列目へのステージ移動時間など含む）基板搬送時間：約１．５分照射開始、基板搬送位置移動時間など：約０．３分となる。したがって、プロセスチャンバが１台のみの構
成では、基板を１枚処理するのに必要な時間は約５．６
分となる。

【００９２】一方、実施形態のようにプロセスチャンバ
が２台の構成とすれば、基板を１枚処理する時間は、ア
ニール処理時間約３．８分に、光路スイッチＰＳにおい
て反射部材ＭＰが移動する時間を足した時間、すなわち
約３．９分となる。よって、この場合、約３０％以上ス
ループットを向上させることができる。

【００９３】〔第２実施形態〕以下、第２実施形態の処
理装置について説明する。第２実施形態の装置は、低温
ポリシリコンＴＦＴ液晶基板用のレーザアニーリング装
置であり、第１実施形態の装置部分のうちアニール用の
光源や光学系に対して変更を施したものとなっている。
なお、図１に示す第１実施形態の装置において、カセッ
トステーションＣＳ、ロードロックチャンバＬＣ、プロ
セスチャンバＰＣ１、ＰＣ２、及びトランスファチャン
バＴＣは、第２実施形態の装置にも共通するものであ
り、以下では図１の装置と異なる光源や光学系の部分に
ついて説明する。

【００９４】図１２は、第２実施形態に係るレーザアニ
ーリング装置のうち光学系の構成及び配置を説明する斜
視図である。図示のように、このレーザアニーリング装
置は、ポリシリコンをアニールするためのレーザ光を発
生する光源として、一対の光源ユニットである一対のエ
キシマレーザ装置ＥＬ１、ＥＬ２を備える。また、両エ
キシマレーザ装置ＥＬ１、ＥＬ２と一対のプロセスチャ
ンバＰＣ１、ＰＣ２との間に配置される照射光学系ＩＯ
Ｒ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換えて光路スイッチＰＳに導くため
の光源切換手段である光源スイッチＳＳを備える。

【００９５】第１エキシマレーザ装置ＥＬ１からのレー
ザ光は、切換ミラー装置ＳＭ１、ＳＭ２を経てプロセス
シャッタＰＲＳを経た後、光源切換用の光源スイッチＳ
Ｓに入射する。第２エキシマレーザ装置ＥＬ１からのレ
ーザ光も、別の切換ミラー装置ＳＭ１、ＳＭ２を経てプ
ロセスシャッタＰＲＳを経た後、光源切換用の光源スイ
ッチＳＳに入射する。なお、切換ミラー装置ＳＭ１を動
作させることにより、レーザ光をパワーメータＰＭ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。また、切換ミラー装置Ｓ
Ｍ２を動作させることにより、レーザ光をターゲットＴ
Ａに導くことができ、メンテナンスのための光源切換の
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。両エキシマレー
ザ装置ＥＬ１、ＥＬ２の光軸調整は、手動でも可能であ
るが、光源スイッチＳＳによる光源の切換に際して自動
的に光軸調整を行うようにしてもよい。

【００９６】光源スイッチ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、減光用のＮＤフィルタＮＤＦと、光強度を可変に調
整するためのアッティネータＡＴと、ビームエキスパン
ダとして機能するアフォーカル光学部ＡＦＯとを経て光
路スイッチＰＳに入射する。ここで、アッティネータＡ
Ｔは、エキシマレーザ装置ＥＬ１、ＥＬ２の切換等に起
因してレーザ光のパワーが変動することを防止する。ま
た、アフォーカル光学部ＡＦＯは、アッティネータＡＴ
を経たレーザ光のビーム径等を調節することにより、エ
キシマレーザ装置ＥＬ１、ＥＬ２の切換や経時変化等に
起因して基板Ｗ上に投影される線状ビームのビームプロ
ファイルが変動することを防止する。

【００９７】このようにアフォーカル光学部ＡＦＯやア
ッティネータＡＴを設けている理由について、ここで具
体的に説明する。エキシマレーザ装置ＥＬ１、ＥＬ２の
ようなガスレーザでは、ＹＡＧレーザ等の固体レーザと
比較して、基板Ｗ上におけるエネルギ密度やビームプロ
ファイルをポリシリコンのアニールに要求されるレベル
で一定に保つことが通常困難である。特にガスレーザに
はメンテナンスが不可欠であり、光源すなわちエキシマ
レーザ装置ＥＬ１、ＥＬ２をメンテナンスのために単に
切り換えただけでは、その切換に際して処理不均一等の
問題が著しく発生する。このような背景から、本実施形
態では、レーザ光の照射特性を随時調節することができ
るアフォーカル光学部ＡＦＯやアッティネータＡＴを組
み込んでいる。

【００９８】光路スイッチＰＳから出射したレーザ光
は、シリンドリカルレンズ部ＨＳａとフォーカスレンズ
部ＨＳｂとからなる一対のホモジェナイザＨＳ１、ＨＳ
２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Ｗ上に線状ビームとして入射す
る。この線状ビームは、第１実施形態の場合と同様に、
その短尺方向に走査され、基板Ｗ全面の走査によって基
板Ｗ上のポリシリコンを均一に結晶化することができ
る。なお、各ホモジェナイザＨＳ１、ＨＳ２を構成する
フォーカスレンズ部ＨＳｂの下方位置には、光路上に進
退可能なモニタミラーＭＭがそれぞれ配置されている。
モニタミラーＭＭを光路上に挿入すると、基板Ｗ上に入
射すべきレーザ光は、ビームプロファイラＢＰに入射す
る。このビームプロファイラＢＰは、ラインセンサカメ
ラ等からなり、基板Ｗ上に投影される線状ビームのエネ
ルギ分布を検出する。ビームプロファイラＢＰは光軸に
垂直な方向に移動可能になっており、所定以上移動させ
ると、モニタミラーＭＭで反射されたレーザ光は、ビー
ムプロファイラＢＰの後方に配置したエネルギモニタＥ
Ｍに入射する。このエネルギモニタＥＭは、ジュールメ
ータ等からなり、基板Ｗ上に投影される線状ビームのエ
ネルギ密度を検出する。

【００９９】図１３は、図１２に示す光学系を動作させ
る制御装置を説明するブロック図である。なお、この図
では、図１２の切換ミラー装置ＳＭや減光用のＮＤフィ
ルタＮＤＦ等を説明の簡潔のために省略している。

【０１００】駆動回路９１は、ミラーやその駆動部材か
らなる光源スイッチＳＳのアクチュエータ部を適当なタ
イミングで動作させて、いずれか一方のエキシマレーザ
装置ＥＬ１、ＥＬ２からのレーザ光を選択的にアッティ
ネータＡＴに導く。例えば、第１エキシマレーザ装置Ｅ
Ｌ１をガス交換やオーバホールのために停止させる必要
が生じた際には、駆動回路９１を介して光源スイッチＳ
Ｓを動作させて、アッティネータＡＴに導くレーザ光を
第１エキシマレーザ装置ＥＬ１のものから第２エキシマ
レーザ装置ＥＬ２のものに切り換える。これにより、第
１エキシマレーザ装置ＥＬ１の動作をしばらく停止させ
てメンテナンス作業を行うことができ、かつ、光路スイ
ッチＰＳやホモジェナイザＨＳ１、ＨＳ２に常時レーザ
光を供給することができる。

【０１０１】駆動回路９２は、アッティネータＡＴに設
けたステッピングモータを適宜動作させて、プロセスチ
ャンバＰＣ１、ＰＣ２に導かれるレーザ光のエネルギ密
度を調節する。例えば、光源スイッチＳＳの動作によっ
て第１エキシマレーザ装置ＥＬ１から第２エキシマレー
ザ装置ＥＬ２に光源が切り換わった場合、光源スイッチ
ＳＳを出射するレーザ光のエネルギ密度が大きく変動す
る可能性があるが、駆動回路９２を介してアッティネー
タＡＴを動作させることにより、ホモジェナイザＨＳ
１、ＨＳ２等に導かれるレーザ光のエネルギ密度を一定
に保つことができる。

【０１０２】駆動回路９３は、レンズ要素、ガイド、ス
テッピングモータ等からなるアフォーカル光学部ＡＦＯ
のステッピングモータを適宜動作させて、プロセスチャ
ンバＰＣ１、ＰＣ２に導かれるレーザ光のビームプロフ
ァイルを調節する。例えば、光源スイッチＳＳの動作に
よって第１エキシマレーザ装置ＥＬ１から第２エキシマ
レーザ装置ＥＬ２に光源が切り換わった場合、ホモジェ
ナイザＨＳ１、ＨＳ２を経てプロセスチャンバＰＣ１、
ＰＣ２中の基板Ｗ上に投影される線状ビームのビームプ
ロファイルが大きく変動する可能性があるが、駆動回路
９３を介してアフォーカル光学部ＡＦＯを適宜動作させ
ることにより、基板Ｗ上に投影される線状ビームのビー
ムプロファイルをほぼ一定に保つことができる。

【０１０３】駆動回路９４は、ミラーやその駆動部材か
らなる光路スイッチＰＳのアクチュエータ部を適当なタ
イミングで動作させて、アッティネータＡＴ及びアフォ
ーカル光学部ＡＦＯを経たレーザ光の光路を切り換え
て、レーザ光を一対のホモジェナイザＨＳ１、ＨＳ２の
いずれか一方に入射させる。例えば、第１プロセスチャ
ンバＰＣ１で基板Ｗのレーザアニールが終了した場合に
は、駆動回路９４を介して光路スイッチＰＳを動作させ
て、第１プロセスチャンバＰＣ１側のホモジェナイザＨ
Ｓ１に導いていたレーザ光を第２プロセスチャンバＰＣ
２側のホモジェナイザＨＳ２に導く。このように、第１
及び第プロセスチャンバＰＣ１、ＰＣ２に交互にレーザ
光を供給することで、基板Ｗの交換等にともなってエキ
シマレーザ装置の出力が周期的に停止することを防止で
き、或いはエキシマレーザ装置からの出力が無駄に捨て
打ちされることを防止できる。

【０１０４】駆動装置９６は、光源スイッチＳＳ等と同
様の駆動部材とこの駆動部材を動作させるための駆動回
路とを備える。つまり、駆動装置９６は、制御コンピュ
ータ９９からの制御信号に基づいてモニタミラーＭＭを
光路上に進退させることができる。これにより、レーザ
アニールの合間等において、基板Ｗ上に投影すべき線状
ビームをエネルギモニタＥＭに導いてそのエネルギ密度
を適宜検出させることができる。さらに、ビームプロフ
ァイラＢＰをモニタミラーＭＭとエネルギモニタＥＭと
の間の光路上に配置すれば、基板Ｗ上に投影すべき線状
ビームをビームプロファイラＢＰに導いてそのビームプ
ロファイルを適宜検出させることができる。

【０１０５】制御コンピュータ９９は、駆動回路９１〜
９４の動作を制御して、光源スイッチＳＳ、アッティネ
ータＡＴ、アフォーカル光学部ＡＦＯ、光路スイッチＰ
Ｓ等を適当なタイミングで適宜動作させる。つまり、制
御コンピュータ９９からの制御信号により、レーザ光を
取り出すエキシマレーザ装置ＥＬ１、ＥＬ２を選択的に
切り換えることができ、レーザ光を入射させるプロセス
チャンバＰＣ１、ＰＣ２を選択的に切り換えることがで
き、プロセスチャンバＰＣ１、ＰＣ２中の基板Ｗに入射
するレーザ光のエネルギ密度やビームプロファイルを監
視してこれらを所望の状態に調節することができる。

【０１０６】なお以上において、アッティネータＡＴ、
アフォーカル光学部ＡＦＯ、エネルギモニタＥＭ、ビー
ムプロファイラＢＰ、駆動回路９１〜９３、駆動装置９
６、制御コンピュータ９９等は、照射調整手段を構成す
る。

【０１０７】図１４及び図１５は、図１２等に示すレー
ザアニーリング装置の動作を概念的に説明するフローチ
ャートであり、図３及び図４のフローチャートに対応す
る。第２実施形態のレーザアニーリング装置の基本的な
動作は、第１実施形態のレーザアニーリング装置と同様
であるが、照射光学系ＩＯＲの動作が第１実施形態の照
射光学系ＩＯと多少異なる。

【０１０８】まず、ステップＳe1で光路スイッチＰＳを
切り換える際には、必要に応じて光源スイッチＳＳを切
り換えることもできる。つまり、プロセスチャンバＰＣ
１に切り換えてレーザ光を入射させるのと相前後して、
レーザ光を取り出す光源ユニットを第１及び第２エキシ
マレーザ装置ＥＬ１、ＥＬ２のいずれか一方から他方に
切り換えることもできる。なお、光源スイッチＳＳは、
光路スイッチＰＳの動作ごとに動作させるものではな
く、光路スイッチＰＳを例えば１０００回動作させた場
合に１回といった一定頻度で動作させることができる。
また、光源スイッチＳＳは、例えば１日１回といった一
定時間間隔で光路スイッチＰＳの動作タイミングに合わ
せて動作させることもできる。

【０１０９】ステップＳe1の後であってアニール処理
（ステップＳc2）の前には、アッティネータＡＴやアフ
ォーカル光学部ＡＦＯを調節して基板Ｗに入射するレー
ザ光の照射状態を調節する（ステップＳc11）。具体的
には、モニタミラーＭＭを光路上に挿入して基板Ｗに入
射する線状ビームのエネルギ密度やビームプロファイル
を監視し、これらが所定の基準範囲から外れている場合
には、アッティネータＡＴを動作させてエネルギ密度が
基準範囲に収まるようにし、或いはアフォーカル光学部
ＡＦＯを動作させてビームプロファイルが基準範囲に収
まるようにする。なお、このステップＳc11は、光路ス
イッチＰＳの動作ごとに実行する必要はなく、光源スイ
ッチＳＳが切り換えられた場合にのみ実行するものとで
きる。

【０１１０】さらに、ステップＳe2で光路スイッチＰＳ
を切り換える際にも、光源スイッチＳＳを切り換えるこ
とができる。つまり、プロセスチャンバＰＣ２に切り換
えてレーザ光を入射させるのと相前後して、レーザ光を
取り出す光源ユニットを第１及び第２エキシマレーザ装
置ＥＬ１、ＥＬ２のいずれか一方から他方に切り換える
ことができる。なお、光源スイッチＳＳは、光路スイッ
チＰＳに対して一定頻度で動作させることができ、或い
は、一定時間間隔で光路スイッチＰＳの動作タイミング
に合わせて動作させることもできる。

【０１１１】ステップＳe2の後であってアニール処理
（ステップＳd2）の前にも、ステップＳc11と同様に、
アッティネータＡＴやアフォーカル光学部ＡＦＯを調節
して基板Ｗに入射するレーザ光の照射状態を調節する
（ステップＳc12）。なお、このステップＳc12は、光路
スイッチＰＳの動作ごとに実行する必要はなく、光源ス
イッチＳＳが切り換えられた場合にのみ実行するものと
できる。

【０１１２】以上のように、プロセスチャンバＰＣ１、
ＰＣ２の切り換えのタイミングを利用して、一定頻度若
しくは一定時間間隔でエキシマレーザ装置ＥＬ１、ＥＬ
２を交互に切り換えることで、使用していないエキシマ
レーザ装置の定期的ガス交換等のメンテナンスやオーバ
ホールが可能になる。つまり、ほとんどノンストップで
レーザアニーリング装置を動作させることができ、低温
ポリシリコンＴＦＴ液晶基板のレーザアニーリング処理
のスループットを高めることができる。具体的に説明す
ると、１台のエキシマレーザ装置からなる個別の装置で
レーザアニーリングを行う場合、ガス交換のため１日毎
に２時間、オーバホールのため３ヶ月毎に５日程度シス
テムを停止させる必要があるが、本実施形態のように一
対のエキシマレーザ装置ＥＬ１、ＥＬ２を切り換えつつ
用いる場合、１３％程度（２時間／２４時間＝約８％、
５日／（３ヶ月×３０日＝５．５％）、生産性を向上さ
せることができる。

【０１１３】図１６は、図１４に示すステップＳc11の
前段を詳細に説明するフローチャートである。まず、駆
動装置９６を動作させてモニタミラーＭＭを光路上に挿
入する（ステップＳe101）。

【０１１４】次に、光源スイッチＳＳで選択された第１
及び第２エキシマレーザ装置ＥＬ１、ＥＬ２のいずれか
一方を発振動作させる（ステップＳe102）。これによ
り、レーザ光がエネルギモニタＥＭに入射する。なお、
エキシマレーザ装置ＥＬ１、ＥＬ２の切換が直前に行わ
れていない場合、プロセスシャッタＰＲＳ（図１２参
照）を開放するだけで足る。

【０１１５】次に、エキシマレーザ装置ＥＬ１、ＥＬ２
のいずれか一方の発振動作を所定時間継続させて、レー
ザ光の捨て打ちを行ってレーザ光の発振状態を安定化さ
せる（ステップＳe103）。なお、エキシマレーザ装置Ｅ
Ｌ１、ＥＬ２の切換が直前に行われていない場合、レー
ザ光の捨て打ちは必要ない。

【０１１６】次に、エネルギモニタＥＭの検出結果を制
御コンピュータ９９で演算処理して、レーザ光のエネル
ギ測定を行う（ステップＳe104）。具体的には、適当に
定めたＮパルス分のレーザ光がエネルギモニタＥＭに入
射する間、レーザ光のエネルギ密度を積算し、この積算
値をＮで割って平均エネルギ値を算出する。

【０１１７】次に、制御コンピュータ９９では、ステッ
プＳe104で得た平均エネルギ値が許容範囲にあるか否か
を判断する（ステップＳe105）。具体的には、ステップ
Ｓe104で得た平均エネルギ値を照射基準エネルギと比較
して誤差を求め、この誤差の絶対値が許容値以下である
か否かを判断する。

【０１１８】ステップＳe105で許容範囲外と判断された
場合、アッティネータＡＴを通過するレーザ光のエネル
ギ密度を調節する（ステップＳe106）。具体的には、制
御コンピュータ９９が、平均エネルギ値と照射基準エネ
ルギとの差である誤差から、誤差をゼロにするために必
要なアッティネータＡＴの目標駆動量を求める。また、
制御コンピュータ９９は、駆動回路９２を介してアッテ
ィネータＡＴを目標駆動量だけ動作させて、アッティネ
ータＡＴから出射するレーザ光のエネルギ密度を調節す
る。

【０１１９】次に、アッティネータＡＴを調節した状態
で次回の計測まで所定時間だけ待機する（ステップＳe1
07）。この後は、ステップＳe104に戻って、ステップＳ
e104からステップＳe107までの処理を繰り返す。

【０１２０】一方、ステップＳe105で許容範囲内と判断
された場合、駆動装置９６を動作させてモニタミラーＭ
Ｍを光路上から退避させて、処理を終了する（ステップ
Ｓe108）。

【０１２１】図１７は、図１６の処理に引き続いて行わ
れる処理を説明するフローチャートであり、図１４に示
すステップＳc11の後段を詳細に説明する。

【０１２２】まず、駆動装置９６を動作させてモニタミ
ラーＭＭを光路上に挿入するとともに、モニタミラーＭ
Ｍからの反射光の光路上にビームプロファイラＢＰを移
動させる（ステップＳe201）。これにより、レーザ光が
ビームプロファイラＢＰに入射する。

【０１２３】次に、ビームプロファイラＢＰの検出結果
を制御コンピュータ９９で演算処理して、レーザ光のプ
ロファイル測定を行う（ステップＳe204）。具体的に
は、ビームプロファイラＢＰに入射した線状ビームの例
えば短尺方向に関してその強度分布を求める。

【０１２４】次に、制御コンピュータ９９では、ステッ
プＳe204で得たプロファイルが許容範囲にあるか否かを
判断する（ステップＳe205）。具体的には、ステップＳ
e204で得たプロファイルを基準プロファイルと比較して
ずれを求め、このずれが許容値以下であるか否かを判断
する。

【０１２５】ステップＳe205で許容範囲外と判断された
場合、アフォーカル光学部ＡＦＯを通過するレーザ光の
ビーム幅や発散角を適宜調節する（ステップＳe206）。
具体的には、制御コンピュータ９９が、計測したプロフ
ァイルの基準プロファイルからのずれに基づいて、この
ずれを最小にするために必要なアフォーカル光学部ＡＦ
Ｏを構成するレンズの目標駆動量を求める。さらに、制
御コンピュータ９９は、駆動回路９３を介してアフォー
カル光学部ＡＦＯを目標駆動量だけ動作させて、ビーム
プロファイラＢＰすなわち基板Ｗに投影すべきレーザ光
のプロファイルを調節する。

【０１２６】次に、アフォーカル光学部ＡＦＯを調節し
た状態で次回の計測まで所定時間だけ待機する（ステッ
プＳe207）。この後は、ステップＳe204に戻って、ステ
ップＳe204からステップＳe207までの処理を繰り返す。

【０１２７】一方、ステップＳe205で許容範囲内と判断
された場合、駆動装置９６を動作させてモニタミラーＭ
ＭやビームプロファイラＢＰを光路上から退避させて、
処理を終了する（ステップＳe208）。

【０１２８】図１８は、ステップＳe205等において測定
したプロファイルが許容範囲にあるか否かの具体的な判
断方法の一例を説明するグラフである。グラフにおい
て、横軸はビームの短尺方向の位置を示し、縦軸はビー
ムの強度を示す。

【０１２９】ビーム幅０．４ｍｍの標準的ビームＡ（実
線）のプロファイルにおける左右の傾斜度合Ｄ（プロフ
ァイルの平坦な部分の強度を１００％として、例えば１
０〜９０％に対応する左右一対の間隔の平均値：図示の
場合１４０μｍ）を記憶しておく。そして、制御対象で
ある計測ビームＢ（点線）についてもプロファイルの傾
斜度合Ｄ’を計測し、両傾斜度合Ｄ、Ｄ’が一致するよ
うに、アフォーカル光学部ＡＦＯを構成するレンズ要素
の相対位置を決定することで、計測ビームのプロファイ
ルを標準的ビームのプロファイルに近づけることができ
る。なお、以上の説明では、ビームの傾斜度合について
のみ説明したが、他の光学要素を含めた光学系の構成要
素の位置調整により、短尺方向のビーム幅Ｃもアフォー
カル光学部ＡＦＯの駆動によって調節することができ
る。また、長尺方向の均一性も、アフォーカル光学部Ａ
ＦＯ等の駆動によって調節することができる。

【０１３０】以上、実施形態に即して本発明を説明した
が、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記第１実施形態では、１台のエキシマレーザ
装置ＥＬを一対のプロセスチャンバＰＣ１、ＰＣ２で共
用したが、搬送に要する時間の比率が大きい場合、３つ
以上のプロセスチャンバで、１台のエキシマレーザ装置
ＥＬを共用することができる。同様に、上記第２実施形
態では、２台のエキシマレーザ装置ＥＬを一対のプロセ
スチャンバＰＣ１、ＰＣ２で共用したが、搬送に要する
時間の比率が大きい場合、３つ以上のプロセスチャンバ
で、２台のエキシマレーザ装置ＥＬを共用することがで
きる。

【０１３１】また、上記実施形態は、本発明の処理装置
をレーザアニーリング装置に適用したものであるが、安
定に時間を要する光を用いて光処理を行なう各種処理装
置に光源からの光路を切り換えて使用する上記手法を採
用することにより、処理の迅速と、処理の安定性と、コ
スト低減を図ることができる。

【０１３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る第１の処理装置によれば、前記カセットステージ
と前記第１処理ユニットとの間で処理対象が受け渡され
る際に、光路切換手段が光源からの光路を切り換えて前
記処理光を前記第２処理ユニットに導くので、少ない光
源を共用しつつ光処理のスループットを高めることがで
きるとともに、光源の動作を停止させることなく光源か
らの安定した処理光を効率的に利用することができる。

【０１３３】また、本発明に係る第１の処理方法によれ
ば、前記第１処理ユニット中で前記処理対象を処理する
際に、前記カセットステージと前記第２処理ユニットと
の間で別の処理対象を受け渡すので、少ない光源を共用
しつつ光処理のスループットを高めることができるとと
もに、光源の動作を停止させることなく光源からの安定
した処理光を効率的に利用することができる。

【０１３４】また、本発明に係る第２の処理装置によれ
ば、光源ユニットのメンテナンス等を実施しても処理光
による処理を長期に中断する必要がなく、効率的な連続
処理を実現することができる。さらに、処理光の照射状
態の変動を適宜防止でき、安定した連続処理を長期に亘
って実現することができる。

【０１３５】また、本発明に係る第２の処理方法によれ
ば、第１光源ユニットにメンテナンス等を実施しても処
理光による処理を長期に中断する必要がなく、効率的な
連続処理を実現することができる。さらに、処理光の照
射状態の変動を防止し、安定した連続処理を長期に亘っ
て実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態のレーザアニーリング装置の全体
構造を説明するブロック図である。

【図２】一方の処理ユニットの内部構造を説明する図で
ある。

【図３】図１の装置における処理を概念的に説明するフ
ローチャートである。

【図４】図１の装置における処理を概念的に説明するフ
ローチャートである。

【図５】図１のレーザアニーリング装置の制御系を説明
するブロック図である。

【図６】図１及び図５に示す装置の具体的な動作を説明
するフローチャートである。

【図７】図１及び図５に示す装置の具体的な動作を説明
するフローチャートである。

【図８】図１及び図５に示す装置の具体的な動作を説明
するフローチャートである。

【図９】図１及び図５に示す装置の具体的な動作を説明
するフローチャートである。

【図１０】図１及び図５に示す装置の具体的な動作を説
明するフローチャートである。

【図１１】図１及び図５に示す装置の具体的な動作を説
明するフローチャートである。

【図１２】第２実施形態のレーザアニーリング装置のう
ち光学系の構成及び配置を説明する斜視図である。

【図１３】図１２に示す光学系を動作させる制御装置を
説明するブロック図である。

【図１４】図１の装置における処理を概念的に説明する
フローチャートである。

【図１５】図１の装置における処理を概念的に説明する
フローチャートである。

【図１６】図１５に示す特定工程（ステップ）の前段を
詳細に説明するフローチャートである。

【図１７】図１５に示す特定工程（ステップ）の後段を
詳細に説明するフローチャートである。

【図１８】測定したプロファイルが許容範囲にあるか否
かの具体的な判断方法を説明するグラフである。

【符号の説明】

２０,１２０ステージ３０ステージ駆動装置４０チャンバ４０ａ透過窓８０制御コンピュータ８１ＣＳコントローラ８２レーザ発振器コントローラ８３ＣＮＣコントローラ８４シーケンサユニット８６エネルギーモニタ駆動回路８７アッティネータ駆動回路ＥＬエキシマレーザ装置Ｇ１〜Ｇ４真空ゲートＨＳ１,ＨＳ２ホモジェナイザＩＯ照射光学系ＬＣロードロックチャンバＭＤ駆動部材ＭＰ反射部材ＰＣ１,ＰＣ２プロセスチャンバＰＳ光路スイッチＲ１,Ｒ２移載ロボットＴＣトランスファチャンバＷ基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の処理対象を収容するカセットを載
置するカセットステーションと、前記複数の処理対象のうち１つの処理対象を受け取ると
ともに、処理光の供給を受けて当該１つの処理対象に処
理を行なう第１処理ユニットと、前記複数の処理対象のうち１つの処理対象を受け取ると
ともに、処理光の供給を受けて当該１つの処理対象に処
理を行なう第２処理ユニットと、前記第１及び第２処理ユニットと前記カセットステージ
との間で処理対象を受け渡す搬送装置と、前記搬送装置が前記カセットステージと前記第１処理ユ
ニットとの間で処理対象を受け渡す際に、光源からの光
路を切り換えて前記処理光を前記第２処理ユニットに導
く光路切換手段とを備える処理装置。
【請求項２】前記光路切換手段は、前記搬送装置が前
記カセットステージと前記第２処理ユニットとの間で処
理対象を受け渡す際に、前記光源からの前記処理光を前
記第１処理ユニットに導くことを特徴とする請求項１記
載の処理装置。
【請求項３】前記第１及び第２処理ユニットは、真空
又は不活性雰囲気下で前記処理対象を支持するステージ
を収容する気密容器をそれぞれ有し、各気密容器は、前
記処理光を内部に導く入射窓を備え、前記搬送装置は、
前記第１及び第２処理ユニットに直接的若しくは間接的
に接続されたロードロックチャンバを介して、前記カセ
ットステージと前記第１及び第２処理ユニットとの間で
処理対象を受け渡すことを特徴とする請求項１及び請求
光２のいずれか記載の処理装置。
【請求項４】前記光源は、前記処理光としてレーザ光
を発生するガスレーザ装置であり、前記第１及び第２処
理ユニットは、前記レーザ光を用いて前記処理対象にレ
ーザアニールを施すことを特徴とする請求項１から請求
項３のいずれか記載の処理装置。
【請求項５】光源からの処理光を光路切換手段を利用
して第１処理ユニットに導いて当該第１処理ユニット中
の処理対象に前記処理光を照射する工程と、前記光源か
らの前記処理光を前記光路切換手段を利用して第２処理
ユニットに導いて当該第２処理ユニット中の処理対象に
前記処理光を照射する工程とを備える処理方法であっ
て、前記第１処理ユニット中で処理対象を処理する際に、前
記カセットステージと前記第２処理ユニットとの間で別
の処理対象を受け渡すことを特徴とする処理方法。
【請求項６】前記第２処理ユニット中で処理対象を処
理する際に、前記カセットステージと前記第１処理ユニ
ットとの間で別の処理対象を受け渡すことを特徴とする
請求項５記載の処理方法。
【請求項７】前記第１及び第２処理ユニットは、ガス
レーザ装置からのレーザ光を前記処理光として利用して
前記処理対象にレーザアニールを施すことを特徴とする
請求項５及び請求項６のいずれか記載の処理方法。
【請求項８】前記光源は、それぞれが処理光を発生す
る第１及び第２光源ユニットからなり、当該光源を構成
するいずれかの光源ユニットからの処理光を選択的に切
り換えて前記光路切換手段に導く光源切換手段と、前記
第１及び第２光源ユニットから処理対象への処理光の照
射状態を各光源ユニットごとに個別に調節する照射調整
手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１から請
求項４のいずれか記載の処理装置。
【請求項９】前記照射調整手段は、前記光源切換手段
による処理光の切換に際して生じる処理光の特性変化を
相殺するように処理光の照射特性を調節することを特徴
とする請求項１から請求項４のいずれか記載の処理装
置。
【請求項１０】前記光源を構成する第１及び第２光源
ユニットのいずれかの光源ユニットからの処理光を選択
的に切り換えて前記光路切換手段に導くとともに、前記
第１及び第２光源ユニットから処理対象への処理光の照
射状態を各光源ユニットごとに個別に調節することを特
徴とする請求項５から請求項７のいずれか記載の処理方
法。
【請求項１１】処理光をそれぞれ発生する第１光源ユ
ニット及び第２光源ユニットを有する光源と、前記光源を構成するいずれかの光源ユニットからの処理
光を選択的に切り換えて処理対象に導く光源切換手段
と、前記第１及び第２光源ユニットから処理対象への処理光
の照射状態を各光源ユニットごとに個別に調節する照射
調整手段とを備える処理装置。
【請求項１２】前記照射調整手段は、前記光源切換手
段による処理光の切換に際して生じる処理光の特性変化
を相殺するように処理光の照射特性を調節することを特
徴とする請求項１１記載の処理装置。
【請求項１３】前記第１及び第２光源ユニットは、そ
れぞれ前記処理光としてレーザ光を発生するガスレーザ
装置であり、各ガスレーザ装置からのレーザ光を選択的
に処理光として利用して前記処理対象にレーザアニール
を施す処理室をさらに備えることを特徴とする請求項１
１及び請求項１２のいずれか記載の処理装置。
【請求項１４】前記照射調整手段は、処理光のビーム
プロファイルを調節することを特徴とする請求項８、及
び請求項１１から請求項１３のいずれか記載の処理装
置。
【請求項１５】前記光源から処理対象上に導かれる処
理光は、ホモジェナイザによって前記処理対象上に線状
ビームとして投影されるアニール用の紫外レーザ光であ
り、前記線状ビームは、前記処理対象上で当該線状ビー
ムの短尺方向に走査されることを特徴とする請求項１４
記載の処理装置。
【請求項１６】前記照射調整手段は、処理光のエネル
ギ密度を調節することを特徴とする請求項８、及び請求
項１１から請求項１３のいずれか記載の処理装置。
【請求項１７】第１光源ユニットからの処理光を処理
対象に導く工程と、前記第１光源ユニットから前記処理対象への処理光の照
射状態を調節する工程と、前記第１光源ユニットからの処理光を第２光源ユニット
からの処理光に切り換えて処理対象に導く工程と、前記第２光源ユニットから前記処理対象への処理光の照
射状態を調節する工程とを備える処理方法。
【請求項１８】処理光の切換に際して生じる処理光の
特性変化を相殺するように、処理光の照射特性を調節す
ることを特徴とする請求項１７記載の処理方法。
【請求項１９】前記第１及び第２光源ユニットは、そ
れぞれ前記処理光としてレーザ光を発生するガスレーザ
装置であり、各ガスレーザ装置からのレーザ光を選択的
に処理光として利用して前記処理対象にレーザアニール
を施すことを特徴とする請求項１７及び請求項１８のい
ずれか記載の処理方法。
【請求項２０】前記照射状態の調節は、処理光のビー
ムプロファイル及びエネルギ密度の少なくとも一方の調
節を含むことを特徴とする請求項１７から請求項１９の
いずれか記載の処理方法。