(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-28
(45)【発行日】2022-12-06
(54)【発明の名称】レーザ処理装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/268 20060101AFI20221129BHJP
H01L 21/02 20060101ALI20221129BHJP
H01L 21/20 20060101ALI20221129BHJP
H01L 21/677 20060101ALI20221129BHJP
B65G 49/07 20060101ALI20221129BHJP
【ＦＩ】
H01L21/268 G
H01L21/268 J
H01L21/268 T
H01L21/02 Z
H01L21/20
H01L21/68 A
B65G49/07 J
【請求項の数】
26
(21)【出願番号】P 2019042202
(22)【出願日】2019-03-08
(65)【公開番号】P2020145362
(43)【公開日】2020-09-10
【審査請求日】2021-09-09
(73)【特許権者】
【識別番号】521476506
【氏名又は名称】ＪＳＷアクティナシステム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002066
【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 祐輝
(72)【発明者】
【氏名】山口 芳広
(72)【発明者】
【氏名】藤 貴洋
【審査官】長谷川 直也
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１８／０４２８０８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－２２２７６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２１６０８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－１０９６１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－２２８６２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６２－２１６３２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭６２－１６５０８７（ＪＰ，Ｕ）
【文献】国際公開第２００５／０９１６１９（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／２６８
Ｈ０１Ｌ ２１／０２
Ｈ０１Ｌ ２１／２０
Ｈ０１Ｌ ２１／６７７
Ｂ６５Ｇ ４９／０７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
以下を含むレーザ処理装置：基板を浮上させて搬送するためのステージ；および
前記基板にレーザ光を照射するレーザ発振器、
ここで、
前記ステージは定盤および前記定盤上の上部構造体を含み、
前記上部構造体は前記定盤に面する第１の主面と前記第１の主面と反対側の第２の主面を有し、
前記第１の主面は凹部を有し、
前記レーザ光の前記ステージ上での平面形状は長軸と短軸を有し、
前記凹部内に冷却機構が設けられ、
前記凹部は前記長軸の方向に沿って形成されている。
【請求項2】
以下を含むレーザ処理装置：
基板を浮上させて搬送するためのステージ；および
前記基板にレーザ光を照射するレーザ発振器、
ここで、
前記ステージは定盤および前記定盤上の上部構造体を含み、
前記上部構造体は前記定盤に面する第１の主面と前記第１の主面と反対側の第２の主面を有し、
前記第１の主面は凹部を有し、
前記凹部内に冷却機構が設けられ、
前記冷却機構と前記定盤の間には空間が存在する。
【請求項3】
以下を含むレーザ処理装置：
基板を浮上させて搬送するためのステージ；および
前記基板にレーザ光を照射するレーザ発振器、
ここで、
前記ステージは定盤および前記定盤上の上部構造体を含み、
前記上部構造体は前記定盤に面する第１の主面と前記第１の主面と反対側の第２の主面を有し、
前記第１の主面は凹部を有し、
前記凹部内に冷却機構が設けられ、
前記上部構造体の前記第１の主面は前記定盤の上面に接し、
前記冷却機構は前記定盤に接していない。
【請求項4】
以下を含むレーザ処理装置：
基板を浮上させて搬送するためのステージ；および
前記基板にレーザ光を照射するレーザ発振器、
ここで、
前記ステージは定盤および前記定盤上の上部構造体を含み、
前記上部構造体は前記定盤に面する第１の主面と前記第１の主面と反対側の第２の主面を有し、
前記第１の主面は凹部を有し、
前記凹部内に冷却機構が設けられ、
前記上部構造体の前記第１の主面において前記凹部に隣接する位置に設けられた穴部に偏心ボルトが挿入され、
前記偏心ボルトにより前記冷却機構が前記凹部の内壁に押し付けられている。
【請求項5】
前記冷却機構は液体を流すための流路を含む請求項１から４のいずれか１項に記載のレーザ処理装置。
【請求項6】
前記液体は水である請求項５に記載のレーザ処理装置。
【請求項7】
前記上部構造体の前記第１の主面と前記第２の主面は平行である請求項１から４のいずれか１項に記載のレーザ処理装置。
【請求項8】
前記冷却機構と前記定盤の間には空間が存在する請求項１に記載のレーザ処理装置。
【請求項9】
前記冷却機構は取り外し可能である請求項１から４のいずれか１項に記載のレーザ処理装置。
【請求項10】
前記上部構造体の前記第２の主面側から前記基板に対し気体が噴出し、前記基板を浮上させる請求項１から４のいずれか１項に記載のレーザ処理装置。
【請求項11】
前記上部構造体の前記第２の主面側には多孔質体が配置され、前記多孔質体から前記基板に対し前記気体が噴出する請求項１０に記載のレーザ処理装置。
【請求項12】
前記多孔質体は炭素を主成分とする請求項１１に記載のレーザ処理装置。
【請求項13】
前記上部構造体はアルミニウムを主成分とする請求項１から４のいずれか１項に記載のレーザ処理装置。
【請求項14】
前記定盤はグラナイトを主成分とする請求項１から４のいずれか１項に記載のレーザ処理装置。
【請求項15】
前記基板はガラス基板である請求項１から４のいずれか１項に記載のレーザ処理装置。
【請求項16】
前記基板には非晶質の半導体膜が形成され、前記レーザ光の照射により前記非晶質の半導体膜は多結晶の半導体膜に変質する請求項１５に記載のレーザ処理装置。
【請求項17】
前記第１の主面は前記凹部を複数有し、前記複数の凹部内にそれぞれ前記冷却機構が設けられている請求項１から４のいずれか１項に記載のレーザ処理装置。
【請求項18】
前記上部構造体の前記第１の主面は前記定盤の上面に接し、前記冷却機構は前記定盤に接していない請求項１に記載のレーザ処理装置。
【請求項19】
前記上部構造体の前記第１の主面において前記凹部に隣接する位置に設けられた穴部に偏心ボルトが挿入され、前記偏心ボルトにより前記冷却機構が前記凹部の内壁に押し付けられている請求項１に記載のレーザ処理装置。
【請求項20】
以下を含む、非晶質の半導体膜を多結晶の半導体膜に変質させるためのレーザ処理装置：前記非晶質の半導体膜が形成されたガラスを主成分とする基板を浮上させて搬送するためのステージ；および
前記基板にレーザ光を照射するレーザ発振器、
ここで、
前記ステージは定盤および前記定盤上の上部構造体を含み、
前記上部構造体は前記定盤に面する第１の主面と前記第１の主面と反対側の第２の主面を有し、
前記第１の主面と前記第２の主面は平行であり、
前記第２の主面側から前記基板に対し気体が噴出することで前記基板を浮上させることが可能であり、
前記第１の主面は複数の凹部を有し、
前記複数の凹部内のそれぞれに液体を流すための流路が形成されており、
前記複数の凹部内のそれぞれに、前記流路を有する金属部材が配置され、
前記金属部材と前記定盤の間には空間が存在する。
【請求項21】
前記上部構造体の前記第２の主面側には多孔質体が配置され、前記多孔質体から前記基板に対し前記気体が噴出する請求項２０に記載のレーザ処理装置。
【請求項22】
前記多孔質体は炭素を主成分とする請求項２１に記載のレーザ処理装置。
【請求項23】
前記金属部材は取り外し可能である請求項２０に記載のレーザ処理装置。
【請求項24】
前記上部構造体はアルミニウムを主成分とする請求項２０に記載のレーザ処理装置。
【請求項25】
前記定盤はグラナイトを主成分とする請求項２０に記載のレーザ処理装置。
【請求項26】
以下を含むレーザ処理装置：基板を浮上させて搬送するためのステージ；および
前記基板にレーザ光を照射するレーザ発振器、
ここで、
前記ステージは定盤と前記定盤上の第１の上部構造体および第２の上部構造体を含み、
前記定盤上において、前記第１の上部構造体および前記第２の上部構造体は互いに離間し、かつ対向するように配置され、
前記第１の上部構造体は前記定盤に面する第１の主面と前記第１の主面と反対側の第２の主面を有し、
前記第２の上部構造体は前記定盤に面する第３の主面と前記第３の主面と反対側の第４の主面を有し、
前記第１の上部構造体の前記第２の主面側と前記第２の上部構造体の前記第４の主面側から前記基板に対し気体が噴出することで前記基板を浮上させることが可能であり、
前記第１の上部構造体および前記第２の上部構造体の間の隙間と前記レーザ光の焦点位置は平面視において重なり、
前記第１の主面および前記第３の主面は、それぞれ凹部を有し、
前記凹部内にそれぞれ冷却機構が設けられ、
前記冷却機構と前記定盤の間には空間が存在する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レーザ処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
国際公開ＷＯ２０１５／１７４３４７号（特許文献１）には、被処理体にレーザ光を照射してアニール処理を行うレーザアニール装置に関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】国際公開ＷＯ２０１５／１７４３４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明者は、レーザ処理装置のステージ上に被処理体を浮上させながらその被処理体を移動させ、移動する被処理体にレーザを照射するレーザ処理装置について検討している。そのようなレーザ処理装置において、被処理体に対するレーザ処理の条件が変動するのを抑制または防止することが望まれる。
【0005】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0006】
一実施の形態によれば、レーザ処理装置は、基板を浮上させて搬送するためのステージと、前記基板にレーザ光を照射するレーザ発振器とを含む。前記ステージは、定盤および前記定盤上の上部構造体を含む。前記第１の主面は凹部を有し、前記凹部内に冷却機構が設けられている。
【発明の効果】
【0007】
一実施の形態によれば、被処理体に対するレーザ処理の条件の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】一実施の形態におけるレーザ処理装置の模式的な構成を示す断面図である。
【図2】一実施の形態におけるレーザ処理装置の動作を説明するための平面図である。
【図3】一実施の形態におけるレーザ処理装置の要部平面図である。
【図4】一実施の形態におけるレーザ処理装置の要部平面図である。
【図5】一実施の形態におけるレーザ処理装置の要部断面図である。
【図6】一実施の形態におけるレーザ処理装置の要部断面図である。
【図7】一実施の形態におけるレーザ処理装置の要部断面図である。
【図8】一実施の形態におけるレーザ処理装置のステージが有する上部構造体の斜視図である。
【図9】一実施の形態におけるレーザ処理装置のステージが有する上部構造体の断面図である。
【図10】一実施の形態におけるレーザ処理装置のステージが有する上部構造体の断面図である。
【図11】第１検討例のレーザ処理装置の模式的な構成を示す断面図である。
【図12】第２検討例のレーザ処理装置の要部断面図である。
【図13】第２検討例のレーザ処理装置の要部断面図である。
【図14】液晶表示装置としての大画面テレビジョンを示す外観図である。
【図15】液晶表示装置としてのモバイル通信機器を示す外観図である。
【図16】一実施の形態における表示装置を製造する製造工程の流れを示すフローチャートである。
【図17】一実施の形態における表示装置の構成例を示す図である。
【図19】薄膜トランジスタのデバイス構造を示す断面図である。
【図20】薄膜トランジスタの製造工程の流れを示すフローチャートである。
【図21】チャネル膜の形成工程の流れを説明するフローチャートである。
【図22】第１変形例のレーザ処理装置のステージを示す平面図である。
【図23】第１変形例のレーザ処理装置の要部平面図である。
【図24】第１変形例のレーザ処理装置の要部断面図である。
【図25】第１変形例のレーザ処理装置の要部断面図である。
【図26】第２変形例のレーザ処理装置の要部平面図である。
【図27】第２変形例のレーザ処理装置の要部断面図である。
【図28】第２変形例のレーザ処理装置の要部断面図である。
【図29】第２変形例のレーザ処理装置の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【0010】
（実施の形態）
＜レーザ処理装置の全体構成について＞
本実施の形態におけるレーザ処理装置１の全体構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態におけるレーザ処理装置１の模式的な構成を示す断面図である。
＜レーザ処理装置の全体構成について＞
本実施の形態におけるレーザ処理装置１の全体構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態におけるレーザ処理装置１の模式的な構成を示す断面図である。
【0011】
図１に示されるように、本実施の形態におけるレーザ処理装置１は、レーザ光発生部２１と、光減衰器２２と、光学系モジュール２３と、密閉筐体２４と、処理室２５とを備えている。
【0012】
レーザ光発生部（レーザ発振器）２１は、レーザ光（例えばエキシマレーザ光）を出力するレーザ発振器（レーザ光源）から構成されており、レーザ光発生部２１の出力先には、レーザ光の出力を調整するための光減衰器（アッテネータ）２２が配置されている。光減衰器２２は、レーザ光の透過率を調整することにより、レーザ光の出力を調整する機能を有している。
【0013】
光減衰器２２で出力調整されたレーザ光の進行先には、光学系モジュール２３が配置されている。光学系モジュール２３は、反射ミラー２３ａとレンズ（図示せず）などから構成されており、光減衰器２２から光学系モジュール２３に入力されたレーザ光をラインビーム状のレーザ光に成形する機能を有している。光学系モジュール２３の出力部には、レーザ光に対して透光性を有するシールウィンドウ２３ｂが設けられている。光学系モジュール２３で成形されたレーザ光は、シールウィンドウ２３ｂを介して、光学系モジュール２３から出力される。
【0014】
光学系モジュール２３から出力されるレーザ光の進行先（ここでは光学系モジュール２３の下側）には、密閉筐体２４が設けられている。密閉筐体２４の内部は、密閉空間となっており、この密閉空間をレーザ光が進行するようになっている。密閉筐体２４の出力部には、レーザ光に対して透光性を有するシールウィンドウ２４ａが設けられている。
【0015】
密閉筐体２４から出力されるレーザ光の進行先（ここでは密閉筐体２４の下側）には、処理室２５が配置されている。処理室２５には、密閉筐体２４の出力部に設けられているシールウィンドウ２４ａと接続するシールボックス２６が取り付けられている。シールボックス２６には、例えば、窒素ガスに代表される不活性ガスが供給されるようになっている。また、図１に示されるように、シールボックス２６の上側は、密閉筐体２４に設けられたシールウィンドウ２４ａによって封止されている一方、シールボックス２６の下側には、開口部（ガス噴出口）２７が設けられている。このため、シールボックス２６に供給された不活性ガス（例えば窒素ガス）は、開口部２７からシールボックス２６の下側に（すなわちステージ２に向かって）噴出されることになる。
【0016】
処理室２５内において、シールボックス２６の下方には、ステージ２が配置されている。ステージ２は、上面（表面）およびそれとは反対側の裏面（下面）を有し、その上面（表面）からガス（気体）を噴出させることで基板３を浮上搬送可能なステージである。すなわち、ステージ２は、基板３を浮上させて搬送するためのステージである。ステージ２の上面上には、例えばガラスまたは石英から形成されている基板３が配置され得るが、この基板３は、ステージ２の上面（より特定的にはステージ２を構成する複数の上部構造体５の上面）から吹き出すガスによって、ステージ２上を浮上しながら、水平方向（具体的にはＸ方向）に搬送されるようになっている。
【0017】
基板３の表面（上面）には、非晶質（アモルファス）の半導体膜が形成されており、より特定的にはアモルファスシリコン膜３ａが形成されている。シールボックス２６に設けられた開口部２７から噴出（排出）された不活性ガス（例えば窒素ガス）は、基板３の表面に形成されたアモルファスシリコン膜３ａに吹き付けられるようになっている。
【0018】
基板３上に形成されている非晶質の半導体膜（ここではアモルファスシリコン膜３ａ）は、後述するように、レーザ処理装置１を用いたレーザ処理（レーザアニール処理）によって、多結晶の半導体膜（ここでは多結晶シリコン膜）に変質（変化）する。以下では、基板３の表面に形成されている非晶質の半導体膜がアモルファスシリコン膜３ａであるものとして説明する。非晶質の半導体膜（アモルファスシリコン膜３ａ）が形成された基板３を、被処理体とみなすこともできる。
【0019】
ステージ２は、定盤（ベース部材）４と、複数の上部構造体（基板浮上用構造体、ステージ部材、基板浮上用ステージ部材、浮上用ユニット）５とを有している。複数の上部構造体５の上面が、ステージ２の上面を構成している。このため、複数の上部構造体５は、互いに積み重ねられているのではなく、水平方向に並んで配置されており、それら複数の上部構造体５が、ステージ２の上部を構成している。
【0020】
ステージ２が有する複数の上部構造体５のうちの少なくとも一部は、定盤４上に並んで配置されている。具体的には、ステージ２が有する複数の上部構造体５のうちの後述する上部構造体５ａ，５ｂは、定盤４上に並んで配置されている。
【0021】
図１には、ステージ２が有する複数の上部構造体５のうち、上部構造体５ａ，５ｂ以外の上部構造体５ｃは、定盤４上に配置されてはおらず、定盤４とは別の部材（支持部材６１）によって支持されている場合が示されている。他の形態として、上部構造体５ａ，５ｂだけでなく、上部構造体５ａ，５ｂ以外の上部構造体５ｃも、共通の定盤４上に配置されている場合もあり得る。
【0022】
いずれにしても、ステージ２が有する複数の上部構造体５のうち、少なくとも上部構造体５ａ，５ｂは、定盤４上に配置され、その定盤４によって支持されている。定盤４は、例えば石材により形成することができ、グラナイトにより形成すれば特に好適である。上部構造体５ｃを支持する部材（支持部材６１）は、例えば金属材料（アルミニウムまたはアルミニウム合金など）により形成することができる。
【0023】
各々の上部構造体５は、その上面（表面）から気体を噴出することができるように構成されている。すなわち、上部構造体５の上面（表面）からガス（気体）を噴出し、噴出するガスによって基板３を浮上させることができる。このため、上部構造体５は、その上面（表面）からガスを噴出して基板３を浮上させるように機能する構造体（部材）、すなわち、基板浮上用の構造体である。
【0024】
具体的には、上部構造体５の上面（表面）には、複数（多数）の微細な孔が存在し、その微細な孔からガスを噴出することができる。基板３がステージ２上を浮上しながら移動する際には、上部構造体５の上面（表面）が基板３の下面と対向し、上部構造体５の上面（表面）の複数（多数）の微細な孔から噴出するガス（以下、基板浮上用ガスと称する場合もある）が、基板３の下面に当たって、基板３を浮上させるように作用する。
【0025】
次に、レーザ処理装置１の動作について、図１および図２を参照しながら説明する。図２は、レーザ処理装置１の動作を説明するための平面図であり、レーザ処理装置１のステージ２と、ステージ２上を浮上しながら搬送される基板３とが示されている。
【0026】
図１において、レーザ光発生部（レーザ発振器）２１から出力されたレーザ光（レーザビーム）２０は、光減衰器２２で光出力が調整された後、光学系モジュール２３に入力する。光学系モジュール２３に入力したレーザ光２０は、光学系モジュール２３の内部に設けられたレンズ系によって、ラインビーム形状（長方形状）に成形される。ラインビーム形状に成形されたレーザ光２０は、例えば、光学系モジュール２３の内部に配置されている反射ミラー２３ａで反射された後、シールウィンドウ２３ｂから密閉筐体２４に入射する。密閉筐体２４に入射したレーザ光２０は、密閉筐体２４の内部空間を進行した後、シールウィンドウ２４ａから、処理室２５に設けられたシールボックス２６に入射する。そして、シールボックス２６に入射したレーザ光２０は、シールボックス２６に設けられている開口部２７を通過してステージ２に向かって進行する。ここで、シールボックス２６の開口部２７を通過してステージ２（基板３）に向かって進行するレーザ光２０を、符号２０ａを付してレーザ光２０ａと称することとする。レーザ光２０ａは、ステージ２上を浮上しながら移動している基板３（より特定的には基板３上のアモルファスシリコン膜３ａ）に照射される。アモルファスシリコン膜３ａにおけるレーザ光照射領域は、局所的に加熱され、多結晶シリコン膜（ポリシリコン膜）に変化（変質）する。
【0027】
レーザ光２０ａは、Ｙ方向を長軸方向（長手方向）とするラインビーム形状に成形されている。図２および後述の図２３において、レーザ光２０ａが照射され得る領域（平面領域）を、符号２０ｂを付してレーザ光照射領域２０ｂとして示してある。レーザ光照射領域２０ｂは、長軸（長辺）と短軸（短辺）とを有する長方形状であり、長軸（長辺）は短軸（短辺）よりも大きく、長軸（長辺）方向はＹ方向であり、短軸（短辺）方向はＸ方向である。すなわち、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）の表面上、あるいは、ステージ２の表面（上面）上での、レーザ光２０ａの平面形状は、長軸（長辺）と短軸（短辺）とを有する長方形状であり、その長軸（長辺）の方向はＹ方向であり、短軸（短辺）の方向はＸ方向である。レーザ光照射領域２０ｂの長辺の長さ（Ｙ方向の長さ）は、例えば、基板３のＹ方向の長さと同程度とすることができる。一方、レーザ光照射領域２０ｂの短辺の長さ（Ｘ方向の長さ）は、基板３のＸ方向の長さよりもかなり小さい。
【0028】
ここで、Ｘ方向およびＹ方向は、互いに交差する方向であり、好ましくは、互いに直交する方向である。また、Ｘ方向およびＹ方向は、ステージ２の上面に略平行であり、従って、ステージ２上を浮上しながら移動する基板３の上面に略平行である。
【0029】
基板３に対するレーザ処理を行う際には、ステージ２自体は移動せず、固定されたステージ２上を基板３が浮上しながらＸ方向に搬送される（移動する）。すなわち、図２の（ａ）の状態から、図２の（ｂ）の状態、図２の（ｃ）の状態に、順に移行する。図２の（ａ）は、基板３の移動開始前、図２の（ｂ）は、基板３の移動中、図２の（ｃ）は、基板３の移動終了時に、それぞれ対応している。ステージ２上に配置された基板３は、ステージ２の上面（すなわちステージ２を構成する複数の上部構造体５の上面）から噴出するガスによって、ステージ２から浮上することができる。そして、基板搬送用のロボットアーム（図示せず）などで基板３をつかんでＸ方向に移動させることで、ステージ２上に浮上する基板３をＸ方向へ移動させることができる。
【0030】
基板３に対するレーザ処理を行う際には、ステージ２自体は移動せず、また、レーザ光２０の照射位置も移動しない。このため、ステージ２に対するレーザ光２０ａの照射位置は、固定されている。すなわち、ステージ２から見たときのレーザ光照射領域２０ｂは固定されている。しかしながら、基板３がステージ２上を浮上しながらＸ方向に移動することで、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）におけるレーザ光２０ａの照射位置（照射領域）は、基板３の移動とともに移動することになる。すなわち、位置が固定されたステージ２およびレーザ光２０ａに対して、基板３が移動することで、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）におけるレーザ光２０ａの照射位置（照射領域）が、基板３の移動とともに移動することになる。これにより、アモルファスシリコン膜３ａにおけるレーザ光照射領域を走査することができ、アモルファスシリコン膜３ａ全体にレーザ光２０ａの照射処理を施すことができる。なお、レーザ光２０は、連続的なレーザ光、あるいは、所定の周波数のパルス状のレーザ光とすることができる。
【0031】
また、シールボックス２６には、不活性ガス（例えば窒素ガス）が供給されており、シールボックス２６の下部に設けられた開口部２７からその不活性ガスが噴出（排出、排気）される。そして、シールボックス２６に設けられた開口部２７から噴出された不活性ガスは、ステージ２上を浮上しながらＸ方向に移動している基板３（より特定的には基板３上のアモルファスシリコン膜３ａ）の上面に吹き付けられる。
【0032】
シールボックス２６の開口部２７から基板３上のアモルファスシリコン膜３ａに対して不活性ガスを吹き付けるのは、レーザ光を照射してアモルファスシリコン膜３ａを多結晶シリコン膜に変化させる際に、不要な反応が発生しないようにするため（例えば多結晶シリコン膜の表面に酸化シリコン膜が生成されないようにするため）である。すなわち、シールボックス２６の開口部２７から噴出された不活性ガスの雰囲気中でアモルファスシリコン膜３ａにレーザ光を照射してアモルファスシリコン膜３ａを多結晶シリコン膜に変化させるためである。
【0033】
つまり、ステージ２上に基板３を浮上させてＸ方向に移動させながら、基板３の表面に形成されているアモルファスシリコン膜３ａに対して、不活性ガス（例えば窒素ガス）を吹き付けつつ、ラインビーム形状に成形されたレーザ光２０ａが照射される。その結果、基板３上に形成されているアモルファスシリコン膜３ａが局所的に加熱されることになり、それによって、アモルファスシリコン膜３ａのレーザ光照射領域を多結晶シリコン膜に変化させながら、アモルファスシリコン膜３ａにおけるレーザ光照射領域を走査することができる。このようにして、アモルファスシリコン膜３ａ全体に対してレーザ処理（レーザアニール処理）を施し、アモルファスシリコン膜３ａ全体を多結晶シリコン膜に変化させることができる。つまり、基板３上に形成されている非晶質の半導体膜（ここではアモルファスシリコン膜３ａ）を、多結晶の半導体膜（ここでは多結晶シリコン膜）に変質（変化）させることができる。
【0034】
【0035】
図３および図４は、本実施の形態のレーザ処理装置１の要部平面図であり、図５～図７は、本実施の形態のレーザ処理装置１の要部断面図である。また、図８は、本実施の形態のレーザ処理装置１のステージ２が有する上部構造体５ａの斜視図であり、図９および図１０は、上部構造体５ａの断面図である。
【0036】
図３は、本実施の形態のレーザ処理装置１が有するステージ２の一部の上面図が示されているが、図３に示されている平面領域は、上記図２の（ｂ）の領域２９にほぼ対応している。なお、図３においては、レーザ光照射領域２０ｂをハッチングを付して示してある。図４は、図３と同じ平面領域であるが、定盤４を透視して上部構造体５ａ，５ｂを見た下面透視図が示されている。図５は、図３および図４に示されるＡ１－Ａ１線の位置での断面図にほぼ対応し、図６は、図３および図４に示されるＡ２－Ａ２線の位置での断面図にほぼ対応し、図７は、図３および図４に示されるＡ３－Ａ３線の位置での断面図にほぼ対応している。なお、図３および図４に示されるＡ４－Ａ４線の位置での断面図は、図７において符号５ａを符号５ｂに置換したものと実質的に同じである。また、図３および図４に示されるＡ５－Ａ５線の位置での断面図は、図６において符号５ａを符号５ｂに置換したものと実質的に同じである。図９および図１０は、図５に相当する断面位置での上部構造体５ａの断面図である。但し、図８および図９は、上部構造体５ａに冷却機構８が取り付けられている状態が示されているが、図１０は、上部構造体５ａから冷却機構８を取り外した状態を示してある。上部構造体５ｂの斜視図および断面図は図８～図１０と実質的に同じである。また、図３では、上部構造体５ａ，５ｂの各下面の凹部１８の位置（従って凹部１８内に収容された冷却機構８の位置）を、点線で示してある。また、図５の断面図にはレーザ光２０ａを示してあるが、図６および図７の断面図では、アモルファスシリコン膜３ａの上面全体にレーザ光２０ａが照射されているため、レーザ光２０ａの図示は省略している。
【0037】
上述のように、本実施の形態のレーザ処理装置１のステージ２は、定盤４と複数の上部構造体５とを有している。ステージ２の上面（表面）は、複数の上部構造体５により構成されており、すなわち、複数の上部構造体５の上面（表面）がステージ２の上面を構成している。ステージ２が有する複数の上部構造体５のそれぞれは、上面（表面）からガスを噴出し、噴出するガスにより基板３を浮上させるように機能することができる。すなわち、後述の上部構造体５ａ，５ｂを含む複数の上部構造体５の上面側から基板３に対し気体（基板浮上用ガス）が噴出して、基板３を浮上させる。
【0038】
ステージ２を構成する複数の上部構造体５は、平面視においてレーザ光照射領域２０ｂを間に挟んでＸ方向に隣り合う上部構造体５ａ，５ｂを含んでいる（図２および図３参照）。上部構造体５ａと上部構造体５ｂとは、Ｘ方向において互いに離間し、かつ対向するように配置されている。従って、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとは、Ｘ方向に所定の間隔を空けて配置されている。上部構造体５ａの側面（上部構造体５ｂに対向する側面）と、上部構造体５ｂの側面（上部構造体５ａに対向する側面）とは、Ｘ方向に対向し、かつ、Ｘ方向において所定の間隔で離間している。
【0039】
上部構造体５ａ，５ｂは、定盤４の上面上に配置（搭載）されており、上部構造体５ａ，５ｂの各下面が定盤４の上面に対向するとともに、その定盤４の上面に接している。上部構造体５ａ，５ｂは、それぞれネジなどにより定盤４に保持または固定されている。
【0040】
例えば、図７に示されるように、定盤４を貫通するネジ穴部１６ａと、上部構造体５ａの下面側から上部構造体５ａの厚さの途中まで到達するネジ穴部１６ｂとを、互いに整合する位置に設けておく。そして、定盤４の下面側から定盤４のネジ穴部１６ａと上部構造体５ａのネジ穴部１６ｂとにネジ（ボルト）１７を挿入することにより、上部構造体５ａを定盤４に固定または保持することができる。また、このネジ１７を抜く（外す）ことにより、上部構造体５ａを定盤４から取り外すことができる。同様の手法により、上部構造体５ｂを定盤４に固定または保持することができ、また、上部構造体５ｂを定盤４から取り外すことができる。
【0041】
上部構造体５ａ，５ｂのそれぞれは、互いに反対側に位置する主面である上面および下面を有している。上部構造体５ａ，５ｂのそれぞれの下面は、定盤４に面する（対向する、接する）主面であり、上部構造体５ａ，５ｂのそれぞれの上面は、基板浮上用ガスを噴出する主面である。上部構造体５ａの上面は、上部構造体５ａを構成する表面側部材６の上面（表面）により形成され、上部構造体５ａの下面は、上部構造体５ａを構成するベース部７の下面により形成されている。また、上部構造体５ｂの上面は、上部構造体５ｂを構成する表面側部材６の上面（表面）により形成され、上部構造体５ｂの下面は、上部構造体５ｂを構成するベース部７の下面により形成されている。上部構造体５ａ，５ｂのそれぞれの上面は、ステージ２の上面（表面）の一部を構成している。上部構造体５ａの上面と下面とは互いに平行である。また、上部構造体５ｂの上面と下面とは互いに平行である。
【0042】
上部構造体５ａ，５ｂのそれぞれの下面には、すなわち、上部構造体５ａを構成するベース部７の下面と上部構造体５ｂを構成するベース部７の下面とには、冷却機構８を収容するための凹部（溝部、窪み部）１８が設けられており、その凹部１８内に冷却機構（冷却用部材、冷却ユニット）８が配置（収容）されている（図４、図５、図６、図８～図１０参照）。
【0043】
冷却機構８は、ステージ２を冷却するための部材（冷却用部材）である。上部構造体５ａの下面の凹部１８内に配置された冷却機構８は、主として上部構造体５ａを冷却するように機能し、上部構造体５ｂの下面の凹部１８内に配置された冷却機構８は、主として上部構造体５ｂを冷却するように機能する。
【0044】
下面の凹部１８内に冷却機構８を収容した上部構造体５ａ，５ｂは、定盤４の上面上に配置（搭載）されており、上部構造体５ａ，５ｂのそれぞれは、定盤４に接している。そして、冷却機構８と定盤４との間には空間（隙間）１９が存在する（図５および図６参照）。このため、冷却機構８は定盤４に接していない。すなわち、上部構造体５ａ，５ｂの各下面（凹部１８以外の領域）は、定盤４の上面に接しているが、上部構造体５ａ，５ｂの各下面の凹部１８内に配置された冷却機構８の下面は、定盤４の上面とは接していない。上部構造体５ａの凹部１８内に配置された冷却機構８の下面は、上部構造体５ａの下面から突出しておらず、上部構造体５ａの下面よりも高い位置にある。また、上部構造体５ｂの凹部１８内に配置された冷却機構８の下面は、上部構造体５ｂの下面から突出しておらず、上部構造体５ｂの下面よりも高い位置にある。ここで、上部構造体５ａ，５ｂの上面に近い側（従って浮上する基板３に近い側）が高い側であり、定盤４に近い側が低い側である。
【0045】
具体的には、凹部１８内に配置された冷却機構８の下面は、定盤４の上面に対向しているが、その冷却機構８の下面と定盤４の上面との間には所定の隙間（空間）が空いており、冷却機構８の下面と定盤４の上面とは所定の間隔を空けて離間している。冷却機構８の厚さＴ２は、その冷却機構８を収容する凹部１８の深さＴ１よりも小さい（Ｔ２＜Ｔ１）。なお、厚さＴ２と深さＴ１は、図１０に示してある。凹部１８内に配置された冷却機構８の下面とその凹部１８が設けられた上部構造体５ａの下面との高さ位置の差Ｄ１は、例えば０．５～１ｍｍ程度とすることができる（図９参照）。なお、差Ｄ１は、凹部１８の深さＴ１と冷却機構８の厚さＴ２との差と実質的に一致しており、Ｄ１＝Ｔ１－Ｔ２と表すことができる。また、定盤４の上面が平坦面の場合は、冷却機構８の下面と定盤４の上面との間の距離（間隔）は、差Ｄ１と実質的に同じである。
【0046】
また、上部構造体５ａの凹部１８に収容された冷却機構８は、上部構造体５ａに接していることが好ましい。また、上部構造体５ｂの凹部１８に収容された冷却機構８は、上部構造体５ｂに接触していることが好ましい。具体的には、上部構造体５ａの凹部１８内に配置された冷却機構８の上面および両側面の合計３つの面のうちの１つ以上は、上部構造体５ａ（の凹部１８の内面）と接している。同様に、上部構造体５ｂの凹部１８内に配置された冷却機構８の上面および両側面の合計３つの面のうちの１つ以上は、上部構造体５ｂ（の凹部１８の内面）と接している。
【0047】
上部構造体５ａの凹部１８内に配置された冷却機構８は、例えばネジ（後述の図２６および図２９のネジ７１に対応）などを用いて上部構造体５ａに取り付けられて固定されている。同様に、上部構造体５ｂの凹部１８内に配置された冷却機構８は、例えばネジなどを用いて上部構造体５ｂに取り付けられて固定されている。冷却機構８は、定盤４とは接していないが、上部構造体５ａ，５ｂのそれぞれに冷却機構８が取り付けられ、その上部構造体５ａ，５ｂが定盤４の上面上に配置されてネジ１７などで定盤４に固定されているため、定盤４と上部構造体５ａ，５ｂと冷却機構８とは、互いに位置が固定されている。
【0048】
冷却機構８は、取り外し可能である。別の見方をすると、冷却機構８は、上部構造体５ａ，５ｂに対して着脱可能である。このため、冷却機構８は、上部構造体５ａへの取り付けと、上部構造体５ａからの取り外しとが可能であり、また、上部構造体５ｂへの取り付けと、上部構造体５ｂからの取り外しとが可能である（図９および図１０参照）。このため、上部構造体５ａ，５ｂの各下面の凹部１８内に冷却機構８を取り付けた後に、その上部構造体５ａ，５ｂを定盤４上に配置して固定することができる。また、定盤４から上部構造体５ａ，５ｂを取り外した後に、その上部構造体５ａ，５ｂから冷却機構８を取り外すことができる。
【0049】
冷却機構８は、水冷方式（液冷方式）の冷却機構である。このため、冷却機構８は、冷却用の液体（冷却液）を流すための流路（通路、配管）９を含んでいる。流路９は、冷却機構８内に設けられている。冷却機構８は、上部構造体５ａ，５ｂの各下面の凹部１８内に配置されているため、冷却機構８の流路９も、上部構造体５ａ，５ｂの各下面の凹部１８内に配置されている。
【0050】
冷却機構８は、熱伝導率が高い材料からなることが好ましく、具体的には金属材料からなることが好ましい。このため、冷却機構８は、好ましくは、冷却液を流すための流路９を有する金属部材である。流路９を流れる冷却液による腐食や変質ができるだけ生じないようにする観点で、冷却機構８の材料として、ステンレス鋼（ＳＵＳ）を好適に用いることができる。
【0051】
冷却機構８は、例えば、直方体状の外形形状を有している。このため、冷却機構８は、直方体状の金属部材を加工することにより形成することができる。例えば、直方体状の金属部材に対して穴あけと穴埋めとを施すことにより、流路９を有する冷却機構８を作製することができる。流路９の断面形状（流路９の延在方向に略垂直な断面形状）は、例えば円形状とすることができる。流路９は、冷却液を流すことができる空間（冷却液用の通路）である。
【0052】
図３～図１０の場合は、上部構造体５ａ，５ｂの各下面において、凹部１８はＹ方向に沿って形成されており、従って、凹部１８内に配置された冷却機構８もＹ方向に延在し、冷却機構８内の流路９もＹ方向に延在している。
【0053】
定盤４の上面と、その定盤４の上面上に配置された上部構造体５ａ，５ｂの各下面とは、Ｘ方向およびＹ方向に略平行である。上部構造体５ａの下面の凹部１８は、その上部構造体５ａの下面に略平行（従ってＸ方向およびＹ方向に略平行）な底面と、その底面に略垂直な側面（内壁）とを有している。上部構造体５ｂの下面の凹部１８は、その上部構造体５ｂの下面に略平行（従ってＸ方向およびＹ方向に略平行）な底面と、その底面に略垂直な側面（内壁）とを有している。凹部１８がＹ方向に延在している場合は、凹部１８の側面は、Ｙ方向およびＺ方向に略平行である。ここで、Ｚ方向は、上下方向であり、従って、Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向の両者に直交する方向である。
【0054】
冷却機構８が有する流路９は、冷却機構８内を冷却機構８の延在方向（ここではＹ方向）に沿って延在する流路部９ａと、冷却機構８の下面に設けられた開口部９ｂ，９ｃとを有している。流路部９ａの両端部は、冷却機構８内で終端しており、一方が開口部９ｂに連結され、他方が開口部９ｃに連結されている。冷却機構８の下面において、冷却機構８の延在方向における一方の端部の近傍に開口部９ｂが設けられ、他方の端部の近傍に開口部９ｃが設けられている。
【0055】
流路部９ａは、冷却機構８の断面（冷却機構８の延在方向に略垂直な断面）において、中央付近に設けられている。冷却機構８の下面に設けられた開口部９ｂは、連結部（継手）１４ａを介して、冷却機構８外に設けられている冷却液供給用の配管１５ａに接続され、また、冷却機構８の下面に設けられた開口部９ｃは、連結部（継手）１４ｂを介して、冷却機構８外に設けられている冷却液排出用の配管１５ｂに接続されている。配管１５ａは、定盤４に設けられた開口部４ａを通るように配置することができ、配管１５ｂは、定盤４に設けられた開口部４ｂを通るように配置することができる。冷却液供給用の配管１５ａから冷却機構８に供給された冷却液は、開口部９ｂ、流路部９ａおよび開口部９ｃを順に流れ、冷却機構８から冷却液排出用の配管１５ｂに排出される。
【0056】
また、図３～図５および図８～図１０の場合は、上部構造体５ａ，５ｂの各下面において、冷却機構８が収容された凹部１８が３つ設けられている場合が示されているが、その数は３つに限定されない。但し、冷却機構８が収容された凹部１８は、上部構造体５ａ，５ｂの各下面において、少なくとも一つ設けられており、複数設けられていることがより好ましい。
【0057】
次に、上部構造体５ａ，５ｂの構造について更に説明する。上部構造体５ａの構造と上部構造体５ｂの構造とは、基本的には同様であるので、ここでは、上部構造体５ａの構造について説明するが、上部構造体５ａの構造についての説明は、上部構造体５ｂの構造にも適用することができる。
【0058】
上部構造体５ａは、表面側部材６とベース部（台座部）７とを有しており、ベース部７上に表面側部材６が配置されて支持されている。すなわち、上部構造体５ａの上面側に、表面側部材６が配置されている。上部構造体５ａの下面、すなわち上部構造体５ａを構成するベース部７の下面に、上述した凹部１８が形成されている。
【0059】
表面側部材６は、好ましくは多孔質体（多孔質材料）からなる。多孔質体は、多数の微細な気孔（すなわち細孔）を有している。多孔質体からなる表面側部材６から基板３に対し気体（基板浮上用ガス）が噴出する。
【0060】
使用する多孔質体としては、多孔質カーボン、多孔質セラミックスまたは多孔質金属などを例示できる。それらのうち、多孔質カーボンを好適に用いることができ、従って、表面側部材６として使用する多孔質体は、好ましくは、炭素を主成分とすることができる。
【0061】
また、表面側部材６は、板状の部材とすることができる。このため、多孔質板（多孔質体からなる板状の部材）を表面側部材６として好適に用いることができ、その場合、基板浮上用ガスが、多孔質板が有する多数の細孔を通って、多孔質板の上面から噴出することができる。この場合、多孔質板の細孔が、上部構造体５ａの上面の上述した「微細な孔」に対応する。
【0062】
ベース部７は、金属材料により形成することができ、好ましくは、アルミニウムまたはアルミニウム合金により形成することができる。ベース部７は、例えば、板状の部材（金属板）を加工したものを用いることができる。また、定盤４は、平坦な上面を有しており、凹部１８に冷却機構８を収容した上部構造体５ａ，５ｂが、定盤４の上面上に配置されている。上部構造体５ａ，５ｂのそれぞれの外形形状は、例えば、略直方体とすることができる。上部構造体５ａは、上面から基板浮上用ガスを噴出するための構造を含んでおり、具体的には以下のような構造を含んでいる。
【0063】
図５～図７に示されるように、上部構造体５ａは、ベース部７および表面側部材６に加えて、更に、ベース部７と表面側部材６との間に配置された中間板１０を有している。中間板１０は、ベース部７よりも薄い板状の部材とすることができ、例えば、金属材料（アルミニウムまたはアルミニウム合金など）により形成することができる。上部構造体５ａにおいて、ベース部７上に接着層（接着材）１１ｂを介して中間板１０が接着されて固定され、また、ベース部７上に接着層（接着材）１１ａを介して表面側部材６が接着されて固定されている。上部構造体５ａにおいて、表面側部材６と中間板１０との間には、空間（加圧空間）１２ａが設けられ、ベース部７と中間板１０との間には、空間（減圧空間）１２ｂが設けられている。空間１２ａは、中間板１０と表面側部材６と接着層１１ａとによって囲まれおり、また、空間１２ｂは、ベース部７と中間板１０と接着層１１ｂとによって囲まれている。
【0064】
中間板１０には、複数（多数）の貫通孔１３ｂが設けられており、また、表面側部材６にも、中間板１０の貫通孔１３ｂと整合する位置に、複数（多数）の貫通孔１３ａが設けられている。表面側部材６の下面における各貫通孔１３ａ周囲と、中間板１０の上面における各貫通孔１３ｂの周囲とは、環状の接着層１１ｃを介して接着されている。このため、表面側部材６の各貫通孔１３ａと中間板１０の各貫通孔１３ｂとは、環状の接着層１１ｃ内の空間を介してつながっている。このため、多孔質体からなる表面側部材６は、多孔質体自身が有する細孔に加えて、機械的に形成した複数（多数）の貫通孔１３ａも更に有している。加工性を考慮すると、好ましくは、貫通孔１３ａ（直径）は、多孔質体の細孔（直径）よりも大きい。
【0065】
空間１２ａには、ベース部７に設けられた貫通孔（図示せず）などを介して加圧ガスが導入され、空間１２ａに導入された加圧ガスが、表面側部材６の複数の微細な孔（多孔質体を構成する細孔）を通って表面側部材６の上面から噴出し、噴出するガスによって基板３を浮上させるようになっている。この表面側部材６の上面から噴出するガスを、図５～図７では上向きの矢印として模式的に示してある。表面側部材６の上面から噴出するガスは、例えば、窒素ガスに代表される不活性ガスを用いることができる。そして、空間１２ｂは、ベース部７に設けられた貫通孔（図示せず）などを介して減圧され、それによって、表面側部材６上のガスを、表面側部材６の貫通孔１３ａと、環状の接着層１１ｃ内の空間と、中間板１０の貫通孔１３ｂとを介して、空間１２ｂに吸引するようになっている。図５～図７では、表面側部材６の上面（貫通孔１３ａ）から吸引するガスを、下向きの矢印で模式的に示してある。
【0066】
このため、表面側部材６の微細な孔（ここでは多孔質体を構成する細孔）からガスを噴出して基板３を浮上させつつ、表面側部材６の貫通孔１３ａから表面側部材６上のガスを吸引して基板３を吸引している。このため、表面側部材６からのガスの噴出とガスの吸引とを調整することにより、浮上する基板３の高さ位置を高精度で制御することができる。
【0067】
なお、ここでは、一例として、上部構造体５ａ，５ｂの上面からガス（基板浮上用ガス）の噴出とガスの吸引とを行うための構造を、中間板１０、接着層１１ａ，１１ｂ，１１ｃ、空間１２ａ，１２ｂおよび貫通孔１３ａ，１３ｂなどを用いて形成した場合について説明したが、これに限定されるものではない。上部構造体５ａ，５ｂは、その上面からガス（基板浮上用ガス）の噴出とガスの吸引とを行うための構造を有していればよい。
【0068】
Ｘ方向に隣り合う上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間には、他の上部構造体５は配置されていないため、上部構造体５ａの構造と上部構造体５ｂとの間の領域では、基板３を浮上させるためのガス（基板浮上用ガス）は噴出されない。
【0069】
レーザ光２０ａは、基板３（より特定的には基板３上に形成されているアモルファスシリコン膜３ａ）に照射されるが、もしも基板３およびアモルファスシリコン膜３ａが無ければ、レーザ光２０ａは、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間の領域（隙間）に照射される。すなわち、レーザ光２０ａは、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間の領域（隙間）に向かって進行している。このため、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）におけるレーザ光照射領域２０ｂ（レーザ光２０ａが照射される領域）は、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間の領域（隙間）の上方に位置しており、平面視において、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間の領域（隙間）と重なっている。このため、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間の隙間と、レーザ光２０ａの焦点位置とは、平面視において重なっている。
【0070】
基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）に対するレーザ処理を行う際には、冷却機構８の流路９には、液体（冷却液）が流されている。すなわち、流路９の中を液体（冷却液）を流動させることにより、ステージ２を冷却している。つまり、冷却機構８の流路９に冷却液を流しつつ、ステージ２上を浮上しながら水平方向（Ｘ方向）に移動する基板３（より特定的には基板３上に形成されているアモルファスシリコン膜３ａ）に対してレーザ光２０ａを照射する。冷却機構８の流路９を流れる（流動する）液体は、ステージ２を冷却する機能を有している。特に、上部構造体５ａの凹部１８内に配置された冷却機構８の流路９を流れる（流動する）液体は、その上部構造体５ａを冷却する機能を有し、また、上部構造体５ｂの凹部１８内に配置された冷却機構８の流路９を流れる（流動する）液体は、その上部構造体５ｂを冷却する機能を有している。流路９を流れる液体（冷却液）としては、例えば水を好適に用いることができる。
【0071】
【0072】
図１１に示される第１検討例のレーザ処理装置１０１においては、上記基板３に相当する基板１０３は、ステージ１０２上にそのステージ１０２と接するように配置されており、ステージ１０２を移動させることによってステージ１０２と一緒に基板１０３も移動させながら、その基板１０３にレーザ光２０を照射する。すなわち、第１検討例のレーザ処理装置１０１においては、基板１０３は、ステージ１０２上を浮上して移動するのではなく、ステージ１０２上に配置されて固定されており、ステージ１０２と基板１０３とが一緒に移動する。ステージ１０２と一緒に基板１０３が移動することにより、基板１０３上に形成されているアモルファスシリコン膜１０３ａにおけるレーザ光照射領域を走査することができ、アモルファスシリコン膜１０３ａ全体を多結晶シリコン膜に変化させることができる。
【0073】
しかしながら、第１検討例のレーザ処理装置１０１においては、ステージ１０２と基板１０３とを一緒に移動させる必要があるため、ある基板１０３に対するレーザ処理を行った後には、レーザ処理の終了位置まで移動しているステージ１０２を、初期位置まで戻す必要がある。そして、その後に、ステージ１０２上に次の基板１０３を配置してから、ステージ１０２と基板１０３とを一緒に移動させながらその基板１０３に対するレーザ処理を行う必要がある。この場合、レーザ処理が済んだ基板１０３をステージ１０２から降ろしてから、ステージ１０２を初期位置まで戻す動作が必要になることから、複数の基板１０３にレーザ処理を施す際には、１枚の基板１０３あたりの処理時間が長くなり、スループットが低くなってしまう。
【0074】
そこで、本発明者は、レーザ処理装置のステージ上に基板を浮上させながらその基板を水平方向に移動させ、移動する基板に対してレーザ光を照射することを検討している。この場合、ステージを移動させる必要がないため、複数の基板にレーザ処理を施す際には、１枚の基板あたりの処理時間を短くすることができ、スループットを向上させることができる。
【0075】
しかしながら、レーザ処理装置のステージ上に基板を浮上させながらその基板を水平方向に移動させ、移動する基板に対してレーザ光を照射する場合には、次のような課題が発生する虞があることが、本発明者の検討により分かった。これについて、図１２および図１３を参照して説明する。図１２および図１３は、本発明者が検討した第２検討例のレーザ処理装置の要部断面図であり、上記図５に相当する断面の一部が示されている。
【0076】
第２検討例のレーザ処理装置（図１２および図１３）が、本実施の形態のレーザ処理装置１と相違しているのは、本実施の形態のレーザ処理装置１のステージ２（図１、図５～図７参照）が上記冷却機構８を有しているのに対して、第２検討例のレーザ処理装置のステージ２０２（図１２および図１３）は、上記冷却機構８に相当するものを有していないことである。すなわち、第２検討例のレーザ処理装置のステージ２０２においては、上部構造体５ａ，５ｂに相当する上部構造体２０５ａ，２０５ｂが、定盤４に相当する定盤２０４の上面上に配置されているが、上部構造体２０５ａ，２０５ｂの各下面には、上記凹部１８に相当するものは形成されておらず、上部構造体２０５ａ，２０５ｂの各下面は全体が定盤２０４の上面に接している。なお、上部構造体２０５ａ，２０５ｂのそれぞれは、上記表面側部材６に相当する表面側部材２０６と、上記ベース部７に相当するベース部２０７とを有している。
【0077】
図１２に示される第２検討例のレーザ処理装置においては、固定されたステージ２０２上を、基板３が浮上しながら水平方向に移動し、移動する基板３に対してレーザ光２０ａが照射される。これにより、基板３上に形成されているアモルファスシリコン膜３ａにおけるレーザ光照射領域を走査することができ、アモルファスシリコン膜３ａ全体を多結晶シリコン膜に変化させることができる。
【0078】
しかしながら、図１２に示される第２検討例のレーザ処理装置においては、基板３は移動させるがステージ２０２は固定されていることに伴い、ステージ２０２から見た基板３におけるレーザ光照射位置が固定されてしまい、ステージ２０２が局所的に加熱されてしまう。
【0079】
すなわち、図１２において、基板３およびその上のアモルファスシリコン膜３ａは、レーザ光２０ａが照射されている領域とその近傍が局所的に加熱され、従って、符号２８を付した点線で囲まれた領域（以下、基板加熱領域２８と称する）が局所的に加熱され、かなり高い温度になる。ステージ２０２上に浮上した基板３を水平方向に移動させながらレーザ光を照射するため、基板３およびその上のアモルファスシリコン膜３ａにおいて、基板加熱領域２８は、基板３の移動とともに移動する。しかしながら、ステージ２０２は固定されているため、ステージ２０２から見ると基板加熱領域２８の位置は移動せずに固定されている。このため、基板３に対するレーザ処理を行っている間、ステージ２０２における基板加熱領域２８の近傍に位置する領域は固定されていることになる。
【0080】
従って、基板３に対するレーザ処理を行っている間、ステージ２０２において、基板加熱領域２８の近傍に位置する領域では、基板加熱領域２８から伝わる熱で継続的に加熱されることになるため、基板加熱領域２８から伝わる熱が蓄積されてしまい、ステージ２０２（より特定的にはステージ２０２を構成する上部構造体２０５ａ，２０５ｂ）の温度が上昇してしまう。これにより、ステージ２０２（上部構造体２０５ａ，２０５ｂ）に熱歪（熱に起因した歪）が発生し、ステージ２０２（上部構造体２０５ａ，２０５ｂ）が変形してしまう虞がある。図１３には、ステージ２０２（上部構造体２０５ａ，２０５ｂ）が熱歪により変形した状態の一例が模式的に示されている。
【0081】
ステージ２０２（上部構造体２０５ａ，２０５ｂ）が変形してしまうと、ステージ２０２上に浮上する基板３の高さ位置が変動してしまうため、基板３に対するレーザ処理の条件の変動を招く虞がある。すなわち、基板３はステージ２０２上を浮上しながら移動するため、ステージ２０２が変形してしまうと、ステージ２０２上に浮上する基板３の高さ位置が変わってしまうが、基板３の高さ位置が変わると、その基板３に照射されるレーザ光の焦点位置と基板３との間の距離も変わってしまうため、基板３に対するレーザ処理の条件が変動してしまう。
【0082】
例えば、ステージ２０２が熱歪によって変形する前（図１２の状態）は、ステージ２０２上に浮上する基板３の高さ位置がレーザ光２０ａの焦点位置と一致していたとしても、ステージ２０２が熱歪により変形してしまうと（図１３の状態）、ステージ２０２上に浮上する基板３の高さ位置が、レーザ光２０ａの焦点位置からずれてしまう。これは、ステージ２０２が熱歪によって変形する前と後とで、基板３に対するレーザ処理の条件が変動したことにつながる。
【0083】
ステージ２０２が熱歪によって変形する前と後とで、基板３に対するレーザ処理の条件が変動してしまうと、レーザ処理によって基板３上に形成されたアモルファスシリコン膜３ａを多結晶シリコン膜に変えた場合の、その多結晶シリコン膜の特性の変動につながる虞がある。例えば、多結晶シリコン膜の結晶化状態が変動する虞がある。このため、１つの基板３に形成されている多結晶シリコン膜の特性の変動や、複数の基板３に形成されている多結晶シリコン膜同士の特性の変動を抑制するためには、基板３に対するレーザ処理の条件お変動を抑制または防止することが望まれる。
【0084】
＜主要な特徴と効果について＞
次に、本実施の形態のレーザ処理装置の主要な特徴と効果について説明する
本実施の形態では、レーザ処理装置１のステージ２は、冷却機構８を有している。このため、ステージ２上に浮上しながら移動する基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）にレーザ光を照射した際に、ステージ２を冷却することができる。従って、基板加熱領域２８からの熱伝導に起因してステージ２が熱歪により変形してしまうのを抑制または防止することができる。すなわち、冷却機構８の流路９を冷却液が流れることで、上部構造体５ａ，５ｂを冷却することができるため、基板加熱領域２８からの熱伝導に起因して上部構造体５ａ，５ｂが熱歪により変形してしまうのを抑制または防止することができる。
次に、本実施の形態のレーザ処理装置の主要な特徴と効果について説明する
本実施の形態では、レーザ処理装置１のステージ２は、冷却機構８を有している。このため、ステージ２上に浮上しながら移動する基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）にレーザ光を照射した際に、ステージ２を冷却することができる。従って、基板加熱領域２８からの熱伝導に起因してステージ２が熱歪により変形してしまうのを抑制または防止することができる。すなわち、冷却機構８の流路９を冷却液が流れることで、上部構造体５ａ，５ｂを冷却することができるため、基板加熱領域２８からの熱伝導に起因して上部構造体５ａ，５ｂが熱歪により変形してしまうのを抑制または防止することができる。
【0085】
ステージ２（上部構造体５ａ，５ｂ）が熱歪によって変形してしまうのを抑制または防止できることで、ステージ２上を浮上しながら移動する基板３の高さ位置が変動するのを抑制または防止することができるため、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）に対するレーザ処理の条件が変動してしまうのを抑制または防止することができる。これにより、レーザ処理によって基板３上に形成されたアモルファスシリコン膜３ａを多結晶シリコン膜に変えた場合の、その多結晶シリコン膜の特性の変動を抑制または防止することができる。例えば、１つの基板３に形成されている多結晶シリコン膜の特性の変動や、複数の基板３に形成されている多結晶シリコン膜同士の特性の変動を抑制または防止することができる。
【0086】
また、本実施の形態では、レーザ処理装置１のステージ２は、冷却機構８を有しているが、水冷方式（液冷方式）の冷却機構を採用している。なお、冷却液（冷却用の液体）を用いて冷却する冷却機構を水冷方式の冷却機構と称し、冷却液として水を用いる場合だけでなく、水以外の冷却液を用いる場合も、水冷方式の冷却機構に含むものとする。但し、冷却機構８の流路９を流れる冷却液として水を用いた場合は、レーザ処理装置の構造を簡略化することができ、また、レーザ処理に伴うコストの低減などの点で有利である。
【0087】
水冷方式は、冷却効率が高い。レーザ処理装置１のステージ２が有する冷却機構８として水冷方式を用いたことで、ステージ２を効率的に冷却することができるため、基板加熱領域２８からの熱伝導に起因してステージ２が熱歪によって変形してしまうのを効率的に抑制または防止することができる。
【0088】
ところで、冷却機構８によってステージ２（上部構造体５ａ，５ｂ）の変形を防止するのは、ステージ２上に浮上する基板３の高さ位置が変動するのを防ぐためである。本実施の形態では、レーザ処理装置１のステージ２上に基板３を浮上させながらその基板３を水平方向に移動させ、移動する基板３に対してレーザ光２０ａを照射する手法を採用しているため、レーザ光照射領域２０ｂにおける基板３の高さ位置を所定の高さ位置に制御し、基板３に対するレーザ処理の条件が変動するのを防ぐことが要求される。これに対処するために、本実施の形態では、ステージ２に冷却機構８を設けているが、単に冷却機構８を設けるだけでなく、冷却機構８の配置位置などについて工夫することによっても、レーザ光照射領域２０ｂにおける基板３の高さ位置が変動するのを防ぎ、基板３に対するレーザ処理の条件の変動を防いでいる。
【0089】
本実施の形態では、レーザ処理装置１のステージ２は、定盤４および定盤４上の上部構造体５ａ，５ｂを含み、上部構造体５ａ，５ｂのそれぞれの下面は凹部１８を有し、凹部１８内に冷却機構８が設けられている。これにより、ステージ２に冷却機構８を内蔵させても、冷却機構８に影響されることなく、ステージ２の上面を構成する上部構造体５ａ，５ｂの上面を、所定の高さ位置と角度に設定できるため、レーザ光照射領域２０ｂにおける基板３の高さ位置の変動を抑制または防止することができ、基板３に対するレーザ処理の条件が変動するのを抑制または防止することができる。これについて、以下に説明する。
【0090】
レーザ処理装置において、もしも上部構造体５ａに取り付けている冷却機構８に不具合が生じた場合には、冷却機構８が取り付けられている上部構造体５ａを定盤４から取り外してから、冷却機構８を上部構造体５ａから取り外す。それから、取り外された冷却機構８の修理を行った後に、その冷却機構８を上部構造体５ａに再度取り付けてから、冷却機構８が取り付けられている上部構造体５ａを定盤４上に配置して固定する。上部構造体５ｂに取り付けている冷却機構８に不具合が生じた場合も、同様である。
【0091】
しかしながら、上部構造体５ａから冷却機構８を取り外した後に、その冷却機構８を上部構造体５ａに再度取り付けた場合には、上部構造体５ａに対する冷却機構８の取り付け状態（固定状態）がある程度変わってしまう可能性がある。例えば、上部構造体５ａから冷却機構８を取り外す前は、冷却機構８の下面と上部構造体５ａの上面とが互いに平行であったとしても、冷却機構８を上部構造体５ａから取り外してから上部構造体５ａに再度取り付けた後では、冷却機構８の下面が、上部構造体５ａの上面に対して多少傾斜した状態になる可能性がある。また、冷却機構８の下面の位置（上部構造体５ａの上面から冷却機構８の下面までの距離）が多少変わる可能性もある。本実施の形態では、上部構造体５ａの下面の凹部１８内に冷却機構８を設けているため、上部構造体５ａに対する冷却機構８の取り付け状態（固定状態）が多少変わったとしても、例えば冷却機構８の下面の位置や角度が多少変わったとしても、定盤４上に上部構造体５ａを配置して固定したときの上部構造体５ａの上面の位置や角度には影響を与えずに済む。上部構造体５ｂについても同様である。
【0092】
本実施の形態とは異なり、上部構造体のそれぞれの下面に凹部１８を形成せず、上部構造体の平坦な下面に板状の冷却機構を取り付け、その板状の冷却機構を介して上部構造体を定盤の上面上に配置する場合を仮定する。この場合、上部構造体の平坦な下面が板状の冷却機構と接し、その板状の冷却機構の下面が定盤の上面と接することになる。この場合、上部構造体の上面および下面だけでなく、板状の冷却機構の上面および下面も精度よく形成する必要があるため、レーザ処理装置の製造コストの増加を招いてしまう。また、この場合、上部構造体と冷却機構とを締結してから上部構造体の上面を研磨するのであれば、冷却機構の下面と上部構造体の上面の精度を高くすればよく、上部構造体の下面と冷却機構の上面の精度は高くなくともよくなるが、上部構造体から冷却機構を取り外してから再度取り付けると、上部構造体に対する冷却機構の取り付け状態が変わることで、不具合が生じる虞がある。すなわち、この場合、冷却機構を取り外してから再度取り付けると、上部構造体に対する冷却機構の取り付け状態（固定状態）が多少変わってしまう可能性があることから、上部構造体の上面の位置や角度が変わる可能性がある。例えば、冷却機構を取り外す前は、板状の冷却機構の下面と上部構造体の上面とが互いに平行であったとしても、冷却機構を上部構造体から取り外してから上部構造体に再度取り付けた後では、板状の冷却機構の下面が上部構造体の上面に対して多少傾斜した状態になり得る。この状態で冷却機構が取り付けられている上部構造体を定盤上に配置すると、上部構造体の上面の位置や角度が変わる虞がある。すなわち、板状の冷却機構の下面と上部構造体の上面とが互いに平行であれば、定盤の上面上に冷却機構を介して配置された上部構造体の上面は、定盤の上面と平行になり得るが、板状の冷却機構の下面が上部構造体の上面に対して傾斜していると、定盤の上面上に冷却機構を介して配置された上部構造体の上面は、定盤の上面に対して傾斜してしまう。
【0093】
それに対して、本実施の形態では、上部構造体５ａ，５ｂの下面の凹部１８内に冷却機構８を設けているため、凹部１８内の冷却機構８と定盤４の上面との間に空間（隙間）１９を存在させることができ、凹部１８内の冷却機構８が定盤４と接しないようにすることができる。このため、冷却機構８の取り外しおよび再取り付けなどに伴い、上部構造体５ａ，５ｂの凹部１８内に収容されている冷却機構８の位置や角度が多少変わったとしても、上部構造体５ａ，５ｂと定盤４との位置関係には影響は生じずに済み、従って、定盤４上に配置された上部構造体５ａ，５ｂの上面の位置や角度には影響が生じずに済む。
【0094】
例えば、上部構造体５ａ，５ｂのそれぞれにおいて、上面と下面とを互いに平行にしておけば、冷却機構８ではなく上部構造体５ａ，５ｂの各下面が定盤４の上面に接することで、上部構造体５ａ，５ｂの各下面が定盤４の上面と平行になるため、定盤４上に配置された上部構造体５ａ，５ｂのそれぞれの上面を、定盤４の上面と平行にすることができる。すなわち、冷却機構８の取り外しおよび再取り付けなどを行うことで、上部構造体５ａ，５ｂに対する冷却機構８の取り付け状態が多少変わったとしても、定盤４上に配置された上部構造体５ａ，５ｂのそれぞれの上面を、定盤４の上面と常に平行にすることができる。また、冷却機構８ではなく上部構造体５ａ，５ｂの各下面が定盤４の上面に接することで、定盤４の上面を基準とした上部構造体５ａ，５ｂのそれぞれの上面の高さ位置は、上部構造体５ａ，５ｂのそれぞれの厚さ（Ｚ方向の寸法）によって規定される。このため、冷却機構８の取り外しおよび再取り付けなどを行うことで、上部構造体５ａ，５ｂに対する冷却機構８の取り付け状態が多少変わったとしても、定盤４の上面を基準とした上部構造体５ａ，５ｂのそれぞれの上面の高さ位置を、上部構造体５ａ，５ｂのそれぞれの厚さと一致させることができる。
【0095】
従って、本実施の形態では、冷却機構８に影響されることなく、ステージ２の上面を構成する上部構造体５ａ，５ｂの上面を、所定の高さ位置と角度に設定できるため、レーザ光照射領域２０ｂにおける基板３の高さ位置の変動を抑制または防止することができ、基板３に対するレーザ処理の条件が変動するのを抑制または防止することができる。
【0096】
また、上部構造体５ａ，５ｂから冷却機構８を取り外すことができず、冷却機構８を上部構造体５ａ，５ｂと一体化することも考えられる。しかしながら、この場合には、基板３を浮上させる機能を有する上部構造体５ａ，５ｂ自体に、冷却液が流れる流路を設ける必要が生じるため、上部構造体５ａ，５ｂを作製しにくくなる。また、冷却機構８に不具合が生じた場合には、上部構造体５ａ，５ｂ全体を修理する必要が生じるため、修理作業を行いにくくなる。
【0097】
それに対して、本実施の形態では、冷却機構８は、取り外し可能とされている。すなわち、冷却機構８は、上部構造体５ａ，５ｂへの取り付けと、上部構造体５ａ，５ｂからの取り外しとが可能である。これにより、基板３を浮上させる機能を有する上部構造体５ａ，５ｂと、冷却液が流れる流路を有する冷却機構８とを、別々の部材として作製することができるため、基板３を浮上させるための複雑な構造を有する上部構造体５ａ，５ｂを作製しやすくなる。また、冷却機構８に適した材料と、上部構造体５ａ，５ｂに適した材料とを、それぞれ選択することができる。また、冷却機構８に不具合が生じた場合には、上部構造体５ａ，５ｂから冷却機構８を取り外してから、冷却機構８に対する修理を行うことができるため、修理作業を行いやすくなる。
【0098】
また、定盤４の上面は、定盤４上に配置された上部構造体５ａ，５ｂの上面の高さ位置および角度を規定するための基準面として機能することができる。このため、定盤４の上面は、平坦化されていることが好ましく、従って研磨処理が施されていることが好ましく、鏡面研磨処理が施されていれば、より好ましい。
【0099】
定盤４は、好ましくは石材により形成することができ、グラナイトを主成分とすることがより好ましい。これにより、定盤４の上面を研磨（鏡面研磨）しやすくなり、定盤４の上面の平坦性を高めやすくなる。
【0100】
上部構造体５ａ，５ｂのそれぞれにおいて、上面と下面とは互いに平行であることが好ましい。これにより、定盤４上に配置された上部構造体５ａ，５ｂの上面を、基準面である定盤４の上面と平行にすることができる。従って、レーザ光照射領域２０ｂにおける基板３の高さ位置を所定の高さに制御しやすくなる。レーザ光照射領域２０ｂにおける基板３の高さ位置を所定の高さに制御しやすくなれば、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）に対するレーザ処理の条件を所定の条件に制御しやすくなる。
【0101】
また、上部構造体５ａ，５ｂの上面および下面は、平坦化されていることが好ましく、従って研磨処理が施されていることが好ましく、鏡面研磨処理が施されていれば、より好ましい。これにより、上部構造体５ａ，５ｂのそれぞれにおいて、上面と下面の平行度を高めることができ、レーザ光照射領域２０ｂにおける基板３の高さ位置を所定の高さに制御しやすくなる。
【0102】
また、冷却機構８の上面と下面とは、平坦化処理されていることは要求されず、従って、研磨処理が施されていなくともよい。なぜなら、冷却機構８は定盤４とは接触せず、上部構造体５ａ，５ｂに対する冷却機構８の取り付け状態が多少変わったとしても、定盤４上に配置された上部構造体５ａ，５ｂの上面の位置や角度には影響は生じないからである。このため、冷却機構８の表面（上面、下面および両側面）には研磨処理を施さなくともよく、また、上部構造体５ａ，５ｂに比べて冷却機構８は、加工精度（寸法精度）が相対的に低くてもよい。冷却機構８の加工精度にかかわらず、上部構造体５ａ，５ｂの上面、下面および厚さの加工精度を高めておけば、定盤４上に配置された上部構造体５ａ，５ｂの上面を、所定の高さ位置と角度に精度よく設定することができる。このため、冷却機構８を加工しやすくなり、冷却機構８を作製しやすくなる。また、レーザ処理装置の製造コストを抑制することができる。なお、冷却機構８の加工精度としては、冷却機構８を凹部１８内に収容して凹部１８の内面に接触させることができる程度の加工精度は確保することが好ましい。
【0103】
また、定盤４上に配置された上部構造体５ａの上面と上部構造体５ｂの上面とは、互いに同じ高さ位置にあることが好ましい。すなわち、定盤４上に配置された上部構造体５ａの上面と上部構造体５ｂの上面とは、同一平面上に位置していることが好ましい。これにより、レーザ光照射領域２０ｂにおける基板３の高さ位置を所定の高さに制御しやすくなる。上部構造体５ａの厚さと上部構造体５ｂの厚さとは互いに同じであることが好ましい。
【0104】
また、上部構造体５ａ，５ｂは、アルミニウムを主成分とすることが好ましい。具体的には、上部構造体５ａ，５ｂを構成するベース部７は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなることが好ましい。これにより、上部構造体５ａ，５ｂの強度を確保しながら、上部構造体５ａ，５ｂの重さを軽くすることができる。上部構造体５ａ，５ｂを軽くすることで、ステージ２を軽量化することができるため、レーザ処理装置１を製造しやすくなり、製造コストを低減することができる。また、レーザ処理装置１の運搬が容易になる。
【0105】
また、凹部１８および冷却機構８の断面形状（延在方向に略垂直な断面形状）は、長方形でなくともよく、種々の断面形状を採用することができる。しかしながら、凹部１８および冷却機構８の断面形状が長方形であれば、凹部１８および冷却機構８を加工しやすくなり、上部構造体５ａ，５ｂおよび冷却機構８を作製しやすくなる。また、上部構造体５ａ，５ｂの凹部１８内に冷却機構８を取り付けやすくなり、上部構造体５ａ，５ｂと冷却機構８との間の熱伝導も生じやすくなる。
【0106】
また、他の形態として、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとが互いに接して一体化している構成も可能である。しかしながら、この場合は、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）におけるレーザ光照射領域の直下にも、ステージの上部構造体が存在することになるため、基板加熱領域２８から上部構造体に熱が伝わりやすくなってしまう。このため、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）におけるレーザ光照射領域の直下に存在する上部構造体（特に表面側部材６）が、基板加熱領域２８からの熱伝導に起因して変形しやすくなることが懸念される。
【0107】
それに対して、本実施の形態では、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとを所定の間隔で離間させ、レーザ光２０ａの焦点位置が、平面視において、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間の隙間（領域）に重なるようにしている。別の見方をすると、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）におけるレーザ光照射領域が、平面視において、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間の隙間（領域）に重なるようにしている。これにより、レーザ処理を行っている間に、基板加熱領域２８から上部構造体５ａ，５ｂ（特に上部構造体５ａ，５ｂの表面側部材６）に熱が伝わりにくくすることができる。すなわち、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）におけるレーザ光照射領域の直下には、上部構造体（５ａ，５ｂ）が存在しなくなるため、基板加熱領域２８から上部構造体（５ａ，５ｂ）に熱が伝わりにくくなり、上部構造体（５ａ，５ｂ）を構成する表面側部材６が、基板加熱領域２８からの熱伝導に起因して変形するリスクを低減することができる。これにより、ステージ２上を浮上しながら移動する基板３の高さ位置が変動するリスクを低減することができる。Ｘ方向に隣り合う上部構造体５ａと上部構造体５ｂとの間の間隔（Ｘ方向の間隔）は、例えば５～１０ｍｍ程度とすることができる。
【0108】
また、ステージ２が有する複数の上部構造体５は、上部構造体５ａ，５ｂと、それ以外の上部構造体５ｃとを含んでいる。図２の場合は、Ｘ方向に隣り合う上部構造体５ａ，５ｂをＸ方向に挟むように、上部構造体５ｃが配置されており、上部構造体５ｃと上部構造体５ａとがＸ方向に隣り合い、上部構造体５ａと上部構造体５ｂとがＸ方向に隣り合い、上部構造体５ｂと上部構造体５ｃとがＸ方向に隣り合っている。
【0109】
本実施の形態では、上部構造体５ａ，５ｂの各下面には、冷却機構８を収容する凹部１８を設けている。しかしながら、上部構造体５ｃの下面には、冷却機構８を収容する凹部１８は設けなくともよい。なぜなら、上部構造体５ａ，５ｂは、平面視においてレーザ光照射領域２０ｂから近い位置にあるが、上部構造体５ｃは、平面視においてレーザ光照射領域２０ｂからある程度離れているからである。
【0110】
すなわち、本実施の形態とは異なり、冷却機構８を全く設けない場合（上記図１２および図１３の第２検討例に対応）には、基板加熱領域２８から上部構造体５ａ，５ｂに熱が伝わり、伝わった熱の蓄積に起因して上部構造体５ａ，５ｂが熱歪により変形する虞がある。しかしながら、上部構造体５ａ，５ｂに比べて上部構造体５ｃは基板加熱領域２８から離れているため、基板加熱領域２８から上部構造体５ｃへは熱が伝わりにくく、それゆえ、上部構造体５ａ，５ｂに比べて上部構造体５ｃは、熱歪による変形の可能性はかなり小さい。このため、レーザ処理を行う際に、上部構造体５ａ，５ｂを冷却機構８で冷却することは重要であるが、上部構造体５ｃは、冷却機構で冷却しなくとも、不具合は生じにくい。このため、本実施の形態では、上部構造体５ａ，５ｂの各下面には、冷却機構８を収容する凹部１８を設けるが、上部構造体５ｃの下面には、冷却機構８を収容する凹部１８は設けない構造を採用している。これにより、ステージ２が熱歪によって変形してしまうのを効率的に抑制または防止することができるとともに、ステージ２の構造をより単純にできるので、ステージ２を作製しやすくなる。
【0111】
また、上部構造体５ａ，５ｂ，５ｃのそれぞれは、上面からガスを噴出し、噴出するガスによって基板３を浮上させるように作用する。但し、上部構造体５ｃのガスを噴出する機構は、上部構造体５ａ，５ｂと相違する場合もあり得る。例えば、上述したように、上部構造体５ａ，５ｂについては、上部構造体５ａ，５ｂを構成する表面側部材６の微細な孔（多孔質体を構成する細孔）からガスを噴出して基板３を浮上させつつ、表面側部材６の貫通孔１３ａから表面側部材６上のガスを吸引して基板３を吸引している。すなわち、上部構造体５ａ，５ｂでは、上面からのガスの噴出とガスの吸引との両方を行い、そのバランスを調整している。それに対して、上部構造体５ｃについては、上部構造体５ｃを構成する表面側部材（表面側部材６に相当するもの）に設けられた複数の貫通孔からガスを噴出するが、表面側部材上のガスを吸引する機構は上部構造体５ｃには設けていない。このため、上部構造体５ｃを構成する表面側部材は、多孔質体でなくともよく、例えば複数（多数）の貫通孔を形成した金属板を用いることができる。
【0112】
ステージ２上に浮上する基板３の高さ位置を制御しやすいのは、上面からガスの噴出を行うがガスの吸引は行わない上部構造体５ｃではなく、上面からガスの噴出とガスの吸引との両方を行うことができる上部構造体５ａ，５ｂである。一方、ステージ２上に浮上する基板３の高さ位置を正確に制御することが望まれるのは、レーザ光照射領域２０ｂに近い領域である。このため、レーザ光照射領域２０ｂに近い上部構造体５ａ，５ｂについては、上面からガスの噴出とガスの吸引との両方を行うことができるようにすることで、レーザ光２０ａが照射される位置での基板３の高さ位置をより的確に制御して、レーザ処理条件を制御しやすくする。一方、レーザ光２０ａが照射される位置から遠い上部構造体５ｃについては、上面からガスの噴出を行うがガスの吸引は行わないようにすることで、上部構造体５ｃの構造を単純にすることができる。これにより、上部構造体５ｃを準備しやすくなるため、レーザ処理装置の製造コストを低減できる。
【0113】
上部構造体５ａ，５ｂの上方における基板３の浮上量（基板３の下面からその下の上部構造体の上面までの距離）は、例えば１０～５０μｍの範囲内の所定の値に制御することができる。上部構造体５ｃの上方における基板３の浮上量は、上部構造体５ａ，５ｂの上方における基板３の浮上量より大きくすることもでき、例えば５０～５００μｍ程度とすることができる。
【0114】
また、ステージ２上に浮上する基板３の高さ位置を正確に制御することが望まれるのは、レーザ光照射領域２０ｂに近い領域であるため、レーザ光照射領域２０ｂに近い上部構造体５ａ，５ｂについては、上面の高さ位置や角度を高精度に制御する必要がある。このため、上部構造体５ａ，５ｂは、定盤４上に配置される。一方、レーザ光照射領域２０ｂから遠い上部構造体５ｃについては、上面の高さ位置や角度を高精度に制御する必要性は相対的に小さいため、上部構造体５ｃは定盤４上に配置しなくともよい。上部構造体５ｃを定盤４上に配置しない場合は、定盤４の平面積を小さくできるので、定盤４を準備しやすくなり、レーザ処理装置の製造コストを低減することができる。
【0115】
＜表示装置の一例＞
本実施の形態のレーザ処理装置１は、例えば、表示装置の製造工程に好適に用いることができる。
本実施の形態のレーザ処理装置１は、例えば、表示装置の製造工程に好適に用いることができる。
【0116】
図１４は、液晶表示装置としての大画面テレビジョンを示す外観図であり、図１５は、液晶表示装置としてのモバイル通信機器を示す外観図である。図１４に示される大画面テレビジョン３１および図１４に示されるモバイル通信機器としてのスマートフォン３２は、それぞれ、本実施の形態における表示装置の一例である。
【0117】
このように本実施の形態における表示装置としては、いろいろなサイズの表示装置が対象となっている。また、本実施の形態における表示装置は、液晶表示装置に限定されるものではなく、例えば、有機ＥＬ表示装置も対象となっている。
【0118】
＜表示装置の製造工程＞
次に、本実施の形態における表示装置の製造工程の概要について、液晶表示装置の製造工程を例に挙げて、図１６を参照しながら簡単に説明する。図１６は、本実施の形態における表示装置を製造する製造工程の流れを示すフローチャートである。
次に、本実施の形態における表示装置の製造工程の概要について、液晶表示装置の製造工程を例に挙げて、図１６を参照しながら簡単に説明する。図１６は、本実施の形態における表示装置を製造する製造工程の流れを示すフローチャートである。
【0119】
まず、ＴＦＴガラス基板とカラーフィルタガラス基板のそれぞれを形成する。
【0120】
具体的には、ガラス基板を用意し、このガラス基板に薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）を形成することで、ＴＦＴガラス基板（ＴＦＴが形成されたガラス基板）を得る（図１６のステップＳ１）。薄膜トランジスタ形成工程は、上記レーザ処理装置１を用いたレーザ処理も含んでおり、このガラス基板が上記基板３および後述の基板５０に対応する。
【0121】
【0122】
一方、他のガラス基板を用意し、このガラス基板にカラーフィルタを形成することにより、カラーフィルタガラス基板（カラーフィルタが形成されたガラス基板）を得る（図１６のステップＳ５）。
【0123】
続いて、カラーフィルタガラス基板の表面に配向膜を塗布した後（図１６のステップＳ６）、ラビング処理を施す（図１６のステップＳ７）。その後、カラーフィルタガラス基板の表面にスペーサを塗布する（図１６のステップＳ８）。
【0124】
次に、ＴＦＴガラス基板とカラーフィルタガラス基板とを貼り合せた後（図１６のステップＳ９）、スクライブ（分断）処理を施す（図１６のステップＳ１０）。これにより、貼り合せたＴＦＴガラス基板とカラーフィルタガラス基板は、個々の液晶表示装置のサイズに切断される。
【0125】
【0126】
続いて、貼り合せたＴＦＴガラス基板とカラーフィルタガラス基板を挟むように一対の偏光板を貼り付ける（図１６のステップＳ１３）。このようにして液晶ディスプレイパネルを製造することができる。そして、液晶ディスプレイパネルに対して、駆動回路を圧着した後（図１６のステップＳ１４）、さらに、バックライトを着装する（図１６のステップＳ１５）。このようにして、液晶表示装置が完成する（図１７のステップＳ１６）。
【0127】
＜表示装置の詳細な構成＞
続いて、本実施の形態における表示装置の詳細な構成について説明する。図１７は、本実施の形態における表示装置の構成例を示す図である。
続いて、本実施の形態における表示装置の詳細な構成について説明する。図１７は、本実施の形態における表示装置の構成例を示す図である。
【0128】
図１７に示される構成例では、表示装置は、複数の画素４０がマトリクス状（行列状）に配置された画素部（画素領域）４１と、走査線駆動回路４２と、信号線駆動回路４３とを有している。画素４０は、走査線駆動回路４２と電気的に接続された配線４４（走査線）によって供給される走査信号によって、行ごとに選択状態か非選択状態かが決定される。また、走査信号によって選択されている画素４０は、信号線駆動回路４３と電気的に接続された配線４５（信号線）によって、画像信号（映像信号）が供給される。
【0129】
図１８は、図１７に示す画素の構成例を示す図である。図１８に示されるように、画素４０には、画素を制御するスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ４６と、表示部として機能する液晶素子４７とが設けられている。例えば、液晶素子４７は、一対の電極（画素電極と対向電極）の間に液晶材料を挟んだ構造を有している。
【0130】
薄膜トランジスタ４６においては、ゲート電極が配線４４（走査線）と電気的に接続され、ソース電極およびドレイン電極のいずれか一方が、配線４５Ａ（信号線）と電気的に接続され、他方が液晶素子４７の画素電極と電気的に接続されている。
【0131】
＜薄膜トランジスタのデバイス構造＞
続いて、薄膜トランジスタ４６のデバイス構造について説明する。図１９は、薄膜トランジスタのデバイス構造を示す断面図である。
続いて、薄膜トランジスタ４６のデバイス構造について説明する。図１９は、薄膜トランジスタのデバイス構造を示す断面図である。
【0132】
図１９に示される薄膜トランジスタ４６は、トップゲート型構造を有している。薄膜トランジスタ４６は、絶縁表面を有する基板５０（例えばガラス基板）上に形成されたチャネル膜５１を有している。チャネル膜５１は、多結晶の半導体膜である多結晶シリコン膜からなる。そして、基板５０上に、チャネル膜５１を覆うように、ゲート絶縁膜５２が形成されており、ゲート絶縁膜５２上にゲート電極５３が形成されている。ゲート絶縁膜５２上に、ゲート電極５３を覆うように、層間絶縁膜５４が形成されており、層間絶縁膜５４上に、ソース電極５５ａおよびドレイン電極５５ｂが形成されている。ソース電極５５ａおよびドレイン電極５５ｂのそれぞれは、層間絶縁膜５４およびゲート絶縁膜５２に設けられたスルーホールを通じて、チャネル膜５１と接している。層間絶縁膜５４、ソース電極５５ａおよびドレイン電極５５ｂを覆うように、保護膜５６が形成されている。以上のようにして、薄膜トランジスタ４６が形成されている。
【0133】
また、ここでは、薄膜トランジスタ４６がトップゲート型構造を有する場合について説明したが、他の形態として、薄膜トランジスタ４６は、ボトムゲート型構造を有していてもよい。
【0134】
＜薄膜トランジスタの製造工程＞
次に、薄膜トランジスタ（４６）の製造工程について説明する。図２０は、薄膜トランジスタの製造工程の流れを示すフローチャートである。
次に、薄膜トランジスタ（４６）の製造工程について説明する。図２０は、薄膜トランジスタの製造工程の流れを示すフローチャートである。
【0135】
まず、例えば、ガラスからなる基板であるガラス基板（上記基板３，５０に対応）上にチャネル膜（５１）を形成する（図２０のステップＳ２１）。次に、ガラス基板（３，５０）上に、チャネル膜（５１）を覆うように、ゲート絶縁膜（５２）を形成する（図２０のステップＳ２２）。次に、ゲート絶縁膜（５２）上にゲート電極（５３）を形成する（図２０のステップＳ２３）。ゲート電極（５３）の形成後、チャネル膜（５１）にソース・ドレイン用の不純物を注入することもできる。次に、層間絶縁膜（５４）を形成する（図２０のステップＳ２４）。次に、層間絶縁膜（５４）およびゲート絶縁膜（５２）にスルーホールを形成してから、ソース電極（５５ａ）およびドレイン電極（５５ｂ）を形成する（図２０のステップＳ２５）。次に、保護膜（５６）を形成する（図２０のステップＳ２６）。以上のようにして、薄膜トランジスタを製造することができる。
【0136】
＜チャネル膜の形成工程＞
ここで、チャネル膜（５１）の形成工程の詳細について説明する。図２１は、チャネル膜の形成工程の流れを説明するフローチャートである。
ここで、チャネル膜（５１）の形成工程の詳細について説明する。図２１は、チャネル膜の形成工程の流れを説明するフローチャートである。
【0137】
まず、ガラス基板（３，５０）上にアモルファスシリコン膜を形成する（図２１のステップＳ３１）。その後、アモルファスシリコン膜に対してレーザ光（２０ａ）を照射して、レーザアニール処理を施す（図２１のステップＳ３２）。これにより、アモルファスシリコン膜は加熱され、その結果、アモルファスシリコン膜から多結晶シリコン膜が形成される（図２１のステップＳ３３）。すなわち、アモルファスシリコン膜が多結晶シリコン膜に変化（変質）する。以上のようにして、多結晶シリコン膜からなるチャネル膜（５１）を形成することができる。また、レーザアニール処理の後、多結晶シリコン膜からなるチャネル膜（５１）は、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術などを用いて所定の形状にパターニングすることもできる。
【0138】
チャネル膜は、電子の通り道となる機能を有することから、チャネル膜の特性が薄膜トランジスタの性能を左右することになる。アモルファスシリコンに比べて多結晶シリコンは、移動度が高いため、チャネル膜を多結晶シリコン膜で構成することより、薄膜トランジスタの性能を高めることができる。このため、本実施の形態では、チャネル膜を多結晶シリコン膜から構成している。具体的には、上述したように、アモルファスシリコン膜を形成した後、アモルファスシリコン膜に対してレーザアニール処理を施すことにより、アモルファスシリコン膜を多結晶シリコン膜に変化させている。従って、チャネル膜を多結晶シリコン膜から構成するためには、レーザアニール処理（加熱処理）が必要であり、このレーザアニール処理を実施するためには、レーザ処理装置が必要となる。本実施の形態では、このレーザアニール処理を実施するために、上述したレーザ処理装置１を用いることができる。
【0139】
本実施の形態のレーザ処理装置１を用いた場合、ステージ２上に基板３を浮上させながらその基板３を水平方向に移動（搬送）させ、移動する基板３（より特定的には基板３上のアモルファスシリコン膜３ａ）に対してレーザ光２０ａを照射することで、基板３上に形成されているアモルファスシリコン膜３ａを多結晶シリコン膜に変化させる。この多結晶シリコン膜が、上述したチャネル膜（５１）に対応している。ステージ２を移動させる必要がないため、複数の基板にレーザ処理を施す際に、１枚の基板あたりの処理時間を短くすることができ、スループットを向上させることができる。
【0140】
更に、本実施の形態のレーザ処理装置では、ステージ２に冷却機構８を設けたことと、上述のように冷却機構８の配置などについても工夫したことにより、ステージ２上を浮上しながら移動する基板３の高さ位置が変動するのを抑制または防止することができる。このため、基板３（アモルファスシリコン膜３ａ）に対するレーザ処理の条件が変動してしまうのを抑制または防止することができる。これにより、レーザ処理によって基板３上に形成されたアモルファスシリコン膜３ａを多結晶シリコン膜に変えた場合の、その多結晶シリコン膜の特性の変動を抑制または防止することができる。このため、多結晶シリコン膜からなるチャネル膜（５１）の特性が変動するのを抑制または防止することができ、それゆえ、薄膜トランジスタ（４６）の特性が変動するのを抑制または防止できる。従って、薄膜トランジスタ（４６）を有する表示装置の性能や信頼性を向上させることができる。
【0141】
＜変形例＞
次に、本実施の形態のレーザ処理装置１の各種変形例について説明する。
次に、本実施の形態のレーザ処理装置１の各種変形例について説明する。
【0142】
まず、本実施の形態のレーザ処理装置１の第１変形例について、図２２～図２５を参照して説明する。図２２は、第１変形例のレーザ処理装置１のステージ２を示す平面図であり、図２３は、第１変形例のレーザ処理装置１の要部平面図であり、図２４および図２５は、第１変形例のレーザ処理装置１の要部断面図である。図２２には、上記図２の（ａ）に相当する平面図が示されている。図２３は、図２２の一部を拡大して示した部分拡大平面図（部分拡大上面図）であり、上記図３に相当している。上記図３と同様に、図２３においても、上部構造体５ａ，５ｂの各下面の凹部１８の位置（従って凹部１８内に収容された冷却機構８の位置）を、点線で示してある。図２４は、図２３に示されるＢ１－Ｂ１線の位置での断面図にほぼ対応し、図２５は、図２３に示されるＢ２－Ｂ２線の位置での断面図にほぼ対応している。図２３に示されるＢ３－Ｂ３線の位置での断面図は、図２５において符号５ａを符号５ｂに置換したものと実質的に同じである。また、図２３に示されるＢ４－Ｂ４線の位置での断面図は、図２４において符号５ａを符号５ｂに置換したものと実質的に同じである。また、図２３に示されるＢ５－Ｂ５線、Ｂ６－Ｂ６線、Ｂ７－Ｂ７線およびＢ８－Ｂ８線の位置での各断面図は、いずれも上記図５とほぼ同様であるので、ここでは繰り返しの図示は省略する。なお、図２４および図２５では、上述した中間板１０、接着層１１ａ，１１ｂ，１１ｃ、空間１２ａ，１２ｂおよび貫通孔１３ａ，１３ｂについては、図示を省略している。
【0143】
上記図２の場合は、上部構造体５ａ，５ｂ，５ｃのそれぞれのＹ方向の寸法は、基板３のＹ方向の寸法と同程度かそれよりも大きく、Ｘ方向に隣り合う一対の上部構造体５ａ，５ｂ上を、基板３が浮上しながらＸ方向に移動し、その移動する基板３（より特定的には基板３上のアモルファスシリコン膜３ａ）にレーザ光２０ａを照射していた。そして、Ｘ方向に隣り合う上部構造体５ａ，５ｂの各下面には、冷却機構８を収容する凹部１８が設けられていた。
【0144】
それに対して、図２２～図２５（第１変形例）の場合は、上部構造体５ａ，５ｂ，５ｃのそれぞれのＹ方向の寸法は、基板３のＹ方向の寸法よりも小さい。そして、Ｘ方向に隣り合う一対の上部構造体５ａ，５ｂが、Ｙ方向に複数並んで配置されている。つまり、図２２～図２５の場合は、Ｘ方向に隣り合う上部構造体５ａと上部構造体５ｂとを１組とし、それがＹ方向に複数組並んでいる。上部構造体５ａ同士はＹ方向に並び、また、上部構造体５ｂ同士もＹ方向に並んでいる。なお、図２２～図２５の場合は、Ｙ方向に４組並んでいる場合が示されているが、Ｙ方向に並ぶ組数は、４組には限定されない。また、図２２の場合は、上部構造体５ａ，５ｂだけでなく、上部構造体５ａ，５ｂ以外の上部構造体５ｃのＹ方向の寸法も、基板３のＹ方向の寸法よりも小さいため、上部構造体５ｃもＹ方向に複数並んでいる。
【0145】
Ｙ方向に隣り合う上部構造体５ａは、互いに接しており、また、Ｙ方向に隣り合う上部構造体５ｂは、互いに接している。Ｙ方向に並ぶ複数の上部構造体５ａと、Ｙ方向に並ぶ複数の上部構造体５ｂとは、共通の定盤４の上面上に配置されて固定されている。レーザ光照射領域２０ｂ（レーザ光２０ａの焦点位置）は、平面視において、Ｙ方向に並ぶ複数の上部構造体５ａと、Ｙ方向に並ぶ複数の上部構造体５ｂとの間の領域（隙間）と重なっている。
【0146】
上部構造体５ａがＹ方向に複数並んでいることに伴い、上部構造体５ａの下面の凹部１８内に配置された冷却機構８が、Ｙ方向に複数並んだ状態になっている。また、上部構造体５ｂがＹ方向に複数並んでいることに伴い、上部構造体５ｂの下面の凹部１８内に配置された冷却機構８が、Ｙ方向に複数並んだ状態になっている。
【0147】
【0148】
図２２～図２５（第１変形例）の場合は、個々の上部構造体５ａ，５ｂ，５ｃの寸法（平面積）を小さくすることができるため、上部構造体５ａ，５ｂ，５ｃを準備しやすくなり、ステージ２を組立やすくなる。このため、レーザ処理装置を製造しやすくなる。
【0149】
なお、図２２～図２５の場合、Ｙ方向に並ぶ複数の冷却機構８の流路９同士は、直列に接続することができる。この場合、例えば、Ｙ方向に隣り合う冷却機構８同士の一方の開口部９ｂと他方の開口部９ｃとを、配管（定盤４の開口部を通る配管）を介して接続することができる。これにより、ステージ２複数の冷却機構８の流路９に冷却液を流しやすくなる。
【0150】
【0151】
図２６は、第２変形例のレーザ処理装置の要部平面図であり、図２７～図２９は、第２変形例のレーザ処理装置の要部断面図である。図２６は、第２変形例のレーザ処理装置における上部構造体５ａの下面を示す平面図である。図２７は、図２６に示されるＣ１－Ｃ１線の位置での断面図にほぼ対応し、図２８は、図２６に示されるＣ２－Ｃ２線の位置での断面図にほぼ対応し、図２９は、図２６に示されるＣ３－Ｃ３線の位置での断面図にほぼ対応する。なお、図２６～図２９およびそれに関連した以下の説明は、上部構造体５ａを上部構造体５ｂに置き換えることで、上部構造体５ｂについても適用することができる。
【0152】
【0153】
例えば、図２９に示されるように、冷却機構８の両端部近傍に、冷却機構８を貫通するネジ穴部７２ａを設けておく。また、凹部１８の底面側からベース部７の厚さの途中まで到達するネジ穴部７２ｂを、凹部１８の底面においてネジ穴部７２ａに整合する位置に設けておく。そして、凹部１８内に配置された冷却機構８の下面側から冷却機構８のネジ穴部７２ａとベース部７のネジ穴部７２ｂとにネジ（ボルト）７１を挿入することにより、冷却機構８をベース部７（上部構造体５ａ）に固定または保持することができる。冷却機構８を上部構造体５ａから取り外す際には、このネジ７１を抜けばよい。また、ネジ７１によって冷却機構８を固定することにより、冷却機構８を凹部１８の底面に的確に接触させることができる。
【0154】
なお、上部構造体５ａを定盤４上に配置した状態で、冷却機構８だけでなく、ネジ７１も定盤４に接触しないようにする。これにより、定盤４上に配置された上部構造体５ａの上面の位置や角度に、ネジ７１が影響してしまうのを防止できる。例えば、冷却機構８の下面において、ネジ穴部７２ａを内包するように凹部７２ｃを形成しておき、凹部７２ｃにネジ７１の頭部を収容させる。これにより、冷却機構８の下面からネジ７１の頭部が突出することを防ぐことができるため、冷却機構８だけでなく、ネジ７１についても、定盤４に接触するのを的確に防止することができる。
【0155】
また、冷却機構８による上部構造体５ａの冷却効率を高めるためには、冷却機構８と上部構造体５ａとの接触面積を大きくすることが有効である。このため、凹部１８の底面だけでなく、凹部１８の側面にも、冷却機構８が接触することが好ましい。しかしながら、凹部１８の幅を、冷却機構８の幅と完全に一致させようとすると、凹部１８内に冷却機構８を挿入しにくくなる。ここで、凹部１８の幅は、上記図１０に幅Ｗ１として示してあり、冷却機構８の幅は、上記図１０に幅Ｗ２として示してあり、それぞれ延在方向に略垂直な方向の幅（寸法）に対応している。
【0156】
このため、寸法マージンを確保し、冷却機構８の幅（Ｗ２）を凹部１８の幅（Ｗ１）よりも若干小さくしておき、凹部１８内に冷却機構８を挿入しやすくしておくことが好ましい。マージン（Ｗ１－Ｗ２の設計値）は、例えば０．１～０．５ｍｍ程度に設定することができる。しかしながら、この場合、凹部１８内に冷却機構８を配置したときに、凹部１８の両側面のどちらにも冷却機構８が接触しなくなる可能性がある。凹部１８の両側面のどちらにも冷却機構８が接触しない場合は、冷却機構８による上部構造体５ａの冷却効率の低下が懸念される。
【0157】
そこで、図２６～図２９（第２変形例）の場合は、偏心ボルト７３により冷却機構８を凹部１８の内壁（側面）に押し付けている。これにより、凹部１８の両側面のうちの一方に冷却機構８を確実に接触させることができる。冷却機構８と上部構造体５ａとの接触面積を大きくすることができるため、冷却機構８による上部構造体５ａの冷却効率を高めることができる。
【0158】
具体的には、上部構造体５ａ（ベース部７）の下面において、凹部１８に隣接する位置（図２６および図２７の場合はＸ方向に隣接する位置）に、ネジ穴部７４を設けておく。そして、ネジ穴部７４に偏心ボルト（偏芯ボルト）７３を挿入する。偏心ボルト７３は、頭部７３ａとネジ部７３ｂとを有し、頭部７３ａとネジ部７３ｂとは偏心している（中心軸がずれている）。偏心ボルト７３のネジ部７３ｂがネジ穴部７４に挿入され、偏心ボルト７３の頭部７３ａが、凹部１８内の冷却機構８の一方の側面に接触してその側面を押す。これにより、冷却機構８の他方の側面（偏心ボルト７３の頭部７３ａが接触している側面とは反対側の側面）が、凹部１８の内壁（側面）に押しつけられる。これにより、凹部１８の両側面のうちの一方に冷却機構８を確実に接触させることができる。凹部１８の底面だけでなく、凹部１８の両側面のうちの少なくとも一方にも冷却機構８を確実に接触させることができるため、冷却機構８と上部構造体５ａとの間で熱が伝導しやすくなり、冷却機構８による上部構造体５ａの冷却効率を高めることができる。
【0159】
また、上部構造体５ａを定盤４上に配置した状態で、偏心ボルト７３も定盤４に接触しないようにする。これにより、定盤４上に配置された上部構造体５ａの上面の位置や角度に、偏心ボルト７３が影響してしまうのを防止できる。例えば、上部構造体５ａの下面において、ネジ穴部７４を内包するように凹部７５を形成しておく。凹部７５は、平面視において、凹部１８と繋がっているが、凹部７５の深さは、凹部１８の深さよりも浅い。また、凹部７５の深さは、偏心ボルト７３の頭部７３ａの厚さよりも大きい。これにより、ネジ穴部７４に偏心ボルト７３のネジ部７３ｂをネジ穴部７４に挿入した際に、凹部７５に偏心ボルト７３の頭部７３ａを収容することができる。冷却機構８の下面から偏心ボルト７３の頭部７３ａが突出することを防ぐことができるため、冷却機構８だけでなく、偏心ボルト７３についても、定盤４に接触するのを的確に防止することができる。
【0160】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【0161】
１，１０１ レーザ処理装置
２，１０２，２０２ ステージ
３，１０３ 基板
３ａ，１０３ａ アモルファスシリコン膜
４，２０４ 定盤
５，５ａ，５ｂ，５ｃ，２０５ａ，２０５ｂ 上部構造体
６，２０６ 表面側部材
７，２０７ ベース部
８ 冷却機構
９ 流路
９ａ 流路部
９ｂ，９ｃ 開口部
１０ 中間板
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 接着層
１２ａ，１２ｂ 空間
１３ａ，１３ｂ 貫通孔
１４ａ，１４ｂ 連結部
１５ａ，１５ｂ 配管
１６ａ，１６ｂ ネジ穴部
１７ ネジ
１８ 凹部
１９ 空間
２０，２０ａ レーザ光
２０ｂ レーザ光照射領域
２１ レーザ光発生部
２２ 光減衰器
２３ 光学系モジュール
２３ａ 反射ミラー
２３ｂ シールウィンドウ
２４ 密閉筐体
２４ａ シールウィンドウ
２５ 処理室
２６ シールボックス
２７ 開口部
２８ 基板加熱領域
２９ 領域
３１ 大画面テレビジョン
３２ スマートフォン
４０ 画素
４１ 画素部
４２ 走査線駆動回路
４３ 信号線駆動回路
４４，４５，４５Ａ 配線
４６ 薄膜トランジスタ
４７ 液晶素子
５０ 基板
５１ チャネル膜
５２ ゲート絶縁膜
５３ ゲート電極
５４ 層間絶縁膜
５５ａ ソース電極
５５ｂ ドレイン電極
５６ 保護膜
６１ 支持部材
７１ ネジ
７２ａ，７２ｂ ネジ穴部
７２ｃ 凹部
７３ 偏心ボルト
７３ａ 頭部
７３ｂ ネジ部
７４ ネジ穴部
７５ 凹部
２，１０２，２０２ ステージ
３，１０３ 基板
３ａ，１０３ａ アモルファスシリコン膜
４，２０４ 定盤
５，５ａ，５ｂ，５ｃ，２０５ａ，２０５ｂ 上部構造体
６，２０６ 表面側部材
７，２０７ ベース部
８ 冷却機構
９ 流路
９ａ 流路部
９ｂ，９ｃ 開口部
１０ 中間板
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 接着層
１２ａ，１２ｂ 空間
１３ａ，１３ｂ 貫通孔
１４ａ，１４ｂ 連結部
１５ａ，１５ｂ 配管
１６ａ，１６ｂ ネジ穴部
１７ ネジ
１８ 凹部
１９ 空間
２０，２０ａ レーザ光
２０ｂ レーザ光照射領域
２１ レーザ光発生部
２２ 光減衰器
２３ 光学系モジュール
２３ａ 反射ミラー
２３ｂ シールウィンドウ
２４ 密閉筐体
２４ａ シールウィンドウ
２５ 処理室
２６ シールボックス
２７ 開口部
２８ 基板加熱領域
２９ 領域
３１ 大画面テレビジョン
３２ スマートフォン
４０ 画素
４１ 画素部
４２ 走査線駆動回路
４３ 信号線駆動回路
４４，４５，４５Ａ 配線
４６ 薄膜トランジスタ
４７ 液晶素子
５０ 基板
５１ チャネル膜
５２ ゲート絶縁膜
５３ ゲート電極
５４ 層間絶縁膜
５５ａ ソース電極
５５ｂ ドレイン電極
５６ 保護膜
６１ 支持部材
７１ ネジ
７２ａ，７２ｂ ネジ穴部
７２ｃ 凹部
７３ 偏心ボルト
７３ａ 頭部
７３ｂ ネジ部
７４ ネジ穴部
７５ 凹部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】