JP2006186161A - Driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動装置に関し、例えば半導体ウェハにイオン注入量の異なる複数の領域を形成するために用いられるイオン注入の際に用いられると好適な駆動装置に関する。 The present invention relates to a drive device, and more particularly to a drive device suitable for use in ion implantation used to form a plurality of regions having different ion implantation amounts in a semiconductor wafer.
イオン注入方法は、不純物をイオン化し、イオンビームとして電気的に加速して、シリコン(Si)等のウェハに打ち込むものであり、微細な領域に精度良く不純物を導入することができるため、半導体の製造プロセスにおいて広く用いられている。 In the ion implantation method, impurities are ionized, electrically accelerated as an ion beam, and implanted into a wafer such as silicon (Si). Since impurities can be introduced into a fine region with high accuracy, Widely used in manufacturing processes.
このイオン注入方法では、(1)電場を印加することによりイオンビームを偏向させ、ウェハ面内を走査する静電スキャン、(2)磁場を印加することによりイオンビームを偏向させ、ウェハ面内を走査する磁場スキャン、(3)ホルダに載置されたウェハ側をモータによって移動させることによりイオンビームの走査を行うメカニカルスキャンなどが行われており、これら(1)〜(3)のいずれかのスキャン方式をウェハ面内の互いに直交するX,Y方向のそれぞれの走査に適用している。 In this ion implantation method, (1) an ion beam is deflected by applying an electric field, and electrostatic scanning is performed to scan the wafer surface. (2) an ion beam is deflected by applying a magnetic field, and the wafer surface is deflected. Magnetic field scanning for scanning, (3) mechanical scanning for scanning the ion beam by moving the wafer side placed on the holder by a motor, etc. are performed, and any one of (1) to (3) The scanning method is applied to each scanning in the X and Y directions orthogonal to each other in the wafer surface.
以上のようなイオン注入方法を用いると、ウェハ全面にイオンを均一に注入することが可能となる。また、予めフォトレジストによりマスクが形成されたウェハを用いると、所望の不純物を所望の領域に選択的に精度良く注入することができる(特許文献1参照)。
ここで、上述の(3)メカニカルスキャンを行う場合、イオンビーム注入は真空雰囲気で行われるのが一般的であるから、真空雰囲気中でウェハを移動させる駆動装置が必要となる。しかるに、ウェハを保持する回転台を真空中で移動させる場合、アウトガスの発生を抑制するために、そのガイド装置には固体潤滑剤や真空用グリース等を使用するのが一般的である。ところが、固体潤滑剤や真空用グリース等は、高真空中でアウトガスの発生を抑えることはできるが、通常の潤滑剤に比べると潤滑性能が劣るという問題があるので、この潤滑性能の劣る分を何らかの手法で補ってガイド装置の寿命を確保したいという要求がある。特に、ウェハを保持する回転台を回転させるための動力源を、回転台と共に移動させる場合、その駆動源をどのように配置するかは、ガイド装置の寿命に大きな影響を与えるという実情がある。 Here, when performing the above-mentioned (3) mechanical scan, since ion beam implantation is generally performed in a vacuum atmosphere, a driving device for moving the wafer in the vacuum atmosphere is required. However, when the turntable holding the wafer is moved in a vacuum, it is common to use a solid lubricant, vacuum grease, or the like for the guide device in order to suppress the generation of outgas. However, solid lubricants and vacuum greases can suppress outgassing in a high vacuum, but there is a problem that the lubrication performance is inferior to that of ordinary lubricants. There is a demand to supplement the life of the guide device by some method. In particular, when a power source for rotating a turntable that holds a wafer is moved together with the turntable, how the drive source is arranged has a great influence on the life of the guide device.
そこで本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、大気とは異なる環境において長寿命を実現できる駆動装置を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a drive device that can realize a long life in an environment different from the atmosphere.
上述の目的を達成するために、本発明の駆動装置は、大気環境と、大気とは異なる気圧に維持された環境とを隔てるハウジングに取り付けられる駆動装置において、
前記ハウジングの一面に固定されたフレームと、
前記フレームに対して移動可能に配置されたテーブルと、
前記テーブルの一方の面側に取り付けられた回転台と、
前記テーブルの前記一方の面に対向する他方の面側に取り付けられ、前記回転台を回転させる動力を発生する駆動源とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the drive device of the present invention is a drive device attached to a housing that separates an atmospheric environment from an environment maintained at a pressure different from the atmospheric pressure.
A frame fixed to one surface of the housing;
A table arranged to be movable with respect to the frame;
A turntable attached to one side of the table;
And a drive source that is attached to the other surface of the table facing the one surface and generates power for rotating the turntable.
例えばリニアガイドレール等によって案内される移動可能なテーブルに、回転台と駆動源とを配置する場合、その配置が問題となる。テーブルに対して、回転台と駆動源とを一方の面に配置すると、バランスが悪くなり、モーメント荷重が加わってリニアガイドレール等の負担が大きくなり、寿命が低下する。これに対し本発明のように、前記テーブルに対して一方の面に回転台を取り付け、他方の面に駆動源を取り付ければ、両者のバランスがとれ、前記テーブルのモーメント荷重が減ってリニアガイドレール等の寿命を長く確保できる。 For example, when a turntable and a drive source are arranged on a movable table guided by a linear guide rail or the like, the arrangement becomes a problem. If the turntable and the drive source are arranged on one surface with respect to the table, the balance becomes poor, a moment load is applied, the load on the linear guide rail and the like is increased, and the life is shortened. On the other hand, as in the present invention, if a turntable is attached to one side of the table and a drive source is attached to the other side, the balance between the two can be achieved and the moment load of the table is reduced, thereby reducing the linear guide rail. It is possible to ensure a long life.
前記フレームは、前記テーブルと共に移動する駆動源に干渉しない逃げ孔を設けていると、前記駆動源の任意な配置を許容しつつ、前記テーブルのバランスを向上させることができる。ただし、逃げ孔の代わりに切欠を設けても良い。 If the frame is provided with an escape hole that does not interfere with the driving source that moves with the table, the balance of the table can be improved while allowing arbitrary arrangement of the driving source. However, a notch may be provided instead of the escape hole.
前記フレームと前記ハウジングとを連結する連結部材を有し、前記連結部材において、前記フレームと、前記ハウジングの他面とを結ぶ連結方向における弾性係数は、前記連結方向に交差する方向の弾性係数より低いと好ましい。 A connecting member that connects the frame and the housing, wherein the elastic coefficient in a connecting direction connecting the frame and the other surface of the housing is greater than an elastic coefficient in a direction intersecting the connecting direction. Low is preferable.
例えば前記ハウジングが細長い形状の筐体である場合、前記ハウジングの長手方向端面の一方を前記一面として前記フレームを取り付け、前記ハウジングの長手方向端面の他方を前記他面として、前記連結部材を介して前記フレームに連結したときに、前記ハウジングの内外で生じる差圧に従い、比較的大きな変形は、前記ハウジングの長手方向端面以外の面で生じ、それにより前記ハウジングの長手方向端面間の距離が変化する。しかるに、本発明の駆動装置によれば、前記連結部材における前記連結方向における弾性係数は低いので、これが弾性変形することによって、前記ハウジングの長手方向端面間の距離の変化に対応できる。加えて、前記連結部材の前記連結方向に交差する方向の弾性係数は高いので、前記連結部材が前記連結方向において変形を生じた場合でも、それに交差する方向の変位を極力抑え、位置決め精度を高めることができる。 For example, when the housing is an elongated housing, the frame is attached with one of the longitudinal end surfaces of the housing as the one surface, and the other of the longitudinal end surfaces of the housing is the other surface via the connecting member. When connected to the frame, a relatively large deformation occurs on a surface other than the longitudinal end surface of the housing according to the differential pressure generated inside and outside the housing, thereby changing the distance between the longitudinal end surfaces of the housing. . However, according to the drive device of the present invention, since the elastic coefficient in the connecting direction of the connecting member is low, the elastic deformation of the connecting member can cope with the change in the distance between the longitudinal end faces of the housing. In addition, since the elastic modulus of the connecting member in the direction intersecting the connecting direction is high, even when the connecting member is deformed in the connecting direction, the displacement in the intersecting direction is suppressed as much as possible to increase the positioning accuracy. be able to.
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。図1は、例えば真空環境で用いられる半導体製造装置に適用可能な本実施の形態の駆動装置の正面図であるが、回転台は図示を省略している。図2は、図1の構成をII−II線で切断して矢印方向に見た図である。図3,4は、ハウジングを外して見た本実施の形態の駆動装置の斜視図であるが、図4においては、理解しやすいようにフレームの一部を取り外している。図5は、駆動装置の上面図である。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a drive device according to the present embodiment applicable to a semiconductor manufacturing apparatus used in, for example, a vacuum environment, but the turntable is not shown. FIG. 2 is a view of the configuration of FIG. 1 taken along the line II-II and viewed in the direction of the arrow. FIGS. 3 and 4 are perspective views of the drive device according to the present embodiment when the housing is removed. In FIG. 4, a part of the frame is removed for easy understanding. FIG. 5 is a top view of the driving device.
図1,2において、ハウジングである細長い筐体状の真空チャンバCが、その長手方向を上下にして設置されている。内部が10-5Pa程度の真空に維持される真空チャンバC内には、フレーム1が配置されている。フレーム1は、図2に示すように、長手方向両端に対向して配置されるベース板1a及び上板1bと、ベース板1aと上板1bの中央を連結する中央連結板1cと、ベース板1aと上板1bの側縁を連結する側部連結板1d、1eとからなる。尚、中央連結算1cには、後述する駆動ユニット25との干渉を回避すべく、長孔(逃げ孔ともいう)1fが設けられている。
In FIGS. 1 and 2, an elongated housing-like vacuum chamber C as a housing is installed with its longitudinal direction up and down. A
真空チャンバCの底面C1には、厚い板状のベース板1aが取り付けられている。フレーム1の長手方向に沿って、中央連結板1cの表面には一対のリニアガイドレール2,2が延在している。リニアガイドレール2,2上には、それぞれスライダ3が配置されており、リニアガイドレール2,2に沿って移動自在となっている。スライダ3は、移動テーブル4の裏面(図2で右側面)に固定されている。移動テーブル4の表面(図2で左側面)には、ウェハ等を搭載し回転することができる回転台を取り付けることができる。
A thick plate-
より具体的には、図2において、移動テーブル4の表面には、支持ブラケット21が固定されている。支持ブラケット21の一対のアーム部21a、21aには、それぞれ軸受22,22が配置されており、回転軸23の両端近傍を回転自在に支持している。回転軸23の中央には、不図示のウェハを保持できる回転台24が取り付けられ、回転軸23の回転と共に傾動可能に配置されている。
More specifically, in FIG. 2, a
一方、移動テーブル4の裏面には、駆動源である駆動ユニット25が取り付けられている。図示を省略するが、駆動ユニット25は、移動テーブル4に固定された筐体状のケース25aに収容されたモータ及び減速機を有している。ケース25aは、中央連結板1cの長孔1fを貫通するようにして配置されている。このように駆動ユニット25をケース25aで覆うことにより、その内部に生じたアウトガスや減速機の発塵が真空チャンバC内に侵入することを抑制できる。モータから減速機を介して出力された動力は、回転軸25bからケース25の外部へと取り出される。回転軸25bは、移動テーブル4の開口を裏面側から表面側へと貫通し、そこでカップリング26を介して回転軸23に連結されており、それにより駆動ユニット25からの動力によって、回転台24が傾動可能とされている。
On the other hand, a
移動テーブル4の裏面には、ナット5が取り付けられている。ナット5は、リニアガイドレール2,2と平行に延在するねじ軸6を包囲している。ナット5の内周に設けられた雌ねじ溝と、ねじ軸6に設けられた雄ねじ溝(不図示)との間には、不図示のボールが転動自在に配置されている。ナット5と、ねじ軸6と、ボールとで、伝達手段であるボールねじ機構を構成する。
A
両端を軸受7,7により回転自在に支持され且つ軸線方向に移動不能に取り付けられたねじ軸6の下端は、カップリング8を介して、シールユニットである磁気シールユニット11の軸11aの上端に連結されている。磁気シールユニット11の軸11aの下端は、カップリング14を介して、ブラケット10によりフレーム1に取り付けられたモータ9の回転軸9aに連結されている。円筒状のブラケット10は、不図示のボルトによりフレーム1の底板1aに固定されている。磁気シールユニット11は、それが取り付けられたベース板1aの開口1gを介して大気が内部に侵入することを防止している。
The lower end of the
フレーム1の上板1bと、真空チャンバCの頂板下面C2とを連結するようにして(即ち連結方向は図で上下方向)、連結部材12が配置されている。図6は、連結部材12の分解図である。図6に示すように、連結部材12は、図で上部が開放した第1筐体12aと、第1筐体12aより小さく下部が開放した第2筐体12bと、それぞれ開放部を塞ぐようにして第2筐体12bにボルトBTにより固定され且つ第1筐体12aにボルトBTにより固定された薄板部材12cとからなる。図1,2に示すように、第1筐体12aはフレーム1の上板1bに固定され、第2筐体12bは真空チャンバCの頂板下面C2に固定される。図から明らかなように、連結部材12は、上下方向においては薄板部材12cが変形するので比較的弾性係数が低い(たわみやすい)が、それに直交する前後又は左右方向は、薄板部材12cの面方向であることから弾性係数は極めて高くなっている。
A connecting
本実施の形態の動作について説明する。不図示の制御装置が、モータ9に電力を供給すると、回転軸9aが回転し、軸11a及びカップリング8を介してねじ軸6が回転すると、ナット5が軸線方向に移動するので、ナット5に連結されたテーブル4を軸線方向(図1,2で上下方向)に移動させることができるので、駆動ユニット25及び回転台24は、それに伴って上下移動することができる。
The operation of this embodiment will be described. When a control device (not shown) supplies electric power to the
一方、駆動ユニット25から回転軸23を介して伝達された動力は、回転台24を傾動させるので、回転台24に載置された不図示のウェハにイオンビーム注入などの処理を適切に行うことができる。
On the other hand, the power transmitted from the
図7、8は、比較例にかかる駆動装置を示す図1,2と同様な図である。図1,2の実施の形態と同様の機能を有する構成には同じ符号を付して説明を省略する。図7,8に示す比較例において、本実施の形態と大きく異なる点は、移動テーブル4の表面(即ち一方の面のみ)に、駆動ユニット25と回転台24を設けた点である。かかる場合、移動テーブル4の表面側の重量が増大するので、自重によるモーメント力が増大し、これを支持するスライダ3の負担が増えて寿命が低下する恐れがある。又、回転台24は片持ち状態で支持されているので、その先端で振動や振幅が増大し、ウェハの処理に悪影響を及ぼす恐れがある。
7 and 8 are views similar to FIGS. 1 and 2 showing a driving device according to a comparative example. The components having the same functions as those in the embodiment of FIGS. In the comparative example shown in FIGS. 7 and 8, the main difference from the present embodiment is that the
これに対し、図1〜6に示す本実施の形態によれば、移動テーブル4の表面側と裏面側に振り分けて回転台24と駆動ユニット25とを配置したので、重量バランスを適正にとることができ、スライダ3の負担を抑えることで長寿命化を図ることができる。また、回転台24と駆動ユニット25を支持する移動テーブル4の剛性も低くて足りるので、これを小型化することで構成のコンパクト化を図ることができ、更にモータ9の定格出力も小さくすることができてコスト低減を図れる。
On the other hand, according to this Embodiment shown in FIGS. 1-6, since the
更に、本実施の形態の駆動装置によれば、連結部材12が、フレーム1の上板1bと、真空チャンバCの頂板下面C2とを連結するが、フレーム1と真空チャンバCの側面とを連結しないので、真空チャンバCの内外で生じる差圧に従い、比較的大きな変形が、真空チャンバCの側面で生じた場合でも、かかる差圧がフレーム1に与える影響を低く抑えることができる。又、真空チャンバCの側面で変形が生じた場合、真空チャンバCの底面C1と頂板下面C2との距離が変化することになるが、連結部材12の薄板部材12cがたわむことによって、底面C1と頂板下面C2との距離の変化に対応できるようにしている。
Further, according to the driving apparatus of the present embodiment, the connecting
尚、連結部材12は、図1で前後方向(紙面垂直方向)及び左右方向においては、その弾性係数が極めて高い構造であるので、真空チャンバCの底面C1と頂板下面C2との距離が変化することに応じて、連結部材12の薄板部材12cがたわんだ場合でも、図1で前後方向(紙面垂直方向)及び左右方向におけるフレーム1の変位を抑制することができる。
The connecting
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、本発明は真空環境で用いられる半導体製造装置であれば、イオンビーム注入装置に限らず、スパッタ装置やCVD装置にも適用可能である。 The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be modified or improved as appropriate. For example, the present invention can be applied not only to an ion beam implantation apparatus but also to a sputtering apparatus or a CVD apparatus as long as it is a semiconductor manufacturing apparatus used in a vacuum environment.
1 フレーム
1a ベース板
1b 上板
1c 中央連結板
1d、1e 側部連結板
1f 長孔
1g 開口
2,2 リニアガイドレール
3 スライダ
4 移動テーブル
5 ナット
6 ねじ軸
7,7 軸受
8 カップリング
9 モータ
9a 回転軸
10 ブラケット
11 磁気シールユニット
12 連結部材
12a 第1筐体
12b 第2筐体
12c 薄板部材
21 支持ブラケット
22,22 軸受
23 回転軸
24 回転台
25 駆動ユニット
C 真空チャンバ
C1 底面
C2 頂板下面
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ハウジングの一面に固定されたフレームと、
前記フレームに対して移動可能に配置されたテーブルと、
前記テーブルの一方の面側に取り付けられた回転台と、
前記テーブルの前記一方の面に対向する他方の面側に取り付けられ、前記回転台を回転させる動力を発生する駆動源とを有することを特徴とする駆動装置。 In a drive unit attached to a housing that separates an atmospheric environment from an environment maintained at a pressure different from the atmospheric pressure,
A frame fixed to one surface of the housing;
A table arranged to be movable with respect to the frame;
A turntable attached to one side of the table;
And a drive source that is attached to the other surface of the table opposite to the one surface and generates power for rotating the turntable.
A connecting member that connects the frame and the housing, wherein the elastic coefficient in a connecting direction connecting the frame and the other surface of the housing is greater than an elastic coefficient in a direction intersecting the connecting direction. The driving device according to claim 1, wherein the driving device is low.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017500445A (en) * | 2013-12-13 | 2017-01-05 | ソニック システム リミテッド | Evaporation source transfer unit, vapor deposition apparatus and vapor deposition method |
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JPH0758010A (en) * | 1994-07-11 | 1995-03-03 | Canon Inc | Aligner |
JP2001516151A (en) * | 1997-09-10 | 2001-09-25 | オリオン イクウィプメント インコーポレイテッド | Method and apparatus for controlling a workpiece in a vacuum chamber |
-
2004
- 2004-12-28 JP JP2004379290A patent/JP2006186161A/en active Pending
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