JP2012018975A - Laser equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザビームからケーブルを保護する機能を備えるレーザ装置に関する。 The present invention relates to a laser device having a function of protecting a cable from a laser beam.
レーザアニール装置においては、プロセスチャンバ内に、アニール対象物を保持し移動させるXYステージが配置される。XYステージの各部には、電力やエア等を供給するケーブル(たとえば樹脂で覆われた配線及び配管)が接続される。ケーブルを保持し、XYステージの動作に応じてこれを案内する装置としてケーブルベア(登録商標)が周知である。ケーブルを保持し案内するケーブルベア等の装置(以下、ケーブルベア装置)には、通常、樹脂を用いたキャタピラが使用される(たとえば、特許文献1参照)。 In the laser annealing apparatus, an XY stage for holding and moving an object to be annealed is disposed in a process chamber. Each part of the XY stage is connected to a cable (for example, wiring and piping covered with resin) for supplying electric power, air, or the like. Cable Bear (registered trademark) is well known as a device that holds a cable and guides it according to the operation of the XY stage. For a device such as a cable bear (hereinafter referred to as a cable bear device) that holds and guides a cable, a caterpillar using a resin is usually used (see, for example, Patent Document 1).
しかし、たとえば高出力のエキシマレーザを利用する装置において、プロセスチャンバ内で樹脂製の部品を使用すると、エキシマレーザの直接または間接の照射により、樹脂からアウトガスが発生し、このアウトガスがプロセスチャンバ内に滞留して照射雰囲気を崩すとともに、アニール対象物表面に付着して製品不良につながるという問題がある。また、レーザビームの照射によって、ケーブルやケーブルベア装置自体の劣化や破損が招来される。更に、樹脂製ケーブルベア装置においては、動作に伴い、摺動部品同士の摩擦による発塵があり、この塵が付着することによる製品不良も生じる。 However, for example, in a device using a high-power excimer laser, if resin parts are used in the process chamber, outgas is generated from the resin due to direct or indirect irradiation of the excimer laser, and this outgas enters the process chamber. There is a problem that the irradiation atmosphere is destroyed and the irradiation atmosphere is broken, and the product adheres to the surface of the annealing object and leads to a product defect. In addition, the laser beam irradiation causes deterioration and breakage of the cable and the cable bearer device itself. Furthermore, in the resin cable carrier apparatus, dust is generated due to friction between sliding parts during operation, and product defects are also caused due to adhesion of the dust.
樹脂製の部品をプロセスチャンバの外に配置したり、樹脂製テーブルベア装置を箱で包み排気する等の対策を講じた場合には、レーザアニール装置の大型化が避けられない。 When measures are taken such as placing resin parts outside the process chamber or wrapping the resin table bearer device in a box and evacuating it, it is inevitable to increase the size of the laser annealing device.
プロセスチャンバ内においては、ケーブルの劣化や破損を防止する観点から、また加工品質の低下抑止の観点から、ケーブルやケーブルベア装置への、直接または間接のレーザビーム照射を避ける必要がある。 In the process chamber, it is necessary to avoid direct or indirect laser beam irradiation to the cable or the cable carrier device from the viewpoint of preventing the deterioration and breakage of the cable and from the viewpoint of suppressing the deterioration of the processing quality.
本発明の目的は、レーザビームからケーブルを保護する機能を備えるレーザ装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a laser device having a function of protecting a cable from a laser beam.
また、加工品質の低下を抑止可能なレーザ装置を提供することである。 Moreover, it is providing the laser apparatus which can suppress the fall of processing quality.
本発明の一観点によると、レーザビームを出射するレーザ光源と、前記レーザ光源を出射したレーザビームが加工対象物に照射されて加工が行われる空間を画定するチャンバと、前記チャンバ内に配置され、前記加工対象物を保持するテーブルと、前記チャンバ内に配置されるケーブルと、前記チャンバ内に配置され、金属で形成され、前記レーザ光源を出射したレーザビームの前記ケーブルへの照射を防止する位置に設置されるケーブル保護手段とを有するレーザ装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a laser light source that emits a laser beam, a chamber that defines a space in which a workpiece is irradiated with the laser beam emitted from the laser light source and processing is performed, and the chamber is disposed in the chamber. A table for holding the workpiece, a cable disposed in the chamber, a metal disposed in the chamber, formed of metal, and preventing irradiation of the laser beam emitted from the laser light source to the cable. There is provided a laser device having cable protection means installed in position.
本発明によれば、レーザビームからケーブルを保護する機能を備えるレーザ装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the laser apparatus provided with the function which protects a cable from a laser beam can be provided.
また、加工品質の低下を抑止可能なレーザ装置を提供することができる。 In addition, it is possible to provide a laser device that can suppress a reduction in processing quality.
図1は、実施例によるレーザ装置を示す概略図である。本レーザ装置は、たとえばレーザアニール加工に用いられる。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a laser apparatus according to an embodiment. This laser apparatus is used for laser annealing, for example.
エキシマレーザ発振器を含むレーザ光源10からレーザビーム80が出射する。レーザビーム80は、伝搬光学系20によって伝搬されて、ステージ50上に載置された加工対象物(アニール対象物)である半導体基板90に入射する。ステージ50は、半導体基板90を2次元方向に移動可能に保持するテーブルであり、半導体基板90のアニール処理を行う閉空間を画定するプロセスチャンバ30内に配置されている。プロセスチャンバ30内は、たとえばN2雰囲気とされている。レーザビーム80は、プロセスチャンバ30に設けられたウィンドウ40を透過して半導体基板90に照射され、半導体基板90のレーザアニールが行われる。
A
プロセスチャンバ30内には、ケーブルベア装置60、70が配置されている。ケーブルベア装置60、70は、ステージ50の各部に接続され、電力やエア等を供給するケーブル(配線及び配管)を保持し、ステージ50の動作に応じてこれを案内する機能を有する。両ケーブルベア装置60、70は、金属製であり、同様の構成を有する。
In the
図2は、ケーブルベア装置60を示す概略図である。ケーブルベア装置60は、外板61、内板62、及び保持部材63a〜63gを含んで構成される。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the
外板61及び内板62は、金属、たとえばSUSで形成された、一方向に長い薄板であり、厚さ方向に可撓性を有する。外板61の厚さは、たとえば0.4mmであり、内板62の厚さは、たとえば0.3mmである。外板61と内板62の幅は、たとえば等しい。外板61と内板62とは、たとえば30mmの間隔を設け、幅方向の位置が揃うように、略平行に対向配置される。両板61、62の間隔は、保持部材63a〜63gによって保持される。
The
外板61及び内板62の幅方向はX軸方向と平行である。両板61、62の長さ方向は、Z軸方向から見たとき、Y軸方向と平行である。外板61は、保持部材63aにより、プロセスチャンバ30の床面に固定されている。また、保持部材63gにより、ステージ50のY軸方向可動面に固定されている。外板61及び内板62は、長さ方向において、プロセスチャンバ30の床面と、ステージ50のY軸方向可動面との間で、U字型に湾曲している。このため、プロセスチャンバ30の床面に接触して固定されている面と、ステージ50のY軸方向可動面に接触して固定されている面は、外板61の同一面である。また、プロセスチャンバ30の床面に対向する面と、ステージ50のY軸方向可動面に対向する面は、内板62の同一面である。
The width direction of the
なお、本図には、外板61及び内板62のU字型に湾曲する部分を、湾曲部と表示した。湾曲部における外板61の曲率半径は、たとえば100mmであり、内板62のそれは、たとえば70mmである。
In this figure, the U-shaped portions of the
ステージ50のY軸方向可動面のY軸方向への動作に伴い、外板61及び内板62は、湾曲する位置がY軸方向(長さ方向)に沿って移動するように変形する。ステージ50のY軸方向可動面がY軸正方向に動くときには、外板61及び内板62は、湾曲位置がY軸正方向に移動するように変形する。このため両板61、62の、ステージ50側部分の配置量は増加し、プロセスチャンバ30床面側部分の配置量は減少する。ステージ50のY軸方向可動面がY軸負方向に動くときには、両板61、62は、湾曲位置がY軸負方向に移動するように変形する結果、ステージ50側部分の配置量は減少し、プロセスチャンバ30床面側部分の配置量は増加する。
Along with the movement of the
図3(A)及び(B)は、保持部材63a〜63gを示す概略図である。保持部材63a〜63gは、ケーブルクランプ64及びカムフォロア(軸受け)65を含んで構成される。
3A and 3B are schematic views showing the
図3(A)を参照する。ケーブルクランプ64は、ボルトで外板61に固定される。ケーブルクランプ64には、カムフォロア65が取り付けられる。カムフォロア65の外輪は内板62と接触する。
Reference is made to FIG. The
図3(B)を参照する。本図においては、ケーブルクランプ64は、外板61との間に、X軸方向(外板61及び内板62の幅方向)に沿って、ケーブル保持部を画定する。ステージ50のたとえばY軸方向可動部に接続されるケーブルは、保持部材63a〜63gのケーブルクランプ64と外板61との間に画定されるケーブル保持部に収められることで、ステージ50の動作にかかわらず、円滑、確実に保持、案内される。なお、ケーブルは、保持部材63a〜63gによって画定されるケーブル保持部を通って、外板61及び内板62の長さ方向に延在する。
Reference is made to FIG. In the figure, the
図4は、ケーブルクランプ64の、外板61への取り付け部を示す概略図である。ケーブルクランプ64は、ボルト66を用いて外板61に取り付けられる。取り付けのため、外板61には、取り付け穴が形成されている。ケーブルクランプ64と外板61との接合部にはシムが配置される。
FIG. 4 is a schematic view showing an attachment portion of the
外板61とボルト66の頭部との間、及び外板61とケーブルクランプ64との間には、それぞれ外板61側から、緩衝用シム68、応力拡散用シム69が配置される。また、ボルト66の頭部と応力拡散用シム69との間には、スプリングワッシャ67が配設される。
Between the
緩衝用シム68、応力拡散用シム69は、ともに金属で形成される。緩衝用シム68は、外板61よりも柔らかく、傷がつきやすい金属材料、たとえばCuで形成される。外板61に当接して緩衝用シム68を配置することで、取り付け穴の周辺の外板61に傷がつくのを防止することができる。応力拡散用シム69は、変形しない金属材料、たとえばSUSで形成される。応力拡散用シム69により、取り付け穴の周辺に発生する応力を拡散させることができる。外板61の取り付け穴形成位置の表裏両面に、緩衝用シム68と応力拡散用シム69とを配置することにより、薄い金属で形成される外板61に負荷される繰り返し荷重によって、外板61の取り付け穴周辺に発生する亀裂を防止することが可能である。
Both the
緩衝用シム68、応力拡散用シム69は、保持部材63a〜63gの全部または一部に使用することができる。一部に使用する場合、両シム68、69は、たとえば湾曲部に位置する頻度が高い保持部材63c〜63eのみに適用する。湾曲部となりやすい取り付け穴の周囲には、亀裂が生じやすいためである。
The
図5は、緩衝用シム68及び応力拡散用シム69を使用しない取り付け部を示す概略図である。ケーブルクランプ64は、ボルト66を用いて外板61に取り付けられる。外板61とボルト66の頭部との間には、スプリングワッシャ67a及びワッシャ67bのみが配設される。
FIG. 5 is a schematic view showing an attachment portion that does not use the
ケーブルベア装置60は、金属製の外板61及び内板62を有し、ケーブルは両板61、62間に挟み込まれるように収納される。耐紫外線(耐エキシマ光)の性質を備える外板61及び内板62が、レーザビームが直接または間接にケーブルに照射されるのを防止する。このため、ケーブルベア装置60は、ケーブルをレーザビームから保護することができるケーブル保護手段ともなる。
The
また、外板61及び内板62が樹脂ではなく金属で形成されているため、アウトガスの発生を防ぎ、加工品質の低下を抑止することができる。
Moreover, since the
更に、ケーブルベア装置60は、薄い金属板の形状変化を用いてケーブルベア動作を行うため、たとえば樹脂製キャタピラ構造を有するケーブルベア装置とは異なり、摺動部がない。したがって、構成部分同士の摺動による発塵を防止することができる。また、摺動部品の定期的な交換も不要である。
Furthermore, since the
また、ケーブルベア装置60の設計に当たっては、たとえば樹脂製キャタピラ構造を有するケーブルベア装置のように、形状や寸法の規格による制限がないため、ケーブル動作における移動量、敷設ケーブルのサイズや数量等、要件に応じて自在な設計が可能である。
In designing the
更に、ケーブルベア装置60においては、ケーブルクランプ64の外板61への取り付け位置に、異なる金属材料で形成される緩衝用シム68と応力拡散用シム69とが配設される。両シム68、69によって、外板61に設けられる取り付け穴の周囲の亀裂が防止される。このため、ケーブルベア装置60は長期間の使用に耐えうる。
Further, in the
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto.
たとえば、実施例においては、エキシマレーザ発振器を使用したレーザ装置について説明したが、Nd:YAGレーザ等の固体レーザ、CO2レーザ等を用いたレーザ装置であってもよい。 For example, in the embodiments, a laser apparatus using an excimer laser oscillator has been described. However, a solid-state laser such as an Nd: YAG laser, a laser apparatus using a CO 2 laser, or the like may be used.
また、実施例においては、レーザアニールを行うレーザ装置について述べたが、基板穴開け加工等の加工を行うレーザ装置であってもよい。 In the embodiments, a laser apparatus that performs laser annealing has been described. However, a laser apparatus that performs processing such as substrate drilling may be used.
更に、実施例においては、ケーブルベア装置60の外板61及び内板62をSUSで形成したが、Alや黄銅等の金属で形成することも可能である。
Furthermore, in the embodiment, the
また、実施例に示したケーブルベア装置60においては、ケーブルを上下方向(Z軸方向)から挟むように、外板61及び内板62が配置されたが、更に、たとえば両板61、62間を、幅方向端部において覆う遮光板を備える構成を採用することもできる。
Further, in the
図6は、ケーブルベア装置60の変形例を示す概略図である。図6に示すケーブルベア装置は、外板61の幅方向端部に鱗状に設置され、外板61と内板62との間を覆う遮光板71a〜71tを有する。遮光板71a〜71tは、SUS等の金属で形成される。本図に示す構成においては、外板61及び内板62で形成される上下面だけではなく、両板61、62間の両側面を遮光板71a〜71tで遮光することによって、ケーブル保護の確実性を高めることが可能である。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a modification of the
更に、実施例によるレーザ装置においては、ケーブルベア装置がレーザビームからケーブルを保護する機能を具体化したが、たとえばプロセスチャンバ30内に配置される遮光手段がケーブルをレーザビームから保護する構成としてもよい。
Further, in the laser apparatus according to the embodiment, the function of the cable bearer device protecting the cable from the laser beam is realized. However, for example, the light shielding means arranged in the
図7は、他の実施例によるレーザ装置(レーザアニール装置)を示す概略図である。図7に示すレーザ装置は、遮光板74を有する。遮光板74は、金属、たとえばSUSで形成され、プロセスチャンバ30内のステージ50に接続されるケーブルへの、レーザ光80の直接または間接の照射を防止する位置に設置される。なお、プロセスチャンバ30内に配置される遮光手段は、遮光板74に限らず、たとえばケーブルベア装置72、73が動く範囲を覆う金属とすることもできる。
FIG. 7 is a schematic view showing a laser apparatus (laser annealing apparatus) according to another embodiment. The laser apparatus shown in FIG. The
その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。 It will be apparent to those skilled in the art that other various modifications, improvements, combinations, and the like are possible.
ステージに接続されるケーブルに限らず、チャンバ内に配置されるケーブルを保護することのできるレーザ装置として幅広く利用可能である。 The present invention can be widely used as a laser device that can protect not only the cable connected to the stage but also the cable arranged in the chamber.
10 レーザ光源
20 伝搬光学系
30 プロセスチャンバ
40 ウィンドウ
50 ステージ
60、70 ケーブルベア装置
61 外板
62 内板
63a〜63g 保持部材
64 ケーブルクランプ
65 カムフォロア
66 ボルト
67、67a スプリングワッシャ
67b ワッシャ
68 緩衝用シム
69 応力拡散用シム
71a〜71t 遮光板
72、73 ケーブルベア装置
74 遮光板
80 レーザビーム
90 半導体基板
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記レーザ光源を出射したレーザビームが加工対象物に照射されて加工が行われる空間を画定するチャンバと、
前記チャンバ内に配置され、前記加工対象物を保持するテーブルと、
前記チャンバ内に配置されるケーブルと、
前記チャンバ内に配置され、金属で形成され、前記レーザ光源を出射したレーザビームの前記ケーブルへの照射を防止する位置に設置されるケーブル保護手段と
を有するレーザ装置。 A laser light source for emitting a laser beam;
A chamber that demarcates a space in which a laser beam emitted from the laser light source is irradiated onto a workpiece and processing is performed;
A table disposed in the chamber and holding the workpiece;
A cable disposed in the chamber;
A laser apparatus, comprising: a cable protection unit disposed in the chamber, made of metal, and installed at a position to prevent irradiation of the laser beam emitted from the laser light source to the cable.
前記ケーブルは、前記テーブルに接続され、
前記ケーブル保護手段は、前記テーブルに接続された前記ケーブルを保持し、前記テーブルの動作に応じて前記ケーブルを案内するケーブルベア装置である請求項1に記載のレーザ装置。 The table holds the workpiece to be movable,
The cable is connected to the table;
2. The laser device according to claim 1, wherein the cable protection unit is a cable carrier device that holds the cable connected to the table and guides the cable according to the operation of the table.
金属で形成され、一方向に長く、長さ方向において湾曲する湾曲部を有するように対向配置された、第1の板状部材及び第2の板状部材を備え、
前記ケーブルを、前記第1の板状部材と第2の板状部材との間に挟み込むように保持し、
前記第1の板状部材及び前記第2の板状部材は、前記テーブルの動作に応じて、前記湾曲部が前記長さ方向に沿って移動するように変形する請求項2に記載のレーザ装置。 The cable protection means, which is a cable carrier device,
A first plate-like member and a second plate-like member which are made of metal and are arranged opposite to each other so as to have a curved portion which is long in one direction and curved in the length direction;
Holding the cable so as to be sandwiched between the first plate-like member and the second plate-like member;
3. The laser device according to claim 2, wherein the first plate-like member and the second plate-like member are deformed so that the bending portion moves along the length direction according to the operation of the table. .
前記第1の板状部材には、前記保持部材を取り付ける取り付け穴が形成され、
前記保持部材は、前記取り付け穴側から順に配置される、第1のシム、第2のシムを介して、前記第1の板状部材に取り付けられ、
前記第1のシムは、前記第1の板状部材よりも傷がつきやすい金属材料で形成され、
前記第2のシムは、変形しない金属材料で形成される請求項3に記載のレーザ装置。 The cable protection means that is a cable carrier device further includes a holding member that holds the cable between the first plate-like member and the second plate-like member,
The first plate-like member is formed with an attachment hole for attaching the holding member,
The holding member is attached to the first plate-like member via a first shim and a second shim, which are arranged in order from the attachment hole side,
The first shim is formed of a metal material that is more easily damaged than the first plate-like member,
The laser device according to claim 3, wherein the second shim is formed of a metal material that does not deform.
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Cited By (1)
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JP2022053034A (en) * | 2020-09-24 | 2022-04-05 | 日新イオン機器株式会社 | Transport device |
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