JP3451476B2 - 複合機用除振装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークに対して一
次処理を行うための処理装置と、一次処理されたワーク
に対して二次処理を行うプロセスチャンバとを連結して
成る複合機用の除振装置に関し、特に、二次処理に際し
てワークに微小振動が生じない状態で処理を行う必要の
ある複合機用除振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の複合機の一例として、ＣＶＤ装
置による一次処理装置と、レーザアニーリング装置によ
る二次処理装置とを、ワーク搬送用のロボットを収容し
ているトランスファチャンバを介して連結したものがあ
る。このような複合機では、はじめにＣＶＤ装置により
ワークの表面に被膜が形成される。被膜が形成されたワ
ークは、ロボットによりトランスファチャンバを通して
レーザアニーリング装置に移し替えられる。続いて、移
し替えられたワークに対してレーザビームを照射するこ
とによりレーザアニーリングが行われる。

【０００３】ところで、レーザアニーリングには、長尺
ビームを使用する場合と、矩形ビームを使用する場合と
がある。長尺ビームを使用してレーザアニーリングを行
う場合には、ワーク面上でのビームの照射位置はそれほ
ど問題にされない。しかし、矩形ビームを使用してレー
ザアニーリングを行う場合には、ワーク面上での照射位
置が非常に重要となる。このため、矩形ビームを使用し
てレーザアニーリングを行う場合には、ワークにわずか
な振動でも生じないようにする必要がある。なお、長尺
ビームを使用する処理と、矩形ビームを使用する処理の
違いについては、後で詳しく説明する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、これまでの
上記のような複合機では、レーザアニーリング装置を設
置している床の振動がそのままレーザアニーリング装置
に伝達されることにより、ワークを搭載しているステー
ジが振動してしまい、ワークにも微小振動が生じるとい
う問題点があった。また、ＣＶＤ装置における振動がト
ランスファチャンバを介してレーザアニーリング装置に
伝達されることにより、ステージが振動してしまい、ワ
ークに微小振動が生じるという問題点もあった。その結
果、矩形ビームを使用してレーザアニーリングを行う場
合の歩留まりが悪いという問題点があった。

【０００５】そこで、本発明の課題は、レーザアニーリ
ング装置のような二次処理装置に対して、ＣＶＤ装置の
ような一次処理装置からの振動伝達を阻止すると共に、
設置床からの振動伝達をも阻止できる機能を持つ複合機
用除振装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ワークに対し
て一次処理を行うための処理装置と、該処理装置で処理
された処理ワークを搬送機構を通して受け、受け取った
処理ワークにレーザビームを照射して二次処理を行うプ
ロセスチャンバとを、前記搬送機構を密封状態で収容し
ているトランスファチャンバを介して連結して成る複合
機用の除振装置であって、前記プロセスチャンバの下に
は少なくとも１つの除振台が設けられており、前記プロ
セスチャンバと前記トランスファチャンバとの間の連結
を、ベローズを介して行うようにし、前記除振台は、フ
ィードバック制御系により制御されるエア式ダンパを備
え、前記除振台において前記プロセスチャンバと共に変
位するあらかじめ定められた部位と前記除振台において
該除振台が設置される床側と同じ状態におかれる部位と
の間の相対距離があらかじめ定められた値より大きい間
は前記除振台の機能を働かせ、前記相対距離が前記あら
かじめ定められた値以下になると前記除振台の機能を停
止させるようにしたことを特徴とする。

【０００７】前記フィードバック制御系は、前記エア式
ダンパに供給される圧縮空気の圧力を制御するための制
御バルブと、該制御バルブを制御するための制御装置
と、前記除振台において前記プロセスチャンバと共に変
位するあらかじめ定められた部位と、前記除振台におい
て該除振台が設置される床側と同じ状態におかれる部位
との間の相対距離を検出するための検出器とを含み、前
記制御装置は、前記検出器からの検出信号を受けて、前
記相対距離があらかじめ定められた値より大きい間は該
相対距離に応じて前記制御バルブを制御することにより
前記除振台の機能を働かせ、前記相対距離が前記あらか
じめ定められた値以下になると前記制御バルブの制御を
停止して前記除振台の機能を停止させる。

【０００８】前記除振台はまた、前記エア式ダンパを収
容している収容部材と、前記エア式ダンパの可動部と連
結されて前記プロセスチャンバと共に変位する上部台座
とを含み、前記上部台座には、当該除振台の高さ方向の
位置を制限するために上下方向に設置位置の調整可能な
ストッパ部材が設けられ、前記収容部材には前記ストッ
パ部材との間の相対距離を検出するための位置検出器が
前記検出器として設けられている。

【０００９】

【作用】本発明が適用される複合機を、ＣＶＤ装置によ
る一次処理装置とレーザアニーリング装置による二次処
理装置とについて言えば、矩形ビームを使用してワーク
を精密に処理するレーザアニーリング装置では、レーザ
アニーリング装置の設置床からの振動、ＣＶＤ装置から
の振動が大きく加工精度に影響する。

【００１０】そこで、本発明では、アニーリング装置と
ＣＶＤ装置との間をべローズで結合し、ＣＶＤ装置から
の振動を吸収する構造にしている。また、設置床からの
振動は除振台によって取り除く方法をとっている。

【００１１】しかし、ベローズは大きな変位に対して強
度が弱く、長い間使用していると疲労破壊を起こす。レ
ーザアニーリング装置では長尺ビームを使用して処理を
行っている時に、除振台の動きが大きくなって大きな変
位が生じ、べローズを破壊する可能性がある。

【００１２】そこで、位置検出器を設けて変位量を検出
するようにし、矩形ビームを使用して処理を行う時には
設置床からの振動を除去するように除振台を生かし、長
尺ビームを使用した処理で大きな変位がある際には、除
振台の性能を殺すような機構を採用している。

【００１３】これらの切替えによって高い精度を必要と
する矩形ビームを使用している時には除振台とベローズ
を用いて振動を除去することができる。一方、精度が低
くても構わない長尺ビームによる処理時で大きな振動が
発生するときは、除振台の性能を殺しておく。除振台を
殺していると、べローズとプロセスチャンバは一体とな
って変位するため、ベローズを破壊する心配はない。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明を適用した複合機の概略構
成を図１に示す。ここでは、一次処理装置として、ガラ
ス基板（ワーク）に被膜形成処理を行うＣＶＤ装置１０
が使用され、二次処理装置として、被膜形成処理された
ガラス基板にレーザアニーリングを行うレーザアニーリ
ング装置２０が使用される場合について説明する。

【００１５】レーザアニーリング装置２０は、密封の可
能なプロセスチャンバ２１を備えている。プロセスチャ
ンバ２１内には、被膜形成処理されたガラス基板１を搭
載するためのプロセスステージ２２が設置されている。
プロセスチャンバ２１の天井壁には、後述するレーザ照
射系からのレーザビームを透過するための透過窓２３が
設けられている。プロセスチャンバ２１の上方には、架
台２４によりレーザ照射系２５が構成されている。

【００１６】レーザ照射系２５は、レーザ発振器２６で
発生されたレーザビームを反射ミラー２７を介して受
け、所定の断面形状に整形してガラス基板１に焦点を結
ぶように照射するためのものである。ここでは、矩形ビ
ーム用の構成のみを示しており、長尺ビーム用の構成に
ついては後述する。

【００１７】矩形ビーム用の構成要素として、マスクを
搭載しているマスクステージ２８、光学レンズ系２９、
センサ３０等を備えている。センサ３０は、ガラス基板
１上でのビームの焦点位置を検出するためのものであ
り、焦点位置を精度良く合わせるために用いられる。

【００１８】このようなレーザアニーリング装置２０
が、後述する複数の除振台４０を介して床５０に設置さ
れている。

【００１９】ＣＶＤ装置１０とプロセスチャンバ２１と
の間は、搬送機構としての基板搬送ロボット６０を収容
しているトランスファチャンバ７０を介して連結されて
いる。特に、図２に示されるように、プロセスチャンバ
２１とトランスファチャンバ７０との間は、ベローズ７
１によって連結するようにしている。なお、プロセスチ
ャンバ２１とトランスファチャンバ７０との連結部は、
基板搬送ロボット６０によってＣＶＤ装置１０内のガラ
ス基板を把持してプロセスチャンバ２１内に受け渡す部
分であり、プロセスチャンバ２１内を真空またはある一
定圧力に保つために大気と遮断する必要があり、ベロー
ズ７１がその機能を果たしている。また、トランスファ
チャンバ７０には、ＣＶＤ装置１０内とプロセスチャン
バ２１内とが連通状態になることを防止するためにゲー
トバルブ機構が必要となるが、このようなゲートバルブ
機構は周知であるので、図示説明は省略する。

【００２０】次に、図３、図４を参照して、本発明によ
る除振装置の主要部である除振台４０の構造について説
明する。除振台４０は、プロセスチャンバ２１が搭載さ
れる上部台座４１と、エア式ダンパ４２とが除振ゴム４
３を介して連結されている。エア式ダンパ４２には、コ
ンプレッサ４４からの圧縮空気が制御バルブ４５を経由
して供給される。エア式ダンパ４２内には、導入された
圧縮空気に応じて上下動するピストン部４６と、振動時
のピストン部４６の下側リミット位置を規定するための
第１のストッパ部材４７とが配置されている。

【００２１】上部台座４１には、除振台４０の動作のオ
ン、オフを規定すると共に、除振台４０の上限リミット
位置、厳密に言えばエア式ダンパ４２を収容している容
器の高さ方向の上限リミット位置を規定するための第２
のストッパ部材４８が設けられている。一方、エア式ダ
ンパ４２を収容している容器には、第２のストッパ部材
４８との間の相対距離を検出するための位置検出器４９
が設けられている。位置検出器４９はまた、プロセスチ
ャンバ２１あるいはエア式ダンパ４２を収容している容
器の変位量があらかじめ定められた許容範囲を越える
と、図３に示すように、その一部が第２のストッパ部材
４８に係合してリミットがかかる。

【００２２】位置検出器４９からの検出信号はフィード
バック信号として制御装置１００に送出される。制御装
置１００は、検出信号で示される第２のストッパ部材４
８と位置検出器４９との間の相対距離に応じて制御バル
ブ４５を制御して、プロセスチャンバ２１の振動を除去
するように除振台４０を動作させる。

【００２３】制御装置１００は特に、上記の相対距離が
所定値以下、例えば位置検出器４９の一部が第２のスト
ッパ部材４８に当接したことを検出すると、制御バルブ
４５に対する制御動作を停止して除振機能を停止させ
る。位置検出器４９の一部が第２のストッパ部材４８に
当接したということは、上部台座４１あるいはエア式ダ
ンパ４２の上下動が許容範囲を越える値に達したことを
意味する。なお、第２のストッパ部材４８は、ねじ等の
調整手段により上下方向の位置が可変となるように構成
されている。

【００２４】以上の説明で理解できるように、各除振台
４０は、第２のストッパ部材４８と位置検出器４９との
間の相対距離が変化すると、除振性能を決める圧縮空気
の圧力を制御して、振動を除去するフィードバック制御
機能を持つ。そして、上部台座４１あるいはエア式ダン
パ４２の上下動が許容範囲を越えると、フィードバック
制御機能が働かなくなるようにしている。第２のストッ
パ部材４８の位置は手動で上下に動かすことができ、ど
の位置で除振機能を停止させるかを任意に設定できる。

【００２５】すなわち、除振台４０の機能は、ピストン
部材４６が第１のストッパ部材４７に当たる位置から、
位置検出器４９の一部が第２のストッパ部材４８に当た
る位置まで発揮される。この距離を２００μｍにとれ
ば、除振台４０は±１００μｍの上下動の範囲内で機能
することになる。

【００２６】ここで、矩形ビームを使用しての精度の高
いスキャン時の動作について説明する。矩形ビームを使
用して処理を行う際に、プロセスチャンバ２１における
振動はＣＶＤ装置１０あるいは床５０から伝わるものが
主である。この振動は大きくても高々±数十μｍの振幅
であり、スキャンに起因してベローズ７１が大きく変位
することはない。そこで、矩形ビームを使用してスキャ
ンしている時に間違いなく除振機能が働くように、除振
台４０の第２のストッパ部材４８と位置検出器４９との
相対距離を、例えば２００μｍというように予想される
変位より少し大きめに設定しておく。この場合、床５０
からの振動はフィードバック制御機能によって複数の除
振台４０が吸収し、ＣＶＤ装置１０からの振動はべロー
ズ７１が吸収する。

【００２７】次に、長尺ビームを使用しての精度の低い
スキャン時の除振性能について説明する。長尺ビームに
より処理を行う時には、プロセスチャンバ２１内のプロ
セスステージ２２が動くので、プロセスチャンバ２１内
のプロセスステージ２２の重心位置がずれ、全体に大き
く傾きやすい。傾きが小さい場合は矩形ビームによる処
理時と同じ除振機能が働くが、傾きが大きくなると第２
のストッパ部材４８によるリミットがかかり、除振台４
０は機能しなくなる。除振台４０が機能しないとプロセ
スチャンバ２１とべローズ７１とは一体に変位するの
で、プロセスチャンバ２１とべローズ７１の相対位置の
ずれはなくなり、変位量が大きくてもベローズ７１が破
壊されることはない。なお、長尺ビームによるスキャン
精度は矩形ビームに比べ数十倍の振動を許容するためス
キャン精度に大きな影響は与えない。

【００２８】図５、図６を参照して、参考のために、レ
ーザ照射系における矩形ビーム用の構成と長尺ビーム用
の構成について説明する。矩形ビーム用の構成と長尺ビ
ーム用の構成の違いは、単にビーム断面形状が異なるだ
けでなく、レーザ光の通過する光学レンズ系が異なり、
ガラス基板１に照射されるビームの光学特性も大きく異
なる。図５は、図１の複合機を側面方向から見た図であ
り、前述したように、矩形ビーム用の構成要素として、
マスクを搭載したマスクステージ２８と、レンズ光学系
２９とを備えている（センサは図示省略）。これらに隣
接して、長尺ビーム用の構成要素として、レンズ光学系
３１を備えている。プロセスチャンバ２１の天井壁に
は、透過窓２３に隣接して長尺ビームを使用して処理を
行うための透過窓３２が設けられている。

【００２９】矩形ビームを使用して処理を行う場合に
は、プロセスステージ２２を図６中、左側に移動させて
処理を行い、長尺ビームを使用して処理を行う場合に
は、プロセスステージ２２を図６中、右側に移動させて
処理を行う。なお、図１のレーザ発振器２６からのレー
ザ光は、図示しないミラーにより矩形ビーム用、長尺ビ
ーム用のどちらに入射させるかが切り替えられる。ま
た、矩形ビーム用に入射されるレーザビームの断面形
状、長尺ビーム用に入射されるレーザビームの断面形状
もあらかじめ整形処理により決まっている。

【００３０】入射時の断面形状の一例をあげると、矩形
ビームの形状は縦１０ｍｍ、横１５ｍｍの長方形状であ
り、長尺ビームの形状は縦０．５ｍｍ、横２００ｍｍの
長尺形状である。上記のような矩形ビームは、マスクを
通して、例えば幅数μｍ程度の多数のスリット状のパタ
ーンにされる。このパターンは更に、図６に示されるよ
うに、レンズ光学系２９に含まれる縮小レンズ２９−１
により縮小されてガラス基板１に照射される。一方、上
記のような長尺ビームは、縮小レンズ３１−１により縮
小されてガラス基板１に照射される。

【００３１】上記のように、矩形ビームを使用する場合
には、縮小レンズ２９−１によってμｍ単位の微細なス
リット状パターンがガラス基板１に照射される。縮小レ
ンズ２９−１の焦点深度は浅く、例えば±５μｍ程度で
ある。このため、微小な振動によってガラス基板１面に
当たるパターンの位置が±５μｍ以上ずれると、パター
ンがぼけてしまう。一方、長尺ビームを使用する場合に
は、縮小レンズ３１−１には縮小レンズ２９−１のよう
な精密さは不要であり、照射されるパターンは最小でも
０．１ｍｍ単位である。そして、縮小レンズ３１−１の
焦点深度も縮小レンズ２９−１のそれに比べて深く、例
えば±０．２ｍｍ程度である。したがって、多少の振動
があっても焦点は合うことになる。

【００３２】以上、本発明の実施の形態を、第２の処理
装置として精密なレーザアニーリングを行うためのレー
ザアニーリング装置を例示して説明したが、第２の処理
装置は、同様なレーザビームを用いる、例えば半導体成
膜装置、半導体改質装置にも適用可能である。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、第２の処理装置に組み
合わされる除振台に振動除去が必要な時のみ除振性能を
働かせる機能を持たせることによって、ベローズのよう
な簡単な構造で第１の処理装置と第２の処理装置との連
結を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による除振装置を備えた複合機を、第１
の処理装置としてＣＶＤ装置を、第２の処理装置として
レーザアニーリング装置を使用する場合についてその概
略構成を示した図である。

【図２】図１におけるトランスファチャンバとプロセス
チャンバとの間を連結するためのベローズを拡大して示
した図である。

【図３】図１におけるプロセスチャンバと除振台との関
係を示した図である。

【図４】図３における除振台の構造を拡大して示した図
である。

【図５】図１の複合機におけるレーザ照射系の構成例を
示した図である。

【図６】図５に示されたレーザ照射系により、矩形ビー
ムを使用して処理を行う場合の焦点深度と長尺ビームを
使用して処理を行う場合の焦点深度について説明するた
めの図である。

【符号の説明】

１ ガラス基板 １０ ＣＶＤ装置 ２０ レーザアニーリング装置 ２１ プロセスチャンバ ２２ プロセスステージ ２３、３２ 透過窓 ２４ 架台 ２５ レーザ照射系 ２６ レーザ発振器 ２７ 反射ミラー ２８ マスクステージ ２９、３１ レンズ光学系 ４０ 除振台 ４２ エア式ダンパ ４４ コンプレッサ ４６ ピストン部 ４７ 第１のストッパ部材 ４８ 第２のストッパ部材 ５０ 床 ６０ 基板搬送ロボット ７０ トランスファチャンバ ７１ ベローズ １００ 制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/268 F16F 15/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークに対して一次処理を行うための処
   理装置と、該処理装置で処理された処理ワークを搬送機
   構を通して受け、受け取った処理ワークにレーザビーム
   を照射して二次処理を行うプロセスチャンバとを、前記
   搬送機構を密封状態で収容しているトランスファチャン
   バを介して連結して成る複合機用の除振装置であって、 前記プロセスチャンバの下には少なくとも１つの除振台
   が設けられており、 前記プロセスチャンバと前記トランスファチャンバとの
   間の連結を、ベローズを介して行うようにし、 前記除振台は、フィードバック制御系により制御される
   エア式ダンパを備え、 前記除振台において前記プロセスチャンバと共に変位す
   るあらかじめ定められた部位と前記除振台において該除
   振台が設置される床側と同じ状態におかれる部位との間
   の相対距離があらかじめ定められた値より大きい間は前
   記除振台の機能を働かせ、前記相対距離が前記あらかじ
   め定められた値以下になると前記除振台の機能を停止さ
   せるようにした ことを特徴とする複合機用除振装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の複合機用除振装置におい
   て、前記 フィードバック制御系は、前記エア式ダンパに供給
   される圧縮空気の圧力を制御するための制御バルブと、
   該制御バルブを制御するための制御装置と、前記除振台
   において前記プロセスチャンバと共に変位するあらかじ
   め定められた部位と、前記除振台において該除振台が設
   置される床側と同じ状態におかれる部位との間の相対距
   離を検出するための検出器とを含み、 前記制御装置は、前記検出器からの検出信号を受けて、
   前記相対距離があらかじめ定められた値より大きい間は
   該相対距離に応じて前記制御バルブを制御することによ
   り前記除振台の機能を働かせ、前記相対距離が前記あら
   かじめ定められた値以下になると前記制御バルブの制御
   を停止して前記除振台の機能を停止させることを特徴と
   する複合機用除振装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の複合機用除振装置におい
   て、前記除振台は、前記エア式ダンパを収容している収
   容部材と、前記エア式ダンパの可動部と連結されて前記
   プロセスチャンバと共に変位する上部台座とを含み、前
   記上部台座には、当該除振台の高さ方向の位置を制限す
   るために上下方向に設置位置の調整可能なストッパ部材
   が設けられ、前記収容部材には前記ストッパ部材との間
   の相対距離を検出するための位置検出器が前記検出器と
   して設けられていることを特徴とする複合機用除振装
   置。