JP3458326B2 - 直動機構を持つ処理容器を備えた処理装置 - Google Patents

直動機構を持つ処理容器を備えた処理装置

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JP3458326B2
JP3458326B2 JP24359798A JP24359798A JP3458326B2 JP 3458326 B2 JP3458326 B2 JP 3458326B2 JP 24359798 A JP24359798 A JP 24359798A JP 24359798 A JP24359798 A JP 24359798A JP 3458326 B2 JP3458326 B2 JP 3458326B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、処理容器内におい
て処理対象物を保持する保持手段を移動させる直動機構
を持つ処理容器を備えた処理装置に関する。この種の処
理装置は、特に、レーザアニーリング装置のように、処
理容器内の真空あるいは不活性ガスの雰囲気中でガラス
等の処理対象物に対してレーザ光による処理を行う装置
に適している。
【0002】
【従来の技術】この種の処理装置の一例として、レーザ
アニーリング装置について説明する。レーザアニーリン
グ装置によりレーザアニールをおこなう際には、処理対
象物を保持台で保持して真空容器内に配置し、石英窓を
通して処理対象物表面にレーザ光を照射する。真空容器
内で保持台を移動させることにより、処理対象物表面の
広い領域に順次レーザ光を照射することができる。
【0003】保持台には、真空容器の外部まで導出され
た駆動軸が取り付けられており、真空容器内に配置され
たリニアガイド機構により移動可能にされている。駆動
軸を軸方向に往復駆動することにより、保持台を移動さ
せることができる。なお、真空容器の外側の駆動軸と真
空容器の壁との間には、気密機構としてベローズが取り
付けられ、真空容器の気密性が保たれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】レーザアニールの効果
を安定して得るために、処理対象物を加熱する場合があ
る。このため、保持台にはヒータが埋め込まれている。
保持台を加熱すると、熱歪により、リニアガイド機構の
摺動部に余分な力が加わる。この余分な力のために、保
持台が移動しにくくなり、極端な場合には移動不能にな
る。
【0005】また、真空容器内にリニアガイド機構の摺
動部が配置されるため、摩擦により摺動部から微小なご
みが発生し、真空容器内を汚染する。
【0006】本発明の課題は、処理容器内のガイド機構
を省略できるようにして、処理対象物の加熱による熱歪
の影響を受けにくく、処理容器内における微小なごみの
発生を抑制できる処理容器を備えた処理装置を提供する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、気密状
態を維持される処理容器と、前記処理容器内に配置さ
れ、一端が前記処理容器の壁を貫通して外部まで導出さ
れた少なくとも2本の駆動用支軸と、前記駆動用支軸が
前記処理容器の壁を貫通する箇所において、前記駆動用
支軸がその軸方向に並進移動可能なように、かつ前記処
理容器内の気密性が保たれるように、前記処理容器内と
外部とを隔離する気密機構と、前記処理容器の外に設け
られ、前記駆動用支軸が前記処理容器に対して軸方向に
並進移動可能なように駆動用支軸を支持するガイド機構
と、前記駆動用支軸の一端側に連結されて、前記駆動用
支軸と共に移動可能なように前記処理容器外に設置され
ステージベースと、前記ステージベースを介して前記
駆動用支軸を前記処理容器に対して軸方向に並進移動さ
せるために前記処理容器外に設置された駆動機構と、前
記処理容器内において、前記駆動用支軸の他端側で支え
られ、処理対象物を保持する保持手段とを有することを
特徴とする直動機構を持つ処理容器を備えた処理装置が
提供される。
【0008】なお、前記駆動機構は、前記処理容器の下
部域に配置されていることが好ましい。
【0009】前記保持手段は、前記処理対象物を加熱す
るための加熱手段を有する。
【0010】一方、前記処理容器の内壁に、前記処理対
象物を加熱するための加熱手段が設けられていても良
い。
【0011】前記駆動機構は、前記ステージベースの幅
方向両側に配置された2組のリニアモータで構成され
る。
【0012】前記2組のリニアモータは定盤上に配置さ
れ、前記ステージベースは前記定盤上を移動し、前記ス
テージベースはエアベアリングを備えている。
【0013】前記ステージベースは、前記定盤上に設け
られたガイドレールに沿って案内され、前記エアベアリ
ングは、前記ガイドレールを挟むように設けられたガイ
ド用のエアベアリングと、前記定盤との間でベアリング
を構成するように前記ステージベース側に設けられた
なくとも3つのリフト用のエアベアリングとから成る。
【0014】前記駆動用支軸としては、上側に2本、下
側に1本の合計3本の軸を備えていることが好ましい。
【0015】
【作用】駆動機構により、駆動用支軸をその軸方向に並
進移動させることができ、駆動用支軸に固定された保持
手段も移動する。処理容器内に摺動部がないため、摺動
部における摩擦に起因した微小なごみによる処理容器内
の汚染を防止することができる。
【0016】また、保持手段が加熱されて熱歪を生じて
も、処理容器内に摺動部がないため、摺動部が熱歪の影
響を受けない。このため、保持手段を加熱しても、保持
手段をスムーズに移動させることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の好ましい実施の
形態による処理容器の横断面図を示し、図2は、図1の
縦断面図、図3は図2の線A−Aによる断面図を示す。
【0018】架台100上に、内部を真空排気可能な処
理容器1が装着されている。処理容器1は、後述する構
造により、架台100に対してその幅方向、及び上下方
向に位置の微調整が可能である。処理容器1の内部に、
直動機構を構成するための駆動用支軸2a、2b、及び
2cが互いに平行に配置されている。駆動用支軸2a〜
2cの一端側は、処理容器1の側壁を貫通して外部まで
導出されている。処理容器1内には保持台としてのワー
クテーブル3が配置されている。ワークテーブル3は、
駆動用支軸2a〜2cの他端側に固定され、いわゆる片
持ち支持構造により支持されている。処理容器1は真空
排気され、場合によってはその後に不活性ガスが導入さ
れる。
【0019】駆動用支軸2a〜2cの一端側は、結合ブ
ロック4に固定されている。結合ブロック4にはまた、
駆動用支軸2a〜2cと平行に処理容器1の下側にまで
延びるようなステージベース5の一端部が固定されてい
る。ステージベース5は、石定盤6上に設置されたガイ
ドレール7に沿ってスライド可能に構成される。ガイド
レール7は、ステージベース5の中心線に沿うように配
置されている。ステージベース5の他端部の両側にはそ
れぞれリニアモータ部8が組み合わされる。
【0020】リニアモータ部8は、ステージベース5、
結合ブロック4、駆動用支軸2a〜2c、及びワークテ
ーブル3を一体に駆動するためのものである。特に、リ
ニアモータ部8を処理容器1の下部域に配置している。
これは、ステージベース5の一端に結合ブロック4及び
駆動用支軸2a〜2cを介してワークテーブル3が片持
ち式に支持されているのに対し、ステージベース5は後
述するエアベアリングにより静圧式に支持されており、
このような支持構造でも重量の比較的大きいワークテー
ブル3を支え易くするためである。
【0021】なお、必要な出力トルクを得るために、こ
の例では片側に2本ずつ、合計4本のリニアモータが配
置されるが、出力トルクの大きなリニアモータを使用す
るのであれば、片側に1本ずつでも良い。2組のリニア
モータ部8を同期駆動することにより、駆動用支軸2a
〜2cを、その軸方向に並進移動させることができる。
その結果、ワークテーブル3を処理容器1内で移動させ
ることができる。
【0022】駆動用支軸2a〜2cの各々の処理容器1
の外に導出された部分にはそれぞれ、気密機構として真
空ベローズ9が被せられている。真空ベローズ9の一端
はそれぞれ結合ブロック4に取り付けられ、他端は処理
容器1の側壁に取り付けられている。このような真空べ
ローズ9により、処理容器1の気密性が保たれる。
【0023】ワークテーブル3の上面には複数のピン1
1が突出しており、アニール処理されるガラス板等の基
板10がピン11の上に載置される。ワークテーブル3
には加熱用ヒータ12が組み合わされており、熱輻射に
より基板10を加熱することができる。処理容器1の上
面には石英窓1−1が設けられており、石英窓1−1を
通して処理容器1内に光学系20からのレーザ光が導入
される。
【0024】2組のリニアモータ部8を駆動して駆動用
支軸2a〜2cをその軸方向に並進移動させることによ
り、処理容器1内で基板10を移動させることができ
る。リニアモータ部8の駆動制御については詳しい説明
を省略するが、ガイドレール7にはリニアエンコーダ1
3が設けられる。このリニアエンコーダ13からの位置
検出信号をリニアモータ部8の駆動制御系にフィードバ
ックし、ワークテーブル3、すなわち基板10の位置目
標値に追随するような制御を行う。
【0025】ステージベース5を円滑にスライドさせる
ために、ステージベース5にはリフト用エアベアリング
14とガイド用エアベアリング15が組み込まれてい
る。リフト用エアベアリング14は、この例では、3点
支持とするためにステージベース5の一端側の中間部
と、他端側の両側の合計3個所に配置されている。エア
ベアリングは、周知のように、圧縮空気を吹き付けるこ
とでベアリングの機能を持たせるものである。特に、ス
テージベース5の一端側の中間部に配置されるリフト用
エアベアリング14について言えば、図4に示されるよ
うに、2個1組でステージベース5を安定に支持できる
ようにしている。一方、ガイド用エアベアリング15
は、ガイドレール7との間でベアリングを構成するもの
である。図5に示すように、ガイドレール7に沿った複
数箇所(ここでは、2箇所)でしかもその両側にガイド
レール7を挟み込むようにガイド用エアベアリング15
が配置される。図6は、ステージベース5の他端側の幅
方向両側に配置されるリフト用エアベアリング14を示
している。
【0026】なお、ステージベース5はできるだけ軽量
化することが望ましいが、所定の剛性を確保する必要も
ある。このために、ステージベース5の肉厚をできるだ
け薄くする一方、ステージベース5の下面側には、複数
箇所にその長さ方向に沿うよにリブ5−1(図4、図
5)が設けられている。
【0027】処理容器1の4隅に対応する架台100の
4箇所にはそれぞれ、位置調整用のねじ機構101、1
02が設けられている。ねじ機構101は、ねじの先端
が処理容器1の側壁に当接していることで、ねじの押し
込み量を調整することにより、処理容器1の幅方向に関
する位置を微調整できる。ねじ機構102は、ねじの先
端が処理容器1の底壁に当接していることで、ねじの押
し込み量を調整することにより、処理容器1の上下方向
に関する位置を微調整できる。
【0028】図7は、上記の処理容器を備えたレーザア
ニーリング装置全体の概略平面図を示す。レーザアニー
リング装置は、処理容器1に加えて、基板10の搬送チ
ャンバ22、搬入チャンバ23、搬出チャンバ24を有
している。光学系20は、ホモジナイザ41、CCDカ
メラ42及びビデオモニタ43を含んで構成されてい
る。
【0029】処理容器1と搬送チャンバ22はゲートバ
ルブ25を介して結合されている。同様に、搬送チャン
バ22と搬入チャンバ23、搬送チャンバ22と搬出チ
ャンバ24は、それぞれゲートバルブ26、27を介し
て結合されている。処理容器1、搬入チャンバ23及び
搬出チャンバ24には、それぞれ真空ポンプ31、32
及び33が設けられ、基板10の移し替えに際して各チ
ャンバの内部が真空排気される。
【0030】搬送チャンバ22内には、搬送用ロボット
28が収容されている。搬送用ロボット28は、処理容
器1、搬入チャンバ23及び搬出チャンバ24の相互間
で処理済みの基板あるいは処理前の基板を移送する。
【0031】光学系20においては、パルス発振したエ
キシマレーザ装置44から出力されたレーザビームがア
ッテネータ45を通ってホモジナイザ41に入射する。
ホモジナイザ41は、レーザビームの断面形状を細長い
形状にする。ホモジナイザ41を通過したレーザビーム
は、レーザ光の断面形状に対応した細長い石英窓1−1
を透過して処理容器1内の基板10を照射する。基板1
0の表面がホモジナイズ面に一致するように、ホモジナ
イザ41と基板10との相対位置が調節されている。
【0032】基板10は、図1〜図3で説明した直動機
構により石英窓1−1の長軸方向に直交する向きに移動
する。1ショット分の照射領域の一部が前回のショット
における照射領域の一部と重なるような速さで基板10
を移動させることにより、基板10表面の広い領域を照
射することができる。基板10表面はCCDカメラ42
により撮影され、処理中の基板10表面をビデオモニタ
43で観察することができる。
【0033】リニアモータ8、ゲートバルブ25〜2
7、搬送用ロボット28、ホモジナイザ41、及びエキ
シマレーザ装置44の動作は、制御装置40によって制
御される。
【0034】図1〜図3に戻って、基板10の移動方向
に対して直交する方向に長い断面形状を有するレーザ光
を照射しながら、基板10を移動させることにより、基
板10の表面の広い領域をアニールすることができる。
特に、基板10を加熱しておくことにより、レーザアニ
ールの効果を安定させることができる。
【0035】本形態による直動機構では、処理容器1内
に摺動部が無い。このため、摺動部における摩擦に起因
した微小なごみによる処理容器1内の汚染を防止するこ
とができる。また、ワークテーブル3が加熱されて熱歪
が生じたとしても、駆動機構は処理容器1の外にあるの
で熱歪の影響を受けない。このため、ワークテーブル3
を加熱した状態でも安定してワークテーブル3を移動さ
せることができる。なお、加熱用ヒータ12をワークテ
ーブル3に組み込んでいるが、ワークテーブル3はでき
るだけ軽量化することが望ましいので、この加熱用ヒー
タを処理容器1の天井内壁に設けるようにしても良い。
【0036】上記の形態では、駆動源としてリニアモー
タを使用したが、その他の直動駆動源を用いてもよい。
例えば、回転モータとボールねじの組み合わせを用いて
もよい。また、上記形態では、レーザアニール装置を例
にして説明したが、図1〜図3に示された処理容器をそ
の他の装置に適用することも可能である。例えば、特殊
な薬品を使用する場合のように、外界と遮断する必要の
ある環境下において直動機構が必要な処理容器の場合に
も有効である。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
処理容器内に摺動部分のない直動機構が得られるため、
処理容器内の汚染を抑制することができる。また、処理
対象物を保持する保持手段を加熱することにより熱歪が
発生しても、保持手段は熱歪の影響を受けないので、安
定した移動を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい実施の形態による処理装置の
横断面図である。
【図2】図1の処理装置の縦断面図である。
【図3】図2の線A−Aによる断面図である。
【図4】図3に示されたステージベースの一端側のリフ
ト用エアベアリングの構造を示す断面図である。
【図5】図3に示されたガイド用エアベアリングの構造
を示す断面図である。
【図6】図3に示されたステージベースの他端側のリフ
ト用エアベアリングの構造を示す断面図である。
【図7】図1の処理装置をレーザアニーリング装置に適
用した場合の概略構成を示す平面図である。
【符号の説明】
1 処理容器 1−1 石英窓 2a〜2c 駆動用支軸 3 ワークテーブル 4 結合ブロック 5 ステージベース 6 石定盤 7 ガイドレール 8 リニアモータ部 9 真空ベローズ 10 基板 11 ピン 12 加熱用ヒータ 13 リニアエンコーダ 14 リフト用エアベアリング 15 ガイド用エアベアリング 20 光学系 22 搬送チャンバ 23 搬入チャンバ 24 搬出チャンバ 25〜27 ゲートバルブ 28 搬送ロボット 31〜33 真空ポンプ 40 制御装置 41 ホモジナイザ 42 CCDカメラ 43 ビデオモニタ 44 エキシマレーザ装置 45 アッテネータ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−267245(JP,A) 特開 平10−199826(JP,A) 特開 平10−277379(JP,A) 特開 平10−286452(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 3/00 - 3/08 H01L 21/68

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 気密状態を維持される処理容器と、 前記処理容器内に配置され、一端が前記処理容器の壁を
    貫通して外部まで導出された少なくとも2本の駆動用支
    軸と、 前記駆動用支軸が前記処理容器の壁を貫通する箇所にお
    いて、前記駆動用支軸がその軸方向に並進移動可能なよ
    うに、かつ前記処理容器内の気密性が保たれるように、
    前記処理容器内と外部とを隔離する気密機構と、 前記処理容器の外に設けられ、前記駆動用支軸が前記処
    理容器に対して軸方向に並進移動可能なように駆動用支
    軸を支持するガイド機構と、 前記駆動用支軸の一端側に連結されて、前記駆動用支軸
    と共に移動可能なように前記処理容器外に設置された
    テージベースと、 前記ステージベースを介して前記駆動用支軸を前記処理
    容器に対して軸方向に並進移動させるために前記処理容
    器外に設置された駆動機構と、 前記処理容器内において、前記駆動用支軸の他端側で支
    えられ、処理対象物を保持する保持手段とを有すること
    を特徴とする直動機構を持つ処理容器を備えた処理装
    置。
  2. 【請求項2】 前記駆動機構は、前記処理容器の下部域
    に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の処
    理装置。
  3. 【請求項3】 前記保持手段は、前記処理対象物を加熱
    するための加熱手段を有することを特徴とする請求項1
    に記載の処理装置。
  4. 【請求項4】 前記処理容器の内壁に、前記処理対象物
    を加熱するための加熱手段が設けられていることを特徴
    とする請求項1に記載の処理装置。
  5. 【請求項5】 前記駆動機構は、前記ステージベースの
    幅方向両側に配置された2組のリニアモータで構成され
    ることを特徴とする請求項2に記載の処理装置。
  6. 【請求項6】 前記2組のリニアモータは定盤上に配置
    され、前記ステージベースは前記定盤上を移動し、前記
    ステージベースはエアベアリングを備えていることを特
    徴とする請求項5に記載の処理装置。
  7. 【請求項7】 前記ステージベースは、前記定盤上に設
    けられたガイドレールに沿って案内され、前記エアベア
    リングは、前記ガイドレールを挟むように設けられたガ
    イド用のエアベアリングと、前記定盤との間でベアリン
    グを構成するように前記ステージベース側に設けられた
    少なくとも3つのリフト用のエアベアリングとから成る
    ことを特徴とする請求項6に記載の処理装置。
  8. 【請求項8】 前記駆動用支軸として、上側に2本、下
    側に1本の合計3本の軸を備えていることを特徴とする
    請求項1に記載の処理装置。
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