JP6133128B2

JP6133128B2 - 真空処理装置、制振装置

Info

Publication number: JP6133128B2
Application number: JP2013108688A
Authority: JP
Inventors: 裕利中尾; 雄也坂内; 賢二町家
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2033-05-23
Also published as: JP2014229760A

Description

本発明は、制振装置を用いた真空処理装置の分野に係り、特に、本発明は、制振装置と、その制振装置を用いた処理装置に関し、特に、真空処理に用いる制振装置と、その制振装置を用いた真空処理装置の分野に関する。

ガラス基板の表面に、所望形状の薄膜を形成する際には、真空槽内にガラス基板とマスクとを所定の相対的な位置関係にして静止させ、真空槽内に薄膜材料の粒子を放出させて、ガラス基板の表面のうち、マスクの開口の底面に露出する表面上に粒子を付着させる成膜工程が行われている。

ガラス基板とマスクとを所定の位置関係にするためには、真空槽内に配置されたガラス基板とマスクとに、それぞれ設けられたアラインメントマークをカメラで撮像し、アラインメントマーク間の位置関係と、所定の位置関係との間の誤差を求め、その誤差を無くすように、ガラス基板とマスクとを相対的に移動させている。

この工程はアラインメント工程と呼ばれており、アラインメント工程を行うために、複数の支持棒によって真空槽の内部に基板ホルダを懸吊し、その基板ホルダ上に基板を配置し、支持棒を移動させることで、基板ホルダと共に基板を移動させることが行われている。
マスクと基板が位置合わせされた状態で成膜材料の粒子が放出され、基板表面のマスクの開口底面に位置する部分に薄膜が形成されるようになっている。

真空雰囲気を維持しながら、支持棒を移動させるために、真空槽の内部雰囲気と外部雰囲気とを分離させるベロウズを介して、支持棒が、真空槽の外部から内部に挿入されており、当該ベロウズの伸縮方向とは直交な方向の断面積に作用する大気−真空差圧が支持棒移動装置に大きな負荷を与えるため、極端に太いベロウズを採用することができず、支持棒は限られた断面二次モーメントの範囲でしか設計できない。

一方、基板ホルダは基板サイズに応じた大きさと剛性が不可欠であり、質量を小さくすることにも限界がある。
これらのことにより、支持棒の弾性変形と基板ホルダの質量によって決定する固有振動数が数Ｈｚから高くても２０Ｈｚ程度の低周波になっており、真空装置が設置される環境（例えば建物の床振動）に、当該周波数の定常振動が含まれていると、基板ホルダには振動が発生し、アラインメント精度を大きく低下させてしまうことになる。

このような共振状態を抑制するために、周囲の環境振動がアラインメント装置に伝達されないように、真空槽とアラインメント装置の間等に、除振台を設けて対処することが考えられてきた。
一般に、流体粘性を用いたいわゆるパッシブ除振は、数Ｈｚ以下の振動の伝達を抑制することができないため、アラインメント装置の振動防止の用途には適さない。

他方、真空槽の床面から支持棒まで間の振動伝達経路中に、能動駆動要素を用いたアクティブ除振台を介装する場合は、アクティブ除振台に極めて大きな負荷能力が必要となるため、高コストになってしまう。
そこで従来技術では、高価なアクティブ除振台ではなく、連成振動の原理を応用したダイナミックダンパを用いて基板ホルダの固有振動を抑制しようとしているが(特開２００２−１５１３７９：特許文献１)、振動減衰のために粘弾性係数が大きいゴム材を使用すると、ゴム材が真空雰囲気中に置かれるとガスを放出するため、真空雰囲気の質が悪化する。

以上に述べたように、真空装置の従来のアラインメント装置には、解決すべき問題が多く、固有振動を有効に防止して、高精度の位置合わせを行うことができるアラインメント装置が求められている。

特開２００２−１５１３７９号公報特開２００７−２８５４２９号公報特開２００７−２８５４３０号公報

本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、真空装置内に配置された制振対象物の振動を減衰する制振装置と、その制振装置を有する真空処理装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、真空槽と、前記真空槽内に配置され、マスクが配置されるマスク配置部と、前記真空槽内に配置され、前記真空槽内に搬入された基板が配置されると前記基板が前記マスク配置部に配置された前記マスクと平行にされる基板配置部と、前記マスク配置部と前記基板配置部との両方のうち、少なくとも片方を移動対象物として前記真空槽に対して移動させる移動装置と、前記マスク配置部に配置された前記マスクと、前記基板配置部に配置された前記基板とを撮像し、撮像結果から、前記マスクと前記基板との間が、所定の位置関係になるように、前記移動装置によって前記移動対象物を前記真空槽内で移動させる制御装置と、一台又は複数台の制振装置と、を有する真空処理装置であって、前記制振装置は、前記移動対象物に対して直接的に又は間接的に固定された固定部と、前記固定部に対して、少なくとも一の可動方向に沿った移動が可能にされた所定の質量の質量部と、一端が前記質量部に固定され、他端が前記固定部に固定され、前記質量部が前記可動方向に沿った移動をする際には、伸び又は縮むようにされた伸縮バネを有するバネ部と、導線が巻き回されて構成されたコイルの中に磁石が配置され、前記コイルと前記磁石とが前記可動方向に沿った方向に相対移動可能にされたダンパ部と、を有し、前記コイルと前記磁石とが相対移動して前記コイルに誘導起電圧が発生すると、前記コイルに前記誘導起電圧による誘導電流が流れるようにされた真空処理装置である。
本発明は、前記真空槽の天井又は底面に設けられたベロウズ装置を介して前記真空槽の内部に挿入された複数の支持棒と、前記真空槽の内部に配置され、複数の前記支持棒同士を互いに固定する制振対象物と、を有し、前記基板配置部は、前記支持棒の前記制振対象物よりも先端側の部分に設けられ、前記支持棒が前記移動装置によって移動されて前記基板配置部が前記移動対象物にされ、前記固定部は、前記制振対象物に固定された真空処理装置である。
本発明は、前記真空槽の内部には、成膜材料の粒子を前記真空槽内に放出させ、前記基板配置部に配置された前記基板の表面のうち、前記マスク配置部に配置された前記マスクの開口の底面に露出する部分に付着させる成膜源を有する真空処理装置である。
本発明は、真空槽内の制振対象物に設けられ、真空雰囲気中で動作する制振装置であって、前記制振対象物に固定された固定部と、前記固定部に対して、少なくとも一の可動方向に沿った移動が可能にされ、所定の質量の質量部と、一端が前記質量部に固定され、他端が前記固定部に固定され、前記質量部が前記可動方向に沿った移動をする際には、伸び又は縮むようにされた伸縮バネと、導線が巻き回されて構成されたコイルの中に磁石が配置され、前記コイルと前記磁石とが前記可動方向に沿った方向に相対移動可能にされたダンパ部と、を有し、前記コイルと前記磁石とが相対移動して前記コイルに誘導起電圧が発生すると、前記コイルに前記誘導起電圧による誘導電流が流れるようにされた制振装置である。
本発明は、前記コイルの両端の前記誘導起電圧を検出する電圧計と、前記電圧計が検出した前記誘導起電圧の値の大きさに応じて、前記誘導起電圧によって前記コイルに流れる前記誘導電流と同方向に、補助電流を重畳して流す補助回路が設けられた制振装置である。
本発明は、前記伸縮バネは、一端が前記質量部に固定され、他端が前記固定部に固定され、前記質量部が前記可動方向に沿った移動をする第一、第二の伸縮バネを有し、前記第一の伸縮バネが伸びるときは前記第二の伸縮バネは縮み、前記第一の伸縮バネが縮むときは前記第二の伸縮バネは伸びるように配置された制振装置である。

本発明には、前記制振装置を複数有し、複数の前記制振装置には、前記可動方向が互いに平行にされて前記固定部が前記制振対象物に固定された第一、第二の制振装置が含まれる第一の改良発明が含まれる。
第一の改良発明には、複数の前記制振装置には、前記可動方向が互いに直角にされて前記固定部が前記制振対象物に固定された第三、第四の制振装置が含まれるように構成できる。
第一の改良発明では、前記第一の制振装置の前記質量部と、前記第二の制振装置の前記質量部とは、前記制振対象物の重心を通り、前記第一、第二の制振装置の前記可動方向と平行な中心軸線に対して対称となる位置に配置することができる。
また、第一の改良発明では、前記第一の制振装置の前記質量部と、前記第二の制振装置の前記質量部とは、前記制振対象物の重心に関する点対称の位置に配置することができる。
本発明には、複数の前記制振装置を有し、前記可動方向が直角にされて前記固定部が前記制振対象物に固定された二台の前記制振装置が含まれる第二の改良発明が含まれる。

なお、本発明の真空処理装置の制振装置の伸縮バネは、一端が前記質量部に固定され、他端が前記固定部に固定された第一、第二の伸縮バネによって構成され、第二の伸縮バネは、前記質量部が前記可動方向に沿った移動をし、前記第一の伸縮バネが伸びるときは縮み、前記第一の伸縮バネが縮むときは伸びるように配置すると、質量部が直線的に移動しやすくなって、制振性が向上する。

以上説明した本発明では、本発明のコイルと磁石が、コイルの中心軸線に沿った方向に相対的に移動すると、コイルの導線が磁石が形成する磁力線を横切るようになっており、このときコイルに誘起される電圧は、コイルの導線が単位時間当たりに横切る磁力線の数(ｄφ／ｄｔ)に比例する。コイルの密度が一定とすると、その値は、コイルと磁石との間の相対速度(ｖ)の値に比例するから、誘導起電圧(Ｖ)は、コイルと磁石の間の相対速度に比例することになり(Ｖ∝ｖ)、コイルには、誘導起電圧(Ｖ)の大きさに比例した誘導電流が流れ、コイルと磁石の相対移動の方向とは逆向きに移動させる磁力が形成される。

形成される力は、結局、コイルと磁石との間の相対速度(ｖ)に比例することになるから、質量部がコイルの中心軸線と平行な方向に移動するときには、コイルと磁石の間には、コイルと磁石の相対速度(ｖ)に応じた大きさで、移動する方向とは反対方向の力(＝ｖ・ｃ：ｃはダンパ部の減衰係数と呼ばれる比例定数)がコイルと磁石間に印加される。

次に、バネ部については、外力によって質量部がコイルの中心軸線に平行な方向に移動するときには、伸縮するように構成されており、バネ部は、伸縮すると圧縮変形や伸張変形され、変形が元に戻ろうとする復元力(＝ｋ・ｘ(t)：ｔは時間、ｘは移動する方向に沿った位置、ｋはバネ定数)が発生する。復元力は、質量部に、外力による質量部の移動を阻止する方向で印加される。
また、外力が質量部を移動させようとするときには、質量(ｍ)と質量部の加速度とに応じた大きさの慣性力(＝ｍ・ａ：ａは質量部の加速度)が外力と反対方向に発生する。

支持棒から連結部に印加される振動の振動方向は予め求められており、制振装置は、その制振装置の移動方向が、振動方向と一致するように、制振対象物に取り付けられており、複数の振動方向が観察された場合は、選択した振動方向に対して移動方向が平行になるように、制振装置を配置する。

質量部が静止しており、バネ部に圧縮変形や伸張変形が発生していないときの状態を変位がゼロ(ｘ(０)＝０、ｖ(０)＝０)とし、固定部と質量部とに、支持棒を介してＦ・ｓｉｎ(ωｔ)の振動力が印加されるものとすると、
Ｆ・ｓｉｎ(ωｔ) ＝ｍ・ａ(ｔ)＋ｃ・ｖ(ｔ)＋ｋ・ｘ(ｔ) ＝ｍ・ｄ²ｘ(ｔ)／ｄｔ² ＋ｃ・ｄｘ(ｔ)／ｄｔ＋ｋ・ｘ(ｔ) となる。

ここで、減衰比ζ(＝ｃ／(２・√(ｍ・ｋ)))の値が大きいと、振動は大きく減衰される。減衰係数(ｃ)は、コイルの巻線密度や誘導起電圧(Ｖ)による誘導電流が流れる回路の抵抗値等を変えることで変更することができる。また、質量(ｍ)やバネ定数（ｋ）は、質量部やバネ部を交換することで変更することができる。

マスク又は基板が配置される移動対象物に、固定部を直接的、又は間接的に固定して、真空雰囲気中で動作させることができるので、移動対象物の振動が減衰され、正確な位置合わせを行うことができる。

本発明の真空処理装置 (ａ)基板が真空槽に搬入された状態の内部側面図、(ｂ)：基板が降下された状態の内部側面図ベロウズ装置の断面を説明するための図移動板の上方から見た真空処理装置の平面図 (ａ)：図１とは異なる方向の内部側面図 (ｂ)：その方向の外部側面図連結装置の平面図制振装置の斜視図磁石とコイルの相対位置関係を示す図制振装置の内部を説明するための図制振装置のモデル図 (ａ)〜(ｃ)：可動方向が平行にされた二台以上の制振装置が配置された連結装置を示す図 (ａ)〜(ｃ)：可動方向が異なる制振装置が配置された連結装置を示す図

図１(ａ)の符合１０は、本発明の第一例の真空処理装置を示しており、真空槽１１を有している。
この真空処理装置１０は成膜装置であり、真空槽１１の内部の底面側には成膜源１６が配置されている。成膜源１６の上方には、マスク２５が水平に配置されるマスク配置部１５と基板配置部１４とが、下方から上方に向けてこの順序で配置されている。

基板配置部１４の上方に位置する真空槽１１の天井には、挿入孔４１が複数個設けられており、各挿入孔４１は、それぞれベロウズ装置１８で覆われている。
各ベロウズ装置１８には、上端が真空槽１１の外部に位置し、下端が真空槽１１の内部に位置するように、支持棒１７が一本ずつ気密に挿入されている。真空槽１１の外部雰囲気と真空槽１１の内部雰囲気とは、ベロウズ装置１８によって分離されている。

図１(ａ)は、図３に示した真空処理装置１０のＡ−Ａ線截断断面図であり、図２は、Ｂ−Ｂ線截断断面図である。また、図４(ａ)は、Ｃ−Ｃ線截断断面図であり、同図(ｂ)は、真空処理装置１０の側面図である。

各ベロウズ装置１８は、金属製の底板４４と、底板４４上に設けられた金属製の伸縮部４５(ベロウズ)で構成されており(図２)、底板４４と伸縮部４５との間と、支持棒１７と底板４４の間は気密にされている。底板４４の片面と裏面にそれぞれ一本ずつ棒を固定し、二本の棒で一本の支持棒１７を構成させてもよい。

各ベロウズ装置１８の伸縮部４５は、内部に位置する支持棒１７の中心軸線Ｐと平行な方向に伸縮が可能にされており、各支持棒１７は、中心軸線Ｐが鉛直になるように配置されている。
各支持棒１７は、各支持棒１７が真空槽１１の外部に位置する部分が一枚の移動板４２にそれぞれ固定されており、また、真空槽１１の内部に位置する部分も一枚の連結装置１３にそれぞれ取り付けられている。

図３は、移動板４２の上方から見た真空処理装置１０の平面図であり、移動板４２は枠板形状にされている。また、図５は、連結装置１３の平面図であり、連結装置１３も、枠板形状にされている。

支持棒１７の連結装置１３に取り付けられた部分よりも下方の位置には基板配置部１４が設けられており、基板配置部１４に基板２４を配置すると、基板２４は水平になるようにされている。
その水平な状態では、基板２４の表面のうち、少なくとも下方を向いた底面側の表面が露出するようにされている。この底面側の表面が露出されていれば、基板配置部１４は、各支持棒１７に設けられた一枚の枠板形状の部材であってもよい。

真空槽１１の底面側には、マスク支持体４６が立設されており、マスク配置部１５はマスク支持体４６の上部に設けられている。マスク配置部１５にマスク２５が配置されると、マスク２５は水平にされる。その状態のマスク２５の両面は露出されている。ここで、マスク２５の両面が露出されていれば、マスク支持体４６は枠状の形状であってもよいし、マスク支持体４６が棒状の形状であってその上端がマスク配置部１５にされていてもよい。

マスク配置部１５に配置されたマスク２５の上方には、基板配置部１４に配置された基板２４が位置しており、マスク２５の上方を向く表面と、基板２４の下方を向く底面とは平行に対面している。

真空槽１１の外部には、移動装置１９が配置されており、移動装置１９は、各支持棒１７を、上下方向と、水平方向の両方向に一緒に移動させることができるようにされている。各ベロウズ装置１８の底板４４は、挿入されている支持棒１７と一緒に移動するようにされており、支持棒１７が上下方向に移動する際には伸縮部４５は伸縮し、支持棒１７が水平方向に移動する際には、伸縮部４５は変形する。
従って、基板配置部１４に配置された基板２４は、マスク配置部１５に配置されたマスク２５の上方で上下移動と水平移動ができるようになっている。

移動装置１９は制御装置１２に接続されており、移動装置１９の動作は、制御装置１２によって制御されている。従って、制御装置１２は、支持棒１７を移動させることで、移動対象物である基板配置部１４を移動させる。基板配置部１４に配置された基板２４は、基板配置部１４と一緒に移動されるので、制御装置１２により、基板配置部１４に配置された基板２４と、マスク配置部１５に配置されたマスク２５との間の相対位置が変更される。

真空槽１１には真空排気装置４０が接続されており、真空処理装置１０で基板２４を真空処理する際には、予めマスク配置部１５にマスク２５を配置した状態で、真空排気装置４０を動作させ、真空槽１１の内部を真空排気し、真空槽１１の内部に真空雰囲気を形成しておく。

各支持棒１７は、各支持棒１７の下端が、真空槽１１内で二列に配置され、又は「コ」字状の位置に配置されており、基板２４が載置された基板搬送ロボットのハンド（不図示）が、真空槽１１の内部に搬入され、基板配置部１４よりも上方の位置で、支持棒１７と支持棒１７の間に挿入され、基板２４が基板配置部１４の上方に位置したところで、ハンドは停止する。

その状態で制御装置１２が移動装置１９を動作させ、伸縮部４５を伸ばしながら、又は伸縮部４５を縮めながら支持棒１７を上方に移動させると、基板配置部１４が上方に移動し、基板配置部１４と、基板２４の下方を向く底面とが当接される。

更に支持棒１７が上昇して基板配置部１４が上方に移動すると、ハンド上の基板２４は基板配置部１４に移載され、次いで、ハンドが基板２４の下方位置から抜き出され、真空槽１１の外部に搬出される。図１(ａ)は、その状態を示している。

次いで、移動装置１９によって支持棒１７が降下されると、基板配置部１４に配置された基板２４と、マスク配置部１５に配置されたマスク２５とが接近する。図１(ｂ)は、基板２４とマスク２５との間の距離が短くなった状態であり、基板２４とマスク２５とは平行に離間されている。

真空槽１１の天井には、透明なガラスで封止された観察窓が気密に設けられており、真空槽１１の天井上に配置されたカメラ３０によって、透明な窓部４７を介して、真空槽１１の内部を撮像できるようになっている。

連結装置１３の中央部分は貫通した窓孔３４が形成されており、基板配置部１４上に配置された基板２４のアラインメントマークと、マスク配置部１５上に配置されたマスク２５のアラインメントマークとは、窓孔３４を介してカメラ３０によって撮像できる位置に配置されている。

真空槽１１の外部で外部振動が発生すると、外部振動は支持棒１７を伝わって、基板配置部１４に伝達される。基板配置部１４の振動を減衰させ、基板２４とマスク２５の相対位置が正確に観察できるようにするため、連結装置１３上には、一乃至複数個の制振装置５が配置することができるようにされている。

図５は、この真空処理装置１０の連結装置１３の平面図であり、ここでは、一個の制振装置５が連結装置１３上に配置されている。
制振装置５は、後述する固定部２０（図６）が固定された制振対象物が、一直線上の往復移動である振動をするときに、その振動を減衰させることができるようにされており、固定部２０は連結装置１３に固定されているので、連結装置１３が制振対象物にされている。連結装置１３には、支持棒１７を介して振動力が加わり、振動しても、その振動は制振装置５によって減衰され、連結装置１３に対して固定された基板配置部１４の振動も減衰される。

移動対象物である基板配置部１４の振動が減衰される結果、基板２４とマスク２５との間の振動も減衰されるので、カメラ３０によって、基板２４のアラインメントマークとマスク２５のアラインメントマークとの位置関係を正確に撮像することができ、位置合わせを正確に行えるようになる。

制御装置１２は、入力された撮像結果から、撮像結果が示す相対位置と、位置合わせがされたものとする相対位置との間の相違を誤差として検出し、次いで、移動装置１９を動作させ、誤差が無くなってアラインメントマーク同士が位置合わせがされたものとする相対位置になるように、支持棒１７を移動させることで、基板２４とマスク２５とを相対的に移動させる。

各支持棒１７の真空槽１１内の部分は、連結装置１３によって互いに固定されているから、移動装置１９によって、支持棒１７が移動される際には、各支持棒１７は一緒に同方向に移動され、各支持棒１７間の距離や、各支持棒１７の向きは、変更されないで移動するようになっている。

相対的な移動が行われた後、基板２４のアラインメントマークとマスク２５のアラインメントマークとは、カメラ３０によって撮像され、制御装置１２に出力されると、制御装置１２は、誤差が無くなるように移動装置１９を動作させ、マスク２５と基板２４とを相対移動させる。この手順を繰り返し行い、誤差が所定値よりも小さくなったところで、基板２４とマスク２５が位置合わせされたものとし、位置合わせ作業を終了する。

基板２４とマスク２５とが位置合わせがされた状態では、マスク２５の開口は、基板２４上の所定場所に位置しており、その状態で成膜源１６のシャッタを開け、薄膜材料の粒子を成膜源１６から放出させると、マスク２５の開口底面に露出する基板２４表面の部分に粒子が到達し、基板２４表面に、マスク２５の開口の形状に従った平面形状の薄膜が形成される。

ここでは、成膜源１６は、有機物質から成る成膜材料を加熱し、成膜材料の粒子である蒸気を発生させて、真空槽１１の内部に放出する蒸発源であり、他に、ターゲットがスパッタされて、スパッタリング粒子である成膜材料の粒子を、真空槽１１の内部に放出させるターゲット装置であってもよい。

成膜源１６は、真空槽１１内で移動され、マスク２５の表面に均一に蒸気が到達し、基板２４のマスク２５の開口底面に位置する表面に薄膜が成長する。薄膜が所定膜厚に形成されると成膜は停止され、成膜材料の粒子が基板２４の表面に到達しない状態で、薄膜が形成された基板２４は真空槽１１の外部に搬出され、未成膜の基板が、真空槽１１内に搬入され、基板配置部１４に配置され、位置合わせされ、成膜が開始される。

上述した制振装置５の内容を説明する。
図６は、制振装置５の斜視図であり、制振装置５は、固定部２０と、質量部２１と、バネ部２２と、ダンパ部２３とを有している。
各部２０〜２３の内部を、図８に模式的に示す。

質量部２１は、金属等の密度が高い材料で構成されており、後述するように、基板２４の振動を減衰させるために求められた値の質量(ｍ)を持つようにされている。
固定部２０には、質量部２１に挿通された案内ロッド２７が固定されている。固定部２０の底面には床板２６が設けられており、質量部２１は、床板２６上に配置されたベアリング上に配置されている。質量部２１と案内ロッド２７の間にもベアリングが配置されており、質量部２１は、ベアリングを介して案内ロッド２７に密着した状態を維持しながら、案内ロッド２７が伸びる方向に沿って往復移動できるようにされている。
従って、質量部２１は、案内ロッド２７の中心軸線Ｌ₁と平行な方向を移動が可能な可動方向としており、可動方向に振動移動することができる。

バネ部２２は、コイル型バネ等の、伸縮可能なバネ部材を有しており、バネ定数(ｋ)は、外部から伝達された振動を減衰させるために算出された値にされている。
バネ部材の一端は質量部２１に固定され、他端は固定部２０に固定されており、質量部２１が可動方向に振動すると伸縮するようにされている。

ここでは、バネ部材は、第一のバネ部材３１と第二のバネ部材３２とで構成されており、第一、第二のバネ部材３１、３２は、両方ともコイル型バネであり、一端が質量部２１に固定され、他端が固定部２０に固定されている。第一、第二のバネ部材３１、３２は、質量部２１に固定された部分を中間にして、一直線Ｌ₂上に配置され、質量部２１が固定部２０に対して可動方向に振動するときには、第一のバネ部材３１が伸びると第二のバネ部材３２は縮み、第一のバネ部材３１が縮むと第二のバネ部材３２は伸びるようにされている。コイル型バネに代え、板バネを用いることもできる。

次に、ダンパ部２３は、導線が巻き回され、中心軸線Ｌ₁(図７)が可動方向と平行にされたコイル３５と、コイル３５の内部に配置された磁石３６とを有している。図６の符合Ｍは、切断したコイル３５を表示したものである。図７に、コイル３５と磁石３６の相対位置関係を示す。

磁石３６のＮ極はコイル３５の一端に向けられ、Ｓ極は他端に向けられており、コイル３５と磁石３６のうちのいずれか一方が固定部２０に固定され、他方が質量部２１に固定されている。
ここでは磁石３６は貫通孔を有しており、案内ロッド２７は磁石３６の貫通孔に挿入されて磁石３６は案内ロッド２７に固定されている。従って、磁石３６は案内ロッド２７を介して固定部２０に固定されており、コイル３５は、内部に磁石３６が配置された状態で、質量部２１に固定され、コイル３５は質量部２１と一緒に移動するようにされている。
コイル３５と案内ロッド２７は、同一の中心軸線Ｌ₁を有しており、質量部２１が振動すると、コイル３５と磁石３６とは、可動方向に沿って相対的に振動する。

なお、コイル３５が固定部２０に固定され、磁石３６が質量部２１に固定されている場合でも、固定部２０が質量部２１の可動方向に沿って振動したときに、コイル３５と磁石３６とが可動方向に沿って相対的に振動するので、本発明に含まれる。

コイル３５と磁石３６との相対移動により、コイル３５は、磁石３６が形成する磁力線を横切るから、コイル３５に誘導起電圧(Ｖ)が発生する。
コイル３５の両端は、電気回路３７に接続されている。ここでは電気回路３７には抵抗素子３８が配置されており、コイル３５の両端は、電気回路３７の抵抗素子３８によって電気的に接続されている。なお、振動を減衰させるためのコイル３５の両端を接続する抵抗の値、コイル３５の巻線密度、巻線数、磁石３６の磁気強度等は算出されており、抵抗素子３８の抵抗値Ｒや、巻線密度、巻線数、磁気強度は、その値にされている。

コイル３５に発生した誘導起電圧(Ｖ)によってコイル３５に電流が流れると、電流による磁力線が形成される。その磁力線は、磁石３６に、移動を妨げる方向の力を及ぼす向きに形成され、その結果、質量部２１には、移動を妨げる方向の力が印加される。

その力の大きさは、磁石３６の移動速度に比例する大きさであるから、ダンパ部２３は、粘弾性を利用したダッシュポットと同様に、振動に対して減衰係数（ｃ）を持った制振部材として機能する。

図９は、ダンパ部２３をダッシュポットの記号で表したときのモデル図であり、第一、第二のバネ部材３１、３２は、一個のバネの記号で表わされている。

固定部２０に、Ｆ・ｓｉｎ(ωｔ) の振動力が加えられると、Ｆ・ｓｉｎ(ωｔ) ＝ｍ・ａ(ｔ)＋ｃ・ｖ(ｔ)＋ｋ・ｘ(ｔ) ＝ｍ・ｄ²ｘ(ｔ)／ｄｔ² ＋ｃ・ｄｘ(ｔ)／ｄｔ＋ｋ・ｘ(ｔ) の関係を満たす変位Ｘ(ｔ)で振動し、減衰係数(ｃ)と、質量(ｍ)と、バネ定数(ｋ)の値を、振動を減衰させるように設定し、位置合わせの際に、アラインメントマーク同士の相対位置関係を正確に求められるようにすることができる。

制振装置５は、真空槽１１内に位置しているため、質量部２１の表面と、第一、第二のバネ部材３１、３２の表面には金属が露出され、コイル３５の導線は金属筺体で気密に覆われるなど、有機材料が真空槽１１内に直接暴露される面積があっても微小であり、有機材料からなる粘弾性物質を使用するダッシュポットとは異なり、本発明のダンパ部２３からは、真空槽１１内に不純物ガスの放出があっても、その量は極微量であってプロセスに支障をきたさない。

以上は、一台の制振装置５が、制振の対象である制振対象物(ここでは連結装置１３)上に配置された第一例の成膜装置について説明したが、以下に説明する例では、制振対象物上の制振装置５の中心軸線Ｌ₁、Ｌ₄は可動方向と平行であり、水平面内に位置しているものとすると、図１０(ａ)〜(ｃ)に示すように、制振対象物上に可動方向が平行にされた二台以上の制振装置５を固定することができ、二台の制振装置５を連結装置１３の中心点Ｑに対して対称に設ける場合は、一台の制振装置５を設ける場合よりも、外部から伝達された振動を減衰させる際に制振対象物に生じる回転力が小さくなる(図１０(ａ))。中心点Ｑを水平に通る対称軸線Ｌ₃に対して線対称の位置に配置する場合(図１０(ｂ))や、制振装置５の中心軸線Ｌ₁と、対称軸線Ｌ₃とを一致させる場合(図１０(ｃ))は、更に小さくなる。

真空処理装置１０の外部で発生する外部振動には、異なる方向に振動する複数の外部振動が含まれており、それら外部振動によって、制振対象物に印加された複数の振動力は、互いに交差する二方向の振動成分にそれぞれ分解することができるので、水平面内に位置し、異なる方向の可動方向を有する二台の制振装置５を制振対象物上に設ければ、複数の方向の振動力による振動を減衰させることができる。

図１１(ａ)〜(ｃ)は、可動方向が異なる制振装置５が設けられた制振対象物が示されており、一方の制振装置５の中心軸線Ｌ₁に対して、他の制振装置５の中心軸線Ｌ₄は同じ高さに配置されている場合は交差する。

図１１(ａ)〜(ｃ)には、制振対象物上に配置された一台の制振装置５の中心軸線Ｌ₁に対し、直交する中心軸線Ｌ₄を有する一台の制振装置５を制振対象物に取り付けた場合(図１１(ａ))と、中心点Ｑを通り、互いに直交する二個の対称軸線Ｌ₃、Ｌ₅に対して中心軸線Ｌ₁、Ｌ₄を二個ずつ直交させて制振装置５を設けており、互いに平行な中心軸線Ｌ₁、Ｌ₄を有する制振装置５同士は、対称軸線Ｌ₃、Ｌ₅を中心として線対称の位置に配置されている場合と(図１１(ｂ))、一本の対称軸線Ｌ₃、Ｌ₅に対して二個の制振装置５の中心軸線Ｌ₁、Ｌ₄を一致させ、その二個の制振装置５は、中心点Ｑを中心として回転対称、または、対称軸線Ｌ₃、Ｌ₅を中心とした線対称に配置する場合(図１１(ｃ))が示されている。

本発明の制振装置５の固定部２０は、位置合わせの際に移動される移動対象物に固定され、又は、移動対象物に固定された部材に固定されるので、移動対象物に対して直接的又は間接的に固定されている。そして、固定された部材を制振対象物とするので、移動対象物の振動は、制振対象物の振動を減衰させることで、減衰されるようになっている。

なお、基板２４が真空槽１１に対して静止され、マスク２５が配置されたマスク配置部１５が位置合わせの際に移動される移動対象物である場合は、マスク配置部１５や、マスク配置部１５に固定された部材が制振対象物となって、制振装置５の固定部２０が固定されるので、固定部２０は、直接的又は間接的に移動対象物に固定されることになる。

また、上記例では、ベロウズ装置１８は真空槽１１の天井に設けられており、支持棒１７は、真空槽１１の内部に懸吊され、基板配置部１４は、支持棒１７の制振対象物よりも下方の部分に設けられていたが、ベロウズ装置１８を真空槽１１の底壁に設け、支持棒１７をベロウズを介して真空槽１１の内部に立設させ、基板配置部１４を支持棒１７の上方位置に設け、制振対象物を、支持棒１７のうちの基板配置部１４よりも下方位置に設けることもできる。即ち、ベロウズは、天井と底面のいずれか一方に設け、支持棒１７に設けた制振対象物よりも先端側に基板配置部１４を設けるようにすることができる。

なお、上記例では、電気回路３７の中の抵抗素子３８に誘導起電圧(Ｖ)を印加し、誘導起電力によってコイル３５に誘導電流を流していたが、電気回路３７に、誘導起電圧(Ｖ)を検出する電圧計を設け、電源装置から供給された外部電力によって、検出した誘導起電圧(Ｖ)の大きさに応じた大きさで、誘導起電力によって流れる誘導電流と同方向の電流を、誘導起電力による電流に重畳して流すようにすることもでき、その例では、コイル３５に流れる電流が誘導起電圧(Ｖ)の大きさに応じて増加するので、誘導起電力による電流だけがコイル３５に流れる場合よりも、磁石３６の移動を妨げる力が大きくなる。従って、誘導起電力による電流だけをコイル３５に流す場合と比較すると、質量部２１の質量(ｍ)や、バネ部２２のバネ定数(ｋ)を小さくしても、同じ減衰比(ζ)を得ることができる。誘導電流は、誘導起電圧(Ｖ)の大きさに比例するようにしてもよいし、誘導起電圧(Ｖ)を変数とすると、所望の関数の値に従って、増加させるようにしてもよい。

５……制振装置
１０……真空処理装置
１１……真空槽
１２……制御装置
１３……連結装置(制振対象物)
１４……基板配置部(移動対象物)
１５……マスク配置部
１６……成膜源
１７……支持棒
１８……ベロウズ装置
１９……移動装置
２０……固定部
２１……質量部
２２……バネ部
２３……ダンパ部
２４……基板
２５……マスク
２６……床板
２７……案内ロッド（マグネット）
３０……カメラ
３１、３２……第一、第二のバネ部材
３５……コイル
３６……磁石
３７……電気回路
３８……抵抗素子
４０……真空排気装置
４１……挿入孔
４２……移動板
４４……底板
４５……伸縮部

Claims

真空槽と、
前記真空槽内に配置され、マスクが配置されるマスク配置部と、
前記真空槽内に配置され、前記真空槽内に搬入された基板が配置されると前記基板が前記マスク配置部に配置された前記マスクと平行にされる基板配置部と、
前記マスク配置部と前記基板配置部との両方のうち、少なくとも片方を移動対象物として前記真空槽に対して移動させる移動装置と、
前記マスク配置部に配置された前記マスクと、前記基板配置部に配置された前記基板とを撮像し、撮像結果から、前記マスクと前記基板との間が、所定の位置関係になるように、前記移動装置によって前記移動対象物を前記真空槽内で移動させる制御装置と、
一台又は複数台の制振装置と、
を有する真空処理装置であって、
前記制振装置は、前記移動対象物に対して直接的に又は間接的に固定された固定部と、
前記固定部に対して、少なくとも一の可動方向に沿った移動が可能にされた所定の質量の質量部と、
一端が前記質量部に固定され、他端が前記固定部に固定され、前記質量部が前記可動方向に沿った移動をする際には、伸び又は縮むようにされた伸縮バネを有するバネ部と、
導線が巻き回されて構成されたコイルの中に磁石が配置され、前記コイルと前記磁石とが前記可動方向に沿った方向に相対移動可能にされたダンパ部と、を有し、
前記コイルと前記磁石とが相対移動して前記コイルに誘導起電圧が発生すると、前記コイルに前記誘導起電圧による誘導電流が流れるようにされた真空処理装置。
前記真空槽の天井又は底面に設けられたベロウズ装置を介して前記真空槽の内部に挿入された複数の支持棒と、
前記真空槽の内部に配置され、複数の前記支持棒同士を互いに固定する制振対象物と、を有し、
前記基板配置部は、前記支持棒の前記制振対象物よりも先端側の部分に設けられ、
前記支持棒が前記移動装置によって移動されて前記基板配置部が前記移動対象物にされ、
前記固定部は、前記制振対象物に固定された請求項１記載の真空処理装置。
前記真空槽の内部には、成膜材料の粒子を前記真空槽内に放出させ、前記基板配置部に配置された前記基板の表面のうち、前記マスク配置部に配置された前記マスクの開口の底面に露出する部分に付着させる成膜源を有する請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の真空処理装置。
真空槽内の制振対象物に設けられ、真空雰囲気中で動作する制振装置であって、
前記制振対象物に固定された固定部と、
前記固定部に対して、少なくとも一の可動方向に沿った移動が可能にされ、所定の質量の質量部と、
一端が前記質量部に固定され、他端が前記固定部に固定され、前記質量部が前記可動方向に沿った移動をする際には、伸び又は縮むようにされた伸縮バネと、
導線が巻き回されて構成されたコイルの中に磁石が配置され、前記コイルと前記磁石とが前記可動方向に沿った方向に相対移動可能にされたダンパ部と、を有し、
前記コイルと前記磁石とが相対移動して前記コイルに誘導起電圧が発生すると、前記コイルに前記誘導起電圧による誘導電流が流れるようにされた制振装置。
前記コイルの両端の前記誘導起電圧を検出する電圧計と、
前記電圧計が検出した前記誘導起電圧の値の大きさに応じて、前記誘導起電圧によって前記コイルに流れる前記誘導電流と同方向に、補助電流を重畳して流す補助回路が設けられた請求項４記載の制振装置。
前記伸縮バネは、一端が前記質量部に固定され、他端が前記固定部に固定され、前記質量部が前記可動方向に沿った移動をする第一、第二の伸縮バネを有し、前記第一の伸縮バネが伸びるときは前記第二の伸縮バネは縮み、前記第一の伸縮バネが縮むときは前記第二の伸縮バネは伸びるように配置された請求項４乃至請求項５のいずれか１項記載の制振装置。