(57)【要約】【課題】  レーザビームからケーブルを保護する。【解決手段】  レーザビームを出射するレーザ光源と、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、チャンバ内に配置され、加工対象物を保持するテーブルと、チャンバ内に配置されるケーブルと、チャンバ内に配置され、金属で形成され、レーザ光源を出射したレーザビームの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を提供する。【選択図】  図２
2012018975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
前記テーブルは、前記加工対象物を移動可能に保持し、
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。
【請求項３】
ケーブルベア装置である前記ケーブル保護手段は、
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。
【請求項４】
ケーブルベア装置である前記ケーブル保護手段は、更に、前記ケーブルを、前記第１の板状部材と第２の板状部材との間で保持する保持部材を備え、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３７１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【発明の効果】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例によるレーザ装置を示す概略図である。
【図２】ケーブルベア装置６０を示す概略図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、保持部材６３ａ〜６３ｇを示す概略図である。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】ケーブルベア装置６０の変形例を示す概略図である。
【図７】他の実施例によるレーザ装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
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。
【符号の説明】
【００４４】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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