JPH03285326A - 光学窓の姿勢制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はチャンバ等に取り付けた光学窓を常時一定の姿
勢で保持する光学窓の姿勢制御方法に関する。

（従来の技術） シリコンウェハの加工処１’ｌｌｉや液晶デイスプレィ
でのｌ゛同（Ｔｈｉｎ　ｌ’ｉ１ｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔ
ｏｒ）製造などではレーザアニールしながら膜形成する
ことによって成膜を行うことが従来なされている。

成膜は基板等をチャンバ内にセットシてガスＣＶＤ法等
を用いてなされるが、レーザアニールを併用する場合は
チャンバに設けた光学窓を介してチャンバ内の被加］皿
体にレーザ光を照射して行う。

従来のレーザアニールを用いた成膜プロセスではシリコ
ンウェハ等の被加工体にレーザ光を照射する場合はスポ
ットビー１１状のレーザ光を振ることによって被加工体
上でレーザ光を走査して全体にわたってアニール処理を
施している。

最近の半導体デバイスあるいは液晶デイスプレィは高集
積化が進んでいるから、成膜時におけるレーザ光の照射
位置精度にもきわめて高度の位置精度が要求される。

（発明が解決しようとする課題） ところで、従来のレーザアニール装置のように光学窓に
対してレーザ光を振るようにする場合は光学窓に入射し
たレーザ光が光学窓を透過する際に屈折をおこすため、
所定方向に入射させても被加工体の正規の位置に集光で
きなくなる。この結果、被加工体の加工精度に誤差が生
じるという問題点がある。

レーザアニールを併用して成膜する場合は、かなりの高
真空に維持するチャンバ登用いて行うから光学窓もかな
り肉厚に形成された耐圧性のあるものが用いられる。し
たがって、レーザ光が光学窓に斜入射した場合の屈折に
よる誤差は半導体デバイス等の製造上無視し得なくなる
。

また、これらの真空装置ではロータリポンプその他の振
動発生源があるから、きわめて高精度のて常に確実なレ
ーザ光照射がなされるようにする必要がある。

そこで、本発明は上記問題点を解消すべくなされたもの
であり、その目的とするところは、レーザアニール装置
等のように、光を入射させて使用する光学窓を有する装
置において、光学窓に対して常に一定の入射角で光が入
射させることができる光学窓の姿勢制御方法を提供しよ
うとするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は」１記目的を達成するため次の構成をそなえる
。

すなわち、レーザ光等の光を入射させる光学窓を、入射
光が一定の入射角で入射するように一定の姿勢で保持す
る光学窓の姿勢制御方法において、前記光学窓をベロー
ズ等の可動支持体に支持するとともに光学窓の外周側に
姿勢制御用コイルおよび該姿勢制御用コイルに対面させ
てマグネットを設置し、前記光学窓に参照光としてレー
ザ光を投射するとともに、該光学窓によるレーザ光の反
射位置を受光位置検出器によって常時検知し、該受光位
置検出器による検知結果にもとづいて光学窓の正規位置
からの姿勢のずれを検知し、該検知結果にもとづいて前
記姿勢制御用コイルに対する通電を制御して光学窓を正
規の位置に復帰させ常時光学窓を姿勢制御することを特
徴とする。

（実施例） 以下本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図は１本発明に係る光学窓の姿勢制御方法を示す説
明図である。

この実施例では光学窓１０に対して垂直方向から被加工
体をアニール処理するためのレーザ先人を入射させ、こ
のレーザ光Δが常に光学窓１０に対して垂直に入射する
ように光学窓１０の姿勢を制御している。

レーザ光Ａを光学窓１０に入射させる光学系は、光学窓
１０が正規の位置にある状態で正確にレーザ先人が垂直
入射するように定置する。たとえば、被加工体位置にレ
ーザスポットを照射し、スポット位置を較正することに
よって正規位置を決める。

レーザ先人に対し、光学窓１０の姿勢のずれを監視する
ためのレーザ光Ｂをレーザ先人とは異なる光路で光学窓
ｌＯに照射する。

１２は前記レーザ″ＡＡのＡ路の側方に設けたハーフミ
ラーブリズ１１で、１４は光学窓１ｏの」１方位置でレ
ーザ光Δを遮らない位置に設置したミラ１６はハーフミ
ラ−プリズム１２の後方に設けた受光位置検出器である
。

前記ハーフミラーブリズ１１］２にはレーザ先人とは異
なるレーザ光、たとえばレーザ先人としてＡｒレーザを
用いた場合はＩＩ　ｃ−Ｎ　ｅレーザを入射させ、ハー
フミラーブリズｔ１１２で反射させた後、ミラー１４で
反射させて光学窓１ｏの中央付近に投射させる。

光学窓１０表面で反射された光はミラー１４で反射され
、ハーフミラ−１２を透過して受光位置検出器１６で受
光される。受光位置検出器１６は複数個の受光素子から
なるもので反射ビーｔ、の入射位置を検知する。

前記光学窓１０は被加工体を収容するチャンバに固定し
た溶接ベローズ等の可動支持体２０によって支持する。

光学窓１０の外周部を保持するフランジ２１にはフラン
ジ２１を周方向に等分した位置に姿勢制御用コイル２２
を固定する。各姿勢制御用コイル２２に面する外側には
マグネット２４を機枠に固定して配置する。前記フラン
ジ２１は金属線を用いて機枠に吊持し、可動支持体２０
のふらつきを防止している。

２６は光学窓１０の姿勢を制御するコントロール部で、
前記受光位置検出器１６による受光信号を解析するとと
もに、この解析結果に基づいて姿勢制御用コイル２２へ
の通電をコントロールして光学窓１０の姿勢制御を行う
。

すなわち、はじめにレーザ光Ｂを光学窓１０に投射する
上記ミラー１４等の光学系を、レーザ光への位置合わせ
と同時にあるいは光学窓１０が正規位置にある状態で受
光位置検出器１６の中心にレーザスポットが反射して戻
るようにセツティングする。

レーザアニール等の加工処理工程では、なんらかの外部
振動が生じるから、これによって光学窓１０がわずかな
がらも正規位置から傾くことになる。すると、光学窓１
０にたいするレーザ光Ｂの入射角度が変化するから、レ
ーザ光Ｂの戻り光路が正規の光路とずれ、図のように受
光位置検出器】−６の受光面でスポット位置が中心から
ずれることになる。受光位置検出器Ｊ６でのずれはその
ずれ方向によって光学窓１０がどの方向に傾いたかがわ
かるから、そのずれをもとに戻す方向に光学窓１０を戻
してやればよい、すなわち、受光位置検出器１６の受光
信号にもとづいて光学ｇｉｏの位置ずれの解析を行い、
この結果にしたがって光学窓１０の外周側に設けた複数
個の姿勢制御用コイル２２に適宜通電を行い、レーザ光
１３０反射光が受光位置検出器１６の正規位置に一致さ
せるようにする。可動支持体２２はどの方向にも可！Ｉ
Ｊであるから姿勢制御用コイル２２に通電することによ
り可動支持体２２がそれに対応して動き、光学窓１０を
正規位置に戻す。

この方法による場合は、ボイスコイルと同様に受光位置
検出器１６の検出信号にもとづいて瞬時に光学窓１０を
正規位置に回復させることができ、追随性がよいという
特徴があり、外部振動等の影響があった場合でも受光位
置検出器１６で常に受光位置を監視していることによっ
て光学窓１０の姿勢を常に一定に保持することができる
。

以」二のようにして光学窓１０を一定の向きに保持する
ことにより、レーザ光Ａは常に光学窓１０に対して垂直
に入射し、被加工体に対する加工処理の際に光学窓１０
にレーザ先人が斜入射することによる誤差をＭ消するこ
とができ、より高精度の加工を施すことができる。

第２図はｌ配光学窓の姿勢制御方法を適用したレーザア
ニール装置の実施例を示すブロック図である。同図で３
０は被加工体を収容するチャンバで、チャンバ１０上部
開口部に前記光学窓１０の可動支持体２０として溶接ベ
ローズが取り付けられている。姿勢制御用コイル２２等
の配置は上記説明と同様である。

チャンバ３０内には被加工体３２を支持するためのＸ−
Ｙステージ３４を設置する。３６はＸ−Ｙステージ３４
を駆動するための駆動部、３８は駆動部３６を制御する
コン１〜ローラである。　Ｘ−Ｖステージ３４は磁気淫
」１方式によって支持されており、コントローラ３８に
よってパルス制御される。

チャンバ３０の排気系はロータリポンプ４０、ターボ分
子ポンプ／１２によってなされる。４４はコンダクタン
スバルブ、４６は開閉バルブ、４８はリークバルブ３０
である。

５０は被加工体３２を収容して真空にひくことによって
被加工体３２の表面を清浄化するための予備真空槽、５
２は被加工体を搬送する搬送ユニットである。

５４はチャンバ３３０に成膜用のガスを供給するガスラ
インである。５６はガスのフローメータ。

５８はガス流量を調節するためのマスフローコン１−〇
−ラである。

なお、実施例ではチャンバ３０を機枠から浮かして支持
するとともに、制震機枯を設けてロータリポンプ４０お
よびターボ分子ポンプ４２等による振動の影響がチャン
バ３０にできるだけ及ばないようにしている。

被加工体３２を加工処理するためのレーザ光は前記光学
窓１０からチャンバ３０内に入射される。

６０はアニール処理で用いる連続発振のＡｒレーザ、６
２はＡｒレーザ６０へのパワー供給部、６４はレーザ光
を光学窓１０に垂直に入射させて被加工体３２に集光さ
せるための光学系、６６はレーザ光強度をモニターする
パワーメータ、６８は信号の処理系である。７０はレー
ザ光強度をモニターするためにレーザ光の光路内におい
たハーフミラ−である。

８０は光学窓１０の姿勢制御用に用いるＨ　ｅ　−Ｎｅ
レーザである。１−Ｉｅ−Ｎｅレーザ８０から放射され
たレーザ光はハーフミラ−プリズム１２およびミラー１
４で反射されて光学窓１０に投射される。

このレーザアニール装置でレーザアニールを行う場合は
、Ａｒレーザ６０からのレーザ光を光学窓１０をとおし
て被加工体３２に照射するとともに、Ｘ−Ｙステージ３
４を駆動して被加工体３２上でレーザ光を走査させて行
う、膜形成と同時にレーザアニール処理を施す場合は、
ガスライン５４から成膜用のガスをチャンバ３０内に導
入して。

ＣＶＤ法等の適宜方法で膜形成するとともにレーザ光を
照射して成膜する。

光学窓１０の姿勢制御は前述した方法にしたがってＨｅ
　−Ｎ　ｅレーザ光をモニターして行う、光学窓１０を
姿勢を正確に制御することによって、きわめて高精度の
加工処理を施すことが可能となり、被加工体として大面
積のものを対象とするような場合でも８′ｆ、１ＩＩＩ
な加工が可能となる。とくに、本実施例の場合は上記の
ように被加工体３２をＸ−Ｙステージ３４上に載置して
被加工体３２を移動させ、レーザ光は光学窓１０にたい
して垂直に一定位置から入射させるから、レーザ光が光
学窓で屈折する影響を解消することができてさらに好適
である。なお、光学窓１０を一定に姿勢制御することに
より、きわめて大形の被加工体にたいしてレーザ光をラ
イン状に照射してレーザアニールする場合にも被加工体
の全体にわたって一定の照射制度が得られ高精度の加工
処理が可能になるという特徴がある。

また１本実施例では被加工体３２に付与するレーザ光の
熱エネルギーを一定にするためレーザ光強度をパワーメ
ータ６６で２＋を時監視し、レーザ光強度が低下した場
合にはＸ−Ｙステージ３４の移動速度を遅くし、レーザ
光強度が高くなった場合にはＸ−Ｙステージ３４の移動
速度を速くしてレーザ光強度の変動を補償して一定のレ
ーザアニールができるようにしている。

なお、前述した光学窓の姿勢制御方法はレーザアニール
装置に限らず光学窓を有する各種の一般装置に適用でき
るものであって、光学窓に対する外部振動等による振動
の影響を排除する必要がある場合には、同様な方法によ
って光学窓の姿勢を制御することができる。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて種々説明し
たが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、
発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得る
のはもちろんのことである。

（発明の効果） 本発明に係る光学窓の姿勢制御方法によれば、外部振動
等の影響によって光学窓が正規の位置からずれた際、光
学窓を正規の位置に戻すように補償機能が作用して、常
に光学窓が一定位置に保持できる。これによって、被加
」１体にたいする光照射が正確になされ、より高精度の
加工処理等と行うことができる笠の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光学窓の姿勢制御方法を説明する
説明図、第２図はこの方法を適用した装置例を示すブロ
ック図である。 １０・・・光学窓、　　１２・・・ハーフミラ−プリズ
ム、　　１４・・・ミラー、　　１６・・・受光位置検
出器、　２０・・・可動支持体、　２２・・・姿勢制御
用コイル、豐　２４・・・マグネット．　３０・・・チ
ャンバ、　３２・・・被加工体、　３４・・・ｘ−Ｙス
テージ、　４０・・・ロータリポンプ、　４２・・・タ
ーボ分子ポンプ、５０・・・予備真空槽、　５２・・・
搬送ユニット、　　５４・・・ガスライン、　　　６０
・・・Ａｒレーザ、　６２・・・パワー供給部、　６４
・・・光学系、　６６・・・パワーメータ、　８０・・
・ＩＩ　ｅ　−Ｎ　ｅレーザ。 特許、１１願人 株式会社フォ１−二クス 代表者　柄　澤　憲　彦 株式会社イーアンドエス

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザ光等の光を入射させる光学窓を、入射光が一
   定の入射角で入射するように一定の姿勢で保持する光学
   窓の姿勢制御方法において、 前記光学窓をベローズ等の可動支持体に支 持するとともに光学窓の外周側に姿勢制御用コイルおよ
   び該姿勢制御用コイルに対面させてマグネットを設置し
   、 前記光学窓に参照光としてレーザ光を投射 するとともに、該光学窓によるレーザ光の反射位置を受
   光位置検出器によって常時検知し、該受光位置検出器に
   よる検知結果にもとづ いて光学窓の正規位置からの姿勢のずれを検知し、 該検知結果にもとづいて前記姿勢制御用コ イルに対する通電を制御して光学窓を正規の位置に復帰
   させ常時光学窓を姿勢制御することを特徴とする光学窓
   の姿勢制御方法。