(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体に対して所定の処理を施す処理装置において、
排気可能になされた処理容器と、
前記処理容器内に配置されて上端側で前記被処理体を支持する非磁性材料よりなる回転浮上体と、
前記回転浮上体にその周方向に沿って所定の間隔で設けられた磁性材料よりなる複数の回転ＸＹ用吸着体と、
前記回転浮上体にその周方向に沿って設けられた磁性材料よりなるリング状の浮上用吸着体と、
前記処理容器の外側に設けられて前記浮上用吸着体に垂直方向上方に向かう磁気吸引力を作用させて前記回転浮上体の傾きを調整しつつ浮上させる浮上用電磁石群と、
前記処理容器の外側に設けられて前記回転ＸＹ用吸着体に磁気吸引力を作用させて前記浮上された前記回転浮上体を水平方向で位置調整しつつ回転させる回転ＸＹ用電磁石群と、
前記回転ＸＹ用電磁石群を構成する各電磁石へ制御電流を供給することにより回転トルクと前記回転浮上体の径方向の力とを前記各電磁石で制御する回転ＸＹ用制御部と、
前記処理容器内へ必要なガスを供給するガス供給手段と、
前記被処理体に所定の処理を施す処理機構と、
装置全体の動作を制御する装置制御部と、
を備えたことを特徴とする処理装置。
【請求項２】
前記回転浮上体の水平方向の位置情報を検出する水平方向位置センサ部と、
前記回転浮上体の回転角度を検出するエンコーダ部とを備え、
前記回転ＸＹ用制御部は、前記水平方向位置センサ部の出力と前記エンコーダ部の出力とに基づいて前記回転ＸＹ用電磁石群の磁気吸引力を制御するための制御電流を供給することを特徴とする請求項１記載の処理装置。
【請求項３】
前記回転浮上体には、前記回転浮上体の回転方向から傾斜した測定面を有するホームポジション調整部が設けられており、前記処理容器側には前記ホームポジション調整部を検出するホーム検出センサ部が設けられていることを特徴とする請求項２記載の処理装置。
【請求項４】
前記ホームポジション調整部は、所定の角度で接する一対の前記測定面を有しており、該一対の測定面のなす角度を通る前記回転浮上体の半径方向に対する直線が２等分線となるように設定されていることを特徴とする請求項３記載の処理装置。
【請求項５】
前記一対の測定面は、前記水平方向位置センサ部に対応した位置にＶ字状に削り取られた面取り部よりなり、該面取り部は前記回転浮上体の周方向に沿って所定の間隔で複数個形成されていることを特徴とする請求項４記載の処理装置。
【請求項６】
前記水平方向位置センサ部は、前記ホーム検出センサ部を兼用しており、前記回転ＸＹ用制御部は、前記回転浮上体を停止する時に前記面取り部の深さを認識することにより前記回転浮上体をホームポジションに停止させるように構成したことを特徴とする請求項５記載の処理装置。
【請求項７】
前記回転ＸＹ用制御部は、前記回転浮上体を停止する時に前記ホーム検出センサ部の出力に基づいて前記測定面の前記回転浮上体の半径方向への位置を認識することにより前記回転浮上体をホームポジションに停止させるように構成したことを特徴とする請求項３又は４記載の処理装置。
【請求項８】
前記回転浮上体には、原点を示す原点マークが設けられており、前記処理容器には、前記原点マークを検出する原点センサ部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項９】
前記浮上用電磁石群は、
２つの電磁石で１組が形成される浮上用電磁石ユニットを複数組有すると共に前記２つの電磁石の背面側はヨークにより連結され、
前記複数組の浮上用電磁石ユニットは、前記処理容器の周方向に沿って所定の間隔で配置されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項１０】
前記回転ＸＹ用電磁石群は、
２つの電磁石で１組が形成される回転ＸＹ用電磁石ユニットを複数組有すると共に前記２つの電磁石の背面側はヨークにより連結され、
前記複数組の回転ＸＹ用電磁石ユニットは、前記処理容器の周方向に沿って所定の間隔で配置されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項１１】
前記回転ＸＹ用電磁石ユニットの２つの電磁石は、前記処理容器の高さ方向の位置を所定の間隔だけ異ならせて配置され、前記処理容器の内側には前記回転ＸＹ用電磁石ユニットの２つの電磁石に対応させて強磁性材料よりなる一対の磁極が所定の間隔を隔て前記処理容器の周方向に沿って延在させて設けられていることを特徴とする請求項１０記載の処理装置。
【請求項１２】
前記浮上用電磁石群は、前記処理容器の底部側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項１３】
前記浮上用電磁石群は、前記処理容器の天井部側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項１４】
前記回転浮上体の垂直方向の位置情報を検出する垂直方向位置センサ部と、
前記垂直方向位置センサ部の出力に基づいて磁気吸引力を制御するために前記浮上用電磁石群へ制御電流を供給する浮上用制御部と、
を有することを特徴とする請求項１記載の処理装置。
【請求項１５】
前記回転浮上体の水平方向の位置情報を検出する水平方向位置センサ部と、
前記回転浮上体の回転角度を検出するエンコーダ部とを備え、
前記回転ＸＹ用制御部は、前記水平方向位置センサ部の出力と前記エンコーダ部の出力とに基づいて前記回転ＸＹ用電磁石群の磁気吸引力を制御するための制御電流を供給することを特徴とする請求項１４記載の処理装置。
【請求項１６】
前記垂直方向位置センサ部に対向する前記回転浮上体の表面には、測定光を拡散反射させる拡散反射面が形成されていることを特徴とする請求項１４記載の処理装置。
【請求項１７】
前記水平方向位置センサ部に対向する前記回転浮上体の表面には、測定光を拡散反射させる拡散反射面が形成されていることを特徴とする請求項１５記載の処理装置。
【請求項１８】
前記拡散反射面は、ブラスト処理により形成されていることを特徴とする請求項１６又は１７記載の処理装置。
【請求項１９】
前記ブラスト処理時のブラスト粒の大きさは、＃１００（番手１００）〜＃３００（番手３００）の範囲内であることを特徴とする請求項１８記載の処理装置。
【請求項２０】
前記ブラスト粒の材料は、ガラス、セラミック、ドライアイスよりなる群から選択される１の材料よりなることを特徴とする請求項１９記載の処理装置。
【請求項２１】
前記ブラスト処理前のブラスト対象面の平均表面粗さは、目標とするブラスト処理後の平均表面粗さよりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１８乃至２０のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項２２】
前記ブラスト処理後の前記拡散反射面には、アルマイト膜が形成されていることを特徴とする請求項１８乃至２１のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項２３】
前記拡散反射面は、エッチング処理により形成されていることを特徴とする請求項１６又は１７記載の処理装置。
【請求項２４】
前記拡散反射面は、被膜処理により形成されていることを特徴とする請求項１６又は１７記載の処理装置。
【請求項２５】
被処理体に対して所定の処理を施すための請求項１乃至２４のいずれか一項に記載の処理装置の動作方法において、
浮上用電磁石群によって浮上用吸着体に対して磁気吸引力を作用させて回転浮上体の傾きを調整しつつ浮上させると共に、
回転ＸＹ用電磁石群によって回転ＸＹ用吸着体に磁気吸引力を作用させて前記回転浮上体の水平方向の位置を調整しつつ前記回転浮上体を回転させるようにしたことを特徴とする処理装置の動作方法。
【請求項２６】
前記浮上用電磁石群を制御する浮上用制御部と、
前記回転ＸＹ用電磁石群を制御する回転ＸＹ用制御部は、
予め前記回転浮上体を回転駆動することによって得られた特性上のバラツキをバラツキデータとして有しており、
前記被処理体の処理時に前記バラツキデータを参照してそれぞれ制御するようにしたことを特徴とする請求項２５記載の処理装置の動作方法。
【請求項２７】
前記浮上用電磁石群を制御する浮上用制御部と、
前記回転ＸＹ用電磁石群を制御する回転ＸＹ用制御部は、
予め前記回転浮上体を回転させることによって得られた前記回転浮上体の歪みを示す歪みデータとして有しており、
前記被処理体の処理時に前記歪みデータを参照してそれぞれ制御するようにしたことを特徴とする請求項２５又は２６記載の処理装置の動作方法。
【請求項２８】
前記処理装置の回転ＸＹ用制御部は、前記回転浮上体を停止させる時には、前記回転浮上体の回転角度を検出するエンコーダ部の出力と前記回転浮上体に形成した測定面を有するホームポジション調整部に対するホーム検出センサ部の出力とに基づいて前記回転浮上体をホームポジションに停止させるようにしたことを特徴とする請求項２５乃至２７のいずれか一項に記載の処理装置の動作方法。
【請求項２９】
前記ホームポジション調整部は、Ｖ字状に形成された一対の測定面よりなる面取り部を前記回転浮上体の周方向に沿って複数個配置してなり、前記ホーム検出センサ部は、前記回転浮上体の水平方向の位置を検出する水平方向位置センサ部と兼用されていることを特徴とする請求項２８記載の処理装置の動作方法。
【請求項３０】
前記回転浮上体の回転を開始する時に前記回転浮上体の回転位置が不明な場合には、前記回転浮上体が予め定めたホームポジションに停止しているものと仮定していずれか一方の方向へ回転させるような制御電流を前記回転ＸＹ用電磁石群に流す工程と、
前記回転浮上体が回転しない時には前記回転ＸＹ用電磁石群の電磁石を所定の角度ずらして励磁するような制御電流を前記回転ＸＹ用電磁石群に流す工程と、
前記回転浮上体が回転しても速度が低下する場合には逆方向へ回転させるような制御電流を前記回転ＸＹ用電磁石群に流す工程と、
前記回転浮上体の原点マークが原点センサ部を通過した時に原点位置であることを認識してエンコーダ部をリセットする工程と、
を有することを特徴とする請求項２５乃至２９のいずれか一項に記載の処理装置の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウエハ等の被処理体に処理を施すための処理装置及びその動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体集積回路を製造するため、半導体ウエハに対して、成膜処理、アニール処理、酸化拡散処理、スパッタ処理、エッチング処理等の各種の熱処理が複数回に亘って繰り返し行われる。そして、これらの処理の内、例えば成膜処理を例にとれば、半導体ウエハ上の膜質、膜厚などの均一性を向上するためには、反応ガスの分布や流れの均一性、ウエハ温度の均一性、プラズマの均一性などの要因があり、ウエハの面内において処理の均一性を得るためには、ウエハを回転することが有効である。従来の処理装置において、ウエハを回転させる回転機構は、ウエハを支持する円盤と、この円盤に接触して摩擦力により円盤を回転する駆動機構とを備えているのが一般的である。
【０００３】
しかし、物体が擦れる箇所は、パーティクルの発生要因になることから、従来の処理装置におけるウエハの回転機構では、接触・摩擦部からのパーティクルの発生が避けられない。また、ウエハを支持する円盤と、この円盤の駆動機構の回転部との間には、滑りによる位置ズレが生じるため、毎回、基準位置に戻すための復帰動作が必要であり、スループットを低下させる原因となっている。
【０００４】
このようなことから、特許文献１では、処理室内にそもそもパーティクルを発生させないように、ウエハを支持するロータを磁気的に浮上して回転させる構成を提案している。すなわち、特許文献１に開示された技術では、ロータは、磁力が作用してロータシステムを浮上する構成要素である。そして、浮上のための永久磁石と制御のための電磁石とを有するステータアッセンプリによって、磁界を発生するようになっている。
【０００５】
また、本出願人が提案した特許文献２では、ウエハを支持する回転浮上体を浮上用電磁石で浮上させつつ、これにステップモータの回転用電磁石からの磁力を作用させて回転させると共に、更に位置決め用電磁石により水平方向へ磁力を作用させて上記回転浮上体を、その回転中心に維持させつつ水平面内での位置ずれが生じないように回転させるように意図した技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６１５７１０６号公報
【特許文献２】特開２００８−３０５８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、ロータに対して水平方向から磁気力を作用させてロータを浮上させていることから、この磁気力の方向がロータに作用する重力の垂直方向に一致しないため、これら作用力のベクトル方向が分散し、その結果、磁気浮上のための制御が複雑化し、且つ困難である、という問題があった。
【０００８】
また特許文献２に開示されている技術では、回転用電磁石と位置用電磁石とを設けていることから、それぞれの吸着力が互いに他の電磁石に対する外乱となって作用することになり、不安定原因となってしまう。例えばステップモータの回転用電磁石の発生する吸着力が、回転浮上体の水平面内の位置決めをする時の外乱として作用するので、位置決め用電磁石がこれに反応し、結果的に位置決めが不安定になってしまう、といった問題があった。
【０００９】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、回転浮上体の径方向（Ｘ、Ｙ方向）の力と回転トルクとを同一の電磁石で制御することにより不要な外乱の発生を抑制することができ、この結果、処理の面内均一性を実現しつつ、パーティクルフリーを実現し、しかもその構造や制御の簡略化を図ることができる処理装置及びその動作方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、被処理体に対して所定の処理を施す処理装置において、排気可能になされた処理容器と、前記処理容器内に配置されて上端側で前記被処理体を支持する非磁性材料よりなる回転浮上体と、前記回転浮上体にその周方向に沿って所定の間隔で設けられた磁性材料よりなる複数の回転ＸＹ用吸着体と、前記回転浮上体にその周方向に沿って設けられた磁性材料よりなるリング状の浮上用吸着体と、前記処理容器の外側に設けられて前記浮上用吸着体に垂直方向上方に向かう磁気吸引力を作用させて前記回転浮上体の傾きを調整しつつ浮上させる浮上用電磁石群と、前記処理容器の外側に設けられて前記回転ＸＹ用吸着体に磁気吸引力を作用させて前記浮上された前記回転浮上体を水平方向で位置調整しつつ回転させる回転ＸＹ用電磁石群と、前記回転ＸＹ用電磁石群を構成する各電磁石へ制御電流を供給することにより回転トルクと前記回転浮上体の径方向の力とを前記各電磁石で制御する回転ＸＹ用制御部と、前記処理容器内へ必要なガスを供給するガス供給手段と、前記被処理体に所定の処理を施す処理機構と、装置全体の動作を制御する装置制御部と、を備えたことを特徴とする処理装置である。
【００１１】
このように、被処理体に対して所定の処理を施す処理装置において、浮上用電磁石群により回転浮上体の傾きを調整しつつ浮上させた状態で、この回転浮上体に設けた回転ＸＹ用吸着体に対して回転ＸＹ用電磁石群から磁気吸引力を作用させることにより、回転トルクと径方向への力（外向力）とを同時に発生させるようにし、結果的に、回転浮上体の径方向（Ｘ、Ｙ方向）の力と回転トルクとを同一の電磁石で制御することにより不要な外乱の発生を抑制することができ、この結果、処理の面内均一性を実現しつつ、パーティクルフリーを実現し、しかもその構造や制御の簡略化を図ることができる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記回転浮上体の水平方向の位置情報を検出する水平方向位置センサ部と、前記回転浮上体の回転角度を検出するエンコーダ部とを備え、記回転ＸＹ用制御部は、前記水平方向位置センサ部の出力と前記エンコーダ部の出力とに基づいて前記回転ＸＹ用電磁石群の磁気吸引力を制御するための制御電流を供給することを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記回転浮上体には、前記回転浮上体の回転方向から傾斜した測定面を有するホームポジション調整部が設けられており、前記処理容器側には前記ホームポジション調整部を検出するホーム検出センサ部が設けられていることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記ホームポジション調整部は、所定の角度で接する一対の前記測定面を有しており、該一対の測定面のなす角度を通る前記回転浮上体の半径方向に対する直線が２等分線となるように設定されていることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記一対の測定面は、前記水平方向位置センサ部に対応した位置にＶ字状に削り取られた面取り部よりなり、該面取り部は前記回転浮上体の周方向に沿って所定の間隔で複数個形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記水平方向位置センサ部は、前記ホーム検出センサ部を兼用しており、前記回転ＸＹ用制御部は、前記回転浮上体を停止する時に前記面取り部の深さを認識することにより前記回転浮上体をホームポジションに停止させるように構成したことを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項３又は４の発明において、前記回転ＸＹ用制御部は、前記回転浮上体を停止する時に前記ホーム検出センサ部の出力に基づいて前記測定面の前記回転浮上体の半径方向への位置を認識することにより前記回転浮上体をホームポジションに停止させるように構成したことを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発明において、前記回転浮上体には、原点を示す原点マークが設けられており、前記処理容器には、前記原点マークを検出する原点センサ部が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の発明において、前記浮上用電磁石群は、２つの電磁石で１組が形成される浮上用電磁石ユニットを複数組有すると共に前記２つの電磁石の背面側はヨークにより連結され、前記複数組の浮上用電磁石ユニットは、前記処理容器の周方向に沿って所定の間隔で配置されていることを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発明において、前記回転ＸＹ用電磁石群は、２つの電磁石で１組が形成される回転ＸＹ用電磁石ユニットを複数組有すると共に前記２つの電磁石の背面側はヨークにより連結され、前記複数組の回転ＸＹ用電磁石ユニットは、前記処理容器の周方向に沿って所定の間隔で配置されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項１１の発明は、請求項１０の発明において、前記回転ＸＹ用電磁石ユニットの２つの電磁石は、前記処理容器の高さ方向の位置を所定の間隔だけ異ならせて配置され、前記処理容器の内側には前記回転ＸＹ用電磁石ユニットの２つの電磁石に対応させて強磁性材料よりなる一対の磁極が所定の間隔を隔て前記処理容器の周方向に沿って延在させて設けられていることを特徴とする。
請求項１２の発明は、請求項１１の発明において、前記浮上用電磁石群は、前記処理容器の底部側に設けられていることを特徴とする。
請求項１３の発明は、請求項１１の発明において、前記浮上用電磁石群は、前記処理容器の天井部側に設けられていることを特徴とする。
【００１８】
請求項１４の発明は、請求項１の発明において、前記回転浮上体の垂直方向の位置情報を検出する垂直方向位置センサ部と、前記垂直方向位置センサ部の出力に基づいて磁気吸引力を制御するために前記浮上用電磁石群へ制御電流を供給する浮上用制御部と、を有することを特徴とする。
請求項１５の発明は、請求項１４の発明において、前記回転浮上体の水平方向の位置情報を検出する水平方向位置センサ部と、前記回転浮上体の回転角度を検出するエンコーダ部とを備え、記回転ＸＹ用制御部は、前記水平方向位置センサ部の出力と前記エンコーダ部の出力とに基づいて前記回転ＸＹ用電磁石群の磁気吸引力を制御するための制御電流を供給することを特徴とする。
請求項１６の発明は、請求項１４の発明において、前記垂直方向位置センサ部に対向する前記回転浮上体の表面には、測定光を拡散反射させる拡散反射面が形成されていることを特徴とする。
請求項１７の発明は、請求項１５の発明において、前記水平方向位置センサ部に対向する前記回転浮上体の表面には、測定光を拡散反射させる拡散反射面が形成されていることを特徴とする。
請求項１８の発明は、請求項１６又は１７の発明において、前記拡散反射面は、ブラスト処理により形成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項１９の発明は、請求項１８の発明において、前記ブラスト処理時のブラスト粒の大きさは、＃１００（番手１００）〜＃３００（番手３００）の範囲内であることを特徴とする。
請求項２０の発明は、請求項１９の発明において、前記ブラスト粒の材料は、ガラス、セラミック、ドライアイスよりなる群から選択される１の材料よりなることを特徴とする。
請求項２１の発明は、請求項１８乃至２０のいずれか一項に記載の発明において、前記ブラスト処理前のブラスト対象面の平均表面粗さは、目標とするブラスト処理後の平均表面粗さよりも小さく設定されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項２２の発明は、請求項１８乃至２１のいずれか一項に記載の発明において、前記ブラスト処理後の前記拡散反射面には、アルマイト膜が形成されていることを特徴とする。
請求項２３の発明は、請求項１６又は１７の発明において、前記拡散反射面は、エッチング処理により形成されていることを特徴とする。
請求項２４の発明は、請求項１６又は１７の発明において、前記拡散反射面は、被膜処理により形成されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項２５の発明は、被処理体に対して所定の処理を施すための請求項１乃至２４のいずれか一項に記載の処理装置の動作方法において、浮上用電磁石群によって浮上用吸着体に対して磁気吸引力を作用させて回転浮上体の傾きを調整しつつ浮上させると共に、回転ＸＹ用電磁石群によって回転ＸＹ用吸着体に磁気吸引力を作用させて前記回転浮上体の水平方向の位置を調整しつつ前記回転浮上体を回転させるようにしたことを特徴とする。
【００２２】
請求項２６の発明は、請求項２５の発明において、前記浮上用電磁石群を制御する浮上用制御部と、前記回転ＸＹ用電磁石群を制御する回転ＸＹ用制御部は、予め前記回転浮上体を回転駆動することによって得られた特性上のバラツキをバラツキデータとして有しており、前記被処理体の処理時に前記バラツキデータを参照してそれぞれ制御するようにしたことを特徴とする。
請求項２７の発明は、請求項２５又は２６の発明において、前記浮上用電磁石群を制御する浮上用制御部と、  前記回転ＸＹ用電磁石群を制御する回転ＸＹ用制御部は、予め前記回転浮上体を回転させることによって得られた前記回転浮上体の歪みを示す歪みデータとして有しており、前記被処理体の処理時に前記歪みデータを参照してそれぞれ制御するようにしたことを特徴とする。
【００２３】
請求項２８の発明は、請求項２５乃至２７のいずれか一項に記載の発明において、前記処理装置の回転ＸＹ用制御部は、前記回転浮上体を停止させる時には、前記回転浮上体の回転角度を検出するエンコーダ部の出力と前記回転浮上体に形成した測定面を有するホームポジション調整部に対するホーム検出センサ部の出力とに基づいて前記回転浮上体をホームポジションに停止させるようにしたことを特徴とする。
請求項２９の発明は、請求項２８の発明において、前記ホームポジション調整部は、Ｖ字状に形成された一対の測定面よりなる面取り部を前記回転浮上体の周方向に沿って複数個配置してなり、前記ホーム検出センサ部は、前記回転浮上体の水平方向の位置を検出する水平方向位置センサ部と兼用されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項３０の発明は、請求項２５乃至２９のいずれか一項に記載の発明において、前記回転浮上体の回転を開始する時に前記回転浮上体の回転位置が不明な場合には、前記回転浮上体が予め定めたホームポジションに停止しているものと仮定していずれか一方の方向へ回転させるような制御電流を前記回転ＸＹ用電磁石群に流す工程と、前記回転浮上体が回転しない時には前記回転ＸＹ用電磁石群の電磁石を所定の角度ずらして励磁するような制御電流を前記回転ＸＹ用電磁石群に流す工程と、前記回転浮上体が回転しても速度が低下する場合には逆方向へ回転させるような制御電流を前記回転ＸＹ用電磁石群に流す工程と、前記回転浮上体の原点マークが原点センサ部を通過した時に原点位置であることを認識してエンコーダ部をリセットする工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る処理装置及びその動作方法によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
被処理体に対して所定の処理を施す処理装置において、浮上用電磁石群により回転浮上体の傾きを調整しつつ浮上させた状態で、この回転浮上体に設けた回転ＸＹ用吸着体に対して回転ＸＹ用電磁石群から磁気吸引力を作用させることにより、回転トルクと径方向への力（外向力）とを同時に発生させるようにし、結果的に、回転浮上体の径方向（Ｘ、Ｙ方向）の力と回転トルクとを同一の電磁石で制御することにより不要な外乱の発生を抑制することができ、この結果、処理の面内均一性を実現しつつ、パーティクルフリーを実現し、しかもその構造や制御の簡略化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の処理装置の第１実施例を示す全体縦断面図である。
【図２】処理装置の回転ＸＹ用吸着体と回転ＸＹ用電磁石群の取り付け部分を示す概略横断面図である。
【図３】回転ＸＹ用電磁石群と浮上用電磁石群と回転浮上体との位置関係を説明するための側面図である。
【図４】回転ＸＹ用電磁石ユニットと回転ＸＹ用吸着体との関係を示す部分拡大断面図である。
【図５】回転ＸＹ用電磁石に対応させて設けた一対の磁極を示す拡大平面図である。
【図６】ホームポジション調整部の面取り部を示す拡大図である。
【図７】回転ＸＹ用吸着体に作用する磁気吸引力（吸着力）の回転トルクとの関係を示すグラフである。
【図８】回転浮上体に設けたＶ字状の面取り部における回転角度と深さとの関係を示すグラフである。
【図９】回転ＸＹ用電磁石ユニットと回転ＸＹ用吸着体とを通る磁界の一例を示す縦断面模式図である。
【図１０】回転ＸＹ用電磁石ユニットと回転移動中の回転ＸＹ用吸着体とを通る磁界の変化を示す模式図である。
【図１１】回転ＸＹ用吸着体に作用する磁気吸引力の分力を示す図である。
【図１２】センサ部の構造と動作の一例を説明する模式図である。
【図１３】は回転浮上体の浮上状態を制御するためのフローチャートである。
【図１４】回転浮上体の回転と水平方向の位置を制御するためのフローチャートである。
【図１５】拡散反射面の評価を行った時の基板よりなる各テストピースＡ〜Ｆと受光量との関係を示すグラフである。
【図１６】本発明の処理装置の第２実施例を示す全体縦断面図である。
【図１７】処理容器の天井部側に配置された浮上用電磁石群を示す概略斜視図である。
【図１８】回転浮上体を示す概略斜視図である。
【図１９】ホームポジション調整部の一例を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明に係る処理装置及びその動作方法の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
＜第１実施例＞
図１は本発明の処理装置の第１実施例を示す全体縦断面図、図２は処理装置の回転ＸＹ用吸着体と回転ＸＹ用電磁石群の取り付け部分を示す概略横断面図、図３は回転ＸＹ用電磁石群と浮上用電磁石群と回転浮上体との位置関係を説明するための側面図、図４は回転ＸＹ用電磁石ユニットと回転ＸＹ用吸着体との関係を示す部分拡大断面図、図５は回転ＸＹ用電磁石に対応させて設けた一対の磁極を示す拡大平面図、図６はホームポジション調整部の面取り部を示す拡大図、図７は回転ＸＹ用吸着体に作用する磁気吸引力（吸着力）の回転トルクとの関係を示すグラフ、図８は回転浮上体に設けたＶ字状の面取り部における回転角度と深さとの関係を示すグラフ、図９は回転ＸＹ用電磁石ユニットと回転ＸＹ用吸着体とを通る磁界の一例を示す縦断面模式図、図１０は回転ＸＹ用電磁石ユニットと回転移動中の回転ＸＹ用吸着体とを通る磁界の変化を示す模式図、図１１は回転ＸＹ用吸着体に作用する磁気吸引力の分力を示す図、図１２はセンサ部の構造と動作の一例を説明する模式図である。ここでは所定の処理として被処理体である半導体ウエハに対してアニール処理を施す処理装置を例にとって説明する。
【００２８】
図１に示すように、この処理装置２は、内部が気密になされてウエハＷが搬入される処理室４を有している。この処理室４は、ウエハＷが配置される円柱状のアニール処理部４ａとアニール処理部４ａの外側にドーナツ状に設けられたガス拡散部４ｂを有している。ガス拡散部４ｂはアニール処理部４ａよりも高さが高くなっており、処理室４の断面はＨ状をなしている。この処理室４のガス拡散部４ｂは、処理容器６により規定されている。この処理容器６の上壁及び底壁にはアニール処理部４ａに対応する円形の孔が形成されており、これらの孔にはそれぞれ銅等の高熱伝動性材料からなる冷却部材８ａ、８ｂが嵌め込まれている。
【００２９】
上記冷却部材８ａ、８ｂはフランジ部１０ａ（上側のみ図示）を有し、フランジ部１０ａと処理容器６の上壁６ａ、すなわち天井部にシール部材１２を介して密着されている。そして、この冷却部材８ａ、８ｂによりアニール処理部４ａが規定されている。上記処理室４には、アニール処理部４ａ内でウエハＷを水平に支持する回転浮上体１４が設けられており、この回転浮上体１４は、後述するように、浮上用電磁石群１６により浮上され、回転ＸＹ用電磁石群１８により回転されつつ水平面内での位置調整がなされるようになっている。また、処理容器６の天壁には、図示しない処理ガス供給機構から必要な所定の処理ガスを導入するガス供給手段１９が設けられ、このガス供給手段１９は処理ガス導入口１９ａを有しており、この処理ガス導入口１９ａには処理ガスを供給する処理ガス配管１９ｂが接続されている。また、処理容器６の底壁には排気口２０が設けられ、この排気口２０には図示しない排気系に繋がる排気配管２２が接続されている。
【００３０】
更に、処理容器６の側壁には、処理容器６に対するウエハＷの搬出入を行うための搬出入口２４が設けられており、この搬出入口２４はゲートバルブ２６により開閉可能になっている。処理室４には、ウエハＷの温度を測定するための温度センサー２８が設けられている。また、温度センサー２８は処理容器６の外側の計測部３０に接続されており、この計測部３０から温度検出信号が出力されるようになっている。上記冷却部材８ａ、８ｂの内側面には、ウエハＷに対応するように、処理機構としてここでは加熱源３２ａ、３２ｂがそれぞれ設けられている。具体的には、各加熱源３２ａ、３２ｂは、例えば発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」とも称す）３４ａ、３４ｂよりなり、多数の発光ダイオードを搭載した複数のＬＥＤアレイを面状に取り付けてウエハＷを両面より加熱するようになっている。
【００３１】
上記冷却部材８ａの上方及び冷却部材８ｂの下方には、それぞれＬＥＤ３４ａ、３４ｂへの給電制御を行うための制御ボックス３６ａ、３６ｂが設けられており、これらには図示しない電源からの配線が接続され、ＬＥＤ３４ａ、３４ｂへの給電を制御するようになっている。また冷却部材８ａ、８ｂのウエハＷと対向する面には、加熱源に搭載されたＬＥＤ３４ａ、３４ｂからの光をウエハＷ側に透過する光透過部材３８ａ、３８ｂがねじ止めされている。光透過部材３８ａ、３８ｂは、ＬＥＤ３４ａ、３４ｂから射出される光を効率良く透過する材料が用いられ、例えば石英が用いられる。
【００３２】
また、ＬＥＤ３４ａ、３４ｂの周辺部には、透明な樹脂４０ａ、４０ｂが充填されている。適用可能な透明な樹脂４０ａ、４０ｂとしては、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等を挙げることができる。また、冷却部材８ａ、８ｂには、冷却媒体流路４２ａ、４２ｂが設けられており、その中に、冷却部材８ａ、８ｂを０℃以下、例えば−５０℃程度に冷却することができる液体状の冷却媒体、例えばフッ素系不活性液体（商品名フロリナート、ガルデン等）が通流される。冷却部材８ａ、８ｂの冷却媒体流路４２ａ、４２ｂには冷却媒体供給配管４４ａ、４４ｂと、冷却媒体排出配管４６ａ、４６ｂが接続されている。これにより、冷却媒体を冷却媒体流路４２ａ、４２ｂに循環させて冷却部材８ａ、８ｂを冷却することが可能となっている。
【００３３】
また、制御ボックス３６ａ、３６ｂと冷却部材８ａ、８ｂとの間の空間には、ガス配管４８ａ、４８ｂを介して乾燥ガスを導入するようになっている。また上記処理容器６の下部である底部は、この処理容器６の一部を形成する回転浮上体用ケーシング５０として形成されている。このケーシング５０は、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等の非磁性材料よりなり、間に上記回転浮上体１４を収容するためのリング状の収容空間５２が形成された、いわば２重管構造の円筒体状に成形されている。この２重管構造の円筒体状のケーシング５０の外側壁５０ａの上端はガス拡散部４ｂを区画する区画壁の底部に接続され、内側壁５０ｂの上端部は上記下側の冷却部材８ｂに接続されている。そして、この２重管構造のケーシング５０の下端部は、外方へ９０度の角度で屈曲された状態となっており、リング状の水平鍔部５６が形成されている。
【００３４】
＜回転浮上体１４の構造＞
次に上記回転浮上体１４の構造について説明する。この回転浮上体１４の大部分は、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等の非磁性材料により形成されている。具体的には、回転浮上体１４は、円筒体状になされた回転本体５８を有しており、この回転本体５８の上端部に、円板リング状になされた支持リング６０が設けられている。そして、この支持リング６０の内側には、半径方向内方へ延びると共にその先端が上方へ直角に屈曲されたＬ字状の支持アーム６２が設けられている。
【００３５】
この支持アーム６２は、上記支持リング６０の周方向に沿って等間隔で３本（図１においては２本のみ記す）設けられており、その先端部でウエハＷの裏面の周縁部に当接してこれを支持できるようになっている。この支持アーム６２は、例えば石英やセラミック材により形成されている。
【００３６】
また上記支持リング６０の上方には、上記ウエハＷと同一水平レベルに位置させてリング状になされた均熱リング６４が設けられており、ウエハ面内の温度均一性を高めるようになっている。この均熱リング６４は例えばポリシリコンにより形成されている。
【００３７】
またこの回転本体５８の上下方向の長さは、この回転浮上体１４の重量をできるだけ軽くするために可能な限り短く設定されており、この回転本体５８の下部には下方へ向けて延びる支柱６５（図３参照）が設けられており、この支柱６５は、その周方向に沿って等間隔に配置されている。尚、図３においては、処理容器６の一部を形成するケーシング５０の外側壁５０ａの記載を省略している。この支柱６５は、全体で８本程度設けられており、この支柱６５の下端部には、各支柱６５の下端部を連結するようにして回転浮上体１４の周方向に沿って延びるリング状の強磁性材料よりなる浮上用吸着体６６が設けられている。
【００３８】
この浮上用吸着体６６は、これが回転することにより発生する渦電流損を低減するため、例えば電磁鋼板により形成されている。このリング状の浮上用吸着体６６は、上記ケーシング５０の水平鍔部５６内に収容されている。ここでこの回転浮上体１４は、ウエハＷの搬出入時に図示しない搬送アームとの間でウエハＷの受け渡しを行うことから、浮上した状態で少なくとも１ｃｍ程度の上下移動を許容できるスペースが上記水平鍔部５６内の空間に確保されている。
【００３９】
そして、上記水平鍔部５６の外側には、上記浮上用吸着体６６に垂直方向上方に向かう磁気吸引力を作用させてこの回転浮上体１４を浮上させる上記浮上用電磁石群１６が設けられている。この浮上用電磁石群１６は、図３にも示すように、複数の浮上用電磁石ユニット６８よりなり、この複数、ここでは６個の浮上用電磁石ユニット６８を処理容器６の底部の一部となる円筒状のケーシング５０の周方向に沿って等間隔で配置している。この６個の浮上用電磁石ユニット６８は、隣り合う２つの浮上用電磁石ユニット６８同士を１ペアとして構成され、合計３つのペアが１２０度置きに形成されて制御される。上記各浮上用電磁ユニット６８は、それぞれ並列に起立された２個の電磁石７０ａ、７０ｂで構成されており、その背面側は強磁性材料よりなるヨーク７２により互いに連結されている。このように浮上用電磁石ユニット６８は１２０度置きに３つのペアで構成されているので、回転浮上体１４の傾きを自在に制御することができ、回転浮上体１４の水平を保ちながら後述する回転ＸＹ用電磁石群１８等により回転することができる。
【００４０】
また、各電磁石７０ａ、７０ｂの水平鍔部５６に対する取付部は凹部状に削り込まれて厚さが２ｍｍ程度まで薄くなされており、磁気抵抗が少なくなるように設定されている。そして、この電磁石７０ａ、７０ｂが取り付けられた水平鍔部５６の内側には、浮上用強磁性体７４が浮上用電磁石ユニット６８とは２ｍｍ程度の隙間を介して取り付けられる。浮上用強磁性体７４は上記浮上用吸着体６６に対して磁気吸引力を作用させ、電磁石７０ａ、７０ｂに対して各々１つ設けられ、周方向に延在して取り付けられており、吸着する磁力を強くするようになっている。
【００４１】
これにより、ヨーク７２と２つの電磁石７０ａ、７０ｂと浮上用強磁性体７４と浮上用吸着体６６よりなる磁気回路が形成され、この浮上用吸着体６６に作用する磁気吸引力によりこの回転浮上体１４の全体を浮上（非接触状態）させるようになっている。また、この水平鍔部５６には、上記回転浮上体１４の垂直方向の位置情報を検出する垂直方向位置センサ部（Ｚ軸センサー）７５が設けられている。このセンサ部７５は、水平鍔部５６の周方向に沿って等間隔で複数個、実際には１２０度間隔で３つ設けられており、この検出値をコンピュータ等よりなる浮上用制御部７８へ入力して回転浮上体１４の高さや傾きを検出してこれらをコントロールできるようになっている。
【００４２】
尚、この回転浮上体１４は、底部より２ｍｍ程度浮上したところが定位置であり、この浮上を維持したまま回転し、また、前述したように、ウエハの受け渡し時には、これより更に１０ｍｍだけ上昇できるようになっている。また、ここでは上記浮上用電磁石群１６の制御はＰＷＭ制御（パルス幅制御）によって励磁が制御されている。
【００４３】
また非磁性材料で形成される上記回転本体５８の部分には、上記回転浮上体１４の周方向に沿って所定の間隔で設けられた磁性材料よりなる本発明の特徴とする複数の回転ＸＹ用吸着体８０が設けられている。具体的には、図２にも示すように、各回転ＸＹ用吸着体８０は、回転本体５８の周方向に沿った長方形状のプレートよりなり、ここでは６枚設けられており、それぞれ回転本体５８に等間隔で埋め込むようにして設けられている。この回転ＸＹ用吸着体８０は硬磁性材料でも軟磁性材料でもよく、ここでは例えばＳＳ４００よりなる軟磁性材料を用いている。
【００４４】
ここで各回転ＸＹ用吸着体８０の回転方向における長さ（幅）と、隣り合う回転ＸＹ用吸着体８０間の間隔は同じになるように設定されている。この回転ＸＹ用吸着体８０の上下方向における長さは、後述する一対の磁極８２ａ、８２ｂと対向できるような長さに設定されている。上記回転ＸＹ用吸着体８０の大きさは、回転本体５８の直径を例えば６００ｍｍとすると、縦横が例えば５０ｍｍ×１６０ｍｍ程度の大きさに設定されている。
【００４５】
そして、上記ケーシング５０の外側壁５０ａの外側には、回転浮上体１４の回転浮上中における上記回転ＸＹ用吸着体８０に対向する位置に対応させて、前記回転ＸＹ用電磁石群１８が設けられており、上記回転ＸＹ用吸着体８０に磁気吸引力を作用させて、浮上している回転浮上体１４を水平方向（Ｘ方向及びＹ方向）で位置調整しつつ回転させるようになっている。ここでＸ方向及びＹ方向とは水平面内で互いに直交する方向を指している。
【００４６】
具体的には、この回転ＸＹ用電磁石群１８は、図２にも示すように、１２組の回転ＸＹ用電磁石ユニット８６よりなり、これらの回転ＸＹ用電磁石ユニット８６をケーシング５０の周方向に沿って等間隔で配置している。そして、各回転ＸＹ用電磁石ユニット８６は２つの電磁石８６ａ、８６ｂにより１組が形成され、且つ両電磁石８６ａ、８６ｂは互いに設置位置の高さを異ならせて設けられ、例えば一方の電磁石８６ａは高い位置に設け、他方の電磁石８６ｂはこれより少し低い位置に設けられている。そして、この両電磁石８６ａ、８６ｂの背面側には強磁性材料よりなるヨーク８８により互いに連結されている。また、各電磁石８６ａ、８６ｂの外側壁５０ａに対する取付部は凹部状に削り込まれて厚さが２ｍｍ程度まで薄くなされており、磁気抵抗が少なくなるように設定されている。
【００４７】
そして、この外側壁５０ａの内側に上記一対の磁極８２ａ、８２ｂが回転ＸＹ用電磁石ユニット８６とは２ｍｍ程度の隙間を介して取り付けられている（図４及び図５参照）。この磁極８２ａ、８２ｂは強磁性材料よりなり、上下に所定の間隔を隔てて、且つケーシング５０の周方向に沿って延在させて取り付けられている。具体的には、一方の上側の磁極８２ａは、上記上側の電磁石８６ａに対応させて取り付けられ、他方の下側の磁極８２ｂは、上記下側の電磁石８６ｂに対応させて取り付けられている。これらの磁極８２ａ、８２ｂのケーシング５０の周方向における長さは上記回転ＸＹ用吸着体８０の長さと同じ程度に設定されている。また、これらの磁極８２ａ、８２ｂ間の距離Ｈ１（図５及び図９参照）は２０ｍｍ程度に設定されている。
【００４８】
これにより、図９に示すようにヨーク８８と２つの電磁石８６ａ、８６ｂと２つの磁極８２ａ、８２ｂと回転ＸＹ用吸着体８０とよりなる磁気回路が形成されて、この磁気回路を磁界９０が通り、この回転ＸＹ用吸着体８０に作用する磁気吸引力により、上述したように回転浮上体１４をそのＸ・Ｙ軸方向の位置を調整しつつ回転し得るようになっている。尚、この場合、後述するように上記磁気吸引力により回転浮上体１４には回転トルクと回転中心方向への力（径方向への力）が発生する。この時の上記磁極８２ａ、８２ｂと回転浮上体１４の外周との間の距離Ｈ２（図５及び図９参照）は例えば４ｍｍ程度である。
【００４９】
そして、このケーシング５０の外側壁５０ａには、上記回転浮上体１４の水平方向の位置情報を検出する水平方向位置センサ部９２が設けられている。具体的には、図１及び図２にも示すように、この水平方向位置センサ部９２は、外側壁５０ａの周方向に沿って複数個、図２中では等間隔で、すなわち１２０度間隔で３個設けられており、ここで得られた位置情報を例えばコンピュータ等よりなる回転ＸＹ用制御部９４へ入力するようになっている。これにより、回転ＸＹ用制御部９４は、回転ＸＹ用電磁石群１８を制御することになる。尚、この水平方向位置センサ部９２の数はこれに限定されない。
【００５０】
また、このケーシング５０には、上記回転浮上体１４の回転角度を検出するためのエンコーダ部９６（図１参照）が設けられている。具体的には、このエンコーダ部９６は、上記回転本体５８の周方向に沿って形成されて周期的に変化するコードパターン９６ａと、このコードパターン９６ａの変化を読み取るために上記外側壁５０ａ側に設けたエンコーダセンサ部９６ｂとよりなり、得られる回転角度の情報を上記回転ＸＹ用制御部９４や浮上用制御部７８へ供給できるようになっている。このエンコーダ部９６としては、光学式、或いは磁気式のどちらを用いてもよい。
【００５１】
また、この回転浮上体１４の回転本体５８には、その周方向において１箇所に、原点を示す原点マーク９８（図１及び図２参照）が形成されており、この原点マーク９８に対応する外側壁５０ａには原点センサ部１００が設けられ、上記原点マーク９８を検出できるようになっている。この原点マーク９８としては例えば細長く、且つ幅の小さなスリットを形成することができ、これを例えば光学式の原点センサ部１００で検出できるようになっている。この原点センサ部１００の検出信号は、上記回転ＸＹ用制御部９４や浮上用制御部７８へ入力され、原点マーク９８を検出する毎に上記エンコーダ部９６のカウント値がリセットされ、この位置を起点として上記回転浮上体１４の回転角度がエンコーダ部９６により計測されるようになっている。
【００５２】
ここで回転するウエハＷを停止させるためには、常に同一の回転位置で停止させる必要があるが、上記エンコーダ部９６は、その精度（分解能）が高くなればなる程、高価格になってしまう。そこで、ここでは装置価格の高騰を抑制するためにある程度の高さの精度（分解能）を有するエンコーダ部９６を用い、不足分の分解能は回転浮上体１４にホームポジション調整部１１０を形成し、このホームポジション調整部１１０中の所定の位置を計測することによって回転浮上体１４を停止させる際に回転方向において精度の高い位置決めを行うようになっている。
【００５３】
具体的には、図２及び図６（Ａ）に示すように、ホームポジション調整部１１０は、回転浮上体１４の周方向に沿って複数、ここでは３つ１２０度間隔で設けられている。そして、このホームポジション調整部１１０は、回転浮上体１４の回転方向から半径方向に向けて斜めに傾斜した測定面１１２を有している。具体的には、このホームポジション調整部１１０は、所定の角度で接する一対の測定面１１２Ａ、１１２Ｂ（１１２）を有しており、この一対の測定面１１２Ａ、１１２Ｂのなす角部を通る上記回転浮上体１４の半径方向に対する直線１１４が角部の角度を２等分する２等分線となるように設定されている。
【００５４】
そして、ここでは上記ホームポジション調整部１１０としては、回転浮上体１４の側面をその中心方向に向けてＶ字状に鋭く削り込むことにより形成された面取り部１０２よりなっており、この部分に上記一対の測定面１１２Ａ、１１２Ｂ（１１２）を形成している。この測定面１１２Ａ、１１２Ｂは反射面となっている。このＶ字状の面取り部１０２は、上記水平方向位置センサ部９２の水平レベルに対応させて回転本体５８の外周面に形成されており、この水平方向位置センサ部９２によってＶ字状の深さ、すなわち回転浮上体１４の半径方向への位置を検出できるようになっている。ここでは、上記水平方向位置センサ部９２は、上記ホームポジション調整部１１０（面取り部１０２）も検出するのでホーム検出センサ部を兼用することになる。
【００５５】
図８は回転浮上体に設けたＶ字状の面取り部１０２における回転角度と深さとの関係を示すグラフである。図８において、面取り部１０２のＶ字状の開口部の幅は、上記エンコーダ部９６の分解能以下の回転角度に設定されており、ここでは回転角度にして−３〜＋３度までの６度の開き角に設定され、その深さ（最深部）は２．０ｍｍに設定されている。従って、このＶ字状の面取り部１０２内の予め定めた所定の深さに相当する位置をホームポジションとして設定しておくことにより、回転浮上体１４を常に精度良くホームポジションに停止させることが可能となる。尚、ここではホームポジション調整部１１０としては、Ｖ字状の面取り部１０２を形成したが、これに限定されず、図６（Ｂ）に示すように、Ｖ字状の面取り部１０２とは対称的になるように凸部状（山状）に断面三角形の凸部１１６を形成し、この凸部１１６の斜面を一対の測定面１１２Ａ、１１２Ｂとしてもよい。
【００５６】
ここで上記垂直方向位置センサ部７５及び水平方向位置センサ部９２で用いられるセンサについて説明する。これらのセンサ部７５、９２としては、距離測定の対象物との間の距離を測定できるものであるならば、どのようなセンサを用いてもよい。ここでは比較的安価なセンサとして対象物からの反射光の光量のピーク値の位置から対象物との間の距離を求める光量型のセンサを上記垂直方向位置センサ部７５及び水平方向位置センサ部９２として用いている。図１２は代表として水平方向位置センサ部９２の構造を概略的に示しているが、垂直方向位置センサ部７５も同様に構成されているので、その説明は省略する。
【００５７】
図１２（Ａ）はセンサ部９２の概略構成を示し、図１２（Ｂ）は受光素子における光量の状態を示す図である。図１２（Ａ）に示すように、この水平方向位置センサ部９２は、測定光１５０を発する発光素子１５２と、距離測定の対象物である回転浮上体１４からの反射光を集光する集光レンズ１５４と、この集光レンズ１５４を通過して集光された光を検出する受光素子１５６とを有している。
【００５８】
この発光素子１５２としては、ＬＥＤ素子やレーザ素子を用いることができるが、ここでは例えばレーザ素子を用いており、測定光としてレーザ光を発するようになっている。また、上記受光素子１５６としては、ここでは例えば一定の長さを有するＣＭＯＳのイメージセンサアレイを用いており、測定光１５０に対して僅かに角度が異なった方向に反射してくる反射光を結像させて検出するようになっている。
【００５９】
この場合、このセンサ部９２が取り付けられているケーシング５０の外側壁５０ａと距離測定の対象物である回転浮上体１４の外側壁との間の距離Ｌ１に応じて上記イメージセンサアレイよりなる受光素子１５６上の光量のピーク位置が図１２（Ｂ）に示すように変化するようになっているので、このピーク位置を求めることにより、上記距離Ｌ１を求めることができる。例えば特定の位置における回転浮上体１４からの反射光１６０に対するピーク位置１６０Ａと上記とは位置が異なる回転浮上体１４からの反射光１６２に対するピーク位置１６２Ａとはアレイ上で異なっている。
【００６０】
この場合、距離測定の対象物である回転浮上体１４に対する距離を安定的に求めるためには、上記センサ部９２に対向する回転浮上体１４の表面である反射面を、鏡面ではなく拡散反射面１５８として構成しており（図１参照）、この拡散反射面１５８に入射した測定光を図１２（Ａ）に示すようにあらゆる方向へ拡散状態で反射させるようにしている。この拡散反射面１５８は、回転浮上体１４の周方向に沿って一定の幅でリング状に形成されている。ここで上記距離Ｌ１の長さは、例えば４０ｍｍ程度であり、また図１２（Ｂ）における距離の分解能は数μｍ程度である。
【００６１】
上記拡散反射面１５８を形成する方法としては、反射面となる表面にブラスト処理、エッチング処理、被膜処理等の内のいずれかの処理を施すことにより形成することができる。上記ブラスト処理を行う場合には、ブラスト粒の材料としてガラス、アルミナ等のセラミック、ドライアイス等を用いることができる。また、このブラスト粒の大きさは、後述するが＃１００（番手１００）〜＃３００（番手３００）の範囲内のものが望ましい。更には、ブラスト処理前のブラスト対象面の平均表面粗さは、目標とするブラスト処理後の平均表面粗さよりも小さく設定しておく。これにより、ブラスト対象面に付いている機械加工時のツールマーク等の悪影響を抑制するようにしている。また、ブラスト処理後には、形成された拡散反射面１５８の表面にアルマイト膜を形成して、この拡散反射面１５８の機械的強度を高めておくのが好ましい。
【００６２】
また、上述したように垂直方向位置センサ部７５も上記した水平方向位置センサ部９２と同様に構成されており、この垂直方向位置センサ部７５に対向する回転浮上体１４の一部である浮上用吸着体６６の表面にも、上記拡散反射面１５８と同じ構成の拡散反射面１６４（図１参照）が、回転浮上体１４の周方向に沿ってリング状に形成されている。
【００６３】
このように形成された処理装置２の動作全体の制御、例えばプロセス温度、プロセス圧力、ガス流量、回転浮上体１４の回転の開始及び停止等の各種制御は、例えばコンピュータよりなる装置制御部１０４により行われ、この制御に必要なコンピュータに読み取り可能なプログラムは記憶媒体１０６に記憶されている。この記憶媒体１０６としては、例えばフレキシブルディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フラッシュメモリ或いはＤＶＤ等が用いられる。また、上記浮上用制御部７８や回転ＸＹ用制御部９４は、上記装置制御部１０４の支配下で動作している。
【００６４】
次に、以上のように構成された処理装置の動作について図１３及び図１４に示すフローも参照して説明する。図１３は回転浮上体の浮上状態を制御するためのフローチャートであり、図１４は回転浮上体の回転と水平方向の位置を制御するためのフローチャートであり、これらの図１３及び図１４に示す動作が同時平行的に行われることになる。まず、処理容器６の側壁に設けたゲートバルブ２６を開き、図示しない搬送アームに保持された未処理の半導体ウエハＷを搬出入口２４を介して処理容器６内のアニール処理部４ａまで搬入する。
【００６５】
そして、浮上用制御部７８からの励磁電流により浮上用電磁石群１６を励磁して回転浮上体１４を最上端まで浮上させる（Ｓ１）。これによってこの回転浮上体１４の上端部に設けた支持アーム６２によって上記ウエハＷを受け取る。そして、搬送アームを引き抜いて処理容器６内を密閉した後に、励磁電流を減少させて回転浮上体１４を回転用のポジションまで降下させて浮上状態を維持させておく。この間は垂直方向位置センサ部７５より測定光を発してその反射光を受光することによって回転浮上体１４の高さ位置は常時検出されて、フィードバック制御されている。
【００６６】
また、この時の回転浮上体１４は、回転方向においてホームポジションに位置しており、この位置はエンコーダ部９６のカウント値で予め定められており、また、このエンコーダ部９６の分解能よりも小さな回転角度は、図８に示すようなＶ字状の面取り部１０２の特定の深さ（測定値）を設定することにより、精度良く位置決めされている。
【００６７】
次に、内部雰囲気が排気されている処理容器６内へガス供給手段１９からアニール用の処理ガスを供給すると共に、処理機構である加熱源３２ａ、３２ｂの各ＬＥＤ３４ａ、３４ｂを点灯してウエハＷを両面から加熱昇温して所定の温度に維持する。これと同時に、回転ＸＹ用制御部９４から回転ＸＹ用回転磁石群１８に向けて励磁電流を流して磁界を発生し、この回転浮上体１４を回転させる（Ｓ１１）。
【００６８】
ここで浮上制御に絞って説明すると、回転浮上体１４の回転中は垂直方向位置センサ部７５、原点センサ部１００及びエンコーダ部９６からは、各検出信号が浮上用制御部７８へ入力されており（Ｓ２）、この浮上用制御部７８では現地点での回転浮上体１４のＺ軸位置（高さ位置）、傾き、変位速度及び加速度を演算し（Ｓ３）、この結果を基にしてこの回転浮上体１４を水平に維持するための浮上用電磁石群１６の各電磁石７０ａ、７０ｂに供給すべき励磁電流を演算し（Ｓ４）、この演算で求めた各電磁石７０ａ、７０ｂの励磁電流を各電磁石７０ａ、７０ｂに供給する（Ｓ５）。尚、エンコーダ部９６の値は、原点センサ部１００が原点マークを検出する毎に、すなわち１回転する毎にリセットされるのは前述した通りである。これにより、回転浮上体１４は回転角度に関係なく浮上して常時水平状態を維持されていることになる。このようにして所定のプロセス時間が経過するまで、上記Ｓ２〜Ｓ５の各工程が繰り返されて行われる（Ｓ６のＮＯ）。
【００６９】
そして、所定のプロセス時間が経過したならば（Ｓ６のＹＥＳ）、回転浮上体１４をホームポジションに位置させてこれを停止させることになる（Ｓ７）。この場合、回転浮上体１４を正確にホームポジションに停止させる手順については、後述する。
【００７０】
次に、上記操作と同時並行的に行われる回転浮上体１４の回転と水平方向の制御について説明する。前述したように、回転ＸＹ用電磁石群１８を励磁して回転浮上体１４を回転すると（Ｓ１１）、水平方向位置センサ部９２、原点センサ部１００及びエンコーダ部９６からは各検出信号が回転ＸＹ用制御部９４へ入力されており（Ｓ１２）、この回転ＸＹ用制御部９４では、現地点での±Ｘ軸方向の位置、±Ｙ軸方向の位置、回転速度、回転位置、加速度等を演算し（Ｓ１３）、この結果を基にして回転浮上体１４の回転中心を維持し、且つ所定の回転速度を維持するための回転ＸＹ用電磁石群１８の各電磁石８６ａ、８６ｂに供給すべき励磁電流を演算し（Ｓ１４）、この演算で求めた励磁電流を各電磁石８６ａ、８６ｂに供給する（Ｓ１５）。ここで上記水平方向位置センサ部９２より測定光を発してその反射光を受光することにより回転浮上体１４の水平方向の位置は常時検出されてフィードバック制御されている。
【００７１】
この時に回転浮上体１４に設けた回転ＸＹ用吸着体８０に対する磁気吸着力の作用については後述する。これにより、この回転浮上体１４の回転はフィードバック制御されることになり、この回転浮上体１４は回転方向の速度（回転トルク）が制御されると共に、水平方向の位置が高精度に制御されるので、回転中心が位置ずれすることがなく、しかも上述した浮上の制御と相まって水平状態を維持したまま円滑に回転することになる。
【００７２】
このようにして所定のプロセス時間が経過するまで、上記Ｓ１２〜Ｓ１５の各工程が繰り返されて行われる（Ｓ１６のＮＯ）。そして、所定のプロセス時間が経過したならば（Ｓ１６のＹＥＳ）、回転浮上体１４をホームポジションに位置させてこれを停止させることになる（Ｓ１７）。
【００７３】
ここで回転浮上体１４をホームポジションに精度良く停止させるには、前述したようにここで用いるエンコーダ部９６の分解能は高くないので、回転浮上体１４をホームポジションの近傍までエンコーダ部９６のカウント値を参照して回転させたならば、水平方向位置センサ部９２によりＶ字状に削り取られた面取り部１０２の深さを測定してこの測定値を求め（図８参照）、この測定値が予めホームポジションとして定められた値になった時に回転を停止させる。このようにして、この回転浮上体１４を精度良くホームポジションに停止させることができる。
【００７４】
ここで回転ＸＹ用回転磁石群１８が回転浮上体１４の回転ＸＹ用吸着体８０に対して及ぼす磁気吸引力の作用について詳しく説明する。ここでは１つの回転ＸＹ用電磁石ユニット８６を参照して説明する。図９に示すように、１つの回転ＸＹ用電磁石ユニット８６では、ヨーク８８と、２つの電磁石８６ａ、８６ｂと、２つの磁極８２ａ、８２ｂと、これに対応して位置する回転ＸＹ用吸着体８０とで磁気回路が形成されて磁界９０が流れ、上記回転ＸＹ用吸着体８０には、図１１に示す平面図のような方向に磁気吸引力ｆａが作用する。この場合、この磁気吸引力ｆａの方向は、回転浮上体１４の接線方向ではなく、接線方向から少し外側の方向に向いている。従って、この磁気吸引力ｆａを回転浮上体１４の接線方向の力である回転トルクｆｔと回転浮上体１４の半径方向外方に向かう外向力（径方向への力）ｆｒとに分けることができる。
【００７５】
この時の各力の変化をグラフに表すと図７に示すようになり、各力は回転角θの関数となっている。図７では回転ＸＹ用吸着体８０が、回転ＸＹ用電磁石ユニット８６の真中に位置した時に”θ＝０”としており、１つの回転ＸＹ用電磁石ユニット８６の回転ＸＹ用吸着体８０に力を及ぼす回転角範囲は±３０度である。この時の回転ＸＹ用吸着体８０は、図１０に示すように移動して行く。
【００７６】
すなわち、回転ＸＹ用吸着体８０が回転ＸＹ用電磁石ユニット８６に外側より接近してくるに従って（図１０（Ａ））、外向力ｆｒは次第に大きくなり、逆に回転トルクｆｔは最高値から次第に減少して行く。そして、両者が完全に重なった時に（図１０（Ｂ））、外向力ｆｒは最大になり、これに対して回転トルクｆｔはゼロになる。そして、更に回転が進むと（図１０（Ｃ））、外向力ｆｒは次第に減少して行くが、これに対して、回転トルクｆｔは逆方向に対して次第に増加して行くことになる。
【００７７】
尚、実際の制御では、回転トルクｆｔが逆方向になると同時に当該回転ＸＹ用電磁石ユニット８６の励磁電流をオフして遮断し、回転方向とは逆方向に回転トルクが作用しないように制御している。具体的には、前述したように回転ＸＹ用電磁石ユニット８６は、その周方向に沿って１つ置きにペアを組み、トータル６つのペアを持つ。この内互いに隣り合う回転ＸＹ用電磁石ユニット８６のペアが、回転浮上体１４の回転に伴って交互に励磁電流がオン、オフされるように制御する。
【００７８】
従って、上記磁気吸引力ｆａを適正に制御することにより、換言すれば、磁石電流を適正に制御することにより各回転ＸＹ用電磁石ユニット８６における回転トルクｆｔと外向力ｆｒとを制御することができ、これにより、前述したように、この回転浮上体１４の回転中心を位置ズレさせることなく、回転浮上体１４を円滑に回転させることができることになる。
【００７９】
このように、被処理体であるウエハＷに対して所定の処理を施す処理装置において、浮上用電磁石群１６により回転浮上体１４を浮上させた状態で、この回転浮上体１４に設けた回転ＸＹ用吸着体８０に対して回転ＸＹ用電磁石群１８から磁気吸引力を作用させることにより、回転トルクと径方向への力（外向力）とを同時に発生させるようにし、結果的に、回転浮上体１４の径方向（Ｘ、Ｙ方向）の力と回転トルクとを同一の電磁石で制御することにより不要な外乱の発生を抑制することができ、この結果、処理の面内均一性を実現しつつ、パーティクルフリーを実現し、しかもその構造や制御の簡略化を図ることができる。
【００８０】
また、電磁石の磁気吸引力により、被処理体Ｗを支持する回転浮上体１４を処理容器６に非接触で浮上させ、回転ＸＹ用電磁石群１８の磁気吸引力により回転トルクと外向力とを制御するようにしたので、回転用の電磁石と水平方向位置決め用の電磁石とを別個に設けた従来装置と比較して外乱が侵入することがなくなり、安定した浮上回転が可能となり、この結果、処理の面内均一性を実現しつつ、パーティクルフリーを実現することができ、ひいては、温度の面内均一性の高い装置を実現することができ、膜質や膜厚が均一であり、歩留まりの高い装置を実現することができる。
【００８１】
また、浮上用電磁石群１６は、回転浮上体１４に対して磁気吸引力を垂直方向上方に向けて作用して処理容器６の内壁に非接触で浮上するように構成されているため、磁気吸引力の方向と回転浮上体１４に作用する重力の方向が一致しており、水平方向への位置ずれを抑制することができ、安定した制御を実現することができる。
【００８２】
また、被処理体Ｗへの処理が熱処理等の場合には、処理容器６の内部が高温となり、前記特許文献１のように永久磁石を配置すると、永久磁石が高温の熱の影響により劣化することが懸念され、コストも高いという問題があるが、電磁石と軟磁性体との組み合わせとすることにより永久磁石に伴うデメリットを解消することができる。
【００８３】
更に、アルミニウムと比較して重量の重い回転ＸＹ用吸着体８０は、部分的にしか設けていないので、前記特許文献２のように回転浮上体の吸着磁性体が全周に沿って設けられている従来の構造と比較して回転浮上体１４自体の重量を軽くすることができ、その分、制御性を向上させることができる。
【００８４】
＜各種補正機能の説明＞
以下に、この処理装置を駆動する際の各種の補正機能について説明する。
（１）吸引力特性の補正
浮上用電磁石群１６、回転ＸＹ用電磁石群１８等に関して、様々なギャップにおける各電磁石と吸着体との間の吸引力特性には、製造・組み立て上の誤差、漏れ磁束、透磁率の変化などにより、設計とは異なった特性、バラツキが生じすることは避けられない。そこで、ここでは予めそれぞれの特性を取得しており、実際の動作時にはこの特性に基づいてフィードバック制御して個々の特性のバラツキをキャンセルするようにしている。これにより、回転浮上体１４の安定した回転制御を実現することができる。
【００８５】
（２）ＸＹ方向自己復帰力の補正
回転浮上体１４は、浮上用電磁石群１６により上方へ引き上げられ、指定の位置で高さ制御されるが、そのときの回転浮上体１４は、浮上用電磁石群１６に対する鉛直方向の位置に安定しようとする。この状態で水平方向の位置を制御することでこのバランスが崩れ、加えた力と逆方向へ復帰しようとする力が生じる。この力は浮上ギャップ、及びＸＹ方向の変位に応じて変化する。そこで、その特性を予め求めておき、実際の制御にこの特性をフィードバックすることにより広範囲に安定した制御を実現することができる。
【００８６】
（３）回転浮上体の歪み補正
大径の回転浮上体１４になると、加工精度、組み付け誤差などにより生じる歪みが要求される制御精度に対して無視できなくなる。そして、これらを高精度で製作、組み付けすることとは加工コスト、交換コストなどのアップにつながる。そこである程度の誤差を容認し、その誤差範囲内での制御精度の低下、不安定化などを回避する手段をとるようにする。すなわち、回転浮上体１４を実際に浮上回転させて実際の回転角度とＸＹ位置及び浮上高さの変位を計測すると、その結果として測定系と電気系、制御系の遅れなどが含まれたデータが得られる。そのデータから回転浮上体１４の歪みを計算して繰り返しフィードバックすることで、回転浮上体１４を装置外に取り出して測定することなく実際の歪みを求めることができる。
【００８７】
次に、実際の動作時にその歪み情報を変位情報にフィードバックすることにより、歪みが常に一定である限り歪みがないものと同等に近い制御を実現することができる。具体的には、例えば直径が３０ｃｍのウエハを支持するような大きな回転浮上体１４の場合には、この一部を形成するリング状の電磁鋼板製の浮上用吸着体６６には、傾きが無く水平に回転するのを妨げる垂直方向の歪みが生ずることが考えられる。この場合、予め回転浮上体１４を回転してこの歪みを求めて歪みデータとして浮上用制御部７８に記憶しておき、この歪みが生じている浮上用吸着体６６が基準となるようにしておく。そして、実際の動作時には垂直位置センサ部からの測定値に対して上記歪みデータで補償することにより、歪みが生じた状態で回転浮上体１４を水平に回転させるようにする。ただし、この場合、この浮上用吸着体６６から支持アーム６２までは、支柱６５、回転本体５８、支持リング６０を介して一体的に作られているので、浮上用吸着体６６の歪みの状態は、ウエハＷを支持する支持アーム６２側にも影響を与える。そこで上記歪みを相殺するように上記支持アーム６２の高さを予め調整しておく。
【００８８】
（４）進角補正
回転速度と回転ＸＹ用電磁石群１８や測定系の応答の遅れにより、その瞬間での計算値と実際に発生する力に角度ずれが生じる。これを補正するために回転浮上体１４の回転速度に応じた角度補正をかけることによって、ＸＹ方向の安定性、回転トルク特性を向上させることができる。
【００８９】
（５）Ｖ字面取り部とエンコーダ部の併用
先に説明したように、回転角度検出にはエンコーダ部が有効であるが、高精度な角度位置決めを行うには高分解能のエンコーダ部が必要となる。しかしながら、高分解能なエンコーダ部は、コードパターンと検出センサ部との間のギャップが狭いため適用が困難であるばかりか高価となる。そこで、本発明では前述したように、全般的にはエンコーダ部９６による位置検出を用い、精度の高い角度位置決めの必要な特定箇所のみに回転浮上体１４にＶ字の面取り部１０２を施し（図８参照）、その変位と回転角度との関係からアナログ的に高精度な回転角度を取得することができるようにしている。このような精度の高い位置決めが必要な個所としては、ウエハＷを外部から処理容器６に搬出入するときのウエハ搬出入用ホームポジションが考えられる。このポジションでは外部から処理容器６内にウエハ搬送アームが入り込むときに、ウエハ搬送アームが支持アーム６２と干渉しないことが必要であり、またアニール処理後のウエハＷを所定のオリフラ角度（ノッチ角度）を維持したままウエハ搬送アームに受け渡す必要があるからである。
【００９０】
先に図８を参照して説明したように、深さ２．０ｍｍ、幅±３（回転角度）となるように回転浮上体１４の周囲の一部をＶ字状に面取りしたとき、Ｖ字の面取り部１０２の深さから回転角度が求まり、この深さ測定精度に応じた角度位置精度が検出できることになる。
【００９１】
（６）θ位置が不明な状態での原点位置検出方法
例えば処理装置の組み付け完了時やメンテナンス後等のように回転浮上体１４の回転角度θが不明な場合がある。このような場合には、予め定められた適当な回転角度θを設定して回転浮上体１４の動作状態を検出し、以下の手順で回転速度を特定する。
【００９２】
まず、回転角度であるθの位置が不明なときに適当なθ位置を仮定して回転トルクをかけた場合、回転浮上体１４はその静止位置によって、（ａ）ＣＷ方向（時計廻り方向）へ回転する場合、（ｂ）ＣＣＷ方向（反時計廻り方向）へ回転する場合、（ｃ）どちらへ回転するか分からない境界の場合、（ｄ）回転しない場合の４つの位置（場合）に分類されるが、（ｃ）と（ｄ）の場合の回転ＸＹ用電磁石ユニット８６と回転ＸＹ用吸着体８０の位置関係は実際は同一であり、回転ＸＹ用電磁石ユニット８６を３０°置きに配置している場合、励磁する回転ＸＹ用電磁石ユニット８６を３０°ずらすことで回転ＸＹ用吸着体８０は回転することができる。それ以外の位置では（ａ）もしくは（ｂ）の状態となり、適当なθ位置を仮定して回転トルクをかければ回転することができる。
【００９３】
その結果、あらゆる静止位置においてＣＷ方向もしくはＣＣＷ方向のどちらかへ回転させることが可能となる。この時の回転方向及び速度はエンコーダ部９６のカウント値の変化によって読み取ることができるが、回転しだした直後ではθ位置の絶対値は不明であるので、回転ＸＹ用電磁石ユニット８６の各ペアの切り替えタイミングが判断できない。このため回転ＸＹ用電磁石ユニット８６への励磁を切り替えないでいると、回転し始めた回転ＸＹ用吸着体８０の回転方向が変わったり、回転速度が低下したりする。
【００９４】
そこで回転方向が変わった直後、あるいは回転速度が低下した直後に、今まで回転していた方向に３０度ずれた回転ＸＹ用電磁石ユニット８６を励磁すれば、再度今まで回っていた方向へ回転させ続けることができ、このことを繰り返すことでやがて原点マーク９８が原点センサ部１００を横切ることでエンコーダ部９６がリセットされて正しいθ位置（θ位置の絶対値）を得ることができる。その後、原点位置出し制御を行うことでθ原点位置に制御することができる。
【００９５】
＜拡散反射面１５８、１６４の検証＞
次に、上記回転浮上体１４に設けた拡散反射面１５８、１６４の評価を行ったので、その評価結果について説明する。前述したように、ここでは垂直方向位置センサ部７５及び水平方向位置センサ部９２として光量型のセンサを用いているので、距離測定対象物の反射面として鏡面を用いると僅かな位置変化で反射光の方向が大きく変化し、また、反射面に残存する僅かな凹凸や加工跡（ツールマーク等）によって反射光が大きく影響を受けてしまう。特に、水平方向位置センサ部９２に対向する拡散反射面１５８は円柱状の曲面に形成されているので、僅かな位置変化で反射光の方向は特に大きく変化してしまう。
【００９６】
そこで、上述したように反射面として反射光があらゆる方向へ略均等に拡散して反射する拡散反射面１５８、１６４を設けている。ここで上記拡散反射面１５８、１６４を形成する際に、ブラスト処理を行う場合の最適化の条件について検討実験を行った。この検討実験では、アルミニウムのテストピースの表面が平坦な基板を用いており、この基板の平面を加工跡が非常に少なくなるように加工して、この表面にブラスト処理を施した。このブラスト処理に際しては、ブラスト材としてはセラミックの一例であるアルミナとガラスを用い、これらのブラスト粒の大きさ、すなわち＃（番手）を種々変更した。
【００９７】
また、前述したように、用いる基板のブラスト処理前の平均表面粗さが、目標となるブラスト処理後の表面粗さよりも大きい場合には、ブラスト処理後の表面粗さよりも大きな凹凸が残存して反射光が一定の方向に指向性を持って好ましくないので、基板のブラスト処理前の平均表面粗さは、目標とするブラスト処理後の表面粗さよりも小さく設定する。
【００９８】
図１５は拡散反射面の評価を行った時の基板よりなる各テストピースＡ〜Ｆと受光量との関係を示すグラフである。テストピースＡ〜Ｃは、ブラスト材としてアルミナを用い、ブラスト粒の番手を＃１００、＃１５０、＃２００と変化させている。またテストピースＤ〜Ｆは、ブラスト材としてガラスビーズを用い、ブラスト粒の番手を＃１００、＃２００、＃３００と変化させている。そして、各テストピースのブラスト処理後の平均表面粗さＲａを示している。
【００９９】
ブラスト処理前の各基板の平均表面粗さＲａを０．１４μｍに設定し、この基板にそれぞれの態様でブラスト処理を行った。受光量の測定に際しては、基板を走査させて、その時の受光量を測定した。ブラスト処理後の各テストピースＡ〜Ｆの平均表面粗さは、それぞれ２．４８、１．８６、１．２７、２．１１、１．４４、１．１４μｍであった。
【０１００】
まず、ブラスト処理を行っていない平均表面粗さＲａが０．１４μｍの基板について反射光を測定したところ、基板の走査に従って受光量は大きく変動（上下方向に延びている）していることが判る。この理由は、平均表面粗さＲａが小さくて鏡面状態に近い反射面になっているにもかかわらず、非常に僅かに残存する加工跡等の影響で反射光が指向性を持ち、この結果、基板の走査に従って受光量が大きく変動していると推察される。このように、受光量が大きく変動すると、距離の測定値が安定しないので、本発明におけるセンサとして用いることはできない。
【０１０１】
これに対して、上記基板に対してブラスト処理を施したテストピースＡ〜Ｆに関しては、基板の走査に対する受光量の変動は非常に小さく、距離の測定値が安定していることが判る。従って、上述のように基板にブラスト処理を行って拡散反射面として形成することが必要であることが判る。
【０１０２】
また、この場合、受光量の大きさは、ブラスト材としてアルミナよりもガラスビーズを用いた方が全体的に大きくなっており、受光素子にとって検出がし易いことが判る。従って、ブラスト材としては、アルミナよりもガラスビーズの方が好ましいことが判る。
【０１０３】
また、上述のように、ブラスト材としてアルミナを用いた場合には、ブラスト粒の大きさは＃１００、＃１５０、＃２００の全て用いることができるが、特に受光量が大きい＃２００を用いるのが好ましいことが判る。また、ブラスト材としてガラスビーズを用いた場合にも、ブラスト粒の大きさは＃１００、＃２００、＃３００の全てを用いることができるが、特に受光量が大きな＃２００、＃３００を用いるのが好ましいことが判る。
【０１０４】
＜第２実施例＞
次に、本発明の処理装置の第２実施例について説明する。先に説明した第１実施例にあっては、浮上用電磁石群１６を処理容器６の底部側である回転浮上体用ケーシング５０に設けた場合について説明したが、これに限定されず、この浮上用電磁石群１６を処理容器６の天井部側に設けるようにして、処理容器６の全体の高さを低くするようにしてもよい。
【０１０５】
図１６はこのような本発明の処理装置の第２実施例を示す全体縦断面図、図１７は処理容器の天井部側に配置された浮上用電磁石群を示す概略斜視図、図１８は回転浮上体を示す概略斜視図、図１９はホームポジション調整部の一例を示す拡大断面図である。尚、上記図１６乃至図１９において、先の図１乃至図１７において説明した構成と同一構成部分については同一参照符号を付して、その説明を省略する。
【０１０６】
図１６及び図１７にも示すように、ここでは処理容器６の天井部である上壁６ａに上述したように上記浮上用電磁石群１６を設けている。この場合、上記上壁６ａは例えばアルミニウムやアルミニウム合金等の非磁性材料により形成される。この浮上用電磁石群１６は、上記回転浮上体１４の周辺部に対向させて、その上方に位置するように配置されている。具体的には、この浮上用電磁石群１６は、第１実施例の場合と同様に、６個の浮上用電磁石ユニット６８を上壁６ａの周方向に沿って等間隔で配置している。
【０１０７】
この６個の浮上用電磁石ユニット６８は、隣り合う２つの浮上用電磁石ユニット６８同士を１ペアとして構成され、合計３つのペアが１２０度置きに形成されて制御される。上記各浮上用電磁ユニット６８は、それぞれ並列に起立された２個の電磁石７０ａ、７０ｂで構成されており、その背面側は強磁性材料よりなるヨーク７２により互いに連結されている。このように浮上用電磁石ユニット６８は１２０度置きに３つのペアで構成されているので、回転浮上体１４の傾きを自在に制御することができ、回転浮上体１４の水平を保ちながら回転ＸＹ用電磁石群１８等により回転することができる。
【０１０８】
また、各電磁石７０ａ、７０ｂの上壁６ａに対する取付部は凹部状に削り込まれて厚さが２ｍｍ程度まで薄くなされており、磁気抵抗が少なくなるように設定されている。そして、この電磁石７０ａ、７０ｂが取り付けられた上壁６ａの内側には、下方向へ延びる柱状の浮上用強磁性体７４が各電磁石７０ａ、７０ｂに対して各々１つ設けられ、その先端部には、周方向に延在する延在部７４ａが取り付けられており、吸着する磁力を強くするようになっている。
【０１０９】
ただし、ウエハを搬出入する搬出入口２４に対応する部分には、ウエハと干渉するのを避けるために上記筒体状の浮上用強磁性体７４は設けられておらず、その替わりに隣り合う浮上用電磁石ユニット６８の電磁石７０ａ、７０ｂの下端部を連結するようにした補助ヨーク７２ａが設けられている。これにより、ここで磁気回路が寸断されることを防止している。
【０１１０】
以上のようにして、ヨーク７２、７２ａと２つの電磁石７０ａ、７０ｂと浮上用強磁性体７４と後述する浮上用吸着体６６よりなる磁気回路が形成され、この浮上用吸着体６６に作用する磁気吸引力によりこの回転浮上体１４の全体を浮上（非接触状態）させるようになっている。
【０１１１】
一方、処理容器６内に設置される回転浮上体１４は、図１６及び図１８に示すように、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等の非磁性材料よりなるリング状の上部回転本体１２０と下部回転本体１２２とを有しており、両者は、支柱６５として機能する回転ＸＹ用吸着体８０により連結されている。
【０１１２】
この回転ＸＹ用吸着体８０は、第１実施例の場合と同様に、上記回転浮上体１４の周方向に沿って所定の間隔で設けられている。各回転ＸＹ用吸着体８０は、上部回転本体１２０の周方向に沿った長方形状のプレートよりなり、ここでは６枚設けられている。この回転ＸＹ用吸着体８０は硬磁性材料でも軟磁性材料でもよく、ここでは例えばＳＳ４００よりなる軟磁性材料を用いている。
【０１１３】
ここで第１実施例の場合と同様に、各回転ＸＹ用吸着体８０の回転方向における長さ（幅）と、隣り合う回転ＸＹ用吸着体８０間の間隔は同じになるように設定されている。この回転ＸＹ用吸着体８０の上下方向における長さは、一対の磁極８２ａ、８２ｂと対向できるような長さに設定されている。上記回転ＸＹ用吸着体８０の大きさは、上部回転本体１２０の直径を例えば６００ｍｍとすると、縦横が例えば５０ｍｍ×１６０ｍｍ程度の大きさに設定されている。
【０１１４】
そして、この回転ＸＹ用吸着体８０の外周側には、前記回転ＸＹ用電磁石群１８が設けられているのは勿論である。上記上部回転本体１２０の上部は、外側へ向けて水平方向へ屈曲されており、この上に例えば電磁鋼板よりなるリング状の浮上用吸着体６６を取り付け固定している。この場合、この浮上用吸着体６６の真上に上記筒体状の浮上用強磁性体７４が所定の間隔を隔てて位置するようになっており、前述したように、この浮上用強磁性体７４と浮上用吸着体６６との間に発生する磁力により上記回転浮上体１４の全体が浮上されることになる。
【０１１５】
また上記下部回転本体１２２の下部は、外側へ向けて水平方向へ屈曲されて屈曲部１２４を形成している。そして、この屈曲部１２４にエンコーダ部９６のコードパターン９６ａと、原点マーク９８、ホームポジション調整部１１０をそれぞれ設けている。そして、上記屈曲部１２４に対向する処理容器底部のリング状の水平鍔部５６に、垂直方向位置センサ部７５、エンコーダセンサ部９６ｂ、原点センサ部１００及び上記ホームポジション調整部１１０を検出するホーム検出センサ部１２６がそれぞれ設けられている。上記ホーム検出センサ部１２６の出力は、回転ＸＹ用制御部９４へ入力される。
【０１１６】
ここで上記ホームポジション調整部１１０は、これを３個設けた第１実施例の場合とは異なり、ここでは１個だけ設けている。このホームポジション調整部１１０は、例えば図１９（Ａ）に示すように、回転浮上体１４の回転方向から上向き傾斜した１つの測定面１２８を有している。この測定面１２８は、屈曲部１２４の表面に断面三角形の面取り部１３０を削り取ることにより形成されている。尚、上記面取り部１３０に替えて図１９（Ｂ）に示すように、回転方向から下向き傾斜するように、すなわち上記三角形の面取り部１３０とは対称となる断面三角形の凸部１３２を形成することにより測定面１２８を形成するようにしてもよい。また、この回転浮上体１４にも、先の第１実施例の場合と同様に、水平方向位置センサ部９２及び垂直方向位置センサ部７５に対向させて、それぞれ拡散反射面１５８、１６４が形成されている。
【０１１７】
このように構成された、第２実施例の場合にも、先に説明した第１実施例と同様な作用効果を発揮することができる。更に、この第２実施例の場合には、浮上用電磁石群１６を処理容器６の天井部上方の空き領域に設けるようにしたので、処理装置全体の高さを低くして小型化することができる。ここで上記第２実施例において、図６を参照して第１実施例で説明したようなホームポジション調整部１１０を用いてもよい。
【０１１８】
尚、本発明は上記実施例に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施例では、被処理体であるウエハの両側に処理機構としてＬＥＤを有する加熱源３２ａ、３２ｂを設けた例について説明したが、いずれか一方に加熱源を設けたものであってもよい。また、上記実施例では発光素子としてＬＥＤを用いた場合について示したが、半導体レーザ等他の発光素子を用いてもよい。更に、ここではアニール処理を行う場合を例にとって説明したが、これに限定されず、酸化処理、成膜処理、拡散処理等の他の処理を行う場合にも本発明を適用することができる。また温度センサ２８は、処理容器６の側部からではなく、処理容器の底部を貫通させるようにして設けてもよい。
【０１１９】
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、この半導体ウエハにはシリコン基板やＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＮなどの化合物半導体基板も含まれ、更にはこれらの基板に限定されず、液晶表示装置に用いるガラス基板やセラミック基板等にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１２０】
２  処理装置
４  処理室
６  処理容器
１４  回転浮上体
１６  浮上用電磁石群
１８  回転ＸＹ用電磁石群
１９  ガス供給手段
３２ａ，３２ｂ  加熱源（処理機構）
５０  回転浮上体用ケーシング
５６  水平鍔部
５８  回転本体
６６  浮上用吸着体
６８  浮上用電磁石ユニット
７０ａ，７０ｂ  電磁石
７２  ヨーク
７４  垂直方向位置センサ部
７８  浮上用制御部
８０  回転ＸＹ用吸着体
８２ａ，８２ｂ  磁極
８４  回転ＸＹ用電磁石ユニット
８６ａ，８６ｂ  電磁石
８８  ヨーク
９２  水平方向位置センサ部
９４  回転ＸＹ用制御部
９６  エンコーダ部
９６ａ  コードパターン
９６ｂ  センサ部
９８  原点マーク
１００  原点センサ部
１０２  面取り部
１０４  装置制御部
１０６  記憶媒体
１１０  ホームポジション調整部
１１２，１２８  測定面
１２６  ホーム検出センサ部
１５８，１６４  拡散反射面
Ｗ  半導体ウエハ（被処理体）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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