(57)【要約】【課題】支持機構の設置空間を極小化することで処理装置全体の小形化に貢献し、また、搬送アームとの間の移載時に起こる被処理体の位置ずれを格段に低減することができる被処理体の支持機構及び支持方法を提供する。【解決手段】被処理体Ｗと接触してこれを支持するリフトピン３８と、リフトピン３８を昇降させるモータ１００と、モータ１００を駆動する駆動制御装置２００と、からなるユニットをＮ組（Ｎは少なくとも３以上の整数）備え、駆動制御装置２００が、Ｎ組のそれぞれのリフトピン３８の先端から、搬送アーム１４に載置された被処理体Ｗまでの距離あるいは搬送アーム１４の被処理体Ｗの載置面までの距離、がすべて同じになるようにＮ組のモータ１００のそれぞれを独立して駆動してから被処理体Ｗを授受する。【選択図】図１
2011204784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体を搬送する搬送アームとの間で前記被処理体を授受する支持機構において、
前記被処理体と接触してこれを支持するリフトピンと、
前記リフトピンを昇降させるモータと、
前記モータを駆動する駆動制御装置と、からなるユニットをＮ組（Ｎは少なくとも３以上の整数）備え、
前記駆動制御装置が、前記Ｎ組のそれぞれのリフトピンの先端から、前記搬送アームに載置された前記被処理体までの距離あるいは前記搬送アームの前記被処理体の載置面までの距離、がすべて同じになるように前記Ｎ組のモータのそれぞれを独立して駆動してから前記授受を行なうこと、を特徴とする被処理体の支持機構。
【請求項２】
前記Ｎ組のモータのそれぞれが、
前記リフトピンを先端に装着された可動軸と、
前記可動軸の周囲に設けられた界磁部と、
前記界磁部の周囲に空隙を介して設けられた電機子部を保持するフレームと、
前記フレームの下部を貫通した前記可動軸の下端に設けられた位置検出器と、
を備えたリニアモータであること、を特徴とする請求項１記載の被処理体の支持機構。
【請求項３】
前記ユニットが、前記Ｎ組を一つのグループとした複数のグループで構成され、
前記複数のグループのそれぞれのユニットのすべてが同一円周上に等間隔に配置されたこと、を特徴とする請求項１記載の被処理体の支持機構。
【請求項４】
前記ユニットが、前記Ｎ組を一つのグループとした複数のグループで構成され、
前記複数のグループのそれぞれのユニットがグループごとに異なる径の同心円上に配置されたこと、を特徴とする請求項１記載の被処理体の支持機構。
【請求項５】
被処理体と接触してこれを支持するリフトピンと、前記リフトピンを昇降させるモータと、前記モータを駆動する駆動制御装置と、からなるユニットをＮ組（Ｎは少なくとも３以上の整数）備え、前記被処理体を搬送する搬送アームとの間で前記被処理体を授受する支持機構の支持方法であって、
前記Ｎ組のそれぞれのリフトピンの先端から、前記搬送アームに載置された前記被処理体までの距離あるいは前記搬送アームの前記被処理体の載置面までの距離、がすべて同じになるよう前記駆動制御装置によって前記Ｎ組のモータのそれぞれを独立して駆動してから前記授受を行なうこと、を特徴とする支持機構の支持方法。
【請求項６】
前記搬送アームによって搬送されてきた前記被処理体を前記Ｎ組のリフトピンにより支持する際、
前記搬送アームに支持されている前記被処理体に対する前記Ｎ組のリフトピンのそれぞれの距離がすべて同じになるまで前記Ｎ組のリフトピンのそれぞれを前記モータによって高速動作させ、その後、一旦停止もしくは一旦停止せずに連続して、前記Ｎ組のリフトピンのそれぞれを前記高速動作よりも遅い低速動作で同時に上昇させて前記被処理体を支持すること、を特徴とする請求項５記載の支持機構の支持方法。
【請求項７】
前記Ｎ組のリフトピンにより支持された前記被処理体を前記搬送アームに載置する際、
前記Ｎ組のリフトピンにより支持された前記被処理体と、前記搬送アームにおける前記被処理体の支持面とが平行になるように前記Ｎ組のリフトピンのそれぞれを前記モータによって動作させ、その後、一旦停止もしくは一旦停止せずに連続して、前記Ｎ組のリフトピンのそれぞれを同時に下降させて前記被処理体を前記搬送アームに載置すること、を特徴とする請求項５記載の支持機構の支持方法。
【請求項８】
被処理体を搬送する搬送アームと、
前記搬送アームとの間で前記被処理体を授受する支持機構と、を備える搬送システムにおいて、
前記支持機構が、前記被処理体と接触してこれを支持するリフトピンと、前記リフトピンを昇降させるモータと、前記モータを駆動する駆動制御装置と、からなるユニットをＮ組（Ｎは少なくとも３以上の整数）備え、
前記駆動制御装置が、前記Ｎ組のそれぞれのリフトピンの先端から、前記搬送アームに載置された前記被処理体までの距離あるいは前記搬送アームの前記被処理体の載置面までの距離、がすべて同じになるように前記Ｎ組のモータのそれぞれを独立して駆動してから前記授受を行なうこと、を特徴とする被処理体の搬送システム。
【請求項９】
被処理体を搬送する搬送アームとの間で前記被処理体を授受する支持機構において、
前記被処理体と接触してこれを支持するリフトピンと、
前記リフトピンを昇降させるモータと、
前記モータを駆動する駆動制御装置と、からなるユニットをＮ組（Ｎは少なくとも３以上の整数）備え、
前記モータのそれぞれが、減圧される気密室の底部に固定されて前記気密室の内部に設けられた前記リフトピンを昇降させるよう配置され、
前記駆動制御装置が、前記Ｎ組のそれぞれのリフトピンの先端から、前記搬送アームに載置された前記被処理体までの距離あるいは前記搬送アームの前記被処理体の載置面までの距離、がすべて同じになるように、前記気密室内の圧力に応じて前記Ｎ組のモータのそれぞれを独立して駆動してから前記授受を行なうこと、を特徴とする被処理体の支持機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハ等の被処理体を搬送アームとの間で移載する時に用いる被処理体の支持機構、支持方法および搬送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の被処理体の支持機構として、被処理体を昇降させるリフトピンを３個設け、１個の昇降アクチュエータと弾性ヒンジ装置により３個のリフトピンを同時に昇降させるものがある（例えば、特許文献１）。また、各リフトピンに昇降アクチュエータを設け、昇降制御装置によって一括して昇降させるものがある（例えば、特許文献２）。以下、従来技術の被処理体の支持機構及び支持方法について説明する。
図１１は従来技術における被処理体（ウエハ）の支持機構を示す模式図である。図において、Ｗが被処理体であるウエハ、３８Ａ〜３８Ｃが第１グループのリフトピン、４０Ａ〜４０Ｃが第２グループのリフトピン、４４が気密室の底部、８０Ａ〜８０Ｃが第１グループの昇降アクチュエータ、８２Ａ〜８２Ｃが第２グループの昇降アクチュエータ、８４Ａ〜８４Ｃが第１グループの昇降ロッド、８６Ａ〜８６Ｃが第２グループの昇降ロッド、６８が昇降制御部、８８がベローズである。
従来技術の被処理体の支持機構はウエハに対して成膜、エッチング、酸化、拡散等の各種処理を行う処理装置の処理室や搬送室で使用されるものである。これら処理室や搬送室は真空引き可能な気密室となっている。図１１において、気密室の底部４４から上部が真空環境となる箇所であり、下部が大気環境となる箇所である。ウエハＷを支持するリフトピン３８Ａ〜３８Ｃは、ウエハＷの外周付近で支持できるように、円周上に等間隔に配置されている。なお、図１１ではリフトピン３８Ａ〜３８Ｃの配置を横一列にして模式的に表している。リフトピン３８Ａ〜３８Ｃは昇降アクチュエータ８０Ａ〜８０Ｃの可動部である昇降ロッド８４Ａ〜８４Ｃに取り付けられている。また、気密室を真空に保つため、底部４４と昇降ロッド８４Ａ〜８４Ｃとの間にはベローズ８８が設けられている。このように第１グループが構成されており、第２グループも同様にして、リフトピン４０Ａ〜４０Ｃ、昇降ロッド８６Ａ〜８６Ｃ、昇降アクチュエータ８２Ａ〜８２Ｃにより構成されている。さらに、第１グループの３本のリフトピン３８Ａ〜３８Ｃは昇降制御部６８により同期して昇降制御され、第２グループも同様に３本のリフトピン４０Ａ〜４０Ｃが同期して昇降制御される。
このように構成された被処理体の支持機構は、リフトピンを第１グループと第２グループに分けているので、例えば、未処理のウエハを支持するリフトピンと処理済のウエハを支持するリフトピンに分けて使用することができる。そのため、処理済のウエハを支持した際にリフトピンに付着する膜片等が未処理のウエハに付着することがなく、ウエハの汚染を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６０４０２号公報（第３−７頁、図２）
【特許文献２】特開２００９−１６８５１号公報（第１２−１３頁、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の被処理体の支持機構には以下のような３つの問題があった。
一つ目の問題は、気密室の下部に配置される支持機構が大きいことである。特に、特許文献１における支持機構は、弾性ヒンジを用いてリフトピン３本を昇降させる支持機構となっているため、その設置空間が極めて大きかった。そのため、気密室の下部に昇降制御部などの電機品を設置することができず、処理装置全体が大形化する問題があった。
二つ目の問題は、被処理体を支持機構へ搬送してくる搬送アームにたわみがある場合、支持機構が３本のリフトピンを同期して昇降させるため、ウエハを授受する際にウエハの位置ずれが起きてしまうことである。搬送アームに搭載されたウエハを３本のリフトピンにより支持する際、搬送アームのたわみにともなうウエハの傾きにより、リフトピンとウエハの接触するタイミングが３本の間で異なってしまう。その結果、ウエハの位置ずれが起きてしまう。近年、真空引きの時間を短縮するために気密室が小型、薄型になってきており、それに合わせ搬送アームの薄肉化が進んでいる。搬送アームは、薄肉になると剛性が低下し、重力方向のたわみ量が増える。よって、ウエハの位置ずれの問題が、従来にも増して顕著になってきている。
三つ目の問題は、支持機構内の機械精度や摩擦、負荷の変化にともない、ウエハの位置ずれが経年的に変化してしまうことである。例えば、支持機構が昇降を長期間繰り返すと、昇降アクチュエータ内の減速機や軸受などの機械精度、摩擦が変化する。また、ベローズなどの負荷の大きさも変わる。そのため、リフトピンの上下方向の位置に変化が生じる。その変化の仕方が３本のリフトピンで異なるため、ウエハの位置ずれが経年的に変化してしまう。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、支持機構の設置空間を極小化することで処理装置全体の小形化に貢献することができ、また、搬送アームとの間の移載時に起こる被処理体の位置ずれを格段に低減することができる被処理体の支持機構及び支持方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、被処理体を搬送する搬送アームとの間で前記被処理体を授受する支持機構において、前記被処理体と接触してこれを支持するリフトピンと、前記リフトピンを昇降させるモータと、前記モータを駆動する駆動制御装置と、からなるユニットをＮ組（Ｎは少なくとも３以上の整数）備え、前記駆動制御装置が、前記Ｎ組のそれぞれのリフトピンの先端から、前記搬送アームに載置された前記被処理体までの距離あるいは前記搬送アームの前記被処理体の載置面までの距離、がすべて同じになるように前記Ｎ組のモータのそれぞれを独立して駆動してから前記授受を行なうこと、を特徴とする被処理体の支持機構とした。
請求項２に記載の発明は、前記Ｎ組のモータのそれぞれが、前記リフトピンを先端に装着された可動軸と、前記可動軸の周囲に設けられた界磁部と、前記界磁部の周囲に空隙を介して設けられた電機子部を保持するフレームと、前記フレームの下部を貫通した前記可動軸の下端に設けられた位置検出器と、を備えたリニアモータであること、を特徴とする請求項１記載の被処理体の支持機構とした。
請求項３に記載の発明は、前記ユニットが、前記Ｎ組を一つのグループとした複数のグループで構成され、前記複数のグループのそれぞれのユニットのすべてが同一円周上に等間隔に配置されたこと、を特徴とする請求項１記載の被処理体の支持機構とした。
請求項４に記載の発明は、前記ユニットが、前記Ｎ組を一つのグループとした複数のグループで構成され、前記複数のグループのそれぞれのユニットがグループごとに異なる径の同心円上に配置されたこと、を特徴とする請求項１記載の被処理体の支持機構とした。
請求項５に記載の発明は、被処理体と接触してこれを支持するリフトピンと、前記リフトピンを昇降させるモータと、前記モータを駆動する駆動制御装置と、からなるユニットをＮ組（Ｎは少なくとも３以上の整数）備え、前記被処理体を搬送する搬送アームとの間で前記被処理体を授受する支持機構の支持方法であって、前記Ｎ組のそれぞれのリフトピンの先端から、前記搬送アームに載置された前記被処理体までの距離あるいは前記搬送アームの前記被処理体の載置面までの距離、がすべて同じになるよう前記駆動制御装置によって前記Ｎ組のモータのそれぞれを独立して駆動してから前記授受を行なうこと、を特徴とする支持機構の支持方法とした。
請求項６に記載の発明は、前記搬送アームによって搬送されてきた前記被処理体を前記Ｎ組のリフトピンにより支持する際、前記搬送アームに支持されている前記被処理体に対する前記Ｎ組のリフトピンのそれぞれの距離がすべて同じになるまで前記Ｎ組のリフトピンのそれぞれを前記モータによって高速動作させ、その後、一旦停止もしくは一旦停止せずに連続して、前記Ｎ組のリフトピンのそれぞれを前記高速動作よりも遅い低速動作で同時に上昇させて前記被処理体を支持すること、を特徴とする請求項５記載の支持機構の支持方法とした。
請求項７に記載の発明は、前記Ｎ組のリフトピンにより支持された前記被処理体を前記搬送アームに載置する際、前記Ｎ組のリフトピンにより支持された前記被処理体と、前記搬送アームにおける前記被処理体の支持面とが平行になるように前記Ｎ組のリフトピンのそれぞれを前記モータによって動作させ、その後、一旦停止もしくは一旦停止せずに連続して、前記Ｎ組のリフトピンのそれぞれを同時に下降させて前記被処理体を前記搬送アームに載置すること、を特徴とする請求項５記載の支持機構の支持方法とした。
請求項８に記載の発明は、被処理体を搬送する搬送アームと、前記搬送アームとの間で前記被処理体を授受する支持機構と、を備える搬送システムにおいて、前記支持機構が、前記被処理体と接触してこれを支持するリフトピンと、前記リフトピンを昇降させるモータと、前記モータを駆動する駆動制御装置と、からなるユニットをＮ組（Ｎは少なくとも３以上の整数）備え、前記駆動制御装置が、前記Ｎ組のそれぞれのリフトピンの先端から、前記搬送アームに載置された前記被処理体までの距離あるいは前記搬送アームの前記被処理体の載置面までの距離、がすべて同じになるように前記Ｎ組のモータのそれぞれを独立して駆動してから前記授受を行なうこと、を特徴とする被処理体の搬送システムとした。
請求項９に記載の発明は、被処理体を搬送する搬送アームとの間で前記被処理体を授受する支持機構において、前記被処理体と接触してこれを支持するリフトピンと、前記リフトピンを昇降させるモータと、前記モータを駆動する駆動制御装置と、からなるユニットをＮ組（Ｎは少なくとも３以上の整数）備え、前記モータのそれぞれが、減圧される気密室の底部に固定されて前記気密室の内部に設けられた前記リフトピンを昇降させるよう配置され、前記駆動制御装置が、前記Ｎ組のそれぞれのリフトピンの先端から、前記搬送アームに載置された前記被処理体までの距離あるいは前記搬送アームの前記被処理体の載置面までの距離、がすべて同じになるように、前記気密室内の圧力に応じて前記Ｎ組のモータのそれぞれを独立して駆動してから前記授受を行なうこと、を特徴とする被処理体の支持機構とした。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、搬送アームのたわみにより被処理体に傾きがあったとしても、あるいは被処理体自身に変形があったとしても、その傾きや変形に合わせてリフトピンを個別に高精度に位置制御することができる。さらに、摩擦や負荷の変動が起きたとしても、常にリフトピンの位置を精度良く検出して不変的に位置制御することができる。つまり、搬送アームとの間の移載時に起きていた被処理体の位置ずれを格段に低減することができる。
また、本発明の一実施形態のように、被処理体を支持するリフトピンと、リフトピンを昇降させるリニアモータと、リフトピンの昇降方向の位置を検出する位置検出器と、駆動制御装置から構成されたユニットを３組以上備えることにより、複数のリフトピンを個別に位置制御することができる。
また、本発明の一実施形態のように、リニアモータの可動軸の上端にリフトピンを締結し、可動軸の下端に位置検出器を締結すると、リフトピンの位置を直接的に高精度に検出することができる。よって、搬送アームのたわみにより被処理体に傾きがあったとしても、その傾きに合わせてリフトピンを個別に高精度に位置制御することができる。さらに、摩擦や負荷の変動が起きたとしても、常にリフトピンの位置を精度良く検出して不変的に位置制御することができる。つまり、搬送アームとの間の移載時に起きていた被処理体の位置ずれを格段に低減することができる。
また、本発明の一実施形態のように、リフトピンとリニアモータと位置検出器を同軸上に配置すると、支持機構のユニットを細長くし、それを分散配置して構成することができる。よって、ユニット間に大きな空間を作ることができ、そこに駆動制御装置や他の電機品を設置することで、処理装置全体を小形化することができる。
また、本発明の一実施形態のように、リフトピンとリニアモータを同軸上に配置し、位置検出器をリニアモータと平行に配置すると、支持機構のユニットの高さを小さくし、それを分散配置して構成することができる。よって、ユニット間に大きな空間を作りつつ高さも抑えているので、処理装置全体を小形化することができる。
また、本発明の一実施形態のように、搬送アームのたわみにより被処理体に傾きがあったとしても、リフトピンを円周上に等間隔に配置して個別に位置制御しているので、被処理体を安定して支持することができる。その結果、搬送アームとの間の移載時に起こる被処理体の位置ずれを低減することができる。
また、本発明の一実施形態のように、リフトピンを同心円上に配置し個別に位置制御しているので、大口径化した被処理体（例えば直径４５０ｍｍのウエハ）にたわみがあったとしても、安定して支持することができる。その結果、搬送アームとの間の移載時に起こる被処理体の位置ずれを低減することができる。また、被処理体が搬送用リングといっしょに搬送アームに搭載され搬送されてきた場合であっても、外周側のグループを搬送用リングの支持に使用し、内周側のグループを被処理体の支持に使用することができる。
また、本発明の一実施形態のように、Ｎ組のユニットを一つのグループとして複数のグループで構成しているので、搬送アームがあらゆる方向から気密室に入り被処理体を支持する場合であっても、搬送アームとリフトピンが衝突することがないように複数のグループの中から選択して使用することができる。つまり、すべての方向から搬送された被処理体を支持することが可能となる。さらに、搬送アームのたわみによるウエハの傾きがどのような方向であったとしても、ウエハの位置ずれを起こさず支持することができる。
また、本発明の一実施形態のように、搬送アームに搭載された被処理体をリフトピンにより支持する際、もしくは、リフトピンにより支持された被処理体を搬送アームへ受け渡す際、被処理体からリフトピンの間隔、もしくは、被処理体から搬送アームの間隔がすべて同じになるようにＮ本のリフトピンを移動させ、その後、低速度で移動させて支持するようにしているので、衝撃を与えずに被処理体を移載することができる。その結果、搬送アームとの間の移載時に起こる被処理体の位置ずれを格段に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施例における被処理体（ウエハ）の支持機構の模式図
【図２】本発明の第１実施例におけるリフトピンとリニアモータの配置図
【図３】本発明の第１実施例におけるリニアモータと位置検出器の構造図
【図４】本発明の第２実施例におけるリニアモータと位置検出器の構造図
【図５】本発明の第３実施例における被処理体（ウエハ）の支持方法を示す図
【図６】本発明の第４実施例における被処理体（ウエハ）の支持方法を示す図
【図７】本発明の第５実施例におけるリフトピンとリニアモータの配置図
【図８】本発明の第５実施例における被処理体（ウエハ）の支持方法を示す図
【図９】本発明の第６実施例におけるリフトピンとリニアモータの配置図
【図１０】本発明の第６実施例における被処理体（ウエハ）の支持方法を示す図
【図１１】従来の被処理体（ウエハ）の支持機構の模式図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は本発明の第１実施例における被処理体（本実施例ではウエハ）の支持機構の模式図、図２は第１実施例の平面図に相当するものであって、リフトピンとリニアモータの配置図、図３はリニアモータと位置検出器の構造図である。これら図において、Ｗが被処理体であるウエハ、１４が搬送アーム、４４が気密室の底部、３８Ａ〜３８Ｃがリフトピン、５０Ａ〜５０ＣがＯリング、５２Ａ〜５２Ｃがカップリング、１００Ａ〜１００Ｃがリニアモータ、１０２Ａ〜１０２Ｃが可動軸、１１０Ａ〜１１０Ｃが位置検出器、１１２Ａ〜１１２Ｃがスケール、１１４Ａ〜１１４Ｃが検出ヘッド、２００Ａ〜２００Ｃが駆動制御装置、３００が位置指令装置、１０３Ａと１０４Ａが直動案内、１０５Ａが界磁部、１０６Ａが電機子部、１０７Ａと１０８Ａがブラケット、１０９Ａがフレーム、１１５Ａが検出ヘッド取付部材である。なお、従来技術と同じ構成要素については、同一の符号を付している。
【００１０】
図１は搬送アーム１４に搭載された被処理体のウエハＷを気密室内に移載する際の被処理体の支持機構を模式的に表したものである。なお、本実施例ではリフトピン３８Ａ〜３８Ｃは図２に示すように同一円周上に３個が配置されているが、図１では分かりやすいように横一列に模式的に表している。まず、気密室の底部４４には貫通穴が３個設けられており、そこに３個のリフトピン３８Ａ〜３８Ｃが配置されている。リフトピン３８Ａ〜３８Ｃと貫通穴との間には、気密室内を真空に保つためのＯリング５０Ａ〜５０Ｂが設けられている。ここでは気密室内を真空に保つためにＯリング５０Ａ〜５０Ｂを使用しているが、従来技術同様、ベローズを使っても良い。リニアモータ１００Ａ〜１００Ｃは円筒形状となっており、気密室の底部４４の下面に取り付けられている。リニアモータ１００Ａ〜１００Ｃの上下からは可動軸１０２Ａ〜１０２Ｃが突き出しており、その上端にはカップリング５２Ａ〜５２Ｃを介してリフトピン３８Ａ〜３８Ｃが取り付けられ、その下端には位置検出器１１０Ａ〜１１０Ｃのスケール１１２Ａ〜１１２Ｃが取り付けられている。また、位置検出器１１０Ａ〜１１０Ｃの検出ヘッド１１４Ａ〜１１４Ｃは、検出ヘッド取付部材１１５Ａ〜１１５Ｃを介してリニアモータ１００Ａ〜１００Ｃの固定側に取り付けられている。駆動制御装置２００Ａ〜２００からは、リニアモータ１００Ａ〜１００Ｃへ電力を供給する電力ケーブル（図１の点線太線）と、位置検出器１１０Ａ〜１１０Ｂから位置情報を入力する信号ケーブル（図１の点線細線）が接続されている。また、位置指令装置３００からは、駆動制御装置２００Ａ〜２００Ｃへ位置指令値を伝送する信号ケーブル（図１の矢印付き点線）が接続されている。
図２は、被処理体の支持機構を上面から見たときのリフトピンとリニアモータの配置を示したものである。ウエハＷの中心と同じ中心の円周上にリフトピン３８Ａ〜３８Ｃとリニアモータ１００Ａ〜１００Ｃが等間隔に配置されている。本実施例では図２のようにリフトピンなどが３個配置されているが、リフトピン３８Ａ〜３８Ｃと、これらを各々昇降させるリニアモータ１００Ａ〜１００Ｃと、リニアモータをそれぞれ独立して駆動する駆動制御装置と、からなるユニットをＮ組（Ｎは少なくとも３以上の整数）設置すればよい。
一方、ウエハＷは搬送アーム１４に搭載されて支持機構に搬送されてくる。搬送アーム１４は、例えば、水平多関節ロボットの可動部である。搬送アーム１４は、例えば複数のアームが連結された可動アームの先端部分に相当する。搬送アーム１４は非常に薄肉かつ軽量に構成されているため、曲げ剛性が小さく、その根元から先端にかけ自重によりたわんでいることが多い。その結果、搬送アーム１４に搭載されたウエハＷも、気密室内の基準面（例えば、底部４４の上面）から傾いている。
【００１１】
図３は、リニアモータと位置検出器の構造を示す断面図である。ここでは、リニアモータ１００Ａと位置検出器１１０Ａを例としているが、リニアモータ１００Ｂ、１００Ｃと位置検出器１１０Ｂ、１１０Ｃの構造も同様である。リニアモータ１００Ａは円筒形状となっており、その内側から可動軸１０２Ａ、界磁部１０５Ａ、電機子部１０６Ａ、フレーム１０９Ａが配置されている。界磁部１０５Ａは可動軸１０２Ａの周囲に固定され、電機子部１０６Ａはフレーム１０９Ａに固定されている。可動軸１０２Ａは、その上側と下側で直動案内１０３Ａ、１０４Ａにより上下方向に移動可能なように支持されている。なお、直動案内１０３Ａ、１０４Ａには転がり案内であるボールスプラインなどが使用される。直動案内１０３Ａ、１０４Ａはブラケット１０７Ａ、１０８Ａに固定され、そのブラケット１０７Ａ、１０８Ａはフレーム１０９Ａの上側と下側で固定されている。また、図示していないが、界磁部１０５ＡはＮ極とＳ極の磁極が上下方向に交互に現れるように永久磁石が配置されており、電機子部１０６Ａはその磁極ピッチと同じピッチの進行磁界を発生するように電機子巻線が配置されている。このような構成において、界磁部１０５Ａの磁極に合わせ電機子部１０６Ａに所定の電流を通電すると、界磁部１０５Ａに推力が発生し、可動軸１０２Ａを上下方向に移動させることができる。
また、可動軸１０２Ａの下端には位置検出器１１０Ａのスケール１１２Ａが取り付けられている。そして、ブラケット１０８Ａには検出ヘッド取付部材１１５Ａと、その先に位置検出器１１０Ａの検出ヘッド１１４Ａが取り付けられている。スケール１１２Ａと検出ヘッド１１４Ａの間は位置の読み取りが可能なように所定の空隙が設けられている。このような構成において、可動軸１０２Ａが上下方向に移動すると、検出ヘッド１１４Ａはスケール１１２Ａから移動量や位置を検出することができる。なお、位置検出器１１０Ａには、例えば光学式エンコーダ、磁気式エンコーダ、レゾルバなどが使用される。
以上のような構成において、位置指令装置３００は駆動制御装置２００Ａ〜２００Ｂに各リフトピン３８Ａ〜３８Ｃの移動量や停止位置に合った位置指令値を送る。すると、駆動制御装置２００Ａ〜２００Ｂは、位置検出器１１０Ａ〜１１０Ｃの位置検出値をもとに、リフトピン３８Ａ〜３８Ｃの位置が位置指令値になるようにリニアモータ１００Ａ〜１００Ｃを位置制御する。その結果、可動軸１０２Ａ〜１０２Ｃと、その上端に取り付けられたリフトピン３８Ａ〜３８Ｃは位置指令値どおり移動する。
【００１２】
以上のように、搬送アーム１４のたわみにともないウエハＷは基準面から傾いているが、本実施例においては、予め３本のリフトピン３８Ａ〜３８Ｃの箇所における搬送アーム１４に載置されたウエハＷの傾き量、あるいは搬送アーム１４のウエハＷの載置面の傾き量、を測長しておく。そして、その傾き量を補正値としてリニアモータ１００Ａ〜１００Ｃにおいて位置指令値を生成する。すなわち、Ｎ組のそれぞれのリフトピンの先端から、搬送アームに載置されたウエハＷの下面までの距離、あるいは搬送アームのウエハの載置面までの距離、のそれぞれがすべて同じになるようにＮ組のリニアモータのそれぞれを駆動制御装置によって独立して駆動してから、ウエハの授受が行なわれる。つまり、搬送アームのたわみによりウエハの傾きがあったとしても、その傾きに合わせてＮ本のリフトピンを個別に位置制御するのである。すると、ウエハの授受の際、それぞれのリフトピンの先端から、ウエハまでの距離あるいは搬送アームの載置面までの距離が同じになってから授受作業がおこなわれるので、授受の際、ウエハの予期せぬ位置ずれの発生を抑えることができる。
あるいは、仮に搬送アームがたわんでいなくとも、被処理体のウエハが高温下にさらされて、例えばポテトチップスのように変形していたとしても、その変形に合わせ、それぞれのリフトピンの先端からウエハまでの距離を同じにしつつウエハの授受がおこなわれるので、上記と同様に、授受の際、ウエハの予期せぬ位置ずれの発生を抑えることができる。
また、支持機構が本実施例のように気密室内での被処理体の授受に使用される場合、気密室内の圧力（真空度）によって例えばＯリング５０Ａ〜５０Ｃなどの摩擦が変化することがある。特に、気密室がロードロックなど真空と大気を繰り返すようなものである場合に摩擦が変化し、リニアモータにとって動作に必要な推力が変化する。このような場合、予め気密室内の真空度を変化させた状態でリニアモータ１００Ａ〜１００Ｃが問題なく昇降できる推力を計測しておき、通常の被処理体の授受動作において、気密室内の真空度に応じてリニアモータを制御するとよい。
【００１３】
また、上記で説明したリニアモータ１００Ａ〜１００Ｃの構成によれば、負荷の変動、例えば、Ｏリングなどの真空シールや直動案内１０３、１０４の摩擦変動が起きたとしても、減速機などのバックラッシが無く、また、常にリフトピンの位置を精度良く検出して不変的に位置制御することができるので、機構としての挙動変化の発生が少なくなる。つまり、上記で説明したリニアモータ１００Ａ〜１００Ｃの構成によれば、搬送アームとの間の移載時に起きていた被処理体の位置ずれをさらに格段に低減することができる。
さらに、上記で説明したリニアモータ１００Ａ〜１００Ｃの構成によれば、リフトピンとリニアモータと位置検出器を同軸上に配置しているので、支持機構のユニットを細長くし、それを分散配置して構成することができる。よって、ユニット間に大きな空間を作ることができ、そこに駆動制御装置や他の電機品を設置することができるので、処理装置全体を小形化することができる。
【実施例２】
【００１４】
図４は第２実施例におけるリニアモータと位置検出器の構造図である。図において、１１６Ａがスケール取付部材である。
第２実施例が第１実施例と異なる点は、Ｌ字形のスケール取付部材１１６Ａの一端を可動軸１０２Ａに取り付け、もう一端にスケール１１２Ａを取り付けるとともに、スケール１１２Ａと所定の空隙を介して、フレーム１０９Ａに検出ヘッド１１４Ａを取り付けた点である。つまり、位置検出器１１０Ａとリニアモータ１００Ａの配置を実施例１では同軸上に配置していたのに対し、実施例２では平行に配置している。
このような構成により、支持機構のユニットの高さを小さくし、それを分散配置して構成することができる。よって、ユニット間に大きな空間を作りつつ高さも抑えているので、処理装置全体を小形化することができる。
【実施例３】
【００１５】
図５は第３実施例における被処理体（ウエハ）の支持方法を示す図であり、搬送アームが搬送してきたウエハＷをリフトピン３８Ａ〜３８Ｃへ移載する際の支持方法の流れを示している。なお、説明を分かりやすくするため、実際には円周上に配置されているリフトピン３８Ａ〜３８Ｃを横一列に配置し、さらに、搬送アーム１４よりも前にリフトピン３８Ａ〜３８Ｃがあるようにして模式的に表している。図５（ａ）は、ウエハＷが搭載された搬送アーム１４が気密室内に入ってきたときである。搬送アーム１４のたわみにともない、ウエハＷは基準面から傾いている。なお、予め３本のリフトピン３８Ａ〜３８Ｃの箇所におけるウエハの傾き量、すなわち、例えば各リフトピンの先端からウエハの下面までの距離を各々測長しておき、位置指令値の生成に使用できるようにしておく。本実施例では、次に、リフトピン３８Ａ〜３８Ｃを高速度で上昇させる。図５（ｂ）はリフトピン３８Ａ〜３８ＣがウエハＷに接近したときである。ウエハＷの傾きに合わせるようにリフトピン３８Ａ〜３８Ｃを移動させ、ウエハＷからリフトピン３８Ａ〜３８Ｃまでの距離がすべて同じになるようにする。ここで一旦停止、もしくは連続して、リフトピン３８Ａ〜３８Ｃを低速度で上昇させる。図５（ｃ）はリフトピン３８Ａ〜３８ＣがウエハＷに接触し、さらに上昇したときである。ここで、同じ低速度で移動させた３本のリフトピン３８Ａ〜３８ＣがウエハＷと衝撃なく接触する。接触した後も、リフトピン３８Ａ〜３８Ｃを低速度で上昇させる。本実施例では、リフトピン３８Ａ〜３８ＣによりウエハＷが完全に支持された後に、搬送アーム１４を支持機構から遠ざけ、さらにリフトピン３８Ａ〜３８Ｃの先端の高さが全て同じになるように、つまりウエハＷが基準面（例えば、底部４４の上面）と平行になるような動作を加える。そして、図５（ｄ）に示すように、ウエハＷを処理するための位置となる、例えば、底部４４の上面に載置させて停止する。
このような支持方法とすることで、搬送アームのたわみによりウエハが傾いていたとしても、搬送アームに搭載されたウエハを衝撃なくリフトピンへ移載することができる。その結果、搬送アームとの間の移載時に起こっていたウエハの位置ずれを格段に低減することができる。
【実施例４】
【００１６】
図６は第４実施例における被処理体であるウエハの支持方法を示す図であり、リフトピン３８Ａ〜３８Ｃに搭載されているウエハＷを搬送アーム１４へ移載する際の支持方法の流れを示している。図６（ａ）はウエハＷがリフトピン３８Ａ〜３８Ｃに支持されているときを示している。この後、搬送アーム１４が気密室内へ入ってくることを考慮し、進入してくる搬送アーム１４よりも高い位置にウエハＷを持ち上げておく。図６（ｂ）は搬送アーム１４が支持機構側へ入り、ウエハＷを搬送アーム１４に接近させたときである。なお、予め３本のリフトピン３８Ａ〜３８Ｃの箇所における搬送アーム１４のウエハＷの載置面の傾き量、すなわち、例えば各リフトピンの先端から搬送アーム１４の載置面までの距離を各々測長しておき、位置指令値の生成に使用できるようにしておく。図６（ｂ）のように、搬送アーム１４とウエハＷの距離がすべて同じになるように（つまり、搬送アーム１４の載置面とウエハＷとが平行になるように）、リフトピン３８Ａ〜３８Ｃを各々独立して駆動する。ここで一旦停止、もしくは連続して、リフトピン３８Ａ〜３８Ｃを低速度で下降させる。図６（ｃ）はウエハＷが搬送アーム１４に接触し、さらにリフトピン３８Ａ〜３８Ｃが下降したときである。ここで、ウエハＷが搬送アーム１４に衝撃なく接触する。搬送アーム１４によりウエハＷが完全に支持された後に、ウエハＷを搭載した搬送アーム１４を支持機構から遠ざける。そしてその後、図６（ｄ）に示すように、リフトピン３８Ａ〜３８Ｃを待機位置（ここでは図６（ｄ）に示す位置）まで高速で移動させて停止させる。
このような支持方法とすることで、搬送アームがたわみで傾いていたとしても、リフトピンに搭載されたウエハを衝撃なく搬送アームへ移載することができる。その結果、搬送アームとの間の移載時に起こっていたウエハの位置ずれを格段に低減することができる。
【実施例５】
【００１７】
図７は第５実施例におけるリフトピンとリニアモータの配置図、図８は第５実施例における被処理体（ウエハ）の支持方法を示す図である。図において、４０Ａ〜４０Ｃがリフトピン、１２０Ａ〜１２０Ｃがリニアモータ、Ｇ１がリフトピンやリニアモータを備えるユニットを少なくとも３つ有する第１グループ、Ｇ２が同じくその第２グループ、１６と１８が搬送アームである。なお、図８は説明を分かりやすくするため、実際には円周上に配置されているリフトピン３８Ａ〜３８Ｃ、リフトピン４０Ａ〜４０Ｃを横一列に配置し、模式的に表している。
実施例５が実施例１と異なる点は、ユニット（リフトピン、リニアモータ、位置検出器、駆動制御装置の組み合わせ）３組を一つのグループとし、これを２つのグループで被処理体の支持機構を構成した点である。つまり、本実施例の場合、支持機構として合計６つのユニットを備えている。
第１グループＧ１は３本のリフトピン３８Ａ〜３８Ｃを有する３組のユニットにより構成され、第２グループＧ２は３本のリフトピン４０Ａ〜４０Ｃを有する３組のユニットにより構成されている。第１グループＧ１のリフトピン３８Ａ〜３８Ｃ、第２グループＧ２のリフトピン４０Ａ〜４０Ｃともに同一円周上に等間隔に配置されている。図８（ａ）は図の右側から搬送アーム１６により搬送されてきたウエハＷを第１グループＧ１が支持した図であり、図８（ｂ）は左側から搬送アーム１８から搬送されてきたウエハＷを第２グループＧ２が支持した図である。なお、搬送アーム１６の下にリフトピン４０Ａが配置される第２グループＧ２は、右側から搬送されてきたウエハＷを支持することができない。同様に、搬送アーム１８の下にリフトピン３８Ａが配置される第１グループＧ１は、左側から搬送されてきたウエハＷを支持することができない。よって、第１グループＧ１は右側から搬送アーム１６により搬送されてきたウエハＷを支持し、第２グループＧ２は左側から搬送アーム１８により搬送されてきたウエハＷを支持する。
このような支持機構及び支持方法とすることで、搬送アームがあらゆる方向から気密室に入り被処理体を支持する場合であっても、あるいは搬送アームの形状に変化があったとしても、搬送アームとリフトピンが干渉することがないように複数のグループの中から選択して使用することができる。つまり、すべての方向から搬送された被処理体を支持することが可能となる。
さらに、搬送アームのたわみによるウエハの傾きがどのような方向であったとしても、ウエハの位置ずれを起こさず支持することができる。
【実施例６】
【００１８】
図９は第６実施例におけるリフトピンとリニアモータの配置図である。図１０は被処理体（ウエハ）の支持方法を示す図である。なお、図１０は説明を分かりやすくするため、実際には円周上に配置されているリフトピン３８Ａ〜３８Ｃ、リフトピン４０Ａ〜４０Ｃを横一列に配置し、模式的に表している。
実施例６が実施例５と異なる点は、第１グループＧ１と第２グループＧ２を、異なる径の同心円上の外周側と内周側にそれぞれ配置した点である。第１グループＧ１は３本のリフトピン３８Ａ〜３８Ｃを有する３組のユニットにより構成され、第２グループＧ２は３本のリフトピン４０Ａ〜４０Ｃを有する３組のユニットにより構成されている。第１グループＧ１は外周側、第２グループＧ２は内周側に配置されている。
このような支持機構とすることで、ウエハ自身のたわみに対しても、そのたわみに合わせて第１グループと第２グループのリフトピンを個別に位置制御することで、安定した支持が可能となる。大口径化した被処理体（例えば直径４５０ｍｍのウエハ）には、複雑な変形が発生する場合があるが、本実施例のように、複雑な変形に応じて多点を支持すると、搬送アームとの間の移載時に起こる被処理体の位置ずれを低減することができる。
また、ウエハが搬送用リングといっしょに搬送アームに搭載され搬送されてきた場合であっても、外周側の第１グループＧ１を搬送用リングの支持に使用し、内周側の第２グループＧ２をウエハの支持に使用することができる。
また、被処理体として異なる直径のウエハが混在して搬送されてきたとしても、その直径に応じて第１と第２のグループを使い分けることができる。
【００１９】
なお、実施例１〜６では、被処理体をウエハとして説明したが、ユニット数を増やしてＬＣＤ基板やガラス基板の支持機構及び支持方法としても、同様の効果が得られることは言うまでもない。また、第１グループと第２グループの使い分けを被処理体の処理前後、加熱前後、冷却前後などで使い分けたりしても良い。また、リニアモータは円筒形状として説明したが、平面状の可動子と固定子で構成された一般的なリニアモータであっても良い。また、リフトピンと位置検出器がリニアモータの可動軸と一体に締結されているのであれば本発明の効果が得られることは言うまでも無く、可動軸がシャフトではなく可動子そのものであったり、可動子と別部材を介して締結されていても良い。また、可動軸の内部に界磁部とする永久磁石が配置されたリニアモータであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の被処理体の支持機構及び支持方法は従来のものに比べ被処理体の位置精度や再現性を向上できるので、例えば、半導体露光装置などに搭載されたウエハステージで使用することも可能である。また、リフトピン、リニアモータ、位置検出器、駆動制御装置で構成されるユニットを増やすことで、大きな被処理体、例えばＬＣＤ基板の処理装置にも使用することができる。
【符号の説明】
【００２１】
Ｗ  ウエハ
４４  気密室の底部
３８Ａ〜３８Ｃ、４０Ａ〜４０Ｃ  リフトピン
８８  ベローズ
８４Ａ〜８４Ｃ、８６Ａ〜８８Ｃ  昇降ロッド
８０Ａ〜８０Ｃ、８２Ａ〜８２Ｃ  昇降アクチュエータ
６８  昇降制御部
１４、１６、１８  搬送アーム
５０Ａ〜５０Ｃ  Ｏリング
５２Ａ〜５２Ｃ  カップリング
１００Ａ〜１００Ｃ、１２０Ａ〜１２０Ｃ  リニアモータ
１０２Ａ〜１０２Ｃ  可動軸
１０３Ａ、１０４Ａ  直動案内
１０５Ａ  界磁部
１０６Ａ  電機子部
１０７Ａ、１０８Ａ  ブラケット
１０９Ａ  フレーム
１１０Ａ  位置検出器
１１２Ａ  スケール
１１４Ａ  検出ヘッド
１１５Ａ  検出ヘッド取付部材
１１６Ａ  スケール取付部材
Ｇ１  第１グループ
Ｇ２  第２グループ
【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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