特許 7315905 基板移送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-19

(45)【発行日】2023-07-27

(54)【発明の名称】基板移送装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/317 20060101AFI20230720BHJP

   F16H 19/04 20060101ALI20230720BHJP

   F16H 25/22 20060101ALI20230720BHJP

   H01J 37/20 20060101ALI20230720BHJP

   B25J 5/02 20060101ALI20230720BHJP

【ＦＩ】

H01J37/317 B

F16H19/04 H

F16H25/22 A

H01J37/20 A

B25J5/02 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021144853

(22)【出願日】2021-09-06

(65)【公開番号】P2023037992

(43)【公開日】2023-03-16

【審査請求日】2022-10-03

(73)【特許権者】

【識別番号】302054866

【氏名又は名称】日新イオン機器株式会社

(72)【発明者】

【氏名】小野田 正敏

(72)【発明者】

【氏名】高嶋 大樹

【審査官】大門 清

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１４６８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１３５１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０２０－０１１５９１４（ＫＲ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３６７５８７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２１１７８８９１２（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ ３７／３１７

Ｈ０１Ｊ ３７／２０

Ｆ１６Ｈ １９／０４

Ｆ１６Ｈ ２５／２２

Ｂ２５Ｊ ５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

イオンビームが照射される基板を保持するホルダを備え、前記ホルダがホルダ側第一地点とホルダ側第二地点の間を往復直線移動するよう前記ホルダを動作させる基板移送装置であって、
前記ホルダから離れた位置に配置され、所定の回転軸を中心として所定の範囲で往復回転動作し得る軸部材と、
一端側に前記軸部材から離れた位置にある直動側第一地点と直動側第二地点の間を一方向に往復直線運動し得る直動部を有し、他端側が前記軸部材に近接するように配置された直動側旋回部材と、
前記直動側旋回部材が所定の範囲で直線移動することを許容した状態で前記直動側旋回部材とともに前記回転軸を中心に回転動作し得るよう、前記直動側旋回部材を支持する直動側支持部材と、
一端側において前記ホルダに連結され、他端側が前記軸部材に近接するように配置されたホルダ側旋回部材と、
前記ホルダ側旋回部材が所定の範囲で直線移動することを許容した状態で前記ホルダ側旋回部材とともに前記回転軸を中心に回転動作し得るよう、前記ホルダ側旋回部材を支持するホルダ側支持部材と、
前記軸部材と前記直動側旋回部材との間に介在し、前記直動側旋回部材の前記直動側支持部材に対する直線移動を前記軸部材の回転動作に変換する直動側変換部材と、
前記軸部材と前記ホルダ側旋回部材との間に介在し、前記軸部材の回転動作を前記ホルダ側支持部材に対する前記ホルダ側旋回部材の直線移動に変換するホルダ側変換部材と、
前記直動側支持部材に直接または間接的に伝えられて前記直動側支持部材を回転動作させる駆動力を発生させる駆動源と、
を備え、
前記駆動源が前記駆動力を発生させることで、前記直動側支持部材と前記ホルダ側支持部材とが一体となって前記回転軸を中心に回転動作するとともに、
前記直動部が前記一方向に直線移動するのに連動して、前記直動側旋回部材が前記直動側支持部材に対して直線移動し、前記直動側変換部材を介して前記軸部材が回転動作し、前記ホルダ側変換部材を介して前記ホルダ側支持部材が前記ホルダ側旋回部材に対して直線移動するよう構成されている基板移送装置。

【請求項2】

前記一方向に沿って配置されたねじ軸と、前記ねじ軸上を直線移動するナットとを有するボールねじを備え、
前記駆動源が前記ボールねじを駆動させることで、前記直動部が前記ナットに連動して前記一方向に直線移動し得るよう構成されている請求項１に記載の基板移送装置。

【請求項3】

前記回転軸が前記イオンビームの進行方向と直交し、
前記ホルダ側旋回部材が前記回転軸に垂直な面に沿って往復旋回移動するよう構成されている請求項１または２に記載の基板移送装置。

【請求項4】

前記ホルダは、前記基板が載置されるプラテンを備え、前記プラテンを前記回転軸と平行なプラテン回転軸を中心に所定の範囲で回転動作させられるよう構成されている請求項１～３のいずれか一項に記載の基板移送装置。

【請求項5】

前記直動側変換部材が、前記直動側旋回部材に配置される直動側ラックと前記軸部材の外周に配置される直動側ピニオンにより構成されるラック・アンド・ピニオンであり、
前記ホルダ側変換部材が、前記ホルダ側旋回部材に配置されるホルダ側ラックと前記軸部材の外周に配置されるホルダ側ピニオンにより構成されるラック・アンド・ピニオンである請求項１～４のいずれか一項に記載の基板移送装置。

【請求項6】

前記軸部材が所定角度回転する場合の前記直動側ラックの変位量と前記ホルダ側ラックの変位量の比が、前記直動部から前記回転軸までの距離と前記プラテン回転軸から前記回転軸までの距離の比に一致するよう構成されている請求項４を引用する請求項５に記載の基板移送装置。

【請求項7】

前記ホルダおよび前記ホルダ側旋回部材の一部が内部を高真空状態とされた処理チャンバ内に露出するように配置され、
前記ホルダ側旋回部材は内部空間を有する筒状に形成されており、
外部から導かれる電気ケーブルまたは管が、前記内部空間を通過して前記ホルダの内部に至るように配置されている請求項１～６のいずれか一項に記載の基板移送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、イオンビームが照射される基板を移送する基板移送装置に関し、特に、処理チャンバ内でイオンビームを横切るように基板を移送する基板搬送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造工程で使用されるイオンビーム照射装置では、処理チャンバ内でイオンビームを横切るように基板を移送させる基板移送装置が使用される。このような装置として、特許文献１に第２の実施形態として開示されたイオンビーム照射装置が知られている。

【0003】

このイオンビーム照射装置は、基板を保持するホルダと、ホルダを支持するアームと、アーム伸縮用モータによってアームを伸縮させてホルダを往復直線駆動させる伸縮駆動機構を備える。また、このイオンビーム照射装置は、アームを旋回させるための旋回用モータによってホルダから離れた位置にある旋回中心軸まわりに所定角度範囲内でアームを往復旋回させる旋回駆動機構を備えている。

【0004】

このイオンビーム照射装置はさらに、処理チャンバ内におけるホルダの動作が往復直線運動となるようにアーム伸縮用モータおよび旋回用モータを制御する制御装置を備えている。すなわち、この制御装置は、旋回駆動機構によって円弧状の軌跡を描いて往復運動しようとするホルダを伸縮駆動機構によって旋回中心軸に向かう方向に沿って適切な距離だけ移動させ、ホルダを往復直線運動させる制御を行うものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００６－２３６７４６

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に第２の実施形態として開示されたイオンビーム照射装置は、ホルダの運動が往復直線運動となるようにアーム伸縮用モータと旋回用モータの二つの駆動源を同時に連動させるための複雑な制御が必要であった。また、これら二つの駆動源を連動させて、ホルダを厳密に等速直線運動させることは困難であった。そこで、基板を保持するホルダを所定の回転軸まわりに往復旋回させるよう構成された場合であっても、一つの駆動源でホルダを往復直線運動させられる基板移送装置が求められていた。

【0007】

本発明は上記課題を解決するものであり、基板を保持するホルダを所定の回転軸まわりに往復旋回動作させる構成を有する基板移送装置であっても、一つの駆動源でホルダを往復直線運動させられる基板移送装置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】

【0008】

本発明における基板移送装置は、
イオンビームが照射される基板を保持するホルダを備え、前記ホルダがホルダ側第一地点とホルダ側第二地点の間を往復直線移動するよう前記ホルダを動作させる基板移送装置であって、
前記ホルダから離れた位置に配置され、所定の回転軸を中心として所定の範囲で往復回転動作し得る軸部材と、
一端側に前記軸部材から離れた位置にある直動側第一地点と直動側第二地点の間を一方向に往復直線運動し得る直動部を有し、他端側が前記軸部材に近接するように配置された直動側旋回部材と、
前記直動側旋回部材が所定の範囲で直線移動することを許容した状態で前記直動側旋回部材とともに前記回転軸を中心に回転動作し得るよう、前記直動側旋回部材を支持する直動側支持部材と、
一端側において前記ホルダに連結され、他端側が前記軸部材に近接するように配置されたホルダ側旋回部材と、
前記ホルダ側旋回部材が所定の範囲で直線移動することを許容した状態で前記ホルダ側旋回部材とともに前記回転軸を中心に回転動作し得るよう、前記ホルダ側旋回部材を支持するホルダ側支持部材と、
前記軸部材と前記直動側旋回部材との間に介在し、前記直動側旋回部材の前記直動側支持部材に対する直線移動を前記軸部材の回転動作に変換する直動側変換部材と、
前記軸部材と前記ホルダ側旋回部材との間に介在し、前記軸部材の回転動作を前記ホルダ側支持部材に対する前記ホルダ側旋回部材の直線移動に変換するホルダ側変換部材と、
前記直動側支持部材に直接または間接的に伝えられて前記直動側支持部材を回転動作させる駆動力を発生させる駆動源と、
を備え、
前記駆動源が前記駆動力を発生させることで、前記直動側支持部材と前記ホルダ側支持部材とが一体となって前記回転軸を中心に回転動作するとともに、
前記直動部が前記一方向に直線移動するのに連動して、前記直動側旋回部材が前記直動側支持部材に対して直線移動し、前記直動側変換部材を介して前記軸部材が回転動作し、前記ホルダ側変換部材を介して前記ホルダ側支持部材に対して前記ホルダ側旋回部材が直線移動するよう構成されている。

【0009】

この構成によれば、直動側支持部材とホルダ側支持部材とが、所定の回転軸を中心に一体に往復回転動作を行う。また、直動側旋回部材は直動側支持部材とともに回転動作し、ホルダ側旋回部材はホルダ側支持部材とともに回転動作するよう構成されている。したがって、駆動源から発生した駆動力が直動側支持部材に直接または間接的に伝えられると、直動側旋回部材とホルダ側旋回部材はともに所定の回転軸を中心とした旋回運動を行うことになる。

【0010】

これと同時に、直動部が一方向に直線移動し、直動側旋回部材が直動側支持部材に対して相対的に直線移動する。すると、直動側変換部材によって直動側旋回部材の直線運動が回転運動に変換されて、前記軸部材が回転動作する。同時に、ホルダ側変換部材によって軸部材の回転運動が直線運動に変換され、ホルダ側旋回部材がホルダ側支持部材に対して相対的に直線移動する。すなわち、ホルダ側旋回部材と直動側旋回部材は軸部材の回転動作を介して連動する。したがってホルダ側旋回部材がホルダ側支持部材に対して直線移動する変位量は、直動側旋回部材が直動側支持部材に対して直線移動する変位量によって定まることになる。

【0011】

ここで、直動側旋回部材は、直動部が一方向に直線移動するのに連動し、直動側支持部材に対して直線移動する。換言すれば、直動側旋回部材は、直動側旋回部材の一端部側にある直動部が常に一方向に沿った一つの直線上に位置するよう、直動側支持部材に対して直線移動する。したがって、ホルダ側旋回部材は、ホルダ側旋回部材の一端側に連結されたホルダが常に一つの直線上に位置するよう、ホルダ側支持部材に対して直線移動することになる。

【0012】

このように、本発明の基板移送装置においては、ホルダ側旋回部材に連結されたホルダは、直動部の直線移動に連動して一つの直線上を変位することになる。したがって、直動部が一方向に往復直線移動するのに連動して、ホルダが一つの直線上を往復直線移動することになる。つまり、本発明の基板移送装置は、基板を保持するホルダを所定の回転軸まわりにホルダ側旋回部材を介して往復旋回させようとする構成であるが、一つの駆動源でホルダを往復直線運動させることができる。

【0013】

また、本発明の基板移送装置は、前記一方向に沿って配置されたねじ軸と、前記ねじ軸上を直線移動するナットとを有するボールねじを備え、前記駆動源が前記ボールねじを駆動させることで、前記直動部が前記ナットに連動して前記一方向に直線移動し得るよう構成されていてもよい。

【0014】

この構成によれば、一般に制御が容易であるボールねじの駆動を制御することで直動部の移動を制御できる。したがって、直動部を容易に制御することができ、その結果、ホルダの往復直線運動を容易に制御することができる。

【0015】

また、本発明の基板移送装置は、前記回転軸が前記イオンビームの進行方向と直交し、 前記ホルダ側旋回部材が前記回転軸に垂直な面に沿って往復旋回移動するよう構成されてもよい。

【0016】

また、本発明の基板移送装置は、前記基板が載置されるプラテンを備え、前記プラテンを前記回転軸と平行なプラテン回転軸を中心に所定の範囲で回転動作させられるよう構成さてもよい。

【0017】

また、本発明の基板移送装置は、前記直動側変換部材が、前記直動側旋回部材に配置される直動側ラックと前記軸部材の外周に配置される直動側ピニオンにより構成されるラック・アンド・ピニオンであり、前記ホルダ側変換部材が、前記ホルダ側旋回部材に配置されるホルダ側ラックと前記軸部材の外周に配置されるホルダ側ピニオンにより構成されるラック・アンド・ピニオンである構成とされてもよい。

【0018】

また、本発明の基板移送装置は、前記軸部材が所定角度回転する場合の前記直動側ラックの変位量と前記ホルダ側ラックの変位量の比が、前記直動部から前記回転軸までの距離と前記プラテン回転軸から前記回転軸までの距離の比に一致するよう構成されていてもよい。

【0019】

また、本発明の基板移送装置は、前記ホルダおよび前記ホルダ側旋回部材の一部が内部を高真空状態とされた処理チャンバ内に露出するように配置され、前記ホルダ側旋回部材は内部空間を有する筒状に形成されており、外部から導かれる電気ケーブルまたは管が、前記内部空間を通過して前記ホルダの内部に至るように配置されている構成とされていてもよい。

【0020】

この構成によれば、電気ケーブルまたは管を基板移送装置の内部を通過させてホルダに導くことができることから、電気ケーブルまたは管がイオンビームに曝されることがない。したがって、電気ケーブルまたは管の劣化または損傷が抑制される。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、基板を保持するホルダを所定の回転軸まわりに往復旋回動作させる構成を有する基板移送装置であっても、一つの駆動源でホルダを往復直線運動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第一実施形態における基板移送装置が配置されたイオンビーム照射装置を示す模式的平面図。

【図2】本発明の第一実施形態における基板移送装置を示す斜視図。

【図3】同実施形態における基板移送装置の縦断面図。

【図4A】同実施形態における基板移送装置の直動部が直動側第一地点に位置する状態を示す模式図。

【図4B】同実施形態における基板移送装置の直動部が直動側中間地点に位置する状態を示す模式図

【図4C】同実施形態における基板移送装置の直動部が直動側第二地点に位置する状態を示す模式図

【図5A】同実施形態における基板移送装置のホルダがホルダ側第一地点に位置する状態を示す模式図。

【図5B】同実施形態における基板移送装置のホルダがホルダ側中間地点に位置する状態を示す模式図。

【図5C】同実施形態における基板移送装置のホルダがホルダ側第二地点に位置する状態を示す模式図

【図6】本発明の第二実施形態における基板移送装置を示す縦断面図。

【発明を実施するための形態】

【0023】

まず、本発明の第一実施形態である基板移送装置１０、および基板移送装置１０を使用するイオンビーム照射装置１００について説明する。

【0024】

図１はイオンビーム照射装置１００の構成を模式的に示す平面図である。図１に示すように、イオンビーム照射装置１００は、半導体ウエハである基板Ｓの被処理面ＳａにイオンビームＩＢを照射してイオン注入処理を行うイオン注入装置である。イオンビーム照射装置１００は、イオンビームＩＢを生成するイオン源ユニット１０１と、イオンビームＩＢを輸送する輸送ユニット１０２と、基板Ｓに対するイオン注入処理が行われるエンドステーション１０３を備えている。

【0025】

イオン源ユニット１０１は、その内部において外部から供給される原料からプラズマが生成されるプラズマチャンバ１０１ａを有している。また、イオン源ユニット１０１は、プラズマチャンバ１０１ａ内で生成されたプラズマに含まれるイオンをイオンビームＩＢとして取り出すための引出電極１０１ｂを備えている。本実施形態におけるイオン源ユニット１０１は、イオンビーム照射装置に広く用いられる構成が採用されており、その詳細な説明は省略する。

【0026】

輸送ユニット１０２は、プラズマチャンバ１０１ａから引き出されたイオンビームＩＢを質量分離して所望のイオンを基板Ｓに到達させるための質量分析磁石１０２ａを備えている。本実施形態における輸送ユニット１０２は、イオンビーム照射装置に広く用いられる構成が採用されており、その詳細な説明は省略する。

【0027】

エンドステーション１０３は、内部で基板ＳにイオンビームＩＢが照射される処理チャンバ１０４を備えている。処理チャンバ１０４の内部は、イオンビーム照射装置１００の運転中、真空排気されて高真空状態に維持されている。エンドステーション１０３の内部には、処理チャンバ１０４内で基板Ｓを移送する基板移送装置１０が配置されている。また、エンドステーション１０３内において、処理チャンバ１０４の外部は一般に大気圧下に置かれる。

【0028】

イオンビーム照射装置１００においては、基板Ｓが所定の領域を一または複数回往復移動する間、基板ＳがイオンビームＩＢを横切ることで基板Ｓの被処理面ＳａがイオンビームＩＢに曝され、基板Ｓに対するイオン注入処理が施されることになる。本実施形態において、イオンビームＩＢは、イオンビームＩＢの進行方向についての断面について、鉛直方向の長さ寸法が水平方向の長さ寸法より大きいリボンビームである。尚、イオンビームＩＢの形状はこれに限定されるものではない。

【0029】

基板移送装置１０は、基板Ｓを保持するホルダ１１を備えており、基板Ｓを保持したホルダ１１を移送させることによって、処理チャンバ１０４内で基板Ｓを所定の範囲で往復直線移動させるものである。本実施形態においては、基板移送装置１０は、ホルダ１１が図１に示す第一の直線Ｌ１に沿ってホルダ側第一地点Ｐ１とホルダ側第二地点Ｐ２の間を直線的に往復移動する往復直線移動を行うように構成されている。

【0030】

より詳細には、基板移送装置１０は、ホルダ１１に連結されたホルダ側旋回部材である第一アーム１２を有し、第一アーム１２は、処理チャンバ１０４に対する位置が固定された所定の回転軸Ａ１を中心に所定の角度範囲で旋回動作可能に構成されている。そして、基板移送装置１０は、第一アーム１２を、回転軸Ａ１を中心として所定の角度範囲で旋回移動させつつ、回転軸Ａ１に向かう方向に沿って移動させることで、ホルダ１１を第一の直線Ｌ１と平行に移動させられる構成である。

【0031】

また、エンドステーション１０３は、処理チャンバ１０４に接続されたロードロック室（不図示）や基板Ｓを搬送するための搬送装置（不図示）を備えている。エンドステーション１０３は、基板移送装置１０が配置されていることを除いては、イオンビーム照射装置に一般的な構成が採用されており、その詳細な説明を省略する。

【0032】

本実施形態における基板移送装置１０は、後述するプラテン回転軸Ｒ１が常に第一の直線Ｌ１上に位置するように動作するよう構成されている。基板移送装置１０は、ホルダ側旋回部材である第一アーム１２の回転軸Ａ１中心の旋回運動と、第一アーム１２の回転軸Ａ１に向かう方向に沿った直線移動とを機械的構造によって連動させるものである。これにより、基板移送装置１０では従来必要であった複雑な制御が不要となっている。

【0033】

図１～図６において、処理チャンバ１０４内で基板Ｓを移送する方向、すなわち、第一の直線Ｌ１はＸ方向に平行であり、処理チャンバ１０４内におけるイオンビームＩＢの進行方向はＹ方向に一致している。また、図１～図６は本発明を理解することを第一の目的として作成されており、各図において各構成要素の形状や寸法比等は必ずしも一致してはいない。尚、イオンビームＩＢの進行方向とは、鉛直方向から見てイオンビームＩＢが進行する方向を指している。例えば、イオンビームＩＢがＸＹ平面についてＹ方向に平行に進行していれば、ＹＺ平面についてＺ方向について上方または下方に傾いた状態で進行しいる場合であっても、イオンビームＩＢの進行方向はＹ方向であると捉えてよい。

【0034】

次に、本実施形態における基板移送装置１０の構成について説明する。
図２は基板移送装置１０の斜視図である。図２においては、基板移送装置１０は、内部構造を示すために後述する第一支持体１３の蓋１３ｃが外された状態で示されている。また、図３は基板移送装置１０の縦断面図であり、エンドステーション１０３の内壁面１０３ａの一部、および、処理チャンバ１０４のチャンバ壁１０４ａの一部も示されている。また、本実施形態のホルダ１１はイオンビーム照射装置において広く知られた構成が採用されており、図３においてホルダ１１の内部構造は簡略化されて示されている。

【0035】

図２に示すように、基板移送装置１０は基板Ｓを保持するホルダ１１を備えている。ホルダ１１は、基板Ｓが載置される円板状のプラテン１１ａと、プラテン１１ａを動作させる駆動ユニット１１ｂを備えている。図３に示すように、駆動ユニット１１ｂの筐体内には、プラテン１１ａをプラテン回転軸Ｒ１中心に所定の角度範囲で回転動作させるプラテン駆動モータ１１ｃが配置されている。また、基板移送装置１０は、基板ＳがイオンビームＩＢを横切る間、イオンビームＩＢに対する被処理面Ｓａの向きが常に一定となるようにプラテン駆動モータ１１ｃを制御するプラテン駆動モータ制御部２９を有している。また、本実施形態におけるプラテン回転軸Ｒ１は鉛直方向であるＺ方向と平行であり、第一の直線Ｌ１およびイオンビームＩＢの進行方向に直交している。

【0036】

第一の直線Ｌ１は、ホルダ１１の設計上の移動軌跡、または、ホルダ１１に保持された基板Ｓの設計上の移動軌跡によって規定される。本実施形態においては、第一の直線Ｌ１はプラテン回転軸Ｒ１のＸＹ平面上での移動軌跡と重なるものであると規定する。換言すれば、基板移送装置１０は、プラテン回転軸Ｒ１が上面視で常に第一の直線Ｌ１上に位置するように動作するよう構成されている。

【0037】

図２に示すように、基板移送装置１０は、ホルダ１１から離れた位置に配置され、所定の回転軸Ａ１を中心として所定の範囲で往復回転動作し得る軸部材１５を備えている。軸部材１５は回転軸Ａ１がプラテン回転軸Ｒ１と平行となるように位置付けられている。

【0038】

また、基板移送装置１０は、ホルダ側旋回部材である第一アーム１２を備えている。第一アーム１２は、一端側においてホルダ１１に連結されている。また、第一アーム１２は他端側が軸部材１５に近接するように配置されている。
尚、第一アーム１２の一端側および他端側とは、互いの相対的な位置関係を規定するものである。したがって、第一アーム１２とホルダ１１が連結される位置は特定の位置に限定されるものではなく、第一アーム１２と軸部材１５の位置関係も特定の位置関係に限定されるものでなない。また、第一アーム１２の他端側が軸部材１５に近接するように配置されている状態とは、後述するホルダ側変換部材１７が第一アーム１２と軸部材１５との間に介在できるように離間している状態を指すものと捉えてもよい。

【0039】

第一アーム１２は、駆動ユニット１１ｂに連結された中空の筒状に形成された筒状部１２ａと、筒状部１２ａの他端側の上面に固定された板状部１２ｂにより構成されている。板状部１２ｂは平面視で長方形の板材により形成されており、板状部１２ｂには板厚方向に開口する開口１２ｃが形成されている。

【0040】

図２および図３に示すように、基板移送装置１０は、第一アーム１２を支持するホルダ側支持部材である第一支持体１３を備えている。第一支持体１３は、板状部１２ｂを取り囲むように位置付けられた四つの側壁１３ａ、一部の領域が板厚方向に開口した底壁１３ｂ、および蓋１３ｃにより、全体が略直方体形状で内部が中空の箱形にされている。軸部材１５は、開口１２ｃおよび底壁１３ｂに形成された開口１３ｆを通り抜けるように配置され、蓋１３ｃの下方に固定された軸受１６に回転可能に支持されている。また、第一アーム１２は、筒状部１２ａが側壁１３ａの厚さ方向に貫通するように形成された開口に挿通されるようにして配置されている。

【0041】

また、図３および図５Ａ～Ｃに示すように、第一支持体１３の内部には、対向する側壁１３ａの間をつなぐように一対の長尺状のホルダ側レール部材１４ａが筒状部１２ａの長手方向と平行になるように配置されている。より詳細には、一対のホルダ側レール部材１４ａはともに回転軸Ａ１およびプラテン回転軸Ｒ１に直交する方向である第一の方向Ｄ１に平行となるように配置されている。図５Ａ～Ｃに示すように、第一の方向Ｄ１は、プラテン回転軸Ｒ１から回転軸Ａ１に向かう方向であるが、プラテン回転軸Ｒ１はホルダ１１に連動して移動するため、第一の方向Ｄ１は回転軸Ａ１とプラテン回転軸Ｒ１によって規定される相対的な方向である。

【0042】

図３および図５Ａ～Ｃに示すように、第一アーム１２の板状部１２ｂの下面には各ホルダ側レール部材１４ａ上をスライド移動し得るホルダ側ガイド部材１４ｂが固定されている。ホルダ側レール部材１４ａとホルダ側ガイド部材１４ｂとは、第一の方向Ｄ１以外の方向への移動を互いに規制している。

【0043】

すなわち、第一支持体１３は、第一アーム１２が第一支持体１３に対して所定の範囲で第一の方向Ｄ１に沿って直線移動することを許容した状態で第一アーム１２を支持している。また、第一支持体１３は、第一アーム１２とともに回転軸Ａ１を中心に回転動作できるよう構成されている。

【0044】

図２および図３に示すように、基板移送装置１０は、軸部材１５と第一アーム１２との間に介在し、軸部材１５と第一アーム１２を連動して動作させるためのホルダ側変換部材１７を備えている。ホルダ側変換部材１７は、軸部材１５の回転軸Ａ１まわりの回転運動を第一アーム１２の第一の方向Ｄ１に沿った直線運動に変換するものである。

【0045】

基板移送装置１０におけるホルダ側変換部材１７は、ホルダ側ラックである第一ラック１７ａとホルダ側ピニオンである第一ピニオン１７ｂにより構成されるラック・アンド・ピニオンである。第一ラック１７ａは、複数の歯がつけられた長尺状の板材であり、第一アーム１２に形成された開口１２ｃの内周面に固定されている。また、第一ピニオン１７ｂは、第一ラック１７ａに形成された歯と噛み合う歯車状の部材であり、軸部材１５と一体になって回転軸Ａ１中心に回転動作し得るよう、軸部材１５ａの上方側の外周面に固定されている。尚、本発明におけるホルダ側変換部材はラック・アンド・ピニオンに限定されるものではない。

【0046】

図２に示すように、基板移送装置１０は、ホルダ１１および第一支持体１３の下方に配置され、直動側旋回部材である第二アーム２２を備える。第二アーム２２は、一端側に軸部材１５から離れた位置において回転軸Ａ１と直交する第二の方向Ｄ２に沿って所定の範囲で往復直線運動し得る直動部２１を有する。第二アーム２２の一端側を直線移動させる構成は任意であり、後述する直動ガイド２８を用いる構成に限定されるものではない。また、直動部２１は特定の構成要素によって規定されてもよく、第二アーム２２の一端側に存在し、第二の方向Ｄ２に沿って直線移動し得る点または領域として規定されてもよい。尚、本実施形態においては、第二の方向Ｄ２はＸ方向に一致させているが、これに限定されるものではない。

【0047】

また、第二アーム２２は他端側が軸部材１５に近接するように配置されている。
尚、第二アーム２２の一端側および他端側とは、互いの相対的な位置関係を規定するものである。したがって、第二アーム２２における直動部２１位置は特定の位置に限定されるものではなく、第二アーム２２と軸部材１５の位置関係も特定の位置関係に限定されるものでなない。また、第二アーム２２の他端側が軸部材１５に近接するように配置されている状態とは、後述する直動側変換部材２７が第二アーム２２と軸部材１５との間に介在できるように離間している状態を指すものと捉えてもよい。

【0048】

基板移送装置１０は、第二アーム２２を支持する直動側支持部材である第二支持体２３を備える。本実施形態においては、第二支持体２３は板材により構成されているが、第一支持体１３と同様に、内部に第二アーム２２を収容する箱状に形成されていてもよい。

【0049】

図３および図４Ａ～Ｃに示すように、第二支持体２３の下面には一対の長尺状の直動側レール部材２４ａが、直動部２１から回転軸Ａ１に向かう第三の方向Ｄ３と平行となるように配置されている。第三の方向Ｄ３は、回転軸Ａ１と直線移動する直動部２１によって規定せれる相対的な方向である。また、第二アーム２２他端側の上面には各直動側レール部材２４ａ上をスライド移動し得る直動側ガイド部材２４ｂが固定されている。直動側レール部材２４ａと直動側ガイド部材２４ｂとは、互いに第三の方向Ｄ３以外の方向への移動を互いに規制している。

【0050】

すなわち、第二支持体２３は、第二アーム２２が第二支持体２３に対して所定の範囲で第三の方向Ｄ３に沿って直線移動することを許容した状態で第二アーム２２を支持している。また、第二支持体２３は、第二アーム２２とともに回転軸Ａ１中心に回転動作する。

【0051】

また、図２および図３に示すように、第一支持体１３と第二支持体２３との間には中空で円筒形状の連結部材１８が配置されている。第一支持体１３と第二支持体２３と連結部材１８とは、一体となって回転軸Ａ１まわりに回転動作するように互いに固定されている。また、第一支持体１３と連結部材１８と第二支持体２３とは予めすべてまたは一部が一体に形成されたものであってもよい。

【0052】

図２に示すように、基板移送装置１０は、第二アーム２２の直動部２１を直線移動させるための直動ガイド２８を備える。図３に示すように、直動ガイド２８は、処理チャンバ１０４のチャンバ壁１０４ａの外側に固定部材１０４ｂを介して固定されている。直動ガイド２８は、ガイドレール２８ａと、ガイドレール２８ａ上を一方向にスライド移動し得るガイドブロック２８ｂにより構成されている。ガイドレール２８ａは第二の方向Ｄ２に沿って配置されており、これによってガイドブロック２８ｂは第二の方向Ｄ２に沿って直線移動し得る構成とされている。

【0053】

本実施形態の基板移送装置１０においては、ガイドブロック２８ｂは、ボールねじ２５により駆動される。図３に示すように、ボールねじ２５は、ねじ軸２５ａとねじ軸２５ａ上を直線移動するナット２５ｂを備えている。ねじ軸２５ａは、ガイドレール２８ａに沿って、すなわち第二の方向Ｄ２に沿って配置されている。

【0054】

また、図２に示すように、基板移送装置１０は、ボールねじ２５を駆動させる駆動力を発生させる回転モータである駆動源３０を備える。本実施形態においては、駆動源３０は、まずボールねじ２５を駆動させるものであるが、駆動源３０は結果として駆動力が第二支持体２３に伝えられて第二支持体２３を回転動作させるものであればよい。また、第一支持体１３と第二支持体２３は一体となって動作するよう構成されていることから、駆動源３０は、直接または間接的に、第一支持体１３または第二支持体２３に駆動力を伝えるものとして捉えてよい。

【0055】

また、ガイドブロック２８ｂには、円柱状の直動軸部材２０が固定されている。直動軸部材２０は上方の端部がガイドブロック２８ｂに固定され、ガイドブロック２８ｂと一体に第二の方向Ｄ２に沿って直線移動し得る構成とされている。また、直動軸部材２０の下方側の端部は、軸受２６を介して第二アーム２２の一端側に配置されている。

【0056】

したがって、ガイドブロック２８ｂがガイドレール２８ａ上を直線移動すると、直動軸部材２０に連動しての直動部２１も第二の方向Ｄ２に直線移動することになる。ここで、直動軸部材２０は軸受２６によって相対的に回転動作可能に支持されており、直動部２１が直線移動すると第二アーム２２は、第二アーム２２の他端側を回転軸Ａ１に対して位置をずらしながら、回転軸Ａ１中心に旋回移動するように動作する。尚、本実施形態における直動部２１は、第二アーム２２における直動軸部材２０が支持されている領域と捉えてよい。

【0057】

図２および図３に示すように、基板移送装置１０は、軸部材１５と第二アーム２２との間に介在し、軸部材１５と第二アーム２２を連動して動作させるための直動側変換部材２７を備えている。直動側変換部材２７は、第二アーム２２の第二支持体２３に対する直線運動を軸部材１５の回転軸Ａ１まわりの回転運動に変換するものである。

【0058】

直動側変換部材２７は、直動側ラックである第二ラック２７ａと直動側ピニオンである第二ピニオン２７ｂにより構成されるラック・アンド・ピニオンである。第二ラック２７ａは、複数の歯がつけられた長尺状の板材であり、第二アーム２２の他端側に形成された開口２２ｃの内周面に固定されている。また、第二ピニオン２７ｂは、第二ラック２７ａに形成された歯と噛み合う歯車状の部材であり、軸部材１５と一体になって回転軸Ａ１中心に回転動作し得るよう、軸部材１５の下方側の外周面に固定されている。尚、本発明における直動側変換部材はラック・アンド・ピニオンに限定されるものではない。

【0059】

図３に示すように、基板移送装置１０においては、筒状部１２ａと側壁１３ａとの間には第一シール部材１３ｄが配置されている。第一シール部材１３ｄは、筒状部１２ａが相通されている側壁１３ａの開口を通じてエンドステーション１０３内の空気が処理チャンバ１０４内に流入することを防止するものである。また、連結部材１８とチャンバ壁１０４ａの間には、第二シール部材１３ｅが配置されており、連結部材１８とチャンバ壁１０４ａとの間から処理チャンバ１０４内に空気が流入することを防止している。

【0060】

すなわち、イオンビーム照射装置１００においては、基板移送装置１０は、ホルダ１１と側壁１３ａの外側に位置する筒状部１２ａの一部のみが内部を高真空状態とされた処理チャンバ１０４内に位置付けられている。一方、基板移送装置１０のホルダ１１と側壁１３ａの外側に位置する筒状部１２ａの一部を除く各構成要素は、第一支持体１３および連結部材１８によって処理チャンバ１０４から隔離されており、エンドステーション１０３内の大気圧下に置かれた状態とされている。したがって、基板移送装置１０が動作した場合であっても処理チャンバ１０４内の真空度に影響を与えることがない。また、基板移送装置１０の動作にともなってパーティクルが発生した場合であっても、当該パーティクルが処理チャンバ１０４内に流入することが防止される。

【0061】

図３に示すように、第一支持体１３とホルダ１１の内部には、ホルダ１１の内部に配置された装置を駆動させるための電源ケーブルや信号線である電気ケーブル１１ｄ、および、ホルダ１１を冷却するための冷媒が流動する管１１ｅが基板移送装置１０の外部から導入されている。また、図２および図３に示すように、プラテン駆動モータ１１ｃを制御する信号をプラテン駆動モータ制御部２９からプラテン駆動モータ１１ｃに伝える信号線であるプラテン駆動信号線１１ｆもまた第一支持体１３の内部を通過してホルダ１１に至るように配置されている。

【0062】

図３に示すように、連結部材１８は、処理チャンバ１０４の外側に位置する領域において、連結部材１８の側壁の一部を切り欠くようにして形成された配策用開口１８ａを有する。電気ケーブル１１ｄ、管１１ｅ、およびプラテン駆動信号線１１ｆは束ねられた状態で、配策用開口１８ａを通じて箱状の第一支持体１３の内部に導かれ、筒状部１２ａの内部空間ＩＳを通じてホルダ１１内に至るよう配策されている。電気ケーブル１１ｄ、管１１ｅ、プラテン駆動信号線１１ｆは、基板移送装置１０の内部空間を通過させてホルダ１１に導かれるため、イオンビームＩＢに曝されず、電気ケーブル１１ｄ、管１１ｅ、プラテン駆動信号線１１ｆの劣化および損傷が抑制される。

【0063】

基板移送装置１０は、ボールねじ２５のナット２５ｂがねじ軸２５ａを所定の範囲で往復動作するように駆動源３０を制御することで、直動部２１は直動側第一地点Ｑ１と直動側第二地点Ｑ２の間を往復移動するように構成されている。本実施形態では、直動部２１は、図２および図４Ａ～図Ｃに示された第二の直線Ｌ２上を移動する。

【0064】

図４Ａに示すように、直動部２１が直動側第一地点Ｑ１に位置するときに、駆動源３０から駆動力が発生させると、ボールねじ２５が駆動して直動軸部材２０が動き始めるのに連動し、直動部２１が第二の方向Ｄ２に移動し始める。すると、第二アーム２２が第二支持体２３に対して第三の方向Ｄ３に移動しつつ、回転軸Ａ１を中止に旋回動作し始める。このとき、第二ラック２７ａが回転軸Ａ１に対して第三の方向Ｄ３に移動しながら第二ピニオン２７ｂを回すように動作し始め、第二アーム２２は回転軸Ａ１中心に旋回するように運動し始める。同時に第二ピニオン２７ｂとともに、軸部材１５も回転軸Ａ１を中心に回転動作し始める。

【0065】

その後、図４Ｂに示すように、直動部２１が直動側第一地点Ｑ１と直動側第二地点Ｑ２の中間地点である直動側中間地点Ｑ３に到達すると、第二ラック２７ａは回転軸Ａ１に対する移動方向を反転させた後、再び第二ラック２７ａが第二ピニオン２７ｂを先ほどとは反対方向に回すように運動し始める。そして、図４Ｃに示すように、直動部２１が直動側第二地点Ｑ２に到達すると、直動部２１は移動方向を反転させて、再び直動側第一地点Ｑ１に戻るよう運動する。

【0066】

また、直動部２１が直動側第一地点Ｑ１から直動側第二地点Ｑ２に至る間、第二アーム２２は回転軸Ａ１中心の旋回動作を行う。この第二アーム２２の旋回動作は直動側レール部材２４ａと直動側ガイド部材２４ｂを介して第二支持体２３に伝えられ、第二支持体２３が、直動部２１の直線移動に連動して回転軸Ａ１中心の旋回動作を行うことになる。

【0067】

より詳細には、第二アーム２２が旋回動作するのに伴い、第二アーム２２に固定された直動側ガイド部材２４ｂが直動側レール部材２４ａ上をスライド移動しつつ、直動側レール部材２４ａを旋回動作させる。その結果、直動側レール部材２４ａが固定された第二支持体２３が回転軸Ａ１中心に回転動作することになる。
尚、直動部２１が直動側第二地点Ｑ２から直動側第一地点Ｑ１に移動する際の第二アーム２２およびの第二支持体２３の動作は、直動側第一地点Ｑ１から直動側第二地点Ｑ２に至る場合と反対の動きとなるため説明を省略する。

【0068】

前述の第二アーム２２およびの第二支持体２３の動作は、第一アーム１２およびの第一支持体１３の動作に反映される。
直動部２１が直動側第一地点Ｑ１に位置するとき、ホルダ１１はホルダ側第一地点Ｐ１に位置する。直動部２１が直動側第一地点Ｑ１から移動し始めると、図５Ａに示すように、第一支持体１３は、第二支持体２３と一体に回転軸Ａ１中心に回転し始める。

【0069】

一方、軸部材１５が回転し始めることで、第一ピニオン１７ｂが回転し、第一ラック１７ａを第一の方向Ｄ１に移動させることで、第一アーム１２が第一支持体１３に対して第一の方向Ｄ１に移動し始める。つまり、ホルダ１１が第一の方向Ｄ１に沿って回転軸Ａ１に近づくように移動し始める。また、基板Ｓの被処理面ＳａのイオンビームＩＢに対する向きを一定にするよう、プラテン駆動モータ１１ｃによって駆動されることで、プラテン１１ａをプラテン回転軸Ｒ１まわりに回転動作し始める。

【0070】

その後、直動部２１が直動側中間地点Ｑ３に到達すると、図５Ｂに示すようにホルダ１１はホルダ側中間位置Ｐ３に到達する。このとき前述のように軸部材１５の回転方向が反転するのに伴い、第一ピニオン１７ｂの回転方向も反転し、第一ラック１７ａを移動させる向きを変えて動作し始める。つまり、ホルダ１１が第一の方向Ｄ１に沿って回転軸Ａ１から離れるように移動し始める。そして、直動部２１が直動側第二地点Ｑ２に到達すると同時に、図５Ｃに示すように、ホルダ１１はホルダ側第二地点Ｐ２に到達する。

【0071】

そして、直動部２１が直動側第二地点Ｑ２から直動側第一地点Ｑ１に向かって移動するのに連動して、ホルダ１１がホルダ側第二地点Ｐ２からホルダ側第一地点Ｐ１に移動する。このようにホルダ１１がホルダ側第一地点Ｐ１とホルダ側第二地点Ｐ２との間を移動することで、ホルダ１１に保持された基板ＳがイオンビームＩＢを横切るように移送され、被処理面ＳａがイオンビームＩＢに曝されることになる。

【0072】

このように、基板移送装置１０においては、直動部２１が第二の方向Ｄ２に直線移動するのに連動して第二支持体２３と第一支持体１３とが一体となって回転軸Ａ１中心に回転動作する。同時に、直動部２１が第二の方向Ｄ２に直線移動するのに連動し、第二アーム２２が第二支持体２３に対して相対的に直線移動すると、直動側変換部材２７を介して軸部材１５が回転動作し、この軸部材１５の回転動作がホルダ側変換部材１７を介して第一アーム１２に伝えられ、第一アーム１２が第一支持体１３に対して相対的に直線移動する。

【0073】

仮に、直動部２１が、直動部２１と回転軸Ａ１との距離を変えずに回転軸Ａ１中心に旋回移動すると、直動部２１は図４Ａ～図４Ｃに示す回転軸Ａ１を中心とした第一の円弧Ｃ１を軌跡とする移動を行う。つまり、第二アーム２２は、第一の円弧Ｃ１上を動こうとする直動部２１が常に第二の直線Ｌ２上に位置するように第二支持体２３に対して直線移動していると捉えることができる。簡単に言えば、基板移送装置１０においては、直動部２１が第二の方向Ｄ２に沿って直線移動するのに伴って、第二アーム２２が回転軸Ａ１を中心にして旋回しつつ第一の円弧Ｃ１の法線方向に移動するように動作するよう構成されている。

【0074】

一方、仮に第一アーム１２が第一支持体１３に対して直線移動できなければ、ホルダ１１は、図５Ａ～図５Ｃに示す第二の円弧Ｃ２を軌跡とする回転軸Ａ１中心の往復旋回移動を行うことになる。したがって、プラテン回転軸Ｒ１が第一の直線Ｌ１上に位置するように第一アーム１２を第二の円弧Ｃ２の法線方向に適切に移動させることによって、ホルダ１１を第一の直線Ｌ１に沿って直線移動させることができる。

【0075】

ここで、第一アーム１２の第一支持体１３に対する変位量と、第二アーム２２の第二支持体２３に対する変位量とはともに軸部材１５の回転角度に依存する。したがって、第一アーム１２の第一支持体１３に対する変位量は、第二アーム２２の第二支持体２３に対する変位量に依存することになる。第二アーム２２は、直動部２１が常に第二の直線Ｌ２上に位置するよう、第二アーム２２の第二支持体２３に対して変位するものであるから、第一アーム１２もホルダ１１が常に同一直線上にあるように変位する。すなわち、基板移送装置１０の構成によれば、一つの駆動源３０によってホルダ１１を往復直線運動させることができる。その結果、従来必要であった二つのモータを連動させる複雑な制御が不要となる。

【0076】

また、前述のように、第二アーム２２が回転軸Ａ１中心に旋回移動しつつ、直動部２１が第二の直線Ｌ２上に位置するよう第二の円弧Ｃ２の法線方向に移動していると捉えることができる。さらに、直動部２１の動作に連動し、第一アーム１２が、回転軸Ａ１中心に旋回移動しつつ、ホルダ１１が第一の直線Ｌ１に沿って直線移動するよう第二の円弧Ｃ２の法線方向に移動していると捉えることができる。すなわち、内部を高真空状態とされた処理チャンバ１０４内のおけるホルダ１１および第一アーム１２の動作が、処理チャンバ１０４の外側で大気圧下に置かれた直動部２１および第二アーム２２の動作にそれぞれ対応する。簡単に言えば、基板移送装置１０は、処理チャンバ１０４の外部に配置された構成要素から成る機構の動作が、処理チャンバ１０４内に配置された構成要素からなる機構の動作として再現されるものである。

【0077】

したがって、処理チャンバ１０４の外部における直動部２１または第二アーム２２の位置または動作を検出することで、処理チャンバ１０４内のホルダ１１または第一アームの位置または動作を検出できることになる。例えば、直動部２１の位置を検出するセンサを配置し、当該センサの検出結果を用いれば、処理チャンバ１０４内でのホルダ１１の位置を算出することができる。これにより、例えば、メンテナンス作業等によりイオンビーム照射装置１００の電源を停止した後、再び電源を入れて稼働させる場合であっても、直動部２１の位置を検出することにより、ホルダ１１の処理チャンバ１０４内での位置を算出することができる。

【0078】

また、ホルダ１１、第一アーム１２、直動軸部材２０、第二アーム２２、直動ガイド２８は、機械的構造によって互いに連動して動作するよう構成されている。したがって、処理チャンバ１０４の外部にある直動軸部材２０、第二アーム２２、またはガイドブロック２８ｂの位置または姿勢を検出することで、検出時において基板移送装置１０の各構成要素がイオンビーム照射装置１００に対してどのような位置または姿勢であるのかを算出することも可能である。つまり、イオンビーム照射装置１００の再稼働に要する時間を削減できることもできる。また、処理チャンバ１０４の外部ある構成要素を監視することで、高真空の処理チャンバ１０４内にセンサ等を配置することなくホルダ１１の動作を監視することができる。

【0079】

また、イオンビームＩＢに対する被処理面Ｓａの向きを一定にするため、プラテン１１ａをプラテン回転軸Ｒ１まわりに変位させている。ここで、イオンビームＩＢに対する被処理面Ｓａの向きを一定にするために所定期間でプラテン１１ａがプラテン回転軸Ｒ１まわりに変位する角度は、当該期間で直動軸部材２０が軸受２６に対して変位する相対角度に一致する。したがって、プラテン駆動モータ制御部２９が、直動軸部材２０の軸受２６に対するずれ量を検出した結果を使用してプラテン駆動モータ１１ｃを駆動することで、被処理面ＳａのイオンビームＩＢに対する向きを高精度で一定にしたまま基板Ｓを一方向に移動させることができる。尚、プラテン駆動モータ制御部２９は、軸部材１５の回転動作を検出してプラテン駆動モータ１１ｃを制御してもよく、前述の構成に限定されるものではない。また、

【0080】

また、直動部２１とホルダ１１の動作は相関するため、直動部２１を等速直線運動させることで、ホルダ１１を等速直線運動させることができる。基板移送装置１０は、ボールねじ２５を採用しており、ナット２５ｂが等速直線運動するように駆動源３０を制御することは一般に容易である。したがって、基板移送装置１０は、所定の領域でホルダ１１を容易に等速直線運動させることが可能である。つまり、基板移送装置１０においては、ホルダ１１に保持された基板ＳがイオンビームＩＢを等速で一方向に横切るように制御することが容易である。尚、ホルダ１１は基板Ｓが少なくともイオンビームＩＢを横切る間だけ等速直線移動していればよく、ホルダ側第一地点Ｐ１とホルダ側第二地点Ｐ２の間を常に等速で移動する必要はない。

【0081】

基板移送装置１０は、回転軸Ａ１がイオンビームＩＢの進行方向と直交し、第一アーム１２が回転軸Ａ１に垂直な面に沿って往復旋回移動するよう構成されている。基板移送装置１０においては、プラテン駆動モータ１１ｃによってプラテン回転軸Ｒ１を駆動させることで、プラテン１１ａが常にイオンビームＩＢに向けるように構成されている。また、プラテン回転軸Ｒ１はプラテン駆動モータ１１ｃによって駆動されているが、ホルダ１１と第一支持体１３とを機械的構造によって連動させることで、プラテン回転軸Ｒ１中心に回転動作させてもよい。

【0082】

また、基板移送装置１０は、軸部材１５が所定角度回転した場合の第二ラック２７ａの変位量と第一ラック１７ａの変位量の比と、直動部２１から回転軸Ａ１までの距離とプラテン回転軸Ｒ１から回転軸Ａ１までの距離の比とが一致するように構成されている。この構成によれば、直動部２１の位置とプラテン回転軸Ｒ１の位置が相関することになり、例えば直動部２１の第二の直線Ｌ２上での位置を検出することで、プラテン１１ａの第一の直線Ｌ１上の位置が分かるようになる。したがって、この構成によれば、プラテン回転軸Ｒ１中心にプラテン１１ａを回転させるためのプラテン駆動モータ１１ｃの制御が容易となる。尚、軸部材１５が所定角度回転した場合の第二ラック２７ａの変位量と第一ラック１７ａの変位量の比は１対１である必要はなく、任意に設定すればよい。

【0083】

また、基板移送装置１０は、直動軸部材２０、第二アーム２２、第二支持体２３、軸部材１５、第一アーム１２、第一支持体１３、およびホルダ１１は互いに機械的構造によって連動するよう構成されている。したがって、駆動源３０が停止している場合でも、直動軸部材２０、第二アーム２２、第二支持体２３、軸部材１５、第一アーム１２、第一支持体１３、または、ホルダ１１のいずれかに外力を加えて動作させれば前述と同一の動作を行う。

【0084】

仮に従来のように第一アーム１２がモータに駆動されて伸縮する構成であるとすると、イオンビーム照射装置１００の運転を停止して処理チャンバ１０４内で清掃やメンテナンス作業等を行う場合には、第一アーム１２を手動で伸縮させる必要がある。また、第一アーム１２を伸縮させずに第一アーム１２を旋回させると、ホルダ１１が処理チャンバ１０４内の内壁や構造物に衝突するおそれがある。つまり、ホルダ１１を退避させて作業を行う際には、作業者が人力で第一アーム１２を旋回移動させつつ、第一アーム１２を伸縮させる必要がある。

【0085】

これに対し、基板移送装置１０を用いたイオンビーム照射装置１００においては、機械的構造によって、第一アーム１２が動作しつつホルダ１１が第一の直線Ｌ１に沿って移動するように構成されている。したがって、作業者は、ホルダ１１または第一アーム１２に対して一方向に外力を加えることのみによって、ホルダ１１を第一の直線Ｌ１に沿って移動させることができる。つまり、イオンビーム照射装置１００の運転を停止した状態で作業者が処理チャンバ１０４内で作業を行う場合であっても、ホルダ１１が処理チャンバ１０４内にある構造物やチャンバ壁１０４ａ等に接触するおそれがなく、作業性が良い。

【0086】

本実施形態においては、ボールねじ２５を駆動させることで直動軸部材２０を介して直動部２１を直線移動させているが、直動部２１を直線移動させる構成はこれに限定されるものではない。例えば、駆動源３０をリニアモーターにより構成し、当該リニアモーターの駆動によって直動軸部材２０または第二アーム２２を駆動させることにより、直動部２１が第二の方向に直線移動する構成としてもよい。また、直動部２１がタイミングベルトによって駆動される構成として、駆動源３０が当該タイミングベルトを駆動させることで、直動部２１を介して直動部２１が第二の方向Ｄ２に直線移動する構成としてもよい。

【0087】

次に本発明の第二実施形態である基板移送装置５０について説明する。
第一実施形態における基板移送装置１０と基板移送装置５０の主な相違点は駆動源３０からの駆動力の伝えられ方にある。基板移送装置５０が有する基板移送装置１０と共通する構成要素については、第一実施形態と同一の符号を付与し、その説明を省略する。また、基板移送装置５０の断面図である図６には示されていないが、基板移送装置５０が、基板移送装置１０と同一の配置で、電気ケーブル１１ｄ、管１１ｅ、プラテン駆動信号線１１ｆ、およびプラテン駆動モータ制御部２９を備えている。

【0088】

図６に示すように、基板移送装置５０は、駆動源３０からの駆動力が回転動作伝達ユニット３１を介してまず第二支持体２３に伝えられる。したがって、基板移送装置５０は、基板移送装置１０と異なり、ボールねじ２５を備えてはいない。

【0089】

また、基板移送装置５０は、直動側第一地点Ｑ１および直動側第二地点Ｑ２の間における直動部２１の位置を測定し得るセンサ５１を備える。センサ５１は、ガイドレール２８ａに対するガイドブロック２８ｂの位置を検出しているが、センサ５１は実質的に直動部２１の位置を検出できるものであればよい。また、センサ５１の検出結果は駆動源３０を制御する制御部３２に送られ、この検出結果を基に駆動源３０は制御される。

【0090】

基板移送装置５０においては、駆動源３０の駆動力はまず第二支持体２３を回転動作させるが、直動軸部材２０、第二アーム２２、第二支持体２３、軸部材１５、第一アーム１２、第一支持体１３、およびホルダ１１は互いに機械的構造によって連動するよう構成されている。したがって、基板移送装置５０においても、直動軸部材２０、第二アーム２２、第二支持体２３、軸部材１５、第一アーム１２、第一支持体１３、およびホルダ１１は基板移送装置１０と同様の機構で動作する。つまり、ホルダ１１は第一の直線Ｌ１を往復直線移動するように動作し、基板移送装置５０は基板移送装置１０と同様の効果を奏するものである。

【0091】

また、本発明は前記実施形態および前記変形例に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0092】

ＩＢ イオンビーム
Ｓ 基板
ＩＳ 内部空間
Ｌ１ 第一の直線
Ｌ２ 第二の直線
Ｄ１ 第一の方向
Ｄ２ 第二の方向
Ｄ３ 第三の方向
Ａ１ 第一の軸
Ｒ１ プラテン回転軸
Ｐ１ ホルダ側第一地点
Ｐ３ ホルダ側中間位置
Ｑ１ 直動側第一地点
Ｑ２ 直動側第二地点
１００ イオンビーム照射装置
１０ 基板移送装置
１１ ホルダ
１２ 第一アーム（ホルダ側旋回部材）
１３ 第一支持体（ホルダ側支持部材）
１５ 軸部材
１７ ホルダ側変換部材
１７ａ 第一ラック（ホルダ側ラック）
１７ｂ 第一ピニオン（ホルダ側ピニオン）
２１ 直動部
２２ 第二アーム（直動側旋回部材）
２３ 第二支持体（直動側支持部材）
２５ ボール螺子
２７ 直動側変換部材
２７ａ 第二ラック（直動側ラック）
２７ｂ 第二ピニオン（直動側ピニオン）
２８ 直動ガイド
２９ プラテン駆動モータ制御部
３０ 駆動源
３１ 回転動作伝達ユニット
５０ 基板移送装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6】