JP2010040945A - 真空処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ケーブル類からのガスの発生の問題をなくし、また、真空室の真空状態を確保しつつ真空室外から真空室内の可動部の位置を検出することができる真空処理装置を提供する。
【解決手段】センサヘッド３２により支持台４等の位置情報を検出し、送信機９５により位置情報を光信号Ｌ１、Ｌ２及びＬ３に変換し透光部１１３ｂを介して真空室１外の受信機８１に出射し、受信機８１で光信号Ｌ１、Ｌ２及びＬ３を受信しドライバ／電源ユニット８で位置情報に変換することができる。つまり、真空室１外から支持台４等の位置情報を検出するために、真空室１の隔壁１１に貫通孔を形成して位置情報を送信するためのケーブルをこの貫通孔を介して真空室１外へ導出したり、真空室１内に敷設したりする必要がない。従って、ケーブル類からのガスの発生の問題をなくし、真空室１の真空状態を確保しつつ真空室１外から真空室１内の支持台４等の位置を検出できる。
【選択図】図７

Description

本発明は、真空室内で半導体ウエハ基板、ガラス基板等の被処理体を搬送したり、その他処理したりする真空処理装置に関する。

従来から、半導体基板等の被搬送物を搬送する装置として、真空容器内でリニアモータにより移動可能な可動部が設けられたものが提案されている。この真空容器内搬送装置の可動部は、可動部の位置を検出するためのリニアスケールを備える。この装置に配置された位置検出センサは、このリニアスケールの位置情報を検出し、検出信号を可動部外に配線等を介して出力する。可動部外に配置された制御部は、この検出信号を受信し、可動部の位置を検出している（例えば、特許文献１の図６参照。）。

また、真空容器内搬送装置が、可動部の位置を検出するための変位センサを真空容器外に備える技術も開示されている。これにより、真空容器の外側から変位センサにより可動部の位置を検出している（例えば、特許文献２の図１参照。）。

特開平６−１７９５２４号公報 特開２００３−３３２４０４号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術では、真空容器内にそのような配線類が置かれると、真空度によっては配線に用いられる被覆用の樹脂等からガスが発生し、被搬送物等の被処理体に悪影響を与える。

一方、位置検出センサから延びる配線類が真空容器内で気密構造のダクトで覆われ、そのダクト内が大気圧状態とされることで、上記ガスの発生の問題を解決することも考えられる。この場合、ダクトは真空容器を構成する隔壁の固定側と、移動体の移動側との間に設けられるため、ダクトは伸縮性のある構造、例えば蛇腹またはアーム構造等の可動性のものを採用しなければならず、真空容器を構成する隔壁の固定側でのシール性が重要となる。

また、上記特許文献２の技術では、真空容器の隔壁の外側に変位センサを設けるために、隔壁に貫通孔が形成され、貫通孔内にＯリングや薄肉キャップが挿入され、薄肉キャップに変位センサが収容されている。このため、Ｏリングや薄肉キャップにより隔壁の貫通孔を塞ぎ真空容器内の真空状態を確保する必要がある。しかしながら、薄肉キャップと貫通孔との密着性を確保することが難しく、真空容器内のシール性を確保することが困難である。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、可動部の位置を検出するセンサーの出力を真空室外部に伝送するための配線類を真空室内から排除して、ガスの発生の回避、並びに真空室の気密性確保を図ることのできる真空処理装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る真空処理装置は、真空室と、可動部と、位置情報検出手段と、第１の変換手段と、第１の発信手段と、第１の受信手段と、第２の変換手段とを有する。上記真空室は、電磁波を透過可能な第１の透過部を有する。上記可動部は、上記真空室内で移動可能である。上記位置情報検出手段は、上記真空室内に設けられ、上記可動部の可動域での位置情報を検出する。上記第１の変換手段は、上記可動部内に設けられ上記位置情報を第１の電磁波信号に変換する。上記第１の発信手段は、上記第１の変換手段により得られた上記第１の電磁波信号を上記第１の透過部を通じて上記真空室外に発信する。上記第１の受信手段は、上記第１の透過部を介して上記第１の電磁波信号を受ける。上記第２の変換手段は、上記第１の受信手段により受けた第１の電磁波信号を変換する。

本発明では、位置情報検出手段により可動部の位置情報を検出し、第１の変換手段により位置情報を第１の電磁波信号に変換し、第１の発信手段によりこの第１の電磁波信号を第１の透過部を通じて真空室外に射出し、第１の受信手段で第１の電磁波信号を受け、第２の変換手段により第１の電磁波信号を変換することができる。つまり、真空室内に位置情報を検出するためのケーブルを敷設したり、真空室の壁に貫通孔を形成して位置情報を送信するためのケーブルをこの貫通孔を介して真空室外へ導出したり、真空室の壁に貫通孔を形成して真空状態を確保しつつ位置検出手段をこの貫通孔に挿入したりする必要がない。従って、ケーブル類からのガスの発生の問題をなくし、また、真空状態を確保しつつ真空室外から真空室内の可動部の位置情報を検出することができる。このとき、第１の変換手段が変換した可動部の位置情報を含む第１の電磁波信号は、指向性に優れているので、搬送距離が長くなったときにも対応することができる。

上記真空室は、上記可動部を挟んで上記第１の透過部に対向する第２の透過部を有し、当該真空処理装置は、上記第１の変換手段により得られた上記第１の電磁波信号を上記第２の透過部を通じて上記真空室外に発信する第２の発信手段と、上記第２の透過部を介して上記第２の電磁波信号を受ける第２の受信手段と、上記第２の受信手段により受けた第２の電磁波信号を変換する第３の変換手段とを更に具備するようにしてもよい。
これにより、第２の発信手段により、可動部が移動する方向で第１の電磁波信号と反対向きに第２の電磁波信号を発信し、第２の受信手段により第２の電磁波信号を受け、第３の変換手段により第２の電磁波信号を変換することができる。従って、例えば可動部が移動する方向の移動距離が長いときでも、少なくとも一方の電磁波信号を用いて位置情報を正確に変換することができる。

上記第２の変換手段により得られた位置情報または上記第３の変換手段により得られた位置情報に基づき、上記第１の受信手段と上記第２の受信手段のうち、受けた上記電磁波信号の伝送距離が短い方の受信手段を判断し、この受信手段に対応する上記変換手段の出力を有効な位置情報として判定する判定手段を更に具備するようにしてもよい。
これにより、可動部の移動方向での位置に応じて、より正確な位置情報を変換することができる。

上記可動部の可動域に対応して上記可動部の位置情報を検出するための指標情報が設けられたスケールと、上記可動部と一体的に移動可能に設けられ上記スケールの上記指標情報を読取り上記位置情報を検出する検出部とを有するようにしてもよい。
これにより、可動部が移動するときに真空室内の検出部により真空室内のスケールの指標情報を読取ることができるので、検出部を配置するための貫通孔を真空室の壁に形成する必要がなく、真空室の真空状態を確保することができる。

以上のように、本発明によれば、可動部の位置を検出するセンサーの出力を真空室外部に伝送するための配線類を真空室内から排除して、ガスの発生の回避、並びに真空室の気密性確保を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る真空処理装置として、真空室１内で被処理体を搬送する真空搬送装置を示す斜視図である。図２は、その真空搬送装置の断面図であり、図３は、その概略的な平面図である。

真空搬送装置１００は、真空室１、搬送ロボット１０、支持台４、リニアモータ５、リニアセンサ３、電力供給機構２、受信機８１及びドライバ／電源ユニット８を備える。

搬送ロボット１０は、真空室１内に配置された、半導体ウエハや液晶ディスプレイに用いられるガラス基板等の図示しない被処理体を処理する処理ユニットとして機能する。支持台４は、搬送ロボット１０をその下方側から支持する。リニアモータ５は、支持台４を真空室１内で移動させる。リニアセンサ３はリニアモータ５の駆動制御に用いられる。電力供給機構２は、搬送ロボット１０の駆動源に電力を供給する。受信機８１は、リニアセンサ３により検出された検出信号を受信する。ドライバ／電源ユニット８は、真空室１外に設けられ、受信機８１で受信した信号に基づきリニアモータ５の駆動を制御し、また、電力供給機構２に接続される電源等を有する。

真空室１は、その真空室１の内外を区画する隔壁１１を有する。真空室１は図示しない真空ポンプに接続され、隔壁１１内で減圧状態を維持することが可能となっている。その真空度は、真空搬送装置１００に接続される他の処理装置２００の真空度と実質的に同じになるように設定される。隔壁１１は、実質的に直方体形状でなり、上面１１１と、搬送ロボット１０の移動方向（Ｙ軸方向）で対面する前面１１２及び背面１１３と、その移動方向と直交する方向（Ｘ軸方向）で対面する側面１１４及び１１５と、隔壁１１内に突出した凸部１１６ａを有する底部１１６とを有する。隔壁１１の底部１１６の凸部１１６ａには、その長手方向に沿ってリニアモータ５が敷設されており、搬送ロボット１０はそのリニアモータ５の長手方向に沿ってＹ軸方向に移動可能となっている。

図３に示すように、真空搬送装置１００は、典型的には、蒸着装置、プラズマエッチング装置、ロードロック室等、半導体製造プロセスで用いられる図示しない処理装置２００に接続されて使用され得る。

一例として、図３に示すように、隔壁１１の前面１１２、側面１１５及び背面１１３に、その真空処理装置２００がそれぞれ接続されるとする。この場合、搬送ロボット１０が、被処理体を、それらの開口１１２ａ、１１５ａ及び１１３ａを介して処理装置２００に搬入したり、処理装置２００から搬出したりする。真空搬送装置１００に接続される処理装置２００が１つの場合もあり得る。なお、開口１１５ａ等は図示しないゲートバルブにより開閉されるようになっている。

支持台４は、隔壁１１の底部１１６の形状に対応する形状でなり、上段部４１と下段部４２とを有する。

支持台４の上段部４１には、搬送ロボット１０の駆動部が収容された駆動ボックス９１が載置されている。この駆動ボックス９１は、ケーブルダクト９２を介して、下段部４２の表面に載置されたコントローラボックス９に接続されている。駆動ボックス９１内、ケーブルダクト９２内及びコントローラボックス９内は気密に連通している。これらの駆動ボックス９１、ケーブルダクト９２及びコントローラボックス９等の容器内の圧力は実質的に大気圧になるように維持される。

駆動ボックス９１内に収容された駆動部は、搬送ロボット１０を駆動するための図示しないモータ、その他の機構等で構成される。搬送ロボット１０は、伸縮する多関節アームとこのアームの端部に設けられ被処理体を保持する保持部（ハンド）とを有するものが用いられる。しかし、搬送ロボット１０はこのような形態に限られず、多関節アームを有していないが被処理体を保持する保持部を有するものであってもよい。駆動ボックス９１内の駆動部は、搬送ロボット１０のアームを伸縮させたり、搬送ロボット１０を旋回させたりすることで、真空室１に接続された他の処理装置２００にアクセスすることが可能となっている。

支持台４の下段部４２の裏面側には、リニアガイド７がＸ軸方向で対称に２つ設けられている。リニアガイド７は、隔壁１１の底部１１６にＹ軸方向に沿って敷設されたガイドレール７１と、支持台４の下段部４２の裏面に取り付けられた、ガイドレール７１に係合してスライドする被ガイド体７２とをそれぞれ有する。

図２に示すように、下段部４２の裏面側には磁気軸受ユニット６がＸ軸方向で対称に２つ設けられている。この磁気軸受ユニット６は、隔壁１１の底部１１６にＹ軸方向に沿って敷設された軸受部６１と、下段部４２の裏面に取り付けられ、この軸受部６１上で浮上するスライド部６２とで構成されている。軸受部６１のベース部６１１に取り付けられた永久磁石６１２は、スライド部６２の取り付け部材６２１に取り付けられた永久磁石６２２に反発するように、それぞれの永久磁石６１２及び６２２磁極の向きが設定されている。このような磁気軸受ユニット６により、リニアガイド７にかかる負荷を軽減することができ、リニアガイド７の長寿命化を図ることができる。

図４は、リニアモータ５のＸ軸方向で見た断面図である。

このリニアモータ５は、底部１１６の凸部１１６ａの裏面側、つまり隔壁１１の外側に配置された固定子５１と、支持台４の上段部４１の裏面に取り付けられた可動子５２とを有する。固定子５１は、長手方向（Ｙ軸方向）で等間隔に複数の磁極部５１１ａを有するヨーク５１１と、これらの磁極部５１１ａにそれぞれ巻回されたコイル５１２とを備える。ヨーク５１１の磁極部５１１ａごとに、複数の永久磁石５１３が設けられており、つまり、１つの磁極部５１１ａには複数の永久磁石５１３が設けられている。複数の永久磁石５１３は、その永久磁石５１３の、可動子５２と対向する端面が露出するように、かつ、その永久磁石５１３の端面と磁極部５１１ａの表面とが面一となるように、磁極部５１１ａに埋設されている。

可動子５２は、その長手方向（Ｙ軸方向）に複数の歯５２１を有する磁性材である。

このようなリニアモータ５では、固定子５１の１つの磁極部５１１ａに複数の永久磁石５１３が設けられているので、固定子５１及び可動子５２間のギャップに強力な磁束が発生し、他の方式のリニアモータ５と比べ大きな推力を得ることができる。

リニアモータ５は、本実施形態のようなタイプに限られず、ＰＭ型リニアモータ、コアレス型リニアモータ等、他のタイプのリニアモータが用いられてもよい。

図１及び図２に示すように、ドライバ／電源ユニット８と、受信機８１及びリニアモータ５の固定子５１のコイル５１２とは電気ケーブル８３、８４により接続されている。これらは真空室１外の大気圧下に置かれているので、このように有線接続であってもガスの発生の問題がない。

リニアセンサ３は、後で詳述するが隔壁１１の底部１１６に敷設されたリニアスケール３１を有する。例えば支持台４の下段部４２に取り付けられた後述するセンサヘッドによりリニアスケール３１からスケール情報（指標情報）が検出される。このセンサヘッドは、例えば図示しないケーブルダクト内の電気ケーブルを介して、コントローラボックス９内の送信機９５に接続されている。送信機９５は、センサヘッドにより検出されたスケール情報（指標情報）を無線により上記受信機８１に送信し、受信機８１はこれをドライバ／電源ユニット８に送信する。ドライバ／電源ユニット８は、この情報に基づき、リニアモータ５の駆動を制御する。

送信機９５から受信機８１へのスケール情報（指標情報）の無線通信には、典型的には光が用いられるが、電波であってもよい。

リニアセンサ３の検出方式として、光学式、静電式、磁気式、またはその他の方式を用いることができる。例えば光学式の場合には、指標情報は、リニアスケール３１に設けられた白黒などの線やピットやウォルブなどにより記録されている。静電式の場合には、リニアスケール３１に設けられた電気的に帯電した帯電体などにより記録されている。磁気式の場合には、リニアスケール３１に設けられた着磁された磁極体により記録されている。

図１及び図２に示すように、電力供給機構２は、隔壁の側面１１４に配置されている。電力供給機構２は非接触型のものであり、隔壁１１の外側に配置された１次側機構（１次側電磁石２１）と、隔壁１１内に配置された２次側機構（２次側電磁石２２）とを有する。２次側電磁石２２は、コントローラボックス９内に配置され、２次側電磁石２２は、例えば交流電力を直流電力に変換する整流回路を介して、搬送ロボット１０の駆動部を制御する制御器９３（図５）に接続されている。制御器９３は、制御回路やその他の回路を搭載した回路基板等を含む。

図５は、電力供給機構２及びコントローラボックス９の、Ｙ軸方向で見た断面図である。図６は、電力供給機構２及びコントローラボックス９のＺ軸方向で見た断面図である。

この電力供給機構２は、１次側電磁石２１から電磁誘導により発生する磁場を用いて２次側電磁石２２に電力を供給する。例えば１次側電磁石２１及び２次側電磁石２２は、Ｅ型コア２１１、２２１、これに巻回されたコイル２１２、２２２をそれぞれ備えている。

１次側電磁石２１は、搬送ロボット１０の搬送方向に沿って延設されており、搬送ロボット１０の真空室１内での移動範囲に対応した長さに形成されている。２次側電磁石２２は、上述したようにコントローラボックス９内に配置され、少なくとも搬送ロボット１０が移動する範囲内で１次側電磁石２１に対向するように配置される。

隔壁１１のうち、１次側電磁石２１及び２次側電磁石２２が対面する位置には、磁場を透過させる透過部材１１７が設けられている。コントローラボックス９にも、１次側電磁石２１及び２次側電磁石２２が対面する位置には、透過部材９８が設けられている。これらの透過部材１１７及び９８は、例えば誘電体または半導体が用いられる。誘電体としては、例えばガラス、セラミックス、半導体は、例えばシリコンが用いられる。半導体の場合、真性に近いほど渦電流を抑制することができる。このような透過部材１１７及び９８が用いられることにより渦電流の発生を抑制して、１次側電磁石２１から２次側電磁石２２へ効率良く電力が供給される。

１次側電磁石２１は、ドライバ／電源ユニット８内の図示しない電源装置に接続されている。この電源装置は、高周波インバータ回路及び制御回路等を有し、高周波インバータ回路は、電源の直流電力を交流電力に変換する。その周波数は、典型的には１０ｋＨｚであるが、これに限られず、例えば透過部材の材料に応じた適切な周波数が選択されればよい。上記制御回路は、高周波インバータ回路を制御し、１次側電磁石２１から発生させる高周波磁場に、搬送ロボット１０の駆動源となる制御器９３等への通信信号を重畳する。この通信信号は、制御器９３の作動を開始させるためのスタート信号を少なくとも含んでいればよい。

コントローラボックス９内の制御器９３は、２次側電磁石２２が１次側電磁石２１から受けた磁場により得られる高周波電力を整流し、また、その高周波電力から通信信号を検出する。これにより、制御器９３は、この電力を用いて通信信号を搬送ロボット１０の駆動部へ送信することで搬送ロボット１０を駆動する。

なお、２次側電磁石２２が１次側電磁石２１から受けた電力は、制御器９３及び送信機９５へ供給されるだけでなく、例えば真空室１内の図示しない各種センサの駆動源またはその他の機構の駆動源にも供給されてもよい。
図５及び図６では、コイル２１２、２１２と給電線８２、９７に高周波電力と通信信号が重畳しているが、高周波電力用のコイル及び給電線と、通信信号用のコイル及び給電線とが別々に設けられてもよい。

図７は真空搬送装置１００の搬送ロボット１０の位置を検出するための詳細な構成を示すブロック図である。
真空搬送装置１００は、真空室１内に設けられたリニアスケール３１、支持台４と一体的に移動可能に設けられたセンサヘッド３２、コントローラボックス９内に設けられた送信機９５、真空室１外に設けられた受信機８１及びドライバ／電源ユニット８を備える。なお、コントローラボックス９の側壁９０１には、貫通孔が形成されており、この貫通孔内に透光部９０２が配置されている。透光部９０２は、例えばガラス部材やアクリル部材等で構成されている。コントローラボックス９内では、大気圧雰囲気が保たれている。

リニアスケール３１は、支持台４の移動する方向（図７のＹ方向）で支持台４が移動する範囲に亘るように真空室１の底部１１６の内面に配置されている。リニアスケール３１の分解能は所定の値（例えば１０μｍ）に設定されている。

センサヘッド３２は、支持台４の移動する方向（図７のＹ方向）での支持台４の位置情報を検出するためのセンサである。センサヘッド３２は例えば光学的なセンサであり、リニアスケール３１に照射した光の反射光を受光し電気信号に変換しケーブル３３を介して位置情報を送信器９５に出力する。

図８はセンサヘッド３２及び送信機９５の構成を示すブロック図である。
センサヘッド３２は、位置検出センサ３２１、３２２及び３２３を備えている。位置検出センサ３２１、３２２及び３２３は、それぞれ図示しない発光素子と光電変換素子を備えている。位置検出センサ３２１、３２２及び３２３は、それぞれリニアスケール３１に光を照射し反射光を光電変換素子で受光し電気信号に変換して、この電気信号をケーブル３３を介して送信機９５に出力する。位置検出センサ３２１、３２２で生成される電気信号の位相は例えば４分の１ずれる。位置検出センサ３２３は、原点を示すリニアスケール３１に光を照射するように配置されている。

送信機９５は、回路基板９５１、変調回路９５２、９５３及び９５４、駆動回路９５５、９５６及び９５７、発光素子９５８、９５９及び９６０、及びレンズ９６１、９６２及び９６３を備える。

変調回路９５２、９５３及び９５４は、それぞれ位置検出センサ３２１、３２２及び３２３からの所定の周波数のパルス信号を変調する。例えば支持台４の移動速度が１ｍ／ｓのときには、パルス周波数１００ＫＨｚを１０ＭＨｚ程度に変調する。変調回路９５２、９５３及び９５４は、この変調した変調信号を駆動回路９５５、９５６及び９５７に出力する。

駆動回路９５５、９５６及び９５７は、電圧を印加されることで、発光素子９５８、９５９及び９６０を駆動する。

発光素子９５８、９５９及び９６０は、駆動回路９５５、９５６及び９５７からの駆動信号に応じて発光する。すなわち、発光素子９５８、９５９及び９６０は、これらの駆動信号に応じて、それぞれ位置情報を含んだ光信号Ｌ１、Ｌ２及びＬ３をレンズ９６１、９６２及び９６３に向けて発信する。発光素子９５８、９５９及び９６０には、例えば発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いることができる。

発光素子９５８の光信号Ｌ１はＡ相の出力であり、発光素子９５９の光信号Ｌ２はＢ相の出力であり、発光素子９６０の光信号Ｌ３はＺ相の出力である。発光素子９５８の光信号Ｌ１と発光素子９５９の光信号Ｌ２とは、ドライバ／電源ユニット８で支持台４の移動する方向を判断するために用いられる。発光素子９６０の光信号Ｌ３は、ドライバ／電源ユニット８でリニアスケール３１の原点を検出するために用いられる。

レンズ９６１、９６２及び９６３は、発光素子９５８、９５９及び９６０からの光信号Ｌ１、Ｌ２及びＬ３を集光し、図７に示す真空室１の透光部１１３ｂに向けて照射する。

真空室１の背面１１３の隔壁１１には、図７に示すように透光部１１３ｂが形成されている。透光部１１３ｂは、例えば円形状のガラス部材やアクリル部材で構成されている。透光部１１３ｂは、真空室１の背面１１３の隔壁１１に形成された貫通孔１１３ｃに挿入されている。ガラス部材やアクリル部材は、精度よく加工することができる。このため、貫通孔１１３ｃ内に透光部１１３ｂを隙間なく挿入することができ、透光部１１３ｂにより真空室１の真空状態が確保されている。

図７に示すように、受信機８１は、光信号Ｌ１、Ｌ２及びＬ３を受信することができるように、真空室１の外側で透光部１１３ｂの近くに配置されている。

図９は受信機８１とドライバ／電源ユニット８との構成を示すブロック図である。
受信機８１は、回路基板８１１、レンズ８１２、８１３及び８１４、受光素子８１５、８１６及び８１７、復調回路８１８、８１９及び８２０を備える。

レンズ８１２、８１３及び８１４は、それぞれ光信号Ｌ１、Ｌ２及びＬ３を集光し受光素子８１５、８１６及び８１７に入射させる。

受光素子８１５、８１６及び８１７は、それぞれレンズ８１２、８１３及び８１４を透過した光信号Ｌ１、Ｌ２及びＬ３を受光し、光電変換して、電気信号を復調回路８１８、８１９及び８２０に出力する。受光素子８１５、８１６及び８１７には、例えば光電変換素子であるフォトダイオードが用いられる。

復調回路８１８、８１９及び８２０は、それぞれ電気信号を復調し位置情報を生成し、電気ケーブル８４を介して、ドライバ／電源ユニット８に出力する。

ドライバ／電源ユニット８は、受信機８１から電気ケーブル８４を介して位置情報を受信し、この位置情報に基づき、リニアモータ５を駆動するための信号を出力し支持台４を移動させる。

図１０は位置情報を含む光信号Ｌ１、Ｌ２及びＬ３の送受信の動作を示す図である。
同図に示すように、例えば送信機９５の発光素子９５８から射出された光信号Ｌ１は、レンズ９６１で集光され、コントロールボックス９の透光部９０２を透過する。透光部９０２を透過した光信号Ｌ１は、真空室１内を進み、真空室１の隔壁１１の透光部１１３ｂを透過する。透光部１１３ｂを透過した光信号Ｌ１は、真空室１外の受信機８のレンズ８１２で集光される。レンズ８１２で集光された光信号Ｌ１は、受光素子８１５で受光され電気信号に変換される。受光素子８１５で生成された電気信号は、復調回路８１８で復調され、復調された電気信号は、電気ケーブル８４を介してドライバ／電源ユニット８に入力される。

このように本実施形態によれば、センサヘッド３２により支持台４等の位置情報を検出し、送信機９５により位置情報を光信号Ｌ１、Ｌ２及びＬ３に変換し透光部１１３ｂを介して真空室１外の受信機８１に出射し、受信機８１で光信号Ｌ１、Ｌ２及びＬ３を受信しドライバ／電源ユニット８で位置情報に変換することができる。つまり、真空室１外から支持台４等の位置情報を検出するために、真空室１内に位置を検出するためのケーブルを敷設したり、真空室１の隔壁１１に貫通孔を形成して位置情報を送信するためのケーブルをこの貫通孔を介して真空室１外へ導出したり、真空室１内に敷設したりする必要がない。従って、ケーブル類からのガスの発生の問題をなくし、また、真空室１の真空状態を確保しつつ真空室１外から真空室１内の支持台４等の位置を検出することができる。

このとき、送信機９５は、大気圧雰囲気のコントローラボックス９内に設けられているので、送信機９５が真空室１内に配置されている場合に比べて、送信機９５の損傷を防止することができる。送信機９５が送信する位置情報を含む光信号Ｌ１、Ｌ２及びＬ３は、指向性に優れているので、支持台４の移動距離が長くなったときにも対応することができる。また、光信号Ｌ１、Ｌ２及びＬ３を用いるので、他の電子部品の電気信号との混信の発生を防止することができる。

なお、送信機９５のＬＥＤ９５８、ＬＥＤ９５９、ＬＥＤ９６０に発光波長が異なるＬＥＤを用いる（波長をλ１、λ２、λ３とする）ようにしてもよい。また、受信機８１のレンズ８１２、８１３、８１４の前に（例えば透光部１１３ｂとレンズ８１２、８１３、８１４の間に）それぞれ波長λ１、λ２、λ３の光を透過するバンドバスフィルタを配置するようにしてもよい。

このような構成によれば、光信号Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が発散光であっても受信機８１での混信がないため、送信機９５と受信機８１との光軸合せがラフであっても受信機８１が信号を受信可能となり、設置時の調整が容易であったり、曲線移動するようなアクチュエータ（可動部など）にも対応したりすることができる。

図１１は本発明の他の実施形態に係る真空搬送装置の構成を示す図である。これ以降の説明では、図１〜図１０に示した実施形態に係る真空搬送装置等が含む部材や機能等について同様のものは説明を簡略化または省略し、異なる点を中心に説明する。

本実施形態の真空搬送装置３００は、上記実施形態と比べて、コントローラボックス９内に設けられた第２の送信機１２０、真空室１外に設けられた第２の受信機１３０を備え、ドライバ／電源ユニット８が受信機８１からの位置情報に加えて第２の受信機１３０からの位置情報を受信し支持台４等の位置を検出する点が異なる。

第２の送信機１２０は、図１１に示すように、送信機９５と同様にコントローラボックス９内に配置されている。第２の送信機１２０は、駆動回路９５５、９５６及び９５７からの駆動信号を受信可能な発光素子１２０１等を備え、発光素子１２０１等は、発光素子９５８、９５９及び９６０の発光の向きと反対向き（図１１のＹ方向プラス向き）に同様に３種類の光信号Ｌ４、Ｌ５及びＬ６を発光する。この光信号Ｌ４、Ｌ５及びＬ６は、レンズ１２０２等で集光され、コントロールボックス９に形成された透光部９０３を透過する。透光部９０３を透過した光信号Ｌ４、Ｌ５及びＬ６は、真空室１内を光信号Ｌ１、Ｌ２及びＬ３とは反対向きに進み、隔壁１１に形成された透光部１１３ｄを透過する。透光部１１３ｄを透過した光信号Ｌ４、Ｌ５及びＬ６は、第２の受信機１３０のレンズ１３０１等で集光され、第２の受信機１３０の受光素子１３０２等で電気信号に変換される。以降、受信機８１と同様に、第２の受信機１３０の図示しない復調回路は、この電気信号を復調し第２の受信機１３０の図示しない第２の駆動回路に出力する。第２の受信機１３０は、この復調信号を第２の電気ケーブル１４０を介してドライバ／電源ユニット８に出力する。

これにより、ドライバ／電源ユニット８は、受信機８１からの位置情報と、第２の受信機１３０からの位置情報とを受信し、支持台４の位置や移動方向や移動速度などを検出する。

このような構成によれば、ドライバ／電源ユニット８は、例えば支持台４等が移動する方向の移動距離が長いときでも、少なくとも一方の送受信機を用いて、より正確に位置情報を検出することができる。

例えば、ドライバ／電源ユニット８は、受信機８１からの位置情報に基づきドライバ／電源ユニット８により検出された支持台４の第１の位置情報と、第２の受信機１３０からの位置情報に基づきドライバ／電源ユニット８により検出された支持台４の第２の位置情報とが共に、予め定められたリニアスケール３１の中央の位置より大きいか小さいかを判断する。ドライバ／電源ユニット８は、例えばこれらの位置が共に中央の位置より大きいときには、例えば送信機９５の光信号Ｌ１等の伝送距離が短いと判定する。この場合は、ドライバ／電源ユニット８は、送信機９５と受信機８１とからの位置情報を採用する。ドライバ／電源ユニット８は、これらの位置情報が共に中央の位置より小さいと判定したときには、第２の送信機１２０１の第２の光信号Ｌ４等の伝送距離が短いと判定する。この場合には、ドライバ／電源ユニット８は、第２の送信機１２０と第２の受信機１３０とからの位置情報を採用する。

これにより、送受信機間の距離（光信号の伝送距離）が短い方の送受信機の位置情報を用いることができるので、支持台４の移動方向の長さが長いときでも、確実かつ正確な位置情報を検出することができる。

また、ドライバ／電源ユニット８が、上述した第１の位置情報と、上述した第２の位置情報との差分が予め定められた所定の差分以下であるか否かを判断し、所定の差分以下であるときに第１の位置情報と第２の位置情報との平均を支持台４の位置とするようにしてもよい。このようにしても、支持台４等の可動部の位置をより正確に検出することができる。

本実施形態では、制御器９３及び上記送信機９５等が、２次側電磁石２２と同様にコントローラボックス９に収容されている。したがって、制御器９３及び送信機９５に含まれる回路基板９５１、発光素子９６０等が真空下に晒されることがなく、それらに悪影響を与えることを防止できる。

図１２は、他の実施形態の真空搬送装置の構成を示す図である。
本実施形態の真空搬送装置は、図１１に示す真空搬送装置に比べて、受信機８１、１３０の代わりに受信機３５０、３６０、加算回路３７０及び復調回路３８０を備える点が異なる。受信機３５０は、例えばレンズ８１４、受光素子８１７等を備え、復調回路は備えていない。受信機３６０は、レンズ１３０１、受光素子１３０２等を備え、復調回路は備えていない。受光素子８１７、１３０２は、光信号をアナログ（電気）信号に変換し、それぞれアナログ信号を加算回路３７０に出力する。加算回路３７０は、受信機３５０の受光素子８１７と、受信機３６０の受光素子１３０２とからのアナログ信号を足し合わせた後に、復調回路３８０に出力する。復調回路３８０は、加算回路３７０からの信号を復調し、ドライバ／電源ユニット８に出力する。図１２では図示しない他のレンズ８１２、８１３、受光素子８１５、８１６についても同様である。なお、加算回路３７０及び復調回路３８０をドライバ／電源ユニット８内に収容するようにしてもよい。

このような構成によれば、支持台４等の可動部の位置の変化による、復調回路３８０への入力信号強度の変化が少なくなり、精度・信頼性などが向上する。つまり、受信機３５０と支持台４等の可動部との距離が、受信機３６０と支持台４等の可動部との距離より小さいときには、受信機３６０からのアナログ信号の強度が小さくなるが、逆に受信機３５０からのアナログ信号の強度が大きくなる。従って、加算回路３８０でこの二つのアナログ信号を加算することで、復調回路３８０への入力信号強度の変化を低減することができ、位置情報の精度・信頼性などを向上させることができる。

本発明に係る実施形態は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態が考えられる。

上記各実施形態では、真空室１は、空気の圧力が所定の真空度にまで減圧されることとして説明した。しかし真空室１内を満たす気体は、空気に限られず、窒素、アルゴン等の不活性気体またはその他の気体が減圧されてもよい。コントローラボックス９内及び／または駆動ボックス内の気体も空気に限られず、不活性気体またはその他の気体であってもよい。

上記実施形態では、コントローラボックス９、駆動ボックス９１等の容器内の圧力は実質的に大気圧とした。しかし、それらの容器内の圧力は、後述するそれらの容器内に収容された機器類に悪影響を及ぼさない程度であれば大気圧より大きくても小さくてもよい。

搬送ロボット１０の主たる搬送方向はリニアに限られず、曲線及びこれらの組合せ等がある。

電力供給機構２は、隔壁１１の上面１１１、底部１１６に配置されていてもよい。特に、例えば、隔壁１１の側面１１４や底部１１６に比べ、上面１１１には他の機器や構造物が少ないため、例えば図６で示した形態のように長い形状の１次側電磁石２１をその隔壁１１の上面１１１に設置することができる。

上記各実施形態では、搬送ロボット１０を備える真空搬送装置１００について説明した。しかし、例えばＸ−Ｙステージのように被処理体を２次元的に移動させる移動体を備えた真空装置、あるいは、被処理体を回転させる動作を含む処理ユニットを備えた真空装置に適用されてもよい。

上記各実施形態では、リニアスケール３１が真空室１の隔壁１１の底部１１６の内面に配置されている例を示した。しかし、これに限定されず、例えば隔壁１１の側面１１４及び１１５の内面側にリニアスケールを配置し、センサヘッドで位置情報を検出するようにしてもよい。

上記各実施形態では、センサヘッド３２を支持台４に固定し、支持台４とセンサヘッド３２とが一体的に移動可能となるようにする例を示した。しかし、これに限定されず、支持台４と一体的に移動可能な部材であればよく、例えばコントロールボックス９の底面側にのみ固定してもよい。

本発明の一実施形態に係る真空処理装置として、真空室内で被処理体を搬送する真空搬送装置を示す斜視図である。 図１に示す真空搬送装置の断面図である。 図１に示す真空搬送装置の概略的な平面図である。 リニアモータのＸ軸方向で見た断面図である。 電力供給機構及びコントローラボックスの、Ｙ軸方向で見た断面図である。 電力供給機構及びコントローラボックスのＺ軸方向で見た断面図である。 搬送ロボットの位置を検出するための詳細な構成を示すブロック図である。 センサヘッド及び送信機の構成を示すブロック図である。 受信機とドライバ／電源ユニットとの構成を示すブロック図である。 位置情報を含む光信号の送受信の動作を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る位置情報検出機構の構成を示す図である。 他の実施形態の真空搬送装置の構成を示す図である。

符号の説明

１…真空室
２…電力供給機構
３…リニアセンサ
４…支持台
５…リニアモータ
８…ドライバ／電源ユニット
９…コントローラボックス
１０…搬送ロボット
１１…隔壁
２１…１次側電磁石
２２…２次側電磁石
３１…リニアスケール
３２…センサヘッド
８１…受信機
９５…送信機
１００、３００…真空搬送装置
１１３ｂ…透光部
１２０…第２の送信機
１３０…第２の受信機
８１２…受光素子
９５８、１２０１…発光素子（ＬＥＤ）

Claims (4)

1. 電磁波を透過可能な第１の透過部を有する真空室と、
   前記真空室内で移動可能な可動部と、
   前記真空室内に設けられ、前記可動部の可動域での位置情報を検出する位置情報検出手段と、
   前記可動部内に設けられ前記位置情報を第１の電磁波信号に変換する第１の変換手段と、
   前記第１の変換手段により得られた前記第１の電磁波信号を前記第１の透過部を通じて前記真空室外に発信する第１の発信手段と、
   前記第１の透過部を介して前記第１の電磁波信号を受ける第１の受信手段と、
   前記第１の受信手段により受けた第１の電磁波信号を変換する第２の変換手段と
   を具備する真空処理装置。
2. 請求項１に記載の真空処理装置であって、
   前記真空室は、前記可動部を挟んで前記第１の透過部に対向する第２の透過部を有し、
   当該真空処理装置は、
   前記第１の変換手段により得られた前記第１の電磁波信号を前記第２の透過部を通じて前記真空室外に発信する第２の発信手段と、
   前記第２の透過部を介して前記第２の電磁波信号を受ける第２の受信手段と、
   前記第２の受信手段により受けた第２の電磁波信号を変換する第３の変換手段と
   を更に具備する真空処理装置。
3. 請求項２に記載の真空処理装置であって、
   前記第２の変換手段により得られた位置情報または前記第３の変換手段により得られた位置情報に基づき、前記第１の受信手段と前記第２の受信手段のうち、受けた前記電磁波信号の伝送距離が短い方の受信手段を判断し、この受信手段に対応する前記変換手段の出力を有効な位置情報として判定する判定手段
   を更に具備する真空処理装置。
4. 請求項１に記載の真空処理装置であって、
   前記位置情報検出手段は、
   前記可動部の可動域に対応して前記可動部の位置情報を検出するための指標情報が設けられたスケールと、
   前記可動部と一体的に移動可能に設けられ前記スケールの前記指標情報を読取り前記位置情報を検出する検出部と
   を有する真空処理装置。

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