JP2020107455A - 基板保持装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】装置全体を大掛かりで高価なものにすることなく、基板を基板ホルダから持ち上げることができるようにする。【解決手段】基板Ｗを保持する基板ホルダ３と、基板ホルダ３を回転させる回転機構１０と、基板ホルダ３の基板載置面３ａよりも下方に位置する退避位置ｘ、及び、当該基板載置面３ａから突出する突出位置ｙの間を昇降移動する複数の昇降ピンＰと、回転機構１０及び昇降ピンＰの間に介在して設けられ、回転機構１０の基板ホルダ３を回転させる動力を、昇降ピンＰを退避位置ｘ及び突出位置ｙの間で移動させる動力に変換して昇降ピンＰに伝達する動力伝達機構２０とを具備するようにした。【選択図】図７

Description

本発明は、イオンビーム照射装置等に用いられる基板保持装置に関するものである。
例えばイオンビーム照射後の基板をプラテンと称される基板ホルダから持ち上げる際、特許文献１に示すように、基板の下方から複数のピンを上昇させることで、基板の複数箇所を持ち上げるように構成されたものが用いられている。
しかしながら、上述した構成において、複数のピンを上昇させるために例えばモータ等の動力源を設けると、装置全体が大型化する。
特表２０１２−５２４４１７号公報
そこで本発明は、上述した問題を解決すべくなされたものであり、装置全体を大型化することなく、基板ホルダから基板を持ち上げることができるようにすることをその主たる課題とするものである。
すなわち本発明に係る基板保持装置は、基板を保持する基板ホルダと、前記基板ホルダを回転させる回転機構と、前記基板ホルダの基板載置面よりも下方に位置する退避位置、及び、当該基板載置面から突出する突出位置の間を昇降移動する複数の昇降ピンと、前記回転機構及び前記昇降ピンの間に介在して設けられ、前記回転機構の前記基板ホルダを回転させる動力を、前記昇降ピンを前記退避位置及び前記突出位置の間で移動させる動力に変換して前記昇降ピンに伝達する動力伝達機構とを具備することを特徴とするものである。
このように構成された基板保持装置によれば、動力伝達機構によって例えばツイスト角などを調整するための既存の回転機構の動力を昇降ピンを移動させる動力に変換させることができる。
これにより、昇降ピンを移動させるためのモータ等の動力源を不要にすることができ、装置全体を大型化することなく、基板ホルダから基板を持ち上げることができるようになる。
前記動力伝達機構が、前記基板ホルダに取り付けられて、該基板ホルダとともに回転する一体回転部材と、前記一体回転部材の回転軸周りに、該一体回転部材に対して相対的に回転可能な相対回転部材と、前記一体回転部材又は前記相対回転部材の一方に設けられた斜め溝と、前記一体回転部材又は前記相対回転部材の他方に設けられて前記斜め溝を摺動するとともに、前記昇降ピンと一体的に設けられたスライダとを備えることが好ましい。
このような構成であれば、斜め溝内を摺動するスライダが昇降ピンと一体的に設けられているので、この動力伝達機構を組み込むことにより、回転機構の動力を簡単に昇降ピンを移動させる動力に変換して伝達させることができる。
前記基板ホルダが倒伏状態と起立状態との間を移動可能に構成されたものであって、前記動力伝達機構による前記昇降ピンへの動力伝達を可能とする伝達状態と、前記動力伝達機構による前記昇降ピンへの動力伝達を不能とする非伝達状態とに切り替わる伝達状態切替機構をさらに具備し、前記基板ホルダが前記倒伏状態から前記起立状態に移動した場合に、前記伝達状態切替機構が前記伝達状態から前記非伝達状態に切り替わり、前記基板ホルダが前記起立状態から前記倒伏状態に移動した場合に、前記伝達状態切替機構が前記非伝達状態から前記伝達状態に切り替わることが好ましい。
このような構成であれば、基板を基板ホルダから引き離す際には、動力伝達機構による昇降ピンへの動力伝達を可能としつつ、基板にイオンビームを照射するなどの処理を行う際には、昇降ピンに動力を伝達させることなく、これまで通りの基板処理を行うことができる。
このように構成した本発明によれば、装置全体を大型化することなく、基板ホルダから基板を持ち上げることができる。
本実施形態に係るイオンビーム照射装置の全体構成を示す模式図。 同実施形態の基板ホルダの動きを示す模式図。 同実施形態の退避位置にある昇降ピンを示す模式図。 同実施形態の突出位置にある昇降ピンを示す模式図。 同実施形態の動力伝達機構の外観を示す模式図。 同実施形態の動力伝達機構の内部構造を示す模式図。 同実施形態の動力伝達機構の動作を示す模式図。 同実施形態の動力伝達機構の付勢部材を示す模式図。 同実施形態の伝達状態切替機構の動作を示す模式図。 同実施形態の制御装置の動作を示すフローチャート図。
以下に本発明に係る基板保持装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態の基板保持装置は、例えばイオン注入装置等のイオンビーム照射装置に用いられるものであり、イオンビーム照射時等の種々のタイミングで基板を所望の姿勢に保持するものである。
まず、イオンビーム照射装置について簡単に説明する。
イオンビーム照射装置１００は、図１に示すように、イオン源１から引き出されたイオンビームＩＢを、質量分析器２により質量分析した後、プラテンと称される基板ホルダ３に保持さている基板Ｗに照射して所望のイオン種を注入するものである。
より具体的には、イオンビーム照射装置１００は、図１に示すように、搬送アーム４によって基板Ｗを基板ホルダ３の上方に移送して載置し、その基板Ｗを静電チャック等によって基板ホルダ３に保持させ、基板ホルダ３を走査させながら、基板ＷにイオンビームＩＢを照射するように構成されている。なお、基板Ｗは、ここでは基板ホルダ３の基板載置面である上面よりも大きいものであり、例えばシリコンウエハ等の半導体ウエハ等である。なお、図１では理解容易のため、基板ホルダ３に基板Ｗが載置された際の状態と、基板ＷにイオンビームＩＢが照射される際の状態とを図示してある。また、基板ホルダ３の走査方向は、本実施形態では横方向であるが、縦方向であっても良い。
本実施形態のイオンビーム照射装置１００は、図２に示すように、基板ホルダ３を複数の軸周りに回転できるように構成されている。
具体的には、第１の回転機構として、基板ホルダ３の走査方向に沿った軸（図２におけるＹ方向に沿った軸）周りに基板ホルダ３を回転させるロード角調整機構を備えている。このロード角調整機構は、基板ホルダ３を倒伏状態と起立状態との間で回転させるものである。倒伏状態は、基板Ｗを載置する或いは載置されている基板Ｗを持ち上げる際の基板ホルダ３の状態であり、例えば水平な姿勢である。また、起立状態は、基板ＷにイオンビームＩＢが照射される際の基板ホルダ３の状態であり、例えば鉛直方向に沿って起立した姿勢である。
また、イオンビーム照射装置１００は、第２の回転機構として、基板載置面３ａと直交する軸（図２におけるＺ方向に沿った軸）周りに基板ホルダ３を回転させるツイスト角調整機構を備えている。このツイスト角調整機構は、基板の結晶軸とイオンビームの照射方向とを所定の角度に設定するためのものであり、基板がイオンビームの非照射位置にある際に起立状態にある基板ホルダ３を回転させるものである。
さらに、イオンビーム照射装置１００は、第３の回転機構として、基板ホルダ３をツイスト角調整機構の回転軸及びロード角調整機構の回転軸と直交する軸（図２におけるＸ軸方向に沿った軸）周りに基板ホルダ３を回転させるチルト角調整機構を備えている。
次に、基板保持装置２００について説明する。なお、以下では説明の便宜上、図３及び図４に示すように、倒伏状態にある基板ホルダ３の基板載置面３ａ側を上方とし、その反対側を下方とする。
基板保持装置２００は、図３及び図４に示すように、基板ホルダ３と、基板ホルダ３を基板載置面３ａと直交する軸Ｓ周りに回転させる回転機構１０と、基板ホルダ３に形成された貫通孔３ｈ内を昇降移動する複数の昇降ピンＰとを備えている。なお、説明の便宜上、図３及び図４において基板Ｗは図示していない。
回転機構１０は、図３及び図４に示すように、基板ホルダ３に接続されたシャフト１１と、シャフト１１に接続された動力源たるモータ１２とを備えたものである。この回転機構１０は、基板ホルダ３を基板載置面３ａと直交する軸Ｓ周りに回転させるための既存の機構を利用したものであり、ここでは上述した第２の回転機構であるツイスト角調整機構である。つまり、ツイスト角調整機構の動力源であるモータ１２が、基板保持装置２００の動力源として用いられることになる。
昇降ピンＰは、図３及び図４に示すように、基板Ｗを基板ホルダ３から持ち上げるための棒状のものであり、基板ホルダ３の基板載置面３ａよりも下方に位置する退避位置ｘ（図３に示す昇降ピンＰの位置）と、基板ホルダ３の基板載置面３ａから突出する突出位置ｙ（図４に示す昇降ピンＰの位置）との間を昇降移動する。具体的に昇降ピンＰは、退避位置ｘにおいて、上端が基板ホルダ３の基板載置面３ａよりも下方に位置し、ここでは基板ホルダ３に形成された貫通孔３ｈに埋没する。一方、昇降ピンＰは、突出位置ｙにおいて、上端が基板ホルダ３の基板載置面３ａよりも上方に位置する。ここでは、複数の昇降ピンＰが、例えば回転機構１０の回転軸を中心とした円周上に等間隔で配置されているが、昇降ピンＰの数や配置は図示したものに限らず、適宜変更して構わない。
そして、本実施形態の基板保持装置２００は、図３及び図４に示すように、回転機構１０及び昇降ピンＰの間に介在して設けられた動力伝達機構２０と、動力伝達機構２０の動力伝達状態を切り替える伝達状態切替機構３０とをさらに具備してなる。
動力伝達機構２０は、回転機構１０の基板ホルダ３を回転させる動力を、昇降ピンＰを退避位置ｘ及び突出位置ｙの間で移動させる動力に変換して昇降ピンＰに伝達するものであり、図３及び図４に示すように、基板ホルダ３の基板載置面３ａとは反対側、すなわち基板ホルダ３の下方に取り付けられて、上述したシャフト１１が貫通する環状のものである。
より具体的に説明すると、動力伝達機構２０は、図５及び図６に示すように、基板ホルダ３に取り付けられて基板ホルダ３とともに回転する環状の一体回転部材２１と、一体回転部材２１の内側に設けられて、一体回転部材２１の回転軸Ｓ周りに、一体回転部材２１に対して相対的に回転可能な環状の相対回転部材２２とを有している。つまり、一体回転部材２１及び相対回転部材２２は、回転軸が同軸となるように設けられている。なお、図６では、説明の便宜上、一体回転部材２１の一部（周壁部及び上壁部）の記載を省略してある。
図８に示すように、一体回転部材２１と相対回転部材２２とは１又は複数のバネ等の付勢部材２８により連結されており、相対回転部材２２は一体回転部材２１に対して相対的に回転可能に構成されている。
本実施形態においては、一体回転部材２１は基板ホルダ３に取り付けられていることから、回転機構１０から駆動力が発生させられた場合には、一体回転部材２１は基板ホルダ３と一体となって回転運動をする。すなわち、一体回転部材２１はシャフト１１の回転運動と常に連動した回転運動を行う。
これに対し、相対回転部材２２は一体回転部材２１に対して付勢部材２８により互いに引き合う方向（すなわち、一体回転部材２１及び相対回転部材２２が互いに逆向きに回転する方向）へ付勢されて連結されていることから、後述する伝達状態切替機構３０が非伝達状態Ｂに切り替えられた場合においては、相対回転部材２２は一体回転部材２１とともに軸Ｓまわりで同軸に回転することができる。
一方、後述する伝達状態切替機構３０が伝達状態Ａに切り替えられた場合においては、相対回転部材２２は後述するストッパ部３１により回転不能とされるため、一体回転部材２１が駆動源１０から受ける駆動力が付勢部材２８の付勢力を上回った場合には一体回転部材は回転し、一体回転部材２１が駆動源１０から受ける駆動力が付勢部材２８の付勢力とつり合った場合にはその位置で静止する。
そして、動力伝達機構２０は、一体回転部材２１又は相対回転部材２２の一方に設けられた斜め溝２ｈと、一体回転部材２１又は相対回転部材２２の他方に設けられて斜め溝２ｈ内を摺動するスライダ２３とから構成されている。ここでは、図６に示すように、斜め溝２ｈが相対回転部材２２に形成されており、スライダ２３が一体回転部材２１に設けられている。
斜め溝２ｈは、図７に示すように、相対回転部材２２の外周面に形成されており、周方向に対して斜めに延びる傾斜部２ｈａと、傾斜部２ｈａの一端部（下端部）から周方向に沿って延びる第１平端部２ｈｂと、傾斜部２ｈａの他端部（上端部）から周方向に沿って第１平端部２ｈｂと反対向きに延びる第２平端部２ｈｃとからなる。
ここでは、複数の斜め溝２ｈが周方向に沿って例えば等間隔に設けられている。ここでは昇降ピンＰと同数の６つの斜め溝２ｈが周方向に沿って等間隔に設けられているが、斜め溝２ｈの数や配置は図示したものに限らず、適宜変更して構わない。
また、斜め溝は断面凹形状に限らず、一部または全体が外周面から内周面に貫通した形状をすべて含む。
スライダ２３は、図６の拡大図や図７に示すように、斜め溝２ｈ内を摺動可能に設けられ、支持体２４から斜め溝２ｈに向かって径方向内側に延びた棒状のものである。このスライダ２３は、一端部が斜め溝２ｈ内に設けられ、他端部が昇降移動可能な支持体２４に支持されている。
ここで、一体回転部材２３と相対回転部材２２が同軸Ｓで相対的に回転可能であるため、斜め溝２ｈとスライダ２３とも互いに同軸Ｓで相対的に回転可能である。したがって、斜め溝２ｈと斜め溝２ｈ内に配置されたスライダ２３の回転軌跡は一致するため、一体回転部材２３と相対回転部材２２がどのような回転運動をしてもスライダ２３が斜め溝２ｈから抜けることはない。
支持体２４の周方向両側には、図６及び図７に示すように、支持体２４の昇降移動をガイドするガイド部材２５が設けられている。ここでは、支持体２４とガイド部材２５との間には、支持体２４を支持するとともに、ガイド部材２５に沿って転動可能な複数のガイドローラ２６が設けられている。なお、ガイド部材２５やガイドローラ２６は、必ずしも支持体２４の周方向両側に設ける必要はなく、例えば周方向片側のみに設けられていても良いし、ガイドローラ２６の個数は適宜変更して構わない。
支持体２４は、図６及び図７に示すように、上述した昇降ピンＰが一体的に昇降移動するように接続されたものである。具体的には、図６の拡大図に示す支持体２４の上部に設けたフック部２４１を、図７に示す昇降ピンＰに取り付けた筒体２７の括れ部２７１に引っ掛けることで、支持体２４を昇降ピンＰに取り付けてある。なお、支持体２４と昇降ピンＰとの取り付け方は、例えば支持体２４に昇降ピンＰを螺合させるなど、適宜変更して構わない。
かかる構成により、図７に示すように、一体回転部材２１が相対回転部材２２に対して正回転（図３〜図６においては上方から視て時計回り）することで、一体回転部材２１に設けられたスライダ２３が第１平端部２ｈｂから傾斜部２ｈａを登って第２平端部２ｈｃに到り、このスライダ２３の移動に連動して支持体２４に取り付けられた昇降ピンＰが退避位置ｘから突出位置ｙに上昇する。
一方、図７に示すように、一体回転部材２１が相対回転部材２２に対して逆回転（図３〜図６においては上方から視て反時計回り）することで、一体回転部材２１に設けられたスライダ２３が第２平端部２ｈｃから傾斜部２ｈａを下って第１平端部２ｈｂに到り、このスライダ２３の移動に連動して支持体２４に取り付けられた昇降ピンＰが突出位置ｙから退避位置ｘに下降する。
ここでは、図８に示すように、１又は複数のバネ等の付勢部材２８により、一体回転部材２１が相対回転部材２２に対して、逆回転方向に付勢されている。なお、図８では、説明の便宜上、一体回転部材２１の一部や昇降ピンＰなどの記載を省略してある。
上述した構成により、回転機構１０が基板ホルダ３とともに一体回転部材２１を付勢部材２８の付勢力に抗して正回転させることで、昇降ピンＰが退避位置ｘから突出位置ｙに上昇し、回転機構１０の動力を切るまたは弱めることで、付勢部材２８の付勢力により一体回転部材２１が逆回転して、昇降ピンＰが突出位置ｙから退避位置ｘに降下する。
次に、伝達状態切替機構３０について説明する。
伝達状態切替機構３０は、図９に示すように、動力伝達機構２０による昇降ピンＰへの動力伝達を可能とする伝達状態Ａと、動力伝達機構２０による昇降ピンＰへの動力伝達を不能とする非伝達状態Ｂとに切り替わるものである。
より詳細に説明すると、伝達状態切替機構３０は、基板ホルダ３が倒伏状態にある状態において伝達状態Ａとなり、この伝達状態Ａにおいて回転機構１０の回転動力が昇降ピンＰの昇降動力に変換されて伝達される。
一方、伝達状態切替機構３０は、基板ホルダ３が起立状態にある状態において非伝達状態Ｂとなり、この非伝達状態Ｂにおいて昇降ピンＰへの動力伝達が遮断される。
具体的に伝達状態切替機構３０は、図３、図４、図６、及び図９に示すように、相対回転部材２２の回転を停止させるストッパ部３１と、相対回転部材２２に設けられてストッパ部３１に当接する当接部３２とから構成されている。
ストッパ部３１は、図９に示すように、相対回転部材２２の正回転及び逆回転を停止させるものであり、互いに対向する一対のストッパ面３１１を有する。ここでのストッパ部３１は、基板ホルダ３の回転によらず静止状態にある部材Ｚに設けられた例えば上向きに開口したＵ字状をなすものであるが、ストッパ部３１の形状は種々変更して構わない。
当接部３２は、図３、図４、及び図６に示すように、相対回転部材２２の外周面から径方向外側に突出しており、一体回転部材２１の周壁に設けられた貫通窓３ｗを貫通して、一体回転部材２１の外周面よりもさらに径方向外側に突出している。なお、貫通窓３ｗは、周方向に沿ってある程度の幅を有した長孔形状をなす。
この当接部３２は、図９に示すように、ストッパ部３１の互いに対向する一対のストッパ面３１１の間に収容されて、これらのストッパ面３１１に当接するものであり、具体的には、上述したロード角調整機構が起立状態にある基板ホルダ３を倒伏状態に移動させることにより、当接部３２がストッパ部３１の上方から一対のストッパ面３１１の間に落とし込まれる。
このように、基板ホルダ３が倒伏状態となり、当接部３２が一対のストッパ面３１１の間に落とし込まれてストッパ部３１に当接した状態が、上述した伝達状態Ａである。この伝達状態Ａにおいて、相対回転部材２２は回転が規制されて固定される。これにより、一体回転部材２１を回転させることで、一体回転部材２１が相対回転部材２２に対して相対的に回転し、上述したように、スライダ２３が斜め溝２ｈ内を摺動して、昇降ピンＰが昇降移動する。
一方、基板ホルダ３が起立状態となり、当接部３２がストッパ部３１に非接触な状態が、上述した非伝達状態Ｂである。この非伝達状態Ｂにおいて、相対回転部材２２は回転が許容され、一体回転部材２１とともに一体的に回転する。これにより、一体回転部材２１が回転したとしても、スライダ２３が斜め溝２ｈ内を摺動せず、昇降ピンＰは昇降移動しない。
次に、上述した搬送アーム４や回転機構１０などを制御する制御装置Ｃ（図１参照）について説明する。
制御装置Ｃは、ＣＰＵ、メモリ、ディスプレイ、入力手段などを有するものであり、そのメモリに記憶されたプログラムに従って、例えば以下に示す制御を行うものである。
まず、制御装置Ｃは、搬送アーム４を制御して、基板Ｗを倒伏状態にある基板ホルダ３の上方に移送し、該基板ホルダ３に載置する（Ｓ１）。
次に、制御装置Ｃは、基板ホルダ３に載置された基板Ｗを静電チャックにより保持させた後、ロード角調整機構を制御して、基板ホルダ３を倒伏状態から起立状態に回転させる（Ｓ２）。
その後、イオンビーム照射時において、制御装置Ｃは、ツイスト角調整機構を制御して、基板ホルダ３を基板Ｗと直交する軸周りに回転させて、基板Ｗの結晶軸とイオンビームの照射方向とを所定のなす角度に設定し、その後、基板ホルダ３を所定方向に沿って走査移動させる（Ｓ３）。
この際、基板ホルダ３が起立状態にあることから、伝達状態切替機構３０は、非伝達状態Ｂであるので、ツイスト角調整機構による回転動力は、昇降ピンＰには伝達されず、基板ホルダ３、一体回転部材２１、及び相対回転部材２２が一体的に回転する。
基板Ｗへのイオンビーム照射が終了すると、再びロード角調整機構を制御して、基板ホルダ３を起立状態から倒伏状態に回転させ、基板ホルダ３を起立状態から倒伏状態に回転させることで、上述した当接部３２が一対のストッパ面３１１の間に落とし込まれる状態にする。
次いで、制御装置Ｃは、ロード角調整機構を制御して、基板ホルダ３を起立状態から倒伏状態に回転させる。これにより、当接部３２が一対のストッパ面３１１の間に落とし込まれてストッパ部３１に当接し、伝達状態切替機構３０が、非伝達状態Ｂから伝達状態Ａに切り替わる（Ｓ４）。
その後、制御装置Ｃは、基板ホルダ３による静電チャックをオフする（Ｓ５）。
そして、制御装置Ｃは、回転機構１０たるツイスト角調整機構を再び制御して、倒伏状態にある基板ホルダ３を基板Ｗと直交する軸周りに正回転させる（Ｓ６）。
このとき、相対回転部材２２が固定されているので、一体回転部材２１が相対回転部材２２に対して相対的に回転し、スライダ２３が第２平端部２ｈｃから傾斜部２ｈａを登って第１平端部２ｈｂに到り、このスライダ２３の移動に連動して昇降ピンＰが退避位置ｘから突出位置ｙに上昇し、基板Ｗは複数の昇降ピンＰによって持ち上げられる（Ｓ７）。
ここで、本実施形態の動力伝達機構２００は、図７に示すように、昇降ピンＰが突出位置ｙに到達した際に、上述したスライダ２３が、斜め溝２ｈの一部をなす第２平端部２ｈｃの端部内面とは接触しないようにしてある。つまり、この実施形態における第２平端部２ｈｃは、昇降ピンＰが突出位置ｙにある状態において、その端部内面とスライダ２３とが非接触な状態となる長さに設計されている。
なお、第１平端部２ｈｂにおいても同様であり、昇降ピンＰが退避位置ｘにある状態において、その端部内面とスライダ２３とが非接触な状態となるように設計されている。
このように、ここでの昇降ピンＰの上昇は機械的に停止されることなく、制御装置Ｃが、昇降ピンＰが退避位置ｘから突出位置ｙに到達した時点で、回転機構１０による回転を停止させるように構成されている。
より具体的に説明すると、図３及び図４に示すように、一体回転部材２１の外周面に、径方向外側に突出する被検出部５が設けられており、この被検出部５の位置を検出する例えば赤外線センサ等の位置センサ６が、一体回転部材２１の回転によらず静止状態にある部材Ｚに設けられている。
これらの被検出部５及び位置センサ６は、昇降ピンＰが退避位置ｘから突出位置ｙに到達した際に、位置センサ６によって被検出部５が検出されるように配置されている。
これにより、制御装置Ｃは、昇降ピンＰが突出位置ｙに到達して位置センサ６が被検出部５を検出すると、回転機構１０による回転を停止させる（Ｓ８）。
以上が、昇降ピンＰを退避位置ｘから突出位置ｙに移動させるまでの制御内容である。
ここで、本実施形態の制御装置Ｃは、上述したＳ６の制御の際、すなわちツイスト角調整機構を制御して倒伏状態にある基板ホルダ３を正回転させる際、第３の回転機構たるチルト角調整機構を制御して基板ホルダ３を逆回転させるように構成されている。
具体的には、基板ホルダ３が倒伏状態にある場合、ツイスト角調整機構による基板ホルダ３の回転軸と、チルト角調整機構による基板ホルダ３の回転軸とは同軸上にあり、ツイスト角調整機構及びチルト角調整機構が、基板ホルダ３を互いに逆向きに互いに同じ角速度で回転させようとすることで、基板ホルダ３及び該基板ホルダ３に載置された基板Ｗは無回転状態となる。
また、制御装置Ｃは、上述したＳ７の制御の際、すなわち昇降ピンＰが退避位置ｘから上昇する際、基板ホルダ３に載置された基板Ｗの外周部の下方に搬送アーム４を差し込み、その搬送アーム４を持ち上げるように構成されている。
かかる構成により、昇降ピンＰ及び搬送アーム４が同時に基板Ｗを持ち上げるように、基板保持装置２００及び搬送アーム４が制御されることになる。なお、ここでいう同時に持ち上げるとは、昇降ピンＰが上昇して基板Ｗに接触するタイミングと、搬送アーム４が持ち上がった基板Ｗに接触するタイミングとが必ずしも一致している必要はなく、一方が先に接触した後に他方が接触する場合も含む。
この搬送アーム４によって基板Ｗを持ち上げる際、上述したように、基板Ｗを無回転状態にしているので、搬送アーム４と基板Ｗの裏面とが擦れることを防ぐことができ、パーティクルの発生や基板Ｗの損傷などを抑制することができる。
このようにして、基板Ｗは、複数の昇降ピンＰに押し上げられるとともに、搬送アーム４によって持ち上げられ、基板ホルダ３から引き離される。
以上のように構成された基板保持装置２００によれば、回転機構１０として既存のツイスト角調整機構を用いており、その回転動力を、動力伝達機構２０によって昇降ピンＰを昇降移動させる昇降動力に変換して昇降ピンＰに伝達させるので、昇降ピンＰを昇降移動させるためのモータ等の動力を別途用いることなく、複数の昇降ピンＰによって基板Ｗの複数箇所を持ち上げることができる。
これにより、装置全体を大掛かりで高価なものにすることなく、基板Ｗを基板ホルダ３から持ち上げることが可能となる。
さらに、伝達状態切替機構３０が伝達状態Ａ及び非伝達状態Ｂに切り替わるように構成されているので、基板Ｗを基板ホルダ３から引き離す際には、動力伝達機構２０による昇降ピンＰへの動力伝達を可能としつつ、基板ＷにイオンビームＩＢを照射する際には、昇降ピンＰに動力を伝達させることなく、これまで通りの基板処理を行うことができる。
加えて、昇降ピンＰ及び搬送アーム４が同時に基板Ｗを持ち上げるので、搬送アーム４による基板Ｗの持ち上げを、昇降ピンＰによってアシストさせることができ、基板Ｗをより安定した姿勢で基板ホルダ３から持ち上げることができる。
そのうえ、昇降ピンＰが退避位置ｘから突出位置ｙに到達して位置センサ６が被検出部５を検出した際に、ツイスト角調整機構による基板ホルダ３の回転を停止させるので、基板ホルダ３の回転を機械的に停止させる場合に比べて、スライダ２３が斜め溝２ｈの端部内面と接触することがなくなることで、パーティクルの発生を抑制することができるとともに、スライダ２３の耐用性を向上させることができる。
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、基板保持装置２００を構成する回転機構１０は、前記実施形態では第２の回転機構であるツイスト角調整機構を利用して構成されていたが、第３の回転機構であるチルト角調整機構を利用して構成されたものであっても良い。
前記実施形態では、昇降ピンＰ及び搬送アーム４が同時に基板Ｗを持ち上げるようにしていたが、昇降ピンＰが退避位置ｘから突出位置ｙに到達した後、すなわち昇降ピンＰが基板ホルダ３から基板Ｗを引き離した後、その基板Ｗを搬送アーム４がさらに持ち上げるようにしても良い。
前記実施形態では、斜め溝２ｈが相対回転部材２２の外周面に形成されており、スライダ２３が一体回転部材２１に設けられていたが、斜め溝２ｈが一体回転部材２１の内周面に形成されており、スライダ２３が相対回転部材２２に設けられていても良い。
基板Ｗは、前記実施形態では基板ホルダ３の基板載置面３ａよりも大きいものであったが、基板ホルダ３の基板載置面３ａと同じ或いは小さいサイズのものであっても良い。
この場合、昇降ピンＰを用いて基板Ｗを持ち上げた後、搬送アーム４を基板Ｗの外周部の下方に差し込んで持ち上げて、基板ホルダ３から引き離すようにすれば良い。
さらに、昇降ピンＰは、必ずしも基板ホルダ３に形成された貫通孔３ｈ内を昇降移動するものである必要はなく、基板ホルダ３の外側において、基板載置面３ａよりも下方の退避位置ｘと基板載置面３ａよりも上方の突出位置ｙの間を移動するようにしても良い。
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
１００・・・イオンビーム照射装置
Ｗ ・・・基板
ＩＢ ・・・イオンビーム
３ ・・・基板ホルダ
４ ・・・搬送アーム
２００・・・基板保持装置
１０ ・・・回転機構（ツイスト角調整機構）
Ｐ ・・・昇降ピン
３ｈ ・・・貫通孔
２０ ・・・動力伝達機構
３０ ・・・伝達状態切替機構

Claims (3)

  1. 基板を保持する基板ホルダと、
    前記基板ホルダを回転させる回転機構と、
    前記基板ホルダの基板載置面よりも下方に位置する退避位置、及び、当該基板載置面から突出する突出位置の間を昇降移動する複数の昇降ピンと、
    前記回転機構及び前記昇降ピンの間に介在して設けられ、前記回転機構の前記基板ホルダを回転させる動力を、前記昇降ピンを前記退避位置及び前記突出位置の間で移動させる動力に変換して前記昇降ピンに伝達する動力伝達機構とを具備する、基板保持装置。
  2. 前記動力伝達機構が、
    前記基板ホルダに取り付けられて、該基板ホルダとともに回転する一体回転部材と、
    前記一体回転部材の回転軸周りに、該一体回転部材に対して相対的に回転可能な相対回転部材と、
    前記一体回転部材又は前記相対回転部材の一方に設けられた斜め溝と、
    前記一体回転部材又は前記相対回転部材の他方に設けられて前記斜め溝を摺動するとともに、前記昇降ピンと一体的に設けられたスライダとを備える、請求項１記載の基板保持装置。
  3. 前記基板ホルダが倒伏状態と起立状態との間を移動可能に構成されたものであって、
    前記動力伝達機構による前記昇降ピンへの動力伝達を可能とする伝達状態と、前記動力伝達機構による前記昇降ピンへの動力伝達を不能とする非伝達状態とに切り替わる伝達状態切替機構をさらに具備し、
    前記基板ホルダが前記倒伏状態から前記起立状態に移動した場合に、前記伝達状態切替機構が前記伝達状態から前記非伝達状態に切り替わり、前記基板ホルダが前記起立状態から前記倒伏状態に移動した場合に、前記伝達状態切替機構が前記非伝達状態から前記伝達状態に切り替わる、請求項１記載の基板保持装置。
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