JP2023067381A - 基板保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの小型化を図りつつも、イオンビームに対する基板の傾きを精密に制御できるようにする。【解決手段】イオンビームＩＢが照射される基板Ｗを保持するホルダ１０と、ホルダ１０を所定の軸周りに回転させて、保持されている基板ＷのイオンビームＩＢに対する傾きを変える駆動機構２０とを具備する基板保持装置１００であって、駆動機構２０が、ホルダ１０を回転させる動力を出力する動力源２１と、動力源２１からホルダまでの動力伝達経路の途中に設けられた減速機２３と、減速機２３から出力される動力によりホルダ１０とともに回転する第１軸部材２４と、第１軸部材２４の回転動作を検出する第１検出器２６と、第１検出器２６の検出値に基づいて動力源２１を制御する動力制御部Ｐ１とを備えるようにした。【選択図】図３

Description

本発明は、イオンビームが照射される基板を保持する基板保持装置に関するものである。

この種の基板保持装置としては、特許文献１に示すように、イオンビームが照射される基板を保持するホルダと、このホルダを回転させることにより、ホルダに保持されている基板のイオンビームに対する傾きを変える駆動機構とを備えたものがある。

この駆動機構は、所謂ダイレクトドライブモータ（以下、ＤＤモータともいう）をホルダに直接連結してなり、このＤＤモータを制御することで、基板の傾きを精密に制御できるように構成されている。

しかしながら、ホルダを回転させるために高トルクを出力しようとすると、ＤＤモータの大型化や高コスト化を招く。かといって、モータの小型化を図るべく減速機を用いると、ギアの摩耗やバックラッシュ等により、基板の傾きを精密に制御することが困難となる。

特開２００４－０９５４３４号公報

そこで本発明は、上述した問題を一挙に解決するべくなされたものであり、モータの小型化を図りつつも、イオンビームに対する基板の傾きを精密に制御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。

本発明に係る基板保持装置は、イオンビームが照射される基板を保持するホルダと、前記ホルダを所定の軸周りに回転させて、保持されている基板の前記イオンビームに対する傾きを変える駆動機構とを具備するものである。
そして、この基板保持装置は、前記駆動機構が、前記ホルダを回転させる動力を出力する動力源と、前記動力源から前記ホルダまでの動力伝達経路の途中に設けられた減速機と、前記減速機から出力される動力により前記ホルダとともに回転する第１軸部材と、前記第１軸部材の回転動作を検出する第１検出器と、前記第１検出器の検出値に基づいて前記動力源を制御する動力制御部とを備えることを特徴とするものである。
なお、ここでの「第１軸部材の回転動作を検出する」とは、第１軸部材の回転動作を直接検出する意味のみならず、第１軸部材と同期して回転する部材の回転動作を第１軸部材の回転動作として検出する意味も含む概念である。
また、本明細書において「同期して回転する」とは、同じ角速度で回転することを意味する。

このように構成された基板保持装置であれば、動力源からの動力を減速機を介してホルダに伝達するので、小型な動力源を用いつつ、高トルクをホルダに出力することができる。
しかも、ホルダとともに回転する第１軸部材の回転動作を検出し、その検出値に基づいて動力源を制御するので、例えば減速機を構成するギアなど、動力伝達経路に設けられているギアの摩耗やバックラッシュ等の影響を吸収して、第１軸部材の回転動作を制御することができる。
これにより、モータの小型化を図りつつも、上述したギアの摩耗による制御への影響やバックラッシュによる制御への影響などを低減することができ、イオンビームに対する基板の傾きを精密に制御することが可能となる。

前記動力源と前記第１軸部材との間に介在する複数の伝達ギアをさらに備えていても良い。
このように、１又は複数の伝達ギアを介して動力源を第１軸部材に連結することで、伝達ギアの数や配置を変えれば、動力源の配置を変えることができるので、配置の自由度を向上させることができる。

ところで、動力源が、ホルダからイオンビームの進行方向と直交する方向に離れて配置されると、装置の大型化を招くうえ、イオンビームが照射される部材が多くなり、清掃箇所が増えるなどして、メンテナンス性の低下をも招く。
そこで、上述した配置の自由度の向上を図れる構成を活かし、一の前記伝達ギアに接続されて、当該一の伝達ギア及び前記ホルダの間に介在する軸部材と、前記一の伝達ギアとは別の前記伝達ギアに接続されて、当該別の伝達ギア及び前記動力源の間に介在する軸部材とが、前記一の伝達ギア及び前記別の伝達ギアに対して同じ側に設けられていても良い。
これならば、ホルダと動力源とが、伝達ギアに対して同じ側に配置されるので、装置をコンパクトに保てるうえ、動力源がホルダから離れて配置される構成に比べて、清掃する箇所も少なくメンテナンス性も良い。

伝達ギアの摩耗を低減させるべく潤滑剤を用いることが考えられるが、伝達ギアの回転によって潤滑剤が飛び散ると、例えば検出器に付着して検出精度を低減させる懸念などがある。
そこで、前記複数の伝達ギアが、鉛直方向と交差する方向に配列されており、且つ、それらの伝達ギアの回転軸が鉛直方向と交差している構成において、前記複数の伝達ギアそれぞれを収容する複数の凹部が形成されたハウジングをさらに具備していても良い。
これならば、伝達ギアをハウジングに収容しているので、潤滑剤がハウジングから漏れ出て検出器などに付着してしまうことを抑制することができる。
しかも、伝達ギアの回転により周囲に飛び散ろうとする潤滑剤は、凹部の内周面に付着して、伝達ギアを停止させた後、その内周面を伝って凹部の底部に溜まる。そして、再び伝達ギアを回転させると、この凹部の底部に溜まった潤滑剤がハウジング内を再び循環するので、伝達ギアの摩耗低減効果が発揮される。

前記動力源の出力軸の回転動作を検出する第２検出器と、前記第１検出器の検出値、及び、前記第２検出器の検出値を比較して、前記駆動機構に異常が発生しているか否かを判断する監視部をさらに具備していても良い。
なお、ここでの「出力軸の回転動作を検出する」とは、出力軸の回転動作を直接検出する意味のみならず、出力軸と同期して回転する部材の回転動作を出力軸の回転動作として検出する意味も含む概念である。
このような検出値の比較により、動力源の出力軸と第１軸部材の回転動作の差に基づいた異常の検出や判断が可能となり、例えばギアの破損や規定値を超える摩耗量等によるギアの交換時期等を監視部に監視させることができる。

前記第１検出器が、前記第１軸部材の回転動作による磁界の変化を検出するものであることが好ましい。
これならば、光学式の検出器を用いる場合に比べて、第１検出器に汚れが付着したとしても検出精度を担保することができる。

このように構成した本発明によれば、モータの小型化を図りつつも、イオンビームに対する基板の傾きを精密に制御することができる。

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。 同実施形態の基板保持装置の構成を示す斜視図。 同実施形態の基板保持装置の構成を示す模式図。 同実施形態の伝達ギア及びハウジングの構成を示す模式図。 同実施形態の制御ユニットの機能を示す機能ブロック図。

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ながら説明する。

本実施形態の基板保持装置１００は、図１に示すように、イオンビーム照射装置２００を構成するものである。

まずは、イオンビーム照射装置２００について簡単に説明する。
イオンビーム照射装置２００は、例えば半導体ウエハ等の基板Ｗの表面にイオンビームＩＢを照射して、イオンを基板Ｗ内に注入し、その基板Ｗの特性を所望のものにするために用いられるイオン注入装置である。なお、イオンビーム照射装置２００としては、イオン注入装置に限定されず、例えばイオンビームエッチング装置等であっても良い。

このイオンビーム照射装置２００は、イオン源１０１から引き出されたイオンビームＩＢを、質量分析器１０２により質量分析したのちに、基板保持装置１００に保持されている基板Ｗに対して照射し、所望のイオン種を基板Ｗに対して注入するものである。なお、イオン源１０１から基板保持装置１００までのイオンビームの経路は図示しない真空容器により囲まれており、イオン注入時は真空に保たれている。

また、イオンビーム照射装置２００は、基板Ｗ表面の帯電を抑制するためにイオンビームＩＢ又は基板Ｗの表面に電子を供給するＰＦＧ（プラズマフラッドガン）１０３を備えている。

イオンビームＩＢは、例えば一方向に長く、長さ方向と直交する方向に厚みを有する帯状（リボン状、あるいはシート状とも呼ばれている）のものであり、ここでは、イオンビームＩＢの進行方向をＺ方向とし、このＺ方向に実質的に直交する面内において互いに実質的に直交する２方向をＸ方向及びＹ方向とする。例えば、Ｘ方向は、イオンビームＩＢの厚み方向、Ｙ方向はイオンビームＩＢの長さ方向であり、Ｘ方向及びＺ方向は水平方向、Ｙ方向は鉛直方向である。なお、Ｙ方向は一定の方向であるが、Ｘ方向及びＺ方向は絶対的な方向ではなく、イオンビームＩＢの進行方向に沿って変化する。ただし、イオンビームＩＢとしては、スポットビームでも良い。

そして、基板保持装置１００に保持された基板Ｗは、イオンビームＩＢを厚み方向に沿って横切るようにＸ方向に走査され、これにより基板Ｗの全面にイオンビームＩＢが照射されるようにしてある。なお、基板Ｗの走査方向はＹ方向であっても良い。

次に、基板保持装置１００について説明する。

基板保持装置１００は、図２に示すように、基板Ｗを保持するホルダ１０と、このホルダ１０を駆動させる駆動機構２０とを具備する。

ホルダ１０は、倒伏姿勢と起立姿勢との間で回転可能なものであり、倒伏姿勢において基板Ｗが載置され、その載置された基板Ｗを保持した状態で起立姿勢に回転するものであり、その起立姿勢にあるホルダ１０に保持されている基板Ｗに、イオンビームＩＢが照射される。なお、図２には、起立姿勢にあるホルダ１０を図示してある。

駆動機構２０は、ホルダ１０を所定の回転軸Ｌ周りに回転させて、ホルダ１０に保持されている基板ＷのイオンビームＩＢに対する傾きを変えるものである。
なお、「基板ＷのイオンビームＩＢに対する傾き」とは、基板Ｗ表面の法線と、イオンビームＩＢの進行方向とのなす角度であり、チルト角とも称される。

ホルダ１０の回転軸Ｌは、ホルダ１０の基板載置面１１と平行に設定されており、ここでは図２におけるＸ方向、すなわち基板Ｗに照射される直前のイオンビームＩＢの厚み方向に沿って設定されている。ただし、ホルダ１０の回転軸Ｌは、Ｙ方向に沿って設定されていても良い。

本実施形態では、図２に示すように、ホルダ１０を挟み込む位置に第１ケーシングＣ１及び第２ケーシングＣ２が設けられており、ホルダ１０の基板載置面１１とは反対の裏面側に第３ケーシングＣ３が設けられている。

かかる構成において、図３に示すように、駆動機構２０の構成部品は、主として第１ケーシングＣ１に収容されている。また、第２ケーシングＣ２には、ホルダ１０を基板載置面１１の法線方向に沿った軸回りに回転させるための電源ケーブル、冷却水が流れる管部材等の種々の配線及び配管が収容されており、第３ケーシングＣ３には、ホルダ１０を基板載置面１１の法線方向に沿った軸回りに回転させるツイストモータＭ等が収容されている。

そして、本発明は、この駆動機構２０に特徴があるので以下に詳述する。

駆動機構２０は、図３に示すように、ホルダ１０を回転させる動力源２１と、この動力源２１からの動力をホルダ１０に伝達させる動力伝達部２２とを備える。

動力源２１は、電動モータであり、ここでは回転角度（回転位置）を制御可能なサーボモータを用いているが、必ずしもこれに限らず、種々のものを用いて構わない。

動力伝達部２２は、動力源２１からホルダ１０までの動力伝達経路を構成するものであり、具体的には、動力伝達経路の途中に設けられた減速機２３と、ホルダ１０に連結された第１軸部材２４とを少なくとも備えている。

減速機２３は、複数のギアを用いて回転速度を減じるものであり、入力されるトルクを減速比に比例させたトルクに増幅して出力するものである。具体的に減速機２３としては、例えばハーモニックドライブ（登録商標）を挙げることができるが、必ずしもこれに限らず、種々のものを用いて構わない。

第１軸部材２４は、減速機２３が出力する動力（トルク）により回転するとともに、ホルダ１０を回転させるものであり、本実施形態においては減速機２３の出力軸により構成されている。なお、第一軸部材２４は、本実施形態のように減速機２３の出力軸そのものであっても良いし、減速機２３とホルダ１０との間に介在する減速機２３とは別の軸部材であっても良い。

より具体的に説明すると、第１軸部材２４が回転すると、その回転に同期してホルダ１０が上述した回転軸Ｌ周りに回転する。言い換えれば、第１軸部材２４は、チルト角の調整中にホルダ１０を回転させるものである。

本実施形態の第１軸部材２４は、減速機２３の出力軸とは別部材で、減速機２３の出力軸と同期して回転し、ホルダ１０を回転させるものであってもよい。また、第一軸部材２４が減速機２３の出力軸とは別の軸部材である場合、例えば減速機２３とホルダ１０との間にギアが介在する構成など、動力伝達経路の構成によっては、第１軸部材２４は減速機２３の出力軸と必ずしも同期して回転する必要はない。この場合、第一軸部材２４は、少なくともホルダ１０を同期させながら回転させるものであれば良い。

ここでの第１軸部材２４は、ホルダ１０及びツイストモータＭを一体的に回転させるものであり、上述した第１ケーシングＣ１及び第３ケーシングＣ３を貫通している。

本実施形態では、第１軸部材２４の周囲にリップシール等の環状のシール部材（不図示）が設けられており、このシール部材により第１ケーシングＣ１と第３ケーシングＣ３と間が封止されている。

これにより、基板Ｗへのイオン注入時において、第１ケーシングＣ１の内部は大気に連通しており、第３ケーシングＣ３の内部は真空雰囲気に維持される。なお、第２ケーシングＣ２は、基板Ｗへのイオン注入時において真空雰囲気に維持される。

かかる構成において、第１ケーシングＣ１には、動力伝達部２２を構成する減速機２３やその他の種々の構成部品、及び、動力源２１が収容されている。

本実施形態の動力伝達部２２は、図２及び図３に示すように、動力伝達経路の途中に設けられた複数の伝達ギア２５をさらに備えている。

より具体的には、動力源２１と減速機２３との間に複数枚（ここでは３枚）の伝達ギア２５が設けられており、これらの伝達ギア２５は、図２及び図４に示すように、ハウジング３０に収容されている。

複数の伝達ギア２５は、それぞれの回転軸が鉛直方向と交差する姿勢で配置されており、ここでは回転軸が水平方向に沿って延びる姿勢で配置されている。ただし、伝達ギア２５は、回転軸が鉛直方向と水平方向との双方に対して傾いた姿勢で配置されていても良い。

そして、これら複数の伝達ギア２５は、ホルダ１０が起立姿勢にある状態において、鉛直方向と交差する方向に配列されている。具体的には、ホルダ１０が起立姿勢にある状態において、互いに隣り合う伝達ギア２５の中心を結ぶ仮想線Ｊが、鉛直方向と交差しており、ここでは鉛直方向と水平方向との双方に対して傾いている。なお、複数の伝達ギア２５それぞれの中心は、この実施形態では一直線上に配置されているが、曲線上又は屈曲した線上に配置されていても良い。

ハウジング３０は、図２に示すように、第１ケーシングＣ１に取り付けられており、具体的には図４に示すように、伝達ギア２５のそれぞれが収まる複数の凹部Ｇが形成されたハウジング本体３１と、この凹部Ｇを塞ぐ外側カバー３２とを有する。なお、図２におけるハウジング３０は、理解容易のために、中が見える状態で記載してあるが、ハウジング３０の中は必ずしも外部から視認可能である必要はない。

それぞれの凹部Ｇは、伝達ギア２５よりも外径が若干大きい円筒状の窪みであり、その内側面のうちの伝達ギア２５の噛合箇所を含む領域が切り欠かれるとともに、この切り欠きを介して互いに連通している。

上述した構成において、本実施形態の伝達ギア２５には、摩耗を低減するべく、潤滑剤たるグリス等が塗布されている。この潤滑剤は、伝達ギア２５の回転により、伝達ギア２５の周囲に飛び散り、上述した凹部Ｇの内周面に付着する。そして伝達ギア２５を停止させると、潤滑剤は凹部Ｇの内周面を伝って凹部Ｇの底部３３に溜まる。

すなわち、本実施形態のハウジング３０は、凹部Ｇの底部３３が、グリス等の潤滑剤が溜まる溜まり部として機能するように構成されている。
かかる構成により、再び伝達ギア２５を回転させると、この溜まり部に溜まった潤滑剤がハウジング３０内を再び循環し、伝達ギア２５の摩耗低減効果が発揮される。

ここで、図３に戻ると、上述した複数の伝達ギア２５のうち、一の伝達ギア２５（ａ）に接続されて、当該一の伝達ギア２５（ａ）及びホルダ１０の間に介在する軸部材と、一の伝達ギア２５（ａ）とは別の伝達ギア２５（ｂ）に接続されて、当該の別の伝達ギア２５（ｂ）及び動力源２１の間に介在する軸部材とが、一の伝達ギア２５（ａ）及び別の伝達ギア２５（ｂ）に対して同じ側に設けられている。

より具体的に説明すると、一の伝達ギア２５（ａ）は、上述した動力伝達経路を構成する伝達ギア２５のうち最もホルダ１０に近いものであり、この伝達ギア２５（ａ）には、減速機２３の入力軸ＩＡが接続されている。

また、別の伝達ギア２５（ｂ）は、上述した動力伝達経路を構成する伝達ギア２５のうち最も動力源２１に近いものであり、この伝達ギア２５（ｂ）には、動力源２１の出力軸ＯＡが接続されている。

なお、動力源２１の出力軸ＯＡは、一の伝達ギア２５（ａ）に直接連結されているが、この伝達ギア２５（ａ）に別の軸部材を介して間接的に連結されていても良い。
また、減速機２３の入力軸ＩＡは、別の伝達ギア２５（ｂ）に直接連結されているが、この伝達ギア２５（ｂ）に別の軸部材を介して間接的に連結されていても良い。

そして、一の伝達ギア２５（ａ）に接続されている入力軸ＩＡと、別の伝達ギア２５（ｂ）に接続されている出力軸ＯＡとは、一の伝達ギア２５（ａ）及び別の伝達ギア２５（ｂ）に対して同じ側に設けられており、言い換えれば、ホルダ１０と動力源２１とが伝達ギア２５に対して同じ側に設けられている。

然して、本実施形態の駆動機構２０は、図３に示すように、第１軸部材２４の回転動作を検出する第１検出器２６と、動力源２１を制御する制御ユニットＰとをさらに備えてなる。
なお、ここでの「第１軸部材２４の回転動作を検出する」とは、第１軸部材２４の回転動作を直接検出する意味のみならず、第１軸部材２４と同期して回転する部材の回転動作を第１軸部材２４の回転動作として検出する意味も含む概念である。

第１検出器２６は、第１軸部材２４の回転角度又は回転位置を回転動作として検出するものであり、上述した第１ケーシングＣ１に収容されている。本実施形態の第１検出器２６は、第１軸部材２４の回転動作による磁界の変化を検出するものであり、具体的には磁気式のエンコーダであるが、必ずしもこれに限らず、光学式、機械式、又は電磁誘導式のエンコーダ等であっても良い。

制御ユニットＰは、ＣＰＵ、メモリ等を備えるコンピュータであり、上述した第１ケーシングＣ１に収容されている。なお、制御ユニットＰは、必ずしも第１ケーシングＣ１に収容されている必要はなく、第１検出器２６に信号線を介して接続されるとともに、第１ケーシングＣ１の外部の大気圧下に配置されていても良い。

この制御ユニットＰは、前記メモリに記憶されているプログラムに従ってＣＰＵやその周辺機器が協働することにより、図５に示すように、少なくとも動力制御部Ｐ１としての機能を発揮する。

動力制御部Ｐ１は、第１検出器２６により検出される検出値を取得するとともに、この検出値に基づいて動力源２１を制御するものである。

より詳細に説明すると、動力制御部Ｐ１は、第１検出器２６の検出値として、第１軸部材２４の回転角度、すなわちホルダ１０の回転角度を取得するとともに、ホルダ１０に保持されている基板ＷのイオンビームＩＢに対する傾き、すなわちチルト角の目標値を取得して、検出値が目標値に近づくように動力源２１たるサーボモータを制御する。なお、目標値は、入力手段を介して入力されても良いし、メモリに予め格納されているものを取得しても良い。

また、本実施形態の駆動機構２０は、図３に示すように、動力源２１の出力軸ＯＡの回転動作を検出する第２検出器２７をさらに備えており、制御ユニットＰは、図５に示すように、駆動機構２０の状態を監視する監視部Ｐ２としての機能をさらに発揮するように構成されている。
なお、ここでの「出力軸ＯＡの回転動作を検出する」とは、出力軸ＯＡの回転動作を直接検出する意味のみならず、出力軸ＯＡと同期して回転する部材の回転動作を出力軸ＯＡの回転動作として検出する意味も含む概念である。

第２検出器２７は、出力軸ＯＡの回転角度又は回転位置を回転動作として検出するものであり、上述した第１ケーシングＣ１に収容されている。

本実施形態の第２検出器２７は、出力軸ＯＡの回転動作による磁界の変化を検出するものであり、具体的には磁気式のエンコーダであり、ここでは動力源２１たるサーボモータが備えるものを用いている。ただし、第２検出器２７は、必ずしもこれに限らず、光学式、機械式、又は電磁誘導式のエンコーダ等であっても良いし、動力源２１たるサーボモータとは別に設けられたものであっても良い。

監視部Ｐ２は、第１検出器２６の検出値と、第２検出器２７の検出値とを取得するとともに、これらを比較して、駆動機構２０に異常が発生しているか否かを判断するものである。
なお、ここでいう異常とは、駆動機構２０の構成部品の交換又は駆動機構２０のメンテナンスが必要な状態であり、具体的には、駆動機構２０を構成するギアが破損している状態や、ギアの摩耗量が所定の規定値を超えている状態などを挙げることができる。

この監視部Ｐ２は、第１検出器２６の検出値と第２検出器２７の検出値とを比較して、これらの検出値の差又は比率を算出し、算出した差又は比率が予め設定されている閾値を上回っている場合に、駆動機構２０に異常が発生していると判断する。

なお、監視部Ｐ２としては、駆動機構２０に異常が発生していると判断した場合に、そのことをディスプレイに表示して報知したり、音や光などを発して報知したりするように構成されていても良い。

このように構成された基板保持装置１００によれば、動力源２１からの動力を減速機２３を介してホルダ１０に伝達するので、小型な動力源２１を用いつつ、高トルクをホルダ１０に出力することができる。
しかも、ホルダ１０とともに回転する第１軸部材２４の回転動作を検出し、その検出値に基づいて動力源２１を制御するので、動力伝達経路に設けられているギアの摩耗による制御への影響やバックラッシュによる制御への影響などを吸収して、第１軸部材２４の回転動作を制御することができる。
これにより、モータの小型化を図りつつも、上述したギアの摩耗やバックラッシュ等の制御への影響を低減することができ、イオンビームＩＢに対する基板Ｗの傾きを精密に制御することが可能となる。

また、動力源２１と第１軸部材２４との間に介在する複数枚の伝達ギア２５を介在させているので、例えば伝達ギア２５の数や配置を変えることにより、動力源２１の配置を変えることができ、配置の自由度を向上させることができる。その結果、例えば動力源２１をホルダ１０から離して配置することで、ＰＦＧ１０３からの電子に対する動力源２１たるモータから生じる磁場の影響を低減することができる。しかも、上述したように、伝達ギア２５の摩耗による制御への影響やバックラッシュによる制御への影響などを吸収することができるので、本発明による作用効果をより顕著に発揮させることができる。
なお、ＰＦＧ１０３から供給される電子が動力源２１から生じる磁場の影響を受けると、基板表面のチャージアップの抑制効果が低減されてしまい、基板Ｗの表面の中性化に影響を及ぼす。

さらに、配置の自由度の向上を活かし、一の伝達ギア２５（ａ）に接続されて、当該一の伝達ギア２５（ａ）及びホルダ１０の間に介在する軸部材と、別の伝達ギア２５（ｂ）に接続されて、当該別の伝達ギア２５（ｂ）及び動力源２１の間に介在する軸部材とが、一の伝達ギア２５（ａ）及び別の伝達ギア２５（ｂ）に対して同じ側に設けられているので、ホルダ１０と動力源２１とを伝達ギア２５に対して同じ側に配置することができる。
これにより、動力源２１が、伝達ギア２５に対してホルダ１０の反対側に配置する構成に比べて、装置をコンパクトに保てるうえ、清掃する箇所も少なくなり、メンテナンス性も良い。

複数の伝達ギア２５が、ハウジング３０に収容されているので、これらの伝達ギア２５に用いられるグリス等の潤滑剤がハウジング３０の外に飛び散ることを防ぐことができ、潤滑剤による例えば第１検出器２６及び第２検出器２７の汚れを低減することができる。

さらに、複数の伝達ギア２５が、鉛直方向と交差する方向に配列されており、且つ、それらの伝達ギア２５の回転軸が鉛直方向と交差しており、これらの伝達ギア２５それぞれがハウジング３０に形成された凹部Ｇに収容されているので、伝達ギア２５の回転により周囲に飛び散る潤滑剤は、凹部Ｇの内周面に付着して、伝達ギア２５を停止させた後、その内周面を伝って凹部Ｇの底部３３に溜まる。そして、再び伝達ギア２５を回転させると、この凹部Ｇの底部３３に溜まった潤滑剤がハウジング３０内を再び循環するので、伝達ギア２５の摩耗低減効果が発揮される。

駆動機構２０に異常が発生しているか否かを判断する監視部Ｐ２を備えているので、例えばギアの破損や規定値を超える摩耗量等によるギアの交換時期等を監視することができる。

第１検出器２６及び第２検出器２７が、磁気式のエンコーダであるので、例えば光学式の検出器を用いた場合に比べて、これらの検出器にグリスが付着したとしても検出精度を担保することができる。

第１軸部材２４の周囲に設けたシール部材によって、第１ケーシングＣ１を第３ケーシングＣ３と仕切るとともに、第１ケーシングＣ１の内部を大気に連通させているので、第１検出器２６及び第２検出器２７や動力源２１として、真空用の特別なものを用いる必要がなく、汎用のものを用いることができる。

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、前記実施形態では、動力源２１と第１軸部材２４との間に複数枚の伝達ギア２５を介在させていたが、これらの伝達ギア２５に代えて或いはこれらの伝達ギア２５に加えて無端ベルト等を介在させてもよい。

また、動力源２１は、前記実施形態では伝達ギア２５に対してホルダ１０側に配置されていたが、伝達ギア２５に対してホルダ１０とは反対側に配置されていても良い。

前記実施形態の動力制御部Ｐ１は、第１検出器２６の検出値と目標値とを比較して、検出値が目標値に近づくように動力源２１を制御するように構成されており、かかる構成においては、ホルダ１０の回転角度たるチルト角を精度良く制御することができる一方、制御時間が長くなる場合がある。

そこで、動力制御部Ｐ１としては、第１検出器２６の検出値と、所定の目標範囲とを比較して、検出値が目標範囲内に収まっているか否かを判断するように構成されていても良い。そして、検出値が目標範囲内に収まっていない場合、動力制御部Ｐ１は、その検出値に基づいて動力源２１を制御するように構成されていても良く、具体的には、検出値と目標範囲の上限値又は下限値との差分に基づいて動力源２１を制御する態様を挙げることができる。
このような構成であれば、ホルダ１０のチルト角の制御精度はやや劣るものの、制御時間は短くなるので、スループットの観点では有利である。

また、動力制御部Ｐ１としては、チルト角の制御精度を重視して検出値と目標値とを比較する第１態様と、スループットを重視して検出値と目標範囲とを比較する第２態様とに切替可能に構成されたものであっても良い。

さらに、監視部Ｐ２としては、前記実施形態では第１検出器２６の検出値と第２検出器２７の検出値とを比較していたが、第１検出器２６の検出値と例えば動力源２１への供給電力量とに基づいて、駆動機構２０に異常が発生しているか否かを判断するように構成されていても良い。

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・・・基板保持装置
ＩＢ ・・・イオンビーム
Ｗ ・・・基板
１０ ・・・ホルダ
２０ ・・・駆動機構
２１ ・・・動力源
２２ ・・・動力伝達部
２３ ・・・減速機
２４ ・・・第１軸部材
２５ ・・・伝達ギア
２６ ・・・第１検出器
２７ ・・・第２検出器
３０ ・・・ハウジング
３１ ・・・ハウジング本体
３２ ・・・外側カバー
３３ ・・・グリス溜まり
Ｐ ・・・制御ユニット
Ｐ１・・・動力制御部
Ｐ２・・・監視部

Claims (6)

1. イオンビームが照射される基板を保持するホルダと、前記ホルダを所定の軸周りに回転させて、保持されている基板の前記イオンビームに対する傾きを変える駆動機構とを具備する基板保持装置であって、
   前記駆動機構が、
   前記ホルダを回転させる動力を出力する動力源と、
   前記動力源から前記ホルダまでの動力伝達経路の途中に設けられた減速機と、
   前記減速機から出力される動力により前記ホルダとともに回転する第１軸部材と、
   前記第１軸部材の回転動作を検出する第１検出器と、
   前記第１検出器の検出値に基づいて前記動力源を制御する動力制御部とを備える、基板保持装置。
2. 前記動力源と前記第１軸部材との間に介在する複数の伝達ギアをさらに備える、請求項１記載の基板保持装置。
3. 一の前記伝達ギアに接続されて、当該一の伝達ギア及び前記ホルダの間に介在する軸部材と、
   前記一の伝達ギアとは別の前記伝達ギアに接続されて、当該別の伝達ギア及び前記動力源の間に介在する軸部材とが、
   前記一の伝達ギア及び前記別の伝達ギアに対して同じ側に設けられている、請求項２記載の基板保持装置。
4. 前記複数の伝達ギアが、鉛直方向と交差する方向に配列されており、且つ、それらの伝達ギアの回転軸が鉛直方向と交差している構成において、
   前記複数の伝達ギアそれぞれを収容する複数の凹部が形成されたハウジングをさらに具備する、請求項２又は３記載の基板保持装置。
5. 前記動力源の出力軸の回転動作を検出する第２検出器と、
   前記第１検出器の検出値、及び、前記第２検出器の検出値を比較して、前記駆動機構に異常が発生しているか否かを判断する監視部をさらに具備する、請求項１乃至４のうち何れか一項に記載の基板保持装置。
6. 前記第１検出器が、前記第１軸部材の回転動作による磁界の変化を検出するものである請求項１乃至５のうち何れか一項に記載の基板保持装置。

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