JPH09330975A

JPH09330975A - 搬送装置

Info

Publication number: JPH09330975A
Application number: JP17178996A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Ono; 一也小野
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-06-11
Filing date: 1996-06-11
Publication date: 1997-12-22
Also published as: US6160338A

Abstract

(57)【要約】【課題】被搬送物体を非接触で保持しつつ位置制御を
行いながら所望の位置に正確に搬送するようにする。【解決手段】ロードアーム４８Ａの浮上用電極対５
０、５２、５４は、所定の電位差を与えることによって
静電吸引力を発生させ、ウエハＷを吸引浮上して非接触
で保持する。また、水平方向変位計６８、７０、７２
は、ロードアーム４８Ａに対するウエハＷの位置を常時
検出する。そして、制御装置は、水平方向変位計６８、
７０、７２によって検出されたウエハＷ位置に基づい
て、水平方向駆動用電極対５６、５８、６０に変動電位
差を与えてウエハＷ内に電流を発生させるとともに、電
位の変動タイミングに合わせて磁束の向きを変動させる
交流磁場を磁石装置６２、６４、６６で発生させ、その
結果得られるローレンツ力によってウエハＷを水平方向
に駆動して位置制御を行い、所望の位置に搬送できるよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、搬送装置に係り、
さらに詳しくは導電性を有する平板状の被搬送物体を非
接触で搬送する搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、半導体装置等の製造
工程におけるフォトリソグラフィ工程では、マスク（又
はレチクル；以下、適宜「レチクル」と総称する）に形
成された回路パターンを投影光学系を介して、表面にフ
ォトレジストが塗布されたウエハ等の感光基板上に転写
する露光装置が用いられている。このように、露光処理
されるウエハは、順次搬送装置によって露光ステージ上
の所定位置まで搬送される。

【０００３】従来のウエハを搬送する搬送装置として
は、空気の吸引力によって吸着して搬送するバキューム
ハンドがある。このバキュームハンド１０２は、例え
ば、図８および図９に示されるように、先端部付近に上
向きにバキューム溝１０４が設けられ、そのバキューム
溝１０４を介して不図示の真空ポンプで発生する負圧に
よって吸引できるように構成されている。従って、ウエ
ハＷを搬送する場合は、バキュームハンド１０２のバキ
ューム溝１０４をウエハＷの裏面側に当接させて吸引す
ることでウエハＷが吸着され、この状態でバキュームハ
ンド１０２を露光ステージ上の受渡し位置まで移動させ
た後、吸引を停止してウエハＷをバキュームハンド１０
２から開放することにより、ウエハＷがウエハステージ
上の所定位置まで搬送されるようになっていた。このよ
うに、バキュームハンドは、ウエハの裏面に接触した状
態で搬送を行うものである。

【０００４】また、上記以外の搬送装置としては、電極
を使って発生させた静電力によってウエハを吸引しつ
つ、ウエハの自重との釣り合いをとって空中に浮上させ
る静電浮上方式がある。この静電浮上方式は、例えば、
図１０に示されるように、本体部１０６の底面に電極部
１０８を所定間隔で多数配列し、各電極部１０８に対し
て個別に任意の極性の電位が与えられるようになってい
る。

【０００５】そこで、この静電浮上方式によってウエハ
Ｗを搬送する場合は、本体部１０６の複数の電極部１０
８のうち、少なくともウエハＷの直上に位置する電極部
（図１０では５つの電極部）１０８に対してプラス
（＋）の電位が与えられると、間隙（絶縁体）を挟んで
イオンドーピングされたウエハＷ（導電体）の対向面に
静電誘導によりマイナス（−）の電荷が誘起され、異種
の電荷間に働く静電力によってウエハＷが本体部１０６
側（図中の矢印Ｃ方向）に吸引される。この電極部１０
８に与えられる電位は、ウエハＷの自重と発生した静電
力（吸引力）とが釣り合うように調整されることによ
り、図１０に示されるように、ウエハＷを本体部１０６
に対して一定の距離を保った状態で空中に浮上させるこ
とができる。この状態で本体部１０６を移動させれば、
ウエハＷは、本体部１０６と非接触で搬送される。

【０００６】また、このように浮上させたウエハＷを本
体部１０６に対して位置調整する場合は、例えば、図１
０のウエハＷの右端に位置する電極部１０８ａにプラス
（＋）の電位を与え、ウエハＷの左端に位置する電極部
１０８ｂにマイナス（−）の電位を与えることにより、
ウエハＷの表面に誘起されたマイナス（−）の電荷に対
して電極部１０８ｂとは反発し合い、電極部１０８ａと
は引き合って、ウエハＷを右方向（図中の矢印Ｄ方向）
に移動させることができる。このように、従来の静電浮
上方式によれば、その端部に位置する電極部１０８の電
位を制御することによって、本体部１０６に対するウエ
ハＷの２次元平面の位置を微調整していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の搬送装置にあっては、バキュームハンド１０２
を使ってウエハＷを吸引して搬送させる場合は、バキュ
ームハンド１０２がウエハＷの裏面側に接触するため塵
埃が発生し易くなって、半導体装置の製造工程において
歩留りの低下を招くという不都合があった。

【０００８】また、電極部１０８に電位を与えて静電力
を発生させ、ウエハＷを吸引して浮上させる静電浮上方
式では、非接触であって塵埃が発生し難いことから歩留
りの低下を抑制することができる。しかし、ウエハＷ
は、非接触で空中に保持されているため、摩擦がほとん
どないことから、例えば、ウエハＷを搬送するための本
体部１０６の移動や本体部１０６に対してウエハＷの位
置を調整する際に、ウエハＷに加わる外乱によってＺ軸
回りの回転モーメントが発生すると、その回転を止めた
り、ウエハＷの回転角（θ）を制御するのが困難であっ
て、ウエハステージ上の所定位置にウエハＷを正確に載
置できなくなるという不都合があった。

【０００９】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その目的は、被搬送物体を非接触で保持しつつ位置
制御を行いながら所望の位置に正確に搬送することので
きる搬送装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、導電性を有する平板状の被搬送物体が搬送面に対し
て非接触で保持されて搬送される搬送装置であって、前
記被搬送物体の上面に位置し、前記被搬送物体に対向し
てかつ相互に対峙して位置する電極対から成り、当該電
極対間に与えられる電位差により前記被搬送物体の対向
面に逆極性の電荷を誘起させる少なくとも１組の第１の
電極対と；前記被搬送物体の上面に位置し、前記被搬送
物体に対向してかつ相互に対峙して位置する電極対から
成り、当該電極対間に与えられる電位差により前記被搬
送物体の対向面に電流を生じさせる少なくとも３組の第
２の電極対と；前記各第２の電極対によって前記被搬送
物体内に生じる各電流と直交する方向の磁場を発生させ
る磁場発生手段と；前記被搬送物体の搬送面に対する２
次元平面内の位置を計測する少なくとも３つの第１の変
位計と；前記各変位計の出力に基づいて前記各第２の電
極対に与える電位差と前記磁場の強さとを制御する制御
手段とを有する。

【００１１】これによれば、第１の電極対に電位差を与
えて被搬送物体との間に発生させた静電力によって被搬
送物体を吸引して浮上させ、更に、第２の電極対に電位
差を与えて被搬送物体内に電流を発生させるとともに、
磁場発生手段で発生させた磁場との相互作用により駆動
方向に被搬送物体を駆動することができる。そして、第
１の変位計によって被搬送物体の搬送面に対する２次元
平面内の位置が計測されると、制御手段は、その計測結
果に基づいて第２の電極対に与えられる電位差と磁場発
生手段で発生させる磁場の強さとを制御することによっ
て、被搬送物体を所望の位置に制御することができる。
このように、請求項１に記載の搬送装置では、被搬送物
体を非接触で保持して塵埃の発生による歩留りの低下を
抑えるとともに、被搬送物体の位置を正確に制御して搬
送させることができる。

【００１２】ここで、被搬送物体内に流れる電流と、磁
場発生手段により発生させた磁場との相互作用により被
搬送物体を駆動させる駆動力とは、いわゆる、ローレン
ツ力のことであって、電流の方向に対して直交方向に磁
束を発生させると、その電流と磁束の両方に直交する方
向に作用する力のことをいう（フレミングの左手の法
則）。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の搬送装置において、前記第２の電極対は、各電極間に
与えられる電位差により前記被搬送物体の対向面に同一
方向の電流を生じさせる少なくとも２組の電極対と、そ
れら２組の電極対と異なる方向に電流を生じさせる少な
くとも１組の電極対とから成ることを特徴とする。

【００１４】これによれば、少なくとも３組の第２の電
極対のうち、少なくとも２組の電極対の向きを同一方向
とすることにより、これと対向する被搬送物体内に少な
くとも２つの同一方向に流れる電流（電極対に与える極
性を反対にすれば電流の向きは逆となる）を発生させる
ことができる。このため、これら２組の電極対によって
発生させる電流の向きと、その電流の流れに対して直交
方向に生じさせる磁束の向きとを同じにした場合は、被
搬送物体の異なる２点において同一方向に同一の駆動力
が作用することになり、被搬送物体を駆動力の作用する
方向に移動させることができる。また、発生させる電流
の向き、又は磁束の向きを逆にした場合は、被搬送物体
を上記とは逆の方向に移動させることができる。さら
に、２組の電極対のうち、一方の電流の向き、又は磁束
の向きを逆にして、被搬送物体の異なる２点において反
対方向の駆動力を作用させることにより、被搬送物体を
Ｚ軸回り（ヨーイング方向）に回転させる力が働く。そ
して、被搬送物体の回転方向は、２組の電極対に作用す
る駆動力の向きをそれぞれ逆向きにすれば、上記例とは
逆の方向に回転させることができる。

【００１５】また、第２の電極対は、上記した少なくと
も２組の電極対とは異なる方向に電流を生じさせる少な
くとも１組の電極対を有しているため、例えば、被搬送
物体をＸ軸方向と異なるＹ軸方向に駆動可能として、こ
れらを組み合わせることにより搬送面内を自由に移動さ
せることができる。

【００１６】このように、非接触の状態で浮上させた被
搬送物体は、第２の電極対と磁場発生手段とによって、
搬送面内をＸ軸方向、Ｙ軸方向、あるいはヨーイング方
向等に自由に駆動させることができるため、所望の位置
に確実に制御することができる。

【００１７】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の搬送装置において、前記第２の電極対間に与え
られる電位差は、所定周期毎に交互に極性を反転させる
変動電位差であることを特徴とする。

【００１８】これによれば、第２の電極対間には、所定
周期毎にプラス（＋）とマイナス（−）に交互に変動す
る電位差を与えることによって、被搬送物体の対向面に
静電誘導による逆極性の電荷を発生させ、その被搬送物
体内に生じた電位差によって電流が発生する。ここで発
生する電流の向きは、所定周期毎に反転することにな
る。このため、被搬送物体に作用する駆動力の方向が常
に一定となるように、電流の反転タイミング（交流電
位）に合わせて磁場発生手段により発生させる磁束の向
きを変動させ（交流磁場）、ローレンツ力が一定の方向
に作用するように制御することにより、被搬送物体をあ
る方向に連続して駆動することができる。

【００１９】請求項４に記載の発明は、導電性を有する
平板状の被搬送物体が搬送面に対して非接触で保持され
て搬送される搬送装置であって、前記被搬送物体の上面
に位置し、前記被搬送物体に対向してかつ相互に対峙し
て位置する電極対から成り、当該電極対間に与えられる
電位差により前記被搬送物体の対向面に逆極性の電荷を
誘起させるとともに、前記被搬送物体の対向面に電流を
生じさせる少なくとも３組の第３の電極対と；前記第３
の電極対によって前記被搬送物体内に生じる各電流と直
交する方向の磁場を発生させる磁場発生手段と；前記被
搬送物体の搬送面に対する２次元平面内の位置を計測す
る少なくとも３つの第１の変位計と；前記各変位計の出
力に基づいて前記各第３の電極対に与える電位差と前記
磁場の強さとを制御する制御手段とを有する。

【００２０】これによれば、少なくとも３組の第３の電
極対間に与えられる電位差によって対向する被搬送物体
に逆極性の電荷を誘起させ、その静電力によって被搬送
物体を吸引して浮上させるとともに、被搬送物体内に電
流を発生させて、磁場発生手段により発生させた磁場と
の相互作用によって被搬送物体を駆動するようにする。
そして、第１の変位計により被搬送物体の搬送面に対す
る２次元平面内の位置を計測して、制御手段が変位計の
計測位置に基づいて第３の電極対に与える電位差と磁場
の強さとを制御することにより被搬送物体を所望の位置
に制御するようにする。このように、請求項４に記載の
搬送装置では、請求項１に記載の搬送装置と異なり、被
搬送物体を浮上させる電極対（浮上用電極対）と駆動さ
せる電極対（駆動用電極対）とを第３の電極対で兼用さ
せることによって、少ない電極数で構成することが可能
となり、低コスト化することができる。そして、第３の
電極対に与えられる電位差を制御することによって、請
求項１に記載の搬送装置と同様に被搬送物体を非接触で
保持しつつ、所望の位置に制御しながら搬送することが
できる。

【００２１】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の搬送装置において、前記第３の電極対は、各電極間に
与えられる電位差により前記被搬送物体の対向面に同一
方向の電流を生じさせる少なくとも２組の電極対と、そ
れら２組の電極対と異なる方向に電流を生じさせる少な
くとも１組の電極対とから成ることを特徴とする。

【００２２】これによれば、少なくとも３組の第３の電
極対のうち、少なくとも２組の電極対の向きを同一方向
とすることにより、これと対向する被搬送物体内に少な
くとも２つの同一方向に流れる電流（電極対に与える極
性を反対にすれば電流の向きは逆となる）を発生させる
ことができる。このように、請求項５に記載の搬送装置
は、請求項２に記載の搬送装置と異なり、被搬送物体を
浮上させる電極対（浮上用電極対）と駆動させる電極対
（駆動用電極対）とを兼用した第３の電極対を上記のよ
うに配置したものである。そして、少なくとも３組の第
３の電極対のうち、少なくとも２組の電極対で発生させ
る電流の向きと、その電流の流れる部分に生じさせる磁
束の方向とをそれぞれ同じにすれば、被搬送物体を搬送
面内の所定の方向に移動させることができ、発生させる
電流の向き、又は磁束の向きを逆にした場合は、被搬送
物体を上記駆動方向とは逆の方向に駆動することができ
る。さらに、電極対の向きを同じにした少なくとも２組
の電極対のうち、一方の電流の向きや磁束の方向を逆に
すれば、被搬送物体をＺ軸回り（ヨーイング方向）に回
転させることができるとともに、その２組の電極対に作
用する駆動力の向きをそれぞれ逆にすることにより、逆
回転させることができる。

【００２３】また、第３の電極対は、上記した少なくと
も２組の電極対と異なる方向に電流を生じさせる少なく
とも１組の電極対を有しているため、例えば、被搬送物
体をＸ軸方向とＹ軸方向のように異なる方向に駆動可能
としてそれらを組み合わせることにより、搬送面内を自
由に移動させることができる。

【００２４】このように、請求項４に記載の発明では、
請求項２に記載の発明とは異なり、第３の電極対だけで
被搬送物体を非接触の状態で浮上させつつ、被搬送物体
の搬送面内をＸ方向、Ｙ方向、あるいはヨーイング方向
等に自由に駆動させて、所望の位置に確実に制御するこ
とができる。

【００２５】請求項６に記載の発明は、請求項４又は５
に記載の搬送装置において、前記第３の電極対の各電極
間に与えられる電位差は、所定周期毎に交互に極性を反
転させる変動電位差であることを特徴とする。

【００２６】これによれば、第３の電極対間には、所定
周期毎にプラス（＋）とマイナス（−）とが交互に変動
する電位差を与えることによって、被搬送物体の対向面
に静電誘導による逆極性の電荷を発生させるとともに、
その被搬送物体内に生じた電位差によって電流が流れ
る。このため、被搬送物体は、静電力によって第３の電
極対に吸引されて非接触で保持されるとともに、被搬送
物体内を流れる電流と磁場発生手段による磁場との相互
作用により所定の方向に駆動力が働いて、位置制御を行
うことができる。そして、被搬送物体内を流れる電流の
向きは、所定周期毎に反転するため、駆動方向が一定と
なるように、電流の向きに応じて磁場発生手段により発
生させる磁界の方向を変えることにより、被搬送物体を
ある方向に連続して駆動することができる。

【００２７】請求項７に記載の発明は、請求項１ないし
６のいずれか一項に記載の搬送装置において、前記搬送
装置は、更に前記被搬送物体の鉛直方向の位置を計測す
る少なくとも３つの第２の変位計を有することを特徴と
する。

【００２８】これによれば、被搬送物体は、その上面に
位置する電極対によって発生する静電力により吸引して
浮上させ、非接触で保持するためには、静電力と被搬送
物体の自重との釣り合いをとる必要がある。このため、
吸引する電極対と被搬送物体との間隔を計測する第２の
変位計を少なくとも３つ設けて、被搬送物体との間の間
隔を常に計測して、距離や傾きに関する鉛直方向の変位
を求めるようにする。

【００２９】このように、請求項７に記載の搬送装置
は、第２の変位計で計測された変位量に基づいて、制御
手段により静電力を発生させる電極対に与える電位をフ
ィードバック制御することにより、電極対と被搬送物体
とを常に平行に保持することができるとともに、両者の
接触を確実に防止することができる。

【００３０】請求項８に記載の発明は、請求項１ないし
７のいずれか一項に記載の搬送装置において、前記各変
位計は、前記被搬送物体の搬送面内の位置や鉛直方向の
位置を静電容量の変化に基づいて計測する静電容量形の
変位計であることを特徴とする。

【００３１】これによれば、静電容量の変化に基づい
て、被搬送物体の搬送面内の位置や鉛直方向の位置を計
測する静電容量形の変位計を用いたため、非接触で容易
かつ正確な変位量を計測することができる。

【００３２】請求項９に記載の発明は、請求項８に記載
の搬送装置において、前記各変位計は、前記それぞれの
電極対の少なくとも１つに所定のキャリア周波数を重畳
させる発振手段と；該発振手段のキャリア周波数の変化
を検出する周波数検出手段と；該周波数検出手段で検出
されたキャリア周波数の変化に基づいて前記被搬送物体
の位置を検出する位置検出手段とを有することを特徴と
する。

【００３３】これによれば、前記電極対は、発振手段
（発振回路）が接続されてキャリア周波数が重畳される
と、その電極対に導体である被搬送物体が接近した場合
に静電容量Ｃが変化して、発振回路のキャリア周波数
（発振周波数）を変化させ、そのキャリア周波数の変化
量を周波数検出手段（検波回路）で検出することによ
り、被搬送物体の変位を検出する変位計とすることがで
きる。すなわち、発振回路におけるキャリア周波数は、
被搬送物体と電極対との位置関係（被搬送物体と電極と
の重なり面積、被搬送物体と電極との距離）に応じて静
電容量Ｃが変わることから、発振回路における発振周波
数（キャリア周波数）を変化させる。このため、被搬送
物体の位置の検出は、電極対に接続された発振回路のキ
ャリア周波数の変化量を計測することによって行うこと
ができる。

【００３４】このように、変位計を上記電極対とは別に
設けることなく、既存の電極対にキャリア周波数を重畳
させてその発振周波数の変化を見るだけで、被搬送物体
の変位を計測する変位計を兼用させることができる。

【００３５】なお、この変位計を構成するにあたって、
使用する電極対の位置が重要であって、被搬送物体の鉛
直方向の変位を計測する変位計であれば被搬送物体と常
に対向する位置にあり、少なくとも３組の電極対で構成
されていることが望ましい。また、被搬送物体の水平方
向の変位を計測する変位計であれば、被搬送物体を定位
置で保持した場合に、被搬送物体のエッジ部分にまたが
る位置で、少なくとも３箇所に配置された電極対を使っ
て構成されていることが望ましい。そして、静電容量に
より被搬送物体の変位を検出する場合は、電極の重なり
面積や被搬送物体と電極との距離の何れが変化しても静
電容量が変化するため、鉛直方向と水平方向の両方の変
位計における静電容量の変化を計測し、それに基づいて
変位を求めることにより、被搬送物体の正しい位置（変
位）を計測することができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】

《第１の実施形態》以下、本発明の第１の実施形態を図
１ないし図５に基づいて説明する。

【００３７】図１には第１の実施形態に係る露光装置１
０の全体構成が概略的に示されている。この露光装置１
０は、マスクとしてのレチクル上に形成されたパターン
像をステップ・アンド・リピート方式により投影光学系
を介して、感光基板としてのウエハＷのショット領域に
投影する縮小投影型の露光装置（いわゆるウエハステッ
パー）である。そして、この露光装置１０は、床上に水
平に載置された台座１２上に４個の除振パッド１４を介
して保持された定盤１６と、この定盤１６上に配置され
たステージ装置２０と、このステージ装置２０の上方で
定盤１６上に植設された第１コラム１８と、この第１コ
ラム１８に保持された投影光学系ＰＬと、この投影光学
系ＰＬの上方で第１コラム１８に植設された第２コラム
２２と、この第２コラム２２上に載置されたレチクルＲ
を保持するレチクルホルダ２４と、このレチクルホルダ
２４の上方に配置された照明系２６とを備えている。

【００３８】前記ステージ装置２０は、定盤１６上をＹ
軸方向（図１における紙面直交方向）に移動可能なＹス
テージ２８Ｙと、Ｙ軸に直交するＸ軸方向（図１におけ
る紙面左右方向）に移動可能なＸステージ２８Ｘと、Ｙ
ステージ２８Ｙ、Ｘステージ２８Ｘをそれぞれの移動方
向に駆動する駆動系２９と、Ｘステージ２８Ｘ上に搭載
された上下ティルティング機構３０と、この上下ティル
ティング機構３０によってＸＹ平面に直交するＺ軸（鉛
直軸）方向及びＸ軸、Ｙ軸回りの回転方向に駆動される
基板テーブル３２とを含んで構成されている。

【００３９】基板テーブル３２上には不図示のθテーブ
ルを介してウエハホルダ３４が搭載され、このウエハホ
ルダ３４上にウエハＷが吸着固定されている。また、基
板テーブル３２の端部には、レーザ干渉計システムを構
成する移動鏡３６が固定されており、この移動鏡３６を
介してレーザ干渉計３８によって基板テーブル３２のＸ
Ｙ２次元方向の位置座標、すなわちウエハＷ上のショッ
ト領域のＸＹ座標が計測されるようになっている。な
お、実際には、図２の概略平面図に示されるように、Ｘ
軸方向に延設されたＹ軸用移動鏡３６Ｙと、Ｙ軸方向に
延設されたＸ軸用移動鏡３６Ｘとが存在し、これに対応
してＹ軸用レーザ干渉計３８Ｙと、Ｘ軸用レーザ干渉計
３８Ｘとが存在するが、図１ではこれらを代表して移動
鏡３６及びレーザ干渉計３８として示されている。

【００４０】前記レチクルホルダ２４は、駆動系２５に
よってＸＹ２次元方向及びθ方向（Ｚ軸回りの回転方
向）に微少駆動可能とされており、レチクルホルダ２４
に保持されたレチクルＲのアライメントの際には、レチ
クルＲのパターン面の中心（レチクルセンタ）が投影光
学系ＰＬの光軸に一致するよう駆動系２５を介してレチ
クルホルダ２４のＸＹ面内の位置が調整される。

【００４１】前記投影光学系ＰＬは、その光軸がＸＹ平
面に直交するＺ軸方向となる状態で第１コラム１８に保
持されており、この投影光学系としては、ここでは両側
テレセントリックで所定の縮小倍率（例えば、１／４）
を有するものが使用されている。従って、レチクルＲ及
びウエハＷのアライメントが行われた状態で照明系２６
からの照明光によりレチクルＲが照明されると、このレ
チクルＲのパターン面に描画されたパターンの縮小像が
ウエハＷ上のショット領域に転写されるようになってい
る。

【００４２】図２には、第１コラム１８の上板及びこれ
より上方の構成部分を取り除いた状態の露光装置１０の
平面図が概略的に示されている。この図２に示されるよ
うに、第１コラム１８の前面側（図２における下側）に
は、Ｘ軸方向に伸びるＸ軸ガイド４２が配置されてお
り、このＸ軸ガイド４２の更に前面側には、ウエハカセ
ット４４が２つ配置されている。Ｘ軸ガイド４２に直交
してＹ軸ガイド４６が設けられており、このＹ軸ガイド
４６は不図示のウエハローダ駆動系によりＸ軸ガイド４
２に沿って駆動されるようになっている。Ｙ軸ガイド４
６には、ウエハロード用の搬送アーム（ロードアーム）
４８Ａとウエハアンロード用の搬送アーム（アンロード
アーム）４８Ｂとが、当該Ｙ軸ガイド４６に沿って移動
可能に設けられている。これらロードアーム４８Ａ、ア
ンロードアーム４８Ｂも不図示のウエハローダ駆動系に
より駆動されるようになっている。この場合において、
アンロードアーム４８Ｂの移動面よりロードアーム４８
Ａの移動面の方が高い位置に設定されている。これは、
高い位置の方が空中に浮遊するゴミ等が少なく、また露
光前はウエハ表面のレジストが固まっていないので、こ
のレジストにゴミ等が付着する不都合をなるべく回避す
る等のためである。

【００４３】図３には、第１の実施形態に係る搬送装置
としてのロードアーム４８Ａの構成が示されており、図
４には、図３のＡ−Ａ線断面図が示されている。

【００４４】図３及び図４に示されるロードアーム４８
Ａは、第１の電極対としての浮上用電極対５０、５２、
５４、第２の電極対としての水平方向駆動用電極対５
６、５８、６０、磁場発生手段としての磁石装置６２、
６４、６６、第１の変位計としての水平方向変位計６
８、７０、７２、第２の変位計としてのＺ方向変位計７
４、７６、７８、制御手段としての制御装置８０とを備
えている。

【００４５】浮上用電極対５０、５２、５４は、ここで
はロードアーム４８Ａの下面に一対の半月形の電極を所
定の間隔を隔てて対峙させた電極対であって、ウエハＷ
をバランス良く吸引するために、これら３組の浮上用電
極対５０、５２、５４は、ほぼ正三角形の頂点の位置に
それぞれ配置されている。これらの浮上用電極対５０、
５２、５４は、各電極対間に所定のバイアス（直流電
圧）による電位差を与えてプラス（＋）あるいはマイナ
ス（−）に帯電させると、当該各電極対に対して所定間
隔を隔てて対向するウエハＷの表面に静電誘導による逆
極性の電荷が誘起される。このように、浮上用電極対５
０、５２、５４は、電位差を与えることによってウエハ
Ｗを吸引して浮上させる静電吸引力が働き、その静電吸
引力をウエハＷの自重と釣り合うように制御することに
よって、図４に示されるようにウエハＷを非接触の状態
で空中に浮上させたまま保持することができる。この吸
引力は、浮上用電極対５０、５２、５４とウエハＷとの
間のギャップｇ（図４参照）の二乗に反比例する非線型
な力であって、このギャップｇを後述するＺ方向変位計
７４、７６、７８で常に検出して、ウエハＷとの間隔が
常に一定となるように、後述する制御装置８０により浮
上用電極対に与えられる電位差が制御される。ここでい
うギャップｇは、数μｍ〜数百μｍ程度である。

【００４６】なお、本第１の実施形態では、浮上用電極
対として３組の電極対５０、５２、５４を設けている
が、必ずしも３組に限定されるものではなく、ウエハＷ
を安定して吸引浮上させることが可能な電極数と配置と
がなされていればよい。その結果、浮上用電極対が２組
以下あるいは４組以上であってもよく、また、電極対に
よる吸引力とウエハＷとのバランスをとるため、ウエハ
Ｗを静電力で吸引しながら、ウエハＷに対して吹きつけ
るエアー量を調整することにより、非接触の状態で一定
の間隔を保つように構成してもよい。

【００４７】水平方向駆動用電極対５６、５８、６０
は、ここではロードアーム４８Ａの下面に一対の矩形状
の電極を一定の距離を隔てて対峙させた電極対であっ
て、そのうちの水平方向駆動用電極対５６と５８は図３
の上下方向（Ｙ軸方向）に、また、水平方向駆動用電極
対６０は図３の左右方向（Ｘ軸方向）にそれぞれ配置さ
れ、少なくとも３組が配置されている。これらの水平方
向駆動用電極対５６、５８、６０には、電位が変動する
変動電位差が与えられる。本第１の実施形態では、電位
が所定周期毎にプラス（＋）とマイナス（−）に極性反
転する交流電位が与えられている。そして、水平方向駆
動用電極対５６、５８、６０に対して交流電位が与えら
れると、所定間隔隔てて対向するウエハＷの表面には静
電誘導によって逆極性の電荷がそれぞれ誘起されるとと
もに、その電荷が所定周期毎に変動する。このため、ウ
エハＷ内の水平方向駆動用電極対間に対応する部分に生
じた電位差によって電流が発生し、そのウエハＷ内で発
生する電流は、水平方向駆動用電極対５６、５８、６０
にそれぞれ与えられる交流電位に対応した周期で電流の
向きが反転することになる。

【００４８】前記磁石装置６２、６４、６６は、前述し
た水平方向駆動用電極対５６、５８、６０の各電極対の
間に配置されて、所定の強さと向きとを持った磁場を発
生させる磁場発生手段である。例えば、磁石装置６６
は、図４に示されるように、鉄芯６６ａとこの周囲に巻
回されたコイル６６ｂとで構成されている。他の磁石装
置６２、６４もこれと同様であって、これらの磁石装置
６２、６４、６６で発生される磁束は、ウエハＷ面と直
交する方向、すなわち上記した水平方向駆動用電極対５
６、５８、６０によってウエハＷ内に発生される電流の
方向（例えば、図４中の矢印Ｈ方向）に対して直交する
Ｚ軸方向（図４の中の白抜き矢印Ｉ方向）の磁束を発生
させるため、鉄芯６６ａに対してＺ軸の回転方向にコイ
ル６６ｂが巻いてある。この磁石装置６６が発生する磁
束の方向は、鉄芯６６ａに対するコイル６６ｂの巻き方
（右巻きか左巻きか）と、コイル６６ｂに流す電流の方
向とによって決定される。そして、所定周期毎に磁束の
方向が変動する変動磁場を発生させる場合は、コイル６
６ｂに流す電流の方向を所定周期毎に反転させることに
より行われる。

【００４９】そして、上記した水平方向駆動用電極対５
６、５８、６０により、ウエハＷ内に電流が発生させら
れ、その発生させられた電流の方向に対して直交する方
向の磁束を磁石装置６２、６４、６６が発生させること
により、その相互作用によってウエハＷを駆動させるロ
ーレンツ力を生じさせるものである。このローレンツ力
は、電流の方向と磁束の方向とが直交関係にある場合
に、その両方に対して直交する方向、すなわち、図３中
の白抜き矢印Ｅ、Ｆ、Ｇで示される方向にウエハＷを駆
動する力として作用する（フレミングの左手の法則）。

【００５０】上記した水平方向駆動用電極対５６、５
８、６０には、交流電位が与えられて、ウエハＷ内に生
じるそれぞれの電流の向きが所定周期毎に反転している
ため、電流の反転タイミングに合わせて磁束の方向が変
わる変動磁場を上記磁石装置６２、６４、６６によって
発生させることにより、ウエハＷを所定の方向に移動さ
せることができる。このように、空中に浮上され非接触
で保持されたウエハＷは、上記水平方向駆動用電極対５
６、５８、６０と、磁石装置６２、６４、６６とによっ
て発生されるローレンツ力によって、次に述べるように
して、水平方向面内で自由に駆動させることができる。

【００５１】ここで、ウエハＷの駆動方向の制御につい
て説明する。図３に示されるように、各水平方向駆動用
電極対とそれに対応する磁石装置とにより、白抜き矢印
Ｅ、Ｆ、Ｇの方向にローレンツ力を発生させることがで
きるため、白抜き矢印ＥとＦで示されるローレンツ力を
同一方向とすれば、ウエハＷをＸ軸方向（図３の右左方
向）に移動させることができる。また、ウエハＷに作用
する白抜き矢印ＥとＦで示されるローレンツ力をそれぞ
れ反対方向に働かせれば、Ｚ軸回り（図３における右回
りあるいは左回り）に回転させることができる。

【００５２】さらに、電極対の配置方向が他の電極対５
６、５８と異なる水平方向駆動用電極対６０を用いれ
ば、白抜き矢印Ｇ方向にローレンツ力を働かせることに
よって、ウエハＷをＹ軸方向に移動させることができ
る。また、ウエハＷは、Ｘ軸、Ｙ軸方向に駆動させるロ
ーレンツ力を同時に働かせることによって、それらの力
が合成されたベクトル方向に駆動させることもできる。

【００５３】なお、本第１の実施形態では、上記の浮上
用電極対５０、５２、５４や水平方向駆動用電極対５
６、５８、６０の表面に、例えば、窒化珪素などを用い
た絶縁膜が形成されている。これによって、導電体のウ
エハＷが誤ってこれらの電極対に接触した場合でも、高
電圧下でショート等が発生するのを防止することができ
る。

【００５４】水平方向変位計６８、７０、７２は、ウエ
ハＷがロードアーム４８の搬送面内のどの位置に保持さ
れているかを非接触で計測するものである。本第１の実
施形態では、水平方向変位計６８、７０、７２として静
電容量によって計測する静電容量変位計が用いられてい
る。この静電容量変位計は、誘電体（ここでは変位計と
ウエハＷとの間隙）を介して対向配置された２つの導電
体（変位計の電極とウエハＷ）の位置関係（電極とウエ
ハＷの重なり面積、電極とウエハＷの距離）が変わるこ
とによって静電容量Ｃが変化することを利用して、検出
した静電容量Ｃから逆に変位計とウエハＷとの位置関係
（変位）を求めるものである。

【００５５】そこで、電極面積をＳ、電極間の距離を
Ｄ、真空の誘電率をε_O（８．８５４×１０^-12Ｆ／
ｍ）、誘電体の比誘電率をε_Sとした場合、静電容量Ｃ
は（１）式で示される。

【００５６】Ｃ＝ε_S・ε_O・Ｓ／Ｄ ………（１）（１）式のうち、真空の誘電率ε_Oと誘電体の比誘電率
ε_Sは、予め決まっており、電極間距離Ｄを例えば一定
値とした場合に、静電容量Ｃが分かれば、電極面積Ｓを
（２）式より求めることができる。

【００５７】Ｓ＝Ｃ・Ｄ／（ε_S・ε_O）………（２）すなわち、静電容量Ｃを計測するだけで変位計の電極部
分とウエハＷとの重なり面積Ｓ（図３の水平方向変位計
６８、７０、７２のハッチング部分）を容易に求めるこ
とができる。

【００５８】このため、水平方向変位計６８、７０、７
２は、図３に示されるように、ウエハＷが定位置に来た
場合にウエハＷの直線的な切り欠き部（オリエンテーシ
ョンフラット）が半分重なる位置に水平方向変位計６
８、７０が配置されており、オリエンテーションフラッ
ト以外のウエハＷの外周部の少なくとも一箇所に水平方
向変位計７２が配置されている。このように、３箇所に
設けられた水平方向変位計６８、７０、７２は、各位置
における静電容量を計測するだけでウエハＷとの重なり
面積Ｓがわかるため、ウエハＷの水平方向の位置ずれを
正確かつ容易に検出することができる。

【００５９】また、ウエハＷのＺ軸回りの回転角（θ）
は、ウエハＷのオリエンテーションフラットに対向して
位置する２つの水平方向変位計６８、７０の変位を計測
することによって求めることができる。

【００６０】Ｚ方向変位計７４、７６、７８は、ロード
アーム４８の下面に対するウエハＷとの距離やウエハＷ
の傾きを非接触で計測するものである。ここでは、上記
した水平方向変位計６８、７０、７２と同様の静電容量
変位計が用いられている。この静電容量変位計は、上記
の（１）式を変形した（３）式により電極間の距離Ｄ
（Ｚ軸方向変位）を求めることができる。

【００６１】Ｄ＝ε_S・ε_O・Ｓ／Ｃ ………（３）すなわち、変位計の電極とウエハＷの重なり面積Ｓは、
図３から明らかなように、電極の面積であるから既知で
あり、静電容量Ｃを計測するだけで変位計の電極とウエ
ハＷの距離Ｄ（ギャップｇ）を容易に求めることができ
る。

【００６２】そして、Ｚ方向変位計７４、７６、７８
は、図３に示されるように、ウエハＷが定位置から多少
ずれても常にウエハＷが重なっている状態とするため
（Ｚ方向変位計とウエハＷとの重なり面積Ｓが変化しな
いようにするため）、ウエハＷの外周部から一定距離内
側に入り込んだ位置に配置されている。また、Ｚ方向変
位計７４、７６、７８は、計測されるウエハＷとの距離
Ｄに基づいて、ウエハＷのＸ軸回りやＹ軸回りの傾き
（ローリング量，ピッチング量）を求めるため、ほぼ正
三角形の頂点の位置にそれぞれ配置されている。

【００６３】制御装置８０は、図４に示されるように、
上記各部と接続されており、ロードアーム４８Ａの全体
の動作を制御している。特に、制御装置８０は、上記の
各水平方向変位計（第１の変位計）６８、７０、７２の
出力に基づいて、水平方向駆動用電極対（第２の電極
対）５６、５８、６０に与えられる電位差と、磁石装置
（磁場発生手段）６２、６４、６６で発生させる磁場と
を制御することによって、ロードアーム４８Ａに対して
ウエハＷが常に適正な水平面内位置に来るように制御す
るものである。また、制御装置８０は、上記のＺ方向変
位計（第２の変位計）７４、７６、７８の出力に基づい
て、浮上用電極対（第１の電極対）５０、５２、５４に
与える電位差をフィードバック制御して調整することに
より、常にロードアーム４８ＡとウエハＷとの間を一定
間隔（数μｍ〜数百μｍ程度）に保った状態で非接触と
なるように制御するものである。

【００６４】図５には、ロードアーム４８Ａの概略構成
を示すブロック図が示されている。図５に示されるよう
に、ロードアーム４８Ａは、ＣＰＵ（中央処理装置）、
ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含んで構成されたマイクロコンピュ
ータ（又はミニコンピュータ）から成る制御装置８０を
中心に構成されており、この制御装置８０の入力側に
は、上記した水平方向変位計６８、７０、７２、Ｚ方向
変位計７４、７６、７８の他、種々の電流や電圧を発生
させる電源ユニット８２等が接続されている。また、こ
の制御装置８０の出力側には、ウエハＷを吸引浮上させ
る上記の浮上用電極対５０、５２、５４、ウエハＷ内に
電流を発生させて水平方向に駆動させる水平方向駆動用
電極対５６、５８、６０、及び磁場を発生させてウエハ
Ｗ内を流れる電流との相互作用によってローレンツ力を
発生させる磁石装置６２、６４、６６等が接続されてい
る。

【００６５】電源ユニット８２は、ここでは、上記の水
平方向駆動用電極対５６、５８、６０に与えられる所定
周期毎に極性が反転する交流電位としての変動電位、浮
上用電極対５０、５２、５４に印加される所定の電位差
からなるバイアス（直流電圧）、あるいは、磁石装置６
２、６４、６６のコイルに流す電流量と電流を流す方向
とが制御された電流等を生成して、各部に供給するよう
にしている。

【００６６】次に、上記のように構成された第１の実施
形態に係るロードアーム４８Ａを用いてウエハＷを搬送
する場合の動作について説明する。

【００６７】このように構成されたロードアーム４８Ａ
を備えた露光装置１０は、ウエハＷを所定の露光処理プ
ログラムに基づいて露光処理する場合に、図示しない制
御系によってウエハ供給命令を受け取ると、不図示のウ
エハローダ駆動系を介してロードアーム４８Ａによりウ
エハカセット４４からウエハＷが取り出され、所定の受
渡し位置まで搬送される。

【００６８】そこで、ロードアーム４８Ａを用いてウエ
ハＷを搬送する場合は、図２に示されるように、まず、
ウエハカセット４４内に収納されているウエハＷとの間
に所定の間隙を介したその上面位置にロードアーム４８
Ａを移動させる。そして、制御装置８０は、各浮上用電
極対５０、５２、５４に対して電源ユニット８２で生成
された所定の電位差を与えられると、ウエハＷの対向面
に逆極性の電荷が誘起され、異種の電荷間に働く静電吸
引力によってウエハＷをロードアーム４８Ａ側に吸引し
て浮上させる。

【００６９】浮上用電極対５０、５２、５４に与えられ
る電位差は、通常は同じ電位差を３箇所に与えることに
よって同じ静電吸引力を均等に働かせて、ウエハＷを傾
斜させずに吸引浮上させている。ところが、ウエハＷの
自重よりも静電吸引力の方が大きいとウエハＷがロード
アーム４８Ａ側に吸着されて接触したり、逆に、ウエハ
Ｗの自重の方が静電吸引力よりも大きいと落下する。こ
のため、制御装置８０は、常にＺ方向変位計７４、７
６、７８の各設置位置でのウエハＷとの距離（変位）の
計測値に基づいて、ウエハＷとロードアーム４８Ａとの
間隔が一定の範囲内（ここでは、数μｍ〜数百μｍの範
囲）に収まるように、各浮上用電極対５０、５２、５４
に与える電位差をフィードバック制御しながら調整して
いる。このため、ロードアーム４８Ａは、ウエハＷとの
間の距離が常に一定となるように、ウエハＷのＺ方向、
Ｘ軸回り、Ｙ軸回りの変位を非接触で制御することがで
きる。

【００７０】また、第１の実施形態におけるロードアー
ム４８Ａは、ウエハＷを浮上用電極対５０、５２、５４
によって吸引浮上させて、非接触で保持しているため、
ロードアーム４８ＡやＹ軸ガイド４６を駆動してウエハ
Ｗを搬送する際に、ウエハＷの水平面内のＺ軸回り、Ｘ
軸方向、Ｙ軸方向に位置ずれが起こる可能性がある。そ
こで、制御装置８０は、水平方向変位計６８、７０、７
２によって非接触で保持されているウエハＷの位置を常
時検出して、ウエハＷが定位置からずれた場合は、水平
方向駆動用電極対５６、５８、６０に変動電位差を与え
るとともに、その電位の変動タイミングに合わせて磁束
の向きを変動させる交流磁場をそれぞれの磁石装置６
２、６４、６６で発生させ、その結果得られる３つのロ
ーレンツ力を組み合わせることによって、ウエハＷを定
位置に戻すように制御する。

【００７１】これは、水平方向駆動用電極対５６、５
８、６０に対して変動電位差が与えられると、ウエハＷ
の各電極対間に対応する部分に電流が流れ、その電流と
直交する方向に磁場を磁石装置６２、６４、６６で発生
させた場合に、電流と磁場のそれぞれの方向に直交する
方向にローレンツ力が働くため、電流の向きに応じて磁
束の向きを変える必要があるからである。

【００７２】このように、本第１の実施形態のロードア
ーム４８Ａは、ウエハＷを浮上用電極対５０、５２、５
４による静電力で吸引浮上させることによって、非接触
な状態で空中に確実に保持できることから、塵埃の発生
が防止されて、半導体の製造工程において歩留り低下を
抑制することができる。また、ウエハＷは非接触な状態
でロードアーム４８Ａに保持されていることから、搬送
中にＺ軸回りに回転したり、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に位置
ずれする可能性がある。しかし、本第１の実施形態のロ
ードアーム４８Ａは、ウエハＷを非接触の状態で６自由
度（Ｘ軸方向、Ｘ軸回り、Ｙ軸方向、Ｙ軸回り、Ｚ軸方
向、Ｚ軸回り）動きを制御することができるので、ウエ
ハＷをロードアーム４８Ａの搬送面内の定位置に正確に
位置制御して、ウエハステージ等の所定位置に正確に搬
送することができる。

【００７３】《第２の実施形態》以下、本発明の第２の
実施形態を図６に基づいて説明する。ここで前述した第
１の実施形態と同一の構成部分については、同一の符号
を用いるとともに、その構成説明を簡略化し若しくは省
略するものとする。

【００７４】図６には、第２の実施形態に係る搬送装置
としてウエハＷの吸引浮上とその位置調整とを行うロー
ドアーム８４の概略構成図が示されている。この第２の
実施形態は、前述した第１の実施形態の装置における浮
上用電極対５０、５２、５４を省略し、水平方向駆動用
電極対５６、５８、６０に対して与えられる電位差を工
夫することにより、ウエハＷを吸引して浮上させる浮上
用電極対と、ウエハＷを水平方向に駆動させる水平方向
駆動用電極対の両方の機能を兼ね備えた第３の電極対と
してのウエハ位置制御電極対８６、８８、９０が設けら
れている点に特徴を有する。その他の部分の構成等は、
第１の実施形態とほぼ同一である。

【００７５】ウエハ位置制御用電極対８６、８８、９０
は、ここでは３組の電極対によって構成したことによ
り、ウエハＷの垂直方向（Ｚ軸方向、Ｘ軸回り、Ｙ軸回
り）と水平方向（Ｚ軸回り、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）の６
自由度の位置制御を行うことができる。そして、ウエハ
位置制御用電極対８６、８８、９０の配置は、ここで
は、上記第１の実施形態における水平方向駆動用電極対
５６、５８、６０の場合と同様である。

【００７６】そして、ウエハ位置制御用電極対８６、８
８、９０に与えられる電位差は、まず、ウエハＷを吸引
浮上させるため、バイアス（直流電圧）による電位差を
与えることによって、対向するウエハＷ面に静電誘導に
よる逆極性の電荷を誘起させ、異種の電荷間に働く静電
吸引力によってウエハＷをロードアーム８４側に吸引し
て浮上させる。

【００７７】また、このウエハ位置制御用電極対８６、
８８、９０は、ウエハＷを非接触で浮上させた状態で、
さらに水平方向にウエハＷを駆動させるために、ウエハ
Ｗ内に電流を発生させる変動電位差を上記した浮上用の
バイアスによる電位差に重畳させるようにする。これに
よって、静電吸引力を維持したままウエハＷ内に電流を
流すことができる。そして、このウエハ位置制御用電極
対８６、８８、９０の各電極対間に設けられた第１の実
施形態と同様の磁石装置６２、６４、６６によって磁場
を発生させると、電流と磁場との相互作用によって、図
６の中の白抜き矢印Ｅ、Ｆ、Ｇで示される方向にローレ
ンツ力を発生させることができる。

【００７８】このように、本第２の実施形態のロードア
ーム８４は、ウエハＷをウエハ位置制御用電極対８６、
８８、９０によって発生させた静電吸引力によって浮上
させ、非接触な状態で空中に確実に保持することができ
るため、塵埃の発生が防止されて、半導体の製造工程に
おける歩留りの低下要因を除去することができる。

【００７９】また、ウエハＷは、ウエハ位置制御用電極
対８６、８８、９０と磁石装置６２、６４、６６とによ
り、ウエハＷを非接触の状態で６自由度（Ｘ軸方向、Ｘ
軸回り、Ｙ軸方向、Ｙ軸回り、Ｚ軸方向、Ｚ軸回り）の
動きを制御することが可能であって、ウエハＷをロード
アーム８４の搬送面内の定位置に正確に位置制御を行っ
て、ウエハステージの所定位置に正確に搬送することが
できる。

【００８０】《第３の実施形態》以下、本発明の第３の
実施形態を図７に基づいて説明する。ここで前述した第
１又は第２の実施形態と同一の構成部分については、同
一の符号を用いるとともに、その構成説明を簡略化し若
しくは省略するものとする。

【００８１】図７には、第３の実施形態に係る搬送装置
としてウエハＷを浮上させたり水平方向に駆動させる電
極対を使って水平方向変位計やＺ方向変位計を兼用でき
るようにした回路の構成を説明するブロック図が示され
ている。図７における装置は、電極対９２、９８、発振
手段としての発振回路９９、周波数検出手段としての検
波回路１００、及び位置検出手段としての制御回路８０
などを備えている。すなわち、この第３の実施形態は、
上記した第１の実施形態の搬送装置における浮上用電極
対５０、５２、５４、水平方向駆動用電極対５６、５
８、６０、あるいは第２の実施形態の搬送装置における
ウエハ位置制御電極対８６、８８、９０に対して、所定
のキャリア周波数を重畳することによって、水平方向変
位計６８、７０、７２やＺ方向変位計７４、７６、７８
を兼用できるようにした点に特徴を有する。その他の部
分の構成については、図示省略したが、第１又は第２の
実施形態とほぼ同一である。

【００８２】電極対９２、９８は、上記した第１の実施
形態における浮上用電極対５０、５２、５４、水平方向
駆動用電極対５６、５８、６０、あるいは、第２の実施
形態におけるウエハ位置制御用電極対８６、８８、９０
の何れかに相当するものである。しかし、各電極対の配
置は、図３や図６に示されるロードアーム４８Ａ、８４
上の電極対の配置に限定されず、変位計としても兼用可
能な位置に配置されていることを要する。すなわち、ウ
エハＷの水平方向の変位を計測する変位計とする場合
は、ロードアーム４８Ａ、８４の定位置に配置されたウ
エハＷの外周部の少なくとも３箇所に配置されているこ
とを要し、そのうちの少なくとも２箇所は、ウエハＷの
Ｚ軸回りの回転角（θ）を見るためにオリエンテーショ
ンフラット部分に配置されていることを要する。また、
ウエハＷのＺ方向の変位を計測する変位計とする場合
は、ロードアーム４８Ａ、８４の定位置に配置されたウ
エハＷの径よりもある程度内側に入り込んだ位置の少な
くとも３箇所に配置されていることを要する。そして、
この電極対９２、９８は、一定の間隙を介して吸引浮上
されるウエハＷとの間に静電容量Ｃが形成される。

【００８３】発振回路９９は、上記した静電容量Ｃが形
成される電極対９２、９８が接続されるとともに、内部
にインダクタンスＬを備えた、いわゆるＬＣ発振回路を
構成している。このため、発振回路９９は、電極対９
２、９８にウエハＷが接近すると、静電容量Ｃが変化し
て発振周波数が変化することから、その変化を電気信号
に変換してウエハＷの位置検出が行われる。ＬＣ発振回
路の発振周波数は、インダクタンスＬと静電容量Ｃによ
り決まるため、インダクタンスＬが一定であれば、静電
容量Ｃの変化がそのまま発振周波数の変化として表れ
る。

【００８４】検波回路１００は、上記した発振回路９９
の周波数変化や発振の開始あるいは停止などを検出し、
その検出信号を次段の制御装置８０に送出する。

【００８５】制御装置８０は、ここでは検出回路１００
から送られてくる発振回路９９の周波数の変化を検出す
る検出信号に基づいて演算処理を行い、ウエハＷの位置
（変位）を検出するものである。

【００８６】このように構成された搬送装置では、図７
に示されるように、ロードアームに設置されている所定
の電極対９２、９８に対して高周波のキャリア周波数を
重畳させる。そして、各電極対９２、９８の静電容量Ｃ
は、これに接近配置されたウエハＷ位置に応じて変化す
る。例えば、電極対９２は、ウエハＷの外周部に設けら
れたウエハＷの水平方向の変位を計測する変位計として
使用することが可能であり、破線位置のウエハＷ’が図
７の左方向（矢印Ｋ方向）に移動して実線のウエハＷ位
置まで移動すると、重なり面積Ｓが減少して、静電容量
Ｃが減少する。この静電容量Ｃの減少は、発振回路９９
における発振周波数（キャリア周波数）の変化となって
表れ、これを検波回路１００で検出して、制御装置８０
で演算処理することにより、電極対９２に対するウエハ
Ｗの水平方向の位置を検出することができる。この水平
方向の変位を計測する変位計は、ロードアームに少なく
とも３個設けられ、各変位計で検出される変位に基づい
てウエハＷの水平方向位置を検出することができる。

【００８７】また、電極対９８は、ウエハＷの内側に設
けられたウエハＷのＺ方向の変位を計測する変位計とし
て使用することが可能であり、破線位置のウエハＷ’が
図７の下方向（矢印Ｊ方向）に移動して実線のウエハＷ
位置まで移動したとすると、ギャップｇが増大して、静
電容量Ｃが減少することになる。この静電容量Ｃの減少
は、上記と同様に発振回路９９における発振周波数（キ
ャリア周波数）の変化となって表れ、これを検波回路１
００で検出して、制御装置８０で演算処理することによ
り、電極対９８に対するウエハＷのＺ方向位置を検出す
ることができる。このＺ方向の変位を計測する変位計
は、ロードアームに少なくとも３個設けられており、各
変位計で検出される変位に基づいてロードアームに対す
るウエハＷの間隔とウエハＷの傾きを検出することがで
きる。

【００８８】このように、本第３の実施形態に係る搬送
装置では、浮上用電極対、水平方向駆動用電極対あるい
はウエハ位置制御用電極対等を使って、水平方向変位計
やＺ方向変位計を兼用させることができるため、機能を
低下させることなく構成を簡略化できるため、低コスト
化することができる。その上、浮上用電極対とＺ方向変
位計とを兼用させた場合、あるいは水平方向駆動用電極
対と水平方向変位計とを兼用させた場合は、駆動位置と
検出位置とが同じため、位置制御を正確かつ容易に行え
るという利点がある。

【００８９】なお、上記実施形態では、ドーピングされ
たウエハを搬送する場合を例にあげて説明したが、被搬
送物体はウエハに限られるものではなく、導電性を有す
る平板状の物体であれば、上記と同様に非接触で正確な
位置制御を行いながら搬送させることができる。

【００９０】また、上記実施形態では、直線的な切欠き
部であるオリエンテーションフラットが形成されたウエ
ハを用いて実施したが、これ以外にもＶ字形の切欠き部
（いわゆるノッチ）が形成されたウエハを用いる場合で
あっても、上記と同様に実施することができる。

【００９１】さらに、上記実施形態では、全ての変位計
を静電容量変位計としたが、本発明はこれに限定される
ものではなく、例えば、光電式の非接触変位計を用いて
変位を計測するものであってもよい。

【００９２】また、上記実施形態では、ステップ・アン
ド・リピート方式による露光装置に本発明が適用された
場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限
定されるものではなく、ステップ・アンド・スキャン方
式、その他の露光装置に適用することは可能であり、更
には、露光装置に限らず、導電性を有する平板状の物体
を搬送する装置について好適に適用することが可能であ
る。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
導電性を有する被搬送物体を非接触で保持して、かつそ
の位置制御を行いながら所望の位置に正確に搬送するこ
とができるという従来にない優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る露光装置の全体構成を概
略的に示す図である。

【図２】図１の装置において第１のコラムの上板より上
方の部分を取り除いた状態を示す平面図である。

【図３】第１の実施形態に係る搬送装置としてのロード
アームの構成を示す図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】ロードアームの概略構成を示すブロック図であ
る。

【図６】第２の実施形態に係る搬送装置としてのロード
アームの構成を示す図である。

【図７】第３の実施形態に係る搬送装置として電極対を
使って変位計を兼用させる回路構成を説明するブロック
図である。

【図８】従来のウエハを搬送するバキュームハンドの平
面図である。

【図９】従来のウエハを搬送するバキュームハンドの正
面図である。

【図１０】従来の静電浮上方式による搬送装置の正面図
である。

【符号の説明】

４８Ａロードアーム（搬送装置）５０、５２、５４浮上用電極対（第１の電極対）５６、５８、６０水平方向駆動用電極対（第２の電
極対）６２、６４、６６磁石装置（磁場発生手段）６８、７０、７２水平方向変位計（第１の変位計）７４、７６、７８Ｚ方向変位計（第２の変位計）８０制御装置（制御手段、位置検出手
段）８６、８８、９０ウエハ保持電極対（第３の電極
対）９２、９８電極対９９発振回路（発振手段）１００検波回路（周波数検出手段）Ｗウエハ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性を有する平板状の被搬送物体が搬
送面に対して非接触で保持されて搬送される搬送装置で
あって、前記被搬送物体の上面に位置し、前記被搬送物体に対向
してかつ相互に対峙して位置する電極対から成り、当該
電極対間に与えられる電位差により前記被搬送物体の対
向面に逆極性の電荷を誘起させる少なくとも１組の第１
の電極対と；前記被搬送物体の上面に位置し、前記被搬
送物体に対向してかつ相互に対峙して位置する電極対か
ら成り、当該電極対間に与えられる電位差により前記被
搬送物体の対向面に電流を生じさせる少なくとも３組の
第２の電極対と；前記各第２の電極対によって前記被搬
送物体内に生じる各電流と直交する方向の磁場を発生さ
せる磁場発生手段と；前記被搬送物体の搬送面に対する
２次元平面内の位置を計測する少なくとも３つの第１の
変位計と；前記各変位計の出力に基づいて前記各第２の
電極対に与える電位差と前記磁場の強さとを制御する制
御手段とを有する搬送装置。
【請求項２】前記第２の電極対は、各電極間に与えられる電位差により前記被搬送物体の対
向面に同一方向の電流を生じさせる少なくとも２組の電
極対と、それら２組の電極対と異なる方向に電流を生じ
させる少なくとも１組の電極対とから成ることを特徴と
する請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】前記第２の電極対間に与えられる電位差
は、所定周期毎に交互に極性を反転させる変動電位差である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送装置。
【請求項４】導電性を有する平板状の被搬送物体が搬
送面に対して非接触で保持されて搬送される搬送装置で
あって、前記被搬送物体の上面に位置し、前記被搬送物体に対向
してかつ相互に対峙して位置する電極対から成り、当該
電極対間に与えられる電位差により前記被搬送物体の対
向面に逆極性の電荷を誘起させるとともに、前記被搬送
物体の対向面に電流を生じさせる少なくとも３組の第３
の電極対と；前記第３の電極対によって前記被搬送物体
内に生じる各電流と直交する方向の磁場を発生させる磁
場発生手段と；前記被搬送物体の搬送面に対する２次元
平面内の位置を計測する少なくとも３つの第１の変位計
と；前記各変位計の出力に基づいて前記各第３の電極対
に与える電位差と前記磁場の強さとを制御する制御手段
とを有する搬送装置。
【請求項５】前記第３の電極対は、各電極間に与えられる電位差により前記被搬送物体の対
向面に同一方向の電流を生じさせる少なくとも２組の電
極対と、それら２組の電極対と異なる方向に電流を生じ
させる少なくとも１組の電極対とから成ることを特徴と
する請求項４に記載の搬送装置。
【請求項６】前記第３の電極対の各電極間に与えられ
る電位差は、所定周期毎に交互に極性を反転させる変動電位差である
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の搬送装置。
【請求項７】前記被搬送物体の鉛直方向の位置を計測
する少なくとも３つの第２の変位計を更に有することを
特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の搬
送装置。
【請求項８】前記各変位計は、前記被搬送物体の搬送面内の位置や鉛直方向の位置を静
電容量の変化に基づいて計測する静電容量形の変位計で
あることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項
に記載の搬送装置。
【請求項９】前記各変位計は、前記それぞれの電極対の少なくとも１つに所定のキャリ
ア周波数を重畳させる発振手段と；該発振手段のキャリ
ア周波数の変化を検出する周波数検出手段と；該周波数
検出手段で検出されたキャリア周波数の変化に基づいて
前記被搬送物体の位置を検出する位置検出手段とを有す
ることを特徴とする請求項８に記載の搬送装置。