搬送装置及び方法
【課題】 機構部が熱変形した場合であっても機構部間における搬送対象物の受け渡しを円滑に行う。
【解決手段】 高温環境下で搬送対象物を横行、昇降あるいは回転することによって搬送し、複数の機構部間において上記搬送対象物の受け渡しを行う搬送装置であって、受け渡す側の機構部の位置あるいは受け渡される側の機構部の位置を検出する位置検出部８ｃ，８ｄと、上記位置検出部８ｃ，８ｄの検出結果に基づいて上記受け渡す側の機構部あるいは上記受け渡される側の機構部の所定範囲に対する位置ズレを検出するズレ検出部１００とを有し、上記受け渡す側の機構部の位置あるいは上記受け渡される側の機構部の位置が上記所定範囲に対してずれている場合に、上記ズレ検出部１００の検出結果に応じて上記受け渡される側の機構部を上記受け渡す側の機構部に対して相対移動させる。
【解決手段】 高温環境下で搬送対象物を横行、昇降あるいは回転することによって搬送し、複数の機構部間において上記搬送対象物の受け渡しを行う搬送装置であって、受け渡す側の機構部の位置あるいは受け渡される側の機構部の位置を検出する位置検出部８ｃ，８ｄと、上記位置検出部８ｃ，８ｄの検出結果に基づいて上記受け渡す側の機構部あるいは上記受け渡される側の機構部の所定範囲に対する位置ズレを検出するズレ検出部１００とを有し、上記受け渡す側の機構部の位置あるいは上記受け渡される側の機構部の位置が上記所定範囲に対してずれている場合に、上記ズレ検出部１００の検出結果に応じて上記受け渡される側の機構部を上記受け渡す側の機構部に対して相対移動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
搬送装置は搬送対象物を所定位置に搬送するためのものであるが、このような搬送装置の中には、気密容器内（雰囲気ガス中あるいは真空中）や高温環境下において搬送対象物を搬送するものがある（特許文献１参照）。
また、搬送装置の中には、搬送対象物を搬送する複数の機構部を備えるものがあり、このような搬送装置においては、複数の機構部間において搬送対象物を受け渡しながら搬送対象物を搬送している。このような複数の機構部を有する搬送装置においては、例えば、いずれかの機構部にサーボモータを設置し、搬送対象物が機構部間の受け渡しにおいて、サーボモータによって機構部を所定の位置に位置決めする動作を行い移動することによって搬送対象物の受け渡しを行っている。
【特許文献１】特開平２００３−３３２４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、高温環境下でかつ気密容器内で複数の機構部を用いて搬送対象物を搬送する搬送装置においては、熱膨張によって機構部を構成する部材自体が変形する場合がある。このような場合には、結果的に搬送対象物がずれることとなり、サーボモータで対応することが困難となる。このため、搬送対象物がずれた状態で複数の機構部間において受け渡される場合が生じる。
このように、搬送対象物がずれた状態で複数の機構部間において受け渡された場合には、搬送対象物が機構部から落下したり、搬送対象物が機構部を構成する部材と衝突することによって搬送対象物や機構部の部材が破損すると言った搬送装置を停止せざるを得ない問題が生じる。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、機構部が熱変形した場合であっても機構部間における搬送対象物の受け渡しを円滑に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、高温環境下で搬送対象物を横行、昇降あるいは回転することによって搬送し、複数の機構部間において上記搬送対象物の受け渡しを行う搬送装置であって、受け渡す側の機構部の位置あるいは受け渡される側の機構部の位置を検出する位置検出部と、上記位置検出部の検出結果に基づいて上記受け渡す側の機構部あるいは上記受け渡される側の機構部の所定範囲に対する位置ズレを検出するズレ検出部とを有し、上記受け渡す側の機構部の位置あるいは上記受け渡される側の機構部の位置が上記所定範囲に対してずれている場合に、上記ズレ検出部の検出結果に応じて上記受け渡される側の機構部を上記受け渡す側の機構部に対して相対移動させることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、上記位置検出部が、上記受け渡す側の機構部の位置あるいは上記受け渡される側の機構部を撮像する撮像装置及び画像処理装置であることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、上記機構部が気密容器内に配設されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る発明は、高温環境で搬送対象物を横行、昇降あるいは回転することによって搬送し、複数の機構部間において上記搬送対象物の受け渡しを行う搬送方法であって、受け渡す側の機構部の位置あるいは受け渡される側の機構部の位置を検出し、該検出結果に基づいて上記受け渡す側の機構部あるいは上記受け渡される側の機構部の所定範囲に対する位置ズレを検出し、上記受け渡す側の機構部の位置あるいは上記受け渡される側の機構部の位置が上記所定範囲に対してずれている場合に、上記位置ズレの検出結果に応じて上記受け渡される側の機構部を上記受け渡す側の機構部に対して相対移動させることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、上記受け渡す側の機構部あるいは上記受け渡される側の機構部を撮像することによって、上記受け渡す側の機構部の位置あるいは上記受け渡される側の機構部の位置を検出し、上記受け渡す側の機構部あるいは上記受け渡される側の機構部の撮像データを画像処理することによって、上記受け渡す側の機構部あるいは上記受け渡される側の機構部の所定範囲に対する位置ズレを検出することを特徴とする。
【００１０】
請求項６に係る発明は、請求項４または５に係る発明において、上記受け渡す側の機構部のエッジ位置あるいは上記受け渡される側の機構部のエッジ位置に基づいて上記受け渡す側の機構部あるいは上記受け渡される側の機構部の所定範囲に対する位置ズレを検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の搬送装置及び方法によれば、受け渡す側の機構部の位置あるいは受け渡される側の機構部の位置が検出され、さらに位置ズレが検出される。そして、受け渡す側の機構部の位置あるいは受け渡される側の機構部の位置がずれている場合に、位置ズレの検出結果に応じて受け渡される側の機構部が上記受け渡す側の機構部に対して相対移動される。このため、熱膨張によって機構部の部材が変形した場合であっても、受け渡す側の機構部と受け渡される側の機構部との位置関係を搬送対象物の受け渡しに最適な状態に修正動作させることができる。したがって、本発明の搬送装置及び方法によれば、機構部が熱変形した場合であっても機構部間における搬送対象物の受け渡しを円滑に行うことが可能となる。
【００１２】
また、本発明の搬送装置及び方法によれば、位置検出部として撮像装置を用いる場合には、受け渡す側の機構部あるいは受け渡される側の機構部を撮像することによって、受け渡す側の機構部の位置あるいは受け渡される側の機構部の位置が検出され、この検出結果を画像処理することによって受け渡す側の機構部あるいは受け渡される側の機構部の位置ズレが検出される。したがって、本発明の搬送装置及び方法によれば、容易に受け渡す側の機構部あるいは受け渡される側の機構部の位置ズレを検出することができる。
【００１３】
また、本発明の搬送方法によれば、受け渡す側の機構部あるいは受け渡される側の機構部の所定範囲に対する位置ズレが、受け渡す側の機構部のエッジ位置あるいは受け渡される側の機構部のエッジ位置に基づいて検出される。したがって、本発明の搬送方法によれば、容易に受け渡す側の機構部あるいは受け渡される側の機構部の位置ズレを検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係る搬送装置及び方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１５】
本実施形態の搬送装置は、析出板製造装置である半導体基板製造装置に用いられている。図１は、半導体基板製造装置を平面視した場合における概略構成図である。また、図２は、半導体製造装置を正面視した場合における概略構成図である。また、図３は、半導体基板製造装置を側面視した場合における概略構成図である。
なお、半導体基板製造装置１において、本実施形態の搬送装置は、基板搬出入機構６０及び析出機構１０を備えて構成されている。これら基板搬出入機構６０及び析出機構１０によって析出用基板１４（搬送対象物）が横行、昇降あるいは回転されることによって搬送され、基板搬出入機構６０と析出機構１０との間で受け渡される。そして、半導体基板製造装置１は、本実施形態の搬送装置を用いて析出用基板１４を搬出しながら、シート状の析出板２を製造するものである。以下、このような半導体基板製造装置１の詳細構成について説明する。
【００１６】
図１に示すように、半導体基板製造装置１は、搬送経路が交差しないように溶湯１５上で析出用基板１４を往復移動させることによって、図２に示すように、Ｓｉを主成分とするシート状の析出板２を製造するものである。なお、半導体基板製造装置１は、析出板製造装置の一種である。また、析出板製造装置は、半導体材料や金属材料等の溶解対象物１０１を加熱溶解して溶湯１５とし、この溶解対象物１０１をシート状の析出板２となるように製造する装置である。また、溶解対象物１０１としては、Ｓｉ等の半導体材料の他、鉄やチタン等の金属材料を用いることができる。
【００１７】
半導体製造装置１は、外部環境から内部を密閉状態に隔離可能な二重壁構造の真空容器４を備えている。そして、真空容器４は、密閉状態の処理室３を形成している。処理室３は、析出機構収容空間３ａと、基板移動空間３ｂと溶湯収容空間３ｃとを上下方向に備えている。析出機構収容空間３ａは、最上部に位置されており、後述の析出機構１０（機構部）を収容するように形成されている。基板起動空間３ｂは、析出機構収容空間３ａと溶湯収容空間３ｃとの間に位置されており、図１の上下方向に２セット設けられた後述の基板搬出入機構６０（機構部）の中間機構部６０ｂを収容するように形成されている。溶湯収容空間３ｃは、最下部に位置されており、後述のルツボ装置７５を収容するように形成されている。
【００１８】
上記真空容器４には、Ａｒガスの不活性ガスを供給する不図示のガス供給装置及び処理室３の空気を排気する不図示の真空排気装置が接続されている。これらの装置は、処理室３を所定の圧力に減圧しながら不活性ガスを供給することによって、外部環境とは異なる例えば不活性ガスで充満された処理環境を処理室３内に形成する。
【００１９】
また、図１に示すように、真空容器４に対して搬送方向の上流側（図中左側）には、基板搬出入機構６０の搬入機構部６０ａが配置されている。一方、真空容器４に対して搬送方向の下流側（図中右側）には、基板搬出入機構６０の搬出機構部６０ｃが配置されている。これらの搬入機構部６０ａ、搬出機構部６０ｃ及び中間機構部６０ｂとは、略直線状に水平配置されている。搬入機構部６０ａは、縦断面が矩形状の隔壁６２ａ，６２ｂ，６２ｃと、覗き窓６７と、図２に示す搬送ローラ５９とを備えて構成されている。なお、覗き窓６７は隔壁６２ａによって囲われた空間内をオペレータが監視するためのものであり、複数配置されている。また、搬送ローラ５９は、隔壁６２ａによって囲われた空間内に配置されており、析出用基板１４を載置しながら搬送方向に移動させるものである。
【００２０】
隔壁６２ａ，６２ｂ，６２ｃに囲われた空間は、各々圧力調整室６１ａ，予熱室６１ｂ，待機室６１ｃとして構成されている。これらの圧力調整室６１ａ，予熱室６１ｂ，待機室６１ｃは、搬送方向の上流側からこの順に配置されている。圧力調整室６１ａは、本実施形態において６枚の析出用基板１４直列状に収納可能なサイズに設定されている。また、圧力調整室６１ａは、その一端が、大気圧である装置がいぶに連通されていると共に、その他端が、予熱室６１ｂに連通されている。
【００２１】
圧力調整室６１ａの一端及び他端には、第１遮蔽板６３及び第２遮蔽板６４が各々設けられている。これらの各遮蔽板６３，６４は、不図示のシリンダ装置によって昇降可能にされていると共に、不図示の制御装置で昇降動作が制御されている。具体的には、第１遮蔽板６３は、析出用基板１４を圧力調整室６１ａに搬入するときに上昇され、搬入後に圧力調整室６１ａの一端を気密状態に密閉するように下降される。一方、第２遮蔽板６４は、圧力調整室６１ａから予熱室６１ｂに析出用基板１４を搬送するときに、第２遮蔽板６４の他端を開放するように上昇される。また、圧力調整室６１ａには、電磁バルブ６５を介して排気系６６が接続されている。排気系６６は、圧力調整室６１ａを真空状態にまで減圧可能になっている。電磁バルブ６５は、圧力調整室６１ａへの析出用基板１４の搬入時において閉栓され、析出用基板１４の搬入後に、圧力調整室６１ａを減圧するように開栓される。
【００２２】
上記の圧力調整室６１ａに第２遮蔽板６４を介して連通された予熱室６１ｂは、圧力調整室６１ａと同様に、６枚分の析出用基板１４を直列状に収容可能なサイズに設定されている。予熱室６１ｂは、真空容器４と同様に、二重壁構造の隔壁６２ｂに囲まれている。また、予熱室６１ｂは、その一端が、上述の第２遮蔽板６４によって開閉可能にされている一方、他端が、第１仕切り部材６８によって区画されている。第１仕切り部材６８は、図２に示すように搬送ローラ５９で搬送される析出用基板１４を通過させる程度の隙間を形成するように配置されている。
【００２３】
上記の予熱室６１ｂには、第１予熱ヒータ８２が設けられている。第１予熱ヒータ８２は、搬送方向の上流側端部に位置する析出用基板１４に対向するように配置されている。そして、第１予熱ヒータ８２は、析出用基板１４が対向されたときに、この析出用基板１４を加熱して所定温度に昇温させることによって、溶湯１５と析出用基板１４との温度差が一定となるようにしている。なお、第１予熱ヒータ８２は、電熱線を通電によって発熱させて加熱する方式であっても良いし、電磁誘導を利用して加熱する方式であっても良い。また、図１に示すように、予熱室６１ｂには、予熱時に析出用基板１４から放散した不純物ガスを吸引するように、排気系６６が接続されている。排気系６６の吸引口は、不純物ガスを効率的に吸引するように、第１予熱ヒータ８２に近接されている。
【００２４】
上記の予熱室６１ｂは、第１仕切り部材６８を介して待機室６１ｃに連通されている。待機室６１ｃは、真空容器４と同様に、二重壁構造の隔壁６２ｃに囲まれている。また、待機室６１ｃの一端及び他端は、第１仕切り部材６８及び第２仕切り部材６９によって各々区画されている。第２仕切り部材６９は、析出用基板１４と後述の基板送り機構７０とを通過させるように形成及び配置されている。また、待機室６１ｃには、上述の第１予熱ヒータ８２と同様の第２予熱ヒータ８３が設けられている。
【００２５】
上記の第２予熱ヒータ８３は、待機状態の析出用基板１４に対向するように配置されている。そして、第２予熱ヒータ８３は、析出用基板１４が対向されたときに、第１予熱ヒータ８２で予熱された析出用基板１４を加熱して昇温させることによって、溶湯１５と析出用基板１４との温度差がさらに縮小された状態で一定となるようにしている。なお、第２予熱ヒータ８３は、析出用基板１４の予熱温度を微調整する用途に使用されても良い。さらに、待機室６１ｃには、予熱時に析出用基板１４から放散した不純物ガスを吸引するように、排気系６６が接続されている。排気系６６の吸引口は、不純物ガスを効率的に吸引するように、第２予熱ヒータ８３に近接されている。
【００２６】
上記の待機室６１ｃは、第２仕切り部材６９を介して処理室３に連通されている。処理室３は、基板搬出入機構６０の中間機構部６０ｂを収容している。中間機構部６０ｂは、図２に示すように、析出用基板１４を移動自在に載置する第１搬送台８４及び第２搬送台８５を備えている。第１搬送台８４は、搬送ローラ５９の端部に近接するように、一端部が待機室６１ｃに進出されている。第１搬送台８４と第２搬送台８５とは、処理室３の上流側（図中左側）と下流側（図中右側）とに所定間隔を隔てて直列配置されている。これらの搬送台８４，８５の隙間は、基板搬出入機構６０と析出機構１０との間に析出用基板１４を受け渡しする着脱位置Ａとして設定されている。
【００２７】
上記の第１搬送台８４の側方には、図１に示すように、基板送り機構７０が配設されている。基板送り機構７０は、複数の爪部材７１と、これらの爪部材７１を自由端側で片持ちする爪支持部材７２と、爪支持部材７２の基端部を回動可能に支持する爪旋回機構７３と、爪旋回機構７３と共に爪支持部材７２及び爪部材７１を搬送方向に進退移動させる爪進退機構７４とを備えている。上記の各爪部材７１は、析出用基板１４の両側面を挟み込むように配設間隔が設定されていると共に、隣接する析出用基板１４，１４間の隙間を所定幅に拡大させるように所定の厚みに設定されている。また、爪旋回機構７３は、クラッチ付きモータ等からなっており、正逆方向に回動することによって、爪部材７１が析出用基板１４の上方及び側方に位置決め可能に旋回させるようになっている。爪進退機構７４は、エアーシリンダ等からなっており、１回当たりの移動距離が析出用基板１４の長さに設定されている。
【００２８】
そして、このように構成された基板送り機構７０は、析出用基板１４を爪部材７１で所定間隔をおいて把持する動作と、爪部材７１を搬送方向に移動させる動作と、析出用基板１４から爪部材７１を開放する動作と、爪部材を搬送方向とは略方向に移動させる動作とを繰り返すことによって、予熱室６１ｂから待機室６１ｃに搬入された析出用基板１４を第２予熱ヒータ８３による予熱位置と着脱位置Ａとに順次送り込むようになっていると共に、着脱位置Ａから搬出機構６０ｃに送り出すよになっている。
【００２９】
上記の各機構部６０ａ〜６０ｃからなる基板搬出入機構６０は、ルツボ装置７５を中心として左右対称に並列配置されている。これによって、基板搬出入機構６０の経路中に存在する着脱位置Ａは、ルツボ装置７５内の溶湯１５の上方から離れた場所に位置した状態になっている。ルツボ装置７５は、図２に示すように、溶湯１５を収容するルツボ７６と、ルツボ７６の側面壁の周囲に配置された誘導加熱コイル７７と、これらのルツボ７６及び誘導加熱コイル７７と、これらのルツボ７６及び誘導加熱コイル７７を支持するルツボ支持台７８とを有している。誘導加熱コイル７７には、不図示の電力ケーブルを介して高周波電源が接続されている。これによって、誘導加熱コイル７７は、高周波電源から高周波数の交流電力が供給されることによって、ルツボ７６の周囲に交番磁場を生成させ、ルツボ７６の主に表面側を誘導加熱するようになっている。
【００３０】
上記のルツボ７６は、図１に示すように、平面視円形状に形成されている。なお、ルツボ７６は、析出用基板１４の進行方向が長尺となるように平面視長方形状や楕円形状に形成されていても良い。この場合には溶湯１５の収容量を最小限に抑制しながら、ルツボ７６の側面壁が析出用基板１４の浸漬時の障害物になることを回避することができる。また、ルツボ７６は、側面側と底面側との２方向から大きな熱量が伝達されるように、底面壁が十分に大きな厚みに設定されている。一方、ルツボ７６の側面壁は、電磁誘導の浸透深さ未満の厚みに設定されており、溶湯１５を対流させることによってゴミ等の落下物が核となって溶湯１５の表面中央が凝固する現象を防止している。
【００３１】
上記のルツボ装置７５の斜め上方には、溶解対象物１０１を供給する供給機構９０が設けられている。供給機構９０は、真空容器４における搬送方向の下流側の側面にもうけられている。供給機構９０は、一端が処理室３内に開口された収容隔壁９１と、収容隔壁９１内を処理室３側の送給室９３と大気側の準備室９４とに気密状に分離可能な遮蔽機構９２と、準備室９４を大気側に開閉可能な蓋部材９５と、溶解対象物１０１を準備室９４からルツボ７６の上方に搬送する原料搬送機構９６とを有している。
【００３２】
また、供給機構９０の側方には、真空容器４の第１覗き窓部４ａが配置されている。第１覗き窓部４ａには、ＣＣＤカメラ等の第１撮像装置８ａが設けられている。第１撮像装置８ａは、ルツボ７６と共に溶湯１５の湯面高さを検出可能にしている。また、真空容器４における搬送方向の下流側の側壁面には、第２覗き窓部４ｂが配置されている。第２覗き窓部４ｂには、ＣＣＤカメラ等の第２撮像装置８ｂが設けられている。第２撮像装置８ｂは、第１撮像装置８ａでは撮像できない逆方向から見た領域を撮像するように設定されている。
【００３３】
また、真空容器４における搬送方向と直交する方向の一方（図中下側）には、第３覗き窓４ｃが配置されている。第３覗き窓４ｃには、ＣＣＤカメラ等の第３撮像装置８ｃ（撮像装置）が設けられている。また、図２に示すように、真空容器４における第２搬送台８５の上方には、第４覗き窓４ｄが配置されている。第４覗き窓４ｄには、ＣＣＤカメラ等の第４撮像装置８ｄ（撮像装置）が設けられている。これらの第３撮像装置８ｃ及び第４撮像装置８ｄは、第１搬送台８４（受け渡す側の機構）の位置を検出可能にしている。
【００３４】
図４は、半導体基板製造装置１が備える信号処理系の一部を表したブロック図である。この図に示すように、第３撮像装置８ｃ及び第４撮像装置８ｄは、制御装置１００（ズレ検出部）と接続されている。制御装置１００は、演算部や記憶部を備えており、第３撮像装置８ｃ及び第４撮像装置８ｄから入力される第２搬送台８５の撮像データを画像処理することによって、第２搬送台８５の非熱変形時における存在範囲（所定範囲）に対する位置ズレを検出可能にしている。また、制御装置１００は、位置ズレを検出した場合に、検出した位置ズレに基づいて制御信号を生成し、この制御信号を出力する。なお、制御信号は、析出用基板１４の円滑な受け渡しができるように、検出された位置ズレが補正されるように、後述の析出機構１０（受け渡す側の機構）を移動するための信号である。アンプ２００は、制御信号を増幅して出力するものである。アンプ２００と、析出機構１０とは接続されている。具体的には、後述の析出機構１０の一部である水平駆動装置２３、垂直駆動装置３５及び旋回駆動装置４０の各々とアンプ２００が接続されている。
【００３５】
また、制御装置１００は、半導体基板製造装置１の各機構を個別あるいは連動させながら制御する各種の機能を備えている。具体的には、第１撮像装置８ａからの撮像信号の明暗に基づいて溶湯１５の湯面高さを検出する機能や、検出された湯面高さが所定の基準高さとなるように、供給機構９０における溶解対象物１０１の供給タイミングや供給量を制御する機能等を有している。
【００３６】
また、ルツボ装置７５の上方には、図２に示すように、析出機構１０が設けられている。析出機構１０は、後述の基板把持機構５１（受け渡される側の機構）を着脱位置Ａとルツボ装置７５の溶湯１５との間で搬出入方向（搬送方向）に対して直交する方向に移動させることによって、基板把持機構５１に装着された析出用基板１４を溶湯１４に浸漬させて引き上げるように構成されている。具体的には、析出機構１０は、着脱位置Ａでは析出用基板１４の他方面（基板面１４ａに対して逆面）を下側から着脱可能に基板把持機構５１を介して保持し、溶湯１５への浸漬位置では析出用基板１４の他方面を上側に位置させるように、析出用基板１４を旋回半径方向に対して傾斜した姿勢で保持する先端部を旋回軸を中心として旋回させることによって、基板把持機構５１と共に析出用基板１４を交差方向に移動させる構成にされている。なお、旋回半径方向とは、図３の旋回軸４９を中心として旋回する旋回部材５０の長手方向のことである。
【００３７】
図３は、半導体基板製造装置を側面視した場合における概略構成図である。上記の析出機構１０は、水平移動機構１３と、水平移動機構１３によって水平移動可能にされた垂直移動機構１１と、垂直移動機構１１によって昇降可能にされた旋回機構１２と、基板把持機構５１とを有している。水平移動機構１３は、待機室６１ｃを取り囲む隔壁６２ｃの上面に設けられている。水平移動機構１３は、図３に示すように、搬送方向に対して直交された水平搬送部１６と、この水平搬送部１６を駆動する水平駆動部１７とを有している。水平搬送部１６は、水平方向に配置されており、一端側が真空容器４側に配置され、他端側が真空容器４内の処理室３に配置されている。
【００３８】
上記の水平搬送部１６は、図２に示すように、周面全体にネジ溝が形成されたネジ軸部材１８と、ネジ軸部材１８に螺合されたブロック部材１９と、ブロック部材１９の下面を進退移動自在に支持するレール部材２０と、ブロック部材１９の上面に設けられ、垂直移動機構１１に連結された連結部材２１とを有している。さらに、水平搬送部１６は、図３に示すように、ネジ軸部材１８の一端に連結され、真空容器４外に延設された連結軸部材２４を有している。連結軸部材２４の一端部には、水平駆動部１７が連結されている。水平駆動部１７は、任意の回転速度で正逆回転可能であると共に所定の保持力で停止可能なサーボモータ等の水平駆動装置２３を有している。水平駆動装置２３は、連結軸部材２４を介してネジ軸部材１８を正逆回転させることによって垂直移動機構１１を水平方向の任意の位置に移動可能にしている。
【００３９】
上記の水平移動機構１３で水平移動される垂直移動機構１１は、図２に示すように、垂直方向に配置された垂直搬送部３０と、垂直搬送部３０の上端部に設けられた垂直駆動部３１とを有している。垂直搬送部３０は、周面全体にネジ溝が形成された不図示のネジ軸部材と、ネジ軸部材に螺合され、全面（図中右面）に旋回機構１２が連結されたブロック部材３３と、ブロック部材３３の裏面（図中左面）を昇降自在に支持するレール部材３４とを有している。
【００４０】
上記の垂直搬送部３０の上端部には、垂直駆動部３１が連結されている。垂直駆動部３１は、任意の回転速度で正逆回転可能であると共に所定の保持力で停止可能なサーボモータ等の垂直駆動装置３５は、ネジ軸部材の上端部に連結されており、ネジ軸部材を正逆回転させることによって、ブロック部材３３等を介して旋回機構１２を垂直方向の認知の高さ位置に移動可能にしていている。
【００４１】
また、冷却装置３６は、垂直駆動装置３５を処理室３の処理環境から隔離するように収納し、窒素ガスの不活性ガスや空気等の冷却ガスが封入された収納容器２５と、収納容器２５の壁面に接合することによって収納容器２５の壁面に沿って冷却水等の冷却媒体を流動させる不図示の冷却配管とを有している。そして、冷却装置３６は、冷却ガスが冷却配管を流通する冷却水等の冷却媒体で熱交換されることによって、収納容器２５内における収容環境を所定の温度以下に維持するようになっている。なお、冷却装置３６は、真空容器３外から収納容器２５内に冷却ガスを給排出して循環させるように構成されていても良い。
【００４２】
上記の垂直移動機構１１は、旋回機構１２を昇降可能に支持している。旋回機構１２は、ブロック部材３３に一端面を連結された連結支持体３８と、連結支持体３８の上面に連結された旋回駆動部３９と、先回駆動部３９によって旋回駆動される浸漬機構部３７とを有している。旋回駆動部３９は、任意の回転速度で回転可能であると共に所定の保持力で停止可能なサーボモータ等の旋回駆動装置４０と、旋回駆動装置４０を冷却する冷却装置４１とを有している。
【００４３】
上記の冷却装置４１は、垂直駆動部３１と同様に、収納容器２５等を有した上述の冷却装置３６と同一の部材によって同一の冷却機能を発揮するように構成されている。この冷却装置４１内の旋回駆動装置４０は、旋回駆動軸４０ａが水平配置されると共に、旋回駆動軸４０ａの先端部がブロック部材３３に対向するように配置されている。駆動用スプロケット４２ａの下方には、中間スプロケット４２ｂと旋回用スプロケット４２ｂとがこの順に配置されている。そして、駆動用スプロケット４２ａは、第１チェーン４３ａを介して中間スプロケット４２ｂに連結され、中間スプロケット４２ｂは、第２チェーン４３ｂを介して旋回用スプロケット４２ｃに連結されている。
【００４４】
上記の旋回用スプロケット４２ｃは、回転軸部材４４に設けられている。回転軸部材４４は、第１支持部材４５によって水平方向に回転自在に支持されている。第１支持部材４５は、図３にも示すように、連結支持体３８から垂下されていると共に、中間スプロケット４２ｂやチェーン４３ａ，４３ｂを溶湯１５の輻射熱から保護するように設けられている。
【００４５】
上記の第１支持部材４５に支持された回転軸部材４４の一端部は、ロータリーエンコーダ４６に連結されている。ロータリーエンコーダ４６は、回転軸部材４４の回転角度を検出することによって、浸漬機構部３７の旋回角度を検出可能にしている。また、ロータリーエンコーダ４６の周囲には、カバー部材４７が設けられている。カバー部材４７は、溶湯１５からの輻射熱を遮る熱遮蔽板としての機能と、溶湯１５等から飛散して浮遊する塵埃がロータリーエンコーダ４６に付着することを防止する防塵カバーとして機能を備えている。
【００４６】
一方、回転軸部材４４の他端部は、浸漬機構部３７に連結されている。浸漬機構部３７は、図５に示すように、連結支持体３８の下面から垂下された第２支持部材４８，４８と、第２支持部材４８，４８によって水平方向に回転自在に支持された旋回軸４９と、旋回軸４９に設けられた一対の旋回部材５０，５０とを有している。回転軸部材４４と第２支持部材４８，４８とは、カーボンで形成された軸受機構９７を介して回転自在に連結されている。軸受機構９７は、各第２支持部材４８の下端部に嵌入されたハウジング９８と、回転軸部材４４に外挿された円筒部材９９とを有している。円筒部材９９は、ハウジング９８内に摺動自在に内挿されている。そして、軸受機構９７は、円筒部材９９の外周面をハウジング９８の内壁面に摺動させることによって、回転軸部材４４を円滑に回転させるようになっている。
【００４７】
上記の軸受機構９７を介して旋回される旋回部材５０，５０の先端部には、後述の基板把持機構５１が設けられている。基板把持機構５１は、旋回半径方向に対して傾斜した姿勢で析出用基板１４を保持することによって、着脱位置Ａにおいては水平状態の析出用基板１４を下側から着脱可能に保持し、析出位置Ｂにおいては析出用基板１４を保持した面を上側に位置させるようになっている。なお、各旋回部材５０は、機械的強度に優れたステンレス鋼等の金属材料で形成されていても良いし、耐熱性優れたカーボンによって形成されていても良い。
【００４８】
上記のように、各機構１１〜１３を備えた析出機構１０は、図１に示すように、水平移動機構１３による水平移動と、垂直移動機構１１による垂直移動と、旋回機構１２による旋回移動とを組合わせることによって、基板把持機構５１を着脱位置Ａと析出位置Ｂとに位置決め可能にしていると共に、析出用基板１４を所定の浸漬軌跡で溶湯１５に浸漬させるようになっている。なお、浸漬軌跡は、析出用基板１４を旋回方向（矢印方向）の上流側から斜め方向に下降させて溶湯１５から引き上げることによって、浸漬された部分に溶湯１５の凝固成長した析出物である析出板２を生成させるように設定されている。
【００４９】
上記の析出用基板１４は、図６（ａ），（ｂ）及び図７に示すように、カーボンによって平面視矩形状に形成されている。なお、析出用基板１４は、円形状や楕円形状、三角形状、台形状、五角形以上の多角形状に形成されていても良い。析出用基板１４は、析出板２が析出される基板面１４ａ（下面）と、析出用基板１４の上面（反析出面）に形成された逆台形状の把持部１４ｂと、搬送方向の両側面に形成された突起部１４ｃとを有している。上記の突起部１４ｃは、析出用基板１４，１４同士が当接したときの突起部１４ｃ，１４ｃ間のブレを減少させるように、各側面の両端部に左右一対に配置されている。
【００５０】
また、突起部１４ｃ，１４ｃは、溶湯１５に浸漬されないように、基板面１４ａから離れた把持部１４ｂの側面に配置されている。また、各突起部１４ｃの搬送方向の長さは、析出用基板１４の側面に析出した側方析出物５の突出長よりも大きな値に設定されている。そして、これらの突起部１４ｃ，１４ｃは、隣接する析出用基板１４，１４間に隙間を生じさせることによって、析出用基板１４のコーナー部の破損を防止し、図１の基板送り機構７０による析出用基板１４の分離作業を容易化し、さらには析出用基板１４の側面に析出した側方析出物５同士の当接を防止するようになっている。
【００５１】
また、上記の突起部１４ｃ，１４ｃが側面に形成された把持部１４ｂは、後述の基板把持機構５１の係合部５２ａ，５２ａ間に搬送方向の移動で着脱されるように、搬送方向に対して平行に形成されている。また、把持部１４ｂは、中心部から両端部手前までの領域における幅が係合部５２ａ，５２ａに当接する程度の幅に設定されている。そして、把持部１４ｂの両端部手前から両端部にいたる領域においては、両端部手前から両端部にかけて幅を徐々に減少させるように設定されている。これによって、析出用基板１４を搬送する際に、搬送方向に対して幅方向に多少のブレは誤差があった場合でも、把持部１４ｂを係合部５２ａ，５２ａ間に確実に挿入させることが可能になっている。
【００５２】
なお、析出用基板１４の突起部１４ｃは、搬送方向の少なくとも一方の側面に形成されていれば良い。また、析出用基板１４は、基板面１４ａの両端部が上面の両端部の内側に位置するように基板面１４ａから上面側にかけて傾斜されていて良い。
【００５３】
上記の析出用基板１４は、図３の浸漬機構３７に設けられた基板把持機構５１によって着脱可能に保持される。基板把持機構５１は、図７に示すように、チャック部５２，５２を左右対称に一体的に備えている。各チャック部５２，５２は、把持部１４ｂに係合するように下面に形成された係合部５２ａと、ゴミ等の落下物を受け止めるように形成された環状溝部５２ｂに周囲を囲まれた懸吊部５２ｃとを有している。上記の係合部５２ａは、析出用基板１４の把持部１４ｂを挿入するように左右対称に配置されている。これによって、基板把持機構５１は、析出用基板１４が搬送方向（搬出入方向）に移動されたときに、この析出用基板１４の把持部１４ｂを係合部５２ａ，５２ａ間に挿入することによって析出用基板１４を上下方向に保持可能になっている。
【００５４】
一方、懸吊部５２ｃの上面には、２つの突設部５２ｄ，５２ｄが対向配置されている。両突設部５２ｄ，５２ｄの中央部には、ピン挿通穴５２ｅ，５２ｅが形成されている。これらの突設部５２ｄ，５２ｄ間には、上述の浸漬機構部３７の旋回部材５０，５０が嵌合されるようになっている。そして、ピン挿通穴５２ｅ，５２ｅには、カーボン製のピン部材５３が抜脱可能に挿通されるようになっており、ピン部材５３は、各旋回部材５０，５０をチャック部５２，５２に連結させるようになっている。
【００５５】
上記のピン部材５３は、溶湯１５からの輻射熱の直射を回避するように、チャック部５２の析出側の投影面積よりも短くなるように形成されている。また、ピン部材５３の表面には、硬化層５４が形成されており、ピン部材５３は、硬化層５４によって表面の機械的強度が高められることによって、チャック部５２のピン挿通穴５２ｅに対して着脱する際の磨耗が低減されている。一方、チャック部５２においては、ピン部材５３に接触するピン挿通穴５２ｅと、析出用基板１４に接触する係合部５２ａ及び下面と硬化層５４が形成されている。そして、チャック部５２は、硬化層５４で接触面の機械的強度が高められることによって、ピン部材５３の着脱時及び析出用基板１４の把持時における磨耗が低減されている。
【００５６】
なお、硬化層５４の形成方法としては、プラズマＣＶＤやイオンプレーティング等の表面処理方法でＳｉＣ膜をコーティングする硬化処理を挙げることができる。また、硬化層５４は、基板把持機構５１の全表面に形成されていても良く、この場合には、基板保持機構５１の全体の機械的強度を高めることができるため、基板把持機構５１をオペレータが運搬する際に衝撃を与えても破損し難いものとすることができる。
【００５７】
次に、このように構成された、半導体基板製造装置１の動作について説明する。
【００５８】
（準備・保全工程）
準備・保全工程は、析出板２の生産開始前及び生産開始後において、半導体製造装置１を生産に適した状態にする場合に実施される。すなわち、図２に示すように、ルツボ装置７５の検査や坩堝７６の交換、真空容器４内の各機構の検査が行われる。また、ルツボ装置７５の検査中に、供給機構７１の収容箱７２に収容された溶解対象物１０１の残存量が確認され、適正な量となるように補充される。各機器の検査や交換等が完了すると、真空容器４が密閉される。そして、不図示の真空排気装置が作動されて空気が排気された後、Ａｒガスの不活性ガスが供給されることによって、外部環境とは異なる処理環境が処理室３に形成される。
【００５９】
この後、誘導加熱コイル７７に高周波数の交流電力が供給され、高周波磁界がルツボ７６の周囲に生成される。この結果、ルツボ７６の側面壁の表面側に強度の磁界が印加されることによって、側面壁の主に表面側が誘導加熱によって加熱され、この表面側の熱量が内側方向に向かって伝導していくことになる。そして、ルツボ７６の側面側と底面側との２方向から大きな熱量が伝達され、この熱量で溶解対象物１０１が均等に加熱される結果、早期に全体が溶解して溶湯１５となる。また、溶湯１５になった後は、この溶湯１５の側面及び下面が大きな熱量で加熱され続けられるため、溶湯１５全体が均一な温度に維持される。
【００６０】
また、溶湯１５が形成されると、溶湯１５から高温の輻射熱が放出される。この際、輻射熱の一部は、析出機構１０に向かって進行することになるが、析出機構１０の旋回駆動部３９に進行する輻射熱は、連結支持体３８が熱遮蔽板としての機能を発揮することによって旋回駆動部３９を直射することがない。また、析出機構１０の第１チェーン４３ａ等の駆動力伝達機構に進行する輻射熱は、第１支持部材４５が熱遮蔽板としての機能を発揮することによって駆動直伝達機構を直射することがない。さらに、析出機構１０のロータリーエンコーダ４６に進行する輻射熱は、カバー部材４７が熱遮蔽板として機能することによってロータリーエンコーダ４６を直射することがない。これによって、析出機構１０の内部機器は、輻射熱が直射されることよる熱劣化が防止されることになる。
【００６１】
さらに、垂直駆動部３１及び旋回駆動部３９は、垂直駆動装置３５及び旋回駆動装置４０を冷却装置３６，４１の収納容器２５，２５内に収容することによって、処理室３の高温環境下での運転を回避している。したがって、これらの駆動部３１，３９は、熱に起因した故障の発生が十分に防止されている。なお、冷却装置３６，４１は、冷却ガスが冷却配管を流通する冷却水等の冷却媒体で熱交換することによって収納容器２５内における収容環境を所定の温度以下に維持している。したがって、溶解対象物を加熱溶解しているときに、冷却ガスが収納容器２５等の破損により漏洩しても、冷却水が溶湯１５に接触して重大な故障を引き起こすことがない。
【００６２】
（基板搬送工程）
上記のようにして所望の処理環境下で溶湯１５が形成されることによって、生産の準備が完了すると、図１に示すように、ルツボ装置７５を中心として上下対称に配置された基板搬出入機構６０，６０において析出用基板１４の搬送動作が実施される。なお、以降の説明においては、説明の便宜上、一方の基板搬出入機構６０における搬送動作を説明する。
【００６３】
具体的には、まず、基板搬出入機構６０の上流側に配置された不図示の基板セット位置において６枚等の複数の析出用基板１４が基板面１４ａを上向にして直列状態にセットされる。この後、電磁バルブ６５の開栓によって圧力調整室６１ａの排気動作が停止されると共に、第１遮蔽板６３が上昇されることによって圧力調整室６１ａの一端が開口される。そして、不図示の搬送ローラ等の搬送装置によって析出用基板１４が直列状態で圧力調整室６１ａに搬入される。
【００６４】
上記の析出用基板１４のセット時や搬入時において、隣接する析出用基板１４，１４が接触や衝突することによって各析出用基板１４に衝撃が加わることがある。この際、析出用基板１４の搬送方向の前後の側面に一対の突起部１４ｃ，１４ｃが形成されているため、セット時や搬送時における接触や衝突は、析出用基板１４のコーナー部に衝撃が加わることによるコーナー部の欠け等の破損を防止することができる。この結果、析出用基板１４の基板面１４ａが元の形状を維持するため、所定形状の析出板を確実に得ることができる。
【００６５】
圧力調整室６１ａに全数の析出用基板１４が搬入されると、第１遮蔽板６３が下降され、圧力調整室６１ａの両端が閉口された状態にされる。この後、電磁バルブ６５が開栓され、排気系６６によって圧力調整室６１ａが真空状態にされる。これによって、析出用基板１４に付着していた塵埃が除去される。そして、第２遮蔽板６４の上昇によって圧力調整室６１ａの他端が開口され、これによって圧力量性質６１ａと予熱室６１ｂとが連通される。
【００６６】
この後、圧力調整室６１ａの析出用基板１４が圧力調整室６１ａに搬送され、全数が圧力調整室６１ａに搬入されると、第２遮蔽板６４の下降によって圧力調整室６１ａと予熱室６１ｂとが隔離される。なお、圧力調整室６１ａにおいては、上述の基板セット位置からの析出用基板１４の搬入動作が実施される。
【００６７】
予熱室６１ｂにおいては、搬送方向の先頭（最上流側）に位置する析出用基板１４が第１予熱ヒータ８２に対向されている。これによって、予熱ヒータ８２に予熱用電力が供給されると、この予熱ヒータ８２によって先頭の析出用基板１４が所定の予熱温度に加熱される。また、析出用基板１４を加熱したときに、析出用基板１４から塵埃が飛散したり、析出用基板１４内のガスが放出される場合があり、これらの塵埃やガスが処理室３内に流入すると、処理室３の処理環境の汚染物質として作用する。しかしながら、これらの塵埃やガスは、大部分が排気系６６に吸引されて装置外部に排出されると共に、残留分の処理室３への流動が第１仕切り部材６８や待機室６１ｃの第２仕切り部材６９で遮られる。これによって、処理室３の処理環境が析出用基板１４の塵埃やガスで汚染されることは殆どない。
【００６８】
この後、基板送り機構７０が作動され、予熱された先頭の析出用基板１４が爪部材７１，７１に狭持されながら、ほぼ析出用基板１４の長さ寸法分の距離を搬送されることによって待機室６１ｃに搬入される。待機室６１ｃに搬送された析出用基板１４は、第２予熱ヒータ８３によってさらに予熱される。そして、所望の予熱温度となるように微調整されたり、温度低下が防止される。この後、基板送り機構７０による搬送動作が繰り返して実施されることによって、待機室６１ｃにおける析出用基板１４が順次着脱位置Ａに搬送されながら、予熱室６１ｂにおける先頭の析出用基板１４が順次待機室６１ｃに搬送される。
【００６９】
上記のようにして析出用基板１４が基板送り機構７０によって搬送されている間、着脱位置Ａにおいては、図３に示すように、基板把持機構５１が係合部５２ａ，５２ａを上側に位置した姿勢で待機している。したがって、析出用基板１４が着脱位置Ａに搬送されると、図７に示すように、析出用基板１４の把持部１４ｂが基板把持機構５１の係合部５２ａ，５２ａ間の幅よりも狭小化されているため、把持部１４ｂが係合部５２ａ，５２ａ間に確実に挿入される。
【００７０】
ここで、図２に示すように、着脱位置Ａへの析出用基板１４の搬送時に、制御装置１００は、第１搬送台８４の位置を検出し、この検出結果に基づいて第１搬送台８４の位置ズレを検出し、さらに検出した位置ズレに応じて析出機構１０を駆動することによって、基板把持機構５１を第１搬送台８４に対して移動する。
【００７１】
具体的には、制御装置１００は、図８（ａ）に示すように、第３撮像装置８ｃから取得した撮像データ（図示実線）から、基板把持機構５１と第１搬送台８４とを比較（画像処理）することによって、第１搬送台８４の基板把持機構５１に対する相対的な高さ方向の位置ズレを検出する。なお、ここでは、図８（ａ）に示すように、取得した撮像データにおける第１搬送台８４の長さ方向の上側エッジ位置Ａと基板保持機構５１の上側エッジ位置Ａ’とを比較することによって高さ方向の位置ズレを検出する。また、制御装置１００は、図８（ｂ）に示すように、第４撮像装置８ｄから取得した撮像データ（図示実線）から、基板把持機構５１と第１搬送台８４とを比較（画像処理）することによって、第１搬送台８４の基板把持機構５１に対する相対的な角度のズレと横方向のズレを検出する。なお、ここでは、図８（ｂ）に示すように、取得した撮像データにおける第１搬送台８４の幅方向の上側エッジＣと基板把持機構５１の上側エッジＣ’とを比較することによって角度のズレを検出している。また、第１搬送台８４の側面エッジＢと基板把持機構５１の側面エッジＢ’とを比較することによって横方向のズレを検出している。続いて、制御装置１００は、このようにして検出した位置ズレに基づいて制御信号を生成し、当該制御信号を析出機構１０に入力することによって、析出機構１０を駆動する。この結果、析出機構１０の基板把持機構５１が析出用基板１４を円滑に受け渡しができる位置に移動される。なお、制御装置１００は、第１搬送台８４の位置ズレが検出されない、もしくは、位置ズレが許容範囲内である場合には、既に基板把持機構５１が析出用基板１４を円滑に受け渡しができる位置に存在していると判断し、基板保持機構５１を第１搬送台８４に対して移動することはない。
【００７２】
このような基板搬送工程（搬送方法）によれば、熱膨張によって機構部の部材が熱変形した場合であっても、基板保持機構５１と第１搬送台８４との位置関係を析出用基板１４の受け渡しに最適な状態にすることができる。したがって、第１搬送台８４が熱変形した場合であっても基板保持機構５１と第１搬送台８４との間における析出用基板１４の受け渡しを円滑に行うことが可能となる。
【００７３】
また、このような基板搬送工程によれば、第３撮像装置８ｃ及び第４撮像装置８ｄによって撮像された第１搬送台８４の撮像データを制御装置１００において画像処理することによって、第１搬送台８４の基板把持機構５１に対する相対的な位置ズレが検出される。このため、高温雰囲気に新たなセンサ等を設置することなく、第１搬送台８４の位置ズレを検出することができるため、容易に第１搬送台８４の位置ズレを検出することができる。
【００７４】
また、このような基板搬送工程によれば、第１搬送台８４の位置ズレがエッジ位置Ａ〜Ｃに基づいて検出される。したがって、制御装置１００において比較する撮像データ量を最小限にすることができる。このため、容易に第１搬送台８４の位置ズレを検出することができる。
【００７５】
その後、後述の析出工程が完了した析出用基板１４が基板把持機構５１から搬送方向に押し出され、第２搬送台８５に受け渡される。そして、押し出された前回の析出用基板１４は、第２搬送台８５を介して真空容器４から分離される。
【００７６】
なお、析出用基板１４の着脱時において、溶湯１５に浸漬される析出用基板１４の基板面１４ａが上側に位置されることによって、析出用基板１４が水平状態の姿勢で搬送及び着脱される。これによって、析出用基板１４が安定した状態で着脱される。また、図１に示すように、着脱Ａが溶湯１５の上方から外れた場所に存在するため、例えば着脱時に塵埃や欠けが発生して落下したり、着脱失敗で析出用基板１４が落下した場合でも、これらの塵埃が溶湯に入りにくいものとなっている。
【００７７】
また、析出後の析出用基板１４を基板把持機構５１から抜脱したり、この析出用基板１４を装置外に搬出する場合においては、図６に示すように、隣接する析出用基板１４間において突起部１４ｃ，１４ｃ同士が当接する。したがって、浸漬時に析出用基板１４の側面に側方析出物５が生じていた場合でも、この側方析出物５，５同士が当接することはない。この結果、抜脱時や搬出時に振動や衝撃による外力が析出用基板１４，１４間に発生しても、この外力が突起物１４ｃに直接的に作用することがない。これによって、側方析出物５が外力により剥離することによって、この側方析出物５と共に、析出板が析出用基板１４から剥がれ落ちるという事態を防止することが可能になっている。
【００７８】
（析出工程）
両基板搬出入機構６０，６０において、上記のようにして基板把持機構５１への析出用基板１４の装着が完了すると、図３に示すように、一方の基板搬出入機構６０における着脱位置Ａの基板把持機構５１が向きを一定にした状態で搬送方向に対して直交方向に移動され、基板把持機構５１に保持された析出用基板１４が溶湯１５に浸漬される。
【００７９】
具体的には、基板把持機構５１が水平移動機構１３によって析出位置Ｂに向かって水平移動されながら垂直移動機構１１によって上昇される。そして、基板把持機構５１が溶湯１５の上方に位置したときに、旋回機構１２が作動されることによって、旋回部材５０の旋回中心を半径とした浸漬軌跡で基板把持機構５１及び析出用基板１４が旋回される。なお、浸漬軌跡は、各機構１１，１２，１３の動作の組合わせにより任意のカーブを描くことができる。
【００８０】
上記のようにして溶湯１５への析出用基板１４の浸漬が行われると、図５に示すように、溶湯１５の上方に浸漬機構部３７が位置するため、旋回部材５０，５０を回転自在に支持する軸受機構９７が溶湯１５からの輻射熱によって高温に加熱される。
【００８１】
なお、図３に示すように、旋回時においては、基板把持機構５１が係合部５２ａ，５２ａの向きを搬送方向に一致させた状態で旋回する。したがって、析出用基板１４の突起物１４ｃが係合部５２ａ，５２ａ内で搬送方向に移動しないため、析出用基板１４が基板把持機構５１から脱落することがない。そして、このようにして基板把持機構５１に保持された析出用基板１４が図示二点鎖線のように基板把持機構５１の下側に位置した状態となりながら析出位置Ｂで溶湯１５に浸漬され、析出用基板１４の基板面１４ａに溶湯１５の溶解対象物１０１が析出される。そして、一定時間の経過後に、析出用基板１４が溶湯１５から引き上げられることによって、析出用基板１４の基板面１４ａに所定厚みの析出板２が形成される。
【００８２】
上記旋回部材５０の旋回動作は、基板把持機構５１が旋回前の位置に復帰するまで継続される。この際、旋回角度は、図２のロータリーエンコーダ４６によって検出されているため、基板把持機構５１の位置決めが高精度に行われる。この後、旋回機構１２が停止されると共に、垂直移動機構１１及び水平移動機構１３が作動されることによって、基板把持機構５１が着脱位置Ａに復帰される。この後、上述の基板搬送工程において、次回の析出用基板１４が基板送り機構７０によって着脱位置Ａに搬送されると、この次回の析出用基板１４によって今回の析出用基板１４が送り出される。
【００８３】
また、上記のようにして一方の基板搬出入機構６０で析出工程が完了し、次回の析出用基板１４が基板把持機構５１に装着されるまでの間、他方の基板搬出入機構６０における析出動作が同様に実施される。これによって、両基板搬出入機構６０，６０で搬送された析出用基板１４が交互に使用されながら、１台のルツボ装置７５で析出板２が順次製造される。
【００８４】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る搬送装置及び搬送方法の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００８５】
例えば、上記実施形態においては、析出機構１０の基板把持機構５１を移動することによって、第１搬送台８４の位置ズレに対応した。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、第１搬送台８４を上下左右回転移動する移動機構を設置し、この移動機構を用いて第１搬送台８４自身を移動することによって、第１搬送台８４の位置ズレに対応しても良い。
【００８６】
また、上記実施形態においては、析出機構１０と第１搬送台８４との間における析出用基板１４の受け渡しを対象として説明した。しかしながら、本発明は、析出機構１０と第１搬送台８４との間における析出用基板１４の受け渡しのみを対象とするものではなく、例えば、第２搬送台８５と基板把持機構５１との間における析出用基板１４の受け渡しを対象としても良い。この場合には、第２搬送台８５の熱変形による位置ズレを検出する撮像装置を設置し、第２搬送台８５の位置ズレに応じて第２搬送台８５あるいは基板把持機構５１を移動することによって、第２搬送台８５と基板把持機構５１との間における析出用基板１４の受け渡しを円滑に行うことが可能となる。なお、このような場合には、本発明の受け渡す側の機構が基板把持機構５１とされ、本発明の受け渡される側の機構が第２搬送台８５とされる。
【００８７】
また、本実施形態においては、撮像装置（第３撮像装置８ｃ及び第４撮像装置８ｄ）によって第１搬送台８４を撮像することによって得られた撮像データを画像処理することによって、第１搬送台８４の位置ズレを検出した。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、所定の基準位置（例えば、基板把持機構５１の第２搬送台側８５側の側面と第２搬送台の基板把持機構５１側の側面）に光ファイバ等を介して接続された発光素子と受光素子を設置し、これらの発光素子及び受光素子を用いて基板把持機構５１と第１搬送台８４との位置ズレを検出することもできる。
【００８８】
また、上記実施形態においては、搬送装置を半導体基板製造装置に備えられるものとして説明した。しかしながら、本発明の搬送装置及び方法は、半導体基板製造装置のみに適用されるものではなく、高温環境下でかつ気密容器内で複数の機構部間によって搬送対象物を搬送する全ての搬送装置に適用することができる。
【００８９】
また、本実施形態においては、浸漬機構部３７をカーボンによって形成しているが、これに限定されるものではなく、セラミックスで形成されていても良い。
【００９０】
また、本実施形態の軸受機構９７は、円筒部材９９とハウジング９８とで旋回自在に支持する構成としたが、これに限定されるものではなく、セラミックス製の軸受を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の一実施形態である搬送装置を備える半導体基板製造装置を平面視した場合における概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態である搬送装置を備える半導体基板製造装置を正面視した場合における概略構成図である。
【図３】本発明の一実施形態である搬送装置を備える半導体基板製造装置を側面視した場合における概略構成図である。
【図４】半導体基板製造装置の信号処理系の一部を示したブロック図である。
【図５】軸受機構の概略構成を示した説明図である。
【図６】析出後の析出用基板の状態を示す説明図である。
【図７】析出用基板を保持した基板把持機構の斜視図である。
【図８】第１搬送台の位置ズレを検出する方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００９２】
１ 半導体基板製造装置 ２ 析出板 ３ 処理室 ３ａ 析出機構収容空間 ３ｂ 基板移動空間 ３ｃ 溶湯収容空間 ４ 真空容器 ８ｃ 第３撮像装置（撮像装置） ８ｄ 第４撮像装置（撮像装置） １０ 析出機構（機構部） １１ 垂直移動機構 １２ 旋回機構 １３ 水平移動機構 １４ 析出用基板（搬送対象物） １５ 溶湯 １６ 水平搬送部 １７ 水平駆動部 ２３ 水平駆動装置 ３５ 垂直駆動装置 ４０ 旋回駆動装置 ５１ 基板把持機構 ６０ 基板搬出入機構（機構部） ８４ 第１搬送台 ８５ 第２搬送台 １００ 制御装置（ズレ検出部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
搬送装置は搬送対象物を所定位置に搬送するためのものであるが、このような搬送装置の中には、気密容器内（雰囲気ガス中あるいは真空中）や高温環境下において搬送対象物を搬送するものがある（特許文献１参照）。
また、搬送装置の中には、搬送対象物を搬送する複数の機構部を備えるものがあり、このような搬送装置においては、複数の機構部間において搬送対象物を受け渡しながら搬送対象物を搬送している。このような複数の機構部を有する搬送装置においては、例えば、いずれかの機構部にサーボモータを設置し、搬送対象物が機構部間の受け渡しにおいて、サーボモータによって機構部を所定の位置に位置決めする動作を行い移動することによって搬送対象物の受け渡しを行っている。
【特許文献１】特開平２００３−３３２４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、高温環境下でかつ気密容器内で複数の機構部を用いて搬送対象物を搬送する搬送装置においては、熱膨張によって機構部を構成する部材自体が変形する場合がある。このような場合には、結果的に搬送対象物がずれることとなり、サーボモータで対応することが困難となる。このため、搬送対象物がずれた状態で複数の機構部間において受け渡される場合が生じる。
このように、搬送対象物がずれた状態で複数の機構部間において受け渡された場合には、搬送対象物が機構部から落下したり、搬送対象物が機構部を構成する部材と衝突することによって搬送対象物や機構部の部材が破損すると言った搬送装置を停止せざるを得ない問題が生じる。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、機構部が熱変形した場合であっても機構部間における搬送対象物の受け渡しを円滑に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、高温環境下で搬送対象物を横行、昇降あるいは回転することによって搬送し、複数の機構部間において上記搬送対象物の受け渡しを行う搬送装置であって、受け渡す側の機構部の位置あるいは受け渡される側の機構部の位置を検出する位置検出部と、上記位置検出部の検出結果に基づいて上記受け渡す側の機構部あるいは上記受け渡される側の機構部の所定範囲に対する位置ズレを検出するズレ検出部とを有し、上記受け渡す側の機構部の位置あるいは上記受け渡される側の機構部の位置が上記所定範囲に対してずれている場合に、上記ズレ検出部の検出結果に応じて上記受け渡される側の機構部を上記受け渡す側の機構部に対して相対移動させることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、上記位置検出部が、上記受け渡す側の機構部の位置あるいは上記受け渡される側の機構部を撮像する撮像装置及び画像処理装置であることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、上記機構部が気密容器内に配設されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る発明は、高温環境で搬送対象物を横行、昇降あるいは回転することによって搬送し、複数の機構部間において上記搬送対象物の受け渡しを行う搬送方法であって、受け渡す側の機構部の位置あるいは受け渡される側の機構部の位置を検出し、該検出結果に基づいて上記受け渡す側の機構部あるいは上記受け渡される側の機構部の所定範囲に対する位置ズレを検出し、上記受け渡す側の機構部の位置あるいは上記受け渡される側の機構部の位置が上記所定範囲に対してずれている場合に、上記位置ズレの検出結果に応じて上記受け渡される側の機構部を上記受け渡す側の機構部に対して相対移動させることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、上記受け渡す側の機構部あるいは上記受け渡される側の機構部を撮像することによって、上記受け渡す側の機構部の位置あるいは上記受け渡される側の機構部の位置を検出し、上記受け渡す側の機構部あるいは上記受け渡される側の機構部の撮像データを画像処理することによって、上記受け渡す側の機構部あるいは上記受け渡される側の機構部の所定範囲に対する位置ズレを検出することを特徴とする。
【００１０】
請求項６に係る発明は、請求項４または５に係る発明において、上記受け渡す側の機構部のエッジ位置あるいは上記受け渡される側の機構部のエッジ位置に基づいて上記受け渡す側の機構部あるいは上記受け渡される側の機構部の所定範囲に対する位置ズレを検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の搬送装置及び方法によれば、受け渡す側の機構部の位置あるいは受け渡される側の機構部の位置が検出され、さらに位置ズレが検出される。そして、受け渡す側の機構部の位置あるいは受け渡される側の機構部の位置がずれている場合に、位置ズレの検出結果に応じて受け渡される側の機構部が上記受け渡す側の機構部に対して相対移動される。このため、熱膨張によって機構部の部材が変形した場合であっても、受け渡す側の機構部と受け渡される側の機構部との位置関係を搬送対象物の受け渡しに最適な状態に修正動作させることができる。したがって、本発明の搬送装置及び方法によれば、機構部が熱変形した場合であっても機構部間における搬送対象物の受け渡しを円滑に行うことが可能となる。
【００１２】
また、本発明の搬送装置及び方法によれば、位置検出部として撮像装置を用いる場合には、受け渡す側の機構部あるいは受け渡される側の機構部を撮像することによって、受け渡す側の機構部の位置あるいは受け渡される側の機構部の位置が検出され、この検出結果を画像処理することによって受け渡す側の機構部あるいは受け渡される側の機構部の位置ズレが検出される。したがって、本発明の搬送装置及び方法によれば、容易に受け渡す側の機構部あるいは受け渡される側の機構部の位置ズレを検出することができる。
【００１３】
また、本発明の搬送方法によれば、受け渡す側の機構部あるいは受け渡される側の機構部の所定範囲に対する位置ズレが、受け渡す側の機構部のエッジ位置あるいは受け渡される側の機構部のエッジ位置に基づいて検出される。したがって、本発明の搬送方法によれば、容易に受け渡す側の機構部あるいは受け渡される側の機構部の位置ズレを検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係る搬送装置及び方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１５】
本実施形態の搬送装置は、析出板製造装置である半導体基板製造装置に用いられている。図１は、半導体基板製造装置を平面視した場合における概略構成図である。また、図２は、半導体製造装置を正面視した場合における概略構成図である。また、図３は、半導体基板製造装置を側面視した場合における概略構成図である。
なお、半導体基板製造装置１において、本実施形態の搬送装置は、基板搬出入機構６０及び析出機構１０を備えて構成されている。これら基板搬出入機構６０及び析出機構１０によって析出用基板１４（搬送対象物）が横行、昇降あるいは回転されることによって搬送され、基板搬出入機構６０と析出機構１０との間で受け渡される。そして、半導体基板製造装置１は、本実施形態の搬送装置を用いて析出用基板１４を搬出しながら、シート状の析出板２を製造するものである。以下、このような半導体基板製造装置１の詳細構成について説明する。
【００１６】
図１に示すように、半導体基板製造装置１は、搬送経路が交差しないように溶湯１５上で析出用基板１４を往復移動させることによって、図２に示すように、Ｓｉを主成分とするシート状の析出板２を製造するものである。なお、半導体基板製造装置１は、析出板製造装置の一種である。また、析出板製造装置は、半導体材料や金属材料等の溶解対象物１０１を加熱溶解して溶湯１５とし、この溶解対象物１０１をシート状の析出板２となるように製造する装置である。また、溶解対象物１０１としては、Ｓｉ等の半導体材料の他、鉄やチタン等の金属材料を用いることができる。
【００１７】
半導体製造装置１は、外部環境から内部を密閉状態に隔離可能な二重壁構造の真空容器４を備えている。そして、真空容器４は、密閉状態の処理室３を形成している。処理室３は、析出機構収容空間３ａと、基板移動空間３ｂと溶湯収容空間３ｃとを上下方向に備えている。析出機構収容空間３ａは、最上部に位置されており、後述の析出機構１０（機構部）を収容するように形成されている。基板起動空間３ｂは、析出機構収容空間３ａと溶湯収容空間３ｃとの間に位置されており、図１の上下方向に２セット設けられた後述の基板搬出入機構６０（機構部）の中間機構部６０ｂを収容するように形成されている。溶湯収容空間３ｃは、最下部に位置されており、後述のルツボ装置７５を収容するように形成されている。
【００１８】
上記真空容器４には、Ａｒガスの不活性ガスを供給する不図示のガス供給装置及び処理室３の空気を排気する不図示の真空排気装置が接続されている。これらの装置は、処理室３を所定の圧力に減圧しながら不活性ガスを供給することによって、外部環境とは異なる例えば不活性ガスで充満された処理環境を処理室３内に形成する。
【００１９】
また、図１に示すように、真空容器４に対して搬送方向の上流側（図中左側）には、基板搬出入機構６０の搬入機構部６０ａが配置されている。一方、真空容器４に対して搬送方向の下流側（図中右側）には、基板搬出入機構６０の搬出機構部６０ｃが配置されている。これらの搬入機構部６０ａ、搬出機構部６０ｃ及び中間機構部６０ｂとは、略直線状に水平配置されている。搬入機構部６０ａは、縦断面が矩形状の隔壁６２ａ，６２ｂ，６２ｃと、覗き窓６７と、図２に示す搬送ローラ５９とを備えて構成されている。なお、覗き窓６７は隔壁６２ａによって囲われた空間内をオペレータが監視するためのものであり、複数配置されている。また、搬送ローラ５９は、隔壁６２ａによって囲われた空間内に配置されており、析出用基板１４を載置しながら搬送方向に移動させるものである。
【００２０】
隔壁６２ａ，６２ｂ，６２ｃに囲われた空間は、各々圧力調整室６１ａ，予熱室６１ｂ，待機室６１ｃとして構成されている。これらの圧力調整室６１ａ，予熱室６１ｂ，待機室６１ｃは、搬送方向の上流側からこの順に配置されている。圧力調整室６１ａは、本実施形態において６枚の析出用基板１４直列状に収納可能なサイズに設定されている。また、圧力調整室６１ａは、その一端が、大気圧である装置がいぶに連通されていると共に、その他端が、予熱室６１ｂに連通されている。
【００２１】
圧力調整室６１ａの一端及び他端には、第１遮蔽板６３及び第２遮蔽板６４が各々設けられている。これらの各遮蔽板６３，６４は、不図示のシリンダ装置によって昇降可能にされていると共に、不図示の制御装置で昇降動作が制御されている。具体的には、第１遮蔽板６３は、析出用基板１４を圧力調整室６１ａに搬入するときに上昇され、搬入後に圧力調整室６１ａの一端を気密状態に密閉するように下降される。一方、第２遮蔽板６４は、圧力調整室６１ａから予熱室６１ｂに析出用基板１４を搬送するときに、第２遮蔽板６４の他端を開放するように上昇される。また、圧力調整室６１ａには、電磁バルブ６５を介して排気系６６が接続されている。排気系６６は、圧力調整室６１ａを真空状態にまで減圧可能になっている。電磁バルブ６５は、圧力調整室６１ａへの析出用基板１４の搬入時において閉栓され、析出用基板１４の搬入後に、圧力調整室６１ａを減圧するように開栓される。
【００２２】
上記の圧力調整室６１ａに第２遮蔽板６４を介して連通された予熱室６１ｂは、圧力調整室６１ａと同様に、６枚分の析出用基板１４を直列状に収容可能なサイズに設定されている。予熱室６１ｂは、真空容器４と同様に、二重壁構造の隔壁６２ｂに囲まれている。また、予熱室６１ｂは、その一端が、上述の第２遮蔽板６４によって開閉可能にされている一方、他端が、第１仕切り部材６８によって区画されている。第１仕切り部材６８は、図２に示すように搬送ローラ５９で搬送される析出用基板１４を通過させる程度の隙間を形成するように配置されている。
【００２３】
上記の予熱室６１ｂには、第１予熱ヒータ８２が設けられている。第１予熱ヒータ８２は、搬送方向の上流側端部に位置する析出用基板１４に対向するように配置されている。そして、第１予熱ヒータ８２は、析出用基板１４が対向されたときに、この析出用基板１４を加熱して所定温度に昇温させることによって、溶湯１５と析出用基板１４との温度差が一定となるようにしている。なお、第１予熱ヒータ８２は、電熱線を通電によって発熱させて加熱する方式であっても良いし、電磁誘導を利用して加熱する方式であっても良い。また、図１に示すように、予熱室６１ｂには、予熱時に析出用基板１４から放散した不純物ガスを吸引するように、排気系６６が接続されている。排気系６６の吸引口は、不純物ガスを効率的に吸引するように、第１予熱ヒータ８２に近接されている。
【００２４】
上記の予熱室６１ｂは、第１仕切り部材６８を介して待機室６１ｃに連通されている。待機室６１ｃは、真空容器４と同様に、二重壁構造の隔壁６２ｃに囲まれている。また、待機室６１ｃの一端及び他端は、第１仕切り部材６８及び第２仕切り部材６９によって各々区画されている。第２仕切り部材６９は、析出用基板１４と後述の基板送り機構７０とを通過させるように形成及び配置されている。また、待機室６１ｃには、上述の第１予熱ヒータ８２と同様の第２予熱ヒータ８３が設けられている。
【００２５】
上記の第２予熱ヒータ８３は、待機状態の析出用基板１４に対向するように配置されている。そして、第２予熱ヒータ８３は、析出用基板１４が対向されたときに、第１予熱ヒータ８２で予熱された析出用基板１４を加熱して昇温させることによって、溶湯１５と析出用基板１４との温度差がさらに縮小された状態で一定となるようにしている。なお、第２予熱ヒータ８３は、析出用基板１４の予熱温度を微調整する用途に使用されても良い。さらに、待機室６１ｃには、予熱時に析出用基板１４から放散した不純物ガスを吸引するように、排気系６６が接続されている。排気系６６の吸引口は、不純物ガスを効率的に吸引するように、第２予熱ヒータ８３に近接されている。
【００２６】
上記の待機室６１ｃは、第２仕切り部材６９を介して処理室３に連通されている。処理室３は、基板搬出入機構６０の中間機構部６０ｂを収容している。中間機構部６０ｂは、図２に示すように、析出用基板１４を移動自在に載置する第１搬送台８４及び第２搬送台８５を備えている。第１搬送台８４は、搬送ローラ５９の端部に近接するように、一端部が待機室６１ｃに進出されている。第１搬送台８４と第２搬送台８５とは、処理室３の上流側（図中左側）と下流側（図中右側）とに所定間隔を隔てて直列配置されている。これらの搬送台８４，８５の隙間は、基板搬出入機構６０と析出機構１０との間に析出用基板１４を受け渡しする着脱位置Ａとして設定されている。
【００２７】
上記の第１搬送台８４の側方には、図１に示すように、基板送り機構７０が配設されている。基板送り機構７０は、複数の爪部材７１と、これらの爪部材７１を自由端側で片持ちする爪支持部材７２と、爪支持部材７２の基端部を回動可能に支持する爪旋回機構７３と、爪旋回機構７３と共に爪支持部材７２及び爪部材７１を搬送方向に進退移動させる爪進退機構７４とを備えている。上記の各爪部材７１は、析出用基板１４の両側面を挟み込むように配設間隔が設定されていると共に、隣接する析出用基板１４，１４間の隙間を所定幅に拡大させるように所定の厚みに設定されている。また、爪旋回機構７３は、クラッチ付きモータ等からなっており、正逆方向に回動することによって、爪部材７１が析出用基板１４の上方及び側方に位置決め可能に旋回させるようになっている。爪進退機構７４は、エアーシリンダ等からなっており、１回当たりの移動距離が析出用基板１４の長さに設定されている。
【００２８】
そして、このように構成された基板送り機構７０は、析出用基板１４を爪部材７１で所定間隔をおいて把持する動作と、爪部材７１を搬送方向に移動させる動作と、析出用基板１４から爪部材７１を開放する動作と、爪部材を搬送方向とは略方向に移動させる動作とを繰り返すことによって、予熱室６１ｂから待機室６１ｃに搬入された析出用基板１４を第２予熱ヒータ８３による予熱位置と着脱位置Ａとに順次送り込むようになっていると共に、着脱位置Ａから搬出機構６０ｃに送り出すよになっている。
【００２９】
上記の各機構部６０ａ〜６０ｃからなる基板搬出入機構６０は、ルツボ装置７５を中心として左右対称に並列配置されている。これによって、基板搬出入機構６０の経路中に存在する着脱位置Ａは、ルツボ装置７５内の溶湯１５の上方から離れた場所に位置した状態になっている。ルツボ装置７５は、図２に示すように、溶湯１５を収容するルツボ７６と、ルツボ７６の側面壁の周囲に配置された誘導加熱コイル７７と、これらのルツボ７６及び誘導加熱コイル７７と、これらのルツボ７６及び誘導加熱コイル７７を支持するルツボ支持台７８とを有している。誘導加熱コイル７７には、不図示の電力ケーブルを介して高周波電源が接続されている。これによって、誘導加熱コイル７７は、高周波電源から高周波数の交流電力が供給されることによって、ルツボ７６の周囲に交番磁場を生成させ、ルツボ７６の主に表面側を誘導加熱するようになっている。
【００３０】
上記のルツボ７６は、図１に示すように、平面視円形状に形成されている。なお、ルツボ７６は、析出用基板１４の進行方向が長尺となるように平面視長方形状や楕円形状に形成されていても良い。この場合には溶湯１５の収容量を最小限に抑制しながら、ルツボ７６の側面壁が析出用基板１４の浸漬時の障害物になることを回避することができる。また、ルツボ７６は、側面側と底面側との２方向から大きな熱量が伝達されるように、底面壁が十分に大きな厚みに設定されている。一方、ルツボ７６の側面壁は、電磁誘導の浸透深さ未満の厚みに設定されており、溶湯１５を対流させることによってゴミ等の落下物が核となって溶湯１５の表面中央が凝固する現象を防止している。
【００３１】
上記のルツボ装置７５の斜め上方には、溶解対象物１０１を供給する供給機構９０が設けられている。供給機構９０は、真空容器４における搬送方向の下流側の側面にもうけられている。供給機構９０は、一端が処理室３内に開口された収容隔壁９１と、収容隔壁９１内を処理室３側の送給室９３と大気側の準備室９４とに気密状に分離可能な遮蔽機構９２と、準備室９４を大気側に開閉可能な蓋部材９５と、溶解対象物１０１を準備室９４からルツボ７６の上方に搬送する原料搬送機構９６とを有している。
【００３２】
また、供給機構９０の側方には、真空容器４の第１覗き窓部４ａが配置されている。第１覗き窓部４ａには、ＣＣＤカメラ等の第１撮像装置８ａが設けられている。第１撮像装置８ａは、ルツボ７６と共に溶湯１５の湯面高さを検出可能にしている。また、真空容器４における搬送方向の下流側の側壁面には、第２覗き窓部４ｂが配置されている。第２覗き窓部４ｂには、ＣＣＤカメラ等の第２撮像装置８ｂが設けられている。第２撮像装置８ｂは、第１撮像装置８ａでは撮像できない逆方向から見た領域を撮像するように設定されている。
【００３３】
また、真空容器４における搬送方向と直交する方向の一方（図中下側）には、第３覗き窓４ｃが配置されている。第３覗き窓４ｃには、ＣＣＤカメラ等の第３撮像装置８ｃ（撮像装置）が設けられている。また、図２に示すように、真空容器４における第２搬送台８５の上方には、第４覗き窓４ｄが配置されている。第４覗き窓４ｄには、ＣＣＤカメラ等の第４撮像装置８ｄ（撮像装置）が設けられている。これらの第３撮像装置８ｃ及び第４撮像装置８ｄは、第１搬送台８４（受け渡す側の機構）の位置を検出可能にしている。
【００３４】
図４は、半導体基板製造装置１が備える信号処理系の一部を表したブロック図である。この図に示すように、第３撮像装置８ｃ及び第４撮像装置８ｄは、制御装置１００（ズレ検出部）と接続されている。制御装置１００は、演算部や記憶部を備えており、第３撮像装置８ｃ及び第４撮像装置８ｄから入力される第２搬送台８５の撮像データを画像処理することによって、第２搬送台８５の非熱変形時における存在範囲（所定範囲）に対する位置ズレを検出可能にしている。また、制御装置１００は、位置ズレを検出した場合に、検出した位置ズレに基づいて制御信号を生成し、この制御信号を出力する。なお、制御信号は、析出用基板１４の円滑な受け渡しができるように、検出された位置ズレが補正されるように、後述の析出機構１０（受け渡す側の機構）を移動するための信号である。アンプ２００は、制御信号を増幅して出力するものである。アンプ２００と、析出機構１０とは接続されている。具体的には、後述の析出機構１０の一部である水平駆動装置２３、垂直駆動装置３５及び旋回駆動装置４０の各々とアンプ２００が接続されている。
【００３５】
また、制御装置１００は、半導体基板製造装置１の各機構を個別あるいは連動させながら制御する各種の機能を備えている。具体的には、第１撮像装置８ａからの撮像信号の明暗に基づいて溶湯１５の湯面高さを検出する機能や、検出された湯面高さが所定の基準高さとなるように、供給機構９０における溶解対象物１０１の供給タイミングや供給量を制御する機能等を有している。
【００３６】
また、ルツボ装置７５の上方には、図２に示すように、析出機構１０が設けられている。析出機構１０は、後述の基板把持機構５１（受け渡される側の機構）を着脱位置Ａとルツボ装置７５の溶湯１５との間で搬出入方向（搬送方向）に対して直交する方向に移動させることによって、基板把持機構５１に装着された析出用基板１４を溶湯１４に浸漬させて引き上げるように構成されている。具体的には、析出機構１０は、着脱位置Ａでは析出用基板１４の他方面（基板面１４ａに対して逆面）を下側から着脱可能に基板把持機構５１を介して保持し、溶湯１５への浸漬位置では析出用基板１４の他方面を上側に位置させるように、析出用基板１４を旋回半径方向に対して傾斜した姿勢で保持する先端部を旋回軸を中心として旋回させることによって、基板把持機構５１と共に析出用基板１４を交差方向に移動させる構成にされている。なお、旋回半径方向とは、図３の旋回軸４９を中心として旋回する旋回部材５０の長手方向のことである。
【００３７】
図３は、半導体基板製造装置を側面視した場合における概略構成図である。上記の析出機構１０は、水平移動機構１３と、水平移動機構１３によって水平移動可能にされた垂直移動機構１１と、垂直移動機構１１によって昇降可能にされた旋回機構１２と、基板把持機構５１とを有している。水平移動機構１３は、待機室６１ｃを取り囲む隔壁６２ｃの上面に設けられている。水平移動機構１３は、図３に示すように、搬送方向に対して直交された水平搬送部１６と、この水平搬送部１６を駆動する水平駆動部１７とを有している。水平搬送部１６は、水平方向に配置されており、一端側が真空容器４側に配置され、他端側が真空容器４内の処理室３に配置されている。
【００３８】
上記の水平搬送部１６は、図２に示すように、周面全体にネジ溝が形成されたネジ軸部材１８と、ネジ軸部材１８に螺合されたブロック部材１９と、ブロック部材１９の下面を進退移動自在に支持するレール部材２０と、ブロック部材１９の上面に設けられ、垂直移動機構１１に連結された連結部材２１とを有している。さらに、水平搬送部１６は、図３に示すように、ネジ軸部材１８の一端に連結され、真空容器４外に延設された連結軸部材２４を有している。連結軸部材２４の一端部には、水平駆動部１７が連結されている。水平駆動部１７は、任意の回転速度で正逆回転可能であると共に所定の保持力で停止可能なサーボモータ等の水平駆動装置２３を有している。水平駆動装置２３は、連結軸部材２４を介してネジ軸部材１８を正逆回転させることによって垂直移動機構１１を水平方向の任意の位置に移動可能にしている。
【００３９】
上記の水平移動機構１３で水平移動される垂直移動機構１１は、図２に示すように、垂直方向に配置された垂直搬送部３０と、垂直搬送部３０の上端部に設けられた垂直駆動部３１とを有している。垂直搬送部３０は、周面全体にネジ溝が形成された不図示のネジ軸部材と、ネジ軸部材に螺合され、全面（図中右面）に旋回機構１２が連結されたブロック部材３３と、ブロック部材３３の裏面（図中左面）を昇降自在に支持するレール部材３４とを有している。
【００４０】
上記の垂直搬送部３０の上端部には、垂直駆動部３１が連結されている。垂直駆動部３１は、任意の回転速度で正逆回転可能であると共に所定の保持力で停止可能なサーボモータ等の垂直駆動装置３５は、ネジ軸部材の上端部に連結されており、ネジ軸部材を正逆回転させることによって、ブロック部材３３等を介して旋回機構１２を垂直方向の認知の高さ位置に移動可能にしていている。
【００４１】
また、冷却装置３６は、垂直駆動装置３５を処理室３の処理環境から隔離するように収納し、窒素ガスの不活性ガスや空気等の冷却ガスが封入された収納容器２５と、収納容器２５の壁面に接合することによって収納容器２５の壁面に沿って冷却水等の冷却媒体を流動させる不図示の冷却配管とを有している。そして、冷却装置３６は、冷却ガスが冷却配管を流通する冷却水等の冷却媒体で熱交換されることによって、収納容器２５内における収容環境を所定の温度以下に維持するようになっている。なお、冷却装置３６は、真空容器３外から収納容器２５内に冷却ガスを給排出して循環させるように構成されていても良い。
【００４２】
上記の垂直移動機構１１は、旋回機構１２を昇降可能に支持している。旋回機構１２は、ブロック部材３３に一端面を連結された連結支持体３８と、連結支持体３８の上面に連結された旋回駆動部３９と、先回駆動部３９によって旋回駆動される浸漬機構部３７とを有している。旋回駆動部３９は、任意の回転速度で回転可能であると共に所定の保持力で停止可能なサーボモータ等の旋回駆動装置４０と、旋回駆動装置４０を冷却する冷却装置４１とを有している。
【００４３】
上記の冷却装置４１は、垂直駆動部３１と同様に、収納容器２５等を有した上述の冷却装置３６と同一の部材によって同一の冷却機能を発揮するように構成されている。この冷却装置４１内の旋回駆動装置４０は、旋回駆動軸４０ａが水平配置されると共に、旋回駆動軸４０ａの先端部がブロック部材３３に対向するように配置されている。駆動用スプロケット４２ａの下方には、中間スプロケット４２ｂと旋回用スプロケット４２ｂとがこの順に配置されている。そして、駆動用スプロケット４２ａは、第１チェーン４３ａを介して中間スプロケット４２ｂに連結され、中間スプロケット４２ｂは、第２チェーン４３ｂを介して旋回用スプロケット４２ｃに連結されている。
【００４４】
上記の旋回用スプロケット４２ｃは、回転軸部材４４に設けられている。回転軸部材４４は、第１支持部材４５によって水平方向に回転自在に支持されている。第１支持部材４５は、図３にも示すように、連結支持体３８から垂下されていると共に、中間スプロケット４２ｂやチェーン４３ａ，４３ｂを溶湯１５の輻射熱から保護するように設けられている。
【００４５】
上記の第１支持部材４５に支持された回転軸部材４４の一端部は、ロータリーエンコーダ４６に連結されている。ロータリーエンコーダ４６は、回転軸部材４４の回転角度を検出することによって、浸漬機構部３７の旋回角度を検出可能にしている。また、ロータリーエンコーダ４６の周囲には、カバー部材４７が設けられている。カバー部材４７は、溶湯１５からの輻射熱を遮る熱遮蔽板としての機能と、溶湯１５等から飛散して浮遊する塵埃がロータリーエンコーダ４６に付着することを防止する防塵カバーとして機能を備えている。
【００４６】
一方、回転軸部材４４の他端部は、浸漬機構部３７に連結されている。浸漬機構部３７は、図５に示すように、連結支持体３８の下面から垂下された第２支持部材４８，４８と、第２支持部材４８，４８によって水平方向に回転自在に支持された旋回軸４９と、旋回軸４９に設けられた一対の旋回部材５０，５０とを有している。回転軸部材４４と第２支持部材４８，４８とは、カーボンで形成された軸受機構９７を介して回転自在に連結されている。軸受機構９７は、各第２支持部材４８の下端部に嵌入されたハウジング９８と、回転軸部材４４に外挿された円筒部材９９とを有している。円筒部材９９は、ハウジング９８内に摺動自在に内挿されている。そして、軸受機構９７は、円筒部材９９の外周面をハウジング９８の内壁面に摺動させることによって、回転軸部材４４を円滑に回転させるようになっている。
【００４７】
上記の軸受機構９７を介して旋回される旋回部材５０，５０の先端部には、後述の基板把持機構５１が設けられている。基板把持機構５１は、旋回半径方向に対して傾斜した姿勢で析出用基板１４を保持することによって、着脱位置Ａにおいては水平状態の析出用基板１４を下側から着脱可能に保持し、析出位置Ｂにおいては析出用基板１４を保持した面を上側に位置させるようになっている。なお、各旋回部材５０は、機械的強度に優れたステンレス鋼等の金属材料で形成されていても良いし、耐熱性優れたカーボンによって形成されていても良い。
【００４８】
上記のように、各機構１１〜１３を備えた析出機構１０は、図１に示すように、水平移動機構１３による水平移動と、垂直移動機構１１による垂直移動と、旋回機構１２による旋回移動とを組合わせることによって、基板把持機構５１を着脱位置Ａと析出位置Ｂとに位置決め可能にしていると共に、析出用基板１４を所定の浸漬軌跡で溶湯１５に浸漬させるようになっている。なお、浸漬軌跡は、析出用基板１４を旋回方向（矢印方向）の上流側から斜め方向に下降させて溶湯１５から引き上げることによって、浸漬された部分に溶湯１５の凝固成長した析出物である析出板２を生成させるように設定されている。
【００４９】
上記の析出用基板１４は、図６（ａ），（ｂ）及び図７に示すように、カーボンによって平面視矩形状に形成されている。なお、析出用基板１４は、円形状や楕円形状、三角形状、台形状、五角形以上の多角形状に形成されていても良い。析出用基板１４は、析出板２が析出される基板面１４ａ（下面）と、析出用基板１４の上面（反析出面）に形成された逆台形状の把持部１４ｂと、搬送方向の両側面に形成された突起部１４ｃとを有している。上記の突起部１４ｃは、析出用基板１４，１４同士が当接したときの突起部１４ｃ，１４ｃ間のブレを減少させるように、各側面の両端部に左右一対に配置されている。
【００５０】
また、突起部１４ｃ，１４ｃは、溶湯１５に浸漬されないように、基板面１４ａから離れた把持部１４ｂの側面に配置されている。また、各突起部１４ｃの搬送方向の長さは、析出用基板１４の側面に析出した側方析出物５の突出長よりも大きな値に設定されている。そして、これらの突起部１４ｃ，１４ｃは、隣接する析出用基板１４，１４間に隙間を生じさせることによって、析出用基板１４のコーナー部の破損を防止し、図１の基板送り機構７０による析出用基板１４の分離作業を容易化し、さらには析出用基板１４の側面に析出した側方析出物５同士の当接を防止するようになっている。
【００５１】
また、上記の突起部１４ｃ，１４ｃが側面に形成された把持部１４ｂは、後述の基板把持機構５１の係合部５２ａ，５２ａ間に搬送方向の移動で着脱されるように、搬送方向に対して平行に形成されている。また、把持部１４ｂは、中心部から両端部手前までの領域における幅が係合部５２ａ，５２ａに当接する程度の幅に設定されている。そして、把持部１４ｂの両端部手前から両端部にいたる領域においては、両端部手前から両端部にかけて幅を徐々に減少させるように設定されている。これによって、析出用基板１４を搬送する際に、搬送方向に対して幅方向に多少のブレは誤差があった場合でも、把持部１４ｂを係合部５２ａ，５２ａ間に確実に挿入させることが可能になっている。
【００５２】
なお、析出用基板１４の突起部１４ｃは、搬送方向の少なくとも一方の側面に形成されていれば良い。また、析出用基板１４は、基板面１４ａの両端部が上面の両端部の内側に位置するように基板面１４ａから上面側にかけて傾斜されていて良い。
【００５３】
上記の析出用基板１４は、図３の浸漬機構３７に設けられた基板把持機構５１によって着脱可能に保持される。基板把持機構５１は、図７に示すように、チャック部５２，５２を左右対称に一体的に備えている。各チャック部５２，５２は、把持部１４ｂに係合するように下面に形成された係合部５２ａと、ゴミ等の落下物を受け止めるように形成された環状溝部５２ｂに周囲を囲まれた懸吊部５２ｃとを有している。上記の係合部５２ａは、析出用基板１４の把持部１４ｂを挿入するように左右対称に配置されている。これによって、基板把持機構５１は、析出用基板１４が搬送方向（搬出入方向）に移動されたときに、この析出用基板１４の把持部１４ｂを係合部５２ａ，５２ａ間に挿入することによって析出用基板１４を上下方向に保持可能になっている。
【００５４】
一方、懸吊部５２ｃの上面には、２つの突設部５２ｄ，５２ｄが対向配置されている。両突設部５２ｄ，５２ｄの中央部には、ピン挿通穴５２ｅ，５２ｅが形成されている。これらの突設部５２ｄ，５２ｄ間には、上述の浸漬機構部３７の旋回部材５０，５０が嵌合されるようになっている。そして、ピン挿通穴５２ｅ，５２ｅには、カーボン製のピン部材５３が抜脱可能に挿通されるようになっており、ピン部材５３は、各旋回部材５０，５０をチャック部５２，５２に連結させるようになっている。
【００５５】
上記のピン部材５３は、溶湯１５からの輻射熱の直射を回避するように、チャック部５２の析出側の投影面積よりも短くなるように形成されている。また、ピン部材５３の表面には、硬化層５４が形成されており、ピン部材５３は、硬化層５４によって表面の機械的強度が高められることによって、チャック部５２のピン挿通穴５２ｅに対して着脱する際の磨耗が低減されている。一方、チャック部５２においては、ピン部材５３に接触するピン挿通穴５２ｅと、析出用基板１４に接触する係合部５２ａ及び下面と硬化層５４が形成されている。そして、チャック部５２は、硬化層５４で接触面の機械的強度が高められることによって、ピン部材５３の着脱時及び析出用基板１４の把持時における磨耗が低減されている。
【００５６】
なお、硬化層５４の形成方法としては、プラズマＣＶＤやイオンプレーティング等の表面処理方法でＳｉＣ膜をコーティングする硬化処理を挙げることができる。また、硬化層５４は、基板把持機構５１の全表面に形成されていても良く、この場合には、基板保持機構５１の全体の機械的強度を高めることができるため、基板把持機構５１をオペレータが運搬する際に衝撃を与えても破損し難いものとすることができる。
【００５７】
次に、このように構成された、半導体基板製造装置１の動作について説明する。
【００５８】
（準備・保全工程）
準備・保全工程は、析出板２の生産開始前及び生産開始後において、半導体製造装置１を生産に適した状態にする場合に実施される。すなわち、図２に示すように、ルツボ装置７５の検査や坩堝７６の交換、真空容器４内の各機構の検査が行われる。また、ルツボ装置７５の検査中に、供給機構７１の収容箱７２に収容された溶解対象物１０１の残存量が確認され、適正な量となるように補充される。各機器の検査や交換等が完了すると、真空容器４が密閉される。そして、不図示の真空排気装置が作動されて空気が排気された後、Ａｒガスの不活性ガスが供給されることによって、外部環境とは異なる処理環境が処理室３に形成される。
【００５９】
この後、誘導加熱コイル７７に高周波数の交流電力が供給され、高周波磁界がルツボ７６の周囲に生成される。この結果、ルツボ７６の側面壁の表面側に強度の磁界が印加されることによって、側面壁の主に表面側が誘導加熱によって加熱され、この表面側の熱量が内側方向に向かって伝導していくことになる。そして、ルツボ７６の側面側と底面側との２方向から大きな熱量が伝達され、この熱量で溶解対象物１０１が均等に加熱される結果、早期に全体が溶解して溶湯１５となる。また、溶湯１５になった後は、この溶湯１５の側面及び下面が大きな熱量で加熱され続けられるため、溶湯１５全体が均一な温度に維持される。
【００６０】
また、溶湯１５が形成されると、溶湯１５から高温の輻射熱が放出される。この際、輻射熱の一部は、析出機構１０に向かって進行することになるが、析出機構１０の旋回駆動部３９に進行する輻射熱は、連結支持体３８が熱遮蔽板としての機能を発揮することによって旋回駆動部３９を直射することがない。また、析出機構１０の第１チェーン４３ａ等の駆動力伝達機構に進行する輻射熱は、第１支持部材４５が熱遮蔽板としての機能を発揮することによって駆動直伝達機構を直射することがない。さらに、析出機構１０のロータリーエンコーダ４６に進行する輻射熱は、カバー部材４７が熱遮蔽板として機能することによってロータリーエンコーダ４６を直射することがない。これによって、析出機構１０の内部機器は、輻射熱が直射されることよる熱劣化が防止されることになる。
【００６１】
さらに、垂直駆動部３１及び旋回駆動部３９は、垂直駆動装置３５及び旋回駆動装置４０を冷却装置３６，４１の収納容器２５，２５内に収容することによって、処理室３の高温環境下での運転を回避している。したがって、これらの駆動部３１，３９は、熱に起因した故障の発生が十分に防止されている。なお、冷却装置３６，４１は、冷却ガスが冷却配管を流通する冷却水等の冷却媒体で熱交換することによって収納容器２５内における収容環境を所定の温度以下に維持している。したがって、溶解対象物を加熱溶解しているときに、冷却ガスが収納容器２５等の破損により漏洩しても、冷却水が溶湯１５に接触して重大な故障を引き起こすことがない。
【００６２】
（基板搬送工程）
上記のようにして所望の処理環境下で溶湯１５が形成されることによって、生産の準備が完了すると、図１に示すように、ルツボ装置７５を中心として上下対称に配置された基板搬出入機構６０，６０において析出用基板１４の搬送動作が実施される。なお、以降の説明においては、説明の便宜上、一方の基板搬出入機構６０における搬送動作を説明する。
【００６３】
具体的には、まず、基板搬出入機構６０の上流側に配置された不図示の基板セット位置において６枚等の複数の析出用基板１４が基板面１４ａを上向にして直列状態にセットされる。この後、電磁バルブ６５の開栓によって圧力調整室６１ａの排気動作が停止されると共に、第１遮蔽板６３が上昇されることによって圧力調整室６１ａの一端が開口される。そして、不図示の搬送ローラ等の搬送装置によって析出用基板１４が直列状態で圧力調整室６１ａに搬入される。
【００６４】
上記の析出用基板１４のセット時や搬入時において、隣接する析出用基板１４，１４が接触や衝突することによって各析出用基板１４に衝撃が加わることがある。この際、析出用基板１４の搬送方向の前後の側面に一対の突起部１４ｃ，１４ｃが形成されているため、セット時や搬送時における接触や衝突は、析出用基板１４のコーナー部に衝撃が加わることによるコーナー部の欠け等の破損を防止することができる。この結果、析出用基板１４の基板面１４ａが元の形状を維持するため、所定形状の析出板を確実に得ることができる。
【００６５】
圧力調整室６１ａに全数の析出用基板１４が搬入されると、第１遮蔽板６３が下降され、圧力調整室６１ａの両端が閉口された状態にされる。この後、電磁バルブ６５が開栓され、排気系６６によって圧力調整室６１ａが真空状態にされる。これによって、析出用基板１４に付着していた塵埃が除去される。そして、第２遮蔽板６４の上昇によって圧力調整室６１ａの他端が開口され、これによって圧力量性質６１ａと予熱室６１ｂとが連通される。
【００６６】
この後、圧力調整室６１ａの析出用基板１４が圧力調整室６１ａに搬送され、全数が圧力調整室６１ａに搬入されると、第２遮蔽板６４の下降によって圧力調整室６１ａと予熱室６１ｂとが隔離される。なお、圧力調整室６１ａにおいては、上述の基板セット位置からの析出用基板１４の搬入動作が実施される。
【００６７】
予熱室６１ｂにおいては、搬送方向の先頭（最上流側）に位置する析出用基板１４が第１予熱ヒータ８２に対向されている。これによって、予熱ヒータ８２に予熱用電力が供給されると、この予熱ヒータ８２によって先頭の析出用基板１４が所定の予熱温度に加熱される。また、析出用基板１４を加熱したときに、析出用基板１４から塵埃が飛散したり、析出用基板１４内のガスが放出される場合があり、これらの塵埃やガスが処理室３内に流入すると、処理室３の処理環境の汚染物質として作用する。しかしながら、これらの塵埃やガスは、大部分が排気系６６に吸引されて装置外部に排出されると共に、残留分の処理室３への流動が第１仕切り部材６８や待機室６１ｃの第２仕切り部材６９で遮られる。これによって、処理室３の処理環境が析出用基板１４の塵埃やガスで汚染されることは殆どない。
【００６８】
この後、基板送り機構７０が作動され、予熱された先頭の析出用基板１４が爪部材７１，７１に狭持されながら、ほぼ析出用基板１４の長さ寸法分の距離を搬送されることによって待機室６１ｃに搬入される。待機室６１ｃに搬送された析出用基板１４は、第２予熱ヒータ８３によってさらに予熱される。そして、所望の予熱温度となるように微調整されたり、温度低下が防止される。この後、基板送り機構７０による搬送動作が繰り返して実施されることによって、待機室６１ｃにおける析出用基板１４が順次着脱位置Ａに搬送されながら、予熱室６１ｂにおける先頭の析出用基板１４が順次待機室６１ｃに搬送される。
【００６９】
上記のようにして析出用基板１４が基板送り機構７０によって搬送されている間、着脱位置Ａにおいては、図３に示すように、基板把持機構５１が係合部５２ａ，５２ａを上側に位置した姿勢で待機している。したがって、析出用基板１４が着脱位置Ａに搬送されると、図７に示すように、析出用基板１４の把持部１４ｂが基板把持機構５１の係合部５２ａ，５２ａ間の幅よりも狭小化されているため、把持部１４ｂが係合部５２ａ，５２ａ間に確実に挿入される。
【００７０】
ここで、図２に示すように、着脱位置Ａへの析出用基板１４の搬送時に、制御装置１００は、第１搬送台８４の位置を検出し、この検出結果に基づいて第１搬送台８４の位置ズレを検出し、さらに検出した位置ズレに応じて析出機構１０を駆動することによって、基板把持機構５１を第１搬送台８４に対して移動する。
【００７１】
具体的には、制御装置１００は、図８（ａ）に示すように、第３撮像装置８ｃから取得した撮像データ（図示実線）から、基板把持機構５１と第１搬送台８４とを比較（画像処理）することによって、第１搬送台８４の基板把持機構５１に対する相対的な高さ方向の位置ズレを検出する。なお、ここでは、図８（ａ）に示すように、取得した撮像データにおける第１搬送台８４の長さ方向の上側エッジ位置Ａと基板保持機構５１の上側エッジ位置Ａ’とを比較することによって高さ方向の位置ズレを検出する。また、制御装置１００は、図８（ｂ）に示すように、第４撮像装置８ｄから取得した撮像データ（図示実線）から、基板把持機構５１と第１搬送台８４とを比較（画像処理）することによって、第１搬送台８４の基板把持機構５１に対する相対的な角度のズレと横方向のズレを検出する。なお、ここでは、図８（ｂ）に示すように、取得した撮像データにおける第１搬送台８４の幅方向の上側エッジＣと基板把持機構５１の上側エッジＣ’とを比較することによって角度のズレを検出している。また、第１搬送台８４の側面エッジＢと基板把持機構５１の側面エッジＢ’とを比較することによって横方向のズレを検出している。続いて、制御装置１００は、このようにして検出した位置ズレに基づいて制御信号を生成し、当該制御信号を析出機構１０に入力することによって、析出機構１０を駆動する。この結果、析出機構１０の基板把持機構５１が析出用基板１４を円滑に受け渡しができる位置に移動される。なお、制御装置１００は、第１搬送台８４の位置ズレが検出されない、もしくは、位置ズレが許容範囲内である場合には、既に基板把持機構５１が析出用基板１４を円滑に受け渡しができる位置に存在していると判断し、基板保持機構５１を第１搬送台８４に対して移動することはない。
【００７２】
このような基板搬送工程（搬送方法）によれば、熱膨張によって機構部の部材が熱変形した場合であっても、基板保持機構５１と第１搬送台８４との位置関係を析出用基板１４の受け渡しに最適な状態にすることができる。したがって、第１搬送台８４が熱変形した場合であっても基板保持機構５１と第１搬送台８４との間における析出用基板１４の受け渡しを円滑に行うことが可能となる。
【００７３】
また、このような基板搬送工程によれば、第３撮像装置８ｃ及び第４撮像装置８ｄによって撮像された第１搬送台８４の撮像データを制御装置１００において画像処理することによって、第１搬送台８４の基板把持機構５１に対する相対的な位置ズレが検出される。このため、高温雰囲気に新たなセンサ等を設置することなく、第１搬送台８４の位置ズレを検出することができるため、容易に第１搬送台８４の位置ズレを検出することができる。
【００７４】
また、このような基板搬送工程によれば、第１搬送台８４の位置ズレがエッジ位置Ａ〜Ｃに基づいて検出される。したがって、制御装置１００において比較する撮像データ量を最小限にすることができる。このため、容易に第１搬送台８４の位置ズレを検出することができる。
【００７５】
その後、後述の析出工程が完了した析出用基板１４が基板把持機構５１から搬送方向に押し出され、第２搬送台８５に受け渡される。そして、押し出された前回の析出用基板１４は、第２搬送台８５を介して真空容器４から分離される。
【００７６】
なお、析出用基板１４の着脱時において、溶湯１５に浸漬される析出用基板１４の基板面１４ａが上側に位置されることによって、析出用基板１４が水平状態の姿勢で搬送及び着脱される。これによって、析出用基板１４が安定した状態で着脱される。また、図１に示すように、着脱Ａが溶湯１５の上方から外れた場所に存在するため、例えば着脱時に塵埃や欠けが発生して落下したり、着脱失敗で析出用基板１４が落下した場合でも、これらの塵埃が溶湯に入りにくいものとなっている。
【００７７】
また、析出後の析出用基板１４を基板把持機構５１から抜脱したり、この析出用基板１４を装置外に搬出する場合においては、図６に示すように、隣接する析出用基板１４間において突起部１４ｃ，１４ｃ同士が当接する。したがって、浸漬時に析出用基板１４の側面に側方析出物５が生じていた場合でも、この側方析出物５，５同士が当接することはない。この結果、抜脱時や搬出時に振動や衝撃による外力が析出用基板１４，１４間に発生しても、この外力が突起物１４ｃに直接的に作用することがない。これによって、側方析出物５が外力により剥離することによって、この側方析出物５と共に、析出板が析出用基板１４から剥がれ落ちるという事態を防止することが可能になっている。
【００７８】
（析出工程）
両基板搬出入機構６０，６０において、上記のようにして基板把持機構５１への析出用基板１４の装着が完了すると、図３に示すように、一方の基板搬出入機構６０における着脱位置Ａの基板把持機構５１が向きを一定にした状態で搬送方向に対して直交方向に移動され、基板把持機構５１に保持された析出用基板１４が溶湯１５に浸漬される。
【００７９】
具体的には、基板把持機構５１が水平移動機構１３によって析出位置Ｂに向かって水平移動されながら垂直移動機構１１によって上昇される。そして、基板把持機構５１が溶湯１５の上方に位置したときに、旋回機構１２が作動されることによって、旋回部材５０の旋回中心を半径とした浸漬軌跡で基板把持機構５１及び析出用基板１４が旋回される。なお、浸漬軌跡は、各機構１１，１２，１３の動作の組合わせにより任意のカーブを描くことができる。
【００８０】
上記のようにして溶湯１５への析出用基板１４の浸漬が行われると、図５に示すように、溶湯１５の上方に浸漬機構部３７が位置するため、旋回部材５０，５０を回転自在に支持する軸受機構９７が溶湯１５からの輻射熱によって高温に加熱される。
【００８１】
なお、図３に示すように、旋回時においては、基板把持機構５１が係合部５２ａ，５２ａの向きを搬送方向に一致させた状態で旋回する。したがって、析出用基板１４の突起物１４ｃが係合部５２ａ，５２ａ内で搬送方向に移動しないため、析出用基板１４が基板把持機構５１から脱落することがない。そして、このようにして基板把持機構５１に保持された析出用基板１４が図示二点鎖線のように基板把持機構５１の下側に位置した状態となりながら析出位置Ｂで溶湯１５に浸漬され、析出用基板１４の基板面１４ａに溶湯１５の溶解対象物１０１が析出される。そして、一定時間の経過後に、析出用基板１４が溶湯１５から引き上げられることによって、析出用基板１４の基板面１４ａに所定厚みの析出板２が形成される。
【００８２】
上記旋回部材５０の旋回動作は、基板把持機構５１が旋回前の位置に復帰するまで継続される。この際、旋回角度は、図２のロータリーエンコーダ４６によって検出されているため、基板把持機構５１の位置決めが高精度に行われる。この後、旋回機構１２が停止されると共に、垂直移動機構１１及び水平移動機構１３が作動されることによって、基板把持機構５１が着脱位置Ａに復帰される。この後、上述の基板搬送工程において、次回の析出用基板１４が基板送り機構７０によって着脱位置Ａに搬送されると、この次回の析出用基板１４によって今回の析出用基板１４が送り出される。
【００８３】
また、上記のようにして一方の基板搬出入機構６０で析出工程が完了し、次回の析出用基板１４が基板把持機構５１に装着されるまでの間、他方の基板搬出入機構６０における析出動作が同様に実施される。これによって、両基板搬出入機構６０，６０で搬送された析出用基板１４が交互に使用されながら、１台のルツボ装置７５で析出板２が順次製造される。
【００８４】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る搬送装置及び搬送方法の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００８５】
例えば、上記実施形態においては、析出機構１０の基板把持機構５１を移動することによって、第１搬送台８４の位置ズレに対応した。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、第１搬送台８４を上下左右回転移動する移動機構を設置し、この移動機構を用いて第１搬送台８４自身を移動することによって、第１搬送台８４の位置ズレに対応しても良い。
【００８６】
また、上記実施形態においては、析出機構１０と第１搬送台８４との間における析出用基板１４の受け渡しを対象として説明した。しかしながら、本発明は、析出機構１０と第１搬送台８４との間における析出用基板１４の受け渡しのみを対象とするものではなく、例えば、第２搬送台８５と基板把持機構５１との間における析出用基板１４の受け渡しを対象としても良い。この場合には、第２搬送台８５の熱変形による位置ズレを検出する撮像装置を設置し、第２搬送台８５の位置ズレに応じて第２搬送台８５あるいは基板把持機構５１を移動することによって、第２搬送台８５と基板把持機構５１との間における析出用基板１４の受け渡しを円滑に行うことが可能となる。なお、このような場合には、本発明の受け渡す側の機構が基板把持機構５１とされ、本発明の受け渡される側の機構が第２搬送台８５とされる。
【００８７】
また、本実施形態においては、撮像装置（第３撮像装置８ｃ及び第４撮像装置８ｄ）によって第１搬送台８４を撮像することによって得られた撮像データを画像処理することによって、第１搬送台８４の位置ズレを検出した。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、所定の基準位置（例えば、基板把持機構５１の第２搬送台側８５側の側面と第２搬送台の基板把持機構５１側の側面）に光ファイバ等を介して接続された発光素子と受光素子を設置し、これらの発光素子及び受光素子を用いて基板把持機構５１と第１搬送台８４との位置ズレを検出することもできる。
【００８８】
また、上記実施形態においては、搬送装置を半導体基板製造装置に備えられるものとして説明した。しかしながら、本発明の搬送装置及び方法は、半導体基板製造装置のみに適用されるものではなく、高温環境下でかつ気密容器内で複数の機構部間によって搬送対象物を搬送する全ての搬送装置に適用することができる。
【００８９】
また、本実施形態においては、浸漬機構部３７をカーボンによって形成しているが、これに限定されるものではなく、セラミックスで形成されていても良い。
【００９０】
また、本実施形態の軸受機構９７は、円筒部材９９とハウジング９８とで旋回自在に支持する構成としたが、これに限定されるものではなく、セラミックス製の軸受を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の一実施形態である搬送装置を備える半導体基板製造装置を平面視した場合における概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態である搬送装置を備える半導体基板製造装置を正面視した場合における概略構成図である。
【図３】本発明の一実施形態である搬送装置を備える半導体基板製造装置を側面視した場合における概略構成図である。
【図４】半導体基板製造装置の信号処理系の一部を示したブロック図である。
【図５】軸受機構の概略構成を示した説明図である。
【図６】析出後の析出用基板の状態を示す説明図である。
【図７】析出用基板を保持した基板把持機構の斜視図である。
【図８】第１搬送台の位置ズレを検出する方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００９２】
１ 半導体基板製造装置 ２ 析出板 ３ 処理室 ３ａ 析出機構収容空間 ３ｂ 基板移動空間 ３ｃ 溶湯収容空間 ４ 真空容器 ８ｃ 第３撮像装置（撮像装置） ８ｄ 第４撮像装置（撮像装置） １０ 析出機構（機構部） １１ 垂直移動機構 １２ 旋回機構 １３ 水平移動機構 １４ 析出用基板（搬送対象物） １５ 溶湯 １６ 水平搬送部 １７ 水平駆動部 ２３ 水平駆動装置 ３５ 垂直駆動装置 ４０ 旋回駆動装置 ５１ 基板把持機構 ６０ 基板搬出入機構（機構部） ８４ 第１搬送台 ８５ 第２搬送台 １００ 制御装置（ズレ検出部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温環境下で搬送対象物を横行、昇降あるいは回転することによって搬送し、複数の機構部間において前記搬送対象物の受け渡しを行う搬送装置であって、
受け渡す側の機構部の位置あるいは受け渡される側の機構部の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部の検出結果に基づいて前記受け渡す側の機構部あるいは前記受け渡される側の機構部の所定範囲に対する位置ズレを検出するズレ検出部とを有し、
前記受け渡す側の機構部の位置あるいは前記受け渡される側の機構部の位置が前記所定範囲に対してずれている場合に、前記ズレ検出部の検出結果に応じて前記受け渡される側の機構部を前記受け渡す側の機構部に対して相対移動させる
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記位置検出部は、前記受け渡す側の機構部の位置あるいは前記受け渡される側の機構部を撮像する撮像装置及び画像処理装置であることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
【請求項３】
前記機構部が気密容器内に配設されていることを特徴とする請求項１または２記載の搬送装置。
【請求項４】
高温環境で搬送対象物を横行、昇降あるいは回転することによって搬送し、複数の機構部間において前記搬送対象物の受け渡しを行う搬送方法であって、
受け渡す側の機構部の位置あるいは受け渡される側の機構部の位置を検出し、
該検出結果に基づいて前記受け渡す側の機構部あるいは前記受け渡される側の機構部の所定範囲に対する位置ズレを検出し、
前記受け渡す側の機構部の位置あるいは前記受け渡される側の機構部の位置が前記所定範囲に対してずれている場合に、前記位置ズレの検出結果に応じて前記受け渡される側の機構部を前記受け渡す側の機構部に対して相対移動させる
ことを特徴とする搬送方法。
【請求項５】
前記受け渡す側の機構部あるいは前記受け渡される側の機構部を撮像することによって、前記受け渡す側の機構部の位置あるいは前記受け渡される側の機構部の位置を検出し、
前記受け渡す側の機構部あるいは前記受け渡される側の機構部の撮像データを画像処理することによって、前記受け渡す側の機構部あるいは前記受け渡される側の機構部の所定範囲に対する位置ズレを検出する
ことを特徴とする請求項４記載の搬送方法。
【請求項６】
前記受け渡す側の機構部のエッジ位置あるいは前記受け渡される側の機構部のエッジ位置に基づいて前記受け渡す側の機構部あるいは前記受け渡される側の機構部の所定範囲に対する位置ズレを検出することを特徴とする請求項４または５記載の搬送方法。
【請求項１】
高温環境下で搬送対象物を横行、昇降あるいは回転することによって搬送し、複数の機構部間において前記搬送対象物の受け渡しを行う搬送装置であって、
受け渡す側の機構部の位置あるいは受け渡される側の機構部の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部の検出結果に基づいて前記受け渡す側の機構部あるいは前記受け渡される側の機構部の所定範囲に対する位置ズレを検出するズレ検出部とを有し、
前記受け渡す側の機構部の位置あるいは前記受け渡される側の機構部の位置が前記所定範囲に対してずれている場合に、前記ズレ検出部の検出結果に応じて前記受け渡される側の機構部を前記受け渡す側の機構部に対して相対移動させる
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記位置検出部は、前記受け渡す側の機構部の位置あるいは前記受け渡される側の機構部を撮像する撮像装置及び画像処理装置であることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
【請求項３】
前記機構部が気密容器内に配設されていることを特徴とする請求項１または２記載の搬送装置。
【請求項４】
高温環境で搬送対象物を横行、昇降あるいは回転することによって搬送し、複数の機構部間において前記搬送対象物の受け渡しを行う搬送方法であって、
受け渡す側の機構部の位置あるいは受け渡される側の機構部の位置を検出し、
該検出結果に基づいて前記受け渡す側の機構部あるいは前記受け渡される側の機構部の所定範囲に対する位置ズレを検出し、
前記受け渡す側の機構部の位置あるいは前記受け渡される側の機構部の位置が前記所定範囲に対してずれている場合に、前記位置ズレの検出結果に応じて前記受け渡される側の機構部を前記受け渡す側の機構部に対して相対移動させる
ことを特徴とする搬送方法。
【請求項５】
前記受け渡す側の機構部あるいは前記受け渡される側の機構部を撮像することによって、前記受け渡す側の機構部の位置あるいは前記受け渡される側の機構部の位置を検出し、
前記受け渡す側の機構部あるいは前記受け渡される側の機構部の撮像データを画像処理することによって、前記受け渡す側の機構部あるいは前記受け渡される側の機構部の所定範囲に対する位置ズレを検出する
ことを特徴とする請求項４記載の搬送方法。
【請求項６】
前記受け渡す側の機構部のエッジ位置あるいは前記受け渡される側の機構部のエッジ位置に基づいて前記受け渡す側の機構部あるいは前記受け渡される側の機構部の所定範囲に対する位置ズレを検出することを特徴とする請求項４または５記載の搬送方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−３２５２９（Ｐ２００６−３２５２９Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０７０７５（Ｐ２００４−２０７０７５）
【出願日】平成１６年７月１４日（２００４．７．１４）
【出願人】（０００００２０５９）神鋼電機株式会社 (1,111)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１４日（２００４．７．１４）
【出願人】（０００００２０５９）神鋼電機株式会社 (1,111)
【Ｆターム（参考）】
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