JPH11354611A - 平板状基板を無接触支持するための工具 - Google Patents
平板状基板を無接触支持するための工具Info
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- JPH11354611A JPH11354611A JP11150378A JP15037899A JPH11354611A JP H11354611 A JPH11354611 A JP H11354611A JP 11150378 A JP11150378 A JP 11150378A JP 15037899 A JP15037899 A JP 15037899A JP H11354611 A JPH11354611 A JP H11354611A
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、平板状基板を無接触支持するための工具であ
って、平坦な本体と、少なくとも１つの支持表面を備え
ており、少なくとも１つのガスチャネルが本体内に設け
られて、外側ガス供給端部から内側ガス吐出端部まで延
在しており、このガス吐出端部はガス分配室と流体連通
しており、このガス分配室を介してガスが、支持表面に
ほぼ平行に配置されて支持表面につながり、外周部分が
９０度より大きく１８０度より小さい角度αを成してい
る動つりあいガススリットに流れ込むようにした工具に
関する。
って、平坦な本体と、少なくとも１つの支持表面を備え
ており、少なくとも１つのガスチャネルが本体内に設け
られて、外側ガス供給端部から内側ガス吐出端部まで延
在しており、このガス吐出端部はガス分配室と流体連通
しており、このガス分配室を介してガスが、支持表面に
ほぼ平行に配置されて支持表面につながり、外周部分が
９０度より大きく１８０度より小さい角度αを成してい
る動つりあいガススリットに流れ込むようにした工具に
関する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハ等の
平板状基板を無接触支持するための工具に関する。以下
の説明ではウェハについて述べるが、これはいずれの形
式の平板状基板、例えばコンパクトディスク等も含む。
平板状基板を無接触支持するための工具に関する。以下
の説明ではウェハについて述べるが、これはいずれの形
式の平板状基板、例えばコンパクトディスク等も含む。
【０００２】
【従来の技術】半導体の製造では、効率的な処理を行う
ために半導体ウェハの自動ハンドリングを用いることが
望ましい。ウェハは一般的に、多数のウェハを保持して
いるキャリヤから引き出し、それに積み戻される。キャ
リヤ内で隣接したウェハ間に得られる空間は非常に小さ
い。
ために半導体ウェハの自動ハンドリングを用いることが
望ましい。ウェハは一般的に、多数のウェハを保持して
いるキャリヤから引き出し、それに積み戻される。キャ
リヤ内で隣接したウェハ間に得られる空間は非常に小さ
い。
【０００３】そのため、いずれのハンドリング装置も、
キャリヤに対して進入または後退する平坦で細長い器具
（工具）を備えていなければならない。
キャリヤに対して進入または後退する平坦で細長い器具
（工具）を備えていなければならない。
【０００４】同時に、ウェハの移動中、ウェハは確実で
あるが優しく保持されていなければならず、またカセッ
ト（キャリヤ）内の隣接ウェハと衝突してはならない。
ウェハの表面とのいかなる接触も回避されなければなら
ない。
あるが優しく保持されていなければならず、またカセッ
ト（キャリヤ）内の隣接ウェハと衝突してはならない。
ウェハの表面とのいかなる接触も回避されなければなら
ない。
【０００５】圧電グリッパを備えた装置が、ヨーロッパ
特許第０，８１０，６３６Ａ２号から既知である。
特許第０，８１０，６３６Ａ２号から既知である。
【０００６】ヨーロッパ特許第０，７７８，６１１Ａ２
号は、ウェハ搬送装置用のエンドエフェクタを開示して
おり、エンドエフェクタがウェハの縁部だけと接触でき
るようにするポケットが設けられている。
号は、ウェハ搬送装置用のエンドエフェクタを開示して
おり、エンドエフェクタがウェハの縁部だけと接触でき
るようにするポケットが設けられている。
【０００７】米国特許第４，１１８，０５８号に開示さ
れている工具では、ディスク表面に対して鋭角を成して
工具の支持表面から出る時にディスクに衝突するガス流
によってディスクを無接触支持するようにしている。
れている工具では、ディスク表面に対して鋭角を成して
工具の支持表面から出る時にディスクに衝突するガス流
によってディスクを無接触支持するようにしている。
【０００８】周知の工具の欠点は、特に薄いウェハが搬
送中に変形することに起因している。
送中に変形することに起因している。
【０００９】同じことが、米国特許第４，００２，２５
４号に従った、半導体を浮き上がらせて移動させるピッ
クアップ装置にも当てはまる。このピックアップ装置に
設けられた作動部材の下側が平坦なサスペンション表面
を形成しており、これに組み込まれた単一の傾斜ジェッ
トのオリフィスから空気がサスペンション表面の一端部
の限られた表面に向けて不平衡流として放出される。
４号に従った、半導体を浮き上がらせて移動させるピッ
クアップ装置にも当てはまる。このピックアップ装置に
設けられた作動部材の下側が平坦なサスペンション表面
を形成しており、これに組み込まれた単一の傾斜ジェッ
トのオリフィスから空気がサスペンション表面の一端部
の限られた表面に向けて不平衡流として放出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、平板状基板の無接触ハンドリング及び搬送を行う改
良型工具を提供することである。
は、平板状基板の無接触ハンドリング及び搬送を行う改
良型工具を提供することである。
【００１１】本発明のさらなる目的は、ウェハの表面ま
たは裏面とのいかなる接触も必要とせず、従ってそれに
伴った汚染の問題を排除した工具を提供することであ
る。
たは裏面とのいかなる接触も必要とせず、従ってそれに
伴った汚染の問題を排除した工具を提供することであ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記及び他の目的は、本
発明によれば、平板状基板を無接触支持（ハンドリング
及び搬送）するための工具であって、平坦な本体と、少
なくとも１つの支持表面を備えており、少なくとも１つ
のガスチャネルが本体内に設けられて、外側ガス供給端
部から内側ガス吐出端部まで延在しており、このガス吐
出端部はガス分配室と流体連通しており、このガス分配
室を介してガスが、支持表面にほぼ平行に配置されて支
持表面につながり、外周部分が９０度より大きく１８０
度より小さい角度αを成している動つりあいガススリッ
トに流れ込むようにした工具によって達成される。
発明によれば、平板状基板を無接触支持（ハンドリング
及び搬送）するための工具であって、平坦な本体と、少
なくとも１つの支持表面を備えており、少なくとも１つ
のガスチャネルが本体内に設けられて、外側ガス供給端
部から内側ガス吐出端部まで延在しており、このガス吐
出端部はガス分配室と流体連通しており、このガス分配
室を介してガスが、支持表面にほぼ平行に配置されて支
持表面につながり、外周部分が９０度より大きく１８０
度より小さい角度αを成している動つりあいガススリッ
トに流れ込むようにした工具によって達成される。
【００１３】この工具（装置）は、ウェハを変形させる
危険性を伴わないでウェハの無接触支持位置を提供して
いる。
危険性を伴わないでウェハの無接触支持位置を提供して
いる。
【００１４】平板状基板、特に半導体ウェハを、物理的
にその加工物に接触しないで浮き上がらせて移動させる
ために、いわゆるベルヌーイ原理を取り入れる一方、こ
の工具の構造に従ってウェハをその下面と支持表面の間
に一定の距離を保ちながら無接触配置できるように、装
置は最適化されている。従って、ウェハのいかなる変形
も回避され、変形したウェハをこの工具に載置した場
合、そのウェハは平坦になる。
にその加工物に接触しないで浮き上がらせて移動させる
ために、いわゆるベルヌーイ原理を取り入れる一方、こ
の工具の構造に従ってウェハをその下面と支持表面の間
に一定の距離を保ちながら無接触配置できるように、装
置は最適化されている。従って、ウェハのいかなる変形
も回避され、変形したウェハをこの工具に載置した場
合、そのウェハは平坦になる。
【００１５】そのような工具を構成する際の大きな問題
は、多くのウェハを保持しているキャリヤに対して出し
入れできるようにするために、工具の高さを非常に制限
しなければならない点にある。
は、多くのウェハを保持しているキャリヤに対して出し
入れできるようにするために、工具の高さを非常に制限
しなければならない点にある。
【００１６】ガスチャネルのガス吐出端部とガススリッ
トとを直接的に連結した場合、ガススリットからのガス
流がウェハを正確に平坦に、また支持表面に対して平行
に保持することができない。これの１つの理由は、工具
の大きさが制限されているために、そのような場合にガ
ス流に不一致が発生することである。
トとを直接的に連結した場合、ガススリットからのガス
流がウェハを正確に平坦に、また支持表面に対して平行
に保持することができない。これの１つの理由は、工具
の大きさが制限されているために、そのような場合にガ
ス流に不一致が発生することである。
【００１７】本発明によれば、ガスチャネルと動つりあ
いガススリットとの間にガス分配室が設けられている。
このガス分配室は、ガススリットに入る前のガス（空
気）を均一に分配することができる。
いガススリットとの間にガス分配室が設けられている。
このガス分配室は、ガススリットに入る前のガス（空
気）を均一に分配することができる。
【００１８】好適な実施例によれば円形またはリング形
として構成できるガススリットの動つりあい形状と合わ
せて、ガスは均一の圧力及び流量でガススリットの外周
部分から出ることから、ベルヌーイ効果が最適化され、
ウェハを支持表面から所定の一定距離で無接触保持する
ことができる。
として構成できるガススリットの動つりあい形状と合わ
せて、ガスは均一の圧力及び流量でガススリットの外周
部分から出ることから、ベルヌーイ効果が最適化され、
ウェハを支持表面から所定の一定距離で無接触保持する
ことができる。
【００１９】さらに、ガス分配室の構造は、対応のガス
チャネルの偏心（省スペース）配置を可能にする。さら
に、ガスチャネルはガス分配室とほぼ同一平面上に配置
することができる。この特徴によって、工具の最小高さ
を相当に減少させることができる。ガス分配室は、ガス
スリットの高さより大きい高さを有している。これによ
って、ガススリットに流入する前にガス分配が最適化さ
れ、高圧でガススリットに送り込まれる。
チャネルの偏心（省スペース）配置を可能にする。さら
に、ガスチャネルはガス分配室とほぼ同一平面上に配置
することができる。この特徴によって、工具の最小高さ
を相当に減少させることができる。ガス分配室は、ガス
スリットの高さより大きい高さを有している。これによ
って、ガススリットに流入する前にガス分配が最適化さ
れ、高圧でガススリットに送り込まれる。
【００２０】前述したように、ガス分配室はリング形状
にすることができる。別の実施例では、円形断面のガス
分配室を備えている。
にすることができる。別の実施例では、円形断面のガス
分配室を備えている。
【００２１】ガススリットをガス分配室に対して半径方
向に配置することが好ましい。
向に配置することが好ましい。
【００２２】ガスチャネル、ガス分散室及びガススリッ
トを別の技法で設けてもよい。１つの実施例によれば、
ガス分配室及びガススリットは、本体内のキャビティの
表面とそのキャビティにはめられた平板状カバーの対応
表面との間に設けられている。
トを別の技法で設けてもよい。１つの実施例によれば、
ガス分配室及びガススリットは、本体内のキャビティの
表面とそのキャビティにはめられた平板状カバーの対応
表面との間に設けられている。
【００２３】そのため、工具は、本体（少なくとも一方
の上面にキャビティを有する）とそれにはめられたカバ
ーとの２部材式工具である。
の上面にキャビティを有する）とそれにはめられたカバ
ーとの２部材式工具である。
【００２４】ガススリットの形状に従って、キャビティ
及びカバーは、例えば円形、環状またはリング形にする
ことができ、キャビティの直径はカバーの直径よりわず
かに大きい。
及びカバーは、例えば円形、環状またはリング形にする
ことができ、キャビティの直径はカバーの直径よりわず
かに大きい。
【００２５】添付の図面に従ってさらに後述するよう
に、カバーは本体に固定することができる。
に、カバーは本体に固定することができる。
【００２６】ガススリットを均一高さ（カバーの下面と
キャビティの上面の間を均一な離隔距離）にするため
に、カバーの下面とキャビティの上面との間にスプレッ
ダを配置してもよい。スプレッダは、半径方向に延在す
るリブとして構成することができる。それらはカバーま
たは本体のいずれか一方の一部にすることができる。
キャビティの上面の間を均一な離隔距離）にするため
に、カバーの下面とキャビティの上面との間にスプレッ
ダを配置してもよい。スプレッダは、半径方向に延在す
るリブとして構成することができる。それらはカバーま
たは本体のいずれか一方の一部にすることができる。
【００２７】いずれの場合も、ガス流に対する不都合を
回避するために、スプレッダは小寸法にする。
回避するために、スプレッダは小寸法にする。
【００２８】別の実施例によれば、工具はさらに、互い
に離れた位置に配置されて、ガススリットの横に離れた
位置で支持表面に対して垂直に延出する少なくとも２つ
のガイド手段を備えている。
に離れた位置に配置されて、ガススリットの横に離れた
位置で支持表面に対して垂直に延出する少なくとも２つ
のガイド手段を備えている。
【００２９】これらのガイド手段は弓形部分として構成
されて、対応のガイド手段と逆に傾斜した面を備えるこ
とができる。別の実施例では、円錐台形で、円筒状の自
由端部を追加することもできる円筒形ピンのように構成
されたガイド手段が設けられている。
されて、対応のガイド手段と逆に傾斜した面を備えるこ
とができる。別の実施例では、円錐台形で、円筒状の自
由端部を追加することもできる円筒形ピンのように構成
されたガイド手段が設けられている。
【００３０】これらのガイド手段は、処理しようとする
ウェアの外周部分に対する「接触点」または「接触線」
になるように構成されている。
ウェアの外周部分に対する「接触点」または「接触線」
になるように構成されている。
【００３１】ガイド手段をピンとして構成する場合、３
ないし４本のピンであることが好ましい。
ないし４本のピンであることが好ましい。
【００３２】特殊な構造のため、本工具に２つの支持表
面を、すなわち、工具の両面を使用するために第１支持
表面と反対側に第２支持表面を設けることもできる。
面を、すなわち、工具の両面を使用するために第１支持
表面と反対側に第２支持表面を設けることもできる。
【００３３】この実施例では、工具はもちろん、少なく
とも２つのガスチャネル、２つの分配室及び２つのガス
スリットを備えており、第２ガスチャネル、第２分配室
及び第２ガススリットは上記説明に従って構成される。
第１及び第２ガス搬送手段を逆転構造にすることが可能
である。
とも２つのガスチャネル、２つの分配室及び２つのガス
スリットを備えており、第２ガスチャネル、第２分配室
及び第２ガススリットは上記説明に従って構成される。
第１及び第２ガス搬送手段を逆転構造にすることが可能
である。
【００３４】本発明のさらなる目的及び利点は以下の説
明に述べられ、一部はその説明から明らかになるか、本
発明を実施することでわかるであろう。本発明の目的及
び利点は、特に添付の請求項に指摘されている手段及び
組み合わせによって理解し、実現されるであろう。
明に述べられ、一部はその説明から明らかになるか、本
発明を実施することでわかるであろう。本発明の目的及
び利点は、特に添付の請求項に指摘されている手段及び
組み合わせによって理解し、実現されるであろう。
【００３５】
【実施例】添付の図面は本発明の実施例を示しており、
以下の説明と合わせて本発明の原理を説明することがで
きる。
以下の説明と合わせて本発明の原理を説明することがで
きる。
【００３６】図１は、ウェハの無接触支持を行うための
工具の部分上面図である。
工具の部分上面図である。
【００３７】それは、第１端部１０ｆと自由な第２端部
１０ｓとの間に円形部分１２を含む平坦な平板状本体１
０（厚さ３ｍｍ）を備えている。本体１０は第１端部１
０ｆでロボット（図示せず）に連結されている。
１０ｓとの間に円形部分１２を含む平坦な平板状本体１
０（厚さ３ｍｍ）を備えている。本体１０は第１端部１
０ｆでロボット（図示せず）に連結されている。
【００３８】本体１０の円形部分１２に、中央穴１４
と、それぞれ上面１８ｔ及び下面１８ｂの２つの円形キ
ャビティ１６ｔ及び１６ｂとが設けられている。
と、それぞれ上面１８ｔ及び下面１８ｂの２つの円形キ
ャビティ１６ｔ及び１６ｂとが設けられている。
【００３９】キャビティ１６ｔ、１６ｂの外周部分は、
図２に示されているように、中心面２０に対して約１３
０゜の角度αで傾斜している。
図２に示されているように、中心面２０に対して約１３
０゜の角度αで傾斜している。
【００４０】円形のカバー２２が、中央部分２２ｍを中
央穴１４にはめ込むことによって固定されており、この
中央部分２２ｍの半径方向外側に非常に薄いリング形部
分２２ｒ（厚さ０．３ｍｍ）が設けられ、さらにそれの
半径方向外側にリング形外部分２２ｏ（厚さ０．６ｍ
ｍ）が設けられ、その外縁部は中心面２０に対して約１
３５゜の角度βで傾斜しており、これによって以下に説
明するガススリット２６の先細状ガス吐出端部が形成さ
れている。
央穴１４にはめ込むことによって固定されており、この
中央部分２２ｍの半径方向外側に非常に薄いリング形部
分２２ｒ（厚さ０．３ｍｍ）が設けられ、さらにそれの
半径方向外側にリング形外部分２２ｏ（厚さ０．６ｍ
ｍ）が設けられ、その外縁部は中心面２０に対して約１
３５゜の角度βで傾斜しており、これによって以下に説
明するガススリット２６の先細状ガス吐出端部が形成さ
れている。
【００４１】図２に示されているように、リング形外部
分２２ｏは、リング形部分２２ｒに較べて高さ（厚さ）
が増加しており、このため、キャビティ１６ｔの上面と
リング形部分２２ｒの下面との間にガス分配室が形成さ
れており、これは、キャビティ１６ｔの上面の外部分と
カバー２２のリング形外部分２２ｏとの間に設けられた
リング形ガススリット２６より高い。
分２２ｏは、リング形部分２２ｒに較べて高さ（厚さ）
が増加しており、このため、キャビティ１６ｔの上面と
リング形部分２２ｒの下面との間にガス分配室が形成さ
れており、これは、キャビティ１６ｔの上面の外部分と
カバー２２のリング形外部分２２ｏとの間に設けられた
リング形ガススリット２６より高い。
【００４２】ガスチャネル２８が、（本体１０の第１端
部１０ｆに隣接した）第１ガス供給端部（図示せず）か
らガス分配室２４の下方の領域まで（円形部分１２を含
む）本体１０内を通っており、ガスチャネル２８の基部
からガス分配室２４内へ垂直に延びたガス吐出端部２８
ｇを備えている。
部１０ｆに隣接した）第１ガス供給端部（図示せず）か
らガス分配室２４の下方の領域まで（円形部分１２を含
む）本体１０内を通っており、ガスチャネル２８の基部
からガス分配室２４内へ垂直に延びたガス吐出端部２８
ｇを備えている。
【００４３】これによって、ガスはガスチャネル２８及
びガス吐出端部２８ｇを通ってガス分配室２４に流入
し、それからガススリット２６を通って、ガススリット
２６の傾斜外周部分２６ｐから出る。
びガス吐出端部２８ｇを通ってガス分配室２４に流入
し、それからガススリット２６を通って、ガススリット
２６の傾斜外周部分２６ｐから出る。
【００４４】小さいノブ状のスプレッダ２６ｓがガスス
リット２６内に配置されている。
リット２６内に配置されている。
【００４５】図１及び図２によれば、同様なガス搬送手
段が本体１０の他方側に、但し逆の配置で設けられてい
る。
段が本体１０の他方側に、但し逆の配置で設けられてい
る。
【００４６】工具をウェハからわずかに離れた位置に置
いてから、ウェハを運ぶ前にガスを流し始めて、いわゆ
るベルヌーイ効果を与える。
いてから、ウェハを運ぶ前にガスを流し始めて、いわゆ
るベルヌーイ効果を与える。
【００４７】安全のため、追加ガイドピン３０ａ〜３０
ｄが上下面１８ｔ、１８ｂに、円形の線に沿って互いに
間隔を置いて設けられている（図１）。それぞれピン３
０ａ、３０ｄ及び３０ｂ、３０ｃの離隔距離は、処理し
ようとするウェハの直径と同じか、それよりわずかに大
きくなっており、ウェハは図１に参照番号３２で部分的
に示されている。
ｄが上下面１８ｔ、１８ｂに、円形の線に沿って互いに
間隔を置いて設けられている（図１）。それぞれピン３
０ａ、３０ｄ及び３０ｂ、３０ｃの離隔距離は、処理し
ようとするウェハの直径と同じか、それよりわずかに大
きくなっており、ウェハは図１に参照番号３２で部分的
に示されている。
【００４８】図３は、本体１０の表面の一方だけに沿っ
てキャビティ１６ｔ及びカバー２２が設けられている点
を除いて、図２と同じである。この実施例では当然なが
ら、本体１０の全厚を図１及び図２の場合と較べて変更
しなければ、カバー２２と共にガスチャネル２８、ガス
分配室２４及びガススリット２６を構成するための空間
が大きくなる。
てキャビティ１６ｔ及びカバー２２が設けられている点
を除いて、図２と同じである。この実施例では当然なが
ら、本体１０の全厚を図１及び図２の場合と較べて変更
しなければ、カバー２２と共にガスチャネル２８、ガス
分配室２４及びガススリット２６を構成するための空間
が大きくなる。
【図１】第１実施例のウェハの無接触支持用工具の上面
図である。
図である。
【図２】図１に従った工具のＡ−Ａ線に沿った断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明に従った工具の第２実施例の同様な断面
図である。
図である。
１０ 本体 １２ 円形部分 ２４ ガス分配室 ２６ ガススリット ２６ｐ ガススリット外周部分 ２８ ガスチャネル ２８ｇ ガス吐出端部
Claims (13)
- 【請求項１】 平板状基板を無接触支持するための工具
であって、平坦な本体と、少なくとも１つの支持表面を
備えており、少なくとも１つのガスチャネルが前記本体
内に設けられて、外側ガス供給端部から内側ガス吐出端
部まで延在しており、該ガス吐出端部はガス分配室と流
体連通しており、該ガス分配室を介してガスが、前記支
持表面にほぼ平行に配置されて前記支持表面につなが
り、外周部分が９０度より大きく１８０度より小さい角
度αを成している動つりあいガススリットに流れ込むよ
うにした工具。 - 【請求項２】 前記ガス分配室は、前記ガススリットの
高さより大きい高さを有している請求項１記載の工具。 - 【請求項３】 前記ガス分配室は、リング様の形状を有
している請求項１記載の工具。 - 【請求項４】 前記ガススリットは、前記ガス分配室に
対して半径方向に配置されている請求項１記載の装置。 - 【請求項５】 前記ガス分配室及び前記ガススリット
は、前記本体内のキャビティの表面と、該キャビティに
はめられた平板状カバーの対応表面の間に設けられてい
る請求項１記載の装置。 - 【請求項６】 前記カバーは、前記本体に固定されてい
る請求項５記載の装置。 - 【請求項７】 前記カバーの下面と前記キャビティの上
面の間にスプレッダが配置されている請求項５記載の装
置。 - 【請求項８】 該スプレッダは半径方向に延在するリブ
として構成されている請求項７記載の装置。 - 【請求項９】 前記スプレッダは、前記カバーまたは前
記本体のいずれか一方の一部である請求項７記載の装
置。 - 【請求項１０】 前記ガスチャネルの前記吐出端部は、
前記ガススリットに対して偏心配置されている請求項１
記載の装置。 - 【請求項１１】 前記ガススリットは前記ガス吐出端部
の方向に先細になっている請求項１記載の装置。 - 【請求項１２】 さらに、互いに離れた位置に配置され
て、前記ガススリットの横に離れた位置で前記支持表面
に対して垂直に延出する少なくとも２つのガイド手段を
備えている請求項１記載の装置。 - 【請求項１３】 対向する第１及び第２支持表面と、少
なくとも２つのガスチャネルと、２つのガス分散室と、
２つのガススリットを備えており、該ガススリットはそ
れぞれ前記第１及び第２支持表面につながっている請求
項１記載の装置。
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