(57)【要約】システムおよびワンドは、半導体ウエハの輸送のために開示される。システムおよびワンドは、プレートおよび配置器を含む。プレートは、ベルヌーイの定理を用いてウエハを保持するように、ウエハに対して気体の流れを誘導するための複数のプレート出口を含む。配置器は、プレートから延在しており、およびプレートに対して横方向にウエハを位置するように気体の流れを誘導するための配置出口を含む。プレート出口および配置出口は、ウエハがプレートまたは配置器に接触するのを防ぐように作動する。いくつかの実施形態において、複数の配置器を、プレートに対して横方向にウエハを配置するのに用いる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハを輸送するための半導体ウエハ輸送システムであって：
ベルヌーイの定理を用いてウエハを保持するように気体の流れをウエハに誘導するための複数のプレート出口を含むプレート；および
ウエハをプレートに対して横方向に配置するように気体の流れを誘導するための配置出口を含んでおりプレートから延在している配置器；
を含み、
ウエハがプレートまたは配置器に接触するのを防ぐように、プレート出口と配置出口が作動する、半導体ウエハ輸送システム。
【請求項２】
プレートが、平面を規定しており、および配置出口が、平面に対して０°〜３０°の間の角度で気体を誘導する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
配置出口が、プレートの平面にほぼ平行に延在しているスリットである、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
配置器が、第１配置器であり、システムが、第１配置器から間隔を空けて第２配置器を更に含んでおり、第２配置器が、プレートに対してウエハを配置するための配置出口を含んでおり平面から延在している、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
プレートが、そこに設置されており気体源を気体出口に接続している流路を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
プレートから延在しているネックと、プレートを配置するためにネックから延在しているアームとを更に含み、ネックが、気体源をプレート内の流路に接続するためにそこに流路を含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
直径が少なくとも３００ｍｍである半導体ウエハと組み合わされている、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
ウエハを輸送するためのワンドであって、該ワンドが：
ベルヌーイの定理を用いてウエハを保持するように気体の流れをウエハに誘導するための複数のプレート出口を含んでおりプレートの配置を容易にするようにネックを有するプレート；および
ウエハをプレートに対して横方向に配置するように気体の流れを誘導するための配置出口を各々が含んでおりプレートから延在している複数の配置器；
を含み、
ウエハがプレートまたは配置器に接触するのを防ぐように、プレート出口および配置出口が作動する、ウエハを輸送するためのワンド。
【請求項９】
プレートが、平面を規定しており、および少なくとも１つの配置出口が、平面に対して０°〜１０°の間の角度で気体を誘導する、請求項８に記載のワンド。
【請求項１０】
少なくとも１つのプレート出口が気体を平面に対して誘導している角度が、少なくとも１つの他のプレート出口が気体を平面に対して誘導している角度と異なる、請求項９に記載のワンド。
【請求項１１】
少なくとも１つのプレート出口が気体を平面に対して誘導している角度が、複数の配置器の少なくとも１つに向けてウエハを付勢するように選択されている、請求項９に記載のワンド。
【請求項１２】
プレート出口が、円形形状である、請求項８に記載のワンド。
【請求項１３】
複数の配置器の１つが、ウエハの縁に設けられている切欠きと係合するように構成されている、請求項８に記載のワンド。
【請求項１４】
複数の配置器の各々が、互いに間隔が空けられている、請求項８に記載のワンド。
【請求項１５】
プレートが円形であり、および配置器が、プレートの周囲に沿って互いに均等に間隔が空けられている、請求項１４に記載のワンド。
【請求項１６】
プレートおよび複数の配置器が、石英から作られている、請求項８に記載のワンド。
【請求項１７】
プレートが、そこに設置されており気体源を気体出口に接続している流路を含む、請求項８に記載のワンド。
【請求項１８】
複数の配置器が、そこに設置されており気体源を気体出口に接続している流路をそれぞれ含む、請求項１７に記載のワンド。
【請求項１９】
複数の配置器が、気体源を配置出口に接続している配置器から外側に設けられている配管をそれぞれ含む、請求項１７に記載のワンド。
【請求項２０】
直径が少なくとも４００ｍｍである半導体ウエハと組み合わされている、請求項８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
半導体ウエハを、「ベルヌーイワンド（Bernoulli wand）」による処理操作中にしばしば移動する。ベルヌーイワンドは、ワンドの直接下に低圧力のポケットを形成するようにベルヌーイの定理を利用する。ワンドの底面から外に気体を誘導している時に、気体の流速の増加により低圧力のポケットを形成する。低圧力のポケットは、ワンドの底表面に向かってウエハを引き込むが一方で、同時に、気体の流れは、ウエハの頂表面がワンドの底面に接触するのを防ぐ。ワンドの移動中に、ウエハを横方向に配置しおよびウエハがワンドの下から滑り出るのを防ぐように、下方に突出している脚をワンドの縁に配置する。ワンド脚は、ウエハの縁に接触することによりウエハを配置する。ベルヌーイワンドはしばしば高温環境下で用いられるので、ワンドおよび脚は、石英または耐熱性のある他の材料から作られている。従って、プラスチックのような可撓性のある材料は、ウエハの縁とワンド脚の間の接触を減少または緩和するのに、ワンド脚への使用には適さない。
【発明の概要】
【０００２】
１つの態様は、プレートと配置器を含む半導体ウエハ輸送システムである。プレートは、ベルヌーイの定理を用いてウエハを保持するように、気体の流れをウエハに誘導するための複数のプレート出口を含む。配置器は、プレートから延在しており、およびプレートに対してウエハを横方向に配置するように気体の流れを誘導するための配置出口を含む。ウエハがプレートまたは配置器に接触するのを防ぐように、プレート出口および配置出口は作動する。
【０００３】
別の態様は、プレートと複数の配置器を含むウエハを輸送するためのワンドである。プレートは、ベルヌーイの定理を用いてウエハを保持するように、気体の流れをウエハに誘導するための複数のプレート出口を含む。プレートは、プレートの配置を容易にするネックを有する。複数の配置器は、プレートから延在しており、および各々は、プレートに対して横方向にウエハを配置するように気体の流れを誘導するための配置出口を含む。ウエハがプレートまたは配置器に接触するのを防ぐように、プレート出口および配置出口は作動する。
【０００４】
様々な改良は、上述した態様に関連して記載される特徴として存在する。更なる特徴は、同様に、上述した態様に組み込まれてよい。これらの改良および付加的な特徴は、別個にまたは任意の組合せで存在してよい。例えば、全ての説明される実施形態に関連して下に示される様々な特徴は、全ての上述した態様に、単独または任意の組合せで組み込まれてよい。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、例示的なワンドの上面図である。
【図２】図２は、図１の例示的なワンドの部分的な側面図である。
【図３】図３は、例示的なワンド脚の上面図である。
【図４】図４は、図３の例示的なワンド脚の側面図である。
【図５】図５は、別の実施形態のワンド脚の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図１および２は、例示的なベルヌーイワンド１００（以下「ワンド」と言う）と、ワンドの下に配置したウエハＷとを示す。
【０００７】
例示的な実施形態において、ウエハＷは、半導体ウエハであるが、他の実施形態において、任意の基板を、ワンド１００により輸送できる。
【０００８】
図１は、ワンド１００の上面図であるが、図２は、ワンド部分の側面図である。この実施形態のワンドは、少なくとも２００ｍｍ、または少なくとも３００ｍｍ、または少なくとも４００ｍｍまたはいくつかの実施形態において少なくとも４５０ｍｍの直径を有する輸送ウエハに適合している。
【０００９】
ワンド１００は、ワンドおよびウエハＷを移動できるアーム１０５に取り付けるために構成されているネック１０６を有するプレート１０２を含む。
【００１０】
いくつかの実施形態において、アーム１０５は、ロボティックアームである。ワンド１００は、高温で好適には反応しない任意の材料（例えば、石英）から形成されている。
【００１１】
他の実施形態において、ワンド１００は、ネック１０６を含まず、および代わりにプレート１０２は、アーム１０５に取り付けるために構成されている。
【００１２】
ワンド１００のプレート１０２は、複数の内側経路１０８または流路を有しており、そこを通過する気体の流れを誘導する。内側経路１０８が、気体の流れを、気体源１１２からワンド１００のネック１０６内を通過してプレート１０２内に誘導する。気体の流れは、プレート１０２の底表面１０３における複数のプレート出口１０９を通過してワンド１００を出ていく。プレート１０２を出ていく気体の流れを破線（phantom line）で図２に示す。複数のプレート出口１０９の各々は、内側経路１０８の少なくとも部分と流体連結している。複数のプレート出口１０９は、例示的な実施形態において円形形状であるが、異なる実施形態において、プレート出口は、異なる形状（例えば、スリット形状）にされている。
【００１３】
例示的な実施形態において、気体がプレート１０２から出ている時にプレート出口１０９が気体の流れを所定角度で誘導するように、プレート出口１０９は構成されている。いくつかの実施形態において、角度は、プレート１０２におけるプレート出口１０９の配置に基づき異なるプレート出口１０９のために異なる。プレート出口１０９を通過する気体の流れに角度をつけることが、ウエハＷをワンド１００部分に向けて付勢する。例えば、ウエハＷを、１つ以上の配置器（すなわち、下に示されるような１組のワンド脚）の方向に付勢してよい。例示的な実施形態において、プレート出口１０９は、プレート１０２の底表面１０３に形成されている開口である。内側経路１０８におよびプレート出口１０９から誘導される特定の気体は、ウエハＷと不利に反応しない任意の適切な不活性気体（例えば、アルゴンまたは窒素）である。
【００１４】
気体がプレート出口１０９から出ている時に、ベルヌーイの定理に従ってウエハＷとプレート１０２の底表面１０９との間の領域１０７に、低圧力領域が形成される。気体がプレート出口１０９を通過してプレート１０２から出ている時に、気体により低圧力領域は形成される。低圧力領域は、ウエハＷをプレート１０２の底表面１０３に向かって引き込む持上げ力の形成をもたらす。ウエハＷの頂表面１１４がプレート１０２の底表面１０３に、より近く引き込まれる時に、プレート出口１０９を通過する気体の流れにより、頂表面は底表面に接触するのが防がれる。プレート出口１０９を通過する気体の流れは、ウエハＷをワンド１００に対して垂直である位置に保持するのに充分であるが一方で、流れにより発生する持上げ力は、ウエハを横方向に配置または設置できない。
【００１５】
図３および４に示すように、１組の脚２００（概して、「配置器」）が、ワンド１００の縁１０１から外側に、およびワンド１００の底表面１０３から下方に延在している。概して、脚２００は、ウエハＷをワンド１００に対して横方向に配置する。１組の脚２００は、例示的な実施形態において示されるが、任意の数の脚を、実施形態の技術的範囲から逸脱せずに用いてよい。例えば、１組の脚２００に加えて、第３の脚を用いてよい。第３の脚を、ネック１０６またはその近くにおいて１組の脚２００間に配置してよく、およびウエハＷの回転を防ぐように構成してよい。ワンド１００と同様に、脚２００は、耐熱性を有する材料（例えば、石英）から構成されている。
【００１６】
各々の脚２００は、パッド２２０をワンド１００に取り付ける支持構造体２１０を有する。支持構造体２１０は、構造体内へのおよび配置出口２４０からの気体の流れのためにそこに形成されている内側経路２３０または流路を有する。プレート出口１０９と同様に、配置出口２４０は、そこを通過して出ていく気体の流れを、プレート１０２により規定されている平面に平行に誘導できる。気体の流れが配置出口２４０を通過して出ていく角度を、１つの実施形態において、平面に対して±１０°の間で変更でき、または別の実施形態において、±３０°の間で変更できる。例示的な実施形態において、脚２００のパッド２２０に５つの配置出口２４０があるが、他の実施形態は、実施形態の技術的範囲を逸脱せずに、より多いまたはより少ない出口を用いてよい。更に、図に示される配置出口２４０は、円形形状であるが、異なって形成される出口を、実施形態の技術的範囲から逸脱せずに用いてよい。例えば、１つの実施形態において、配置出口２４０は、概して、プレート１０２の平面に平行なパッド２２０に形成されているスリットである。
【００１７】
支持構造体２１０の内側経路２３０は、プレート１０２の内側経路１０８と流体連結しており、および同じ気体源１１２からの気体によって供給されている。任意の適切なコネクタは、支持構造体２１０の内側経路２３０を、プレート１０２のそれらに連結するのに用いてよい。他の実施形態では、支持構造体２１０の内側経路２３０を、プレートの内側経路１０８に連結しなくてもよい。代わりに、内側経路２３０を、気体源１１２に直接連結してよい。１組の脚２００は、図１および２に示されるが一方で、任意の数の脚を、実施形態の技術的範囲から逸脱せずに用いてよい。１つの実施形態において、ウエハＷの縁に形成されている切欠きと係合するようにプレート１０２に、付加的な脚を配置する。付加的な脚と切欠きの間の係合は、ウエハＷがプレート１０２に対して回転するのを防ぐ。
【００１８】
図５に示す別の実施形態において、気体の流れは、支持構造体２１０内において内側に誘導されない。代わりに、気体は、支持構造体２１０に隣接して配置されている外側配管２５０を通過して流れる。配管２５０は、耐熱性を有する材料（例えば、石英）から構成されている。配管２５０は、配管出口２６０におけるパッド２２０またはその付近で終端しており、および配置出口２４０を用いる実施形態と同じ方向に気体の流れを誘導する。図５の実施形態において、３つの配管出口２６０を用いているが、より多いまたはより少ない配管出口を実施形態の技術的範囲から逸脱せずに用いてよい。
【００１９】
操作する際、ウエハの処理操作中にウエハのいかなる部分とも物理的に接触せずにウエハＷを輸送するのに、縁を含むワンド１００を用いる。従来のベルヌーイワンドでは、ウエハの縁は、ワンド脚と接触する。ウエハの縁とワンド脚の間の接触は、縁を損傷させる。ウエハの縁に生じた損傷は、高品質仕様を満たさないウエハをもたらし、またはウエハをデバイスの使用に不適切にする可能性がある。
【００２０】
１つの実施形態では、ワンド１００は、ウエハＷをエピタキシャル反応器に輸送し、該反応器において、１０５０℃〜１２００℃の範囲である高温環境下で、ウエハＷにエピタキシャル成長プロセスを行うが一方で、６００℃〜９５０℃の範囲である温度にワンドを暴露してよい。成長プロセスが完了した後に、ワンド１００によって、ウエハＷを反応器から取り外す。ウエハＷを持上げる間、気体を、気体源１１２からワンド１００の内側経路１０８内におよびプレート開口１０９から外に誘導する。気体の流れがウエハＷを脚２００の方向に付勢するように、少なくともいくつかのプレート開口１０９は、プレート１０２により規定されている平面に対して角度がつけられている。ワンド１００の内側経路１０８内におよび脚２００の支持構造体の内側経路２３０内にも、気体を誘導する。従って、気体は、配置出口２４０を通過して脚から流れ出る。従って、少なくともいくつかのプレート開口１０９を通過する気体の角度のある流れは、ウエハＷを脚２００の方向に付勢する。配置出口２４０を通過する気体の流れは、ウエハＷの縁が脚のパッド２２０と接触するのを防ぐ。
【００２１】
いくつかの実施形態において、脚２００の複数の組をプレート１０２の縁上に配置する。これらの実施形態において、脚の複数の組によってウエハがワンド１００に対して横方向に移動するのが防がれるので、ウエハＷをいかなる脚２００の方向にも付勢する必要がないため、プレート出口１０９に角度をつけなくてよい。これらの実施形態において、ウエハＷの横方向の移動を防ぐように、プレート２００の縁上の均等に間隔が空いた位置に、脚２００を配置してよい。
【００２２】
本発明またはその実施形態の要素を導入する際の冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」および「ｓａｉｄ」は、１以上の要素があることを意味することが意図される。用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」および「ｈａｖｉｎｇ」は、包含的であり、および挙げられた要素以外の付加的な要素であってよいことを意味することが意図される。
【００２３】
様々な変形例が本発明の特許請求の範囲の技術的範囲から逸脱せずに上述した構造で為されるように、上述した記載に含まれおよび添付図面に示される全ての事柄が、説明するためであって限定する意味ではないと解釈されるものとすることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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