(57)【要約】  非接触式基板操作機器であって、ピックアッププレート装置、及び該ピックアッププレート装置の底面において設けられる複数の基板吸着ユニット（１０２、１０３）を含み、複数の基板吸着ユニット（１０２、１０３）は中心対称に分布しており、各基板吸着ユニット（１０２、１０３）の内部にいずれも空洞部が設けられ、各基板吸着ユニット（１０２、１０３）はいずれも該基板吸着ユニット（１０２、１０３）の側壁内面と接する複数の接線方向孔（１０２−１、１０３−１）が設けられ、ピックアッププレート装置の内部に通気通路が設けられ、該通気通路はすべての接線方向孔（１０２−１、１０３−１）と連通し、ここで、通気通路は通気通路の入り口を介して受けるガスを、接線方向孔（１０２−１、１０３−１）を介して対応する空洞部内に導入し、それによってガスが対応する空洞部内で回転渦巻きを形成し、且つ対応する空洞部の開口箇所で圧力差を形成して基板を吸着することに用いられる。さらにエピタキシャル成長装置を提供する。前記非接触式基板操作機器は、ウエハの自己回転、傾きの現象を除去し、機器の精度を向上させることができる。
2021528862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触式基板操作機器であって、前記非接触式基板操作機器はピックアッププレート装置と、前記ピックアッププレート装置の底面において設けられる複数の基板吸着ユニット（１０２、１０３）と、を含み、
複数の前記基板吸着ユニット（１０２，１０３）は中心対称に分布しており、各前記基板吸着ユニット（１０２、１０３）はいずれも空洞部が設けられ、且つ各前記基板吸着ユニット（１０２，１０３）はいずれも前記空洞部の側壁内面と接する複数の接線方向孔（１０２−１、１０３−１）が設けられ、
前記ピックアッププレート装置の内部に通気通路が設けられ、前記通気通路はすべての前記接線方向孔（１０２−１、１０３−１）と連通し、ここで、前記通気通路は前記通気通路の入り口を介して受けるガスを、前記接線方向孔（１０２−１、１０３−１）を介して対応する前記空洞部内に導入し、それによってガスが対応する前記空洞部内で回転渦巻きを形成し、且つ対応する前記空洞部の開口箇所で圧力差を形成して前記基板を吸着することに用いられることを特徴とする非接触式基板操作機器。
【請求項２】
前記通気通路は複数の第１密閉通路（１０５）を含み、複数の前記第１密閉通路（１０５）は複数の前記基板吸着ユニット（１０２、１０３）に１対１で対応して設けられ、複数の前記第１密閉通路（１０５）の第１端がそれぞれ対応する前記基板吸着ユニットの接線方向孔と連通し、複数の前記第１密閉通路（１０５）の第２端が相互に連通し、且つ複数の前記第１密閉通路（１０５）は前記ピックアッププレート装置の底面の中心を中心に放射状を呈して分布しており、ここで、圧縮ガスは複数の前記第１密閉通路（１０５）の第２端を経由して導入され、且つ複数の前記第１密閉通路（１０５）を介してそれに対応する前記基板吸着ユニットの接線方向孔（１０２−１、１０３−１）に輸送されることを特徴とする請求項１に記載の非接触式基板操作機器。
【請求項３】
前記通気通路はさらに第２密閉通路（１０４）を含み、前記第２密閉通路（１０４）は前記ピックアッププレート装置の中心に位置し、前記第２密閉通路の延伸方向が前記ピックアッププレートの本体の厚さ方向と一致し、複数の前記第１密閉通路（１０５）の第２端がいずれも前記第２密閉通路（１０４）と連通し、それによって圧縮ガスを前記第２密閉通路（１０４）を経由して複数の前記第１密閉通路（１０５）に分配することを特徴とする請求項２に記載の非接触式基板操作機器。
【請求項４】
前記通気通路はさらに第３密閉通路（１０６）を含み、ここで、前記第３密閉通路（１０６）の一端が前記通気通路の入り口として形成され、前記第３密閉通路（１０６）の他端が前記第２密閉通路（１０４）と連通することを特徴とする請求項３に記載の非接触式基板操作機器。
【請求項５】
前記ピックアッププレート装置はベースプレート（１０１）及びアダプタープレート（１２１）を含み、
前記アダプタープレート（１２１）は前記ピックアッププレート装置の厚さ方向に沿って設けられるアダプターベースプレート（１１０）、中間プレート（１１１）及びトッププレート（１０９）を含み、ここで、前記アダプターベースプレート（１１０）の底面が前記ベースプレート（１０１）に連結され、
前記第３密閉通路（１０６）は前記アダプターベースプレート（１１０）の底面において形成される第１凹溝、前記アダプターベースプレート（１１０）を貫通する第３密閉通路入り口、及び前記アダプターベースプレート（１１０）を貫通する第３密閉通路出口を含み、前記第３密閉通路入り口は前記第１凹溝と前記通気通路の入り口を連通し、前記ベースプレート（１０１）の一部は前記第１凹溝と対向して設けられ、それによって前記第１凹溝を密閉し、前記中間プレート（１１１）の前記アダプターベースプレート（１１０）と連結する位置の箇所に第２密閉通路入り口が形成され、前記第３密閉通路出口は前記第２密閉通路入り口と連通し、前記第２密閉通路（１０４）は前記中間プレート（１１１）内に形成され、前記トッププレート（１０９）は前記第２密閉通路（１０４）を密閉することを特徴とする請求項４に記載の非接触式基板操作機器。
【請求項６】
前記アダプタープレート（１２１）はさらに放射円板（１０８）を含み、前記放射円板（１０８）は前記中間プレート（１１１）と前記ベースプレート（１０１）との間に位置し、ここで、
前記ベースプレート（１０１）の上面において第２凹溝が形成され、前記中間プレート（１１１）の前記ベースプレート（１０１）と連結する位置の箇所に第２密閉通路出口が形成され、前記放射円板（１０８）の一部が前記第２凹溝を密閉し、それによって前記第１密閉通路（１０５）を形成し、前記第２密閉通路出口が前記第１密閉通路（１０５）と前記第２密閉通路（１０４）を連通することを特徴とする請求項５に記載の非接触式基板操作機器。
【請求項７】
前記ベースプレートの底面においてバンプ（１０１−１）が設けられ、前記バンプ（１０１−１）は前記基板に対して位置決め及び制限を行うことに用いられることを特徴とする請求項５に記載の非接触式基板操作機器。
【請求項８】
前記バンプ（１０１−１）は複数であり、且つ複数の前記バンプ（１０１−１）は前記ベースプレートの底面にその円周方向に沿って均一に分布していることを特徴とする請求項７に記載の非接触式基板操作機器。
【請求項９】
前記ピックアッププレート装置内に複数の前記基板吸着ユニット（１０２、１０３）に１対１で対応する複数の密閉空洞部が設けられ、複数の前記基板吸着ユニット（１０２、１０３）はそれぞれ、それに対応する前記密閉空洞部内に設けられ、複数の前記基板吸着ユニット（１０２、１０３）に１対１で対応して設けられる複数の環状密閉通路（１３０）を形成し、ここで、前記第１密閉通路（１０５）の第１端は前記環状密閉通路（１３０）と連通し、それによって圧縮ガスを前記第１密閉通路（１０５）、及び前記環状密閉通路（１３０）を経由して対応する前記基板吸着ユニットの接線方向孔に輸送することを特徴とする請求項２〜８のいずれか一項に記載の非接触式基板操作機器。
【請求項１０】
前記ピックアッププレート装置の中心に排気機能を有するスルーホール（１０７）が設けられることを特徴とする請求項２〜８のいずれか一項に記載の非接触式基板操作機器。
【請求項１１】
前記非接触式基板操作機器はピックアップアーム（２２２）をさらに含み、前記ピックアップアーム（２２２）の一端が前記ピックアッププレート装置に接続され、前記ピックアップアームの内部に通気管が設けられ、前記通気管が前記通気通路と連通し、それによって前記通気通路にガスを供給することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の非接触式基板操作機器。
【請求項１２】
前記通気通路の入り口と各前記基板吸着ユニット（１０２、１０３）との間の距離が等しく、それによってガスを各前記基板吸着ユニット（１０２、１０３）の接線方向孔（１０２−１、１０３−１）に均一に輸送することを特徴とする請求項１に記載の非接触式基板操作機器。
【請求項１３】
前記基板吸着ユニット（１０２、１０３）内の前記空洞部が円筒状空洞部であり、同一の前記基板吸着ユニット内では、複数の前記接線方向孔（１０２−１、１０３−１）が前記空洞部の最上部で前記空洞部と連通し、且つ複数の前記接線方向孔が同一高さに位置することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の非接触式基板操作機器。
【請求項１４】
前記基板吸着ユニットの数は偶数であり、且つ隣接する２つの前記基板吸着ユニット（１０２、１０３）によって前記空洞部内で形成される回転渦巻きの方向が反対であることを特徴とする請求項１３に記載の非接触式基板操作機器。
【請求項１５】
複数の前記基板吸着ユニットの空洞部の開口は円周方向に沿って前記ピックアッププレート装置の底部に均一に分布していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の非接触式基板操作機器。
【請求項１６】
非接触式基板操作機器を含むエピタキシャルリアクタであって、前記非接触式基板操作機器は請求項１〜１５のいずれか一項に記載の非接触式基板操作機器であることを特徴とするエピタキシャルリアクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体集積製造の技術分野に関し、特に非接触式基板操作機器及びエピタキシャルリアクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の製造分野では、エピタキシャルコーティングされた半導体ウエハを生成するために、通常、エピタキシャルリアクタ内の半導体ウエハをエピタキシャル塗布することを採用し、堆積ガスがエピタキシャルリアクタを通過して半導体ウエハの表面上にエピタキシャル材料を堆積することができる。エピタキシャルリアクタにおいて、基板（ウエハ）搬送は非常に重要な一環である。ウエハは一般に円形であり、正面及び裏面を有し、ウエハ正面は集積回路構造を形成して実現するウエハ面である。従って、ウエハ搬送過程では、損傷を受けないようにウエハ正面を保護するのは非常に重要である。
【０００３】
現在、従来のエピタキシャルリアクタにおいて基板（ウエハ）を搬送することに用いられる機器は複数種あるが、それぞれの欠陥がある。たとえば、１種のエピタキシャルリアクタ内の非接触式基板操作機器の場合、基板ピックアップ過程では、各抽気孔の箇所に形成される吸着力が基板の正面中央部に作用し、基板の中央部に作用する吸着力によって基板を過度に変形させ、それによって押傷を形成しやすく、また、プロセスチャンバーから基板をピックアップする際に、基板はまだ一定の温度を有し、機器のピックアップ装置との間に一定の付着性が存在し、基板が十分に水平に吸着されない可能性があり、安定的な吸着を確保できず、それによって基板ピックアップの失敗又は落下をもたらす。さらに、たとえば、もう１種のエピタキシャルリアクタ内の非接触式基板操作機器の場合、吸盤の接線方向孔の向き及びレイアウトに問題があるため、各吸盤の気流の大きさ、回転渦巻きのいずれにも差異があり、ウエハが吸着される際に、不安定、自己回転、揺れの現象が発生し、位置決め、所定部位に対するピックアンドプレース、ウエハ搬送のニーズを満たすことができない。従って、基板を搬送するための新たな機器が必要とされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記事情に鑑みて、本発明の実施例は非接触式基板操作機器及びエピタキシャルリアクタを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施例の一態様によれば、非接触式基板操作機器を提供し、ここで、前記非接触式基板操作機器はピックアッププレート装置、及び前記ピックアッププレート装置の底面において設けられる複数の基板吸着ユニットを含み、
複数の前記基板吸着ユニットは中心対称に分布しており、各前記基板吸着ユニットはいずれも空洞部が設けられ、且つ各前記基板吸着ユニットはいずれも前記空洞部の側壁内面と接する複数の接線方向孔が設けられ、
前記ピックアッププレート装置の内部に通気通路が設けられ、前記通気通路はすべての前記接線方向孔と連通し、ここで、前記通気通路は前記通気通路の入り口を介して受けるガスを、前記接線方向孔を介して対応する空洞部内に導入し、それによってガスが対応する空洞部内で回転渦巻きを形成し、且つ対応する空洞部の開口箇所で圧力差を形成して前記基板を吸着することに用いられる。
【０００６】
選択可能に、前記通気通路は複数の第１密閉通路を含み、複数の前記第１密閉通路は複数の前記基板吸着ユニットに１対１で対応して設けられ、複数の前記第１密閉通路の第１端がそれぞれ対応する基板吸着ユニットの接線方向孔と連通し、複数の前記第１密閉通路の第２端が相互に連通し、且つ複数の前記第１密閉通路は前記ピックアッププレート装置の底面の中心を中心に放射状を呈して分布しており、ここで、圧縮ガスは複数の前記第１密閉通路の第２端を経由して導入され、且つ複数の前記第１密閉通路を介してそれに対応する基板吸着ユニットの接線方向孔に輸送される。
【０００７】
選択可能に、前記通気通路はさらに第２密閉通路を含み、前記第２密閉通路は前記ピックアッププレート装置の中心に位置し、前記第２密閉通路の延伸方向が前記ピックアッププレート本体の厚さ方向と一致し、複数の前記第１密閉通路の第２端がいずれも前記第２密閉通路と連通し、それによって圧縮ガスを前記第２密閉通路を経由して複数の前記第１密閉通路に分配する。
【０００８】
選択可能に、前記通気通路はさらに第３密閉通路を含み、ここで、前記第３密閉通路の一端が前記通気通路の入り口として形成され、前記第３密閉通路の他端が前記第２密閉通路と連通する。
【０００９】
選択可能に、前記ピックアッププレート装置はベースプレート及びアダプタープレートを含み、
前記アダプタープレートは前記ピックアッププレート装置の厚さ方向に沿って設けられるアダプターベースプレート、中間プレート及びトッププレートを含み、ここで、前記アダプターベースプレートの底面が前記ベースプレートに連結され、
前記第３密閉通路は前記アダプターベースプレートの底面において形成される第１凹溝、前記アダプターベースプレートを貫通する第３密閉通路入り口、及び前記アダプターベースプレートを貫通する第３密閉通路出口を含み、前記第３密閉通路入り口は前記第１凹溝と前記通気通路の入り口を連通し、前記ベースプレートの一部は前記第１凹溝と対向して設けられ、それによって前記第１凹溝を密閉し、前記中間プレートの前記アダプターベースプレートと連結する位置の箇所に第２密閉通路入り口が形成され、前記第３密閉通路出口は前記第２密閉通路入り口と連通し、前記第２密閉通路は前記中間プレート内に形成され、前記トッププレートは前記第２密閉通路を密閉する。
【００１０】
選択可能に、前記アダプタープレートはさらに放射円板を含み、前記放射円板は前記中間プレートと前記ベースプレートとの間に位置し、ここで、
前記ベースプレートの上面において第２凹溝が形成され、前記中間プレートの前記ベースプレートと連結する位置の箇所に第２密閉通路出口が形成され、前記放射円板の一部が前記第２凹溝を密閉し、それによって前記第１密閉通路を形成し、前記第２密閉通路出口が前記第１密閉通路と前記第２密閉通路を連通する。
【００１１】
選択可能に、前記ベースプレートの底面においてバンプが設けられ、前記バンプは前記基板に対して位置決め及び制限を行うことに用いられる。
【００１２】
選択可能に、前記バンプは複数であり、且つ複数の前記バンプは前記ベースプレートの底面にその円周方向に沿って均一に分布している。
【００１３】
選択可能に、前記ピックアッププレート装置内に複数の前記基板吸着ユニットに１対１で対応する複数の密閉空洞部が設けられ、複数の前記基板吸着ユニットはそれぞれ、それに対応する前記密閉空洞部内に設けられ、複数の前記基板吸着ユニットに１対１で対応して設けられる複数の環状密閉通路を形成し、ここで、前記第１密閉通路の第１端は前記環状密閉通路と連通し、それによって圧縮ガスを前記第１密閉通路、及び前記環状密閉通路を経由して対応する基板吸着ユニットの接線方向孔に輸送する。
【００１４】
選択可能に、前記ピックアッププレート装置の中心に排気機能を有するスルーホールが設けられる。
【００１５】
選択可能に、前記非接触式基板操作機器はさらにピックアップアームを含み、前記ピックアップアームの一端が前記ピックアッププレート装置に接続され、前記ピックアップアームの内部に通気管が設けられ、前記通気管が前記通気通路と連通し、それによって前記通気通路にガスを供給する。
【００１６】
選択可能に、前記通気通路の入り口と各前記基板吸着ユニットとの間の距離が等しく、それによってガスを各基板吸着ユニットの接線方向孔に均一に輸送する。
【００１７】
選択可能に、前記基板吸着ユニット内の前記空洞部が円筒状空洞部であり、同一の前記基板吸着ユニット内では、複数の前記接線方向孔が前記空洞部の最上部で前記空洞部と連通し、且つ複数の前記接線方向孔が同一高さに位置する。
【００１８】
選択可能に、前記基板吸着ユニットの数は偶数であり、且つ隣接する２つの前記基板吸着ユニットによって前記空洞部内で形成される回転渦巻きの方向が反対である。
【００１９】
選択可能に、複数の前記基板吸着ユニットの空洞部の開口は円周方向に沿って前記ピックアッププレート装置の底部に均一に分布している。
【００２０】
本発明の第２態様として、エピタキシャルリアクタを提供し、非接触式基板操作機器を含み、前記非接触式基板操作機器は本発明が提供する上記非接触式基板操作機器であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の非接触式基板操作機器では、複数の基板吸着ユニットが均一に分布し、且つ圧縮ガスが各基板吸着ユニットに均一に輸送されることで、各基板吸着ユニットによって形成される持ち上げ力が同じであり、生成される回転力が相互に相殺でき、基板（又はウエハ）の自己回転、傾きの現象を除去し、機器の精度を向上させ、浮遊状態での基板ピックアンドプレース、基板搬送を実現し、基板のピックアンドプレース過程で基板搬送ツールが基板の表面に与える汚れ、押傷等の問題を効果的に回避し、製品の品質を向上させることができ、高温ガスによる外部気路及び機器等の破損を効果的に防止でき、高温での基板ピックアンドプレースを行うことができ、機器の降温冷却時間を短縮させ、機器の生産性を向上させる。
【００２２】
本発明の実施例の付加的な態様及び利点は以下の説明から部分的に与えられ、これらは以下の説明から明らかになり、又は本発明の実践によって把握される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本発明の実施例又は従来技術における技術的解決手段をさらに明確に説明するために、以下、実施例又は従来技術の説明に使用される必要がある図面を１つずつ簡単に説明し、明らかなように、以下の説明における図面は単に本発明のいくつかの実施例であり、当業者にとっては、創造的な労働をしない前提の下で、これらの図面に基づきほかの図面を得ることもできる。
【００２４】
【図１】図１は本発明の非接触式基板操作機器の一実施例による通気通路の構造模式図である。
【図２】図２は本発明の非接触式基板操作機器の一実施例による基板吸着ユニットの構造模式図である。
【図３】図３は本発明の非接触式基板操作機器の一実施例による基板吸着ユニットの構造模式図である。
【図４】図４は基板吸着ユニットの動作原理模式図である。
【図５】図５は本発明の非接触式基板操作機器の一実施例による構造断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら本発明をさらに全面的に説明し、ここで、本発明の例示的な実施例を説明する。以下、本発明の実施例における図面と合わせて、本発明の実施例の技術的解決手段を明確かつ完全に説明し、明らかなように、説明される実施例は単に本発明の一部の実施例であり、すべての実施例ではない。本発明の実施例に基づいて、当業者が創造的な労働をしない前提の下で得るすべてのほかの実施例はいずれも本発明の保護範囲に属する。以下、図及び実施例と合わせて本発明の技術的解決手段を様々な点から説明する。
【００２６】
以下、説明の便宜上、以下に記載の「左」、「右」、「上」、「下」は図面自体の左、右、上、下の方向と一致する。
【００２７】
以下の「第１」、「第２」等は、説明上区別することのみに用いられ、且つほかの特殊の意味がない。
【００２８】
本発明の一態様として、図１〜５に示すように、本発明は非接触式基板操作機器を提供し、該非接触式基板操作機器はピックアッププレート装置、及び該ピックアッププレート装置の底面において設けられる複数の基板吸着ユニット（図１に示される実施形態では、複数の基板吸着ユニットは基板吸着ユニット１０２及び基板吸着ユニット１０３を含む）を含み、ピックアッププレート装置及び複数の基板吸着ユニットは複数種の具体的な構造として実現できる。
【００２９】
図１に示すように、複数の基板吸着ユニット（基板吸着ユニット１０２及び基板吸着ユニット１０３を含む）は中心対称に分布しており、且つ複数の基板吸着ユニットは同一円周上に分布している。本発明では、複数の基板吸着ユニットの対称中心を特に規定しないが、複数の基板吸着ユニットの対称中心がピックアッププレート装置の底面において位置すればよい。図１に示される具体的な実施形態では、複数の基板吸着ユニットの対称中心はピックアッププレート装置の底面の中心である。
【００３０】
各基板吸着ユニットはいずれも空洞部が設けられ、且つ各基板吸着ユニットの空洞部の側壁にいずれも複数の接線方向孔が設けられ、なお、接線方向孔は接線方向孔が設けられる基板吸着ユニットの空洞部の側壁内面と接する。
【００３１】
ピックアッププレート装置の内部に通気通路が設けられ、設計要件に応じて通気通路の具体的な配置方式を設けできる。ここで、図４に示すように、通気通路は通気通路の入り口を介して受けるガス（選択可能に、該ガスは圧縮ガスである）を、接線方向孔を介して対応する空洞部内に導入し、それによってガスが対応する空洞部内で回転渦巻きを形成することに用いられる。ピックアッププレート装置を含む非接触式基板操作機器を利用して基板を移す際に、各基板吸着ユニットの空洞部の開口の向きを同一にし（すなわち、いずれも基板を向く）、且つ各基板吸着ユニットの接線方向孔に圧縮ガスを注入し、回転渦巻きによって接線方向孔と対応する空洞部の開口との間で生じる圧力差（すなわち、負圧）を利用して基板を吸着する。
【００３２】
複数の基板吸着ユニットの空洞部の開口は円周方向に沿ってピックアッププレート装置の底部に均一に分布しており、それによって複数の基板吸着ユニットを利用して基板上に均一に分布する吸着点を形成し、それにより安定的な基板吸着を実現することができる。
【００３３】
図２及び図３に示される具体的な実施形態を例とし、図２には、基板吸着ユニット１０２の空洞部が接線方向孔１０２−１と連通し、図３には、基板吸着ユニット１０３の空洞部が接線方向孔１０３−１と連通する。圧縮ガスが通気通路及び接線方向孔１０２−１と接線方向孔１０３−１を介してそれぞれ基板吸着ユニット１０２の空洞部内及び基板吸着ユニット１０３の空洞部内に導入され、且つそれぞれ基板吸着ユニット１０２の空洞部内、及び基板吸着ユニット１０３の空洞部内で回転渦巻きを形成し、回転渦巻きによって生じる圧力差を利用して基板を吸着する。基板は複数種の半導体ウエハ基板等であってもよい。
【００３４】
１つの具体的な実施形態として、基板吸着ユニット（基板吸着ユニット１０２及び基板吸着ユニット１０３を含む）は円筒状の空洞部が設けられ、空洞部の最上部で且つ同一高さに位置する箇所には、空洞部と連通する少なくとも２つの接線方向孔が設けられ、接線方向孔が対応する円筒状空洞部の内壁と接する。具体的には、図２に示される実施形態では、基板吸着ユニット１０２の空洞部の最上部に２つの接線方向孔１０２−１が設けられ、接線方向孔１０２−１が基板吸着ユニット１０２の空洞部の円筒状空洞部の内壁と接し、基板吸着ユニット１０３の空洞部の最上部に２つの接線方向孔１０３−１が設けられ、接線方向孔１０３−１が基板吸着ユニット１０３の空洞部の円筒状空洞部の内壁と接する。複数の基板吸着ユニット（複数の基板吸着ユニット１０２及び複数の基板吸着ユニット１０３を含む）は均一に分布しており、且つ基板吸着ユニットの総数は偶数であり、たとえば６、８個等である。隣接する２つの基板吸着ユニットの接線方向孔は左回り・右回りで交互に配列されてもよく、隣接する基板吸着ユニット１０２及び基板吸着ユニット１０３によって空洞部内で形成される回転渦巻きの方向は異なり、それぞれ左回り回転渦巻き及び右回り回転渦巻き又はその逆である。
【００３５】
図４に示すように、圧縮ガスは基板吸着ユニットの最上部から接線方向孔に沿って空洞部に入り、円筒状空洞部の壁面の拘束下で回転渦巻きを形成する。高速回転するガスは空洞部の中心領域のガスを回転させるように駆動し、遠心力作用によってそれを壁面に飛ばさせ、それによって空洞部の中心で負圧領域を発生させる。基板吸着ユニットの下方に置かれたシリコンウエハが負圧の作用によって垂直上向きの吸着力を受け、吸着過程を実現する。圧力の作用によって、ガスが螺旋状に下向きに運動し、基板吸着ユニットの底部で放射状を呈して排出され、それによってシリコンウエハの外周と吸盤との間でエアクッションを形成し、最終的に非接触基板吸着を実現する。基板吸着ユニットはベルヌーイの原理を利用して、回転渦巻きによって形成される低圧を使用して圧力差を発生させて持ち上げ力を実現し、単一の基板吸着ユニットによって形成される渦巻きがウエハ回転を招くことがあるため、基板吸着ユニットが中心回転対称分布を採用し、それらの間の回転力を平衡させることに用いられる。
【００３６】
基板をさらに安定的に吸着するために、選択可能に、複数の基板吸着ユニットの空洞部の開口は円周方向に沿ってピックアッププレート装置の底部に均一に分布している。
【００３７】
一実施例では、通気通路は圧縮ガスを各基板吸着ユニットの接線方向孔に均一に輸送し、具体的には、圧縮ガスを各基板吸着ユニット１０２の接線方向孔１０２−１及び各基板吸着ユニット１０３の接線方向孔１０３−１に均一に輸送できる。
【００３８】
通気通路の入り口と各基板吸着ユニットとの間の距離が等しく、それによって圧縮ガスを各基板吸着ユニットの接線方向孔（具体的には、圧縮空気を基板吸着ユニット１０２の接線方向孔１０２−１及び基板吸着ユニット１０３の接線方向孔１０３−１に輸送する）に均一に輸送する。
【００３９】
通気通路は複数種の具体的な構造として実現できる。たとえば、通気通路は複数の第１密閉通路１０５を含み、複数の第１密閉通路１０５は複数の基板吸着ユニット（基板吸着ユニット１０２及び基板吸着ユニット１０３を含む）に１対１で対応して設けられる。複数の第１密閉通路１０５の第１端はそれぞれ対応する基板吸着ユニットの接線方向孔と連通し、複数の第１密閉通路１０５の第２端は相互に連通し、且つ複数の第１密閉通路１０５はピックアッププレート装置の底面の中心を中心に放射状を呈して分布している。圧縮ガスは第１密閉通路１０５の第２端を経由して導入され、且つ第１密閉通路１０５を介してそれに対応する基板吸着ユニットの接線方向孔に均一に輸送される。各第１密閉通路１０５の長さは同じであり、それによって通気通路の入り口と各基板吸着ユニットとの間の距離が等しいことを実現する。
【００４０】
本発明では、どのように第１密閉通路１０５にガスを供給するかを特に限定しない。選択可能に、通気通路はさらに第２密閉通路１０４を含む。第２密閉通路１０４はピックアッププレート装置の中心に位置し、第２密閉通路１０４の延伸方向（すなわち、軸線方向）はピックアッププレート装置の厚さ方向と一致する。理解すべきことは、第２密閉通路１０４の出口は通気通路の入り口であり、複数の第１密閉通路１０５の第２端はいずれも第２密閉通路１０４と連通し、それによって圧縮ガスを第２密閉通路１０４を経由して複数の第１密閉通路１０５に均一に分配する。
【００４１】
本発明では、どのように第２密閉通路１０４にガスを供給するかを特に限定せず、選択可能に、通気通路はさらに第３密閉通路１０６を含み、該第３密閉通路１０６の一端の開口は通気通路の入り口として形成される。第３密閉通路１０６はピックアッププレート装置のエッジに位置し、第３密閉通路１０６の他端の開口は第２密閉通路１０４と連通する。第３密閉通路１０６の数は複数であってもよい。
【００４２】
複数の基板吸着ユニットをピックアッププレート装置に設けし、且つピックアッププレート装置の通気通路を介して各基板吸着ユニットにガスを供給するために、選択可能に、ピックアッププレート装置内に複数の基板吸着ユニット（基板吸着ユニット１０２及び基板吸着ユニット１０３を含む）に１対１で対応する複数の密閉空洞部が設けられる。複数の基板吸着ユニット（基板吸着ユニット１０２及び基板吸着ユニット１０３を含む）はそれぞれ、それに対応する密閉空洞部内に設けられ、複数の基板吸着ユニット（基板吸着ユニット１０２及び基板吸着ユニット１０３を含む）に１対１で対応して設けられる複数の環状密閉通路１３０を形成する。ここで、第１密閉通路１０５の第１端は環状密閉通路１３０と連通し、それによって圧縮ガスを第１密閉通路１０５、及び環状密閉通路１３０を経由して対応する基板吸着ユニットの接線方向孔に輸送する。
【００４３】
図５に示すように、ピックアッププレート装置はベースプレート１０１及びアダプタープレート装置１２１を含み、ベースプレート１０１の底面はピックアッププレート装置の底面として形成され、アダプタープレート装置１２１は複数種の構造を採用できる。たとえば、アダプタープレート装置１２１はベースプレート１０１の該ベースプレート１０１の底面から離れた表面上に設けられ、アダプタープレート装置１２１はピックアッププレート装置の厚さ方向に沿って設けられるアダプターベースプレート１１０、中間プレート１１１及びトッププレート１０９を含む。アダプターベースプレート１１０の底面がベースプレート１０１に連結される。
【００４４】
アダプターベースプレート１１０、中間プレート１１１、及びベースプレート１０１の間に第３密閉通路１０６が形成され、中間プレート１１１、及びトッププレート１０９の間に第２密閉通路１０４が形成される。具体的には、第３密閉通路１０６はアダプターベースプレート１１０の底面において形成される第１凹溝、アダプターベースプレート１１０を貫通する第３密閉通路入り口、及びアダプターベースプレート１１０を貫通する第３密閉通路出口を含む。第３密閉通路入り口は第１凹溝と通気通路の入り口を連通し、ベースプレート１０１の一部は第１凹溝と対向して設けられ、それによって第１凹溝を密閉する。中間プレート１１１のアダプターベースプレート１１０と連結する位置の箇所に第２密閉通路入り口が形成される。第３密閉通路出口は第２密閉通路入り口と連通し、第２密閉通路１０４は中間プレート１１１内に形成され、トッププレート１０９は第２密閉通路１０４を密閉する。
【００４５】
選択可能に、アダプタープレート１２１はさらに放射円板１０８を含み、該放射円板１０８は中間プレート１１１とベースプレート１０１との間に位置する。
【００４６】
アダプタープレート１２１が放射円板１０８を含む実施形態では、第１密閉通路１０５は放射円板１０８、中間プレート１１１、及びベースプレート１０１の間に形成される。具体的には、ベースプレート１０１の上面において第２凹溝が形成され、中間プレート１１１のベースプレート１０１と連結する位置の箇所に第２密閉通路出口が形成され、放射円板１０８の一部は第２凹溝を密閉し、それによって第１密閉通路１０５を形成し、第２密閉通路出口は第１密閉通路１０５と第２密閉通路１０４を連通する。
【００４７】
選択可能に、ベースプレートの底部にバンプ１０１−１が設けられ、バンプ１０１−１は基板に対して位置決め及び制限を行うことに用いられる。
【００４８】
本発明では、バンプ１０１−１の数を特に限定しないが、基板に対して位置決め及び限定を行えばよい。選択可能に、ベースプレートの底部に複数のバンプ１０１−１が設けられ、且つ複数のバンプ１０１−１がベースプレートの底面にその円周方向に沿って均一に分布している。該複数のバンプ１０１−１が同一円周上に均一に分布していることで、基板に対して位置決め及び制限をよりよく行う。
【００４９】
選択可能に、ピックアッププレート装置の中心に排気機能を有するスルーホール１０７が設けられる。
【００５０】
基板を移す際に、ピックアッププレート装置を移動する必要がある。本発明では、どのようにピックアッププレート装置を移動するかについて特に限定しない。選択可能に、非接触式基板操作機器はさらにピックアップアーム２２２を含んでもよく、該ピックアップアーム２２２の一端がピックアッププレート装置に接続される。ピックアップアーム２２２の内部に通気管が設けられ、通気管が通気通路と連通し、それによって通気通路にガスを供給する（選択可能に、ガスは圧縮ガスである）。上述したように、ピックアッププレート装置がベースプレート１０１及びアダプタープレート装置１２１を含む具体的な実施形態では、通気管の出口が第２密閉通路１０４と直接連通してもよい。
【００５１】
以下、どのようにピックアップアーム２２２を介してピックアッププレート装置の基板吸着ユニット１０２、及び基板吸着ユニット１０３にガスを供給し、それによって基板の非接触式搬送を実現するかを説明する。ピックアップアーム２２２の内部に設けられる通気管を介して圧縮ガス源と繋がり、圧縮ガスが第３密閉通路１０６を介して第２密閉通路１０４内に入り、第２密閉通路１０４の中心孔を経由して第１密閉通路１０５に均一に入り、基板吸着ユニットが位置する環状密閉通路１３０に到達し、それによって各基板吸着ユニットの接線方向孔に入った気流をすべて同じにし、最終的に形成される持ち上げ力の大きさを同じにし、基板が傾きのまま吸着されることがない。それと同時に、複数の基板吸着ユニット１０２、１０３がセンタリングして均一に対称的に分布し、基板吸着ユニットの吸気口（すなわち、基板吸着ユニットの接線方向孔）も対称的に分布し、生じる回転力がいずれも相互に相殺するため、基板が回転することがなく、且つ、搬送過程における基板の位置決めを確保する。
【００５２】
本発明では、どのように複数の基板吸着ユニットをベースプレート１０１及びアダプタープレート装置１２１を有するピックアッププレート装置上に設けするかを特に限定しない。図１に示される具体的な実施形態では、基板吸着ユニット１０２、及び基板吸着ユニット１０３はアダプタープレート１２１の放射円板１０８とベースプレート１０１との間に嵌入され、且つ環状密閉通路１３０を形成する。
【００５３】
以下、どのように基板吸着ユニット１０２及び基板吸着ユニット１０３を放射円板１０８とベースプレート１０１との間に嵌入するかを簡単に説明する。図５に示すように、放射円板１０８上に複数の第１収容孔が形成され、ベースプレート１０１上に複数の第２収容孔が設けられ、第１収容孔、第２収容孔及び基板吸着ユニットの三者は１対１で対応して設けられ、且つ第１収容孔は対応する第２収容孔と連通して密閉空洞部を形成し、対応する基板吸着ユニットは密閉空洞部内に収容される。環状密閉通路も基板吸着ユニットに１対１で対応し、且つ環状密閉通路は対応する第１収容孔と対応する第２収容孔との間に位置する。
【００５４】
基板吸着ユニットの最上部は対応する第１収容孔内に設けられ、基板吸着ユニットの中間部分は対応する環状密閉通路１３０内に位置し、基板吸着ユニットの底部は対応する第２収容孔内に設けられる。
【００５５】
一実施例では、エピタキシャルリアクタを提供し、上記実施例のいずれかにおける非接触式基板操作機器を含む。
【００５６】
上記実施例が提供する非接触式基板操作機器は、基板吸着ユニットが均一に分布し、且つ圧縮ガスが各基板吸着ユニットに均一に輸送されることで、各基板吸着ユニットによって形成される持ち上げ力が同じであり、生成される回転力が相互に相殺でき、基板の自己回転、傾きの現象を除去し、機器の精度を向上させ、浮遊状態での基板ピックアンドプレース、基板搬送を実現し、基板のピックアンドプレース過程で基板搬送ツールが基板の表面に与える汚れ、押傷等の問題を効果的に回避し、製品の品質を向上させることができ、高温ガスによる外部気路及び機器等の破損を効果的に防止でき、高温での基板ピックアンドプレースを行うことができ、機器の降温冷却時間を短縮させ、機器の生産性を向上させる。
【００５７】
上記本発明に開示されているいずれかの技術的解決手段について、別途声明しない限り、それについて数値範囲が開示されている場合、開示されている数値範囲がいずれも好適な数値範囲であり、当業者であれば、好適な数値範囲は単に多くの実施可能な数値のうち技術的効果が比較的著しい又は代表性を有する数値であると理解すべきである。数値が比較的多く、一々列挙できないため、本発明は数値の一部を開示して本発明の技術的解決手段を例示的に説明し、且つ、上記列挙した数値は本発明の保護範囲に対する制限を構成すべきではない。
【００５８】
それと同時に、上記本発明は相互に固定して接続される部品又は構造体を開示する又はそれらに関する場合、別途声明しない限り、固定接続を、取り外し可能な固定接続（たとえば、ボルト又はねじを使用して接続する）と理解してもよく、取り外し不能な固定接続（たとえば、リベット締め、溶接）と理解してもよく、勿論、相互な固定接続は一体式構造（たとえば、鋳造プロセスを使用して一体成形して製造される）によって代替されてもよい（明らかに一体成形プロセスを採用できない場合は除外）。
【００５９】
また、上記本発明に開示されているいずれかの技術的解決手段に応用される位置関係又は形状を示すための用語について、別途声明しない限り、その意味はそれと近似、類似する又は近い状態又は形状を含む。本発明が提供するいずれかの部材は複数の単独な構成部分を組み立ててなるものであってもよく、一体成形プロセスによって製造される単独な部材であってもよい。
【００６０】
以上の実施例は単に本発明の技術的解決手段を説明するためのものであり、それを制限せず、好ましい実施例を参照しながら本発明を詳細に説明したが、当業者であれば、依然として本発明の具体的な実施形態を変更する又は技術的特徴の一部を同等置換することができると理解すべきであり、本発明の技術的解決手段の精神を逸脱しない限り、それらのすべては本発明が保護を要求する技術的解決手段の範囲に含まれる。
【００６１】
本発明の説明は例示及び説明のために与えられるものであり、本発明を漏れなく説明する又は開示されている形態に限定するのではない。多くの変更や変化は当業者にとって明らかなことである。実施例を選択して説明することは、本発明の原理及び実際の応用をよりよく説明し、且つ当業者が本発明を理解して特定の用途に適用できる各種の変更を有する各種の実施例を設計できるようにすることを目的とする。
【符号の説明】
【００６２】
１０１  ベースプレート
１０２  基板吸着ユニット
１０２−１  接線方向孔
１０３−１  接線方向孔
１０４  第２密閉通路
１０５  第１密閉通路
１０６  第３密閉通路
１０８  放射円板
１１１  中間プレート
１２１  アダプタープレート装置
１３０  環状密閉通路
２２２  ピックアップアーム
【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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