JP2000511354A - ウェーハ状物品のための非接触保持器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ウェ−ハ状物品のための保持器が、ウェ−ハ状物品との対向面を持つ操作台を設けることにより形成され、その面は、そこに少なくとも１本の環状溝を具備する。その環状溝は、そこに天井面を有し、その天井面には、そこに開口部が設けられる。ガス誘導管が、その開口部に接続される。その導管に導入されるガスは、開口部を通って導管を出て行く。ガス誘導管の特定の向きを、環状溝に関して、選定することにより、開口部を出て行くガスは、時計回りまたは反時計回り式で循環を引き起こすことができる。円形のガスの流れは、物品との対向面に隣接して渦を形成する。ウェ−ハ状物品が、ウェ−ハ状物品と、物品との対向面との間の渦とガスの流れとによって接触せずに、ウェ−ハ状物品との対向面に隣接して、吊下状態で保持される。

Description

【発明の詳細な説明】 ウェーハ状物品のための非接触保持器 発明の背景 発明の分野 本発明は、ウエーハ状物品を、保持器と保持されるウェーハ状物品との間に、 物理的接触なしに保持するための保持器に関する。さらに詳しくは、本発明は、 ウェーハ状物品と保持器との間に、保持器の構造で創造される特殊な流動的な動 力学的関係を使用することを通じて物品を保持するための器具に関する。従来技術の説明 シリコンウェーハなどウェーハ状物品を取り扱うには、問題がある。幾つかの 従来技術のウェ−ハ状物品保持器具は、物品を適切な位置に保持するために、機 械的掛金を有している。その機械的掛金は、物品と保持器との間を接触さすよう な欠点を持っている。その接触により、機械的応力が物品に生じる上に、その物 品が汚染する原因ともなる。 他の従来技術のウェーハ状物品保持器は、真空または静電気の締付装置(chuck )を具備する。これらの形式の保持器もまた、欠点を持っている。その欠点には 、汚染および機械的損傷の原因ともなる保持器と物品との間の物理的接触を含ん でいる。また、ウェーハなど実際に加工済の幾つかの物品は、平坦でないので、 そのような物品を真空または静電気の手段で平坦な保持器に固着することは、物 品に機械的応力を生じさせることともなる。 発明の概要 本発明は、ウェーハ状物品を、保持器と保持されるウェーハ状物品との間に、 物理的接触なしに保持するための保持器を提供する。本保持器は、物品との対向 面を有する操作台からなり、その物品との対向面は、内壁と、外壁と、内壁と外 壁との間の天井面とでそこに形成される少なくとも１本の環状溝を具備する。そ の天井面には、開口部が設けられる。その保持器はさらに、環状溝の天井面にあ る開口部に接続するガス誘導管を具備する。そのガス誘導管は、ガスがその導管 を下り、そしてその開口部を通って流れる時、環状溝の周囲に円形のガスの流れ が生じるように、環状溝の天井面にある開口部に関して、向きを定められる。本 発明は、ウェーハ状物品と保持器との間の物理的接触を回避するウェーハ状物品 保持器を提供することを１つの目的としている。 本発明は、機械的応力をウェーハ状物品に誘発せず、その一方でウェーハ状物 品を保持するウェーハ状物品保持器を提供することをもう１つの目的としている 。 前述および他の目的、特徴並びに利点を、添付されている図面で図示しながら 、好ましい実施例の発明についての詳細な説明で明らかにする。 図面の簡単な説明 縮尺で描かれていない本図面は： 本発明の器具の１実施例の平面図形である図１Ａと； 本発明の器具の別の実施例の平面図形である図１Ｂと； 図１Ａに図示する実施例を線２Ａ--２Ａに沿って切断した断面図であり、且つ また、器具に隣接するウェーハ状物品を含む図２Ａと； 図１Ａに図示する実施例を線２Ｂ--２Ｂに沿って切断した断面図であり、且つ また、器具に隣接するウェーハ状物品を含む図２Ｂと； 器具の環状溝の中心からの半径の距離で差異が生じる圧力の関係を示すグラフ である図３と； ウェーハ状物品に加えられる保持力と、器具に隣接するウェーハ状物品の表面 と器具との間の距離との間の関係を示すグラフである図４と； ４個の環状溝を図示する本発明の器具の他の実施例の平面図形である図５と； 渦を創造するため、本発明の構造と協働する末端作働器(end effector)の略平 面図形である図６と； 図６に示す末端作働器の略立面図形である図７；と ウェーハ状物品の過度の横方向の移動を防止するための指状体からなる外枠を 図示する部分略立面図形である図８と、 を含んでいる。 好ましい実施例の詳細な説明 図１Ａおよび２を説明すると、本発明のウェーハ状物品保持器は、平坦なウェ ーハ状物品との対向面１１を有する操作台１０からなる。平坦なウェーハ状物品 との対向面１１は、直径ｄ₁を有する内壁１７と、直径ｄを有する外壁１８と、 内壁１７と外壁１８との間の天井面１４とでそこに形成される少なくとも１本の 環状溝１２を具備する。その天井面１４には、開口部２４が設けられる。本発明 のウェーハ状物品保持器はまた、操作台１０の周囲を取り巻く外枠１３を具備す る。 図１Ａおよび２をさらに説明すると、直径ｍを有するガス誘導管１５が、環状 溝１２の天井壁１４にある開口部２４と、操作台１０の側面２２にある開口部２ ５との間で、操作台１０に設けられる。誘導管１５は、その軸線の構成部分が物 品との対向面１１で形成される平面にある環状溝１２の円周に対してほぼ接線で あるような１態様で、向きを定められる。天井面１４は、平坦なウェーハ状物品 との対向面１１で形成される平面に対してほぼ平行な平面であることが好ましい 。また、誘導管１５は、誘導管１５の軸線の構成部分が環状溝１２の天井面１４ で形成される平行な平面に関して、概ね９０度より小さい、また好ましくは４５ 度より小さい角度ｂを作るような他の態様で、向きを定められる。また、誘導管 １５の直径ｍを、環状溝の深さＨよりも短く作ることが好ましい。 操作の間中、開口部２５を圧縮ガス供給源に接続する。その圧縮ガスが、誘導 管１５を下って開口部２４まで流れ、その開口部２４でガスは外に出る。誘導管 １５は、開口部２４に関して、向きを定められているので、出て行くガスは、環 状溝の周囲に流出する。ガスが環状溝の周囲に流出すると、渦が、環状溝１２に 隣接して形成される。後で説明するように、渦で供給されるガス動力が、ウェー ハ状物品を接触させることなく適所に保持する。 別案として、図１Ｂに示すように、環状溝１２の天井面１４には、複数の開口 部２４ａ〜２４ｄと、圧縮ガスの流れを開口部２４ａ〜２４ｄまで供給する複数 の誘導管１５ａ〜１５ｄとが設けられるとよい。各誘導管１５ａ〜１５ｄは、上 記のような方法で、且つ各誘導管が、圧縮ガスの流れを環状溝１２の周囲で同方 向に開口部の外を指向するような方法で、向きを定められる。より多数の開口部 ２４ａ〜２４ｄおよび誘導管１５ａ〜１５ｄを持つ利点は、創造される渦が、よ り良く制御され、それによりガスの不連続性がより少なくなることである。 内壁１７で定められる環状溝１２の内径ｄ₁は、比率方式で選択される。 ここにおいて：ｄは、外壁１８で定められる環状溝１２の外壁１８の直径； ｎは、環状溝１２の天井面１４にある開口部２４の数；また Ｓ（ｍ）は、開口部２４の断面積。 環状溝の寸法の調節と同様、天井面１４にある開口部２４に関するガス誘導管 １５の向きの調節を通じて、器具により創造されるガス動力、例えば創造される 渦を、最大限拡大することができる。 本発明のウェーハ状物品保持器は、圧縮ガスを開口部２５へ放出することによ り生じる流体動力を通じて、ウェーハ状物品１６を物品との対向面１１に隣接し て保持する。圧縮ガスは、誘導管１５を介して、環状溝１２の天井面１４にある 開口部２４の方向に向けられる。そのガスは、開口部２４を出て、開口部２４に 関する、したがって、環状溝１２に関する、誘導管１５の向きに左右されて、時 計回りまたは反時計回りの方向のどちらかで環状溝１２の周囲を移動する。時計 回りまたは反時計回りに流れるガスは、どちらの場合でも、渦を形成する。渦の 中心には、比較的低い圧力の領域がある。誘導管１５の軸線と環状溝１２の天井 面１４との間の角度が０度に向かって減少するにつれて、渦によって生じる比較 的低圧の領域が増大する。 確実に、ガスが環状溝１２の内側を均一に流れて、渦を創造するためには、誘 導管１５の直径ｍを環状溝１２の深さＨよりも短く作らなければならない。内壁 １７と外壁１８とにより、したがってそれに対応する天井面の幅により、定めら れる環状溝の断面（ｄ−ｄ₁）が、開口部２４の面積より大きいように、上記で 明確にした比率方式（１）に従って、内壁１７で定められる環状溝の内径ｄ₁を 選択する時、環状溝のガスの動力学的抵抗による渦のガス速度の減少は、全体的 に見て最小限にされ、または回避される。 本発明に基づき開口部２４を通る流出ガスにより、ウェーハ状物品１６と平坦な ウェーハ状物品との対向面１１との間の約０．１〜１ｍｍの間隙に、ウェーハ状 物品１６を平坦なウェーハ状物品との対向面１１と平行に単に配置するだけで、 ウェーハ状物品１６を適所に保持することができる。ウェーハ状物品は、平坦な ウェーハ状物品との対向面１１と物理的に接触することなしに、平坦なウェーハ 状物品との対向面１１に隣接して適所に保持される。 環状溝１２から外へ流出するガスは、ウェーハ状物品１６と平坦なウェーハ状 物品との対向面１１との間の間隙ｈに沿って流れ、そして環状溝１２の周囲で連 続的であり、且つ環状溝の外の方向を向く半径流(radial flow)を形成する。そ のガスの流れの結果として、大気のガス圧力と、ウェーハ状物品１６と平坦なウ ェーハ状物品との対向面１１との間の間隙ｈの圧力との間に差異が生まれる。半 径の距離の関数としての典型的な圧力差の分布が、図３に示されている。 図３を説明すると、半径（ｒ）がｄ／２より小さい環状溝１２の領域の内側で は、その大気のガス圧Ｐ_a（例えば、気圧）が、間隙ｈのガス圧Ｐ_hよりも高く、 そしてその結果の圧力差ΔＰ（ΔＰ＝Ｐ_a−Ｐ_h）は、正数である。このことは、 何故、ウェーハ状物品１６が、ウェーハ状物品保持器１１に次の力で押しつけら れるかという理由である： 環状溝１２のｄ／２よりも大きい半径の場合、大気のガス圧が、間隙ｈのガス 圧よりも低く、圧力差ΔＰは、負数である。このことは、何故、ウェーハ状物品 １６が、ウェーハ状物品保持器１１から離れるように次の力で押されるかという 理由である（図３参照）： この力Ｆ（−）により、ウェーハ状物品１６は、ウェーハ状物品との対向面１ １に触れない。 両方の力の値およびこれらの合計値Ｆ＝Ｆ（−）＋Ｆ（＋）は、間隙寸法ｈに 左右される。ウェーハ状物品の均衡位置は、ウェーハ状物品の重量Ｗが力Ｆで補 正される間隙寸法ｈである。ウェーハ状物品１６が、保持器表面１１に関して、 均衡状態を充足する２つの配置は：（１）ウェーハ状物品１６が、保持器面１１ の下方に位置させられる時；と（２）ウェーハ状物品１６が、保持器面１１の上 方に置かれる時とである。第一の場合では、与えられるウェーハ状物品の重量ｗ が、最大ネット正数の力、図４のＦ_maxよりも小さく、ウェーハ状物品は、保持 器表面１１に対して間隙ｈ１で均衡位置まで引き寄せられる。この位置では、下 向きの力Ｗが、保持器で創造されるガス動力により供給される上向きの力と大き さが等しく、方向が反対である。第二の場合では、重力が、ウェ−ハ状物品を保 持器面１１に対して、間隙ｈ１より小さい間隙ｈ２を持つ平衡位置まで引き寄せ 、そこでは、ウェーハ状物品を保持器面１１から離れるように押す負数の力が、 ウェーハ状物品の重量Ｗと釣り合いを保つ。同様に、ウェーハ保持器面が、重力 の方向に対してどの向きであっても、保持器面１１に対して垂直なＷの構成成分 が、保持器１１によって供給される反対作用の力Ｆと釣り合わされる均衡間隙ｈ がある。したがって、図２Ｂおよび図８の保持要素１３を設けると、保持器は、 ウェーハ状物品を保持器面に接触させずに、任意の向きでウェーハ状物品１６を 保持することができる。 図４を解析すると、本発明のウェーハ状物品保持器の利点が、ウェーハ状物品 を吊下して保持器を使用する場合に対して、非常に明白になってくる。その理由 は：ａ）ウェーハ状物品の均衡位置ｈ１は、ウェーハ状物品の位置が少しずれる と、反対の力が生じるので安定した位置であり、このことは、信頼性のあるウェ ーハ状物品保持のため重要である；ｂ）保持器が、ウェーハ状物品を「捕捉」し 、ウェーハ状物品を引き付ける力がウェーハ状物品の重量より多いｈ１とｈ３と の間の範囲では、どのような距離からでも、その均衡位置ｈ１までウェーハ状物 品を持ってくることができ、その引き付ける力は、ウェーハ状物品を保持器の方 へ容易に荷として負わせることができる；またｃ）ウェーハ状物品と保持器のと 間にガス間隙があるので、その非平坦度の大きさがガス間隙の寸法と匹敵できる 場合、付加的な応力または保持についての信頼性の低下もなしに、処理（熱弾性 変形）の間中、ウェーハ状物品を平坦にしたり、またその平坦度を変更したりす る必要もない。 加工処理の適用に当たって、特にプラズマ加工処理の適用のために、ウェーハ 状物品の表面に熱を加えてもよい。ウェーハ状物品の熱による劣化（例えば、半 導体ＩＣ回路に対する損傷，半導体ウェーハに対する熱拡散汚染物質）がないよ うに、効果的に熱を除去しなければならない。熱を均一に取り除かなければなら ない；そうでないと、熱依存加工処理のため、不均一加工処理が発生する（例え ば、温度依存の割合が高いエッチング加工で、ウェーハ状物品での材料の不均一 エッチン）。したがって、ウェーハ状物品の表面に極めて近接すること（すなわ ち１ｍｍ未満）により、ウェーハ状物品全域で、保持器面の間隙ｈに対して効率 のよい熱移動が提供される。また、保持器面１１は、その表面に大きくない穴ま たは切れ目、すなわち、面１１の全表面積と比較して広さが狭い環状溝のみを持 つので、ウェーハ状物品から保持器へ移動する熱の割合は、その面積の全域でほ ぼ均一である。 図５を説明すると、平坦なウェーハ状物品との対向面１１には、複数の環状溝 １１２ａ〜１１２ｄのような複数の環状溝が設けられる。図５に図示するように 、複数の環状溝を使用する時、環状溝の数を、２の倍数で選択することが好まし い。各環状溝１１２ａ〜１１２ｄは、天井面にある開口部１２４ａ〜１２４ｄに 接続する導管１１５ａ〜１１５ｄを有する。それらの導管は、圧縮ガス供給源に 接続される。各導管１１５ａ〜１１５ｄは、直接隣接する環状溝の導管と反対方 向に選択的に、向きを定められる。例えば、図５に示す実施例において、複数の 第一環状溝を形成する２本の環状溝１１２ａおよび１１２ｃは、複数の第一ガス 誘導管である導管１１５ａおよび１１５ｃと接続される開口部１２４ａおよび１ ２４ｃを有し、それらの導管は、それぞれの環状溝の周囲に反時計回りの流れが 生じるように、環状溝１１２ａおよび１１２ｃに関して、向きを定められる。複 数の第二環状溝を形成する残された２本の環状溝１１２ｂおよび１１２ｄは、導 管１１５ｂおよび１１５ｄのような複数の第二ガス誘導管と接続される開口部１ ２４ｂおよび１２４ｄを有し、それらの導管は、それぞれの環状溝の周囲に時計 回りの流れが生じるように、環状溝１１２ｂおよび１１２ｄに関して、向きを定 められる。ガスが、隣接する環状溝で反対回転をすることにより、渦の回転影響 をウェーハ状物品に対して相殺することができ、ウェーハ状物品１６は、平坦な ウェ ーハ状物品との対向面１１と相対的に回転しない。 図６および７を説明すると、そこには、ウェーハ状物品を任意の向きで拾い上 げ、運搬し、保持するためのフォーク形状の末端作働器４０が示されている。そ のフォーク形状の末端作働器４０で、ウェーハ状物品の向きを、運搬中に変える ことができ、例えば、表を上向きにして加工処理するため、ウェーハ状物品が、 上述の保持器のようなウェーハ状物品保持器に、表を下向きにして載っている位 置から移動できる。また、フォーク形状の末端作働器４０により、狭い寸法の隙 間で、ある場所からある場所への移動を可能にすることができる。ウェーハ状物 品が、半導体ウェーハまたは半導体ウェーハ型の石版印刷露出(lithographic ex posure)のために使用されるガラス板である例の場合、標準的な包装は、物品間 の狭い間隔と、物品縁部の周囲にある僅かに限られたオープンスペースの区域と を持つ複合的に積み重ねられた外形になっている。積み重ねられたウェーハ状物 品の間に適合するように薄くて（例えば、約２．５ｍｍ未満）、且つ縁部の周囲 のオープンスペースに適合する側面の寸法を持つように、フォーク形状の末端作 働器４０を作ることができる。 末端作働器４０は、第一端部４４に位置する第一および第二歯また部領域４３ ａ〜４３ｂと、第二端部４６に隣接する基部領域４５とを有するほぼ平らな薄い フォーク形状の操作台４２で作られる。操作台はさらに、一対の側面４８ａおよ び４８ｂを具備する。側面４８ａおよび４８ｂは、第一端部４４と第二端部４６ との間の点５０に向かって第一端部４４から外に向って先細になっていることが 好ましい。側面４８ａおよび４８ｂは、点５０から第二端部４６に対して内に向 って先細になっている。 偶数である複数の環状溝５２ａ〜５２ｄが、操作台４２に設けられる。複数の 環状溝のそれぞれは、上述と同じ様式で構成されている。環状溝のそれぞれは、 内壁と、外壁と、内壁および外壁をつなぐ天井面を有する。複数の環状溝の各天 井面には、開口部が設けられる。偶数である複数の環状溝の半分５２ａおよび５ ２ｃの開口部には、対応するガス誘導管５４ａおよび５４ｃによりガスの流れが 供給され、それらのガス誘導管５４ａおよび５４ｃは、ガスの流れが反時計回り 式の方向を向くように、環状溝に関して、向きを定められるる。偶数である複数 の環状溝の他の半分５２ｂおよび５２ｄの開口部には、対応するガス誘導導管５ ４ｂおよび５４ｄにより、ガスの流れが供給され、それらのガス誘導導管５４ｂ および５４ｄは、ガスの流れが時計回り式の方向を向くように、環状溝に関して 、向きを定められる。環状溝５２ａおよび５２ｄは、それぞれ第一および第二歯 また部領域４３ａおよび４３ｂに設けられる。環状溝５２ｂおよび５２ｃは、操 作台４２の基部領域４５に設けられる。ガス誘導導管５４ａ〜５４ｄは、皮下注 射管で作られるとよい。 操作台４２の第二端部４６は、拡張部材５６に連接され、またその拡張部材５ ６は、ガス多岐管５８に取り付けられる。ガス誘導管５４ａ〜５４ｄは、圧縮ガ スの供給源（図示せず）に接続する引込口６０を有するガス多岐管５８に接続さ れる。 その操作台には、第一および第二外枠部分６２ａおよび６２ｂが設けられるこ とが好ましい。第一外枠部分６２ａは、第一端部４４に隣接して配置され、一方 、第二外枠部分６２ｂは、第二端部４６に隣接する部分に配置される。それらの 外枠部分は、ウェーハ状物品が操作台から横に、はずれて移動することを防止す る。 図８を説明すると、図１Ａに図示する本発明の実施例において、平坦なウェー ハ状物品との対向面１１には、内面３０と、外面３２と、端部３４とを有する外 枠１３が設けられる。その外枠は、対向面の外辺部または縁部に沿って配置され る。外枠１３は、ウェーハ状物品を平坦なウェーハ状物品との対向面１１に隣接 して保持するための境界として機能するよう意図されており、その理由は、ウェ ーハ状物品１６が、ウェーハ状物品との対向面１１と機械的接触をせず、また摩 擦をしないので、ウェーハ状物品１６が、ウェーハ状物品との対向面１１に関し て、位置を変えることができるからである。外枠１３の端部３２は、物品との対 向面１１から距離Ｌで外へ延在し、均衡間隙の寸法ｈが、典型的には１ｍｍ以下 であるので、その距離Ｌは、典型的には１ｍｍより長いことが好ましい。外枠１ ３は、外辺部に沿って連続していてもよいが、一方、別案として、外枠１３は、 図８に示すように、定間隔で離隔する複数の指状部から構成してもよい。指状部 は、ウェーハ状物品縁部を処理剤に対して連続する外枠よりもさらに開放的にす る。好ましい実施例では、外枠１３の内面３０、または外枠１３を構成する複数 の指状部の各内面３０は、ウェーハ状物品との対向面１１で形成される平面に関 して、９０度より大きい角度ａを有するように作られるとよい。外枠をある角度 に折り曲げる目的は、物品１６の処理（例として、プラズマ処理）の間、外枠１ ３により生じる「物影(shadow)」効果を減少させることである。 本発明によれば、図１Ａ、１Ｂ、５、６および７に示すようにどのような実施 例でも、例えば、平坦なウェーハ状物品との対向面１１は、ウェーハ状物品１６ の寸法Ｄ₁よりも常に大きい寸法Ｄで設けられる。言い換えると、本発明の器具 で保持することができるウェーハ状物品は、ウェーハ状物品との対向面１１の寸 法より小さい寸法を常に持っている。ウェーハ状物品との対向面１１の寸法Ｄは 、ウェーハ状物品が外枠１３に妨害されずにその均衡位置をとることができるた めには、ウェーハ状物品の寸法Ｄ₁より大でなければならない。 今までの説明で分かるように、本発明に従って、ガス動力を使用し、保持器と 物品の間に物理的接触なしに物品を保持するウェーハ状物品保持器の実施例を説 明してきた。本発明は、保持器面から離れて対向するウェーハ状物品の側面を特 に放電で生じる反応性のガスで加工する目的でウェーハ状物品を保持するための 、且つウェーハ状物品を運搬するための、必要条件を充足するための手段を適切 に提供している。本明細書で述べている実施例は、単に本発明の原理を図示して いるに過ぎないことを理解するべきである。本発明の原理を具体化し、本発明の 精神と範囲内に含まれる種々の変形例が、当業者により本発明に対して作られる かもしれない。。それゆえに、本発明は、添付された請求の範囲および本発明に ついての筋の通った解釈でのみ制約されると考える。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年５月１３日（１９９８．５．１３） 【補正内容】 明細書 ウェーハ状物品のための非接触保持器 発明の背景 発明の分野 本発明は、ウェーハ状物品を、保持器と保持されるウェーハ状物品との間に、 物理的接触なしに保持するための保持器に関する。さらに詳しくは、本発明は、 ウェーハ状物品と保持器との間に、保持器の構造で創造される特殊な流動的な動 力学的関係を使用することを通じて物品を保持するための器具に関する。従来技術の説明 シリコンウェーハなどウェーハ状物品を取り扱うには、問題がある。幾つかの 従来技術のウェーハ状物品保持器具は、物品を適切な位置に保持するために、機 械的掛金を有している。その機械的掛金は、物品と保持器との間を接触さすよう な欠点を持っている。その接触により、機械的応力が物品に生じる上に、その物 品が汚染する原因ともなる。 他の従来技術のウェーハ状物品保持器は、真空または静電気の締付装置(chuck )を具備する。これらの形式の保持器もまた、欠点を持っている。その欠点には 、汚染および機械的損傷の原因ともなる保持器と物品との間の物理的接触を含ん でいる。また、ウェーハなど実際に加工済の幾つかの物品は、平坦でないので、 そのような物品を真空または静電気の手段で平坦な保持器に固着することは、物 品に機械的応力を生じさせることともなる。 米国特許第5,080,549号は、ウェーハを拾い上げ、運搬し、配置するために、 ベルヌ−イ(Bernolli)の原理の下で操作されるウェーハ取扱器具を開示している 。その器具は、板状体(plate)を具備し、その板状体は、ウェーハを拾い上げる ため、低圧環境が充分発達するようにされているガスを排出するために、一方で は、微粒子質のウェーハが吊下状態で押されたり、堆積されたりすることを防止 する ため、ウェーハを急速流出するガスに漬けるために、複数の横を向いた出口およ び中心出口を備える。ベルヌーイの原理で差異が生じた圧力は、棒(wand)組立品 と、ウェーハの上面および底面との間であっても、いかなる物理的接触もさせず に、ウェーハを持ち上げるために役立つ。 発明の概要 本発明は、ウェーハ状物品を、保持器と保持されるウェーハ状物品との間に、 物理的接触なしに保持するための保持器を提供する。本保持器は、物品との対向 面を有する操作台からなり、その物品との対向面は、内壁と、外壁と、内壁と外 壁との間の天井面とでそこに形成される少なくとも１本の環状溝を具備する。そ の天井面には、開口部が設けられる。その保持器はさらに、環状溝の天井面にあ る開口部に接続するガス誘導管を具備する。そのガス誘導管は、ガスがその導管 内壁１７で定められる環状溝１２の内径ｄ₁は、比率方式で選択される。 ここにおいて：ｄは、外壁１８で定められる環状溝１２の外壁１８の直径； ｎは、環状溝１２の天井面１４にある開口部２４の数；また Ｓ（ｍ）は、開口部２４の断面積。 環状溝の寸法の調節と同様、天井面１４にある開口部２４に関するガス誘導管 １５の向きの調節を通じて、器具により創造されるガス動力、例えば創造される 渦を、最大限拡大することができる。 本発明のウェーハ状物品保持器は、圧縮ガスを開口部２５へ放出することによ り生じる流体動力を通じて、ウェーハ状物品１６を物品との対向面１１に隣接し て保持する。圧縮ガスは、誘導管１５を介して、環状溝１２の天井面１４にある 開口部２４の方向に向けられる。そのガスは、開口部２４を出て、開口部２４に 関する、したがって、環状溝１２に関する、誘導管１５の向きに左右されて、時 計回りまたは反時計回りの方向のどちらかで環状溝１２の周囲を移動する。時計 回りまたは反時計回りに流れるガスは、どちらの場合でも、渦を形成する。渦の 中心には、比較的低い圧力の領域がある。誘導管１５の軸線と環状溝１２の天井 面１４との間の角度が０度に向かって減少するにつれて、渦によって生じる比較 的低圧の領域が増大する。 確実に、ガスが環状溝１２の内側を均一に流れて、渦を創造するためには、誘 導管１５の直径ｍを環状溝１２の深さＨよりも短く作らなければならない。内壁 １７と外壁１８とにより、したがってそれに対応する天井面の幅により、定めら れる環状溝の断面（ｄ−ｄ₁）が、開口部２４の面積より大きいように、上記で 明確にした比率方式（１）に従って、内壁１７で定められる環状溝の内径ｄ₁を 選択する時、環状溝のガスの動力学的抵抗による渦のガス速度の減少は、全体的 に見て最小限にされ、または回避される。 本発明に基づき開口部２４を通る流出ガスにより、ウェーハ状物品１６と平坦な ウェーハ状物品との対向面１１との間の約０．１〜１ｍｍの間隙に、ウェーハ状請求の範囲 １． 保持器と保持されるウェーハ状物品との間に、物理的接触なしにウェー ハ状物品（１６）を保持するための保持器おいて、その保持器が、物品との対向 面（１１）を持つ操作台（１０）を有し、その保持器が、 その物品との対向面には、内壁（１７）と、外壁（１８）と、内壁と外壁との 間の天井面（１４）とで形成される深さ（Ｈ）を有する環状溝（１２）がそこに 設けられ、その天井面がさらに、そこに開口部（２４）を具備し；また 深さ（Ｈ）より短い直径（ｍ）を有するガス誘導管（１５）が、環状溝の天井 面にある前記開口部に接続され、そのガス誘導管が、ガスがその導管を下り、そ して前記開口部を通って流れる時、前記環状溝の周囲に円形のガスの流れが生じ るように、環状溝の天井面にある前記開口部に関して、向きを定められる、 ことを特徴とする保持器。 ２． ガス誘導管（１５）が、物品との対向面（１１）で形成される平面と同 一平面にある前記環状溝の円周に対し、ほぼ接線であるように向きを定められる 請求項１に記載の保持器。 ３． 天井面（１４）がほぼ平面であり、ガス誘導管（１５）が、その天井面 で形成される平面に関して角度ｂを形成し、且つその角度ｂが、０度ないし４５ 度の範囲である請求項１に記載の保持器。 ４． 天井面（１４）がほぼ平面であり、ガス誘導管（１５）が、その天井面 で形成される平面に関して角度ｂを形成し、且つその角度ｂが、０度ないし４５ 度の範囲である請求項２に記載の保持器。 ５． 天井面（１４）にある開口部（２４）が、その天井面より小さい請求項 １に記載の保持器。 ６． 前記天井面には、複数の開口部（２４ａ〜２４ｄ）が設けられ、前記保 持器にはさらに、複数のガス誘導管（１５ａ〜１５ｂ）が設けられ、その開口部 のそれぞれがそのガス誘導管に接続され、その各ガス誘導管が、ガスがその導管 を下り、そして協働する前記開口部を通って流れる時、前記環状溝の周囲に円形 のガスの流れが生じるように、それぞれのそれら開口部に関して、向きを定めら れる請求項１に記載の保持器。 ７． 物品との対向面（１１）には、そこから延在する外枠（１３）が設けら れ、その外枠が、前記環状溝に面する内面（３０）と、外面（３２）と、端部（ ３４）とを有する請求項１に記載の保持器。 ８． 外枠（１３）が、ほぼ連続する請求項７に記載の保持器。 ９． 外枠（１３）が、複数の離隔する指状部で形成される請求項７に記載の 保持器。 １０． 外枠（１３）の内面（３０）が、前記ウェーハ状物品との対向面で形成 される平面に関して角度ａを形成し、且つ角度ａが、９０度より大きい請求項７ に記載の保持器。 １１． ガス誘導管（１５）が、皮下注射管で形成される請求項１に記載の保持 器。 １２． 物品との対向面（１１）にはさらに、第二内壁と、第二外壁と、第二内 壁と第二外壁との間の第二天丼面とで形成される深さ（Ｈ）を有する第二環状溝 （１１２ｂ）が設けられ、その第二天井面がさらに、そこに開口部（１２４ｂ） を具備し；また 第二環状溝の第二天井面にある前記開口部に接続し、深さ（Ｈ）より短い直径 （Ｍ）を有する第二ガス誘導管（１１５ｂ）であって、その第二ガス誘導管が、 ガスが第二導管を下り、そして前記開口部を通って流れる時、前記第二環状溝の 周囲に円形のガスの流れが生じるように、第二環状溝の第二天井面にある前記開 口部に関して、向きを定められ、第二環状溝の周囲のその円形のガスの流れが、 第一環状溝の周囲の円形のガスの流れ方向と反対方向である請求項１に記載の保 持器。 １３． 前記操作台がさらに、前記物品との対向面から延在する外枠（３０）を 具備する請求項１２に記載の保持器。 １４． 操作台（４２）が、第一歯また部領域（４３ａ）、第二歯また部領域（ ４３ｂ）および基部領域（４５）を有するようなフォーク形状であり；また 第一環状溝（５２ａ）が、前記第一歯また部領域に在り、且つ第二環状溝（５ ２ｄ）が、前記第二歯また部領域に在る請求項１２に記載の保持器。 １５． 第一歯また部領域（４３ａ）、第二歯また部領域（４３ｂ）および基部 領域（４５）には、外枠（６２ａ、６２ｂ）が設けられる請求項１４に記載の保 持器。 １６． 物品との対向面（４２）にはさらに： 第二内壁と、第二外壁と、第二内壁と第二外壁との間の第二天井面とで形成さ れる深さ（Ｈ）を有する第二環状溝（５２ｂ）であって、その第二天井面がさら に、そこに開口部（１２４ｂ）を具備する第二環状溝と； 第二環状溝の第二天井面にある前記開口部に接続し、深さ（Ｈ）より短い直径 （Ｍ）を有する第二ガス誘導管（５４ｂ）であって、その第二ガス誘導管が、ガ スがその第二導管を下り、そして前記開口部を通って流れる時、前記第二環状溝 の周囲に円形のガスの流れが生じるように、第二環状溝の第二天井面にある前記 開口部に関して、向きを定められ、第二環状溝の周囲のその円形のガスの流れが 、第一環状溝の周囲の円形のガスの流れの方向と反対方向である第二ガス誘導管 と； 第二内壁と、第二外壁と、第二内壁と第二外壁との間の第二天井面とで形成さ れる深さ（Ｈ）を有する第三環状溝（５２ｃ）であって、その第二天井面がさら に、そこに開口部（１２４ｂ）を具備する第三環状溝と； 第二環状溝の第二天井面にある前記開口部に接続し、深さ（Ｈ）より短い直径 （Ｍ）を有する第三ガス誘導管（５４ｃ）であって、その第二ガス誘導管が、ガ スがその第二導管を下り、そして前記開口部を通って流れる時、前記第二環状溝 の周囲に円形のガスが流れを生じるように、第二環状溝の第二天井面にある前記 開口部に関して、向きを定められ、第二環状溝の周囲のその円形のガスの流れが 、第一環状溝の周囲の円形のガスの流れの方向と同方向である第三ガス誘導管と ； 第二内壁と、第二外壁と、第二内壁と第二外壁との間の第二天井面とで形成さ れる深さ（Ｈ）を有する第四環状溝（５２ｄ）であって、その第二天井面がさら に、そこに開口部（１２４ｂ）を具備する第四環状溝と； 第二環状溝の第二天井面にある前記開口部に接続し、深さ（Ｈ）より短い直径 （Ｍ）を有する第四ガス誘導管（５４ｄ）であって、その第二ガス誘導管が、ガ スがその第二導管を下り、そして前記開口部を通って流れる時、前記第二環状溝 の周囲に円形のガスの流れが生じるように、第二環状溝の第二天井面にある前記 開口部に関して、向きを定められ、第二環状溝の周囲のその円形のガスの流れが 、第一環状溝の周囲の円形のガスの流れの方向と反対方向である第四ガス誘導管 ； とが設けられ 前記操作台が、第一歯また部領域（４３ａ）、第二歯また部領域（４３ｂ）お よび基部領域（４５）を有するようなフォ−ク形状であり；また 第一環状溝（５２ａ）が、前記第一歯また部領域に在り、第二環状溝（５３ｄ ）が前記第二歯また部領域に在り、また第三および第四環状溝（５３ｂ）５３ｃ ）が前記基部領域に在る、 請求項１に記載の保持器。 １７． 第一歯また部領域（４３ａ）、第二歯また部領域（４３ｂ）および基部 領域（４５）には、外枠（６２ａ、６２ｂ）が設けられる請求項１６に記載の保 持器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 保持器と保持されるウェ−ハ状物品との間に、物理的接触なしにウェ− ハ状物品を保持するための保持器おいて、その保持器が： 物品との対向面を有する操作台であって、その物品との対向面がさらに、内壁 と、外壁と、内壁と外壁と間の天井面とでそこに形成される環状溝を具備し、そ の天井面がさらに、そこに開口部を具備する操作台；と、 環状溝の天井面にある前記開口部に接続するガス誘導管であって、そのガス誘 導管が、ガスがその導管を下り、そして前記開口部を通って流れる時、前記環状 溝の周囲に円形のガスの流れが生じるように、環状溝の天井面にある前記開口部 に関して、向きを定められるガス誘導管と、 からなる保持器。 ２． 前記ガス誘導管が、前記物品との対向面で形成される平面と同一平面に ある環状溝の円周に対し、ほぼ接線であるように向きを定められる請求項１に記 載の保持器。 ３． 前記天井面がほぼ平面であり、前記ガス誘導管が、その天井面で形成さ れる平面に関して角度ｂを形成し、且つその角度ｂが、０度ないし４５度の範囲 である請求項１に記載の保持器。 ４． 前記天井面がほぼ平面であり、前記ガス誘導管が、その天井面で形成さ れる平面に関して角度ｂを形成し、且つその角度ｂが、０度ないし４５度の範囲 である請求項２に記載の保持器。 ５． 物品との対向面にある前記環状溝が、深さＨを有し、且つ前記ガス誘導 管が、直径ｍを有し、且つその直径ｍが、深さＨより短い請求項１に記載の保持 器。 ６． 物品との対向面にある前記環状溝が、深さＨを有し、且つ前記ガス誘導 管が、直径ｍを有し、且つその直径ｍが、深さＨより短い請求項４に記載の保持 器。 ７． 天井面にある前記開口部が、その天井面より小さい請求項１に記載の保 持器。 ８． 前記天井面には、複数の開口部が設けられ、前記保持器にはさらに、複 数のガス誘導管が設けられ、その開口部のそれぞれがガス誘導管に接続され、そ の各ガス誘導管が、ガスがその導管を下り、そして協働する前記開口部を通って 流れる時、前記環状溝の周囲に円形のガスの流れが生じるように、それぞれのそ れら開口部に関して、向きを定められる請求項１に記載の保持器。 ９． 前記物品との対向面には、そこから延在する外枠が設けられ、その外枠 が、前記環状溝に面する内面と、外面と、端部とを有する請求項１に記載の保持 器。 １０． 前記外枠が、ほぼ連続する請求項９に記載の保持器。 １１． 前記外枠が、複数の離隔する指状部で形成される請求項９に記載の保持 器。 １２． 外枠の前記内面が、前記ウェ−ハ状物品との対向面で形成される平面に 関して角度ａを形成し、且つ角度ａが、９０度より大きい請求項９に記載の保持 器。 １３． 前記物品との対向面には、第二内壁と、第二外壁と、第二内壁と第二外 壁との間の第二天井面とで形成される第二環状溝が設けられ、その第二天井面が さらに、そこに開口部を具備し；また 第二環状溝の第二天井面にある前記開口部に接続する第二ガス誘導管であって 、その第二ガス誘導管が、ガスがその第二導管を下り、そして前記開口部を通っ て流れる時、前記第二環状溝の周囲に円形のガスの流れが生じるように、第二環 状溝の第二天井面にある前記開口部に関して、向きを定められ、第二環状溝の周 囲のその円形のガスの流れが、その他の環状溝の周囲の円形のガスの流れの方向 と反対方向である請求項１に記載の保持器。 １４． 前記ガス誘導管が、皮下注射管で形成される請求項１に記載の保持器。 １５． 保持器と保持されるウェ−ハ状物品との間に、物理的接触なしにウェ− ハ状物品を保持するための保持器おいて、その保持器が： 物品との対向面を有する操作台であって、その物品との対向面が、内壁と、外 壁と、内壁と外壁と間の天井面とでそこに形成される偶数である複数の第一環状 溝を有し、その天井面がさらに、そこに開口部を具備し、且つ内壁と、外壁と、 内壁と外壁と間の天井面とでそこに形成される偶数である複数の第二環状溝を有 し、その天井面がさらに、そこに開口部を具備する操作台；と 複数の第一ガス誘導管であって、複数の第一環状溝の天井面にある前記各開口 部が、その複数の第一ガス誘導管のうちの１本の導管に接続し、複数の第一ガス 誘導管の各導管が、ガスがその導管を下り、そして前記開口部を通って流れる時 、前記環状溝の周囲に時計回りの円形のガスの流れが生じるように、前記開口部 に関して、向きを定められる複数の第一ガス誘導管；と、 複数の第二ガス誘導管であって、複数の第二環状溝の天井面にある前記各開口 部が、その複数の第二ガス誘導管のうちの１本の導管に接続し、複数の第二ガス 誘導管の各導管が、ガスがその導管を下り、そして前記開口部を通って流れる時 、前記環状溝の周囲に反時計回りの円形のガスの流れが生じるように、前記開口 部に関して、向きを定められる複数の第二ガス誘導管と、 からなる保持器。 １６． 前記導管が、皮下注射管で形成される請求項１５に記載の保持器。 １７． 前記操作台がさらに、前記物品との対向面から延在する外枠を具備する 請求項１５に記載の保持器。 １８． 保持器と保持されるウェ−ハ状物品との間に、物理的接触なしにウェ− ハ状物品を保持するための保持器おいて、その保持器が： 第一歯また部領域と、第二歯また部領域と、基部領域とで形成される、物品と の対向面を有するフォ−ク形状の操作台と； 内壁と、外壁と、内壁と外壁と間の天井面とで前記第一歯また部領域に形成さ れる第一環状溝であって、その天井面がさらに、そこに開口部を具備する第一環 状溝と； 第一環状溝の天井面にある前記開口部に接続する第一ガス誘導管であって、そ の第一ガス誘導管が、ガスがその導管を下り、そして前記開口部を通って流れる 時、前記環状溝の周囲に円形のガスの流れが生じるように、第一環状溝の天井面 にある前記開口部に関して、向きを定められる第一ガス誘導管と； 内壁と、外壁と、内壁と外壁と間の天井面とで前記第二歯また部領域に形成さ れる第二環状溝であって、その天井面がさらに、そこに開口部を具備する第二環 状溝と； 第一環状溝の天井面にある前記開口部に接続する第二ガス誘導管であって、そ の第二ガス誘導管が、ガスがその導管を下り、そして前記開口部を通って流れる 時、前記環状溝の周囲に円形のガスの流れが生じるように、第二環状溝の天井面 にある前記開口部に関して、向きを定められ、第二環状溝の周囲のその円形のガ スの流れが、前記第一環状溝の周囲の円形のガスの流れの方向と反対方向である 第二ガス誘導管と； 内壁と、外壁と、内壁と外壁と間の天井面とで前記基部領域に形成される第三 環状溝であって、その天井面がさらに、そこに開口部を具備する第三環状溝と； 第三環状溝の天井面にある前記開口部に接続する第三ガス誘導管であって、そ の第三ガス誘導管が、ガスがその導管を下り、そして前記開口部を通って流れる 時、前記環状溝の周囲に円形のガスの流れが生じるように、第三環状溝の天井面 にある前記開口部に関して、向きを定められ、第三環状溝の周囲のその円形のガ スの流れが、前記第一環状溝の周囲の円形のガスの流れの方向と同方向である第 三ガス誘導管と； 内壁と、外壁と、内壁と外壁と間の天井面とで前記基部領域に形成される第四 環状溝であって、その天井面がさらに、そこに開口部を具備する第四環状溝；と 、 第四環状溝の天井面にある前記開口部に接続する第四ガス誘導管であって、そ の第四ガス誘導管が、ガスがその導管を下り、そして前記開口部を通って流れる 時、前記環状溝の周囲に円形のガスの流れが生じるように、第四環状溝の天井面 にある前記開口部に関して、向きを定められ、第四環状溝の周囲のその円形のガ スの流れが、前記第一環状溝の周囲の円形のガスの流れの方向と反対方向である 第四ガス誘導管と、 からなる保持器。 １９． 前記第一歯また部領域、前記第二歯また部領域および前記基部領域には 、外枠が設けられる請求項１８に記載の保持器。 ２０． 前記第一、第二、第三および第四ガス誘導管が、前記基部領域に隣接す る前記操作台の端部に取り付けられるガス供給多岐管に接続される請求項１８に 記載の保持器。