KR20090095618A

KR20090095618A - 베르누이 완드

Info

Publication number: KR20090095618A
Application number: KR1020097013626A
Authority: KR
Inventors: 엘리스 쥐. 하비
Original assignee: 에이에스엠 아메리카, 인코포레이티드
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2009-09-09
Also published as: US20080129064A1; WO2008070302A3; WO2008070302A2; JP2010512007A; TW200828487A; CN101553347A

Abstract

반도체 웨이퍼들을 이송하는 베르누이 완드(50)가 제공된다. 완드(50)는 웨이퍼의 상부 표면과 웨이퍼의 하부 표면과 사이의 압력 차이를 생성하기 위하여 웨이퍼의 상부 표면을 따라 가스 유동을 생성하도록 구성된 복수의 가스 배출부들(74, 75)을 포함하는 헤드 부분(54)을 포함한다. 압력 차이는, 베르누이 원리를 이용하여, 실질적으로 비접촉인 방법으로 완드의 헤드 부분(54) 하에서 웨이퍼를 지지하는 상승력을 발생한다. 완드(50)는 가스 배출 홀들(74, 75)의 다른 세트들에 유동을 제공하도록 구성된 독립적으로 제어 가능한 가스 채널들(70, 80)을 가진다. 가스 배출 홀들(74, 75) 및 가스 채널들(70, 80)은 베르누이 원리를 이용하여 웨이퍼를 지지하도록 구성된다.

베르누이, 완드, 반도체 웨이퍼, 고온 공정 챔버

Description

베르누이 완드{Bernoulli wand}

본 발명은 반도체 기판 핸들링 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 베르누이 효과를 이용하여 기판을 상승시키기 위하여 가스 유동을 사용하는 반도체 기판 픽업 장치들에 관한 것이다.

집적 회로들은 통상적으로 웨이퍼로 알려진 반도체 물질의 얇은 박판 상에 형성된 트랜지스터들 및 다이오드들과 같은 많은 반도체 소자들로 구성된다. 웨이퍼 내에 반도체 소자들의 제조에 사용되는 공정들의 일부는 웨이퍼를 고온 챔버들 내에 위치시키는 단계를 포함하고, 상기 웨이퍼는 고온 가스들에 노출되고, 이에 따라 상기 웨이퍼 상에 층들이 형성된다. 이러한 집적 회로들을 형성하는 경우에 있어서, 웨이퍼가 그 내부에서 1200℃의 온도로 상승될 수 있는 고온 챔버 내로 상기 웨이퍼를 로딩하고, 또한 상기 고온 챔버로부터 상기 웨이퍼를 언로딩할 필요가 있다. 이러한 고온 공정의 예로서 에피택셜 화학 기상 증착이 있으며, 본 기술 분야의 당업자는, 예를 들어 400℃에 비하여 높은 온도의 공정의 다른 예들을 이해할 수 있다. 그러나, 상기 웨이퍼는 매우 부서지기 쉽고, 또한 미립자에 의하여 오염되기 쉬우므로, 상기 웨이퍼가 이송되는 동안에 상기 웨이퍼를 물리적으로 손상시키지 않도록 매우 세심한 주의가 필요하며, 특히 웨이퍼가 가열된 상태 내에서 주 의하여야 한다.

이송 공정 동안에 웨이퍼가 손상되지 않도록, 다양한 웨이퍼 픽업(pick-up) 장치들이 개발되어 왔다. 특정한 어플리케이션 또는 상기 웨이퍼가 그로부터 상승되는 환경은 종종 가장 효과적인 유형의 픽업 장치를 결정한다. 베르누이 완드들로서 알려진, 픽업 장치들의 하나의 유형은, 매우 고온의 웨이퍼를 이송하는 것에 특히 적절할 수 있다. 석영으로 형성된 베르누이 완드들은 특히 고온 챔버들 사이에서 웨이퍼들을 이송하기에 적합할 수 있으며, 이는 금속 재질의 설계들은 이러한 고온들을 견디지 못할 수 있고, 및/또는 이와 같이 상승한 온도들에서 웨이퍼들을 오염시킬 수 있기 때문이다. 상기 베르누이 완드에 의하여 제공되는 잇점은, 고온 웨이퍼가, 상기 완드의 하측부 상에 상기 웨이퍼 에지의 바깥쪽에 위치한 하나 또는 그 이상의 작은 위치 설정 요소들 또는 발부(feet)를 제외하고, 픽업 완드와 일반적으로 접촉하지 않는 것이다. 이에 따라 상기 완드에 의하여 야기되는 상기 웨이퍼로의 접촉 결함을 최소화한다. 고온의 웨이퍼를 핸들링하기 위한 베르누이 완드들은 굿윈 등(Goodwin et al.)에 의한 미국특허번호 제5,080,549호 및 페로 등(Ferro et al.)에 의한 미국특허번호 제6,242,718호에 개시되어 있고, 이들의 개시 전체는 본 명세서에서 결합된다. 상기 베르누이 완드는 통상적으로 로봇팔 또는 웨이퍼 핸들링 팔(arm)의 전단부에서 로딩된다.

웨이퍼들을 고온 공정들에서 이송하기 위한 통상적인 베르누이 완드의 설계가 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 베르누이 완드는 석영을 이용하여 형성될 수 있고, 이에 따라 매우 고온의 웨이퍼들을 이송할 수 있는 잇점이 있다. 통상적으로, 가스는 가스 소스로부터 완드(100)의 목부(110) 내의 중앙 가스 채널(102)을 통하여 유동한다. 중앙 가스 채널(102)은 완드(100)의 헤드(130) 내에 위치한 복수의 가스 배출 홀들(120)으로 가스를 공급한다. 특히, 베르누이 완드가 웨이퍼 상에 위치하는 경우에 있어서, 상기 베르누이 완드는, 가스 출구 홀들(120)으로부터 각도를 가지고 유동하는 가스의 제트(jet)를 이용하여, 상기 웨이퍼 바로 위의 압력을 웨이퍼 바로 아래의 압력에 비하여 낮게 하여, 가스 유동 패턴을 상기 웨이퍼 상에 생성하여, 베르누이 효과를 발생한다. 결과적으로, 압력 불균형은 상기 웨이퍼가 상측 방향으로 상승되도록 한다. 상기 웨이퍼가 상기 완드(100)를 향하여 상측으로 당겨짐에 따라, 상승력을 생성하는 동일한 제트는 상기 웨이퍼가 상기 베르누이 완드(100)와의 접촉을 차단하는 반발력을 더 크게 생성하게 된다. 결과적으로, 실질적으로 비접촉인 방법으로 상기 완드 하에 상기 웨이퍼를 지지할 수 있다.

가스 배출 홀들(120)의 일부는 통상적으로 완드(100) 하측에 위치한 웨이퍼를 지지하기 위하여, 완드(100)의 일단부에 위치한 발부(feet, 140)를 향하여 비접촉인 방법된다. 발부(140)는 웨이퍼를 수용하고, 그의 에지 상의 두 개의 지점에서 상기 웨이퍼와 접촉함으로써, 상기 에이퍼가 더 멀리 이동하는 것을 방지한다.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 반도체 웨이퍼 핸들링 장치를 제공한다. 상기 장치는 헤드 부분 및 목부를 포함한다. 상기 헤드 부분은 제1 세트의 가스 배출부들 및 제2 세트의 가스 배출부들를 포함한다. 상기 제1 및 제2 세트의 가스 배출부들은, 베르누이 효과를 이용하여 웨이퍼를 지지하기 위하여, 상기 웨이퍼에 대향하여 가스 유동을 인도하도록 배열된다. 상기 목부는 제1 단부 및 제2 단부를 포함하고, 또한 상기 제1 단부에서 로봇팔과 연결되고 상기 제2 단부에서 상기 헤드 부분과 연결되도록 구성된다. 상기 목부는 그를 통하여 연장된 복수의 독립적으로 제어 가능한 가스 채널들의 부분들을 포함한다. 상기 가스 채널들 각각은 제1 및 제2 세트의 가스 배출부들 중의 하나와 유체 수송(fluid communication)한다.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 반도체 웨이퍼 핸들링 장치를 제공한다. 상기 장치는 헤드 부분, 상기 헤드 부분으로부터 연장된 복수의 완드 발부, 및 목부를 포함한다. 상기 헤드 부분은, 베르누이 효과를 이용하여 웨이퍼를 지지하는 방법으로, 상기 웨이퍼에 대향하여 가스 유동을 인도하도록 배열된 복수의 가스 배출부들을 포함한다. 상기 목부는 제1 단부 및 제2 단부를 포함하고, 또한 상기 제1 단부에서 로봇팔과 연결되고 상기 제2 단부에서 상기 헤드 부분과 연결되도록 구성된다. 상기 목부는 그를 통하여 연장된 복수의 독립적으로 제어 가능한 가스 채널들을 포함한다. 상기 가스 채널들은 상기 복수의 가스 배출부들과 유체 수송하고, 상기 완드 발부를 향하여 상기 웨이퍼를 투-스테이지 비접촉인 방법(two-staged biasing)하도록 구성된다.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 반도체 웨이퍼 핸들링 장치를 제공한다. 상기 장치는 헤드 부분, 및 목부를 포함한다. 상기 헤드 부분은, 베르누이 효과를 이용하여 웨이퍼를 지지하기 위하여, 상기 웨이퍼에 대향하여 가스 유동을 인도하도록 배열된 복수의 가스 배출부들을 포함한다. 상기 목부는 제1 단부 및 제2 단부를 포함하고, 또한 상기 제1 단부에서 로봇팔과 연결되고 상기 제2 단부에서 상기 헤드 부분과 연결되도록 구성된다. 상기 목부는 그를 통하여 연장된 복수의 독립적으로 제어 가능한 가스 채널들을 포함한다. 상기 가스 채널들은 상기 복수의 가스 배출부들과 유체 수송한다. 상기 가스 채널들은 상기 가스 배출부들로부터 상기 웨이퍼를 회전 방향으로 바이어스시키지 않는 가스 유동을 제공하도록 조절 가능하다.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 반도체 웨이퍼를 이송하는 방법을 제공한다. 웨이퍼의 상부 표면 상에 베르누이 완드의 헤드 부분을 위치시킨다. 상기 헤드 부분은 상기 웨이퍼의 측방향 이동을 방지하도록 구성된 복수의 완드 발부를 포함한다. 상기 웨이퍼의 상부 표면 상에 낮은 압력 영역을 생성하고 상기 웨이퍼에 약간의 측방향인 힘을 인가하여, 상기 헤드 부분을 향하여 상기 웨이퍼를 당김으로써 상기 웨이퍼를 지지한다. 상기 약간의 측방향인 힘을 인가한 후에, 상기 웨이퍼를 상기 낮은 압력 영역으로 지지하면서, 상기 웨이퍼에 대향하여 추가적인 실질적으로 더 큰 측방향인 힘을 인가한다. 상기 추가적인 실질적으로 측방향인 힘은 상기 약간의 측방향인 힘에 비하여 크다. 상기 추가적인 실질적으로 측방향인 힘을 인가한 후에, 상기 낮은 압력 영역으로 상기 웨이퍼를 지지하면서, 실질적으로 비접촉인 방법으로 웨이퍼를 이송한다.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 반도체 웨이퍼를 이송하는 방법을 제공한다. 웨이퍼의 상부 표면 상에 베르누이 완드의 헤드 부분을 위치시킨다. 상기 웨이퍼의 상부 표면 상에 낮은 압력 영역을 생성하여, 상기 헤드 부분을 향하여 상기 웨이퍼를 당김으로써 상기 웨이퍼를 지지한다. 상기 웨이퍼를 지지하면서 상기 웨이퍼의 회전을 제어한다. 상기 웨이퍼의 회전은 상기 헤드 부분의 주 표면과 평행한 평면 내에서 이루어진다. 상기 낮은 압력 영역으로 상기 웨이퍼를 지지하면서, 실질적으로 비접촉인 방법으로 웨이퍼를 이송한다.

본 발명의 상술한 측면들 및 다른 측면들은 하기의 상세한 설명, 첨부된 청구항들, 및 도면들에 의하여 본 기술 분야의 당업자에게 명백해질 것이며, 이들은 본 발명을 설명하기 위하여 의도되었으며 본 발명을 한정하려는 것은 아니다.

도 1a는 종래의 베르누이 완드의 개략적인 평면도이다.

도 2a는 본 발명의 일부 실시예들에 따라, 반도체 웨이퍼와 결합되도록 구성된 베르누이 완드를 포함하는 웨이퍼 이송 시스템을 개략적으로 도시한다.

도 2b는 도 2a의 베르누이 완드의 개략적인 상면도이다.

도 2c는 도 2a의 베르누이 완드의 헤드의 하부 플레이트 내의 경사진 가스 배출홀의 단면도이다.

도 2d는 도 2a의 베르누이 완드의 헤드의 측면도이다

도 2e는 본 발명의 일부 실시예들에 따라, 도 2a의 베르누이 완드의 헤드의 측면도이고, 가스 배출 홀들로부터 가스의 유동을 도시한다.

도 3a는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 베르누이 완드의 개략적인 하측 평면도이다.

도 3b는 도 3a의 베르누이 완드의 가스 채널들 내의 조절 가능한 오리피스들 의 상세도이다.

도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 베르누이 완드의 개략적인 하측 평면도이다.

도 5a는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 베르누이 완드의 개략적인 평면도이다

도 5b는 카세트의 선반들 사이의 도 5a의 베르누이 완드의 평평한 헤드 부분의 개략적인 최상면도이다.

도 5c는 카세트 걸이의 개략적인 상면 및 전면 사시도이다.

도 6은 베르누이 완드를 포함하는 반도체 공정 시스템을 개략적으로 도시하는 다이어그램이다

하기의 바람직한 실시예들 및 방법들의 상세한 설명은 청구항들의 이해를 돕기 위하여 특정한 실시예들의 설명을 제공한다. 그러나, 청구항들에 의하여 정의되고 나타내지는 바와 같이 본 발명은 많은 다른 실시예들 및 방법들로 구현될 수 있다.

예시적인 목적으로서 도면들을 보다 구체적으로 참조하면, 본 발명은 일반적으로 도면들에 나타난 장치들로서 구현된다. 본 명세서에 개시된 기본적인 개념에서 벗어남이 없이, 이러한 장치들은 구성 및 부분들의 상세함에서 다양할 수 있고, 방법들은 특정한 단계들 및 순서에 의하여 다양할 수 있음을 이해할 수 있다.

단일 중앙 가스 채널을 가지는 기존의 베르누이 완드들은 특정한 문제점이 있다. 이러한 기존의 베르누이 완드들의 하나의 문제점은, 가스 배출 홀들의 일부가 발부(feet)를 향하여 바이어스(bias)됨에 따라, 상기 완드 발부가 웨이퍼의 에지를, 상기 에지가 상기 발부와 접촉하는 곳에서, 손상시키는 것이다. 상술한 바와 같이, 상기 완드 발부는 상기 웨이퍼가 상기 베르누이 완드로부터 측방향으로 이동하는 것을 방지하기 위하여 제공된다. 통상적으로, 베르누이 효과를 이용하여 가스가 상기 웨이퍼를 지지하기에 충분한 지지력(holding force)을 제공하는 속도를 가지고 가스 배출 홀들을 통하여 가스가 유동한다. 그러나, 인가된 힘은 통상적으로 초기에 상기 웨이퍼를 상기 완드 발부와 너무 큰 운동량(momentum)과 힘으로서 접촉시키므로, 이에 따라 상기 웨이퍼 에지를 손상시킨다. 상술한 바와 같이, 상기 베르누이 완드는 상기 완드 하의 위치에서 웨이퍼를 지지하기에 충분한 지지력을 제공하여야 한다. 너무 작은 지지력이 제공되는 경우에는, 상기 웨이퍼는 상기 완드 발부로부터 바운드(bounce)될 수 있고, 상기 베르누이 완드가 새로운 위치로 회전할 때에(예를 들어, 상기 웨이퍼는 새로운 공정 챔버 또는 로드록 챔버로 이송됨), 튀어 나갈(sling off) 수 있다(원심력에 기인함).

특히, 매우 순수한 에피택셜 실리콘 층으로 웨이퍼를 미리 코팅하기 위하여, 장치들 내에서 베르누이 완드들를 이용하는 웨이퍼 제조사들은 종종 웨이퍼 에지가 손상을 입는 것을 용인하지 않는다. 또한, 제조 중에 가스 배출 홀들의 방위와 상기 홀들의 지름 공차들을 제어하는 것이 어렵다. 상기 가스 배출 홀들의 방위 및/또는 지름의 매우 작은 변화(예를 들어, 1 인치의 1/1000) 조차도 베르누이 완드에 의하여 지지되는 동안 웨이퍼를 회전 및 바운드되게 하고, 이는 상기 완드의 성능 에 나쁜 영향을 줄 수 있다. 이러한 웨이퍼의 회전을 방지하기 위하여, 종래의 베르누이 완드의 배출홀들은 적절한 크기와 각도(좌우로 균형을 가짐)를 가져야 한다.

하기에 개시되는 개선된 웨이퍼 이송 시스템은, 상술한 바와 같이 완드들과 관련된 웨이퍼 에지의 손상에 관한 문제점을 최소화하는, 고온 공정용 물질로 형성된 변형된 베르누이 완드를 포함한다. 상기 베르누이 완드를 위한 적절한 물질들은 세라믹, 석영, 및 유리를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는, 이러한 베르누이 완드들은 실온 내지 약 1150℃ 범위의 온도를 견딜 수 있고, 또한 특히 약 400 ℃ 내지 900℃ 범위의 온도를 견딜 수 있고, 보다 더 중요하게는 약 300℃ 내지 500℃ 범위의 온도를 견딜 수 있다. 상기 완드 발부에 의한 긁힘에 기인하는 상기 웨이퍼 에지의 가능한 손상은, 다른 세트의 가스 배출부들로 가스를 공급하는 독립적으로 제어 가능한 복수의 가스 채널들을 가지도록 상기 완드를 변형하여 최소화할 수 있다. 본 명세서에 개시되는 웨이퍼 이송 메커니즘은 에피택셜 증착 시스템에서 사용될 수 있고, 또한 다른 유형의 반도체 공정 시스템들에서 사용될 수 있다.

도면들에 부재번호는 개시되어 있으며, 도면들 전체에 대하여 유사한 부재번호들은 유사한 부재들을 지칭한다. 도 2a는 실질적으로 평평한 반도체 웨이퍼(60)를 고온 챔버 내로 또는 고온 챔버로부터 이송하기 위하여 적용되는 반도체 웨이퍼 이송 시스템(29)의 일실시예를 개략적으로 도시한다. 특히, 웨이퍼 이송 시스템(29)은, 실질적으로 비접촉인 방법으로 이송하기 위하여, 웨이퍼(60)와 연결되도 록 구성된 이동가능한 베르누이 완드(50)를 가지는 웨이퍼 이송 어셈블리(30)를 포함한다. 시스템(29)은 질소(N₂)와 같은 불활성 가스(33)의 유동을 완드(50)에 공급하도록 적용된 가스 공급부 어셈블리(31)를 더 포함한다. 반도체 공정 분야에서 다른 말단 작동 장치가 존재하는 것과 같이, 베르누이 완드(50)는 통상적으로 로봇에 장착되어 있음을 이해할 수 있다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 가스 공급부 어셈블리(31)는 통상적으로 주 가스 저장부(32)와 그와 연결된 주 가스 배관(34)을 포함한다. 특히, 가스 저장부(32)는 상대적으로 고압 하에서 많은 양의 가스를 저장하도록 적용된 폐쇄형 캐비티(cavity) 및 연장된 시간 동안 배관(34)을 통하여 가스(33)의 유동을 제어가능하게 공급하는 압력 조정기를 포함한다. 또는, 가스 저장부를 대신하여 가압형(pressurized) 가스 공급부가 사용될 수 있다.

도 2a의 실시예에 있어서, 웨이퍼 이송 어셈블리(30)는 가스 인터페이스(36), 두 개의 배관들(40), 및 로봇팔(44)을 포함하고, 로봇팔(44)은 인접 단부 또는 후측 단부(41), 이동가능한 이격 단부 또는 전측 단부(43), 및 그들 사이에서 연장된 두 개의 폐쇄형 가스 채널들(42)을 포함한다. 특히, 가스(33)가 로봇팔(44) 내로 유동할 수 있도록, 가스 인터페이스(36)는 가스 공급부 어셈블리(31)의 주 가스 배관(34)과 커플링되도록 적용될 수 있다. 또한, 로봇팔(44)의 전측 단부(43)는 제어가능하게 위치하도록 적용될 수 있고, 이에 따라 그와 연결된 베르누이 완드(50)를 제어된 방법으로 위치시킬 수 있다. 본 기술 분야의 당업자는, 가스 인터페이스(36)가 분배 매니폴드들(distribution manifold), 제어 밸브들, 축열기들(accumulator), 유동 제어기들(flow controller), 유동 미터들(flow meter), 가스 건조기들(gas drier), 및 가스 필터들(gas filter), 등과 같은 구성 요소들을 포함할 수 있음을 이해할 수 있다.

도 2a에 도시된 실시예에 있어서, 베르누이 완드(50)는, 연장된 목부(neck) 또는 후측 부분(52), 전측 부분 또는 평평한 헤드(54), 및 복수의 정렬 발부(alignment feet, 56)를 포함한다. 목부(52)는 제1 단부(51) 및 제2 단부(53), 상부 표면(48), 및 제1 단부(51)로부터 제2 단부(53)로 연장된 폐쇄형 주 가스 채널(70)과 부 가스 채널(80)을 포함한다. 또한, 로봇팔(44) 내의 채널(42)로부터 베르누이 완드(50)의 목부(52)의 가스 채널(70, 80)로 가스(33)가 유동할 수 있도록, 목부(52)의 제1 단부(51)가 로봇팔(44)의 전측 단부(43)와 부착된다. 또한, 헤드(54)를 물리적으로 지지하고, 가스 채널(70, 80)로부터 헤드(54)로 가스(33)가 유동할 수 있도록, 베르누이 완드(50)의 목부(52)의 제2 단부(53)는 완드(50)의 헤드(54)와 부착된다. 도 2a에 도시된 실시예에 있어서, 로봇팔(44) 내의 가스 채널들 각각은 목부(52)의 가스 채널들(70, 80) 중의 하나와 유체 수송하는 것을 이해할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 로봇팔(44) 내의 하나의 가스 채널(42)은 목부(52)의 가스 채널들(70, 80) 내로 분리된다. 본 기술 분야의 당업자는, 상기 다른 실시예에 있어서, 가스 인터페이스(36)를 로봇팔(44) 내의 가스 채널(42)과 유체로서 연결하는, 바람직하게는, 단지 하나의 가스 배관(40)이 위치함을 이해할 수 있다.

도 2a 및 도 2b에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제1 단부(57), 하부 표면(55), 및 상부 표면(59)을 가지는 복합 구조를 형성하기 위하여, 헤드(54)는 서로 평행하게 결합되는 실질적으로 평평한 상부 플레이트(66)와 실질적으로 평평한 하부 플레이트(64)로 구성된다. 바람직하게는, 헤드(54)는, 상기 웨이퍼의 면적 전체를 덮기 위한 크기와 형상을 가진다. 바람직한 실시예에 있어서, 헤드(54)는 실질적으로 원형이다. 헤드(54)의 직경은 바람직하게는 상기 웨이퍼의 직경과 대략 동일할 수 있다. 예를 들어, 200 mm 직경의 웨이퍼를 이송하도록 구성된 완드(50)의 헤드(54)는 바람직하게는 약 200 mm의 직경을 가진다. 일부 실시예들에 있어서, 헤드(54)는 상기 웨이퍼의 직경보다 크거나 또는 작은 직경을 가질 수 있다. 본 기술 분야의 당업자는, 헤드(54)가 너무 크면 헤드(54)와 걸이 또는 카세트 사이의 계면을 간섭할 수 있고, 반면 헤드(54)가 너무 작으면 적절한 베르누이 효과를 제공하지 못할 수 있음을 이해할 수 있다. 따라서, 헤드(54)의 직경은 바람직하게는 웨이퍼의 직경에 대하여 ± 5 mm 이내이거나, 더 바람직하게는 웨이퍼의 직경에 대하여 ± 2 mm 이내이다. 일부 실시예들에 있어서, 헤드(54)는 완전히 원형이 아니고, 하나의 축을 따른 직경이 다른 축을 따른 직경에 비하여 클 수 있다. 헤드(54)는 두께 "t" (도 2a 및 도 2d에 도시됨)를 가지고, 바람직하게는 약 1/8 인치 내지 3/8 인치의 두께, 더 바람직하게는 약 0.120 인치의 두께를 가진다. 바람직한 실시예에 있어서, 각각의 플레이트(64, 66)는 약 0.060 인치 두께를 가진다.

본 기술 분야의 당업자는, 다중 웨이퍼 공정 장치 내에서 여러 개의 웨이퍼 들을 지지하는 카세트 걸이에 웨이퍼들을 로딩하거나 또는 상기 카세트 걸이로부터 상기 웨이퍼들을 언로딩하도록, 상기 헤드는 절두된(truncated) 측들을 가질 수 있음을 이해할 수 있다. 절두된 측들(12)을 가지는 헤드 부분(14)을 포함하는 완드(10)가 도 5a에 도시되어 있다. 도 5b는 카세트 걸이의 선반들(16) 사이에 베르누이 완드(10)의 평평한 헤드 부분(14)의 상면도이다. 통상적인 카세트 걸이(8)가 도 5c에 도시되어 있다. 각각의 슬롯(17, slot)은 웨이퍼(20)를 지지할 수 있다. 통상적으로, 이러한 카세트 걸이들(16)은 수직 칼럼 내에서, 예를 들어, 약 26 개의 웨이퍼들을 지지한다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 절두된 측들(12)은 베르누이 완드(10)가 카세트 걸이의 선반들(16) 사이에 삽입되는 것을 허용할 수 있다. 웨이퍼(20)가 카세트 걸이(8)의 슬롯(17) (도 5c에 도시됨) 내로 로딩되는 경우에 있어서, 도 5b에 점선으로 도시된 바와 같이, 웨이퍼(20)의 반대 쪽의 주변 에지들(절두된 측들(12)에 의하여 덮이지 않음)은, 상기 베르누이 완드(10)가 선반들(16) 사이로 인입되는 동안, 카세트 걸이(8)의 선반들(16)에 의하여 수평으로 지지된다. 절두된 측들(12)을 포함하는 베르누이 완드(10)는 선반들(16) 사이에 맞도록 구성되고, 이에 따라 상당히 밀집되어 적층된 적절하게 카세트 걸이(8)를 허용한다.

또한, 완드(50)의 목부(52), 헤드(54), 및 발부(56)가 바람직하게는 예를 들어, 석영 또는 세라믹과 같은 고온용 투명한 물질로 구성되므로, 베르누이 완드(50)는, 웨이퍼(60)의 손상은 최소화하면서, 웨이퍼(60)를 처리하기 위하여, 바람직하게는 1150℃, 더 바람직하게는 약 400℃ 내지 900℃의 범위, 및 보다 더 바람직하게는 약 300℃ 내지 500℃의 범위의 온도를 가지는 고온 챔버로 확장될 수 있다. 이러한 고온용 물질들의 사용하면, 완드(50)가 기판을 오염시키지 않고 상대적으로 고온 기판들을 픽업하도록 할 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 두 개의 개별적인 가스 채널들(70, 80)을 포함하는 베르누이 완드의 실시예를 도시한다. 두 개의 개별적인 가스 채널들(70, 80)은 바람직하게는 독립적으로 제어 가능하고, 그 각각은 배출홀들(74, 75)의 다른 세트로 가스를 공급한다. 하나 또는 그 이상의 가스 채널들(70)의 세트의 부분들 및 하나 또는 그 이상의 가스 채널들(80)의 세트의 부분들이 목부(52) 내에 제공될 수 있음을 이해할 수 있다. 도시된 바와 같이, 헤드(54)는 목부(52)에 의하여 지지되고, 목부(52)와 유체 수송한다. 하기에 설명되는 바와 같이, 헤드(54)는, 헤드(54)의 하부 표면(55) (도 2a에 도시됨) 상에 위치한 두 세트의 가스 배출 홀들(74, 75) (도 2b에 도시됨)로 가스(33)를 유동시키도록, 더 적용될 수 있다. 가스 배출 홀들(74)의 주 세트는 주 가스 채널(70)로부터 가스를 공급받는다. 가스 배출 홀들(75)의 부 세트는 부 가스 채널(80)로부터 가스를 공급받는다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 가스 배출 홀들(75)의 부 세트는 헤드(54)의 하부 표면(55)의 중앙에 위치하고, 또한 가스 배출 홀들(74)의 주 세트는 가스 배출 홀들(75)의 부 세트 주위에 배열된다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 헤드(54)는 주 가스 채널(70)로부터 연장된 복수의 폐쇄형(enclosed) 분배 채널(72)을 더 포함한다. 분배 채널들(72) 및 주 가스 채널은 함께 제1 가스 채널 세트를 형성한다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 주 가스 채널(70)은 이러한 분배 채널들(72)을 통하여 가스 배출 홀들(74)의 주 세트로 가 스를 공급한다. 부 가스 채널(80)은 가스 배출 홀들(75)의 부 세트로 가스를 공급하고, 도시된 실시예에서는 두 개의 가스 배출 홀들을 포함한다. 본 기술 분야의 당업자는, 다른 실시예에서 가스 배출 홀들(75)의 부 세트가 두 개 초과의 배출홀들을 포함할 수 있음을 이해할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 부 가스 채널(80)로부터 연장된 복수의 분배 채널들이 있고, 가스 배출 홀들(75)의 부 세트에 가스를 공급할 수 있음을 이해할 수 있다. 부 가스 채널(80)과 함께 부 가스 채널(80)로부터 연장된 상기 복수의 분배 채널들은 제2 가스 채널 세트를 형성함을 이해할 수 있다.

헤드 부분(54)에 있어서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 주 채널들 및 부 채널들(70, 80)과 분배 채널들(72) 각각은 헤드(54)의 하부 평판(64)의 상부 표면 내에 그루브들(groove)로서 형성될 수 있다. 선택적으로, 주 채널들 및 부 채널들(70, 80)과 분배 채널들(72)은 상부 평판(66)의 하부 표면 내에 형성될 수 있다.

주 가스 채널(70)를 통하여 제1 세트의 가스 배출 홀들(74)로의 가스 유동은, 바람직하게는, 베르누이 효과를 이용하여 웨이퍼(62)를 완드(50)로 지지하는 충분한 힘을 제공한다. 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 가스 배출 홀들(74)이 하부 평판(64)을 통하여 분배 채널들(72)로부터 헤드(54)의 하부 표면(55) (도 2a에 도시됨)까지 연장되도록 제1 세트의 가스 배출 홀들(74)이 경사지고 분배되고, 이에 따라 웨이퍼 상에 가스 배출 홀들(74)로부터 전체적으로 방사형으로 바깥쪽으로 인도된 가스 유동(76)을 형성한다. 본 기술 분야의 당업자는, 제1 세트의 가스 배출 홀들(74)로부터 경사진 가스 유동의 이러한 전체적인 패턴이 베르누이 효과를 야기하는 것을 이해할 수 있다. 또한, 하기에 상세하게 설명되는 바와 같이, 제1 세트의 가스 배출 홀들(74)로 공급되는 가스는, 바람직하게는, 완드 발부(56)를 향하여 작은 바이어스를 제공한다.

부 가스 채널(80)은 완드 발부(56)를 향하여 바람직하게는 크게 바이어스된 제2 세트의 가스 배출 홀들(75)을 제공한다. 도 2e에 간단하게 도시된 바와 같이, 완드 발부(56)를 향하여 더 크게 바이어스된 유동(78)을 형성하도록, 제2 세트의 가스 배출 홀들(75)은 경사지며, 이에 대하여 하기에 상세하게 설명하기로 한다. 본 기술 분야의 당업자는, 제2 세트의 가스 배출 홀들(75)로부터 유동하는 가스가 제1 세트의 가스 배출 홀들(74)로부터 유동하는 가스에 의하여 생성된 베르누이 효과에 기여함을 이해할 수 있다.

상술한 바와 같이, 주 가스 채널(70) 및 부 가스 채널(80)은 바람직하게는 독립적으로 제어 가능하다. 본 실시예에 따라서, 부 가스 채널(80)으로의 가스 유동 전에, 주 가스 채널(70)으로의 가스 유동이 시작되는 것이 바람직하다. 주 가스 채널(70)으로의 가스 유동이 시작되고, 부 가스 채널(80)으로의 가스 유동이 차단되고, 평평한 상부 표면(62) 및 평평한 하부 표면(68)을 가지는 웨이퍼(60) 상에 완드(50)가 위치하는 경우에 있어서, 웨이퍼(60)는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 실질적으로 비접촉인 방법으로 완드(50)와 관련된다. 특히, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 제1 세트의 가스 배출 홀들(74)로부터 가스 유동(76)은 웨이퍼(60)의 상부 표면(62)을 가로질러 전체적으로 수평 및 전체적으로 방사형으로 바깥쪽으로 흐르고, 이에 따라 웨이퍼(60) 상에 낮은 압력 영역을 생성하며, 웨이퍼(60) 상 의 압력은 웨이퍼(60) 하의 압력에 비하여 낮다. 이에 따라, 베르누이 효과에 의하여, 웨이퍼(60)는 상측으로 "상승력(lift force)"을 받으며, 헤드 부분(54)을 향하여 당겨진다. 상술한 바와 같이, 본 기술 분야의 당업자는, 일부 실시예들에 있어서, 로봇팔(44) 내의 두 개의 가스 채널들(42)이 있고, 이들 각각은 그 일단부에서 가스 채널들(70, 80)의 하나와 연결되고, 그 타단부에서 개별적인 가스 인터페이스(36) 또는 개별적으로 작동될 수 있는 가스 공급부와 연결됨을 이해할 수 있다. 가스 채널들(70, 80)을 통한 가스 유동을 독립적으로 제어하기 위하여, 로봇팔(44) 내의 가스 채널들(42)에 또는 목부(52) 내의 가스 채널들(70, 80)에 밸브들 또는 다른 제한부들(restrictor)이 제공될 수 있다.

상술한 바와 같이, 가스 유동(76)은 압력 불균형 및 이에 따른 상승력을 발생시킨다. 상기 상승력은 웨이퍼(60)를 평형 위치로 실질적으로 이동시키고, 웨이퍼(60)는 헤드(54)와 실질적으로 접촉하지 않고 헤드(54) 하측에서 공중부양한다. 특히, 상기 수직 평형 위치에서, 웨이퍼(60)의 상부 표면(62)에 영향을 미치는 가스 유동(76)에 의하여 야기되는 웨이퍼(60)에 대한 하측 방향의 반발력과 웨이퍼(60)에 대한 중력이 결합하여 상기 압력 불균형에 의하여 발생된 상기 상승력을 상쇄시킨다. 결과적으로, 웨이퍼(60)는 헤드(54)에 대하여 실질적으로 고정된 수직 위치에서 헤드(54) 하측에서 공중부양한다. 또한, 상술한 방법에 의하여 웨이퍼(60)가 헤드(54)와 관련되는 동안에, 웨이퍼(60)의 면은 헤드(54)과 실질적으로 평행하게 배향된다. 또한, 웨이퍼(60)의 상부 표면(62)과 헤드(54)의 하부 표면(55) 사이의 거리는 웨이퍼(60)의 직경과 비교하여 통상적으로 작다. 상기 거리 는 바람직하게는 약 0.008 인치 내지 0.013 인치의 범위이다.

웨이퍼(60)가 수평적으로 이동하는 것을 방지하기 위하여, 웨이퍼(60)가 완드(50)의 발부(56)을 향하여 점진적으로 이동하도록 가스 유동(76)에 대하여 약간 측 방향으로의 바이어스를 부여하기 위하여, 제1 세트의 가스 배출 홀들(74)은, 바람직하게는, 분배되고 경사진다. 일실시예에 따라서, 상기 발부는 완드(50)의 하부 표면(55)으로부터 약 0.08 인치의 높이 "h" (도 2d에 도시됨)를 가진다. 결과적으로, 웨이퍼(60)의 에지 표면(69)(도 2a에 도시됨)은 발부(56)와 완만하게 관련되어, 이에 따라 완드(50)에 대하여 웨이퍼(60)의 측방향 이동을 방지하고, 또한 웨이퍼 에지(69)의 모든 손상을 실질적으로 방지한다.

본 기술 분야의 당업자는, 완드(50)에 대하여 웨이퍼(60)의 측방향 이동을 더 방지하기 위하여, 상기 발부가 헤드(54)의 어느 단부에도 위치할 수 있음을 이해할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 도 2a, 도 2b, 도 2d, 및 도 2e에 도시된 바와 같이, 발부(56)는 헤드(54)의 근접 단부에 위치한다. 다른 실시예들에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이(이는 본 발명의 실시예는 아니지만, 본 발명의 실시예에서 제동될 수 있는 발부(140)를 도시함), 상기 발부는 상기 헤드의 이격 단부에 위치한다. 도 2a, 도 2b, 도 2d, 및 도 2e에 도시된 바와 같이, 완드(50)가 카세트와 같은 걸이와 함께 사용되는 경우에 있어서, 발부(56)는 바람직하게는 헤드(54)의 근접 단부에 위치함을 이해할 수 있다. 본 기술 분야의 당업자는, 완드(50)가 카세트와 같은 걸이와 함께 사용되지 않는 경우에 있어서, 상기 발부는 헤드(54)의 이격 단부에 위치함을 이해할 수 있다. 또한, 발부(56) 바람직하게는 석영과 같은 고온 물질로 형성된다.

상술한 바와 같이, 동작 중에, 주 가스 채널(70)으로의 가스 유동이 먼저 시작되는 것이 바람직하고(즉, 부 가스 채널(80)를 통한 가스 유동이 시작되기 전에), 이에 따라 웨이퍼(60)는 완드(50)를 향하여 상측으로 당겨지고, 완드 발부(56)에 대향하여 측방향으로 웨이퍼(60)를 완만하게 밀어 낸다. 소정의 시간이 지난 후에, 바람직하게는 약 1 내지 5초의 범위의 시간이 지난 후에, 더 바람직하게는 약 2초의 시간이 지난 후에, 가스가 제1 세트의 가스 배출 홀들(74)로부터의 유동을 계속하는 동안, 부 가스 채널(80)로의 가스 유동이 시작되어 제1 세트의 가스 배출 홀들(74)로부터의 가스 유동에 의한 베르누이 효과에 기여하고, 또한 완드 발부(56)에 대향하여 웨이퍼(60)의 추가적인 실질적으로 측방향 지지력을 제공한다. 상술한 바와 같이, 가스 배출 홀들(75)이 완드 발부(56)를 향하여 크게 바이어스되도록, 제2 세트의 가스 배출 홀들(75)은 경사진다. 웨이퍼 에지(69)가 완드 발부(56)와 이미 접촉된 경우에는 (제1 세트의 가스 배출 홀들(74)로부터 유동하는 가스에 의하여 제공되는 약간의 바이어스에 기인함), 부 가스 채널(80)로부터의 추가적인 힘은, 강한 충격이 없으므로, 웨이퍼 에지(69)에 추가적인 손상을 가하지는 않고, 상기 추가적인 힘은 발부(56)에 대향하여 상기 웨이퍼를 더 강하게 보유한다. 이것은 베르누이 완드(50)에 의하여 이송되는 (예를 들어, 다른 스테이션으로의 이송) 웨이퍼(60)가 완드(50)가 회전할 때의 원심력에 의하여 떨어지는 위험을 상당히 감소시킨다.

도 3a는 베르누이 완드(50)의 제2 실시예의 개략적인 하측 평면도를 도시한 다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 실시예의 베르누이 완드(50)는 하나의 주 가스 채널(70), 및 두 개의 부 채널들(80a, 80b)을 포함하는 세 개의 가스 채널들을 포함한다. 상기 실시예는, 부 채널(80)이 좌측 분지(80a) 및 우측 분지(80b)로 분리되는 것을 제외하고, 도 2a 내지 도 2e에 도시된 상기 완드와 유사하다. 좌측 및 우측 분지들(80a, 80b)로부터 유동하는 가스에 대하여 가스 배출 홀들(74, 75)로부터의 가스 유동이 대칭적이거나 또는 균형잡히도록 조정하기 위하여, 좌측 및 우측 분지들(80a, 80b)을 통한 유동의 양은 오리피스들(82a, 82b) (도 3b에 도시됨)을 조정하여 제어될 수 있고, 이에 따라 상술한 바와 같은 문제될 수 있는 웨이퍼의 회전을 감소시킬 수 있다. 따라서, 상기 웨이퍼의 회전을 감소시키기 위하여 대칭적이거나 균형잡힌 유동을 제공하기 위하여, 좌측 및 우측 분지들(80a, 80b)을 통하여 상기 상대적인 가스 유동을 조정함으로써, 가스 배출 홀들(74, 75)의 크기들과 방위들의 작은 변화들(상술한 바와 같음)은 정정될 수 있다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 좌측 및 우측 분지들(80a, 80b) 각각은 조절 가능한 오리피스(82a, 82b)와 함께 제공된다. 좌측 및 우측 분지들(80a, 80b) 사이의 상대적인 유동은, 상기 유동이 대칭적이거나 또는 균형잡히도록 조정하기 위하여, 일측 또는 타측 상에서 작고, 점진적으로 커지는 제한 수단을 사용하여 조정될 수 있다. 상기 유동의 대칭성에 영향을 주지 않고, 완드 발부(56)를 향하여 지지력을 증가시키기 위하여, 오리피스들(82a, 82b) 모두는 소정의 힘이 달성될 때까지 동일한 비율로 커질 수 있다. 본 기술 분야의 당업자는, 밸브 또는 제한기(restrictor)와 같은 제한 수단은 오리피스들(82a, 82b)를 통하여 상기 유동을 제어하도록 사용할 수 있고, 가스 인터페이스(36)는 주 채널(70)을 통하여 상기 유동을 제어할 수 있음을 이해할 수 있다.

제 3 실시예가 도 4에 도시되어 있다. 상기 실시예에 있어서, 개별적인 가스 채널이 각각의 배출홀에 대하여 제공된다. 본 기술 분야의 당업자는, 본 실시예에 있어서, 각각의 배출홀을 통한 유동은 상기 유동이 미세하게 조정될 수 있도록 독립적으로 제어될 수 있음을 이해할 수 있다. 본 실시예는 모든 개수의 가스 채널들과 상응하는 가스 배출 홀들을 제공할 수 있음을 이해할 수 있다.

반도체 공정 시스템(85)의 일실시예가 도 6에 도시되어 있다. 도 6은 반도체 공정 시스템(85)을 개략적으로 도시하는 다이어그램이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 로드 포트(load port) 또는 로드록(loadlock) 챔버(84)는 바람직하게는 웨이퍼 핸들링 챔버(86)(wafer handling chamber, WHC)와 연결되어 있다. 도시된 실시예에 있어서, 베르누이 완드(50)는 WHC(86) 내에 위치하는 WHC 로봇(89)과 연결된다. 본 실시예에 따라, 베르누이 완드(50)는, 상기 로드 포트 또는 로드록 챔버(84)로부터 웨이퍼가 서셉터(susceptor) 상에서 처리되는 공정 챔버(87)로 이송하기 위하여, 웨이퍼들을 지지하도록 구성된 걸이(rack) 또는 카세트(88) 내에서 웨이퍼들에 접근하도록 구성된다. 따라서, 베르누이 완드(50)는 웨이퍼들의 로딩과 언로딩을 위하여 상기 슬롯들 내로 도달할 수 있다.

다른 실시예들에 있어서, 본 기술 분야의 당업자는, WHC(86)와 인접하여 복수의 공정 챔버들(87) 및/또는 로드록 챔버들(84)이 위치할 수 있고, WHC 로봇(89) 및 베르누이 완드(50)가 상기 걸이와 상호 작용할 필요 없이 개개의 공정 챔버들 및 냉각 스테이션들의 내부에 효과적으로 접근하도록 위치할 수 있는 것을 이해할 수 있다. 이러한 시스템에 있어서, 개개의 말단 작용 요소(예를 들어, 패들)가 걸이와 상호 작용하도록 제공될 수 있다. 공정 챔버들(87)은 웨이퍼들에 대하여 동일한 공정을 수행하도록 사용될 수 있다. 선택적으로, 본 기술 분야의 당업자는, 공정 챔버들(87)은 웨이퍼들에 대하여 다른 공정을 수행하도록 사용될 수 있음을 이해할 수 있다. 상기 공정들은 스퍼터링, 화학 기상 증착(CVD), 식각, 애싱(ashing) 산화, 이온 주입, 리소그래피, 확산 등을 포함하지만, 그러나 이에 한정되는 것은 아니다. 각각의 공정 챔버(87)는 통상적으로 공정 챔버(87) 내에서 웨이퍼를 지지하기 위하여 서셉터, 또는 다른 기판 지지 요소를 포함한다. 공정 챔버(87)는 진공 펌프, 공정 가스 주입 메커니즘, 배기 메커니즘 및 가열 메커니즘과 연결되도록 구성될 수 있다. 걸이(88)는 로드록 챔버(84) 내에서 포터블 카세트 또는 고정 걸이일 수 있다.

본 발명이 바람직한 실시예들 및 예시들의 설명으로서 개시되었으나, 본 기술 분야의 당업자는, 본 발명이 특정하게 개시된 실시예들의 범위를 넘어서, 다른 실시예들 및. 또는 본 발명의 사용 및 그의 명백한 변형예로 확장될 수 있음을 이해할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 본 발명의 범위는 상술한 바와 같이 특정하게 개시된 실시예들에 한정되는 것이 아니라 하기의 청구항들에 의하여 결정되어야 할 것이다.

Claims

베르누이 효과를 이용하여 웨이퍼를 지지하기 위하여, 상기 웨이퍼에 대향하여 가스 유동을 인도하도록 배열된 제1 세트의 가스 배출부들 및 제2 세트의 가스 배출부들을 포함하는 헤드 부분; 및

제1 단부 및 제2 단부를 포함하고, 상기 제1 단부에서 로봇팔과 연결되고 상기 제2 단부에서 상기 헤드 부분과 연결되도록 구성되고, 그를 통하여 연장된 복수의 독립적으로 제어 가능한 가스 채널들의 부분들을 포함하는 목부;

를 포함하고,

상기 가스 채널들 각각은 상기 제1 및 제2 세트의 가스 배출부들 중의 하나와 유체 수송(fluid communication)하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 독립적으로 제어 가능한 가스 채널들은 제1 가스 채널 세트 및 제2 가스 채널 세트를 포함하고,

상기 제1 가스 채널 세트는 상기 제1 세트의 가스 배출부들와 유체 수송하고,

상기 제2 가스 채널 세트는 상기 제2 세트의 가스 배출부들와 유체 수송하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 세트의 가스 배출부들은, 전체적으로 방사형으로 바깥쪽으로 인도되는 가스 유동을 제공하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제1 가스 채널 세트는, 상기 제1 세트의 가스 배출부들의 가스 배출부들 각각에 가스를 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 2 항에 있어서,

복수의 완드 발부(feet)를 더 포함하고,

상기 제1 가스 채널 세트 및 상기 제1 세트의 가스 배출부들은, 상기 복수의 완드 발부를 향하여 상기 웨이퍼를 바이어스시키기 위하여(biasing), 제1 힘으로 가스를 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 제2 세트의 가스 배출부들 및 상기 제2 가스 채널 세트는, 상기 복수의 완드 발부를 향하여 상기 웨이퍼를 바이어스시키기 위하여, 제2 힘으로 가스를 제 공하도록 구성되고,

상기 제2 힘은 상기 제1 힘에 비하여 큰 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제2 가스 채널 세트는 제1 분지(branch) 및 제2 분지를 포함하고,

상기 제1 및 제2 분지들은, 상기 제1 및 제2 분지들을 통하는 가스 유동 속도들을 제어하기 위한 조절 가능한 유동 오리피스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 조절 가능한 유동 오리피스들은 상기 제2 세트의 가스 배출부들로부터 균형잡힌 가스 유동을 제공하도록 구성되고,

상기 가스 유동은 상기 제1 가스 채널 세트와 제2 가스 채널 세트 사이에서 균형잡히는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 제2 세트의 가스 배출부들은, 상기 제1 분지와 연결되고 제1 회전 방향으로 상기 웨이퍼를 바이어스시키는 방향으로 가스를 인도하도록 구성된 적어도 하나의 배출부를 포함하고,

상기 제2 세트의 배출부들은, 상기 제2 분지와 연결되고, 상기 제1 회전 방향과 반대인 제2 회전 방향으로 상기 웨이퍼를 바이어스시키는 방향으로 가스를 인도하도록 구성된 적어도 하나의 배출부를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 분지들은, 상기 웨이퍼가 베르누이 효과에 의하여 지지되면서, 상기 웨이퍼의 회전을 제어하도록 구성되고

상기 웨이퍼의 회전은 상기 헤드 부분의 주 표면과 평행한 평면 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 분지들 각각은, 상기 제1 및 제2 분지들을 통하여 가스 유동 속도들을 제어하도록 구성된 조절 가능한 오리피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 헤드 부분 및 상기 목부는 고온 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 12 항에 있어서,

상기 고온 물질은 석영인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
베르누이 효과를 이용하여 웨이퍼를 지지하는 방법으로, 상기 웨이퍼에 대향하여 가스 유동을 인도하도록 배열된 복수의 가스 배출부들을 포함하는 헤드 부분;

상기 헤드 부분으로부터 연장된 복수의 완드 발부; 및

제1 단부 및 제2 단부를 포함하고, 상기 제1 단부에서 로봇팔과 연결되고 상기 제2 단부에서 상기 헤드 부분과 연결되도록 구성되고, 그를 통하여 연장된 복수의 독립적으로 제어 가능한 가스 채널들을 포함하는 목부;

를 포함하고,

상기 가스 채널들은 상기 복수의 가스 배출부들과 유체 수송하고,

상기 가스 채널들은 상기 완드 발부를 향하여 상기 웨이퍼를 투-스테이지 바이어스(two-staged biasing)시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 복수의 가스 배출부들은 제1 세트의 가스 배출부들 및 제2 세트의 가스 배출부들을 포함하고,

상기 제1 세트의 가스 배출부들은, 상기 웨이퍼 하의 압력에 비하여 낮은 상기 웨이퍼 상의 압력을 생성하기 위하여, 상기 웨이퍼의 상부 표면을 가로지르고, 상기 웨이퍼의 주변을 향하여 실질적으로 방사형으로 바깥쪽으로 가스를 인도하도록 경사지고,

상기 제1 세트의 가스 배출부들은 상기 완드 발부를 향하여 약간의 바이어스를 부여하기 위하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 15 항에 있어서,

상기 제2 세트의 가스 배출부들은 상기 완드 발부를 향하여 상기 웨이퍼를 바이어스시키는 유동을 제공하기 위하여 경사지고,

상기 제2 세트의 가스 배출부들로부터의 유동은 상기 제1 세트의 가스 배출부들로부터의 유동에 비하여 상기 완드 발부를 향하여 더 바이어스되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 15 항에 있어서,

상기 복수의 가스 채널들은 제1 가스 채널 세트 및 제2 가스 채널 세트를 포함하고,

상기 제1 세트의 가스 배출부들은 상기 제1 가스 채널 세트와 유체 수송하고,

상기 제2 세트의 가스 배출부들은 상기 제2 가스 채널 세트와 유체 수송하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 가스 채널들 각각은 개별적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 가스 채널들 각각은 가스 배출부들의 개별적인 세트와 유체 수송하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 헤드 부분은 석영으로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 완드 발부는 상기 헤드 부분의 이격 단부에 위치하거나 또는 인접 단부에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
베르누이 효과를 이용하여 웨이퍼를 지지하기 위하여, 상기 웨이퍼에 대향하여 가스 유동을 인도하도록 배열된 복수의 가스 배출부들을 포함하는 헤드 부분; 및

제1 단부 및 제2 단부를 포함하고, 상기 제1 단부에서 로봇팔과 연결되고 상 기 제2 단부에서 상기 헤드 부분과 연결되도록 구성되고, 그를 통하여 연장된 복수의 독립적으로 제어 가능한 가스 채널들을 포함하는 목부;

를 포함하고,

상기 가스 채널들은 상기 복수의 가스 배출부들과 유체 수송하고,

상기 가스 채널들은 상기 가스 배출부들로부터 상기 웨이퍼를 회전 방향으로 바이어스시키지 않는 가스 유동을 제공하도록 조절 가능한 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 22 항에 있어서,

상기 헤드 상에 위치하는 복수의 완드 발부를 더 포함하고,

상기 완드 발부는 상기 웨이퍼의 측방향 이동을 방지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 23 항에 있어서,

상기 완드 발부는 상기 헤드의 이격 단부에 위치하거나 또는 인접 단부에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 22 항에 있어서,

상기 가스 채널들의 제1 가스 채널은 가스 배출부들의 제1 세트의 가스 배출부들과 유체 수송하고,

상기 가스 채널들의 제2 가스 채널은 가스 배출부들의 제2 세트의 가스 배출부들과 유체 수송하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 25 항에 있어서,

상기 제1 세트의 가스 배출부들은 전체적으로 방사형으로 바깥쪽으로 인도된 가스 유동을 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 25 항에 있어서,

상기 제2 가스 채널은 제1 분지(branch)와 제2 분지를 포함하고,

상기 제1 분지는 상기 웨이퍼를 제1 회전 방향으로 바이어스시키는 방향으로 상기 가스를 인도하도록 구성된 적어도 하나의 배출부로 가스를 공급하도록 구성되고,

상기 제2 분지는 상기 웨이퍼를 상기 제1 회전 방향과 반대인 제2 회전 방향으로 바이어스시키는 방향으로 상기 가스를 인도하도록 구성된 적어도 하나의 배출부로 가스를 공급하도록 구성되고,

상기 제1 및 제2 분지들은 상기 제1 및 제2 분지들을 통하여 상대적인 가스 유동을 조정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 27 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 분지들 각각은 제한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 28 항에 있어서,

상기 제한 수단은 밸브인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
제 22 항에 있어서,

상기 헤드 부분 및 상기 목부는 석영을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 핸들링 장치.
웨이퍼의 상부 표면 상에, 상기 웨이퍼의 측방향 이동을 방지하도록 구성된 복수의 완드 발부를 포함하는, 베르누이 완드의 헤드 부분을 위치시키는 단계;

상기 웨이퍼의 상부 표면 상에 낮은 압력 영역을 생성하고, 상기 완드 발부에 대향하여 상기 웨이퍼에 약간의 측방향인 힘을 인가하여, 상기 헤드 부분을 향하여 상기 웨이퍼를 당김으로써 상기 웨이퍼를 지지하는 단계;

상기 약간의 측방향인 힘을 인가한 후에, 상기 웨이퍼를 상기 낮은 압력 영역으로 지지하면서, 상기 웨이퍼에 대향하여 상기 약간의 측방향인 힘에 비하여 큰 추가적인 실질적으로 측방향인 힘을 인가하는 단계; 및

상기 추가적인 실질적으로 측방향인 힘을 인가한 후에, 상기 낮은 압력 영역으로 상기 웨이퍼를 지지하면서, 실질적으로 비접촉인 방법으로 상기 웨이퍼를 이송하는 단계;

를 포함하는 반도체 웨이퍼 이송 방법.
제 31 항에 있어서,

상기 웨이퍼 상의 상기 낮은 압력 영역 내의 압력은 상기 웨이퍼 하의 압력에 비하여 낮은 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송 방법.
제 31 항에 있어서,

상기 낮은 압력 영역을 생성하는 단계는,

상기 웨이퍼의 상부 표면을 가로질러 전체적으로 방사형으로 바깥쪽으로 가스를 유동하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송 방법.
제 33 항에 있어서,

상기 낮은 압력을 생성하는 단계는,

상기 헤드 부분의 하부 표면 내의 제1 세트의 가스 배출 홀들을 통하여 가스를 유동하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송 방법.
제 34 항에 있어서,

상기 추가적인 실질적으로 측방향인 힘을 인가하는 단계는,

상기 헤드 부분의 하부 표면 내의 제2 세트의 가스 배출 홀들을 통하여 가스를 유동하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송 방법.
제 31 항에 있어서,

상기 웨이퍼를 당기는 단계는,

상기 웨이퍼를 이송하면서, 상기 웨이퍼의 에지 만이 상기 발부에 접촉하도록 상기 발부를 향하여 상기 웨이퍼를 바이어스시키는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송 방법.
제 36 항에 있어서,

상기 웨이퍼의 에지가 상기 발부와 접촉하면서, 상기 추가적인 실질적으로 측방향인 힘측방향인 힘 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송 방법.
제 31 항에 있어서,

상기 완드 발부는 상기 헤드 부분의 이격 단부에 위치하거나 또는 인접 단부 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송 방법.
제 31 항에 있어서,

상기 헤드 부분은 고온 공정용 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨 이퍼 이송 방법.
웨이퍼의 상부 표면 상에 베르누이 완드의 헤드 부분을 위치시키는 단계;

상기 웨이퍼의 상부 표면 상에 낮은 압력 영역을 생성하여, 상기 헤드 부분을 향하여 상기 웨이퍼를 당김으로써 상기 웨이퍼를 지지하는 단계;

상기 웨이퍼를 지지하면서, 상기 헤드 부분의 주 표면과 평행한 평면 내에서 이루어지는 상기 웨이퍼의 회전을 제어하는 단계; 및

상기 낮은 압력 영역으로 상기 웨이퍼를 지지하면서, 실질적으로 비접촉인 방법으로 웨이퍼를 이송하는 단계;

를 포함하는 반도체 웨이퍼 이송 방법.
제 40 항에 있어서,

상기 웨이퍼의 회전을 제어하는 단계는,

상기 가스 유동이 회전 바이어스를 상기 웨이퍼에 부여하지 않도록, 상기 헤드 부분으로부터 상기 웨이퍼까지 가스 유동을 조정하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송 방법.
제 40 항에 있어서,

상기 웨이퍼를 지지하는 단계는,

상기 헤드 부분의 제1 세트의 가스 배출부들을 통하여 제1 가스 채널로부터 가스를 유동하는 단계;

를 포함하고,

상기 웨이퍼의 회전을 제어하는 단계는,

상기 헤드 부분의 제2 세트의 가스 배출부들을 통하여 제1 가스 채널로부터 가스를 유동하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송 방법.
제 42 항에 있어서,

상기 제2 가스 채널은 제1 분지 및 제2 분지를 포함하고,

상기 제1 및 제2 분지들 각각은 가스를 개별적인 가스 배출부들로 공급하고,

상기 웨이퍼의 회전을 제어하는 단계는,

상기 제1 및 제2 분지들 사이에서 상대적인 가스 유동을 조정하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송 방법.
제 43 항에 있어서,

상기 조정하는 단계는,

밸브를 조정하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송 방법.
제 40 항에 있어서,

상기 헤드 부분은 고온 공정용 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 이송 방법.