CN112867884B - 旋转组合及工件加工系统 - Google Patents
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Abstract
公开一种旋转组合及工件加工系统,所述旋转组合包括内轴,其中内轴是能够旋转的且包括内部通道,内部通道能够操作以将低温流体递送至台板。旋转组合可更包括:旋转组合轴,环绕内轴;以及密封组件,耦合至旋转组合轴。密封组件可包括:支撑件;金属波纹管,围绕支撑件的外部延伸;以及密封支撑件,耦合至金属波纹管,其中密封支撑件围绕支撑件延伸。密封组件可更包括:非旋转密封部件,安置于密封支撑件中;以及旋转密封部件,邻接非旋转密封部件以在其间形成机械密封件。
Description
技术领域
本发明实施例涉及用于递送低温流体的旋转组合及工件加工系统,且更具体而言,涉及包括机械密封组件的旋转组合。
背景技术
在一些工件加工系统中,工件设置于可旋转的台板上。台板亦可包括与电源连通的电性部件,例如电极。另外,台板可具有流体导管以容许流体穿过流体导管来对台板进行加热或冷却。该些流体导管与外部流体源及外部流体槽(sink)连通。由于台板旋转,因此可使用旋转组合(rotary union)来将台板连接至外部部件。旋转组合提供电性连接以及流体入口及流体出口。在一些情形中,电性连接可为积体型的,而在其他情形中,则可采用单独的电性旋转组合。此外,通常,旋转组合的一个端部设置于常常维持在非常低压力下的加工腔室中,而另一侧设置于大气条件下。工件可为半导体晶圆,其在设置于台板上的同时会经受一个或多个工艺。该些工艺可包括蚀刻、沈积及离子植入。
在低温温度下加工半导体晶圆已显示出改善的效能。在加工环境中会频繁地移动晶圆。需要一种将低温传热介质传送至移动的工件保持器(holder)的方法。动态机械密封件(dynamic mechanical seal)是用于防止冷却流体泄漏至加工环境的一种选项。然而,由于当低温传热流体流经旋转组合时密封件会因热膨胀而容易泄漏,因此低温动态机械密封件难以做到可靠。
因此,若存在具有能够耐受极低温度而不会失效的密封件的旋转组合,则将是有益的。此种旋转组合将使得使用旋转台板更有效地执行工件的低温加工成为可能。
发明内容
提供本发明内容是为了以简化的形式介绍一系列概念,所述一系列概念在以下实施方式中进一步阐述。本发明内容并非旨在识别所主张主题的关键特征或本质特征,亦非旨在帮助确定所主张主题的范围。
在一个实施例中,一种旋转组合包括内轴,其中所述内轴是能够旋转的且包括内部通道,所述内部通道能够操作以将低温流体递送至台板。所述旋转组合可更包括:旋转组合轴,环绕所述内轴;以及密封组件,耦合至所述旋转组合轴。所述密封组件可包括:支撑件;金属波纹管,围绕所述支撑件的外部延伸;以及密封支撑件,耦合至所述金属波纹管,其中所述密封支撑件围绕所述支撑件延伸。所述密封组件可更包括:非旋转密封部件,连接至所述密封支撑件;以及旋转密封部件,邻接所述非旋转密封部件。
在另一实施例中,一种工件加工系统可包括:加工腔室,容纳台板;以及旋转组合,耦合至所述台板。所述旋转组合可包括:内轴,其中所述内轴是能够旋转的且包括内部通道,所述内部通道能够操作以将低温流体递送至台板。所述旋转组合可更包括:旋转组合轴,环绕所述内轴;以及密封组件,耦合至所述旋转组合轴。所述密封组件可包括:支撑件;金属波纹管,围绕所述支撑件的外部延伸;以及密封支撑件,耦合至所述金属波纹管,其中所述密封支撑件围绕所述支撑件延伸。所述密封组件可更包括:非旋转密封部件,安置于所述密封支撑件中;以及旋转密封部件,邻接所述非旋转密封部件。
在再一实施例中,一种旋转组合可包括内轴,其中所述内轴是能够旋转的且包括内部通道,所述内部通道能够操作以将低温流体递送至台板。所述旋转组合可更包括:旋转组合轴,环绕所述内轴;以及密封组件,耦合至所述旋转组合轴。所述密封组件可包括:支撑件;金属波纹管,围绕所述支撑件的外部沿周向延伸;以及密封支撑件,耦合至所述金属波纹管,其中所述密封支撑件围绕所述支撑件沿周向延伸。所述旋转组合可更包括安置于所述密封支撑件中的非旋转密封部件、包括第一介面表面的所述非旋转密封部件、以及与所述非旋转密封部件直接相邻的旋转密封部件。所述非旋转密封部件的所述第一介面表面维持与所述旋转密封部件的第二介面表面直接实体接触。
附图说明
图1绘示根据本公开实施例的工件加工系统的侧剖视图。
图2绘示根据本公开实施例的图1的工件加工系统的旋转组合的立体剖视图。
图3绘示根据本公开实施例的图1的工件加工系统的密封组件的立体图。
图4绘示根据本公开实施例的图3的密封组件的立体剖视图。
附图未必按比例绘制。附图仅是示意图,并非旨在描绘本公开的具体参数。附图旨在绘示本公开的示例性实施例,且因此不应被认为对范围进行限制。在附图中,相同的编号代表相同的元件。
此外,为使说明清楚起见,一些图中的某些元件可被省略或者不按比例示出。为使说明清楚起见,剖视图可呈“切片”或“近视”剖视图的形式,从而省略在“真实”剖视图中原本可见的某些背景线。此外,为了清楚起见,可在某些附图中省略一些参考编号。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更全面地阐述根据本公开的工件加工系统及旋转组合,在附图中示出了方法的实施例。所述工件加工系统及旋转组合可实施为许多不同的形式,且不应被解释为仅限于本文所提出的实施例。而是,提供该些实施例是为了使本公开透彻及完整起见,且将向本领域技术人员全面地传达系统及方法的范围。
如上所述,低温机械密封件难以做到可靠。本公开的实施例通过使用机械密封件来解决此缺陷,所述机械密封件利用能够膨胀的气密性(hermetically sealed)焊接金属波纹管来确保机械密封件在温度变化期间保持不泄露(leak tight)。焊接金属波纹管可提供预加载机械密封件(preloaded mechanical seal)以在容许酬载(payload)(例如台板上的晶圆)旋转的同时将低温流体与周围环境隔离。
具体而言,本公开的实施例包括旋转组合,所述旋转组合包括密封组件,所述密封组件包括旋转轴,所述旋转轴具有附接至旋转轴的端部的硬质机械磨损表面。与机械磨损表面相对的可为固定地附接至顺应式(compliant)焊接金属波纹管的另一硬质机械磨损表面。焊接金属波纹管可附接至旋转组合的气体歧管(manifold)。气体歧管为经低温冷却的流体进入及离开旋转组合提供路径。对轴承进行支撑的壳体亦附接至气体歧管,继而支撑旋转轴且达成期望的旋转运动。轴承可为在旋转运动应用中使用的任何典型的旋转轴承,例如滚珠轴承、径向滑动轴承(plain journal bearing)或类似的轴承机构(mechanism)。
金属焊接波纹管可提供使机械密封件的两半进行啮合的力,因此所述两半的配合表面(mating surface)始终维持紧密接触。机械密封件的所述两半可被机械加工(machined)成极平的,进而通过两个密封面(seal face)之间的小的间隙来使泄漏最小化。当旋转组合组件的零件的温度发生改变时,零件会因热膨胀而改变大小。先前的密封件设计可能会膨胀及收缩至使得用于防止泄漏的小的间隙变得较预期间隙大,进而导致泄漏。本公开的实施例利用金属波纹管的弹簧特性来维持配合密封部件之间的接触以确保部件之间的任何间隙在任何温度下皆得到维持。然后,将旋转组合附接至旋转酬载,因此低温流体可自流体冷却器(chiller)传递至工件保持器,藉此为工件提供冷却。尽管是非限制性的,然而所述两个相对的密封面可由具有优异耐磨性的材料制成且被机械加工成极平的以使间隙最小化。举例而言,可使用硬质材料,例如碳化钨、碳化硅、石墨等。
现在转至图1,图1示出根据本公开的各种实施例的工件加工系统(在下文中称为“系统”)100。如图所示,系统100包括容纳台板104的加工腔室102,台板104可操作以支撑其上的晶圆106。加工腔室102可包括多个壁,所述多个壁界定维持在真空条件或接近真空条件下的密封腔室108。如本文中所用,“接近真空条件”是指小于50毫托的压力。在一些实施例中,离子源(未示出)亦可与加工腔室102连通。在其他实施例中,在离子源与加工腔室102之间可设置有一或多个部件。加工的类型会界定配置。在一个特定的非限制性实施例中,所述加工是物理气相沈积(physical vapor deposition,PVD),其中可将气体引入到加工腔室102中以在晶圆106上形成膜。在另一实施例中,晶圆106可经受离子植入,其中束线系统或电浆源与加工腔室102连通。举例而言,束线离子植入系统100可具有质量分析器、一或多个加速/减速级以及设置于离子源与加工腔室102之间的准直仪(collimator)。在再一实施例中,晶圆106可经受蚀刻工艺。在蚀刻工艺中,可将射频能量源放置于晶圆106上方,且可对台板施加电性偏压。因此,本公开并不限制离子源或电浆源相对于加工腔室102的位置。
如图所示,系统100可更包括耦合至台板104的旋转组合110。旋转组合110可包括内轴112,内轴112具有与第二端部116相对的第一端部114,其中第二端部116耦合至台板104。在示例性实施例中,内轴112是可旋转的且包括内部通道118,内部通道118可操作以将低温流体递送至台板104。所述系统可更包括环绕内轴112的旋转组合轴120,其中旋转组合轴120直接耦合至中间管124的第一端部122。中间管124环绕内轴112,且包括固定地耦合至台板104的第二端部126。如此一来,中间管124与台板104可一起旋转。在一些实施例中,旋转组合轴120及中间管124可为单一部件。
所述系统可更包括环绕中间管124的外轴130。外轴130可与中间管124的外部形成静态密封件132,以将加工腔室环境与旋转组合环境隔离。通道134可将外轴130与中间管124分离。返回通道136可将中间管124与内轴112分离,其中返回通道136可操作以在穿过台板104之后递送来自系统100的低温流体。由于内轴112、中间管124及外轴130三个部件皆以轴线140为中心旋转,因此内轴112、中间管124及外轴130可被称为旋转轴组件。在一些实施例中,内轴112、中间管124及外轴130可同心地布置。此外,在非限制性实施例中,内轴112、中间管124及外轴130可各自为不锈钢。
在外轴130与接近外轴130的上端部的中间管124之间可设置有外轴支撑件142。外轴支撑件142可机械地支撑外轴130且有助于维持通道134。此外,外轴支撑件142可为热绝缘的以使中间管124与外轴130之间的热传递最小化。另外,外轴支撑件142可具有开口以使得通道134是加工腔室102的大气的一部分。以此方式,通道134亦可维持在接近真空条件下。
加工腔室102亦可包括将加工腔室102与大气隔离的旋转铁磁流体密封件(rotaryferrofluid seal)143。在非限制性实施例中,旋转铁磁流体密封件143包括通过一或多个轴承148接合在一起的内轴144与外轴146。内轴144被抵靠外轴130的外表面固定,且一对静态密封件150(例如,O形环)用于减少加工腔室102与大气之间的潜在泄漏。旋转铁磁流体密封件143中的铁磁流体152设置于轴承148之间。尽管是非限制性的,然而铁磁流体152及轴承148可在高于约-40摄氏度的温度下运作。低温流体可维持在低至-170摄氏度的温度下。
在非限制性实施例中,可使用任何合适的构件来使内轴112、中间管124及外轴130旋转。举例而言,旋转轴组件可通过连接至与马达带轮155及马达162连通的传动正时皮带(drive timing belt)153及从动带轮(driven pulley)154而移动。在其他实施例中,可直接驱动旋转轴组件。
旋转组合110终止于隔离箱156中,隔离箱156包括壳体157,壳体157具有用于供应冷却气体(例如低温流体)的入口158及用于返回冷却气体的出口159。内轴112的内部通道118与入口158流体连通,而返回通道136与出口159流体连通。隔离箱156环绕旋转组合轴120,且包括动态旋转密封件160以将隔离箱156内的真空隔离环境165与隔离箱156外部的大气压隔离。动态旋转密封件160可为经弹簧负载的特氟隆(Teflon)密封件、O形环或任何其他合适的密封构件。在一些实施例中,隔离箱156可保持在低于大气压的压力下,例如在毫托范围内。尽管是非限制性的,然而隔离箱156内的压力可为50毫托或小于50毫托。可使用真空帮浦(未示出)连续地抽吸隔离箱156的内部以维持足够低的真空水准来使热传递最小化。隔离箱156可更包括为经低温冷却的流体进入及离开旋转组合110提供路径的歧管161。
旋转组合110可更包括耦合至旋转组合轴的密封组件170。如将更详细阐述,密封组件170可包括由与旋转密封部件172互补邻接的非旋转密封部件171构成的机械密封介面。在示例性实施例中,旋转密封部件172被固定至旋转组合轴120且以轴线140为中心旋转。非旋转密封部件171可为静止的。
密封组件170可更包括自非旋转密封部件171延伸的金属波纹管174。金属波纹管174可为机械波纹管,所述机械波纹管被配置成轴向地(例如,在平行于轴线140的方向上)供应弹簧力,以抵靠非旋转密封部件171提供力。由于来自金属波纹管174的力,旋转密封部件171与非旋转密封部件172之间维持流体密封(fluid seal)。在非限制性实施例中,金属波纹管174可由不锈钢(例如,薄的不锈钢板)构造而成。不锈钢板可介于近似0.005英吋与近似0.020英吋之间,且可操作以限制热传导,但是仍然起到气密性气体障壁的作用。环绕密封组件170的可为旋转组合轴承壳体175及轴承176。
现在转至图2,将更详细地阐述根据本公开实施例的旋转组合110的横截面。如图所示,旋转组合可包括内轴112,其中内轴112是可旋转的且包括内部通道118,内部通道118可操作以将低温流体递送至台板。旋转组合轴120沿周向环绕内轴112,且包括可与中间管124(图1)耦合的第一端部177。在非限制性实施例中,第一端部177可包括凸缘(flange)147,凸缘147具有延伸穿过凸缘147的一或多个紧固件(fastener)178以将旋转组合轴120固定至中间管124。旋转组合轴120可更包括延伸至密封组件170的旋转密封部件172的第二端部179。如图所示,内轴112设置于由旋转组合轴120的内通道壁181界定的返回通道136内。旋转组合轴承壳体175及轴承176环绕密封组件170及旋转组合轴120。如图所示,轴承176设置于旋转组合轴承壳体175与旋转组合轴120的外部之间。
如图所示,密封组件170可包括环绕内轴112的支撑件182。支撑件182可定位于旋转组合轴120下方(在所示定向上)。密封组件包括沿着支撑件182的外部沿周向及沿径向延伸的金属波纹管174。密封支撑件183可耦合至金属波纹管174,其中密封支撑件183围绕支撑件182沿周向延伸。在一些实施例中,密封支撑件183可为沿支撑件182的外部自由地上下移动的环。密封组件170可更包括安置于密封支撑件183中的非旋转密封部件171。旋转密封部件172与非旋转密封部件171直接接触以在其间形成不透流体的(fluid-tight)介面。
更如图所示,旋转组合110可包括设置于返回通道136内且环绕内轴112的嵌件184。嵌件184可沿着旋转组合轴120的内通道壁181延伸。在一些实施例中,旋转密封部件172环绕嵌件184的一部分,其中嵌件的凸缘186啮合旋转密封部件172的底表面187。在一些实施例中,嵌件184可为将旋转密封部件172耦合至旋转组合轴120的中空轴螺栓(hollowshaft bolt)。尽管是非限制性的,然而嵌件184可局部地延伸至支撑件182的内部空腔188中。
现在转至图3至图4,将更详细地阐述根据本公开实施例的密封组件170。如图所示,密封组件170可包括支撑件182及围绕支撑件182的外表面189沿周向延伸的金属波纹管174。金属波纹管174可包括一系列连接的峰及谷,所述峰及谷被配置成当密封支撑件183沿着支撑件182的外表面189改变位置时相对于彼此塌缩(collapse)及膨胀。如图所示,非旋转密封部件171可安置于密封支撑件183中。在一些实施例中,非旋转密封部件171包括被配置成与旋转密封部件172的第二介面表面191啮合的第一介面表面190。在示例性实施例中,非旋转密封部件171的第一介面表面190维持与旋转密封部件172的第二介面表面191直接机械/实体接触。尽管是非限制性的,然而所述两个相对的第一介面表面190与第二介面表面191可由提供优异耐磨性的材料制成且被机械加工成极平的以使间隙最小化。举例而言,可使用硬质材料,例如碳化钨、碳化硅、石墨等。
如图所示,密封支撑件183可围绕支撑件182沿周向延伸且可包括自支撑件182的外表面189沿径向延伸的基座192。密封支撑件183可更包括例如以垂直角度自基座192延伸的侧壁193。如图所示,非旋转密封部件171定位于密封支撑件183的侧壁193与支撑件182的外表面189之间。在示例性实施例中,金属波纹管174的第一端部194直接固定至密封支撑件183的基座192,且金属波纹管174的第二端部195直接固定至支撑件182的凸部196。更如图所示,支撑件182包括与非旋转密封部件171的内部空腔198及旋转密封部件172的内部空腔199流体连接的内部空腔188以自旋转组合110移除低温流体。
上述论述是出于例示及说明的目的而呈现,且并非旨在将本公开限制于本文所公开的一或多种形式。举例而言,为了简化本公开,可在一或多个实施例、实施例或配置中将本公开的各种特征集合在一起。然而应理解,可在替代实施例、实施例或配置中组合本公开的某些实施例、实施例或配置的各种特征。此外,以下权利要求并入至本实施方式中供参考,其中每一权利要求项自身作为本公开的单独实施例。
如本文所使用,以单数形式叙述且跟在词语“一(a或an)”后面的元件或步骤将被理解为不排除多个元件或步骤,除非明确叙述了此种排除。此外,本公开所提及的“一个实施例”并非旨在被解释为排除亦包含所叙述特征的额外实施例的存在。
本文所使用的“包括(including、comprising)”或“具有”及其变型意在包含其后列出的项目及其等效物以及额外项目。因此,用语“包括”或“具有”及其变型是开放式的表达,且在本文可互换使用。
本文所使用的片语“至少一个”、“一或多个”及“和/或”是开放式表达,且在操作中是合取及析取的。举例而言,表达“A、B及C中的至少一者”、“A、B或C中的至少一者”、“A、B及C中的一或多者”、“A、B或C中的一或多者”及“A、B和/或C”中的每一者意指A单独地、B单独地、C单独地、A与B一起、A与C一起、B与C一起、或A、B及C一起。
所有方向参考用语(例如,近侧、远侧、上部、下部、向上、向下、左、右、横向、纵向、前、后、顶部、底部、上方、下方、垂直、水平、径向、轴向、顺时针及逆时针)仅用于识别目的,以帮助读者理解本公开而不产生限制,特别是关于本公开的位置、定向或使用。除非另有指示,否则连接参考用语(例如,附接、耦合、连接及接合)应被广义地解释,且可包括元件集合之间的中间构件及元件之间的相对移动。因此,连接参考用语未必推断出两个元件是直接连接的且彼此呈固定关系。
此外,用语“实质”或“实质上”以及用语“近似”或“近似地”在一些实施例中可互换使用,且可使用此项技术中本领域技术人员可接受的任何相对度量来进行阐述。举例而言,该些用语可用作与参考参数的比较,以指示能够提供预期功能的偏差。尽管是非限制性的,然而与参考参数的偏差可为例如小于1%、小于3%、小于5%、小于10%、小于15%、小于20%等等的量。
本公开的范围不受本文所述特定实施例限制。实际上,通过阅读前述说明及附图,对于此项技术中本领域技术人员而言,除本文所述实施例及润饰以外的本公开的其他各种实施例及对本公开的各种润饰亦将显而易见。因此,此些其他实施例及润饰旨在落于本公开的范围内。此外,本文中已在用于特定目的的特定环境中的特定实施方式的上下文中阐述了本公开。此项技术中本领域技术人员应认识到,其适用性并非仅限于此且本公开可出于任意数目的目的而有益地实施于任意数目的环境中。因此,以下提出的权利要求应根据本文所述本公开的全部广度及精神来加以解释。
综上所述,本文公开的实施例会达成至少以下优点。首先,密封组件的焊接金属波纹管为机械密封件提供预加载力,因此密封件在更宽的操作温度范围内维持最小的泄漏。其次,减少泄漏使低温流体供应系统具有改善的效率及小的体积。提供由于金属波纹管而具有改善的密封效能的旋转组合会达成原本困难的或以前不可能的各种应用。举例而言,低温流体可以最小量的低温流体泄漏而供应至加工腔室内的旋转台板。
尽管本文已阐述了本公开的某些实施例,然而本公开并非仅限于此,乃因本公开的范围与此项技术将容许的一样广泛,并且说明书可同样地进行解读。因此,以上说明不应被解释为限制性的。而是,以上说明仅为特定实施例的示例。本领域技术人员将在所附权利要求的范围及精神内设想出其他润饰。
Claims (14)
1.一种旋转组合,包括:
内轴,其中所述内轴是能够沿着旋转轴线旋转的且包括内部通道,所述内部通道能够操作以将低温流体递送至台板;
旋转组合轴,环绕所述内轴;以及
密封组件,耦合至所述旋转组合轴,所述密封组件包括:
支撑件;
金属波纹管,围绕所述支撑件的外部延伸;
密封支撑件,耦合至所述金属波纹管,所述密封支撑件围绕所述支撑件延伸,其中所述密封支撑件包括:基座,自所述支撑件的外表面沿径向延伸;以及侧壁,自所述基座径向方向远离所述支撑件的一侧沿着所述旋转轴线轴向方向延伸;
非旋转密封部件,连接至所述密封支撑件;以及
旋转密封部件,邻接所述非旋转密封部件。
2.根据权利要求1所述的旋转组合,还包括:
旋转组合轴承壳体,环绕所述密封组件及所述旋转组合轴;以及
至少一个轴承,设置于所述旋转组合轴承壳体与所述旋转组合轴之间。
3.根据权利要求1所述的旋转组合,还包括环绕所述内轴的中间管,其中所述中间管的第一端部耦合至所述旋转组合轴,且其中所述中间管的第二端部耦合至所述台板。
4.根据权利要求1所述的旋转组合,其中所述非旋转密封部件定位于所述侧壁与所述支撑件的所述外表面之间。
5.根据权利要求1所述的旋转组合,所述密封组件更包括环绕所述内轴的嵌件,所述嵌件沿所述旋转组合轴的内通道壁延伸。
6.根据权利要求5所述的旋转组合,其中所述旋转密封部件环绕所述嵌件。
7.根据权利要求5所述的旋转组合,其中所述支撑件包括内部空腔,且其中所述嵌件延伸至所述内部空腔中。
8.一种工件加工系统,包括:
加工腔室,容纳台板;以及
旋转组合,耦合至所述台板,所述旋转组合包括:
内轴,其中所述内轴是能够沿着旋转轴线旋转的且包括内部通道,所述内部通道能够操作以将低温流体递送至所述台板;
旋转组合轴,环绕所述内轴;以及
密封组件,耦合至所述旋转组合轴,所述密封组件包括:
支撑件;
金属波纹管,围绕所述支撑件的外部延伸;
密封支撑件,耦合至所述金属波纹管,所述密封支撑件围绕所述支撑件延伸,其中所述密封支撑件包括:基座,自所述支撑件的外表面沿径向延伸;以及侧壁,自所述基座径向方向远离所述支撑件的一侧沿着所述旋转轴线轴向方向延伸;
非旋转密封部件,安置于所述密封支撑件中;以及
旋转密封部件,邻接所述非旋转密封部件。
9.根据权利要求8所述的工件加工系统,还包括:
旋转组合轴承壳体,环绕所述密封组件及所述旋转组合轴;以及
至少一个轴承,设置于所述旋转组合轴承壳体与所述旋转组合轴之间。
10.根据权利要求8所述的工件加工系统,所述旋转组合更包括环绕所述内轴的中间管,其中所述中间管的第一端部耦合至所述旋转组合轴,且其中所述中间管的第二端部耦合至所述台板。
11.根据权利要求8所述的工件加工系统,其中所述非旋转密封部件定位于所述侧壁与所述支撑件的所述外表面之间。
12.根据权利要求8所述的工件加工系统,所述密封组件更包括环绕所述内轴的嵌件,所述嵌件沿所述旋转组合轴的内通道壁延伸。
13.根据权利要求12所述的工件加工系统,其中所述旋转密封部件环绕所述嵌件。
14.根据权利要求12所述的工件加工系统,其中所述支撑件包括内部空腔,且其中所述嵌件延伸至所述内部空腔中。
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KR102533164B1 (ko) * | 2022-11-02 | 2023-05-17 | (주)하나프리 | 자성유체 보충이 가능한 자성유체씰을 포함하는 장치 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6689221B2 (en) * | 2000-12-04 | 2004-02-10 | Applied Materials, Inc. | Cooling gas delivery system for a rotatable semiconductor substrate support assembly |
CN203431172U (zh) * | 2013-08-27 | 2014-02-12 | 宁波安睦密封科技有限公司 | 机械密封装置 |
KR20170014775A (ko) * | 2015-07-31 | 2017-02-08 | 주식회사 케이씨텍 | 냉각척 및 이를 구비하는 세정장치 |
WO2017221631A1 (ja) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | 株式会社アルバック | 保持装置 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4744569A (en) | 1987-10-13 | 1988-05-17 | Bw/Ip International, Inc. | Bellows mechanical seal with inactive diaphragms |
GB8909289D0 (en) | 1989-04-24 | 1989-06-07 | Crane John Uk Ltd | Mechanical face seals |
JP2545728Y2 (ja) * | 1991-01-21 | 1997-08-27 | イーグル工業株式会社 | 極低温液体用メカニカルシール |
US6372048B1 (en) * | 1997-06-09 | 2002-04-16 | Tokyo Electron Limited | Gas processing apparatus for object to be processed |
JP3563564B2 (ja) * | 1997-06-09 | 2004-09-08 | 東京エレクトロン株式会社 | ガス処理装置 |
JPH11336970A (ja) * | 1998-05-21 | 1999-12-07 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | 回転継手装置 |
US6786996B2 (en) | 2001-10-16 | 2004-09-07 | Applied Materials Inc. | Apparatus and method for edge bead removal |
KR100422452B1 (ko) | 2002-06-18 | 2004-03-11 | 삼성전자주식회사 | 로드락 챔버용 스토리지 엘리베이터 샤프트의 실링장치 |
JP4395752B2 (ja) * | 2004-12-22 | 2010-01-13 | 日本精工株式会社 | 回転保持装置 |
WO2009086013A2 (en) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for controlling temperature of a substrate |
JP5444860B2 (ja) * | 2008-06-24 | 2014-03-19 | 三菱マテリアル株式会社 | 多結晶シリコン製造装置 |
KR101620635B1 (ko) * | 2008-06-24 | 2016-05-12 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 다결정 실리콘 제조 장치 |
JP5462364B2 (ja) * | 2010-07-21 | 2014-04-02 | キヤノンアネルバ株式会社 | 電力導入装置及び電力導入装置を用いた真空処理装置 |
JP5466670B2 (ja) * | 2010-10-28 | 2014-04-09 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置および半導体装置の製造方法 |
US20140263275A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Applied Materials, Inc. | Rotation enabled multifunctional heater-chiller pedestal |
US10371297B2 (en) * | 2016-02-01 | 2019-08-06 | Deublin Company | Rotary union with bellows seal |
US10704693B2 (en) * | 2018-03-30 | 2020-07-07 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Cryogenic ferrofluid sealed rotary union |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6689221B2 (en) * | 2000-12-04 | 2004-02-10 | Applied Materials, Inc. | Cooling gas delivery system for a rotatable semiconductor substrate support assembly |
CN203431172U (zh) * | 2013-08-27 | 2014-02-12 | 宁波安睦密封科技有限公司 | 机械密封装置 |
KR20170014775A (ko) * | 2015-07-31 | 2017-02-08 | 주식회사 케이씨텍 | 냉각척 및 이를 구비하는 세정장치 |
WO2017221631A1 (ja) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | 株式会社アルバック | 保持装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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