JP2001343021A - 真空軸受構造体及び可動部材を支持する方法 - Google Patents
真空軸受構造体及び可動部材を支持する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 イオン注入等の真空プロセスへの動作貫通接
続に特に有効である構造体の提供。 【解決手段】 真空軸受構造体は、平面のガス軸受と差
動ポンプ真空シールとの組合わせを含んでいる。軸受面
と真空シール面は、軸受ガスが浸透して支持体を与え得
る第１の外部領域と、真空シールを与える内部の第２の
領域と、に分けられた多孔性材料からつくられている。
排気グルーブは、２つの領域に分かれているので、軸受
ガスが大気に流れ得る。得られた構造体は、差動ポンプ
真空シールに対する荷重を減少させるように小さいはず
み高さで動作し得る。
続に特に有効である構造体の提供。 【解決手段】 真空軸受構造体は、平面のガス軸受と差
動ポンプ真空シールとの組合わせを含んでいる。軸受面
と真空シール面は、軸受ガスが浸透して支持体を与え得
る第１の外部領域と、真空シールを与える内部の第２の
領域と、に分けられた多孔性材料からつくられている。
排気グルーブは、２つの領域に分かれているので、軸受
ガスが大気に流れ得る。得られた構造体は、差動ポンプ
真空シールに対する荷重を減少させるように小さいはず
み高さで動作し得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空軸受構造体及
び可動部材を支持する方法に関し、特に真空チャンバ壁
に設けられたアパーチャに関する。好適実施例では、本
発明は、イオン注入装置の分野に適用される。
び可動部材を支持する方法に関し、特に真空チャンバ壁
に設けられたアパーチャに関する。好適実施例では、本
発明は、イオン注入装置の分野に適用される。
【０００２】
【従来の技術】真空チャンバ内に可動部材を取付けるこ
とが、特に運動が真空チャンバの外部から通じていなけ
ればならない場合に、しばしば求められている。電動機
のような電気的動力アクチュエータは、真空中で十分に
動作しないので、通常は、外部から通じている真空チャ
ンバ内で部材の必要な運動を可能にするという条件で真
空チャンバとある真空シール構成の外に取付けられてい
る。同様に、水圧又は他の流体圧動作も、通常は、真空
チャンバ内を避けるべきである。
とが、特に運動が真空チャンバの外部から通じていなけ
ればならない場合に、しばしば求められている。電動機
のような電気的動力アクチュエータは、真空中で十分に
動作しないので、通常は、外部から通じている真空チャ
ンバ内で部材の必要な運動を可能にするという条件で真
空チャンバとある真空シール構成の外に取付けられてい
る。同様に、水圧又は他の流体圧動作も、通常は、真空
チャンバ内を避けるべきである。
【０００３】回転真空シール、例えば、強磁性流体シー
ルは周知である。直線運動を適合させるシールは、一般
に問題があり、従来技術の解決には、可撓性ベローズ型
シールが含まれている。
ルは周知である。直線運動を適合させるシールは、一般
に問題があり、従来技術の解決には、可撓性ベローズ型
シールが含まれている。
【０００４】直線運動を適合させる真空シールは、空気
軸受と、空気軸受と真空チャンバの内部との間に位置す
る差動ポンプ真空シールとの組合わせを用いて提案され
た。そのような構成の初期の提案は、国際出願第82/022
35号（Fox）に含まれている。イオン注入装置に用いら
れるこの種類の構成は、米国特許第5,898,179号（Smick
ら）に開示されている。この米国特許には、比較的大き
な半径の回転装置の空気軸受シール組合わせの使用が記
載されている。
軸受と、空気軸受と真空チャンバの内部との間に位置す
る差動ポンプ真空シールとの組合わせを用いて提案され
た。そのような構成の初期の提案は、国際出願第82/022
35号（Fox）に含まれている。イオン注入装置に用いら
れるこの種類の構成は、米国特許第5,898,179号（Smick
ら）に開示されている。この米国特許には、比較的大き
な半径の回転装置の空気軸受シール組合わせの使用が記
載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ガス軸受や空気軸受の
要求と真空チャンバへのガス漏れを防止する要求が両立
しないことは明らかである。
要求と真空チャンバへのガス漏れを防止する要求が両立
しないことは明らかである。
【０００６】Smickらの上記米国特許に開示された構成
は功を奏するだろうが、差動ポンプに対する荷重を減少
させること及び差動ポンプシールから真空チャンバへの
ガス漏れを確実にできるだけ少なくすることが、なお求
められている。
は功を奏するだろうが、差動ポンプに対する荷重を減少
させること及び差動ポンプシールから真空チャンバへの
ガス漏れを確実にできるだけ少なくすることが、なお求
められている。
【０００７】従って、本発明の目的は、真空チャンバへ
の運動貫通接続のために、ガス軸受と差動ポンプ真空シ
ールとの組合わせを用いて上記真空軸受構造体の性能を
向上させることである。
の運動貫通接続のために、ガス軸受と差動ポンプ真空シ
ールとの組合わせを用いて上記真空軸受構造体の性能を
向上させることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の態様において
は、本発明は、アパーチャを有する壁部を含む真空チャ
ンバと、前記アパーチャを貫通して伸長するように構成
された可動部材と、前記真空チャンバ壁と第１の軸受面
が設けられた前記可動部材の一方と、前記真空チャンバ
と第２の軸受面が設けられた前記可動部材のもう一方
と、前記面を相互に押し付けるように前記可動部材に作
用する外圧の作用ラインまで横に伸長する前記第１の軸
受面と第２の軸受面と、前記チャンバ壁に相対する前記
可動部材の所定の運動を可能にする前記第１の軸受面と
第２の軸受面と、前記第２の軸受面に面するガス透過性
多孔性材料によって設けられる前記第１の軸受面と、該
材料の厚みをガスフローするために多孔性である第１の
領域と、前記第１の領域と該真空チャンバの内部との間
の内部の第２の領域と、を有する前記多孔性材料と、前
記多孔性第１の領域を浸透して軸受圧力を前記外圧の作
用に抵抗する前記第２の軸受面に軸受圧力を加える加圧
下に軸受ガスを供給するための前記第１の領域の下の少
なくとも１つのガス供給プレナムと、前記多孔性材料を
貫通しかつ前記第１の領域とその内部の前記第２の領域
との間に位置する排気グルーブと、軸受ガスを前記軸受
面の間から逃がすために前記排気グルーブに接続する排
気プレナムと、を含む真空軸受構造体を提供する。
は、本発明は、アパーチャを有する壁部を含む真空チャ
ンバと、前記アパーチャを貫通して伸長するように構成
された可動部材と、前記真空チャンバ壁と第１の軸受面
が設けられた前記可動部材の一方と、前記真空チャンバ
と第２の軸受面が設けられた前記可動部材のもう一方
と、前記面を相互に押し付けるように前記可動部材に作
用する外圧の作用ラインまで横に伸長する前記第１の軸
受面と第２の軸受面と、前記チャンバ壁に相対する前記
可動部材の所定の運動を可能にする前記第１の軸受面と
第２の軸受面と、前記第２の軸受面に面するガス透過性
多孔性材料によって設けられる前記第１の軸受面と、該
材料の厚みをガスフローするために多孔性である第１の
領域と、前記第１の領域と該真空チャンバの内部との間
の内部の第２の領域と、を有する前記多孔性材料と、前
記多孔性第１の領域を浸透して軸受圧力を前記外圧の作
用に抵抗する前記第２の軸受面に軸受圧力を加える加圧
下に軸受ガスを供給するための前記第１の領域の下の少
なくとも１つのガス供給プレナムと、前記多孔性材料を
貫通しかつ前記第１の領域とその内部の前記第２の領域
との間に位置する排気グルーブと、軸受ガスを前記軸受
面の間から逃がすために前記排気グルーブに接続する排
気プレナムと、を含む真空軸受構造体を提供する。
【０００９】ガス軸受装置に多孔性材料を用いること自
体は新しくはない。FT Designが1999年4月に発表した
“Air bearings take off”には、多くの適用において
空気軸受にグラファイト多孔性材料を用いることが記載
されている。しかしながら、本発明のこの態様の重要な
特徴は、軸受面の一方を被覆する多孔性材料が第１の領
域と内部の第２の領域に分けられることである。軸受ガ
スは、第１の領域の下のプレナムから第１の領域に供給
されて軸受に支持ガスを与え、排気グルーブは、第１の
領域と内部の第２の領域との間の多孔性材料を貫通して
設けられるので、内部へ向かって軸受面から逃げる軸受
ガスが大気へ排気される。次に、多孔性材料の内部の第
２の領域は、真空シール構成を与えるために使用し得
る。
体は新しくはない。FT Designが1999年4月に発表した
“Air bearings take off”には、多くの適用において
空気軸受にグラファイト多孔性材料を用いることが記載
されている。しかしながら、本発明のこの態様の重要な
特徴は、軸受面の一方を被覆する多孔性材料が第１の領
域と内部の第２の領域に分けられることである。軸受ガ
スは、第１の領域の下のプレナムから第１の領域に供給
されて軸受に支持ガスを与え、排気グルーブは、第１の
領域と内部の第２の領域との間の多孔性材料を貫通して
設けられるので、内部へ向かって軸受面から逃げる軸受
ガスが大気へ排気される。次に、多孔性材料の内部の第
２の領域は、真空シール構成を与えるために使用し得
る。
【００１０】この設計は、例えば、Smickらの上記米国
特許に使用することができるような比較的大規模な真空
軸受にのみ特に適用できるものではない。そのような装
置においては、軸受面自体と内部の真空シール面が正確
に平坦に、通常は同一平面に機械加工される。ガス軸受
支持体を与える面の第１の領域と、同じ多孔性材料の、
真空シール領域を与える面の内部の第２の領域とを双方
をつくることにより、これらは、非常に高い相互平坦度
に同時に機械加工し得る。
特許に使用することができるような比較的大規模な真空
軸受にのみ特に適用できるものではない。そのような装
置においては、軸受面自体と内部の真空シール面が正確
に平坦に、通常は同一平面に機械加工される。ガス軸受
支持体を与える面の第１の領域と、同じ多孔性材料の、
真空シール領域を与える面の内部の第２の領域とを双方
をつくることにより、これらは、非常に高い相互平坦度
に同時に機械加工し得る。
【００１１】少なくとも１つの連続差動ポンプグルーブ
は、好ましくは、前記排気グルーブと真空チャンバの内
部との間の、多孔性材料の前記第２の領域を貫通して設
けられる。従って、第１の軸受面のランドは、差動ポン
プグルーブの各側の多孔性材料の第２の領域に設けられ
る。差動ポンププレナムは、真空ポンプに接続するため
に差動ポンプグルーブに接続されている。
は、好ましくは、前記排気グルーブと真空チャンバの内
部との間の、多孔性材料の前記第２の領域を貫通して設
けられる。従って、第１の軸受面のランドは、差動ポン
プグルーブの各側の多孔性材料の第２の領域に設けられ
る。差動ポンププレナムは、真空ポンプに接続するため
に差動ポンプグルーブに接続されている。
【００１２】多孔性材料の少なくとも第１の領域は、多
孔性材料の多孔性より低い表面で実質的に均一な多孔性
を与えるように埋め込まれている前記第２の軸受面に面
する表面を有してもよい。『低い多孔性』とは、ガスフ
ローに対する抵抗が高いことを意味する。
孔性材料の多孔性より低い表面で実質的に均一な多孔性
を与えるように埋め込まれている前記第２の軸受面に面
する表面を有してもよい。『低い多孔性』とは、ガスフ
ローに対する抵抗が高いことを意味する。
【００１３】本発明の他の態様においては、本発明は、
アパーチャを有する壁部を含む真空チャンバと、前記ア
パーチャを貫通して伸長するように構成された可動部材
と、前記真空チャンバ壁と所定の運動を可能にする前記
可動部材との間の軸受と、前記真空チャンバと前記可動
部材上の隔置された対向する第１のシーリング面と第２
のシーリング面と、前記第１のシーリング面内の連続差
動グルーブと、前記差動ポンプグルーブの各側の前記第
１のシーリング面のそれぞれのランドと、該差動ポンプ
グルーブの下に伸長しかつ前記差動ポンプグルーブの幅
より大きい幅をもつので、差動ポンプグルーブの少なく
とも１つのエッジが下にある差動ポンププレナムの上に
カンチレバ取付けされる差動ポンププレナムと、該差動
ポンプグルーブの少なくとも１つの前記カンチレバエッ
ジを支持するために前記差動ポンプグルーブの下で前記
差動ポンプ要素を横断する架橋要素と、を含む真空軸受
構造体を提供する。
アパーチャを有する壁部を含む真空チャンバと、前記ア
パーチャを貫通して伸長するように構成された可動部材
と、前記真空チャンバ壁と所定の運動を可能にする前記
可動部材との間の軸受と、前記真空チャンバと前記可動
部材上の隔置された対向する第１のシーリング面と第２
のシーリング面と、前記第１のシーリング面内の連続差
動グルーブと、前記差動ポンプグルーブの各側の前記第
１のシーリング面のそれぞれのランドと、該差動ポンプ
グルーブの下に伸長しかつ前記差動ポンプグルーブの幅
より大きい幅をもつので、差動ポンプグルーブの少なく
とも１つのエッジが下にある差動ポンププレナムの上に
カンチレバ取付けされる差動ポンププレナムと、該差動
ポンプグルーブの少なくとも１つの前記カンチレバエッ
ジを支持するために前記差動ポンプグルーブの下で前記
差動ポンプ要素を横断する架橋要素と、を含む真空軸受
構造体を提供する。
【００１４】この構造体は、差動ポンプグルーブを含む
第１の軸受面が固体基板の上にある多孔性材料の層から
つくられる場合に特に有効である。一般的には、ポンプ
グルーブの両側のランドの差動ポンプ構成が真空チャン
バの内向きにできるだけ広いことは重要である。従っ
て、差動ポンプグルーブ自体は、比較的狭くなければな
らない。しかしながら、差動ポンプグルーブから真空ポ
ンプまで確実にガス伝導性を良好にするために、差動ポ
ンプグルーブに接続したプレナムは、それ自体できるだ
け大きくしなければならない。この構造体により、下に
あるプレナム上にカンチレバ取付け方式で伸長する差動
ポンプグルーブの少なくとも１つのエッジが得られる。
第１の軸受面が固体基板の上にある多孔性材料の層から
つくられる場合に特に有効である。一般的には、ポンプ
グルーブの両側のランドの差動ポンプ構成が真空チャン
バの内向きにできるだけ広いことは重要である。従っ
て、差動ポンプグルーブ自体は、比較的狭くなければな
らない。しかしながら、差動ポンプグルーブから真空ポ
ンプまで確実にガス伝導性を良好にするために、差動ポ
ンプグルーブに接続したプレナムは、それ自体できるだ
け大きくしなければならない。この構造体により、下に
あるプレナム上にカンチレバ取付け方式で伸長する差動
ポンプグルーブの少なくとも１つのエッジが得られる。
【００１５】構造体が形成される場合、第１の軸受面は
非常に大きいトレランスまで平坦に機械加工されなけれ
ばならない。該面に対する研磨作用又は機械加工作用
は、差動ポンプグルーブの１つ又は複数のカンチレバエ
ッジが支持されない場合には、小さなずれを生じる傾向
がある。研磨作用又は機械加工作用から第１の軸受面上
のランドが除去されると、第１の軸受面の正確に平坦な
面の平面上にカンチレバエッジが回復し、結果として、
エッジの材料の過剰はわずかになる。
非常に大きいトレランスまで平坦に機械加工されなけれ
ばならない。該面に対する研磨作用又は機械加工作用
は、差動ポンプグルーブの１つ又は複数のカンチレバエ
ッジが支持されない場合には、小さなずれを生じる傾向
がある。研磨作用又は機械加工作用から第１の軸受面上
のランドが除去されると、第１の軸受面の正確に平坦な
面の平面上にカンチレバエッジが回復し、結果として、
エッジの材料の過剰はわずかになる。
【００１６】上記架橋構造体を設けることにより、軸受
面のエッジは、研磨作用中に支持されてこの影響を非常
に減少させる。
面のエッジは、研磨作用中に支持されてこの影響を非常
に減少させる。
【００１７】本発明は、また、真空チャンバ壁に設けら
れたアパーチャにおいて可動部材を支持し、前記真空チ
ャンバ壁と前記可動部材の一方が第１の軸受面を有し、
もう一方が第２の軸受面を有し、該第１の面と第２の面
が相互に前記第１の面と第２の面を押し付けるように前
記可動部材に作用する外圧の作用ラインまで横に伸長し
かつ前記チャンバ壁に相対する前記可動部材の所定の運
動を可能にする方法であって、前記第２の面に面する前
記第１の面としてガス透過性多孔性材料を供給し、前記
多孔性材料が該材料の厚みをガスフローするために多孔
性である外部の第１の領域と、内部の第２の領域と、を
有するステップと、加圧下のガスが前記第１の領域を浸
透して前記外圧の作用に抵抗する前記第２の面に軸受圧
力を加えることができるように加圧下のガスをガス供給
プレナムを経て前記第１の領域に加えるステップと、前
記外部領域と内部領域の間の排気チャネルを経て大気に
ガスを排気するステップと、を含む、前記方法を提供す
る。
れたアパーチャにおいて可動部材を支持し、前記真空チ
ャンバ壁と前記可動部材の一方が第１の軸受面を有し、
もう一方が第２の軸受面を有し、該第１の面と第２の面
が相互に前記第１の面と第２の面を押し付けるように前
記可動部材に作用する外圧の作用ラインまで横に伸長し
かつ前記チャンバ壁に相対する前記可動部材の所定の運
動を可能にする方法であって、前記第２の面に面する前
記第１の面としてガス透過性多孔性材料を供給し、前記
多孔性材料が該材料の厚みをガスフローするために多孔
性である外部の第１の領域と、内部の第２の領域と、を
有するステップと、加圧下のガスが前記第１の領域を浸
透して前記外圧の作用に抵抗する前記第２の面に軸受圧
力を加えることができるように加圧下のガスをガス供給
プレナムを経て前記第１の領域に加えるステップと、前
記外部領域と内部領域の間の排気チャネルを経て大気に
ガスを排気するステップと、を含む、前記方法を提供す
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】ここで、本発明の実例を図面によ
って述べる。
って述べる。
【００１９】まず、図１について説明する。イオン注入
装置の略側面図が示されている。イオン注入装置には、
イオンビーム１５を生成するために構成されているイオ
ン源１０が含まれている。イオンビーム１５は、所望の
質量/電荷比のイオンが電磁気的に選ばれるイオンアナ
ライザ２０へ送られる。そのような手法は、当業者に周
知であり、更に詳しくしない。便宜上、質量アナライザ
２０は紙面において供給源１０からのイオンビームを曲
げているように図１に示され、他の部分の図示された注
入装置に関しては縦の面であることは留意しなければな
らない。実際に、アナライザ２０は、通常は、水平面で
このイオンビームを曲げるように構成されている。
装置の略側面図が示されている。イオン注入装置には、
イオンビーム１５を生成するために構成されているイオ
ン源１０が含まれている。イオンビーム１５は、所望の
質量/電荷比のイオンが電磁気的に選ばれるイオンアナ
ライザ２０へ送られる。そのような手法は、当業者に周
知であり、更に詳しくしない。便宜上、質量アナライザ
２０は紙面において供給源１０からのイオンビームを曲
げているように図１に示され、他の部分の図示された注
入装置に関しては縦の面であることは留意しなければな
らない。実際に、アナライザ２０は、通常は、水平面で
このイオンビームを曲げるように構成されている。
【００２０】質量アナライザ２０を出るイオンビーム１
５は、注入すべきイオンの種類や所望の注入の深さに左
右されて、イオンの静電加速又は減速を受けることがあ
る。
５は、注入すべきイオンの種類や所望の注入の深さに左
右されて、イオンの静電加速又は減速を受けることがあ
る。
【００２１】質量アナライザの下流は、注入すべきウエ
ハを含むプロセスチャンバ又は真空チャンバ４０であ
る。本実施例においては、ウエハは一枚のウエハ、例え
ば、直径が200mm又は300mmである。
ハを含むプロセスチャンバ又は真空チャンバ４０であ
る。本実施例においては、ウエハは一枚のウエハ、例え
ば、直径が200mm又は300mmである。
【００２２】質量アナライザ２０を出るイオンビームの
ビーム幅と高さは、たいてい、注入すべきウエハの直径
よりかなり小さい。イオンビームは、第１の面（図１に
おいて紙面に直角の面）で静電的に又は電磁気的に走査
することができる。ウエハは、イオンビームの走査方向
に直交する第２の方向で機械走査される。ウエハを機械
走査するために、ウエハは基板支持体上に取付けられ
る。これは、ウエハがプロセスチャンバ４０内に取付け
られるプレートと、該プレートに接続された伸長アーム
と、からなる。
ビーム幅と高さは、たいてい、注入すべきウエハの直径
よりかなり小さい。イオンビームは、第１の面（図１に
おいて紙面に直角の面）で静電的に又は電磁気的に走査
することができる。ウエハは、イオンビームの走査方向
に直交する第２の方向で機械走査される。ウエハを機械
走査するために、ウエハは基板支持体上に取付けられ
る。これは、ウエハがプロセスチャンバ４０内に取付け
られるプレートと、該プレートに接続された伸長アーム
と、からなる。
【００２３】伸長アームは、イオンビームの走査面とほ
ぼ平行な方向にプロセスチャンバの壁を貫通して伸長す
る。アームは、プロセスチャンバ４０の側壁に隣接して
取付けられる回転プレート５０内のスロット（図示せ
ず）を通過する。走査アーム端６０は、走査部材７０内
に取付けられている。走査イオンビームに相対する走査
アーム（及びプレート上に取付けられたウエハ）のメカ
ニカル走査を行うために、走査部材７０は、図１におい
て矢印Ｘで示された方向に往復方式で可動する。この走
査を容易にするために、走査部材７０の下面は、空気軸
受として作用する圧縮空気のクッションによって回転プ
レート５０の上面から隔置されている。
ぼ平行な方向にプロセスチャンバの壁を貫通して伸長す
る。アームは、プロセスチャンバ４０の側壁に隣接して
取付けられる回転プレート５０内のスロット（図示せ
ず）を通過する。走査アーム端６０は、走査部材７０内
に取付けられている。走査イオンビームに相対する走査
アーム（及びプレート上に取付けられたウエハ）のメカ
ニカル走査を行うために、走査部材７０は、図１におい
て矢印Ｘで示された方向に往復方式で可動する。この走
査を容易にするために、走査部材７０の下面は、空気軸
受として作用する圧縮空気のクッションによって回転プ
レート５０の上面から隔置されている。
【００２４】図１における走査部材７０は、ウエハの表
面が走査瞬間イオンビーム又は扇形瞬間イオンビームの
平面に直角であるように縦の位置で示されている。しか
しながら、イオンをある角度でイオンビームからウエハ
へ注入することが望ましくてもよい。このために、回転
プレート５０は、プロセスチャンバ４０の固定された壁
部に相対する、中心を通って画成された軸を回転可能で
ある。言い換えれば、回転プレート５０は、図１に示さ
れる矢印Ｒの方向に回転することができる。
面が走査瞬間イオンビーム又は扇形瞬間イオンビームの
平面に直角であるように縦の位置で示されている。しか
しながら、イオンをある角度でイオンビームからウエハ
へ注入することが望ましくてもよい。このために、回転
プレート５０は、プロセスチャンバ４０の固定された壁
部に相対する、中心を通って画成された軸を回転可能で
ある。言い換えれば、回転プレート５０は、図１に示さ
れる矢印Ｒの方向に回転することができる。
【００２５】走査部材７０の場合と同様に、プロセスチ
ャンバの壁部に対する回転プレート５０の相対運動は、
回転プレート５０の表面とプロセスチャンバ４０の壁部
から半径方向に伸長するフランジ１００（図２に図示）
上に取付けられた固定部９０（図２に図示）の表面間の
空気軸受により容易になる。回転プレートの半径方向の
運動は、回転プレート５０の周囲に構成された一連のガ
イドホイール８０によって束縛される。回転プレートの
望ましくない軸方向の運動は、回転プレートの２つの面
の間の圧力差によって使用が防止される。特に、プロセ
スチャンバの内部は真空にし、従って、大気圧による大
きな力は固定部に対して回転プレートを固定するように
作用する。
ャンバの壁部に対する回転プレート５０の相対運動は、
回転プレート５０の表面とプロセスチャンバ４０の壁部
から半径方向に伸長するフランジ１００（図２に図示）
上に取付けられた固定部９０（図２に図示）の表面間の
空気軸受により容易になる。回転プレートの半径方向の
運動は、回転プレート５０の周囲に構成された一連のガ
イドホイール８０によって束縛される。回転プレートの
望ましくない軸方向の運動は、回転プレートの２つの面
の間の圧力差によって使用が防止される。特に、プロセ
スチャンバの内部は真空にし、従って、大気圧による大
きな力は固定部に対して回転プレートを固定するように
作用する。
【００２６】上記のメカニカル走査構成は、上述した国
際出願第99/13488号に記載されているものとほぼ同じで
ある。この明細書の開示内容は本明細書に全体で援用さ
れている。
際出願第99/13488号に記載されているものとほぼ同じで
ある。この明細書の開示内容は本明細書に全体で援用さ
れている。
【００２７】ここで図２及び図３について説明する。図
１のプロセスチャンバ４０のラインA-Aに沿った断面図
を示す。説明を簡単にするために、走査部材７０と走査
アームを省略する。
１のプロセスチャンバ４０のラインA-Aに沿った断面図
を示す。説明を簡単にするために、走査部材７０と走査
アームを省略する。
【００２８】プロセスチャンバ４０の壁部は、その中に
ほぼ円形のアパーチャを有する（図２では符号８５で示
される）。環状フランジ１００は、円形アパーチャ８５
のエッジの周りに伸長する。その目的が下に記載され、
壁部９３によって画成されたアパーチャ９５を有する環
状固定部９０は、フランジ１００に付けられ、固定部９
０とアパーチャ９５は、円形アパーチャ８５の軸B-Bと
実質的に同軸である。固定部９０のフランジ１００への
固定は、譲受人に譲渡した同時係属米国出願第09/29395
4号に記載された特殊な取付け法によって達成すること
ができ、この明細書の開示内容は本明細書に援用されて
いる。簡単にするために、図２又は図３に示されず、フ
ランジ１００と固定部９０間の真空シールは、Ｏリング
シール１０１によって示されている。
ほぼ円形のアパーチャを有する（図２では符号８５で示
される）。環状フランジ１００は、円形アパーチャ８５
のエッジの周りに伸長する。その目的が下に記載され、
壁部９３によって画成されたアパーチャ９５を有する環
状固定部９０は、フランジ１００に付けられ、固定部９
０とアパーチャ９５は、円形アパーチャ８５の軸B-Bと
実質的に同軸である。固定部９０のフランジ１００への
固定は、譲受人に譲渡した同時係属米国出願第09/29395
4号に記載された特殊な取付け法によって達成すること
ができ、この明細書の開示内容は本明細書に援用されて
いる。簡単にするために、図２又は図３に示されず、フ
ランジ１００と固定部９０間の真空シールは、Ｏリング
シール１０１によって示されている。
【００２９】図２においては、回転プレート５０は、環
状固定部９０に対して直接示された軸受である。示され
るように、環状固定部９０は、ガス軸受領域を与える半
径方向に外部の領域と差動ポンプ真空シールを与える半
径方向に内部の領域１２１を有する。
状固定部９０に対して直接示された軸受である。示され
るように、環状固定部９０は、ガス軸受領域を与える半
径方向に外部の領域と差動ポンプ真空シールを与える半
径方向に内部の領域１２１を有する。
【００３０】図２の回転プレート５０の下面は、図３に
示されるように、実際の構成では、環状固定部９０上に
直接示された軸受であるが、回転プレート５０は、上記
同時係属米国出願第09/293954号に記載された特殊な取
付け法によって環状回転部材５２上に取付けられた支持
プレート５１を含むことができる。これは、簡単にする
ために図３には示されていないが、支持プレート５１と
回転要素５２間の真空シールは、Ｏリングシール５３に
よって示されている。重要なことに、支持プレート５１
と環状部材５２間の特殊な取付けは、大気圧による力が
空気軸受領域１２０のかなり上の環状回転要素５２上に
送られることを行わせるために構成されている。また、
特殊な取付け構成は、また大気圧により、支持プレート
５１からのねじり荷重から環状回転要素５２を機械的に
脱結合するように構成される。
示されるように、実際の構成では、環状固定部９０上に
直接示された軸受であるが、回転プレート５０は、上記
同時係属米国出願第09/293954号に記載された特殊な取
付け法によって環状回転部材５２上に取付けられた支持
プレート５１を含むことができる。これは、簡単にする
ために図３には示されていないが、支持プレート５１と
回転要素５２間の真空シールは、Ｏリングシール５３に
よって示されている。重要なことに、支持プレート５１
と環状部材５２間の特殊な取付けは、大気圧による力が
空気軸受領域１２０のかなり上の環状回転要素５２上に
送られることを行わせるために構成されている。また、
特殊な取付け構成は、また大気圧により、支持プレート
５１からのねじり荷重から環状回転要素５２を機械的に
脱結合するように構成される。
【００３１】図３に最良に示されるように、環状固定部
９０は、回転部５０の環状要素５２の第２の軸受面５４
に面する９１に一般的に示される第１の軸受面を有す
る。面９１と５２は、それぞれ平面であり、相互に平行
であり、２つの面を一緒に進める傾向がある回転部５０
に大気圧を作用する方向に垂直である。固定部９０の軸
受面９１は、環状固定部９０の下にある基板材料（典型
的にはステンレス鋼）の表面に結合したグラファイト多
孔性材料の層９２によって設けられる。多孔性層９２の
半径方向に外の部分１２０は、環状固定部９０内に形成
された多くの同軸環状グルーブ９４の上にある。グルー
ブ９４のそれぞれは、９６で図３に概略図で示されたラ
インによって加圧ガス源に接続されている。多孔性層１
２０の下面にライン９６に沿って送られた圧縮ガスは、
該層を浸透し、大気圧の力に抵抗する、固定部９０の軸
受面から離れて回転部５０を固定する傾向がある第１の
軸受面と第２の軸受面の間にガス支持層を形成する。
９０は、回転部５０の環状要素５２の第２の軸受面５４
に面する９１に一般的に示される第１の軸受面を有す
る。面９１と５２は、それぞれ平面であり、相互に平行
であり、２つの面を一緒に進める傾向がある回転部５０
に大気圧を作用する方向に垂直である。固定部９０の軸
受面９１は、環状固定部９０の下にある基板材料（典型
的にはステンレス鋼）の表面に結合したグラファイト多
孔性材料の層９２によって設けられる。多孔性層９２の
半径方向に外の部分１２０は、環状固定部９０内に形成
された多くの同軸環状グルーブ９４の上にある。グルー
ブ９４のそれぞれは、９６で図３に概略図で示されたラ
インによって加圧ガス源に接続されている。多孔性層１
２０の下面にライン９６に沿って送られた圧縮ガスは、
該層を浸透し、大気圧の力に抵抗する、固定部９０の軸
受面から離れて回転部５０を固定する傾向がある第１の
軸受面と第２の軸受面の間にガス支持層を形成する。
【００３２】図３の図においては、回転部５０の環状要
素５２の軸受面は、多孔性層によって設けられた面から
距離ｄだけ隔置して固定されて示されている。図におい
ては、間隔ｄのサイズは大きく誇張されている。
素５２の軸受面は、多孔性層によって設けられた面から
距離ｄだけ隔置して固定されて示されている。図におい
ては、間隔ｄのサイズは大きく誇張されている。
【００３３】ガス軸受領域１２０の半径方向の内側に、
環状固定部９０の下にある金属上の多孔性材料の層によ
っても形成されている。重要なことに、ガス軸受領域１
２０と差動ポンプ真空シール領域１２１内の双方の多孔
性材料によって設けられた軸受面は、正確に平面である
ので、環状固定部９０からの回転部５０の環状要素５２
の間隔ｄ（はずみ高さと呼ばれる）は、軸受領域１２０
上も差動ポンプ真空シール領域１２１上も同じである。
環状固定部９０の下にある金属上の多孔性材料の層によ
っても形成されている。重要なことに、ガス軸受領域１
２０と差動ポンプ真空シール領域１２１内の双方の多孔
性材料によって設けられた軸受面は、正確に平面である
ので、環状固定部９０からの回転部５０の環状要素５２
の間隔ｄ（はずみ高さと呼ばれる）は、軸受領域１２０
上も差動ポンプ真空シール領域１２１上も同じである。
【００３４】軸受面領域１２０と内部真空シール領域１
２１との間のグルーブ９７は、環状固定部９０中のプレ
ナム９８と通じている多孔性層を貫通して形成され、９
９に概略図で示された導管を経て大気と通じでいる。従
って、領域１２０内の軸受面の間から半径方向に内向き
に逃げる高圧ガスは、グルーブ９７を通って大気に逃げ
得る。グループ９７は、環状固定部９０の周りに連続し
て伸長するので、差動ポンプ真空シール領域１２１の最
も外側のエッジのガス圧は実質的に大気圧である。
２１との間のグルーブ９７は、環状固定部９０中のプレ
ナム９８と通じている多孔性層を貫通して形成され、９
９に概略図で示された導管を経て大気と通じでいる。従
って、領域１２０内の軸受面の間から半径方向に内向き
に逃げる高圧ガスは、グルーブ９７を通って大気に逃げ
得る。グループ９７は、環状固定部９０の周りに連続し
て伸長するので、差動ポンプ真空シール領域１２１の最
も外側のエッジのガス圧は実質的に大気圧である。
【００３５】ガス抜きグルーブ９７の半径方向に内部の
多孔性層１２２は、１以上の差動ポンプグルーブ１０２
によって穴があけられ、下にある差動ポンププレナム１
０３と通じている。図３においては、差動ポンプグルー
ブ１０２と付随したプレナム１０３が２つだけ示されて
いる（図２に示される３ステージと比較して）。差動ポ
ンプ真空シールの差動ステージの数は、シーリング構成
の効率、特に、プレナム１０３に取付けられた真空ポン
プの効率；ガス抜きグルーブ９７間の多孔性層１２２の
表面上のランド、それぞれの差動ポンプグルーブ１０
２、又は真空チャンバの内部の幅；又は最も顕著には、
軸受面間のはずみ高さｄに左右される。
多孔性層１２２は、１以上の差動ポンプグルーブ１０２
によって穴があけられ、下にある差動ポンププレナム１
０３と通じている。図３においては、差動ポンプグルー
ブ１０２と付随したプレナム１０３が２つだけ示されて
いる（図２に示される３ステージと比較して）。差動ポ
ンプ真空シールの差動ステージの数は、シーリング構成
の効率、特に、プレナム１０３に取付けられた真空ポン
プの効率；ガス抜きグルーブ９７間の多孔性層１２２の
表面上のランド、それぞれの差動ポンプグルーブ１０
２、又は真空チャンバの内部の幅；又は最も顕著には、
軸受面間のはずみ高さｄに左右される。
【００３６】好適実施例においては、多孔性層１２２
は、多孔性グラファイトからつくられている。外部ガス
軸受領域１２０においては、多孔性層１２２は、好まし
くは曝露軸受面上に埋め込まれ、層１２２の厚みだけの
バルクグラファイト材料の多孔性よりたいてい低い表面
に制御された多孔性レベルを与える。軸受面の埋め込み
は１２３に示されている。
は、多孔性グラファイトからつくられている。外部ガス
軸受領域１２０においては、多孔性層１２２は、好まし
くは曝露軸受面上に埋め込まれ、層１２２の厚みだけの
バルクグラファイト材料の多孔性よりたいてい低い表面
に制御された多孔性レベルを与える。軸受面の埋め込み
は１２３に示されている。
【００３７】多孔性媒体ガス軸受の表面に制御された多
孔性を与えると、荷重の範囲にわたって軸受の安定性を
向上させることが既知である。これは、多孔性媒体、特
にグラファイトを材料の嵩だけの均一な多孔性で形成す
ることが難しいことから生じるものである。しかしなが
ら、高いレベルの有効な多孔性の均一性は、記載された
多孔性層の表面を埋め込むことにより与え得る。安定性
を向上させるために多孔性グラファイト空気軸受部品の
表面の埋め込みは、W.H. Rasnickら, 1974, Society of
Manufacturing Engineers Technical Report,『マシン
ツールに用いた多孔性グラファイト空気軸受部品』に述
べられている。
孔性を与えると、荷重の範囲にわたって軸受の安定性を
向上させることが既知である。これは、多孔性媒体、特
にグラファイトを材料の嵩だけの均一な多孔性で形成す
ることが難しいことから生じるものである。しかしなが
ら、高いレベルの有効な多孔性の均一性は、記載された
多孔性層の表面を埋め込むことにより与え得る。安定性
を向上させるために多孔性グラファイト空気軸受部品の
表面の埋め込みは、W.H. Rasnickら, 1974, Society of
Manufacturing Engineers Technical Report,『マシン
ツールに用いた多孔性グラファイト空気軸受部品』に述
べられている。
【００３８】多孔性グラファイト軸受面の内部領域１２
１は、グラファイト層の全曝露面にわたって埋め込ま
れ、グラファイトをガスに不浸透性にする。
１は、グラファイト層の全曝露面にわたって埋め込ま
れ、グラファイトをガスに不浸透性にする。
【００３９】図２及び図３に示されるように、組合わせ
たガス軸受と差動ポンプ真空シール構成を構築する際
に、多孔性グラファイト層１２２により形成された第１
の軸受面は、多孔性グラファイトが接着剤により環状固
定部９０の下にある面に固定した後に機械加工される。
外部ガス軸受領域と、内部真空シール領域双方の上のグ
ラファイト層１２２の全曝露面は、グラファイト面が正
確に平坦で同一平面であることを行わせるために一緒に
機械加工される。同様に、回転部の環状要素５２に面す
る表面も正確に平面にするために機械加工される。
たガス軸受と差動ポンプ真空シール構成を構築する際
に、多孔性グラファイト層１２２により形成された第１
の軸受面は、多孔性グラファイトが接着剤により環状固
定部９０の下にある面に固定した後に機械加工される。
外部ガス軸受領域と、内部真空シール領域双方の上のグ
ラファイト層１２２の全曝露面は、グラファイト面が正
確に平坦で同一平面であることを行わせるために一緒に
機械加工される。同様に、回転部の環状要素５２に面す
る表面も正確に平面にするために機械加工される。
【００４０】図４及び図５は、環状固定部９０中のプレ
ナム１０３の好ましい形成を示す図である。図３に示さ
れるプレナムまでの部分は、図４のラインB-Bに沿って
切り取ったものである。図４においては、プレナム１０
３のラインと差動ポンプグルーブ１０２のラインは、弧
１０５の概略図で示されている。図４は、環状固定部９
０の表面を示し、グラファイト層は取り除かれている。
環状固定部９０の下にある曝露面の周りに連続トレンチ
を形成するプレナム１０３ではなくて、プレナムは面を
貫通する連続円形開口１０６を含み、プレナム１０３を
形成する連続チャネル１０７と通じている。連続円形開
口１０６間の領域によって、連続チャネル１０７を横断
する架橋１０８が形成される。これは、図４のラインC-
Cに沿って切り取った断面である図５で最良に示されて
いる。ここで、架橋１０８は、対応するプレナム１０３
を形成する連続チャネル１０７の右端に伸長し、よって
図３に示されるように、円形開口１０６の領域内のプレ
ナム１０３上にカンチレバ取付けされる。
ナム１０３の好ましい形成を示す図である。図３に示さ
れるプレナムまでの部分は、図４のラインB-Bに沿って
切り取ったものである。図４においては、プレナム１０
３のラインと差動ポンプグルーブ１０２のラインは、弧
１０５の概略図で示されている。図４は、環状固定部９
０の表面を示し、グラファイト層は取り除かれている。
環状固定部９０の下にある曝露面の周りに連続トレンチ
を形成するプレナム１０３ではなくて、プレナムは面を
貫通する連続円形開口１０６を含み、プレナム１０３を
形成する連続チャネル１０７と通じている。連続円形開
口１０６間の領域によって、連続チャネル１０７を横断
する架橋１０８が形成される。これは、図４のラインC-
Cに沿って切り取った断面である図５で最良に示されて
いる。ここで、架橋１０８は、対応するプレナム１０３
を形成する連続チャネル１０７の右端に伸長し、よって
図３に示されるように、円形開口１０６の領域内のプレ
ナム１０３上にカンチレバ取付けされる。
【００４１】プレナム１０３のこの構造体の利点は２つ
ある。第１のに、真空シールの差動ポンプに用いられる
真空源へのガス伝導率を最大にするためにプレナム１０
３ができるだけ大きいことが重要である。従って、プレ
ナム１０３は、環状固定部９０の厚みのかなりの割合を
伸長する場合が望ましい（実際には図３の概略図に示さ
れたものより大きい割合）。結果として、プレナム１０
３のベース１０９と、環状固定部９０の下面１１０との
間の環状固定部９０の材料の厚みは、環状固定部に十分
な強度と剛性を与えるのに、特に軸受面９１を面の研磨
中に支持するのに不十分であってもよい。図４及び図５
に示されるプレナム１０３を構築することにより、架橋
１０８は、環状固定部９０の剛性や剛さを非常に増大さ
せる。
ある。第１のに、真空シールの差動ポンプに用いられる
真空源へのガス伝導率を最大にするためにプレナム１０
３ができるだけ大きいことが重要である。従って、プレ
ナム１０３は、環状固定部９０の厚みのかなりの割合を
伸長する場合が望ましい（実際には図３の概略図に示さ
れたものより大きい割合）。結果として、プレナム１０
３のベース１０９と、環状固定部９０の下面１１０との
間の環状固定部９０の材料の厚みは、環状固定部に十分
な強度と剛性を与えるのに、特に軸受面９１を面の研磨
中に支持するのに不十分であってもよい。図４及び図５
に示されるプレナム１０３を構築することにより、架橋
１０８は、環状固定部９０の剛性や剛さを非常に増大さ
せる。
【００４２】第２のに、架橋１０８は、軸受面９１の機
械加工中のカンチレバ取付けエッジのぶれを防ぐため
に、多孔性層１２２のカンチレバ取付けエッジ１２４に
対して支持する。支持架橋１８のないとき、多孔性層１
２２の突出エッジ１０２は、研磨中にプレナム１０３へ
ゆがめられる。研磨の完了時に、エッジは戻り、軸受面
９１の一部が残りの面の高さよりわずかに上がってい
る。
械加工中のカンチレバ取付けエッジのぶれを防ぐため
に、多孔性層１２２のカンチレバ取付けエッジ１２４に
対して支持する。支持架橋１８のないとき、多孔性層１
２２の突出エッジ１０２は、研磨中にプレナム１０３へ
ゆがめられる。研磨の完了時に、エッジは戻り、軸受面
９１の一部が残りの面の高さよりわずかに上がってい
る。
【００４３】差動ポンププレナムの上記構造体は軸受面
として多孔性材料層を用いる構造体に特に有用である
が、軸受面が青銅層又は他の既知の軸受材料層である場
合にも有用であってもよいことは留意しなければならな
い。更に、環状固定部、又は他の軸受部品が単一の単位
部分として形成され、それ自体が軸受面を与える場合に
も同様の構造体を用いることができる。そのときの形
は、図３と図５に断面図で示される通りであるが、層１
２２は、下にある基板材料面に加えられた追加の層とし
て形成されていない。代わりに、差動ポンプグルーブ１
０２と、プレナム１０３と、グルーブ１０２の下のプレ
ナム１０３の対向面に相互接続する架橋１０８を与え
る、基板材料から一体形成される。
として多孔性材料層を用いる構造体に特に有用である
が、軸受面が青銅層又は他の既知の軸受材料層である場
合にも有用であってもよいことは留意しなければならな
い。更に、環状固定部、又は他の軸受部品が単一の単位
部分として形成され、それ自体が軸受面を与える場合に
も同様の構造体を用いることができる。そのときの形
は、図３と図５に断面図で示される通りであるが、層１
２２は、下にある基板材料面に加えられた追加の層とし
て形成されていない。代わりに、差動ポンプグルーブ１
０２と、プレナム１０３と、グルーブ１０２の下のプレ
ナム１０３の対向面に相互接続する架橋１０８を与え
る、基板材料から一体形成される。
【００４４】図３、図４及び図５に示されるプレナム１
０３の構造体は、本実施例に特に記載されるように、別
個に又はガス軸受構成と組合わせて差動ポンプ真空シー
ル内に使用し得ることは理解されなければならない。ま
た、プレナム設計は、多孔性媒体層よりむしろ軸受面の
ノズル及び/又はグルーブを用いたもののような他の形
のガス軸受と組合わせて用いられる差動ポンプ真空シー
ル構成に使用することができる。
０３の構造体は、本実施例に特に記載されるように、別
個に又はガス軸受構成と組合わせて差動ポンプ真空シー
ル内に使用し得ることは理解されなければならない。ま
た、プレナム設計は、多孔性媒体層よりむしろ軸受面の
ノズル及び/又はグルーブを用いたもののような他の形
のガス軸受と組合わせて用いられる差動ポンプ真空シー
ル構成に使用することができる。
【００４５】本発明の好適実施例においては、多孔性層
１２２は、多孔性グラファイトからつくられている。層
１２２の他の可能な多孔性材料は、グラファイトで被覆
したアルミナ、焼結青銅又は炭化チタンである。しかし
ながら、多孔性グラファイトは、材料の表面がもつ特性
の観点から特に有効である。
１２２は、多孔性グラファイトからつくられている。層
１２２の他の可能な多孔性材料は、グラファイトで被覆
したアルミナ、焼結青銅又は炭化チタンである。しかし
ながら、多孔性グラファイトは、材料の表面がもつ特性
の観点から特に有効である。
【００４６】多孔性媒体、特に多孔性グラファイトガス
軸受構成の使用の利点は、軸受の剛さがはずみ高さｄの
減少と共に増大し続けることである。これは、ガス軸受
が真空チャンバへの動作貫通接続構成に用いられる場合
に特に有利である。上記のように、軸受面の領域１２１
（図３）によって設けられた差動ポンプ真空シールの効
率は、軸受のはずみ高さｄに強く左右される。多孔性グ
ラファイトガス軸受におけるはずみ高さは、3〜７ミク
ロン以下で設定し得る。結果として、真空チャンバの内
部への軸受ガスの逃げは、影響が無視できる程度に非常
に減少し得る。更に、差動ポンプ真空シールの連続ステ
ージの数を減少させることは可能でなければならず、よ
ってコストが低下し複雑さが減少する。
軸受構成の使用の利点は、軸受の剛さがはずみ高さｄの
減少と共に増大し続けることである。これは、ガス軸受
が真空チャンバへの動作貫通接続構成に用いられる場合
に特に有利である。上記のように、軸受面の領域１２１
（図３）によって設けられた差動ポンプ真空シールの効
率は、軸受のはずみ高さｄに強く左右される。多孔性グ
ラファイトガス軸受におけるはずみ高さは、3〜７ミク
ロン以下で設定し得る。結果として、真空チャンバの内
部への軸受ガスの逃げは、影響が無視できる程度に非常
に減少し得る。更に、差動ポンプ真空シールの連続ステ
ージの数を減少させることは可能でなければならず、よ
ってコストが低下し複雑さが減少する。
【００４７】重要なことに、ゼロに近いはずみ高さｄで
ガス軸受と差動ポンプ真空シールの組合わせを動作する
ことが可能であった。これを達成するために、フィード
９６を通る軸受ガスの流速は、軸受の摩擦がちょうどゼ
ロである最低速度に設定される。そのような設定で、グ
ラファイト層１２２の多孔性面から浸透する軸受ガス
は、２つの軸受面５４と９１間の接触圧を実質的にゼロ
に、ほとんど持ち上げずに（ｄ≒0）低下させるのにち
ょうど十分である。そのような設定における領域１２１
の差動ポンプ真空シールは、最適にはランド１２４上の
ガスの伝導を最小にして動作し得る。
ガス軸受と差動ポンプ真空シールの組合わせを動作する
ことが可能であった。これを達成するために、フィード
９６を通る軸受ガスの流速は、軸受の摩擦がちょうどゼ
ロである最低速度に設定される。そのような設定で、グ
ラファイト層１２２の多孔性面から浸透する軸受ガス
は、２つの軸受面５４と９１間の接触圧を実質的にゼロ
に、ほとんど持ち上げずに（ｄ≒0）低下させるのにち
ょうど十分である。そのような設定における領域１２１
の差動ポンプ真空シールは、最適にはランド１２４上の
ガスの伝導を最小にして動作し得る。
【００４８】上記実施例においては、ガス軸受と差動ポ
ンプ真空シールの組合わせは、国際出願第99/13488号に
記載された種類のイオン注入装置におけるウエハ走査メ
カニズムの回転部５０と固定部９０間の軸受とシールに
関して開示してきた。まず、ガス軸受と差動ポンプ真空
シールの組合わせの同じ形が線形走査部材７０と回転部
５０間の軸受とシールに使用し得ることは留意すべきで
ある。更に、軸受とシールの記載された構成は、イオン
注入装置と他の真空装置と共に、真空チャンバへの動作
貫通接続を与えるのに必要とされる他の適用にも使用し
得る。
ンプ真空シールの組合わせは、国際出願第99/13488号に
記載された種類のイオン注入装置におけるウエハ走査メ
カニズムの回転部５０と固定部９０間の軸受とシールに
関して開示してきた。まず、ガス軸受と差動ポンプ真空
シールの組合わせの同じ形が線形走査部材７０と回転部
５０間の軸受とシールに使用し得ることは留意すべきで
ある。更に、軸受とシールの記載された構成は、イオン
注入装置と他の真空装置と共に、真空チャンバへの動作
貫通接続を与えるのに必要とされる他の適用にも使用し
得る。
【図１】立面図で示されたプロセスチャンバを含むイオ
ン注入装置の略側面図である。
ン注入装置の略側面図である。
【図２】図１の回転部と真空チャンバ壁間の真空シール
のみを示す図１のラインA-Aに沿った断面図である。
のみを示す図１のラインA-Aに沿った断面図である。
【図３】回転部とチャンバ壁に留められた固定部間のガ
ス軸受と真空シール構成を示す拡大断面図である。
ス軸受と真空シール構成を示す拡大断面図である。
【図４】差動ポンププレナムを示す多孔性材料層が取り
除かれた図３の固定部の表面の図である。
除かれた図３の固定部の表面の図である。
【図５】図４のラインC-Cで切り取った多孔性層のカン
チレバ取付けエッジの下にある基板架橋を示す差動ポン
ププレナムの断面図である。
チレバ取付けエッジの下にある基板架橋を示す差動ポン
ププレナムの断面図である。
１０…イオン源、１５…イオンビーム、２０…質量アナ
ライザ、３０…スキャナ、４０…プロセスチャンバ、５
０…回転プレート、５１…支持プレート、５２…環状回
転部材、５３…Ｏリングシール、５４…軸受面、６０…
走査アーム端、７０…走査部材、８０…ガイドホイー
ル、８５…円形アパーチャ、９０…円形固定部、９１…
軸受面、９２…多孔性層、９３…固定壁部、９４…同軸
環状グルーブ、９５…アパーチャ、９６…ガスライン、
９７…ガス抜きグルーブ、９８…プレナム、９９…導
管、１００…環状フランジ、１０１…Ｏリングシール、
１０２…ポンプグルーブ、１０３…プレナム、１０５…
弧、１０６…円形開口、１０７…連続チャネル、１０８
…架橋、１０９…ベース、１１０…下面、１２０…半径
方向に外部の領域/ガス軸受領域、１２１…半径方向に
内部の領域/差動ポンプ真空シール、１２２…グラファ
イト多孔性層、１２３…軸受面の埋め込み、１２４…多
孔性材料のエッジ。
ライザ、３０…スキャナ、４０…プロセスチャンバ、５
０…回転プレート、５１…支持プレート、５２…環状回
転部材、５３…Ｏリングシール、５４…軸受面、６０…
走査アーム端、７０…走査部材、８０…ガイドホイー
ル、８５…円形アパーチャ、９０…円形固定部、９１…
軸受面、９２…多孔性層、９３…固定壁部、９４…同軸
環状グルーブ、９５…アパーチャ、９６…ガスライン、
９７…ガス抜きグルーブ、９８…プレナム、９９…導
管、１００…環状フランジ、１０１…Ｏリングシール、
１０２…ポンプグルーブ、１０３…プレナム、１０５…
弧、１０６…円形開口、１０７…連続チャネル、１０８
…架橋、１０９…ベース、１１０…下面、１２０…半径
方向に外部の領域/ガス軸受領域、１２１…半径方向に
内部の領域/差動ポンプ真空シール、１２２…グラファ
イト多孔性層、１２３…軸受面の埋め込み、１２４…多
孔性材料のエッジ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｊ 37/317 Ｈ０１Ｊ 37/317 Ｂ (72)発明者 ジオフレイ ライディング アメリカ合衆国， マサチューセッツ州, マンチェスター， マスコノモ ストリ ート 30 (72)発明者 セオドア エイチ． スミック アメリカ合衆国， マサチューセッツ州, エセックス， ラフキン ポイント ロ ード 31 (72)発明者 マーヴィン ファーレイ アメリカ合衆国， マサチューセッツ州, イプスウィッチ， ミル ロード 16 (72)発明者 タカオ サカセ アメリカ合衆国， マサチューセッツ州, ロウレイ， グリーン ニードル レー ン 27
Claims (13)
- 【請求項１】 真空軸受構造体であって、 アパーチャを有する壁部を有する真空チャンバと、 前記アパーチャの中を伸長するように構成された可動部
材とを備え、 前記真空チャンバと前記可動部材の一方には第１の軸受
面が設けられ、他方には第２の軸受面が設けられ、 前記第１の軸受面及び前記第２の軸受面は、前記可動部
材に作用する外からの圧力の作用線を横断するように伸
長して、前記第１の軸受面及び第２の軸受面を相互に押
し付け、 前記第１の軸受面及び前記第２の軸受面は、前記チャン
バ壁に対する前記可動部材の所定の運動を可能にし、 第１の軸受面には、前記第２の軸受面に面するガス透過
性多孔性材料が設けられ、 前記多孔性材料は、該材料の厚みにわたってガスを流通
させる多孔性の第１の領域と、前記第１の領域と真空チ
ャンバ内部の間の第２の内部領域とを有し、前記真空軸
受構造体は更に、 前記多孔性第１の領域を浸透して前記外圧の該作用に抵
抗する前記第２の軸受面に軸受圧力を加える加圧下の軸
受ガスを供給するための前記第１の領域の下の少なくと
も１つのガス供給プレナムと、 前記多孔性材料を貫通しかつ前記第１の領域とその内部
の前記第２の領域間に位置する排気グルーブと、 軸受ガスを前記軸受面の間から逃がすために前記排気グ
ルーブに接続する排気プレナムとを有する真空軸受構造
体。 - 【請求項２】 前記第１の軸受面が、グラファイト多孔
性材料を含む層によって設けらる請求項１に記載の構造
体。 - 【請求項３】 該第１の軸受面が、前記真空チャンバ壁
上に設けられる請求項１に記載の構造体。 - 【請求項４】 該第１の軸受面と該第２の軸受面が共に
実質的に平面である請求項１〜３のいずれかに記載の構
造体。 - 【請求項５】 前記排気グルーブと前記真空チャンバ内
部の間に、前記多孔性材料の前記第２の領域を貫通する
少なくとも１つの連続差動ポンプグルーブを有し、前記
多孔性材料の前記第２の領域が、前記第２の軸受面に面
する前記第１の軸受面の前記差動ポンプグルーブランド
の各側に設けられ、それぞれの差動ポンププレナムが真
空ポンプに接続するために前記差動ポンプグルーブに接
続される請求項１〜４のいずれかに記載の構造体。 - 【請求項６】 基板本体と、前記第１の軸受面を形成す
るための前記本体上の前記多孔性材料の層とを有し、前
記差動ポンププレナムが、前記差動ポンプグルーブの下
に伸長しかつ前記差動ポンプグルーブの幅より大きい幅
をもつ前記基板本体内に形成されるので、前記多孔性材
料の前記層が、下にある該差動ポンププレナム上に少な
くとも該差動ポンプグルーブの１つのエッジに沿ってカ
ンチレバ取付けされ、前記基板本体が該差動ポンプグル
ーブの少なくとも１つのカンチレバ取付けエッジを支持
するために前記差動ポンププレナムを横断している架橋
要素を有する請求項５に記載の構造体。 - 【請求項７】 該多孔性材料の前記第１の領域と第２の
領域の同一平面上の表面が、前記第１の軸受面を形成す
る請求項６に記載の構造体。 - 【請求項８】 該多孔性材料の少なくとも前記第１の領
域の表面が、該多孔性材料の多孔性より小さい前記表面
に実質的に均一な多孔性を与えるように埋め込まれてい
る前記第２の軸受面を形成する請求項１〜７のいずれか
に記載の構造体。 - 【請求項９】 アパーチャを有する壁部を含む真空チャ
ンバと、 前記アパーチャを貫通して伸長するように構成された可
動部材と、 前記真空チャンバ壁と前記可動部材との間の軸受と、前
記真空チャンバ壁と前記可動部材上に隔置された対向す
る第１のシーリング面及び第２のシーリング面と、前記
第１のシーリング面内の連続差動ポンプグルーブと、前
記差動ポンプグルーブの各側の前記第１のシーリング面
のそれぞれのランドと、前記差動ポンプグルーブの下に
伸長しかつ幅が前記差動ポンプグルーブの幅より大きい
ので該差動ポンプグルーブの少なくとも１つのエッジが
下にある差動ポンププレナム上にカンチレバ取付けされ
ている差動ポンププレナムと、該差動ポンプグルーブの
少なくとも１つのカンチレバ取付けエッジを支持するた
めに前記差動ポンプグルーブの下に前記差動ポンププレ
ナムを横断している架橋要素とを有する真空軸受構造
体。 - 【請求項１０】 前記差動ポンプグルーブと、前記差動
ポンププレナムと、前記架橋要素とが材料の単位物体内
に形成される請求項９に記載の構造体。 - 【請求項１１】 少なくとも１つのガス供給プレナムに
接続した軸受ガス源と、該軸受面間の摩擦が実質的にゼ
ロである最低速度で前記多孔性第１の領域を通るガスの
流通を維持するように適合した前記供給のためのフロー
コントローラとを有する請求項１〜８のいずれかに記載
の構造体。 - 【請求項１２】 真空チャンバ壁内に設けられたアパー
チャ内の可動部材を支持し、前記真空チャンバ壁と前記
可動部材の一方が第１の軸受面を有し、もう一方が第２
の軸受面を有し、該第１の面と第２の面が、相互に前記
第１の面と第２の面を押し付けるように前記可動部材に
作用する外圧の作用ラインまで横に伸長しかつ前記チャ
ンバ壁に相対する前記可動部材の所定の運動を可能にす
る方法であって、 前記第２の面に面する前記第１の面としてガス透過性多
孔性材料を供給し、前記多孔性材料が、該材料の厚みを
ガスフローするために多孔性である外部の第１の領域
と、内部の第２の領域と、を有するステップと、 加圧下のガスが前記第１の領域を浸透して前記外圧の作
用に抵抗する前記第２の面に軸受圧力を加えることがで
きるように加圧下のガスをガス供給プレナムを経て前記
第１の領域に加えるステップと、 ガスを前記外部領域と内部領域の間の排気チャネルを経
て大気に排出させるステップと、を含む前記方法。 - 【請求項１３】 前記多孔性材料の外部の前記第１の領
域と内部の第２の領域が、同一平面上の前記第１の領域
と第２の領域をもつ前記第１の軸受面を形成するために
共に機械加工されている、請求項１２記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/527,029 US6515288B1 (en) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | Vacuum bearing structure and a method of supporting a movable member |
| US09/527029 | 2000-03-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001343021A true JP2001343021A (ja) | 2001-12-14 |
| JP4456290B2 JP4456290B2 (ja) | 2010-04-28 |
Family
ID=24099807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001072451A Expired - Fee Related JP4456290B2 (ja) | 2000-03-16 | 2001-03-14 | 真空軸受構造体及び可動部材を支持する方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6515288B1 (ja) |
| JP (1) | JP4456290B2 (ja) |
| KR (1) | KR20010090476A (ja) |
| DE (1) | DE10112221A1 (ja) |
| GB (1) | GB2360332B (ja) |
| TW (1) | TW477871B (ja) |
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2000
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