JP2021524556A - スルーチャネル及び真空チャンバを備えた真空ポンプ - Google Patents

スルーチャネル及び真空チャンバを備えた真空ポンプ Download PDF

Info

Publication number
JP2021524556A
JP2021524556A JP2021500574A JP2021500574A JP2021524556A JP 2021524556 A JP2021524556 A JP 2021524556A JP 2021500574 A JP2021500574 A JP 2021500574A JP 2021500574 A JP2021500574 A JP 2021500574A JP 2021524556 A JP2021524556 A JP 2021524556A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pump
vacuum pump
inlet
plate
vacuum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2021500574A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7394826B2 (ja
Inventor
クリストファー マーク ベイリー
クリストファー マーク ベイリー
イアン デイヴィッド ストーンズ
イアン デイヴィッド ストーンズ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Edwards Ltd
Original Assignee
Edwards Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Edwards Ltd filed Critical Edwards Ltd
Publication of JP2021524556A publication Critical patent/JP2021524556A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7394826B2 publication Critical patent/JP7394826B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02Surge control
    • F04D27/0253Surge control by throttling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08Centrifugal pumps
    • F04D17/16Centrifugal pumps for displacing without appreciable compression
    • F04D17/168Pumps specially adapted to produce a vacuum
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/02Multi-stage pumps
    • F04D19/04Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/052Axially shiftable rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/70Suction grids; Strainers; Dust separation; Cleaning
    • F04D29/701Suction grids; Strainers; Dust separation; Cleaning especially adapted for elastic fluid pumps
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/02Multi-stage pumps
    • F04D19/04Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/042Turbomolecular vacuum pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/60Shafts
    • F05D2240/61Hollow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/50Inlet or outlet
    • F05D2250/51Inlet
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
  • Massaging Devices (AREA)
  • Valves And Accessory Devices For Braking Systems (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)

Abstract

ロータと、ステータと、運転中にガスを受けるための入口と、ガスを排出するための排気部と、を備える真空ポンプ。ポンプはまた、ポンプのベースの開口部からポンプを通ってポンプの入口を軸方向に越えて開口部まで延びる軸方向通路を定める導管を有する。ロータ及びステータは、導管の周りに延び、制御可能な量だけ入口を覆い隠し、これによりポンプの入口コンダクタンスを制御するように構成されたプレートがあり、プレートは、導管が延びる中央部分に孔を有する。【選択図】図1

Description

本発明の分野は、真空ポンプ及びこのようなポンプによって排気される真空チャンバに関する。
真空ポンプは、半導体ウェーハを製造するための半導体処理チャンバなどのチャンバを真空排気するのに使用される。このようなチャンバでは、ガス流の対称性と均一性が重要であり、不均一なガス流につながる対称性の欠如は、ウェーハ上に対応する不均一性を生じさせる。
チャンバの下の中央に配置されたターボ分子ポンプを備え、振り子バルブがポペットバルブに置き換えられたチャンバを提供することは知られている。このような配置により、ポンプ、バルブ、チャンバが全て同じ中心線上に配置される。これにより、ウェーハ周辺のガスの流れの均一さが向上し、ポンプ及びポンプへの排気ポートをウェーハの片側に配置することによって生じる非対称作用、並びにポンプ入口を片側から閉塞する振り子バルブによって生じる複合作用が低減される。
しかしながら、このような配置は、バルブプレートが支持体を必要とし、基板支持体又はウェーハチャックもまた幾らかの支持体を有し、冷却、加熱及び電力供給を必要とするので、円形基板支持体の直径に関して対称性をもたらさない。バルブプレートのドライブポストは直径が小さく、作用が少ない可能性がある。チャック支持体は、静電チャックカソードに冷却、加熱、及び電力を供給するため、より重要である。
基板にわたってより均一なガス流が提供されるように配置された真空ポンプ及びチャンバを提供することが望ましい。
第1の態様は、真空ポンプであって、ロータと、ステータと、運転中にガスを受けるための入口と、上記ガスを排出するための排気部と、上記ポンプのベースの開口部から上記ポンプを通って上記ポンプの入口を軸方向に越えて開口部まで延びる軸方向通路を定める導管であって、導管の周りにロータ及びステータが延びる、導管と、入口を制御可能な量だけ覆い隠し、これにより上記ポンプの入口コンダクタンスを制御するように構成されたプレートと、上記プレートを取り付けるためのシャフトであって、シャフトが中空であり、軸方向通路の周りに延びる、シャフトと、を備え、上記プレートは、上記導管が延びる中央部分に孔を含む、真空ポンプを提供する。
本発明の発明者は、半導体エッチングプロセスなどの真空チャンバ内で実行される多くのプロセスが、高品質の結果を達成する場合には、基板にわたって均一なガス流を必要とすることを認識した。真空ポンプの入口の上に基板を取り付けると、基板にわたって均一なガス流れを提供するのに役立つが、ある程度までの支持部材及びより重要なことに基板に供給される電力及び制御がガスの流れを妨害し、均一性を低下させる。
ポンプを通って延びる軸方向通路を備えた真空ポンプは、基板マウントへのコネクタのための中央経路を提供し、基板マウントに必要な接続部を中央に提供することを可能にし、基板にわたってより均一なガス流をもたらす。
更に、ポンプ入口を制御可能な量だけ覆い隠すバルブプレートの追加により、迅速な圧力制御及び粒子の生成と放出の低減を提供しながら、均一な流れを可能がなる。更に、これはまた、プレートの周りに対称的な流れを提供し、ウェーハにわたるガスの流れの不均一性を低減する。プレートは平らな円形構造でもよいが、円錐形など他の形状でもよい点に留意されたい。一般に、ガスの流れの均一性を向上させるために、プレートは断面が円形であるのが有利である。
中空ポンプ及びバルブプレートの配置は、チャンバ内のガス流の不規則性を補償するために従来使用されているバッフルなどの流れ方向付け構成を省くか、又は少なくとも数を低減することを可能にし、これによりガス流への妨害を低減することができ、これは流れを妨げるだけでなく粒子の放出源としても機能することができる。
ポンプ入口を少なくとも部分的に覆い隠すプレートを有する中空ポンプ、入口コンダクタンス制御を提供するプレートの軸方向の移動は、ポンプへの入口コンダクタンス及びひいてはチャンバ内の圧力の効果的且つ迅速な制御、並びに基板上のより均一なガス流を提供する。
プレートは、少なくとも部分的に入口を覆い隠し、その動きにより、ガスがプレートの縁部の周りを流れるときに入口コンダクタンスの変化を生じさせる。一部の事例では、プレートは、全ての軸方向位置においてポンプの入口を越えて延びることができ、他の事例では、プレートは、幾つかの軸方向位置において入口を越えて延びることができる。軸方向の動きは、ポンプのシャフトに対して実質的に平行な動きである。プレートは、シャフトに取り付けられ、このシャフトは中空で、通路を定める導管の周りに延びる。
幾つかの実施形態では、上記プレートは、上記入口に向かって上記ロータの端部に取り付けられ、上記ロータは、上記ステータに対して軸方向に移動可能であるように取り付けられる。この場合、プレートが取り付けられているシャフトは、ロータシャフトである。
幾つかの実施形態では、上記ロータは、電磁軸受を介してポンプに取り付けられるか、又はポンプ内に位置付けられ、上記軸受に関連する電磁石に供給される電流は、上記ロータ及び上記プレートの軸方向位置を制御する。
ターボ分子ポンプなどの一部のポンプは、磁気浮上ロータを有しており、従って、ロータの軸方向位置のある程度制御する。この磁気浮上は、真空を損なう可能性のある潤滑剤を必要とせずに、ポンプが低摩擦で高速で回転できるように使用される。
従来、磁気浮上の制御は、クリアランスを最大化してインペラが衝突する可能性を低減するためにインペラ間の中間点として選択できる最適又は好ましいポイントで、或いは、軸方向のクリアランスがポンプ効率に影響を与える場合、例えば、ターボポンプが、同じシャフトに取り付けられたジーグバーン(Siegbahn)抗力ステージによって担持されている場合、最大のポンプ効率を提供するポイントで、ステータに対するロータの位置を設定するのに使用される。実施形態は、ロータの1つの選択された好ましい位置を提供するのではなく、異なる入口コンダクタンスを提供するための異なる軸方向位置の選択肢を提供し、一部の事例では、軸方向位置をポンプによって生成される圧力の制御に使用できるようにするポンプ能力を提供するために、この軸方向制御を提供しようとする。このように、軸方向位置の制御を使用して、多くの追加部品を必要とせず、ポンプを小型で比較的低コストで維持でき、保守整備要件を増加させずに、このようなポンプによってチャンバ内で生成される圧力を急激に変化させることができる。更に、プレートの周りに対称的な流れが提供されて、均一な流れが保たれる。このようにして、ポンプによって生成される圧力を制御する費用効果が高く効率的で対称的な手段が実現される。
幾つかの実施形態では、上記ポンプは、上記シャフト及び上記プレートの軸方向位置を変化させるための、上記シャフトに関連するアクチュエータを備える。
プレートとロータの軸方向位置を別々に制御可能にすることは、有利とすることができる。このようにして、入口コンダクタンス制御は、ポンプインペラの最適回転位置から切り離される。更に、ロータとステータのインペラが衝突する可能性があることに起因して軸方向位置に制約がないため、軸方向位置の範囲をより大きくすることができる。このようなシステムでは、高速圧力制御及びプレート周りの対称的な流れの利点も提供される。この場合、プレートを取り付けるシャフトは、ロータシャフトではなく、それ自体が軸方向に制御可能な別個のシャフトである。
幾つかの実施形態では、上記プレートは、上記ポンプ入口に面する表面上にOリングを含むが、他の実施形態では、Oリングは存在しない。
プレートがロータに取り付けられている場合、プレートはロータと共に回転し、ロータプレートにシールを提供することは実施可能でない場合がある。しかしながら、別個のシャフトに取り付けられている場合、プレートの軸方向の動きにより、プレートの表面とポンプ入口又はチャンバ出口が当接することができる。このようなシナリオでは、プレートの下面にあるOリングシールを使用して、ポンプとチャンバを互いに効果的に分離することができる。これにより、ポンプが作動していないときでも、チャンバが密閉されて真空を保持可能にすることができる。
他の実施形態では、Oリングシールが提供されない場合がある。Oリングシールの潜在的な問題の1つは、迅速な圧力制御を提供するために必要とされるプレートの軸方向の移動速度に起因して発生する。プレートの加速が大きいと、Oリングシールが外れる可能性があり、プレートの加速を制限する要因となる可能性がある。従って、プレートにこのようなシールがないことが有利とすることができる。この点に関して、多くのシステムでは、洗浄のためにターボポンプを取り外すと、バルブ及びチャンバも洗浄される場合がある。このようなシステムでは、チャンバをポンプから密閉可能にする必要がない場合があるため、Oリングを使用しないことが有利とすることができる。
幾つかの実施形態では、上記真空ポンプは、上記プレートの軸方向位置を制御するように構成された制御回路を含む。
他の実施形態では、軸方向位置を制御するための制御回路は、真空ポンプの一部でない場合がある。
幾つかの実施形態では、上記制御回路は、上記真空ポンプによって生成された圧力を示す信号を受け取るように構成された入力を含み、上記制御回路は、上記信号の値に基づいて上記プレートの上記軸方向位置を制御するように構成される。
プレートの軸方向位置を使用して、入口コンダクタンス及びひいては真空ポンプによって生成される圧力を制御することができるので、制御回路は、一部の事例では、フィードバックループ及びセンサーから受信した、ポンプによって生成される圧力を示す信号を使用して、圧力の効果的な制御を提供することができる。ポンプが真空チャンバを圧送している場合、これは、恐らくはポンプ入口に隣接して又はポンプ入口にてチャンバ内で測定された圧力とすることができる。一部の事例では、フィードフォワードループが使用され、所望の圧力が特定の軸方向位置に等しくなる。相対的な軸方向位置は、最初に所望の圧力に関連する値に設定され、軸方向位置は、圧力センサーからの読み取り値に基づいて必要に応じて調整される。幾らかの調整が必要な場合、その圧力に対して更新された軸方向位置が保存される。
幾つかの実施形態では、真空ポンプは更に、ポンプハウジングを備え、上記ポンプハウジングは、外側シリンダ、内側シリンダ、及び上記内側シリンダ及び外側シリンダに垂直で且つこれらを接続するベースを含み、上記内側シリンダは、導管を含み、上記ベースから上記外側シリンダよりも更に延びる。
前述のように、ポンプを通る通路を有する利点は、カソードなどの基板マウントへの何らかの接続がポンプを通過し、基板マウントの下方でその中心に向かって到達することができることである。幾つかの実施形態では、上記ポンプ入口に向かう上記導管の端部は、カソードなどの基板マウントを取り付けるための取り付け手段を備える。これにより、それ自体が均一なガスの流れを妨げる可能性のある別個の基板支持体を必要とせずに、基板をポンプ入口の上に中央に取り付けることが可能となる。
幾つかの実施形態では、上記ポンプは、上記軸方向通路と同軸でその周りに延びるシャフトに取り付けられた内側インペラと、シリンダに取り付けられた外側インペラとを備え、該シリンダが、上記内側及び外側インペラの周りに延びる。
幾つかの実施形態では、上記内側インペラ及びシャフトは、回転可能に取り付けられ、上記ロータを構成し、上記外側インペラ及びより大きな直径のシリンダは、上記ステータを構成する。
他の実施形態では、上記内側インペラ及びシャフトは、上記ステータを構成し、上記外側インペラ及びより大きな直径のシリンダが回転可能に取り付けられる。
ポンプは、ポンプを通過する通路を有し、外側のインペラを回転させて内側インペラを静止させるようにすると好都合とすることができる。これにより、モータの取り付けがより簡単になり、また、内側インペラが取り付けられるシャフトにバルブプレートを取り付けることができるようになる。シャフトは、導管を形成することができ、このシャフト又は導管の軸方向の動きが、入口コンダクタンスを制御する。この場合、シャフトはまた、インペラを軸方向に移動させるが回転はしないため、プレートは、下面にOリングを有することができる。
更に他の実施形態では、上記内側及び外側インペラの両方が、反対方向に回転するように取り付けられている。
幾つかの実施形態では、上記真空ポンプはターボ分子ポンプを備え、上記インペラは、ブレードを備える。他の実施形態では、ポンプは、ジーグバーン抗力ステージとすることができ、インペラはディスクとすることができ、又はシーグバーンステージによって担持されるターボポンプとすることができる。実施形態は、様々なタイプの真空ポンプ、特に中央にシャフトが取り付けられたものに適している。
幾つかの実施形態では、上記ポンプは、上記ポンプの上記排気部と流体接続した入口を有する流れ制御ユニットを備え、上記流れ制御ユニットは、上記排気部で可変コンダクタンスを提供し、これにより上記ポンプの上記排気部にて流体圧力を制御するように構成される。
ポンプによって提供されるチャンバ内の圧力を制御する代替及び/又は追加の方法は、入口コンダクタンスを変化させるためのプレートを提供するのではなく又は提供すると同時に、出口コンダクタンスを変化させることによって排気部をスロットル調整することである。これは、バッキングポンプの上流にあるターボ分子ポンプの排気部にて行うことができる。
幾つかの実施形態では、上記流れ制御ユニットは更に、上記コンダクタンスの制御と併せて、上記ポンプの速度を制御するように構成された制御回路を備える。
ターボ分子ポンプユニットの熱限界及び/又はモータ失速限界を超えることなく、より広い範囲のチャンバ圧力を提供するために、ポンプの回転速度の制御と併せて出口コンダクタンスの制御を提供することが有利とすることができる。このようにして、ポンプを保護しながら、より広い範囲の圧力制御を提供することができる。
第2の態様は、真空チャンバのための出口と、第1の態様によるターボ分子真空ポンプを備えた真空構成を提供する。
第3の態様は、第2の態様による真空構成を備えた真空チャンバを提供し、上記真空チャンバは、基板を取り付けるための基板マウントを備え、上記基板マウントは、上記導管の端部に取り付けられる。
幾つかの実施形態では、上記基板マウントはカソードを含む。
幾つかの実施形態では、上記基板マウントは、上記導管を越えて上記ポンプ入口の少なくとも一部にわたって延びる。
更に特定の好ましい態様が、添付の独立請求項及び従属請求項に記載されている。従属請求項の特徴は、必要に応じて、請求項に明示的に記載されているもの以外の組み合わせで、独立請求項の特徴と組み合わせることができる。
装置の特徴が、ある機能を提供するように動作可能であると説明される場合、これは、その機能を提供する装置の特徴、又はその機能を提供するように適合又は構成された装置の特徴を含むと理解されるであろう。
次に、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら更に説明する。
一実施形態による真空チャンバのポンプ及びベースを示す図である。 更なる実施形態による真空チャンバのポンプ及びベースを示す図である。 一実施形態による真空チャンバのロータ及びベースに取り付けられたバルブプレートを備えたポンプを示す図である。
実施形態についてより詳細に検討する前に、最初に概要を説明する。
中央に孔を備えたターボポンプは、またこのような孔を備えたポペットバルブと併せて使用することができる。これにより、幾つかの実施形態では、支持するドライブポストを孔の外径上に(そして、ロータの内径内に)配置することができる。このような場合、ガスの流れの中断はないか又は少なくとも極めて少なく、従って、何らかの非対称性を引き起こすことはない。孔の直径は、10〜45cmとすることができる。ケーブルを基板マウントに配線するには10cm以上の孔で十分であるが、基板全体を囲むには更に大きな孔で十分となる場合があり、基板を孔の直径内に収め、ポンプへのガスの流れを妨げないようにすることができる。他の実施形態では、基板マウントが孔を越えてポンプ入口にわたって延びることが有利とすることができ、このような場合、基板マウントは、ポンプの回転インペラによって偏向されてチャンバに戻る粒子からサンプルをある程度保護する。
ポペットバルブは、圧力制御又は遮断、或いはその両方に使用することができる。ターボポンプとチャンバ間の遮断は、チャンバの圧力を大気圧に上昇させることなく、ターボポンプを取り外すことを可能にするために設けられる。
小さな特徴サイズの用途での重要なエッチングにおいて、保守整備手順は、ターボポンプ及びバルブを取り外して、一体部品として共に交換する必要がある。これにより、遮断機能をターボポンプの排気部とフォアラインとの間に移動させることが可能となる。従って、ポペットバルブが良好なシールを用いて遮断を提供する必要がないようにすることができる。
バルブが移動できる速度を制限する要因は、バルブプレート内にOリングを保持していることであるので、Oリングシールを有してないことは有利とすることができる。従って、Oリングを取り除くことで当該制限が排除され、バルブがより迅速に移動することが可能となる。機能上の目的のために、バルブは、Oリングなしで適切にシールすることができる。
ポンプ及びバルブの直径並びにチャンバ本体の開口部は、ポンプ入口が基板支持体に可能な限り近接できるように構成することができる。基板支持体内のフィードスルーチャネルは、基板支持体との間で電力、加熱/冷却媒体、制御及び測定信号を伝送する。基板支持体は真空であり、チャネルの下端は大気圧であるので、フィードスルーチャネルはシールされている。
基板支持体管体の下端は、ポンプのベースに取り付けることができ、ポンプのベースは、ポンプ側壁を介してチャンバ本体に取り付けることができる。
バルブは、シャフト又は管体を含む支持体を駆動する1又は複数のアクチュエータによって駆動される。
幾つかの実施形態では、ロータは、内側ではなく外側から駆動することができる。このような実施形態では、固定インペラは、内側ステータ管体に固定され、モータロータは、回転するインペラの外側周囲にある。このような場合、内側ステータ管体が、ポンプ入口を越えて延び、基板マウントへの電源ケーブル及び制御ケーブル用の導管を提供することができる。幾つかの実施形態では、インペラの両方のセットが回転する。インペラは、ターボ分子ポンプのブレード又はシーグバーンポンプのディスクとすることができる。
図1は、1つの実施形態による真空ポンプ構成を示している。真空ポンプ10は、チャンバ20のベース22に接続されている。この実施形態ではターボ分子ポンプである真空ポンプ10は、ポンプベース11からウェーハを取り付ける基板支持体又はカソード25まで、ポンプを通って延びる導管又はフィードスルーチャネル30を有する。導管30は、電気ケーブルが基板支持体24を通過することができる空間を提供する。このようにして、ケーブルは、基板の中心下に到達し、チャンバ構成に非対称性を提供せず、これにより基板上の均一なガス流れを妨げることがない。
この実施形態では、ポンプ10はまた、導管32の周りに延在し、バルブ位置アクチュエータ14を介して軸方向に移動可能なシャフト13に取り付けられたポペットバルブプレート12を備える。ポペットバルブプレート12は、その軸方向位置に応じて量を変化させることにより、チャンバ20の出口及びポンプ10への入口を覆い隠す。軸方向位置は、バルブ位置アクチュエータ14を介して制御される。このバルブ位置アクチュエータは、図示していない制御回路によって制御され、該制御回路は、チャンバ内の圧力センサーからの入力を有することができ、バルブプレートの位置を変更し、これにより入口コンダクタンス及びひいてはチャンバ内の圧力を変えることができる。ポンプ10は、フィードスルーチャネル30を囲む導管又は支持管体32に接続されたベース11を有する。導管又は支持管体32は、ポンプ10の側壁を越えてチャンバ内に延在し、基板支持体24の支持を提供する。従って、チャック又は基板支持体24は両方とも、中央で支持され、電力及び制御供給リード線のための中央フィードを有する。
この例では、ターボ分子ポンプが示されているが、ホルウェックポンプ又はシーグバーンポンプなどの中心シャフトを備えた他の真空ポンプも適用可能であり、中心を通る孔と軸方向に移動可能なバルブプレートとを備えることができる。
図2は、同様の実施形態を示しているが、この実施形態では、バルブプレート12は、その下面にOリング15を有する。このOリングは、バルブプレート12が最も低い軸方向位置にあるときに、チャンバフロア22とシールを形成する。このようにして、バルブプレート12は、チャンバをシールして、チャンバ内の真空を保持することができる。図1の実施形態では、Oリングは存在しない。
図3は、更なる実施形態を示す。この実施形態では、ロータシャフトは、その上端にバルブプレート12が取り付けられている。ロータは、スピンドル軸受48を介して磁気浮上され、磁気浮上システムと連動する制御回路(図示せず)を用いて、ロータの垂直位置又は軸方向位置及びひいてはバルブプレート12の位置を制御する。このようにして、チャンバ内の入口コンダクタンス及び圧力を制御することができる。利用可能な垂直方向移動の範囲は、軸受の磁気設計及びターボブレードクリアランスの磁気制限、並びにシーグバーン抗力ステージがある場合にはシーグバーンクリアランス及び性能特性によって決まる。この実施形態では、ロータブレード35及びステータブレード37を備えたジーグバーン抗力ステージが存在する。ロータ及びステータの相対的な軸方向移動は、これらのブレード間の相対的距離を変化させ、抗力ステージの性能に影響を与える。
この実施形態では、基板又はカソード支持体24は、バルブプレート12が収まることができる凹部を備えている。ポンプは、ロータシャフト内のチャネル12を通るフィードを有し、ここを通ってケーブル16が配線されて、基板マウント又は基板支持体24と接続される。
他の実施形態では、チャンバの入口コンダクタンスを変化させる軸方向移動のために取り付けられたバルブプレートを有することに加えて、ターボポンプの出口コンダクタンスは、ターボポンプの排気部とバッキングポンプとの間に流れ制御手段を提供することによって変化させることができる。これは、バルブプレートに加えてチャンバ内の圧力制御を提供するのに使用でき、フィードスルーチャネルを備えたターボポンプと併せて使用して、中心に配置されたケーブルを介してターボポンプの入口の上方に取り付けられた基板ホルダーに電力及び制御を提供しながら、真空チャンバ内の圧力を排気及び制御し、ガスの流れへの妨害を低減することができる。
本発明の例示的な実施形態は、添付図面を参照しながら本明細書において詳細に開示してきたが、本発明は、この厳密な実施形態に限定されず、当業者であれば、特許請求の範囲及び均等物によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更及び修正を実施形態において行うことができる点は理解される。
10 ターボ分子ポンプ
11 ポンプベース
12 バルブプレート
13 バルブ支持体
14 バルブ位置アクチュエータ
15 Oリング
16 ケーブル
20 真空チャンバ
22 真空チャンバベース
24 基板マウント
30 フィードスルーチャネル
32 導管
35 ロータブレード
37 ステータブレード
48 磁気浮上スピンドル

Claims (19)

  1. 真空ポンプであって、
    ロータと、
    ステータと、
    運転中にガスを受けるための入口と、
    前記ガスを排出するための排気部と、
    前記ポンプのベースの開口部から前記ポンプを通って前記ポンプの入口を軸方向に越えて開口部まで延びる軸方向通路を定める導管であって、前記導管の周りに前記ロータ及び前記ステータが延びる導管と、
    前記入口を制御可能な量だけ覆い隠し、これにより前記ポンプの入口コンダクタンスを制御するように構成されたプレートと、
    前記プレートを取り付けるためのシャフトであって、中空であり、前記軸方向通路の周りに延びるシャフトと、を備え、
    前記プレートは前記導管が延びる中央部分に孔を備えている、
    ことを特徴とする真空ポンプ。
  2. 前記プレートは、前記ポンプの入口を越えて少なくとも幾つかの軸方向位置に延びる軸方向に移動可能なプレートを含み、前記プレートの軸方向位置の変化が、前記真空ポンプへのガスの入口コンダクタンスの変化を提供する、
    請求項1に記載の真空ポンプ。
  3. 前記シャフト及び前記プレートの軸方向位置を変化させるための前記シャフトに関連するアクチュエータを備える、
    請求項1又は2に記載の真空ポンプ。
  4. 前記プレートが、前記ポンプの入口に面する表面上にOリングを備えている、
    請求項1から3のいずれか1項に記載の真空ポンプ。
  5. 前記シャフトがロータシャフトを備え、前記プレートが、前記入口に向かって前記ロータの端部に取り付けられ、前記ロータが、前記ステータに対して軸方向に移動可能であるように取り付けられている、
    請求項1から4のいずれか1項に記載の真空ポンプ。
  6. 前記ロータは、電磁軸受を介して前記ポンプ内に配置され、前記軸受に関連する電磁石に供給される電流が、前記ロータ及び前記プレートの軸方向位置を制御する、
    請求項5に記載の真空ポンプ。
  7. 前記ポンプが、前記軸方向通路と同軸でその周りに延びる前記シャフトに取り付けられた内側インペラと、シリンダに取り付けられる外側インペラとを備え、該シリンダが、前記内側及び外側インペラの周りに延びる、
    請求項1から6のいずれか1項に記載の真空ポンプ。
  8. 前記内側インペラ及び前記シャフトが回転可能に取り付けられて前記ロータを構成し、前記外側インペラ及びより大きな直径のシリンダが前記ステータを構成する、
    請求項5又は6に従属する請求項7に記載の真空ポンプ。
  9. 前記内側インペラ及び前記シャフトが前記ステータを構成し、前記外側インペラ及びより大きな直径のシリンダが回転可能に取り付けられる、
    請求項1から4のいずれか1項に従属する請求項7に記載の真空ポンプ。
  10. 前記内側及び外側インペラの両方が、反対方向に回転するように取り付けられている、
    請求項7に記載の真空ポンプ。
  11. 前記真空ポンプがターボ分子ポンプを備え、前記インペラがブレードを備えている、
    請求項7から10のいずれか1項に記載の真空ポンプ。
  12. 前記真空ポンプが、前記プレートの軸方向位置を制御するように構成された制御回路を備える、
    請求項1から11のいずれか1項に記載の真空ポンプ。
  13. 前記制御回路が、前記真空ポンプによって生成された圧力を示す信号を受け取るように構成された入力を含み、前記制御回路が、前記信号の値に基づいて前記プレートの前記軸方向位置を制御するように構成される、
    請求項12に記載の真空ポンプ。
  14. ポンプハウジングを備え、前記ポンプハウジングが、外側シリンダと、内側シリンダと、前記内側及び外側シリンダに垂直で且つ前記内側及び外側シリンダを接続するベースと、を含み、前記内側シリンダが、前記導管を含み、前記ベースから前記外側シリンダよりも更に延びる、
    請求項1から13のいずれか1項に記載の真空ポンプ。
  15. 前記ポンプ入口に向かう前記導管の端部が、基板取り付け装置を支持するための取り付け手段を備えている、
    請求項1から14のいずれか1項に記載の真空ポンプ。
  16. 前記ポンプが、前記ポンプの前記排気部と流体接続した入口を有する流れ制御ユニットを備え、前記流れ制御ユニットは、前記排気部で可変コンダクタンスを提供し、これにより前記ポンプの前記排気部にて流体圧力を制御するように構成される、
    請求項1から15のいずれか1項に記載の真空ポンプ。
  17. 前記流れ制御ユニットが更に、前記排気部での前記コンダクタンスの制御と併せて前記ポンプの速度を制御するように構成された制御回路を備える、
    請求項15に記載の真空ポンプ。
  18. 真空チャンバのための出口と、請求項1〜17のいずれか1項に記載のターボ分子真空ポンプとを備え、前記ターボ分子ポンプの入口が前記前記真空チャンバのための前記出口に接続されている、真空装置。
  19. 前記ポンプ入口の少なくとも一部にわたって前記導管を越えて基板マウントが延びる、請求項18に記載の真空装置を備える真空チャンバ。
JP2021500574A 2018-07-09 2019-06-27 スルーチャネル及び真空チャンバを備えた真空ポンプ Active JP7394826B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1811230.0A GB2575451B (en) 2018-07-09 2018-07-09 Vacuum pump with through channel and vacuum chamber
GB1811230.0 2018-07-09
PCT/GB2019/051809 WO2020012154A1 (en) 2018-07-09 2019-06-27 Vacuum pump with through channel and vacuum chamber

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021524556A true JP2021524556A (ja) 2021-09-13
JP7394826B2 JP7394826B2 (ja) 2023-12-08

Family

ID=63273114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021500574A Active JP7394826B2 (ja) 2018-07-09 2019-06-27 スルーチャネル及び真空チャンバを備えた真空ポンプ

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3821134B1 (ja)
JP (1) JP7394826B2 (ja)
GB (1) GB2575451B (ja)
TW (1) TWI801624B (ja)
WO (1) WO2020012154A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210388495A1 (en) * 2020-06-16 2021-12-16 Applied Materials, Inc. Asymmetric exhaust pumping plate design for a semiconductor processing chamber
GB2607339A (en) 2021-06-04 2022-12-07 Edwards Ltd Holweck drag pump

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1162881A (ja) * 1997-08-15 1999-03-05 Ebara Corp ターボ分子ポンプ
JP2001351870A (ja) * 2000-06-09 2001-12-21 Ebara Corp 基板処理装置
JP2012104488A (ja) * 2011-12-08 2012-05-31 Lam Research Corporation プラズマ処理装置
US20130153149A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-20 Intermolecular, Inc. Substrate Processing Tool with Tunable Fluid Flow

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000183037A (ja) * 1998-12-11 2000-06-30 Tokyo Electron Ltd 真空処理装置
JP3667202B2 (ja) * 2000-07-13 2005-07-06 株式会社荏原製作所 基板処理装置
JP5241052B2 (ja) * 2001-09-03 2013-07-17 ラム リサーチ コーポレーション プラズマ処理装置
DE10211134C1 (de) * 2002-03-14 2003-08-14 Schwerionenforsch Gmbh Turbomolekularpumpe mit koaxial zentralem Durchgang
JP2011163150A (ja) * 2010-02-05 2011-08-25 Toyota Industries Corp 水素ガスの排気方法及び真空ポンプ装置
US9327324B2 (en) * 2013-02-26 2016-05-03 Applied Materials Israel Ltd. Method and system for cleaning a vacuum chamber

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1162881A (ja) * 1997-08-15 1999-03-05 Ebara Corp ターボ分子ポンプ
JP2001351870A (ja) * 2000-06-09 2001-12-21 Ebara Corp 基板処理装置
JP2012104488A (ja) * 2011-12-08 2012-05-31 Lam Research Corporation プラズマ処理装置
US20130153149A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-20 Intermolecular, Inc. Substrate Processing Tool with Tunable Fluid Flow

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020012154A1 (en) 2020-01-16
JP7394826B2 (ja) 2023-12-08
GB2575451B (en) 2021-01-27
EP3821134B1 (en) 2022-12-21
TW202012787A (zh) 2020-04-01
GB2575451A (en) 2020-01-15
TWI801624B (zh) 2023-05-11
EP3821134A1 (en) 2021-05-19
GB201811230D0 (en) 2018-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4162997B2 (ja) 半導体基板支持装置および半導体ウェーハ処理装置
JP6335688B2 (ja) コンダクタンス制御を有する化学蒸着装置
JP7394826B2 (ja) スルーチャネル及び真空チャンバを備えた真空ポンプ
TW201923120A (zh) 具有改良的處理空間密封之基板處理腔室
CN111448646A (zh) 低温冷却的可旋转静电卡盘
TWI590320B (zh) 用以處理晶圓狀物體之裝置及方法
KR20030064421A (ko) 펌프 용량이 증대된 터보-분자 펌프
EP3303846B1 (en) Vacuum pump
EP1340918A1 (en) Turbomolecular pump
JP3000356B1 (ja) 真空ポンプ及び真空装置
WO2020145149A1 (ja) 真空ポンプ
JP3038432B2 (ja) 真空ポンプ及び真空装置
JP4481124B2 (ja) 磁気軸受装置及び該磁気軸受装置が搭載されたターボ分子ポンプ
CN105280483B (zh) 多晶片转盘ald中的集成两轴升降旋转电动机的中央基座
KR102526529B1 (ko) 스퍼터링 장치
JP2011504298A (ja) 半導体を生産するための設備、付随するポンピング装置および基板ホルダー
JP2020051317A (ja) 気体移送装置および気体移送装置の使用方法
TW202229146A (zh) 用於旋轉基板之設備
JP2003254284A (ja) ポンプ装置
KR102471178B1 (ko) 스퍼터링 장치
JP2020023966A (ja) 可変入口コンダクタンス真空ポンプ、真空ポンプ装置及び方法
CN113906219A (zh) 真空组件和带有轴向通道的真空泵
CN111527311B (zh) 涡轮分子泵和用于控制处理室中压力的方法及设备
WO2023228863A1 (ja) 真空ポンプ及び真空排気システム
KR20230079352A (ko) 진공 펌프와 이것을 이용한 진공 배기 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220614

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230330

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230331

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20230613

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20230817

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231002

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231030

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231128

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7394826

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150