KR20060045576A - 로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체 - Google Patents

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KR20060045576A
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그램 헌틀리
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더 비오씨 그룹 인코포레이티드
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Abstract

로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체는 로드로크 하우징을 갖는 로드로크를 구비하며, 로드로크 하우징은 플랜지 형상의 실린더와, 이 플랜지 형상의 실린더에 대해 동심적으로 위치되는 실린더를 갖는 정합 시스템을 구비하며; 건식 진공 펌프는 샤프트와, 로터와, 제 1 동심형 실린더와, 이 로터로부터 외측으로 연장되는 제 2 동심형 실린더를 구비하고 정합 시스템과 일체식으로 연결되며, 제 1 및 제 2 건식 진공 펌프 동심형 실린더, 플랜지 형상의 실린더 및 실린더는 샤프트에 대해 축방향으로 배치되는 플랜지에 대해 동심적으로 위치되며; 분자 드래그 압축 스테이지는 제 1 및 제 2 동심형 실린더, 플랜지 형상의 실린더 및 플랜지에 대해 동심적으로 위치된 실린더상에 선택적으로 제공된 헬리컬 구조체를 갖는 플랜지에 의해 형성된다. 제 1 및 제 2 동심형 실린더는 플랜지에 대해 동심적으로 위치된 실린더와 플랜지 형상의 실린더에 대해 회전한다.

Description

로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체{COMBINED VACUUM PUMP LOAD-LOCK ASSEMBLY}
도 1은 건식 진공 펌프 및 로드로크 챔버의 복합 조립체의 사시도,
도 2는 건식 진공 펌프 및 로드로크 챔버의 전체 연결부의 단면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 복합형 진공 펌프 및 로드로크 조립체
12 : 건식 진공 펌프 14 : 로드로크
15 : 로드로크 하우징 16 : 정합 시스템
18 : 분자 드래그 스테이지 19 : 재생 스테이지
21 : 제 1 로드로크 챔버 22 : 제 2 로드로크 챔버
25 : 제 1 반입 포트 36 : 제 2 반입 포트
본 발명은 반도체 처리시에 이용되는 개선된 로드로크 및 진공 펌프 조립체 에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 처리시에, 반도체 웨이퍼상에 물질을 부착하거나 그로부터 물질을 제거할 필요가 있다. 반도체 웨이퍼상으로 그리고 그로부터 물질을 전달하는 것은 반도체 웨이퍼의 전기적 특성을 강화하는데 이용된다. 반도체 웨이퍼상으로 그리고 그로부터 물질을 전달하기 위해서, 반도체 웨이퍼에 작용하도록 각종 가스를 사용한다. 예를 들면, 반도체 웨이퍼로부터 오염물을 제거하기 위해서, 반도체 웨이퍼에 접촉하고 그상의 오염물과 반응하도록 공정 가스를 이용할 수 있다. 그러나, 이러한 처리를 할 수 있기 전에, 반도체 웨이퍼를 저압 분위기에 제공하여야 한다. 따라서, 진공 처리 시스템(vacuum processing system)은 저압 분위기에서 반도체 웨이퍼를 제거하는데 이용된다.
이들 진공 처리 시스템은 로드로크 챔버와 진공 펌프를 이용한다. 예를 들면, 반도체 웨이퍼는 로드로크 챔버내에 위치되고, 그 다음 로드로크 챔버는 진공 펌프를 이용하여 배기된다. 배기 후에, 반도체 웨이퍼를 저압 분위기에 제공하고, 그 후에 다른 처리를 할 수 있다.
건식 진공 펌프(dry vacuum pump)는 로드로크 챔버(load-lock chamber)를 저압으로 배치하는데 이용될 수 있다. 일반적으로, 로드로크 챔버의 내부를 저압으로 펌핑하는 비용은 5가지 변수와 관련되는데, 이 5가지 변수에는 (1) 배기되는 가스의 양, (2) 로드로크 챔버의 내부 표면 영역, (3) 로드로크 챔버내에 요구된 저압, (4) 로드로크 챔버와 건식 진공 펌프 사이의 배관 저항 및 (5) 로드로크 챔버내의 저압을 제공하는데 필요한 시간이 있다.
또 다른 비용은 반도체 웨이퍼의 개수와 관련되며, 각각의 로드로크 챔버는 한번에 처리할 수 있다. 따라서, 로드로크 챔버의 내부를 저압으로 펌핑하는 비용을 감소시키기 위해서, 한번에 처리되는 반도체 웨이퍼의 개수를 증가시키고 있다. 그러나, 반도체 웨이퍼의 증가된 개수를 수용하기 위해서, 로드로크 챔버의 사이즈도 증대되어야 한다. 따라서, 이러한 "배치(batch)" 처리는 배기되는 가스의 양 및 로드로크 챔버의 내부 표면 영역을 상당히 증가시킨다.
그 결과, "배치" 처리를 이용할 필요 없이 로드로크 챔버의 내부를 저압으로 펌핑하는 비용을 감소시킬 필요가 있다. 로드로크 챔버와 건식 진공 펌프 사이의 배관 저항을 감소 또는 제거함으로써, "배치" 처리를 이용할 필요 없이 펌핑 비용을 감소 가능하다.
로드로크 챔버 및 건식 진공 펌프 조립체는, 로드로크 하우징, 이 로드로크 하우징내에 제공된 적어도 하나의 로드로크 챔버, 이 적어도 하나의 로드로크 챔버에 제공된 적어도 하나의 반입 포트 및 적어도 하나의 반출 포트 및 정합 시스템을 갖는 로드로크로서, 이 정합 시스템은 플랜지 형상의 실린더를 구비하는 로드로크와; 샤프트, 이 샤프트에 확실하게 부착된 로터, 샤프트가 연장되는 본체 부분을 갖는 건식 진공 펌프로서, 이 본체 부분은 플랜지 형상의 실린더에 부착되는 건식 진공 펌프를 포함한다.
또한, 로드로크 챔버 및 건식 진공 펌프 조립체는, 정합 시스템을 구비한 로 드로크 하우징을 갖는 로드로크로서, 정합 시스템은 플랜지 형상의 실린더와, 상기 플랜지 형상의 실린더에 대해 동심적으로 위치된 실린더를 포함하는 로드로크와, 정합 시스템에 일체식으로 연결되고, 샤프트, 로터, 제 1 동심형 실린더 및 로터로부터 외측으로 연장되는 제 2 동심형 실린더를 구비하는 건식 진공 펌프로서, 제 1 및 제 2 동심형 실린더, 플랜지 형상의 실린더 및 실린더는 상기 샤프트에 대해 축방향으로 배치되는 건식 진공 펌프와, 제 1 및 제 2 동심형 실린더, 플랜지 형상의 실린더 및 플랜지에 대해 동심적으로 위치된 실린더상에 선택적으로 제공된 헬리컬 구조체를 갖는 플랜지로서, 제 1 및 제 2 동심형 실린더는 상기 플랜지 형상의 실린더에 대해 회전하고, 실린더는 분자 드래그 압축 스테이지를 형성하도록 플랜지에 대해 동심적으로 위치되는 플랜지를 포함하는 것으로 제공된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 복합형 진공 펌프 및 로드로크 조립체는 참조부호(10)로 도시되어 있다. 조립체(10)는 일체식으로 연결된 건식 진공 펌프(12)와 로드로크(14)로 이루어져 있다. 이 로드로크(14)는 건식 진공 펌프(12)를 일체식으로 수용하도록 채용된 정합 시스템(mating system)(16)을 갖는 로드로크 하우징(15)을 구비하고 있다. 건식 진공 펌프(12) 및 로드로크(14) 사이의 연결부는 그 사이로 보통 연장되는 전이 배관(transitional piping)과 관련된 저항을 제거한다. 그 결과, [홀웨크(Holweck) 등의] 분자 드래그 스테이지(molecular drag stage)(18)는 건식 진공 펌프(12)를 공유하는 정합 시스템(16)의 구성요소에 의해 형성된다. 건식 진공 펌프(12)내에 형성된 재생 스테이지(regenerative stage)(19)와 함께 분자 드래그 스테이지(18)는 조립체(10)가 로드로크(14)내에 진공을 발생하게 한다.
로드로크 챔버(15)는 제 1 로드로크 챔버(21)와 제 2 로드로크 챔버(22)를 구비할 수 있다. 제 1 및 제 2 로드로크 챔버(21, 22)는 상술한 진공이 발생되는 영역을 제공한다. 제 1 및 제 2 로드로크 챔버(21, 22)는 진공 유지되고 고압과 저압 사이에서 사이클링(cycling)될 수 있다. 통상적으로, 고압은 대략 대기압일 것이고, 저압은 대략 진공일 것이다. 따라서, 반도체 웨이퍼(도시하지 않음)는 고압에서 제 1 및 제 2 로드로크 챔버(21, 22)로 도입되고 저압에서 이 챔버에서 배출될 수 있다.
제 1 및 제 2 로드로크 챔버(21, 22)를 형성하기 위해서, 로드로크 하우징(15)은 2개 부분으로 나뉜다. 예를 들면, 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 벽(23)은 제 1 로드로크 챔버(21)와 제 2 로드로크 챔버(22)를 분리한다. 또한, 후술하는 바와 같이, 제 1 및 제 2 로드로크 챔버(21, 22)는 건식 진공 펌프(12)에 개별적으로 연결되고, 개별적으로 배기될 수 있다.
작동시에, 반도체 웨이퍼는 제 1 및 제 2 로드로크 챔버(21, 22)내에 제공된 웨이퍼 시트(wafer seat)(도시하지 않음)상에 부착되거나 그로부터 제거된다. 반도체 웨이퍼는 제 1 반입 포트(25)와 제 2 반입 포트(26) 각각을 통해 제 1 및 제 2 로드로크 챔버(21, 22)내로 삽입된다. 제 1 및 제 2 반입 포트(25, 26)는 슬릿 밸브(slit valve)(31, 32)를 각각 구비한다. 슬릿 밸브(31, 32)는 액추에이터(도 시하지 않음)에 의해 제 1 및 제 2 반입 포트(25, 26)에 대해 개폐될 수 있는 도어(door)(33, 34)를 각각 구비한다. 실제로, 액추에이터는 도어(33, 34) 및 제 1 및 제 2 반입 포트(25, 26)를 밀봉식으로 결합하도록 가압할 수 있다.
이러한 밀봉 결합은 도어(33, 34)와 제 1 및 제 2 반입 포트(25, 26) 사이를 진공으로 밀봉하도록 강화될 수 있다. 예를 들면, 도어(33, 34)는 안착 표면(seating surface)(도시하지 않음)을 구비할 수 있고, 제 1 및 제 2 반입 포트(25, 26)는 O링(도시하지 않음)과 같은 밀봉 표면에 제공될 수 있다. 슬릿 밸브(31, 32)가 폐쇄된 경우, 이들 안착 표면과 밀봉 표면은 대기가 제 1 및 제 2 로드로크 챔버(21, 22)에 도입되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 로드로크 하우징(15)은 제 1 반출 포트(35) 및 제 2 반출 포트(36)를 구비할 수 있다. 제 1 및 제 2 반입 포트(25, 26)와 마찬가지로, 제 1 및 제 2 반출 포트(35, 36)는 도어(43, 44)를 갖는 슬릿 밸브(41, 42)를 구비한다. 상술한 방식으로, 도어(43, 44)는 제 1 및 제 2 반출 포트(35, 36)와 밀봉식으로 결합하도록 채용된다. 슬릿 밸브(31, 32)와 마찬가지로, 슬릿 밸브(31, 32)가 폐쇄된 경우, 제 1 및 제 2 로드로크 챔버(21, 22)에 대기가 도입되는 것은 방지된다.
슬릿 밸브(31, 32 및 41, 42)가 폐쇄된 경우, 진공 유지된 밀봉이 형성되어 대기로부터 제 1 및 제 로드로크 챔버(21, 22)를 격리시키고 처리 챔버내에 남아 있는 공기를 건식 진공 펌프(12)를 이용하여 배기시킨다. 즉, 슬릿 밸브(31, 32 및 41, 42)를 폐쇄한 것은 제 1 및 제 2 로드로크 챔버(21, 22)를 상술한 저압으로 펌핑시킨다.
반도체 웨이터를 "처리(process)"하기 위해서, 제 1 및 제 2 반입 포트(25, 26)는 초기에 개방될 수 있고, 반도체 웨이터는 로봇 아암(robot arm)(도시하지 않음)을 이용하여 제 1 및 제 2 로드로크 챔버(21, 22)내에 위치설정될 수 있다. 그 후에, 슬릿 밸브(31, 31)가 폐쇄되고, 슬릿 밸브(31, 32 및 41, 42)는 펌핑 동안에 폐쇄 유지된다. 제 1 및 제 2 로드로크 챔버(21, 22)가 저압으로 펌핑된 후에, 슬릿 밸브(41, 42)는 개방되고, 반도체 웨이터는 또 다른 로봇 아암(도시하지 않음)에 의해 제 1 및 제 2 로드로크 챔버(21, 22)로부터 제거될 수 있다.
상술한 바와 같이, 건식 진공 펌프(12)는 정합 시스템(16)에 의해 로드로크 하우징(15)의 하우징에 일체식으로 연결된다. 즉, 로드로크 하우징(15)은 전이 배관을 사용할 필요 없이 건식 진공 펌프(12)를 일체식으로 수용하도록 채용된다. 예를 들면, 정합 시스템(16)은 건식 진공 펌프(12)의 일부를 수용하도록 구성된 플랜지 형상의 실린더를 구비할 수 있다. 보다 상세하게는, 건식 진공 펌프(12)는 플랜지 형상의 실린더(50)에 직접 부착될 수 있는 본체 부분(53)을 갖는 펌프 하우징(52)을 구비한다.
더욱이, 상술한 바와 같이, 정합 시스템(16)은 분자 드래그 스테이지(18)를 형성하도록 건식 진공 펌프(12)와 공유하는 구성요소를 구비한다. 또한, 정합 시스템(16)은 제 1 및 제 2 로드로크 챔버(21, 22)와 건식 진공 펌프(12) 사이의 유체 연통을 위한 밸브 통로를 제공한다.
정합 시스템(16)은 로드로크 하우징(15)의 바닥 벽(56) 외부에 부분적으로 형성된다. 예를 들면, 바닥 벽(56)은 오프셋 벽 부분(offset wall portion)(58)과 원통형 벽 부분(59)을 구비한다. 원통형 벽 부분(59)은 오프셋 벽 부분(58)을 바닥(56)의 나머지 부분과 결합한다. 또한, 정합 시스템(16)의 일부로서, 오프셋 벽 부분(58)과 원통형 벽 부분(59)은 제 1 및 제 2 로드로크 챔버(21, 22)의 일부를 효과적으로 "분할(carve out)"한다. 지지 플레이트(support plate)(60)와 부착 플레이트(attachment plate)(61)는 원통형 벽 부분(59)의 반경방향 내측으로 연장된다. 플랜지 형상의 실린더(50)는 지지 플레이트(60)에 의해 로드로크 하우징(15)에 대해 지지된다. 또한, 부착 플레이트(61)는 플랜지 형상의 실린더(50)에 인접한 동심형 실린더(concentric cylinder)(62)를 배치한다. 동심형 실린더(62)는 그의 축을 플랜지 형상의 실린더(50)와 공유하고, 후술하는 바와 같이 플랜지 형상의 실린더(50)와 동심형 실린더(62)는 건식 진공 펌프(12)를 공유한다.
제 1 통로(63)와 제 2 통로(64)는 오프셋 벽 부분(58)을 통해 제공된다. 제 1 및 제 2 통로(63, 64)는 제 1 및 제 2 로드로크 챔버(21, 22)와 건식 진공 펌프(12)사이에 유체 연통을 제공하고, 제 1 밸브 조립체(65)와 제 2 밸브 조립체(66)는 제 1 및 제 2 로드로크 챔버(21, 22)내에 각각 배치된다. 제 1 밸브 조립체(65)와 제 2 밸브 조립체(66)는 건식 진공 펌프(12)와 제 1 및 제 로드로크 챔버(21, 22) 사이에 연통을 선택적으로 제공할 수 있다. 제 1 및 제 2 통로(63, 64) 각각은 밸브 시트(67)를 구비하고, 제 1 및 제 2 밸브 조립체(65, 66) 각각은 지지 플레이트(60)를 통해 제공되고 액추에이터(도시하지 않음)에 부착된 밸브 스템(valve stem)(68)을 구비한다. 밸브 스템(68)은 밸브 시트(67)와 인터페이스(interface)하도록 구성된 밸브 플러그(69)를 지지한다. 액추에이터는 밸브 플러 그(69)를 밸브 시트(67)와 왕복식으로 결합 및 분리한다. 따라서, 제 1 및 제 2 밸브 조립체(65, 66) 어느 쪽이 개방된 경우, 제 1 및 제 2 로드로크 챔버(21, 22)는 각각 배치될 수 있다. 실제로, 정합 시스템(16)과 건식 진공 펌프(12) 사이의 합동은 제 1 및 제 2 로드로크 챔버(21, 22)를 배기하는 기능을 한다.
상술한 바와 같이, 건식 진공 펌프(12)는 펌프 하우징(52)을 구비한다. 샤프트(76)는 펌프 하우징(52)내에 장착된다. 샤프트(76)는 그의 종방향 축을 중심으로 회전하도록 채용되고, 전기 모터(도시하지 않음)에 의해 구동된다.
또한, 상술한 바와 같이, 재생 스테이지(19)는 건식 진공 펌프(12)내에 형성된다. 예를 들면, 로터(80)는 샤프트(76)에 확실하게 부착된다. 로터(80)는 디스크 형상이고, 상부면(81)과 하부면(82)을 구비한다. 재생 스테이지(19)는 로터(80)의 하부면(82)과 펌프 하우징(52)의 본체 부분(53) 사이에 형성된다.
일 실시예에 있어서, 하부면(82)은 샤프트(76)를 중심으로 대칭적으로 위치된 6개의 융기형 링(raised ring)(84, 85, 86, 87, 88, 89)을 구비한다. 일련의 동일 간격으로 이격된 블레이드(blade)(B)는 각각의 융기형 링(84, 85, 86, 87, 88, 89)상에 장착된다. 각각의 블레이드(B)는 오목 측면이 로터(80)의 진행 방향으로 지시하는 상태인 약간의 아치형이다. 또한, 일백 개의 블레이드(B)는 6개의 동심적 환형의 어레이(concentric annular array)를 형성하도록 각각의 융기형 링(84, 85, 86, 87, 88, 89)상에 제공된다. 각각의 융기형 링(84, 85, 86, 87, 88, 89) 및 이 각각의 링에 대응하는 블레이드(B)의 크기는 최외측 융기형 링(89)으로부터 최내측 융기형 링(84)까지 점차적으로 감소된다.
본체 부분(53)은 재생 스테이지(19)의 스테이터를 형성하고, 6개의 동심적 원형의 채널(channel)(94, 95, 96, 97, 98, 99)을 수용한다. 채널(94, 95, 96, 97, 98, 99)은 본체 부분(53)내에 형성되고, 각각은 상부(102)와 하부(103)를 갖는 열쇠 구멍 형상으로 형성된다. 채널(94, 95, 96, 97, 98, 99)의 상부(102)는 각각 융기형 링(84, 85, 86, 87, 88, 89)을 수용하도록 크기설정되고, 그 하부(103)는 연관된 융기형 링에 대응하는 블레이드(B)를 수용하도록 크기설정된다.
일 실시예에 있어서, 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 블레이드(B)의 단면 영역은 대응하는 채널(94, 95, 96, 97, 98, 99)의 가장 큰 단면 영역의 약 1/6이다. 그러나, 각각의 채널(94, 95, 96, 97, 98, 99)은 또한 그의 길이의 일부를 따라 감소된 단면 영역을 갖는다. 이 감소된 단면 영역은 인접한 내부 채널로 포트(도시하지 않음) 설치함으로써 채널을 통과하는 가스를 편향하도록 가압하는 "스트리퍼(stripper)"를 형성한다.
상술한 바와 같이, 분자 드래그 스테이지(18)는 건식 진공 펌프(12)와의 정합 시스템(16)에 의해 공유된 구성요소에 의해 형성된다. 보다 상세하게는, 플랜지 형상의 실린더(50)와 동심형 실린더(62)는 건식 진공 펌프(12)를 공유한다. 플랜지 형상의 실린더(50)와 동심형 실린더(62)는 샤프트(76)에 대해 축방향으로 배향되고, 분자 드래그 스테이지(18)의 스테이터를 형성한다.
플랜지 형상의 실린더(50)와 동심형 실린더(62)는 로터(80)로부터 외측으로 연장되는 제 1 동심형 실린더(107)와 제 2 동심형 실린더(108)와 상호관계를 갖는다. 플랜지 형상의 실린더(50)와 동심형 실린더(62)와 마찬가지로, 제 1 및 제 2 동심형 실린더(107, 108)는 샤프트(76)에 대해 축방향으로 배향된다. 플랜지 형상의 실린더(50), 동심형 실린더(62) 그리고 제 1 및 제 2 동심형 실린더(107, 108)는 샤프트(76)의 축을 중심으로 하여 축방향으로 장착된다. 또한, 제 1 및 제 2 동심형 실린더(107, 108)에는 플랜지 형상의 실린더(50)와 동심형 실린더(62)가 끼워져서, 인접한 실린더 사이에 균일한 간극을 형성한다. 그 결과, 제 1 동심형 실린더(107)와 동심형 실린더(62) 사이에 균일한 간극이 형성되고, 제 2 동심형 실린더(108)와 동심형 실린더(62) 사이에 다른 균일한 간극이 형성되며, 제 2 동심형 실린더(108)와 플랜지 형상의 실린더(50) 사이에 또 다른 균일한 간극이 형성된다. 이들 균일한 간극은 최내측 실린더[제 1 동심형 실린더(106)]로부터 최외측 실린더[플랜지 형상의 실린더(50)]까지의 그 치수가 점차적으로 감소된다.
여러 개의 나사선 형성된 직립형 플랜지는 인접한 실린더 사이의 간극내에 위치된다. 이들 여러 개의 플랜지는 각각의 간극을 가로질러 실질적으로 연장되는 헬리컬 구조체(helical structure)를 갖는다. 이들 플랜지는 인접한 실린더의 어느 쪽에 부착될 수 있다. 그러나, 특정 실시예에 있어서, 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 제 1 플랜지(110)는 동심형 실린더(62)의 내부면에 부착되고, 제 2 플랜지(111)는 동심형 실린더(62)의 외부면에 부착되며, 제 3 플랜지(112)는 플랜지 형상의 실린더(50)의 내부면에 부착된다. 도면에 도시하지는 않았지만, 로터(80)와 제 1 및 제 2 동심형 실린더(107, 108)는 예컨대 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조된 원피스(one-piece) 구성요소로서 제조될 수 있다.
조립체(10)의 작동시에, 제 1 및 제 로드로크 챔버(21, 22)내에 존재하는 가 스는 제 1 및 제 2 통로(63, 64)를 통해 고속으로 회전하는 로터(80)에 의해 정합 시스템(16)과 건식 진공 펌프(12) 사이에 형성된 공간(114)내로 인입된다. 그 후에, 가스는 분자 드래그 스테이지(18)내로 인입된다. 가스는 제 1 동심형 실린더(107)와 동심형 실린더(62) 사이의 입구(115)에 도입된다. 그 다음, 가스는 제 1 플랜지(110) 아래로 통과한 다음, 제 2 플랜지(111) 위로 통과하고, 그 후 제 3 플랜지(112) 아래로 통과한다. 그 다음, 가스는 분자 드래그 스테이지(18)를 재생 스테이지(19)에 연결하는 포트 장치(도시하지 않음)를 통과한다. 재생 스테이지(19)에 있어서, 가스는 채널(99)에 도입되고, 그 다음 본체 부분(53)내의 구멍(118, 119)을 거쳐 펌프로부터 배기될 때까지 각각의 스트리퍼의 작동에 의해 채널(98, 97, 96, 95, 94)(본 순서대로) 통과된다. 따라서, 가스 흐름은 분자 드래그 스테이지(18)내의 반경방향 외측 그리고 재생 스테이지(19)내의 반경방향 내측에 있어서, 조립체(10)가 균형을 이루고 효율적이게 된다.
이상적으로, 전기 모터는 조립체(10)의 동작시에 연속적으로 작동한다. 이러한 연속 작동은 전기 모터의 수명을 증가시키는데 유리하다. 제 1 및 제 2 로드로크 챔버(21, 22) 양자의 동시 배기와 상응하도록 상하로 사이클링하는 것 이외에 이러한 방식으로 전기 모터를 작동시키기 위해서, 챔버들은 개별적으로 배기될 수 있다.
제 1 로드로크 챔버(21)는 제 2 로드로크 챔버(22)가 반입/반출되는 동안에 배기될 수 있거나, 또는 제 2 로드로크 챔버(22)는 제 1 로드로크 챔버(21)가 반입/반출되는 동안 배기될 수 있다.
예를 들면, 제 1 로드로크 챔버(21)가 배기되는 경우, 제 1 밸브 조립체(65)는 개방되고, 제 1 로드로크 챔버(21)로부터의 가스는 제 1 통로(63)를 통해 분자 드래그 스테이지(18)와 재생 스테이지(19)내로 인입되어 구멍(118, 119)을 통해 배출된다. 이와 동시에, 제 2 밸브 조립체(66)가 [건식 진공 펌프(12)와의 연통을 방해하도록] 폐쇄되어서, 제 2 반출 포트(36)를 통해 저압으로 반도체 웨이퍼를 제거하도록 슬릿 밸브(42)를 개방시킨다. 그 후에, 슬릿 밸브(42)는 폐쇄되고, 슬릿 밸브(32)는 제 2 반입 포트(26)를 통해 반도체 웨이퍼를 고압으로 제 2 로드로크 챔버(22)내로 삽입하도록 개방된다. 반입이 완료된 후, 제 2 로드로크 챔버(22)는 배기할 준비를 한다.
또한, 제 2 로드로크 챔버(22)가 배기되는 경우, 제 2 밸브 조립체(66)는 개방되고, 제 2 로드로크 챔버(22)로부터의 가스는 제 2 통로(64)를 통해 분자 드래그 스테이지(18)와 재생 스테이지(19)내로 인입되어서 구멍(118, 119)을 통해 배출된다. 이와 동시에, 제 1 밸브 조립체(65)가 [건식 진공 펌프(12)와의 연통을 방해하도록] 폐쇄되어서, 제 1 반출 포트(35)를 통해 저압으로 반도체 웨이퍼를 제거하도록 슬릿 밸브(41)를 개방시킨다. 그 후에, 슬릿 밸브(41)는 폐쇄되고, 슬릿 밸브(31)는 제 1 반입 포트(25)를 통해 반도체 웨이퍼를 고압으로 제 1 로드로크 챔버(21)내로 삽입하도록 개방된다. 반입이 완료된 후, 제 2 로드로크 챔버(22)는 배기할 준비를 하고, 상술한 사이클을 반복한다.
알 수 있는 바와 같이, 정합 시스템(16)의 사용에 의해 제공된 건식 진공 펌프(12)에 로드로크(14)를 근접시키는 것은 그 사이의 어떠한 저항을 제거한다. 이 와 같이, 정합 시스템(16)을 이용하는 것은 제 1 및 제 2 로드로크 챔버(21, 22)내에 저압을 제공하는데 필요한 시간을 감소시킨다. 이러한 시간 절감은 반도체 웨이퍼의 "배치(batch)" 처리를 이용할 필요성을 회피하는 한편, 처리 비용을 동시에 감소시킨다.
본 명세서에서 기술된 실시예는 단지 예이며, 당업자는 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이 변경 및 수정할 수 있음이 이해될 것이다. 모든 변경 및 수정은 상술한 바와 같은 본 발명의 범위내에 포함되도록 의도된다. 상술한 실시예는 단지 변형예이지만 조합될 수 있음이 이해되어야 한다.
본 발명의 로드로크 챔버 및 건식 진공 펌프 조립체에 따르면, 정합 시스템(16)을 이용함으로써 제 1 및 제 2 로드로크 챔버내에 저압을 제공하는데 필요한 시간을 감소시키므로 반도체 웨이퍼의 배치 처리를 이용할 필요성이 없고, 처리 비용을 감소시킬 수 있다.

Claims (19)

  1. 로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체에 있어서,
    정합 시스템을 구비한 로드로크 하우징을 갖는 로드로크로서, 상기 정합 시스템은 플랜지 형상의 실린더와, 상기 플랜지 형상의 실린더에 대해 동심적으로 위치된 실린더를 포함하는, 상기 로드로크와,
    상기 정합 시스템에 일체식으로 연결되고, 샤프트, 로터, 제 1 동심형 실린더 및 상기 로터로부터 외측으로 연장되는 제 2 동심형 실린더를 구비하는 건식 진공 펌프로서, 상기 제 1 및 제 2 동심형 실린더, 상기 플랜지 형상의 실린더 및 상기 실린더는 상기 샤프트에 대해 축방향으로 배치되는, 상기 건식 진공 펌프와,
    상기 제 1 및 제 2 동심형 실린더, 상기 플랜지 형상의 실린더 및 상기 플랜지에 대해 동심적으로 위치된 상기 실린더상에 선택적으로 제공된 헬리컬 구조체를 갖는 플랜지로서, 상기 제 1 및 제 2 동심형 실린더는 상기 플랜지 형상의 실린더에 대해 회전하고, 상기 실린더는 분자 드래그 압축 스테이지(molecular drag compression stage)를 형성하도록 상기 플랜지에 대해 동심적으로 위치되는, 상기 플랜지를 포함하는
    로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 건식 진공 펌프는 복수의 동심적 원형의 채널을 구비한 본체 부분을 갖 는 펌프 하우징을 구비하고,
    상기 로터는 상부면, 하부면 및 상기 하부면상에 제공된 복수의 융기형 링을 구비하며, 상기 복수의 융기형 링은 상기 샤프트를 중심으로 대칭적으로 위치되고, 상기 복수의 동심적 원형 채널은 재생 압축 스테이지(regenerative compression stage)를 형성하도록 상기 복수의 융기형 링을 수용하는
    로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 분자 드래그 압축 스테이지는 상기 재생 압축 스테이지에 연결되고, 상기 분자 드래그 압축 스테이지와 재생 압축 스테이지는 상기 로드로크내에 배치된 가스를 제거하도록 채용되는
    로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 플랜지는 상기 플랜지 형상의 실린더의 내부면상에 제공되고, 상기 실린더의 내부면과 외부면은 상기 플랜지 형상의 실린더에 대해 동심적으로 위치되는
    로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체.
  5. 로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체에 있어서,
    로드로크 하우징과, 상기 로드로크 하우징내에 제공된 적어도 하나의 로드로 크 챔버와, 상기 적어도 하나의 로드로크 챔버에 제공된 적어도 하나의 반입 포트 및 적어도 하나의 반출 포트와, 정합 시스템을 갖는 로드로크로서, 상기 정합 시스템은 플랜지 형상의 실린더를 구비하는, 상기 로드로크와,
    샤프트와, 상기 샤프트에 확실하게 부착된 로터와, 상기 샤프트가 연장되는 본체 부분을 갖는 건식 진공 펌프로서, 상기 본체 부분은 상기 플랜지 형상의 실린더에 부착되는, 상기 건식 진공 펌프를 포함하는
    로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 로드로크 하우징은 제 1 로드로크 챔버와 제 2 로드로크 챔버를 구비하며, 상기 건식 진공 펌프는 상기 제 1 로드로크 챔버와 상기 제 2 로드로크 챔버를 개별적으로 배기시키는
    로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 로드로크 챔버는 상기 제 1 반입 포트와 제 1 반출 포트를 구비하고, 상기 제 2 로드로크 챔버는 제 2 반입 포트와 제 2 반출 포트를 구비하는
    로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 반입 포트와 상기 제 1 및 제 2 반출 포트는 상기 제 1 로드로크 챔버와 상기 제 2 로드로크 챔버 각각으로 대기가 유입되는 것을 방지하도록 채용된 슬릿 밸브를 구비하는
    로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 로터로부터 외측으로 연장되는 제 1 동심형 실린더와 제 2 동심형 실린더를 더 포함하며, 상기 플랜지 형상의 실린더는 상기 제 1 동심형 실린더와 상기 제 2 동심형 실린더를 둘러싸고, 상기 플랜지 형상의 실린더에 부착된 동심형 실린더는 상기 제 1 동심형 실린더와 상기 제 2 동심형 실린더 사이에 위치설정되는
    로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 동심형 실린더와 상기 제 2 동심형 실린더 사이, 상기 제 2 동심형 실린더와 상기 동심형 실린더 사이 및 상기 제 2 동심형 실린더와 상기 플랜지 형상의 실린더 사이에 형성된 실질적으로 균일한 간극을 더 포함하며, 헬리컬 구조체를 갖는 플랜지들은 상기 실질적으로 균일한 간극내에 제공되는
    로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    제 1 플랜지는 상기 동심형 실린더의 내부면에 부착되고, 제 2 플랜지는 상기 동심형 실린더의 외부면에 부착되며, 제 3 플랜지는 상기 플랜지 형상의 실린더의 내부면에 부착되는
    로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체.
  12. 제 5 항에 있어서,
    상기 플랜지 형상의 실린더 및 제 1 동심형 실린더와 제 2 동심형 실린더를 끼운 상기 플랜지 형상의 실린더에 부착된 동심형 실린더를 포함하는 분자 드래그 스테이지와, 상기 제 1 동심형 실린더, 상기 제 2 동심형 실린더, 상기 플랜지 형상의 실린더 및 상기 플랜지 형상의 실린더에 부착된 상기 동심형 실린더상에 선택적으로 배치되는 플랜지를 더 포함하며, 상기 제 1 동심형 실린더와 상기 제 2 동심형 실린더는 상기 로터로부터 외측으로 연장되고, 상기 제 1 동심형 실린더와 상기 제 2 동심형 실린더는 상기 플랜지 형상의 실린더 및 상기 플랜지 형상의 실린더에 부착된 상기 동심형 실린더에 대해 회전하도록 채용되는
    로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 로터와 상기 본체 부분 사이에 형성된 재생 압축 스테이지를 더 포함하며, 동심적 원형 채널은 상기 본체 부분내에 형성되며, 상기 로터는 상부면과 하부면을 가지며, 여러 개의 융기형 링은 상기 하부면상에 배치되고, 일련의 이격된 블 레이드는 각각의 상기 여러 개의 융기형 링상에 장착되며, 상기 여러 개의 융기형 링과 상기 일련의 이격된 블레이드는 상기 동심적 원형의 채널내에 끼워맞춰지는 각각의 상기 여러 개의 융기형 링상에 장착되는
    로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체.
  14. 제 5 항에 있어서,
    상기 로터와 상기 본체 부분 사이에 형성된 재생 압축 스테이지를 더 포함하며, 동심적 원형 채널은 상기 본체 부분내에 형성되며, 상기 로터는 상부면과 하부면을 가지며, 여러 개의 융기형 링은 상기 하부면상에 배치되고, 일련의 이격된 블레이드는 각각의 상기 여러 개의 융기형 링상에 장착되며, 상기 여러 개의 융기형 링과 상기 일련의 이격된 블레이드는 상기 동심적 원형의 채널내에 끼워맞춰지는 각각의 상기 여러 개의 융기형 링상에 장착되는
    로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체.
  15. 제 5 항에 있어서,
    상기 건식 진공 펌프의 본체 부분은 상기 로드로크를 상기 건식 진공 펌프와 일체식으로 연결하도록 상기 플랜지 형상의 실린더에 직접 부착되는
    로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체.
  16. 제 5 항에 있어서,
    상기 로드로크 하우징은 바닥 벽을 구비하고, 적어도 하나의 통로는 상기 적어도 하나의 로드로크 챔버와 상기 건식 진공 펌프 사이의 유체 연통을 위해 상기 바닥 벽을 통해 제공되는
    로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 로드로크 하우징은, 제 1 로드로크 챔버와, 제 2 로드로크 챔버와, 상기 건식 진공 펌프와 상기 제 1 로드로크 챔버 사이에 연통을 제공하는 상기 바닥 벽을 통한 제 1 통로와, 상기 건식 진공 펌프와 상기 제 2 로드로크 챔버 사이에 연통을 제공하는 상기 바닥 벽을 통한 제 2 통로를 구비하는
    로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 통로와 상기 제 2 통로 각각의 내부에 배치된 밸브를 더 포함하며, 상기 밸브는 상기 건식 진공 펌프와 상기 제 1 로드로크 챔버와 상기 제 2 로드로크 챔버 사이에 연통을 선택적으로 제공하는
    로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체.
  19. 제 5 항에 있어서,
    상기 건식 진공 펌프내에 형성된 재생 압축 스테이지와, 상기 로드로크와 상 기 건식 진공 펌프에 의해 공유된 구성요소에 의해 형성된 분자 드래그 압축 스테이지를 더 포함하는
    로드로크 및 건식 진공 펌프 조립체.
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