專利名稱：用于半導(dǎo)體工藝的泵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用在半導(dǎo)體工藝中的泵裝置。該裝置可包括單個泵，該泵構(gòu)造 成將物質(zhì)流從約分子壓力轉(zhuǎn)換成約大氣壓力。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體晶片用于形成多種不同類型的裝置。例如晶片，或晶片的多個部分 可用于形成存儲裝置、微處理器單元裝置、或這兩種裝置的結(jié)合。這些裝置可 以非常小(例如僅l微米數(shù)量級)，且因此通常大批量生產(chǎn)這些裝置。在某些 情況下，單個晶片上可能制有幾百個裝置。
為了在晶片上制造裝置，要進(jìn)行多個不連續(xù)的步驟。盡管布置的數(shù)量在很 大程度上依賴于裝置的類型和復(fù)雜度，但典型的制造工藝在提供初始襯底的初 始步驟和從晶片上去除單個裝置并將它們安裝到個人電腦、電話、移動電話、
或其它電子設(shè)備上的最終步驟之間可包括數(shù)目大約在100至300個之間的單獨 步驟。
半導(dǎo)體晶片工藝中的一些步驟可包括蝕刻出所選的材料、沉積所選的材
料、并將所選離子置入硅片。這些步驟中的很多步驟通過為具體步驟專門設(shè)計 的工具來進(jìn)行，但有幾個步驟也可通過單個工具來進(jìn)行。由于會在多個工位進(jìn) 行這些步驟，晶片通常會被移動。例如，晶片將被放入離子置入工具、從離子 置入工具取出、通過盒子運輸、放入沉積工具、從沉積工具取出、并放入蝕刻 工具和從中取出等。
如上所述，蝕刻是可在晶片上進(jìn)行的一種加工形式。晶片可由于多種不同 原因以多種不同水平進(jìn)行多次蝕刻。例如， 一種類型的蝕刻步驟包括將光阻型 材料放置在晶片區(qū)域上。然后可將晶片上的光阻材料暴露于具有特定波長和特 定圖案的光源。光阻材料暴露于光源可能改變暴露區(qū)域的化學(xué)成分，使得光阻 材料或者"硬化"從而當(dāng)施加化學(xué)物質(zhì)時保留下"硬化的"光阻材料，或者"軟化"從而當(dāng)施加化學(xué)物質(zhì)時去除"軟化的"光阻材料。在任一情況下，在晶片 上都可留下所要求的光阻圖案。將這剩余的光阻材料作為掩模，可在晶片上施 加化學(xué)物質(zhì)來蝕刻或去除晶片的露出部分。由此，可將所要求的圖案"蝕刻" 到硅片上。
蝕刻到晶片上的裝置和/或圖案通常具有1微米級的尺寸。由于要處理的 尺寸如此小，蝕刻過程尤其易于受到污染。例如，外來分子可阻塞在蝕刻到晶 片上的通道內(nèi)，且這些瑕疵的存在可能阻礙裝置或裝置的各部分正常工作。因 而，為了使這些瑕疵最少，非常注意進(jìn)行蝕刻的方法，尤其是使系統(tǒng)中污染物 的數(shù)量最少的工作方式。
控制蝕刻的最通用方法是使用等離子體在真空腔內(nèi)進(jìn)行蝕刻。根據(jù)定義， 真空腔保持在低壓(例如分子壓力)下，例如在約10—3毫巴至約1(T'毫巴的壓 力之間。用于蝕刻晶片的等離子體可包括任何數(shù)量物質(zhì)的添加劑，諸如碳氟化 合物或全氟化碳，它們在等離子區(qū)內(nèi)可能破裂成更小的部分，諸如氟和氟基
(fluorine radical)。這些更小的部分與晶片的露出部分反應(yīng)，并通過形成揮發(fā) 性反應(yīng)物副產(chǎn)品而"蝕刻掉"晶片的該部分。根據(jù)所要蝕刻的物質(zhì)也可使用其 它物質(zhì)。在真空下進(jìn)行該程序基本上可防止污染物進(jìn)入系統(tǒng)(因為存在的化學(xué) 物質(zhì)通常僅是專門引入系統(tǒng)的那些化學(xué)物質(zhì))并當(dāng)分子密度較低時緩和反應(yīng)速 度。
在目前的多個蝕刻程序中，將大量的反應(yīng)物高速(例如以每秒幾千升的數(shù) 量級)傳送經(jīng)過晶片。這與通過將真空腔內(nèi)的壓力保持得很低而使污染物的數(shù) 量最少的要求是相反的。產(chǎn)生的結(jié)果是要求將蝕刻物質(zhì)高速、低壓穿過真空腔， 且因此通常需要專用泵。
目前，有彼此結(jié)合使用的兩個不連續(xù)的，完全分開的、非一體式的泵來提 供低壓下高流率的蝕刻物質(zhì)。其中兩泵具有分開的殼體、分開的控制器、分開 的電連接以及分開的流體連接，并彼此離開很長距離位于晶片加工設(shè)備的不同 空間內(nèi)。
在目前的一些構(gòu)造中，第一泵的入口通過螺栓連接到真空腔的底部并從真 空腔接納在低壓下流動的物質(zhì)。然后第一泵將物質(zhì)流的壓力從分子水平(在入 口處)逐漸增加到約過渡水平(在出口處)。然后將物質(zhì)流通過管子或管道送到第二泵。第二泵通常位于晶片加工設(shè)備的另一空間(例如地下室)，這樣做 的原因有幾個最主要的是它的尺寸、它所產(chǎn)生的噪聲的量及其維護(hù)。連接兩 泵的流路(例如管子)通常長度在5至15米之間，最小長度3米且最大長度 20米。第二泵將物質(zhì)流的壓力從約過渡水平(在入口處)逐漸增加到約大氣壓 (在出口處)。然后第二泵排出物質(zhì)流。
關(guān)于目前的雙泵設(shè)置有幾個缺點。例如，將車間內(nèi)的第二泵與第一泵分開 通常使空間使用效率低。此外，由于使物質(zhì)流過連接兩泵的長管子而會有效率 損失。因而，人們需要對多個泵的替代設(shè)置和/或構(gòu)造。

發(fā)明內(nèi)容
在以下說明中，本發(fā)明的某些方面和實施例會顯現(xiàn)出來。從最寬泛的意義 來說，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明可不具有這些方面和實施例的一個或多個特征而進(jìn)行實 踐。還應(yīng)當(dāng)理解，這些方面和實施例僅是示例性的。
本文所體現(xiàn)和廣泛描述的一方面涉及用在半導(dǎo)體加工中的裝置。 本發(fā)明的示例性實施例可包括一種用在半導(dǎo)體加工中的裝置。該裝置可包
括單個泵，該泵構(gòu)造成將具有小于或等于約10"毫巴的輸入壓力的物質(zhì)流轉(zhuǎn)換 成大于或等于約IOO毫巴的輸出壓力。
本發(fā)明的各實施例可包括以下方面中的一個或多個單個泵可構(gòu)造成將具
有小于或等于約10—3毫巴的輸入壓力的物質(zhì)流轉(zhuǎn)換成大于或等于約IOO毫巴的
輸出壓力；單個泵可構(gòu)造成將物質(zhì)流轉(zhuǎn)換成大于或等于約1巴的輸出壓力；單 個泵可僅包括單個可轉(zhuǎn)動軸；單個軸可基本上由單個垂直軸線組成；單個軸可 以是連續(xù)的；半導(dǎo)體加工工具與單個泵相關(guān)聯(lián)；物質(zhì)流的流率范圍可從約1,000 升/秒至約10,000升/秒；物質(zhì)流的流率可從約1，600升/秒至約3,000升/秒；單 個泵可包括至少一個滾珠軸承；至少一個滾珠軸承可與單個泵的一部分關(guān)聯(lián)， 該泵排出具有大于或等于約IOO毫巴輸出壓力的物質(zhì)流；單個泵可包括至少一 個磁性軸承；該至少一個磁性軸承可與單個泵的一部分關(guān)聯(lián)，該單個泵接收具 有小于或等于約10—2毫巴輸入壓力的物質(zhì)流；單個泵可包括僅一個電動機(jī)；單 個泵可包括僅一個軸承懸架單元；單個泵可包括至少一個磁性軸承；所述至少 一個滾珠軸承可與單個泵的一部分關(guān)聯(lián)，該單個泵排出具有大于或等于約100毫巴輸出壓力的物質(zhì)流；以及所述至少一個磁性軸承可與單個泵的一部分關(guān) 聯(lián)，該單個泵接收具有小于或等于約10'2毫巴輸入壓力的物質(zhì)流。
本發(fā)明的另一示例性實施例可包括一種半導(dǎo)體工藝中使用的裝置。該裝置 可包括單個泵，該單個泵構(gòu)造成將物質(zhì)流從約分子壓力轉(zhuǎn)換成約大氣壓力。
本發(fā)明的又一示例性實施例可包括一種半導(dǎo)體工藝中使用的裝置。該單個 泵構(gòu)造成將物質(zhì)從渦輪分子流轉(zhuǎn)換成大氣流。
除了上述結(jié)構(gòu)關(guān)系以外，本發(fā)明可包括諸如下文描述的多個其它形式。應(yīng) 當(dāng)理解，上述說明和下文的說明都僅是示例性的。


附圖包含在本說明書中并組成本說明書一部分。如圖示出了本發(fā)明的幾個 實施例，它們與說明書一起，用于解釋本發(fā)明的一些原理。在附圖中 圖1A是根據(jù)本發(fā)明的裝置的實施例的示意圖； 圖1B是裝置的另一實施例的示意圖； 圖2是圖1B的裝置的一部分的示意圖； 圖3是圖1A的裝置的一部分的示意圖； 圖4是圖1A的裝置的一部分的示意圖5是設(shè)置在半導(dǎo)體加工設(shè)備的單個空間內(nèi)的裝置的另一實施例的示意
圖6是與半導(dǎo)體加工工具關(guān)聯(lián)的裝置的又一實施例的示意圖7是裝置的又一實施例的一部分的示意圖8A和8B是裝置的又一實施例的各部分的立體圖8C和8D是圖8A和8B的各部分的示意圖以及
圖9是裝置的又一實施例的示意圖。
具體實施例方式
現(xiàn)將詳細(xì)參照本發(fā)明的一些可能的實施例，如圖中示出了其實例。附圖和 說明書中盡可能地用相同的標(biāo)號表示相同或類似的部件。
圖l-9示出了半導(dǎo)體加工中所使用的裝置的示例性實施例。該裝置可包括泵1，泵1具有渦輪分子級100、牽引(drag)級200和干燥級300中的一個或 多個。例如，泵1可包括渦輪分子級100、牽引級200和干燥級300中的全部 三個。在另一實例中，泵1可僅包括渦輪分子級100、牽引級200和干燥級300 中的一個。在另一實例中，如圖9所示，泵1可包括一個渦輪分子級100、多 個牽引級200和一個干燥級300。在一些實例中，泵1可構(gòu)造成以約分子壓力 (例如具有約5xl0^毫巴的壓力)、以從約1600升/秒至約2000升/秒范圍的 流率接收物質(zhì)流，并以約大氣壓力排出物質(zhì)流。
此外或替代地，泵1可構(gòu)造成將具有小于或等于約10—2毫巴(例如約l(T3 毫巴)輸入壓力的物質(zhì)流轉(zhuǎn)換成大于或等于約100毫巴(例如約1巴)的輸出 壓力，和/或可構(gòu)造成適用于范圍從約1，000升/秒(例如，約1，600升/秒)至 約10，000升/秒(例如約3,000升/秒)的物質(zhì)流的流率。
渦輪分子級100可以是構(gòu)造成在約分子壓力下提供物質(zhì)的渦輪分子流的 級，使得物質(zhì)的分子更易于與渦輪分子級100的至少一個內(nèi)壁101 (圖4)碰 撞，而不是與其它物質(zhì)分子碰撞。渦輪分子級100可具有構(gòu)造成以第一壓力(例 如，從半導(dǎo)體加工腔)接收物質(zhì)流的入口 102和以第二壓力排出物質(zhì)流的出口 103，排出到例如牽引級200、干燥級300或大氣中的一個或多個。如圖1所示， 渦輪分子級100可包括多個葉片104，多個葉片被構(gòu)造成一起轉(zhuǎn)動以將物質(zhì)流 從約10—3毫巴的輸入壓力轉(zhuǎn)換成約l(T'毫巴，例如當(dāng)穿過入口 102的輸入流來 自蝕刻工具時。當(dāng)穿過入口 102的輸入流來自與除了蝕刻之外的應(yīng)用情況(例 如物理氣相沉積("PVD"))相關(guān)的工具或其它結(jié)構(gòu)時，渦輪分子級100還 可或替代地包括這樣的多個葉片104，多個葉片104構(gòu)造成一起轉(zhuǎn)動以轉(zhuǎn)換處 于低輸入壓力(例如低至約10—s毫巴的壓力)的物質(zhì)流。分子渦輪級100可構(gòu) 造成將物質(zhì)流轉(zhuǎn)換成約為1毫巴至約IO毫巴的第二壓力。在某些實施例中， 第二壓力可以是約100毫巴至約1巴。
可用軸承將葉片104設(shè)置在渦輪分子級100內(nèi)。軸承可以是機(jī)械軸承，諸 如滾珠軸承或中心軸，或可以是構(gòu)造成使葉片104在渦輪分子級100內(nèi)磁性懸 浮的磁性軸承。在某些實施例中，渦輪分子級IOO可具有多種類型的軸承。例 如，更靠近入口 102的葉片104可通過磁性軸承懸置(例如，當(dāng)經(jīng)過入口的物 質(zhì)流的流率范圍從約2000升/秒至約3000升/秒時)，而更靠近出口103的葉片104可由機(jī)械軸承懸置。在物質(zhì)流的速度較高時磁性軸承可能是理想的，因 為磁性軸承可有效地降低振動。
在圖7和9所示的替代性實例中，葉片104可設(shè)置在軸106上。更靠近入 口 102的軸106的頂部可通過磁性軸承懸置，且更靠近出口 103的軸106的底 部可通過機(jī)械軸承懸置。但是，在各實施例中，軸106可由任何類型和任何組 合的任何數(shù)量的軸承懸置(例如兩個機(jī)械軸承或兩個磁性軸承)。
相鄰的葉片104可通過插在中間的定子105彼此隔開。定子105在物質(zhì)抽 送過程中可基本上保持靜止并可固定到圍繞葉片104的內(nèi)壁101。
進(jìn)入渦輪分子級100的分子可具有基本上隨機(jī)的運動。這些分子可能與轉(zhuǎn) 動葉片104碰撞并獲得葉片104的速度，從而在離開各葉片104時分子具有基 本上與葉片104的速度相同的速度，并具有基本上與葉片104的內(nèi)在熱速度 (intrinsic thermal velocity)相同的內(nèi)在熱速度。因此，可由以下的組合而產(chǎn)生 壓縮由于葉片104的角度而使葉片104提供較高的向下而非向上的傳送幾率， 以及相對葉片速度。靜止定子105還可被構(gòu)造成通過以下的組合來產(chǎn)生壓縮 相對氣體速度，以及由于定子葉片的角度而使定子105提供相較于向下而較高 的向上傳輸幾率。向上和向下可能指氣體相對于泵的出口 103 (例如排氣)的 運動。例如，向下可能指氣體朝向泵的出口的運動(例如，朝向較高壓力區(qū)域 移動和/或被壓縮)，而向上可能指氣體離開泵的排氣口的運動(例如朝向低壓 區(qū)域移動和/或膨脹)。定子105可具有分子級的相對速度，從而通過定子105 和葉片104可提供同等的抽吸。
渦輪分子級100的一個或多個葉片104、插在中間的定子105和/或其它部 分可構(gòu)造成在低壓下有效地使物質(zhì)移動。渦輪分子級IOO通?？筛鶕?jù)例如下游 泵的流量和尺寸以范圍從約10"毫巴至約10-8毫巴(10'7毫巴)的入口壓力和 范圍從約0.1毫巴至約1毫巴或更少的相應(yīng)出口壓力運行。
美國專利6,109,864和6,778,969中闡述了關(guān)于具有葉片104和定子105 及其各部件的渦輪分子級IOO的示例性構(gòu)造的其它細(xì)節(jié)，兩者的全部內(nèi)容都以 參見的方式納入本文。
泵1可包括牽引級200，圖2中示出其一個實例。牽引級200可具有構(gòu)造 成以第一壓力(例如，從半導(dǎo)體加工腔或渦輪分子級100的出口 103)接收物質(zhì)流的入口 204和以第二壓力排出物質(zhì)流的出口 205，例如排出到渦輪分子級 100、干燥級300或大氣中的一個或多個。第二壓力可取決于泵1的最終排出 壓力。例如，在某些實施例中，泵l可不向大氣壓排氣，因此可以僅使用渦輪 分子級100和牽引級200。
牽引級200可包括兩個或多個同軸中空圓筒201、 202。每個圓筒201、 202 各由多個圓筒部分構(gòu)成，例如彼此相鄰的兩個或多個圓筒部分(例如， 一個圓 筒部分可以更靠近入口 204，而另一個圓筒部分可更靠近出口 205，兩個圓筒 部分具有基本上相同的尺寸和/或構(gòu)造)。這些圓筒部分對于根據(jù)壓力以不同的 效率運行牽引級200的不同部分來說是理想的。
—個或多個圓筒201、 202可在其面向另一圓筒201、 202的表面上設(shè)置有 螺旋狀螺紋203。例如，圖2示意性地示出了外部圓筒201的內(nèi)表面上的螺紋 203。運行時， 一個或多個圓筒201、 202可以相對高的速度轉(zhuǎn)動，例如高達(dá)約 2000轉(zhuǎn)/分或更高。在低壓下，分子可能撞擊轉(zhuǎn)動的螺旋狀螺紋的表面，給予 分子以速度分量并傾向于使分子具有與它們所撞擊的表面相同的運動方向。分 子可這樣被推動通過牽引級200并以高于分子的進(jìn)入壓力的壓力將分子排出牽 引級200。螺旋狀螺紋203與圓筒202的間隙可相對緊，例如根據(jù)壓力而在約 O.lmm至約0.5mm之間。這種緊密間隙可使分子朝向泵出口移動的可能性比 朝向出口運動的可能性大。
牽引級200通?？筛鶕?jù)例如下游泵的流量和尺寸以范圍從約10"毫巴至約 10—7毫巴(例如約10—6毫巴)的入口壓力和范圍從約IO毫巴至約1毫巴或更小 的相應(yīng)出口壓力運行。牽引級200的圓筒201、 202、螺旋形螺紋203和/或其 它部分中的至少一些(例如更靠近出口 205的那些)可以構(gòu)造成在較高壓力下 有效地使物質(zhì)運動。在美國專利5,772,395中有關(guān)于示例性牽引級和其各部件 的其它細(xì)節(jié)，其全部內(nèi)容以參見的方式納入本文。
牽引級200可具有如圖9所示的替代性構(gòu)造。牽引級200可具有幾個靜止 圓筒201和幾個轉(zhuǎn)動圓筒202，圓筒201具有螺旋形螺紋203。轉(zhuǎn)動圓筒202 可彼此連接、可以與葉片104基本上相同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動、和/或可設(shè)置在與葉片 104相同的軸106上。每個靜止圓筒201和轉(zhuǎn)動圓筒202面向其相應(yīng)靜止圓筒 的表面可組成分開的牽引級200。有些牽引級200可包括靜止圓筒201的表面，
10該靜止圓筒的表面具有徑向朝外的螺旋形螺紋203且還面向轉(zhuǎn)動圓筒202的基 本上平坦的徑向向內(nèi)表面。有些牽引級200可具有相反的構(gòu)造。每個靜止圓筒 201在其徑向向外表面和/或其徑向向內(nèi)表面上可具有螺旋形螺紋203。每個轉(zhuǎn) 動圓筒202可面向靜止圓筒201的表面，該靜止圓筒在其徑向向外表面和/或其 徑向向內(nèi)表面上具有螺旋形螺紋203 。
每個牽引級200可與其它牽引級200流體連通。每個牽引級200可從另一 牽引級200徑向向內(nèi)或向外設(shè)置。每個牽引級200可具有不同的構(gòu)造。例如， 每個牽引級200內(nèi)的螺旋狀螺紋203可具有與其它牽引級200內(nèi)的螺旋狀螺紋 203不同的長度。牽引級200可從渦輪分子級IOO徑向向外設(shè)置。每個牽引級 可構(gòu)造成在物質(zhì)流過該牽引級200的同時增加物質(zhì)的壓力，并然后將物質(zhì)排放 到更徑向向外的牽引級200，直到物質(zhì)由最終牽引級200在例如大氣壓力下或 以大氣流排出到干燥級300。
泵1可包括如圖3所示的干燥級300。干燥級300可以是構(gòu)造成提供物質(zhì) 的過渡流和/或粘性流的泵，從而物質(zhì)的分子更易于彼此碰撞而不是與泵的至少 一個內(nèi)壁305碰撞。干燥級300可具有以第一壓力接收物質(zhì)流的入口 (例如來 自渦輪分子級100或牽引級200的出口)以及排出第二壓力(例如，約大氣壓 力)的物質(zhì)流的出口 302。 一種示例類型的干燥泵300 (圖3中示出其實例) 可包括多個轉(zhuǎn)動葉片303，該葉片303通常具有與渦輪分子泵的葉片不同的幾 何特征，從而使它們適于與插在中間的定子304在較高壓力下運行。葉片303 和定子304可構(gòu)造成將物質(zhì)流從約1毫巴至約10毫巴或更小(例如，低至約 0.1毫巴的壓力)的輸入壓力轉(zhuǎn)換成約IOO毫巴至約1巴(例如大氣壓力)。 葉片303可用軸承(例如，滾珠軸承、滾筒軸和磁性軸承中的一個或多個)設(shè) 置在干燥級300內(nèi)。定子304可固定到圍繞葉片303的圓筒形殼體上。葉片303 和定子304可以基本上類似于渦輪分子級100的上述葉片103和定子104運行， 其中干燥級300使經(jīng)過入口 301進(jìn)入干燥級的物質(zhì)的壓力在物質(zhì)通過出口 302 排出干燥級300之前增加。美國專利6,244,841、 6,705,830、 6,709,226、 6,755,611 Bl中揭示了干燥級和其各部件的實例，其全部內(nèi)容以參見的方式納入本文。 美國專利6,129,534、 6,200,116、 6,379,135和6,672,855中揭示了干燥級的其它 一些合適的實例，其全部內(nèi)容以參見的方式納入本文。干燥級300可具有如圖8A、 8B、 8C、 8D和9所示的替代性構(gòu)造。在替 代性構(gòu)造中，干燥級300可包括再生(regenerative)轉(zhuǎn)子350和再生定子370。
如圖8A所示，再生轉(zhuǎn)子350可包括從再生轉(zhuǎn)子350的表面延伸的多個基 本上圓形的突起部351。突起部351可具有從其延伸的多個葉片352。圖8D中 示出了突起部351和葉片352的剖視圖。
如圖8B所示，再生定子370可包括多個突起部371，多個突起部371之 間限定有多個通道372。相鄰?fù)ǖ?72通過居間的通道373連接。圖8D中示 出了突起部371和通道372的剖視圖。每個通道372可包括第一部分372a和 第二部分372b。第一部分372a可比突起部351的寬度稍寬，例如以防止物質(zhì) 在其間的流動。因此，在運行時，任何物質(zhì)基本上被容納在第二部分372b內(nèi)。 第二部分372b可具有任何適當(dāng)?shù)臋M截面形狀(例如彎曲形狀或卵形)以適于 物質(zhì)流動。
如圖8C和9所示，每個葉片352可放置在通道372之一內(nèi)，使得突起部 351設(shè)置在第一部分372a內(nèi)且葉片352延伸到第二部分372內(nèi)。每組葉片352 和通道372可包括相應(yīng)的入口 391和出口 392，入口 391和出口 392可與居間 的通道373相同或與其不同。
運行時，葉片352可相對于通道372轉(zhuǎn)動。物質(zhì)可通過入口 391進(jìn)入通道 372的第二部分372b。然后葉片352可使物質(zhì)沿與葉片352的轉(zhuǎn)動方向相同的 方向流入，例如，由于氣體獲得動量并沿轉(zhuǎn)動葉片352的切線方向移動但受到 通道372的限制而流動形成基本上為卵狀和/或螺旋狀圖案。然后該物質(zhì)可通過 出口 392排出通道372的第二部分372b。然后該物質(zhì)可被送到另一葉片352 和通道372組合，或可從泵l排出。
如圖9所示，干燥級300可具有多個葉片352和通道372組合。每個葉片 352和通道372的組合可相對于另一葉片352和通道372的組合徑向向內(nèi)和/ 或向外設(shè)置。轉(zhuǎn)子350可設(shè)置在與葉片104和圓筒202相同的軸106上。每個 葉片352和通道372的組合可將物質(zhì)從外部組合排出到徑向向內(nèi)設(shè)置的組合。 最內(nèi)部的組合可將物質(zhì)從泵1排出，例如排入大氣。
如圖4A和4B所示，渦輪分子級100、牽引級200和干燥級300中的一 個或多個設(shè)置在單個殼體10內(nèi)。如果泵1包括1個以上渦輪分子級100、牽引級200和干燥級300中的一個以上，則各級間的邊界不能從外部識別(即，人 們從裝置外部僅用肉眼看不能看到渦輪分子級100、牽引級200和干燥級300 之間的邊界)。該泵具有單個驅(qū)動電動機(jī)來轉(zhuǎn)動成葉片組、圓筒、或者渦輪分 子級IOO、牽引級200和干燥級300的其它部件。在某些實施例中，泵l具有 一個或多個電動機(jī)，所述電動機(jī)構(gòu)造成驅(qū)動渦輪分子級100、牽引級200禾口/ 或干燥級300中的一個或多個的一個或多個部件。
渦輪分子級100、牽引級200和干燥級300的一個或多個可彼此連接而基 本上沒有過渡部分。例如，渦輪分子級IOO的出口 103可基本上與牽引級200 的入口 204相同。在另一實例中，牽引級200的出口 205可基本上與干燥級300 的入口301相同。在另一實例中，渦輪分子級100的出口 103可基本上與干燥 級300的入口 301相同。
泵1的渦輪分子級100、牽引級200和干燥級300中的一個或多個可設(shè)置 在半導(dǎo)體加工設(shè)備的單個空間3內(nèi)，如圖5所示。泵的一個優(yōu)點可能是能夠 比常規(guī)泵緊湊，可節(jié)省空間，并還可降低用于例如半導(dǎo)體制造工藝的特定工藝 的泵和/或部件的數(shù)量，
如圖6所示，泵I的渦輪分子級IOO、牽引級200和干燥級300中的一個 或多個可具有公用控制器90，該控制器控制渦輪分子級100、牽引級200和干 燥級300中的一個或多個的每個。公用控制器90可通過控制器連接件91連接 到渦輪分子級100、牽引級200和干燥級300中的一個或多個。渦輪分子級100、 牽引級200和干燥級300中的一個或多個可與半導(dǎo)體加工工具2相關(guān)聯(lián)。
在一些實例中，除了具有有線連接，無線電線路也可在公用控制器90和 渦輪分子級100、牽引級200和干燥級300中的一個或多個之間提供通信。
泵1的渦輪分子級100、牽引級200和干燥級300中的一個或多個可共享 公共的連接。例如，渦輪分子級IOO、牽引級200和干燥級300中的一個或多 個可共享公用電源連接。電源連接可向渦輪分子級100、牽引級200和干燥級 300中的一個或多個提供電源以向連接在渦輪分子級100、牽引級200和/或干 燥級300上的一個或多個電動機(jī)供電。還可通過遠(yuǎn)程控制器90饋送該連接， 以在通往將電源導(dǎo)向泵l的渦輪分子級100、牽引級200和干燥級300中的一 個或多個之前調(diào)節(jié)該電源。在各實施例中，泵l可包括任何適當(dāng)?shù)倪B接，例如氮連接、水連接和/或干空氣連接。
本發(fā)明可具有幾個優(yōu)點。例如本發(fā)明的運行效率比構(gòu)造成在特定范圍轉(zhuǎn)換
物質(zhì)流的多個泵高。在另一實例中，例如由于物質(zhì)流路長度的縮短，可使在使 用多個泵時存在的傳導(dǎo)損失最小和/或基本消除。在另一實例中，本發(fā)明占據(jù)的 空間可比多個泵少，并消耗更少的能量，這在空間和動力消耗優(yōu)先的行業(yè)中是 很重要的優(yōu)點。在另一實例中，由于來自裝置的排氣可大于或等于約100毫巴，
由于任何的大氣次要泄漏(sub-atmospheric leaks)是向內(nèi)的，該裝置可不需要 雙重封閉。
本發(fā)明可克服幾個問題。例如，可分別運送用于常規(guī)機(jī)械中每一級的每個 泵。運送時，這些泵中的每個的腔內(nèi)壓力可能為大氣壓。為了運行該腔，每個 腔內(nèi)的壓力可降低到適當(dāng)?shù)倪\行壓力。盡管一種選擇是首先使用大電動機(jī)來運 行每個腔內(nèi)的電動機(jī)，但這種選擇是不期望的，因為它可能使電動機(jī)過熱。另 一種選擇是至少首先使用另一個泵(例如鎖定負(fù)載泵)來降低腔內(nèi)的壓力。一 旦每個泵的腔內(nèi)入口壓力低于約100毫巴(例如低于約10毫巴)，該泵可無 輔助地運行。通過將泵的各級整合到單個泵中，可消除對附加泵的需要，例如， 如果泵已經(jīng)向大氣壓排氣，則使泵能夠完全無輔助地起動并運行?；蛘?，如果 泵向小于大氣壓的壓力排氣，則僅需要一個輔助泵，這與常規(guī)機(jī)器中每個級有 一個泵不同。
在另一實例中，常規(guī)渦輪分子泵、常規(guī)牽引泵和常規(guī)干燥泵之間尺寸的差 異妨礙它們組合成單個泵。例如，常規(guī)渦輪分子泵、常規(guī)牽引泵和常規(guī)干燥泵 的軸的尺寸有很大的差異。例如在圖8A、 8B、 8C和8D所示的干燥級中，對 干燥泵進(jìn)行改進(jìn)，會形成可構(gòu)造成更易于與渦輪分子級和/或牽引級組合的更緊 湊的干燥級。
對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說很明顯，可對本文所述的結(jié)構(gòu)進(jìn)行各種更改和改 變。即，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并不限于本說明書所討論和附圖所示的主題。而是本 發(fā)明想要包括各種更改和改變。
1權(quán)利要求
1. 一種用于半導(dǎo)體工藝的裝置，所述裝置包括單個泵，所述單個泵構(gòu)造成將具有小于或等于約10-1毫巴的輸入壓力的物質(zhì)流轉(zhuǎn)換成大于或等于約100毫巴的輸出壓力。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述單個泵構(gòu)造成將具有小于或等于約10'3毫巴的輸入壓力的物質(zhì)流轉(zhuǎn)換成大于或等于約ioo毫巴的輸出壓力。
3. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述單個泵構(gòu)造成將物質(zhì)流轉(zhuǎn)換成大于或等于約1巴的輸出壓力。
4. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述單個泵僅包括單根可轉(zhuǎn)動軸。
5. 如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述單根軸基本上包括單根垂直軸線。
6. 如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述單根軸是連續(xù)的。
7. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括與所述單個泵相聯(lián)的半導(dǎo)體加工工具。
8. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述物質(zhì)流的流率的范圍從約1,000升/秒至約10,000升/秒。
9. 如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述物質(zhì)流的流率的范圍從約1,600升/秒至約3,000升/秒。
10. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述單個泵包括至少一個滾珠軸承。
11. 如權(quán)利要求IO所述的裝置，其特征在于，至少一個滾珠軸承與所述單個泵的一部分相聯(lián)，所述單個泵排出具有大于或等于約IOO毫巴的輸出壓力的物質(zhì)流。
12. 如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述單個泵包括至少一個磁性軸承。
13. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述至少一個磁性軸承與所述單個泵的一部分相聯(lián)，所述單個泵接收具有小于或等于約10—2毫巴的輸入壓力的物質(zhì)流。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述單個泵包括僅一個電動機(jī)。
15. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述單個泵包括僅一個軸承懸架單元。
16. 如權(quán)利要求IO所述的裝置，其特征在于，所述單個泵包括至少一個磁性軸承。
17. 如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述至少一個滾珠軸承與所述單個泵的一部分相聯(lián)，所述單個泵排出具有大于或等于約100毫巴的輸出壓力的物質(zhì)流。
18. 如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述至少一個磁性軸承與所述單個泵的一部分相聯(lián)，所述單個泵接收具有小于或等于約10'2毫巴的輸入壓力的物質(zhì)流。
19. 一種用在半導(dǎo)體工藝中的裝置，所述裝置包括單個泵，所述單個泵構(gòu)造成將物質(zhì)流從約分子壓力轉(zhuǎn)換成約大氣壓力。
20. —種用在半導(dǎo)體工藝中的裝置，所述裝置包括單個泵，所述單個泵構(gòu)造成將物質(zhì)流從渦輪分子流轉(zhuǎn)換成大氣流。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于半導(dǎo)體工藝中的泵裝置。該裝置可包括單個泵，所述泵構(gòu)造成將物質(zhì)流從約分子壓力轉(zhuǎn)換成約大氣壓力。
文檔編號F04D17/14GK101501342SQ200680037262
公開日2009年8月5日 申請日期2006年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月6日
發(fā)明者G·亨特利 申請人:愛德華茲真空股份有限公司