(57)【要約】【課題】  真空ポンプの運転上の安全性を確保することができるとともに、真空チャンバの位置を一定に保つことができる除振システムを提供する。【解決手段】  本発明に係る真空チャンバの除振システムは、除振装置２１上に載置された真空チャンバ１１と、真空ポンプ３１が固定される固定台３２と、真空チャンバ１１と真空ポンプ３１とを連結する弾性部材３５と、真空チャンバ１１の固定台３２に対する相対位置を調整するアクチュエータ３４と、真空チャンバ１１の固定台３２に対する位置ズレ量を検出する位置検出手段３７と、位置検出手段３７からの出力に基づきアクチュエータ３４を制御する制御部３３とを備えており、固定台３２は設置床Ｇに対して固定されている。【選択図】図２
2006153032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
除振装置上に載置された真空チャンバと、
真空ポンプが固定される固定台と、
前記真空チャンバと前記真空ポンプとを連結する弾性部材と、
前記真空チャンバの前記固定台に対する相対位置を調整するアクチュエータと、
前記真空チャンバの前記固定台に対する位置ズレ量を検出する位置検出手段と、
該位置検出手段からの出力に基づき前記アクチュエータを制御する制御部とを備え、
前記固定台は設置床に対して固定されていることを特徴とする真空チャンバの除振システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空チャンバの除振システムに係り、特に、半導体ウエハなどのワークに対して真空下で処理を行う真空チャンバの除振システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、微細化処理の進む半導体プロセス装置などにおいては、ミクロンオーダまたはそれ以下の精度で、加工、組立、検査、製造などの作業を行う必要がある。このような装置においては、パーティクル汚染、分子汚染を防ぐために真空内で各種作業を行い得るように真空チャンバを備え、該真空チャンバ内で上記各種の処理が行われる場合が多い。このような真空チャンバにおいて、設置する床面から伝わってくる振動や、装置自身の内部で発生する振動を如何に効果的に遮断・減衰（除振）するかが重要なテーマとなっている。そこで、従来から、真空チャンバに振動が伝わることを防止するために、除振システムが用いられている。
【０００３】
真空チャンバは真空ポンプにより真空状態にされるのが一般的であり、高真空状態を実現するために真空ポンプとしてターボ分子ポンプが広く使用されている。このターボ分子ポンプは、羽根車を高速で回転させることで高真空状態を実現するポンプであるので、ターボ分子ポンプの運転中は羽根車の回転により常に振動が発生する。このため、ターボ分子ポンプの振動が真空チャンバに直接伝わらないようにするために、ベローズを介してターボ分子ポンプを真空チャンバに接続することが行われている。
【０００４】
図３は、従来の除振システムを示す概略図である。図３に示すように、真空チャンバ１０１には、ターボ分子ポンプ１３１が接続され、その下流側にはドライ真空ポンプ１４０が接続される。この場合、ターボ分子ポンプ１３１は、床Ｇに固定されずに、真空チャンバ１０１からベローズ１３５を介して単に吊り下げた状態で使用されている。その理由は、真空チャンバ１０１内が真空になるとベローズ１３５が大気圧により圧縮されてその全長が縮小してしまうため、ターボ分子ポンプ１３１を床Ｇに固定すると、半導体プロセス装置全体が外力を受けてしまい、除振装置１２１の制御性能に悪影響を与えてしまうからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ベローズ１３５の機械的強度は一般に低いため、ターボ分子ポンプ１３１に異常が発生して羽根車が急激にロックしてしまうと、ベローズ１３５が破壊されてターボ分子ポンプ１３１が真空チャンバ１０１から脱落してしまう危険性がある。また、清浄な高真空雰囲気を実現するターボ分子ポンプは、一般に、羽根車を非接触で支持する磁気軸受を採用しており、羽根車の浮上位置はアクティブ制御に基づいて制御される。このようなターボ分子ポンプは、固定状態で使用されることを前提として出荷されているため、単にベローズ１３５で吊り下げた場合には羽根車の制御がうまく行われず異常振動が発生してしまうことがある。このため、吊り下げ型専用に制御回路を調整したターボ分子ポンプを使用する必要が生じてくる。
【０００６】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、真空ポンプの運転上の安全性を確保することができるとともに、真空チャンバの位置を一定に保つことができる除振システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するために、本発明は、除振装置上に載置された真空チャンバと、真空ポンプが固定される固定台と、前記真空チャンバと前記真空ポンプとを連結する弾性部材と、前記真空チャンバの前記固定台に対する相対位置を調整するアクチュエータと、前記真空チャンバの前記固定台に対する位置ズレ量を検出する位置検出手段と、該位置検出手段からの出力に基づき前記アクチュエータを制御する制御部とを備え、前記固定台は設置床に対して固定されていることを特徴とする真空チャンバの除振システムである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、真空ポンプ（例えば、ターボ分子ポンプ）の運転中の位置を一定に保つことができるので、真空ポンプの運転上の安全性を確保することができる。また、本発明によれば、真空ポンプの吸引力によって真空ポンプ側に真空チャンバが移動した場合でも、アクチュエータによってこの真空チャンバを元の位置に戻すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る除振システムを正面から見たときの断面図であり、図２は図１のII矢視図である。
【００１０】
図１に示すように、本実施形態に係る除振システムは、処理対象となるワークＷが内部に収容される真空チャンバ１１と、真空チャンバ１１を支持する４つの除振装置２１（図１及び図２では２つの除振装置のみを示す）と、真空チャンバ１１内のワークＷに対して製造や検査等の各種処理を行う真空プロセス装置１２とを備えている。除振装置２１は基台２２を介して設置床Ｇに固定されており、設置床Ｇから真空チャンバ１１に伝達する振動を遮断する。なお、処理対象となるワークの例としては、半導体ウエハなどの基板が挙げられる。
【００１１】
真空チャンバ１１の下面には、伸縮自在なベローズ（弾性部材）３５を介してターボ分子ポンプ（真空ポンプ）３１が接続されている。すなわち、真空チャンバ１１の側壁から外側に突出した突出部１１ｇの下面にベローズ３５の上端が固定されており、このベローズ３５の下端にターボ分子ポンプ３１の吸引口が接続されている。また、ターボ分子ポンプ３１の下流側にはドライ真空ポンプ４０が配置されている。ターボ分子ポンプ３１は固定台３２の上に固定されており、この固定台３２及びドライ真空ポンプ４０は設置床Ｇに固定されている。ターボ分子ポンプ３１はベローズ３５を介して真空チャンバ１１に連通しており、ターボ分子ポンプ３１によって真空チャンバ１１が真空に排気される。
【００１２】
ワークＷは、真空チャンバ１１の側壁に設けられた搬入口１１ａから図示しない搬送機構により真空チャンバ１１の内部に搬送され、真空チャンバ１１内に設けられたワーク保持台１８の上に固定される。そして、ターボ分子ポンプ３１により真空チャンバ１１内を真空に維持した状態で、真空プロセス装置１２によってワークＷに対して所定の処理が行われる。
【００１３】
図２に示すように、垂直に配置されたベローズ３５の両側には一対のアクチュエータ３４，３４が垂直に配置されている。これらのアクチュエータ３４，３４の下端は、ターボ分子ポンプ３１に固定された載置部材３８の上面にそれぞれ取り付けられており、アクチュエータ３４，３４の上端は真空チャンバ１１の突出部１１ｇの下面にそれぞれ取り付けられている。すなわち、アクチュエータ３４，３４は、ベローズ３５に平行に設置されるとともに、ベローズ３５を挟むように、その両側に配置されている。ベローズ３５およびアクチュエータ３４，３４は、真空チャンバ１１をターボ分子ポンプ３１に弾性的に連結するものであり、固定台３２に固定されたターボ分子ポンプ３１から真空チャンバ１１に伝達する振動を減衰させる。なお、本実施形態では、アクチュエータ３４，３４としては、その内部圧力制御が可能な空気バネが用いられている。
【００１４】
載置部材３８の上面には変位センサ（位置検出手段）３７が取り付けられており、この変位センサ３７によってベローズ３５の伸縮量、すなわち、真空チャンバ１１の固定台３２（設置床Ｇ）に対する（垂直方向の）変位が測定されるようになっている。変位センサ３７は、真空チャンバ１１の位置が一定に保たれるようにアクチュエータ３４，３４を制御する制御部３３に接続されている。
【００１５】
制御部３３は、変位センサ３７に接続される変位信号処理部３３ａと、この変位信号処理部３３ａに接続される制御回路３３ｂと、この制御回路３３ｂに接続される電圧／空圧変換部３３ｃとを備えている。変位センサ３７からの変位信号は、変位信号処理部３３ａに送られ、変位信号処理部３３ａによって真空チャンバ１１の位置ずれ量が算出される。制御回路３３ｂは、その位置ずれ量に基づいて電圧／空圧変換部３３ｃの駆動を制御する。そして、電圧／空圧変換部３３ｃは、エア配管３３ｄを介してアクチュエータ３４，３４に所要の圧力の空気を供給し、ターボ分子ポンプ３１の真空引きによる力（Ｆ）をキャンセルする付勢力（−Ｆ）をアクチュエータ３４，３４に発生させる。このようにして、アクチュエータ３４，３４によって真空チャンバ１１の垂直方向の位置が一定に維持される。すなわち、アクチュエータ３４，３４は固定側から真空チャンバ１１に対して垂直方向の付勢力を与える付勢機構を構成している。
【００１６】
本実施形態では、１つの変位センサ３７のみが設けられているが、それぞれのアクチェータ３４，３４に隣接して２つの変位センサを設けることが好ましい。この場合、それぞれの変位センサからの変位信号に基づいてそれぞれのアクチュエータ３４，３４を制御することが好ましい。このような構成によれば、真空チャンバ１１が水平面に対して傾いた場合でも、真空チャンバ１１を元の姿勢に戻すことができる。
【００１７】
上述したように、ターボ分子ポンプ３１は固定台３２によって設置床Ｇに固定されているので、ターボ分子ポンプ３１の運転中の位置（姿勢）が一定に保たれる。従って、羽根車を非接触で支持するためのアクティブ制御が正常に行われ、異常振動の発生を防止してターボ分子ポンプ３１の運転上の安全性を確保することができる。また、本実施形態によれば、ターボ分子ポンプ３１の位置を固定しつつ、真空チャンバ１１の位置を一定に保つことができる。その結果、ワークＷに対して正確な加工を施すことが可能となり、半導体プロセス工程のスループットを向上させることができる。
【００１８】
なお、本実施形態では、アクチュエータ３４，３４として空気バネが用いられているが、これに代えて電磁アクチュエータ等を用いてもよい。また、本実施形態では一対のアクチュエータを用いた例について説明したが、３個以上のアクチュエータを用いるようにしてもよい。
【００１９】
また、本実施形態では真空ポンプとしてターボ分子ポンプを用いたが、他のタイプの真空ポンプを用いてもよい。例えば、真空ポンプとして容積式ドライ真空ポンプを用いてもよい。また、本実施形態では、ターボ分子ポンプ３１とドライ真空ポンプ４０との組合せを用いたが、これに代えて、固定台３２に固定された真空ポンプ（ターボ分子ポンプや容積式ドライ真空ポンプなど）のみを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る除振システムを正面から見たときの断面図である。
【図２】図１のII矢視図である。
【図３】従来の除振システムを示す概略図である。
【符号の説明】
【００２１】
１１      真空チャンバ
１２      真空プロセス装置
１８      ワーク保持台
２１      除振装置
２２      基台
３１      ターボ分子ポンプ（真空ポンプ）
３２      固定台
３３      制御部
３４      アクチュエータ
３５      ベローズ（弾性部材）
３７      変位センサ（位置検出手段）
３８      載置部材
４０      ドライ真空ポンプ
Ｇ      設置床
Ｗ      ワーク
【図１】
2006153032.tif 000003
【図２】
2006153032.tif 000004
【図３】
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