JP2000161230A

JP2000161230A - 真空装置及び真空排気方法

Info

Publication number: JP2000161230A
Application number: JP35692098A
Authority: JP
Inventors: Yukifumi Imaizumi; 幸文今泉; Toyohiko Shindo; 豊彦進藤; Hiroyuki Ichikawa; 浩行市川
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2000-06-13

Abstract

(57)【要約】【課題】容器内を減圧する排気において、結露やパー
ティクルの舞上げを生じさせることなく、しかも、より
短時間に排気を実施できる真空装置、前記真空装置を用
いた真空排気方法を提供することを目的とする。【解決手段】排気口部４を有する容器Ａと、前記容器
内を所定時間内に真空化し得る能力を有する排気ライン
２を備えた真空装置において、前記容器Ａ内に設けられ
た排気口部４に、前記容器の内容積１ｃｍ³ 当たり１．
０×１０^-3ｃｍ²以上の有効面積を有する通気性多孔質
体３ａが設置され、容器内雰囲気を、２００００Ｐａ迄
減圧する際の排気速度が、１分間当たり、容器Ａの内容
積の１０倍以下の容積を排気するようになされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空装置及びその
真空排気方法に関し、特に半導体製造工程にいて用いら
れるロードロック室と呼ばれる真空予備室等の真空装
置、及び前記真空装置の真空排気方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程においては、しばしば、
減圧下や大気と異なる組成のガス雰囲気下でウエハの処
理が行われる。従来、このような処理工程では、処理す
るウエハを大気中から、先ずウエハ導入用のロード側真
空予備室に収容した後、該真空予備室中の雰囲気ガスを
排気して減圧とする。次いで必要に応じて、真空予備室
に処理雰囲気ガスと同じガスを導入し、真空予備室に連
続する処理室とほぼ同じガス雰囲気とした後、ウエハを
真空予備室から処理室に移送し、ウエハの処理を行うの
が一般的である。

【０００３】そして、処理室で所定に処理されたウエハ
は、処理室から処理されたウエハを取出すためのアンロ
ード側真空予備室に移送される。この場合、アンロード
側真空予備室は、ロード側真空予備室を併用する場合
と、ロード側真空予備室とは別に処理室に連続したアン
ロード専用の真空予備室を設ける場合とがある。この処
理されたウエハが移送収容されるアンロード側真空予備
室は、通常、予め処理室と同様の雰囲気条件に保持され
る。最後に、アンロード側真空予備室に収容された処理
されたウエハは、真空予備室内が有害雰囲気の場合は、
その雰囲気ガスを排気した後に、大気または窒素ガス等
のガスを真空予備室内に導入してから取り出される。

【０００４】前記したロード側真空予備室やアンロード
側真空予備室は、一般にロードロックと呼ばれ、通常、
それらの室内は、真空等の減圧下に保持され得る構造に
なされている。また、前記ロードロック室、即ち真空予
備室は、処理されるウエハを外部から搬入、または処理
されたウエハを外部へ搬出する際に、その室内雰囲気を
外部雰囲気に合わせることになるため、通常、真空予備
室にはガス排気口部とガス導入口部が設けられている。
これらガス導入口部、ガス排気口部によって、真空予備
室内を雰囲気ガスを排出して減圧状態にしたり、ガスを
導入して減圧状態を解除することできるようになってい
る。

【０００５】そして、真空予備室の減圧状態を作るため
のガスの排出において、真空予備室内での微小な埃等パ
ーティクルの舞上がりを防止するため、また結露の発生
を防ぐため、従来、バルブの開操作等をゆっくり行いガ
ス排気速度を小さくする、いわゆるスロー排気方式によ
る排気が行われていた。しかしながら、バルブの開操作
を注意深く、ゆっくり行ってもバルブを開いた瞬間には
圧力の変動や乱気流の発生が不可避的に生じる等の問題
があり、真空予備室内でのパーティクルの舞上がりや結
露の発生により、ウエハが汚染するという不都合があっ
た。

【０００６】また、上記の排気方式では、排気速度が遅
いため排気に要する時間が長くかかり、スループットが
低下してウエハ処理の生産性に悪影響を及ぼしていた。
このため、最近においては、特開平９−９２５８９号公
報に記載されているように、上記パーティクルの舞上が
りや結露の発生防止を考慮し、バルブを開いた瞬間に生
ずる急激な圧力変化を緩衝する目的で、真空予備室の底
面や壁面に設けられたガス排気口部にセラミックや金属
製の通気性多孔質体を配設した構成のものも提案されて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、真空予備室
等の真空装置を排気する際、排気速度が速いと室内の気
体は断熱膨張して温度が低下する。そして、気体の温度
が低下すると気体の飽和水蒸気圧は低くなる。従って、
断熱膨張する前の状態で気体に含まれていた水蒸気の気
圧が、断熱膨張により低下した温度における飽和水蒸気
圧より高い場合には、該飽和水蒸気圧より高い分の水蒸
気は気相としてガス中に存在することができず、結露し
て水滴、エアロゾルとなる。この結露が多少発生しても
問題とならないが、増加すると、真空予備室内のウエハ
表面等に付着してウエハに悪影響を与える等の問題を引
き起こす。

【０００８】これまで、真空予備室内での結露を低減す
るには、排気系統、即ち、排気ライン系に、細い配管と
太い配管とを設け、先ず細い配管のみを用いて結露が発
生し難いような遅い排気速度で、真空予備室内を常圧か
ら所定の低圧に達するまでまで排気し、室内が所定圧に
達した後に、太い配管を使用して速い排気速度で真空に
達するまで排気を行えばよいとされ、このような装置及
び方法が常用されてきた。しかし、前記装置、方法で
は、排気に時間がかかり、スル−プットの向上を図るこ
とができず、またバルブやＭＦＣ（マスフローコントロ
ーラー）等を利用しても初期の排気速度を充分に抑制調
節することができなかった。そのため、既に述べたよう
に真空予備室の排気口に通気性多孔体を設置した排気方
式が注目されるようになっている。

【０００９】ところが、本発明者らが研究を重ねた結
果、前記した特開平９ー９２５８９号公報に記載されて
いるような通気性多孔体による排気速度制御だけでは結
露の低減には未だ不十分であることが判ってきた。即
ち、本発明者等は、真空装置のガス排気について種々の
実験を実施した結果、同じ排気速度で容器内を真空化し
ても、排気口部近辺の温度低下に差があることを知っ
た。そして、ガス排気時の結露を低減するには、ガスの
排気速度の制御に加えて排気されるガスを分散させるこ
とが重要であること、つまり、ガス排気口の面積が重要
であることを知得し、この知見に基づき本発明を完成す
るに至った。

【００１０】本発明は、上記した技術的課題を解決する
ためになされたものであり、容器内を真空化する排気に
おいて、排気時の結露の発生を低減させることができる
真空装置を提供することを目的とするものである。また
本発明は、前記真空装置を用いた真空排気方法を提供す
ることを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るためになされた本発明にかかる真空装置は、排気口部
を有する容器と、前記容器内を真空化し得る能力を有す
る排気ラインを備えた真空装置において、前記容器内に
設けられた排気口部に、前記容器の内容積１ｃｍ³ 当た
り、１．０×１０^-3ｃｍ² 以上の有効面積を有する通気
性多孔質体が設置されていることを特徴としている。

【００１２】ここで、容器内雰囲気を、２００００Ｐａ
迄減圧する際の排気速度が、１分間当たり、容器の内容
積の１０倍以下の容積を排気するように構成されている
ことが望ましく、特に、容器内雰囲気を、２００００Ｐ
ａ迄減圧する際の排気速度が、１分間当たり、容器の内
容積の０．５乃至３倍の容積を排気するように構成され
ていることが望ましい。また、前記通気性多孔質体の気
孔の平均細孔径が５乃至１５μｍ、気孔率が３０乃至４
５％の各範囲にあることが望ましく、特に前記通気性多
孔質体の厚さが１乃至５ｍｍの範囲にあることが望まし
く、前記通気性多孔質体が、セラミック、ガラス、金属
のいずれからなることが望ましい。

【００１３】また、前記通気性多孔質体が、円盤形状、
あるいは両端部が開放された円筒形状、または一端部が
封止された円筒形状に形成されていることが望ましい。
更に、容器内に、前記通気性多孔質体が装着された一の
排気口部に加えて、他の排気口部が設けられ、他の排気
口部の接続された配管がバルブを介して、一の排気口部
の接続された配管に接続されていることが望ましい。

【００１４】また、上記技術的課題を解決するためにな
された本発明にかかる真空排気方法は、排気口部に通気
性多孔質体を配設した容器を真空化する真空装置の真空
排気方法において、前記通気性多孔質体が、前記容器の
内容積１ｃｍ³ 当たり、１．０×１０^-3ｃｍ² 以上の有
効面積を有し、その通気性多孔質体を介して排気を行
い、容器内を所定の真空度とすることを特徴としてい
る。ここで、容器内雰囲気を、２００００Ｐａ迄減圧す
る排気段階では、排気速度を１分間当たり、容器の内容
積の１０倍以下の容積を排気する速度範囲とすることが
望ましく、特に、容器内雰囲気を、２００００Ｐａ迄減
圧する排気段階では、排気速度を１分間当たり、容器の
内容積の０．５乃至３倍の容積を排気する速度範囲とす
ることが望ましい。

【００１５】また、前記２００００Ｐａ到達後の排気段
階においては、排気速度を１分間当たり、容器の内容積
の１０倍を越える容積を排気する速度に上昇させること
が望ましく、特に、前記２００００Ｐａ到達後の排気段
階においては、排気速度を１分間当たり、容器の内容積
の３５〜５０倍の容積を排気する速度に上昇させること
が望ましい。ここで、真空排気方法において用いられる
排気口部に配設された通気性多孔質体は、その気孔の平
均細孔径が５乃至１５μｍ、気孔率が３０乃至４５％の
各範囲にあることが望ましく、特に、その厚さが１乃至
５ｍｍの範囲にあることが望ましい。

【００１６】本発明にかかる真空装置は、容器内に設け
られた排気口部に、容器内容積に対して特定比率の有効
面積を有する通気性多孔質体が設置されていることが顕
著な構成上の特徴である。また、初期状態の圧力から上
記所定圧まで減圧する際の排気速度を、容器内容積に対
応した所定速度で排気するように構成されていることが
顕著な構成上の特徴である。そして、本発明の真空装置
を用いて、本発明の排気方法で容器内を真空化すること
により、室内排気時において従来しばしば生じた、結露
の発生を低減させることができる。また、排気速度を調
節することにより、従来に比べて排気真空化に要する時
間を短縮でき、ウエハ処理のスループットの向上、即
ち、生産性の向上を図ることができる。

【００１７】真空装置のガス排気時にける結露の低減に
は、排気口部近傍の排気ガスをできる限り分散させて排
気配管に流入させること、またガスの排気速度を適正な
速度で行うことにより、減圧による排気口近傍の温度低
下を可及的に抑制することが重要である。

【００１８】本発明の真空装置においては、容器内の排
気口部に設けられ、特定有効面積に設定された通気性多
孔質体が、流入する排気ガスを適正に分散させる作用を
奏する。このように流入する排気ガスを適正に分散させ
ながら、排気口部から排気されるため、局所的かつ瞬時
的に気体分子が密集、凝集しないため、また、気体分子
の移動距離が短くなるため、ガス温度の低下を緩和する
ことができる。即ち、ガスを排気口部から直接排気する
場合、あるいは容器内の排気口部に設けられた通気性多
孔質体の排気面積が小さい場合には、排気口近傍におい
て、局所的かつ瞬時的に気体分子が密集、凝集し、ま
た、気体分子の移動距離が長くなるため、ガス温度の低
下が起こる。したがって、本発明において、前記通気性
多孔質体の有効通気面積が、容器内容積に対して特定比
率以上であることが特に重要であって、設置する通気性
多孔質体の有効通気面積が本発明で規定した範囲より小
さい場合には、流入排気ガスの良好な分散状態を達成す
ることができない。

【００１９】また、本発明の真空装置において、前記ガ
ス排気速度の制御は、用いる通気性多孔質体の平均気孔
径、気孔率、厚さ等の他に、排気用配管径、排気管長、
バルブの絞り程度、真空ポンプ能力等の諸要件を組み合
わせて該排気ライン系統のコンダクタンスを適正値にな
るように適宜設定することによってなされる。特に、容
器内に、前記通気性多孔質体が装着された一の排気口部
に加えて、他の排気口部を設けると共に、他の排気口部
に接続された配管がバルブを介して、一の排気口部の接
続された配管に接続されている場合には、例えば、２系
統の配管と、バルブを適宜選択操作することにより、上
記ガス排気速度の調節制御を容易に達成することができ
好都合である。

【００２０】上記本発明の真空装置を使用して容器内を
真空排気する方法としては、先ず初期状態の容器内雰囲
気を、その初期圧から２００００Ｐａ迄減圧する第１の
排気段階と、前記２００００Ｐａ到達後に更に容器内を
減圧真空化する第２の排気段階からなる２段階減圧方式
を採用し、前記第１段階の排気速度を、１分間当たり、
容器内容積の１０倍以下の容積を排気する速度範囲と
し、容器内真空化を達成する排気方法を用いることが好
ましい。この排気方法によれば、排気操作起動直後に発
生しやすいパーティクルの舞上がりを抑制できると共
に、減圧段階で発生する結露生成を低減できる。さら
に、前記第２排気段階においては、減圧速度を１分間当
たり、容器内容積の１０倍を越える容積を排気する減圧
速度に上昇させることにより、容器の真空化に要する全
時間を従来法に比べて著しく短縮できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の真空装置とその真
空排気方法を、添付図面を参照して更に詳細に説明す
る。なお、図１は、本発明にかかる真空装置を説明する
ための概略図である。また、図２は、図１の真空装置の
排気ラインの排気口部に設けられた通気性多孔質体から
なる圧力緩衝部材の構造を示した図であって、（ａ）は
断面図、（ｂ）は平面図をそれぞれ示す。

【００２２】図１において、真空装置Ａ内、即ち、真空
容器Ａ内には、ウエハＷを載置するウエハ載置台１が、
その床面の中央部に設けられている。室内を排気減圧す
る排気ライン２は、通気性多孔質体からなる圧力緩衝部
材３を備えた排気口部４、それに接続された配管５及び
バルブ６からなり、該配管５の端末は真空ポンプ７に接
続されている。なお、通気性多孔質体からなる圧力緩衝
部材３を備えた排気口部４は、室内側壁の天井近傍隅部
に設けられている。

【００２３】また、本発明の真空装置の特徴部分である
通気性多孔質体からなる圧力緩衝部材３を備えた排気口
部４は、図２（ａ）、（ｂ）に図示されているように、
円盤状のセラミック通気性多孔質本体３ａとそれを周縁
部で挟持して固定保持するハウジング３ｂとＯリングと
から構成されている。

【００２４】前記通気性多孔質体からなる圧力緩衝部材
３を備えた排気口部４は、図２に示したような形状構造
に限らず、例えば、図３（ａ）に示したように配管５の
端末（開放口部）に直接円盤状の通気性多孔質本体３ａ
を填め込んだもの、図３（ｂ）に示すように、通気性多
孔質本体３ａが半球状の形状のもの、更に、図３（ｃ）
のように、両端が開放された円筒形状の通気性多孔質本
体３ａを、ハウジング３ｂと固定プレート３ｃで該両端
部を固定した構造のもの、更にまた、図３（ｄ）に示し
たように、通気性多孔質本体３ａが一端部が封止された
円筒形状のもの等各種の形状、構造のものを用いること
ができる。更に、通気性多孔質体本体３ａの厚さは、通
常１乃至５ｍｍ程度の範囲に設定されることが排気時の
圧損等の観点から好ましく、また、多孔質体は単層構造
でも多層構造でも良い。

【００２５】通気性多孔質体３ａに用いられる材料とし
ては、特に限定されるものではなく、ある程度の強度、
耐久性を有するものであれば良く、例えば、セラミック
ス、ガラス、金属等が用いられる。好適な材質として、
例えば、アルミナ、シリカ等のセラミックス、ＳＵＳ３
１６Ｌ、ニッケル等の不錆性金属材を挙げることができ
る。特に、腐食性の高いガスを使用する処理室用の真空
予備室等では、処理室から予備室へのガスの漏洩に備え
て耐腐食性を有するアルミナ、シリカ等のセラミックス
製の多孔質体の使用が望ましい。

【００２６】用いる通気性多孔質体３ａの気孔の平均細
孔径は、小さいほど後に述べるように排気速度制御効果
があり、結露の低減に有効である。しかし、あまりに細
孔径が小さすぎる場合は、排気時間が長くなり、また、
処理室から漏れたガス等のガス吸着量が増加し、これが
後に脱着してパーティクル発生の誘因となったり、吸着
ガスが腐食性ガス等の場合には予備室内を腐食する不都
合を招来する。したがって、以上のことを考慮して適当
な細孔径を適宜選択して用いることができるが、気孔の
平均細孔径としては、該通気性多孔質体が単層構造の場
合は、平均細孔径が５乃至１５μｍ程度のものを用いる
ことが好ましい。また、多層構造の場合は、平均細孔径
が５乃至１５μｍ程度の通気性多孔質支持体の表面に、
平均細孔径が０．２乃至０．８μｍ程度の通気性多孔質
膜を形成することが好ましい。また、気孔率としては、
３０乃至４５％が好ましい。

【００２７】本発明の真空装置においては、上記通気性
多孔質体の有効通気面積が、該真空装置の内容積１ｃｍ
³ 当たり、１．０×１０^-3ｃｍ² 以上に設定されること
が重要である。好ましくは容器内容積１ｃｍ³ 当たり、
３．５×１０^-3ｃｍ³ 以上とする。この有効通気面積
は、面積が大きい程吸入されるガスが分散されるため、
局所的、瞬時的な気体分子の密集、凝集の防止が図ら
れ、また、気体分子の移動距離が短くなるため、排気口
近傍の温度低下抑制効果がある。しかし、容器Ａ内、例
えば図１の真空容器内に設置できるスペ−スの問題や、
面積が広いほど該通気性多孔質体自体が吸着するガス量
も多くなること等から通常その面積は１５０ｃｍ² 程度
以下が好ましい。

【００２８】また、通気性多孔質体を設けた排気口部
は、一般に半導体製造におけるクリーンルームの湿度が
４０乃至６０％に制御されているため、装置の立ち上げ
時に排気条件を一旦確立してしまえば、その後、結露発
生が増加する可能性は低い。しかしながら、万一結露が
増加しても気流の流れ方向がウエハから遠ざかる方向で
あればより安全である。従って、ウエハが真空装置、例
えば真空予備室の底面に置かれている場合には、上記排
気口部４は予備室上部（例えば天井近傍）にあることが
好ましい。

【００２９】本発明の真空装置において、容器内雰囲気
を所定圧迄減圧する際の排気速度の調節制御は、前記通
気性多孔質体の平均気孔径、気孔率、厚さ等の調整の他
に、排気用配管径、管長、バルブの絞り程度、真空ポン
プ能力等の諸要件を組み合わせて達成する。即ち、該排
気ライン系統のコンダクタンスを上記排気速度の調節に
適した条件になるように適宜設定し、所望のガス排気速
度を得る。

【００３０】このような初期状態から所定圧までの、所
定条件に調節された低速排気と、その後の減圧排気段階
での比較的高速の排気速度との両方を比較的容易に実現
できると共にその切り替えをスムーズに行うためには、
本発明の真空装置の排気ラインとして、例えば図４に示
したように、通気性多孔質体３ａを装着した排気口部４
に加えて、更に別の排気口部４１を容器内に設置し、該
別の排気口４１がバルブ４２を介して排気ライン配管５
の途中に接続される態様のものを使用することがより好
ましい。例えば、低速排気の際にはバルブ４２を閉じ、
バルブ６を開放し、所定圧力に到達後、バルブ４２を開
放することにより、低速排気と高速排気を容易に実現で
き、その切り替えをスムーズに行うことができる。

【００３１】次に、上記のように構成された本発明の真
空装置を用いて容器内を所定時間内に排気真空化する方
法について以下に述べる。即ち、この方法は、初期状態
から目的とする真空状態までの減圧を２段階に条件を変
えて達成するもので、先ず、湿度４０乃至６０％の初期
状態室内雰囲気を、初期圧から２００００Ｐａ迄減圧す
る第１の排気段階では、排気速度を、１分間当たり、容
器内容積の１０倍以下の容積を排気する速度範囲とし
て、排気する。上記方法を用いることにより、パーティ
クルの舞上がりを抑制できると共に、減圧段階で発生す
る結露生成を低減できる。また、結露生成をより低減さ
せるためには、１分間当たり、容器内容積の０．５乃至
３倍の容積を排気する速度範囲とすることが好ましく、
１分間当たり、容器内容積の０．５乃至１．５倍の容積
を排気する速度範囲とすることがより好ましい。反対
に、排気時間を短縮し、生産性を向上させるためには、
１分間当たり、容器内容積の７乃至１０倍の容積を排気
する速度範囲とすることが好ましい。

【００３２】そして、前記２００００Ｐａ到達後の第２
の排気段階においては、排気速度を１分間当たり、容器
内容積の１０倍を越える容積を排気する速度範囲に上昇
させ、所定の真空度に到達させる。上記方法を用いるこ
とにより、従来の排気方法に比べて著しく所要排気時間
を短縮することができる。また、好ましくは、第２の排
気段階において排気速度を１分間当たり、容器内容積の
３５乃至５０倍の容積を排気する速度範囲とすることに
より、排気時間をより短縮でき、かつ、結露の生成をよ
り低減できる。

【００３３】

【実施例】図５に示した真空実験装置は、内容積１０．
６リットルの石英ガラス製容器Ａと、該容器Ａに設けら
れたガス排気口部４と、前記排気口部４に接続する長さ
２０ｃｍ、１／２インチ径の配管５と、前記配管５に設
けられたバルブ６と、排気能力１０００リットル／分の
油回転式真空ポンプ７と、前記排気口部４近傍の雰囲気
ガス温度測定用熱電対１０と、前記容器内ガス圧測定用
の圧力センサー１１と、制御機構１２から構成される。
この実験装置を用い、この排気口部４の状態（形状、構
造）、排気速度を種々変化させて、夫々の条件下にける
真空排気時の容器内状態（圧力、温度、結露状態等）を
経時的に測定した。

【００３４】「実施例１、比較例１」図６に、測定した
結果を示す。このときの容器内湿度は５０％であり、雰
囲気は空気である。図６において、比較例１、実施例１
は、夫々、装置の排気口部４が、比較例１は配管端末口
そのままの場合、実施例１は排気口部４に、図２と同型
の円盤状アルミナ製セラミック多孔質体（外径７５ｍ
ｍ、有効通気面積３８．５ｃｍ² ；即ち、容器内容積１
ｃｍ³ 当たり、３．６×１０^-3（ｃｍ² ）；厚さ２ｍ
ｍ、平均細孔径１０μｍ、気孔率３５％）を装着した場
合であり、夫々の排気時間と圧力の関係を表す曲線、排
気口部４近傍（排気口からの距離３ｍｍ）での経時的測
温結果（排気時間と温度の関係を表す曲線）を示す。

【００３５】ここで、大気圧から２００００Ｐａまでの
排気速度は、比較例１の場合は、１分間当たり、容器の
内容積の５．４倍である５７リットル／分であり、実施
例１の場合は、１分間当たり、容器内容積の７．５倍で
ある７９リットル／分で行った。図６から明らかなよう
に、２００００Ｐａ到達時の温度低下量（排気時間０秒
の初期状態の温度と２００００Ｐａ到達時の温度との
差）は、実施例１は排気速度が速いにも関わらず１６℃
であり、温度低下が小さかった。しかし、比較例１は２
９℃と大きかった。また、結露状態（曇りの状態）を暗
室内で容器にライトをあてて肉眼で観察した。比較例１
は著しく曇っており結露が増加していたが、実施例１は
わずかに曇っていただけであり、結露の発生を大幅に低
減させることができた。尚、実施例１の場合、その有効
通気面積は比較例１の場合の排気口面積の約５０倍であ
った。

【００３６】「実施例２、比較例２〜４」次に、前記実
験装置を用い、用いるアルミナ製セラミック多孔質体の
有効通気面積を変化させた以外は実施例１と同様の条件
で排気を行い、同様の評価を行った。図７に排気時間と
圧力の関係を表す曲線と、それぞれの排気口部４近傍で
の経時的測温結果を示す。また、用いたアルミナ製セラ
ミック多孔質体の有効面積と、その容器内容積１ｃｍ³
当たりの有効面積、図７から求めた温度低下量、結露状
態の観察結果を併せて表１に示す。

【００３７】

【表１】結露状態記号：わずかに曇る ×：著しく曇
る

【００３８】図７及び表１から明らかなように、実施例
２は温度低下が小さく、わずかに曇っただけであり結露
の発生を大幅に低減させることができた。しかし、比較
例２〜４は温度低下が大きく、著しく曇っており結露が
増加していた。これらの結果から、前記容器の内容積１
ｃｍ³ 当たり１．０×１０^-3ｃｍ² 以上の有効面積を有
する通気性多孔質体が設置されている場合が、温度低下
抑制効果があり、結露の発生を大幅に低減させることが
できることが判明した。

【００３９】「実施例３〜１０」次に、前記実験装置
に、図２と同型の円盤状アルミナ製セラミック多孔質体
（外径７５ｍｍ、有効通気面積３８．５ｃｍ² ；即ち、
容器内容積１ｃｍ³ 当たり、３．６×１０^-3（ｃｍ
² ）；厚さ２ｍｍ、平均細孔径１０μｍ、気孔率３５
％）を装着し、排気速度を変化させた以外は、実施例１
と同様の条件で排気を行い、同様の評価を行った。その
結果を図８に示す。図８には、初期状態から所定圧まで
減圧する第１排気段階の排気速度（第１排気速度）、所
定圧到達後に排気速度を切り替えて行う第２排気段階の
排気速度（第２排気速度）、第１排気段階から第２排気
段階への切り替え時の圧力、第１及び第２排気段階にお
ける１分間に排気した容積の容器内容積１０．６リット
ルに対する倍率、第１排気段階における温度低下量（排
気時間０秒の初期状態の温度と、第１排気段階から第２
排気段階への切り替え時の圧力における温度との差）、
第１及び第２排気段階における結露状態を示した。

【００４０】実施例３〜１０いずれも、まったく曇らな
かったり、曇りが発生しても薄く曇っただけで、前述し
た比較例１〜４に比べて結露の発生を大幅に低減させる
ことができた。実施例３は第１排気速度が１分間当た
り、容器内容積の１０倍を越える容積を排気する速度で
あったため、温度低下量が若干増加し、薄く曇った。よ
って、第１排気速度は１分間当たり、容器内容積の１０
倍以下の容積を排気する速度が好ましいことが分かっ
た。

【００４１】また、実施例８〜１０では、全く曇りが発
生せず、結露をほぼ完全に抑制することができた。ま
た、第１排気段階から第２排気段階へ、４００００Ｐａ
の時点で切り替えた実施例４では、第１排気段階を１分
間当たり、容器内容積の１０倍以下の容積を排気する速
度としても、第２排気段階で薄く曇った。よって、２０
０００Ｐａまで、１分間当たり、容器内容積の１０倍以
下の容積を排気する速度とすることが好ましいことが分
かった。

【００４２】また、実施例３、５〜１０では、２０００
０Ｐａ到達後の第２排気速度を１分間当たり、容器内容
積の１０倍を越える容積を排気する速度に上昇させて
も、結露の発生が大幅に増加することはないことが分か
った。また、実施例６、９では、第２排気速度がある程
度速いにも関わらず、わずかに曇っただけであった。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、本発明にかかる真空装置
によれば、排気口部に上記特定有効面積を有する通気性
多孔質体を配設し、また初期状態の雰囲気圧から所定圧
迄減圧する間の排気速度を、特定速度以下で行うように
構成されているため、排気時の結露の発生を低減するこ
とができる。また同様に、本発明にかかる真空排気方法
によれば、排気時の結露の発生を低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明にかかる真空装置を説明する
ための概略図である。

【図２】図２は、図１の排気口部に設けられた圧力緩衝
部材の構造を示した図であって、（ａ）は断面図、
（ｂ）は平面図である。

【図３】図３は、本発明の真空装置に用いられる圧力緩
衝部材の通気性多孔質体の形状、構造例を示す図であっ
て、（ａ）は配管端末に直接円盤状多孔質体が填め込れ
たもの、（ｂ）は多孔質体が半球形状のもの、（ｃ）は
両端開放円筒状多孔質体の両端部をハウジングとプレー
トで固定した構造のもの、（ｄ）は一端部が封止された
円筒形状のものを示す図である。

【図４】図４は、本発明にかかる真空装置の他の実施形
態を示す概略図である。

【図５】図５は、実施例において使用された実験装置の
概略図である。

【図６】図６は、測定排気曲線図（排気時間・圧力関係
図）である。

【図７】図７は、測定排気曲線図（排気時間・圧力・温
度関係図）である。

【図８】図８は、実施例３〜実施例１０の測定結果を示
す図である。

【符号の説明】

１ウエハ載置台２排気ライン３圧力緩衝部材３ａ通気性多孔質本体３ｂハウジング４排気口部５配管６バルブ７真空ポンプ８Ｏリング１０熱電対１１圧力センサー１２制御機構４１排気口部４２バルブＡ真空容器Ｗウエハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者市川浩行神奈川県秦野市曽屋30番地東芝セラミックス株式会社開発研究所内Ｆターム(参考） 3H003 AA01 AC02 AD01 AD02 BG00 CD00 CD06 CE02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気口部を有する容器と、前記容器内を
真空化し得る能力を有する排気ラインを備えた真空装置
において、前記容器内に設けられた排気口部に、前記容器の内容積
１ｃｍ³ 当たり、１．０×１０^-3ｃｍ² 以上の有効面積
を有する通気性多孔質体が設置されていることを特徴と
する真空装置。
【請求項２】容器内雰囲気を、２００００Ｐａ迄減圧
する際の排気速度が、１分間当たり、容器の内容積の１
０倍以下の容積を排気するように構成されていることを
特徴とする請求項１に記載された真空装置。
【請求項３】容器内雰囲気を、２００００Ｐａ迄減圧
する際の排気速度が、１分間当たり、容器の内容積の
０．５乃至３倍の容積を排気するように構成されている
ことを特徴とする請求項２に記載された真空装置。
【請求項４】前記通気性多孔質体の気孔の平均細孔径
が５乃至１５μｍ、気孔率が３０乃至４５％の各範囲に
あることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか
に記載された真空装置。
【請求項５】前記通気性多孔質体の厚さが１乃至５ｍ
ｍの範囲にあることを特徴とする請求項４に記載された
真空装置。
【請求項６】前記通気性多孔質体が、セラミック、ガ
ラス、金属のいずれからなることを特徴とする請求項１
乃至請求項５のいずれかに記載された真空装置。
【請求項７】前記通気性多孔質体が、円盤形状に形成
されていることを特徴とする請求項６に記載された真空
装置。
【請求項８】前記通気性多孔質体が、両端部が開放さ
れた円筒形状、または一端部が封止された円筒形状に形
成されていることを特徴とする請求項６に記載された真
空装置。
【請求項９】容器内に、前記通気性多孔質体が装着さ
れた一の排気口部に加えて、他の排気口部が設けられ、
他の排気口部の接続された配管がバルブを介して、一の
排気口部の接続された配管に接続されていることを特徴
とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載された真
空装置。
【請求項１０】排気口部に通気性多孔質体を配設した
容器を真空化する真空装置の真空排気方法において、前記通気性多孔質体が、前記容器の内容積１ｃｍ³ 当た
り、１．０×１０^-3ｃｍ² 以上の有効面積を有し、その
通気性多孔質体を介して排気を行い、容器内を所定の真
空度とすることを特徴とする真空排気方法。
【請求項１１】容器内雰囲気を、２００００Ｐａ迄減
圧する排気段階では、排気速度を１分間当たり、容器の
内容積の１０倍以下の容積を排気する速度範囲とするこ
とを特徴とする請求項１０に記載された真空排気方法。
【請求項１２】容器内雰囲気を、２００００Ｐａ迄減
圧する排気段階では、排気速度を１分間当たり、容器の
内容積の０．５乃至３倍の容積を排気する速度範囲とす
ることを特徴とする請求項１１に記載された真空排気方
法。
【請求項１３】前記２００００Ｐａ到達後の排気段階
においては、排気速度を１分間当たり、容器の内容積の
１０倍を越える容積を排気する速度に上昇させることを
特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれかに記載
された真空排気方法。
【請求項１４】前記２００００Ｐａ到達後の排気段階
においては、排気速度を１分間当たり、容器の内容積の
３５〜５０倍の容積を排気する速度に上昇させることを
特徴とする請求項１３に記載された真空排気方法。
【請求項１５】真空装置の真空排気方法において用い
られる排気口部に配設された通気性多孔質体は、その気
孔の平均細孔径が５乃至１５μｍ、気孔率が３０乃至４
５％の各範囲にあることを特徴とする請求項１０乃至請
求項１４のいずれかに記載された真空排気方法。
【請求項１６】前記通気性多孔質体は、その厚さが１
乃至５ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１５に
記載された真空排気方法。