JP2001298018A - 半導体製造ラインにおける不純物排除方法、半導体製造システム及びそれらに使用可能なスクロール流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェーハを載置する反応室内を減圧し
て、該反応室内に反応ガスを導入して化学処理する半導
体製造ラインにおける不純物排除方法の提供。 【解決手段】 半導体ウェーハ４５を載置する反応室４
７内を減圧して、該反応室内に反応ガスを導入して化学
処理する半導体製造ラインにおいて減圧中もしくは化学
処理中に発生する不純物を排除する半導体製造ラインに
おける不純物排除方法において、流体を処理して無害化
する排出流体処理装置５６を設けるとともに、該排出流
体処理装置を出口側に接続し、入口側を前記反応室に接
続した、前記反応室を減圧する減圧手段８Ａを設け、該
減圧手段内の駆動部材が対面摺動する相手方部材との摺
動部分に前記反応ガスとは別のガス体を導入して、前記
ガス体を導入後前記減圧手段から排出し前記排出流体処
理装置に送る導入・排出工程を有することを特徴とす
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、半導体ウェーハを
載置する反応室内を減圧して、該反応室内に反応ガスを
導入して化学処理する半導体製造ラインにおける不純物
排除方法、半導体製造システム、これらに使用可能なス
クロール流体機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、石英反応管内に半導体ウェー
ハを載置し、真空ポンプによって前記石英反応管内を真
空に吸引し、しかる後にガス供給源から反応ガスを導入
して半導体ウェーハ表面に絶縁膜や金属膜等を堆積させ
る半導体製造方法が知られている。ところが、この工程
において主に使用されるガスは、可燃性のＳｉＨ_４、Ｓ
ｉＨ_２ＣＬ_２、爆発性のＨ_２、ＮＨ_３、ＣＯ、毒性のＳ
ｉＨ_４、ＮＨ_３、ＣＯ、ＨＣＬ、ＳｉＣＬ_４、腐食性の
ＮＨ_３、ＨＣＬ等であり、これらのガスが半導体製造装
置外に漏洩すると問題を発生することから、反応ガスは
１工程終了毎に排出流体処理装置に排出されて無害化処
理される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、真空ポ
ンプは、石英反応管内の気体を取り込み圧縮する密閉圧
縮室と該密閉圧縮室を圧縮駆動する駆動部分との間は動
的シール部材により外部とは本来気密に保持されている
はずであるが、動的シール部材が劣化するとシール状態
が不完全となり、密閉圧縮室が最終に圧縮された状態で
は内部圧力が最大となって駆動部分との差圧によって反
応ガスが密閉圧縮室から駆動部分に漏洩する恐れがあ
る。

【０００４】また、前記駆動部分にはグリスを有したベ
アリングが配置され、動的シール部材でグリスの漏洩を
防止する構成を用いるが、このグリスの劣化、ベアリン
グの金属部分同士の接触などから微細な浮遊物が発生
し、それらが固化し大きくなりベアリング及び動的シー
ル部材に当接してこれらの部材の耐久性を落とすという
問題がある。

【０００５】よって、駆動部分に漏洩した反応ガス、及
びベアリング部分から発生する微細な浮遊物は不純物と
して半導体製造工程中に排除することが望まれる。

【０００６】本発明は、かかる従来技術の欠点に鑑み、
半導体ウェーハを載置する反応室内を減圧して、該反応
室内に反応ガスを導入して化学処理する半導体製造ライ
ンにおいて減圧中もしくは化学処理中に発生する不純物
を排除する半導体製造ラインにおける不純物排除方法、
及び、半導体製造システムを提供することを目的とす
る。また本発明の他の目的は、半導体製造ラインに使用
可能なスクロール流体機械を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本第１発明は、半導体ウ
ェーハを載置する反応室内を減圧して、該反応室内に反
応ガスを導入して化学処理する半導体製造ラインにおい
て減圧中もしくは化学処理中に発生する不純物を排除す
る半導体製造ラインにおける不純物排除方法において、
流体を処理して無害化する排出流体処理装置を設けると
ともに、該排出流体処理装置を出口側に接続し、入口側
を前記反応室に接続した、前記反応室を減圧する減圧手
段を設け、該減圧手段内の駆動部材が対面摺動する相手
方部材との摺動部分に前記反応ガスとは別のガス体を導
入して、前記ガス体を導入後前記減圧手段から排出し前
記排出流体処理装置に送る導入・排出工程を有すること
を特徴とする。

【０００８】反応室は半導体ウェーハを載置する際には
半導体製造ラインの環境内の空気が充満する。そして、
反応室内に半導体ウェーハが載置されると、入り口が気
密閉鎖され、前記減圧手段として真空ポンプが駆動して
所定値まで減圧する。減圧手段内の駆動部材が対面摺動
する相手方部材との摺動部分（例えば、ベアリング部
分）に、前記反応ガスとは別のガス体（不活性ガス、例
えば、窒素ガスＮ_２）を導入して、前記ガス体を導入後
前記減圧手段から排出し前記排出流体処理装置に送る。

【０００９】かかる技術手段によると、減圧手段の上流
側の不純物は減圧手段の圧縮・吐出工程で前記排出流体
処理装置に送られて無害化処理され、摺動部分に漏洩し
た反応ガス、及び摺動部分から発生する微細な浮遊物も
前記排出流体処理装置に送られて無害化処理される。よ
って、可燃性、爆発性、毒性、腐食性等の反応ガスが半
導体処理ラインの環境内に漏洩することを防止すること
ができる。

【００１０】また、前記導入・排出工程は、前記ガス体
を導入する第１工程と、前記ガス体を導入後前記減圧手
段から排出する第２工程とを備え、該第２工程動作時は
前記第１工程は停止しているようになすことも本第１発
明の有効な手段である。かかる技術手段によると、導入
した前記ガス体を前記減圧手段から排出する際には、ガ
ス体の導入工程は行わず、ガス体の導入工程を行ってい
るときは排出工程を行わないので、即ち、ガス体の導入
中に排出を行わないので、導入したガス体を奥にある摺
動部分まで行き渡らせることができる。

【００１１】また、前記導入・排出工程は、前記ガス体
を前記摺動部分を通って前記減圧手段の圧縮室に導入
し、前記反応ガスもしくは空気とともに排出するように
なすことも本第１発明の有効な手段である。かかる技術
手段によると、前記ガス体の導入と排出を間欠的に行う
ことなく前記減圧手段の動作中に前記ガス体の導入中に
排出することができ工程が単純化する。

【００１２】また、本第２発明は、半導体ウェーハを載
置する反応室内を減圧して、該反応室内に反応ガスを導
入して化学処理する半導体製造システムにおいて、前記
反応室を減圧する減圧手段と、前記減圧手段内において
互いに対面摺動する駆動部材と相手方部材との摺動部分
に前記反応ガスとは別のガス体を導入するガス体導入手
段と、該ガス体導入手段により前記減圧手段に導入した
前記ガス体を排出するガス体排出手段と、前記減圧手段
からの排出流体を処理する排出流体処理手段とを設け、
該減圧手段により排出される空気及び／または前記反応
ガスの圧縮流体と、前記ガス体排出手段から排出される
前記ガス体とを前記排出流体処理手段に供給することを
特徴とする。

【００１３】かかる技術によると、前記減圧手段内にお
いて互いに対面摺動する駆動部材と相手方部材との摺動
部分に前記反応ガスとは別のガス体を導入して、導入し
たガス体と、減圧手段により排出される空気及び／また
は前記反応ガスの圧縮流体とを前記排出流体処理手段に
供給しているので、減圧手段の上流側の不純物は減圧手
段の圧縮・吐出工程で前記排出流体処理装置に送られて
無害化処理され、摺動部分に漏洩した反応ガス、及び摺
動部分から発生する微細な浮遊物も前記排出流体処理装
置に送られて無害化処理されるので、可燃性、爆発性、
毒性、腐食性等の反応ガスが半導体処理ラインの環境内
に漏洩することを防止することができる。

【００１４】また、前記ガス体排出手段は、前記減圧手
段の動作中に間欠的に動作するように構成することも本
第２発明の有効な手段である。かかる技術手段による
と、導入した前記ガス体を前記減圧手段から排出する際
には、ガス体の導入工程は行わず、ガス体の導入工程を
行っているときは排出工程を行わないので、即ち、ガス
体の導入中に排出を行わないので、導入したガス体を奥
にある摺動部分まで行き渡らせることができる。

【００１５】また、本第３発明は、半導体ウェーハを載
置する反応室内を減圧して、該反応室内に反応ガスを導
入して化学処理する半導体製造システムにおいて、前記
反応室を減圧する減圧手段と、前記減圧手段内において
互いに対面摺動する駆動部材と相手方部材との摺動部分
に前記反応ガスとは別のガス体を導入するガス体導入手
段と、該ガス体導入手段により導入した前記ガス体を、
前記減圧手段から排出される空気及び／または前記反応
ガスの圧縮流体と混合状態で排出するガス体排出手段
と、前記減圧手段からの排出流体を処理する排出流体処
理手段とを設け、前記ガス体排出手から排出される流体
を前記排出流体処理手段に供給することを特徴とする。

【００１６】かかる技術によると、該ガス体導入手段に
より導入した前記ガス体を、前記減圧手段から排出され
る空気及び／または前記反応ガスの圧縮流体と混合状態
で排出するので、特別に前記ガス体専用のガス体排出手
段を設ける必要はなく、構成が単純化する。そして、前
記減圧手段内において互いに対面摺動する駆動部材と相
手方部材との摺動部分に前記反応ガスとは別のガス体を
導入して、導入したガス体と、減圧手段により排出され
る空気及び／または前記反応ガスの圧縮流体とを前記排
出流体処理手段に供給しているので、減圧手段の上流側
の不純物は減圧手段の圧縮・吐出工程で前記排出流体処
理装置に送られて無害化処理され、摺動部分に漏洩した
反応ガス、及び摺動部分から発生する微細な浮遊物も前
記排出流体処理装置に送られて無害化処理されるので、
可燃性、爆発性、毒性、腐食性等の反応ガスが半導体処
理ラインの環境内に漏洩することを防止することができ
る。

【００１７】また、前記ガス体導入手段の動作停止は、
前記反応室内の減圧完了時期に同期して前記減圧手段の
動作が停止する以前に行われるように構成することも本
第３発明の有効な手段である。かかる技術手段による
と、該ガス体導入手段により導入した前記ガス体を、前
記減圧手段から排出される空気及び／または前記反応ガ
スの圧縮流体と混合状態で排出しているので、前記ガス
体導入手段の動作停止を、前記反応室内の減圧完了時期
に同期して前記減圧手段の動作が停止する以前に行うこ
とにより、摺動部分の奥側の微細な浮遊物を吸引するこ
とができる。

【００１８】また、本第４発明は、固定スクロールと旋
回スクロールとを備え、旋回スクロール端板の中央部分
に当接する偏芯部分を有した回転駆動軸により固定スク
ロールラップに対して旋回スクロールラップが旋回公転
する形式のスクロール流体機械において、前記回転駆動
軸を、外部からガス体を導入し、該ガス体を排出可能に
形成するとともに、前記回転駆動軸と対面する前記旋回
スクロールと前記回転駆動軸との間に設けたベアリング
に前記ガス体を供給可能に構成し、前記ガス体によりス
クロール機構の冷却とともに前記ベアリング周辺の不純
物を排出することを特徴とする。

【００１９】かかる技術によると、前記減圧手段内にお
いて互いに対面摺動する駆動部材と相手方部材との摺動
部分に前記反応ガスとは別のガス体を導入して、導入し
たガス体によって、摺動部分から発生する微細な浮遊物
を排出するので、摺動部分の耐久性が向上するととも
に、スクロール機構の冷却を行うことができる。

【００２０】また、前記回転駆動軸の一方から前記ガス
体を導入し、他方から前記ガス体を排出するガス体通路
を前記回転駆動軸の延設方向に沿って形成するととも
に、前記ガス体通路から前記ベアリングに分岐通路を形
成し、前記ガス体通路に外部からガス体の供給を制御す
る供給制御手段と、前記ガス体通路から前記ガス体を排
除する排除制御手段とを設け、前記供給制御手段により
前記ガス体を導入後は、前記排除制御手段の動作が停止
するまでは前記供給制御手段は停止しているように構成
することも本第４発明の有効な手段である。

【００２１】かかる技術手段によると、前記ガス体通路
に外部からガス体の供給を制御する供給制御手段と、前
記ガス体通路から前記ガス体を排除する排除制御手段と
を設け、前記供給制御手段により前記ガス体を導入後
は、前記排除制御手段の動作が停止するまでは前記供給
制御手段は停止しているので、ガス体の供給中に排除を
することはなく、前記供給制御手段と排除制御手段は交
互に行うこととなり、前記ベアリング部分の奥までガス
体を浸入させることができるとともに、奥の微細な浮遊
物を排除することができる。

【００２２】また、前記回転駆動軸の一方から前記ガス
体を導入するガス体通路を前記回転駆動軸の延設方向に
沿って形成し、前記ガス体通路から前記ベアリングに分
岐通路を形成するとともに、該分岐通路と連通可能な前
記ベアリング周辺から、旋回スクロールラップと固定ス
クロールラップで形成される密閉空間とを連通形成し、
前記ガス体通路に外部からガス体の供給を制御する供給
制御手段を設け、前記供給制御手段により前記ガス体を
導入しつつ、前記密閉空間から導入後の前記ガス体を排
出するように構成することも本第４発明の有効な手段で
ある。

【００２３】かかる技術手段によると、前記ガス体通路
から前記ベアリングに分岐通路を形成して、該分岐通路
と連通可能な前記ベアリング周辺から、旋回スクロール
ラップと固定スクロールラップで形成される密閉空間に
前記ガス体を導入しているので、前記ガス体は、前記減
圧手段から排出される空気及び／または前記反応ガスの
圧縮流体と混合状態で排出することとなり、排出口を別
設することなく、構成が簡単化する。また、前記供給制
御手段により前記ガス体を導入しつつ、前記密閉空間か
ら導入後の前記ガス体を排出するように構成しているの
で、制御工程が簡略化する。

【００２４】また、本第５発明は、ダブルラップ形式の
旋回スクロールと、該旋回スクロールの端板鏡面に対面
して両側に配置された固定スクロールとを備え、前記旋
回スクロール端板の中央部分に当接する偏芯部分を有し
た回転駆動軸により固定スクロールラップに対して旋回
スクロールラップが旋回公転する形式のスクロール流体
機械において、前記回転駆動軸と対面する前記旋回スク
ロール及び前記固定スクロールと前記回転駆動軸との間
に設けたベアリング及びシール部材を配置し、前記回転
駆動軸の一方からガス体を導入し、他方から前記ガス体
を排出するガス体通路を前記回転駆動軸の延設方向に沿
って形成するとともに、前記ガス体通路から分岐通路を
形成し、前記ベアリング及びシール部材に前記ガス体を
供給可能に構成し、前記ガス体通路に外部からガス体の
供給を制御する供給制御手段と、前記ガス体通路から前
記ガス体を排除する排除制御手段とを設け、前記供給制
御手段により前記ガス体を導入後は、前記排除制御手段
の動作が停止するまでは前記供給制御手段は停止してい
ることを特徴とする。

【００２５】かかる技術によると、ダブルラップ形式の
スクロール機械であるために流体の取り込み量が多く、
真空ポンプとして用いた場合は、速く所定の真空レベル
に到達することができる。また、前記回転駆動軸の一方
からガス体を導入し、他方から前記ガス体を排出するガ
ス体通路を前記回転駆動軸の延設方向に沿って形成して
いるので、スクロール機構の冷却を行うことができる。
また、前記ガス体通路から分岐通路を形成し、前記ベア
リング及びシール部材に前記ガス体を供給可能に構成し
ているので、導入したガス体によって、摺動部分から発
生する微細な浮遊物を排出して、摺動部分及びシール部
材の耐久性が向上する。そして、前記供給制御手段によ
り前記ガス体を導入後は、前記排除制御手段の動作が停
止するまでは前記供給制御手段は停止しているので、前
記ガス体に供給中に排除をすることはなく、前記供給制
御手段と排除制御手段は交互に行うこととなり、前記ベ
アリング部分の奥までガス体を浸入させることができる
とともに、奥の微細な浮遊物を排除することができる。

【００２６】また、本第６発明は、ダブルラップ形式の
旋回スクロールと、該旋回スクロールの端板鏡面に対面
して両側に配置された固定スクロールとを備え、前記旋
回スクロール端板の中央部分に当接する偏芯部分を有し
た回転駆動軸により固定スクロールラップに対して旋回
スクロールラップが旋回公転する形式のスクロール流体
機械において、前記回転駆動軸と対面する前記旋回スク
ロール及び前記固定スクロールと前記回転駆動軸との間
に設けたベアリング及びシール部材を配置し、前記回転
駆動軸の一方から前記ガス体を導入するガス体通路を前
記回転駆動軸の延設方向に沿って形成し、前記ガス体通
路から前記ベアリング及びシール部材に分岐通路を形成
し、前記旋回スクロールと対面配置された前記分岐通路
と連通可能なベアリング周辺から、旋回スクロールラッ
プと固定スクロールラップで形成される密閉空間とを連
通形成し、前記ガス体通路に外部からガス体の供給を制
御する供給制御手段を設け、前記供給制御手段により前
記ガス体を導入しつつ、前記密閉空間から導入後の前記
ガス体を排出することを特徴とする。

【００２７】かかる技術によると、ダブルラップ形式の
スクロール機械であるために流体の取り込み量が多く、
真空ポンプとして用いた場合は、速く所定の真空レベル
に到達することができる。また、前記回転駆動軸の一方
から前記ガス体を導入するガス体通路を前記回転駆動軸
の延設方向に沿って形成しているので、スクロール機構
の冷却を行うことができる。また、前記回転駆動軸と対
面する前記旋回スクロール及び前記固定スクロールと前
記回転駆動軸との間に設けたベアリング及びシール部材
を配置し、前記ガス体通路から前記ベアリング及びシー
ル部材に分岐通路を形成しているので、導入したガス体
によって、摺動部分から発生する微細な浮遊物を排出し
て、摺動部分及びシール部材の耐久性が向上する。ま
た、前記旋回スクロールと対面配置された前記分岐通路
と連通可能なベアリング周辺から、旋回スクロールラッ
プと固定スクロールラップで形成される密閉空間とを連
通形成しているので、前記ガス体は、前記減圧手段から
排出される空気及び／または前記反応ガスの圧縮流体と
混合状態で排出することとなり、排出口を別設すること
なく、構成が簡単化する。そして、前記ガス体を導入し
つつ、前記密閉空間から導入後の前記ガス体を排出する
ように構成しているので、制御工程が簡略化する。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置などは特
に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

【００２９】図１は、オイルフリー真空ポンプの第１実
施の形態を示す基本構成図である。同図において、ポン
プ本体１Ａの回転軸２２は右端を図示しないモータの駆
動軸の先端部であるモータ軸頭２に連結され、モータの
回転力によりモータ軸芯１３を中心に回転可能に設けら
れている。この回転軸２２の中央部分は、その外周がモ
ータ軸芯１３よりは幾分膨らんだ偏芯部２２Ａｈを有
し、その偏芯部２２Ａｈの両端部はハウジング５Ａ及び
２４Ａの軸受部３３Ａ及び３４Ａに回転可能に支持され
ている。

【００３０】固定スクロールを構成するハウジング５Ａ
及び２４Ａは、それぞれ円蓋状をなし、ケーシングとし
て機能するその周壁をシール部材３２を介して当接させ
てその内部に密閉空間を形成している。ハウジング２４
Ａには、ラップ摺動面２４Ａｂが軸方向垂直に設けら
れ、その摺動面２４Ａｂには、その中央部分に、前述の
回転軸２２Ａの偏芯部２２Ａｈを外れた、偏芯しない部
分が回転可能に嵌合する開口部が設けられ、その開口部
近傍を先端として渦巻状のラップ７Ａが植設され、該ラ
ップ７Ａの上縁には溝が設けられ、該溝には相手側摺動
面と接触して密閉状態を完全にするフッソ系樹脂等の自
己潤滑性のあるチップシール１４が嵌入されている。

【００３１】前記ラップ７Ａの先端の近傍の摺動面４Ａ
ｄに吐出孔２４Ａｃが開設され、該吐出孔２４Ａｃから
吐出通路２４Ａｄを通ってハウジング２４Ａの外周面に
設けた吐出口部９Ａａから外部に圧縮気体が排出される
ように構成されている。

【００３２】また、ハウジング２４Ａの周壁部分には、
１２０゜ずつ円周方向３箇所に３対の公転機構３７が設
けられている。この公転機構３７は、後述する旋回スク
ロールと連結している。また、ハウジング２４Ａの外周
部には、吸入口部８Ａが設けられ、該吸入口部８Ａは図
示しない、真空にしようとする容器と連結され、その容
器から開口部８Ａを介して、前記容器内の気体が吸引さ
れる。

【００３３】一方、ハウジング５Ａには、ラップ摺動面
５Ａｂが軸方向垂直に設けられ、その摺動面５Ａｂに
は、吐出孔５Ａｃが開設され、該吐出孔５Ａｃから吐出
通路５Ａｄを通ってハウジング５Ａの外周面に設けた吐
出口部９Ａｂから外部に圧縮気体が排出されるように構
成されている。また、摺動面５Ａｂの中央部分に、前述
の回転軸２２Ａの偏芯部２２Ａｈを外れた、偏芯しない
部分が回転可能に嵌合する開口部が設けられ、その開口
部近傍を周端として渦巻状のラップ６Ａが植設され、該
ラップ６Ａの上縁には溝が設けられ、該溝には相手側摺
動面と接触して密閉状態を完全にするチップシール１４
が嵌入されている。

【００３４】ハウジング５Ａ及び２４Ａが形成する内部
空間には、旋回スクロール３Ａが公転可能に嵌挿され
る。旋回スクロール３Ａは、円盤状に形成されたプレー
トの摺動面３Ａｄ及び３Ａｅに前記ハウジング５Ａ、２
４Ａに設けられた固定スクロールラップ６Ａ、７Ａと嵌
合可能なラップ２６Ａ及び２７Ａが植設されている。

【００３５】旋回スクロール３Ａの中央部分には、前述
した回転軸２２Ａの偏芯部分２２Ａｈが回転可能に嵌合
する開口部３Ａａが開設され、該開口部３Ａａにはリン
グスペーサ４１を中心にベアリング３９及び４０が配置
され、その両側にはグリスの漏洩を防止する動的シール
部材２３、２５（図６）が配置されている。よって、リ
ングスペーサ４１と回転軸２２Ａとの空間へは、通路２
２Ａｃからガスの流入、流出が可能であり、ガスの流出
より流入が多い場合は、ガス溜まり部分４２として作用
する。

【００３６】また、軸受部３３Ａは、ベアリング４４が
配置され、その両側にはグリスの漏洩を防止する動的シ
ール部材１７、２１（図５）が配置されている。よっ
て、ベアリング４４と動的シール部材２１との間の空間
へは、通路２２Ａｄからガスの流入、流出が可能であ
り、ガスの流出より流入が多い場合は、ガス溜まり部分
４３として作用する。

【００３７】前記旋回スクロール３Ａの開口部３Ａａ
は、偏芯部分２２Ａａとの嵌合部を構成するとともに、
この嵌合部の外周側は、前記回転軸２２Ａの偏芯部分２
２Ａａの全長に亙ってラップ２６Ａａ及び２７Ａａが外
周側に向かって螺旋状に植設形成されている。前記嵌合
部に隣接して互いに連通する吐出通路３ｂ、３ｃが設け
られている。そして、該吐出通路３ｂ、３ｃ内には固定
ラップと旋回ラップにより形成される最終密閉空間から
連通して開口する開口孔３ｇ、３ｈが設けられている。

【００３８】また、図６に示すように、ハウジング２４
Ａの前述した軸受部３４Ａには回転軸２２Ａを支持する
ベアリング３５が配設されている。該ベアリング３５の
近傍から、該軸受部３４Ａの外周側に向かって導入路３
８が設けられ、該導入路３８は導入通路３６ａと連通
し、該導入通路３６ａを有する導入管３６は、大気より
も高圧の窒素ガスを収納した第２ガス供給源４９（不図
示）と連結され、該ガス供給源４９から圧縮ガスが導入
可能に構成されている。

【００３９】前記ベアリング３５に並んで回転軸２２Ａ
方向に、動的シール部材３０、３１が前記導入路３８と
略同じ断面積を有するリング状のガス溜まり部分２４Ａ
ｆを形成して、該ガス溜まり部分２４Ａｆ離間して配置
されている。その溜まり部分２４Ａｆは図８に示すよう
に、動的シール部材３０と図示しない動的シール部材３
１と間のリング状に形成され、ガス供給源からの窒素ガ
スは前記前記溜まり部分２４Ａｆに供給される。

【００４０】一方、回転軸２２Ａは、回転軸線１３に沿
って図１上に中心通路２２Ａａは設けられ、左方側に排
出可能に構成されている。図５において、回転軸２２Ａ
の左端部２２Ａｅは軸心に垂直断面がＤカット（Ｄ形状
にカット）されるとともに、左端からネジ部２２Ａｆが
設けられ、このＤカット部２２Ａｇには冷却ファン２８
が押さえ板１１を介して押さえリング１２によって固着
されている。該押さえリング１２には回転軸２２Ａの中
心通路２２Ａａと連通する中心通路１２ａが設けられて
いる。

【００４１】また、ジョイントリング１０の端部１０ｃ
は、動的シール部材１６を介して押さえリング１２のフ
ランジ部と押さえ板１１との間に挟持されるとともに、
フランジ部１０ｂは、複数の空気流通孔を有するカバー
１８に当接保持され、ネジ部１０ａにはジョイント筒４
が静的シール部材１５を介してネジ固着されている。よ
って、回転軸２２Ａは冷却ファン２８、押さえ板１１、
ジョイントリング１２は一体で回転するが、押さえリン
グ１２からジョイントリング１０へは回転力は伝達され
ない。

【００４２】また、ジョイントリング１０のネジ部１０
ａにはジョイント４が静的シール部材１５を介してネジ
止めされている。該ジョイント４は押さえリング１２の
中心通路１２ａと連通する中心通路４ａが設けられてい
る。そして、このジョイント４は後述するポンプ５５と
接続している。

【００４３】また、ハウジング２４Ａの外側の回転軸２
２Ａには、この真空ポンプを冷却するファン２９が設け
られ、このファンを保護するカバー１９が複数の空気流
通孔を有してハウジング２４Ａに取付られている。ま
た、旋回スクロール３Ａの外周部には、前述したように
ハウジング２４Ａに一端が支持され、１２０゜ずつ円周
方向３箇所に３対の公転機構３７の他端が支持され、該
公転機構３７を介して前記ハウジングに設けた固定スク
ロールラップとは偏心した回転中心を有して公転するよ
うに配置される。

【００４４】このように構成されたスクロール流体機械
１Ａは、後述する第２ガス供給源４９からの窒素ガスが
旋回スクロール３Ａを駆動する回転軸２２Ａの中心通路
２２Ａａに供給される。そして、ジョイント４（図５）
より下流側に配置されたポンプ５５（図９）が駆動しな
い状態においては、図６に示すようにガス溜まり２４Ａ
ｆを経由して回転軸２２Ａの中心通路２２Ａａに窒素ガ
スが供給され、中心通路２２Ａｃからガス溜まり４２に
供給され、ベアリング３９、４０の周囲に充満する。

【００４５】そして、図５に示すように、中心通路２２
Ａａから通路２２Ａｄを通ってガス溜まり４３に浸入
し、ベアリング４４の周囲に充満し、また、押さえリン
グ１２とジョイント４との間の空隙５８に浸入する。

【００４６】この状態で、後述するポンプ５５が動作を
開始すると、窒素ガスが供給されている状態のままで、
回転軸２２Ａの中心通路２２Ａａ内の窒素ガスは図１に
おいて、左方に排出される。その排出されるガス流に吸
引されて空隙５８内のガス、ベアリング４４、３９、４
０の周囲の窒素ガスは排出される。また、ガス溜まり２
４Ａｆ内のガスは通路３８より流入するガス量より排出
されるガス流が多い場合には、排出される。

【００４７】よって、ポンプ５５の停止時に窒素ガスを
ベアリング周辺、シール部材周辺に流入し、ガス溜まり
２４Ａｆ内から排出されるガス量が通路３８よりの流入
するガス量より多くするか、また、前記ポンプ５５の駆
動時には窒素ガスの流入を停止することにより、ポンプ
５５の駆動時に窒素ガスをベアリング周辺、シール部材
周辺のガスを排出することができる。

【００４８】図９は、本第１実施の形態にかかる真空ポ
ンプを半導体製造工程のＣＶＤ装置に用いた概略ブロッ
ク構成図である。ＣＶＤ法においては、ウェーハ表面に
ＳｉＮ膜等の絶縁膜や金属膜の導電性膜を堆積すること
ができるが、この工程において主に使用されるガスは、
可燃性のＳｉＨ_４、ＳｉＨ_２ＣＬ_２、爆発性のＨ_２、Ｎ
Ｈ_３、ＣＯ、毒性のＳｉＨ_４、ＮＨ_３、ＣＯ、ＨＣＬ、
ＳｉＣＬ_４、腐食性のＮＨ_３、ＨＣＬ等であり、これら
のガスの処理が問題である。

【００４９】図９において、半導体ウェーハ４５を載置
した石英反応管４７は、自動圧力制御装置５２と電磁バ
ルブ５３を介して、内部ガスを吸入排気する真空ポンプ
１Ａに接続され、石英反応管４７からの有害ガスは真空
ポンプ１Ａから化学処理装置５６に排出され、真空ポン
プ１Ａ内の流体圧縮室からベアリング等を通って漏洩す
るガスは無害なガスで希釈化してポンプ５５を介して化
学処理装置５６に排出されるように構成されている。

【００５０】真空ポンプ１Ａは、石英反応管４７内の残
留ガスを減らすことによって多量の反応ガスを供給して
反応時間を短縮するために、１０^−３〜１０^−２Ｔｏｒ
ｒ程度の短時間の排気能力を有するものが望ましい。ま
た、化学処理装置５６は未反応ガス及び反応生成物をフ
ィルタにより吸収したり、分解、酸化または希釈化して
外部に排気するように構成される。

【００５１】第１ガス供給源４８は、内部に反応ガスを
収納するとともに反応ガスの供給を制御する弁手段を有
し、また、自動圧力制御装置５２は内部に真空計を備
え、真空の程度により第１電気制御回路５０を介して第
１ガス供給源４８を動作させて反応ガスを供給し、ま
た、電磁バルブ５３を適宜駆動して真空ポンプ１Ａへの
バルブの開閉を行う。

【００５２】また、第２ガス供給源４９は、大気よりも
高圧の窒素ガスを供給可能に構成され、電磁バルブ５４
を介して前述した真空ポンプ１Ａのハウジング２４Ａに
設けた導入路３８に連結され、旋回スクロール３Ａを駆
動する回転軸２２Ａの中心通路２２Ａａに窒素ガスを供
給可能に構成されている。

【００５３】そして、第１ガス供給源４８、収納ヒータ
４６及び電磁バルブ５３は第１電気制御回路５０により
制御され、真空ポンプ１Ａ、第２ガス供給源４９及びポ
ンプ５５は第２電気制御回路５１により制御可能に構成
される。

【００５４】次に、上述のごとく構成された本第１実施
の形態にかかるスクロール機構の流体動作を説明する。
図９において、ベース５７と石英反応管４７を離間させ
て石英反応管４７の内部にウェーハ４５を載置する。第
１電気制御回路５０により電磁バルブ５３を開成させ、
第２電気制御回路５１により真空ポンプ１Ａを駆動す
る。

【００５５】図１において、回転軸２２Ａが回転する
と、旋回スクロール３Ａが公転し、石英反応管４７から
ガスを吸入し、固定スクロールラップ６Ａ、７Ａの外周
からガスを旋回スクロール３Ａのラップ２６Ａ及び２７
Ａによって、それらの固定スクロールラップ及び旋回ス
クロールラップによって形成する密閉空間に取り込み、
この密閉空間によって圧縮される。

【００５６】この密閉空間の動作を図４を用いて固定ス
クロールラップ７Ａと旋回スクロールラップ２７Ａとに
より説明すると、固定スクロールラップ７Ａと旋回スク
ロールラップ２７Ａとにより取り込まれ圧縮された圧縮
空間Ｒ_１（ａ）内の圧縮ガスは旋回スクロールの駆動に
より圧縮空間Ｒ_２（ｂ）を経て、圧縮空間Ｒ_３（ａ）が
吐出孔３ｇと連通し、吐出通路３ｃに排出される。

【００５７】また、固定スクロールラップ７Ａと旋回ス
クロールラップ２７Ａとにより取り込まれ圧縮された圧
縮空間Ｓ_１（ｂ）内の圧縮ガスは旋回スクロールの駆動
により圧縮空間Ｓ_２（ａ）を経て、圧縮空間Ｓ_３（ｂ）
が吐出孔３ｇと連通し、吐出通路３ｃに排出される。吐
出通路３ｃは吐出孔２４Ａｃに連通し、該吐出孔２４Ａ
ｃから吐出通路２４Ａｄを通ってハウジング２４Ａの外
周面に設けた吐出口部９Ａａから外部の化学処理装置５
６に吐出ガスが排出される。

【００５８】一方、ポンプ５５が動作を停止しているの
で、電磁バルブ５４が開成すると、第２ガス供給源４９
から流入される圧縮窒素ガスは、導入管３６（図６）か
ら導入通路３８に入り、ガス溜まり２４Ａｆから回転軸
２２Ａの中心通路２２Ａａに導入される。そして、窒素
ガスは通路２２Ａｃを通ってガス溜まり４２からベアリ
ング３９、４０の周囲に充満し、また、通路２２Ａｄを
通ってガス溜まり４３からベアリング４４の周囲に充満
し、空隙５８へも浸入する。

【００５９】この状態で、電磁バルブ５４を閉成し、ポ
ンプ５５を動作させると、回転軸２２Ａの中心通路２２
Ａａ内の窒素ガスは図１において、左方に排出される。
そして、その排出されるガス流に吸引されて空隙５８内
のガス、ベアリング４４、３９、４０の周囲の窒素ガス
は排出される。そして、ポンプ５５により窒素ガスは外
部の化学処理装置５６に排出される。

【００６０】この結果、スクロールラップが形成する密
閉圧縮室に僅かな漏洩があり、その漏洩ガスがベアリン
グ、シール部材に到達しても、ベアリング及びシール部
材等を腐食させたり、真空ポンプ外部に漏洩することを
防止することができる。また、ポンプ５５は間欠的に駆
動し、回転軸２２Ａ内において、旋回スクロール３Ａが
発生する熱を冷却することができる。

【００６１】石英反応管４７の真空の程度は、自動圧力
調整装置５２により制御される。真空ポンプ１Ａが所定
の真空度に石英反応管４７内の気体を吸引すると、第１
電気制御回路５０に真空引き完了信号が送られ、第１電
気制御回路５０は電磁バルブ５３を閉成し、ヒータ４６
を駆動するとともに、第１ガス供給源４８を駆動して反
応ガスを石英反応管４７に供給する。

【００６２】自動圧力調整装置５２は、石英反応管４７
内の真空度を観察して真空の程度により第１電気制御回
路５０を介して第１ガス供給源４８を動作させて反応ガ
スを供給し、また、電磁バルブ５３を適宜駆動して真空
ポンプ１Ａへのバルブの開閉を行う。そして、ウェーハ
の膜堆積に適した真空度より下回ると、すなわち反応ガ
スの圧力が所定値より上昇すると、電磁バルブ５３を開
成して真空ポンプ１Ａにより反応ガスを吸引して石英反
応管４７内の圧力を一定に制御する。

【００６３】所定時間が経過すると、第１ガス供給源４
８とヒータ４５の駆動が停止し、真空ポンプ１Ａにより
石英反応管４７内の反応ガスが所定真空度になるまで吸
入され、電磁バルブ５３が閉成され、真空ポンプ１Ａの
駆動が停止し、膜形成作業が終了して、ウェーハ４５が
石英反応管４７から取り出され、石英反応管４７内部が
洗浄される。

【００６４】つぎに、第２実施の形態にかかるオイルフ
リー真空ポンプを説明する。第１実施の形態との相違点
は、第１実施の形態の圧縮流体の吐出通路がハウジング
に二つ設けているのに対して、第２実施の形態において
は、一つである点、回転軸に設けた希釈用の圧縮ガスの
導入形態が両者異なる点、第２実施の形態においては旋
回スクロールの密閉圧縮室に希釈用の圧縮ガスが導入さ
れる点である。

【００６５】図１０は、オイルフリー真空ポンプの第２
実施の形態を示す基本構成図である。同図において、ポ
ンプ本体１Ｂの回転軸２２Ｂは右端を図示しないモータ
の駆動軸の先端部であるモータ軸頭２に連結され、モー
タの回転力によりモータ軸芯１３を中心に回転可能に設
けられている。この回転軸２２Ｂの中央部分は、その外
周がモータ軸芯１３よりは幾分膨らんだ偏芯部２２Ｂａ
を有し、その偏芯部２２Ｂａの両端部はハウジング５Ｂ
及び２４Ｂの軸受部３３Ｂ及び３４Ｂに回転可能に支持
されている。

【００６６】固定スクロールを構成するハウジング５Ｂ
及び２４Ｂは、それぞれ円蓋状をなし、ケーシングとし
て機能するその周壁をシール部材３２を介して当接させ
てその内部に密閉空間を形成している。ハウジング２４
Ｂには、ラップ摺動面２４Ｂｂが軸方向垂直に設けら
れ、その摺動面２４Ｂｂには、その中央部分に、前述の
回転軸２２Ｂの偏芯部２２Ｂａを外れた、偏芯しない部
分が回転可能に嵌合する開口部が設けられ、その開口部
近傍を先端として渦巻状のラップ７Ｂが植設され、該ラ
ップ７Ｂの上縁には溝が設けられ、該溝には相手側摺動
面と接触して密閉状態を完全にするフッソ系樹脂等の自
己潤滑性のあるチップシール１４が嵌入されている。

【００６７】一方、ハウジング５Ｂには、ラップ摺動面
５Ｂｂが軸方向垂直に設けられ、その摺動面５Ｂｂに
は、吐出孔５Ｂｃが開設され、該吐出孔５Ｂｃから吐出
通路５Ｂｄを通ってハウジング５Ｂの外周面に設けた吐
出口部９Ｂから外部に圧縮気体が排出されるように構成
されている。また、摺動面５Ｂｂの中央部分に、前述の
回転軸２２Ｂの偏芯部２２Ｂｈを外れた、偏芯しない部
分が回転可能に嵌合する開口部が設けられ、その開口部
近傍を周端として渦巻状のラップ６Ｂが植設され、該ラ
ップ６Ｂの上縁には溝が設けられ、該溝には相手側摺動
面と接触して密閉状態を完全にするチップシール１４が
嵌入されている。

【００６８】ハウジング５Ｂ及び２４Ｂが形成する内部
空間には、旋回スクロール３Ｂが公転可能に嵌挿され
る。旋回スクロール３Ｂは、円盤状に形成されたプレー
トの摺動面３Ｂｄ及び３Ｂｅに前記ハウジング５Ｂ、２
４Ｂに設けられた固定スクロールラップ６Ｂ、７Ｂと嵌
合可能なラップ２６Ｂ及び２７Ｂが植設されている。

【００６９】旋回スクロール３Ｂの中央部分には、前述
した回転軸２２Ｂの偏芯部分２２Ｂｈが回転可能に嵌合
する開口部３Ｂａが開設され、該開口部３Ｂａにはリン
グスペーサ６０（図１５）を中心にベアリング３９及び
４０が配置され、その両側にはグリスの漏洩を防止する
動的シール部材２３、２５が配置されている。また、軸
受部３３Ｂは、ベアリング４４（図１４）が配置され、
その両側にはグリスの漏洩を防止する動的シール部材１
７、２１が配置されている。

【００７０】前記旋回スクロール３Ｂの開口部３Ｂａ
（図１５）は、回転軸２２Ｂの偏芯部分２２Ｂｈとの嵌
合部を構成するとともに、この嵌合部の外周側は、前記
回転軸２２Ｂの偏芯部分２２Ｂｈの全長に亙ってラップ
２６Ｂ及び２７Ｂが外周側に向かって螺旋状に植設形成
されている。

【００７１】旋回スクロール３Ｂの鏡板には、前記リン
グスペーサ６０に設けた開口部６０ａと連通する通路３
ｍが、前記ラップ２６Ｂ及び２７Ｂを交差するように外
周側に向かって設けられ、その外摺側は二股に分岐し
て、それぞれ通路３ｉ及び３ｊとして、旋回スクロール
３Ｂの軸受部を形成する本部ランド３Ｂｎと隣接するラ
ップ２６Ｂ、２７Ｂとの間に連通している。

【００７２】この構成をさらに詳しく説明すると、図１
６に示すように、通路３ｊ（３ｉ）は本部ランド３Ｂｎ
と隣接するラップ２７Ｂ（２６Ｂ）に近接する位置で開
口孔３ｇ（３ｈ）とは回転軸２２Ｂを挟んで反対側に配
設されている。そして、不活性の窒素ガスが供給される
中心通路２２Ｂａの先端から折曲した通路２２Ｂｂの先
端側には、回転軸２２Ｂの外周とリングスペーサ６０と
の間にはガス溜まり５９が形成されている。

【００７３】よって、窒素ガスが供給されると、このガ
ス溜まり５９の延設方向及びベアリングのローラピンの
延設方向に窒素ガスは浸入し、該当ガス溜まり５９から
通路３ｍを通ってラップ２７Ｂ（２６Ｂ）と本部ランド
３Ｂｎとの間に供給される。

【００７４】また、図１５に示すように前記嵌合部に隣
接して互いに連通する吐出通路３ｋが設けられている。
そして、該吐出通路３ｋ内には固定ラップと旋回ラップ
により形成される最終密閉空間から連通して開口する開
口孔３ｇ、３ｈが設けられている。また、ハウジング２
４Ｂの軸受部３４Ｂには回転軸２２Ｂを支持するベアリ
ング３５が配置され、該ベアリング３５に並んでグリス
の漏洩を防止する動的シール部材３０が配設されてい
る。

【００７５】一方、回転軸２２Ｂは、回転軸線１３に沿
って図１０上に前述した中心通路２２Ｂａが設けられ、
左方側のジョイント４から圧縮された窒素ガスが導入可
能に構成されている。そして、この中心通路２２Ｂａの
断面積は通路３ｍの断面積より大きく形成されている。
図１４において、回転軸２２Ｂの左端部２２Ｂｅは軸心
に垂直断面がＤカット（Ｄ形状にカット）されるととも
に、左端からネジ部２２Ｂｆが設けられ、このＤカット
部２２Ｂｇには冷却ファン２８が押さえ板１１を介して
押さえリング１２によって固着されている。該押さえリ
ング１２には回転軸２２Ｂの中心通路２２Ｂａと連通す
る中心通路１２ａが設けられている。そして、この中心
通路１２ａの断面積は回転軸２２ｂの中心通路２２Ｂａ
の断面積と等しいかそれより大きく形成される。

【００７６】また、ジョイントリング１０の端部１０ｃ
は、動的シール部材１６を介して押さえリング１２のフ
ランジ部と押さえ板１１との間に挟持されるとともに、
フランジ部１０ｂは、複数の空気流通孔を有するカバー
１８に当接保持され、ネジ部１０ａにはジョイント筒４
が静的シール部材１５を介してネジ固着されている。よ
って、回転軸２２Ｂは冷却ファン２８、押さえ板１１、
ジョイントリング１２は一体で回転するが、押さえリン
グ１２からジョイントリング１０へは回転力は伝達され
ない。

【００７７】また、ジョイントリング１０のネジ部１０
ａにはジョイント４が静的シール部材１５を介してネジ
止めされている。該ジョイント４は押さえリング１２の
中心通路１２ａと連通する中心通路４ａが設けられてい
る。尚、この中心通路４ａの断面積は、中心通路１２ａ
の断面積と等しいかそれより大きく形成される。そし
て、このジョイント４は後述する電磁バルブ５４を介し
て第２ガス供給源４９に接続している。

【００７８】また、回転軸２２Ｂは、中心通路２２Ｂａ
から分岐した複数の通路２２Ｂｄがベアリング４４の一
端に向かって設けられ、そして、中心通路２２Ｂａの断
面積が通路３ｍの断面積より大きいので、前記第２ガス
供給源４９から所定圧力で窒素ガスが供給されると、容
易に通路２２Ｂｄを通ってベアリング４４側に窒素ガス
が供給される。そして、動的シール部材１７及び２１間
にベアリング４４の周囲に圧縮された窒素ガスを充満可
能に構成されている。

【００７９】また、図１０に示すように、ハウジング２
４Ｂの外側の回転軸２２Ｂには、この真空ポンプを冷却
するファン２９が設けられ、このファンを保護するカバ
ー１９が複数の空気流通孔を有してハウジング２４Ｂに
取付られている。また、旋回スクロール３Ｂの外周部に
は、図示しないが１２０゜ずつ円周方向３箇所に３対の
公転機構が支持され、該公転機構を介して前記ハウジン
グに設けた固定スクロールラップとは偏心した回転中心
を有して公転するように配置される。

【００８０】このように構成されたスクロール流体機械
１Ｂは、後述する第２ガス供給源４９からの窒素ガスが
旋回スクロール３Ｂを駆動する回転軸２２Ｂの中心通路
２２Ｂａに供給される。そして、図１４に示すように通
路２２Ｂｄからベアリング４４側に窒素ガスが供給さ
れ、さらに図１５、１６に示すように通路２２Ｂｂから
ガス溜まり５９に窒素ガスが供給され、ベアリング３
９、４０の周囲に充満する。

【００８１】そして、図１５、１６に示すように、通路
３ｍから通路３ｊ、３ｉを通ってラップ２７Ｂ（２６
Ｂ）と本部ランド３Ｂｎとの間に窒素ガスが供給され
る。この状態で、真空ポンプ１Ｂが動作を開始すると、
固定スクロールラップと旋回スクロールラップとで形成
される密閉空間に始めは負圧であり、窒素ガスが供給さ
れている状態のままで、窒素ガスと残存気体を吐出口５
Ｂｃから吐出するが、前記密閉空間は反応管の気体を取
り込み、それを圧縮するにつれて窒素ガスの取り込みは
少なくなり、反応管の真空度が進むにつれて窒素ガスの
取り込み量が増加する。そして、反応管が所定の真空度
に達すると第２ガス供給源４９からの窒素ガスの供給が
停止する。窒素ガスの供給が停止すると、各ベアリング
部の周囲にだだよっていた窒素ガスは負圧となるスクロ
ールラップ側に吸引され、吐出口５Ｂｃから吐出され
る。

【００８２】図１７は、本第２実施の形態にかかる真空
ポンプを半導体製造工程のＣＶＤ装置に用いた概略ブロ
ック構成図である。図１７において、半導体ウェーハ４
５を載置した石英反応管４７は、自動圧力制御装置５２
と電磁バルブ５３を介して、内部ガスを吸入排気する真
空ポンプ１Ｂに接続され、石英反応管４７からの有害ガ
スは真空ポンプ１Ｂから排出流体処理装置５６に排出さ
れ、真空ポンプ１Ｂ内の流体圧縮室から圧縮される反応
ガスは排出流体処理装置５６に排出されるように構成さ
れている。

【００８３】真空ポンプ１Ｂは、石英反応管４７内の残
留ガスを減らすことによって多量の反応ガスを供給して
反応時間を短縮するために、１０^−３〜１０^−２Ｔｏｒ
ｒ程度の短時間の排気能力を有するものが望ましい。ま
た、排出流体処理装置５６は未反応ガス及び反応生成物
をフィルタにより吸収したり、分解、酸化または希釈化
して外部に排気するように構成される。

【００８４】第１ガス供給源４８は、内部に反応ガスを
収納するとともに反応ガスの供給を制御する弁手段を有
し、また、自動圧力制御装置５２は内部に真空計を備
え、真空の程度により第１電気制御回路５０を介して第
１ガス供給源４８を動作させて反応ガスを供給し、ま
た、電磁バルブ５３を適宜駆動して真空ポンプ１Ｂへの
バルブの開閉を行う。

【００８５】また、第２ガス供給源４９は、大気よりも
高圧の窒素ガスを供給可能に構成され、電磁バルブ５４
を介して前述した真空ポンプ１Ｂのジョイント４を経由
して、旋回スクロール３Ｂを駆動する回転軸２２Ｂの中
心通路２２Ｂａに窒素ガスを供給可能に構成されてい
る。

【００８６】そして、第１ガス供給源４８、収納ヒータ
４６及び電磁バルブ５３は第１電気制御回路５０により
制御され、真空ポンプ１Ｂ及び、第２ガス供給源４９は
第２電気制御回路５１により制御可能に構成される。

【００８７】次に、上述のごとく構成された本第２実施
の形態にかかるスクロール機構の流体動作を説明する。
図１７において、ベース５７と石英反応管４７を離間さ
せて石英反応管４７の内部にウェーハ４５を載置する。
第１電気制御回路５０により電磁バルブ５３を開成さ
せ、第２電気制御回路５１により真空ポンプ１Ｂを駆動
する。

【００８８】図１０において、回転軸２２Ｂが回転する
と、旋回スクロール３Ｂが公転し、石英反応管４７から
ガスを吸入し、固定スクロールラップ６Ｂ、７Ｂの外周
からガスを旋回スクロール３Ｂのラップ２６Ｂ及び２７
Ｂによって、それらの固定スクロールラップ及び旋回ス
クロールラップによって形成する密閉空間に取り込み、
この密閉空間によって圧縮される。

【００８９】この密閉空間の動作を図１３を用いて固定
スクロールラップ７Ｂと旋回スクロールラップ２７Ｂと
により説明すると、固定スクロールラップ７Ｂと旋回ス
クロールラップ２７Ｂとにより取り込まれ圧縮された圧
縮空間Ｒ_１′（ｂ）内の圧縮ガスは旋回スクロールの駆
動により圧縮空間Ｒ_２′（ｂ）を経て、圧縮空間Ｒ_３′
（ｂ）が吐出孔３ｇと連通し、吐出通路３ｋに排出され
る。

【００９０】また、固定スクロールラップ７Ｂと旋回ス
クロールラップ２７Ｂとにより取り込まれ圧縮された圧
縮空間Ｓ_１′（ａ）内の圧縮ガスは旋回スクロールの駆
動により圧縮空間Ｓ_２′（ｂ）を経て、圧縮空間Ｓ_３′
（ａ）が吐出孔３ｇと連通し、吐出通路３ｋに排出され
る。

【００９１】そして、（ａ）のごとく窒素ガスの通路３
ｊ（３ｉ）が固定スクロールラップ７Ｂ（６Ｂ）によっ
て塞がっているときは窒素ガスの供給は中断されるが、
（ｂ）のごとく固定スクロールラップ７Ｂ（６Ｂ）が外
れているときは圧縮空間Ｓ_２′に供給され圧縮空間
Ｓ_３′（ａ）で吐出孔３ｇから吐出される。

【００９２】一方、真空ポンプ１Ｂの駆動に同期して、
電磁バルブ５４が開成すると、第２ガス供給源４９から
流入される圧縮窒素ガスは、旋回スクロール３Ｂを駆動
する回転軸２２Ｂの中心通路２２Ｂａに供給される。そ
して、図１４に示すように通路２２Ｂｄからベアリング
４４側に窒素ガスが供給され、さらにその途中の通路４
ａから空隙５８に浸入し、図１５、１６に示すように通
路２２Ｂｂからガス溜まり５９に窒素ガスが供給され、
ベアリング３９、４０の周囲に充満する。

【００９３】そして、図１５、１６に示すように、通路
３ｍから通路３ｊ、３ｉを通ってラップ２７Ｂ（２６
Ｂ）と本部ランド３Ｂｎとの間に窒素ガスが供給され
る。真空ポンプ１Ｂが動作を開始してから窒素ガスの供
給を開始すると、固定スクロールラップと旋回スクロー
ルラップとで形成される密閉空間に始めは負圧であり、
窒素ガスが供給されていない状態のままで、残存気体と
取り込んだ空気を吐出口５Ｂｃから吐出するが、窒素ガ
スの供給によって前記密閉空間は窒素ガスをを取り込み
を始める。

【００９４】始め窒素ガスの取り込みが少ないが、真空
ポンプ１Ｂの反応管からの気体取り組みがすすみ、反応
管の真空度が進むにつれて窒素ガスの取り込み量が増加
する。そして、反応管が所定の真空度に達すると電磁バ
ルブ５４が閉鎖され、第２ガス供給源４９からの窒素ガ
スの供給が停止する。窒素ガスの供給が停止すると、各
ベアリング部の周囲にだだよっていた窒素ガスは負圧と
なるスクロールラップ側に吸引され、吐出口５Ｂｃから
吐出される。そして、真空ポンプ１Ｂの動作が停止す
る。吐出された窒素ガス及び／または反応ガスは外部の
排出流体処理装置５６に排出される。

【００９５】この結果、スクロールラップが形成する密
閉圧縮室に僅かな漏洩があり、その漏洩ガスがベアリン
グ、シール部材に到達しても、ベアリング及びシール部
材等を腐食させたり、真空ポンプ外部に漏洩することを
防止することができる。また、窒素ガスは回転軸２２Ｂ
内を流通するので、旋回スクロール３Ｂが発生する熱を
冷却することができる。

【００９６】石英反応管４７の真空の程度は、自動圧力
調整装置５２により制御される。真空ポンプ１Ｂが所定
の真空度に石英反応管４７内の気体を吸引すると、第１
電気制御回路５０に真空引き完了信号が送られ、第１電
気制御回路５０は電磁バルブ５３を閉成し、ヒータ４６
を駆動するとともに、第１ガス供給源４８を駆動して反
応ガスを石英反応管４７に供給する。

【００９７】自動圧力調整装置５２は、石英反応管４７
内の真空度を観察して真空の程度により第１電気制御回
路５０を介して第１ガス供給源４８を動作させて反応ガ
スを供給し、また、電磁バルブ５３を適宜駆動して真空
ポンプ１Ｂへのバルブの開閉を行う。そして、ウェーハ
の膜堆積に適した真空度より下回ると、すなわち反応ガ
スの圧力が所定値より上昇すると、電磁バルブ５３を開
成して真空ポンプ１Ｂにより反応ガスを吸引して石英反
応管４７内の圧力を一定に制御する。

【００９８】所定時間が経過すると、第１ガス供給源４
８とヒータ４６の駆動が停止し、電磁バルブ５４が開成
し、窒素ガスの供給と同時に真空ポンプ１Ｂにより石英
反応管４７内の反応ガスが所定真空度になるまで吸入さ
れ、電磁バルブ５４が閉成され、窒素ガスの供給が停止
し、その後所定時間後に電磁バルブ５３が閉成され、真
空ポンプ１Ｂの駆動が停止し、膜形成作業が終了して、
ウェーハ４５が石英反応管４７から取り出され、石英反
応管４７内部が洗浄される。

【００９９】

【発明の効果】以上記載したごとく、本第１発明におい
ては、減圧手段の上流側の不純物は減圧手段の圧縮・吐
出工程で前記排出流体処理装置に送られて無害化処理さ
れ、摺動部分に漏洩した反応ガス、及び摺動部分から発
生する微細な浮遊物も前記排出流体処理装置に送られて
無害化処理される。よって、可燃性、爆発性、毒性、腐
食性等の反応ガスが半導体処理ラインの環境内に漏洩す
ることを防止することができる。

【０１００】また、本第２発明においては、前記減圧手
段内において互いに対面摺動する駆動部材と相手方部材
との摺動部分に前記反応ガスとは別のガス体を導入し
て、導入したガス体と、減圧手段により排出される空気
及び／または前記反応ガスの圧縮流体とを前記排出流体
処理手段に供給しているので、減圧手段の上流側の不純
物は減圧手段の圧縮・吐出工程で前記排出流体処理装置
に送られて無害化処理され、摺動部分に漏洩した反応ガ
ス、及び摺動部分から発生する微細な浮遊物も前記排出
流体処理装置に送られて無害化処理されるので、可燃
性、爆発性、毒性、腐食性等の反応ガスが半導体処理ラ
インの環境内に漏洩することを防止することができる。

【０１０１】また、本第３発明においては、ガス体導入
手段により導入した前記ガス体を、前記減圧手段から排
出される空気及び／または前記反応ガスの圧縮流体と混
合状態で排出するので、特別に前記ガス体専用のガス体
排出手段を設ける必要はなく、構成が単純化する。そし
て、前記減圧手段内において互いに対面摺動する駆動部
材と相手方部材との摺動部分に前記反応ガスとは別のガ
ス体を導入して、導入したガス体と、減圧手段により排
出される空気及び／または前記反応ガスの圧縮流体とを
前記排出流体処理手段に供給しているので、減圧手段の
上流側の不純物は減圧手段の圧縮・吐出工程で前記排出
流体処理装置に送られて無害化処理され、摺動部分に漏
洩した反応ガス、及び摺動部分から発生する微細な浮遊
物も前記排出流体処理装置に送られて無害化処理される
ので、可燃性、爆発性、毒性、腐食性等の反応ガスが半
導体処理ラインの環境内に漏洩することを防止すること
ができる。

【０１０２】また、本第４発明においては、減圧手段内
において互いに対面摺動する駆動部材と相手方部材との
摺動部分に前記反応ガスとは別のガス体を導入して、導
入したガス体によって、摺動部分から発生する微細な浮
遊物を排出するので、摺動部分の耐久性が向上するとと
もに、スクロール機構の冷却を行うことができる。

【０１０３】また、本第５発明は、ダブルラップ形式の
スクロール機械であるために流体の取り込み量が多く、
真空ポンプとして用いた場合は、速く所定の真空レベル
に到達することができる。また、前記回転駆動軸の一方
からガス体を導入し、他方から前記ガス体を排出するガ
ス体通路を前記回転駆動軸の延設方向に沿って形成して
いるので、スクロール機構の冷却を行うことができる。
また、前記ガス体通路から分岐通路を形成し、前記ベア
リング及びシール部材に前記ガス体を供給可能に構成し
ているので、導入したガス体によって、摺動部分から発
生する微細な浮遊物を排出して、摺動部分及びシール部
材の耐久性が向上することができる。そして、前記供給
制御手段により前記ガス体を導入後は、前記排除制御手
段の動作が停止するまでは前記供給制御手段は停止して
いるので、前記ガス体に供給中に排除をすることはな
く、前記供給制御手段と排除制御手段は交互に行うこと
となり、前記ベアリング部分の奥までガス体を浸入させ
ることができるとともに、奥の微細な浮遊物を排除する
ことができる。

【０１０４】また、本第５発明は、ダブルラップ形式の
スクロール機械であるために流体の取り込み量が多く、
真空ポンプとして用いた場合は、速く所定の真空レベル
に到達することができる。また、前記回転駆動軸の一方
から前記ガス体を導入するガス体通路を前記回転駆動軸
の延設方向に沿って形成しているので、スクロール機構
の冷却を行うことができる。また、前記回転駆動軸と対
面する前記旋回スクロール及び前記固定スクロールと前
記回転駆動軸との間に設けたベアリング及びシール部材
を配置し、前記ガス体通路から前記ベアリング及びシー
ル部材に分岐通路を形成しているので、導入したガス体
によって、摺動部分から発生する微細な浮遊物を排出し
て、摺動部分及びシール部材の耐久性が向上することが
できる。また、前記旋回スクロールと対面配置された前
記分岐通路と連通可能なベアリング周辺から、旋回スク
ロールラップと固定スクロールラップで形成される密閉
空間とを連通形成しているので、前記ガス体は、前記減
圧手段から排出される空気及び／または前記反応ガスの
圧縮流体と混合状態で排出することとなり、排出口を別
設することなく、構成が簡単化する。そして、前記ガス
体を導入しつつ、前記密閉空間から導入後の前記ガス体
を排出するように構成しているので、制御工程が簡略化
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るオイルフリー流体機械の第１実
施の形態を示す基本構成図である。

【図２】 図１における旋回スクロールの左側面図であ
る。

【図３】 図１における旋回スクロールの右側面図であ
る。

【図４】 旋回スクロールラップと固定スクロールラッ
プとの圧縮動作を説明する説明図である。

【図５】 図１の要部拡大図である。

【図６】 図１の要部拡大図である。

【図７】 図６のＡ−Ａ断面図である。

【図８】 図６のＢ−Ｂ断面図である。

【図９】 半導体製造装置の第１実施の形態を示すブロ
ック構成図である。

【図１０】 本発明に係るオイルフリー流体機械の第２
実施の形態を示す基本構成図である。

【図１１】 図１０における旋回スクロールの右側面図
である。

【図１２】 図１における旋回スクロールの左側面図で
ある。

【図１３】 旋回スクロールラップと固定スクロールラ
ップとの圧縮動作を説明する説明図である。

【図１４】 図１０の要部拡大図である。

【図１５】 図１０の要部拡大図である。

【図１６】 図１５のＣ−Ｃ断面図である。

【図１７】 半導体製造装置の第２実施の形態を示すブ
ロック構成図である。

【符号の説明】

８Ａ 真空ポンプ（減圧手段） ４５ 半導体ウェーハ ４７ 石英反応管 ５６ 排出流体処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０４Ｃ 29/00 Ｆ０４Ｃ 29/00 Ｅ 29/04 29/04 Ｎ Ｆターム(参考） 3H029 AA02 AA24 AB06 BB12 BB16 CC17 CC46 3H039 AA09 BB13 BB15 CC19 4K030 EA12 5F045 AB33 AC01 AC03 AC12 AC13 AE13 AE15 DP20 EG03 EG05 EG07

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウェーハを載置する反応室内を減
   圧して、該反応室内に反応ガスを導入して化学処理する
   半導体製造ラインにおいて減圧中もしくは化学処理中に
   発生する不純物を排除する半導体製造ラインにおける不
   純物排除方法において、 流体を処理して無害化する排出流体処理装置を設けると
   ともに、該排出流体処理装置を出口側に接続し、入口側
   を前記反応室に接続した、前記反応室を減圧する減圧手
   段を設け、 該減圧手段内の駆動部材が対面摺動する相手方部材との
   摺動部分に前記反応ガスとは別のガス体を導入して、前
   記ガス体を導入後前記減圧手段から排出し前記排出流体
   処理装置に送る導入・排出工程を有することを特徴とす
   る半導体製造ラインにおける不純物排除方法。
2. 【請求項２】 前記導入・排出工程は、前記ガス体を導
   入する第１工程と、前記ガス体を導入後前記減圧手段か
   ら排出する第２工程とを備え、該第２工程動作時は前記
   第１工程は停止していることを特徴とする請求項１記載
   の半導体製造ラインにおける不純物排除方法。
3. 【請求項３】 前記導入・排出工程は、前記ガス体を前
   記摺動部分を通って前記減圧手段の圧縮室に導入し、前
   記反応ガスもしくは空気とともに排出することを特徴と
   する請求項１記載の半導体製造ラインにおける不純物排
   除方法。
4. 【請求項４】 半導体ウェーハを載置する反応室内を減
   圧して、該反応室内に反応ガスを導入して化学処理する
   半導体製造システムにおいて、 前記反応室を減圧する減圧手段と、 前記減圧手段内において互いに対面摺動する駆動部材と
   相手方部材との摺動部分に前記反応ガスとは別のガス体
   を導入するガス体導入手段と、 該ガス体導入手段により前記減圧手段に導入した前記ガ
   ス体を排出するガス体排出手段と、 前記減圧手段からの排出流体を処理する排出流体処理手
   段とを設け、 該減圧手段により排出される空気及び／または前記反応
   ガスの圧縮流体と、前記ガス体排出手段から排出される
   前記ガス体とを前記排出流体処理手段に供給することを
   特徴とする半導体製造システム。
5. 【請求項５】 前記ガス体排出手段は、前記減圧手段の
   動作中に間欠的に動作することを特徴とする請求項４記
   載の半導体製造システム。
6. 【請求項６】 半導体ウェーハを載置する反応室内を減
   圧して、該反応室内に反応ガスを導入して化学処理する
   半導体製造システムにおいて、 前記反応室を減圧する減圧手段と、 前記減圧手段内において互いに対面摺動する駆動部材と
   相手方部材との摺動部分に前記反応ガスとは別のガス体
   を導入するガス体導入手段と、 該ガス体導入手段により導入した前記ガス体を、前記減
   圧手段から排出される空気及び／または前記反応ガスの
   圧縮流体と混合状態で排出するガス体排出手段と、 前記減圧手段からの排出流体を処理する排出流体処理手
   段とを設け、 前記ガス体排出手段から排出される流体を前記排出流体
   処理手段に供給することを特徴とする半導体製造システ
   ム。
7. 【請求項７】 前記ガス体導入手段の動作停止は、前記
   反応室内の減圧完了時期に同期して前記減圧手段の動作
   が停止する以前に行われることを特徴とする請求項６記
   載の半導体製造システム。
8. 【請求項８】 固定スクロールと旋回スクロールとを備
   え、旋回スクロール端板の中央部分に当接する偏芯部分
   を有した回転駆動軸により固定スクロールラップに対し
   て旋回スクロールラップが旋回公転する形式のスクロー
   ル流体機械において、 前記回転駆動軸を、外部からガス体を導入し、該ガス体
   を排出可能に形成するとともに、 前記回転駆動軸と対面する前記旋回スクロールと前記回
   転駆動軸との間に設けたベアリングに前記ガス体を供給
   可能に構成し、 前記ガス体によりスクロール機構の冷却とともに前記ベ
   アリング周辺の不純物を排出することを特徴とするスク
   ロール流体機械。
9. 【請求項９】 前記回転駆動軸の一方から前記ガス体を
   導入し、他方から前記ガス体を排出するガス体通路を前
   記回転駆動軸の延設方向に沿って形成するとともに、前
   記ガス体通路から前記ベアリングに分岐通路を形成し、 前記ガス体通路に外部からガス体の供給を制御する供給
   制御手段と、前記ガス体通路から前記ガス体を排除する
   排除制御手段とを設け、 前記供給制御手段により前記ガス体を導入後は、前記排
   除制御手段の動作が停止するまでは前記供給制御手段は
   停止していることを特徴とする請求項８記載のスクロー
   ル流体機械。
10. 【請求項１０】 前記回転駆動軸の一方から前記ガス体
    を導入するガス体通路を前記回転駆動軸の延設方向に沿
    って形成し、 前記ガス体通路から前記ベアリングに分岐通路を形成す
    るとともに、該分岐通路と連通可能な前記ベアリング周
    辺から、旋回スクロールラップと固定スクロールラップ
    で形成される密閉空間とを連通形成し、 前記ガス体通路に外部からガス体の供給を制御する供給
    制御手段を設け、 前記供給制御手段により前記ガス体を導入しつつ、前記
    密閉空間から導入後の前記ガス体を排出することを特徴
    とする請求項８記載のスクロール流体機械。
11. 【請求項１１】 ダブルラップ形式の旋回スクロール
    と、該旋回スクロールの端板鏡面に対面して両側に配置
    された固定スクロールとを備え、前記旋回スクロール端
    板の中央部分に当接する偏芯部分を有した回転駆動軸に
    より固定スクロールラップに対して旋回スクロールラッ
    プが旋回公転する形式のスクロール流体機械において、 前記回転駆動軸と対面する前記旋回スクロール及び前記
    固定スクロールと前記回転駆動軸との間に設けたベアリ
    ング及びシール部材を配置し、 前記回転駆動軸の一方からガス体を導入し、他方から前
    記ガス体を排出するガス体通路を前記回転駆動軸の延設
    方向に沿って形成するとともに、前記ガス体通路から分
    岐通路を形成し、前記ベアリング及びシール部材に前記
    ガス体を供給可能に構成し、 前記ガス体通路に外部からガス体の供給を制御する供給
    制御手段と、前記ガス体通路から前記ガス体を排除する
    排除制御手段とを設け、 前記供給制御手段により前記ガス体を導入後は、前記排
    除制御手段の動作が停止するまでは前記供給制御手段は
    停止していることを特徴とするスクロール流体機械。
12. 【請求項１２】 ダブルラップ形式の旋回スクロール
    と、該旋回スクロールの端板鏡面に対面して両側に配置
    された固定スクロールとを備え、前記旋回スクロール端
    板の中央部分に当接する偏芯部分を有した回転駆動軸に
    より固定スクロールラップに対して旋回スクロールラッ
    プが旋回公転する形式のスクロール流体機械において、 前記回転駆動軸と対面する前記旋回スクロール及び前記
    固定スクロールと前記回転駆動軸との間に設けたベアリ
    ング及びシール部材を配置し、 前記回転駆動軸の一方から前記ガス体を導入するガス体
    通路を前記回転駆動軸の延設方向に沿って形成し、 前記ガス体通路から前記ベアリング及びシール部材に分
    岐通路を形成し、 前記旋回スクロールと対面配置された前記分岐通路と連
    通可能なベアリング周辺から、旋回スクロールラップと
    固定スクロールラップで形成される密閉空間とを連通形
    成し、 前記ガス体通路に外部からガス体の供給を制御する供給
    制御手段を設け、 前記供給制御手段により前記ガス体を導入しつつ、前記
    密閉空間から導入後の前記ガス体を排出することを特徴
    とするスクロール流体機械。