JP2004218648A - Vacuum device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vacuum device having a small power consumption and a small occupation area of the device, free of the risk that impurity gases go around into vacuum vessels from the exhaust system, and capable of allowing a large rate of gas to flow. <P>SOLUTION: The vacuum device is equipped with a plurality of vacuum vessels furnished with a gas lead-in hole and an exhaust hole, a gas supply system for introducing the desired gas from the gas lead-in hole into the vacuum vessels, and an exhaust system for keeping the vacuum vessels in the decompressed condition, wherein the exhaust system has a plurality of vacuum pumps connected in series at stages, and among the vacuum pumps, ones with a lower degree of vacuum is located the nearest to the vacuum vessels, and a plurality of low vacuum pumps are connected through common piping to the final stage vacuum pumps. The exhaust hole pressure of each final stage vacuum pump is approximately the atmospheric, and the final stage vacuum pumps are arranged so that each of them exhausts the gas from a plurality of pre-stage vacuum pumps. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

本発明は、真空装置に係わり、特に真空ポンプの電力消費量が少なく小型の真空装置に関する。   The present invention relates to a vacuum device, and more particularly to a small vacuum device that consumes less power in a vacuum pump.

真空装置は、半導体、液晶ディスプレイ製造分野をはじめとして、多くの産業分野で用いられている。特に半導体、液晶ディスプレイ製造分野では、成膜、エッチングやアッシングなど大半のプロセスは真空装置内の減圧雰囲気下で行われている。真空装置では、プロセスや計測等を行うための真空容器の内部を真空あるいは減圧状態に保つために、真空ポンプが用いられる。   Vacuum devices are used in many industrial fields, including the semiconductor and liquid crystal display manufacturing fields. In particular, in the field of manufacturing semiconductors and liquid crystal displays, most processes such as film formation, etching, and ashing are performed under reduced pressure in a vacuum apparatus. In a vacuum device, a vacuum pump is used to keep the inside of a vacuum vessel for performing processes, measurements, and the like in a vacuum or reduced pressure state.

真空ポンプには様々なタイプがあるが、大別して、ポンプの吸気口より吸気したガスを排気口から排気するかき出し型のポンプと、ポンプの吸気口より吸気したガスを内部にため込むため込み式のポンプに分類される。ため込み式のポンプは、一般に単独でも高真空領域まで排気が可能であるが、排気可能なガス量には自ずと限界がある。このため、ガスを常時流しながら減圧下で行うプロセスには、ため込み式のポンプは適さず、かき出し型のポンプが用いられている。   There are various types of vacuum pumps, but they can be roughly classified into pumps, which are pump-type pumps that exhaust gas from the pump's intake port through the exhaust port, and plug-in type pumps that store the gas that is sucked from the pump's intake port inside. Classified as pump. Although a built-in pump can generally be evacuated to a high vacuum region by itself, the amount of gas that can be evacuated is naturally limited. For this reason, for a process which is performed under a reduced pressure while constantly flowing a gas, a built-in pump is not suitable and a pump of a scraping type is used.

かき出し型のポンプは、一般に到達真空度が高いポンプほど排気速度が大きく、また許容背圧が低い傾向にある。到達真空度が高い1.33×10−4Pa(10−6Torr)以上分子流領域で動作する真空ポンプには、ターボ分子ポンプ、ねじ溝ポンプ、油拡散ポンプなどがある。これらのポンプは、小型の物でも排気速度が大きいが、許容背圧が133Pa(1Torr)以下と極めて小さい。到達真空度が低く背圧が大気圧程度で動作するポンプには、ルーツポンプ、スクリューポンプ、ロータリーポンプ、ダイアフラムポンプなど多くの種類のものがある。これらの中間に分類される到達真空度が中程度のポンプとして、メカニカルブースターポンプやエグゼクターポンプなどのブースターポンプがある。 In general, a pump of a scraping type tends to have a higher exhaust speed and a lower allowable back pressure as the ultimate vacuum degree is higher. Vacuum pumps operating in a molecular flow region of 1.33 × 10 −4 Pa (10 −6 Torr) or more with a high ultimate vacuum degree include a turbo molecular pump, a screw groove pump, an oil diffusion pump, and the like. These pumps have a high pumping speed even with small pumps, but have an extremely low allowable back pressure of 133 Pa (1 Torr) or less. There are many types of pumps having a low ultimate vacuum and operating at a back pressure of about the atmospheric pressure, such as a roots pump, a screw pump, a rotary pump, and a diaphragm pump. As a pump having a middle degree of ultimate vacuum classified in between these, there are booster pumps such as a mechanical booster pump and an executor pump.

真空装置には、必要なガス圧力、ガス清浄度、ガス流量、ガス種、真空容器容積などに応じて、最適な真空ポンプを用いなければならない。一般には、ガス圧力が比較的高い(40Pa(300mTorr)程度以上)場合には、背圧が大気圧程度で動作するポンプが単独で用いられる。一方、ガス圧力が低い場合には、分子流領域で動作するポンプと背圧が大気圧程度で動作するポンプが直列に接続された排気系が用いられる。ガス流量が多い場合には、これらのポンプ間にブースターポンプを挿入し、3台のポンプを直列に接続して排気を行うこともある。   For the vacuum device, an optimal vacuum pump must be used according to the required gas pressure, gas cleanliness, gas flow rate, gas type, vacuum vessel volume, and the like. In general, when the gas pressure is relatively high (about 40 Pa (300 mTorr) or more), a pump that operates at a back pressure of about atmospheric pressure is used alone. On the other hand, when the gas pressure is low, an exhaust system is used in which a pump operating in the molecular flow region and a pump operating at a back pressure of about atmospheric pressure are connected in series. When the gas flow rate is large, a booster pump may be inserted between these pumps, and three pumps may be connected in series to perform exhaust.

大半のプロセスが減圧下で行われる半導体や液晶ディスプレイの量産工場では、プロセスが行われる数個の真空容器を1つの装置に集積化することにより、真空容器間の基板の搬送を真空中で行えるようにしたクラスターツールが、複数台隣接して配列されている。すなわち、多数の真空容器が隣接して配置されるのが一般的である。従来の装置では、複数の真空容器が隣接して配置される場合においても、真空容器ごとに独立した排気系を設けていた。すなわち、真空容器とその排気を行う真空ポンプとは1対1に対応しており、各々の真空ポンプは1つの真空容器の排気のみを行う構成になっていた。   In semiconductor and liquid crystal display mass production plants where most processes are performed under reduced pressure, several vacuum vessels to be processed can be integrated in one device, and substrates can be transferred between vacuum vessels in a vacuum. A plurality of such cluster tools are arranged adjacent to each other. That is, a large number of vacuum vessels are generally arranged adjacent to each other. In the conventional apparatus, even when a plurality of vacuum vessels are arranged adjacent to each other, an independent exhaust system is provided for each vacuum vessel. That is, there is a one-to-one correspondence between a vacuum vessel and a vacuum pump for exhausting the vacuum vessel, and each vacuum pump is configured to exhaust only one vacuum vessel.

背圧が大気圧程度で動作する真空ポンプは、低背圧で動作する同排気速度のポンプと比較してロータ等の回転に大きな動力が必要であり、消費電力が圧倒的に大きい。また、サイズが大きく重量も重い。従来の装置では、このような大型で消費電力の大きな真空ポンプが、真空容器の台数と同じ台数必要であった。このため、ポンプの設置により装置消費電力および装置専有面積が増大し、結果として製品の製造コストを抑えることが困難であった。   A vacuum pump that operates at a back pressure of about the atmospheric pressure requires a larger power to rotate the rotor and the like than a pump with the same pumping speed that operates at a low back pressure, and consumes much more power. In addition, the size is large and the weight is heavy. In a conventional apparatus, such a large-sized vacuum pump having large power consumption is required as many as the number of vacuum vessels. For this reason, the installation of the pump increases the power consumption of the device and the area occupied by the device, and as a result, it has been difficult to reduce the manufacturing cost of the product.

さらに、背圧が大気圧程度で動作する真空ポンプは吸気側の到達真空度が低いため、不純物ガスが排気系から真空容器内にまわり込むという問題があった。不純物ガスがウェハ表面や真空容器内面に付着すると、プロセス性能が著しく低下してしまう。また、ポンプが大型のため真空容器近辺に設置することが困難な場合が多く、長い配管を介して接続せざるを得なかった。このため、配管のガスコンダクタンスが小さく、大流量ガスを流す必要があるプロセスではプロセス速度やプロセス性能を低下させる大きな要因となっていた。   Further, a vacuum pump operating at a back pressure of about the atmospheric pressure has a problem that since the ultimate vacuum degree on the suction side is low, the impurity gas flows from the exhaust system into the vacuum vessel. If the impurity gas adheres to the surface of the wafer or the inner surface of the vacuum vessel, the process performance is significantly reduced. In addition, since the pump is large in size, it is often difficult to install the pump near the vacuum vessel, so that the pump must be connected via a long pipe. For this reason, the gas conductance of the pipe is small, and in a process in which a large amount of gas needs to flow, this has been a major factor in reducing the process speed and process performance.

また、半導体製造プロセス等に適用された真空容器からの排気ガス中に析出性の成分が含有している場合がある。このような析出性の排気ガスが配管内部に固体成分を付着させると真空装置の排気コンダクタンスを低下させる要因となる。
本発明は、装置消費電力および装置専有面積が小さく、不純物ガスが排気系から真空容器内にまわり込むことがなく、大流量ガスを流し得る真空装置を提供することを主な目的とする。さらに、この主目的と共に、不純物ガスが真空容器内にまわり込むようなことがなく、また析出性の排気ガスが生じるような製造プロセスで使用されても配管の断面積が狭くなり排気コンダクタンスが低下することがない真空装置を提供することも本発明の目的に含む。
Further, there is a case where a deposition component is contained in an exhaust gas from a vacuum vessel applied to a semiconductor manufacturing process or the like. When such precipitated exhaust gas causes solid components to adhere to the inside of the pipe, it causes a reduction in the exhaust conductance of the vacuum apparatus.
SUMMARY OF THE INVENTION It is a main object of the present invention to provide a vacuum apparatus which has a small power consumption and a small area occupied by the apparatus, does not allow an impurity gas to flow into a vacuum vessel from an exhaust system, and can flow a large amount of gas. Further, with this main purpose, the impurity gas does not flow into the vacuum vessel, and the cross-sectional area of the piping is narrowed and the exhaust conductance is reduced even when used in a manufacturing process in which a precipitating exhaust gas is generated. It is also an object of the present invention to provide a vacuum device that does not need to be used.

本発明は上記の課題を、請求項1に記載したように、
ガス導入口と排気口を備える複数の真空容器と、該ガス導入口から該真空容器内に所望のガスを導入するためのガス供給システムと、該真空容器内を減圧に保つための排気システムを備える真空装置において、
該排気システムは直列に多段に接続された複数の真空ポンプを有し、
該複数の真空ポンプのうち、低真空ポンプが該真空容器直近に設置され、複数の該低真空ポンプから共通の配管で最終段真空ポンプに接続され、
該最終段真空ポンプの排気口圧力は、略大気圧であり、
該最終段真空ポンプは、1台あたり複数の前段真空ポンプからのガスを排気するように構成されていることを特徴とする真空装置により、
また、請求項2に記載したように、
前記低真空ポンプはブースターポンプであることを特徴とする請求項1記載の真空装置により、
また、請求項3に記載したように、
前記最終段真空ポンプはルーツポンプであることを特徴とする請求項1または2記載の真空装置により、解決する。
The present invention solves the above problem as described in claim 1.
A plurality of vacuum vessels having a gas inlet and an exhaust port, a gas supply system for introducing a desired gas from the gas inlet into the vacuum vessel, and an exhaust system for keeping the inside of the vacuum vessel at reduced pressure. In the provided vacuum device,
The exhaust system has a plurality of vacuum pumps connected in series in multiple stages,
Among the plurality of vacuum pumps, a low vacuum pump is installed in the immediate vicinity of the vacuum vessel, and the low vacuum pump is connected to a final stage vacuum pump by a common pipe from the plurality of low vacuum pumps,
The exhaust pressure of the final stage vacuum pump is approximately atmospheric pressure,
The last-stage vacuum pump is a vacuum device characterized by being configured to exhaust gas from a plurality of front-stage vacuum pumps per unit.
Also, as described in claim 2,
The vacuum apparatus according to claim 1, wherein the low vacuum pump is a booster pump.
Also, as described in claim 3,
The solution is solved by the vacuum apparatus according to claim 1 or 2, wherein the last-stage vacuum pump is a roots pump.

本発明の真空装置では、複数の真空装置を同時に排気する共通の補助ポンプを新たに大気側に付加することにより、その前段の真空ポンプの背圧が低く保たれる構成になっている。背圧が大気圧であった従来の構成と比較して、真空ポンプ運転動力が軽減し、真空ポンプの消費電力やサイズが大幅に低減する。結果として、装置全体の消費電力が低減し、装置専有面積が縮小化され、低コスト生産が可能になる。   In the vacuum apparatus of the present invention, a back pressure of the preceding vacuum pump is kept low by newly adding a common auxiliary pump for simultaneously exhausting a plurality of vacuum apparatuses to the atmosphere side. Compared with the conventional configuration in which the back pressure is the atmospheric pressure, the operation power of the vacuum pump is reduced, and the power consumption and size of the vacuum pump are significantly reduced. As a result, the power consumption of the entire apparatus is reduced, the area occupied by the apparatus is reduced, and low-cost production becomes possible.

また、前段の真空ポンプの到達真空度が向上し、真空容器内への不純物ガスのまわり込みを完全に抑制することが可能になる。さらに、前段の真空ポンプが大幅に小型化されたため、このポンプを真空容器近辺に設置できるようになる。結果として、低圧でも大流量ガスを流すことが可能になり、プロセス速度やプロセス性能が大幅に向上する。   Further, the ultimate vacuum degree of the preceding vacuum pump is improved, and it is possible to completely suppress the impurity gas from flowing into the vacuum vessel. Furthermore, the size of the vacuum pump in the former stage has been greatly reduced, so that this pump can be installed near the vacuum vessel. As a result, it becomes possible to flow a large amount of gas even at a low pressure, and the process speed and process performance are greatly improved.

さらに、排気ガス中に含有する析出性の排気ガスから固体生成物を有効に取り除く手段を設けることで、長期間に亘り排気コンダクタンスを好ましい状態に維持できる真空装置とすることもできる。   Further, by providing a means for effectively removing solid products from the precipitating exhaust gas contained in the exhaust gas, a vacuum device capable of maintaining the exhaust conductance in a favorable state for a long period of time can be provided.

本発明によれば、装置消費電力および装置専有面積が小さく、不純物ガスが排気系から真空容器内にまわり込むことがなく、大流量ガスを流し得る真空装置が実現できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power consumption of an apparatus and the area occupied by the apparatus are small, and a vacuum apparatus capable of flowing a large amount of gas without an impurity gas flowing from an exhaust system into a vacuum vessel can be realized.

さらに、排気ガス中に含有する析出性の副生成物を有効に取り除く手段を設けることで、長期間に亘り排気コンダクタンスを好ましい状態に維持できる真空装置とすることもできる。   Further, by providing a means for effectively removing the precipitable by-products contained in the exhaust gas, a vacuum device capable of maintaining the exhaust conductance in a favorable state for a long period of time can be provided.

以下、図面を参照して本発明の真空装置を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでないことはいうまでもない。   Hereinafter, the vacuum apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings, but it goes without saying that the present invention is not limited to these examples.

図1は、本発明の真空装置を半導体プロセス装置に適用した実施例を示したものである。   FIG. 1 shows an embodiment in which the vacuum apparatus of the present invention is applied to a semiconductor processing apparatus.

101は真空容器、102、103はそれぞれ真空容器101に設けられたガス導入口、ガス排気口である。104は真空容器3台が1つのプラットフォームに集積化されたクラスターツールである。105はガスコンダクタンスを変えることにより真空容器101内のガス圧力を制御するための圧力調節バルブである。106は高真空ポンプであり、本実施例ではネジ溝式分子ポンプを用いている。107は高真空ポンプ106の背圧を低圧力に保つための低真空ポンプであり、本実施例ではメカニカルブースターポンプを用いている。108はさらに低真空ポンプ107の背圧を低圧力に保つための補助ポンプであり、本実施例ではルーツポンプを用いている。109、110はバルブであり、本実施例では電磁バルブを用いている。111、112、113はガスを流すための配管である。配管113内は、ほぼ大気圧となっている。補助ポンプ108から出たガスは、配管113を通してガス処理装置まで導かれる。本真空装置は、33台のクラスターツール、99個の真空容器が、配管112で接続された構成となっているが、図1には簡略化のため2台のクラスターツールのみが記載されている。本実施例では、真空容器は直径200mmのシリコン基板のエッチング処理またはレジストアッシング処理に用いられる。   101 is a vacuum container, and 102 and 103 are a gas inlet and a gas outlet provided in the vacuum container 101, respectively. Reference numeral 104 denotes a cluster tool in which three vacuum vessels are integrated on one platform. Reference numeral 105 denotes a pressure control valve for controlling the gas pressure in the vacuum vessel 101 by changing the gas conductance. Reference numeral 106 denotes a high vacuum pump, and in this embodiment, a thread groove type molecular pump is used. Reference numeral 107 denotes a low vacuum pump for keeping the back pressure of the high vacuum pump 106 at a low pressure. In this embodiment, a mechanical booster pump is used. Reference numeral 108 denotes an auxiliary pump for keeping the back pressure of the low vacuum pump 107 at a low pressure. In this embodiment, a roots pump is used. Reference numerals 109 and 110 denote valves, and in this embodiment, electromagnetic valves are used. 111, 112, and 113 are pipes for flowing gas. The inside of the pipe 113 is almost at atmospheric pressure. The gas discharged from the auxiliary pump 108 is led to a gas processing device through a pipe 113. The present vacuum apparatus has a configuration in which 33 cluster tools and 99 vacuum vessels are connected by a pipe 112, but FIG. 1 shows only two cluster tools for simplification. . In this embodiment, the vacuum container is used for etching or resist ashing of a silicon substrate having a diameter of 200 mm.

直径200mmの基板の高速高性能エッチング処理では、約4.00Pa(30mTorr)の圧力で最大1atm・L/min(大気圧中で換算して1L/min、以下同様に示す)のガスを流す。ガス種は、Ar、CO、C、Oであり、大半はArである。また、高速アッシング処理では、6.67Pa(50mTorr)の圧力で最大1atm・L/minのガスを流す。ガス種は、Oである。これらの条件を満たしうる排気系を構築する必要がある。 In high-speed and high-performance etching of a substrate having a diameter of 200 mm, a gas of a maximum of 1 atm · L / min (1 L / min calculated in atmospheric pressure, the same applies hereinafter) is flowed at a pressure of about 4.00 Pa (30 mTorr). The gas species are Ar, CO, C 2 H 6 , O 2 , and the majority is Ar. In the high-speed ashing process, a gas of a maximum of 1 atm.L / min is flowed at a pressure of 6.67 Pa (50 mTorr). Gas species is O 2. It is necessary to construct an exhaust system that can satisfy these conditions.

まず高真空ポンプ106に関しては、1atm・L/minのガスを流したときに吸気口圧を4.00Pa(30mTorr)以下にするためには、排気速度が1800L/sec以上のネジ溝式分子ポンプが必要になるため、本実施例では排気速度が2000L/secのネジ溝式分子ポンプを採用した。2000L/secクラスのネジ溝式分子ポンプは、背圧が53.33Pa(0.4Torr)を越すと圧縮比が大きく減小してポンプとして動作しなくなる。このため、低真空ポンプ107に関しては、1atm・L/minのガスを流したときに吸気口圧が53.33Pa(0.4Torr)を下回るために、排気速度が最低でも1900L/min、余裕を見て2000L/minの排気速度が必要になり、本実施例では排気速度が2000L/minのメカニカルブースターポンプを採用した。次に補助ポンプ108であるが、このポンプには、全ての真空容器で同時にプロセスを行ったと仮定して最大1atm・L/min×99=99atm・L/minのガスが流れ込む。また、メカニカルブースターポンプの許容背圧は6.67×10(50Torr)である。このため、補助ポンプ108に関しては排気速度が1500L/min以上の排気速度が必要になるが、本実施例では配管112のガスコンダクタンスも考慮して2000L/minのルーツポンプを採用した。 First, regarding the high vacuum pump 106, in order to reduce the intake port pressure to 4.00 Pa (30 mTorr) or less when a gas of 1 atm · L / min flows, a screw groove type molecular pump having an exhaust speed of 1800 L / sec or more. In this embodiment, a thread groove type molecular pump having a pumping speed of 2000 L / sec was adopted. When the back pressure exceeds 53.33 Pa (0.4 Torr), the compression ratio of the 2000 L / sec class thread groove type molecular pump is greatly reduced, and the pump does not operate. For this reason, with respect to the low vacuum pump 107, when the gas of 1 atm · L / min flows, the intake port pressure falls below 53.33 Pa (0.4 Torr). As a result, a pumping speed of 2000 L / min was required. In this embodiment, a mechanical booster pump having a pumping speed of 2000 L / min was employed. Next, regarding the auxiliary pump 108, a gas of a maximum of 1 atm · L / min × 99 = 99 atm · L / min flows into this pump, assuming that the process was performed simultaneously in all the vacuum vessels. The allowable back pressure of the mechanical booster pump is 6.67 × 10 3 (50 Torr). For this reason, the pumping speed of the auxiliary pump 108 is required to be 1500 L / min or more. In this embodiment, a roots pump of 2000 L / min is adopted in consideration of the gas conductance of the pipe 112.

ここで、真空ポンプの消費電力とサイズを従来例と比較してみる。高真空ポンプに関しては、従来例と変わらず、消費電力は1台あたり680Wで、99台では68kWとなる。   Here, the power consumption and size of the vacuum pump will be compared with the conventional example. As for the high vacuum pump, the power consumption is 680 W per unit, and the power consumption is 68 kW for 99 units.

低真空ポンプに関しては、従来は背圧が大気圧程度で動作するルーツポンプなどのポンプが用いられていたのに対し、本実施例では1/10気圧以下で動作するメカニカルブースターポンプが用いられている。2000L/minの排気速度をもつルーツポンプとメカニカルブースターポンプについて比較を行ってみる。消費電力は、ルーツポンプが3.7kW、メカニカルブースターポンプが0.4kWであり、同排気速度であるにも係わらずルーツポンプの方が9倍も大きい。これは、ポンプの背圧が高いほどロータを回転させるためのより大きな動力が必要になるためである。ポンプの体積は、ルーツポンプが0.95×0.42×0.55m=0.22m、メカニカルブースターポンプが0.48×0.21×0.18m=0.018mであり、ルーツポンプの方が12倍大きい。また質量は、ルーツポンプが223kg、メカニカルブースターポンプが22kgであり、ルーツポンプの方が10倍大きい。すなわち、低背圧で動作するメカニカルブースターポンプの方が桁違いに小型で消費電力が小さい。さらに、メカニカルブースターポンプは構造が単純で価格も安い。 With respect to the low vacuum pump, a pump such as a Roots pump that operates at a back pressure of about atmospheric pressure has conventionally been used, whereas a mechanical booster pump that operates at 1/10 atm or less is used in this embodiment. I have. A comparison will be made between a roots pump having a pumping speed of 2000 L / min and a mechanical booster pump. The power consumption of the roots pump is 3.7 kW and that of the mechanical booster pump is 0.4 kW, and the power consumption of the roots pump is nine times larger than that of the same pumping speed. This is because a higher back pressure of the pump requires more power to rotate the rotor. The volume of the pump, Roots pump 0.95 × 0.42 × 0.55m 3 = 0.22m 3, a mechanical booster pump is a 0.48 × 0.21 × 0.18m 3 = 0.018m 3, The roots pump is 12 times larger. The mass of the roots pump is 223 kg and that of the mechanical booster pump is 22 kg, and the mass of the roots pump is 10 times larger. That is, the mechanical booster pump that operates at a low back pressure is orders of magnitude smaller and consumes less power. Further, the mechanical booster pump has a simple structure and is inexpensive.

図2は、メカニカルブースターポンプとルーツポンプの排気特性を示す。201は排気速度が2000L/minのメカニカルブースターポンプの特性、202は2000L/minのルーツポンプの特性、203は2400L/minのルーツポンプの特性である。ルーツポンプよりも、メカニカルブースターポンプの方が1桁以上低圧力領域で動作することが分かる。分子ポンプのバックポンプとしては、133.32Pa(1Torr)以下の圧力で大きな排気速度を有するポンプが必要である。メカニカルブースターポンプでは4.00Pa(30mTorr)程度の低圧力領域まで排気速度が維持されているのに対し、ルーツポンプでは133.32Pa(1Torr)以下の圧力領域において排気速度がかなり劣化している。従って、ルーツポンプにて必要な排気速度を得ようとすると、さらに大型のポンプを選定する必要がある。例えば、ネジ溝式分子ポンプの許容背圧である53.33Pa(0.4Torr)において2000L/minの排気速度を得るには、図2より2400L/minのルーツポンプが必要であることが分かる。2000L/minのメカニカルブースターポンプと2400L/minルーツポンプの比較を行ってみると、ルーツポンプの方が消費電力が11倍、体積が14倍、質量が12倍大きい。低真空ポンプ99台分の消費電力は、ルーツポンプでは440kW、メカニカルブースターポンプでは40kWとなる。   FIG. 2 shows the exhaust characteristics of the mechanical booster pump and the roots pump. 201 is a characteristic of a mechanical booster pump having an exhaust speed of 2000 L / min, 202 is a characteristic of a roots pump of 2000 L / min, and 203 is a characteristic of a roots pump of 2400 L / min. It can be seen that the mechanical booster pump operates in the low pressure region by one digit or more than the roots pump. As a back pump of the molecular pump, a pump having a large pumping speed at a pressure of 133.32 Pa (1 Torr) or less is required. In the mechanical booster pump, the pumping speed is maintained up to a low pressure region of about 4.00 Pa (30 mTorr), whereas in the Roots pump, the pumping speed is considerably deteriorated in a pressure region of 133.32 Pa (1 Torr) or less. Therefore, in order to obtain a required pumping speed with a roots pump, it is necessary to select a larger pump. For example, in order to obtain a pumping speed of 2000 L / min at 53.33 Pa (0.4 Torr), which is an allowable back pressure of the thread groove type molecular pump, it is understood from FIG. 2 that a roots pump of 2400 L / min is required. A comparison between a 2000 L / min mechanical booster pump and a 2400 L / min roots pump shows that the roots pump consumes 11 times, consumes 14 times, and has 12 times greater mass. The power consumption for 99 low vacuum pumps is 440 kW for the roots pump and 40 kW for the mechanical booster pump.

本実施例では、新たに補助ポンプを設けたためこの消費電力が加算されるが、多数の真空容器を1台で同時に排気しているので、全体としてみればわずかな増加でしかない。結局、全ての真空ポンプの消費電力の合計は、従来例では68+440=508kW、本実施例では68+40+3.7=111.7kWとなり、結局、消費電力を22%に抑制できることが分かる。   In the present embodiment, this power consumption is added because a new auxiliary pump is provided, but since a large number of vacuum vessels are simultaneously evacuated, only a slight increase is seen as a whole. As a result, the total power consumption of all the vacuum pumps is 68 + 440 = 508 kW in the conventional example, and 68 + 40 + 3.7 = 111.7 kW in the present embodiment, and it can be seen that the power consumption can be suppressed to 22%.

次に、真空容器にガスを流していないときの排気系からの真空容器への不純物ガスの回り込みを見積もってみる。図2より、ポンプの到達圧力は、ルーツポンプでは6.00Pa(45mTorr)、メカニカルブースターポンプでは0.53Pa(4mTorr)であることが分かる。ネジ溝式分子ポンプの圧縮比は3000倍(Heガスに対して)であり、排気系からの回り込みだけを考慮すると、バックポンプとしてルーツポンプおよびメカニカルブースターポンプを使用したときの真空容器内の不純物ガス分圧は、それぞれ2.00×10−3Pa(1.5×10−5Torr)および約1.73×10−4(1.3×10−6Torr)となる。従って、従来例と比較して排気系からの真空容器への不純物ガスの回り込みを1桁程度減少できることが分かる。 Next, let us estimate the amount of impurity gas flowing into the vacuum vessel from the exhaust system when gas is not flowing through the vacuum vessel. FIG. 2 shows that the ultimate pressure of the pump is 6.00 Pa (45 mTorr) for the roots pump and 0.53 Pa (4 mTorr) for the mechanical booster pump. The compression ratio of the thread groove type molecular pump is 3000 times (relative to He gas), and considering only the sneaking from the exhaust system, the impurities in the vacuum vessel when the roots pump and the mechanical booster pump are used as the back pump. The gas partial pressures are 2.00 × 10 −3 Pa (1.5 × 10 −5 Torr) and about 1.73 × 10 −4 (1.3 × 10 −6 Torr), respectively. Therefore, it can be seen that the amount of impurity gas flowing into the vacuum vessel from the exhaust system can be reduced by about one digit compared to the conventional example.

従来の装置では、低真空ポンプが大型のため真空容器近辺に設置することが困難な場合が多く、高真空ポンプとの間を長い配管を介して接続せざるを得なかった。このため、大流量ガスを流すと配管のガスコンダクタンスの影響で高真空ポンプの背圧が上昇してしまう。例えば、1atm・L/minのガスを流したとき、配管無しでは53.33Pa(0.4Torr)であったのが、内径40mm、長さが10mの円筒形配管を通すと111.99Pa(0.84Torr)になってしまう。この配管を接続した状態で高真空ポンプの背圧を53.33Pa(0.4Torr)以下にするには、ガス流量を0.25atm・L/min以下と1/4に制限しなければならない。結果として、大流量ガスを流す必要があるエッチングやプラズマCVDなどのプロセスでは、プロセス速度やプロセス性能を低下させる大きな要因となっていた。一方、本実施例では、低真空ポンプが非常に小型のため真空容器直近に設置することが可能で、高真空ポンプとの間は短い配管で接続すればよく、ガス流量が制限されることがない。   In the conventional apparatus, it is often difficult to install the low vacuum pump near the vacuum vessel due to its large size, and it has been necessary to connect the high vacuum pump with a long pipe. For this reason, when flowing a large flow gas, the back pressure of the high vacuum pump increases due to the influence of the gas conductance of the piping. For example, when a gas of 1 atm · L / min was flown, the pressure was 53.33 Pa (0.4 Torr) without a pipe, but when the gas was passed through a cylindrical pipe having an inner diameter of 40 mm and a length of 10 m, the flow was 111.99 Pa (0 Torr). .84 Torr). In order to reduce the back pressure of the high vacuum pump to 53.33 Pa (0.4 Torr) or less with this pipe connected, the gas flow rate must be restricted to 0.25 atm · L / min or less, which is 1 /. As a result, in processes such as etching and plasma CVD which require a large flow of gas, this has been a major factor in lowering the process speed and process performance. On the other hand, in this embodiment, the low vacuum pump is very small, so that it can be installed in the immediate vicinity of the vacuum vessel. Absent.

配管111には、内径36mm、長さ約0.55mのステンレスのフレキシブルチューブを用いた。前述の通り、この配管のガスコンダクタンスは十分大きく、無視できる。配管112には、内径40mm、長さ42mのステンレスの直管を用いた。特に大口径の配管を使用したわけではないが、最大ガス流量である99atm・L/minのガスを流したときでも、配管112の両端間の圧力差は高々386.63Pa(2.9Torr)であり、無視できるレベルである。このように、従来の装置と比較して、特に大口径配管を使用する必要はなく、配管の設置コストが増加することはない。   For the pipe 111, a stainless flexible tube having an inner diameter of 36 mm and a length of about 0.55 m was used. As described above, the gas conductance of this pipe is sufficiently large and can be ignored. As the pipe 112, a stainless steel straight pipe having an inner diameter of 40 mm and a length of 42 m was used. Although a pipe having a large diameter is not particularly used, even when a gas having a maximum gas flow rate of 99 atm · L / min is supplied, the pressure difference between both ends of the pipe 112 is at most 386.63 Pa (2.9 Torr). Yes, at a negligible level. As described above, it is not necessary to use a large-diameter pipe as compared with the conventional apparatus, and the installation cost of the pipe does not increase.

なお、補助ポンプ108と配管113は、半導体製造工場のクリーンエリア以外に、その他の部分はクリーンエリア内に設置した。   The auxiliary pump 108 and the pipe 113 were set in a clean area of the semiconductor manufacturing plant, and the other parts were set in the clean area.

図3は、本発明の真空装置を半導体プロセス装置に適用した第2の実施例を示したものである。   FIG. 3 shows a second embodiment in which the vacuum apparatus of the present invention is applied to a semiconductor processing apparatus.

301は真空容器、302、303はそれぞれ真空容器301に設けられたガス導入口、ガス排気口である。304は真空容器3台が1つのプラットフォームに集積化されたクラスターツールである。305はガスコンダクタンスを変えることにより真空容器301内のガス圧力を制御するための圧力調節バルブである。306は高真空ポンプであり、本実施例ではネジ溝式分子ポンプを用いている。307は高真空ポンプ306の背圧を低圧力に保つための低真空ポンプであり、本実施例ではメカニカルブースターポンプを用いている。308は補助ポンプであり、本実施例ではルーツポンプを用いている。309、310はバルブであり、本実施例では電磁バルブを用いている。311、312、313はガスを流すための配管である。   Reference numeral 301 denotes a vacuum vessel, and 302 and 303 denote gas inlets and gas exhaust ports provided in the vacuum vessel 301, respectively. Reference numeral 304 denotes a cluster tool in which three vacuum vessels are integrated on one platform. Reference numeral 305 denotes a pressure control valve for controlling the gas pressure in the vacuum vessel 301 by changing the gas conductance. Reference numeral 306 denotes a high vacuum pump. In this embodiment, a thread groove type molecular pump is used. Reference numeral 307 denotes a low vacuum pump for keeping the back pressure of the high vacuum pump 306 at a low pressure. In this embodiment, a mechanical booster pump is used. An auxiliary pump 308 uses a roots pump in this embodiment. Numerals 309 and 310 are valves, and in this embodiment, electromagnetic valves are used. 311, 312, and 313 are pipes for flowing gas.

実施例1との違いは、1台の低真空ポンプ307でクラスターツール内の3台の真空容器を同時に排気することにある。このように低真空ポンプを共通化すると、低真空ポンプ307の台数が1/3になり、実施例1の場合と比較してさらに消費電力、装置設置面積が減少し、コストが削減できる。
本実施例では、1台の低真空ポンプで3台の真空容器を同時に排気する構成になっているが、3台に限定されるわけではない。
The difference from the first embodiment is that one low vacuum pump 307 simultaneously exhausts three vacuum containers in the cluster tool. When the low-vacuum pump 307 is used in this way, the number of low-vacuum pumps 307 is reduced to 1/3, and the power consumption and the device installation area are further reduced as compared with the case of the first embodiment, so that the cost can be reduced.
In the present embodiment, three vacuum vessels are simultaneously evacuated by one low vacuum pump, but the invention is not limited to three.

図4は、本発明の真空装置を半導体プロセス装置に適用した第3の実施例を示したものである。   FIG. 4 shows a third embodiment in which the vacuum apparatus of the present invention is applied to a semiconductor processing apparatus.

401a、401b、401cは真空容器、402、403はそれぞれ真空容器401に設けられたガス導入口、ガス排気口である。404は真空容器3台が1つのプラットフォームに集積化されたクラスターツールである。405はガスコンダクタンスを変えることにより真空容器401内のガス圧力を制御するための圧力調節バルブである。406は高真空ポンプであり、本実施例ではネジ溝式分子ポンプを用いている。407は低真空ポンプであり、本実施例ではメカニカルブースターポンプを用いている。408は補助ポンプであり、本実施例ではルーツポンプを用いている。409、410はバルブであり、本実施例では電磁バルブを用いている。411、412、413、414はガスを流すための配管である。   Reference numerals 401a, 401b, and 401c denote vacuum vessels, and 402 and 403 denote gas introduction ports and gas exhaust ports provided in the vacuum vessel 401, respectively. Reference numeral 404 denotes a cluster tool in which three vacuum vessels are integrated on one platform. Reference numeral 405 denotes a pressure control valve for controlling the gas pressure in the vacuum vessel 401 by changing the gas conductance. Reference numeral 406 denotes a high vacuum pump. In this embodiment, a thread groove type molecular pump is used. Reference numeral 407 denotes a low vacuum pump. In this embodiment, a mechanical booster pump is used. An auxiliary pump 408 uses a roots pump in this embodiment. Reference numerals 409 and 410 denote valves, and in this embodiment, electromagnetic valves are used. 411, 412, 413, and 414 are pipes for flowing gas.

真空容器401a、401bはポリシリコンのプラズマCVD装置であり、53.33Pa(400mTorr)以上の比較的高い圧力でプロセスが行われる。401cはポリシリコンのエッチング装置であり、4.00Pa(30mTorr)の低圧力でプロセスが行われる。実施例1との違いは、クラスターツール内の2台の真空容器401a、401bには、高真空ポンプが接続されておらず、直接低真空ポンプで排気するようになっていることである。これは、プロセスが53.33Pa(400mTorr)以上の比較的高い圧力で行われるため、低真空領域での排気能力が必要ないためである。このように、比較的高い圧力でプロセスが行われる場合は、高真空ポンプを装着しないことにより、実施例1の場合と比較してさらに消費電力、装置設置面積が減少し、コストが削減できる。   The vacuum vessels 401a and 401b are plasma CVD apparatuses of polysilicon, and the process is performed at a relatively high pressure of 53.33 Pa (400 mTorr) or more. Reference numeral 401c denotes a polysilicon etching apparatus which performs a process at a low pressure of 4.00 Pa (30 mTorr). The difference from the first embodiment is that a high vacuum pump is not connected to the two vacuum vessels 401a and 401b in the cluster tool, and the vacuum is directly exhausted by a low vacuum pump. This is because the process is performed at a relatively high pressure of 53.33 Pa (400 mTorr) or more, so that no exhaust capability in a low vacuum region is required. As described above, when the process is performed at a relatively high pressure, the power consumption and the installation area of the apparatus are further reduced as compared with the case of the first embodiment, and the cost can be reduced by not installing the high vacuum pump.

図5は、本発明の真空装置を半導体プロセス装置に適用した第4の実施例を示したものである。   FIG. 5 shows a fourth embodiment in which the vacuum apparatus of the present invention is applied to a semiconductor processing apparatus.

図5には、実施例1との変更点のみが示されている。501は補助ポンプであり、本実施例では実施例1とおなじ2000L/minのルーツポンプが2台並列に接続されている。502、503、504はバルブであり、本実施例では502は電動バルブ、503、504は手動バルブである。505、506は、ガスを流すための配管である。配管506内は、ほぼ大気圧となっている。   FIG. 5 shows only changes from the first embodiment. Reference numeral 501 denotes an auxiliary pump. In this embodiment, two Roots pumps of 2000 L / min are connected in parallel as in the first embodiment. Reference numerals 502, 503, and 504 denote valves. In this embodiment, 502 is an electric valve, and 503 and 504 are manual valves. 505 and 506 are pipes for flowing gas. The inside of the pipe 506 is almost at atmospheric pressure.

実施例1〜3では、1台の補助ポンプで多数の真空容器の排気を行っていたため、補助ポンプが故障すると多数の真空容器が同時に使用不能となってしまう問題があった。本実施例では、通常は、バルブ503、504は常時開いており、2台の補助ポンプで同時に排気を行っている。片方の補助ポンプ501が故障した場合は、その前後のバルブ503と504を閉じて、ポンプ交換作業、または修理を行う。この間は、もう片方の補助ポンプのみで排気を行う。すなわち、片方の補助ポンプが故障しても、全く支障なく装置を使用できる。   In the first to third embodiments, since a single auxiliary pump exhausts a large number of vacuum containers, there is a problem that if the auxiliary pump breaks down, a large number of vacuum containers become unusable at the same time. In this embodiment, normally, the valves 503 and 504 are always open, and the two auxiliary pumps simultaneously exhaust air. If one of the auxiliary pumps 501 fails, the valves 503 and 504 before and after the auxiliary pump 501 are closed, and the pump is replaced or repaired. During this time, exhaust is performed only by the other auxiliary pump. That is, even if one of the auxiliary pumps fails, the apparatus can be used without any trouble.

図6は、本発明の真空装置を半導体プロセス装置に適用した第5の実施例を示したものである。これは、実施例2の装置に、真空容器内を大気圧から減圧に排気する際に使用する粗引排気系を付加したものである。ここでは、実施例2との変更点のみを説明する。   FIG. 6 shows a fifth embodiment in which the vacuum apparatus of the present invention is applied to a semiconductor processing apparatus. This is obtained by adding a rough evacuation system used to evacuate the vacuum vessel from atmospheric pressure to reduced pressure to the apparatus of the second embodiment. Here, only the differences from the second embodiment will be described.

601は粗引ポンプであり、本実施例では360L/minのスクロールポンプを用いた。このポンプの消費電力は0.45kWと小さく、非常に小型である。到達真空度は1.33Pa(10mTorr)である。602、603はバルブであり、本実施例では電動バルブを用いている。604は配管であり、本実施例では直径9.525mm(3/8インチ)のステンレス管を用いている。605は配管であり、内部はほぼ大気圧となっている。   Reference numeral 601 denotes a roughing pump. In this embodiment, a 360 L / min scroll pump was used. The power consumption of this pump is as small as 0.45 kW, and is very small. The ultimate vacuum degree is 1.33 Pa (10 mTorr). Reference numerals 602 and 603 denote valves, and in this embodiment, electric valves are used. Reference numeral 604 denotes a pipe. In this embodiment, a stainless steel pipe having a diameter of 9.525 mm (3/8 inch) is used. Reference numeral 605 denotes a pipe, the inside of which is substantially at atmospheric pressure.

真空容器内部のメンテナンスなどを行う際には、真空容器内部を大気解放する必要がある。再び真空容器内部を真空引きする際に排気系に大量の大気が流れると、低真空ポンプの背圧が上昇して他の真空容器に影響を及ぼす可能性がある。本実施例では、粗引排気系を新たに付加することにより、この問題を解決している。   When performing maintenance or the like inside the vacuum vessel, it is necessary to release the inside of the vacuum vessel to the atmosphere. If a large amount of air flows into the exhaust system when the inside of the vacuum vessel is evacuated again, the back pressure of the low vacuum pump may increase and affect other vacuum vessels. In this embodiment, this problem is solved by newly adding a rough exhaust system.

真空容器を大気解放している状態では、該当する高真空ポンプは停止しており、該当するバルブ602およびバルブ603は閉じた状態になっている。真空容器内を真空引きする際には、バルブ603が閉じた状態でバルブ602を開き、配管604を通して粗引ポンプ601により大気を排気する。その後、真空容器内部の圧力が2666〜7999Pa(数10Torr)程度まで減少したら、バルブ602を閉じてバルブ603を開く。その後、高真空ポンプを起動し、通常の運転状態に復帰する。   In a state where the vacuum vessel is open to the atmosphere, the corresponding high vacuum pump is stopped, and the corresponding valves 602 and 603 are closed. When the inside of the vacuum container is evacuated, the valve 602 is opened with the valve 603 closed, and the atmosphere is exhausted by the roughing pump 601 through the pipe 604. Thereafter, when the pressure inside the vacuum vessel decreases to about 2666 to 7999 Pa (several tens of Torr), the valve 602 is closed and the valve 603 is opened. After that, the high vacuum pump is started to return to the normal operation state.

また、本実施例においては、クラスターツール内で同時に2台以上の真空容器でプロセスを行わないようにすれば、プロセスを行っていない真空容器のバルブ603を閉じて粗引きポンプ601を高真空ポンプのバックポンプとして使用することにより、上記実施例2で示した装置よりもガスの回り込みを完全に防止して清浄度を向上させることができる。   In this embodiment, if the process is not performed in two or more vacuum vessels at the same time in the cluster tool, the valve 603 of the vacuum vessel that is not performing the process is closed and the roughing pump 601 is switched to the high vacuum pump. By using this as a back pump, it is possible to completely prevent the gas from flowing around and improve the cleanliness as compared with the apparatus shown in the second embodiment.

なお、本実施例は、粗引排気系を実施例2の装置に付加したものであるが、実施例1〜4の装置に付加しても同様の効果が得られる。また、本実施例では、配管604を高真空ポンプの排気側に接続しているが、真空容器に直接接続してもかまわないし、低真空ポンプの排気側に接続してもかまわない。   In this embodiment, a rough exhaust system is added to the apparatus of the second embodiment, but the same effect can be obtained by adding the rough exhaust system to the apparatuses of the first to fourth embodiments. Further, in the present embodiment, the pipe 604 is connected to the exhaust side of the high vacuum pump, but may be directly connected to the vacuum vessel or may be connected to the exhaust side of the low vacuum pump.

図7は、本発明の真空装置を半導体プロセス装置に適用した第6の実施例を示したものである。これは、実施例2の装置に、真空容器内を大気圧から減圧に排気する際に使用する粗引用排気経路を付加したものである。ここでは、実施例2との変更点のみを説明する。   FIG. 7 shows a sixth embodiment in which the vacuum apparatus of the present invention is applied to a semiconductor processing apparatus. This is obtained by adding a rough evacuation path used when the inside of the vacuum vessel is evacuated from the atmospheric pressure to a reduced pressure, to the apparatus of the second embodiment. Here, only the differences from the second embodiment will be described.

701、702はバルブであり、本実施例では電動バルブを用いた。703は配管であり、本実施例では直径3.175mm(1/8インチ)のステンレス管を用いている。   Numerals 701 and 702 denote valves. In this embodiment, electric valves are used. Reference numeral 703 denotes a pipe. In this embodiment, a stainless steel pipe having a diameter of 3.175 mm (1/8 inch) is used.

真空容器を大気解放している状態では、該当する高真空ポンプは停止しており、該当するバルブ701およびバルブ702は閉じた状態になっている。真空容器内を真空引きする際には、バルブ702が閉じた状態でバルブ701を開き、配管703を通して低真空ポンプにより大気を排気する。このとき、配管703は内径が小さくガスコンダクタンスが小さいため、低真空ポンプに流れ込むガスの流量が抑制され、低真空ポンプの背圧の上昇が抑えられる。その後、真空容器内部の圧力が2666〜7999Pa(数10Torr)程度まで減少したら、バルブ701を閉じてバルブ702を開く。その後、高真空ポンプを起動し、通常の運転状態に復帰する。   In a state where the vacuum vessel is open to the atmosphere, the corresponding high vacuum pump is stopped, and the corresponding valves 701 and 702 are closed. When the inside of the vacuum container is evacuated, the valve 701 is opened with the valve 702 closed, and the atmosphere is exhausted through a pipe 703 by a low vacuum pump. At this time, since the inside diameter of the pipe 703 is small and the gas conductance is small, the flow rate of the gas flowing into the low vacuum pump is suppressed, and the rise of the back pressure of the low vacuum pump is suppressed. Thereafter, when the pressure inside the vacuum vessel decreases to about 2666 to 7999 Pa (several tens of Torr), the valve 701 is closed and the valve 702 is opened. After that, the high vacuum pump is started to return to the normal operation state.

なお、本実施例は、粗引用排気経路を実施例2の装置に付加したものであるが、実施例1〜4の装置に付加しても同様の効果が得られる。   In the present embodiment, the rough evacuation path is added to the apparatus of the second embodiment, but the same effect can be obtained by adding the rough exhaust path to the apparatus of the first to fourth embodiments.

図8は、本発明の真空装置を半導体プロセス装置に適用した第7の実施例を示したものである。この実施例7は実施例2の装置に、ガスの一部を取り除く手段と、真空容器との間の配管を90℃以上に加熱する手段を備えたものである。   FIG. 8 shows a seventh embodiment in which the vacuum apparatus of the present invention is applied to a semiconductor processing apparatus. In the seventh embodiment, the apparatus of the second embodiment is provided with a means for removing a part of the gas and a means for heating the pipe between the vacuum vessel and the pipe to 90 ° C. or more.

図8で、801、802はヒータ付きのバルブであり、803、804はヒータ付きの配管である。これら配管803、804はラバーヒータ809により覆われており、真空装置を使用するときには常に温度を90℃以上に保つような構成である。なお、805、806は通常の配管である。807は水冷式トラップである。また、808は、上記実施例2について示す図3の補助ポンプ308に対応する補助ポンプである。   In FIG. 8, reference numerals 801 and 802 denote valves with a heater, and reference numerals 803 and 804 denote pipes with a heater. These pipes 803 and 804 are covered with a rubber heater 809, so that the temperature is always kept at 90 ° C. or higher when a vacuum device is used. In addition, 805 and 806 are ordinary pipes. 807 is a water-cooled trap. Reference numeral 808 denotes an auxiliary pump corresponding to the auxiliary pump 308 shown in FIG.

プラズマCVD装置やプラズマエッチング装置では、真空容器中での処理の後に発生する排気ガス中に析出性の副生成物などが多く含まれる。これらの物質は真空容器中では気相成分と排気ガス中に含まれるが、配管を経るうちに冷やされ、固相成分に変化して、配管の内部に付着する場合がある。このような付着物は真空ポンプの排気性能低下や装置自体の故障の原因となる。このような付着物は配管の断面積を小さくするので排気のコンダクタンスを小さくしてしまうといった問題も包含しており、付着しないような対策を取ることが望ましい。   In a plasma CVD apparatus or a plasma etching apparatus, exhaust gas generated after processing in a vacuum vessel contains a large amount of precipitated by-products and the like. These substances are contained in the gas phase component and the exhaust gas in the vacuum vessel, but may be cooled while passing through the pipe, change to a solid phase component, and adhere to the inside of the pipe. Such deposits cause a reduction in the evacuation performance of the vacuum pump and a failure of the apparatus itself. Such deposits reduce the cross-sectional area of the pipe, and thus include the problem of reducing the conductance of the exhaust gas. It is therefore desirable to take measures to prevent the deposits.

本実施例では、この付着の原因となるガス状の成分を取り除くための手段として、水冷式トラップ807を備えている。さらに、この水冷式トラップ807までの配管を付着物が発生しない程度の温度に加熱しておくことで、水冷式トラップ807までの配管内での付着を予防することもできる。   In the present embodiment, a water-cooled trap 807 is provided as a means for removing gaseous components that cause the adhesion. Furthermore, by heating the pipes up to the water-cooled trap 807 to a temperature at which no deposits are generated, it is possible to prevent the pipes up to the water-cooled trap 807 from being adhered.

本実施例では、排気ガス中の析出性の成分を取り除く手段として水冷式トラップ807を用いて構成したが、これに限定されるものではないことは言うまでもない。また加熱手段についても排気経路で排気ガスと接触する部分を少なくとも90℃以上に加熱できる手段であればよく、セラミックヒータを用いるなど、実施例のラバーヒータに限定されるものではないことも同様である。   In the present embodiment, the water-cooled trap 807 is used as a means for removing the precipitated components in the exhaust gas. However, it is needless to say that the present invention is not limited to this. Also, the heating means may be any means that can heat a portion in contact with the exhaust gas in the exhaust path to at least 90 ° C. or more, and is not limited to the rubber heater of the embodiment, such as using a ceramic heater. is there.

また、本実施例は実施例2の装置に付加したものとして説明したが、前述した他の実施例の装置に付加しても同様の効果が得られる。   Although the present embodiment has been described as being added to the device of the second embodiment, the same effect can be obtained by adding the device to the above-described other embodiment.

以上説明したように、本発明によれば、装置消費電力および装置専有面積が小さく、不純物ガスが排気系から真空容器内にまわり込むことがなく、大流量ガスを流し得る真空装置が実現できる。   As described above, according to the present invention, it is possible to realize a vacuum apparatus that has a small power consumption and a small area occupied by the apparatus, allows the impurity gas to flow from the exhaust system into the vacuum vessel, and allows a large flow rate of gas to flow.

さらに、排気ガス中に含有する析出性の副生成物を有効に取り除く手段を設けることで、長期間に亘り排気コンダクタンスを好ましい状態に維持できる真空装置とすることもできる。   Further, by providing a means for effectively removing the precipitable by-products contained in the exhaust gas, a vacuum device capable of maintaining the exhaust conductance in a favorable state for a long period of time can be provided.

図1は、実施例1に係わる装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus according to the first embodiment. 図2は、実施例1に係わるメカニカルブースターポンプとルーツポンプの排気特性を比較したグラフである。FIG. 2 is a graph comparing the exhaust characteristics of the mechanical booster pump and the roots pump according to the first embodiment. 図3は、実施例2に係わる装置の概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of an apparatus according to the second embodiment. 図4は、実施例3に係わる装置の概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of an apparatus according to the third embodiment. 図5は、実施例4に係わる装置の概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram of an apparatus according to the fourth embodiment. 図6は、実施例5に係わる装置の概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of an apparatus according to the fifth embodiment. 図7は、実施例6に係わる装置の概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram of an apparatus according to the sixth embodiment. 図8は、実施例7に係わる装置の概略図である。FIG. 8 is a schematic diagram of an apparatus according to the seventh embodiment.

Claims (3)

ガス導入口と排気口を備える複数の真空容器と、該ガス導入口から該真空容器内に所望のガスを導入するためのガス供給システムと、該真空容器内を減圧に保つための排気システムを備える真空装置において、
該排気システムは直列に多段に接続された複数の真空ポンプを有し、
該複数の真空ポンプのうち、低真空ポンプが該真空容器直近に設置され、複数の該低真空ポンプから共通の配管で最終段真空ポンプに接続され、
該最終段真空ポンプの排気口圧力は、略大気圧であり、
該最終段真空ポンプは、1台あたり複数の前段真空ポンプからのガスを排気するように構成されていることを特徴とする真空装置。
A plurality of vacuum vessels having a gas inlet and an exhaust port, a gas supply system for introducing a desired gas from the gas inlet into the vacuum vessel, and an exhaust system for keeping the inside of the vacuum vessel at reduced pressure. In the provided vacuum device,
The exhaust system has a plurality of vacuum pumps connected in series in multiple stages,
Among the plurality of vacuum pumps, a low vacuum pump is installed in the immediate vicinity of the vacuum vessel, and the low vacuum pump is connected to a final stage vacuum pump by a common pipe from the plurality of low vacuum pumps,
The exhaust pressure of the final stage vacuum pump is approximately atmospheric pressure,
The vacuum apparatus, wherein the last-stage vacuum pump is configured to exhaust gas from a plurality of previous-stage vacuum pumps per unit.
前記低真空ポンプはブースターポンプであることを特徴とする請求項1記載の真空装置。   The vacuum apparatus according to claim 1, wherein the low vacuum pump is a booster pump. 前記最終段真空ポンプはルーツポンプであることを特徴とする請求項1または2記載の真空装置。   The vacuum apparatus according to claim 1, wherein the last-stage vacuum pump is a roots pump.
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