JP2008500895A - 排気装置用ガス供給システム - Google Patents

Abstract

不活性パージガスを排気装置（１０６）に供給するためのシステム（１００）は、各々がガスをマニホールド（１２）のそれぞれの排気口から排気装置（１０６）のそれぞれのポート（１０４）に搬送するための複数の可撓性毛管（１０２）を含む。各毛管（１０２）の内径及び長さは、それぞれのポート（１０４）へのガス流量を制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、不活性パージガスを排気装置に供給するためのシステムに関する。

半導体装置から流体を圧送するのに使用される真空排気装置は、典型的には、補助ポンプとして、内噛み合いロータを使用する多段容積形ポンプを使用する。ロータは各段で同じ型の外形を有していてもよく、或いは、外形が段間で変わってもよい。

化学蒸着処理のような半導体工程中、蒸着ガスは、処理室に供給され、基板の表面に蒸着層を形成する。蒸着ガスの室内での滞留時間が比較的短いので、室に供給されたガスの少ない割合のみが、蒸着工程中に消費される。その結果、真空ポンプにより室から排気される未消費ガス分子は、高反応状態でポンプを通過することがある。その結果、ポンプ構成部品は、強烈な未消費ガス分子の排気から生じる腐食及び崩壊によって損傷を受け易い。さらに、未消費処理ガス又は副生成物が凝縮性であれば、低温の表面での昇華により、ポンプ内に粉末又はちりが蓄積し、これはポンプのロータ要素とステータ要素との間の空の運転隙間を事実上に満たすことがある。他の処理では、ポンプ内に潜在的な可燃性混合物を形成することがあるガスが使用される。

ポンプを通過するときこれらのガスを希釈するため、窒素のような不活性パージガスをポンプに供給することがある。また、このガスは、ポンプの動的シャフトシールの寿命及び有効性を増す役目を果たし、且つ、排気装置内の或るセンサーをクリーンで機能的状態に確実に維持することができるので、このガスは、典型的には、排気装置の周囲の種々の場所に設けられた複数のパージポートを通して供給される。

図１は、パージガスを多数のパージポートに供給するための典型的なシステムを示す。システム１０は、吸気口１４と、複数の排気口１６と、を有するマニホールド１２を含む。吸気口１４は、逆止弁２２を含む導管２０を介して、窒素又はヘリウムのようなパージガスの供給源１８に連結されている。供給源１８でのパージガスの圧力は、例えば、２０〜１００ｐｓｉの範囲内で変えられるので、導管２０は、吸気口１４に搬送されるパージガス流の圧力を調整するための圧力調整器２４も含む。

マニホールド１２内では、受けたパージガス流は、流量変換器２６を通り、排気口１６への搬送のために複数の流れに分割される。各排気口１６での流れの要求が、排気装置の特定のパージポートにパージガスを供給する目的に応じて、異なるかも知れないので、マニホールド１６は、電磁弁２８，定流量制限器３０，及び，排気口１６に供給する各パージガス流の流量を調整するための可変流量制限器、例えば、ニードル弁３２の比較的高価な配列を含む。可変流量制限器３２は、定流量制限器として比較的安価なオリフィスプレートで置換することができるが、これらは、実際には達成困難な非常に高い精度に機械加工することが必要となる。また、そのようなシステムでは、いくつかのオリフィスプレートが、ガス供給システムの設置中に、マニホールド排気口への必要な流量を達成するようにしばしば修正される。

システム１０は、典型的には、内径４〜５ｍｍの通常、ステンレス鋼の硬質パイプ３４を使用して排気装置に連結される。まずいことに、これらの連結パイプは、排気装置からガス供給システムに振動を伝達することがある。さらに、システムには、典型的には、システムを或る範囲の異なる排気機構に連結させることができるようにする異なる組の連結パイプが供給され、これはコストを著しく増す。

少なくとも好ましい実施形態では、本発明は、これらの課題及び他の課題を解決しようとするものである。

第１の態様では、本発明は、パージガスを排気装置に供給する方法を提供する。その方法は、パージガスを可撓性毛管を使用して排気装置のポートに搬送する工程を有する。

毛管は、ポートへのパージガスの流量を決定するように寸法決めされるのがよい。例えば、各毛管の内径及び長さの少なくとも一方は、所定流量のパージガスを排気装置のそれぞれのポートに供給するように選択されるのがよい。

パージガスを排気装置のパージポートに搬送する所定寸法の可撓性毛管の使用は、従来のガス供給システムの可変流量制限器及び硬質パイプに取って代わる。ガス供給システムの部品数を減らすことによりコスト削減をもたらすのに加えて、この構成は他の利益をもたらすことができる。第１に、毛管の内径が注意深く選択されるならば、各毛管を切断しなければならない長さの公差は、他の流量調整機構を必要とすることなく、非常に大きくすることができる。これは、システムの設置を大いに簡単化することができる。毛管のこれらの大きな公差及び固有の可撓性に照らして、本システムは、排気装置毎に硬質連結パイプのあつらえの組を準備する必要なしに、多数の異なる排気装置に使用することができる。

設置を容易にするのに加えて、毛管の固有の可撓性は、ガス供給システムと排気装置との間の振動の隔離を提供することができる。

最も簡単な実施形態では、可撓性毛管は、パージガス源からパージガス流を受けるための吸気口を有する構造体の排気口に連結される。他の実施形態では、この構造体は、複数の排気口を有し、各排気口が排気装置のそれぞれのポートに連結されてもよい。例えば、この構造体が、受けたパージガス流を２つ又はそれ以上の流れに分割するためのマニホールド、又は標準的なパイプ「ティー」継手であってもよい。好ましくは、構造体の各排気口は、それぞれの毛管を使用してそれぞれのポートに連結される。

他の態様では、本発明は、パージガスを排気装置に供給する方法を提供する。その方法は、パージガス源からパージガス流を受ける工程と、受けたパージガスを可撓性毛管を使用して排気装置のポートに搬送する工程と、を有する。

さらに他の態様では、本発明は、パージガスを排気装置に供給するためのシステムを提供する。そのシステムは、パージガス源からパージガス流を受けるための手段と、受けたパージガスを排気装置のポートに搬送するための可撓性毛管と、を有する。

本発明のさらに他の態様は、パージガス流を受けるための吸気口，及びパージガスを排気装置に供給するための少なくとも１つの排気口，を有する構造体と、複数の異なる寸法の可撓性毛管と、を有し、パージガス流を排気装置のポートに搬送することができるように、選択された寸法の毛管をそれぞれの排気口に連結することができる、部品のキットを提供する。

本発明の方法の態様に関係する上記特徴は、システムの態様にも等しく適用することができ、その逆もまた同様である。

一例として、本発明の実施形態が、図を参照してさらに記載される。

図２に示す本実施形態のガス供給システム１００は、電磁弁２８と排気口１６との間でマニホールド１２に配置された定流量制限器３０及び可変流量制限器３２が取り除かれ、且つ、硬質パイプ３４が可撓性毛管（キャピラリチューブ）１０２で置換されている範囲で、図１を参照して記載された従来既知のシステムと異なる。図３に示すように、各毛管１０２は、排気装置１０６のパージポート１０４にそれぞれ連結されている。図２に示すように、これらのポート１０４は、例えば、吸気口，排気口，シャフトシールに近接した種々の位置に、及び／又は、排気装置の排気段間の種々の位置に配置されてもよい。

毛管１０２の内径及び長さは、パージポートへのパージガスの流量を決定する。供給装置１００は、例えば、１ｍｍから５ｍｍの範囲の異なる直径の複数の毛管１０２を備えるのがよい。これにより、ユーザは、特定のパージポートとの連結に適切な直径の毛管１０２を選択することができ、次いで、ポートに望ましいガス流量を供給するため、毛管を特定の長さに切断することができる。特定の毛管１０２の内径を的確に選択するならば、毛管１０２を切断しなければならない長さの公差は非常に大きくすることができる。これは、大幅なコスト削減になる上、毛管１０２の固有の可撓性を考慮すると、図１に示した既知のシステムと比較して、供給設備を大幅に簡単化することができる。これは、ユーザがマニホールド１２を或る範囲の異なる排気装置の一つに連結することができるように、単一の組の毛管１０２を、マニホールド１２を含むキットに設けることを可能にする。

好ましくは、毛管１０２の可撓性は、マニホールド１２を排気装置の使用中に発生する振動から実質的に隔絶し、又は、そうするように選択される。従って、毛管は、排気装置と、例えば、図１に示されたマニホールドとの間に、すなわち、毛管１０２の中を通るガス流量が一つ又はそれ以上の（可変又は定）制限器を使用して決定される場合に、可撓性連結部を提供するのに使用することができる。

不活性パージガスをポンプに供給するための既知のシステムを示す図である。 本発明によるシステムの実施形態を示す図である。 排気装置に連結された図２のシステムを示す図である。

符号の説明

１２ マニホールド
２８ 電磁弁
３０ 定流量制限器
３２ 可変流量制限器
１００ ガス供給システム
１０２ 可撓性毛管
１０４ パージポート
１０６ 排気装置

Claims (22)

1. パージガスを排気装置に供給する方法であって、
   パージガスを可撓性毛管を使用して排気装置のポートに搬送する工程を有することを特徴とする方法。
2. 毛管は、ポートへのパージガスの流量を決定するように寸法決めされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 各毛管の内径及び長さの少なくとも一方が、ポートに望ましい流量のパージガスを供給するように選択されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 毛管の可撓性は、毛管へのパージガス源を、排気装置の使用中に発生する振動から実質的に隔絶するように選択されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 毛管に供給されるパージガスの圧力を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 可撓性毛管を、パージガス源からパージガス流を受けるための吸気口を有する構造体の排気口に連結することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 構造体は、複数の排気口を有し、各排気口が排気装置のそれぞれのポートに連結されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 各排気口は、それぞれの毛管を使用してそれぞれのポートに連結されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 構造体は、マニホールドを有することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. パージガスは不活性ガス、好ましくは窒素及びヘリウムの一方であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
11. パージガスを排気装置に供給する方法であって、
    パージガス源からパージガス流を受ける工程と、
    受けたパージガスを可撓性毛管を使用して排気装置のポートに搬送する工程と、を有することを特徴とする方法。
12. パージガスを排気装置に供給するためのシステムであって、
    パージガス源からパージガス流を受けるための手段と、
    受けたパージガスを排気装置のポートに搬送するための可撓性毛管と、を有することを特徴とするシステム。
13. 毛管は、通過するパージガスの流量を決定するように寸法決めされたことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
14. 毛管の可撓性は、受取り手段を、排気装置の使用中に発生する振動から実質的に隔絶するように選択されることを特徴とする請求項１２又は１３に記載のシステム。
15. 受取り手段は、パージガス源からパージガス流を受けるための吸気口と、可撓性毛管に連結された少なくとも１つの排気口と、を有することを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のシステム。
16. 受取り手段は、複数の排気口を有し、各排気口は、排気装置のそれぞれのポートに連結されたことを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
17. 各排気口は、それぞれの毛管を使用してそれぞれのポートに連結されたことを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
18. 受取り手段は、マニホールドを有することを特徴とする請求項１２〜１７のいずれか１項に記載のシステム。
19. マニホールドは、排気口に供給される流体の圧力を調整するための手段を有することを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
20. 部品のキットであって、
    パージガス流を受けるための吸気口，及びパージガスを排気装置に供給するための少なくとも１つの排気口，を有する構造体と、
    複数の異なる寸法の可撓性毛管と、を有し、
    選択された寸法の毛管を、パージガス流を排気装置のポートに搬送するために、それぞれの排気口に連結することができることを特徴とするキット。
21. 複数の可撓性毛管の少なくともいくつかは、異なる内径を有することを特徴とする請求項２０に記載のキット。
22. 可撓性毛管は、所定の長さに切断することができることを特徴とする請求項２０又は２１に記載のキット。

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