JP2009530563A

JP2009530563A - ガス供給装置

Info

Publication number: JP2009530563A
Application number: JP2009500933A
Authority: JP
Inventors: フィリップノース; ディヴィッドポールマンソン
Original assignee: エドワーズリミテッド
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2009-08-27
Anticipated expiration: 2027-02-15
Also published as: TW200813251A; JP5266201B2; KR20080104154A; EP1996842B1; EP1996842A1; KR101321323B1; ATE553323T1; GB0605554D0; WO2007107781A1; TWI422705B

Abstract

パージガス流を排気装置に供給し、且つ、測定するための装置を記載する。装置は、ガス入口（１０６）と、各々、ガスを排気装置のそれぞれのポートに供給するための複数のガス出口（１１０）と、を有するマニホールド（１０４）と、入口と出口との間の流量セレクタ（１２０）と、を含み、流量セレクタは、様々なサイズの複数の間隔を隔てた孔（１３０）を有し、且つ、流量セレクタへの、および流量セレクタからの、ガスの流量を変化させるために、且つ、ガス流量を入口と整合された孔の前後で測定できるように、第１の組の孔が入口および出口と整合される第１の位置から第２の組の孔が入口および出口と整合される第２の位置までマニホールドに対して移動することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、パージガスを排気装置に供給するための装置に関する。

半導体工具から流体を排気するために用いられる真空排気装置は、典型的に、互いに噛み合ったロータを用いる多段容積式ポンプを補助ポンプとして用いる。ロータは、各段で同じタイプの輪郭を有してもよいし、あるいは、輪郭が段毎に変化してもよい。

化学蒸着法のような半導体プロセス中、付着ガスがプロセスチャンバに供給されて、基板の表面上に付着層を形成する。付着ガスのチャンバの中での滞留時間は、比較的短いので、チャンバに供給されたガスの少ない割合のみが、付着プロセス中、消費される。従って、真空ポンプによってチャンバから排気された、未消費のガス分子は、高反応状態でポンプの中を通る。その結果、ポンプ部品は、攻撃的な、未消費ガス分子の排気から生じる腐食および劣化により、損傷にさらされる。更に、もし未消費のプロセスガスあるいは副生物が凝縮性であるならば、より低い温度表面の昇華により、ポンプ内に粉末あるいは塵の蓄積をもたらし、これは、ポンプのロータとステータ要素との間の空の運転隙間を実際上、充填することがある。他のプロセスは、ポンプの中に潜在的な可燃性混合物の形成をもたらすことがあるガスを用いる。

これらのガスを、ポンプの中を通るときに希釈するために、窒素のような不活性パージガスをポンプに供給するのがよい。このガスは、また、ポンプの動力シャフトシールの寿命および効果を増すために役立ち、排気装置内の或るセンサを確実にきれいな且つ機能的な状態に維持することができるので、典型的には、ガスは、排気装置の周りの様々な位置に設けられた複数のパージポートを通して供給される。

パージガス消費のコストを減じるために、排気装置に供給されるパージガスの量は、通常、プロセス用途に応じて、排気装置の設置中、固定される。プロセスガスの希釈不足、これは、排気の信頼性の問題をもたらすことがあり、プロセスガスの希釈過ぎ、これは、不必要なコストおよび排気性能の損失をもたらすことがあるので、これらの両方を回避するために、パージガスの量は、注意深く制御されなければならない。

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図示する。システム１０は、入口１４および複数の出口１６を有するマニホールド１２を含む。入口１４は、チェックバルブ２２を含む導管２０を経由して、窒素あるいはアルゴンのようなパージガスのガス源１８に連結される。ガス源１８でのパージガスの圧力は、例えば、２０乃至１００ｐｓｉ（１．４×１０⁵乃至６．９×１０⁵Ｐａ）の範囲内で変化するかもしれないので、導管２０は、また、入口１４に導かれるパージガスの流れの圧力を調整するための圧力調整器２４を含む。

マニホールド１２内で、受け入れられたパージガスの流れは、出口１６に導かれるために複数の流れに分けられる前に、質量流量トランスデューサ２６を通る。各出口１６での流量要求は異なるので、パージガスが排気装置の特定のパージポートに供給される目的に依存して、マニホールド１６は、比較的複雑な、且つ、高価な、ソレノイドバルブ２８、出口１６に供給されるパージガスの各流量を固定するための一定流量制限器３０、および、可変流量制限器、例えば、ニードルバルブ３２の装置を含む。

本発明は、パージガスを排気装置に供給するための装置を提供し、装置は、ガス入口と、各々、ガスを、排気装置のそれぞれのポートに供給するための複数のガス出口と、を有するマニホールドと、入口と出口との間に配置された流量セレクタと、を含み、流量セレクタは、複数の様々なサイズの間隔を隔てられた孔を含み、流量セレクタの中への、および流量セレクタからの、ガスの流量を変化させるために、第１の組の孔が入口および出口と整合される第１の位置から第２の組の孔が入口および出口と整合される第２の位置までマニホールドに対して移動できる。

これにより、流量セレクタの適当な組の孔がマニホールドの入口および出口と整合されるように、排気装置のポートの各々へのガスの要求流量を、マニホールド内の流量セレクタの正しい位置によって、素早く且つ簡単に選択することができる。

流量セレクタがマニホールドからのパージガスの流量を変化させるように調整されるとき、流量セレクタの中へのパージガスの流量を調整するために、異なる孔が、マニホールドの入口と整合状態になる。これにより、流量セレクタの中へのパージガスの流れが、確実に、セレクタからのパージガスの要求流量に適合し、それによってパージガス流量の減少を回避し、且つ、マニホールドの入口と整合された孔の前後の圧力降下の測定を達成することによって、パージガスの流量を監視できるようにする。

孔の各組は、好ましくは、入口と整合させるための入口孔と、各々をそれぞれの出口と整合させるための複数の出口孔と、を含み、出口孔は、軸線方向に整合される。入口孔は、出口孔と軸線方向に整合されてもよいし、あるいは、出口孔から角度的に間隔を隔てられてもよい。一実施形態では、入口孔は、流量セレクタの、出口孔と反対側に配置される。入口孔は、好ましくは、流量セレクタの一端に向って配置される。

一組の出口孔は、同じサイズを有してもよいし、あるいは様々なサイズを有してもよい。例えば、各組は、３つ以上の出口孔を含んでもよく、これらの出口孔のいくつかは、同じサイズを有してもよいし、あるいは、排気装置のポートへの要求ガス流量に依存して全て異なるサイズを有してもよい。流量セレクタの入口孔は、好ましくは、異なるサイズを有し、例えば、マニホールドからのガスの全流量を減じさせるべきとき、より小さい入口孔がマニホールドの入口と整合される。

流量セレクタは、マニホールドに対して回転でき、および／または軸線方向に移動できる。一実施形態では、流量セレクタは、マニホールドに対して回転することができるので、孔の第１の組は、孔の第２の組から角度的に間隔を隔てられる。他の実施形態では、流量セレクタは、マニホールドに対して軸線方向に移動でき、孔の組は、軸線方向に間隔を隔てられる。変形例では、孔の組は、半径方向および軸線方向の両方に間隔を隔てられてもよい。一実施形態では、流量セレクタは、中空であり、好ましくは、マニホールド内で流量セレクタの位置を調整できるように、マニホールドに対して少なくとも回転可能である管状部材からなる。孔の組は、流量セレクタに配置された孔の組の数に依存して、いかなる角度だけ間隔を隔てられてもよい。例えば、組は、流量セレクタの４分の１回転だけ間隔を隔てられるのがよい。他の実施形態では、流量セレクタは、マニホールド内で流量セレクタの位置を調整できるように、マニホールドに対して軸線方向に移動できるプレートである。本実施形態では、孔は、軸線方向に間隔を隔てられる。

流量セレクタは、全体的にマニホールド内に配置されるのがよい。好ましい実施形態では、流量セレクタの一端は、マニホールドの中に配置され、流量セレクタの他端は、マニホールドの外部にある。流量セレクタの部分は、好ましくは、マニホールドから間隔を隔てられるので、流量制限器とマニホールドとの間の空間が、入口孔の前後の圧力降下を決定するための測定点を提供できる。第２の測定点は、ガスマニホールドの入口に都合よく配置されるのがよい。流量セレクタの外部端は、使用者が流量セレクタの位置を手動で調整できるようにする、ハンドルを提供することができる。

本発明の好ましい特徴を、添付図面を参照して、一例として記載する。

図２を最初に参照すると、パージガスを排気装置１０２に供給するための装置１００は、パージガスの流れをパージガス供給源１０８から受け入れるためのガス入口１０６と、各々、パージガスをフロー導管１１４によって排気装置１０２のそれぞれのポート１１２に供給するための複数のガス出口１１０と、を有するマニホールド１０４を含む。図示した実施形態では、マニホールド１０４は、各々が排気装置１０２に連結された３つのガス出口１１０を有するが、マニホールド１０４は、必要に応じて排気装置１０２に選択的に連結することができる３つ以上のガス出口を有してもよい。ガス入口１０６は、マニホールド１０４の側壁１１６に、マニホールド１０４の一端に向って配置され、ガス出口１１０は、マニホールド１０４の反対側の側壁１１８に配置される。

マニホールド１０４の第１の実施形態を図３により詳細に示す。中空流量セレクタ１２０が、本実施形態では、流量セレクタ１２０の一端１２２がマニホールド１０４内に配置され、且つ、流量セレクタ１２０の他端１２４がマニホールド１０４の外部であるように、部分的にマニホールド１０４内でガス入口１０６とガス出口１１０との間に配置される。本実施形態では、流量セレクタ１２０は円筒形であるが、いかなる他の管状あるいは中空形状を採用してもよい。パージガスがガス入口１０６から流量セレクタ１２０を通してガス出口１１０に流れるように、流量セレクタ１２０外部からガス入口１０６およびガス出口１１０を隔離するシール１６０が、流量セレクタ１２０の外周に配置される。

流量セレクタ１２０は、マニホールド１０４に対して移動できる。本実施形態では、流量セレクタ１２０は、マニホールド１０４に対して回転でき、流量セレクタ１２０の外部端１２４は、使用者が流量セレクタ１２０の位置を手動で調整することができる、ハンドルを提供するように形づくられる。

流量セレクタ１２０には、様々なサイズ、すなわち、２つ以上の異なるサイズの複数の孔１３０が、その周囲に配置される。孔１３０は、異なるサイズの孔の複数の間隔を隔てた組に分けられる。孔の各組は、ガスが流量制限器１２０に入ることができるようにする、ガス入口１０６と整合するための入口孔と、ガスが流量制限器１２０を出ることができるようにする、ガス出口１１０と整合するための複数の出口孔と、を含む。図３に配置された位置では、孔の第１の組の入口孔１３２ａが、ガス入口１０６と整合され、第１の組の出口孔１３４ａ、１３６ａ、１３８ａが、各々、それぞれのガス出口１１０と整合されている。反時計回りの流量セレクタ１２０の４分の１回転で、孔の第２の組の出口孔１３４ｂ、１３６ｂ、１３８ｂが、各々、それぞれのガス出口１１０と整合され、第２の組の入口孔（図示せず）が、ガス入口１０６と整合される。時計回りの流量セレクタ１２０の４分の１回転で、孔の第３の組の入口孔１３２ｃがガス入口１０６と整合され、第３の組の出口孔（図示せず）が、各々、それぞれのガス出口１１０と整合する。

各組の入口および出口孔のそれぞれのサイズは、流量セレクタ１２０の各位置でのマニホールド１０４からのパージガスの流量を決定する。各組の出口孔は、同じサイズを有してもよいし、様々な（２つ以上の）異なるサイズを有してもよいし、あるいは、排気装置１０２の各ポート１１２のパージガス流量要求に依存する、それぞれ異なるサイズを有してもよい。排気装置１０２へのパージガスの要求流量の必要に応じて、孔の特定の組がガス入口１０６およびガス出口１１０に整合されるべく、使用者が流量セレクタ１２０を容易に位置決めできるように、ハンドルには目盛りが付けられるのがよい。

流量セレクタ１２０の周囲の孔のこれらの組１３０を設けることによって、ガス入口１０６から流量セレクタ１２０の中への、および、流量セレクタ１２０から出て各ガス出口１１０への、パージガスの流量を、マニホールド１０４に対する流量セレクタ１２０の適当な位置決めにより、容易に変更することができる。例えば、排気装置への流量を増大させるべきとき、流量セレクタ１２０を、孔の大きな組がガス入口１０６とガス出口１１０とに整合される位置に移動させることができ、排気装置への流量を減じさせるべきとき、流量セレクタ１２０を、孔のより小さい組がガス入口１０６とガス出口１１０とに整合される位置に移動させることができる。

これに関連して、ガス入口１０６と目下整合された入口孔の前後の圧力降下を測定することによって、いかなる位置でも、マニホールド１０４に入るガスの流量を監視することができる。例えば、第１の圧力測定を、ガス入口１０６で行うのがよく、第２の圧力測定をマニホールド１０４と流量セレクタ１２０の内面端１２２との間のギャップ１５０で行うのがよい。例えば、マニホールドからのパージガスの減じた流れとともに、入口孔のサイズが減じるように、流量セレクタ１２０の回転により、ガス出口１０６と整合された入口孔のサイズを変更することによって、マニホールド１０４からのパージガスの、異なる流量毎に、入口孔の前後の測定可能な圧力差が得られる。更に、マニホールド１０４からのガスの要求流量に適したサイズの入口孔を有することによって、マニホールド１０４を通るパージガス流量の絞りを妨げることができる。

マニホールド１０４の第２の実施形態を図４に示す。本実施形態では、流量セレクタ１２０は、ガス入口１０６とガス出口１１０との間に配置されたプレートの形態であり、流量セレクタ１２０の一端１２２がマニホールド１０４内に配置され、且つ、流量セレクタ１２０の他端１２４がマニホールド１０４の外部にあるように、部分的にマニホールド１０４内にある。パージガス流量が、ガス入口１０６から流量セレクタ１２０を通してガス出口１１０に流れるように、流量セレクタ１２０の外部のガス入口１０６およびガス出口１００を隔離するシール１６０が、ガス入口１０６と流量セレクタ１２０の周りに配置される。

本実施形態では、流量セレクタ１２０は、マニホールド１０４に対して軸線方向に移動でき、流量セレクタ１２０の外部端１２４は、使用者が流量セレクタ１２０の位置を手動で調整することができる、ハンドルを提供する。

第１の実施形態におけるように、流量セレクタ１２０には、様々なサイズ、すなわち、２つ以上の異なるサイズの多数の孔１３０が、その周囲に配置される。孔１３０は、異なるサイズの孔の複数の間隔を隔てた組に分けられる。孔の各組は、ガスをガス入口１０６からマニホールド１０４に入れることができるガス入口１０６との整合のための入口孔と、ガスをマニホールド１０４から出すことができるガス出口１１０との整合のための複数の出口孔と、を含む。図４に配置された位置では、孔の第１の組の入口孔１３２ｂは、ガス入口１０６と整合され、第１の組の出口孔１３４ｂ、１３６ｂ、１３８ｂは、各々、それぞれのガス出口１１０と整合される。流量セレクタ１２０の右への移動で（図示するように）、孔の第２の組の入口孔１３２ａは、ガス入口１０６と整合され、第２の組の出口孔１３４ａ、１３６ａ、１３８ａは、各々、それぞれのガス出口１１０と整合される。流量セレクタ１２０の左への移動で（図示するように）、孔の第３の組の入口孔１３２ｃが、ガス入口１０６と整合され、第３の組の出口孔１３４ｃ、１３６ｃ、１３８ｃが、各々、それぞれのガス出口１１０と整合する。図４に示すように、入口孔１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃは、異なるサイズを有する。

各組の入口および出口孔のそれぞれのサイズは、流量セレクタ１２０の各々の位置における、マニホールド１０４からのパージガスの流量を決定する。第１の実施形態におけるように、各組の出口孔は、同じサイズを有してもよいし、様々な（２つ以上の）異なるサイズを有してもよいし、あるいは、排気装置１０２の各ポート１１２のパージガス流量要求に依存するそれぞれ異なるサイズを有してもよい。排気装置１０２へのパージガスの要求流量の必要に応じて、孔の特定の組が、ガス入口１０６およびガス出口１１０と整合されるべく、使用者が流量セレクタ１２０を容易に位置決めできるように、ハンドルは、目盛りが付けられているのがよい。

第１の実施形態でのように、孔１３０のこれらの組を、流量セレクタ１２０の周囲に設けることにより、マニホールド１０４に対する流量セレクタ１２０の適当な位置決めによって、ガス入口１０６からマニホールド１０４の中への、および、マニホールド１０４から出て各ガス出口１１０への、パージガスの流量を、容易に変化させることができる。例えば、排気装置への流量を増大させるべきとき、流量セレクタ１２０を、孔の大きい組がガス入口１０６とガス出口１１０とに整合される位置に移動させるのがよく、排気装置への流量を減じさせるべきとき、流量セレクタ１２０を、孔のより小さい組がガス入口１０６とガス出口１１０とに整合される位置に移動させるのがよい。

また、第１の実施形態について、いかなる位置でも、マニホールド１０４に入るガスの流量を、ガス入口１０６と目下整合された入口孔の前後の圧力降下を測定することによって、監視することができる。例えば、第１の圧力測定を、ガス入口１０６で行うのがよく、第２の圧力測定をマニホールド１０４と流量セレクタ１２０との間のギャップ１５０で行うのがよい。

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。パージガスを排気装置に供給するための装置に連結されたポートを有する排気装置を示す。流量セレクタを見せるためにマニホールドの壁の一部分を除去した、図２の装置のマニホールドの第１の実施形態をより詳細に示す。図２の装置のマニホールドの第２の実施形態の断面図である。

Claims

パージガスを排気装置に供給するための装置であって、
ガス入口と、各々、ガスを、排気装置のそれぞれのポートに供給するための複数のガス出口を有するマニホールドと、
入口と出口との間に配置された流量セレクタと、を含み、
流量セレクタは、複数の様々なサイズの間隔を隔てた孔を含み、流量セレクタの中への、および流量セレクタからの、ガスの流量を変化させるために、第１の組の孔が入口および出口と整合される第１の位置から第２の組の孔が入口および出口と整合される第２の位置までマニホールドに対して移動できる、
ことを特徴とする装置。
各組は、入口と整合させるための入口孔と、各々を、それぞれの出口と整合させるための複数の出口孔と、を含み、出口孔は、軸線方向に整合される、請求項１に記載の装置。
入口孔は、出口孔から角度的に間隔を隔てられる、請求項２に記載の装置。
入口孔は、流量セレクタの、出口孔と反対側に配置される、請求項２または３に記載の装置。
入口孔は、出口孔から軸線方向に間隔を隔てられる、請求項２に記載の装置。
入口孔は、流量セレクタの一端に向って配置される、請求項２乃至５のいずれか１項に記載の装置。
各組の出口孔は、様々なサイズを有している、請求項２乃至６のいずれか１項に記載の装置。
入口孔は、異なるサイズを有する、請求項２乃至７のいずれか１項に記載の装置。
第１の組の孔は、第２の組の孔から角度的に間隔を隔てられる、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の装置。
第１の組の孔は、第２の組の孔から角度的に間隔を隔てられる、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の装置。
流量セレクタは中空であり、孔は流量セレクタの周囲に配置される、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の装置。
流量セレクタは管状である、請求項１１に記載の装置。
流量セレクタは、プレートからなる、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の装置。
流量セレクタの一端は、マニホールドの内側に配置され、流量セレクタの他端は、マニホールドの外部にある、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の装置。
流量セレクタの外部端は、使用者が流量セレクタの位置を手動で調整できるようにする、ハンドルを提供する、請求項１４に記載の装置。