JP2013142293A - Evacuation system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an evacuation system capable of improving throughput of the whole device, by making both compatible in attainment of energy-saving and high speed exhaust of a vacuum chamber, by reducing electric power consumption of the whole system.SOLUTION: This evacuation system exhausts gas in the vacuum chamber, and includes a first vacuum pump unit 1 connected to the vacuum chamber CH via an opening-closing valve V1, and a second vacuum pump unit 2 connected to the vacuum chamber CH via an opening-closing valve V2. The exhaust side of the second vacuum pump unit 2 is branched off, and one is connected to the intake side of the first vacuum pump unit 1, and the other is connected to an exhaust pipe.

Description

本発明は、半導体製造装置等の真空チャンバを真空排気するための真空排気システムに関するものである。   The present invention relates to an evacuation system for evacuating a vacuum chamber of a semiconductor manufacturing apparatus or the like.

従来から真空下で、半導体製造プロセスにおける各種処理を行う半導体製造装置や電子線等を用いて各種試料を検査する検査装置などで真空チャンバが用いられている。真空チャンバは真空ポンプを備えた真空排気システムを用いて所定の真空度まで真空排気される。
上述の真空排気システムは、通常、真空チャンバに接続されるブースタポンプと、このブースタポンプに接続されるメインポンプとから構成されている。 Conventionally, a vacuum chamber is used in a semiconductor manufacturing apparatus that performs various processes in a semiconductor manufacturing process under vacuum or an inspection apparatus that inspects various samples using an electron beam or the like. The vacuum chamber is evacuated to a predetermined degree of vacuum using an evacuation system equipped with a vacuum pump.
The above-described evacuation system is generally composed of a booster pump connected to the vacuum chamber and a main pump connected to the booster pump.

しかしながら、処理対象となる半導体ウェハや液晶パネルなどの基板が大型化するにつれて真空チャンバが大型化し、排気時間を短縮または維持するためにはポンプ装置全体を大型化しなければならないという問題点がある。   However, as a substrate such as a semiconductor wafer or a liquid crystal panel to be processed becomes larger, the vacuum chamber becomes larger, and there is a problem that the entire pump device must be enlarged in order to shorten or maintain the exhaust time.

特開２０００−３８９９９号公報JP 2000-38999 A

そこで、本発明者らは、従来の真空排気システムにおいてはポンプ装置全体が大型化して消費電力量が大きくなるため、図１に示すような真空排気システムを構築し、各ポンプユニットの消費電力値の解析を進めたものである。
図１は、本発明者らが実験を行った真空排気システムを示す模式図である。図１に示すように、真空排気システムは、ブースターポンプＢＰとメインポンプＭＰとからなる第１真空ポンプユニット１と、メインポンプＭＰからなる第２真空ポンプユニット２とを備えている。第１真空ポンプユニット１と第２真空ポンプユニット２は、それぞれバルブＶ２，Ｖ１を介して真空チャンバＣＨに配管接続されている。 Therefore, the present inventors have constructed a vacuum pumping system as shown in FIG. 1 because the entire pump device becomes large and power consumption increases in the conventional vacuum pumping system. The analysis of
FIG. 1 is a schematic diagram showing an evacuation system in which the inventors conducted experiments. As shown in FIG. 1, the evacuation system includes a first vacuum pump unit 1 composed of a booster pump BP and a main pump MP, and a second vacuum pump unit 2 composed of a main pump MP. The first vacuum pump unit 1 and the second vacuum pump unit 2 are connected to the vacuum chamber CH through valves V2 and V1, respectively.

図２は、真空チャンバの圧力、バルブＶ１，Ｖ２の開閉状態、各ポンプユニットの消費電力値の変動を示す図である。図２に示すように、バルブＶ１，Ｖ２は開（ＯＰＥＮ）と閉（ＣＬＯＳＥ）の状態をとる開閉バルブである。図２に示すように、まず、プロセス１においてバルブＶ１，Ｖ２がＣＬＯＳＥである時、真空チャンバＣＨの内圧は、当初、そのシステムの到達圧力であるが、搬入，搬出動作により内圧は大気圧まで上昇する。真空チャンバＣＨの圧力が大気圧に達した後、プロセス２においてバルブＶ１はＯＰＥＮ、バルブＶ２はＣＬＯＳＥとなり、第２真空ポンプユニット２がバルブＶ１を介して真空チャンバＣＨ内のガスをある程度の圧力まで排気する。その後、プロセス３においてバルブＶ１がＣＬＯＳＥ、バルブＶ２がＯＰＥＮとなり第１真空ポンプユニット１がバルブＶ２を介して再び真空チャンバＣＨ内を排気する。これにより、真空チャンバＣＨの圧力はシステムの到達圧力まで減圧される。その後、プロセス４において対象物の処理を行う。そして、プロセス１〜４を繰り返す。   FIG. 2 is a graph showing fluctuations in the pressure in the vacuum chamber, the open / close state of the valves V1, V2, and the power consumption value of each pump unit. As shown in FIG. 2, the valves V1 and V2 are open / close valves that take an open (OPEN) and closed (CLOSE) state. As shown in FIG. 2, first, when the valves V1 and V2 are CLOSE in the process 1, the internal pressure of the vacuum chamber CH is initially the ultimate pressure of the system, but the internal pressure is reduced to the atmospheric pressure by the loading and unloading operations. To rise. After the pressure in the vacuum chamber CH reaches atmospheric pressure, in the process 2, the valve V1 becomes OPEN and the valve V2 becomes CLOSE, and the second vacuum pump unit 2 causes the gas in the vacuum chamber CH to reach a certain pressure through the valve V1. Exhaust. Thereafter, in process 3, the valve V1 becomes CLOSE and the valve V2 becomes OPEN, and the first vacuum pump unit 1 evacuates the vacuum chamber CH again through the valve V2. As a result, the pressure in the vacuum chamber CH is reduced to the ultimate pressure of the system. Thereafter, in process 4, the object is processed. Then, processes 1 to 4 are repeated.

しかしながら、図１および図２に示す真空排気システムにおいては、真空排気システムの小型化は達成できるものの、システム全体の消費電力は低減できないという問題点があることが判明した。   However, it has been found that the vacuum exhaust system shown in FIGS. 1 and 2 has a problem that although the size of the vacuum exhaust system can be reduced, the power consumption of the entire system cannot be reduced.

本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、システム全体の消費電力を低減して省エネルギーの達成と真空チャンバの高速排気とを両立させ、装置全体のスループットを向上させることができる真空排気システムを提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a vacuum exhaust system capable of reducing the power consumption of the entire system, achieving both energy saving and high-speed exhaust of the vacuum chamber, and improving the throughput of the entire apparatus. Is intended to provide.

上述の目的を達成するため、本発明の第１の態様は、真空チャンバ内のガスを排気する真空排気システムにおいて、前記真空チャンバに開閉バルブを介して接続された第１真空ポンプユニットと、前記真空チャンバに開閉バルブを介して接続された第２真空ポンプユニットとを備え、前記第２真空ポンプユニットの排気側を分岐させ、一方を前記第１真空ポンプユニットの吸気側に接続し、他方を排気配管に接続したことを特徴とする。   To achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a vacuum exhaust system that exhausts gas in a vacuum chamber, the first vacuum pump unit connected to the vacuum chamber via an open / close valve, A second vacuum pump unit connected to the vacuum chamber via an open / close valve, branching the exhaust side of the second vacuum pump unit, connecting one to the intake side of the first vacuum pump unit, and connecting the other It is connected to the exhaust pipe.

本発明の第２の態様は、複数の真空チャンバ内のガスを排気する真空排気システムにおいて、前記複数の真空チャンバに１対１で対応して設けられ、それぞれ開閉バルブを介して接続された複数の第１真空ポンプユニットと、前記複数の真空チャンバに開閉バルブを介して接続された１台の第２真空ポンプユニットとを備え、前記１台の第２真空ポンプユニットで複数の真空チャンバを排気するように構成し、前記第２真空ポンプユニットの排気側を分岐させ、一方を少なくとも一つの前記第１真空ポンプユニットの吸気側に接続し、他方を排気配管に接続したことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in a vacuum exhaust system that exhausts gas in a plurality of vacuum chambers, a plurality of vacuum chambers are provided corresponding to the plurality of vacuum chambers in a one-to-one relationship, and are connected via open / close valves, respectively. The first vacuum pump unit and one second vacuum pump unit connected to the plurality of vacuum chambers via open / close valves, and the plurality of vacuum chambers are exhausted by the one second vacuum pump unit. The exhaust side of the second vacuum pump unit is branched, one is connected to the intake side of the at least one first vacuum pump unit, and the other is connected to the exhaust pipe.

本発明の好ましい態様によれば、前記第１真空ポンプユニットは直列に接続された２つの真空ポンプを含み、前記第２真空ポンプユニットの排気側を分岐させ、一方を前記第１真空ポンプユニットの排気側ポンプの吸気口に接続し、他方を排気配管に接続したことを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記第１真空ポンプユニットおよび前記第２真空ポンプユニットは、二軸容積型ドライ真空ポンプからなることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記第２真空ポンプユニットの内部圧縮比は、１〜３であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記第１真空ポンプユニットと前記真空チャンバとを接続する配管の内径は、前記第２真空ポンプユニットと前記真空チャンバとを接続する配管の内径と比べて大きく設定されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記第１真空ポンプユニットと前記真空チャンバとを接続する配管の長さは、前記第２真空ポンプユニットと前記真空チャンバとを接続する配管の長さと比べて短く設定されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記真空チャンバ内のガスを前記第２真空ポンプユニットで排気した後に、前記第１真空ポンプユニットで排気することを特徴とする。 According to a preferred aspect of the present invention, the first vacuum pump unit includes two vacuum pumps connected in series, the exhaust side of the second vacuum pump unit is branched, and one of the first vacuum pump units is connected to the first vacuum pump unit. The exhaust port is connected to the intake port, and the other is connected to the exhaust pipe.
According to a preferred aspect of the present invention, the first vacuum pump unit and the second vacuum pump unit comprise a biaxial displacement type dry vacuum pump.
According to a preferred aspect of the present invention, an internal compression ratio of the second vacuum pump unit is 1 to 3.
According to a preferred aspect of the present invention, an inner diameter of a pipe connecting the first vacuum pump unit and the vacuum chamber is set larger than an inner diameter of a pipe connecting the second vacuum pump unit and the vacuum chamber. It is characterized by being.
According to a preferred aspect of the present invention, the length of the pipe connecting the first vacuum pump unit and the vacuum chamber is shorter than the length of the pipe connecting the second vacuum pump unit and the vacuum chamber. It is characterized by being set.
According to a preferred aspect of the present invention, the gas in the vacuum chamber is evacuated by the second vacuum pump unit and then evacuated by the first vacuum pump unit.

本発明は、以下に列挙する効果を奏する。
（１）第２真空ポンプユニットを備えることにより、真空排気システムの小型化と高速排気を達成できる。
（２）待機運転時の第２真空ポンプユニットの背圧を制御することにより、消費電力量を低減し省エネルギーな真空排気システムを提供することができる。
（３）上記（１）と（２）を両立させることにより、高真空でのプロセス処理と大気圧での工程を繰り返すプロセス装置において、スループットの向上と省エネルギーを達成することができる。 The present invention has the following effects.
(1) By providing the second vacuum pump unit, the vacuum exhaust system can be reduced in size and high-speed exhaust can be achieved.
(2) By controlling the back pressure of the second vacuum pump unit during standby operation, it is possible to provide an energy-saving vacuum exhaust system that reduces power consumption.
(3) By satisfying the above (1) and (2), throughput improvement and energy saving can be achieved in a process apparatus that repeats a process process at high vacuum and a process at atmospheric pressure.

図１は、本発明者らが実験を行った真空排気システムを示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an evacuation system in which the inventors conducted experiments. 図２は、真空チャンバの圧力、バルブの開閉状態、各ポンプユニットの消費電力値の変動を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating fluctuations in the pressure of the vacuum chamber, the open / close state of the valves, and the power consumption value of each pump unit. 図３は、本発明に係る真空排気システムの基本構成を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a basic configuration of an evacuation system according to the present invention. 図４は、真空チャンバの圧力、バルブＶの開閉状態、各ポンプユニットの消費電力値の変動を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating fluctuations in the vacuum chamber pressure, the open / close state of the valve V, and the power consumption value of each pump unit. 図５は、本発明に係る真空排気システムの他の実施形態を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic view showing another embodiment of the vacuum exhaust system according to the present invention. 図６は、図５に示すシステムにおける真空チャンバの圧力、バルブの開閉状態、各ポンプユニットの消費電力値の変動を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing fluctuations in the pressure of the vacuum chamber, the open / close state of the valves, and the power consumption value of each pump unit in the system shown in FIG. 図７は、真空チャンバを２個設け、２つの真空チャンバに第１真空ポンプユニットを各１台接続し、２つの真空チャンバに１台の第２真空ポンプユニットを接続した実施形態を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing an embodiment in which two vacuum chambers are provided, one first vacuum pump unit is connected to two vacuum chambers, and one second vacuum pump unit is connected to two vacuum chambers. It is. 図８は、図７に示すシステムにおける真空チャンバの圧力、バルブの開閉状態、各ポンプユニットの消費電力値の変動を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing fluctuations in the pressure of the vacuum chamber, the open / close state of the valve, and the power consumption value of each pump unit in the system shown in FIG.

以下、本発明に係る真空排気システムの実施形態を図３乃至図８を参照して説明する。図３乃至図８において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図３（ａ）は、本発明に係る真空排気システムの基本構成を示す模式図である。図３（ａ）に示すように、真空排気システムは、ブースターポンプＢＰとメインポンプＭＰとからなる第１真空ポンプユニット１と、メインポンプＭＰからなる第２真空ポンプユニット２とを備えている。第１真空ポンプユニット１と第２真空ポンプユニット２は、それぞれバルブＶ２，Ｖ１を介して真空チャンバＣＨに配管接続されている。第１真空ポンプユニット１と真空チャンバＣＨとを接続する配管３の内径は、第２真空ポンプユニット２と真空チャンバＣＨとを接続する配管４の内径と比べて大きく設定されており、これにより第１真空ポンプユニット１の希薄ガス排気性能を向上させている。また、第１真空ポンプユニット１の吸気口側と第２真空ポンプユニット２の排気口側とは、配管５およびバルブＶ３を介して接続されており、これにより第２真空ポンプユニット２の背圧を制御可能としている。バルブＶ３は三方弁から構成されている。 Hereinafter, an embodiment of an evacuation system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 8, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
FIG. 3A is a schematic diagram showing a basic configuration of an evacuation system according to the present invention. As shown in FIG. 3A, the evacuation system includes a first vacuum pump unit 1 including a booster pump BP and a main pump MP, and a second vacuum pump unit 2 including a main pump MP. The first vacuum pump unit 1 and the second vacuum pump unit 2 are connected to the vacuum chamber CH through valves V2 and V1, respectively. The inner diameter of the pipe 3 connecting the first vacuum pump unit 1 and the vacuum chamber CH is set larger than the inner diameter of the pipe 4 connecting the second vacuum pump unit 2 and the vacuum chamber CH. 1 The vacuum gas exhaust performance of the vacuum pump unit 1 is improved. In addition, the intake port side of the first vacuum pump unit 1 and the exhaust port side of the second vacuum pump unit 2 are connected via a pipe 5 and a valve V3, whereby the back pressure of the second vacuum pump unit 2 is connected. Can be controlled. The valve V3 is composed of a three-way valve.

上記プロセス１〜４において、プロセス１は１０秒、プロセス２は１０秒、プロセス３は１０秒、プロセス４は１０〜５０秒である。プロセスの１サイクルが４０秒から１０分間以内の場合は、ポンプの加減速時間を考慮して第２真空ポンプユニット２の回転速度を維持する方が好ましい。
図３（ａ）に示すように、第２真空ポンプユニット２にバルブＶ４を介してシール用Ｎ２または乾燥空気を導入する管路を設け、バルブＶ２が閉じている時にバルブＶ４を開き、シール用Ｎ２または乾燥空気を導入するようにしてもよい。 In the processes 1 to 4, the process 1 is 10 seconds, the process 2 is 10 seconds, the process 3 is 10 seconds, and the process 4 is 10 to 50 seconds. When one cycle of the process is within 40 seconds to 10 minutes, it is preferable to maintain the rotation speed of the second vacuum pump unit 2 in consideration of the acceleration / deceleration time of the pump.
As shown in FIG. 3 (a), a conduit to a second vacuum pump unit 2 via the valve V4 introducing N 2 or dry air seal is provided, opening the valve V4 when the valve V2 is closed, the seal N 2 or dry air may be introduced.

図３（ａ）で示した実施形態においては、バルブＶ３として三方弁を使用したが、図３（ｂ）に示すように、第２真空ポンプユニット２の排気側と第１真空ポンプユニット１の吸気側とを接続する配管５に２つのバルブＶ３−１，Ｖ３−２を設け、いずれか一方のバルブを開とし、他方のバルブを閉とする制御を行ってもよい。
また、図３（ａ）で示した実施形態においては、第１真空ポンプユニット１をブースターポンプＢＰとメインポンプＭＰとで構成したが、図３（ｃ）に示すように、第１真空ポンプユニット１をメインポンプＭＰのみで構成してもよい。 In the embodiment shown in FIG. 3A, a three-way valve is used as the valve V3. However, as shown in FIG. 3B, the exhaust side of the second vacuum pump unit 2 and the first vacuum pump unit 1 Two pipes V3-1 and V3-2 may be provided in the pipe 5 that connects to the intake side, and one of the valves may be opened and the other valve may be closed.
Further, in the embodiment shown in FIG. 3A, the first vacuum pump unit 1 is constituted by the booster pump BP and the main pump MP. However, as shown in FIG. 1 may be constituted only by the main pump MP.

図４は、真空チャンバの圧力、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３の開閉状態、各ポンプユニットの消費電力値の変動を示す図である。図４に示すように、バルブＶ１，Ｖ２は開（ＯＰＥＮ）と閉（ＣＬＯＳＥ）の状態をとる開閉バルブであり、バルブＶ３は図３（ａ）においてＡ方向とＢ方向との連通を切り換えることができる三方弁である。図４に示すように、まず、プロセス１においてバルブＶ１，Ｖ２がＣＬＯＳＥで、バルブＶ３がＢ方向である時、真空チャンバＣＨの内圧は、当初、そのシステムの到達圧力であるが、搬入，搬出動作により内圧は大気圧まで上昇する。真空チャンバＣＨの圧力が大気圧に達した後、プロセス２においてバルブＶ１はＯＰＥＮ、バルブＶ２はＣＬＯＳＥ、バルブＶ３はＡ方向に切り換わり、第２真空ポンプユニット２がバルブＶ１を介して真空チャンバＣＨ内のガスをある程度の圧力まで排気する。その後、プロセス３においてバルブＶ１がＣＬＯＳＥ、バルブＶ２がＯＰＥＮ、バルブＶ３がＢ方向に切り換わり、第１真空ポンプユニット１がバルブＶ２を介して再び真空チャンバＣＨ内を排気する。これにより、真空チャンバＣＨの圧力はシステムの到達圧力まで減圧される。このとき、同時に、バルブＶ３を介して第２真空ポンプユニット２の背圧が第１真空ポンプユニット１の吸気口の圧力まで減圧される。そのため、第２真空ポンプユニット２はガス圧縮仕事量が減少し、消費電力を従来に比べ大幅に低減できる。その後、プロセス４において対象物の処理を行う。そして、プロセス１〜４を繰り返す。   FIG. 4 is a diagram showing the pressure in the vacuum chamber, the open / closed state of the valves V1, V2, and V3, and the variation in the power consumption value of each pump unit. As shown in FIG. 4, the valves V1 and V2 are open / close valves that are open (OPEN) and closed (CLOSE), and the valve V3 switches communication between the A direction and the B direction in FIG. 3 (a). This is a three-way valve. As shown in FIG. 4, first, when the valves V1 and V2 are CLOSE and the valve V3 is in the B direction in the process 1, the internal pressure of the vacuum chamber CH is initially the ultimate pressure of the system. The internal pressure rises to atmospheric pressure by operation. After the pressure in the vacuum chamber CH reaches atmospheric pressure, in the process 2, the valve V1 is switched to OPEN, the valve V2 is closed, the valve V3 is switched to the A direction, and the second vacuum pump unit 2 is switched to the vacuum chamber CH via the valve V1. The gas inside is exhausted to a certain pressure. Thereafter, in process 3, the valve V1 is CLOSE, the valve V2 is OPEN, the valve V3 is switched in the B direction, and the first vacuum pump unit 1 evacuates the vacuum chamber CH again through the valve V2. As a result, the pressure in the vacuum chamber CH is reduced to the ultimate pressure of the system. At the same time, the back pressure of the second vacuum pump unit 2 is reduced to the pressure of the intake port of the first vacuum pump unit 1 through the valve V3. Therefore, the second vacuum pump unit 2 has a reduced gas compression work, and can greatly reduce power consumption as compared with the prior art. Thereafter, in process 4, the object is processed. Then, processes 1 to 4 are repeated.

図５は、本発明に係る真空排気システムの他の実施形態を示す模式図である。図５に示すように、本実施形態の真空排気システムにおいては、第１真空ポンプユニット１のメインポンプの吸気側と第２真空ポンプユニット２の排気側とは、配管５およびバルブＶ３を介して接続されており、これにより第２真空ポンプユニット２の背圧を制御可能としている。バルブＶ３が三方弁から構成されていることは、図３（ａ）に示す真空排気システムと同様である。   FIG. 5 is a schematic view showing another embodiment of the vacuum exhaust system according to the present invention. As shown in FIG. 5, in the vacuum exhaust system of the present embodiment, the intake side of the main pump of the first vacuum pump unit 1 and the exhaust side of the second vacuum pump unit 2 are connected via a pipe 5 and a valve V3. Thus, the back pressure of the second vacuum pump unit 2 can be controlled. The valve V3 is composed of a three-way valve as in the vacuum exhaust system shown in FIG.

図６は、図５に示すシステムにおける真空チャンバの圧力、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３の開閉状態、各ポンプユニットの消費電力値の変動を示す図である。図６に示すように、バルブＶ１，Ｖ２は開（ＯＰＥＮ）と閉（ＣＬＯＳＥ）の状態をとる開閉バルブであり、バルブＶ３は図５においてＡ方向とＢ方向との連通を切り換えることができる三方弁である。図６に示すように、まず、プロセス１においてバルブＶ１，Ｖ２がＣＬＯＳＥで、バルブＶ３がＢ方向である時、真空チャンバＣＨの内圧は、当初、そのシステムの到達圧力であるが、搬入，搬出動作により内圧は大気圧まで上昇する。真空チャンバＣＨの圧力が大気圧に達した後、プロセス２においてバルブＶ１はＯＰＥＮ、バルブＶ２はＣＬＯＳＥ、バルブＶ３はＡ方向に切り換わり、第２真空ポンプユニット２がバルブＶ１を介して真空チャンバＣＨ内のガスをある程度の圧力まで排気する。その後、プロセス３においてバルブＶ１がＣＬＯＳＥ、バルブＶ２がＯＰＥＮ、バルブＶ３がＢ方向に切り換わり、第１真空ポンプユニット１がバルブＶ２を介して再び真空チャンバＣＨ内を排気する。これにより、真空チャンバＣＨの圧力はシステムの到達圧力まで減圧される。このとき、同時に、バルブＶ３を介して第２真空ポンプユニット２の背圧が第１真空ポンプユニット１のブースターポンプＢＰの排気口の圧力まで減圧される。そのため、第２真空ポンプユニット２はガス圧縮仕事量が減少し、消費電力を従来に比べ大幅に低減できる。その後、プロセス４において対象物の処理を行う。そして、プロセス１〜４を繰り返す。   FIG. 6 is a diagram showing fluctuations in the pressure of the vacuum chamber, the open / close states of the valves V1, V2, and V3 and the power consumption value of each pump unit in the system shown in FIG. As shown in FIG. 6, the valves V1 and V2 are open / close valves that are open (OPEN) and closed (CLOSE). It is a valve. As shown in FIG. 6, first, when the valves V1 and V2 are CLOSE and the valve V3 is in the B direction in the process 1, the internal pressure of the vacuum chamber CH is initially the ultimate pressure of the system. The internal pressure rises to atmospheric pressure by operation. After the pressure in the vacuum chamber CH reaches atmospheric pressure, in the process 2, the valve V1 is switched to OPEN, the valve V2 is closed, the valve V3 is switched to the A direction, and the second vacuum pump unit 2 is switched to the vacuum chamber CH via the valve V1. The gas inside is exhausted to a certain pressure. Thereafter, in process 3, the valve V1 is CLOSE, the valve V2 is OPEN, the valve V3 is switched in the B direction, and the first vacuum pump unit 1 evacuates the vacuum chamber CH again through the valve V2. As a result, the pressure in the vacuum chamber CH is reduced to the ultimate pressure of the system. At the same time, the back pressure of the second vacuum pump unit 2 is reduced to the pressure of the exhaust port of the booster pump BP of the first vacuum pump unit 1 through the valve V3. Therefore, the second vacuum pump unit 2 has a reduced gas compression work, and can greatly reduce power consumption as compared with the prior art. Thereafter, in process 4, the object is processed. Then, processes 1 to 4 are repeated.

図３乃至図６に示す真空排気システムは、大気側の排気速度が大きい第２真空ポンプユニット２と、第２真空ポンプユニット２と比較すると高真空側の排気速度が大きく、到達圧力が０．５Ｐａ程度の第１真空ポンプユニット１とを組み合わせて使用する真空排気システムであり、第２真空ポンプユニット２の排気側に排気出口を切り換えることが可能なバルブＶ３を設け、該バルブＶ３の一方の出口を第１真空ポンプユニット１の吸気側に接続し、他方の出口を大気側に接続している真空排気システムである。   The vacuum exhaust system shown in FIGS. 3 to 6 has a higher exhaust speed on the high vacuum side than the second vacuum pump unit 2 having a higher exhaust speed on the atmosphere side and a second vacuum pump unit 2, and an ultimate pressure of 0. A vacuum exhaust system that is used in combination with the first vacuum pump unit 1 of about 5 Pa. A valve V3 that can switch the exhaust outlet is provided on the exhaust side of the second vacuum pump unit 2, and one of the valves V3 is provided. This is an evacuation system in which the outlet is connected to the intake side of the first vacuum pump unit 1 and the other outlet is connected to the atmosphere side.

図７は、真空チャンバを２個設け、２つの真空チャンバＣＨ１，ＣＨ２にそれぞれ第１真空ポンプユニット１，１’を接続し、２つの真空チャンバＣＨ１，ＣＨ２に１台の第２真空ポンプユニット２を接続した実施形態を示す模式図である。図７に示す実施形態においては、真空チャンバＣＨ１，ＣＨ２のいずれかが大気圧の時に第２真空ポンプユニット２の排気側を排気配管に接続し、それ以外の状態では第２真空ポンプユニット２の排気側を第１真空ポンプユニット１，１’の吸気側に接続する。なお、図７では２つの第１真空ポンプユニットについて符号１および１’を使用しているが、２つの第１真空ポンプユニットは同一の機能を有するものである。また、バルブＶ１，Ｖ２とバルブＶ１’，Ｖ２’についても同様である。   In FIG. 7, two vacuum chambers are provided, the first vacuum pump units 1 and 1 ′ are connected to the two vacuum chambers CH1 and CH2, respectively, and one second vacuum pump unit 2 is connected to the two vacuum chambers CH1 and CH2. It is a schematic diagram which shows embodiment which connected. In the embodiment shown in FIG. 7, the exhaust side of the second vacuum pump unit 2 is connected to the exhaust pipe when any one of the vacuum chambers CH1 and CH2 is at atmospheric pressure, and otherwise the second vacuum pump unit 2 The exhaust side is connected to the intake side of the first vacuum pump unit 1, 1 ′. In FIG. 7, reference numerals 1 and 1 'are used for the two first vacuum pump units, but the two first vacuum pump units have the same function. The same applies to the valves V1 and V2 and the valves V1 'and V2'.

図８は、図７に示すシステムにおける真空チャンバＣＨ１，ＣＨ２の圧力、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ１’，Ｖ２’，Ｖ３の開閉状態、各ポンプユニットの消費電力値の変動を示す図である。   FIG. 8 is a diagram showing the pressures in the vacuum chambers CH1 and CH2, the open / closed states of the valves V1, V2, V1 ′, V2 ′, and V3 and the variation in the power consumption value of each pump unit in the system shown in FIG.

大気側の排気速度が大きい第２真空ポンプユニット２として以下のポンプが好適である。
１）二軸容積型ドライポンプ（ルーツ、スクリュー、クロー）で吸気側の理論排気速度と排気側の理論排気速度の比が１〜３のポンプである。
２）例として好適な容積型ドライポンプは、３段型のルーツ式ドライポンプであり、圧縮比２．５である。また前記ポンプとしては、最大排気速度４０００〜８０００Ｌ／ｍｉｎ、大気側排気速度３０００〜６０００Ｌ／ｍｉｎ、到達時消費動力４〜８ｋＷ、到達圧力は１００〜５０００Ｐａ程度が好ましい。 The following pumps are suitable as the second vacuum pump unit 2 having a high exhaust speed on the atmosphere side.
1) A biaxial positive displacement pump (roots, screw, claw) having a ratio of a theoretical exhaust speed on the intake side to a theoretical exhaust speed on the exhaust side of 1 to 3.
2) A positive displacement dry pump as an example is a three-stage roots type dry pump with a compression ratio of 2.5. The pump preferably has a maximum exhaust speed of 4000 to 8000 L / min, an atmospheric exhaust speed of 3000 to 6000 L / min, a power consumption of 4 to 8 kW when reaching, and an ultimate pressure of about 100 to 5000 Pa.

高真空側の排気速度が大きく、到達真空度が高い第１真空ポンプユニット１として以下のポンプが好適である。
１）容積型ドライポンプ（ルーツ、スクリュー、クロー）で吸気側の理論排気速度と排気側の理論排気速度の比が５〜２００であり、好ましくは１００〜２００である。ポンプロータの段間に逆止弁を入れて、大気側での実効排気速度を向上させてもよい。
２）例として好適な容積型ドライポンプは、単段のルーツ式ドライポンプと５段型のルーツ式ドライポンプを組み合わせたポンプである。また前記ポンプとしては、吸気側の理論排気速度２００００Ｌ／ｍｉｎ、排気側の理論排気速度５００Ｌ／ｍｉｎ、到達時消費動力０．７５ｋＷ、到達圧力０．１〜１Ｐａが好ましい。 The following pumps are suitable as the first vacuum pump unit 1 having a high exhaust speed on the high vacuum side and a high ultimate vacuum.
1) The ratio of the theoretical exhaust speed on the intake side to the theoretical exhaust speed on the exhaust side in the positive displacement dry pump (roots, screw, claw) is 5 to 200, preferably 100 to 200. A check valve may be inserted between the pump rotor stages to improve the effective exhaust speed on the atmosphere side.
2) As an example, a positive displacement dry pump is a combination of a single-stage roots-type dry pump and a 5-stage roots-type dry pump. The pump preferably has a theoretical exhaust speed of 20000 L / min on the intake side, a theoretical exhaust speed of 500 L / min on the exhaust side, power consumption at arrival of 0.75 kW, and an ultimate pressure of 0.1 to 1 Pa.

プロセス装置を含む真空排気システム全体の仕様の一例を以下に記す。
１）真空チャンバ容積８０〜２００Ｌ、必要圧力０．５〜１．０Ｐａである。
２）高真空側配管は１００Ａ×０．３ｍ、大気側配管は５０Ａ×１ｍである。高真空側は、配管径を大きく、短くすることで必要な圧力を到達するのに必要な時間を短縮する。大気側は、コンダクタンス影響が小さいので配管の径が細かったり、長さが長くとも問題はない。
３）真空チャンバ内で行うプロセスは、被処理物表面に対して金属皮膜及びその保護膜の薄膜形成である。 An example of the specifications of the entire vacuum exhaust system including the process device is described below.
1) The vacuum chamber volume is 80 to 200 L, and the required pressure is 0.5 to 1.0 Pa.
2) High vacuum side piping is 100 A × 0.3 m, and atmospheric side piping is 50 A × 1 m. On the high vacuum side, the pipe diameter is increased and shortened to reduce the time required to reach the required pressure. On the atmosphere side, there is no problem even if the pipe diameter is small or the length is long because the conductance effect is small.
3) The process performed in the vacuum chamber is a thin film formation of a metal film and its protective film on the surface of the object to be processed.

これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。   Although the embodiment of the present invention has been described so far, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention may be implemented in various different forms within the scope of the technical idea.

１ 第１真空ポンプユニット
２ 第２真空ポンプユニット
３，４，５ 配管
ＣＨ 真空チャンバ
ＢＰ ブースターポンプ
ＭＰ メインポンプ
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ３−１，Ｖ３−２，Ｖ４ バルブ 1 1st vacuum pump unit 2 2nd vacuum pump unit 3, 4, 5 Piping CH Vacuum chamber BP Booster pump MP Main pump V1, V2, V3, V3-1, V3-2, V4 Valve

Claims (8)

真空チャンバ内のガスを排気する真空排気システムにおいて、
前記真空チャンバに開閉バルブを介して接続された第１真空ポンプユニットと、
前記真空チャンバに開閉バルブを介して接続された第２真空ポンプユニットとを備え、
前記第２真空ポンプユニットの排気側を分岐させ、一方を前記第１真空ポンプユニットの吸気側に接続し、他方を排気配管に接続したことを特徴とする真空排気システム。 In the vacuum exhaust system for exhausting the gas in the vacuum chamber,
A first vacuum pump unit connected to the vacuum chamber via an open / close valve;
A second vacuum pump unit connected to the vacuum chamber via an open / close valve;
A vacuum exhaust system characterized in that the exhaust side of the second vacuum pump unit is branched, one is connected to the intake side of the first vacuum pump unit, and the other is connected to an exhaust pipe. 複数の真空チャンバ内のガスを排気する真空排気システムにおいて、
前記複数の真空チャンバに１対１で対応して設けられ、それぞれ開閉バルブを介して接続された複数の第１真空ポンプユニットと、
前記複数の真空チャンバに開閉バルブを介して接続された１台の第２真空ポンプユニットとを備え、
前記１台の第２真空ポンプユニットで複数の真空チャンバを排気するように構成し、
前記第２真空ポンプユニットの排気側を分岐させ、一方を少なくとも一つの前記第１真空ポンプユニットの吸気側に接続し、他方を排気配管に接続したことを特徴とする真空排気システム。 In an evacuation system for evacuating gases in a plurality of vacuum chambers,
A plurality of first vacuum pump units provided in a one-to-one correspondence with the plurality of vacuum chambers, each connected via an on-off valve;
A second vacuum pump unit connected to the plurality of vacuum chambers via open / close valves;
The single second vacuum pump unit is configured to exhaust a plurality of vacuum chambers,
An evacuation system characterized in that the exhaust side of the second vacuum pump unit is branched, one is connected to the intake side of at least one of the first vacuum pump units, and the other is connected to an exhaust pipe. 前記第１真空ポンプユニットは直列に接続された２つの真空ポンプを含み、前記第２真空ポンプユニットの排気側を分岐させ、一方を前記第１真空ポンプユニットの排気側ポンプの吸気口に接続し、他方を排気配管に接続したことを特徴とする請求項１または２記載の真空排気システム。   The first vacuum pump unit includes two vacuum pumps connected in series, branches the exhaust side of the second vacuum pump unit, and connects one to the intake port of the exhaust side pump of the first vacuum pump unit. 3. The vacuum exhaust system according to claim 1, wherein the other is connected to an exhaust pipe. 前記第１真空ポンプユニットおよび前記第２真空ポンプユニットは、二軸容積型ドライ真空ポンプからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の真空排気システム。   4. The vacuum exhaust system according to claim 1, wherein each of the first vacuum pump unit and the second vacuum pump unit includes a biaxial volumetric dry vacuum pump. 5. 前記第２真空ポンプユニットの内部圧縮比は、１〜３であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の真空排気システム。   The vacuum exhaust system according to any one of claims 1 to 4, wherein an internal compression ratio of the second vacuum pump unit is 1 to 3. 前記第１真空ポンプユニットと前記真空チャンバとを接続する配管の内径は、前記第２真空ポンプユニットと前記真空チャンバとを接続する配管の内径と比べて大きく設定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の真空排気システム。   The inner diameter of the pipe connecting the first vacuum pump unit and the vacuum chamber is set larger than the inner diameter of the pipe connecting the second vacuum pump unit and the vacuum chamber. Item 6. The vacuum exhaust system according to any one of Items 1 to 5. 前記第１真空ポンプユニットと前記真空チャンバとを接続する配管の長さは、前記第２真空ポンプユニットと前記真空チャンバとを接続する配管の長さと比べて短く設定されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の真空排気システム。   The length of the pipe connecting the first vacuum pump unit and the vacuum chamber is set shorter than the length of the pipe connecting the second vacuum pump unit and the vacuum chamber. The vacuum exhaust system according to any one of claims 1 to 6. 前記真空チャンバ内のガスを前記第２真空ポンプユニットで排気した後に、前記第１真空ポンプユニットで排気することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の真空排気システム。   The vacuum exhaust system according to any one of claims 1 to 7, wherein the gas in the vacuum chamber is exhausted by the first vacuum pump unit after being exhausted by the second vacuum pump unit.
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