JP2020090922A

JP2020090922A - 窒素昇温ユニット及び当該窒素昇温ユニットを利用してターボ分子ポンプの内部で昇華性物質が固形化すること又は堆積することを抑制又は防止する方法

Info

Publication number: JP2020090922A
Application number: JP2018227731A
Authority: JP
Inventors: 上田　実; Minoru Ueda; 実上田; 敬弘小川; Takahiro Ogawa
Original assignee: Technos Co Ltd
Current assignee: Technos Co Ltd
Priority date: 2018-12-05
Filing date: 2018-12-05
Publication date: 2020-06-11

Abstract

【課題】ターボ分子ポンプの内部で昇華性物質が固形化すること又は堆積することを抑制又は防止する窒素昇温ユニット等を提供すること。【解決手段】窒素昇温ユニット１０は、ヒータを内部に備える昇温容器１１と、パージ用窒素供給配管Ｐ１と接続され常温の窒素ガスＮ２１が導入される第２の気体流路１３と、ターボ分子ポンプ２０の窒素供給ポートＰ２と接続され昇温後の窒素ガスＮ２２をターボ分子ポンプ２０の内部に導入する第１の気体流路１２とを少なくとも備える。【選択図】図１

Description

本願発明は、ターボ分子ポンプに予め装備されているパージ用窒素供給ポートに接続する窒素昇温ユニット及び当該窒素昇温ユニットを利用してターボ分子ポンプの内部で昇華性物質が固形化すること又は堆積することを抑制又は防止する方法に関するものである。

高真空に保たれているドライエッチング装置の内部では昇華性物質が生成しても気体として存在するが、大気圧へ圧力上昇する排気ガス通路においては、昇華性物質は固形物として堆積すること及び前記昇華性物質固形物の堆積により排ガス通路が閉塞に至ることが知られている（特許文献１）。

また、真空チャンバーの排気系統に接続されるドライ真空ポンプの内部でも昇華性物質固形物により、配管の閉塞、ロータの回転阻害、ポンプ自身のロック、起動不良等の様々な不具合が生じていることが知られている（特許文献２）。

特開２００１−１７６８５４号公報特開２０１５−１８５５６８号公報

特許文献１で示されるように大気圧へ圧力上昇する排気ガス通路での昇華性物質の固形化あるいはその堆積、特許文献２で示されるようにドライ真空ポンプの内部での昇華性物質の固形化あるいはその堆積に対しては、それぞれの対策がとられているが、前述した排気ガス通路（配管内部）やドライ真空ポンプの内部とは異なる箇所でも昇華性物質が固形化し堆積することを出願人は確認した。

その箇所とは、図５で示したような真空チャンバー容器の底部に配設されるターボ分子ポンプの内部である。

そこで、ターボ分子ポンプの内部で発生する昇華性物質が固体化すること及びそれが堆積することを抑制又は防止できる窒素昇温ユニット及び当該窒素昇温ユニットを利用した方法を提供することを課題とした。

本願発明は、上述の課題を解決するために、ターボ分子ポンプに予め装備されている窒素供給ポートに接続して使用する窒素昇温ユニットであって、発熱体を内部に備える昇温容器と、前記昇温容器の内部空間と連通する第１の気体流路と、前記昇温容器と内部空間と連通する第２の気体流路と、からなる窒素昇温ユニットを提供する。

本願発明は、前述の窒素昇温ユニットをターボ分子ポンプに予め装備されている窒素供給ポートに接続してターボ分子ポンプの内部で昇華性物質が固形化すること又は堆積することを抑制又は防止する方法であって、前記第１の気体流路とターボ分子ポンプの窒素供給ポートとを接続する工程と、前記第２の気体流路とパージ用窒素供給配管とを接続する工程と、前記発熱体へ電源供給を行う工程と、前記パージ用窒素供給配管から窒素を供給する工程と、によって、ターボ分子ポンプの内部で昇華性物質が固形化すること又は堆積することを抑制又は防止する方法を提供する。

本願発明の窒素昇温ユニットは、ターボ分子ポンプに予め装備されている窒素供給ポートに接続して使用する窒素昇温ユニットであって、発熱体を内部に備える昇温容器と、前記昇温容器の内部空間と連通する第１の気体流路と、前記昇温容器と内部空間と連通する第２の気体流路とを備えているため、ターボ分子ポンプの内部に昇温させた窒素ガスを供給することができる。これにより、ターボ分子ポンプの内部で昇華性物質が固形化すること及びそれが堆積することを抑制又は防止することができる。

本願発明のターボ分子ポンプに予め装備されている窒素供給ポートに接続してターボ分子ポンプの内部で昇華性物質が固形化すること又は堆積することを抑制又は防止する方法は、前記第１の気体流路とターボ分子ポンプの窒素供給ポートとを接続する工程と、前記第２の気体流路とパージ用窒素供給配管とを接続する工程と、前記発熱体へ電源供給を行う工程と、前記パージ用窒素供給配管から窒素を供給する工程と、によって、ターボ分子ポンプの内部に昇温させた窒素ガスを供給することができる。これにより、ターボ分子ポンプの内部で昇華性物質が固形化すること又は堆積することを抑制又は防止することができる。

図１は窒素昇温ユニットの外観をあらわした斜視図である。図２は窒素昇温ユニットをターボ分子ポンプに接続した状態を示す接続図である。図３はパージ用窒素ガスの供給段階初期の作動を示した作動図である。図４はその後の想定作動を示した想定作動図である。図５は従来の真空チャンバーとターボ分子ポンプとの接続例を示す概略図である。

ターボ分子ポンプに予め装備されているパージ用窒素供給ポートに窒素昇温ユニットを接続して使用する。

窒素昇温ユニットの構成について、図１に従い説明する。

窒素昇温ユニット（１０）は、２つの広面（正面及び背面）と４つの狭面とに囲まれた箱形中空形状の昇温容器（１１）と、前記昇温容器の正面（１１ａ）から突出する第１の気体流路（１２）と、前記昇温容器の右側狭面（１１ｂ）から突出する第２の気体流路（１３）と、前記昇温容器の内部に設けるヒータとを少なくとも備える。

前記昇温容器（１１）の内部空間について、前記第１の気体流路（１２）及び第２の気体流路（１３）以外からは、内部から外部へ気体が漏出せず、かつ、外部から内部へも気体が流入しない状態を維持する空間となっている。

前記第１の気体流路（１２）について、所定のパイプを前記昇温容器の正面（１１ａ）を貫通させて挿通し、前記昇温容器の内部と外部との気体流路を確保している。

前記第２の気体流路（１３）について、所定のパイプ（８分の１インチサイズ）を前記昇温容器の右側狭面（１１ｂ）を貫通させて挿通し、前記昇温容器の内部と外部との気体流路を確保している。

なお、前記ヒータは、前記昇温容器（１１）の内部空間の温度を上昇させることができるものであれば良い。

なお、前記昇温容器（１１）の背面などに放熱フィン（図示せず）を設けると、前記昇温容器の表面温度の上昇を抑制できる。

次に、ターボ分子ポンプに予め装備されているパージ用窒素供給ポートに窒素昇温ユニットを接続して稼働させたときの作動について、図２から図４に従い説明する。

真空チャンバー（３０）の底部排気箇所に配設されているターボ分子ポンプ（２０）のパージ用窒素供給ポート（Ｐ２）に窒素昇温ユニット（１０）を構成する第１の気体流路（１２）を接続する（図２）。

また、前記窒素昇温ユニット（１０）を構成する第２の気体流路（１３）をパージ用窒素の供給配管（Ｐ１）と接続する（図２）。

前記窒素昇温ユニット（１０）を構成するヒータへの電源供給を開始し、熱伝導により昇温容器の内部空間の温度を上昇させる。

前記パージ用窒素の供給配管（Ｐ１）から、１分間に５０ｃｃの流量で常温の窒素ガス（Ｎ２１）の供給を開始する（図３）。

前記常温の窒素ガス（Ｎ２１）は、前記第２の気体流路（１３）を通じて前記昇温容器（１１）の内部空間に導入され、前記昇温容器の内部空間を滞留しながら温度が上昇する。

前記温度が上昇した窒素ガス（Ｎ２２）は、前記昇温容器（１１）の第１の気体流路（１２）を通じて前記パージ用窒素供給ポート（Ｐ２）に導かれ、前記パージ用窒素供給ポートを介して前記ターボ分子ポンプ（２０）の内部に投入される（図４）。

一方、真空チャンバー（３０）から排気される未反応原料ガス及び反応後ガス（Ｇ１）は、前記真空チャンバーの底部から前記ターボ分子ポンプ（２０）の内部に流入する（図４）。

昇華性物質を包含する前記未反応原料ガス及び反応後ガス（Ｇ１）と、前記温度が上昇した窒素ガス（Ｎ２２）は、前記ターボ分子ポンプ（２０）の内部で混合される（図４）。

その後、前記ターボ分子ポンプ（２０）の内部では、昇華性物質は固体化あるいは堆積せずに排気配管（Ｐ３）を介して前記ターボ分子ポンプの外部に排出される（図４）。

本願発明の窒素昇温ユニットは、ターボ分子ポンプの内部で昇華性物質が固体化することおよびそれが堆積することを抑制又は防止可能な優れた窒素昇温ユニットであるから産業上の利用可能性を有する。

１０窒素昇温ユニット
１１昇温容器
１１ａ昇温容器の正面（広面）
１１ｂ昇温容器の右側狭面
１２第１の気体流路
１３第２の気体流路
２０ターボ分子ポンプ
３０真空チャンバー
Ｇ１未反応原料ガス及び反応後ガス
Ｎ２１常温の窒素ガス
Ｎ２２温度上昇後の窒素ガス
Ｐ１パージ用窒素の供給配管
Ｐ２ターボ分子ポンプのパージ用窒素供給ポート
Ｐ３ターボ分子ポンプの排気配管

Claims

ターボ分子ポンプに予め装備されている窒素供給ポートに接続して使用する窒素昇温ユニットであって、
発熱体を内部に備える昇温容器（１１）と、
前記昇温容器の内部空間と連通する第１の気体流路（１２）と、
前記昇温容器と内部空間と連通する第２の気体流路（１３）と、
からなる窒素昇温ユニット。
請求項１の窒素昇温ユニットをターボ分子ポンプに予め装備されている窒素供給ポートに接続してターボ分子ポンプの内部で昇華性物質が固形化すること又は堆積することを抑制又は防止する方法であって、
前記第１の気体流路（１２）とターボ分子ポンプの窒素供給ポート（Ｐ２）とを接続する工程と、
前記第２の気体流路（１３）とパージ用窒素供給配管（Ｐ１）とを接続する工程と、
前記発熱体へ電源供給を行う工程と、
前記パージ用窒素供給配管から窒素を供給する工程と、
によって、ターボ分子ポンプの内部で昇華性物質が固形化すること又は堆積することを抑制又は防止する方法。