JP2022130791A - 真空排気方法および真空排気システム - Google Patents

Abstract

【課題】副生成物の生成を抑制しつつ、不活性ガスの導入に伴う問題を解決することができる真空排気方法が提供される。【解決手段】真空排気方法は、真空ポンプ装置ＤＰを起動した後、真空ポンプ装置ＤＰの回転速度を所定の安定速度まで上昇させる上昇工程と、真空ポンプ装置ＤＰの回転速度が安定速度に到達した後に、不活性ガスを真空ポンプ装置ＤＰに導入するガス導入工程と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、真空排気方法および真空排気システムに関する。

半導体製造装置（例えば、エッチング装置や化学気相成長装置（ＣＶＤ）など）の真空チャンバを真空状態に維持するために、真空チャンバ内のガスを排気する真空ポンプ装置が知られている。

真空チャンバ内に供給される成膜用のガス（プロセスガス）は、副生成物を生成するガスを含んでいる場合がある。この場合、真空ポンプ装置が真空チャンバ内のガスを排気すると、副生成物がガスとともに真空ポンプ装置内に流入し、または副生成物が真空ポンプ装置内で生成されるおそれがある。

特開平１０－２５２６５１号公報 特開２００４－２９３４６６号公報

副生成物は温度および圧力に依存して生成される。例えば、副生成物は、高圧時（および／または低温時）に生成されやすい。そこで、副生成物の生成を抑制する手段として、真空ポンプ装置内に供給されるガスの圧力を下げる方法が考えられる。この方法の一例は、ガスの濃度を希釈するための不活性ガスを真空ポンプ装置内に導入する方法である。

しかしながら、このような方法では、より多くの気体が真空ポンプ装置に導入される。したがって、真空ポンプ装置を駆動するための消費電力が大きくなり、真空ポンプ装置の回転速度が定格の回転速度（定格回転速度）に到達する前に停滞してしまうおそれがある。結果として、真空ポンプ装置の立ち上がりに多大な時間を要したり、または、真空ポンプ装置の回転速度が定格回転速度に到達しないといった問題が生じるおそれがある。

そこで、本発明は、副生成物の生成を抑制しつつ、不活性ガスの導入に伴う問題を解決することができる真空排気方法および真空排気システムを提供することを目的とする。

一態様では、真空ポンプ装置によって真空チャンバを排気する真空排気方法が提供される。真空排気方法は、前記真空ポンプ装置を起動した後、前記真空ポンプ装置の回転速度を所定の安定速度まで上昇させる上昇工程と、前記真空ポンプ装置の回転速度が前記安定速度に到達した後に、不活性ガスを前記真空ポンプ装置に導入するガス導入工程と、を含む。

一態様では、前記安定速度は、前記真空ポンプ装置の現在の回転速度におけるインバータ出力が前記真空ポンプ装置の軸出力よりも大きくなるときの第１安定速度を含んでおり、前記真空ポンプ装置の回転速度が前記第１安定速度に到達した後に、前記ガス導入工程を実行する。
一態様では、前記安定速度は、前記真空ポンプ装置の回転速度が定格回転速度であるときの第２安定速度を含んでおり、前記真空ポンプ装置の回転速度が前記第２安定速度に到達した後に、前記ガス導入工程を実行する。
一態様では、前記真空排気方法は、前記真空ポンプ装置に接続された不活性ガス供給ラインを通じて、前記不活性ガスを加熱するガス加熱工程を含む。

一態様では、前記真空排気方法は、前記ガス導入工程において、前記真空ポンプ装置に接続された不活性ガス供給ラインに取り付けられた開閉弁を開く開動作工程を含む。
一態様では、前記真空排気方法は、前記真空ポンプ装置に接続された不活性ガス供給ラインから分岐するバイパスラインを通じて、ゼロ流量を含む第１流量の不活性ガスを前記真空ポンプ装置に導入する第１導入工程と、前記第１流量よりも大きな第２流量の不活性ガスを前記真空ポンプ装置に導入する第２導入工程と、を含む。

一態様では、真空チャンバを排気する真空ポンプ装置と、不活性ガスを前記真空ポンプ装置に導入するガス導入装置と、前記真空ポンプ装置の動作および前記ガス導入装置の動作を制御する制御装置と、を備える真空排気システムが提供される。前記制御装置は、前記真空ポンプ装置を起動した後、前記真空ポンプ装置の回転速度を所定の安定速度まで上昇させ、前記真空ポンプ装置の回転速度が前記安定速度に到達した後、前記ガス導入装置を制御して、前記不活性ガスを前記真空ポンプ装置に導入する。

一態様では、前記安定速度は、前記真空ポンプ装置の現在の回転速度におけるインバータ出力が前記真空ポンプ装置の軸出力よりも大きくなるときの第１安定速度を含んでおり、前記制御装置は、前記真空ポンプ装置の回転速度が前記第１安定速度に到達した後に、前記ガス導入装置を制御して、前記不活性ガスを前記真空ポンプ装置に導入する。
一態様では、前記安定速度は、前記真空ポンプ装置の回転速度が定格回転速度であるときの第２安定速度を含んでおり、前記制御装置は、前記真空ポンプ装置の回転速度が前記第２安定速度に到達した後に、前記ガス導入装置を制御して、前記不活性ガスを前記真空ポンプ装置に導入する。
一態様では、前記ガス導入装置は、前記真空ポンプ装置に接続された不活性ガス供給ラインと、前記不活性ガス供給ラインを通じて、前記不活性ガスを加熱するガス加熱構造と、を備えている。

一態様では、前記ガス加熱構造は、前記不活性ガス供給ラインを加熱するヒーターである。
一態様では、前記ガス加熱構造は、前記真空ポンプ装置の排気口側の圧縮熱によって加熱されたポンプケーシングである。
一態様では、前記ガス導入装置は、前記不活性ガス供給ラインを開閉する開閉弁を備えており、前記制御装置は、前記開閉弁の開閉動作を制御する。

一態様では、前記ガス導入装置は、前記不活性ガス供給ラインを流れる不活性ガスの流量を検出する流量センサを備えており、前記制御装置は、前記流量センサから送られる流量信号に基づいて、前記開閉弁の状態を判断する。
一態様では、前記ガス導入装置は、前記不活性ガス供給ラインを開閉する開閉弁と、前記不活性ガス供給ラインを流れる不活性ガスの流量を検出する流量センサと、の組み合わせを備えている。
一態様では、前記ガス導入装置は、前記不活性ガス供給ラインから分岐して、前記真空ポンプ装置に接続されたバイパスラインと、前記バイパスラインを通じて、前記真空ポンプ装置に導入される前記不活性ガスの流量を制御する流量制御装置と、を備えており、前記制御装置は、前記流量制御装置を通じて、ゼロ流量を含む第１流量の不活性ガスを前記真空ポンプ装置に導入する第１導入工程を実行し、前記第１導入工程を実行し、かつ前記真空ポンプ装置の回転速度が前記安定速度に到達した後に、前記第１流量よりも大きな第２流量の不活性ガスを前記真空ポンプ装置に導入する第２導入工程を実行する。

一態様では、前記流量制御装置は、前記バイパスラインを開閉する開閉弁を備えている。
一態様では、前記流量制御装置は、前記バイパスラインに取り付けられた流量調整弁またはオリフィスを備えている。

真空排気方法は、真空ポンプ装置の回転速度が安定速度に到達した後、不活性ガスを真空ポンプ装置に導入する方法である。したがって、真空排気方法は、副生成物の生成を抑制することができるのみならず、真空ポンプ装置の立ち上がりに必要な時間を短縮することもできる。さらに、真空ポンプ装置の回転速度が定格回転速度に到達しないといった問題は生じない。

真空排気システムの一実施形態を示す図である。 制御装置の動作フローを示す図である。 開閉弁を開閉動作させるタイミングを示す図である。 第１安定速度を説明するための図である。 ガス導入装置の他の実施形態を示す図である。 ガス導入装置のさらに他の実施形態を示す図である。 ガス導入装置のさらに他の実施形態を示す図である。 ガス導入装置のさらに他の実施形態を示す図である。 ガス導入装置のさらに他の実施形態を示す図である。 ガス導入装置のさらに他の実施形態を示す図である。 ガス加熱構造の他の実施形態を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、真空排気システムの一実施形態を示す図である。図１に示すように、真空排気システムＤＳは、半導体製造工程において、エッチングや成膜などの処理を行うための真空チャンバＣＨを排気する真空ポンプ装置ＤＰと、不活性ガス（例えば、Ｎ_２ガス）を真空ポンプ装置ＤＰに導入するガス導入装置ＧＩと、真空ポンプ装置ＤＰの動作およびガス導入装置ＧＩの動作を制御する制御装置ＣＴと、を備えている。

真空チャンバＣＨは、半導体製造装置（図示しない）の一部を構成しており、真空チャンバＣＨ内には、副生成物を生成するガスを含むプロセスガスが導入される。真空ポンプ装置ＤＰは、真空チャンバＣＨに接続されている。真空ポンプ装置ＤＰは、その駆動により、真空チャンバＣＨを排気する。プロセスガスは、真空チャンバＣＨの排気により真空ポンプ装置ＤＰに吸い込まれる。

図１に示す実施形態では、真空ポンプ装置ＤＰは、２台の真空ポンプ装置（すなわち、ブースターポンプ装置ＢＰおよびメインポンプ装置ＭＰ）を備えている。ブースターポンプ装置ＢＰは、ブースターポンプＢＰ１と、ブースターポンプＢＰ１を駆動するモータＢＰ２と、モータＢＰ２の可変速手段であるインバータＩＮＶ１と、を備えている。同様に、メインポンプ装置ＭＰは、メインポンプＭＰ１と、メインポンプＭＰ１を駆動するモータＭＰ２と、モータＭＰ２の可変速手段であるインバータＩＮＶ２と、を備えている。一実施形態では、真空ポンプ装置ＤＰは、単一のポンプ装置を備えてもよく、または３台以上の真空ポンプ装置を備えてもよい。

ガス導入装置ＧＩは、真空ポンプ装置ＤＰに接続されている。図１に示す実施形態では、ガス導入装置ＧＩは、メインポンプ装置ＭＰのメインポンプＭＰ１に接続された不活性ガス供給ラインＳＬと、不活性ガス供給ラインＳＬを通じて不活性ガスをメインポンプ装置ＭＰに供給するガス供給源ＩＳと、不活性ガス供給ラインＳＬを開閉する開閉弁ＶＬ１と、を備えている。一実施形態では、不活性ガス供給ラインＳＬは、ブースターポンプ装置ＢＰのブースターポンプＢＰ１に接続されてもよい。他の実施形態では、不活性ガス供給ラインＳＬは、ブースターポンプＢＰ１およびメインポンプＭＰ１の両方に接続されてもよい。

制御装置ＣＴは、開閉弁ＶＬ１に電気的に接続されており、開閉弁ＶＬ１の開閉動作を制御する。開閉弁ＶＬ１の一例として、電磁弁を挙げることができる。制御装置ＣＴが開閉弁ＶＬ１を閉じると、開閉弁ＶＬ１は、不活性ガスの、ガス供給源ＩＳからメインポンプＭＰ１への供給を遮断する。制御装置ＣＴが開閉弁ＶＬ１を開くと、開閉弁ＶＬ１は、不活性ガスの、ガス供給源ＩＳからメインポンプＭＰ１への供給を許容する。

制御装置ＣＴは、インバータＩＮＶ１およびインバータＩＮＶ２のそれぞれに電気的に接続されており、モータＢＰ２およびモータＭＰ２の駆動動作を制御する。言い換えれば、制御装置ＣＴは、モータＢＰ２およびモータＭＰ２を通じて、ブースターポンプ装置ＢＰおよびメインポンプ装置ＭＰの運転を制御する。以下、本明細書において、ブースターポンプ装置ＢＰおよびメインポンプ装置ＭＰを総称して、真空ポンプ装置ＤＰと呼ぶことがある。

真空チャンバＣＨを排気すると、副生成物を生成するガスを含むプロセスガスは、真空ポンプ装置ＤＰに吸い込まれる。上述したように、副生成物は、圧力（および温度）に依存して、生成される。したがって、副生成物の生成を抑制するために、ガス導入装置ＧＩは、不活性ガスを真空ポンプ装置ＤＰに導入して、プロセスガスの圧力を低下させる。

しかしながら、真空ポンプ装置ＤＰの起動時から不活性ガスを導入すると、真空ポンプ装置ＤＰの消費電力が大きくなるおそれがあり、真空ポンプ装置ＤＰの回転速度が上昇せずに、停滞するおそれがある。結果として、真空ポンプ装置ＤＰの立ち上がりに多大な時間を要するおそれや真空ポンプ装置ＤＰの回転速度が定格回転速度に到達しないおそれがある。

そこで、本実施形態では、制御装置ＣＴは、真空ポンプ装置ＤＰを起動した後、真空ポンプ装置ＤＰの回転速度を所定の安定速度まで上昇させ、真空ポンプ装置ＤＰの回転速度が安定速度に到達した後、ガス導入装置ＧＩを制御して、不活性ガスを真空ポンプ装置ＤＰに導入する。

制御装置ＣＴは、真空ポンプ装置ＤＰの起動開始から真空ポンプ装置ＤＰの回転速度が安定速度に到達するまでの間、不活性ガスを導入せずに、真空ポンプ装置ＤＰの回転速度が安定速度に到達した後、不活性ガスを真空ポンプ装置ＤＰに導入する。このような動作により、制御装置ＣＴは、真空ポンプ装置ＤＰの起動時に不要な電力を消費することなく、真空ポンプ装置ＤＰの回転速度をスムーズに定格回転速度に到達させることができる。結果として、真空排気システムＤＳは、真空ポンプ装置ＤＰの立ち上がり時間を短縮することができる。さらに、このような動作により、真空排気システムＤＳは、不活性ガスの使用量の削減を実現することができる。

図２は、制御装置の動作フローを示す図である。図２のステップＳ１０１に示すように、まず、制御装置ＣＴは、真空ポンプ装置ＤＰを起動する。その後、ステップＳ１０２に示すように、真空ポンプ装置ＤＰの回転速度を所定の安定速度まで上昇させる。この回転速度を上昇させる工程は、上昇工程と呼ばれる。制御装置ＣＴは、真空ポンプ装置ＤＰに供給される電力（すなわち、電流、電圧）に基づいて、真空ポンプ装置ＤＰの回転速度を判断する。

図３は、開閉弁を開閉動作させるタイミングを示す図である。図３に示すように、所定の安定速度は、第１安定速度と、第１安定速度よりも大きな第２安定速度と、を含んでいる。第１安定速度は、真空ポンプ装置ＤＰの現在の回転速度におけるインバータ出力（電力）が真空ポンプ装置ＤＰの軸出力よりも大きくなるときの速度である。第２安定速度は、真空ポンプ装置ＤＰの回転速度が定格回転速度であるときの速度である。

図４は、第１安定速度を説明するための図である。図４に示すように、吸気口ＩＰと１段目のロータＲＴ１との間の容積は１段目容積Ｖ_１と定義され、排気口ＥＰと２段目のロータＲＴ２との間の容積は２段目容積Ｖ_２と定義される。軸出力は、ロータの回転時に発生する圧縮動力（Ｗｃ）および機械損（Ｆ）を合計した出力である。圧縮動力（Ｗｃ）は、次の数式により表すことができる。圧縮動力（Ｗｃ）＝Σ（各段の容積Ｖ_ｉ×回転速度ｒ×各段の圧力差Ｐ_ｉ）

例えば、図４に示す実施形態では、圧縮動力（Ｗｃ）は次の数式により表すことができる。圧縮動力（Ｗｃ）＝１段目容積Ｖ_１×回転速度ｒ×（Ｐ１_ｏｕｔ－Ｐ１_ｉｎ）＋Ｖ_２×ｒ×（Ｐ２_ｏｕｔ－Ｐ２_ｉｎ）

機械損（Ｆ）は主に、真空ポンプ装置ＤＰの構成要素（例えば、タイミングギヤ、軸受）の摩擦によって発生し、機械損（Ｆ）は真空ポンプ装置ＤＰの回転速度に比例して増加する。

図２のステップＳ１０３に示すように、制御装置ＣＴは、ステップＳ１０２の実行後、真空ポンプ装置ＤＰの回転速度が所定の安定速度（第１安定速度または第２安定速度）に到達したか否かを判断する。真空ポンプ装置ＤＰの回転速度が所定の安定速度に到達していない場合（ステップＳ１０３の「Ｎｏ」参照）、制御装置ＣＴは、ステップＳ１０２を継続する。このとき、制御装置ＣＴは、開閉弁ＶＬ１の閉動作を継続する。

真空ポンプ装置ＤＰの回転速度が所定の安定速度に到達した場合（ステップＳ１０３の「Ｙｅｓ」参照）、ステップＳ１０４に示すように、制御装置ＣＴは、開閉弁ＶＬ１を開いて、不活性ガスを真空ポンプ装置ＤＰに導入する。この不活性ガスを導入する工程は、ガス導入工程と呼ばれる。

図３に示す実施形態では、制御装置ＣＴは、真空ポンプ装置ＤＰの回転速度が第１安定速度に到達した後に、ガス導入装置ＧＩの開閉弁ＶＬ１を開いて、不活性ガスを真空ポンプ装置ＤＰに導入する。一実施形態では、第１安定速度は、真空ポンプ装置ＤＰの排気側の性能が十分に確保され、回転速度の停滞が発生しない回転速度（第２安定速度（すなわち、定格回転速度）の６０％程度）に決定される。

一実施形態では、制御装置ＣＴは、真空ポンプ装置ＤＰの回転速度が第２安定速度（すなわち、定格回転速度）に到達した後に、ガス導入装置ＧＩの開閉弁ＶＬ１を開いて、不活性ガスを真空ポンプ装置ＤＰに導入してもよい。

図５は、ガス導入装置の他の実施形態を示す図である。図５に示すように、ガス導入装置ＧＩは、不活性ガス供給ラインＳＬから分岐して、真空ポンプ装置ＤＰに接続されたバイパスラインＢＬと、バイパスラインＢＬを通じて真空ポンプ装置ＤＰに導入される不活性ガスの流量を制御する流量制御装置と、を備えている。

図５に示す実施形態では、流量制御装置は、バイパスラインＢＬを開閉する開閉弁ＶＬ２を備えている。制御装置ＣＴは、開閉弁ＶＬ２に電気的に接続されており、開閉弁ＶＬ２の開閉動作を制御する。開閉弁ＶＬ２は、開閉弁ＶＬ１と同一の構成を有してもよい。開閉弁ＶＬ２の一例として、電磁弁を挙げることができる。

バイパスラインＢＬは、不活性ガス供給ラインＳＬの断面積よりも小さな断面積を有している。このような構造により、バイパスラインＢＬを通過する不活性ガスの流量（第１流量）は、不活性ガス供給ラインＳＬを通過する不活性ガスの流量（第２流量）よりも小さい。第１流量は、不活性ガスの、バイパスラインＢＬの通過を遮断するゼロ流量を含んでもよい。したがって、開閉弁ＶＬ２が閉状態であるとき、バイパスラインＢＬを通過する不活性ガスの流量はゼロである。開閉弁ＶＬ２が開状態であるとき、バイパスラインＢＬを通過する不活性ガスの流量は、ゼロよりも大きく、第２流量よりも小さい。

図５に示す実施形態では、制御装置ＣＴは、上記上昇工程において、バイパスラインＢＬを通じて、第１流量の不活性ガスを真空ポンプ装置ＤＰに導入する第１導入工程を実行してもよい。一実施形態では、第１導入工程は、真空ポンプ装置ＤＰの起動開始直後から開始されてもよい。第１導入工程では、開閉弁ＶＬ１は、閉状態に維持されている。

制御装置ＣＴは、第１導入工程の実行後、上記ガス導入工程において、第１流量よりも大きな第２流量の不活性ガスを真空ポンプ装置ＤＰに導入してもよい（第２導入工程）。第２導入工程では、制御装置ＣＴは、開閉弁ＶＬ１を閉状態から開状態に切り替える。このとき、制御装置ＣＴは、開閉弁ＶＬ２を閉じてもよく、または開いてもよい。開閉弁ＶＬ２を開くことにより、より大きな流量の不活性ガスを真空ポンプ装置ＤＰに導入することができる。

図６は、ガス導入装置のさらに他の実施形態を示す図である。図６に示すように、ガス導入装置ＧＩは、開閉弁ＶＬ１および開閉弁ＶＬ２の代わりに、流量制御装置としての三方弁ＴＶＬを備えてもよい。図６に示す実施形態では、三方弁ＴＶＬは、開閉弁ＶＬ１および開閉弁ＶＬ２に相当する。

図６に示すように、制御装置ＣＴは、三方弁ＴＶＬに電気的に接続されており、三方弁ＴＶＬの切り替え動作を制御する。より具体的には、制御装置ＣＴは、三方弁ＴＶＬを動作（すなわち、第１動作）させて、不活性ガス供給ラインＳＬの上流側および下流側を接続する。この場合、ガス供給源ＩＳおよび真空ポンプ装置ＤＰは、不活性ガス供給ラインＳＬを通じて連結される。制御装置ＣＴは、三方弁ＴＶＬを動作（すなわち、第２動作）させて、不活性ガス供給ラインＳＬの上流側およびバイパスラインＢＬを接続する。この場合、ガス供給源ＩＳおよび真空ポンプ装置ＤＰは、バイパスラインＢＬを通じて連結される。

図６に示す実施形態における真空排気システムＤＳも、図５に示す実施形態における真空排気システムＤＳと同様の効果を奏することができる。したがって、制御装置ＣＴは、上記上昇工程において、三方弁ＴＶＬを第２動作させて、第１流量（図６に示す実施形態では、ゼロ流量）の不活性ガスを、バイパスラインＢＬを通じて真空ポンプ装置ＤＰに導入する。制御装置ＣＴは、上記ガス導入工程において、三方弁ＴＶＬを第１動作させて、第２流量の不活性ガスを、不活性ガス供給ラインＳＬを通じて真空ポンプ装置ＤＰに導入する。

図７は、ガス導入装置のさらに他の実施形態を示す図である。図７に示すように、流量制御装置は、バイパスラインＢＬに取り付けられたオリフィスＯＲを備えてもよい。図７に示す実施形態では、制御装置ＣＴは、上記上昇工程において、開閉弁ＶＬ１を閉じて、第１流量（図７に示す実施形態では、ゼロ流量よりも大きな流量）の不活性ガスを、バイパスラインＢＬを通じて真空ポンプ装置ＤＰに導入する。制御装置ＣＴは、上記ガス導入工程において、開閉弁ＶＬ１を開いて、第２流量の不活性ガスを、不活性ガス供給ラインＳＬを通じて真空ポンプ装置ＤＰに導入する。このとき、第１流量の不活性ガスは、バイパスラインＢＬを通じて真空ポンプ装置ＤＰに導入される。

図示しないが、流量制御装置は、オリフィスＯＲの代わりに流量調整弁を備えてもよい。さらに、必要に応じて、図５に示す実施形態と、図６に示す実施形態と、図７に示す実施形態と、を、適宜、組み合わせてもよい。例えば、流量制御装置は、図５に示す開閉弁ＶＬ２と、図６に示す三方弁ＴＶＬと、図７に示すオリフィスＯＲ（または流量調整弁）と、を備えてもよい。

図８は、ガス導入装置のさらに他の実施形態を示す図である。図８に示すように、ガス導入装置ＧＩは、不活性ガス供給ラインＳＬを流れる不活性ガスの流量を検出する流量センサＦＳをさらに備えてもよい。流量センサＦＳは、不活性ガスの流れ方向において、開閉弁ＶＬ１の下流側に配置されている。

制御装置ＣＴは、流量センサＦＳに電気的に接続されており、流量センサＦＳから送られる流量信号に基づいて、流量センサＦＳを通過する不活性ガスの流量を測定する。図８に示す実施形態では、制御装置ＣＴは、流量センサＦＳから送られる流量信号に基づいて、開閉弁ＶＬ１の状態（より具体的には、異常）を判断することができる。例えば、制御装置ＣＴは、上記上昇工程において、流量センサＦＳを通過する不活性ガスの流量が所定のしきい値（第１しきい値）よりも大きい場合、制御装置ＣＴは、開閉弁ＶＬ１の異常を決定してもよい。同様に、制御装置ＣＴは、上記ガス導入工程において、流量センサＦＳを通過する不活性ガスの流量が所定のしきい値（第２しきい値）よりも小さい場合、制御装置ＣＴは、開閉弁ＶＬ１の異常を決定してもよい。

このように、制御装置ＣＴは、流量センサＦＳから送られる流量信号に基づいて、開閉弁ＶＬ１の異常を決定することができる。制御装置ＣＴは、開閉弁ＶＬ１の異常を決定した場合、警報を発報してもよい。図示しないが、流量センサＦＳは、バイパスラインＢＬ（図５、図６、および図７参照）に取り付けられてもよい。

図９は、ガス導入装置のさらに他の実施形態を示す図である。図９に示すように、ガス導入装置ＧＩは、質量流量センサＦＣを備えてもよい。質量流量センサＦＣは、開閉弁ＶＬ１と、流量センサＦＳと、の組み合わせである。図９に示す実施形態では、質量流量センサＦＣは、流量センサに開閉弁が内蔵された構造を有している。制御装置ＣＴは、質量流量センサＦＣに電気的に接続されている。制御装置ＣＴは、質量流量センサＦＣを動作させて、不活性ガス供給ラインＳＬの開閉動作を制御し、かつ質量流量センサＦＣから送られる流量信号に基づいて、質量流量センサＦＣを通過する不活性ガスの流量を測定することができる。

図１０は、ガス導入装置のさらに他の実施形態を示す図である。図１０に示す実施形態では、ガス導入装置ＧＩは、不活性ガス供給ラインＳＬを通じて、不活性ガスを加熱するガス加熱構造を備えてもよい。上述したように、副生成物は、圧力のみならず、温度にも依存して、生成される。したがって、副生成物の生成を抑制するために、ガス導入装置ＧＩはガス加熱構造を備えてもよい。ガス加熱構造によって加熱された不活性ガスが真空ポンプ装置ＤＰに供給されると、プロセスガスの温度低下は抑制される。言い換えれば、プロセスガスの温度は上昇される。結果として、副生成物の生成は抑制される。

図１０に示すように、ガス加熱構造は、不活性ガス供給ラインＳＬを加熱するヒーターＨＴである。ヒーターＨＴは、不活性ガス供給ラインＳＬを加熱し、加熱された不活性ガス供給ラインＳＬを通過する不活性ガスは高温となる。結果として、高温の不活性ガスが真空ポンプ装置ＤＰに供給され、副生成物の生成は抑制される。不活性ガスを加熱する工程は、ガス加熱工程と呼ばれる。

図１１は、ガス加熱構造の他の実施形態を示す図である。図１１に示すように、ガス加熱構造は、真空ポンプ装置ＤＰ（図１１に示す実施形態では、メインポンプ装置ＭＰ）の排気口ＥＰ側の圧縮熱によって加熱されたポンプケーシングＰＣである。真空ポンプ装置ＤＰの駆動によって、気体が圧縮排出されると、ポンプケーシングＰＣ（特に、排気口ＥＰ側）は発熱し、高温となる。そこで、不活性ガス供給ラインＳＬは、ポンプケーシングＰＣに接触するように配置されている。

図１１に示す実施形態では、不活性ガス供給ラインＳＬは、ポンプケーシングＰＣに巻き付いている。このような配置により、不活性ガス供給ラインＳＬは、ポンプケーシングＰＣの熱によって加熱され、加熱された不活性ガス供給ラインＳＬを通過する不活性ガスは高温となる。結果として、高温の不活性ガスが真空ポンプ装置ＤＰに供給され、副生成物の生成は抑制される。

図１０に示す実施形態と、図１１に示す実施形態と、は組み合わされてもよい。この場合、ガス加熱構造は、不活性ガス供給ラインＳＬに取り付けられたヒーターＨＴと、不活性ガス供給ラインＳＬがポンプケーシングＰＣに巻き付けられた構造と、を有している。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。

ＤＳ 真空排気システム
ＣＨ 真空チャンバ
ＤＰ 真空ポンプ装置
ＢＰ ブースターポンプ装置
ＢＰ１ ブースターポンプ
ＢＰ２ モータ
ＩＮＶ１ インバータ
ＭＰ メインポンプ装置
ＭＰ１ メインポンプ
ＭＰ２ モータ
ＩＮＶ２ インバータ
ＩＰ 吸気口
ＥＰ 排気口
ＲＴ１ ロータ
ＲＴ２ ロータ
ＧＩ ガス導入装置
ＣＴ 制御装置
ＳＬ 不活性ガス供給ライン
ＩＳ ガス供給源
ＶＬ１ 開閉弁
ＶＬ２ 開閉弁
ＴＶＬ 三方弁
ＯＲ オリフィス
ＢＬ バイパスライン
ＦＳ 流量センサ
ＦＣ 質量流量センサ
ＨＴ ヒーター
ＰＣ ポンプケーシング

Claims (18)

1. 真空ポンプ装置によって真空チャンバを排気する真空排気方法であって、
   前記真空ポンプ装置を起動した後、前記真空ポンプ装置の回転速度を所定の安定速度まで上昇させる上昇工程と、
   前記真空ポンプ装置の回転速度が前記安定速度に到達した後に、不活性ガスを前記真空ポンプ装置に導入するガス導入工程と、を含む方法。
2. 前記安定速度は、前記真空ポンプ装置の現在の回転速度におけるインバータ出力が前記真空ポンプ装置の軸出力よりも大きくなるときの第１安定速度を含んでおり、
   前記真空ポンプ装置の回転速度が前記第１安定速度に到達した後に、前記ガス導入工程を実行する、請求項１に記載の方法。
3. 前記安定速度は、前記真空ポンプ装置の回転速度が定格回転速度であるときの第２安定速度を含んでおり、
   前記真空ポンプ装置の回転速度が前記第２安定速度に到達した後に、前記ガス導入工程を実行する、請求項１に記載の方法。
4. 前記真空排気方法は、前記真空ポンプ装置に接続された不活性ガス供給ラインを通じて、前記不活性ガスを加熱するガス加熱工程を含む、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記真空排気方法は、前記ガス導入工程において、前記真空ポンプ装置に接続された不活性ガス供給ラインに取り付けられた開閉弁を開く開動作工程を含む、請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記真空排気方法は、
   前記真空ポンプ装置に接続された不活性ガス供給ラインから分岐するバイパスラインを通じて、ゼロ流量を含む第１流量の不活性ガスを前記真空ポンプ装置に導入する第１導入工程と、
   前記第１流量よりも大きな第２流量の不活性ガスを前記真空ポンプ装置に導入する第２導入工程と、を含む、請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の方法。
7. 真空チャンバを排気する真空ポンプ装置と、
   不活性ガスを前記真空ポンプ装置に導入するガス導入装置と、
   前記真空ポンプ装置の動作および前記ガス導入装置の動作を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記真空ポンプ装置を起動した後、前記真空ポンプ装置の回転速度を所定の安定速度まで上昇させ、
   前記真空ポンプ装置の回転速度が前記安定速度に到達した後、前記ガス導入装置を制御して、前記不活性ガスを前記真空ポンプ装置に導入する、真空排気システム。
8. 前記安定速度は、前記真空ポンプ装置の現在の回転速度におけるインバータ出力が前記真空ポンプ装置の軸出力よりも大きくなるときの第１安定速度を含んでおり、
   前記制御装置は、前記真空ポンプ装置の回転速度が前記第１安定速度に到達した後に、前記ガス導入装置を制御して、前記不活性ガスを前記真空ポンプ装置に導入する、請求項７に記載の真空排気システム。
9. 前記安定速度は、前記真空ポンプ装置の回転速度が定格回転速度であるときの第２安定速度を含んでおり、
   前記制御装置は、前記真空ポンプ装置の回転速度が前記第２安定速度に到達した後に、前記ガス導入装置を制御して、前記不活性ガスを前記真空ポンプ装置に導入する、請求項７に記載の真空排気システム。
10. 前記ガス導入装置は、
    前記真空ポンプ装置に接続された不活性ガス供給ラインと、
    前記不活性ガス供給ラインを通じて、前記不活性ガスを加熱するガス加熱構造と、を備えている、請求項７～請求項９のいずれか一項に記載の真空排気システム。
11. 前記ガス加熱構造は、前記不活性ガス供給ラインを加熱するヒーターである、請求項１０に記載の真空排気システム。
12. 前記ガス加熱構造は、前記真空ポンプ装置の排気口側の圧縮熱によって加熱されたポンプケーシングである、請求項１０または請求項１１に記載の真空排気システム。
13. 前記ガス導入装置は、前記不活性ガス供給ラインを開閉する開閉弁を備えており、
    前記制御装置は、前記開閉弁の開閉動作を制御する、請求項７～請求項１２のいずれか一項に記載の真空排気システム。
14. 前記ガス導入装置は、前記不活性ガス供給ラインを流れる不活性ガスの流量を検出する流量センサを備えており、
    前記制御装置は、前記流量センサから送られる流量信号に基づいて、前記開閉弁の状態を判断する、請求項７～請求項１３のいずれか一項に記載の真空排気システム。
15. 前記ガス導入装置は、前記不活性ガス供給ラインを開閉する開閉弁と、前記不活性ガス供給ラインを流れる不活性ガスの流量を検出する流量センサと、の組み合わせを備えている、請求項７～請求項１４のいずれか一項に記載の真空排気システム。
16. 前記ガス導入装置は、
    前記不活性ガス供給ラインから分岐して、前記真空ポンプ装置に接続されたバイパスラインと、
    前記バイパスラインを通じて、前記真空ポンプ装置に導入される前記不活性ガスの流量を制御する流量制御装置と、を備えており、
    前記制御装置は、
    前記流量制御装置を通じて、ゼロ流量を含む第１流量の不活性ガスを前記真空ポンプ装置に導入する第１導入工程を実行し、
    前記第１導入工程を実行し、かつ前記真空ポンプ装置の回転速度が前記安定速度に到達した後に、前記第１流量よりも大きな第２流量の不活性ガスを前記真空ポンプ装置に導入する第２導入工程を実行する、請求項７～請求項１５のいずれか一項に記載の真空排気システム。
17. 前記流量制御装置は、前記バイパスラインを開閉する開閉弁を備えている、請求項１６に記載の真空排気システム。
18. 前記流量制御装置は、前記バイパスラインに取り付けられた流量調整弁またはオリフィスを備えている、請求項１６または請求項１７に記載の真空排気システム。

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