JP2627039B2 - 真空排気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体の製造工程にお
いて真空状態でウエハに各種処理を施すのに先立つてウ
エハを収容した真空処理槽内を一旦真空状態にする時、
真空にすべき空間内の圧力を予め設定したとおりに経時
的に変化させながら低下させる必要がある場合に用いら
れる真空排気装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体の製造においては、真空状態でウ
エハに各種処理を施すのに先立ち、ウエハが収容された
真空処理槽内を一旦真空状態にするための真空排気工程
がある。

【０００３】この真空排気工程においては、真空処理槽
内の圧力を排気開始直後から急激に低下させると、真空
処理槽内のウエハの位置がずれたり、ウエハが破損した
り、真空処理槽内で舞い上がつた粉塵がウエハに付着し
たりする等の支障を来す恐れがある。このため、排気に
際しては、真空処理槽内の圧力が上記支障の生じる恐れ
のない所定の値に低下するまでの間は、真空処理槽内の
空気の排出量を抑えて真空処理槽内の圧力がゆつくりと
低下するようにする必要がある。

【０００４】このような真空排気を行うための手段とし
て、従来は、真空処理槽から真空排気ポンプへの排気路
の途中に、主開閉弁を介設するとともに、主開閉弁と並
列するように排気路に設けたバイパス路にニードル弁と
副開閉弁とを直列に配して介設した構成になる真空排気
装置が用いられていた。

【０００５】かかる従来装置で真空排気を行う際には、
まず、予めニードル弁の開度を調整しておき、主開閉弁
を閉弁したままで副開閉弁を開弁することにより、真空
処理槽内の空気をバイパス路のニードル弁と副開閉弁を
通して僅かずつ排出させて真空処理槽内の圧力がゆつく
りと低下するようにし、その圧力が所定の値まで低下し
た後は、主開閉弁を開弁させることにより真空処理槽内
の空気を大きな流量で排出させて真空処理槽内の圧力を
短時間のあいだに速やかに低下させるようにする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の真空排気装置
は、構成される機器として、２つの開閉弁、その各開閉
弁を開閉するための作動弁、及び、ニードル弁が用いら
れており、機器の数が多くて装置全体が大きく、かつ、
重たいという欠点があつた。

【０００７】また、真空処理槽内の圧力をゆつくり低下
させるときの排気流量の調節は作業者が手作業によりニ
ードル弁の開度の設定の仕方を変えることによつて行わ
れるが、このニードル弁の開度を変えるのには微妙な作
業技術が必要であつて、調節作業に長い時間を要すると
いう欠点があつた。

【０００８】しかも、ニードル弁がその周囲の空間に作
業者の手を入れることができないほどの狭い場所に設置
されている場合には、ニードル弁の開度を調節する作業
が極めて行い難いという不具合が生じていた。

【０００９】さらに、ニードル弁はその開度が小さくて
排気中の粉塵等による目詰まりが生じ易いため、ニード
ル弁を通つて排出される空気の流量が排気工程を行う度
毎にばらつくという恐れがあり、排気圧力の経時的な変
化を示す排気特性の再現性が低いという問題があつた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、内部を真空状態にすべき真空
処理槽内の空気を吸引して排出させる真空排気用ポンプ
と、供給されるパイロツトエアの圧力値と対応して開度
を変えることにより真空処理槽から真空排気用ポンプへ
の空気の流量を調節するパイロツト式の開閉弁と、真空
処理槽から真空排気用ポンプへ流れる空気の圧力を検出
して検出信号を出力する圧力センサと、真空処理槽から
真空排気用ポンプへ流れる空気の圧力の経時的に変化す
べき目標値を出力する入力部と、圧力センサから入力さ
れる検出信号の値と入力部から入力される目標値とを比
較演算して両値が一致するように制御信号を出力する制
御部と、加圧空気圧送源から圧送される加圧空気を制御
部から入力される制御信号の値に比例する圧力値に減圧
してパイロツトエアとして開閉弁に供給する電空比例弁
とから構成した。

【００１１】

【発明の作用及び効果】本発明は上記構成になり、真空
処理槽内の空気を排出する真空排気工程を行う際には、
まず、入力部において、真空処理槽から真空排気用ポン
プへの排気圧力の排気開始からの経過時間と対応して低
下すべき値を設定することにより、真空処理槽から真空
排気用ポンプへ流れる空気の圧力の経時的に変化すべき
目標値が入力部から制御部へ出力されるようにする。

【００１２】しかる後、真空排気用ポンプの作動を開始
するとともに、圧力センサから制御部への検出信号の入
力と入力部から制御部への目標値の入力とを開始する。

【００１３】制御部においては、時間の経過にともなつ
て変化しつつ入力される検出信号の値と目標値とを比較
して両値が一致するように所定の制御信号を電空比例弁
に入力する。電空比例弁においては、加圧空気圧送源か
ら圧送される加圧空気が、入力される制御信号の値に比
例する値の圧力に減圧されたパイロツトエアとして開閉
弁に供給される。

【００１４】開閉弁においては、時間の経過にともなつ
て変化するパイロツトエアの圧力値に応じて開度が変化
し、真空処理槽から排出される空気の流量が調整される
のであつて、この開閉弁における流量の変化にともな
い、真空処理槽から排出される空気の圧力値が経時的に
変化する。

【００１５】すなわち、真空排気は上記のようなフイー
ドバツク制御によつて行われるのであつて、これによ
り、真空処理槽からの排気の圧力は予め設定した目標値
と一致しつつ経時的に変化する。

【００１６】上記作用によつて説明したように、本発明
の真空排気装置は、その構成される機器が開閉弁、圧力
センサ及び電空比例弁だけで済むため、機器の数が少な
くて装置全体の小型化及び軽量化を図ることができる効
果がある。

【００１７】また、真空処理槽から排出する空気の流量
の調節は、従来装置のように排気経路に設けたニードル
弁の開度を作業者が手作業で変えることによつて行うの
ではなく、入力部において排気圧力の排気開始からの経
過時間と対応してとるべき目標値を設定することによつ
て行うようになつている。したがつて、調節作業は設定
スイツチボードによつて数値を設定するといつた簡単な
操作だけで済み、従来装置において必要であつた微妙な
作業技術は不要であつて、作業を短時間で終えることが
できる。

【００１８】しかも、入力部は排気経路から離して設け
ることが可能であるため、排気経路に設けた機器の設置
場所の情況にかかわらず、入力部における調節作業を支
障なく行うことができる効果がある。

【００１９】さらに、従来装置におけるニードル弁のよ
うに目詰まりのし易い機器が用いられておらず、かつ、
排気の圧力がフイードバツク制御されるようになつてい
るため、排気圧力の経時的な変化を示す排気特性の再現
性が極めて高いという効果がある。

【００２０】また、フイードバツク制御を行うようにし
たことにより、万一機器が作動不良を生じた場合でもそ
の異常を検知することが可能であるとともに、排気特性
の設定の自由度が高く、排気に際しての諸条件に最適な
排気特性を設定することができる効果がある。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。真空処理槽１は内部の真空度が保持できる
ように気密が保たれており、真空処理槽１の排出口に
は、真空処理槽１内の空気を吸引して排出させるための
真空排気用ポンプ２の吸引口が排気管３を介して接続さ
れている。

【００２２】排気管３の途中には、後述する電空比例弁
８からのパイロツトエア８ａの供給と供給の停止とによ
つて開閉駆動されるパイロツト式の開閉弁４が介設され
ている。この開閉弁４はその開度がパイロツトエア８ａ
の圧力値と対応して変化するようになつており、パイロ
ツトエア８ａの圧力値が変わることによつて真空処理槽
１から真空排気用ポンプ２へ排気される空気の流量が調
節されるようになつている。

【００２３】排気管３の真空処理槽１と開閉弁４との間
には、排気管３中を流れる空気の圧力を検出してその圧
力値を検出信号５ａとして常時出力する圧力センサ５が
介設されており、この圧力センサ５から出力される検出
信号５ａは後述する制御部７に入力されるようになつて
いる。

【００２４】入力部６は、排気管３を通つて流れる空気
の圧力の値が排気開始からの時間の経過にともなつてと
るべき値を経時的な目標値６ａとして制御部７へ出力す
るものである。この目標値６ａの設定は、排気開始から
の経過時間とその時間の経過時にとるべき圧力値との組
合せを複数入力することによつて行う。

【００２５】制御部７は、圧力センサ５から入力される
検出信号５ａの値と入力部６から入力される目標値６ａ
の値とを比較して演算することにより、その両値５ａ、
６ａが一致するようにするための所定の値の制御信号７
ａを電空比例弁８へ出力するようになつている。

【００２６】電空比例弁８は、その流入口が加圧空気圧
送源９に接続されているとともに流出口が開閉弁４のパ
イロツトエア流入口に接続されており、圧送された加圧
空気９ａを制御部７から入力される制御信号７ａの値に
比例する圧力に減圧されたパイロツトエア８ａとして開
閉弁４に供給するようになつている。

【００２７】次に、本実施例の作用を説明する。真空処
理槽１内の空気を排出する真空排気工程を行う際には、
まず、入力部６において排気開始からの経過時間とその
時間の経過時にとるべき排気圧力値とを入力することに
より、真空処理槽１から真空排気用ポンプ２へ流れる空
気の圧力の経時的に変化すべき目標値６ａを設定する。

【００２８】しかる後、真空排気用ポンプ２の作動を開
始するとともに、圧力センサ５から制御部７への検出信
号５ａの出力と入力部６から制御部７への目標値６ａの
出力とを開始する。

【００２９】制御部７においては、時間の経過にともな
つて変化しつつ入力される検出信号５ａの値と目標値６
ａとが比較演算されて、その検出信号５ａが目標値６ａ
と一致するように所定の制御信号７ａが電空比例弁８へ
出力される。

【００３０】電空比例弁８においては、入力される制御
信号７ａの値に応じて開度が経時的に変化し、加圧空気
圧送源９から圧送される加圧空気９ａが所定の圧力に減
圧されたパイロツトエア８ａとして開閉弁４に供給され
る。

【００３１】開閉弁４においては、供給されるパイロツ
トエア８ａの圧力値に応じて開度が経時的に変化し、真
空処理槽１から排出される空気の流量が時間の経過にと
もなつて調整されるのであつて、真空処理槽１内の圧力
はこの開閉弁４における流量の変化にしたがつて経時的
に変化する。

【００３２】真空排気処理は上記のようにフイードバツ
ク制御によつて行われるのであつて、これにより、真空
処理槽１からの排気の圧力は予め設定した目標値６ａと
一致しつつ経時的に変化する。

【００３３】すなわち、排気開始から一定の時間の間は
排気圧力がゆつくりと低下し、一定時間が経過して圧力
が所定の値に達した後は圧力が短時間の間に急速に低下
して、真空処理槽１内が真空状態となる。

【００３４】真空排気中においては、排気圧力がフイー
ドバツク制御されているため、所望の排気特性を得るこ
とができ、しかも、排気中に開閉弁４が正常に動作せず
排気流量に異常が生じた場合でもその異常を検知するこ
とが可能である。

【００３５】また、排気特性を変える場合には、入力部
６に入力する経過時間と圧力値とを変更するだけでよ
く、作業を簡単に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ブロツク構成図である。

【符号の説明】

１：真空処理槽 ２：真空排気用ポンプ ４：開閉弁
５：圧力センサ ５ａ：検出信号 ６：入力部 ６ａ：
目標値 ７：制御部 ７ａ：制御信号 ８：電空比例弁
８ａ：パイロツトエア ９：加圧空気圧送源 ９ａ：
加圧空気

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部を真空状態にすべき真空処理槽内の
   空気を吸引して排出させる真空排気用ポンプと、 供給されるパイロツトエアの圧力値と対応して開度を変
   えることにより前記真空処理槽から前記真空排気用ポン
   プへの空気の流量を調節するパイロツト式の開閉弁と、 前記真空処理槽から前記真空排気用ポンプへ流れる空気
   の圧力を検出して検出信号を出力する圧力センサと、 前記真空処理槽から前記真空排気用ポンプへ流れる空気
   の圧力の経時的に変化すべき目標値を出力する入力部
   と、 前記圧力センサから入力される検出信号の値と前記入力
   部から入力される目標値とを比較演算して両値が一致す
   るように制御信号を出力する制御部と、 加圧空気圧送源から圧送される加圧空気を、前記制御部
   から入力される制御信号の値に比例する圧力値に減圧し
   て前記パイロツトエアとして前記開閉弁に供給する電空
   比例弁とから構成したことを特徴とする真空排気装置。