JP3630522B2 - Vacuum exhaust system - Google Patents

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JP3630522B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体製造装置等の真空チャンバを真空にするために用いる真空排気システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の真空排気システムを、図5を参照して説明する。ここにおいて、真空チャンバ101は、例えばエッチング装置や化学気相成長装置(CVD)等の半導体製造工程に用いるプロセスチャンバであり、この真空チャンバ101は、配管102を通じて真空ポンプ103に接続されている。真空ポンプ103は、真空チャンバ101からのプロセスの排ガスを大気圧まで昇圧するためのもので、従来は油回転式ポンプが、現在はドライポンプが主に使用されている。
【0003】
真空チャンバ101が必要とする真空度がドライポンプ103の到達真空度よりも高い場合には、ドライポンプの上流側にさらにターボ分子ポンプ等の超高真空ポンプが配置されることもある。プロセスの排ガスは、プロセスの種類により毒性や爆発性があるので、そのまま大気に放出できない。そのため、真空ポンプ103の下流には排ガス処理装置104が配備されている。大気圧まで昇圧されたプロセスの排ガスのうち、上記のような大気に放出できないものは、ここで吸着、分解、吸収等の処理が行われて無害なガスのみが大気に放出される。なお、配管102には必要に応じて適所にバルブが設けられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような真空排気システムでは、真空チャンバから排気される排ガス中に材料ガスや副生成物が含まれており、このため、特に高価な材料ガスの再利用を図ることが強く望まれていたが、従来の真空排気システムにあっては、全ての排ガスを排ガス処理装置に導入して処理するようにしていたため、分離、再利用が困難で、この要望に応えることができないのが現状であった。
【0005】
しかも、排ガスを一括で処理すると、排ガス処理装置が大型化して、設備コストやランニングコストが高くなってしまうばかりでなく、例えばCF,CなどのPFCのようにガス処理装置で処理できないガスは、そのまま大気中に放出されており、環境保護の観点から問題となっていた。
【0006】
本発明は上述の事情に鑑みなされたものであり、排ガスに含まれる材料ガスの再利用を図るとともに、排ガス処理装置の負担を軽減させ、しかもPFC等が大気中に放出されてしまうことを防止できるようにした真空排気システムを提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、真空チャンバと、これを排気する排気経路に直列に配置された第1段及び第2段の真空ポンプと、第1段の真空ポンプの排気口とシャワーヘッドを介して前記真空チャンバとを繋ぐ排ガス循環経路とを備え、この排ガス循環経路には、排ガスの成分をトラップするトラップ部及びこれを収容するトラップ室が設けられ、該トラップ室に隣接してトラップ部のトラップ成分を再生する再生室が設けられていることを特徴とする真空排気システムである。
【0008】
これにより、真空チャンバから排気された排ガスの一部を排ガス循環経路から真空チャンバ内に戻して未反応の材料ガスの再利用を図り、しかもこの途中でトラップ装置のトラップ室内を通過させて排ガス中の特定成分(副生成物)をトラップ部でトラップして取り除くことで、プロセスへの悪影響を防ぐことができる。そして、このトラップ部でトラップされた成分は、再生室で再生されて、トラップ装置から排出される。
【0009】
真空チャンバは、例えば、半導体装置のプロセスチャンバであり、必要に応じて、プロセスガスを除害化する排ガス処理装置を設ける。少なくとも第1段の真空ポンプとしては、油による逆拡散によるチャンバの汚染を防ぐために潤滑油を用いないドライポンプを用いるのが好ましい。
【0010】
請求項2に記載の発明は、前記トラップ装置が、前記トラップ部を冷却して前記成分を析出させる低温トラップであることを特徴とする請求項1に記載の真空排気システムである。
【0011】
トラップ部を低温トラップとして構成する場合、外部から温度媒体をトラップ部に流通させる方法があり、液化ガスの気化熱(例えば液体窒素)、あるいは冷却水、冷媒などがある。また、熱電素子(ペルチェ素子)や、パルスチューブ冷凍機などを用いて温度媒体そのものを流さずにトラップ部で低温を発生させる方法もある。液体窒素の循環やヘリウム冷凍機等によって行なう場合は、トラップ部の温度を−200℃程度まで下げることができる。
【0012】
請求項3に記載の発明は、前記トラップ部が前記トラップ室と再生室との間を移動自在に構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の真空排気システムである。これにより、トラップ室内にあったトラップ部をトラップ室から再生室に移動させることによって、トラップ部を取り外すことなく、トラップ動作と再生動作を連続的に繰り返すことができる。また、適当な移動(切替)タイミング判定手段を用いて完全な自動化を図ることも容易である。
【0013】
トラップ部の移動(切替)駆動は、エアーシリンダで行なうようにしてもよい。その場合は、ソレノイドバルブ、スピードコントローラで構成されたエアー駆動制御機器により制御するようにしてもよく、さらに、エアー駆動制御機器を、シーケンサあるいは、リレーによる制御信号により、制御するようにしてもよい。
【0014】
トラップ部の移動(切替)を人手を介することなく完全に自動的に行なうことができる方法としては、例えば、トラップ部の前後の差圧を検出するセンサを設けてこれの検出値が所定値になったときに切替を行なう方法、あるいはより実用的な方法として予め適当な切替時間を設定しておく方法がある。排ガス循環経路と再生物排出経路が1対1である場合には、トラップと再生の時間は同一となるので、再生終了時間の方が短くなるように再生能力をトラップ能力よりも高めておくのが好ましい。
【0015】
請求項4に記載の発明は、前記再生室と前記第2段の真空ポンプの吸気口を繋ぐ再生成分排出経路が設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の真空排気システムである。これにより、トラップ装置の再生室で再生された再生物(副生成物)を下流側の第2段真空ポンプの駆動に伴って外部に排出することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
図1に示すのは、直列に接続された高真空ポンプ(第1段真空ポンプ)12aと粗引き真空ポンプ(第2段真空ポンプ)12bの2台の真空ポンプで真空チャンバ10を排気するようになっており、この両真空ポンプ12a,12bを繋ぐ配管14から分岐してシャワーヘッド8を介して真空チャンバ10に戻る排ガス循環経路16が設けられ、この排ガス循環経路16内に、トラップ部18を有するトラップ装置20が配置されているものである。シャワーヘッド8は原料ガス供給管6から供給された原料ガスを真空チャンバ10内に噴射するものである。
【0017】
このトラップ装置20は、ケーシング26内にトラップ室32aと再生室34aとを有し、このトラップ室32aと再生室34aとの間をトラップ部18が移動するようになっている。そして、前記排ガス循環経路16にこのトラップ室32aが連通し、また、再生室34aと両真空ポンプ12a,12bを繋ぐ配管14との間に再生物排出経路22が設けられている。更に、真空ポンプ12bの後段には、排ガスを除害するための排ガス処理装置24が設けられている。
【0018】
図2及び図3は、トラップ装置20を示すもので、これは、排ガス循環経路16と再生物排出経路22に跨って配置された直方体状のケーシング26と、このケーシング26を交差方向に貫通する軸体28と、この軸体28を軸方向に往復移動させる切替手段であるエアシリンダ30を備えている。ケーシング26は、内部をトラップ室32aとしたトラップ容器32と、内部を再生室34aとした再生容器34とから主に構成されている。
【0019】
トラップ容器32には、排ガス循環経路16に接続されてトラップ室32a内に排ガスを導入する排ガス導入口32bと、このトラップ室32a内の排ガスを排出する排ガス排出口32cが設けられている。また再生容器34には、再生物排出経路22に接続されて再生室34a内に高温の再生ガスを注入するガス注入口34bと、この再生室34a内の再生ガスを排出するガス排出口34cが設けられている。
【0020】
軸体28には、断熱性を有する素材からなる一対のシール板40が配置され、その間に複数のバッフル板42が熱伝導を良くするために溶接等により軸体28に一体に取付けられた前記トラップ部18が構成されている。トラップ容器32と再生室34との隣接側には、バッフル板42は通過できるがシール板40は通過できないような大きさの開口部36が設けられている。更に、軸体28のケーシング26からの両突出部には、ベローズ44が設けられており、排ガス循環経路16及び再生物排出経路22と外部環境との間の気密性を維持している。
【0021】
トラップ容器32の前記開口部36を挟んだ両側と該開口部36と対面する内面、及び再生容器34の前記開口部36と対面する内面の合計4カ所には、シール板40の外形に沿った形状に形成されたシール板収納部46が設けられている。シール板40は断熱性の高い素材で形成されて、トラップ室32aと再生室34aの間の熱移動を阻止するようにしているとともに、この外周端面は、横断面円状に形成され、ここにシール部48が設けられている。このシール部48は、シール板40の外周端面に設けた凹部40a内にシール材としてのOリング50を嵌着して構成され、このシール板40がシール板収納部46内に位置した時、Oリング50がシール板収納部46の内周面に圧接するようになっている。なお、このシール板収納部46の内周面は、シール板40が入り易くなるように、テーパ状に形成されている。
【0022】
更に、シール板40の側端面または該側端面が当接するシール板収納部46の壁面の一方には、第2のシール部52が設けられている。この例では、1枚のシール板40の1側端面に第2のシール部52を、3つのシール板収納部46に第2のシール部52をそれぞれ設けた例を示している。すなわち、シール板40の側端面にリング状の凹部40bを設け、この凹部40b内にOリング54を嵌着することによって、またシール板収納部46の壁面にリング状の凹部46aを設け、この凹部46a内にOリング54を嵌着することによって、第2のシール部52が構成されている。
【0023】
このように、シール板40とケーシング26(トラップ容器32及び再生容器34)との間をシール板40の外周端面と側端面で二重にシールすることにより、ここでのシールの完全性を図って、排ガス循環経路16と再生物排出経路22の気密性を維持している。
【0024】
軸体28は、金属等の熱伝導性の良い材料により形成された2重円筒体として形成され、冷媒供給管56から供給された冷媒が軸体28の内側の管の内部を通った後、両管の間の隙間を流れて冷媒排出管58から排出され、これによって、バッフル板42が冷却されるようになっている。この冷媒としては、例えば液体窒素のような液体又は冷却された空気又は水等が使用される。なお、再生の際には、この冷媒の供給を停止するとともに、冷媒の替わりに再生用の加熱用熱媒体を流通させることもできる。
【0025】
エアシリンダ30の駆動用のエアー配管は、図4に示すようになっている。すなわち、エアー源からのエアーはレギュレータ60で減圧され、ソレノイドバルブ62に送られ、これの電磁信号による開閉の切替によって制御されてシリンダ30に送られ、ピストンが前進又は後退をする。この時のシリンダ30の駆動速度はスピードコントローラ64で制御される。ソレノイドバルブ62は、例えば、シーケンサ、リレー等からの制御信号により、この例では一定時間毎に切替動作が行われるように制御される。
【0026】
なお、トラップ部18のバッフル板42等の所定位置に温度センサ66が、また、排ガス循環経路16のトラップ部18の前後に圧力センサ68が設けられ、これにより温度や差圧を検知することができるようになっている。
【0027】
次に、前記のような構成の発明の実施の形態の真空排気システムの作用を説明する。図2に示す位置において、トラップ室32a内に位置するトラップ部18には冷媒供給管56から液体窒素や冷却空気又は水等の冷媒が供給され、これは軸体28と、これを介してバッフル板42を冷却する。従って、これに接触した排ガス中の特定の成分はここで析出してこれらに付着し、トラップされる。
【0028】
一方、トラップ部18に付着した成分は、再生室34a内で再生され、この再生室34aで再生された再生物(副生成物)は、真空ポンプ12bの駆動に伴って、再生物排出経路22から外部に排出される。これにより、トラップ部18で捕捉された副生成物を定期的に外部に排出して、トラップ室32aが副生成物で閉塞されたり、トラップ部18のトラップ効率が落ちてしまうことを防止することができる。
【0029】
これによって、排ガス循環経路16に沿って流れる排ガス中の副生成物等の成分は、トラップ部18によって除去されるので、プロセスへの悪影響を防ぐことができる。副生成物が除去されて材料ガスの濃度が高くなったガスは、排ガス循環経路16とシャワーヘッド8を介して真空チャンバ10内に原料ガスとして再導入される。これにより、排ガス中に含まれている材料ガスの再利用を図ることができ、処理コストの低減と原料コストの低減という2つの効果を得ることができる。
【0030】
所定時間の経過後にエアシリンダ30が動作し、図3に示すように、トラップ室32aに有ったトラップ部18が再生・洗浄室34a内に位置するように切り替えられる。するとガス注入口34bから高温の再生ガスが再生室34a内に注入され、トラップされた析出物が再び気化させられる。そして、気化したガスは、真空ポンプ12bの駆動に伴って再生物排出経路22を流れ、排ガス処理装置24において除害処理を受けて放出されるか、あるいは再利用のために循環又は貯蔵等される。
【0031】
シール板40は断熱性を持っていて、トラップ室32aと再生室34aが相互に断熱されているので、熱エネルギーのロスがなく、それぞれトラップと再生が効率的に行われる。また、軸体28の両突出部は、伸縮するベローズ44により気密を維持されているので、外部との間の熱移動によるエネルギーロスや処理の効率低下が抑えられ、安定したトラップと再生処理が行われるとともに、外部からの汚染要素が排ガス循環経路16に侵入することも防止される。
【0032】
なお、トラップのための冷却手段として、熱電効果により冷却を行なう熱電素子(ペルチェ素子)を用いた冷却器を使用しても良いことは勿論である。この種の冷却器は、2枚の金属板の間に熱電素子を間隔を置いて配置することによって構成される。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、排ガス中から副生成物を除いて材料ガスを抽出し、これを真空チャンバに戻して効率的に再利用することができる。従って、排ガスの処理コストの低減と原料コストの低減の2つを同時に達成し、例えば半導体製造コストを大幅に低下させることができ、また、PFCのような排ガス処理装置で処理できないガスの外部系への放出を抑えて環境保護を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の1つの実施の形態の真空排気システムの構造を示す図である。
【図2】図1の実施の形態で使用されるトラップ装置を一部破断して示す正面図である。
【図3】図2のトラップ装置の切替後の状態を一部破断して示す正面図である。
【図4】エアシリンダの駆動系を示す図である。
【図5】従来の真空排気システムの構造を示す図である。
【符号の説明】
10 真空チャンバ
12a,12b 真空ポンプ
14 配管
16 排ガス循環経路
18 トラップ部
20 トラップ装置
22 再生物排出経路
26 ケーシング
28 軸体
30 エアシリンダ(駆動手段)
32 トラップ容器
32a トラップ室
34 再生容器
34a 再生室
42 バッフル板
46 シール板収納部
48,52 シール部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an evacuation system used to evacuate a vacuum chamber of, for example, a semiconductor manufacturing apparatus.
[0002]
[Prior art]
A conventional evacuation system will be described with reference to FIG. Here, the vacuum chamber 101 is a process chamber used in a semiconductor manufacturing process such as an etching apparatus or a chemical vapor deposition apparatus (CVD), for example, and the vacuum chamber 101 is connected to a vacuum pump 103 through a pipe 102. The vacuum pump 103 is for boosting the exhaust gas of the process from the vacuum chamber 101 to the atmospheric pressure. Conventionally, an oil rotary pump and a dry pump are mainly used.
[0003]
When the degree of vacuum required by the vacuum chamber 101 is higher than the ultimate degree of vacuum of the dry pump 103, an ultra-high vacuum pump such as a turbo molecular pump may be further arranged upstream of the dry pump. The exhaust gas from a process is toxic or explosive depending on the type of the process and cannot be released into the atmosphere as it is. For this reason, an exhaust gas treatment device 104 is provided downstream of the vacuum pump 103. Among the exhaust gases of the process whose pressure has been increased to atmospheric pressure, those that cannot be released into the atmosphere as described above are subjected to treatments such as adsorption, decomposition, and absorption, and only harmless gases are released into the atmosphere. The pipe 102 is provided with a valve at an appropriate place as necessary.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In such an evacuation system, the exhaust gas exhausted from the vacuum chamber contains material gas and by-products, and therefore it has been strongly desired to recycle the expensive material gas. In the conventional vacuum exhaust system, since all exhaust gas was introduced into the exhaust gas treatment device and processed, separation and reuse were difficult, and it was impossible to meet this demand. .
[0005]
Moreover, if exhaust gas is processed in a lump, the exhaust gas processing device becomes larger and not only equipment costs and running costs increase, but also with a gas processing device such as PFC such as CF 4 and C 2 F 6. The gas that cannot be discharged into the atmosphere as it is, has been a problem from the viewpoint of environmental protection.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and while attempting to reuse the material gas contained in the exhaust gas, reduces the burden on the exhaust gas treatment device, and prevents PFC and the like from being released into the atmosphere. An object of the present invention is to provide an evacuation system which can be used.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 includes a vacuum chamber, first and second stage vacuum pumps arranged in series in an exhaust path for exhausting the vacuum chamber, an exhaust port of the first stage vacuum pump, and a shower head. An exhaust gas circulation path connecting the vacuum chamber to the trap chamber, and the exhaust gas circulation path is provided with a trap section for trapping exhaust gas components and a trap chamber for containing the trap section, and the trap section adjacent to the trap chamber. The evacuation system is characterized in that a regeneration chamber for regenerating the trap component is provided.
[0008]
As a result, a part of the exhaust gas exhausted from the vacuum chamber is returned from the exhaust gas circulation path into the vacuum chamber to recycle the unreacted material gas. By removing the specific component (by-product) by trapping in the trap part, adverse effects on the process can be prevented. The components trapped in this trap section are regenerated in the regeneration chamber and discharged from the trap device.
[0009]
The vacuum chamber is, for example, a process chamber of a semiconductor device, and an exhaust gas treatment device for detoxifying the process gas is provided as necessary. As at least the first stage vacuum pump, it is preferable to use a dry pump that does not use lubricating oil in order to prevent contamination of the chamber due to back diffusion by oil.
[0010]
A second aspect of the present invention is the vacuum exhaust system according to the first aspect, wherein the trap device is a low temperature trap that cools the trap portion and deposits the components.
[0011]
When the trap unit is configured as a cold trap, there is a method of circulating a temperature medium from the outside to the trap unit, such as heat of vaporization of liquefied gas (for example, liquid nitrogen), cooling water, refrigerant, or the like. There is also a method of generating a low temperature in the trap part without flowing the temperature medium itself using a thermoelectric element (Peltier element) or a pulse tube refrigerator. When it is performed by circulating liquid nitrogen or a helium refrigerator, the temperature of the trap part can be lowered to about -200 ° C.
[0012]
A third aspect of the present invention is the vacuum exhaust system according to the first or second aspect, wherein the trap portion is configured to be movable between the trap chamber and the regeneration chamber. Accordingly, the trapping operation and the regeneration operation can be continuously repeated without removing the trap portion by moving the trap portion that was in the trap chamber from the trap chamber to the regeneration chamber. It is also easy to achieve complete automation using appropriate movement (switching) timing determination means.
[0013]
The trap unit may be moved (switched) by an air cylinder. In this case, the air drive control device may be controlled by a solenoid valve and a speed controller, and the air drive control device may be controlled by a control signal from a sequencer or a relay. .
[0014]
For example, a sensor that detects a differential pressure before and after the trap portion is provided and the detected value is set to a predetermined value as a method that enables the movement (switching) of the trap portion to be performed completely automatically without manual intervention. There are a method of switching when the time has elapsed, or a method of setting an appropriate switching time in advance as a more practical method. When the exhaust gas circulation path and the recycled material discharge path are in a one-to-one relationship, the trapping and regeneration time are the same, so the regeneration capacity is set higher than the trap capacity so that the regeneration end time is shorter. Is preferred.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a regeneration component discharge path that connects the regeneration chamber and an intake port of the second stage vacuum pump. It is a vacuum exhaust system. Thereby, the regenerated product (by-product) regenerated in the regeneration chamber of the trap device can be discharged to the outside as the second-stage vacuum pump on the downstream side is driven.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows that the vacuum chamber 10 is evacuated by two vacuum pumps, a high vacuum pump (first stage vacuum pump) 12a and a roughing vacuum pump (second stage vacuum pump) 12b connected in series. An exhaust gas circulation path 16 that branches from the pipe 14 that connects both the vacuum pumps 12a and 12b and returns to the vacuum chamber 10 via the shower head 8 is provided. A trap section 18 is provided in the exhaust gas circulation path 16. The trap device 20 having the above is disposed. The shower head 8 injects the source gas supplied from the source gas supply pipe 6 into the vacuum chamber 10.
[0017]
The trap device 20 has a trap chamber 32a and a regeneration chamber 34a in a casing 26, and the trap portion 18 moves between the trap chamber 32a and the regeneration chamber 34a. The trap chamber 32a communicates with the exhaust gas circulation path 16, and a regenerated product discharge path 22 is provided between the regeneration chamber 34a and the pipe 14 connecting the vacuum pumps 12a and 12b. Further, an exhaust gas treatment device 24 for removing exhaust gas is provided at the subsequent stage of the vacuum pump 12b.
[0018]
FIGS. 2 and 3 show a trap device 20, which is a rectangular parallelepiped casing 26 disposed across the exhaust gas circulation path 16 and the regenerated product discharge path 22, and penetrates the casing 26 in the crossing direction. A shaft body 28 and an air cylinder 30 as switching means for reciprocating the shaft body 28 in the axial direction are provided. The casing 26 is mainly composed of a trap container 32 having an interior trap chamber 32a and a regeneration container 34 having an interior regeneration chamber 34a.
[0019]
The trap container 32 is provided with an exhaust gas inlet 32b that is connected to the exhaust gas circulation path 16 and introduces exhaust gas into the trap chamber 32a, and an exhaust gas discharge port 32c that discharges the exhaust gas in the trap chamber 32a. The regeneration container 34 has a gas inlet 34b that is connected to the regeneration discharge path 22 and injects a high-temperature regeneration gas into the regeneration chamber 34a, and a gas exhaust port 34c that exhausts the regeneration gas in the regeneration chamber 34a. Is provided.
[0020]
The shaft body 28 is provided with a pair of sealing plates 40 made of a heat-insulating material, and a plurality of baffle plates 42 are integrally attached to the shaft body 28 by welding or the like in order to improve heat conduction therebetween. A trap unit 18 is configured. On the adjacent side of the trap container 32 and the regeneration chamber 34, there is provided an opening 36 having such a size that the baffle plate 42 can pass but the seal plate 40 cannot pass. Furthermore, the bellows 44 is provided in both the protrusion parts from the casing 26 of the shaft body 28, and the airtightness between the exhaust gas circulation path 16 and the regenerated product discharge path 22 and the external environment is maintained.
[0021]
A total of four locations on both sides of the opening portion 36 of the trap container 32, an inner surface facing the opening portion 36, and an inner surface facing the opening portion 36 of the regeneration container 34 are along the outer shape of the seal plate 40. A seal plate storage portion 46 formed in a shape is provided. The seal plate 40 is made of a highly heat-insulating material so as to prevent heat transfer between the trap chamber 32a and the regeneration chamber 34a, and the outer peripheral end surface is formed in a circular cross section, A seal portion 48 is provided. The seal portion 48 is configured by fitting an O-ring 50 as a seal material in a recess 40a provided on the outer peripheral end surface of the seal plate 40, and when the seal plate 40 is positioned in the seal plate storage portion 46, The O-ring 50 is adapted to come into pressure contact with the inner peripheral surface of the seal plate storage portion 46. The inner peripheral surface of the seal plate housing 46 is formed in a tapered shape so that the seal plate 40 can easily enter.
[0022]
Further, a second seal portion 52 is provided on one of the side end surface of the seal plate 40 or the wall surface of the seal plate housing portion 46 with which the side end surface abuts. In this example, a second seal portion 52 is provided on one end face of one seal plate 40, and a second seal portion 52 is provided on each of three seal plate storage portions 46. That is, a ring-shaped recess 40b is provided on the side end surface of the seal plate 40, and an O-ring 54 is fitted into the recess 40b, and a ring-shaped recess 46a is provided on the wall surface of the seal plate storage portion 46. The second seal portion 52 is configured by fitting the O-ring 54 into the recess 46a.
[0023]
As described above, the sealing plate 40 and the casing 26 (the trap container 32 and the regeneration container 34) are sealed twice by the outer peripheral end face and the side end face of the sealing plate 40, thereby achieving the seal integrity here. Thus, the airtightness of the exhaust gas circulation path 16 and the recycled product discharge path 22 is maintained.
[0024]
The shaft body 28 is formed as a double cylindrical body formed of a material having good thermal conductivity such as metal, and after the refrigerant supplied from the refrigerant supply pipe 56 passes through the inside of the pipe inside the shaft body 28, It flows through the gap between the two tubes and is discharged from the refrigerant discharge tube 58, whereby the baffle plate 42 is cooled. As this refrigerant, for example, liquid such as liquid nitrogen or cooled air or water is used. During regeneration, the supply of the refrigerant can be stopped and a heating heating medium for regeneration can be circulated in place of the refrigerant.
[0025]
The air piping for driving the air cylinder 30 is as shown in FIG. That is, the air from the air source is depressurized by the regulator 60, sent to the solenoid valve 62, controlled by switching of opening and closing by the electromagnetic signal, and sent to the cylinder 30, and the piston moves forward or backward. The driving speed of the cylinder 30 at this time is controlled by the speed controller 64. The solenoid valve 62 is controlled so that the switching operation is performed at regular intervals in this example by a control signal from, for example, a sequencer or a relay.
[0026]
A temperature sensor 66 is provided at a predetermined position such as the baffle plate 42 of the trap portion 18 and a pressure sensor 68 is provided before and after the trap portion 18 of the exhaust gas circulation path 16, thereby detecting the temperature and the differential pressure. It can be done.
[0027]
Next, the operation of the vacuum exhaust system according to the embodiment of the invention having the above-described configuration will be described. In the position shown in FIG. 2, a coolant such as liquid nitrogen, cooling air, or water is supplied from a coolant supply pipe 56 to the trap portion 18 located in the trap chamber 32a. The plate 42 is cooled. Therefore, specific components in the exhaust gas that have come into contact therewith are deposited and attached to these and trapped.
[0028]
On the other hand, the component adhering to the trap portion 18 is regenerated in the regeneration chamber 34a, and the regenerated product (byproduct) regenerated in the regeneration chamber 34a is regenerated product discharge path 22 as the vacuum pump 12b is driven. Is discharged to the outside. As a result, by-products captured by the trap unit 18 are periodically discharged to the outside, and the trap chamber 32a is prevented from being blocked by by-products and the trap efficiency of the trap unit 18 is reduced. Can do.
[0029]
As a result, components such as by-products in the exhaust gas flowing along the exhaust gas circulation path 16 are removed by the trap unit 18, and adverse effects on the process can be prevented. The gas from which the by-product is removed and the concentration of the material gas is increased is reintroduced as a raw material gas into the vacuum chamber 10 through the exhaust gas circulation path 16 and the shower head 8. Thereby, reuse of the material gas contained in exhaust gas can be aimed at, and two effects, reduction of processing cost and reduction of raw material cost, can be acquired.
[0030]
After a predetermined time has elapsed, as shown in FIG. 3, the air cylinder 30 is switched so that the trap portion 18 in the trap chamber 32a is positioned in the regeneration / cleaning chamber 34a. Then, a high-temperature regeneration gas is injected into the regeneration chamber 34a from the gas injection port 34b, and the trapped precipitate is vaporized again. The vaporized gas flows through the recycled material discharge path 22 as the vacuum pump 12b is driven, and is discharged after being detoxified in the exhaust gas treatment device 24, or is circulated or stored for reuse. The
[0031]
The sealing plate 40 has a heat insulating property, and the trap chamber 32a and the regeneration chamber 34a are insulated from each other. Therefore, there is no loss of heat energy, and trapping and regeneration are performed efficiently. In addition, since both projecting portions of the shaft body 28 are maintained airtight by the expanding and contracting bellows 44, energy loss due to heat transfer to the outside and a reduction in processing efficiency are suppressed, and stable trapping and regeneration processing can be performed. In addition, contamination elements from the outside are prevented from entering the exhaust gas circulation path 16.
[0032]
Of course, a cooler using a thermoelectric element (Peltier element) for cooling by the thermoelectric effect may be used as a cooling means for the trap. This type of cooler is configured by arranging thermoelectric elements at intervals between two metal plates.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the material gas can be extracted from the exhaust gas by removing the by-products, and returned to the vacuum chamber for efficient reuse. Therefore, the reduction of exhaust gas treatment costs and the reduction of raw material costs can be achieved at the same time, for example, the semiconductor manufacturing cost can be greatly reduced, and an external system of gas that cannot be processed by an exhaust gas treatment device such as PFC. Environmental protection can be realized by suppressing release to the environment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a structure of an evacuation system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the trap device used in the embodiment of FIG.
FIG. 3 is a partially cutaway front view showing a state after switching of the trap device of FIG. 2;
FIG. 4 is a view showing a drive system of an air cylinder.
FIG. 5 is a diagram showing a structure of a conventional vacuum exhaust system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vacuum chamber 12a, 12b Vacuum pump 14 Piping 16 Exhaust gas circulation path 18 Trap part 20 Trap apparatus 22 Recycled material discharge path 26 Casing 28 Shaft body 30 Air cylinder (drive means)
32 Trap container 32a Trap chamber 34 Regeneration container 34a Regeneration chamber 42 Baffle plate 46 Seal plate storage portion 48, 52 Seal portion

Claims (4)

真空チャンバと、
これを排気する排気経路に直列に配置された第1段及び第2段の真空ポンプと、
第1段の真空ポンプの排気口とシャワーヘッドを介して前記真空チャンバとを繋ぐ排ガス循環経路とを備え、
この排ガス循環経路には、排ガスの成分をトラップするトラップ部及びこれを収容するトラップ室が設けられ、
該トラップ室に隣接してトラップ部のトラップ成分を再生する再生室が設けられていることを特徴とする真空排気システム。
A vacuum chamber;
A first stage and a second stage vacuum pump arranged in series in an exhaust path for exhausting this;
An exhaust gas circulation path connecting the exhaust port of the first stage vacuum pump and the vacuum chamber via a shower head;
The exhaust gas circulation path is provided with a trap portion for trapping exhaust gas components and a trap chamber for containing the trap portion.
An evacuation system, wherein a regeneration chamber for regenerating the trap component of the trap portion is provided adjacent to the trap chamber.
前記トラップ装置は、前記トラップ部を冷却して前記成分を析出させる低温トラップであることを特徴とする請求項1に記載の真空排気システム。The vacuum exhaust system according to claim 1, wherein the trap device is a low-temperature trap that cools the trap portion and deposits the component. 前記トラップ部は前記トラップ室と再生室との間を移動自在に構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の真空排気システム。The evacuation system according to claim 1 or 2, wherein the trap section is configured to be movable between the trap chamber and the regeneration chamber. 前記再生室と前記第2段の真空ポンプの吸気口を繋ぐ再生成分排出経路が設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の真空排気システム。The vacuum exhaust system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a regeneration component discharge path that connects the regeneration chamber and an intake port of the second stage vacuum pump.
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