JP3695865B2 - Vacuum exhaust device - Google Patents

Vacuum exhaust device Download PDF

Info

Publication number
JP3695865B2
JP3695865B2 JP29437796A JP29437796A JP3695865B2 JP 3695865 B2 JP3695865 B2 JP 3695865B2 JP 29437796 A JP29437796 A JP 29437796A JP 29437796 A JP29437796 A JP 29437796A JP 3695865 B2 JP3695865 B2 JP 3695865B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vacuum
pump
gas
vacuum pump
exhaust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP29437796A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10125657A (en
Inventor
拓司 曽布川
裕之 川崎
俊一 相吉澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to JP29437796A priority Critical patent/JP3695865B2/en
Publication of JPH10125657A publication Critical patent/JPH10125657A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3695865B2 publication Critical patent/JP3695865B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスを循環させて再利用する真空システムに用いて好適な真空排気装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の半導体製造装置、例えばエッチング装置や化学気相成長装置(CVD)にあっては、図2に示すように、真空チャンバ1の内部に配置されたウエハ2に向けて半導体製造を行うのに必要なガスをシャワーヘッド3から噴出してウエハ2に対する処理を行う。ここでは、真空チャンバ1内の処理後のガスは、全てゲート弁4を介してターボ分子ポンプや複合分子ポンプ等の高真空ポンプ5で真空チャンバ1から排気された後、フォアライン弁6から粗引きポンプ7を介して大気へ放出されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、最近、半導体製造装置においては、ウエハの大口径化や成膜の高品質化のために多量のガスを使用する傾向にある。半導体製造装置の真空チャンバに導入されるガスは、その一部が反応に寄与しているだけであり、残りの大部分は未反応のまま排出されてしまっている。そこで、将来的には、図3に示すように、ガスの有効利用のために、ターボ分子ポンプ等の高真空ポンプ5によって真空チャンバ1から排気されたガスの一部を再び真空チャンバ1内に戻して、未反応のガスの利用効率を高める工夫をする必要性が高くなる。
【0004】
即ち、同図に示すように、高真空ポンプ5とフォアライン弁6との間から分岐して真空チャンバ1の入口に戻るガス循環配管8を設け、このガス循環配管8の内部に締切弁9を介装するとともに、前記フォアライン弁6と粗引きポンプ7との間に流量調節弁10を介装し、この流量調節弁10と前記締切弁9を介して、前記ガス循環配管8内に流量Q2のガスを循環させることにより、真空チャンバ1内に流量Q1+Q2のガスを導入し、流量Q1のガスを大気に放出するようにすることが考えられる。
【0005】
ここで、真空チャンバ内にガスを導入する場合、ウエハに均一にガスが行き渡るようにするため、前述のように、通常シャワーヘッドと称されるガス噴き出し装置が用いられる。循環させるガスもこのシャワーヘッドのようなガス噴き出し装置を介して真空チャンバ内に戻さなければならない。しかしながら、このシャワーヘッドには、直径1mm以下の微小な穴が数十箇所に設けられており、この穴からガスが噴き出すようになっているため、そのコンダクタンスは非常に小さい。例えば、直径0.8mmの穴が50個設けられたシャワーヘッドのコンダクタンスは、凡そ1×10-2l/sである。よってこのシャワーヘッドを介して循環ガス1000sccmを真空チャンバ内に戻す場合は20Torr程度まで圧縮しなければならないことになる。
【0006】
ところが、従来から一般に使用されているターボ分子ポンプや複合分子ポンプは、圧縮能力が十分でないため、前記図3に示す高真空ポンプ5として使用することができない。また、例えガスを循環させるのに十分な圧縮性能を持たせたとしても、多量のガスを排気するためポンプの口径は大きく、かつ圧縮性能を向上させるための翼の段数を増やしたり、ねじ溝ロータの軸方向長さを大きくしなければならないため、ポンプは外径、高さとも大きくなってしまう。
【0007】
これは半導体製造装置の排気系コンパクト化の要請を考えると好ましくない。
さらにガス量の多さによっては、ねじ溝ロータでは十分に圧縮できず、ガスを循環させられないことも考えられる。
【0008】
本発明は、これらの問題点を解決し、ガスを再利用のために循環させる排気系に使用され、このガスの循環をコンパクトな構成で確実に行うことができるようにした真空排気装置を提供することを目的としたものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、真空チャンバ内にガスを導入し、該ガスを真空チャンバ内から排気した後、その排気されたガスの一部を再び真空チャンバ内に戻す真空システムで使用される真空排気装置であって、真空チャンバ内を所定の圧力に保つのに十分な排気速度を有した第一の真空ポンプと、ガスを再び真空チャンバ内に戻すのに必要な圧力まで圧縮する性能を有した第二の真空ポンプとを備え、前記第一の真空ポンプの排気口と第二の真空ポンプの吸気口とを連結し、前記第一の真空ポンプが、駆動系にも排気系にも潤滑油を用いないオイルフリーなポンプであり、前記第二の真空ポンプは、少なくとも排気系に潤滑油を用いないドライポンプであり、前記第一の真空ポンプは圧縮比を低くしてその高さを低減し、前記第二の真空ポンプは排気速度を低くしてその外径寸法を低減し、全体としての容積を縮小したことを特徴とする真空排気装置である。
【0010】
つまり、所定のガス導入量に対して真空チャンバ内を所定のプロセス圧力に保つのに必要な排気速度性能を第一の真空ポンプに持たせ、第一の真空ポンプによって排気されたガスを真空チャンバ内に戻すのに必要な圧力まで圧縮する能力を第二の真空ポンプに持たせたものである。
【0011】
このように、第一の真空ポンプと第二の真空ポンプとに分割して、ガスを排気する上での役割を分担することにより、第一の真空ポンプは排気速度達成のため外径は大きくなるが圧縮能力は小さくて良いので高さが小さくなり、第二の真空ポンプは大きな圧縮能力を達成するため高さは大きくなるが排気速度は小さくて良いので外径は小さくすることができる。これを一台のポンプで達成しようとするとポンプ外径と高さの双方が大きくなってしまうので、本発明によって、真空排気装置全体としてのコンパクト化を達成することができる。
【0012】
例えば、第一の真空ポンプに3000l/s の排気速度が必要な場合、第一の真空ポンプの外径寸法は約400mmになるが、圧縮比は10〜50程度で良いのでポンプの高さ寸法は300mm以下にすることができる。そして、第二の真空ポンプは、第一の真空ポンプで圧縮されたガスを排気するので、排気速度は60〜300l/s 程度でよいことになり、ポンプの外径寸法は100〜170mmになるので、第二の真空ポンプの径寸法は第一の真空ポンプに比べて大幅に小さくすることができる。そして、第二の真空ポンプの高さ寸法が、必要な圧縮条件から例えば、500mmだとすると、第一と第二の真空ポンプの占める容積の合計は42〜49lになる。これに対して、一台の真空ポンプでガスを循環させようとすると、真空ポンプは100lの容積を占めることになり、本発明によって、真空排気装置の容積を50〜60%も縮小することが可能になる。
【0013】
また、本発明では、第一の真空ポンプと第二の真空ポンプを別々に設けてあるため、ガス量が多すぎてターボ分子ポンプや複合分子ポンプでは所定の圧力まで圧縮できない場合には、第二の真空ポンプに、圧縮能力を高くできる排気原理のポンプを採用して必要な圧力まで圧縮することが可能となる。
【0015】
ここでオイルフリーポンプとは、ルーツ型ポンプ、スクロール型ポンプ、スクリュー型ポンプ、ターボ分子ポンプ、ロータの軸方向下流側にねじ溝を形成したターボ分子ポンプ(複合分子ポンプ)、モレキュラードラッグポンプ、あるいは渦流式ロータを有した真空ポンプなどのドライポンプ(排気系に潤滑油を用いないポンプ)であって、さらに駆動系として磁気軸受等を用いて一切オイルを用いない形式のポンプを指す。
【0016】
また、本発明の一態様、前記第一の真空ポンプ及び第二の真空ポンプの双方が、磁気軸受を用いたオイルフリーなポンプであることを特徴とする。
【0017】
また、本発明の一態様は、排気されたガスの一部を再び真空チャンバ内に戻す経路内に特定のガス成分を除去する装置を設けたことを特徴とする。
【0018】
これは、以下のような意味を有する。真空チャンバ内の材料と反応させることを目的に真空チャンバに導入されたガスは、反応によってガスの成分が変化してしまう。変化したガス成分の中に反応を阻害する成分が混入している場合に、そのままガスの全成分を循環させてしまうと、真空チャンバ内での反応が正しく行われなくなってしまう可能性が考えられる。そこで、第二の真空ポンプの吸気口側または排気口側に、循環するガスに含まれる特定の成分を除去するための装置を設置することによって、真空チャンバ内での反応に悪影響を及ぼす成分を真空チャンバに戻す前に除去することができるので、真空システムが目的とする反応が正しく行われることが可能になる。
【0019】
なお、この発明の真空排気装置は、真空チャンバ内に導入したガスと真空チャンバ内にある材料を反応させるプロセスを含む真空システムで使用されることを主要な用途としており、さらに以下のような態様で用いることができる。
【0020】
第一の真空ポンプと第二の真空ポンプを直結するか、または一体のケーシングに組み込むことにより、真空排気装置が占める容積を最小にすることができる。
一方、第一の真空ポンプと第二の真空ポンプを真空配管を介して連結することにより、第一の真空ポンプと第二の真空ポンプを直結したり、一体化した物を収容するための空間が無い場合に、真空配管を介して第二の真空ポンプを適切な場所に設置することができる。
【0021】
この発明の他の態様では、第一の真空ポンプが、第二の真空ポンプと連結される排気口の他に第二の排気口を有する。これにより、第一の真空ポンプの第二の排気口から、真空チャンバに戻さないガスを排出することができる。さらに、第一の真空ポンプと第二の真空ポンプをつなぐ真空配管が分岐配管を有するようにすることにより、分岐配管から真空チャンバに戻さないガスを排出することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図1を参照して説明する。
同図に示すように、真空チャンバ1の内部に配置されたウエハ2に向けて半導体製造を行うのに必要なガスをシャワーヘッド3から噴出してウエハ2に対する処理を行うのであるが、この真空チャンバ1内の処理後のガスは、ゲート弁4を介して真空排気装置20によって真空チャンバ1から排気される。
【0023】
前記真空排気装置20は、真空チャンバ1内を所定の圧力に保つのに十分な排気速度を有する第一の真空ポンプ21と、ガスを再び真空チャンバ1内に戻すのに必要な圧力まで圧縮する性能を有する第二の真空ポンプ22とを備え、前記第一の真空ポンプ21の排出口21aと第二の真空ポンプ22の吸気口22aを真空配管23で連結することによって構成されている。
【0024】
そして、前記真空配管23の途中から分岐した分岐管24にフォアライン弁6及び流量調節弁10が順次介装されて粗引きポンプ7に接続されている。一方、前記真空排気装置20の第二の真空ポンプ22の排気口には、真空チャンバ1の入口に戻るガス循環配管8が接続され、このガス循環配管8内に締切弁9が介装されている。
【0025】
これによって、第一のポンプ21及び第二のポンプ22の駆動に伴って、流量調節弁10と締切弁9を介して、前記ガス循環配管8内を流量Q2のガスが循環して真空チャンバ1内に流量Q1+Q2のガスが導入され、流量Q1のガスが大気に放出されるようになっている。
【0026】
ここに、前記第一の真空ポンプ21は、例えば磁気軸受を使用することによってオイルフリーを達成したターボ分子ポンプまたはロータの下流側にねじ溝型のロータを備えたオイルフリーのターボ分子ポンプ(複合分子ポンプ)であり、この第一のポンプ21に所定のガス導入量に対して真空チャンバ1内を所定のプロセス圧力に保つのに必要な排気速度性能を持たせることにより、排気速度達成のため外径は大きくなるものの、圧縮能力は小さくて良いので高さを小さくすることができる。
【0027】
また、前記第二の真空ポンプ22は、例えば軸受けやギアの潤滑に用いている油の蒸気が真空側に漏れないような構造を採用した、いわゆるドライ式のルーツ型真空ポンプまたはスクリュー型真空ポンプであり、この第二の真空ポンプ22に第一の真空ポンプ21によって排気されたガスを真空チャンバ1内に戻すのに必要な圧力まで圧縮する能力を持たせることにより、大きな圧縮能力を達成するため高さは大きくなるものの、排気速度は小さくて良いので外径を小さくすることができる。
【0028】
このように、真空排気装置20を役割を分担した第一のポンプ21と第二のポンプ22とで構成することにより、真空排気装置20の全体としてのコンパクト化を達成することができる。
【0029】
また、前述のように、第一の真空ポンプ21にオイルフリーのターボ分子ポンプまたは複合分子ポンプを使用し、第二の真空ポンプ22にドライ式のルーツ型真空ポンプまたはスクリュー型真空ポンプを使用することによって、ガス循環配管8内を循環するガスに、真空チャンバ1内の反応に悪影響を及ぼす油分子が実質的に混入してしまうことを防止することができる。
【0030】
なお、前記第二の真空ポンプ22として、磁気軸受を使用することによってオイルフリーを達成したモレキュラードラッグポンプ、ルーツ型真空ポンプまたはスクリュー型真空ポンプなどを使用することができ、このように、第一及び第二の真空ポンプ21,22の双方に、磁気軸受けを採用することによってオイルフリーを達成した真空ポンプを使用することによって、ガス循環配管8内を循環するガスに、真空チャンバ1内の反応に影響を及ぼす油分子が混入することを完全に防止することができる。
【0031】
また、図示しないが、アルミニウムのエッチングを行う半導体製造装置にあっては、第二の真空ポンプ22の吸気側に低温トラップを設けることが望ましい。
【0032】
即ち、このような半導体製造装置では、真空チャンバ1内の反応によって、蒸気圧が低く固化しやすい性質を持った塩化アルミ(0.1Torrでは約80度以下で固化する)が生じ、これが循環するガス内に含まれることになる。このため、一般にアルミニウムのエッチングを行う装置では、ポンプ内のガス通路や配管を昇温することによって、塩化アルミがポンプ内で固化して付着しないようにしている。
【0033】
そこで、第一の真空ポンプ21に対してはこのような昇温手段を施し、第二の真空ポンプ22の吸気口の手前に低温面を有するトラップを設けることにより、このトラップの低温面に塩化アルミを付着させることができ、これによって、循環するガスから不要な成分である塩化アルミを除去することができる。
【0034】
また、不要な成分の蒸気圧が循環させたい成分の蒸気圧より高い場合は、低温トラップで不要な成分を除去することができないが、不要な成分が真空チャンバ1内での反応によって生じた微小粉末である場合には、第二の真空ポンプ22の吸気側または排気側に静電集塵機を設けることにより、この静電集塵機で不要な微小粉末を除去することができる。
【0035】
なお、図示の例では、第一の真空ポンプ21と第二の真空ポンプ22とを真空配管23で連結した例を示しており、このように構成することにより、第一の真空ポンプと21と第二の真空ポンプ22の配置を任意に選択できるようになっているが、第一の真空ポンプ21と第二の真空ポンプ22とを直接接続するようにすることもでき、このように直接接続することによって、接続部分の圧力損失を最小限に抑え、第一の真空ポンプ21の背圧を低く保って、この負荷を最小限にすることができる。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、真空チャンバ内にガスを導入し、該ガスを真空チャンバ内から排気した後、その排気されたガスの一部を再び真空チャンバ内に戻す真空システムにおいて、ガスを循環する真空排気装置をコンパクトに実現することができる。また、循環させるガス量が多くても確実に循環させられる真空排気装置を提供することができる。さらに、循環されたガスから不要な成分を除去することによって真空チャンバ内での反応が正しく行われることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す真空システムの系統図。
【図2】従来例を示す真空システムの系統図。
【図3】仮想的な真空システムを示す系統図。
【符号の説明】
1 真空チャンバ
3 シャワーヘッド
7 粗引きポンプ
8 ガス循環配管
20 真空排気装置
21 第一の真空ポンプ
21a 同排気口
22 第二の真空ポンプ
22a 同吸気口
23 真空配管
24 分岐管
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vacuum exhaust apparatus suitable for use in a vacuum system for circulating and reusing gas.
[0002]
[Prior art]
In a conventional semiconductor manufacturing apparatus, for example, an etching apparatus or a chemical vapor deposition apparatus (CVD), as shown in FIG. 2, semiconductor manufacturing is performed toward a wafer 2 disposed inside a vacuum chamber 1. Necessary gas is ejected from the shower head 3 to process the wafer 2. Here, all the processed gas in the vacuum chamber 1 is exhausted from the vacuum chamber 1 through a gate valve 4 by a high vacuum pump 5 such as a turbo molecular pump or a composite molecular pump, and then coarsely discharged from a foreline valve 6. It was discharged to the atmosphere via the pulling pump 7.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, semiconductor manufacturing apparatuses tend to use a large amount of gas in order to increase the diameter of wafers and improve the quality of film formation. A part of the gas introduced into the vacuum chamber of the semiconductor manufacturing apparatus only contributes to the reaction, and most of the remaining gas is discharged unreacted. Therefore, in the future, as shown in FIG. 3, in order to effectively use the gas, a part of the gas exhausted from the vacuum chamber 1 by the high vacuum pump 5 such as a turbo molecular pump is again put in the vacuum chamber 1. The necessity to devise and raise the utilization efficiency of unreacted gas becomes high.
[0004]
That is, as shown in the figure, a gas circulation pipe 8 that branches from between the high vacuum pump 5 and the foreline valve 6 and returns to the inlet of the vacuum chamber 1 is provided, and a shutoff valve 9 is provided inside the gas circulation pipe 8. And a flow rate adjusting valve 10 is interposed between the foreline valve 6 and the roughing pump 7, and the gas circulating pipe 8 is inserted through the flow rate adjusting valve 10 and the cutoff valve 9. It is conceivable to circulate the gas having the flow rate Q2 to introduce the gas having the flow rate Q1 + Q2 into the vacuum chamber 1 and to release the gas having the flow rate Q1 to the atmosphere.
[0005]
Here, when the gas is introduced into the vacuum chamber, a gas ejection device, usually referred to as a shower head, is used as described above in order to uniformly distribute the gas to the wafer. The gas to be circulated must also be returned to the vacuum chamber via a gas blowing device such as this shower head. However, since this shower head is provided with dozens of minute holes having a diameter of 1 mm or less and gas is ejected from these holes, the conductance is very small. For example, the conductance of a shower head provided with 50 holes with a diameter of 0.8 mm is approximately 1 × 10 −2 l / s. Therefore, when returning 1000 sccm of the circulating gas into the vacuum chamber through this shower head, it must be compressed to about 20 Torr.
[0006]
However, turbo molecular pumps and composite molecular pumps that are conventionally used generally cannot be used as the high vacuum pump 5 shown in FIG. In addition, even if sufficient compression performance is provided to circulate the gas, the pump has a large bore to exhaust a large amount of gas, and the number of blade stages is increased to improve the compression performance. Since the axial length of the rotor has to be increased, the pump has an increased outer diameter and height.
[0007]
This is not preferable considering the demand for a compact exhaust system for semiconductor manufacturing equipment.
Further, depending on the amount of gas, it is conceivable that the screw groove rotor cannot be sufficiently compressed and the gas cannot be circulated.
[0008]
The present invention provides a vacuum evacuation apparatus that solves these problems and is used in an exhaust system that circulates gas for reuse. The gas can be reliably circulated in a compact configuration. It is intended to do.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is used in a vacuum system in which a gas is introduced into a vacuum chamber, the gas is exhausted from the vacuum chamber, and a part of the exhausted gas is returned to the vacuum chamber again. A vacuum evacuation device having a first vacuum pump having a sufficient pumping speed to keep the inside of the vacuum chamber at a predetermined pressure, and a capability of compressing the gas to a pressure necessary for returning the gas back into the vacuum chamber. A second vacuum pump having an exhaust port of the first vacuum pump and an intake port of the second vacuum pump, the first vacuum pump being used for both the drive system and the exhaust system. It is an oil-free pump that does not use lubricating oil, the second vacuum pump is a dry pump that does not use lubricating oil in at least the exhaust system, and the first vacuum pump has a low compression ratio and its height. Reduce the second vacuum pump Provides low pumping speed by reducing the outer diameter, a vacuum exhaust device being characterized in that to reduce the volume as a whole.
[0010]
In other words, the first vacuum pump has a pumping speed performance necessary for keeping the inside of the vacuum chamber at a predetermined process pressure with respect to a predetermined amount of gas introduced, and the gas exhausted by the first vacuum pump is supplied to the vacuum chamber. The second vacuum pump has the ability to compress to the pressure required to return it inside.
[0011]
In this way, the first vacuum pump is divided into the first vacuum pump and the second vacuum pump, and by sharing the role in exhausting the gas, the first vacuum pump has a large outer diameter to achieve the exhaust speed. However, since the compression capacity may be small, the height is small, and the second vacuum pump achieves a large compression capacity, but the height is large, but the exhaust speed may be small, so the outer diameter can be small. If this is achieved with a single pump, both the outer diameter and the height of the pump become large, and the present invention can achieve a compact evacuation apparatus as a whole.
[0012]
For example, if the first vacuum pump requires a pumping speed of 3000 l / s, the outer diameter of the first vacuum pump is about 400 mm, but the compression ratio may be about 10-50, so the height of the pump Can be 300 mm or less. And since the 2nd vacuum pump exhausts the gas compressed with the 1st vacuum pump, the exhaust speed may be about 60-300l / s, and the outer diameter dimension of a pump will be 100-170mm. Therefore, the diameter of the second vacuum pump can be significantly reduced as compared with the first vacuum pump. If the height of the second vacuum pump is, for example, 500 mm from the necessary compression conditions, the total volume occupied by the first and second vacuum pumps is 42 to 49 l. On the other hand, if the gas is circulated by a single vacuum pump, the vacuum pump occupies a volume of 100 l. According to the present invention, the volume of the vacuum exhaust device can be reduced by 50 to 60%. It becomes possible.
[0013]
In the present invention, since the first vacuum pump and the second vacuum pump are separately provided, if the amount of gas is too large and the turbo molecular pump or the complex molecular pump cannot be compressed to a predetermined pressure, The second vacuum pump can be compressed to a required pressure by adopting an exhaust principle pump capable of increasing the compression capacity.
[0015]
Here, the oil-free pump is a Roots type pump, a scroll type pump, a screw type pump, a turbo molecular pump, a turbo molecular pump (composite molecular pump) in which a thread groove is formed on the downstream side in the axial direction of the rotor, a molecular drag pump, or This is a dry pump (pump that does not use lubricating oil in the exhaust system) such as a vacuum pump having a vortex rotor, and further uses a magnetic bearing or the like as a drive system and does not use any oil.
[0016]
Another embodiment of the present invention, both before Symbol first vacuum pump and the second vacuum pump, characterized in that an oil-free pump using a magnetic bearing.
[0017]
Another embodiment of the invention features in that a device for removing certain gas component in the path back to the evacuated part again vacuum chamber of the gas.
[0018]
This has the following meaning. The gas component introduced into the vacuum chamber for the purpose of reacting with the material in the vacuum chamber changes the gas component due to the reaction. If a component that inhibits the reaction is mixed in the changed gas component, if all the gas components are circulated as they are, the reaction in the vacuum chamber may not be performed correctly. . Therefore, by installing a device for removing a specific component contained in the circulating gas on the intake port side or the exhaust port side of the second vacuum pump, components that adversely affect the reaction in the vacuum chamber are installed. Since it can be removed before returning to the vacuum chamber, the intended reaction of the vacuum system can be performed correctly.
[0019]
The vacuum exhaust apparatus of the present invention is mainly used for a vacuum system including a process of reacting a gas introduced into a vacuum chamber with a material in the vacuum chamber, and further includes the following aspects: Can be used.
[0020]
The volume occupied by the vacuum evacuation device can be minimized by directly connecting the first vacuum pump and the second vacuum pump, or by incorporating them into an integral casing.
On the other hand, by connecting the first vacuum pump and the second vacuum pump via a vacuum pipe, a space for directly connecting the first vacuum pump and the second vacuum pump or accommodating an integrated object When there is no, a 2nd vacuum pump can be installed in an appropriate place via vacuum piping.
[0021]
In another aspect of the present invention, the first vacuum pump has a second exhaust port in addition to the exhaust port connected to the second vacuum pump. Thereby, the gas which does not return to a vacuum chamber can be discharged | emitted from the 2nd exhaust port of a 1st vacuum pump. Furthermore, by making the vacuum pipe connecting the first vacuum pump and the second vacuum pump have a branch pipe, the gas that does not return to the vacuum chamber can be discharged from the branch pipe.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in the figure, a gas necessary for manufacturing a semiconductor is blown from a shower head 3 toward a wafer 2 disposed inside a vacuum chamber 1 to perform processing on the wafer 2. The processed gas in the chamber 1 is exhausted from the vacuum chamber 1 by the vacuum exhaust device 20 through the gate valve 4.
[0023]
The vacuum exhaust device 20 compresses the first vacuum pump 21 having a sufficient exhaust speed to keep the inside of the vacuum chamber 1 at a predetermined pressure and a pressure necessary for returning the gas back into the vacuum chamber 1. The second vacuum pump 22 having performance is provided, and the discharge port 21 a of the first vacuum pump 21 and the suction port 22 a of the second vacuum pump 22 are connected by a vacuum pipe 23.
[0024]
A foreline valve 6 and a flow rate control valve 10 are sequentially interposed in a branch pipe 24 branched from the middle of the vacuum pipe 23 and connected to the roughing pump 7. On the other hand, a gas circulation pipe 8 returning to the inlet of the vacuum chamber 1 is connected to the exhaust port of the second vacuum pump 22 of the vacuum exhaust device 20, and a shutoff valve 9 is interposed in the gas circulation pipe 8. Yes.
[0025]
Accordingly, as the first pump 21 and the second pump 22 are driven, the gas at the flow rate Q2 circulates in the gas circulation pipe 8 through the flow rate adjusting valve 10 and the shutoff valve 9, and the vacuum chamber 1 is circulated. A gas having a flow rate Q1 + Q2 is introduced into the gas, and a gas having a flow rate Q1 is released into the atmosphere.
[0026]
Here, the first vacuum pump 21 is, for example, a turbo molecular pump that achieves oil-free by using a magnetic bearing, or an oil-free turbo molecular pump (composite that includes a thread groove type rotor on the downstream side of the rotor. In order to achieve the pumping speed, the first pump 21 has a pumping speed performance necessary to keep the inside of the vacuum chamber 1 at a predetermined process pressure with respect to a predetermined gas introduction amount. Although the outer diameter is increased, the compression capacity may be small, so that the height can be reduced.
[0027]
The second vacuum pump 22 is a so-called dry-type roots-type vacuum pump or screw-type vacuum pump that employs a structure in which, for example, oil vapor used for lubricating bearings and gears does not leak to the vacuum side. By providing the second vacuum pump 22 with the ability to compress the gas exhausted by the first vacuum pump 21 to the pressure required to return it into the vacuum chamber 1, a large compression capacity is achieved. Therefore, although the height increases, the outer diameter can be reduced because the exhaust speed may be small.
[0028]
As described above, the vacuum exhaust device 20 can be made compact as a whole by configuring the vacuum exhaust device 20 with the first pump 21 and the second pump 22 that share the role.
[0029]
Further, as described above, an oil-free turbo molecular pump or a complex molecular pump is used for the first vacuum pump 21, and a dry roots type vacuum pump or a screw type vacuum pump is used for the second vacuum pump 22. Thus, it is possible to prevent oil molecules that adversely affect the reaction in the vacuum chamber 1 from being substantially mixed into the gas circulating in the gas circulation pipe 8.
[0030]
As the second vacuum pump 22, a molecular drag pump, a roots type vacuum pump, a screw type vacuum pump or the like that has achieved oil-free by using a magnetic bearing can be used. In addition, by using a vacuum pump that achieves oil-free by adopting magnetic bearings for both of the second vacuum pumps 21 and 22, the reaction in the vacuum chamber 1 is caused by the gas circulating in the gas circulation pipe 8. It is possible to completely prevent oil molecules that affect the oil from being mixed.
[0031]
Although not shown, in a semiconductor manufacturing apparatus that performs aluminum etching, it is desirable to provide a low temperature trap on the suction side of the second vacuum pump 22.
[0032]
That is, in such a semiconductor manufacturing apparatus, the reaction in the vacuum chamber 1 produces aluminum chloride having a low vapor pressure and a tendency to solidify (solidifies at about 80 degrees or less at 0.1 Torr), which circulates. It will be contained in the gas. For this reason, in general, in an apparatus for etching aluminum, the temperature of gas passages and piping in the pump is raised to prevent the aluminum chloride from solidifying and adhering in the pump.
[0033]
Thus, the first vacuum pump 21 is provided with such a temperature raising means, and a trap having a low temperature surface is provided in front of the intake port of the second vacuum pump 22 so that the low temperature surface of the trap is chlorinated. Aluminum can be attached, and thereby, aluminum chloride, which is an unnecessary component, can be removed from the circulating gas.
[0034]
Further, when the vapor pressure of the unnecessary component is higher than the vapor pressure of the component to be circulated, the unnecessary component cannot be removed by the low temperature trap, but the unnecessary component is generated by the reaction in the vacuum chamber 1. In the case of powder, by providing an electrostatic dust collector on the intake side or exhaust side of the second vacuum pump 22, unnecessary fine powder can be removed by this electrostatic dust collector.
[0035]
In the illustrated example, an example in which the first vacuum pump 21 and the second vacuum pump 22 are connected by a vacuum pipe 23 is shown. By configuring in this way, Although the arrangement of the second vacuum pump 22 can be arbitrarily selected, the first vacuum pump 21 and the second vacuum pump 22 can be directly connected, and thus the direct connection is possible. By doing so, the pressure loss of the connecting portion can be minimized, the back pressure of the first vacuum pump 21 can be kept low, and this load can be minimized.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a vacuum system in which a gas is introduced into a vacuum chamber, the gas is exhausted from the vacuum chamber, and then a part of the exhausted gas is returned to the vacuum chamber. A vacuum exhaust device for circulating gas can be realized in a compact manner. Further, it is possible to provide a vacuum exhaust device that can be reliably circulated even if the amount of gas to be circulated is large. Furthermore, by removing unnecessary components from the circulated gas, the reaction in the vacuum chamber can be performed correctly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram of a vacuum system showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a system diagram of a vacuum system showing a conventional example.
FIG. 3 is a system diagram showing a virtual vacuum system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum chamber 3 Shower head 7 Roughing pump 8 Gas circulation piping 20 Vacuum exhaust apparatus 21 First vacuum pump 21a Same exhaust port 22 Second vacuum pump 22a Same intake port 23 Vacuum piping 24 Branch pipe

Claims (3)

真空チャンバ内にガスを導入し、該ガスを真空チャンバ内から排気した後、その排気されたガスの一部を再び真空チャンバ内に戻す真空システムで使用される真空排気装置であって、
真空チャンバ内を所定の圧力に保つのに十分な排気速度を有した第一の真空ポンプと、ガスを再び真空チャンバ内に戻すのに必要な圧力まで圧縮する性能を有した第二の真空ポンプとを備え、前記第一の真空ポンプの排気口と第二の真空ポンプの吸気口とを連結し、
前記第一の真空ポンプが、駆動系にも排気系にも潤滑油を用いないオイルフリーなポンプであり、前記第二の真空ポンプは、少なくとも排気系に潤滑油を用いないドライポンプであり、前記第一の真空ポンプは圧縮比を低くしてその高さを低減し、前記第二の真空ポンプは排気速度を低くしてその外径寸法を低減し、全体としての容積を縮小したことを特徴とする真空排気装置。
A vacuum exhaust apparatus used in a vacuum system that introduces a gas into a vacuum chamber, exhausts the gas from the vacuum chamber, and then returns a part of the exhausted gas back into the vacuum chamber.
A first vacuum pump having a pumping speed sufficient to keep the inside of the vacuum chamber at a predetermined pressure, and a second vacuum pump having a capability of compressing the gas to a pressure necessary for returning the gas back into the vacuum chamber. And connecting the exhaust port of the first vacuum pump and the intake port of the second vacuum pump,
The first vacuum pump is an oil-free pump that does not use lubricating oil for both the drive system and the exhaust system, and the second vacuum pump is a dry pump that does not use lubricating oil for at least the exhaust system, The first vacuum pump has a reduced compression ratio to reduce its height, and the second vacuum pump has a lower exhaust speed to reduce its outer diameter and reduce its overall volume. A vacuum exhaust device that is characterized.
前記第一の真空ポンプ及び第二の真空ポンプの双方が、磁気軸受を用いたオイルフリーなポンプであることを特徴とする請求項1に記載の真空排気装置。The vacuum exhaust apparatus according to claim 1, wherein both the first vacuum pump and the second vacuum pump are oil-free pumps using magnetic bearings. 排気されたガスの一部を再び真空チャンバ内に戻す経路内に特定のガス成分を除去する装置を設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載の真空排気装置。 3. The vacuum exhaust apparatus according to claim 1, wherein a device for removing a specific gas component is provided in a path for returning a part of the exhausted gas back into the vacuum chamber.
JP29437796A 1996-10-16 1996-10-16 Vacuum exhaust device Expired - Lifetime JP3695865B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29437796A JP3695865B2 (en) 1996-10-16 1996-10-16 Vacuum exhaust device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29437796A JP3695865B2 (en) 1996-10-16 1996-10-16 Vacuum exhaust device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10125657A JPH10125657A (en) 1998-05-15
JP3695865B2 true JP3695865B2 (en) 2005-09-14

Family

ID=17806941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29437796A Expired - Lifetime JP3695865B2 (en) 1996-10-16 1996-10-16 Vacuum exhaust device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3695865B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6382249B1 (en) 1999-10-04 2002-05-07 Ebara Corporation Vacuum exhaust system
US6689699B2 (en) 2000-09-21 2004-02-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for manufacturing a semiconductor device using recirculation of a process gas
JP4335469B2 (en) 2001-03-22 2009-09-30 株式会社荏原製作所 Method and apparatus for adjusting gas circulation rate of vacuum exhaust device
JP2002294453A (en) * 2001-03-29 2002-10-09 Anelva Corp Substrate treatment apparatus
JP4764574B2 (en) * 2001-08-31 2011-09-07 東京エレクトロン株式会社 Operating method of processing equipment
JP3527914B2 (en) * 2002-03-27 2004-05-17 株式会社ルネサステクノロジ CVD apparatus and cleaning method of CVD apparatus using the same
JP5867204B2 (en) * 2012-03-16 2016-02-24 株式会社アルバック Vacuum processing equipment

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60136358U (en) * 1984-01-26 1985-09-10 日電アネルバ株式会社 Exhaust equipment for surface treatment equipment
JPH0176575U (en) * 1987-11-11 1989-05-24
JPH0736886B2 (en) * 1991-12-24 1995-04-26 株式会社新潟鉄工所 Gas recovery circulation device
JPH06249187A (en) * 1993-02-23 1994-09-06 Sony Corp Vacuum pump and driving method therefor
JP3206185B2 (en) * 1993-02-23 2001-09-04 株式会社日立製作所 Etching method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10125657A (en) 1998-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4166491B2 (en) Vacuum pumping system for pumping low thermal conductivity gas
JP4732750B2 (en) Vacuum exhaust device
JP2608605B2 (en) Vacuum pump
JP3695865B2 (en) Vacuum exhaust device
EP1101942A2 (en) Evacuating apparatus
KR100884115B1 (en) Multi-chamber installation for treating objects under vacuum, method for evacuating said installation and evacuation system therefor
EP1609990B1 (en) Vacuum device and vacuum pump
JP2005307978A (en) Multi-stage vacuum pump and pump facility equipped with that kind of pump
JP4000611B2 (en) Vacuum exhaust system
WO2005078281A1 (en) Vacuum device
WO2004083643A1 (en) Positive-displacement vacuum pump
EP1205666A2 (en) Screw-type dry vacuum pump
KR102178373B1 (en) Vacuum pump housing for preventing overpressure and vacuum pump having the same
JP2009513861A (en) Pump equipment for semiconductor processing
JPH09125227A (en) Evacuation apparatus and vacuum treatment equipment
JP2003161281A (en) Vacuum treatment device
JP3093750B2 (en) Roots type multi-stage vacuum pump
KR102382668B1 (en) Vacuum pump housing for preventing overpressure and vacuum pump having the same
JP2002174174A (en) Evacuator
JPH0436091A (en) Oil-sealed rotary vacuum pump
JPH0315678A (en) Vacuum pump system
JP2802035B2 (en) Vacuum exhaust device
JPH1140094A (en) Exhaust system and exhaust method of vacuum device
JP2004270653A (en) Evacuation device
JPH0518382A (en) Screw vacuum pump

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041222

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20041222

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20050112

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050628

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090708

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100708

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110708

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110708

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120708

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120708

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130708

Year of fee payment: 8

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term