JP4218756B2 - 真空排気装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理装置の真空チャンバを真空に排気する真空排気装置に関するものである。

基板処理工程においては、真空チャンバ内に供給されたプロセスガスを排気するために、真空排気装置が広く用いられている。ＣＶＤ装置やエッチング装置などの基板処理装置においては、真空チャンバ内のプロセスガスを排気し、かつ一定の真空状態を形成することが必要とされ、複数の真空ポンプを直列に接続することにより所要の排気速度及び到達圧力を達成している。

上述した真空排気装置は、真空チャンバに接続されるブースターポンプと、このブースターポンプに接続されるメインポンプとから基本的に構成される。ブースターポンプ及びメインポンプは、いずれも一対のポンプロータをロータケーシング内に備えた容積式真空ポンプである。ポンプロータ同士、及びポンプロータとロータケーシングの内面との間には微小な隙間が形成され、これにより、ポンプロータがロータケーシング内で非接触で回転可能となっている。

一般に、ブースターポンプとしては、一対のルーツ型の単段ポンプロータを有する単段型真空ポンプが用いられている。その理由は、従来のＣＶＤ装置やエッチング装置は、多量のプロセスガスを必要とせず、排気すべきプロセスガスの量がそれほど多くなかったためである。

しかしながら、処理対象となる半導体ウェハや液晶パネルなどの基板が大型化するにつれて、大量のプロセスガスを排気することが求められるようになってきた。大量のプロセスガスを排気するためには、ポンプロータを大きくするか、あるいはポンプロータの回転速度を速くして排気速度を大きくすることが必要とされる。しかしながら、このような構成では、ブースターポンプを駆動するモータに過負荷がかかり、消費電力を増大させてしまう。さらには、プロセスガスの圧縮熱やモータの発熱によりポンプロータが膨張し、ポンプロータとロータケーシングの内面とが接触して運転不能に陥ることもあった。このため、単段のブースターポンプを備える従来の真空排気装置では、真空チャンバ内を真空に保ちつつ大量のプロセスガスを排気することが困難となってきていた。このような背景から、大量の気体（プロセスガス）を排気することができ、かつモータに過負荷がかからない構造を有する真空排気装置が求められている。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたもので、大量の気体を排気することができ、かつ、モータへの過負荷を防止することができる真空排気装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明の真空排気装置の態様は、真空チャンバに接続される第１の真空ポンプと該第１の真空ポンプに接続される第２の真空ポンプとを備えた真空排気装置において、前記第１の真空ポンプは、一対の多段ポンプロータを備え、前記第１の真空ポンプは、メインポンプである前記第２の真空ポンプの排気速度を上昇させるブースターポンプとして機能し、前記多段ポンプロータは、互いに幅の異なる吸気側ロータと排気側ロータとを備え、前記吸気側ロータの幅は前記排気側ロータの幅よりも大きく、前記第２の真空ポンプが起動した後に、前記第１の真空ポンプを起動させるように動作することを特徴とする。
本発明によれば、第１の真空ポンプのロータ（吸気側ロータ）の軸方向の幅を大きくした場合でも、第１の真空ポンプのモータにかかる負荷を小さくすることができる。従って、第１の真空ポンプの排気速度（ｌ／ｍｉｎ、単位時間に排気される気体の体積）を大きくすることができ、大量の気体を排気することができる。
また、本発明によれば、第２の真空ポンプにより真空チャンバ内の圧力を下げた状態で、第１の真空ポンプを運転させることができる。これにより、第１の真空ポンプのモータにかかる負荷を低減させることができる。

本発明の好ましい態様は、気体の温度、気体の圧力、前記多段ポンプロータを収容するロータケーシングの温度、または前記多段ポンプロータを回転させるモータの電流値に基づいて前記多段ポンプロータの回転速度を制御することを特徴とする。
本発明によれば、気体の圧縮熱やモータの発熱により多段ポンプロータが膨張してロータケーシングの内面と接触してしまうことが防止される。また、モータに過負荷がかかってしまうことが防止され、モータの発熱や消費電力を低減させることができる。

本発明の好ましい態様は、前記第１の真空ポンプ及び前記第２の真空ポンプは、一つの筐体に収納されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第２の真空ポンプは、ブラシレスＤＣモータを備えることを特徴とする。
本発明の真空排気装置の運転方法の態様は、真空チャンバに接続され、一対の多段ポンプロータを有するブースターポンプと、該ブースターポンプに接続されるメインポンプとを備えた真空排気装置の運転方法であって、前記メインポンプを起動させ、前記メインポンプを定格回転速度で運転させ、前記メインポンプが起動してから所定の時間が経過した後、前記ブースターポンプを起動させ、前記ブースターポンプを一定の回転速度で運転させ、前記真空チャンバ内の気体の圧力が所定の圧力にまで低下したときに、前記ブースターポンプの回転速度を上昇させることを特徴とする。

本発明によれば、第１の真空ポンプの駆動するモータに過大な負荷をかけることなく、大量の気体を排気することが可能となる。

以下、本発明の一実施形態に係る真空排気装置について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る真空排気装置を示す側面図である。図２は図１に示す第１の真空ポンプを示す断面図である。図３（ａ）乃至図３（ｄ）は気体が移送される様子を説明するための模式図である。

図１に示すように、真空排気装置は、ブースターポンプとしての第１の真空ポンプ１と、メインポンプとしての第２の真空ポンプ２と、第１の真空ポンプ１及び第２の真空ポンプ２を収容するハウジング（筐体）３とを備えている。ハウジング３は底板４上に固定され、この底板４の上に第２の真空ポンプ２が設置されている。底板４の下部には４つの車輪５（図１では２つの車輪のみを示す）が固定されており、これにより真空排気装置が搬送可能となっている。

第１の真空ポンプ１は、一対のルーツ型ポンプロータ２０（図１では１つのポンプロータのみを示す）を有するルーツ型真空ポンプであり、第２の真空ポンプ２は、一対のスクリュー型ポンプロータ４０（図１では１つのポンプロータのみを示す）を有するスクリュー型真空ポンプである。このように、第１の真空ポンプ１及び第２の真空ポンプ２は、互いに異なる形状のポンプロータをそれぞれ有している。第１の真空ポンプ１と第２の真空ポンプ２とはハウジング３内で互いに平行に設置され、第１の真空ポンプ１は第２の真空ポンプ２の上方に配置されている。

第１の真空ポンプ１の吸気口２３ａには吸気配管６が設けられており、この吸気配管６は基板処理装置に組み込まれた真空チャンバ（図１には図示せず）に接続されている。なお、基板処理装置としては、半導体ウェハや液晶パネルなどの基板にエッチング処理やＣＶＤ処理を施すエッチング装置やＣＶＤ装置などが挙げられる。第１の真空ポンプ１の下部には排気口２３ｂが設けられており、この排気口２３ｂは接続配管７を介して第２の真空ポンプ２の吸気口４３ａに接続されている。第２の真空ポンプ２の排気口４３ｂには排気配管８が接続され、この排気配管８を介して気体（プロセスガス）が外部に排気される。このように、第１の真空ポンプ１と第２の真空ポンプ２とは直列に接続され、第２の真空ポンプ２は、第１の真空ポンプ１よりも下流側に配置されている。すなわち、第１の真空ポンプ１は第２の真空ポンプ２よりも真空側に配置され、第２の真空ポンプ２は大気側に配置されている。この第２の真空ポンプ２は大気圧下でも起動可能に構成されている。

一方、第１の真空ポンプ１は単独では大気圧下で起動することができず、第１の真空ポンプ１の排気側の圧力（背圧）がある程度小さくなったときに起動することができる。この第１の真空ポンプ（ブースターポンプ）１は、第２の真空ポンプ（メインポンプ）２の排気速度を増幅させるために設けられる。第２の真空ポンプ（メインポンプ）２は、真空から大気圧までの圧力領域において運転可能に構成され、第１の真空ポンプ（ブースターポンプ）１の排気側の圧力（背圧）を下げる役割を持っている。本実施形態においては、第１の真空ポンプ１と第２の真空ポンプとの排気速度の比は、５０，０００：２，５００である。なお、真空チャンバが必要とする真空度が本実施形態に係る真空排気装置の到達圧力よりも高い場合は、第１の真空ポンプ１の上流側に更にターボ分子ポンプなどの超高真空ポンプを配置してもよい。

ハウジング３の上部には、第１の真空ポンプ１のモータＭ１に電流を供給するモータドライバーＤ１と、第２の真空ポンプ２のモータＭ２に電流を供給するモータドライバーＤ２とが設置されている。モータＭ１及びモータＭ２の回転速度は、制御盤（制御部）１０によってモータドライバーＤ１，Ｄ２を介してそれぞれ独立に制御されるようになっている。なお、モータＭ１，Ｍ２の回転速度は、モータＭ１，Ｍ２に供給する電流の周波数を変化させることにより制御可能である。なお、モータＭ１，Ｍ２は、いずれも２軸ブラシレスＤＣモータである。

図２に示すように、第１の真空ポンプ１は、互いに対向する一対の多段ポンプロータ２０を備えている。それぞれのポンプロータ２０は、吸気側に配置される１段目のルーツロータ（吸気側ロータ）２０ａと、排気側に配置される２段目のルーツロータ２０ｂ（排気側ロータ）２０ｂと、これらのルーツロータ２０ａ，２０ｂが固定される回転軸２１とを備えている。１段目のルーツロータ２０ａの軸方向の幅は、２段目のルーツロータの軸方向の幅よりも大きく設定されている。具体的には、１段目のルーツロータ２０ａの幅と２段目のルーツロータ２０ｂの幅との比は、２〜１０：１、好ましくは５〜１０：１であり、本実施例では５：１である。すなわち、１段目のルーツロータ２０ａの排気速度は、２０，０００〜１００，０００（ｌ／ｍｉｎ）、好ましくは５０，０００〜１００，０００（ｌ／ｍｉｎ）であり、本実施例では、５０，０００（ｌ／ｍｉｎ）である。２段目のルーツロータ２０ｂの排気速度は、本実施例では１０，０００（ｌ／ｍｉｎ）である。

回転軸２１は、吸気側の軸受２２Ａ及び排気側の２２Ｂにより回転自在に支持されている。１段目のルーツロータ２０ａの上方に位置するロータケーシング２３の部位には吸気口２３ａが形成され、２段目のルーツロータ２０ｂの下方に位置するロータケーシング２３の部位には排気口２３ｂが形成されている。

第１の真空ポンプ１を駆動するモータＭ１は、回転軸２１の端部にそれぞれ固定された２つのモータロータＭ１−１と、これらのモータロータＭ１−１の径方向外側にそれぞれ配置されたモータステータＭ１−２とを備えている。これらのモータロータＭ１−１及びモータステータＭ１−２はモータケーシング２４によって覆われている。なお、図２においては、１つのモータロータＭ１−１及びモータステータＭ１−２のみを示す。モータステータＭ１−２は上述したモータドライバーＤ１に接続されており、モータステータＭ１−２に通電することで、回転軸２１、すなわちポンプロータ２０が同期して反対方向に回転するようになっている。モータケーシング２４の周壁には冷却配管２５Ｂが埋設されており、この冷却配管２５Ｂに冷却水を流通させることにより、モータＭ１が冷却されるようになっている。

回転軸２１の他方の端部には、互いに噛み合う一対のタイミングギヤ２８が固定されている。これらのタイミングギヤ２８はギヤケーシング２９に収容されている。ギヤケーシング２９の周壁には冷却配管２５Ａが埋設されており、この冷却配管２５Ａに冷却水を流通させることにより、タイミングギヤ２８及び軸受２２Ａが冷却されるようになっている。なお、一対のポンプロータ２０はモータＭ１によって同期して回転駆動されるため、タイミングギヤ２８の役割としては、突発的な外部要因によるポンプロータ２０の同期回転の脱調を防ぐことにある。

軸受２２Ａと１段目のルーツロータ２０ａとの間に位置して軸スリーブ３１Ａが回転軸２１に固定されており、この軸スリーブ３１Ａの外周面を囲むようにラビリンスシール３２Ａが設けられている。同様に、軸受２２Ｂと２段目のルーツロータ２０ｂとの間に位置して軸スリーブ３１Ｂが回転軸２１に固定されており、この軸スリーブ３１Ｂの外周面を囲むようにラビリンスシール３２Ｂが設けられている。これらのラビリンスシール３２Ａ，３２Ｂにより、ポンプロータ２０によって昇圧された気体（プロセスガス）が軸受２２Ａ、軸受２２Ｂ、及びモータＭ１側に流入することが防止される。なお、軸受２２Ａ，２２Ｂの潤滑剤としてはオイルが用いられている。これにより、軸受２２Ａ，２２Ｂにプロセスガスの副生成物が付着した場合でも、軸受２２Ａ，２２Ｂにオイルを流すことにより副生成物を除去することができる。

軸受２２Ａ及びラビリンスシール３２Ａは軸受ケーシング３３Ａによって覆われ、同様に、軸受２２Ｂ及びラビリンスシール３２Ｂは軸受ケーシング３３Ｂによって覆われている。ロータケーシング２３、モータケーシング２４、及び軸受ケーシング３３Ａ，３３Ｂは別体として構成されており、これらはロータケーシング２３、軸受ケーシング３３Ａ，３３Ｂ、モータケーシング２４の順に組み立てられる。

軸受２２Ａ，２２Ｂ及びラビリンスシール３２Ａ，３２Ｂにプロセスガスの副生成物が析出してしまうことを防止するために、クリーンガスを供給する供給口３５Ａ，３５Ｂがギヤケーシング２９及び軸受ケーシング３３Ｂにそれぞれ設けられている。吸気側の供給口３５Ａから供給されたクリーンガスはギヤケーシング２９の内部空間を満たした後、軸受２２Ａ、ラビリンスシール３２Ａの順に流れ、これにより軸受２２Ａ及びラビリンスシール３２Ａがプロセスガスに晒されることが防止される。同様に、排気側の供給口３５Ｂから供給されたクリーンガスは、軸受２２Ｂ、ラビリンスシール３２Ｂの順に流れ、これにより軸受２２Ｂ及びラビリンスシール３２Ｂがプロセスガスに晒されることが防止される。なお、クリーンガスとしては、空気や窒素など気体（プロセスガス）との反応に関与しない安定なガスであれば使用可能である。

図３（ａ）乃至図３（ｄ）に示すように、１段目のルーツロータ２０ａ（及び２段目のルーツロータ２０ｂ）はロータケーシング２３内において互いに対向して配置されている。モータＭ１に駆動されてルーツロータ２０ａ（ポンプロータ２０）が同期回転すると、吸気側の気体はルーツロータ２０ａとロータケーシング２３の内面との間に閉じ込められて排気側に移送される。このような気体の移送が連続して行われることにより、吸気口２３ａに接続されている真空チャンバ内の排気が行われる。なお、本実施形態では、ロータとしてルーツ型を使用しているが、これに限らずスクリュー型やクロー型などを用いてもよい。いずれの場合でも、複数段のロータが軸方向に配列された多段型のポンプロータが用いられる。また、ポンプロータ２０の段数は２段に限られず、３段以上であってもよい。

このように、多段ポンプロータ２０を採用する本実施形態によれば、１段目のルーツロータ２０ａの軸方向の幅を従来より大きくした場合でも、モータＭ１にかかる負荷を小さくすることができ、モータＭ１の消費電力を低減させることができる。さらには、モータＭ１の発熱を防止することができ、ポンプロータ２０とロータケーシング２３の内面が接触してしまうことを防止することができる。

図４は図１に示す第２の真空ポンプを示す断面図である。第２の真空ポンプは、一対のスクリュー型ポンプロータを備える点で第１の真空ポンプと異なっている。その他の第２の真空ポンプの構成は第１の真空ポンプと同様であり、その重複する説明を省略する。

図４に示すように、ロータケーシング４３内には、互いに対向する一対のスクリュー型の多段ポンプロータ４０（図４には１つのポンプロータのみを示す）が配置されている。これらのポンプロータ４０はモータＭ２（モータロータＭ２−１，モータステータＭ２−２）によって同期して反対方向に回転駆動される。それぞれのポンプロータ４０は、１段目のスクリューロータ（吸気側ロータ）４０ａと、２段目のスクリューロータ（排気側ロータ）４０ｂと、これらのスクリューロータ４０ａ，４０ｂが固定される回転軸４１とを備えている。１段目及び２段目のスクリューロータ４０ａ，４０ｂは、互いに噛み合うように配置される。１段目のスクリューロータ４０ａは２段目のスクリューロータ４０ｂに比べて軸方向の幅が広く、かつピッチも大きく設定されている。なお、本実施形態に係る第２の真空ポンプではスクリュー型のロータが用いられているが、ルーツ型またはクロー型のロータを用いてもよい。

ポンプロータ４０同士、及びポンプロータ４０とロータケーシング４３の内面との間には微小な隙間が形成されており、これによりポンプロータ４０がロータケーシング４３内で非接触で回転可能となっている。１段目のスクリューロータ４０ａの上方に位置するロータケーシング４３の部位には吸気口４３ａが形成され、２段目のスクリューロータ４０ｂの下方に位置するロータケーシング４３の部位には排気口４３ｂが形成されている。吸気口４３ａは、上述した第１の真空ポンプ１の排気口２３ｂ（図１及び図２参照）に接続配管７を介して接続されている。

このような構成において、第１の真空ポンプ１から排気された気体（プロセスガス）は、接続配管７を介して吸入口４３ａからロータケーシング４３内に導入される。気体は、１段目のスクリューロータ４０ａ及び２段目のスクリューロータ４０ｂの回転により圧縮され、排気口４３ｂより排気される。なお、排気速度は、第１の真空ポンプ１の１段目のルーツロータ２０ａ、２段目のルーツロータ２０ｂ、第２の真空ポンプ２の１段目のスクリューロータ４０ａ、２段目のスクリューロータ４０ｂの順に小さくなる。

第２の真空ポンプ２は第１の真空ポンプ１よりも大気側に近いため、第２の真空ポンプ２内部の圧力は第１の真空ポンプ１内部の圧力よりも高くなる。このために、プロセスガスの副生成物は、第２の真空ポンプ２内で析出しやすい。本実施形態では、第２の真空ポンプ２にスクリュー型のポンプロータ４０を採用しているため、第２の真空ポンプ２内に析出した副生成物をポンプロータ４０の回転により掻き出すことができる。すなわち、１段目及び２段目のスクリューロータ４０ａ，４０ｂやロータケーシング４３の内面に副生成物が析出した場合でも、スクリューロータ４０ａ，４０ｂ（ポンプロータ４０）を回転させることによって副生成物を排気口４３ｂに送り出すことができる。このように、スクリューロータ４０ａ，４０ｂは生成物排出のために適した形状を有している。

接続配管７には、第１の真空ポンプ１から排気された気体（プロセスガス）の圧力を測定する圧力センサ５０が設けられている。圧力センサ５０は制御盤（図１参照）１０に接続されており、制御盤１０は圧力センサ５０の出力値（気体の圧力）に基づいて第１の真空ポンプ１のポンプロータ２０（図１及び図２参照）の回転速度を制御するようになっている。

次に、本実施形態に係る真空排気装置の動作について図５を参照して説明する。
図５は、第１の真空ポンプ及び第２の真空ポンプのポンプロータの回転速度、及び圧力センサによって測定された気体の圧力を示すグラフである。
図５に示すように、まず、第２の真空ポンプ２を起動させ、第２の真空ポンプ２のポンプロータ４０が定格回転速度Ｓ４に到達するまでその回転速度を上昇させる。その後、第２の真空ポンプ２は定格回転速度で運転される。第２の真空ポンプ２が起動した時点から所定の設定時間ＰＴが経過した後、第１の真空ポンプ１を起動させる。なお、第２の真空ポンプ２内の気体の圧力が当該第２の真空ポンプ２の許容排気圧力範囲内である所定の圧力Ｐ０に達した後、第１の真空ポンプ１を起動させてもよい。第１の真空ポンプ１のポンプロータ２０の回転速度がＳ３に達すると、ポンプロータ２０は一定の回転速度で回転する。

第１の真空ポンプ１及び第２の真空ポンプ２の運転に伴い、気体（プロセスガス）の圧力は更に低下する。気体の圧力が低下してＰ２に達したときに、ポンプロータ２０の回転速度を更に上昇させる。そして、ポンプロータ２０の回転速度がＳ２に達したところでポンプロータ２０を一定の回転速度で回転させる。更に気体の圧力がＰ１に達したとき、ポンプロータ２０の回転速度を更に上昇させ、Ｓ１（定格回転速度）に到達させる。その後、ポンプロータ２０を一定の回転速度（Ｓ１）で回転させる。ポンプロータ２０が定格回転速度に到達した後、何らかの要因により気体の圧力が上昇した場合には、ポンプロータ２０の回転速度をＳ２またはＳ３にまで低下させる。

このように、真空排気装置によって移送される気体の圧力に応じて第１の真空ポンプ１のポンプロータ２０の回転速度を変化させることにより、モータＭ１にかかる負荷を低減させることができる。なお、本実施形態においては、圧力センサ５０は接続配管７内に配置されているが、第２の真空ポンプ２のロータケーシング４３内の１段目のスクリューロータ４０ａと２段目のスクリューロータ４０ｂとの間に圧力センサを配置してもよく、または、吸気配管６（図１参照）、第１の真空ポンプ１のロータケーシング２３内部、または吸気口２３ａに配置してもよい。

更に、移送される気体の温度、第１の真空ポンプ１のロータケーシング２３の温度、または第１の真空ポンプ１のモータＭ１に流れる電流値に基づいて第１の真空ポンプ１のポンプロータ２０の回転速度を変化させるようにしてもよい。例えば、気体の温度を利用する場合は、気体の温度を測定する温度センサを第１の真空ポンプ１のロータケーシング２３内に配置することが好ましい。第１の真空ポンプ１のロータケーシング２３の温度を利用する場合は、ロータケーシング２３の外面に温度センサを設けることが好ましい。モータＭ１の電流値を利用する場合は、モータＭ１に流れる電流値を測定する電流値センサを制御盤１０に組み込むことが好ましい。

次に、本実施形態に係る真空排気装置を基板処理装置の真空チャンバに接続した例について図６を参照して説明する。図６は本発明の一実施形態に係る真空排気装置が組み込まれた基盤処理装置を示す模式図である。
図６に示すように、真空チャンバ６０の上流側には真空チャンバ６０にプロセスガスを供給するプロセスガス供給源６１が配置されている。真空チャンバ６０は配管６２によって本実施形態に係る真空排気装置６３に接続されている。配管６２にはバルブ６４が設けられており、このバルブ６４を開くことにより、真空チャンバ６０と真空排気装置６３とが配管６２を介して連通するようになっている。

真空排気装置６３の下流側には排ガス（プロセスガス）を無害化するための排ガス除害装置６５が配置されている。この排ガス除害装置６５には、乾式、湿式、燃焼式、及び触媒式などのタイプがある。真空チャンバ６０には第１の制御部６７が接続されており、この第１の制御部６７により、真空チャンバ６０における基板処理（以下、本プロセスという）のプロセス条件が制御される。プロセス条件としては、例えば真空チャンバ６０に供給されるプロセスガスの種類や温度などが挙げられる。第２の制御部６８は真空排気装置６３及びバルブ６４に接続されており、第２の制御部６８によって真空排気装置６３の運転条件及びバルブ６４の開閉が制御される。真空排気装置６３の運転条件としては、例えばポンプロータ２０，４０（図１参照）の回転速度や第１の真空ポンプ１及び第２の真空ポンプ２の起動タイミングなどが挙げられる。第２の制御部６８は第１の制御部６７に接続されており、第１の制御部６７からプロセス条件が信号として第２の制御部６８に送られるようになっている。第２の制御部６８はこの信号（プロセス条件）に基づいて真空排気装置６３及びバルブ６４を制御する。第１の制御部６７には、基板のプロセス全体を管理する第３の制御部６６が接続されている。この第３の制御部６６は、全体プロセスに合わせた本プロセスのための上記プロセス条件を信号として第１の制御部６７に送り、第１の制御部６７は、この信号に基づいて本プロセスを制御する。真空チャンバ６０において行われた本プロセスの各種結果は第１の制御部６７にフィードバックされるようになっている。

処理シーケンスとしては、次のようになる。まず、処理すべき基板（図示せず）を真空チャンバ６０に搬入する。その後、バルブ６４を開いた状態で真空排気装置６３を起動させ、真空排気装置６３を定格回転速度で運転させる。次に、真空チャンバ６０内に形成された真空度を一定に維持した状態で、プロセスガス供給源６１からプロセスガスを真空チャンバ６０に供給し、これにより所定の基板処理が行われる。プロセスガスの供給を停止させて基板処理を終了させた後、バルブ６４を閉じ、基板を真空チャンバ６０から搬出する。バルブ６４を閉じている間は、真空排気装置６３を定格回転速度よりも低い回転速度で運転させるか、もしくは、真空排気装置６３の運転を停止させることができる。これにより、真空排気装置６３の消費電力を低減させることができる。また、真空チャンバ６０内に形成された真空度を一定に維持する必要がない場合には、バルブ６４を開いたまま、真空排気装置６３を定格回転速度よりも低い回転速度で回転させてもよい。

本発明の一実施形態に係る真空排気装置を示す側面図である。 図１に示す第１の真空ポンプを示す断面図である。 図３（ａ）乃至図３（ｄ）は気体が移送される様子を説明するための模式図である。 図１に示す第２の真空ポンプを示す断面図である。 第１の真空ポンプ及び第２の真空ポンプのポンプロータの回転速度、及び圧力センサによって測定された気体の圧力を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る真空排気装置が組み込まれた基盤処理装置を示す模式図である。

符号の説明

１ 第１の真空ポンプ
２ 第２の真空ポンプ
３ ハウジング（筐体）
４ 底板
５ 車輪
６ 吸気配管
７ 接続配管
８ 排気配管
１０ 制御盤（制御部）
２０ ルーツ型ポンプロータ
２０ａ １段目のルーツロータ（吸気側ロータ）
２０ｂ ２段目のルーツロータ（排気側ロータ）
２１ 回転軸
２２Ａ，２２Ｂ 軸受
２３ ロータケーシング
２３ａ 吸気口
２３ｂ 排気口
２４ モータケーシング
２５Ａ，２５Ｂ 冷却配管
２８ タイミングギヤ
２９ ギヤケーシング
３１Ａ，３１Ｂ 軸スリーブ
３２Ａ，３２Ｂ ラビリンスシール
３３Ａ，３３Ｂ 軸受ケーシング
３５Ａ，３５Ｂ 供給口
４０ スクリュー型ポンプロータ
４０ａ １段目のスクリューロータ
４０ｂ ２段目のスクリューロータ
４１ 回転軸
４３ ロータケーシング
５０ 圧力センサ
６０ 真空チャンバ
６１ プロセスガス供給源
６２ 配管
６３ 真空排気装置
６４ バルブ
６５ 排ガス除害装置
６６ 第３の制御部
６７ 第１の制御部
６８ 第２の制御部
Ｍ１，Ｍ２ モータ
Ｍ１−１，Ｍ２−１ モータロータ
Ｍ１−２，Ｍ２−２ モータステータ
Ｄ１，Ｄ２ モータドライバー

Claims (5)

1. 真空チャンバに接続される第１の真空ポンプと該第１の真空ポンプに接続される第２の真空ポンプとを備えた真空排気装置において、
   前記第１の真空ポンプは、一対の多段ポンプロータを備え、
   前記第１の真空ポンプは、メインポンプである前記第２の真空ポンプの排気速度を上昇させるブースターポンプとして機能し、
   前記多段ポンプロータは、互いに幅の異なる吸気側ロータと排気側ロータとを備え、前記吸気側ロータの幅は前記排気側ロータの幅よりも大きく、
   前記第２の真空ポンプが起動した後に、前記第１の真空ポンプを起動させるように動作することを特徴とする真空排気装置。
2. 気体の温度、気体の圧力、前記多段ポンプロータを収容するロータケーシングの温度、または前記多段ポンプロータを回転させるモータの電流値に基づいて前記多段ポンプロータの回転速度を制御することを特徴とする請求項１に記載の真空排気装置。
3. 前記第１の真空ポンプ及び前記第２の真空ポンプは、一つの筐体に収納されていることを特徴とする請求項１または２に記載の真空排気装置。
4. 前記第２の真空ポンプは、ブラシレスＤＣモータを備えることを特徴とする請求項１に記載の真空排気装置。
5. 真空チャンバに接続され、一対の多段ポンプロータを有するブースターポンプと、該ブースターポンプに接続されるメインポンプとを備えた真空排気装置の運転方法であって、
   前記メインポンプを起動させ、
   前記メインポンプを定格回転速度で運転させ、
   前記メインポンプが起動してから所定の時間が経過した後、前記ブースターポンプを起動させ、
   前記ブースターポンプを一定の回転速度で運転させ、
   前記真空チャンバ内の気体の圧力が所定の圧力にまで低下したときに、前記ブースターポンプの回転速度を上昇させることを特徴とする真空排気装置の運転方法。

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