JPH10122178A - 真空ポンプ及びそのパージ方法 - Google Patents

真空ポンプ及びそのパージ方法

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JPH10122178A
JPH10122178A JP29437896A JP29437896A JPH10122178A JP H10122178 A JPH10122178 A JP H10122178A JP 29437896 A JP29437896 A JP 29437896A JP 29437896 A JP29437896 A JP 29437896A JP H10122178 A JPH10122178 A JP H10122178A
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JP
Japan
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gas
vacuum
vacuum chamber
process gas
vacuum pump
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JP29437896A
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English (en)
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Hiroyuki Kawasaki
裕之 川崎
Takuji Sofugawa
拓司 曽布川
Toshiharu Nakazawa
敏治 中澤
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Ebara Corp
Ebara Densan Ltd
Original Assignee
Ebara Corp
Ebara Densan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロセスガスを循環させて再利用する真空シ
ステムに使用しても、この循環するプロセスガス中に本
来プロセスガスに含まれない窒素ガス等の不純物が含ま
れないようにする。 【解決手段】 真空チャンバ内に不活性ガスを含むプロ
セスガスを導入して該真空チャンバ内の被処理物と反応
させ、該ガスを真空チャンバ内から排気した後、この排
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ポンプ20であって、前記真空
ポンプ20の内部に導入してパージするパージガス21
として、例えばウェハの酸化膜エッチングに使用される
プロセスガスに含まれる不活性ガスであるArガスを使
用したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、不活性ガスを含む
プロセスガスを循環させて再利用する真空システムに用
いる真空ポンプ及びそのパージ方法に関するものであ
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被処
理物としてのウェハ2に向けて半導体製造に必要なプロ
セスガスをシャワーヘッド3から噴出してウェハ(被処
理物)2に対する処理を行い、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
介して大気に放出されていた。
【0003】ここに、前記プロセスガスとして腐食性ガ
スを含むガスを使用した場合、前記高真空システム5の
内部に腐食性ガスが侵入し、そのガスによって真空ポン
プ5の内部が腐食されてしまう。
【0004】このため、高真空ポンプ5の内部の腐食性
ガスの濃度を希釈することを目的として、不活性ガスで
ある窒素ガスを真空ポンプ5の内部へパージすることに
より、例えばターボ型分子ポンプにおいては、ポンプ内
部の磁気軸受、モータ、センサ等を腐食性ガスから保護
し、また、ルーツ型真空ポンプにおいては、上記の他に
潤滑油のシールを目的として窒素ガスをパージすること
が広く行われていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】最近、半導体製造装置
においては、ウェハの大口径化や成膜の高品質化のため
に多量のプロセス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プロセスガスは、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、プロセスガスの有効利用を
図るために、ターボ型ポンプ等の高真空ポンプ5によっ
て真空チャンバ1から排出されたプロセスガスの一部を
再び真空チャンバ1に戻して、未反応のプロセスガスの
利用効率を高める工夫をする必要性が高くなる。
【0006】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
装することにより、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のプロセス
ガスを循環させつつ、真空チャンバ1内に流量Q1+Q
2のプロセスガスを導入し、流量Q1のプロセスガスを
大気に放出するようにすることが考えられる。
【0007】しかしながら、上記のように構成した真空
システムの高真空ポンプ5として、前記従来例のよう
に、パージガスとして窒素ガスを使用した真空ポンプを
使用すると、窒素ガスがプロセスガスと共に真空チャン
バ1の内部に戻されることになり、窒素ガスは本来プロ
セスガスに含まれていないため、窒素ガスが真空チャン
バ1内での反応に悪影響を及ぼし、プロセスが正常に成
り立たないことがあると考えられる。
【0008】本発明は、これらの問題点を解消し、プロ
セスガスを循環させて再利用する真空システムに使用し
ても、この循環するプロセスガス中に本来プロセスガス
に含まれない窒素ガス等の不純物が含まれないようにし
た真空ポンプ及びそのパージ方法を提供することを目的
とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
真空チャンバ内に不活性ガスを含むプロセスガスを導入
して該真空チャンバ内の被処理物と反応させ、該ガスを
真空チャンバ内から排気した後、こ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
れる真空ポンプであって、前記真空ポンプの内部に導入
してパージするパージガスとして前記プロセスガスに含
まれる不活性ガスを使用したことを特徴とする真空ポン
プである。
【0010】このように構成した本発明によれば、真空
ポンプの内部に導入したパージガスで真空ポンプの内部
を腐食性ガスから保護するとともに、必要に応じて軸受
の潤滑油をシールし、しかもこのパージガスは、プロセ
スガスに含まれる不活性ガスであるので、本来プロセス
ガスに含まれないガスを含むプロセスガスが真空チャン
バ内に戻って真空チャンバ内での反応へ悪影響を及ぼす
ことを防止することができる。
【0011】請求項2記載の発明は、真空チャンバ内に
Arガスを含むプロセスガスを導入して該真空チャンバ
内の被処理物と反応させ、該ガスを真空チャンバ内から
排気した後、こ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ポンプであ
って、前記真空ポンプの内部に導入してパージするパー
ジガスとして前記プロセスガスに含まれるArガスを使
用したことを特徴とする真空ポンプである。
【0012】請求項3記載の発明は、真空チャンバ内に
不活性ガスを含むプロセスガスを導入して該真空チャン
バ内の被処理物と反応させ、該ガスを真空チャンバ内か
ら排気した後、こ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ポンプの
内部に、前記プロセスガスに含まれる不活性ガスをパー
ジすることを特徴とする真空ポンプのパージ方法であ
る。
【0013】このように構成した本発明によれば、真空
ポンプの内部にプロセスガスに含まれる不活性ガスをパ
ージすることにより、真空ポンプの内部を腐食性ガスか
ら保護するとともに、必要に応じて軸受の潤滑油をシー
ルし、しかもプロセスガスに含まれる不活性ガスでパー
ジすることにより、本来プロセスガスに含まれないガス
を含むプロセスガスが真空チャンバ内に戻って真空チャ
ンバ内での反応へ悪影響を及ぼすことを防止することが
できる。
【0014】
【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。同図は、前記図3に示す高真空ポ
ンプ5として使用して最適なターボ分子ポンプ20を示
す断面図であり、このターボ分子ポンプ(真空ポンプ)
20は、この内部に被処理物と反応するプロセスガスに
含まれる不純物ガスをパージすることにより、この内部
が腐食性ガスから保護されるようになっている。
【0015】例えば、前記図3において、Arガス(不
活性ガス)を含むプロセスガスを使用して真空チャンバ
1内でウェハ2の表面の酸化膜のエッチング処理を行う
場合には、同図における高真空ポンプ5に使用されるタ
ーボ分子ポンプ20のパージガス21として、このプロ
セスガスに含まれるArガスが使用されている。
【0016】即ち、この例の場合、パージガス(Arガ
ス)21がパージガス導入孔22からターボ分子ポンプ
20の内部に導入され、このパージガス21がアキシャ
ルセンサ23の周囲を流れた後、主軸24の外周面に沿
って、下部アキシャル磁極25、上部アキシャル磁極2
6、下部ラジアルセンサ27、下部ラジアル磁極28、
モータ29、上部ラジアル磁極30及び上部ラジアルセ
ンサ31と順次流れ、一方、ハーメチックコネクタ32
の内部を別の流れが流れて、ターボ分子ポンプ20の内
部に侵入した腐食性ガスの濃度を希釈することにより、
これらを腐食性ガスから保護して、排気口33からプロ
セスガスと共に排気されるようになっている。
【0017】なお、同図において、付番40は主軸24
と一体に回転する動翼(軸受羽根)、41はケーシング
に固定された静翼、42は吸気フランジである。
【0018】このように構成したターボ分子ポンプ20
を図3に示す高真空ポンプ5に使用することにより、タ
ーボ分子ポンプ20の内部に導入したArガス(パージ
ガス21)でターボ分子ポンプ20の内部を腐食性ガス
から保護し、しかもこのArガスは、プロセスガスに元
々含まれている不活性ガスであるので、例えば窒素ガス
等の本来プロセスガスに含まれないガスを含むプロセス
ガスが真空チャンバ1内に戻って真空チャンバ内での反
応へ悪影響を及ぼすことを防止することができる。
【0019】なお、図3において、例えばHeガス(不
活性ガス)を含むプロセスガスを使用して真空チャンバ
1内でウェハ2のAlエッチング処理を行う場合には、
ターボ分子ポンプ20のパージガス21として、このプ
ロセスガスに含まれるHeガスが使用される。これによ
って、Heガスでターボ分子ポンプ20の内部を腐食性
ガスから保護し、しかも、例えば窒素ガス等の本来プロ
セスガスに含まれないガスを含むプロセスガスが真空チ
ャンバ1内に戻って真空チャンバ内での反応へ悪影響を
及ぼすことを防止することができる。
【0020】また、この例では、ターボ分子ポンプに適
用した例を示しているが、モレキュラードラッグポン
プ、ルーツ型真空ポンプ、スクリュー型真空ポンプ、ス
クロール型真空ポンプ等の他の真空ポンプに適用できる
ことは勿論である。この場合、軸受に潤滑油を用いた真
空ポンプにあっては、前記ArガスやHeガス等のパー
ジガスは、軸受の潤滑油をシールする役割も果たす。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
真空チャンバ内にプロセスガスを導入して該真空チャン
バ内にある被処理物と反応させ、該ガスを真空チャンバ
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使用される真空ポンプ
の内部を、確実にパージしてこの腐食性ガスからの保護
を図るとともに、必要に応じて潤滑油をシールすること
ができ、しかも、真空チャンバ内にプロセスガスに含ま
れていないガスが導入されてしまうことを防止して、真
空チャンバ内での反応に悪影響を及ぼすことなくプロセ
スを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す真空ポンプの断面
図。
【図2】従来の真空システムを示す系統図。
【図3】仮想的で本発明の真空ポンプが適用される真空
システムを示す系統図。
【符号の説明】 1 真空チャンバ 2 被処理物(ウェハ) 5 高真空ポンプ 8 ガス循環配管 20 ターボ分子ポンプ(真空ポンプ) 21 パージガス(Arガス)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中澤 敏治 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原電産内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空チャンバ内に不活性ガスを含むプロ
    セスガスを導入して該真空チャンバ内の被処理物と反応
    させ、該ガスを真空チャンバ内から排気した後、この排
    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ポンプであって、 前記真空ポンプの内部に導入してパージするパージガス
    として前記プロセスガスに含まれる不活性ガスを使用し
    たことを特徴とする真空ポンプ。
  2. 【請求項2】 真空チャンバ内にArガスを含むプロセ
    スガスを導入して該真空チャンバ内の被処理物と反応さ
    せ、該ガスを真空チャンバ内から排気した後、この排気
    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ポンプであって、 前記真空ポンプの内部に導入してパージするパージガス
    として前記プロセスガスに含まれるArガスを使用した
    ことを特徴とする真空ポンプ。
  3. 【請求項3】 真空チャンバ内に不活性ガスを含むプロ
    セスガスを導入して該真空チャンバ内の被処理物と反応
    させ、該ガスを真空チャンバ内から排気した後、この排
    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ポンプの内部に、前記プロセス
    ガスに含まれる不活性ガスをパージすることを特徴とす
    る真空ポンプのパージ方法。
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Cited By (6)

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US6938638B2 (en) 2000-12-28 2005-09-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Gas circulating-processing apparatus
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