JPH11153087A - 真空ポンプ装置 - Google Patents
真空ポンプ装置Info
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- JPH11153087A JPH11153087A JP10267195A JP26719598A JPH11153087A JP H11153087 A JPH11153087 A JP H11153087A JP 10267195 A JP10267195 A JP 10267195A JP 26719598 A JP26719598 A JP 26719598A JP H11153087 A JPH11153087 A JP H11153087A
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- valve
- vacuum pump
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D19/00—Axial-flow pumps
- F04D19/02—Multi-stage pumps
- F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/02—Surge control
- F04D27/0207—Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 処理チャンバーの中の圧力を必要に応じて制
御するためのポンプ装置の中の手段を提供することであ
る。 【解決手段】 入口が第１管路を経てチャンバーの出口
と連通するようになった第１真空ポンプと、入口が第２
管路を経て第１ポンプの出口と連通するようになった更
なる真空ポンプとを有し、そこで、可変オリフィスバル
ブ手段を収容する第３管路が、バルブ部材の位置に応じ
て可変量のガスが第２の管路から第１の管路にバルブを
通して流れることができるように第１真空ポンプと並列
に、第１の管路、及び第２の管路につながれている、処
理チャンバー用真空ポンプ装置。
御するためのポンプ装置の中の手段を提供することであ
る。 【解決手段】 入口が第１管路を経てチャンバーの出口
と連通するようになった第１真空ポンプと、入口が第２
管路を経て第１ポンプの出口と連通するようになった更
なる真空ポンプとを有し、そこで、可変オリフィスバル
ブ手段を収容する第３管路が、バルブ部材の位置に応じ
て可変量のガスが第２の管路から第１の管路にバルブを
通して流れることができるように第１真空ポンプと並列
に、第１の管路、及び第２の管路につながれている、処
理チャンバー用真空ポンプ装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は真空ポンプ装置に関
し、特に、半導体プロセスチャンバー内の圧力を制御す
るのに使用されるかかる装置に関する。
し、特に、半導体プロセスチャンバー内の圧力を制御す
るのに使用されるかかる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体産業に使用される真空ポンプ装置
に対する要求は多く、様々である。半導体プロセスチャ
ンバーを所要の真空レベルまで排気し、半導体デバイス
の製造においてチャンバー内で使用された反応ガスをチ
ャンバーから大気、或いは、或る多くのタイプの回収手
段、或いは洗浄手段に排気することに加えて、ポンプ装
置は、反応ガスをチャンバーから排気する速度を変化さ
せることによってプロセスチャンバーと関連した圧力を
制御するのに益々使用されている。特に半導体産業で
は、チャンバーの中の、及びチャンバーからの反応プロ
セスガス流量に関係なく、プロセスチャンバー内の圧力
について制御を行う必要がある。加えて、反応ガス及び
反応ガスの副産物の分圧を変えて、例えば、反応副産物
をチャンバーから、反応ガスよりも速い速度で排気する
ために、或いは、チャンバー内の清掃操作と通常の処理
操作の間の時間を減じる手段を促進するために、プロセ
スチャンバー内にある反応ガス種、或いは他のガス種に
ついて制御を行う必要もあるかもしれない。
に対する要求は多く、様々である。半導体プロセスチャ
ンバーを所要の真空レベルまで排気し、半導体デバイス
の製造においてチャンバー内で使用された反応ガスをチ
ャンバーから大気、或いは、或る多くのタイプの回収手
段、或いは洗浄手段に排気することに加えて、ポンプ装
置は、反応ガスをチャンバーから排気する速度を変化さ
せることによってプロセスチャンバーと関連した圧力を
制御するのに益々使用されている。特に半導体産業で
は、チャンバーの中の、及びチャンバーからの反応プロ
セスガス流量に関係なく、プロセスチャンバー内の圧力
について制御を行う必要がある。加えて、反応ガス及び
反応ガスの副産物の分圧を変えて、例えば、反応副産物
をチャンバーから、反応ガスよりも速い速度で排気する
ために、或いは、チャンバー内の清掃操作と通常の処理
操作の間の時間を減じる手段を促進するために、プロセ
スチャンバー内にある反応ガス種、或いは他のガス種に
ついて制御を行う必要もあるかもしれない。
【０００３】半導体産業に使用される典型的な単一の真
空ポンプ装置では、プロセスチャンバーは、第１真空ポ
ンプ（或いは複数のポンプ）、−普通は、ターボ分子ポ
ンプ−、を有する装置に接続され、該第１真空ポンプは
前管路によって第１ポンプに接続されている前ポンプ
（或いは複数のポンプ）によって後援され、半導体チャ
ンバーから大気へガスを排気することができる。そのよ
うな単一の装置において、取り付けたプロセスチャンバ
ー内の圧力について制御を実行する手段を設ける試みで
は、プロセスチャンバーと第１ポンプの間に、或いは、
第１ポンプと前ポンプの間で前管路に可変スロットルバ
ルブを設けることが以前に立案された。しかしながら、
スロットルバルブの存在がある不利益を引き起こすこと
が分かってきた。例えば、スロットルバルブが第１ポン
プの入口にあるならば、スロットルバルブが完全に開い
ているときでも、必然的にポンプへの制限するものがあ
るために、大きい、従って、より高価な第１ポンプ（或
いは複数のポンプ）が要求される。
空ポンプ装置では、プロセスチャンバーは、第１真空ポ
ンプ（或いは複数のポンプ）、−普通は、ターボ分子ポ
ンプ−、を有する装置に接続され、該第１真空ポンプは
前管路によって第１ポンプに接続されている前ポンプ
（或いは複数のポンプ）によって後援され、半導体チャ
ンバーから大気へガスを排気することができる。そのよ
うな単一の装置において、取り付けたプロセスチャンバ
ー内の圧力について制御を実行する手段を設ける試みで
は、プロセスチャンバーと第１ポンプの間に、或いは、
第１ポンプと前ポンプの間で前管路に可変スロットルバ
ルブを設けることが以前に立案された。しかしながら、
スロットルバルブの存在がある不利益を引き起こすこと
が分かってきた。例えば、スロットルバルブが第１ポン
プの入口にあるならば、スロットルバルブが完全に開い
ているときでも、必然的にポンプへの制限するものがあ
るために、大きい、従って、より高価な第１ポンプ（或
いは複数のポンプ）が要求される。
【０００４】スロットルバルブが前管路にあるならば、
第１ポンプのポンプ率に及ぼすスロットルバルブの影響
は、ポンプ率を著しく非線形にするので、スロットルバ
ルブは狭い圧力範囲にわたってのみ有効になる。これに
より、プロセスガス流量が大きな量で変化するならば、
装置は全体として、安定した仕方で調整しにくい。その
ような単一のポンプ装置では、前管路の中にバラスト
（ballast ）ガス（又はスポイリング（spoiling）ガ
ス）の可変流れを導入することも提案されている。しか
しながら、これは一般的には、プロセスチャンバー内の
圧力の制御を可能にするのに効果的であることを立証し
ていない。加えて、半導体処理に使用されるのと異なる
組成のバラストガスの導入は、プロセスガスを汚染し、
或いは、希釈するかもしれない。もしそれが同じ組成の
ものであるならば、流量が大きく、従ってコスト高にな
るかもしれない。
第１ポンプのポンプ率に及ぼすスロットルバルブの影響
は、ポンプ率を著しく非線形にするので、スロットルバ
ルブは狭い圧力範囲にわたってのみ有効になる。これに
より、プロセスガス流量が大きな量で変化するならば、
装置は全体として、安定した仕方で調整しにくい。その
ような単一のポンプ装置では、前管路の中にバラスト
（ballast ）ガス（又はスポイリング（spoiling）ガ
ス）の可変流れを導入することも提案されている。しか
しながら、これは一般的には、プロセスチャンバー内の
圧力の制御を可能にするのに効果的であることを立証し
ていない。加えて、半導体処理に使用されるのと異なる
組成のバラストガスの導入は、プロセスガスを汚染し、
或いは、希釈するかもしれない。もしそれが同じ組成の
ものであるならば、流量が大きく、従ってコスト高にな
るかもしれない。
【０００５】その上、同じ一般的な理由で、第１ポンプ
又は前ポンプ、或いはその両方の回転速度を調整する手
段を設けることが提案されている。しかしながら、第１
ポンプ、例えば、ターボ分子ポンプの回転速度の調整
は、通常は、ポンプローターの大きな慣性モーメントの
ために、大量の余分の動力を要求することなく、すばや
く達成することができない。これは、より高価なモータ
ー及び駆動電子回路が必要になる。そうでなければ、プ
ロセスチャンバー内の圧力を調整するのに要する時間が
長くなり、それは全体としてポンプ装置の効果を減少さ
せる。前ポンプの回転速度の調整は同じ不利益を受け、
加えて、第１ポンプのポンプ率を非線形にし、狭い圧力
範囲にわたってのみ有効にする。第１ポンプと前ポンプ
の両方の回転速度を調整する手段を設ける試みは、いっ
そう高価にし、かつ、複雑にし、何れの場合において
も、不利益を完全に克服していない。
又は前ポンプ、或いはその両方の回転速度を調整する手
段を設けることが提案されている。しかしながら、第１
ポンプ、例えば、ターボ分子ポンプの回転速度の調整
は、通常は、ポンプローターの大きな慣性モーメントの
ために、大量の余分の動力を要求することなく、すばや
く達成することができない。これは、より高価なモータ
ー及び駆動電子回路が必要になる。そうでなければ、プ
ロセスチャンバー内の圧力を調整するのに要する時間が
長くなり、それは全体としてポンプ装置の効果を減少さ
せる。前ポンプの回転速度の調整は同じ不利益を受け、
加えて、第１ポンプのポンプ率を非線形にし、狭い圧力
範囲にわたってのみ有効にする。第１ポンプと前ポンプ
の両方の回転速度を調整する手段を設ける試みは、いっ
そう高価にし、かつ、複雑にし、何れの場合において
も、不利益を完全に克服していない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、そのようなポ
ンプ装置において、プロセスチャンバー内の圧力を必要
に応じて制御するための代りの手段の必要がある。
ンプ装置において、プロセスチャンバー内の圧力を必要
に応じて制御するための代りの手段の必要がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、入口が
第１管路を経てチャンバー出口につながるようになった
第１真空ポンプと、入口が第２管路を経て第１ポンプの
出口につながるようになった更なる真空ポンプとを有す
る、プロセスチャンバー用の真空ポンプ装置において、
可変オリフィスバルブ手段を含む第３の管路が、可変量
のガスがバルブ部材の位置に依存して第２管路から第１
管路にバルブを通して流れることができるように、第１
真空ポンプと並列に第１管路及び第２管路につながれ
る。従って、本発明の装置は、第１ポンプを通過して、
バルブ手段の開度に依存した量（ゼロを含む）で第１ポ
ンプの入口に戻る排出ガスのための再循環ループを有す
る。
第１管路を経てチャンバー出口につながるようになった
第１真空ポンプと、入口が第２管路を経て第１ポンプの
出口につながるようになった更なる真空ポンプとを有す
る、プロセスチャンバー用の真空ポンプ装置において、
可変オリフィスバルブ手段を含む第３の管路が、可変量
のガスがバルブ部材の位置に依存して第２管路から第１
管路にバルブを通して流れることができるように、第１
真空ポンプと並列に第１管路及び第２管路につながれ
る。従って、本発明の装置は、第１ポンプを通過して、
バルブ手段の開度に依存した量（ゼロを含む）で第１ポ
ンプの入口に戻る排出ガスのための再循環ループを有す
る。
【０００８】バルブ手段が少なくとも部分的に開いてい
るとき、ガスは第１ポンプの前後の圧力差によって第２
管路から第１管路に流れるだろう。スロットルバルブに
よって引き起こされる制限は、反応副産物ガス（典型的
にはより重い分子質量を有する）に対するよりも、反応
ガス（典型的にはより軽い分子質量を有する）に対する
方が大きいことが分かっている。これにより、ポンプ装
置が、反応ガスを反応副産物ガスよりも急速にチャンバ
ーから取り除く。本発明におけるように、再循環ループ
によって与えられた制限は、反応副産物ガスに対するよ
りも反応ガスに対する方が大きいので、該ループは、反
応ガスに対して副産物の圧送を改善するように、装置の
ポンプ特性を修正する。スロットルバルブの伝導性は、
通過するガスの分子質量の２乗に反比例すると見なすこ
とができる。これは、何故、（上に説明した）ポンプの
入口に位置決めされたスロットルバルブにより、軽いガ
スを重いガスよりも急速に圧送させるか、従って、何
故、入口のスロットルを除去するのが有利であるかの重
要な理由であることがわかった。
るとき、ガスは第１ポンプの前後の圧力差によって第２
管路から第１管路に流れるだろう。スロットルバルブに
よって引き起こされる制限は、反応副産物ガス（典型的
にはより重い分子質量を有する）に対するよりも、反応
ガス（典型的にはより軽い分子質量を有する）に対する
方が大きいことが分かっている。これにより、ポンプ装
置が、反応ガスを反応副産物ガスよりも急速にチャンバ
ーから取り除く。本発明におけるように、再循環ループ
によって与えられた制限は、反応副産物ガスに対するよ
りも反応ガスに対する方が大きいので、該ループは、反
応ガスに対して副産物の圧送を改善するように、装置の
ポンプ特性を修正する。スロットルバルブの伝導性は、
通過するガスの分子質量の２乗に反比例すると見なすこ
とができる。これは、何故、（上に説明した）ポンプの
入口に位置決めされたスロットルバルブにより、軽いガ
スを重いガスよりも急速に圧送させるか、従って、何
故、入口のスロットルを除去するのが有利であるかの重
要な理由であることがわかった。
【０００９】同様に、スロットルループが、軽いガスを
重いガスよりも容易に再循環させ、従って、スロットル
ループの付加が、より軽いガスの圧送を抑制することが
わかった。加えて、反応体ガスは一般に反応副産物より
も軽く、従って、入口スロットルを取り除き、スロット
ルループを加えることの結合効果により、副産物を反応
体ガスに対して優先的に圧送させることがわかった。第
１ポンプは、好ましくは、それ自体、知られた仕方でポ
ンプ作用を行わせるために、斜めのブレードの多数の列
を夫々有するステーター及びローターを有するターボ分
子ポンプからなる。第１ポンプは、同じタイプの、或い
は異なるタイプの追加の段を有してもよく、或いは、ひ
とまとめにして" 第１ポンプ" と呼ばれる２又はそれ以
上の別々のポンプからなっていてもよい。
重いガスよりも容易に再循環させ、従って、スロットル
ループの付加が、より軽いガスの圧送を抑制することが
わかった。加えて、反応体ガスは一般に反応副産物より
も軽く、従って、入口スロットルを取り除き、スロット
ルループを加えることの結合効果により、副産物を反応
体ガスに対して優先的に圧送させることがわかった。第
１ポンプは、好ましくは、それ自体、知られた仕方でポ
ンプ作用を行わせるために、斜めのブレードの多数の列
を夫々有するステーター及びローターを有するターボ分
子ポンプからなる。第１ポンプは、同じタイプの、或い
は異なるタイプの追加の段を有してもよく、或いは、ひ
とまとめにして" 第１ポンプ" と呼ばれる２又はそれ以
上の別々のポンプからなっていてもよい。
【００１０】好ましい実施形態では、第１ポンプは、同
じポンプ本体の中に収容されるターボ分子ポンプ及び、
１又はそれ以上の分子吸収段、又は、再生段からなる。
ある実施形態では、第１真空ポンプが、同じポンプ、或
いは、２又はそれ以上の別々のポンプ内の１又はそれ以
上の段からなるとき、スロットルバルブを収容する第３
管路は、第１管路を第１ポンプの最初の入口につなげる
べきであるが、他端が、第１ポンプ段の出口又は任意の
所につながれてもよい。第２ポンプは、通常、ターボ分
子ポンプを後援するのに使用され、装置から排気された
ガスを大気圧に送ることのできる任意のタイプの真空ポ
ンプからなる。従って、第２ポンプは、真空業界ではよ
く知られた一般的なタイプのオイルシールされたロータ
リーバルブポンプでもよく、或いは好ましくは、これ又
真空業界で、よく知られ、例えばルート（Root）形、又
はクロー（Claw）形（或いはそれらの混合）のローター
を、単一のポンプ本体内に、例えば４段又は５段採用し
ているタイプの「ドライ」ポンプである。
じポンプ本体の中に収容されるターボ分子ポンプ及び、
１又はそれ以上の分子吸収段、又は、再生段からなる。
ある実施形態では、第１真空ポンプが、同じポンプ、或
いは、２又はそれ以上の別々のポンプ内の１又はそれ以
上の段からなるとき、スロットルバルブを収容する第３
管路は、第１管路を第１ポンプの最初の入口につなげる
べきであるが、他端が、第１ポンプ段の出口又は任意の
所につながれてもよい。第２ポンプは、通常、ターボ分
子ポンプを後援するのに使用され、装置から排気された
ガスを大気圧に送ることのできる任意のタイプの真空ポ
ンプからなる。従って、第２ポンプは、真空業界ではよ
く知られた一般的なタイプのオイルシールされたロータ
リーバルブポンプでもよく、或いは好ましくは、これ又
真空業界で、よく知られ、例えばルート（Root）形、又
はクロー（Claw）形（或いはそれらの混合）のローター
を、単一のポンプ本体内に、例えば４段又は５段採用し
ているタイプの「ドライ」ポンプである。
【００１１】第１ポンプのように、１つ以上の第２ポン
プを採用しても良い。バラストガス流は、普通、ターボ
分子ポンプの作動に採用されているが、バラストガス、
例えば窒素の追加の量を、ポンプの中に、或いは、第３
管路を経て再循環させるための第２管路の中に、目的に
応じて、或いは、必要に応じて直接加えても良い。真空
装置を取り付けたチャンバーは、外部のガス源からプロ
セスガスの導入を可能にする手段と、半導体処理、例え
ば、金属層のエッチング或いはシリコン材料上への種の
付着をその中で行う手段と、チャンバー内の圧力を測定
する手段とを扱うべきである。真空装置は、上に説明し
た真空ポンプ及びバルブ手段に加えて、可変バルブ手段
を通る流れ抵抗を調節することによってチャンバー圧力
を調整する中央手段を有する。そのような制御手段は、
プロセスチャンバー及び、関連した器具及び、真空ポン
プ装置を全体として作動するための、より大きな制御手
段の一部であっても良い。
プを採用しても良い。バラストガス流は、普通、ターボ
分子ポンプの作動に採用されているが、バラストガス、
例えば窒素の追加の量を、ポンプの中に、或いは、第３
管路を経て再循環させるための第２管路の中に、目的に
応じて、或いは、必要に応じて直接加えても良い。真空
装置を取り付けたチャンバーは、外部のガス源からプロ
セスガスの導入を可能にする手段と、半導体処理、例え
ば、金属層のエッチング或いはシリコン材料上への種の
付着をその中で行う手段と、チャンバー内の圧力を測定
する手段とを扱うべきである。真空装置は、上に説明し
た真空ポンプ及びバルブ手段に加えて、可変バルブ手段
を通る流れ抵抗を調節することによってチャンバー圧力
を調整する中央手段を有する。そのような制御手段は、
プロセスチャンバー及び、関連した器具及び、真空ポン
プ装置を全体として作動するための、より大きな制御手
段の一部であっても良い。
【００１２】本発明をよく理解するために、今、例示と
してのみ、添付図面を参照する。
してのみ、添付図面を参照する。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、プロセスチャ
ンバー１用の真空ポンプ装置は、入り口が第１管路を経
てチャンバー１に接続されている第１真空ポンプ２と、
前管路４の形態の第２管路によって接続された第２真空
ポンプ３とを含む。チャンバー１の中にプロセスガスを
導入するための手段５が設けられ、チャンバー１内の圧
力を測定する圧力検出手段６も設けられる。本発明によ
れば、第３管路７が、チャンバー１と第１真空ポンプ２
をつなぐ第１管路と、第１真空ポンプ２と第２真空ポン
プ３をつなぐ第２管路（前管路４）との間に延びてい
る。可変オリフィスバルブ８が第３管路７にある。可変
オリフィスバルブは、任意適当なタイプのものでよく、
好ましくは、サーボ式に作動され、例えばバタフライバ
ルブ、或いはポペットバルブである。
ンバー１用の真空ポンプ装置は、入り口が第１管路を経
てチャンバー１に接続されている第１真空ポンプ２と、
前管路４の形態の第２管路によって接続された第２真空
ポンプ３とを含む。チャンバー１の中にプロセスガスを
導入するための手段５が設けられ、チャンバー１内の圧
力を測定する圧力検出手段６も設けられる。本発明によ
れば、第３管路７が、チャンバー１と第１真空ポンプ２
をつなぐ第１管路と、第１真空ポンプ２と第２真空ポン
プ３をつなぐ第２管路（前管路４）との間に延びてい
る。可変オリフィスバルブ８が第３管路７にある。可変
オリフィスバルブは、任意適当なタイプのものでよく、
好ましくは、サーボ式に作動され、例えばバタフライバ
ルブ、或いはポペットバルブである。
【００１４】最後に、制御手段９が、これを接続する圧
力検出手段６から受けた信号によってバタフライバルブ
８の開きを調節することで、チャンバー内の圧力を主に
調整することの目的で存在する。第１真空ポンプ２は、
好ましくは、分子吸収段、例えばホルヴェック（Holwec
k ）段をも有するのが有利であるターボ分子ポンプであ
る。可変オリフィスバルブをも有するそのようなポンプ
を、図２を参照して以下にもっと詳細に説明する。第２
ポンプは、任意の既知の機構を採用しているが、好まし
くはルート形ローター又はクロー形ローター、或いはそ
れらの混合を収容する、乾式作動真空ポンプであるのが
好ましく、それら全ては真空業界で良く知られている。
ルート形ローター対をポンプ入口に一段に有し、３つの
クロー形ローター対をポンプ出口に有するポンプが特に
好ましい。
力検出手段６から受けた信号によってバタフライバルブ
８の開きを調節することで、チャンバー内の圧力を主に
調整することの目的で存在する。第１真空ポンプ２は、
好ましくは、分子吸収段、例えばホルヴェック（Holwec
k ）段をも有するのが有利であるターボ分子ポンプであ
る。可変オリフィスバルブをも有するそのようなポンプ
を、図２を参照して以下にもっと詳細に説明する。第２
ポンプは、任意の既知の機構を採用しているが、好まし
くはルート形ローター又はクロー形ローター、或いはそ
れらの混合を収容する、乾式作動真空ポンプであるのが
好ましく、それら全ては真空業界で良く知られている。
ルート形ローター対をポンプ入口に一段に有し、３つの
クロー形ローター対をポンプ出口に有するポンプが特に
好ましい。
【００１５】可変オリフィスバルブ手段は、一般的に
は、バルブのオリフィス或いは開きを変えることによっ
て、異なる流れ抵抗（ゼロを含む）を設定することがで
きる任意適当なバルブで良い。バタフライバルブが特に
好ましい。図１に示す真空ポンプ装置の作動において、
第１及び第２真空ポンプ２、３を直列に作動して、チャ
ンバー１を概ね所定の真空レベルまで排気する。半導体
の処理は、ガス送出手段５によってチャンバー１に供給
されたプロセスガスと、圧力検出手段６によってモニタ
ーされたプロセス操作圧力とを使用して、チャンバー１
内で行われる。チャンバー内の圧力及び、チャンバー内
にあるプロセス／反応ガス種、或いは副産物種に照らし
て圧力に対する任意に要求される変化に依存して、制御
手段９を作動して、バタフライバルブ８を、第３管路７
内に流れ抵抗を引き起こし、それによりチャンバー１の
出口における圧力の制御をおこなうように位置決めさせ
る。
は、バルブのオリフィス或いは開きを変えることによっ
て、異なる流れ抵抗（ゼロを含む）を設定することがで
きる任意適当なバルブで良い。バタフライバルブが特に
好ましい。図１に示す真空ポンプ装置の作動において、
第１及び第２真空ポンプ２、３を直列に作動して、チャ
ンバー１を概ね所定の真空レベルまで排気する。半導体
の処理は、ガス送出手段５によってチャンバー１に供給
されたプロセスガスと、圧力検出手段６によってモニタ
ーされたプロセス操作圧力とを使用して、チャンバー１
内で行われる。チャンバー内の圧力及び、チャンバー内
にあるプロセス／反応ガス種、或いは副産物種に照らし
て圧力に対する任意に要求される変化に依存して、制御
手段９を作動して、バタフライバルブ８を、第３管路７
内に流れ抵抗を引き起こし、それによりチャンバー１の
出口における圧力の制御をおこなうように位置決めさせ
る。
【００１６】管路７内の流れ抵抗により、ポンプ２を経
てチャンバーから排気され、第３管路７を経てポンプ２
の入口に再循環される、ガスの量の変化（ゼロを含む）
を可能にする。ポンプへの、或いは前管路４への、バラ
ストガス、例えば窒素の追加の使用は、第３管路７全体
により大きなガス流を生じさせることによって、この処
理を助ける。図２を見ると、可変オリフィスバルブを有
する図１の真空ポンプ２の特別な設計を示す。ポンプ２
は、ターボ分子段２０と、後続の分子吸収（ホルヴェッ
ク）段２１とを有する。
てチャンバーから排気され、第３管路７を経てポンプ２
の入口に再循環される、ガスの量の変化（ゼロを含む）
を可能にする。ポンプへの、或いは前管路４への、バラ
ストガス、例えば窒素の追加の使用は、第３管路７全体
により大きなガス流を生じさせることによって、この処
理を助ける。図２を見ると、可変オリフィスバルブを有
する図１の真空ポンプ２の特別な設計を示す。ポンプ２
は、ターボ分子段２０と、後続の分子吸収（ホルヴェッ
ク）段２１とを有する。
【００１７】両方の段は同じポンプ本体２２の中に収容
され、各段のローターは単一の軸２３に取り付けられて
いる。ターボ分子段のローター２４は、斜めのブレード
の垂直な列を有し、ポンプの使用中、該ブレードは、ス
テーター２４の同様な定置配列の傾斜ブレード間で、高
速度で回転させられる。これらの定置配列はスペースリ
ングによって支持されている。ホルヴェック段のロータ
ー２５は垂直な円筒形状であり、螺旋溝構造２６からな
るステーター内で、同じ高速度で回転する。ポンプ２の
作動中、ガスは入口２７から、ターボ分子段の中を流
れ、次いで、ホルヴェック段の中を流れ、前管路２９の
方向に出口２８を経て出る。ポンプ２には全体を３０で
指示した可変オリフィスバルブが接続され、可変オリフ
ィスバルブは、主として、図示されていない手段によっ
て操作されて図１に示す装置の第３管路を閉じたり可変
的に開いたりするバルブ部材３１を有し、第３管路は、
図２では参照番号３２、３３、３４で示される。第３管
路は、ポンプの外側ケーシングとスペースリングとの間
に形成された環状の隙間と、スペースリングに形成され
た溝又は穴とを有する。
され、各段のローターは単一の軸２３に取り付けられて
いる。ターボ分子段のローター２４は、斜めのブレード
の垂直な列を有し、ポンプの使用中、該ブレードは、ス
テーター２４の同様な定置配列の傾斜ブレード間で、高
速度で回転させられる。これらの定置配列はスペースリ
ングによって支持されている。ホルヴェック段のロータ
ー２５は垂直な円筒形状であり、螺旋溝構造２６からな
るステーター内で、同じ高速度で回転する。ポンプ２の
作動中、ガスは入口２７から、ターボ分子段の中を流
れ、次いで、ホルヴェック段の中を流れ、前管路２９の
方向に出口２８を経て出る。ポンプ２には全体を３０で
指示した可変オリフィスバルブが接続され、可変オリフ
ィスバルブは、主として、図示されていない手段によっ
て操作されて図１に示す装置の第３管路を閉じたり可変
的に開いたりするバルブ部材３１を有し、第３管路は、
図２では参照番号３２、３３、３４で示される。第３管
路は、ポンプの外側ケーシングとスペースリングとの間
に形成された環状の隙間と、スペースリングに形成され
た溝又は穴とを有する。
【００１８】管路３２、３３、３４は、発明者の要求に
より、前管路２９を真空ポンプ２の入口２７とつなぐ。
より、前管路２９を真空ポンプ２の入口２７とつなぐ。
【００１９】
【発明の効果】バルブ部材３１の開度、それ故に、バル
ブによって与えられる流れ抵抗の度合いに応じて、バル
ブ２を通して排出されるガスは、プロセスチャンバー内
のプロセス条件によって要求されるように、ガスの圧力
差によって管路３２、３３、３４を通って吸い込まれる
だろう。
ブによって与えられる流れ抵抗の度合いに応じて、バル
ブ２を通して排出されるガスは、プロセスチャンバー内
のプロセス条件によって要求されるように、ガスの圧力
差によって管路３２、３３、３４を通って吸い込まれる
だろう。
【図１】図１は本発明者の真空ポンプ装置の概略図であ
る。
る。
【図２】図２はバルブ手段を有する図１の装置に使用さ
れる真空ポンプの図である。
れる真空ポンプの図である。
１ プロセスチャンバー ２ 第１ポンプ ３ 第２ポンプ ４ 前管路 ５ プロセスガス導入手段 ６ 圧力検出手段 ７ 第３管路 ８ バタフライバルブ ９ 制御手段 ２４ ローター ２５ ローター ２６ ステーター ２７ 入口 ２８ 出口 ３１ バルブ
Claims (10)
- 【請求項１】 入口が第１管路を経てチャンバーの出口
と連通するようになった第１真空ポンプと、入口が第２
管路を経て第１ポンプの出口と連通するようになった更
なる真空ポンプと、を有するプロセスチャンバー用の真
空ポンプ装置において、可変オリフィスバルブ手段を収
容する第３管路が、バルブ部材の位置に応じて可変量の
ガスが第２管路から第１管路にバルブを通して流れるこ
とができるように、第１真空ポンプと並列に、第１管
路、及び第２管路につながれている、上記真空ポンプ装
置。 - 【請求項２】 前記第１ポンプを通過して、前記バルブ
手段の開度に依存する量（ゼロを含む）で前記第１ポン
プの入口に戻る排気ガスのための再循環ループを有する
請求項１に記載のポンプ装置。 - 【請求項３】 前記バルブ手段が少なくとも部分的に開
いているとき、前記ガスが、前記第１ポンプの前後の圧
力差によって、前記第２管路から前記第１管路に流れ
る、請求項１又は２に記載のポンプ装置。 - 【請求項４】 前記第１ポンプが、両方とも、ポンプ作
用をする斜めのブレードの多数の列を有するステーター
とローターとを有するターボ分子ポンプを含む前記の請
求項の何れかに記載のポンプ装置。 - 【請求項５】 前記第１ポンプが、同じポンプ本体内に
収容されたターボ分子ポンプと、１又はそれ以上の分子
吸収段、或いは再生段とを含む請求項４に記載のポンプ
装置。 - 【請求項６】 前記スロットルバルブを収容する前記第
３管路が、第１管路を前記第１ポンプの最初の入口につ
なげ、前記第３管路の他端で第１ポンプ段の出口に又は
任意の所につながれている前記の請求項の何れかに記載
のポンプ装置。 - 【請求項７】 前記可変バルブ手段を通る流れ抵抗を調
節することにより、チャンバー圧力を調整する中央手段
を有する前記の請求項の何れかに記載のポンプ装置。 - 【請求項８】 前記制御手段が、前記プロセスチャンバ
ー、関連した器具及び、前記真空ポンプ装置を全体とし
て作動するのためのより大きな制御手段の一部である請
求項７に記載のポンプ装置。 - 【請求項９】 前記可変オリフィスバルブがバタフライ
バルブである前記の請求項の何れかに記載のポンプ装
置。 - 【請求項１０】 前記可変オリフィスバルブがポペット
バルブである請求項１乃至８の何れか一項に記載のポン
プ装置。
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|---|---|---|---|
| GBGB9717400.7A GB9717400D0 (en) | 1997-08-15 | 1997-08-15 | Vacuum pumping systems |
| GB9717400:7 | 1997-08-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11153087A true JPH11153087A (ja) | 1999-06-08 |
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1998
- 1998-08-12 US US09/132,889 patent/US6200107B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-08-14 EP EP98306490A patent/EP0898083B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-08-14 DE DE69820547T patent/DE69820547T3/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-08-17 JP JP26719598A patent/JP4219450B2/ja not_active Expired - Lifetime
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