JPS59142621A - 真空装置の圧力調整方法 - Google Patents
真空装置の圧力調整方法Info
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- JPS59142621A JPS59142621A JP1454983A JP1454983A JPS59142621A JP S59142621 A JPS59142621 A JP S59142621A JP 1454983 A JP1454983 A JP 1454983A JP 1454983 A JP1454983 A JP 1454983A JP S59142621 A JPS59142621 A JP S59142621A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vacuum
- pressure
- pump
- vacuum vessel
- exhaust
- Prior art date
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D16/00—Control of fluid pressure
- G05D16/20—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
- G05D16/2006—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means
- G05D16/2066—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using controlling means acting on the pressure source
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- Automation & Control Theory (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は真空装置の容器内の圧力（真空度）を一定ニ調
整する方法に関する。
整する方法に関する。
真空又は低圧全利用して、真空蒸着、スパッタリング、
プラズマＣＶＤ等の成膜又は、エッチンク゛、イオンミ
リング、イオン注入等の表面加工を行なう真空装置に於
て、その加ニーＥ程中、しばしば真空容器内の圧力を一
定に保つ必要が生じる。
プラズマＣＶＤ等の成膜又は、エッチンク゛、イオンミ
リング、イオン注入等の表面加工を行なう真空装置に於
て、その加ニーＥ程中、しばしば真空容器内の圧力を一
定に保つ必要が生じる。
それは上記加工を、一定圧力の不活性ガス又は、反応性
ガス内で行なう必要が生じる為である。第１図に示され
る様なガス導入系１１真空容器２、排気ポンプ系３から
成る真空装置に於て、ガス導入糸１より導入される単位
時間ガス導入量（真空容器のリークを含む）’ｅＱ、排
気ポンプの単位時間排気量をＳとすれば、真空容器の到
達圧力（到達真空度、即ち平衡状態に於ける圧力）Ｐは
次式 ％式％（１） で表わされる。すなわち、平衡状態に於ける真空容器の
圧力は容器内に導入されるガス量と排気ポンプの排気能
力によって決まる。
ガス内で行なう必要が生じる為である。第１図に示され
る様なガス導入系１１真空容器２、排気ポンプ系３から
成る真空装置に於て、ガス導入糸１より導入される単位
時間ガス導入量（真空容器のリークを含む）’ｅＱ、排
気ポンプの単位時間排気量をＳとすれば、真空容器の到
達圧力（到達真空度、即ち平衡状態に於ける圧力）Ｐは
次式 ％式％（１） で表わされる。すなわち、平衡状態に於ける真空容器の
圧力は容器内に導入されるガス量と排気ポンプの排気能
力によって決まる。
真空装置を使用して、成膜または表面加工を行なう場合
反応ガスの導入量と、排気量とを、それぞれ個別に制御
する必要がしげしげ生じる。これは、成膜時の膜厚、物
理的性質、成膜スピード等又エツチング時のエツチング
量、エツチング型状。
反応ガスの導入量と、排気量とを、それぞれ個別に制御
する必要がしげしげ生じる。これは、成膜時の膜厚、物
理的性質、成膜スピード等又エツチング時のエツチング
量、エツチング型状。
表面性、エツチングスピード等が真空容器の圧力、導入
ガス量により大きな影響を受ける為である。
ガス量により大きな影響を受ける為である。
普通、真空容器の圧力を制御する手段として、一定量排
気するポンプを使用して、ガス導入量を調節する事Ｃ（
より、調整する方法が取られている場合が多い。これは
、ガスの導入量はニードルパルプ又ハマスフローコント
ローラーにより容易に制御出来る事に対し、排気量の調
整は例えば、排気ポンプと真空容器との間に位置する真
空バルブの開口量？＆えたり、開ロ面積ケ変えるオリフ
ィス又は、排気抵抗を変える可変コンダクタンスバルフ
等ＩＣよって変える事ができるが、この方法では、真空
後ＩＴＯｒｒ〜０．０１ Ｔｏｒｒ近辺の比較的低真空
度の領域では、制御がむつかしく、微妙なコントロール
が必要となる為である。又特にプラズマＣＶＤ［於いて
は真空容器内に副生成物Ｃある粉体が多量に生じ、これ
らが調整バルブに付着し開口部面積を狭くする為、真空
容器の圧力変動が大きくなる欠点がある。・又、特に可
変のオリフィス又は可変コンダクタンスバルブ等を装着
する場合は、その機構が複雑となり、その保守性、信頼
性に劣る問題点がある。
気するポンプを使用して、ガス導入量を調節する事Ｃ（
より、調整する方法が取られている場合が多い。これは
、ガスの導入量はニードルパルプ又ハマスフローコント
ローラーにより容易に制御出来る事に対し、排気量の調
整は例えば、排気ポンプと真空容器との間に位置する真
空バルブの開口量？＆えたり、開ロ面積ケ変えるオリフ
ィス又は、排気抵抗を変える可変コンダクタンスバルフ
等ＩＣよって変える事ができるが、この方法では、真空
後ＩＴＯｒｒ〜０．０１ Ｔｏｒｒ近辺の比較的低真空
度の領域では、制御がむつかしく、微妙なコントロール
が必要となる為である。又特にプラズマＣＶＤ［於いて
は真空容器内に副生成物Ｃある粉体が多量に生じ、これ
らが調整バルブに付着し開口部面積を狭くする為、真空
容器の圧力変動が大きくなる欠点がある。・又、特に可
変のオリフィス又は可変コンダクタンスバルブ等を装着
する場合は、その機構が複雑となり、その保守性、信頼
性に劣る問題点がある。
本発明の第１の目的は制御の容易な真空容器の圧力（真
空度）を調整する方法を提供することである。
空度）を調整する方法を提供することである。
本発明の第２の目的は、真空容器へのガス導入量及び真
空容器の真空度をそれぞれ個別に調整する事ができる真
空装置の新しい圧力調整方法を提供することである。
空容器の真空度をそれぞれ個別に調整する事ができる真
空装置の新しい圧力調整方法を提供することである。
本発明の上記目的は排気ポンプ系に用いる排気ポンプと
してローターの回転動作により排気するポンプが用いら
れている真空装置の真空容器の圧力（真空度）ヲ、排気
ポンプのローターの回転数を制御することによって調整
する方法全提供することによって達成することが出来る
。
してローターの回転動作により排気するポンプが用いら
れている真空装置の真空容器の圧力（真空度）ヲ、排気
ポンプのローターの回転数を制御することによって調整
する方法全提供することによって達成することが出来る
。
ロータリーポンプ、メカニカルブースター、ターボモレ
キュラーポンプ等のローターの回転動作を利用した排気
ポンプは、その排気容積は回転数に比例する。すなわち
該ポンプの回転数ｆｒとすれば単位時間の排気容積 ■は次式 ％式％（２） で表わさ力、る。但しｋけ定数である。（１）式の単位
時間排気量Ｓは次式 ％式％（３） で表わされるから、（１）、（２）及び（３）式から次
式が得られる。すなわち真空容器の到達圧力は排気ポン
プのローターの回転数の平方根に反比例する。
キュラーポンプ等のローターの回転動作を利用した排気
ポンプは、その排気容積は回転数に比例する。すなわち
該ポンプの回転数ｆｒとすれば単位時間の排気容積 ■は次式 ％式％（２） で表わさ力、る。但しｋけ定数である。（１）式の単位
時間排気量Ｓは次式 ％式％（３） で表わされるから、（１）、（２）及び（３）式から次
式が得られる。すなわち真空容器の到達圧力は排気ポン
プのローターの回転数の平方根に反比例する。
この原理に従って排気ポンプの回転数を制御する事によ
り容易に真空容器の圧力を制御出来る。ポンプのロータ
ーの回転数を制御する為には、直流モーターを利用した
ものでは、入力電圧で、交流モーターを利用したもおで
は、周波数又は位相等により、電気的に容易に制御が可
能である。
り容易に真空容器の圧力を制御出来る。ポンプのロータ
ーの回転数を制御する為には、直流モーターを利用した
ものでは、入力電圧で、交流モーターを利用したもおで
は、周波数又は位相等により、電気的に容易に制御が可
能である。
本発明の圧力調整方法はどんな種類の真空装置の圧力調
整にも適用可能であるが、特に真空装置を使用して成膜
または表面加工を行なう場合即ちガス導入系からのガス
導入量を一定量に又は計画されたスケジュールに従って
制御しつつかつ一定の真空度を維持することが必要な場
合に特にすぐれた方法である。この様な場合の例として
、真空蒸着、スパッタリング、プラズマＣＶＤ等の成膜
；エツチング、イオンミリング、イオン注入等の表面加
工などがあげられる。
整にも適用可能であるが、特に真空装置を使用して成膜
または表面加工を行なう場合即ちガス導入系からのガス
導入量を一定量に又は計画されたスケジュールに従って
制御しつつかつ一定の真空度を維持することが必要な場
合に特にすぐれた方法である。この様な場合の例として
、真空蒸着、スパッタリング、プラズマＣＶＤ等の成膜
；エツチング、イオンミリング、イオン注入等の表面加
工などがあげられる。
本発明方法において、排気ポンプ系に用いる排気ポンプ
が直列に２つ以上用いられる場合は、それらすべてロー
ターの回転動作により排気するポンプであってもよく、
又はそのうち真空容器に最も近い側のポンプがローター
の回転動作により排気するポンプであってもよい。前者
の場合、真空容器に最も近い側のポンプのローターの回
転数全制御対象とするのが好ましい。例えば前者の例で
は、メカニカルブースターポンプ又はターボモレキュラ
ーポンプを真空容器側に接続し、それと直列にロータリ
ーポンプを接続し、メカニカルプースターポンプ又はタ
ーボモレキュラーポンプの回転数を開側ｊして圧力？調
整する。
が直列に２つ以上用いられる場合は、それらすべてロー
ターの回転動作により排気するポンプであってもよく、
又はそのうち真空容器に最も近い側のポンプがローター
の回転動作により排気するポンプであってもよい。前者
の場合、真空容器に最も近い側のポンプのローターの回
転数全制御対象とするのが好ましい。例えば前者の例で
は、メカニカルブースターポンプ又はターボモレキュラ
ーポンプを真空容器側に接続し、それと直列にロータリ
ーポンプを接続し、メカニカルプースターポンプ又はタ
ーボモレキュラーポンプの回転数を開側ｊして圧力？調
整する。
一方後者＋７）例としては、ターボモレキュラーポンプ
と直列にソープションポンプ等を使用する事が出来る。
と直列にソープションポンプ等を使用する事が出来る。
以下に本発明方法の実施例をあげる。
実施例１
第２図に示す様な系よりなるプラズマＣＶＤ装置につい
て実験した。第２図においてｌはシランガス導入系、２
はプラズマＣＶＤ反ＬＳ槽、３ａＨ排気量８０ ｍ’
／ ｈｒのメカニカルブースターポンプ、３ｂは排気量
３００４７ｍ１ｎ（７）ロータリＪ７フよりなる排気系
、４はポンプ３ａの回転数を制御する制御卸系である。
て実験した。第２図においてｌはシランガス導入系、２
はプラズマＣＶＤ反ＬＳ槽、３ａＨ排気量８０ ｍ’
／ ｈｒのメカニカルブースターポンプ、３ｂは排気量
３００４７ｍ１ｎ（７）ロータリＪ７フよりなる排気系
、４はポンプ３ａの回転数を制御する制御卸系である。
３ａ、３ｂのポンプを動がしながら（この際メカニカル
ブースターポンプ３ａは３０００ ｒ、ｐ、ｍ、で動か
した）ガス導入系ｌよりシランガス２００（！ｅＭｋ反
応槽に流したところ、反応槽の圧力は０．１３ Ｔｏｒ
ｒで安定した。この真空容器の圧力ｋ ０．１５ Ｔｏ
ｒｒで反応を行なわせる為に制御系４により、メカニカ
ルブースターポンプ３ａの回転数ｆ ２２５０ ｒ、ｐ
、ｍ、に落す事により所望の真空度が達成できた。
ブースターポンプ３ａは３０００ ｒ、ｐ、ｍ、で動か
した）ガス導入系ｌよりシランガス２００（！ｅＭｋ反
応槽に流したところ、反応槽の圧力は０．１３ Ｔｏｒ
ｒで安定した。この真空容器の圧力ｋ ０．１５ Ｔｏ
ｒｒで反応を行なわせる為に制御系４により、メカニカ
ルブースターポンプ３ａの回転数ｆ ２２５０ ｒ、ｐ
、ｍ、に落す事により所望の真空度が達成できた。
実施例２
実施例１の場合と同様なプラズマＣＶＤ装置について第
２図（（おいて５で示す真空計の信号を回転数制御系４
にフィードバックする制御方法で実験（−１反応槽の圧
力’ｆｒ： ０．１５ Ｔｏｒｒ及び０．１３ ’ｌ’
ｏｒｒでそれぞれ長時間一定に保つことができた。
２図（（おいて５で示す真空計の信号を回転数制御系４
にフィードバックする制御方法で実験（−１反応槽の圧
力’ｆｒ： ０．１５ Ｔｏｒｒ及び０．１３ ’ｌ’
ｏｒｒでそれぞれ長時間一定に保つことができた。
実施例３
実施例２の場合と同様なプラズマＣＶＤ装置について、
第２図において６で示す圧力条件プログラマ−にあらか
じめ圧力条件プログラムを入力しておき、それに従って
ポンプ３ａの回転数を制御する方法で実験したところ、
入力しておいたプログラム通りに反応槽の圧力を保持且
変化させることができた。これにより１つのプラズマＣ
ＶＤ成膜工程中に複数の圧力条件を計画的に設定置実施
することが無人下に出来るようになった。
第２図において６で示す圧力条件プログラマ−にあらか
じめ圧力条件プログラムを入力しておき、それに従って
ポンプ３ａの回転数を制御する方法で実験したところ、
入力しておいたプログラム通りに反応槽の圧力を保持且
変化させることができた。これにより１つのプラズマＣ
ＶＤ成膜工程中に複数の圧力条件を計画的に設定置実施
することが無人下に出来るようになった。
以上述べて来た様に本発明方法は
■ 真空容器の圧力を導入ガス量、排気量それぞれ個別
に設定できる事。
に設定できる事。
■ 従来の方式に比較して調整圧力の安定性に曖れる事
。
。
■ 従来の方式に比較して保守性、信頼性に優れる事。
■ 機構が簡単で安価に達成できる事。
等の多大な利点及び特長を有するすぐれた方法である。
【図面の簡単な説明】
第１図は真空装置の一般的構成を概念的に説明するため
のものである。 第２図は本発明方法の実施態様の］つが適用される真空
装置の構成を説明するためのものである１・・・ガス導
入系 ２・・・真空容器 ３・・・排気ポンプ系 ３ａ・・・メカニカルブースターポンプ３ｂ・・・ロー
タリーポンプ ４・・・制御系 ５・・・真空計 ６・・・圧力条件プログラマー
のものである。 第２図は本発明方法の実施態様の］つが適用される真空
装置の構成を説明するためのものである１・・・ガス導
入系 ２・・・真空容器 ３・・・排気ポンプ系 ３ａ・・・メカニカルブースターポンプ３ｂ・・・ロー
タリーポンプ ４・・・制御系 ５・・・真空計 ６・・・圧力条件プログラマー
Claims (3)
- （１）ローターの回転動作（（より排気する排気ポンプ
が用いられている真空装置の真空容器の圧力を、該排気
ポンプのローターの回転数を制御することによって調整
することケ特徴とする真空装置の圧力調整方法。 - （２）該排気ポンプが、ロータリーポンプ、メカニカル
ブースター又はターボモレキュラーポンプである特許請
求の範囲第１項記載の圧力調整方法０ - （３）真空装置が真空蒸着、スパッタリングもしくはプ
ラズマＣＶＤよりなる成膜装置またはエツチング、イオ
ンミリングもしくはイオン注入よりなる表面加工装置で
ある特許請求の範囲第１項または第２項記載の圧力調整
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1454983A JPS59142621A (ja) | 1983-02-02 | 1983-02-02 | 真空装置の圧力調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1454983A JPS59142621A (ja) | 1983-02-02 | 1983-02-02 | 真空装置の圧力調整方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59142621A true JPS59142621A (ja) | 1984-08-15 |
Family
ID=11864229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1454983A Pending JPS59142621A (ja) | 1983-02-02 | 1983-02-02 | 真空装置の圧力調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59142621A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62224685A (ja) * | 1986-03-25 | 1987-10-02 | Sigma Gijutsu Kogyo Kk | 真空圧力制御装置 |
| JPS63208691A (ja) * | 1987-02-26 | 1988-08-30 | Hitachi Ltd | インバ−タ駆動オイルフリ−スクリユ真空ポンプの運転方法 |
| JP2002541541A (ja) * | 1999-04-07 | 2002-12-03 | アルカテル | 真空チャンバ内の圧力を調整するためのシステム、このシステムを装備した真空ポンピングユニット |
-
1983
- 1983-02-02 JP JP1454983A patent/JPS59142621A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62224685A (ja) * | 1986-03-25 | 1987-10-02 | Sigma Gijutsu Kogyo Kk | 真空圧力制御装置 |
| JPS63208691A (ja) * | 1987-02-26 | 1988-08-30 | Hitachi Ltd | インバ−タ駆動オイルフリ−スクリユ真空ポンプの運転方法 |
| JP2002541541A (ja) * | 1999-04-07 | 2002-12-03 | アルカテル | 真空チャンバ内の圧力を調整するためのシステム、このシステムを装備した真空ポンピングユニット |
| JP2011008804A (ja) * | 1999-04-07 | 2011-01-13 | Alcatel-Lucent | 真空チャンバ内の圧力を調整するためのシステム、このシステムを装備した真空ポンピングユニット |
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