JPWO2011080980A1 - 真空排気装置及び真空排気方法及び基板処理装置 - Google Patents

Abstract

既存の真空状態を維持する運転（待機運転）を行う際に、一つの真空ポンプ１２ａにより他の真空ポンプ１２の最終段の容積室の排気を行なって他の真空ポンプ１２の最終段の真空を維持し、待機運転時における他の真空ポンプ１２の動力を機械ロスだけとし、補助ポンプ等を用いることなく真空ポンプ１２の消費電力を大幅に抑制する。

Description

本発明は、処理室を真空状態に排気する真空排気装置及び真空排気方法に関する。
また、本発明は、真空排気装置が接続された基板処理装置に関する。

配線用金属膜の成膜処理を行う処理装置には、所定のプロセスを行なうための基板処理室（処理室）が備えられている。基板処理室は真空ポンプにより排気され、処理に応じた真空環境が作り出されている。成膜処理等では反応性の強いガスが多く使用されるため、真空ポンプとしては、吸入室に油を存在させずに大気圧から真空を得るドライ真空ポンプが用いられている。

半導体の製造プロセスの複合化に伴い、複数の処理室を独立させた状態で全ての処理室を真空排気する基板処理装置が設備の主流を占めるようになってきている。このため、複数台の真空ポンプを並列に接続した真空排気装置が用いられてきている。所定の真空環境を得るためには複数台の真空ポンプを作動させて基板処理室の真空状態を得ているが、処理に応じて、所定の真空状態を得るための定格運転と、既に得られている真空状態を維持する運転（待機運転）が繰り返されている。

真空排気装置に用いられる真空ポンプは容積移送型のものが一般的であり、運転中は最終段の容積部は排気時に大気に晒されることが繰り返されている。待機運転時は気体の移送を行なわないので、真空ポンプの仕事は理論的にはゼロであるが、最終段の容積部を真空状態にする（減圧する）動力が必要になる。このため、最終段の容積部の排気を行なう補助ポンプを設け、補助ポンプにより最終段の容積部の真空状態を保つことで、待機運転時における真空ポンプの仕事量を減らして消費電力を抑制することが従来から行なわれている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

近年、フラットパネルディスプレイのように、大型のガラス基板に対して配線用金属の成膜等が行なわれるようになってきている。このため、処理室の容積が大型化してきている。基板が大きくなっても処理時間を長くすることは生産性が低下するため、大型の基板に対する処理室を備えた基板処理装置の真空排気装置では、真空ポンプの台数を多くして大きな処理室に対しても短時間で真空状態が得られるようにしている。複数台の真空ポンプを備えた真空排気装置であっても、補助ポンプを用いて待機運転時の消費電力を抑制することができる。

しかし、複数台の真空ポンプに対してそれぞれ補助ポンプを設けた場合、補助ポンプの台数が多くなって、消費電力を抑制する以上に設備コストが高くなる虞があるため、複数台の真空ポンプを有する真空排気装置には適用し難いのが実情である。また、複数台の真空ポンプに対して一つの補助ポンプを接続する場合、補助ポンプ自体の設備コストに加え、多数の真空ポンプに対する配管等の設備コストが嵩む虞があり、同様に、複数台の真空ポンプを有する真空排気装置には適用し難いのが実情である。

特開２００３−１５５９８８号公報 特開２００３−１３９０５４号公報

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、補助ポンプを用いることなく複数台の真空ポンプの消費電力を抑制することができる真空排気装置及び真空排気方法を提供することを目的とする。

また、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、補助ポンプを用いることなく複数台の真空ポンプの消費電力を抑制することができる真空排気装置を備えた基板処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の真空排気装置は、処理室に対して並列に接続され前記処理室を所定の真空状態にする複数の真空ポンプと、前記真空ポンプの排気側が連通される排気集合管と、少なくとも一つの前記真空ポンプの吸気側と前記排気集合管を接続する補助配管と、前記処理室側もしくは前記補助配管側に前記少なくとも一つの前記真空ポンプの吸気側の流路を切換える切換手段とを備えたことを特徴とする。

請求項１に係る本発明では、既存の真空圧状態を維持する運転を行う場合、切換手段により少なくとも一つの前記真空ポンプの吸気側の流路を排気集合管側に連通し、少なくとも一つの真空ポンプにより他の真空ポンプの最終段の容積部の排気を行い、他の真空ポンプでの気体の移送による負荷をゼロに近似させる。この結果、切換手段の動作により、補助ポンプを用いることなく複数台の真空ポンプの消費電力を抑制することが可能になる。

フラットパネルディスプレイのように大型のガラス基板を処理する処理室に対しては、数台から十数台の真空ポンプを並列に設けることになるが、このような場合であっても、既存の真空圧状態を維持する運転を行なう際には、一つの真空ポンプにより他の真空ポンプの最終段の容積部の排気を行なうことで、他の真空ポンプの消費電力を大幅に抑制することができる。即ち、各真空ポンプに対して個別に補助ポンプを用いた時と同じように消費電力を抑制することができる。

例えば、１０台の真空ポンプを並列に接続した真空排気装置に本願を適用した場合、数十万円の設備コストがかかる補助ポンプを１０台分省略して、即ち、数百万円の設備コストを削減した状態で、補助ポンプを用いた時と同程度の消費電力の抑制が可能になる。つまり、既存の真空圧状態を維持する際に最終段の容積部を減圧するための運転を伴う真空ポンプの場合、例えば、７．５Ｋｗの消費電力が必要であったが、最終段の容積部の排気が実施されている場合、消費電力は、例えば、２．５Ｋｗとなる。従って、数百万円の設備コストを削減し、既存の真空圧状態を維持する運転を実施する際には１台の真空ポンプに対して、例えば、５Ｋｗの電力を抑制することが可能になる。

そして、請求項２に係る本発明の真空排気装置は、請求項１に記載の真空排気装置において、前記少なくとも一つの前記真空ポンプは吸気管により前記処理室に接続され、前記切換手段は、前記吸気管の流路を開閉する排気調整弁が前記吸気管に備えられ、前記排気調整弁の下流側の前記吸気管に前記補助配管が接続され、前記補助配管の流路を前記排気調整弁の開閉に応じて閉開する補助排気弁が前記補助配管に備えられていることを特徴とする。

請求項２に係る本発明では、排気調整弁及び補助排気弁の開閉を制御することで、少なくとも一つの真空ポンプにより他の真空ポンプの最終段の容積部の排気を行うことができる。このため、簡単な操作で複数の真空ポンプの消費電力を抑制することができる。

また、請求項３に係る本発明の真空排気装置は、請求項１もしくは請求項２のいずれかに記載の真空排気装置において、前記少なくとも一つの真空ポンプ以外の前記真空ポンプの排気側が排気管により前記排気集合管に接続され、前記排気管には前記補助排気弁の開閉に連動して開閉する真空維持弁が備えられていることを特徴とする。

請求項３に係る本発明では、少なくとも一つの真空ポンプにより他の真空ポンプの最終段の容積部の排気を行った後に、真空維持弁により排気管を閉じることで、他の真空ポンプの最終段の容積部の排気側の流路が真空状態に維持され、次に最終段の容積部の排気を行う際の負荷を最小限にすることができる。

また、請求項４に係る本発明の真空排気装置は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の真空排気装置において、前記少なくとも一つの真空ポンプの排気側を減圧する減圧手段を備えたことを特徴とする。

請求項４に係る本発明では、減圧手段により、少なくとも一つの真空ポンプの最終段の容積部の排気を行うことができ、少なくとも一つの真空ポンプの消費電力を抑制することができる。

また、請求項５に係る本発明の真空排気装置は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の真空排気装置において、前記処理室側の圧力状態を検出する圧力検出手段を備え、前記切換手段は前記圧力検出手段の検出情報に基づいて動作されることを特徴とする。

請求項５に係る本発明では、処理室側の圧力状態に応じて切換手段を動作させることができ、実際の圧力状態に応じて真空ポンプの運転を制御することができる。処理室側の圧力状態は、処理室内の圧力を検出することも可能であり、複数の真空ポンプの吸気側の集合管内の圧力を検出することも可能である。

上記目的を達成するための請求項６に係る本発明の真空排気方法は、並列に配置された複数の真空ポンプにより処理室を所定の真空状態にするに際し、前記処理室の真空圧を維持するための前記真空ポンプの運転時には、少なくとも一つの前記真空ポンプにより他の前記真空ポンプの排気側の大気開放容積部の排気を行なうことを特徴とする。

請求項６に係る本発明では、真空圧状態を維持する運転を行なう際に、少なくとも一つの前記真空ポンプにより他の前記真空ポンプの排気側の大気開放容積部の排気を行なうことで、補助ポンプを用いることなく複数台の真空ポンプの消費電力を抑制することができる。

また、請求項７に係る本発明の真空排気方法は、請求項６に記載の真空排気方法において、前記処理室の真空圧を維持するための前記真空ポンプの運転時には、前記処理室を所定の真空状態にする運転時の回転数よりも低い回転数で他の前記真空ポンプが運転されることを特徴とする。

請求項７に係る本発明では、待機状態にある他の前記真空ポンプが、処理室を所定の真空状態にする運転時の回転数よりも低い回転数に制御されるので、真空ポンプの消費電力を抑制することができる。

また、請求項８に係る本発明の真空排気方法は、請求項７に記載の真空排気方法において、前記処理室の真空圧を維持するための前記真空ポンプの運転時における他の前記真空ポンプの回転数は、所定の復帰時間内で前記処理室を所定の真空状態にできる回転数であることを特徴とする。

請求項８に係る本発明では、待機状態にある他の前記真空ポンプが、所定の復帰時間内に処理室を真空状態にできる待機運転の回転数に制御されることにより、最小の回転数で真空ポンプを回転させることができ、消費電力を抑制することができる。

上記目的を達成するための請求項９に係る本発明の基板処理装置は、基板が搬入されて所定の処理が行われる基板処理室を備え、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の真空排気装置の前記複数の真空ポンプを前記基板処理室に並列に接続したことを特徴とする。

請求項９に係る本発明では、切換手段の動作により、補助ポンプを用いることなく複数台の真空ポンプの消費電力を抑制することが可能な真空排気装置を備えた基板処理装置となる。

また、請求項１０に係る本発明の基板処理装置は、請求項９に記載の基板処理装置において、前記基板処理装置からの基板が搬入されて所定の処理が行われる第２基板処理室を備え、前記第２基板処理室に第２真空ポンプを接続し、前記真空ポンプの一つと前記第２真空ポンプの吸気側を並列に接続し、前記真空ポンプの一つと前記第２真空ポンプの接続部に流路選択手段を備えたことを特徴とする。

請求項１０に係る本発明では、第２基板処理室を真空状態にする第２真空ポンプに不具合が生じた場合であっても、流路選択手段で真空ポンプの一つを第２基板処理室に接続することで、真空ポンプの一つを第２基板処理室の真空維持用に適用することができる。

また、請求項１１に係る本発明の基板処理装置は、請求項１０に記載の基板処理装置において、前記排気集合管に前記第２真空ポンプの排気側が連通され、少なくとも一つの前記真空ポンプにより前記排気集合管を介して前記第２真空ポンプの排気側の流体が排出されることを特徴とする。

請求項１１に係る本発明では、第２真空ポンプの待機運転時等で真空圧状態を維持する運転を行なう際に、真空ポンプにより第２真空ポンプの排気側の容積部の排気を行なうことができ、第２真空ポンプの排気を行うための消費電力を抑制することができる。

本発明の真空排気装置及び真空排気方法は、補助ポンプを用いることなく複数台の真空ポンプの消費電力を抑制することができる。

また、本発明の基板処理装置は、補助ポンプを用いることなく複数台の真空ポンプの消費電力を抑制することができる真空排気装置を備えた基板処理装置となる。

本発明の第１実施形態例に係る基板処理装置の概略系統図である。 本発明の第２実施形態例に係る基板処理装置の概略系統図である。 本発明の第３実施形態例に係る基板処理装置の概略系統図である。 本発明の第４実施形態例に係る基板処理装置の概略系統図である。 本発明の第５実施形態例に係る基板処理装置の概略系統図である。 本発明の第６実施形態例に係る基板処理装置の概略系統図である。 本発明の第７実施形態例に係る基板処理装置の概略系統図である。 本発明の第８実施形態例に係る基板処理装置の概略系統図である。 本発明の第９実施形態例に係る基板処理装置の概略系統図である。 ポンプ回転数の状況のグラフである。 消費電力のグラフである。

以下に示した実施形態例は、基板処理装置として、大型のガラス基板に処理を施す、加熱装置、プラズマＣＶＤ装置、スパッタリング装置、ドライエッチング装置等の処理室が直列に並べられ、一方端部の処理室（ロードロック室：基板処理室）から基板を搬入・搬出するインライン式の縦型処理装置を例に挙げて説明してある。そして、ロードロック室に複数の真空ポンプが並列に接続され、真空ポンプの駆動によりロードロック室を含む複数の処理室の内部が所定の真空状態にされる。

本発明を適用する基板処理装置としては、実施形態例で示したインライン式の縦型処理装置に限らず、中央部に基板搬送共通室を備え、基板供給室の周辺に複数の基板処理室を備えた基板処理装置や、一つの処理室でバッチ処理を行うバッチ式の基板処理装置を適用することも可能である。

図１〜図１１に基づいて本発明の実施形態例を説明する。

図１には本発明の第１実施形態例に係る基板処理装置の概略系統、図２には本発明の第２実施形態例に係る基板処理装置の概略系統、図３には本発明の第３実施形態例に係る基板処理装置の概略系統、図４には本発明の第４実施形態例に係る基板処理装置の概略系統、図５には本発明の第５実施形態例に係る基板処理装置の概略系統、図６には本発明の第６実施形態例に係る基板処理装置の概略系統、図７には本発明の第７実施形態例に係る基板処理装置の概略系統、図８には本発明の第８実施形態例に係る基板処理装置の概略系統を示してある。

また、図９には本発明の第９実施形態例に係る基板処理装置の概略系統、図１０には真空ポンプの回転数に対する消費電力と復帰時間との関係を表すグラフ、図１１には処理工程における消費電力の変化を表すグラフを示してある。

尚、第１実施形態例〜第９実施形態例の部材に関し、同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。

図１に基づいて第１実施形態例を説明する。

図示の基板処理装置１は、略垂直に保持された大型のガラス基板（基板：例えば、フラットパネルディスプレイ）に対して処理を行う縦型処理措置であり、ロードロック室２、加熱室３、第１処理室４、第２処理室５、第３処理室６及び第４処理室７が順に接続されて構成されるインライン式のものである。基板処理装置１の内部には、基板を搬送するための往路及び復路がロードロック室２から第４処理室７まで設けられている。

ロードロック室２に搬入された基板は、ロードロック室２で真空状態に保持された後、加熱室３で加熱され、第１処理室４から第４処理室７まで順次搬送され、経路が反転されて第４処理室７から第１処理室４、加熱室３を通過してロードロック室２に戻されて搬出される。

ロードロック室２には真空排気装置１１が接続され、真空排気装置１１によりロードロック室２を含む複数の処理室の内部が所定の真空状態にされる。各処理室は大型の基板に対応して大容量の処理室とされ、排気速度を所定の速度に保つために、真空排気装置１１には複数台（図示例では１０台）の真空ポンプ１２が並列に備えられている。

真空排気装置１１を説明する。

ロードロック室２には真空配管１３の一端が接続され、真空配管１３の他端は吸気集合管１４に接続されている。１０台の真空ポンプ１２の吸気側には吸気管１５がそれぞれ接続され、吸気管１５は吸気集合管１４に接続されている。つまり、１０台の真空ポンプ１２は、それぞれの吸気管１５、一つの吸気集合管１４及び真空配管１３により、基板処理装置１に対して並列に接続されている。

１０台の真空ポンプ１２は、例えば、容積移送型のドライポンプであり、最終段の容積部（容積室）には消音器１６を備えた排気系１７が接続されている。１０台の真空ポンプ１２を一斉に駆動することにより、各真空ポンプ１２では、吸気側からの流体が順次容積室を移送して排気側に移送され、最後段の容積室から排気系１７に排気される。これにより、所望の真空状態を得ることができる。

上述した真空排気装置１１では、既存の真空状態を維持する運転（待機運転）を行う場合、一つの真空ポンプ１２ａ（図中右から５番目）により他の真空ポンプ１２の最終段の容積室の排気を行なって他の真空ポンプ１２の最終段の真空を維持している。これにより、待機運転時における他の真空ポンプ１２の動力は、理論上流体の移送がないので機械ロスだけとなり、補助ポンプ等を用いることなく真空ポンプ１２の消費電力を大幅に削減することができる。

尚、他の真空ポンプ１２の最終段の真空を維持するためのポンプは、真空ポンプ１２ａと共に他の真空ポンプ１２を併用することも可能である。

一つの真空ポンプ１２ａにより他の真空ポンプ１２の最終段の真空を維持するための構成を説明する。

真空ポンプ１２（真空ポンプ１２ａは除く）の最終段の容積室（排気側）には排気管１８の一端がそれぞれ接続され、排気管１８の他端が接続される排気集合管１９が備えられている。一方、真空ポンプ１２（真空ポンプ１２ａを含む）の吸気管１５には開閉弁２１がそれぞれ設けられ、真空ポンプ１２ａの開閉弁が排気調整弁２１ａとなっている。排気調整弁２１ａの真空ポンプ１２ａ側と排気集合管１９とにわたり補助配管２２が設けられ、補助配管２２には補助排気弁２３が設けられている（切換手段）。

排気調整弁２１ａ（開閉弁２１）が開閉される動作に連動して、補助排気弁２３が閉開動作される。つまり、排気調整弁２１ａ（開閉弁２１）が開いている場合に補助排気弁２３が閉じられ、全ての真空ポンプ１２の駆動により基板処理装置１が所定の真空状態にされる。また、待機運転時には、排気調整弁２１ａ（開閉弁２１）が閉じられると共に補助排気弁２３が開かれ、他の真空ポンプ１２の最終段の容積室の流体が、排気管１８、排気集合管１９及び補助配管２２を介して一つの真空ポンプ１２ａにより排気されて真空状態が維持される。

また、吸気集合管１４には圧力検出手段（圧力センサ）２４が設けられ、圧力検出手段２４の検出情報に基づいて排気調整弁２１ａ（開閉弁２１）の開閉動作及び補助排気弁２３の閉開動作が制御される。つまり、吸気集合管１４の実際の圧力（真空度合い：基板処理装置１の真空度合い）に基づいて減圧動作が制御される。

尚、基板処理装置１の適宜場所に圧力検出手段を設け、基板処理装置１側の真空度合いを直接検出して真空排気装置１１の運転を制御することも可能である。

上述した真空排気装置１１を備えた基板処理装置１の作用を説明する。

ロードロック室２に搬入されたフラットパネルディスプレイ等の基板は、ロードロック室２で真空状態に保持された後、加熱室３で加熱され、第１処理室４から第４処理室７まで順次搬送され、経路が反転されて第４処理室７から第１処理室４、加熱室３を通過してロードロック室２に戻されて搬出される。この間に必要な処理が真空処理室内で施される。

基板処理装置１は真空排気装置１１により処理室内が所定の真空状態にされている。処理に必要な真空状態を得る運転を行う場合、排気調整弁２１ａ（開閉弁２１）が開かれると共に補助排気弁２３が閉じられ、１０台の真空ポンプ１２の駆動により基板処理装置１が所定の真空状態（処理に応じた真空状態）にされる。

基板の搬送行程時等、既存の真空状態を維持する運転（待機運転）を行う場合、排気調整弁２１ａ（開閉弁２１）が閉じられると共に補助排気弁２３が開かれ、一つの真空ポンプ１２ａ以外の他の真空ポンプ１２の最終段の容積室の流体が、排気管１８、排気集合管１９及び補助配管２２を介して真空ポンプ１２ａにより排気されて真空状態が維持される。

これにより、待機運転時における他の真空ポンプ１２の最終段の処理室は大気に開放されず、他の真空ポンプ１２は、最終段の処理室を大気から真空まで減圧する動力が不要になる。このため、真空ポンプ１２の動力は理論上流体の移送がない機械ロスだけとなり、補助ポンプ等を設けることなく真空ポンプ１２の消費電力を大幅に抑制することができる。

フラットパネルディスプレイのように大型のガラス基板を処理する基板処理装置１では、例えば、１０台の真空ポンプ１２を並列に設けることになるが、このような場合であっても、待機運転時には、一つの真空ポンプ１２ａにより他の真空ポンプ１２の最終段の容積室の排気を行なうことで、他の真空ポンプ１２の消費電力を大幅に抑制することができる。

即ち、各真空ポンプ１２に対して個別に補助ポンプを用いた時と同じように消費電力を抑制することができる。そして、排気調整弁２１ａ及び補助排気弁２３の開閉を制御するだけの簡単な操作で複数の真空ポンプ１２の消費電力を抑制することができる。

図２に基づいて第２実施形態例を説明する。

第２実施形態例の真空排気装置３１は、図１に示した真空排気装置１１の排気管１８に真空維持弁２７を備えた構成となっている。真空維持弁２７は補助排気弁２３に連動して開閉される。

即ち、補助排気弁２３が開かれた際に真空維持弁２７が開かれて一つの真空ポンプ１２ａにより他の真空ポンプ１２の最終段の容積室の排気が行なわれ、補助排気弁２３が閉じられた際に真空維持弁２７が閉じられて全ての真空ポンプ１２による運転時に最終段の容積室の真空状態が維持される。

このため、一つの真空ポンプ１２ａにより他の真空ポンプ１２の最終段の容積室の排気を行った後に、真空維持弁２７により排気管１８を閉じることで、補助排気弁２３から真空維持弁２７までの間の補助配管２２を含む流路が真空状態に維持され、次に最終段の容積室の排気を行う際の負荷を最小限にして容積室の排気運転を応答性良く実施することができる。

図３に基づいて第３実施形態例を説明する。

第３実施形態例の真空排気装置３２は、図１に示した真空排気装置１１の一つの真空ポンプ１２ａの排気側に減圧手段２９を備えた構成となっている。即ち、減圧手段２９により一つの真空ポンプ１２ａの最終段の容積室が減圧され、真空ポンプ１２ａでの最終段の処理室を大気から真空まで減圧する動力が不要になる。

このため、一つの真空ポンプ１２ａの動力は理論上流体の移送がない機械ロスだけとなり、全ての真空ポンプ１２の消費電力を大幅に抑制することができる。

図４に基づいて第４実施形態例を説明する。

第４実施形態例の真空排気装置３３は、図２で示した真空維持弁２７と図３で示した減圧手段２９を備えた構成となっている。このため、一つの真空ポンプ１２ａによる最終段の容積室の排気運転開始時の真空状態が維持されると共に、全ての真空ポンプ１２の消費電力を大幅に削減することができる。

図５に基づいて第５実施形態例を説明する。

第５実施形態例の真空排気装置３４は、図１に示した真空排気装置１１の真空ポンプ１２ａに隣接する真空ポンプ１２ｂの吸気管１５に補助配管２２の分岐管２２ｂを接続し、排気管１８ｂに開閉弁２８を備えた構成となっている。即ち、真空ポンプ１２ａのバックアップとして、隣接する真空ポンプ１２ｂを他の真空ポンプ１２の最終段の容積室の排気を行なうポンプとした構成となっている。

真空ポンプ１２ａに不具合が生じた場合、補助排気弁２３を閉じると共に分岐管２２ｂの補助排気弁２３ｂを開き、開閉弁２８を閉じることで、隣接する真空ポンプ１２ｂにより他の真空ポンプ１２の最終段の容積室の排気を行なう。このため、真空ポンプ１２ａに不具合が生じても真空ポンプ１２の消費電力の抑制を確実に行うことができる。

図６に基づいて第６実施形態例を説明する。

第６実施形態例の真空排気装置３５は、図２に示した真空維持弁２７と図５に示したバックアップとして隣接する真空ポンプ１２ｂを用いたものとを合わせた構成となっている。

このため、次に最終段の容積室の排気を行う際の負荷を最小限にして容積室の排気運転を応答性良く実施することができると共に、真空ポンプ１２ａに不具合が生じても真空ポンプ１２の消費電力の抑制を確実に行うことができる。

図７に基づいて第７実施形態例を説明する。

第７実施形態例の真空排気装置３６は、図３に示した減圧手段２９と図５に示したバックアップとして隣接する真空ポンプ１２ｂを用いたものとを合わせた構成に加え、更に、隣接する真空ポンプ１２ｂの最終段の容積室の排気を行なう補助減圧手段３０を備えた構成となっている。

このため、真空ポンプ１２ａに不具合が生じても真空ポンプ１２の消費電力の抑制を確実に行うことができ、真空ポンプ１２ａ及び真空ポンプ１２ｂを含む全ての真空ポンプ１２の消費電力の抑制を行うことができる。

図８に基づいて第８実施形態例を説明する。

第８実施形態例の真空排気装置３７は、図２に示した真空維持弁２７と図７に示した減圧手段２９、バックアップとして隣接する真空ポンプ１２ｂ、補助減圧手段３０とを合わせた構成となっている。

このため、次に最終段の容積室の排気を行う際の負荷を最小限にして容積室の排気運転を応答性良く実施することができ、真空ポンプ１２ａに不具合が生じても真空ポンプ１２の消費電力の抑制を確実に行うことができ、真空ポンプ１２ａ及び真空ポンプ１２ｂを含む全ての真空ポンプ１２の消費電力の抑制を行うことができる。

図９から図１１に基づいて第９実施形態例を説明する。

第９実施形態例の真空排気装置３８は、図８に示した真空排気装置３７に対し、補助減圧手段３０を省略した構成となっている。そして、第２基板処理室としての加熱室３、第１処理室４、第２処理室５、第３処理室６及び第４処理室７には、真空配管４０を介して一つの第２真空ポンプ４１が接続されている。

第２真空ポンプ４１の吸気側の真空配管４０には開閉弁４２が備えられ、開閉弁４２を開いて一つの第２真空ポンプ４１を駆動することで、加熱室３、第１処理室４、第２処理室５、第３処理室６及び第４処理室７の内部が真空状態にされ、工程処理に必要な真空雰囲気とされる。

開閉弁４２の上流側における真空配管４０は、ロードロック室２を所定の真空状態に維持する吸気集合管１４（真空ポンプ１２の一つ）に接続され、接続部には流路を切換える流路選択手段４３が設けられている。また、真空ポンプ１２の一つ（真空ポンプ１２ｓ）の吸気管に接続され、接続部には流路選択手段４３が備えられている。第２真空ポンプ４１の最終段の容積室（排気側）は、排気管１８により真空維持弁２７を介して排気集合管１９に接続されている。

第２真空ポンプ４１に不具合が生じた場合、流路選択手段４３により真空ポンプ１２ｓ側に流路を切換えることで、真空ポンプ１２ｓにより、加熱室３、第１処理室４、第２処理室５、第３処理室６及び第４処理室７の内部を真空状態にすることができる。このため、万一の場合でも、工程処理に必要な真空雰囲気を維持することができ、加熱室３、第１処理室４、第２処理室５、第３処理室６及び第４処理室７での処理を継続することが可能になる。

そして、第２真空ポンプ４１の最終段の容積室（排気側）が、排気集合管１９及び補助配管２２により真空ポンプ１２ａに接続されているので、真空ポンプ１２ａにより、第２真空ポンプ４１の最終段の容積室の排気を行なうことができる。これにより、待機運転時における第２真空ポンプ４１の動力は、理論上流体の移送がないので機械ロスだけとなり、消費電力を大幅に削減することができる。

図１０に基づいて真空ポンプ１２の回転制御について説明する。

基板処理装置１により工程処理を行う場合、真空ポンプ１２、第２真空ポンプ４１の駆動によりロードロック室２、加熱室３、第１処理室４、第２処理室５、第３処理室６及び第４処理室７が所定の真空状態にされる。

既存の真空状態を維持する運転（待機運転）を行う場合、一つの真空ポンプ１２ａにより他の真空ポンプ１２の最終段の容積室の排気を行なって他の真空ポンプ１２の最終段の真空を維持している。この場合、他の真空ポンプ１２の回転は、ロードロック室２を所定の真空状態にする運転時の回転数よりも低い回転数で制御されている。即ち、ロードロック室２の真空圧を維持するための真空ポンプ１２の運転時における回転数は、所定の復帰時間内でロードロック室２を所定の真空状態にできる最小の回転数に設定されている。

図１０に示すように、真空ポンプ１２の回転数が高い場合、ロードロック室２の真空圧を維持するための復帰時間は０秒である。また、真空ポンプ１２の回転数が所定の範囲にある時には（図中Ｔ１ｒｐｍ〜Ｔ３ｒｐｍの間）、ロードロック室２の真空圧を維持する状態に復帰する復帰時間は大きな変化はない。そして、真空ポンプ１２の回転数が低い場合、ロードロック室２の真空圧を維持する状態に復帰する復帰時間が長くなる（図中点線を超える）。

ロードロック室２の真空圧を維持する状態に復帰するための復帰時間は速いことが好ましいが、基板処理装置１は多くの機器が稼動しているので復帰時間を０秒にする必要はなく、所定の復帰時間内であれば基板処理に影響を及ぼすことはない。このため、復帰時間が略変わらない範囲の回転数（図中Ｔ１ｒｐｍ〜Ｔ３ｒｐｍの間）で、最短の復帰時間における真空ポンプ１２の回転数（図中Ｔ２ｒｐｍ近傍）を、真空ポンプ１２の回転数として運転している。

このため、待機運転を行う場合、最小の回転数で真空ポンプ１２を回転させることができ、消費電力を抑制することができる。

図１１に基づいて、所定の復帰時間で真空ポンプ１２の回転を制御した場合の消費電力の状況を説明する。

図中実線で示すように、時刻ｔ１で待機運転になると、真空ポンプ１２の回転数が最短の復帰時間における回転数まで低下し、消費電力がＰ１まで低下する。図中点線で示すように、真空ポンプ１２の回転数を、ロードロック室２を所定の真空状態にする運転時の回転数で制御した場合、消費電力はＰ１よりも高いＰ２までしか低下しない。

また、待機運転から所定の真空状態にする運転時の回転数に真空ポンプ１２を復帰させた場合、低い回転数からの復帰になるため、回転数が高くなり過ぎることがなく、図中時刻ｔ２に点線で示すように、一時的に消費電力が高くなることを抑制することができる。

このため、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの１回の待機期間（復帰するまでの期間）の消費電力を大幅に減らすことができ、エネルギーの有効消費に寄与することが可能になる。

尚、上述した真空ポンプ１２の回転数の制御は、第９実施形態例の真空排気装置３８に適用した例を挙げて説明したが、第１実施形態例から第８実施形態例の真空排気装置における真空ポンプ１２の回転数の制御に適用することも可能である。

上述した真空排気装置は、補助ポンプを用いることなく複数台の真空ポンプ１２の消費電力を抑制することができる。

また、上述した基板処理装置は、補助ポンプを用いることなく複数台の真空ポンプ１２の消費電力を抑制することができる真空排気装置を備えた基板処理装置となる。

本発明は、処理室を真空状態に排気する真空排気装置及び真空排気方法の産業分野で利用することができる。

また、本発明は、真空排気装置が接続された基板処理装置の産業分野で利用することができる。

１ 基板処理装置
２ ロードロック室
３ 加熱室
４ 第１処理室
５ 第２処理室
６ 第３処理室
７ 第４処理室
１１、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８ 真空排気装置
１２、１２ａ、１２ｂ 真空ポンプ
１３、４０ 真空配管
１４ 吸気集合管
１５ 吸気管
１６ 消音器
１７ 排気系
１８、１８ｂ 排気管
１９ 排気集合管
２１ 開閉弁
２１ａ 排気調整弁
２２ 補助配管
２３ 補助排気弁
２４ 圧力検出手段
２７ 真空維持弁
２８、４２ 開閉弁
２９ 減圧手段
３０ 補助減圧手段
４１ 第２真空ポンプ

Claims (11)

1. 処理室に対して並列に接続され前記処理室を所定の真空状態にする複数の真空ポンプと、
   前記真空ポンプの排気側が連通される排気集合管と、
   少なくとも一つの前記真空ポンプの吸気側と前記排気集合管を接続する補助配管と、
   前記処理室側もしくは前記補助配管側に前記少なくとも一つの前記真空ポンプの吸気側の流路を切換える切換手段とを備えた
   ことを特徴とする真空排気装置。
2. 請求項１に記載の真空排気装置において、
   前記少なくとも一つの前記真空ポンプは吸気管により前記処理室に接続され、
   前記切換手段は、
   前記吸気管の流路を開閉する排気調整弁が前記吸気管に備えられ、
   前記排気調整弁の下流側の前記吸気管に前記補助配管が接続され、
   前記補助配管の流路を前記排気調整弁の開閉に応じて閉開する補助排気弁が前記補助配管に備えられている
   ことを特徴とする真空排気装置。
3. 請求項１もしくは請求項２のいずれかに記載の真空排気装置において、
   前記少なくとも一つの真空ポンプ以外の前記真空ポンプの排気側が排気管により前記排気集合管に接続され、
   前記排気管には前記補助排気弁の開閉に連動して開閉する真空維持弁が備えられている
   ことを特徴とする真空排気装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の真空排気装置において、
   前記少なくとも一つの真空ポンプの排気側を減圧する減圧手段を備えた
   ことを特徴とする真空排気装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の真空排気装置において、
   前記処理室側の圧力状態を検出する圧力検出手段を備え、
   前記切換手段は前記圧力検出手段の検出情報に基づいて動作される
   ことを特徴とする真空排気装置。
6. 並列に配置された複数の真空ポンプにより処理室を所定の真空状態にするに際し、前記処理室の真空圧を維持するための前記真空ポンプの運転時には、少なくとも一つの前記真空ポンプにより他の前記真空ポンプの排気側の大気開放容積部の排気を行なうことを特徴とする真空排気方法。
7. 請求項６に記載の真空排気方法において、
   前記処理室の真空圧を維持するための前記真空ポンプの運転時には、前記処理室を所定の真空状態にする運転時の回転数よりも低い回転数で他の前記真空ポンプが運転される
   ことを特徴とする真空排気方法。
8. 請求項７に記載の真空排気方法において、
   前記処理室の真空圧を維持するための前記真空ポンプの運転時における他の前記真空ポンプの回転数は、
   所定の復帰時間内で前記処理室を所定の真空状態にできる回転数である
   ことを特徴とする真空排気方法。
9. 基板が搬入されて所定の処理が行われる基板処理室を備え、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の真空排気装置の前記複数の真空ポンプを前記基板処理室に並列に接続したことを特徴とする基板処理装置。
10. 請求項９に記載の基板処理装置において、
    前記基板処理装置からの基板が搬入されて所定の処理が行われる第２基板処理室を備え、
    前記第２基板処理室に第２真空ポンプを接続し、
    前記真空ポンプの一つと前記第２真空ポンプの吸気側を並列に接続し、
    前記真空ポンプの一つと前記第２真空ポンプの接続部に流路選択手段を備えた
    ことを特徴とする基板処理装置。
11. 請求項１０に記載の基板処理装置において、
    前記排気集合管に前記第２真空ポンプの排気側が連通され、
    少なくとも一つの前記真空ポンプにより前記排気集合管を介して前記第２真空ポンプの排気側の流体が排出される
    ことを特徴とする基板処理装置。

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