KR20170013326A - 진공 배기 시스템 - Google Patents

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KR20170013326A
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신이치 세키구치
다카시 교타니
데츠오 고마이
노리오 기무라
게이이치 이시카와
도루 오스가
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명은, 반도체 디바이스 제조 장치 등에 사용되는 1개 또는 복수의 처리 챔버로부터 처리 가스를 배기하기 위해 사용되는 진공 배기 시스템에 관한 것이다. 진공 배기 시스템은, 복수의 처리 챔버(1)로부터 기체를 배기하기 위한 진공 장치이다. 진공 배기 시스템은, 복수의 처리 챔버(1)에 각각 접속되는 복수의 제 1 진공 펌프(5)와, 복수의 제 1 진공 펌프(5)에 접속된 집합관(7)과, 집합관(7)에 접속된 제 2 진공 펌프(8)를 구비한다.

Description

진공 배기 시스템{VACUUM EVACUATION SYSTEM}
본 발명은, 반도체 디바이스 제조 장치 등에 사용되는 1개 또는 복수의 처리 챔버로부터 처리 가스를 배기하기 위해 사용되는 진공 배기 시스템에 관한 것이다.
일반적인 반도체 디바이스 제조 장치는, 특허 문헌 1에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼를 처리하기 위한 복수의 처리 챔버를 가지고 있다. 이들 처리 챔버 내에서는, 화학 증착(CVD), 에칭 등의 처리가 복수의 웨이퍼에 행해진다. 웨이퍼의 처리에는 원료 가스 또는 에칭 가스 등의 처리 가스가 사용되고, 진공 배기 시스템에 의해 처리 가스가 처리 챔버로부터 배기된다.
종래의 진공 배기 시스템은, 상기 특허 문헌 1에 나타내는 바와 같이, 복수의 진공 펌프 유닛이 복수의 처리 챔버에 각각 접속된 구성을 가지고 있다. 최근에는, 보다 많은 매수의 웨이퍼를 처리하기 위해, 처리 챔버의 수가 증가하는 경향이 있다. 이러한 경향에 따라, 진공 배기 시스템에 사용되는 진공 펌프의 수도 증가되고 있으며, 결과적으로, 진공 배기 시스템의 설치 스페이스의 증가 및 비용이 증가되고 있다.
통상, 반도체 디바이스 제조 장치에 접속되는 진공 펌프의 백업용에 예비 펌프(이후 백업 펌프라고 함)가 설치된다. 이 백업 펌프의 사용 목적은, 진공 펌프의 메인터넌스 시에 처리 챔버를 진공 배기하는 것, 및 진공 펌프 이상 시에 처리 챔버를 진공 배기하는 것이다.
진공 펌프는, 그 회전 속도가 미리 설정된 속도 하한값으로까지 저하되면, 회전 속도의 이상 저하를 나타내는 속도 저하 신호를 발신하는 기능을 구비하고 있다. 회전 속도의 이상 저하는, 처리 챔버로부터 흡인된 처리 가스가 진공 펌프 내에서 고화(固化)되어 퇴적물을 형성하고, 이것이 펌프 로터의 회전을 방해해 버림으로써 일어난다. 이러한 회전 속도의 이상 저하가 일어나면, 처리 챔버 내의 압력이 상승하고, 반도체 디바이스 제조 장치가 압력 이상을 검지하여 그 운전을 정지시켜 버린다.
따라서, 진공 펌프의 이상 시에 처리 챔버를 진공 배기하기 위해 상기 서술한 백업 펌프가 설치되어 있다. 진공 펌프로부터 상기 서술한 속도 저하 신호가 제어부에 송신되면, 제어부는, 백업 펌프를 처리 챔버에 접속하고, 이 백업 펌프에 의해 처리 가스를 처리 챔버로부터 배기시킨다.
그러나, 도 22에 나타내는 바와 같이, 진공 펌프로부터 상기 서술한 속도 저하 신호가 발신될 때에는, 이미 진공 펌프의 회전 속도는 크게 저하되어 있다. 결과적으로, 처리 챔버 내의 압력은, 프로세스 처리 가능한 압력 임계값의 상한을 초과해 버려, 반도체 디바이스 제조 장치의 운전이 정지될 우려가 있다.
일본국 공개특허 특개2005-232977호 공보 일본국 공개특허 특개2009-164213호 공보 일본국 특허 제4180265호 공보
본 발명은, 설치 스페이스 및 비용을 삭감할 수 있는 진공 배기 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 진공 펌프의 회전 속도가 크게 저하되기 전에, 진공 배기 운전을 진공 펌프로부터 백업 펌프로 전환할 수 있는 진공 배기 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태는, 복수의 처리 챔버로부터 기체를 배기하기 위한 진공 배기 시스템으로서, 상기 복수의 처리 챔버에 각각 접속되는 복수의 제 1 진공 펌프와, 상기 복수의 제 1 진공 펌프에 접속된 집합관과, 상기 집합관에 접속된 제 2 진공 펌프를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 제 2 진공 펌프는, 상기 복수의 제 1 진공 펌프의 근방에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 집합관 및 상기 제 2 진공 펌프는 각각 복수 설치되어 있고, 상기 복수의 집합관 모두, 상기 복수의 제 1 진공 펌프에 접속되어 있으며, 상기 복수의 제 2 진공 펌프는, 상기 복수의 집합관에 각각 접속되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 제 2 진공 펌프에 연결된 제 3 진공 펌프를 더 구비하고, 상기 제 2 진공 펌프는 용적형 다단(多段) 진공 펌프인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 복수의 집합관은, 복수의 제 1 집합관이며, 상기 복수의 제 2 진공 펌프를 상기 제 3 진공 펌프에 연결하는 제 2 집합관을 더 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 제 3 진공 펌프는 복수 설치되어 있으며, 상기 복수의 제 3 진공 펌프는 병렬로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 제 2 집합관은, 상기 복수의 제 3 진공 펌프에 각각 접속되는 복수의 분기관을 가지고 있으며, 상기 복수의 분기관에는 복수의 개폐 밸브가 각각 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 집합관은, 제 1 집합관이며, 상기 진공 배기 시스템은, 복수의 배기 유닛과, 상기 제 2 진공 펌프의 하류측에 배치된 제 3 진공 펌프를 가지고, 상기 복수의 제 1 진공 펌프, 상기 제 2 진공 펌프, 및 상기 제 1 집합관은, 상기 복수의 배기 유닛 중 1개의 배기 유닛을 구성하며, 상기 복수의 배기 유닛에 포함되는 상기 복수의 제 2 진공 펌프를 상기 제 3 진공 펌프에 연결하는 제 2 집합관을 더 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 제 3 진공 펌프는 복수 설치되어 있고, 상기 복수의 제 3 진공 펌프의 수는, 상기 복수의 제 2 진공 펌프의 수보다 적은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 제 2 집합관 및 상기 제 3 진공 펌프는 각각 복수 설치되어 있고, 상기 복수의 제 3 진공 펌프는, 병렬로 배치된 상기 복수의 제 2 집합관을 개재하여 상기 복수의 제 2 진공 펌프에 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 복수의 제 2 집합관의 각각은, 상기 복수의 제 2 진공 펌프에 각각 접속된 복수의 배기관과, 상기 복수의 배기관이 접속된 연통관과, 상기 연통관에 접속된 주관(主管)을 구비하고, 상기 복수의 배기관에는 복수의 개폐 밸브가 각각 장착되어 있으며, 상기 연통관에는 복수의 차단 밸브가 장착되어 있고, 상기 복수의 차단 밸브의 각각은, 상기 복수의 배기 유닛 중 인접하는 2개의 사이에 위치하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 제 2 진공 펌프는 복수 설치되어 있으며, 상기 복수의 제 2 진공 펌프는 상기 집합관에 병렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 집합관은, 상기 복수의 제 2 진공 펌프에 각각 접속되는 복수의 분기관을 가지고 있으며, 상기 복수의 분기관에는 복수의 개폐 밸브가 각각 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 복수의 제 1 진공 펌프에 접속된 클리닝 가스 배출관과, 상기 클리닝 가스 배출관에 접속된 클리닝 가스 배출용 펌프를 더 구비하고, 상기 클리닝 가스 배출관과 상기 집합관은, 병렬로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 클리닝 가스를 처리하는 가스 처리 장치를 더 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 복수의 처리 챔버에 연결된 대기 배출관과, 상기 대기 배출관에 접속된 러핑 진공 펌프를 더 구비하고, 상기 대기 배출관과 상기 집합관은, 병렬로 배치되어 있으며, 상기 러핑 진공 펌프는, 대기압하에서 동작하는 것이 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 집합관에는 제해(除害) 장치가 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 복수의 처리 챔버로부터 배기된 처리 가스를 무해화하는 가스 처리 장치를 더 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태는, 흡입관과, 상기 흡입관으로부터 분기된 분기관 및 백업관과, 상기 분기관 및 상기 백업관에 각각 장착된 개폐 밸브 및 백업 밸브와, 상기 분기관에 접속된 진공 펌프와, 상기 백업관에 접속된 백업 펌프와, 상기 개폐 밸브 및 상기 백업 밸브의 개폐 동작을 제어하는 동작 제어부를 구비하고, 상기 동작 제어부는, 상기 진공 펌프의 회전 속도를 임계값과 비교해, 상기 진공 펌프의 회전 속도가 상기 임계값보다 낮을 때에, 상기 백업 밸브를 개방하고, 상기 개폐 밸브를 폐쇄하도록 구성되며, 상기 진공 펌프의 회전 속도가 상기 임계값과 동등할 때의 상기 흡입측 압력은, 상기 흡입측 압력의 이상 상승을 나타내는 압력 상한값보다 낮은 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템이다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 진공 펌프는, 그 회전 속도가 미리 설정된 속도 하한값에 도달한 경우에는, 속도 저하 신호를 상기 동작 제어부에 송신하도록 구성되어 있고, 상기 임계값은 상기 속도 하한값보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 진공 펌프의 회전 속도가 상기 임계값 이상일 때에는, 상기 백업 펌프는 제 1 회전 속도로 운전하고, 상기 진공 펌프의 회전 속도가 상기 임계값보다 낮을 때에는, 상기 백업 펌프는 상기 제 1 회전 속도보다 높은 제 2 회전 속도로 운전하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 동작 제어부는, 상기 백업 밸브를 개방한 후이며 상기 개폐 밸브를 폐쇄하기 전에, 상기 진공 펌프의 회전 속도를 상기 임계값과 다시 비교하여, 상기 진공 펌프의 회전 속도가 상기 임계값보다 낮을 경우에는, 상기 개폐 밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 양태는, 흡입관과, 상기 흡입관으로부터 분기된 분기관 및 백업관과, 상기 분기관 및 상기 백업관에 각각 장착된 개폐 밸브 및 백업 밸브와, 상기 분기관에 접속된 진공 펌프와, 상기 백업관에 접속된 백업 펌프와, 상기 개폐 밸브 및 상기 백업 밸브의 개폐 동작을 제어하는 동작 제어부를 구비하고, 상기 동작 제어부는, 상기 진공 펌프의 흡입측 압력이 임계값에 도달했을 때에, 상기 백업 밸브를 개방하고, 상기 개폐 밸브를 폐쇄하도록 구성되며, 상기 임계값은, 상기 흡입측 압력의 이상 상승을 나타내는 압력 상한값보다 낮은 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템이다.
제 2 진공 펌프는 집합관에 의해 복수의 제 1 진공 펌프에 접속되어 있으므로, 제 2 진공 펌프의 수는, 제 1 진공 펌프의 수보다 적다. 따라서, 진공 배기 시스템 전체의 설치 스페이스를 작게 할 수 있으며, 또한 설치 비용을 낮출 수 있다.
진공 배기 동작이 진공 펌프로부터 백업 펌프로 전환될 때, 흡입측 압력, 예를 들면, 흡입관에 접속된 처리 챔버 내의 압력은, 흡입측 압력의 이상 상승을 나타내는 압력 상한값보다 낮다. 따라서, 흡입측 압력의 이상 상승을 방지하면서, 백업 펌프에 의해 진공 배기 동작을 계속할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 진공 배기 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는, 진공 배기 시스템의 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 3은, 진공 배기 시스템의 또 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 4는, 1개의 배기 유닛을 기동할 때의 동작을 설명하는 도면이다.
도 5는, 진공 배기 시스템의 또 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 6은, 진공 배기 시스템의 또 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 7은, 도 6에 나타내는 진공 배기 시스템의 운전의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은, 진공 배기 시스템의 또 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 9는, 진공 배기 시스템의 또 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 10은, 도 9에 나타내는 진공 배기 시스템의 운전의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은, 진공 배기 시스템의 또 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 12는, 진공 배기 시스템의 일 실시 형태를 나타내는 모식도이다.
도 13은, 진공 펌프의 회전 속도와, 진공 펌프의 흡입측 압력의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.
도 14는, 백업 밸브가 개방되고, 개폐 밸브가 폐쇄된 상태를 나타내는 도면이다.
도 15는, 진공 펌프의 회전 속도와 진공 펌프의 흡입측 압력과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 16은, 백업 운전을 설명하는 플로우차트이다.
도 17은, 진공 배기 시스템의 다른 실시 형태를 나타내는 모식도이다.
도 18은, 도 17에 나타내는 실시 형태에 사용되는 임계값을 설명하는 도면이다.
도 19는, 진공 배기 시스템의 또 다른 실시 형태를 나타내는 모식도이다.
도 20은, 백업 밸브가 개방되고, 제 1 개폐 밸브가 폐쇄된 상태를 나타내는 도면이다.
도 21은, 백업 밸브가 개방되고, 제 2 개폐 밸브가 폐쇄된 상태를 나타내는 도면이다.
도 22는, 종래의 백업 운전을 설명하는 도면이다
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태와 관련된 진공 배기 시스템을 나타내는 도면이다. 이 진공 배기 시스템은, CVD 장치, 에칭 장치 등의 반도체 디바이스 제조 장치에 사용되는 복수의 처리 챔버로부터 처리 가스를 배기하기 위해 사용된다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 진공 배기 시스템은, 복수의 처리 챔버(1)에 각각 접속되는 복수의 제 1 진공 펌프(5)와, 복수의 제 1 진공 펌프(5)에 접속된 제 1 집합관(7)과, 제 1 집합관(7)에 접속된 제 2 진공 펌프(8)와, 복수의 처리 챔버(1)로부터 배기된 기체를 무해화하는 가스 처리 장치(10)를 구비하고 있다. 본 실시 형태에서는, 제 1 진공 펌프(5)로서, 터보 분자 펌프 등의 고진공 펌프가 사용되고 있다.
처리 챔버(1)는, 반송 챔버(12)에 접속되어 있다. 이 반송 챔버(12)에는 러핑 진공 펌프(15)가 접속되어 있고, 반송 챔버(12) 내에는 항상 진공이 형성되어 있다. 반송 챔버(12)에는 로드 록 챔버(16)가 접속되어 있고, 이 로드 록 챔버(16)에도 러핑 진공 펌프(15)가 접속되어 있다. 로드 록 챔버(16)는, 반송 챔버(12) 내의 진공을 유지하면서, 반송 챔버(12) 내의 진공 공간과 대기압 영역의 사이에서 웨이퍼의 반송을 가능하게 하는 게이트이다. 반송 챔버(12) 내에는 도시하지 않은 반송 로봇이 배치되어 있고, 웨이퍼는 이 반송 로봇에 의해 어느 처리 챔버(1)로 반송된다.
각 처리 챔버(1) 내에는, 에칭 가스 등의 처리 가스가 공급되고, 웨이퍼는 처리 챔버(1) 내에서 처리된다. 도 1에 나타내는 처리 챔버(1)는, 그 내부에서 1매의 웨이퍼가 처리되는, 이른바 매엽식 처리 챔버이다. 복수의(도 1에서는 5개의) 제 1 진공 펌프(5)는, 복수의(도 1에서는 5개의) 처리 챔버(1)에 각각 인접하여, 이들 처리 챔버(1)에 각각 접속되어 있다. 각 처리 챔버(1) 내의 진공은 제 1 진공 펌프(5)의 운전에 의해 형성된다. 1개의 처리 챔버(1)에 복수의 제 1 진공 펌프(5)가 접속되는 경우도 있다.
본 실시 형태에서는, 1개의 제 2 진공 펌프(8)가 설치되어 있다. 제 2 진공 펌프(8)는 제 1 집합관(7)에 접속되어 있다. 제 2 진공 펌프(8)는, 제 1 집합관(7)을 통하여 복수의 제 1 진공 펌프(5) 전체에 연결되어 있다. 제 1 집합관(7)은, 복수의 제 1 진공 펌프(5)에 각각 접속된 복수의 배기관(20)과, 이들 배기관(20)이 접속된 1개의 수평관(연통관)(21)과, 수평관(21)에 접속된 1개의 주관(22)을 구비하고 있다. 주관(22)은 제 2 진공 펌프(8)의 흡인구에 접속되어 있다. 제 1 집합관(7)의 배기관(20)에는 개폐 밸브(24)가 장착되어 있다. 제 2 진공 펌프(8)는 제 1 집합관(7)에 의해 제 1 진공 펌프(5)에 접속되어 있으므로, 제 2 진공 펌프(8)의 수는, 제 1 진공 펌프(5)의 수보다 적다.
제 2 진공 펌프(8)로서는, 용적식 진공 펌프(예를 들면, 다단 내지는 단단(單段) 루트형 진공 펌프, 다단 내지는 단단 클로우(claw)형 진공 펌프, 스크루형 진공 펌프 또는 그들을 복합시킨 펌프)가 사용되고 있다. 제 2 진공 펌프(8)는, 제 1 진공 펌프(5)의 배압을 몇 십 Pa로 유지함과 함께, 몇 천 Pa(예를 들면 1000~5000Pa)로까지 처리 가스를 압축한다.
제 2 진공 펌프(8)의 하류측에는 복수의(도 1에서는 2개의) 제 3 진공 펌프(28)가 병렬로 배치되어 있다. 이들 제 3 진공 펌프(28)는 제 2 진공 펌프(8)에 연결되어 있다. 제 2 진공 펌프(8)는 주관(38)에 접속되어 있고, 주관(38)에는 복수의 분기관(39)이 접속되어 있다. 복수의 제 3 진공 펌프(28)는, 복수의 분기관(39)에 각각 접속되어 있다. 각 분기관(39)에는 개폐 밸브(43)가 장착되어 있다.
본 실시 형태에서는, 2대의 제 3 진공 펌프(28)가 설치되어 있다. 2개의 제 3 진공 펌프(28)의 양방을 운전해도 되고, 또는 2개의 제 3 진공 펌프(28) 중 일방만을 운전하고, 타방을 예비 펌프로서 사용해도 된다. 2개의 제 3 진공 펌프(28)가 동시에 운전되는 경우에는 양방의 개폐 밸브(43)가 개방되고, 1개의 제 3 진공 펌프(28)만이 운전되는 경우에는 일방의 개폐 밸브(43)만이 개방된다. 이와 같이, 2개의 제 3 진공 펌프(28)가 병렬로 배치되어 있으므로, 일방의 제 3 진공 펌프(28)가 고장난 경우에는, 타방의 제 3 진공 펌프(28)로 전환함으로써, 진공 배기 시스템 전체의 운전을 계속할 수 있다.
복수의 제 3 진공 펌프(28)에는 불활성 가스 공급 장치(47)가 접속되어 있다. 이 불활성 가스 공급 장치(47)는, 질소 가스 등의 불활성 가스를 제 3 진공 펌프(28)에 공급함으로써, 처리 가스를 희석하여, 제 3 진공 펌프(28)의 부식을 방지하기 위한 것이다. 종래의 진공 배기 시스템에서는, 처리 챔버(1)의 수와 동일한 수의 진공 펌프 유닛이 설치되어 있기 때문에, 다량의 불활성 가스를 진공 펌프 유닛에 공급할 필요가 있었다. 이에 대하여, 도 1에 나타내는 실시 형태의 진공 배기 시스템은, 처리 챔버(1)보다 적은 수의 제 3 진공 펌프(28)를 구비하고 있다. 따라서, 보다 적은 양의 불활성 가스가 처리 가스에 주입되어, 후술하는 배기 가스 처리 장치(10)에 대한 부하를 저감할 수 있다.
제 3 진공 펌프(28)로서는, 용적식 진공 펌프(예를 들면, 다단 내지는 단단 루트형 진공 펌프, 다단 내지는 다단 클로우형 진공 펌프, 스크루형 진공 펌프 또는 그들의 복합 펌프)가 사용되고 있다. 제 3 진공 펌프(28)는, 제 2 진공 펌프(8)의 배압을 몇 천 Pa(예를 들면 1000~5000Pa)로 유지함과 함께, 대기압으로까지 처리 가스를 압축한다. 본 실시 형태에서는, 복수의 제 3 진공 펌프(28)가 설치되어 있지만, 1개의 제 3 진공 펌프(28)만을 형성해도 된다.
가스 처리 장치(10)는, 제 3 진공 펌프(28)의 하류측에 배치되어 있다. 처리 챔버(1) 내에서 사용되는 처리 가스는, CVD에 사용되는 원료 가스, 또는 드라이 에칭 처리에 사용되는 에칭 가스 등의 유해 가스이며, 이러한 처리 가스를 그대로 대기에 방출할 수는 없다. 따라서, 처리 가스를 처리하여 무해화하기 위해 가스 처리 장치(10)가 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 3개의 가스 처리 장치(10)가 병렬로 설치되어 있다. 가스 처리 장치(10)는, 집합관(50)을 개재하여 제 3 진공 펌프(28)에 연결되어 있다. 집합관(50)은 2개의 제 3 진공 펌프(28)에 접속되는 2개의 배기관(51)을 가지고 있으며, 이들 배기관(51)에는 개폐 밸브(53)가 장착되어 있다.
각 가스 처리 장치(10)는, 상단 습식 제해 장치(61), 촉매식 제해 장치(62), 및 하단 습식 제해 장치(63)를 구비하고 있으며, 이들 3개의 제해 장치(61, 62, 63)는 이 순서로 직렬로 배열되어 있다. 반도체 디바이스 제조 장치로부터는, TMAH(수산화 테트라메틸암모늄) 등의 알칼리 폐수가 배출된다. 통상, 이 알칼리 폐수는 폐기되는 것이지만, 본 실시 형태에서는 이 알칼리 폐수를 이용하여 처리 가스를 처리한다. 반도체 디바이스 제조 장치로부터 배출되는 알칼리 폐수는, 상단 습식 제해 장치(61) 및 하단 습식 제해 장치(63)에 공급되고, 이들 습식 제해 장치(61, 63)는, 알칼리 폐수를 이용하여 처리 가스에 포함되는 브롬화수소 등의 산성 가스를 제거한다. 이와 같이 알칼리 폐수를 사용함으로써, 습식 제해 장치(61, 63)에서의 러닝 코스트를 저감할 수 있다.
습식 제해 장치(61, 63)는, 건식 제해 장치에 비해 다량의 가스의 처리를 할 수 있어, 러닝 코스트가 낮다고 하는 이점이 있다. 상단 습식 제해 장치(61)는, 주로, 에칭 처리에 사용되는 가스, 예를 들면 브롬화수소(HBr), 브롬(Br2), 염소 가스(Cl2) 등을 제거한다. 촉매식 제해 장치(62)는, 처리 가스에 포함되는 유해한 PFCs(퍼플루오로컴파운즈) 가스를 분해하기 위해 설치되어 있다. 이 촉매식 제해 장치(62)는, 연소식 제해 장치, 플라즈마 히터식 제해 장치에 비해, 낮은 온도에서 가스를 처리할 수 있으므로, 러닝 코스트가 낮다고 하는 이점이 있다. 다만, 제해 장치 대수를 삭감한다는 목적에 있어서는, 상단 습식 제해 장치(61), 촉매식 제해 장치(62), 및 하단 습식 제해 장치(63)는, 연소식 제해 장치, 히터식 제해 장치, 플라즈마식 제해 장치 등 타처리 방식이어도 된다.
PFCs(퍼플루오로컴파운즈) 가스를 분해하면, HF(불화수소) 등의 산성 가스가 발생한다. 이 산성 가스를 제거하기 위해, 촉매식 제해 장치(62)의 하류측에 하단 습식 제해 장치(63)가 설치되어 있다. 이 하단 습식 제해 장치(63)는, 상기 서술한 바와 같이, 반도체 디바이스 제조 장치로부터 배출되는 알칼리 폐수를 이용하여 산성 가스를 제거한다. 하단 습식 제해 장치(63)로서 물 샤워를 사용해도 된다. 또한, 산성 가스의 농도가 배출 농도 규제값을 초과하지 않으면 하단 습식 제해 장치(63)를 생략해도 된다.
본 실시 형태에서는 3개의 가스 처리 장치(10)가 병렬로 설치되어 있기 때문에, 처리해야 할 처리 가스의 유량에 의거하여 3개 모두의 가스 처리 장치(10)를 운전해도 되고, 1개, 또는 2개의 가스 처리 장치(10)만을 운전해도 된다.
상기 서술한 바와 같이, 종래의 진공 배기 시스템에 비해, 제 3 진공 펌프(28)의 대수는 적으므로, 제 3 진공 펌프(28)에 공급되는 불활성 가스의 양도 적다. 따라서, 가스 처리 장치(10)에서 처리해야 할 처리 가스의 양이, 종래의 진공 배기 시스템에 비해 적게 할 수 있다. 결과적으로, 가스 처리 장치(10) 전체적으로 보다 소형화할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 처리 챔버(1)에 직접 접속되는 제 1 진공 펌프(5)는, 터보 분자 펌프 등의 고진공 펌프이고, 제 1 진공 펌프(5)에 연결되는 제 2 진공 펌프(8)는, 용적식 다단 진공 펌프로 이루어지는 부스터 펌프이며, 제 2 진공 펌프(8)에 연결되는 제 3 진공 펌프(28)는, 용적식 다단 진공 펌프로 이루어지는 메인 펌프이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 처리 챔버(1), 제 1 진공 펌프(5), 및 제 2 진공 펌프(8)는, 동일한 제 1 룸(예를 들면 클린 룸) 내에 배치되어 있다. 제 3 진공 펌프(28) 및 가스 처리 장치(10)는, 제 1 룸과는 떨어진 별도의 룸(제 2 룸)에 배치되어 있다. 예를 들면, 제 1 룸은 위층에 있고, 제 2 룸은 아래층에 있다. 제 1 진공 펌프(5)와 제 2 진공 펌프(8)는 동일한 제 1 실내에 배치되어 있으므로, 제 2 진공 펌프(8)를 제 1 진공 펌프(5)에 연결하는 제 1 집합관(7)을 짧게 할 수 있다. 제 2 진공 펌프(8)는 제 1 진공 펌프(5)의 가까이 배치되어 있다. 바람직하게는, 제 1 진공 펌프(5)와 제 2 진공 펌프(8)의 거리는, 1m~5m이며, 더 바람직하게는 1m~2m이다.
종래의 진공 배기 시스템에서는, 제 1 진공 펌프와 제 2 진공 펌프는 각각의 층에 배치되고, 제 1 진공 펌프와 제 2 진공 펌프의 거리는 약 10m였지만, 본 실시 형태에서는 제 1 진공 펌프(5)와 제 2 진공 펌프(8)의 거리는 약 2m이다. 결과적으로 배관 컨덕턴스가 향상되어, 제 2 진공 펌프(8)에 요구되는 용량을 작게 할 수 있다. 따라서, 제 2 진공 펌프의 대수를 절감할 수 있다.
상기 서술한 바와 같이, 제 2 진공 펌프(8)는 부스터 펌프로서 기능한다. 통상, 부스터 펌프는 용적식 단단 진공 펌프가 사용되지만, 본 실시 형태에서는, 용적식 다단 진공 펌프가 채용되고 있다. 용적식 다단 진공 펌프는, 동작 가능한 압력 범위가 단단 진공 펌프에 비해 넓다. 바꿔 말하면, 제 2 진공 펌프(8)가 운전되기 위해 필요로 하는 배압은, 단단 진공 펌프에 비해 높다. 따라서, 하류측에 연결되는 메인 펌프인 제 3 진공 펌프(28)로서, 보다 소형의 진공 펌프를 사용할 수 있고, 나아가서는 제 3 진공 펌프(28)의 대수를 줄일 수 있다.
복수의 처리 챔버(1)에는, 대기 배출관(30)이 접속되어 있다. 이 대기 배출관(30)은 복수의 제 3 진공 펌프(28)에 접속되어 있다. 대기 배출관(30)에는, 처리 챔버(1)에 연통하는 복수의 개폐 밸브(32)가 장착되어 있다. 또한, 대기 배출관(30)에는, 복수의 처리 챔버(1)와, 대기 배출관(30)이 접속된 제 3 진공 펌프(28)의 연통을 확립 및 차단하는 개폐 밸브(40)가 설치되어 있다. 통상의 운전 시에는, 이들 개폐 밸브(32, 40)는 폐쇄되어 있다.
처리 챔버(1)로부터 대기를 배출해야 할 때, 개폐 밸브(32, 40)가 개방된다. 예를 들면, 복수의 처리 챔버(1) 중 어느 처리 챔버(1)의 메인터넌스가 종료된 후, 처리 챔버(1)를 진공화할 필요가 있다. 이 때, 처리 챔버(1)로부터 대기를 제 1 진공 펌프(5), 제 2 진공 펌프(8), 및 제 3 진공 펌프(28)로 배기하면, 대기가 다른 처리 챔버(1)에 침입할 우려가 있다. 따라서, 대기로 채워진 처리 챔버(1)에 연통되어 있는 개폐 밸브(32)만을 개방하고, 또한 개폐 밸브(40)를 개방함과 함께, 2개의 개폐 밸브(43) 중 일방을 폐쇄한다. 그리고, 대기 배출관(30)이 접속된 제 3 진공 펌프(28)를 시동시킨다. 처리 챔버(1) 내의 대기는 대기 배출관(30)을 통하여 제 3 진공 펌프(28)에 의해 배기되고, 한편 다른 처리 챔버(1)에서는 웨이퍼의 처리를 계속할 수 있다.
도 2는, 진공 배기 시스템의 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다. 본 실시 형태에서는, 2개의 제 2 진공 펌프(8)가 설치되어 있다. 이들 제 2 진공 펌프(8)는 병렬로 배치되고, 2개의 제 1 집합관(7)에 각각 접속되어 있다. 제 2 진공 펌프(8)의 각각은, 제 1 집합관(7)을 통하여 복수의 제 1 진공 펌프(5) 전체에 연결되어 있다. 각 제 1 집합관(7)은, 복수의 제 1 진공 펌프(5)에 각각 접속된 복수의 배기관(20)과, 이들 배기관(20)이 접속된 1개의 수평관(연통관)(21)과, 수평관(21)에 접속된 1개의 주관(22)을 구비하고 있다. 주관(22)은 제 2 진공 펌프(8)의 흡인구에 접속되어 있다. 본 실시 형태에서는, 2개의 제 2 진공 펌프(8)가 병렬로 배치되고, 이들 2개의 제 2 진공 펌프(8)에 각각 접속된 2개의 제 1 집합관(7)도 병렬로 배치되어 있다.
2개의 제 2 진공 펌프(8) 중 일방은 예비 펌프로서 기능하여, 통상은 운전되지 않는다. 따라서, 예비 펌프로서의 제 2 진공 펌프(8)에 연통하는 개폐 밸브(24)는 폐쇄되어 있다. 타방의 제 2 진공 펌프(8)가 고장난 경우에는, 이 고장난 제 2 진공 펌프(8)에 연통하는 개폐 밸브(24)가 폐쇄되고, 한편, 예비 펌프로서의 제 2 진공 펌프(8)가 기동되며, 이에 연통하는 개폐 밸브(24)가 개방된다.
이와 같이, 2개의 제 2 진공 펌프(8) 및 2개의 제 1 집합관(7)이 병렬로 배치되어 있으므로, 만일, 일방의 제 2 진공 펌프(8)가 고장난 경우라도, 타방의 제 2 진공 펌프(8)로 전환함으로써, 진공 배기 시스템 전체의 운전을 계속할 수 있다. 제 2 진공 펌프(8)는 제 1 집합관(7)에 의해 제 1 진공 펌프(5)에 접속되어 있으므로, 제 2 진공 펌프(8)의 수는, 제 1 진공 펌프(5)의 수보다 적다.
복수의 제 3 진공 펌프(28)는, 제 2 집합관(35)을 개재하여 복수의 제 2 진공 펌프(8)에 연결되어 있다. 제 2 집합관(35)은, 복수의 제 2 진공 펌프(8)에 각각 접속되는 복수의 배기관(36)과, 이들 배기관(36)이 접속된 1개의 수평관(연통관)(37)과, 수평관(37)에 접속된 1개의 주관(38)과, 주관(38)에 접속된 복수의 분기관(39)을 가진다. 복수의 제 3 진공 펌프(28)는, 복수의 분기관(39)에 각각 접속되어 있다.
복수의 처리 챔버(1)에는, 대기 배출관(30)이 접속되어 있고, 이 대기 배출관(30)에는 러핑 진공 펌프(31)가 접속되어 있다. 러핑 진공 펌프(31)는, 대기압하에서 동작하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 대기 배출관(30)에는, 처리 챔버(1)에 연통하는 복수의 개폐 밸브(32)가 장착되어 있다. 통상의 운전 시에는, 이들 개폐 밸브(32)는 폐쇄되어 있고, 러핑 진공 펌프(31)는 정지되어 있다.
러핑 진공 펌프(31)는, 처리 챔버(1)로부터 대기를 배출하기 위해 사용된다. 구체적으로는, 대기로 채워진 처리 챔버(1)에 연통하고 있는 개폐 밸브(32)만을 개방하여, 러핑 진공 펌프(31)를 시동시킨다. 처리 챔버(1) 내의 대기는 대기 배출관(30)을 통하여 러핑 진공 펌프(31)에 의해 배기되고, 한편 다른 처리 챔버(1)에서는 웨이퍼의 처리를 계속할 수 있다.
도 3은, 진공 배기 시스템의 또 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성은, 도 1에 나타내는 실시 형태의 구성과 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 도 3에 나타내는 기호 TL은, 도 1에 나타내는 5개의 처리 챔버(1), 5개의 제 1 진공 펌프(5), 반송 챔버(12), 2개의 로드 록 챔버(16), 및 러핑 진공 펌프(15)를 포함하는 조립체를 모식적으로 나타내고 있다. 바꿔 말하면, 도 3에 나타내는 각 조립체 TL은, 5개의 처리 챔버(1), 5개의 제 1 진공 펌프(5), 반송 챔버(12), 2개의 로드 록 챔버(16), 및 러핑 진공 펌프(15)를 포함하고 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 복수의(도 3에서는 6개의) 배기 유닛(70)이 병렬로 배열되어 있다. 각 배기 유닛(70)은, 5개의 제 1 진공 펌프(5), 1개의 제 2 진공 펌프(8), 1개의 제 1 집합관(7), 및 제 1 집합관(7)에 장착된 개폐 밸브(24)로 구성되어 있다. 복수의 배기 유닛(70)에 포함되는 복수의 제 2 진공 펌프(8)는, 제 2 집합관(35)을 개재하여 복수의 제 3 진공 펌프(28)에 연결되어 있다. 본 실시 형태에서는, 3대의 제 3 진공 펌프(28)가 병렬로 배치되어 있다.
제 2 집합관(35)은, 복수의 배기 유닛(70)에 포함되는 모든 제 2 진공 펌프(8)에 각각 접속된 복수의 배기관(36)과, 이들 배기관(36)이 접속된 1개의 수평관(연통관)(37)과, 수평관(37)에 접속된 1개의 주관(38)과, 주관(38)에 접속된 복수의(도 3에서는 3개의) 분기관(39)을 가진다. 복수의 제 3 진공 펌프(28)는, 복수의 분기관(39)에 각각 접속되어 있다. 각 배기관(36)에는 개폐 밸브(42)가 장착되어 있으며, 마찬가지로, 각 분기관(39)에도 개폐 밸브(43)가 장착되어 있다. 수평관(37)에는, 복수의 차단 밸브(73)가 장착되어 있다. 각 차단 밸브(73)는, 복수의 배기 유닛(70) 중 인접하는 2개의 사이에 위치하고 있다.
본 실시 형태에서는, 3대의 제 3 진공 펌프(28) 전체가 운전된다. 3대의 제 3 진공 펌프(28) 중 1대가 고장 또는 메인터넌스를 위해 정지한 경우에는, 다른 2대의 제 3 진공 펌프(28)에 의해 처리 가스의 배기가 계속된다. 이와 같이 복수의 제 3 진공 펌프(28)를 병렬로 배치함으로써, 펌프 고장 또는 펌프 메인터넌스 중에도 진공 배기 시스템 전체의 운전을 계속할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 각 가스 처리 장치(10)는, 습식 제해 장치(61) 및 촉매식 제해 장치(62)를 구비하고 있다. 가스 처리 장치(10)와 제 3 진공 펌프(28)를 연결하는 집합관(50)은, 분기관(54) 및 바이패스 배기 라인(55)을 구비하고 있다. 분기관(54)은, 가스 처리 장치(10)에 각각 접속되어 있다. 이들 분기관(54)에는 개폐 밸브(56)가 장착되어 있고, 바이패스 배기 라인(55)에는 개폐 밸브(57)가 장착되어 있다. 바이패스 배기 라인(55)은, 통상은 개폐 밸브(57)에 의해 폐쇄되어 있다.
도 4는, 1개의 배기 유닛(70)을 시동할 때의 동작을 설명하는 도이다. 이하의 설명에서는, 이 배기 유닛(70)을 배기 유닛(70')이라고 칭한다. 이 배기 유닛(70')의 제 2 진공 펌프(8)의 출구는, 개시 배관(72)을 개재하여 집합관(50)에 연결된다. 배기 유닛(70')의 개시 운전 중에는, 배기 유닛(70')에 연통하는 개폐 밸브(42)는 폐쇄된다. 바이패스 배기 라인(55)에 장착된 개폐 밸브(57)는 폐쇄된 채이다. 개시 배관(72)에는 개시용 펌프(74)가 설치되고, 이 개시용 펌프(74)에 의해 개시 시의 처리 가스가 배기 유닛(70')으로부터 배기되어, 집합관(50)을 통하여 가스 처리 장치(10)로 보내진다.
배기 유닛(70')의 개시 운전은, 다른 배기 유닛(70)의 배기 운전과는 독립된 배기 루트를 통하여 행해진다. 따라서, 다른 배기 유닛(70)의 배기 운전에 영향을 주지 않고, 배기 유닛(70')의 개시 운전을 실행할 수 있다.
배기 유닛(70')의 개시 운전이 종료된 후, 개시 배관(72) 및 개시용 펌프(74)가 분리된다. 이어서, 러핑 진공 펌프(31)를 구동하여 배기 유닛(70')에 접속된 처리 챔버(1)(도 1 참조)를 진공 배기한다. 그리고 배기 유닛(70')에 연통하는 개폐 밸브(42)를 개방한다. 이러한 운전에 의해, 배기 유닛(70')으로부터 배기되는 가스가 다른 배기 유닛(70)으로 침입하는 일 없이, 배기 유닛(70')을 다른 배기 유닛(70)에 연결할 수 있다.
도 5는, 진공 배기 시스템의 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성은, 도 3에 나타내는 실시 형태의 구성과 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 각 배기 유닛(70)은, 도 2에 나타내는 실시 형태와 동일하게, 병렬로 배치된 2개의 제 2 진공 펌프(8)와, 병렬로 배치된 2개의 제 1 집합관(7)을 구비하고 있다. 즉, 각 배기 유닛(70)은, 5개의 제 1 진공 펌프(5), 2개의 제 2 진공 펌프(8), 2개의 제 1 집합관(7), 및 제 1 집합관(7)에 장착된 개폐 밸브(24)로 구성되어 있다. 복수의 배기 유닛(70)에 포함되는 복수의 제 2 진공 펌프(8)는, 제 2 집합관(35)을 개재하여 복수의 제 3 진공 펌프(28)에 연결되어 있다. 본 실시 형태에서는, 3대의 제 3 진공 펌프(28)가 병렬로 배치되어 있다.
도 6은, 진공 배기 시스템의 또 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성은, 도 5에 나타내는 실시 형태의 구성과 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 본 실시 형태에서는, 2개의 제 2 집합관(35)이 병렬로 배치되어 있다. 2개의 제 2 집합관(35)의 각각은 복수의(도 6에서는 4개의) 배기 유닛(70)에 포함되는 모든 제 2 진공 펌프(8)에 접속되어 있다. 또한, 2개의 제 2 집합관(35)에는, 각각 복수의(도 6에서는 2대의) 제 3 진공 펌프(28)가 접속되어 있고, 또한 제 3 진공 펌프(28)에는 각각 배기 가스 처리 장치(10)가 연결되어 있다.
각 제 2 집합관(35)은, 복수의 배기 유닛(70)에 포함되는 모든 제 2 진공 펌프(8)에 각각 접속된 복수의 배기관(36)과, 이들 배기관(36)이 접속된 1개의 수평관(연통관)(37)과, 수평관(37)에 접속된 1개의 주관(38)과, 주관(38)에 접속된 복수의(도 6에서는 2개의) 분기관(39)을 가진다. 복수의 제 3 진공 펌프(28)는, 복수의 분기관(39)에 각각 접속되어 있다. 각 배기관(36)에는 개폐 밸브(42)가 장착되어 있으며, 마찬가지로, 각 분기관(39)에도 개폐 밸브(43)가 장착되어 있다. 수평관(37)에는, 복수의 차단 밸브(73)가 장착되어 있다. 각 차단 밸브(73)는, 복수의 배기 유닛(70) 중 인접하는 2개의 사이에 위치하고 있다.
도 6에 나타내는 실시 형태는, 개폐 밸브(42) 및 차단 밸브(73)가 장착된 2개의 제 2 집합관(35)과, 이들 제 2 집합관(35)에 각각 연결된 2세트의 제 3 진공 펌프(28)와, 이들 2세트의 제 3 진공 펌프(28)에 각각 연결된 가스 처리 장치(10)를 가지고 있다. 이러한 구성에 의해, 복수의 배기 유닛(70) 중 어느 배기 유닛(70)을 메인터넌스 하는 경우, 그 배기 유닛(70)과 다른 배기 유닛(70)의 연통을 차단할 수 있다.
또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 어느 배기 유닛(70)만을 2개의 제 2 집합관(35) 중 일방에 연통시키고, 다른 배기 유닛(70)을 타방의 제 2 집합관(35)에 연통시킬 수 있다. 이러한 경우, 어느 배기 유닛(70)의 배기 속도를, 다른 배기 유닛(70)의 배기 속도보다 높게 할 수 있다. 또한, 어느 배기 유닛(70)에서 배기되는 처리 가스의 종류는, 다른 배기 유닛(70)에서 배기되는 처리 가스의 종류와 상이해도 된다.
도 8은, 진공 배기 시스템의 또 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성은, 도 1에 나타내는 실시 형태의 구성과 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 도 8에 나타내는 처리 챔버(1)는, 그 내부에서 복수의 웨이퍼가 처리되는, 이른바 배치식 처리 챔버이다. 각 처리 챔버(1) 내에는, CVD의 원료 가스 등의 처리 가스가 공급되고, 복수의 웨이퍼는 처리 챔버(1) 내에서 처리된다.
복수의 처리 챔버(1)에는, 복수의 제 1 진공 펌프(5)가 각각 연결되어 있다. 이들 제 1 진공 펌프(5)는, 예를 들면 터보 분자 펌프, 용적식 진공 펌프(예를 들면, 루트형 진공 펌프, 클로우형 진공 펌프 또는 스크루형 진공 펌프) 등이다. 각 처리 챔버(1) 내의 진공은 제 1 진공 펌프(5)의 운전에 의해 형성된다. 이들 제 1 진공 펌프(5)는, 집합관(7)을 개재하여 제 2 진공 펌프(8)에 연결되어 있다.
본 실시 형태에서는, 3개의 제 2 진공 펌프(8)가 설치되어 있다. 이들 제 2 진공 펌프(8)는 병렬로 배치되고, 집합관(7)에 각각 접속되어 있다. 제 2 진공 펌프(8)의 각각은, 집합관(7)을 통하여 복수의 제 1 진공 펌프(5) 전체에 연결되어 있다. 집합관(7)은, 복수의 제 1 진공 펌프(5)에 각각 접속된 복수의 배기관(20)과, 이들 배기관(20)이 접속된 1개의 수평관(연통관)(21)과, 수평관(21)에 접속된 1개의 주관(22)과, 주관(22)에 접속된 복수의 분기관(23)을 가진다. 복수의 제 2 진공 펌프(8)는, 복수의 분기관(23)에 각각 접속되어 있다. 각 배기관(20)에는 개폐 밸브(24)가 장착되어 있으며, 마찬가지로, 각 분기관(23)에도 개폐 밸브(25)가 장착되어 있다.
제 2 진공 펌프(8)로서는, 처리 가스에 대해 내성을 가지는 진공 펌프가 사용된다. 본 실시 형태에서는, 3대의 제 2 진공 펌프(8) 전체가 운전된다. 3대의 제 2 진공 펌프(8) 중 1대가 고장 또는 메인터넌스 때문에 정지된 경우에는, 다른 2대의 제 2 진공 펌프(8)에 의해 처리 가스의 배기가 계속된다. 이와 같이 복수의 제 2 진공 펌프(8)를 병렬로 배치함으로써, 펌프 고장 또는 펌프 메인터넌스 중에도 진공 배기 시스템 전체의 운전을 계속할 수 있다.
가스 처리 장치(10)는, 제 2 진공 펌프(8)의 하류측에 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 2개의 가스 처리 장치(10)가 병렬로 설치되어 있다. 가스 처리 장치(10)는, 집합관(50)을 개재하여 제 2 진공 펌프(8)에 연결되어 있다. 각 가스 처리 장치(10)는, 연소식 제해 장치(101)와, 습식 제해 장치(102)를 가지고 있다. 이들 연소식 제해 장치(101)와 습식 제해 장치(102)는, 이 순서로 직렬로 배치되어 있다.
연소식 제해 장치(101)는, CVD(화학 증착)에 사용되는 실란 가스(SiH4)을 제거하기 위해 설치되어 있고, 습식 제해 장치(102)는, 처리 가스의 연소에 의해 발생한 SiO2로 이루어지는 분체(粉體)나 산성 가스를 제거하기 위해 설치되어 있다. 연소식 제해 장치(101)는, 히터식 제해 장치, 플라즈마식 제해 장치여도 된다. 또한, 분체 배출량이 규정값을 초과하지 않을 경우나 산성 가스의 농도가 배출 농도 규제값을 초과하지 않으면 습식 제해 장치(102)를 생략해도 된다.
복수의 제 1 진공 펌프(5)에는, 클리닝 가스 배출관(80)을 개재하여 복수의 클리닝 가스 배출용 펌프(81)가 연결되어 있다. 본 실시 형태에서는, 3개의 클리닝 가스 배출용 펌프(81)가 설치되어 있다. 클리닝 가스 배출관(80)은 집합관의 형상을 가지고 있다. 구체적으로는, 클리닝 가스 배출관(80)은, 복수의 제 1 진공 펌프(5)에 각각 접속된 복수의 배기관(84)과, 이들 배기관(84)이 접속된 1개의 수평관(연통관)(85)과, 수평관(85)에 접속된 1개의 주관(86)과, 주관(86)에 접속된 복수의 분기관(87)을 가진다. 복수의 클리닝 가스 배출용 펌프(81)는, 복수의 분기관(87)에 각각 접속되어 있다. 각 배기관(84)에는 개폐 밸브(91)가 장착되어 있으며, 마찬가지로, 각 분기관(87)에도 개폐 밸브(92)가 장착되어 있다.
처리 챔버(1) 내에서 CVD 처리가 행해질 경우, 처리 가스로서 사용되는 원료 가스에 포함되는 원료가 처리 챔버(1)의 내부에 퇴적된다. 따라서, 처리 챔버(1)의 내부를 클리닝하기 위해, 클리닝 가스가 처리 챔버(1) 내에 공급된다. 클리닝 가스는, 제 1 진공 펌프(5) 및 클리닝 가스 배출용 펌프(81)에 의해 처리 챔버(1)로부터 배기된다. 클리닝 가스 배출용 펌프(81)로서는, 클리닝 가스에 대해 내성을 가지는 진공 펌프가 사용된다.
클리닝 가스 배출용 펌프(81)로부터 배기된 클리닝 가스를 무해화하기 위한 배기 가스 처리 장치(118)가, 클리닝 가스 배출용 펌프(81)의 하류측에 설치되어 있다. 이 배기 가스 처리 장치(118)는, 습식 제해 장치(119)로 구성되어 있다. 또한, 배기 가스 처리 장치(118)는, 연소식 제해 장치 등 다른 처리 방식이어도 된다. 배기 가스 처리 장치(118)는, 집합관(110)을 개재하여 클리닝 가스 배출용 펌프(81)에 연결되어 있다. 집합관(110)은 복수의 클리닝 가스 배출용 펌프(81)에 접속되는 복수의 배기관(111)을 가지고 있고, 이들 배기관(111)에는 개폐 밸브(112)가 장착되어 있다.
복수의 제 1 진공 펌프(5)에는, 대기 배출관(30)을 개재하여 복수의 러핑 진공 펌프(31)가 연결되어 있다. 본 실시 형태에서는, 2개의 러핑 진공 펌프(31)가 설치되어 있다. 대기 배출관(30)은 집합관의 형상을 가지고 있다. 구체적으로는, 대기 배출관(30)은, 복수의 제 1 진공 펌프(5)에 각각 접속된 복수의 배기관(33)과, 이들 배기관(33)이 접속된 1개의 수평관(연통관)(34)과, 수평관(34)에 접속된 1개의 주관(41)과, 주관(41)에 접속된 복수의 분기관(45)을 가진다. 복수의 러핑 진공 펌프(31)는, 복수의 분기관(45)에 각각 접속되어 있다. 각 배기관(33)에는 개폐 밸브(32)가 장착되어 있으며, 마찬가지로, 각 분기관(45)에도 개폐 밸브(95)가 장착되어 있다.
러핑 진공 펌프(31)는, 대기압하에서 동작하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 통상의 운전 시에는, 대기 배출관(30)에 장착된 모든 개폐 밸브(32, 95)는 폐쇄되어 있고, 러핑 진공 펌프(31)는 정지되어 있다. 러핑 진공 펌프(31)는, 처리 챔버(1)로부터 대기를 배출하기 위해 사용된다. 예를 들면, 어느 처리 챔버(1)의 메인터넌스가 종료된 후, 대기로 채워진 처리 챔버(1)에 연통하고 있는 개폐 밸브(32)만을 개방함과 함께, 개폐 밸브(95)를 개방하고, 또한 러핑 진공 펌프(31)를 시동시킨다. 처리 챔버(1) 내의 대기는 대기 배출관(30)을 통하여 러핑 진공 펌프(31)에 의해 배기된다. 러핑 진공 펌프(31)의 하류측에는, 가스 처리 장치(10)는 설치되어 있지 않다.
상기 서술한 집합관(7), 클리닝 가스 배출관(80), 및 대기 배출관(30)은, 병렬로 배치되어 있다. 처리 가스, 클리닝 가스, 및 대기는, 각각의 루트를 통하여 각각의 진공 펌프(8, 81, 31)에 의해 배출된다. 따라서, 제 2 진공 펌프(8), 클리닝 가스 배출용 펌프(81), 및 러핑 진공 펌프(31)로서, 배기해야 할 가스의 종류에 의거하여 최적의 진공 펌프를 선택할 수 있다. 또한, 배기해야 할 가스의 종류에 의거하여 최적의 제해 장치를 선택할 수 있다.
제 1 진공 펌프(5)는 제 1 룸(예를 들면 클린 룸) 내에 배치되어 있으며, 제 2 진공 펌프(8), 클리닝 가스 배출용 펌프(81), 및 러핑 진공 펌프(31)는, 클린 룸과는 다른 룸(제 2 룸)에 배치되어 있다. 예를 들면, 제 1 룸은 위층에 있고, 제 2 룸은 아래층에 있다. 도 1에 나타내는 실시 형태와 같이, 제 1 진공 펌프(5)는, 처리 챔버(1)에 인접하게 배치되어 있다.
도 9는, 진공 배기 시스템의 또 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성은, 도 8에 나타내는 실시 형태의 구성과 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 본 실시 형태에서는, 2개의 집합관(7)이 병렬로 배치되어 있고, 2개의 제 2 진공 펌프(8)도 병렬로 배치되어 있다. 이들 제 2 진공 펌프(8)는, 이들 집합관(7)을 통하여 복수의 제 1 진공 펌프(5)에 연결되어 있다. 2개의 제 2 진공 펌프(8)에는, 2개의 가스 처리 장치(10)가 각각 연결되어 있다. 가스 처리 장치(10)로서는, 연소식 제해 장치(101)가 사용되고 있다. 집합관(7)의 수평관(연통관)(21)에는, 복수의 차단 밸브(121)가 장착되어 있다. 차단 밸브(121)는, 각 배기관(20)과 수평관(21)의 접속점의 양측에 배치되어 있다.
마찬가지로, 2개의 클리닝 가스 배출관(80)이 병렬로 배치되어 있고, 2개의 클리닝 가스 배출용 펌프(81)도 병렬로 배치되어 있다. 이들 클리닝 가스 배출용 펌프(81)는, 이들 클리닝 가스 배출관(80)을 통하여 복수의 제 1 진공 펌프(5)에 연결되어 있다. 클리닝 가스 배출관(80)의 수평관(연통관)(85)에는, 복수의 차단 밸브(122)가 장착되어 있다. 차단 밸브(122)는, 각 배기관(84)과 수평관(85)의 접속점의 양측에 배치되어 있다.
또한, 2개의 대기 배출관(30)이 병렬로 배치되어 있고, 2개의 러핑 진공 펌프(31)도 병렬로 배치되어 있다. 이들 러핑 진공 펌프(31)는, 이들 대기 배출관(30)을 통하여 복수의 제 1 진공 펌프(5)에 연결되어 있다. 대기 배출관(30)의 수평관(연통관)(34)에는, 복수의 차단 밸브(124)가 장착되어 있다. 차단 밸브(124)는, 각 배기관(33)과 수평관(34)의 접속점의 양측에 배치되어 있다.
도 9에 나타내는 실시 형태는, 개폐 밸브(24) 및 차단 밸브(121)가 장착된 2개의 집합관(7)과, 이들 집합관(7)에 각각 연결된 2개의 제 2 진공 펌프(8)와, 이들 2개의 제 2 진공 펌프(8)에 각각 연결된 2개의 가스 처리 장치(10)를 가지고 있다. 이러한 구성에 의해, 복수의 배기 챔버(1) 중 어느 배기 챔버(1)를 메인터넌스하는 경우, 그 배기 챔버(1)와 다른 배기 챔버(1)의 연통을 차단할 수 있다.
또한, 도 10에 나타내는 바와 같이, 어느 배기 챔버(1)만을 2개의 집합관(7) 중 일방에 연통시키고, 다른 배기 챔버(1)를 타방의 집합관(7)에 연통시킬 수 있다. 이러한 경우, 어느 배기 챔버(1)의 배기 속도를, 다른 배기 챔버(1)의 배기 속도보다 높게 할 수 있다. 또한, 어느 배기 챔버(1)에서 배기되는 처리 가스의 종류는, 다른 배기 챔버(1)에서 배기되는 처리 가스의 종류와 상이해도 된다.
도 11은, 진공 배기 시스템의 또 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성은, 도 8에 나타내는 실시 형태의 구성과 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 본 실시 형태에서는, 제해 장치(130)가 집합관(7)에 장착되어 있다. 보다 구체적으로는, 집합관(7)의 복수의 배기관(20)에, 복수의 제해 장치(130)가 각각 장착되어 있다.
본 실시 형태는, 실리콘 질화막을 형성하는 저압 CVD가 처리 챔버(1) 내에서 행해지는 경우에 적합하다. 실리콘 질화막을 형성하는 저압 CVD에서는, 부생성물로서 염화 암모늄(NH4CL)이 생성된다. 이 염화 암모늄은, 대기압하에서 330℃ 정도에서 승화되는 특성을 가지고 있다. 이 때문에, 고진공 중에서는 가스 상태로 존재하지만, 압력의 상승에 의해 고형화되기 쉬워진다.
염화 암모늄과 같은 부생성물이 진공 펌프 내에서 고형화되면, 진공 펌프의 메인터넌스 빈도가 높아진다. 메인터넌스 빈도를 늘리지 않기 위해서는, 처리 가스를 고온으로 가열하여, 부생성물을 가스 상태로 유지할 필요가 있다. 그러나, 처리 가스의 가열은 에너지 사용량의 증대를 초래하고, 또한, 프로세스 조건에 따라서는, 처리 가스의 가열만으로는 가스 상태를 유지할 수 없는 경우도 있다.
따라서, 본 실시 형태에서는, 제 1 진공 펌프(5)의 출구 근방에 제해 장치(130)를 설치하고, 당해 제해 장치(130)로 처리 가스의 분해(저분자화)를 행한다. 이로써, 제해 장치(130)의 하류측에서는, 염화 암모늄으로서의 가스는 존재하지 않게 되기 때문에, 염화 암모늄이 고형화되지 않는다. 따라서, 처리 가스를 고온으로 유지할 필요가 없어져, 에너지 절약화를 달성할 수 있다. 또한, 제 2 진공 펌프(8)에 대한 부하를 작게 할 수 있기 때문에, 제 2 진공 펌프(8)의 간략화, 메인터넌스 빈도 저감이 실현된다.
도 12는, 진공 배기 시스템의 일 실시 형태를 나타내는 모식도이다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 진공 배기 시스템은, 흡입관(145)과, 흡입관(145)으로부터 분기된 분기관(146) 및 백업관(148)과, 분기관(146)에 접속된 진공 펌프(150)와, 백업관(148)에 접속된 백업 펌프(152)를 구비하고 있다. 흡입관(145)은, CVD 장치나 PVD 장치, 에칭 장치 등의 반도체 디바이스 제조 장치에 구비되는 처리 챔버(1)에 접속되어 있다.
분기관(146) 및 백업관(148)에는, 개폐 밸브(155) 및 백업 밸브(156)가 각각 장착되어 있다. 이들 개폐 밸브(155) 및 백업 밸브(156)는, 신호선을 개재하여 동작 제어부(160)에 접속되어 있고, 개폐 밸브(155) 및 백업 밸브(156)의 개폐 동작은 동작 제어부(160)에 의해 제어된다. 진공 펌프(150) 및 백업 펌프(152)는, 무선 통신 또는 유선 통신에 의해 동작 제어부(160)에 접속되어 있으며, 이들 진공 펌프(150) 및 백업 펌프(152)의 운전은 동작 제어부(160)에 의해 제어된다. 유선 통신의 형태로서는, 디지털 통신 또는 아날로그 통신이 있다.
진공 펌프(150) 및 백업 펌프(152)는, 각각 전동기 및 인버터(도시 생략)를 구비하고 있으며, 진공 펌프(150) 및 백업 펌프(152)의 회전 속도의 현재값은 인버터로부터 동작 제어부(160)로 보내진다. 회전 속도의 현재값을 나타내는 신호는, 통신 또는, 전압 또는 전류 등의 아날로그 신호로 환산된 신호, 또는 펄스 신호로 환산된 신호여도 된다.
통상의 운전에서는, 개폐 밸브(155)는 개방되어 있고, 백업 밸브(156)는 폐쇄되어 있다. 진공 펌프(150) 및 백업 펌프(152)는, 양방 모두 운전된다. 따라서, 통상의 운전에서는, 처리 챔버(1) 내의 처리 가스는, 진공 펌프(150)에 의해 배기된다. 동작 제어부(160)는, 진공 펌프(150) 및 백업 펌프(152)의 운전 상태, 펌프 운전 이상, 개폐 밸브(155) 및 백업 밸브(156)의 개폐 상태를 상위 장치에 송신하기 위한 아날로그 신호 출력 단자 또는 디지털 신호 출력 단자(도시 생략)를 구비하고 있다.
반도체 디바이스의 제조에서는, 처리 가스가 처리 챔버(1) 내에 주입되면서, 진공 펌프(150)는, 이 처리 가스를 처리 챔버(1)로부터 배기하고, 처리 챔버(1) 내를 저압으로 유지한다. 반도체 디바이스 제조 장치는, 처리 챔버(1) 내의 압력을 측정하는 압력 센서(도시 생략)를 구비하고 있다. 처리 챔버(1) 내의 압력이, 압력의 이상 상승을 나타내는 압력 상한값을 초과하면, 반도체 디바이스 제조 장치는, 그 운전을 강제적으로 정지시킨다. 따라서, 반도체 디바이스의 제조가 개시된 후에는, 처리 챔버(1) 내의 압력을 상기 압력 상한값보다 낮게 유지해야 한다. 그러나, 처리 가스가 진공 펌프(150) 내에서 고화되어 퇴적물을 형성하면, 진공 펌프(150)의 회전 속도가 저하되어, 처리 챔버(1) 내의 압력이 크게 상승하는 경우가 있다.
따라서, 본 실시 형태에서는, 처리 챔버(1) 내의 압력이 상기 압력 상한값에 도달하기 전에, 백업 펌프(152)에 의해 처리 챔버(1)의 진공 배기가 개시된다. 도 13은, 진공 펌프(150)의 회전 속도와, 진공 펌프(150)의 흡입측 압력(즉, 처리 챔버(1) 내의 압력)의 시간 변화를 나타내는 그래프이다. 도 13의 그래프에 있어서, 세로축은 회전 속도 및 흡입측 압력을 나타내고, 가로축은 시간을 나타내고 있다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 동작 제어부(160)는, 그 내부에, 진공 배기 동작을 진공 펌프(150)로부터 백업 펌프(152)로 전환하기 위한 임계값을 미리 기억(저장)하고 있다. 동작 제어부(160)는, 진공 펌프(150)의 회전 속도가 임계값보다 낮을 때에, 백업 밸브(156)를 개방하고, 개폐 밸브(155)를 폐쇄하도록 구성된다.
도 14는, 백업 밸브(156)가 개방되고, 개폐 밸브(155)가 폐쇄된 상태를 나타내는 도면이다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 백업 밸브(156)가 개방되고, 개폐 밸브(155)가 폐쇄되면, 흡입관(145)과 백업 펌프(152)가 연통하여, 흡입관(145)과 진공 펌프(150)의 연통이 차단된다. 따라서, 흡입관(145)에 접속되어 있는 처리 챔버(1) 내의 처리 가스는, 백업 펌프(152)에 의해 흡인된다.
임계값은, 진공 펌프(150)의 회전 속도와, 진공 펌프(150)의 흡입측 압력(즉, 처리 챔버(1) 내의 압력)과의 관계에 의거하여 미리 결정된다. 도 15는, 진공 펌프(150)의 회전 속도와 진공 펌프(150)의 흡입측 압력과의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 15에 나타내는 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 진공 펌프(150)의 회전 속도와 진공 펌프(150)의 흡입측 압력은, 대략 반비례의 관계에 있다.
본 실시 형태에 있어서의 임계값은, 진공 펌프(150)의 회전 속도에 관한 임계값이다. 도 15에 나타내는 바와 같이, 임계값은, 반도체 디바이스 제조 장치에 설정되어 있는 상기 압력 상한값보다 낮은 흡입측 압력(TP)에 상당하는 미리 정해진 회전 속도이다. 즉, 진공 펌프(150)의 회전 속도가 임계값과 동등할 때의 진공 펌프(150)의 흡입측 압력(TP)은, 압력 상한값보다 낮다. 따라서, 도 13에 나타내는 바와 같이, 진공 펌프(150)의 이상이 발생했을 때, 흡입측 압력이 압력 상한값에 도달하기 전에, 진공 펌프(150)의 회전 속도는 임계값에 도달하여, 백업 펌프(152)에 의한 진공 배기가 개시된다. 흡입측 압력은 빠르게 저하되어 원래의 값으로 유지된다.
이어서, 도 16의 플로우 차트를 참조하여, 본 실시 형태와 관련된 백업 운전을 설명한다. 단계 1에서는, 진공 펌프(150)가 시동된다. 진공 펌프(150)의 시동과 동시에, 또는 그 후에, 백업 펌프(152)가 시동된다. 동작 제어부(160)는, 진공 펌프(150)의 실회전 속도가 진공 펌프(150)의 정격 회전 속도 이상인지 여부를 판단한다(단계 2). 진공 펌프(150)의 실회전 속도가 정격 회전 속도 이상일 경우에는, 동작 제어부(160)는, 진공 펌프(150)의 회전 속도의 저하의 감시를 개시한다(단계 3).
동작 제어부(160)는, 진공 펌프(150)의 회전 속도를 임계값과 비교하여, 진공 펌프(150)의 회전 속도가 임계값보다 낮은지 여부를 판단한다(단계 4). 진공 펌프(150)의 회전 속도가 임계값보다 낮을 경우에는, 동작 제어부(160)는 백업 밸브(156)를 개방한다(단계 5).
동작 제어부(160)는, 재차, 진공 펌프(150)의 회전 속도가 임계값보다 낮은지 여부를 판단한다(단계 6). 이것은, 이물 혼입 등에 의해, 회전 속도의 일시적인 저하가 일어나는 경우가 있기 때문이다. 만약, 진공 펌프(150)의 회전 속도가 상승하여 다시 임계값 이상이 된 경우에는, 동작 제어부(160)는 백업 밸브(156)를 폐쇄하고(단계 7), 단계 3의 회전 속도의 저하의 감시를 다시 개시한다. 상기 서술한 단계 6에 있어서, 진공 펌프(150)의 회전 속도가 임계값보다 낮을 경우에는, 동작 제어부(160)는 개폐 밸브(155)를 폐쇄하고(단계 8), 이에 따라 백업 운전이 개시된다.
소비 전력을 삭감하기 위해, 백업 운전이 개시될 때까지, 백업 펌프(152)는 대기 운전을 하고 있어도 된다. 보다 구체적으로는, 진공 펌프(150)의 회전 속도가 임계값 이상일 때에는, 백업 펌프(152)는 제 1 회전 속도로 운전하고, 진공 펌프(150)의 회전 속도가 임계값보다 낮을 때에는, 백업 펌프(152)는 제 1 회전 속도보다 높은 제 2 회전 속도로 운전하도록 해도 된다. 백업 운전으로 전환되었을 때의 압력 상승을 회피하기 위해, 상기 서술한 제 1 회전 속도는, 상기 임계값 이상인 것이 바람직하다.
상기 서술한 단계 4에 있어서, 진공 펌프(150)의 회전 속도가 임계값 이상일 경우에는, 동작 제어부(160)는 진공 펌프(150)로부터 알람 신호가 발신되었는지 여부를 판단한다(단계 9). 이 알람 신호는, 진공 펌프(150)의 온도의 이상 상승이나 통신 기능 정지 등의 문제가 일어났을 때에 진공 펌프(150)로부터 동작 제어부(160)로 발신된다. 알람 신호가 발신되지 않고 있는 경우에는, 동작 제어부(160)는 단계 3의 회전 속도의 저하의 감시를 다시 개시한다. 알람 신호가 발신된 경우에는, 동작 제어부(160)는 백업 밸브(156)를 개방으로 하고(단계 10), 또한 개폐 밸브(155)를 폐쇄하며(단계 8), 이에 따라 백업 운전이 개시된다.
일반적으로, 반도체 디바이스의 제조에 사용되는 처리 가스는, 온도의 저하에 따라 고화되는 성질을 가지고 있다. 이 때문에, 처리 가스가 진공 펌프(150) 내에서 고화되어 퇴적물을 형성하여, 이것이 펌프 로터의 회전을 저해하는 경우가 있다. 따라서, 진공 펌프(150)는, 그 회전 속도가 미리 설정된 속도 하한값으로까지 저하되었을 때에는, 회전 속도의 이상 저하를 나타내는 속도 저하 신호를 발신하는 기능을 구비하고 있다. 이 속도 저하 신호는, 동작 제어부(160)로 보내진다. 동작 제어부(160)는, 이 속도 저하 신호를 수신하면, 진공 펌프(150)의 운전을 정지시키도록 되어 있다. 상기 서술한 임계값은, 속도 하한값보다 큰 값이다. 동작 제어부(160)는, 속도 저하 신호를 수신하면, 백업 밸브(156)를 개방하고, 개폐 밸브(155)을 폐쇄하도록 구성되어도 된다.
진공 펌프(150)의 운전 시에 백업 밸브(156)가 폐쇄되어 있는 이유는, 처리 가스가 백업 펌프(152) 내에서 고화되는 것을 방지하기 위해서이다. 또한, 진공 펌프(150)의 운전 시에 백업 밸브(156)가 폐쇄되어 있음에도 불구하고, 백업 펌프(152)가 운전되고 있는 이유는, 펌프의 운전 전환 시에 백업 펌프(152)가 빠르게 진공 배기 동작을 개시하여, 처리 챔버(1) 내의 압력 상승을 방지하기 위해서이다.
본 실시 형태에서는, 진공 펌프(150)의 회전 속도는, 흡입측 압력을 간접적으로 나타내는 압력 지표값이다. 압력 지표값으로서 진공 펌프(150)의 회전 속도를 사용함으로써, 흡입측 압력을 측정하기 위한 압력 센서가 불필요해진다. 따라서, 반도체 디바이스 제조 장치 등의 기설(旣設)의 장치에 압력 센서를 설치하지 않고, 또는 기설의 압력 센서와 신호선으로 접속하는 일 없이, 본 실시 형태의 진공 배기 시스템을 기설의 장치에 용이하게 장착할 수 있다.
반도체 디바이스 제조 장치가 새롭게 설치되는 경우에는, 압력 센서와 함께 진공 배기 시스템을 반도체 디바이스 제조 장치에 조립해도 된다. 이러한 경우에는, 압력 센서를 동작 제어부(160)에 접속하고, 동작 제어부(160)는 흡입측 압력의 측정값을 임계값이라고 판단해도 된다. 도 17은, 진공 배기 시스템의 다른 실시 형태를 나타내는 모식도이다. 특별히 설명하지 않는 구성 및 동작은, 도 12 내지 도 16에 나타내는 실시 형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 이 실시 형태에서는, 압력 센서(161)가 흡입관(145)에 접속되어 있다. 압력 센서(161)는, 진공 펌프(150)의 흡입측 압력, 즉, 흡입관(145) 및 처리 챔버(1) 내의 압력을 측정하고, 흡입측 압력의 측정값을 동작 제어부(160)에 송신한다. 본 실시 형태에서는, 흡입측 압력의 측정값은, 흡입측 압력을 직접적으로 나타내는 압력 지표값이다.
동작 제어부(160)는, 흡입측 압력의 측정값을 임계값과 비교함으로써, 백업 운전을 개시해야 할지 여부를 결정한다. 본 실시 형태에 있어서의 임계값은, 진공 펌프(150)의 흡입측 압력에 관한 임계값이다. 동작 제어부(160)는, 흡입측 압력의 측정값이 임계값에 도달했을 때에, 백업 밸브(156)를 개방하고, 개폐 밸브(155)를 폐쇄한다.
도 18은, 도 17에 나타내는 실시 형태에 사용되는 임계값을 설명하는 도면이다. 도 18에 나타내는 바와 같이, 임계값은, 반도체 디바이스 제조 장치에 설정되어 있는 상기 압력 상한값보다 낮은 값이다. 따라서, 진공 펌프(150)의 이상이 발생했을 때, 흡입측 압력이 압력 상한값에 도달하기 전에, 흡입측 압력은 임계값에 도달하여, 백업 펌프(152)에 의한 진공 배기가 개시된다.
도 19는, 진공 배기 시스템의 또 다른 실시 형태를 나타내는 모식도이다. 특별히 설명하지 않는 구성 및 동작은, 도 12 내지 도 16에 나타내는 실시 형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 본 실시 형태에서는, 흡입관(145)은, 집합관으로 구성되어 있다. 이하, 흡입관(145)을 집합관(145)이라고 칭한다. 집합관(145)의 복수의 입구는, 복수의 부스터 펌프(165)의 배기구에 접속되어 있다. 이들 부스터 펌프(165)는 복수의 처리 챔버(1)에 각각 접속되어 있다.
제 1 분기관(146A), 제 2 분기관(146B), 및 백업관(148)은, 집합관(145)으로부터 분기되어 있으며, 각각 진공 펌프(150A), 진공 펌프(150B), 및 백업 펌프(152)에 접속되어 있다. 진공 펌프(150A), 진공 펌프(150B), 및 백업 펌프(152)는, 각각 메인 펌프로서 기능한다. 제1 분기관(146A), 제 2 분기관(146B), 및 백업관(148)에는, 제1 개폐 밸브(155A), 제 2 개폐 밸브(155B), 및 백업 밸브(156)가 각각 장착되어 있다.
본 실시 형태에 있어서, 통상 운전으로부터 백업 운전으로의 전환은, 상기 서술한 도 12 내지 도 16을 참조하여 설명한 실시 형태와 동일하게 행해진다. 즉, 진공 펌프(150A)의 회전 속도가 임계값보다 낮을 경우에는, 도 20에 나타내는 바와 같이, 동작 제어부(160)는 백업 밸브(156)를 개방하고, 제1 개폐 밸브(155A)를 폐쇄한다. 진공 펌프(150B)의 회전 속도가 임계값보다 낮을 경우에는, 도 21에 나타내는 바와 같이, 동작 제어부(160)는 백업 밸브(156)를 개방하고, 제 2 개폐 밸브(155B)를 폐쇄한다.
상기 서술한 실시 형태는, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 자가 본 발명을 실시할 수 있는 것을 목적으로 하여 기재된 것이다. 상기 실시 형태의 다양한 변형예는, 당업자라면 당연히 이룰 수 있는 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 다른 실시 형태에도 적용할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 기재된 실시 형태에 한정되지 않고, 특허 청구범위에 의해 정의되는 기술적 사상을 따른 가장 넓은 범위로 해석되는 것이다.
본 발명은, 반도체 디바이스 제조 장치 등에 사용되는 1개 또는 복수의 처리 챔버로부터 처리 가스를 배기하기 위해 사용되는 진공 배기 시스템에 이용 가능하다.
1 처리 챔버
5 제 1 진공 펌프
7 제 1 집합관
8 제 2 진공 펌프
10 가스 처리 장치
12 반송 챔버
15 러핑 진공 펌프
16 로드 록 챔버
20 배기관
21 수평관(연통관)
22 주관
24 개폐 밸브
28 제 3 진공 펌프
30 대기 배출관
31 러핑 진공 펌프
32 개폐 밸브
33 배기관
34 수평관(연통관)
35 제 2 집합관
36 배기관
37 수평관(연통관)
38 주관
39 분기관
40 개폐 밸브
42 개폐 밸브
43 개폐 밸브
47 불활성 가스 공급 장치
50 집합관
51 배기관
53 개폐 밸브
61 상단 습식 제해 장치
62 촉매식 제해 장치
63 하단 습식 제해 장치
70 배기 유닛
72 개시 배관
73 차단 밸브
74 개시용 펌프
80 클리닝 가스 배출관
81 클리닝 가스 배출용 펌프
84 배기관
85 수평관(연통관)
86 주관
87 분기관
91 개폐 밸브
92 개폐 밸브
101 연소식 제해 장치
102 습식 제해 장치
111 배기관
112 개폐 밸브
118 배기 가스 처리 장치
119 습식 제해 장치
121, 122, 124 차단 밸브
130 제해 장치
145 흡입관
146, 146A, 146B 분기관
148 백업관
150, 150A, 150B 진공 펌프
152 백업 펌프
155, 155A, 155B 개폐 밸브
156 백업 밸브
160 동작 제어부
161 압력 센서
165 부스터 펌프

Claims (23)

  1. 복수의 처리 챔버로부터 기체를 배기하기 위한 진공 배기 시스템으로서,
    상기 복수의 처리 챔버에 각각 접속되는 복수의 제 1 진공 펌프와,
    상기 복수의 제 1 진공 펌프에 접속된 집합관과,
    상기 집합관에 접속된 제 2 진공 펌프를 구비한 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 진공 펌프는, 상기 복수의 제 1 진공 펌프의 근방에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 집합관 및 상기 제 2 진공 펌프는 각각 복수 설치되어 있고,
    상기 복수의 집합관 모두, 상기 복수의 제 1 진공 펌프에 접속되어 있으며,
    상기 복수의 제 2 진공 펌프는, 상기 복수의 집합관에 각각 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 진공 펌프에 연결된 제 3 진공 펌프를 더 구비하고,
    상기 제 2 진공 펌프는 용적형 다단 진공 펌프인 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 집합관은, 복수의 제 1 집합관이며,
    상기 복수의 제 2 진공 펌프를 상기 제 3 진공 펌프에 연결하는 제 2 집합관을 더 구비한 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 3 진공 펌프는 복수 설치되어 있고,
    상기 복수의 제 3 진공 펌프는 병렬로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 집합관은, 상기 복수의 제 3 진공 펌프에 각각 접속되는 복수의 분기관을 가지고 있고,
    상기 복수의 분기관에는 복수의 개폐 밸브가 각각 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 집합관은, 제 1 집합관이며,
    상기 진공 배기 시스템은, 복수의 배기 유닛과, 상기 제 2 진공 펌프의 하류측에 배치된 제 3 진공 펌프를 가지고,
    상기 복수의 제 1 진공 펌프, 상기 제 2 진공 펌프, 및 상기 제 1 집합관은, 상기 복수의 배기 유닛 중 하나의 배기 유닛을 구성하며,
    상기 복수의 배기 유닛에 포함되는 상기 복수의 제 2 진공 펌프를 상기 제 3 진공 펌프에 연결하는 제 2 집합관을 더 구비한 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 진공 펌프는 복수 설치되어 있고,
    상기 복수의 제 3 진공 펌프의 수는, 상기 복수의 제 2 진공 펌프의 수보다 적은 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 집합관 및 상기 제 3 진공 펌프는 각각 복수 설치되어 있고,
    상기 복수의 제 3 진공 펌프는, 병렬로 배치된 상기 복수의 제 2 집합관을 개재하여 상기 복수의 제 2 진공 펌프에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 제 2 집합관의 각각은,
    상기 복수의 제 2 진공 펌프에 각각 접속된 복수의 배기관과,
    상기 복수의 배기관이 접속된 연통관과,
    상기 연통관에 접속된 주관을 구비하고,
    상기 복수의 배기관에는 복수의 개폐 밸브가 각각 장착되어 있으며,
    상기 연통관에는 복수의 차단 밸브가 장착되어 있고,
    상기 복수의 차단 밸브의 각각은, 상기 복수의 배기 유닛 중 인접하는 2개의 사이에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 진공 펌프는 복수 설치되어 있고, 상기 복수의 제 2 진공 펌프는 상기 집합관에 병렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 집합관은, 상기 복수의 제 2 진공 펌프에 각각 접속되는 복수의 분기관을 가지고 있고,
    상기 복수의 분기관에는 복수의 개폐 밸브가 각각 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 진공 펌프에 접속된 클리닝 가스 배출관과,
    상기 클리닝 가스 배출관에 접속된 클리닝 가스 배출용 펌프를 더 구비하고,
    상기 클리닝 가스 배출관과 상기 집합관은, 병렬로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    클리닝 가스를 처리하는 가스 처리 장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 처리 챔버에 연결된 대기 배출관과,
    상기 대기 배출관에 접속된 러핑 진공 펌프를 더 구비하고,
    상기 대기 배출관과 상기 집합관은, 병렬로 배치되어 있으며,
    상기 러핑 진공 펌프는, 대기압하에서 동작하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 집합관에는 제해 장치가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 처리 챔버로부터 배기된 처리 가스를 무해화하는 가스 처리 장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
  19. 흡입관과,
    상기 흡입관으로부터 분기된 분기관 및 백업관과,
    상기 분기관 및 상기 백업관에 각각 장착된 개폐 밸브 및 백업 밸브와,
    상기 분기관에 접속된 진공 펌프와,
    상기 백업관에 접속된 백업 펌프와,
    상기 개폐 밸브 및 상기 백업 밸브의 개폐 동작을 제어하는 동작 제어부를 구비하고,
    상기 동작 제어부는, 상기 진공 펌프의 회전 속도를 임계값과 비교하여, 상기 진공 펌프의 회전 속도가 상기 임계값보다 낮을 때에, 상기 백업 밸브를 개방하고, 상기 개폐 밸브를 폐쇄하도록 구성되며,
    상기 진공 펌프의 회전 속도가 상기 임계값과 동등할 때의 상기 흡입측 압력은, 상기 흡입측 압력의 이상 상승을 나타내는 압력 상한값보다 낮은 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 진공 펌프는, 그 회전 속도가 미리 설정된 속도 하한값에 도달한 경우에는, 속도 저하 신호를 상기 동작 제어부에 송신하도록 구성되어 있고,
    상기 임계값은 상기 속도 하한값보다 큰 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 진공 펌프의 회전 속도가 상기 임계값 이상일 때에는, 상기 백업 펌프는 제 1 회전 속도로 운전하고, 상기 진공 펌프의 회전 속도가 상기 임계값보다 낮을 때에는, 상기 백업 펌프는 상기 제 1 회전 속도보다 높은 제 2 회전 속도로 운전하는 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 동작 제어부는, 상기 백업 밸브를 개방한 후이며 상기 개폐 밸브를 폐쇄하기 전에, 상기 진공 펌프의 회전 속도를 상기 임계값과 재차 비교하고, 상기 진공 펌프의 회전 속도가 상기 임계값보다 낮을 경우에는, 상기 개폐 밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
  23. 흡입관과,
    상기 흡입관으로부터 분기된 분기관 및 백업관과,
    상기 분기관 및 상기 백업관에 각각 장착된 개폐 밸브 및 백업 밸브와,
    상기 분기관에 접속된 진공 펌프와,
    상기 백업관에 접속된 백업 펌프와,
    상기 개폐 밸브 및 상기 백업 밸브의 개폐 동작을 제어하는 동작 제어부를 구비하고,
    상기 동작 제어부는, 상기 진공 펌프의 흡입측 압력이 임계값에 도달했을 때에, 상기 백업 밸브를 개방하고, 상기 개폐 밸브를 폐쇄하도록 구성되며,
    상기 임계값은, 상기 흡입측 압력의 이상 상승을 나타내는 압력 상한값보다 낮은 것을 특징으로 하는 진공 배기 시스템.
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