KR20200038420A - 진공 배기 시스템 - Google Patents

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vacuum pumps
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마사노부 사이토
히데오 아라이
고이치 이와사키
도루 오스가
아츠시 시오카와
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명은 대기압의 기체가 내부에 존재하는 처리 챔버를 진공화하고 있을 때에, 다른 처리 챔버에서의 압력 상승을 억제할 수 있는 진공 배기 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
진공 배기 시스템(1)은, 처리 챔버(PC1, PC2, PC3)로부터 처리 가스를 배기하기 위해 사용할 수 있다. 진공 배기 시스템(1)은, 복수의 제1 진공 펌프(BP1, BP2, BP3)와, 복수의 제1 진공 펌프(BP1, BP2, BP3)에 각각 연결된 복수의 버퍼 탱크(T1, T2, T3)와, 제2 진공 펌프(MP)와, 복수의 제1 진공 펌프(BP1, BP2, BP3)와 제2 진공 펌프(MP)를 연통시키는 집합관(20)을 구비하고 있다.

Description

진공 배기 시스템{VACUUM EVACUATION SYSTEM}
본 발명은, 반도체 디바이스 제조 장치 등에 사용되는 복수의 처리 챔버로부터 처리 가스를 배기하기 위해 사용되는 진공 배기 시스템에 관한 것이다.
일반적인 반도체 디바이스 제조 장치는, 웨이퍼를 처리하기 위한 복수의 처리 챔버를 갖고 있다. 이들 처리 챔버 내에서는, 화학 증착(CVD), 드라이 에칭 등의 처리가 복수의 웨이퍼에 행해진다. 웨이퍼의 처리에는 원료 가스 또는 에칭 가스 등의 처리 가스가 사용되고, 처리 가스는 진공 배기 시스템에 의해 처리 챔버로부터 배기된다.
도 9는 종래의 진공 배기 시스템의 모식도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 반도체 디바이스 제조 장치(100)는 복수의 처리 챔버(101) 및 복수의 터보 분자 펌프(102)를 구비하고 있다. 복수의 처리 챔버(101)는 각각 터보 분자 펌프(102)에 접속되어 있다. 진공 배기 시스템(110)은 반도체 디바이스 제조 장치(100)에 연결되어 있다.
진공 배기 시스템(110)은, 터보 분자 펌프(102)에 각각 연결된 복수의 부스터 펌프(111)와, 이들 부스터 펌프(111)에 연결된 집합관(113)과, 집합관(113)에 연결된 메인 펌프(112)를 구비하고 있다. 부스터 펌프(111)는 집합관(113)의 입구에 접속되고, 메인 펌프(112)는 집합관(113)의 출구에 연결되어 있다. 반도체 디바이스 제조 장치(100)는 터보 분자 펌프(102)를 구비하고 있지 않은 경우도 있고, 이 경우는, 부스터 펌프(111)는 복수의 처리 챔버(101)에 직접 연결된다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2015-227618호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2016-183576호 공보
처리 가스가 내부에서 사용되는 처리 챔버(101)는, 정기적 또는 비정기적인 메인터넌스를 필요로 한다. 어떤 처리 챔버(101)를 메인터넌스할 때에는, 그 처리 챔버(101)의 하류측에 배치된 밸브(103)를 폐쇄하고, 처리 챔버(101)를 반도체 디바이스 제조 장치(100)로부터 분리한다. 그리고, 처리 챔버(101)의 메인터넌스를 실행한다. 다른 처리 챔버(101) 내에서는, 웨이퍼의 처리가 계속해서 행해지고 있고, 부스터 펌프(111) 및 메인 펌프(112)는 다른 처리 챔버(101)로부터 처리 가스를 배기한다.
메인터넌스가 종료되면, 처리 챔버(101)를 반도체 디바이스 제조 장치(100)에 접속하고, 밸브(103)를 개방한다. 메인터넌스가 행해진 처리 챔버(101) 내에 존재하는 대기압의 기체(통상은 청정 공기)는, 그 처리 챔버(101)의 하류측에 배치된 부스터 펌프(111)에 의해 가압된 후, 집합관(113)으로 유입된다. 이 때문에, 집합관(113) 내의 압력이 상승한다.
부스터 펌프(111)는, 그 흡기측과 배기측 사이에 차압을 만들어 내는 기계이다. 이 때문에, 집합관(113) 내의 압력, 즉 부스터 펌프(111)의 배기측의 압력이 상승하면, 처리 챔버(101)로부터 처리 가스를 배기하고 있는 부스터 펌프(111)의 흡기측의 압력도 상승한다. 결과적으로, 웨이퍼 처리 중의 처리 챔버(101) 내의 압력이 상승하고, 반도체 디바이스 제조 장치(100)가 압력 이상을 검지하여 그 운전을 정지해 버린다.
그래서, 본 발명은, 대기압의 기체가 내부에 존재하는 처리 챔버를 진공화하고 있을 때에, 다른 처리 챔버에서의 압력 상승을 억제할 수 있는 진공 배기 시스템을 제공한다.
일 양태에서는, 복수의 처리 챔버로부터 기체를 배기하기 위한 진공 배기 시스템으로서, 복수의 제1 진공 펌프와, 상기 복수의 제1 진공 펌프에 각각 연결된 복수의 버퍼 탱크와, 제2 진공 펌프와, 상기 복수의 제1 진공 펌프와 상기 제2 진공 펌프를 연통시키는 집합관을 구비한 진공 배기 시스템이 제공된다.
일 양태에서는, 상기 진공 배기 시스템은, 복수의 베이스를 구비하고 있고, 상기 복수의 제1 진공 펌프는 상기 복수의 베이스에 각각 고정되며, 상기 복수의 버퍼 탱크는 상기 복수의 베이스에 각각 고정되어 있고, 상기 복수의 제1 진공 펌프, 상기 복수의 버퍼 탱크, 및 상기 복수의 베이스는, 복수의 펌프 유닛을 구성한다.
일 양태에서는, 상기 복수의 버퍼 탱크는, 상기 복수의 제1 진공 펌프의 하류측에 각각 배치되어 있다.
일 양태에서는, 상기 복수의 버퍼 탱크는, 상기 복수의 제1 진공 펌프의 아래쪽에 각각 배치되어 있다.
일 양태에서는, 상기 복수의 버퍼 탱크는, 상기 복수의 제1 진공 펌프의 상류측에 각각 배치되어 있다.
일 양태에서는, 상기 복수의 버퍼 탱크는, 상기 복수의 제1 진공 펌프의 위쪽에 각각 배치되어 있다.
본 발명에 따르면, 복수의 처리 챔버 중 하나로부터 대기압의 기체(예컨대 청정 공기)를 배기할 때의 진공 배기 시스템 내에서의 압력 상승(예컨대 집합관 내에서의 압력 상승)은, 복수의 버퍼 탱크 중 적어도 하나에 형성된 진공에 의해 완화된다. 결과적으로, 다른 처리 챔버 내에서의 압력 상승을 방지할 수 있다. 또한, 복수의 버퍼 탱크는 복수의 제1 진공 펌프에 각각 연결되어 있기 때문에, 복수의 제1 진공 펌프 중 하나를 메인터넌스한 후에 진공 배기 시스템에 접속했을 때의, 처리 챔버 내에서의 압력 상승을 방지할 수 있다.
도 1은 진공 배기 시스템의 일 실시형태를 나타낸 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시된 펌프 유닛의 일 실시형태를 나타낸 모식도이다.
도 3은 도 2에 도시된 펌프 유닛을 화살표 A로 나타낸 방향에서 본 도면이다.
도 4는 펌프 유닛의 다른 실시형태를 나타낸 모식도이다.
도 5는 진공 배기 시스템의 다른 실시형태를 나타낸 모식도이다.
도 6은 진공 배기 시스템의 또 다른 실시형태를 나타낸 모식도이다.
도 7은 도 6에 도시된 펌프 유닛의 일 실시형태를 나타낸 모식도이다.
도 8은 도 6에 도시된 펌프 유닛의 다른 실시형태를 나타낸 모식도이다.
도 9는 종래의 진공 배기 시스템의 일례를 나타낸 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 진공 배기 시스템의 일 실시형태를 나타낸 모식도이다. 본 실시형태의 진공 배기 시스템(1)은, 반도체 디바이스 제조 장치(2)의 복수의 처리 챔버(PC1, PC2, PC3)로부터 처리 가스를 배기하기 위해 사용된다. 진공 배기 시스템(1)은, 복수의 연결관(8)에 의해 반도체 디바이스 제조 장치(2)에 연결된다. 처리 챔버(PC1~PC3) 내에서는, 화학 증착(CVD), 드라이 에칭 등의 처리가 복수의 웨이퍼에 행해진다. 웨이퍼의 처리에는 원료 가스 또는 에칭 가스 등의 처리 가스가 사용되고 있다. 처리 챔버(PC1~PC3) 내의 처리 가스는, 진공 배기 시스템(1)에 의해 배기된다.
처리 챔버(PC1~PC3)의 배기측에는 터보 분자 펌프(5)가 각각 연결되어 있다. 복수의 처리 챔버(PC1~PC3)에는 복수의 바이패스관(6)이 각각 접속되어 있다. 바이패스관(6)은 터보 분자 펌프(5)를 바이패스하여 연장되어 있다. 즉, 바이패스관(6)의 일단은 처리 챔버(PC1~PC3)에 접속되고, 바이패스관(6)의 타단은 연결관(8)에 접속되어 있다. 복수의 바이패스관(6)에는 복수의 바이패스 밸브(7)가 각각 부착되어 있다. 이들 바이패스 밸브(7)는, 처리 챔버(PC1~PC3)로부터 처리 가스가 배기되고 있는 동안은 폐쇄되어 있다.
진공 배기 시스템(1)은, 복수의 제1 진공 펌프(BP1, BP2, BP3)와, 제1 진공 펌프(BP1, BP2, BP3)에 각각 연결된 복수의 버퍼 탱크(T1, T2, T3)와, 제2 진공 펌프(MP)와, 복수의 제1 진공 펌프(BP1, BP2, BP3)와 제2 진공 펌프(MP)를 연통시키는 집합관(20)을 구비하고 있다. 제1 진공 펌프(BP1~BP3)의 수는 처리 챔버(PC1~PC3)의 수와 동일하다. 따라서, 제1 진공 펌프(BP1~BP3)는, 반도체 디바이스 제조 장치(2)의 복수의 처리 챔버(PC1~PC3)에 각각 연결되어 있다.
본 실시형태에서는, 제1 진공 펌프(BP1~BP3)는, 연결관(8) 및 터보 분자 펌프(5)를 통해 처리 챔버(PC1~PC3)에 각각 연결되어 있다. 반도체 디바이스 제조 장치(2)는 터보 분자 펌프(5), 바이패스관(6), 바이패스 밸브(7)를 구비하고 있지 않은 경우도 있다. 이러한 구성에서는, 제1 진공 펌프(BP1~BP3)는 연결관(8)을 통해 복수의 처리 챔버(PC1~PC3)에 연결된다. 연결관(8)에는 연결 밸브(11)가 각각 부착되어 있다. 처리 챔버(PC1~PC3)로부터 처리 가스를 배기할 때에는, 이들 연결 밸브(11)는 개방되어 있다.
제2 진공 펌프(MP)는 제1 진공 펌프(BP1~BP3) 및 버퍼 탱크(T1~T3)의 하류측에 배치되어 있다. 제1 진공 펌프(BP1~BP3)는 메카니컬 부스터 펌프이다. 본 실시형태에서는, 제1 진공 펌프(BP1~BP3)에는 단단(單段) 용적식 진공 펌프가 사용되고 있다. 단단 용적식 진공 펌프의 구체예로는, 루츠(roots)형 진공 펌프, 클로형 진공 펌프, 스크류형 진공 펌프를 들 수 있다. 일 실시형태에서는, 제1 진공 펌프(BP1~BP3)는 다단 용적식 진공 펌프여도 좋다. 제2 진공 펌프(MP)는 다단 용적식 진공 펌프이다. 다단 용적식 진공 펌프의 구체예로는, 루츠형 진공 펌프, 클로형 진공 펌프, 스크류형 진공 펌프, 또는 이들을 조합한 복합형 펌프를 들 수 있다.
복수의 버퍼 탱크(T1~T3)는, 복수의 제1 진공 펌프(BP1~BP3)의 배기측에 각각 연결되어 있다. 각 버퍼 탱크(T1~T3)의 내부는 중공 형상이다. 제1 진공 펌프(BP1~BP3)와, 대응하는 버퍼 탱크(T1~T3)는 유닛화되어 있고, 복수의 펌프 유닛(U1, U2, U3)을 구성한다. 즉, 펌프 유닛(U1)은, 제1 진공 펌프(BP1)와, 대응하는 버퍼 탱크(T1)를 적어도 구비하고, 펌프 유닛(U2)은, 제1 진공 펌프(BP2)와, 대응하는 버퍼 탱크(T2)를 적어도 구비하며, 펌프 유닛(U3)은, 제1 진공 펌프(BP3)와, 대응하는 버퍼 탱크(T3)를 적어도 구비한다.
집합관(20)은, 복수의 입구관(20A)과, 이들 입구관(20A)이 접속된 하나의 가로관(20B)과, 가로관(20B)에 접속된 하나의 출구관(20C)을 구비하고 있다. 복수의 입구관(20A)은 버퍼 탱크(T1~T3)에 각각 접속되어 있고, 출구관(20C)은 제2 진공 펌프(MP)의 흡기구에 접속되어 있다. 제2 진공 펌프(MP)의 배기구는 이송관(15)에 접속되어 있다. 복수의 입구관(20A)에는, 복수의 차단 밸브(V1, V2, V3)가 각각 부착되어 있다. 진공 배기 시스템(1)의 통상 운전시에는 이들 차단 밸브(V1, V2, V3)는 개방되어 있다.
진공 배기 시스템(1)은 다음과 같이 운전된다. 바이패스 밸브(7)가 개방되고, 연결 밸브(11)가 폐쇄된다. 다음에, 제2 진공 펌프(MP)가 기동되고, 계속해서 복수의 제1 진공 펌프(BP1~BP3)가 기동된다. 처리 챔버(PC1~PC3) 내의 대기압의 기체(통상은 청정 공기)는, 바이패스관(6)을 지나 진공 배기 시스템(1)의 제1 진공 펌프(BP1~BP3) 및 제2 진공 펌프(MP)에 의해 배기된다. 처리 챔버(PC1~PC3) 내의 압력이 소정의 제1 압력으로까지 저하되면, 바이패스 밸브(7)를 폐쇄하고, 연결 밸브(11)를 개방하며, 그리고 터보 분자 펌프(5)를 기동시킨다. 처리 챔버(PC1~PC3) 내의 압력이 소정의 제2 압력으로까지 저하되면, 처리 가스가 처리 챔버(PC1~PC3) 내에 도입된다. 처리 가스는 터보 분자 펌프(5), 제1 진공 펌프(BP1~BP3) 및 제2 진공 펌프(MP)에 의해 처리 챔버(PC1~PC3)로부터 배기된다. 전술한 바와 같이, 터보 분자 펌프(5)가 설치되지 않는 경우도 있다. 그러한 경우는, 처리 가스는 제1 진공 펌프(BP1~BP3) 및 제2 진공 펌프(MP)에 의해 처리 챔버(PC1~PC3)로부터 배기된다.
처리 챔버(PC1~PC3)는, 정기적 또는 비정기적으로 메인터넌스를 할 필요가 있게 된다. 예컨대, 처리 챔버(PC1)의 메인터넌스를 행하고자 할 때에는, 처리 챔버(PC1)의 하류측에 있는 연결 밸브(11)를 폐쇄하고, 그 처리 챔버(PC1)에 연결된 터보 분자 펌프(5) 및 제1 진공 펌프(BP1)의 운전을 정지한다. 처리 챔버(PC1)를 반도체 디바이스 제조 장치(2)로부터 제거하고, 처리 챔버(PC1)의 메인터넌스를 행한다. 다른 제1 진공 펌프(BP2, BP3) 및 제2 진공 펌프(MP)는 운전을 계속한 상태이며, 다른 처리 챔버(PC2, PC3) 내에서는 웨이퍼의 처리가 계속된다.
메인터넌스 종료 후, 처리 챔버(PC1)를 반도체 디바이스 제조 장치(2)에 접속한다. 메인터넌스가 행해진 처리 챔버(PC1) 내에는 대기압의 기체(통상은 청정 공기)가 존재한다. 따라서, 우선, 대기압의 기체가 처리 챔버(PC1)로부터 배기된다. 구체적으로는, 제1 진공 펌프(BP1)를 기동하여, 처리 챔버(PC1)에 연결된 바이패스 밸브(7)를 개방한다. 대기압의 기체(청정 공기)는 제1 진공 펌프(BP1)에 의해 처리 챔버(PC1)로부터 배기되고, 버퍼 탱크(T1)를 지나 집합관(20)에 유입된다. 이때, 집합관(20)에 연결된 다른 버퍼 탱크(T2, T3)에는 이미 진공이 형성되어 있기 때문에, 집합관(20) 내의 압력 상승이 완화된다. 제2 진공 펌프(MP)는 운전중이기 때문에, 집합관(20) 내의 압력은 신속하게 원래의 압력까지 저하된다.
본 실시형태에 따르면, 다른 버퍼 탱크(T2, T3) 내의 진공에 의해 집합관(20) 내의 압력 상승이 완화된다. 따라서, 처리 챔버(PC1)로부터 대기압의 기체를 배기할 때에, 다른 처리 챔버(PC2, PC3) 내의 압력 상승을 방지할 수 있다. 반도체 디바이스 제조 장치(2)는, 다른 처리 챔버(PC2, PC3) 내에서, 화학 증착(CVD), 드라이 에칭 등의 웨이퍼 처리를 계속할 수 있다. 처리 챔버(PC2) 또는 처리 챔버(PC3)의 메인터넌스를 할 때, 및 메인터넌스 종료 후의 동작은, 전술한 동작과 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다.
복수의 버퍼 탱크(T1, T2, T3)는, 복수의 제1 진공 펌프(BP1, BP2, BP3)에 대응하여 설치되어 있다. 즉, 버퍼 탱크(T1~T3)의 수는 제1 진공 펌프(BP1~BP3)의 수와 같다. 또한, 버퍼 탱크(T1~T3)는 집합관(20) 전체에 분포되어 있다. 이러한 배치에 따르면, 복수의 처리 챔버(PC1~PC3) 중 어느 하나로부터 대기압의 기체를 배기할 때에, 그 처리 챔버의 위치에 상관없이, 집합관(20) 내에서의 압력 상승을 신속하게 완화할 수 있다.
전술한 바와 같이, 진공 배기 시스템(1)은, 복수의 제1 진공 펌프(BP1~BP3)및 복수의 버퍼 탱크(T1~T3)를 포함하는 복수의 펌프 유닛(U1~U3)을 구비하고 있다. 이들 펌프 유닛(U1~U3)은 동일한 구성을 갖고 있기 때문에, 이하, 제1 진공 펌프(BP1) 및 버퍼 탱크(T1)를 구비한 펌프 유닛(U1)을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
도 2는 제1 진공 펌프(BP1) 및 버퍼 탱크(T1)를 포함하는 펌프 유닛(U1)의 일 실시형태를 나타낸 모식도이고, 도 3은 도 2에 도시된 펌프 유닛(U1)을 화살표 A로 나타낸 방향에서 본 도면이다. 펌프 유닛(U1)은, 하나의 제1 진공 펌프(BP1)와, 하나의 버퍼 탱크(T1)와, 공통의 베이스(19)를 구비하고 있다. 본 실시형태에서는, 베이스(19)는 프레임으로 구성되어 있다. 제1 진공 펌프(BP1)는 베이스(19)의 상부에 고정되어 있고, 버퍼 탱크(T1)는 베이스(19)의 하부에 고정되어 있다. 베이스(19)의 바닥부에는, 펌프 유닛(U1) 전체를 이동 가능하게 하는 각륜(脚輪; 22)이 고정되어 있다.
제1 진공 펌프(BP1)는 버퍼 탱크(T1)의 아래쪽에 배치되어 있다. 버퍼 탱크(T1)는 제1 진공 펌프(BP1)의 하류측에 위치하고 있다. 버퍼 탱크(T1)는, 그 상부에 제1 개구부(25)를 가지며, 그 측부에 제2 개구부(26)를 더 갖고 있다. 제2 개구부(26)는 버퍼 탱크(T1)의 하부에 설치되어도 좋다. 버퍼 탱크(T1)의 제1 개구부(25)는 제1 진공 펌프(BP1)의 배기구(31)에 접속되어 있고, 버퍼 탱크(T1)의 제2 개구부(26)는 집합관(20)의 입구관(20A)에 접속되어 있다. 제1 진공 펌프(BP1)의 흡기구(32)는 연결관(8)에 접속되어 있다. 버퍼 탱크(T1)의 제1 개구부(25)는 제1 진공 펌프(BP1)의 배기구(31)에 직접 접속되어도 좋고, 또는 플렉시블관 또는 조인트관 등의 배관을 통해 제1 진공 펌프(BP1)의 배기구(31)에 접속되어도 좋다.
버퍼 탱크(T1)의 용량은, 처리 챔버(PC1) 및 집합관(20) 내의 용량, 처리 챔버(PC1)의 목표 진공압 등의 각 요소에 기초하여 결정된다. 본 실시형태에서는, 버퍼 탱크(T1)의 용량은, 제1 진공 펌프(BP1)의 용량보다 크지만, 일 실시형태에서는, 버퍼 탱크(T1~T3)의 용량은, 제1 진공 펌프(BP1~BP3)의 용량보다 작은 경우도 있다.
본 실시형태에 따르면, 버퍼 탱크(T1)는 제1 진공 펌프(BP1)의 아래쪽에 배치되어 있기 때문에, 버퍼 탱크(T1)를 위한 설치 면적이 불필요하여, 진공 배기 시스템(1) 전체에 필요한 설치 면적을 줄일 수 있다. 펌프 유닛(U1)이 설치되는 플로어 면적이 충분히 크면, 버퍼 탱크(T1)는 제1 진공 펌프(BP1)의 옆에 배치하여도 좋다.
일 실시형태에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 버퍼 탱크(T1)는 제1 진공 펌프(BP1)의 위쪽에 배치되어도 좋다. 버퍼 탱크(T1)는 베이스(19)의 상부에 고정되어 있고, 제1 진공 펌프(BP1)는 베이스(19)의 하부에 고정되어 있다. 도 4에 도시된 실시형태는, 버퍼 탱크(T1)가 제1 진공 펌프(BP1)의 하류측(배기측)에 배치되어 있는 점에서, 도 2 및 도 3에 도시된 실시형태와 동일하지만, 버퍼 탱크(T1)는 제1 진공 펌프(BP1)의 위쪽에 배치되어 있는 점에서 상이하다. 도 4에 도시된 실시형태는, 도 2 및 도 3에 도시된 실시형태와 동일하게, 진공 배기 시스템(1)의 설치 면적을 줄일 수 있다고 하는 이점이 있다.
본 실시형태에서는, 웨이퍼의 처리에 사용되는 원료 가스나 에칭 가스 등의 처리 가스가 진공 배기 시스템(1)에 의해 처리 챔버(PC1~PC3)로부터 배기된다. 처리 가스를 진공 배기 시스템(1)으로 배기할 때, 처리 가스로부터 생긴 부생성물이 고화되고, 고화된 부생성물이 제1 진공 펌프(BP1~BP3) 내에 서서히 퇴적된다. 고화된 부생성물은, 버퍼 탱크(T1~T3) 내에도 침입할 가능성이 있다. 그래서, 제1 진공 펌프(BP1~BP3) 및 버퍼 탱크(T1~T3)는, 정기적 또는 비정기적으로 메인터넌스가 필요하게 된다.
본 실시형태에서는, 복수의 제1 진공 펌프(BP1~BP3), 복수의 버퍼 탱크(T1~T3) 및 복수의 베이스(19)(도 2~도 4 참조)는, 복수의 펌프 유닛(U1~U3)을 구성한다. 이러한 구성에 따르면, 이들 펌프 유닛(U1~U3) 중 어느 하나의 메인터넌스를 행한 후에, 그 펌프 유닛으로부터 대기압의 기체를 배기하면서 한편으로는 다른 처리 챔버 내의 압력을 상승시키지 않고, 다른 펌프 유닛의 운전을 계속할 수 있다.
예컨대, 펌프 유닛(U1)의 메인터넌스를 행할 때에는, 우선, 그 펌프 유닛(U1)의 하류측에 배치된 차단 밸브(V1)를 폐쇄한다. 그 후, 펌프 유닛(U1)을 진공 배기 시스템(1)으로부터 제거한다. 다른 펌프 유닛(U2, U3)은 운전을 계속한 상태이며, 처리 챔버(PC2, PC3) 내에서는 웨이퍼의 처리가 계속된다. 펌프 유닛(U1)의 메인터넌스를 실시하고, 그 후, 펌프 유닛(U1)을 진공 배기 시스템(1)에 접속한다. 또한, 차단 밸브(V1)를 개방한다. 이때, 펌프 유닛(U1)의 제1 진공 펌프(BP1) 및 버퍼 탱크(T1) 내의 대기압의 기체(통상은 청정 공기)는, 집합관(20)에 유입되고, 집합관(20) 내의 압력이 상승한다. 이때, 집합관(20)에 연결된 다른 버퍼 탱크(T2, T3)에는 이미 진공이 형성되어 있기 때문에, 집합관(20) 내의 압력 상승이 완화된다. 제2 진공 펌프(MP)는 운전중이므로, 집합관(20) 내의 압력은 신속하게 원래의 압력까지 저하된다.
이와 같이, 본 실시형태에 따르면, 메인터넌스가 행해진 펌프 유닛(U1)을 진공 배기 시스템(1)에 접속할 때의, 다른 펌프 유닛(U2, U3)에 연결된 처리 챔버(PC2, PC3) 내에서의 압력 상승을 방지할 수 있다. 펌프 유닛(U2) 또는 펌프 유닛(U3)의 메인터넌스를 할 때, 및 메인터넌스 종료 후의 동작은, 전술한 동작과 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다.
도 1에 도시된 실시형태에서는, 진공 배기 시스템(1)은, 3개의 제1 진공 펌프(BP1~BP3) 및 하나의 제2 진공 펌프(MP)를 갖고 있지만, 본 발명은 이 실시형태에 한정되지 않는다. 제1 진공 펌프(BP1~BP3)는, 반도체 디바이스 제조 장치(2)의 처리 챔버(PC1~PC3)의 수에 대응하는 수만큼 설치된다. 복수의 제2 진공 펌프(MP)가 설치되어도 좋다.
예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 진공 배기 시스템(1)은, 6개의 처리 챔버(PC1~PC6)에 대응하는 6개의 제1 진공 펌프(BP1~BP6) 및 6개의 버퍼 탱크(T1~T6)[즉, 6개의 펌프 유닛(U1~U6)]와, 제1 진공 펌프(BP1~BP6) 및 버퍼 탱크(T1~T6)의 하류측에 배치된 2개의 제2 진공 펌프(MP1, MP2)를 구비하고 있다. 집합관(20)은, 버퍼 탱크(T1~T6)를 통해 제1 진공 펌프(BP1~BP6)에 각각 연결된 6개의 입구관(20A)과, 6개의 입구관(20A)이 접속된 하나의 가로관(20B)과, 가로관(20B)에 접속된 2개의 출구관(20C)을 구비하고 있다. 2개의 제2 진공 펌프(MP1, MP2)는, 2개의 출구관(20C)에 각각 연결되어 있다. 제2 진공 펌프(MP1, MP2)의 수는 제1 진공 펌프(BP1~BP6)의 수보다 적고, 출구관(20C)의 수는 입구관(20A)의 수보다 적다. 특별히 설명하지 않는 본 실시형태의 구성 및 동작은, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 실시형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다.
도 6은 진공 배기 시스템(1)의 또 다른 실시형태를 나타낸 모식도이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시형태의 구성 및 동작은, 도 1을 참조하여 설명한 실시형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 본 실시형태에서는, 버퍼 탱크(T1~T3)는, 제1 진공 펌프(BP1~BP3)의 상류측에 각각 배치되어 있다. 연결관(8)은 버퍼 탱크(T1~T3)에 각각 연결되어 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 제1 진공 펌프(BP1~BP3)는, 버퍼 탱크(T1~T3), 연결관(8) 및 터보 분자 펌프(5)를 통해 처리 챔버(PC1~PC3)에 각각 접속되어 있다. 터보 분자 펌프(5)는 설치되지 않는 경우도 있다.
본 실시형태에 따른 진공 배기 시스템(1)도, 복수의 처리 챔버(PC1~PC3) 중의 어느 하나로부터 대기압의 기체(예컨대 청정 공기)를 배기하면서, 다른 처리 챔버에서의 압력 상승을 방지할 수 있다. 예컨대, 처리 챔버(PC1)로부터 대기압의 기체를 제1 진공 펌프(BP1)로 배기하면, 집합관(20) 내의 압력이 상승한다. 이 압력 상승에 따라, 다른 제1 진공 펌프(BP2, BP3)의 흡기측의 압력이 상승한다. 버퍼 탱크(T2, T3) 내에는 진공이 이미 형성되어 있기 때문에, 제1 진공 펌프(BP2, BP3)의 흡기측의 압력 상승은, 이들 버퍼 탱크(T2, T3) 내의 진공에 의해 완화된다. 결과적으로, 버퍼 탱크(T2, T3)의 상류측에 있는 처리 챔버(PC2, PC3) 내의 압력 상승이 방지된다.
본 실시형태에 따르면, 다른 버퍼 탱크(T2, T3) 내의 진공에 의해 집합관(20) 내의 압력 상승이 완화된다. 따라서, 처리 챔버(PC1)로부터 대기압의 기체를 배기할 때에, 다른 처리 챔버(PC2, PC3) 내의 압력 상승을 방지할 수 있다. 반도체 디바이스 제조 장치(2)는, 다른 처리 챔버(PC2, PC3) 내에서, 화학 증착(CVD), 드라이 에칭 등의 웨이퍼 처리를 계속할 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 펌프 유닛(U1)의 일 실시형태를 나타낸 모식도이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시형태의 구성 및 동작은, 도 2 및 도 3에 도시된 실시형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 펌프 유닛(U2, U3)은, 펌프 유닛(U1)과 동일한 구성을 갖고 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 버퍼 탱크(T1)는 베이스(19)의 상부에 고정되어 있고, 제1 진공 펌프(BP1)는 베이스(19)의 하부에 고정되어 있다.
제1 진공 펌프(BP1)는, 버퍼 탱크(T1)의 아래쪽에 배치되어 있다. 버퍼 탱크(T1)는 제1 진공 펌프(BP1)의 상류측에 위치하고 있다. 버퍼 탱크(T1)는, 그 상부에 제1 개구부(25)를 가지며, 그 하부에 제2 개구부(26)를 더 갖고 있다. 버퍼 탱크(T1)의 제1 개구부(25)는 연결관(8)에 접속되어 있고, 버퍼 탱크(T1)의 제2 개구부(26)는 제1 진공 펌프(BP1)의 흡기구(32)에 접속되어 있다. 제1 진공 펌프(BP1)의 배기구(31)는, 집합관(20)의 입구관(20A)에 접속되어 있다. 버퍼 탱크(T1)의 제2 개구부(26)는 제1 진공 펌프(BP1)의 흡기구(32)에 직접 접속되어도 좋고, 또는 플렉시블관 또는 조인트관 등의 배관을 통해 제1 진공 펌프(BP1)의 흡기구(32)에 접속되어도 좋다.
본 실시형태에 따르면, 버퍼 탱크(T1)는 제1 진공 펌프(BP1)의 위쪽에 배치되어 있기 때문에, 버퍼 탱크(T1)를 설치하기 위한 풋 프린트가 불필요하여, 진공 배기 시스템(1) 전체의 설치 면적을 줄일 수 있다. 펌프 유닛(U1)의 설치 면적이 충분히 넓으면, 버퍼 탱크(T1)는 제1 진공 펌프(BP1)의 옆에 배치하여도 좋다.
일 실시형태에서는, 도 8에 도시된 바와 같이, 버퍼 탱크(T1)는 제1 진공 펌프(BP1)의 아래쪽에 배치되어도 좋다. 버퍼 탱크(T1)는 베이스(19)의 하부에 고정되어 있고, 제1 진공 펌프(BP1)는 베이스(19)의 상부에 고정되어 있다. 도 8에 도시된 실시형태는, 버퍼 탱크(T1)가 제1 진공 펌프(BP1)의 상류측에 배치되어 있는 점에서, 도 7에 도시된 실시형태와 동일하지만, 버퍼 탱크(T1)는 제1 진공 펌프(BP1)의 아래쪽에 배치되어 있는 점에서 상이하다. 도 8에 도시된 실시형태는, 도 7에 도시된 실시형태와 동일하게, 진공 배기 시스템(1)의 설치 면적을 줄일 수 있다고 하는 이점이 있다.
본 실시형태에서도, 복수의 제1 진공 펌프(BP1~BP3), 복수의 버퍼 탱크(T1~T3), 및 복수의 베이스(19)(도 7 및 도 8 참조)는, 복수의 펌프 유닛(U1~U3)을 구성한다. 이러한 구성에 따르면, 이들 펌프 유닛(U1~U3) 중 어느 하나의 메인터넌스를 행한 후에, 그 펌프 유닛으로부터 대기압의 기체를 배기하면서 한편으로는 다른 처리 챔버 내의 압력을 상승시키지 않고, 다른 펌프 유닛의 운전을 계속할 수 있다.
도 6에 도시된 실시형태에서는, 진공 배기 시스템(1)은, 3개의 제1 진공 펌프(BP1~BP3) 및 하나의 제2 진공 펌프(MP)를 갖고 있지만, 본 발명은 이 실시형태에 한정되지 않는다. 도 5에 도시된 실시형태는, 도 6에 도시된 실시형태에도 적용할 수 있다.
전술한 실시형태는, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 자가 본 발명을 실시할 수 있는 것을 목적으로 하여 기재된 것이다. 상기 실시형태의 여러 가지 변형례는, 당업자라면 당연히 이룰 수 있는 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 다른 실시형태에도 적용할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 기재된 실시형태에 한정되지 않고, 특허청구범위에 의해 정의되는 기술적 사상에 따른 가장 넓은 범위로 해석되는 것이다.
1 : 진공 배기 시스템 2 : 반도체 디바이스 제조 장치
5 : 터보 분자 펌프 6 : 바이패스관
7 : 바이패스 밸브 8 : 연결관
11 : 연결 밸브 15 : 이송관
19 : 베이스 20 : 집합관
20A : 입구관 20B : 가로관
20C : 출구관 22 : 각륜
25 : 제1 개구부 26 : 제2 개구부
31 : 배기구 32 : 흡기구
PC1, PC2, PC3, PC4, PC5, PC6 : 처리 챔버
BP1, BP2, BP3, BP4, BP5, BP6 : 제1 진공 펌프
T1, T2, T3, T4, T5, T6 : 버퍼 탱크
MP, MP1, MP2 : 제2 진공 펌프
U1, U2, U3, U4, U5, U6 : 펌프 유닛
V1, V2, V3, V4, V5, V6 : 차단 밸브

Claims (6)

  1. 복수의 처리 챔버로부터 기체를 배기하기 위한 진공 배기 시스템으로서,
    복수의 제1 진공 펌프와,
    상기 복수의 제1 진공 펌프에 각각 연결된 복수의 버퍼 탱크와,
    제2 진공 펌프와,
    상기 복수의 제1 진공 펌프와 상기 제2 진공 펌프를 연통시키는 집합관
    을 구비하는 진공 배기 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 진공 배기 시스템은, 복수의 베이스를 구비하고 있고,
    상기 복수의 제1 진공 펌프는 상기 복수의 베이스에 각각 고정되며,
    상기 복수의 버퍼 탱크는 상기 복수의 베이스에 각각 고정되어 있고,
    상기 복수의 제1 진공 펌프, 상기 복수의 버퍼 탱크 및 상기 복수의 베이스는, 복수의 펌프 유닛을 구성하는 것인 진공 배기 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 버퍼 탱크는, 상기 복수의 제1 진공 펌프의 하류측에 각각 배치되어 있는 것인 진공 배기 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 버퍼 탱크는, 상기 복수의 제1 진공 펌프의 아래쪽에 각각 배치되어 있는 것인 진공 배기 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 버퍼 탱크는, 상기 복수의 제1 진공 펌프의 상류측에 각각 배치되어 있는 것인 진공 배기 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 복수의 버퍼 탱크는, 상기 복수의 제1 진공 펌프의 상측에 각각 배치되어 있는 것인 진공 배기 시스템.
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