TWI545615B - 排氣系統 - Google Patents

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TWI545615B
TWI545615B TW100126538A TW100126538A TWI545615B TW I545615 B TWI545615 B TW I545615B TW 100126538 A TW100126538 A TW 100126538A TW 100126538 A TW100126538 A TW 100126538A TW I545615 B TWI545615 B TW I545615B
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篠原豊司
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中澤敏治
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荏原製作所股份有限公司
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Description

排氣系統
本發明係關於用來製造半導體裝置、液晶面板、LED(發光二極體)等之製造設備中的排氣系統，尤其關於具有用來使製造設備的腔室中的氣體排空之真空泵、用來處理從該腔室排出的排出氣(exhaust gas)之排出氣處理裝置、及其他裝置之排氣系統。
在製造半導體裝置、液晶面板、LED、太陽能電池等之製程(manufacturing process)中，會為了進行各種製程，例如蝕刻製程、CVD(化學氣相沉積)製程等，而將製程氣體(process gas)導入經排空的製程腔室(process chamber)中。用來進行例如蝕刻製程、CVD製程等多種製程之製程腔室係利用真空泵來加以排空。而且，會定期地供給清洗氣體(cleaning gas)到製程腔室及與製程腔室連接之排氣設備以進行清洗。因為諸如製程氣體、清洗氣體等之排出氣包含有矽烷類氣體(SiH4、TEOS(四乙氧基矽烷)等)、含鹵素類氣體(NF3、ClF3、SF6、CHF3等)、PFC(全氟化物)氣體(CF4、C2F6等)等，所以此等排出氣對於人體有不良的影響，對於地球環境亦有負面的影響，例如溫室效應。因此，不宜將此等排出氣直接排放到大氣中。因而，利用設在真空泵的下游側之排出氣處理裝置將此等排出氣處理成無害的氣體後才將無害的排出氣排放到大氣中。此外，從製程腔室排出的排出氣中包含諸如SiH4之有很高的燃燒或爆炸危險性之氣體，所以通常會從稀釋用氮氣單元供給氮氣到排出氣中以稀釋排出氣。再者，在某些例子中，來自製造設備之製程腔室以外的多個腔室，例如傳送腔室(transfer chamber)、裝載腔室(load lock chamber)等之排氣，都連接至真空泵及處理排出氣之排出氣處理裝置。
以此方式，半導體製造設備、液晶面板製造設備、LED製造設備等設備中之腔室的排氣系統係具有：真空泵、稀釋用氮氣單元、排出氣處理裝置等，且排氣系統的各裝置都是根據來自製造設備之控制訊號而做起動(ON)/停止(OFF)動作。例如，在半導體製造設備為LP-CVD(低壓化學氣相沉積)設備之情況，製造設備中的操作順序為：供給晶圓→抽真空→升溫→形成薄膜(供給原料氣體)→降溫→回復到大氣壓→移除晶圓。而且，重複進行以上的操作順序。另外，為了去除黏附在腔室內部的固形物而週期性地供給清洗氣體(例如HF、ClF3、NF3等)到腔室內，然後將腔室中的氣體排空。真空泵係在腔室的抽真空步驟開始時回應於來自製造設備之抽真空開始訊號而起動，然後真空泵在腔室之回復到大氣壓的步驟開始時回應於來自製造設備之回復大氣壓訊號而停止。排出氣處理裝置係在製程腔室中之形成薄膜步驟開始時回應於薄膜形成開始訊號而起動，且排出氣處理裝置在形成薄膜步驟進行期間一直運轉。並且，在形成薄膜步驟結束後還運轉一段預定的時間然後才停止。稀釋用氮氣單元亦回應於來自製造設備之訊號而供給氮氣及停止供給氮氣。排氣系統的各裝置以此方式接受以製造設備中之預定的操作程序的開始及結束訊號為根據之ON/OFF控制而進行動作。
上述的排出氣處理裝置係揭示於例如日本特開平09-861號公報中。關於配管的淨化裝置則揭示於例如日本特開2001-189277號公報中。
如上所述，在傳統的半導體製造設備等設備中之腔室的排氣系統中，真空泵、排出氣處理裝置、稀釋用氮氣單元等係依據製造設備中之預定的操作程序的訊號而受到控制。真空泵、排出氣處理裝置及稀釋用氮氣單元的最佳運轉條件係依供給至腔室之氣體的種類及氣體的流量而互不相同。然而，傳統上，並未將注意力放在此最佳運轉條件之差異上。舉例來說，供給至腔室之氣體的種類及氣體的流量、與真空泵的極限壓力及排氣速度(亦即真空泵的泵送能力(pumping capacity))之間具有相關性。不過，傳統上，不管供給至腔室之氣體的種類及氣體的流量為何，都使真空泵根據預定的規範運轉。因此，在某些情況，會發生真空泵以超量的泵送能力運轉之情形。
此外，在燃燒式的排出氣處理裝置中，供給至腔室之氣體的種類及氣體的流量、與排出氣處理裝置中之燃料、氧氣及空氣的各供給量(亦即排出氣處理裝置的燃燒能力(combustion capacity))之間具有相關性。不過，傳統上，不管供給至腔室之氣體的種類及氣體的流量為何，都使排出氣處理裝置根據預定的規範運轉。結果，就會在某些情況中發生排出氣處理裝置以超量的燃燒能力運轉之情形。
另外，在稀釋用氮氣單元之情況也一樣，會發生超量的稀釋用氮氣供給至從腔室排出的排出氣中之情形。
因此，在傳統的製造設備的排氣系統中，會在構成排氣系統之各個裝置中消耗過多的能量，從而在整個系統中消耗過多的能量。
另外，在製造設備等設備的排氣系統中，會發生反應產物以粉體(powder)的形態黏附至真空泵、排出氣處理裝置、連接配管(connecting pipe)等之情形。因此，在某些情況中，允許讓清洗氣體從製造設備流到排氣系統的各裝置以清洗各裝置。在此一情況，傳統上係根據從運轉經驗收集到的資料來讓清洗氣體流到排氣系統進行清洗。因此，排氣系統並不是在正確的時間接受清洗。在清洗的時點延遲了之情況，就會發生配管因為粉體而阻塞或真空泵因為粉體而停止之情形，反之在清洗的時點提前了之情況，就會造成清洗氣體的使用浪費了之情形。
此外，在排出氣處理裝置中，係藉由供給燃料、氧氣及空氣而使排出氣燃燒，且利用水浴來捕集燃燒後留下的例如粉體之殘餘物並將之儲存在水槽中。因此，需要進行諸如水槽的排放處理、水槽的清洗等之維護工作。在這方面，傳統上，諸如水槽的排放處理、水槽的清洗等之排出氣處理裝置所要進行的維護工作，係根據在製造設備側取得之處理的晶圓的數目等之資訊而進行。因此，在很多情況下，會造成排出氣處理裝置的很多的處理能力閒置了之情形。
本發明係有鑑於上述的傳統技術的缺點而完成者。因此，本發明的一個目的係在提供一種可藉由將製造半導體、液晶面板、LED等之製造設備中的操作程序，以及供給至製造設備之氣體的種類及氣體的流量輸入至排氣系統的控制器而使得真空泵、排出氣處理裝置、稀釋用氮氣單元等在最佳運轉條件下運轉，且可藉由將排氣系統側的裝置的維護請求輸出至製造設備側而在正確的時點進行排氣系統的裝置的維護之排氣系統。
為了達成上述目的，根據本發明之第一態樣提供一種用來將製造半導體裝置、液晶面板、LED、或太陽能電池之製造設備的腔室中的氣體予以排空之排氣系統，包括：用來使該腔室中的氣體排空之真空泵裝置；用來處理從該腔室排出的排出氣之排出氣處理裝置；用來連接該製造設備、該真空泵裝置及該排出氣處理裝置之配管；以及用來控制該真空泵裝置及/或該排出氣處理裝置之控制器，其中，將該製造設備的操作程序的資訊、以及供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的流量輸入至該控制器，來控制該真空泵裝置及/或該排出氣處理裝置。
根據本發明之第一態樣，因為將製造設備的操作程序的資訊、以及供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的流量輸入至控制器，來控制真空泵裝置或排出氣處理裝置，所以可根據供給至製造設備之氣體的種類及氣體的流量而使真空泵裝置以最佳的泵送能力(pumping capability)運轉以及使排出氣處理裝置以最佳的處理能力(treatment capability)運轉。因此，可減少真空泵裝置的電力消耗。而且，可減少排出氣處理裝置中之燃料等之消耗而達成能源之節省。
在本發明的一個較佳態樣中，該控制器係構成為根據製造設備的操作程序的資訊以及供給至製造設備之氣體的種類及氣體的流量而控制氮氣的供給量、水的供給量、電力、燃料、氧氣及空氣的供給量、加熱器溫度、以及電漿輸出(plasma output)各者中之一或多者。
根據本發明，因為可根據製造設備的操作程序的資訊以及供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的流量，來控制供給至例如真空泵裝置之氮氣的供給量，所以可將適當的氮氣量供給至真空泵裝置。因此，可使真空泵裝置穩定地運轉且可防止易燃氣體的爆炸起火。
再者，該控制器係構成為根據製造設備進行的程序的資訊以及供給至製造設備之氣體的種類及氣體的流量而進行水的供給量、電力、以及燃料、氧氣及空氣的供給量之最佳化控制。因此，可減少水的供給量、電力、以及燃料、氧氣及空氣的供給量。
在本發明的一個較佳態樣中，當該真空泵裝置或該排出氣處理裝置需要維護時，該控制器輸出維護請求之資訊至該製造設備。
根據本發明，當真空泵裝置或排出氣處理裝置需要維護時，該控制器輸出維護請求之資訊至該製造設備。如此，就可使真空泵裝置或排出氣處理裝置在正確的時間接受維護。因此，可防止排氣系統中之裝備故障，以及可確保製造設備之穩定的運轉。
在本發明的一個較佳態樣中，該控制器係構成為從供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的累計的供給量來預測需要進行該真空泵裝置或該排出氣處理裝置的維護之時間，或預測直到該真空泵裝置或該排出氣處理裝置需要進行維護為止之要處理的氣體的種類及可再接受的要處理的氣體的供給量，且輸出預測資訊至該製造設備。
根據本發明，因為可預測排氣系統中的裝置需要進行維護之時間，所以可考慮需要進行排氣系統的維護之時間來決定製造設備要的操作程序。
在本發明的一個較佳態樣中，該控制器係構成為根據該製造設備的操作程序的資訊以及供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的流量來控制該真空泵裝置的轉速。
根據本發明，就可根據供給至製造設備之氣體的種類及氣體的流量而控制真空泵裝置使之以最佳的轉速運轉。因此，可使真空泵裝置回應於製造設備中的氣體的種類及氣體的流量而以最佳的泵送能力運轉。
在本發明的一個較佳態樣中，該控制器係構成為根據該製造設備的操作程序的資訊以及供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的流量而控制排出氣處理裝置之燃料、氧氣及空氣的供給量、加熱器溫度、以及電漿輸出各者中之一或多者。
根據本發明，就可回應於供給至製造設備之氣體的種類及氣體的流量，將排出氣處理裝置之燃料、氧氣及空氣的供給量控制在最佳量。因此，可使排出氣處理裝置中之排出氣處理穩定地進行且可減少燃料、氧氣及空氣的供給量。
在本發明的一個較佳態樣中，該維護請求之資訊係從供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的累計的供給量來取得。
根據本發明，供給至製造設備之氣體的種類及氣體的累計的供給量係對應於排氣系統的裝置所承受的隨時間而變之負荷，因此可有效作為製造設備的各裝置需要進行維護的時間之指標。當製造設備的操作程序、供給氣體的種類及供給氣體的流量從製造設備輸入至控制器時，控制器就藉由將輸入至該控制器之供給氣體的流量予以相加來計算出供給至製造設備的氣體的累計的供給量，且在到達排氣系統的裝置需要進行維護的累計的供給量時，該控制器將維護請求輸出至製造設備。在本例中，典型的需要維護的裝置係為粉體會黏附上去之真空泵裝置以及其中會蓄積粉體與汙水之排出氣處理裝置。毋庸說，其他的裝置也需要維護。因此，因為可從排氣系統發出維護請求至製造設備，所以可進行排氣系統的裝置之適當的維護及清洗。
在本發明的一個較佳態樣中，排氣系統還包括：用來供給氮氣到從該腔室排出的排出氣中之氮氣單元，其中，該製造設備的操作程序的資訊、以及供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的流量輸入至該控制器，以供該控制器控制該氮氣單元。
根據本發明，因為可根據製造設備的操作程序、以及供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的流量來控制稀釋用的氮氣(或熱氮氣)的供給，所以可減少氮氣的供給量。而且，因為可將適量的氮氣供給至真空泵裝置及連接配管，所以可使真空泵穩定地運轉且可防止易燃氣體的爆炸起火。
在本發明的一個較佳態樣中，排氣系統還包括：用來對於連接該製造設備、該真空泵裝置及該排出氣處理裝置之該配管的至少一部分進行加熱之配管加熱器，其中，該製造設備的操作程序的資訊、以及供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的流量輸入至該控制器，以供該控制器控制該配管加熱器。
根據本發明，該控制器可根據製造設備的操作程序來使配管加熱器在正確的時間開啟(on)或關閉(off)且可根據製造設備的操作程序的資訊、以及供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的流量來控制配管加熱器使之在最佳的溫度。因此，可減少配管加熱器的電力消耗而可達成能源之節省。同時，可防止由於粉體在連接配管或在例如真空泵裝置等之裝置中蓄積所造成之配管的阻塞或真空泵的停止。
在本發明的一個較佳態樣中，從該製造設備將清洗氣體排出以進行該排氣系統的各裝置之清洗。
根據本發明，在排氣系統到了要清洗的時點，就從製造設備中排出清洗氣體來去除黏附在排氣系統的氣體接觸部之粉體。
在本發明的一個較佳態樣中，當該真空泵裝置、該排出氣處理裝置或該配管由於該真空泵裝置、該排出氣處理裝置或該配管之粉體黏附而需要清洗時，該控制器將清洗請求之資訊輸出至該製造設備。
根據本發明，藉由檢測出黏附到真空泵裝置、排出氣處理裝置或連接配管之粉體已達到預定的量，而將表示發生了粉體的黏附之訊號從排氣系統中之該等裝置輸出至製造設備。接收到該訊號之製造設備釋放出諸如HF、ClF3、或NF3之清洗氣體到該製造設備的出口。排氣系統中之粉體黏附可從壓力(真空泵的排氣壓力、排出氣處理裝置的入口壓力等)、真空泵的負載因子(load factor)、從製造設備排出的氣體的種類及氣體的排出時間等來加以檢測出。根據本發明，就可防止由於粉體所造成之配管的阻塞或真空泵的停止，且可縮短清洗粉體所需的時間。
在本發明的一個較佳態樣中，該控制器係包括一個用來控制該排氣系統的所有裝置之控制器，或者包括用來控制該排氣系統的各裝置之各個獨立的控制器。
根據本發明之第二態樣提供一種排氣系統之控制方法，其中該排氣系統係用來將製造半導體裝置、液晶面板、發光二極體、或太陽能電池之製造設備的腔室中的氣體予以排空者，該排氣系統包括：用來使該腔室中的氣體排空之真空泵裝置；用來處理從該腔室排出的排出氣之排出氣處理裝置；以及用來控制該真空泵裝置及/或該排出氣處理裝置之控制器，該控制方法包括：將該製造設備的操作程序的資訊、以及供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的流量輸入至該控制器，來控制該真空泵裝置及/或該排出氣處理裝置。
在本發明的一個較佳態樣中，該控制方法還包括：當該真空泵裝置或該排出氣處理裝置需要維護時，從該控制器將維護請求之資訊輸出至該製造設備。
在本發明的一個較佳態樣中，該控制方法還包括：由該控制器從供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的累計的供給量來預測需要進行該真空泵裝置或該排出氣處理裝置的維護之時間，或預測直到該真空泵裝置或該排出氣處理裝置需要進行維護為止之要處理的氣體的種類及可再接受的要處理的氣體的供給量，且從該控制器將預測資訊輸出至該製造設備。
本發明可產生以下之良好的效果：
(1)　因為將製造設備的操作程序的資訊、以及供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的流量輸入至控制器，來控制真空泵裝置及/或排出氣處理裝置，所以可根據供給至製造設備之氣體的種類及氣體的流量而使真空泵裝置以最佳的泵送能力運轉以及使排出氣處理裝置以最佳的處理能力運轉。因此，可不降低所進行程序的表現而減少真空泵裝置的電力消耗。而且，可減少排出氣處理裝置中之燃料、電力消耗等而可達成能源之節省。
(2)　當真空泵裝置或排出氣處理裝置需要維護時，控制器就將維護請求之資訊輸出至製造設備。如此，就可使真空泵裝置或排出氣處理裝置在正確的時間接受維護。因此，可防止排氣系統中之裝備故障，以及可確保製造設備之穩定的運轉。
(3)　因為可根據製造設備的操作程序、以及供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的流量來控制稀釋用的氮氣(或熱氮氣)的供給，所以可減少氮氣的供給量。而且，因為可將適量的氮氣供給至真空泵裝置及連接配管，所以可使真空泵穩定地運轉且可防止易燃氣體的爆炸起火。
(4)　可根據製造設備的操作程序來使配管加熱器在正確的時間開啟或關閉且可根據製造設備的操作程序的資訊、以及供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的流量來控制配管加熱器使之在最佳的溫度。因此，可減少配管加熱器的電力消耗而可達成能源之節省。同時，可防止由於粉體在連接配管或在例如真空泵裝置等之裝置中蓄積所造成之配管的阻塞或真空泵的停止。
(5)　在排氣系統到了要清洗的時點，就從製造設備中排出清洗氣體來去除黏附在排氣系統的氣體接觸部之粉體。因此，可防止由於粉體所造成之配管的阻塞或真空泵的停止，且可縮短清洗粉體所需之時間。
以下，參照第1至5圖來詳細說明根據本發明實施例之排氣系統。各圖中，具有相同的操作或功能之相同的或相對應的構件或元件都標以相同的元件符號。
第1圖係顯示根據本發明之排氣系統的基本構成之示意圖。第1圖中顯示半導體製造設備中之CVD設備來作為製造設備之一例，以下將以此例進行說明。
如第1圖所示，製造設備1係連接至排氣系統2。排氣系統2包括：真空泵裝置3、稀釋用氮氣單元(diluent N2 unit)4、排出氣處理裝置5、控制器6、以及用來連接製造設備1、真空泵裝置3及排出氣處理裝置5之連接配管7。在製造設備1為CVD設備之情況，製程腔室內的操作順序為：供給晶圓→抽真空→升溫→形成薄膜(供給原料氣體)→降溫→回復到大氣壓→移除晶圓。而且，重複進行以上的操作順序。另外，為了去除黏附在腔室內部的固形物而週期性地供給清洗氣體(例如HF、ClF3、NF3等)到腔室內，然後將腔室內的氣體排空。
此外，在排氣系統2的連接配管7中，設有配管加熱器8，且設有例如閘閥(gate valve)V1、旁通閥(bypass valve)V2等之各種閥。雖然第1圖中顯示的是將配管加熱器8設在真空泵裝置3的上游側之例，但亦可將配管加熱器8設在真空泵裝置3的下游側(未圖示)。排氣系統2可構成為將真空泵裝置3、稀釋用氮氣單元4、排出氣處理裝置5、控制器6、連接配管7及配管加熱器8都安裝在一個外殼中，亦可構成為將上述裝置的每一個都獨立設置。排出氣處理裝置5係連接至一個排氣管道(exhaust duct)，旁通閥V2亦連接至該排氣管道。
接著，詳細說明構成排氣系統之以上各裝置。
第2圖係顯示設在排氣系統2的最上游側之真空泵裝置3的一例之示意圖。如第2圖所示，真空泵裝置3主要由具有兩個壓縮級之第一真空泵10及具有兩個壓縮級之第二真空泵20所組成。第一真空泵10設有泵吸氣口11，第二真空泵20設有泵排氣口21。第一真空泵10的排氣口18與第二真空泵20的吸氣口22藉由連接管23而相連接。
第一真空泵10包括具有一對魯氏型泵轉子13(第2圖中只顯示一個泵轉子)之魯氏型真空泵(Roots-type vacuum pump)，且在泵殼內具有第一級魯氏部(Roots part)14及第二級魯氏部15這兩個壓縮級。第二真空泵20包括具有一對螺旋型泵轉子24(第2圖中只顯示一個泵轉子)之螺旋型真空泵(screw-type vacuum pump)，且在泵殼內具有第一級螺旋部(screw part)25及第二級螺旋部26這兩個壓縮級。第一真空泵10包含用來使該一對魯氏型泵轉子13旋轉之馬達30。第二真空泵20包含用來使該一對螺旋型泵轉子24旋轉之馬達31。馬達30,31包括可做速度控制之可變速馬達。
從製造設備1延伸出來之連接配管7係連接至第一真空泵10的泵吸氣口11。連接配管7與第二真空泵20的泵排氣口21連接，以透過連接配管7使氣體(例如製程氣體)排出到排出氣處理裝置5。以此方式，本例中之多級真空泵裝置係包含彼此串聯連接之第一真空泵10及第二真空泵20，且第二真空泵20配置在第一真空泵10的下游。詳言之，第一真空泵10係用作為增壓泵(booster pump)且配置在比第二真空泵20高真空之真空側。第二真空泵20則用作為主泵且配置在比第一真空泵10靠近大氣側。第二真空泵20係構成為可在大氣壓下起動。
在作為最終壓縮級之第二真空泵20的第二級螺旋部26的吸氣側，亦即在第二真空泵20的第一級螺旋部25與第二級螺旋部26間的級間部(interstage part)27，設有用來量測級間部27(最終壓縮級的吸氣側)內的壓力之壓力感測器28。另外，用來導入氮氣之管路29係連接至級間部27且管路29中設有閥V5。壓力感測器28及閥V5係透過訊號線及/或電源線而連接至控制器6。
在具有上述構成之真空泵裝置中，因為位在下游側之第二真空泵20係比第一真空泵10靠近大氣側，所以第二真空泵20的內部壓力會比第一真空泵10的內部壓力高。因此，在要排出的是可冷凝的氣體(condensable gas)之情況，可冷凝的氣體的副產物就可能會沉積在第二真空泵20的內部，尤其是在壓力最高之作為最終壓縮級的第二級螺旋部26。在要排出的是腐蝕性的氣體之情況，同樣的，會因壓力及溫度在作為最終壓縮級之第二級螺旋部26變高而使得第二級螺旋部26所處的腐蝕性環境之問題變得很嚴重。
因此，在本例之真空泵裝置中，在第二真空泵20的第一級螺旋部25與第二級螺旋部26間的級間部27，設置壓力感測器28以及用來導入氮氣之管路29，用以量測級間部27的壓力以及根據量測出的壓力值來控制從氮氣導入管路29要導入泵內之氮氣的量。氮氣導入管路29係連接至稀釋用氮氣單元4。
在此類型的真空泵裝置中，如第3圖所示，當製程氣體Q導入到泵內且流經泵的內部時，基於減少電力消耗的考量，存在有S1>S2>S3>S4之關係，其中S1為在第一級魯氏部14之排氣速度，S2為在第二級魯氏部15之排氣速度，S3為在第一級螺旋部25之排氣速度，S4為在第二級螺旋部26之排氣速度。
假設在一個實際的應用領域中各個壓縮級的排氣速度都與壓力無關而為常數，則只有作為最終壓縮級之第二真空泵20的第二級螺旋部26可以發揮稀釋諸如可冷凝的氣體、腐蝕性的氣體等之製程氣體的效果，亦即減低製程氣體的分壓之效果。這是因為最終壓縮級之外的壓縮級的工作壓力(operating pressure)係由位在該壓縮級的下游側之除了最終壓縮級以外的下一壓縮級的泵送能力所決定。詳言之，第一級魯氏部14的工作壓力係由第二級魯氏部15的泵送能力所決定，第二級魯氏部15的工作壓力係由第一級螺旋部25的泵送能力所決定，第一級螺旋部25的工作壓力係由第二級螺旋部26的泵送能力所決定。因為第二級螺旋部(最終壓縮級)26的下游側曝露至大氣壓，所以不太可能會發生因氮氣之導入而使得壓力上升之情形。因此，能夠以氮氣導入泵內之速率使製程氣體的分壓減低。
再者，如第3圖所示，在某一定量的製程氣體Q導入泵內且流經泵的內部之情況，存在有P1=Q/S1、P2=Q/S2、P3=Q/S3、P4=Q/S4、及P5=大氣壓之關係，其中P1為第一級魯氏部14的入口壓力，P2為在第二級魯氏部15的入口壓力，P3為在第一級螺旋部25的入口壓力，P4為在第二級螺旋部26的入口壓力，P5為第二級螺旋部26的出口壓力。如上述，在各個壓縮級的排氣速度係基於減少電力消耗的考量而設定為S1>S2>S3>S4，所以在製程氣體流經泵的內部時，壓力值的變動在第二真空泵20的第二級螺旋部26的入口壓力P4會為最大。因此，藉由量測在泵的內部中壓力值的變動最大之第二真空泵20的第二級螺旋部26的入口壓力P4，亦即量測第一級螺旋部25與第二級螺旋部26間的級間部27的壓力，就可判斷是否有製程氣體從泵吸氣口11導入到泵的內部。
根據第2圖所示之真空泵裝置3，稀釋用的氮氣係從稀釋用氮氣單元4經由最終壓縮級的吸氣側而以對應於流經泵的內部之製程氣體的流量之方式導入到泵的內部。如此，就不會對泵的泵送表現造成負面的影響也不會增加運轉成本，且可防止固形物附著於泵內製程氣體受到最大的壓縮而最為濃縮之最終壓縮級的情形或發生腐蝕的情形。
控制器6(參照第1圖)係構成為根據製造設備1中進行之程序的資訊以及供給至製造設備1之氣體的種類及氣體的流量來控制供給至真空泵裝置3之氮氣的流量。此外，控制器6係構成為根據製造設備1中進行之程序的資訊以及供給至製造設備1之氣體的種類及氣體的流量來控制供給至真空泵裝置3之水的流量及電力。
在第2圖所示的真空泵裝置3中，雖然第一真空泵10係包括魯氏型真空泵以及第二真空泵20係包括螺旋型真空泵，但亦可為第一真空泵10及第二真空泵20都包括魯氏型真空泵。魯氏型真空泵包含一對泵轉子，各個泵轉子都為包括三凸瓣(lobe)之轉子。在第二真空泵20為多級魯氏型真空泵之情況，應從最終壓縮級的吸氣側將稀釋用氮氣導入到泵的內部。
第4圖係顯示配置在排氣系統2的最下游側之排出氣處理裝置5之示意圖。如第4圖所示，排出氣處理裝置5包括：用來使排出氣燃燒而氧化分解之燃燒式的加熱處理單元40；以及配置在加熱處理單元40的下一級之排出氣清洗單元60。加熱處理單元40具有用來燃燒排出氣之燃燒腔室42、以及用來產生在燃燒腔室42內渦旋的火焰之燃燒器41。排出氣係經由旁通閥(三通閥)45而供給至加熱處理單元40。在排出氣處理裝置經檢測出有任何問題時，旁通閥45就會轉到使排出氣供給到旁通管(未圖示)而不會導入到排出氣處理裝置之位置。
使燃料與氧氣預先在預混合器46中混合成混合燃料，然後將此混合燃料供給至燃燒器41。另外，將作為用來使排出氣燃燒(氧化)的氧氣源之空氣供給至燃燒器41。燃燒器41使混合燃料燃燒並在燃燒腔室42內形成渦漩火焰，以藉由渦漩火焰使排出氣燃燒。在燃燒器41內配置有UV感測器(未圖示)以利用此UV感測器來監測渦漩火焰是否正常產生。將空氣及氮氣供給至UV感測器的周圍以作為清掃氣體(purge gas)。將水W1供給至燃燒腔室42的上部。此水W1沿著燃燒腔室42的內面流下而在燃燒腔室42的內面形成水膜F。燃燒腔室42受此水膜F保護而阻絕渦漩火焰的熱。另外，在燃燒器41與燃燒腔室42之間設有供用來冷卻燃燒器41的冷卻水W2流通之冷卻水通道(未圖示)。
通過燃燒器41而導入燃燒腔室42之排出氣係由渦漩火焰使之燃燒。因此，排出氣中含有的諸如矽烷(silane)、乙矽烷(disilane)等之可燃燒的氣體就會氧化分解。此時，由於可燃燒氣體的燃燒，會產生二氧化矽(SiO2)之副產物。此二氧化矽以微細的粉塵形態存在於排出氣中。
此副產物的一部分會蓄積於燃燒器41或燃燒腔室42的內面。因此，加熱處理單元40係構成為定期地操作刮刀(scraper)(未圖示)來使得蓄積於燃燒器41或燃燒腔室42的內面之副產物剝離。燃燒腔室42之下配置有循環水槽50。循環水槽50內設有溢流堰(weir)51而將循環水槽50分隔成在上游側之第一水槽50A及在下游側之第二水槽50B。由刮刀加以刮落之副產物會蓄積在第一水槽50A的底部。而且，沿著燃燒腔室42的內面流下之水膜F會流入第一水槽50A。第一水槽50A中之水會流過溢流堰51而流入第二水槽50B。
燃燒腔室42通過冷卻單元55而與排出氣清洗單元60相連通。冷卻單元55具有朝向燃燒腔室42延伸之管道56及配置在管道56中之噴灑噴嘴57。噴灑噴嘴57將水逆向噴灑入在管道56中流動之排出氣。因此，經加熱處理單元40加以處理過之排出氣會由噴灑噴嘴57所噴灑出的水加以冷卻。噴灑出的水經由管道56而流到循環水槽50。
經過冷卻的排出氣接著導入到排出氣清洗單元60。排出氣清洗單元60係利用水來清洗排出氣以將排出氣中含有的微細粉塵去除掉之裝置。該粉塵主要由在加熱處理裝置40中氧化分解(燃燒)而產生的副產物所組成。
排出氣清洗單元60包括：用來形成氣體通道62之牆壁構件61；以及配置在氣體通道62中之第一噴霧噴嘴63A、第一水膜噴嘴63B、第二噴霧噴嘴64A及第二水膜噴嘴64B。此等噴霧噴嘴63A,64A及水膜噴嘴63B,64B係位在氣體通道62的中央部，且排列成大致為一直線。第一噴霧噴嘴63A及第一水膜噴嘴63B係構成第一噴嘴單元63，第二噴霧噴嘴64A及第二水膜噴嘴64B係構成第二噴嘴單元64。因此，在本實施例中，設有兩組噴嘴單元63及64。不過，亦可設置一組噴嘴單元或設置三組以上的噴嘴單元。
第一噴霧噴嘴63A係配置在比第一水膜噴嘴63B還要位於排出氣的流動方向的上游之位置。同樣的，第二噴霧噴嘴64A係配置在比第二水膜噴嘴64B還要上游之位置。詳言之，噴霧噴嘴與水膜噴嘴係相交錯而配置。噴霧噴嘴63A,64A、水膜噴嘴63B,64B、及牆壁構件61係由抗腐蝕的樹脂(例如PVC(聚氯乙烯))所構成。
第一噴霧噴嘴63A與第二噴霧噴嘴64A的構成及尺寸係相同，第一水膜噴嘴63B與第二水膜噴嘴64B的構成及尺寸係相同。
在第一噴霧噴嘴63A的上游側配置有作用在於調節排出氣的流動之流動控制構件70。此流動控制構件70使排出氣的壓力降低以及使排出氣在氣體通道62中的氣流均勻。流動控制構件70最好由非金屬材料構成以防止酸蝕。舉例來說，流動控制構件70係為樹脂製成之不織布材料或是具有很多開口之樹脂板。在流動控制構件70的上游側配置有水霧噴嘴71。水霧噴嘴63A,64A及71以及水膜噴嘴63B及64B皆附接至牆壁構件61。
如第4圖所示，排出氣係從設在排出氣清洗單元60的下部之管道56導入至排出氣清洗單元60的內部。排出氣在排出氣清洗單元60中從下部流到上部。更詳言之，從管道56導入之排出氣係首先導向排出氣清洗單元60的水霧噴嘴71。然後，排出氣通過水霧噴嘴71所噴出的水霧，隨後排出氣的流動受到流動控制構件70之調節。通過流動控制構件70之排出氣變成均勻氣流而以低速向上通過氣體通道62。氣體通道62中依序形成有水霧、水膜、水霧及水膜。
包含於排出氣中之直徑小於1μm的微細粉塵容易在擴散動作(布朗運動)下黏附到形成水霧之水粒子上，因此微細粉塵會由水霧所捕集。直徑不小於1μm的粉塵則大部分會以同樣的方式為水粒子所捕集。因為水粒子的直徑大約為100μm，所以黏附在這些水粒子上之粉塵尺寸(直徑)會明顯變大。因此，含有粉塵之水粒子容易因慣性碰撞(inertial impaction)而撞擊下游側之水膜，粉塵因而與水粒子一起從排出氣中去除掉。尚未被水霧所捕集之具有較大直徑的粉塵也會以同樣的方式為水膜所捕集而加以去除。於是，排出氣會為水所洗淨然後洗掉粉塵的排出氣從設在牆壁構件61的上端部之排放口77排出。
已知在具有小於1μm的直徑之粉塵的情況中，與水膜之慣性碰撞不太會發生。不過，根據本發明，由於具有小於1μm的直徑之粉塵容易在擴散動作(布朗運動)下黏附到水粒子上，所以微細粉塵絕大部分都會由水霧所捕集。捕集到粉塵之水粒子具有大於1μm之直徑，因而與水膜之慣性碰撞就容易發生。因此，水粒子就容易為水膜所捕集。
排出氣流通過氣體通道62之流速最好為較低的流速。此係因為低流速使得排出氣中含有的粉塵與水霧間之接觸時間較長而使粉塵去除效率提高之故。從此觀點來看，最好將氣體通道62的斷面積做得大些。在氣體通道62中，水膜係在水霧之上形成。因此，水膜扮演著水霧的保護膜或保護傘之角色，保護水霧不會受到從上側滴落的水滴所滴淋。如此，就防止水霧為水滴所破壞而提高粉塵去除效率。
如第4圖所示，上述的循環水槽50係配置在排出氣清洗單元60的下方。從水霧噴嘴63A,64A及71、以及水膜噴嘴63B,64B供給出來之水會流到循環水槽50的第二水槽50B。儲存在第二水槽50B之水會在循環泵P的作用下而供給到水霧噴嘴63A,64A及71、以及水膜噴嘴63B,64B。循環泵P與排出氣清洗單元60之間配置有熱交換器79。此熱交換器79中進行冷卻水與循環水(來自循環水槽50之水)之熱交換而使循環水冷卻。經冷卻的循環水供給至水霧噴嘴及水膜噴嘴。循環水同時作為前述之水W1而供給至加熱處理單元40的燃燒腔室42的上部，而如上述在燃燒腔室42的內面形成水膜F。
如上述，供給到水霧噴嘴63A,64A及水膜噴嘴63B,64B之水係來自循環水槽50之再循環利用的水而含有粉塵(例如副產物)。因此，為了清洗氣體通道62而從配置在排出口77之上之淋浴噴嘴80供給自來水至氣體通道62。淋浴噴嘴80之上配置有水霧捕集器(mist trap)81。水霧捕集器81具有很多片多孔隔板(baffle plate)，用以捕集通過排出口77之水霧。經過以上方式處理而去除掉有害物質之排出氣最後通過排氣管道(參照第1圖)而釋放到大氣中。
循環水槽50中設有液位感測器(liquid level sensor)85。此液位感測器85監測第二水槽50B的液位，且當第二水槽50B的液位超過預定的高度時，閥V21就打開來使第二水槽50B中的水排掉。另外，一部分的水在循環泵P的泵送下從循環水槽50的一側流入到第一水槽50A。此流動的水將蓄積在第一水槽50A的底部之副產物沖到溢流堰51。如此，防止燃燒腔室42的下端開口為副產物所阻塞。循環水槽50之下配置有洩漏感測器86來監測是否有水從循環水槽50中漏出。
根據第4圖所示之排出氣處理裝置5，使包含於排出氣中之微細粉塵容易在擴散動作(布朗運動)下黏附到水霧上，且使此水霧與水膜接觸(慣性碰撞)而將之從排出氣中去除掉。詳言之，因為微細粉塵為水霧所捕集，所以粉塵的尺寸明顯變大。因此，可使粉塵容易與水膜噴嘴所形成之水膜接觸。因而，能以很高的效率將粉塵從排出氣中去除掉。
第5圖係用來說明在製造設備1與排氣系統2的控制器6之間進行之資訊的輸入及輸出、以及在控制器6與真空泵裝置3、稀釋用氮氣單元4、排出氣處理裝置5及配管加熱器8之間進行之各種控制方法之示意圖。第5圖中雖然將控制器6顯示成用來控制排氣系統2的各裝置之控制器，但該控制器6亦可為附接至各裝置(真空泵裝置3、稀釋用氮氣單元4、排出氣處理裝置5及配管加熱器8)之各個獨立的控制器。
在第5圖所示的排氣系統中，製造設備1的操作程序、以及供給氣體的種類及供給氣體的流量係從製造設備1輸入至控制器6。在製造設備1為CVD設備之情況下，製程腔室內的操作順序為：供給晶圓→抽真空→升溫→形成薄膜(供給原料氣體)→降溫→回復到大氣壓→移除晶圓。而且，重複進行以上的操作順序。另外，為了去除黏附在腔室內部的固形物而週期性地供給清洗氣體(例如HF、ClF3、NF3等)到腔室內，然後將腔室內的氣體排空。控制器6係構成為根據製造設備1的操作程序、以及供給氣體的種類及供給氣體的流量而進行真空泵裝置3中的第一真空泵10及第二真空泵20的轉速的自動控制。詳言之，係根據製造設備1的操作程序、以及供給氣體的種類及供給氣體的流量而控制配置在真空側作為增壓泵之第一真空泵10及配置在大氣側作為主泵之第二真空泵20使之以最佳轉速運轉。
在製造設備1為CVD設備之情況，第一真空泵10及第二真空泵20的最佳轉速如下：
(1)　供給晶圓：雖然真空泵並不需要運轉，但若真空泵的運轉完全停止，就需要很長的上升時間(rise time)。因此，使真空泵以降低的輸出，例如20%的輸出而運轉，然後利用閥來使腔室的抽真空停止。
(2)　抽真空：使真空泵以100%的輸出運轉。
(3)　升溫：使真空泵以例如70%的輸出運轉，因為這樣就足以保持真空。
(4)　形成薄膜：因為要供給材料氣體，所以使真空泵以100%的輸出運轉。
(5)　降溫：因為氣體的供入已停止，所以使真空泵以略低的輸出運轉即已足夠。因此，使真空泵以例如70%的輸出運轉。
(6)　回復到大氣壓：將氮氣供給進入腔室以防止氧化。雖然真空泵並不需要運轉，但可基於與(1)一樣的理由而使真空泵以降低的輸出運轉。
(7)　移除晶圓：與(1)同。
在真空泵裝置3的抽真空程序中，因為並沒有氣體要供給至腔室，所以從製造設備1的操作程序為抽真空之資訊輸入至控制器6，以及將沒有氣體供給及供給氣體流量為零之資訊輸入至控制器6。然後，當有氣體要供給至腔室時，就將操作程序之資訊、以及供給氣體的種類及供給氣體的流量輸入至控制器6。在供給氣體至腔室之程序中，控制器6根據供給氣體的種類及供給氣體的流量而進行真空泵裝置3中的第一真空泵10及第二真空泵20的轉速的自動控制。如此，第一真空泵10及第二真空泵20就可回應於腔室中供給氣體的種類及供給氣體的流量而以最佳泵送能力運轉。因此，可減少真空泵裝置3的電力消耗而可達成能源之節省。亦可將來自製造設備1之資訊輸入至用來獨立控制真空泵裝置3之控制器而非該控制器6，來控制真空泵裝置3的轉速。
此外，控制器6根據製造設備1的操作程序、以及供給氣體的種類及供給氣體的流量而自動設定所要控制之配管加熱器8的溫度，以及自動控制配管加熱器8以將配管加熱器8保持在設定溫度。在本例中，係將與供給氣體的種類及供給氣體的流量對應之加熱溫度預先儲存在控制器6中，且藉由前饋控制與PID(比例-積分-微分)控制之組合而自動進行配管加熱器8的溫度設定之改變及配管加熱器8的溫度控制。而且，將不需要加熱之程序預先儲存在控制器6中，且控制器6在程序為不需要加熱之程序時使配管加熱器8自動關閉。以此方式，控制器6就可根據製造設備1的操作程序、以及供給氣體的種類及供給氣體的流量而在正確的時刻使配管加熱器8開啟(on)或關閉(off)，以及可將配管加熱器8控制在最佳溫度。因此，可減少配管加熱器8的電力消耗而可達成能源之節省。同時，可防止由於粉體在連接配管7或在例如真空泵裝置3等之裝置中蓄積所造成之配管的阻塞或真空泵的停止。亦可從製造設備1將資訊輸入至用來獨立控制配管加熱器8之控制器而非該控制器6，來控制配管加熱器8。
在排出氣處理裝置5中，在燃料、氧氣及空氣的管路中分別設有流量控制器(mass flow controller)MFC1,MFC2及MFC3，而可自動調節供給至燃燒器41之燃料、氧氣及空氣的供給量。而且，在燃料、氧氣及空氣的管路中分別設有關斷閥(shut-off valve)V11,V12及V13，而可在製造設備1的製程為不需要排出氣處理的製程時停止供給燃料、氧氣及空氣至燃燒器41。另外，在氮氣管路中設有流量控制器MFC4及關斷閥V14。
在本例中，係將與製造設備的操作程序、以及供給氣體的種類及供給氣體的流量對應之燃料、氧氣及空氣的供給量預先儲存在控制器6中，且控制器6藉由前饋控制與PID控制之組合而自動控制流量控制器MFC1,MFC2及MFC3。詳言之，係在控制器6中，從供給至製造設備之氣體的種類、供給至製造設備之氣體的流量、供給至真空泵裝置3之氮氣的流量、及從稀釋用氮氣單元4供給來之稀釋用氮氣的流量，來自動計算出排出氣處理所需要之熱的量，以及自動計算出燃料、氧氣及空氣的供給量。然後，利用流量控制器MFC1,MFC2及MFC3來自動調節燃料、氧氣及空氣的供給量。另外，在不需要排出氣處理之製造設備的製程中，則是操作關斷閥V11,V12及V13來停止燃料、氧氣及空氣之供給。如此，就可減少排出氣處理裝置5的電力消耗且可減少燃料、氧氣及空氣的供給量，而可達成能源之節省。亦可從製造設備1將資訊輸入至用來獨立控制排出氣處理裝置5之控制器而非該控制器6，來控制排出氣處理裝置5。在排出氣處理裝置5並非燃燒式的裝置而是電漿式的裝置或加熱器式的裝置之情況，係將排出氣處理所需之溫度預先儲存在控制器6中，且藉由前饋控制與PID控制之組合而自動控制電漿輸出或加熱器輸出。
再者，如第5圖所示，在稀釋用氮氣單元4中的稀釋用氮氣管路中設有流量控制器MFC5。以及，稀釋用氮氣管路中設有關斷閥V15，而可在不需要氮氣的稀釋之製造設備的程序中停止稀釋用氮氣之供給。將與製造設備進行的程序、以及供給氣體的種類及供給氣體的流量對應之稀釋用氮氣的流量預先儲存在控制器6中，且控制器6藉由前饋控制與PID控制之組合而自動控制流量控制器MFC5。可準備複數條允許稀釋用氮氣以不同的流量流通之稀釋用氮氣管路，且可利用閥來自動切換稀釋用氮氣管路而控制稀釋用氮氣的流量。透過第5圖所示之構成，就可減少稀釋用氮氣的供給量而可達成能源之節省。而且，因為可將適量的稀釋用氮氣供給至真空泵裝置3及連接配管7，所以可使真空泵穩定地運轉且可防止易燃氣體的爆炸起火。稀釋用氮氣單元4所供給之稀釋用氮氣可為熱氮氣。亦可從製造設備1將資訊輸入至用來獨立控制稀釋用氮氣單元4之控制器而非該控制器6，來控制稀釋用氮氣單元4。
如第5圖所示，可將冷卻水供給至真空泵裝置3的第一真空泵10及第二真空泵20以冷卻該第一真空泵10及第二真空泵20。另外，可將冷卻水供給至排出氣處理裝置5的燃燒器41及熱交換器79(參照第4圖)來冷卻該燃燒器41及熱交換器79。在第一真空泵10、第二真空泵20及排出氣處理裝置5中的冷卻水管路中設有流量控制器MFC 10、MFC 11等。與製造設備的操作程序、以及供給氣體的種類及供給氣體的流量對應之要用的冷卻水的量係預先儲存在控制器6中，且控制器6藉由前饋控制與PID控制之組合來自動控制流量控制器MFC 10、MFC 11等。可準備複數條允許冷卻水以不同的流量流通之冷卻水管路，且可利用閥來自動切換冷卻水管路而控制冷卻水的流量。透過第5圖所示之構成，就可減少在真空泵裝置3及排出氣處理裝置5中之冷卻水的供給量而可達成能源之節省。
再者，如第5圖所示，可將清洗水供給至排出氣處理裝置5的排出氣清洗單元60。清洗水的管路中設有流量控制器MFC15。與製造設備的操作程序、以及供給氣體的種類及供給氣體的流量對應之要用的清洗水的量係預先儲存在控制器6中，且控制器6藉由前饋控制與PID控制之組合而自動控制流量控制器MFC15。可準備複數條允許清洗水以不同的流量流通之清洗水管路，且可利用閥來自動切換清洗水管路而控制清洗水的流量。透過第5圖所示之構成，就可.減少在排出氣處理裝置5中之清洗水的量而可達成能源之節省。
如第5圖所示，為了中和排出氣處理裝置5所排出的水，在連接至循環水槽50之管路中設有中和液供給泵82。在中和液供給泵82的管路中設有中和液流量計83。控制器6根據製造設備中之供給氣體的種類及供給氣體的流量來自動計算出用來中和排出的水所需之中和液的供給量，且以讓中和液的流量等於計算出的值之方式自動調整中和液供給泵82的輸出。透過第5圖所示之構成，就可減少中和液的供給量而可不利用pH計而進行pH值控制。
再者，如第5圖所示，在排氣系統2到了要清洗的時點，就使清洗氣體從製造設備1中排出以去除黏附在排氣系統2的氣體接觸部之粉體。詳言之，係藉由檢測出黏附到真空泵裝置3、排出氣處理裝置5及連接配管7之粉體已達到預定的量。而將表示發生了粉體的黏附之訊號當作是維護請求而從排氣系統2中之該等裝置輸出至製造設備1。此輸出可由用來獨立控制排氣系統2的各裝置之控制器或由控制器6來進行。接收到該訊號之製造設備1釋放出諸如HF、ClF3、或NF3之清洗氣體到該製造設備的出口。排氣系統2中之粉體黏附可從壓力(真空泵的排氣壓力、排出氣處理裝置的入口壓力等)、真空泵的負載因子(load factor)(電力等)、從製造設備排出的氣體的排出時間等來加以檢測出。如此，就可防止粉體所造成之配管的阻塞或真空泵的停止，且可縮短清洗粉體之時間。
因為諸如HF、ClF3、或NF3等之清洗氣體係為強腐蝕性氣體，所以利用清洗氣體來清洗排氣系統2的配管或裝置時，會有腐蝕真空泵裝置3、排出氣處理裝置5及連接配管7等之可能性。因此，將與清洗氣體的種類及清洗氣體的流量對應之加熱溫度預先儲存在控制器6中，且藉由前饋控制與PID控制之組合來自動進行配管加熱器8及稀釋用氮氣單元4的溫度設定之改變以及配管加熱器8及稀釋用氮氣單元4之溫度控制。如此，就可防止清洗氣體所造成之排氣系統2的各裝置中之腐蝕。亦可不用控制器6，而由用來獨立控制配管加熱器8及稀釋用氮氣單元4之控制器來控制配管加熱器8及稀釋用氮氣單元4。
在第5圖所示的排氣系統2中，當排氣系統2需要進行維護時，控制器6可輸出維護請求至製造設備1。而且，控制器6會計算排氣系統2需要進行維護之時間並將計算結果輸出至製造設備1。詳言之，係從製造設備1將製造設備的操作程序、以及供給氣體的種類及供給氣體的流量輸入至控制器6。控制器6藉由將輸入至控制器6之供給氣體的流量予以加總來計算出供給至製造設備1之氣體的累計的供給量，且在算出的累計的供給量到達排氣系統2的裝置需要進行維護的累計的供給量時，該控制器6就將維護請求輸出至製造設備1。在本例中，典型的需要維護的裝置係為粉體會黏附上去之真空泵裝置3以及其中會蓄積粉體與汙水之排出氣處理裝置5。毋庸說，其他的裝置也需要維護。如此，因為可從排氣系統2發出維護請求至製造設備1，所以可進行排氣系統2的裝置之適當的維護及清洗。因此，可防止排氣系統2中之裝備故障，以及可確保製造設備1之穩定的運轉。在到達累計的供給量之前，控制器6可根據從製造設備1輸入之供給氣體的種類及供給氣體的量而輸出氣體的種類及此氣體的可再接受的供給量(排氣系統2中可連續處理的氣體的量)，且從該等資訊預測需要進行維護之時間並將預測資訊輸出至製造設備1。在排出氣處理裝置5中，粉體係蓄積在循環水槽50中。因為蓄積在循環水槽50中之粉體的量係與從製造設備1排出之排出氣的量成比例，所以排氣系統2需要進行維護之時間可藉由從製造設備1排出的排出氣的量計算出蓄積在循環水槽50中的粉體的量來檢測出。
再者，在第5圖所示的排氣系統2中，可進行排出氣處理裝置5中之粉體的自動清洗。在控制器6確認製造設備1中的程序並不會製造出產物後，就進行排出氣處理裝置5中之水槽及粉體捕集器的自動清洗。此自動清洗只有在製造設備中供給氣體的種類為指定的且該指定的氣體的累計的供給量達到預定的值才會進行。如此，就可減少需要人力進行之維護工作，且可提高製造設備1之運轉率。而且，可減少維護中使用的設備。
再者，排氣系統2中之各裝置的連接配管7中設有自動閥以使得氣密測試部可以密封，且在該密封部中設有壓力感測器及氮氣供給管。當使用者操作了排氣系統2中的各裝置的控制面板上的自動氣密測試的按鈕(開關)，就利用自動閥使得要進行氣密測試的部分處於密封狀態，然後利用氮氣使該密封部份自動加壓至預定的壓力。密封部份的壓力已利用氮氣建立起來了之後，就利用控制面板中之軟體來比較建立起來的壓力與經過一段預定時間後的壓力而自動判斷是否有洩漏部分。氣密測試完成後，就接著將自動閥打開以釋放掉用來加壓之氮氣。
在第5圖所示之排氣系統2中，當排氣系統2中有裝置異常或故障發生時，可以以與傳統的排氣系統相同的方式從排氣系統2的裝置將表示異常或故障之顯示訊號或警報訊號輸出至製造裝置1。
第6至8圖係顯示用來控制排氣系統2的所有裝置之控制器的實施例、以及附接至排氣系統2中各裝置(真空泵裝置3、稀釋用氮氣單元4、排出氣處理裝置5、及配管加熱器8)之獨立的控制器的實施例之示意圖。
第6圖係顯示具有與製造設備通訊之功能以及設在製造設備的排氣側之排氣系統中的(所有或部份)裝置的運轉控制功能之控制器的一例之示意圖。如第6圖所示，該控制器進行與製造設備1之通訊以及對於設在排氣系統2中的各裝置(真空泵裝置3、稀釋用氮氣單元4、排出氣處理裝置5、配管加熱器8、閥等)的運轉之控制。
第7圖係顯示具有與製造設備通訊之功能以及與排氣系統中的各裝置的控制單元(或附接至各裝置之控制器)通訊之功能之控制器的一例之示意圖。如第7圖所示，該控制器進行與製造設備1之通訊以及與設在排氣系統2中的各裝置(真空泵裝置3、稀釋用氮氣單元4、排出氣處理裝置5、配管加熱器8、閥等)的控制單元之通訊。
第8圖係顯示與製造設備通訊之功能以及與排氣系統中的各裝置通訊之功能係設在附接至排氣系統的各裝置的控制單元中之例之示意圖。在第8圖所示的實施例中，排出氣處理裝置5的控制單元具有與製造設備1通訊之功能以及與排氣系統2中的各裝置通訊之功能。在此例中，並不需要如第6及7圖所示之獨立的控制器。
雖然本發明之一些較佳實施例已顯示及詳細說明如上，但應知除了以上所示及所述者之外，本發明還可在未脫離隨附的申請專利範圍的範圍內做各種變化及修改。
(產業上之利用可能性)
本發明可應用於具有用來使製造設備的腔室內的氣體排空之真空泵、用來處理從該腔室內排出的排出氣之排出氣處理裝置、及其他裝置之排氣系統。
1．．．製造設備
2．．．排氣系統
3．．．真空泵裝置
4．．．稀釋用氮氣單元
5．．．排出氣處理裝置
6．．．控制器
7．．．連接配管
8．．．配管加熱器
10．．．第一真空泵
13．．．魯氏型泵轉子
14．．．第一級魯氏部
15．．．第二級魯氏部
18．．．排氣口
20．．．第二真空泵
21．．．泵排氣口
22．．．吸氣口
23．．．連接管
24．．．螺旋型泵轉子
25．．．第一級螺旋部
26．．．第二級螺旋部
27．．．級間部
28．．．壓力感測器
29．．．管路
30．．．馬達
31．．．馬達
40．．．加熱處理單元
41．．．燃燒器
42．．．燃燒腔室
45．．．旁通閥
46．．．預混合器
50．．．循環水槽
50A．．．第一水槽
50B．．．第二水槽
51．．．溢流堰
55．．．冷卻單元
56．．．管道
57．．．噴灑噴嘴
60．．．排出氣清洗單元
61．．．牆壁構件
62．．．氣體通道
63．．．第一噴嘴單元
63A．．．第一水霧噴嘴
63B．．．第一水膜噴嘴
64．．．第二噴嘴單元
64A．．．第二水霧噴嘴
64B．．．第二水膜噴嘴
70．．．流動控制構件
71．．．水霧噴嘴
77．．．排出口
79．．．熱交換器
80．．．淋浴噴嘴
81．．．水霧捕集器
82．．．中和液供給泵
83．．．中和液流量計
85．．．液位感測器
86．．．洩漏感測器
MFC1至MFC5、MFC10、MFC11、MFC15．．．流量控制器
P．．．循環泵
P1至P4．．．入口壓力
P5．．．出口壓力
Q．．．製程氣體
S1至S4．．．排氣速度
V1．．．閘閥
V2．．．旁通閥
V5、V21．．．閥
V11至V15．．．關斷閥
W1．．．水
W2．．．冷卻水
第1圖係顯示根據本發明之排氣系統的基本構成之示意圖。
第2圖係顯示設在排氣系統的最上游側之真空泵裝置的一例之示意圖。
第3圖係顯示第1圖中所示之多級真空泵的各個壓縮級之排氣速度與壓力間的關係之圖。
第4圖係顯示配置在排氣系統的最下游側之排出氣處理裝置之示意圖。
第5圖係用來說明在製造設備與排氣系統的控制器之間進行之資訊的輸入及輸出、以及在控制器與真空泵裝置、稀釋用氮氣單元、排出氣處理裝置及配管加熱器之間進行之各種控制方法之示意圖。
第6圖係顯示具有與製造設備通訊之功能以及設在製造設備的排氣側具有排氣系統中的各裝置的運轉控制功能之控制器的一例之示意圖。
第7圖係顯示具有與製造設備通訊之功能以及與排氣系統中的各裝置的控制單元(或附接至各裝置之控制器)通訊之功能之控制器的一例之示意圖。
第8圖係顯示與製造設備通訊之功能以及與排氣系統中的各裝置通訊之功能係設在附接至排氣系統的各裝置的控制單元中之一例之示意圖。
1．．．製造設備
2．．．排氣系統
3．．．真空泵裝置
4．．．稀釋用氮氣單元
5．．．排出氣處理裝置
6．．．控制器
7．．．連接配管
8．．．配管加熱器
V1．．．閘閥
V2．．．旁通閥

Claims (12)

  1. 一種排氣系統，係用來將製造半導體裝置、液晶面板、發光二極體、或太陽能電池之製造設備的腔室中的氣體予以排空者，包括：用來使該腔室中的氣體排空之真空泵裝置；用來處理從該腔室排出的排出氣之排出氣處理裝置；用來連接該製造設備、該真空泵裝置及該排出氣處理裝置之配管；以及用來控制該真空泵裝置及/或該排出氣處理裝置之控制器，其中，將該製造設備的操作程序的資訊、以及供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的流量輸入至該控制器，來控制該真空泵裝置及/或該排出氣處理裝置；其中，該控制器係構成為從供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的累計的供給量來預測需要進行該真空泵裝置或該排出氣處理裝置的維護之時間，或預測直到該真空泵裝置或該排出氣處理裝置需要進行維護為止之要處理的氣體的種類及可再接受的要處理的氣體的供給量，且輸出預測資訊至該製造設備。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之排氣系統，其中，該控制器係進一步構成為根據該製造設備的操作程序的資訊以及供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的流量來控制氮氣的供給量、水的供給量、電力、燃料、氧氣及 空氣的供給量、加熱器溫度、以及電漿輸出各者中之一或多者。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之排氣系統，其中，當該真空泵裝置或該排出氣處理裝置需要維護時，該控制器輸出維護請求之資訊至該製造設備。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之排氣系統，其中，該控制器係進一步構成為根據該製造設備的操作程序的資訊以及供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的流量來控制該真空泵裝置的轉速。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之排氣系統，其中，該維護請求之資訊係從供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的累計的供給量來取得。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之排氣系統，復包括：用來供給氮氣到從該腔室排出的排出氣中之氮氣單元，其中，該製造設備的操作程序的資訊、以及供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的流量係被輸入至該控制器，以控制該氮氣單元。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之排氣系統，復包括：用來對於連接該製造設備、該真空泵裝置及該排出氣處理裝置之該配管的至少一部分進行加熱之配管加熱器，其中，該製造設備的操作程序的資訊、以及供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的流量係被輸入至該控制器，以控制該配管加熱器。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之排氣系統，其中，從該製 造設備將清洗氣體排出以進行該排氣系統的各裝置之清洗。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之排氣系統，其中，當該真空泵裝置、該排出氣處理裝置或該配管由於該真空泵裝置、該排出氣處理裝置或該配管之粉體黏附而需要清洗時，該控制器將清洗請求之資訊輸出至該製造設備。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之排氣系統，其中，該控制器係包括一個用來控制該排氣系統的所有裝置之控制器，或者包括用來控制該排氣系統的各裝置之各個獨立的控制器。
  11. 一種排氣系統之控制方法，其中該排氣系統係用來將製造半導體裝置、液晶面板、發光二極體、或太陽能電池之製造設備的腔室中的氣體予以排空者，該排氣系統包括：用來使該腔室中的氣體排空之真空泵裝置；用來處理從該腔室排出的排出氣之排出氣處理裝置；以及用來控制該真空泵裝置及/或該排出氣處理裝置之控制器，該控制方法包括：將該製造設備的操作程序的資訊、以及供給至該製造設備之氣體的種類及氣體的流量輸入至該控制器，來控制該真空泵裝置及/或該排出氣處理裝置；以及由該控制器從供給至該製造設備之氣體的種類及 氣體的累計的供給量來預測需要進行該真空泵裝置或該排出氣處理裝置的維護之時間，或預測直到該真空泵裝置或該排出氣處理裝置需要進行維護為止之要處理的氣體的種類及可再接受的要處理的氣體的供給量，且從該控制器將預測資訊輸出至該製造設備。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之控制方法，復包括：當該真空泵裝置或該排出氣處理裝置需要維護時，從該控制器將維護請求之資訊輸出至該製造設備。
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