特許 6242393 処理チャンバを排気するための方法および装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6242393

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】処理チャンバを排気するための方法および装置

(51)【国際特許分類】

   F04F 5/20 20060101AFI20171127BHJP

   F04F 5/22 20060101ALI20171127BHJP

   F04F 5/46 20060101ALI20171127BHJP

   F04F 5/48 20060101ALI20171127BHJP

   F04C 23/00 20060101ALI20171127BHJP

   F04C 25/02 20060101ALI20171127BHJP

【ＦＩ】

   F04F5/20 E

   F04F5/22

   F04F5/46 C

   F04F5/48 C

   F04C23/00 D

   F04C25/02 K

【請求項の数】12

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-522062(P2015-522062)

(86)(22)【出願日】2013年7月15日

(65)【公表番号】特表2015-522754(P2015-522754A)

(43)【公表日】2015年8月6日

(86)【国際出願番号】EP2013064929

(87)【国際公開番号】WO2014012896

(87)【国際公開日】20140123

【審査請求日】2016年6月16日

(31)【優先権主張番号】1202049

(32)【優先日】2012年7月19日

(33)【優先権主張国】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】511148259

【氏名又は名称】ファイファー バキユーム

(74)【代理人】

【識別番号】100060759

【弁理士】

【氏名又は名称】竹沢 荘一

(74)【代理人】

【識別番号】100087893

【弁理士】

【氏名又は名称】中馬 典嗣

(72)【発明者】

【氏名】ベルトラン セジョ

【審査官】 岩田 健一

(56)【参考文献】

【文献】 独国特許出願公開第０２４０８２５６（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 仏国特許出願公開第０２９５２６８３（ＦＲ，Ａ１）

【文献】 特開平１１−０８２３４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｆ ５／２０

Ｆ０４Ｆ ５／２２

Ｆ０４Ｆ ５／４６

Ｆ０４Ｆ ５／４８

Ｆ０４Ｃ ２３／００

Ｆ０４Ｃ ２５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理チャンバ（２）に接続されるようになっている排気装置であって、
− 乾式１次真空ポンプ（３）であって
・吸入孔（８）および吐出孔（９）と、
・吸入孔（８）と吐出孔（９）との間に配置された少なくとも１つの排気段（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ）と、
・前記排気段（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ）の中にパージガスを注入するようになっているパージ手段（１１）と、
・吐出孔（９）に接続された排気ダクト（１２）と、
・排気ダクト（１２）の中に配置された逆止弁（１３）とを有する乾式１次真空ポンプ（３）と、
− 逆止弁（１３）をバイパスする線上に取り付けられているイジェクタ（４ｂ）であって、
・吸気口（１６）と、排気口（１７）と、少なくとも１つの吸入ノズル（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）とを有するダクト（２２）と、
・動力ガスを注入して、吸入ノズル（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）の少なくとも１つに対する動力ガスの注入を制御する手段とを備えるイジェクタ（４ｂ）と、
− 乾式１次真空ポンプ（３）のパージ手段（１１）に接続され、ガス供給器（１４）に接続されるようになっている第１の弁具備装置（５）とを備える排気装置において、乾式１次真空ポンプのパージ手段（１１）に接続されている第１の弁具備装置（５）は、動力ガスを注入するための手段にも接続され、ガス供給器（１４）を、乾式１次真空ポンプ（３）のパージ手段（１１）から、イジェクタ（４ｂ）の動力ガスを注入のための手段に、少なくとも部分的に切り替えるようになっており、
前記乾式１次真空ポンプ（３）は、複数の排気段（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ）を備え、パージ手段（１１）は、各排気段（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ）のおのおのに対してパージガスを分配するための複数の分岐を備え、第１の弁具備装置（５）は、複数の電磁弁（５ａ）を備え、各電磁弁（５ａ）は、それぞれの分岐の中に配置されていることを特徴とする排気装置。

【請求項2】

逆止弁（１３）をバイパスする線上で、イジェクタ（４ｂ）の上流に取り付けられている第２の弁具備装置（６）と、処理チャンバ（２）の動作状態に応じて、第１の弁具備装置および第２の弁具備装置（５、６）を制御するようになっている制御手段とを備えていることを特徴とする、請求項１に記載の排気装置。

【請求項3】

第１の弁具備装置（５）は、３方電磁弁（５ｂ）を備えていることを特徴とする、請求項１または２に記載の排気装置。

【請求項4】

イジェクタ（４ｂ）は、多段イジェクタであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の排気装置。

【請求項5】

第１の弁具備装置（５）は、制御手段によって制御可能な、少なくとも１つの電磁弁（５ａ、５ｂ）を備えていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の排気装置。

【請求項6】

制御手段は、処理チャンバ（２）が真空限界動作になると、第１の排気段（１０ａ）以外の排気段（１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ）と関連する第１の弁具備装置（５）の電磁弁（５ａ）を少なくとも部分的に閉じて、第１の排気段（１０ａ）の第１の弁具備装置（５）の電磁弁（５ａ）を開くようになっていることを特徴とする、請求項２を引用する請求項５に記載の排気装置。

【請求項7】

第２の弁具備装置（６）は、制御手段によって制御可能な電磁弁（６ｂ）を備えていることを特徴とする、請求項２又は請求項２を引用する請求項３〜６のいずれか１項に記載の排気装置。

【請求項8】

電磁弁（５ａ、５ｂ、６ｂ）の電源は、処理チャンバ（２）のスイッチに接続されていることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか１項に記載の排気装置。

【請求項9】

第２の弁具備装置（６）は、イジェクタ（４ｂ）が起動されると開く、較正された逆止弁（６ａ）を備えていることを特徴とする、請求項２又は請求項２を引用する請求項３〜６のいずれか１項に記載の排気装置。

【請求項10】

処理チャンバに接続された、請求項１〜９のいずれか１項に記載の排気装置（１）を使用して処理チャンバを排気するための方法であって、処理チャンバ（２）が真空限界動作になると、イジェクタ（４ｂ）を起動させることによって、乾式１次真空ポンプ（３）のパージ手段（１１）に対するガス供給は、減少され、乾式１次真空ポンプ（３）の吐出孔（９）に接続された排気ダクト（１２）の中の圧力は、低減され、イジェクタ（４ｂ）の動力ガスを注入するための前記手段には、乾式１次真空ポンプ（３）のパージ手段（１１）からガスが供給されることを特徴とする排気方法。

【請求項11】

イジェクタ（４ｂ）は、処理チャンバ（２）が真空限界動作になったときにだけ起動されることを特徴とする、請求項１０に記載の排気方法。

【請求項12】

処理チャンバ（２）が真空限界動作中であるときには、パージ手段（１１）に対する供給ガス（１４）の流量は、２０〜２００ｓｃｃｍであることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の排気方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排気装置に関する。この排気装置は、半導体を製造するためのツールの処理チャンバ等の処理チャンバを排気するための乾式１次真空ポンプを備えている。本発明はまた、この排気装置によって排気するための方法にも関する。

【背景技術】

【0002】

半導体基板の処理工程は、乾式１次真空ポンプを備える排気装置を使用して、処理チャンバ内を低圧にして実施される。

【0003】

基板を処理するためにチャンバ内にガスを導入する前に実行されるステップは、作動中に達成可能な低圧閾値を確認することである。この低圧閾値は、「真空限界」と呼ばれている。処理チャンバ内で低圧真空限界を得るのは、簡単で、高速で、かつ安価な方法で行われる。これには、チャンバのシール気密性を確認する（例えば、保守の後に）か、または、チャンバが、いずれのガス残基をも含んでいないことを確認する。ガス残基の中に、例えば、あまりに多量の酸素または水蒸気が含まれている場合には、それらが、基板の汚染源となる可能性がある。

【0004】

装置製造業者によって要求される真空限界圧力レベルは、一般に、約１０^−３、または１０^−２ｍｂａｒである。このレベルは、処理チャンバ内で処理される基板の処理圧力とは大きく異なり、基板処理圧力は、通常、１０^−１〜数１００ｍｂａｒである。

【0005】

この値の真空限界圧力と、これより１桁または２桁高い処理圧力が確実に得られるようにするための、１つの公知の手段は、乾式１次真空ポンプの中の排気段数を増加させ、例えば、６段、または７段とするか、または、真空ポンプの作動クリアランスを減少させることである。これらは、いずれも、費用を上昇させ、また信頼度を減少させることとなる。

【0006】

他の排気装置では、従来の乾式１次真空ポンプの上流に、単一段のルーツ真空ポンプを配置することが提案されている。しかしながら、これらの排気装置もまた、高価である。

【0007】

更に他の装置においては、従来の乾式１次真空ポンプの排気部に、補助真空ポンプを配置することが提案されている。補助真空ポンプによって、排気装置の真空限界動作における動作性能を、改善させることができる。しかしながら、補助ポンプは、無視できない量の電力を消費し、それでもなお、真空限界動作圧力は、不十分である可能性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の目的の１つは、基板の低圧処理に対して、低い真空限界動作圧力と、良好な排気速度とが得られ、しかも容易に、かつ安価に得ることができる排気装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この目的のために、本発明の１つの主題は、処理チャンバに接続されるようになっている排気装置であり、この排気装置は、
− 乾式１次真空ポンプであって、
・吸入孔および吐出孔と、
・吸入孔と吐出孔との間に配置された少なくとも１つの排気段と、
・前記排気段の中にパージガスを注入するようになっているパージ手段と、
・吐出孔に接続された排気ダクトと、
・排気ダクト内に配置された逆止弁とを有する乾式１次真空ポンプと、
− 逆止弁をバイパスしている線上に取り付けられたイジェクタであって、
・吸気口、排気口、および少なくとも１つの吸入ノズルを有するダクトと、
- ・動力ガスを注入し、少なくとも１つの吸入ノズルに対する動力ガスの注入を制御するための手段とを備えるイジェクタと、
− 乾式１次真空ポンプのパージ手段に接続され、ガス供給源に接続されるようになっている第１の弁具備装置とを備えている。

【0010】

パージ手段に接続されている第１の弁具備装置はまた、動力ガスを注入するための手段にも接続され、ガスの供給を、乾式１次真空ポンプのパージ手段から、イジェクタの動力ガスを注入する手段に、少なくとも部分的に切り替えるようになっている。

【0011】

本発明の別の主題は、上記で述べた排気装置により、処理チャンバを排気するための方法である。この排気装置は、処理チャンバに接続されており、この排気装置においては、処理チャンバが真空限界動作になると、イジェクタを起動させることにより、乾式１次真空ポンプのパージ手段に対するガスの供給は減少され、乾式１次真空ポンプの吐出孔に接続された排気ダクトにおける圧力は、低減される。イジェクタの動力ガスを注入するための手段には、乾式１次真空ポンプのパージ手段から、ガスが供給される。

【0012】

排気装置または排気方法は、以下に示す特徴を、単独にか、または組み合わせて具備することがある。
− 排気装置は、第２の弁具備装置を備え、この第２の弁具備装置は、逆止弁をバイパスしている線上で、イジェクタの上流に取り付けられている。
− 排気装置は、制御手段を備え、この制御手段は、処理チャンバの動作状態に応じて、第１および第２の弁具備装置を制御するようになっている。これにより、処理チャンバが真空限界動作になったときには、第１の弁具備装置は、少なくとも部分的に閉じられ、第２の弁具備装置は、開かれる。
− 処理チャンバが真空限界動作になると、パージ手段の供給ガスの流量は、２０〜２００ｓｃｃｍ（または、３３〜３３３ Ｐａ・Ｌ／ｓ）になる。
− 第１の弁具備装置は、三方電磁弁を備えている。
− イジェクタは、多段イジェクタである。
− 第１の弁具備装置は、制御手段によって制御可能な、少なくとも１つの電磁弁を備えている。
− 乾式１次真空ポンプは、複数の排気段を備え、パージ手段は、各排気段にパージガスを分配するための複数の分岐を備え、第１の弁具備装置は、複数の電磁弁を備え、各電磁弁は、それぞれの各分岐に配置されている。
− 制御手段は、処理チャンバが真空限界動作になったときには、第１の排気段以外の排気段に関連付けられている第１の弁具備装置の電磁弁を、少なくとも部分的に閉じて、第１の排気段の第１の弁具備装置の電磁弁を開くようになっている。
− 第２の弁具備装置は、制御手段によって制御可能な電磁弁を備えている。
− 電磁弁の電源は、処理チャンバのスイッチに接続されている。
− 第２の弁具備装置は、較正された逆止弁を備え、この逆止弁は、イジェクタが起動されると開かれる。制御手段は、処理チャンバの動作状態に応じて、イジェクタを起動させるようになっている。

【0013】

乾式１次真空ポンプの排気段を通過するパージガスの流量を減少させること、および乾式１次真空ポンプの吐出孔における圧力を減少させることによって、処理チャンバの内部における、非常に低い真空限界圧力を得ることができる。

【0014】

処理チャンバが真空限界動作になったときには、乾式１次真空ポンプの排気段を通過するパージガスの流量を減少させることができる。これは、潜在的に真空ポンプを汚染させる可能性があるガスが処理チャンバ内に導入されないからである。

【0015】

更に、乾式１次真空ポンプの吐出孔における圧力を低下させることにより、１次真空ポンプの電力消費を大幅に減少させることができる。

【0016】

更に消費電力を低減させるために、処理チャンバが真空限界動作になったときにだけ、イジェクタを起動するようにしてもよい。

【0017】

更に、補助排気手段としてイジェクタを使用することにより、可動部品を使用することなく、乾式１次真空ポンプの吐出孔における圧力を減少させることができる。これは、動力ガスの膨張を使用しているからであり、従って、電力を消費することなく、また、摩耗することもなく、保守の必要もない。これは、例えば、ダイヤフラムポンプまたはピストンポンプの場合とは異なっている。更に、イジェクタは、非常に小型であるという利点を有し、排気装置の形状を小さくすることができる。また、これらイジェクタは、腐食、または活性ガスの攻撃に対する十分な耐性を有する。これにより、排気装置を非常に信頼度の高いものとすることができる。更にまた、イジェクタは、安価である。

【0018】

乾式１次真空ポンプのパージ手段からのガスを、イジェクタの動力ガス注入手段に対して供給するという手法で、イジェクタを使用することにより、乾式１次真空ポンプの吐出孔における圧力を、的確に低減させることができる。従って、おおむね２〜３ｂａｒに圧縮されたパージガスを、乾式１次真空ポンプのパージ手段に供給するのではなく、イジェクタに動力ガスを供給するだけでよい。
[００１９]
本発明の他の特徴および利点は、非限定的な実施例、および図面により示されている以下の説明を読むことにより、明らかになると思う。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】処理チャンバに接続された第１の実施形態における排気装置を示す図である。

【図2】第２の実施形態における排気装置を示す図である。

【図3】第３の実施形態における排気装置を示す図である。

【図4a】第１の排気段階において作動している多段イジェクタを示す図であり、ここでは、動力ガスは、イジェクタの全ての段の中に注入される。

【図4b】第２の排気段階において作動している多段イジェクタを示す図であり、ここでは、動力ガスは、イジェクタの２つの段の中に注入される。

【図4c】第３の排気段階において作動している多段イジェクタを示す図であり、ここでは、動力ガスは、イジェクタの単一の段の中に注入される。

【発明を実施するための形態】

【0020】

「真空限界」という表現は、あり得るいくつかの例外的なガス流、および無視できる程度の寄生的なガス流を除いて、処理チャンバの中に導入されるガス流がなく、処理チャンバは、作動している排気装置によって真空に排気されている、処理チャンバの動作状態によって定義される。この、あり得るいくつかの例外的なガス流、および無視できる程度の寄生的なガス流は、例えば、壁からの脱ガス、またはリークによって生ずる。

【0021】

図１は、半導体を製造する装置の処理チャンバ２を排気するための排気装置１を示している。チャンバ内で実施されるプロセスは、例えば、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）プロセスであり、このプロセスでは、特に、ＬＥＤ（発光ダイオード）基板上に、ＧａＮ活性層を堆積させる化学気相成長プロセスである。基板の処理中に処理チャンバ２の中に導入されるガスは、ＴＭＧ（トリメチルガリウム）、ＮＨ_３、およびＨ_２を備え、この処理ガス流量は、５０〜２５０ｓｌｍ（すなわち、８３３３３Ｐａ・Ｌ／ｓ〜４１６６６７Ｐａ・L／ｓ）であり、処理圧力は、１００〜５００ｍｂａｒである。

【0022】

処理チャンバ２は、処理チャンバ２が真空限界動作にあることを知らせる信号手段を備えている。この信号は、処理チャンバ２の中に処理ガスが導入されておらず、処理チャンバ２は、排気装置１によって真空に排気されているということを示す。真空限界動作を示すこの信号は、例えば電気信号であり、この電気信号は、例えば、スイッチをオンにすることによる電気接触によって得ることができる。

【0023】

図１に示すように、排気装置１は、乾式１次真空ポンプ３、補助排気手段４、第１および第２の弁具備装置５、６、および制御手段を備えている。制御手段は、処理チャンバ２の動作状態に応じて、第１および第２の弁具備装置５、６を制御するようになっている。

【0024】

乾式１次真空ポンプ３は、吸入孔８、吐出孔９、吸入孔８と吐出孔９との間に配置されている少なくとも１つの排気段、パージ手段１１、真空ポンプ３の吐出孔９に接続されている排気ダクト１２、および排気ダクト１２の中に配置された逆止弁１３を備えている。真空ポンプ３の吸入孔８は、処理チャンバ２の吐出孔に接続されている。

【0025】

乾式１次真空ポンプ３は、例えば、多段ルーツ真空ポンプであり、複数の排気段を備え、この例では、５段（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ）である。第１の排気段１０ａの吸入孔は、真空ポンプ３の吸入孔８に対応している。この第１の排気段は、一般に、低圧段と呼ばれる。最終排気段１０ｅは、真空ポンプ３の吐出孔９に開口しており、吐出孔９では、大気圧に排気される。この最終排気段１０ｅは、一般に、高圧段と呼ばれる。段間チャネルが、排気段１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅを直列に接続している。より正確には、段間チャネルは、真空ポンプ３の吸入孔８と吐出孔９との間で、先行する排気段の吐出孔を、後続の排気段の吸入孔に接続している。

【0026】

パージ手段１１は、窒素等のパージガスを排気段１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの中に注入するようになっている。パージ手段１１は、分配器（クラリネットとも呼ばれる）を備え、この分配器は、真空ポンプ３が備える排気段の数と同数の分岐を備え、これにより、ガス供給器１４から、５つの排気段１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅのそれぞれに対してパージガスを分配する。パージ手段１１からのガス注入は、一般に、関連する排気段の排気口に開口しているノズルを通して、排気段１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅに沿って分布している複数の点で実行される。最初および最終の排気段１０ａ、１０ｅにおいては、パージガスは、真空ポンプ３を実際に運転しているレベルに注入される。パージガス流量は、例えば、３５〜１００ｓｌｍ（すなわち、５８３３３〜１６６６６６Ｐａ・Ｌ／ｓ）である。

【0027】

パージガスによって、処理チャンバ２からくるガスを希釈することができ、これにより、特に、乾式１次真空ポンプ３のステータとロータとの間、およびロータのローブの間における作動間隙を保持し、適切な作動を維持し続けることができる。

【0028】

真空ポンプ３の逆止弁１３は、処理チャンバ２から排気ダクト１２に向かってガスが排気方向に流れる（図１の矢印Ｆ参照）よう強制することができ、これにより、排気されるべきガスが真空ポンプ３の中に逆流するのを防ぐことができる。真空ポンプ３は、作動時には、ガスを圧縮して、逆止弁１３を通してその圧縮ガスを排気ダクトに送ることにより、処理チャンバ２を低圧に排気する。真空ポンプ３の吐出孔圧が排気圧より低くなると、逆止弁１３は閉じる。このようにして、大気から吐出孔９への逆流を防止することができる。

【0029】

第１の弁具備装置５は、乾式１次真空ポンプ３のパージ手段１１とパージ手段１１が接続されているガス供給器１４との間に挿入される。

【0030】

制御手段は、コンピュータ、マイクロコントローラ、またはコントローラであるのがよい。このコンピュータ、マイクロコントローラ、またはコントローラには、排気装置の各部を制御して、排気方法のステップを実行するためのプログラムが搭載されている。制御手段は、処理チャンバが真空限界動作になったときに、少なくとも部分的に、第１の弁具備装置５を閉じるようになっている。

【0031】

第１の例においては、第１の弁具備装置５は、閉位置にあるときには、ガス供給器１４とパージ手段１１との間のガス流を完全に遮断し、これにより、排気段１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの内の少なくとも１つのパージ手段１１に対するガス供給を遮断する。

【0032】

別の例においては、第１の弁具備装置５は、ほぼ閉位置にあるときに、少なくとも１つの排気段１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅのパージ手段１１に対するガス供給１４を大幅に減少させる。これにより、パージ手段１１に対する供給ガス１４の流量は、約３５〜１００ｓｌｍからから減少して、真空限界動作である流量２０〜２００ｓｃｃｍ（すなわち、３３〜３３３Ｐａ・Ｌ／ｓ）になる。

【0033】

従って、第１の弁具備装置５が通過させるパージガスの残留流は、処理ガスを希釈するために必要なパージガスの流れと比較して、無視できる程度になる。ガス供給源１４によって供給され続けられるこのパージガスの残留流は、パージ手段１１の中のガスの流れの方向を維持し続け、これにより、処理チャンバ２から由来する腐食性を有する可能性があるガス残基が、パージ手段１１の中に蓄積されるのを防止することができる。

【0034】

第１の弁具備装置５は、例えば、乾式１次真空ポンプ３のパージ手段１１とガス供給器１４との間に挿入された、少なくとも１つの電磁弁５ａを備えている。

【0035】

電磁弁５ａを制御するための手段は、例えば、電磁弁５ａの電源を電気接続することによって得ることができる。電磁弁５ａの電源は、例えば、第１の結線７ａを介して処理チャンバ２のスイッチに接続されている。処理チャンバ２が真空限界動作になると、スイッチがオンとなり、電磁弁５ａへの電力供給が遮断され、これにより、電磁弁５ａを閉じて、乾式１次真空ポンプ３のパージ手段１１に対するガス供給を減少させるか、または完全に遮断することができる。

【0036】

電磁弁５ａを制御する手段として、他の実施形態を想定することもできることは、言うまでもない。例えば、電磁弁５ａに対する空気供給源を設けて、それを電気的に接続して制御することも可能である。

【0037】

図１に示す第１の実施形態においては、第１の弁具備装置５は、乾式１次真空ポンプ３の全ての分岐を接続しているパージ手段１１の分配器の共通線上に配置されている。従ってこの場合には、第１の弁具備装置５は、排気段１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの全てに対して、ガス供給１４を、同時に、減少させるか、または遮断する。

【0038】

図２に示す別の実施形態においては、第１の弁具備装置５は、排気段１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅに対して、選択的にパージガスを供給するようになっている。例えば、第１の弁具備装置５は、パージ手段１１が備える分岐と同数の電磁弁５ａを備えている。各電磁弁５ａは、パージ手段１１のそれぞれの分岐に配置され、これにより、１つ以上の排気段１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅに対して、ガス供給１４を選択的に、同時に、減少させるかまたは遮断することができる。

【0039】

制御手段は、処理チャンバ２が真空限界動作になると、例えば、第１の排気段１０ａ以外の排気段１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅと関連する、第１の弁具備装置５の電磁弁５ａを、少なくとも部分的に閉じて、第１の排気段１０ａの第１の弁具備装置５の電磁弁５ａを開くようになっている。従って、第１の排気段１０ａ以外の排気段１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅに対するパージガスの流れは、減少されるか、または遮断されるが、低圧排気段１０ａを通したパージガスの流れは、保持される。このパージガスの流れによって、真空ポンプ３の排気段の最低限の保護は、確保される。

【0040】

制御手段はまた、処理チャンバ２内が真空限界動作になると、第２の弁具備装置６を開くようにもなっている。

【0041】

図１および図２に示すように、排気装置１の補助排気手段４は、真空ポンプ３の逆止弁１３をバイパスする線上に配置されている。

【0042】

第２の弁具備装置６は、逆止弁１３をバイパスする線上で、補助排気手段４と直列に、また補助排気手段４の上流に取り付けられている。

【0043】

処理チャンバ２が真空限界動作でないときには、第２の弁具備装置６は、閉じられて、補助排気手段４の吸入孔を、排気ダクト１２から分離し、第１の弁具備装置５は、開かれ、排気段１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、および１０ｅに対するパージ手段には、ガスが供給される。

【0044】

処理チャンバ２が真空限界動作になったという信号に応答して、第２の弁具備装置６は開かれ、第１の弁具備装置５は、少なくとも部分的に閉じられる。これにより、乾式１次真空ポンプ３のパージ手段１１に対するガス供給は、遮断されるか、または減少され、補助排気手段４は、排気ダクト１２と流体連通になる。

【0045】

乾式１次真空ポンプ３の排気段を通ったパージガスの流量の減少と、乾式１次真空ポンプ３の吐出孔９における圧力低下によって、乾式１次真空ポンプ３の吸入孔８において、非常に低い吸気圧力を得ることができ、従って、処理チャンバ２内において、非常に低い真空限界圧力を得ることができる。これにより、処理チャンバ２内における圧力限界を１／１０に減少させることができる。

【0046】

消費電力を低減するために、更に、処理チャンバ２が真空限界動作になったときにだけ、補助排気手段４を起動させることができる。

【0047】

図１に示す第１の実施形態においては、第２の弁具備装置６は、較正された逆止弁６ａを備えている。逆止弁６ａは、補助排気手段４が起動されると開く。制御手段は、処理チャンバ２が真空限界動作になると、補助排気手段４を起動させるようになっている。

【0048】

補助排気手段４は、例えば、電力が供給されると、直ちに起動される。従って、補助排気手段４の電源は、例えば、第２の電気結線７ｂによって処理チャンバ２の信号手段に接続されている。

【0049】

補助排気手段４は、例えば、ダイヤフラムポンプ４ａである。

【0050】

逆止弁６ａは、それが閉じられると、補助排気手段４の吸入孔を排気ダクト１２から分離する。真空限界動作に達した処理チャンバ２に応答して、電気スイッチがオンにされて、これにより、補助排気手段４に対する電力供給が駆動され、従って、補助排気手段４は、起動される。補助排気手段４が起動されると、逆止弁６ａは、自動的に開く。逆止弁６ａの下流に形成された真空によって、逆止弁６ａは、開かれる。

【0051】

従って、第２の弁具備装置６の制御手段は、処理チャンバ２への電気接続を必要としない自動手段である。

【0052】

図３に示す実施形態においては、第２の弁具備装置６の制御手段は、電磁弁６ｂを備えている。

【0053】

制御手段は、処理チャンバ２が真空限界動作になったときに、第２の弁具備装置６の電磁弁６ｂを開くようになっており、これにより、補助排気手段４を、排気ダクト１２と連通させる。

【0054】

例えば、電磁弁６ｂの電源は、第３の電気結線７ｃによって、処理チャンバ２の信号手段に接続されている。従って、処理チャンバ２の信号手段のスイッチをオンにすると、電磁弁６ｂに電力が供給され、電磁弁６ｂを開くことができる。

【0055】

図３に示す第３の実施形態においては、補助排気手段４は、イジェクタ４ｂを備えている。

【0056】

イジェクタ４ｂは、ダクト２２と動力ガス注入手段とを備えている。

【0057】

図４ａ、図４ｂ、および図４ｃに、より明確に分かるように、ダクト２２は、吸気孔１６、排気孔１７、および少なくとも１つの吸入ノズル１８ａ、１８ｂ、１８ｃを備えている。吸入ノズル１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、ダクト２２の内部空間に開口している。吸気孔１６、および排気孔１７は、それぞれ、第１、および第２のチャネル１９、２０によって排気ダクト１２に接続されている（図３）。動力ガスを注入するための手段は、吸入ノズルの１８ａ、１８ｂ、１８ｃの内の少なくとも１つの中への、加圧された動力ガスの注入を高速で制御するようになっている。

【0058】

図示の例においては、イジェクタ４ｂは、多段イジェクタである。すなわち、イジェクタ４ｂは、複数の吸入ノズル１８ａ、１８ｂ、１８ｃを備え、これらの吸入ノズルは、吸気孔１６と排気孔１７との間にダクト２２に沿って分布し、これらのノズルは、段数を定義している。イジェクタ４ｂは、例えば、３段を備え、各段は、互いに対向する２つの吸入ノズル１８ａ、１８ｂ、１８ｃによって規定されている。吸入ノズル１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、例えば、対の形で、ダクト２２に沿って規則的に分布している。動力ガスは、必要とされる圧力および流量に応じて、イジェクタ４ｂの中の、０段、１段、または複数段の中に注入される。動力ガス注入によって複数段を同時に活性化することにより、イジェクタ４ｂの排気速度を増加させることができる。イジェクタ４ｂはまた、弁２１を備えている。弁２１は、例えば、旋回弁であり、各吸入ノズル１８ａ、１８ｂ、１８ｃに関係づけられ、これにより、動力ガスが注入されないときには、前記吸入ノズルをブロックすることができる。

【0059】

イジェクタは、排気手段であり、その動作は、ベンチュリー効果に基づいている。ベンチュリー効果は、流体力学における現象であり、ガス状粒子または液体が、流れ断面積の狭窄によって加速され、チャネルスロートで吸引力が生成される現象である。吸入ノズル１８ａ、１８ｂ、１８ｃを通して圧縮ガスを通過させることにより、各段で吸引力が生成される。

【0060】

動力ガスを注入するための手段は、動力ガス分配ネットワーク１５を備えている。動力ガス分配ネットワーク１５は、各吸入ノズル１８ａ、１８ｂ、１８ｃの中に、選択的に、動力ガスを注入する。動力ガスを注入するための手段は、複数のイジェクタ段４ｂの内の０段、１段、または複数段の中に対する動力ガスの注入を、選択的に制御することができる。

【0061】

図４ａに示す例においては、動力ガスを注入するための手段は、イジェクタ段４ｂの全てに対する動力ガスの注入を制御している。また、図４ｂに示す例においては、動力ガスを注入するための手段は、イジェクタ４ｂの最終の２つの段のみに対する動力ガスの注入を制御している。更に、図４ｃにおいては、動力ガスを注入するための手段は、イジェクタ４ｂの最終段だけに対する動力ガスの注入を制御している。

【0062】

処理チャンバ２が真空限界動作になると、制御手段は、第１の弁具備装置５を、少なくとも部分的に閉じて、第２の弁具備装置６を開き、これにより、イジェクタ４ｂを排気ダクト１２と流体連通にする。

【0063】

乾式１次真空ポンプ３のパージ手段を通してのガス流を減少させるか、または遮断し、乾式１次真空ポンプの３の吐出孔９圧力を低減させることによって、処理チャンバ２の中の圧力限界の閾値を低減させることができる。

【0064】

更に、補助排気手段４としてイジェクタ４ｂを使用することにより、可動部品を使用することなしに、乾式１次真空ポンプ３の吐出孔９における圧力を低減させることができる。これは、動力ガスの膨張によるものであり、従って、電力を消費することなく、摩耗することなく、また保守の必要もない。これは、例えば、ダイアフラムポンプ、またはピストンポンプの場合とは異なるものである。

【0065】

更に、イジェクタは、非常に小型であるという利点を有する。従って、排気装置は、形状が小さくて済む。また、イジェクタは、腐食や活性ガスの攻撃に対して、十分な耐性を有し、これにより、排気装置を非常に信頼性の高いものとすることができる。更に、イジェクタは、安価である。

【0066】

消費電力を低減するために、処理チャンバ２が真空限界動作になったときにだけ、イジェクタ４ｂを起動させることができる。

【0067】

これは、イジェクタ４ｂの動力ガスを注入する手段に対して、動力ガスとして、乾式１次真空ポンプ３のパージ手段１１からのガスを供給することにより、的確に実現することができる。従って、一般に、２〜３ｂａｒに圧縮されたパージガスは、乾式１次真空ポンプ３のパージ手段１１に供給するのではなくて、動力ガスとして、イジェクタ４ｂに供給することができる。

【0068】

これを行うために、第１の弁具備装置５はまた、イジェクタ４ｂの動力ガスを注入するための手段にも接続され、第１の弁具備装置５は、乾式１次真空ポンプ３のパージ手段１１のガス供給器１４を、イジェクタ４ｂの動力ガスを注入するための手段に切り替えるようになっている。

【0069】

例えば、第１の弁具備装置５は、２つの２方電磁弁を備えている。第１の電磁弁は、乾式１次真空ポンプ３のパージ手段１１に接続された第１のポートと、ガス供給器１４に接続された第２のポートとを備えている。第２の電磁弁は、イジェクタ４ｂの動力ガス注入するための手段に接続された第１のポートと、ガス供給器１４に接続された第２のポートとを備えている。

【0070】

第１の弁具備装置５を制御するための手段は、例えば、第１の弁具備装置５の電磁弁を電気接続することにより得られる。

【0071】

第２の実施形態においては、第１の弁具備装置５は、３方弁５ｂを備えている。３方弁５ｂは、例えば、３方電磁弁である。３方弁５ｂは、第１のポートが、乾式１次真空ポンプ３のパージ手段１１に接続され、第２のポートが、ガス供給器１４に接続され、第３のポートが、イジェクタ４ｂの動力ガスを注入するための手段に接続されている。従って、ガス供給器１４を、乾式１次真空ポンプ３からイジェクタ４ｂの動力ガスを注入するための手段へ切り替えることに対する制御は、単純化される。

【0072】

第２の弁具備装置６は、較正された逆止弁６ａを備えることができる。逆止弁６ａは、イジェクタ４ｂが起動されると、自動的に開く。制御手段は、イジェクタ４ｂを起動させるようになっている。すなわち、処理チャンバ２が真空限界動作になると、吸入ノズル１８ａ、１８ｂ、１８ｃの少なくとも１つに対して動力ガスを注入するようになっている。

【0073】

あるいは、第２の弁具備装置６は、電磁弁６ｂを備えることができる（図３）。

【0074】

更に、第２の弁具備装置６は、処理チャンバ２が真空限界動作になったという信号を受信すると、開いて、所定の時間の後に閉じるようになっている。所定の時間は、例えば、約３秒である。動力ガスを注入するための手段は、処理チャンバ２が真空限界動作になったという処理チャンバ２からの信号に基づいて、非常に短時間の間、動力ガスを注入するように制御される。具体的には、排気ラインが真空限界動作になって、新しいガス流が供給されなければ、イジェクタ４ｂの起動による圧力低下は、限りなく続く可能性がある。イジェクタ４ｂに対する動力ガスの、短時間の間の、時折の供給によって、窒素の消費量を、更に最適化することができる。

【0075】

従って、第２の弁具備装置６が閉じられたときには、動力ガスは注入されず、弁２１は、閉じられて、イジェクタ４ｂのダクト２２の内部空間は、切り離される。

【0076】

処理チャンバ２が真空限界動作になると、制御手段は、第１の弁具備装置５を、少なくとも部分的に閉じて、パージガスの供給を、イジェクタ４ｂの吸入孔１８ａ、１８ｂ、１８ｃの内の１つ以上の吸入孔に切り換える。

【0077】

関連する弁２１が開くことにより、動力ガスをイジェクタ４ｂの中に浸透させることができ、これにより、ダクト２２を排気ダクト１２と連通させて、ダクト２２の中を減圧することができ、従って、真空ポンプ３の吐出孔９における圧力を低減することができる。

【0078】

従って、排気装置１によって、基板の低圧処理に対して、低い真空限界圧力と十分に良好な排気速度とを、容易に、かつ安価に得ることができる。

【符号の説明】

【0079】

１ 排気装置
２ 処理チャンバ
３ 乾式１次真空ポンプ
４ 補助排気手段
４ａ ダイヤフラムポンプ
４ｂ イジェクタ
５ 第１の弁具備装置
５ａ 第１の電磁弁
５ｂ ３方弁
６ 第２の弁具備装置
６ａ、逆止弁
６ｂ 第２の電磁弁
７ａ 第１の電気結線
７ｂ 第２の電気結線
７ｃ 第３の電気結線
８ 吸入孔
９ 吐出孔
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ 排気段
１１ パージ手段
１２ 排気ダクト
１３ 逆止弁
１４ ガス供給器
１５ 動力ガス分配ネットワーク
１６ 吸気孔
１７ 排気孔
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ 吸入ノズル
１９ 第１のチャネル
２０ 第２のチャネル
２１ 弁
２２ ダクト
Ｆ 矢印（排気方向）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4a】

【図4b】

【図4c】