ホーム > 特許ランキング > ファイファー バキユーム
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2025-01-22
(54)【発明の名称】ポンピング並びに処理装置、及びその処理方法
(51)【国際特許分類】
C23C 16/44 20060101AFI20250115BHJP
H05H 1/24 20060101ALI20250115BHJP
F04C 25/02 20060101ALI20250115BHJP
F04C 28/08 20060101ALI20250115BHJP
F04C 23/00 20060101ALI20250115BHJP
【ＦＩ】
C23C16/44 E
H05H1/24
F04C25/02 B
F04C25/02 K
F04C28/08 A
F04C23/00 D
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024534164
(86)(22)【出願日】2022-11-25
(85)【翻訳文提出日】2024-08-02
(86)【国際出願番号】 EP2022083224
(87)【国際公開番号】W WO2023104539
(87)【国際公開日】2023-06-15
(31)【優先権主張番号】2113163
(32)【優先日】2021-12-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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】110003292
【氏名又は名称】弁理士法人三栄国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】エマニュエル ボージョン
(72)【発明者】
【氏名】ジュリアン ヴァランタン
(72)【発明者】
【氏名】フィリップ ダルブール
【テーマコード（参考）】
2G084
3H129
4K030
【Ｆターム（参考）】
2G084AA18
3H129AA06
3H129AB06
3H129BB42
3H129CC07
3H129CC55
3H129CC62
4K030AA05
4K030AA06
4K030AA11
4K030AA17
(57)【要約】
ポンプセット（２）は、ポンプ搬送されるガスの流れの方向（Ｆ１）において、プロセスチャンバ（１０１）の下流及びガス処理装置（３）の上流に流体的に接続される。前記ポンプセット（２）は、プライマリ真空ポンプ（４）の上流に直列に取り付けられたルーツ二次真空ポンプ（５）を備え、前記ポンプセット（２）は、入力パラメータの関数として前記ポンプセット（２）及び／又は前記ガス処理装置（３）の出力パラメータを制御するように構成された制御ユニット（１７）をさらに備え、前記入力パラメータは、ルーツ二次真空ポンプ（５）のモータ（Ｍ２）によって消費される電力である。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも１つのポンプセット（２）と、処理ユニット（６）を含む少なくとも１つのガス処理装置（３）とを含むポンピング並びに処理装置（１）であって、前記ポンプセット（２）は、ポンプ搬送されるガスの流れの方向（Ｆ１）において、プロセスチャンバ（１０１）の下流かつ前記ガス処理装置（３）の上流に流体的に接続されるものであり、
前記ポンプセット（２）は、プライマリ真空ポンプ（４）と、前記プライマリ真空ポンプ（４）の上流に直列に取り付けられ、モータ（Ｍ２）を含むルーツ二次真空ポンプ（５）を含み、
前記ポンプセット（２）は、前記ガス処理装置（３）の出力パラメータを入力パラメータの関数として制御するように構成された制御ユニット（１７）を備えており、前記入力パラメータは、前記ルーツ二次真空ポンプ（５）の前記モータ（Ｍ２）によって消費される電力であることを特徴とするポンピング並びに処理装置。
【請求項2】
請求項１において、さらに、前記プロセスチャンバ（１０１）の出力と前記ガス処理装置（３）の入力との間の前記ポンプ搬送される前記ガスの流路にパージガスを注入するように構成されたパージ装置（１５）を備えており、前記制御ユニット（１７）は、前記ポンプセット（２）の出力パラメータも制御するように構成され、
前記ポンプセット（２）の前記出力パラメータは、前記パージ装置（１５）によって注入される前記パージガスの流量であることを特徴とするポンピング並びに処理装置。
【請求項3】
請求項２において、第１の電力による前記ルーツ二次真空ポンプ（５）の第１の動作状態において、注入される前記パージガスの流量は、前記第１の電力よりも高い第２の電力による前記ルーツ二次真空ポンプ（５）の第２の動作状態の場合の流量よりも多いことを特徴とするポンピング並びに処理装置。
【請求項4】
請求項２において、前記制御ユニット（１７）は、前記ルーツ二次真空ポンプ（５）の前記モータ（Ｍ２）によって消費される複数の電力範囲に対応して、前記パージ装置（１５）によって注入される前記パージガスの複数の流量を制御できるように構成され、
前記各電力範囲は、前記プロセスチャンバ（１０１）で実行できる個別のレシピ（１０３）に対応することを特徴とするポンピング並びに処理装置。
【請求項5】
請求項１において、さらに、前記プロセスチャンバ（１０１）の出力と前記ガス処理装置（３）の入力との間の前記ポンプ搬送される前記ガスの流路にパージガスを注入するように構成されたパージ装置（１５）を備え、
前記パージ装置（１５）は、前記パージガスを加熱するための加熱装置（１８）を備え、前記制御ユニット（１７）は、前記ポンプセット（２）の出力パラメータを制御するように構成され、
前記ポンプセット（２）の前記出力パラメータは、前記加熱装置（１８）の電力であることを特徴とするポンピング並びに処理装置。
【請求項6】
請求項１において、前記処理ユニット（６）が燃焼器（７）を備え、前記燃焼器（７）がさらに、ポンプ搬送されるガスの流路に酸化剤及び燃料を注入するように構成された酸化剤及び燃料噴射装置（１１）を備え、
前記ガス処理装置（３）の出力パラメータが、前記酸化剤及び燃料噴射装置（１１）によって注入された前記酸化剤及び前記燃料の流量であることを特徴とするポンピング並びに処理装置。
【請求項7】
請求項１において、前記処理ユニット（６）が電気システム及び／又はプラズマ生成装置を備え、前記ガス処理装置（３）の前記出力パラメータが前記電気システム又は前記プラズマ生成装置の電力であることを特徴とするポンピング並びに処理装置。
【請求項8】
請求項１において、前記ポンプセット（２）によって前記ポンプ搬送されるガスを前記ガス処理装置（３）の前記処理ユニット（６）又は前記ガス処理装置（３）の洗浄機（８）又は中央洗浄機又は別のガス処理装置に向けるように構成された接続装置（２０）を備え、
前記ガス処理装置（３）の前記出力パラメータが前記接続装置（２０）の向きであることを特徴とするポンピング並びに処理装置。
【請求項9】
請求項１に記載のポンプおよび処理装置（１）において、前記制御ユニット（１７）は、製造プラントの中央ユニット（９）と通信するように構成されており、
前記製造プラントは、特に、半導体素子または太陽光発電パネルまたはフラットスクリーンを製造するための装置であって、製造設備（１００）と、前記製造設備（１００）に流体的に接続された前記ポンプおよび処理装置（１）とを備えることを特徴とするポンピング並びに処理装置。
【請求項10】
請求項１又は２のいずれかに記載のポンピング並びに処理装置（１）によってガスをポンプ搬送及び処理する方法であって、前記ガス処理装置（３）の出力パラメータが、前記ルーツ二次真空ポンプ（５）のモータ（Ｍ２）によって消費される電力である入力パラメータの関数として制御されることを特徴とするガスをポンプ搬送及び処理する方法。
【請求項11】
請求項１０において、前記ポンプ搬送及び処理する方法が、堆積ステップとクリーニングステップとを交互に行うレシピ（１０３）が実行されるプロセスチャンバ（１０１）内で実行されることを特徴とするガスをポンプ搬送及び処理する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポンプ搬送されるガスの流れの方向において、製造設備の下流に流体的に接続され、ガス処理装置の上流に接続される、ポンプセットに関する。本発明はまた、ポンピング並びに処理装置とその処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体、フラットスクリーン、又は太陽光発電の製造業界では、その製造方法にガスが使用され、これらのガスはプライマリ真空ポンプを通過した後、一般にガス処理装置で処理される。
これらの方法の幾つかは、真空ラインで運ばれるガスが可燃性及び／又は爆発性であるため、危険であると言われている。これらのガスの例として、水素、シラン、ＴＥＯＳ、及び水素化物が挙げられる。
これらの方法の幾つかは、真空ラインで運ばれるガスが可燃性及び／又は爆発性であるため、危険であると言われている。これらのガスの例として、水素、シラン、ＴＥＯＳ、及び水素化物が挙げられる。
【0003】
これらの危険なガス種に加えて、シリコンダストやポリシランのポリマー等、真空ラインで還元された、つまり酸化されていない固体種の堆積物も存在する可能性がある。これらの堆積物は時間の経過とともに蓄積し、さらなる危険な状態の発生を促進する可能性がある。実際、一部の非酸化堆積物は非常に可燃性である。これらの堆積物は、特に、例えば、ガスの突然の強いポンピングによって、又は単に、保守作業中にオペレーターがパイプライン又は真空ポンプを空気にさらすことによって、発火する可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一部の爆発は、非常に大きな放出エネルギーがあるために特に破壊的である可能性がある。これは、特に階段状に連続した複数の爆発の場合に該当する。最初の爆発は、まず可燃性ガスによって開始される。この爆発により、パイプライン内に、還元された固体種の堆積物が浮遊して存在する可能性がある。この爆発の衝撃波によって浮遊したこれらの可燃性の固体堆積物は、「超爆発」により、次々と爆発する。
従って、この爆発が人や装置に損傷を与えるリスクは非常に大きい。
従って、この爆発が人や装置に損傷を与えるリスクは非常に大きい。
【0005】
この問題に対処するために現在使用されている方法は、ポンプ搬送されるガスを中性ガス、通常は窒素で継続的に希釈することである。この中性ガスの流量は、追加の安全マージンで、最も不利なポンプ条件にも対処できるように決定される。従って、殆どの場合、この流量は、大幅に過剰に設計されており、多くの欠点がある。
まず、真空ラインに窒素を大量に投入することにより、ガス消費に関連する追加コストが発生するだけでなく、真空ポンプ、真空ラインの加熱装置、及びガス処理装置のエネルギー消費にも関連する、追加コストも発生する。
まず、真空ラインに窒素を大量に投入することにより、ガス消費に関連する追加コストが発生するだけでなく、真空ポンプ、真空ラインの加熱装置、及びガス処理装置のエネルギー消費にも関連する、追加コストも発生する。
【0006】
さらに、ガスの希釈によって引き起こされる真空ラインの冷却により、特に加熱装置の要素のコストと故障のリスクのために、他の欠点が生じる。
この中性ガスの大量投入は、ガス処理装置及び一次ポンプ装置の大型化も必要とする。
希釈窒素は、ガス処理装置内で窒素酸化物又は「ＮＯx」（ＮＯ２等）の形成も引き起こす。窒素酸化物は有毒であり、大気汚染物質を構成するため、処理する必要がある。
この中性ガスの大量投入は、ガス処理装置及び一次ポンプ装置の大型化も必要とする。
希釈窒素は、ガス処理装置内で窒素酸化物又は「ＮＯx」（ＮＯ２等）の形成も引き起こす。窒素酸化物は有毒であり、大気汚染物質を構成するため、処理する必要がある。
【0007】
さらに、注入される希釈ガスの量とは無関係に、ガスのポンピング並びに処理装置の動作パラメータは、処理する必要のあるガスの量に対して常に最適化されるとは限らない。実際、プロセスチャンバに注入されるプロセスガスに関する情報は、ガスポンピング並びに処理装置によって下流で利用できるように、確実かつ完全にアクセス可能なものではない。通常は、プロセスチャンバへのガスの導入に関する情報のみを取得できる電気スイッチを閉じる必要がある。さらに、この情報は、すべての製造設備で常にアクセスできるとは限らない。実際、下流で処理する必要のあるガスが少ないプロセスチャンバ内の製造ステップでは、過剰なサイズの希釈及び処理手段が動員され、過剰なエネルギー消費が発生する可能性がある。
【0008】
本発明の目的の１つは、特に、ガスポンプ及び／又は処理装置のエネルギー消費を削減することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
実際、本発明の主題は、ポンプ搬送されるガスの流れの方向でプロセスチャンバの下流及びガス処理装置の上流に流体的に接続されるポンプセットであり、
該ポンプセットは、
プライマリ真空ポンプと、
前記プライマリ真空ポンプの上流に直列に取り付けられ、モータを含むルーツ二次真空ポンプを含んでおり、
前記ポンプセットは、入力パラメーターの関数として前記ポンプセット及び／又は前記ガス処理装置の出力パラメーターを制御するように構成された制御ユニットを備えており、前記入力パラメーターは、前記ルーツ二次真空ポンプの前記モータによって消費される電力であることを特徴とする。
該ポンプセットは、
プライマリ真空ポンプと、
前記プライマリ真空ポンプの上流に直列に取り付けられ、モータを含むルーツ二次真空ポンプを含んでおり、
前記ポンプセットは、入力パラメーターの関数として前記ポンプセット及び／又は前記ガス処理装置の出力パラメーターを制御するように構成された制御ユニットを備えており、前記入力パラメーターは、前記ルーツ二次真空ポンプの前記モータによって消費される電力であることを特徴とする。
【0010】
前記ルーツ二次真空ポンプの前記モータによって消費される前記電力により、前記ガス処理装置によって処理されるガスの量を推定することが可能となり、そこから前記ポンプセット及び／又は前記ガス処理装置の前記出力パラメータを推測することが可能になる。前記ガス処理装置によって処理されるガスの量を大まかにでも知ることにより、前記ポンプセット又は前記ガス処理装置の前記出力パラメータをポンピング条件に適合させることが可能となる。
この解決策は、前記製造設備アイテムに対して自律的である、すなわち前記製造設備アイテムと通信しないポンピング並びに処理装置によって実施することができる。
この解決策は、前記製造設備アイテムに対して自律的である、すなわち前記製造設備アイテムと通信しないポンピング並びに処理装置によって実施することができる。
【0011】
前記ポンプセットは、さらに、以下で説明する特徴の１つ以上を単独で又は組み合わせて含むことができる。
前記ポンプセットは、前記プロセスチャンバの出力と前記ガス処理装置の入力との間のポンプ搬送される前記ガスの流路にパージガスを注入するように構成されたパージ装置を備えることができる。
前記パージ装置は、前記プライマリ真空ポンプの少なくとも１つのポンプステージにパージガスを注入するように構成することができる。
前記パージ装置は、可変開度制御弁、又は、オン・オフ制御可能な調整弁を含む制御可能な流量コントローラを備えることができる。
前記ポンプセットは、前記プロセスチャンバの出力と前記ガス処理装置の入力との間のポンプ搬送される前記ガスの流路にパージガスを注入するように構成されたパージ装置を備えることができる。
前記パージ装置は、前記プライマリ真空ポンプの少なくとも１つのポンプステージにパージガスを注入するように構成することができる。
前記パージ装置は、可変開度制御弁、又は、オン・オフ制御可能な調整弁を含む制御可能な流量コントローラを備えることができる。
【0012】
例示的な実施形態によれば、前記ポンプセットの前記出力パラメータは、前記パージ装置によって注入される前記パージガスの流量である。前記ルーツ二次真空ポンプのモータによって消費される前記電力により、前記ガス処理装置によって処理されるガスの量を推定することができ、そこから注入されるパージガスの流量を推測することができる。前記ガス処理装置によって処理される前記ガスの量を大まかにでも知ることにより、前記パージ装置によって注入される前記パージガスの流量を前記ポンピング条件に適合させることができる。
このようにすることで、前記パージガスの消費量を制限することが可能となり、前記ポンプセットの前記エネルギー消費量を削減すると同時に、前記ガス処理装置の前記エネルギー消費量を削減し、前記ガス処理装置における窒素酸化物の生成を最小限に抑え、さらには排除することが可能となる。
このようにすることで、前記パージガスの消費量を制限することが可能となり、前記ポンプセットの前記エネルギー消費量を削減すると同時に、前記ガス処理装置の前記エネルギー消費量を削減し、前記ガス処理装置における窒素酸化物の生成を最小限に抑え、さらには排除することが可能となる。
【0013】
例示的な実施形態によれば、第１の電力（入力パラメータ）によるルーツ二次真空ポンプの第１の動作状態の場合、前記出力パラメータ、ここでは注入されるパージガスの流量は、前記第１の電力よりも高い第２の電力によるルーツ二次真空ポンプの第２の動作状態の場合よりも多い。
例えば、特に、パージガスがルーツ真空ポンプの下流に注入される場合、第２の動作状態は、処理装置によって処理されるガスの流量が堆積ステップの流量よりも少ないクリーニングステップに対応し、既に溶解している洗浄ガス（ＮＦ３）は、ガス処理装置によって処理される必要性が低い。電力が低い第１の動作状態は、堆積ステップに対応する。
例えば、特に、パージガスがルーツ真空ポンプの下流に注入される場合、第２の動作状態は、処理装置によって処理されるガスの流量が堆積ステップの流量よりも少ないクリーニングステップに対応し、既に溶解している洗浄ガス（ＮＦ３）は、ガス処理装置によって処理される必要性が低い。電力が低い第１の動作状態は、堆積ステップに対応する。
【0014】
入力パラメータの値が小さい場合にパージ装置によって注入されるパージガスの流量を増加させることにより、堆積ステップ中のガスの流路におけるガスの希釈及び駆動が容易になる。
入力パラメータの値が大きい場合にパージ装置によって注入されるパージガスの流量を減らすことにより、パージガスの消費、及びポンプセット及びガス処理装置のエネルギー消費が制限され、窒素酸化物の形成が最小限に抑えられる。
第１の動作状態のパージガス流量は、例えば、第２の動作状態のパージガス流量よりも少なくとも２０％多く、第２の動作状態のパージガス流量は、例えば零であるが、プライマリ真空ポンプの端部にある転がり軸受及びシール装置を保護するためにプライマリ真空ポンプの軸受に注入される。
入力パラメータの値が大きい場合にパージ装置によって注入されるパージガスの流量を減らすことにより、パージガスの消費、及びポンプセット及びガス処理装置のエネルギー消費が制限され、窒素酸化物の形成が最小限に抑えられる。
第１の動作状態のパージガス流量は、例えば、第２の動作状態のパージガス流量よりも少なくとも２０％多く、第２の動作状態のパージガス流量は、例えば零であるが、プライマリ真空ポンプの端部にある転がり軸受及びシール装置を保護するためにプライマリ真空ポンプの軸受に注入される。
【0015】
制御ユニットは、パージ装置によって注入されるパージガスの複数の流量を制御できるように構成することができる。これは、ルーツ二次真空ポンプのモータによって消費される複数の電力範囲に対応し、各電力範囲は、プロセスチャンバで実行できる個別のレシピに対応する。
パージ装置は、パージガス加熱装置を含むことができる。例示的な実施形態によれば、ポンプセットの出力パラメータは、パージガス加熱装置の電力である。
パージ装置は、パージガス加熱装置を含むことができる。例示的な実施形態によれば、ポンプセットの出力パラメータは、パージガス加熱装置の電力である。
【0016】
例示的な実施形態によれば、第１の電力（入力パラメータ）によるルーツ二次真空ポンプの第１の動作状態の場合、出力パラメータ、ここでは加熱装置の電力は、第１の電力よりも高い第２の電力によるルーツ二次真空ポンプの第２の動作状態の場合よりも高い。
入力パラメータの値が小さい場合に加熱装置の電力を増加させることにより、堆積ステップ中のパージガスの温度が上昇し、ガスの流路におけるガスの希釈及び駆動が容易になる。
入力パラメータの値が大きい場合に加熱装置の電力を低減することにより、加熱装置の過剰な電力消費が回避される。従って、真空ラインの加熱の電力消費を、ガス処理装置によって処理されるガスの流量に適合させ、過剰な消費を回避することが可能である。
入力パラメータの値が小さい場合に加熱装置の電力を増加させることにより、堆積ステップ中のパージガスの温度が上昇し、ガスの流路におけるガスの希釈及び駆動が容易になる。
入力パラメータの値が大きい場合に加熱装置の電力を低減することにより、加熱装置の過剰な電力消費が回避される。従って、真空ラインの加熱の電力消費を、ガス処理装置によって処理されるガスの流量に適合させ、過剰な消費を回避することが可能である。
【0017】
第１の動作状態の加熱装置の電力は、例えば、第２の動作状態の加熱装置の第２の電力よりも少なくとも２０％高い。この第２の動作状態の電力はゼロであってもよい。
制御ユニットは、さらに、ルーツ二次真空ポンプのモータによって消費される複数の電力範囲に対応する加熱装置の複数の電力を制御できるように構成することができる。各電力範囲は、プロセスチャンバで実行できる個別のレシピに対応する。このようにすることで、真空ラインの加熱をポンピング状況に正確に適応させることができる。
制御ユニットは、さらに、ルーツ二次真空ポンプのモータによって消費される複数の電力範囲に対応する加熱装置の複数の電力を制御できるように構成することができる。各電力範囲は、プロセスチャンバで実行できる個別のレシピに対応する。このようにすることで、真空ラインの加熱をポンピング状況に正確に適応させることができる。
【0018】
本発明の別の主題は、前述の少なくとも１つのポンプセットと、処理ユニット及び／又は洗浄機及び／又は化学吸着及び／又は物理吸着カートリッジを含む少なくとも１つのガス処理装置とを含む、ポンピング並びに処理装置である。この処理ユニットは、例えば、燃焼器及び／又は電気システム及び／又はプラズマ生成装置を備えている。
【0019】
処理装置が燃焼器を含む場合、この燃焼器は、例えば、ポンプ搬送されるガスの流路に酸化剤と燃料を注入するように構成された、酸化剤及び燃料噴射装置を備えている。ガス処理装置の出力パラメータは、例えば、酸化剤及び燃料噴射装置によって注入される酸化剤及び燃料の流量である。
例えば、第１の電力（入力パラメータ）によるルーツ二次真空ポンプの第１の動作状態の場合、出力パラメータ、ここでは酸化剤及び燃料噴射装置によって注入される酸化剤及び燃料の流量は、第１の電力よりも高い第２の電力によるルーツ二次真空ポンプの第２の動作状態の場合よりも大きい。
例えば、第１の電力（入力パラメータ）によるルーツ二次真空ポンプの第１の動作状態の場合、出力パラメータ、ここでは酸化剤及び燃料噴射装置によって注入される酸化剤及び燃料の流量は、第１の電力よりも高い第２の電力によるルーツ二次真空ポンプの第２の動作状態の場合よりも大きい。
【0020】
入力パラメータの値が小さい場合に燃焼器に注入される酸化剤及び燃料の流量を増やすことにより、堆積ステップ中の燃焼器の炎温度が上昇し、特にプロセスガスの残留物の可溶性物質への変換を促進することにより、ガスの処理が容易になる。
入力パラメータの値が大きい場合に燃焼器に注入される酸化剤及び燃料の流量を減らすことにより、クリーニングステップ中の炎温度が低下し、酸化剤及び燃料を節約することができる。従って、過剰な消費を避けるために、酸化剤及び燃料の流量をガス処理装置によって処理されるガスの流量に適合させることができる。
第１の動作状態の酸化剤及び燃料の流量は、例えば、第２の動作状態の酸化剤及び燃料の流量よりも少なくとも２０％多い。
入力パラメータの値が大きい場合に燃焼器に注入される酸化剤及び燃料の流量を減らすことにより、クリーニングステップ中の炎温度が低下し、酸化剤及び燃料を節約することができる。従って、過剰な消費を避けるために、酸化剤及び燃料の流量をガス処理装置によって処理されるガスの流量に適合させることができる。
第１の動作状態の酸化剤及び燃料の流量は、例えば、第２の動作状態の酸化剤及び燃料の流量よりも少なくとも２０％多い。
【0021】
処理ユニットが電気システム及び／又はプラズマ生成装置を備えている場合、ガス処理装置の出力パラメータは、電気システム又はプラズマ生成装置の電力である。
例えば、第１の電力（入力パラメータ）によるルーツ二次真空ポンプの第１の動作状態の場合、出力パラメータ（ここでは電気システム又はプラズマ生成装置の電力）は、第１の電力よりも高い第２の電力によるルーツ二次真空ポンプの第２の動作状態の場合よりも大きい。
例えば、第１の電力（入力パラメータ）によるルーツ二次真空ポンプの第１の動作状態の場合、出力パラメータ（ここでは電気システム又はプラズマ生成装置の電力）は、第１の電力よりも高い第２の電力によるルーツ二次真空ポンプの第２の動作状態の場合よりも大きい。
【0022】
入力パラメータの値が小さい場合に電気システム又はプラズマ生成装置の電力を増加させることによって、プラズマ光の電力が増加し、これにより、特にプロセスガスの残留物を可溶性物質に変換することが容易になり、ガスの処理が容易になる。
入力パラメータの値が大きい場合に電気システム又はプラズマ生成装置の電力を低減することにより、電気システム又はプラズマ生成装置の過剰な電力消費が回避される。従って、ガス処理装置の電力消費を、処理されるガスの流量に適合させて、過剰な消費を回避することが可能である。
入力パラメータの値が大きい場合に電気システム又はプラズマ生成装置の電力を低減することにより、電気システム又はプラズマ生成装置の過剰な電力消費が回避される。従って、ガス処理装置の電力消費を、処理されるガスの流量に適合させて、過剰な消費を回避することが可能である。
【0023】
第１の動作状態の電気システム又はプラズマ生成装置の電力は、例えば、第２の動作状態の電気システム又はプラズマ生成装置の電力よりも少なくとも２０％大きい。
【0024】
ポンピング並びに処理装置は、ポンプセットによってポンプ搬送されるガスをガス処理装置の処理ユニット、ガス処理装置の洗浄機、中央洗浄機、又は別のガス処理装置に向けるように構成された接続装置を備えていてもよく、ガス処理装置の出力パラメータは接続装置の向きである。
この接続装置は、例えば、制御ユニットによって制御可能な三方弁又は四方弁を備えている。
例えば、制御ユニットは、第１の電力でルーツ二次真空ポンプの第１の動作状態の場合、ポンプセットによってポンプ搬送されるガスをガス処理装置に向け、第１の電力よりも高い第２の電力でルーツ二次真空ポンプの第２の動作状態の場合、ポンプセットによってポンプ搬送されるガスをガス処理装置の洗浄機、中央洗浄機、又は別のガス処理装置に向けるように構成される。
この接続装置は、例えば、制御ユニットによって制御可能な三方弁又は四方弁を備えている。
例えば、制御ユニットは、第１の電力でルーツ二次真空ポンプの第１の動作状態の場合、ポンプセットによってポンプ搬送されるガスをガス処理装置に向け、第１の電力よりも高い第２の電力でルーツ二次真空ポンプの第２の動作状態の場合、ポンプセットによってポンプ搬送されるガスをガス処理装置の洗浄機、中央洗浄機、又は別のガス処理装置に向けるように構成される。
【0025】
クリーニングステップ中に使用される洗浄ガスは、十分に溶解性があり、処理ユニットによって事前に処理する必要がない。その後、ポンプセットから出るガスは、処理ユニットをバイパスして、洗浄機、中央洗浄機、又は別のガス処理装置に直接搬送することができる。
【0026】
制御ユニットは、さらに、ルーツ二次真空ポンプのモータによって消費される複数の電力範囲に応じて、ポンプセットによってポンプ搬送されるガスの方向を制御できるように構成することができ、各電力範囲は、プロセスチャンバで実行できる個別のレシピに対応する。このようにすることで、ポンプセットの出力におけるガスの方向を、さまざまなポンプ状況に正確に適応させることができる。
制御ユニットは、製造設備アイテムと、製造設備アイテムに流体的に接続されたポンピング並びに処理装置とを含む、特に半導体素子又は太陽光発電パネル又はフラットスクリーンを製造する製造プラントの中央ユニットと通信するように構成することができる。
制御ユニットは、製造設備アイテムと、製造設備アイテムに流体的に接続されたポンピング並びに処理装置とを含む、特に半導体素子又は太陽光発電パネル又はフラットスクリーンを製造する製造プラントの中央ユニットと通信するように構成することができる。
【0027】
本発明の別の主題は、前述のポンピング並びに処理装置によってガスをポンプ搬送及び処理する方法であり、ポンプセット及び／又はガス処理装置の出力パラメータが、入力パラメータの関数として制御され、入力パラメータは、ルーツ二次真空ポンプのモータによって消費される電力であることを特徴とする。
ガスポンプ搬送及び処理方法は、堆積ステップとクリーニングステップを交互に実行するレシピが実行されるプロセスチャンバ内で実行することができる。
ガスポンプ搬送及び処理方法は、堆積ステップとクリーニングステップを交互に実行するレシピが実行されるプロセスチャンバ内で実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明のガスポンピング並びに処理装置に接続された製造設備の概略図である。
【図3】プロセスチャンバで実行可能なすべてのレシピについて、ルーツ二次真空ポンプによってポンプ搬送されるガスの流量（ｓｌｍ単位（１ｓｌｍは１．６９Ｐａ．ｍ３／ｓに相当））の関数として、ルーツ二次真空ポンプによって消費される電力（ワット単位）のグラフである。
【図4】本発明のポンピング並びに処理装置のパージ装置の変形例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面に照らして、限定されない例として示される以下の説明から明らかになるであろう。これらの図において、同一の要素には同じ参照番号が付されている。
以下の実施形態は例である。説明は１つ以上の実施形態に言及しているが、これは必ずしも各参照が同じ実施形態に関連し、又は特徴が１つの実施形態にのみ適用されることを意味するものではない。異なる実施形態の１つの特徴を組み合わせ又は交換して、他の実施形態を提供することもできる。
以下の実施形態は例である。説明は１つ以上の実施形態に言及しているが、これは必ずしも各参照が同じ実施形態に関連し、又は特徴が１つの実施形態にのみ適用されることを意味するものではない。異なる実施形態の１つの特徴を組み合わせ又は交換して、他の実施形態を提供することもできる。
【0030】
以下において、「上流」とは、ポンプ搬送されるガスの流れの方向Ｆ１に関して他の要素の前に配置される要素を限定するものである。一方、「下流」は、ポンプ搬送されるガスの流れの方向Ｆ１に関して他の要素の後に配置された要素を限定するものである。
プライマリ真空ポンプは、２つのローターを使用して、大気圧でポンプ搬送されるガスを吸引、移送し、そして排出するように構成された、容積式真空ポンプである。このプライマリ真空ポンプは、大気圧で、又は大気圧よりも高い圧力、特に１２００ミリバール（１２００００ＰＡ）までで排出できるように構成されている。また、プライマリ真空ポンプは大気圧で起動できるように構成されている。プライマリ真空ポンプは、プライマリ真空ポンプの少なくとも１つのモータＭ１によって回転駆動される２つのローターを備えている。プライマリ真空ポンプは多段式であり、通常は直列に取り付けられた３～１０段のポンプステージを備えている。
プライマリ真空ポンプは、２つのローターを使用して、大気圧でポンプ搬送されるガスを吸引、移送し、そして排出するように構成された、容積式真空ポンプである。このプライマリ真空ポンプは、大気圧で、又は大気圧よりも高い圧力、特に１２００ミリバール（１２００００ＰＡ）までで排出できるように構成されている。また、プライマリ真空ポンプは大気圧で起動できるように構成されている。プライマリ真空ポンプは、プライマリ真空ポンプの少なくとも１つのモータＭ１によって回転駆動される２つのローターを備えている。プライマリ真空ポンプは多段式であり、通常は直列に取り付けられた３～１０段のポンプステージを備えている。
【0031】
ルーツ二次真空ポンプ（「ルーツブロワー」又はルーツコンプレッサとも呼ばれる）は、２つのルーツロータを使用して、ポンプ搬送するためのガスを吸い込み、移送し、その後排出するように構成された容積式真空ポンプである。ルーツ二次真空ポンプは、プライマリ真空ポンプの上流に直列に取り付けられている。
ルーツ二次真空ポンプは、ルーツ二次真空ポンプの１つのモータＭ２によって回転駆動される２つのロータを備えている。ルーツ二次真空ポンプは、直列に取り付けられた１～３段のポンプステージを備えている。
ルーツ二次真空ポンプは、以下の点で、プライマリ真空ポンプと区別される。主に、ルーツ二次真空ポンプは、ポンプステージの寸法が大きく、ポンピング容量が大きいこと、遊び許容値が大きいこと、及びルーツ真空ポンプは大気圧で排出できず、プライマリ真空ポンプの上流に直列に取り付けて使用する必要があること等である。
ルーツ二次真空ポンプは、ルーツ二次真空ポンプの１つのモータＭ２によって回転駆動される２つのロータを備えている。ルーツ二次真空ポンプは、直列に取り付けられた１～３段のポンプステージを備えている。
ルーツ二次真空ポンプは、以下の点で、プライマリ真空ポンプと区別される。主に、ルーツ二次真空ポンプは、ポンプステージの寸法が大きく、ポンピング容量が大きいこと、遊び許容値が大きいこと、及びルーツ真空ポンプは大気圧で排出できず、プライマリ真空ポンプの上流に直列に取り付けて使用する必要があること等である。
【0032】
製造工場、特に、半導体素子又は太陽光発電パネル又はフラットスクリーンを製造する工場は、製造設備１００と、この製造設備１００に流体的に接続されたポンピング並びに処理装置１とを備えている。
半導体素子又は太陽光発電パネル又はフラットスクリーンの製造設備１００は、１つ以上のポンピング並びに処理装置１と流体的に接続された１つ以上のプロセスチャンバ１０１を備えている（図１参照）。このプロセスチャンバ１０１は、前記素子の製造用の１つ以上の基板１０２を収容するものである。
半導体素子又は太陽光発電パネル又はフラットスクリーンの製造設備１００は、１つ以上のポンピング並びに処理装置１と流体的に接続された１つ以上のプロセスチャンバ１０１を備えている（図１参照）。このプロセスチャンバ１０１は、前記素子の製造用の１つ以上の基板１０２を収容するものである。
【0033】
製造設備１００のプロセスチャンバ１０１には、このプロセスチャンバ１０１に注入されるガスを制御するためのレシピ１０３が実装されている。特に、ＴＥＯＳタイプの前駆体プロセスガスによる堆積ステップと、ＮＦ３等のクリーニングガスによるクリーニングステップを交互に実行するレシピ１０３、又は基板１０２の搬入又は搬出を待つレシピ１０３等がある。
これらのレシピ１０３は、プロセスチャンバ１０１で実施される一連のステップを含んでおり、ステップの継続時間だけでなく、ガスの性質、流量、圧力も定義されている。
これらのレシピ１０３は、プロセスチャンバ１０１で実施される一連のステップを含んでおり、ステップの継続時間だけでなく、ガスの性質、流量、圧力も定義されている。
【0034】
ポンピング並びに処理装置１は、少なくとも１つのポンプセット２と、少なくとも１つのガス処理装置３を備えている。ポンプセット２は、プロセスチャンバ１０１の下流でプロセスチャンバ１０１に流体接続され、図１に矢印Ｆ１で概略的に表されるポンプ搬送されるガスの流れの方向において、ガス処理装置３の上流でこのガス処理装置３に流体接続されている。
同じ１つのガス処理装置３を、複数のポンプセット２に連結することもできる。
同じ１つのガス処理装置３を、複数のポンプセット２に連結することもできる。
【0035】
図２に、ポンピング並びに処理装置１の一例をさらに詳細に示す。このポンプセット２は、プライマリ真空ポンプ４と、ポンプ搬送されるガスの流れの方向においてこのプライマリ真空ポンプ４の上流に直列に取り付けられたルーツ二次真空ポンプ５とを備えている。
ルーツ二次真空ポンプ５は、このルーツ二次真空ポンプ５の２つのロータを回転駆動するように構成された１つのモータＭ２を備えている。
ポンプセット２は、また、ポンプ搬送されるガスの流れの方向Ｆ１において、ルーツ二次真空ポンプ５の上流で、かつこのルーツ二次真空ポンプ５と直列に配置されることにより、プロセスチャンバ１０１とルーツ二次真空ポンプ５との間に介在する、少なくとも１つのターボ分子真空ポンプを備えることができる。
ガス処理装置３は、ポンプセット２によってポンプ搬送されるガスを大気圧で処理するように構成されている。
ルーツ二次真空ポンプ５は、このルーツ二次真空ポンプ５の２つのロータを回転駆動するように構成された１つのモータＭ２を備えている。
ポンプセット２は、また、ポンプ搬送されるガスの流れの方向Ｆ１において、ルーツ二次真空ポンプ５の上流で、かつこのルーツ二次真空ポンプ５と直列に配置されることにより、プロセスチャンバ１０１とルーツ二次真空ポンプ５との間に介在する、少なくとも１つのターボ分子真空ポンプを備えることができる。
ガス処理装置３は、ポンプセット２によってポンプ搬送されるガスを大気圧で処理するように構成されている。
【0036】
よく知られているように、ガス処理装置３は、処理ユニット６及び／又は洗浄機８及び／又は化学吸着及び／又は物理吸着カートリッジを備えている。処理ユニット６は、例えば、炭化水素の燃焼によって高温で熱反応を生じさせるように構成された燃焼器７、及び／又は、加熱電気抵抗器によって高温で熱反応を生じるように構成された電気システム、及び／又は、プラズマ発生装置を備えている。
【0037】
図２に示す例示的な実施形態によれば、ガス処理装置３は、燃焼器７と、ポンプ搬送されるガスの流れ方向Ｆ１において燃焼器７の下流に直列に配置された洗浄機８とを備えている。
燃焼器７は、製造設備１００の出力と燃焼器７との間のポンプ搬送されるガスの流路、特に燃焼器７の燃焼室１２に、酸素又は空気等の酸化剤とメタン等の燃料を注入するように構成された、酸化剤及び燃料噴射装置１１を備えている。
酸化剤及び燃料噴射装置１１は、例えば、酸化剤の注入を制御するように構成された制御可能な第１の流量コントローラ１３と、燃料の注入を制御するように構成された制御可能な第２の流量コントローラ１４とを備えている。
燃焼器７の燃焼室１２に注入された酸化剤と燃料は燃焼し、ポンプ搬送されるガスを非常に高温に上昇させることを可能にし、これにより化学的に反応性があり溶解性のある新たな物質の形成を活性化し、この物質は、その後、洗浄機８によって捕捉される。
燃焼器７は、製造設備１００の出力と燃焼器７との間のポンプ搬送されるガスの流路、特に燃焼器７の燃焼室１２に、酸素又は空気等の酸化剤とメタン等の燃料を注入するように構成された、酸化剤及び燃料噴射装置１１を備えている。
酸化剤及び燃料噴射装置１１は、例えば、酸化剤の注入を制御するように構成された制御可能な第１の流量コントローラ１３と、燃料の注入を制御するように構成された制御可能な第２の流量コントローラ１４とを備えている。
燃焼器７の燃焼室１２に注入された酸化剤と燃料は燃焼し、ポンプ搬送されるガスを非常に高温に上昇させることを可能にし、これにより化学的に反応性があり溶解性のある新たな物質の形成を活性化し、この物質は、その後、洗浄機８によって捕捉される。
【0038】
ガス処理装置３の出力側では、ガスを大気中に排出するか、製造プラントの中央洗浄機に排出することができる。
ポンプセット２は、プロセスチャンバ１０１の出力とガス処理装置３の入力との間の、ポンプ搬送されるガスの流路に、パージガスを注入するように構成されたパージ装置１５を備えることができる。
パージガスは、例えば窒素やアルゴン等の中性ガス、さらには乾燥空気である。
ポンプセット２は、プロセスチャンバ１０１の出力とガス処理装置３の入力との間の、ポンプ搬送されるガスの流路に、パージガスを注入するように構成されたパージ装置１５を備えることができる。
パージガスは、例えば窒素やアルゴン等の中性ガス、さらには乾燥空気である。
【0039】
パージ装置１５は、例えば、ポンプセット２の入力、すなわちルーツ二次真空ポンプ５の入力、及び／又はポンプセット２内にパージガスを注入するように構成されている（図１参照）。例えば、図４の変形実施形態を参照して後述するように、プライマリ真空ポンプ４の少なくとも１つのポンプステージＴ１～Ｔ５、及び／又はガス処理装置３の入力にパージガスを注入するように構成されている。
【0040】
そのために、パージ装置１５は、例えば、少なくとも１つの制御可能な流量コントローラ１６を備えている。
この流量コントローラ１６は、例えば、開度可変制御可能なバルブ、又は、オン・オフ制御可能な調節バルブを備えている。オン・オフ制御可能調節バルブは、開又は閉のいずれかの状態にあり、高速で切り替えることができ、つまり、非常に短い時間、例えば１６ミリ秒未満、例えば１０ミリ秒未満で状態を変えることができる。これらは、例えば、電磁弁又は圧電弁等のソレノイドバルブである。従って、これらは、矩形波制御信号によってその開閉を制御できる。オン・オフ制御可能調節バルブは、シンプルで信頼性が高く、かさばらず、安価であるという利点がある。
この流量コントローラ１６は、例えば、開度可変制御可能なバルブ、又は、オン・オフ制御可能な調節バルブを備えている。オン・オフ制御可能調節バルブは、開又は閉のいずれかの状態にあり、高速で切り替えることができ、つまり、非常に短い時間、例えば１６ミリ秒未満、例えば１０ミリ秒未満で状態を変えることができる。これらは、例えば、電磁弁又は圧電弁等のソレノイドバルブである。従って、これらは、矩形波制御信号によってその開閉を制御できる。オン・オフ制御可能調節バルブは、シンプルで信頼性が高く、かさばらず、安価であるという利点がある。
【0041】
ポンプセット２は、さらに、入力パラメータの関数としてポンプセット２及び／又はガス処理装置３の出力パラメータを制御するように構成された制御ユニット１７を備えており、入力パラメータは、ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される電力である。
制御ユニット１７は、電子回路基板等の１つ以上のコントローラ又はマイクロコントローラ又はプロセッサ及びメモリを備えており、堆積ステップとクリーニングステップを交互に行うレシピ１０３が実行されるプロセスチャンバ１０１のための、ガスポンプ搬送及び処理方法の実施を可能にする、一連のプログラム命令を実行する。
制御ユニット１７は、ポンピング並びに処理装置１（図１参照）から離れた製造工場の中央ユニット９と通信するように構成することができる。中央ユニット９は、製造工場のポンプセットの少なくとも１つの他のローカル制御ユニットと通信するように構成されており、特に、ポンプセット及び／又はガス処理装置の出力パラメータを管理できるように構成されている。
制御ユニット１７は、電子回路基板等の１つ以上のコントローラ又はマイクロコントローラ又はプロセッサ及びメモリを備えており、堆積ステップとクリーニングステップを交互に行うレシピ１０３が実行されるプロセスチャンバ１０１のための、ガスポンプ搬送及び処理方法の実施を可能にする、一連のプログラム命令を実行する。
制御ユニット１７は、ポンピング並びに処理装置１（図１参照）から離れた製造工場の中央ユニット９と通信するように構成することができる。中央ユニット９は、製造工場のポンプセットの少なくとも１つの他のローカル制御ユニットと通信するように構成されており、特に、ポンプセット及び／又はガス処理装置の出力パラメータを管理できるように構成されている。
【0042】
制御ユニット１７と中央ユニット９との間の通信は、有線又は無線リンクを介して処理することができる。
特に、制御ユニット１７は、ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される電力信号を受信し、それらをメモリに格納されたデータと比較し、下流のガス処理装置３によって処理できるガスの量をそこから推測するように構成されている。この情報と、ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される電力の関数としてポンプセット２及び／又はガス処理装置３の出力パラメータの少なくとも１つの推定値を与えるルックアップテーブル等のメモリに格納されたデータとから、制御ユニット１７は、１つまたは複数の出力パラメータに与えられる値を推定することができる。
特に、制御ユニット１７は、ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される電力信号を受信し、それらをメモリに格納されたデータと比較し、下流のガス処理装置３によって処理できるガスの量をそこから推測するように構成されている。この情報と、ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される電力の関数としてポンプセット２及び／又はガス処理装置３の出力パラメータの少なくとも１つの推定値を与えるルックアップテーブル等のメモリに格納されたデータとから、制御ユニット１７は、１つまたは複数の出力パラメータに与えられる値を推定することができる。
【0043】
従って、ガス処理装置３によって処理されるガスの量を大まかにでも知ることによって、ルックアップテーブルを介して、プロセスチャンバ１０１で現在実行されているレシピのステップ、従ってポンプ搬送されるガスの性質を推測し、ポンプセット２及び／又はガス処理装置３の出力パラメータをポンプ条件に適合させることが可能である。この解決策は、製造設備１００に関して自律的である。すなわち、製造設備１００と通信しないポンピング並びに処理装置１で実施することができる。
【0044】
例示的な実施形態によれば、ポンプセット２の出力パラメータは、パージ装置１５によって注入されるパージガスの流量である。
ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される電力により、ガス処理装置３によって処理されるガスの量を推定することができる。この情報と、パージガスが注入される点の関数としてパージ装置１５によって注入されるパージガスの流量の少なくとも１つの推定値を与えるルックアップテーブル等のメモリに格納されたデータとから、注入されるパージガスの流量を推測することができる。
ガス処理装置３によって処理されるガスの量を大まかにでも知ることにより、パージ装置１５によって注入されるパージガスの流量をポンプ条件に適合させることができる。このようにすることで、パージガスの消費量を制限することが可能となり、ポンプセット２のエネルギー消費量を削減すると同時に、ガス処理装置３のエネルギー消費量を削減することができ、ガス処理装置３における窒素酸化物の生成を最小限に抑え、さらには排除することも可能となる。
ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される電力により、ガス処理装置３によって処理されるガスの量を推定することができる。この情報と、パージガスが注入される点の関数としてパージ装置１５によって注入されるパージガスの流量の少なくとも１つの推定値を与えるルックアップテーブル等のメモリに格納されたデータとから、注入されるパージガスの流量を推測することができる。
ガス処理装置３によって処理されるガスの量を大まかにでも知ることにより、パージ装置１５によって注入されるパージガスの流量をポンプ条件に適合させることができる。このようにすることで、パージガスの消費量を制限することが可能となり、ポンプセット２のエネルギー消費量を削減すると同時に、ガス処理装置３のエネルギー消費量を削減することができ、ガス処理装置３における窒素酸化物の生成を最小限に抑え、さらには排除することも可能となる。
【0045】
例示的な実施形態によれば、第１の電力によるルーツ二次真空ポンプ５の第１の動作状態において、注入されるパージガスの流量は、前記第１の電力よりも高い第２の電力によるルーツ二次真空ポンプ５の第２の動作状態の場合の流量よりも多い。
これは、ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される電力の例を、ルーツ二次真空ポンプ５によってポンプ搬送されるガスの流量の関数として示す図３のグラフを参照することで、よりよく理解できる。このグラフは、プロセスチャンバ１０１に流体的に接続されたポンプセット２が遭遇する可能性のあるすべてのポンプ状況をまとめて示しており、特に、このプロセスチャンバは、堆積ステップＢとクリーニングステップＡを交互に実行するレシピ１０３を実装している。
これは、ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される電力の例を、ルーツ二次真空ポンプ５によってポンプ搬送されるガスの流量の関数として示す図３のグラフを参照することで、よりよく理解できる。このグラフは、プロセスチャンバ１０１に流体的に接続されたポンプセット２が遭遇する可能性のあるすべてのポンプ状況をまとめて示しており、特に、このプロセスチャンバは、堆積ステップＢとクリーニングステップＡを交互に実行するレシピ１０３を実装している。
【0046】
このグラフから、クリーニングステップＡ中に、ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される電力は、堆積ステップＢ中に消費される電力よりもはるかに大きいことがわかる。ルックアップテーブル（又は図３の曲線）がわかれば、消費される電力の関数として、プロセスチャンバ１０１で、堆積ステップＢ又はクリーニングステップが行われているかどうかを推測できる。
この実施例では、パージガスがプライマリ真空ポンプ４のポンプステージＴ１～Ｔ５、すなわちルーツ真空ポンプ５の下流に注入され、ルーツ真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される電力が最も高くなる第２の動作状態は、処理装置３によって処理されるガスの流量が堆積ステップＢの流量よりも少なく、洗浄ガス（ＮＦ３）がすでに溶解している、クリーニングステップＡに対応する。電力が低い第１の動作状態は、堆積ステップに対応する。
この実施例では、パージガスがプライマリ真空ポンプ４のポンプステージＴ１～Ｔ５、すなわちルーツ真空ポンプ５の下流に注入され、ルーツ真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される電力が最も高くなる第２の動作状態は、処理装置３によって処理されるガスの流量が堆積ステップＢの流量よりも少なく、洗浄ガス（ＮＦ３）がすでに溶解している、クリーニングステップＡに対応する。電力が低い第１の動作状態は、堆積ステップに対応する。
【0047】
ここで、第１の動作状態は、例えば、ルーツ真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される電力が２０００Ｗ未満であることに対応し、第２の動作状態は、例えば、２０００Ｗ以上の消費電力に対応する。
ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される電力が低い場合に、パージ装置１５によって注入されるパージガスの流量を増加させることにより、堆積ステップ中のガスの流路におけるガスの希釈及び駆動が容易になる。
ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される電力が高い場合に、パージ装置１５によって注入されるパージガスの流量を減らすことにより、パージガスの消費、ポンプセット２及びガス処理装置３のエネルギー消費が制限され、窒素酸化物の形成が最小限に抑えられる。
ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される電力が低い場合に、パージ装置１５によって注入されるパージガスの流量を増加させることにより、堆積ステップ中のガスの流路におけるガスの希釈及び駆動が容易になる。
ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される電力が高い場合に、パージ装置１５によって注入されるパージガスの流量を減らすことにより、パージガスの消費、ポンプセット２及びガス処理装置３のエネルギー消費が制限され、窒素酸化物の形成が最小限に抑えられる。
【0048】
第１の動作状態のパージガスの流量は、例えば、第２の動作状態のパージガスの流量よりも少なくとも２０％多く、第２の動作状態のパージガスの流量は、例えば、零であってもよい。ただし、プライマリ真空ポンプ４の端部に位置する転がり軸受及びシール装置を保護するために、プライマリ真空ポンプ４の軸受に注入されるパージガスの流量は除く。
制御ユニット１７は、さらに、ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される複数の電力範囲に対応して、パージ装置１５が注入するパージガスの流量を、複数の流量として制御できるように構成することもできる。各電力範囲は、プロセスチャンバ１０１で実施できる個別のレシピ１０３に対応している。このようにすることで、パージガスの流量を、ポンピング状況に正確に適応させることができる。
パージ装置１５は、パージガスを例えば５０℃以上、例えば５００℃以上に加熱するための、パージガス加熱装置１８（図１参照）を備えることができる。
制御ユニット１７は、さらに、ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される複数の電力範囲に対応して、パージ装置１５が注入するパージガスの流量を、複数の流量として制御できるように構成することもできる。各電力範囲は、プロセスチャンバ１０１で実施できる個別のレシピ１０３に対応している。このようにすることで、パージガスの流量を、ポンピング状況に正確に適応させることができる。
パージ装置１５は、パージガスを例えば５０℃以上、例えば５００℃以上に加熱するための、パージガス加熱装置１８（図１参照）を備えることができる。
【0049】
モータＭ２の消費電力に応じて制御ユニット１７によって制御可能なポンプセット２の出力パラメータは、パージガス加熱温度を制御するための加熱装置１８の電力であってもよい。
例えば、第１の電力によるルーツ二次真空ポンプ５の第１の動作状態の場合、加熱装置１８の電力は、第１の電力よりも高い第２の電力によるルーツ二次真空ポンプ５の第２の動作状態の場合よりも高い電力となる。
ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２の消費電力が低いときに加熱装置１８の電力を増加させることにより、堆積ステップ中にパージガスの温度が上昇し、これによりガスの流路内でのガスの希釈及び駆動が容易になる。
ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２の消費電力が高い場合に加熱装置１８の電力を低減することにより、加熱装置１８の過剰な電力消費が回避される。従って、真空ラインの加熱の電力消費をガス処理装置３によって処理されるガスの流量に適合させ、過剰な消費を回避することが可能である。
例えば、第１の電力によるルーツ二次真空ポンプ５の第１の動作状態の場合、加熱装置１８の電力は、第１の電力よりも高い第２の電力によるルーツ二次真空ポンプ５の第２の動作状態の場合よりも高い電力となる。
ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２の消費電力が低いときに加熱装置１８の電力を増加させることにより、堆積ステップ中にパージガスの温度が上昇し、これによりガスの流路内でのガスの希釈及び駆動が容易になる。
ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２の消費電力が高い場合に加熱装置１８の電力を低減することにより、加熱装置１８の過剰な電力消費が回避される。従って、真空ラインの加熱の電力消費をガス処理装置３によって処理されるガスの流量に適合させ、過剰な消費を回避することが可能である。
【0050】
第１の動作状態の加熱装置１８の電力は、例えば、零であってもよい第２の動作状態の加熱装置１８の第２の電力よりも少なくとも２０％高い。
制御ユニット１７は、さらに、ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される複数の電力範囲に対応する加熱装置１８の複数の電力を制御できるように構成することができる。各電力範囲は、プロセスチャンバ１０１で実施できる個別のレシピ１０３に対応する。このようにすることで、真空ラインの加熱をポンピング状況に正確に適応させることができる。
制御ユニット１７は、さらに、ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される複数の電力範囲に対応する加熱装置１８の複数の電力を制御できるように構成することができる。各電力範囲は、プロセスチャンバ１０１で実施できる個別のレシピ１０３に対応する。このようにすることで、真空ラインの加熱をポンピング状況に正確に適応させることができる。
【0051】
処理ユニット６が燃焼器７を含む場合、モータＭ２によって消費される電力の関数として制御ユニット１７によって制御できるガス処理装置３の出力パラメータを、酸化剤及び燃料噴射装置１１によって噴射される酸化剤及び燃料の流量とすることもできる。
例えば、第１の電力によるルーツ二次真空ポンプ５の第１の動作状態では、酸化剤及び燃料噴射装置１１によって噴射される酸化剤及び燃料の流量は、第１の電力よりも高い第２の電力によるルーツ二次真空ポンプ５の第２の動作状態の場合よりも多い。
例えば、第１の電力によるルーツ二次真空ポンプ５の第１の動作状態では、酸化剤及び燃料噴射装置１１によって噴射される酸化剤及び燃料の流量は、第１の電力よりも高い第２の電力によるルーツ二次真空ポンプ５の第２の動作状態の場合よりも多い。
【0052】
ルーツ真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される電力が少ないときに燃焼器７に噴射される酸化剤及び燃料の流量を増やすことによって、堆積ステップ中の燃焼器７の炎の温度が上昇し、これにより、プロセスガスの残留物を可溶性物質に変換するのが容易になり、ガスの処理が容易になる。
ルーツ真空ポンプ５のモータＭ２の消費電力が多いときに燃焼器７に注入される酸化剤及び燃料の流量を減らすことによって、クリーニングステップ中の炎の温度が下がり、酸化剤及び燃料を節約することができる。従って、酸化剤及び燃料の流量をガス処理装置３によって処理されるガスの流量に適合させ、過剰な消費を回避することができる。
第１の動作状態の酸化剤及び燃料の流量は、例えば、第２の動作状態の酸化剤及び燃料の流量よりも少なくとも２０％多い。
ルーツ真空ポンプ５のモータＭ２の消費電力が多いときに燃焼器７に注入される酸化剤及び燃料の流量を減らすことによって、クリーニングステップ中の炎の温度が下がり、酸化剤及び燃料を節約することができる。従って、酸化剤及び燃料の流量をガス処理装置３によって処理されるガスの流量に適合させ、過剰な消費を回避することができる。
第１の動作状態の酸化剤及び燃料の流量は、例えば、第２の動作状態の酸化剤及び燃料の流量よりも少なくとも２０％多い。
【0053】
第２の動作状態の酸化剤及び燃料の流量は、炎を常に点灯させておくために、特にプロセスチャンバ１０１内のクリーニングステップに続く堆積ステップをより迅速に再開するために、好ましくは零ではない。しかし、後述するように、プロセスチャンバ１０１内で実行されるレシピ１０３がクリーニングステップ中に十分に溶解可能なガス及び残留物を使用するか又は生成する場合、ポンプ搬送されるガスは、第２の動作状態のために迂回され、処理ユニット６をバイパスし、ガス処理装置３の洗浄機８又は中央洗浄機に直接再接続することができる。
【0054】
制御ユニット１７は、さらに、ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される複数の電力範囲に対応して、酸化剤及び燃料噴射装置１１によって噴射される酸化剤及び燃料の複数の流量を制御できるように構成することができ、各電力範囲は、プロセスチャンバ１０１で実行できる個別のレシピ１０３に対応する。このようにすることで、酸化剤及び燃料の消費をポンプ状況に正確に適応させることができる。
流量コントローラ１３、１４の制御は、ポンプセット２の制御ユニット１７によって直接行うことができる。又は、制御ユニット１７と通信するガス処理装置３のローカル制御ユニット１９によって行うこともできる。
流量コントローラ１３、１４の制御は、ポンプセット２の制御ユニット１７によって直接行うことができる。又は、制御ユニット１７と通信するガス処理装置３のローカル制御ユニット１９によって行うこともできる。
【0055】
制御ユニット１７とローカル制御ユニット１９は、有線又は無線リンクによって互いに通信することができる。
制御ユニット１７は、製造プラントの中央ユニット９と通信するように構成することができる。中央ユニット９は、ローカル制御ユニット１９及び製造プラントの少なくとも１つの他のローカルガス処理装置制御ユニットと通信するように構成することができる。これにより、ガス処理装置のセットの酸化剤及び燃料噴射流量を管理できる。
処理ユニット６が電気システム及び／又はプラズマ生成装置を備えている場合、モータＭ２によって消費される電力の関数として制御ユニット１７によって制御され得るガス処理装置３の出力パラメータは、電気システム又はプラズマ生成装置の電力とすることができる。
例えば、第１の電力によるルーツ二次真空ポンプ５の第１の動作状態の場合、電気システム又はプラズマ生成装置の電力は、第１の電力よりも高い第２の電力によるルーツ二次真空ポンプ５の第２の動作状態の場合よりも高い。
制御ユニット１７は、製造プラントの中央ユニット９と通信するように構成することができる。中央ユニット９は、ローカル制御ユニット１９及び製造プラントの少なくとも１つの他のローカルガス処理装置制御ユニットと通信するように構成することができる。これにより、ガス処理装置のセットの酸化剤及び燃料噴射流量を管理できる。
処理ユニット６が電気システム及び／又はプラズマ生成装置を備えている場合、モータＭ２によって消費される電力の関数として制御ユニット１７によって制御され得るガス処理装置３の出力パラメータは、電気システム又はプラズマ生成装置の電力とすることができる。
例えば、第１の電力によるルーツ二次真空ポンプ５の第１の動作状態の場合、電気システム又はプラズマ生成装置の電力は、第１の電力よりも高い第２の電力によるルーツ二次真空ポンプ５の第２の動作状態の場合よりも高い。
【0056】
ルーツ真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される電力が低いときに電気システム又はプラズマ生成装置の電力を増加させることによって、プラズマ光の電力が増加し、これにより、プロセスガスの残留物を可溶性物質に変換することが容易になり、特にガスの処理が容易になる。
消費電力が多い場合に電気システム又はプラズマ発生装置の電力を低減することにより、電気システム又はプラズマ発生装置の過剰な電力消費が回避される。従って、ガス処理装置３の電力消費を、処理されるガスの流量に適合させて、過剰な消費を回避することが可能である。
第１の動作状態の電気システム又はプラズマ発生装置の電力は、例えば、第２の動作状態の電気システム又はプラズマ発生装置の電力よりも少なくとも２０％多い。
消費電力が多い場合に電気システム又はプラズマ発生装置の電力を低減することにより、電気システム又はプラズマ発生装置の過剰な電力消費が回避される。従って、ガス処理装置３の電力消費を、処理されるガスの流量に適合させて、過剰な消費を回避することが可能である。
第１の動作状態の電気システム又はプラズマ発生装置の電力は、例えば、第２の動作状態の電気システム又はプラズマ発生装置の電力よりも少なくとも２０％多い。
【0057】
第２の動作状態の電気システム又はプラズマ発生装置の電力は、加熱電力を最小限にとどめるために、特にプロセスチャンバ１０１内のクリーニングステップに続く堆積ステップをより迅速に再開するために、好ましくは零ではない。しかし、後述するように、プロセスチャンバ１０１内で実行されるレシピ１０３がクリーニングステップ中に十分に溶解可能なガス及び残留物を使用するか又は生成する場合には、ポンプで送られたガスを第２の動作状態に転用して、ガス処理装置３の処理ユニット６をバイパスし、ガス処理装置３の洗浄機８又は中央洗浄機に直接再接続することができる。
制御ユニット１７は、ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される複数の電力範囲に対応する電気システム又はプラズマ生成装置の複数の電力を制御できるようにさらに構成することができる。各電力範囲は、プロセスチャンバ１０１で実行できる個別のレシピ１０３に対応する。このようにすることで、ガス処理装置３の電力消費を、ポンピング状況に正確に適応させることができる。
制御ユニット１７は、ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される複数の電力範囲に対応する電気システム又はプラズマ生成装置の複数の電力を制御できるようにさらに構成することができる。各電力範囲は、プロセスチャンバ１０１で実行できる個別のレシピ１０３に対応する。このようにすることで、ガス処理装置３の電力消費を、ポンピング状況に正確に適応させることができる。
【0058】
例示的な実施形態によれば、ポンピング並びに処理装置１は、接続装置２０を備えている。この接続装置２０は、ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される電力に応じて、ポンプセット２によってポンプ搬送されるガスを、ガス処理装置３の処理ユニット６、ガス処理装置３の洗浄機８、中央洗浄機、または別のガス処理装置に向けるように構成されており、ガス処理装置３の出力パラメータは、接続装置２０の向きである（図１及び図２参照）。
接続装置２０は、例えば、制御ユニット１７によって制御可能な３方弁又は４方弁を備えている。
接続装置２０は、例えば、制御ユニット１７によって制御可能な３方弁又は４方弁を備えている。
【0059】
例えば、制御ユニット１７は、ルーツ二次真空ポンプ５を第１の電力により第１の動作状態とするために、ポンプセット２によってポンプ搬送されるガスを処理ユニット６に向けるように構成され、あるいは、ルーツ二次真空ポンプ５を第１の電力よりも大きい第２の電力での第２の動作状態とするために、ポンプセット２によってポンプ搬送されるガスを洗浄機８に、又は、中央洗浄機又は別のガス処理装置に、向けるように構成されている。
クリーニングステップ中に使用される洗浄ガスは、十分に溶解性があり、処理ユニット６で事前に処理する必要がない。ポンプセット２から出るガスは、処理ユニット６をバイパスして、洗浄機８又は中央洗浄機、又は別のガス処理装置に直接搬送することができる。
クリーニングステップ中に使用される洗浄ガスは、十分に溶解性があり、処理ユニット６で事前に処理する必要がない。ポンプセット２から出るガスは、処理ユニット６をバイパスして、洗浄機８又は中央洗浄機、又は別のガス処理装置に直接搬送することができる。
【0060】
制御ユニット１７は、さらに、モータＭ２によって消費される複数の電力範囲に応じて、ポンプセット２によってポンプ搬送されるガスの方向を制御できるように構成することができ、各電力範囲は、プロセスチャンバ１０１で実行できる個別のレシピ１０３に対応する。これにより、ポンプセット２の出力側におけるガスの処理を、さまざまなポンピング状況に正確に適応させることができる。
【0061】
図４は、パージ装置１５のより正確な例示的な実施形態を示している。このパージ装置１５は、プライマリ真空ポンプ４の少なくとも１つのポンプステージＴ１～Ｔ５にパージガスを注入するように構成されている。
プライマリ真空ポンプ４は、吸入口２１と吐出口２２との間に直列に取り付けられ、ポンプ搬送されるガスが循環できる少なくとも２つのポンプステージＴ１～Ｔ５を形成するステータ（又はポンプ本体）を備えている。図示の例では、プライマリ真空ポンプ４は、５段のポンプステージＴ１～Ｔ５を備えている。吸入口２１と連通するポンプステージＴ１は最低圧力段であり、第１ポンプステージとも呼ばれる。吐出口２２と連通するポンプステージＴ５は最高圧力段であり、最終ポンプステージも呼ばれる。プライマリ真空ポンプ４は、さらに、ポンプステージＴ１～Ｔ５の圧縮チャンバ内に延びる２つのロータを備えている。連続するポンプステージＴ１-Ｔ５は、それぞれのステージ間チャネルによって互いに直列に接続され、前のポンプステージの出力を次のステージの入力に接続する。
ローターは、例えば「ルーツ」タイプ又は「クロー」タイプ等の同一プロファイルのローブを有するか、スクリュータイプ又は他の同様の容積式真空ポンプ原理のものである。ローターは、ポンプステージＴ１-Ｔ５で逆方向に同期して回転するように構成されている。回転中、吸入口から吸い込まれたガスは、ポンプステージＴ１-Ｔ５のローターとステーターによって作成された容積内に閉じ込められ、その後、ローターによって次のステージに駆動される。ローターは、例えば一端に配置されたプライマリ真空ポンプ４の少なくとも１つのモータＭ１によって回転駆動される。
ここで、パージ装置１５は、パージガスをプライマリ真空ポンプ４の少なくとも１つのポンプステージＴ１～Ｔ５に分配するように構成された分配器２３と、分配器２３内のパージガスの流量を制御するように構成された少なくとも１つの流量コントローラ１６とを備えている。
プライマリ真空ポンプ４は、吸入口２１と吐出口２２との間に直列に取り付けられ、ポンプ搬送されるガスが循環できる少なくとも２つのポンプステージＴ１～Ｔ５を形成するステータ（又はポンプ本体）を備えている。図示の例では、プライマリ真空ポンプ４は、５段のポンプステージＴ１～Ｔ５を備えている。吸入口２１と連通するポンプステージＴ１は最低圧力段であり、第１ポンプステージとも呼ばれる。吐出口２２と連通するポンプステージＴ５は最高圧力段であり、最終ポンプステージも呼ばれる。プライマリ真空ポンプ４は、さらに、ポンプステージＴ１～Ｔ５の圧縮チャンバ内に延びる２つのロータを備えている。連続するポンプステージＴ１-Ｔ５は、それぞれのステージ間チャネルによって互いに直列に接続され、前のポンプステージの出力を次のステージの入力に接続する。
ローターは、例えば「ルーツ」タイプ又は「クロー」タイプ等の同一プロファイルのローブを有するか、スクリュータイプ又は他の同様の容積式真空ポンプ原理のものである。ローターは、ポンプステージＴ１-Ｔ５で逆方向に同期して回転するように構成されている。回転中、吸入口から吸い込まれたガスは、ポンプステージＴ１-Ｔ５のローターとステーターによって作成された容積内に閉じ込められ、その後、ローターによって次のステージに駆動される。ローターは、例えば一端に配置されたプライマリ真空ポンプ４の少なくとも１つのモータＭ１によって回転駆動される。
ここで、パージ装置１５は、パージガスをプライマリ真空ポンプ４の少なくとも１つのポンプステージＴ１～Ｔ５に分配するように構成された分配器２３と、分配器２３内のパージガスの流量を制御するように構成された少なくとも１つの流量コントローラ１６とを備えている。
【0062】
分配器２３は、例えば、１つの入力がパージガス源に連結される共通部分と、一方では共通部分に、他方ではそれぞれのポンプステージＴ１～Ｔ５に連結された少なくとも２つの分岐とを備えている。最初のポンプステージＴ１及び最後のポンプステージＴ５に連結された分岐は、例えば、プライマリ真空ポンプ４のベアリングに現れるように構成され、特に、プライマリ真空ポンプ４の両端に位置する転がり軸受及びシール装置を保護する。中間ポンプステージＴ２、Ｔ３、Ｔ４に連結された分岐は、例えば、ステージのそれぞれの出力に現れるように構成される。
例えば、分配器２３の各分岐には流量コントローラ１６が１つずつ配置されており、これらは、制御ユニット１７によって、ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される電力、従って処理されるガスの量に応じて、制御可能である。
例えば、分配器２３の各分岐には流量コントローラ１６が１つずつ配置されており、これらは、制御ユニット１７によって、ルーツ二次真空ポンプ５のモータＭ２によって消費される電力、従って処理されるガスの量に応じて、制御可能である。
【符号の説明】
【0063】
１ ポンピング並びに処理装置
２ ポンプセット
３ ガス処理装置
４ プライマリ真空ポンプ
５ ルーツ二次真空ポンプ
６ 処理ユニット
７ 燃焼器
８ 洗浄機
９ 中央ユニット
１１ 燃料噴射装置
１２ 燃焼室
１３ 第１の流量コントローラ
１４ 第２の流量コントローラ
１５ パージ装置
１６ 流量コントローラ
１７ 制御ユニット
１８ 加熱装置
１９ ローカル制御ユニット
２０ 接続装置
１００ 製造設備
１０１ プロセスチャンバ
１０３ レシピ
Ｆ１ ガスの流れの方向
Ｍ１、Ｍ２ モータ
Ｔ１～Ｔ５ ポンプステージ
２ ポンプセット
３ ガス処理装置
４ プライマリ真空ポンプ
５ ルーツ二次真空ポンプ
６ 処理ユニット
７ 燃焼器
８ 洗浄機
９ 中央ユニット
１１ 燃料噴射装置
１２ 燃焼室
１３ 第１の流量コントローラ
１４ 第２の流量コントローラ
１５ パージ装置
１６ 流量コントローラ
１７ 制御ユニット
１８ 加熱装置
１９ ローカル制御ユニット
２０ 接続装置
１００ 製造設備
１０１ プロセスチャンバ
１０３ レシピ
Ｆ１ ガスの流れの方向
Ｍ１、Ｍ２ モータ
Ｔ１～Ｔ５ ポンプステージ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【国際調査報告】