JP2002039061A

JP2002039061A - 真空装置

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Publication number: JP2002039061A
Application number: JP2000224332A
Authority: JP
Inventors: Isao Akutsu; 功阿久津; Tadahiro Omi; 忠弘大見; Masaki Hirayama; 昌樹平山; Kenji Aizawa; 憲司相澤
Original assignee: Diavac Ltd
Current assignee: Diavac Ltd
Priority date: 2000-07-25
Filing date: 2000-07-25
Publication date: 2002-02-06
Anticipated expiration: 2020-07-25
Also published as: JP4107364B2

Abstract

(57)【要約】【課題】大きな排気速度のポンプを用いることなく所
望の排気速度を得ることができると共に、配管の内径を
小さくすることができ、配管を加熱する加熱手段の消費
電力を抑制することができる真空装置を提供する。【解決手段】ガス導入口とガス排出口を備える真空容
器１０、１１、１２と、前記真空容器内部を減圧に保つ
ための第１の真空ポンプ１、２、３と、前記第１の真空
ポンプに接続された第２の真空ポンプ４、５、６を備え
る真空装置において、前記真空容器と第１の真空ポンプ
との間の配管Ａ２中の気体の流れが、分子流あるいは分
子流と粘性流の間の中間流となり、前記第１の真空ポン
プ１、２、３と第２の真空ポンプ４、５、６との間の配
管Ａ１中の気体の流れが、粘性流となるように構成され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体、液晶ディス
プレイ製造分野等において用いられる真空装置に関し、
特に、配管内径を小さくでき、消費電力を抑制すること
ができる真空装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体、液晶ディスプレイ製造分野のほ
か、多くの産業分野で、真空装置が用いられている。こ
の真空装置は、一般的に真空容器と、前記真空容器内部
を真空あるいは減圧状態に保つ真空ポンプとを備えてい
る。そして、前記真空装置はクリーンルーム内に配置さ
れると共に、真空容器内に、所定の処理ガスを導入、排
出しながら、所定の処理を行うように構成されている。

【０００３】半導体製造装置に用いられている従来の真
空装置を図６に基づいて説明する。この真空装置は、複
数の反応チャンバ（真空容器）１０、１１、１２と、前
記反応チャンバ（真空容器）１０、１１、１２内部を減
圧あるいは真空状態になすために、各反応チャンバ（真
空容器）１０、１１、１２にそれぞれ１台あるいは複数
台配置された高真空ポンプ１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１
７ｂ、１８ａ、１８ｂと、前記高真空ポンプの後段に配
置された低真空ポンプ１９、２０、２１とを備えてい
る。

【０００４】また、前記高真空ポンプ１６ａ、１６ｂ、
１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂと、低真空ポンプ１
９、２０、２１との間には、バルブ２２ａ、２２ｂ、２
３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂが設けられている。更
に、前記反応チャンバ（真空容器）１０、１１、１２に
ウエハ等の被処理物を搬入するためのロードロックチャ
ンバ１３、１４と、ロードロックチャンバ１３に搬入さ
れた被処理物を反応チャンバ１０、１１、１２に移送
し、また反応チャンバ１０、１１、１２からロードロッ
クチャンバ１４に移送するロボット（搬送装置）が収容
されているトランスファチャバ１５とが設けられてい
る。

【０００５】また、図示しないが、ロードロックチャン
バ１３、１４、トランスファチャバ１５にも真空ポンプ
が接続され、減圧あるいは真空状態になすことができる
ように構成されている。更に、反応チャンバ（真空容
器）１０、１１、１２には、図示しないが、ガス導入口
及びヒータ等の加熱手段が設けられており、加熱下で所
定のガスを導入しながら、成膜等の所定の処理がなされ
るように構成されている。

【０００６】なお、図中のＢ1 は、前記高真空ポンプ１
６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂと、低
真空ポンプ１９、２０、２１との間の配管を示し、Ｂ2
は、反応チャンバ（真空容器）１０、１１、１２と前記
高真空ポンプ１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ、１８
ａ、１８ｂとの間の配管を示している。また、配管Ｂ1
、Ｂ2 の内部は、成膜ガス等の処理ガスが通過するた
め、生成堆積物が付着する。これを防止するため、配管
Ｂ1 、Ｂ2 にはヒータ等の加熱手段が設けられ、所定の
温度に加熱されている。

【０００７】この真空装置が待機した状態にあっては、
トランスファチャバ１５、反応チャンバ（真空容器）１
０、１１、１２は減圧あるいは真空状態に維持されてい
る。そして、装置外部の大気中から複数のウエハ等の被
処理物を入れたカセットがロードロックチャンバ１３に
搬入され、前記ロードロックチャンバ１３が真空引され
る。次に、ロードロックチャンバ１３とトランスファチ
ャバ１５の間のゲート弁（図示せず）が開き、被処理物
搬送用ロボットが搬送アームによりカセット内の被処理
物を一枚取り出してトランスファチャバ１５に移動させ
る。

【０００８】その後、反応チャンバ（真空容器）１０と
トランスファチャバ１５間のゲートを開け搬送アームに
より被処理物を反応チャンバ（真空容器）１０内のステ
ージ上に載置する。そして、成膜処理等の所定の処理
後、処理された被処理物は、搬送アームにより他の反応
チャンバ１１、１２、あるいはロードロックチャンバ１
４に搬送される。そして処理が終了した後、最終的にロ
ードロックチャンバ１４から外部に搬送される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記高真空
ポンプとして、一般的には到達真空度（１０^-7ｔｏｒｒ
以下）の分子領域で動作する高真空ポンプが用いられて
いる。この高真空ポンプとしては、一般的にターボ分子
ポンプあるいはねじ溝ポンプが用いられている。このポ
ンプは、小型のものでも排気速度が大きいが、許容背圧
が１ｔｏｒｒ以下と小さい。そのため、前記高真空ポン
プの後段に、到達真空度が低く、背圧が大気圧程度で動
作する低真空ポンプが設けられている。この低真空ポン
プとしては、一般的にルーツポンプ等のドライポンプが
用いられている。このように、高真空ポンプの許容背圧
が０．５ｔｏｒｒ以下、具体的には、０．４ｔｏｒｒ程
度であるため、前記高真空ポンプと低真空ポンプとの間
の配管Ｂ1 の内部の気体の流れは分子流、あるいは分子
流と粘性流の間の中間流となる。したがって、効率よ
く、排気を行うためには配管Ｂ2 の内径のみならず、配
管Ｂ1 の内径をある程度大きくする必要があった。具体
的に述べると、配管Ｂ1 、Ｂ2 の内径は、８０ｍｍ程度
が望ましいが、従来の配管は内径が４０〜５０ｍｍ程度
で、コンダクタンスが小さくなり、排気速度を低下させ
ている。

【００１０】一方、配管Ｂ1 、Ｂ2 の内部は成膜ガス等
の処理ガスが通過するため、生成堆積物が付着する。こ
れを防止するため、配管Ｂ1 、Ｂ2 にはヒータ等の加熱
手段が設けられ、所定の温度に加熱されている。そのた
め、従来の真空装置において、配管の内径を大きくする
と、配管を加熱するためのヒータ等の加熱手段の消費電
力が大きく、運転コストが嵩むものであった。また、配
管の径が大きいとその配管作業は困難であり、しかも大
きな設置スペースが必要となる。そのため、必要以上に
大きな排気速度のポンプを使用して配管内径を４０〜５
０ｍｍとしている。特に、高真空ポンプと低真空ポンプ
との間の配管が長いため、上記した点が問題となってい
た。

【００１１】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたものであり、大きな排気速度のポンプを用いること
なく所望の排気速度を得ることができると共に、配管の
内径を小さくすることができ、配管を加熱する加熱手段
の消費電力を抑制することができる真空装置を提供する
ことを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本発明にかかる真空装置は、ガス導入口とガ
ス排出口を備える真空容器と、前記真空容器内部を減圧
に保つための第１の真空ポンプと、前記第１の真空ポン
プに接続された第２の真空ポンプを備える真空装置にお
いて、前記真空容器と第１の真空ポンプとの間の配管中
の気体の流れが、分子流あるいは分子流と粘性流の間の
中間流となり、前記第１の真空ポンプと第２の真空ポン
プとの間の配管中の気体の流れが、粘性流となるように
構成されていることを特徴としている。

【００１３】このように、第１の真空ポンプと第２の真
空ポンプとの間の配管中の流れが粘性流であるため、配
管の内径が小さい場合であっても、効率的に排気するこ
とができる。また、第１の真空ポンプと第２の真空ポン
プとの間の配管中の流れが粘性流であるため、第２の真
空ポンプとして小型のものを用いることができ、第２の
真空ポンプの消費電力を抑えることができる。また、第
１のポンプも真空中での動作となり、消費電力を抑える
ことができる。更に、配管の内径を小さくすることがで
きるため、加熱する加熱手段（ヒータ）の消費電力を抑
制することができ、しかも設置スペースを小さくするこ
とができる。特に、第１の真空ポンプと第２の真空ポン
プとの間の配管中の流れが２０ｔｏｒｒ以上の粘性流と
なすことが、第２の真空ポンプとしてより小型のものを
用いることができ、第２の真空ポンプの消費電力を抑え
ることができる点から、より好ましい。ここで、分子流
とは、１０^-3ｔｏｒｒ以下の気体の流れをいい、粘性流
とは、１ｔｏｒｒ以上の気体の流れをいい、また中間流
とは、１〜１０^-3ｔｏｒｒの気体の流れをいう。

【００１４】また、上記目的を達成するためになされた
本発明にかかる真空装置は、ガス導入口とガス排出口を
備える真空容器と、前記真空容器内部を減圧に保つため
のターボ分子ポンプあるいはねじ溝ポンプと、前記ター
ボ分子ポンプあるいはねじ溝ポンプに接続された第１の
真空ポンプと、前記第１の真空ポンプに接続された第２
の真空ポンプを備える真空装置において、前記ターボ分
子ポンプあるいはねじ溝ポンプと第１の真空ポンプとの
間の配管中の気体の流れが、分子流あるいは分子流と粘
性流の間の中間流となり、前記第１の真空ポンプと第２
の真空ポンプとの間の配管中の気体の流れが、粘性流と
なるように構成されていることを特徴としている。

【００１５】このように、真空容器に接続されたターボ
分子ポンプあるいはねじ溝ポンプに第１の真空ポンプを
接続し、更に第１の真空ポンプに第２の真空ポンプを接
続した構成を備え、第１の真空ポンプと第２の真空ポン
プとの間の配管中の気体の流れが、粘性流となるように
構成されている。そのため、第１の真空ポンプと第２の
真空ポンプとの間の配管の内径を小さくすることがで
き、効率的に排気することもできる。第２の真空ポンプ
として小型のものを用いることができ、第２の真空ポン
プの消費電力を抑えることができる。更に、配管の内径
を小さくすることができるため、加熱する加熱手段（ヒ
ータ）の消費電力を抑制することができる。特に、第１
の真空ポンプと第２の真空ポンプとの間の配管中の流れ
が２０ｔｏｒｒ以上の粘性流となすことが、第２の真空
ポンプとしてより小型のものを用いることができ、第２
の真空ポンプの消費電力を抑えることができる点から、
より好ましい。

【００１６】また、前記第１の真空ポンプが、スクリュ
−ポンプであることが望ましく、また第１、２の真空ポ
ンプはスクリュ−ポンプであることが望ましい。第１の
真空ポンプ（スクリュ−ポンプ）の許容背圧が高いた
め、第１の真空ポンプ以降の配管内の流れを粘性流とな
すことができる。その結果、前記したように、第１の真
空ポンプ以降の配管の内径が小さい場合であっても、効
率的に排気することができる。また、配管の内径を小さ
くすることができるため、加熱する加熱手段（ヒータ）
の消費電力を抑制することができ、設置スペースを小さ
くすることができる。

【００１７】特に、前記スクリュ−真空ポンプは、雄雌
ロ−タを構成する歯車のねじれ角を連続的に変化し、雄
雌ロ−タとケ−シングとにより形成される作動室の容積
が、吸入ポ−トから吐出ポ−トに進行するにつれて連続
的に減少するように構成されていることが望ましい。こ
のように、雄雌ロ−タを構成する歯車のねじれ角を連続
的に変化させたスクリュ−真空ポンプは、高真空度を得
ることができると共に、許容背圧が高いため、第１の真
空ポンプとして用いるのに適している。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明にかかる真空装置の第一の
実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。なお、従
来の真空装置と同一あるいは相当する部材には、同一符
号を付することにより、その説明を省略する。従来の真
空装置との比較において、本発明にかかる真空装置は、
図１に示すように、反応チャンバ（真空容器）１０、１
１、１２に接続される第１の真空ポンプ（高真空ポン
プ）１、２、３がスクリュ−ポンプであり、その第１の
真空ポンプ（スクリュ−ポンプ）１、２、３の後段に、
スクリュ−ポンプからなる第２の真空ポンプ（低真空ポ
ンプ）４、５、６が配置される点に特徴がある。

【００１９】また、反応チャンバ（真空容器）に接続さ
れる第１の真空ポンプ１、２、３は、それぞれの反応チ
ャンバ（真空容器）ごとに１つのスクリュ−ポンプが接
続され、前記第２の真空ポンプ（低真空ポンプ）４、
５、６は、第１の真空ポンプ１、２、３と、バルブ２
２、２３、２４を介して接続されている。

【００２０】また、真空容器の容量、圧力状態によって
異なるが、一般的に第１の真空ポンプは、排気速度２０
００リットル／ｍｉｎ、到達圧力５×１０^-4ｔｏｒｒ、
許容背圧２０ｔｏｒｒの性能を有するスクリュ−ポンプ
が用いられる。また、同様に、一般的に第２の真空ポン
プは、排気速度数１００リットル／ｍｉｎ、到達圧力１
０^-2ｔｏｒｒ程度の性能を有するスクリュ−ポンプが用
いられる。

【００２１】また同様に、真空容器の容量、圧力状態に
よって異なるが、一般的には、反応チャンバ（真空容
器）と第１の真空ポンプ１、２、３との間の配管Ａ₂ の
圧力は、１０^-2ｔｏｒｒ程度であり、第１の真空ポンプ
１、２、３と第２の真空ポンプ（低真空ポンプ）４、
５、６との間の配管Ａ₁ の圧力は、２０ｔｏｒｒ程度に
なるように設定される。

【００２２】ここで、特に重要なことは、第１の真空ポ
ンプ１、２、３と第２の真空ポンプ（低真空ポンプ）
４、５、６との間の配管Ａ₁ 内の気体の流れが粘性流に
なるように、配管の圧力が設定されることである。

【００２３】次に、ここで用いられる一般的なスクリュ
ー真空ポンプの構造について、図２、３に基づいて説明
すると、図に示すように、このスクリュー真空ポンプの
雄ロータ４０と雌ロータ４１は、主ケーシング４２に収
納され、前記主ケーシング４２の一端面を密封する端板
４３に取りつけられた軸受４４、４５と副ケーシング４
６に取りつけられた軸受４７、４８とにより回転自在に
支持されている。

【００２４】前記雄雌ロータ４０、４１の回転軸４９、
５０には、副ケーシング４６内に収納されたタイミング
ギャ５１、５２が取付られ、雄雌ロータ４０、４１が互
いに接触しないように両ロータ間の隙間が調整されてい
る。また、前記雄ロータ４０の回転軸４９には、カップ
リングまたは増速用ギャを介してモ−タＭが取り付けら
れ、モ−タＭの回転は雄ロータ４０に伝達され、タイミ
ングギャ５１、５２を介して雌ロータ４１を回転させる
ように構成されている。

【００２５】また、前記軸受４４、４５の潤滑は飛まつ
給油により行うため、副ケーシング４６内に溜った潤滑
油（図示せず）をタイミングギヤ５１、５２によって跳
ねかけるようになされている。そして前記軸受４４、５
５にはシ−ル材５３、５４が取りつけられ、前記シール
材５３、５４によって潤滑油が作動室内へ侵入するのを
防いでいる。

【００２６】前記主ケーシング４２の一端側には、吸入
口５６が設けられて副ケーシング５５が取り付けられて
いる。また前記主ケーシング４２の端板４３には雄雌ロ
−タ４０、４１で圧縮された気体を外部に吐出する吐出
口５７が設けられている。尚、主ケーシング４２の外側
には気体の圧縮により温度が上昇するため、冷却ジャケ
ット５８が設けられ、このジャケット内に冷却水を通し
ケーシング４２や圧縮気体を冷却するように成されてい
る。

【００２７】このように構成されたスクリュ−真空ポン
プは、モ−タＭにより雄ロータ４０を回転駆動すると、
タイミングギヤ５１、５２によって雌ロータ４１が回転
駆動される。そして、雄、雌ロータ１０、１１の回転に
伴い気体が吸入口５６から雄ロ−タ４０と雌側ロ−タ４
１とケーシング４２とによって形成される作動室に吸い
込まれる。吸い込まれた気体は、雄雌ロータ４０、４１
の回転に伴い、圧縮されながら吐出口５７から吐出され
る。

【００２８】前記したスクリュ−式真空ポンプは、図に
示すように、雄ロータ４０と雌ロータ４１は主ケーシン
グ４２と吐出ケーシング４３内の軸受４４、４５、４
７、４８により回転自在に支えられている。前記雄ロー
タ４０と雌ロータ４１はねじ歯車からなり、この歯車は
歯すじねじれ角は常に一定の角度であって、切り口法線
ピッチ及び軸直角ピッチも一定であって、前記ロータ４
０、４１の回転角の変化に伴って変化しない。

【００２９】即ち、前記雄ロータ４０と雌ロータ４１
は、歯すじねじれ角は常に一定の角度であって、切り口
法線ピッチ及び軸直角ピッチも一定のねじ歯車で構成さ
れるため、ロータとケーシングにより形成されるＶ字形
の作動室の容積は一定である。しかし、ロータが回転
し、両ロータの噛み合い部は吸入ポート５６から吐出ポ
ート５７へ向かって移動すると、ケーシング４２の吐出
ケーシング４３によって作動室の容積は減少するため、
気体を圧縮排気する。

【００３０】なお、上記スクリュ−ポンプの代わりに、
前記雄雌ロ−タを構成する歯車のねじれ角を連続的に変
化させることにより、雄雌ロ−タとケ−シングとにより
形成される作動室の容積が、吸入ポ−トから吐出ポ−ト
に進行するにつれて連続的に減少するように構成したス
クリュ−ポンプを用いることが、より好ましい。このス
クリュ−ポンプについては、本願出願人によって既に提
案されているものであり、特開平９−３２７６６号公報
に詳しく述べられている。

【００３１】この提案したスクリュ−真空ポンプによれ
ば、前記雄ロータと雌ロータの歯すじねじれ角がロータ
の回転角にしたがって変化するため、ロータとケーシン
グにより形成されるＶ字形の作動室の容積は、吸入ポ−
トから吐出ポ−トに進行するにつれて連続的に減少す
る。したがって、前記雄雌ロ−タとケ−シングとにより
形成される作動室は、吸入、内部圧縮移送、吐出作用を
有し、作動室の容積を一定とした単なる移送作用を有さ
ないため、局部的な圧力上昇による異常な温度上昇を防
止することができると共に、効率的な運転を行うことが
できる。しかも、ねじれ進行方向の切り口法線ピッチを
変化させたため、スクリュ−ポンプの小型化が図られ
る。また消費電力を抑えることができる。

【００３２】その結果、このスクリュ−ポンプを用いた
真空装置のより小型化が図られ、クリーンルーム内のス
ペースの有効利用が図られる。なお、前記提案されたス
クリュ−真空ポンプの性能は、排気速度２８００リット
ル／ｍｉｎ、到達圧力５×１０^-5ｔｏｒｒであり、高真
空が可能であり、また許容背圧が高いため、第１の真空
ポンプとして用いるのに適している。

【００３３】次に図４、図５に基づいて、本発明にかか
る真空装置の第２の実施形態について説明する。この実
施形態にあっては、図４に示すように、高真空ポンプ１
６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂと低真
空ポンプ１９、２０、２１との間に、新たに中真空ポン
プ７、８、９を設けて、分子流、あるいは分子流と粘性
流の間の中間流となる領域（配管Ｂ₁ ）を短く構成した
ものである。なお、図４中、図６に示された部材と同一
部材は、同一符号を付し、その説明は省略する。

【００３４】このように構成することによって、図４に
示した中真空ポンプ７、８、９と低真空ポンプ１９、２
０、２１との間（配管Ａ₁ ）を粘性流とすることによ
り、効率的に排気を確保しつつ、中真空ポンプ７、８、
９と低真空ポンプ１９、２０、２１との間の配管Ａ₁ の
内径を小さくすることができる。また、粘性流であるた
め、第２の真空ポンプとして小型のものを用いることが
でき、第２の真空ポンプの消費電力を抑えることができ
る。また、第１の真空ポンプも真空中での動作となり消
費電力を抑えることができる。更に、配管Ａ₁ の内径を
小さくすることができるため、加熱する加熱手段（ヒー
タ）の消費電力を抑制することができる。

【００３５】また、高真空ポンプ１６ａ、１６ｂ、１７
ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂとしては、従来から用いら
れている、例えばターボ分子ポンプあるいはねじ溝ポン
プが用いられる。また、低真空ポンプ１９、２０、２１
としては、一般的なルーツポンプ付ドライポンプが用い
られる。なお、低真空ポンプ１９、２０、２１として、
スクリューポンプを用いても良い。更に、中真空ポンプ
７、８、９は、前記した雄雌ロ−タを構成する歯車のね
じれ角を連続的に変化し、雄雌ロ−タとケ−シングとに
より形成される作動室の容積が、吸入ポ−トから吐出ポ
−トに進行するにつれて連続的に減少するように構成さ
れたスクリューポンプが望ましい。

【００３６】この第２の実施形態にあっては、中間真空
ポンプが用いられるため、設置スペースが大きくなり、
装置自体も高価になる。また、図５に示すように、反応
チャンバ、トランスファチャンバ、ロードロックチャン
バ等のクラスターツール２８は、クリーンルームＲに配
置され、真空ポンプ２９はクリーンルームＲの下部に配
置される。そのため、真空ポンプが占有する部分２９の
面積が、クラスターツール２８の面積よりも大きい場合
には、クリーンルームＲの上部にいわゆるデットスペー
スＤが形成される。したがって、クリーンルームＲの有
効利用、経済性を考慮すれば、第１の実施形態がより好
ましい。なお、図１、図４に示された仮想線はクリーン
ルームＲを示している。図５に示された符号３０は、フ
ィルターであり、符号３１は空調システムであり、図中
の矢印は、空気の流れを示している。

【００３７】次に、図１と図６に示された真空装置をウ
エハの成膜処理に用いた場合による配管の内径を比較す
る。（実施例）図１に示す前記反応チャンバ（真空容器）１
０の容積は５０リットルとして、ガス導入口から毎分１
リットルのガスを供給すると共にガスを排出し、その内
部を０．４ｔｏｒｒの減圧状態になす。また、真空装置
内部は図示しないがチャンバは加熱手段により、１５０
℃程度に維持される。また、この反応チャンバ（真空容
器）に接続されているスクリュ−ポンプ１は、上記した
ねじれ角がロータの回転角にしたがって変化するもので
あり、その性能は、排気速度２８００リットル／ｍｉ
ｎ、到達圧力５×１０^-5ｔｏｒｒのものを用いた。ま
た、前記スクリュ−ポンプ１に接続されているスクリュ
−ポンプ４は、一般的なスクリュ−ポンプであり、その
性能は、排気速度１００リットル／ｍｉｎ、到達圧力１
０^-2ｔｏｒｒ程度のものを用いた。

【００３８】このときの、図１に示した配管Ａ₂ の長さ
を、０．５ｍその内径を、５０ｍｍｍｍとした。また、
配管Ａ₁ の長さを、５ｍその内径を、２０ｍｍとした。
この状態で、配管Ａ₁ 、配管Ａ₂ の内圧を測定したら、
配管Ａ₁ のスクリュ−ポンプ１側内圧は８ｔｏｒｒで粘
性流であり、配管Ａ₂ のポンプ側の内圧は０．２８ｔｏ
ｒｒで中間流であることが認められ、配管Ａ₁ の内径が
２０ｍｍとしても十分に排気することができることが認
められた。

【００３９】（比較例）図６に示す前記反応チャンバ
（真空容器）１０の容積は、図１と同様に、５０リット
ルであり、ガス導入口から毎分１リットルのガスを供給
すると共にガスを排出し、その内部を０．４ｔｏｒｒの
減圧状態になす。また、真空装置は加熱手段により、１
５０℃程度に維持される。また、この反応チャンバ（真
空容器）１０に接続されているねじ溝ポンプ１６ａ、１
６ｂの性能は、４５０リットル／ｓｅｃであり、前記ね
じ溝ポンプ１６ａ、１６ｂに接続されているドライポン
プ（ルーツポンプ）１９の性能は、排気速度４０００リ
ットル／ｍｉｎである。

【００４０】このときの、図６に示した配管Ｂ₁ の長さ
を、５ｍその内径を、５０ｍｍとした。なお、配管Ｂ₂
は、ねじ溝ポンプ１６ａ、１６ｂが反応チャンバ（真空
容器）に近接して設けられるため、配管Ｂ₂ の長さは、
実質的にゼロである。この状態で、配管Ｂ₁ のねじ溝ポ
ンプ側の内圧を測定したら、配管Ｂ₁ の内圧は０．６ｔ
ｏｒｒで中間流であることが認められた。また、十分な
排気を行うためには、配管Ｂ₁ の内径を８０ｍｍ以上と
することが必要であることが認められた。

【００４１】以上の比較から明らかなように、図１に示
したスクリュ−ポンプを用いた真空装置にあっては、配
管の内径を図６の場合に比べて小さくすることができる
ことが認められた。

【００４２】

【発明の効果】本発明は以上述べたように構成されてい
るので、粘性流配管コンダクタンスにより排気速度が低
下しないため、大きな排気速度のポンプを必要とせず消
費電力を抑制することができる。また、配管の内径を小
さくすることができ、配管を加熱するヒータの消費電力
を抑制することができ、維持費の削減につながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施形態を示す概略構成図
である。

【図２】図２は、本発明の一実施形態に用いられるスク
リュ−ポンプの構成を示す概略平面図である。

【図３】図３は、図２に示されたスクリュ−ポンプのＡ
−Ａ断面図である。

【図４】図４は、本発明の他の実施形態を示す概略構成
図である。

【図５】図５は、クリーンルームの概略構成図である。

【図６】図６は、従来の真空装置を用いたクラスターツ
ールの概略構成図である。

【符号の説明】

１スクリュ−ポンプ（第１の真空ポンプ）２スクリュ−ポンプ（第１の真空ポンプ）３スクリュ−ポンプ（第１の真空ポンプ）４スクリュ−ポンプ（第２の真空ポンプ）５スクリュ−ポンプ（第２の真空ポンプ）６スクリュ−ポンプ（第２の真空ポンプ）７スクリュ−ポンプ（第１の真空ポンプ）８スクリュ−ポンプ（第１の真空ポンプ）９スクリュ−ポンプ（第１の真空ポンプ）１０反応チャンバ（真空容器）１１反応チャンバ（真空容器）１２反応チャンバ（真空容器）Ａ₁ 配管Ａ₂ 配管Ｒクリーンルーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大見忠弘宮城県仙台市青葉区米ヶ袋２の１の17の 301 (72)発明者平山昌樹宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉05東北大学大学院工学研究科電子工学専攻内 (72)発明者相澤憲司宮城県仙台市太白区八木山弥生町22の34 Ｆターム(参考） 3H076 AA16 AA21 AA37 BB21 BB38 BB43 CC07 CC94 CC95 CC99

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス導入口とガス排出口を備える真空容
器と、前記真空容器内部を減圧に保つための第１の真空
ポンプと、前記第１の真空ポンプに接続された第２の真
空ポンプを備える真空装置において、前記真空容器と第１の真空ポンプとの間の配管中の気体
の流れが、分子流あるいは分子流と粘性流の間の中間流
となり、前記第１の真空ポンプと第２の真空ポンプとの
間の配管中の気体の流れが、粘性流となるように構成さ
れていることを特徴する真空装置。
【請求項２】ガス導入口とガス排出口を備える真空容
器と、前記真空容器内部を減圧に保つためのターボ分子
ポンプあるいはねじ溝ポンプと、前記ターボ分子ポンプ
あるいはねじ溝ポンプに接続された第１の真空ポンプ
と、前記第１の真空ポンプに接続された第２の真空ポン
プを備える真空装置において、前記ターボ分子ポンプあるいはねじ溝ポンプと第１の真
空ポンプとの間の配管中の気体の流れが、分子流あるい
は分子流と粘性流の間の中間流となり、前記第１の真空
ポンプと第２の真空ポンプとの間の配管中の気体の流れ
が、粘性流となるように構成されていることを特徴する
真空装置。
【請求項３】前記第１の真空ポンプがスクリュ−ポン
プであることを特徴とする請求項１または請求項２に記
載された真空装置。
【請求項４】前記第１、２の真空ポンプがスクリュ−
ポンプであることを特徴とする請求項１または請求項２
に記載された真空装置。
【請求項５】前記スクリュ−真空ポンプは、雄雌ロ−
タを構成する歯車のねじれ角が連続的に変化し、雄雌ロ
−タとケ−シングとにより形成される作動室の容積が、
吸入ポ−トから吐出ポ−トに進行するにつれて連続的に
減少するように構成されていることを特徴とする請求項
３または請求項４に記載された真空装置。