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公開番号2022061344
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-04-18
出願番号2020169296
出願日2020-10-06
発明の名称真空排気システム
出願人エドワーズ株式会社
代理人個人
主分類F04B 37/16 20060101AFI20220411BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】ポンプ、バルブの小型化及び配管径を細くできると共に、高真空から大流量域に至るまでポンプの排気特性を活かした高効率な排気ができる真空排気システムを提供する。
【解決手段】真空チャンバ5内で使用済みとなったプロセスガスは調整弁7を通り分岐配管29に到る。分岐配管29の図中Aで示す側の流路は、第2のポンプの吸気口に接続されている。一方、分岐配管29の図中Bで示す側の流路には、バイパス用バルブ23が配設されている。そして、第2のポンプの排気口の下流とバイパス用バルブ23の下流には分岐配管27を介して第1のポンプが接続されている。低中真空領域(大流量排気時)ではバイパス用バルブ23を開く。このとき、第2のポンプを通した流路Aと流路Bの両方でガスを排気する。そして、それよりも低い中高真空条件の排気を行う場合はバイパス用バルブ23を閉じて流路Aで排気する。これにより、流路Bの配管は細くできる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
大気圧から中真空域の真空排気を行う第1のポンプと、
該第1のポンプに対し直列に接続され、前記第1のポンプよりも到達圧力が低い第2のポンプと、
該第2のポンプの吸気口と排気口に連通する配管を介して前記第2のポンプと並列に配設されたバイパス用バルブと、を備えた真空排気システムにおいて、
前記第2のポンプの流路と前記バイパス用バルブの流路の双方を介して、真空チャンバからの排ガスを排気することを特徴とする真空排気システム。
続きを表示(約 610 文字)【請求項2】
低中真空領域では前記第1のポンプと前記第2のポンプを運転しつつ前記バイパス用バルブを開し、中高真空領域では前記第1のポンプと前記第2のポンプを運転しつつ前記バイパス用バルブを閉じることを特徴とする請求項1記載の真空排気システム。
【請求項3】
前記真空チャンバを流れる前記排ガスの流量を計測する流量計測手段と、
該流量計測手段で計測された流量の大きさに基づき前記バイパス用バルブを開若しくは閉させる開閉制御手段を備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の真空排気システム。
【請求項4】
前記バイパス用バルブの開度を制御する開度制御手段を備え、
該開度制御手段により前記開度が前記真空チャンバを流れる前記排ガスの流量及び排気系内の圧力の少なくともいずれか一つに応じて制御されることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の真空排気システム。
【請求項5】
前記第1のポンプが中真空域での排気速度が大きい容積移送型真空ポンプで構成されたことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の真空排気システム。
【請求項6】
前記第2のポンプが高真空領域での排気速度が高く、到達圧力が高真空ないしそれよりも低い圧力に達する運動量移送型真空ポンプで構成されたことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の真空排気システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は真空排気システムに係わり、特にポンプ、バルブの小型化及び配管径を細くできると共に、高真空から大流量域に至るまでポンプの排気特性を活かした高効率な排気ができる真空排気システムに関する。
続きを表示(約 1,600 文字)【背景技術】
【0002】
近年のエレクトロニクスの発展に伴い、メモリや集積回路といった半導体の需要が急激に増大している。これらの半導体は、極めて純度の高い半導体基板に不純物をドープして電気的性質を与えたり、半導体基板上に微細な回路パターンを形成し、これを積層するなどして製造される。
そして、これらの作業は空気中の塵等による影響を避けるため高真空状態の真空チャンバ内で行われる必要がある。この真空チャンバの排気には、一般に容積移送型真空ポンプや運動量移送型真空ポンプで構成されるポンプ装置を適用した真空排気システムが用いられている。
【0003】
また、半導体の製造工程では、さまざまなプロセスガスを半導体の基板に作用させる工程が数多くあり、真空排気システムは真空チャンバ内を真空にするのみならず、これらのプロセスガスを真空チャンバ内から排気するのにも使用される(例えば特許文献1を参照)。更に、真空排気システムは、電子顕微鏡等の設備において、粉塵等の存在による電子ビームの屈折等を防止するため、電子顕微鏡等の真空チャンバ内の環境を高度の真空状態とするのにも用いられている。この従来の真空排気システムの構成図を図3に示す。
【0004】
図3において、ガスシリンダ1から供給されたプロセスガスはガス流量コントローラ3で流量を調整された後、真空チャンバ5に投入される。その後、真空チャンバ5内で使用済みとなったプロセスガスは真空チャンバ5から吐出され、ガス流量を調整する調整弁7を通り分岐配管9に到る。分岐配管9の図中Aで示す側の流路は、流路切替用バルブ11を介して第2のポンプの図示しない吸気口に接続されている。一方、分岐配管9の図中Bで示す側の流路には、流路切替用バルブ13が配設されている。
【0005】
そして、第2のポンプの図示しない排気口には流路切替用バルブ15が配設され、この流路切替用バルブ15の下流と流路切替用バルブ13の下流には分岐配管17を介して第1のポンプが接続されている。
【0006】
かかる構成において、真空チャンバ5で行われるプロセスの条件として、ガス流量の多い低中真空域のプロセスと、それよりも低い圧力条件が必要な中高真空域のプロセスの両方の条件が必要な場合について説明する。
【0007】
この場合、従来、ガス流量の多い低中真空域のプロセスでは、流路切替用バルブ11及び流路切替用バルブ15を閉止し、流路切替用バルブ13を開いて流路Bを介して排気を行っていた。一方、それよりも低い圧力条件が必要な中高真空域のプロセスでは、流路切替用バルブ13を閉止し、流路切替用バルブ11及び流路切替用バルブ15が開くように切り替え、流路Aを介して排気を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
特開平8-74737号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところで、この真空排気システムにおいて、大流量排気時に真空チャンバ5の圧力を下げるためには流路Bの配管や流路切替用バルブ13の口径を大きくする必要がある。このため、真空排気システムが大型化して設置スペースの確保が困難になったりコストが高くなるおそれがあった。
【0010】
また、真空チャンバ5から流すプロセスガスが大流量の場合には図4に示すように真空チャンバ5に対し直接バイパス配管21を接続することもあるが、前述と同様に真空排気システムが大型化して設置スペースの確保が困難になったりコストが高くなるおそれがあった。なお、図4において、図3と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する(以下、同旨)。
(【0011】以降は省略されています)

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