(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なるガスを収容する少なくとも２つのプロセス真空室（３３０、３３１）を排気するための真空排気装置（３００）において、
上記少なくとも２つのプロセス真空室からガスを受け取る少なくとも２つの入口（３４０、３４１）と、出口（３６０）とを有する除去室（３１０）であって、大気圧より低い圧力の除去室（３１０）と、
上記除去室内の圧力を維持するために、上記除去室の上記出口に接続する支援ポンプ（３７０）とを備え、
上記除去室が、上記少なくとも２つのプロセス真空室（３３０、３３１）のうちの対応する第１のプロセス真空室から受け取ったガスのＰＦＣを水溶性のガスに変換するための第１の除去装置（３５０）を含む１つ又はそれ以上の除去装置を含んでおり、
一つのプロセス真空室から排気されるガスに対して、一つの除去装置が対応しており、
上記１つ又はそれ以上の除去装置で処理されたガスは、上記除去室内において、他のガスと混合されることを特徴とする真空排気装置。
【請求項２】
上記第１の除去装置（３５０）が、プラズマイオン化装置であることを特徴とする請求項１に記載の真空排気装置。
【請求項３】
上記除去室が、化学燃焼装置、化学中和装置及びフィルタからなるグループから選択された他の除去装置を更に含んでいることを特徴とする請求項１又は２に記載の真空排気装置。
【請求項４】
上記除去室（３１０）が、複数の除去装置（３５０、３５１）を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の真空排気装置。
【請求項５】
上記プロセス真空室の排気ポートに接続されたターボ分子ポンプを更に有し、同ターボ分子ポンプの排気部が上記除去室の入口に接続することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の真空排気装置。
【請求項６】
上記ターボ分子ポンプが５ｔｏｒｒないし１０ｔｏｒｒの圧力に排気できることを特徴とする請求項５に記載の真空排気装置。
【請求項７】
上記ターボ分子ポンプの排気側に接続されたスロットル弁を更に有することを特徴とする請求項５又は６に記載の真空排気装置。
【請求項８】
上記除去室の内部容積が、一の上記プロセス真空室内の圧力であって、他の上記プロセス真空室内の圧力に影響を及ぼす上記一のプロセス真空室内の圧力の変化の影響を減少させる付加的なバッファを提供することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の真空排気装置。
【請求項９】
上記支援ポンプが、上記支援ポンプの排気側に接続された大気スクラッバに対して排気を行うことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の真空排気装置。
【請求項１０】
上記大気スクラッバが、湿式スクラッバ、乾式スクラッバ及び組み合わせ湿式／乾式スクラッバからなるグループから選択された装置であることを特徴とする請求項９に記載の真空排気装置。
【請求項１１】
４つのプロセス真空室を排気するためのものであり、上記除去室が４つの入口を有することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の真空排気装置。
【請求項１２】
少なくとも２つのプロセス真空室（３３０、３３１）からガスを排気するための方法において、
上記少なくとも２つのプロセス真空室（３３０、３３１）の各々からの排気ガスを、大気圧より低い圧力の除去室（３１０）において受け取る工程であって、上記除去室（３１０）は１つ又はそれ以上の除去装置を含み、一つのプロセス真空室から排気されるガスに対して、一つの除去装置が対応している、受け取る工程と、
上記１つ又はそれ以上の除去装置のうちの第１の除去装置（３５０）によって、上記少なくとも２つのプロセス真空室のうちの対応する第一のプロセス真空室からの排気ガスのＰＦＣを水溶性のガスに変換する工程と、
上記除去室内において、上記１つ又はそれ以上の除去装置により処理されたガスを、他のガスと混合する工程と、
上記除去室を大気圧より低い圧力に維持するために、混合されたガスを単一の通路を通して上記除去室から支援ポンプ（３７０）へポンピングする工程とを有することを特徴とする方法。
【請求項１３】
ターボ分子ポンプにより、上記少なくとも２つのプロセス真空室（３３０、３３１）のうちの１つ又はそれ以上のプロセス真空室から上記除去室へ排気ガスを移送する工程を更に有することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
上記ポンピングする工程が、上記除去室における圧力を５ｔｏｒｒないし１０ｔｏｒｒに維持する工程を更に有することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
上記変換する工程が、排気ガスに対して、プラズマイオン化を施す工程を有することを特徴とする請求項１２乃至１４の何れか１項に記載の方法。
【請求項１６】
上記少なくとも１つのプロセス真空室以外のプロセス真空室からの排気ガスに対して、化学燃焼、化学中和及び濾過からなるグループから選択された少なくとも１つのプロセスを施す工程を有することを特徴とする１２乃至１５の何れか１項に記載の方法。
【請求項１７】
上記除去室（３１０）が、複数の除去装置（３５０、３５１）を有することを特徴とする請求項１２乃至１６の何れか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に真空ポンピングの分野に関し、特に、相溶性ではない排気成分を含んだ複数の室に対して高真空を提供するための方法及び装置に関する。
この出願は、その全体を参照のためにここに組み込む、２００３年１２月３１日に出願された「真空プロセス室の制御、ポンピング及び除去のための装置及び方法」という名称の継続中の米国特許出願番号第１０／７５０，３０９号の一部継続出願である。
【背景技術】
【０００２】
ある研究及び製造プロセスは高真空でのプロセス室の使用を必要とする。真空はいくつかの理由で必要になることがある。ある例においては、プロセス（例えば、チタンのような反応性金属の溶融）中に化学反応又は物理的な損傷を発生させることのある大気圧成分は除去しなければならない。他の例においては、例えば、材料のバルクからの揮発性液体や吸蔵又は溶存ガスの除去（例えば、オイルの脱ガス、冷凍乾燥）若しくは表面からのガスの脱離（例えば、製造中のマイクロ波チューブのクリーニング）において、真空は通常の常温状態において存在する平衡状態を乱すために使用される。真空はまた（例えば真空コーティング、粒子加速、テレビ受像管において）互いに衝突する前に粒子を進行させるべき距離を延長させなければならないようなプロセスにおいて使用され、それによって、粒子が源と標的との間で衝突を生じない経路を追従することを許容する。最後に、真空は１秒当りの分子衝突の数を減少させることにより清掃表面を準備する際に使用される。これは（例えば純粋な薄いフィルムの清掃表面の検討及び準備において）汚染の可能性を減少させる。
【０００３】
半導体ウエファ処理においては、主として汚染を減少させるために、真空は薄いフィルムの蒸着及びエッチング操作中に使用される。本発明の真空装置は、ここでは主として半導体ウエファ製造操作に関連して述べるが、真空の任意の上述の使用を必要とするプロセス及び研究活動に使用することができる。
【０００４】
真空ポンプデザインの現実は、ある用途の要求を満たすのに十分なポンピング速度で、
１気圧から１０−６ｔｏｒｒ又はそれ以下の「高真空」までの圧力範囲内で作動する真空ポンプを製造できなかったことである。代わりに、薄いフィルムのコーティング及び他の高真空応用にとって十分なほど高い真空を達成するため、主要なオイルシールの即ち乾式のポンプ及び補助の高真空分子ポンプの双方を有するポンピング装置が使用される。オイルシールの即ち乾式の主要な回転ポンプ（前衛ポンプ又は支援ポンプ）はプロセス室を約０．１ｔｏｒｒの「低真空」圧力まで「あら引きし(roughs)」、その後、補助の高真空分子ポンプ及び回転ポンプは、処理にとって必要な高真空レベルへ下がるようにプロセス室を真空化するために直列で使用される。
【０００５】
高真空ポンピング装置に２つのポンプ機構を使用する１つの理由は、真空ポンピングの際に考慮する２つの物理的な体制が存在するためである。約１０−１又は１０−２ｔｏｒｒへ下がる低真空範囲においては、空気分子は相互作用する。このような状態の下で、空気は粘性特性を有し、流体のように流れ、それ故、オイルシールの即ち乾式の回転ポンプを使用してポンピングすることができる。
【０００６】
高真空圧力では、分子は互いに独立し、「分子流れ」を生じさせる。ポンプは各分子に対して働かなければならない。このような状態の下では、実際「ポンピング」は無秩序分子運動により特徴づけられる装置内で無帰還地点（帰還の低可能性）を提供する。分子ポンプはこのような無帰還地点を提供する。
【０００７】
オイルシールのポンプ及び乾式の回転ポンプの双方は支援ポンプとして真空ポンピング装置内で使用される。一般に、両方の形式のポンプはポンプの高圧側に排気される前に容積を減少させるポンピング室内にガスの容積を閉じ込める。回転ベーンポンプ及び平行なシャフト上で回転する相互指状形状を含む種々の幾何学的形状が回転真空ポンプにおいて使用される。
【０００８】
オイルシールの回転ベーンポンプは摺動ベーンを備えたロータを駆動する単一のシャフトを有し；ロータ及びベーンは偏心ステータ内で回転する。ポンプは単一のステージを有することができるか又は直列の２つのステージを有することができ、大きい方の第１のステージは小さい方の補助のステージ内へ排気を行う。全体の機構は潤滑、シール及び冷却のためにオイルに浸される。
【０００９】
乾式のポンプの既知の形状はフック／爪、舌片／溝及びスクリュー幾何学形状、ならびに、数ある中でもルーツポンプを含む。乾式のポンプ機構内にはオイルが存在せず；代わりに、狭い運転クリアランスによりシールが行われる。乾式のポンプは一般に製造が一層困難であり、それ故、一層高価であるが、半導体製造産業においては好ましい。その理由は、ポンプが装置内へ一層少ない汚物を導入するからであり、オイルシールのポンプ内でのオイルがポンプを劣化させる腐食性のプロセスガスを吸収するからである。
【００１０】
分子レベルでガスをポンピングするいくつかの技術が開発されてきた。このような技術は排気側に向かって真空室内に分子を移動させるために蒸気のジェットを使用して運動量を与える拡散ポンプを含む。ガス捕獲ポンプはイオン捕捉、冷凍（低温ポンプ）により又は常に蒸着される金属フィルムの下にガスを埋め込むことにより、分子を除去する。
【００１１】
ターボポンプ（又はターボ分子ポンプ）は、排気方向へ分子を加速して、分子が室から支援ポンプの方へ移動する可能性を増大させる、タービン様のロータを利用する。この技術は清潔さが重要であるような応用に使用されるようになってきた。その理由は、ポンピング機構に使用されるいかなる材料の逆流に関連する問題も存在しない；すなわち、ポンピング機構が乾式だからである。
【００１２】
分子ポンプ（拡散、ガス捕獲、ターボ）はいずれも大気圧で有効に作動することができない。この理由のため、上述のように、真空室は、最初に、あら引き(roughing)ポンプを使用して約１ｔｏｒｒないし１０−２ｔｏｒｒのあら引き圧力に真空化され、続いて、高真空分子ポンプにより更に真空化される。それ故、分子ポンプは典型的にはそのデューディサイクル全体にわたって約１ｔｏｒｒないし１０−２ｔｏｒｒの排気圧力を有するが、一層大きな圧力に排気できるポンプは当業界で既知である。
【００１３】
除去(abatement)設備は、大気中への危険なガスの放出を制御し、製造プロセスにおいて使用される材料を再捕獲するために、排気物を調整するように多くの応用において使用しなければならない。除去装置の１つの例は流出物内へ液体又はガスを射出することにより流出物から材料を除去するスクラッバである。利用できるスクラッバは湿式のスクラッバ及び乾式のスクラッバを含む。
【００１４】
湿式のスクラッバにおいては、プロセス排気物はスプレー室へ強制的に送られ、この室で、微細な水粒子はガスを溶存させ、ごみ及び粒子を随伴し、これらをガスストリームから除去する。次いで、ごみ及び溶存物を伴った水は捕獲した材料を取り除くように処理される。水は再循環させることができる。
【００１５】
乾式のスクラッバにおいては、ガスは排気ストリーム内の有害ガスを化学的に変化させるように排気物内へ射出することができる。乾式のスクラッバは、望ましくないガスを除去するために、付加的な燃料又はオキシダントを伴った又は伴わない熱酸化、（熱間又は冷間）吸収並びに触媒及びプラズマ処理を含む、種々の技術を使用することができる。湿式のステージへの供給を行うスクラッバも知られている。
【００１６】
捕獲器はまた単にごみを収集するために利用できる。このような捕獲器は大気圧又は低圧とすることができる。
半導体ウエファのための又は他の反応性ガスの処理のための典型的な真空装置においては、単一のターボ分子ポンプ及び単一の支援ポンプが直列に設けられて、単一のプロセス真空室を提供し、ターボ分子ポンプは真空室の最も近くに位置する。典型的には、単一の製造工具について４つの真空プロセス室が設けられる。１又はそれ以上の除去装置は排気物から過剰なプロセスガスを除去するために使用することができる。除去装置がターボポンプと支援ポンプとの間に位置する場合は、一般に、各室当り１つの除去ユニットが必要である。除去装置が大気圧である場合、即ち支援ポンプの下流側にある場合、除去されないガスが相溶性である限り又は除去装置がガスストリームに対して混合前にガスを相溶性にするのに十分なほど作用する限り、１つの除去装置を数個の室の中で割り当てることができる。一般に、他の室内の圧力を乱す１つの室内の圧力変動を回避するための室の形状とは関係なく、各室当り１つの支援ポンプが必要である。
【００１７】
真空室内の圧力を規制するために種々の装置が履行されてきた。２００２年６月１６日に発行された米国特許第６，４１９，４５５号明細書に記載された１つのこのような装置においては、ターボ分子ポンプ及び支援ポンプの回転速度は室内の所定の圧力プロフィールを達成するように同時に制御される。
【００１８】
２０００年６月２８日に公告されたヨーロッパ特許出願ＥＰ１０１４４２７Ａ２号明細書に記載された別の装置は複数のプロセス室を真空化するために多数の入口を備えた補助の（低真空）ポンプを使用する。補助のポンプの入口は高真空ポンプに接続することができる。
【００１９】
１９９９年２月２３日に発行された米国特許第５，８７３，９４２号明細書は真空排気装置を示し、この場合、数個の高真空ポンプが単一の低真空ポンプにより支援される。ゲート弁は高真空ポンプと低真空ポンプとの間に位置する。反応性ガスの減圧及び相溶性ではない性質は扱われていない。
【００２０】
１９９９年８月３１日に発行された米国特許第５，９４４，０４９号明細書は高真空ポンプの排気側に位置する制御弁を利用する。制御弁はプロセス室内の真空を規制するために使用される。
【００２１】
典型的な半導体ウエファ処理装置は室内で真空を発生させ維持させるための独立の真空ポンピング装置を備えた数個の真空室を有する。室内のプロセスサイクルは独立に活動し、反応性ガスは必要に応じて種々の圧力で導入される。
【００２２】
このような装置を設置するコストは高い。その理由の一部は除去装置及び支援ポンプのような多くの重複する素子のためである。同様の理由で、このような装置のメンテナンスコストは高く、装置は多量の空間を占める。
【００２３】
半導体ウエファ処理装置は典型的には数個の連続する工程を有し、これらの工程においては、基体は一連の反応性ガスに順番に曝される。これらの工程は個別のプロセス真空室内で行われ、異なる、たいてい、相溶性ではない複数の反応性ガス(incompatible reactive gasses)を包含する。このような場合、単一の半導体製造工具の４又はそれ以上の真空室は真空排気装置内で条件付きでなければ混合できない排気ガスを放出する。
【００２４】
複数の不純物を処理するための捕獲器が利用できる。例えば、１９８８年１１月１５日に発行された米国特許第４，７８４，８３７号明細書に記載された装置は吸収剤と、半導体処理ガスから複数の材料を除去するプロセスとを利用する。同様に、１９９９年５月１８日に発行された米国特許第５，９０４，７５７号明細書は単一の半導体処理室の排気物からいくつかの反応副産物を除去する捕獲器を開示している。
【特許文献１】米国特許第６，４１９，４５５号明細書
【特許文献２】米国特許第５，８７３，９４２号明細書
【特許文献３】米国特許第５，９４４，０４９号明細書
【特許文献４】米国特許第４，７８４，８３７号明細書
【特許文献５】米国特許第５，９０４，７５７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
それ故、現在、数個のプロセス室を真空化する数個の高真空ポンプを支援するための単一の低真空ポンプを使用する真空排気装置及び方法を提供する要求が存在する。特に、装置及び方法はその排気ガス内に相溶性ではない(incompatible)複数のプロセス材料を含む２又はそれ以上のプロセス室と一緒に使用するのに適するようにすべきである。本発明者等の知識では、現在、このような技術は利用されていない。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明は、室からの相溶性ではない複数の排気成分を黙認しながら、各室のための完全な真空装置を必要とせずに、複数のプロセス真空室に対して排気を行うための装置及び方法を提供することにより、上述の要求に対処する。１つの実施の形態においては、異なる(dissimilar)ガスを収容する少なくとも２つのプロセス真空室からガスを排気するための真空排気装置が提供される。この装置は少なくとも２つの入口と、出口とを備えた大気の常態の値以下の(sub-atmospheric)除去室(abatement chamber)を有する。少なくとも２つの入口は少なくとも２つのプロセス真空室からガスを受け取る。装置は更に、その室内で真空を維持するための、大気の常態の値以下の室の出口に接続された支援ポンプを有する。大気の常態の値以下の除去室は他のガスとは異なるプロセス真空室から受け取ったガスの少なくとも１つを調整するための少なくとも１つのプレコンディショナーを有する。このようにして、ガスは混合できるように相溶性にされる。
【００２７】
真空排気装置においては、少なくとも１つのプレコンディショナーは除去装置とすることができる。特に、プレコンディショナーはプラズマイオン化装置、化学燃焼装置、化学中和装置又はフィルタとすることができる。大気の常態の値以下の除去室は、各々それぞれのプロセス室からのガスを調整するための複数の除去装置を有することができる。
【００２８】
真空排気装置は更にプロセス室の排気ポートに接続されたターボ分子ポンプを有することができ；この場合、ターボ分子ポンプの排気部は大気の常態の値以下の除去室の入口に接続する。ターボ分子ポンプは１ｔｏｒｒ以上の圧力に排気できるか又は５ｔｏｒｒ以上の圧力に排気できる。装置はターボ分子ポンプの排気側に接続されたスロットル弁を有することができる。
【００２９】
大気の常態の値以下の除去室はプロセス室の近傍に位置することができるか又はプロセス室から遠隔して位置することができる。大気の常態の値以下の室の内部容積は他のプロセス室内の圧力に対するプロセス室の１つ内の圧力変化の効果を減少させることができる。
【００３０】
支援ポンプは大気の常態の値以下の除去室の近傍に位置することができる。
装置は更に支援ポンプの排気側に接続された大気除去装置を有することができる。大気除去装置は湿式スクラッバ、乾式スクラッバ及び組み合わせ乾式／湿式スクラッバからなるグループから選択された装置とすることができる。
【００３１】
装置は４つのプロセス真空室を排気するためのものとすることができ、この場合、大気の常態の値以下の除去室は４つの入口を有する。
本発明の別の実施の形態においては、半導体製造装置が提供される。装置は複数の半導体処理室と、各真空処理室から排気物を受け取るように接続された単一の大気の常態の値以下の除去室とを有する。このようにして、すべての真空処理室は単一の大気の常態の値以下の除去室に対して排気を行う。装置はまた大気の常態の値以下の除去室内で排気物を調整するための除去手段を大気の常態の値以下の除去室内に有する。除去手段は他のプロセス室からのものとは異なるプロセス室の少なくとも１つからの排気物を処理するように配列され、それによって、排気物は互いに相溶性にされる。単一の支援ポンプは大気の常態の値以下の除去室内に大気の常態の値以下の圧力を維持するように大気の常態の値以下の除去室に接続される。
【００３２】
装置は支援ポンプの排気部に接続された大気除去室を有することができる。
装置は複数の圧力制御ユニットを有することができ、各ユニットは室を真空化するために１つの処理室に接続され、更に大気の常態の値以下の除去室の入口に接続される。各圧力制御ユニットはプロセス室を真空化するように接続されたターボポンプと、ターボポンプの排気側に接続されたスロットル弁とを有することができる。複数の圧力制御ユニットの各制御ユニットは大気の常態の値以下の除去室に直接接続できるか又は大気の常態の値以下の除去室に対して遠隔的に接続できる。
【００３３】
大気の常態の値以下の除去室内の除去手段はプラズマイオン化装置、化学燃焼装置、化学中和装置及びフィルタからなるグループから選択することができる。
各真空処理室はクリーンループ内に位置することができ、大気の常態の値以下の除去室はクリーンルームの外部に位置することができる。大気の常態の値以下の室の内部容積は他の処理室内の圧力に対する処理室の１つ内の圧力変化の効果を減少させる。
【００３４】
本発明の別の実施の形態においては、少なくとも２つのプロセス真空室からの排気ガスが互いに相溶性ではないような状態での、複数のプロセス真空室からガスを排気するための方法が提供される。各プロセス真空室からの排気ガスは大気の常態の値以下の除去室において受け取られる。大気の常態の値以下の除去室内で、相溶性ではないガスを含む少なくとも２つのプロセス真空室のうちの少なくとも１つのプロセス真空室からの排気ガスは事前に調整され、それによって、相溶性ではないガスは相溶性にされる。相溶性の排気ガスは単一の通路を介して大気の常態の値以下の除去室から支援真空ポンプへポンピングされ、それによって、大気の常態の値以下の除去室は大気の常態の値以下の圧力に維持される。
【００３５】
方法はまた、ターボ分子ポンプにより、プロセス真空室の少なくとも１つから大気除去室へ排気ガスを移送する工程を有することができる。
大気の常態の値以下の除去室から排気ガスをポンピングする工程は、除去室内で５ないし１０ｔｏｒｒの大気の常態の値以下の圧力を維持させる工程を更に有することができる。
【００３６】
排気ガスを事前に調整する工程は、排気ガスに対して、プラズマイオン化、化学燃焼、化学中和及び濾過からなるグループから選択された少なくとも１つのプロセスを施す工程を有することができる。
本願発明の実施形態は、例えば、以下の通りである。
［形態１］
異なるガスを収容する少なくとも２つのプロセス真空室（３３０、３３１）を排気するための真空排気装置（３００）において、
上記少なくとも２つのプロセス真空室からガスを受け取る少なくとも２つの入口（３４０、３４１）と、出口（３６０）とを有する除去室（３１０）であって、大気圧より低い圧力の除去室（３１０）と、
上記除去室内の圧力を維持するために、上記除去室の上記出口に接続する支援ポンプ（３７０）とを備え、
上記除去室が、上記少なくとも２つのプロセス真空室（３３０、３３１）のうちの対応する第１のプロセス真空室から受け取ったガスのＰＦＣを水溶性のガスに変換するための第１の除去装置（３５０）を含む１つ又はそれ以上の除去装置を含んでおり、
一つのプロセス真空室から排気されるガスに対して、一つの除去装置が対応しており、
上記１つ又はそれ以上の除去装置で処理されたガスは、上記除去室内において、他のガスと混合されることを特徴とする真空排気装置。
［形態２］
上記第１の除去装置（３５０）が、プラズマイオン化装置であることを特徴とする形態１に記載の真空排気装置。
［形態３］
上記除去室が、化学燃焼装置、化学中和装置及びフィルタからなるグループから選択された他の除去装置を更に含んでいることを特徴とする形態１又は２に記載の真空排気装置。
［形態４］
上記除去室（３１０）が、複数の除去装置（３５０、３５１）を有することを特徴とする形態１乃至３の何れか１項に記載の真空排気装置。
［形態５］
上記プロセス真空室の排気ポートに接続されたターボ分子ポンプを更に有し、同ターボ分子ポンプの排気部が上記除去室の入口に接続することを特徴とする形態１乃至４の何れか１項に記載の真空排気装置。
［形態６］
上記ターボ分子ポンプが５ｔｏｒｒないし１０ｔｏｒｒの圧力に排気できることを特徴とする形態５に記載の真空排気装置。
［形態７］
上記ターボ分子ポンプの排気側に接続されたスロットル弁を更に有することを特徴とする形態５又は６に記載の真空排気装置。
［形態８］
上記除去室の内部容積が、一の上記プロセス真空室内の圧力であって、他の上記プロセス真空室内の圧力に影響を及ぼす上記一のプロセス真空室内の圧力の変化の影響を減少させる付加的なバッファを提供することを特徴とする形態１乃至７の何れか１項に記載の真空排気装置。
［形態９］
上記支援ポンプが、上記支援ポンプの排気側に接続された大気スクラッバに対して排気を行うことを特徴とする形態１乃至８の何れか１項に記載の真空排気装置。
［形態１０］
上記大気スクラッバが、湿式スクラッバ、乾式スクラッバ及び組み合わせ湿式／乾式スクラッバからなるグループから選択された装置であることを特徴とする形態９に記載の真空排気装置。
［形態１１］
４つのプロセス真空室を排気するためのものであり、上記除去室が４つの入口を有することを特徴とする形態１乃至１０の何れか１項に記載の真空排気装置。
［形態１２］
少なくとも２つのプロセス真空室（３３０、３３１）からガスを排気するための方法において、
上記少なくとも２つのプロセス真空室（３３０、３３１）の各々からの排気ガスを、大気圧より低い圧力の除去室（３１０）において受け取る工程であって、上記除去室（３１０）は１つ又はそれ以上の除去装置を含み、一つのプロセス真空室から排気されるガスに対して、一つの除去装置が対応している、受け取る工程と、
上記１つ又はそれ以上の除去装置のうちの第１の除去装置（３５０）によって、上記少なくとも２つのプロセス真空室のうちの対応する第一のプロセス真空室からの排気ガスのＰＦＣを水溶性のガスに変換する工程と、
上記除去室内において、上記１つ又はそれ以上の除去装置により処理されたガスを、他のガスと混合する工程と、
上記除去室を大気圧より低い圧力に維持するために、混合されたガスを単一の通路を通して上記除去室から支援ポンプ（３７０）へポンピングする工程とを有することを特徴とする方法。
［形態１３］
ターボ分子ポンプにより、上記少なくとも２つのプロセス真空室（３３０、３３１）のうちの１つ又はそれ以上のプロセス真空室から上記除去室へ排気ガスを移送する工程を更に有することを特徴とする形態１２に記載の方法。
［形態１４］
上記ポンピングする工程が、上記除去室における圧力を５ｔｏｒｒないし１０ｔｏｒｒに維持する工程を更に有することを特徴とする形態１２又は１３に記載の方法。
［形態１５］
上記変換する工程が、排気ガスに対して、プラズマイオン化を施す工程を有することを特徴とする形態１２乃至１４の何れか１項に記載の方法。
［形態１６］
上記少なくとも１つのプロセス真空室以外のプロセス真空室からの排気ガスに対して、化学燃焼、化学中和及び濾過からなるグループから選択された少なくとも１つのプロセスを施す工程を有することを特徴とする１２乃至１５の何れか１項に記載の方法。
［形態１７］
上記除去室（３１０）が、複数の除去装置（３５０、３５１）を有することを特徴とする形態１２乃至１６の何れか１項に記載の方法。 
【実施例】
【００３７】
本発明は複数のプロセス室を真空化するための及びこのような室の圧力を制御するための装置及び方法である。装置は、従来技術に比べて、資本コスト、メンテナンス及び空間要求を減少させる。
【００３８】
４つの半導体処理室が真空化され、プロセス真空圧力に維持されるような１つの実施の形態に関して、本発明を説明する。当業者なら、装置は高真空を必要とする他の応用に使用でき、４つ以上又は以下の室の真空化に使用できることを認識できよう。
【００３９】
本発明に係る装置を図１に示す。装置は４つのプロセス室Ａ−Ｄ（１１０、１１５、１２０、１２５）の各々に対して、ターボ分子高真空ポンプ１１１、１１６、１２１、１２６と、ターボ分子ポンプの排気物に対してスロットル（絞り）を行うように配置された、スロットル弁１１２、１１７、１２２、１２７のような、排気背圧を制御するための手段とを備えた圧力制御ユニット１１３、１１８、１２３、１２８を有する。
【００４０】
ここに示す例示的な実施の形態においては、高真空ポンプはターボ分子ポンプである。上述のように、拡散又はガス捕獲のような他の高真空ポンピング技術を代わりに使用することができ、それ故、本発明は高真空ポンプとしてのターボ分子ポンプの使用に限定されない。ここで述べる装置に使用する高真空ポンプは大気圧に排気することができないが、ターボ分子ポンプにとって通常の圧力よりも高い排気圧力に排気できるものでなければならない。典型的なターボ分子ポンプは約１ｔｏｒｒまで排気するが、本発明の装置は約５−１０ｔｏｒｒまで排気できるポンプを必要とする。このようなターボ分子ポンプは既知の技術の範囲に含まれ、それ故、ここでは詳細に述べない。
【００４１】
圧力制御ユニット１１３、１１８、１２３、１２８は支援ポンプ１４０の作動とは独立に室Ａ−Ｄ内の圧力を制御するように配列される。圧力制御ユニット１１３、１１８、１２３、１２８は好ましくは製造工具設備上に位置する。ここで述べる実施の形態においては、ユニットは多室式の半導体製造工具上に装着され、各圧力制御装置は対応する室上又はその近傍に装着される。典型的な応用においては、工具は汚物を減少させるためにクリーンルーム内に位置する。
【００４２】
各圧力制御ユニット１１３、１１８、１２３、１２８は単一の多入口式の大気の常態の値以下の室１３０内への排気を行う。大気の常態の値以下の室は各排気のための１つの入口を有する。本発明の１つの実施の形態においては、室１３０は圧力制御ユニット１１３、１１８、１２３、１２８から遠く離れて位置し、排気ライン１１４、１１９、１２４、１２９に接続される。その場合、大気の常態の値以下の室１３０はクリーンルームの外部に位置することができ、それ故、一層容易に提供することができる。大気の常態の値以下の室がプロセス室の一層近くに位置するほど、装置のコストは一層安くなるが、大気の常態の値以下の室のメンテナンスについての考察は、室がクリーンルームの外部に位置することを要求することがある。
【００４３】
圧力制御ユニット１１３、１１８、１２３、１２８のターボ分子ポンプ及びスロットル弁の存在は、工具上のすべて（この例では４つ）のプロセス室からの排気が単一の室１３０に接続できるように、排気ライン１１４、１１９、１２４、１２９とプロセス室１１０、１１５、１２０、１２５との間にある程度の隔離を提供する。しかし、これらの装置は限られた応答のみを有し、それ故、室を完全に隔離しない。大気の常態の値以下の室の内部容積は他の室内の圧力に影響を及ぼす１つの室内の圧力変化の影響を減少させる付加的なバッファを提供する。
【００４４】
本発明の好ましい実施の形態においては、除去装置１３１は大気の常態の値以下の室１３０内に設けられる。除去装置１３１の内部において、流出ガス特にＰＦＣはプラズマ又は他の手段により反応させられ、流出物を水反応性又は水溶性のガスに変換する。副産物は支援真空ポンプへ排気される。プラズマ除去装置は当業界で既知であり、それ故、ここでは更に説明しない。当業者なら、本発明の要旨内で、他の利用可能な除去技術をここで述べる装置に使用できることを認識できよう。
【００４５】
プロセス流出物からガスを除去する機能に加えて、除去装置１３１はまたプロセス室１１０、１１５、１２０、１２５内で付加的な圧力隔離を提供するように機能することができる。更に、除去装置１３１は下流側のハードウエアを室からの相互反応の効果から保護する。
【００４６】
大気の常態の値以下の室１３０は真空化され、支援ポンプ１４０により支援圧力に維持される。支援ポンプは好ましくは産業分野において普通に使用されるような乾式の運転真空ポンプであり、除去装置から排気された副産物と相溶性でなければならない。
【００４７】
支援ポンプは必要な圧力及び流れに対して適正に寸法決めしなければならない。支援ポンプ１４０の寸法は装置の流量要求及び室圧要求に依存する。支援ポンプの寸法はまた圧力制御ユニット１１０、１１５、１２０、１２５と大気の常態の値以下の室１３０との間の距離の関数である；即ち、ポンプの寸法は距離の増大に従って増大する。ポンプは大気の常態の値以下の室１３０の近くに又はそれから遠く離れて位置することができる。
【００４８】
支援ポンプの寸法はまた支援圧力の関数である。真空装置内の前ライン(fore line)圧力が大きいほど、支援ポンプを一層小さくすることができる。通常よりも一層高いターボポンプ排気圧力が本発明の装置内で使用されるので、前ライン圧力は一層高く、一層小さな支援ポンプを使用することができ、資本及びエネルギコストを節約し、空間を浪費しなくて済む。
【００４９】
本発明に従えば、プロセス室の圧力を独立に制御しながら、複数のターボ分子ポンプのための真空排気圧力を提供するために、単一の支援ポンプ１４０が使用される。これは、支援ポンプ１４０とターボ分子ポンプとの間にスロットル弁１１２、１１７、１２２、１２７及び大気の常態の値以下の室１３０を配置することにより、可能になる。大気の常態の値以下の室及びスロットル弁の双方は、脈動圧力を吸収すること、及び、プロセス室内の圧力変化を少なくとも部分的に隔離することに貢献する。この効果は、使用した場合の除去装置１３１により更に向上する。
【００５０】
支援ポンプ１４０は大気スクラッバ１５０に対して排気を行い、このスクラッバは、湿式又は乾式スクラッバとすることができるが、好ましくはこれらの２つの組み合わせである。ＰＦＣが大気の常態の値以下の除去装置１３１内で処理された場合、最も高価な技術は湿式のスクラッバと思われるが、他の技術も適することがある。
【００５１】
上述の組み合わせは現在の技術よりも優れたいくつかの利点を与える。例えば、ターボポンプの入口においてスロットル弁を必要としない。ターボポンプの排気部へスロットル弁を移動させることにより、スロットル弁により発生又は捕獲される粒子はプロセス室及びもしかしたらウエファ表面へ戻る可能性が更に少なくなる。更に、スロットル弁がターボポンプの排気側に位置する場合、メンテナンスに必要な期間は、典型的には１８ヶ月から１ヶ月まで、一層減少する。更に、高圧で作動する弁は一層小さく安価にすることができ、漏洩及びメンテナンスが一層少なくなる。
【００５２】
更に、ここで述べる構成においては、支援ポンプの寸法及び位置はプロセス室の圧力制御によって制約されない。これは、プロセス室の圧力制御の一部として支援ポンプを制御するある現在履行されている解決策よりも優れた改善である。このような装置では、支援ポンプの寸法及び位置は装置の性能にとって重要である。
【００５３】
ここで述べる装置は４又はそれ以上のプロセス室に対して排気を行うために単一の大気の常態の値以下の室、支援ポンプ及び除去装置を利用する。このような構成は、初期の資本コストが少なく、メンテナンスが少なく、空間要求が少ないという点で明らかに有利である。
【００５４】
本発明の別の実施の形態はプロセス真空圧力を達成するために複数のプロセス真空室からガスを排気するためのプロセス即ち方法２００である。図２に示すように、この方法はプロセス真空室及び大気の常態の値以下の除去室を真空化する工程（ステップ２２０）で開始する（ステップ２１０）。これらの室はプロセス真空圧力よりも大きな中間真空圧力に真空化される。室は除去室の出口に接続された支援ポンプを使用して真空化される。中間真空圧力は５ないし１０ｔｏｒｒの間とすることができる。
【００５５】
方法は更に各プロセス真空室のプロセス真空圧力に対して独立に真空化を行う工程（ステップ２３０）を有する。プロセス真空室は、それぞれ各室に対応する複数の高真空ポンプを使用して真空化される。各高真空ポンプは大気の常態の値以下の除去室の入口に対して、直接的又は間接的に、排気を行う。
【００５６】
最後に、方法は除去装置を使用して大気の常態の値以下の除去室からの排気物を調整する工程（ステップ２４０）を有する。
方法はまた、各高真空ポンプの排気側で対応するスロットル弁を使用して、各プロセス真空室内の圧力を独立に制御する工程（ステップ２５０）を有することができる。大気の常態の値以下の除去室及びスロットル弁はこのような独立の制御を許容するのに十分なプロセス室の隔離を提供する。
【００５７】
半導体製造に使用する多くの試剤及びある副産物は高い反応性を有する。それ故、プロセス室からの排気ガスはしばしば相溶性ではなく、室の多くの組み合わせからの未処理の排気ガスを混合するのは極めて望ましくない。
【００５８】
他方、ウエファ製造プロセスにおいて順番に使用され、相溶性ではない複数の排気ガスを発生させる真空室はしばしば共通の工具上で一緒に配置され、上述のように共通の大気の常態の値以下の除去室及び支援ポンプの使用にとって理想的なものとなろう。本発明者等は相溶性ではない複数の排気ガスのために共通の大気の常態の値以下の除去室の使用を許容する装置及び技術を発見した。
【００５９】
本発明に係る大気の常態の値以下の除去室３１０を有する前ライン調整装置３００を図３に示す。３つのプロセス室３３０、３３１、３３２は３つの異なる排気ガスを発生させる。図示の例においては、プロセス室３３０及びプロセス室３３１からの排気ガスは互いに関して及びプロセス室３３２からの排気物に関して激しく反応する。
【００６０】
各プロセス室３３０、３３１、３３２はターボ分子ポンプ又は他の高真空ポンプ（図示せず）を有することができる。室はライン３４０、３４１、３４２を通して大気の常態の値以下の除去室３１０内へ排気を行う。
【００６１】
大気の常態の値以下の除去室３１０は数個の事前に調整するための除去装置３５０、３５１を有する。これらの装置は、例えば、プラズマイオン化装置、化学燃焼装置、化学中和装置、フィルタ又は当業界で既知の他の装置若しくはこれらの装置の任意の組み合わせとすることができる。
【００６２】
事前に調整するための装置３５０は入来真空ライン３４０を通してプロセス室３３０から排気ガスを受け取る。事前に調整するための装置は大気の常態の値以下の除去室３１０の内部へ（図示のように）直接的に排気を行うことができ、この場合、相溶性にされたガスは混合し、ライン３６０を通って出る。代わりに、事前に調整するための装置のある１つの出口は大気の常態の値以下の室への排気の前に他の事前に調整するための装置の出口に結合することができる。
【００６３】
プロセス室３３２からのライン３４２は事前に調整するための装置を通ることなく大気の常態の値以下の除去室へ直接入る。この構成は、プロセス室からの排気ガスが他のプロセス室からの事前に調整されたガスと相溶性であるような本発明の装置に選択的に使用できる。
【００６４】
大気の常態の値以下の室３１０は支援ポンプ３７０によりライン３６０を通して排気される。支援ポンプは大気の常態の値以下の室を大気の常態の値以下の圧に維持する。支援ポンプはまた大気の常態の値以下の室内に収容された各事前に調整するための装置３５０、３５１を大気の常態の値以下の圧力に維持する。
【００６５】
大気の常態の値以下の室へ入る３つのラインのうちの２つを取り扱う事前に調整するための装置を有するものとして本発明の装置を説明したが、当業者なら、大気の常態の値以下の除去室へ入るラインの他の組合せを取り扱うために任意の数の他の形状を使用できることを認識できよう。精確な形状は室へ入る特定のライン内で運ばれる排気ガスの反応性及び相溶性に大いに依存する。
【００６６】
事前に調整するための装置が単一の大気の常態の値以下の除去室への排気を行うので、上述のような単一の除去室を使用する利点は装置に利益を与え続ける。例えば、除去室の容積は圧力バッファとして作用し、１つの入来ライン内の圧力上昇が他のライン内の圧力に悪影響を与えるのを阻止する。
【００６７】
更に、上述のように、多数のプロセス室を提供するために単一の除去室及び支援ポンプを使用することによる経済的、メンテナンス的及び信頼的な明確な利益がある。ガスの相溶性のために必要に応じて入来ラインを事前に調整することにより、本発明は多数のプロセス室及びターボポンプを提供するための単一の支援ポンプ及び除去室の使用による経済的な利益を収める。プロセス室の排気物の事前に調整は、排気ガスがどちらかといえば相溶性ではないような連続するプロセス室を排気するために本発明の装置の使用を許容する。
【００６８】
本発明の１つの実施の形態に係る方法４００は図４のフローチャートに示す。プロセスが開始４１０した後、各プロセス真空室からの排気ガスは大気の常態の値以下の除去室において受け取られる（ステップ４２０）。好ましい実施の形態においては、少なくともいくつかのプロセス室からのガスはターボ分子ポンプの排気ポートから受け取られる。
【００６９】
大気の常態の値以下の除去室内では、相溶性ではない複数のガスを含む少なくとも２つのプロセス真空室のうちの少なくとも１つの室からの排気ガスは事前に調整される（ステップ４３０）。それにより、相溶性ではない複数のガスは相溶性であるようにされる。次いで、相溶性である排気ガスは単一の通路を通して大気の常態の値以下の除去室から支援真空ポンプへポンピングされる（ステップ４４０）。
【００７０】
支援真空ポンプは大気の常態の値以下の除去室を大気の常態の値以下の圧力に維持する。１つの実施の形態においては、除去室は約５−１０Ｔｏｒｒの圧力に維持される。
上述の詳細な説明はすべての点で例示的及び代表的なものであって限定的ではないものとして理解すべきであり、ここに開示された本発明の要旨は本発明の説明から決定されるべきではなく、特許法により許される全体の広さに従って解釈されるような特許請求の範囲から決定されるべきである。例えば、装置はプラズマイオン化、化学燃焼、化学中和及び濾過を含む、大気の常態の値以下の室内での数個の例示的な事前調整の技術の使用に関連して説明したが、他の事前調整の技術を使用することができる。ここで図示し説明した実施の形態は本発明の原理の単なる例示であること、及び、当業者なら、本発明の要旨及び精神から逸脱することなく、種々の修正を履行できることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の１つの実施の形態に係る真空排気装置の機能的な素子を示す概略線図である。
【図２】本発明の１つの実施の形態に係る方法を示すブロック線図である。
【図３】本発明の１つの実施の形態に係る大気の常態の値以下の除去室の機能的な素子を示す概略線図である。
【図４】本発明の１つの実施の形態に係る方法を示すブロック線図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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