(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを導入する真空チャンバーと、該導入ガスを排気し且つ該真空チャンバー内を所望の圧力に減圧する第１真空ポンプと、該第１真空ポンプの背圧を許容背圧以下に排気する第２真空ポンプと、前記第１真空ポンプから排気されたガスの一部を再び真空チャンバー内に戻すガス循環ラインとを備え、該ガス循環ライン部の差圧がマスフローコントローラの作動圧以下となる場合がある真空排気装置のガス循環量調整方法において、
前記ガス循環ラインを通り真空チャンバーに戻るガス循環流量をＱ2、前記真空チャンバー内圧力をＰｃ、前記ガス循環ライン上流部の圧力をＰｄ、該ガス循環ラインのコンダクタンスをＣとしたとき下式の関係を用い、前記第１真空ポンプの実効排気速度を一定とし前記第２真空ポンプの実効排気速度を変化させることにより、前記ガス循環ライン部の差圧Ｐｄ−Ｐｃを調整し、前記ガス循環流量Ｑ2を調整することを特徴とする真空排気装置のガス循環量調整方法。
Ｑ2＝Ｃ×（Ｐｄ−Ｐｃ）
【請求項２】
ガスを導入する真空チャンバーと、該導入ガスを排気し且つ該真空チャンバー内を所望の圧力に減圧する第１真空ポンプと、該第１真空ポンプの背圧を許容背圧以下に排気する第２真空ポンプと、前記第１真空ポンプから排気されたガスの一部を再び真空チャンバー内に戻すガス循環ラインとを備え、該ガス循環ライン部の差圧がマスフローコントローラの作動圧以下となる場合がある真空排気装置のガス循環量調整方法において、
前記ガス循環ラインを通り真空チャンバーに戻るガス循環流量をＱ2、前記第２真空ポンプの上流側に導入する前記真空チャンバーに導入されるガス成分の少なくとも一種であるパージガス流量をＱ3、前記真空チャンバー内圧力をＰｃ、前記ガス循環ライン上流部の圧力をＰｄ、該ガス循環ラインのコンダクタンスをＣとしたとき下式の関係を用い、前記パージガス流量Ｑ3を変化させることにより、前記ガス循環流量Ｑ2を調整することを特徴とする真空排気装置のガス循環量調整方法。
Ｑ2＝Ｃ×（Ｐｄ−Ｐｃ）
【請求項３】
ガスを導入する真空チャンバーと、該導入ガスを排気し且つ該真空チャンバー内を所望の圧力に減圧する第１真空ポンプと、該第１真空ポンプの背圧を許容背圧以下に排気する第２真空ポンプと、前記第１真空ポンプから排気されたガスの一部を再び真空チャンバー内に戻すガス循環ラインとを備え、該ガス循環ライン部の差圧がマスフローコントローラの作動圧以下となる場合がある真空排気装置のガス循環量調整方法において、
下記（１）乃至（３）の調整手順により前記ガス循環ラインを通り真空チャンバーに戻るガス循環流量Ｑ2を調整することを特徴とする真空排気装置のガス循環量調整方法。
（１）非循環状態にて、前記真空チャンバー内に任意の流量Ｑｔのガスを導入し、該真空チャンバー内圧力Ｐｃを所望の圧力Ｐ1にするために、前記第１真空ポンプの実効排気速度を調整して固定する。
（２）前記真空チャンバーに導入するガス流量を任意のガス循環率Ａ｛Ａ＝（Ｑ2／Ｑｔ×１００）｝％に相当するＱ1＝Ｑｔ×（１００−Ａ）／１００に変更すると共に、前記第１真空ポンプの実効排気速度は手順（１）の時と同じ状態で固定する。
（３）前記ガス循環ラインを開き、ガス循環状態にて、前記真空チャンバー内圧力Ｐｃが手順（１）にて得られた圧力Ｐ1になるように第２真空ポンプの実効排気速度を調整する。
【請求項４】
ガスを導入する真空チャンバーと、該導入ガスを排気し且つ該真空チャンバー内を所望の圧力に減圧する第１真空ポンプと、該第１真空ポンプの背圧を許容背圧以下に排気する第２真空ポンプと、前記第１真空ポンプから排気されたガスの一部を再び真空チャンバー内に戻すガス循環ラインとを備え、該ガス循環ライン部の差圧がマスフローコントローラの作動圧以下となる場合がある真空排気装置のガス循環量調整方法において、
下記（１）乃至（３）の調整手順により前記ガス循環ラインを通り真空チャンバーに戻るガス循環流量Ｑ2を調整することを特徴とする真空排気装置のガス循環量調整方法。
（１）非循環状態にて、前記真空チャンバー内に任意の流量Ｑｔのガスを導入し、該真空チャンバー内圧力Ｐｃを所望の圧力Ｐ1にするために、前記第１真空ポンプの実効排気速度を調整して固定する。
（２）前記真空チャンバーに導入するガス流量を任意のガス循環率Ａ｛Ａ＝（Ｑ2／Ｑｔ×１００）｝％に相当するＱ1＝Ｑｔ×（１００−Ａ）／１００に変更すると共に、前記第１真空ポンプの実効排気速度は手順（１）の時と同じ状態で固定する。
（３）前記ガス循環ラインを開き、ガス循環状態にて、前記真空チャンバー内圧力Ｐｃが手順（１）にて得られた圧力Ｐ1になるように前記第２真空ポンプの上流側に導入する前記真空チャンバーに導入されるガス成分の少なくとも一種であるパージガス流量Ｑ3を調整する。
【請求項５】
請求項１又は３記載の真空排気装置のガス循環量調整方法において、
前記第２真空ポンプの実効排気速度を該第２真空ポンプ上流側に設けたコンダクタンス調整手段により調整することを特徴とする真空排気装置のガス循環量調整方法。
【請求項６】
請求項１又は３に記載の真空排気装置のガス循環量調整方法において、
前記第２真空ポンプの実効排気速度を該第２真空ポンプの回転数を変化させることにより調整することを特徴とする真空排気装置のガス循環量調整方法。
【請求項７】
ガスを導入する真空チャンバーと、該導入ガスを排気し且つ該真空チャンバー内を所望の圧力に減圧する第１真空ポンプと、該第１真空ポンプの背圧を許容背圧以下に排気する第２真空ポンプと、前記第１真空ポンプから排気されたガスの一部を再び真空チャンバー内に戻すガス循環ラインと、前記真空チャンバー内圧力を検出する第１圧力センサと、前記ガス循環ライン上流部の圧力を検出する第２圧力センサとを備え、該ガス循環ライン部の差圧がマスフローコントローラの作動圧以下となる場合がある真空排気装置のガス循環量調整装置において、
前記ガス循環ラインを通り真空チャンバーに戻るガス循環流量をＱ2、前記第１圧力センサの検出圧力をＰｃ、前記第２圧力センサの検出圧力をＰｄ、該ガス循環ラインのコンダクタンスをＣとしたとき下式の関係を用い、前記第１真空ポンプの実効排気速度を一定とし前記第２真空ポンプの実効排気速度を変化させ、前記ガス循環ライン部の差圧Ｐｄ−Ｐｃを調整し、前記ガス循環流量Ｑ2を調整するガス循環量調整手段を設けたことを特徴とする真空排気装置のガス循環量調整装置。
Ｑ2＝Ｃ×（Ｐｄ−Ｐｃ）
【請求項８】
ガスを導入する真空チャンバーと、該導入ガスを排気し且つ該真空チャンバー内を所望の圧力に減圧する第１真空ポンプと、該第１真空ポンプの背圧を許容背圧以下に排気する第２真空ポンプと、前記第１真空ポンプから排気されたガスの一部を再び真空チャンバー内に戻すガス循環ラインと、前記真空チャンバー内圧力を検出する第１圧力センサと、前記ガス循環ライン上流部の圧力を検出する第２圧力センサとを備え、該ガス循環ライン部の差圧がマスフローコントローラの作動圧以下となる場合がある真空排気装置のガス循環量調整装置において、
前記ガス循環ラインを通り真空チャンバーに戻るガス循環流量をＱ2、前記第２真空ポンプの上流側に導入する前記真空チャンバーに導入されるガス成分の少なくとも一種であるパージガス流量をＱ3、前記真空チャンバー内圧力をＰｃ、前記ガス循環ライン上流部の圧力をＰｄ、該ガス循環ラインのコンダクタンスをＣとしたとき下式の関係を用い、前記パージガス流量Ｑ3を変化させることにより、前記ガス循環流量Ｑ2を調整するガス循環量調整手段を設けたことを特徴とする真空排気装置のガス循環量調整装置。
Ｑ2＝Ｃ×（Ｐｄ−Ｐｃ）
【請求項９】
ガスを導入する真空チャンバーと、該導入ガスを排気し且つ該真空チャンバー内を所望の圧力に減圧する第１真空ポンプと、該第１真空ポンプの背圧を許容背圧以下に排気する第２真空ポンプと、前記第１真空ポンプから排気されたガスの一部を再び真空チャンバー内に戻すガス循環ラインと、前記真空チャンバー内圧力を検出する第１圧力センサと、前記ガス循環ライン上流部の圧力を検出する第２圧力センサと、該ガス循環ラインを開閉する開閉弁とを備え、該ガス循環ライン部の差圧がマスフローコントローラの作動圧以下となる場合がある真空排気装置のガス循環量調整装置において、
前記開閉弁を閉じ前記真空チャンバー内に任意の流量Ｑｔのガスを導入し、前記第１圧力センサの検出圧力を所望の圧力Ｐ1にするために、前記第１真空ポンプの実効排気速度Ｖを調整してＶ1に固定し、前記真空チャンバーに導入するガス流量を任意の循環率Ａ｛Ａ＝（Ｑ2／Ｑｔ×１００）｝％に相当するＱ1＝Ｑｔ×（１００−Ａ）／１００に変更すると共に、前記第１真空ポンプの実効排気速度Ｖは前記Ｖ1に固定し、前記開閉弁を開き、前記第１圧力センサの検出圧力Ｐｃが前記圧力Ｐ1になるように前記第２真空ポンプの実効排気速度を調整する操作を行い、前記ガス循環ラインを通り真空チャンバーに戻るガス循環流量Ｑ2を調整するガス循環流量調整手段を設けたことを特徴とする真空排気装置のガス循環量調整装置。
【請求項１０】
ガスを導入する真空チャンバーと、該導入ガスを排気し且つ該真空チャンバー内を所望の圧力に減圧する第１真空ポンプと、該第１真空ポンプの背圧を許容背圧以下に排気する第２真空ポンプと、前記第１真空ポンプから排気されたガスの一部を再び真空チャンバー内に戻すガス循環ラインと、前記真空チャンバー内圧力を検出する第１圧力センサと、前記ガス循環ライン上流部の圧力を検出する第２圧力センサと、前記ガス循環ラインを開閉する開閉弁とを備え、該ガス循環ライン部の差圧がマスフローコントローラの作動圧以下となる場合がある真空排気装置のガス循環量調整装置において、
前記開閉弁を閉じ前記真空チャンバー内に任意の流量Ｑｔのガスを導入し、前記第１圧力センサの検出圧力を所望の圧力Ｐ１にするために、前記第１真空ポンプの実効排気速度Ｖを調整してＶ1に固定し、前記真空チャンバーに導入するガス流量を任意のガス循環率Ａ｛Ａ＝（Ｑ2／Ｑｔ×１００）｝％に相当するＱ1＝Ｑｔ×（１００−Ａ）／１００に変更すると共に、前記第１真空ポンプの実効排気速度Ｖは前記Ｖ1に固定し、前記開閉弁を開き、前記第１圧力センサの検出圧力Ｐｃが前記圧力Ｐ1になるように前記第２真空ポンプの上流側に導入する前記真空チャンバーに導入するガス成分の少なくとも一種であるパージガス流量Ｑ3を調整し、前記ガス循環ラインを通り真空チャンバーに戻るガス循環量Ｑ2を調整するガス循環流量調整手段を設けたことを特徴とする真空排気装置のガス循環量調整装置。
【請求項１１】
請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の真空排気装置のガス循環量調整装置において、
前記ガス循環量調整手段は前記ガス循環量調整のための操作を自動的に行う機能を具備することを特徴とする真空排気装置のガス循環量調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置等の真空チャンバー内にプロセスガスを導入し、排気する真空排気装置において、真空チャンバーから排気しガス循環ラインを通して真空チャンバーに戻すガスの循環流量を調整するガス循環量調整方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エッチングやＣＶＤプロセス等の半導体製造装置は、真空チャンバー内にガスを導入し、真空ポンプにより該真空チャンバー内圧力を所望の圧力に減圧し排気している。今後、半導体ウエハの大口径化に伴い多量のガスを使用する傾向にあるが、導入されるガスは、その一部が反応に寄与しているだけであり、残りの大部分は未反応のまま排出されている。そこで、真空チャンバーから排出されるガスの一部を再び真空チャンバーに戻して、未反応ガスの利用効率を高めることを目的としたガス循環プロセスが実施されている。このガス循環プロセスの循環するガス流量（循環率）を調整するには、マスフローコントローラ等を用いガス循環ラインを通るガス流量を直接測定しながら調整している。
【０００３】
図１は上記マスフローコントローラを用い循環ガス流量を直接測定しながらガス循環量を調整する真空排気装置の構成例を示す図である。１はガスを導入する真空チャンバー、２はシャワーヘッド、３はアダプティブプレッシャーコントロールバルブ、４は第１真空ポンプ吸気側ゲートバルブ、５は第１真空ポンプ、６は第２真空ポンプ吸気側ゲートバルブ、７は第２真空ポンプ、８はガス循環ライン、９はガス循環ラインゲートバルブ（開閉弁）、１０はマスフローコントローラ、１１は真空チャンバー１内の圧力を検出する第１圧力センサ、１２はガス循環ライン８の上流部の圧力を検出する第２圧力センサである。
【０００４】
上記構成の真空排気装置において、真空チャンバー１内にシャワーヘッド２を通して流量Ｑ1のガスＧ1を導入し、第１真空ポンプ５でこの導入ガスを排気し、真空チャンバー１内を所望の圧力に減圧する。第１真空ポンプの背圧を第２真空ポンプ７で許容背圧以下に排気し、第１真空ポンプ５から排気されたガスの一部Ｇ2をガス循環ライン８を通して再び真空チャンバー１内に戻す。真空チャンバー１内に戻されるガス循環流量Ｑ2の調整はガス循環ライン８に設けられたマスフローコントローラで測定し、第１真空ポンプ５及び第２真空ポンプ７の実効排気速度等を調整して行っている。
【０００５】
上記のようにマスフローコントローラを用い循環するガスＧ2の流量を直接測定する方法では、マスフローコントローラの動作差圧が約５０ｋＰａ以上必要であるが、適用される真空排気装置によっては、ガス循環ライン８部の差圧が５０ｋＰａ以下であり、ガス循環流量の調整にマスフローコントローラを使用することができない場合がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、構成が簡単でガス循環ライン部の差圧がマスフローコントローラの作動圧以下（５０ｋＰａ以下）でも該ガス循環ラインを通り真空チャンバーに戻るガス循環流量を容易に調整できる真空排気装置のガス循環量調整方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、ガスを導入する真空チャンバーと、該導入ガスを排気し且つ該真空チャンバー内を所望の圧力に減圧する第１真空ポンプと、該第１真空ポンプの背圧を許容背圧以下に排気する第２真空ポンプと、第１真空ポンプから排気されたガスの一部を再び真空チャンバー内に戻すガス循環ラインとを備え、該ガス循環ライン部の差圧がマスフローコントローラの作動圧以下となる場合がある真空排気装置のガス循環量調整方法において、ガス循環ラインを通り真空チャンバーに戻るガス循環流量をＱ2、真空チャンバー内圧力をＰｃ、ガス循環ライン上流部の圧力をＰｄ、該ガス循環ラインのコンダクタンスをＣとしたとき下式の関係を用い、第１真空ポンプの実効排気速度を一定とし第２真空ポンプの実効排気速度を変化させることにより、ガス循環ライン部の差圧Ｐｄ−Ｐｃを調整し、ガス循環流量Ｑ2を調整することを特徴とする。
Ｑ2＝Ｃ×（Ｐｄ−Ｐｃ）
【０００８】
真空排気装置のガス循環量調整方法に上記構成を採用することにより、第２真空ポンプの実効排気速度を調整してガス循環ライン部の差圧Ｐｄ−Ｐｃを調整するのみで、ガス循環流量Ｑ2を調整することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、ガスを導入する真空チャンバーと、該導入ガスを排気し且つ該真空チャンバー内を所望の圧力に減圧する第１真空ポンプと、該第１真空ポンプの背圧を許容背圧以下に排気する第２真空ポンプと、第１真空ポンプから排気されたガスの一部を再び真空チャンバー内に戻すガス循環ラインとを備え、該ガス循環ライン部の差圧がマスフローコントローラの作動圧以下となる場合がある真空排気装置のガス循環量調整方法において、ガス循環ラインを通り真空チャンバーに戻るガス循環流量をＱ2、第２真空ポンプの上流側に導入する真空チャンバーに導入されるガス成分の少なくとも一種であるパージガス流量をＱ3、真空チャンバー内圧力をＰｃ、ガス循環ライン上流部の圧力をＰｄ、該ガス循環ラインのコンダクタンスをＣとしたとき下式の関係を用い、パージガス流量Ｑ3を変化させることにより、ガス循環流量Ｑ2を調整することを特徴とする。
Ｑ2＝Ｃ×（Ｐｄ−Ｐｃ）
【００１０】
真空排気装置のガス循環量調整方法に上記構成を採用することにより、第２真空ポンプの上流側に導入するパージガス流量Ｑ3により調整してガス循環ライン部の差圧Ｐｄ−Ｐｃを調整するのみで、ガス循環流量Ｑ2を調整することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、ガスを導入する真空チャンバーと、該導入ガスを排気し且つ該真空チャンバー内を所望の圧力に減圧する第１真空ポンプと、該第１真空ポンプの背圧を許容背圧以下に排気する第２真空ポンプと、第１真空ポンプから排気されたガスの一部を再び真空チャンバー内に戻すガス循環ラインとを備え、該ガス循環ライン部の差圧がマスフローコントローラの作動圧以下となる場合がある真空排気装置のガス循環量調整方法において、
下記（１）乃至（３）の調整手順によりガス循環ラインを通り真空チャンバーに戻るガス循環流量Ｑ2を調整することを特徴とする。
（１）非循環状態にて、真空チャンバー内に任意の流量Ｑｔのガスを導入し、該真空チャンバー内圧力Ｐｃを所望の圧力Ｐ1にするために、第１真空ポンプの実効排気速度を調整して固定する。
（２）真空チャンバーに導入するガス流量を任意のガス循環率Ａ｛Ａ＝（Ｑ2／Ｑｔ×１００）｝％に相当するＱ1＝Ｑｔ×（１００−Ａ）／１００に変更すると共に、第１真空ポンプの実効排気速度は手順（１）の時と同じ状態で固定する。
（３）ガス循環ラインを開き、ガス循環状態にて、真空チャンバー内圧力Ｐｃが手順（１）にて得られた圧力Ｐ1になるように第２真空ポンプの実効排気速度を調整する。
【００１２】
真空排気装置のガス循環量調整方法に上記構成を採用することにより、総ガス流量Ｑｔのガス導入、第１真空ポンプの実効排気速度の調整、導入ガスの調整、第２真空ポンプの実効排気速度の調整のみで、ガス循環流量Ｑ2を調整することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、ガスを導入する真空チャンバーと、該導入ガスを排気し且つ該真空チャンバー内を所望の圧力に減圧する第１真空ポンプと、該第１真空ポンプの背圧を許容背圧以下に排気する第２真空ポンプと、前記第１真空ポンプから排気されたガスの一部を再び真空チャンバー内に戻すガス循環ラインとを備え、該ガス循環ライン部の差圧がマスフローコントローラの作動圧以下となる場合がある真空排気装置のガス循環量調整方法において、
下記（１）乃至（３）の調整手順により前記ガス循環ラインを通り真空チャンバーに戻るガス循環流量Ｑ2を調整することを特徴とする。
（１）非循環状態にて、真空チャンバー内に任意の流量Ｑｔのガスを導入し、該真空チャンバー内圧力Ｐｃを所望の圧力Ｐ1にするために、第１真空ポンプの実効排気速度を調整して固定する。
（２）真空チャンバーに導入するガス流量を任意のガス循環率Ａ｛Ａ＝（Ｑ2／Ｑｔ×１００）｝％に相当するＱ1＝Ｑｔ×（１００−Ａ）／１００に変更すると共に、第１真空ポンプの実効排気速度は手順（１）の時と同じ状態で固定する。
（３）ガス循環ラインを開き、ガス循環状態にて、真空チャンバー内圧力Ｐｃが手順（１）にて得られた圧力Ｐ1になるように第２真空ポンプの上流側に導入する真空チャンバーに導入されるガス成分の少なくとも一種であるパージガス流量Ｑ3を調整する。
【００１４】
真空排気装置のガス循環量調整方法に上記構成を採用することにより、総ガス流量Ｑｔのガス導入、第１真空ポンプの実効排気速度の調整、パージガス流量Ｑ3の調整のみで、ガス循環流量Ｑ2を調整することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１又は３記載の真空排気装置のガス循環量調整方法において、第２真空ポンプの実効排気速度を該第２真空ポンプ上流側に設けたコンダクタンス調整手段により調整することを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１又は３に記載の真空排気装置のガス循環量調整方法において、第２真空ポンプの実効排気速度を該第２真空ポンプの回転数を変化させることにより調整することを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、ガスを導入する真空チャンバーと、該導入ガスを排気し且つ該真空チャンバー内を所望の圧力に減圧する第１真空ポンプと、該第１真空ポンプの背圧を許容背圧以下に排気する第２真空ポンプと、第１真空ポンプから排気されたガスの一部を再び真空チャンバー内に戻すガス循環ラインと、真空チャンバー内圧力を検出する第１圧力センサと、ガス循環ライン上流部の圧力を検出する第２圧力センサとを備え、該ガス循環ライン部の差圧がマスフローコントローラの作動圧以下となる場合がある真空排気装置のガス循環量調整装置において、ガス循環ラインを通り真空チャンバーに戻るガス循環流量をＱ2、第１圧力センサの検出圧力をＰｃ、第２圧力センサの検出圧力をＰｄ、該ガス循環ラインのコンダクタンスをＣとしたとき下式の関係を用い、第１真空ポンプの実効排気速度を一定とし第２真空ポンプの実効排気速度を変化させ、ガス循環ライン部の差圧Ｐｄ−Ｐｃを調整し、ガス循環流量Ｑ2を調整するガス循環量調整手段を設けたことを特徴とする。
Ｑ2＝Ｃ×（Ｐｄ−Ｐｃ）
【００１８】
真空排気装置のガス循環量調整装置に上記構成を採用することにより、ガス循環流量調整手段は、第２真空ポンプの実効排気速度を調整して第１圧力センサ及び第２圧力センサで検出するガス循環ライン部の差圧Ｐｄ−Ｐｃを調整するのみで、ガス循環流量Ｑ2を調整することができる。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、ガスを導入する真空チャンバーと、該導入ガスを排気し且つ該真空チャンバー内を所望の圧力に減圧する第１真空ポンプと、該第１真空ポンプの背圧を許容背圧以下に排気する第２真空ポンプと、第１真空ポンプから排気されたガスの一部を再び真空チャンバー内に戻すガス循環ラインと、真空チャンバー内圧力を検出する第１圧力センサと、ガス循環ライン上流部の圧力を検出する第２圧力センサとを備え、該ガス循環ライン部の差圧がマスフローコントローラの作動圧以下となる場合がある真空排気装置のガス循環量調整装置において、ガス循環ラインを通り真空チャンバーに戻るガス循環流量をＱ2、第２真空ポンプの上流側に導入する真空チャンバーに導入されるガス成分の少なくとも一種であるパージガス流量をＱ3、真空チャンバー内圧力をＰｃ、ガス循環ライン上流部の圧力をＰｄ、該ガス循環ラインのコンダクタンスをＣとしたとき下式の関係を用い、パージガス流量Ｑ3を変化させることにより、ガス循環流量Ｑ2を調整するガス循環量調整手段を設けたことを特徴とする。
Ｑ2＝Ｃ×（Ｐｄ−Ｐｃ）
【００２０】
真空排気装置のガス循環量調整装置に上記構成を採用することにより、ガス循環流量調整手段は、パージガス流量Ｑ3を変化させ第１圧力センサ及び第２圧力センサで検出するガス循環ライン部の差圧Ｐｄ−Ｐｃを調整するのみで、ガス循環流量Ｑ2を調整することができる。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、ガスを導入する真空チャンバーと、該導入ガスを排気し且つ該真空チャンバー内を所望の圧力に減圧する第１真空ポンプと、該第１真空ポンプの背圧を許容背圧以下に排気する第２真空ポンプと、第１真空ポンプから排気されたガスの一部を再び真空チャンバー内に戻すガス循環ラインと、真空チャンバー内圧力を検出する第１圧力センサと、ガス循環ライン上流部の圧力を検出する第２圧力センサと、ガス循環ラインを開閉する開閉弁とを備え、該ガス循環ライン部の差圧がマスフローコントローラの作動圧以下となる場合がある真空排気装置のガス循環量調整装置において、開閉弁を閉じ真空チャンバー内に任意の流量Ｑｔのガスを導入し、第１圧力センサの検出圧力を所望の圧力Ｐ1にするために、第１真空ポンプの実効排気速度Ｖを調整してＶ1に固定し、真空チャンバーに導入するガス流量を任意の循環率Ａ｛Ａ＝（Ｑ2／Ｑｔ×１００）｝％に相当するＱ1＝Ｑｔ×（１００−Ａ）／１００に変更すると共に、第１真空ポンプの実効排気速度ＶはＶ1に固定し、開閉弁を開き、第１圧力センサの検出圧力Ｐｃが圧力Ｐ1になるように第２真空ポンプの実効排気速度を調整する操作を行い、ガス循環ラインを通り真空チャンバーに戻るガス循環流量Ｑ2を調整するガス循環流量調整手段を設けたことを特徴とする。
【００２２】
真空排気装置のガス循環量調整装置に上記構成を採用することにより、ガス循環流量調整手段は、開閉弁の開閉操作、第１圧力センサの検出圧力の監視、真空チャンバーに導入するガス流量を調整、第１真空ポンプ及び第２真空ポンプの実効排気速度を調整するのみで、ガス循環流量Ｑ2を調整することができる。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、ガスを導入する真空チャンバーと、該導入ガスを排気し且つ該真空チャンバー内を所望の圧力に減圧する第１真空ポンプと、該第１真空ポンプの背圧を許容背圧以下に排気する第２真空ポンプと、第１真空ポンプから排気されたガスの一部を再び真空チャンバー内に戻すガス循環ラインと、真空チャンバー内圧力を検出する第１圧力センサと、ガス循環ライン上流部の圧力を検出する第２圧力センサと、ガス循環ラインを開閉する開閉弁とを備え、該ガス循環ライン部の差圧がマスフローコントローラの作動圧以下となる場合がある真空排気装置のガス循環量調整装置において、開閉弁を閉じ真空チャンバー内に任意の流量Ｑｔのガスを導入し、第１圧力センサの検出圧力を所望の圧力Ｐ1にするために、第１真空ポンプの実効排気速度Ｖを調整してＶ1に固定し、真空チャンバーに導入するガス流量を任意のガス循環率Ａ｛Ａ＝（Ｑ2／Ｑｔ×１００）｝％に相当するＱ1＝Ｑｔ×（１００−Ａ）／１００に変更すると共に、第１真空ポンプの実効排気速度Ｖは前記Ｖ1に固定し、開閉弁を開き、第１圧力センサの検出圧力Ｐｃが圧力Ｐ1になるように第２真空ポンプの上流側に導入する真空チャンバーに導入するガス成分の少なくとも一種であるパージガス流量Ｑ3を調整し、ガス循環ラインを通り真空チャンバーに戻るガス循環量Ｑ2を調整するガス循環流量調整手段を設けたことを特徴とする。
【００２４】
真空排気装置のガス循環量調整装置に上記構成を採用することにより、ガス循環流量調整手段は、開閉弁の開閉操作、第１圧力センサの検出圧力の監視、真空チャンバーに導入するガス流量を調整、第１真空ポンプ及びパージガス流量Ｑ3を調整するのみで、ガス循環流量Ｑ2を調整することができる。
【００２５】
請求項１１に記載の発明は、請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の真空排気装置のガス循環量調整装置において、ガス循環流量調整手段は前記ガス循環流量調整のための操作を自動的に行う機能を具備することを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態例を図面に基いて説明する。図２は本発明に係るガス循環量調整装置を具備する真空排気装置の構成を示す図である。図２において、図１と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示すのでその説明は省略する。１３は第２真空ポンプの上流側に設けたコンダクタンス調整手段であり、１４はシャワーヘッド２に導入されるガスの流量を調整するマスフローコントローラである。
【００２７】
２０はガス循環ライン８を通って真空チャンバー１に戻る循環ガス流量を調整するガス循環流量調整手段である。該ガス循環流量調整手段２０には第１圧力センサ１１及び第２圧力センサ１２の出力信号が入力されるようになっている。また、ガス循環流量調整手段２０は、マスフローコントローラ１４、ガス循環ラインゲートバルブ９、アダプティブプレッシャーコントロールバルブ３、第１真空ポンプ吸気側ゲートバルブ４、第１真空ポンプ５、コンダクタンス調整手段１３、第２真空ポンプ吸気側ゲートバルブ６及び第２真空ポンプ７をそれぞれドライバー２１〜２８を介して駆動制御するようになっている。
【００２８】
図２に示す構成の真空排気装置において、ガス循環ライン８を通り真空チャンバー１に戻るガス循環流量をＱ2、第１圧力センサ１１で検出する真空チャンバー内圧力をＰｃ、第２圧力センサ１２で検出するガス循環ライン８の上流部の圧力をＰｄ、ガス循環ライン８のコンダクタンスをＣとすると、ガス循環流量Ｑ2とガス循環ライン８部の差圧Ｐｄ−Ｐｃとの間には下式（１）が成立する。
【００２９】
Ｑ2＝Ｃ×（Ｐｄ−Ｐｃ）                                （１）
ここで、ガス循環流量調整手段２０は第１圧力センサ１１の検出圧力Ｐｃ及び第２圧力センサ１２の検出圧力Ｐｄを監視しながら、第２真空ポンプ７の実効排気速度を変化させ、差圧Ｐｄ−Ｐｃを調整することにより、ガス循環流量Ｑ2を調整することができる。
【００３０】
次に、ガス循環流量Ｑ2を調整する手順を、具体的条件例により説明する。
［条件例］
ガス総流量Ｑｔ：１０００ｓｃｃｍ    Ｑｔ＝Ｑ1＋Ｑ2（Ｑ1：真空チャンバー１内に外部から導入するガス流量）
ガス循環率：８０％（導入ガス流量Ｑ1：２００ｓｃｃｍ、ガス循環流量Ｑ2：８００ｓｃｃｍ）
真空チャンバー１内のプロセス圧力Ｐｃ：１０ｍＴｏｒｒ
上記条件で下記の調整手順でガス循環流量Ｑ2を調整する。
【００３１】
［調整手順］
▲１▼第１真空ポンプ吸気側ゲートバルブ４及び第２真空ポンプ吸気側ゲートバルブ６を開き、ガス循環ラインゲートバルブ９を閉じる（非循環状態）。
▲２▼シャワーヘッド２にマスフローコントローラ１４を介して流量Ｑ＝Ｑ1＝Ｑｔ＝１０００ｓｃｃｍのガスＧ1を外部から導入する。
▲３▼第１圧力センサ１１の検出圧力値ＰｃがＰｃ＝１０ｍＴｏｒｒになるようにアダプティブプレッシャーコントロールバルブ３の開度を調整し固定する（第１真空ポンプ５の実効排気速度ＶをＶ1に固定）。
【００３２】
▲４▼マスフローコントローラ１４を制御してシャワーヘッド２に外部から導入するガス流量ＱをＱ＝Ｑ1＝２００ｓｃｃｍに変更する。ここでＱ1＝２００ｓｃｃｍは上記ガス循環率８０％から下式により求められる。
２００ｓｃｃｍ＝１０００×（１００−８０）／１００ｓｃｃｍ
▲５▼ガス循環ラインゲートバルブ９を開く（ガス循環開始）。
▲６▼第１圧力センサ１１の検出圧力値ＰｃがＰｃ＝１０ｍＴｏｒｒになるように第２真空ポンプ７の実効排気速度を調整する。
▲７▼この時、第２圧力センサ１２でガス循環ライン８の上流側の検出圧力値Ｐｄ＝Ｐ2を取得する。
▲８▼アダプティブプレッシャーコントロールバルブ３の開度固定を解除し、第１圧力センサ１１の検出圧力値ＰｃがＰｃ＝１０ｍＴｏｒｒになるように自動調圧を開始する。
【００３３】
これで、外部からシャワーヘッド２に導入するガス流量Ｑ1＝２００ｓｃｃｍ、ガス循環量Ｑ2＝８００ｓｃｃｍとなっており、ガス循環率８０％が達成されている。ここで得られたガス循環ライン８の上流側検出圧力Ｐ2と、真空チャンバー１内の検出圧力値Ｐｃ＝Ｐ1と、ガス循環流量Ｑ2は、ガス循環ライン８のコンダクタンスＣにより式（１）の関係で表される。ここで、上記ガス循環率８０％の状態を一旦解除（変更）しても、以下の再現手順で、上記ガス循環率８０％（Ｑ2＝８００ｓｃｃｍ）を再現することができる。
【００３４】
［再現手順］
▲１▼第１真空ポンプ吸気側ゲートバルブ４、第２真空ポンプ吸気側ゲートバルブ６及びガス循環ラインゲートバルブ９を開く。
▲２▼マスフローコントローラ１４を介してシャワーヘッド２に外部から導入されるガスＧ1の流量Ｑ1をＱ1＝２００ｓｃｃｍとする。
▲３▼第２圧力センサ１２でガス循環ライン８の上流側の検出圧力値Ｐｄを上記調整手順の▲７▼で取得したＰｄ＝Ｐ2になるように第２真空ポンプ７の実効排気速度を調整する。
▲４▼アダプティブプレッシャーコントロールバルブ３を制御して第１圧力センサ１１の検出圧力ＰｃがＰｃ＝１０ｍＴｏｒｒになるようにする。
【００３５】
上記再現手順では項目を▲１▼〜▲４▼に挙げたが、この順序で行ってもよく、▲１▼〜▲４▼を同時に行っても、もちろん構わない。順序は対象となる真空排気装置にとって最も短時間で再現が得られる手順で行うのが望ましいことは言うまでもない。
【００３６】
第２真空ポンプ７の実効排気速度は、第２真空ポンプ７の上流側に設けたコンダクタンス調整手段１３で調整することができ（請求項５のガス循環量調整方法）、また第２真空ポンプ７の回転数を変化させることによっても調整できる（請求項６のガス循環量調整方法）。
【００３７】
図３は本発明に係るガス循環量調整装置を具備する真空排気装置の構成を示す図である。ここでは、第１真空ポンプ５とコンダクタンス調整手段１３の間にマスフローコントローラ１５を介してパージガスＧ3を供給できるように構成し、該パージガスＧ3の供給量を調整することによりガス循環流量Ｑ2を調整するものである（請求項２のガス循環量調整方法）。パージガスＧ3のガス流量Ｑ3はガス循環流量調整手段２０によりドライバ２９を介して行われる。
【００３８】
上記例においては、第２真空ポンプ７の実効排気速度を低下させ、その結果、ガス循環ライン８の上流側の圧力Ｐｄ（第２圧力センサの検出圧力）を上昇させることにより、ガス循環流量Ｑ2を調整するようにしている。よって、第２真空ポンプ７の排気速度は、余裕のあるものを選定しておく必要がある。また、例えばガス循環ライン８に任意の機器が設置されたとしても、それはガス循環ライン８のコンダクタンスとして含まれるだけであり、本発明のガス循環流量調整方法になんら影響を与えるものではない。パージガス流入口は、第２真空ポンプ７の上流部又は第２真空ポンプ７の内部に設ける。ここでパージガスＧ3には、真空チャンバー１に導入されるガス成分の少なくとも一種のガスを用いる。
【００３９】
なお、上記の例では、ガス循環流量調整方法をガス循環流量調整手段２０で自動的に行う例を示したが、このガス循環流量調整方法は上記調整手順に基づき手動で行ってもよい。
【００４０】
次に、上記調整手順でガス循環率を調整した例を図４に示す。ここで、装置構成は、真空チャンバー１の容積：４Ｌ、第１真空ポンプ５の排気速度：１３００Ｌ／ｓｅｃ、第２真空ポンプ７の排気速度：３０００Ｌ／ｍｉｎ、フォアライン長：５ｍ、フォアライン内径：φ４０ｍｍ、ガス循環ライン長：１．５ｍ、ガス循環ライン内径：φ１０ｍｍであり、排気条件は、ガス種：空気、真空チャンバー１の内圧Ｐｃ：５０ｍＴｏｒｒとしている。
【００４１】
総ガス流量Ｑｔ（Ｑ1＋Ｑ2）を２５０ｓｃｃｍ、５００ｓｃｃｍ、７５０ｓｃｃｍと変化させ、その時ガス循環ラインゲートバルブ９を閉じた場合（循環なし）と開いた場合（循環率８０％）とした場合のガス循環ライン上流側圧力Ｐｄ（第２圧力センサ１２の検出圧力）の変化を示す。図示するように、循環なしの場合はＰｄが０．２６Ｔｏｒｒ、０．３６Ｔｏｒｒ、０．４５Ｔｏｒｒと変化するのに対して、循環あり（循環率８０％）の場合はＰｄが２．５Ｔｏｒｒ、３．８Ｔｏｒｒ、４．７Ｔｏｒｒと変化する。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように各請求項に記載の発明によれば下記のような優れた効果がえられる。
【００４３】
請求項１乃至６に記載の発明によれば、第２真空ポンプの実効排気速度を調整してガス循環ライン部の差圧Ｐｄ−Ｐｃを調整又は第２真空ポンプの上流側に導入するパージガス流量を調整するのみで、ガス循環流量Ｑ2を調整することができるから、排出されたガスの一部を再び真空チャンバーに戻して、未反応のガスの利用率を高める循環プロセスにおいて、ガス循環ラインの差圧の大きさに関係なく、任意のガス循環流量（循環率）の調整を行うことができるガス循環量調整方法を提供できる。
【００４４】
請求項７乃至１１に記載の発明によれば、ガス循環流量調整手段は、第２真空ポンプの実効排気速度を調整して第１圧力センサ及び第２圧力センサで検出するガス循環ライン部の差圧Ｐｄ−Ｐｃを調整するのみで、ガス循環流量Ｑ2を調整することができるから、排出されたガスの一部を再び真空チャンバーに戻して、未反応のガスの利用率を高める循環プロセスにおいて、ガス循環ラインの差圧に関係なく、任意のガス循環流量（循環率）の調整を行うことができるガス循環量調整装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のガス循環量調整方法を実施する真空排気装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明に係るガス循環量調整装置を具備する真空排気装置の構成例を示す図である。
【図３】本発明に係るガス循環量調整装置を具備する真空排気装置の構成例を示す図である。
【図４】本発明に係るガス循環量調整方法でガス循環率を調整した例を示す図である。
【符号の説明】
１          真空チャンバー
２          シャワーヘッド
３          アダプティブプレッシャーコントロールバルブ
４          第１真空ポンプ吸気側ゲートバルブ
５          第１真空ポンプ
６          第２真空ポンプ吸気側ゲートバルブ
７          第２真空ポンプ
８          ガス循環ライン
９          ガス循環ラインゲートバルブ
１０        マスフローコントローラ
１１        第１圧力センサ
１２        第２圧力センサ
１３        コンダクタンス調整手段
１４        マスフローコントローラ
１５        マスフローコントローラ
２０        ガス循環流量調整手段
２１〜２９  ドライバー
【図１】
0004335469.tif 000002
【図２】
0004335469.tif 000003
【図３】
0004335469.tif 000004
【図４】
0004335469.tif 000005