JPH0531347A

JPH0531347A - 真空容器の排気口構造

Info

Publication number: JPH0531347A
Application number: JP16102291A
Authority: JP
Inventors: Satoru Kagatsume; 哲加賀爪; Takashi Tozawa; 孝戸澤
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1991-06-05
Filing date: 1991-06-05
Publication date: 1993-02-09
Anticipated expiration: 2014-11-02
Also published as: JP2970889B2

Abstract

(57)【要約】【目的】排気口の構造を層流が生ずるような形状にし
た真空容器の排気口構造を提供する。【構成】真空容器１６の底部に排気口３０を形成する
と共に、この排気口３０の口径を排気方向に沿って順次
縮径させてロート状に形成し、ここを通過して排気され
る気体を層流状態に維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空容器の排気口構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えば半導体製品を製造する場
合には、その製造過程における各処理プロセスにおいて
各種の真空容器、例えば成膜処理等を行なう、処理容
器、或いはこれらの処理容器等の前段に配置されるロー
ドロック室等が存在する。ところで半導体製造において
は、いかにして歩留まりを向上させるかが大きな問題と
なっているが、その対策の一つとして、不良品発生の原
因となるパーティクルが各種の処理プロセスにおいて介
在することを極力避けるようになされている。例えば、
上記ロードロック室を例にとれば、この真空容器の従来
の排気口の構造は、図４に示すように直方体状の開口部
に比較的管径の大きなメイン排気管６をフランジ８等に
より直接取付けていた。そして、このメイン排気管６
に、これよりも管径が小さくて有効断面積を絞ったバイ
パス排気管１０を並列に設け、真空容器２内を真空ポン
プ１２で真空引きするように構成されている。また、こ
の真空容器２内には、図示しないアーム等により支持さ
れて半導体ウエハ１４を収容し得るように構成されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、真空容器を
真空引きする場合に、過度に気体の流速が速いと容器内
のパーティクルを巻き上げてしまい、これが半導体ウエ
ハ表面に付着して不良の原因となるので、容器２内を大
気圧から粗引きするときには有効断面積を絞ったバイパ
ス排気管１０を用いることにより排気速度を落として真
空引きし、これにより気体流速を落としていた。そし
て、容器２内の圧力がある程度まで低下したならば上記
バイパス排気管８から有効判断面積の大きなメイン排気
管６に切り替えて真空引きしていた。しかしながら、上
述したようなスローな真空引きにあっては、所定の真空
度に達するまでに比較的長い時間を要し、半導体製造の
スループットを低下させてしまうという改善点を有して
いた。

【０００４】また、上記容器底部４へのメイン排気管６
の取付け構造は、底部４に設けた孔に直接フランジ８等
によって取付けるように構成されているので、容器２内
の底部４に向って流れてくる気体の一部が図示例のよう
に角部にて乱流を起こしてしまい、この結果、パーティ
クルを巻き上げてしまうという改善点もあった。本発明
は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決す
べく創案されたものである。本発明の目的は、排気口の
構造を層流が生ずるような形状にした真空容器の排気口
構造を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した問題
点を解決するために、真空容器内の気体を排出する排気
口の構造において、前記排気口の口径を排気方向に沿っ
て順次縮径させてロート状に形成するように構成したも
のである。

【０００６】

【作用】本発明は、以上のように構成したので、真空容
器内の気体が排気口から排出する際に、ロート状にその
開口面積が順次縮径されているので気体は層流となって
排出されることになり、乱流が発生せず、パーティクル
の巻き上げも生ずることがない。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明に係る排気口構造の一実施例
を添付図面に基づいて詳述する。図１及び図２に示すよ
うに、本実施例においては真空容器としてロードロック
室を例にとって説明する。このロードロック室１６は、
例えばステンレススチール等によりほぼ直方体状に形成
されており、このロードロック室１６の一側には、大気
側に通じるゲートバルブ１８が設けられると共に、他側
には、半導体ウエハを処理するための真空処理容器２０
がゲートバルブ２２を介して連通可能に接続されてい
る。そして、このロードロック室１６内には、搬送体と
しての半導体ウエハ２４を搬送するためのロボットアー
ムのごとき搬送機２６が収容されており、この搬送機２
６のアーム２８を屈伸させることにより上記処理容器２
０内を大気開放することなく上記半導体ウエハ２４の取
り入れ、取出しを行い得るように構成されている。

【０００８】そして、このロードロック室１６の底部の
ほぼ全域にわたって排気口３０が形成される。尚、図２
においては、図面の複雑化を防ぐために上記搬送機２６
を省略したロードロック室１６の斜視図を示している。
この排気口３０を区画形成する区画壁３０ａは、例えば
ステンレススチールなどにより構成されており、この口
径を上部から下方、すなわち排気方向に向けて順次縮径
して成形することにより、排気口３０をロート状に形成
している。そして、上記ロードロック室１６の底部に接
続される、排気口３０の前段開口部３２は、排気の有効
断面積を大きくするために、容器底部の４辺に接する程
の大きな面積を有しており、この前段開口部３２には、
例えばステンレススチール板などに多数の通気孔３４ａ
を形成することにより一定の開口率をもった、バッフル
板３４が設けられており、この下方にて真空排気時に乱
流が生じてもパーティクルの巻き上げが上方に移行する
ことを阻止し得るように構成されている。このバッフル
板３４の開口率は、真空引き時に乱流が生じないよう
に、真空容器の容量と排気速度によって決定されるが、
例えば好ましくは５０％以下に設定する。

【０００９】また、この排気口３０の他端部の縮径され
た後段開口部３６には、通常の排気管３８が接続されて
おり、図示しない真空ポンプにより、上記真空容器１６
内を真空引きし得るように構成されている。そして、上
記バッフル板３４の下方、すなわち排気方向側の排気口
３０内には、前記搬送機２６の駆動源、例えばモータ４
０が、上記区画壁３０ａの内側に複数のモータ支持脚４
２を介して取付け固定されている。そして、このモータ
４０の駆動軸４０ａは、上記バッフル板３４の中心部を
上方へ貫通しており、これに上記アーム２８を取付けて
いる。このモータ４０に電力を供給するモータ線４４
は、上記区画壁３０ａにシール部材４６を介して貫通さ
せて設けた水冷パイプ４８と図３に示すように被覆５０
により一体的に被われており、上記モータ線４４を伝わ
るモータの伝導熱を効率的に系外へ排除し得るように構
成されている。

【００１０】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、このロードロック室１６
内に半導体ウエハ２４を収容する場合には、この側部に
設けたゲートバルブ１８を開き、搬送機２６のアーム２
８を使用して大気圧のクリーンルーム側から半導体ウエ
ハ２４を内部に取り込み、このゲートバルブ１８を閉じ
て室内を密閉状態にする。

【００１１】次いで、図示しない真空ポンプを駆動する
ことによりロードロック室１６内を所定の圧力まで真空
引きする。この際、室内の気体は、排気口３０の前段開
口部３２に設けたバッフル板３４の通気孔３４ａを通過
して排気口３０に流れ込み、この中を後段開口部３６に
向けて流下して行く。ここでこの排気口３０は、前段開
口部３２の開口面積を大きくして容器に対する有効断面
積を大きく設定してあるので、排気速度が同じ場合には
排気気体の流速を相対的に低下させることができ、この
流速を乱流が発生するレイノルズ数以下にすることがで
きる。しかも、排気口３０は、その排気方向に沿ってロ
ート状に形成されているので、取付け箇所における角部
がなくなり、排気気体は上記ロート形状に沿って円滑に
層流状態となって流れ、乱流の発生が一層抑制される。
従って、乱流に起因するパーティクルの巻き上げが発生
することを阻止することができる。このことは、排気速
度を上げても乱流が発生しないことを意味し、従って、
真空引きに要する時間を短くすることが可能となる。

【００１２】また、排気流速が速くなって乱流が生じて
パーティクルの巻き上げが発生した場合には、この乱流
は排気口３０の前段開口部３２に設けたバッフル板３４
の作用により、バッフル板３４を通過してその上方へ行
くことが阻止され、結果的に巻き上げられたパーティク
ルが半導体ウエハ２４に付着することはない。また、比
較的パーティクルを発生しやすい駆動源、すなわちモー
タ４０は、上記バッフル板３４の下方に設けてあるの
で、これより発生したパーティクルが、前記したバッフ
ル板３４の作用により半導体ウエハ２４側に流入するこ
とが防止され、また、発生したパーティクルはこの近傍
を流れる層流に乗ってそのまま排気管３８へと排気され
ていくことになる。

【００１３】そして、搬送機２６のモータ４０にて発生
したジュール熱は、真空雰囲気中なので対流による熱放
散は期待できないが、熱源であるモータコイルに直接接
続されて比較的熱伝導性の良好なモータ線４４を水冷パ
イプ４８と一体的に結合したので、モータ４０は効果的
に冷却されることになり、従って、モータに熱がこもっ
てこれが破損したりすることを未然に防止することがで
きる。特に、本実施例を真空ベーキング装置へ適用した
場合には、モータは熱的に苛酷な条件に曝されるので、
モータの焼損、破損を確実の防止することができる。こ
のようにして、ロードロック室１６内の真空引きが完了
したならば、ゲートバルブ２２を開いて半導体ウエハ２
４を真空処理容器２０内へ搬入することになる。尚、上
記実施例にあっては、ロードロック室１６の矩形状の底
部に断面円形の排気口３０を設けたが、これに限定され
ず、排気口の入口側を矩形状にして底部全体から真空排
気するように構成してもよい。この場合には、パーティ
クル等のゴミの溜まる場所が完全になくなるので、パー
ティクルの発生を一層抑制することが可能となる。

【００１４】また、上記実施例をロードロック室でな
く、他の真空容器、例えば反応容器へも適用することが
可能である。この場合には、バッフル板により排気のコ
ンダクタンスが大きくなるので、大気からの真空引き
は、本実施例の構造による排気口を用い、反応ガスを引
く真空排気口を別に設けるようにしてもよい。更に、本
実施例にあっては、ロードロック室に適用した場合につ
いて説明しので、搬送機２６が設けられているが、これ
を設けなくても、或いは、この搬送機２６とバッフル板
３４を設けなくても、単に排気口３０をロート状に形成
してもよい。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような優れた作用効果を発揮することができる。真空
容器からの排気気体を層流状態に維持できるので、乱流
に起因するパーティクルの巻き上がりを防止することが
できる。また、排気速度を向上させることができるの
で、真空引き操作時間の短縮化を図るこたができ、結果
的にスループットを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る真空容器の排気口構造を示す断面
図である。

【図２】図１に示す排気口構造を示す斜視図である。

【図３】排気口に設けた搬送機のモータ線の冷却構造を
示す図である。

【図４】従来の真空容器の排気口構造を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１６ロードロック室（真空容器）２０真空処理容器２４半導体ウエハ（搬送体）２６搬送機３０排気口３２前段開口部３４バッフル板３４ａ通気孔３６後段開口部４０モータ（駆動源）４４モータ線４８水冷パイプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空容器内の気体を排出する排気口の構
造において、前記排気口の口径を排気方向に沿って順次
縮径させてロート状に形成するように構成したことを特
徴とする真空容器の排気口構造。
【請求項２】前記排気口に、前記排気口側から前記真
空容器内側へのパーティクルの巻き上げを防止するため
のバッフル板を設けるように構成したことを特徴とする
請求項１記載の排気口構造。
【請求項３】前記バッフル板より排気方向側の前記排
気口内に、前記真空容器内に搬送体を搬出入させる搬送
機の駆動源を収容するように構成したことを特徴とする
請求項２記載の排気口構造。