JP2993126B2 - Helium supply method for cryopump and helium supply device for cryopump - Google Patents
Helium supply method for cryopump and helium supply device for cryopumpInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、クライオポンプのヘリ
ウム供給方法に係り、特に、ヘリウムの連続的な供給を
必要とする複数の供給圧の異なるクライオポンプに対し
一つのコンプレッサからヘリウムを供給する方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a helium supply method for a cryopump, and more particularly to a method for supplying helium from one compressor to a plurality of cryopumps having different supply pressures which require continuous supply of helium. About the method.
【0002】半導体装置の製造では上記クライオポンプ
で真空引きする真空処理装置を多数使用する。そこでク
ライオポンプに対しヘリウムを供給するコンプレッサを
1:1で組み合わせると補繕の工数と予備品が多くなる
ので、その対策として上記のようにコンプレッサの共用
化が望まれている。[0002] In the manufacture of semiconductor devices, a large number of vacuum processing apparatuses for evacuating with the cryopump are used. Therefore, if a compressor that supplies helium to the cryopump is combined in a ratio of 1: 1, the number of repair steps and spare parts increase, and as a countermeasure, the common use of the compressor is desired as described above.
【0003】[0003]
【従来の技術】クライオポンプは、真空容器内に極低温
面(クライオパネル)を設けこれに気体分子を凝縮また
は吸着により捕捉して高真空に排気するポンプであり、
この極低温面を形成するためにヘリウム冷凍機を備えて
いる。2. Description of the Related Art A cryopump is a pump in which a cryogenic surface (cryopanel) is provided in a vacuum vessel, and gas molecules are trapped by condensing or adsorbing the cryopump and evacuated to high vacuum.
A helium refrigerator is provided to form the cryogenic surface.
【0004】このヘリウム冷凍機は高圧ヘリウムの連続
的な供給を必要とするものであり、そのヘリウムはコン
プレッサから供給される。そして通常は、一つのクライ
オポンプに一つのコンプレッサが用意される。[0004] This helium refrigerator requires a continuous supply of high-pressure helium, which is supplied from a compressor. Usually, one compressor is prepared for one cryopump.
【0005】この構成は単一構成と称せられ図3の構成
図に示される。図中、1はクライオポンプ、1aはヘリウ
ム冷凍機、2はコンプレッサ、3はヘリウム供給配管、
4はヘリウム還流配管、5は真空処理装置との間に介在
するメインバルブ、6は粗引き用ポンプ6a,フォアライ
ントラップ6b,粗引きバルブ6cなどからなる粗引き系、
である。This configuration is called a single configuration, and is shown in the configuration diagram of FIG. In the figure, 1 is a cryopump, 1a is a helium refrigerator, 2 is a compressor, 3 is a helium supply pipe,
4 is a helium reflux pipe, 5 is a main valve interposed between the vacuum processing apparatus, 6 is a roughing system including a roughing pump 6a, a foreline trap 6b, a roughing valve 6c, etc.
It is.
【0006】コンプレッサ2からヘリウム冷凍機1a即ち
クライオポンプ1に供給されるヘリウムは圧力が20Kg/c
m2程度でヘリウム供給配管3を通り、クライオポンプ1
で用済みとなったヘリウムは圧力が10Kg/cm2程度でヘリ
ウム還流配管4を通ってコンプレッサ2に還流する。Helium supplied from the compressor 2 to the helium refrigerator 1a, that is, the cryopump 1, has a pressure of 20 kg / c.
helium supply pipe 3 at about m 2 and cryopump 1
The helium which has been used in the above is returned to the compressor 2 through the helium reflux pipe 4 at a pressure of about 10 kg / cm 2 .
【0007】さて、半導体装置の製造ではこのようなク
ライオポンプ1で真空引きする真空処理装置を多数使用
する。そのため上述の単一構成を採用するとコンプレッ
サ2の数が多くなって補繕の工数と予備品が多くなる。
そこでその対策として、複数のクライオポンプ1に対し
一つのコンプレッサ2でもってヘリウムを供給するマル
チ構成の採用を進めている。このマルチ構成は、レイア
ウトなどの都合から通常は図4の構成図に示されるよう
に、真空処理装置7がロードロック8で接続されたイン
ライン構成を1組にして適用される。[0007] In the manufacture of semiconductor devices, a large number of vacuum processing apparatuses for evacuating with such a cryopump 1 are used. Therefore, if the above-described single configuration is adopted, the number of compressors 2 increases, and the number of repairs and spare parts increase.
Therefore, as a countermeasure, the adoption of a multi-configuration in which one compressor 2 supplies helium to a plurality of cryopumps 1 is being promoted. This multi-configuration is usually applied as a set of in-line configurations in which a vacuum processing device 7 is connected by a load lock 8, as shown in the configuration diagram of FIG.
【0008】ところで、ヘリウム冷凍機1aの冷凍サイク
ルには現在のところ2方式があり、その1はGMサイク
ル(Gifford Mcmahan) であり、その2はソルベーサイク
ル(Modified Solvay)である。そして、前者の指定され
たヘリウム供給圧は20Kg/cm2であり、後者のそれは22Kg
/cm2であって、両者の間でヘリウム供給圧が異なってい
る。There are currently two types of refrigeration cycles of the helium refrigerator 1a, one of which is a GM cycle (Gifford Mcmahan) and the other is a solvate cycle (Modified Solvay). The former specified the helium supply pressure is 20 Kg / cm 2, the latter it is 22Kg
/ cm 2 , and the helium supply pressure is different between the two.
【0009】そのために、上述したマルチ構成の採用
は、コンプレッサ2 からヘリウムを供給される複数のク
ライオポンプ1の冷凍サイクル方式が同一である場合に
限られている。それは、コンプレッサ2のヘリウム吐出
圧をGMサイクルに合わせるとソルベーサイクルに対し
て供給圧が不足となり、ソルベーサイクルに合わせると
GMサイクルに対して供給圧が過大となるからである。For this reason, the adoption of the above-mentioned multi-structure is limited to the case where the refrigeration cycle system of a plurality of cryopumps 1 to which helium is supplied from the compressor 2 is the same. This is because if the helium discharge pressure of the compressor 2 is adjusted to the GM cycle, the supply pressure becomes insufficient for the solve cycle, and if the helium discharge pressure is adjusted to the solve cycle, the supply pressure becomes excessive for the GM cycle.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら現実は、
図4のようなマルチ構成を採用しようとする際、対象と
なる複数のクライオポンプ1の中にGMサイクルのもの
とソルベーサイクルのものとが混在してマルチ構成にす
ることができない場合が多い。However, in reality,
When adopting a multi-configuration as shown in FIG. 4, it is often impossible to make a multi-configuration by mixing a GM cycle type and a Solvay cycle type among a plurality of target cryopumps 1.
【0011】そこで本発明は、ヘリウムの連続的な供給
を必要とする複数のクライオポンプに対し一つのコンプ
レッサからヘリウムを供給するヘリウム供給方法におい
て、前記複数のクライオポンプの相互間で所要のヘリウ
ム供給圧が不揃であっても、個々のクライオポンプに適
正な供給圧でヘリウムを供給し得るようにすることを目
的とする。Accordingly, the present invention provides a helium supply method for supplying helium from one compressor to a plurality of cryopumps which require continuous supply of helium. It is an object of the present invention to be able to supply helium to each cryopump at an appropriate supply pressure even if the pressures are not uniform.
【0012】[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、本発明のクライオポンプのヘリウム供給方法は、ヘ
リウムの連続的な供給を必要とする複数の供給圧の異な
るクライオポンプに対し一つのコンプレッサからヘリウ
ムを供給する方法と装置であって、前記コンプレッサと
該複数の供給圧の異なるクライオポンプとの間に、該コ
ンプレッサからヘリウムを各該クライオポンプに分岐
し、且つ各分岐毎にヘリウム供給圧を調整可能なガス分
配装置を介在させることを特徴としている。In order to achieve the above object, a helium supply method for a cryopump according to the present invention is provided for a plurality of cryopumps having different supply pressures which require continuous supply of helium. A method and apparatus for supplying helium from a compressor, wherein helium is branched from the compressor to each of the cryopumps between the compressor and the plurality of cryopumps having different supply pressures, and helium is supplied for each branch. It is characterized in that a gas distribution device whose pressure can be adjusted is interposed.
【0013】そして、前記ガス分配装置において、前記
各クライオポンプで用済みのヘリウムを合流させて前記
コンプレッサに還流させ、ヘリウムの供給側の分岐前と
還流側の合流後との間にガス流量調整弁を設けることが
望ましい。In the gas distribution device, the used helium is combined by the respective cryopumps and returned to the compressor, and the gas flow rate is adjusted between before the helium supply side branch and after the return side combination. It is desirable to provide a valve.
【0014】[0014]
【作用】上記ガス分配装置における上記分岐は一つのコ
ンプレッサから複数の供給圧の異なるクライオポンプの
ヘリウム供給を可能にさせ、上記各分岐毎のヘリウム供
給圧を調整して個々のクライオポンプに対する供給圧を
適正にする。このことにより、複数の供給圧の異なるク
ライオポンプの相互間で所要のヘリウム供給圧が不揃で
あっても、個々のクライオポンプに適正な供給圧でヘリ
ウムを供給し得るようになる。The branch in the gas distribution device enables helium to be supplied from one compressor to a plurality of cryopumps having different supply pressures, and the supply pressure to each cryopump is adjusted by adjusting the helium supply pressure for each branch. To be appropriate. Thus, even if the required helium supply pressures are not uniform among a plurality of cryopumps having different supply pressures, helium can be supplied to the individual cryopumps at an appropriate supply pressure.
【0015】そして、各分岐毎のヘリウム供給圧の調整
にガス圧計とガス流量調整弁を用いることは、ガス圧計
モニターの下にガス流量調整弁を調整することによりヘ
リウム供給圧を適正に合わせることが可能である。然
も、ガス流量調整弁がヘリウム供給量を一定にさせて、
クライオポンプが必要とするヘリウム供給量の一定性を
満足させる。上述したコンプレッサのヘリウム吐出圧に
関しては、ガス流量調整弁が入側圧を減圧するのみであ
ることから必要な事柄である。The use of a gas pressure gauge and a gas flow control valve for adjusting the helium supply pressure for each branch is to adjust the helium supply pressure appropriately by adjusting the gas flow control valve under the gas pressure gauge monitor. Is possible. Naturally, the gas flow control valve keeps the helium supply constant,
Satisfies the constant helium supply required by the cryopump. The helium discharge pressure of the compressor described above is necessary because the gas flow control valve only reduces the inlet pressure.
【0016】また、上述したヘリウムの供給側の分岐前
と還流側の合流後との間にガス流量調整弁を設けること
は、各クライオポンプに供給するヘリウムの総供給量に
対して余分となったコンプレッサからのヘリウムをバイ
パスさせてコンプレッサの作動を安定にさせる。The provision of the gas flow control valve between the helium supply side before the branch and the recirculation side after the merging is extra than the total supply amount of helium supplied to each cryopump. Helium from the compressed compressor is bypassed to stabilize the operation of the compressor.
【0017】なお、前記複数のクライオポンプの相互間
で所要のヘリウム供給圧が揃っている場合には、先に述
べた図4のようにすることができるが、上記ガス分配装
置を配設することによりヘリウム供給におけるクライオ
ポンプ相互間の干渉を排除することができる。In the case where the required helium supply pressure is uniform among the plurality of cryopumps, the above-mentioned gas distribution device can be provided as shown in FIG. 4 described above. This can eliminate interference between cryopumps in helium supply.
【0018】[0018]
【実施例】以下本発明の実施例について図1及び図2を
用いて説明する。図1は実施例を説明するための構成
図、図2は実施例の実施形態を示す模式図、であり、全
図を通し同一符号は同一対象物を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment, and FIG. 2 is a schematic diagram showing an embodiment of the embodiment.
【0019】図1において、この実施例は、先に説明し
た図4における三つのクライオポンプ1の中の二つがG
Mサイクルを持つクライオポンプ1A, 1Bであり、他の一
つがソルベーサイクルを持つクライオポンプ1Cである場
合に対応するものであって、コンプレッサ2とそれがヘ
リウムを供給する三つのクライオポンプ1A〜1Cとの間に
ガス分配装置9を介在させてある。In FIG. 1, two of the three cryopumps 1 shown in FIG.
Cryopumps 1A and 1B having an M cycle, and the other one is a cryopump 1C having a Solvay cycle, which is a compressor 2 and three cryopumps 1A to 1C which supply helium. And a gas distribution device 9 is interposed therebetween.
【0020】コンプレッサ2は、ヘリウム吐出圧をクラ
イオポンプ1A〜1Cが必要とするヘリウム供給圧の最大で
あるソルベーサイクルに合わせた22Kg/cm2にしてあり、
ヘリウム吐出量をクライオポンプ1A〜1Cに供給するヘリ
ウムの総供給量より大きくしてある。なお、このヘリウ
ム吐出圧は上記22Kg/cm2より大きくしても良い。The compressor 2 has a helium discharge pressure of 22 kg / cm 2 in accordance with a solvay cycle which is the maximum helium supply pressure required by the cryopumps 1A to 1C.
The helium discharge amount is set to be larger than the total supply amount of helium supplied to the cryopumps 1A to 1C. The helium discharge pressure may be higher than the above 22 kg / cm 2 .
【0021】ガス分配装置9は、ヘリウム供給配管93,
ヘリウム還流配管94, ガス圧計G1〜G4, 及びガス流量調
整弁V1〜V4を有している。ヘリウム供給配管93は、一端
がコンプレッサ2側のヘリウム供給配管3に接続され、
他端が三つに分岐してそれぞれが個別にクライオポンプ
1A〜1C側のヘリウム供給配管3に接続されている。そし
て、分岐した部分にガス圧計G1〜G3及びガス流量調整弁
V1〜V3をそれぞれ設けてある。The gas distribution device 9 includes a helium supply pipe 93,
A helium reflux pipe 94, gas pressure gauges G1 to G4, and gas flow control valves V1 to V4 are provided. The helium supply pipe 93 has one end connected to the helium supply pipe 3 on the compressor 2 side,
The other end is branched into three and each is individually a cryopump
It is connected to the helium supply pipe 3 on the 1A-1C side. The gas pressure gauges G1 to G3 and the gas flow control valve
V1 to V3 are provided respectively.
【0022】従って、ガス圧計G1がクライオポンプ1Aの
ヘリウム供給圧を表示し、ガス流量調整弁V1がそのヘリ
ウム供給圧をクライオポンプ1Aに対し適正となるように
調整可能にしており、以下同様にガス圧計G2及びガス流
量調整弁V2がクライオポンプ1Bに対応し、ガス圧計G3及
びガス流量調整弁V3がクライオポンプ1Cに対応してい
る。クライオポンプ1A, 1B, 及び1Cの適正なヘリウム供
給圧は、先に述べたようにそれぞれ20Kg/cm2, 20Kg/c
m2, 及び22Kg/cm2である。Accordingly, the gas pressure gauge G1 indicates the helium supply pressure of the cryopump 1A, and the gas flow rate adjusting valve V1 can adjust the helium supply pressure to be appropriate for the cryopump 1A. The gas pressure gauge G2 and the gas flow control valve V2 correspond to the cryopump 1B, and the gas pressure gauge G3 and the gas flow control valve V3 correspond to the cryopump 1C. The appropriate helium supply pressures of the cryopumps 1A, 1B, and 1C are 20 kg / cm 2 and 20 kg / c, respectively, as described above.
m 2 , and 22 kg / cm 2 .
【0023】ヘリウム還流配管94は、一端がコンプレ
ッサ2側のヘリウム還流配管4に接続され、他端が三つ
に分岐してそれぞれが個別にクライオポンプ1A〜1C側の
ヘリウム還流配管4に接続されている。従って、クライ
オポンプ1A〜1Cで用済みになったヘリウムを合流させて
コンプレッサ2に還流させる。そして合流後の部分にガ
ス圧計G4を設けてコンプレッサ2のヘリウム還流圧を表
示している。The helium reflux pipe 94 has one end connected to the helium reflux pipe 4 on the compressor 2 side, and the other end branched into three sections, each of which is individually connected to the helium reflux pipe 4 on the cryopumps 1A to 1C. ing. Therefore, the spent helium is combined by the cryopumps 1A to 1C and returned to the compressor 2. A gas pressure gauge G4 is provided in the portion after the merging to display the helium reflux pressure of the compressor 2.
【0024】また、ヘリウム供給配管93の分岐前部分と
ヘリウム還流配管94の合流後部分との間にガス流量調整
弁V4を設けてある。このガス流量調整弁V4は、クライオ
ポンプ1A〜1Cに供給するヘリウムの総供給量に対して余
分となったコンプレッサ2からのヘリウムをバイパスさ
せて、コンプレッサ2のヘリウム吐出圧及びヘリウム還
流圧を適正に保たせてその動作を安定にさせる。このヘ
リウム吐出圧は前述したように22Kg/cm2に設定してあ
り、ヘリウム還流圧はソルベーサイクルより小さなGM
サイクルに合わせて7Kg/cm2に設定してある。A gas flow regulating valve V4 is provided between a portion of the helium supply pipe 93 before branching and a part of the helium reflux pipe 94 after merging. This gas flow control valve V4 bypasses the helium from the compressor 2 which becomes excessive with respect to the total supply amount of helium supplied to the cryopumps 1A to 1C, and adjusts the helium discharge pressure and the helium recirculation pressure of the compressor 2 appropriately. To stabilize the operation. The helium discharge pressure is set to 22 kg / cm 2 as described above, and the helium reflux pressure is set to a GM smaller than the Solvay cycle.
It is set to 7 kg / cm 2 according to the cycle.
【0025】以上に述べた実施例は、図2に示すような
実施形態にすると運転に好都合である。即ち、ガス分配
装置9は、制御盤9aを設け、その制御盤9aにガス流量調
整弁V1〜V4の調整スイッチ及びガス圧計G1〜G4を配置す
ると共に、コンプレッサ2の運転スイッチやクライオポ
ンプ1A〜1Cの運転スイッチなどを集中配置して、コンプ
レッサ2にネジ止め固定してある。このようにすること
により、クライオポンプ1A〜1Cの運転制御を一箇所で集
中的に行うことができる。The embodiment described above is advantageous in operation in the embodiment shown in FIG. That is, the gas distribution device 9 is provided with a control panel 9a, and on the control panel 9a, adjustment switches for the gas flow rate adjustment valves V1 to V4 and gas pressure gauges G1 to G4 are arranged. The 1C operation switch and the like are centrally arranged and fixed to the compressor 2 with screws. By doing so, the operation control of the cryopumps 1A to 1C can be centrally performed at one place.
【0026】なお、本発明者は、コンプレッサ2のヘリ
ウム吐出圧がGMサイクルのヘリウム供給圧より大きい
ことを利用して、クライオポンプ1A, 1Bに対しその運転
立ち上がり時にヘリウム供給圧を一時的に大きくするこ
とにより、クライオポンプ1A, 1B運転の定常状態に達す
るまでの所要時間を約10%短縮させることができた。コ
ンプレッサ2のヘリウム吐出圧を上述より大きくすれば
クライオポンプ1Cに対しても同様にすることが可能であ
る。The inventor of the present invention makes use of the fact that the helium discharge pressure of the compressor 2 is higher than the helium supply pressure of the GM cycle, and temporarily increases the helium supply pressure for the cryopumps 1A and 1B when the operation starts. By doing so, the time required for the cryopumps 1A and 1B to reach the steady state could be reduced by about 10%. If the helium discharge pressure of the compressor 2 is set higher than the above, the same can be applied to the cryopump 1C.
【0027】[0027]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ヘ
リウムの連続的な供給を必要とする複数のクライオポン
プに対し一つのコンプレッサからヘリウムを供給するヘ
リウム供給方法において、前記複数のクライオポンプの
相互間で所要のヘリウム供給圧が不揃であっても、個々
のクライオポンプに適正な供給圧でヘリウムを供給し得
るようにすることができて、コンプレッサ共用化のマル
チ構成により補繕の工数と予備品を減少させる上記ヘリ
ウム供給方法の採用拡大を可能にさせる効果がある。As described above, according to the present invention, in the helium supply method for supplying helium from one compressor to a plurality of cryopumps requiring continuous supply of helium, Helium can be supplied to each cryopump at an appropriate supply pressure even if the required helium supply pressure is not uniform between each other. This has the effect of enabling the helium supply method, which reduces the number of man-hours and spare parts, to be widely adopted.
【図1】 実施例を説明するための構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram for explaining an embodiment.
【図2】 実施例の実施形態を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an embodiment of an example.
【図3】 従来例の単一構成を説明するための構成図で
ある。FIG. 3 is a configuration diagram for explaining a single configuration of a conventional example.
【図4】 従来例のマルチ構成を説明するための構成図
である。FIG. 4 is a configuration diagram for explaining a multi-configuration of a conventional example.
【符号の説明】 1, 1A〜1C クライオポンプ 1a ヘリウム冷凍機 2 コンプレッサ 3, 93 ヘリウム供給配管 4, 94 ヘリウム還流配管 9 ガス分配装置 9a 制御盤 G1〜G4 ガス圧計 V1〜V4 ガス流量調整弁[Explanation of Signs] 1, 1A-1C cryopump 1a Helium refrigerator 2 Compressor 3,93 Helium supply pipe 4,94 Helium reflux pipe 9 Gas distributor 9a Control panel G1-G4 Gas pressure gauge V1-V4 Gas flow control valve
Claims (2)
給圧の異なるクライオポンプに対し一つのコンプレッサ
からヘリウムを供給する方法であって、 前記コンプレッサと前記複数の供給圧の異なるクライオ
ポンプとの間に、該コンプレッサからのヘリウムを各該
クライオポンプに分岐し、且つ各該分岐毎に供給圧を調
整可能なガス分配装置を介在させ、 前記ガス分配装置において、前記各クライオポンプで用
済みのヘリウムを合流させて前記コンプレッサに還流さ
せ、ヘリウムの供給側の分岐前と還流側の合流後との間
にガス流量調整弁を設けることを特徴とするクライオポ
ンプのヘリウム供給方法。1. A method for supplying helium from one compressor to a plurality of cryopumps having different supply pressures to which helium is continuously supplied, comprising: In the meantime, helium from the compressor is branched to each of the cryopumps, and a gas distribution device capable of adjusting the supply pressure for each of the branches is interposed. A helium supply method for a cryopump, characterized in that helium is merged and refluxed to the compressor, and a gas flow control valve is provided between before the helium supply side branch and after the reflux side merge.
給圧の異なるクライオポンプに対し一つのコンプレッサ
からヘリウムが供給されるクライオポンプへのヘリウム
の供給装置であって、 前記コンプレッサと前記複数の供給圧の異なるクライオ
ポンプとの間に、該コンプレッサからのヘリウムが各該
クライオポンプに分岐され、且つ各該分岐毎に供給圧を
調整可能なガス分配装置を有し、 前記ガス分配装置は、前記各クライオポンプで用済みの
ヘリウムを合流させて前記コンプレッサに還流するもの
であり、ヘリウムの供給側の分岐前と還流側の合流後と
の間にガス流量調整弁を有することを特徴とするクライ
オポンプへのヘリウム供給装置。2. A helium supply device to a cryopump to which helium is supplied from one compressor for a plurality of cryopumps having different supply pressures to which helium is continuously supplied, wherein the compressor and the plurality of helium are supplied. Helium from the compressor is branched to each of the cryopumps between the cryopumps having different supply pressures, and the gas distribution device has a gas distribution device capable of adjusting the supply pressure for each of the branches. The helium used in each of the cryopumps is combined and returned to the compressor, and a gas flow control valve is provided between before the branch on the supply side of helium and after the merge on the reflux side. Helium supply device to cryopump.
Priority Applications (1)
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