JP2020513088A

JP2020513088A - 吸排気ユニットおよびその使用

Info

Publication number: JP2020513088A
Application number: JP2019554923A
Authority: JP
Inventors: ダルブールフィリップ
Original assignee: ファイファーバキユーム
Priority date: 2017-04-07
Filing date: 2018-03-21
Publication date: 2020-04-30
Also published as: TW201837310A; FR3065040B1; TWI735764B; EP3607204B1; CN110506163B; US20200191147A1; WO2018184853A1; US11078910B2; EP3607204A1; KR102561996B1; KR20190132483A; CN110506163A; FR3065040A1

Abstract

【課題】ＣＶＤ用途の操作範囲においてより高い吸排気性能を有し、到達圧力において、最小の消費電力となる吸排気ユニットを提案する。【解決手段】本発明は、吸排気ユニット（１）に関し、− 直列に取り付けられた少なくとも４段の吸排気段（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）を含む多段ドライ一次真空ポンプ（２）を備える吸排気ユニット（１）であって、前記吸排気ユニット（１）は、− 直列に取り付けられた第１および第２の吸排気段（Ｂ１、Ｂ２）を含む二段ルーツ真空ポンプ（３）を備え、前記二段ルーツ真空ポンプ（３）の前記第２吸排気段（Ｂ２）は、吸排気されるガスの流れ方向において、前記一次真空ポンプ（２）の第１吸排気段（Ｔ１）の上流に直列に取り付けられており、− 前記二段ルーツ真空ポンプ（３）の前記第２吸排気段（Ｂ２）の前記排気量に対する前記二段ルーツ真空ポンプ（３）の前記第１吸排気段（Ｂ１）の前記排気量の比が６未満であり、− 前記一次真空ポンプ（２）の第１吸排気段（Ｔ１）の前記排気量に対する前記二段ルーツ真空ポンプ（３）の前記第２吸排気段（Ｂ２）の前記排気量の比は、６未満である。本発明はまた、前記吸排気ユニット（１）の使用に関する。【選択図】図１

Description

本発明は、多段ドライ一次真空ポンプと、その一次真空ポンプの上流に直列に取り付けられた二段ルーツ式真空ポンプとを備えた吸排気ユニットに関する。本発明はまた、当該吸排気ユニットの使用に関する。

一次真空ポンプは、直列に接続された多数の吸排気段を備えており、吸排気されるガスが吸気口と排気口との間を流れる。既知の一次真空ポンプの特徴的なタイプには、２つまたは３つのローブ付きのルーツポンプとも呼ばれる回転ローブ付きのものと、クローポンプとも呼ばれる二重爪付きのものがある。

一次真空ポンプは、同じ輪郭を持つ２つのロータで構成され、ステータの内側で反対方向に回転する。回転中、吸排気されるガスは、ロータとステータによって掃引された容積に閉じ込められ、ロータによって次の段に向けて押し出され、その後、真空ポンプの排気口に徐々に押し出される。ロータとステータとが何ら機械的に接触することなく作動するため、吸排気段にオイルが存在しない。このようにして、ドライ真空ポンプとして知られているものを提供することができる。

吸排気性能、特に流量特性を改善するために、ルーツ真空ポンプ（「ルーツブロワ」として知られる）が使用され、一次真空ポンプの上流に、直列に取り付けられている。ルーツ真空ポンプの排気量は、一次真空ポンプの排気量の約２０倍とすることができる。

半導体製造産業における薄膜製造、またはＣＶＤ（化学蒸着）などの用途では、５０Ｐａｍ^３ｓ^−１〜１７０Ｐａｍ^３ｓ^−１の連続的な吸排気流れの場合、特に５３Ｐａ〜２６６Ｐａの操作圧力範囲において高い吸排気性能が必要とされる。特に、この課題は、この操作圧力範囲において、約３０００ｍ^３／ｈの最大吸排気流量を得ることにある。

これらの吸排気能力を達成するための解決策の１つは、約３００ｍ^３／ｈの排気量を持つ一次多段真空ポンプに直列に取り付けた３０００ｍ^３／ｈを達成するための所望の排気量を有するルーツ真空ポンプを使用することである。そのため、ルーツ真空ポンプの排気量は、一次多段真空ポンプの排気量の約１０倍になる。しかし、ＣＶＤ用途での操作範囲内の圧力および到達圧力において、この装置では、吸排気性能の大幅な低下が観察されている。さらに、この吸排気装置は、非常にエネルギー集約型なので、消費電力を低減させることも同様に望ましい。

一次多段真空ポンプの上流に直列で２台のルーツ真空ポンプを使用しても、満足のいく解決策は得られない。このような構成は、費用がかかり、かさばり、２台のモータを使用すると機械的な損失が発生し、かつ消費電力が大きくなるためである。

したがって、本発明の課題の１つは、ＣＶＤ用途の操作範囲において、より高い吸排気性能を有し、到達圧力において、最小の消費電力となる吸排気ユニットを提案することである。

上記課題を解決するために、本発明の吸排気ユニットは、
− 直列に取り付けられた少なくとも４段の吸排気段を含む、多段ドライ一次真空ポンプを備えており、
前記吸排気ユニットは、
− 直列に取り付けられた第１および第２の吸排気段を含む二段ルーツ真空ポンプを備え、前記二段ルーツ真空ポンプの前記第２吸排気段は、吸排気されるガスの流れ方向において、前記一次真空ポンプの第１吸排気段の上流に直列に取り付けられており、
− 前記二段ルーツ真空ポンプの前記第２吸排気段の前記排気量に対する前記二段ルーツ真空ポンプの前記第１吸排気段の前記排気量の比は、６未満であり、
− 前記多段ドライ一次真空ポンプの第１吸排気段の前記排気量に対する前記二段ルーツ真空ポンプの前記第２吸排気段の前記排気量の比は、６未満であることを特徴とする。

この吸排気ユニットの構成および容量により、５３Ｐａ〜２６６Ｐａの圧力で、１７０Ｐａｍ^３ｓ^−１まで連続的に吸排気可能な流れを有する、所望の操作範囲において最大の吸排気性能を得ることができる。

到達真空度における吸排気性能も、０．１Ｔｏｒｒ未満において、十分である。

さらに、到達真空度であろうと、ＣＶＤ用途の所望の操作範囲であろうと、消費電力は、最小である。

吸排気ユニットの１つ以上の特徴に応じて、以下の特徴を個別にまたは組み合わせて考慮することができる。
− 前記二段ルーツ真空ポンプの前記第１吸排気段の前記排気量は、３０００ｍ^３／ｈ以上であり、たとえば３５００ｍ^３／ｈ〜５０００ｍ^３／ｈであり、
− 前記二段ルーツ真空ポンプの前記第２吸排気段の前記排気量は、５００ｍ^３／ｈ以上であり、たとえば５００ｍ^３／ｈ〜１０００ｍ^３／ｈであり、
− 前記二段ルーツ真空ポンプの前記第２吸排気段の前記排気量に対する前記二段ルーツ真空ポンプの前記第１吸排気段の前記排気量の比は、５．５未満であり、たとえば４．５〜５．５であり、
− 前記多段ドライ一次真空ポンプの前記第１吸排気段の前記排気量に対する前記二段ルーツ真空ポンプの前記第２吸排気段の排気量の比は、５以下であり、
− 前記一次真空ポンプの前記第１吸排気段の前記排気量は、１００ｍ^３／ｈ以上であり、たとえば１００ｍ^３／ｈ〜４００ｍ^３／ｈであり、
− 前記一次真空ポンプの前記第２吸排気段の前記排気量に対する前記一次真空ポンプの前記第１吸排気段の前記排気量の比は、３以下であり、
− 前記一次真空ポンプの前記第３吸排気段の前記排気量に対する前記ルーツ真空ポンプの前記第１吸排気段の前記排気量の比は、１２０以下であり、
− 前記一次真空ポンプの前記最後から２番目の吸排気段の前記排気量に対する前記一次真空ポンプの前記最後の吸排気段の前記排気量の比は、２以下であり
− 前記一次真空ポンプは、直列に取り付けられた少なくとも５段の吸排気段を備えており、
− さらに、前記吸排気ユニットは、前記二段ルーツ真空ポンプの吸気口を前記二段ルーツ真空ポンプの前記第２吸排気段の入口に接続する通路を備えており、前記通路は、前記吸気口と前記第１吸排気段の排気口との差圧が所定の値を超えると、すぐに開くようになっているリリーフモジュール（「バイパス」とも呼ばれる）を備えている。

本発明は、半導体製造設備の密閉容器を吸排気するための、上述の吸排気ユニットの使用も提案しており、前記吸排気ユニットを使用して、前記密閉容器における吸排気されるガス流れが５０Ｐａｍ^３ｓ^−１〜１７０Ｐａｍ^３ｓ^−１となるように、前記密閉容器内の圧力を５３Ｐａ〜２６６Ｐａのレベルに制御している。

本発明の吸排気ユニットの模式図である。操作に必要な構成要素のみを描いた一次真空ポンプの実施形態を示す図である。理解を容易にするために、互いに隣接する吸排気段の断面を示している、二段ルーツ真空ポンプの模式図である。本発明の吸排気ユニットおよび従来技術の吸排気装置の吸排気速度（ｍ^３／ｈ）の曲線を圧力（Ｔｏｒｒ）の関数として示すグラフである。図４の吸排気ユニットおよび吸排気装置の吸排気ガス流れ（ｓｌｍ（ｓｔａｎｄａｒｄｌｉｔｒｅｓｐｅｒｍｉｎｕｔｅ）「標準リットル／分」）、（１ｓｌｍ＝１．６８８７５Ｐａｍ^３ｓ^−１）の曲線を圧力（Ｔｏｒｒ）の関数として示すグラフである。本発明の吸排気ユニットの使用例を示す図である。

本発明の他の特徴および利点は、添付の図面に示す、非限定的な実施例に関する以下の説明から、明らかになるであろう。

添付の図において、同様の構成要素には、同じ符号を付してある。なお、この実施形態は一例である。以下の説明では、１つ以上の実施形態を挙げているが、これは、必ずしも各例示が同じ実施形態に関連すること、または、その特徴が単一の実施形態のみに適用可能であることを意味するものではない。異なる実施形態の単一の特徴を組み合わせてまたは交換して、他の実施形態を提供することも可能である。

「排気量」という表現は、真空ポンプのロータとステータとの間の掃引容積に対応する容量に、１秒あたりの回転数を掛けたものである。

「到達圧力」という表現は、吸排気ガス流れがない場合に、吸排気装置で得られる最低圧力を意味する。

「ドライ一次真空ポンプ」という表現は、２つのロータを使用して大気圧下で吸排気するためにガスを吸引し、移送し、排気する容積移送式真空ポンプを意味する。ロータは、一次真空ポンプのモータによって回転駆動される。

「ルーツ真空ポンプ」（「ルーツブロワ」とも呼ばれる）という表現は、ルーツ式のロータを使用して、吸排気するためにガスを吸引し、移送し、排気する容積移送式真空ポンプを意味する。ルーツ真空ポンプは、一次真空ポンプの上流に、直列に取り付けられている。ルーツロータは、ルーツ真空ポンプのモータによって回転駆動される。

「上流」という表現は、ガスの流れ方向に対して他の構成要素の前に位置する構成要素を指すと解釈される。逆に、「下流」という表現は、吸排気されるガスの流れ方向に対して次々に配置された構成要素を指すと解釈される。より高い圧力の下流に位置する構成要素よりも、上流に位置する構成要素は、より低い圧力である。

図１は、本発明の吸排気ユニットの模式図を示している。

吸排気ユニット１は、例えば、半導体製造産業の設備１００で使用される（図６）。吸排気ユニット１は、例えば、薄膜製造またはＣＶＤ（「化学蒸着」）用途に使用される密閉容器１０１に接続され、その操作範囲は、圧力が５３Ｐａ〜２６６Ｐａ、密閉容器１０１における吸排気されるガス流れは、通常５０Ｐａｍ^３ｓ^−１〜１７０Ｐａｍ^３ｓ^−１である。

吸排気ユニット１は、多段ドライ一次真空ポンプ２と、この一次真空ポンプ２の上流に直列に取り付けられた二段ルーツ式（または「二段ブロワ」）の真空ポンプ３とを備えている。

ここに示す一次真空ポンプ２は、一次真空ポンプ２の吸気口４と排気口５との間に直列に取り付けられた５段の吸排気段Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５を備えている。

各吸排気段Ｔ１〜Ｔ５は、それぞれの入口と出口とを備えている。連続する吸排気段Ｔ１〜Ｔ５は、前の吸排気段の出口（または排気口）を次の吸排気段の入口（または吸気口）に接続する各段間路６によって互いに直列に接続されている（図２を参照）。段間路６は、例えば、ロータ１０を収容する中央ハウジング９の両側で、一次真空ポンプ２のボディ８内において横方向に配置されている。第１吸排気段Ｔ１の入口は、一次真空ポンプ２の吸気口４と連通し、最後の吸排気段Ｔ５の出口は、一次真空ポンプ２の排気口５と連通している。吸排気段Ｔ１〜Ｔ５のステータは、一次真空ポンプ２のボディ８を形成している。

一次真空ポンプ２は、吸排気段Ｔ１〜Ｔ５内に延びる２つの回転ローブロータ１０を備えている。ローブロータ１０のシャフトは、一次真空ポンプ２のモータＭ１によって排気段Ｔ５の側部から駆動される（図１）。

ロータ１０は、同一の輪郭を備えたローブを有する。描かれているロータはルーツ式のものである（「数字の８」または「インゲンマメ」の形の断面を有している）。明らかに、本発明は、クロー、スパイラルまたはスクリュー式、または他の同様の容積移送式真空ポンプの原理で作動するものなど、他のタイプのドライ多段一次真空ポンプに等しく適用可能である。

ロータ１０は、各吸排気段Ｔ１〜Ｔ５の中央ハウジング９内で、反対方向に同期して回転するように角度的にオフセットされ、かつ駆動する。回転中、入口から引き込まれたガスは、ロータ１０とステータとによって掃引された容積に閉じ込められ、ロータによって次の段に向けて駆動させられる（図１および図２において、ガスの流れ方向を矢印Ｇで示している）。

一次真空ポンプ２は、運転中、ロータ１０がステータと何ら機械的に接触することなくステータの内側を回転するため、「ドライ」と呼ばれ、それ故、吸排気段Ｔ１〜Ｔ５にオイルが存在しない。

吸排気段Ｔ１〜Ｔ５は、掃引容積、すなわち、吸排気段毎に減少する（または等しい）吸排気されるガスの容積を有しており、第１の吸排気段Ｔ１は、最大の排気量を有し、最終の吸排気段Ｔ５は、最小の排気量を有している。

一次真空ポンプ２の排気圧力は、大気圧に等しい。一次真空ポンプ２はさらに、吸排気されたガスが一次真空ポンプ２に戻るのを防ぐために、最終吸排気段Ｔ５の出口の排気口５に、逆止弁を備えている。

図３は、二段ルーツ真空ポンプ３を模式的に示している。

一次真空ポンプ２と同様に、二段ルーツ真空ポンプ３は、容積移送式真空ポンプであり、２つのロータを使用して、吸排気するためにガスを吸引し、移送し、排気する。

二段ルーツ真空ポンプ３は、吸排気されるガスを流すことができる吸気口１１と排気口１２との間に直列に取り付けられた第１および第２の吸排気段Ｂ１、Ｂ２を備えている。

各吸排気段Ｂ１、Ｂ２は、それぞれの入口および出口を備えており、第２吸排気段Ｂ２の入口１６（または吸気口）は、段間路１３によって第１吸排気段Ｂ１の出口（または排気口）に接続している。第１吸排気段Ｂ１の入口は、吸排気ユニット１の吸気口１１と連通し、第２吸排気段Ｂ２の出口（排気口１２）は、一次真空ポンプ２の吸気口４に接続している。

二段ルーツ真空ポンプ３は、吸排気段Ｂ１、Ｂ２内に延びる２つの回転ローブロータ１４を備えている。ロータ１４のシャフトは、二段ルーツ真空ポンプ３のモータＭ２によって駆動される（図１）。

ロータ１４は、ルーツ式の同一輪郭を備えたローブを有する。

ロータ１４は、各ステージＢ１〜Ｂ２のチャンバを形成する中央ハウジング内で、反対方向に同期して回転するように角度的にオフセットされ、かつ駆動する。回転中、入口から引き込まれたガスは、ロータとステータとによって掃引された容積に閉じ込められ、ロータによって次の段に向けて駆動させられる（図１および図３において、ガスの流れ方向を矢印Ｇで示している）。

ルーツ真空ポンプ３は、運転中、ロータがステータと何ら機械的に接触することなくステータ内で回転するため、「ドライ」と呼ばれ、それ故、吸排気段Ｂ１〜Ｂ２にオイルが存在しない。

ルーツ真空ポンプ３は、吸排気能力が大きいため吸排気段Ｂ１〜Ｂ２の寸法がより大きくなるという点、寸法公差の点、遊びが大きいという点、および、大気圧下で排気するものではなく、一次真空ポンプの上流で直列配置して使用しなければならないという点において、主に一次真空ポンプ２と異なっている。

吸排気ユニット１は、ルーツ真空ポンプ３の吸気口１１をルーツ真空ポンプ３の第２吸排気段Ｂ２の入口１６に接続する通路１５をさらに備えている。

通路１５は、吸気口１１と第１吸排気段Ｂ１の排気口との差圧が所定のレベル、例えば５×１０^３Ｐａ〜３×１０^４Ｐａ、を超えると、すぐに開くようになっている逆止弁または制御弁などのリリーフモジュール１７を備えている。

リリーフモジュール１７の開放により、第１吸排気段Ｂ１の排気口からルーツ真空ポンプ３の吸気口１１に向かって、過剰ガスをリサイクルすることができる。このリサイクルは、吸排気開始時の大きいガス流れにより、密閉容器１０１の圧力が大気圧を下回ると行われる。これにより、非常に大きい消費電力、過剰な加熱、および誤動作のリスクをもたらす恐れがある、第１吸排気段Ｂ１の排気口が高圧になることが回避される。

ルーツ真空ポンプ３の第２吸排気段Ｂ２の排気量に対するルーツ真空ポンプ３の第１吸排気段Ｂ１の排気量の比は、６未満であり、例えば５．５未満または４．５〜５．５である。

二段ルーツ真空ポンプ３の第１吸排気段Ｂ１の排気量は、例えば、３０００ｍ^３／ｈ以上であり、例えば３５００ｍ^３／ｈ〜５０００ｍ^３／ｈである。

二段ルーツ真空ポンプ３の第２吸排気段Ｂ２の排気量は、例えば、５００ｍ^３／ｈ以上であり、例えば５００ｍ^３／ｈ〜１０００ｍ^３／ｈである。

二段ルーツ真空ポンプ３の第１吸排気段Ｂ１の排気量は、例えば、約４４５９ｍ^３／ｈである。

二段ルーツ真空ポンプ３の第２吸排気段Ｂ２の排気量は、例えば、約８７６ｍ^３／ｈである。

したがって、第２吸排気段Ｂ２の排気量に対する第１吸排気段Ｂ１の排気量の比は、約５．１である。

さらに、一次真空ポンプ２の第１吸排気段Ｔ１の排気量に対するルーツ真空ポンプ３の第２吸排気段Ｂ２の排気量の比は、６未満であり、たとえば５以下である。

一次真空ポンプ２の第１吸排気段Ｔ１の排気量は、例えば、１００ｍ^３／ｈ以上であり、例えば１００ｍ^３／ｈ〜４００ｍ^３／ｈである。

一次真空ポンプ２の第１吸排気段Ｔ１は、例えば、約１８７ｍ^３／ｈの排気量を有している。

したがって、第１吸排気段Ｔ１の排気量に対する第２吸排気段Ｂ２の排気量の比は約４．７に等しい。

一次真空ポンプ２の第２吸排気段Ｔ２の排気量に対する一次真空ポンプ２の第１吸排気段Ｔ１の排気量の比は、例えば、３以下である。

第２吸排気段Ｔ２は、例えば、約９３ｍ^３／ｈの排気量を有している。したがって、第２吸排気段Ｔ２の排気量に対する第１吸排気段Ｔ１の排気量の比は、ほぼ２に等しい。

一次真空ポンプ２の第３吸排気段Ｔ３の排気量に対する二段ルーツ真空ポンプ３の第１吸排気段Ｂ１の排気量の比は、例えば、１２０以下である。一次真空ポンプ２の少なくとも２つの最終吸排気段Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６は、同じ排気量を有していてもよい。

一次真空ポンプ２の最後から２番目の吸排気段Ｔ４の排気量に対する一次真空ポンプ２の最後の吸排気段Ｔ５の排気量の比は、例えば、２以下である。

最後の３つの吸排気段Ｔ３、Ｔ４、およびＴ５は、例えば、約４４ｍ^３／ｈの排気量を有する。したがって、一次真空ポンプ２の第３吸排気段Ｔ３の排気量に対する二次二段ルーツ真空ポンプ３の第１吸排気段Ｂ１の排気量の比は、約１０１．３である。したがって、この場合、一次真空ポンプ２の最後から２番目の吸排気段Ｔ４の排気量に対する一次真空ポンプ２の最後の吸排気段Ｔ５の排気量の比は、１に等しい。

同じ排気量を有する一次真空ポンプ２の最終吸排気段Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６は、製造を単純化し、コストを削減することができる。

吸排気ユニット１のこのような設計により、吸排気性能の最適化が可能になり、これはＣＶＤ法の操作範囲において、最も好ましい。到達真空度における吸排気性能も満足すべきものである。さらに、到達真空度においても、操作圧力においても、消費電力は、最小である。

これは、本発明による吸排気ユニット１および従来技術の吸排気装置について見出された吸排気性能を示す図４および図５のグラフを考察することにより、より容易に理解することができる。

曲線Ａは、推定排気量が５１０ｍ^３／ｈの一次真空ポンプの上流に直列に取り付けられた４４５９ｍ^３／ｈの推定排気量を有する単段ルーツ真空ポンプを備えた従来技術の吸排気装置の、圧力に対する吸排気速度の曲線である。

この吸排気装置は、１３Ｐａ〜２６Ｐａ（または０．１Ｔｏｒｒ〜０．２Ｔｏｒｒ）の圧力で約３０００ｍ^３／ｈの吸排気速度に達することができる。しかし、５３Ｐａ（または０．４Ｔｏｒｒ）を超えると、吸排気性能が急激に低下するため、吸排気装置の性能は、目的とする操作範囲（図４および図５のグラフのＰｆで示した範囲）で不十分になってしまう。１３Ｐａ（または０．１Ｔｏｒｒ）未満の圧力（到達真空度において）の吸排気速度も不十分である。さらに、到達圧力における消費電力は、約３．３ｋＷと大きくなっている。

曲線Ｂは、推定排気量が２６０ｍ^３／ｈの一次真空ポンプの上流に直列に取り付けられた４４５９ｍ^３／ｈの推定排気量を有する単段ルーツ真空ポンプを備えた従来技術の吸排気装置の、圧力に対する吸排気性能を示している。

到達圧力における吸排気性能は、曲線Ａの吸排気装置よりも優れていることが分かる。しかし、吸排気速度は、操作範囲Ｐｆにおいて３０００ｍ^３／ｈの所望の性能に達しない。

曲線Ｃは、推定排気量が５１０ｍ^３／ｈの一次真空ポンプの上流に直列に取り付けられた４４５９ｍ^３／ｈの推定排気量を有する１台のルーツ真空ポンプを備えた従来技術の吸排気装置の、圧力に対する吸排気性能を示している。約１０９ｍ^３／ｈの推定排気量を有する曲線Ｃの吸排気装置の一次真空ポンプの最終吸排気段の設計は、約５８ｍ^３／ｈの推定排気量を有する曲線Ａの吸排気装置の設計よりも（容量または圧力において）はるかに優れている。

曲線Ｃの吸排気装置の吸排気性能は、操作範囲Ｐｆにおいて、曲線Ｂの吸排気装置の吸排気性能よりも大幅に優れていることがわかる。しかし、吸排気速度は、３０００ｍ^３／ｈに達していなく、かつ、操作範囲Ｐｆにおいて低下している。また、一次真空ポンプの最終吸排気段の過大設計によって、到達圧力における消費電力が非常に高くなる（約５．７ｋＷ）。さらに、到達圧力における吸排気性能が不十分である。

曲線Ｄは、ルーツ真空ポンプ３の第１吸排気段Ｂ１の排気量が約４４５９ｍ^３／ｈであり、ルーツ真空ポンプ３の第２吸排気段Ｂ２の排気量が約８７６ｍ^３／ｈであり、一次真空ポンプ２の第１吸排気段Ｔ１が約１８７ｍ^３／ｈの排気量を有しており、一次真空ポンプ２の第２吸排気段Ｔ２が約９３ｍ^３／ｈの排気量を有しており、かつ、一次真空ポンプ２の最後の３つの吸排気段Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５が約４４ｍ^３／ｈの排気量を有している、本発明による吸排気ユニット１における、圧力に対する吸排気性能を示している。

吸排気性能は、所望の操作範囲Ｐｆにおいて、最大約３０００ｍ^３／ｈであることがわかる。

到達真空度における吸排気性能も、十分である。

さらに、消費電力は、満足のいくものである。到達圧力において２．５ｋＷ未満である。

１吸排気ユニット
２一次真空ポンプ
３ルーツ真空ポンプ
４吸気口（一次真空ポンプ）
５排気口（一次真空ポンプ）
６段間路
８ボディ
９中央ハウジング
１０ロータ（一次真空ポンプ）
１１吸気口（ルーツ真空ポンプ）
１２排気口（ルーツ真空ポンプ）
１４ロータ（ルーツ真空ポンプ）
１５通路
１６入口（第２吸排気段）
１７リリーフモジュール
１００半導体製造設備
１０１密閉容器
Ｂ１第１吸排気段（ルーツ真空ポンプ）
Ｂ２第２吸排気段（ルーツ真空ポンプ）
Ｇガス
Ｍ１モータ（一次真空ポンプ）
Ｍ２モータ（ルーツ真空ポンプ）
Ｐｆ操作範囲
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５吸排気段（一次真空ポンプ）

Claims

− 直列に取り付けられた少なくとも４段の吸排気段（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）を含む、多段ドライ一次真空ポンプ（２）を備える吸排気ユニット（１）であって、
前記吸排気ユニット（１）は、
− 直列に取り付けられた第１および第２の吸排気段（Ｂ１、Ｂ２）を含む二段ルーツ真空ポンプ（３）を備え、前記二段ルーツ真空ポンプ（３）の前記第２吸排気段（Ｂ２）は、吸排気されるガスの流れ方向において、前記一次真空ポンプ（２）の第１吸排気段（Ｔ１）の上流に直列に取り付けられており、
− 前記二段ルーツ真空ポンプ（３）の前記第２吸排気段（Ｂ２）の前記排気量に対する前記二段ルーツ真空ポンプ（３）の前記第１吸排気段（Ｂ１）の前記排気量の比は、６未満であり、
− 前記一次真空ポンプ（２）の第１吸排気段（Ｔ１）の前記排気量に対する前記二段ルーツ真空ポンプ（３）の前記第２吸排気段（Ｂ２）の前記排気量の比は、６未満であることを特徴とする吸排気ユニット（１）。
前記二段ルーツ真空ポンプ（３）の前記第１吸排気段（Ｂ１）の前記排気量は、３０００ｍ^３／ｈ以上であり、たとえば３５００ｍ^３／ｈ〜５０００ｍ^３／ｈであることを特徴とする請求項１に記載の吸排気ユニット（１）。
前記二段ルーツ真空ポンプ（３）の前記第２吸排気段（Ｂ２）の前記排気量は、５００ｍ^３／ｈ以上であり、たとえば５００ｍ^３／ｈ〜１０００ｍ^３／ｈであることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸排気ユニット（１）。
前記二段ルーツ真空ポンプ（３）の前記第２吸排気段（Ｂ２）の前記排気量に対する前記二段ルーツ真空ポンプ（３）の前記第１吸排気段（Ｂ１）の前記排気量の比は、５．５未満であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の吸排気ユニット（１）。
前記一次真空ポンプ（２）の前記第１吸排気段（Ｔ１）の前記排気量に対する前記二段ルーツ真空ポンプ（３）の前記第２吸排気段（Ｂ２）の排気量の比は、５以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の吸排気ユニット（１）。
前記一次真空ポンプ（２）の前記第１吸排気段（Ｔ１）の前記排気量は、１００ｍ^３／ｈ以上であり、たとえば１００ｍ^３／ｈ〜４００ｍ^３／ｈであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の吸排気ユニット（１）。
前記一次真空ポンプ（２）の前記第２吸排気段（Ｔ２）の前記排気量に対する前記一次真空ポンプ（２）の前記第１吸排気段（Ｔ１）の前記排気量の比は、３以下であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の吸排気ユニット（１）。
前記一次真空ポンプ（２）の前記第３吸排気段（Ｔ３）の前記排気量に対する前記二段ルーツ真空ポンプ（３）の前記第１吸排気段（Ｂ１）の前記排気量の比は、１２０以下であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の吸排気ユニット（１）。
前記一次真空ポンプ（２）は、直列に取り付けられた少なくとも５つの吸排気段（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）を備えていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の吸排気ユニット（１）。
さらに、前記二段ルーツ真空ポンプ（３）の吸気口（１１）を前記二段ルーツ真空ポンプ（３）の前記第２吸排気段（Ｂ２）の入口（１６）に接続する通路（１５）を備えており、前記通路（１５）は、前記吸気口（１１）と前記第１吸排気段（Ｂ１）の排気口との差圧が所定の値を超えると、すぐに開くようになっているリリーフモジュール（１７）を備えていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の吸排気ユニット（１）。
半導体製造設備（１００）の密閉容器（１０１）を吸排気するための、請求項１から１０のいずれか１項に記載の吸排気ユニット（１）の使用であって、前記密閉容器（１０１）における吸排気されるガス流れが５０Ｐａｍ^３ｓ^−１〜１７０Ｐａｍ^３ｓ^−１となるように、前記密閉容器内の圧力を５３Ｐａ〜２６６Ｐａのレベルに制御するための吸排気ユニット（１）の使用。