JPH0710325B2

JPH0710325B2 - 真空排気系用微粒子捕集装置

Info

Publication number: JPH0710325B2
Application number: JP14154087A
Authority: JP
Inventors: 良保前羽
Original assignee: 日本真空技術株式会社
Priority date: 1987-06-08
Filing date: 1987-06-08
Publication date: 1995-02-08
Anticipated expiration: 2010-02-08
Also published as: JPS63305912A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、真空室と真空ポンプとの間に設置され、該真
空室に存するダスト等の微粒子を真空ポンプに到達する
以前に収集する真空排気系用微粒子捕集装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、CVD（化学蒸着法）等の多量にダスト等の微粒子
（粉）を発生する装置において、真空ポンプの保護のた
めに、排気通路にメツシユを介在させて、排気ガス中の
ダストを付着させるような方法をとつていた。

しかし、真空中では、レイノズル数は小さく、上記のよ
うな方法は殆んどブラウン拡散効果に頼つているため、
効率が悪かつた。

上記のような欠点を除去する手段として、本出願人は、
例えば第２図に示すような熱泳動式の捕集装置（トラツ
プ）を先に提案した。（特願昭62−97521号）このものは、例えば成膜装置の真空室11へ接続される流
入管３と、低真空又は中真空を形成しうる真空ポンプ２
へ接続される流出管４とを備えた容器１内の該流入管３
から流出管４への流路５に、外側円筒６と内側円筒７か
らなる２重円筒体を設け、その間を気体が流れるように
し、且つ一方（外筒６）を高温壁、他方（内筒７）を低
温壁とすると共に、該捕集装置を通過するに必要な圧力
差を小さくし、また気体中の微粒子を総べて捕集できる
ように、これらの両円筒の断面積及び長さを適当に保つ
ように構成し、これにより前記問題点を解決している。
なお、図中、８は加熱用ヒータ、９は冷却水パイプ、12
はバイパス、13,14はバルブである。

上記真空ポンプ２が作動されると、真空室11内のガスは
２重円筒内の流路５を経て真空ポンプ２へ吸引される
が、該流路５は、高温壁６と低温壁７とを対向させ且つ
流入管３より断面積が大きく形成されているので、真空
ポンプ２で吸引されるガス中のダスト等の微粒子は、２
重円筒によつつ形成された高温壁６から低温側へと熱泳
動現象により或る速度で移動して低温壁７に付着する。
この微粒子の移動速度は、圧力が低い程、小さい温度勾
配で同一の速度となるので、高温壁６と低温壁７の間隔
を大きく取つて温度勾配が小さくなつた場合、つまり流
路断面積を大きくした場合であつても、十分にガス中の
微粒子を低温壁に吸着して収集することができる。しか
も、流路断面積が流入管３の断面積より大きいので、微
粒子収集のための圧力差が小さくて済み、そのため、比
較的高い真空度が得られる真空ポンプの吸込側に取付け
て使用できるので、可及的に真空室内の圧力を低くする
ことが可能になる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

先に提案した上記熱泳動を利用した微粒子捕集装置は、
従来のものより効率が良いなど多くの長所を有している
が、ダスト等の粉（微粒子）が或る程度付着すると、掃
除をする必要があり、そのために、分解して粉を除去す
る必要があつた。

しかしながら、一般に半導体製造装置など、ダスト等の
粉を発生し易いプロセスで使用するガスは、非常に活性
で反応性に富んでいるために、通常は安定を確保するた
めに、すべて最終段に除害装置を設けている。

このような系で、粉と一緒に未反応のままガスが吸着し
ていた場合、分解してそれを大気にさらすということは
甚だ危険である。そのため、通常は十分にN₂などで未反
応の活性な成分をパージ（追放）している。従つて、吸
着した粉を除去する作業に非常に手間がかかるという問
題点があつた。

本発明は、低圧のガス中のダスト等の微粒子を圧力差を
高めることなく十分に収集することができ、製造簡単、
製作容易で、比較的高い真空度が得られる真空ポンプを
使用することができ、しかも保守の容易な真空排気系用
微粒子捕集装置を提供すると共に、分解することなく吸
着微粒子を除去することを技術的課題としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、先に提案した熱泳動を利用した微粒子捕集装
置の問題点及び技術的課題を解決するために、熱泳動式
微粒子トラツプにおける高温壁と低温壁を２重筒体で形
成し、低温壁の微粒子が付着する壁面に微粒子掻き落と
し機構を設け、該掻き落とし機構を外部から駆動する駆
動機構を設け、上記容器の底部に、バルブを介してダス
ト受けを設けたことを特徴としている。なお、上記ダス
ト受けは、内部に貯溜されたダストを適宜外部へ排出で
きるようになつている。

〔作用〕

本発明は上記のように構成されているので、流入管を例
えば成膜装置の真空室に接続し、流出管を低真空又は中
真空を形成し得る真空ポンプに接続して、該真空ポンプ
を作動させると、真空室内のガスは、２重筒体間の流路
を経て真空ポンプへ吸引されるが、該流路は、高温壁と
低温壁とを対向させるようにして形成されているので、
真空ポンプで吸引されるガス中のダスト等の微粒子は、
２重筒体によつて形成された高温壁と低温壁の温度勾配
を有する流路中で、高温側から低温側へと熱泳動現象に
より或る速度で移動して低温壁に付着する。この微粒子
の移動速度は、圧力が低い程、小さい温度勾配で同一の
速度となるので、高温壁と低温壁の間隔を大きく取つて
温度勾配が小さくなつた場合、つまり流路断面積を大き
くした場合であつても、十分にガス中の微粒子を低温壁
に吸着して収集することができることは、先に提案した
捕集装置と変りはない。

上記のようにして、CVDなどの成膜プロセスで発生した
ダスト等の微粒子つまり粉が当該捕集装置の低温壁面に
多量に付着されると、当該捕集装置を適宜メインライン
からバイパスして切り離したあと、駆動機構を外部より
操作して、低温壁面に設けられた掻き落とし機構を駆動
し、該低温壁面に付着した多量の上記粉を当該捕集装置
の容器下方へ掻き落とす。

この時、該容器底部に設けられたバルブは開放されてお
り、上記のように掻き落とされた上記粉は、底部のダス
ト受けに貯溜される。

低温壁面に付着した上記粉がすべて掻き落とされてクリ
ーニング作用が終了した後、バルブは閉鎖されて、再び
当該捕集装置をメインラインに入れて、捕集作業が再開
される。

容器底部のダスト受けに貯溜された上記粉は、バルブよ
り下部のダスト受けのみ大気圧にしてから該ダスト受け
を取外すなどして適宜外部へ排出される。

以上のようにして、当該捕集装置を分解せず、且つ大気
圧に戻すこともなく、簡単にクリーニングが行われる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面と共に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す微粒子捕集装置の要
部断面側面図であつて、図中，第２図に記載した符号と
同一の符号は同一ないし同類部分を示すものとする。

図において、容器１の円筒からなる外筒６に加熱用ヒー
タ８が捲回されており、また円筒からなる内筒７は、上
部のみ外気に開放され内部に冷却液が貯留されて低温に
保たれている。

上記内筒７の外壁面には、上下に摺動可能に、磁石又は
磁性体からなるリング状体21が嵌挿されており、また外
内筒７の内部には、周面に磁石22aを埋設した中実円筒
体22が、回転しないように、内筒７の内面に軸方向に設
けられた凸条7aに嵌合する図示しない溝を周面に設ける
などして、軸方向にのみ移動可能に嵌挿されており、こ
れらの中実円筒体22とリング状体21とによつてマグネツ
トカツプリングを構成している。

また、上記中実円筒体22の中央部は、内筒７の中央部を
垂直方向に上下に貫通し上部に設けられた可逆転モータ
23によつて回転されるねじ棒24と螺合している。これに
よつて、モータ23従つてねじ棒24の回転により、中実円
筒体22が内筒７の内面に沿つて、上下動（のみ）される
ようになつている。

一方、容器１の底部には、ゲートバルブ25を介して、ダ
スト受け26が取り外し可能に設けられており、該ダスト
受け26は、リークバルブ27を介して外気に連通されてい
る。なお、図中,3は流入管,4は流出管,5は流路である。

次に、作用について説明するに、真空ポンプ（第２図）
の作動中、外筒６はヒータ８によつて加熱され、内筒７
は内部冷却液によつて冷却されており、真空室（第２
図）に接続された流入管３から流路５を経て、真空ポン
プに接続された流出管４へ矢印方向にガスが吸引され、
その過程で、ガス中の微粒子が高温外筒側から低温内筒
側へ向かつて或る速度で熱泳動により移動し、低温の内
筒７の外壁面に付着することは、先に提案したもの（第
２図）と変りはない。

上記のようにして、CVDなどの成膜プロセスで発生した
ダスト等の粉が当該捕集装置の低温の内筒７の壁面に多
量に付着されると、第２図に示すバルブ13,13を閉じ、
バルブ14,14を開いたあと、（ｉ）容器１底部のゲート
バルブ25を開け、（ii）モータ23を駆動して、第１図に
示すように予め内筒７の上端に位置された掻き落とし機
構21を、ねじ棒24の回転により、中実円筒体22の下降に
伴つて下降させ、これにより、低温内筒７の外壁面に付
着した多量の粉を下方のダスト受け26内へ掻き落とす。
この時、リークバルブ27は閉じている。（iii）低温内
筒７の壁面に付着した粉がすべて掻き落とされてクリー
ニング作用が終了した後、ゲートバルブ25を閉じ、再び
第２図に示すバイパスバルブ14,14を閉じ、バルブ13,13
を開いて、容器１をメインラインに入れ捕集作業を再開
する。（iv）リークバルブ27を開いて、ダスト受け26に
外気を導入し、該ダスト受け26を大気圧にした後、ゲー
トバルブ25より取外し、内部に貯留された粉を外部に排
気する。

以上のようにして、当該捕集装置を分解せず、且つ大気
圧に戻すことなく、簡単にクリーニングが行われる。従
つて、この実施例によれば、クリーニングが短時間で行
なわれるようになるので、予備の捕集装置（トラツプ）
を設ける必要がない。

上記した実施例（第１図）では、内筒を低温にした場合
について説明したが、これに限らず、外筒を低温にして
もよい。この場合は、外筒内面に上下動できるように嵌
入された、磁石又は磁性体からなるリング状体を、外筒
の外から磁気力を利用して適宜移動させるようにする。

また、駆動機構として、モータで駆動されるねじ機構を
利用した上下機構と、マグネツトカツプリングを利用し
た壁面両側への力の伝達機構を用いた構造について説明
したが、壁面の粉を機械的に掻き落とすものであれば、
これ以外の駆動機構や伝達機構を採用してもよく、駆動
は勿論手動でもよい。

また、ダスト受けの取外しを遠隔操作で自動的に行なう
ようにすることも可能である。

なお、本発明装置の容器を構成する２重筒体は円筒体が
最も好ましいが、多角筒体等で形成することも可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、熱泳動式微粒子ト
ラツプにおける高温壁と低温壁を２重筒体で形成し、低
温壁の微粒子が付着する壁面に微粒子掻き落とし機構を
設け、該掻き落とし機構を外部から駆動する駆動機構を
設け、上記容器の底部に、バルブを介してダスト受けを
設けたことにより、従来の微粒子捕集装置（トラツプ）
を分解せずにクリーニングすることができ、且つ該装置
内を大気圧にすることなくできる。

また、短時間でクリーニングできるので、予備の捕集装
置（トラツプ）を特に設ける必要がなくなり、真空装置
システムとして簡単になる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例を示す微粒子捕集装置の要部
断面側面図、第２図は先に提案された捕集装置の使用状
態を示す要部断面説明図である。１……容器,3……流入管,4……流出管,5……流路,6……
外筒,7……内筒,8……ヒータ,21……リング状体,22……
中実円筒体,22a……磁石,23……モータ,24……ねじ棒,2
5……ゲートバルブ,26……ダスト受け,27……リークバ
ルブ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空室へ接続される流入管と真空ポンプへ
接続される流出管とにそれぞれ接続される容器内に、高
温壁と低温壁とを対向して設け、これら両対向壁の間
を、上記流入管から流出管へ気体が流れる流路とし、気
体中の微粒子を高温側から低温側へ熱泳動現象により移
動させて低温壁へ付着させるようにした熱泳動式微粒子
トラツプにおいて、上記高温壁と低温壁を２重筒体で形
成し、低温壁の微粒子が付着する壁面に微粒子掻き落と
し機構を設け、該掻き落とし機構を外部から駆動する駆
動機構を設け、上記容器の底部に、バルブを介してダス
ト受けを設けたことを特徴とする真空排気系用微粒子捕
集装置。
【請求項２】上記二重筒体が二重円筒体からなつている
特許請求の範囲第１項記載の真空排気系用微粒子捕集装
置。
【請求項３】上記二重円筒体の外側円筒体が上記容器の
外壁で構成され、該外壁に加熱手段が設けられており、
内側円筒体の内部に冷却手段と上記駆動機構とが備えら
れている特許請求の範囲第２項記載の真空排気系用微粒
子捕集装置。
【請求項４】上記駆動機構が、内側円筒体の外壁に取付
けられた掻き落とし機構を、マグネツトカツプリングを
介して内側円筒体内部から駆動できるようになつている
特許請求の範囲第３項記載の真空排気系用微粒子捕集装
置。
【請求項５】上記ダスト受けが取り外し可能になつてい
る特許請求の範囲第１項記載の真空排気系用微粒子捕集
装置。