JPS63305912A - 真空排気系用微粒子捕集装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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１排気通路にメツシュを介在させて、排気ガス中
のダストを付着させるような方法をとっていた。

しかし、真空中では、レイノルズ数は小さく、上記のよ
うな方法は殆んどブラウン拡散効果に頼っているため、
効率が悪かった。

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（トラッ
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
力差を小さくシ、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
重円筒によっつ形成された高温壁６から低温側へと熱泳
動現象によ構成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
を大きく取って温度勾配が小さくなった場合、つまり流
路断面積を大きくした場合であっても、十分にガス中の
微粒子を低温壁に収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）が成る程度付着すると、掃
除をする必要があ勺、そのために、分解して粉を除去す
る必要があった。

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、通常は安全を確保するた
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只−ジ（追放〕している。従っ
て、吸着した粉を除去する作業に非常に手間がかかると
いう問題点があった。

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、構造簡単、
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。

〔問題点を解決するだめの手段〕

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
微粒子トラッ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
きるようになっている。

〔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重筒体によっ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
より成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って
温度勾配が小さくなった場合、つまシ流路断面積を大き
くした場合であっても、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シ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シ離したあと、駆動機構を外部
よシ操作して、低温壁面に設けＧ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
シ、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、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
シ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
部断面側面図であって、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が嵌挿されておシ、また
該内筒７の内部には、局面に磁石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
ってマグネットカッ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によって回転されるねじ棒２４と螺合している。

これによって、モータ２３従ってねじ棒２４の回転によ
シ、中実円筒体２２が内筒７の内面に沿って、上下動（
のみ〕されるようになっている。

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が取シ外し可能に設けられておシ、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によって加熱され、内筒７
は内部冷却液によって冷却されており、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
へ向かって成る速度で熱泳動によシ移動し、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、（１）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の回転によシ、
中実円筒体２２の下降に伴って下降させ、これによシ、
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。ｈ）
　１，１−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よし取外し、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
って、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（）ラップ）
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、駆即１′＋′＆桐として、モータで駆動されるね
じ機構を利用した上下動機構と、マグネットカップリン
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
ラッ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
設けたことによシ、従来の微粒子捕集装置（トラップ）
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（トラップ）を特に設ける必要がなくなシ、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補集装置の要部
断面側面図、第２゛悩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。 ２５・・・ゲートバルブ、　２６・・・ダスト受け。 ２７−・リークバルブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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ップに
   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。 ２、上記二重筒体が二重円筒体からなっている特許請求
   の範囲第１項記載の真空排気系用微粒子捕集装置。 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。 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。 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１項記載の真空排気系用微粒子捕集装置。