JPS63314397A - 真空ポンプ - 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、排気口圧力が大気圧近傍の真空ポンプに係り
、特に半導体製造装置等のポンプ内に析出、付着しやす
いガスを扱う装置に好適な排気流路を備えた真空ポンプ
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、背圧が大気圧近傍の真空ポンプの例として特開昭
６１−２４７８９３号がある。このポンプの構造を第５
図により説明する。この真空ポンプは吸気口１１Ａおよ
び排気口１１Ｂを有するハウジング１１と、このハウジ
ング内に軸受２１を介して回転自在に支持された回転軸
１２と、吸気口１１Ａ側から排気口１１Ｂ側に至る間の
ハウジングｌｌ内に順次配設された遠心圧縮ポンプ段１
３および円周流圧縮ポンプ段１４とを備えている０回転
軸１２はこれに連結したモータ１５により駆動されるよ
うになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述のような従来の真空ポンプの定常運転状態において
は、遠心圧縮ポンプ段は主として分子流。

中間流中で働き、円周流圧縮ポンプ段１４は数Ｔ　ｏｒ
ｒ以上の粘性流中で働く１円周流圧縮ポンプ段１４に流
入する気体は前記遠心圧縮ポンプ段１３において十分圧
縮されているため、体積流量はほとんど零に近い、その
ため１円周流圧縮ポンプ段１４は締切状態に近い状態で
運転されるので、流体損失によって発生する損失、すな
わち熱がガスによって外へ運ばれずに蓄積されて１円周
流ポンプ段１４の流路的温度が上昇する。排気口に近く
なるほどガス密度が高くなるので、温度上昇も大きく最
高２００℃以上になる。このポンプを活性なガスを用い
る半導体製造装置に適用した場合には問題が生じる０例
えば５ｉＣＱ４ガスを使ったアルミニウムプラズマエツ
チング装置では、反応によって多量のＡＱＣＱｓを発生
する。ＡＱＣＱｓの昇華温度は圧力０　、３　Ｔｏｒｒ
で約４０℃、７６０Ｔ　ｏｒｒで１７８℃である。

第６図に、第５図の真空ポンプをアルミニウムプラズマ
エツチング装置へ適用した場合の系統図を示す。エツチ
ングはＱ、ＩＴｏｒｒ前後の圧力で行なわれるので、反
応室３１とポンプ３４までの配管３３内の圧力は約０　
、　Ｉ　Ｔｏｒｒである。配管内温度も数１０℃以上な
ので反応室３１と配管３３へのＡＱＣＱｓの析出付着は
少ない、ポンプ３４内も流体損失により温度が高いので
ＡＱＣＱｓの析出は少ない、ところが第５図に示すポン
プの排気流路１１Ｃでは圧力がほぼ大気圧で体積流量が
減るのでガス流速が小さくなる。排気流路１１Ｃの壁温
は通常はポンプ部の温度よりかなり低いので、飽和状態
でポンプを通過してきたＡＱＣＱδガスは排気流路１１
Ｃの壁で急激に冷やされ、排気流路１１Ｃ内にＡＱＣＱ
ｓの粉末を析出し、遂には流路を閉塞させてしまうとい
う問題があった。

本発明の目的は、真空ポンプの排気口の壁面温度の低下
を少くして、　ＡＱＣ，Ｑδ粒粉末析出付着を軽減し、
かっＡＱＣＩｔｓ粉末が付着した場合の粉末の除去を容
易にした真空ポンプを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、真空ポンプの排気流路の中に、排気流路壁
に全面接触せず、かつ熱の不良導体から成る管を挿入す
ることによって達成される。

〔作用〕

真空ポンプ内部で熱せられ、高温になったプロセスガス
及び反応生成ガスは、飽和ガスの状態で排気流路に挿入
した管の内側、外側の両方を通って排気口へ至る。挿入
管の外側を流れるガスは。

排気流路壁にて冷やされるので反応生成物を析出し、徐
々に流路を埋めていき、遂には流路を閉塞させる。一方
挿入管は熱の不良導体から成るので、挿入管内を流れる
ガスから挿入管壁への熱伝達量が小さく、したがってガ
スの温度低下もわずかなので、挿入管内壁での反応生成
物の析出付着が非常に少くなり、祈出物による流路の閉
塞が起りにくくなる。また挿入管を抜いて清掃すること
ができるので、ポンプのメンテナンスが容易になる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図と第２図により説明す
る。第１図は本発明による真空ポンプの全体構造図、第
２図は本発明の真空ポンプ排気流路の断面図である。第
１図において、この真空ポンプは、吸気口１１Ａおよび
排気口１１Ｂを有するハウジング１１と、このハウジン
グ内に軸受２１を介して回転自在に支持された回転軸１
２と。

吸気口１１Ａ側から排気口１１Ｂ側に至る間のハウジン
グ１１内に順次配設された遠心圧縮ポンプ段１３および
円周流圧縮ポンプ段１４とを備えている。回転軸にはこ
れに連結したモータ１５により駆動される。前記遠心圧
縮ポンプ段１３は１表面に複数の後退羽根を有し、かつ
回転＠１２に取付けられたオープン形羽根車１３Δと、
ハウジング１１内壁に取付けられ、かつ前記羽根車１３
Ａの裏面と対向する面に回転方向に対して内向きの羽根
を複数個設けた固定円板１３Ｂとを交互に直列に配置し
た構成されている。

前記円周流圧縮ポンプ段は、回転軸１２に取付けられ、
かつ外周面に複数個の羽根を放射状に設けた羽根車１４
Ａと、ハウジング１１内壁に取付けられ、かつ前記羽根
車１４Ａの表面と対向する面にＵ字状の溝を有する固定
円板１４Ｂとを交互に直列に配置して構成されている。

各段の固定円板１４ＢのＵ字状の溝は直列につながって
いる。

排気流路１１Ｃには、第２図に示す断面形状の、熱の不
良導体、たとえば石英から成る管１１Ｄが挿入されてい
る。

次に本実施例の作用について説明する。通常の運転状態
においては、遠心圧縮ポンプ段１３の入口、すなわち真
空ポンプの吸気口１１Ａの付近の気体の流れは中間流、
又は分子流となり、遠心圧縮ポンプ段１３はジーグバー
ン分子ポンプとして作用する。すなわち羽根を有する羽
根車１３　Ａは、ら旋溝を加工した回転円板として作用
し、固定円板１３Ｂの裏面（羽根を設けない面）との組
合せで、内径側から外径側へ向けて圧縮作用をするジー
グバーン分子ポンプとして働く。また複数個の羽根を設
けた固定円板１３Ｂは、ら旋溝を加工した固定円板とし
て作用し、羽根車１３Ａの裏面（羽根を設けない面）と
の組合せで、外径側から内径側へ向けて圧縮作用をする
ジーグバーン分子ポンプとして働く、また前記円周流圧
縮ポンプ段１４へ流入する気体は、前記遠心圧縮ポンプ
段１３において十分圧縮されているため２体積流量はほ
とんど零に近い。すなおち円周流圧縮ポンプ段１４は、
締切状態に近い状態で運転されることになるので、流体
損失による熱がガスによって排出されにくく、円周流圧
縮ポンプ段内のガス温度は２００から３００℃という高
温になる。ポンプに吸入されるガスがアルミニウムプラ
ズマエツチング装置にのように、高圧、低温で析出しや
すいＡＱＣＱδを含むガスの場合は、ポンプに吸入され
たガスは圧力も上昇するが温度も上昇するのでポンプ内
の各段にはあまり析出付着しない。一方、排気流路１１
Ｃでは、流路壁と挿入管１１０の隙間は流路壁への熱の
逃げによってガスが冷やされ。

析出物が成長するが、挿入管１１Ｄの内側は保温された
状態であり、円周流ポンプ段１４がらの高温のガスはあ
まり冷やされずに吐出口１１Ｂへ排出される。したがっ
て挿入管１１Ｄすなわち排気流路１１Ｃが析出物によっ
て閉塞しにくくなる。

なお挿入管１１０の断面形状は、第３図、第４図のよう
な形状、すなわち排気流路１１ｃ壁面との接触面積が小
さな形ならばいずれでもよい。また、挿入管１１０を排
気流路１１Ｃの中に宙吊りにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明によれば、排気流路内に挿入した熱
の不良導体より成る管が排気流路壁に密着しない状態に
あるので、挿入管内のガスがら挿入管への熱の伝導がと
くわすがとなり、挿入管内のガスが冷やされることがな
い。よって真空ポンプ内から温度降下によって析出堆積
する性質を有するガスが排気流路へ流れてくる場合でも
挿入管内に析出物が付着して流路を閉塞すること無く、
すなわち真空ポンプの機能が失なわれることは大巾に軽
減できる。また、定期的に挿入管を引き抜いて清掃すれ
ば、簡単なメンテナンスで運転を継続することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の実施例を示し、第１図は
本発明による真空ポンプの全体構造を示す縦断面図、第
２図から第４＠は第１１！ｉ！１の排気流路の形状を示
す断面図、第５図は従来の真空ポンプの縦断面図である
。第６図は本ポンプをドライエツチング装置へ適用した
場合のシステム系統図である。 １１・・・ハウジング、１１Ａ・・・吸気口、ＩＩＢ・
・・排気口、１１Ｃ・・・排気流路、１１Ｄ・・・挿入
管、１２・・・回転軸、１３・・・遠心圧縮ポンプ段、
１４・・・円周流圧縮ポンプ段、３１・・・反応室、３
４・・・真空ポンプ、３６・・・スクラバ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、排気口圧力が、大気圧近傍の圧力である真空ポンプ
   において、排気流路内に、排気流路壁に全面接触せず、
   かつ熱の不良導体から成る管を挿入したことを特徴とす
   る真空ポンプ。