KR100921743B1 - 진공펌프용 여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공챔버와 진공펌프 사이에 연결되어 상기 진공챔버 내의 기체에 포함된 불순물을 여과시키는 진공펌프용 여과장치를 제공하기 위한 것이다. 이를 위하여, 본 발명은 진공챔버와 연결되는 유입구 및 상기 진공펌프와 연결되는 배출구를 포함하며, 불순물을 걸러낼 수 있는 여과유체가 일정 높이만큼 채워지는 수용공간이 제공된 하우징, 일측이 상기 유입구에 연결되고 타측이 상기 여과유체에 잠긴 상태로 구비되어, 상기 진공챔버에서 유입된 기체를 상기 여과유체 내로 안내하는 안내관, 적어도 일부가 상기 여과유체 내에서 상기 안내관보다 작은 단면적을 가지며 상기 안내관에 연통 되어, 상기 안내관 내의 기체를 상기 여과유체 내로 안내하는 하나 이상의 보조관으로 구성된다. 본 발명에 의하면, 미세유량의 처리가 효율적으로 이루어져 진공펌프에 가해지는 진동 충격을 감소시키고, 상기 진공챔버 내의 기체에 포함된 불순물을 여과하는 효율이 높아지게 되어 상기 진공펌프의 수명을 연장시키는 효과를 가져온다.

진공챔버, 진공펌프, 여과장치

Description

진공펌프용 여과장치{Filtering Apparatus of Vacuum Pump}

본 발명은 진공펌프용 여과장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조를 개선하여 미세유량 처리를 용이하게 하고, 무기질 미립자를 여과시키는 효율을 향상시킨 여과장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 제조공정에 사용되는 진공장치는 진공챔버와 진공펌프로 구성되어 있다. 현재 반도체 제조 공정에 포함되는 플라즈마 이온주입, 화학기상증착 등에 사용되는 챔버는 그 내부가 진공상태를 유지해야 한다. 이에 따라 진공챔버 내부를 진공상태를 만들기 위하여 펌프를 사용하여 진공챔버 내부의 기체를 외부로 배출시키는 과정이 필요하게 된다.

반도체 제조 공정에 사용되는 진공챔버 내부를 진공상태로 만들기 위하여, 진공펌프를 사용하여 진공챔버 내부의 기체를 외부로 배출시킨다. 그러나, 상기 진공챔버 내의 기체에는 불순물이 포함되어 있어, 진공챔버에서 배출된 기체가 상기 진공펌프로 유입이 되는 과정에서 불순물이 진공챔버 내부의 기체와 섞여서 진 공펌프로 유입이 되어 진공펌프의 수명이 짧아지게 된다. 또한, 진공펌프에서 외부로 기체를 배출시키게 되면, 대기 오염의 원인이 되기도 한다.

이와 같이 진공챔버 내부에서 배출된 기체의 불순물들을 여과시키기 위하여 여과장치를 사용하게 된다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 이러한 종래 여과장치의 구성을 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래 여과장치는 진공챔버(10)와 진공펌프(20) 사이에 연결되어, 상기 진공챔버(10) 내의 기체에 포함된 불순물을 여과시키는 역할을 수행한다.

상기 여과장치는 불순물을 걸러낼 수 있는 여과유체(F)가 일정 높이만큼 채워지는 수용공간이 제공된 하우징(100) 및 일측이 상기 유입구(36)에 연결되고 타측이 상기 여과유체(F)에 잠긴 상태로 구비되는 안내관(34)으로 구성된다. 여기서, 상기 안내관은 상기 진공챔버(10)에서 유입된 기체를 상기 여과유체(F) 내로 안내하는 역할을 수행한다.

한편, 상기 하우징 상에는 상기 진공챔버(10)와 연결되는 유입구(36) 및 상기 진공펌프(20)와 연결되는 배출구(38)가 구비된다. 구체적으로, 상기 진공챔버(10) 내부를 진공상태로 만들기 위하여 상기 진공펌프(20)가 구동하게 되면 상기 진공챔버(10) 내의 기체가 진공챔버 연결관(42)을 통해서 상기 여과장치의 유입구(36)를 통하여 상기 안내관(120)의 안내를 받아 상기 여과유체(F)를 내부를 통과함으로써 상기 진공챔버(10) 내의 기체에 포함된 불순물을 여과시킨다. 이렇게 여 과된 기체는 상기 여과장치의 배출구(114)를 통하여 진공펌프 연결관(44)을 따라 상기 진공펌프(20)로 배출된다.

종래의 여과장치는 초기에 대량의 기체가 상기 여과장치로 유입이 될 경우에는 효율적인 여과가 이루어지지만, 진공공정의 막바지에 이르러 미세한 유량이 발생하게 되면 상기 진공챔버(10)에서 배출되는 기체가 일정량을 갖기 전까지는 여과유체(F)를 통과하지 못하고, 일정량을 갖추었을 때 상기 여과유체(F)로 유입되기 때문에 그 과정에서 진동이 발생하게 된다. 이렇게 발생된 진동에 의하여 상기 진공펌프(20)에 부하가 걸리게 되어 상기 진공펌프(20)의 수명이 짧아지는 문제점이 존재하였다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 미세유량이 발생하였을 때에 미세유량이 효율적으로 여과유체를 통과하여 배출될 수 있도록 하여 진공펌프의 내구성을 향상시키기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 진공챔버에서 유입되는 기체가 여과유체와 접촉하는 시간을 일정시간 이상 유지하도록 함으로써 진공챔버에서 발생된 불순물을 더욱 효율적으로 제거하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 진공챔버와 진공펌프 사이에 연결되어, 상기 진공챔버 내의 기체에 포함된 불순물을 여과시키는 역할을 수행하는 여과장치를 제공한다.

상기 여과장치는 불순물을 걸러낼 수 있는 여과유체가 일정 높이만큼 채워지는 수용공간이 제공된 하우징, 일측이 상기 유입구에 연결되고 타측이 상기 여과유체에 잠긴 상태로 구비되어, 상기 진공챔버에서 유입된 기체를 상기 여과유체 내로 안내하는 안내관, 및 적어도 일부가 상기 여과유체 내에서 상기 안내관보다 작은 단면적을 가지며 상기 안내관에 연통 되어, 상기 안내관 내의 기체를 상기 여과유체 내로 안내하는 하나 이상의 보조관을 포함하는 진공펌프용 여과장치를 제공한다.

여기서, 상기 보조관은 상기 여과유체에 완전하게 잠겨 평행하게 배치되는 것이 바람직하다. 이에 따라 상기 진공챔버에서 배출된 기체가 상기 보조관으로 안내될 때 최소의 길이로 상기 여과유체와의 접촉시간을 충분히 확보할 수 있게 된다.

또한, 적어도 하나 이상 구비되는 복수 개의 상기 보조관은 상기 여과유체의 수면측으로 갈수록 더 길게 구성하는 것이 바람직하다. 이에 따라 상기 진공챔버에서 배출된 기체는 상기 여과유체와의 접촉 시간이 일정시간 유지되어 상기 진공챔버에서 배출된 기체에 포함된 불순물이 여과되는 충분한 시간을 가지게 된다.

상술한 본 발명에 따른 진공펌프용 여과장치의 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.

첫째, 진공챔버에서 유입된 기체를 여과유체 내로 안내하는 안내관에 비하여 직경이 작은 보조관을 구비함으로써, 여과장치로 유입된 기체가 진공펌프 측으로 원활히 배출되는 이점이 있다.

특히, 초기에 과다한 유량이 발생할 때에는 상기 안내관으로 배출이 되지만, 미세유량이 발생할 때에는 상기 진공챔버에서 배출된 기체를 상기 보조관을 통하여 배출될 수 있어 진공펌프에 가해지는 진동 충격을 최소화할 수 있으며 이에 따라 진공펌프의 수명이 연장된다.

둘째, 종래에는 상기 진공챔버에서 배출된 기체가 여과유체와 접촉하는 시간이 길지 않아 불순물 여과 효율이 높지 않았으나, 여과유체가 형성하는 수면에 평행한 방향으로 여과유체의 수면측으로 갈수록 길게 형성되도록 보조관을 장착함으로써 미세유량이 여과유체에 접촉하는 시간이 일정기간 이상 진행될 수 있다. 따라서, 본 발명은 진공챔버에서 배출된 기체가 여과유체 내에서 충분한 시간 동안 불순물을 배출할 수 있는 시간을 확보하여 결과적으로 불순물의 여과 효율이 높아지는 이점이 있다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략 하기로 한다.

우선, 도 3을 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 여과장치의 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 실시예에 따른 여과장치도 종래와 유사하게, 진공챔버(10)와 진공펌프(20)의 사이에 구비되어, 진공챔버(10)에서 배출된 기체에서 불순물을 제거하여 진공펌프(20)측으로 안내한다.

상기 진공챔버(10)는 진공상태를 유지하기 위하여 상기 진공챔버(10) 내의 기체를 진공챔버 연결관(42)을 통하여 상기 여과장치(100)로 배출시킨다.

상기 진공펌프(20)는 상기 진공챔버(10)를 진공상태로 만들기 위하여 구동한다. 상기 진공펌프(20)가 구동함으로써, 상기 여과장치(100)를 통과한 상기 진공챔버(10) 내의 기체를 진공펌프 연결관(44)을 통해서 받아들이는 역할을 수행한다.

상기 여과장치(100)는 상기 진공챔버 연결관(42)을 통해서 상기 진공챔버(10)와 연통 되고, 상기 진공펌프 연결관(44)을 통해서 상기 진공펌프(20)와 연통 되게 구성된다.

구체적으로, 본 실시예에 따른 진공펌프용 여과장치(100)는 하우징(110), 유입구(112) 및 배출구(114), 안내관(120), 보조관(130)을 포함하여 구성된다.

상기 하우징(110)은 상기 여과장치(100)의 외부를 감싸고 있으며, 상기 진공챔버(10)로부터 배출된 기체가 상기 진공펌프(20)까지 도달하는데 상기 여과장치(100) 밖으로 세어나가지 못하도록 하는 역할을 수행한다.

한편, 상기 하우징(110)의 내부에는 여과유체가 충진되어, 이러한 여과유체 에 기체가 접촉함으로써 불순물이 여과유체 측으로 걸러질 수 있도록 한다.

상기 유입구(112)는 상기 하우징(110)의 외벽에 구비되어 있고, 상기 진공챔버(10)와 연통 되는 상기 진공챔버 연결관(42)에 대응하도록 구성된다.

상기 배출구(114)는 상기 하우징(110)의 외벽에 구비되어 있고, 상기 진공펌프(20)와 연통 되는 상기 진공펌프 연결관(44)에 대응하도록 구성된다.

본 실시예에서는 상기 유입구(112) 및 상기 배출구(114)가 상기 하우징(110)의 상부에 위치하고 있으며, 그 직경이 같게 구성되어 있으나 이는 상기 여과장치(100)의 설계 조건에 맞게 그 위치나 형상이 다양하게 변화될 수 있다.

상기 안내관(120)은 상기 하우징(110)의 내부에 위치하며, 일측은 상기 진공챔버 연결관(42)과 상기 유입구(112)에서 연통 된다. 타측은 후술하는 상기 하우징(110)의 내부에 충진되어 있는 여과유체(F)에 잠기도록 구성된다. 또한 도 3에서 보여지듯이 상기 안내관(120)의 측면에는 보조관(130)과 여과유체(F) 내부에서 연통 된 형태로 연결된다.

상기 보조관(130)의 배치 형태는 다양하게 변형이 가능하며, 도 3은 이에 대한 일 예로 상기 안내관(120)과 교차하고, 상기 여과유체(F)에 수평으로 배치된 형태를 예시하고 있다.

본 실시예에 따른 보조관(130)은 상기 안내관(120)보다 작은 단면적을 가지며, 상기 안내관(120)의 측면에 서로 연통하는 하나의 보조관을 예시한 것이다.

이에 따라, 상기 진공챔버(10)에서 배출되는 기체가 미세유량일 때 상기 안내관(120)을 따라 안내된 상기 진공챔버(10)에서 배출되는 기체가 상기 여과유 체(F) 내부에 일부가 잠긴 상기 안내관(120)의 일측으로 통하기 전에 상기 보조관(130)으로의 배출을 유도하여 보다 효율적으로 상기 여과유체(F)를 통과할 수 있게 한다.

따라서, 상기 진공챔버(10)에서 배출되는 미세유량의 기체가 상대적으로 빠른 시간에 상기 보조관(130)으로 유도되어 상기 진공펌프에 충격을 가하는 진동을 줄이는 역할을 함으로써, 상기 진공펌프의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

상술한 하우징(110), 유입구(112) 및 배출구(114), 안내관(120), 보조관(130)의 구체적인 형상은 여과장치의 설계 조건에 맞게 다양하게 변형이 가능하다.

도 4를 참조하여, 본 발명의 제 2실시예에 따른 진공펌프용 여과장치의 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 실시예에 따른 진공펌프용 여과장치(200)도 상술한 제1실시예와 유사하게 하우징(210), 유입구(212) 및 배출구(214), 안내관(220), 보조관(232, 234)을 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 안내관(220)은 상기 하우징(210)의 내부에 위치하며, 일측은 상기 진공챔버 연결관(42)과 상기 유입구(212)에서 연통 된다. 타측은 상기 하우징(210)의 내부에 충진되어 있는 여과유체(F)에 잠기도록 구성된다. 또한 도 4에서 보여지듯이 상기 안내관(220)의 측면에는 상기 보조관(232, 234)과 상기 여과유체(F)내에서 서로 연통 되게 구성된다.

상기 보조관(232, 234)은 다양한 형태로 구성이 가능하나, 도 4에서는 일 예 로 상기 여과유체(F) 내에 잠긴 상기 안내관(220)의 일측의 측면부분에 교차하도록 구비되고, 상기 여과유체(F)에 수평으로 두 개가 배치된 형태를 예시하고 있다.

본 실시예에 따른 복수 개의 보조관(232, 234)은 상기 안내관(220)보다 작은 단면적을 가지며, 상기 안내관(220)의 측면에 서로 연통 되게 구성된다. 또한, 도 4에서 보여지듯이 상기 여과유체(F)의 수면측에 가까운 제 1보조관(232)이 그 아래에 위치한 제 2보조관(234)보다 길이가 길게 형성된다. 이에 따라, 상기 안내관(220)으로 상기 진공챔버(10)에서 배출된 기체가 상기 제 1보조관(232) 또는 상기 제 2보조관(234) 중에서 어떠한 경우라도 상기 여과유체(F)에 접촉하는 시간이 어느 일정시간 이상을 유지할 수 있게 된다.

제 1실시예와 비교하였을 때, 상기 진공챔버(10) 내의 기체가 점차적으로 줄어들 때 상기 안내관(220)으로 유입되어 다시 상기 제 1보조관(232) 및 상기 제 2보조관(234)을 순차적으로 통과할 수 있기 때문에 상기 여과유체(F) 내부로 더욱 효율적인 진입이 가능하게 된다.

따라서, 상기 진공챔버(10)에서 배출되는 미세유량의 기체가 상기 진공펌프에 충격을 가하는 진동을 감소시키는데 더 높은 효율을 보이며, 이로 인하여 상기 진공펌프의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

상술한 하우징(210), 유입구(212) 및 배출구(214), 안내관(220), 보조관(232, 234)의 구체적인 형상은 여과장치의 설계 조건에 맞게 다양하게 변형이 가능하다.

이러한 본 발명의 범위는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술 범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

도 1은 종래의 여과장치의 블록도;

도 2는 종래의 여과장치의 구성도;

도 3은 제 1실시예에 따른 여과장치의 구성도;

도 4는 제 2실시예에 따른 여과장치의 구성도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 >

10: 진공챔버 20: 진공펌프

42: 진공챔버 연결관 44: 진공펌프연결관

30, 100, 200: 여과장치 32, 110, 210: 하우징

36, 112, 212: 유입구 38, 114, 214: 배출구

34, 120, 220: 안내관 130, 230: 보조관

232: 제 1보조관 234: 제 2보조관

F: 여과유체

Claims (5)

1. 진공챔버와 진공펌프 사이에 연결되어 상기 진공챔버 내의 기체에 포함된 불순물을 여과시키는 진공펌프용 여과장치에 있어서,

   상기 진공챔버와 연결되는 유입구 및 상기 진공펌프와 연결되는 배출구를 포함하며, 불순물을 걸러낼 수 있는 여과유체가 일정 높이만큼 채워지는 수용공간이 제공된 하우징;

   일측이 상기 유입구에 연결되고 타측이 상기 여과유체에 잠긴 상태로 구비되어, 상기 진공챔버에서 유입된 기체를 상기 여과유체 내로 안내하는 안내관; 및

   상기 여과유체가 형성하는 수면에 평행한 방향으로 배치되고, 적어도 일부가 상기 여과유체 내에서 상기 안내관보다 작은 단면적을 가지며 상기 안내관에 연통되어, 상기 안내관 내의 기체를 상기 여과유체 내로 안내하는 하나 이상의 보조관;

   을 포함하는 진공펌프용 여과장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 보조관은 복수 개로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공펌프용 여과장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 복수 개의 보조관은 서로 다른 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 진공펌프용 여과장치.
5. 제 4항에 있어서

   상기 복수 개의 보조관은,

   상기 여과유체의 수면측으로 갈수록 길이가 긴 것을 특징으로 하는 진공펌프용 여과장치.

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