KR101972182B1 - 제해 기능 부가 진공 펌프 - Google Patents

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고타로 가와무라
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야스히코 스즈키
히데오 아라이
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

(과제) 배출 가스를 허용 농도 이하까지 처리하기 위해, 제해부의 커스터마이즈(사양에 따라 변경)를 행할 필요가 없어, 설계 시간, 검증 시간의 대폭적인 단축이 가능해지고, 리드 타임 삭감을 도모할 수 있고, 또한 안전 허용 농도에 맞춰 최저한의 사양을 제공함으로써, 최소한의 이니셜 코스트, 운용 코스트로 제해 기능 부가 진공 펌프를 제공한다.
(해결 수단) 진공 펌프(1)의 배기구에, 진공 펌프(1)로부터 배출된 배출 가스를 처리하여 무해화하는 제해부(10)를 부설한 진공 펌프(1)로서, 배출 가스의 처리 형식 및/또는 배출 가스의 처리량이 상이한 제해부를 복수 종류 준비하고, 진공 펌프(1)로부터 배출되는 배출 가스의 가스량 및 가스종에 따라 복수 종류의 제해부(10)로부터 1 또는 복수의 제해부(10)를 선정하고, 선정된 제해부(10)를 진공 펌프(1)의 배기구에 접속했다.

Description

제해 기능 부가 진공 펌프{VACUUM PUMP WHTH ABATEMENT FUNCTION}
본 발명은, 반도체 디바이스, 액정, LED 등을 제조하는 제조 장치의 배기계 시스템에 이용되는 진공 펌프에 관한 것으로, 특히 제조 장치의 챔버를 배기하기 위한 진공 펌프에 챔버로부터 배출된 배출 가스를 처리하여 무해화하기 위한 제해(除害) 기능을 부가한 제해 기능 부가 진공 펌프에 관한 것이다.
반도체 디바이스, 액정 패널, LED, 태양 전지 등을 제조하는 제조 프로세스에 있어서는, 진공으로 배기된 프로세스 챔버 내에 프로세스 가스를 도입하여 에칭 처리나 CVD 처리 등의 각종 처리를 행하고 있다. 이들 에칭 처리나 CVD 처리 등의 각종 처리를 행하는 프로세스 챔버는 진공 펌프에 의해 진공 배기되어 있다. 또한, 프로세스 챔버 및 프로세스 챔버에 접속되어 있는 배기계 기기는, 클리닝 가스를 흘림으로써 정기적으로 세정하고 있다. 이들 프로세스 가스나 클리닝 가스 등의 배출 가스는, 실란계 가스(SiH4, TEOS 등), 할로겐계 가스(NF3, ClF3, SF6, CHF3 등), PFC 가스(CF4, C2F6 등) 등을 포함하여, 인체에 악영향을 미치거나, 지구 온난화의 원인이 되는 등의 지구 환경에 악영향을 미치기 때문에, 대기에 그대로 방출하는 것은 바람직하지 않다. 그래서, 이들 배출 가스를 진공 펌프의 하류측에 설치된 배출 가스 처리 장치에 의해 무해화 처리를 행한 후에 대기로 방출하고 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 제3305566호 공보
반도체 디바이스, 액정 패널, LED, 태양 전지 등을 제조하는 제조 프로세스에서는, 여러가지 프로세스 가스나 클리닝 가스 등이 이용되고 있다. 이들 여러가지 프로세스 가스나 클리닝 가스 등의 배출 가스를 처리하는 배출 가스 처리 장치는, 이하에 열거하는 바와 같은 문제가 있다.
1) 반도체 제조 프로세스에서 사용되는 가스의 종류(반응) 및 가스의 유량에 따라, 장치의 사양을 각 사용자, 프로세스마다 제작하고, 장치의 평가를 실시하여 시장에 투입하고 있다. 이 경우, 배출 가스를 허용 농도 이하까지 처리하기 위해, 처리부·냉각부, 분체 포집부 등의 커스터마이즈(사양에 따라 변경)를 행하고 있다. 그 때문에, 각 사용자, 프로세스마다 장치의 설계, 제작 및 평가가 필요해져, 많은 노력을 필요로 함과 함께 장치 비용이 상승한다.
2) 프로세스 장치는, 일반적으로 하나 혹은 복수의 프로세스 챔버로 구성되어 있고, 각 프로세스 챔버에 대하여, 드라이 진공 펌프가 1대(혹은 복수 대) 접속되고, 이들 드라이 진공 펌프의 각각의 배기 라인이 배출 가스 처리 장치에 접속되어 있다. 이 때문에, 배출 가스 처리 장치는, 복수의 프로세스 챔버의 배출 가스 처리를 실시하게 되고, 복수의 프로세스 챔버는, 챔버마다 레시피가 상이하기 때문에, 사용하는 가스의 종류, 가스를 흘리는 타이밍이 상이하다. 따라서, 배출 가스 처리 장치에 유입되는 가스의 종류, 가스량의 패턴을 고려하면 무수한 조합이 존재하고, 장치는 이들 모든 조합에 대응 가능한 처리 성능이 요구되어, 과잉 성능(오버 스펙)이 된다.
3) 복수의 챔버에서 운용되고 있는 장치로부터 배출 가스가 배출 가스 처리 장치에 유입되기 때문에, 배출 가스 처리 장치의 처리 능력은, 사용 조건에 좌우된다. 그 때문에, 사용 조건에 맞춰, 혹은 상정되는 사용 조건을 망라한 배출 가스 처리 장치의 하드웨어 설정·유틸리티 설정·소프트 설정의 선정을 행할 필요가 있어, 레시피 변경, 프로세스 변경에 대하여 유연하고 또한 신속한 대응이 어렵다.
4) 배출 가스 처리 장치는, 복수의 챔버를 하나의 제해 장치에서 통합하여 처리하는 사양이 일반적이고, 이 경우, 배출 가스 처리 장치의 대형화를 피할 수 없는 상황에 있다. 배출 가스 처리 장치의 대형화에 의해, 공장의 설치 장소의 형편상, 배출 가스 처리 장치는 드라이 진공 펌프와 어느 정도의 거리를 둔 곳에 설치되는 케이스가 많다. 생성물이 발생하는 프로세스의 경우, 배기 라인이 길면 생성물이 퇴적하는 케이스가 많아, 배기 라인의 메인터넌스가 필요하고, 프로세스 장치의 다운 타임에 영향을 준다. 생성물의 퇴적은, 드라이 진공 펌프의 배압 상승을 야기하여, 펌프 트러블의 한 요인이 된다.
5) 승화 생성물의 발생 억지를 목적으로, 배기 라인의 배관에 히터를 시공할 필요가 있어, 히터의 이니셜 코스트나 러닝 코스트, 인스톨 작업 시간에 영향을 준다. 배기 라인의 메인터넌스시의 히터의 복구도 프로세스 다운 타임에 영향을 준다.
6) 배관에 시공되는 히터는, 일반적으로 히터의 내부에 히터선이 삽입된 재킷 타입의 히터가 사용되는데, 제어에 필요한 온도의 모니터는, 히터선 혹은 가열 대상의 부품 표면에 설치된 열전대에 의해 행해진다. 1점에서의 온도 제어는, 가열 대상의 온도 분포의 불균일을 피할 수 없고, 이것을 최대한 균일화하기 위해서는, 측정 결과의 피드백이나 재제작 등의 설계 노력이 크다. 또한, 긴 배관에 대하여 히터 시공을 행하는 경우, 온도 균일화를 목적으로 히터의 세분화 등이 일반적으로 필요하고, 결과적으로 히터의 복잡한 개별 제어나 배선의 복잡화가 생긴다. 그 때문에, 인스톨 작업 노력의 증대와 이니셜 코스트 등이 증가하는 요인도 된다.
7) 프로세스 챔버를 배기하는 드라이 진공 펌프와 배출 가스 처리 장치는, 각각 단체(單體)에서의 제어를 행하고 있다. 즉, 운전의 ON/OFF, 연소 모드의 전환, 인터로크 등은 드라이 진공 펌프와 배출 가스 처리 장치에서 각각 제조 장치와 각각 개별적으로 신호의 교환을 행하고 있다. 그 때문에, 드라이 진공 펌프와 배출 가스 처리 장치 개개에 대하여 입출력 신호를 관리할 필요가 있다. 또한, 드라이 진공 펌프와 배출 가스 처리 장치의 운전 관리를 위해, 각각 개별적인 모니터를 행하고 있다. 그 때문에, 드라이 펌프와 배출 가스 처리 장치 각각에서 장치와 연동한 프로토콜을 구축할 때에, 제조 장치측의 제어의 하드/소프트 설계가 복잡해질 뿐만 아니라, 구성되는 배선도 복잡해지고, 제조 장치의 설계 공정수의 증대가 생긴다. 그 결과, 이니셜 코스트의 증가뿐만 아니라, 검증 시간 증대의 요인이 된다.
본 발명은, 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 배출 가스를 허용 농도 이하까지 처리하기 위해, 제해부의 커스터마이즈(사양에 따라 변경)를 행할 필요가 없어, 설계 시간, 검증 시간의 대폭적인 단축이 가능해지고, 리드 타임 삭감을 도모할 수 있고, 또한 안전 허용 농도에 맞춰 최저한의 사양을 제공함으로써, 최소한의 이니셜 코스트, 운용 코스트로 제해 기능 부가 진공 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제해 기능 부가 진공 펌프는, 진공 펌프의 배기구에, 진공 펌프로부터 배출된 배출 가스를 처리하여 무해화하는 제해부를 부설한 진공 펌프로서, 배출 가스의 처리 형식 및/또는 배출 가스의 처리량이 상이한 제해부를 복수 종류 준비하고, 상기 진공 펌프로부터 배출되는 배출 가스의 가스량 및 가스종에 따라 상기 복수 종류의 제해부로부터 1 또는 복수의 제해부를 선정하고, 상기 선정된 제해부를 상기 진공 펌프의 배기구에 접속한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 배출 가스의 처리 형식이 상이한 복수 종류의 제해부를 준비해 두고, 또한, 처리 형식이 상이한 각 제해부마다 배출 가스의 처리량이 상이한 제해부를 복수 개 준비해 두고, 진공 펌프로부터 배출되는 배출 가스의 가스량 및 가스종에 따라 상기 복수 종류의 제해부 및/또는 배출 가스의 처리량이 상이한 복수의 제해부로부터 최적의 것을 선정하여, 진공 펌프와 일체화한다. 따라서, 배출 가스를 허용 농도 이하까지 처리하기 위해, 제해부의 커스터마이즈(사양에 따라 변경)를 행할 필요가 없어, 설계 시간, 검증 시간의 대폭적인 단축이 가능해지고, 결과적으로 리드 타임 삭감에 기여한다. 또한, 사용 조건에 맞춰, 제해부의 종류·개수의 조합 구성으로 대응이 가능하다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 진공 펌프는, 1대의 진공 펌프로 구성되거나, 혹은 직렬 및/또는 병렬로 접속된 복수 대의 진공 펌프로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 진공 펌프는, 1대의 드라이 진공 펌프로 구성해도 좋고, 복수 대의 드라이 진공 펌프를 직렬 또는 병렬로 접속하여 구성해도 좋다. 이들 1대 또는 복수 대의 드라이 진공 펌프는, 루트형 드라이 진공 펌프, 스크루형 드라이 진공 펌프, 클로형 드라이 진공 펌프, 스크롤형 드라이 진공 펌프 등으로 이루어진다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 제해부는, 1대의 제해부로 구성되거나, 혹은 직렬 및/또는 병렬로 접속된 복수 대의 제해부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 1대 또는 복수 대의 진공 펌프와 1대 또는 복수 대의 제해부가 접속된다. 본 발명에 의하면, 복수 대의 제해부를 직렬 및/또는 병렬의 조합으로 접속함으로써 일련의 제해군을 형성할 수 있어, 여러 종류의 프로세스 요구, 복잡한 프로세스 요구에 대응이 가능해진다. 복수 대의 제해부는 배출 가스의 가스량 및 가스종에 따라, 연소식, 건식, 습식, 고정식 등의 복수종의 제해부를 조합하여 접속해도 좋고, 단일종의 제해부를 접속해도 좋다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 진공 펌프 및 상기 제해부에 공급하는 냉각수 및/또는 불활성 가스는, 공통의 유틸리티 설비로부터 공급 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 상기 진공 펌프 및 상기 제해부에 공급하는 냉각수 및/또는 불활성 가스는, 공통의 유틸리티 설비로부터 공급 가능하기 때문에, 유틸리티 사이드의 라인의 간소화를 실현할 수 있다. 따라서, 설계 공정수 저감(하드·소프트)을 도모할 수 있다. 또한, 제해부용으로 유틸리티 라인을 확보할 필요가 없어, 유틸리티 계획이 간단해지고, 이니셜 코스트가 저감된다. 또한, 하나의 모니터로, 제해부와 진공 펌프의 유틸리티 상황의 관리가 가능하기 때문에, 운용 관리가 용이해진다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 불활성 가스는, 상기 제해부에서의 배출 가스의 무해화 처리시에 발생하는 열을 이용하여 가열된 후에 상기 진공 펌프에 공급되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 제해부에 있어서 배출 가스의 무해화 처리시에 발생한 폐열을 이용하여 N2 등의 불활성 가스를 가열하고, 가열된 불활성 가스를 진공 펌프에 공급할 수 있다. 따라서, 가열된 불활성 가스에 의해 진공 펌프의 퍼지를 행할 수 있어, 진공 펌프의 내부에 생성물이 부착되는 것을 방지할 수 있다. 본 발명에 의하면, 불활성 가스를 가열하기 위한 전용 히터를 설치할 필요가 없어, 설계 공정수의 삭감, 부품 개수의 삭감에 따른 리드 타임 삭감 및 코스트 삭감을 도모할 수 있다. 또한, 히터용의 동력을 필요로 하지 않아, 에너지 절약을 도모할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 공통의 유틸리티 설비는, 연료 및 공기를 연소식의 상기 제해부에 공급 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 공통의 유틸리티 설비는, 휴대 가능한 봄베로부터 연료를 공급 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 제해부에서 배출 가스를 무해화 처리한 후에, 처리 후의 가스를, 설치처에 있는 배기 덕트에 직접 배출하도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 제해부에서 배출 가스를 무해화 처리한 후에, 처리 후의 가스를, 스크러버에 배출하도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 진공 펌프와 상기 제해부를 일괄해서 제어하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 제어부가 진공 펌프의 제어 및 제해부의 제어를 일괄해서 행하도록 구성되어 있기 때문에, 장치로부터의 인터페이스를 종래와 같이 진공 펌프용 및 배출 가스 처리 장치용으로 구별하여 준비할 필요가 없어진다. 메인 신호 창구가 진공 펌프가 됨으로써, 장치측 혹은 공장측의 제어가 간략화된다. 진공 펌프의 운전 상태에 맞춰, 펌프 제어부가 제해부의 제어를 행하기 때문에, 사용 조건·사용 환경에 맞춰, 제해부·진공 펌프의 싱크로나이즈 운전, 안전 운전의 실현이 가능해진다. 진공 펌프의 사용 상황에 맞춰, 제해부의 운전 모드의 최적화를 도모할 수 있다.
본 발명의 제해부는, 배출 가스를 처리하여 무해화하는 제해부를 1대 또는 복수 대 구비하고, 상기 1대 또는 복수 대의 제해부의 전체를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 설치처의 장치에 설치된 제어부와 송수신 가능함과 함께 설치처의 감시 시스템에 상기 1대 또는 복수 대의 제해부의 스테이터스 신호를 출력 가능한 것을 특징으로 한다.
이미 설치된 진공 펌프를 구비한 배기 시스템에 본 발명의 제해부를 접속하는 경우 혹은 진공 펌프가 필요하지 않은 시장에 본 발명의 제해부를 투입하는 경우 등에는 제해부를 단독 제어할 필요가 있다. 본 발명에 의하면, 제해부가 제해부의 전체를 제어하는 제어부를 구비함으로써, 스탠드 얼론형의 제해부를 구성할 수 있다. 스탠드 얼론형의 제해부에 의해, 블로워와 제해부의 조합이나 제해부 단독으로의 사용이 가능해진다. 따라서, 이미 설치된 진공 펌프를 구비한 배기 시스템에도 제해부의 투입이 가능해진다.
본 발명은, 이하에 열거하는 효과를 나타낸다.
(1) 배출 가스의 처리 형식이 상이한 복수 종류의 제해부를 준비해 두고, 또한, 처리 형식이 상이한 각 제해부마다 배출 가스의 처리량이 상이한 제해부를 복수 개 준비해 두고, 진공 펌프로부터 배출되는 배출 가스의 가스량 및 가스종에 따라 상기 복수 종류의 제해부 및/또는 배출 가스의 처리량이 상이한 복수의 제해부로부터 최적의 것을 선정하여, 진공 펌프와 일체화한다. 따라서, 배출 가스를 허용 농도 이하까지 처리하기 위해, 제해부의 커스터마이즈(사양에 따라 변경)를 행할 필요가 없어, 설계 시간, 검증 시간의 대폭적인 단축이 가능해지고, 결과적으로 리드 타임 삭감에 기여한다. 또한, 사용 조건에 맞춰, 제해부의 종류·개수의 조합 구성으로 대응이 가능하다.
(2) 종래, 배출 가스 처리 장치는 대형이었기 때문에, 수송, 설치, 해제, 이설이 용이하지 않고, 또한 복잡한 제어를 필요로 했지만, 본 발명의 제해부에 의하면, 소형으로 콤팩트한 구성이 되고, 부품 개수가 적고, 고장률의 저감을 도모할 수 있다. 고장난 경우, 현지에서 예비 제해부의 교환으로 대응이 가능하여, 프로세스 다운 타임의 저감을 도모할 수 있다. 메인터넌스도, 현지에서 예비 제해부의 교환으로 대응이 가능하여, 프로세스 다운 타임의 저감을 도모할 수 있다.
(3) 진공 펌프로부터 배기되는 배출 가스는, 진공 펌프에서의 압축열에 의해 200℃ 정도까지 가열되어 있고, 이 가열된 배출 가스를 배기관으로부터 직접 제해부에 도입하여 무해화 처리를 행할 수 있다. 따라서, 배출 가스를 상온에서부터 데울 필요가 없어, 제해부에서의 연료 사용량을 삭감할 수 있고, 에너지 절약을 도모할 수 있다. 진공 펌프의 배기관의 내부에 200℃ 정도까지 가열된 배출 가스가 흐르기 때문에, 배기관을 배관 히터에 의해 승온시킬 필요가 없다. 따라서, 배관 히터를 설치하지 않아도 되기 때문에, 에너지 절약을 실현할 수 있다.
(4) 제해부에 있어서 배출 가스의 무해화 처리시에 발생한 폐열을 이용하여 N2 등의 불활성 가스를 가열하고, 가열된 불활성 가스를 진공 펌프에 공급할 수 있다. 따라서, 가열된 불활성 가스에 의해 진공 펌프의 퍼지를 행할 수 있어, 진공 펌프의 내부에 생성물이 부착되는 것을 방지할 수 있다. 본 발명에 의하면, 불활성 가스를 가열하기 위한 전용 히터를 설치할 필요가 없어, 설계 공정수의 삭감, 부품 개수의 삭감에 따른 리드 타임 삭감 및 코스트 삭감을 도모할 수 있다. 또한, 히터용의 동력을 필요로 하지 않아, 에너지 절약을 도모할 수 있다.
(5) 복수 대의 제해부를 직렬 및/또는 병렬의 조합으로 접속함으로써 일련의 제해군을 형성할 수 있어, 여러 종류의 프로세스 요구, 복잡한 프로세스 요구에 대응이 가능해진다. 복수 대의 제해부는 배출 가스의 가스량 및 가스종에 따라, 연소식, 건식, 습식, 고정식 등의 복수종의 제해부를 조합하여 접속해도 좋고, 단일종의 제해부를 접속해도 좋다. 안전 허용 농도에 맞춰 최저한의 필요 사양을 제공함으로써, 최소한의 이니셜 코스트, 운용 코스트가 실현 가능해진다. 제해부를 병렬로 배열함으로써, 한쪽의 제해부의 고장, 메인터넌스시에는 그 외의 제해부로 대응이 가능해져, 프로세스 다운 타임을 제로로 할 수 있다.
(6) 펌프 제어부가 진공 펌프의 제어 및 제해부의 제어를 일괄해서 행하도록 구성되어 있기 때문에, 장치로부터의 인터페이스를 종래와 같이 진공 펌프용 및 배출 가스 처리 장치용으로 구별하여 준비할 필요가 없어진다. 메인 신호 창구가 진공 펌프가 됨으로써, 장치측 혹은 공장측의 제어가 간략화된다. 진공 펌프의 운전 상태에 맞춰, 펌프 제어부가 제해부의 제어를 행하기 때문에, 사용 조건·사용 환경에 맞춰, 제해부·진공 펌프의 싱크로나이즈 운전, 안전 운전의 실현이 가능해진다. 진공 펌프의 사용 상황에 맞춰, 제해부의 운전 모드의 최적화를 도모할 수 있다.
도 1의 (a), (b), (c)는, 본 발명의 제해 기능 부가 진공 펌프의 구성예를 도시한 모식적 사시도이다.
도 2의 (a)∼(e)는, 본 발명의 제해 기능 부가 진공 펌프의 다른 구성예를 도시한 모식적 사시도이다.
도 3은, 복수의 프로세스 챔버를 배기하기 위해, 본 발명의 제해 기능 부가 진공 펌프를 복수 대 설치하는 경우를 도시한 모식적 정면도이다.
도 4는, 진공 펌프의 제해부에서 발생한 분체를 배기 덕트에 직접 배출할 수 없을 때에 스크러버를 설치하는 경우를 도시한 모식적 정면도이다.
도 5의 (a)∼(e)는, 원통 용기형의 제해부가 세로 방향 설치(도 5의 (a)∼(d)) 또는 가로 방향 설치(도 5의 (e))되고, 제해부의 배출 가스 입구 및 제해부의 배출 가스 출구가 여러 방향으로 배치되어, 여러가지 접속 형태에 대응할 수 있는 구성예를 도시한 모식적 사시도이다.
도 6의 (a), (b)는 복수 대의 제해부를 직렬 및/또는 병렬로 접속하여, 1대 또는 복수 대의 진공 펌프로부터 배출되는 배출 가스의 가스량 및 가스종에 대응할 수 있도록 한 구성을 도시한 모식적 사시도이다.
도 7의 (a), (b)는, 본 발명의 제해 기능 부가 진공 펌프의 유틸리티 공통화의 구성을 도시한 모식도이다.
도 8은, 본 발명의 제해 기능 부가 진공 펌프의 제어부의 구성을 도시한 모식도이다.
도 9는, 제해부에 설치된 제해부를 단독 제어하는 제어부의 구성을 도시한 모식도이다.
도 10은, 본 발명의 제해 기능 부가 진공 펌프의 제해부로서 적합한 소형의 연소식 제해부를 도시한 모식적 단면도이다.
이하, 본 발명에 관련된 제해 기능 부가 진공 펌프의 실시형태에 관해 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한다. 한편, 도 1 내지 도 10에 있어서, 동일 또는 상당하는 구성 요소에는, 동일한 부호를 붙이고 중복된 설명을 생략한다.
도 1의 (a), (b), (c)는, 본 발명의 제해 기능 부가 진공 펌프의 구성예를 도시한 모식적 사시도이다.
도 1의 (a), (b), (c)에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제해 기능 부가 진공 펌프는, 진공 펌프(1)의 배기관(1a)에 제해부(10)를 부설한 구성을 구비하고 있다. 진공 펌프(1)는, 1대의 드라이 진공 펌프로 구성해도 좋고, 복수 대의 드라이 진공 펌프를 직렬 또는 병렬로 접속하여 구성해도 좋다. 이들 1대 또는 복수 대의 드라이 진공 펌프는, 루트형 드라이 진공 펌프, 스크루형 드라이 진공 펌프, 클로형 드라이 진공 펌프, 스크롤형 드라이 진공 펌프 등으로 이루어지고, 이들 드라이 진공 펌프의 구성은 주지되어 있기 때문에, 도시 및 설명을 생략한다. 도 1의 (a), (b), (c)에서는, 진공 펌프(1)는 케이스(C)를 구비한 형식의 진공 펌프를 예시하고 있다. 제해부(10)는, 전체로서 원통형의 용기로 구성되어 있다. 또한, 각 제해부가 접속된 경우, 드라이 펌프의 제어부가 제해부의 종류를 자동 인식한다.
도 1의 (a), (b), (c)에 있어서, 진공 펌프(1)와 제해부(10)의 배치 관계는 각각 상이하고, 도 1의 (a)에 있어서는 진공 펌프(1)와 제해부(10)는 병렬 배치되고, 도 1의 (b)에 있어서는 제해부(10)는 진공 펌프(1)의 아래쪽에 배치되고, 도 1의 (c)에 있어서는 제해부(10)는 진공 펌프(1)의 위쪽에 배치되어 있다. 도 1의 (a), (b), (c)에 있어서, 제해부(10)의 종류는 연소식, 건식, 습식, 히터식, 불소 고정식, 촉매식, 플라즈마식, 희석 유닛식(블로워, N2 첨가, Air 첨가) 등이 있다. 본 발명은, 배출 가스의 처리 형식이 상이한 이들 복수 종류의 제해부(10)를 준비해 둔다. 또한, 처리 형식이 상이한 각 제해부(10)마다 배출 가스의 처리량이 상이한 제해부(10)를 복수 개 준비해 둔다. 본 발명에 있어서는, 제해부(10)는, 진공 펌프(1)로부터 배출되는 배출 가스의 가스량 및 가스종에 따라 상기 복수 종류의 제해부(10) 및/또는 배출 가스의 처리량이 상이한 복수의 제해부(10)로부터 최적의 것을 선정하여, 진공 펌프(1)와 일체화하도록 되어 있다.
도 1의 (a), (b), (c)에 있어서, 진공 펌프(1)의 배기구와 제해부(10)의 가스 도입구 사이를 접속하는 배기관(1a)의 배관 길이는, 500 mm 이하이고, 200 mm∼400 mm로 설정되어 있다. 또한, 배기관(1a)의 배기구 직경은, 드라이 진공 펌프의 배압을 고려하여 15 mm 이상이고, 16 mm∼40 mm로 설정되어 있다. 또, 배기관(1a)은 설치하지 않고, 제해부(10)를 진공 펌프(1)의 배기부에 직접 접속해도 좋다.
도 2의 (a)∼(e)는, 본 발명의 제해 기능 부가 진공 펌프의 다른 구성예를 도시한 모식적 사시도이다.
도 2의 (a), (b)는, 1대의 진공 펌프(1)의 배기관(1a)을 분기하여 2개의 제해부(10, 10)를 부설한 구성의 제해 기능 부가 진공 펌프를 도시한다.
도 2의 (a)에 도시한 예에 있어서는, 분기한 배기관(1a)을 직접 2개의 제해부(10, 10)에 접속하고 있고, 도 2의 (b)에 도시한 예에 있어서는, 분기한 배기관(1a)에 각각 자동 개폐(또는 수동 개폐) 밸브(V1)를 배치함으로써, 각 제해부(10)로의 배출 가스의 유입을 제어할 수 있도록 되어 있다.
도 2의 (c), (d)는, 2대의 진공 펌프(1, 1)의 배기관(1a, 1a)을 매니폴드(2)로 연결하고, 매니폴드(2)에 1대의 제해부(10)를 부설한 구성의 제해 기능 부가 진공 펌프를 도시한다.
도 2의 (c)에 도시한 예에 있어서는, 매니폴드(2)와 제해부(10)를 접속하고 있고, 도 2의 (d)에 도시한 예에 있어서는, 매니폴드(2)에 2개의 자동 개폐(또는 수동 개폐) 밸브(V2, V2)를 배치함으로써, 각 진공 펌프(1)로부터 제해부(10)로의 배출 가스의 유입을 제어할 수 있도록 되어 있다.
도 2의 (e)는, 2대의 진공 펌프(1)의 배기관(1a, 1a)을 매니폴드(2)로 연결하고, 매니폴드(2)에 3대의 제해부(10)를 부설한 구성의 제해 기능 부가 진공 펌프를 도시한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 1대 또는 복수 대의 진공 펌프(1)의 배기구에 직접 콤팩트한 제해부(10)를 설치하는 일체형이기 때문에, 종래와 같이 1대 또는 복수 대의 배출 가스 처리 장치와 드라이 진공 펌프 수납용 랙이라는 구도에서의 검토가 불필요해진다. 그 결과, 설계 시간, 검증 시간의 대폭적인 단축이 가능해지고, 결과적으로 리드 타임 삭감에 기여한다. 또한, 제해부(10)에 있어서는, 개개의 모듈 설계를 행함으로써, 하나의 제해부에 필요한 설계 시간의 단축을 도모할 수 있다. 또한 사용 조건에 맞춰, 제해부(10)의 종류·개수의 조합 구성으로 대응이 가능하다. 각 드라이 진공 펌프(프로세스 챔버)마다 모듈화된 제해부를 설치하기 때문에, 챔버마다의 부하율에 대하여 유연한 대응이 가능해진다.
제해부(10)의 개발 시간의 단축에 의해, 리드 타임이 삭감된다. 제품의 표준화에 의해, 각 프로세스마다의 처리 실적 등의 데이터베이스화가 용이하다. 제해부마다 성능이 명확화되기 때문에, 제해부의 형식·제안이 용이해진다.
제해부(10)의 구조의 간소화에 의해, 부품의 공통화를 도모할 수 있다. 따라서, 제조 리드 타임의 삭감, 제조 코스트 삭감을 도모할 수 있다.
제해부(10)의 표준화를 도모할 수 있기 때문에, 제해부(10)의 단체의 안전 규격·가이드라인에 대한 적용·준거가 용이해진다.
종래, 배출 가스 처리 장치는 대형이었기 때문에, 수송, 설치, 해제, 이설이 용이하지 않고, 또한 복잡한 제어를 필요로 했지만, 본 발명의 제해부(10)에 의하면, 소형으로 콤팩트한 구성이 되고, 부품 개수가 적고, 고장률의 저감을 도모할 수 있다. 고장난 경우, 현지에서 예비 제해부의 교환으로 대응이 가능하여, 프로세스 다운 타임의 저감을 도모할 수 있다.
메인터넌스도, 현지에서 예비 제해부의 교환으로 대응이 가능하여, 프로세스 다운 타임의 저감을 도모할 수 있다. 이상이 생겼을 때에, 제해부(10)를 단독으로 공장·서비스 센터에 인계하여, 조사가 가능하다.
본 발명에 의하면, 진공 펌프(1)로부터 배기되는 배출 가스는, 진공 펌프(1)에서의 압축열에 의해 200℃ 정도까지 가열되어 있고, 이 가열된 배출 가스를 배기관(1a)으로부터 직접 제해부(10)에 도입하여 연소에 의한 무해화 처리를 행할 수 있다. 따라서, 배출 가스를 상온에서부터 데울 필요가 없어, 제해부(10)에서의 연료 사용량을 삭감할 수 있고, 에너지 절약을 도모할 수 있다. 진공 펌프(1)의 배기관(1a)의 내부에 200℃ 정도까지 가열된 배출 가스가 흐르기 때문에, 배기관(1a)을 배관 히터에 의해 승온시킬 필요가 없다. 따라서, 배관 히터를 설치하지 않아도 되기 때문에, 에너지 절약을 실현할 수 있다. 또한, 진공 펌프(1)와 제해부(10)를 접속하는 배기관(1a)의 배관 길이가 500 mm 이하로, 이 부분에서의 생성물 부착의 방지도 도모할 수 있다.
도 3은, 복수의 프로세스 챔버를 배기하기 위해, 본 발명의 제해 기능 부가 진공 펌프를 복수 대 설치하는 경우를 도시한 모식적 정면도이다. 도 3에 있어서는, 진공 펌프(1)의 배기관(1a)에 제해부(10)를 부설하여 구성한 본 발명의 제해 기능 부가 진공 펌프를 기호 VAC를 이용하여 나타낸다. 도 3에 도시한 바와 같이, 복수 대의 제해 기능 부가 진공 펌프(VAC)는, 펌프 랙(20)에 수납되어 있다. 진공 펌프(VAC)의 제해부(10)는, 안전 허용 농도에 맞춰, 최저한의 사양을 제공함으로써, 최소한의 이니셜 코스트, 운용 코스트가 실현 가능해진다. 진공 펌프(VAC)의 제해부(10)의 출구는, 공장의 배기 덕트(21)에 직접 접속되어 있다. 제해부(10)에서의 처리에 의해 발생한 분체는, 제해부(10)의 배기의 유속으로 날려, 배기 덕트(21)에 배출된다.
도 4는, 진공 펌프(VAC)의 제해부(10)에서 발생한 분체를 배기 덕트(21)에 직접 배출할 수 없을 때에 스크러버를 설치하는 경우를 도시한 모식적 정면도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 복수 대의 진공 펌프(VAC)의 제해부(10)의 출구는 접속용 배관(22)을 통해 스크러버(23)에 접속되어 있다. 스크러버(23)는, 예컨대, 물 스크러버로 구성되어 있다. 그리고, 스크러버(23)의 출구는, 배기 덕트(21)(도 3 참조)에 접속되어 있다. 또, 스크러버 대신에, 필터를 설치해도 좋다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 진공 펌프(1)와 제해부(10)는, 여러가지 자세로 서로 접속된다. 또한, 1대 또는 복수 대의 진공 펌프(1)와 1대 또는 복수 대의 제해부(10)가 접속된다. 또한, 본 발명에 있어서는, 복수 대의 제해부(10)가 직접 또는 병렬로 접속되는 경우도 있다. 따라서, 본 발명에서 이용하는 제해부(10)는, 배출 가스 입구(10IN) 및 배출 가스 출구(10OUT)가 여러가지 접속 형태에 대응할 수 있는 구성일 것이 요구된다.
도 5의 (a)∼(e)는, 원통 용기형의 제해부(10)가 세로 방향 설치(도 5의 (a)∼(d)) 또는 가로 방향 설치(도 5의 (e))되고, 제해부(10)의 배출 가스 입구(10IN) 및 제해부(10)의 배출 가스 출구(10OUT)가 여러 방향으로 배치되어, 여러가지 접속 형태에 대응할 수 있는 구성예를 도시한 모식적 사시도이다. 도 5의 (a)에 도시한 예에 있어서는, 제해부(10)의 입구(10IN)(또는 출구(10OUT))가 제해부(10)의 상부 측면에 있고, 제해부(10)의 출구(10OUT)(또는 입구(10IN))가 제해부(10)의 하부 측면에 있다. 도 5의 (b)에 도시한 예에 있어서는, 제해부(10)의 입구(10IN)(또는 출구(10OUT))가 제해부(10)의 하면에 있고, 제해부(10)의 출구(10OUT)(또는 입구(10IN))가 제해부(10)의 상면에 있다. 도 5의 (c)에 도시한 예에 있어서는, 제해부(10)의 입구(10IN)(또는 출구(10OUT))가 제해부(10)의 상면에 있고, 제해부(10)의 출구(10OUT)(또는 입구(10IN))가 제해부(10)의 하부 측면에 있다. 도 5의 (d)에 도시한 예에 있어서는, 제해부(10)의 입구(10IN)(또는 출구(10OUT))가 제해부(10)의 하면에 있고, 제해부(10)의 출구(10OUT)(또는 입구(10IN))가 제해부(10)의 상부 측면에 있다. 도 5의 (e)에 도시한 예에 있어서는, 제해부(10)의 입구(10IN)가 일측면에 있고, 제해부(10)의 출구(10OUT)가 타측면에 있다.
도 6의 (a), (b)는 복수 대의 제해부(10)를 직렬 및/또는 병렬로 접속하여, 1대 또는 복수 대의 진공 펌프(1)로부터 배출되는 배출 가스의 가스량 및 가스종에 대응할 수 있도록 한 구성을 도시한 모식적 사시도이다.
도 6의 (a)에 도시한 예에 있어서는, 복수 대(도시예에서는 3대)의 제해부(10)가 직렬로 접속되어 있다. 복수 대의 제해부(10)는 접속 배관(11)을 통해 접속해도 좋고, 접속 배관(11)을 없애고 인접하는 2개의 제해부(10)의 가스 출구와 가스 입구를 직접 접속해도 좋다.
도 6의 (b)에 도시한 예에 있어서는, 배출 가스의 흐름 방향에 있어서 제해부(10)의 대수가 점차 증가하도록 복수 대의 제해부(10)는 접속 배관(11) 및 매니폴드(12)를 통해 직렬 및 병렬로 접속되어 있다. 즉, 제해부(10)는 배출 가스의 흐름 방향의 상류측에서 하류측을 향하여 다단형으로 배치되고, 대수가 1대, 2대, 3대로 증가해 가고, 이들 제해부(10)는 상류측에서 하류측으로 직렬로 접속되어 있다. 또한, 각 단에 있는 복수의 제해부(10)는 매니폴드(12)에 의해 병렬로 접속되어 있다.
도 6의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 복수 대의 제해부(10)를 직렬 및/또는 병렬의 조합으로 접속함으로써 일련의 제해군을 형성할 수 있어, 여러 종류의 프로세스 요구, 복잡한 프로세스 요구에 대응이 가능해진다. 복수 대의 제해부(10)는 배출 가스의 가스량 및 가스종에 따라, 연소식, 건식, 습식, 고정식 등의 복수종의 제해부(10)를 조합하여 접속해도 좋고, 단일종의 제해부(10)를 접속해도 좋다.
안전 허용 농도에 맞춰 최저한의 필요 사양을 제공함으로써, 최소한의 이니셜 코스트, 운용 코스트가 실현 가능해진다.
제해부(10)를 병렬로 배열함으로써, 백업 운전의 실현이 용이해진다. 즉, 한쪽의 제해부(10)의 고장, 메인터넌스시에는 그 외의 제해부(10)로 대응이 가능해져, 프로세스 다운 타임을 제로로 할 수 있다.
또한, 진공 펌프(1)의 오버홀 주기에 맞추기 위해 제해부(10)를 복수 설치하고, 서로 백업하는 운용이 가능해진다.
납입 후의 프로세스 사양 변경에 대해서도, 제해부마다의 설정치의 변경이 용이해지고, 특정 제해부의 변경으로 대응이 용이한 경우도 있다.
제해부(10)의 단체의 설계는 불필요하거나, 혹은 최소가 되고, 레이아웃 검토만으로 끝난다. 또한, 요구 성능마다 제해부(10)를 표준화하고 있기 때문에, 개조 부품의 제조가 용이하다. 또한, 부품 납기의 단축, 개조 요령의 간소화를 도모할 수 있다.
제해부마다 규격 대응을 행하기 때문에, 새로운 요구 사양에 대하여, 규격 인증의 검토, 취득이 불필요해진다. 모든 배관이 집합 배관이 아니어도 좋다. 필요에 따라, 배관부에 밸브를 설치해도 좋다. 복수 대의 제해부(10)를 직렬이나 병렬로 접속하는 경우, 제해부(10)의 설치 위치 및 방향은 자유롭게 설정 가능하다. 또한, 1대 또는 복수 대의 제해부(10)와 제어반(13)을 조합함으로써 스탠드 얼론 타입의 단체/복합 제해 시스템도 구축 가능하다. 또한, 도 6의 (a), (b)에 도시한 구성에, 보기류(補器類)를 적절히 조합해도 좋다.
다음으로, 본 발명의 제해 기능 부가 진공 펌프의 유틸리티에 관해 설명한다. 도 7의 (a), (b)는, 본 발명의 제해 기능 부가 진공 펌프의 유틸리티 공통화의 구성을 도시한 모식도이다.
도 7의 (a)에 도시한 예에 있어서는, 전원은 진공 펌프(1)에 공급되고, 제해부(10)용의 전원은 진공 펌프(1)로부터 공급된다. 또, 진공 펌프(1)에 설치되는 인터페이스 박스로부터 제해부(10)에 전원을 공급해도 좋다. 냉각수는, 진공 펌프(1)에 공급되어 진공 펌프(1)를 냉각시킨 후에, 제해부(10)에 공급되어, 제해부(10)를 냉각시키도록 되어 있다. 제해부(10)를 냉각시킨 냉각수는, 유틸리티 설비로 되돌아가도록 되어 있다. 또한, 진공 펌프(1)의 내부에 생성물이 부착되는 것을 방지하기 위해, 유틸리티 설비로부터 N2를 진공 펌프(1)에 공급할 수 있도록 되어 있다. 제해부(10)가 연소식 제해부인 경우에는, 유틸리티 설비로부터 연료나 산화제를 제해부(10)에 공급할 수 있도록 되어 있다. 연료나 산화제는, 휴대 가능한 봄베에 의한 공급도 가능하다. 이 경우, 연료 공급 라인이 없는 장소에서의 연소식 제해부의 운용이 가능해진다. 휴대 가능한 봄베는 복수열로 설치 가능하고, 운전중에, 사용 종료된 봄베의 교환을 가능하게 한다. 휴대 가능한 봄베로부터 연료나 산화제를 공급하는 경우에는, 압력계(P)를 설치하여 잔량 검지(압력 감시)를 행하도록 해도 좋다. 이 경우, 휴대 가능한 봄베의 잔량이 일정량보다 저하된 경우, 신호/램프/소리에 의한 아나운스 기능을 가능하게 한다.
도 7의 (b)에 도시한 예에 있어서는, 제해부(10)가 연소식 제해부, 혹은 가열 산화식 제해부인 경우, 유틸리티 설비로부터 N2를 제해부(10)에 공급하고, 제해부(10)에서의 배출 가스의 무해화 처리에 의해 발생한 폐열을 이용하여 N2를 가열하고, 가열한 N2를 진공 펌프(1)에 공급하고 있다. 따라서, 가열된 N2 가스에 의해 진공 펌프(1)의 퍼지를 행할 수 있어, 진공 펌프(1)의 내부에 생성물이 부착되는 것을 방지할 수 있다. 본 발명에 의하면, N2 가스를 가열하기 위한 전용 히터를 설치할 필요가 없어, 설계 공정수의 삭감, 부품 개수의 삭감에 따른 리드 타임 삭감 및 코스트 삭감을 도모할 수 있다. 또한, 히터용의 동력을 필요로 하지 않아, 에너지 절약을 도모할 수 있다. 퍼지용 가스로는, N2 이외에도 함유 가스와 반응하지 않는 불활성 가스이면 되고, 예컨대, He, Ar, Kr 등의 희가스나 CO2 등이어도 상관없다.
또, 충분한 온도를 배열(排熱)로 확보할 수 없는 경우라도, 어느 정도 온도 상승한 N2를 핫 N2용의 히터에 투입할 수 있기 때문에, 상온에서부터 승온시키는 경우보다, 핫 N2용의 히터의 부하율을 저감시킬 수 있어, 필요 소비 전력의 삭감에 기여한다. 도 7의 (b)에 도시한 예에 있어서, 전원이나 냉각수 등의 그 외의 유틸리티는, 도 7의 (a)에 도시한 예와 동일하게 공급된다.
도 7의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, N2와 냉각수의 공급 라인을 진공 펌프(1)와 제해부(10)를 시리얼(직렬)로 접속함으로써, 유틸리티 사이드의 라인의 간소화를 실현할 수 있다. 따라서, 설계 공정수 저감(하드·소프트)을 도모할 수 있다. 또한, 제해부(10)용으로 유틸리티 라인을 확보할 필요가 없어, 유틸리티 계획이 간단해지고, 이니셜 코스트가 저감된다. 또한, 하나의 모니터로, 제해부(10)와 진공 펌프(1)의 유틸리티 상황의 관리가 가능하기 때문에, 운용 관리가 용이해진다.
다음으로, 본 발명의 제해 기능 부가 진공 펌프의 제어부의 구성을 설명한다. 본 발명의 제해 기능 부가 진공 펌프는, 1대 또는 복수 대의 진공 펌프(1)에 1대 또는 복수 대의 제해부(10)를 부설한 일체형의 진공 펌프이기 때문에, 제해 기능 부가 진공 펌프의 전체 제어를 진공 펌프(1)에 설치된 제어부에 의해 행하도록 구성되어 있다.
도 8은, 본 발명의 제해 기능 부가 진공 펌프의 제어부의 구성을 도시한 모식도이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제해 기능 부가 진공 펌프는, 진공 펌프(1)의 배기관(1a)에 제해부(10)를 부설한 구성을 구비하고 있고, 진공 펌프(1)에는 펌프 제어부(30)가 설치되어 있다. 펌프 제어부(30)는, 제조 장치 등에 있는 제어부(31)와 통신선 등을 통해 송수신이 가능하게 되어 있다. 또한, 펌프 제어부(30)는, 집중 감시 시스템(32)에 진공 펌프(1)와 제해부(10)의 스테이터스 신호를 출력하도록 되어 있다. 펌프 제어부(30)는 진공 펌프(1)의 제어 및 제해부(10)의 제어를 일괄해서 행하도록 구성되어 있고, 펌프의 신호 입출력의 일부를 제해부(10)에 접속하여, 제해부(10)의 운전 제어 및 스테이터스 감시를 펌프 제어부(30)에서 실시한다. 즉, 펌프 제어부(30)로부터 제해부(10)의 제어 박스(10a)에 운전·정지 신호를 출력하고, 제어 박스(10a)로부터 펌프 제어부(30)에 제해부(10)의 스테이터스 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 펌프의 운전은 리모트 운전, 로컬 운전, COM 운전 중 어느 것이라도 대응 가능하게 되어 있다. 진공 펌프(1)의 조작반에 메인 브레이커를 설치하기 때문에, 제해부(10)에서는 최저한의 필요 전원 부품으로 대응이 가능해진다.
펌프 제어부(30)로부터 진공 펌프(1)의 운전 신호가 출력되면, 동시에 펌프 제어부(30)로부터 제해부(10)에 운전 신호가 출력되고, 제해부(10)의 운전이 시작된다. 제해부(10)가 연소식인 경우에는, 파일럿 버너의 착화를 시작한다. 아이들시에는, 제해부(10)의 운전을 정지한다. 펌프 제어부(30)에 있어서, 제해부(10)의 운전 타이밍의 설정 변경이 가능하게 되어 있다.
도 8에 도시한 바와 같이, 펌프 제어부(30)가 진공 펌프(1)의 제어 및 제해부(10)의 제어를 일괄해서 행하도록 구성되어 있기 때문에, 장치로부터의 인터페이스를 종래와 같이 진공 펌프용 및 배출 가스 처리 장치용으로 구별하여 준비할 필요가 없어진다. 또한, 제해부(10)는, 최소한의 전장계로 구성된다.
또한, 메인 신호 창구가 진공 펌프(1)가 됨으로써, 장치측 혹은 공장측의 제어가 간략화된다.
가스의 종류나 양에 따라 제해부(10)의 종류나 수가 선정된다. 그 제해부(10)와 펌프 제어부(30)가 접속되고, 펌프 제어부(30)가 제해부(10)의 종류나 수를 자동 인식하는 것도 가능하다. 개별적으로 펌프 제어부(30)에서 제해부(10)의 종류와 수를 선택하는 것도 가능하다.
진공 펌프(1)의 운전 상태에 맞춰, 펌프 제어부(30)가 제해부(10)의 제어를 행하기 때문에, 사용 조건, 사용 환경에 맞춘, 제해부·진공 펌프의 싱크로나이즈 운전, 안전 운전의 실현이 가능해진다.
진공 펌프(1)의 사용 상황에 맞춰, 제해부(10)의 운전 모드의 최적화를 도모할 수 있다. 사용자측에서, 제해부(10)의 제어 시퀀스의 구축이 불필요해진다. 제해부(10)의 설치시, 배선 작업이 불필요해져, 공정수가 저감된다.
제해부(10)가 연소식인 경우, 프로세스 중에 있어서도 각 스텝에서 사용되는 프로세스 가스의 종류에 따라, 연료나 산화제의 유량을 조정하고, 연소 모드를 변경하는 케이스가 있다. 종래는, 제해부에 대한 장치 혹은 유틸리티 설비로부터의 입력 신호에 의해, 모드의 변경을 행하고 있다. 본 발명 형태의 경우, 드라이 펌프의 제어부에 신호를 입력하여, 제해부(10)의 연소 모드의 변경을 행한다.
또한, 제해부(10)의 신호를 진공 펌프(1)에 대하여 유효하게 활용할 수 있다. 예컨대, 연소 제해의 경우, 일반적으로 Cl2 등의 클리닝 가스를 처리하기 위해서는, 연료·산소를 증가시켜 고온 상태에서 가스를 분해시킬 필요가 있다. 이 클리닝 가스 처리를 위한 처리 신호를 별도 출력하는 케이스가 있는데, 인터페이스를 진공 펌프의 제어부에 통합한 경우, 펌프 부품의 부식 대책으로서, 상기 처리 신호를 희석 N2의 증량 신호로서 활용할 수 있다. 이에 따라, 진공 펌프의 수명 연장을 도모할 수 있다.
진공 펌프(1)의 상태 감시 모니터에, 제해부(10)의 스테이터스가 표시되기 때문에, 운용이 용이해진다. 마스터 진공 펌프(1)에 표시되는 스테이터스만으로 일괄 관리가 가능해져, 제해·펌프의 이상을 사용자가 일괄적으로 모니터할 수 있게 된다.
또한, 진공 펌프(1)와 제해부(10)의 통합된 정보의 수집이 가능하기 때문에, 문제 발생시의 진공 펌프(1)와 제해부(10)의 상태를 파악할 수 있어, 문제 분석이 용이해지고, 개선 대응의 시간 단축을 도모할 수 있다.
이미 설치된 진공 펌프를 구비한 배기 시스템에 본 발명의 제해부(10)를 접속하는 경우 혹은 진공 펌프가 필요하지 않은 시장에 본 발명의 제해부(10)를 투입하는 경우 등에는 제해부(10)를 단독 제어할 필요가 있기 때문에, 제해부(10)를 단독 제어하는 제어부가 필요해진다.
도 9는, 제해부(10)에 설치된 제해부(10)를 단독 제어하는 제어부의 구성을 도시한 모식도이다. 도 9에 도시한 바와 같이, 제해부(10)에는 제어 박스(10a)가 설치되어 있다. 제어 박스(10a)는, 제조 장치 등에 있는 제어부(31)와 통신선 등을 통해 송수신이 가능하게 되어 있다. 또한, 제어 박스(10a)는, 집중 감시 시스템(32)에 제해부(10)의 스테이터스 신호를 출력하도록 되어 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, 제해부(10)가 제해부(10)의 전체를 제어하는 제어 박스(10a)를 구비함으로써, 스탠드 얼론형의 제해부(10)를 구성할 수 있다. 스탠드 얼론형의 제해부(10)에 의해, 블로워와 제해부(10)의 조합이나 제해부(10) 단독으로의 사용이 가능해진다. 따라서, 이미 설치된 진공 펌프를 구비한 배기 시스템에도 제해부(10)의 투입이 가능해진다.
도 10은, 본 발명의 제해 기능 부가 진공 펌프의 제해부로서 적합한 소형의 연소식 제해부(10)를 도시한 모식적 단면도이다. 도 10에 도시한 바와 같이, 제해부(10)는, 전체로서 원통형의 용기로 구성되어 있다. 원통 용기형의 제해부(10)는, 세로 방향으로 배치되고, 그 축심이 수직 방향이 되도록 배치되어 있다. 제해부(10)는, 버너에 의해 화염을 형성하여 배출 가스를 연소시키는 연소실(S)을 형성하는 바닥이 있는 원통체(41)와, 이 원통체(41)로부터 소정 간격 이격되어 원통체(41)를 포위하도록 설치된 외통(42)을 구비하고 있다. 그리고, 원통체(41)와 외통(42) 사이에는, N2 가스 등의 불활성 가스를 유지하여 가열하는 가열실(43)이 형성되어 있다. N2 가스 등의 불활성 가스는, 외통(42)의 상부에 있는 입구 포트(PIN)로부터 가열실(43)에 유입되어 가열되고 외통(42)의 하부에 있는 출구 포트(POUT)로 유출되도록 되어 있다. 이중관 구조의 가열실(43)은 열교환기를 구성하고 있다. 가열된 불활성 가스는 진공 펌프(1)에 공급할 수 있도록 되어 있다. 가열실(43)에 있어서 불활성 가스의 온도는, 진공 펌프(1)의 내부 온도와 대략 동일 온도, 예컨대, 190℃∼220℃로 가열되어 있다.
도 10에 도시한 바와 같이, 제해부(10)의 하부의 주벽에는, 처리 대상인 배출 가스를 연소실 내에 도입하는 가스 도입구(10IN)가 형성되고, 제해부(10)의 상단에는, 처리 후의 가스를 배출하는 가스 출구(10OUT)가 형성되어 있다. 제해부(10)에는, 연소실(S)에 공기를 공급하는 복수의 공기 노즐(45)과, 연소실(S)에 연료를 공급하는 복수의 연료 노즐(46)이 설치되어 있다. 공기 노즐(45)은, 제해부(10)의 접선 방향에 대하여 소정 각도를 갖고 연장되어 있고, 원통체(41)의 주벽의 내주면을 따라 선회류를 형성하도록 공기를 분출하게 되어 있다. 연료 노즐(46)도 마찬가지로 제해부(10)의 접선 방향에 대하여 소정 각도를 갖고 연장되어 있고, 원통체(41)의 주벽의 내주면을 따라 선회류를 형성하도록 연료를 분출하게 되어 있다. 공기 노즐(45) 및 연료 노즐(46)은, 각각, 제해부(10)의 원주 방향으로 소정의 간격을 두고 복수 개 배치되어 있다. 원통체(41)의 바닥부에는, 화염을 검출하기 위한 UV 센서(48)와, 점화를 행하기 위한 점화 플러그(49)가 설치되어 있다.
점화 플러그(49)의 주위를 둘러싸도록 통형의 파일럿 버너부(50)가 설치되어 있다. 파일럿 버너부(50)에는, 화염 형성용의 연료를 공급하는 연료 공급구(51)와, 반(半)예혼합 공기를 공급하는 공기 공급구(52)가 형성되어 있고, 연료 공급구(51)로부터 공급되는 연료에 점화 플러그(49)에 의해 점화하여 파일럿 버너(PB)를 형성하도록 되어 있다.
제해부(10)의 제어 박스(10a)는, 공기 및 연료를 연소실(S)에 공급·공급 정지하기 위한 전자 밸브(EV1, EV2, EV3)와, 점화 플러그(49)용의 점화 트랜스(53)와, UV 센서(48)용의 계측부(54)와, 펄스 발생기(55)를 구비하고 있다. 또한, 제어 박스(10a)는, 전원(56) 및 CPU(57)를 구비하고 있다. 전원(56)은 펌프 제어부(30)(도 8 참조)에 접속되고, CPU(57)는 펌프 제어부(30)에 접속되어 있다.
펌프 제어부(30)와 제해부(10)의 인터페이스의 수단은, 전원 공급과 통신(RS485)에 한정되지 않는다.
다음으로, 도 10에 도시한 제해부(10)에서의 작용에 관해 설명한다.
연료는 제해부(10)에 설치된 복수의 연료 노즐(46)로부터 연소실(S)을 향하여 선회류를 만들어 내도록 분출된다. 또한, 복수의 공기 노즐(45)로부터 공기가 연소실(S)을 향하여 선회류를 만들어 내도록 분출된다. 그리고, 연료와 공기의 혼합기(氣)가 파일럿 버너(PB)에 의해 점화되면, 원통체(41)의 내주면에 화염의 선회류(선회염(炎))를 형성한다.
한편, 처리 대상인 배출 가스는, 원통체(41)의 내주면에 개구되는 배출 가스 도입구(10IN)로부터 상기 연소실(S)을 향하여 분출된다. 이 분출된 배출 가스는 혼합기의 선회염과 혼합하여 연소되는데, 이 때, 원주 방향의 모든 연료 노즐(46)로부터 연료가 한 방향으로 강하게 선회하도록 분출되고 있기 때문에, 배출 가스의 연소 효율은 높아진다. 또한, 공기 노즐(45)로부터 분출된 공기도 선회하고 있기 때문에, 이 공기의 흐름이 화염과 혼합하여 화염의 선회류를 가속하면서, 배출 가스를 산화 분해한다. 처리 후의 가스는, 제해부(10)의 상단의 가스 출구(10OUT)로부터 배출되어 배기 덕트에 배출된다.
도 10에 도시한 연소식 제해부에 의하면, 제해부(10)의 가열실(43)에 있어서 배출 가스의 무해화 처리시에 발생한 연소 폐열을 이용하여 N2 등의 불활성 가스를 가열하고, 가열된 불활성 가스를 진공 펌프(1)에 공급할 수 있다. 따라서, 가열된 불활성 가스에 의해 진공 펌프(1)의 퍼지를 행할 수 있어, 진공 펌프(1)의 내부에 생성물이 부착되는 것을 방지할 수 있다. 본 발명에 의하면, 불활성 가스를 가열하기 위한 전용 히터를 설치할 필요가 없어, 에너지 절약을 도모할 수 있다.
배출 가스 처리가 불필요한 용도로, 희석만을 실시하면 되는 것과 같은 경우(예를 들면 CVD 등의 챔버 내에서의 프로세스 가스의 소비 효율이 높고, 드라이 펌프 배기 중의 유해 가스 성분 농도가 허용 농도 부근인 경우), 제해부가 아니라, N2 혹은 공기를 블로워에 의해 공급하는 시스템 구성에 의해 시스템 간략화, 코스트 다운이 가능해진다.
지금까지 본 발명의 실시형태에 관해 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되지 않고, 그 기술 사상의 범위 내에서, 여러가지 상이한 형태로 실시되어도 좋은 것은 물론이다.
1 : 진공 펌프, 1a : 배기관, 10 : 제해부, 10a : 제어 박스, 20 : 펌프 랙, 21 : 배기 덕트, 22 : 접속용 배관, 23 : 스크러버, 30 : 펌프 제어부, 31 : 제어부, 32 : 집중 감시 시스템, 41 : 원통체, 42 : 외통, 43 : 가열실, 45 : 공기 노즐, 46 : 연료 노즐, 48 : UV 센서, 49 : 점화 플러그, 50 : 파일럿 버너부, 51 : 연료 공급구, 52 : 공기 공급구, 53 : 점화 트랜스, 54 : 계측부, 55 : 펄스 발생기, 56 : 전원, 57 : CPU, VAC : 진공 펌프

Claims (11)

  1. 진공 펌프의 배기구에, 진공 펌프로부터 배출된 배출 가스를 처리하여 무해화하는 제해부(除害部)를 부설한 진공 펌프로서,
    배출 가스의 처리 형식과 배출 가스의 처리량 중 하나 이상이 상이한 제해부를 복수 종류 준비하고,
    상기 진공 펌프로부터 배출되는 배출 가스의 가스량 및 가스종에 따라 상기 복수 종류의 제해부로부터 1 또는 복수의 제해부를 선정하고,
    상기 선정된 제해부를 상기 진공 펌프의 배기구에 직접 접속하고, 상기 진공 펌프와 상기 선정된 제해부를 일체화하고,
    공통의 유틸리티 설비로부터 냉각수와 불활성 가스 중 하나 이상을 상기 진공 펌프 및 상기 선정된 제해부에 공급하는 것을 특징으로 하는 제해 기능 부가 진공 펌프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 진공 펌프는, 1대의 진공 펌프로 구성되거나, 혹은 직렬과 병렬 중 하나 이상으로 접속된 복수 대의 진공 펌프로 구성되는 것을 특징으로 하는 제해 기능 부가 진공 펌프.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제해부는, 1대의 제해부로 구성되거나, 혹은 직렬과 병렬 중 하나 이상으로 접속된 복수 대의 제해부로 구성되는 것을 특징으로 하는 제해 기능 부가 진공 펌프.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 불활성 가스는, 상기 제해부에서의 배출 가스의 무해화 처리시에 발생하는 열을 이용하여 가열된 후에 상기 진공 펌프에 공급되는 것을 특징으로 하는 제해 기능 부가 진공 펌프.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공통의 유틸리티 설비는, 연료 및 공기를 연소식의 상기 제해부에 공급 가능한 것을 특징으로 하는 제해 기능 부가 진공 펌프.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공통의 유틸리티 설비는, 휴대 가능한 봄베로부터 연료를 공급 가능한 것을 특징으로 하는 제해 기능 부가 진공 펌프.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제해부에서 배출 가스를 무해화 처리한 후에, 처리 후의 가스를, 설치처에 있는 배기 덕트에 직접 배출하도록 한 것을 특징으로 하는 제해 기능 부가 진공 펌프.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제해부에서 배출 가스를 무해화 처리한 후에, 처리 후의 가스를, 스크러버에 배출하도록 한 것을 특징으로 하는 제해 기능 부가 진공 펌프.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 진공 펌프와 상기 제해부를 일괄해서 제어하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 제해 기능 부가 진공 펌프.
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