KR102596221B1 - 배기 시스템 - Google Patents

Abstract

[과제] 배기 시스템 전체의 코스트 업을 초래하지 않고, 진공 펌프에 있어서의 가스 응축 또는 응고와 조기 오버히트의 방지를 도모할 수 있고, 연속 배기 가능한 가스 유량 등, 배기 시스템 전체의 운전 가능 조건을 넓히는데 적합한 배기 시스템을 제공한다.
[해결 수단] 배기 시스템(S1)은, 적어도 2개의 펌프로서 제1 및 제2의 진공 펌프(P1), (P2)를 직렬로 접속하고, 이들 진공 펌프(P1), (P2)와 그 접속부(C1)를 통해, 응축성 가스를 포함하는 가스를 배기하는 구성을 전제로 한다. 그리고, 당해 배기 시스템(S1)은, 제1의 진공 펌프(P1)의 근방에 제2의 진공 펌프(P2)를 설치함으로써, 접속부(C1)의 내부의 환경이, 그 내부를 흐르는 상기 응축성 가스의 증기압 곡선보다 아래의 기상 영역에 포함되는 환경이 되도록 설정한다.

Description

배기 시스템

본 발명은, 반도체 제조 장치, 플랫 패널 디스플레이 제조 장치, 솔러 패널 제조 장치에 있어서의 프로세스 챔버, 그 외의 챔버로부터의 가스 배기 수단으로서 이용되는 배기 시스템에 관한 것이며, 특히, 배기 시스템 전체의 코스트 업을 초래하지 않고, 진공 펌프에 있어서의 가스 응축과 조기 오버히트의 방지를 도모할 수 있고, 연속 배기 가능한 가스 유량 등, 배기 시스템 전체의 운전 가능 조건을 넓히는데 적합하게 한 것이다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 종래 이런 종류의 배기 시스템(S100)은, 예를 들면, 제1 및 제2의 진공 펌프(P101, P102)를 직렬로 접속하고, 이들 진공 펌프(P101, P102)와 그 접속부(C1)(구체적으로는, 양 진공 펌프(P101, P102)를 접속하는 배관(PL6)이나 배관(PL6)의 도중에 설치한 밸브(VL1))를 통해, 응축성 가스를 포함하는 가스를 배기하는 구성으로 되어 있다. 그리고, 제1의 진공 펌프(P101)에는 터보 분자 펌프가 채용되고, 제2의 진공 펌프(P102)에는 러핑 펌프용 펌프로서 공지의 용적 이송식 펌프가 채용되고 있다.

본원에서의 응축성이란, 증기압 곡선에 의한 특성에 따라, 압력이나 온도에 의해 기체로부터 고체 혹은 액체로 상변화하는 성질을 나타낸다.

또, 상기 종래의 배기 시스템(S100)에 있어서, 터보 분자 펌프(제1의 진공 펌프(P101))는, 펌프 내부의 회전체를 자기축받이에 의해 비접촉으로 지지한다는 구조 상의 특징으로부터, 진동이 적기 때문에, 예를 들면 클린룸 내의 프로세스 챔버에 부착하여 사용된다.

한편, 용적 이송식 펌프(제2의 펌프(P102))는, 펌프 내부에서 회전체가 비접촉으로 지지되어 있지 않는다는 구조상의 특징으로부터, 진동이 발생하기 쉽기 때문에, 챔버나 터보 분자 펌프로부터 수미터 떨어진 장소(예를 들면 클린룸의 아래층)에 설치하여 사용되는 일이 많다. 이러한 사용 형태의 경우는, 배관 손실을 고려하여, 이하의 《대책 1》 내지 《대책 3》을 채용하는 일이 많다.

《대책 1》 터보 분자 펌프(제1의 진공 펌프(P101))와 용적 이송식 펌프(제2의 진공 펌프(P102))를 접속하는 배관(PL6)으로서, 직경 75㎜ 내지 100㎜ 정도의 굵은 배관(PL6)을 사용한다. 《대책 2》 상기 배관(PL6)의 출구 압력을 낮게 설정하기 위해, 제2의 진공 펌프(P102)로서, 대형의 용적 이송식 펌프(일반적으로는, 루츠식 펌프)를 사용한다. 《대책 3》 상기 배관(PL6)의 출구 압력이 높아도 배기 동작을 행할 수 있도록 하기 위해, 제1의 진공 펌프(P101)로서 도 13의 복합 펌프(WP)를 사용한다.

도 13의 복합 펌프(WP)는, 터보 분자 펌프의 기능과 나사 홈 펌프의 기능을 복합한 형식의 펌프로서 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1을 참조).

복합 펌프(WP)의 터보 분자 펌프 기능부(날개 배기 기구(50))는, 도 13에 나타낸 바와 같이 로터(54)의 외주면에 설치한 복수의 회전날개(51)와, 상기 로터(54)를 수용하는 펌프 케이스(55)의 내주면에 고정한 복수의 고정날개(52)가 다단으로 배치되어 있고, 또한, 로터(54)와 일체로 회전하는 회전날개(51)와 정지한 고정날개(52)로 가스 분자에 소정 방향의 운동량을 부여함으로써, 챔버 내의 가스 분자를 흡입구(56)로부터 배기구(57)의 방향을 향해 배기한다. 이 점은 터보 분자 펌프도 마찬가지이다.

그런데, 상기 《대책 2》를 실시한 경우에는, 터보 분자 펌프(제1의 진공 펌프(P101))와 용적 이송식 펌프(제2의 진공 펌프(P102))를 접속하는 배관(PL6)의 입구 압력이 비교적 높은 상태가 된다(배관(PL6)의 입구 압력=터보 분자 펌프의 배기구(57) 부근의 압력). 이들 진공 펌프(P101, 102)에 의해 배기하는 가스 중에는 응축성 가스도 포함되어 있다. 이 때문에, 가스의 압축 과정에 있어서, 상기 가스 중의 응축성 가스가 그 응축 압력을 초과하여 응축하고, 응축한 가스 성분이 펌프 내부에 퇴적함으로써, 터보 분자 펌프의 가스 유로의 폐색, 배기 성능의 저하, 과열 등의 문제가 발생한다. 또, 응축한 가스 성분의 퇴적물과 터보 분자 펌프의 회전날개가 접촉하고, 회전날개가 파손한다는 문제도 있다.

상기 문제를 회피하기 위한 가스 응축 대책으로서, 종래는, 터보 분자 펌프(제1의 진공 펌프(P101))의 배기구(57) 부근의 온도를 응축성 가스의 응축 온도 이상으로 보온함으로써, 그 배기구(57) 부근에 있어서의 가스 응축을 방지하고 있다(예를 들면, 특허 문헌 2를 참조).

그러나, 터보 분자 펌프(제1의 진공 펌프(P101))에서는 그 배기 동작에 의해 발생하는 열(주로 가스와 회전날개 등의 접촉에 의한 마찰열)이 회전날개에 축적된다. 이러한 상황하에 있어서, 상술과 같은 종래의 가스 응축 대책, 즉 터보 분자 펌프의 보온이 행해지면, 보온열이 더 터보 분자 펌프의 회전날개에 축적되기 때문에, 터보 분자 펌프의 회전날개가 고온이 되기 쉽고, 회전날개의 온도가 비교적 조기에 그 내열 온도 가까이까지 도달하게 되는, 이른바 조기 오버히트의 문제가 발생함으로써, 연속 배기 가능한 가스 유량 등, 배기 시스템 전체의 운전 가능 조건이 제한된다는 결점이 있다.

그런데, 상기와 같은 조기 오버히트의 문제를 해결하는 수단으로서, 이른바 선택 가열을 실시하는 방법도 생각할 수 있다. 선택 단열이란, 가열 필요 부분을 그 이외의 부분(가열 불요 부분)으로부터 단열하여 가열함으로써, 가열 불요 부분이 필요 이상으로 가열되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 것이다.

그러나, 상기와 같은 선택 가열을 터보 분자 펌프(제1의 진공 펌프(P101))에 있어서의 조기 오버히트 대책으로서 실시하는 경우는, 터보 분자 펌프에 있어서 가스의 응축이 특히 발생하기 쉬운 고압부, 구체적으로는 터보 분자 펌프의 배기구(57) 부근만을 선택적으로 단열하여 가열한다는 복잡한 단열 구조, 가열 구조가 필요하기 때문에, 배기 시스템(S100) 전체의 코스트가 높아지지 않을 수 없다.

일본국 특허공개 2013-209928호 공보 일본국 특허공개 2014-29130호 공보

본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 그 목적은, 배기 시스템 전체의 코스트 업을 초래하지 않고, 진공 펌프에 있어서의 가스 응축과 조기 오버히트의 방지를 도모할 수 있고, 연속 배기 가능한 가스 유량 등, 배기 시스템 전체의 운전 가능 조건을 넓히는데 적합한 배기 시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 적어도 2개의 펌프로서 제1의 진공 펌프 및 제2의 진공 펌프를 직렬로 접속하고, 이들 진공 펌프와 그 접속부를 통해, 응축성 가스를 포함하는 가스를 배기하는 배기 시스템에 있어서, 상기 제1의 진공 펌프의 근방에 상기 제2의 진공 펌프를 설치함으로써, 상기 접속부의 내부의 환경이, 그 내부를 흐르는 상기 응축성 가스의 증기압 곡선보다 아래의 기상 영역에 포함되는 환경이 되도록 설정한 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 제1의 진공 펌프와 상기 제2의 진공 펌프는 연결하여 일체화되어 있는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 접속부에 방진 구조가 설치되어 있는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 제1의 진공 펌프는, 상기 제2의 진공 펌프보다 상류에 위치하고, 또한, 터보 분자 펌프로 이루어지는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 터보 분자 펌프는, 회전날개와 고정날개로 상기 가스를 배기하는 날개 배기 기구를 구비하고, 드래그 펌프 기구를 구비하지 않는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 접속부의 내부의 온도를 올리지 않고, 그 내부의 압력을 내림으로써, 상기 접속부의 내부의 환경이, 그 내부를 흐르는 상기 응축성 가스의 상기 증기압 곡선보다 아래의 상기 기상 영역에 포함되는 환경이 되도록 설정한 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 제2의 진공 펌프는, 상기 제1의 진공 펌프보다 하류에 위치하고, 또한, 용적 이송식 펌프로 이루어지는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 용적 이송식 펌프는, 그 펌프 내를 가열하기 위한 히터와, 그 펌프 내의 온도를 측정하는 온도 센서와, 상기 온도 센서에서의 측정치를 이용하여 상기 히터의 가열 온도를 제어하는 온도 제어 회로를 구비하는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 용적 이송식 펌프는, 인버터 회로를 구비하고, 상기 인버터 회로에 의해 회전 속도의 변경이 가능한 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 용적 이송식 펌프는, 통상 운전시의 회전 속도보다 낮은 회전 속도로의 운전을 가능하게 하는 저속 운전 기능을 구비하고 있는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 제1의 진공 펌프 또는 상기 제2의 진공 펌프 중, 적어도 어느 한쪽의 진공 펌프의 제어 회로를 케이스에 수용하고, 그 케이스를, 적어도 어느 한쪽의 상기 진공 펌프에 연결하여 일체화한 구조로 되어 있는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 제1의 진공 펌프 또는 상기 제2의 진공 펌프와 상기 제어 회로의 상기 케이스의 연결부에, 단열 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 제2의 진공 펌프의 하류에, 제3의 진공 펌프를 배치하고 접속한 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 제2의 진공 펌프의 내부의 환경이, 그 내부를 흐르는 상기 응축성 가스의 상기 증기압 곡선보다 위의 고상 영역에 포함되는 환경이 되도록 설정한 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 제2의 진공 펌프와 상기 제3의 진공 펌프를 접속하는 제2의 접속부의 내부의 환경이, 그 내부를 흐르는 상기 응축성 가스의 상기 증기압 곡선보다 위의 고상 영역에 포함되는 환경이 되도록 설정한 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 제2의 진공 펌프와 상기 제3의 진공 펌프를 접속하는 상기 제2의 접속부에, 응축 또는 응고한 가스 성분을 포착하는 트랩 또는 저장 탱크를 설치한 것을 특징으로 해도 된다.

본 발명에서는, 배기 시스템의 구체적인 구성으로서, 상기와 같이, 제1의 진공 펌프의 근방에 제2의 진공 펌프를 설치함으로써, 그 양 진공 펌프의 접속부의 내부의 환경이, 그 내부를 흐르는 응축성 가스의 증기압 곡선보다 아래의 기상 영역에 포함되는 환경이 되도록 설정했다. 이 때문에, 양 진공 펌프의 접속부의 내부나 그 근방(예를 들면, 그 접속부에 가까운 제1의 진공 펌프의 배기구 부근)에 있어서의 가스 응축을 방지할 수 있고, 또, 당해 접속부의 내부나 그 근방을 히터로 적극적으로 보온하는 대책, 즉 종래의 가스 응축 대책을 실시할 필요가 없고, 그 보온열이 추가적으로 진공 펌프 구성 부품(예를 들면 터보 분자 펌프의 회전날개)에 축적되는 일도 없는 점에서, 이른바 조기 오버히트도 방지할 수 있고, 연속 배기 가능한 가스 유량 등, 배기 시스템 전체의 운전 가능 조건을 넓히는데 적합한 배기 시스템을 제공할 수 있다.

한편, 종래의 가스 응축 대책과 본 발명의 대책(본 발명에 있어서의 상술의 환경 설정)을 병용함으로써, 종래는 가스 응축을 충분히 방지할 수 없고, 배기할 수 없었던 가스종으로의 확장도 가능해진다.

또, 본 발명에서는, 조기 오버히트의 방지에 있어서, 종래와 같은 선택 가열 대신에, 제1의 진공 펌프의 근방에 제2의 진공 펌프를 설치한다는 구성을 채용한 것인 것, 종래의 가스 응축 대책으로 사용하고 있던 히터를 생략할 수 있는 것 등으로부터, 배기 시스템 전체의 부품 점수의 삭감이나 코스트 저감을 도모할 수도 있고, 또한, 히터 사용 전력의 삭감을 통해 시스템 전체의 에너지 절약화도 도모할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 한 실시 형태인 배기 시스템의 구성도.
도 2는, 본 발명을 적용한 배기 시스템의 작동 원리를 설명하기 위한 증기압 곡선도.
도 3은, 도 1의 배기 시스템에 있어서의 제1의 진공 펌프로서 채용한 터보 분자 펌프의 단면도.
도 4은, 방진 구조의 설명용 단면도.
도 5는, 방진 구조의 설명용 단면도.
도 6은, 단열 수단의 설명용 단면도.
도 7은, 도 1의 배기 시스템에 있어서 포착 수단을 적용한 예의 설명도.
도 8은, 본 발명의 다른 실시 형태인 배기 시스템의 구성도.
도 9는, 본 발명의 다른 실시 형태인 배기 시스템의 구성도.
도 10은, 본 발명의 실시 형태인 배기 시스템을 구성하는 제1의 진공 펌프로서 채용 가능한 터보 분자 펌프의 단면도.
도 11은, 제1의 진공 펌프와 제2의 진공 펌프의 접속부를 구성하는 배관의 설명도.
도 12는, 종래의 배기 시스템의 구성도.
도 13은, 복합 펌프의 구성도.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 대해서, 첨부한 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시 형태인 배기 시스템의 구성도, 도 2는 본 발명을 적용한 배기 시스템의 작동 원리를 설명하기 위한 증기압 곡선도이다.

도 1의 배기 시스템(S1)은, 적어도 2개의 펌프로서 제1 및 제2의 진공 펌프(P1, P2)를 직렬로 접속하고, 이들 진공 펌프(P1, P2)와 그 접속부(C1)를 통해 응축성 가스를 포함하는 가스를 배기하는 것이다.

상기 배기 시스템(S1)에 의해 배기하는 가스는, 제1의 진공 펌프(P1)를 접속한 챔버(도시 생략) 내에 존재하고, 상기 챔버로부터 제1의 진공 펌프(P1), 접속부(C1), 제2의 진공 펌프(C2)의 순서로 이행함으로써, 당해 챔버 외로 배기된다.

상기 챔버로서는, 예를 들면 반도체 제조 장치, 플랫 패널 디스플레이 제조 장치, 혹은 솔러 패널 제조 장치 등을 구성하는 프로세스 챔버를 상정하고 있지만, 그러한 프로세스 챔버 이외의 챔버로부터 당해 가스를 배기하는 수단으로서 도 1의 배기 시스템(S1)을 채용해도 된다.

상기 접속부(C1)의 내부나 그 근방(구체적으로는, 제1의 진공 펌프(P1) 전체 중에서 당해 접속부(C1)에 가장 가까운 가스 배기구 부근)에서의 가스 응축을 방지하는 대책의 기본적인 기술적 사상으로서, 도 1의 배기 시스템(S1)에서는, 제1의 진공 펌프(P1)의 근방에 제2의 진공 펌프(P2)를 설치함으로써, 접속부(C1)의 내부의 환경이, 그 내부를 흐르는 응축성 가스의 증기압 곡선(VPC)(도 2 참조)보다 아래의 기상 영역에 포함되는 환경이 되도록 설정되어 있다. 이러한 환경의 설정을 이하 「본 발명에 있어서의 가스 응축 대책」이라고 한다.

상기와 같이 제1의 진공 펌프(P1)의 근방에 제2의 진공 펌프(P2)가 설치됨으로써, 제1의 진공 펌프(P1)와 제2의 진공 펌프(P2)를 접속하고 있는 접속부(C1)(예를 들면 접속 배관 혹은 접속 통로 등)의 거리는 짧아지고, 접속부(C1)에 있어서의 배관 저항 내지는 통로 저항 등, 그러한 접속부(C1)를 흐르는 가스의 유체 마찰 저항은 작아진다. 이로부터, 당해 접속부(C1)의 내부나 그 근방의 압력을 제1의 진공 펌프(P1)의 배기구 부근과 대략 같도록 낮게 유지할 수 있는 점에서, 상술의 「본 발명에 있어서의 가스 응축 대책」은 실현 가능하게 된다.

이하, 도 2를 이용하여 「본 발명에 있어서의 가스 응축 대책」을 상세하게 설명한다.

도 2의 증기압 곡선도에 있어서, VPC는, 상술의 접속부(C1)를 흐르는 응축성 가스의 증기압 곡선을 나타내고 있다. 또, 도 2 중의 포인트 A는, 「본 발명에 있어서의 가스 응축 대책」을 채용한 배기 시스템(S1)에 있어서, 2개의 진공 펌프(P1, P2)를 접속하는 접속부(C1)의 내부나 이것에 연통하는 제1의 진공 펌프(P1)의 배기구 부근에 있어서의 압력과 온도의 관계를 나타내고 있다.

도 2 중의 포인트 B는, 제1 비교예로서, 먼저 설명한 「종래의 가스 응축 대책」을 채용한 종래의 배기 시스템(S100)(도 12 참조)에 있어서, 그 배기 시스템(S100)을 구성하는 제1의 진공 펌프(P101)의 배기구 부근에 있어서의 압력과 온도의 관계를 나타내고 있다.

도 2 중의 포인트 C는, 제2 비교예로서, 도 12의 종래의 배기 시스템(S100)에 있어서 종래의 가스 응축 대책을 채용하지 않은 경우의 예이며, 그 배기 시스템(S100)을 구성하는 제1의 진공 펌프(P101)의 배기구 부근에 있어서의 압력과 온도의 관계를 나타내고 있다.

제2 비교예인 도 2 중의 포인트 C를 참조하면, 아무것도 가스 응축 대책을 채용하지 않은 경우에는, 제1의 진공 펌프(P101)의 배기구 부근의 환경은, 그 내부를 흐르는 응축성 가스의 증기압 곡선(VPC)보다 위의 고상 영역에 포함되는 환경이기 때문에, 제1의 진공 펌프(P101)의 배기구 부근에서 가스 응축이 발생한다.

그에 대해, 도 2 중의 포인트 A를 참조하면, 「본 발명에 있어서의 가스 응축 대책」을 채용한 본 배기 시스템(S1)의 경우에는, 2개의 진공 펌프(P1, P2)를 접속하는 접속부(C1)의 내부나 이것에 연통하는 제1의 진공 펌프(P1)의 배기구 부근의 환경은, 접속부(C1)의 내부를 흐르는 응축성 가스의 증기압 곡선(VPC)보다 아래의 기상 영역에 포함되는 환경이기 때문에, 진공 펌프(P1)의 배기구 부근에서 가스 응축은 발생하지 않는다.

그런데, 도 2 중의 포인트 B를 참조하면, 「종래의 가스 응축 대책」을 채용한 종래의 배기 시스템(S100)에서도, 제1의 진공 펌프(P101)의 배기구 부근의 환경은, 배기구를 흐르는 응축성 가스의 증기압 곡선(VPC)보다 아래의 기상 영역에 포함되는 환경이기 때문에, 진공 펌프(P101)의 배기구 부근에서 가스 응축은 발생하기 어렵다.

그러나, 이 「종래의 가스 응축 대책」은, 도 12에 나타내는 종래의 배기 시스템(S100)에 있어서, 2개의 진공 펌프(P101, P102)의 접속부(C1)의 내부의 압력을 내리지 않고 그 내부의 온도를 올림으로써, 제1의 진공 펌프(P101)의 배기구 부근의 환경을 증기압 곡선(VPC)보다 아래의 기상 영역에 포함되는 환경으로 한 것이다. 이 때문에 「종래의 가스 응축 대책」을 채용한 종래의 배기 시스템(S100)에서는, 종래 기술에서도 설명한 바와 같이, 제1의 진공 펌프(P101)에 있어서, 이른바 조기 오버히트의 문제가 발생하기 쉽다.

그에 대해, 「본 발명에 있어서의 가스 응축 대책」은, 도 1의 배기 시스템(S1)에 있어서, 접속부(C1)의 내부나 제1의 진공 펌프(P1)의 배기구 부근의 환경이, 그 접속부(C1)의 내부나 당해 배기구를 흐르는 응축성 가스의 증기압 곡선(VPC)보다 아래의 기상 영역에 포함되는 환경이 되도록 설정한 것이며, 이러한 설정의 구체적인 수단으로서, 접속부(C1)의 내부의 온도를 올리지 않고 그 내부의 압력을 내린다는 방식을 채용했기 때문에, 「본 발명에 있어서의 가스 응축 대책」을 채용한 배기 시스템(S1)에서는, 상술의 조기 오버히트의 문제는 발생하기 어렵다.

또한, 본 발명에 있어서의 다른 가스 응축 대책으로서, 상기와 같이 접속부(C1)의 내부의 온도를 올리는 대책과 그 내부의 압력을 내리는 대책의 병용에 의해, 접속부(C1)의 내부의 환경이 상기 환경(기상 영역에 포함되는 환경)이 되도록 설정하는 것도 가능하다.

도 1을 참조하면, 제1의 진공 펌프(P1)는, 제2의 진공 펌프(P2)보다 상류에 위치하고, 또한, 구체적으로는 도 3에 나타낸 터보 분자 펌프(TP1)를 채용하고 있다.

제1의 진공 펌프(P1)로서의 상기 터보 분자 펌프(TP1)는, 도 3에 나타낸 바와 같이 회전날개(51)와 고정날개(52)로 가스를 배기하는 날개 배기 기구(50)를 구비하고, 홀웨그식, 시그번식, 게데식 등, 각종 형식의 드래그 펌프 기구를 구비하지 않는 구조로 되어 있다.

터보 분자 펌프(TP1)가 드래그 펌프 기구를 구비하지 않는 구조로 한 제1 이유는, 드래그 펌프 기구는 가스가 흐르는 유로나 간극이 좁고, 석출부의 퇴적으로 당해 유로나 간극의 폐색이 발생하기 쉬운 것이다. 또, 그 제2 이유는, 드래그 펌프 기구에서는, 상기와 같이 좁은 유로나 간극을 가스가 흐름으로써 가스의 유동 마찰 저항이 커지고, 당해 가스의 압력이 높아지기 때문에, 가스의 압력을 내림으로써 상기와 같은 기상 영역에 포함되는 접속부(C1)의 내부의 환경을 설정하는 것이 어려워지는, 즉, 드래그 펌프 기능을 구비하는 경우는 「본 발명에 있어서의 가스 응축 대책」을 채용하기 어려운 것이다.

도 3을 참조하면, 제1의 진공 펌프(P1)로서의 터보 분자 펌프(TP1)는, 그 구체적인 펌프 구성 부품으로서, 자기축받이(53)로 지지된 로터(54)와, 로터(54)의 외주면에 설치된 복수의 회전날개(51)와, 로터(54)를 수용하는 펌프 케이스(55)의 내주면에 고정한 복수의 고정날개(52)를 구비하고, 이들 복수의 회전날개(51)와 고정날개가 다단으로 배치됨으로써, 날개 배기 기구(50)를 형성하고 있다. 그리고, 이 터보 분자 펌프(TP1)에서는, 로터(54)와 일체로 회전날개(51)가 회전하고, 회전하는 회전날개(51)와 정지한 고정날개(52)로 가스 분자에 소정 방향의 운동량을 부여함으로써, 도시하지 않는 챔버 내의 가스 분자를 흡입구(56)로부터 배기구(57)의 방향을 향해 배기한다.

또, 제1의 진공 펌프(P1)로서의 터보 분자 펌프(TP1)의 하부에는, 배기 동작에서 발생하는 열에 의한 펌프 전체의 온도 상승을 억제하기 위해, 수냉관(58)을 내장한 수냉 플레이트(59) 등으로 구성되는 냉각 수단(60)을 구비하고 있다.

도 1을 참조하면, 제2의 진공 펌프(P2)는, 제1의 진공 펌프(P1)(터보 분자 펌프(TP1))보다 하류에 위치하고, 또한, 용적 이송식 펌프(DP1)로 이루어지는 것이다.

도 1의 배기 시스템(S1)에서는, 용적 이송식 펌프(DP1)의 구체적인 실시예로서, 루츠식 펌프(도 3 참조)를 채용했지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 용적 이송식 펌프의 다른 실시예로서, 스크류식 혹은 클로우식 등, 루츠식 이외의 각종 형식의 용적 이송식 펌프를 채용할 수 있다.

용적 이송식 펌프(DP1)는, 보온 기능이 붙은 것을 채용할 수 있다. 이 경우의 용적 이송식 펌프(DP1)는, 그 펌프 내를 가열하기 위한 히터(도시 생략)와, 그 펌프 내의 온도를 측정하는 온도 센서(도시 생략)와, 상기 온도 센서에서의 측정치를 이용하여 상기 히터의 가열 온도를 제어(예를 들면 피드백 제어)하는 온도 제어 회로(도시 생략)를 구비함으로써, 보온 기능이 실현된다.

용적 이송식 펌프(DP1)는, 또한, 도시하지 않는 인버터 회로(교류를 재차 교류로 변환하는 장치)를 구비하고, 당해 인버터 회로에 의해 회전 속도의 변경이 가능하다.

또, 용적 이송식 펌프(DP1)는, 통상 운전시의 회전 속도보다 낮은 회전 속도로의 운전을 가능하게 하는 저속 운전 기능을 구비하고 있다. 이 저속 운전 기능은, 상기 인버터 회로에 의한 회전 속도 변경 기능에 기초하여 실현할 수 있다.

도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1의 진공 펌프(P1)와 제2의 진공 펌프(P2)는 그 접속부(C1)를 개재하여 연결하고 일체화되어 있다(펌프 연결 일체화 구조). 이러한 펌프 연결 일체화 구조를 채용한 경우는, 양 진공 펌프(P1, P2)의 접속부(C1)에 연통 구멍(H)(도 3 참조)이 설치된다. 그리고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 연통 구멍(H)의 일단이 제1의 진공 펌프(P1)의 배기구(57)에 연통되고, 그 연통 구멍(H)의 타단이 제2의 진공 펌프(P2)의 흡기구(70)에 연통됨으로써, 제1의 진공 펌프(P1)로부터 배기되는 가스는, 접속부(C1)의 연통로(H)를 통해, 제2의 진공 펌프(P2)측에 보내진다.

상기 연통 구멍(H)의 구멍 지름은 구멍 전체에 걸쳐 대경으로 형성하는 것이 바람직하다. 또, 복수 설치해도 된다. 그와 같이 형성한 경우에는, 연통 구멍(H)을 흐르는 가스의 유체 마찰 저항이 작아짐으로써, 접속부(C1)의 내부나 이것에 연통하는 제1의 진공 펌프(P1)의 배기구(57) 부근의 압력을 낮게 유지할 수 있는 점에서 「본 발명에 있어서의 가스 응축 대책」을 용이하게 채용 가능하게 하기 때문이다.

그런데, 상기와 같은 펌프 연결 일체화 구조를 채용한 경우, 제2의 진공 펌프(P2)에서 발생한 진동이 접속부(C1)를 통해 제1의 진공 펌프(P1)나 그 상류의 챔버에 전해질 우려가 있다. 예를 들면, 제2의 진공 펌프(P2)로서 루츠식 펌프와 같은 용적 이송식 펌프(DP1)를 채용한 경우는, 회전체의 축받이부 및 회전체를 동기시키기 위한 타이밍 기어 등으로부터, 비교적 큰 진동이 발생한다.

이 한편으로, 제1의 진공 펌프(P1)로서 채용되는 터보 분자 펌프(TP1)에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 로터(54)와 회전날개(51)로 이루어지는 회전체를 자기축받이(53)에 의해 비접촉으로 지지하고, 이 지지 상태에 있어서, 회전체와 그 주위의 고정부의 간극(구체적으로는 회전날개(51)와 고정날개(52)의 간극)을 좁게 유지하도록 제어하고 있다.

이 때문에, 만약 상기와 같이 제2의 진공 펌프(P2)에서 발생한 진동이 운전 중의 터보 분자 펌프(TP1)(제1의 진공 펌프(P1))에 전해지면, 터보 분자 펌프(TP1)의 내부에 있어서 회전체가 그 주위의 고정부에 접촉, 충돌하여 파손하는 등, 터보 분자 펌프(TP1)의 고장을 초래할 우려가 있다. 따라서, 용적 이송식 펌프(DP1)(제2의 진공 펌프(P2))로부터 터보 분자 펌프(TP1)(제1의 진공 펌프(P2))에의 진동의 전달은, 확실히 방지할 필요가 있다.

또, 터보 분자 펌프(TP1)의 흡입구(56)는 챔버에 접속되어 있고, 그 챔버 내에서는 예를 들면 반도체 에칭 등, 정밀한 가공이나 작업이 행해지므로, 용적 이송식 펌프(DP1)(제2의 진공 펌프(P2))에서 발생한 진동이 터보 분자 펌프(TP1)(제1의 진공 펌프(P1))를 통해 최종적으로 당해 챔버에 전해지는 것도, 확실히 방지할 필요가 있다.

그래서, 도 1의 배기 시스템(S1)에서는, 제2의 진공 펌프(P2)에서 발생한 진동이 제1의 진공 펌프(P1)나 그 상류의 챔버에 전해지는 현상을 효과적으로 방지하는 수단으로서, 제1의 진공 펌프(P1)와 제2의 진공 펌프(P2)의 접속부(C1)에, 도 4또는 도 5의 방진 구조(VC)를 설치하고 있다. 이 방진 구조(VC)의 구체예는 하기 《방진 구조 1-1》 내지 《방진 구조 1-3》이다.

《방진 구조 1-1》 방진 구조 1-1은, 도 4 또는 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1의 진공 펌프(P1)와 제2의 진공 펌프(P2)를 볼트(BT1)로 체결 접속함과 더불어, 그 체결 접속부에 고무 부시 등의 진동 흡수재(DN1, DN2)를 개재시킴으로써, 제2의 진공 펌프(P2)의 진동을 흡수하는 것이다.

제1의 진공 펌프(P1)와 제2의 진공 펌프(P2)가 상술의 냉각 수단(60)을 개재하여 접속되는 경우, 즉, 제1의 진공 펌프(P1)와 제2의 진공 펌프(P2)의 접속부(C1)에 냉각 수단(60)이 개재하는 경우에는, 도 4 또는 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1의 진공 펌프(P1)와 냉각 수단(60)의 사이, 및 제2의 진공 펌프(P2)와 냉각 수단(60)의 사이에, 진동 흡수재(DN1, DN2)를 개재시킬 수 있다.

상기 진동 흡수재(DN1, DN2)의 개재에 의해, 제2의 진공 펌프(P1)와 냉각 수단(60)의 사이에는 소정의 간극(G1)이 형성된다. 이러한 간극(G1)은 제1의 진공 펌프(P1)와 냉각 수단(60)의 사이에 설치해도 되고, 또, 제2의 진공 펌프(P2)에서 발생하는 진동의 크기에 따라, 어느 한쪽의 진동 흡수재를 생략하는 것도 가능하다.

이런 종류의 진동 흡수재(DN1, DN2)로서는, 예를 들면, 실리콘 고무와 같이 내열성이 높고, 경도가 낮은 재질의 것이 바람직하다.

《방진 구조 1-2》 방진 구조 1-2는, 도 4 또는 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 볼트(BT1)로서 숄더 볼트를 채용하고, 진동 흡수재(DN1, DN2)의 무너짐 정도를 적정히 관리함으로써, 볼트(BT1)의 과잉 체결이나 제2의 진공 펌프(P2)의 진동에 의한 상기 간극(G1)의 소실을 방지하고, 상기 간극(G1)이나 진동 흡수재(DN1, DN2)에 의한 진동 흡수 효과를 유효하게 발휘시키는 것이다. 진동 흡수재(DN1, DN2)의 무너짐 정도가 적정하지 않음으로써 상기 간극(G1)이 소실되는 사태가 발생하면, 제2의 진공 펌프(P2)와 냉각 수단(60)이 직접 접촉하거나 제1의 진공 펌프(P1)와 냉각 수단(60)이 직접 접촉하거나 함으로써, 상기 간극(G1)이나 상기 진동 흡수재(DN1, DN2)에 의한 진동 방지 효과가 약해져 버리기 때문이다.

《방진 구조 1-3》 방진 구조 1-3은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 2개의 진공 펌프(P1, P2)의 접속부(C1)에 설치되어 있는 연통 구멍(H) 내에 통 형상의 스페이서(SP)를 삽입하고, 상기 스페이서(SP)의 상단 외주면과 그 하단 외주면에 O링 등의 환상 탄성 부재(RD1, RD2)를 부착하는 구성과, 환상 탄성 부재(RD1, RD2)를 통해 스페이서(SP)가 연통 구멍(H)이나 제1의 진공 펌프(P1)의 배기구(57) 중에서 플로팅 상태가 되도록 설정하는 구성을 채용한 것이다. 이로 인해, 연통 구멍(H)의 주위를 통하는 진동 전달 경로의 스프링 강성이 저하하고, 제2의 진공 펌프(P1)로부터 제1의 진공 펌프(P1)에의 진동의 전달이 경감된다. 또한, 스페이서(SP) 대신에, 벨로즈를 채용해도 된다.

방진 구조 1-3에 있어서의 진동 전달의 경감은, 구체적으로는, 제2의 진공 펌프(P2)에서 진동이 발생한 경우에, 제2의 진공 펌프(P2) 전체가 상측의 환상 탄성 부재(RD1)를 기점으로 하여 원추 진자 운동과 같은 운동을 함으로써, 제2의 진공 펌프로부터 제1의 진공 펌프에의 진동의 전달을 경감하는 것이다.

또한, 도 4의 방진 구조(VC)는 상기 《방진 구조 1-1》과 《방진 구조 1-2》를 포함하고, 도 5의 방진 구조(VC)는 상기 《방진 구조 1-3》과 상기 《방진 구조 1-1》과 상기 《방진 구조 1-2》를 포함하고 있다.

도 3을 참조하면, 제1의 진공 펌프(P1)나 제2의 진공 펌프(P2)는, 펌프에의 전력 공급이나 펌프 회전수 등을 제어하는 수단으로서, 제어 회로(CC)를 구비하고 있다. 이 제어 회로(CC)의 구체적인 설치 구조예로서, 도 1의 배기 시스템(S1)에서는, 제1의 진공 펌프(P1)의 하부이자, 또한 제2의 진공 펌프(P2)의 옆에 회로 수용 박스로서의 케이스(BX)를 설치함과 더불어, 그 케이스(BX) 내에 제어 회로(CC)를 수용함으로써, 제어 회로(CC)가 제1 및 제2의 진공 펌프(P1, P2)에 연결되어 일체화한 구조(이하 「회로 펌프 일체화 구조」라고 한다)가 되도록 구성되어 있다.

제1의 진공 펌프(P1)와 제어 회로(CC)의 케이스(BX)의 연결부, 구체적으로는 제1의 진공 펌프(P1)의 하부에 설치한 냉각 수단(60)과 케이스(BX)의 사이에는, 케이스(BX) 내에서의 결로의 발생을 방지하는 수단으로서, 도 6에 나타낸 바와 같이, 단열 수단(DD)이 설치되어 있다.

그런데, 상술의 회로 펌프 일체화 구조를 채용한 경우에 있어서, 냉각 수단(60)으로 제1의 진공 펌프(P1)를 냉각하면, 열전도에 의해 케이스(BX)도 냉각되고, 케이스(BX) 내에서 결로가 발생할 수 있다. 이 경우, 결로에 의한 물방울로 제어 회로(CC)의 오동작이나 고장의 우려가 있기 때문에, 단열 수단(DD)은, 그러한 열전도 경로를 차단함으로써, 상기 결로의 발생을 방지하고 있다.

이상과 같은 단열 수단(DD)의 구체적인 구성예로서, 도 1의 배기 시스템(S1)에 있어서는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 수냉 수단(60)을 구성하는 수냉 플레이트(59)와 케이스(BX)의 사이에 단열용 공극(단열 공간)(DG)을 설치하는 방식과, 수냉 플레이트(59)와 케이스(BX)를 체결하는 볼트(BT2)의 주위에 단열용 칼라(단열 칼라)(DC)를 설치하는 방식을 병용하고 있다. 필요에 따라서, 어느 한쪽의 방식을 생략하는 것도 가능하다. 단열 칼라(DC)의 소재로서는, 스테인리스나 세라믹을 채용할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.

상술의 회로 펌프 일체화 구조로서는, 제1의 진공 펌프(P1) 또는 제2의 진공 펌프(P2) 중, 적어도 어느 한쪽의 진공 펌프의 제어 회로(CC)를 케이스(BX)에 수용하고, 그 케이스(BX)를, 적어도 어느 한쪽의 진공 펌프(P1 또는 P2)에 연결하여 일체화한 구조를 채용할 수 있고, 상술의 예로 한정되는 것은 아니다.

도 1의 배기 시스템(S1)에서는, 제2의 진공 펌프(P2)의 하류에, 또한 제3의 진공 펌프(P3)를 배치하여 접속하고 있다.

도 1의 배기 시스템(S1)에 있어서, 제2의 진공 펌프(P2)와 제3의 진공 펌프(P3)를 접속하는 접속부(C2)(제2의 접속부)는, 양 진공 펌프(P2, P3)를 접속하는 배관(PL1)이나, 그 배관(PL1)의 도중에 설치한 밸브(VL1) 등을 포함하여 구성되어 있고, 제2의 진공 펌프(P2)의 배기구(71)로부터 배출된 가스는, 그러한 배관(PL1)이나 밸브(VL1)를 통해, 제3의 진공 펌프(P3)로 이행한다.

도 1의 배기 시스템(S1)과 같이, 제3의 진공 펌프(P3)를 구비하는 구성의 경우는, 하기에 나타낸 《제1의 가스 응축 환경》 또는 《제2의 가스 응축 환경》을 채용할 수 있다.

《제1의 가스 응축 환경》 제1의 가스 응축 환경이란, 제2의 진공 펌프(P2)의 내부의 환경이, 그 내부를 흐르는 응축성 가스의 증기압 곡선(VPC)보다 위의 고상 영역에 포함되는 환경이다. 이러한 환경의 설정에 대해서는, 예를 들면 제2의 진공 펌프(P2)의 보온 기능에 의해 제2의 진공 펌프(P2)의 내부를 소정 온도로 유지하고, 이로 인해 제2의 진공 펌프(P2)의 내부에 있어서 그 소정 온도에 대응하는 압력이 당해 응축성 가스의 증기압 곡선(VPC)을 초과함으로써, 실현할 수 있다.

《제2의 가스 응축 환경》 제2의 가스 응축 환경이란, 제2의 진공 펌프(P2)와 제3의 진공 펌프(P3)를 접속하는 접속부(C2)의 내부의 환경이, 그 내부를 흐르는 상기 응축성 가스의 증기압 곡선(VPC)보다 위의 고상 영역에 포함되는 환경이다. 이러한 환경의 설정에 대해서는, 예를 들면 접속부(C2)의 보온에 의해 당해 접속부(C2)의 내부를 소정 온도로 유지하고, 이로 인해 접속부(C2)의 내부에 있어서 그 소정 온도에 대응하는 압력이 당해 응축성 가스의 증기압 곡선(VPC)을 초과함으로써, 실현할 수 있다.

상기 《제1의 가스 응축 환경》을 채용한 경우는, 제2의 진공 펌프(P2)의 내부, 구체적으로는 회전체와 그 주위의 고정부의 간극으로 이루어지는 가스 배기 유로 내에서, 가스 응축이 발생함과 더불어, 당해 가스의 응축 성분이 가스 배기 유로 내에 부착된다. 부착된 가스의 응축 성분은, 제2의 진공 펌프(P2)의 기계 구조적인 특징을 이용하여, 신속하고 효과적으로 제거하는 것이 가능하다.

즉, 제2의 진공 펌프(P2)는, 먼저 설명한 바와 같이 루츠식 펌프와 같은 용적 이송식 펌프(DP1)로 이루어지고, 그 펌프 내부에서 회전체는, 그 주위의 고정부, 혹은, 또 한쪽의 회전체와 작은 간극을 유지하여 회전하는 구조로 되어 있다. 이 때문에, 상기와 같이 부착된 가스의 응축 성분의 두께가, 회전체의 주위의 간극보다 커지면, 회전체에 의해 삭제되는 형식으로 확실히 제거된다. 상기와 같이 삭제된 가스의 응축 성분이 상류측으로 역류하는 것을 막기 때문에, 제2의 진공 펌프(P2)의 배기구(71) 부근에서 당해 응축성 가스의 증기압 곡선(VPC)을 초과하도록, 제2의 진공 펌프(P2)의 온도를 설정하는 것이 바람직하다.

상기 《제1의 가스 응축 환경》을 채용한 경우는, 상기와 같이 삭제된 가스의 응축 성분을 회수하는 구체적인 방식으로서, 예를 들면 도 1에 나타낸 바와 같이, 제2의 진공 펌프(P2)의 배기구(71) 바로 아래에 직관 타입의 배관(PL2)을 통해 석출물 회수 탱크(TK)를 부착하는 방식을 생각할 수 있다. 이 방식에 의하면, 상기와 같이 삭제된 가스의 응축 성분은, 배관(PL2)과 그 도중의 밸브(VL2)를 통해 석출물 회수 탱크(TK)에 자중 낙하하고 회수된다.

또, 상기 《제1의 가스 응축 환경》을 채용한 경우에 있어서, 제2의 진공 펌프(P2)를 정지할 때는, 제2의 진공 펌프(P2)의 온도가 내려가고, 그 펌프 구성 부품, 즉 회전체나 그 주위의 고정 부재의 열수축이 끝날 때까지, 저속으로 운전하는, 이른바 아이들링 운전을 행함으로써, 상술의 삭제 동작을 행하는 것이 바람직하다. 삭제되어 있지 않은 가스의 응축 성분에 의해 제2의 진공 펌프(P2)의 회전체가 록하는 등의 문제를 방지하기 때문이다.

이 한편, 상기 《제2의 가스 응축 환경》을 채용한 경우는, 제2의 진공 펌프(P2)의 하류, 구체적으로는 제2의 진공 펌프(P2)와 제3의 진공 펌프(P3)를 접속하는 접속부(C2)에 있어서 가스 응축이 발생하기 때문에, 도 7에 나타낸 바와 같이, 그 접속부(C2)를 구성하는 배관(PL1)의 도중에, 응축 또는 응고(혹은 고체화)된 가스 성분을 포착하는 트랩(TR1) 또는 저장 탱크 등의 포착 수단(TR)을 설치함으로써, 응축한 가스 성분을 포착할 수 있다.

즉, 상기 포착 수단(TR)의 내부, 예를 들면 트랩(TR)의 내부 또는 저장 탱크의 내부는 그 내부를 흐르는 응축성 가스의 증기압 곡선(VPC)보다 위의 고상 영역에 포함되는 환경으로 함으로써, 트랩(TR1) 또는 저장 탱크 등의 포착 수단(TR)의 내부에서는 가스 응축이 발생하고, 응축한 가스 성분은 포착 수단(TR)에서 포착할 수 있다.

트랩(TR1)은, 예를 들면 도 7에 나타낸 바와 같이, 압력 용기(80)와, 이 압력 용기(80)의 내부에 설치한 복수의 판상 부재(81)(트랩판)와, 상기 압력 용기(80)의 내부나 상기 판상 부재(81)를 냉각하기 위한 냉매(냉각수 등)가 흐르는 냉매 유로(82)를 가지며, 상기 냉매에 의해 압력 용기(80)의 내부나 판상 부재(80)를 냉각하고, 이로 인해 압력 용기(80) 내의 응축성 가스를 응축시킴으로써, 응축한 가스 성분을 판상 부재(80)에 부착시키도록 구성해도 된다. 이 경우, 판상 부재(81)는 가스의 흐름과 병행하여 설치한다. 가스의 흐름이 판상 부재(81)로 저해되지 않도록 하기 위해서이다. 상기 저장 탱크도, 트랩(TR1)과 같이 구성해도 된다.

트랩(TR1)의 메인터넌스는, 접속부(C2)를 구성하는 배관(PL1)의 도중에 설치한 수동식 밸브(VL3)와 전자식 밸브(VL1)를 닫고, 압력 용기(80)를 열어, 판상 부재(81)를 취출 교환하면 된다. 이때, 도시하지 않지만, 밸브(VL3)를 2중으로 설치하고, 트랩(TR) 내에 축적된 가스의 응축 성분을 압력 용기(80) 내에 봉지한 채 판상 부재(81)의 취출 교환이 행해지도록 구성해도 된다.

도 8과 도 9는 본 발명의 다른 실시 형태인 배기 시스템의 구성도이다.

도 1의 배기 시스템(S1)에서는, 제1의 진공 펌프(P1)와 제2의 진공 펌프(P2)가 접속부(C1)를 개재하여 연결되고 일체화되어 있는 구조를 채용했지만, 이를 대신하여, 도 8에 나타낸 배기 시스템(S2)과 같이, 제1의 진공 펌프(P1)와 제2의 진공 펌프(P2)가 분리되고, 분리된 제1의 진공 펌프(P1)의 근방에 접속부(C1)를 개재하여 제2의 진공 펌프(P2)가 직렬로 연결되는 구성을 채용해도 된다. 이 경우, 그 접속부(C1)는 배관(PL4)으로 구성되고, 상기 배관(PL4)을 통해 제1의 진공 펌프(P1)로부터 제2의 진공 펌프(P2)를 향해 가스가 이행한다.

도 8의 배기 시스템(S2)에서는, 제1의 진공 펌프(P1)로서, 도 10에 나타낸 대경의 배기구(57)를 구비하는 터보 분자 펌프(TP2)의 채용이 가능하다. 또한, 이 도 10에 나타낸 터보 분자 펌프(TP2)의 기본적인 구성은 도 3에 나타낸 터보 분자 펌프(TP1)의 구성과 같기 때문에, 동일 부재에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세 설명은 생략한다.

제2의 진공 펌프(P2)로서 채용되는 용적 이송식 펌프(DP1)에서는, 회전체로서 회전축 방향으로 긴 로터가 이용되는 경우도 있고, 이 경우는, 제2의 진공 펌프(P2)(용적 이송식 펌프(DP1))의 흡입구(70)가 장방형상이 되거나, 또는, 그 흡입구(70)가 일렬로 복수 늘어선 형태가 된다. 이 때문에, 도 8의 배기 시스템(S2)에 있어서의 배관(PL4)로서는, 예를 들면 도 11에 나타내는 형상의 배관(PL4)을 채용하는 것이 바람직하다.

도 8의 배기 시스템(S2)도, 상기와 같이, 제1의 진공 펌프(P1)의 근방에 제2의 진공 펌프(P2)가 설치됨으로써, 도 1의 배기 시스템(S1)과 마찬가지로, 접속부(C1)의 내부의 환경은, 그 내부를 흐르는 응축성 가스의 증기압 곡선보다 아래의 기상 영역에 포함되는 환경이 되도록 설정할 수 있고, 도 1의 배기 시스템(S1)과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

그런데, 도 8의 배기 시스템(S2)에 있어서는, 접속부(C1)의 구체적인 구성으로서 L형의 배관(PL4)을 채용했지만, 이를 대신하여, 도 9에 나타낸 직관 타입의 배관(PL5)을 접속부(C1)로서 채용함으로써, 제1의 진공 펌프(P1)의 바로 아래 근방에 제2의 진공 펌프(P2)가 설치되는 구성을 채용할 수도 있다. L형의 배관(PL4)에 비해 직관 타입의 배관(PL5)의 쪽이 가스의 유체 마찰 저항에 의한 압력 손실이 작기 때문에, 먼저 설명한 「본 발명에 있어서의 가스 응축 대책」을 채용하는데 있어서는, 직관 타입의 배관(PL5)의 쪽이 적합하다고 생각할 수 있다.

본 발명은, 이상 설명한 실시 형태로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에 있어서 통상의 지식을 갖는 사람에 의해 많은 변형이 가능하다.

본 발명에서는, 도 2의 증기압 곡선도에 있어서, 응축성 가스가 기체로부터 고체로 상변화하는 예로서 설명을 했지만, 기체로부터 액체로 변화하는 경우나, 기체로부터 액체를 거쳐 고체로 상변화를 하는 경우도 포함하고 있고, 같은 효과를 얻을 수 있다.

BT1: 볼트 BX: 케이스
CC: 제어 회로
C1, C103: 제1의 진공 펌프와 제2의 진공 펌프의 접속부
C2: 제2의 진공 펌프와 제3의 진공 펌프의 접속부
DP1: 용적 이송식 펌프 DN1, DN2, DN3, DN4: 진동 흡수재
DC: 칼라(단열 칼라) DD: 단열 수단
DG: 공극(단열 공간) G1: 간극
H: 연통 구멍 P1, P101: 제1의 진공 펌프
P2, P102: 제2의 진공 펌프 PL1, PL2, PL3, PL4, PL5, PL6: 배관
RD1, RD2: 환상 탄성 부재 S1, S2, S3: 본 발명의 배기 시스템
S100: 종래의 배기 시스템 SP: 스페이서
TK: 석출물 회수 탱크 TP1, TP2, TP3: 터보 분자 펌프
TR: 포착 수단 TR1: 트랩
VC: 방진 구조 VL1, VL2, VL3: 밸브
VPC: 증기압 곡선 WP: 복합 펌프
50: 날개 배기 기구 51: 회전날개
52: 고정날개 53: 자기축받이
54: 로터 55: 펌프 케이스
56: 제1의 진공 펌프(터보 분자 펌프)의 흡입구
57: 제1의 진공 펌프(터보 분자 펌프)의 배기구
58: 수냉관 59: 수냉 플레이트
60: 수냉 수단 70: 제2의 진공 펌프의 흡입구
71: 제2의 진공 펌프의 배기구 80: 압력 용기
81: 판상 부재 82: 냉매 유로

Claims (18)

1. 적어도 2개의 펌프로서 제1의 진공 펌프 및 제2의 진공 펌프를 직렬로 접속하고, 이들 진공 펌프와 그 접속부를 통해, 응축성 가스를 포함하는 가스를 배기하는 배기 시스템으로서,
   상기 접속부와 상기 제2의 진공 펌프는, 상기 제1의 진공 펌프의 바로 아래에 설치되어 있고,
   상기 접속부는, 직관으로 구성되어 있고,
   상기 제1의 진공 펌프는, 회전날개와 고정날개로 상기 응축성 가스를 배기하고, 드래그 펌프 기구를 구비하지 않는 터보 분자 펌프이고,
   상기 제2의 진공 펌프는, 용적 이송식 펌프이고,
   상기 회전날개 또는 상기 고정날개 중 적어도 하나로부터 상기 제2의 진공 펌프의 입구까지 직선 통로를 구비하도록 상기 제1의 진공 펌프에 대해 상기 접속부와 상기 제2의 진공 펌프를 설치하고, 상기 접속부의 내부의 압력을 내림으로써, 상기 접속부의 상기 내부를, 그 내부를 흐르는 상기 응축성 가스의 증기압 곡선보다 아래의 기상 영역에 포함되는 환경이 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 배기 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 접속부에 방진 구조가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 배기 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 용적 이송식 펌프는, 그 펌프 내를 가열하기 위한 히터와, 그 펌프 내의 온도를 측정하는 온도 센서와, 상기 온도 센서에서의 측정치를 이용하여 상기 히터의 가열 온도를 제어하는 온도 제어 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 배기 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 용적 이송식 펌프는, 인버터 회로를 구비하고, 상기 인버터 회로에 의해 회전 속도의 변경이 가능한 것을 특징으로 하는 배기 시스템.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 용적 이송식 펌프는, 통상 운전시의 회전 속도보다 낮은 회전 속도로의 운전을 가능하게 하는 저속 운전 기능을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 배기 시스템.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1의 진공 펌프 또는 상기 제2의 진공 펌프 중, 적어도 어느 한쪽의 진공 펌프의 제어 회로를 케이스에 수용하고, 그 케이스를, 적어도 어느 한쪽의 상기 진공 펌프에 연결하여 일체화한 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 배기 시스템.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 제1의 진공 펌프 또는 상기 제2의 진공 펌프와 상기 제어 회로의 상기 케이스의 연결부에, 단열 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 배기 시스템.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2의 진공 펌프의 하류에, 제3의 진공 펌프를 배치하고 접속한 것을 특징으로 하는 배기 시스템.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2의 진공 펌프의 내부의 환경이, 그 내부를 흐르는 상기 응축성 가스의 상기 증기압 곡선보다 위의 고상 영역에 포함되는 환경이 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 배기 시스템.
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2의 진공 펌프와 상기 제3의 진공 펌프를 접속하는 제2의 접속부의 내부의 환경이, 그 내부를 흐르는 상기 응축성 가스의 상기 증기압 곡선보다 위의 고상 영역에 포함되는 환경이 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 배기 시스템.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2의 진공 펌프와 상기 제3의 진공 펌프를 접속하는 상기 제2의 접속부에, 응축 또는 응고한 가스 성분을 포착하는 트랩 또는 저장 탱크를 설치한 것을 특징으로 하는 배기 시스템.
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