KR20040023766A - 진공 펌프 - Google Patents

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Abstract

진공 펌프는 하우징 및 이 하우징에 수용된 펌프 기구를 구비한다. 배기 통로 형성부는 하우징의 외부에 위치된다. 배기 통로 형성부는 배기 통로를 형성하는데, 이 배기 통로는 펌프 기구로부터 배출된 가스를 진공 펌프의 외부쪽으로 안내한다. 배기 통로 형성부의 외부 표면에는 열 전도체가 연결되어 있다. 열 전도체는 배기 통로 형성부용 재료보다도 열 전도율이 더 큰 재료로 제조된다.

Description

진공 펌프{VACUUM PUMP}
본 발명은 예를 들어 반도체 제조 공정에 사용되는 진공 펌프에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에 있어서, 진공 펌프는 반도체 처리 시스템으로부터 발생된 반응 생성물(기체)을 배출한다. 진공 펌프는 펌프 기구가 수용되는 하우징을 구비한다. 하우징의 외부에는, 배기 가스 처리 시스템에 연결되는 배기 통로 형성부가 돌출 설치되어 있다. 펌프 기구로부터 배출된 가스는 배기 통로 형성부내에 형성된 배기 통로를 통해 배기 가스 처리 시스템으로 안내된다.
배기 통로 형성부가 펌프 기구로부터의 열에 쉽게 영향을 받지 않고 또한 얇기 때문에, 배기 통로 형성부의 온도는 하우징의 온도보다 더 낮다. 따라서, 펌프 기구로부터 배출된 반응 생성물은 배기 통로를 통과할 때 냉각되어 응고되고, 통로의 내벽에 부착될 수 있다. 다량의 반응 생성물이 배기 통로의 내벽에 부착되면, 피부착부는 가스 통과를 제한하는 작용을 하고, 따라서 진공 펌프의 성능을 저하시킨다.
특히, 가스 통로의 상류에 위치되는 배기 통로 형성부의 상류부가 펌프 기구와의 연결 위치(펌프 기구의 배기 포트)에 더 가깝게 위치되므로, 이 상류부는 열에 의해 영향을 받아서 비교적 뜨겁게 된다.
한편, 가스 통로의 하류에 위치되는 배기 통로 형성부의 하류부가 펌프 기구와의 연결 위치로부터 멀리 떨어져 있기 때문에, 상류부의 온도는 상류부의 온도보다 더 낮아지게 된다. 따라서, 반응 생성물이 배기 통로의 내벽에 부착되는 것은 상류부에서보다는 하류부에서 더 발생한다.
이러한 문제를 극복하기 위해, 반응 생성물의 응고가 발생하는 위치에서의 온도를 증가시키는 기술이 제안되었다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 제 8-78300 호에는 반응 생성물의 응고가 발생하는 위치에서의 온도를 상승시키기 위해 가열기(heater)를 사용하는 기술이 개시되어 있다(종래 기술 1).
일본 공개특허공보 제 8-296557 호에는, 우수한 열 전도율을 갖는 알루미늄계 금속의 하우징을 제조함으로써, 펌프 기구에 의해 발생된 열을 반응 생성물의 응고가 발생하는 위치에 효과적으로 전달하는 기술이 개시되어 있다(종래 기술 2).
일본특허 공개공보 제 1-167497 호에는, 반응 생성물의 응고가 발생하는 부분에 열관(heat pipe)을 제공하는 기술이 개시되어 있다(종래 기술 3).
상술한 종래 기술은 이하의 문제점을 갖는다.
종래 기술 1의 경우에, 가열기를 제공함으로써 개별적인 동력 공급 장비를 필요로 하고, 이에 의해 반도체 제조 공정의 장비 비용이 증가하게 된다. 또한, 가열기에 의한 필요한 열 발생에 의해 운행 비용이 증가하게 된다.
종래 기술 2의 경우에, 반도체 제조 공정에는 높은 부식성 가스(예를 들어, 염화암모늄)가 취급된다. 낮은 내식성을 갖는 알루미늄계 금속으로 하우징을 제조하면, 진공 펌프의 내구성이 감소한다. 또한, 알루미늄계 금속이 예를 들어 철계 금속보다 더 큰 열 팽창율을 가지기 때문에, 개개의 부분의 틈이 상당히 변할 수 있고, 그 결과 가스가 누설될 수 있다.
종래 기술 3의 경우에, 열관의 열 전도율을 증가시키기 위해서는, 열관은 알루미늄계 금속, 황동 등으로 제조될 필요가 있다. 이러한 재료로 열관을 제조하면 종래 기술 2와 동일한 문제가 발생할 수 있다. 가스가 열관의 중공부에서 유동하기 때문에, 즉, 열관이 가스 통로를 형성하기 때문에, 열관의 내경 등은 정확하게 가공되어야 하고, 그 결과 비용이 증가하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 펌프 기구로부터 발생된 열을 이용하여 배기 통로 형성부의 온도를 증가시킬 수 있는 진공 펌프를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 진공 펌프를 제공한다. 진공 펌프는 하우징, 펌프 기구, 배기 통로 형성부 및 열 전도체를 구비한다. 상기 펌프 기구는 하우징에 수용된다. 상기 배기 통로 형성부는 하우징의 외부에 위치되어 있다. 배기 통로 형성부는 배기 통로를 형성하는데, 이 배기 통로는 펌프 기구로부터 배출된 가스를 진공 펌프의 외부쪽으로 안내한다. 열 전도체는 배기 통로 형성부의 외부 표면에 연결되어 있다. 열 전도체는 배기 통로 형성부용 재료보다도 열 전도율이 더 큰 재료로 제조된다.
본 발명의 다른 양태 및 장점은 본 발명의 실시예로서 도시된 첨부 도면을 참고하여 이하의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
본 발명의 목적 및 장점은 첨부 도면과 함께 바람직한 실시형태의 상세한 설명을 참고로 하여 자세히 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 진공 펌프의 단면도.
도 2는 도 1의 진공 펌프의 수평 단면도.
도 3은 도 1의 진공 펌프의 주요부의 측면도.
도 4는 도 2의 선 4-4를 따라 도시한 단면도.
도 5는 또 다른 실시형태에 따른 진공 펌프의 단면도.
도 6은 상이한 실시형태에 따른 진공 펌프 시스템의 단면도.
도 7은 또 다른 실시형태에 따른 진공 펌스 시스템의 주요부의 측면도.
도 8은 도 7의 선 8-8을 따라 도시한 단면도.
*도면 부호에 대한 설명*
11 : 다단 루트 펌프 12 : 회전자 하우징 부재 13 : 전방 하우징 부재
14 : 후방 하우징 부재 15 : 실린더 블럭 16 : 격벽
19 : 제 1 회전축 20 : 제 2 회전축 41 : 제 1 배기 플랜지
42 : 소음기 43 : 안내관 44 : 배기관 45 : 밸브체
46 : 복귀 스프링 47 : 제 2 배기 플랜지 48 : 보조 배기관
61 : 배기 통로 형성부 62 : 열 전도체
도 1 내지 도 4를 참고로 하여 다단 루트 펌프(11; multi-stage root pump)에 채택된 바와 같이 본 발명의 일 실시형태에서 상세한 설명이 제공될 것이다. 도 1에서, 왼쪽은 다단 루트 펌프(11)의 정면이고, 오른쪽은 다단 루트 펌프(11)의 후면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 다단 루트 펌프(11)의 회전자 하우징 부재(12)의 전방 단부에는 전방 하우징 부재(13)가 연결되어 있고, 회전자 하우징 부재(12)의 후방 단부에는 후방 하우징 부재(14)가 연결되어 있다. 회전자 하우징 부재(12), 전방 하우징 부재(13), 및 후방 하우징 부재(14)는 다단 루트 펌프(11)의 펌프 기구를 수용하는 하우징을 구성한다.
회전자 하우징 부재(12), 전방 하우징 부재(13), 및 후방 하우징 부재(14)는 각각 철계 금속으로 제조된다. 철계 금속은, 예를 들어 알루미늄계 금속보다 더 작은 열 팽창율을 갖는다. 따라서, 철계 금속은 개개의 부분의 틈에서의 열 변형을 감소시킬 수 있고, 이에 의해 가스 누설 등이 효과적으로 방지될 수 있다.
펌프 기구는 다음에 상세히 설명될 것이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 회전자 하우징 부재(12)는 실린더 블럭(15), 제 1 격벽(16a), 제 2 격벽(16b), 제 3 격벽(16c), 제 4 격벽(16d), 및 제 5 격벽(16e)을 포함한다. 전방 하우징 부재(13)와 제 1 격벽(16a) 사이의 공간, 제 1 격벽(16a)과 제 2 격벽(16b) 사이의 공간, 제 2 격벽(16b)과 제 3 격벽(16c) 사이의 공간, 제 3 격벽(16c)과 제 4 격벽(16d) 사이의 공간, 및 제 4 격벽(16d)과 제 5 격벽(16e) 사이의 공간에는 제 1 펌프 챔버(51), 제 2 펌프챔버(52), 제 3 펌프 챔버(53), 제 4 펌프 챔버(54), 및 제 5 펌프 챔버(55)가 각각 형성되어 있다. 제 1 챔버 내지 제 5 챔버(51, 52, 53, 54, 55)는 주 펌프 챔버(main pump chamber)로서 작용한다. 제 5 격벽(16e)과 후방 하우징 부재(14) 사이의 공간에는 제 6 펌프 챔버(33)가 형성되어 있다. 제 6 펌프 챔버(33)는 보조 펌프 챔버로서 작용한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 실린더 블럭(15)은 한쌍의 블럭 부분(17, 18)을 포함하고, 각각의 격벽(16a, 16b, 16c, 16d, 16e)은 한쌍의 벽 부분(161, 162)을 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 회전축(19)은 제 1 레이디얼 베어링(21) 및 제 2 레이디얼 베어링(36)을 통해 전방 하우징 부재(13) 및 후방 하우징 부재(14)에 회전가능하게 지지되어 있다. 제 2 회전축(20)은 제 3 레이디얼 베어링(22) 및 제 4 레이디얼 베어링(37)을 통해 전방 하우징 부재(13) 및 후방 하우징 부재(14)에 회전가능하게 지지되어 있다. 2개의 회전축(19, 20)은 서로 평행하게 배치되어 있다. 회전축(19, 20)은 제 1 격벽 내지 제 5 격벽(16a, 16b, 16c, 16d, 16e)속으로 삽입된다.
제 1 회전축(19)상에는 5개의 회전자(23, 24, 25, 26, 27)가 일체로 형성되어 있다. 제 2 회전축(20)상에는 동일한 개수의 회전자(28, 29, 30, 31, 32)가 일체로 형성되어 있다. 제 1 회전자 내지 제 10 회전자(23-32)는 주 회전자(main rotor)로서 작용한다. 제 1 회전축(19)상에는 제 11 회전자(34)가 일체로 형성되어 있다. 제 2 회전축(20)상에는 제 12 회전자(35)가 일체로 형성되어 있다. 제 1 회전자 내지 제 10 회전자(23-32)는, 제 1 회전축(19) 및제 2 회전축(20)에 각각 대응하는 축선(191, 201) 방향으로부터 본 바와 같이 제 1 보조 회전자(34) 및 제 2 보조 회전자(35)와 동일한 형상 및 동일한 크기를 갖는다. 제 1 회전축(19)의 축방향으로의 제 1 회전자 내지 제 5 회전자(23-27)의 두께는 제 1 회전자(23)로부터 제 5 회전자(27)쪽 방향으로 점차 작아지게 된다. 마찬가지로, 제 2 회전축(20)의 축방향으로의 제 6 회전자 내지 제 10 회전자(28-32)의 두께는 제 6 회전자(28)로부터 제 10 회전자(32)쪽 방향으로 점차 작아지게 된다. 제 1 회전축(19)의 축방향으로의 제 11 회전자(34)의 두께는 동일한 방향으로의 제 5 회전자(27)의 두께보다 더 작다. 제 2 회전축(20)의 축방향으로의 제 12 회전자(35)의 두께는 동일한 방향으로의 제 10 회전자(32)의 두께보다 더 작다.
제 1 회전자(23)와 제 6 회전자(28)는 약간의 틈이 유지되는 상태로 제 1 펌프 챔버(51)내에서 서로 결합되어 보유된다. 마찬가지로, 제 2 회전자(24)와 제 7 회전자(29)는 약간의 틈이 유지되는 상태로 제 2 펌프 챔버(52)내에서 서로 결합되어 보유된다. 마찬가지로, 제 3 회전자(25)와 제 8 회전자(30)는 약간의 틈이 유지되는 상태로 제 3 펌프 챔버(53)내에서 서로 결합되어 보유되고, 제 4 회전자(26)와 제 9 회전자(31)는 약간의 틈이 유지되는 상태로 제 4 펌프 챔버(54)내에서 서로 결합되어 보유되고, 제 5 회전자(27)와 제 10 회전자(32)는 약간의 틈이 유지되는 상태로 제 5 펌프 챔버(55)내에서 서로 결합되어 보유된다. 제 11 회전자(34)와 제 12 회전자(35)는 약간의 틈이 유지되는 상태로 제 6 펌프 챔버(33)내에서 서로 결합되어 보유된다. 제 1 펌프 챔버 내지 제 5 펌프 챔버(51-55)의 체적은 제 1 펌프 챔버(51)로부터 제 5 펌프 챔버(55)로 가면서 차례로 점차 작아지게 된다. 제 6 펌프 챔버(33)의 체적은 제 5 펌프 챔버(55)의 체적보다 더 작다.
제 1 펌프 챔버 내지 제 5 펌프 챔버(51-55) 및 제 1 회전자 내지 제 5 회전자(23-27)는 주 펌프(49; main pump)를 구성한다. 제 6 펌프 챔버(33), 제 11 회전자(34) 및 제 12 회전자(35)는 주 펌프(49)보다 더 작은 배기 용량을 갖는 보조 펌프(50)를 구성한다. 주 펌프(49) 및 보조 펌프(50)는 다단 루트 펌프(11)의 펌프 기구를 구성한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제 5 펌프 챔버(55)의 일부는, 주 배기 포트(181; main exhaust port)와 소통하는 준배기(quasi-exhaust) 챔버(551)로서 제 5 회전자(27) 및 제 10 회전자(32)에 의해 형성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 후방 하우징 부재(14)에는 기어 하우징(38)이 연결되어 있다. 2개의 회전축(19, 20)은 후방 하우징 부재(14)를 관통하여 기어 하우징(38)속으로 들어가 있고, 또한 제 1 기어(39) 및 제 2 기어(40)는 회전축(19, 20)의 각각의 돌출 단부에 고정되어 서로 결합되어 있다. 기어 하우징(38)에는 전동기(M)가 설치되어 있다. 전동기(M)의 구동력은 제 1 축 커플링(10)을 통해 제 1 회전축(19)에 전달된다. 제 1 회전축(19)은 전동기(M)의 구동력에 의해 도 4의 화살표 방향(R1)으로 회전한다. 전동기(M)의 구동력은 제 1 기어(39) 및 제 2 기어(40)를 통해 제 2 회전축(20)에 전달된다. 제 2 회전축(20)은, 제 1 회전축(19)의 회전 방향의 반대인 도 4의 화살표 방향(R2)으로 회전한다.
각각의 격벽(16a, 16b, 16c, 16d, 16e)내에는 통로(163)가 형성되어 있다. 각각의 격벽(16a-16e)에는 통로(163)의 입구(164) 및 통로(163)의 출구(165)가 형성되어 있다. 제 1 펌프 챔버 내지 제 5 펌프 챔버(51, 52, 53, 54, 55)중의 인접하는 펌프 챔버는 통로(163)를 통해 서로 소통한다. 제 5 펌프 챔버(55)와 제 6 펌프 챔버(33)는 제 5 격벽(16e)의 통로(163)를 통해 서로 소통한다.
도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 블럭 부분(17)에는 흡입 포트(171)가 제 1 펌프 챔버(51)와 소통하도록 형성되어 있다. 도시되지 않은 반도체 처리 시스템의 배기관은 흡입 포트(171)에 연결되어 있다. 제 2 블럭 부분(18)에는 주 배기 포트(181)가 제 5 펌프 챔버(55)와 소통하도록 형성되어 있다. 제 1 회전자(23)와 제 6 회전자(28)가 회전하면, 흡입 포트(171)로부터 제 1 펌프 챔버(51)속으로 안내된 기체 반응 생성물(예를 들어 기체 염화암모늄)은 제 1 격벽(16a)의 입구(164)로부터 통로(163)로 유입되어 출구(165)로부터 인접 제 2 펌프 챔버(52)로 전달된다.
마찬가지로, 가스는 제 2 펌프 챔버(52), 제 3 펌프 챔버(53), 제 4 펌프 챔버(54) 및 제 5 펌프 챔버(55)로 차례대로 전달된다. 제 5 펌프 챔버(55)로 전달된 가스는 주 배기 포트(181)를 통해 회전자 하우징 부재(12)로부터 배출된다.
제 2 블럭 부분(18)에는 보조 배기 포트(182)가 제 6 펌프 챔버(33)와 소통하도록 형성되어 있다. 제 11 회전자(34)와 제 12 회전자(35)가 회전하면, 제 5 펌프 챔버(55)내의 가스의 일부는 제 5 격벽(16e)의 입구(164)로부터 통로(163)로 유입되어 출구(165)로부터 인접 제 6 펌프 챔버(33)로 전달된다. 제 6 펌프챔버(33)로 전달된 가스는 보조 배기 포트(182)를 통해 회전자 하우징 부재(12)로부터 배출된다.
다단 루트 펌프(11)의 배기측 가스 통로는 이하에서 설명될 것이다.
도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 실린더 블럭(15)에 있어서 제 2 블럭 부분(18)의 외부 표면의 후방 하우징 부재(14)에 더 가까운 위치에는 제 1 배기 플랜지(41)가 단단히 연결되어 있다. 제 1 배기 플랜지(41)내의 공간부(411)는 주 펌프(49)의 주 배기 포트(181)와 소통한다. 제 2 블럭 부분(18)의 외부 표면상의 제 1 배기 플랜지(41)에는 소음기(42; muffler)가 단단히 연결되어 있다. 소음기(42)는 회전축(19, 20)의 회전 축선에 평행하게 배기 플랜지(41)로부터 전방 하우징 부재(13)까지 연장한다. 부식성 가스에 대한 내식성을 보장하기 위해, 제 1 배기 플랜지(41) 및 소음기(42)는 철계 금속으로 제조된다. 제 1 배기 플랜지(41) 및 소음기(42)는 평행육면체의 형상을 갖고, 또한 제 2 블럭 부분(18)의 외부 표면으로부터 돌출한다.
실시형태에 있어서 제 1 배기 플랜지(41) 및 소음기(42)가 제 2 블럭 부분(18)으로부터 분리된다 하더라도, 제 1 배기 플랜지(41)의 적어도 일부 및/또는 소음기(42)의 적어도 일부는 제 2 블럭 부분(18)과 일체로 형성될 수 있다.
소음기(42)의 선단부에는 안내관(43)이 끼워져 있다. 안내관(43)의 선단부에는 배기관(44)이 고정되어 있다. 가스를 처리하는 배기 가스 처리 시스템(도시되지 않음)은 배기관(44)에 연결된다. 안내관(43) 및 배기관(44)은 내식성이 우수한 스테인레스 강으로 제조된다.
제 1 배기 플랜지(41)내의 공간부(411), 소음기(42)내의 공간부(421), 안내관(43)내의 공간부(432), 및 배기관(44)내의 공간부(441)는, 주 펌프(49)의 주 배기 포트(181)로부터 배출된 가스를 배기 가스 처리 시스템쪽으로 보내기 위한 배기 통로(611)를 구성한다. 즉, 제 1 배기 플랜지(41), 소음기(42), 안내관(43) 및 배기관(44)은 다단 루트 펌프(11)의 하우징 부재(12, 13, 14)의 외부 표면상에 돌출 설치된 배기 통로 형성부(61)로서 작용한다.
안내관(43)의 공간부(432)내에는 밸브체(45) 및 복귀 스프링(46)이 보유되어 있다. 안내관(43)의 공간부(432)내에는 테이퍼형 밸브 구멍(431)이 형성되어 있다. 밸브체(45)는 밸브 구멍(431)을 개방 및 폐쇄한다. 복귀 스프링(46)은 밸브체(45)를 밸브 구멍(431)의 폐쇄 위치로 가압한다. 안내관(43), 밸브 본체(45) 및 복귀 스프링(46)은 배기관(44)측의 가스가 소음기(42)쪽으로 역류하는 것을 방지한다.
보조 배기 포트(182)에는 제 2 배기 플랜지(47)가 연결되어 있다. 제 2 배기 플랜지(47)에는 보조 배기관(48)이 연결되어 있다. 보조 배기관(48)은 또한 안내관(43)에 연결되어 있다. 보조 배기관(48)과 안내관(43)과의 연결 위치는 밸브 구멍(431)이 밸브체(45)에 의해 개방 및 폐쇄되는 위치의 하류에 있다.
전동기(M)가 작동되면, 회전축(19, 20)이 회전하고, 이에 의해 반도체 처리 시스템내의 가스가 흡입 포트(171)를 통해 주 펌프(49)의 제 1 펌프 챔버(51)속으로 안내된다. 주 펌프(49)의 제 1 펌프 챔버(51)속으로 흡입된 가스는, 압축되면서 제 2 펌프 챔버 내지 제 5 펌프 챔버(52-55)쪽으로 이동한다. 가스 유량이 많은 경우에, 제 5 펌프 챔버(55)에 전달된 가스의 대부분은 주 배기 포트(181)로부터 배기 통로(611)로 배출되고, 가스의 일부는 보조 펌프(50)의 작용에 의해 보조 배기 포트(182)로부터 제 2 배기 플랜지(47)속으로 배출되어, 보조 배기관(48)을 통해 제 2 배기 플랜지(47)로부터 밸브체(45)의 하류측에서 배기 통로(611)에 합류된다.
상술한 바와 같이, 보조 펌프(50)가 제공됨으로써 주 펌프(49)의 배기측상의 압력이 저감될 수 있다. 따라서, 배기 통로(611)의 밸브체(45)의 개방/폐쇄 위치의 상류에서의 가스가 주 펌프(49)의 제 5 펌프 챔버(55)로 역류하는 것이 방지될 수 있다. 이로 인해 다단 루트 펌프(11)의 동력 손실이 저감될 수 있다.
배기 통로(611)내의 반응 생성물의 응고를 방지하는 구조가 이제 설명될 것이다.
"발명의 배경" 부분에서 기술했던 바와 같이, 배기 통로 형성부(61)가 주 펌프(49)로부터 발생된 열에 영향을 받지 않고 또한 자체적으로 얇기 때문에, 배기 통로 형성부의 온도는 하우징 부재(12, 13, 14)의 온도보다 더 낮아지게 된다. 따라서, 주 펌프(49)로부터 배출된 반응 생성물은 배기 통로(611)를 통과할 때에 냉각되어 응고될 수 있다. 배기 통로 형성부(61)를 얇게 형성하는 목적은, 하우징 부재(12, 13, 14)의 강성에 영향을 미치지 않는 배기 통로 형성부(61)의 두께를 감소시켜, 다단 루트 펌프(11)를 더 가볍게 하는 것이다.
특히, 배기 통로 형성부(61)의 가스 통로의 상류부(제 1 배기 플랜지(41)에 인접하는 부분)가 주 배기 포트(181)에 가깝게 위치하고 또는 연결 위치가 주펌프(49)에 가깝게 위치하기 때문에, 상기 상류부는 열의 영향을 받아서 비교적 뜨겁게 되고, 반면에 하류부(안내관(43) 및 배기관(44)에 인접하는 부분)가 주 펌프(49)의 주 배기 포트(181)로부터 멀리 떨어져 있기 때문에, 하류부의 온도는 상류부의 온도보다 더 낮아지게 된다. 따라서, 배기 통로(611)내의 반응 생성물의 응고는 상류부에서보다는 하류부에서 더 발생하기 쉽다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 실시형태에 따른 배기 통로 형성부(61)의 외부 표면에는 열 전도체(62)가 단단히 연결되어 있다. 열 전도체(62)는 금속(예를 들어, 알루미늄계 금속 또는 황동)으로 제조되는데, 이 금속의 열 전도율은 배기 통로 형성부(61)용 재료(철계 금속)의 열 전도율보다 크다. 열 전도체(62)는 평평한 직사각형판의 형상을 갖고 또한, 배기 통로 형성부(61)의 외부 표면의 부분(612, 613)에 있어서 배기 플랜지(41)로부터 소음기(42)로 연장하는 직사각형 영역을 덮도록 배치되어 있다. 열 전도체(62)의 단부면(621)은 하우징 부재(12, 13, 14)의 외부 표면(제 2 블럭 부분(18)의 외부 표면)에 접한다. 열 전도체(62)는 금속 볼트(63)에 의해 배기 통로 형성부(61)에 고정된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 열 전도체(62)는 배기 통로 형성부(61)의 평행육면체(제 1 배기 플랜지(41) 및 소음기(42))의 양측면(612, 613)에 세로 방향으로 부착된다. 2개의 열 전도체(62)는 배기 통로(611)의 세로 측면에서 배기 통로 형성부(61)를 보유한다. 도 4에 확대된 원으로 표시된 바와 같이, 배기 통로 형성부(61)와 열 전도체(62) 사이의 접촉을 개선하기 위해, 배기 통로 형성부(61)와 열 전도체(62)가 서로 연결되는 위치에는 열 전도성 그리스(64)가 열 전도성 향상제로서 개재되어 있다. 열 전도체(62)와 배기 통로 형성부(61) 사이에 간극이 존재하지 않도록 열 전도체와 배기 통로 형성부 사이에는 열 전도성 그리스(64)가 위치되어 있다. 예를 들어, 열 전도성 그리스(64)로서 실리콘 그리스가 이용될 수 있다.
이러한 방식으로 배기 통로 형성부(61)의 외부 표면에 열 전도체(62)가 단단히 연결되어 있기 때문에, 배기 통로 형성부(61)의 상류부(제 1 배기 플랜지(41)에 인접하는 부분)에서의 열은 열 전도체(62)를 통해 하류부(안내관(43) 및 배기관(44)에 인접하는 부분)에 효과적으로 전달된다. 따라서, 배기 통로 형성부(61)의 하류부의 온도는, 예를 들어 열 전도체(62)가 제공되지 않는 경우와 비교하여 더 높아질 수 있고, 이에 의해 하류부에 대응하는 배기 통로(611)내에서 반응 생성물이 응고되는 것이 방지될 수 있다. 이로 인해, 배기 통로(611)의 내벽에 다량의 반응 생성물이 부착됨으로써 발생되는 다단 루트 펌프(11)의 성능 저하가 방지될 수 있다.
본 실시형태는 이하의 장점을 갖는다.
배기 통로 형성부(61)의 외부 표면에 열 전도체(62)를 단단히 연결함으로써, 배기 통로 형성부(61)의 하류부에 대응하는 배기 통로(611)내에서의 반응 생성물의 응고가 방지된다. 펌프(49, 50)로부터 발생된 열을 이용하여 배기 통로 형성부(61)의 하류부의 온도를 증가시키는 이러한 방안은, 예를 들어 배기 통로 형성부에 가열기를 설치하는 경우에 요구되는 동력 공급 장비를 필요로 하지 않고, 이에 의해 장비 비용 및 반도체 제조 공정의 운행 비용의 억제가 보장된다. 열전도체(62)가 배기 통로 형성부(61)로부터 분리되기 때문에, 배기 통로 형성부(61)(배기 통로(611)의 내벽)용 재료 선택의 폭이 커지게 된다. 따라서, 내식성이 우수한 재료로 배기 통로 형성부(61)를 제조함으로써 다단 루트 펌프(11)의 내구성이 낮아지는 것이 방지될 수 있다.
상술한 바와 같이, 실시형태는, 펌프(49, 50)로부터 발생된 열을 사용함으로써 반응 생성물의 응고의 방지, 및 다단 루트 펌프(11)의 내구성의 감소의 방지를 만족시킨다. 따라서, 다단 루트 펌프(11)는 반도체 제조 공정에 사용하기에 특히 적절하게 된다.
가스 통로에 노출되지 않는 배기 통로 형성부(61)의 외부 표면에 열 전도체(62)가 단단히 고정되므로, 가스 통로에 노출되거나 또는 가스 통로를 구성하는 열관을 위해 필요한 높은 정확도의 처리의 필요성이 제거된다. 따라서, 낮은 비용으로 열 전도체(62)를 생산할 수 있고, 따라서 다단 루트 펌프(11)의 제조 비용이 저감될 수 있다.
평평한 열 전도체(62)를 용이하게 생산할 수 있고, 또한 열 전도체(62)를 배기 통로 형성부(61)에 용이하게 부착할 수 있다. 이에 의해 반응 생성물의 응고를 방지하는 구조를 다단 루트 펌프(11)에 용이하게 적용할 수 있다.
열 전도체(62)의 단부면(621)은 하우징 부재(12, 13, 14)의 외부 표면(제 2 블럭 부분(18)의 외부 표면)에 접한다. 따라서, 주 배기 포트(181) 부근의 열은 제 2 블럭 부분(18)으로부터 열 전도체(62)에 직접 전달된다. 이로 인해, 배기 통로 형성부(61)의 하류부에서의 온도를 효과적으로 증가시킬 수 있으며, 이에 의해 배기 통로(611)내에서의 반응 생성물의 응고를 확실히 방지할 수 있다.
열 전도체(62)는 금속 볼트(63)에 의해 배기 통로 형성부(61)에 고정된다. 볼트(63)의 말단부는 배기 통로 형성부(61)속으로 고정되므로, 열 전도체(62)는 볼트(63)를 통해 배기 통로 형성부(61)의 외부 표면 뿐만 아니라 내부에도 결합된다. 따라서, 배기 통로 형성부(61)와 열 전도체(62) 사이의 열 전도율은 배기 통로 형성부(61)의 하류부에서의 온도를 효과적으로 상승시킬 수 있을만큼 개선된다. 이로 인해 배기 통로(611)내에서의 반응 생성물의 응고가 확실히 방지된다.
배기 통로 형성부(61)와 열 전도체(62) 사이에 열 전도성 그리스(64)가 개재되기 때문에, 이 성분(61, 62) 사이의 열 전도율은 개선된다. 이로 인해, 배기 통로 형성부(61)의 상류부로부터 열 전도체(62)로의 효과적인 열 전달 및 열 전도체(62)로부터 배기 통로 형성부(61)의 하류부로의 효과적인 열 전달이 보장되며, 하류부에서의 온도를 효과적으로 증가시킬 수 있다. 이로 인해 배기 통로(611)내에서의 반응 생성물의 응고가 확실히 방지된다.
2개의 열 전도체(62)는 배기 통로(611)의 양측면에서 배기 통로 형성부(61)를 세로 방향으로 보유한다. 따라서, 배기 통로 형성부(61)의 상류부에서의 열이 하류부로 효과적으로 전달될 수 있으며, 하류부에서의 온도 상승이 보장된다.
당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 본 발명이 다른 형태로 구현될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 특히, 본 발명이 이하의 형태로 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
L-형 단면을 갖고 또한 평판을 굽힘으로써 형성된 2개의 열 전도체(62)가 도5에 도시된 바와 같이 설치될 수 있다. 이러한 실시형태에 있어서, 열 전도체(62)는 배기 통로 형성부(61)에 용이하게 부착될 수 있다. 그러나, 열 전도체(62)의 단부면(621)과 하우징 부재(12, 13, 14)의 외부 표면(특히, 제 2 블럭 부분(18)의 외부 표면)과의 접촉 영역이 도 3에서의 실시형태에서 보다 더 커지게 된다는 점을 유념해야 한다. 이로 인해 열 전도체(62)와 제 2 블럭 부분(18) 사이의 열 전도율이 증가한다.
U-형 단면을 갖는 열 전도체(62)가 도 6에 도시된 바와 같이 설치될 수 있다. 열 전도체(62)는 배기 통로(611)의 세로 측면에서 배기 통로 형성부(61)를 보유하도록 배치된다. 다른 관점에서, 배기 통로 형성부(61)는 단일 열 전도체(62)로 덮인다. 단일 열 전도체(62)를 사용함으로써 다단 루트 펌프(11)의 조립시에 열 전도체(62)의 취급이 용이해지고, 따라서 조립 공정이 간단해진다.
도 1 내지 도 4에 도시된 실시형태에 있어서, 열 전도체(62)는 크게 제조될 수 있거나, 또는 여러개의 열 전도체(62)들은 열 전도체(62) 또는 열 전도체(62)들이 안내관(43) 및/또는 배기관(44)에 연결되도록 사용될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 안내관(43) 및 배기관(44)이 원형의 외형을 갖기 때문에, 관련 외부 표면에 연결될 열 전도체(62)를 호형 단면을 갖도록 굴곡시킬 필요가 있다. 이로 인해 열 전도체(62)의 열이 안내관(43) 및/또는 배기관(44)에 직접 전달될 수 있으며, 배기 통로 형성부(61)의 하류부에서의 온도를 더 효과적으로 상승시킬 수 있다.
열 전도체는 고체형에 제한되지 않고, 액체형일 수도 있다. 도 7 및 도8에 도시된 바와 같이, 예를 들어 배기 통로 형성부(61)내의 제 1 배기 플랜지(41) 및 소음기(42)중 적어도 하나가 수지 재료로 제조될 수 있다. 도 1 내지 도 4의 열 전도체(62)는 중공형일 수 있고 또한 수지 재료로 제조될 수 있다. 배기 통로 형성부(61)용 수지 재료보다 더 큰 열 전도율을 갖는 액체(예를 들어, 수은)로 제조된 열 전도체(65)는 열 전도체(62)의 공간내에 밀봉될 수 있다.
도 1 내지 도 4의 실시형태의 열 전도성 그리스(64)는, 배기 통로 형성부(61) 및 열 전도체(62)가 함께 연결되는 위치에 개재되는 구리 페이스트, 수지 시트 또는, 고무 시트로 대체될 수 있다.
본 발명은 루트 펌프 이외의 다른 진공 펌프(예를 들어, 스크류 펌프)에도 적용될 수 있다.
본 실시형태는 예시적으로 설명되어 있고 제한적이 아니고, 본 발명은 본원의 상세한 설명에 제한되지 않고, 첨부된 청구항의 범위 및 등가내에서 변경될 수 있다.
본 발명에 따르면, 펌프 기구로부터 발생된 열을 이용하여 배기 통로 형성부의 온도를 증가시킬 수 있는 진공 펌프가 제공된다.

Claims (10)

  1. 하우징, 하우징내에 수용된 펌프 기구, 하우징의 외부에 위치된 배기 통로 형성부를 포함하는 진공 펌프로서, 상기 배기 통로 형성부는 펌프 기구로부터 배출된 가스를 진공 펌프의 외부쪽으로 안내하는 배기 통로를 형성하는 진공 펌프에 있어서,
    상기 진공 펌프는 배기 통로 형성부의 외부에 연결된 열 전도체를 포함하고, 상기 열 전도체는 배기 통로 형성부용 재료보다도 열 전도율이 더 큰 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 열 전도체는 평판으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 열 전도체는 평판을 굴곡시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도체와 상기 배기 통로 형성부 사이에는 열 전도성 향상제가 위치되는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 열 정도성 향상제는, 상기 열 전도체와 상기 배기 통로 형성부 사이에 간극이 존재하지 않도록하여 열 전도체와 배기 통로 형성부 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도체는, 배기 통로가 연장하는 방향에 평행하게 연장하고, 또한 배기 통로 형성부를 보유하는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스는 반도체 제조 공정에서 발생된 기체 반응 생성물인 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도체는 금속 볼트에 의해 배기 통로 형성부에 고정되는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도체는 하우징의 외부 표면에 접하는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 배기 통로 형성부는,
    배기 통로의 상류부에 위치되고, 또한 펌프 기구로부터 배출된 가스를 수용하는 플랜지, 및
    플랜지에 연결된 소음기로서, 상기 플랜지로부터 소음기로 가스가 유동하는 소음기를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
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