KR20230043068A - 진공 배기계의 세정 장치 - Google Patents

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exhaust system
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다카시 가바사와
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에드워즈 가부시키가이샤
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Abstract

진공 펌프의 하류에서 퇴적물이 재부착되는 것을 방지하는 것이 가능한 진공 배기계의 세정 장치를 제공한다. 승화 성분을 포함하는 가스를 냉각하여 퇴적물을 발생시키는 것이 가능한 냉각 트랩(13)과, 냉각 트랩(13)의 상류에 배치된 적어도 1개의 제1 진공 펌프(11)와, 제1 진공 펌프(11)와 냉각 트랩(13)을 연결하는 적어도 1개의 제1 배관(21)과, 냉각 트랩(13)의 하류에 배치된 적어도 1개의 제2 진공 펌프(16)와, 제2 진공 펌프(16)와 냉각 트랩(13)을 연결하는 적어도 1개의 제2 배관(22)을 구비하고, 제1 진공 펌프(11)와, 제1 배관(21)의 적어도 일부를, 승화 성분의 승화 온도 이상으로 가열함과 더불어, 냉각 트랩(13)을, 승화 성분의 승화 온도 이하로 냉각한다.

Description

진공 배기계의 세정 장치
본 발명은, 예를 들면 터보 분자 펌프 등을 이용한 진공 배기계의 세정 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 진공 펌프의 한 종으로서 터보 분자 펌프가 알려져 있다. 이 터보 분자 펌프에 있어서는, 펌프 본체 내의 모터로의 통전에 의해 회전 날개를 회전시켜, 펌프 본체에 흡입한 가스(프로세스 가스)의 기체 분자를 튕김으로써 가스를 배기하도록 되어 있다. 또, 이러한 터보 분자 펌프에는, 펌프 내의 온도를 적절히 관리하기 위해, 히터나 냉각관을 구비한 타입의 것이 있다.
일본국 특허공개 2011-80407호 공보
그런데, 상술의 터보 분자 펌프와 같은 진공 펌프에 있어서는, 이송되는 가스 내의 물질이 석출되는 경우가 있다. 예를 들면, 반도체 제조 장치의 에칭 프로세스에 사용되는 가스가, 펌프 본체에 흡입한 가스(프로세스)를 압축하여, 서서히 압력을 올리는 과정에서, 배기 유로의 온도가 승화 온도를 밑도는 조건에 의해, 진공 펌프나 배관 내부에 부반응 생성물을 석출시켜, 배기 유로를 폐색해 버리는 경우가 있다. 또, 펌프의 흡기구로부터 흡인한 가스를 펌프 내부에서 압축하는 과정에서, 흡인한 가스가 기체로부터 고체로 상변화하는 압력을 초과하여, 펌프 내부에서 고체로 상변화하는 경우가 있다. 그 결과, 펌프 내부에 부반응 생성물인 고체가 퇴적되고, 이 퇴적물에 의해 문제가 발생하는 경우가 있다. 그리고, 석출된 부반응 생성물의 제거를 위해 진공 펌프나 배관을 청소할 필요가 있다. 또, 상황에 따라서는, 진공 펌프나 배관의 수리나, 신품으로의 교환을 행할 필요도 있다. 그리고, 이들의 오버홀의 작업을 위해, 반도체 제조 장치를 일시정지시켜 버리는 경우가 있었다. 또한, 오버홀의 기간이, 상황에 따라서는 수주간 이상에 이르는 경우도 있었다.
또, 종래의 진공 펌프에 있어서는, 부반응 생성물이 내부에 부착되는 것을 방지하기 위해, 통상 동작으로서의 배기 동작 중에, 히터에 의해 내부의 배기 경로의 온도를 올리는 기능을 구비한 것이 있다(특허문헌 1). 특허문헌 1에 개시된 발명에서는, 펌프의 배기 유로 중, 하류 측을 가열하여, 흡입한 가스의 승화 압력을 올려, 기상 영역으로 함으로써, 펌프 내부에 부반응 생성물이 퇴적되어, 배기 유로가 폐색되는 것을 방지하고 있다. 이러한 가열 시에는, 진공 펌프의 구성 부품에 열에 의한 팽창이나 변형 등이 발생하여, 부품끼리가 접촉하는 것을 회피하기 위해, 그 상승 온도(가열의 목표 온도)에 제한을 설정하여, 온도가 설정값 이상으로 상승하지 않도록 온도 관리가 행해진다.
를 행할 필요가 있었다.
또, 본 출원인은, 진공 펌프가 반도체 제조 등의 프로세스에 사용되지 않은 대기 상태에 있어서, 진공 펌프의 가스 유로를 가열하여, 퇴적물을 가스화하여 제거하는 기능(「클리닝 기능」이나 「클리닝 모드」 등이라고도 한다)을 구비한 진공 펌프를 제안하고 있다(특원 2019-165839호). 이러한 진공 펌프에 의하면, 진공 펌프의 대기 시간에 퇴적물을 제거할 수 있기 때문에, 프로세스 중에 가스 유로를 항상 고온으로 유지할 필요는 없다. 그 때문에, 진공 펌프에 있어서의 허용 유량을 확대하는 것이 가능해진다.
그리고, 이 타입의 진공 펌프나, 진공 펌프를 편입한 배기 시스템의 가일층의 개량을 생각한다고 하면, 클리닝 시의 가열된 가스가, 더욱 하류(하단)에 배치된 진공 펌프나 배관 등의 기기를 흐를 때에, 가스의 온도가 저하하여, 하류 측의 기기의 내부에 퇴적물이 재부착되는 경우도 상정할 수 없는 것은 아니다.
본 발명의 목적으로 하는 점은, 진공 펌프의 하류에서 퇴적물이 재부착되는 것을 방지하는 것이 가능한 진공 배기계의 세정 장치를 제공하는 것에 있다.
(1) 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 승화 성분을 포함하는 가스를 냉각하여 퇴적물을 발생시키는 것이 가능한 냉각 트랩과,
상기 냉각 트랩의 상류에 배치된 적어도 1개의 제1 진공 펌프와,
상기 제1 진공 펌프와 상기 냉각 트랩을 연결하는 적어도 1개의 제1 배기 경로와,
상기 냉각 트랩의 하류에 배치된 적어도 1개의 제2 진공 펌프와,
상기 제2 진공 펌프와 상기 냉각 트랩을 연결하는 적어도 1개의 제2 배기 경로
를 구비한 상기 가스를 배기하는 진공 배기계의 세정 장치로서,
적어도, 상기 제1 진공 펌프 또는 상기 제1 배기 경로의 일부를,
상기 승화 성분의 승화 온도 이상으로 가열함과 더불어,
상기 냉각 트랩을, 상기 승화 성분의 승화 온도 이하로 냉각하는 것을 특징으로 하는 진공 배기계의 세정 장치에 있다.
(2) 또, 상기 목적을 달성하기 위해 다른 본 발명은, (1)에 있어서,
상기 제1 배기 경로에 배치된 적어도 1개의 전환 밸브와,
상기 전환 밸브와 상기 제2 배기 경로를 연결하는 적어도 1개의 제3 배기 경로를 구비한 것을 특징으로 하는 진공 배기계의 세정 장치에 있다.
(3) 또, 상기 목적을 달성하기 위해 다른 본 발명은, (1) 또는 (2)에 있어서,
상기 냉각 트랩은,
흡기구와 배기구를 구비한 케이싱과,
상기 케이싱 내에 배치된 적어도 1개의 판상부와,
상기 판상부를 냉각하는 냉각 기구
를 구비한 것을 특징으로 하는 진공 배기계의 세정 장치에 있다.
(4) 또, 상기 목적을 달성하기 위해 다른 본 발명은, (3)에 있어서,
상기 냉각 트랩은,
적어도 1개의 개구부가 형성된 상기 판상부를,
상기 개구부의 위상을 바꾸어 복수 적층하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 배기계의 세정 장치에 있다.
(5) 또, 상기 목적을 달성하기 위해 다른 본 발명은, (3) 또는 (4)에 있어서,
상기 냉각 트랩은,
상기 케이싱 내에 설치된 회전축과,
상기 회전축에 고정된 적어도 1개의 긁어냄부를 구비하고,
상기 긁어냄부가 상기 판상부의 판면을 따라 회전 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 진공 배기계의 세정 장치에 있다.
(6) 또, 상기 목적을 달성하기 위해 다른 본 발명은, (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 있어서,
상기 제2 배기 경로에 배치된 분기 경로와,
상기 분기 경로에 배치된 개폐 밸브와,
상기 개폐 밸브의 하류에 배치된 퇴적물 회수 용기
를 구비한 것을 특징으로 하는 진공 배기계의 세정 장치에 있다.
(7) 또, 상기 목적을 달성하기 위해 다른 본 발명은, (3) 내지 (5) 중 어느 하나에 있어서,
상기 냉각 트랩의 상기 케이싱에 형성된 퇴적물 배출구와,
상기 퇴적물 배출구의 하류에 배치된 개폐 밸브와,
상기 개폐 밸브의 하류에 배치된 퇴적물 회수 용기
를 구비한 것을 특징으로 하는 진공 배기계의 세정 장치에 있다.
상기 발명에 의하면, 진공 펌프의 하류에서 퇴적물이 재부착되는 것을 방지하는 것이 가능한 진공 배기계의 세정 장치를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 진공 배기계의 세정 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 제1 진공 펌프(터보 분자 펌프)의 종단면도이다.
도 3은, 앰프 회로의 회로도이다.
도 4는, 전류 지령값이 검출값보다 큰 경우의 제어를 나타내는 타임 차트이다.
도 5는, 전류 지령값이 검출값보다 작은 경우의 제어를 나타내는 타임 차트이다.
도 6은, 냉각 트랩을 나타내는 종단면도이다.
도 7은, 냉각 트랩의 일부를 확대하여 나타내는 종단면도이다.
도 8은, 도 6 중의 A-A선을 따른 평단면도이다.
도 9는, 냉각 트랩의 기능을 나타내는 설명도이다.
도 10은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 진공 배기계의 세정 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 11은, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 진공 배기계의 세정 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 12는, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 진공 배기계의 세정 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명의 각 실시 형태에 따른 진공 배기계의 세정 장치에 대해, 도면에 의거하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 세정 장치(10)의 구성을 블록도에 의해 개략적으로 나타내고 있다. 이 세정 장치(10)는, 주로, 제1 진공 펌프(11), 전환 밸브(12), 냉각 트랩(13), 개폐 밸브(14), 퇴적물 회수 용기(15), 및, 제2 진공 펌프(16)의 각 기기를 구비하고 있다.
또, 이들 기기(11~16)는, 각종 배관을 통해 접속되어 있다. 제1 진공 펌프(11)와 냉각 트랩(13)은, 제1 배기 경로로서의 제1 배관(21)을 통해 접속되어 있으며, 제1 배관(21)의 도중에는, 전환 밸브(12)가 배치되어 있다. 냉각 트랩(13)과 제2 진공 펌프(16)는, 제2 배기 경로로서의 제2 배관(22)을 통해 접속되어 있다. 여기서, 각종 배관은, 복수의 배관 부품을 조합하여 구성되어 있는데, 배관 부품으로서는 일반적인 여러 가지의 것을 채용할 수 있기 때문에, 여기에서는 배관 부품에 대한 상세한 설명은 생략한다.
전술의 전환 밸브(12)는 삼방 밸브의 구조를 갖는 것으로 되어 있으며, 전환 밸브(12)와 제2 배관(22)은, 제3 배기 경로로서의 제3 배관(23)을 통해 접속되어 있다. 또, 제2 배관(22)은, 분기 경로로서의 분기관(24)을 통해 퇴적물 회수 용기(15)에 접속되어 있으며, 분기관(24)의 도중에는, 개폐 밸브(14)가 배치되어 있다. 여기서, 도 1 중에 부호 25로 나타내는 것은, 제1 진공 펌프(11)의 흡기 측에 접속된 제4 배관이다.
전술의 제1 진공 펌프(11)로서는, 도 2에 나타내는 터보 분자 펌프(100)가 채용되고 있다. 또, 냉각 트랩(13)으로서는, 도 6~8에 나타내는 적층형의 것이 이용되고 있다. 이들 터보 분자 펌프(100)나 냉각 트랩(13)의 구체적인 구성에 대해서는 후술한다.
또한, 퇴적물 회수 용기(15)는, 냉각 트랩(13)에서 발생한 퇴적물을 수용하는 것이 가능한 것으로 되어 있다. 또, 제2 진공 펌프(16)로서는, 각종의 일반적인 타입의 진공 펌프를 채용하는 것이 가능한데, 여기에서는 드라이 펌프가 이용되고 있다.
다음에, 제1 진공 펌프(11)로서 이용되고 있는 터보 분자 펌프(100)에 대해 설명한다. 도 2는, 터보 분자 펌프(100)를 나타내고 있다. 이 터보 분자 펌프(100)는, 예를 들면, 반도체 제조 장치 등과 같은 배기 대상 기기의 진공 챔버(도시 생략)에, 도 1에 나타내는 전술의 제4 배관(25)을 통해 접속되도록 되어 있다.
이 터보 분자 펌프(100)의 종단면도를 도 2에 나타낸다. 도 2에 있어서, 터보 분자 펌프(100)는, 원통 형상의 외통(127)의 상단에 흡기구(101)가 형성되어 있다. 그리고, 외통(127)의 내방에는, 가스를 흡인 배기하기 위한 터빈 블레이드인 복수의 회전 날개(102(102a, 102b, 102c…))를 둘레부에 방사상 또한 다단으로 형성한 회전체(103)가 구비되어 있다. 이 회전체(103)의 중심에는 로터축(113)이 장착되어 있으며, 이 로터축(113)은, 예를 들면 5축 제어의 자기 베어링에 의해 공중에 부상 지지 또한 위치 제어되고 있다.
상측 경방향 전자석(104)은, 4개의 전자석이 X축과 Y축에 쌍을 이루어 배치되어 있다. 이 상측 경방향 전자석(104)의 근접에, 또한 상측 경방향 전자석(104) 각각에 대응되어 4개의 상측 경방향 센서(107)가 구비되어 있다. 상측 경방향 센서(107)는, 예를 들면 전도 코일을 갖는 인덕턴스 센서나 와전류 센서 등이 이용되고, 로터축(113)의 위치에 따라 변화하는 이 전도 코일의 인덕턴스의 변화에 의거하여 로터축(113)의 위치를 검출한다. 이 상측 경방향 센서(107)는 로터축(113), 즉 그에 고정된 회전체(103)의 경방향 변위를 검출하여, 도시하지 않은 제어 장치에 보내도록 구성되어 있다.
이 제어 장치에 있어서는, 예를 들면 PID 조절 기능을 갖는 보상 회로가, 상측 경방향 센서(107)에 의해 검출된 위치 신호에 의거하여, 상측 경방향 전자석(104)의 여자 제어 지령 신호를 생성하고, 앰프 회로(150)(후술한다)가, 이 여자 제어 지령 신호에 의거하여, 상측 경방향 전자석(104)을 여자 제어함으로써, 로터축(113)의 상측의 경방향 위치가 조정된다.
그리고, 이 로터축(113)은, 고투자율재(철, 스테인리스 등) 등에 의해 형성되고, 상측 경방향 전자석(104)의 자력에 의해 흡인되도록 되어 있다. 이러한 조정은, X축 방향과 Y축 방향으로 각각 독립적으로 행해진다. 또, 하측 경방향 전자석(105) 및 하측 경방향 센서(108)가, 상측 경방향 전자석(104) 및 상측 경방향 센서(107)와 동일하게 배치되고, 로터축(113)의 하측의 경방향 위치를 상측의 경방향 위치와 동일하게 조정하고 있다.
또한, 축방향 전자석(106A, 106B)이, 로터축(113)의 하부에 구비한 원판 형상의 금속 디스크(111)를 상하로 끼워 배치되어 있다. 금속 디스크(111)는, 철 등의 고투자율재로 구성되어 있다. 로터축(113)의 축방향 변위를 검출하기 위해 축방향 센서(109)가 구비되고, 그 축방향 위치 신호가 제어 장치에 보내지도록 구성되어 있다.
그리고, 제어 장치에 있어서, 예를 들면 PID 조절 기능을 갖는 보상 회로가, 축방향 센서(109)에 의해 검출된 축방향 위치 신호에 의거하여, 축방향 전자석(106A)과 축방향 전자석(106B) 각각의 여자 제어 지령 신호를 생성하고, 앰프 회로(150)가, 이들 여자 제어 지령 신호에 의거하여, 축방향 전자석(106A)과 축방향 전자석(106B)을 각각 여자 제어함으로써, 축방향 전자석(106A)이 자력에 의해 금속 디스크(111)를 상방으로 흡인하고, 축방향 전자석(106B)이 금속 디스크(111)를 하방으로 흡인하여, 로터축(113)의 축방향 위치가 조정된다.
이와 같이, 제어 장치는, 이 축방향 전자석(106A, 106B)이 금속 디스크(111)에 미치는 자력을 적당하게 조절하여, 로터축(113)을 축방향으로 자기 부상시켜, 공간에 비접촉으로 유지하도록 되어 있다. 또한, 이들 상측 경방향 전자석(104), 하측 경방향 전자석(105) 및 축방향 전자석(106A, 106B)을 여자 제어하는 앰프 회로(150)에 대해서는, 후술한다.
한편, 모터(121)는, 로터축(113)을 둘러싸도록 둘레 형상으로 배치된 복수의 자극(磁極)을 구비하고 있다. 각 자극은, 로터축(113)과의 사이에 작용하는 전자력을 통해 로터축(113)을 회전 구동하도록, 제어 장치에 의해 제어되고 있다. 또, 모터(121)에는 도시하지 않은, 예를 들면 홀 소자, 리졸버, 엔코더 등의 회전 속도 센서가 편입되어 있으며, 이 회전 속도 센서의 검출 신호에 의해 로터축(113)의 회전 속도가 검출되도록 되어 있다.
또한, 예를 들면 하측 경방향 센서(108) 근방에, 도시하지 않은 위상 센서가 장착되어 있으며, 로터축(113)의 회전의 위상을 검출하도록 되어 있다. 제어 장치에서는, 이 위상 센서와 회전 속도 센서의 검출 신호를 함께 이용하여 자극의 위치를 검출하도록 되어 있다.
회전 날개(102(102a, 102b, 102c…))와 약간의 공극을 사이에 두고 복수 장의 고정 날개(123a, 123b, 123c…)가 배치되어 있다. 회전 날개(102(102a, 102b, 102c…))는, 각각 배기 가스의 분자를 충돌에 의해 하측 방향으로 이송하기 때문에, 로터축(113)의 축선에 수직인 평면으로부터 소정의 각도만큼 경사져 형성되어 있다.
또, 고정 날개(123)도, 마찬가지로 로터축(113)의 축선에 수직인 평면으로부터 소정의 각도만큼 경사져 형성되고, 또한 외통(127)의 내방을 향하여 회전 날개(102)의 단과 번갈아 배치되어 있다. 그리고, 고정 날개(123)의 외주단은, 복수의 단 쌓기된 고정 날개 스페이서(125(125a, 125b, 125c…)) 사이에 삽입되어 끼워진 상태로 지지되어 있다.
고정 날개 스페이서(125)는 링 형상의 부재이며, 예를 들면 알루미늄, 철, 스테인리스, 구리 등의 금속, 또는 이들 금속을 성분으로서 포함하는 합금 등의 금속에 의해 구성되어 있다. 고정 날개 스페이서(125)의 외주에는, 약간의 공극을 사이에 두고 외통(127)이 고정되어 있다. 외통(127)의 바닥부에는 베이스부(129)가 배치되어 있다. 베이스부(129)에는 배기구(133)가 형성되고, 외부에 연통되어 있다. 베이스부(129)에 이송되어 온 배기 가스는, 배기구(133)로 보내진다.
또한, 터보 분자 펌프(100)의 용도에 따라, 고정 날개 스페이서(125)의 하부와 베이스부(129) 사이에는, 나사가 달린 스페이서(131)가 배치된다. 나사가 달린 스페이서(131)는, 알루미늄, 구리, 스테인리스, 철, 또는 이들 금속을 성분으로 하는 합금 등의 금속에 의해 구성된 원통 형상의 부재이며, 그 내주면에 나선 형상의 나사 홈(131a)이 복수 줄 형성되어 있다. 나사 홈(131a)의 나선의 방향은, 회전체(103)의 회전 방향으로 배기 가스의 분자가 이동했을 때에, 이 분자가 배기구(133) 쪽으로 이송되는 방향이다. 회전체(103)의 회전 날개(102(102a, 102b, 102c…))에 이어지는 최하부에는 원통부(102d)가 수하(垂下)되어 있다. 이 원통부(102d)의 외주면은, 원통 형상이고, 또한 나사가 달린 스페이서(131)의 내주면을 향하여 돌출되어 있으며, 이 나사가 달린 스페이서(131)의 내주면과 소정의 간극을 사이에 두고 근접되어 있다. 회전 날개(102) 및 고정 날개(123)에 의해 나사 홈(131a)에 이송되어 온 배기 가스는, 나사 홈(131a)에 안내되면서 베이스부(129)로 보내진다.
베이스부(129)는, 터보 분자 펌프(100)의 기저부를 구성하는 원반 형상의 부재이며, 일반적으로는 철, 알루미늄, 스테인리스 등의 금속에 의해 구성되어 있다. 베이스부(129)는 터보 분자 펌프(100)를 물리적으로 유지함과 더불어, 열의 전도로의 기능도 겸비하고 있으므로, 철, 알루미늄이나 구리 등의 강성이 있고, 열전도율도 높은 금속이 사용되는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 있어서, 회전 날개(102)가 로터축(113)과 함께 모터(121)에 의해 회전 구동되면, 회전 날개(102)와 고정 날개(123)의 작용에 의해, 흡기구(101)를 통해 챔버로부터 배기 가스가 흡기된다. 흡기구(101)로부터 흡기된 배기 가스는, 회전 날개(102)와 고정 날개(123) 사이를 지나, 베이스부(129)로 이송된다. 이 때, 배기 가스가 회전 날개(102)에 접촉할 때에 발생하는 마찰열이나, 모터(121)에서 발생한 열의 전도 등에 의해, 회전 날개(102)의 온도는 상승하는데, 이 열은, 복사 또는 배기 가스의 기체 분자 등에 의한 전도에 의해 고정 날개(123) 측에 전달된다.
고정 날개 스페이서(125)는, 외주부에서 서로 접합하고 있으며, 고정 날개(123)가 회전 날개(102)로부터 수취한 열이나 배기 가스가 고정 날개(123)에 접촉할 때에 발생하는 마찰열 등을 외부로 전달한다.
또한, 상기에서는, 나사가 달린 스페이서(131)는 회전체(103)의 원통부(102d)의 외주에 배치하고, 나사가 달린 스페이서(131)의 내주면에 나사 홈(131a)이 형성되어 있다고 하여 설명했다. 그러나, 이와는 반대로 원통부(102d)의 외주면에 나사 홈이 형성되고, 그 주위에 원통 형상의 내주면을 갖는 스페이서가 배치되는 경우도 있다.
또, 터보 분자 펌프(100)의 용도에 따라서는, 흡기구(101)로부터 흡인된 가스가 상측 경방향 전자석(104), 상측 경방향 센서(107), 모터(121), 하측 경방향 전자석(105), 하측 경방향 센서(108), 축방향 전자석(106A, 106B), 축방향 센서(109) 등으로 구성되는 전장부(電裝部)에 침입하지 않도록, 전장부는 주위를 스테이터 칼럼(122)으로 덮이고, 이 스테이터 칼럼(122) 내는 퍼지 가스로 소정압으로 유지되는 경우도 있다.
이 경우에는, 베이스부(129)에는 도시하지 않은 배관이 배치되고, 이 배관을 통해 퍼지 가스가 도입된다. 도입된 퍼지 가스는, 보호 베어링(120)과 로터축(113) 사이, 모터(121)의 로터와 스테이터 사이, 스테이터 칼럼(122)과 회전 날개(102)의 내주 측 원통부 사이의 간극을 통해 배기구(133)로 송출된다.
여기에, 터보 분자 펌프(100)는, 기종의 특정과, 개개로 조정된 고유의 파라미터(예를 들면, 기종에 대응하는 제특성)에 의거한 제어를 필요로 한다. 이 제어 파라미터를 저장하기 위해, 상기 터보 분자 펌프(100)는, 그 본체 내에 전자 회로부(141)를 구비하고 있다. 전자 회로부(141)는, EEP-ROM 등의 반도체 메모리 및 그 액세스를 위한 반도체 소자 등의 전자 부품, 그들의 실장용 기판(143) 등으로 구성된다. 이 전자 회로부(141)는, 터보 분자 펌프(100)의 하부를 구성하는 베이스부(129)의 예를 들면 중앙 부근의 도시하지 않은 회전 속도 센서의 하부에 수용되고, 기밀성의 바닥 덮개(145)에 의해 닫혀져 있다.
그런데, 반도체의 제조 공정에서는, 챔버에 도입되는 프로세스 가스 중에는, 그 압력이 소정값보다 높아지거나, 혹은, 그 온도가 소정값보다 낮아지면, 고체가 되는 성질을 갖는 것이 있다. 터보 분자 펌프(100) 내부에서는, 배기 가스의 압력은, 흡기구(101)에서 가장 낮고 배기구(133)에서 가장 높다. 프로세스 가스가 흡기구(101)로부터 배기구(133)로 이송되는 도중에, 그 압력이 소정값보다 높아지거나, 그 온도가 소정값보다 낮아지거나 하면, 프로세스 가스는, 고체 형상이 되어, 터보 분자 펌프(100) 내부에 부착되어 퇴적된다.
예를 들면, Al 에칭 장치에 프로세스 가스로서 SiCl4가 사용되었을 경우, 저진공(760[torr]~10-2[torr]) 또한, 저온(약 20[℃])일 때, 고체 생성물(예를 들면 AlCl3)이 석출되고, 터보 분자 펌프(100) 내부에 부착 퇴적되는 것이 증기압 곡선으로부터 알 수 있다. 이에 의해, 터보 분자 펌프(100) 내부에 프로세스 가스의 석출물이 퇴적되면, 이 퇴적물이 펌프 유로를 좁혀, 터보 분자 펌프(100)의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 그리고, 전술한 생성물은, 배기구 부근이나 나사가 달린 스페이서(131) 부근의 압력이 높은 부분에서 응고, 부착되기 쉬운 상황에 있었다.
그 때문에, 이 문제를 해결하기 위해, 종래는 베이스부(129) 등의 외주에 도시하지 않은 히터나 환상의 수냉관(149)을 감아 붙이고, 또한 예를 들면 베이스부(129)에 도시하지 않은 온도 센서(예를 들면 서미스터)를 매입(埋入)하고, 이 온도 센서의 신호에 의거하여 베이스부(129)의 온도를 일정한 높은 온도(설정 온도)로 유지하도록 히터의 가열이나 수냉관(149)에 의한 냉각의 제어(이하 TMS라고 한다. TMS；Temperature Management System)가 행해지고 있다.
다음에, 이와 같이 구성되는 터보 분자 펌프(100)에 관하여, 그 상측 경방향 전자석(104), 하측 경방향 전자석(105) 및 축방향 전자석(106A, 106B)을 여자 제어하는 앰프 회로(150)에 대해 설명한다. 이 앰프 회로의 회로도를 도 3에 나타낸다.
도 3에 있어서, 상측 경방향 전자석(104) 등을 구성하는 전자석 코일(151)은, 그 일단이 트랜지스터(161)를 통해 전원(171)의 양극(171a)에 접속되어 있으며, 또, 그 타단이 전류 검출 회로(181) 및 트랜지스터(162)를 통해 전원(171)의 음극(171b)에 접속되어 있다. 그리고, 트랜지스터(161, 162)는, 이른바 파워 MOSFET으로 되어 있으며, 그 소스-드레인 간에 다이오드가 접속된 구조를 갖고 있다.
이 때, 트랜지스터(161)는, 그 다이오드의 캐소드 단자(161a)가 양극(171a)에 접속됨과 더불어, 애노드 단자(161b)가 전자석 코일(151)의 일단과 접속되도록 되어 있다. 또, 트랜지스터(162)는, 그 다이오드의 캐소드 단자(162a)가 전류 검출 회로(181)에 접속됨과 더불어, 애노드 단자(162b)가 음극(171b)과 접속되도록 되어 있다.
한편, 전류 회생용 다이오드(165)는, 그 캐소드 단자(165a)가 전자석 코일(151)의 일단에 접속됨과 더불어, 그 애노드 단자(165b)가 음극(171b)에 접속되도록 되어 있다. 또, 이와 동일하게, 전류 회생용 다이오드(166)는, 그 캐소드 단자(166a)가 양극(171a)에 접속됨과 더불어, 그 애노드 단자(166b)가 전류 검출 회로(181)를 통해 전자석 코일(151)의 타단에 접속되도록 되어 있다. 그리고, 전류 검출 회로(181)는, 예를 들면 홀 센서식 전류 센서나 전기 저항 소자로 구성되어 있다.
이상과 같이 구성되는 앰프 회로(150)는, 1개의 전자석에 대응되는 것이다. 그 때문에, 자기 베어링이 5축 제어이고, 전자석(104, 105, 106A, 106B)이 합계 10개 있는 경우에는, 전자석 각각에 대해 동일한 앰프 회로(150)가 구성되고, 전원(171)에 대해 10개의 앰프 회로(150)가 병렬로 접속되도록 되어 있다.
또한, 앰프 제어 회로(191)는, 예를 들면, 제어 장치의 도시하지 않은 디지털·시그널·프로세서부(이하, DSP부라고 한다)에 의해 구성되고, 이 앰프 제어 회로(191)는, 트랜지스터(161, 162)의 on/off를 전환하도록 되어 있다.
앰프 제어 회로(191)는, 전류 검출 회로(181)가 검출한 전류값(이 전류값을 반영한 신호를 전류 검출 신호(191c)라고 한다)과 소정의 전류 지령값을 비교하도록 되어 있다. 그리고, 이 비교 결과에 의거하여, PWM 제어에 의한 1주기인 제어 사이클(Ts) 내에 발생시키는 펄스폭의 크기(펄스폭 시간(Tp1, Tp2))를 결정하도록 되어 있다. 그 결과, 이 펄스폭을 갖는 게이트 구동 신호(191a, 191b)를, 앰프 제어 회로(191)로부터 트랜지스터(161, 162)의 게이트 단자에 출력하도록 되어 있다.
또한, 회전체(103)의 회전 속도의 가속 운전 중에 공진점을 통과할 때나 정속 운전 중에 외란이 발생했을 때 등에, 고속이면서 강한 힘으로의 회전체(103)의 위치 제어를 할 필요가 있다. 그 때문에, 전자석 코일(151)에 흐르는 전류의 급격한 증가(혹은 감소)가 될 수 있도록, 전원(171)으로서는, 예를 들면 50V 정도의 고전압이 사용되도록 되어 있다. 또, 전원(171)의 양극(171a)과 음극(171b) 사이에는, 전원(171)의 안정화를 위해, 통상 콘덴서가 접속되어 있다(도시 생략).
이러한 구성에 있어서, 트랜지스터(161, 162)의 양쪽을 on으로 하면, 전자석 코일(151)에 흐르는 전류(이하, 전자석 전류(iL)라고 한다)가 증가하고, 양쪽을 off로 하면, 전자석 전류(iL)가 감소한다.
또, 트랜지스터(161, 162)의 한쪽을 on으로 하고 다른 쪽을 off로 하면, 이른바 플라이휠 전류가 유지된다. 그리고, 이와 같이 앰프 회로(150)에 플라이휠 전류를 흐르게 함으로써, 앰프 회로(150)에 있어서의 히스테리시스 손실을 감소시켜, 회로 전체적으로의 소비 전력을 낮게 억제할 수 있다. 또, 이와 같이 트랜지스터(161, 162)를 제어함으로써, 터보 분자 펌프(100)에 발생하는 고조파 등의 고주파 노이즈를 저감할 수 있다. 또한, 이 플라이휠 전류를 전류 검출 회로(181)에서 측정함으로써 전자석 코일(151)을 흐르는 전자석 전류(iL)가 검출 가능해진다.
즉, 검출한 전류값이 전류 지령값보다 작은 경우에는, 도 4에 나타내는 바와 같이 제어 사이클(Ts)(예를 들면 100μs) 중에서 1회만 펄스폭 시간(Tp1)에 상당하는 시간분만큼 트랜지스터(161, 162)의 양쪽을 on으로 한다. 그 때문에, 이 기간 중의 전자석 전류(iL)는, 양극(171a)으로부터 음극(171b)으로, 트랜지스터(161, 162)를 통해 흐르게 할 수 있는 전류값(iLmax)(도시하지 않음)을 향하여 증가한다.
한편, 검출한 전류값이 전류 지령값보다 큰 경우에는, 도 5에 나타내는 바와 같이 제어 사이클(Ts) 중에서 1회만 펄스폭 시간(Tp2)에 상당하는 시간분만큼 트랜지스터(161, 162)의 양쪽을 off로 한다. 그 때문에, 이 기간 중의 전자석 전류(iL)는, 음극(171b)으로부터 양극(171a)으로, 다이오드(165, 166)를 통해 회생할 수 있는 전류값(iLmin)(도시하지 않음)을 향하여 감소한다.
그리고, 어느 쪽의 경우에도, 펄스폭 시간(Tp1, Tp2)의 경과 후에는, 트랜지스터(161, 162) 중 어느 1개를 on으로 한다. 그 때문에, 이 기간 중은, 앰프 회로(150)에 플라이휠 전류가 유지된다.
이러한 기본 구성을 갖는 터보 분자 펌프(100)는, 도 2 중의 상측(흡기구(101)의 측)이 대상 기기의 측에 연결되는 흡기부로 되어 있으며, 하측(배기구(133)가 도면 중의 좌측으로 돌출되도록 베이스부(129)에 설치된 측) 측이, 냉각 트랩(13)이나 제2 진공 펌프(16)(러프 펌핑하는 보조 펌프(백 펌프)) 등에 연결되는 배기부로 되어 있다. 그리고, 터보 분자 펌프(100)는, 도 2에 나타내는 연직 방향의 수직 자세 외, 도립 자세나 수평 자세, 경사 자세에서도 이용하는 것이 가능하게 되어 있다.
또, 터보 분자 펌프(100)에 있어서는, 전술의 외통(127)과 베이스부(129)가 조합되어 1개의 케이스(이하에서는 양쪽을 합쳐 「본체 케이싱」 등으로 칭하는 경우가 있다)를 구성하고 있다. 또, 터보 분자 펌프(100)는, 상자 형상의 전장 케이스(도시 생략)와 전기적(및 구조적)으로 접속되어 있으며, 전장 케이스에는 전술의 제어 장치가 편입되어 있다.
터보 분자 펌프(100)의 본체 케이싱(외통(127)과 베이스부(129)의 조합)의 내부의 구성은, 모터(121)에 의해 로터축(113) 등을 회전시키는 회전 기구부와, 회전 기구부로부터 회전 구동되는 배기 기구부로 나눌 수 있다. 또, 배기 기구부는, 회전 날개(102)나 고정 날개(123) 등에 의해 구성되는 터보 분자 펌프 기구부와, 원통부(102d)나 나사가 달린 스페이서(131) 등에 의해 구성되는 나사 홈 펌프 기구부로 나누어 생각할 수 있다.
또, 전술의 퍼지 가스(보호 가스)는, 베어링 부분이나 회전 날개(102) 등의 보호를 위해 사용되고, 배기 가스(프로세스 가스)로 인한 부식의 방지나, 회전 날개(102)의 냉각 등을 행한다. 이 퍼지 가스의 공급은, 일반적인 수법에 의해 행하는 것이 가능하다.
예를 들면, 도시는 생략하는데, 베이스부(129)의 소정의 부위(배기구(133)에 대해 거의 180도 떨어진 위치 등)에, 경방향으로 직선 형상으로 연장되는 퍼지 가스 유로를 설치한다. 그리고, 이 퍼지 가스 유로(보다 구체적으로는 가스의 입구가 되는 퍼지 포트)에 대해, 베이스부(129)의 외측으로부터 퍼지 가스 봄베(N2 가스 봄베 등)나, 유량 조절기(밸브 장치) 등을 통해 퍼지 가스를 공급한다.
전술의 보호 베어링(120)은, 「터치다운(T/D) 베어링」, 「백업 베어링」 등으로도 불린다. 이들 보호 베어링(120)에 의해, 예를 들면 만일 전기 계통의 트러블이나 대기 돌입 등의 트러블이 발생했을 경우여도, 로터축(113)의 위치나 자세를 크게 변화시키지 않아, 회전 날개(102)나 그 주변부가 손상되지 않도록 되어 있다.
또한, 터보 분자 펌프(100)의 구조를 나타내는 각 도면(도 2 등)에서는, 부품의 단면을 나타내는 해칭의 기재는, 도면이 번잡해지는 것을 피하기 위해 생략하고 있다.
다음에, 전술한 세정 장치(10)에 있어서의 가스의 경로나, 가스 상태의 변화에 대해 설명한다. 또한, 제1 진공 펌프(11)인 터보 분자 펌프(100)에 대해, 이하에서는 주로 「제1 진공 펌프」의 용어를 이용하여, 세정 장치(10)의 설명을 행한다.
제1 진공 펌프(11)(터보 분자 펌프(100))의 배기구(133)(도 2)로 송출된 가스(이하에서는 「배출 가스」로 칭한다)는, 도 1에 나타내는 제1 배관(21)에 유입된다. 제1 배관(21)에 유입된 배출 가스는, 전환 밸브(12)의 상태에 따라, 냉각 트랩(13)의 측, 또는, 제3 배관(23)의 측으로 안내된다.
배출 가스가 냉각 트랩(13)의 측으로 안내되는 경우, 배출 가스는, 클리닝을 위한 가열이 행해진 상태로 되어 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 제1 진공 펌프(11)의 가스 유로를 가열하여, 퇴적물을 가스화하여 제거하는 기능(「클리닝 기능」이나 「클리닝 모드」 등이라고도 한다)이 채용되고 있다. 이러한 클리닝 기능으로서는, 본 출원인에 의한 특원 2019-165839호에서 제안되어 있는 가열식의 것과 동일한 것을 채용할 수 있다.
상술의 클리닝 기능을, 보다 구체적으로 본 실시 형태에 적용시키면, 클리닝을 행함에 있어서, 배출 가스를 클리닝에 필요한 온도(승화 온도) 이상으로 가열하기 위해서는, 히터를 설치하는 것이 가능하다. 히터의 배치로서는, 본 실시 형태의 제1 진공 펌프(11)(터보 분자 펌프(100))에 있어서는, 도 2에 나타내는 나사가 달린 스페이서(131)의 내부나 외주부 등을 들 수 있다. 이 나사가 달린 스페이서(131)는, 전술한 나사 홈 펌프 기구부의 일부이며, 드래그 펌프부를 구성하는 것이라고 할 수 있다.
또, 히터를 설치하는 부품으로서는, 나사가 달린 스페이서(131) 이외에도, 베이스부(129)의 내부나 외주부 등을 들 수 있다. 또한, 베이스부(129)와 나사가 달린 스페이서(131)의 양쪽에 히터를 배치하는 것도 가능하다. 그리고, 히터는, 클리닝 기능에 전용인 것이어도 되고, 전술한 TMS의 히터를 클리닝 기능에 겸용한 것이어도 된다.
또한, 히터로서는, 예를 들면, 카트리지 히터, 시스 히터, 전자 유도 히터(IH 히터) 등과 같이, 일반적인 여러 가지의 것을, 그 특성에 따라 채용하는 것이 가능하다. 또, 구조상, 입체적으로 돌출되는 양을 억제한 면상 히터 등도 채용이 가능하다.
또한, 히터에 의한 가열 대상이 되는 개소는, 제1 진공 펌프(11)에 한정되지 않으며, 예를 들면, 제1 진공 펌프(11)와 냉각 트랩(13)을 연결하는 제1 배관(21)에 있어서의 어느 하나의 부위이어도 된다. 제1 배관(21)에 있어서의 어느 하나의 부위로서는, 예를 들면, 제1 진공 펌프(11)의 직후의 부위나, 제1 진공 펌프(11)와 전환 밸브(12) 사이의 부위, 전환 밸브(12)와 냉각 트랩(13) 사이의 부위 등을 예시할 수 있다. 또한, 히터의 설치 개소는, 제1 배관(21)의 내부 및 외부 중 어느 하나, 혹은 양쪽이어도 된다.
이러한 히터의 가열은, 제1 진공 펌프(11)나 제1 배관(21)의 가스 유로 중에 퇴적물이 발생하는 것을 방지하거나, 발생한 퇴적물을 기화시키거나 하는 클리닝을 위해 행해지는 것이다. 그리고, 클리닝 시에 가열된 가스는, 제1 진공 펌프(11)로부터, 제1 배관(21)을 거쳐 냉각 트랩(13)에 이르고, 냉각 트랩(13)에 있어서 냉각된다.
냉각 트랩(13)에 있어서는, 가스의 냉각에 의해 적극적으로 고체의 석출이 행해지고, 가스 중에 포함되는 성분(승화 성분)에 의한 퇴적물이 발생한다. 여기에서는, 세정 장치(10)의 전체적인 구성이나 기능에 대해 설명하고, 냉각 트랩(13)의 구체적인 구성이나, 냉각 트랩(13)에 의해 퇴적물을 발생시키는 작용에 대한 상세는 후술한다.
냉각 트랩(13)에서 발생한 퇴적물은, 냉각 트랩(13)으로부터 제2 배관(22)으로 방출되고, 제2 배관(22)과 분기관(24)이 합류하는 부위(26)를 지나, 분기관(24)의 측으로 떨어뜨려진다. 이 때, 분기관(24)의 도중의 부위에 설치된 개폐 밸브(14)는, 냉각 트랩(13)과 퇴적물 회수 용기(15) 사이를 개방 상태로 하고 있다. 그리고, 냉각 트랩(13)으로부터 방출된 퇴적물은, 분기관(24)을 지나 퇴적물 회수 용기(15)에 낙하하고, 퇴적물 회수 용기(15)에 의해 회수된다.
상술의 제2 배관(22)은, 냉각 트랩(13)과 제2 진공 펌프(16)를 연결하고 있다. 또, 제2 진공 펌프(16)는, 운전 상태로 되어 있으며, 제1 진공 펌프(11)에 의한 가스의 배기를 보조하고 있다. 그리고, 냉각 트랩(13)에서 퇴적물을 발생시킨 가스의 대부분은, 제2 진공 펌프(16)의 운전에 의해 제2 배관(22)의 측으로 흐르고, 제2 진공 펌프(16)에 의해 배기된다.
한편, 클리닝이 행해지지 않을 때(예를 들면 반도체 제조 등의 프로세스 시 등)에는, 제1 배관(21)과 제3 배관(23)이 합류하는 부위에 설치된 전환 밸브(12)에 의해, 가스의 경로가 전환된다. 제2 진공 펌프(16)는 상술과 같이 운전 상태로 되고, 제1 진공 펌프(11)에 의한 가스의 배기를 보조하고 있다. 그리고, 제1 진공 펌프(11)의 배출 가스는, 제3 배관(23)으로 안내되고, 또한 제3 배관(23)과 제2 배관(22)이 합류하는 부위(27)로부터 제2 배관(22)으로 유입되어, 제2 진공 펌프(16)에 의해 배기된다.
다음에, 냉각 트랩(13)의 구체적인 구성이나, 냉각 트랩(13)에 의해 퇴적물을 발생시키는 작용의 상세에 대해 설명한다. 냉각 트랩(13)은, 도 6에 종단하여 나타내는 바와 같이, 케이싱(201), 흡기구(202), 배기구(203), 냉각 기구부(204), 및, 모터(205) 등을 구비하고 있다. 여기서, 냉각 트랩(13)의 구조를 나타내는 각 도면(도 6~8 등)에서는, 부품의 단면을 나타내는 해칭의 기재는, 도면이 번잡해지는 것을 피하기 위해 생략하고 있다.
이들 중 케이싱(201)은, 원통 형상의 케이싱 본체(211)와, 원반 형상의 덮개부(212)를 조합하여 구성되어 있다. 이들 중, 케이싱 본체(211)에는 천판부(213)가 일체로 형성되어 있으며, 케이싱 본체(211)에 있어서의 축방향의 일단부(도면 중의 상부)는, 천판부(213)에 의해 닫혀져 있다.
덮개부(212)는, 케이싱 본체(211)와는 별체의 부품이며, 도시하지 않은 고정구(육각 구멍붙이 볼트 등)에 의해, 케이싱 본체(211)에 연결되어 있다. 그리고, 덮개부(212)는, 케이싱 본체(211)에 있어서의 축방향의 타단부(도면 중의 하부)를, 기밀적으로 막고 있다.
케이싱 본체(211)의 천판부(213)에는, 흡기 구멍(214)이 형성되어 있으며, 이 흡기 구멍(214)은 천판부(213)를 두께 방향으로 관통하고 있다. 흡기 구멍(214)이 형성된 부위에는, 천판부(213)의 외측으로부터 원관 형상의 흡기 측 배관(215)이 접합되어 있으며, 이 흡기 측 배관(215)에 의해 전술의 흡기구(202)가 형성되어 있다. 그리고, 흡기구(202)는, 케이싱(201)의 축심(도면 중에 일점쇄선으로 나타낸다)(B)으로부터 경방향으로 떨어진 위치에 형성됨과 더불어, 케이싱(201)의 축심(B)과 거의 평행하게 연장되어 있다.
덮개부(212)에는, 배기 구멍(217)이 형성되어 있으며, 이 배기 구멍(217)은 덮개부(212)를 두께 방향으로 관통하고 있다. 배기 구멍(217)이 형성된 부위에는, 덮개부(212)의 외측으로부터 원관 형상의 배기 측 배관(218)이 접합되어 있으며, 이 배기 측 배관(218)에 의해 전술의 배기구(203)가 형성되어 있다. 그리고, 배기 구멍(217)과 배기구(203)에 의해 퇴적물 배출구(부호 생략)가 형성되어 있다. 여기서, 배기 구멍(217)만을 퇴적물 배출구로서 생각하는 것도 가능하다.
배기구(203)는, 케이싱(201)의 축심(B)으로부터 경방향으로 떨어진 위치에 형성되어 있으며, 케이싱(201)의 축심(B)과 거의 평행하게 연장되어 있다. 또한, 배기구(203)는, 케이싱(201)의 축방향에 관해서는, 흡기구(202)와 역방향으로 연장되어 있으며, 케이싱(201)의 둘레 방향에 관해서는, 흡기구(202)에 대해 위상이 180도 상이하도록 배치되어 있다.
전술의 냉각 기구부(204)는, 회전축(냉각 트랩(13)의 로터축)(221), 긁어냄부(222), 원판 형상 부품(223), 및, 베어링부(224, 225) 등을 구비하고 있으며, 케이싱(201) 내에 수용되어 있다.
전술의 모터(205)는, 케이싱(201)의 덮개부(212)에 외측으로부터 고정되어 있으며, 도시를 생략한 출력축을, 냉각 기구부(204)의 회전축(221)에 끼워 넣고 있다. 그리고, 모터(205)의 출력축(도시 생략)은, 회전축(221)에 동축적으로 연결되어 있다. 여기서, 모터(205)로서는, 일반적인 여러 가지의 것을 채용하는 것이 가능하다.
냉각 기구부(204)의 회전축(221)은, 계단식 원기둥 형상 부품이며, 그 축심(부호 생략)을 케이싱(201)의 축심(B)에 거의 일치시키고 있다. 그리고, 회전축(221)에 있어서의 축방향의 일단(도면 중의 상부)은, 흡기 측의 베어링부(224)를 통해 케이싱 본체(211)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있으며, 회전축(221)에 있어서의 축방향의 타단(도면 중의 하부)은, 배기 측의 베어링부(225)를 통해 덮개부(212)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.
긁어냄부(「스크레이퍼」 등으로 칭하는 것도 가능하다)(222)는, 단면이 직사각형의 봉 형상체이며, 회전축(221)에 일체 가공(혹은 별체의 장착이어도 된다)에 의해 형성되어 있다. 또한, 긁어냄부(222)는, 회전축(221)의 경방향에 역방향으로 돌출되는 2개를 1조로서, 다단(여기에서는 7단)에 걸쳐 형성되어 있다. 그리고, 도 6에 나타내는 예에서는, 7조(합계 14개)의 긁어냄부(222)가, 회전축(221)의 축방향을 따라, 서로 거의 등간격으로 형성되어 있다.
즉, 각 조의 긁어냄부(222)는, 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 180도 위상을 상이하게 하여, 동일 직선 상에 위치하도록 형성되어 있다. 또한, 각 조의 긁어냄부(222)는, 회전축(221)의 축심(여기에서는 케이싱(201)의 축심(B)에 일치)을 중심으로 하여, 거의 선대칭으로 연장되어 있다.
또, 7조의 긁어냄부(222)는, 회전축(221)의 둘레 방향에 관해서는 서로 같은 위상(동위상)으로 배치되고, 회전축(221)의 축방향에 관해서는, 축방향을 따라 거의 균등하게 늘어선 위치 관계를 갖고 있다. 그리고, 모터(205)가 구동되고, 모터(205)에 의해 회전축(221)이 소정 방향으로 회전되면, 긁어냄부(222)는, 회전축(221)을 중심으로 하여, 회전축(221)과 일체로 회전 변위한다.
여기서, 모터(205) 및 회전축(221)의 회전 방향은, 도 8 중의 시계 방향, 및, 반시계 방향 중 어느 쪽이어도 된다. 또, 모터(205)는, 상황에 따라, 통상의 회전 방향에 대해 역방향으로 회전 제어되는 것이어도 된다.
또, 긁어냄부(222)를 회전축(221)과는 별체로 형성하고, 회전축(221)에 장착하는 경우는, 예를 들면, 통 형상의 부품(도시 생략)의 외주면에 긁어냄부(222)를 형성하고, 이 통 형상의 부품에, 회전축(221)을 끼워 넣어 고정하는 것을 생각할 수 있다. 또, 통 형상의 부품에 일부의 긁어냄부(222)(예를 들면 1~3조 정도)만을 형성하고, 복수의 통 형상의 부품을 회전축(221)에 고정하는 것 등도 생각할 수 있다.
전술의 원판 형상 부품(223)은, 케이싱(201) 내에 있어서, 다단(여기에서는 6단)으로 적층되어 있다. 각 원판 형상 부품(223)은, 도 6이나 도 8에 나타내는 바와 같이 진원(眞圓)의 원판 형상으로 가공되어 있으며, 외주부를 두꺼운 스페이서(231)로 하여, 케이싱(201)의 축방향으로 겹쳐져 있다. 각 원판 형상 부품(223) 사이에는, 스페이서(231)에 의해 소정 크기의 간극이 확보되어, 복수의 퇴적물 이송 공간(232)(도 7)이 형성되어 있다.
또한, 케이싱 본체(211)의 천판부(213)와, 천판부(213)에 마주 본 원판 형상 부품(223)(도 6 및 도 7 중의 최상단의 것) 사이에는, 퇴적물 이송 공간(232)이 형성되어 있다. 또, 확대한 도시는 생략하는데, 덮개부(212)와, 덮개부(212)에 마주 본 원판 형상 부품(223)(도 6 중의 최하단) 사이에도, 퇴적물 이송 공간(232)이 형성되어 있다. 그리고, 6장의 원판 형상 부품(223)이, 케이싱 본체(211)의 천판부(213)와, 덮개부(212)에 의해 낀 상태로, 케이싱(201) 내에 고정되어 있다.
각 원판 형상 부품(223)의, 스페이서(231)보다 내측(「경방향의 내측」이나 「내주 측」 등이라고도 한다)의 부위는, 진원 형상의 냉각부(233)로 되어 있다. 이 냉각부(233)는, 스페이서(231)보다 얇은 거의 일정한 두께를 갖고 있다.
냉각부(233)에는, 퇴적물을 이송하기 위한 개구부로서의 이송 구멍(234)이, 진원 형상으로 형성되어 있다. 이 이송 구멍(234)은, 1장의 원판 형상 부품(223)에 1개씩 형성되어 있다. 이송 구멍(234)은, 냉각부(233)의 외주 가장자리부(최외주부)에 배치되고, 스페이서(231)의, 극히 근소하게 앞의 부위(내주 측의 부위)에 위치하고 있다. 그리고, 전술한 긁어냄부(222)와 이송 구멍(234)의 위치 관계는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 긁어냄부(222)가 이송 구멍(234)의 중심부를 통과하는 위치에 있는 상황에서는, 긁어냄부(222)의 선단이, 이송 구멍(234)의 최외주부에 도달하여, 이송 구멍(234)의 최외주부에 거의 겹치도록 되어 있다.
또, 6장의 원판 형상 부품(223)에 형성된 각 이송 구멍(234)은, 냉각부(233)의 둘레 방향에 따른 위상이, 번갈아 180도 상이하도록 배치되어 있다. 즉, 흡기 구멍(214)으로부터 세어 1장째(흡기 구멍(214)에 가장 가까운 부위), 3장째, 및, 5장째의 원판 형상 부품(223)에서는, 이송 구멍(234)은, 동위상으로 배치되어 있다. 도 6에서는, 이들 이송 구멍(234)은, 회전축(221)의 우측에 있어서, 동일 직선 형상으로 늘어서도록 위치하고 있다.
이에 대해, 흡기 구멍(214)으로부터 세어 2장째, 4장째, 및, 6장째의 원판 형상 부품(223)에서는, 이송 구멍(234)은, 회전축(221)을 사이에 두고 반대 측(도 6에 있어서의 회전축(221)의 좌측)에, 동일 직선 형상으로 늘어서도록 위치하고 있다.
여기서, 도 8은, 도 6에 있어서의 흡기 구멍(214)에서 1장째와 2장째의 원판 형상 부품(223)의 사이의 부위에서, A-A선을 따라 경방향으로 절단한 상태를 나타내고 있다. 그리고, 도 8에 있어서 실선으로 나타내는 이송 구멍(234)(도면 중의 좌측에 나타내는 이송 구멍(234))은, 흡기 구멍(214)에서 2장째의 원판 형상 부품(223)에 형성된 것이며, 파선(숨은선)으로 나타내는 이송 구멍(234)(도면 중의 우측에 나타내는 이송 구멍(234))은, 3장째의 원판 형상 부품(223)에 형성된 것이다.
냉각부(233)의 판면과, 긁어냄부(222)의 간격은, 회전축(221)이 회전하고, 긁어냄부(222)가 냉각부(233)의 판면에 대해 변위할 때에, 긁어냄부(222)가 냉각부(233)의 판면에 과잉의 압력을 발생시키면서 접촉하여 긁어냄부(222)의 변위가 방해되지 않도록, 정해져 있다.
여기서, 도 6이나 도 7에서는, 냉각부(233)의 판면과 긁어냄부(222) 사이의 간극의 크기는, 양 부재(긁어냄부(222)와 냉각부(233))의 존재가 파악되기 쉬워지도록, 크게 강조하여 나타내어져 있다. 또, 냉각부(233)의 판면에 대해 긁어냄부(222)를, 긁어냄부(222)가 원활하게 변위할 수 있을 정도의 압력으로 접촉시키는 것도 가능하다. 또한, 긁어냄부(222)의 재질로서는, 박판의 금속, 혹은, 충분한 경도와 유연성을 갖는 합성 수지 등을 채용하는 것이 가능하다.
또, 도 6에 부호 236으로 나타내는 것은, 덮개부(212)에 내장된 냉각관이다. 이 냉각관(236)은, 진원 형상의 단면을 갖는 원관이며, 덮개부(212) 내에 있어서, 둘레 방향을 따라 배치되어 있다. 이 냉각관(236)에는, 냉각액(예를 들면 냉각수)이 흐르도록 되어 있으며, 냉각액의 온도가, 냉각관(236)이나 덮개부(212), 및, 각 원판 형상 부품(223)에 전해져, 냉각부(233)의 온도가 일정 정도로 유지된다.
즉, 냉각관(236), 덮개부(212), 및, 각 원판 형상 부품(223)의 스페이서(231)는, 서로 열전달이 효율적으로 행해지도록 접한 상태에서, 냉각 트랩(13)에 장착되어 있다. 그리고, 냉각관(236)의 열은, 덮개부(212), 및, 스페이서(231)를 통해, 각 원판 형상 부품(223)의 냉각부(233)에 전달이나 전도가 되도록 되어 있다.
도 6에는, 냉각 트랩(13) 내를 흐르는 가스의 경로를, 복수의 화살표(C)(굵은선)에 의해 개략적으로 나타내고 있다. 냉각 트랩(13) 내에는, 전술한 제1 진공 펌프(11)로부터 배출된 가스(이하에서는 「배출 가스」로 칭한다)가, 흡기 측 배관(215)을 통해, 흡기 구멍(214)으로 도입된다. 그리고, 배출 가스는, 흡기 구멍(214)에 공간적으로 연결된 퇴적물 이송 공간(232)에 도입된다.
배출 가스는, 냉각부(233)의 판면에 접하면서, 퇴적물 이송 공간(232) 내로 확산된다. 또한, 배출 가스는, 회전축(221)이 존재하는 부위를 초과하여, 회전축(221)을 기준으로 한 반대 측의 부위에도 도달한다. 그리고, 배출 가스는, 다음 단의 냉각부(233)에 형성된 이송 구멍(234)을 지나, 또한 다음 단의 퇴적물 이송 공간(232)에 진입한다.
이와 같이 하여, 배출 가스는, 퇴적물 이송 공간(232) 내에서 유동하여, 순차적으로 이송 구멍(234)을 지나, 다음 단의 퇴적물 이송 공간(232) 내로 확산된다. 그리고, 덮개부(212)의 배기 구멍(217)에 도달한 배출 가스는, 배기구(203)를 지나, 냉각 트랩(13)의 외부로 도출된다.
또, 냉각 트랩(13) 내에 있어서는, 배출 가스가 냉각부(233)에 접하고, 배출 가스와 냉각부(233) 사이에서 열교환이 행해진다. 그리고, 배출 가스의 온도가 냉각부(233)에 의해 낮아지고, 배출 가스 중의 성분이 고화하여 퇴적물이 발생한다. 발생한 퇴적물에 대해서는, 회전 변위하는 긁어냄부(222)가 충돌하여, 퇴적물이 원판 형상 부품(223)으로부터 강제적으로 벗겨진다. 또한, 퇴적물은, 원판 형상 부품(223)에 의해 파쇄되어, 괴상이나 분상이 된다.
도 9는, 냉각 트랩(13)의 기능을 편대수 그래프에 의해 나타내고 있다. 도 9의 그래프에 있어서의 가로축은 온도[℃]를 나타내고 있으며, 세로축은 압력[Torr]을 나타내고 있다. 도 9 중의 부호 F는, 배기 가스 중의 성분에 따른 승화 곡선을 나타내고 있다. 승화 곡선(F)의 상측은, 배기 가스 중의 성분이 「SOLID」(고체)가 되는 영역이고, 승화 곡선(F)의 하측은, 배기 가스 중의 성분이 「GAS」(기체)가 되는 영역이다.
또한, 도 9 중의 부호 P1은 프로세스 조건을 나타내고 있다. 이 프로세스 조건은, 제1 진공 펌프(11)(터보 분자 펌프(100))의 배기 대상 기기(도시 생략)에 있어서, 프로세스 가스를 이용한 소정의 처리가 행해지고 있는 경우의 환경 조건(프로세스 조건)을 의미하고 있다. 여기에서는, 프로세스 조건에 따른 온도는 100[℃]으로 되어 있으며, 압력은 1[Torr]로 되어 있다. 그리고, 이 점(P1)은, 「SOLID」(고체)의 영역에 위치하고 있으며, 프로세스 조건에서는, 프로세스 가스 중의 성분에 의한 퇴적물이 발생한다.
이어서, 도 9 중의 부호 P2는 클리닝 조건을 나타내고 있다. 이 클리닝 조건은, 발생한 퇴적물에 대한 클리닝의 조건을 의미하고 있다. 여기에서는, 클리닝 조건에 따른 온도는 130[℃]으로 되어 있으며, 압력은 0.1[Torr]로 되어 있다. 그리고, 이 점(P2)은, 「GAS」(기체)의 영역에 위치하고 있으며, 클리닝 조건에서는, 퇴적물이 기화된다.
이어서, 도 9 중의 부호 P3은 트랩 조건을 나타내고 있다. 이 트랩 조건은, 냉각 트랩(13)에 있어서 퇴적물을 발생시키는 조건을 의미하고 있다. 여기에서는, 트랩 조건에 따른 온도는 70[℃]으로 되어 있으며, 압력은 클리닝 조건과 같이 0.1[Torr]로 되어 있다. 그리고, 이 점(P3)은, 「SOLID」(고체)의 영역에 위치하고 있으며, 가스(배출 가스)를 트랩 조건의 환경에 둠으로써 퇴적물이 발생한다.
냉각 트랩(13)에 의한 배출 가스의 냉각(P3)은, 클리닝(P2) 후에 행해진다. 그리고, 도 9의 예에서는, 클리닝(P2) 후에, 배출 가스의 온도가 냉각 트랩(13)에 의해 낮아지고, 냉각 트랩(13)에 있어서 적극적으로, 배출 가스 중의 퇴적물이 될 수 있는 성분(「승화 성분」 혹은 「퇴적 성분」 등이라고도 한다)의 고체화가 행해진다. 이 때문에, 제1 진공 펌프(11)로부터 제2 진공 펌프(16)로 흐르는 배출 가스는, 승화 성분이 제거된 것이 되고, 제1 진공 펌프(11A)에서 제2 진공 펌프(16)까지의 사이의 가스 경로나, 제2 진공 펌프(16) 등에 있어서의 가스의 유로에 퇴적물이 부착되는 것을 방지하는 것이 가능해진다.
여기서, 도 9의 클리닝 조건(P2)이나 트랩 조건(P3)의 온도나 압력은 어디까지나 일례이며, 승화 곡선(F)이나 프로세스 조건(P1)에 맞추어 여러 가지로 변경하는 것이 가능하다. 단, 클리닝 조건(P2)이 「GAS」(기체)의 영역에 위치하고, 트랩 조건(P3)이 「SOLID」(고체)의 영역에 위치하도록, 클리닝 조건(P2)이나 트랩 조건(P3)을 설정할 필요가 있다.
이상 설명한 바와 같은 진공 배기계의 세정 장치(10)에 의하면, 냉각 트랩(13)을 구비하고, 이 냉각 트랩(13)을, 가스의 승화 성분의 승화 온도 이하로 냉각하고 있는 점에서, 제1 진공 펌프(11)로부터 배출된 가스에 대해, 냉각 트랩(13)에 의해 적극적으로 퇴적물을 발생시키도록 할 수 있다. 그리고, 상술과 같이, 냉각 트랩(13)의 하류 측의 배관이나 제2 진공 펌프(16) 등에 퇴적물이 부착되는 것을 방지하는 것이 가능해진다.
또한, 전환 밸브(12)와 제3 배관(23)을 구비하고 있는 점에서, 예를 들면 반도체 제조 등의 프로세스 시에는, 배출 가스를 제3 배관(23) 측으로 흐르게 하고, 냉각 트랩(13)을 바이패스시켜, 제2 진공 펌프(16)의 측으로 안내할 수 있다. 이 때문에, 냉각 트랩(13) 등이, 가스의 유동에 있어서 저항(「유동 저항」이나 「배기 저항」 등이라고도 한다)이 되는 것을 방지할 수 있다.
또, 냉각 트랩(13)은, 케이싱(201) 내에 원판 형상 부품(223)과, 냉각관(236)을 구비하고 있는 점에서, 원판 형상 부품(223)을 양호하게 냉각할 수 있으며, 냉각 트랩(13)에 있어서 효율적으로 퇴적물을 발생시키는 것이 가능하다.
또한, 냉각 트랩(13)은, 이송 구멍(234)이 형성된 원판 형상 부품(223)을, 이송 구멍(234)의 위상을 바꾸어 복수 적층하여 구성되어 있는 점에서, 원판 형상 부품(223)에 발생한 퇴적물을, 이송 구멍(234)을 통해 다음 단으로 보낼(송출할) 수 있다.
또, 냉각 트랩(13)은, 케이싱(201) 내에 설치된 회전축(221)과, 회전축(221)에 고정된 긁어냄부(222)를 구비하고, 긁어냄부(222)가, 원판 형상 부품(223)의 판면을 따라 회전 가능하게 구성되어 있는 점에서, 원판 형상 부품(223)에 발생한 퇴적물을, 긁어냄부(222)에 의해 긁어낼 수 있다. 또, 퇴적물을, 긁어냄부(222)에 의해 이송 구멍(234)을 통해 다음 단으로 보낼 수 있다.
또한, 제2 배관(22)이 배치된 분기관(24)과, 분기관(24)에 배치된 개폐 밸브(14)와, 개폐 밸브(14)의 하류에 배치된 퇴적물 회수 용기(15)를 구비하고 있는 점에서, 냉각 트랩(13)에서 발생한 퇴적물을, 분기관(24)과 개폐 밸브(14)를 통해, 퇴적물 회수 용기(15)로 보낼 수 있다.
또, 냉각 트랩(13)의 케이싱(201)에 형성된 배기 구멍(217)이나 배기구(203)와, 배기 구멍(217)이나 배기구(203)의 하류에 배치된 개폐 밸브(14)와, 개폐 밸브(14)의 하류에 배치된 퇴적물 회수 용기(15)를 구비하고 있는 점에서, 케이싱(201) 내에서 발생한 퇴적물을, 배기 구멍(217)이나 배기구(203), 및, 개폐 밸브(14)를 통해, 퇴적물 회수 용기(15)로 보낼 수 있다.
또한, 본 발명은, 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지로 변형하는 것이 가능한 것이다. 예를 들면, 전환 밸브(12)나 제3 배관(23)을 구비하지 않고, 제1 진공 펌프(11)의 배출 가스를 제3 배관(23)에 바이패스시키지 않도록 하는 것도 가능하다. 단, 이와 같이 했을 경우는, 전술한 바와 같이, 예를 들면 반도체 제조 등의 프로세스 시에, 냉각 트랩(13)이 배기 저항이 된다. 이 때문에, 전환 밸브(12)나 제3 배관(23)을 구비한 편이, 구비하지 않았을 경우에 비해, 효율이 좋은 배기를 행할 수 있다.
또한, 냉각 트랩(13)에 있어서, 긁어냄부(222)의 회전수를 변화시켜 높이거나, 긁어냄부(222)를 정역(正逆) 회전시키거나 하여, 퇴적물의 교반이나 분쇄를 행함으로써, 퇴적물을 배기구(203)의 측으로 이송하기 쉽게 하는 것을 생각할 수 있다.
또, 개개의 긁어냄부(222)의 형상은, 봉 형상에 한정하지 않고, 예를 들면 판 형상이나, 다각형(5각형이나 6각형, 8각형 등)의 단면을 갖는 형상 등과 같이, 여러 가지로 변형하는 것이 가능하다.
또한, 긁어냄부(222)를 1단에 대해 2개 형성하고 있는데, 이것에 한정되지 않으며, 1단에 대해 1개, 혹은, 3개 이상 등으로 하는 것도 가능하다. 이 경우는, 회전 시에 있어서의 전체의 밸런스를 고려하여, 각 조나 전체에 있어서의 긁어냄부(222)의 배치를 결정하는 것이 바람직하다.
또한, 상술의 냉각 트랩(13)에 있어서는, 긁어냄부(222)의 수를 1단에 대해 2개로 적게 억제하고 있는 점에서, 각 퇴적물 이송 공간(232)을 흐르는 배출 가스에 대해, 긁어냄부(222)가 과도한 배기 저항이 되는 것을 방지할 수 있다.
또, 이송 구멍(234)의 수를, 1장의 원판 형상 부품(223)에 대해 1개로 하고 있는데, 이것에 한정되지 않으며, 이송 구멍(234)의 수를 2개 이상으로 해도 된다. 또, 이송 구멍(234)의 개구 면적을, 가능한 한 크게 설정해도 된다. 그리고, 이송 구멍(234)의 개구 면적을 크게 함으로써, 다음 단으로의 퇴적물의 이송을 효율적으로 행하는 것이 가능해진다.
단, 이송 구멍(234)의 개구 면적을 늘림으로써, 원판 형상 부품(223)에 있어서의 냉각부(233)의 냉각 가능한 면적(냉각 면적)이 줄어들게 된다. 이 때문에, 이송 구멍(234)의 수나 개구 면적(이송 구멍(234)이 복수인 경우는 합계의 개구 면적)은, 배출 가스가 원판 형상 부품(223)의 판면에 접하고 있는 시간을 충분히 길게 확보할 수 있어, 양호한 냉각을 행할 수 있을 정도로 두는 것이 바람직하다.
또, 상술의 제1 실시 형태에서는, 냉각 트랩(13)은, 상방으로부터 배출 가스가 도입되고, 퇴적물이 하방으로부터 배출되도록 되어 있는데, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도시는 생략하는데, 냉각 트랩에, 수평 방향으로부터 배출 가스를 받아들이는 구조를 채용해도 된다.
또, 도시는 생략하는데, 냉각 트랩에, 예를 들면 수평축 둘레로 회전하는 회전체에 나사 홈을 형성하고, 이 나사 홈에 의해 퇴적물을 밀어내는 구조를 채용하면, 퇴적물을 수평 방향으로 이송하여 배출한다고 하는 것도 가능해진다. 단, 상술한 바와 같이, 퇴적물을 상방으로부터 하방으로 이송함으로써, 퇴적물의 자중을 이용한 이송을 용이하게 행할 수 있어, 냉각 트랩의 구조를 간소한 것으로 하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은, 후술하는 각종 실시 형태를 채용하는 것이 가능하다. 또한, 이하에서는, 제1 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 그 설명은 적절히 생략한다.
예를 들면, 도 10은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 진공 배기계의 세정 장치(240)를 개략적으로 나타내고 있다. 이 제2 실시 형태의 세정 장치(240)는, 제1 실시 형태와 같은 진공 배기계를, 거의 병렬로 2계통 구비한 타입의 것으로 되어 있다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 한쪽(도면 중의 좌측)의 진공 배기계(이하에서는 「제1 배기계」로 칭한다)(241)에는, 제1 진공 펌프(11A)와 제2 진공 펌프(16A)가 구비되어 있다. 또, 다른 쪽(도면 중의 우측)의 진공 배기계(이하에서는 「제2 배기계」로 칭한다)(242)에는, 제1 진공 펌프(11B)와 제2 진공 펌프(16B)가 구비되어 있다.
이들 중, 한쪽의 진공 배기계인 제1 배기계(241)에 있어서는, 전술의 제1 실시 형태에 따른 세정 장치(10)(도 1)와 동일하게, 제1 진공 펌프(11A), 전환 밸브(12A), 냉각 트랩(13), 개폐 밸브(14), 퇴적물 회수 용기(15), 및, 제2 진공 펌프(16A)의 각 기기가 구비되어 있다.
제1 진공 펌프(11A)와 냉각 트랩(13)은, 제1 배관(21A)을 통해 접속되어 있으며, 제1 배관(21A)의 도중에는, 전환 밸브(12A)가 배치되어 있다. 냉각 트랩(13)과 제2 진공 펌프(16A)는, 제2 배관(22A)을 통해 접속되어 있다. 또, 제2 배관(22A)은, 분기관(24)을 통해 퇴적물 회수 용기(15)에 접속되어 있으며, 분기관(24)의 도중에는, 개폐 밸브(14)가 배치되어 있다. 또한, 전환 밸브(12A)와 제2 배관(22A)은, 제3 배관(23A)을 통해 접속되어 있다.
이러한 각 기기로서는, 제1 실시 형태에 따른 세정 장치(10)(도 1)에 있어서의 제1 진공 펌프(11), 전환 밸브(12), 냉각 트랩(13), 개폐 밸브(14), 퇴적물 회수 용기(15), 및, 제2 진공 펌프(16)와 동일한 것을 채용할 수 있다. 그리고, 제1 진공 펌프(11A)로서, 제1 실시 형태와 동일한 터보 분자 펌프(100)를 이용하는 것이 가능하다.
또한, 제1 배관(21A), 제2 배관(22A), 제3 배관(23A), 분기관(24)으로서도, 제1 실시 형태에 따른 세정 장치(10)(도 1)에 있어서의 제1 배관(21), 제2 배관(22), 제3 배관(23), 분기관(24)과 동일한 것을 채용할 수 있다. 또, 제1 진공 펌프(11A)의 흡기 측에는 제4 배관(25)이 접속되어 있으며, 이 제4 배관(25)으로서도, 제1 실시 형태와 동일한 것을 채용할 수 있다.
또한, 이러한 제1 배기계(241)에 있어서도, 전술의 제1 실시 형태와 동일하게 클리닝 기능이 구비되어 있으며, 제1 진공 펌프(11A)(혹은 제1 배관(21A)의 어느 하나의 부위)에 있어서의 가스의 가열에 의해, 퇴적물을 기화할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 가열된 가스는, 냉각 트랩(13)에 있어서 냉각되고, 발생한 퇴적물이, 제1 실시 형태와 동일하게, 퇴적물 회수 용기(15)에 회수된다.
따라서, 전술의 제1 실시 형태와 동일하게, 제1 진공 펌프(11A)로부터 제2 진공 펌프(16)로 흐르는 배출 가스로부터, 퇴적물이 될 수 있는 승화 성분을 제거할 수 있다. 그리고, 제1 진공 펌프(11A)에서 제2 진공 펌프(16)까지의 사이의 가스 경로나, 제2 진공 펌프(16) 등에 있어서의 가스의 유로에 퇴적물이 부착되는 것을 방지하는 것이 가능해진다.
이어서, 이러한 제1 배기계(241)에 있어서의 제1 배관(21A)에는, 제2 배기계(242)의 제1 배관(21B)이 접속되어 있다. 이 제2 배기계(242)에는, 전술한 제1 진공 펌프(11B)와 제2 진공 펌프(16B)가 구비되어 있다. 또한, 제1 진공 펌프(11B)는, 제1 배관(21B)을 통해, 전술한 냉각 트랩(13)과 접속되어 있다.
제1 배관(21B)의 도중에는, 전환 밸브(12B)가 배치되어 있다. 이 점은 제1 배기계(241)와 동일한데, 제2 배기계(242)에 있어서는, 냉각 트랩(13)의 하류 측에 제2 진공 펌프(16B)를 연결하지 않는 구성이 채용되어 있다. 또한, 제2 배기계(242)에 있어서는, 전환 밸브(12B)에 연결된 제3 배관(23B)이, 제2 진공 펌프(16B)까지 연장되어, 제2 진공 펌프(16B)에 도달하고 있다.
이 제2 배기계(242)에 있어서도, 전술의 제1 배기계(241)와 동일하게 클리닝 기능이 구비되어 있으며, 가스의 가열에 의해 퇴적물을 기화할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 가열된 가스는, 전환 밸브(12B)를 지나 제1 배관(21B) 내를 흐르고, 제1 배기계(241)에 있어서의 제1 배관(21A)에 유입된다.
제1 배관(21A)에 유입된 가스(배출 가스)는 냉각 트랩(13)에 있어서 냉각되고, 발생한 퇴적물이, 퇴적물 회수 용기(15)에 회수된다. 그리고, 퇴적물이 될 수 있는 승화 성분이 제거된 배출 가스는, 제1 배기계(241)의 제2 진공 펌프(16A)에 의한 배기 작용에 의해, 제2 진공 펌프(16A)를 향하여 흐르고, 제2 진공 펌프(16A)로부터 송출된다.
이러한 제2 실시 형태의 세정 장치(240)에 의하면, 제1 실시 형태와 동일한 발명의 작용 효과를 나타냄에 더하여, 복수의 배기계(여기에서는 제1 배기계(241)와 제2 배기계(242))를 구비하는 것이 가능해진다. 또한, 복수의 배기계에서, 냉각 트랩(13)이나 퇴적물 회수 용기(15) 등을 겸용할 수 있다. 이 때문에, 복수(여기에서는 2개)의 배기계에 있어서, 냉각 트랩(13) 등의 개수를 억제할 수 있어, 배출 가스의 세정 구조를 간소화하는 것이 가능해진다.
다음에, 도 11에 의거하여, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 진공 배기계의 세정 장치(250)에 대해 설명한다. 또한, 전술의 각 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 그 설명은 적절히 생략한다.
이 제3 실시 형태에 따른 세정 장치(250)는, 2개의 배기계(제1 배기계(241)와 제2 배기계(242))를 구비하고 있는 점에서, 제2 실시 형태에 따른 세정 장치(240)와 공통되어 있다. 그러나, 제3 실시 형태에 따른 세정 장치(250)에 있어서는, 제1 배기계(241)의 제2 배관(22)이, 제3 배관(23A)과 합류하는 부위(257)에 있어서, 제2 배기계(242)의 측에 분기되어 있으며, 제2 배기계(242)에 있어서의 제3 배관(23B)을 향하여 연장되어 있다.
즉, 제2 실시 형태에 따른 세정 장치(240)에 있어서는, 제2 진공 펌프(16A, 16B) 중, 냉각 트랩(13)의 하류 측에 연결되어 있던 것은, 제1 배기계(241)의 제2 진공 펌프(16A)뿐이었다. 이에 대해, 제3 실시 형태에 따른 세정 장치(250)에서는, 제2 배기계(242)의 제2 진공 펌프(16B)도, 제1 배기계(241)에 있어서의 제2 배관(22)으로부터의 연장부(22B)나, 제3 배관(23B)을 통해, 냉각 트랩(13)의 하류 측에 연결되어 있다.
이러한 제3 실시 형태의 세정 장치(250)에 의하면, 제1 실시 형태와 동일한 발명의 작용 효과를 나타냄에 더하여, 제2 배기계(242)의 제2 진공 펌프(16B)도, 냉각 트랩(13)에 의해 냉각된 가스의 배기에 이용할 수 있으며, 세정 장치(250)의 종합적인 배기 능력을 향상시키는 것이 가능해진다.
여기서, 제3 실시 형태의 세정 장치(250)에 있어서는, 제2 배기계(242)의 제3 배관(23B)에 대해, 연장부(22B)와의 합류부(258)로부터 하류 측(제2 진공 펌프(16B)에 연결되는 측)의 부위를, 연장부(22B)와 아울러, 제2 배기계(242)에 있어서의 제2 배관으로서 분류하는 것도 가능하다. 또, 제3 실시 형태의 세정 장치(250)에 대해서는, 제1 배기계(241)와 제2 배기계(242)에서, 제2 배관을 일부 공용하고 있다고 생각하는 것도 가능하다.
다음에, 도 12에 의거하여, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 진공 배기계의 세정 장치(260)에 대해 설명한다. 또한, 전술의 각 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 그 설명은 적절히 생략한다.
이 제4 실시 형태에 따른 세정 장치(260)는, 2개의 배기계(제1 배기계(241)와 제2 배기계(242))를 구비하고 있는 점에서, 제2 실시 형태에 따른 세정 장치(240)나, 제3 실시 형태에 따른 세정 장치(250)와 공통되어 있다. 그러나, 제4 실시 형태에 따른 세정 장치(260)에 있어서는, 제1 배기계(241)와 제2 배기계(242)에서, 1개의 제2 진공 펌프(16C)가 공용되고 있다.
또한, 제4 실시 형태에 따른 세정 장치(260)에 있어서는, 제1 배기계(241)의 제3 배관(23A)과, 제2 배기계(242)의 제3 배관(23B)이 도중에서 합류하고, 1개의 공용 배관(261)이, 제2 진공 펌프(16C)에 연결되어 있다. 또, 제1 배기계(241)의 제2 배관(22A)이, 공용 배관(261)에 합류하고 있으며, 제1 배기계(241) 및 제2 배기계(242)의 배출 가스는, 모두, 냉각 트랩(13)을 지나, 제2 진공 펌프(16C)에 의해 배기된다.
이러한 제4 실시 형태의 세정 장치(250)에 의하면, 제1 실시 형태와 동일한 발명의 작용 효과를 나타냄에 더하여, 복수(여기에서는 2개)의 배기계에 있어서, 제2 진공 펌프(16C) 등의 개수를 억제할 수 있어, 배출 가스의 세정 구조를 간소화하는 것이 가능해진다.
여기서, 제4 실시 형태에 따른 세정 장치(260)에 있어서는, 제1 배기계(241)와 제2 배기계(242)에서, 1개의 제2 진공 펌프(16C)를 공용하는 점에서, 제2 진공 펌프(16C)로서는, 제1 실시 형태~제3 실시 형태에서 이용한 각종의 제2 진공 펌프(16, 16A, 16B)보다 대형의 것(대유량의 것 등)을 이용하는 것이 바람직하다고 생각할 수 있다.
이상, 본 발명의 각 실시 형태에 대해 설명했는데, 본 발명은 각 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지로 변형하는 것이 가능하다. 예를 들면, 제1 진공 펌프(11(11A, 11B))와 냉각 트랩(13)의 접속은 제1 배관(21(21A, 21B))을 통해 행하고 있는데, 이것에 한정하지 않고, 예를 들면, 제1 진공 펌프(11(11A, 11B))의 배기구(133)(도 2)에 냉각 트랩(13)을 직접 접속하는 것도 가능하다.
이 경우는, 제1 진공 펌프(11(11A, 11B))의 배기구(133)(도 2)를, 냉각 트랩(13)의 흡기 측 배관(215)에 접속하는 것이나, 냉각 트랩(13)의 흡기 구멍(214)에 접속하는 것 등을 생각할 수 있다.
또, 냉각 트랩(13)에 있어서의 원판 형상 부품(223)의 냉각을 위해, 냉각관(236)을 이용하고 있는데, 이것에 한정되지 않으며, 일반적인 여러 가지의 냉각 수단에 의해 냉각을 행하는 것이 가능하다. 예를 들면, 냉각 수단으로서 펠티에 소자(도시 생략)를 이용하여, 펠티에 소자로의 통전 제어를 행하여, 냉각 트랩(13)에 있어서의 온도 관리를 행하는 것도 가능하다.
또한, 각 세정 장치(10, 240, 250, 260)에 있어서의 밸브 장치는, 전환 밸브(12, 12A, 12B)나 개폐 밸브(14)에 한정하지 않고, 필요한 기능을 갖는 밸브 장치를 적절히 추가하는 것이 가능하다.
10, 240, 250, 260 세정 장치
11, 11A, 11B 제1 진공 펌프
12, 12A, 12B 전환 밸브
13 냉각 트랩
14 개폐 밸브
15 퇴적물 회수 용기
16, 16A, 16B 제2 진공 펌프
21, 21A, 21B 제1 배관(제1 배기 경로)
22, 22A, 22B 제2 배관(제2 배기 경로)
23, 23A, 23B 제3 배관(제3 배기 경로)
24 분기관(분기 경로)
100 터보 분자 펌프(제1 진공 펌프)
201 케이싱
202 흡기구
203 배기구(퇴적물 배출구)
204 냉각 기구부(냉각 기구)
217 배기 구멍(퇴적물 배출구)
221 회전축
222 긁어냄부
223 원판 형상 부품(판상부)
234 이송 구멍(개구부)

Claims (7)

  1. 승화 성분을 포함하는 가스를 냉각하여 퇴적물을 발생시키는 것이 가능한 냉각 트랩과,
    상기 냉각 트랩의 상류에 배치된 적어도 1개의 제1 진공 펌프와,
    상기 제1 진공 펌프와 상기 냉각 트랩을 연결하는 적어도 1개의 제1 배기 경로와,
    상기 냉각 트랩의 하류에 배치된 적어도 1개의 제2 진공 펌프와,
    상기 제2 진공 펌프와 상기 냉각 트랩을 연결하는 적어도 1개의 제2 배기 경로
    를 구비한 상기 가스를 배기하는 진공 배기계의 세정 장치로서,
    적어도, 상기 제1 진공 펌프 또는 상기 제1 배기 경로의 일부를,
    상기 승화 성분의 승화 온도 이상으로 가열함과 더불어,
    상기 냉각 트랩을, 상기 승화 성분의 승화 온도 이하로 냉각하는 것을 특징으로 하는 진공 배기계의 세정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 배기 경로에 배치된 적어도 1개의 전환 밸브와,
    상기 전환 밸브와 상기 제2 배기 경로를 연결하는 적어도 1개의 제3 배기 경로를 구비한 것을 특징으로 하는 진공 배기계의 세정 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 냉각 트랩은,
    흡기구와 배기구를 구비한 케이싱과,
    상기 케이싱 내에 배치된 적어도 1개의 판상부와,
    상기 판상부를 냉각하는 냉각 기구
    를 구비한 것을 특징으로 하는 진공 배기계의 세정 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 냉각 트랩은,
    적어도 1개의 개구부가 형성된 상기 판상부를,
    상기 개구부의 위상을 바꾸어 복수 적층하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 배기계의 세정 장치.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 냉각 트랩은,
    상기 케이싱 내에 설치된 회전축과,
    상기 회전축에 고정된 적어도 1개의 긁어냄부를 구비하고,
    상기 긁어냄부가 상기 판상부의 판면을 따라 회전 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 진공 배기계의 세정 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 배기 경로에 배치된 분기 경로와,
    상기 분기 경로에 배치된 개폐 밸브와,
    상기 개폐 밸브의 하류에 배치된 퇴적물 회수 용기
    를 구비한 것을 특징으로 하는 진공 배기계의 세정 장치.
  7. 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각 트랩의 상기 케이싱에 형성된 퇴적물 배출구와,
    상기 퇴적물 배출구의 하류에 배치된 개폐 밸브와,
    상기 개폐 밸브의 하류에 배치된 퇴적물 회수 용기
    를 구비한 것을 특징으로 하는 진공 배기계의 세정 장치.
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