(57)【要約】【課題】ガスをポンピングする方法、特に、水素のような軽量ガス及び凝縮性化学種を含むガス流をポンピングする方法を提供する。【解決手段】凝縮性化学種と軽量ガスとを含有するガス流をポンピングする方法及びそのための装置。本方法は、吸気段と吸気段の下流側の排気段とを含む多段真空ポンプにガス流を搬送する段階、及び軽量ガスよりも重いパージガスを吸気段の上流側又は吸気段でガス流に付加して、排気段から吸気段に向って軽量ガスが移動するのを抑制すると共に、ポンプ内の凝縮性化学種の凝縮を抑制する段階を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝縮性化学種と軽量ガスとを含有するガス流をポンピングする方法であって、
吸気段と該吸気段の下流側の排気段とを含む多段真空ポンプにガス流を搬送する段階と、
前記吸気段の上流側又は該吸気段で前記ガス流に前記軽量ガスよりも重いパージガスを付加して、前記排気段から該吸気段に向って該軽量ガスが移動するのを抑制すると共に前記ポンプ内の凝縮性化学種の凝縮を抑制する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記排気段は、前記吸気段の体積の少なくとも１／３であるより少ない体積を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記排気段は、前記吸気段の体積の少なくとも１／５であるより少ない体積を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記軽量ガスが少なくとも２０ｓｌｍの流量を有する時に、前記パージガスは、前記ガス流に少なくとも１０ｓｌｍの割合で付加されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
凝縮性化学種と少なくとも２０ｓｌｍの流量を有する軽量ガスとを含有するガス流をポンピングする方法であって、
吸気段と該吸気段の少なくとも１／３であるより少ない体積を有する排気段とを含む多段真空ポンプにガス流を搬送する段階と、
前記吸気段の上流側又は該吸気段で前記ガス流に前記軽量ガスよりも重いパージガスを少なくとも１０ｓｌｍの割合で付加する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
前記軽量ガスが少なくとも５０ｓｌｍの流量を有する時に、前記パージガスは、前記ガス流に少なくとも２０ｓｌｍの割合で付加されることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ポンプは、少なくとも３つの段を含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記ポンプは、少なくとも５つの段を含むことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記パージガスは、窒素を含むことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
更なるパージガスが、前記ポンプの段と段の間で該ポンプに供給されることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記軽量ガスが少なくとも５０ｓｌｍの流量を有する時に、前記更なるパージガスは、少なくとも２０ｓｌｍの流量で付加されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記真空ポンプは、前記ガス流を圧縮する少なくとも１つのポンピング段を含むことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記ポンピング段は、Ｎｏｒｔｈｅｙポンピング段であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ポンプは、各段が互いに噛み合うＲｏｏｔｓ又はＮｏｒｔｈｅｙ回転子構成要素を含む多段回転子アセンブリを収容する固定子を含むことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記ポンプは、複数の互いに噛み合うＮｏｒｔｈｅｙ回転子構成要素を含むことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
凝縮性化学種と軽量ガスとを含有するガス流をポンピングするための真空ポンピング装置であって、
吸気段と該吸気段の下流側の排気段とを含む多段真空ポンプと、
前記吸気段の上流側又は該吸気段で前記ガス流に前記軽量ガスよりも重いパージガスを付加して、前記排気段から該吸気段に向う該軽量ガスの移動を抑制すると共に前記ポンプ内の凝縮性化学種の凝縮を抑制するためのパージガス供給源と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項１７】
前記排気段は、前記吸気段の体積の少なくとも１／３であるより少ない体積を有することを特徴とする請求項１６に記載の真空ポンピング装置。
【請求項１８】
前記排気段は、前記吸気段の体積の少なくとも１／５であるより少ない体積を有することを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載の真空ポンピング装置。
【請求項１９】
前記パージガス供給源は、前記軽量ガスが少なくとも２０ｓｌｍの流量を有する時に少なくとも１０ｓｌｍの割合で前記ガス流にパージガスを付加するように構成されていることを特徴とする請求項１６から請求項１８のいずれか１項に記載の真空ポンピング装置。
【請求項２０】
凝縮性化学種と少なくとも２０ｓｌｍの流量を有する軽量ガスとを含有するガス流をポンピングするための真空ポンピング装置であって、
吸気段と該吸気段の下流側にあって該吸気段の少なくとも１／３であるより少ない体積を有する排気段とを含む多段真空ポンプと、
前記吸気段の上流側又は該吸気段で前記ガス流に前記軽量ガスよりも重いパージガスを少なくとも１０ｓｌｍの割合で付加するためのパージガス供給源と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２１】
前記パージガス供給源は、前記軽量ガスが少なくとも５０ｓｌｍの流量を有する時に少なくとも２０ｓｌｍの割合で前記ガス流にパージガスを付加するように構成されていることを特徴とする請求項１９又は請求項２０に記載の真空ポンピング装置。
【請求項２２】
前記ポンプは、少なくとも３つの段を含むことを特徴とする請求項１６から請求項２１のいずれか１項に記載の真空ポンピング装置。
【請求項２３】
前記ポンプは、少なくとも５つの段を含むことを特徴とする請求項１６から請求項２２のいずれか１項に記載の真空ポンピング装置。
【請求項２４】
前記パージガスは、窒素を含むことを特徴とする請求項１６から請求項２３のいずれか１項に記載の真空ポンピング装置。
【請求項２５】
前記パージガス供給源は、前記ポンプの段と段の間で該ポンプに更なるパージガスを供給するように構成されていることを特徴とする請求項１６から請求項２４のいずれか１項に記載の真空ポンピング装置。
【請求項２６】
前記パージガス供給源は、前記軽量ガスが少なくとも５０ｓｌｍの流量を有する時に前記ポンプに前記更なるパージガスを少なくとも２０ｓｌｍの割合で供給するように構成されていることを特徴とする請求項２５に記載の真空ポンピング装置。
【請求項２７】
前記真空ポンプは、前記ガス流を圧縮する少なくとも１つのポンピング段を含むことを特徴とする請求項１６から請求項２６のいずれか１項に記載の真空ポンピング装置。
【請求項２８】
前記ポンピング段は、Ｎｏｒｔｈｅｙポンピング段であることを特徴とする請求項２７に記載の真空ポンピング装置。
【請求項２９】
前記ポンプは、各段が互いに噛み合うＲｏｏｔｓ又はＮｏｒｔｈｅｙ回転子構成要素を含む多段回転子アセンブリを収容する固定子を含むことを特徴とする請求項１６から請求項２８のいずれか１項に記載の真空ポンピング装置。
【請求項３０】
前記ポンプは、複数の互いに噛み合うＮｏｒｔｈｅｙ回転子構成要素を含むことを特徴とする請求項１６から請求項２９のいずれか１項に記載の真空ポンピング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスをポンピングする方法に関し、特に、水素のような軽量ガス及び凝縮性化学種を含むガス流をポンピングする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造における主要な段階は、蒸気前駆物質の化学反応による半導体基板上への薄膜の形成である。基板上に薄膜を堆積させるための１つの公知の技術は、化学気相成長法（ＣＶＤ）である。この技術では、基板を収納する処理チャンバに処理ガスが供給されて反応し、基板の表面の上に薄膜を形成する。
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は、一般的にＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長法）として公知のＣＶＤの形態を使用して形成される。概略では、この処理は、必要なＩＩＩ族の揮発性有機金属供給源をＡｓＨ3及びＰＨ3のような水素化物ガスから供給されたＶ族元素と共に反応させる段階を含む。例えば、ＧａＩｎＰの薄膜は、ガリウムの供給源としてのトリメチルガリウム（（ＣＨ3）3Ｇａ）、インジウムの供給源としてのトリメチルインジウム（（ＣＨ3）3Ｉｎ）、及びリンの供給源としてのホスフィン（ＰＨ3）を処理チャンバに供給することによって適切な基板材料上に形成することができる。通常は水素ガスも存在し、有機金属供給源とあらゆる他の処理ガスに対して搬送ガスを提供し、ダングリングボンドを取り除くことによって化学反応を完了させる。
【０００３】
そのような堆積処理では、堆積ガスが処理チャンバ内に滞留する時間は比較的短く、そのためにチャンバに供給されたガスの僅かな割合だけが堆積処理中に消費される。従って、チャンバに供給された堆積ガスの多くは、堆積処理による副産物と共にチャンバから排気される。
未消費の処理ガス又は副産物が凝縮性の場合、低温表面上への凝縮は、処理チャンバから排気ガスを吸引するのに使用される真空ポンプ内に粉体又は塵埃の蓄積をもたらす可能性がある。例えば、上述の例では、チャンバから排気されたガスは、一般的に比較的大量の水素、ホスフィン、及びリン蒸気を含むことになり、従って、リン蒸気がポンプ内に固体リンとして凝縮する場合がある危険があり、かつ時間の経過と共にポンプの回転子及び固定子要素間の空いている運転隙間を実質的に満たし、ポンプ性能の損失をもたらすばかりか最終的にポンプの破損に至ることになる。
【０００４】
固体物質のポンプ内での凝縮はまた、エピタキシャル堆積処理が行われている処理チャンバのガス抜きに関連して潜在的な問題を呈する。エピタキシャル堆積処理は、シリコン及び化合物半導体用途の両方に対して高速半導体素子に益々使用されるようになっている。エピタキシャル層は、入念に成長させた単一結晶シリコンフィルムである。エピタキシャル堆積は、典型的には約８００〜１１００℃の高温の水素雰囲気で及び真空条件下で、トリクロロシラン又はジクロロシランのような典型的にはシラン又はクロロシラン化合物の１つであるシリコン供給源ガスを利用する。エピタキシャル堆積処理は、製造されている素子に対して必要に応じて少量のホウ素、リン、ゲルマニウム、ヒ素、又は炭素を使用してドープされることが多い。各堆積運転の間にチャンバを清掃するために塩化水素も使用される場合がある。エピタキシャル処理の副産物は、シリコンと塩素の化合物、又はシリコンと水素の化合物になる傾向がある。これらの副産物は、ＳｉxＣ１yＨzの形式のクロロシランポリマー含むことができる。これらのポリマーは、大気内に含まれる水分に露出されると、自己発火性又は爆発性材料、例えばポリシロキサンに変換される可能性がある。従って、この材料のポンプ内部への蓄積が許されると、ポンプが空気に露出された時に、例えば、処理チャンバからポンプまでガスを運ぶのに使用される前方ラインが保守中に分解される場合、又は前方ラインにおける漏れによる前方ライン内への空気の偶発的な進入により、爆発が起こる場合があるという危険生が存在する。
【０００５】
これを考慮して、ポンプに入る前のガス流から固体粒子を除去するためにポンプの上流側に１つ又はそれよりも多くのトラップを使用することが慣例である。これらのトラップは、空にして清掃するために典型的には数日毎のように頻繁に保守点検する必要があり、これは、処理ツールの手痛い休止時間を招く可能性がある。別の代替案は、外部加熱器を使用して固体物質がポンプ内で凝縮する温度よりも高い温度までポンプを加熱することである。しかし、そのような加熱器は、高価になる傾向がある。
本発明の少なくとも好ましい実施形態の目的は、水素のような軽量ガス及びリン蒸気又はポリマー蒸気のような凝縮性化学種の両方を含有するガス流をポンピングする改善された方法を提供することである。
【発明の開示】
【０００６】
第１の態様では、本発明は、凝縮性化学種と軽量ガスとを含有するガス流をポンピングする方法を提供し、本方法は、吸気段と吸気段の下流側の排気段とを含む多段真空ポンプにガス流を搬送する段階と、吸気段の上流側又は吸気段でガス流に軽量ガスよりも重いパージガスを付加し、排気段から吸気段に向って軽量ガスが移動するのを抑制すると共にポンプ内の凝縮性化学種の凝縮を抑制する段階とを含む。
【０００７】
水素のような軽量ガスは、圧縮することが困難であるのと共にポンプの高圧排気段から低圧吸気段に向って移動して戻りやすく、ガス流のポンピング速度を事実上低下させる。ガス流に窒素のようなパージガスを付加することにより、より大きくて重い窒素分子が、ガス流内でより小さくて軽い水素分子と混ざってポンプ内のガス流の平均分子サイズを上げることができ、これは、水素が吸気段に向って移動するのを抑制する傾向があり、水素ポンピングを高めるものである。
【０００８】
ガス流内へのパージガスの投入はまた、リン蒸気、塩化アンモニウム又はポリマー蒸気のような凝縮性化学種の分圧を低減する働きをする。更に、ポンプの吸気段の上流側又は吸気段でガス流にパージガスを付加することにより、パージガスは、それが吸気段から排気段までポンプを通過する時にガス流と共に圧縮されて熱を発生する。パージガスの圧縮によって発生した付加的な熱は、ガス流がポンプを通過する時にガス流の温度を上昇させる働きをし、これは、パージガスの存在による凝縮性化学種の分圧の低下と相まって、外部加熱システムを設ける必要なしにポンプ内で凝縮性化学種の凝縮を抑制するのに役立つ。
【０００９】
ポンプは、好ましくは比較的高い体積比を有し、すなわち、ポンプの吸気段の体積とポンプの排気段の体積の間の比が比較的高い。例えば、排気段は、吸気段の体積の少なくとも１／３であるより少ない体積を有し、より好ましくは、吸気段の体積の少なくとも１／５であるより少ない体積を有することができる。比較的高い体積比を有するポンプの吸気段の上流側又は吸気段でガス流にパージガスを投入することにより、ガス流が急速に加熱されるようにポンプを通過するガス流の径路の早い段でガス流の過剰な圧縮を発生させることができる。
【００１０】
本発明者は、軽量ガスが少なくとも２０ｓｌｍ(standard liters per minute)の流量を有する場合、パージガスが、好ましくは、少なくとも１０ｓｌｍの割合でガス流に付加されて上述の恩典をもたらすことを見出している。従って、第２の態様では、本発明は、少なくとも２０ｓｌｍの流量を有する凝縮性化学種と軽量ガスとを含有するガス流をポンピングする方法を提供し、本方法は、吸気段と吸気段の少なくとも１／３であるより少ない体積を有する排気段とを含む多段真空ポンプにガス流を搬送する段階と、吸気段の上流側又は吸気段でガス流に少なくとも１０ｓｌｍの割合で軽量ガスよりも重いパージガスを付加する段階とを含む。例えば、軽量ガスが少なくとも５０ｓｌｍの流量を有する場合、パージガスは、好ましくは、少なくとも２０ｓｌｍの割合でガス流に付加される。
【００１１】
ポンプの吸気段又はその上流側でガス流に付加されたパージガスに加えて、ポンプの各段の間でポンプにパージガスを供給することもできる。例えば、ポンプが５つの段を有する場合、パージガスは、ポンプ内の凝縮性化学種の凝縮なしにポンプの第３段と第４段の間、及び／又はポンプの第４段と第５（排気）段の間で供給することができる。例えば、軽量ガスが少なくとも５０ｓｌｍの流量を有する場合、更に別のパージガスは、好ましくは、少なくとも２０ｓｌｍの流量で供給される。このようにしてポンプに沿ってパージガスの投入を「分割する」と、より低圧のガス流をポンピングすることを可能にすることができる。
【００１２】
本発明は、Ｎｏｒｔｈｅｙ（又は「鉤爪」）ポンピング段のようなガス流を圧縮する少なくとも１つ、好ましくは複数のポンピング段を含む多段真空ポンプと共に使用するのに特に適している。Ｎｏｒｔｈｅｙポンピング段は、ポンプ吸気口に向う窒素のようなガス状化学種の逆移動がＮｏｒｔｈｅｙポンピング機構によって抑制され、従って、ポンプの各段の間の位置におけるパージガスの投入がポンプの吸気口における圧力に影響を及ぼさない点で、基本的に自己作動型バルブである。
【００１３】
第３の態様では、本発明は、凝縮性化学種と軽量ガスとを含有するガス流をポンピングするための真空ポンピング装置を提供し、ポンピング装置は、吸気段と吸気段の下流側の排気段とを含む多段真空ポンプと、排気段から吸気段に向う軽量ガスの移動を抑制すると共にポンプ内の凝縮性化学種の凝縮を抑制するために、軽量ガスよりも重いパージガスを吸気段の上流側又は吸気段でガス流に付加するためのパージガス供給源とを含む。
【００１４】
第４の態様では、本発明は、凝縮性化学種と少なくとも２０ｓｌｍの流量を有する軽量ガスとを含有するガス流をポンピングするための真空ポンピング装置を提供し、ポンピング装置は、吸気段と、吸気段の下流側にあって吸気段の少なくとも１／３であるより少ない体積を有する排気段とを含む多段真空ポンプと、吸気段の上流側又は吸気段でガス流に軽量ガスよりも重いパージガスを少なくとも１０ｓｌｍの割合で付加するためのパージガス供給源とを含む。
本発明の第１及び第２の態様のいずれかに関連して上述した特長は、第３及び第４の態様のいずれにも同様に適用することができ、かつその逆も同様である。
ここで、本発明の好ましい特徴を添付図面を参照して以下に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１を参照すると、多段真空ポンプ１０は、多段回転子アセンブリ１４を収容する固定子１２を含む。固定子１２は、固定子１２を複数のポンピングチャンバに分割する横壁１６を含む。この例では、固定子１２が５つのポンピング段に分割されているが、固定子１２は、望ましいポンピング容量をポンプ１０に設けるために必要なあらゆる数のポンピング段に分割することができる。
回転子アセンブリ１４は、回転子構成要素１８、２０、２２、２４、２６の２つの互いに噛み合う組を含み、各組は、それぞれのシャフト２８、３０に取り付けられる。回転子構成要素は、Ｒｏｏｔｓ又はＮｏｒｔｈｅｙ（又は「鉤爪」プロフィール）を有することができる。例えば、回転子構成要素１８は、Ｎｏｒｔｈｅｙプロフィールを有する他の回転子構成要素２０、２２、２４、２６と共に、Ｒｏｏｔｓプロフィールを有することができる。回転子構成要素の組は、回転子構成要素の面と固定子１２の対向する面との間に小さな運転隙間を維持するために好ましく輪郭付けされる。
【００１６】
各シャフト２８、３０は、固定子１２に対する回転のためにベアリング３２、３４によって支持される。シャフト２８、３０は、各ポンピングチャンバが１対の互いに噛み合う回転子構成要素を収容し、それらが共にポンプ１０の段をもたらすように固定子１２内に取り付けられる。モータ３６は、シャフト２８の一端に接続される。他のシャフト３０は、シャフト２８、３０が固定子１２内で同期して、しかし、反対方向に回転するように噛み合ったタイミングギアによってシャフト２８に接続される。この例では、ギア３８は、磁性材料で形成される。
【００１７】
ポンプ吸気口４０は、回転子構成要素８を含む吸気ポンピング段と直接連通し、ポンプ排気口４２は、回転子構成要素２６を含む排気ポンピング段と直接連通する。ガス通路４４、４６、４８、５０、５２がポンプ１０内に提供され、吸気口４０から排気口４２までポンピングされたガスの通る通路が可能になる。
ポンプ１０の吸気口４０での減圧を達成するために、固定子１２内に形成されたポンピングチャンバの体積は、回転子構成要素１８を含む吸気ポンピング段から回転子構成要素２６を含む排気ポンピング段まで減少する。例えば、排気段は、吸気段の体積の少なくとも１／３であるより少ない体積、より好ましくは、吸気段の体積の少なくとも１／５であるより少ない体積を有することができる。
【００１８】
ポンプ１０は、典型的には半導体又はフラットパネル処理チャンバから排出される水素のような軽量ガスと、リン蒸気、塩化アンモニウム又はポリマー蒸気のような１つ又はそれよりも多くの凝縮性化学種とを含有するガス流をポンピングするのに特に適している。ガス流に含有されたガスの性質のために、パージガス、例えば窒素を供給するためのパージガス供給システム６０がポンプ１０に設けられる。この例では、パージガス供給システム６０は、吸気口６４と複数の排気口６６とを有するマニホルド６２を含む。吸気口６４は、典型的に、逆止弁と任意的に吸気口６４に搬送されるパージガスの流れの圧力を制御するための圧力調整器とを含む導管を通じて、パージガス供給源に接続される。マニホルド６２内では、受け取られたパージガス流は、典型的には、排気口６６に搬送されるために複数の流れに分割される前に質量流変換器を通過する。各排気口６６における流量要件が異なることがあるので、マニホルド６２は、排気口６６に供給されるパージガスの各流れの流量を調整するための電磁弁、固定式流量制限器、及び／又は可変式流量制限器の構成を収容することができる。
【００１９】
パージガス供給源６０は、各々がマニホルド６２のそれぞれの排気口６６からパージガスを搬送するためのいくつかのパイプを含む。パイプ６８ａの１つは、パージガスが吸気ポンピング段の上流側のガス流と混合するように、ポンプ１０の吸気口４０にガス流を搬送するための導管７０にパージガスを搬送する。代替的に、パイプ６８ａは、パージガスが直接吸気ポンピング段か又は吸気ポンピング段の上流側の他の位置に供給されるように、パージガスをポンプ１０のパージポートに供給するように構成することができる。第２のパイプ６８ｂと第３のパイプ６８ｃは、ポンプ１０の周りに設けられたそれぞれのパージポート７２、７４にパージガスを搬送する。この例では、パージポート７２は、ポンプ１０の第３及び第４ポンピング段の間に配置され、パージポート７４は、ポンプ１０の第４と第５（排気）ポンピング段の間に配置される。この例では、ポンプ１０は、２つのパージポートを含むが、ポンプ１０には、ポンプ１０の周りの様々な位置にあらゆる数のパージポートを設けることができる。
【００２０】
吸気ポンピング段から少なくとも上流側のガス流内にパージガスを搬送することにより、パージガスは、（ｉ）排気ポンピング段から吸気ポンピング段に向う軽量ガスの移動を抑制し、かつ（ｉｉ）ポンプ１０内の凝縮性化学種の凝縮を抑制するという二重の役目を果たすことができる。ここで、図２を参照してこれを例示する実験結果を以下に説明する。
１つの実験では、７０ｓｌｍの水素と１ｓｌｍのリンとを含有するガス流が５段Ｒｏｏｔｓポンプに搬送された。５５ｓｌｍの窒素を含有するパージガス流がこのポンプの排気口に搬送された。全てがＲｏｏｔｓのポンピング機構を使用したポンプでは、パージガスは、典型的には、パージガスがポンプ吸気口での圧力変動を起こさずにパージガスの逆移動によってポンピング機構に入るように排気口に搬送される。ポンプに沿った様々な異なる位置とポンプ吸気口及びポンプ排気口とにおいて、リンの分圧とガス流の温度が記録された。記録された値は、図２の線７８で示すように、縦軸にリンの分圧及び横軸に温度を有するグラフ上にプロットされた。図２の線８０は、リンの気相平衡曲線であり、これは、リンが凝縮又は昇華することになる温度と分圧を規定する。曲線の上側では、リン蒸気が凝縮し始めて固体を形成する。線の下側では、リンは、気相の状態に留まることになる。図２に示すように、ポンプ排気口にパージガスが供給されると、典型的に１０〜２０℃のガス流の温度降下がリン蒸気をリンとして凝縮させ、これは、ポンプ排気口及び少なくともポンプの排気ポンピング段の詰まりをもたらす可能性があると考えられる。この状況では、望ましくないコスト上昇を伴うが、リンの凝縮を抑制するためにポンプ及び／又はパージガスの外部加熱が必要になるであろう。
【００２１】
別の実験では、図１に示すように、Ｒｏｏｔｓ吸気段と４つのＮｏｒｔｈｅｙ段とを有する５段ポンプに同様のガス流が搬送された。５５ｓｌｍの窒素を含有するパージガス流もこのポンプに搬送された。この実験では、２０ｓｌｍの窒素が吸気段の上流側導管７０に搬送され、１０ｓｌｍの窒素がパージポート７２に搬送され、かつ２５ｓｌｍの窒素がパージポート７４に搬送された。リンの分圧とガス流の温度は、ここでもまたポンプに沿った様々な異なる位置とポンプ吸気口及びポンプ排気口とにおいて記録され、記録された値は、図２の線８２に示されている。パージガスがポンプ１０を通過する時の圧縮のために、この圧縮によって発生した付加的な熱が、ガス流の温度をそれがポンプ１０を通過する時に約１０℃だけ上昇させる働きをし、リンをそれがポンプ１０を通過してそこから排出される時に気相状態に維持する。
ポンプ内のリンの凝縮の抑制に加えて、窒素の付加は、ポンプ１０内のガス流の平均分子サイズを上げ、これは、水素がポンプ１０の吸気段に向って移動するのを抑制し、かつ水素のポンピング効率を高める傾向がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】多段真空ポンプを示す図である。
【図２】（ｉ）多段真空ポンプの排気口にのみパージガスが供給された時と（ｉｉ）図１のポンプの吸気段にパージガスの一部が供給された時との温度によるリンの分圧の変動を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  多段真空ポンプ
１２  固定子
１４  多段回転子アセンブリ
【図１】
2009510321.tif 000003
【図２】
2009510321.tif 000004
【国際調査報告】
2009510321.tif 000005
2009510321.tif 000006
2009510321.tif 000007