(57)【要約】【課題】細かな粉状の反応生成物の真空ポンプ内の侵入を許容する一方、塊状の反応生成物の真空ポンプ内の侵入を阻止することにより、真空ポンプの動作上支障を来たすことがなく、しかもメンテナンスの頻度をする少なくできる真空ポンプを提供する。【解決手段】反応生成物が含まれたガスを吸気部２から吸引する真空ポンプ１であって、前記吸気部２は、前記吸気部の上流側に所定の角度で傾斜して設けられた、反応生成物が衝突する被衝突板３２と、前記被衝突板３２の下方に設けられた反応生成物を収容する堰３４とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応生成物が含まれた気体を吸気部から吸引する真空ポンプであって、
前記吸気部は、前記吸気部の上流側に所定の角度で傾斜して設けられた、反応生成物が衝突する被衝突板と、前記被衝突板の下方に設けられた反応生成物を収容する堰とを備えていることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
前記被衝突板と堰とが枠体で一体に形成されると共に、前記被衝突板が吸気部の上流側に所定角度に折り曲げられ、前記枠体内部に気体が通過する空間が形成されることを特徴とする請求項１に記載された真空ポンプ。
【請求項３】
前記被衝突板の正面の投射面積が、枠体によって形成される空間面積の１／２〜１／５の範囲にあり、かつ被衝突板の先端が、堰の先端と吸気部の開口部の外側外周部とを結ぶ線分上に位置し、更に堰の延長線上と被衝突板とのなす角が３０度乃至６０度であることを特徴とする請求項２に記載された真空ポンプ。
【請求項４】
前記枠体の上端辺に、枠体を吸気部に取付けるための取付け部が設けられていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載された真空ポンプ。
【請求項５】
前記枠体の取付け部が、ケーシングの端部を封止する端板に取付けられ、ケーシングの熱が前記端板を介して、前記被衝突板に伝熱されることを特徴とする請求項４に記載された真空ポンプ。
【請求項６】
前記ケーシングの外周囲に、ケーシングを加熱するためのヒータが設けられていることを特徴とする請求項５に記載された真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体製品や電子部品等の製造工程において用いられる真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製品の製造プロセスにおいて、被処理体の表面にポリＳｉ膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜等の膜を形成することが行なわれている。
これら膜形成には、一般的に化学気相成長装置（ＣＶＤ）やエッチング装置等が用いられている。
例えば、前記した化学気相成長装置（ＣＶＤ）を用いて膜を形成する場合、前記装置の反応室内に、多数の被処理体を搭載した石英ボートを収納し、反応室内を減圧及び加熱環境下になす。そして、原料ガス供給系よりＳｉＨ4、ＳｉＨ2Ｃｌ2、ＮＨ3などの原料ガスを供給することによって、被処理体表面にポリＳｉ膜、シリコン窒化膜等の反応生成膜を形成している。そしてまた、このような化学気相成長装置（ＣＶＤ）やエッチング装置における反応室に供給されたガス（気体）は、真空ポンプによって反応室から排気される。
【０００３】
ところで、ＳｉＨ4、ＳｉＨ2Ｃｌ2、ＮＨ3などの原料ガス等が反応室で、化学反応を起し、固形粉状の反応生成物が生成されることが知られている。
また、この反応生成物は減圧状態から圧力が上昇し、また高温状態から温度が低下することにより反応生成物が生じ、更に前記粉状の反応生成物が凝集し、塊状の固形物となることが知られている。
【０００４】
このような反応生成物が生成されると、反応生成物が処理後のガス（気体）と共に真空ポンプ内に侵入し、真空ポンプの動作に支障を来たすという問題があった。
本願出願人はこの問題について鋭意研究し、特許文献１（特開２００４−３６５４７号公報）に記載した発明を提案している。
【０００５】
この先に提案した発明について図８及び図９に基づいて説明する。この図８は、真空ポンプの概略の内部構造を示す要部正面断面図であり、図８は図９の真空ポンプの断面図である。
図に示すように、この真空ポンプ１００は、反応室に接続された排気管（図示せず）に接続される吸気口部１０１および排気口１０２を形成したケーシング１０３を備えている。このケーシング１０３内には、所定のクリアランス（微小隙間）をもって非接触噛合状態で互いに噛み合うよう平行に、スクリューロータ１０４、１０５が収納されている。
【０００６】
そして、これらケーシング１０３およびスクリューロータ１０４、１０５の間には軸受け１０６、１０７、１０８、１０９及び軸穴封止用のシール部材１１０、１１１、１１２、１１３が設けられている。
また、スクリューロータ１０４、１０５に一体的に装着された同期歯車１１４、１１５が設けられ、前記スクリューロータ１０５の一端には、モータ等の駆動手段１１６が設けられている。
【０００７】
更に、スクリューロータ１０４、１０５は、ケーシング１０３の内壁面１０３ａに対して所定のクリアランス、例えば５０ミクロンの隙間を隔てる外径寸法および軸方向長さを有している。
そして、ケーシング１０３とスクリューロータ１０４、１０５の噛合部分で仕切られた、複数の螺旋形状の作業室が形成され、スクリューロータ１０４、１０５の回転によって回転軸の軸方向に作業室が移動するように構成されている。
【０００８】
また、前記吸気口部１０１は、一端が反応室に接続された排気管（図示せず）に接続され、他端がケーシングの吸気口１０１ｂに接続される吸気管１０１ａと、前記吸気口１０１ｂの直前に配置された、網状の反応生成物トラップ１１７とを備えている。また、前記トラップ１１７近傍の吸気管１０１ａには、反応生成物１１８を収容するための収容室１０１ｃが設けられている。
【０００９】
このように構成された真空ポンプ１００にあっては、モータ等の駆動手段１１６によってスクリューロータ１０４、１０５が回転すると、ケーシング１０３とスクリューロータ１０４、１０５の噛合部分で仕切られた作業室が、吸気口１０１ｂ側から排気口１０２側に移動する。
これにより、吸気口１０１ｂから吸気した作業室内の気体（ガス）は排気口側に移送され、真空ポンプ１００から排気される。
【００１０】
このとき、前記した反応生成物１１８は、網状の反応生成物トラップ１１７で捕捉され、真空ポンプ内の侵入が抑制される。特に、真空ポンプの動作に支障を来たす程の塊状の反応生成物１１８は、反応生成物トラップ１１７で捕捉される。
また、反応室あるいは反応室と真空ポンプとを接続する排気管の内部に付着、堆積した反応生成物が、塊状の反応生成物１１８となって剥離し、吸気管１０１ａの内部を落下することがあるが、前記収容室１０１ｃが設けられているため、前記収容室１０１ｃ内に捕捉される。
【００１１】
このように、反応生成物１１８の真空ポンプの内部への侵入が阻止されるため、スクリューロータ１０４，１０５の回転ができず、真空ポンプが動作不能状態となる事態を回避するこができる。
【特許文献１】特開２００４−３６５４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、前記した真空ポンプ１００にあっては、前記吸気口１０１ｂの直前に配置された、網状の反応生成物トラップ１１７によって反応生成物１１８を捕捉しているため、捕捉された反応生成物１１８によって前記トラップ１１７が目詰りを起し、吸気できない虞があった。かかる状態を回避するため、反応生成物トラップ１１７について清掃等のメンテナンスを頻繁に行なう必要があった。
【００１３】
本願出願人はかかる課題を解決するために更に鋭意研究し、真空ポンプ内に吸引される反応生成物が細かな粉状物である場合には、吸引しても真空ポンプ動作上問題がなく、塊状の反応生成物が吸引された場合に真空ポンプの動作上支障が生じることを知見した。
特に、反応室あるいは反応室と真空ポンプとを接続する排気管から剥離した塊状の反応生成物が真空ポンプの内部に侵入すると、真空ポンプを構成するスクリューロータの回転が不可能となり、真空ポンプの運転に支障を来たすことを知見した。
【００１４】
本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、細かな粉状の反応生成物の真空ポンプ内の侵入を許容する一方、塊状の反応生成物の真空ポンプ内の侵入を阻止することにより、真空ポンプの動作上支障を来たすことがなく、しかもメンテナンスの頻度をより少なくできる真空ポンプを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、本発明にかかる真空ポンプは、反応生成物が含まれた気体を吸気部から吸引する真空ポンプであって、前記吸気部は、前記吸気部の上流側に所定の角度で傾斜して設けられた、反応生成物が衝突する被衝突板と、前記被衝突板の下方に設けられた反応生成物を収容する堰とを備えていることを特徴としている。
このように吸気部に被衝突板が設けられているため、塊状の反応生成物はこの被衝突板に衝突し細分化される。また、この被衝突板の下方に堰が設けられているため、反応生成物を収容することができ、真空ポンプ内への侵入を抑制できる。
したがって、真空ポンプの動作上支障を来たすような塊状の反応生成物の真空ポンプ内への侵入を阻止でき、真空ポンプの円滑な動作を維持することができる。
また、堰が設けられているため、メンテナンスの頻度を少なくできる。
【００１６】
ここで、前記被衝突板と堰とが枠体で一体に形成されると共に、前記被衝突板が吸気部の上流側に所定角度に折り曲げられ、前記枠体内部に気体が通過する空間が形成されることが望ましい。
特に、前記被衝突板の正面の投射面積が、枠体によって形成される空間面積の１／２〜１／５の範囲にあり、かつ被衝突板の先端が、堰の先端と吸気部の開口部の外側外周部とを結ぶ線分上に位置し、更に堰の延長線上と被衝突板とのなす角が３０度乃至６０度であることが望ましい。
前記被衝突板はこのように構成されるため、被衝突板が大きな抵抗とはならず、しかも塊状の反応生成物が被衝突板に衝突する確率も高く、塊状の反応生成物が真空ポンプ内に侵入するのを抑制することができる。
【００１７】
また、前記枠体の上端辺に枠体を吸気部に取付けるための、取付け部が設けられていることが望ましい。
更に、前記枠体の取付け部が、ケーシングの端部を封止する端板に取付けられ、ケーシングの熱が前記端板を介して、前記被衝突板に伝熱されることが望ましい。
このように、ケーシングの熱が前記端板を介して被衝突板に伝熱されると、被衝突板への反応生成物の付着を抑制でき、仮に付着しても反応生成物を昇華させることができるため、塊状の反応生成物を細分化することができる。
【００１８】
また、前記ケーシングの外周囲に、ケーシングを加熱するためのヒータが設けられていることが望ましい。
このようにヒータが設けられている場合には、ケーシングの温度が低い場合にも、被衝突板の温度を所定の温度に維持することができるため、被衝突板への反応生成物の付着を抑制でき、仮に付着しても反応生成物を昇華させることができるため、塊状の反応生成物を細分化することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、細かな粉状の反応生成物の真空ポンプ内の侵入を許容する一方、塊状の反応生成物の真空ポンプ内の侵入を阻止することにより、真空ポンプの動作上支障を来たすことがなく、しかもメンテナンスの頻度をする少なくできる真空ポンプを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の一実施形態を図１乃至図５に基づいて説明する。尚、図１は一実施形態の正面断面図、図２は一実施形態にかかる真空ポンプの側面断面図、図３は導入側開口部側から見た吸気部内部の図、図４は反応生成物侵入防止板の側面図、図５は図４に示した反応生成物侵入防止板の正面図、図６は図４に示した反応生成物侵入防止板の取付け角度を説明するための要部断面図である。
【００２１】
図１乃至図３に示すように、この真空ポンプ１は、従来の真空ポンプと同様に、反応室に接続された排気管（図示せず）に接続される吸気部２および排気口３を形成したケーシング４を備えている。このケーシング４内には、所定のクリアランス（微小隙間）をもって非接触噛合状態で互いに噛み合うよう平行に、一対のスクリューロータ５、６が収納されている。
【００２２】
また、このケーシング４の上下端部には、上端板１８及び下端板１９が取り付けられ、一対のスクリューロータ５、６が収納される真空ポンプ内部を封止している。前記上端板１８には吸気部２を構成する開口部１８ａが形成されている。
この上端板１８は、金属などの熱伝導率の高い材質のなかで、腐食性ガスと触れても腐食しにくいもの（例えばステンレス）により構成されている。また、下端板１９には、排気口３に連通する貫通穴（図示せず）が形成され、後述する作業室内の気体を排気口３に排出することができるように構成されている。
【００２３】
そして、これらケーシング４および一対のスクリューロータ５、６の間には、軸受け７，８，９，１０及び軸穴封止用のシール部材１１，１２，１３，１４が設けられている。更に、スクリューロータ５、６に一体的に装着された同期歯車１５，１６が設けられている。
また、前記スクリューロータ５の一端には、モータ等の駆動手段１７が設けられている。この駆動手段１７は断熱プレート２０を介して上端板１８に取り付けられている。この断熱プレート２０を配置することにより、駆動手段１７に対する熱の影響を排除している。
【００２４】
更に、一対のスクリューロータ５、６とは、ケーシング４の内壁面４ａに対して所定のクリアランス、例えば５０ミクロンの隙間を隔てる外径寸法および軸方向長さを有している。
そして、ケーシング４と一対のスクリューロータ５、６の噛合部分で仕切られた、複数の螺旋形状の作業室が形成され、スクリューロータ５、６の回転によって回転軸の軸方向に作業室が移動するように構成されている。
【００２５】
また、前記吸気口部２は、一端が反応室に接続された排気管（図示せず）に接続され、他端がケーシング４の上端板１８の開口部１８ａに接続される吸気管２ａと、ケーシング４の一部が外方向に円弧状に突出して前記上端板１８の開口部１８ａと連通する導入部２ｃと、前記導入部２ｃの導入側開口部２ｂと、前記導入部２ｃの導出側開口部２ｄと、前記導出側開口部２ｄの近傍に配置された、反応生成物侵入防止板３０とを備えている。
【００２６】
この反応生成物侵入防止板３０は、図４及び図５に示すように、導入部２ｃの内部形状に対応した外形を有する枠体３１と、前記枠体３１の内部に形成された舌状の被衝突板３２と、前記枠体３１の上端辺３１ａに形成された取付け部３３とを備えている。
また、前記被衝突板３２は、導入側開口部２ｂ側に所定の角度θで折り曲げられて傾斜して設けられ、その結果、枠体３１の内部には、気体が通過する空間Ａが形成される。
【００２７】
この反応生成物侵入防止板３０は、図６に示すように、取付け部３３を介して、上端板１８に取り付けられる。この反応生成物侵入防止板３０は、特に材質の限定はないが、熱伝導率の高い材質が好ましく、例えば、金属などの熱伝導率の高い材質のなかで、腐食性ガスと触れても腐食しにくい材質（例えばステンレス）により形成される。
そのため、反応生成物侵入防止板３０は、ケーシング４、上端板１８からの熱を受け、所定温度に維持される。その結果、反応生成物が昇華等により、反応生成物侵入防止板３０（被衝突板３２）に付着するのが抑制される。
【００２８】
また、図６に示すように、前記枠体３１の下端辺３１ｂは導入部２ｃの内側に突出し、堰３４として機能する。即ち、前記堰３４は、導入部２ｃの内壁を伝わって落下する反応生成物１１８、あるいは被衝突板３２に衝突して落下した反応生成物１１８を止め、真空ポンプ内に侵入するのを防止している。
【００２９】
また、図５に示すように、前記被衝突板３２の正面の投射面積（図５に示すように正面から見える面積）Ｂが、枠体３１によって形成される空間面積Ａの１／２〜１／５の範囲であることが望ましい。前記面積Ｂが１／２を超えると、抵抗が大きくなり好ましくない。一方、前記面積Ｂが１／５以下の場合には抵抗は小さいが、塊状の反応生成物が衝突する確率が低く、好ましくない。
【００３０】
更に、図６に示すように、被衝突板３２の中央の先端ｃは、堰３４の中央の先端ａと導入側開口部２ｂの外側外周部ｂとを結ぶ線分上に位置しているのが望ましい。
このように、被衝突板３２の中央の先端ｃは、堰３４の中央の先端ａと導入側開口部２ｂの外側外周部ｂとを結ぶ線分上に位置している場合には、塊状の反応生成物が前記被衝突板３２に衝突する確率が高く、塊状の反応生成物を衝突により細分化することができる。
【００３１】
このとき、前記被衝突板３２の中央の先端ｃが導入側開口部２ｂの外側外周部ｂに近接すると、前記被衝突板３２の中央の先端ｃと導入部２ｃの内壁ｄとの間の距離が狭く、流路が狭くなる。そのため、この被衝突板３２の抵抗が大きくなり、好ましくない。
一方、前記被衝突板３２の中央の先端ｃが堰３４の先端ａに近接すると、前記被衝突板３２の中央の先端ｃと堰３４の先端ａとの間の距離が狭く、流路が狭くなる。そのため、この被衝突板の抵抗が大きくなり、好ましくない。
したがって、堰３４の延長線上と被衝突板３２とのなす角θが３０度から６０度の範囲が好ましい。特に好ましい、堰３４の延長線上と被衝突板３２とのなす角θは４５度である。
【００３２】
このように構成された真空ポンプにあっては、モータ等の駆動手段１７によってスクリューロータ５，６が回転すると、ケーシング４とスクリューロータ５，６の噛合部分で仕切られた作業室が、導入部２ｃ（導出側開口部２ｄ）側から排気口３側に移動する。これにより、導入部２ｃ（導出側開口部２ｄ）から吸気した作業室内の気体（ガス）は排気口３側に移送され、真空ポンプ１から排気される。
【００３３】
このとき、導入部２ｃに侵入した反応生成物は反応生成物侵入防止板３０の被衝突板３２に衝突し、その方向が変わる。その結果、前記反応生成物は、堰３４によって捕捉され、真空ポンプ内の侵入が抑制される。
特に、排気管等から剥離した塊状の反応生成物が、前記反応生成物侵入防止板３０の被衝突板３２に衝突すると細分化され、真空ポンプ内部に侵入しても問題のない大きさになされる。しかも、細分化された反応生成物は、堰３４によって捕捉され、真空ポンプ内の侵入が抑制される。
【００３４】
このように、反応生成物の真空ポンプ１の内部への侵入が抑制されるため、スクリューロータ５，６の回転ができず、真空ポンプ１が動作不能状態となる事態を回避するこができる。更に言えば、反応生成物が真空ポンプ１内に仮に侵入しても、細分化された反応生成物であるため、真空ポンプ１の動作に支障を来たすものではない。
【００３５】
尚、本発明は、真空ポンプのケーシングの側面にガスの吸気口が設けられ、前記吸気口から上方に吸気管が伸びる、いわゆる縦置きのスクリュー式真空ポンプに、特に有効である。しかし、真空ポンプのケーシングの側面にガスの吸気口が設けられ、前記吸気口から横方に吸気管が伸びる、いわゆる横置きののスクリュー式真空ポンプにも、当然適用することができる。
【００３６】
また、図７に示すように、堰３４によって侵入が阻止された反応生成物を収容する収容部４０を、Ｏリング等のシール材（図示せず）を用いて吸気部２の堰３４近傍の導入部２ｃに、着脱自在に設けても良い。このように収容部４０を設けることにより、反応生成物の清掃が容易になると共に、メンテナンスの頻度を少なくすることができる。
また、図示しないが、ケーシング４の外周囲に、ケーシング４を加熱するためのヒータを設けても良い。このようにケーシング４にヒータが設けられている場合、真空ポンプ内部を所定の温度以上に維持することができ、反応生成物の析出を抑制することができる。また、このようにヒータが設けられている場合には、被衝突板３２の温度を所定の温度に維持することができるため、被衝突板３２への反応生成物の付着を抑制でき、仮に付着しても反応生成物を昇華させることができるため、塊状の反応生成物を細分化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明にかかる真空ポンプは、排気する気体（ガス）中に粉体状の固形物が含まれている場合にも、支障なく動作させることができ、例えば、電子部品の製造分野、半導体製造分野において好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は本発明にかかる真空ポンプの一実施形態の正面断面図である。
【図２】図２は図１に示した真空ポンプの側面断面図である。
【図３】図３は、図２の導入側開口部側から見た吸気部内部の図である。
【図４】図４は図２に示した反応生成物侵入防止板の側面図である。
【図５】図５は図２に示した反応生成物侵入防止板の正面図である。
【図６】図６は吸気部の拡大図である。
【図７】図７は第一の実施形態の変形例を示す断面図である。
【図８】図８は従来の真空ポンプの一部を断面で示した正面図である。
【図９】図９は真空ポンプの断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１      真空ポンプ
２      吸気部
２ａ    吸気管
２ｂ    導入側開口部
２ｃ    導入部
２ｄ    導出側開口部
３      排気口
４      ケーシング
５      スクリューロータ
６      スクリューロータ
１８    上端板
１９    下端板
３０    反応生成物侵入防止板
３１    枠板
３２    被衝突板
３３    取付け部
３４    堰
４０    収容部
Ａ      空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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