トラップ装置
【課題】 ガス流入口近傍以外の箇所における固形物の蓄積を促進させることにより、装置の使用時間を延ばし、かつ、固形物の収集効率を向上させる。
【解決手段】 両端に開口を有した円筒形状の容器２２の一方の開口がガス流入口２４として、他方の開口がガス流出口２６として用いられる。容器の内部のガス流入口とガス流出口との間に、排気経路に接続されるガスの流路が形成されている。この流路は、螺旋状に延在する主流路と、この主流路の一部から分岐して当該主流路の他の部分に接続する副流路とで構成される。主流路は、容器内部の円筒形状の軸体２８の表面に接続された薄板３０によって形成される。副流路は、薄板の所定の位置に形成された開口３２によって形成される。
【解決手段】 両端に開口を有した円筒形状の容器２２の一方の開口がガス流入口２４として、他方の開口がガス流出口２６として用いられる。容器の内部のガス流入口とガス流出口との間に、排気経路に接続されるガスの流路が形成されている。この流路は、螺旋状に延在する主流路と、この主流路の一部から分岐して当該主流路の他の部分に接続する副流路とで構成される。主流路は、容器内部の円筒形状の軸体２８の表面に接続された薄板３０によって形成される。副流路は、薄板の所定の位置に形成された開口３２によって形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、真空ポンプにより排気される気密容器の排気経路に配置される、ガスの混合によって生じる固形物を除去するためのトラップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体製造用のプラズマＣＶＤ装置では、気密容器内でのプラズマＣＶＤプロセスによってａ−Ｓｉ膜やＳｉＮ膜などを基板に成膜する。しかし、基板以外の気密容器内壁などにも薄膜が堆積されてしまう。通常、この薄膜を除去するため、ＮＦ3 を用いて気密容器内のプラズマクリーニングが行われる。このとき、気密容器には、ＮＦ3 ガスの他にＳｉ2 Ｆ6 （ＮＨ4 ）3 ・Ｆ* を主体としたガス状の生成物が発生する。プラズマクリーニング中も気密容器は排気され続けるため、気密容器減圧用の真空ポンプの後方に配置された排気経路となる配管などにＳｉ2 Ｆ6 （ＮＨ4 ）3 ・Ｆ* を主体とした粉末状の固形物が堆積する。固形物が蓄積すると配管詰まりが引き起こされる。これを防止するため、固形物の収集を目的としたトラップ装置を排気経路に設けてある。
【０００３】
以下、従来のトラップ装置につき、図９を参照して説明する。図９は、従来のトラップ装置の構成を示す断面図である。
【０００４】
図９（Ａ）に示すトラップ装置は、両端に開口を有した円筒形状の容器１０により構成される。容器１０の一方の開口がガス流入口１２として用いられ、容器１０の他方の開口がガス流出口１４として用いられる。容器１０の内部には、円筒状の遮蔽板１６が設けられており、この遮蔽板１６の内側に冷却媒体流入口１８ａおよび冷却媒体流出口１８ｂを具えた冷却管１８が設けられている。また、容器１０の壁面にも、冷却媒体流入口２０ａおよび冷却媒体流出口２０ｂを具えた冷却管２０が設けられている。これら冷却管１８および２０には、水などの冷却媒体を循環させる。
【０００５】
気密容器から排気されたガスは、容器１０のガス流入口１２から内部に導入され、容器１０の内壁と遮蔽板１６との間を通ってガス流出口１４から排気経路に流出される。このガスは熱を帯びている。容器１０および遮蔽板１６は、冷却管１８および２０により、ガスの温度よりも低い温度に冷却されている。そのため、容器１０内においてガスは固体化し、上述の生成物が固形物として析出される。この固形物は容器１０の壁面や遮蔽板１６の表面に蓄積される。
【０００６】
また、図９（Ｂ）に示すトラップ装置は、複数回折れ曲がった形状の冷却管２１を容器１０の内部に具えている。これにより、ガス混合物と冷却管２１との接触面積を増大させ、固形物の収集効率の向上を図っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のトラップ装置では、ガス流入口近傍の冷却管上に局所的に固形物が蓄積し、ガス流入口から離れた冷却管上にはほとんど固形物の蓄積はみられなかった。したがって、固形物の蓄積によるガス流路のコンダクタンスの減少は、流入口近傍で局所的に進行する。このため、トラップ装置を交換、洗浄するまでの使用時間が短くなり、また、収集効率の面においても十分な性能が得られない。
【０００８】
したがって、従来より、ガス流入口近傍以外の箇所における固形物の蓄積を促進させることにより、装置の使用時間を延ばし、かつ、固形物の収集効率が向上するトラップ装置の出現が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、この出願に係る発明の発明者は、固形物の発生が温度だけでなく圧力にも依存することに着目して、下記のような独特の構成のトラップ装置を想到するに至った。
【００１０】
すなわち、この出願に係る発明のトラップ装置によれば、真空ポンプにより排気される気密容器の排気経路に配置されており、この排気経路内で固体化するガスを固形物として除去するためのトラップ装置において、このトラップ装置は、排気経路に接続されるガスの流路を内部に有した容器により構成されており、流路中のガスの流速が当該流路の位置に応じた所定の流速に制御されることを特徴とする。
【００１１】
このように、流路の位置に応じてガスの流速が制御されるので、流速の比較的小さいところでは固形物の蓄積が促進される。一方、流速の比較的大きいところでは固形物の蓄積が回避される。したがって、流路中の所定の位置に固形物を蓄積させることが可能であるとともに、流路のコンダクタンスを低下させたくないところには固形物を蓄積させないようにすることができる。よって、ガス流入口近傍以外の箇所において固形物の蓄積を促進させることができ、これにより装置の使用時間が延び、しかも、固形物の収集効率が向上する。
【００１２】
この発明のトラップ装置の好適例によれば、前述の流路が、螺旋状に延在する主流路と、この主流路の一部から分岐して当該主流路の他の部分に接続する副流路とで構成される。
【００１３】
このように構成すると、主流路と副流路との合流点において、主流路に流れるガスは副流路から流れ込むガスによって緩行される。それにより、装置内におけるガスの滞留時間が延び、固形物の蓄積が促進される。また、主流路においては装置の使用時間の増加に伴い固形物の蓄積が進行して、流路断面積が減少するが、ガスは副流路を通って後段の主流路に流出するので、主流路の後段も有効に使用される。したがって、装置の使用時間を従来に比べ延長させることが可能である。
【００１４】
また、この発明のトラップ装置において、好ましくは、前述の主流路が、容器の内部に設けられた軸体の表面に接続された薄板によって形成されており、前述の副流路が、薄板の所定の位置に形成された開口によって形成されると良い。
【００１５】
また、この発明のトラップ装置の他の好適例によれば、前述の流路が、複数の環状の第１流路と、各第１流路の間を接続する第２流路とで構成されており、第１流路の流路断面積を所定の位置で変化させてある。
【００１６】
このように構成すると、ガスは各第１流路および第２流路中に流入する。第２流路より第１流路に流入したガスは２系統に分流される。所定の第１流路には、流路断面積が変化するところがあり、ガスは流路断面積の小さい側と流路断面積の大きい側とにそれぞれ進行する。流路断面積の小さい側では、流路断面積の大きい側に比べてガスの流速が速くなる。したがって、流路断面積の小さい側では固形物が蓄積されにくくなり、一方、流路断面積の大きい側では固形物が蓄積されやすい。このように、固形物の蓄積が促進される箇所とコンダクタンスの低下を防ぐ箇所とを所定の位置に設定することができる。よって、固形物の蓄積を非局所的に生じさせることが可能であり、後段の第１流路も有効に使用される。したがって、装置の使用時間が従来に比べて長くなる。
【００１７】
また、この発明のトラップ装置において、好ましくは、前述の第１流路が、容器の内部に設けられた軸体の表面に接続された複数枚の薄板によって形成されていて、前述の第２流路が、薄板の所定の位置に形成された開口によって形成されており、薄板の所定の位置に段差を形成することにより、第１流路の流路断面積を変化させると良い。
【００１８】
また、上述の薄板は凹凸状または波形状に折り曲げてあるのが好ましい。薄板の表面積が増大して、固形物の蓄積が可能となる有効面積が増加するからである。また、ガスの流路が延長され、装置の使用時間の延長および固形物の収集効率の向上が図れる。
【００１９】
さらに、好ましくは、薄板の表面に凹凸構造を形成してあると良い。このためには、例えば、薄板の表面にブラスト加工を施して凹凸面を形成するのが好適である。この結果、薄板の表面積が増大する。
【００２０】
さらに、上述した軸体の内部に冷却機構が設けられていると好適である。
【発明の効果】
【００２１】
この発明のトラップ装置によれば、トラップ装置は、排気経路に接続されるガスの流路を内部に有した容器により構成されており、流路中のガスの流速が当該流路の位置に応じた所定の流速に制御される。
【００２２】
このように、流路の位置に応じてガスの流速が制御されるので、流速の比較的小さいところでは固形物の蓄積が促進される。一方、流速の比較的大きいところでは固形物の蓄積が回避される。したがって、流路中の所定の位置に固形物を蓄積させることが可能であるとともに、流路のコンダクタンスを低下させたくないところには固形物を蓄積させないようにすることができる。よって、ガス流入口近傍以外の箇所において固形物の蓄積を促進させることができ、これにより装置の使用時間が延び、しかも、固形物の収集効率が向上する。
【００２３】
また、この発明のトラップ装置を、例えば半導体製造用のプラズマＣＶＤ装置に適用すれば、このＣＶＤ装置の運転効率や生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施の形態のトラップ装置の構成を示す図である。
【図２】冷却機構の構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態のトラップ装置の動作説明に供する図である。
【図４】第１の実施の形態のトラップ装置の変形例を示す図である。
【図５】第２の実施の形態のトラップ装置の構成を示す図である。
【図６】第２の実施の形態のトラップ装置の動作説明に供する図である。
【図７】第２の実施の形態のトラップ装置の変形例を示す図である。
【図８】トラップ装置の使用例を示す図である。
【図９】従来のトラップ装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、図は、この発明が理解できる程度に形状、大きさおよび配置関係を概略的に示しているに過ぎない。また、以下に記載される数値等の条件は単なる一例に過ぎない。よって、この発明は、この実施の形態に何ら限定されることがない。
【００２６】
この実施の形態で説明するトラップ装置は、真空ポンプにより排気される気密容器の排気経路に配置され、排気経路内で固体化するガスを固形物として除去する装置である。図８は、トラップ装置の使用例を示すブロック図である。図８（Ａ）に示すように、気密容器（真空容器）５０の排気経路には、真空ポンプ５２、トラップ装置５４およびフィルタ５６が気密容器５０側からこの順序で設けられている。気密容器５０では、例えばプラズマＣＶＤプロセスによってａ−Ｓｉ膜やＳｉＮ膜などを基板に成膜することが行われるが、基板以外の気密容器５０の内壁などにも薄膜が堆積する。この薄膜を除去するため、ＮＦ3 を用いて気密容器５０内のプラズマクリーニングが行われる。そのとき、気密容器５０には、ＮＦ3 ガスの他にＳｉ2 Ｆ6 （ＮＨ4 ）3 ・Ｆ* を主体としたガス状の生成物を含むガス混合物が発生する。真空ポンプ５２により、プラズマクリーニング中も気密容器５０は排気され続けるので、ガス混合物は、真空ポンプ５２後方に配置されたトラップ装置５４内に導入される。トラップ装置５４は、ガス混合物を冷却して上述の生成物を析出する。Ｓｉ2 Ｆ6 （ＮＨ4 ）3 ・Ｆ* を主体とした生成物は、粉末状の固形物としてトラップ装置５４内に蓄積される。
【００２７】
また、トラップ装置５４を真空ポンプ５２の前段に配置するように構成しても良い。例えば、図８（Ｂ）に示すように、気密容器５０の排気経路に、トラップ装置５４、フィルタ５６および真空ポンプ５２を気密容器５０側からこの順序で設けると良い。
【００２８】
以下、上述したトラップ装置５４の構成例について説明する。
【００２９】
［第１の実施の形態］
まず、第１の実施の形態のトラップ装置について説明する。図１は、第１の実施の形態のトラップ装置の構成を示す図である。図１（Ａ）はトラップ装置の斜視図を示し、図１（Ｂ）はトラップ装置の側面図を示している。
【００３０】
図１に示すトラップ装置は、両端に開口を有した円筒形状の容器（ケーシング）２２により構成されている。容器２２の一方の開口がガス流入口２４として用いられ、容器２２の他方の開口がガス流出口２６として用いられる。これらガス流入口２４およびガス流出口２６はそれぞれ排気経路に接続される。また、容器２２の内部の、ガス流入口２４とガス流出口２６との間に、上述の排気経路に接続されるガス（ガス混合物）の流路が形成されている。このトラップ装置は、ガス流入口２４、流路およびガス流出口２６が水平方向に配列するように上述の排気経路中に設けられる。
【００３１】
そして、この実施の形態のトラップ装置は、上述した流路中のガスの流速が当該流路の位置に応じた所定の流速に制御されるようになっている。そのように構成するために、第１の実施の形態では、上述の流路を、螺旋状に延在する主流路と、この主流路の一部から分岐して当該主流路の他の部分に接続する副流路とで構成する。第１の実施の形態では、上述の主流路が、容器２２の内部に設けられた円筒形状の軸体２８の表面に接続された薄板３０によって形成される。また、上述の副流路は、薄板３０の所定の位置に形成された開口３２（図１（Ｂ）では図示が省略されている。）によって形成される。
【００３２】
上述の軸体２８は、当該軸体２８の中心軸と容器２２の中心軸とが一致するような位置に設置されている。軸体２８の一端は容器２２のガス流入口２４側の壁部に接続されており、軸体２８の他端は容器２２のガス流出口２６側の壁部に接続されている。軸体２８の内部は、ガス流入口２４およびガス流出口２６にそれぞれ通じている。また、軸体２８の両端近傍の壁面には、開口３４および３６がそれぞれ形成されている。したがって、これら開口３４および３６は、ガス流入口２４およびガス流出口２６にそれぞれ通じている。なお、図１では図示を省略してあるが、軸体２８の内部の開口３４および３６間に、冷却機構３８が設けられている。開口３４および３６間の軸体２８の内部は、この冷却機構３８によって塞がれている。このため、ガス流入口２４に入ったガスは、軸体２８の内部を流れてガス流出口２６に導出されることはない。すなわち、ガス流入口２４に入ったガスは、ガス流入口２４側の開口３４を経て容器２２の内部に導入され、容器２２中の流路を通り、ガス流出口２６側の開口３６を経て、ガス流出口２６から排気経路へ導出される。
【００３３】
また、上述の薄板３０は、ガス流入口２４側からガス流出口２６側にわたり、軸体２８を中心に螺旋状に延在する１枚の板である。この薄板３０の、隣接する板の間の空間が、上述の主流路として用いられる。ガス流入口２４側から容器２２内に導入されたガスは、ガス流出口２６側へ向かって、主流路に沿って、軸体２８を中心に螺旋状に流れるようになっている。
【００３４】
また、上述したように、薄板３０の所定の位置に形成された開口３２により、副流路が形成されている。つまり、この副流路は、主流路の一部から分岐して当該主流路の他の部分に接続される流路となっている。ガス流入口２４側から容器２２内に導入されたガスは、ガス流出口２６側へ向かって、主流路に沿って流れるとともに、ガスの一部は副流路側にも分流され、軸体２８の軸方向に沿って流れるようになっている。
【００３５】
ここで、上述した冷却機構３８につき、図２を参照して説明する。図２は、冷却機構の構成を示す断面図である。なお、図中、断面を示すハッチングは省略してある。また、図２に示す断面は、図１（Ｂ）に示す軸体２８の中心軸を含む位置（図１（Ｂ）のＩ−Ｉ線の位置）の切り口に相当する断面である。
【００３６】
図２（Ａ）に示すとおり、上述の冷却機構３８は、円柱形状の棒状部材４０により構成される。この棒状部材４０は、軸体２８の内部に嵌合する形状としてあり、その両端に切欠き部４０ａおよび４０ｂがそれぞれ形成されている。これら切欠き部４０ａおよび４０ｂは、棒状部材４０が軸体２８の内部に嵌合したときに、軸体２８の開口３４および３６がそれぞれ切欠き部４０ａおよび４０ｂの位置に合わさるように形成されている。このため、棒状部材４０が軸体２８の内部に挿入されたとしても、ガス流入口２４と開口３４との間、およびガス流出口２６と開口３６との間はそれぞれつながった状態になされる。図２では、棒状部材４０が軸体２８の内部に嵌合されたときの開口３４および３６の位置を、それぞれ破線ａおよびｂにより示している。
【００３７】
また、棒状部材４０の内部には冷却管４２が埋設されている。この冷却管４２の両端部分は棒状部材４０の外部に導出されており、それぞれが冷却媒体流入口４２ａおよび冷却媒体流出口４２ｂとして用いられる。軸体２８内に設置された棒状部材４０は、その長手方向が水平方向に一致しており、冷却媒体流入口４２ａおよび冷却媒体流出口４２ｂは鉛直方向に配列した状態に設置される。そのとき、上側に冷却媒体流出口４２ｂが配置され、下側に冷却媒体流入口４２ａが配置される。この冷却管４２中には、水などの冷却媒体が流される。これにより、棒状部材４０が冷やされ、これに接触する軸体２８が冷却される。さらに、この軸体２８に接続された薄板３０が冷却され、薄板３０の温度はガスの温度よりも低い、ガスの固体化に適した温度に調整される。
【００３８】
なお、上述の例では、軸体２８と冷却機構３８とを別体にしたが、これら軸体２８および冷却機構３８は一体構造であっても構わない。例えば、図２（Ｂ）に示すように、上述した軸体２８の代わりに、内部に冷却管４２が埋設された中密の棒状部材の軸体２８ａを用いると良い。図２（Ｂ）に示す軸体２８ａの両端には、それぞれ軸体２８ａの軸方向に沿って延在する中空部２９ａおよび２９ｂが形成されており、これら中空部２９ａおよび２９ｂはそれぞれガス流入口２４およびガス流出口２６に通じている。また、軸体２８ａの壁面には中空部２９ａおよび２９ｂに通じる開口が形成されており、上述の中空部２９ａおよび２９ｂは容器２２の内部にそれぞれ通じている。このような軸体２８ａを容器２２の内部に設置すれば、軸体２８と冷却機構３８とを別体に構成した上述の例と同様のものが実現する。
【００３９】
次に、上述した構成のトラップ装置の動作につき、図３を参照して説明する。図３は、第１の実施の形態のトラップ装置の動作説明に供する図である。図３は、上述した容器２２内の流路を示すものである。図中の上下の水平方向に延在する２本の線分は容器２２を示しており、これら線分の間に互いに平行に配列する複数の線分は薄板３０を示している。図中、軸体２８などの他の構成成分は図示を省略してある。また、図中左側がガス流入口２４側となっており、図中右側がガス流出口２６側となっている。さらに、図中の矢印記号は、ガスが流れる方向を表している。
【００４０】
容器２２内に導入されたガスは、流路を通って、ガス流入口２４側からガス流出口２６側へ、すなわち、図中左側から図中右側へ向かって流れてゆく。主流路を流れるガスは、図中の記号ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇおよびｈで示された箇所の近傍を、この順に通り過ぎてゆく。主流路を流れるガスの一部は、薄板３０に形成された開口３２すなわち副流路を通って、主流路の他の部分に流出される。この副流路より流出されたガスの一部は、主流路に流れるガスを緩行させる。よって、副流路と主流路との合流部近傍では、ガスの滞留時間が延び、その結果、固形物の蓄積が促進される。図中、破線記号により固形物の蓄積が促進される箇所を示してある。
【００４１】
このように、ガスは薄板３０の開口３２を通って後段に流出してゆくので、薄板３０の全体が固形物の蓄積のために有効に使用される。つまり、固形物の蓄積促進箇所は、薄板３０の開口３２の位置に対応して流路全体にわたり分散するようになる。したがって、装置の使用時間に伴い固形物の蓄積が進行して流路断面積が減少するが、従来のように局所的に蓄積が進行することはなく、装置の使用時間が延びる。
【００４２】
なお、薄板３０を凹凸状や波形状に折り曲げてあると良い。図４は、第１の実施の形態のトラップ装置の変形例を示す側面図である。例えば、薄板３０の断面を、図４に示すような連続したＶ字形状や、連続したＵ字形状や、正弦波形状などになるように折り曲げる。さらに、薄板３０の表面に凹凸構造を形成しておくと良い。例えば、薄板３０の表面にブラスト加工を施すことにより、薄板３０の表面を凹凸面に形成する。このように、薄板３０の表面積が大きくなるようにすると、固形物の蓄積が可能となる有効面積が増大し、かつ、ガスの流路が延長される。したがって、装置の使用時間をさらに伸ばすことが可能になるとともに、固形物の収集効率をより向上させることができる。
【００４３】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態のトラップ装置について説明する。図５は、第２の実施の形態のトラップ装置の構成を示す図である。図５（Ａ）はトラップ装置の斜視図を示し、図５（Ｂ）はトラップ装置の側面図を示している。なお、第１の実施の形態で説明したものと同一の構成成分については、図５中、同じ番号で示してある。
【００４４】
第２の実施の形態のトラップ装置は、両端に開口を有した円筒形状の容器（ケーシング）２２により構成されている。容器２２の一方の開口がガス流入口２４として用いられ、容器２２の他方の開口がガス流出口２６として用いられる。これらガス流入口２４およびガス流出口２６はそれぞれ排気経路に接続される。また、容器２２の内部の、ガス流入口２４とガス流出口２６との間に、上述の排気経路に接続されるガスの流路が形成されている。
【００４５】
そして、この実施の形態のトラップ装置は、上述した流路中のガスの流速が当該流路の位置に応じた所定の流速に制御されるようになっている。そのように構成するために、第２の実施の形態では、上述の流路を、複数の環状の第１流路と、各第１流路の間を接続する第２流路とで構成する。また、この第１流路の流路断面積を所定の位置で変化させる。第２の実施の形態では、上述の第１流路が、容器２２の内部に設けられた円筒形状の軸体２８の表面に接続された複数枚の薄板４４によって形成される。また、上述の第２流路は、薄板４４の所定の位置に形成された開口４６（図５（Ｂ）では図示が省略されている。）によって形成される。さらに、薄板４４の所定の位置に段差４８を形成することにより、第１流路の流路断面積を変化させている。
【００４６】
上述の軸体２８については、第１の実施の形態の項で説明したので、ここではその説明を省略する。また、軸体２８の内部には、第１の実施の形態の項で図２を参照して説明したものと同じ冷却機構が設けられている。また、軸体２８の両端部には、第１の実施の形態で説明したように開口３４および３６がそれぞれ形成されている。なお、図５では、開口３６の図示が省略されている。
【００４７】
上述の各薄板４４は、軸体２８を中心に環状に延在する板である。各薄板４４は、ガス流入口２４側からガス流出口２６側にわたり、軸体２８に沿って配列している。隣接する薄板４４の間の空間が、上述の第１流路として用いられる。
【００４８】
また、上述したように、薄板４４の所定の位置に形成された開口４６により、第２流路が形成されている。つまり、この第２流路は、第１流路の一部から分岐して当該第１流路に隣接する他の第１流路に接続される流路となっている。したがって、ガス流入口２４側から容器２２内に導入されたガスは、ガス流出口３６側へ向かって、各第１流路を経て、第２流路に沿って流れる。
【００４９】
また、薄板４４の少なくとも一部を折り曲げることにより、薄板４４に段差４８が形成されている。このように段差４８が形成されたところでは、隣接する薄板４４との間の間隙が変化している。したがって、第１流路の流路断面積は段差４８を形成した部分で変化するようになっている。段差４８の部分では、第１流路のコンダクタンスが変化し、つまり、ガスの流れる速度が変化する。
【００５０】
次に、上述した構成のトラップ装置の動作につき、図６を参照して説明する。図６は、第２の実施の形態のトラップ装置の動作説明に供する図である。図６は、上述した容器２２内の流路を示すものである。図中の上下の水平方向に延在する２本の線分は容器２２を示しており、これら線分の間に互いに平行に配列する複数の線分は薄板４４を示している。図中、軸体２８などの他の構成成分は図示を省略してある。また、図中左側がガス流入口２４側となっており、図中右側がガス流出口２６側となっている。さらに、図中の矢印記号は、ガスが流れる方向を表している。
【００５１】
容器２２内に導入されたガスは、流路すなわち各第１流路および第２流路を通って、ガス流入口２４側からガス流出口２６側へ、すなわち、図中左側から図中右側へ向かって流れてゆく。第２流路より第１流路へ流出されたガスは、二系統に分流され、例えば、図中、記号ａおよびｂで示す互いに逆の向きにガスは流れてゆく。第１流路の流路断面積は、薄板４４の段差４８のところで変化している。流路断面積の大きいところでは、ガス流速が速くなり、固形物の蓄積が進行しにくい。したがって、この部分では、コンダクタンスの減少が防止される。一方、流路断面積の小さいところでは、ガス流速が遅くなり、固形物の蓄積が促進される。図中、破線記号により固形物の蓄積が促進される箇所を示してある。
【００５２】
このように、ガスは薄板４４の開口４６を通って後段に流出してゆくので、薄板４４の全体が固形物の蓄積のために有効に使用される。つまり、固形物の蓄積促進箇所は、薄板４４の段差４８の位置に対応して流路全体にわたり分散するようになる。したがって、装置の使用時間に伴い固形物の蓄積が進行して流路断面積が減少するが、従来のように局所的に蓄積が進行することはなく、装置の使用時間が延びる。
【００５３】
なお、薄板４４を凹凸状や波形状に折り曲げてあると良い。図７は、第２の実施の形態のトラップ装置の変形例を示す側面図である。例えば、薄板４４の断面を、図７に示すような連続したＶ字形状や、連続したＵ字形状や、正弦波形状などになるように折り曲げる。さらに、薄板４４の表面に凹凸構造を形成しておくと良い。例えば、薄板４４の表面にブラスト加工を施すことにより、薄板４４の表面を凹凸面に形成する。このように、薄板４４の表面積が大きくなるようにすると、固形物の蓄積が可能となる有効面積が増大し、かつ、ガスの流路が延長される。したがって、装置の使用時間をさらに伸ばすことが可能になるとともに、固形物の収集効率をより向上させることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１０，２２ 容器
１２，２４ ガス流入口
１４，２６ ガス流出口
１６ 遮蔽板
１８，２０，２１，４２ 冷却管
１８ａ，２０ａ，４２ａ 冷却媒体流入口
１８ｂ，２０ｂ，４２ｂ 冷却媒体流出口
２８，２８ａ 軸体
２９ａ，２９ｂ 中空部
３０，４４ 薄板
３２，３４，３６，４６ 開口
３８ 冷却機構
４０ 棒状部材
４０ａ，４０ｂ 切欠き部
４８ 段差
５０ 気密容器
５２ 真空ポンプ
５４ トラップ装置
５６ フィルタ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、真空ポンプにより排気される気密容器の排気経路に配置される、ガスの混合によって生じる固形物を除去するためのトラップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体製造用のプラズマＣＶＤ装置では、気密容器内でのプラズマＣＶＤプロセスによってａ−Ｓｉ膜やＳｉＮ膜などを基板に成膜する。しかし、基板以外の気密容器内壁などにも薄膜が堆積されてしまう。通常、この薄膜を除去するため、ＮＦ3 を用いて気密容器内のプラズマクリーニングが行われる。このとき、気密容器には、ＮＦ3 ガスの他にＳｉ2 Ｆ6 （ＮＨ4 ）3 ・Ｆ* を主体としたガス状の生成物が発生する。プラズマクリーニング中も気密容器は排気され続けるため、気密容器減圧用の真空ポンプの後方に配置された排気経路となる配管などにＳｉ2 Ｆ6 （ＮＨ4 ）3 ・Ｆ* を主体とした粉末状の固形物が堆積する。固形物が蓄積すると配管詰まりが引き起こされる。これを防止するため、固形物の収集を目的としたトラップ装置を排気経路に設けてある。
【０００３】
以下、従来のトラップ装置につき、図９を参照して説明する。図９は、従来のトラップ装置の構成を示す断面図である。
【０００４】
図９（Ａ）に示すトラップ装置は、両端に開口を有した円筒形状の容器１０により構成される。容器１０の一方の開口がガス流入口１２として用いられ、容器１０の他方の開口がガス流出口１４として用いられる。容器１０の内部には、円筒状の遮蔽板１６が設けられており、この遮蔽板１６の内側に冷却媒体流入口１８ａおよび冷却媒体流出口１８ｂを具えた冷却管１８が設けられている。また、容器１０の壁面にも、冷却媒体流入口２０ａおよび冷却媒体流出口２０ｂを具えた冷却管２０が設けられている。これら冷却管１８および２０には、水などの冷却媒体を循環させる。
【０００５】
気密容器から排気されたガスは、容器１０のガス流入口１２から内部に導入され、容器１０の内壁と遮蔽板１６との間を通ってガス流出口１４から排気経路に流出される。このガスは熱を帯びている。容器１０および遮蔽板１６は、冷却管１８および２０により、ガスの温度よりも低い温度に冷却されている。そのため、容器１０内においてガスは固体化し、上述の生成物が固形物として析出される。この固形物は容器１０の壁面や遮蔽板１６の表面に蓄積される。
【０００６】
また、図９（Ｂ）に示すトラップ装置は、複数回折れ曲がった形状の冷却管２１を容器１０の内部に具えている。これにより、ガス混合物と冷却管２１との接触面積を増大させ、固形物の収集効率の向上を図っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のトラップ装置では、ガス流入口近傍の冷却管上に局所的に固形物が蓄積し、ガス流入口から離れた冷却管上にはほとんど固形物の蓄積はみられなかった。したがって、固形物の蓄積によるガス流路のコンダクタンスの減少は、流入口近傍で局所的に進行する。このため、トラップ装置を交換、洗浄するまでの使用時間が短くなり、また、収集効率の面においても十分な性能が得られない。
【０００８】
したがって、従来より、ガス流入口近傍以外の箇所における固形物の蓄積を促進させることにより、装置の使用時間を延ばし、かつ、固形物の収集効率が向上するトラップ装置の出現が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、この出願に係る発明の発明者は、固形物の発生が温度だけでなく圧力にも依存することに着目して、下記のような独特の構成のトラップ装置を想到するに至った。
【００１０】
すなわち、この出願に係る発明のトラップ装置によれば、真空ポンプにより排気される気密容器の排気経路に配置されており、この排気経路内で固体化するガスを固形物として除去するためのトラップ装置において、このトラップ装置は、排気経路に接続されるガスの流路を内部に有した容器により構成されており、流路中のガスの流速が当該流路の位置に応じた所定の流速に制御されることを特徴とする。
【００１１】
このように、流路の位置に応じてガスの流速が制御されるので、流速の比較的小さいところでは固形物の蓄積が促進される。一方、流速の比較的大きいところでは固形物の蓄積が回避される。したがって、流路中の所定の位置に固形物を蓄積させることが可能であるとともに、流路のコンダクタンスを低下させたくないところには固形物を蓄積させないようにすることができる。よって、ガス流入口近傍以外の箇所において固形物の蓄積を促進させることができ、これにより装置の使用時間が延び、しかも、固形物の収集効率が向上する。
【００１２】
この発明のトラップ装置の好適例によれば、前述の流路が、螺旋状に延在する主流路と、この主流路の一部から分岐して当該主流路の他の部分に接続する副流路とで構成される。
【００１３】
このように構成すると、主流路と副流路との合流点において、主流路に流れるガスは副流路から流れ込むガスによって緩行される。それにより、装置内におけるガスの滞留時間が延び、固形物の蓄積が促進される。また、主流路においては装置の使用時間の増加に伴い固形物の蓄積が進行して、流路断面積が減少するが、ガスは副流路を通って後段の主流路に流出するので、主流路の後段も有効に使用される。したがって、装置の使用時間を従来に比べ延長させることが可能である。
【００１４】
また、この発明のトラップ装置において、好ましくは、前述の主流路が、容器の内部に設けられた軸体の表面に接続された薄板によって形成されており、前述の副流路が、薄板の所定の位置に形成された開口によって形成されると良い。
【００１５】
また、この発明のトラップ装置の他の好適例によれば、前述の流路が、複数の環状の第１流路と、各第１流路の間を接続する第２流路とで構成されており、第１流路の流路断面積を所定の位置で変化させてある。
【００１６】
このように構成すると、ガスは各第１流路および第２流路中に流入する。第２流路より第１流路に流入したガスは２系統に分流される。所定の第１流路には、流路断面積が変化するところがあり、ガスは流路断面積の小さい側と流路断面積の大きい側とにそれぞれ進行する。流路断面積の小さい側では、流路断面積の大きい側に比べてガスの流速が速くなる。したがって、流路断面積の小さい側では固形物が蓄積されにくくなり、一方、流路断面積の大きい側では固形物が蓄積されやすい。このように、固形物の蓄積が促進される箇所とコンダクタンスの低下を防ぐ箇所とを所定の位置に設定することができる。よって、固形物の蓄積を非局所的に生じさせることが可能であり、後段の第１流路も有効に使用される。したがって、装置の使用時間が従来に比べて長くなる。
【００１７】
また、この発明のトラップ装置において、好ましくは、前述の第１流路が、容器の内部に設けられた軸体の表面に接続された複数枚の薄板によって形成されていて、前述の第２流路が、薄板の所定の位置に形成された開口によって形成されており、薄板の所定の位置に段差を形成することにより、第１流路の流路断面積を変化させると良い。
【００１８】
また、上述の薄板は凹凸状または波形状に折り曲げてあるのが好ましい。薄板の表面積が増大して、固形物の蓄積が可能となる有効面積が増加するからである。また、ガスの流路が延長され、装置の使用時間の延長および固形物の収集効率の向上が図れる。
【００１９】
さらに、好ましくは、薄板の表面に凹凸構造を形成してあると良い。このためには、例えば、薄板の表面にブラスト加工を施して凹凸面を形成するのが好適である。この結果、薄板の表面積が増大する。
【００２０】
さらに、上述した軸体の内部に冷却機構が設けられていると好適である。
【発明の効果】
【００２１】
この発明のトラップ装置によれば、トラップ装置は、排気経路に接続されるガスの流路を内部に有した容器により構成されており、流路中のガスの流速が当該流路の位置に応じた所定の流速に制御される。
【００２２】
このように、流路の位置に応じてガスの流速が制御されるので、流速の比較的小さいところでは固形物の蓄積が促進される。一方、流速の比較的大きいところでは固形物の蓄積が回避される。したがって、流路中の所定の位置に固形物を蓄積させることが可能であるとともに、流路のコンダクタンスを低下させたくないところには固形物を蓄積させないようにすることができる。よって、ガス流入口近傍以外の箇所において固形物の蓄積を促進させることができ、これにより装置の使用時間が延び、しかも、固形物の収集効率が向上する。
【００２３】
また、この発明のトラップ装置を、例えば半導体製造用のプラズマＣＶＤ装置に適用すれば、このＣＶＤ装置の運転効率や生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施の形態のトラップ装置の構成を示す図である。
【図２】冷却機構の構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態のトラップ装置の動作説明に供する図である。
【図４】第１の実施の形態のトラップ装置の変形例を示す図である。
【図５】第２の実施の形態のトラップ装置の構成を示す図である。
【図６】第２の実施の形態のトラップ装置の動作説明に供する図である。
【図７】第２の実施の形態のトラップ装置の変形例を示す図である。
【図８】トラップ装置の使用例を示す図である。
【図９】従来のトラップ装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、図は、この発明が理解できる程度に形状、大きさおよび配置関係を概略的に示しているに過ぎない。また、以下に記載される数値等の条件は単なる一例に過ぎない。よって、この発明は、この実施の形態に何ら限定されることがない。
【００２６】
この実施の形態で説明するトラップ装置は、真空ポンプにより排気される気密容器の排気経路に配置され、排気経路内で固体化するガスを固形物として除去する装置である。図８は、トラップ装置の使用例を示すブロック図である。図８（Ａ）に示すように、気密容器（真空容器）５０の排気経路には、真空ポンプ５２、トラップ装置５４およびフィルタ５６が気密容器５０側からこの順序で設けられている。気密容器５０では、例えばプラズマＣＶＤプロセスによってａ−Ｓｉ膜やＳｉＮ膜などを基板に成膜することが行われるが、基板以外の気密容器５０の内壁などにも薄膜が堆積する。この薄膜を除去するため、ＮＦ3 を用いて気密容器５０内のプラズマクリーニングが行われる。そのとき、気密容器５０には、ＮＦ3 ガスの他にＳｉ2 Ｆ6 （ＮＨ4 ）3 ・Ｆ* を主体としたガス状の生成物を含むガス混合物が発生する。真空ポンプ５２により、プラズマクリーニング中も気密容器５０は排気され続けるので、ガス混合物は、真空ポンプ５２後方に配置されたトラップ装置５４内に導入される。トラップ装置５４は、ガス混合物を冷却して上述の生成物を析出する。Ｓｉ2 Ｆ6 （ＮＨ4 ）3 ・Ｆ* を主体とした生成物は、粉末状の固形物としてトラップ装置５４内に蓄積される。
【００２７】
また、トラップ装置５４を真空ポンプ５２の前段に配置するように構成しても良い。例えば、図８（Ｂ）に示すように、気密容器５０の排気経路に、トラップ装置５４、フィルタ５６および真空ポンプ５２を気密容器５０側からこの順序で設けると良い。
【００２８】
以下、上述したトラップ装置５４の構成例について説明する。
【００２９】
［第１の実施の形態］
まず、第１の実施の形態のトラップ装置について説明する。図１は、第１の実施の形態のトラップ装置の構成を示す図である。図１（Ａ）はトラップ装置の斜視図を示し、図１（Ｂ）はトラップ装置の側面図を示している。
【００３０】
図１に示すトラップ装置は、両端に開口を有した円筒形状の容器（ケーシング）２２により構成されている。容器２２の一方の開口がガス流入口２４として用いられ、容器２２の他方の開口がガス流出口２６として用いられる。これらガス流入口２４およびガス流出口２６はそれぞれ排気経路に接続される。また、容器２２の内部の、ガス流入口２４とガス流出口２６との間に、上述の排気経路に接続されるガス（ガス混合物）の流路が形成されている。このトラップ装置は、ガス流入口２４、流路およびガス流出口２６が水平方向に配列するように上述の排気経路中に設けられる。
【００３１】
そして、この実施の形態のトラップ装置は、上述した流路中のガスの流速が当該流路の位置に応じた所定の流速に制御されるようになっている。そのように構成するために、第１の実施の形態では、上述の流路を、螺旋状に延在する主流路と、この主流路の一部から分岐して当該主流路の他の部分に接続する副流路とで構成する。第１の実施の形態では、上述の主流路が、容器２２の内部に設けられた円筒形状の軸体２８の表面に接続された薄板３０によって形成される。また、上述の副流路は、薄板３０の所定の位置に形成された開口３２（図１（Ｂ）では図示が省略されている。）によって形成される。
【００３２】
上述の軸体２８は、当該軸体２８の中心軸と容器２２の中心軸とが一致するような位置に設置されている。軸体２８の一端は容器２２のガス流入口２４側の壁部に接続されており、軸体２８の他端は容器２２のガス流出口２６側の壁部に接続されている。軸体２８の内部は、ガス流入口２４およびガス流出口２６にそれぞれ通じている。また、軸体２８の両端近傍の壁面には、開口３４および３６がそれぞれ形成されている。したがって、これら開口３４および３６は、ガス流入口２４およびガス流出口２６にそれぞれ通じている。なお、図１では図示を省略してあるが、軸体２８の内部の開口３４および３６間に、冷却機構３８が設けられている。開口３４および３６間の軸体２８の内部は、この冷却機構３８によって塞がれている。このため、ガス流入口２４に入ったガスは、軸体２８の内部を流れてガス流出口２６に導出されることはない。すなわち、ガス流入口２４に入ったガスは、ガス流入口２４側の開口３４を経て容器２２の内部に導入され、容器２２中の流路を通り、ガス流出口２６側の開口３６を経て、ガス流出口２６から排気経路へ導出される。
【００３３】
また、上述の薄板３０は、ガス流入口２４側からガス流出口２６側にわたり、軸体２８を中心に螺旋状に延在する１枚の板である。この薄板３０の、隣接する板の間の空間が、上述の主流路として用いられる。ガス流入口２４側から容器２２内に導入されたガスは、ガス流出口２６側へ向かって、主流路に沿って、軸体２８を中心に螺旋状に流れるようになっている。
【００３４】
また、上述したように、薄板３０の所定の位置に形成された開口３２により、副流路が形成されている。つまり、この副流路は、主流路の一部から分岐して当該主流路の他の部分に接続される流路となっている。ガス流入口２４側から容器２２内に導入されたガスは、ガス流出口２６側へ向かって、主流路に沿って流れるとともに、ガスの一部は副流路側にも分流され、軸体２８の軸方向に沿って流れるようになっている。
【００３５】
ここで、上述した冷却機構３８につき、図２を参照して説明する。図２は、冷却機構の構成を示す断面図である。なお、図中、断面を示すハッチングは省略してある。また、図２に示す断面は、図１（Ｂ）に示す軸体２８の中心軸を含む位置（図１（Ｂ）のＩ−Ｉ線の位置）の切り口に相当する断面である。
【００３６】
図２（Ａ）に示すとおり、上述の冷却機構３８は、円柱形状の棒状部材４０により構成される。この棒状部材４０は、軸体２８の内部に嵌合する形状としてあり、その両端に切欠き部４０ａおよび４０ｂがそれぞれ形成されている。これら切欠き部４０ａおよび４０ｂは、棒状部材４０が軸体２８の内部に嵌合したときに、軸体２８の開口３４および３６がそれぞれ切欠き部４０ａおよび４０ｂの位置に合わさるように形成されている。このため、棒状部材４０が軸体２８の内部に挿入されたとしても、ガス流入口２４と開口３４との間、およびガス流出口２６と開口３６との間はそれぞれつながった状態になされる。図２では、棒状部材４０が軸体２８の内部に嵌合されたときの開口３４および３６の位置を、それぞれ破線ａおよびｂにより示している。
【００３７】
また、棒状部材４０の内部には冷却管４２が埋設されている。この冷却管４２の両端部分は棒状部材４０の外部に導出されており、それぞれが冷却媒体流入口４２ａおよび冷却媒体流出口４２ｂとして用いられる。軸体２８内に設置された棒状部材４０は、その長手方向が水平方向に一致しており、冷却媒体流入口４２ａおよび冷却媒体流出口４２ｂは鉛直方向に配列した状態に設置される。そのとき、上側に冷却媒体流出口４２ｂが配置され、下側に冷却媒体流入口４２ａが配置される。この冷却管４２中には、水などの冷却媒体が流される。これにより、棒状部材４０が冷やされ、これに接触する軸体２８が冷却される。さらに、この軸体２８に接続された薄板３０が冷却され、薄板３０の温度はガスの温度よりも低い、ガスの固体化に適した温度に調整される。
【００３８】
なお、上述の例では、軸体２８と冷却機構３８とを別体にしたが、これら軸体２８および冷却機構３８は一体構造であっても構わない。例えば、図２（Ｂ）に示すように、上述した軸体２８の代わりに、内部に冷却管４２が埋設された中密の棒状部材の軸体２８ａを用いると良い。図２（Ｂ）に示す軸体２８ａの両端には、それぞれ軸体２８ａの軸方向に沿って延在する中空部２９ａおよび２９ｂが形成されており、これら中空部２９ａおよび２９ｂはそれぞれガス流入口２４およびガス流出口２６に通じている。また、軸体２８ａの壁面には中空部２９ａおよび２９ｂに通じる開口が形成されており、上述の中空部２９ａおよび２９ｂは容器２２の内部にそれぞれ通じている。このような軸体２８ａを容器２２の内部に設置すれば、軸体２８と冷却機構３８とを別体に構成した上述の例と同様のものが実現する。
【００３９】
次に、上述した構成のトラップ装置の動作につき、図３を参照して説明する。図３は、第１の実施の形態のトラップ装置の動作説明に供する図である。図３は、上述した容器２２内の流路を示すものである。図中の上下の水平方向に延在する２本の線分は容器２２を示しており、これら線分の間に互いに平行に配列する複数の線分は薄板３０を示している。図中、軸体２８などの他の構成成分は図示を省略してある。また、図中左側がガス流入口２４側となっており、図中右側がガス流出口２６側となっている。さらに、図中の矢印記号は、ガスが流れる方向を表している。
【００４０】
容器２２内に導入されたガスは、流路を通って、ガス流入口２４側からガス流出口２６側へ、すなわち、図中左側から図中右側へ向かって流れてゆく。主流路を流れるガスは、図中の記号ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇおよびｈで示された箇所の近傍を、この順に通り過ぎてゆく。主流路を流れるガスの一部は、薄板３０に形成された開口３２すなわち副流路を通って、主流路の他の部分に流出される。この副流路より流出されたガスの一部は、主流路に流れるガスを緩行させる。よって、副流路と主流路との合流部近傍では、ガスの滞留時間が延び、その結果、固形物の蓄積が促進される。図中、破線記号により固形物の蓄積が促進される箇所を示してある。
【００４１】
このように、ガスは薄板３０の開口３２を通って後段に流出してゆくので、薄板３０の全体が固形物の蓄積のために有効に使用される。つまり、固形物の蓄積促進箇所は、薄板３０の開口３２の位置に対応して流路全体にわたり分散するようになる。したがって、装置の使用時間に伴い固形物の蓄積が進行して流路断面積が減少するが、従来のように局所的に蓄積が進行することはなく、装置の使用時間が延びる。
【００４２】
なお、薄板３０を凹凸状や波形状に折り曲げてあると良い。図４は、第１の実施の形態のトラップ装置の変形例を示す側面図である。例えば、薄板３０の断面を、図４に示すような連続したＶ字形状や、連続したＵ字形状や、正弦波形状などになるように折り曲げる。さらに、薄板３０の表面に凹凸構造を形成しておくと良い。例えば、薄板３０の表面にブラスト加工を施すことにより、薄板３０の表面を凹凸面に形成する。このように、薄板３０の表面積が大きくなるようにすると、固形物の蓄積が可能となる有効面積が増大し、かつ、ガスの流路が延長される。したがって、装置の使用時間をさらに伸ばすことが可能になるとともに、固形物の収集効率をより向上させることができる。
【００４３】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態のトラップ装置について説明する。図５は、第２の実施の形態のトラップ装置の構成を示す図である。図５（Ａ）はトラップ装置の斜視図を示し、図５（Ｂ）はトラップ装置の側面図を示している。なお、第１の実施の形態で説明したものと同一の構成成分については、図５中、同じ番号で示してある。
【００４４】
第２の実施の形態のトラップ装置は、両端に開口を有した円筒形状の容器（ケーシング）２２により構成されている。容器２２の一方の開口がガス流入口２４として用いられ、容器２２の他方の開口がガス流出口２６として用いられる。これらガス流入口２４およびガス流出口２６はそれぞれ排気経路に接続される。また、容器２２の内部の、ガス流入口２４とガス流出口２６との間に、上述の排気経路に接続されるガスの流路が形成されている。
【００４５】
そして、この実施の形態のトラップ装置は、上述した流路中のガスの流速が当該流路の位置に応じた所定の流速に制御されるようになっている。そのように構成するために、第２の実施の形態では、上述の流路を、複数の環状の第１流路と、各第１流路の間を接続する第２流路とで構成する。また、この第１流路の流路断面積を所定の位置で変化させる。第２の実施の形態では、上述の第１流路が、容器２２の内部に設けられた円筒形状の軸体２８の表面に接続された複数枚の薄板４４によって形成される。また、上述の第２流路は、薄板４４の所定の位置に形成された開口４６（図５（Ｂ）では図示が省略されている。）によって形成される。さらに、薄板４４の所定の位置に段差４８を形成することにより、第１流路の流路断面積を変化させている。
【００４６】
上述の軸体２８については、第１の実施の形態の項で説明したので、ここではその説明を省略する。また、軸体２８の内部には、第１の実施の形態の項で図２を参照して説明したものと同じ冷却機構が設けられている。また、軸体２８の両端部には、第１の実施の形態で説明したように開口３４および３６がそれぞれ形成されている。なお、図５では、開口３６の図示が省略されている。
【００４７】
上述の各薄板４４は、軸体２８を中心に環状に延在する板である。各薄板４４は、ガス流入口２４側からガス流出口２６側にわたり、軸体２８に沿って配列している。隣接する薄板４４の間の空間が、上述の第１流路として用いられる。
【００４８】
また、上述したように、薄板４４の所定の位置に形成された開口４６により、第２流路が形成されている。つまり、この第２流路は、第１流路の一部から分岐して当該第１流路に隣接する他の第１流路に接続される流路となっている。したがって、ガス流入口２４側から容器２２内に導入されたガスは、ガス流出口３６側へ向かって、各第１流路を経て、第２流路に沿って流れる。
【００４９】
また、薄板４４の少なくとも一部を折り曲げることにより、薄板４４に段差４８が形成されている。このように段差４８が形成されたところでは、隣接する薄板４４との間の間隙が変化している。したがって、第１流路の流路断面積は段差４８を形成した部分で変化するようになっている。段差４８の部分では、第１流路のコンダクタンスが変化し、つまり、ガスの流れる速度が変化する。
【００５０】
次に、上述した構成のトラップ装置の動作につき、図６を参照して説明する。図６は、第２の実施の形態のトラップ装置の動作説明に供する図である。図６は、上述した容器２２内の流路を示すものである。図中の上下の水平方向に延在する２本の線分は容器２２を示しており、これら線分の間に互いに平行に配列する複数の線分は薄板４４を示している。図中、軸体２８などの他の構成成分は図示を省略してある。また、図中左側がガス流入口２４側となっており、図中右側がガス流出口２６側となっている。さらに、図中の矢印記号は、ガスが流れる方向を表している。
【００５１】
容器２２内に導入されたガスは、流路すなわち各第１流路および第２流路を通って、ガス流入口２４側からガス流出口２６側へ、すなわち、図中左側から図中右側へ向かって流れてゆく。第２流路より第１流路へ流出されたガスは、二系統に分流され、例えば、図中、記号ａおよびｂで示す互いに逆の向きにガスは流れてゆく。第１流路の流路断面積は、薄板４４の段差４８のところで変化している。流路断面積の大きいところでは、ガス流速が速くなり、固形物の蓄積が進行しにくい。したがって、この部分では、コンダクタンスの減少が防止される。一方、流路断面積の小さいところでは、ガス流速が遅くなり、固形物の蓄積が促進される。図中、破線記号により固形物の蓄積が促進される箇所を示してある。
【００５２】
このように、ガスは薄板４４の開口４６を通って後段に流出してゆくので、薄板４４の全体が固形物の蓄積のために有効に使用される。つまり、固形物の蓄積促進箇所は、薄板４４の段差４８の位置に対応して流路全体にわたり分散するようになる。したがって、装置の使用時間に伴い固形物の蓄積が進行して流路断面積が減少するが、従来のように局所的に蓄積が進行することはなく、装置の使用時間が延びる。
【００５３】
なお、薄板４４を凹凸状や波形状に折り曲げてあると良い。図７は、第２の実施の形態のトラップ装置の変形例を示す側面図である。例えば、薄板４４の断面を、図７に示すような連続したＶ字形状や、連続したＵ字形状や、正弦波形状などになるように折り曲げる。さらに、薄板４４の表面に凹凸構造を形成しておくと良い。例えば、薄板４４の表面にブラスト加工を施すことにより、薄板４４の表面を凹凸面に形成する。このように、薄板４４の表面積が大きくなるようにすると、固形物の蓄積が可能となる有効面積が増大し、かつ、ガスの流路が延長される。したがって、装置の使用時間をさらに伸ばすことが可能になるとともに、固形物の収集効率をより向上させることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１０，２２ 容器
１２，２４ ガス流入口
１４，２６ ガス流出口
１６ 遮蔽板
１８，２０，２１，４２ 冷却管
１８ａ，２０ａ，４２ａ 冷却媒体流入口
１８ｂ，２０ｂ，４２ｂ 冷却媒体流出口
２８，２８ａ 軸体
２９ａ，２９ｂ 中空部
３０，４４ 薄板
３２，３４，３６，４６ 開口
３８ 冷却機構
４０ 棒状部材
４０ａ，４０ｂ 切欠き部
４８ 段差
５０ 気密容器
５２ 真空ポンプ
５４ トラップ装置
５６ フィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ポンプにより排気される気密容器の排気経路に配置されており、該排気経路内で固体化するガスを固形物として除去するためのトラップ装置において、
該トラップ装置は、前記排気経路に接続されるガスの経路を内部に有した容器により構成されており、前記流路が、複数の環状の第１流路と、各前記第１経路の間を接続する第２流路とで構成されており、前記第１流路の流路断面積を所定の位置で変化させてあることを特徴とするトラップ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のトラップ装置において、
前記第１流路が、前記容器の内部に設けられた軸体の表面に接続された複数枚の薄板によって形成されていて、
前記第２流路が、前記薄板の所定の位置に形成された開口によって形成されており、前記薄板の所定の位置に段差を形成することにより、前記第１流路の流路断面積を変化させていることを特徴とするトラップ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のトラップ装置において、前記薄板を凹凸状に折り曲げてあることを特徴とするトラップ装置。
【請求項４】
請求項２に記載のトラップ装置において、前記薄板を波形状に折り曲げてあることを特徴とするトラップ装置。
【請求項５】
請求項２に記載のトラップ装置において、前記薄板の表面に凹凸構造を形成してあることを特徴とするトラップ装置。
【請求項６】
請求項２に記載のトラップ装置において、前記薄板の表面にブラスト加工を施して凹凸面を形成していることを特徴とするトラップ装置。
【請求項７】
請求項２に記載のトラップ装置において、前記軸体の内部に冷却機構が設けられていることを特徴とするトラップ装置。
【請求項１】
真空ポンプにより排気される気密容器の排気経路に配置されており、該排気経路内で固体化するガスを固形物として除去するためのトラップ装置において、
該トラップ装置は、前記排気経路に接続されるガスの経路を内部に有した容器により構成されており、前記流路が、複数の環状の第１流路と、各前記第１経路の間を接続する第２流路とで構成されており、前記第１流路の流路断面積を所定の位置で変化させてあることを特徴とするトラップ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のトラップ装置において、
前記第１流路が、前記容器の内部に設けられた軸体の表面に接続された複数枚の薄板によって形成されていて、
前記第２流路が、前記薄板の所定の位置に形成された開口によって形成されており、前記薄板の所定の位置に段差を形成することにより、前記第１流路の流路断面積を変化させていることを特徴とするトラップ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のトラップ装置において、前記薄板を凹凸状に折り曲げてあることを特徴とするトラップ装置。
【請求項４】
請求項２に記載のトラップ装置において、前記薄板を波形状に折り曲げてあることを特徴とするトラップ装置。
【請求項５】
請求項２に記載のトラップ装置において、前記薄板の表面に凹凸構造を形成してあることを特徴とするトラップ装置。
【請求項６】
請求項２に記載のトラップ装置において、前記薄板の表面にブラスト加工を施して凹凸面を形成していることを特徴とするトラップ装置。
【請求項７】
請求項２に記載のトラップ装置において、前記軸体の内部に冷却機構が設けられていることを特徴とするトラップ装置。
【図３】
【図６】
【図７】
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図８】
【図９】
【図６】
【図７】
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１９００３５（Ｐ２００９−１９００３５Ａ）
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３５３１９（Ｐ２００９−１３５３１９）
【出願日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【分割の表示】特願平１１−３５６３３４の分割
【原出願日】平成１１年１２月１５日（１９９９．１２．１５）
【出願人】（０００２２７２９４）キヤノンアネルバ株式会社 (564)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【分割の表示】特願平１１−３５６３３４の分割
【原出願日】平成１１年１２月１５日（１９９９．１２．１５）
【出願人】（０００２２７２９４）キヤノンアネルバ株式会社 (564)
【Ｆターム（参考）】
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