ドライ真空ポンプ
【課題】ポンプ吸入口のフィルタを不要とするドライ真空ポンプを提供する。
【解決手段】ドライ真空ポンプ１００は、ガスを吸入する吸入ポート１０ａに連結される吸気部３０を備える。吸気部３０は、中空円筒状の外壁３４ａおよび内筒３８を備え、また、ケース３４内の吸入室３１において、外壁３４ａの外周面と内筒３８の外周面３８ｏとの間に形成される、堆積空間３１ｂを備える。ガスとともに搬送される粉末状の固体は、この堆積空間３１ｂに堆積する。
【解決手段】ドライ真空ポンプ１００は、ガスを吸入する吸入ポート１０ａに連結される吸気部３０を備える。吸気部３０は、中空円筒状の外壁３４ａおよび内筒３８を備え、また、ケース３４内の吸入室３１において、外壁３４ａの外周面と内筒３８の外周面３８ｏとの間に形成される、堆積空間３１ｂを備える。ガスとともに搬送される粉末状の固体は、この堆積空間３１ｂに堆積する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ドライ真空ポンプに関し、とくに吸入ポートに連結した吸気部の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を製造するための成膜工程において、真空状態を作り出すために、ドライ真空ポンプが用いられる。こうした真空ポンプにおいては、半導体の製造に関連して生成される粉末状の固体粒子に関する考慮が必要となる。
このような粉末は、少量ずつであれば、ポンプに吸入されても、排気とともに外部に吐出されるので、それほど問題とはならない。しかしながら、流路の壁に付着していた粉末が固まった状態で剥離する等の原因により、一度に大量の粉末がポンプに吸入されると、ポンプの内部で詰まりを起こしてポンプが停止する等の不都合が発生する。これを避けるために、ポンプの吸入口にフィルタを設け、これによって粉末をガスから分離してからポンプ内に吸入する構成が知られている。
このような構成の例は、特許文献１の図５に開示される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−９０２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のドライ真空ポンプ、たとえば特許文献１に記載されるようなものでは、ポンプ運転時にフィルタに粉末が堆積してガスの流路を塞ぐので、フィルタを頻繁に交換する必要があり、このために工数がかかるという問題があった。
【０００５】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、フィルタを不要とするドライ真空ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の問題点を解決するため、この発明に係るドライ真空ポンプは、吸入ポートを有するポンプ本体と、吸入ポートに連結して設けられ、外部配管から導入されるガスを吸入して該ガスを吸入ポートに導出する吸気部とを備え、吸気部は、該吸気部の内部を覆うケースと、一端がケースの内部に開口するとともに、他端が吸入ポートに連結される中空筒状の内筒とを備え、ケースは、中空筒状の内筒を取り囲む外壁を有し、ケースには、ガスを該ケースの内部に吸入するための吸入口が形成され、外壁及び該外壁の内周側に配置された遠心分離筒により、該外壁及び該遠心分離筒との間の空間を旋回させて遠心力によりガス中に含まれる固体と気体とを分離する遠心分離構造を有し、吸入口は遠心分離筒の外周とケースの内周との間に連通するように設けられていることを特徴とする。
ドライ真空ポンプは、吸気部に空間を有し、ガスに含まれる粉末状の固体をこの空間に堆積させる。
【０００７】
遠心分離筒は、内筒であることを特徴としてもよい。
吸気部は、一端がケースに固定されるとともに、他端がケースの内部に開口する、中空筒状の外筒を備え、外筒の内径は、内筒の外径よりも大きく、内筒が外筒の内周側に配置され、内筒の少なくとも一部が外筒により覆われるように配置され、遠心分離筒の少なくとも一部は、外筒で構成され、外筒の外側において、ガスは重力方向に流れ、外筒の内周面と、内筒の外周面との間において、ガスは重力と反対方向に流れてもよい。
外壁は中空円筒状であり、ケースの内部に流入するガスに対して、外壁の内周面と外筒の外周面との間で、遠心分離を行ってもよい。
吸気部は、外部からガスを吸入する吸入口を有し、内筒の外面には、環状の傘部が取り付けられていることを特徴としてもよい。
傘部は、重力方向に上方から下方に向かって広がるテーパ状であり、該傘部の下端は、吸入口の下端よりも下方に位置してもよい。
吸気部は、空間を加熱するヒータを備え、加熱は、空間に堆積する昇華性の物質の昇華点より高い温度になされてもよい。
ヒータは、外壁の外周側に配置されていることを特徴としてもよい。
ドライ真空ポンプは、半導体製造装置に連結して使用することが可能なものであり、昇華性の物質の昇華点は、ケイフッ化アンモニウムの昇華点であってもよい。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、ドライ真空ポンプの吸気部において、外壁と内筒との間に堆積空間が形成され、ここに粉末を堆積させるので、粉末を分離するためのフィルタを不要とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１および図２に、この発明の実施の形態１に係るドライ真空ポンプ１００の全体構成を示す。図１は斜視図であり、図２は側面図である。なお、本実施形態において、上方とは重力が働く方向に対して、反対側の方向のことを示し、下方とは、重力が働く方向のことを示す。
ドライ真空ポンプ１００は、たとえばプラズマ化学気相成長法（ＰＥ−ＣＶＤ法、Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）を用いて窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）の成膜を行うＣＶＤ装置や、エッチング装置等の、半導体製造装置に連結して用いられるものである。ドライ真空ポンプ１００はたとえばルーツ式のものであるが、他の形式であってもよく、たとえばスクリュー式やスクロール式のものであってもよい。
ドライ真空ポンプ１００は、ガスを吸入する吸気部３０と、吸気部３０から吸入されたガスを排出する排気部２０と、吸気部３０から排気部２０へとガスを搬送するポンプ本体１０とを備える。吸気部３０はポンプ本体１０に連結され、また、外部からガスを吸入する経路である外部配管５０にも連結される。
【００１０】
図３は、図２における吸気部３０およびその周辺の変位図示拡大断面図である。図３においては、図面上側が上方であり、図面下側が下方である。
ポンプ本体１０は、その上部に、吸気部３０を取り付けるための雌ネジが形成されたボルト穴が設けられた本体側取り付け板１２を備える。吸気部３０は、吸気部３０をポンプ本体１０に取り付けるためのボルト取り付け穴が設けられた吸気部側取り付け板３２を備える。複数のボルト６０が、吸気部側取り付け板３２のボルト取り付け穴を貫通するとともに本体側取り付け板１２のボルト穴と螺合し、これによって吸気部３０がポンプ本体１０に脱着可能に固定される。
【００１１】
なお、図４に示すように、外部配管５０は、吸気部３０の外壁３４ａに対して偏心して設けられる。ここで、図４は、図２における吸気部３０と外部配管５０との位置関係を示す図であり、図３は、図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線における変位図示断面図となっている。
【００１２】
吸気部３０は、その内部を覆うケース３４を備える。ケース３４は、吸気部側取り付け板３２に対して垂直な中空円筒状の外壁３４ａと、外壁３４ａに垂直な上板３４ｂとを含む。この外壁３４ａと、上板３４ｂと、吸気部側取り付け板３２とによって覆われる空間が吸入室３１である。この吸入室３１は、ポンプ本体１０の吸入ポート１０ａに連通して設けられる。
ここで、外壁３４ａの円筒中心軸が伸びる方向を「軸方向」、円筒中心軸に対して垂直な方向を「径方向」と定義する。
また、吸気部３０には外部配管５０が連結され、この外部配管５０と外壁３４ａとがケース３４（外壁３４ａ）に形成された吸入口５４で連結され、これによってそれぞれの内部が連通する。また、外部配管５０は、外部の構造に連結されてそこからガスを吸入する吸気口５２を備え、吸気口５２の周囲には円環状のフランジ５２ａが形成される。つまり、ガスは、吸気口５２を介して外部配管５０から導入され、吸入口５４を介してケース３４の内部に吸入される。
【００１３】
吸気部３０は、その内部に、外壁３４ａと同軸に設けられ、外壁３４ａに取り囲まれる、中空円筒状の外筒３６および内筒３８を備える。前記吸入口５４は外筒３６の外周とケース３４の内周との間に連通するように設けられている。
外筒３６の径は、内筒３８の径よりも大きく、内筒３８の上端開口３８ａは、外筒３６の下端開口３６ａよりも上方に配置される。すなわち、内筒３８は外筒３６の内周側に配置され、内筒３８の少なくとも一部が外筒３６に覆われるように配置される。別の言い方をすると、内筒３８と外筒３６とは、軸方向において一部が重なるように配置され、また、外筒３６の下端開口３６ａは、内筒３８の外周面３８ｏを取り囲み、かつ、内筒３８の上端開口３８ａは、外筒３６の内部に位置する。
【００１４】
内筒３８の外周面３８ｏと外筒３６の内周面３６ｉとの間には、連通路である反転連通路３１ａが形成される。この反転連通路３１ａは、外筒３６の下端開口３６ａと、内筒３８の上端開口３８ａとを連通するものである。また、反転連通路３１ａに垂直な断面において、外筒３６は、内筒３８を取り囲んでいる。
内筒３８の上端開口３８ａは、外筒３６の下端開口３６ａよりも上方にあるので、内筒３８の径方向に水平に進もうとするガスの流れが遮られ、上方すなわち重力と反対方向に、反転連通路３１ａを通って導かれる構成となっている。
外筒３６において、反転連通路３１ａの外側では、ガスは重力方向（すなわち、重力の向きを成分として含む方向）に流れるが、反転連通路３１ａにおいては、ガスは重力と反対方向（すなわち、重力と反対の向きを成分として含む方向）に流れる。
【００１５】
外筒３６は、その上端面が上板３４ｂに固定されており、下端開口３６ａが吸気部３０の内部に開口している。外筒３６の下端開口３６ａは、吸入口５４の下端５４ａよりも下方に配置される。すなわち、吸入口５４から流入したガスは、外筒３６の下端開口３６ａへと至る経路において、下方向（重力方向）に向かうようになっている。
このように、吸気部３０は、図４に示すように、外部配管５０から外壁３４ａに対して偏心して流入するガスに対して、同軸に配置される外壁３４ａの内周面３４ｉと外筒３６の外周面３６ｏとの間で、遠心分離を行う、遠心分離構造を有する。外筒３６は遠心分離筒として機能する。
【００１６】
内筒３８は、取り付け板３２を貫通しつつ、取り付け板３２に固定されて設けられ、その上端開口３８ａが吸気部３０の内部に開口している。内筒３８の下端面の開口であるポンプ連通口５６は、ポンプ本体１０の吸入ポート１０ａと整合し、ポンプ連通口５６及び吸入ポート１０ａによって吸気部３０の内部とポンプ本体１０の内部とが連通する。
内筒３８の上端開口３８ａは、外筒３６の下端開口３６ａよりも上方にある。このため、ガスが外筒３６の下端開口３６ａから内筒３８の上端開口３８ａに至る経路において、反転連通路３１ａを通って上方向（重力と反対方向）に向かうようになっている。
【００１７】
また、図３に示すように、内筒３８の外周面３８ｏには、重力方向に上方から下方に向かって傘状に広がる、環状かつテーパ状の傘部である跳ね止め傘４２が取り付けられる。跳ね止め傘４２は、その上端４２ａにおいて、内筒３８の外周面３８ｏと円環状に接し固定されており、また、その下端４２ｂは内筒３８の外周面３８ｏから離れるように傘状に広がり、吸気部３０の内部に対して開口した状態となっている。
跳ね止め傘４２の上端４２ａおよび下端４２ｂの位置は、外筒３６の下端開口３６ａよりも下方であり、かつ、吸入口５４の下端５４ａよりも下方であり、かつ、吸気部側取り付け板３２の上端面よりも上方である。ただし、上端４２ａは、外筒３６の下端開口３６ａまたは吸入口５４の下端５４ａよりも上方に位置する構成であってもよい。
また、下端４２ｂにおける跳ね止め傘４２の径は、外筒３６の径よりも大きい。
【００１８】
吸気部３０は、外壁３４ａの外周側に、外壁３４ａの外周面を取り巻いて設けられるヒータ７０を備える。ヒータ７０は、外壁３４ａを通して吸入室３１を加熱する。ヒータ７０は、たとえば通電によって発熱するシリコンラバーヒータであるが、これは他の種類のヒータ、たとえばリボンヒータ等であってもよい。
【００１９】
上記のように構成されるドライ真空ポンプ１００の動作の流れを以下に説明する。
ドライ真空ポンプ１００は、半導体製造装置に連結されて運転され、半導体製造装置の内部に存在するガスを、吸気口５２、外部配管５０、吸入口５４、吸入室３１、ポンプ連通口５６をこの順に経由させ、ポンプ本体１０の内部に吸入する。このガスの流れを、図３において、順に矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＥによって示す。さらに、ドライ真空ポンプ１００は、ポンプ本体１０によって吸入したガスを搬送し、図１および図２に示す排気部２０から排気する。このガスは、半導体に関する工程において生成される、昇華性の物質であるケイフッ化アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳｉＦ６）を含む。
【００２０】
ケイフッ化アンモニウムのガスは、他のガスとともに搬送される過程で、その一部が昇華して粉末状の固体となる。また、ガスにはその他の物質も粉末状の固体として含まれている。このような粉末状の固体は、ガスとともに搬送され、外部配管５０を通って吸入室３１に吸入される。
ここで、外部配管５０及び吸入口５４は図４に示すように外壁３４ａおよび外筒３６に対して偏心しているので、吸入室３１に流入した粉末状の固体を含んだガスは、外壁３４ａの内周面３４ｉと外筒３６の外周面３６ｏとの間を回転するように導かれる。これによって、比較的質量の大きい物体、たとえば粉末状の固体は、遠心力によって外側に移動し、外壁３４ａと外筒３６との間を旋回して、外壁３４ａと外筒３６とによる遠心分離作用によって、ガスから分離される。分離された粉末状の固体は、重力によって下方に移動して堆積空間３１ｂに堆積し、ケイフッ化アンモニウムを含む堆積物（デポ）９０となる。ここで、堆積空間３１ｂとは、外壁３４ａの内周面３４ｉと、内筒３８の外周面３８ｏとの間に形成される空間であり、吸入室３１のうち跳ね止め傘４２の下端４２ｂより下の部分を指す。
このように、吸入室３１が、粉末状の固体を含んだガスを吸入して、粉末状の固体と気体（ガス）とに分離して、ガスだけを吸入ポート１０ａに導出する。ガスが吸入室３１を介して吸入ポート１０ａにまで到る過程で、ガスは、まず堆積空間３１ｂの上方をケース３４の内周面３４ｉと外筒３６の外周面３６ｏとの間を旋回しながら流れ、次に外筒３６の下端開口３６ａを介して、外筒３６の内部に流れ、最後に内筒３８の内部を流れて吸入ポート１０ａに導出される。
【００２１】
また、外筒３６の下端開口３６ａは、吸入口５４の下端５４ａよりも下方に設けられるので、吸入口５４から吸入室３１内に流入するガスは、外筒３６の外周面３６ｏと外壁３４ａの内周面３４ｉとの間で旋回しながら、下方向に向かって流れることとなる。さらに、内筒３８の上端開口３８ａは、外筒３６の下端開口３６ａよりも上方に設けられるので、外筒３６と内筒３８との間を流れるガスは上方向に向かって流れることとなる。このように、外筒３６の内側と外側とでガスの流れの方向が急に反転する。これによって、質量の小さい粒子（たとえばガスの分子）のみが、この流れに沿って反転して搬送され、質量の大きい粒子（たとえば粉末状の固体）は慣性によって下方に直進し、堆積して堆積物９０となる。
【００２２】
このように、遠心分離作用と、流れの方向の反転による分離作用とによって、粉末状の固体がガスから分離されるので、ポンプ連通口５６に達する粉末状の固体の量は少ない。粉末状の固体のうち、大きな固まりは、特に遠心分離作用の影響を受け易いため、堆積空間３１ｂに堆積し易い。従って、粉末状の固体の大きな固まりのポンプ本体１０内への流入を確実に防止することができる。
つまり、吸気部３０は、粉末状の固体を含むガスをガスと固体とに分離して、固体のポンプ内への流入を防止する緩衝装置（バッファ）として機能する。
また、ガスの流れによって巻き上げられる堆積物９０を遮る跳ね止め傘４２が設けられているので、いったん堆積物９０として堆積した粉末状の固体が巻き上げられて内筒３８へと入り込み難くなっている。
また、跳ね止め傘４２はテーパ状に形成され、下方に向かって、傘が開いた形状となっている。従って、吸入口５４から吸入室３１に吸入され、吸入室３１内を下方に旋回していくガスの流れを遮ることなく、跳ね止め傘４２の下方へ旋回させていくことができる。
【００２３】
ヒータ７０は、外壁３４ａを加熱することによって吸入室３１の堆積空間３１ｂを加熱し、堆積空間３１ｂの温度を所定の温度以上、たとえば９０℃以上に保つ。なお、この温度は、ドライ真空ポンプ１００が運転されている状態での堆積空間３１ｂの気圧における、ケイフッ化アンモニウムの昇華点より高い温度であればよい。たとえば、ドライ真空ポンプ１００が運転されている状態で堆積空間３１ｂの気圧が０．０２Ｔｏｒｒ（約２．７Ｐａ）程度となる場合、ケイフッ化アンモニウムの昇華点は９０℃程度であるので、ヒータ７０は堆積空間３１ｂをこの温度以上に加熱するものであればよい。
【００２４】
このようにして堆積空間３１ｂが加熱され、ケイフッ化アンモニウムの昇華点より高い温度となる。これによって、堆積空間３１ｂの、ケイフッ化アンモニウムを含む堆積物９０からケイフッ化アンモニウムが昇華し、ガスとしてポンプ本体１０に吸入されるので、堆積物９０の堆積量が減少する。
【００２５】
以上のように構成される、実施の形態１に係るドライ真空ポンプ１００によれば、粉末状の固体は堆積空間３１ｂに堆積する。このため、フィルタがない構成であっても、一度に大量の粉末状の固体がポンプ本体１０に吸入されることがない。よって、ドライ真空ポンプ１００は、フィルタを不要とすることができる。
【００２６】
また、ヒータ７０は、吸入室３１の堆積空間３１ｂを加熱し、堆積物９０の成分である昇華性物質、すなわちケイフッ化アンモニウムの昇華点より高い温度に保つ。このため、昇華性物質が固体から気体へと昇華し、ガスとしてポンプ本体１０に吸入される。従って、堆積空間３１ｂにおける堆積物９０の量を減少させるか、あるいは、その増加を防ぐことができる。これによって、吸入室３１内でのガスの流路断面積が広く保たれるので、吸入室３１内が堆積物９０によって詰まるという状態を回避できる。仮にヒータ７０を配置しない場合、定期的に堆積物９０を取り除くメンテナンスが必要となるが、本実施形態のようにヒータ７０の配置により、定期的な堆積物９０除去のメンテナンス回数を大幅に減らすことが可能となる。また、このため、吸入室３１を長期間使用することができる。
【００２７】
また、ヒータ７０はケース３４の外部から加熱を行い、これによって堆積物９０を昇華させ、堆積量を減少させるので、堆積物９０を取り出すための構造を吸入室３１に設ける必要がない。このため、たとえば開閉式のシャッター等が不要となり、吸入室３１の構造を簡素にするとともに、強度および気密性をより高くすることができる。
本実施形態においては、外壁３４ａの外周側に配置しているため、ヒータ７０を外壁３４ａ内周側に設ける場合と比較して、ガス等によるヒータ７０の劣化を防止することができる。
【００２８】
また、吸入室３１に流入したガスが外筒３６のまわりを回転し、これによって遠心分離作用を受けるので、ガスとともに搬送される粉末がポンプ本体１０に吸入される量を減少させることができる。また、一度に大量の粉末がポンプ本体１０に吸入されるのを防ぐことができる。
【００２９】
また、外筒３６の内側と外側とでガスの流れの方向が反転し、これによってガスと粉末との分離作用を受けるので、分離作用をさらに強くすることができる。
【００３０】
また、跳ね止め傘４２が、ガスによって巻き上げられる堆積物９０を遮るので、堆積物９０の一部がポンプ本体１０に吸入されるのを防ぐことができる。また、跳ね止め傘４２の下端４２ｂの径は、外筒３６の径よりも大きいので、跳ね止め傘４２の下端４２ｂの径が、外筒３６の径よりも小さい場合と比較して、巻き上げられる堆積物９０の反転連通路３１ａへの流入を確実に遮ることができる。
【００３１】
また、ヒータ７０の加熱温度は、堆積物９０に含まれる昇華性物質の昇華点より高い温度、たとえば本実施の形態では９０℃より高い温度であればよく、特定の化学反応を起こすために要求される数百℃といった温度よりも低い。このため、ヒータ７０に関する選択の自由度が大きくなる。
【００３２】
また、吸気部３０とポンプ本体１０とは、複数のボルト６０によって脱着可能に固定される。このため、吸入室３１の長期間の使用により、ヒータ７０によって昇華しない物質が大量に堆積空間３１ｂに堆積した場合には、吸気部３０を取り外して容易に清掃等のメンテナンス作業を行うことができる。
【００３３】
上述の実施の形態１において、以下のような変形を施すことができる。
図５に示すように、吸気部３０は、外筒３６を有しないものであってもよい。この場合、外部配管５０から吸入室３１に流入するガスに対して、同軸に配置される外壁３４ａの内周面３４ｉと内筒１３８の外周面１３８ｏとの間で、遠心分離を行う、遠心分離構造を有する。すなわち、この構成では、内筒１３８が遠心分離筒として機能する。
また、このように外筒３６を有しない場合、内筒１３８の上端開口１３８ａは、図５に示すように、吸入口５４の上端５４ｂよりも上方にあってもよい。こうすることにより、内筒１３８の上端開口１３８ａは吸入口５４から流入するガスの旋回位置よりも上方に位置することになり、遠心分離の効率が向上する。
【００３４】
また、ガスの流路にフィルタを設け、これによって粉末状の固体がポンプ本体１０に吸入されるのを防ぐ構成としてもよい。このフィルタは、たとえばポンプ連通口５６に設けられる。このような構成とすることにより、ポンプ本体１０に吸入される粉末状の固体の量をさらに減少させることができる。
吸入室３１を配置した構造では、跳ね止め傘４２が配置され、粉末状の固体の巻き上げにより外筒３６内部への流入も遮られている。しかし、僅かな粉末状の固体が巻き上げ等により、跳ね止め傘４２も回避して、外筒３６の内部に流入する場合がある。この場合にポンプ連通口５６上に設けたフィルタが機能する。外筒３６の内部に流入する僅かな粉末状の固体は、大きさが小さく、量も少ないため、フィルタ自体に粉末状の固体は堆積し難い。従って、フィルタに堆積した粉末状の固体により流路を塞いでしまうという従来のような問題は生じ難い。仮にフィルタに少し堆積したとしても、ヒータ７０により、フィルタに堆積した粉末状の固体は昇華して、ポンプ本体１０内にガス（気体）として流入される。
【００３５】
実施の形態１では、図３に示されるように、吸入口５４におけるガスの流れの方向は水平となる構成であるため、外筒３６の下端開口３６ａが吸入口５４の下端５４ａより下方である。外部配管５０の取り付け角度等の状況によって、吸入口５４におけるガスの流れの方向が水平とならない構成である場合には、その流れの方向に応じて、外筒３６の上下方向の配置が変更されてもよい。この場合には、図３において、吸入口５４に最も近い下端開口３６ａの点が、吸入口５４におけるガスの流れと平行な直線で、吸入口５４の下端５４ａを通る直線よりも下側に来る位置であればよい。また、吸入口５４と内筒３８の上端開口３８ａとの位置関係に応じて、これらの間の直線的な流れを遮るように外筒３６が配置されてもよい。
【００３６】
吸気部３０は、跳ね止め傘４２を備えないものであってもよい。このような構成とすることにより、吸気部３０の構造を簡素なものにできる。
なお、実施の形態１において説明したようにガスと粉末の分離が行われるので、跳ね止め傘４２を備えない構成であっても、粉末は遠心分離作用により堆積空間３１ｂに堆積するため、一度に大量の粉末がポンプ本体１０に吸入されることはない。
【００３７】
吸気部３０は、ヒータ７０を備えないものであってもよい。このような構成とすることにより、吸気部３０の構造を簡素なものにできる。
なお、実施の形態１において説明したようにガスと粉末の分離が行われるので、ヒータ７０を備えない構成であっても、粉末は遠心分離作用により堆積空間３１ｂに堆積するため、一度に大量の粉末がポンプ本体１０に吸入されることはない。
【００３８】
跳ね止め傘４２は、実施の形態１のようにテーパ状の傘部となっていなくてもよい。環状に広がる形状となっていてもよいし、堆積空間３１ｂに堆積した堆積物９０が巻き上げられた時に、外筒３６の内部への流入を防止する形状であればよい。
図６は、実施の形態１の跳ね止め傘４２を、水平方向に環状に広がる形状を有する環状傘４３で置き換えた構成を示す。
【００３９】
また、前記吸入口５４の開口位置は図３において、外壁３４ａに限定されず、上板３４ｂの位置で、外筒３６と外壁３４ａとの間に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の実施の形態１に係るドライ真空ポンプ１００の構成を示す斜視図である。
【図２】図１のドライ真空ポンプ１００の構成を示す斜視図である。
【図３】図２における吸気部３０およびその周辺の変位図示拡大断面図である。
【図４】図２における吸気部３０と外部配管５０との位置関係を示す図である。
【図５】実施の形態１に係るドライ真空ポンプ１００の変形例を示す図である。
【図６】実施の形態１の跳ね止め傘４２を、水平方向に環状に広がる形状を有する環状傘４３で置き換えた構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０ ポンプ本体、１０ａ 吸入ポート、３０ 吸気部、３１ 吸気部の内部（吸入室）、３１ｂ 堆積空間（空間）、３４ ケース、３４ａ 外壁、３６ａ 下端開口（外筒の他端）、３６ 外筒（遠心分離筒）、３８ａ、１３８ａ 上端開口（内筒の一端）、３８、１３８ 内筒（遠心分離筒）、４２ 跳ね止め傘（傘部）、４２ｂ 下端（傘部の下端）、４３ 環状傘（傘部）、５４ａ 吸入口の下端、５４ 吸入口、７０ ヒータ、１００ ドライ真空ポンプ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ドライ真空ポンプに関し、とくに吸入ポートに連結した吸気部の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を製造するための成膜工程において、真空状態を作り出すために、ドライ真空ポンプが用いられる。こうした真空ポンプにおいては、半導体の製造に関連して生成される粉末状の固体粒子に関する考慮が必要となる。
このような粉末は、少量ずつであれば、ポンプに吸入されても、排気とともに外部に吐出されるので、それほど問題とはならない。しかしながら、流路の壁に付着していた粉末が固まった状態で剥離する等の原因により、一度に大量の粉末がポンプに吸入されると、ポンプの内部で詰まりを起こしてポンプが停止する等の不都合が発生する。これを避けるために、ポンプの吸入口にフィルタを設け、これによって粉末をガスから分離してからポンプ内に吸入する構成が知られている。
このような構成の例は、特許文献１の図５に開示される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−９０２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のドライ真空ポンプ、たとえば特許文献１に記載されるようなものでは、ポンプ運転時にフィルタに粉末が堆積してガスの流路を塞ぐので、フィルタを頻繁に交換する必要があり、このために工数がかかるという問題があった。
【０００５】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、フィルタを不要とするドライ真空ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の問題点を解決するため、この発明に係るドライ真空ポンプは、吸入ポートを有するポンプ本体と、吸入ポートに連結して設けられ、外部配管から導入されるガスを吸入して該ガスを吸入ポートに導出する吸気部とを備え、吸気部は、該吸気部の内部を覆うケースと、一端がケースの内部に開口するとともに、他端が吸入ポートに連結される中空筒状の内筒とを備え、ケースは、中空筒状の内筒を取り囲む外壁を有し、ケースには、ガスを該ケースの内部に吸入するための吸入口が形成され、外壁及び該外壁の内周側に配置された遠心分離筒により、該外壁及び該遠心分離筒との間の空間を旋回させて遠心力によりガス中に含まれる固体と気体とを分離する遠心分離構造を有し、吸入口は遠心分離筒の外周とケースの内周との間に連通するように設けられていることを特徴とする。
ドライ真空ポンプは、吸気部に空間を有し、ガスに含まれる粉末状の固体をこの空間に堆積させる。
【０００７】
遠心分離筒は、内筒であることを特徴としてもよい。
吸気部は、一端がケースに固定されるとともに、他端がケースの内部に開口する、中空筒状の外筒を備え、外筒の内径は、内筒の外径よりも大きく、内筒が外筒の内周側に配置され、内筒の少なくとも一部が外筒により覆われるように配置され、遠心分離筒の少なくとも一部は、外筒で構成され、外筒の外側において、ガスは重力方向に流れ、外筒の内周面と、内筒の外周面との間において、ガスは重力と反対方向に流れてもよい。
外壁は中空円筒状であり、ケースの内部に流入するガスに対して、外壁の内周面と外筒の外周面との間で、遠心分離を行ってもよい。
吸気部は、外部からガスを吸入する吸入口を有し、内筒の外面には、環状の傘部が取り付けられていることを特徴としてもよい。
傘部は、重力方向に上方から下方に向かって広がるテーパ状であり、該傘部の下端は、吸入口の下端よりも下方に位置してもよい。
吸気部は、空間を加熱するヒータを備え、加熱は、空間に堆積する昇華性の物質の昇華点より高い温度になされてもよい。
ヒータは、外壁の外周側に配置されていることを特徴としてもよい。
ドライ真空ポンプは、半導体製造装置に連結して使用することが可能なものであり、昇華性の物質の昇華点は、ケイフッ化アンモニウムの昇華点であってもよい。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、ドライ真空ポンプの吸気部において、外壁と内筒との間に堆積空間が形成され、ここに粉末を堆積させるので、粉末を分離するためのフィルタを不要とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１および図２に、この発明の実施の形態１に係るドライ真空ポンプ１００の全体構成を示す。図１は斜視図であり、図２は側面図である。なお、本実施形態において、上方とは重力が働く方向に対して、反対側の方向のことを示し、下方とは、重力が働く方向のことを示す。
ドライ真空ポンプ１００は、たとえばプラズマ化学気相成長法（ＰＥ−ＣＶＤ法、Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）を用いて窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）の成膜を行うＣＶＤ装置や、エッチング装置等の、半導体製造装置に連結して用いられるものである。ドライ真空ポンプ１００はたとえばルーツ式のものであるが、他の形式であってもよく、たとえばスクリュー式やスクロール式のものであってもよい。
ドライ真空ポンプ１００は、ガスを吸入する吸気部３０と、吸気部３０から吸入されたガスを排出する排気部２０と、吸気部３０から排気部２０へとガスを搬送するポンプ本体１０とを備える。吸気部３０はポンプ本体１０に連結され、また、外部からガスを吸入する経路である外部配管５０にも連結される。
【００１０】
図３は、図２における吸気部３０およびその周辺の変位図示拡大断面図である。図３においては、図面上側が上方であり、図面下側が下方である。
ポンプ本体１０は、その上部に、吸気部３０を取り付けるための雌ネジが形成されたボルト穴が設けられた本体側取り付け板１２を備える。吸気部３０は、吸気部３０をポンプ本体１０に取り付けるためのボルト取り付け穴が設けられた吸気部側取り付け板３２を備える。複数のボルト６０が、吸気部側取り付け板３２のボルト取り付け穴を貫通するとともに本体側取り付け板１２のボルト穴と螺合し、これによって吸気部３０がポンプ本体１０に脱着可能に固定される。
【００１１】
なお、図４に示すように、外部配管５０は、吸気部３０の外壁３４ａに対して偏心して設けられる。ここで、図４は、図２における吸気部３０と外部配管５０との位置関係を示す図であり、図３は、図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線における変位図示断面図となっている。
【００１２】
吸気部３０は、その内部を覆うケース３４を備える。ケース３４は、吸気部側取り付け板３２に対して垂直な中空円筒状の外壁３４ａと、外壁３４ａに垂直な上板３４ｂとを含む。この外壁３４ａと、上板３４ｂと、吸気部側取り付け板３２とによって覆われる空間が吸入室３１である。この吸入室３１は、ポンプ本体１０の吸入ポート１０ａに連通して設けられる。
ここで、外壁３４ａの円筒中心軸が伸びる方向を「軸方向」、円筒中心軸に対して垂直な方向を「径方向」と定義する。
また、吸気部３０には外部配管５０が連結され、この外部配管５０と外壁３４ａとがケース３４（外壁３４ａ）に形成された吸入口５４で連結され、これによってそれぞれの内部が連通する。また、外部配管５０は、外部の構造に連結されてそこからガスを吸入する吸気口５２を備え、吸気口５２の周囲には円環状のフランジ５２ａが形成される。つまり、ガスは、吸気口５２を介して外部配管５０から導入され、吸入口５４を介してケース３４の内部に吸入される。
【００１３】
吸気部３０は、その内部に、外壁３４ａと同軸に設けられ、外壁３４ａに取り囲まれる、中空円筒状の外筒３６および内筒３８を備える。前記吸入口５４は外筒３６の外周とケース３４の内周との間に連通するように設けられている。
外筒３６の径は、内筒３８の径よりも大きく、内筒３８の上端開口３８ａは、外筒３６の下端開口３６ａよりも上方に配置される。すなわち、内筒３８は外筒３６の内周側に配置され、内筒３８の少なくとも一部が外筒３６に覆われるように配置される。別の言い方をすると、内筒３８と外筒３６とは、軸方向において一部が重なるように配置され、また、外筒３６の下端開口３６ａは、内筒３８の外周面３８ｏを取り囲み、かつ、内筒３８の上端開口３８ａは、外筒３６の内部に位置する。
【００１４】
内筒３８の外周面３８ｏと外筒３６の内周面３６ｉとの間には、連通路である反転連通路３１ａが形成される。この反転連通路３１ａは、外筒３６の下端開口３６ａと、内筒３８の上端開口３８ａとを連通するものである。また、反転連通路３１ａに垂直な断面において、外筒３６は、内筒３８を取り囲んでいる。
内筒３８の上端開口３８ａは、外筒３６の下端開口３６ａよりも上方にあるので、内筒３８の径方向に水平に進もうとするガスの流れが遮られ、上方すなわち重力と反対方向に、反転連通路３１ａを通って導かれる構成となっている。
外筒３６において、反転連通路３１ａの外側では、ガスは重力方向（すなわち、重力の向きを成分として含む方向）に流れるが、反転連通路３１ａにおいては、ガスは重力と反対方向（すなわち、重力と反対の向きを成分として含む方向）に流れる。
【００１５】
外筒３６は、その上端面が上板３４ｂに固定されており、下端開口３６ａが吸気部３０の内部に開口している。外筒３６の下端開口３６ａは、吸入口５４の下端５４ａよりも下方に配置される。すなわち、吸入口５４から流入したガスは、外筒３６の下端開口３６ａへと至る経路において、下方向（重力方向）に向かうようになっている。
このように、吸気部３０は、図４に示すように、外部配管５０から外壁３４ａに対して偏心して流入するガスに対して、同軸に配置される外壁３４ａの内周面３４ｉと外筒３６の外周面３６ｏとの間で、遠心分離を行う、遠心分離構造を有する。外筒３６は遠心分離筒として機能する。
【００１６】
内筒３８は、取り付け板３２を貫通しつつ、取り付け板３２に固定されて設けられ、その上端開口３８ａが吸気部３０の内部に開口している。内筒３８の下端面の開口であるポンプ連通口５６は、ポンプ本体１０の吸入ポート１０ａと整合し、ポンプ連通口５６及び吸入ポート１０ａによって吸気部３０の内部とポンプ本体１０の内部とが連通する。
内筒３８の上端開口３８ａは、外筒３６の下端開口３６ａよりも上方にある。このため、ガスが外筒３６の下端開口３６ａから内筒３８の上端開口３８ａに至る経路において、反転連通路３１ａを通って上方向（重力と反対方向）に向かうようになっている。
【００１７】
また、図３に示すように、内筒３８の外周面３８ｏには、重力方向に上方から下方に向かって傘状に広がる、環状かつテーパ状の傘部である跳ね止め傘４２が取り付けられる。跳ね止め傘４２は、その上端４２ａにおいて、内筒３８の外周面３８ｏと円環状に接し固定されており、また、その下端４２ｂは内筒３８の外周面３８ｏから離れるように傘状に広がり、吸気部３０の内部に対して開口した状態となっている。
跳ね止め傘４２の上端４２ａおよび下端４２ｂの位置は、外筒３６の下端開口３６ａよりも下方であり、かつ、吸入口５４の下端５４ａよりも下方であり、かつ、吸気部側取り付け板３２の上端面よりも上方である。ただし、上端４２ａは、外筒３６の下端開口３６ａまたは吸入口５４の下端５４ａよりも上方に位置する構成であってもよい。
また、下端４２ｂにおける跳ね止め傘４２の径は、外筒３６の径よりも大きい。
【００１８】
吸気部３０は、外壁３４ａの外周側に、外壁３４ａの外周面を取り巻いて設けられるヒータ７０を備える。ヒータ７０は、外壁３４ａを通して吸入室３１を加熱する。ヒータ７０は、たとえば通電によって発熱するシリコンラバーヒータであるが、これは他の種類のヒータ、たとえばリボンヒータ等であってもよい。
【００１９】
上記のように構成されるドライ真空ポンプ１００の動作の流れを以下に説明する。
ドライ真空ポンプ１００は、半導体製造装置に連結されて運転され、半導体製造装置の内部に存在するガスを、吸気口５２、外部配管５０、吸入口５４、吸入室３１、ポンプ連通口５６をこの順に経由させ、ポンプ本体１０の内部に吸入する。このガスの流れを、図３において、順に矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＥによって示す。さらに、ドライ真空ポンプ１００は、ポンプ本体１０によって吸入したガスを搬送し、図１および図２に示す排気部２０から排気する。このガスは、半導体に関する工程において生成される、昇華性の物質であるケイフッ化アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳｉＦ６）を含む。
【００２０】
ケイフッ化アンモニウムのガスは、他のガスとともに搬送される過程で、その一部が昇華して粉末状の固体となる。また、ガスにはその他の物質も粉末状の固体として含まれている。このような粉末状の固体は、ガスとともに搬送され、外部配管５０を通って吸入室３１に吸入される。
ここで、外部配管５０及び吸入口５４は図４に示すように外壁３４ａおよび外筒３６に対して偏心しているので、吸入室３１に流入した粉末状の固体を含んだガスは、外壁３４ａの内周面３４ｉと外筒３６の外周面３６ｏとの間を回転するように導かれる。これによって、比較的質量の大きい物体、たとえば粉末状の固体は、遠心力によって外側に移動し、外壁３４ａと外筒３６との間を旋回して、外壁３４ａと外筒３６とによる遠心分離作用によって、ガスから分離される。分離された粉末状の固体は、重力によって下方に移動して堆積空間３１ｂに堆積し、ケイフッ化アンモニウムを含む堆積物（デポ）９０となる。ここで、堆積空間３１ｂとは、外壁３４ａの内周面３４ｉと、内筒３８の外周面３８ｏとの間に形成される空間であり、吸入室３１のうち跳ね止め傘４２の下端４２ｂより下の部分を指す。
このように、吸入室３１が、粉末状の固体を含んだガスを吸入して、粉末状の固体と気体（ガス）とに分離して、ガスだけを吸入ポート１０ａに導出する。ガスが吸入室３１を介して吸入ポート１０ａにまで到る過程で、ガスは、まず堆積空間３１ｂの上方をケース３４の内周面３４ｉと外筒３６の外周面３６ｏとの間を旋回しながら流れ、次に外筒３６の下端開口３６ａを介して、外筒３６の内部に流れ、最後に内筒３８の内部を流れて吸入ポート１０ａに導出される。
【００２１】
また、外筒３６の下端開口３６ａは、吸入口５４の下端５４ａよりも下方に設けられるので、吸入口５４から吸入室３１内に流入するガスは、外筒３６の外周面３６ｏと外壁３４ａの内周面３４ｉとの間で旋回しながら、下方向に向かって流れることとなる。さらに、内筒３８の上端開口３８ａは、外筒３６の下端開口３６ａよりも上方に設けられるので、外筒３６と内筒３８との間を流れるガスは上方向に向かって流れることとなる。このように、外筒３６の内側と外側とでガスの流れの方向が急に反転する。これによって、質量の小さい粒子（たとえばガスの分子）のみが、この流れに沿って反転して搬送され、質量の大きい粒子（たとえば粉末状の固体）は慣性によって下方に直進し、堆積して堆積物９０となる。
【００２２】
このように、遠心分離作用と、流れの方向の反転による分離作用とによって、粉末状の固体がガスから分離されるので、ポンプ連通口５６に達する粉末状の固体の量は少ない。粉末状の固体のうち、大きな固まりは、特に遠心分離作用の影響を受け易いため、堆積空間３１ｂに堆積し易い。従って、粉末状の固体の大きな固まりのポンプ本体１０内への流入を確実に防止することができる。
つまり、吸気部３０は、粉末状の固体を含むガスをガスと固体とに分離して、固体のポンプ内への流入を防止する緩衝装置（バッファ）として機能する。
また、ガスの流れによって巻き上げられる堆積物９０を遮る跳ね止め傘４２が設けられているので、いったん堆積物９０として堆積した粉末状の固体が巻き上げられて内筒３８へと入り込み難くなっている。
また、跳ね止め傘４２はテーパ状に形成され、下方に向かって、傘が開いた形状となっている。従って、吸入口５４から吸入室３１に吸入され、吸入室３１内を下方に旋回していくガスの流れを遮ることなく、跳ね止め傘４２の下方へ旋回させていくことができる。
【００２３】
ヒータ７０は、外壁３４ａを加熱することによって吸入室３１の堆積空間３１ｂを加熱し、堆積空間３１ｂの温度を所定の温度以上、たとえば９０℃以上に保つ。なお、この温度は、ドライ真空ポンプ１００が運転されている状態での堆積空間３１ｂの気圧における、ケイフッ化アンモニウムの昇華点より高い温度であればよい。たとえば、ドライ真空ポンプ１００が運転されている状態で堆積空間３１ｂの気圧が０．０２Ｔｏｒｒ（約２．７Ｐａ）程度となる場合、ケイフッ化アンモニウムの昇華点は９０℃程度であるので、ヒータ７０は堆積空間３１ｂをこの温度以上に加熱するものであればよい。
【００２４】
このようにして堆積空間３１ｂが加熱され、ケイフッ化アンモニウムの昇華点より高い温度となる。これによって、堆積空間３１ｂの、ケイフッ化アンモニウムを含む堆積物９０からケイフッ化アンモニウムが昇華し、ガスとしてポンプ本体１０に吸入されるので、堆積物９０の堆積量が減少する。
【００２５】
以上のように構成される、実施の形態１に係るドライ真空ポンプ１００によれば、粉末状の固体は堆積空間３１ｂに堆積する。このため、フィルタがない構成であっても、一度に大量の粉末状の固体がポンプ本体１０に吸入されることがない。よって、ドライ真空ポンプ１００は、フィルタを不要とすることができる。
【００２６】
また、ヒータ７０は、吸入室３１の堆積空間３１ｂを加熱し、堆積物９０の成分である昇華性物質、すなわちケイフッ化アンモニウムの昇華点より高い温度に保つ。このため、昇華性物質が固体から気体へと昇華し、ガスとしてポンプ本体１０に吸入される。従って、堆積空間３１ｂにおける堆積物９０の量を減少させるか、あるいは、その増加を防ぐことができる。これによって、吸入室３１内でのガスの流路断面積が広く保たれるので、吸入室３１内が堆積物９０によって詰まるという状態を回避できる。仮にヒータ７０を配置しない場合、定期的に堆積物９０を取り除くメンテナンスが必要となるが、本実施形態のようにヒータ７０の配置により、定期的な堆積物９０除去のメンテナンス回数を大幅に減らすことが可能となる。また、このため、吸入室３１を長期間使用することができる。
【００２７】
また、ヒータ７０はケース３４の外部から加熱を行い、これによって堆積物９０を昇華させ、堆積量を減少させるので、堆積物９０を取り出すための構造を吸入室３１に設ける必要がない。このため、たとえば開閉式のシャッター等が不要となり、吸入室３１の構造を簡素にするとともに、強度および気密性をより高くすることができる。
本実施形態においては、外壁３４ａの外周側に配置しているため、ヒータ７０を外壁３４ａ内周側に設ける場合と比較して、ガス等によるヒータ７０の劣化を防止することができる。
【００２８】
また、吸入室３１に流入したガスが外筒３６のまわりを回転し、これによって遠心分離作用を受けるので、ガスとともに搬送される粉末がポンプ本体１０に吸入される量を減少させることができる。また、一度に大量の粉末がポンプ本体１０に吸入されるのを防ぐことができる。
【００２９】
また、外筒３６の内側と外側とでガスの流れの方向が反転し、これによってガスと粉末との分離作用を受けるので、分離作用をさらに強くすることができる。
【００３０】
また、跳ね止め傘４２が、ガスによって巻き上げられる堆積物９０を遮るので、堆積物９０の一部がポンプ本体１０に吸入されるのを防ぐことができる。また、跳ね止め傘４２の下端４２ｂの径は、外筒３６の径よりも大きいので、跳ね止め傘４２の下端４２ｂの径が、外筒３６の径よりも小さい場合と比較して、巻き上げられる堆積物９０の反転連通路３１ａへの流入を確実に遮ることができる。
【００３１】
また、ヒータ７０の加熱温度は、堆積物９０に含まれる昇華性物質の昇華点より高い温度、たとえば本実施の形態では９０℃より高い温度であればよく、特定の化学反応を起こすために要求される数百℃といった温度よりも低い。このため、ヒータ７０に関する選択の自由度が大きくなる。
【００３２】
また、吸気部３０とポンプ本体１０とは、複数のボルト６０によって脱着可能に固定される。このため、吸入室３１の長期間の使用により、ヒータ７０によって昇華しない物質が大量に堆積空間３１ｂに堆積した場合には、吸気部３０を取り外して容易に清掃等のメンテナンス作業を行うことができる。
【００３３】
上述の実施の形態１において、以下のような変形を施すことができる。
図５に示すように、吸気部３０は、外筒３６を有しないものであってもよい。この場合、外部配管５０から吸入室３１に流入するガスに対して、同軸に配置される外壁３４ａの内周面３４ｉと内筒１３８の外周面１３８ｏとの間で、遠心分離を行う、遠心分離構造を有する。すなわち、この構成では、内筒１３８が遠心分離筒として機能する。
また、このように外筒３６を有しない場合、内筒１３８の上端開口１３８ａは、図５に示すように、吸入口５４の上端５４ｂよりも上方にあってもよい。こうすることにより、内筒１３８の上端開口１３８ａは吸入口５４から流入するガスの旋回位置よりも上方に位置することになり、遠心分離の効率が向上する。
【００３４】
また、ガスの流路にフィルタを設け、これによって粉末状の固体がポンプ本体１０に吸入されるのを防ぐ構成としてもよい。このフィルタは、たとえばポンプ連通口５６に設けられる。このような構成とすることにより、ポンプ本体１０に吸入される粉末状の固体の量をさらに減少させることができる。
吸入室３１を配置した構造では、跳ね止め傘４２が配置され、粉末状の固体の巻き上げにより外筒３６内部への流入も遮られている。しかし、僅かな粉末状の固体が巻き上げ等により、跳ね止め傘４２も回避して、外筒３６の内部に流入する場合がある。この場合にポンプ連通口５６上に設けたフィルタが機能する。外筒３６の内部に流入する僅かな粉末状の固体は、大きさが小さく、量も少ないため、フィルタ自体に粉末状の固体は堆積し難い。従って、フィルタに堆積した粉末状の固体により流路を塞いでしまうという従来のような問題は生じ難い。仮にフィルタに少し堆積したとしても、ヒータ７０により、フィルタに堆積した粉末状の固体は昇華して、ポンプ本体１０内にガス（気体）として流入される。
【００３５】
実施の形態１では、図３に示されるように、吸入口５４におけるガスの流れの方向は水平となる構成であるため、外筒３６の下端開口３６ａが吸入口５４の下端５４ａより下方である。外部配管５０の取り付け角度等の状況によって、吸入口５４におけるガスの流れの方向が水平とならない構成である場合には、その流れの方向に応じて、外筒３６の上下方向の配置が変更されてもよい。この場合には、図３において、吸入口５４に最も近い下端開口３６ａの点が、吸入口５４におけるガスの流れと平行な直線で、吸入口５４の下端５４ａを通る直線よりも下側に来る位置であればよい。また、吸入口５４と内筒３８の上端開口３８ａとの位置関係に応じて、これらの間の直線的な流れを遮るように外筒３６が配置されてもよい。
【００３６】
吸気部３０は、跳ね止め傘４２を備えないものであってもよい。このような構成とすることにより、吸気部３０の構造を簡素なものにできる。
なお、実施の形態１において説明したようにガスと粉末の分離が行われるので、跳ね止め傘４２を備えない構成であっても、粉末は遠心分離作用により堆積空間３１ｂに堆積するため、一度に大量の粉末がポンプ本体１０に吸入されることはない。
【００３７】
吸気部３０は、ヒータ７０を備えないものであってもよい。このような構成とすることにより、吸気部３０の構造を簡素なものにできる。
なお、実施の形態１において説明したようにガスと粉末の分離が行われるので、ヒータ７０を備えない構成であっても、粉末は遠心分離作用により堆積空間３１ｂに堆積するため、一度に大量の粉末がポンプ本体１０に吸入されることはない。
【００３８】
跳ね止め傘４２は、実施の形態１のようにテーパ状の傘部となっていなくてもよい。環状に広がる形状となっていてもよいし、堆積空間３１ｂに堆積した堆積物９０が巻き上げられた時に、外筒３６の内部への流入を防止する形状であればよい。
図６は、実施の形態１の跳ね止め傘４２を、水平方向に環状に広がる形状を有する環状傘４３で置き換えた構成を示す。
【００３９】
また、前記吸入口５４の開口位置は図３において、外壁３４ａに限定されず、上板３４ｂの位置で、外筒３６と外壁３４ａとの間に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の実施の形態１に係るドライ真空ポンプ１００の構成を示す斜視図である。
【図２】図１のドライ真空ポンプ１００の構成を示す斜視図である。
【図３】図２における吸気部３０およびその周辺の変位図示拡大断面図である。
【図４】図２における吸気部３０と外部配管５０との位置関係を示す図である。
【図５】実施の形態１に係るドライ真空ポンプ１００の変形例を示す図である。
【図６】実施の形態１の跳ね止め傘４２を、水平方向に環状に広がる形状を有する環状傘４３で置き換えた構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０ ポンプ本体、１０ａ 吸入ポート、３０ 吸気部、３１ 吸気部の内部（吸入室）、３１ｂ 堆積空間（空間）、３４ ケース、３４ａ 外壁、３６ａ 下端開口（外筒の他端）、３６ 外筒（遠心分離筒）、３８ａ、１３８ａ 上端開口（内筒の一端）、３８、１３８ 内筒（遠心分離筒）、４２ 跳ね止め傘（傘部）、４２ｂ 下端（傘部の下端）、４３ 環状傘（傘部）、５４ａ 吸入口の下端、５４ 吸入口、７０ ヒータ、１００ ドライ真空ポンプ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入ポートを有するポンプ本体と、
前記吸入ポートに連結して設けられ、外部配管から導入されるガスを吸入して該ガスを前記吸入ポートに導出する吸気部と
を備え、
前記吸気部は、
該吸気部の内部を覆うケースと、
一端が前記ケースの内部に開口するとともに、他端が前記吸入ポートに連結される中空筒状の内筒と
を備え、
前記ケースは、中空筒状の内筒を取り囲む外壁を有し、
前記ケースには、前記ガスを該ケースの内部に吸入するための吸入口が形成され、
前記外壁及び該外壁の内周側に配置された遠心分離筒により、該外壁及び該遠心分離筒との間の空間を旋回させて遠心力により前記ガス中に含まれる固体と気体とを分離する遠心分離構造を有し、
前記吸入口は前記遠心分離筒の外周とケースの内周との間に連通するように設けられていることを特徴とするドライ真空ポンプ。
【請求項２】
前記遠心分離筒は、前記内筒であることを特徴とする請求項１に記載のドライ真空ポンプ。
【請求項３】
前記吸気部は、一端がケースに固定されるとともに、他端が前記ケースの内部に開口する、中空筒状の外筒を備え、
前記外筒の内径は、前記内筒の外径よりも大きく、
前記内筒が前記外筒の内周側に配置され、
前記内筒の少なくとも一部が前記外筒により覆われるように配置され、
前記遠心分離筒の少なくとも一部は、前記外筒で構成され、
前記外筒の外側において、前記ガスは重力方向に流れ、
前記外筒の内周面と、前記内筒の外周面との間において、前記ガスは重力と反対方向に流れる
請求項１に記載のドライ真空ポンプ。
【請求項４】
前記外壁は中空円筒状であり、
前記ケースの内部に流入する前記ガスに対して、前記外壁の内周面と前記外筒の外周面との間で、遠心分離を行う
請求項３に記載のドライ真空ポンプ。
【請求項５】
前記吸気部は、外部から前記ガスを吸入する吸入口を有し、
前記内筒の外面には、環状の傘部が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のドライ真空ポンプ。
【請求項６】
前記傘部は、重力方向に上方から下方に向かって広がるテーパ状であり、該傘部の下端は、前記吸入口の下端よりも下方に位置する
請求項５に記載のドライ真空ポンプ。
【請求項７】
前記吸気部は、前記空間を加熱するヒータを備え、
前記加熱は、前記空間に堆積する昇華性の物質の昇華点より高い温度になされる
請求項１〜６のいずれか一項に記載のドライ真空ポンプ。
【請求項８】
前記ヒータは、前記外壁の外周側に配置されていることを特徴とする請求項７に記載のドライ真空ポンプ。
【請求項９】
前記ドライ真空ポンプは、半導体製造装置に連結して使用することが可能なものであり、
前記昇華性の物質の昇華点は、ケイフッ化アンモニウムの昇華点である
請求項７または８に記載のドライ真空ポンプ。
【請求項１】
吸入ポートを有するポンプ本体と、
前記吸入ポートに連結して設けられ、外部配管から導入されるガスを吸入して該ガスを前記吸入ポートに導出する吸気部と
を備え、
前記吸気部は、
該吸気部の内部を覆うケースと、
一端が前記ケースの内部に開口するとともに、他端が前記吸入ポートに連結される中空筒状の内筒と
を備え、
前記ケースは、中空筒状の内筒を取り囲む外壁を有し、
前記ケースには、前記ガスを該ケースの内部に吸入するための吸入口が形成され、
前記外壁及び該外壁の内周側に配置された遠心分離筒により、該外壁及び該遠心分離筒との間の空間を旋回させて遠心力により前記ガス中に含まれる固体と気体とを分離する遠心分離構造を有し、
前記吸入口は前記遠心分離筒の外周とケースの内周との間に連通するように設けられていることを特徴とするドライ真空ポンプ。
【請求項２】
前記遠心分離筒は、前記内筒であることを特徴とする請求項１に記載のドライ真空ポンプ。
【請求項３】
前記吸気部は、一端がケースに固定されるとともに、他端が前記ケースの内部に開口する、中空筒状の外筒を備え、
前記外筒の内径は、前記内筒の外径よりも大きく、
前記内筒が前記外筒の内周側に配置され、
前記内筒の少なくとも一部が前記外筒により覆われるように配置され、
前記遠心分離筒の少なくとも一部は、前記外筒で構成され、
前記外筒の外側において、前記ガスは重力方向に流れ、
前記外筒の内周面と、前記内筒の外周面との間において、前記ガスは重力と反対方向に流れる
請求項１に記載のドライ真空ポンプ。
【請求項４】
前記外壁は中空円筒状であり、
前記ケースの内部に流入する前記ガスに対して、前記外壁の内周面と前記外筒の外周面との間で、遠心分離を行う
請求項３に記載のドライ真空ポンプ。
【請求項５】
前記吸気部は、外部から前記ガスを吸入する吸入口を有し、
前記内筒の外面には、環状の傘部が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のドライ真空ポンプ。
【請求項６】
前記傘部は、重力方向に上方から下方に向かって広がるテーパ状であり、該傘部の下端は、前記吸入口の下端よりも下方に位置する
請求項５に記載のドライ真空ポンプ。
【請求項７】
前記吸気部は、前記空間を加熱するヒータを備え、
前記加熱は、前記空間に堆積する昇華性の物質の昇華点より高い温度になされる
請求項１〜６のいずれか一項に記載のドライ真空ポンプ。
【請求項８】
前記ヒータは、前記外壁の外周側に配置されていることを特徴とする請求項７に記載のドライ真空ポンプ。
【請求項９】
前記ドライ真空ポンプは、半導体製造装置に連結して使用することが可能なものであり、
前記昇華性の物質の昇華点は、ケイフッ化アンモニウムの昇華点である
請求項７または８に記載のドライ真空ポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−２０５２８７（Ｐ２００７−２０５２８７Ａ）
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６１７３（Ｐ２００６−２６１７３）
【出願日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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