JPH0127277B2 - - Google Patents
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- JPH0127277B2 JPH0127277B2 JP59111721A JP11172184A JPH0127277B2 JP H0127277 B2 JPH0127277 B2 JP H0127277B2 JP 59111721 A JP59111721 A JP 59111721A JP 11172184 A JP11172184 A JP 11172184A JP H0127277 B2 JPH0127277 B2 JP H0127277B2
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- vacuum
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- oil rotary
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
- F04B37/10—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use
- F04B37/14—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use to obtain high vacuum
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Description
本発明は高真空装置に関し、詳しくは実質的に
油の逆拡散のない高真空装置に関する。 半導体集積回路ほか、種々の電子機器素子の製
造においては、高真空が必要とされる場合が多
く、このような高真空を得るには、従来、例え
ば、真空容器に油回転ポンプを接続し、また、よ
り高真空を得るときは、第１図に示すように、真
空容器１に油回転ポンプ２を補助ポンプとした油
拡散ポンプ３を接続して、真空容器１を高真空と
している。しかし、このように油を使用する真空
ポンプによれば、例えば、10-1Torr程度の真空
度から真空容器内に真空ポンプの油が逆拡散し
て、容器内を油汚染するので、この油汚染を避け
るためには、通常は、図示したように、真空容器
１と油拡散ポンプ３との間に例えば液体窒素を冷
却剤とするコールド・トラツプ４を介在させてい
る。 このような高真空装置によれば、逆拡散する油
はコールド・トラツプに凝縮して捕捉されるの
で、真空容器内の雰囲気の油汚染は防止し得る
が、高真空装置にコールド・トラツプを付設する
ことは装置を複雑化し、また、操作費用を高価と
するのみならず、真空容器の雰囲気によつてはコ
ールド・トラツプによる捕捉蒸気の後処理に問題
を生じることがある。例えば半導体集積回路の製
造には自燃性のシランガスを使用することが多い
が、真空容器内をシランガス雰囲気とした場合、
このシランガスもコールド・トラツプに凝縮捕捉
されるので、コールド・トラツプを常温に戻す際
にシランガスを回収するための装置が必要とな
る。 一方、第３図に示すように、油を用いない真空
ポンプとしてのメカニカル・ブースター５を真空
容器１に接続し、このメカニカル・ブースターの
補助ポンプとして油回転ポンプ２を用いた真空装
置によれば、真空容器内の油汚染は比較的軽度で
あるものの、コールド・トラツプを用いる第２図
に示した装置に比べれば、尚著しい。 本発明者らは高真空における上記した問題を解
決するために鋭意研究した結果、真空容器に接続
したメカニカル・ブースターと、その補助ポンプ
である油回転ポンプとを接続する管路に少量の気
体を洩入させ、油回転ポンプの吸入側をその到達
真空度よりも低く保持することにより、予期しな
いことに、コールド・トラツプを用いた高真空装
置とほぼ同じ程度に真空容器内の油汚染を有効に
防止し得ることを見出して、本発明に到つたもの
である。 従つて、本発明は、真空容器における油の逆拡
散による油汚染をコールド・トラツプを用いるこ
となく有効に防止し得る高真空装置を提供するこ
とを目的とする。 本発明による高真空装置は、真空容器に接続さ
れるメカニカル・ブースターと、このメカニカ
ル・ブースターに接続された油回転ポンプと、上
記メカニカル・ブースターと油回転ポンプとの接
続管路に気体に洩入させて、上記油回転ポンプの
吸入側をこの油回転ポンプの到達真空度以下に保
持するための気体洩入管とからなることを特徴と
する。 第４図は本発明による高真空装置の装置構成の
一実施例を示し、補助ポンプとしての油回転ポン
プ１１を備えたメカニカル・ブースター１２が真
空容器１３に接続されており、上記油回転ポンプ
とこのメカニカル・ブースターとを接続する管路
１４には、油回転ポンプ１１の吸入側の真空度を
測定する真空計１５と、上記吸入側に気体を洩入
させるための洩入管１６を備えた中間容器１７と
が設けられている。本発明の高真空装置において
は、この気体洩入管から油回転ポンプの吸入側に
気体を洩入させ、この吸入側の真空度を油回転ポ
ンプの到達真空度よりも低く保持することによ
り、真空ポンプからの真空容器内への油の逆拡散
による雰囲気汚染を防止するのである。 油回転ポンプの吸入側への気体の洩入量は、好
ましくは、上記真空計にて計測しつつ、吸入側の
真空度を油回転ポンプの到達真空度よりも低い一
定の圧力に保持するように調整される。一般に油
回転ポンプの到達真空度は10-2〜10-3Torr程度
であるので、気体の洩入によつて、吸入側を例え
ば100〜10-1Torr程度に保持するのが好ましい。 尚、図示したように、上記中間容器１７には冷
却水管１８が導入され、油回転ポンプからの油蒸
気を冷却して凝縮させ、また、邪魔板１９を適宜
に配設して、油の真空容器への逆拡散を防止し、
このようにして、本発明による気体洩入と併せ
て、真空容器の油汚染を防止してもよい。 以上のように、本発明の高真空装置によれば、
メカニカル・ブースターと油回転ポンプとの間に
気体洩入管を配設し、これにより気体を洩入させ
て、油回転ポンプの吸入側の真空度を油回転ポン
プの到達真空度よりも低く保持することによつ
て、真空容器内の真空雰囲気の油汚染を実質的に
なくすることができ、前記したコールド・トラツ
プを用いる高真空装置に比べて装置が簡単化さ
れ、また、その操作も簡単化される。 以下に実験に基づいて本発明を詳細に説明す
る。 第５図に示すように、真空計M1を備えた真空
容器３１にバルブV1を介して液体窒素を冷却剤
とするコールド・トラツプＴを配設し、これに油
拡散ポンプ３２及び油回転ポンプ３３を接続し
て、油拡散ポンプによる高真空装置を構成し
た。 また、真空計M2を有する補助容器３４をバル
ブV2を介して真空容器３１に接続し、この補助
容器にバルブV3により流量を制御し得るように
窒素ガス導入管３５を取付けると共に、管路３６
にバルブV4を介して油回転ポンプ３７を接続し
て、油回転ポンプによる真空装置を構成した。 更に、上記管路３６に別にバルブV5を介して
メカニカル・ブースター３８を接続し、このメカ
ニカル・ブースターと油回転ポンプ３９とを接続
する管路４０に真空計M3を備えた中間容器４１
を配設した。この中間容器には窒素ガスを洩入さ
せて、上記油回転ポンプの吸入側を到達真空度よ
りも低い所定の圧力に保持するためのバルブV6
を備えた洩入管４２を接続した。この装置が本発
明による高真空装置を構成する。 前記真空容器３１には、真空容器内の油蒸気を
検出するために、分析管（マス・フイルター）４
３を介してマス・フイルター型真空ガス分析計４
４を取付けた。 実験 １ 表に示すように、バルブV1を全開、バルブV2
を微開、バルブV3を微開として、窒素を真空容
器に流入させつつ、真空装置を作動させ、真空
計M1による真空容器の真空度を３×10-5Torrに
保持した。真空容器内の雰囲気のマス・スペクト
ルを第６図に示す。
油の逆拡散のない高真空装置に関する。 半導体集積回路ほか、種々の電子機器素子の製
造においては、高真空が必要とされる場合が多
く、このような高真空を得るには、従来、例え
ば、真空容器に油回転ポンプを接続し、また、よ
り高真空を得るときは、第１図に示すように、真
空容器１に油回転ポンプ２を補助ポンプとした油
拡散ポンプ３を接続して、真空容器１を高真空と
している。しかし、このように油を使用する真空
ポンプによれば、例えば、10-1Torr程度の真空
度から真空容器内に真空ポンプの油が逆拡散し
て、容器内を油汚染するので、この油汚染を避け
るためには、通常は、図示したように、真空容器
１と油拡散ポンプ３との間に例えば液体窒素を冷
却剤とするコールド・トラツプ４を介在させてい
る。 このような高真空装置によれば、逆拡散する油
はコールド・トラツプに凝縮して捕捉されるの
で、真空容器内の雰囲気の油汚染は防止し得る
が、高真空装置にコールド・トラツプを付設する
ことは装置を複雑化し、また、操作費用を高価と
するのみならず、真空容器の雰囲気によつてはコ
ールド・トラツプによる捕捉蒸気の後処理に問題
を生じることがある。例えば半導体集積回路の製
造には自燃性のシランガスを使用することが多い
が、真空容器内をシランガス雰囲気とした場合、
このシランガスもコールド・トラツプに凝縮捕捉
されるので、コールド・トラツプを常温に戻す際
にシランガスを回収するための装置が必要とな
る。 一方、第３図に示すように、油を用いない真空
ポンプとしてのメカニカル・ブースター５を真空
容器１に接続し、このメカニカル・ブースターの
補助ポンプとして油回転ポンプ２を用いた真空装
置によれば、真空容器内の油汚染は比較的軽度で
あるものの、コールド・トラツプを用いる第２図
に示した装置に比べれば、尚著しい。 本発明者らは高真空における上記した問題を解
決するために鋭意研究した結果、真空容器に接続
したメカニカル・ブースターと、その補助ポンプ
である油回転ポンプとを接続する管路に少量の気
体を洩入させ、油回転ポンプの吸入側をその到達
真空度よりも低く保持することにより、予期しな
いことに、コールド・トラツプを用いた高真空装
置とほぼ同じ程度に真空容器内の油汚染を有効に
防止し得ることを見出して、本発明に到つたもの
である。 従つて、本発明は、真空容器における油の逆拡
散による油汚染をコールド・トラツプを用いるこ
となく有効に防止し得る高真空装置を提供するこ
とを目的とする。 本発明による高真空装置は、真空容器に接続さ
れるメカニカル・ブースターと、このメカニカ
ル・ブースターに接続された油回転ポンプと、上
記メカニカル・ブースターと油回転ポンプとの接
続管路に気体に洩入させて、上記油回転ポンプの
吸入側をこの油回転ポンプの到達真空度以下に保
持するための気体洩入管とからなることを特徴と
する。 第４図は本発明による高真空装置の装置構成の
一実施例を示し、補助ポンプとしての油回転ポン
プ１１を備えたメカニカル・ブースター１２が真
空容器１３に接続されており、上記油回転ポンプ
とこのメカニカル・ブースターとを接続する管路
１４には、油回転ポンプ１１の吸入側の真空度を
測定する真空計１５と、上記吸入側に気体を洩入
させるための洩入管１６を備えた中間容器１７と
が設けられている。本発明の高真空装置において
は、この気体洩入管から油回転ポンプの吸入側に
気体を洩入させ、この吸入側の真空度を油回転ポ
ンプの到達真空度よりも低く保持することによ
り、真空ポンプからの真空容器内への油の逆拡散
による雰囲気汚染を防止するのである。 油回転ポンプの吸入側への気体の洩入量は、好
ましくは、上記真空計にて計測しつつ、吸入側の
真空度を油回転ポンプの到達真空度よりも低い一
定の圧力に保持するように調整される。一般に油
回転ポンプの到達真空度は10-2〜10-3Torr程度
であるので、気体の洩入によつて、吸入側を例え
ば100〜10-1Torr程度に保持するのが好ましい。 尚、図示したように、上記中間容器１７には冷
却水管１８が導入され、油回転ポンプからの油蒸
気を冷却して凝縮させ、また、邪魔板１９を適宜
に配設して、油の真空容器への逆拡散を防止し、
このようにして、本発明による気体洩入と併せ
て、真空容器の油汚染を防止してもよい。 以上のように、本発明の高真空装置によれば、
メカニカル・ブースターと油回転ポンプとの間に
気体洩入管を配設し、これにより気体を洩入させ
て、油回転ポンプの吸入側の真空度を油回転ポン
プの到達真空度よりも低く保持することによつ
て、真空容器内の真空雰囲気の油汚染を実質的に
なくすることができ、前記したコールド・トラツ
プを用いる高真空装置に比べて装置が簡単化さ
れ、また、その操作も簡単化される。 以下に実験に基づいて本発明を詳細に説明す
る。 第５図に示すように、真空計M1を備えた真空
容器３１にバルブV1を介して液体窒素を冷却剤
とするコールド・トラツプＴを配設し、これに油
拡散ポンプ３２及び油回転ポンプ３３を接続し
て、油拡散ポンプによる高真空装置を構成し
た。 また、真空計M2を有する補助容器３４をバル
ブV2を介して真空容器３１に接続し、この補助
容器にバルブV3により流量を制御し得るように
窒素ガス導入管３５を取付けると共に、管路３６
にバルブV4を介して油回転ポンプ３７を接続し
て、油回転ポンプによる真空装置を構成した。 更に、上記管路３６に別にバルブV5を介して
メカニカル・ブースター３８を接続し、このメカ
ニカル・ブースターと油回転ポンプ３９とを接続
する管路４０に真空計M3を備えた中間容器４１
を配設した。この中間容器には窒素ガスを洩入さ
せて、上記油回転ポンプの吸入側を到達真空度よ
りも低い所定の圧力に保持するためのバルブV6
を備えた洩入管４２を接続した。この装置が本発
明による高真空装置を構成する。 前記真空容器３１には、真空容器内の油蒸気を
検出するために、分析管（マス・フイルター）４
３を介してマス・フイルター型真空ガス分析計４
４を取付けた。 実験 １ 表に示すように、バルブV1を全開、バルブV2
を微開、バルブV3を微開として、窒素を真空容
器に流入させつつ、真空装置を作動させ、真空
計M1による真空容器の真空度を３×10-5Torrに
保持した。真空容器内の雰囲気のマス・スペクト
ルを第６図に示す。
【表】
(注) ＊ 中間容器に窒素を洩入させない。
図において横軸は質量掃引幅Ｍ／ｅを示し、縦
軸は検出出力イオン電流を示す。フルスケール感
度は、Ｍ／ｅが１〜35のときは10-5A、Ｍ／ｅが
35〜50のときは10-6A、Ｍ／ｅが50〜150のとき
は10-8Aで測定した。 Ｍ／ｅが50以下のスペクトルは窒素、水蒸気、
酸素、アルゴン及び二酸化炭素に対応し、Ｍ／ｅ
が50より大きいスペクトルが油（炭化水素）に基
づく。即ち、Ｍ／ｅが50〜60は炭素数４、70付近
は炭素数５、80付近は炭素数６、90〜100は炭素
数７、106付近は炭素数８、120付近は炭素数９の
それぞれ炭化水素を示す。 従つて、この装置によれば、油拡散ポンプ３２
から逆拡散する油蒸気はコールド・トラツプＴに
捕捉されるので、真空容器内は実質的に油汚染が
ないことが理解される。 実験 ２ 表に示すように各バルブを操作し、真空装置
真空装置を作動させ、真空容器内を3.5×
10-5Torrに保持した。尚、実験１によつて真空
装置による真空容器内の油汚染は実質的にな
い。また、真空容器内を上記のように減圧したの
は、マス・フイルターを作動させるためには、１
×10-4Torr以上の高真空を必要とするからであ
る。 真空容器内の雰囲気のマス・スペクトルを第７
図に示す。油回転ポンプを用いるこの装置によれ
ば、真空容器内の油汚染が著しいことが理解され
る。 実験 ３ 表に示すように各バルブを操作し、本発明の装
置における窒素洩入の効果を調べるために、バル
ブV6を閉じて、中間容器に窒素を洩入しなかつ
た以外は、本発明の装置と同じ高真空装置を構成
し、真空容器の真空度を3.5×10-5Torrに保持し
た。真空容器の雰囲気のマス・スペクトルを第８
図に示す。 この装置によれば、真空容器内の油汚染が幾分
低減しているが、しかし、高真空装置に比べれ
ば尚著しいことが理解される。 実験 ４ 表に示すように各バルブを操作し、真空装置
と本発明による真空装置とを、油回転ポンプ３
９の吸入側を0.1Torrの真空度に保持しつつ、作
動させ、真空容器の真空度を３×10-5Torrに保
持した。真空容器内の雰囲気のマス・スペクトル
を第９図に示す。 本発明の高真空装置によれば、装置の場合
とほぼ同じく、真空容器内が実質的に油汚染され
ていないことが理解される。
図において横軸は質量掃引幅Ｍ／ｅを示し、縦
軸は検出出力イオン電流を示す。フルスケール感
度は、Ｍ／ｅが１〜35のときは10-5A、Ｍ／ｅが
35〜50のときは10-6A、Ｍ／ｅが50〜150のとき
は10-8Aで測定した。 Ｍ／ｅが50以下のスペクトルは窒素、水蒸気、
酸素、アルゴン及び二酸化炭素に対応し、Ｍ／ｅ
が50より大きいスペクトルが油（炭化水素）に基
づく。即ち、Ｍ／ｅが50〜60は炭素数４、70付近
は炭素数５、80付近は炭素数６、90〜100は炭素
数７、106付近は炭素数８、120付近は炭素数９の
それぞれ炭化水素を示す。 従つて、この装置によれば、油拡散ポンプ３２
から逆拡散する油蒸気はコールド・トラツプＴに
捕捉されるので、真空容器内は実質的に油汚染が
ないことが理解される。 実験 ２ 表に示すように各バルブを操作し、真空装置
真空装置を作動させ、真空容器内を3.5×
10-5Torrに保持した。尚、実験１によつて真空
装置による真空容器内の油汚染は実質的にな
い。また、真空容器内を上記のように減圧したの
は、マス・フイルターを作動させるためには、１
×10-4Torr以上の高真空を必要とするからであ
る。 真空容器内の雰囲気のマス・スペクトルを第７
図に示す。油回転ポンプを用いるこの装置によれ
ば、真空容器内の油汚染が著しいことが理解され
る。 実験 ３ 表に示すように各バルブを操作し、本発明の装
置における窒素洩入の効果を調べるために、バル
ブV6を閉じて、中間容器に窒素を洩入しなかつ
た以外は、本発明の装置と同じ高真空装置を構成
し、真空容器の真空度を3.5×10-5Torrに保持し
た。真空容器の雰囲気のマス・スペクトルを第８
図に示す。 この装置によれば、真空容器内の油汚染が幾分
低減しているが、しかし、高真空装置に比べれ
ば尚著しいことが理解される。 実験 ４ 表に示すように各バルブを操作し、真空装置
と本発明による真空装置とを、油回転ポンプ３
９の吸入側を0.1Torrの真空度に保持しつつ、作
動させ、真空容器の真空度を３×10-5Torrに保
持した。真空容器内の雰囲気のマス・スペクトル
を第９図に示す。 本発明の高真空装置によれば、装置の場合
とほぼ同じく、真空容器内が実質的に油汚染され
ていないことが理解される。
第１図乃至第３図は従来の高真空装置を示す装
置構成図、第４図は本発明による高真空装置の一
実施例を示す装置構成図、第５図は従来の真空装
置と本発明による装置における真空容器内の油汚
染を比較するための実験装置を示す装置構成図、
第６図乃至第８図は比較のための従来の真空装置
における真空装置内の雰囲気ガスの組成を示すマ
ス・スペクトル、第９図は本発明による高真空装
置における真空装置内の雰囲気ガスの組成を示す
マス・スペクトルである。 ３１……真空容器、３２……油拡散ポンプ、３
３……油回転ポンプ、３４……補助容器、３７…
…油回転ポンプ、４０……管路、４１……中間容
器、４２……気体洩入管、４４……マス・フイル
ター型真空ガス分析計、Ｔ……コールド・トラツ
プ、V1〜V6……バルブ、M1〜M3……真空計。
置構成図、第４図は本発明による高真空装置の一
実施例を示す装置構成図、第５図は従来の真空装
置と本発明による装置における真空容器内の油汚
染を比較するための実験装置を示す装置構成図、
第６図乃至第８図は比較のための従来の真空装置
における真空装置内の雰囲気ガスの組成を示すマ
ス・スペクトル、第９図は本発明による高真空装
置における真空装置内の雰囲気ガスの組成を示す
マス・スペクトルである。 ３１……真空容器、３２……油拡散ポンプ、３
３……油回転ポンプ、３４……補助容器、３７…
…油回転ポンプ、４０……管路、４１……中間容
器、４２……気体洩入管、４４……マス・フイル
ター型真空ガス分析計、Ｔ……コールド・トラツ
プ、V1〜V6……バルブ、M1〜M3……真空計。
Claims (1)
- １ 真空容器に接続されるメカニカル・ブースタ
ーと、このメカニカル・ブースターに接続された
油回転ポンプと、上記メカニカル・ブースターと
油回転ポンプとの接続管路に気体を洩入させて、
上記油回転ポンプの吸入側をこの油回転ポンプの
到達真空度以下に保持するための気体洩入管とか
らなることを特徴とする高真空装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59111721A JPS60256584A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 高真空装置 |
| US06/631,107 US4621985A (en) | 1984-05-30 | 1984-07-16 | High vacuum apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59111721A JPS60256584A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 高真空装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60256584A JPS60256584A (ja) | 1985-12-18 |
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