特許 7419976 真空バルブ、ターボ分子ポンプおよび真空容器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-15

(45)【発行日】2024-01-23

(54)【発明の名称】真空バルブ、ターボ分子ポンプおよび真空容器

(51)【国際特許分類】

   F16K 51/00 20060101AFI20240116BHJP

   F04D 19/04 20060101ALI20240116BHJP

   F16K 51/02 20060101ALI20240116BHJP

【ＦＩ】

F16K51/00 B

F04D19/04 H

F16K51/02 A

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020097272

(22)【出願日】2020-06-03

(65)【公開番号】P2021188724

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2022-09-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100121382

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 託嗣

(72)【発明者】

【氏名】小崎 純一郎

【審査官】笹岡 友陽

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２１／０６３８０５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００７－１８０４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２２－５５２７９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ ５１／００

Ｆ０４Ｄ １９／０４

Ｆ１６Ｋ ５１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排気流路の開口面積を調節する真空バルブであって、
前記排気流路の開口面積を調節し、凹部が形成された弁体と、
前記排気流路の内部を移動するパーティクルを捕捉するための第１捕捉部材とを備え、
前記第１捕捉部材は、前記凹部に配置された、網目状の金属の細線からなるシート状の網目構造体である、真空バルブ。

【請求項2】

請求項１に記載の真空バルブにおいて、
前記凹部を構成する前記弁体の表面は、斜面、曲面、球面または放物面のいずれかである、真空バルブ。

【請求項3】

請求項１に記載の真空バルブにおいて、
前記凹部の側面は、前記弁体における弁座に対向する面に略垂直である、真空バルブ。

【請求項4】

請求項１から３までのいずれか一項に記載の真空バルブにおいて、
前記凹部は、前記真空バルブが全開状態または一部開状態のときに、前記排気流路の下流側の開口部に対向する位置に配置される、真空バルブ。

【請求項5】

請求項１から４までのいずれか一項に記載の真空バルブにおいて、
前記真空バルブは、前記弁体が前記排気流路に直交する方向に移動するか、または、前記弁体が前記排気流路を流れる流体の流れ方向に移動する形式のバルブである、真空バルブ。

【請求項6】

請求項１から５までのいずれか一項に記載の真空バルブと、
前記真空バルブが接続される吸気口が形成されたターボ分子ポンプ本体とを備えるターボ分子ポンプ。

【請求項7】

排気流路の開口面積を調節する真空バルブと、
前記真空バルブが接続される吸気口が形成されたターボ分子ポンプ本体と、を備え、
前記真空バルブは、
前記排気流路の開口面積を調節し、凹部が形成された弁体と、
前記排気流路の内部を移動するパーティクルを捕捉するための第１捕捉部材と、
を備え、
前記第１捕捉部材は、前記凹部に配置されており、
前記ターボ分子ポンプ本体は、前記吸気口とロータとの間の流路に、パーティクルを捕捉するための第２捕捉部材を備える、
ターボ分子ポンプ。

【請求項8】

真空室と、
前記真空室の排気側に設けられ、排気流路の下流側の面に凹部が形成された弁体と、
前記排気流路の内部を移動するパーティクルを捕捉するための第１捕捉部材とを備え、
前記第１捕捉部材は、前記凹部に配置された、網目状の金属の細線からなるシート状の網目構造体である、真空容器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、真空バルブ、ターボ分子ポンプおよび真空容器に関する。

【背景技術】

【0002】

ターボ分子ポンプは、半導体生産等のエッチングプロセスおよび化学気相成長（chemical vapor deposition；ＣＶＤ）プロセスの際に、これらのプロセスが行われる真空容器の排気において使用される。この真空容器からターボ分子ポンプ内に、これらのプロセスにおける生成物等のパーティクルが流入すると、パーティクルは高速回転するロータにより跳ね飛ばされる場合がある。この跳ね飛ばされたパーティクルを反跳パーティクルと呼ぶ。反跳パーティクルは上記真空容器の内部まで達することがある。

【0003】

この問題に対処するため、真空容器とロータとの間に配置された部材により、反跳パーティクルを捕捉することが提案されている。特許文献１では、細線を編み上げて形成され、ターボ分子ポンプの吸気口とロータとの間に配置された円筒状の網目構造体により反跳パーティクルが捕捉される。特許文献２では、処理室と排気ポンプとの間の排気流路に突出自在な弁体に放射状に配置された細板状の阻止部材により、反跳パーティクルが阻止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１０－２２３２１３号公報

【文献】特開２０１０－０３４３９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述の特許文献１および２の方法では、反跳パーティクルを捕捉するための部材を流路に配置することにより、流路のコンダクタンスが低下してしまう。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様は、排気流路の開口面積を調節する真空バルブであって、前記排気流路の開口面積を調節し、凹部が形成された弁体と、前記排気流路の内部を移動するパーティクルを捕捉するための第１捕捉部材とを備え、前記第１捕捉部材は、前記凹部に配置されている、真空バルブに関する。
本発明の第２の態様は、第１の態様の真空バルブと、前記真空バルブが接続される吸気口が形成されたターボ分子ポンプ本体とを備えるターボ分子ポンプに関する。
本発明の第３の態様は、真空室と、前記真空室の排気側に設けられ、排気流路の下流側の面に凹部が形成された弁体と、前記排気流路の内部を移動するパーティクルを捕捉するための第１捕捉部材とを備え、前記第１捕捉部材は、前記凹部に配置されている、真空容器に関する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、真空バルブに配置された捕捉部材により反跳パーティクルを捕捉しつつ、流路のコンダクタンスの低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、一実施形態に係る半導体製造装置の構成を示す概念図である。

【図2】図２は、一実施形態の真空バルブが開状態の場合の半導体製造装置を模式的に示す断面図である。

【図3】図３は、一実施形態の真空バルブが閉状態の場合の半導体製造装置を模式的に示す断面図である。

【図4】図４は、弁体の凹部を示す半導体製造装置の拡大断面図である。

【図5】図５は、反跳パーティクルの移動を説明するための概念図である。

【図6A】図６Ａは、第１捕捉部材を示す概念図である。

【図6B】図６Ｂは、第１捕捉部材を構成するネットを示す概念図である。

【図7】図７は、変形例に係る弁体の凹部を模式的に示す断面図である。

【図8】図８は、変形例に係る弁体の凹部を模式的に示す断面図である。

【図9】図９は、変形例に係るターボ分子ポンプのバッフルを模式的に示す拡大断面図である。

【図10】図１０は、変形例に係るターボ分子ポンプのバッフルを示す斜視図である。

【図11】図１１は、バッフルにおける第２捕捉部材の配置を説明するための概念図である。

【図12】図１２は、変形例に係る弁体の凹部を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

【0010】

－実施形態－
本実施形態の真空バルブは、真空容器を排気する真空ポンプの吸気口に設けられ、排気流路の開口面積を調節する真空バルブである。真空バルブは、排気流路の開口面積を調節する弁体を備える。この弁体は、排気流路の内部を移動するパーティクルを捕捉する部材を備える。真空バルブに配置される当該部材を第１捕捉部材と呼ぶ。以下の実施形態では、半導体製造装置において、真空容器の内部の処理室と、当該真空容器を減圧するターボ分子ポンプとの間に真空バルブが配置される例を用いて説明する。真空バルブの真空容器側は吸気側であり、真空ポンプ側が排気側である。

【0011】

図１は、本実施形態に係る半導体製造装置１の構成を模式的に示す側面図である。図２および図３は、それぞれ、真空バルブ２０が開状態および閉状態の場合の、半導体製造装置１の構成を模式的に示す断面図である。半導体製造装置１は、ターボ分子ポンプ１０と、真空バルブ２０と、真空容器４０とを備える。ターボ分子ポンプ１０は、ケーシング１１と、ロータ１２とを備える。ケーシング１１は、ケーシング本体１１Ａと、フランジ１１Ｂとを備える。真空バルブ２０は、弁体駆動部２１と、連結部２２と、弁体２４とを備える。弁体２４は、弁体本体２４０と、第１捕捉部材２００とを備え、凹部３０が形成されている。真空容器４０には、処理室４１が形成されている。

【0012】

ターボ分子ポンプ１０は、ケーシング１１の内部にＡＲを回転軸として回転自在なロータ１２が格納されている。ロータ１２は、例えば磁気軸受により非接触支持されたり、玉軸受により支持され、不図示のモータにより高速回転駆動される。

【0013】

ロータ１２には、複数段の回転翼（不図示）が形成されている。ケーシング１１に固定された固定側には、回転軸ＡＲの軸方向に対して回転翼と交互に配置された複数段の固定翼（不図示）が設けられている。
なお、図示は省略するが、ターボ分子ポンプ１０は、ロータ側に円筒状のネジロータ、固定側にネジロータの外周側に設けられたネジステータが設けられていてもよい。

【0014】

ターボ分子ポンプ１０には、真空処理室４１に連通する吸気口１３が形成されている。吸気口１３には、処理室４１を真空排気する排気流路（以下、単に流路ということもある）が形成されている。ロータ１２を高速回転駆動することにより、吸気口１３から流入した気体分子は回転翼および固定翼の隙間を通って不図示の排気口から排気される。この排気口には、補助ポンプが排気可能に接続される。

【0015】

以下では、回転軸ＡＲに沿ってｚ軸をとり、ｚ軸に垂直に、ｘ軸およびｙ軸を互いに垂直になるように設定した（座標系９参照）。図１～５、７～９、１２では、ｘ軸を紙面に垂直に、ｙ軸を紙面に向かって右方向に配置した。また、断面図では、適宜後ろ側にある物体を省略して端面図としている。

【0016】

真空バルブ２０は、真空容器４０の処理室４１とターボ分子ポンプ１０の吸気口１３とを排気可能に接続する排気流路に配置され、当該流路の流量を調節する。排気流路の開口面積とは、排気流路の流れ方向に垂直な断面の面積を指す。真空バルブ２０は、弁体２４が弁座から、弁座シート面と交差する方向に移動する形式のバルブであることが好ましく、ポペットバルブがより好ましい。ポペットバルブは、弁体２４が弁座から、弁座シート面と垂直の方向に移動する形式のバルブである。ポペットバルブは、流路を流れる流体の流れ方向に移動する形式のバルブともいえる。図２の例はポペットバルブであり、連結部２２が弁座、連結部２２の上面がｘｙ平面に平行な弁座シート面Ｓ１に相当する。真空バルブ２０の開閉の際、弁体２４は弁座シート面Ｓ１と垂直な方向（ｚ方向）に往復移動する（矢印Ａ１）。

【0017】

図２および図３はそれぞれ真空バルブ２０の全開状態および全閉状態を示す。これらの他、弁体２４が開状態での位置と閉状態の位置との中間の任意の位置に停止可能にすることができる。この場合、真空バルブ２０は部分的な開状態となる。部分的な開状態での流路のコンダクタンスは、全開状態におけるコンダクタンスと全閉状態のコンダクタンス（ゼロ）との間の値をとる。

【0018】

また、半導体製造装置１において、処理室４１の圧力を制御するように、弁体２４の位置が自動で調整されることが好ましい。例えば、半導体製造装置１の不図示の制御装置の制御により、入力装置からの入力に基づいて処理室４１の圧力が設定され、当該圧力を実現するように流路のコンダクタンスが弁体２４の位置により調節される。

【0019】

真空バルブ２０の弁体駆動部２１は、弁体２４を支持しつつ、開状態における位置と閉状態における位置との間を移動させる。弁体駆動部２１の駆動機構は、特に限定されず、空気式または電動式等の駆動機構を備える構成にすることができる。図２では、弁体駆動部２１と弁体２４とが物理的に離れているように見えるが、弁棒等により適宜連結される。本実施形態の図では弁体駆動部２１が２つ示されているが、その個数は特に限定されない。

【0020】

真空バルブ２０の連結部２２には、開口部２３が形成されている。連結部２２はｘｙ平面に沿って開口部２３を囲むように形成されている。ターボ分子ポンプ１０のフランジ１１Ｂの上面は、ｘｙ平面に平行となっており、真空バルブ２０の連結部２２の下面に当接する。これにより、連結部２２の開口部２３とフランジ１１Ｂの吸気口１３とが排気可能に接続される。フランジ１１Ｂの上面には、Ｏリング等のシール部材（不図示）が配置され、シール部材によりフランジ１１Ｂと連結部２２とがシールされる。シール部材によるシールされる連結部２２の領域を当接部２２０という。
なお、図２の例では連結部２２の上面に弁体２４の弁座を設け、かつ、連結部２２の下面にフランジ１１Ｂが当接する当接部２２０を設ける構成としたが、弁体２４の弁座が設けられる部材と、当接部２２０が設けられる部材とは、別の部材で構成されてもよい。

【0021】

図４は、真空バルブ２０が開状態における、弁体２４の凹部３０を示す拡大断面図である。弁体２４は、板状の部材からなり、ｘｙ平面に沿って配置されている。弁体２４の弁座として機能する連結部２２のシート面Ｓ１に対向する面である下面Ｓ２に、凹部３０が形成されている。下面Ｓ２は、ｘｙ平面に沿って配置されている。凹部３０は、弁体２４の真空バルブ２０の排気側の面において、開口部２３に対向する位置に配置されている。凹部３０の中心軸ＡＣは、ロータ１２の回転軸ＡＲと略一致することが好ましい。凹部３０に、第１捕捉部材２００が配置されている。第１捕捉部材２００は、凹部３０の内側に配置され、弁体２４の下面Ｓ２から突出しないことが好ましい。第１捕捉部材２００は、ボルト等の固定具により弁体２４に固定され、真空バルブ２０の開閉の際に、弁体２４と一体となって移動する。

【0022】

本実施形態では、弁体２４の凹部３０を構成する表面は、曲面となっている。これにより、開口部２３から飛来したパーティクルを、凹部３０の中心軸ＡＣに近い方向に跳ね返すことができ、凹部３０の外側、すなわち外周側にある処理室４１への流路にパーティクルが進入することを抑制することができる。例えば、回転軸ＡＲに沿って反跳パーティクルが飛来する場合、その進行方向は、矢印Ａ２で示される方向（ｚ方向）となる。このとき、反跳パーティクルは凹部３０の内側に向けて反射される可能性が高くなり（矢印Ａ３）、処理室４１へと進入することを抑制できる。凹部の形状としては、球面または放物面が好ましい。上記と同様の観点から、凹部３０を構成する弁体２４の表面は、斜面でもよい。

【0023】

凹部３０の最大径Ｌ３は、凹部３０に第１捕捉部材２００が配置可能であれば特に限定されない。しかし、凹部３０の最大径Ｌ３は、ターボ分子ポンプ１０の吸気口１３の最大径Ｌ１、および、真空バルブ２０の開口部２３の最大径Ｌ２の少なくとも一方の１．１倍よりも大きいことが好ましい。これにより、吸気口１３または開口部２３を覆うように凹部３０を配置することができ、処理室４１への反跳パーティクルの進入をさらに抑制することができる。凹部３０の弁体２４に平行な面に沿った形状、すなわち図のｘｙ平面における形状は特に限定されないが、開口部２３に合わせた形状が好ましく、円状、楕円状等にすることができる。

【0024】

凹部３０の最大径Ｌ３とは、中心軸ＡＣに直交し、凹部３０の内壁の２点を通る線分のうち、最も長い線分の長さとすることができる。開口部２３の最大径Ｌ２とは、回転軸ＡＲに直交し、開口部２３の内壁の２点を通る線分のうち、最も長い線分の長さとすることができる。吸気口１３の最大径Ｌ１とは、回転軸ＡＲに直交し、吸気口１３の内壁の２点を通る線分のうち、最も長い線分の長さとすることができる。
換言すると、図４の各部材の上面視では、一例として開口部である吸気口１３、開口部２３、凹部３０は円形であり、凹部３０の最大径Ｌ３が開口部１３、２３の最大径Ｌ１、Ｌ２よりも大きく、かつ、凹部３０内に吸気口１３および開口部２３が含まれる。

【0025】

第１捕捉部材２００は、弁体２４が配置される排気流路の内部を移動するパーティクルを捕捉するための部材である。

【0026】

図５は、第１捕捉部材２００による反跳パーティクルの捕捉を説明するための概念図である。半導体製造装置１の処理室４１では、エッチングプロセスおよびＣＶＤプロセス等において、化学反応または機械部品の摺動等により、サブミクロンオーダーの径のパーティクルが発生し得る。これらのパーティクルが吸気口１３を介してターボ分子ポンプ１０内に流入すると、高速回転するロータ１２により跳ね飛ばされる（矢印Ａ４）。凹部３０および第１捕捉部材２００が無いとすると、反跳パーティクルは弁体２４の下面Ｓ２および弁座シート面Ｓ１の間で反射しながら進み、処理室４１に達し得る（破線矢印Ａ５）。これらの反跳パーティクルが処理室４１まで達すると、パーティクルがウェハ上に付着し半導体の生産歩留まりの悪化の原因となる。

【0027】

一方、本実施形態の真空バルブ２０では、反跳パーティクルが第１捕捉部材２００により捕捉されるため、処理室４１への反跳パーティクルの進入を抑制することができる。また、反跳パーティクルが開口部２３から第１捕捉部材２００に入射した際に捕捉されなくとも、凹部３０により内側に反射される（図４の矢印Ａ２、Ａ３）から、処理室４１への流路へと向かいにくい。さらに、凹部３０の反射後に再び第１捕捉部材２００を通過する可能性が高いため、この通過の際に捕捉される可能性もある。

【0028】

本実施形態に係る第１捕捉部材２００は、網目状の金属の細線からなるシート状の網目構造体である。第１捕捉部材２００は、後述するように金属ワイヤ等の細線を編み上げたものからなり、網目の大きさはパーティクルの大きさよりも大きい。そのため、第１捕捉部材２００に入射した反跳パーティクルは、一部は表面部分のワイヤに跳ね返されるが、大部分は第１捕捉部材２００の内部に侵入し、内部でワイヤとの衝突を繰り返すことになる。衝突を繰り返すことで反跳パーティクルの運動エネルギーは小さくなり、最終的には第１捕捉部材２００の内部に捕捉されることになる。

【0029】

図６Ａは、第１捕捉部材２００を構成する網目構造体を説明するための概念図である。網目構造体には、特許文献１に記載のように布状のネット２０００が用いられる。ネット２０００は、図６Ｂに示すように、ステンレスワイヤ等の金属細線を、編機によりメリヤス編みしたものである。なお、メリヤス編みしたネットを型付けローラで挟んで、波付けしたものをネット２０００として用いても良い。金属細線のネットに代えて、アルミナとシリカとから成るアルミナシリカ繊維を編み上げて布状としたものを用いても良い。その場合、適度の柔軟性を得るために、シリカの比率を６～１０％とすることが好ましい。さらに、金属細線の編み方はメリヤス編みに限るものではなく平織り等でも良い。

【0030】

本実施形態に係る第１捕捉部材２００は、金属ワイヤ等を編み上げたネット２０００で構成されているため、金属繊維をフェルト状とした捕捉部材に比べて隙間が大きい。そのため、反跳パーティクルは第１捕捉部材２００の内部まで侵入しやすく、確実に捕捉されることになる。

【0031】

なお、本実施の形態では、目の粗いネット２０００を積層したシート状の構造とすることで、反跳パーティクルが第１捕捉部材２００のより内部まで入り込み易くしている。その場合、同一網目のものを積層しても良いし、表面に近いものは網目を粗くするとともに、パーティクルが捕捉される内部の層の網目についてやや細かくするように、網目の粗さを層に応じて変えても良い。また、金属メッシュ等の比較的平らなネットを積層する場合には、金属メッシュを波折りしてから積層することにより嵩を大きくし、反跳パーティクルを内部にまで入り易くするのが好ましい。

【0032】

真空容器４０は、半導体生産のエッチングプロセスまたはＣＶＤプロセス等のプロセスを行うための耐圧容器である。真空容器４０には、これらのプロセスを内部で行うための処理室４１が形成されている。
なお、本実施形態の真空バルブ２０は、半導体生産用の真空容器４０に接続される他、任意の用途の真空容器に排気可能に接続することができる。

【0033】

上述の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）本実施形態の真空バルブは、真空容器４０を排気する真空ポンプ１０の吸気口１３に設けられ、排気流路の開口面積を調節する真空バルブ２０である。真空バルブ２０は、排気流路の開口面積を調節し、真空ポンプ１０側に凹部３０が形成された弁体２４と、排気流路の内部を移動するパーティクルを捕捉するための第１捕捉部材２００とを備え、第１捕捉部材２００は、凹部３０に配置されている。これにより、反跳パーティクルを捕捉しつつ、流路のコンダクタンスの低下を抑制することができる。

【0034】

（２）本実施形態の真空バルブにおいて、第１捕捉部材２００は、真空バルブ２０が全開状態または一部開状態のときに、排気流路と接続される開口部２３に対向する位置に配置される。これにより、効率よく反跳パーティクルを捕捉することができる。

【0035】

次のような変形も本発明の範囲内であり、上述の実施形態と組み合わせることが可能である。以下の変形例において、上述の実施形態と同様の構造、機能を示す部位等に関しては、同一の符号で参照し、適宜説明を省略する。

【0036】

（変形例１）
上述の実施形態において、凹部の側面を弁体の下面に略垂直な面としてもよい。

【0037】

図７は、本変形例に係る弁体２４Ａを模式的に示す断面図である。弁体２４Ａは、弁体本体２４０Ａと、第１捕捉部材２００とを備え、凹部３０Ａが形成されている。第１捕捉部材２００は、凹部３０Ａに配置されている。凹部３０Ａの側面３１は、円筒状に形成されている。側面３１は、ｚ軸方向に伸び、弁体２４Ａにおいて弁座と対向する面である下面Ｓ２に略垂直な面となっている。これにより、凹部３０Ａを容易に加工することができる。
なお、凹部３０Ａの弁体２４Ａに平行な面に沿った形状、すなわち図のｘｙ平面における形状は特に限定されないが、開口部２３に合わせた形状が好ましく、円状、楕円状等にすることができる。

【0038】

（変形例２）
上述の実施形態において、複数の第１捕捉部材を凹部に配置してもよい。

【0039】

図８は、本変形例に係る凹部を模式的に示す断面図である。弁体２４Ｂは、弁体本体２４０と、第１捕捉部材２００Ａおよび２００Ｂと、支持部材２４５とを備え、凹部３０が形成されている。第１捕捉部材２００Ａおよび２００Ｂは、互いに略平行に凹部３０に配置されている。第１捕捉部材２００Ａおよび２００Ｂは、弁体２４Ｂに沿ってｘｙ平面に略平行に広がるシート状の構造を有する。ｘｙ平面に沿った、第１捕捉部材２００Ａの幅と第２捕捉部材２００Ｂの幅は異なる。第１捕捉部材２００Ａおよび２００Ｂは、それぞれ、配置された位置における凹部３０の幅に応じた幅を有する。

【0040】

支持部材２４５は、第１捕捉部材２００Ａおよび２００Ｂを支持するための部材である。支持部材２４５による第１捕捉部材２００Ａおよび２００Ｂの支持の態様は特に限定されない。本変形例では、支持部材２４５を、弁体２４Ｂの下面Ｓ２に略垂直に伸びる柱状の構造体とする。第１捕捉部材２００Ａおよび２００Ｂは支持部材２４５にボルト等の固定具により固定されている。支持部材２４５の材料は支持に十分な強度があれば特に限定されず、金属等とすることができる。

【0041】

本変形例では、凹部３０に複数のシート状の第１捕捉部材２００Ａおよび２００Ｂが配置されている。これにより、凹部３０の各深さにおける幅に合わせた第１捕捉部材を配置することができ、その結果、第１捕捉部材を凹部３０により稠密に配置でき効率よくパーティクルを捕捉することができる。

【0042】

（変形例３）
上述の実施形態において、ターボ分子ポンプの吸気口とロータとの間の流路に、パーティクルを捕捉するための第２捕捉部材を配置してもよい。本変形例の半導体製造装置は、ターボ分子ポンプが第２捕捉部材を支持するためのバッフルを備える点で上述の実施形態とは異なっている。

【0043】

図９および図１０は、バッフル１５を説明する図である。図９は、本変形例のターボ分子ポンプにおいて、バッフル１５が設けられている部分の拡大図である。図１０は、バッフル１５の斜視図である。ターボ分子ポンプ１０Ａは、固定翼１６と回転翼１２０が回転軸方向（ｚ軸方向）に沿って交互に配置されている。バッフル１５は、ケーシング１１のフランジ１１Ｂに取り付けられている。図１０に示すように、バッフル１５は、円盤１５０、支柱１５１、枠１５２、第２捕捉部材３００を備えている。枠１５２はリブ構造を有しており、内側リング１５２Ａと、外側リング１５２Ｂと、リング１５２Ａおよび１５２Ｂを接続する放射状リブ１５２Ｃとを備えている。

【0044】

複数の支柱１５１は内側リング１５２Ａの内周面に等間隔で固定されており、各支柱１５１の下端には円盤１５０が固定されている。支柱１５１の長さは、図９に示すように、円盤１５０がロータ１２の上面の近傍に配置されるように設定される。磁気浮上型の場合、ロータ１２は磁気浮上されて高速で回転するが、ガス負荷に応じて回転軸方向に僅かに上下する。そのため、円盤１５０は、ロータ１２が上下に移動してもロータ１２と接触しない程度の位置に配置される。また、円盤１５０が回転翼１２０の上方を塞がないように、円盤１５０の外径寸法は、回転翼１２０の付け根部分の直径寸法以下に設定される。

【0045】

板状の第２捕捉部材３００は、符号３００Ａ～３００Ｃで示すように、内側リング１５２Ａの外周面、外側リング１５２Ｂの内周面、および放射状リブ１５２Ｃの一方の面を覆うように設けられている。なお、図１０に示す第２捕捉部材３００Ｃの配置は、ロータ１２が、吸気口側から見て時計回りに回転する構成の場合に適用される。ロータ１２が反時計回りに回転する構成の場合には、第２捕捉部材３００を、放射状リブ１５２Ｃの反対側の面が覆われるように取り付けるのが好ましい。第２捕捉部材３００は、全体の形状が異なる他は、第１捕捉部材２００と同様の構造、材料を有するものとでき、第２捕捉部材３００は、金属の網目構造体であることが好ましい。

【0046】

図１１は、吸気口側から見たバッフル１５を示す。破線は、ロータ１２の一段目の回転翼１２０を示す。吸気口１３からポンプ内に落下し、バッフル１５を通過したパーティクルは、中央部分の円盤１５０の上に落下するか、または、円盤１５０よりも外周側の回転翼１２０の上に落下する。円盤１５０上に落下したパーティクルは円盤上に留まるので、装置側に戻ることはない。

【0047】

一方、回転翼１２０上に落下したパーティクルは、高速回転する回転翼１２０により跳ね飛ばされる。図１１では、回転翼１２０は矢印Ｒのように時計回りに回転している。回転翼１２０に落下したパーティクルは、接線方向に力を受けるので、接線方向に跳ね飛ばされる傾向が大きい。図１１では、パーティクルが単純に接線方向に跳ね飛ばされた場合の軌跡Ｐをいくつか示した。このように接線方向に跳ね飛ばされることから、反跳パーティクルは、外周側の第２捕捉部材３００により多く入射すると考えられる。第２捕捉部材３００に入射した反跳パーティクルは捕捉され、真空バルブへの進入が抑制される。

【0048】

第２捕捉部材３００により捕捉されなかった反跳パーティクルは、吸気口１３に対して垂直（図のｚ方向）に近い方向に進むものが多くなる。これらの反跳パーティクルは、吸気口１３に対向する位置に配置されている凹部３０に入射し、第１捕捉部材２００により捕捉される。従って、本変形例では、第１捕捉部材２００および第２捕捉部材３００の組合せにより、反跳パーティクルをさらに効率的に捕捉することができる。

【0049】

（変形例４）
上述の実施形態において、真空バルブ２０は、ターボ分子ポンプの一部として構成されていてもよい。この場合、上述のターボ分子ポンプ１０がターボ分子ポンプ本体に相当し、ターボ分子ポンプ本体と真空バルブ２０がターボ分子ポンプを構成する。あるいは、真空バルブ２０は、真空容器の一部として構成されていてもよい。この場合、上述の真空容器４０は真空容器本体に相当し、真空容器本体４０と真空バルブ２０が真空容器を構成する。他の態様として、弁体２４を真空容器の一部として構成し、弁体駆動部２２を弁体駆動装置として着脱可能に構成してもよい。

【0050】

（変形例５）
上述の実施形態では、真空バルブ２０が閉状態において、第１捕捉部材２００が開口部２３に対向する位置に配置されている。しかし、真空バルブ２０が全開状態および一部開状態の少なくとも一方において、凹部３０が開口部２３と対向する位置に配置されていれば、閉状態において凹部３０が開口部２３と対向する位置に配置されていなくともよい。

【0051】

（変形例６）
上述の実施形態では、第１捕捉部材を金属の網目構造体としたが、第１捕捉部材は、パーティクルを捕捉可能であればその構造および材料は特に限定されない。例えば、第１捕捉部材には、繊維を圧縮してフェルト状にしたもの、例えばステンレスフェルトまたはフッ素樹脂のフェルトを用いてもよいし、ゴム材、スポンジ材、コットン材等の柔軟性を有する素材を用いてもよい。

【0052】

（変形例７）
上述の実施形態では、ポペットバルブの例を用いて説明したが、スライドバルブの弁体に凹部を形成し、当該凹部に第１捕捉部材を配置してもよい。スライドバルブは、弁体が排気流路に直交する方向に移動するバルブである。スライドバルブの場合、一部開状態において、特に効率よく反跳パーティクルを捕捉することができる。

【0053】

（変形例８）
上述の実施形態において、弁体における凹部と反対側の面は平面としたが、凸部が形成されていてもよい。これにより、凹部が形成された部分の強度が減少することを抑制することができる。

【0054】

図１２は、本変形例における弁体２４Ｃを模式的に示す断面図である。弁体２４Ｃは、弁体本体２４０Ｂと、第１捕捉部材２００とを備える。弁体２４Ｃには、開口部２３に向かい合う下面Ｓ２に凹部３０が形成されている他、弁体２４Ｃにおける凹部３０の反対側の上面Ｓ３に凸部６０が形成されている。凸部６０の形状は特に限定されない。図１２では、弁体２４Ｃの中心部において、開口部２３の開口面積と同程度の大きさの領域に、逆さまにしたお椀状の形状の凸部６０が形成されている。凸部６０の上面の形状は、凹部３０を構成する弁体２４Ｃの表面の形状と略同一の形状にすることができる。

【0055】

（態様）
上述した複数の例示的な実施形態またはその変形は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

【0056】

（第１項）一態様に係る真空バルブは、排気流路の開口面積を調節する真空バルブであって、前記排気流路の開口面積を調節し、凹部が形成された弁体と、前記排気流路の内部を移動するパーティクルを捕捉するための第１捕捉部材とを備え、前記第１捕捉部材は、前記凹部に配置されている。これにより、真空バルブに配置された捕捉部材により反跳パーティクルを捕捉しつつ、流路のコンダクタンスの低下を抑制することができる。

【0057】

（第２項）他の一態様に係る真空バルブでは、第１項の態様の真空バルブにおいて、前記凹部を構成する前記弁体の表面は、斜面、曲面、球面または放物面のいずれかとすることができる。これにより、入射した反跳パーティクルを所望の方向に反射させ、より効率よく捕捉することができる。

【0058】

（第３項）他の一態様に係る真空バルブでは、第１項の態様の真空バルブにおいて、前記凹部の側面は、前記弁体における弁座に対向する面に略垂直とすることができる。これにより、凹部を容易に加工することができる。

【0059】

（第４項）他の一態様に係る真空バルブでは、第１項から第３項までのいずれかの態様の真空バルブにおいて、前記凹部は、前記真空バルブが全開状態または一部開状態のときに、前記排気流路の下流側の開口部に対向する位置に配置することができる。これにより、真空バルブの開口部から飛来するパーティクルをさらに効率よく捕捉することができる。

【0060】

（第５項）他の一態様に係る真空バルブでは、第１項から第４項までいずれかの態様の真空バルブにおいて、前記真空バルブは、前記弁体が前記排気流路に直交する方向に移動するか、または、前記弁体が前記排気流路を流れる流体の流れ方向に移動する形式のバルブとすることができる。これらの真空バルブでは、第１捕捉部材によるコンダクタンスの低下への影響が特に小さい。

【0061】

（第６項）一態様に係るターボ分子ポンプは、第１項から第５項までいずれかの態様の真空バルブと、前記真空バルブが接続される吸気口が形成されたターボ分子ポンプ本体とを備える。これにより、ターボ分子ポンプの吸気口側の真空容器に反跳パーティクルが進入するのを低減しつつ、コンダクタンスの低下により排気効率が落ちることを抑制することができる。

【0062】

（第７項）他の一態様に係るターボ分子ポンプでは、第６項の態様のターボ分子ポンプにおいて、前記ターボ分子ポンプ本体は、前記吸気口とロータとの間の流路に、パーティクルを捕捉するための第２捕捉部材を備えることができる。これにより、ターボ分子ポンプの吸気口側の真空容器に反跳パーティクルが進入することをさらに低減することができる。

【0063】

（第８項）一態様に係る真空容器は、真空室と、前記真空室の排気側に設けられ、排気流路の下流側の面に凹部が形成された弁体と、前記排気流路の内部を移動するパーティクルを捕捉するための第１捕捉部材とを備え、前記第１捕捉部材は、前記凹部に配置されている。これにより、真空容器の排気側からの反跳パーティクルの進入を抑制しつつ、排気効率の低下を抑制することができる。

【0064】

本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0065】

１…半導体製造装置、９…座標系、１０，１０Ａ…ターボ分子ポンプ、１１…ケーシング、１１Ａ…ケーシング本体、１１Ｂ…フランジ、１２…ロータ、１３…吸気口、１５…バッフル、１６…固定翼、２０…真空バルブ、２１…弁体駆動部、２２…連結部、２３…開口部、２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ…弁体、３０，３０Ａ…凹部、３１…弁体の側面、４０…真空容器、４１…処理室、６０…凸部、１２０…回転翼、２００，２００Ａ，２００Ｂ…第１捕捉部材、２２０…当接部、２４０，２４０Ａ，２４０Ｂ…弁体本体、２４５…支持部材、３００，３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ…第２捕捉部材、２０００…ネット、ＡＣ…凹部の中心軸、ＡＲ…ロータの回転軸、Ｓ１…弁座シート面、Ｓ２…弁体の下面、Ｓ３…弁体の上面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】