CN105987011B

CN105987011B - 真空泵

Info

Publication number: CN105987011B
Application number: CN201510994332.0A
Authority: CN
Inventors: 坪川彻也
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2015-03-18
Filing date: 2015-12-25
Publication date: 2018-11-09
Anticipated expiration: 2035-12-25
Also published as: CN105987011A; JP6390478B2; US20160273552A1; US10221863B2; JP2016176339A

Abstract

本发明提供一种真空泵，其无须追加对排气管进行加热的加热器等便可实现针对生成物堆积的维护性的提高。涡轮分子泵(1)包括：定子(22)；转子圆筒部(13)，相对于定子(22)旋转；泵壳(23)及基底(30)，收容着定子(22)及转子圆筒部(13)且设置着吸气口(230)及排气用贯通孔(202)；排气管(26)，以与排气用贯通孔(202)连通的方式固定于基底(30)的外周；以及管(25)，隔着间隙至少插通到排气用贯通孔(202)而供排出的气体通过。

Description

真空泵

技术领域

本发明涉及一种适合于容易产生生成物堆积的气体的排出的真空泵。

背景技术

先前，半导体制造装置或液晶制造装置等腔室排气中使用涡轮分子泵等真空泵。近年来，在半导体制造装置或液晶制造装置的蚀刻工艺中，会产生如下问题：生成物堆积于真空泵而使真空泵的转子与生成物接触的故障的增加，或装置运转后短期需要彻底检查(overhaul)等。

该生成物也堆积于设置在真空泵的气体排出部的排气管。排气管内的压力比真空泵内高，因而排气管的生成物堆积显著。如果排气管内的生成物堆积显著，则管路会逐渐闭塞，泵背压上升而导致泵性能下降。而且，因伴随泵背压的上升的负载增大，泵发热增加而导致旋转体温度上升。其结果，存在转子的蠕变寿命(creep life)降低的问题。

作为减少所述生成物的堆积的技术，已知有如专利文献1中记载般的构成。专利文献1中记载的涡轮分子泵中，在泵内部的气体流路上设置包含传热体的隔离壁，利用热的良导体将隔离壁与位于泵外部的加热部连结，且利用电加热器等对加热部进行加热。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开平6-159287号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

然而，在利用电加热器等进行加热的构成的情况下，另外需要加热器、温度传感器、控制用控制器等。

[解决问题的技术手段]

本发明的优选的实施方式的真空泵包括：定子；转子，相对于所述定子旋转；泵框体，收容着所述定子及所述转子，且设置着吸气口及排气用贯通孔；第一排气管，以与所述排气用贯通孔连通的方式固定于所述泵框体的外周；以及第二排气管，隔着间隙至少插通到所述排气用贯通孔，且供所排出的气体通过。

更优选的实施方式中，所述定子以与所述转子相对向的方式固定于所述泵框体，且，在所述转子及所述定子其中一个的对向面形成着螺纹槽，所述第二排气管与所述定子热接触。

更优选的实施方式中，所述定子由铝系金属或不锈钢形成，所述第二排气管由铝系金属形成。

更优选的实施方式中，所述定子经由隔热构件而固定于所述泵框体。

更优选的实施方式中，所述第二排气管隔着间隙插通到所述排气用贯通孔及所述第一排气管，所述第二排气管的气体流出口比所述第一排气管的气体流出口配置得靠内侧。

更优选的实施方式中，所述第二排气管从所述排气用贯通孔的气体流出口延伸到气体流入口或泵框体内。

[发明的效果]

根据本发明，无须追加对排气管进行加热的加热器等，便可实现针对生成物堆积的维护性的提高。

附图说明

图1是表示本发明的真空泵的第一实施方式的图。

图2是设置着排气管的部分的放大图。

图3(a)、图3(b)是表示设置于排气管的内部的管的形状的图。

图4是表示第二实施方式的图。

图5是表示第三实施方式的图。

[符号的说明]

1：涡轮分子泵 10：转子

11：转子轴 12：旋转翼

13：转子圆筒部 20：壳体

21：固定翼 22：定子

23：泵壳 24：隔热构件

25：管 25a、202a：气体流入口

25b、26a、202b：气体流出口 26：排气管

27：加热器 29：间隔件

30：基底 32：径向磁轴承

33：轴向磁轴承 34：电动机

35a、35b：机械轴承 202：排气用贯通孔

203：温度传感器 220：凸缘部

222、252、253：螺栓 223：垫片

230：吸气口 250：固定壁

254：贯通孔 G：虚线箭头

Q：热 SP：螺纹槽泵部

Δh：轴方向距离

具体实施方式

以下，参照图对用以实施本发明的形态进行说明。

第一实施方式

图1是表示本发明的真空泵的第一实施方式的图，且表示涡轮分子泵的剖面。涡轮分子泵1具备形成着多级的旋转翼12及转子圆筒部13的转子10。转子10上固定着转子轴11，该转子轴11由径向磁轴承32及轴向磁轴承33支撑，且通过电动机34而旋转驱动。在径向磁轴承32、轴向磁轴承33非动作时，转子轴11由机械轴承(mechanical bearing)35a、机械轴承35b支撑。径向磁轴承32、轴向磁轴承33、电动机34及机械轴承35b收纳在固定于壳体20的基底30。另外，本实施方式中，壳体20与基底30分开设置，但也可为壳体20与基底30一体形成的构成。

在泵壳23的内侧以对应于多级的旋转翼12积层多级的固定翼21的方式配置。积层于泵轴方向的多级的固定翼21分别隔着间隔件29而配置于壳体20上。旋转翼12及固定翼21分别包含配置于周方向的多个涡轮翼。

在转子圆筒部13的外周侧，隔着间隙配置着圆筒形状的定子22。定子22螺固在壳体20。在转子圆筒部13的外周面或定子22的内周面的其中一面形成着螺纹槽，由转子圆筒部13与定子22构成螺纹槽泵部SP。另外，图1所示的例中，定子22上形成着螺纹槽。

当转子10高速旋转时，从泵壳23的吸气口230流入的气体利用旋转翼12及固定翼21而排出，然后利用螺纹槽泵部SP进一步压缩。而且，最终如虚线箭头G所示般从设置于壳体20的排气用贯通孔202的排气管26排出。排气管26上连接着增压泵(back pump)或通向增压泵的配管。壳体20上设置着用以加热壳体20的加热器27、对壳体20的温度进行检测的温度传感器203。

图2是设置着排气管26的部分的放大图。在排气管26的内侧隔着间隙配置着管25。管25以贯通壳体20的排气用贯通孔202的方式设置，一端固定于定子22。形成于管25的一端的固定壁250利用螺栓252而紧固于定子22的外周面。由螺纹槽泵部SP压缩的气体从形成于固定壁250的下部的气体流入口25a进入到管25内，且从管25的气体流出口25b(图示左侧端部)排出。

图3(a)、图3(b)是表示管25的形状的图，图3(a)是轴方向的剖面图，图3(b)是A箭视图。在设置于管25的图示右端的固定壁250形成着螺栓紧固用的贯通孔254。固定壁250的下部成为气体流入口25a。该管25用以防止在排气管26的内壁或形成于壳体20的排气用贯通孔202的内壁堆积生成物。通过将管25的固定壁250螺固于定子22，而管25由定子22加热至与定子温度相同的程度。

如图2所示，本实施方式的真空泵中，为了减少生成物在定子22处的堆积，在壳体20设置着加热器27。定子22经由导热率小的隔热构件24载置于壳体20上，且利用螺栓222而固定。而且，为了抑制经由螺栓222的向壳体20的热传导，而使用由隔热材料形成的垫片223。

定子22利用来自转子圆筒部13的辐射热或与排出气体的摩擦热而加热，从而温度上升。定子22的热Q主要如单点划线箭头般以定子22→隔热构件24→壳体20的方式流动。其结果，定子22的温度分布为定子22的下端最高，越靠近螺固的凸缘部220温度越低。

壳体20与定子22的温差越大，从定子22朝向壳体20的热移动越明显。因此，利用加热器27使壳体20升温，由此减小壳体20与定子22的温差，抑制从定子22朝向壳体20的热移动。其结果，定子22的温度保持得更高。此外，通过在定子22与壳体20之间插入导热率小的隔热构件24，而抑制了从定子22朝向壳体20的热移动。

本实施方式中，通过使管25与定子22热接触，而将管25的温度保持为高温。因此，可减少生成物在气体流经的管25处的堆积。其结果，即便并未如以前般追加设置排气管加热用的加热器，也能够进一步减少用以去除生成物的维护的频率。而且，管25以覆盖排气管26及排气用贯通孔202的内壁的方式设置。其结果，可大致防止生成物在排气管26及排气用贯通孔202的内壁处的堆积。

另外，即便为不经由隔热构件24而将定子22直接固定于壳体20的构成，定子22的温度也上升到能够充分减少生成物堆积的程度的温度。因此，管25充分发挥着作为用以减少生成物堆积的构件的功能。

本实施方式中，定子22及管25由铝合金形成，但也可由导热率低于铝合金的材料(例如不锈钢)形成定子22。通过由所述导热率低的材料形成定子22，而定子22的下端与上端之间的温度梯度能够保持得比铝合金的情况大，且将定子下端的温度保持得更高。

另外，因管25的一端固定于定子22，故当管25的出口端(气体流出口25b)与其他物品发生干涉而外力作用于管25时，定子22与转子圆筒部13的间隙发生变化而发生不良情况。因此，本实施方式中，在将管25配置于排气管26的内侧的构成中，排气管26的气体流出口26a与管25的气体流出口25b的轴方向距离Δh优选设定为Δh＞0，以使管25不会从排气管26的气体流出口26a突出。

第二实施方式

图4是表示第二实施方式的图。第二实施方式中，管25的气体流出口25b的位置设为与排气用贯通孔202的气体流出口202b大致相等的位置。该构成中，能够防止生成物堆积于排气用贯通孔202的内壁。该情况下，虽未能避免生成物在排气管26处的堆积，但因防止在排气用贯通孔202的内壁处的堆积，故能够减少用以去除生成物的维护的频率。另外，在生成物在排气管26处的堆积超出限度的情况下，能够通过更换排气管26来应对。

第三实施方式

图5是表示第三实施方式的图。第三实施方式中，管25固定于壳体20。图5所示的例中，管25使用螺栓253固定于排气用贯通孔202的内壁。管25由铝合金等金属形成，且成为与壳体20大致相同的温度。

在第三实施方式的情况下，气体主要通过保持为基底温度的管25的内部。因此，即便生成物堆积于管25的内壁，生成物也几乎不会堆积于排气用贯通孔202或排气管26。该情况下，堆积物去除的维护频率与不设置管25的情况被认为是大致相同，但在图5的构成的情况下，只更换堆积有生成物的管25即可。因此，能够实现维护作业的简化及缩短化。

另外，与图4的构成的情况同样地，即便在将管25设为至排气用贯通孔202的气体流出口202b的长度的情况下，也能够防止生成物在排气用贯通孔202处的堆积，因此比起以前，能够实现维护作业的简化及短缩化。

如以上说明般，涡轮分子泵1包括：定子22；转子圆筒部13，相对于定子22旋转；泵框体(泵壳23及壳体20)，收容着定子22及转子圆筒部13且设置着吸气口230及排气用贯通孔202；排气管26(第一排气管)，以与排气用贯通孔202连通的方式固定于壳体20的外周；以及管25(第二排气管)，隔着间隙至少插通到排气用贯通孔202且供排出的气体通过。管25如图2及图5所示般螺固于定子22或壳体20，因而容易进行相对于泵的装卸。

所述构成中，在生成物明显堆积于管25的内壁的情况下，只更换管25即可，因而能够实现维护作业的简化及缩短化。另外，为了防止生成物在排气用贯通孔202处的堆积，例如图4所示般，也可将管25以从排气用贯通孔202的气体流出口202b延伸到壳体20的内侧的方式设置。而且，在如图5般将管25固定于壳体20的情况下，也可使管25从排气用贯通孔202的气体流出口202b延伸到气体流入口202a。该情况下，排气管26处也堆积着生成物，因而在维护时只要将排气管26连同管25一起更换即可。

另外，所述实施方式中，以具备形成着涡轮翼的泵部(旋转翼12及固定翼21)与螺纹槽泵部SP的涡轮分子泵为例进行了说明，但也能够应用于仅具备包含旋转翼12及固定翼21的泵部的全翼型涡轮分子泵。而且，也能够应用于仅具备螺纹槽泵部的真空泵。

进而，如图2所示的构成般，也可使管25与作为高温部的定子22热接触。由此，因抑制生成物在管25处的堆积，故能够使维护的频率比以前少。另外，在将管25的长度如图4般设为至排气用贯通孔202的气体流出口202b的情况下，无法避免生成物在排气管26处的堆积，因而维护时只要更换排气管26即可。

而且，在如图2般使管25与定子22接触的构成中，优选将作为管25的出口侧前端的气体流出口25b比排气管26的气体流出口26a配置得靠内侧。由此，能够防止对管25的干涉，从而能够防止干涉对定子22带来的不良影响。

另外，只要不破坏本发明的特征，则本发明不受所述实施方式任何限定。

Claims

1.一种真空泵，其特征在于包括：

定子；

转子，相对于所述定子旋转；

泵框体，收容着所述定子及所述转子，且设置着吸气口及排气用贯通孔；

第一排气管，以与所述排气用贯通孔连通的方式固定于所述泵框体的外周；以及

第二排气管，隔着间隙至少插通到所述排气用贯通孔，且供所排出的气体通过，

所述定子以与所述转子相对向的方式固定于所述泵框体，且，在所述转子及所述定子其中一个的对向面形成着螺纹槽，

所述第二排气管与所述定子热接触，所述第二排气管的温度通过所述定子中产生的热而升高。

2.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于：

所述定子由铝系金属或不锈钢形成，所述第二排气管由铝系金属形成。

3.根据权利要求1或2所述的真空泵，其特征在于：

所述定子经由隔热构件而固定于所述泵框体。

4.根据权利要求1或2所述的真空泵，其特征在于：

所述第二排气管隔着间隙插通到所述排气用贯通孔及所述第一排气管，

所述第二排气管的气体流出口比所述第一排气管的气体流出口配置得靠内侧。

5.根据权利要求1或2所述的真空泵，其特征在于：

所述第二排气管从所述排气用贯通孔的气体流出口延伸到气体流入口或所述泵框体内。