CN113286948A - 真空泵及用于真空泵的连接端口 - Google Patents
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Abstract
提供在不使排气性能下降的情况下能够小型化的真空泵及用于真空泵的连接端口。将真空泵（1）和辅助泵连接的排气端口（14）具备能够与真空泵（1）连接的卵圆状的第1开口（14a）和能够与辅助泵连接的圆形形状的第2开口（14b），在真空泵（1）的轴向方向上，第1开口（14a）的径向尺寸被设定成比第2开口（14b）的径向尺寸小。
Description
技术领域
本发明涉及真空泵及用于真空泵的连接端口。
背景技术
在存储器、集成回路等半导体装置的制造中，进行绝缘膜、金属膜、半导体膜等成膜的处理、进行蚀刻的处理为了避免受到空气中的灰尘等的影响而被在高真空状态的处理腔内进行。处理腔内的排气上例如使用涡轮分子泵等真空泵。
作为这样的真空泵，已知如下真空泵：在具有从外部吸入气体的吸气口和将被吸入的气体向外部排出的排气口的罩内，配置具有沿轴向交替地多层排列的旋转翼及固定翼的涡轮分子机构。
专利文献1中，公开了如下真空泵1：构成为，将经由吸气口4导入的气体借助气体移送机构向轴线方向的下方移送，将被压缩的气体从排气口6向外部排出。另外，附图标记是专利文献1中记载的附图标记。
专利文献1：日本特开2018-35718号公报。
然而，如上所述的真空泵中，形成为大致圆筒状的排气口占据比较大的空间，有无法将真空泵在轴线方向上小型化的问题。
对于这样的问题，也考虑将排气口缩径来作出剩余空间，但即使仅使排气口变小，也无法将气体顺畅地排出，从而使真空泵的排气性能下降。
发明内容
因此，为了在不使排气性能下降的情况下使真空泵小型化，产生应解决的技术问题，本发明的目的为解决该问题。
为了实现上述目的，本发明的真空泵在与被连接的外部设备之间将气体吸入或排出，其特征在于，将前述外部设备和前述真空泵连接的连接端口具备能够与前述真空泵连接的非圆形状的第1开口和能够与前述外部设备连接的圆形形状的第2开口，在相对于前述气体的流动方向垂直的方向上，前述第1开口的径向尺寸被设定成比前述第2径向尺寸小。
根据该方案，与使用以往那样的圆筒状的连接端口的真空泵相比，能够在维持真空泵的排气性能的状态下将连接端口的第1开口侧较小地成形，能够使真空泵小型化。
此外，为了实现上述目的，本发明的真空泵优选为，相对于前述气体的流动方向垂直的前述连接端口的开口截面积被设定成从前述第1开口遍及至前述第2开口大致相同。
根据该方案，与使用以往那样的圆筒状的连接端口的真空泵相比，能够在维持真空泵的排气性能的状态下将连接端口的第1开口侧较小地成形，能够使真空泵小型化。
此外，本发明的真空泵优选为，前述第1开口形成为卵圆状，被设定成，其短轴与前述真空泵的轴向方向大致一致。
根据该方案，能够将连接端口的第1开口侧在轴向方向上较小地成形，能够使真空泵在轴向方向上小型化。
此外，本发明的真空泵优选为，前述连接端口具备能够插入将该连接端口加热的加热器的加热器安装部。
根据该方案，加热器使连接端口升温，能够抑制在连接端口内的气体产物的堆积。
此外，本发明的真空泵优选为，前述加热器安装部是形成为筒状的孔，被设定成，其轴向与前述第1开口的长轴一致。
根据该方案，加热器被安装成将连接端口横截，所以连接端口被高效率地升温，能够进一步抑制连接端口内的气体产物的堆积。
此外，本发明的真空泵优选为，前述连接端口由铝合金形成。
根据该方案，通过以热传导率优异的铝合金形成连接端口，连接端口被高效率地升温，能够进一步抑制连接端口内的气体产物的堆积。
此外，为了实现上述目的，本发明的连接端口将真空泵及外部设备连接，使气体向内部流通，其特征在于，具备能够与前述真空泵连接的非圆形状的第1开口和能够与前述外部设备连接的圆形形状的第2开口，在相对于前述气体的流动方向垂直的方向上，前述第1开口的径向尺寸被设定成比前述第2径向尺寸小。
根据该方案，与使用以往那样的圆筒状的连接端口的真空泵相比，能够在维持真空泵的排气性能的状态下将连接端口的第1开口侧较小地成形，能够使真空泵小型化。
发明效果
根据发明的真空泵，与以往那样的使用圆筒状的连接端口的真空泵相比，能够在维持真空泵的排气性能的状态下将连接端口的第1开口侧较小地成形，能够使真空泵小型化。
此外，根据发明的连接端口，与以往那样的使用圆筒状的连接端口的真空泵相比，能够在维持真空泵的排气性能的状态下将连接端口的第1开口侧较小地成形，能够使真空泵小型化。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的真空泵的纵剖视图。
图2是表示图1的排气端口的立体图。
图3是表示排气端口的俯视图、从第1开口侧观察的侧视图及纵剖视图。
具体实施方式
基于附图说明本发明的实施方式。另外，以下提及机构要素的数、数值、量、范围等的情况下，除了特别明示的情况及原理上显然限定成特定的数的情况以外，不被限定为该特定的数，可以为特定的数以上或以下。
此外，提及结构要素等形状、位置关系时，除了特别明示的情况及原理上被认为显然不会这样的情况以外，包括实质上与该形状等近似或类似的形状、位置关系等。
此外，附图有为了容易理解特征而将特征部分局部放大等夸张的情况，结构要素的尺寸比率等不限于与实际相同。此外，剖视图中，为了容易理解结构要素的截面构造，有省略一部分的结构要素的剖面线的情况。
图1是表示真空泵1的纵剖视图。真空泵1是由容纳于大致圆筒状的罩10内的涡轮分子泵机构PA和螺纹槽泵机构PB构成的复合泵。
真空泵1具备罩10、具有被在罩10内能够旋转地支承的转子轴21的转子20、使转子轴21旋转驱动的马达30、容纳转子轴21的一部分及马达30的定子柱40。
罩10由基部11、以载置于基部11上的状态经由螺栓12固定的圆筒部13构成。
在基部11的下部侧方设置有与未图示的辅助泵连通的排气端口14。
在圆筒部13的上端形成有与未图示的腔等真空容器连接的吸气口15。此外，在吸气口15的外周，形成有与真空容器连结的凸缘12b。此外，在圆筒部13的侧方，设置有与真空容器连接的吸气端口16。另外，以下，将排气端口14及吸气端口16总称为“连接端口”。
转子20具备转子轴21、固定于转子轴21的上部而被相对于转子轴21的轴心同心圆状地并列设置的旋转翼22。
转子轴21被磁轴承50非接触支承。磁轴承50具备径向电磁铁51和轴向电磁铁52。径向电磁铁51及轴向电磁铁52与控制单元60连接。
转子轴21的上部及下部被插通于触底轴承23内。不能控制转子轴21的情况下，高速旋转的转子轴21接触触底轴承23而防止真空泵1的损伤。
旋转翼22在将转子轴21的上部插通凸台孔24的状态下，将螺栓25插通转子凸缘26并且与轴凸缘27螺纹接合，由此被一体地安装于转子轴21。
马达30由安装于转子轴21的外周的旋转件31和以包围旋转件31的方式配置的固定件32构成。固定件32与控制单元60连接，借助控制单元60控制转子轴21的旋转。
定子柱40在被载置于基部11上的状态下，定子柱40的下端部经由螺栓41固定于基部11。
控制单元60基于检测转子轴21的径向方向的位移的无图示的径向传感器及检测转子轴21的轴向方向的位移的无图示的轴向传感器的检测值，控制径向电磁铁51、轴向电磁铁52的励磁电流，由此，转子轴21被以悬浮于既定的位置的状态支承。
接着，对配置于真空泵1的大致上半部分的涡轮分子泵机构PA进行说明。
涡轮分子泵机构PA由旋转翼22、轴向方向上在与旋转翼22之间隔开间隙地配置的固定翼70构成。旋转翼22和固定翼70被沿轴向方向交替且多层地排列，本实施例中，排列有5层的旋转翼22和4层固定翼70。
旋转翼22由以既定的角度倾斜的叶片构成，被与转子20的上部外周面一体地形成。此外，旋转翼22被绕转子20的轴线放射状地设置多个。
固定翼70由向与旋转翼22相反的方向倾斜的叶片构成，被在圆筒部13的内壁面堆叠地设置的间隔件71沿轴向方向夹持而被定位。此外，固定翼70也被绕转子20的轴线放射状地设置多个。
如上所述的涡轮分子泵机构PA通过旋转翼22的旋转将被从吸气口15及吸气端口16吸入的气体从轴向方向的上方向下方移送。
接着，对配置于真空泵1的大致下半部分的螺纹槽泵机构PB进行说明。
螺纹槽泵机构PB具备设置于转子20的下部而沿轴向方向延伸的转子圆筒部28、包围转子圆筒部28的外周面28a地配置的大致圆筒状的定子80。
定子80被载置于基部11上。定子80具备刻设于内周面的螺纹槽部81。
如上所述的螺纹槽泵机构PB将被从吸气口15及吸气端口16向轴向方向的下方移送的气体借助由转子圆筒部28的高速旋转产生的拖曳效果来压缩，向排气端口14移送。具体地，气体被向转子圆筒部28和定子80的间隙移送后，在螺纹槽部81内被压缩而被向排气端口14移送。
接着，关于连接端口的结构，以排气端口14为例基于图2、3进行说明。图2是表示排气端口14的立体图。图3(a)是排气端口14的俯视图，图3(b)是图3(a)的A-A线剖视图，图3(c)是排气端口14的侧视图。
排气端口14形成为筒状，使气体向内部流通。排气端口14例如铸造热传导率优异的铝合金而成。排气端口14具备与基部11连接的形成为非圆形状的第1开口14a、与辅助泵连接的形成为圆形形状的第2开口14b。另外，为了方便，有将第1开口14a与基部11连接以排气端口14与真空泵1连接的含义使用的情况。
第1开口14a形成为，沿真空泵1的轴向方向设定有短轴的长圆形。因此，在轴向方向上，第1开口14a的径向尺寸D1被设定成比第2开口14b的径向尺寸D2小。另外，第1开口14a的形状不限于如图所示的长圆形，例如，设想具有与第1开口14a所要求的排气量对应的开口面积的圆，若为与该圆相比轴向方向上较小的卵圆状的形状，则第1开口14a为卵圆形等任何形状均可。此外，第1开口14a不限于卵圆状，也可以是长方形、菱形等。
排气端口14为，相对于从第1开口14a朝向第2开口14b的气体的排气方向垂直的截面积被从非圆形状的第1开口14a遍及至圆形形状的第2开口14b地大致相同地设定。由此，与使用以往那样的圆筒状的排气端口的真空泵相比，也能够在维持使用非圆筒状的排气端口14的真空泵1的排气性能的状态下将排气端口14的第1开口14a侧在轴向方向上较小地成形，能够使真空泵1在轴向方向上小型化。另外，排气端口14的垂直截面积也可以顺畅地形成为沿气体的排气方向逐渐缩小或依次扩大。
此外，在排气端口14的外周设置有加热器安装部14c。具体地，加热器安装部14c为在从排气端口14的外周膨出的台座14d形成的筒状孔，构成为能够将未图示的棒状的夹套加热器插通。
容纳于加热器安装部14c内的夹套加热器借助插通于螺栓孔14e的未图示的螺栓固定于排气端口14。夹套加热器为了抑制在排气端口14内气体的产物堆积而将排气端口14升温至适当的温度(例如120℃)。
加热器安装部14c被配置成其轴向与第1开口14a的长轴一致。由此，夹套加热器被安装成将排气端口14横截，所以能够将排气端口14高效率地升温。
另外，图2中的附图标记14f是能够供未图示的温度传感器插通的传感器容纳孔。温度传感器被以容纳于传感器容纳孔14c内的状态借助插通于螺栓孔14e的未图示的螺栓固定于排气端口14。温度传感器将测定的排气端口14的温度送向控制单元60，控制单元60以维持预先设定的温度的方式进行夹套加热器的开・关控制。
接着，对吸气端口16的结构进行说明。另外，吸气端口16是与排气端口14大致相同的结构，省略重复的说明。
吸气端口16和上述排气端口14使气体流通的朝向不同。即，吸气端口16分别为，相当于第1开口14a的非圆形状的第1开口16a连接于罩10，相当于第2开口14b的圆形形状的第2开口16b连接于未图示的真空容器。另外，为了方便，有将第1开口16a与罩10连接以吸气端口16与真空泵1连接的含义使用的情况。
并且，吸气端口16处，相对于从第2开口16b朝向第1开口16a的气体的流动方向垂直的截面积沿气体的流动方向、即从圆形形状的第2开口16b遍及至非圆形状的第1开口16a大致相同地形成。另外，吸气端口16的垂直截面积也可以顺畅地形成为沿气体的流动方向逐渐缩小或依次扩大。
另外，本发明只要不脱离本发明的精神就能够进行各种改变，并且，本发明显然也涉及该改变的内容。
另外，本发明的实施方式及变形例也可以根据需要组合。
此外，上述实施方式中，以具备吸气口15及吸气端口16的真空泵1为例说明其结构，但真空泵1也可以仅具备吸气口15或吸气端口16的某个。
此外，连接端口不限于将真空泵1及外部设备直接连接，也可以将真空泵1及外部设备经由其他的配管等间接地连接。
附图标记说明
1・・・真空泵
10・・・罩
11・・・基部
14・・・排气端口(连接端口)
14a・・・(排气端口的)第1开口
14b・・・(排气端口的)第2开口
14c・・・加热器安装部
14d・・・台座
14e・・・螺栓孔
14f・・・传感器容纳孔
15・・・吸气口
16・・・吸气端口(连接端口)
16a・・・(吸气端口的)第1开口
16b・・・(吸气端口的)第2开口。
Claims (7)
1.一种真空泵，在与被连接的外部设备之间将气体吸入或排出，其特征在于，
将前述外部设备和前述真空泵连接的连接端口具备能够与前述真空泵连接的非圆形状的第1开口和能够与前述外部设备连接的圆形形状的第2开口，
在相对于前述气体的流动方向垂直的方向上，前述第1开口的径向尺寸被设定成比前述第2径向尺寸小。
2.如权利要求1所述的真空泵，其特征在于，
相对于前述气体的流动方向垂直的前述连接端口的开口截面积被设定成从前述第1开口遍及至前述第2开口大致相同。
3.如权利要求1或2所述的真空泵，其特征在于，
前述第1开口形成为卵圆状，被设定成，其短轴与前述真空泵的轴向方向大致一致。
4.如权利要求3所述的真空泵，其特征在于，
前述连接端口具备能够插入将该连接端口加热的加热器的加热器安装部。
5.如权利要求4所述的真空泵，其特征在于，
前述加热器安装部是形成为筒状的孔，被设定成，其轴向与前述第1开口的长轴一致。
6.如权利要求1至5中任一项所述的真空泵，其特征在于，
前述连接端口由铝合金形成。
7.一种连接端口，将真空泵及外部设备连接，使气体向内部流通，其特征在于，
具备能够与前述真空泵连接的非圆形状的第1开口和能够与前述外部设备连接的圆形形状的第2开口，
在相对于前述气体的流动方向垂直的方向上，前述第1开口的直径尺寸被设定成比前述第2直径尺寸小。
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