CN115199571A

CN115199571A - 真空泵

Info

Publication number: CN115199571A
Application number: CN202210097435.7A
Authority: CN
Inventors: 安田智贵
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2021-04-02
Filing date: 2022-01-27
Publication date: 2022-10-18
Also published as: US12025142B2; JP2022158936A; US20220316484A1

Abstract

本发明的课题在于抑制反应产物生成于基座等。本发明的真空泵包括转子、定子、基座、加热器、及盖构件。转子包括多段转子叶片、及转子圆筒部。定子包括多段定子叶片、及定子圆筒部。基座收纳转子及定子。加热器对定子圆筒部进行加热。盖构件覆盖位于比转子圆筒部及定子圆筒部的排气下游侧的端部更靠排气下游侧的基座的内壁面。盖构件的一端在第三内部空间与定子圆筒部的排气下游侧的端部接触。盖构件的另一端从第三内部空间延伸至与转子圆筒部的内周面重叠的位置。

Description

真空泵

技术领域

本发明涉及一种真空泵。

背景技术

真空泵有包括如下部件者：涡轮叶片泵部，包括固定叶片与旋转叶片；牵引泵部，设置于比涡轮叶片泵部更靠排气下游侧的位置。所述真空泵例如可作为使执行干式蚀刻、或化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)等工艺的工艺室内成为高真空的方法使用。

所述工艺是向工艺室内供给气体而执行。因此，于真空泵将所述气体排出时，存在于真空泵的接气面生成反应产物并沉积在接气面的可能性。需要将沉积于接气面的反应产物去除。

因此，在专利文献1的真空泵中，通过在真空泵的排气路径的接气面设置保护构件防止产物沉积于真空泵，从而无需真空泵的组件更换，降低真空泵的维护成本。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2017-2856号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

在所述真空泵中，在构成牵引泵部的转子圆筒部的排气下游侧的端部与保护构件的端部之间存在间隙。因此，存在从牵引泵部排出的废气进入转子圆筒部与基座之间的空间、和/或保护构件与基座之间的空间的情况。结果在基座的温度降低的情形时，在基座生成反应产物。另外，存在将基座所生成的反应产物剥离而向排气路径排出的情况。本发明的目的在于抑制废气向转子圆筒部与基座之间的空间、和/或保护构件与基座之间的空间流入，而抑制反应产物生成于基座等真空泵的构件。

[解决问题的技术手段]

本发明的一实施方式的真空泵包括转子、定子、基座、加热器、及盖构件。转子包括多段转子叶片、及转子圆筒部。定子包括多段定子叶片、及定子圆筒部。基座收纳转子及定子。加热器对定子圆筒部进行加热。盖构件覆盖基座的内壁面，所述基座的内壁面形成位于比转子圆筒部及定子圆筒部的排气下游侧的端部更靠排气下游侧的位置的内部空间。盖构件的一端在内部空间与定子圆筒部的排气下游侧的端部接触。盖构件的另一端从内部空间延伸至与转子圆筒部的内周面重叠的位置。

[发明的效果]

在上述本发明的一实施方式的真空泵中，盖构件的另一端从内部空间延伸至与转子圆筒部的内周面重叠的位置。由此，能够通过转子与定子抑制所排出的气体进入转子圆筒部与基座之间的空间、和/或盖构件与基座之间的空间。另外，利用加热器加热定子圆筒部，而在所述内部空间内，盖构件的一端与定子圆筒部的排气下游侧的端部接触。由此，在加热盖构件的同时，基座的盖构件的附近也被加热。结果可抑制反应产物生成于盖构件及基座。

附图说明

图1是实施方式的真空泵的截面图。

图2A是盖构件的平面图。

图2B是盖构件的A2-A2截面图。

图3是转子圆筒部与定子圆筒部附近的放大图。

图4是表示盖构件的安装位置的变形例的图。

图5是表示盖构件的安装位置的其他变形例的图。

[符号的说明]

1：真空泵

2：壳体

11：第一端部

12：第二端部

13：吸气口

3：基座

14：基座端部

15：内壁面

15A：底面

15B：外侧壁面

15C：内侧壁面

16：排气口

4：转子

21：轴

22：转子叶片

23：转子圆筒部

5：定子

31：定子叶片

32：定子圆筒部

6、6A、6B：盖构件

61：第一部分

62：第二部分

62A：切口部

63：第三部分

7：加热器

8：冲洗气体供给装置

81：清洗口

82：气体流路

9：密封构件

41A～41D：轴承

42：马达

42A：马达转子

42B：马达定子

A1：轴线方向

G1：第一间隙

G2：第二间隙

G3：第三间隙

S1：第一内部空间

S2：第二内部空间

S3：第三内部空间

S4：第四内部空间

具体实施方式

以下，参照图式对一实施方式的真空泵进行说明。图1是实施方式的真空泵1的截面图。如图1所示，真空泵1包括壳体2、基座3、转子4、及定子5。

壳体2包括第一端部11、第二端部12、及第一内部空间S1。在第一端部11设置有吸气口13。第一端部11安装于安装对象(未图示)。安装对象例如为半导体制造装置的工艺室。第一内部空间S1连通于吸气口13。第二端部12在转子4的轴线方向(以下简称为“轴线方向A1”)上位于第一端部11的对面。第二端部12连接于基座3。基座3包括基座端部14。基座端部14连接于壳体2的第二端部12。

转子4包括轴21。轴21沿着轴线方向A1延伸。轴21以能够旋转的方式收纳于基座3中。在轴21与基座3之间形成有第一间隙G1。另外，在转子4的内壁面与基座3之间形成有第二内部空间S2。

转子4包括多段转子叶片22、及转子圆筒部23。多段转子叶片22分别连接于轴21。多个转子叶片22沿着轴线方向A1互相隔开间隔而配置。虽然省略图示，但多段转子叶片22分别以轴21为中心而呈放射状延伸。此外，在图式中仅对多段转子叶片22的一个标注了符号，省略了其他转子叶片22的符号。转子圆筒部23配置于多段转子叶片22的下方。转子圆筒部23沿着轴线方向A1延伸。

定子5包括多段定子叶片31、及定子圆筒部32。多段定子叶片31连接于壳体2的内表面。多段定子叶片31在轴线方向A1上互相隔开间隔而配置。多段定子叶片31分别配置于多段转子叶片22之间。虽然省略图示，但多段定子叶片31分别以轴21为中心而呈放射状延伸。此外，在图式中仅对多段定子叶片31的两个标注了符号，省略了其他定子叶片31的符号。定子圆筒部32以与基座3热接触的状态固定。定子圆筒部32在转子圆筒部23的径方向上隔开少许间隙而与转子圆筒部23相向配置。在定子圆筒部32的内周面设置有螺旋状槽。

如图1所示，在转子圆筒部23与定子圆筒部32的排气下游侧的端部的更下游侧，基座3的内壁面15形成第三内部空间S3。向第三内部空间S3排出从安装对象排出的气体与下文所述的冲洗气体。第三内部空间S3连通于排气口16。排气口16设置于基座3。在排气口16连接其他真空泵(未图示)。此外，排气下游侧是指轴线方向A1上更靠近第三内部空间S3一侧。另外，排气下游方向是指朝向第三内部空间S3的方向。

真空泵1包括多个轴承41A～轴承41D、及马达42。多个轴承41A～轴承41D安装于基座3的收纳轴21的位置。多个轴承41A～轴承41D以能够旋转的方式支撑转子4。轴承41A例如为滚珠轴承。另一方面，其他轴承41B～轴承41D例如为磁力轴承。但多个轴承41B～轴承41D也可以为滚珠轴承等其他种类的轴承。

马达42旋转驱动转子4。马达42包括马达转子42A及马达定子42B。马达转子42A安装于轴21。马达定子42B安装于基座3。马达定子42B与马达转子42A相向配置。

在真空泵1中，多段转子叶片22与多段定子叶片31构成涡轮分子泵部。另外，转子圆筒部23与定子圆筒部32构成螺纹槽泵部。在真空泵1中，马达42使得转子4旋转，由此气体从吸气口13流入第一内部空间S1。第一内部空间S1的气体通过涡轮分子泵部与螺纹槽泵部而被排至第三内部空间S3。第三内部空间S3的气体被从排气口16排出。结果安装于吸气口13的安装对象的内部成为高真空状态。

于在安装于吸气口13的安装对象的内部执行干式蚀刻、或CVD等工艺的情形时，真空泵1将这些工艺所使用的气体(称为“工艺气体”)排出。由此，存在真空泵1的排气路径以工艺气体为原料生成反应产物的情况。因此，在本实施方式中，在成为真空泵1的排气路径的第三内部空间S3设置盖构件6，抑制反应产物在构成真空泵1的基座3的生成。以下，对盖构件6的结构进行具体说明。

图2A是盖构件6的平面图。图2B是盖构件6的A2-A2截面图。图3是转子圆筒部23与定子圆筒部32附近的放大图。盖构件6包括第一部分61、第二部分62、及第三部分63。第一部分61为环状的平面构件。在将盖构件6配置于第三内部空间S3时，第一部分61覆盖基座3的内壁面15中的底面15A。此外，盖构件6利用螺栓将第一部分61与基座3的底面15A固定，由此固定于基座3。由此，盖构件6能够容易地从基座3脱附。

第二部分62为环状的壁部，连接于第一部分61的外周侧。在将盖构件6配置于第三内部空间S3时，第二部分62覆盖基座3的内壁面15中的外侧壁面15B。第三部分63为环状的壁部，连接于第一部分61的内周侧。在将盖构件6配置于第三内部空间S3时，第三部分63覆盖基座3的内壁面15中的内侧壁面15C。

第一部分61、第二部分62、及第三部分63与被这些部分覆盖的基座3的内壁面15的间隙尽量设定为较小。由此，能够尽量抑制反应产物沉积于被第一部分61、第二部分62、及第三部分63覆盖的基座3的内壁面15。

如图2A及图2B所示，在第二部分62的一部分形成有切口部62A。在将盖构件6配置于第三内部空间S3时，切口部62A与排气口16(图1)相向。排至包括转子圆筒部23与定子圆筒部32的螺纹槽泵部的排气侧的气体流入第三内部空间S3，其后通过切口部62A而从排气口16排出。

盖构件6例如通过对铝合金、或不锈钢等板材进行弯曲加工而形成。除此以外，可利用板材分别形成第一部分61、第二部分62、及第三部分63，并将这些部分焊接而形成盖构件6。为了提高耐腐蚀性，可对盖构件6的表面实施利用镀镍(例如无电镀镍)进行的表面处理。另外，为了容易吸收来自转子4的辐射，也可以形成辐射率高的黑色镀镍等黑色的镀层。进而，也可以实施利用包含氟树脂的镀镍或黑色镀镍进行的表面处理代替镀镍及黑色镀镍。

如图3所示，盖构件6的外周侧的一端与定子圆筒部32的排气下游侧的端部接触。具体而言，第二部分62的一端与定子圆筒部32的排气下游侧的端部接触。另一方面，盖构件6的内周侧的另一端从第三内部空间S3延伸至与转子圆筒部23的内周面重叠的位置。具体而言，第三部分63的一端从第三内部空间S3延伸至与转子圆筒部23的内周面重叠的位置。

如上所述，在真空泵1中，盖构件6的外周侧的一端、即第二部分62的一端与定子圆筒部32的排气下游侧的端部接触。由此，盖构件6成为与定子圆筒部32大致相同的温度。为了对定子圆筒部32进行加热，真空泵1包括加热器7。加热器7设置于基座3。加热器7通过对基座3进行加热，而对与基座3热接触的定子圆筒部32进行加热。如图3所示，加热器7可固定于基座3的外周，也可以埋入基座3中。利用加热器7将定子圆筒部32加热至不会生成反应产物的温度。定子圆筒部32的加热温度可根据安装对象的内部所使用的气体、反应产物的种类等任意设定。所述加热温度例如为150℃。

通过将定子圆筒部32加热至所述温度，而将盖构件6也加热至不会生成反应产物的温度，从而抑制反应产物生成于盖构件6。另外，通过来自盖构件6的外周侧的另一端的辐射对基座3的内侧壁面15C进行加热。由此，也抑制反应产物生成于基座3。

另外，在真空泵中，盖构件6的内周侧的另一端、即第三部分63的一端从第三内部空间S3延伸至与转子圆筒部23的内周面重叠的位置。由此，可抑制排至第三内部空间S3的气体进入转子圆筒部23与基座3之间的空间、和/或盖构件6的第三部分63与基座3之间的空间。结果可抑制反应产物生成于基座3、转子圆筒部23、及盖构件6(第三部分63)。

将第三部分63与转子圆筒部23的排气下游侧的侧面的重叠长度设定为转子4不会被盖构件6过度加热的程度的长度。例如，所述重叠长度为转子圆筒部23的长度的50％以下，优选转子圆筒部23的长度的10％左右。由此，可防止转子4膨胀而与真空泵1的其他构件接触。

真空泵1包括冲洗气体供给装置8。冲洗气体供给装置8包括清洗口81、及气体流路82。清洗口81连接于冲洗气体的供给源(未图示)。清洗口81连接于气体流路82。气体流路82和基座3与轴21之间的第一间隙G1连通。第一间隙G1与第二内部空间S2连通。从冲洗气体的供给源导入清洗口81的冲洗气体通过气体流路82与第一间隙G1而被导入第二内部空间S2。导入第二内部空间S2的冲洗气体从形成于盖构件6的内周侧的另一端(第三部分63)与转子圆筒部23的内周侧的侧面之间的第二间隙G2排向排气下游方向。由此，从第二间隙G2排出的冲洗气体被排至第三内部空间S3，进而从排气口16排出。冲洗气体例如为氮气等惰性气体。

通过将冲洗气体从第二间隙G2被排至第三内部空间S3，可抑制从螺纹槽泵排至第三内部空间S3的气体通过第二间隙G2而侵入第二内部空间S2。结果可抑制反应产物生成于构成第二内部空间S2的基座3及转子4的侧壁。

真空泵1包括密封构件9。密封构件9于俯视下具有环形状。密封构件9的截面为L字状。密封构件9配置于基座3与转子圆筒部23之间。具体而言，密封构件9的L字的短边固定于设置于基座3的凸部。另一方面，密封构件9的L字的长边在盖构件6的内周侧的另一端的上部与转子圆筒部23的内周侧的侧面相向。在密封构件9的L字的长边的与转子圆筒部23相向一侧的面沿着轴线方向A1形成有螺纹槽。在密封构件9的L字的长边与转子圆筒部23的内周侧的侧面之间设置第三间隙G3。第三间隙G3充分地窄。

通过在密封构件9的L字的长边的与转子圆筒部23相向一侧的面形成螺纹槽，并使密封构件9与转子圆筒部23之间的第三间隙G3狭窄，在转子4高速旋转时，在第三间隙G3产生朝向排气下游方向、即第三内部空间S3的方向的气体流。结果可抑制从包括转子圆筒部23与定子圆筒部32的螺纹槽泵排至第三内部空间S3的气体通过第二间隙G2及第三间隙G3而侵入第二内部空间S2。此外，在转子4高速旋转时，只要可使第三间隙G3产生排气下游方向的气体流，那么在密封构件9的L字的长边也可以不形成螺纹槽。

在真空泵1的组装时，从基座3的上部插入盖构件6而安装于内壁面15，其后、将转子4组装于基座3。在所述情形时，为了使盖构件6的第三部分63的一端与转子圆筒部23的内周面重叠，需要以基座3与转子圆筒部23之间的间隙成为第三部分63的厚度以上的方式预先形成基座3。在所完成的真空泵1中，如果基座3与转子圆筒部23之间的间隙成为第三部分63的厚度以上，那么即使使转子4高速旋转，所述间隙也难以产生排气下游方向的气体流。结果排至第三内部空间S3的气体容易通过所述间隙而侵入第二内部空间S2。

因此，通过设为将密封构件9作为不同构件而形成，从基座3的上部插入盖构件6并安装于内壁面15，其后使密封构件9与转子圆筒部23相向的结构，而能够在基座3(密封构件9)与转子圆筒部23之间形成狭窄的第三间隙G3。结果在转子4高速旋转时，密封构件9与转子圆筒部23之间的第三间隙G3容易产生排气下游方向的气体流。

在以上所说明的本实施方式的真空泵1中，盖构件6的另一端、即第三部分63的一端从第三内部空间S3延伸至与转子圆筒部23的内周面重叠的位置。由此，能够通过转子4与定子5抑制所排出的气体进入转子圆筒部23与基座3之间的空间、和/或盖构件6与基座3之间的空间。

另外，在本实施方式的真空泵1中，利用加热器7对定子圆筒部32进行加热，盖构件6的一端(第二部分62)在第三内部空间S3中与定子圆筒部32的排气下游侧的端部接触。由此，在加热盖构件6的同时，也对基座3的盖构件6的附近进行加热。结果能够抑制反应产物生成于盖构件6及基座3。

以上已对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明并不限定于所述实施方式，可在不脱离发明的要旨的范围内进行各种变更。

所述实施方式的真空泵1是将涡轮分子泵与螺纹槽泵一体化而成的泵，涡轮分子泵包括多段转子叶片22与多段定子叶片31，螺纹槽泵包括转子圆筒部23与定子圆筒部32。但也可以省略螺纹槽泵。即，真空泵1也可以为涡轮分子泵。或也可以省略涡轮分子泵。即，真空泵1也可以为螺纹槽泵。

与盖构件6同样的构件可设置于形成第三内部空间S3的基座3的内壁面15以外的排气路径。例如，如图4所示，可在形成于涡轮分子泵与螺纹槽泵之间的第四内部空间S4设置盖构件6A。另外，如图5所示，也可在排气口16的内壁面设置盖构件6B。图4及图5是表示盖构件6A的安装位置的变形例的图。

本领域技术人员理解，上述多个例示的实施方式为以下实施方式的具体例。

(第一实施方式)真空泵包括转子、定子、基座、加热器、及盖构件。转子包括多段转子叶片、及转子圆筒部。定子包括多段定子叶片、及定子圆筒部。基座收纳转子及定子。加热器对定子圆筒部进行加热。盖构件覆盖基座的内壁面，所述基座的内壁面形成位于比转子圆筒部及定子圆筒部的排气下游侧的端部更靠排气下游侧的位置的内部空间。盖构件的一端在内部空间与定子圆筒部的排气下游侧的端部接触。盖构件的另一端从内部空间延伸至与转子圆筒部的内周面重叠的位置。

在第一实施方式的真空泵中，盖构件的另一端从内部空间延伸至与转子圆筒部的内周面重叠的位置。由此，能够通过转子与定子抑制所排出的气体进入转子圆筒部与基座之间的空间、和/或盖构件与基座之间的空间。另外，利用加热器对定子圆筒部进行加热，盖构件的一端在内部空间与定子圆筒部的排气下游侧的端部接触。由此，在加热盖构件的同时，基座的盖构件的附近也被加热。结果可抑制反应产物生成于盖构件及基座。

(第二实施方式)在第一实施方式的真空泵中，盖构件可形成为环状。在第二实施方式的真空泵中，容易将盖构件安装于真空泵。

(第三实施方式)在第一实施方式或第二实施方式的真空泵中，盖构件可包括：第一部分，覆盖基座的内壁面的底面；第二部分，覆盖基座的内壁面的外侧壁面，且连接于第一部分；及第三部分，覆盖基座的内壁面的内侧壁面，且连接于第一部分。另外，可为第二部分在内部空间与定子圆筒部的排气下游侧的端部接触，第三部分从内部空间延伸至与转子圆筒部的内周面重叠的位置。

在第三实施方式的真空泵中，盖构件的第三部分从内部空间延伸至与转子圆筒部的内周面重叠的位置。由此，可通过转子与定子抑制所排出的气体进入转子圆筒部与基座之间的空间、和/或盖构件与基座之间的空间。另外，利用加热器对定子圆筒部进行加热，盖构件的第二部分在内部空间与定子圆筒部的排气下游侧的端部接触。由此，在加热盖构件的同时，基座的盖构件的附近也被加热。结果可抑制反应产物生成于盖构件及基座。

(第四实施方式)第一实施方式～第三实施方式任一者的真空泵可进而包括密封构件。密封构件在盖构件的另一端的上部可以与转子圆筒部的内周侧的侧面相向的方式设置。在第四实施方式的真空泵中，在密封构件与转子圆筒部之间形成狭窄的间隙，而可产生排气下游方向的气体流。结果可抑制所排出的气体从所述间隙侵入。

(第五实施方式)第一实施方式～第四实施方式任一者的真空泵可进而包括冲洗气体供给装置。冲洗气体供给装置沿着排气下游方向而向形成于盖构件的另一端与转子圆筒部的内周侧的侧面之间的间隙供给冲洗气体。由此，可抑制所排出的气体从形成于盖构件的另一端与转子圆筒部的内周侧的侧面之间的间隙侵入。

(第六实施方式)在第四实施方式的真空泵中，所述密封构件可作为与所述基座不同的构件而形成并连接于所述基座。通过设为将密封构件作为不同构件而形成，从基座的上部插入盖构件并安装于内壁面，其后使密封构件与转子圆筒部相向的结构，而可于密封构件与转子圆筒部之间形成狭窄的间隙。结果容易产生排气下游方向的气体流。

(第七实施方式)第一实施方式～第六实施方式任一者的真空泵可为所述盖构件的另一端与所述转子圆筒部的内周面重叠的长度为所述转子圆筒部的轴方向的长度的50％以下。可防止转子4膨胀而与真空泵1的其他构件接触。

Claims

1.一种真空泵，其中，包括：

转子，包括多段转子叶片、及转子圆筒部；

定子，包括多段定子叶片、及定子圆筒部；

基座，收纳所述转子及所述定子；

加热器，对所述定子圆筒部进行加热；以及

盖构件，覆盖所述基座的内壁面，所述基座的内壁面形成位于比所述转子圆筒部及所述定子圆筒部的排气下游侧的端部更靠排气下游侧的内部空间，

所述盖构件的一端在所述内部空间与所述定子圆筒部的排气下游侧的端部接触，

所述盖构件的另一端从所述内部空间延伸至与所述转子圆筒部的内周面重叠的位置。

2.根据权利要求1所述的真空泵，其中

所述盖构件以环状形成。

3.根据权利要求1所述的真空泵，其中

所述盖构件包括：

第一部分，覆盖所述基座的内壁面的底面；

第二部分，覆盖所述基座的内壁面的外侧壁面，连接于所述第一部分；以及

第三部分，覆盖所述基座的内壁面的内侧壁面，连接于所述第一部分，

所述第二部分在所述内部空间与所述定子圆筒部的排气下游侧的端部接触，

所述第三部分从所述内部空间延伸至与所述转子圆筒部的内周面重叠的位置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的真空泵，其中进而包括：

密封构件，在所述盖构件的另一端的上部以与所述转子圆筒部的内周侧的侧面相向的方式设置。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的真空泵，其中进而包括：

冲洗气体供给装置，沿着排气下游方向而向形成于所述盖构件的另一端与所述转子圆筒部的内周侧的侧面之间的间隙供给冲洗气体。

6.根据权利要求4所述的真空泵，其中

所述密封构件作为与所述基座不同的构件而形成，并连接于所述基座。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的真空泵，其中

所述盖构件的另一端与所述转子圆筒部的内周面重叠的长度为所述转子圆筒部的轴方向的长度的50％以下。