CN116867976A - 真空泵及真空排气装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够实现清洁性能的提高的真空泵。具备加热器(11)、吹扫气体导入端口(12、13)、吹扫气体阀(14)和排气阀(16);作为动作模式,具有能够使涡轮分子泵(100)内的堆积物升华的清洁动作模式;在清洁动作模式中,对加热器(11)、吹扫气体阀(14)或排气阀(16)的至少一个进行控制,使涡轮分子泵(100)的内部的至少一部分为涡轮分子泵(100)内的堆积物的升华温度以上并且升压到成为中间流或粘性流的压力区域。
Description
技术领域
本发明涉及具备例如涡轮分子泵等的真空泵及真空排气装置。
背景技术
一般,作为真空泵的一种而已知有涡轮分子泵。在该涡轮分子泵中,借助向泵主体内的马达的通电使旋转叶片旋转,将吸入到泵主体的气体(工艺气体)的气体分子弹飞,由此将气体排出。此外,在这样的涡轮分子泵中,有为了适当地管理泵内的温度而具备加热器、冷却管的类型的涡轮分子泵(专利文献1)。进而,申请人提出了使涡轮分子泵在通常动作模式和清洁(cleaning)动作模式间切换而动作的真空泵系统(日本特愿2019-165839号)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-80407号公报
发明内容
发明要解决的课题
可是,在申请人提出的真空泵系统(日本特愿2019-165839号)中,对真空泵的温度进行控制,以使清洁动作模式时比通常动作模式时高。但是,根据堆积物的状态,也有未充分发挥清洁的性能(清洁性能)的情况。
本发明的目的在于提供能够实现清洁性能的提高的真空泵及真空排气装置。
用来解决课题的手段
(1)为了达成上述目的,本发明在于一种真空泵,配设有加热机构、气体导入机构和压力控制机构,其特征在于,作为动作模式,具有能够使真空泵内的堆积物升华的清洁模式;在前述清洁模式中,对前述加热机构、前述气体导入机构或前述压力控制机构的至少一个进行控制;使前述真空泵的内部的至少一部分为前述真空泵内的前述堆积物的升华温度以上并且升压到成为中间流或粘性流的压力区域。
(2)此外,为了达成上述目的,另一本发明在于如(1)所记载的真空泵,其特征在于,前述真空泵的内部的至少一部分被控制以将成为中间流或粘性流的第1设定压力和成为分子流的第2设定压力交替地反复。
(3)此外,为了达成上述目的,另一本发明在于如(1)或(2)所记载的真空泵,其特征在于,在前述清洁模式中,前述真空泵的转速被设定为比通常时低。
(4)此外,为了达成上述目的,另一本发明在于如(1)~(3)中任一项所记载的真空泵,其特征在于,在前述清洁模式中,通过前述堆积物的升华而产生的气体的分压被控制以成为前述堆积物的升华压力的一半以下。
(5)此外,为了达成上述目的,另一本发明在于如(1)~(4)中任一项所记载的真空泵,其特征在于,在前述清洁模式中,前述真空泵的至少一部分被升压到2[Torr]以上。
(6)此外,为了达成上述目的,另一本发明在于如(5)所记载的真空泵,其特征在于,在前述清洁模式中,前述真空泵的至少一部分被升压到10[Torr]以下。
(7)此外,为了达成上述目的,另一本发明在于如(1)~(6)中任一项所记载的真空泵,其特征在于,从前述气体导入机构向前述真空泵供给的气体包括氮气、氦气、氢气的至少一种。
(8)此外,为了达成上述目的,另一本发明在于一种真空排气装置,具备真空泵、加热机构、气体导入机构和压力控制机构,其特征在于,作为动作模式,具有能够使前述真空泵内的堆积物升华的清洁模式;在前述清洁模式中,对前述加热机构、前述气体导入机构或前述压力控制机构的至少一个进行控制;使前述真空泵的内部的至少一部分为前述真空泵内的前述堆积物的升华温度以上并且升压到成为中间流或粘性流的压力区域。
发明效果
根据上述发明,能够提供能够实现清洁性能的提高的真空泵及真空排气装置。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的真空泵的结构图。
图2是放大电路的电路图。
图3是表示电流指令值比检测值大的情况下的控制的时间图。
图4是表示电流指令值比检测值小的情况下的控制的时间图。
图5是概略地表示本发明的一实施方式所涉及的真空泵的用于控制的结构的框图。
图6是使用升华曲线概略地表示通常动作模式与清洁动作模式的关系的说明图。
图7是概略地表示清洁动作模式时的压力的变化的图表。
图8是表示气体的压力与热传导率的关系的图表。
图9是将落下到零件上的堆积物的状态示意化表示的说明图。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的实施方式所涉及的真空泵10进行说明。图1表示本发明的实施方式所涉及的真空泵10。该真空泵10具备涡轮分子泵100(泵装置)、对涡轮分子泵100的动作进行控制的泵控制装置(以下简单称作“控制装置”)200、作为加热机构的加热器11。
此外,真空泵10具备吹扫气体(purge gas)导入端口12、13及进行吹扫气体的流路的开闭的吹扫气体阀14(阀)。在本实施方式中,吹扫气体导入端口12、13及吹扫气体阀14都成为构成气体导入机构的部分。
进而,真空泵10具备用于泵内的气体的排出的排气端口15及配置在涡轮分子泵100的下游侧的排气阀16(压力控制机构)等。而且,在本实施方式中,排气端口15及排气阀16都成为构成气体排气机构的部分。这里,在图1中,对吹扫气体阀14赋予标记“V1”,对排气阀16赋予标记“V2”,将两阀14、16区别。
这里,“真空泵”的用语,根据发明的理解方式,可以为从吹扫气体阀14、排气阀16到涡轮分子泵100(泵装置)的范围(包括加热器11)的意思。此外,以其他的理解方式,“真空泵”的用语可以为涡轮分子泵100那样的真空泵装置、或作为上位概念而包括涡轮分子泵以外的各种真空泵装置的意思。进而,吹扫气体阀14、排气阀16相对于涡轮分子泵100,既可以能够拆装地用螺栓固定,或者也可以借助焊接等固定以使得不能容易地分离。
图1所示的涡轮分子泵100例如与半导体制造装置等那样的对象设备的真空腔室(图示略)连接。此外,详细情况后述,但加热器11将涡轮分子泵100从外侧加热,吹扫气体导入端口12、13将吹扫气体(也称作保护气体、洁净气体等)导入到涡轮分子泵100的内部。
进而,同样详细情况后述,但排气阀16被图5所示的控制电路部22的控制器23(阀控制机构)控制,调整在涡轮分子泵100的内部流动的气体的流量。以下,对这些设备的结构、使用这些设备的清洁动作进行说明。
在图1中表示前述的涡轮分子泵100的纵剖视图。在图1中,涡轮分子泵100在圆筒状的外筒127的上端形成有吸气口101。而且,在外筒127的内方具备旋转体103,所述旋转体103在周部以放射状且多层地形成有用来将气体抽吸排出的作为涡轮叶片的多个旋转叶片102(102a、102b、102c……)。在该旋转体103的中心安装有转子轴113,该转子轴113例如由5轴控制的磁轴承悬浮支承在空中并被进行位置控制。旋转体103一般由铝或铝合金等金属构成。
上侧径向电磁铁104在X轴和Y轴成对地配置有4个电磁铁。与该上侧径向电磁铁104接近且与上侧径向电磁铁104的各自对应而具备4个上侧径向传感器107。上侧径向传感器107使用例如具有传导绕组的电感传感器、涡电流传感器等,基于与转子轴113的位置对应而变化的该传导绕组的电感的变化来检测转子轴113的位置。该上侧径向传感器107构成为,检测转子轴113即固定于其上的旋转体103的径向变位,发送到控制装置200。
在该控制装置200中,例如具有PID调节功能的补偿电路基于由上侧径向传感器107检测到的位置信号,生成上侧径向电磁铁104的励磁控制指令信号,图2所示的放大电路150(后述)基于该励磁控制指令信号,对上侧径向电磁铁104进行励磁控制,由此调整转子轴113的上侧的径向位置。
而且,该转子轴113由高导磁率材料(铁、不锈钢等)等形成,被上侧径向电磁铁104的磁力吸引。这样的调整在X轴方向和Y轴方向上分别独立地进行。此外,下侧径向电磁铁105及下侧径向传感器108与上侧径向电磁铁104及上侧径向传感器107同样地配置,将转子轴113的下侧的径向位置与上侧的径向位置同样地调整。
进而,轴向电磁铁106A、106B上下夹着装备在转子轴113的下部的圆板状的金属盘111而配置。金属盘111由铁等高导磁率材料构成。为了检测转子轴113的轴向变位而具备轴向传感器109,构成为,将其轴向位置信号发送到控制装置200。
而且,在控制装置200中,例如具有PID调节功能的补偿电路基于由轴向传感器109检测到的轴向位置信号,生成轴向电磁铁106A和轴向电磁铁106B的各自的励磁控制指令信号,放大电路150基于这些励磁控制指令信号对轴向电磁铁106A和轴向电磁铁106B分别进行励磁控制,由此,轴向电磁铁106A借助磁力将金属盘111向上方吸引,轴向电磁铁106B将金属盘111向下方吸引,转子轴113的轴向位置被调整。
这样,控制装置200适当地调节该轴向电磁铁106A、106B施加给金属盘111的磁力,使转子轴113在轴向上磁悬浮,将其在空间上非接触地保持。另外,关于对这些上侧径向电磁铁104、下侧径向电磁铁105及轴向电磁铁106A、106B进行励磁控制的放大电路150在后面叙述。
另一方面,马达121具备以将转子轴113包围的方式周状地配置的多个磁极。各磁极被控制装置200控制,以经由作用在与转子轴113之间的电磁力将转子轴113旋转驱动。此外,在马达121装入有未图示的例如霍尔元件、旋转变压器(resolver)、编码器等旋转速度传感器,根据该旋转速度传感器的检测信号来检测转子轴113的旋转速度。
进而,例如在下侧径向传感器108附近安装有未图示的相位传感器,检测转子轴113的旋转的相位。在控制装置200中,将该相位传感器和旋转速度传感器的检测信号一起使用来检测磁极的位置。
与旋转叶片102(102a、102b、102c……)隔开稍稍的空隙而配设有多片固定叶片123(123a、123b、123c……)。旋转叶片102(102a、102b、102c……)分别借助碰撞将排气气体的分子向下方移送,所以从与转子轴113的轴线垂直的平面以规定的角度倾斜而形成。固定叶片123(123a、123b、123c……)例如由铝、铁、不锈钢、铜等金属或包含这些金属作为成分的合金等金属构成。
此外,固定叶片123也同样从与转子轴113的轴线垂直的平面以规定的角度倾斜而形成,且朝向外筒127的内方、与旋转叶片102的层相互错开而配设。而且,固定叶片123的外周端以嵌插在多个层积的固定叶片间隔件125(125a、125b、125c……)之间的状态被支承。
固定叶片间隔件125是环状的部件,例如由铝、铁、不锈钢、铜等金属或包含这些金属作为成分的合金等金属构成。在固定叶片间隔件125的外周,隔开稍稍的空隙固定有外筒127。在外筒127的底部配设有基座部129。在基座部129形成有排气口133,与外部连通。从腔室(真空腔室)侧进入吸气口101并被移送到基座部129的排气气体被向排气口133输送。
进而,根据涡轮分子泵100的用途,在固定叶片间隔件125的下部与基座部129之间,配设有带螺纹的间隔件131。带螺纹的间隔件131是由铝、铜、不锈钢、铁或以这些金属为成分的合金等金属构成的圆筒状的部件,在其内周面刻设有多条螺旋状的螺纹槽131a。螺纹槽131a的螺旋的方向是当排气气体的分子在旋转体103的旋转方向上移动时该分子被向排气口133侧移送的方向。在旋转体103的与旋转叶片102(102a、102b、102c……)接着的最下部,垂下有圆筒部102d。该圆筒部102d的外周面是圆筒状,且朝向带螺纹的间隔件131的内周面伸出,与该带螺纹的间隔件131的内周面隔开规定的间隙而接近。由旋转叶片102及固定叶片123移送到螺纹槽131a的排气气体一边被螺纹槽131a引导一边被向基座部129输送。
基座部129是构成涡轮分子泵100的基底部的圆盘状的部件,一般由铁、铝、不锈钢等金属构成。基座部129将涡轮分子泵100物理地保持,并且还兼具备热的传导路的功能,所以优选的是使用铁、铝、铜等有刚性且热传导率也较高的金属。
在这样的结构中,如果用马达121将旋转叶片102与转子轴113一起旋转驱动,则借助旋转叶片102和固定叶片123的作用,从腔室经由吸气口101将排气气体吸入。旋转叶片102的旋转速度通常为20000rpm~90000rpm,旋转叶片102的前端处的圆周速度达到200m/s~400m/s。被从吸气口101吸入的排气气体经过旋转叶片102与固定叶片123之间被向基座部129移送。此时,因排气气体与旋转叶片102接触时产生的摩擦热、由马达121产生的热的传导等,旋转叶片102的温度上升,但该热通过辐射或由排气气体的气体分子等进行的传导而被传递到固定叶片123侧。
固定叶片间隔件125在外周部相互接合,将固定叶片123从旋转叶片102接受到的热、排气气体与固定叶片123接触时产生的摩擦热等向外部传递。
另外,在上述中,假设带螺纹的间隔件131配设在旋转体103的圆筒部102d的外周、在带螺纹的间隔件131的内周面刻设有螺纹槽131a而进行了说明。但是,也有与此相反在圆筒部102d的外周面刻设螺纹槽、在其周围配置具有圆筒状的内周面的间隔件的情况。
此外,根据涡轮分子泵100的用途,将电装部周围用定子柱122覆盖,并将该定子柱122内用吹扫气体保持为规定压力,以使被从吸气口101抽吸的气体不侵入到电装部,所述电装部由上侧径向电磁铁104、上侧径向传感器107、马达121、下侧径向电磁铁105、下侧径向传感器108、轴向电磁铁106A、106B、轴向传感器109等构成。
在此情况下,在外筒127、基座部129配设有配管(吹扫气体导入端口12、13),经由这些配管将吹扫气体导入。被导入的吹扫气体经过保护轴承120与转子轴113间、马达121的转子与定子间、定子柱122与旋转叶片102的内周侧圆筒部之间的间隙被向排气口133送出。
这里,涡轮分子泵100需要机种的确定和基于被分别调整后的固有的参数(例如,与机种对应的各特性)的控制。为了将该控制参数保存,上述涡轮分子泵100在其主体内具备电子电路部141。电子电路部141由EEP-ROM等半导体存储器及用于其访问的半导体元件等电子零件、它们的安装用的基板143等构成。该电子电路部141被收容在构成涡轮分子泵100的下部的基座部129的例如中央附近的未图示的旋转速度传感器的下部,被气密性的底盖145封闭。
可是,在半导体的制造工序中,在被导入到腔室的工艺气体之中,有具有如果其压力变得比规定值高或其温度变得比规定值低则成为固体的性质的工艺气体。在涡轮分子泵100内部,排气气体的压力在吸气口101处最低,在排气口133处最高。在工艺气体被从吸气口101向排气口133移送的途中,如果其压力变得比规定值高,或其温度变得比规定值低,则工艺气体成为固体状,附着堆积在涡轮分子泵100内部。
例如,在Al蚀刻装置中作为工艺气体而使用SiCl4的情况下,根据蒸气压曲线可知,在低真空(760[Torr]~10-2[Torr])且低温(约20[℃])时,固体生成物(例如AlCl3)析出,附着堆积在涡轮分子泵100内部。由此,如果工艺气体的析出物堆积在涡轮分子泵100内部,则该堆积物使泵流路变窄,成为使涡轮分子泵100的性能下降的原因。而且,前述的生成物处于在排气口133附近、带螺纹的间隔件131附近的压力较高的部分容易凝固、附着的状况。
因此,为了解决该问题,以往使加热器、环状的水冷管149卷装在基座部129等的外周,且例如在基座部129将温度传感器(例如热敏电阻,后述)埋入,基于该温度传感器的信号,进行加热器的加热、由水冷管149进行的冷却的控制(以下称作TMS。TMS;TemperatureManagement System;温度管理系统),以将基座部129的温度保持为一定的较高的温度(设定温度)。在本实施方式中,作为加热器而使用前述的加热器11,作为通常动作模式时的温度控制而进行该TMS。
接着,关于这样构成的涡轮分子泵100,对将其上侧径向电磁铁104、下侧径向电磁铁105及轴向电磁铁106A、106B进行励磁控制的放大电路150进行说明。在图2中表示该放大电路150的电路图。
在图2中,构成上侧径向电磁铁104等的电磁铁绕组151其一端经由晶体管161而与电源171的正极171a连接,此外,其另一端经由电流检测电路181及晶体管162而与电源171的负极171b连接。而且,晶体管161、162成为所谓的功率MOSFET,具有在其源极-漏极间连接有二极管的构造。
此时,晶体管161其二极管的阴极端子161a与正极171a连接,并且阳极端子161b与电磁铁绕组151的一端连接。此外,晶体管162其二极管的阴极端子162a与电流检测电路181连接,并且阳极端子162b与负极171b连接。
另一方面,电流再生用的二极管165其阴极端子165a与电磁铁绕组151的一端连接,并且其阳极端子165b与负极171b连接。此外,与此同样,电流再生用的二极管166其阴极端子166a与正极171a连接,并且其阳极端子166b经由电流检测电路181而与电磁铁绕组151的另一端连接。而且,电流检测电路181例如由霍尔传感器式电流传感器、电阻元件构成。
如以上这样构成的放大电路150对应于一个电磁铁。因此,在磁轴承为5轴控制,电磁铁104、105、106A、106B合计有10个的情况下,关于电磁铁的各自构成同样的放大电路150,对于电源171并联地连接10个放大电路150。
进而,放大器控制电路191例如由控制装置200的未图示的数字信号处理器部(以下称作DSP部)构成,该放大器控制电路191切换晶体管161、162的导通(on)/截止(off)。
放大器控制电路191将电流检测电路181检测到的电流值(将反映了该电流值的信号称作电流检测信号191c)与规定的电流指令值比较。然后,基于该比较结果,决定在作为PWM控制的1周期的控制周期Ts内产生的脉冲宽度的大小(脉冲宽度时间Tp1、Tp2)。结果,将具有该脉冲宽度的栅极驱动信号191a、191b从放大器控制电路191输出到晶体管161、162的栅极端子。
另外,在旋转体103的旋转速度的加速运转中经过共振点时、在定速运转中产生了干扰时等,需要进行高速且强力下的旋转体103的位置控制。因此,作为电源171而使用例如50V左右的高电压,以便能够实现在电磁铁绕组151中流动的电流的急剧的增加(或减少)。此外,在电源171的正极171a与负极171b之间,为了电源171的稳定化而通常连接着电容器(图示略)。
在这样的结构中,如果将晶体管161、162的两者设为导通,则在电磁铁绕组151中流动的电流(以下称作电磁铁电流iL)增加,如果将两者设为截止,则电磁铁电流iL减少。
此外,如果将晶体管161、162的一方设为导通而将另一方设为截止,则保持所谓的续流(fly wheel)电流。而且,通过这样使续流电流流动于放大电路150,能够使放大电路150中的磁滞损耗减少,将作为电路整体的消耗电力抑制为较低。此外,通过这样对晶体管161、162进行控制,能够降低在涡轮分子泵100中产生的高次谐波等高频噪声。进而,通过由电流检测电路181测量该续流电流,能够检测在电磁铁绕组151中流动的电磁铁电流iL。
即,在检测到的电流值比电流指令值小的情况下,如图3所示,在控制周期Ts(例如100μs)中仅1次以相当于脉冲宽度时间Tp1的时间量将晶体管161、162的两者设为导通。因此,该期间中的电磁铁电流iL朝向能够从正极171a向负极171b经由晶体管161、162流动的电流值iLmax(未图示)增加。
另一方面,在检测到的电流值比电流指令值大的情况下,如图4所示,在控制周期Ts中仅1次以相当于脉冲宽度时间Tp2的时间量将晶体管161、162的两者设为截止。因此,该期间中的电磁铁电流iL朝向能够从负极171b向正极171a经由二极管165、166再生的电流值iLmin(未图示)减少。
而且,在哪种情况下,都在脉冲宽度时间Tp1、Tp2的经过后,将晶体管161、162的某1个设为导通。因此,在该期间中,在放大电路150中保持续流电流。
具有这样的基本结构的涡轮分子泵100其图1中的上侧(吸气口101侧)成为与对象设备侧相连的吸气部,下侧(在基座部129以向图中的左侧突出的方式设置有排气口133的一侧)侧成为与省略图示的辅助泵(由干式泵形成的进行粗抽的后泵(back pump))等相连的排气部。而且,涡轮分子泵100除了图1所示那样的铅直方向的垂直姿势以外,还能够以倒立姿势、水平姿势、倾斜姿势使用。
此外,在涡轮分子泵100中,前述的外筒127与基座部129组合而构成1个壳体(以下有将两者合在一起称作“主体壳”等的情况)。此外,涡轮分子泵100与箱状的电装壳体(图示略)电气(及构造)地连接,在电装壳体装入有前述的控制装置200。
涡轮分子泵100的主体壳(外筒127与基座部129的组合)的内部的结构可以划分为借助马达121使转子轴113等旋转的旋转机构部和被旋转机构部旋转驱动的排气机构部。此外,排气机构部可以划分为由旋转叶片102、固定叶片123等构成的涡轮分子泵机构部和由圆筒部102d、带螺纹的间隔件131等构成的槽排气机构部来考虑。
此外,前述的吹扫气体为了轴承部分、旋转叶片102等的保护而被使用,进行由排气气体(工艺气体)引起的腐蚀的防止、旋转叶片102的冷却等。该吹扫气体的供给可以借助一般的手法来进行。
作为与吹扫气体的供给有关的一般的手法,例如可以例示向与吹扫气体导入端口12、13相连的管路经由吹扫气体储罐(bomb)(氮(N2)气储罐等)、吹扫气体阀14等供给吹扫气体的手法。在图1所示的真空泵10中采用了这样的手法。
流过轴承部分等的吹扫气体与主体壳(外筒127与基座部129的组合)中的其他气体一起,经过排气口133被向外排出。在主体壳中存在吹扫气体以外的气体的情况下,吹扫气体与其他气体一起经过排气口133被向外排出。
前述的保护轴承120也被称作“着陆(touch down)(T/D)轴承”“支承(backup)轴承”等。借助这些保护轴承120,例如即使是万一产生了电气系统的故障、大气冲入等故障的情况,也不使转子轴113的位置、姿势较大地变化,使得旋转叶片102、其周边部不损伤。
另外,在表示涡轮分子泵100的构造的各图(图1)中,表示零件的截面的剖面线的记载为了避免图面变得复杂而省略。
接着,对前述的加热器11、排气阀16等各设备及各设备的控制进行说明。在本实施方式中,作为加热器11而采用面状型加热器(面状加热器)。加热器11配置在涡轮分子泵100中的外筒127的外周,与外筒127面接触。加热器11的数量既可以是1个,也可以是多个。
加热器11具有跨由前述的带螺纹的间隔件131等构成的槽排气机构部、由旋转叶片102、固定叶片123等构成的涡轮分子泵机构部之程度的外形尺寸。而且,加热器11夹着外筒127而被配置在与带螺纹的间隔件131的大部分面对的部位。
加热器11借助通电控制使发热量变化。而且,加热器11将所产生的热经由外筒127传递到带螺纹的间隔件131、其他零件,使涡轮分子泵100内的零件的温度上升。加热器11的控制在本实施方式中由在图5中概略地表示的控制电路部22的控制器23进行。
控制电路部22被装入于前述的控制装置200,构成控制装置200的一部分。此外,吹扫气体阀14、排气阀16也由控制电路部22的控制器23控制。即,控制电路部22、控制电路部22的控制器23被装入于控制装置200,也作为加热器控制机构、吹扫气体阀控制机构及排气阀控制机构发挥功能。
这里,也可以将吹扫气体阀控制机构和排气阀控制机构包含性地设为“阀控制机构”。此外,也可以将控制器23、控制电路部22及控制装置200保活性地或单独地设为“吹扫气体阀控制机构”“排气阀控制机构”及“阀控制机构”。
在控制电路部22中,具备由ROM、RAM等构成的存储部24。该存储部24也可以一部分或全部内置在控制器23。
控制器23具有CPU(中央处理装置),能够按照存储在存储部24的控制程序,参照同样存储在存储部24的各种控制数据,进行成为控制对象的各设备的控制。此外,对于控制器23,输入来自温度传感器21、压力传感器25及转速传感器27等的信号。
而且,控制器23一边监视来自各种传感器的信号,一边进行加热器11的温度控制、吹扫气体阀14的控制(这里是打开(on)/关闭(off)控制)及排气阀16的控制(这里是开度控制)等。此外,进而,控制器23还进行前述的马达121、磁轴承(附图标记省略)等的各种设备的控制。
更具体地讲,控制器23进行使加热器11温度上升到规定的温度、保持加热温度的控制。此外,控制器23对排气阀16进行控制,使涡轮分子泵100的内部的气体的压力上升或下降。此外,控制器23根据需要使吹扫气体阀14动作,进行与吹扫气体导入端口12、13处的吹扫气体的导入有关的控制。
这里,在本实施方式中,吹扫气体阀14成为由控制器23进行打开/关闭控制的结构。但是,并不限定于此,例如也可以做成由控制器23对吹扫气体阀14进行开度控制的结构,根据吹扫气体阀14的开度使向涡轮分子泵100供给的吹扫气体的流量变化。
此外,对于控制器23,输入动作模式切换开关(也称作动作模式切换开关)66的操作信号。该动作模式切换开关26在通常动作模式(通常运转模式)和清洁动作模式(清洁模式)的切换时由作业者操作。作为动作模式切换开关26,可以采用一般的各种类型的开关设备。
上述的通常动作模式详细情况后述,但为进行用来将连接着涡轮分子泵100的对象设备(这里是半导体制造装置)保持为规定的真空度或将对象设备的气体(这里是半导体制造装置的工艺气体)移送的通常动作的动作模式(动作状态)。相对于此,清洁动作模式是进行将在通常动作模式中的运转中析出到涡轮分子泵100内的副反应生成物(堆积物)除去的清洁作业的非通常的动作模式。
关于这些动作模式,在前述的存储部24中,存储有与动作模式对应的温度信息、转速信息。关于通常动作模式,在存储部24中存储有第1温度信息和第1转速信息。这些之中的第1温度信息,是表示作为为了使气体的流路的温度环境成为适当而预先决定的温度的第1温度的信息。此外,第1转速信息是表示作为预先决定以适合于气体的移送的转速的第1转速的信息。
关于清洁动作模式,在存储部24中存储有第2温度信息和第2转速信息。这些之中的第2温度信息,是表示作为适合于使堆积物升华而再气化的温度的第2温度的信息。该第2温度信息表示的第2温度成为比与通常动作模式有关的第1温度高的值。此外,第2转速信息是表示作为比与通常动作模式有关的第1转速低的转速的第2转速的信息。
接着,对通常动作模式和清洁动作模式中的涡轮分子泵100的动作更详细地进行说明。首先,在通常动作模式中,涡轮分子泵100接受作为来自控制器23的指令信号的旋转动作开始信号,使马达121旋转。随着马达121的旋转,旋转叶片102旋转,开始气体的排出及压缩。
如果旋转叶片102的转速达到前述的第1转速,则旋转叶片102的转速的调节完成。在使转速的调节完成时,旋转叶片102的转速由配置在主体壳(外筒127与基座部129的组合)内的规定的部位处的转速传感器(图5的附图标记27)检测。进而,转速传感器27的检测结果被输入到控制器23,控制器23判定旋转叶片102的转速达到了第1转速,对马达121进行控制,以将转速保持为一定。
与这样的转速控制并行,进行加热温度调节。在该加热温度调节时,加热器11被通电而温度上升,将加热器11周边的部位逐渐加热。而且,如果由温度传感器21检测到的温度达到前述的第1温度,则控制器23判定为温度的调整完成了,对加热器11进行控制以将温度保持为一定。
控制器23如果判定为转速及温度的两者达到了各自的目的值(第1转速及第1温度),则经由显示部28进行涡轮分子泵100转移到了通常动作(稳态动作)的状态的内容的通知。而且,在这样的通常动作模式中,由加热器11将气体的流路的温度提高到一定的程度并维持,在借助第1温度可能的范围内预防堆积物的析出。
此外,第1温度是决定为使得被加热的各种构成零件(内部构成零件)不产生过度的热膨胀、变形等的温度,是在稳态动作下能够将泵没有不良状况而使用的容许温度。进而,第1温度考虑各种内部构成零件的材质、强度及从存在于上游的对象设备的真空腔室等向涡轮分子泵100流入的气体的流量等来决定。
而且,在如前述那样作为外筒127、基座部129、固定叶片123、带螺纹的间隔件131、旋转体103及基座部129等主要的内部构成零件的材质而采用铝合金,进而以在经验上比较好的规定的气体流量为前提的情况下,可以考虑将作为稳态动作时温度的第1温度例如设为100℃。
但是,这样的第1温度始终只不过是能够将泵没有不良状况而使用的容许温度,所以也可能有堆积物析出的情况。例如在堆积物是氟化铵的情况下,升华温度为150℃,所以即使在100℃保持,堆积物也析出。因此,在本实施方式中,对于所析出的堆积物,如以下说明那样进行清洁动作模式中的气化(再气化),能够将堆积物除去。
在清洁动作模式中,为了堆积物的除去,对加热器11进行控制,以将其周边部的温度提高到比与通常动作模式有关的第1温度高的第2温度。第2温度是能够将在通常动作模式中产生的堆积物再次气化的温度。在本实施方式中,作为清洁动作时温度的第2温度被设为200℃。通过进行借助这样的气化(再气化)的再生成,能够进行通常动作模式中的运转中产生的堆积物的除去。这里,可以将通过所析出的副反应性生成物的再气化产生的气体、来自对象设备(这里是半导体制造装置)的气体(这里是工艺气体)等包含性地称作“被处理气体”等。
此外,在清洁动作模式中,对马达121进行控制以使其以第2转速旋转。该第2转速成为第1转速的50%左右的转速。通过这样以相比第1转速充分低的第2转速将马达121驱动,与以第1转速将马达121驱动时相比,能够降低在气体的排出时产生的压缩热、摩擦热。此外,还能够降低作用于旋转叶片102的离心力等负荷,所以与通常动作模式的情况相比能够提高容许温度。另一方面,借助旋转叶片102的分子输送力,再生成的气体不会朝向因为没有被加热器11加热而温度较低的固定叶片123倒流,而被从排气口133向主体壳(外筒127与基座部129的组合)的外部排出。而且,在从使旋转叶片102开始旋转起一定时间中,再气化的堆积物的排出完成。这里所述的“一定时间”,由堆积物的组成等条件决定。
这样,旋转叶片102在清洁动作模式中也被使用,一边以比通常动作模式低的速度旋转一边将气体移送,将气化的堆积物(由堆积物的升华产生的气体)效率良好且顺畅地排除,由此能够防止因气化的堆积物的滞留造成的压力上升。因此,通过一起进行第2温度下的气化和第2转速下的气体的排出,与仅进行第2温度下的气化的情况相比,促进了堆积物的气化。另外,关于堆积物的气化,可以由表示固相(固体)、液相(液体)及气相(气体)的关系的状态图中的升华曲线f(图6)来表示。而且,虽然在升华曲线f的气相区域(气体侧)中能够将堆积物气化,但为了供给气化所需要的热量,优选的是设定为比升华温度高的温度。
此外,从通常动作模式向清洁动作模式的转移,例如可以在通常动作模式时作业者操作前述的动作模式切换开关26、控制器23进行模式切换的控制来执行。
进而,相反关于从清洁动作模式向通常动作模式的转移,例如也可以在清洁动作模式时作业者操作前述的动作模式切换开关26、控制器23进行模式切换的控制来执行。
这里,优选的是,在再生成的气体的排出所需要的前述的“一定时间”内,不将动作模式切换开关26设为有效,不受理向通常动作模式的转移的操作。而且可以考虑,控制器23判定是否经过了前述的“一定时间”,如果经过了则设为受理动作模式切换开关26的操作。此外,还可以进行如果经过了前述的“一定时间”则即使没有动作模式切换开关26的操作也自动地转移到通常动作模式这样的控制。
进而可以考虑,除了清洁中的由旋转叶片102的旋转进行的排气以外,还借助与涡轮分子泵100另外设置的排气泵进行再生成的气体的排出。可以将这样利用其他排气泵的清洁中的排气例如称作“排气辅助”。
在进行该排气辅助时,能够利用设置在涡轮分子泵100的下游侧的作为辅助泵的后泵(图示略)。即,一般在装入有涡轮分子泵100的排气系统中,有在比涡轮分子泵100靠下游侧设置后泵(图示略)的情况。而且,借助该后泵,在由涡轮分子泵100进行的排气的前级(前阶段),进行比涡轮分子泵100低真空度下的排气。因此,可以考虑利用后泵进行清洁动作模式中的排气。
进而,在将上述那样的后泵用于排气辅助的情况下,可以在清洁动作模式中使后泵动作,在得到了规定的程度的真空度的状况下,使涡轮分子泵100的马达121旋转(开始旋转),进行第2转速下的排气动作。通过进行这样的由后泵进行的排气辅助,能够将再生成的气体效率更好地排出。
接着,对前述的清洁动作模式中的压力控制(清洁动作时压力控制)进行说明。在本实施方式中,将清洁动作模式中的运转期间划分为用于传热工序的期间和用于升华工序的期间。其中,用于传热工序的期间是促进向堆积物的传热的期间。此外,用于升华工序的期间是促进堆积物的升华的期间。
在用于传热工序的期间中,如图7所示,将压力(涡轮分子泵100中的压力)设为相对较高的第1设定压力P1,在用于升华工序的期间中,将压力设为相对较低的第2设定压力P2。而且,在清洁动作模式时,交替地反复进行传热工序和升华工序,进行涡轮分子泵100的内部的清洁。这样做是基于以下的想法。
如前述那样,在清洁动作模式中,在涡轮分子泵100没有以通常动作模式运转的状况下(待机时间中),进行将构成排气气体的流路的零件加热、将在通常动作模式时产生的堆积物气化而除去的处理。通过进行这样的清洁动作,能够在真空泵的待机时间中将堆积物除去。
因此,在涡轮分子泵100进行通常的排气(通常动作中的排气)的情况下,不需要总是将气体流路保持为高温,对于各零件的负担变小。而且,作为其结果,有能够扩大涡轮分子泵100中的容许流量这一优点。
可是,清洁动作成为将堆积物的升华所需要的热能从被加热为高温的零件的表面对堆积物供给。而且,发明人等着眼于堆积物的状态与清洁效果的关系,根据堆积物的状态,有未充分发挥清洁性能而不能得到希望的清洁效果的情况。
具体而言,例如在堆积物以薄膜状附着在零件的壁面的情况下,即使仅执行基本的清洁动作,清洁功能也有效地发挥功能。此外,即使在堆积物从零件的壁面剥离、成为薄片状(薄片状堆积物)、粉状(粉状的堆积物)而落下到流路上那样的情况下,在相互无间隙地堆积的情况下,热传导也不那么受到影响,能充分地发挥清洁功能。
但是,在堆积物相对于零件的壁面产生了浮起的情况下,或者在薄片状堆积物、粉状堆积物一边在相互间产生空间一边堆积那样的情况下,有不能对堆积物有效果地供给热能(热量)的情况。而且,在这样的情况下,即使将零件加热,堆积物的表面温度也不那么上升,不再能得到充分的升华速度(也称作“清洗速度”、“清洁速度”等)。
此外,申请人在前述的专利申请(日本特愿2019-165839号)中提出了在清洁动作模式中也进行利用后泵的排气辅助的方案。而且,借助这样的清洁动作模式时的排气辅助,能够容易地使涡轮分子泵100内的压力下降。结果,能够将再生成的气体效率更好地排出,变得容易使堆积物升华。
但是,如果因清洁动作模式时的排气辅助而涡轮分子泵100内的压力下降到某种程度(例如0.1[Torr]左右),则不再那么能得到清洁的效果。这样的现象被考虑为在零件的壁面产生了浮起的堆积物、薄片状堆积物及粉状堆积物带来了影响。而且,关于考虑到这些堆积物的情况下的压力的下降与清洁性能的关系,还可以如以下这样说明。
一般,与气体的运动状态有关的压力与热传导率的关系概略地如图8那样被表示。图8的横轴表示压力,纵轴表示热传导率。如图8所示,如果在气体的运动状态处于分子流的区域(分子流区域)的状况下压力上升,则热传导率逐渐上升。
进而,如果压力上升,运动状态变迁到中间流的区域(中间流区域),则热传导率的变化变得平缓,在粘性流的区域(粘性流区域)中在热传导率中不再能看到变化。而且,在分子流区域中,压力越低,热传导率(传热量)越减少。
即,为了向堆积物效率良好地传热,优选的是使气体的运动状态为从中间流区域向粘性流区域推移的附近的区域(中间-粘性流区域)。而且,通过将气体的流路的至少一部分的压力设为气体的运动状态从中间流变为粘性流的附近的压力,可以说变得容易对该部分的堆积物供给热能。
进而,堆积物的升华从堆积物的表面发生。因此,如果不对堆积物的表面传递较多的热量而提高堆积物的表面温度,就不能得到充分的升华速度。
此外,图9将作为薄片状堆积物的剥离片在不产生空间的同时堆积的状态示意化表示。图9中的附图标记71表示剥离片,附图标记72表示隔离片落下后的零件的壁面。进而,图9中的附图标记73表示剥离片71与其他的剥离片71之间、剥离片71与壁面72之间的空间。
许多的剥离片71以不规则的朝向倾斜,有些地方一边相互点接触,一边在壁面72堆积。这样,在落下的剥离片71堆积的情况下,如图9所示,可以想到相邻的剥离片71彼此、剥离片71与壁面72的接触状态在许多地方不是面接触而成为点接触。
而且可以想到,对于剥离片71从与其他的剥离片71、壁面72接触的面(接触面)传递的热的量(传热量)相比面接触的情况变小,所以向点接触的剥离片71的传热量相对较小。
对于这样在剥离片71之间产生了空间的情况,如果在不同的压力条件下,将空间73的大小(代表长度)假定为例如0.1mm,试算传热量,则成为下述那样。
首先,作为表示是否能将流动作为连续体处置的指标,已知有克努森数(Kn)。
该克努森数(Kn)如以下的数式那样表示。
[数式1]
λ:平均自由行程[m]
L:代表长度[m]
T:温度[K]
kB:玻耳兹曼常数[J/K]
P:压力[Torr]
σ:分子直径[m]
此外,在气体的运动状态与克努森数间有以下这样的关系。
分子流:克努森数(λ/L)>0.3
粘性流:克努森数(λ/L)<0.01
(1)压力(P)为0.1[Torr]的情况
N2气体的平均自由工序成为λ=0.5mm,
克努森数成为λ/L=0.5mm/0.1mm=5。这里,L=0.1mm是前述的空间73的大小。
在该克努森数的情况下,由于气体属于分子流的区域(5>0.3),所以根据图8的图表,传热量(热传导率)相对变小。
(2)压力(P)为5.0[Torr]的情况
N2气体的平均自由工序成为λ=0.01mm,
克努森数成为λ/L=0.01mm/0.1mm=0.1。
在该克努森数的情况下,由于气体属于中间流的区域(0.3>0.1>0.01),所以根据图8的图表,能够期待经由气体的传热。
基于这样的传热量的试算,在本实施方式中,在清洁动作模式时对图5所示的加热器11、排气阀16进行控制。而且,在清洁动作模式时,使用涡轮分子泵100中的空间,如图7所示那样交替地且周期性地使压力变化。
图7所示那样的压力的调整,通过一边将吹扫气体从吹扫气体导入端口12、13导入到涡轮分子泵100内一边控制排气阀16来进行。通过这样,即使在仅通过从吹扫气体导入端口12、13供给吹扫气体不能得到充分的压力上升的情况下也能够更可靠地升压。
压力的控制可以一边监视前述的压力传感器25(图6)的输出一边进行。但是,并不限定于此,也可以预先求出压力与排气阀16的开度、开放时间的关系,根据排气阀16的开度、时间推定压力,由此对压力进行控制。
另外,在即使不借助排气阀16使压力增减,借助吹扫气体阀14的打开/关闭控制也能够进行充分的清洁的情况下,也可以将用于传热工序、升华工序的执行的排气阀16的控制省略。
进而,如前述那样,在清洁动作模式时,将加热器11的温度设为比通常动作模式时高的第2温度。进而,在清洁动作模式时,将马达121的转速设为比通常动作模式时低的第2转速。
在图7所示的传热工序中,由于压力被提高到第1设定压力P1,所以气体的运动状态从中间流转移到粘性流的区域。于是,气体分子变得难以分散,升华变得难以发生。但是,热传导率上升,向堆积物的传热被良好地进行。执行该传热工序的期间成为重视传热的传热促进期间。
从该传热工序转移到升华工序,将压力降低到第2设定压力P2,由此气体的运动状态从中间流转移到分子流的区域。于是,气体分子变得容易扩散,升华被促进。执行该升华工序的期间成为重视升华的升华促进期间。
进而,在清洁动作模式时连续地执行这样的传热工序与升华工序之间的切换,反复进行传热和升华的循环。因此,有选择地形成传热促进期间和升华促进期间,通过反复进行传热和升华的循环,确保充分的期间。于是,对于堆积物效率良好地进行热能的供给,清洁的效果变高。
这里,图7是将压力的变化简略化表示的图,并不限于压力以描绘矩形波的方式变化的控制方式,也可以采用例如在第1设定压力P1与第2设定压力P2之间以描绘梯形波、正弦波等的方式逐渐变化的控制方式。此外,传热工序和升华工序的时间也可以相互不同。进而,传热工序所需要的时间(及升华工序所需要的时间)不需要关于各循环每次都相同,也可以不同。
此外,例如在预先决定了清洁动作模式的期间那样的情况下,也可以将该期间前后划分,进行在前半执行传热工序、在后半执行升华工序这样的控制。但是,在将相对短期间的传热工序和升华工序反复进行的情况下,变得容易抑制堆积物的温度下降,所以优选的是采用反复进行相对短期间的传热工序和升华工序的控制方式。
此外,在本实施方式中,设定在清洁动作模式时供给的吹扫气体的流量,以使气化的堆积物(通过堆积物的升华而产生的气体)的分压成为该温度下的堆积物的饱和蒸气压(也称作“堆积物的升华压力”)的一半以下。这样做是基于以下这样的理由。
如果增加吹扫气体,则吹扫气体以外的气体的分压下降,堆积物的分压也下降。而且,分压越下降,堆积物越容易升华。但是,实际上堆积物是否良好地升华,取决于堆积物的分压相对于堆积物的饱和蒸气压成为何种程度。
例如,设想将吹扫气体的供给前的气体的全压设为1[Torr],其中堆积物的分压为0.1[Torr](=10%)的状况。在该状况下,假设一边保持全压一边以吹扫气体的分压成为90%的流量供给吹扫气体,则原来的气体的比例成为整体的10%,堆积物的分压下降到作为原来的分压的10%的0.01[Torr]。
此外,实际上堆积物的升华的程度受堆积物的饱和蒸气压制约。因为这些,将堆积物的饱和蒸气压的一半决定为成为目标的基准值,决定吹扫气体的供给量以将堆积物的分压保持为该基准值以下。这里,作为气化的堆积物(通过堆积物的升华而产生的气体),可以例示四氟化钛(TiF4)、氯化铝(AlCl3)等。
此外,在本实施方式中,将涡轮分子泵100的内部升压,以使气体流路的至少一部分成为2[Torr]以上。这样将压力的设定值设为2[Torr]是基于以下:在本实施方式那样的装入了涡轮分子泵100的真空泵10中,如果考虑设想的堆积物的大小等,则气体从分子流变迁为中间流的压力成为约2[Torr]。而且,以2[Torr]为目标,将第1设定压力P1设为2[Torr]以上,由此能够效率良好地进行向堆积物的传热。此外,作为与第1设定压力P1有关的上限值,例如可以考虑设为10[Torr]。
另外,作为吹扫气体,除了N2以外,还可以采用包含如氦(He)、氢(H2)等那样热传导率较高的气体中的至少一种的气体。此外,作为吹扫气体,可以采用将这样的多种气体混合的气体(混合气体)。
根据以上说明那样的本实施方式的真空泵10,在清洁动作模式时,对加热器11、气体导入机构(这里是吹扫气体阀14)及压力控制机构(这里是排气阀16)中的至少一个进行控制,使涡轮分子泵100的内部的至少一部分为真空泵内的堆积物的升华温度以上(第2温度)并且升压到成为中间流或粘性流的压力区域(成为第1设定压力P1的区域)。
这里,如上述那样,对加热器11、气体导入机构(这里是吹扫气体阀14)及压力控制机构(这里是排气阀16)中的至少一个进行控制而升压是指,在将涡轮分子泵100以通常动作模式运转后例如仅通过对加热器11、吹扫气体阀14、排气阀16中的1个设备进行控制而达到目的的压力的情况下,也可以不进行其他设备的控制。
而且,通过这样进行加热器11、气体导入机构(这里是吹扫气体阀14)及压力控制机构(这里是排气阀16)的控制,能够进行经由气体的传热,能够促进从零件的壁面72向堆积物(这里是薄片状堆积物、粉状堆积物)的传热(传热工序的执行)。
进而,由于然后使涡轮分子泵100的内部的至少一部分为真空泵内的堆积物的升华温度以上(第2温度)并且减压到成为中间流或分子流的压力区域(成为第2设定压力P2的区域),所以能够对被传热后的堆积物进行升华(升华工序的执行)。
而且,由于接着传热工序执行升华工序,所以能够总是使被充分地供给热能的堆积物升华。因而,能够有效果地进行堆积物的清洁,能够提高真空泵10的清洁性能。而且,清洗效果提高,能够在短时间有效果地将堆积物除去。
进而,因为这些,所以能够缩短涡轮分子泵100等设备的维护时间。而且,能够提高使用真空排气的对象设备制造的被制造物(半导体制造等)的生产率。
此外,在清洁动作模式时,如果一边将涡轮分子泵100运转一边供给气体,则气体在流路内被绝热压缩,由此气体的温度上升。因此,不仅是从零件的壁面72的传热,还能够期待将气体自身的热能直接传递给堆积物的效果。
这里,前述的堆积物的浮起、薄片状堆积物及粉状堆积物,只要是气体的流路,在哪个地方都有产生的可能性。因此,关于气体的流路的至少一部分,需要满足到此为止说明那样的清洁动作模式时的温度条件、压力条件。
此外,作为薄片状堆积物、粉状堆积物容易积存的零件、部位,可以举出各种零件、部位,但作为薄片状堆积物、粉状堆积物特别容易积存的零件、部位,有在带螺纹的间隔件131中区划螺纹槽131a的螺纹牙131b的壁面132。因此,在带螺纹的间隔件131的附近设置加热器11对于容易地进行升温是有效的。
进而,也可以对堆积物容易积存的地方实施非粘着覆层。作为非粘着覆层,可以例示由通过氟树脂加工形成的膜构成的覆层等。
此外,根据本实施方式的真空泵10,涡轮分子泵100的内部的至少一部分被进行控制以将成为中间流或粘性流的第1设定压力P1和成为分子流的第2设定压力P2交替地反复。因此,在升华工序之后也能够再次将堆积物的周围的压力升压到气体成为中间流或粘性流的程度,能够将因先前的升华而被消耗的热能迅速地补充。进而,然后也能够继续促进堆积物的升华。因而,能够持续地发挥清洁效果(清洗效果)。
此外,根据本实施方式的真空泵10,在清洁动作模式时,将涡轮分子泵100的转速设定为比通常动作模式时低。因此,与通常动作模式时相比能够降低在气体的排出时产生的压缩热、摩擦热。
此外,根据本实施方式的真空泵10,在清洁动作模式时,通过堆积物的升华而产生的气体的分压被控制以成为堆积物的升华压力(饱和蒸气压)的一半以下。因此,能够使堆积物良好地升华。
此外,根据本实施方式的真空泵10,在清洁动作模式时,将涡轮分子泵100的至少一部分升压到2[Torr]以上。因此,能够以气体从分子流变迁为中间流的附近的压力可靠且良好地进行升华。
此外,根据本实施方式的真空泵10,在清洁动作模式中,将涡轮分子泵100的至少一部分升压到10[Torr]以下。因此,在传热工序中能够充分地对堆积物进行传热。
此外,根据本实施方式的真空泵10,从吹扫气体导入端口12、13向涡轮分子泵100供给的气体包括氮气、氦气、氢气的至少一种。因此,能够使用有通用性的一般的气体进行压力控制。
此外,根据本实施方式的真空泵10,不仅是涡轮分子泵100中的下游侧的吹扫气体导入端口13,还利用上游侧的吹扫气体导入端口12,从由旋转叶片102、固定叶片123等构成的涡轮分子泵机构部的上游侧也进行吹扫气体的供给。因此,能够防止气化的堆积物朝向涡轮分子泵机构部倒流而气化的堆积物流入到转子轴113与定子柱122的间隙中。
另外,作为吹扫气体,除了前述以外,也可以使用例如CF4(四氟化碳)气体。此外,例如也可以从吸气口101进行吹扫气体的导入。
此外,在本实施方式中,假设加热器11(加热机构)、吹扫气体导入端口12、13(气体导入机构)及排气阀16(压力控制机构)的各设备为与涡轮分子泵100另外的设备进行了说明,但可以使这些设备的至少一个与涡轮分子泵100一体化,作为由涡轮分子泵100具备的设备(作为涡轮分子泵100的一部分一体地在市场中进行销售、流通的设备)。
此外,根据本实施方式的真空泵10,由于作为加热器11而使用面状型的加热器(面状加热器),所以能够实现温度分布的均匀化,能够在大范围中进行一样的(均匀的)加热、再气化。而且,能够防止堆积物部分地残留,结果能够使大修(overhaul)等的频度降低。进而,除了能够提高半导体等的生产效率以外,还能够削减大修等所需要的量的成本。
此外,作为加热器,并不限于面状型的加热器,可以采用各种加热器。例如,作为加热器,也可以采用盒型的加热器等。在此情况下,加热器能够从外筒127的外侧插入到带螺纹的间隔件131、能够对带螺纹的间隔件131热传递的零件中。
此外,作为加热器,可以采用护套型加热器。进而,可以代替面状加热器、盒型加热器及护套型加热器而应用其他的一般性的各种加热器。而且,作为一般性的各种加热器,可以例示作为电磁感应加热器的IH加热器等。例如,在使用IH加热器的情况下,能够以相对短时间达到规定的温度,能够进一步缩短再气化、清洁所需要的时间。
此外,作为涡轮分子泵100的构成零件与其材质的组合,除了将旋转体103做成铝合金制以外,例如还能够将旋转体103做成不锈钢合金制。此外,还能够将旋转体103以外的零件做成不锈钢合金制。进而,例如可以在被强烈要求较高的热传导性、轻量化、加工的容易性等特性的构成零件的材质中使用铝合金,在被强烈要求较高的刚性、强度等特性的构成零件的材质中使用不锈钢合金。此外,除了铝合金、不锈钢合金以外,例如还能够采用钛合金。
另外,本发明并不限定于上述的实施方式,只要是本发明的技术思想的范围内,就能够借助本领域技术人员的通常的创作能力实现较多的变形。
附图标记说明
10真空泵(真空排气装置)
11加热器(加热机构)
12、13吹扫气体导入端口(气体导入机构)
14吹扫气体阀(气体导入机构)
16排气阀(压力控制机构)
23控制器(阀控制机构)
100涡轮分子泵(真空泵)
P1第1设定压力
P2第2设定压力
Claims (8)
1.一种真空泵,配设有加热机构、气体导入机构和压力控制机构,其特征在于,
作为动作模式,具有能够使真空泵内的堆积物升华的清洁模式;
在前述清洁模式中,
对前述加热机构、前述气体导入机构或前述压力控制机构的至少一个进行控制;
使前述真空泵的内部的至少一部分为前述真空泵内的前述堆积物的升华温度以上并且升压到成为中间流或粘性流的压力区域。
2.如权利要求1所述的真空泵,其特征在于,
前述真空泵的内部的至少一部分被控制以将成为中间流或粘性流的第1设定压力和成为分子流的第2设定压力交替地反复。
3.如权利要求1或2所述的真空泵,其特征在于,
在前述清洁模式中,前述真空泵的转速被设定为比通常时低。
4.如权利要求1~3中任一项所述的真空泵,其特征在于,
在前述清洁模式中,通过前述堆积物的升华而产生的气体的分压被控制以成为前述堆积物的升华压力的一半以下。
5.如权利要求1~4中任一项所述的真空泵,其特征在于,
在前述清洁模式中,前述真空泵的至少一部分被升压到2[Torr]以上。
6.如权利要求5所述的真空泵,其特征在于,
在前述清洁模式中,前述真空泵的至少一部分被升压到10[Torr]以下。
7.如权利要求1~6中任一项所述的真空泵,其特征在于,
从前述气体导入机构向前述真空泵供给的气体包括氮气、氦气、氢气的至少一种。
8.一种真空排气装置,具备真空泵、加热机构、气体导入机构和压力控制机构,其特征在于,
作为动作模式,具有能够使前述真空泵内的堆积物升华的清洁模式;
在前述清洁模式中,
对前述加热机构、前述气体导入机构或前述压力控制机构的至少一个进行控制;
使前述真空泵的内部的至少一部分为前述真空泵内的前述堆积物的升华温度以上并且升压到成为中间流或粘性流的压力区域。
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