【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、半導体製造プロセスに用いられ、半導体加工装置内から反応生成物を排気するための真空ポンプ装置に関し、特に、メインポンプとブースタポンプとが、当該ブースタポンプをガス流に関する上流側として直列に連結されてなる真空ポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の真空ポンプ装置においては、ブースタポンプ内の温度がメインポンプよりも低くなることから、当該ブースタポンプ内において反応生成物が固化しそして堆積する問題がある。ガス流路における反応生成物の堆積は、真空ポンプ装置の性能低下につながる。
【０００３】
このような問題を解決するには、ブースタポンプ内の温度を高めればよい。そのためには、例えば、メインポンプの上にブースタポンプを載置し、当該メインポンプの上においてブースタポンプを支持する連結部材によって、メインポンプのハウジングとブースタポンプのハウジングとを熱的に結合すればよい（例えば、特許文献１参照。）。このようにすれば、メインポンプのハウジングの熱が連結部材を介してブースタポンプのハウジングに伝達され、ブースタポンプ内の温度を高めることができる。
【０００４】
また、真空ポンプとしては、排気を多段で行う多段式のポンプ機構を備えたものが存在する（例えば、特許文献２参照。）。多段式真空ポンプのハウジングは、ポンプ機構の最後段つまり最も高温となる部分を取り囲む部位が、その他の部位よりも高温となる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１１３１８０号公報（第２−３頁、第１図）
【特許文献２】
特開平８−２９６５５７号公報（第３頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記特許文献１においては、真空ポンプ装置全体のコンパクト化を目的として前述した構成を採用しており、メインポンプの熱が連結部材を介してブースタポンプに伝達される作用効果についてはなんら述べられていない。従って、特許文献１においては、当然ながら、メインポンプとして多段式のポンプ機構を備えたものを採用した場合においてブースタポンプ内の温度を効果的に高めるための好適構成については、なんら言及されていない。
【０００７】
つまり、メインポンプとして多段式のポンプ機構を備えたものを採用した場合には、当該ポンプ機構の最後段が発する熱を、如何に効率良くブースタポンプに伝達することができるのかが、ブースタポンプ内の温度を効果的に高める上で重要なポイントとなる。この点について言及したものは従来なかった。
【０００８】
本発明の目的は、多段式のメインポンプの熱を効率良くブースタポンプに伝達することが可能な真空ポンプ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明の真空ポンプ装置は、メインポンプの第１ハウジングとブースタポンプの第２ハウジングとが、結合部材を介して熱的に結合されている。従って、メインポンプの熱が、当該ポンプのハウジング及び結合部材を介してブースタポンプのハウジングに伝達される。
【００１０】
そして、本発明において前記結合部材は、第１ハウジングに対しては、多段式の第１ポンプ機構の最後段つまり最も高温となる部分を取り囲む部位と熱的に直結されている。従って、メインポンプの第１ポンプ機構において最後段が発した熱は、当該ポンプのハウジングから結合部材へと直接取り出されることとなる。よって、ブースタポンプ内の温度を効果的に高めることができる。
【００１１】
請求項２の発明は請求項１において、前記結合部材は、第１ハウジング及び第２ハウジングの少なくとも一方に一体形成されている。このようにすれば、結合部材と、当該部材と一体のハウジングとの間の熱伝導が効率良く行われ、ブースタポンプ内の温度をさらに効果的に高めることができる。また、結合部材を、メインポンプ及びブースタポンプと別個に備える必要がなく、真空ポンプ装置の部品点数を低減することができる。
【００１２】
請求項３の発明は請求項１又は２において、前記結合部材と、第１ハウジングにおいて第１ポンプ機構の最後段を取り囲む部位との熱的な直結の好適態様の一例について言及するものである。すなわち、前記結合部材は第１ハウジングと別体とされている。当該結合部材は、第１ハウジングにおいて第１ポンプ機構の最後段を取り囲む部位の外面に当接されることで、当該部位と熱的に直結されている。
【００１３】
請求項４の発明は請求項１〜３のいずれかにおいて、前記結合部材は、メインポンプ及びブースタポンプの一方の上において他方を支持する架台を兼ねている。従って、他方のポンプを支持するための専用の架台を備えなくともよく、真空ポンプ装置の部品点数を低減することができる。
【００１４】
請求項５の発明は請求項１〜４のいずれかにおいて、前記結合部材の内部には、ブースタポンプの排気側とメインポンプの吸入側とを連通する連通路が形成されている。従って、この連通路を形成するための専用の配管を必要とせず、真空ポンプ装置の部品点数を低減することができる。
【００１５】
請求項６の発明は請求項１〜５のいずれかにおいて、前記メインポンプ及びブースタポンプが取り扱うガスは、半導体加工装置で発生した気体反応生成物である。従って、前述したように、メインポンプの発熱を利用してブースタポンプ内を高温とすることで、当該ブースタポンプ内における反応生成物の固化又は液化を防止することができ、この反応生成物の固化又は液化に起因した真空ポンプ装置の性能低下を防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態について説明する。
（真空ポンプ装置の概要）
図１及び図２に示すように、本実施形態の真空ポンプ装置は、半導体製造プロセスに用いられ、図示しない半導体加工装置内から気体反応生成物（例えば、塩化アンモニウム。以下、ガスとする）を排気するためのものである。真空ポンプ装置は、大気圧より起動可能なメインポンプ１１と、このメインポンプ１１を必要とするブースタポンプ６１とからなっている。メインポンプ１１とブースタポンプ６１とは、当該ブースタポンプ６１をガス流に関する上流側（半導体加工装置側）として直列に連結されている。
【００１７】
（メインポンプの構成）
図１及び図２に示すように、前記メインポンプ１１においてロータハウジング１２の前（図１の右方）端にはフロントハウジング１３が接合されており、ロータハウジング１２の後（図１の左方）端にはリヤハウジング１４が接合されている。これらロータハウジング１２、フロントハウジング１３及びリヤハウジング１４は、多段ルーツ式の第１ポンプ機構Ｐ１を収容する第１ハウジングＨ１をなしている。
【００１８】
前記ロータハウジング１２、フロントハウジング１３及びリヤハウジング１４は、それぞれ鉄系の金属材料により構成されている。鉄系の金属材料は、例えばアルミニウム系の金属材料と比較して熱膨張率が小さい。従って、第１ハウジングＨ１を鉄系金属製とすることで、熱影響による各部のクリアランスの変動を小さくすることができ、ガス漏れ等の防止に有効となる。
【００１９】
次に、前記第１ポンプ機構Ｐ１について詳述する。
前記ロータハウジング１２は、シリンダブロック１５と複数の隔壁１６とからなっている。フロントハウジング１３と隔壁１６との間の空間、隣合う隔壁１６の間の空間、及び隔壁１６とリヤハウジング１４との間の空間は、それぞれポンプ室５１，５２，５３，５４，５５となっている。隔壁１６には、隣合うポンプ室５１，５２，５３，５４，５５を連通する通路１７が形成されている。
【００２０】
前記フロントハウジング１３とリヤハウジング１４とには、回転軸１９及び回転軸２０が、それぞれ回転可能に支持されている。両回転軸１９，２０は互いに平行に配置されている。回転軸１９，２０は隔壁１６に挿通されている。回転軸１９には、三つ葉状をなす複数（本実施形態においては５つ）のロータ２３が、一体形成されている。回転軸２０には、三つ葉状をなす同数（図２において一つのみ表れている）のロータ２８が、一体形成されている。複数のロータ２３，２８は、回転軸１９，２０の軸線方向に見て同形同大の形状をなしてはいるが、厚みはリヤハウジング１４側のものほど小さくなってゆくようにしてある。
【００２１】
前記ポンプ室５１内には、ロータ２３，２８が僅かの隙間を保って互いに噛合した状態で収容されており、各ポンプ室５２〜５５内にも同様に、対応するロータ２３，２８が互いに噛合した状態で収容されている。ポンプ室５１〜５５の容積の大きさは、この順に小さくなってゆくようにしてある。
【００２２】
図１に示すように、前記リヤハウジング１４には、歯車装置３９及び軸継ぎ手４０を収容するギヤハウジング３８が接合されている。ギヤハウジング３８には電動モータＭが組み付けられている。電動モータＭの駆動力は、軸継ぎ手４０を介して回転軸１９に伝えられるとともに、軸継ぎ手４０から歯車装置３９を介して回転軸２０（図２参照）に伝えられる。回転軸２０（ロータ２８）は、歯車装置３９の介在によって、回転軸１９（ロータ２３）とは異なる方向に回転される。
【００２３】
前記シリンダブロック１５において、第１ポンプ機構Ｐ１の最前段（ポンプ室５１及び当該ポンプ室５１に収容されるロータ２３，２８によって構成される部分）のポンプ室５１を取り囲む部位（周壁）４５の上部には、吸入口２１がポンプ室５１に連通するように形成されている。吸入口２１には、ブースタポンプ６１の排気側が接続されている。シリンダブロック１５において、第１ポンプ機構Ｐ１の最後段（ポンプ室５５及び当該ポンプ室５５に収容されるロータ２３，２８によって構成される部分）のポンプ室５５を取り囲む部位（周壁）４６の下部には、排気口２２がポンプ室５５に連通するように形成されている。
【００２４】
そして、前記吸入口２１からポンプ室５１に導入されたブースタポンプ６１からのガスは、当該ポンプ室５１内のロータ２３，２８の回転によって、隔壁１６の通路１７を経由して隣のポンプ室５２へと移送される。以下、同様にガスは、ポンプ室の容積が小さくなってゆく順、即ちポンプ室５１，５２，５３，５４，５５の順に移送される。ポンプ室５５へ移送されたガスは、排気口２２から図示しない排ガス処理装置に向けて排出される。
【００２５】
（ブースタポンプの構成）
図１及び図２に示すように、前記メインポンプ１１とブースタポンプ６１との構成上の大きな違いは、当該メインポンプ１１が排気を多段で行う多段（本実施形態においては五段）ルーツポンプよりなり、ブースタポンプ６１が排気を単段で行う単段ルーツポンプよりなることである。従って、ブースタポンプ６１に関しては、メインポンプ１１との相違点についてのみ説明し、メインポンプ１１と同一又は相当部材には同じ番号を付して説明を省略する。
【００２６】
すなわち、前記ブースタポンプ６１において、ロータハウジング１２、フロントハウジング１３及びリヤハウジング１４は、単段ルーツ式の第２ポンプ機構Ｐ２を収容する第２ハウジングＨ２をなしている。ロータハウジング１２は隔壁１６を有していない。ロータハウジング１２内において、フロントハウジング１３とリヤハウジング１４との間の空間が、メインポンプ１１のポンプ室５１より遙かに容積が大きなポンプ室６２となっている。ブースタポンプ６１の回転軸１９及び回転軸２０には、それぞれ双葉状のロータ６３，６４が一つのみ形成されている。そして、このロータ６３，６４は、僅かの隙間を保って互いに噛合した状態でポンプ室６２に収容されている。
【００２７】
前記ブースタポンプ６１においてシリンダブロック１５の上部には、吸入口６５がポンプ室６２に連通するように形成されている。吸入口６５には、半導体加工装置の排気側配管が接続されている。シリンダブロック１５の下部には、排気口６６がポンプ室６２に連通するように形成されている。従って、吸入口６５からポンプ室６２に導入された半導体加工装置からのガスは、ロータ６３，６４の回転によって、排気口６６からメインポンプ１１に向けて排出される。
【００２８】
（ブースタポンプの支持構造）
図１及び図２に示すように、前記ブースタポンプ６１においてシリンダブロック１５の下部には、結合部材としての支持部６７が一体に突出形成されている。ブースタポンプ６１においてリヤハウジング１４の下部には、支持突部６８が一体に突出形成されている。メインポンプ１１においてリヤハウジング１４の上部には、ゴム製のブッシュ４７が取着されている。
【００２９】
前記ブースタポンプ６１は、支持部６７を以てメインポンプ１１のシリンダブロック１５の上面（平面）１５ａに載置固定されるとともに、支持突部６８がブッシュ４７に載置されることで、メインポンプ１１の上に載置固定されている。つまり、ブースタポンプ６１の支持部６７は、メインポンプ１１の上においてブースタポンプ６１を支持する架台の役目をなしている。
【００３０】
前記支持部６７の内部には、ブースタポンプ６１の排気側（排気口６６）とメインポンプ１１の吸入側（吸入口２１）とを連通する連通路６９が形成されている。従って、支持部６７は、ブースタポンプ６１の排気口６６に接続される排気フランジ７０と、メインポンプ１１の吸入口２１に接続される吸入フランジ７１と、両フランジ７０，７１間を連結する連結部７２とが一体化されてなる。吸入フランジ７１は、シリンダブロック１５において第１ポンプ機構Ｐ１の最前段のポンプ室５１を取り囲む部位４５の上面４５ａに接合されている。連結部７２は、連通路６９の形状に沿うようにして、吸入フランジ７１側に先細る形状をなしている。
【００３１】
このように、前記メインポンプ１１の上に支持部６７を介してブースタポンプ６１を載置固定することで、メインポンプ１１とブースタポンプ６１とは、シリンダブロック１５同士が支持部６７を介して熱的に結合されることとなる。従って、メインポンプ１１の熱が、当該ポンプ１１のシリンダブロック１５を介して、ブースタポンプ６１の支持部６７からシリンダブロック１５に伝達され、当該ブースタポンプ６１内（連通路６９内も含む）の温度が高められることとなる。ブースタポンプ６１内の温度を高めることは、当該ポンプ６１内における反応生成物の固化防止につながる。
【００３２】
さて、前述したように、本実施形態においては、メインポンプ１１として多段ルーツポンプを採用している。従って、メインポンプ１１のシリンダブロック１５は、第１ポンプ機構Ｐ１の最後段つまり最も高温となる部分を取り囲む部位４６が、その他の部位（例えば最前段を取り囲む部位４５）よりも高温となる。従って、メインポンプ１１の発熱を利用してブースタポンプ６１内の温度を高めることをより効果的とするためには、前述したメインポンプ１１のシリンダブロック１５における高温部位４６の熱を、ブースタポンプ６１のシリンダブロック１５へと効率良く伝達する必要がある。
【００３３】
そこで、本実施形態においては、前記ブースタポンプ６１の支持部６７を、メインポンプ１１のシリンダブロック１５の高温部位４６と熱的に直結している。すなわち、支持部６７において吸入フランジ７１には、平板状の熱取出部７３が、リヤハウジング１４側に向かって延在するようにして一体に突設されている。この熱取出部７３は、メインポンプ１１のシリンダブロック１５の上面１５ａに対して、高温部位４６の上面４６ａを含む当該上面４６ａと部位４５の上面４５ａとの間の領域に直接当接されている。
【００３４】
従って、前記メインポンプ１１の第１ポンプ機構Ｐ１において、最後段が発した熱は、シリンダブロック１５の高温部位４６から熱取出部７３を介して、支持部６７へ直接取り出されることとなる。よって、ブースタポンプ６１内の温度を効果的に高めることができ、当該ポンプ６１内における反応生成物の固化防止がより確実となる。
【００３５】
上記構成の本実施形態においては次のような効果を奏する。
（１）上述したように、メインポンプ１１の第１ポンプ機構Ｐ１において最後段が発した熱を、効率良くブースタポンプ６１に伝達することができ、当該ポンプ６１内の温度を効果的に高めることができる。従って、ブースタポンプ６１内における反応生成物の固化防止がより確実となり、ガス流路における反応生成物の堆積に起因した真空ポンプ装置の性能低下を確実に防止し得る。
【００３６】
（２）支持部６７は、ブースタポンプ６１のシリンダブロック１５に一体形成されている。従って、支持部６７とブースタポンプ６１のシリンダブロック１５との間の熱伝導が効率良く行われ、ブースタポンプ６１内の温度をさらに効果的に高めることができる。また、ポンプ１１，６１と別個に支持部６７を備える必要がなく、真空ポンプ装置の部品点数を低減することができる。
【００３７】
（３）支持部６７は、メインポンプ１１の上においてブースタポンプ６１を支持する架台を兼ねている。従って、ブースタポンプ６１を支持するための専用の架台を備えなくともよく、真空ポンプ装置の部品点数を低減することができる。
【００３８】
（４）支持部６７の内部には、ブースタポンプ６１の排気口６６とメインポンプ１１の吸入口２１とを連通する連通路６９が形成されている。従って、この連通路６９を形成するための専用の配管を必要とせず、真空ポンプ装置の部品点数を低減することができる。
【００３９】
（５）支持部６７の吸入フランジ７１に熱取出部７３を突設することで、当該支持部６７と、メインポンプ１１のシリンダブロック１５の上面１５ａとの当接が、第１ポンプ機構Ｐ１の最前段に対応した部位４５の上面４５ａから、最後段に対応した部位４６の上面４６ａまでの広い面積で行われることとなる。従って、メインポンプ１１の上における、支持部６７によるブースタポンプ６１の支持が安定的に行われることとなる。
【００４０】
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で例えば以下の態様でも実施できる。・上記一実施形態において支持部６７は、ブースタポンプ６１のシリンダブロック１５に一体形成されていた。これを変更し、例えば、図３に示すように、支持部６７を、メインポンプ１１のシリンダブロック１５に一体形成すること。又は、図４に示すように、支持部６７を、メインポンプ１１のシリンダブロック１５及びブースタポンプ６１のシリンダブロック１５とは別体とすること。或いは、図示しないが、支持部６７を、メインポンプ１１のシリンダブロック１５及びブースタポンプ６１のシリンダブロック１５に一体形成すること。
【００４１】
・上記一実施形態において、支持部６７とメインポンプ１１のシリンダブロック１５との接合部分に、熱伝導グリースを介在させること。このようにすれば、支持部６７とメインポンプ１１のシリンダブロック１５との密着性が向上し、両者１５，６７間の熱伝導性を向上させることができて、ブースタポンプ６１内の高温化をより効果的に行い得る。なお、前記介在物としては熱伝導グリース以外にも、銅ペースト又は樹脂シート或いはゴムシート等が挙げられる。
【００４２】
・上記一実施形態において支持部６７から熱取出部７３を分離し、この分離した熱取出部７３を、ブースタポンプ６１のシリンダブロック１５において支持部６７とは別個に突設すること。この場合、熱取出部７３のみを結合部材として把握することができる。このようにすれば、熱取出部７３の熱を、ブースタポンプ６１のシリンダブロック１５に直接伝達することができ、当該ポンプ６１内の温度をさらに効率良く高めることができる。
【００４３】
・上記一実施形態において、支持部６７及び支持突部６８並びにブッシュ４７を削除し、メインポンプ１１の上にブースタポンプ６１を直接載置すること。この場合、メインポンプ１１のシリンダブロック１５に対して直接接合されることとなるブースタポンプ６１のシリンダブロック１５を、結合部材として把握することができる。このようにすれば、メインポンプ１１のシリンダブロック１５の高温部位４６が、ブースタポンプ６１のシリンダブロック１５に直接当接されることとなり、メインポンプ１１の第１ポンプ機構Ｐ１において最後段が発した熱を、さらに効率良くブースタポンプ６１に伝達することができる。また、この態様は、真空ポンプ装置の小型化にも有効である。
【００４４】
・上記一実施形態を変更し、ブースタポンプ６１の第２ハウジングＨ２において、少なくともシリンダブロック１５（それと一体の支持部６７も含む）を、熱伝導性に優れるアルミニウム系の金属材料により構成すること。このようにすれば、熱取出部７３の熱を、ブースタポンプ６１のシリンダブロック１５に効率良く伝達することができ、当該ポンプ６１内の温度をさらに効率良く高めることができる。
【００４５】
上記実施形態から把握できる技術的思想について記載すると、前記結合部材と第１ハウジングとの接合部分には、両者間を密着させて熱伝導性を向上させるための熱伝導性向上手段（例えば熱伝導グリース等）が介在されている請求項３に記載の真空ポンプ装置。
【００４６】
【発明の効果】
上記構成の本発明によれば、多段式のメインポンプの熱を効率良くブースタポンプに伝達することができ、ブースタポンプ内の温度を効果的に高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】真空ポンプ装置の縦断面図。
【図２】図１の１−１線断面図。
【図３】別例を示す真空ポンプ装置の断面部分図。
【図４】別の別例を示す真空ポンプ装置の断面部分図。
【符号の説明】
１１…メインポンプ、４６…第１ハウジングにおいて第１ポンプ機構の最後段を取り囲む部位、４６ａ…部位４６の外面の一部である上面、５５…第１ポンプ機構の最後段を構成するポンプ室、６１…ブースタポンプ、６７…結合部材としての支持部、６９…連通路、７３…支持部を構成する熱取出部、Ｈ１…第１ハウジング、Ｈ２…第２ハウジング、Ｐ１…第１ポンプ機構、Ｐ２…第２ポンプ機構。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vacuum pump device used for, for example, a semiconductor manufacturing process and for evacuating a reaction product from inside a semiconductor processing apparatus, and in particular, a main pump and a booster pump are connected to the booster pump on the upstream side with respect to a gas flow. And a vacuum pump device connected in series.
[0002]
[Prior art]
In this type of vacuum pump device, there is a problem that the reaction product solidifies and accumulates in the booster pump because the temperature in the booster pump is lower than that in the main pump. The accumulation of reaction products in the gas flow path leads to a decrease in the performance of the vacuum pump device.
[0003]
To solve such a problem, the temperature inside the booster pump may be increased. For this purpose, for example, a booster pump is mounted on the main pump, and the housing of the main pump and the booster pump housing are thermally coupled by a connecting member supporting the booster pump on the main pump. Good (see, for example, Patent Document 1). With this configuration, the heat of the housing of the main pump is transmitted to the housing of the booster pump via the connecting member, and the temperature inside the booster pump can be increased.
[0004]
In addition, there is a vacuum pump having a multi-stage pump mechanism for performing exhaust in multiple stages (for example, see Patent Document 2). In the housing of the multi-stage vacuum pump, the temperature at the last stage of the pump mechanism, that is, the portion surrounding the hottest portion is higher than the other portions.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-5-113180 (page 2-3, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-8-296557 (page 3, FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in Patent Document 1, the above-described configuration is adopted for the purpose of reducing the size of the entire vacuum pump device, and the operation and effect of transmitting the heat of the main pump to the booster pump via the connecting member will not be described. Not been. Therefore, in Patent Document 1, of course, there is no mention of a suitable configuration for effectively increasing the temperature inside the booster pump when a main pump having a multi-stage pump mechanism is employed. .
[0007]
In other words, when a pump having a multi-stage pump mechanism is used as the main pump, how efficiently the heat generated by the last stage of the pump mechanism can be transmitted to the booster pump depends on the inside of the booster pump. This is an important point in effectively raising the temperature of the air. No one has ever mentioned this point.
[0008]
An object of the present invention is to provide a vacuum pump device capable of efficiently transmitting heat of a multistage main pump to a booster pump.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in a vacuum pump device according to the present invention, a first housing of a main pump and a second housing of a booster pump are thermally connected via a connecting member. Therefore, the heat of the main pump is transmitted to the booster pump housing via the pump housing and the coupling member.
[0010]
In the present invention, the coupling member is thermally connected directly to the first housing, that is, the last stage of the multi-stage first pump mechanism, that is, the portion surrounding the hottest portion. Therefore, the heat generated by the last stage in the first pump mechanism of the main pump is directly extracted from the housing of the pump to the coupling member. Therefore, the temperature inside the booster pump can be effectively increased.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the coupling member is formed integrally with at least one of the first housing and the second housing. With this configuration, heat transfer between the coupling member and the housing integrated with the member is efficiently performed, and the temperature inside the booster pump can be more effectively increased. Further, it is not necessary to provide the coupling member separately from the main pump and the booster pump, and the number of parts of the vacuum pump device can be reduced.
[0012]
A third aspect of the present invention is directed to the first or second aspect, which refers to an example of a preferable mode of thermal direct connection between the coupling member and a portion of the first housing surrounding the last stage of the first pump mechanism. That is, the coupling member is separate from the first housing. The connecting member is thermally connected directly to the portion by abutting the outer surface of the portion surrounding the last stage of the first pump mechanism in the first housing.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the connecting member also serves as a mount supporting one of the main pump and the booster pump on the other. Therefore, it is not necessary to provide a dedicated stand for supporting the other pump, and the number of parts of the vacuum pump device can be reduced.
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, a communication passage communicating between the exhaust side of the booster pump and the suction side of the main pump is formed inside the coupling member. Therefore, a dedicated pipe for forming the communication path is not required, and the number of parts of the vacuum pump device can be reduced.
[0015]
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the gas handled by the main pump and the booster pump is a gas reaction product generated in a semiconductor processing apparatus. Therefore, as described above, by setting the inside of the booster pump to a high temperature by using the heat generated by the main pump, the solidification or liquefaction of the reaction product in the booster pump can be prevented, and the solidification of the reaction product can be prevented. Alternatively, it is possible to prevent performance degradation of the vacuum pump device due to liquefaction.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
(Overview of vacuum pump device)
As shown in FIGS. 1 and 2, the vacuum pump device according to the present embodiment is used in a semiconductor manufacturing process, and a gaseous reaction product (for example, ammonium chloride; hereinafter, referred to as a gas) from a semiconductor processing device (not shown). It is for exhaust. The vacuum pump device includes a main pump 11 that can be started from the atmospheric pressure, and a booster pump 61 that requires the main pump 11. The main pump 11 and the booster pump 61 are connected in series with the booster pump 61 as the upstream side (semiconductor processing apparatus side) for the gas flow.
[0017]
(Configuration of main pump)
As shown in FIGS. 1 and 2, a front housing 13 is joined to a front (right side in FIG. 1) end of the rotor housing 12 in the main pump 11, and a rear housing 13 (left side in FIG. 1). The rear housing 14 is joined to the end. The rotor housing 12, the front housing 13, and the rear housing 14 form a first housing H1 that houses a multi-stage roots-type first pump mechanism P1.
[0018]
The rotor housing 12, the front housing 13, and the rear housing 14 are each made of an iron-based metal material. An iron-based metal material has a smaller coefficient of thermal expansion than, for example, an aluminum-based metal material. Therefore, when the first housing H1 is made of an iron-based metal, the fluctuation of the clearance of each part due to the influence of heat can be reduced, which is effective in preventing gas leakage and the like.
[0019]
Next, the first pump mechanism P1 will be described in detail.
The rotor housing 12 includes a cylinder block 15 and a plurality of partition walls 16. The space between the front housing 13 and the partition 16, the space between the adjacent partitions 16, and the space between the partition 16 and the rear housing 14 are pump chambers 51, 52, 53, 54, and 55, respectively. I have. The partition wall 16 is formed with a passage 17 communicating the adjacent pump chambers 51, 52, 53, 54, 55.
[0020]
A rotating shaft 19 and a rotating shaft 20 are rotatably supported by the front housing 13 and the rear housing 14, respectively. Both rotating shafts 19 and 20 are arranged parallel to each other. The rotating shafts 19 and 20 are inserted through the partition 16. A plurality of (five in this embodiment) rotors 23 having a three-lobe shape are integrally formed on the rotation shaft 19. The same number (only one is shown in FIG. 2) of rotors 28 having a three-lobe shape are integrally formed on the rotating shaft 20. The plurality of rotors 23 and 28 have the same shape and the same size when viewed in the axial direction of the rotating shafts 19 and 20, but the thickness is reduced toward the rear housing 14 side.
[0021]
In the pump chamber 51, the rotors 23 and 28 are housed in a state of meshing with each other with a slight gap therebetween. Similarly, in the pump chambers 52 to 55, the corresponding rotors 23 and 28 mesh with each other. It is housed in the state where it was done. The sizes of the volumes of the pump chambers 51 to 55 decrease in this order.
[0022]
As shown in FIG. 1, a gear housing 38 that accommodates a gear device 39 and a shaft coupling 40 is joined to the rear housing 14. The electric motor M is mounted on the gear housing 38. The driving force of the electric motor M is transmitted to the rotation shaft 19 via the shaft coupling 40 and transmitted from the shaft coupling 40 to the rotation shaft 20 (see FIG. 2) via the gear device 39. The rotation shaft 20 (rotor 28) is rotated in a direction different from that of the rotation shaft 19 (rotor 23) by the interposition of the gear device 39.
[0023]
In the cylinder block 15, an upper part of a part (surrounding wall) 45 surrounding the pump chamber 51 at the forefront of the first pump mechanism P <b> 1 (part formed by the pump chamber 51 and the rotors 23 and 28 accommodated in the pump chamber 51). Is formed such that the suction port 21 communicates with the pump chamber 51. The exhaust side of the booster pump 61 is connected to the suction port 21. In the cylinder block 15, a portion (peripheral wall) 46 surrounding the pump chamber 55 at the last stage of the first pump mechanism P <b> 1 (portion formed by the pump chamber 55 and the rotors 23 and 28 accommodated in the pump chamber 55) is provided below. Is formed so that the exhaust port 22 communicates with the pump chamber 55.
[0024]
The gas from the booster pump 61 introduced into the pump chamber 51 from the suction port 21 is rotated by the rotors 23 and 28 in the pump chamber 51 and passes through the passage 17 of the partition 16 to the adjacent pump chamber 52. Transferred to. Hereinafter, similarly, the gas is transferred in the order of decreasing volume of the pump chamber, that is, in the order of the pump chambers 51, 52, 53, 54, and 55. The gas transferred to the pump chamber 55 is discharged from the exhaust port 22 toward an exhaust gas treatment device (not shown).
[0025]
(Structure of booster pump)
As shown in FIGS. 1 and 2, a major difference in the configuration between the main pump 11 and the booster pump 61 is that the main pump 11 performs multi-stage (in this embodiment, five-stage) roots pumps in which exhaust is performed in multiple stages. That is, the booster pump 61 is a single-stage roots pump that performs exhaust in a single stage. Therefore, only the differences between the booster pump 61 and the main pump 11 will be described.
[0026]
That is, in the booster pump 61, the rotor housing 12, the front housing 13, and the rear housing 14 form a second housing H2 that houses a single-stage roots-type second pump mechanism P2. The rotor housing 12 has no partition 16. In the rotor housing 12, a space between the front housing 13 and the rear housing 14 is a pump chamber 62 having a much larger volume than the pump chamber 51 of the main pump 11. On the rotation shaft 19 and the rotation shaft 20 of the booster pump 61, only one bilobal rotor 63, 64 is formed. The rotors 63 and 64 are housed in the pump chamber 62 while meshing with each other with a slight gap therebetween.
[0027]
In the booster pump 61, an intake port 65 is formed above the cylinder block 15 so as to communicate with the pump chamber 62. The exhaust port of the semiconductor processing apparatus is connected to the suction port 65. An exhaust port 66 is formed below the cylinder block 15 so as to communicate with the pump chamber 62. Therefore, the gas from the semiconductor processing apparatus introduced into the pump chamber 62 from the suction port 65 is discharged from the exhaust port 66 toward the main pump 11 by the rotation of the rotors 63 and 64.
[0028]
(Booster pump support structure)
As shown in FIGS. 1 and 2, a support portion 67 as a connecting member is integrally formed below the cylinder block 15 in the booster pump 61. In the booster pump 61, a support projection 68 is integrally formed at a lower portion of the rear housing 14. A rubber bush 47 is attached to the upper part of the rear housing 14 in the main pump 11.
[0029]
The booster pump 61 is mounted and fixed on the upper surface (flat surface) 15 a of the cylinder block 15 of the main pump 11 with the support 67, and the support protrusion 68 is mounted on the bush 47 so that the main pump 11 It is placed and fixed on top. That is, the support portion 67 of the booster pump 61 serves as a gantry for supporting the booster pump 61 on the main pump 11.
[0030]
Inside the support portion 67, a communication passage 69 is formed which communicates between the exhaust side (exhaust port 66) of the booster pump 61 and the suction side (suction port 21) of the main pump 11. Accordingly, the support portion 67 is provided with an exhaust flange 70 connected to the exhaust port 66 of the booster pump 61, an intake flange 71 connected to the intake port 21 of the main pump 11, and a connecting portion connecting the two flanges 70, 71. 72 are integrated. The suction flange 71 is joined to the upper surface 45a of a portion 45 of the cylinder block 15 that surrounds the frontmost pump chamber 51 of the first pump mechanism P1. The connecting portion 72 has a shape that tapers to the suction flange 71 side along the shape of the communication passage 69.
[0031]
In this way, by mounting and fixing the booster pump 61 on the main pump 11 via the support part 67, the main pump 11 and the booster pump 61 are connected to each other by the cylinder blocks 15 through the support part 67. Will be combined. Therefore, the heat of the main pump 11 is transmitted from the support part 67 of the booster pump 61 to the cylinder block 15 via the cylinder block 15 of the pump 11, and the temperature of the inside of the booster pump 61 (including the inside of the communication passage 69) is increased. Will be increased. Increasing the temperature inside the booster pump 61 leads to prevention of solidification of reaction products inside the pump 61.
[0032]
As described above, in the present embodiment, a multi-stage roots pump is employed as the main pump 11. Therefore, in the cylinder block 15 of the main pump 11, the part 46 surrounding the last stage of the first pump mechanism P1, that is, the part having the highest temperature becomes higher in temperature than other parts (for example, the part 45 surrounding the foremost part). Therefore, in order to more effectively increase the temperature in the booster pump 61 by using the heat generated by the main pump 11, the heat of the high-temperature portion 46 in the cylinder block 15 of the main pump 11 is transferred to the booster pump 61. Needs to be efficiently transmitted to the cylinder block 15.
[0033]
Therefore, in the present embodiment, the support portion 67 of the booster pump 61 is thermally connected directly to the high-temperature portion 46 of the cylinder block 15 of the main pump 11. That is, in the support portion 67, a flat heat extraction portion 73 is integrally provided on the suction flange 71 so as to extend toward the rear housing 14. The heat extracting portion 73 is in direct contact with the upper surface 15a of the cylinder block 15 of the main pump 11 in a region between the upper surface 46a including the upper surface 46a of the high-temperature portion 46 and the upper surface 45a of the portion 45. .
[0034]
Therefore, in the first pump mechanism P <b> 1 of the main pump 11, the heat generated by the last stage is directly extracted from the high-temperature portion 46 of the cylinder block 15 to the support portion 67 via the heat extraction portion 73. Therefore, the temperature in the booster pump 61 can be effectively increased, and the solidification of the reaction product in the pump 61 can be more reliably prevented.
[0035]
The present embodiment having the above configuration has the following effects.
(1) As described above, the heat generated by the last stage in the first pump mechanism P1 of the main pump 11 can be efficiently transmitted to the booster pump 61, and the temperature inside the pump 61 can be effectively increased. Can be. Therefore, the solidification of the reaction product in the booster pump 61 is more reliably prevented, and the performance degradation of the vacuum pump device due to the accumulation of the reaction product in the gas flow path can be reliably prevented.
[0036]
(2) The support part 67 is formed integrally with the cylinder block 15 of the booster pump 61. Therefore, heat conduction between the support portion 67 and the cylinder block 15 of the booster pump 61 is efficiently performed, and the temperature inside the booster pump 61 can be more effectively increased. Further, there is no need to provide the support portion 67 separately from the pumps 11 and 61, and the number of parts of the vacuum pump device can be reduced.
[0037]
(3) The support part 67 also serves as a base for supporting the booster pump 61 on the main pump 11. Therefore, it is not necessary to provide a dedicated frame for supporting the booster pump 61, and the number of parts of the vacuum pump device can be reduced.
[0038]
(4) Inside the support portion 67, a communication path 69 that connects the exhaust port 66 of the booster pump 61 and the suction port 21 of the main pump 11 is formed. Therefore, a dedicated pipe for forming the communication path 69 is not required, and the number of parts of the vacuum pump device can be reduced.
[0039]
(5) By protruding the heat extraction portion 73 from the suction flange 71 of the support portion 67, the contact between the support portion 67 and the upper surface 15a of the cylinder block 15 of the main pump 11 is performed by the first pump mechanism P1. This is performed over a wide area from the upper surface 45a of the portion 45 corresponding to the foremost stage to the upper surface 46a of the portion 46 corresponding to the last stage. Accordingly, the support of the booster pump 61 by the support portion 67 on the main pump 11 is stably performed.
[0040]
It should be noted that, for example, the following embodiments can be implemented without departing from the spirit of the present invention. In the above embodiment, the support portion 67 is formed integrally with the cylinder block 15 of the booster pump 61. By changing this, for example, as shown in FIG. 3, the support portion 67 is formed integrally with the cylinder block 15 of the main pump 11. Alternatively, as shown in FIG. 4, the support portion 67 is provided separately from the cylinder block 15 of the main pump 11 and the cylinder block 15 of the booster pump 61. Alternatively, although not shown, the support portion 67 is formed integrally with the cylinder block 15 of the main pump 11 and the cylinder block 15 of the booster pump 61.
[0041]
In the above-described embodiment, the heat conductive grease is interposed at the joint between the support portion 67 and the cylinder block 15 of the main pump 11. By doing so, the adhesion between the support part 67 and the cylinder block 15 of the main pump 11 is improved, and the thermal conductivity between the two parts 15 and 67 can be improved, so that the temperature inside the booster pump 61 can be increased. Can be performed more effectively. In addition, as the said inclusion, copper paste, a resin sheet, a rubber sheet, etc. other than a heat conductive grease are mentioned.
[0042]
In the above embodiment, the heat extraction portion 73 is separated from the support portion 67, and the separated heat extraction portion 73 is provided separately from the support portion 67 in the cylinder block 15 of the booster pump 61. In this case, only the heat extraction part 73 can be grasped as a connecting member. By doing so, the heat of the heat extraction unit 73 can be directly transmitted to the cylinder block 15 of the booster pump 61, and the temperature inside the pump 61 can be more efficiently increased.
[0043]
In the above embodiment, the support part 67, the support protrusion 68, and the bush 47 are eliminated, and the booster pump 61 is directly mounted on the main pump 11. In this case, the cylinder block 15 of the booster pump 61 that is directly joined to the cylinder block 15 of the main pump 11 can be grasped as a connecting member. By doing so, the high temperature portion 46 of the cylinder block 15 of the main pump 11 comes into direct contact with the cylinder block 15 of the booster pump 61, and the last stage of the first pump mechanism P1 of the main pump 11 has started. Heat can be transmitted to the booster pump 61 more efficiently. This embodiment is also effective for reducing the size of the vacuum pump device.
[0044]
In the second embodiment, at least the cylinder block 15 (including the support portion 67 integral therewith) in the second housing H2 of the booster pump 61 is made of an aluminum-based metal material having excellent heat conductivity. With this configuration, the heat of the heat extraction unit 73 can be efficiently transmitted to the cylinder block 15 of the booster pump 61, and the temperature inside the pump 61 can be further efficiently increased.
[0045]
A technical idea that can be grasped from the above-described embodiment is described as follows. A joining portion between the coupling member and the first housing is provided with a thermal conductivity improving means (for example, a heat conducting device) for improving the thermal conductivity by bringing the two members into close contact with each other. The vacuum pump device according to claim 3, wherein a grease or the like is interposed.
[0046]
【The invention's effect】
According to the present invention having the above configuration, the heat of the multistage main pump can be efficiently transmitted to the booster pump, and the temperature inside the booster pump can be effectively increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a vacuum pump device.
FIG. 2 is a sectional view taken along line 1-1 of FIG. 1;
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a vacuum pump device showing another example.
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a vacuum pump device showing another example.
[Explanation of symbols]
11, a main pump; 46, a portion of the first housing surrounding the last stage of the first pump mechanism; 46a, an upper surface that is a part of the outer surface of the portion 46; 55, a pump chamber forming the last stage of the first pump mechanism; Reference numeral 61 denotes a booster pump, 67 a support portion as a coupling member, 69 a communication passage, 73 a heat extraction portion constituting a support portion, H1 a first housing, H2 a second housing, P1 a first pump mechanism, P2. ... Second pump mechanism.
