JP2016169728A - Vacuum pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、真空ポンプに関するものである。 The present invention relates to a vacuum pump.
半導体デバイス及び液晶デバイスの製造プロセスにおいては、ドライ真空ポンプを真空チャンバに接続して、真空チャンバ内に導入されたプロセスガスを真空ポンプによって排気する。真空ポンプによって排気されるプロセスガスには、真空チャンバ内での反応等により固形化した物質、または、固形化しやすい物質が異物として混入している場合がある。 In the manufacturing process of a semiconductor device and a liquid crystal device, a dry vacuum pump is connected to a vacuum chamber, and a process gas introduced into the vacuum chamber is exhausted by the vacuum pump. In the process gas exhausted by the vacuum pump, a substance solidified by a reaction or the like in the vacuum chamber or a substance that easily solidifies may be mixed as a foreign substance.
ドライ真空ポンプでは、ロータとロータとの間、又は、ロータとケーシングとの間の隙間(クリアランス)が小さく設計されている。よって、固形化物がポンプ内部に侵入すると、ポンプ内部のこれらの隙間に堆積し、又は噛み込んで、ロータの回転が阻害されるおそれがある。このため、ドライ真空ポンプの吸込み口には、固形化物がポンプ内部に侵入するのを抑制するトラップ又はフィルタが設けられる場合がある。 In the dry vacuum pump, a gap (clearance) between the rotor and the rotor or between the rotor and the casing is designed to be small. Therefore, when the solidified material enters the inside of the pump, it accumulates or bites into these gaps inside the pump, and the rotation of the rotor may be hindered. For this reason, the suction port of the dry vacuum pump may be provided with a trap or a filter that prevents the solidified material from entering the pump.
ドライ真空ポンプの吸込口においてプロセスガスの吸入が阻害されると、ドライ真空ポンプが接続されている真空チャンバの到達圧力が高くなってしまう。このため、ドライ真空ポンプの吸込口に設けるトラップ等は、大きいトラップを設ける、又はトラップを複数段設けるなどといった工夫がなされ、製造プロセス装置の大型化および高価額化の原因となっている。また、トラップ等に固形化物が堆積して目詰りを起こすと、ドライ真空ポンプのプロセスガスの吸入が阻害されるので、トラップ等の清掃または交換などのメンテナンスが頻繁に必要となる場合もある。 If the suction of the process gas is inhibited at the suction port of the dry vacuum pump, the ultimate pressure of the vacuum chamber to which the dry vacuum pump is connected becomes high. For this reason, the traps and the like provided at the suction port of the dry vacuum pump are devised such as providing a large trap or providing a plurality of traps, which causes an increase in the size and cost of the manufacturing process apparatus. In addition, if solidified material accumulates on the trap or the like to cause clogging, the suction of the process gas of the dry vacuum pump is hindered, so that maintenance such as cleaning or replacement of the trap or the like may be frequently required.
また、ドライ真空ポンプとしては、スクリュー式、ルーツ式、及びクロー式などが知られ、一般に、スクリュー式の真空ポンプの方がルーツ式及びクロー式の真空ポンプよりも異物による影響が小さい。しかし、特に、プロセスガスとして水素などの軽ガスが利用される場合などには、ルーツ式及びクロー式の真空ポンプの方がスクリュー式の真空ポンプよりも低い到達圧力を得られる。 Further, as a dry vacuum pump, a screw type, a roots type, a claw type, and the like are known. Generally, a screw type vacuum pump is less affected by foreign matter than a roots type and a claw type vacuum pump. However, particularly when a light gas such as hydrogen is used as the process gas, the Roots type and Claw type vacuum pumps can obtain a lower ultimate pressure than the screw type vacuum pump.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ロータ間等の隙間に異物が侵入することを抑制でき、且つ、低い到達圧力を得られる真空ポンプを提案することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to propose a vacuum pump that can suppress the entry of foreign matter into a gap such as between rotors and obtain a low ultimate pressure.
本発明の真空ポンプは、第1の軸線方向に延びて形成される2本の回転軸と、ロータケーシングと、ロータと、遮蔽部と、を備える。ロータケーシングには、2本の回転軸に沿って設けられたロータ室と、ロータ室に連通する吸込口と、ロータ室に連通する吐出口と、が形成されている。ロータは、2本の回転軸に取り付けられ、ロータ室に配置される。遮蔽部は、吸気口からロータ室に吸入された気体がロータ間の隙間に直接向かうことを妨げるように構成され、吸気口とロータ室内部との間に設けられる。
この真空ポンプによれば、吸気口とロータ室内部との間に遮蔽部が設けられ、この遮蔽
部によって、吸気口からロータ室に吸入された気体がロータ間の隙間に直接向かうことが妨げられる。これにより、ロータ間の隙間での異物の堆積または噛み込みを抑制できる。
The vacuum pump of the present invention includes two rotating shafts formed to extend in the first axial direction, a rotor casing, a rotor, and a shielding portion. The rotor casing is formed with a rotor chamber provided along two rotation shafts, a suction port communicating with the rotor chamber, and a discharge port communicating with the rotor chamber. The rotor is attached to two rotating shafts and is disposed in the rotor chamber. The shielding portion is configured to prevent the gas sucked into the rotor chamber from the intake port from being directly directed to the gap between the rotors, and is provided between the intake port and the rotor chamber interior.
According to this vacuum pump, the shielding portion is provided between the air inlet and the rotor chamber, and the shielding portion prevents the gas sucked from the air inlet into the rotor chamber from being directed directly to the gap between the rotors. . Thereby, accumulation or biting of foreign matter in the gap between the rotors can be suppressed.
また、ロータは、ルーツ式またはクロー式のロータであってもよい。
こうすれば、特に、プロセスガスとして水素などの軽ガスが利用される場合などに、真空ポンプによる低い到達圧力を実現できる。
The rotor may be a roots type or a claw type rotor.
In this way, a low ultimate pressure by the vacuum pump can be realized particularly when a light gas such as hydrogen is used as the process gas.
また、遮蔽部は、吸気口からロータ室内部に向かって見たときに、ロータ同士の隙間の手前に設けられてもよい。
こうすれば、ロータ同士の隙間に、異物が直接に向かうのを抑制できる。
Further, the shielding part may be provided in front of the gap between the rotors when viewed from the air inlet toward the rotor chamber.
If it carries out like this, it can suppress that a foreign material goes directly to the clearance gap between rotors.
また、遮蔽部は、ロータの上流であって、吸込口からロータ室内部に向かってみたときに2本の回転軸の間に設けられてもよい。
こうすれば、ロータ同士の隙間に、異物が直接に向かうのを抑制できる。
Further, the shielding portion may be provided between the two rotating shafts when viewed from the suction port toward the rotor chamber inside the rotor.
If it carries out like this, it can suppress that a foreign material goes directly to the clearance gap between rotors.
また、遮蔽部は、上流側が狭く下流側が広いテーパー形状を有してもよいし、上流に向けて凸となる曲面形状を有してもよい。
こうすれば、ロータ同士の隙間に異物が直接に向かうのを効果的に抑制できる。
Moreover, the shielding part may have a tapered shape with a narrow upstream side and a wide downstream side, or may have a curved shape that is convex toward the upstream side.
In this way, it is possible to effectively prevent foreign matters from being directed directly into the gap between the rotors.
また、ロータ室は、互いに気体流路で接続された多段のロータ室を有してもよく、ロータは、多段のロータ室のそれぞれに配置される多段のロータを有してもよい。そして、遮蔽部は、吸気口と、多段のロータ室のうち初段のロータ室内部と、の間に設けられてもよい。
こうすれば、初段のロータ室内部におけるロータ同士の隙間に、異物が直接に向かうのを抑制できる。
Further, the rotor chamber may include a multi-stage rotor chamber connected to each other by a gas flow path, and the rotor may include a multi-stage rotor disposed in each of the multi-stage rotor chambers. The shielding portion may be provided between the intake port and the first-stage rotor chamber in the multi-stage rotor chamber.
If it carries out like this, it can suppress that a foreign material heads directly into the clearance gap between rotors in the rotor interior part of the first stage.
また、多段のロータ室における段間を接続する気体流路に配置されたトラップ又はフィルタの少なくとも一方を有する異物捕捉部を更に備えてもよい。
こうすれば、気体流路の異物捕捉部によって気体に含まれる異物を捕捉できる。また、異物を捕捉する異物捕捉部が多段のロータ室における段間に設けられているので、チャンバから初段のロータ室への吸気に対して異物捕捉部による妨げはなく、低い到達圧力を得ることができる。また、異物捕捉部は、吸気口よりも圧力が大きい初段のロータ室の下流に設けられているので、簡易な構成の異物捕捉部を用いることができる。さらに、異物捕捉部に異物が堆積した場合にも初段のロータ室の吸気に与える影響は小さいので、異物捕捉部のメンテナンスの頻度を少なくすることができる。
Moreover, you may further provide the foreign material capture | acquisition part which has at least one of the trap or filter arrange | positioned in the gas flow path which connects between the stages in a multistage rotor chamber.
If it carries out like this, the foreign material contained in gas can be capture | acquired by the foreign material capture | acquisition part of a gas flow path. In addition, since the foreign matter catching part for catching foreign matter is provided between the stages in the multi-stage rotor chamber, the suction from the chamber to the first stage rotor chamber is not hindered by the foreign matter catching part, and a low ultimate pressure is obtained. Can do. Further, since the foreign matter catching portion is provided downstream of the first stage rotor chamber where the pressure is higher than that of the intake port, a foreign matter catching portion having a simple configuration can be used. Further, even when foreign matter is accumulated in the foreign matter catching portion, the influence on the intake air of the first-stage rotor chamber is small, so the frequency of maintenance of the foreign matter catching portion can be reduced.
また、異物捕捉部は、多段のロータ室のうち初段のロータ室と次段のロータ室とを接続する気体流路に配置されてもよい。 In addition, the foreign matter capturing unit may be disposed in a gas flow path that connects the first-stage rotor chamber and the next-stage rotor chamber among the multi-stage rotor chambers.
また、ロータケーシングと多段のロータとの隙間、又は、多段のロータ室のそれぞれにおける多段のロータ同士の隙間は、異物捕捉部の上流よりも下流で小さく形成されていてもよい。
こうすれば、異物捕捉部よりも上流において、異物の堆積または噛み込みを抑制することができ、且つ、真空ポンプによる低い到達圧力を実現することができる。
Moreover, the clearance gap between a rotor casing and a multistage rotor, or the clearance gap between the multistage rotors in each of a multistage rotor chamber may be formed smaller downstream than the upstream of a foreign material capture part.
By so doing, it is possible to suppress the accumulation or biting of foreign matter upstream of the foreign matter catching section, and to achieve a low ultimate pressure by a vacuum pump.
また、真空ポンプは、異物捕捉部の上流における気体流路に設けられ、圧力を検出する圧力センサを更に備えてもよい。
こうすれば、圧力センサの検出に基づいて、異物捕捉部のメンテナンスのタイミングを計ることができる。
The vacuum pump may be further provided with a pressure sensor that is provided in the gas flow channel upstream of the foreign substance capturing unit and detects the pressure.
In this way, it is possible to measure the maintenance timing of the foreign substance capturing unit based on the detection of the pressure sensor.
また、異物捕捉部は、網状または多孔質状のフィルタを有してもよい。
こうすれば、気体流路に流れる異物を好適に捕捉することができる。
Further, the foreign matter trapping part may have a net-like or porous filter.
By so doing, it is possible to suitably capture foreign matter flowing in the gas flow path.
また、吸気口は、非昇華性の異物を含んだ気体が生じるチャンバに接続されてもよい。 Further, the air inlet may be connected to a chamber in which a gas containing non-sublimable foreign matter is generated.
図1は、本実施形態の真空ポンプ装置を示す概略構成図である。図2は、本実施形態の真空ポンプ装置を他の断面から示す概略構成図である。本実施形態の真空ポンプ装置は、例えば、CVD処理が行われる真空チャンバ(図示せず)に接続され、真空チャンバから気体を排出する。本実施形態の真空ポンプ装置は、真空チャンバ内の気体に固体の異物が含まれる真空チャンバに対して好適に利用することができ、特に固体の異物が非昇華性である場合に好適に利用することができるが、これには限定されない。また、本実施形態の真空ポンプ装置は、水素などの軽い気体が生じる真空チャンバに対して好適に利用することができるが、これには限定されない。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a vacuum pump device of the present embodiment. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the vacuum pump device of the present embodiment from another cross section. The vacuum pump device of this embodiment is connected to, for example, a vacuum chamber (not shown) in which a CVD process is performed, and discharges gas from the vacuum chamber. The vacuum pump device according to the present embodiment can be suitably used for a vacuum chamber in which solid foreign matter is contained in the gas in the vacuum chamber, and particularly preferably when the solid foreign matter is non-sublimable. However, it is not limited to this. Moreover, although the vacuum pump apparatus of this embodiment can be utilized suitably with respect to the vacuum chamber in which light gas, such as hydrogen, produces, it is not limited to this.
図1は、真空ポンプ装置100が有する一対のポンプロータ310,410のうちの一方のポンプロータ310の軸線AR1を含む断面を示している。図2は、真空ポンプ装置100が有する一対のポンプロータ310,410の双方の回転中心軸線AR1,AR2を含む断面を示している。ただし、図1では、図面の見易さを考慮して、ポンプロータ310の図示を省略している。また、図1では、真空ポンプ装置100を構成する圧力センサ620および制御部700のブロック図についても合わせて示している。
FIG. 1 shows a cross section including an axis AR1 of one
図1,2に示すように、真空ポンプ装置100は、一対の主軸(2本の回転軸)300,400と、一対のポンプロータ310,410と、モータ200と、ケーシング500と、異物捕捉部600と、圧力センサ620と、制御部700と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
主軸300,400は、軸線AR1,AR2方向に延びて形成されている。主軸300,400は、軸受302,402によってケーシング500に軸支されている。主軸300,400には、一対のタイミングギア380,480が取り付けられており、主軸300,400は、モータ200からの動力によって同期して回転する。主軸300,400には、主軸300,400の回転に伴って一体に回転するように、ポンプロータ310,410がそれぞれ取り付けられている。
The
一対のポンプロータ310,410は、多段の圧縮段を構成する。ポンプロータ310は、主軸300にそれぞれ間隔を空けて取り付けられた第1段ロータ(初段のロータ)312、第2段ロータ(次段のロータ)314、及び第3段ロータ316(最終段のロータ)、を備えている。また、ポンプロータ410は、主軸400にそれぞれ間隔を空けて取り付けられた第1段ロータ(初段のロータ)412、第2段ロータ414、(次段のロータ)及び第3段ロータ(最終段のロータ)416、を備えている。
The pair of
ケーシング500には、多段のロータ室520と、吸気口510と、排気口540と、気体流路530,532とが形成されている。また、ケーシング500には、吸気口510と第1段ロータ室522内部との間に、つまり第1段ロータ312,412の上流に遮蔽部580が設けられている。
In the
多段のロータ室520は、第1段ロータ室(初段のロータ室)522と、第2段ロータ室(次段のロータ室)524と、第3段ロータ室(最終段のロータ室)526とを備える。第1段ロータ室522、第2段ロータ室524、及び第3段ロータ室にそれぞれには、ポンプロータ310,410の第1段ロータ312,412、第2段ロータ314,414、及び第3段ロータ316,416がそれぞれ対応して収容される。第1段ロータ室522は、真空チャンバ(図示せず)に接続される吸気口510と連通し、第3段ロータ室526は、排気口540と連通している。また、第1段ロータ室522と第2段ロータ室524とは、ロータ室520の外周側に設けられている気体流路530を介して接続されている。同様に、第2段ロータ室524と第3段ロータ室526とは、ロータ室520の外周側に設けられている気体流路532を介して接続されている。こうした構成により、吸気口510から第1段ロータ室522にプロセスガスが吸入されると、気体流路530、第2段ロータ室524、気体流路532、第3段ロータ室526の順にプロセスガスが送られて、最終的に排気口540から外部に排出される。
The
図3は、本実施形態の第1段ロータ室内の概略構成を示す断面図である。図3では、第1段ロータ室522内の軸線AR1,AR2に垂直な断面を示している。第1段ロータ室522内には、第1段ロータ312,412が互いに対向して配置されている。第1段ロータ312,412同士の間、及び第1段ロータ312,412とケーシング500の内面との間には、微小な隙間CF1,CF2が形成されている。第1段ロータ312,412は、主軸300,400の回転に伴って互いに反対方向に回転し、吸気口510から流入した気体を圧送する。このとき、気体は、第1段ロータ312,412同士の間を通ることなく、第1段ロータ312,412とケーシング500の内面との間を通るように圧送される(図3中、太線矢印参照)。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration in the first stage rotor chamber of the present embodiment. In FIG. 3, a cross section perpendicular to the axes AR1 and AR2 in the first
第1段ロータ312,412への気体入口には、遮蔽部580が設けられている。遮蔽部580は、吸気口510から第1段ロータ室522の気体出口に向かって見たときに(図3中、方向ADに沿って見たときに)、第1段ロータ312,412同士の隙間CF1(シール部位)が覆われるように配置されている。言い換えれば、遮蔽部580は、吸気口510から第1段ロータ室522の気体出口に向かって見たときに、主軸300,400同士の間に設けられている。この遮蔽部580は、吸気口510から第1段ロータ室522の気体出口に向かって見たときに、第1段ロータ312,412の境目が視認できなくなるように形成されることが好ましい。遮蔽部580は、ケーシング500と一体に形成されてもよいし、ケーシング500とは別の部材として用意されてケーシング500に対して組み付けられてもよい。
A
遮蔽部580は、吸気口510から第1段ロータ室522内に吸入される気体を、第1段ロータ312,412同士の隙間CF1から離れる方向に案内する。遮蔽部580は、気体が好適に案内されるように、材料および形状が設計されればよい。例えば、遮蔽部580は、上流側が狭く下流側が広いテーパー形状の部材を用いてもよいし、上流に向けて凸となる曲面形状の部材を用いてもよい。こうした遮蔽部580によって、吸気口510から第1段ロータ室522内に吸入された気体が、第1段ロータ312,412同士の隙間CF1に直接に向かうことを抑制することができる。気体の通り道ではない第1段ロータ312,412同士の隙間CF1に異物を噛み込んだ場合、第1段ロータ312,412が互いに離れる方向に押され、第1段ロータ312,412とケーシング500とが接触するおそれがある。これに対して、本実施形態によれば、遮蔽部580によって、第1
段ロータ312,412同士の隙間CF1に異物を噛み込むのを抑制することができ、真空ポンプ装置100の耐久性を向上させることができる。
The
It is possible to prevent foreign matter from being caught in the gap CF1 between the
図4は、本実施形態の第2段ロータ室内の概略構成を示す断面図である。なお、図1は、図3、4中のI−I矢視図に当たる。図3及び図4に示すように、第2段ロータ室524では、第1段ロータ室522と同様に、第2段ロータ314,414が互いに対向して配置されている。また、第2段ロータ314,414同士の間、及び、第2段ロータ314,414とケーシング500の内面との間には、微小な隙間CL1,CL2が形成されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration in the second stage rotor chamber of the present embodiment. Note that FIG. 1 corresponds to a view taken along arrows II in FIGS. As shown in FIGS. 3 and 4, in the second
ここで、本実施形態では、第2段ロータ室524における第2段ロータ314,414の隙間CL1は、第1段ロータ室522における第1段ロータ312,412の隙間CF1よりも小さくなっている。言い換えれば、第1段ロータ312,412の隙間CF1は、第2段ロータ314,414の隙間CL1よりも大きく形成されている。これは、遮蔽部580と同様に、気体の通り道ではない第1段ロータ312,412同士の隙間CF1に、異物の噛み込みが生じるのを抑制するためである。また、真空チャンバに接続される第1ロータ室522では、隙間CF1を大きく形成しても、真空ポンプ装置100の性能への影響が小さいことに基づく。したがって、こうした構成により、真空ポンプ装置100の性能を確保することができるとともに、第1段ロータ312,414の隙間CF1で異物の堆積または噛み込みが生じるのを更に抑制するこができる。
Here, in the present embodiment, the gap CL1 between the
さらに、本実施形態では、第2段ロータ室524における第2段ロータ314,414とケーシング500の内面との隙間CL2は、第1段ロータ室522における第1段ロータ312,412とケーシング500との隙間CF2よりも小さくなっている。言い換えれば、第1段ロータ312,412とケーシング500との隙間CF2は、第2段ロータ314,414とケーシング500との隙間CL2よりも大きく形成されている。こうした構成により、真空ポンプ装置100の性能を確保することができるとともに、第1段ロータ室522内で異物の堆積または噛み込みが生じるのをより顕著に抑制することができる。なお、本実施形態では、異物捕捉部600より下流である第3段ロータ室526内の隙間も、第2段ロータ室524内の隙間CL1,CL2と同様に、第1段ロータ室522の隙間CF1,CF2よりも小さく形成されている。
Further, in the present embodiment, the clearance CL2 between the
説明を図1に戻す。異物捕捉部600は、プロセスガスに含まれる異物(例えば、固形化物)を捕捉する。異物捕捉部600は、図1に示すように、第1段ロータ室522と第2段ロータ室524とを接続する気体流路530に設けられている。つまり、第1段ロータ室522から吐出された気体は、異物捕捉部600を通過して第2段ロータ室524に流入する。
Returning to FIG. The foreign
異物捕捉部600は、例えば、図5に示すように、筒状のケーシング640と、ケーシング640に収容されたフィルタ650と、を備える。フィルタ650は、多孔質または網状体によって形成することができる。フィルタ650は、プロセスガスに含まれる異物が好適に捕捉され、また、フィルタ650を通過する抵抗が許容できる範囲となるように設計されればよい。例えば、フィルタ650は、プロセスガスに含まれる異物に基づいて、異物よりも小さい孔が形成された多孔質体を用いることができる。また、異物捕捉部600は、プロセスガスが通過するときの抵抗が小さくなるように、抵抗が小さいフィルタを多段に設けてもよい。また、図6に示すように、異物捕捉部600は、ケーシング640と、穴662が形成された複数のフィルタ660と、を備えてもよい。図6に示す例では、各フィルタ660は、各穴662がプロセスガスの流れ方向に対して異なる位置に配置されるように、筒状のケーシング640内に収容されている。図6に示す例では、各フィルタ660には、1つの穴662が形成されているが、2以上の穴662が形成されて
もよい。この場合には、例えば、隣接するフィルタ660において、各穴662がプロセスガスの流れ方向に対して異なる位置に配置されるように、各フィルタ660が筒状のケーシング640内に収容されてもよい。
For example, as shown in FIG. 5, the foreign
圧力センサ620は、異物捕捉部600の上流に設けられ、気体流路530の圧力を検出する。つまり、圧力センサ620は、第1段ロータ室522と異物捕捉部600との間に設けられている。圧力センサ620は、第1段ロータ室522の排気圧力および異物捕捉部600の吸気圧力を検出することになる。圧力センサ620は、検出した気体流路530の圧力信号を制御部700に送信する。
The
制御部700は、真空ポンプ装置100の動作全般を制御するほか、データ記憶部710、データ解析部720、報知部730としても機能する。制御部700は、本実施形態では、CPUとメモリとを有する情報処理装置として構成されており、メモリに記憶されたプログラムをCPUが実行することによって、所要の機能を実現する。ただし、制御部700の機能の少なくとも一部は、専用のハードウェア回路によって実現されてもよい。また、制御部700の各機能は、2以上の装置に分散して配置されていてもよい。
The
データ記憶部710は、圧力センサ620からの検出信号を受信して一定期間記憶する。データ記憶部710は、圧力センサ620の圧力検出の初期値が記憶される。かかる初期値には、異物捕捉部600の内部に異物の付着がない状態での真空ポンプ装置100の定格運転時、つまり、異物捕捉部600を交換またはメンテナンスしたときに真空ポンプ装置100を駆動して圧力センサ620により実際に検出された値が使用される。初期値の測定および記憶は、真空ポンプ装置100の出荷前に行ってもよいし、真空ポンプ装置100を使用場所に設置した後(例えば、試運転時)に行ってもよい。なお、初期値は、予め設計上設定された値を用いてもよい。
The
データ解析部720は、圧力センサ620からの検出信号に基づいて、異物捕捉部600の異物の堆積状態を解析する。本実施形態では、データ解析部720は、データ記憶部710に記憶されている一定期間(例えば、1時間)の圧力の検出値が、データ記憶部92によって記憶された初期値から所定の程度離れているか否かを判断する。そして、圧力の検出値のうちの少なくとも1つが初期値から所定の程度離れている場合には、データ解析部720は、異物捕捉部600のメンテナンスまたは交換が必要であると判断する。ただし、データ解析部720は、瞬間値に代えて、又は加えて平均値を用いて解析を行ってもよい。
The
報知部730は、データ解析部720による解析結果を報知する。報知は、任意の方法で行うことが可能であり、例えば、制御部700自身が音や画面表示による警報を行ってもよいし、中央制御室に警報信号を送信してもよい。真空ポンプ装置100の利用者は、報知部730による報知に基づいて、異物捕捉部600の交換またはメンテナンスのタイミングを計ることができる。
The
真空ポンプ装置100では、モータ200を駆動すると、タイミングギア380及びポンプロータ310が回転駆動される。タイミングギア380,480が相互に噛み合うことによって、ポンプロータ410も回転駆動される。一対のポンプロータ310,410は、ロータ室520の内面との間、及び第1段ロータ312,412、第2段ロータ314,414、及び第3段ロータ316,416同士の間にわずかな隙間を保持して、非接触で逆方向に同期回転する。一対のポンプロータ310,410の回転につれて、吸気口510から導入されたプロセスガスは、第1段ロータ312,412、第2段ロータ314,414、及び第3段ロータ316,416により圧縮移送されて、排気口540から排出される。
In the
以上説明した本実施形態の真空ポンプ装置100では、プロセスガスに含まれる異物を捕捉する網状または多孔質状の異物捕捉部600が第1段ロータ室522と第2段ロータ室524との間の気体流路530に配置されている。これにより、真空チャンバから第1段ロータ室522への吸気に対して異物捕捉部600による妨げはない。したがって、真空ポンプ装置100による真空チャンバ内の到達圧力を低くすることができる。また、異物捕捉部600は、吸気口510よりも圧力が大きい第1段ロータ室522の下流に設けられているので、簡易な構成の異物捕捉部600を用いることができる。さらに、異物捕捉部600に異物が堆積した場合にも第1段ロータ室522の吸気に与える影響は小さく、異物捕捉部600のメンテナンスの頻度を少なくすることができる。
In the
また、本実施形態の真空ポンプ装置100では、2本の回転軸に沿った多段のロータ室520を接続する気体流路530に異物捕捉部600が設けられている。このため、例えばブースタポンプの後段にメインポンプが接続されるシステムにおいてブースタポンプとメインポンプとの間に異物捕捉部600を設けるものと比較して、システムを構成する要素を少なくすることができる。したがって、制御系を含めて簡易な構成とすることができ、安価かつコンパクトな構成とすることができる。
Moreover, in the
しかも、本実施形態の真空ポンプ装置100では、異物捕捉部600と第1段ロータ室522との間に圧力センサ620が備えられているので、圧力センサ620の検出に基づいて、異物捕捉部600のメンテナンスのタイミングを計ることができる。
Moreover, in the
また、本実施形態の真空ポンプ装置100は、吸気口510から第1段ロータ室522の気体出口(排気口)に向かって見たときに、第1段ロータ312,412同士の間の隙間を覆う遮蔽部580を備えている。これにより、第1段ロータ312,412同士の隙間CF1に異物が直接に向かうのを抑制することができ、真空ポンプ装置100の耐久性を向上させることができる。
Further, the
上記した実施形態の真空ポンプ装置100では、ルーツ式の真空ポンプ装置としたが、クロー式の真空ポンプ装置としてもよい。また、真空ポンプ装置100は、3段の圧縮段を有するものとしたが、2段または4段以上の圧縮段を有する多段式の真空ポンプ装置としてもよいし、多段式ではなく単一段の圧縮段を有する真空ポンプ装置としてもよい。
In the
上記した実施形態の真空ポンプ装置100では、第1段ロータ室522と第2段ロータ室524との間の気体流路530に異物捕捉部600を設けるものとした。しかし、異物捕捉部600は、多段のロータ室520の段間を接続する気体流路に設置されればよい。例えば、図7の変形例の真空ポンプ装置100Aに示すように、第2段ロータ室524と第3段ロータ室526との間の気体流路532に異物捕捉部600Aが設けられるものとしてもよい。これは、真空チャンバに近い上流では、ロータ室520におけるケーシング500とポンプロータ310,410との隙間、及び、ポンプロータ310,410同士の隙間を大きく形成しても、ポンプ装置100Aの性能への影響が少ないことに基づく。このため、異物捕捉部600Aを多段のロータ室520の段間の気体流路に設けて、異物捕捉部600Aよりも上流を異物による影響が小さい設計とし、下流をポンプ装置100Aの性能を確保できる設計とすればよい。
In the
上記した実施形態の真空ポンプ装置100では、2本の主軸300,400に沿った多段のポンプロータ310,410及びロータ室520について説明した。しかし、真空チャンバを真空引きする複数段の圧縮段を備える真空ポンプシステムにおいて異物捕捉部600を設けてもよい。図8は、変形例の真空ポンプシステムの概略構成を示すブロック図である。図8に示すように、真空ポンプシステム100Bでは、真空チャンバ10を真空
引きする複数段の圧縮段20を備える。そして、真空チャンバ10に接続される初段の圧縮段20Aと、次段の圧縮段20Bとの間の気体流路40に異物捕捉部600が設けられている。ここで、初段の圧縮段20Aとしては、第1のポンプ装置(例えばブースタポンプ)であり、次段以降の圧縮段としては、多段の圧縮段を備える第2のポンプ装置(例えばメインポンプ)であってもよい。この場合にも、上記した実施形態と同様の効果を奏することができる。
In the
上記した実施形態の真空ポンプ装置100では、異物捕捉部600は、網状または多孔質状のフィルタ650を有するものとした。しかし、異物捕捉部600は、こうした例に限定されず、トラップ又はフィルタの少なくとも一方を有するものであればよい。また、異物捕捉部600としては、不織布など、不規則に孔が形成されている素材で構成されてもよい。
In the
上記した実施形態の真空ポンプ装置100では、圧力センサ620からの検出信号に基づいて制御部700が異物捕捉部600のメンテナンスのタイミングを報知するものとしたが、単に圧力センサ620の検出値のみが記憶または報知されてもよい。また、圧力センサ620を設けることなく、真空チャンバの到達圧力などに基づいて異物捕捉部600のメンテナンスのタイミングが解析されてもよい。また、予め定めた所定期間ごとに異物捕捉部600のメンテナンスが行われるものとしてもよい。
In the
上記した実施形態の真空ポンプ装置100では、第1段ロータ312,314の上流に遮蔽部580を設けるものとしたが、こうした遮蔽部580を備えなくてもよい。加えて、遮蔽部580は、単一段の真空ポンプ装置にも適用可能である。また、遮蔽部580は、吸気口510と第1段ロータ室522内部との間にだけ設けられてもよいし、例えば図7に示すように、複数のロータ室520の上流に設けられてもよい。さらに、遮蔽部580は、図7に示すように、異物捕捉部600よりも上流のロータ室520に設けられ(遮蔽部580、580A参照)、下流のロータ室520には設けられないものとしてもよい。
In the
上記した実施形態の真空ポンプ装置100では、第2段ロータ314,414の隙間CL1は、第1段ロータ312,412の隙間CF1よりも小さいものとした。また、ポンプロータ310,410の径方向(主軸300,400の軸線AR1,AR2に垂直な方向)において、第2段ロータ314,414とケーシング500との隙間CL2は、第1段ロータ312,412とケーシング500との隙間CF2より小さいものとした。しかし、この例に限定されるものではない。例えば、主軸300,400の軸線AR1,AR2方向における第2段ロータ314,414とケーシング500との隙間CL3は、第1段ロータ312,412とケーシング500との隙間CF3よりも小さく形成されていてもよい(図2参照)。また、第1段ロータ312,412同士の隙間CF1、第1段ロータ312,412とケーシング500との隙間CF2,CF3の少なくとも1つが、第2段ロータ314,414同士の隙間CL1、第2段ロータ314,414同士の隙間CL2,CL3よりも大きく形成されていてもよい。こうした構成によっても、実施形態の真空ポンプ装置100と同様の効果を奏することができる。
In the
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、実施形態および変形例の任意の組み合わせが可能であり、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments of the present invention are for facilitating the understanding of the present invention and are not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes the equivalents thereof. In addition, any combination of the embodiment and the modified example is possible within a range where at least a part of the above-described problems can be solved or a range where at least a part of the effect can be achieved, and is described in the claims and the specification. Any combination or omission of each component is possible.
10 真空チャンバ
20 複数段の圧縮段
20A 初段の圧縮段
20B 次段の圧縮段
40 気体流路
100 真空ポンプ
300,400 主軸
310,410 ポンプロータ
312,412 第1段ロータ
314,414 第2段ロータ
316,416 第3段ロータ
500 ケーシング
510 吸気口
520 ロータ室
522 第1段ロータ室
524 第2段ロータ室
526 第3段ロータ室
530,532 気体流路
540 排気口
580 遮蔽部
600 異物捕捉部
620 圧力センサ
640 ケーシング
650 フィルタ
660 フィルタ
662 穴
700 制御部
10
Claims (13)
前記2本の回転軸に沿って設けられたロータ室、前記ロータ室に連通する吸気口、及び、前記ロータ室に連通する排気口、が形成されたロータケーシングと、
前記2本の回転軸に取り付けられ、前記ロータ室に配置されるロータと、
前記吸気口から前記ロータ室に吸入された気体が前記ロータ間の隙間に直接向かうことを妨げるように構成された、前記吸気口と前記ロータ室内部との間に設けられた遮蔽部と、
を備える真空ポンプ。 Two rotating shafts formed extending in the first axial direction;
A rotor casing formed with a rotor chamber provided along the two rotation axes, an intake port communicating with the rotor chamber, and an exhaust port communicating with the rotor chamber;
A rotor attached to the two rotating shafts and disposed in the rotor chamber;
A shielding portion provided between the intake port and the rotor chamber interior, configured to prevent the gas sucked into the rotor chamber from the intake port from being directed directly to the gap between the rotors;
With vacuum pump.
前記ロータは、ルーツ式またはクロー式のロータである、
真空ポンプ。 The vacuum pump according to claim 1,
The rotor is a Roots type or Claw type rotor,
Vacuum pump.
前記遮蔽部は、前記吸気口から前記ロータ室内部に向かって見たときに、前記ロータ同士の隙間の手前に設けられたことを特徴とする、
真空ポンプ。 The vacuum pump according to claim 1 or 2,
The shielding portion is provided in front of a gap between the rotors when viewed from the intake port toward the rotor chamber interior,
Vacuum pump.
前記遮蔽部は、前記ロータの上流であって、前記吸込口から前記ロータ室内部に向かってみたときに前記2本の回転軸の間に設けられたことを特徴とする、
真空ポンプ。 The vacuum pump according to any one of claims 1 to 3,
The shield is provided upstream of the rotor and between the two rotating shafts when viewed from the suction port toward the rotor chamber.
Vacuum pump.
前記遮蔽部は、上流側が狭く下流側が広いテーパー形状を有することを特徴とする、
真空ポンプ。 The vacuum pump according to any one of claims 1 to 4,
The shielding part has a tapered shape with a narrow upstream side and a wide downstream side,
Vacuum pump.
前記遮蔽部は、上流に向けて凸となる曲面形状を有することを特徴とする、
真空ポンプ。 The vacuum pump according to any one of claims 1 to 4,
The shielding part has a curved shape that is convex toward the upstream,
Vacuum pump.
前記ロータ室は、互いに気体流路で接続された多段のロータ室を有し、
前記ロータは、前記多段のロータ室のそれぞれに配置される多段のロータを有し、
前記遮蔽部は、前記吸気口と、前記多段のロータ室のうち初段のロータ室内部と、の間に設けられたことを特徴とする、
真空ポンプ。 The vacuum pump according to any one of claims 1 to 6,
The rotor chamber has multi-stage rotor chambers connected to each other by gas flow paths,
The rotor has a multistage rotor disposed in each of the multistage rotor chambers,
The shielding part is provided between the intake port and a first-stage rotor chamber inside the multi-stage rotor chamber,
Vacuum pump.
前記多段のロータ室における段間を接続する気体流路に配置されたトラップ又はフィルタの少なくとも一方を有する異物捕捉部を更に備えることを特徴とする、
真空ポンプ。 The vacuum pump according to claim 7,
It further comprises a foreign matter capturing part having at least one of a trap or a filter disposed in a gas flow path connecting the stages in the multistage rotor chamber,
Vacuum pump.
前記異物捕捉部は、前記多段のロータ室のうち初段のロータ室と次段のロータ室とを接続する気体流路に配置される、
真空ポンプ。 A vacuum pump according to claim 8,
The foreign matter capturing part is disposed in a gas flow path that connects a first-stage rotor chamber and a next-stage rotor chamber among the multi-stage rotor chambers,
Vacuum pump.
前記ロータケーシングと前記多段のロータとの隙間、又は、前記多段のロータ室のそれぞれにおける前記多段のロータ同士の隙間は、前記異物捕捉部の上流よりも下流で小さく形成されている、
真空ポンプ。 The vacuum pump according to claim 8 or 9, wherein
The gap between the rotor casing and the multi-stage rotor, or the gap between the multi-stage rotors in each of the multi-stage rotor chambers, is formed smaller downstream than the upstream of the foreign matter capturing part,
Vacuum pump.
前記異物捕捉部の上流における前記気体流路に設けられ、圧力を検出する圧力センサを更に備える、
真空ポンプ。 The vacuum pump according to any one of claims 8 to 10,
A pressure sensor that is provided in the gas flow path upstream of the foreign substance capturing unit and detects pressure;
Vacuum pump.
前記異物捕捉部は、網状または多孔質状のフィルタを有する、
真空ポンプ。 The vacuum pump according to any one of claims 8 to 11,
The foreign matter capturing part has a net-like or porous filter,
Vacuum pump.
前記吸気口は、非昇華性の異物を含んだ気体が生じるチャンバに接続される、
真空ポンプ。 The vacuum pump according to any one of claims 1 to 12,
The inlet is connected to a chamber in which a gas containing non-sublimable foreign matter is generated.
Vacuum pump.
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