JP2564038B2 - ターボ分子ポンプ - Google Patents
ターボ分子ポンプInfo
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Description
の下端を含む内周/外周からそれらの対向面にかけての
領域にプロセスガスによる反応生成物が付着するのを防
止することができるターボ分子ポンプに関する。
いる。筒状ケーシング1と、このケーシング1を支持す
るベース2と、前記ケーシング内にあって前記ベース2
に固設されモータハウジング3と、このモータハウジン
グ3内に装着した軸受たるベアリング4,5を介して支
承されたシャフト6と、このシャフト6に一体回転可能
に固着された内周7aに前記モータハウジング3を収容
してなるロータ7と、このロータ7の外周7bと前記ケ
ーシング1の内周1aとの間に構成されたポンプ機構た
るタービン8と、前記ベース2の底部に取り付けられた
オイルタンク9とを具備してなる。そして、吸気口10
から吸い込んだガスをタービン8で圧縮し、排気口11
に向かって強制排気し得るようになっている。
うな従来のターボ分子ポンプでは、プロセスガスを排気
する場合に、反応生成物がポンプ内に付着・堆積するこ
とを防止できず、シビアなクリアランスで設計され組み
込まれているロータにこうした反応生成物が付着・堆積
することによる固体接触や破損、故障、さらにはその修
理に伴うメンテナンスや稼働効率の低下等、多くの不都
合を引き起こしてしまう。同様にモータハウジングの外
面への反応生成物の付着・堆積もメンテナンス等不都合
が多い。
はベアリング4,5の冷却のために水冷パイプ12aを
半田等によって埋設した冷却金具12がベース2及びオ
イルタンク9に密着させて配設してある。これによりベ
ース2を直接冷却して下部ベアリング5を冷却すると共
に、オイルタンク9内のオイルを冷却し、これをノズル
6aにより吸い上げてシャフト6に沿って下部ベアリン
グ5と上部ベアリング4に供給しこれを冷却するように
している。
シング1の内周1aをなすスペーサ1bやモータハウジ
ング3等が金属接触させてあり、しかもこれらは通常、
熱伝導率の良好なアルミ合金で作られているため、ベー
ス2に伝わる冷熱の多くはこれらの部位にも伝達され、
その後輻射によってロータ下端7a乃至ロータ外周7b
にも伝達されて、即ち打点図示領域Aに蓄冷され易く、
従ってこの領域Aがポンプ運転時に比較的低い温度に保
たれることが多くなる。然してこのポンプを例えば半導
体デバイスのアルミニウムドライエッチング等を行う半
導体製造装置に適用すると、この種の装置ではエッチン
グに必要な若干量の塩素系プロセスガス(CCl4 ,B
Cl3 ,Cl2 等)を処理室内に定常的に流しながら処
理を行うため、アルミニウムをエッチングした際に生じ
る反応生成物(塩化アルミニウム:AlCl3 等)が未
反応プロセスガスと共にポンプ内に流れ込んでくる。か
かるAlCl3 等は、図6の蒸気圧曲線に示すように圧
力に応じてある温度以上で気相となりその温度以下で固
相となる性質があり、前述した領域Aの温度は通常の使
用条件でAlCl3 等の固相温度以下に下がることが多
いことから、このAlCl3 等が領域Aを通過する間に
冷却され、図5に示すごとく固体状となって領域Aに付
着することになる。実用レベルにおいて一定の使用期間
内に3〜4mmにまで堆積することも少なくない。
Cl3 やこれと同様の現象を生じるプロセスガスの排気
に用いると、通常の場合に比べてより頻繁な分解清掃作
業が必要となり、メンテナンス上と稼働効率上とにおい
て大きな不都合を強いられることになる。また、特にロ
ータ外周7bとケーシング内周1aとの間では、1mm前
後の極少間隔にシビアに保たれているため、堆積した反
応生成物により両者が固体接触し易く、ポンプ自体の損
傷又は破損を招いてしまう。
るものに限らず、例えば磁気軸受を採用するもの等であ
っても、発熱要因が小さくポンプ運転時に領域Aの温度
が反応生成物に対して固相温度以下になるものに共通し
た課題となっている。また、磁気軸受を採用したターボ
分子ポンプにおいても、ガスと翼との摩擦熱やガス負荷
の増大によるモータ発熱などの発熱要因が大きいもので
は、やはりボールベアリング方式と同様に軸受保護の見
地からその冷却手段が設けられ、反応生成物の付着問題
を生じている。
たものであって、領域Aの位置への反応生成物の付着を
有効に防止し、且つ軸受の昇温を防止して適性な機能を
保障することにより、ターボ分子ポンプの信頼性、耐久
性、メンテナンス性等を良好なものとすることを目的と
している。
め、本発明に係るターボ分子ポンプでは、その一般的な
構成よりなるものにおいて、領域A、即ちロータの下端
を含む内周・外周からそれらの対向面にかけての領域を
加熱する加熱手段と、この加熱手段による軸受への影響
を無くすために軸受を冷却するための冷却手段とを設け
たことを特徴とする。
果的に使用するためには、領域Aの温度を検出するセン
サと、このセンサの検出値に基づいてそれが目標値に保
持されるように前記冷却手段又は前記加熱手段の少なく
とも一方を制御する制御手段を設けることが望ましい。
て領域Aを固相温度以上に加熱することにより反応生成
物が領域Aに付着することを防止することができると共
に、冷却手段によって軸受を冷却することにより軸受を
焼損等から保護することができる。
いて説明する。なお、図5と共通する部分には同一符号
を付し、その説明を省略する。
実施例を示す。これは、図5の構成において、ベース2
に添設していた冷却金具12及び水冷パイプ12aを除
去し、代わりにベースに添設される加熱手段21と、オ
イルタンク9に埋設される冷却手段22と、領域Aの温
度を測定するための温度センサ23と、温度センサ23
からの信号に基づいて領域Aを所定の温度に設定するた
めの制御手段24とを設けてなる。
の接触を避けてベース2底部に密着させたヒータ(例え
ばシーズヒータ)である。このヒータ21が発熱する
と、先ずベース2が加熱し、これが該ベース2に金属接
触させてある熱伝導率の良好なモータハウジング3及び
スペーサ1bに伝達され、さらに輻射によってロータ7
の下端7cを含む内周7a並びに外周7bに熱伝達さ
れ、結果として領域A全体がほぼ均一に加熱されるよう
に構成されている。
面に密着させた冷却板22aと、この冷却板22aに凹
設した溝22bと、この溝22b内に半田等を流し込ん
で埋設固定した螺旋状の冷水パイプ22cとからなり、
水冷パイプ22cに接続した配管22d及びこの配管2
2dに介設した電磁バルブ22eを通じて外部から所要
流量の冷却水を導入すると、オイルタンク9内に充填さ
れているオイルが冷却され、これが強制循環によって上
下両ベアリング4,5に供給された際に潤滑と冷却効果
の双方をもたらす。
領域Aの直下位置に側方から挿入した測温抵抗器であ
る。この測温抵抗器23は、領域Aの温度を電気信号に
変換して取り出すことができるようになっている。
出値aに基づいてそれが予め設定した目標値bに保持さ
れるように前記電磁バルブ22e又は前記ヒータ21の
うち少なくとも一方を制御する信号c,dを出力するよ
うに構成されている。即ち、この制御手段24はマイク
ロコンピュータらやシーケンサ等を構成要素とした比較
出力機能を有するものであり、例えば目標値bとして6
0℃が入力されると、前記測温抵抗器23から入力され
る検出値aがこの60℃を下回るときに前記ヒータ21
を作動させ、60℃を上回るときに前記電磁バルブ22
eを作動させることで、領域Aの温度を60℃に収束さ
せようとするものである。その際の制御は、電磁バルブ
22eに対しては通常のON,OFF制御により、ヒー
タ21に対してはこのON,OFF制御の他、行き過ぎ
を無くすためにPID制御(比例、積分、微分の各補償
要素からなる直列補償制御)によることも有効となる。
成物の固相温度以上に保たれて、反応生成物が固体状と
なって領域Aに付着・堆積することが防止もしくは軽減
される。同時にベアリング4,5は冷却手段22によっ
て前記熱的影響が阻止され、焼損等から有効に保護され
る。特に、この実施例ではヒータ21と冷却手段22と
を制御手段24によって制御可能としているので、領域
Aの温度管理を迅速且つ適切に行うと同時に、設定可能
温度範囲も広い。
タ、温水等)はベース又はケーシング外周面又はロータ
ハウジング外周面の部位に少なくとも1ケ所に付設され
ていれば良い。ベース2に付設したものが図1の構成例
や図2の想像線で示す構成例であり、ケーシング外周面
に付設したものが図3の構成例であり、ロータハウジン
グ外周面に付設したものが図2の実線構成例である。
アリングを熱的影響から保護できる位置であれば特に制
限はない。例えば、図4ではラジアル磁気軸受51,5
2を用い、ベース54の底板部にヒータ55を配設して
領域Aを加熱すると共に、このヒータ55の内周に冷水
パイプ56を巻回して磁気軸受51,52を冷却するよ
うにしている。なお、冷水パイプ56の代わりに底板5
7にこれを冷却するウオータージャケット58を穿設し
ても良い。このウオータージャケット58の入口、出口
にねじをきって、外部の冷却水管を簡単に縲着できるよ
うにすることがさらに望ましい。
のような構成であるから、領域への反応生成物の付着を
有効に防止し、且つ軸受の適性な機能を保護することを
通じて、ターボ分子ポンプの信頼性、耐久性、メンテナ
ンス性等を有効に向上させることができる。特に、領域
Aにおける温度を最適値にコントロールするようにした
場合には、これらの一層顕著な効果を得ることができ
る。
体断面図である。
示す断面図である。
示す断面図である。
示す断面図である。
である。
Claims (1)
- 【請求項1】ケーシングと、このケーシングを支持する
ベースと、前記ケーシング内にあって前記ベースに固設
されたモータハウジングと、このモータハウジング内に
装着した軸受を介して支承されたシャフトと、このシャ
フトに一体回転可能に固着され内周に前記モータハウジ
ングを収容してなるロータと、このロータの外周と前記
ケーシングの内周との間に構成されたポンプ機構とを具
備してなるターボ分子ポンプにおいて、前記ロータの下
端を含む内周/外周からそれらの対向面にかけての領域
を加熱するためにベース又はケーシング外周面又はロー
タハウジング外周面の少なくとも1ケ所に付設される加
熱手段と、軸受を冷却するための冷却手段とを設けたこ
とを特徴とするターボ分子ポンプ。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2402429A JP2564038B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-12-14 | ターボ分子ポンプ |
Applications Claiming Priority (5)
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JP5060690 | 1990-02-28 | ||
JP25855690 | 1990-09-26 | ||
JP2-258556 | 1990-09-26 | ||
JP2402429A JP2564038B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-12-14 | ターボ分子ポンプ |
Related Child Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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JP17135896A Division JP2930015B2 (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | ターボ分子ポンプ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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JP2564038B2 true JP2564038B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2402429A Expired - Fee Related JP2564038B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-12-14 | ターボ分子ポンプ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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JP2002048088A (ja) | 2000-07-31 | 2002-02-15 | Seiko Instruments Inc | 真空ポンプ |
US6793466B2 (en) | 2000-10-03 | 2004-09-21 | Ebara Corporation | Vacuum pump |
JP4528019B2 (ja) * | 2004-04-27 | 2010-08-18 | 株式会社大阪真空機器製作所 | 分子ポンプの温度制御装置 |
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---|---|---|---|---|
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JPS6186866A (ja) * | 1984-10-03 | 1986-05-02 | Canon Inc | ワ−ドプロセツサ装置 |
JPS6419198A (en) * | 1987-07-15 | 1989-01-23 | Hitachi Ltd | Vacuum pump |
-
1990
- 1990-12-14 JP JP2402429A patent/JP2564038B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03290092A (ja) | 1991-12-19 |
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