JP2574810B2 - 真空ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、排気口を大気圧の状態で運転する真空ポン
プに係り、特に高真空を得るのに適した真空ポンプに関
するものであつて、半導体装置に適用するに好適なもの
である。

〔従来の技術〕

この種真空ポンプに関する最新の技術として、特開昭
51−38113号が公知である。

上記公知例の構造を第３図に示す。ただし、上記公知
文献の添付図面における図面参照番号を100番台の数字
に修正してある。吸気口102Aと排気口102Bを備えたケー
シング102内には軸受107で回転自在に支持されたロータ
101が納められている。全体的構成は、軸流ターボ分子
ポンプ段103、付加分子ポンプ段104、遠心圧縮ポンプ段
105、渦流圧縮ポンプ段106を、吸気口側から排気口側へ
順次配列して構成されている。

上記の構成からなる真空ポンプを排気口102Bで圧力が
大気圧の状態で運転し、吸気口102Aでの圧力が十分に低
下した定常運転状態では真空ポンプ内の気体の流れは、
吸気口側から排気口側へ向かつて分子流、中間流、粘性
流と変化する。一方、各ポンプ段が最も有効に排気作用
をする圧力範囲はそれぞれ異なり、軸流ターボ分子段10
3、付加分子ポンプ段104は分子流域での性能が良く、遠
心圧縮ポンプ段105は分子流〜中間流域での性能が良
く、渦流圧縮ポンプ段106は中間流〜粘性流域での性能
が良いという特性を持つている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、排気口側が大気圧下で運転されるた
め、排気口側ポンプ段での気体の撹拌などによりロー
タ、ステータ等が相当温度に熱せられる。その熱が、分
子流域で性能を発揮して高真空を作り出す軸流ロータ分
子ポンプ段にまで伝わり、常に脱ガスを行なつている状
態になると共に高温による性能低下をもたらし、高真空
までもつていけないことになる虞れがある。

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、排気口
側ポンプ段における発熱が軸流ターボ分子ポンプ段に悪
影響を及ぼす虞れの無い真空ポンプを提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために創作した本発明につい
て、先ず、その基本的原理を略述する。

軸流ターボ分子ポンプ段で性能を有効に発揮させ、高
真空までもつていこうとする場合、該ポンプ段に出来る
だけ熱が伝わらないようにするか、積極的に冷却を行な
うことにより前記の目的が達成される。

その手段としては、熱伝導の経路中に熱伝導性の悪い
強度部材を使用するものであり、軸シールに使用してい
るパージガスの一部を利用して冷却を図るものである。

この原理に基づいて、これを実用面に適用するための
本発明は、吸気口及び排気口を有するハウジングと、こ
のハウジング内に固定されたステータと、前記ハウジン
グ内に回転自在に支承されたロータとを備え、このロー
タの回転により吸気口から吸入された気体を大気雰囲気
の排気口から放出するものであって、吸気口から排気口
に向かう方向に順次、分子流で作動する軸流ターボ分子
ポンプ段、遠心圧縮ポンプ段、中間流から粘性流で作動
する円周流圧縮ポンプ段を配列した真空ポンプにおい
て、軸流ターボ分子ポンプ段は、軸流ターボ分子ポンプ
段ロータ翼と、このロータ翼の翼間に隙間をもつて配設
された複数の軸流ターボ分子ポンプ段ステータ翼と、こ
の軸流ターボ分子ポンプ段ステータ翼を保持する複数の
押えリングと、この複数の押えリングの中の最下段の押
えリングの下部に配設されたスペーサとを備え、この複
数の押えリングとハウジング間に空間部を形成するよう
に押えリングをハウジングに保持し、この空間部にパー
ジガスを供給しパージガスを排出するためにハウジング
に孔を設けるとともに、軸流ターボ分子ポンプ段ロータ
翼及びスペーサをチタン合金より作製したものである。

〔作用〕

軸流ターボ分子ポンプ段に至る境界部に熱伝導性の悪
い強度部材を設ければ、熱伝播を制御することができ
る。このため発生した熱は下側流に多く流れてケージン
グに伝わり、冷却、軸シール用のパージガスにより冷
却、軸受潤滑油により冷却される。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図、第２図により説明
する。第１図は切断して描いた全体組立図を示し、第２
図は軸流ターボ分子ポンプ段廻りの拡大詳細部を示す。

第１図において、駆動軸３は吸気口１と排気口２を有
するハウジング20を貫通し、軸受5,6を介して回転自在
に支持されており、該駆動軸３に組込まれたモータ４に
より駆動される。

吸気口側から排気口側に至る間のハウジング内には軸
流ターボ分子ポンプロータ翼７、軸流ターボ分子ポンプ
ステータ翼８、ステータ翼押えリング９、遠心圧縮ポン
プロータ翼13、遠心圧縮ポンプステータ14、円周流圧縮
ポンプロータ15、円周流圧縮ポンプステータ16が順次に
配設されている。上部軸受６の上方にはパージガスポー
ト21からガスパージされ軸シールされている。

軸流ターボ分子ポンプ段廻りについては第２図に示す
ように、遠心圧縮ポンプロータ13の上に熱伝導性の悪い
強度部材（本例においてはチタン合金材）で作製した複
数の軸流ターボ分子ポンプロータ翼７が配設されている
とともに、該ロータ翼間にステータ翼８が配置され、該
ステータ翼８は遠心圧縮ステータ14の上方に熱伝導性の
悪い強度部材（チタンを合金）で製作したスペーサ10を
介して、熱伝導性の良い強度部材（本例においてはアル
ミ合金）で製作したステータ翼押えリング９により順次
押えられている。該スペーサ10は外周にＯリング12,軸
方向にＯリング11を有し、該ステータ翼押えリングは軸
方向にＯリング11′を有し、ハウジング20により完全に
密封され、ステータ押えリング外径とハウジング内径間
にはシールされた空間を形成している。ハウジング20の
壁には、該空間に対応する位置に対称に２カ所の孔17,1
8が明けられ、片側の孔にガスパージ用の配管から分岐
されたパージ配管19が接続されている。

以上のような構成にすることにより、排気口側近くの
ポンプ段（円周流圧縮ポンプ段）他で発生する軸流ター
ボン分子ポンプ段に電播するのを制御すると共に、パー
ジガス用の気体を利用してステータ翼押えリング９側か
ら逆に冷却することができる。パージガス用の気体は該
ステータ押えリング９を通してステータ翼を冷却する。
更に輻射によるロータ翼の冷却も期待できる。

これにより、構成している翼列のうち軸流ターボ分子
ポンプ段は低温、遠心圧縮ポンプ段と円周流圧縮ポンプ
段は高温というように温度分布を形成させることができ
る。

このため、軸流ターボ分子ポンプ段は分子流域におい
て、十分な性能を発揮し、高真空迄持つていくことがで
きる。また、真空ポンプを半導体製造装置の排気系に使
用する場合、軸流ターボ分子ポンプ段は圧力が低く、か
つ隙間が大きいことから反応性生成物の付着は問題とな
らないが、遠心圧縮ポンプ段及び円周流圧縮ポンプ段で
は圧力が高いことから反応性生成物が凝固しないよう温
度を高める必要も生じてくる。この場合、遠心圧縮ポン
プ段及び円周流圧縮ポンプ段の平衡温度を高く設定して
も、軸流ターボ分子ポンプ段まで温度の影響がでてくる
虞れが無い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の真空ポンプによれば、
吸入口側ポンプ段の発熱の悪影響が軸流ターボ分子ポン
プ段に及ぶ虞れが無いので、高い効率で高真空が得られ
るという優れた実用的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る真空ポンプの一実施例を示し、切
断して描いた全体組立図である。第２図は上記実施例に
おける軸流ターボ分子ポンプ段の拡大詳細断面図であ
る。 第３図は公知例の真空ポンプの断面図である。 ７……軸流ターボ分子ポンプ段、10……スペーサ、11…
…Ｏリング、12……Ｏリング、17……孔、19……パージ
配管。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気口及び排気口を有するハウジングと、
   このハウジング内に固定されたステータと、前記ハウジ
   ング内に回転自在に支承されたロータとを備え、このロ
   ータの回転により前記吸気口から吸入された気体を大気
   雰囲気の前記排気口から放出するものであって、前記吸
   気口から排気口に向かう方向に順次、分子流で作動する
   軸流ターボ分子ポンプ段、遠心圧縮ポンプ段、中間流か
   ら粘性流で作動する円周流圧縮ポンプ段を配列した真空
   ポンプにおいて、前記軸流ターボ分子ポンプ段は、軸流
   ターボ分子ポンプ段ロータ翼（７）と、このロータ翼の
   翼間に隙間をもって配設された複数の軸流ターボ分子ポ
   ンプ段ステータ翼（８）と、この軸流ターボ分子ポンプ
   段ステータ翼を保持する複数の押えリング（９）と、こ
   の複数の押えリングの中の最下段の押えリングの下部に
   配設されたスペーサ（10）とを備え、この複数の押えリ
   ングと前記ハウジング（20）間に空間部を形成するよう
   に押えリングを前記ハウジングに保持し、この空間部に
   パージガスを供給する孔（17）及びパージガスを排出す
   る孔（18）を前記ハウジングに設け、前記軸流ターボ分
   子ポンプ段ロータ翼及び前記スペーサをチタン合金より
   作製したことを特徴とする真空ポンプ。