JP2854628B2 - 排気装置 - Google Patents
排気装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D19/00—Axial-flow pumps
- F04D19/02—Multi-stage pumps
- F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
- F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/5853—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps heat insulation or conduction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 ターボポンプに関し、 無機化合物あるいは有機化合物からなるガスも排気可
能なターボポンプを実用化することを目的とし、 ガス分子の運動速度と同程度の周速で回転するロータ
と、該ロータに対向して設けられているステータとから
なり、真空排気を行うターボポンプにおいて、ポンプが
オーバーヒートしない温度範囲内で該ポンプの排気流路
の温度を高めて運転を行うことを特徴としてターボポン
プを構成する。
能なターボポンプを実用化することを目的とし、 ガス分子の運動速度と同程度の周速で回転するロータ
と、該ロータに対向して設けられているステータとから
なり、真空排気を行うターボポンプにおいて、ポンプが
オーバーヒートしない温度範囲内で該ポンプの排気流路
の温度を高めて運転を行うことを特徴としてターボポン
プを構成する。
本発明はターボポンプの改良に関する。
大量の情報を高速に処理する必要から情報処理技術の
進歩は著しく、情報処理装置は大容量化が進んでおり、
この主体を構成する半導体装置は単位素子の小型化によ
り大容量化が進んでLSIやVLSIが実用化されている。
進歩は著しく、情報処理装置は大容量化が進んでおり、
この主体を構成する半導体装置は単位素子の小型化によ
り大容量化が進んでLSIやVLSIが実用化されている。
こゝで、これらの半導体装置は薄膜形成技術，写真蝕
刻技術（フォトリソグラフィ），イオン注入技術などを
駆使して製造されているが、これらの技術には真空機器
が多用されている。
刻技術（フォトリソグラフィ），イオン注入技術などを
駆使して製造されているが、これらの技術には真空機器
が多用されている。
例えば、真空蒸着やスパタリングには排気装置が必須
であり、またイオン注入も高真空中での電解印加が必須
条件で高性能なポンプが必要である。
であり、またイオン注入も高真空中での電解印加が必須
条件で高性能なポンプが必要である。
このように真空装置は半導体装置の製造には必要であ
るが、これに留まらず回路部品や光学部品の製造にも勿
論必要である。
るが、これに留まらず回路部品や光学部品の製造にも勿
論必要である。
こゝで、真空ポンプの従来の使用法は真空装置内を排
気により減圧し、必要とする真空度にまで排気するのが
目的であったが、現在では用途が拡大されて化学反応の
排気にも使用されている。
気により減圧し、必要とする真空度にまで排気するのが
目的であったが、現在では用途が拡大されて化学反応の
排気にも使用されている。
例えば、写真蝕刻技術にはドライエッチングがあり、
これは装置構成によりプラズマエッチング，反応性イオ
ンエッチング（略称RIE）などに分かれるが、何れも反
応性ガスを装置内に供給しながら10-2〜10-1torrに減圧
した状態で高周波電界を加えてイオン化し、このイオン
を被処理基板に衝突させることによりエッチングする方
法であり、この場合、真空ポンプには反応ガス以外にガ
ス化した反応生成物も吸引されて排気される。
これは装置構成によりプラズマエッチング，反応性イオ
ンエッチング（略称RIE）などに分かれるが、何れも反
応性ガスを装置内に供給しながら10-2〜10-1torrに減圧
した状態で高周波電界を加えてイオン化し、このイオン
を被処理基板に衝突させることによりエッチングする方
法であり、この場合、真空ポンプには反応ガス以外にガ
ス化した反応生成物も吸引されて排気される。
こゝで、反応ガスとしてはCF4,CF3Cl,CCl4などがあ
る。
る。
また、薄膜形成技術には減圧化学気相反応法（略称減
圧CVD）があり、熱分解を行う反応装置内を１〜10torr
に減圧することによりシラン（SiH4），ホスフィン（PH
3）などを始めとし、蒸気圧の高い各種の有機金属化合
物を装置内に導入し、加熱した被処理基板上で分解して
金属あるいは金属化合物からなる薄膜が形成されていた
が、この場合にも真空ポンプにはこれらのガスや分解生
成物が吸引されて排気されている。
圧CVD）があり、熱分解を行う反応装置内を１〜10torr
に減圧することによりシラン（SiH4），ホスフィン（PH
3）などを始めとし、蒸気圧の高い各種の有機金属化合
物を装置内に導入し、加熱した被処理基板上で分解して
金属あるいは金属化合物からなる薄膜が形成されていた
が、この場合にも真空ポンプにはこれらのガスや分解生
成物が吸引されて排気されている。
本発明はかゝる用途に使用されるターボポンプに関す
るものである。
るものである。
ターボポンプは気体分子の運動速度と同程度の周速度
になる回転速度（数万rpm）で回転するロータ（翼）と
これと対をなすステータ（固定翼）からなっており、ロ
ータに入射した分子はこの分子速度に更にロータの運動
方向の速度成分が合成され、ロータの回転方向に飛び出
すことを利用して高真空排気を行うポンプであり、直列
にロータリーポンプ（油回転真空ポンプ）やメカニカル
ブースタポンプなどの補助ポンプを付加して使用されて
いる。
になる回転速度（数万rpm）で回転するロータ（翼）と
これと対をなすステータ（固定翼）からなっており、ロ
ータに入射した分子はこの分子速度に更にロータの運動
方向の速度成分が合成され、ロータの回転方向に飛び出
すことを利用して高真空排気を行うポンプであり、直列
にロータリーポンプ（油回転真空ポンプ）やメカニカル
ブースタポンプなどの補助ポンプを付加して使用されて
いる。
かゝるターボポンプは排気能力が大きいことから、各
種の用途に使用されているが、先に記したようにドライ
エッチング装置の排気に使用する場合には反応生成物の
含むガスがポンプ内を通過するため、この一部は蒸気流
路に付着し堆積すると云う問題がある。
種の用途に使用されているが、先に記したようにドライ
エッチング装置の排気に使用する場合には反応生成物の
含むガスがポンプ内を通過するため、この一部は蒸気流
路に付着し堆積すると云う問題がある。
第３図は従来のターボポンプの構成を示すもので、タ
ーボポンプ１のガス吸入口２は真空バルブを介して真空
処理装置に接しており、一方、ガス排出口３は油回転ポ
ンプやメカニカルブースタポンプなどの補助ポンプに接
続している。
ーボポンプ１のガス吸入口２は真空バルブを介して真空
処理装置に接しており、一方、ガス排出口３は油回転ポ
ンプやメカニカルブースタポンプなどの補助ポンプに接
続している。
また、ターボポンプ１の下には冷却ジャケット４が設
けられていて循環水により冷却する構造がとられてお
り、排気に伴って発生する圧縮熱やポンプ内部のモータ
や軸受けなどから発生する熱を冷却し、ポンプを保護し
ている。
けられていて循環水により冷却する構造がとられてお
り、排気に伴って発生する圧縮熱やポンプ内部のモータ
や軸受けなどから発生する熱を冷却し、ポンプを保護し
ている。
然しながら、先に記したようにターボポンプをドライ
エッチング装置の排気装置として使用すると、冷却ジャ
ケット４による水冷効果によって、モータ，軸受けなど
のポンプ内部には正常に保たれるものゝ、ポンプ内部の
排気流路であるステータやポンプベース部分にはエッチ
ングガスやその生成物が付着し、運転不能な状態になり
易い。
エッチング装置の排気装置として使用すると、冷却ジャ
ケット４による水冷効果によって、モータ，軸受けなど
のポンプ内部には正常に保たれるものゝ、ポンプ内部の
排気流路であるステータやポンプベース部分にはエッチ
ングガスやその生成物が付着し、運転不能な状態になり
易い。
すなわち、ロータとステータとの間隔がエッチングガ
ス成分や生成物の付着によって狭くなり、ロータが生成
物に接触して正常な回転が維持できなくなる。
ス成分や生成物の付着によって狭くなり、ロータが生成
物に接触して正常な回転が維持できなくなる。
そして、再帰動してもロータが正常回転に達する前に
生成物と接触して回転不可能な状態となる。
生成物と接触して回転不可能な状態となる。
また、磁気軸受け式のターボポンプの場合、ロータが
生成物に接触すると浪多のバランスが崩れ、正常な回転
が維持できなくなり、保護ベアリング上に落下してベア
リングを損傷する恐れがあった。
生成物に接触すると浪多のバランスが崩れ、正常な回転
が維持できなくなり、保護ベアリング上に落下してベア
リングを損傷する恐れがあった。
このように、ターボポンプを従来の構成でドライエッ
チング装置の排気装置として連続使用する場合には、一
ヶ月程度で運転不能の状態となるために対策が必要であ
った。
チング装置の排気装置として連続使用する場合には、一
ヶ月程度で運転不能の状態となるために対策が必要であ
った。
以上記したように、ターボポンプをドライエッチング
装置や全圧CVD装置など化学反応を伴う装置の排気ポン
プとして使用する場合には、ポンプ内部の排気流路にガ
ス成分や反応生成物の付着が生じ、運転不能の状態にな
るなど、使用寿命が短いことが問題である。
装置や全圧CVD装置など化学反応を伴う装置の排気ポン
プとして使用する場合には、ポンプ内部の排気流路にガ
ス成分や反応生成物の付着が生じ、運転不能の状態にな
るなど、使用寿命が短いことが問題である。
上記の課題は、ガス分子の運動速度と動程度の周速で
回転するロータと、該ロータに対向して設けられている
ステータと、ガス吸入口と、ガス排出口とを備えてな
り、真空排気を行うターボポンプと、該ターボポンプを
冷却するための冷却手段と、該ターボポンプと該冷却手
段との間に設けられ、該冷却手段による冷却効率を下げ
るためのスペーサとを有し、該ターボポンプがオーバー
ヒートしない温度範囲内で該ターボポンプの排気流路の
温度を高めて運転を行う排気装置によって解決すること
ができる。
回転するロータと、該ロータに対向して設けられている
ステータと、ガス吸入口と、ガス排出口とを備えてな
り、真空排気を行うターボポンプと、該ターボポンプを
冷却するための冷却手段と、該ターボポンプと該冷却手
段との間に設けられ、該冷却手段による冷却効率を下げ
るためのスペーサとを有し、該ターボポンプがオーバー
ヒートしない温度範囲内で該ターボポンプの排気流路の
温度を高めて運転を行う排気装置によって解決すること
ができる。
さらに前記冷却手段は、前記ターボポンプの前記ガス
排出口に近接して設けられる前記排気装置、又、前記ス
ペーサは、前記ガス排出口の方向に開口する馬蹄形状で
ある前記排気装置によって解決することができる。
排出口に近接して設けられる前記排気装置、又、前記ス
ペーサは、前記ガス排出口の方向に開口する馬蹄形状で
ある前記排気装置によって解決することができる。
第１図は本発明に係るターボポンプの運転領域を示す
図であって、横軸はターボポンプの温度を、また縦軸は
真空処理装置内の圧力を示している。
図であって、横軸はターボポンプの温度を、また縦軸は
真空処理装置内の圧力を示している。
こゝで、特性曲線Ｂは反応ガスや反応生成物の付着が
生ずる条件の下限を示すものであり、また、直線Ａはポ
ンプにインターロックが掛かって運転を停止する条件を
示している。
生ずる条件の下限を示すものであり、また、直線Ａはポ
ンプにインターロックが掛かって運転を停止する条件を
示している。
すなわち、ポンプは100℃以上にまで温度上昇すると
ロータの強度低下やコイルモード部の変形などの問題が
あるため、約100℃でインターロックが掛かゝり運転が
停止する安全対策が施されており、直線Ａはこれを示し
ている。
ロータの強度低下やコイルモード部の変形などの問題が
あるため、約100℃でインターロックが掛かゝり運転が
停止する安全対策が施されており、直線Ａはこれを示し
ている。
一方、ポンプの温度が曲線Ｂよりも低温側になると反
応生成物が付着し易くなる。
応生成物が付着し易くなる。
また破線で囲まれた部分は従来の運転領域５を示して
いる。
いる。
本発明はターボポンプを特性曲線Ｂと直線Ａで囲まれ
た保温領域６で運転させるものである。
た保温領域６で運転させるものである。
さて、ターボポンプをこのような温度領域６で動作さ
せるため、本発明ではターボポンプと冷却手段の間にス
ペーサを設けることによって冷却効率を下げ、上記の保
温領域で運転させることを可能にするものである。
せるため、本発明ではターボポンプと冷却手段の間にス
ペーサを設けることによって冷却効率を下げ、上記の保
温領域で運転させることを可能にするものである。
このような方法を用いてターボポンプを保温領域で運
転すれば排気流路への反応ガスや反応生成物の付着を防
ぐことができ、ターボポンプの長期運転が可能となる。
転すれば排気流路への反応ガスや反応生成物の付着を防
ぐことができ、ターボポンプの長期運転が可能となる。
実施例1:（スペーサを設けた例） 従来のターボポンプは第５図に示すようにターボポン
プ１の下に冷却ジャケット４があり、水冷しているた
め、第１図の従来の運転領域５で示すように15〜20℃程
度の低温で運転されているが、この実施例においてはタ
ーボポンプ１と冷却ジャケット４との間にスペーサを設
け、熱伝導を低下させるものである。
プ１の下に冷却ジャケット４があり、水冷しているた
め、第１図の従来の運転領域５で示すように15〜20℃程
度の低温で運転されているが、この実施例においてはタ
ーボポンプ１と冷却ジャケット４との間にスペーサを設
け、熱伝導を低下させるものである。
こゝで、ポンプ内部のモータ，軸受けなどの部分はな
るべく冷却し、ガスの排気流路およびポンプのガス排気
口は冷却しないことが望ましく、そのため第２図に示す
ようにガス排出口３の方向に開口した馬蹄形のスペーサ
７を使用した。
るべく冷却し、ガスの排気流路およびポンプのガス排気
口は冷却しないことが望ましく、そのため第２図に示す
ようにガス排出口３の方向に開口した馬蹄形のスペーサ
７を使用した。
こゝで、スペーサ７の材料としては熱伝導率の少ない
材料がよく、この実施例においては熱伝導率（J/cm・ｓ
・ｋ）が0.246のステンレス（Cr13.7％,Ni0.4％）を使
用した。
材料がよく、この実施例においては熱伝導率（J/cm・ｓ
・ｋ）が0.246のステンレス（Cr13.7％,Ni0.4％）を使
用した。
なお、熱伝導率が0.151の綱（Cu18％,Ni8％）,0.125
のニクロムなどもこの目的に適している。
のニクロムなどもこの目的に適している。
そして、スペーサ７の材質と厚さを買えることにより
ターボポンプの温度を保温領域内に制御することができ
る。
ターボポンプの温度を保温領域内に制御することができ
る。
このような方法によりターボポンプの温度を第１図に
示す保温領域に保つことにより、化学反応を生ずる真空
処理装置の排気にターボポンプを使用しても安全運転が
可能になる。
示す保温領域に保つことにより、化学反応を生ずる真空
処理装置の排気にターボポンプを使用しても安全運転が
可能になる。
本発明の実施により、ターボポンプ内部での生成物の
付着が抑制でき、ポンプの安定した運転ができるので、
半導体装置の生産効率を向上することができる。
付着が抑制でき、ポンプの安定した運転ができるので、
半導体装置の生産効率を向上することができる。
第１図は本発明に係るターボポンプの運転領域を示す
図、 第２図は本発明に係るスペーサの平面図、 第３図は従来のターボポンプの構成図、 である。 図において、 １はターボポンプ、２はガス吸入口、 ３はガス排出口、４は冷却ジャケット、 ６は保温領域、７はスペーサ、 である。
図、 第２図は本発明に係るスペーサの平面図、 第３図は従来のターボポンプの構成図、 である。 図において、 １はターボポンプ、２はガス吸入口、 ３はガス排出口、４は冷却ジャケット、 ６は保温領域、７はスペーサ、 である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浦野 智秋 千葉県習志野市屋敷４丁目３番１号 セ イコー精機株式会社内 (72)発明者 江野澤 秀樹 千葉県習志野市屋敷４丁目３番１号 セ イコー精機株式会社内 (72)発明者 木下 裕一 千葉県習志野市屋敷４丁目３番１号 セ イコー精機株式会社内 (72)発明者 宮坂 直樹 千葉県習志野市屋敷４丁目３番１号 セ イコー精機株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−70994（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F04D 19/04
Claims (3)
- 【請求項１】ガス分子の運動速度と同程度の周速で回転
するロータと、該ロータに対向して設けられているステ
ータと、ガス吸入口と、ガス排出口とを備えてなり、真
空排気を行うターボポンプと、 該ターボポンプを冷却するための冷却手段と、 該ターボポンプと該冷却手段との間に設けられ、該冷却
手段による冷却効率を下げるためのスペーサとを有し、 該ターボポンプがオーバーヒートしない温度範囲内で該
ターボポンプの排気流路の温度を高めて運転を行うこと
を特徴とする排気装置。 - 【請求項２】前記冷却手段は、前記ターボポンプの前記
ガス排出口側に近接して設けられることを特徴とする請
求項１記載の排気装置。 - 【請求項３】前記スペーサは、前記ガス排出口の方向に
開口する馬蹄形状であることを特徴とする請求項２記載
の排気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1283520A JP2854628B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 排気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1283520A JP2854628B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 排気装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03145598A JPH03145598A (ja) | 1991-06-20 |
| JP2854628B2 true JP2854628B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=17666601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1283520A Expired - Fee Related JP2854628B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 排気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2854628B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3057486B2 (ja) * | 1997-01-22 | 2000-06-26 | セイコー精機株式会社 | ターボ分子ポンプ |
| GB9929987D0 (en) * | 1999-12-17 | 2000-02-09 | Boc Group Plc | Temperature control systems for vacuum pumps |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3508483A1 (de) * | 1985-03-09 | 1986-10-23 | Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln | Gehaeuse fuer eine turbomolekularvakuumpumpe |
| JPS6419198A (en) * | 1987-07-15 | 1989-01-23 | Hitachi Ltd | Vacuum pump |
| JPS6431569A (en) * | 1987-07-24 | 1989-02-01 | Tdk Corp | Production of permanent magnet |
| JPS6446495U (ja) * | 1987-09-18 | 1989-03-22 | ||
| JPH0325893A (ja) * | 1989-06-23 | 1991-02-04 | Pioneer Electron Corp | エレクトロルミネッセンス表示素子及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-10-31 JP JP1283520A patent/JP2854628B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03145598A (ja) | 1991-06-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |