JP3377224B2 - 真空ポンプの排気方法 - Google Patents
真空ポンプの排気方法Info
- Publication number
- JP3377224B2 JP3377224B2 JP07714392A JP7714392A JP3377224B2 JP 3377224 B2 JP3377224 B2 JP 3377224B2 JP 07714392 A JP07714392 A JP 07714392A JP 7714392 A JP7714392 A JP 7714392A JP 3377224 B2 JP3377224 B2 JP 3377224B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pump
- gas
- turbo molecular
- molecular pump
- vacuum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
- F04B37/06—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means
- F04B37/08—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means by condensing or freezing, e.g. cryogenic pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
- F04B37/06—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、真空ポンプの排気方
法に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、
分子速度の大きい軽元素ガスをも確実かつ簡便に排気
し、再生頻度を低減させることのできる真空ポンプの排
気方法に関するものである。
法に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、
分子速度の大きい軽元素ガスをも確実かつ簡便に排気
し、再生頻度を低減させることのできる真空ポンプの排
気方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来より、静翼と動翼を有す
るターボ分子ポンプにおいては、その動翼によりガス分
子に排気しようとする方向の運動量を与え、排気してい
る。しかしながら、この場合の正味の排気量は、ポンプ
から排出されるガス分子束とこれに対して逆方向に入っ
てくる分子束の差であるため、一般的に、排気性能はガ
スの分子速度が大きいほど悪くなり、たとえば水素の場
合には、その圧縮比は窒素の１／1000程度以下となって
いる。
るターボ分子ポンプにおいては、その動翼によりガス分
子に排気しようとする方向の運動量を与え、排気してい
る。しかしながら、この場合の正味の排気量は、ポンプ
から排出されるガス分子束とこれに対して逆方向に入っ
てくる分子束の差であるため、一般的に、排気性能はガ
スの分子速度が大きいほど悪くなり、たとえば水素の場
合には、その圧縮比は窒素の１／1000程度以下となって
いる。
【０００３】このような排気性能上の問題を解消するた
めには、動翼の速度を増加させ、軽元素ガスの分子運動
に対して速くすることが考えられもするが、実際には機
械的に無理がある。一方、非機械的な排気方法によるク
ライオポンプについては、定期的な再生が必要とされる
という問題がある。また、この場合には、水素ととも
に、軽元素であるヘリウムの排気も困難となっている。
めには、動翼の速度を増加させ、軽元素ガスの分子運動
に対して速くすることが考えられもするが、実際には機
械的に無理がある。一方、非機械的な排気方法によるク
ライオポンプについては、定期的な再生が必要とされる
という問題がある。また、この場合には、水素ととも
に、軽元素であるヘリウムの排気も困難となっている。
【０００４】この発明は、以上の通りの事情に鑑みてな
されたものであり、従来の真空ポンプの排気についての
欠点を解消し、分子速度の大きい軽元素ガスをも確実か
つ簡便に排気し、再生頻度を低減させることのできる、
新しい真空ポンプの排気方法を提供することを目的とし
ている。
されたものであり、従来の真空ポンプの排気についての
欠点を解消し、分子速度の大きい軽元素ガスをも確実か
つ簡便に排気し、再生頻度を低減させることのできる、
新しい真空ポンプの排気方法を提供することを目的とし
ている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、真空チャンバーからのガス流路
に少なくともターボ分子ポンプおよび後段バッフルをガ
ス流路の上流側から下流側に順次配設するとともに、後
段バッフルより下流側のガス流路に粗引きポンプを配設
し、ターボ分子ポンプ内および後段バッフルを冷却し、
接するガス分子の運動速度を減速させてターボ分子ポン
プ内へ逆流する分子束を減少させ、ガスを室温で運転さ
れる粗引きポンプにより排気することを特徴とする真空
ポンプの排気方法を提供する。
を解決するものとして、真空チャンバーからのガス流路
に少なくともターボ分子ポンプおよび後段バッフルをガ
ス流路の上流側から下流側に順次配設するとともに、後
段バッフルより下流側のガス流路に粗引きポンプを配設
し、ターボ分子ポンプ内および後段バッフルを冷却し、
接するガス分子の運動速度を減速させてターボ分子ポン
プ内へ逆流する分子束を減少させ、ガスを室温で運転さ
れる粗引きポンプにより排気することを特徴とする真空
ポンプの排気方法を提供する。
【０００６】この発明においては、少なくともターボ分
子ポンプ内のたとえば動翼および静翼、さらに真空チェ
ンバーからのガス流路においてターボ分子ポンプ出口側
に位置する後段バッフルを直接的あるいは間接的に冷却
する。この冷却によって、真空排気系に衝突し、再び離
脱するガス分子の速度を遅くすることができ、ターボ分
子ポンプ内へ逆流する分子束が減少する。排気性能が向
上し、高い圧縮比が得られる。
子ポンプ内のたとえば動翼および静翼、さらに真空チェ
ンバーからのガス流路においてターボ分子ポンプ出口側
に位置する後段バッフルを直接的あるいは間接的に冷却
する。この冷却によって、真空排気系に衝突し、再び離
脱するガス分子の速度を遅くすることができ、ターボ分
子ポンプ内へ逆流する分子束が減少する。排気性能が向
上し、高い圧縮比が得られる。
【０００７】
【実施例】以下、図面に沿って実施例を示し、この発明
の真空ポンプの排気方法についてさらに詳しく説明す
る。図１は、この発明の真空ポンプの排気方法の一実施
例を原理的に示した構成図である。
の真空ポンプの排気方法についてさらに詳しく説明す
る。図１は、この発明の真空ポンプの排気方法の一実施
例を原理的に示した構成図である。
【０００８】たとえばこの図１に示した例においては、
真空チェンバー（１）を温度300Ｋとし、入口バッフル
（２）、ターボ分子ポンプ（３）および後段バッフル
（４）を７７Ｋに各々液体窒素により冷却している。一
方、粗引きポンプ（５）については、室温で運転するよ
うにしている。
真空チェンバー（１）を温度300Ｋとし、入口バッフル
（２）、ターボ分子ポンプ（３）および後段バッフル
（４）を７７Ｋに各々液体窒素により冷却している。一
方、粗引きポンプ（５）については、室温で運転するよ
うにしている。
【０００９】この真空排気系においては、排気対象であ
る分子量ｍのガスは、温度300 Ｋ、速度Ｖ1で入口バッ
フル（２）へ流入する。また、圧力が分子流領域であ
り、しかも平均自由工程が真空配管より充分長いため、
全てのガス分子はバッフル板に衝突し、液体窒素温度で
速度Ｖ2 で脱離する。分子の平均速度は絶対温度の平方
根に比例するため、この場合にはＶ2＝0.5Ｖ1となる。
すなわち、ガスは常温の約半分の速度に減速される。ま
た、通常のターボ分子ポンプ（３）においては、圧縮比
の対数が排気対象分子の速度に比例するので、全てのガ
ス種について圧縮比が従来の100〜1000倍となる。
る分子量ｍのガスは、温度300 Ｋ、速度Ｖ1で入口バッ
フル（２）へ流入する。また、圧力が分子流領域であ
り、しかも平均自由工程が真空配管より充分長いため、
全てのガス分子はバッフル板に衝突し、液体窒素温度で
速度Ｖ2 で脱離する。分子の平均速度は絶対温度の平方
根に比例するため、この場合にはＶ2＝0.5Ｖ1となる。
すなわち、ガスは常温の約半分の速度に減速される。ま
た、通常のターボ分子ポンプ（３）においては、圧縮比
の対数が排気対象分子の速度に比例するので、全てのガ
ス種について圧縮比が従来の100〜1000倍となる。
【００１０】減速したガスは、ターボ分子ポンプ（３）
の動翼で容易に排出することができ、出口側の後段バッ
フル（４）へ送られる。この間、ガスの温度上昇は起こ
らない。排気されたガスは、粗引きポンプ（５）におい
て室温に戻り、速度が再びＶ1となるものの、もはや真
空チャンバー（１）へ逆流することはない。このように
して、真空排気系全体としての圧縮比が100 〜1000倍と
なり、しかも理想的な状態での到達真空度も１０-2〜１
０-3程度となる。トリチウムを含んだ水素同位体やヘリ
ウム等の軽元素ガスの排気も可能となる。
の動翼で容易に排出することができ、出口側の後段バッ
フル（４）へ送られる。この間、ガスの温度上昇は起こ
らない。排気されたガスは、粗引きポンプ（５）におい
て室温に戻り、速度が再びＶ1となるものの、もはや真
空チャンバー（１）へ逆流することはない。このように
して、真空排気系全体としての圧縮比が100 〜1000倍と
なり、しかも理想的な状態での到達真空度も１０-2〜１
０-3程度となる。トリチウムを含んだ水素同位体やヘリ
ウム等の軽元素ガスの排気も可能となる。
【００１１】なお、ターボ分子ポンプ（３）において
は、排気速度はガス種によらず、装置に固有の性能と真
空チェンバー（１）からターボ分子ポンプ（３）までの
コンダクタンスにより決定される。したがって、この発
明においては、真空チェンバー（１）からターボ分子ポ
ンプ（３）までの単位当たり面積当たりの分子束が冷却
の有無にかかわらず一定なため、排気速度が変化するこ
とはない。
は、排気速度はガス種によらず、装置に固有の性能と真
空チェンバー（１）からターボ分子ポンプ（３）までの
コンダクタンスにより決定される。したがって、この発
明においては、真空チェンバー（１）からターボ分子ポ
ンプ（３）までの単位当たり面積当たりの分子束が冷却
の有無にかかわらず一定なため、排気速度が変化するこ
とはない。
【００１２】冷却は、図１に図示した部位全てについて
行うのが理想的であるが、この発明においては、少なく
ともターボ分子ポンプ（３）の静翼およびターボ分子ポ
ンプ（３）の出口側の後段バッフル（４）を冷却すれば
よい。こうすることで、ターボ分子ポンプ（３）内へ逆
流するガス分子を減速させることができ、排気性能を向
上させることが可能となる。一方、ガス種によっては、
冷却面上での分圧と温度によって冷却面上に凝縮、捕捉
され、その結果として冷却が排気に関与する場合もあ
る。たとえば従来の低温トラップやクライオポンプなど
の真空装置の場合には、定期的に排気を停止して加熱再
生する必要がある。これに対して、図１に例示したよう
な冷却部分は、基本的に常に後段の排気装置に対して開
いているため、定期的な再生を必ずしも必要としない。
行うのが理想的であるが、この発明においては、少なく
ともターボ分子ポンプ（３）の静翼およびターボ分子ポ
ンプ（３）の出口側の後段バッフル（４）を冷却すれば
よい。こうすることで、ターボ分子ポンプ（３）内へ逆
流するガス分子を減速させることができ、排気性能を向
上させることが可能となる。一方、ガス種によっては、
冷却面上での分圧と温度によって冷却面上に凝縮、捕捉
され、その結果として冷却が排気に関与する場合もあ
る。たとえば従来の低温トラップやクライオポンプなど
の真空装置の場合には、定期的に排気を停止して加熱再
生する必要がある。これに対して、図１に例示したよう
な冷却部分は、基本的に常に後段の排気装置に対して開
いているため、定期的な再生を必ずしも必要としない。
【００１３】たとえば着目成分の冷却面温度、たとえば
図１の場合の７７Ｋ、での平衡蒸気圧をＰ0、真空チェ
ンバー（１）での分圧をＰ1、入口バッフル（２）とタ
ーボ分子ポンプ（３）の間での分圧をＰ2とした場合、
Ｐ1＞Ｐ0の時には低温による凝縮が起こるが、これと同
時にＰ0＞Ｐ2であると、凝縮したガスは再びターボ分子
ポンプ（３）側で気化する。このため、ガスを確実に系
外に排出することができ、冷却面上への凝縮成分の蓄積
は、従来の低温トラップやクライオポンプなどに比べて
少なくなる。再生頻度を減少させることができ、条件に
よっては無再生運転も可能となる。また、再生が必要な
場合であっても、入口バッフル（２）、ターボ分子ポン
プ（３）および後段バッフル（４）を交互に順次昇温す
ることにより、真空排気系全体を停止せずに、冷却面に
蓄積した成分を系外に排出することができる。
図１の場合の７７Ｋ、での平衡蒸気圧をＰ0、真空チェ
ンバー（１）での分圧をＰ1、入口バッフル（２）とタ
ーボ分子ポンプ（３）の間での分圧をＰ2とした場合、
Ｐ1＞Ｐ0の時には低温による凝縮が起こるが、これと同
時にＰ0＞Ｐ2であると、凝縮したガスは再びターボ分子
ポンプ（３）側で気化する。このため、ガスを確実に系
外に排出することができ、冷却面上への凝縮成分の蓄積
は、従来の低温トラップやクライオポンプなどに比べて
少なくなる。再生頻度を減少させることができ、条件に
よっては無再生運転も可能となる。また、再生が必要な
場合であっても、入口バッフル（２）、ターボ分子ポン
プ（３）および後段バッフル（４）を交互に順次昇温す
ることにより、真空排気系全体を停止せずに、冷却面に
蓄積した成分を系外に排出することができる。
【００１４】もちろんこの発明は、以上の例によって限
定されるものではない。冷却温度および気体種、また、
真空チェンバー、バッフルおよびターボ分子ポンプの構
造および構成等の細部については様々な態様が可能であ
ることはいうまでもない。
定されるものではない。冷却温度および気体種、また、
真空チェンバー、バッフルおよびターボ分子ポンプの構
造および構成等の細部については様々な態様が可能であ
ることはいうまでもない。
【００１５】
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明によ
って、機械的排気を行うターボ分子ポンプを用いた真空
排気系の排気性能を向上させることができ、しかも再生
頻度を減少させることができる。トリチウムを含んだ水
素同位体やヘリウム等の軽元素ガスの排気も可能とな
る。
って、機械的排気を行うターボ分子ポンプを用いた真空
排気系の排気性能を向上させることができ、しかも再生
頻度を減少させることができる。トリチウムを含んだ水
素同位体やヘリウム等の軽元素ガスの排気も可能とな
る。
【図１】この発明の真空ポンプの排気方法の一実施例を
原理的に示した構成図である。
原理的に示した構成図である。
１ 真空チェンバー
２ 入口バッフル
３ ターボ分子ポンプ
４ 後段バッフル
５ 粗引きポンプ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平２−248659（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−227989（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−25994（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−212395（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−294573（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−393（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F04D 19/04
F04B 37/16
Claims (2)
- 【請求項１】 真空チャンバーからのガス流路に少なく
ともターボ分子ポンプおよび後段バッフルをガス流路の
上流側から下流側に順次配設するとともに、後段バッフ
ルより下流側のガス流路に粗引きポンプを配設し、ター
ボ分子ポンプ内および後段バッフルを冷却し、接するガ
ス分子の運動速度を減速させてターボ分子ポンプ内へ逆
流する分子束を減少させ、ガスを室温で運転される粗引
きポンプにより排気することを特徴とする真空ポンプの
排気方法。 - 【請求項２】 ターボ分子ポンプより上流側のガス流路
に入口バッフルを配設し、この入口バッフルも冷却する
請求項１記載の真空ポンプの排気方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07714392A JP3377224B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 真空ポンプの排気方法 |
| DE19934309929 DE4309929B4 (de) | 1992-03-31 | 1993-03-26 | Verfahren zur Evakuierung durch eine Vakuumpumpe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07714392A JP3377224B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 真空ポンプの排気方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05280465A JPH05280465A (ja) | 1993-10-26 |
| JP3377224B2 true JP3377224B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=13625581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07714392A Expired - Fee Related JP3377224B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 真空ポンプの排気方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3377224B2 (ja) |
| DE (1) | DE4309929B4 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101416155B1 (ko) * | 2007-10-18 | 2014-08-06 | 주식회사 케이씨텍 | 기판건조장치 및 이를 이용한 기판건조방법 |
| RU2462615C1 (ru) * | 2011-04-19 | 2012-09-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Московский Физико-Технический Институт (Государственный Университет)" | Газовый микронасос |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4926648A (en) * | 1988-03-07 | 1990-05-22 | Toshiba Corp. | Turbomolecular pump and method of operating the same |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP07714392A patent/JP3377224B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-03-26 DE DE19934309929 patent/DE4309929B4/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4309929A1 (de) | 1993-10-07 |
| DE4309929B4 (de) | 2004-09-30 |
| JPH05280465A (ja) | 1993-10-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7278831B2 (en) | Apparatus and method for control, pumping and abatement for vacuum process chambers | |
| EP0397051B1 (en) | Evacuation apparatus and evacuation method | |
| JP5637919B2 (ja) | 複合真空ポンプ | |
| JP5719370B2 (ja) | 質量分析システム | |
| JPH11153087A (ja) | 真空ポンプ装置 | |
| JP4806636B2 (ja) | 真空ポンプ | |
| JP3377224B2 (ja) | 真空ポンプの排気方法 | |
| JPS62113887A (ja) | 真空ポンプ | |
| WO1999009317A1 (en) | Cold trap with integral gate valve | |
| JP2007507635A (ja) | 真空ポンプ排出システム | |
| US20150202564A1 (en) | Method For Permeation Extraction of Hydrogen From an Enclosed Volume | |
| JP2002168192A (ja) | 真空ポンプ | |
| JP2001032789A (ja) | 分子ポンプ | |
| USRE36610E (en) | Evacuation apparatus and evacuation method | |
| US5887438A (en) | Low profile in line cryogenic water pump | |
| Berndt et al. | Performance characteristics of large scroll pumps | |
| JPH08319946A (ja) | 核融合装置の真空排気システム | |
| JPH04116295A (ja) | 軸流分子ポンプ | |
| JPH01253590A (ja) | 高真空ポンプ | |
| JP2802035B2 (ja) | 真空排気装置 | |
| Iguchi et al. | Analysis of TMP's Ultimate Pressure and Development of XHV-TMP and XHV-CMP | |
| JPH0633873A (ja) | ターボ分子ポンプ付クライオポンプ装置 | |
| JPS59226291A (ja) | クライオポンプ | |
| CN114901951A (zh) | 真空泵、用于抽空半导体处理腔室的真空泵组以及抽空半导体处理腔室的方法 | |
| Lambertz | Physics of turbomolecular pumps and demonstration of conductance influence in HV |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091206 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091206 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101206 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111206 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |