JP3992176B2 - Vacuum exhaust method and vacuum exhaust device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばスパッタリング装置や真空蒸着装置などの半導体製造装置用の真空ポンプ、特にドライ真空ポンプの消費電力の低減を図った真空排気方法および真空排気装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
初期の半導体製造装置用の真空ポンプとして、油回転真空ポンプが多く使用されていた。このポンプは、回転翼を真空ポンプ油中に浸漬させ、回転翼室内に真空ポンプ油を吸引させることで回転翼室内のシール効果を高める一方、回転翼室内の潤滑を行って効率の高い排気を行うことによって低い到達圧力を容易に得ることができる。
【0003】
油回転ポンプは、吐出口側に排気弁を持っており、回転翼室内の排気ガスは、回転翼室内の真空ポンプ油とともに圧縮され、排気弁から排出される構造となっている。真空ポンプ油が回転翼室内のデッドボリュームとなる空間を満たすことにより少量のガスもこの油に同伴され、大気圧以上の圧力に圧縮されて効率良く排気弁より排出される。排気弁は、回転翼室内からの真空ポンプ油および排気ガスを通過させるが、大気側のガスを回転翼室内に侵入させない役割を持っている。ここでの排気弁によるガス侵入阻止効果は、後述する容積移動形真空ポンプの欠点である逆流ガスによる動力損失を無視できるものとして、消費電力の小さな効率のよいポンプを実現させていた。
【0004】
油回転ポンプは一般的に消費電力が小さく、低い到達圧力が容易に得られる構造の真空ポンプであるが、半導体製造装置に使用される場合には以下の点に留意する必要がある。
【0005】
▲1▼半導体製造装置で使用されるガスには反応性の強いガスが多く、真空ポンプ油との反応により反応生成物を発生させ、これがポンプの回転不能を生じさせたり、ポンプ油を劣化させて潤滑不良を生じさせる不都合がある。
【0006】
▲2▼真空ポンプ油の蒸気が真空容器内に拡散し、汚染を生じさせる。
【0007】
▲3▼使用済みの真空ポンプ油にはヒ素化合物、リン化合物等の毒性物質が含まれることが多く、産業廃棄物としての処理に多額の処理費用がかかる一方、管理上の工数もかかる。
【0008】
これらのような理由から、近年では油回転ポンプに代わって、真空ポンプ油を使用しないドライ真空ポンプが用いられている。ここでいうドライ真空ポンプとは、大気圧からの真空排気が可能であり、吸入室にシール油(作動油)を有しない機械的真空ポンプ(以下、同じ。)であって、容積移動型のルーツ型、クロー型、スクリュー型が多く使用されている。これらのポンプはいずれも2軸構造で、一対のロータは互いに僅かの隙間を保って反対方向に回転することで真空排気を行うもので、接触部分をもたないことから寿命が長く、製造装置から流入するガス中に含まれる固形成分も排気でき、腐食性ガスに対しても耐食性を容易にもたせることができる。
【0009】
上記のように半導体製造設備で使用される真空ポンプは、真空ポンプ油を使用しないドライ真空ポンプに置き換わったが、ドライ真空ポンプは、油回転真空ポンプに比べて消費電力が大きいという問題を有している。特に、環境上の問題からエネルギー消費を抑える必要が生じたことと半導体製造のコストダウンが要求されることから、ドライ真空ポンプの消費電力を50%以下に抑制したいとの要望が生じている。
【0010】
例えば、ルーツ型ドライ真空ポンプは、回転軸に沿って複数のロータを備えた回転体を相隣接して設け、相対向したロータが互いに僅かの隙間を保って逆方向に回転してガスの吸入、排気を行うもので、3段から6段のポンプ室から構成され、各段のポンプ室で順次ポンプ作用を行うものである。このポンプでは、排気ガスが前段部から後段部へと移動するのに伴ってガス圧が上昇することから、排気容量は、前段部より後段部は小さくても良い。同一の軸上に多段のルーツ型ロータを設ける場合、それぞれのロータは、加工のし易さ及びロータ間の同期の取り易さから同一の外形形状とされているのが現状である。そのため、ガスの吸入側から吐出側に向かって排気容量を段階的に小さくするためには、ロータの厚みを段階的に薄くすることで対応している。
【0011】
ここで、ルーツ型ポンプでの排気気体の圧縮は、ロータ表面の凹み部とケーシングにより構成される空間に排気気体が一旦閉じ込められ、ロータが回転することでこの空間が吐出側空間とつながり、その瞬間に吐出側気体が上記空間内に逆流することで行われる。ルーツ型ポンプでは1〜10Pa程度の到達圧力が得られ、到達圧力から3kPa付近までが常用圧力となる。吐出口圧力は大気圧で一定である。したがって、吸入口側を真空に保つためには、圧縮行程でロータ室に逆流したガスを押し戻してやる必要があり、大気圧からの逆流を受け止める最終段では、ガスを押し戻すためにポンプ全体の所要動力の約70%から80%程度が使われる。
【0012】
上述の多段ルーツ型ポンプにおいて、最終段の仕事は、押し戻すガス量が小さければ少なくなる。そのため、上述したようにロータ厚みを薄くしてポンプ後段部の排気容量を小さくしている。このように、最終段の排気容量を小さく設定することによりポンプの常用圧力範囲での所要動力を抑え、省エネルギー化に役立てているのが現状である。
【0013】
クロー型ポンプは、ルーツ型とはロータ形状が異なるだけで排気原理は全く同じである。他方、スクリュー形ポンプは、2本のネジのネジ溝により構成される空間を軸方向に沿って移動させ気体を輸送するもので、吐出部のガスがネジ溝により構成される空間に流れ込み、圧縮が行われるのはルーツ型と同様である。ネジ溝は連続していることから、ルーツ型、クロー型のように任意に後段に向かって排気容量を小さくするためにはネジ溝のピッチを連続して小さくする構造がとられている。しかし、ネジ溝のピッチを変えるには限界があることから、ピッチが異なるロータをブロック状に組み合わせて最終段の排気容量を小さくするなどの工夫が行われている。
【0014】
最終段の排気容量の設定は、そのポンプの用途により異なる。例えば多段ルーツ型ポンプにおいて、1段目に対して最終段の排気量を50%程度に設定したものは、常用圧力範囲において圧縮熱を多く発生する。つまり、半導体製造装置の減圧CVD装置やエッチング装置では、反応の過程で発生するガス中に排気装置内で飽和蒸気圧を超える濃度となると固体として析出するものが含まれているが、これらのガスを排気するためにはドライポンプの温度を100〜160℃程度の高温にして析出を防止する必要がある。この目的から圧縮熱により効率良くポンプを加熱できる50%程度の排気速度比が採用される。
【0015】
一方、スパッタリング装置や蒸着装置などでは、排気されるガスはアルゴンやヘリウムなどの不活性ガスが主体であり、ポンプ温度を高める必要がないことから極力、消費電力が小さいポンプが要求される。この場合には、最終段の排気容量を1段目に対して20〜25%程度に設定する。この設定では、最終段の排気容量が1段目の排気容量の50%程度であるポンプに対して、到達圧力時の消費電力を30〜60%低減させることができる。
【0016】
ところで、ポンプを高温にする必要のない用途のドライポンプにおいては、最終段の排気容量を1段目の排気容量に対して20%以下にすることで更に省エネルギー化を図ることが可能となるが、機械的な面で障害が生じる。例えば最終段の排気容量を1段目に対して25%程度とした場合、最大排気速度が80m3 /Hrクラスのポンプでは、1段目のロータ厚みは30mm程度とする場合が多いが、この場合は、最終段のロータ厚みは7.5mmとなり、ロータ自体の強度が小さくなることから加工時にロータ側面と軸心との直角度が出しにくく、ロータ側面と隔壁間の隙間を0.1mmから0.2mmに保つことが困難である問題が生じる。
【0017】
また、ロータ側面と隔壁との間の隙間は、加工精度およびケーシングとロータ軸の熱膨張差による変動の制限から0.1mmから0.2mm必要とするため、ロータ幅に対する隙間の比率がロータを薄くすることで大きくなり、容積効率が低下する問題も生じる。これに対して、最終段のロータ幅を機械的に安定した幅に設定し、ロータ径を小さくして前段側ロータの幅を決定する方法もあるが、この方法ではポンプ長が長くなり、省スペースの点からは不都合である。
【0018】
一方、特開平6−129384号公報には、上記ドライ真空ポンプ(以下、主ポンプともいう。)の後段に、主ポンプ側から大気側へのガスの流れのみを許容する逆止弁を設けるとともに、主ポンプよりも排気容量の小さい補助ポンプを上記逆止弁をバイパスするように主ポンプの吐出側に設けることによって、主ポンプの吐出側を大気圧以下に排気しポンプ最終段に侵入するガスの押し戻し仕事を低減する技術が開示されている。
【0019】
この技術によれば、従来では大気圧とされていた主ポンプの吐出側が補助ポンプによって大気圧以下の所定の真空度に排気、維持されるために、主ポンプへの逆流ガスが大幅に低減され、よって、逆流ガスの押し戻しに必要とされる動力を確実に低減することが可能となり、主ポンプの駆動動力の省エネルギー(以下、省エネともいう。)化を図ることが可能となる。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報によれば確かに主ポンプの消費電力を低減することは可能となるが、補助ポンプを含めた真空排気系全体から見た場合に必ずしも常に効率の良い省エネ化を図ることができるとは限らない。つまり、主ポンプの低消費電力化が達成されたとしても、主ポンプの低消費電力化に寄与する補助ポンプの運転状態によっては、補助ポンプの消費電力が大きくなって真空排気系全体としての省エネ効果が減殺されることがわかった。
【0021】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、主ポンプ及びその補助ポンプを含めた真空排気系全体の効率の高い省エネ効果を得ることができる真空排気方法および真空排気装置を提供することを課題とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するに当たり、本発明は、主ポンプと共に運転される補助ポンプを備え、主ポンプの吸入圧力が400Paにおける補助ポンプの排気速度を、主ポンプの排気速度の3%以下とする。これにより、補助ポンプの大型化およびその消費電力の増大を抑制し、真空排気系全体としての設置スペースの低減と、効率的な省エネ化を図ることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態では、スパッタリングや蒸着など、排気ガス中にポンプ内で析出堆積する成分を含まないプロセス(ライトプロセス)における真空処理室用の真空排気装置を例に挙げて説明する。
【0024】
図1は本発明の実施の形態による真空排気装置の概略配管構成を示している。真空処理室1は、排気配管5を介して単一のドライ真空ポンプで構成される主ポンプ2に連絡している。主ポンプ2の吐出側には、大気と連絡する配管6a,6bが接続され、これら配管6a,6b間には、主ポンプ2側から大気側へのガスの流れを許容しその反対の流れを禁止する逆止弁4が設けられている。また、主ポンプ2の吐出側を排気する補助ポンプ3が、逆止弁4をバイパスするバイパス配管7a,7b間に配置されている。
【0025】
なお、排気配管5には、真空処理室1と主ポンプ2との間を連通/遮断するメインバルブが図示せずとも配置されており、排気配管5の下流側は排ガス処理装置に接続されている。また、主ポンプ2の上流側にターボ分子ポンプ等の高真空排気用ポンプが接続されていてもよい。
【0026】
主ポンプ2の構成を図2および図3を参照して説明する。本実施の形態における主ポンプ2は容積移送式のルーツ型ドライ真空ポンプで構成されるが、勿論これに限られず、クロー型やスクリュー型といった他の容積移送式あるいは容積移動型のドライ真空ポンプを用いることも可能である。
【0027】
主ポンプとしてのルーツ型ドライ真空ポンプ2は公知の構成を備えている。すなわち、ハウジング20内に軸受26,27によって支持される一対の回転軸21,22が相隣接して収容され、各回転軸21,22にはその軸方向に沿って図3に示す形状の三葉の複数のロータ21a,21bが設けられている。各段におけるロータ21a,21b間には互いに僅かな隙間が形成され、DCブラシレスモータ25によりタイミングギヤ28(ここでは一対のギヤの片側のみ図示)を介して各回転軸を互いに逆方向へ同期回転させることによって、排気配管5が接続される吸入口23から吸入したガスを前段側のロータから後段側のロータへ順次移送し、配管6aが接続される吐出口24へ、移送したガスを送り出すようになっている。これにより、真空処理室1が所定の真空度にまで真空排気される。ここでは最大排気速度が150m3 /Hr(3000Pa)で2Paの到達圧力が得られるルーツ型ドライ真空ポンプが用いられている。
【0028】
ここで本実施の形態では、回転軸21,22に設けたロータ21a,21bを前段側から後段側に向けて段階的に薄くすることによって、ガスの吸い込み側から吐き出し側に向かって排気容量を段階的に小さく設定しており、最終段の排気容量は1段目の排気容量に対して25%とされている。
【0029】
補助ポンプ3には、消費電力の小さい効率の良い構造のポンプが必要である。すなわち、ポンプ構造として、ポンプの圧縮行程において排気ガスの体積が減少する構造のものがよい。具体的には、回転翼型(ゲーデ型)、ピストン型、ダイアフラム型(メンブラン型)、スクロール型が適している。
【0030】
上記主ポンプとして用いられるルーツ型、クロー型、スクリュー型のような容積移動型ポンプでは、ロータとハウジングにより形成される空間内に閉じ込められたガスに対し、ロータの回転によりこの空間が吐出側に開放された瞬間に吐出側ガスが当該空間内に逆流してくることにより圧縮が行われる。したがって、容積移動型ポンプでは逆流ガスを効率良く小さくすることができず、省エネ率が小さくなる。
【0031】
これに対して、上記のような圧縮行程において排気ガスの体積が減少する構造のポンプにおいては、圧縮過程で体積が小さくなり大気圧以上となって吐出口から排出されるので、容積移動型ポンプのような逆流は基本的に発生しない。また、ピストン型、ダイアフラム型の往復動型ポンプは、その排気原理から吸入弁、吐出弁を持たなければならないことから、吐出口からポンプ室(シリンダ内)への逆流は存在しない。回転翼型においては、ガスが排出される段階で圧縮が不十分で大気圧以上とならなかった場合においても、その時点でのロータ室の吐出口側に開放される体積は小さいことから逆流の影響は小さい。実際には、ロータ室内が大気圧以上になると開放する排気弁を設けることができるので、逆流はさらに抑制される。
【0032】
以上の説明から明らかなように、回転翼型(ゲーデ型)、ピストン型、ダイアフラム型(メンブラン型)、スクロール型といった構造の真空ポンプを補助ポンプ3として用いることによって、本発明に係る真空排気装置の高い省エネ効果を得ることが可能となる。
【0033】
なお、本実施の形態における補助ポンプ3は、その具体的な構成の図示は省略するが、本実施の形態では最大排気速度が1.8m3 /Hrであり、20kPa以下の到達圧力を有する回転翼型(ゲーデ型)のドライ真空ポンプが用いられている。
【0034】
一方、上記の排気原理および構造とは異なる他の原理および構造のポンプとして、例えば気体の粘性を利用したドラッグ型、ボルテックス型、ターボ型真空ポンプはポンプ効率が低いことから、上記補助ポンプ3としては適切ではない。また、ガスまたは水エゼクタは、トータルエネルギー効率が低いことと、作動ガス、作動液による真空の汚染が生じる可能性があるので、これも補助ポンプ3として適切ではない。
【0035】
次に、逆止弁4の構成を図4を参照して説明する。
【0036】
逆止弁4は、大気側に位置する筒状の上本体41と主ポンプ2側に位置する筒状の下本体42とからなるハウジング40、上本体41と下本体42との間に形成される弁室44、弁室44の下本体42側端部に形成される環状の弁座45、弁座45に対して着離座可能な弁球46および、弁室44の上本体41側に形成され弁球46の所定以上のリフト動作を規制するためのストッパ47とを備えている。
【0037】
上本体41と下本体42との結合面には環状のシールリング48が介装されるとともに、上本体41と下本体42とが複数本のボルト部材43により結合されることによって、両者が気密に一体化されている。弁球46は例えば中空のステンレス球からなり、その表面は薄いゴム膜で被覆されている。本実施の形態では、弁球46の自重は約50gであり、当該逆止弁4の入口側の圧力が大気圧より約700Pa高くなると図4において上方へ持ち上げられる(リフトする)ようになっている。ストッパ47は、図示するように上本体41の筒状の下端部の周方向に沿って90度間隔に下方に突出する4本の爪から構成される。したがって、弁球46を持ち上げて弁室44内に流入したガスは、ストッパ47を構成する各爪の間を通って大気側へ流出することになる。
【0038】
上記構成の逆止弁4は流体の抵抗が小さく、入口側の僅かな圧力上昇で開弁するので早い圧力変動にも追従することができる。つまり、主ポンプ2として用いられる容積移動型ポンプでは、ポンプ吐出部のガスはロータ室内に逆流したりロータ室から押し出されたりする動きを繰り返していることから、ポンプ吐出部のガスは脈動を生じており、主ポンプ2の吸入ガス量が少なくなると弁球46はここでの脈動の影響で弁座45に対する着座、離座を繰り返すようになる。この場合、脈動に対する弁体の追従性が悪いと、弁体が着座している時間がなくなり、補助ポンプの吸入側は大気圧に開放されたままとなって主ポンプの吐出部を減圧することができなくなる。そこで本実施の形態では、逆止弁4の弁体(46)を球状とし、その自重のみで逆止弁4の開閉を行うようにしており、脈動に対する追従性を高めるようにしている。
【0039】
なお、一般の逆止弁の構造は弁体をばねで弁座に向けて付勢していたり、弁体をドアのようにスイングさせるものが多いが、これらのものは低い開放圧力を得ること、脈動に対する弁体の追従性を確保すること、閉となった時の漏れ(リーク)をなくすことの各点において困難が多く、本発明に係る真空排気装置における逆止弁として用いるには適さない。
【0040】
次に、以上のように構成される本実施の形態の真空排気装置の作用と併せて、本発明の詳細について説明する。
【0041】
真空処理室1は、主ポンプ2によって大気圧から所定の真空度にまで粗引き排気される。補助ポンプ3は、主ポンプ2が運転しているときは常時運転される。主ポンプ2の排気ガス量が多いために補助ポンプ3で主ポンプ2の吐出側を排気しても大気圧以下とならない場合は、逆止弁4が開いて排気ガスを図1において矢印aで示す方向に排出する。一方、真空処理室1の排気作用が進むと、ドライ真空ポンプ2の吸入圧力は低下し、これに伴って主ポンプ2の吐出口24のガス量が低下する。
【0042】
主ポンプ2の吐出側が補助ポンプ3の排気作用によって大気圧以下とすることができるガス流量となると、逆止弁4は開閉を繰り返す脈動状態となる。本実施の形態では、上述のように逆止弁4を脈動に対する追従性を高めた構造となっているので、本発明の真空排気装置を高い信頼性を確保して運転することができる。
【0043】
主ポンプ2の吐出側が大気圧以下となると逆止弁4は完全に閉じ、以後、図1における矢印aの方向のガスの流れはなくなり、補助ポンプ3の排気作用による矢印bの方向への排気のみとなる。これにより、主ポンプ2の吐出圧は低下し始め、主ポンプ3への逆流ガス量が低減するので、主ポンプ2の消費電力は減少する。
【0044】
なお、逆止弁4が開弁するぐらいに主ポンプ2の排気ガス量が大きい状態では、補助ポンプ3はあまり役に立っておらず、主ポンプ2の消費電力と補助ポンプ3の消費電力とを合わせた真空排気装置全体の消費電力は、補助ポンプ3を運転させないときに比べて大きくなる。しかし、半導体製造装置においては真空処理室(真空容器)の体積は100リットル以下のものが多く、補助ポンプ3が役に立つ圧力に達する時間は数分であることから、省エネの点からは無視することができる。
【0045】
図5は、排気速度150m3 /Hrの主ポンプ2の後段(吐出側)に排気速度1.8m3 /Hrの補助ポンプ3を取り付けた真空排気装置の、主ポンプ2の吸入圧力に対する消費電力(主ポンプ2+補助ポンプ3)特性を示している。主ポンプ2は上述したように最終段の排気容量が1段目の排気容量に対して25%に設定された省エネタイプのポンプである。図5において一点鎖線は補助ポンプ3を取り付けない場合を示し、実線は補助ポンプ3および逆止弁4を取り付けた場合を示している。なお、横軸(吸入圧力)は対数目盛としている。
【0046】
図5に示すように、補助ポンプ3を取り付けることで、1kPa以下の圧力範囲では消費電力は急激に下がり、補助ポンプ3を取り付けない場合と比較すると、到達圧力時においては1.35kWの消費電力が0.32kWとなり、約76%の省エネ率(消費電力削減率)が得られている。また、主ポンプ2の吸入圧力が400Paの場合には、補助ポンプ無しの場合の消費電力が1.4kWに対し、補助ポンプ3を付けたときの消費電力は0.67kWとなり、省エネ率は約52%となる。
【0047】
なお、補助ポンプ3の排気速度を大きくすると、主ポンプ2の消費電力が減少を開始する圧力が図示する1kPa近傍から図中右側、すなわち吸入圧力が高い方に移動し、省エネが有効となる圧力範囲が広がる。しかし、補助ポンプ3の排気速度を大きくすると補助ポンプの消費電力が増大し、省エネ効果が小さくなる。一般に半導体製造装置で使用される真空排気系では、少量のプロセスガスを真空処理室1に流し込み、所定の圧力を維持しながら成膜等の処理を行う。その際の主ポンプ2の吸入圧力は、高い場合でも1500Pa程度であることから、3000Pa程度以下の吸入圧力範囲で省エネ効果が得られれば本発明の目的は達成される。
【0048】
次に、図6は、主ポンプとしてのドライ真空ポンプをターボ分子ポンプの後段側ポンプとして使用した場合を想定して、互いに排気速度が異なる主ポンプと補助ポンプとを組み合わせたときの排気速度比と消費電力比との関係を示している。主ポンプの吸入圧力は、400Paである。
ここで、排気速度比とは補助ポンプの排気速度と主ポンプの排気速度との比をいい、消費電力比とは、補助ポンプ使用時の消費電力と補助ポンプ非使用時の消費電力との比をいい、従って消費電力比100%は省エネ効果が全くない場合をいう。なお、補助ポンプ使用時の消費電力は主ポンプと補助ポンプの総計の消費電力を、補助ポンプ非使用時の消費電力は主ポンプの消費電力をそれぞれ意味する。
【0049】
図6から、排気速度比が大きくなればなるほど消費電力比は低くなり、よって省エネ効果が高まることがわかる。また、排気速度比が3%付近になると消費電力比の低減率が小さくなることが認められるが、その理由については後述する。以上から、主ポンプの吸入圧力が400Paの時、当該主ポンプの排気速度に対して3%以下の排気速度を持つ補助ポンプを使用することにより省エネ化を効率良く達成することができる。
本実施の形態においては、主ポンプ2と補助ポンプ3の排気速度比は1.2%であるので、上記条件を満足する。
【0050】
主ポンプに対する補助ポンプの排気速度比を大きくすることにより主ポンプの省エネ効果が現れる吸入圧力は上述のとおり高圧側に移行するが、反面、補助ポンプの消費電力は大きくなり、主ポンプと補助ポンプとを合わせた消費電力は、補助ポンプを使用しない場合の消費電力より大きくなってしまう。このことを図7及び図8を参照して説明する。
【0051】
ここで、図7は、補助ポンプとして使用できるポンプの排気速度に対する消費電力の代表的な値を示したものである。また、図8は、本実施の形態における主ポンプ2としての150m3 /Hrの排気速度のドライ真空ポンプを例にとり、主ポンプ吸入圧力400Paの排気速度に対する図7に示した特性の補助ポンプの排気速度比を変化させた場合の消費電力を示したものである。
【0052】
図8において、一点鎖線は主ポンプ2のみの消費電力で、補助ポンプの排気速度比を大きくすることで急激に消費電力を減少するが、排気速度比4%程度以上では主ポンプ2のメカニカルロスの値に収斂する。破線は図7に示した特性の補助ポンプの消費電力を排気速度比との関係に置き換えて示したものである。そして、実線はこれらの和で、これが真空排気装置としての消費電力となる。
【0053】
図8の実線で示す結果から、主ポンプ2に対する上記補助ポンプの排気速度比3%程度が最も低い消費電力を示すことがわかる。主ポンプ2の吸入圧力400Paにおいて省エネ率50%(図5参照)を得る場合を検討すると、上記排気速度比は1.2%又は9.4%のどちらでもよいことになるが、排気速度比9.4%での補助ポンプは、1.2%の補助ポンプ(すなわち本実施の形態における補助ポンプ3)より大型となり、設置スペースおよびポンプを製造するためのエネルギーの比較においては不具合を生ずることになる。したがって、排気速度比が3%以下の補助ポンプを選択すれば、全体的に省エネ率の高い真空排気装置を得ることができる一方、排気速度比が3%超の補助ポンプでは、逆に省エネ効果が減殺されることがわかる。
【0054】
一方、図5に実線で示したように、10Pa以下の吸入圧力範囲では消費電力はほぼ水平となっている。この状態は、主ポンプ2の吐出部圧力が低くなりポンプ室内の圧縮仕事が無視できるほど小さくなった場合で、ここでの消費電力は、主ポンプ2の軸受26,27や、DCモータ25の回転駆動力を各回転軸21,22へ伝達するタイミングギヤなどの機械損(メカニカルロス)を表している。主ポンプ2の吸入圧力を徐々に高めていくと消費電力も徐々に上昇する。このことは、主ポンプ2の最終段で圧縮仕事(ここでは、逆流ガスを押し戻す仕事)が目に見えるかたちとなってきたことを示している。主ポンプ2の消費電力は、吐出部圧力と比例的関係を持つので、図5の実線で示す低い消費電力を得るには、補助ポンプがここでの測定時の吐出圧まで排気できる能力を持っていなければならないことになる。
【0055】
そこで、種々の排気速度の異なるドライポンプを使用して到達圧力時の消費電力から10%消費電力が上昇する吸入ガス量の設定を行い、このときの補助ポンプの圧力を調べると、6.5kPaから20kPaの値が得られた。このことは、補助ポンプ3として20kPa以下の圧力まで排気できる能力を持ったポンプを使用しないと、到達圧力時において主ポンプ2のメカニカルロスと等しい消費電力が得られないことを示している。
【0056】
続いて、図9の実線は本実施の形態における真空排気装置の排気速度特性を、一点鎖線で示す補助ポンプがない場合の排気速度特性と比較して示している。1kPa以下の吸入圧力では、補助ポンプがない場合に比べて約10%排気速度が大きくなっている。更に、到達圧力は2Paから1Paに向上している。これは、主ポンプ2の吐出口圧力が低下したことで逆流ガス量が小さくなり、容積効率が高まったことによる。補助ポンプ3の付加は、消費電力の削減のみの効果に止まらず、排気速度および到達圧力の向上にも効果がある。
【0057】
以上のように、本実施の形態によれば、小さい排気能力を持った補助ポンプで主ポンプの消費電力を効率良く低減することができるので、真空排気装置全体としての効率的な省エネ化を図ることができる。
一例を挙げるならば、φ200mmのウェーハを月産10000枚加工する半導体工場においてドライ真空ポンプ(主ポンプ)が概略300台使用されていると、本発明の対象となるライトプロセスに使用されているドライ真空ポンプが全体の30%を占めるとすると、その数は90台となる。これらに補助ポンプ無しのドライ真空ポンプが使用されていて、これらを本発明の補助ポンプ付きのドライ真空ポンプと置き換えるとともに、当該補助ポンプとして上記実施の形態の補助ポンプ3の特性(排気速度比)を具備するポンプを選定することによって、一台当たり1kWの電力が削減できることとなることから、一年当たりの電気料金は一工場当たり1182万円節約できることとなる(1kW=15円として計算)。更に、二酸化炭素の排出量を求めると276tの削減効果が得られる。
【0058】
一方、補助ポンプ3は取付スペースが小さく、主ポンプ2の吐出配管へ接続されるバイパス配管7a,7bも10mm程度の細い配管で構成することができ、しかも、電気制御系も必要としないことから、既存のドライ真空ポンプを容易かつ安価にここでの省エネ型ポンプ(真空排気装置)に改造することができる。これにより、半導体製造コストの削減および環境への付加低減に大きく寄与することができる。
【0059】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【0060】
例えば以上の実施の形態では、主ポンプ2として単一のドライ真空ポンプを用いて説明したが、これに限らず、例えばルーツ型ドライ真空ポンプを複数段直列的に接続して構成した複合型ポンプを上記主ポンプとして用いることも可能である。
【0061】
また、以上の実施の形態では補助ポンプ3を単一の主ポンプ2の吐出側に接続する構成について説明したが、例えば図10に示すように、複数台(図では3台)並列的に配置された主ポンプ2A〜2Cの吐出側を一台の補助ポンプ3で排気する構成も、本発明は適用可能である。図示する例は、主ポンプ2A〜2C各々に対して逆止弁4A〜4Cを設けるとともに補助ポンプ3との間に開閉弁11A〜11Cを設けている。各主ポンプ2A〜2Cは互いに異なる真空処理室に連絡しているものとする。この場合、主ポンプ2A〜2Cの動作台数によって補助ポンプ3の吸入ガス量が変動するので、主ポンプ2A〜2Cの動作台数に応じて補助ポンプの排気速度(回転数)を可変とするのが望ましい。
【0062】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の真空排気方法および真空排気装置によれば、小さい排気能力を持った補助ポンプで主ポンプの消費電力を効率良く低減することができるので、真空排気装置全体としての効率的な省エネ化を図ることができる。また、補助ポンプとして小型のポンプを用いることができるので、補助ポンプの設置スペースを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による真空排気装置の概略配管構成図である。
【図2】本発明の実施の形態における主ポンプの構成を示す断面図である。
【図3】図2における[3]−[3]線方向断面図である。
【図4】本発明の実施の形態における逆止弁の構成を示す断面図である。
【図5】本発明の実施の形態における真空排気装置の作用を説明する図であり、主ポンプ吸入圧力と装置全体の消費電力との関係を示す。
【図6】本発明の実施の形態における真空排気装置の作用を説明する図であり、主ポンプに対する補助ポンプの排気速度比と消費電力比との関係を示す。
【図7】代表的な補助ポンプの排気速度と消費電力との関係を示す図である。
【図8】本発明の実施の形態における真空排気装置の消費電力特性を示す図である。
【図9】本発明の実施の形態における真空排気装置の吸入圧力と排気速度との関係を示す図である。
【図10】本発明の実施の形態の変形例を示す真空排気装置の概略配管構成図である。
【符号の説明】
1 真空処理室
2 主ポンプ
3 補助ポンプ
4 逆止弁
21,22 回転軸
21a,22a ロータ
45 弁座
46 弁球[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vacuum pump and a vacuum pump for reducing the power consumption of a vacuum pump for a semiconductor manufacturing apparatus such as a sputtering apparatus or a vacuum deposition apparatus, in particular, a dry vacuum pump.
[0002]
[Prior art]
Many oil rotary vacuum pumps were used as vacuum pumps for early semiconductor manufacturing equipment. This pump enhances the sealing effect in the rotor blade chamber by immersing the rotor blade in the vacuum pump oil and sucks the vacuum pump oil into the rotor blade chamber, while performing lubrication in the rotor blade chamber to achieve highly efficient exhaust. By doing so, a low ultimate pressure can be easily obtained.
[0003]
The oil rotary pump has an exhaust valve on the discharge port side, and the exhaust gas in the rotor blade chamber is compressed together with the vacuum pump oil in the rotor blade chamber and discharged from the exhaust valve. When the vacuum pump oil fills the space that becomes a dead volume in the rotor blade chamber, a small amount of gas is also entrained in the oil, compressed to a pressure higher than atmospheric pressure, and efficiently discharged from the exhaust valve. The exhaust valve allows the vacuum pump oil and the exhaust gas from the rotor blade chamber to pass through, but has a role of preventing the atmosphere side gas from entering the rotor blade chamber. The gas intrusion prevention effect by the exhaust valve here has realized an efficient pump with small power consumption, assuming that power loss due to the backflow gas, which is a drawback of the displacement moving vacuum pump described later, can be ignored.
[0004]
An oil rotary pump is a vacuum pump having a structure that generally consumes less power and can easily obtain a low ultimate pressure. However, when used in a semiconductor manufacturing apparatus, it is necessary to pay attention to the following points.
[0005]
(1) Most of the gases used in semiconductor manufacturing equipment are highly reactive gases, and reaction products are generated by reaction with vacuum pump oil, which can cause the pump to become unrotatable or cause pump oil to deteriorate. Inconvenient to cause poor lubrication.
[0006]
(2) The vapor of the vacuum pump oil diffuses into the vacuum vessel, causing contamination.
[0007]
(3) The used vacuum pump oil often contains toxic substances such as arsenic compounds and phosphorus compounds, which requires a large amount of processing costs for processing as industrial waste, and also requires management man-hours.
[0008]
For these reasons, in recent years, dry vacuum pumps that do not use vacuum pump oil are used instead of oil rotary pumps. The dry vacuum pump here is a mechanical vacuum pump (hereinafter the same) that can be evacuated from the atmospheric pressure and does not have seal oil (hydraulic oil) in the suction chamber, Roots type, claw type and screw type are often used. Each of these pumps has a biaxial structure, and a pair of rotors are evacuated by rotating in opposite directions while maintaining a slight gap between them, and since there is no contact portion, the life is long and the manufacturing apparatus The solid component contained in the gas flowing in from the gas can be exhausted, and the corrosion resistance can be easily given to the corrosive gas.
[0009]
As described above, vacuum pumps used in semiconductor manufacturing facilities have been replaced with dry vacuum pumps that do not use vacuum pump oil, but dry vacuum pumps have the problem of higher power consumption than oil rotary vacuum pumps. ing. In particular, there is a need to reduce the power consumption of the dry vacuum pump to 50% or less because it is necessary to reduce energy consumption due to environmental problems and cost reduction of semiconductor manufacturing is required.
[0010]
For example, a roots-type dry vacuum pump is provided with a rotating body having a plurality of rotors adjacent to each other along a rotation axis, and the rotors facing each other rotate in the opposite direction with a slight gap therebetween to suck gas. The exhaust chamber is composed of three to six pump chambers, and sequentially pumps in each pump chamber. In this pump, since the gas pressure increases as the exhaust gas moves from the front stage to the rear stage, the exhaust capacity may be smaller in the rear stage than in the front stage. In the case where multiple roots-type rotors are provided on the same shaft, the current outer shapes of the rotors are the same due to the ease of processing and the ease of synchronization between the rotors. Therefore, in order to reduce the exhaust capacity stepwise from the gas suction side to the discharge side, it is possible to reduce the rotor thickness stepwise.
[0011]
Here, the compression of the exhaust gas by the Roots type pump is such that the exhaust gas is once confined in the space constituted by the recess on the rotor surface and the casing, and this space is connected to the discharge side space by rotating the rotor. This is done by instantaneously flowing back the discharge side gas into the space. In the Roots-type pump, an ultimate pressure of about 1 to 10 Pa is obtained, and the pressure from the ultimate pressure to around 3 kPa is a normal pressure. The discharge port pressure is constant at atmospheric pressure. Therefore, in order to keep the suction side in a vacuum, it is necessary to push back the gas that has flowed back into the rotor chamber during the compression stroke, and in the final stage that receives back flow from atmospheric pressure, the entire pump needs to be pushed back. About 70% to 80% of the power is used.
[0012]
In the above-mentioned multi-stage roots type pump, the work of the final stage is reduced if the amount of gas to be pushed back is small. For this reason, as described above, the rotor thickness is reduced to reduce the exhaust capacity of the pump rear stage. In this way, by setting the exhaust capacity of the final stage to be small, the required power in the normal pressure range of the pump is suppressed, which is currently used for energy saving.
[0013]
The claw pump has the same exhaust principle as the root type except for the rotor shape. On the other hand, the screw-type pump transports gas by moving the space formed by the screw grooves of two screws along the axial direction, and the gas of the discharge part flows into the space formed by the screw grooves and is compressed. Is performed in the same manner as in the roots type. Since the thread groove is continuous, a structure is adopted in which the pitch of the thread groove is continuously reduced in order to reduce the exhaust capacity as desired, such as roots type or claw type. However, since there is a limit to changing the pitch of the thread groove, a contrivance has been made such as combining the rotors having different pitches in a block shape to reduce the exhaust capacity of the final stage.
[0014]
The setting of the exhaust capacity of the final stage differs depending on the use of the pump. For example, in a multi-stage Roots type pump, when the displacement of the final stage is set to about 50% with respect to the first stage, a large amount of compression heat is generated in the normal pressure range. That is, in the low pressure CVD apparatus and the etching apparatus of the semiconductor manufacturing apparatus, the gas generated in the course of the reaction includes one that precipitates as a solid when the concentration exceeds the saturated vapor pressure in the exhaust apparatus. In order to exhaust gas, it is necessary to prevent precipitation by raising the temperature of the dry pump to about 100 to 160 ° C. For this purpose, an exhaust speed ratio of about 50% that can efficiently heat the pump by compression heat is employed.
[0015]
On the other hand, in a sputtering apparatus or a vapor deposition apparatus, the exhausted gas is mainly an inert gas such as argon or helium, and it is not necessary to increase the pump temperature, so that a pump with as little power consumption as possible is required. In this case, the final stage exhaust capacity is set to about 20 to 25% with respect to the first stage. With this setting, the power consumption at the ultimate pressure can be reduced by 30 to 60% with respect to the pump whose final stage exhaust capacity is about 50% of the first stage exhaust capacity.
[0016]
By the way, in a dry pump for applications that do not require a high temperature pump, it is possible to further save energy by setting the final stage exhaust capacity to 20% or less of the first stage exhaust capacity. , Mechanical failure occurs. For example, when the final stage exhaust capacity is about 25% of the first stage, the maximum exhaust speed is 80 m. Three In the / Hr class pump, the thickness of the first stage rotor is often about 30 mm. In this case, the rotor thickness of the final stage is 7.5 mm, and the strength of the rotor itself is reduced. There is a problem that it is difficult to obtain a perpendicularity between the side surface and the shaft center, and it is difficult to maintain a gap between the rotor side surface and the partition wall from 0.1 mm to 0.2 mm.
[0017]
In addition, since the clearance between the rotor side surface and the partition wall is required to be 0.1 mm to 0.2 mm due to the processing accuracy and the limitation of fluctuation due to the difference in thermal expansion between the casing and the rotor shaft, the ratio of the clearance to the rotor width Increasing the thickness will increase the volume efficiency. On the other hand, there is a method in which the width of the rotor on the final stage is set to a mechanically stable width and the rotor diameter is reduced to determine the width of the front rotor, but this method increases the pump length and saves it. Inconvenient in terms of space.
[0018]
On the other hand, JP-A-6-129384 provides a check valve that allows only gas flow from the main pump side to the atmosphere side after the dry vacuum pump (hereinafter also referred to as main pump). By providing an auxiliary pump with a smaller exhaust capacity than the main pump on the discharge side of the main pump so as to bypass the check valve, the gas that exhausts the discharge side of the main pump below the atmospheric pressure and enters the final stage of the pump A technique for reducing the pushing back work is disclosed.
[0019]
According to this technique, since the discharge side of the main pump, which has been conventionally set to atmospheric pressure, is evacuated and maintained by the auxiliary pump at a predetermined vacuum level below atmospheric pressure, the backflow gas to the main pump is greatly reduced. Therefore, it is possible to surely reduce the power required for pushing back the backflow gas, and energy saving (hereinafter also referred to as energy saving) of the driving power of the main pump can be achieved.
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above publication, it is possible to surely reduce the power consumption of the main pump, but it is always possible to achieve efficient energy saving when viewed from the whole vacuum exhaust system including the auxiliary pump. Not necessarily. In other words, even if the power consumption of the main pump is reduced, depending on the operating state of the auxiliary pump that contributes to lowering the power consumption of the main pump, the power consumption of the auxiliary pump increases and the overall vacuum exhaust system can save energy. It turns out that the effect is reduced.
[0021]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vacuum exhaust method and a vacuum exhaust apparatus capable of obtaining a highly efficient energy saving effect of the entire vacuum exhaust system including the main pump and the auxiliary pump. .
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In solving the above problems, the present invention provides: With an auxiliary pump operated with the main pump, The exhaust speed of the auxiliary pump when the suction pressure of the main pump is 400 Pa is set to 3% or less of the exhaust speed of the main pump. Thereby, the increase in the size of the auxiliary pump and the increase in power consumption thereof can be suppressed, the installation space of the entire vacuum exhaust system can be reduced, and efficient energy saving can be achieved.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, a vacuum exhaust apparatus for a vacuum processing chamber will be described as an example in a process (light process) in which exhaust gas does not contain a component that deposits and accumulates in a pump, such as sputtering and vapor deposition.
[0024]
FIG. 1 shows a schematic piping configuration of an evacuation apparatus according to an embodiment of the present invention. The
[0025]
Note that a main valve for communicating / blocking between the
[0026]
The configuration of the
[0027]
The roots type
[0028]
Here, in the present embodiment, the
[0029]
The
[0030]
In the displacement type pumps such as the root type, claw type, and screw type used as the main pump, the space is moved to the discharge side by the rotation of the rotor against the gas confined in the space formed by the rotor and the housing. The compression is performed by the discharge-side gas flowing back into the space at the moment of opening. Therefore, in the positive displacement pump, the backflow gas cannot be reduced efficiently, and the energy saving rate is reduced.
[0031]
On the other hand, in a pump having a structure in which the volume of exhaust gas is reduced in the compression stroke as described above, the volume is reduced during the compression process and becomes equal to or higher than atmospheric pressure, so that the volume displacement pump Such a reverse flow does not occur basically. Further, since the piston-type and diaphragm-type reciprocating pumps must have a suction valve and a discharge valve from the principle of exhaust, there is no back flow from the discharge port to the pump chamber (inside the cylinder). In the rotary blade type, even if the compression is insufficient and the pressure does not exceed the atmospheric pressure at the stage of gas discharge, the volume released to the discharge port side of the rotor chamber at that time is small, so backflow The impact is small. In practice, an exhaust valve that opens when the rotor chamber is at or above atmospheric pressure can be provided, so that backflow is further suppressed.
[0032]
As is apparent from the above description, the vacuum pumping apparatus according to the present invention is obtained by using as the auxiliary pump 3 a vacuum pump having a structure such as a rotary blade type (Gode type), a piston type, a diaphragm type (membrane type), or a scroll type. High energy saving effect can be obtained.
[0033]
In addition, although illustration of the specific structure of the
[0034]
On the other hand, as a pump of another principle and structure different from the above-described exhaustion principle and structure, for example, drag type, vortex type, and turbo type vacuum pumps using gas viscosity are low in pump efficiency. Is not appropriate. In addition, the gas or water ejector is not suitable as the
[0035]
Next, the structure of the
[0036]
The
[0037]
An
[0038]
The
[0039]
In addition, the structure of a general check valve often urges the valve body toward the valve seat with a spring or swings the valve body like a door, but these ones obtain a low opening pressure. There are many difficulties in securing the followability of the valve body against pulsation and eliminating leakage when it is closed, and it is suitable for use as a check valve in the vacuum exhaust apparatus according to the present invention. Absent.
[0040]
Next, the details of the present invention will be described together with the operation of the vacuum exhaust apparatus of the present embodiment configured as described above.
[0041]
The
[0042]
When the discharge side of the
[0043]
When the discharge side of the
[0044]
When the exhaust gas amount of the
[0045]
FIG. 5 shows an exhaust speed of 150 m Three / Hr pump speed 1.8m after main pump 2 (discharge side) Three The graph shows the power consumption (
[0046]
As shown in FIG. 5, by attaching the
[0047]
When the exhaust speed of the
[0048]
Next, FIG. 6 shows a pumping speed ratio when a main pump and an auxiliary pump having different pumping speeds are combined, assuming that a dry vacuum pump as a main pump is used as a downstream pump of a turbo molecular pump. And the power consumption ratio. The suction pressure of the main pump is 400 Pa.
Here, the pumping speed ratio is the ratio of the pumping speed of the auxiliary pump to the pumping speed of the main pump, and the power consumption ratio is the ratio of the power consumption when the auxiliary pump is used and the power consumption when the auxiliary pump is not used. Therefore, the power consumption ratio of 100% means that there is no energy saving effect. The power consumption when the auxiliary pump is used means the total power consumption of the main pump and the auxiliary pump, and the power consumption when the auxiliary pump is not used means the power consumption of the main pump.
[0049]
From FIG. 6, it can be seen that the power consumption ratio decreases as the exhaust speed ratio increases, and thus the energy saving effect increases. Moreover, it is recognized that the reduction rate of the power consumption ratio decreases when the exhaust speed ratio is close to 3%. The reason will be described later. From the above, when the suction pressure of the main pump is 400 Pa, energy saving can be efficiently achieved by using the auxiliary pump having an exhaust speed of 3% or less with respect to the exhaust speed of the main pump.
In the present embodiment, the exhaust speed ratio of the
[0050]
The suction pressure at which the energy saving effect of the main pump appears by increasing the pumping speed ratio of the auxiliary pump to the main pump shifts to the high pressure side as described above. However, the power consumption of the auxiliary pump increases, and the main pump and the auxiliary pump The combined power consumption becomes larger than the power consumption when the auxiliary pump is not used. This will be described with reference to FIGS.
[0051]
Here, FIG. 7 shows typical values of power consumption with respect to the pumping speed of a pump that can be used as an auxiliary pump. FIG. 8 shows 150 m as the
[0052]
In FIG. 8, the alternate long and short dash line is the power consumption of only the
[0053]
From the result shown by the solid line in FIG. 8, it can be seen that an exhaust speed ratio of about 3% of the auxiliary pump with respect to the
[0054]
On the other hand, as shown by the solid line in FIG. 5, the power consumption is almost horizontal in the suction pressure range of 10 Pa or less. This state is when the discharge pressure of the
[0055]
Therefore, when various dry pumps having different exhaust speeds are used to set the intake gas amount in which the power consumption increases by 10% from the power consumption at the ultimate pressure, and the pressure of the auxiliary pump at this time is examined, 6.5 kPa A value of 20 kPa was obtained. This indicates that the power consumption equal to the mechanical loss of the
[0056]
Subsequently, the solid line in FIG. 9 shows the exhaust speed characteristics of the vacuum exhaust apparatus in the present embodiment in comparison with the exhaust speed characteristics in the case where there is no auxiliary pump indicated by a one-dot chain line. At a suction pressure of 1 kPa or less, the exhaust speed is increased by about 10% compared to the case without an auxiliary pump. Furthermore, the ultimate pressure is improved from 2 Pa to 1 Pa. This is because the volume of backflow gas is reduced and the volumetric efficiency is increased because the discharge port pressure of the
[0057]
As described above, according to the present embodiment, the power consumption of the main pump can be efficiently reduced with an auxiliary pump having a small exhaust capacity, so that the entire vacuum exhaust system can be efficiently saved. be able to.
For example, if approximately 300 dry vacuum pumps (main pumps) are used in a semiconductor factory that processes 10,000 wafers of φ200 mm per month, the dry process used in the light process that is the subject of the present invention. If the vacuum pumps account for 30% of the total, the number is 90 units. A dry vacuum pump without an auxiliary pump is used for these, and these are replaced with the dry vacuum pump with an auxiliary pump of the present invention, and the characteristics (pumping speed ratio) of the
[0058]
On the other hand, the
[0059]
The embodiment of the present invention has been described above. Of course, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.
[0060]
For example, in the above embodiments, a single dry vacuum pump has been described as the
[0061]
Moreover, although the above embodiment demonstrated the structure which connects the
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the evacuation method and the evacuation apparatus of the present invention, the power consumption of the main pump can be efficiently reduced with an auxiliary pump having a small evacuation capacity. Efficient energy saving can be achieved. Moreover, since a small pump can be used as an auxiliary pump, the installation space of an auxiliary pump can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic piping configuration diagram of an evacuation apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a main pump in the embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view in the direction of line [3]-[3] in FIG. 2;
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of a check valve in the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the vacuum exhaust apparatus according to the embodiment of the present invention, and shows the relationship between the main pump suction pressure and the power consumption of the entire apparatus.
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the vacuum exhaust apparatus according to the embodiment of the present invention, and shows the relationship between the exhaust speed ratio of the auxiliary pump to the main pump and the power consumption ratio.
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the exhaust speed of a typical auxiliary pump and the power consumption.
FIG. 8 is a diagram showing power consumption characteristics of the vacuum exhaust device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the suction pressure and the exhaust speed of the vacuum exhaust apparatus in the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic piping configuration diagram of an evacuation apparatus showing a modification of the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Vacuum processing chamber
2 Main pump
3 Auxiliary pump
4 Check valve
21, 22 Rotating shaft
21a, 22a rotor
45 Valve seat
46 Ball
Claims (8)
前記主ポンプの吸入圧力が400Paにおける前記補助ポンプの排気速度を、前記主ポンプの排気速度の3%以下とすることを特徴とする真空排気方法。A main pump that communicates with the vacuum processing chamber, a check valve that is connected to the discharge side of the main pump and allows only gas flow from the main pump to the atmosphere, and the check valve on the discharge side of the main pump A vacuum exhaust method for evacuating the vacuum processing chamber using a vacuum exhaust device that is connected in parallel to each other , has an exhaust capacity smaller than that of the main pump, and includes an auxiliary pump operated together with the main pump. There,
A vacuum evacuation method, wherein an exhaust speed of the auxiliary pump when the suction pressure of the main pump is 400 Pa is 3% or less of an exhaust speed of the main pump.
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