JPH0514596U - 真空ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、固体生成物の堆積による真空ポン
プの性能の低下や運転不能を防止するとともに、補修作
業を容易にして真空ポンプの耐久性を向上させることを
目的とする。 【構成】 真空チャンバ内のガスを吸引して排出するこ
とにより真空チャンバ内の真空度を高める真空ポンプの
ガス排出側の端部（ベース２０）に、断熱材２３を介し
て冷却ジャケット２５を設け、この冷却ジャケット２５
に排出されるガスが通るガス通路２６を形成したことを
構成とする。 【効果】 固体生成物のほとんどは冷却ジャケットのガ
ス通路内に堆積するため、従来のように真空ポンプを分
解することなく冷却ジャケットを交換するだけで固体生
成物のほとんどを除去でき、固体生成物により真空ポン
プの運転が停止したり寿命が短縮化することを防止する
ことができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、真空チャンバ等を真空にする真空ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、例えばＩＣ製品等を製造する場合に、各工程を各作業室内において行っ ており、一作業室内で一工程が完了すると、被作業物をゲートバルブを経由して 次の作業室へ搬送している。ここで、一作業室においてはこの室内を真空にする 必要がある場合があり（真空チャンバ）、この場合には半導体製造装置に真空ポ ンプを使用していた。

【０００３】 このような真空ポンプとしては、例えば図３に示すような複合型ターボ分子ポ ンプがある。同図において、符号１０１はケーシングであり、このケーシング１ ０１には吸入口１０２および排出口１０３が形成され、ケーシング１０１の内側 にはロータ１０４が収装されている。ロータ１０４には、ケーシング１０１の内 周壁面に向かって伸びるロータ翼１０５と、螺旋状のネジ溝部１０８（ネジ溝お よびネジ山を含む）が形成され、このロータ翼１０５およびネジ溝部１０８に対 向して、ステータ翼１０６およびステータ１０９がケーシング１０１の内周壁面 に取り付けられている。ロータ１０４はケーシング１０１内に収装されたモータ １０７によって回転され、このことによりロータ翼１０５およびネジ溝部１０８ がステータ翼１０６およびステータ１０９に対して相対的に高速回転する。

【０００４】 ここで、ロータ１０４をモータ１０７によって回転駆動させると、ロータ翼１ ０５およびネジ溝部１０８がステータ翼１０６およびステータ１０９に対して相 対的に高速回転するが、このロータ翼１０５およびネジ溝部１０８とステータ翼 １０６およびステータ１０９との協働によって、真空チャンバ内の半導体製造時 のプロセスガス等の分子を吸入口１０２から吸込んでいる。吸い込まれた前記分 子はステータ１０９とネジ溝部１０８との間を通り、さらにケーシング１０１に 固設されたベース１１０内のガス通路１１１を通って、排出口１０３から補助ポ ンプ（図示せず）へ排出している。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の真空ポンプにあっては、半導体製造時に真空 チャンバ内でプロセスガスが使用された場合、プロセスガスによっては吸引され て排気される途中で反応して固体の生成物となり、この真空ポンプ内に付着して 堆積するものがあった。特に、プロセスガス（例えばＡｌエッチング装置に用い られる塩素系ガスのＳｉＣｌ₄ 等）が、水分の含有量の多い低真空領域（７６０ ｔｏｒｒ〜１０^-2ｔｏｒｒ）にあるときに反応は促進され、かつ温度が低い（２ ０℃程度）とさらに促進されて、固体生成物（例えばＡｌＣｌ₃ 等）となって真 空ポンプ内に多量に付着、堆積する。

【０００６】 ここで、モータ１０７はロータ１０４を高速回転させるために高温になりやす く、このために真空ポンプのベース１１０内に冷却機構（図示せず）を設けてい る。このように冷却機構を設けているので、排気されるプロセスガスは低温に冷 やされる。また、ロータ翼１０５、ステータ翼１０６、ネジ溝部１０８が収納さ れたケーシング１０１内の吸引作動部の吸引方向下流側（図中下方部）、および その吸引作動部から排出口１０３までの間のガス通路１１１は、前記補助ポンプ に近いので低真空領域となる。したがって、吸引作動部の吸引方向下流側（ネジ 溝部１０８の図中下方部）、およびその吸引作動部から排出口１０３までの間の ガス通路１１１は、低真空領域であるとともに低温となっているので、前記した ようにプロセスガスは反応が促進されて固体生成物となり、吸引作動部の吸引方 向下流側やガス通路１１１の壁面に多量に付着して堆積する。その結果、ネジ溝 部１０８とステータの間に付着して堆積した固体生成物によりその隙間が埋まり 、回転できなくなる虞があった。また、ガス通路１１１の壁面に堆積した固体生 成物によりガス通路１１１の開口面積が縮小して性能が低下したり、ガス通路１ １１が埋まってガスの排出ができずポンプ作用が停止してしまう虞があった。こ の場合、固体生成物を除去するために真空ポンプの分解を伴う補修作業を行わな ければならなかった。なお、上記従来例は翼部材とネジ溝部を兼ね備えた複合式 の真空ポンプについて説明したが、翼部材又はネジ溝部のみから構成される真空 ポンプにおいても同様の問題が存在する。そこで本考案は、このような問題点を 解決することを課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために本考案は、真空チャンバ内のガスを吸引して排出す ることにより真空チャンバ内の真空度を高める真空ポンプのガス排出側の端部に 、断熱材を介して冷却ジャケットが設けられ、この冷却ジャケットに前記排出さ れるガスが通るガス通路を形成したことを構成とするものである。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の実施例について図面に基づいて説明する。図１は、本考案によ る真空ポンプの一実施例を示す図である。同図において、符号１は複合型ターボ 分子ポンプのケーシングであり、このケーシング１は全体が略円筒状となってお り、このケーシング１の上方には真空チャンバとしての作業室の開口部（図示せ ず）と接続する吸入口２が形成されている。ケーシング１内の軸線部にはロータ ４が収装されており、このロータ４の図１中略上半部には、ケーシング１の内壁 面に向かって伸びる複数のロータ翼５が形成されており、またこのロータ翼５は ロータ４の軸線方向に多段に形成されている。ケーシング１側にはロータ翼５と 同じように複数形成されたステータ翼６がロータ翼５に対向して配設されるとと もに、多段のロータ翼５間に位置し、かつケーシング１の略上半部に取り付けら れている。また、ロータ４の略下半部の外周壁には螺旋状のネジ溝およびネジ山 を含むネジ溝部８が形成され、このネジ溝部８と対向して円筒状のステータ９が ケーシング１の内周壁の略下半部に取り付けられている。ロータ翼５およびネジ 溝部８が静止しているステータ翼６およびステータ９に対して相対的に高速回転 すると、上記作業室内のプロセスガス等の分子は吸入口２から強制的に吸い込ま れて、後述する排出口３から補助ポンプ（図示せず）へ排出される。

【０００９】 一方、ロータ４の半径内方には略円筒状の支持部材としての固定筒１３が設け られ、この固定筒１３の軸線部にはロータ軸１２がロータ４と一体的に回転する ように配設されている。固定筒１３の内側には、ロータ軸１２を回転駆動してロ ータ翼５およびネジ溝部８をステータ翼６およびステータ９に対して回転させる モータ７と、ロータ軸１２を半径方向に磁気浮上させて無接触で回転支持する半 径方向電磁石１５と、ロータ軸１２を軸方向に磁気浮上させて無接触で回転支持 する軸方向電磁石１６とが設けられている。なお、ロータ軸１２の図中上端部お よび下端部の周囲には保護用ドライベアリング１７および１８が設けられている 。

【００１０】 ケーシング１の図中下部にはベース２０が設けられ、このベース２０には翼部 ５，６とネジ溝部８およびステータ９により吸引されたガスが下流側に流れるガ ス通路２１が形成されている。ベース２０の図中下部にはスチロール樹脂等の断 熱材２３を介して冷却ジャケット２５が設けられている。冷却ジャケット２５は 内部にガス通路２１と連通するガス通路２６が形成され、その側部にはガス通路 ２６に連通する排出口３が形成されている。また冷却ジャケット２５にはガス通 路２６の回りに図示しない冷却水路が設けられている。

【００１１】 このような真空ポンプにより真空チャンバを真空にしたい場合は、まずモータ ７を起動させてロータ４を回転駆動させ、ロータ翼５およびネジ溝部８を静止し ているステータ翼６およびステータ９に対して相対的に高速回転させる。このよ うに、ロータ翼５およびネジ溝部８がステータ翼６およびステータ９に対して相 対回転すると、真空チャンバ内で半導体製造時に用いられたプロセスガス等の分 子は強制的に吸入口部２から吸引され、ステータ９とネジ溝部８のネジ溝との間 からさらにガス通路２１、２６を通って排出口３から排出される。

【００１２】 ここで、真空チャンバ内で例えばＣｌ系のプロセスガスが使用され、ガス通路 ２６は低真空領域となり、また冷却ジャケット２５は前記冷却水路によって冷却 されているのでガス通路２６は低温となる。このような状況では、前述したよう にそのプロセスガスは反応が促進されて、例えばＡｌＣｌ₃ 等の固体生成物がガ ス通路２６内に堆積する。一方、ベース２０には従来のように冷却機構が設けら れていないのでガス通路２１は従来ほど低温にはならないため、ガス通路２１に おけるプロセスガスの反応はガス通路２６ほどは進まず固体生成物の堆積もガス 通路２６よりは少ない。この結果、固体生成物のほとんどはガス通路２６内に堆 積するため、従来のように真空ポンプを分解することなく、冷却ジャケット２５ を交換するだけで固体生成物のほとんどを除去でき、固体生成物により真空ポン プの運転が停止することを防止することができる。

【００１３】 図２は本考案による真空ポンプの他の実施例を示す図である。前記実施例にお いては冷却ジャケット２５のみに排出口３が設けられていたのに対し、この実施 例は、冷却ジャケット２５に排出口３３ｂを設けるとともに、ベース３０にもガ ス通路２１と連通する排出口３３ａを設けて、その２つの排出口３３ａ、３３ｂ を一つに合流させて図外の補助ポンプに連結されるような排出ポート３３を設け たものである。この実施例によれば、固体生成物は主として冷却ジャケット２５ のガス通路にのみ堆積するので、冷却ジャケット２５のガス通路の断面積が堆積 物により小さくなってもベース３０のガス通路や排出口３３ａはそれほど断面積 が小さくならないので、真空ポンプの性能が著しく低下したりポンプ作用が停止 することを防止して、冷却ジャケット２５を交換する迄の期間を長くすることが できる。

【００１４】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、固体生成物のほとんどは冷却ジャケット のガス通路内に堆積するため、従来のように真空ポンプを分解することなく冷却 ジャケットを交換するだけで固体生成物のほとんどを除去でき、固体生成物によ り真空ポンプの運転が停止することを防止することができる。また、前記他の実 施例によれば、排出口の全開口面積を大きくして排気能力を向上させることがで きるとともに、固体生成物は主として冷却ジャケットのガス通路にのみ堆積する ので、冷却ジャケットのガス通路の断面積が堆積物により小さくなってもベース のガス通路や排出口はそれほど断面積が小さくならないので、真空ポンプの性能 が著しく低下したりポンプ作用が停止することを防止して、冷却ジャケットを交 換する迄の期間を長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による真空ポンプの一実施例を示す断面
図である。

【図２】本考案による真空ポンプの他の実施例を示す側
面図である。

【図３】従来の真空ポンプを示す断面図である。

【符号の説明】

２３ 断熱材 ２５ 冷却ジャケット ２６ ガス通路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空チャンバ内のガスを吸引して排出す
   ることにより真空チャンバ内の真空度を高める真空ポン
   プのガス排出側の端部に、断熱材を介して冷却ジャケッ
   トが設けられ、この冷却ジャケットに前記排出されるガ
   スが通るガス通路を形成したことを特徴とする真空ポン
   プ。