JPH086708B2 - Vacuum pump - Google Patents
Vacuum pumpInfo
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- JPH086708B2 JPH086708B2 JP63063380A JP6338088A JPH086708B2 JP H086708 B2 JPH086708 B2 JP H086708B2 JP 63063380 A JP63063380 A JP 63063380A JP 6338088 A JP6338088 A JP 6338088A JP H086708 B2 JPH086708 B2 JP H086708B2
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- purge gas
- gas
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、排気口を大気圧とする真空ポンプに係り、
特に半導体製造装置等の排気に好適な真空ポンプに関す
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a vacuum pump having an exhaust port at atmospheric pressure,
In particular, the present invention relates to a vacuum pump suitable for exhausting semiconductor manufacturing equipment and the like.
従来の装置は、特開昭62−153597号に記載のような構
造となつている。この構造を第５図，第６図を用いて説
明する。The conventional device has a structure as described in JP-A-62-153597. This structure will be described with reference to FIGS.
吸込口1aと吐出口1bを有するケーシング１内には、こ
の軸心方向に沿つて複数のステータ２が配置されてお
り、このステータ間にはロータ３が駆動軸４に固定され
配置されている。この駆動軸を駆動するためモータロー
タ5aが固定されている。このモータロータ5aに対向面に
は、モータステータ5bが設けられている。駆動軸は、油
潤滑油軸受6,7により支承されている。A plurality of stators 2 are arranged along the axial direction in a casing 1 having a suction port 1a and a discharge port 1b, and a rotor 3 is fixedly arranged on a drive shaft 4 between the stators. . The motor rotor 5a is fixed to drive this drive shaft. A motor stator 5b is provided on the surface facing the motor rotor 5a. The drive shaft is supported by oil-lubricated oil bearings 6 and 7.
上記ステータ２とロータ３からなるポンプ機構の吸込
口1a側は、遠心圧縮ポンプ段Ａを構成しており、その下
流側は、渦流圧縮ポンプ段Ｂを構成している。上部軸受
６と渦流圧縮ポンプ段Ｂとの間の軸貫通部の回転部材3a
に対向する静止部材2aには、パージガス環状溝11が設け
られパージガス路12を経て外部よりパージガスが導入さ
れるようになつている。このパージガスの一方はポンプ
流路に流れ、ポンプを半導体製造装置の排気等に使用す
る場合にポンプが吸い込む腐食性ガスやダスト等を含む
ガスが駆動機構部に侵入し、駆動機構部の各部品を腐食
させたり、ダストの侵入によつて駆動機構部損傷するの
を妨いでいる。もう一方は、駆動機構部へ流れ、軸受潤
滑油がポンプ側へ侵入するのを防いでいる。The suction port 1a side of the pump mechanism including the stator 2 and the rotor 3 constitutes a centrifugal compression pump stage A, and the downstream side thereof constitutes an eddy current compression pump stage B. Rotating member 3a of the shaft penetrating portion between the upper bearing 6 and the vortex compression pump stage B
An annular groove 11 of purge gas is provided in the stationary member 2a opposite to, and the purge gas is introduced from the outside through the purge gas passage 12. One side of this purge gas flows into the pump flow path, and when the pump is used for exhausting semiconductor manufacturing equipment, etc., the gas containing corrosive gas and dust, etc. that the pump inhales into the drive mechanism part, and each part of the drive mechanism part This prevents the drive mechanism from being damaged by the corrosion of dust or the intrusion of dust. The other flows to the drive mechanism and prevents the bearing lubricating oil from entering the pump side.
上記従来技術は、パージガスの温度の点について配慮
されておらず、飽和蒸気圧の低いプロセスガスを排気す
る場合に上記ポンプ最終段において、前記プロセスガス
が析出堆積する問題があつた。即ち、ポンプ最終段にお
いては、常温のパージガスと遠心段，渦流段により圧縮
され200〜300℃程度の高温になつたプロセスガスが混合
し、その結果としてプロセスガスの温度が飽和蒸気圧温
度より下るが、このためプロセスガスがポンプ最終段に
析出堆積するという問題があつた。The prior art described above does not consider the temperature of the purge gas, and there is a problem that the process gas is precipitated and deposited in the final stage of the pump when the process gas having a low saturated vapor pressure is exhausted. That is, in the final stage of the pump, the purge gas at normal temperature and the process gas compressed by the centrifugal stage and the vortex stage to a high temperature of about 200 to 300 ° C are mixed, and as a result, the temperature of the process gas falls below the saturated vapor pressure temperature. However, this causes a problem that the process gas is deposited and deposited in the final stage of the pump.
本発明の目的は、プロセスガスがポンプ最終段におい
て析出，堆積することを防ぐことにある。An object of the present invention is to prevent the process gas from being deposited and accumulated in the final stage of the pump.
上記目的は、吐出口に至る前に吸込口から吸込んだ融
点以下で固体となる気体を含む気体と混合されるパージ
ガスを加熱することにより達成される。The above object is achieved by heating a purge gas mixed with a gas containing a gas that becomes a solid below the melting point sucked from the suction port before reaching the discharge port.
加熱されたパージガスは、200〜300℃の高温になつた
プロセスガスと混合しても、常温のときのパージガスと
は違つて、加熱温度が適当に選ばれていればプロセスガ
スの温度を飽和蒸気圧温度以上に保つことができる。Even if the heated purge gas is mixed with the process gas heated to a high temperature of 200 to 300 ° C, unlike the purge gas at room temperature, if the heating temperature is properly selected, the temperature of the process gas will be saturated vapor. It can be kept above the pressure temperature.
従つて、プロセスガスはポンプ最終段で析出堆積する
ことなく、ガスのまま吐出口へと排気されることにな
る。Therefore, the process gas is exhausted as it is to the discharge port without being deposited and deposited in the final stage of the pump.
以上のことを第３図のドライエツチング装置等で発生
するAlCl3の飽和蒸気圧線図を使つて説明する。常温の
パージガスがポンプに流入すると、常温のパージガスと
最終渦流圧縮ポンプ段まで順次圧縮され高温になつてい
る例えばＤ点の温度のAlCl3と常温のパージガスが混合
する。混合することによつて、混合したガスに示めるAl
Cl3の割合つまり分圧が下り、混合後のガスの温度も低
下する。この温度及び圧力の低下により例えばＥ点に移
る。この点では固体析出温度よりもかなり高い温度であ
るので多少の温度の変動があつても析出しない。しか
し、パージガスの温度やケーシングの温度が低い場合に
はAlCl3の温度が下がり例えばＣ点の温度となる。Ｃ点
では、AlCl3は固体であるので、AlCl3は前記最終渦流圧
縮ポンプ段のロータ，ステータが形成する流路内面に析
出堆積することになる。この時、ヒータ等によつてパー
ジガスを加熱した場合は、AlCl3ガスとパージガスの混
合後の温度の低下は、常温のパージガスの場合に比べる
と小さくなり、混合後のガスの温度は例えばＥ点の温度
となる。Ｅ点では、AlCl3は気体のままであるので、AlC
l3は析出堆積することなく吐出口へ排気されることにな
る。従つて、パージガスに対する加熱量を適当に選び、
AlCl3ガスとパージガスの混合後の温度をＦ点の温度、
即ち、飽和蒸気圧温度以上に保てば、AlCl3を凝固させ
ることなく吐出口へ排気することができる。The above will be described with reference to the saturated vapor pressure diagram of AlCl 3 generated in the dry etching apparatus shown in FIG. When the room temperature purge gas flows into the pump, the room temperature purge gas is mixed with the room temperature purge gas, for example, AlCl 3 having a temperature of point D, which is sequentially compressed to the final vortex compression pump stage and has a high temperature. By mixing, the Al shown in the mixed gas
The ratio of Cl 3 , that is, the partial pressure decreases, and the temperature of the gas after mixing also decreases. Due to this decrease in temperature and pressure, for example, point E is reached. In this respect, since the temperature is much higher than the solid deposition temperature, even if the temperature fluctuates to some extent, it does not deposit. However, when the temperature of the purge gas and the temperature of the casing are low, the temperature of AlCl 3 decreases and reaches the temperature of point C, for example. At the point C, since AlCl 3 is solid, AlCl 3 is deposited and deposited on the inner surface of the flow passage formed by the rotor and the stator of the final vortex compression pump stage. At this time, when the purge gas is heated by a heater or the like, the decrease in temperature after mixing the AlCl 3 gas and the purge gas is smaller than that in the case of the room temperature purge gas, and the temperature of the mixed gas is, for example, point E. It becomes the temperature of. At point E, since AlCl 3 remains a gas, AlC 3
The l 3 is exhausted to the discharge port without depositing and depositing. Therefore, the heating amount for the purge gas is appropriately selected,
The temperature after mixing the AlCl 3 gas and the purge gas is the temperature at the point F,
That is, if the saturated vapor pressure temperature is maintained or higher, AlCl 3 can be discharged to the discharge port without solidifying.
以下、実施例の一実施例を第１図，第２図により説明
する。An embodiment of the embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
第１図において、吸込口1aと吐出口1bを有するケーシ
ング１内には、この軸心方向に沿つて複数のステータ２
が配置されており、このステータ間には、ロータ３が駆
動軸４に固定され配置されている。この駆動軸４を駆動
するためのモータロータ5aが駆動軸に固定されている。
駆動軸４は、油潤滑軸受6,7により支承されている。In FIG. 1, a plurality of stators 2 are provided in a casing 1 having a suction port 1a and a discharge port 1b along the axial direction.
The rotor 3 is fixed to the drive shaft 4 and disposed between the stators. A motor rotor 5a for driving the drive shaft 4 is fixed to the drive shaft.
The drive shaft 4 is supported by oil lubricated bearings 6 and 7.
上記モータロータ5aに対向する面のモータケース８に
は、モータステータ5bが設けられている。上記駆動軸４
の下端は、油溜めケーシング９内の油に浸漬されてお
り、この駆動軸４の軸心に穿つた油路10を通つて汲い上
げ軸受6,7を潤滑する。A motor stator 5b is provided on the motor case 8 on the surface facing the motor rotor 5a. The drive shaft 4
The lower end of is immersed in the oil in the oil sump casing 9, and lubricates the pump-up bearings 6, 7 through the oil passage 10 bored in the axis of the drive shaft 4.
上記ステータ２とロータ３からなるポンプ機構の吸込
口1a側は、遠心圧縮段Ａを構成しており、その下流側
は、渦流圧縮段Ｂを構成している。The suction port 1a side of the pump mechanism including the stator 2 and the rotor 3 constitutes a centrifugal compression stage A, and the downstream side thereof constitutes a vortex flow compression stage B.
上部軸受６と渦流圧縮ポンプ段Ｂとの間の軸貫通部の
回転部材3aに対向する静止部材2aには、第２図に示すよ
うにラビリンスシールあるいは、ねじシール15を設ける
ようにしてもよい。A labyrinth seal or a screw seal 15 may be provided on the stationary member 2a facing the rotating member 3a in the shaft penetrating portion between the upper bearing 6 and the vortex compression pump stage B, as shown in FIG. .
静止部材2aには、パージガス環状溝11が設けられ、パ
ージガス環状溝11に連通しているパージガス流路12とそ
の中に加熱手段20例えばヒータが挿入されており、外部
から供給される常温のパージガスを加熱できるようにな
つている。上記ヒータとしては、スパイラル状のシース
ヒータあるいは、棒ヒータあるいは、円筒形セラミツク
ヒータなどが使用される。上記ヒータの電源には、イン
バータに備えられている低電圧電源を使用しても良い。
また、ヒータには加熱温度を調節するために温度調節器
が備えられている。A purge gas annular groove 11 is provided in the stationary member 2a, a purge gas flow path 12 communicating with the purge gas annular groove 11 and a heating means 20, for example, a heater are inserted therein, and a room temperature purge gas is supplied. Is ready to be heated. As the heater, a spiral sheath heater, a rod heater, a cylindrical ceramic heater or the like is used. A low voltage power source provided in the inverter may be used as the power source of the heater.
In addition, the heater is equipped with a temperature controller for adjusting the heating temperature.
上記パージガス環状溝11と最終渦流圧縮ポンプ段との
間の静止部材2aには吐出ガス環状溝13が設けられ、吐出
口1bのガスを吐出ガス路14を介して導くように構成され
ている。モータケース８の上部には、この内外を連通す
る小孔16が設けられており、モータケース８内は常に大
気圧に保たれる。A discharge gas annular groove 13 is provided in the stationary member 2a between the purge gas annular groove 11 and the final vortex compression pump stage, and is configured to guide the gas at the discharge port 1b through the discharge gas passage 14. A small hole 16 is provided in the upper portion of the motor case 8 to communicate the inside and outside thereof, and the inside of the motor case 8 is always kept at atmospheric pressure.
本実施例によれば、モータ5a,5bにより駆動される遠
心ポンプ段Ａと渦流ポンプ段Ｂの作用によつて圧縮され
200℃〜300℃の高温になつているプロセスガスとパージ
ガス流路に設けられている加熱手段によつて加熱された
パージガスがポンプ最終段において混合するときに、混
合後のプロセスガスの温度の低下を常温のパージガスを
用いる場合に比べて小さくおさえることができる。従つ
て、半導体製造装置等で発生する飽和蒸気圧の低いプロ
セスガスを排気する場合においても、プロセスガスの温
度を飽和蒸気圧温度よりも高く保つことができるので、
飽和蒸気圧の低いプロセスガスがポンプ最終段におい
て、析出，堆積することを防ぐ効果がある。また、本実
施例では加熱する手段としてスパイラル状のシースヒー
タ、あるいは棒ヒータ、あるいは円筒形セラミツクヒー
タをパージガス流路に設ける方式をとつているので、パ
ージガスを効率よく加熱できるだけではなく、加熱手段
の設置スペースも小さくおさえることができる。さら
に、ヒータには温度調節器が備えられているので、プロ
セスガスの種類，プロセスガスの流量等の条件により変
化するパージガスに対する加熱温度の調節も行うことが
できる。また、ヒータの電源にはインバータに備えられ
ている低電圧電源を使用しても良く加熱のために別の電
源を用意する必要もない。According to this embodiment, the centrifugal pump stage A and the vortex pump stage B, which are driven by the motors 5a and 5b, are compressed by the action.
When the process gas having a high temperature of 200 ° C to 300 ° C and the purge gas heated by the heating means provided in the purge gas passage are mixed in the final stage of the pump, the temperature of the process gas after mixing is lowered. Can be kept smaller than when using a purge gas at room temperature. Therefore, since the temperature of the process gas can be kept higher than the saturated vapor pressure temperature even when the process gas having a low saturated vapor pressure generated in the semiconductor manufacturing apparatus is exhausted,
It has the effect of preventing the process gas having a low saturated vapor pressure from precipitating and accumulating in the final stage of the pump. Further, in this embodiment, since a spiral sheath heater, a rod heater, or a cylindrical ceramic heater is provided in the purge gas flow path as a heating means, not only can the purge gas be heated efficiently, but also the heating means can be installed. Space can be kept small. Further, since the heater is provided with a temperature controller, it is possible to adjust the heating temperature for the purge gas that changes depending on the conditions such as the type of process gas and the flow rate of the process gas. Further, as the power source of the heater, a low voltage power source provided in the inverter may be used, and it is not necessary to prepare another power source for heating.
第４図は、本発明の他の実施例を示すものである。こ
の実施例ではパージガス流路12に加熱する手段20を挿入
するだけではなく、吐出口16に連通する流路30にも加熱
手段23を挿入している。吐出口付近では、ケーシング1,
1Cに熱が逃げるためにポンプ最終段から流れてきたプロ
セスガスの温度が低下する。このため、パージガスと混
合したプロセスガスの温度が十分に高くない場合には流
路30の内面にプロセスガスが析出，堆積することがあ
る。これを防ぐために加熱手段23を流路30に挿入してい
る。本実施例によればこの流路30を排気されるガスは、
あらかじめ加熱されたパージガスとプロセスガスとが混
合した比較的温度の高いガスなので、従来のパージガス
を加熱しない場合と比較して、加熱手段23の容量を小さ
くすることができる。FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, not only the heating means 20 is inserted into the purge gas flow path 12, but also the heating means 23 is inserted into the flow path 30 communicating with the discharge port 16. Casing 1, near the discharge port
Since the heat escapes to 1C, the temperature of the process gas flowing from the final stage of the pump decreases. Therefore, when the temperature of the process gas mixed with the purge gas is not sufficiently high, the process gas may be deposited or deposited on the inner surface of the flow path 30. In order to prevent this, the heating means 23 is inserted in the flow path 30. According to this embodiment, the gas exhausted from the flow passage 30 is
Since the preheated purge gas and the process gas are mixed and the gas has a relatively high temperature, the capacity of the heating means 23 can be reduced as compared with the case where the conventional purge gas is not heated.
本発明によれば、半導体製造装置等で発生する飽和蒸
気圧の低いプロセスガスの温度をポンプ最終段において
飽和蒸気圧温度以上に保つことができるので、プロセス
ガスがポンプ最終段で析出堆積するのを防ぐ効果があ
る。According to the present invention, since the temperature of the process gas having a low saturated vapor pressure generated in a semiconductor manufacturing apparatus or the like can be maintained at the saturated vapor pressure temperature or higher in the final stage of the pump, the process gas is deposited and deposited in the final stage of the pump. Has the effect of preventing
第１図は本発明の真空ポンプの断面図を示す。第２図は
第１図の要部拡大断面図、第３図は塩化アルミニウム
（AlCl3）の蒸気圧線図、第４図は本発明の他の実施例
を示す断面図である。第５図は従来の真空ポンプの断面
図を示す。第６図は第５図の要部拡大断面図。 1a……吸込口、1b……吐出口、１……ケーシング、２…
…ステータ、３……ロータ、４……駆動軸、6,7……油
潤滑軸受、８……モータケース、９……油溜めケーシン
グ、10……油路、11……パージガス環状溝、12……パー
ジガス路、13……吐出ガス環状溝、14……吐出ガス路、
20……加熱装置（ヒータ）、Ａ……遠心圧縮ポンプ段、
Ｂ……渦流圧縮ポンプ段。FIG. 1 shows a sectional view of the vacuum pump of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of an essential part of FIG. 1, FIG. 3 is a vapor pressure diagram of aluminum chloride (AlCl 3 ), and FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention. FIG. 5 shows a sectional view of a conventional vacuum pump. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG. 1a ... Suction port, 1b ... Discharge port, 1 ... Casing, 2 ...
… Stator, 3 …… Rotor, 4 …… Drive shaft, 6,7 …… Oil lubricated bearing, 8 …… Motor case, 9 …… Oil sump casing, 10 …… Oil passage, 11 …… Purge gas annular groove, 12 ...... Purge gas passage, 13 …… Discharge gas annular groove, 14 …… Discharge gas passage,
20 ... Heating device (heater), A ... Centrifugal compression pump stage,
B ... Eddy current compression pump stage.
フロントページの続き (72)発明者 真瀬 正弘 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 坂上 誠二 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−153597（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−18811（ＪＰ，Ａ) 特公 昭46−4712（ＪＰ，Ｂ１)Front page continued (72) Masahiro Mase, Masahiro Mase, 502 Jinritsu-machi, Institute of Mechanical Engineering, Tsuchiura, Ibaraki Prefecture (72) Seiji Sakagami, 502, Jinritsu-cho, Tsuchiura, Ibaraki, Institute of Mechanical Research, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-62-153597 (JP, A) JP-A-48-18811 (JP, A) JP-B-46-4712 (JP, B1)
Claims (1)
のケーシング内に配置されたステータと、このステータ
内に配置され駆動軸に固定されたロータとを有するポン
プ機構と、 前記駆動軸を駆動するモータロータ及びこのモータロー
タに対向するケーシングに設けられたモータステータと
を有するモータと、 前記モータロータと前記ステータとの間に設けられた軸
受と、この軸受と前記ポンプ機構下部との間の軸周囲静
止部材に設けられたパージガス環状溝と、このパージガ
ス環状溝にパージガスを外部より供給する連通孔と、前
記ポンプ機構から前記吐出口に至る経路に前記パージガ
ス環状溝からのパージガスを排出する経路とを備え、前
記吸込口から吸込んだ融点以下で固体となる気体を含む
気体を大気圧にして排出する真空ポンプにおいて、前記
パージガス連通孔に供給されるパージガスを加熱する手
段を備えた真空ポンプ。1. A pump mechanism having a casing having a suction port and a discharge port, a stator arranged in the casing, and a rotor arranged in the stator and fixed to a drive shaft, and a drive shaft for driving the drive shaft. A motor having a motor rotor and a motor stator provided in a casing facing the motor rotor, a bearing provided between the motor rotor and the stator, and an axial stationary between the bearing and the lower portion of the pump mechanism. A purge gas annular groove provided in the member, a communication hole for externally supplying purge gas to the purge gas annular groove, and a path for discharging the purge gas from the purge gas annular groove in a path from the pump mechanism to the discharge port. A vacuum pump that discharges a gas containing a gas that becomes solid below the melting point sucked from the suction port to atmospheric pressure and discharges Oite, vacuum pump with means for heating the purge gas to be supplied to the purge gas passage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63063380A JPH086708B2 (en) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | Vacuum pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63063380A JPH086708B2 (en) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | Vacuum pump |
Publications (2)
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| JPH01237397A JPH01237397A (en) | 1989-09-21 |
| JPH086708B2 true JPH086708B2 (en) | 1996-01-29 |
Family
ID=13227633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63063380A Expired - Lifetime JPH086708B2 (en) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | Vacuum pump |
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