JP2802035B2 - Vacuum exhaust device - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、真空蒸着、真空溶解、
ＰＶＤ、ＣＶＤ等の高真空プロセスを含む各種装置に用
いられる真空排気装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to vacuum deposition, vacuum melting,
The present invention relates to a vacuum exhaust device used for various devices including a high vacuum process such as PVD and CVD.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体、光学などの分野では真空排気装
置が広く使用されており、その一例としてＰＶＤ（phys
ical vapor deposition)装置がある。この装置では、高
真空中の放電によりＡｒ+ などを加速し、このＡｒ+ エ
ネルギを受けた電極物質を基板上に堆積して薄膜を形成
するスパッタ法が用いられる。2. Description of the Related Art Vacuum evacuation devices are widely used in the fields of semiconductors, optics and the like.
ical vapor deposition) equipment. In this apparatus, a sputtering method is used in which Ar + or the like is accelerated by a discharge in a high vacuum, and an electrode material receiving this Ar + energy is deposited on a substrate to form a thin film.
【０００３】上記の場合、薄膜を形成する物質を高度の
真空中で高エネルギイオンにするために真空チャンバが
使用され、真空チャンバ内の気体を排気するために排気
ポンプが使用される。In the above case, a vacuum chamber is used to convert the material forming the thin film into high-energy ions in a high vacuum, and an exhaust pump is used to exhaust the gas in the vacuum chamber.
【０００４】図１４を参照して従来の真空排気装置（作
動領域：大気圧〜１０-8Ｔｏｒｒ）を説明する。真空チ
ャンバ１に接続される第１のラインには、メインバルブ
（高真空バルブ）２を有する管路８を介して高真空ポン
プ３が接続されており、高真空ポンプ３には補助バルブ
４を介して低真空ポンプ５が接続されている。Referring to FIG. 14, a conventional evacuation apparatus (operating region: atmospheric pressure to 10 -8 Torr) will be described. A high vacuum pump 3 is connected to a first line connected to the vacuum chamber 1 via a pipe 8 having a main valve (high vacuum valve) 2, and an auxiliary valve 4 is connected to the high vacuum pump 3. The low vacuum pump 5 is connected via the low vacuum pump 5.
【０００５】ここで、低真空ポンプとは、大気圧から約
１０-3Ｔｏｒｒ程度の圧力領域で作動する排気ポンプの
ことであり、例えば、ロータリポンプ，メカニカルポン
プ，ドライポンプがある。また、高真空ポンプとは、約
１０-3〜１０-8Ｔｏｒｒの圧力領域で作動する排気ポン
プのことであり、例えば、ターボポンプ，トラップ付タ
ーボポンプ，クライオポンプがある。構造上の制限か
ら、大気圧から１０-8Ｔｏｒｒの作動領域をカバーする
には、それぞれ作動領域の異なる２種類の真空ポンプが
必要である。図１４に示される従来例では、低真空ポン
プ５としてロータリポンプが使用されており、高真空ポ
ンプ３としてはターボポンプが使用されている。Here, the low vacuum pump is an exhaust pump that operates in a pressure range from atmospheric pressure to about 10 −3 Torr, and includes, for example, a rotary pump, a mechanical pump, and a dry pump. The high vacuum pump is an exhaust pump that operates in a pressure range of about 10 -3 to 10 -8 Torr, and includes, for example, a turbo pump, a turbo pump with a trap, and a cryopump. Due to structural limitations, two types of vacuum pumps, each with a different operating region, are required to cover the operating region from atmospheric pressure to 10 -8 Torr. In the conventional example shown in FIG. 14, a rotary pump is used as the low vacuum pump 5, and a turbo pump is used as the high vacuum pump 3.
【０００６】真空チャンバ１に接続される別の管路７に
はチャンバラフバルブ６が接続されており、この管路７
の他端が上記高真空ポンプ３と低真空ポンプ５とを結ぶ
管路８ａに接続されている。さらに、真空チャンバ１か
らは、管路９が導出されていて、その途中にチャンバベ
ントバルブ１０が取り付けられている。A chamber rough valve 6 is connected to another pipe 7 connected to the vacuum chamber 1.
Is connected to a pipe 8a connecting the high vacuum pump 3 and the low vacuum pump 5. Further, a pipe 9 is led out of the vacuum chamber 1, and a chamber vent valve 10 is attached in the middle of the pipe 9.
【０００７】図１４の真空排気装置により排気を行うに
は、まずチャンバベントバルブ１０と、メインバルブ２
と補助バルブ４を閉じ、チャンバラフバルブ６を開き、
低真空ポンプ５を駆動して真空チャンバ１の荒引きを行
なう。このとき、真空チャンバ１内は、１０-3Ｔｏｒｒ
程度の圧力状態になるまで排気される。[0007] To evacuate using the vacuum evacuation apparatus shown in FIG. 14, first, a chamber vent valve 10 and a main valve 2
And the auxiliary valve 4 are closed, and the chamber rough valve 6 is opened,
The low vacuum pump 5 is driven to roughly evacuate the vacuum chamber 1. At this time, the inside of the vacuum chamber 1 is 10 −3 Torr.
It is evacuated until the pressure reaches a certain level.
【０００８】次に、チャンバラフバルブ６を閉じ、メイ
ンバルブ２と補助バルブ４を開き、高真空ポンプ３を駆
動することにより、真空チャンバ１内が１０-7〜１０-8
Ｔｏｒｒの圧力状態になるまで排気し真空チャンバ内を
高真空状態とする。Next, the chamber rough valve 6 is closed, the main valve 2 and the auxiliary valve 4 are opened, and the high vacuum pump 3 is driven, so that the inside of the vacuum chamber 1 becomes 10 -7 to 10 -8.
The inside of the vacuum chamber is evacuated to a high vacuum state until the pressure reaches Torr.
【０００９】上記のように従来の真空排気装置では、高
真空状態を形成するために必ず高真空ポンプ３が必要で
あり、しかも、この高真空ポンプ３を使用するときは、
荒引き用の補助ポンプとして低真空ポンプ５が必要であ
った。As described above, in the conventional evacuation apparatus, the high vacuum pump 3 is always required to form a high vacuum state, and when this high vacuum pump 3 is used,
The low vacuum pump 5 was required as an auxiliary pump for roughing.
【００１０】[0010]
【表１】 [Table 1]
【００１１】表１を参照して説明する。この表１におい
て、ロータリポンプ，メカニカルポンブ，ドライ
ポンプが低真空ポンプであり、この低真空ポンプは大気
圧（７６０Ｔｏｒｒ）から約１０-3Ｔｏｒｒの圧力領域
で作動する。また、表１でターボポンプ，トラップ
付きターボポンプ，クライオポンプが高真空ポンプで
あり、これら高真空ポンプは、約１０-3〜１０-8Ｔｏｒ
ｒの圧力領域で作動する。また、ターボ型排気ポンプ
は最近市販された排気ポンプで、大気圧からの到達圧力
１０-5Ｔｏｒｒ〜１０-6Ｔｏｒｒで作動する。This will be described with reference to Table 1. In Table 1, a rotary pump, a mechanical pump, and a dry pump are low vacuum pumps, and these low vacuum pumps operate in a pressure range from atmospheric pressure (760 Torr) to about 10 -3 Torr. In Table 1, the turbo pump, the trap-equipped turbo pump, and the cryopump are high vacuum pumps. These high vacuum pumps are about 10 -3 to 10 -8 Torr.
It operates in the pressure range of r. The turbo-type exhaust pump is a commercially available exhaust pump, and operates at a pressure reaching 10 -5 Torr to 10 -6 Torr from the atmospheric pressure.
【００１２】ところで、ＰＶＤなどの真空プロセスを含
む各種装置では、最も使用頻度が高い圧力領域が１０-6
〜１０-8Ｔｏｒｒであり、この圧力領域をより簡易な真
空排気装置で実現するにはどのような構造の真空排気ポ
ンプが良いか、またどのような排気システムが望ましい
かという観点から種々の研究がなされてきた。しかし、
表１から理解されるように、１台の排気ポンプを用いて
大気圧から１０-8Ｔｏｒｒの圧力領域までの広範囲に亘
り作動できる排気ポンプは未だ開発されていない。この
ことから、大気圧から１０-8Ｔｏｒｒの作動圧力を確保
するには、必ず低真空ポンプと高真空ポンプを併用しな
ければならなかった。Incidentally, in various apparatuses including a vacuum process such as PVD, the most frequently used pressure region is 10 −6.
-10 -8 Torr, and various studies have been made from the viewpoint of what kind of structure a vacuum pump is good for realizing this pressure region with a simpler vacuum pump and what kind of pumping system is desirable. Has been done. But,
As can be seen from Table 1, an exhaust pump that can operate over a wide range from atmospheric pressure to a pressure range of 10 −8 Torr using one exhaust pump has not yet been developed. For this reason, in order to secure an operating pressure of 10 −8 Torr from the atmospheric pressure, a low vacuum pump and a high vacuum pump must be used together.
【００１３】つまり、排気ポンプを用いて真空排気を行
う場合、現在知られているどのタイプの排気ポンプを用
いても１０-6Ｔｏｒｒのあたりを境として、それよりも
高い圧力領域で作動する排気ポンプと、それよりも低い
圧力領域で作動する排気ポンプとは、機能的に別異なも
のとせざるを得ない。そして例えば、表１の，，
の高真空領域で作動する排気ポンプを使用しても低圧力
領域（大気圧〜１０-3Ｔｏｒｒ）では排気能力を発揮で
きない。このことから、図１４で説明したように、ＰＶ
Ｄ等において真空チャンバー内を１０-6〜１０-8Ｔｏｒ
ｒに排気するには、高真空ポンプ３と低真空ポンプ５を
併用して２段階排気方式とせざるを得なかったものであ
る。That is, in the case of performing vacuum evacuation using an exhaust pump, an exhaust pump operating in a higher pressure region at around 10 -6 Torr using any of the currently known types of exhaust pumps. The pump and the exhaust pump operating in the lower pressure range have to be functionally different. And, for example, in Table 1,
Even if an exhaust pump operating in a high vacuum area is used, the exhaust capacity cannot be exhibited in a low pressure area (atmospheric pressure to 10 -3 Torr). From this, as described with reference to FIG.
10 -6 to 10 -8 Torr
In order to evacuate to r, the high vacuum pump 3 and the low vacuum pump 5 must be used in combination to form a two-stage exhaust system.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】従来の真空排気装置で
は、上述のように高真空ポンプと低真空ポンプが使用さ
れているために、構造が複雑となりコスト高となってい
た。In the conventional evacuation apparatus, the high vacuum pump and the low vacuum pump are used as described above, so that the structure is complicated and the cost is high.
【００１５】また、真空チャンバと高真空ポンプの間に
は一般にメインバルブが使用されているが、このメイン
バルブには高真空ベローズバルブが使用される。メイン
バルブの使用環境は、高真空領域と大気圧側領域の中間
なので気圧差が大きく、しかも高度の密閉が必要な場所
である。そのため、メインバルブの構造は一般に複雑に
ならざるを得ない。しかし、メインバルブの構造が複雑
になると、それだけバルブを構成する各部材の表面積が
大きくなる。このことは、バルブが高真空中に存在する
ことから、各部材の表面に付着する塵による発塵の原因
となっていた。A main valve is generally used between the vacuum chamber and the high vacuum pump. A high vacuum bellows valve is used for the main valve. Since the operating environment of the main valve is between the high vacuum region and the atmospheric pressure side region, the difference in atmospheric pressure is large, and a high degree of sealing is required. Therefore, the structure of the main valve generally has to be complicated. However, when the structure of the main valve becomes complicated, the surface area of each member constituting the valve increases accordingly. This causes dust to be generated due to dust adhering to the surface of each member because the valve is in a high vacuum.
【００１６】さらに、メインバルブが高真空中に存在す
るとバルブの各部材の素材から放出ガスが発生し、これ
が真空チャンバに流れ、真空チャンバ内部の高真空化を
妨げるという問題があった。Further, when the main valve is in a high vacuum, there is a problem that a released gas is generated from the material of each member of the valve and flows into the vacuum chamber, thereby preventing the vacuum chamber from being made high in vacuum.
【００１７】本発明は上記の欠点を克服することを目的
とする。本発明者はこの種の真空排気装置において、構
造をより簡易化して製作コストを低減化し、なおかつ所
期の到達圧力を実現できる真空排気装置について種々の
研究を行った。その結果、１台の排気ポンプを真空排気
装置に組込むことにより、大気圧からの到達圧力が１０
-6〜１０-8Ｔｏｒｒという広範囲領域で作動し得る真空
排気装置を提供するものである。The present invention aims to overcome the above disadvantages. The present inventor has made various studies on a vacuum exhaust device of this type, which can further simplify the structure, reduce the production cost, and achieve the desired ultimate pressure. As a result, by incorporating one exhaust pump into the evacuation device, the ultimate pressure from atmospheric pressure can be reduced to 10
An object of the present invention is to provide a vacuum evacuation apparatus which can operate in a wide range of -6 to 10 -8 Torr.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、真空チャンバ内の気体を排気する真空排
気装置において、ポンプケース内に、主軸の外周に多段
の羽根列を設けて構成された羽根車が収容され、大気圧
から最大１０-6Torrまでの範囲を作動圧力領域とするタ
ーボ型ドライポンプと、ポンプケースの吸気口側の内部
に配置されたトラップと、トラップを冷却すべくトラッ
プに熱伝導体を介して連結された冷却装置とを備え、ト
ラップは、ターボ型ドライポンプの主軸と同軸に配置さ
れた環状体と、環状体の中心に、ターボ型ドライポンプ
の主軸と同軸に配置されたテーパ形状の中央パネルと、
環状体及び中央パネルを連結する支持部材とから構成さ
れており、ターボ型ドライポンプの主軸の外周と羽根車
の外端縁の間の吸気有効部の寸法をａ、主軸の直径寸法
をｂ、中央パネルの最大外周からトラップの環状体の内
周までの直径寸法をａ1、中央パネルの最大直径をｂ1と
したとき、各寸法がａ1≒ａ，ｂ1≒ｂの関係となるよう
に構成されていることを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention provides a vacuum exhaust device for exhausting gas in a vacuum chamber, wherein a multistage blade row is provided on the outer periphery of a main shaft in a pump case. A turbo-type dry pump that accommodates the configured impeller and has an operating pressure range from atmospheric pressure to a maximum of 10 −6 Torr, a trap disposed inside the intake side of the pump case, and cooling of the trap The trap is provided with a cooling device connected via a heat conductor to the trap, and the trap includes an annular body coaxially arranged with a main axis of the turbo type dry pump, and a main axis of the turbo type dry pump at the center of the annular body. And a tapered central panel arranged coaxially with
It is composed of an annular body and a support member that connects the center panel, and the dimension of the effective intake portion between the outer periphery of the main shaft of the turbo type dry pump and the outer edge of the impeller is a, the diameter of the main shaft is b, When the diameter from the maximum outer circumference of the center panel to the inner circumference of the annular body of the trap is a 1 , and the maximum diameter of the center panel is b 1 , the respective dimensions have a relationship of a 1 ≒ a, b 1 ≒ b. It is characterized by comprising.
【００１９】また、中央パネルを複数とし、ターボ型ド
ライポンプの主軸と同軸に配列させてもよい。Further, a plurality of central panels may be arranged coaxially with the main shaft of the turbo type dry pump.
【００２０】また、排気される気体の流れの状態に応じ
て、中央パネルの最大外周部分をターボ型ドライポンプ
向き或いはその反対方向向きとすることが装置のコンダ
クタンス劣化を抑制するのに有効である。Further, it is effective to suppress the conductance of the apparatus by making the maximum outer peripheral portion of the central panel face the direction of the turbo type dry pump or the direction opposite thereto in accordance with the flow state of the gas to be exhausted. .
【００２１】また、トラップ吸着面積を広げるべく、環
状体をターボ型ドライポンプに向かって拡径されるテー
パ形状としてもよく、さらに、トラップを熱伝導体のみ
によりポンプケース内にて支持することが、トラップの
吸着能力を向上させるので好適である。Further, in order to increase the trap adsorption area, the annular body may have a tapered shape in which the diameter is increased toward the turbo type dry pump, and the trap is supported in the pump case only by the heat conductor. This is preferable because the adsorption capacity of the trap is improved.
【００２２】[0022]
【作用】本発明によれば、大気圧から最大１０-6Torrま
での範囲を作動圧力領域とするターボ型ドライポンプが
用いられるので、従来の高真空ポンプ及び低真空ポンプ
の組み合わせによる２段引き方式と比較すると、発塵や
ガス放出の場所が少なくなるので、クリーンな真空雰囲
気が得られる。また、テーパ形状の中央パネルは上に述
べた寸法となるように配置構成されているので、トラッ
プを設けて有効吸着面積を増大させているにもかかわら
ず、それによってターボ型ドライポンプの有効吸気エリ
アがほとんど失われない。このため、ターボ型ドライポ
ンプのコンダクタンスが低下することはないので、真空
チャンバを短時間で真空排気することができる。According to the present invention, a turbo-type dry pump having an operating pressure range from the atmospheric pressure to a maximum of 10 -6 Torr is used. Therefore, a two-stage drawing by a conventional combination of a high vacuum pump and a low vacuum pump is used. Compared with the method, the number of places for generating dust and releasing gas is reduced, so that a clean vacuum atmosphere can be obtained. In addition, since the tapered central panel is arranged and configured to have the dimensions described above, despite the provision of a trap to increase the effective suction area, the effective suction area of the turbo type dry pump is thereby reduced. Almost no area is lost. For this reason, since the conductance of the turbo type dry pump does not decrease, the vacuum chamber can be evacuated in a short time.
【００２３】[0023]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図を参照して説明
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２４】図１には実施例に係る真空排気装置が示さ
れている。同図において、真空チャンバ１とターボ型ド
ライポンプ１１とは、管路８を介して直接接続されてい
る。管路８においてターボ型ドライポンプ１１の上流側
真空チャンバ側にはトラップ１２が設けられている。ま
た、ターボ型ドライポンプ１１の排気口は管路８ａと、
この管路８ａに介設されたバルブ１３を介して大気に開
放されている。真空チャンバ１からは管路９が導出され
ていて、この管路９にはチャンバベントバルブ１０が取
り付けられている。FIG. 1 shows an evacuation apparatus according to the embodiment. In the figure, the vacuum chamber 1 and the turbo type dry pump 11 are directly connected via a pipe 8. In the pipe 8, a trap 12 is provided on the vacuum chamber side on the upstream side of the turbo type dry pump 11. The exhaust port of the turbo-type dry pump 11 is connected to a pipe 8a,
The valve 8 is opened to the atmosphere through a valve 13 provided in the pipe 8a. A pipe 9 is led out of the vacuum chamber 1, and a chamber vent valve 10 is attached to the pipe 9.
【００２５】上記のターボ型ドライポンプ１１は、最近
開発され、市販されるようになった排気ポンプである。
このターボ型ドライポンプ１１は大気圧（７６０Ｔｏｒ
ｒ）から１０-5Ｔｏｒｒ〜１０-6Ｔｏｒｒの圧力領域で
作動するものであり、そのためポンプケース内に収容さ
れる羽根車の羽根の形状、間隔、角度、大きさ、回転速
度等が上記の圧力領域で作動させるべく構成されてお
り、これらの構造、寸法は繰返し試験の結果に基いて導
き出されている。（具体例として、ダイキン工業
（株）、商品名：ダイキンドライポンプ９０、（株）日
立製作所、商品名：ターボ式ドライ真空ポンプＳＫＹＴ
ＯＲＲなどがある。） 図２以下では、ターボ型ドライポンプ１１と、それぞれ
構成が異なる複数種のトラップ１２との組み合わせ例が
示されている。まず図２を参照して説明すると、図にお
いて、ポンプケース１４内には、羽根車１６ｂが配設さ
れている。羽根車１６ｂは主軸部１５と、この主軸部１
５に複数の羽根１６を円周方向に間隙１７をあけて配列
してなる多段に設けられた羽根列１６ａとから構成され
ている。また、各羽根列１６ａの間にはポンプケース１
４の内側に配設されたステータ羽根１８が進入してい
る。The above-mentioned turbo type dry pump 11 is an exhaust pump which has recently been developed and is now commercially available.
This turbo type dry pump 11 has an atmospheric pressure (760 Torr).
r) to operate in a pressure range of 10 −5 Torr to 10 −6 Torr. Therefore, the shape, interval, angle, size, rotation speed, etc. of the impeller blades housed in the pump case are as described above. It is configured to operate in the pressure range, and its structure and dimensions have been derived based on the results of repeated tests. (Specific examples are Daikin Industries, Ltd., trade name: Daikin Dry Pump 90, Hitachi, Ltd., trade name: turbo dry vacuum pump SKYT
ORR and the like. 2 and the following, an example of a combination of a turbo type dry pump 11 and a plurality of types of traps 12 having different configurations is shown. First, referring to FIG. 2, an impeller 16b is provided in the pump case 14 in the figure. The impeller 16b includes a main shaft 15 and the main shaft 1
5 and a plurality of blade rows 16a provided in multiple stages in which a plurality of blades 16 are arranged with a gap 17 in the circumferential direction. The pump case 1 is located between the blade rows 16a.
The stator blades 18 arranged inside 4 have entered.
【００２６】上記の構成からなるターボ型ドライポンプ
１１では、駆動モータ（図示せず）により主軸部１５を
回転させると羽根列１６ａが回転し、大気圧にある真空
チャンバ１内の気体分子を吸気口２０から吸入したう
え、排気口２１を通して大気に排気することができる。In the turbo-type dry pump 11 having the above structure, when the main shaft 15 is rotated by a drive motor (not shown), the blade row 16a rotates, and gas molecules in the vacuum chamber 1 at atmospheric pressure are sucked. After being sucked through the port 20, it can be exhausted to the atmosphere through the exhaust port 21.
【００２７】ところで、１台のターボ型ドライポンプ１
１を用いると、上述のように大気圧から作動開始できる
が、最大排気圧力は本来１０-6Ｔｏｒｒまでである。こ
のため、１０-6Ｔｏｒｒ以下の真空度を実現するには別
の高真空ポンプを使用せざるを得ない。この点に関し、
本実施例では、ターボ型ドライポンプ１１の上流側、図
示例ではターボ型ドライポンプ１１の吸気口２０の内側
にトラップ１２を配設することにより、２台目のポンプ
を不要ならしめている。このトラップ１２は、図２
（Ｂ）に示されるように環状トラップパネル１２ａを有
し、その内側には、環状中心部で交差するよう正面から
見て略十字状に補強フレーム１２ｂが配設され、この補
強フレーム１２ｂの外端が環状トラップパネル１２ａの
内周面に固定されている。By the way, one turbo type dry pump 1
If 1, the operation can be started from the atmospheric pressure as described above, but the maximum exhaust pressure is originally up to 10 -6 Torr. For this reason, another high vacuum pump must be used to achieve a degree of vacuum of 10 −6 Torr or less. In this regard,
In the present embodiment, the trap 12 is disposed upstream of the turbo-type dry pump 11, in the illustrated example, inside the intake port 20 of the turbo-type dry pump 11, so that the second pump is unnecessary. This trap 12 is shown in FIG.
As shown in FIG. 2B, a reinforcement frame 12b is provided inside the reinforcement frame 12b in a substantially cross shape as viewed from the front so as to intersect at an annular center portion. The end is fixed to the inner peripheral surface of the annular trap panel 12a.
【００２８】上記の環状トラップパネル１２ａと補強フ
レーム１２ｂとはいずれもコールドパネル（被冷却板）
であって、排気すべき気体の大部分を占める水分子だけ
をトラップすることができ、水分子の急速な排気によ
り、排気時間を短縮できる。このため、環状トラップパ
ネル１２ａには、熱伝導率の高い銅などを使用した熱伝
導体２２が結合されており、熱伝導体２２の端部はヘリ
ウムガス小型冷凍機等の冷却装置２３に結合されてい
る。The above-described annular trap panel 12a and the reinforcing frame 12b are both cold panels (plates to be cooled).
However, only water molecules that occupy most of the gas to be evacuated can be trapped, and the evacuation time can be reduced by rapid evacuation of water molecules. For this reason, a thermal conductor 22 using copper or the like having a high thermal conductivity is coupled to the annular trap panel 12a, and an end of the thermal conductor 22 is coupled to a cooling device 23 such as a helium gas small refrigerator. Have been.
【００２９】そして、冷却装置２３により熱伝導体２２
を介してトラップ１２の熱が吸収され、このトラップ１
２が冷却される。トラップ１２の冷却温度は、このトラ
ップ１２に対する熱負荷と、冷却能力とのバランスによ
り決まる。なお、冷却装置２３は、ポンプケース１４と
一体の保持ケース２４の端部に取り付けられており、冷
却装置２３の冷却部２５と熱伝導体２２は保持ケース２
４内に収容されている。Then, the heat conductor 22 is cooled by the cooling device 23.
The heat of the trap 12 is absorbed through the
2 is cooled. The cooling temperature of the trap 12 is determined by the balance between the heat load on the trap 12 and the cooling capacity. The cooling device 23 is attached to an end of a holding case 24 integrated with the pump case 14, and the cooling unit 25 of the cooling device 23 and the heat conductor 22 are connected to the holding case 2.
4.
【００３０】本実施例に係る真空排気装置を用いて真空
チャンバ１内の気体分子を排気するには、チャンバベン
トバルブ１０（図１参照）を閉じたうえ、トラップ型ド
ライポンプ１１と、トラップ１２を冷却する冷却装置２
３を同時に駆動する。このときトラップ型ドライポンプ
１１は数分で定常回転となり、こうして、ターボ型ドラ
イポンプ１１とトラップ１２が共働して真空チャンバ１
内を高真空にすることができる。In order to exhaust gas molecules in the vacuum chamber 1 using the evacuation apparatus according to the present embodiment, the chamber vent valve 10 (see FIG. 1) is closed, and the trap type dry pump 11 and the trap 12 are closed. Cooling device 2 for cooling
3 are driven simultaneously. At this time, the trap type dry pump 11 becomes a steady rotation in a few minutes, and thus, the turbo type dry pump 11 and the trap 12 cooperate to form the vacuum chamber 1.
The inside can be made high vacuum.
【００３１】すなわち、ターボ型ドライポンプ１１を駆
動するとき、主軸部１５と羽根１６の回転により、大気
圧にある真空チャンバ１内の気体分子が吸気口２０から
ポンプケース１４内に吸引され、排気口２１から排気さ
れる。排気される気体分子は、Ｈ2 ，Ｎ2 ，Ｏ2 等であ
り、真空チャンバ１内が大気圧（７６０Ｔｏｒｒ）から
１０-6Ｔｏｒｒの範囲では、上記各気体分子はターボ型
ドライポンプ１１の真空引きにより排出される。しか
し、真空チャンバ１内が１０-6Ｔｏｒｒにまでなったと
きは、もはや、真空チャンバ１内に残在する水分子をタ
ーボ型ドライポンプ１１で吸引することができず、した
がってターボ型ドライポンプ１１のみでは真空チャンバ
１内を１０-7Ｔｏｒｒ〜１０-8Ｔｏｒｒまで下げること
はできない。そして、このときは真空チャンバ１内に残
在する水分子をポンプケース１４の入口において、環状
トラップパネル１２ａと補強フレーム１２ｂとにより連
続凝集することで排気を行ない、真空チャンバ１内を１
０-7Ｔｏｒｒ〜１０-8Ｔｏｒｒまで減圧するのである。
こうして、ターボ型ドライポンプ１１が１台のみでは大
気圧から１０-6Ｔｏｒｒまでしか排気能力がなかったも
のが、ターボ型ドライポンプ１１とトラップ１２を組合
わせることで１０-8Ｔｏｒｒまでの排気が可能となっ
た。しかも構造も簡潔である。That is, when the turbo type dry pump 11 is driven, the rotation of the main shaft 15 and the blades 16 causes gas molecules in the vacuum chamber 1 at atmospheric pressure to be sucked into the pump case 14 from the suction port 20 and exhausted. Air is exhausted from the port 21. The gas molecules to be evacuated are H 2 , N 2 , O 2, etc., and when the inside of the vacuum chamber 1 is in the range from the atmospheric pressure (760 Torr) to 10 −6 Torr, each of the above gas molecules is vacuum Discharged by pulling. However, when the pressure in the vacuum chamber 1 reaches 10 -6 Torr, the water molecules remaining in the vacuum chamber 1 can no longer be sucked by the turbo dry pump 11, and therefore the turbo dry pump 11 It is not possible to lower the inside of the vacuum chamber 1 to 10 −7 Torr to 10 −8 Torr by using only the pressure. Then, at this time, the water molecules remaining in the vacuum chamber 1 are exhausted by being continuously aggregated by the annular trap panel 12a and the reinforcing frame 12b at the inlet of the pump case 14, so that the inside of the vacuum chamber 1
The pressure is reduced to 0 -7 Torr to 10 -8 Torr.
Thus, although only one turbo-type dry pump 11 had an exhaust capability only from the atmospheric pressure to 10 -6 Torr, exhausting up to 10 -8 Torr by combining the turbo-type dry pump 11 and the trap 12 was achieved. It has become possible. Moreover, the structure is simple.
【００３２】ところで、トラップ１２には水分子吸着面
積が可及的に大きいことが求められると共に、トラップ
１２がターボ型ドライポンプ１１の上流側に設けられる
ことから、このターボ型ドライポンプ１１の吸気口２０
の吸気有効面積の低下を最小限に抑えることが求められ
る。この２つの条件は本来相反する条件である。The trap 12 is required to have a water molecule adsorption area as large as possible, and the trap 12 is provided on the upstream side of the turbo-type dry pump 11. Mouth 20
It is required to minimize the decrease in the effective intake area of the air conditioner. These two conditions are originally contradictory conditions.
【００３３】図２に示されているトラップ１２は、上記
の条件を満たすべく構成された一例である。すなわち上
述の通り、トラップ１２は環状トラップパネル１２ａと
補強フレーム１２ｂとから構成されていて、環状トラッ
プパネル１２ａは羽根列１６ａの外径部（つまり、吸気
口の内周面に近い位置）に位置しているので、水分子の
有効吸着面積の大きさに対比して、ターボ型ドライポン
プ１１の有効吸気面積の低下も最小に抑えることができ
る。The trap 12 shown in FIG. 2 is an example configured to satisfy the above conditions. That is, as described above, the trap 12 includes the annular trap panel 12a and the reinforcing frame 12b, and the annular trap panel 12a is located at the outer diameter portion of the blade row 16a (that is, at a position close to the inner peripheral surface of the intake port). Therefore, a decrease in the effective suction area of the turbo-type dry pump 11 can be suppressed to a minimum in comparison with the size of the effective adsorption area of water molecules.
【００３４】補強フレーム１２ｂも十文字状に配されて
いることにより、環状トラップパネル１２ａの補強作用
を十分に奏すると共に、ターボ型ドライポンプ１１の有
効吸気面積の低下を最小に抑えることができる。Since the reinforcing frame 12b is also arranged in a cross shape, the reinforcing effect of the annular trap panel 12a can be sufficiently exhibited, and the decrease in the effective intake area of the turbo-type dry pump 11 can be suppressed to a minimum.
【００３５】図３〜図４には上記トラップの考えをさら
に発展させたものとして、本発明の第２実施例に係るト
ラップ１２−１が示されている。この第２実施例のトラ
ップ１２−１は第１実施例のトラップ１２と同様の環状
トラップパネル１２ａと、第１例の補強フレーム１２ｂ
に相当する略十文字の支持フレーム１２ｃ及び、この支
持フレーム１２ｃを介して支持された中央部トラップパ
ネル１２ｄを有している。FIGS. 3 and 4 show a trap 12-1 according to a second embodiment of the present invention as a further development of the above trap concept. The trap 12-1 of the second embodiment has an annular trap panel 12a similar to the trap 12 of the first embodiment, and a reinforcing frame 12b of the first embodiment.
And a center trap panel 12d supported via the support frame 12c.
【００３６】中央部トラップパネル１２ｄは、支持フレ
ーム１２ｃの中央部側面に固定されている。また、この
中央部トラップパネル１２ｄは、羽根車の主軸部１５の
断面形状と略同じ円板形状で、かつ主軸部１５の直径と
略同一寸法に設けられている。さらに、中央部トラップ
パネル１２ｄと主軸部１５とは同一軸線上に設けられて
いる。この第２実施例のトラップ１２−１でも環状トラ
ップパネル１２ａと支持フレーム１２ｃと中央部トラッ
プパネル１２ｄは、いずれもコールドパネルであって、
水分子だけをトラップすることができる。The center trap panel 12d is fixed to the center side surface of the support frame 12c. The central trap panel 12d has a disk shape substantially the same as the cross-sectional shape of the main shaft portion 15 of the impeller, and is provided with substantially the same size as the diameter of the main shaft portion 15. Furthermore, the center trap panel 12d and the main shaft 15 are provided on the same axis. In the trap 12-1 of the second embodiment, the annular trap panel 12a, the support frame 12c, and the central trap panel 12d are all cold panels,
Only water molecules can be trapped.
【００３７】第２実施例のトラップ１２−１では、中央
部トラップパネル１２ｄが付加されている分、第１実施
例のトラップ１２に比べて水分子の有効吸着面積が増加
している。しかも、この中央部トラップパネル１２ｄ
は、主軸部１５と同一軸線上にあり、その外径は主軸部
１５の外径と略一致する大きさである。そして、主軸部
１５は、円柱状であって、その外周に羽根１６を取付け
るためのものであるから、この主軸部１５の直径部分は
本来非吸入部分である。そして、中央部トラップパネル
１２ｄはこの非吸入部分に位置しているので、中央部ト
ラップパネル１２ｄの存在にも拘わらず、ターボ型ドラ
イポンプ１１の吸入口２０の有効吸入面積が低下しな
い。環状トラップパネル１２ａが熱伝導体２２を介して
冷凍装置２３に結合されている点は、第２実施例のトラ
ップ１２と同じである。In the trap 12-1 of the second embodiment, the effective adsorption area of water molecules is larger than that of the trap 12 of the first embodiment by the addition of the central trap panel 12 d. Moreover, the central trap panel 12d
Are located on the same axis as the main shaft portion 15, and have an outer diameter substantially equal to the outer diameter of the main shaft portion 15. The main shaft 15 has a columnar shape and is for attaching the blade 16 to the outer periphery thereof. Therefore, the diameter of the main shaft 15 is originally a non-suction portion. Since the center trap panel 12d is located in the non-suction portion, the effective suction area of the suction port 20 of the turbo dry pump 11 does not decrease despite the presence of the center trap panel 12d. The point that the annular trap panel 12a is connected to the refrigerating device 23 via the heat conductor 22 is the same as the trap 12 of the second embodiment.
【００３８】第２実施例のトラップ１２−１につき、図
５と図６を参照してさらに説明する。図５において、
“ａ”は羽根列１６ａの羽根１６の存在するエリア（有
効吸気エリア）の寸法、“ｂ”は羽根が存在しない主軸
部１５のエリア（非有効吸気エリア）の寸法である。ま
た、図６において、“ａ1 ”は環状トラップパネル１２
ａの内側の空間エリア（有効吸気エリア）の寸法、“ｂ
1 ”は中央部トラップパネル１２ｄのあるエリア（非有
効吸気エリア）の寸法である。そして、ａ＝ａ1、ｂ＝
ｂ1 の位置関係のときターボ型ドライポンプ１１に最大
排気コンダクタンスが得られる（但し、トラップ１２と
羽根車１６ｂは軸方向に極力近づけておくものとす
る）。The trap 12-1 of the second embodiment will be further described with reference to FIGS. In FIG.
“A” is the dimension of the area of the blade row 16a where the blades 16 are present (effective intake area), and “b” is the dimension of the area of the main shaft portion 15 where the blades are not present (non-effective intake area). In FIG. 6, “a 1 ” indicates the annular trap panel 12.
The dimensions of the space area (effective intake area) inside “a”, “b
1 "is the dimension of an area (non-effective intake area) of the central trap panel 12d. A = a 1 , b =
Maximum exhaust conductance to a turbo type dry pump 11 when the positional relationship of b 1 is obtained (however, the trap 12 and the impeller 16b shall keep as close as possible in the axial direction).
【００３９】第２実施例のトラップ１２−１では、ａ1
≒ｂ、ｂ1≒ｂの寸法関係を容易に達成でき、有効吸気
エリアを犠牲にしないでトラップ１２−１の有効吸着
（水分子を吸着冷却する）面積を最大にとることができ
る。In the trap 12-1 of the second embodiment, a 1
The dimensional relationship of ≒ b, b 1 ≒ b can be easily achieved, and the effective adsorption (water molecule adsorption and cooling) area of the trap 12-1 can be maximized without sacrificing the effective intake area.
【００４０】次に、図７には、第３実施例に係る真空排
気装置が示されている。この第３実施例のトラップ１２
−２は第２実施例のトラップ１２−１の変形例であり、
中央部トラップパネル１２ｄが同軸線上に複数設けられ
ている点が、この第２実施例のトラップ１２−１と相違
する基本的な点である。第３実施例のトラップ１２−２
では、環状トラップパネル１２ａが第２実施例のものよ
り軸方向に長く設けられている。また、環状トラップパ
ネル１２ａの内側に設けられる第２実施例と同じ形状の
第１と第２の支持フレーム１２ｃ1 、１２ｃ2 が所定の
間隔を置いて２つ設けられている。Next, FIG. 7 shows a vacuum evacuation apparatus according to a third embodiment. The trap 12 of the third embodiment
-2 is a modification of the trap 12-1 of the second embodiment,
The central point different from the trap 12-1 of the second embodiment is that a plurality of central trap panels 12d are provided on a coaxial line. Trap 12-2 of Third Embodiment
5, the annular trap panel 12a is provided longer in the axial direction than that of the second embodiment. Further, two first and second support frames 12c 1 and 12c 2 having the same shape as that of the second embodiment provided inside the annular trap panel 12a are provided at predetermined intervals.
【００４１】第１の支持フレーム１２ｃ1 の両側面に
は、第１と第２の中央部トラップパネル１２ｄ1 、１２
ｄ2 が固定されており、第２の支持フレーム１２ｃ2 の
両側面に第３と第４の中央部トラップパネル１２ｄ3 、
１２ｄ4 が固定されている。さらに、この第２と第３の
中央部トラップパネル１２ｄ3 、１２ｄ4 の中心部の間
に連結軸２６が架設されていて、第５の中央部トラップ
パネル１２ｄ5 がこの連結軸２６に支持されている。第
１〜第５の中央部トラップパネル１２ｄ1 〜１２ｄ5 の
直径はすべて主軸部１５の直径と実質的に同一である。[0041] The first side surfaces of the support frame 12c 1, first and second central trap panel 12d 1, 12
d 2 is fixed, and the third and fourth central trap panels 12 d 3 are provided on both side surfaces of the second support frame 12 c 2 .
12d 4 is fixed. Further, a connecting shaft 26 is provided between the center portions of the second and third central trap panels 12d 3 and 12d 4 , and the fifth central trap panel 12d 5 is supported by the connecting shaft 26. ing. All the first to fifth of the diameter of the central portion trap panel 12d 1 to 12d 5 the diameter substantially the same of the main shaft portion 15.
【００４２】したがって、第３実施例のトラップ１２−
２においては、第１〜第５の中央部トラップパネル１２
ｄ1 〜１２ｄ5 の表面積の総計が、第１実施例の１枚の
中央部トラップパネル１２ｄの表面積よりも大きく、そ
れだけ、水素分子の有効吸着面積が増大する。第１〜第
５の中央部トラップパネル１２ｄ1 〜１２ｄ5 は主軸部
１５と軸方向に重なり合っている。Accordingly, the trap 12- in the third embodiment
2, the first to fifth central trap panels 12
total surface area of d 1 to 12d 5 is larger than the surface area of a single central trap panel 12d of the first embodiment, it only increases the effective adsorption area of the hydrogen molecule. Central trap panel 12d 1 to 12d 5 of the first to fifth overlaps the main shaft portion 15 and the axial direction.
【００４３】図８には第４実施例に係るトラップ１２−
３が示されている。この第４実施例のトラップ１２−３
において、環状トラップパネル１２ａの中央部に支持フ
レーム１２ｃを介して１つの中央部トラップパネル１２
ｄが設けられている点は第２実施例に係るトラップ１２
−１と同じである。この第４実施例では、中央部トラッ
プパネル１２ｄの気体分子が流れる上流側の側面に、複
数のテーパ形トラップパネル１２ｅ1 〜１２ｅ3 が中心
部を共通にしている点、かつその先細端部がトラップパ
ネル１２ｄの側面に向けて配設されている点で第１実施
例〜第３実施例と相違している。FIG. 8 shows a trap 12- according to the fourth embodiment.
3 is shown. The trap 12-3 of the fourth embodiment
, One central trap panel 12 is provided at a central portion of the annular trap panel 12a via a support frame 12c.
d is provided in the trap 12 according to the second embodiment.
Same as -1. In the fourth embodiment, the side surface of the upstream side through which gas molecules in the central portion trap panel 12d, points a plurality of tapered trap panel 12e 1 ~12e 3 is a central portion in common, and its tapered end The third embodiment is different from the first to third embodiments in that the trap panel is disposed toward the side surface of the trap panel 12d.
【００４４】複数のテーパ形トラップパネル１２ｅ1 〜
１２ｅ3 を中央部トラップパネル１２ｄの側面に取付け
る手段として、各テーパ形トラップパネル１２ｅ1 〜１
２ｅ3 の中心を支持軸２７が貫通しており、支持軸２７
の端部が中央部トラップパネル１２ｄに貫通支持されて
いる。A plurality of tapered trap panels 12e 1-
As a means for attaching the 12e 3 on the side surface of the central portion trap panel 12d, the tapered trap panel 12e 1 to 1
The center of 2e 3 support shaft 27 extends through the support shaft 27
Are penetrated and supported by the central trap panel 12d.
【００４５】また、テーパ形トラップパネル１２ｅ1 〜
１２ｅ3 はそれぞれテーパ壁の傾斜角度を異にしてい
て、中央部トラップパネル１２ｄの側面から遠ざかるも
の程テーパ壁の中心軸に対する傾斜角度が小さくなる構
成とされている。したがって、多段に積層された各テー
パ形トラップパネル１２ｅ1 〜１２ｅ3 のテーパ壁の間
には十分な隙間が形成されて、この隙間を介して、テー
パ壁の両面が水分子の吸着面となり、それによりトラッ
プ１２−３の水分子の有効吸着面積が増大する。[0045] In addition, the tapered trap panel 12e 1 ~
12e 3 respectively have different in inclination angle of the tapered walls, the inclination angle with respect to the central axis of the more tapered walls that away from the side surface of the central portion trap panel 12d there is a smaller structure. Thus, sufficient clearance is formed between the tapered walls of each tapered trap panel 12e 1 ~12e 3 stacked in multiple stages, through the gap, both surfaces of the tapered walls is the suction surface of the water molecules, This increases the effective adsorption area of the trap 12-3 for water molecules.
【００４６】また、各テーパ形トラップパネル１２ｅ1
〜１２ｅ3 の端縁部から中心までの距離は中央部トラッ
プパネル１２ｄ及び主軸部１５の直径と略同一寸法に設
けられているので、多段のテーパ形トラップパネル１２
ｅ1 〜１２ｅ3 が存在するも、ターボ型ドライポンプ１
１の吸気口２０の有効吸気面積の低下は最小限に抑えら
れることになる。Further, each tapered trap panel 12e 1
The distance from the edge of ～12E 3 to the center is provided to the diameter and substantially the same size of the central portion trap panel 12d and the main shaft portion 15, a multistage tapered trap panel 12
also has e 1 ~12e 3 exists, turbo type dry pump 1
The decrease in the effective intake area of the first intake port 20 is minimized.
【００４７】図９には第５実施例に係るトラップ１２−
４が示されている。この第５実施例のトラップ１２−４
では、複数のテーパ形トラップパネル１２ｅ4 〜１２ｅ
6 が第４実施例と反対に中央部トラップパネル１２ｄの
気体が流れる下流側に設けられている。このテーパ形ト
ラップパネル１２ｅ4 〜１２ｅ6 の配置を除けば、他の
構成は第４実施例のトラップ１２−３と同じである。FIG. 9 shows a trap 12- according to the fifth embodiment.
4 is shown. The trap 12-4 of the fifth embodiment.
In a plurality of tapered trap panel 12e 4 ~12e
Reference numeral 6 is provided on the downstream side of the trap portion 12d on the downstream side where the gas flows, contrary to the fourth embodiment. Except the arrangement of the tapered trap panel 12e 4 ~12e 6, the other structure is the same as the trap 12-3 of the fourth embodiment.
【００４８】第５実施例のトラップパネル１２ｄの下流
側において、各テーパ形トラップパネル１２ｅ4 〜１２
ｅ6 のテーパ壁の両面に水分子が吸着される。しかもこ
の複数のテーパ形トラップパネル１２ｅ4 〜１２ｅ6 の
存在によっても、ターボ型ドライポンプ１１の吸気口２
０における有効排気面積の低下は極力抑えられる。On the downstream side of the trap panel 12d of the fifth embodiment, each of the tapered trap panels 12e 4 -12e
water molecules are adsorbed on both surfaces of the tapered walls of the e 6. Moreover by the presence of the plurality of tapered trap panel 12e 4 ~12e 6, inlet 2 of the turbo type dry pump 11
A decrease in the effective exhaust area at 0 is minimized.
【００４９】図１０には、第６実施例に係るトラップ１
２−５が示されている。この第６実施例のトラップ１２
−５は、第４実施例に係るトラップ１２−３と第５実施
例に係るトラップ１２−４を一体化した構成に略相当す
る。すなわち、多段に積層された複数のテーパ形トラッ
プパネル１２ｅ1 〜１２ｅ3 及び１２ｅ4 〜１２ｅ
6は、中央部トラップパネル１２ｄの上流側と下流側の
両側面に設けられていて、各テーパ形トラップパネル１
２ｅ1 〜１２ｅ6 は、その中心部が中央部トラップパネ
ル１２ｄの中心を貫通する支持軸２７によって支持され
ている。FIG. 10 shows a trap 1 according to the sixth embodiment.
2-5 are shown. The trap 12 of the sixth embodiment
-5 substantially corresponds to a configuration in which the trap 12-3 according to the fourth embodiment and the trap 12-4 according to the fifth embodiment are integrated. That is, multi-stage multiple tapered stacked in the trap panel 12e 1 ~12e 3 and 12e 4 ~12e
6 are provided on both the upstream and downstream sides of the central trap panel 12d.
2e 1 ~12e 6 is supported by a supporting shaft 27 to which the central portion passes through the center of the central portion trap panel 12d.
【００５０】第６実施例のトラップ１２−５は、第４実
施例のトラップ１２−３と第５実施例のトラップ１２−
４の各水分子の有効吸着面積を足した吸着面積を有して
いるので、この吸着面積が増大した分だけ、水分子の吸
着能力が向上する。しかも、第４実施例、第５実施例の
トラップ１２−３，１２−４と同様、ターボ型ドライポ
ンプ１１の吸気口２０の有効吸入面積の低下は極力抑え
られる。The trap 12-5 of the sixth embodiment is different from the trap 12-3 of the fourth embodiment and the trap 12-5 of the fifth embodiment.
Since it has an adsorption area obtained by adding the effective adsorption area of each water molecule of No. 4, the adsorption capacity of water molecules is improved by the increase in the adsorption area. Moreover, similarly to the traps 12-3 and 12-4 of the fourth and fifth embodiments, a decrease in the effective suction area of the suction port 20 of the turbo-type dry pump 11 can be suppressed as much as possible.
【００５１】なお、第４実施例〜第６実施例のトラップ
１２−３〜１２−５では、テーパ形トラップパネル１２
ｅ1 〜１２ｅ6 が複数段配設されているが、これに限ら
ず、１個のテーパ形トラップパネル１２ｅ1 が中央部ト
ラップパネル１２ｄの上流と下流側のいずれかの一側面
又は両側面に取付けられる構成であっても構わない。In the traps 12-3 to 12-5 of the fourth to sixth embodiments, the tapered trap panel 12
e 1 ~12e 6 has a plurality of stages arranged, but not limited thereto, the one either one side or both sides of the tapered trap panel 12e 1 is upstream and downstream of the central portion trap panel 12d The structure which can be attached may be sufficient.
【００５２】図１１には、第７実施例に係るトラップ１
２−６が示されている。この第６実施例に係るトラップ
１２−６では、環状トラップパネル１２ａの中心部に、
円錐先端部を上流側に向けて配置されたテーパ形中央ト
ラップパネル１２ｆが設けられている。このテーパ形中
央トラップパネル１２ｆの大径側の基端部から半径方向
に支持フレーム１２ｃが伸長していて、この支持フレー
ム１２ｃの端部を環状トラップパネル１２ａの内周面に
固定することにより、テーパ形中央トラップパネル１２
ｆが環状トラップパネル１２ａの中心部に支持されてい
る。FIG. 11 shows a trap 1 according to the seventh embodiment.
2-6 are shown. In the trap 12-6 according to the sixth embodiment, at the center of the annular trap panel 12a,
A tapered central trap panel 12f is provided with the conical tip facing upstream. The support frame 12c extends in the radial direction from the large-diameter base end of the tapered central trap panel 12f, and the end of the support frame 12c is fixed to the inner peripheral surface of the annular trap panel 12a. Tapered center trap panel 12
f is supported at the center of the annular trap panel 12a.
【００５３】また、テーパ形中央トラップパネル１２ｆ
は、羽根車１６ｂの主軸部１５と同一軸線上に設けられ
ており、かつその最大径部が主軸部１５の直径と略同一
寸法に設けられている。The tapered central trap panel 12f
Are provided on the same axis as the main shaft portion 15 of the impeller 16b, and the maximum diameter portion is provided with substantially the same size as the diameter of the main shaft portion 15.
【００５４】したがって、この第７実施例のトラップ１
２−６によると、環状トラップパネル１２ａが羽根車１
６ｂの外径部に設けられていること及び、テーパ形中央
トラップパネル１２ｆの円錐先端部が上流側に向けて配
置されていること、最大径部が主軸部１５の直径部と略
同一寸法であること等により、気体分子のターボ型ドラ
イポンプ１１への流れを出来る限り阻害しないで、テー
パ形中央トラップパネル１２ｆの有効吸着面積を可及的
に大きくできる。Therefore, the trap 1 of the seventh embodiment is
According to 2-6, the annular trap panel 12a is the impeller 1
6b, the conical tip of the tapered central trap panel 12f is arranged toward the upstream side, and the maximum diameter is substantially the same as the diameter of the main shaft 15. For example, the effective adsorption area of the tapered central trap panel 12f can be increased as much as possible without obstructing the flow of gas molecules to the turbo dry pump 11 as much as possible.
【００５５】図１２には、第８実施例に係るトラップ１
２−７が示されている。この第８実施例に係るトラップ
１２−７では、第７実施例に係る全周が同一径の環状ト
ラップパネル１２ａに代えて、テーパ形環状トラップパ
ネル１２ａ1 が使用されている点が当該第７実施例のト
ラップ１２−６と相違し、他の構成は、第７実施例のト
ラップ１２−６と同じである。FIG. 12 shows a trap 1 according to the eighth embodiment.
2-7 are shown. In the trap 12-7 according to the eighth embodiment, the entire circumference of the seventh embodiment in place of the annular trap panel 12a having the same diameter, that tapered annular trap panel 12a 1 is used the seventh The other configuration is the same as the trap 12-6 of the seventh embodiment, different from the trap 12-6 of the seventh embodiment.
【００５６】テーパ形環状トラップパネル１２ａ1 は、
その拡径部を上流側に向けて配置されている。また、テ
ーパ形環状トラップパネル１２ａ1 の径小端部の内径
が、羽根車１６ｂの外径と略同一寸法に設けられてい
る。The tapered annular trap panel 12a 1
The enlarged diameter portion is disposed facing the upstream side. The inner diameter of the small diameter end of the tapered annular trap panel 12a 1 are provided on an outer diameter substantially the same dimensions of the impeller 16b.
【００５７】したがって、第８実施例のトラップ１２−
７によると、テーパ形環状トラップパネル１２ａ1 は、
その拡径側の端縁が気体分子の流れる上流に向けられて
いるので、吸気口２０を流れる気体分子のうち水分子は
このテーパ形環状トラップパネル１２ａ1 に吸着される
と共に、他の気体分子は、このテーパ形環状トラップパ
ネル１２ａ1 にガイドされてその内側をスムーズに流
れ、羽根車１６ｂの有効吸引領域に吸引されて排気され
る。Therefore, the trap 12-
According to 7, the tapered annular trap panel 12a 1
Since the edge of the enlarged diameter side is directed upstream of the flow of gas molecules, the water molecules are adsorbed to the tapered annular trap panel 12a 1 of the gas molecules flowing through the intake port 20, other gas molecules is guided to the tapered annular trap panel 12a 1 flows inside smooth, it is exhausted is sucked enable the suction region of the impeller 16b.
【００５８】図１３には、第９実施例に係るトラップ１
２−８が示されている。この第９実施例に係るトラップ
１２−８では、第８実施例のテーパ形中央トラップパネ
ル１２ｆに代えて、円板状の中央トラップパネル１２ｇ
がテーパ形環状トラップパネル１２ａ1 の中央部に配置
されている点が当該第８実施例のトラップ１２−７と相
違し、他の構成は第８実施例のトラップ１２−７と同じ
である。FIG. 13 shows a trap 1 according to the ninth embodiment.
2-8 are shown. In the trap 12-8 according to the ninth embodiment, a disk-shaped central trap panel 12g is used instead of the tapered central trap panel 12f of the eighth embodiment.
There were differences that are arranged in the central portion of the tapered annular trap panel 12a 1 is a trap 12-7 of the eighth embodiment, the other structure is the same as the trap 12-7 of the eighth embodiment.
【００５９】したがって、第９実施例のトラップ１２−
８によると、中央トラップパネル１２ｇの有効吸着面積
は、第８実施例のテーパ形中央トラップパネル１２ｆに
比して若干小さいが、その構造はテーパ形中央トラップ
パネル１２ｆより簡易である。そして、この第９実施例
のトラップ１２−８によっても、羽根車１６ｂの有効吸
気面積の低下を出来るだけ抑え、かつ水分子の有効吸着
面積を可及的に大きくとることができる。Therefore, the trap 12-
According to FIG. 8, the effective suction area of the central trap panel 12g is slightly smaller than the tapered central trap panel 12f of the eighth embodiment, but the structure is simpler than the tapered central trap panel 12f. Also, with the trap 12-8 of the ninth embodiment, it is possible to suppress the decrease in the effective intake area of the impeller 16b as much as possible and to increase the effective adsorption area of water molecules as much as possible.
【００６０】第２実施例〜第９実施例のいずれのトラッ
プ１２−１〜１２−８においても、環状トラップパネル
１２ａ、１２ａ1 には熱伝導体２２を介して冷却装置２
３が接続されている。[0060] In any of the trap 12-1 to 12-8 of the second to ninth embodiments, the cooling device toroidal trapping panel 12a, the 12a 1 via a thermal conductor 22 2
3 are connected.
【００６１】上記実施例の作用を説明する。The operation of the above embodiment will be described.
【００６２】各実施例の真空排気装置で排気を行うに
は、チャンバベントバルブ１０を閉じ、ターボ型排気ポ
ンプ１１を駆動して真空チャンバ１内の排気を行なう。
ターボ型ドライポンプ１１は数分で定常回転となり、さ
らに約１時間程度でトラップ１２、１２−１〜１２−８
が定常温度となり、真空チャンバ１内を大気圧の状態か
ら１０-8Ｔｏｒｒの高真空状態にすることができる。In order to evacuate the vacuum chamber of each embodiment, the chamber vent valve 10 is closed and the turbo type exhaust pump 11 is driven to evacuate the vacuum chamber 1.
The turbo-type dry pump 11 becomes a steady rotation in a few minutes, and further traps 12 and 12-1 to 12-8 in about one hour.
Becomes a steady temperature, and the inside of the vacuum chamber 1 can be changed from an atmospheric pressure state to a high vacuum state of 10 -8 Torr.
【００６３】ターボ型ドライポンプ１１を駆動すると
き、図２に示されるように、羽根車１６ｂの回転によ
り、真空チャンバ１内の気体分子が吸気口２０からポン
プケース１４内に吸引され、排気口２１から排気され
る。このとき大気圧から粘性流の範囲では、水分子を含
む気体分子はターボ型ドライポンプ１１で排気される。
そして、真空チャンバ１内が分子流の真空状態になった
とき、真空チャンバ１内に残留する水分子は、ポンプケ
ース１４の入口において、環状トラップパネル１２ａと
補強フレーム１２ｂ、支持フレーム１２ｃ、中央部トラ
ップパネル１２ｄ，１２ｄ1 ，１２ｄ2 、テーパ形トラ
ップパネル１２ｅ1 〜１２ｅ6 等により凍結凝集され
て、排気が行なわれる。When the turbo-type dry pump 11 is driven, the gas molecules in the vacuum chamber 1 are sucked into the pump case 14 from the suction port 20 by the rotation of the impeller 16b, as shown in FIG. It is exhausted from 21. At this time, in the range from the atmospheric pressure to the viscous flow, gas molecules including water molecules are exhausted by the turbo dry pump 11.
When the inside of the vacuum chamber 1 enters a vacuum state of a molecular flow, water molecules remaining in the vacuum chamber 1 enter the annular trap panel 12a, the reinforcing frame 12b, the support frame 12c, the central portion at the inlet of the pump case 14. trap panel 12d, 12d 1, 12d 2, is frozen agglomerated by tapered trap panel 12e 1 ~12e 6, etc., the exhaust is carried out.
【００６４】このとき、環状トラップパネル１２ａ，１
２ａ1 は、羽根列１６ａの外径部に位置しており、また
中央部トラップパネル１２ｄ，１２ｄ1 ，１２ｄ2 、テ
ーパ形トラップパネル１２ｅ1 〜１２ｅ6 、テーパ形中
央トラップパネル１２ｆは軸方向に見て主軸部１５と略
重なっているので、上記構成のトラップ１２−１〜２−
８を設けたことによって吸気口２０の吸気有効面積は殆
ど減少されず、ターボ型ドライポンプ１１の排気特性が
阻害されることが少ない。At this time, the annular trap panels 12a, 1
2a 1 is located in the outer diameter of the vanes 16a, also central trap panel 12d, 12d 1, 12d 2, tapered trap panel 12e 1 ~12e 6, tapered central trap panel 12f in the axial direction The traps 12-1 to 2-
With the provision of 8, the effective intake area of the intake port 20 is hardly reduced, and the exhaust characteristics of the turbo-type dry pump 11 are hardly hindered.
【００６５】なお、上述したターボ型ドライポンプ１１
とトラップ１２、１２−１〜１２−８との共働による真
空排気装置では、大気圧である７６０Ｔｏｒｒから略１
０-8Ｔｏｒｒまでは真空引きが可能であるが１０-8Ｔｏ
ｒｒ以下には真空引き出来ない。本発明によると、ＰＶ
Ｄなどの装置を含め使用頻度の高い大気圧から約１０-6
〜１０-8Ｔｏｒｒを１台のポンプを用いて、かつ可及的
に簡単な構造の真空排気装置で実現することができる。
これに対して従来の真空排気装置は、止むを得ず必要以
上の性能を有する高真空ポンプを用いて、この高真空ポ
ンプと低真空ポンプの併用による複雑な構成で、かつコ
ストの高い装置を使用せざるを得なかったものであり、
本発明ではこの問題点が克服されている。The above-mentioned turbo type dry pump 11
And the traps 12 and 12-1 to 12-8 cooperate with each other.
0 -8 to Torr is possible evacuation but 10 -8 To
A vacuum cannot be drawn below rr. According to the present invention, PV
Approx. 10 -6 from frequently used atmospheric pressure including devices such as D
10 to 10 -8 Torr can be realized by using a single pump and using a vacuum exhaust device having a structure as simple as possible.
On the other hand, the conventional evacuation system uses a high-vacuum pump with unavoidable performance that is more than necessary and has a complicated configuration and a high-cost device using both the high-vacuum pump and the low-vacuum pump. It had to be used,
The present invention overcomes this problem.
【００６６】なお、本発明は上記実施例により限定され
ない。実施例の各部の構成は、必要に応じて設計変更し
て構わない。例えば、各実施例では、環状トラップパネ
ル１２ａは、切離部のない円環形状であるが、これに限
らず、円弧状に切離された複数のパネル部材を間隔をお
いて環状に配設して構成されるものであっても構わない
（但し、図示省略）。さらに、中央部トラップパネルを
球面状に湾曲させること、又中央部トラップパネルの支
持フレームを図示以外の構造にしてもよい。The present invention is not limited by the above embodiment. The configuration of each part of the embodiment may be changed in design as needed. For example, in each embodiment, the annular trap panel 12a has an annular shape without a cut-off portion. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of arc-shaped panel members are annularly arranged at intervals. It may be configured as such (however, not shown). Further, the central trap panel may be curved in a spherical shape, and the support frame of the central trap panel may have a structure other than that shown.
【００６７】[0067]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る真空
排気装置では、大気圧から最大１０-6Torrまでの範囲を
作動圧力領域とするターボ型ドライポンプが用いられる
ので、従来の高真空ポンプ及び低真空ポンプの組み合わ
せによる２段引き方式と比較すると、発塵やガス放出の
場所が少なくなるので、クリーンな真空雰囲気が得られ
る。また、テーパ形状の中央パネルは上に述べた寸法と
なるように配置構成されているので、トラップを設けて
有効吸着面積を増大させているにもかかわらず、それに
よってターボ型ドライポンプの有効吸気エリアがほとん
ど失われない。このため、ターボ型ドライポンプのコン
ダクタンスが低下することはないので、真空チャンバを
短時間で真空排気することができる。As described above, in the vacuum evacuation apparatus according to the present invention, a turbo type dry pump having an operating pressure range from the atmospheric pressure to a maximum of 10 -6 Torr is used. Compared with a two-stage drawing method using a combination of a pump and a low vacuum pump, the number of places for generating dust and releasing gas is reduced, so that a clean vacuum atmosphere can be obtained. In addition, since the tapered central panel is arranged and configured to have the dimensions described above, despite the provision of a trap to increase the effective suction area, the effective suction area of the turbo type dry pump is thereby reduced. Almost no area is lost. For this reason, since the conductance of the turbo type dry pump does not decrease, the vacuum chamber can be evacuated in a short time.
【図１】本発明の実施例に係る真空排気装置の説明図で
ある。FIG. 1 is an explanatory diagram of a vacuum exhaust device according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１実施例に係る真空排気装置を示す
図であり、同図（Ａ）は本実施例のトラップの断面図、
同図（Ｂ）はトラップの取付け部を断面で示す本実施例
の真空排気装置を示す一部断面図、同図（ｃ）は本実施
例に使用可能な羽根列を示す図である。FIG. 2 is a view showing a vacuum evacuation apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 (A) is a sectional view of a trap of the embodiment;
FIG. 1B is a partial cross-sectional view showing the evacuation device of the present embodiment showing a trap mounting portion in cross section, and FIG. 1C is a diagram showing a blade row usable in the present embodiment.
【図３】図（Ａ）は第２実施例のトラップの断面図、同
図（Ｂ）はトラップの取付け部を断面で示す本実施例の
真空排気装置を示す一部断面図である。FIG. 3A is a cross-sectional view of a trap according to a second embodiment, and FIG. 3B is a partial cross-sectional view illustrating a vacuum exhaust device of the present embodiment, in which a mounting portion of the trap is shown in cross section.
【図４】本発明の第２実施例に使用可能なトラップの１
個を示す図であり、同図（Ａ）は斜視図、同図（Ｂ）は
同図（Ａ）の４−４線の断面図である。FIG. 4 shows one of traps usable in the second embodiment of the present invention.
4A is a perspective view, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line 4-4 in FIG.
【図５】図（Ａ）は、羽根車とポンプケースの吸気口を
示す図、同図（Ｂ）は吸気口における羽根車の有効吸気
領域と非有効吸気領域を示す一部断面図である。5A is a diagram showing an impeller and an intake port of a pump case, and FIG. 5B is a partial cross-sectional view showing an effective intake region and a non-effective intake region of the impeller at the intake port. .
【図６】図（Ａ）は第２実施例に係るトラップの正面
図、同図（Ｂ）はトラップの吸気口における羽根車の有
効吸気領域と非有効吸気領域を示す縦断面図である。FIG. 6A is a front view of a trap according to a second embodiment, and FIG. 6B is a longitudinal sectional view showing an effective intake area and an ineffective intake area of an impeller at an intake port of the trap.
【図７】図（Ａ）は第３実施例に係るトラップで、同図
（Ｂ）の７−７線の断面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の
トラップとターボ型ドライポンプとを組み合わせた真空
排気装置の一部断面図である。FIG. 7A is a cross-sectional view taken along line 7-7 in FIG. 7B, and FIG. 7B is a trap and a turbo type dry pump according to the third embodiment. FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a vacuum evacuation apparatus in which the above is combined.
【図８】図（Ａ）は第４実施例に係るトラップの正面
図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のトラップとターボ型ドラ
イポンプとを組み合わせた真空排気装置の一部断面図で
ある。FIG. 8 (A) is a front view of a trap according to a fourth embodiment, and FIG. 8 (B) is a partial cross-sectional view of an evacuation apparatus combining the trap of FIG. It is.
【図９】図（Ａ）は第５実施例に係るトラップの正面
図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のトラップとターボ型ドラ
イポンプとを組み合わせた真空排気装置の一部断面図で
ある。FIG. 9A is a front view of a trap according to a fifth embodiment, and FIG. 9B is a partial cross-sectional view of a vacuum evacuation apparatus obtained by combining the trap of FIG. It is.
【図１０】図（Ａ）は第６実施例に係るトラップの正面
図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のトラップとターボ型ドラ
イポンプとを組み合わせた真空排気装置の一部断面図で
ある。FIG. 10 (A) is a front view of a trap according to a sixth embodiment, and FIG. 10 (B) is a partial cross-sectional view of a vacuum evacuation apparatus combining the trap of FIG. It is.
【図１１】図（Ａ）は第７実施例に係るトラップの正面
図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の１１−１１線に沿って切
断した図で、かつターボ型ドライポンプとの組合せ関係
を示す断面図である。FIG. 11A is a front view of a trap according to a seventh embodiment, and FIG. 11B is a sectional view taken along line 11-11 of FIG. It is sectional drawing which shows the combination relationship of.
【図１２】図（Ａ）は第８実施例に係るトラップの正面
図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の１２−１２線に沿って切
断した図で、ターボ型ドライポンプとの組合せ関係を示
す断面図である。FIG. 12A is a front view of a trap according to an eighth embodiment, and FIG. 12B is a sectional view taken along line 12-12 of FIG. It is sectional drawing which shows a combination relationship.
【図１３】図（Ａ）は第９実施例に係るトラップの正面
図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の１３−１３線に沿って切
断した図で、かつターボ型ドライポンプとの組合せ関係
を示す断面図である。FIG. 13A is a front view of a trap according to a ninth embodiment, and FIG. 13B is a sectional view taken along line 13-13 of FIG. It is sectional drawing which shows the combination relationship of.
【図１４】従来例に係る真空排気装置の説明図である。FIG. 14 is an explanatory view of a vacuum exhaust device according to a conventional example.
１…真空チャンバ、８…管路、１１…ターボ型ドライポ
ンプ、１２…トラップ、１２ｄ…中央部トラップパネ
ル、１２ｅ…テーパ形トラップパネル、１５…主軸部、
１６…羽根、１６ａ…羽根列、１６ｂ…羽根車。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vacuum chamber, 8 ... Pipe line, 11 ... Turbo type dry pump, 12 ... Trap, 12d ... Central part trap panel, 12e ... Tapered trap panel, 15 ... Main shaft part,
Reference numeral 16 denotes a blade, 16a denotes a row of blades, and 16b denotes an impeller.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−168994（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−5792（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−51795（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F04D 19/04Continuation of the front page (56) References JP-A-62-168994 (JP, A) JP-A-2-5792 (JP, A) JP-A 64-51795 (JP, U) (58) Fields studied (Int .Cl. 6 , DB name) F04D 19/04
Claims (6)
気装置において、 ポンプケース内に、主軸の外周に多段の羽根列を設けて
構成された羽根車が収容され、大気圧から最大１０ -6 To
rrまでの範囲を作動圧力領域とするターボ型ドライポン
プと、 前記ポンプケースの吸気口側の内部に配置されたトラッ
プと、 前記トラップを冷却すべく前記トラップに熱伝導体を介
して連結された冷却装置と、 を備え、 前記トラップは、 前記ターボ型ドライポンプの前記主軸と同軸に配置され
た環状体と、 前記環状体の中心に、前記ターボ型ドライポンプの前記
主軸と同軸に配置されたテーパ形状の中央パネルと、 前記環状体及び前記中央パネルを連結する支持部材と、 から構成されており、 前記ターボ型ドライポンプの主軸の外周と前記羽根車の
外端縁の間の吸気有効部の寸法をａ、前記主軸の直径寸
法をｂ、前記中央パネルの最大外周から前記トラップの
環状体の内周までの直径寸法をａ 1 、前記中央パネルの
最大直径をｂ 1 としたとき、前記各寸法がａ 1 ≒ａ，ｂ 1
≒ｂの関係となるように構成されていることを特徴とす
る真空排気装置。 1. A vacuum exhaust for exhausting a gas in a vacuum chamber.
In the pneumatic device, a multi-stage blade row is provided on the outer circumference of the main shaft in the pump case.
The configured impeller is housed and up to 10 -6 To from atmospheric pressure
Turbo type dry pon with operating pressure range up to rr
And a trap arranged inside the pump case on the intake side.
And a heat conductor through the trap to cool the trap.
And a cooling device coupled to, the trap is arranged in the spindle coaxial with the turbo type dry pump
An annular body has, in the center of the annular body, the said turbo type dry pump
A center panel having a tapered shape disposed coaxially with the main shaft, and a support member for connecting the annular body and the center panel , wherein the outer periphery of the main shaft of the turbo type dry pump and the impeller
The dimension of the effective intake portion between the outer edges is a, the diameter dimension of the main shaft.
B, from the maximum outer circumference of the central panel
The diameter of the annular body up to the inner circumference is a 1 ,
When the maximum diameter is b 1 , the above dimensions are a 1 ≒ a, b 1
≒ b.
Vacuum evacuation device.
型ドライポンプの前記主軸と同軸に配列されていること
を特徴とする請求項１に記載の真空排気装置。 2. The turbocharger according to claim 2, wherein said central panel is provided in plurality.
Is arranged coaxially with the main shaft of the dry pump
The evacuation apparatus according to claim 1, wherein:
ーボ型ドライポンプに向けられていることを特徴とする
請求項１又は２に記載の真空排気装置。 3. A maximum outer peripheral portion of the central panel is provided with the touch panel.
-It is characterized by being directed to a dry pump
The vacuum exhaust device according to claim 1.
ーボ型ドライポンプとは反対の方向に向けられているこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の真空排気装置。 4. A maximum outer peripheral portion of the central panel is provided with the touch panel.
-The pump is oriented in the opposite direction to the dry pump.
The vacuum evacuation apparatus according to claim 1, wherein:
に向かって拡径されるテーパ形状となっていることを特
徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の真空排気
装置。 5. The turbo-type dry pump according to claim 5, wherein the annular body is a turbo-type dry pump.
The tapered shape expands toward
The vacuum evacuation according to any one of claims 1 to 4,
apparatus.
ポンプケース内にて支持されていることを特徴とする請
求項１〜５のいずれか１項に記載の真空排気装置。 6. The trap according to claim 1, wherein said trap is formed by said heat conductor.
A contractor characterized by being supported in a pump case
The vacuum evacuation apparatus according to any one of claims 1 to 5.
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