JPH04127891U - 真空ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、真空ポンプの排出口近傍のガス通
路に堆積した固体生成物により、真空ポンプの性能が低
下したり、ガスの排出が妨げられて運転不能となること
を防止することを目的とする。 【構成】 本考案による真空ポンプは、吸入口２から吸
入されたガスを吸引する吸引作動部と連通してその吸入
されたガスが通る第１ガス通路２１と排出口３とを連通
する第２ガス通路２２、前記第１ガス通路２１、および
前記吸引作動部のいずれかにガスを導入するガス導入手
段２４を設けたことを構成としたものである。 【効果】 本考案によれば、第２、第１ガス通路、およ
び吸引作動部の吸引方向下流側のいずれかの壁面に付着
して堆積した固体生成物を導入したガスにより吹き飛ば
して固体生成物を除去したり、固体生成物の原因となる
プロセスガスの濃度を薄めることにより固体生成物の生
成を軽減することができる。

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、各製造工程を各作業室内において 行っており、一作業室内で一製造工程が完了すると、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４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内周 壁面に向かってロータ翼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、作業室（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部１０２から吸い込んでいる。吸い 込まれた前記分子はステータ１０９とネジ溝部１０８の間を通り、さらにステー タ１０９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、半導体製造時に作業 室（真空チャンバ）内でプロセスガスが使用された場合、このプロセスガスによ っては吸引されて排出される途中で反応して固体の生成物となるものがあり、こ の真空ポンプ内に付着して堆積していた。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（７６０ｔｏｒｒ〜１０^-2ｔｏｒｒ）にあるときに反応は促進され、かつ 温度が低い（２０℃程度）とさらに促進され、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、排出されるプロセスガスは低温に冷 却される。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）、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、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一層促進されて固体生成物 となり、吸引作動部やガス通路１１１の壁面に多量に付着して堆積する。その結 果、吸引作動部やガス通路１１１の壁面に堆積した固体生成物によりガス通路１ １１の開口面積が縮小して性能が低下したり、ガス通路１１１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。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入する吸入口 と、前記ガスを吸引する作用を生じさせる吸引作動部と、前記吸引作動部と連通 し前記吸引したガスが通る第１ガス通路と、前記第１ガス通路と排出口とを連通 する第２ガス通路とを備えた真空ポンプにおいて、前記第２、第１ガス通路、お よび前記吸引作動部の吸引方向下流側のいずれかにガスを導入するガス導入手段 を設けたことを構成としたものである。

【０００８】 このような構成の真空ポンプによれば、ガス導入手段により第２、第１ガス通 路、および吸引作動部の吸引方向下流側のいずれかにガスを導入することにより 、第２、第１ガス通路、および吸引作動部の吸引方向下流側のいずれかの壁面に 付着して堆積した固体生成物を、導入したガスにより吹き飛ばして固体生成物を 除去したり、固体生成物の原因となるプロセスガスの濃度を薄めることにより固 体生成物の生成を軽減することができる。

【０００９】

【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 真空ポンプの第１実施例に係る複合型ターボ分子ポンプを示す図である。同図に おいて、符号１はケーシングであり、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（図示せず）の 開口部と接続する吸入口２と、その下方には排出口３とが形成されている。ケー シング１の内部にはロータ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内壁面に向かって複数のロータ翼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 半部に多段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から構成されるネジ溝部８が形成され、このネジ溝部８ と対向して略円筒状のステータ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排出口３から排出される。

【００１０】 一方、ロータ４の半径内方には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。

【００１１】 また、ケーシング１の図中下方にはベース１０が連結されており、このベース １０にはプラグ１７が嵌合して取付けられている。ベース１０には、ロータ翼５ 、ステータ翼６、ネジ溝部８が収納されたケーシング１内の吸引作動室（吸引作 動部）と連通し、吸入したガスが通る第１ガス通路２１が形成されている。プラ グ１７には、第１ガス通路２１と連通する第２ガス通路２２が形成されていて、 この第２ガス通路２２の第１ガス通路２１と反対側の端部に排出口３が開口して いる。そして、排出用のポート１７の側部（図中上部）には、軸孔が第２ガス通 路２２に連通するようにガス導入口２４が設けられている。このガス導入口２４ には図示してないガス供給機器が連結されている。

【００１２】 このような真空ポンプにおいては、モータ７を起動させてロータ４を回転駆動 させ、静止しているステータ翼６、ステータ９に対してロータ翼５、ネジ溝部８ を相対的に高速回転させる。このようにロータ翼５、ネジ溝部８がステータ翼６ 、ステータ９に対して相対高速回転することにより、真空チャンバ内のガス分子 を強制的に吸入口２から吸引して排出口３から排出し、真空チャンバ内の真空度 を向上させることができる。

【００１３】 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、排出口３ と連通する第２ガス通路２２内はポンプ内で最も低真空領域となり、また冷却水 路（図示せず）によって冷却されているので低温となる。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（図示せず）が第２ガス通路２２の壁面に付着して堆積する。このよう な固体生成物は、運転時間が長くなるにつれて堆積量を増大させて、前述したよ うな種々の問題を生じさせる。このため、ＡｌＣｌ₃ 等の固体生成物が第２ガス 通路２２の壁面に付着して堆積しないように、ガス供給機器によりガス導入口２ ４を介して第２ガス通路２２内にガス（空気等）を送り込む。このことにより、 第２ガス通路２２の壁面に付着して堆積しようとする固体生成物を、上記導入し たガスにより吹き飛ばすことにより、上記固体生成物を除去することができる。 また、上記ガス供給機器によりガス導入口２４を介して第２ガス通路２２内にガ スを送り込むことにより、固体生成物の原因となるプロセスガスの濃度を薄めて 、第２ガス通路２２内での固体生成物の生成を軽減することができる。なお、導 入したガスは補助ポンプにより吸引されて排出口３から排出し、真空ポンプ内に 逆流してその性能を低下させることはない。

【００１４】 図２には、本考案による真空ポンプの第２実施例を示す。前記第１実施例にお いてはガス導入口２４が排出用のポート１７に設けられていたのに対して、この 第２実施例は、ベース１０に形成した孔１０ａを介して、軸孔が第１ガス通路２ １に連通するようなガス導入口２６がベース１０に設けられたものである。この ような第２実施例によれば、前記固体生成物が第１ガス通路２１の壁面に付着し て堆積しないようにガス導入口２６、孔１０ａを介して第１ガス通路２１内にガ スを送り込む。このことにより第１ガス通路２１の壁面に付着して堆積しようと する固体生成物を、上記導入したガスにより吹き飛ばすことにより、上記固体生 成物を除去することができる。また、上記ガス供給機器によりガス導入口２６、 孔１０ａを介して第１ガス通路２１内にガスを送り込むことにより、固体生成物 の原因となるプロセスガスの濃度を薄めて、第１ガス通路２１およびその下流側 の第２ガス通路２２内での固体生成物の生成を軽減することができる。

【００１５】 図３には、本考案による真空ポンプの第３実施例を示す。前記第１実施例にお いてはガス導入口２４が排出用のポート１７に設けられ、前記第２実施例におい てはガス導入口２６がベース１０に設けられていたのに対して、この第３実施例 は、ケーシング１およびステータ９に形成した孔を介して、軸孔が前記吸引作動 室に連通するようなガス導入口２８がケーシング１に設けられたものである。こ のような第３実施例によれば、前記固体生成物が前記吸引作動室のガス吸引方向 下流側１ａの壁面に付着して堆積しないようにガス導入口２８、ケーシング１お よびステータ９に形成した孔を介して前記吸引作動室のガス吸引方向下流側１ａ 内にガスを送り込む。このことにより、吸引作動室の壁面に付着して堆積しよう とする固体生成物を、上記導入したガスにより吹き飛ばすことにより、上記固体 生成物を除去することができる。また、ガス導入口２８から吸引作動室内にガス を送り込むことにより、固体生成物の原因となるプロセスガスの濃度を薄めて、 吸引作動室１ａ、およびその下流側の第１ガス通路２１、第２ガス通路２２内で の固体生成物の生成を軽減することができる。

【００１６】 なお、上記実施例においては複合式の真空ポンプについて説明したが、翼部材 だけから構成される真空ポンプ、あるいはネジ溝部のみの真空ポンプにも本考案 を適用することが可能である。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、第２、第１ガス通路、および吸引作動部 の吸引方向下流側のいずれかの壁面に付着して堆積した固体生成物を、導入した ガスにより吹き飛ばして固体生成物を除去したり、固体生成物の原因となるプロ セスガスの濃度を薄めることにより固体生成物の生成を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による真空ポンプの第１実施例を示す全
体断面図である。

【図２】本考案による真空ポンプの第２実施例を示す要
部の断面図である。

【図３】本考案による真空ポンプの第３実施例を示す要
部の断面図である。

【図４】従来の真空ポンプを示す全体断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング １ａ 吸引作動室 ２ 吸入口 ３ 排出口 ４ ロータ ５ ロータ翼 ６ ステータ翼 ２１ 第１ガス通路 ２２ 第２ガス通路 ２４、２６、２８ ガス導入口（ガス導入手段）

Claims (3)

【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入する吸入口
   と、前記ガスを吸引する作用を生じさせる吸引作動部
   と、前記吸引作動部と連通し前記吸引したガスが通る第
   １ガス通路と、前記第１ガス通路と排出口とを連通する
   第２ガス通路とを備えた真空ポンプにおいて、前記第２
   ガス通路にガスを導入するガス導入手段を設けたことを
   特徴とする真空ポンプ。
2. 【請求項２】 真空チャンバ内のガスを吸入する吸入口
   と、前記ガスを吸引する作用を生じさせる吸引作動部
   と、前記吸引作動部と連通し前記吸引したガスが通る第
   １ガス通路と、前記第１ガス通路と排出口とを連通する
   第２ガス通路とを備えた真空ポンプにおいて、前記第１
   ガス通路にガスを導入するガス導入手段を設けたことを
   特徴とする真空ポンプ。
3. 【請求項３】 真空チャンバ内のガスを吸入する吸入口
   と、前記ガスを吸引する作用を生じさせる吸引作動部
   と、前記吸引作動部と連通し前記吸引したガスが通る第
   １ガス通路と、前記第１ガス通路と排出口とを連通する
   第２ガス通路とを備えた真空ポンプにおいて、前記吸引
   作動部の吸引方向下流側にガスを導入するガス導入手段
   を設けたことを特徴とする真空ポンプ。