(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ポンプ用の一対のノルゼロータであって、
各ロータが、実質的に平行で反対側を向いた２つの面と、反対側を向いた面の間に配置された周面と、ロータによって排気されるガス流に同伴される固体又は液体材料を収容するための、周面上に配置された複数の溝とを含み、
ロータの回転中、溝の重なり程度を最小限にするために、一方のロータの溝の配置が、他方のロータの溝の配置とは異なる、ノルゼロータ。
【請求項２】
溝は、長方形パターンを有する、請求項１に記載のロータ。
【請求項３】
反対側を向いた面の間で実質的に直交して延びる溝を有し、一方のロータに形成された前記直交して延びる溝は、他方のロータに形成された対応する溝に対して角度的に不整合である、請求項１に記載のロータ。
【請求項４】
反対側を向いた面と実質的に平行に、且つ面から間隔を隔てて配置された溝を有し、一方のロータに形成された前記実質的に平行な溝の配置は、他方のロータに形成された溝のものとは異なり、各々のロータでは、その平行な溝が、ロータの面に対してそれぞれ異なる位置に配置されるようになっている、請求項１に記載のロータ。
【請求項５】
平行な溝は、入口ノルゼロータの突出する爪の前縁の周面に配置されたスロットである、請求項４に記載のロータ。
【請求項６】
平行な溝は、入口ノルゼロータの凹みの周面に配置されたスロットである、請求項４に記載のロータ。
【請求項７】
溝パターンは、平行なスロット、十字、ヘリンボン、ジグザグ、湾曲、及び波状の何れかである、請求項１に記載のロータ。
【請求項８】
溝は、不規則なピッチを有する、請求項１に記載のロータ。
【請求項９】
真空ポンプであって、
チャンバと、それぞれのシャフトに配置され、且つチャンバ内で逆回転するようになった請求項１に記載の一対のロータと、を含む、真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空ポンプ、及び真空ポンプ用のロータ要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロセスチャンバからガス流を吸い出すために使用される真空ポンプは、一般的には、各々複数のロータを支持する一対の駆動シャフトを含む多段式のポンプである。真空ポンプのハウジングは、ステータを構成し、ポンプの使用中、駆動シャフト及びロータが回転する。ステータは、ガス入口と、ガス出口と、複数の排気チャンバとを含み、隣接する排気チャンバは、横壁によって分離される。ガス流ダクトが、一つの排気チャンバからのチャンバ出口を、隣接する下流の排気チャンバのチャンバ入口に連結する。各排気チャンバは、一対のロータを、ロータ間に及び各ロータと排気チャンバの内壁の間に小さい隙間ができるように収容する。ロータは、典型的には、ルーツ又はノルゼ（爪）型輪郭を有し、ロータの輪郭は、駆動シャフトに沿って変化する。
【０００３】
化学蒸着のような工程中、プロセスガスをプロセスチャンバに供給し、基板の表面に蒸着層を形成する。チャンバの中のプロセスガスの滞留時間が比較的短いので、チャンバに供給されたガスの僅かな部分だけが蒸着工程中に消費されるに過ぎない。未消費のプロセスガスは、その後、真空ポンプを使用して、工程からの一つ又はそれ以上の副産物と共にプロセスチャンバから排気される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プロセスチャンバから排気されたガス流は、ポンプに損傷を引き起こす成分を含有することがある。例えば、或る蒸着工程は、未消費のプロセスガスと共にプロセスチャンバから排出される、ＳｉＯ2粒子のような固体粒子を生成する。その上、或る蒸着工程は、ポンプ内で凝縮し、及び／又はポンプの中に集まる、ＴＥＯＳのような気化液体前駆体を使用する。
【０００５】
他の例として、未消費のプロセスガス又は副産物が凝縮性のものであるならば、プロセスチャンバと真空ポンプの間の真空ライン内の、又は真空ポンプ自身内の低温表面上での凝縮の結果、著しい量の粉又は粉塵がポンプの中を通ることがある。
【０００６】
二軸真空ポンプの中を通るどんな固体又は液体材料もポンプのロータの間に押し込まれ、これが、時間とともにロータを損傷させ、又は或る場合には、ロータを水圧的にロックさせることが観察される。ノルゼロータでは、損傷は、通常はロータの縁の膨張として現れ、ロータ間の、及びロータとステータ間の隙間の寸法を減ずる。これは、具体的にはポンプが高温で作動されるならば、ポンプの更なる信頼性を損ねる、何故ならば、ステータに対してロータの熱膨張が、ロータ間の接触、及び／又はロータとステータとの間の接触を招くからである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、実質的に平行で反対側を向いた２つの面と、反対側を向いた面の間に配置された周面と、周面上に配置された複数の溝とを含む、真空ポンプ用のノルゼロータを提供する。
【０００８】
ロータの周面に複数の溝を設けることによって、真空ポンプの中を通るガス流内に同伴される固体又は液体材料を溝内に収容することができる。その結果、固体又は液体材料によって引き起こされるロータ損傷の量を減らすことができる。これは、溝付きの周面を有していないロータと比較して、ロータの寿命を延ばすことができる。その上、或る姿勢では、溝は、ポンプの中に既に集まったどんな材料をも切り離すことができる。
【０００９】
本発明は、また、各ロータが、実質的に平行で反対側を向いた２つの面と、反対側を向いた面の間に配置された周面と、ロータによって排出されるガス流に同伴される固体又は液体材料を収容するための、周面上に配置された複数の溝とを含む、真空ポンプ用の一対のノルゼロータを提供する。
【００１０】
一方のロータの溝の配置が、好ましくは他方のロータの溝の配置とは異なる。これは、ロータの回転中、溝の重なり程度を減らすことができ、これにより排気中、重なり合う溝の間のガス漏れの量を減らすことができる。
【００１１】
本発明は、真空ポンプ用の一対のノルゼロータであって、各ロータが、実質的に平行で反対側を向いた２つの面と、反対側を向いた面の間に配置された周面と、周面上に配置された溝のパターンとを含み、一方のロータのパターンの配置が、他方のロータのパターンの配置とは異なるノルゼロータを更に提供する。
【００１２】
溝は、規則正しいパターン、又は不規則なパターンを有する。溝が有するパターンの例は、平行なスロット、十字、ヘリンボン、ジグザグ、湾曲、及び波状を含む。以下で説明する一例では、溝は、十字パターンを有し、パターンの交差する溝は、実質的に直交して交差する。溝は、規則的な、又は不規則なピッチを有してもよい。
【００１３】
或る溝は、ロータの反対側を向いた面の間で延びるのがよい。例えば、これらは、反対側を向いた面の間で実質的に直交して延びるのがよい。上述したように、一方のロータのこれらの溝の配置は、好ましくは他方のロータの溝の配置とは異なり、一方のロータにあるこれらの直交して延びる溝は、他方のロータの対応する溝に対して、好ましくは角度的に不整合である。
【００１４】
少なくとも一つの溝は、反対側を向いた面と実質的に平行に、且つ面から間隔を隔てて配置される。再び、一方のロータの溝の配置は、好ましくは他方のロータの溝の配置とは異なり、各ロータは、その面に対してそれぞれの異なる位置に配置された溝を有する。
【００１５】
図３及び４に示すように、平行な溝は、入口ノルゼロータの突出する爪（又はくちばし）の前縁の周面に配置されたスロットであってもよい。くちばしの後ろにスロットを配置することにより、入口ロータに、出口ロータの凹み（喉）に集まった固体又は液体材料をスライスさせ、又は材料の一部が、入口ロータと出口ロータの間のこれらが噛み合う箇所で、入口ロータと出口ロータの間のギャップから放出されるための通路を提供し、かくしてロータの潜在的な損傷及び／又は水圧ロックを減ずる。
【００１６】
平行な溝は、また、入口ロータと出口ロータの間の迅速に閉じ、回転する隙間から放出されたどんな材料のための通路を提供するために、図３及び４に示すように、入口ノルゼロータの凹み（喉）の下あごの周面に配置されたスロットでもよい。
【００１７】
本発明は、チャンバと、それぞれのシャフトに配置され、且つチャンバ内で逆回転するようになった、上述の何れかの一対のロータと、を含む真空ポンプを提供する。
【００１８】
本発明は、更に、チャンバを含み、チャンバは、それぞれのシャフトに配置され、チャンバ内で逆回転するようになった２つのノルゼロータを収容し、各ロータは、実質的に平行で反対側を向いた２つの面と、反対側を向いた面の間に配置された周面と、ポンプの中を通過するガス流内に同伴された固体又は液体材料を収容するための、周面上に配置された複数の溝を含む、真空ポンプを提供する。
【００１９】
本発明は、更に、チャンバを含み、チャンバは、それぞれのシャフトに配置され、且つチャンバ内で逆回転するようになった２つのノルゼロータを収容し、各ロータは、実質的に平行で反対側を向いた２つの面と、反対側を向いた面の間に配置された周面と、周面上に配置された溝のパターンを含み、一方のロータのパターンの配置が、他方のロータの配置とは異なる真空ポンプを提供する。
【００２０】
今、本発明の好ましい特徴を、添付図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】真空ポンプを通じた断面図である。
【図２】図１の真空ポンプのロータの斜視図である。
【図３】真空ポンプを通じた断面図である。
【図４】図３の真空ポンプのロータの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１を参照して、真空ポンプは、ポンプ本体１０を含み、ポンプ本体には、排気チャンバ１２が画成されている。一対のノルゼ、又は「爪」ロータ１４，１６が、それぞれのシャフト１８，２０に取り付けられ、シャフトは、図１に矢印で示すように、それらのそれぞれの軸線を中心に反対方向に回転するようになっている。ほぼ四分円にわたって、各ロータ１４，１６は、深い凹み（又はあご）２２を有し、これに、突出する爪（又はくちばし）２４が続き、残りの３つの四分円は実質的に円筒形である。回転の間、一方のロータ１４の爪２４が、非接触噛み合いの方法で、他方のロータ１６の凹み２２に入り、逆に他方のロータ１６の爪２６が一方のロータ１４の凹み２２に入る。図１に図示するように、ロータ１４，１６は、ロータの周面２６，２８との間に小さい半径方向の運転隙間を伴って、チャンバ１２内に取り付けられている。
【００２３】
排気チャンバ１２は、チャンバ１２の両側に、軸線方向に配置された入口（図示せず）と、出口（図示せず）とを有する。ロータ１４，１６が回転すると、ガスがチャンバ１２に吸い込まれるように、一方のロータの凹み２２は、入口と整合する。ロータ１４，１６の更なる回転により、入口を閉じて多量のガスをチャンバ１２内に閉じ込め、ガスは、ロータ１４，１６間で圧縮され、ついには、他方のロータの凹みが出口と整合して圧縮された多量のガスをチャンバ１２から放出させることができる。
【００２４】
チャンバ１２に入るガスに同伴されるどんな固体又は液体材料も、ロータの周面２６，２８に留まり、又は凝縮されることがある。この材料は、ロータの間の運転隙間の寸法を減じることがあり、極端な場合には、ロータ１４，１６を接触させ、その結果、固体材料は周面２６，２８上で延ばされ、又は広げられる。この材料の付着が増すと、ロータ１４，１６を押し離し、これは、通常はロータの縁の膨張として現れ、ロータを損傷させることがある。
【００２５】
図２を参照して、固体又は液体材料を含有するガス流の排気中にこうむるロータの損傷量を減らすために、チャンバ１２に入る固体又は液体材料を収容するための複数の溝が、各ロータ１４，１６の周面に配置される。この例では、溝は、規則的な十字パターンを有し、この十字パターンは、ロータの実質的に平行で反対側を向いた２つの面３２，３４の間で実質的に直交して延びる一組の溝３０と、反対側を向いた面３２，３４と実質的に平行に延びる、少なくとも一つの溝３６とを含む。図２に図示するように、ロータ１４上の溝３０，３６の配置は、ロータ１６上の配置とは異なる。この例では、一方のロータ１４の溝３０は、他方のロータ１６の対応する溝３０に対してオフセットされており、一方のロータ１４の溝３６と面３４の間の間隔は、他方のロータ１６の間隔とは異なる。これは、ロータ１４，１６の回転中の溝３０，３６の重なり程度を最小にし、これにより、重なる溝を通してロータ間に漏れるガスの量を減少させる。
【００２６】
今、図３及び図４を参照して、固体又は液体を含有するガス流の排気の間にこうむる水圧ロック及び／又はロータの損傷の可能性を減らすために、多数の深い平行なスロット（４０，４２）の形態の材料溝が、突出する爪（又はくちばし）の前縁（２１）の周面（２６）に、及び／又は入口ノルゼロータ（１４）の凹み（２２ａ）の下あご（２３）の周面に配置される。スロット（４０，４２）は、出口ロータ（１６）の凹み（２２ｂ）に、及び／又は２つのロータ（１４，１６）間の迅速に閉じる隙間（図３に取り囲み領域３８で示す）に閉じ込められた固体又は液体材料を追い出すことができる通路を提供し、かくして追い出しによりロータを保護する。両方の組のスロット（４０，４２）を入口ロータ（１４）のみに設けて、２つのロータ（１４，１６）の間のシールに及ぼす影響（ガス漏れ）を最小にし、排気性能に影響を最小限に及ぼすに過ぎず、固体又は液体材料の取り扱い性能が増す。ロータの実質的に平行で反対側を向いた２つの面３２，３４の間で直交して延びる複数の溝３０、及び反対側を向いた面３２，３４と実質的に平行に延びる２つの溝３６ａ及び溝３６ｂが、図４に示されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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