(57)【要約】【課題】ケーシングに複雑な加工を施さなくとも、真空ポンプ本体の発熱を利用してパージガスを予熱することができる真空ポンプを提供する。【解決手段】真空チャンバ内の反応性ガスを、ケーシング４とロータ５とで区画される作動室により圧縮して大気側に排気する真空ポンプ１であって、前記作動室に反応性ガスの希釈するためのパージガスが供給される真空ポンプ１において、前記作動室外周を覆うケーシング４の外壁面に、熱伝導率の高い材質で形成された予熱板２０を取り付けるとともに、この予熱板２０内に、前記作動室内に供給されるパージガスを前記作動室の圧縮熱で予熱するための流路２１ｂが設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバ内の反応性ガスを、ケーシングとロータとで区画される作動室により圧縮して大気側に排気する真空ポンプであって、前記作動室に反応性ガスを希釈するためのパージガスが供給される真空ポンプにおいて、
前記作動室外周を覆うケーシングの外壁面に、熱伝導率の高い材質で形成された予熱板を取り付けるとともに、この予熱板内に、前記パージガスを前記作動室の圧縮熱で予熱するための流路を設けたことを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
前記予熱板は、前記作動室の排気口近傍から吸気口近傍にかけて形成されていることを特徴とする請求項１に記載された真空ポンプ。
【請求項３】
前記予熱板内の流路は、複数の折り返しを有する蛇行形状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された真空ポンプ。
【請求項４】
前記予熱板は基体と蓋体とを有し、前記予熱板に形成される流路は、基体の上面に形成された溝部を前記蓋体が覆うことによって形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空チャンバ内の反応性ガスを大気に排気するために用いられる真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置等において、真空チャンバ内の反応性ガスを大気に排気するために真空ポンプが用いられる。この真空ポンプは反応性ガスを圧縮して大気側に排気するに際し、反応性ガスの分圧が高まることから、その作動室内や排気口近傍に生成物が生じやすい。
従来、この生成物の発生を防止するため、反応性ガスの分圧を下げることを目的とし、反応性ガスの希釈用のパージガス（Ｎ２ガス等の不活性ガス）を作動室内や排気口近傍に供給することが行なわれている。
【０００３】
ところで、作動室内や排気口近傍の反応性ガスは圧縮熱により高温となっており、この高温の作動室内や排気口近傍に常温状態のパージガスを供給すると、このパージガスにより反応性ガスの温度低下を招き、それに起因して生成物が発生する。
【０００４】
この問題を解決するものとして、特許文献１には、作動室内または排気口近傍にパージガスを供給するにあたり、パージガス流通管路をケーシング内に形成し、作動室内の圧縮熱及び／または同じくケーシング内に形成された反応性ガス排出管路の熱により、前記パージガスを予熱する真空ポンプが提案されている。
この提案された発明によれば、作動室内や吐出口近傍にパージガスを供給した際に、反応性ガスの温度低下を防止できることから、生成物の発生を抑制することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２９３４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載された真空ポンプにあっては、真空ポンプ本体の発熱を利用してパージガスの予熱を行うものであるため、別途加熱手段を設ける必要がないという利点を有する。
しかしながら、パージガスの予熱をケーシング内に設けたパージガス流通管路で行う構成としているため、ケーシングに対し、前記パージガス流通管路を形成するための加工が必要となり、真空ポンプの生産性が悪くなるという技術的課題を有する。
【０００７】
本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、ケーシングに複雑な加工を施さなくとも、真空ポンプ本体の発熱を利用してパージガスを予熱することができる真空ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、本発明にかかる真空ポンプは、真空チャンバ内の反応性ガスを、ケーシングとロータとで区画される作動室により圧縮して大気側に排気する真空ポンプであって、前記作動室に反応性ガスを希釈するためのパージガスが供給される真空ポンプにおいて、前記作動室外周を覆うケーシングの外壁面に、熱伝導率の高い材質で形成された予熱板を取り付けるとともに、この予熱板内に、前記パージガスを前記作動室の圧縮熱で予熱するための流路を設けたことを特徴としている。
【０００９】
このように、真空ポンプの作動室外周を覆うケーシングの外壁面に、熱伝導率の高い材質で形成された予熱板を設け、この予熱板の流路でパージガスを予熱する構成としたため、従来のようにケーシング内部にパージガス流通管路を形成しなくても、パージガスを暖めることができ、ケーシング加工を容易とすることができる。
【００１０】
ここで、前記予熱板は、前記作動室の排気口近傍から吸気口近傍にかけて形成されていることが望ましい。
このように、予熱板を作動室の排気口近傍から吸気口近傍に至る範囲で形成することにより、排気口側の熱を吸気口側に伝えて、作動室内の温度勾配を是正することができ、作動室の吸気口周辺での温度低下に起因する生成物の発生を防止することができる。しかも、前記予熱板はパージガスを予熱する機能も有するため、真空ポンプの圧縮熱を効率的に利用することができる。
【００１１】
また、前記予熱板内の流路は、複数の折り返しを有する蛇行形状に形成されていることが望ましい。このように構成することにより、流路面積を確保することができ、パージガスの予熱効果を高めることができる。
【００１２】
また、前記予熱板は基体と蓋体とを有し、前記予熱板に形成される流路は、基体の上面に形成された溝部を前記蓋体が覆うことによって形成されることが望ましい。このように、予熱板を基体と蓋体とで形成し、基体の上面に形成された溝部を前記蓋体が覆うことによって流路が形成されるため、パージガスの流路を容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ケーシングに複雑な加工を施さなくとも、真空ポンプ本体の発熱を利用してパージガスを予熱することができる真空ポンプを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の一実施形態を図１乃至図４に基づいて説明する。尚、図１は一実施形態の断面図、図２は一実施形態にかかる排気口側側面図、図３は一実施形態に用いられている予熱板を示す断面図、図４は図３に示した予熱板の蓋部を除いた状態を示す平面図である。
【００１５】
図１、２に示すように、このポンプ１は、真空チャンバ（反応室）側からの反応性ガスを受ける吸気口２および大気側に反応性ガスを導く排気口３が形成されたケーシング４を備えている。
このケーシング４内には、所定のクリアランス（微小隙間）をもって非接触噛合状態で互いに噛み合うよう平行に、一対のスクリューロータが収納されている。
尚、図１に示したスクリューロータ５と、紙面の奥側に他のスクリューロータ（図示せず）とによって、前記一対のスクリューロータが構成されている。
【００１６】
そして、これらケーシング４は上部端面フランジ６及び下部端面フランジ７とにより封止されている。また、前記上部端面フランジ６にはベアリングハウジング８が設けられ、スクリューロータ５との間に軸受け９及び軸穴封止用のシール部材１０が設けられている。
同様に、前記下部端面フランジ７にはベアリングハウジング１１が設けられ、スクリューロータ５との間に軸受け１２及び軸穴封止用のシール部材１３が設けられている。
【００１７】
更に、他のスクリューロータ側においても、他のスクリューロータとベアリングハウジング８，１１との間に、軸受け（図示せず）及び軸穴封止用のシール部材（図示せず）が設けられている。
また、スクリューロータ５には一体的に装着された同期歯車１４が設けられ、他のスクリューロータに一体的に装着された同期歯車（図示せず）と噛合している。前記同期歯車１４及び他のスクリューロータに一体的に装着された同期歯車（図示せず）はギアハウジング１５内に収納されている。
また、前記スクリューロータ５の一端には、モータ等の駆動手段１６が設けられている。
【００１８】
そして、ケーシング４とスクリューロータ５と他のスクリューロータ（図示せず）との噛合部分で仕切られた、複数の螺旋形状の作業室が形成され、スクリューロータ５、他のスクリューロータの回転によって回転軸の軸方向に、吸気口２側から排気口３側に作業室が移動するように構成されている。
【００１９】
このポンプ１にあっては、前記したように、スクリューロータ５及び他のスクリューロータの回転によって回転軸の軸方向に、即ち吸気口２側から排気口３側に、作業室が移動するにしたがって吸引したガスは圧縮され、圧縮熱が発生する。
この圧縮熱を利用してパージガスを加熱する予熱板２０が、ケーシング４の外壁面に相対向して設けられている。
尚、相対向して設けられた予熱板２０は同一の構成を有しているが、各別に説明する必要がある場合には、予熱板２０ａ，２０ｂとして説明する。
【００２０】
前記予熱板２０ａには、真空ポンプ１の外部に設けられたパージガス供給源４０ａが供給管４１ａを介して接続されている。また、前記予熱板２０ｂには、真空ポンプ１の外部に設けられたパージガス供給源４０ｂが供給管４１ｂを介して接続されている。尚、図１には、二つのパージガス供給源４０ａ，４０ｂを示したが、当然、一つのパージガス供給源から二つの予熱板２０ａ，２０ｂにパージガスを供給するように構成しても良い。
【００２１】
また、前記予熱板２０ｂによって予熱されたパージガスをケーシング４の内部に供給するための供給口１７と、前記予熱板２０ａによって予熱されたパージガスを排出口３に供給するための供給口１８が設けられている。前記供給口１７は配管４３を介して前記予熱板２０ｂに接続され、供給口１８は配管４２を介して前記予熱板２０ａに接続されている。
【００２２】
次に、前記予熱板２０について図３及び図４に基づいて、更に説明する。
この予熱板２０は、ケーシングよりも熱伝導率の高い材質、例えば銅板で形成された基体２１と、ケーシングよりも熱伝導率の高い材質、例えば銅板で形成された蓋体２２とから構成されている。前記基体２１には、複数の折り返しを有する蛇行形状の流路２１ｂと、前記流路２１ｂにパージガスを導入する導入口２１ａと、前記流路２１ｂを通過し、外部に導出する導出口２１ｃとを備えている。
【００２３】
そして、前記予熱板２０ａの導入口２１ａは、パージガス供給源４０ａと供給管４１ａを介して接続されている。また前記予熱板２０ａの導出口２１ｃは、配管４２を介して供給口１８に接続されている。また、前記予熱板２０ｂの導入口２１ａは、パージガス供給源４０ｂと供給管４１ｂを介して接続されている。また前記予熱板２０ｂの導出口２１ｃは、配管４３を介して供給口１７に接続されている。
【００２４】
また、前記予熱板２０の流路２１ｂは基体２１の上面に溝部として形成され、前記蓋体２２で前記溝部の開放面を覆うことにより、前記流路２１ｂが形成される。また、前記流路２１ｂの外周囲には、シール部材２３が設けられ、流路２１ｂを流れるパージガスが外部への洩れを防止している。
また、図中の符号２１ｄは螺子部であって、前記蓋体２２を取り付けるためのボルト（図示せず）が螺合する。即ち、前記ボルトで蓋体２２を基体２１の上面に取り付け、覆うことにより、蓋体２２と基体２１は一体化し、流路２１ｂが形成される。
【００２５】
また、図中の符号２１ｅは、この予熱板２０をポンプ１のケーシング４に固定するための貫通穴であり、この貫通穴２１ｅに対応した、蓋体２２の位置に貫通穴（図示せず）が設けられている。そして、図示しないボルトを、蓋体２２の貫通穴及び基体２１の貫通穴２１ｅに挿通させ、ケーシング４に形成した螺子部と螺合させることにより、前記予熱板２０はケーシングに固定される。
尚、符号２１ｆはパージガス供給口１７が挿通する貫通穴であり、蓋体２２の対応する部分にも、貫通穴が形成されている。
【００２６】
また前記予熱板２０ａ，２０ｂは、図１，２に示すように、前記作動室の排気口３の近傍から吸気口２の近傍にかけて形成されている。前記予熱板２０ａ、２０ｂを作動室の排気口３の近傍から吸気口２の近傍に至る範囲で形成することにより、排気口３側の熱を吸気口２側に伝えることができ、作動室内の温度勾配を是正することができる。
【００２７】
次に、このように構成された真空ポンプ１の動作、作用について説明すると、まず、駆動手段１６によって一対のスクリューロータが回転すると、ケーシング４とスクリューロータ５、他のスクリューロータの噛合部分で仕切られた作業室が、吸気口２側から排気口３側に移動する。これにより、吸気口２から吸気した作業室内のガスは、排気口側に移送され、所定の圧力まで昇圧し、ポンプ１の排気口３から排気される。
【００２８】
このとき、作業室内のガスの圧縮熱により、ケーシング４の温度が上昇する。しかも、吸気口２よりも排気口３側が高温となる。この熱により予熱板２０は加熱される。
特に、予熱板２０ａ，２０ｂがケーシング４の外壁面に取り付けられ、予熱板２０ａ，２０ｂの基体２１が熱伝導率が高い材質で構成されているため、ケーシング４の熱を効率よく、吸収することができる。
【００２９】
そして、パージガス供給源４０ａからの供給管４１ａを介して、予熱板２０ａの導入口２１ａにパージガスが供給される。前記導入口２１ａに供給されたパージガスは、流路２１ｂを通過するにつれて徐々に予熱され、温度が上昇する。
このとき、予熱板２０ａの内部の流路２１ｂが複数の折り返しを有する蛇行形状に形成されているために、流路面積を確保することができる。その結果、流路２１ｂ内を流れるガスを十分予熱でき、パージガスの予熱効果を高めることができる。
そして、前記加熱されたパージガスは、予熱板２０ａの導出口２１ｃから導出され、配管４２を介して、供給口１８に供給される。
【００３０】
また、ケーシング４に設けられた他の予熱板２０ｂも同様に、パージガス供給源４０ｂからの供給管４１ｂを介して、予熱板２０ｂの導入口２１ａにパージガスが供給される。前記導入口２１ａに供給されたパージガスは、流路２１ｂを通過するにつれて徐々に予熱され、温度が上昇する。
【００３１】
このとき、予熱板２０ｂの内部の流路２１ｂが複数の折り返しを有する蛇行形状に形成されるために、前記予熱板２０ａと同様に、流路２１ｂ内を流れるガスを十分予熱することができ、パージガスの予熱効果を高めることができる。
そして、加熱されたパージガスは、予熱板２０ｂの導出口２１ｃから導出され、配管４３を介して、供給口１７に供給される。
尚、パージガスを供給する場所は、前記した場所に限定されるものではなく、吸引されたガスによる生成物が発生しやすい場所に供給するのが望ましい。
【００３２】
このように、予熱されたパージガスを所定の場所に供給し、生成物の発生を抑制することによって、真空ポンプの故障を防止できる。更に、この予熱板２０により、ケーシングの熱の不均一性が是正され、ケーシング４全体の温度を均一になすことができるため、生成物の発生をより抑制することができる。特に、作動室の吸気口周辺での温度低下に起因する生成物の発生を防止することができる。
【００３３】
尚、上記実施形態にあっては、ケーシング４の外壁面に相対向して予熱板を設けた場合について説明したが、本発明は特にこれに限定されるものではなく、一つの予熱板をケーシング４の外壁面に設けても良い。
【００３４】
また、図５に示すように、二つの予熱板２０をケーシング４の外壁面に重ね合せて一つの予熱板として構成しても良い。即ち、図に示すように、上下２段の予熱板２０を連結管３０で接続しても良い。
この予熱板にあっては、上段に設けられた予熱板の導入口２１ａからパージガスが導入され、流路２１ｂを通過し、導出口２１ｃから導出される。この導出口２１ｃから導出されたパージガスは、連結管３０を介して下段の予熱板の導入口２１ａ´に供給される。そして下段の予熱板２０の流路２１ｂ´を通過し、導出口２１ｃ´から導出される。
このように、上下２段に予熱板が重ね合されて構成されている場合には、パージガスを充分に予熱することができる。
【００３５】
また、図示しないが、ケーシング４の外壁面に予熱板２０を横に並べ、連結管で接続しても良い。このように、予熱板２０が並べて設けた場合には、流路長さ（流路面積）が増大するため、パージガスの予熱効果をより高めることができる。
【００３６】
更に、図６に示すように、予熱板２０の導入口２１ａをケーシング４の吸気口側に、また導出口２１ｃを排気口側に形成しても良い。
このように予熱板２０の導入口２１ａをケーシング４の吸気口２側に、また導出口２１ｃを排気口３側に形成した場合には、ケーシング４の低温側からパージガスを導入し高温側で導出することができるため、パージガスを効率的に予熱することができる。
【００３７】
また、図７に示すように、予熱板でケーシング４の外周面全体を覆うように構成しても良い。即ち、基体２１の外周面に流路２１ｂを構成する溝部を形成し、前記基体２１でケーシング４の全体を覆うように取付けると共に、前記溝を覆う蓋体２２を基体２１の外周面に取り付けるようにしても良い。このように構成した場合には、予熱板２０がケーシング４の熱を逃すことなく、吸熱することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明にかかる真空ポンプは、例えば、電子部品の製造分野、半導体製造分野において用いられる、真空ポンプに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明にかかる一実施形態の断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態にかかる排気口側の側面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に用いられている予熱板を示す図である。
【図４】図４は、図３に示した予熱板の蓋部を除いた状態を示す平面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態にかかる第一の変形例を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態にかかる第二の変形例を示す予熱板の蓋部を除いた状態を示す平面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態にかかる第三の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１      真空ポンプ
２      吸気口
３      排気口
４      ケーシング
５      スクリューロータ
１７    供給口
１８    供給口
２０    予熱板
２０ａ  予熱板
２０ｂ  予熱板
２１    基体
２１ａ  導入口
２１ｂ  流路
２１ｃ  導出口
２２    蓋体
２３    シール部材
３０    連結管
４０ａ  パージガス供給源
４０ｂ  パージガス供給源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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