JP2002174175A - 真空排気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】差圧による動力を減少させることにより、吸気
側の圧力が到達圧力或はある程度の真空であるときエネ
ルギー効率の高い真空排気装置を提供する。 【解決手段】粗引ポンプＢとブースタポンプＡとを備え
た多段式真空排気装置１００において、シーリングポン
プＣを最終段粗引ポンプＢの大気側に取り付け構成し、
シーリングポンプＣの設計排気速度を、粗引ポンプＢの
設計排気速度より小さいがシーリングポンプとして機能
する大きさとし、エネルギー効率の高い真空排気装置と
することができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、半導体製造設備の
真空チェンバーなどの排気に用いられる真空排気装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体真空装置においては、被排気チャ
ンバの真空度として０．０１Ｐａ程度を得られること、
被排気チャンバに油分子が入り込まないことが特に重要
である。そこで、そのような要求を、満たすことのでき
る真空ポンプとして、スクリュー真空ポンプ、ルーツ式
真空ポンプ、クロー式真空ポンプ、スクロール式真空ポ
ンプ、ダイアフラム式真空ポンプ、ピストン式真空ポン
プなどの大気圧から０．０１Ｐａ程度までの真空度を達
成でき、かつオイルフリーであるドライ真空ポンプが提
案されている。

【０００３】しかしながら、これらの真空ポンプを単独
で用いただけでは消費電力が大きくなってしまい、その
うえ十分な真空到達圧にすることが困難である。かかる
問題を解決するため、従来、異なる種類の真空ポンプを
２段以上直列に組み合わせることが行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしこれら２段以上
の真空ポンプを用いた場合、真空チェンバー側に排気量
の比較的大きなドライ真空ポンプをブースタポンプとし
て用い、大気排気側にはブースタポンプと比較して排気
量の小さな粗引真空ポンプを用いるのが一般的である。
この場合には、次のような固有の問題がある。

【０００５】大気側粗引きポンプが、これを単段で用い
ている場合と比べて移送室の体積が小さくなるため反応
性ガスを排気した時、該移送室などへの生成物の蓄積に
よるポンプへの悪影響が大きくなり長期連続運転に支障
が出やすくなるという問題が発生する。

【０００６】このような問題に対し、従来、次のような
解決手段が提案されている。反応ガスは特定の温度領域
では固化せずに気体のまま排気されるので大気側真空ポ
ンプにヒーターを取り付け、チェンバー内をこの温度領
域に保つようにする。更にポンプの排気側にメンテナン
スがし易いように生成物などを溜めておくごみ入れ空間
を作り問題を解決することができる。

【０００７】しかしこの場合粗引きポンプは小さくなっ
ているとはいえこれを温度制御するにはヒーターは比較
的大きくしなければならず製造コスト的にも消費電力的
にも負担は大きなものとなってしまう。このような問題
を解決するのが本発明の目的である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の真空排気装置は粗引ポンプとブースタポン
プとを備えた真空排気装置において、粗引ポンプの排気
口に該ポンプ内に大気が逆流するのを封止するための封
止ポンプを装着して構成し、封止ポンプの設計排気速度
（「設計排気速度」とは、入力軸1回転当たりの気体移
送容積と入力軸の単位時間回転数を乗じた値をいうもの
とする。以下同じ。）を、粗引ポンプの設計排気速度よ
り小さいが封止ポンプとして機能する大きさとしたこと
を特徴とする。

【０００９】このように粗引ポンプ内に大気が逆流する
のを封止すると共に、該ポンプに比べて設計排気速度の
小さい封止ポンプを用いることにより、反応性ガスの付
着を抑えるためのヒーターを用いるとしても該ヒーター
は封止ポンプに対して装着すればよく、封止ポンプは小
さくできるのでヒーターも小型化できる。たとえ反応ガ
スに侵されたとしても封止ポンプは小型軽量コンパクト
であるので着脱も簡単にできると共に予備の前記封止ポ
ンプとの交換も簡単に行える。従って、メンテナンスの
時間を短縮できる。

【００１０】更に、封止ポンプは粗引きポンプに比べて
設計排気速度が小さくなっているので、封止ポンプを動
かすためのモータも小型化できる。ここで定常運転時に
大気側と真空側との差圧による負荷を受けるのは封止ポ
ンプである。従って、定常運転時の消費電力を減らすこ
とができる。

【００１１】また本発明の真空排気装置は、前記ブース
タポンプの吸入側圧力が大気から１３３００Ｐａ程度に
低下するまで前記粗引ポンプと封止ポンプを駆動し、ブ
ースタポンプの吸入側圧力が１３３００Ｐａ程度以下に
なったところでブースタポンプを駆動することを特徴と
する。この構成により、ブースタポンプ、粗引ポンプ及
び封止ポンプの駆動に必要な動力は小さくてよく、その
駆動電動機は小容量でよい。

【００１２】また本発明の真空排気装置は、複数段の真
空ポンプを直列もしくは並列に接続した真空排気装置に
おいて、最終段粗引ポンプの排気口に該ポンプ内に大気
が逆流するの防止するための封止ポンプを装着して構成
し、封止ポンプの設計排気速度を、最終段粗引ポンプの
設計排気速度より小さいが封止ポンプとして機能する大
きさとしことを特徴とする。

【００１３】これによっても、反応性ガスの付着を抑え
るためのヒーターを用いるとしても該ヒーターは封止ポ
ンプに対して装着すればよく、封止ポンプは小さくでき
るのでヒーターも小型化できる。たとえ反応ガスに侵さ
れたとしても封止ポンプは小型軽量コンパクトであるの
で着脱も簡単にできると共に予備の前記封止ポンプとの
交換も簡単に行える。また、定常運転時の消費電力を減
らすことができる。

【００１４】また本発明の真空排気装置は、最終段粗引
ポンプと排気配管との間に封止ポンプをバイパスするバ
イパスバルブを設け、複数真空ポンプの初段ポンプの被
排気チェンバー側吸入圧力が比較的高い範囲において
は、排気時間短縮のため、バイパスバルブを開いて該バ
ルブからの排気を可能とし、最終段粗引ポンプの吐出側
圧力が到達圧力あるいは比較的低い圧力となったとき
は、バイパスバルブを閉じ封止ポンプのみから排気する
ことを特徴とする。この構成により大気圧からの排気時
間を短縮することが出来る。

【００１５】また本発明の真空排気装置は、前記封止ポ
ンプの設計排気速度が、前記粗引真空ポンプの設計排気
速度の１／５〜１／１００であることを特徴とする。こ
の構成により、従来に比べてエネルギー効率が高い真空
排気装置をより確実に得ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面に基づいて説明する。

【００１７】（第1実施形態）図１を用いて本発明の第1
実施形態に係る真空排気装置１００について説明する。

【００１８】真空排気装置１００は、メカニカルブース
タポンプとしてのスクリュー式真空ポンプＡと粗引ポン
プとしてのスクリュー式真空ポンプＢと封止ポンプとし
てのスクリュー式真空ポンプＣから構成されている。

【００１９】以下の用語において「メイン」は「ブース
タスクリュー真空ポンプ」を意味し、「サブ」は「粗引
スクリュー真空ポンプ」を意味し「シール」は「封止ス
クリューポンプ」を意味する。

【００２０】真空排気装置１００は、メインスクリュー
ロータ１３０（ブースタスクリュー真空ポンプのスクリ
ューロータ）と、メインスクリューロータ１３０より外
径が小さいサブスクリューロータ１５０（粗引スクリュ
ー真空ポンプのスクリューロータ）と、サブスクリュー
ロータ１５０より外径が小さいシールスクリューロータ
２００（シーリングスクリュー真空ポンプのスクリュー
ロータ）と、を備えている。メインスクリューロータ１
３０は、雌雄スクリューロータ１３０ｆ及び１３０ｍか
ら構成され、サブスクリューロータ１５０は、雌雄スク
リューロータ１５０ｆ及び１５０ｍから構成され、シー
ルスクリューロータ２００は、雌雄スクリューロータ２
００ｆ及び２００ｍから構成されている。

【００２１】メインスクリューロータ１３０は、ハウジ
ング１１０の内部に形成されたメインロータ収納室１１
０ｂに収納されている。詳述すると、雌ロ一夕１３０ｆ
は軸受１３１及び１３２によってハウジング１１０に回
転可能に支持され、雄ロータ１３０ｍは軸受１３３及び
１３４によってハウジング１１０に回転可能に支持され
ている。ここで、シール１３７及び１３８は軸受１３
１、１３２、１３３及び１３４とメインロータ収納室１
１０ｂとを隔離し、軸受１３１、１３２、１３３及び１
３４の潤滑油がメインロータ収納室１１０ｂに漏洩する
ことを防止するとともに、メインロータ収納室１１０ｂ
から軸受１３１、１３２、１３３及び１３４に異物が侵
入することを防止している。

【００２２】サブスクリューロータ１５０は、ハウジン
グ１１０の内部に形成されたサブロータ収納室１１０ｄ
に収納されている。詳述すると、雌ロータ１５０ｆは軸
受１６１、１６２及び１６３によってハウジング１１０
に回転可能に支持され、雄ロータ１５０ｍは軸受１６
４、１６５及び１６６によってハウジング１１０に回転
可能に支持されている。ここで、シール１６７、１６
８、１６９及び１７０は軸受１６１、１６２、１６３、
１６４、１６５及び１６６とサブロータ収納室１１０ｄ
とを隔離し、軸受１６１、１６２、１６３、１６４、１
６５及び１６６の潤滑油がサブロータ収納室１１０ｄに
漏洩することを防止するとともに、サブロータ収納室１
１０ｄから軸受１６１、１６２、１６３、１６４、１６
５及び１６６に異物が侵入することを防止している。

【００２３】シールスクリューロータ２００は、ハウジ
ング１１０の内部に形成されたシールロータ収納室１１
０ｆに収納されている。詳述すると、雌ロータ２００ｆ
は軸受２１１、２１２及び２１３によってハウジング２
００に回転可能に支持され、雄ロータ２００ｍは軸受２
１４、２１５及び２１６によってハウジング１１０に回
転可能に支持されている。ここで、シール２１７、２１
８、２１９及び２２０は軸受２１１、２１２、２１３、
２１４、２１５及び２１６とサブロータ収納室１１０ｅ
とを隔離し、軸受２１１、２１２、２１３、２１４、２
１５及び２１６の潤滑油がサブロータ収納室１１０ｅに
漏洩することを防止するとともに、サブロータ収納室１
１０ｅから軸受２１１、２１２、２１３、２１４、２１
５及び２１６に異物が侵入することを防止している。

【００２４】封止ポンプとしてのスクリュー式真空ポン
プＣの設計排気速度（入力軸1回転当たりの気体移送容
積と入力軸の単位時間回転数を乗じた値）は５リットル
/min（モータ２２３の定格回転数３０００ｒｐｍ）に、
粗引ポンプとしてのスクリュー式真空ポンプＢの設計排
気速度は４２０リットル/min（モータ１７３の定格回転
数４５００ｒｐｍ）に、メカニカルブースタポンプとし
てのスクリュー式真空ポンプＡの設計排気速度は８５０
０リットル/min（モータ１４３の定格回転数６８００ｒ
ｐｍ）にそれぞれ設計されている。すなわち、封止ポン
プＣの設計排気速度は粗引ポンプＢの約１／１００に、
粗引ポンプＢの設計排気速度はブースタポンプＡの約１
／２０に設計されている。このように、封止ポンプＣの
設計排気速度が粗引ポンプＢに比べ小さくなるというこ
とは、第２図に示すように、封止ポンプＣの大気に連通
する排気側移送室２００Ａの容積もそれに相応して小さ
くなるということである。したがって、封止ポンプＣの
排気側移送室２００Ａの容積は、粗引ポンプＢの吸気側
移送室１５０Ａより十分に小さくなっている。封止ポン
プＣの大気に連通する排気側移送室２００Ａの図２にお
ける右端面と、排気口１１０ｇの図２における左端面
（ハウジング内壁）との関係は、必要な排気通路面積を
確保しつつ、大気に連通する排気側移送室２００Ａの容
積が最小となるよう設計されている。具体的には、排気
側移送室２００Ａの容積は、粗引ポンプ自体の吸気側移
送室１５０Ｂ容積の約１／５程度まで小さくすることが
できる。

【００２５】また、メインロータ収納室１１０ｂは、ハ
ウジング１１０の壁部に形成され、ハウジング１１０の
外部からハウジング１１０の内部に圧縮性流体を吸入す
るための吸気口１１０ａによってハウジング１１０の外
部と連通し、メインロータ収納室１１０ｂとサブロータ
収納室１１０ｄは、ハウジング１１０の内部に形成され
た連通路１１０ｃによって連通され、サブロータ収納室
１１０ｄとシールロータ収納室１１０ｆは、ハウジング
１１０の内部に形成された連通路１１０ｅによって連通
され、シールロータ収納室１１０ｆは、ハウジング１１
０の壁部に形成され、ハウジング１１０の内部からハウ
ジング１１０の外部に圧縮性流体を排出するための排気
口１１０ｇによってハウジング１１０の外部と連通して
いる。ここで、吸気口１１０ａは図示していない一定容
積の被真空容器に連通していて、排気口１１０ｇは大気
に連通している。

【００２６】メインスクリューロータ１３０の雌雄ロー
タ１３０ｆ及び１３０ｍの一端部には、それらの一方の
回転に伴ってそれらの他方を回転させるタイミングギア
１４１及び１４２が、それぞれ互いに噛み合うように固
定されている。更に、雄ロータ１３０ｍの一端部には、
メインモータ１４３が一体的に連結している。

【００２７】サブスクリューロータ１５０の雌雄ロータ
１５０ｆ及び１５０ｍの一端部には、それらの一方の回
転に伴ってそれらの他方を回転させるタイミングギア１
７１及び１７２が、それぞれ互いに噛み合うように固定
されている。更に、雌ロータ１５０ｆの一端部には、サ
ブモータ１７３が一体的に連結している。

【００２８】シールスクリューロータ２００の雌雄ロー
タ２００ｆ及び２００ｍの一端部には、それらの一方の
回転に伴ってそれらの他方を回転させるタイミングギア
２２１及び２２２が、それぞれ互いに噛み合うように固
定されている。更に、雌ロータ２００ｆの一端部には、
サブモータ２２３が一体的に連結している。

【００２９】ハウジング１１０は、メインハウジング第
一部材１１１、メインハウジング第二部材１１２、メイ
ンハウジング第三部材１１３、メインハウジング第四部
材１１４、サブハウジング第一部材１１５、サブハウジ
ング第二部材１１６、サブハウジング第三部材１１７、
サブハウジング第四部材１１８、シールハウジング第一
部材１１９、シールハウジング第二部材１２０、シール
ハウジング第三部材１２１及びシールハウジング第四部
材１２２から形成されている。

【００３０】本実施例ではメイン側雌雄ロータ１３０
ｆ、１３０ｍのスクリュー歯数比は６対５に、サブ側雌
雄ロータ１５０ｆ、１５０ｍのスクリュー歯数比も６対
５に、シール側雌雄ロータ２００ｆ、２００ｍのスクリ
ュー歯数比も６対５に、それぞれ構成されている。メイ
ン側雌雄ロータ１３０ｆ、１３０ｍのスクリュー巻数は
１（ここにいう「巻数１」は、雌スクリュー１３０ｆ
（歯数６）の巻数を意味する。「巻数」とは、雌雄スク
リューの歯数が異なる場合、歯数の多い方のスクリュー
の巻数をいう、との前記定義参照。）に、サブ側雌雄ロ
ータ１５０ｆ及び１５０ｍのスクリュー巻数は５に、シ
ール側雌雄ロータ２００ｆ及び２００ｍのスクリュー巻
数は３に、それぞれ構成されている。メイン側雌ロータ
１２０ｆのスクリューリード角は約４５度に、サブ側雌
ロータ１５０ｆのスクリューリード角は約１２度に、シ
ール側雌ロータ２００ｆのスクリューリード角は約１２
度に、それぞれ構成されている。

【００３１】ここで、上述したメイン側雌雄ロータ１２
０ｆ、１２０ｍのスクリュー巻数は、略１あるいは、吸
気口１１０ａ及び排気口１１０ｃのいずれとも連通しな
い気体移送室（例えば、図３に１２０Ｂで示すような圧
縮工程にある閉塞された室）が少なくとも一つ形成され
る巻数でよい。本実施形態におけるブースタポンプＡ
は、粗引ポンプＢの設計排気速度とシール性との関係
上、シール性をよくしなくともよいからである。また、
粗引ポンプＢについても、シールポンプＣの設計排気速
度とシール性との関係上、シール性をそれほどよくしな
くともよい。

【００３２】次に、本実施形態に係る真空排気装置１０
０の作用について説明する。まず、被真空容器（図示せ
ず）内の圧力が大気圧近辺から１３３００Ｐａ近辺にな
るまで当該室の気体を粗引スクリュー真空ポンプＢで排
気する場合について説明する。サブモータ１７３を駆動
することにより、雌雄ロータータ１５０ｆ、１５０ｍが
回転し、被真空排気室の気体を排気する。このとき、被
真空排気室の気体は、ブースタポンプＡの吸気口１１０
a、ブースタポンプＡおよびブースタポンプＡと粗引ポ
ンプＢとの連通路１１０ｃ、粗引ポンプＢおよび粗引ポ
ンプＢと封止ポンプＣとの連通路１１０ｅを介して封止
ポンプＣに吸引され、排気口１１０ｆから大気中に排出
される。この時、封止ポンプはサブモータ２２３の駆動
と同時にシールモータ２２３を駆動することにより、雌
雄ロータータ２００ｆ、２００ｍが回転し大気側から被
真空排気室内に気体が逆流するのを防止する。この時点
では排気する気体の量が多いのでシールポンプの排気量
では短時間で排気することが出来ない。そこで、封止ポ
ンプの吸気側圧力が１３３００Ｐａ程度より大きいとき
は封止ポンプだけでなくバイパスバルブ２５０を通して
粗引ポンプからも排気する。

【００３３】かかる排気によりブースタスクリュー真空
ポンプＡの吸入側圧力が１３３００Ｐａ程度以下になっ
た時点で、粗引スクリュー真空ポンプＢのロータ１５０
ｆ、１５０ｍの回転を維持したままで、ブースタポンプ
Ａを駆動し始める。すなわち、メインモータ１４３を駆
動することにより、雌雄ロータ１３０ｍ及び１３０ｆを
回転させ、希薄になっている被真空排気室の気体を粗引
ポンプＢ側に移送・排気する。粗引ポンプＢは、このブ
ースタポンプＡから移送されてきた気体を、さらに封止
ポンプＣ側に移送・圧縮して排気口１１０ｇから大気中
に排出する。以上のようにして、被真空容積の容器の気
圧は、到達圧力まで下げられる。ここで、ブースタポン
プＡは、圧力の低い気体を排出するので、ブースタポン
プＡを駆動するのに必要な動力は小さくてよいため、そ
の駆動電動機は小容量のものとすることができる。また
粗引ポンプＢも、定常運転下では圧力の低い気体を排出
するので、モータに対する負荷が小さくなり、その消費
電力は少なくすることができる。

【００３４】本実施例の、真空ポンブ１００の封止ポン
プとしてのスクリュー式真空ポンプＣの設計排気速度は
５リットル/min（モータ１７３の定格回転数３０００ｒ
ｐｍ）に、粗引ポンプとしてのスクリュー式真空ポンプ
Ｂの設計排気速度を４２０Ｌ/min（モータ１７３の定格
回転数４５００ｒｐｍ）に、ブースタポンプとしてのス
クリュー式真空ポンプＡの設計排気速度は８５００Ｌ/m
in（モータ１４３の定格回転数６８００ｒｐｍ）にそれ
ぞれ設計されている。すなわち、封止ポンプＣの設計排
気速度は粗引ポンプＢの約１／１００に、粗引きポンプ
Ｂの設計排気速度はブースタポンプＡの約１／２０に設
計されているので、従来に比べ差圧による動力を減少さ
せることができ、吸気側の圧力が到達圧力或はある程度
の真空であるときエネルギー効率を高くすることができ
る。

【００３５】ここで、粗引ポンプＢの設計排気速度に対
して、封止ポンプＣの設計排気速度が小さければ小さい
ほど消費電力を低く押さえることができるが、前記封止
ポンプの設計排気速度を小さくし過ぎると、被真空容器
を大気圧から到達圧力にするまでの過渡期において排気
時間が長くなってしまうという弊害が生じる。この弊害
を解決するため粗引ポンプと封止ポンプの間に大気圧か
ら１３３００Ｐａ程度の真空圧になるまで粗引ポンプか
ら直接排気するためのバイパスバルブが取り付けられて
いる。しかし、バイパスバルブを取り付けたとはいえ無
制限に封止ポンプの設計排気速度を小さくすることはで
きず、消費電力及び排気時間の両方を考慮して、粗引ポ
ンプＢの設計排気速度に対する封止ポンプＣの設計排気
速度は、１／５〜１／１００とするのが好ましい。

【００３６】このように、封止ポンプＣの設計排気速度
を上述したように十分小さくしているので、流体移送空
間も狭くすることができ、そのスクリュー径を小さくす
ることができる。従って、半径方向の熱膨張による隙間
変動も小さくなるので、当該半径方向隙間をより小さく
することができる。その結果、気体の漏れ総空間が小さ
くなりシール性を良好にすることができる。従って、封
止ポンプＣはシール性向上のための大掛かりな工夫をす
る必要がなく、その軸全体のサイズを小さく押さえるこ
とができる。さらに、封止ポンプＣのシール性により粗
引ポンプＢのスクリューとハウジングとの間の隙間等の
精度が多少良くなくとも、高い真空度を得ることができ
ると共に、ブースタスクリューポンプＡの軸方向長を短
くすることができる。

【００３７】ここで、ブースタスクリューポンプＡの雌
雄スクリュー１３０ｆ、１３０ｍの巻数は、到達真空度
と軸方向サイズを考慮すると、略１あるいは、該ブース
タポンプの吸気口及び排気口のいずれとも連通しない気
体移送室が少なくとも一つ形成される巻数でよい。粗引
スクリューポンプＢの雌雄スクリュー１３０ｆ、１３０
ｍの巻数は、本発明のものは上述したようにシール性が
良好となるので、３〜１０程度でよい。また、封止ポン
プＣの雌雄スクリュー１７０ｆ、１７０ｍの巻数は、シ
ール性との関係では多ければ多いほどよいが、本発明の
ものは上述したようにシール性が良好となるので、３〜
１０程度でよい。

【００３８】このように、ブースタポンプＡの軸方向長
を短く押さえることができるので、ブースタポンプＡの
スクリューのリード角を大きくしてコンダクタンスを大
きくするようにしても、軸方向長が過大になることもな
い。

【００３９】ここで、ブースタスクリューポンプＡの雌
スクリュー１３０ｆのリード角は、吸気側気体分子がス
クリュー溝に入り易くするため、３０°〜６０°程度と
するのが好ましい。特に、吸気側気体分子のスクリュー
歯面によるたたき出し効果をよくするためには、４５°
近辺とするのが好ましい。粗引きスクリューポンプＢの
雌スクリュー１５０ｆのリード角は、大きくする必要は
なく、加工と軸方向長さとを考慮すると８°〜１５°程
度でよい。封止ポンプＣについてもスクリュー２００ｆ
のリード角は、大きくする必要はなく、加工と軸方向長
さとを考慮すると８°〜１５°程度でよい。

【００４０】また、封止ポンプとして構造の簡単なスク
リュー真空ポンプを採用した場合は、排気通路がシンプ
ルかつ短くなる。したがって、反応生成物が排気通路に
詰まりにくいと共に、仮に詰まったり付着したとして
も、その除去等、保守が容易となる。さらにスクリュー
式真空ポンプも含め他の真空ポンプを用いた場合でも前
記封止ポンプは小型軽量コンパクトであるので製造コス
トは安くなり着脱も簡単にできるので予備の前記封止ポ
ンプとの交換も簡単に行える。

【００４１】また、本実施形態に係る真空排気装置１０
０は、メインスクリューロータ１３０の回転軸、サブス
クリューロータ１５０の回転軸およびシールスクリュー
ロータ２００の回転軸が異なっているので、それらロー
タを図５に示す従来例に比べて自由に設計することがで
きる。従って、メインスクリューロータ１３０は、吸入
コンダクタンスが大きくなるよう、スクリューの外径及
びリードが共に大きく設計できる。また、シールスクリ
ューロータ２００は、差圧による動力が小さくなるよ
う、つまり、排気側移送室２００Ａが小容積となるよ
う、且つシール性、加工性、回転バランス等も考慮し
て、小さい外径であって、そのリード角θ１も最も加工
に適した値に設計することができる。

【００４２】このような構成にすることにより吸入側と
排気側の圧力差によるモータへのトルク負荷が最もかか
るのは大気側に排気する封止ポンプとなる。大気からの
同じ差圧によるトルク負荷はポンプの容積が小さいほど
小さく出来る。容積の小さな封止ポンプを用いることは
定常運転時の圧力差による消費電力を減少させ、振動も
小さくなり騒音も抑えることができる。

【００４３】（第２実施形態）図４は本件封止ポンプに
粘性ポンプを用いた場合の粘性ポンプ部分の実施例を示
すものである。図４において、４１はハウジング、４２
はスクリュー、４３はバイパスバルブである。

【００４４】（第３実施形態）図５に示すように第３実
施形態に係る真空排気装置３００においては、ブースタ
ポンプＡをスクリュー式ポンプ、粗引ポンプＢをスクロ
ール式ポンプ、シーリングポンプＣをスクリュー式ポン
プとしたことを特徴としている。図５を用いて本発明の
第３実施形態に係る真空排気装置３００について説明す
る。ただし、第1実施形態との実質的に相違する点につ
いてのみ説明し、第1実施形態と同様の構成については
説明を省略する。

【００４５】図５は、本実施例の真空ポンプの全体構造
を示したものである。図５に示す粗引スクロール式真空
ポンプＢは、第１フレーム１および第２フレーム２と軸
心を一致させラップをそれぞれ向かい合わせに向けて前
記第１フレーム２および第２フレーム３にそれぞれ嵌装
された第１固定スクロール３および第２固定スクロール
４と、該第１固定スクロール３および第２固定スクロー
ル４にサンドイッチ状に挾持されるようにラップを対向
させて軸心の偏心円運動可能に配置された旋回スクロー
ル５と、前記第１固定スクロール３および第２固定スク
ロール４と軸心を一致させて配置された旋回スクロール
５駆動用のモータ６および軸受７，８を介して回転駆動
するクランク軸９と、吸入管１０と吐出口１１などから
構成されている。

【００４６】圧縮率の非常に高いスクロールポンプを粗
引ポンプとして用いることにより、圧縮率の低いブース
タポンプを本件構成に用いることが出来るようになる。
また、スクロールポンプは比較的回転数が低い状態で定
常運転されるので振動・騒音も抑えることができるよう
になる。

【００４７】上述した各実施形態においては、ブースタ
ポンプとしてスクリュポンプを用い、粗引ポンプとして
スクリュ式又はスクロール式のポンプを用い、封止ポン
プとしてスクリュ式又は粘性のポンプを用いた場合につ
いて説明したが、本発明においてはブースタポンプとし
てルーツ式、クロー式、スクロール式、ダイアフラム
式、ピストン式のポンプを用いてもよい。また粗引真空
ポンプとしてはルーツ式、クロー式、ダイアフラム式、
ピストン式などのポンプや、拡散ポンプの他に油回転ポ
ンプもブースタポンプ側に油が逆流しないような運転の
仕方を行えば使用することが可能である。これらの真空
ポンプで構成された２段式もしくは複数段式の真空ポン
プに取り付ける封止ポンプについても、ルーツ式、クロ
ー式、スクロール式、ダイアフラム式、ピストン式な
ど、または油回転式などのポンプを使用できる。

【００４８】

【発明の効果】上述したように本発明の真空排気装置
は、粗引ポンプとブースタポンプで構成される多段式真
空ポンプに対して前記最終段粗引ポンプ内に大気が逆流
するのを封止するため前記粗引ポンプの排気口に封止ポ
ンプを装着して構成し、封止ポンプの設計排気速度を、
粗引ポンプの設計排気速度より十分小さいが封止ポンプ
として機能する大きさとし、構造が簡単で、消費電力が
少なく、振動・騒音も小さく、高い真空到達圧が得ら
れ、保守が容易な真空排気装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第1実施形態に係る真空排気装置の断
面図である。

【図２】図1に示した真空排気装置のスクリュー式封止
ポンプの拡大断面図である。

【図３】図１に示した真空排気装置の粗引ポンプと封止
ポンプのスクリュー部分展開図である。

【図４】図1に示した真空排気装置の粘性ポンプ式封止
ポンプの拡大断面図である。

【図５】本発明の第2実施形態に係る真空排気装置の断
面図である。

【符号の説明】

Ａ 粗引ポンプ Ｂ ブースタポンプ Ｃ 封止ポンプ １００、３００ 真空排気装置 １１０ａ 吸気口 １１０ｆ 排気口 １３０Ａ 吸気側移送室 １５０Ａ 排気側移送室

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粗引ポンプとブースタポンプとを備えた
   真空排気装置において、粗引ポンプの排気口に該ポンプ
   内に大気が逆流するのを封止するための封止ポンプを装
   着して構成し、封止ポンプの設計排気速度を、粗引ポン
   プの設計排気速度より小さいが封止ポンプとして機能す
   る大きさとしたことを特徴とする真空排気装置。
2. 【請求項２】 前記粗引ポンプと排気配管との間に前記
   封止ポンプをバイパスするバイパスバルブを設け、ブー
   スタポンプの被排気チェンバー側吸入圧力が比較的高い
   範囲においては、排気時間短縮のため、バイパスバルブ
   を開いて該バルブからの排気を可能とし、前記粗引ポン
   プの吐出側圧力が到達圧力あるいは比較的低い圧力とな
   ったときは、バイパスバルブを閉じ前記封止ポンプのみ
   から排気することを特徴とする請求項１に記載の真空排
   気装置。
3. 【請求項３】 前記粗引ポンプと排気配管との間に前記
   封止ポンプをバイパスするバイパスバルブを設け、ブー
   スタポンプの被排気チェンバー側吸入圧力が比較的高い
   範囲においては、排気時間短縮のため、バイパスバルブ
   を開いて該バルブからの排気を可能とし、前記粗引ポン
   プの吐出側圧力が到達圧力あるいは比較的低い圧力とな
   ったときは、バイパスバルブを閉じ前記封止ポンプのみ
   から排気することを特徴とする請求項１に記載の真空排
   気装置。
4. 【請求項４】 複数段の真空ポンプを直列もしくは並列
   に接続した真空排気装置において、最終段粗引ポンプの
   排気口に該ポンプ内に大気が逆流するの防止するための
   封止ポンプを装着して構成し、封止ポンプの設計排気速
   度を、最終段粗引ポンプの設計排気速度より小さいが封
   止ポンプとして機能する大きさとしことを特徴とする真
   空排気装置。
5. 【請求項５】 前記最終段粗引ポンプと排気配管との間
   に前記封止ポンプをバイパスするバイパスバルブを設
   け、初段ポンプの被排気チェンバー側吸入圧力が比較的
   高い範囲においては、排気時間短縮のため、バイパスバ
   ルブを開いて該バルブからの排気を可能とし、最終段粗
   引ポンプの吐出側圧力が到達圧力あるいは比較的低い圧
   力となったときは、バイパスバルブを閉じ封止ポンプの
   みから排気することを特徴とする請求項４に記載の真空
   排気装置。
6. 【請求項６】 前記封止ポンプの設計排気速度が、前記
   粗引真空ポンプの設計排気速度の１／５〜１／１００で
   あることを特徴とする請求項１、２，３、４または５に
   記載の真空排気装置。