油扩散泵以及真空成膜装置的制造方法_2

文档序号:8476489阅读:来源:国知局
[0041]在主控制电路上连接有真空计驱动电路,该真空计驱动电路与连接在管路21内的真空计连接(省略图示)。在主控制电路上连接有各阀(主排气阀31、泄漏阀33、39、粗阀35、辅助阀37),这些阀按照主控制电路的规定的程序指令而开闭。在油扩散泵50上连接有旋转泵60,油扩散泵50通过辅助阀37排出的气体被旋转泵60抽吸而从未图示的路径排出。
[0042]本例的旋转泵60发挥辅助泵的作用,该辅助泵用于将作为主泵使用的油扩散泵50P的背压维持在临界值以下,该旋转泵60也可以用作粗泵。旋转泵60例如可以由旋翼型等的油旋转泵构成。旋翼型的油旋转泵在气缸内具有旋转的转子。气缸具有彼此独立开口的进气口和排气口。在转子上安装有可动的阀,借助转子的离心力使阀的外缘按压于气缸内壁上。其结果是,在转子旋转时,由转子、阀、气缸内壁所划分的容积发生变化,由此成为将气体送出的机构。
[0043]如图2所示,本例的油扩散泵50具有底部封闭的筒状容器(壳体)51。在壳体51内的底部配置有加热工作油8并使其气化的油蒸气产生器70。在壳体51内配置有喷射器53,这里,喷射器53将被油蒸气产生器70加热的工作油8 (参照图3)发生气化而上升的油蒸气取入,并且通过喷嘴53a向排气方向喷射。在壳体51的上端设有进气部55,在壳体51的侧面设有排气部57。
[0044]接着,说明油扩散泵50的动作。
[0045]在开放主排气阀31后使油蒸气产生器70工作时,工作油8被油蒸气产生器70加热至230°C附近而气化(油蒸气),并且被从喷嘴53a喷射到壳体51的侧壁内表面。借助该喷射而被从进气部55吸入的吸入气体(腔室10内的空气)向喷流的行进方向喷洒,并从排气部57排出。由此对腔室10内进行抽真空。图2中的“圆圈(O ) ”示意性地表示使油气化而成的油蒸气的状态。另外,为了不使工作油8进入到腔室10内,在油蒸气从喷嘴53a喷出后,开放吸入部55。
[0046]此外,壳体51被水冷管58冷却,因此,附着于壳体51的内壁上的工作油8的油蒸气被冷却而凝结,返回到壳体51的下方的储油槽59中,被油蒸气产生器70再次加热而再次气化,形成循环的结构。
[0047]如图3和图4所示,本例的油蒸气产生器70配置于图2所示的油扩散泵50的壳体51内的底部,且具有作为真空容器的一部分的、由被加热材料构成的筒状外壳(筒部件)71。作为被加热材料,可使用不锈钢、碳素钢、JIS-G3101所规定的一般结构用轧制钢材中的至少任意一种。
[0048]作为不锈钢,例如可使用SUS304、SUS303、SUS302、SUS316、SUS316L、SUS316J1、SUS316J1L、SUS405、SUS430、SUS434、SUS444、SUS429、SUS430F、SUS302 等 SUS 的所有品种。碳素钢包括软钢材料等含碳量较少的低碳钢、硬钢材料等含碳量较多的高碳钢。一般结构用轧制钢材包括 SS330、SS400、SS490、SS540。
[0049]其中,优选利用对软钢材料等的电阻率为10 X Kr8 Ω m至O X Kr8 Ω m左右的具有低电阻的强磁性材料实施镀膜处理而成的材料,来构成外壳71。在通过具有低电阻的强磁性材料(软钢等)构成外壳71的情况下,由于电阻较低,因而施加在线圈75上而产生的涡电流量变大,其结果是,外壳71本身的自我加热量也变大,可期望实现更高的效率。
[0050]此外,利用作为一般钢材的SS400构成外壳71也是优选的。另外,除了以上情况之外,还可以利用例如由在被加热材料的大气侧的表面上贴合不锈钢薄板而得到的不锈钢覆盖钢板所构成的成形物,来形成外壳71。
[0051]外壳71沿着其立起设置方向(上下方向)而延伸,并且在周向上形成为在隔着环状的中空部71a的两侧呈同心圆状配置的筒状的外壳内壁71b和外壳外壁71c的双重结构。但是,外壳内外壁71b、71c的两个上表面被环状的外壳上壁71d封闭,夕卜壳内外壁71b、71c的两个下表面呈环状开放。外壳71 (外壳内壁71b)的下表面被下盖72封闭。在本例中,被外壳内壁71b和下盖72包围的区域构成为储油槽59(参照图2),工作油8填充并贮存于其中。例如,在以高度120_形成外壳内壁71b和外壳外壁71c的情况下,将工作油8填充为使得油蒸气产生器70停止工作时的油面L的高度为30mm左右。这种情况下,在使油蒸气产生器70开始工作时,工作油8的油面L的高度例如下降至1mm左右。
[0052]在本例中,外壳内壁71b和外壳外壁71c的厚度优选形成在从5mm到12mm的范围内。特别是在低频感应加热时,作为发热体的外壳内壁71b的厚度在电流渗透的观点下越厚(例如从8mm到1mm左右)越有利。
[0053]在外壳内壁71b的周围(中空部71a侧。在本例中为大气侧)隔着绝缘材料73卷绕有感应线圈75。绝缘材料73例如可由厚度为10 μ m?180 μ m左右的聚酰亚胺薄膜等构成。
[0054]作为构成线圈75的导线,使用电阻小且耐热温度高的进行了绝缘包覆的耐热电线。作为这种电线,可举出例如进行了氧化铝膜处理的铝线即氧化膜铝线等。构成线圈75的导线的直径优选是从2mm到4mm的范围。线圈75的圈数优选在从7层到14层的范围内。
[0055]另外,在线圈75上依次连接有用于对该线圈75施加电流(从数1Hz到数10Hz的低频交流电流)的供电单元(省略图示)和该电源的控制装置(控制装置)。
[0056]为了保持真空,外壳71需要强度(厚度)。因此,在使用高频的情况下会存在如下问题:(1)可能会在作为发热体的外壳71 (尤其是外壳内壁71b)上产生表皮效应。这里的表皮效应是指这样的现象:着眼于作为导体且具有一定程度的厚度的外壳内壁71b时,相比其内部而言,仅其外侧附近的表皮的温度上升,而该温度上升不易传递至内部。若发现这种表皮效应,则工作油的加热效率会变差。(2)另外,不仅工作油的加热效率会如上述那样变差,而且由于长时间运转油扩散泵,线圈75本身的温度会随之上升。
[0057]另外,在使用高频的情况下会存在如下问题:(3)需要设置用于产生高频的昂贵的逆变器,其结果是招致装置成本增加。(4)另外,在设置多个加热块的情况下,感应电流对于各个加热块的干扰以及高频噪声的产生可能对多个设备造成影响。
[0058]在本例中,为了避免产生这些不良情况,将从供电单元施加给线圈75的电流设定为低频交流。
[0059]接着,说明油蒸气产生器70的动作。在使供电单元工作而对线圈75以例如200V(rms)的电压、12A(rms)的电流施加频率为50Hz或60Hz的交流电时,在外壳71 (外壳内壁71b)的立起设置方向上产生上下交链的磁通,通过该磁通在外壳71 (外壳内壁71b)中产生涡电流,生成焦耳热(低频感应加热)。利用该热使外壳71 (外壳内壁71b)本身加热,由此直接加热贮存于外壳71中(被外壳内壁71b和下盖72包围的区域)的工作油8。从外壳71内的油面升起的油蒸气接触到从油面上露出且变热的外壳内壁71b的上部分,由此被进一步加热,成为被充分加热的尚温油蒸气而在喷射器53内上升,并从喷嘴53a喷射出去。
[0060]如上所述,油扩散泵50的壳体51被水冷管58冷却,因此附着于壳体51的内壁上的工作油8的油蒸气被冷却而凝结,并返回到壳体51的下方的储油槽59中。储油槽59通过管路77与被外壳内壁71b和下盖72包围的区域连通,因此凝结并返回的工作油8被油蒸气产生器70再次加热而再次气化并进行循环。
[0061]在本例的油蒸气产生器70中,作为工作油8的加热源,使用在由软钢材料或SS400等的被加热材料构成的筒状外壳71 (本例中为外壳内壁71b)的周围隔着绝缘材料73卷绕感应线圈75而成的结构,通过对线圈75施加低频交流电流,从而加热外壳内壁7Ib,并利用该热使工作油8气化。由于不加热线圈75,因此不存在断线的问题,并且不存在由于断线而导致发热功能消失的情况。此外,也不会发生因绝缘不良所导致的漏电。此外,由于不加热线圈75,因而线圈75自身不会成为发热体,也不会产生因高温所导致的端子座的接触不良。
[0062]由于在本例的油扩散泵50中组装有本例的油蒸气产生器70,因此能够使在油蒸气产生器70的线圈75中流过的全
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