CN104948475A

CN104948475A - 真空泵

Info

Publication number: CN104948475A
Application number: CN201410733436.1A
Authority: CN
Inventors: 筒井慎吾
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-12-05
Publication date: 2015-09-30
Anticipated expiration: 2034-12-05
Also published as: JP2015190404A; US10253778B2; JP6287475B2; CN104948475B; US20150275914A1

Abstract

本发明是关于一种可抑制反应生成物堆积于内侧螺纹定子上的真空泵。螺纹定子(60)包括经热耦合的外侧螺纹定子(41)及内侧螺纹定子(51)。在转子下部圆筒部(4B)，形成有将外侧螺纹定子(51)侧与内侧螺纹定子(41)侧连通的气体通路连通用开口部(76)。外侧螺纹定子(41)及内侧螺纹定子(51)分别借由隔热材料(70A)、(70B)而与基座(13)的上部以及中央筒部(14)隔热。在基座(13)的下部，设置有基座下部冷却管(74)。根据本发明，内侧定子与外侧定子相互热耦合，因此可从温度高的任一定子产生热移动而进行升温，从而抑制反应生成物堆积于内侧定子及外侧定子。

Description

真空泵

技术领域

本发明是有关于一种真空泵，其包括在内外周上具有双重排气通路的螺纹槽排气部。

背景技术

以往，如半导体制造工序中的干式刻蚀(dry etching)或化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)等制造程序(process)之类，在高真空的处理室(process chamber)内进行处理的工序中，例如使用如涡轮分子泵(turbo-molecular pump)之类的真空泵，作为排出处理室内的气体的元件。

在这种制造程序中，是借由将大量的气体供给至处理室内来使制造程序速度提高。为了提高大流量的气体的排气性能，众所周知的是在转子(rotor)的外侧及内侧配置螺纹定子的构造。

作为现有的涡轮分子泵的一例，有具备下述构造的涡轮分子泵。

转子包含转子轴及转子筒部，在基座上设置有形成有插通转子轴的开口的中央筒部。在转子筒部的外侧配置有固定于基座上的外侧螺纹定子，在转子筒部的内侧配置有内侧螺纹定子。在转子筒部上，形成有将外侧螺纹定子侧与内侧螺纹定子侧加以连通的气体通路连通用的贯通孔。转子是借由马达来驱动，所述马达包括设置于转子轴上的马达转子及设置于中央筒部的马达定子。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]国际公开WO2012/032863号

发明内容

[发明所要解决的问题]

在专利文献1中虽然未进行图示，但是通常，在基座上设置有用于使马达定子冷却的冷却套管。在所述构造中，内侧螺纹定子会与马达定子一起冷却，从而反应生成物有可能堆积于内侧螺纹定子上。如果反应生成物堆积，那么在使泵停止时，借由驱动时的离心力而增大的转子筒部的直径缩小，从而固着于在内侧螺纹定子上堆积的反应生成物上，因此对重启造成妨碍。

而且，在间断排气时或真空装置刚启动后的大量排气时，马达定子的温度上升，因此对设置于基座下部的冷却套管进行驱动而使马达定子冷却。这时，反应生成物急剧增加，在运行时，反应生成物在转子筒部与内侧螺纹定子的间隙内大量堆积，因此泵有可能停止。

[解决问题的技术手段]

(1)本发明适用于如下的真空泵，即，包括包含转子圆筒部及定子的螺纹槽排气部，从排气端口(exhaust port)排出自吸气口吸入的气体，并且借由具备以下的构成来解决所述问题。

即，本发明的真空泵包括：基座，构成泵容器；转子，包括所述转子圆筒部；内侧螺纹定子，在所述内侧螺纹定子与所述转子圆筒部的内周面之间形成所述螺纹槽排气部的内侧气体排气通路；外侧定子，在所述外侧定子与所述转子圆筒部的外周面之间形成所述螺纹槽排气部的外侧气体排气通路，并且与所述内侧定子热耦合；连通用开口部，设置于所述转子，将所述外侧气体排气通路与所述内侧气体排气通路在上游侧连通；排气口，使通过所述外侧气体排气通路及所述内侧气体排气通路而合流的气体从螺纹槽排气部向所述排气端口排出；基座冷却装置，使所述基座冷却。

(2)在本发明的真空泵中，所述基座包括中央筒部及外筒部，优选的是内侧定子经由隔热材料而保持于所述中央筒部，所述外侧定子经由隔热材料而保持于所述外筒部。或者，优选的是所述内侧定子经由隔热材料而保持于所述中央筒部，所述外侧定子不经由隔热材料而保持于所述外筒部。

(3)在这些真空泵中，所述内侧定子与所述外侧定子是直径互不相同的筒状构件，所述筒状构件在气体排气通路下游侧进行热连接，优选的是，在所述热连接部上形成所述螺纹槽排气部的所述排气口。

(4)在这些真空泵中，所述基座包括中央筒部及外筒部，在所述中央筒部设置有对所述转子进行旋转驱动的马达的马达定子，优选的是，所述基座冷却装置包含使所述中央筒部冷却的下部基座冷却装置。或者，优选的是，本发明的真空泵包括与所述螺纹槽排气部不同的涡轮叶片排气部，所述基座冷却装置还包含使所述涡轮排气部冷却的上部基座冷却装置。

(5)在这些真空泵中，优选的是更包括定子升温装置，所述定子升温装置包括用于对所述外侧定子进行升温的定子升温用加热器、以及对所述外侧定子的温度进行检测的定子升温用温度传感器，根据所述定子升温用温度传感器的检测结果进行所述定子升温用加热器的输出调整而对所述外侧定子以及所述内侧定子进行温度调整。

(6)定子升温装置优选的是更包括经由密封构件安装于所述基座上的导热构件，所述定子升温用加热器以及所述定子升温用温度传感器设置于所述导热构件上。

(7)在本发明的真空泵中，优选的是所述螺纹槽排气部的外侧定子的轴向长度与所述内侧定子的轴向长度相同。

[发明的效果]

根据本发明，内侧定子与外侧定子相互热耦合，因此可从温度高的任一定子产生热移动而进行升温，从而抑制反应生成物堆积于内侧定子及外侧定子。

这种效果在使内侧定子及外侧定子均与基座隔热的真空泵、使内侧定子及外侧定子中的任一者与基座隔热的真空泵、使内侧定子及外侧定子均不与基座隔热的真空泵中的任一者中均可获得。

附图说明

图1是作为本发明的真空泵的一个实施方式的涡轮分子泵的截面图。

图2是图1的区域II的放大图。

图3是从图2的方向III观察的转子的放大圆周侧视图。

图4是从图2的方向IV观察的螺纹定子的仰视图。

图5是用于说明图1所示的涡轮分子泵的气体的流动的图。

图6是作为本发明的实施方式2的涡轮分子泵的截面图。

图7是作为本发明的实施方式3的涡轮分子泵的截面图。

图8是图7所示的螺纹定子60及排气口升温用加热器91的详细放大图。

【主要元件符号说明】

1：泵容器 4：转子

4A：转子上部4B：转子下部圆筒部

5：转子轴 6：动叶片部

7：静叶片部 8：间隔件

11：泵容器 12：壳体构件

12a：内部上壁部 13：基座

13A：基座外筒 14：中央筒部

14a：段部 15：吸气口

16、16A：排气端口 16a：排气口

16b：小径部 16c：大径部

21：上部法兰 22：贯通孔

23：基座上部法兰 23a：突出部

24：下部法兰 27～29：密封构件

31：磁轴承 32：磁轴承

33a：径向位移传感器 33b：径向位移传感器

33c：轴向位移传感器 34：机械轴承

35：马达 35a：马达定子

35b：马达转子 36：机械轴承

38：转子轮盘 41、41A：外侧螺纹定子

42：下端面 43：外侧螺纹槽

44：法兰 51：内侧螺纹定子

51A：内侧螺纹定子 52：底部

52a：突片 53：内侧螺纹槽

54：法兰 55：螺纹定子排气口

60、60A：螺纹定子 70A、70B：隔热材料

71：基座上部冷却管 72：基座升温用温度传感器

73：基座升温用加热器 74：基座下部冷却管

76：气体通路连通用开口部 80：螺纹定子升温装置

81：导热构件 82：螺纹定子升温用加热器

83：螺纹定子升温用温度传感器 90：螺纹定子升温装置

91：排气口升温用加热器 92：排气口升温用温度传感器

100、100A、100B：涡轮分子泵 L1：外侧螺纹定子有效长度

L3：内侧螺纹定子有效长度 SP：螺纹槽排气部

TP：涡轮叶片排气部 II：区域

III：方向 IV：方向

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的真空泵其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

--实施方式1--

(真空泵整体构成)

以下，参照附图，对本发明的真空泵的一个实施方式进行说明。再者，以下，作为真空泵以涡轮分子泵为例进行说明。

图1是本发明的涡轮分子泵100的截面图。

涡轮分子泵100包括泵容器11，所述泵容器11由上部外筒，即壳体(casing)构件12及固定于壳体构件12上的基座13所形成。

壳体构件12具有大致圆筒形状，例如由不锈钢(stainless steel，SUS)所形成，在上端部形成有上部法兰(flange)21。在壳体构件12的上部法兰21的内部形成有圆形的吸气口15。在上部法兰21上，沿圆周方向，大致等间隔地形成有螺栓(bolt)插通用的贯通孔22。涡轮分子泵100将未图示的螺钉插通至上部法兰21的贯通孔22，而安装于半导体制造装置等外部装置。

在泵容器11内，收纳有转子4以及同轴地安装于转子4的轴芯上的转子轴5。转子4及转子轴5借由未图示的螺栓而固定。

转子4包括转子上部4A以及与转子上部4A的下表面接合的转子下部圆筒部，即转子下部圆筒部4B。转子上部4A例如由铝合金所形成。在转子上部4A上，在转子4的轴方向上隔开间隔而多段地排列有多个动叶片部6，所述多个动叶片部6形成为放射状，并且沿圆周方向排列。动叶片部6是相对于动叶片部6的旋转面以规定的倾斜角度而形成。在动叶片部6的各段之间配置有静叶片部7。

各静叶片部7是由沿壳体构件12的内周面而配置的环形的间隔件(spacer)8所夹持，并且多段地层叠。最上段的间隔件8的上表面抵接于壳体构件12的内部上壁部12a，最下段的间隔件8的下表面抵接于突出部23a，所述突出部23a设置于基座13的基座上部法兰23的上表面。这样，各静叶片部7在壳体构件12的内部上壁部12a与基座13的基座上部法兰23的突出部23a的上表面之间，经由间隔件8被赋予轴力而受到支撑。这样一来，动叶片部6与静叶片部7交替地多段地层叠而构成高真空用的涡轮叶片排气部TP。

基座13例如由铝合金所形成，包括圆筒状的下部外筒，即基座外筒13A以及中央筒部14，所述中央筒部14是在基座13的中央部，内部形成有可插通转子轴5的中空部。在基座外筒13A的内周面与中央筒部14的外周面之间形成有可形成螺纹槽排气部的螺纹槽排气部空间。所述螺纹槽排气部空间为环形，与排气端口16连通。在中央筒部14的内侧，安装有马达35、径向的磁轴承31(两处)、推力方向的磁轴承32(上下一对)、径向位移传感器33a、径向位移传感器33b及轴向(axial)位移传感器33c、机械轴承(mechanical bearing)34、机械轴承36以及转子轮盘(rotor disc)38。

马达35例如构成为三相无刷马达(brushless motor)。马达35的马达定子35a设置于中央筒部14的内周侧，包含永久磁铁的马达转子35b设置于转子轴5侧。

在转子下部圆筒部4B的内周及外周上，设置有双重环状的螺纹定子60。

螺纹定子60包括：外侧螺纹定子41，配置于转子下部圆筒部4B的外周面与基座13的内周面之间；以及内侧螺纹定子51，配置于转子下部圆筒部4B的内周面与中央筒部14的外周面之间。即，螺纹定子60包括直径大小不一的筒状的外侧螺纹定子41及内侧螺纹定子51。

在螺纹定子60的外侧螺纹定子41的内周面以及转子下部圆筒部4B的外周面中的任一者上，形成有螺旋状的螺纹槽。在螺纹定子60的内侧螺纹定子51的外周面以及转子下部圆筒部4B的内周面中的任一者上形成有螺纹槽。利用转子4的转子下部圆筒部4B及螺纹定子60构成低真空用的螺纹槽排气部SP。在这里，在外侧螺纹定子41的内周面与转子下部圆筒部4B的外周面之间形成有外侧气体排气通路，在螺纹定子60的内侧螺纹定子51的外周面与转子下部圆筒部4B的内周面之间形成有内侧气体排气通路。

关于螺纹定子60的详细情况将在后文描述。

转子轴5是由径向的磁轴承31(两处)以及推力方向的磁轴承32(上下一对)非接触地加以支撑。转子轴5的旋转时的位置是根据借由径向位移传感器33a、径向位移传感器33b以及轴向位移传感器33c而检测到的径向上的位置及轴向上的位置来加以控制。

机械轴承34、机械轴承36是紧急用的机械轴承，当磁轴承31、磁轴承32未运行时借由机械轴承34、机械轴承36来对转子轴5进行支撑。

在设置于基座13的上部侧的基座上部法兰23上，设置有形成基座上部冷却通路的基座上部冷却管71。在基座13的下部侧，设置有形成基座下部冷却通路的基座下部冷却管74。在基座上部冷却管71以及基座下部冷却管74中，流动着冷却水等冷媒，利用所述管71、管72形成冷却流路。借由在基座上部冷却管71内流动的冷媒，来使转子4冷却，即，使涡轮叶片排气部TP冷却。而且，在基座下部冷却管74内流动的冷却水使马达35的马达定子35a的温度冷却至适当的温度。

如上所述的温度控制是借由利用未图示的阀对在基座上部冷却管71及基座下部冷却管74内流动的冷却水流量进行调节来进行。在这种意义上，基座上部冷却管71构成上部基座冷却装置，基座下部冷却管74构成下部基座冷却装置。

在基座13上设置有排气端口16，在排气端口16上设置有排气口16a。在排气端口16上连接有未图示的增压泵(back pump)。在基座13上，设置有收纳螺纹定子60的环状的螺纹槽排气部收纳空间，所述环状的螺纹槽排气部收纳空间与排气端口16连通。换言之，在螺纹槽排气部收纳空间内形成有螺纹槽排气部SP。

壳体构件12的下部法兰24与基座13的基座上部法兰23之间介在密封构件27并且借由未图示的螺栓加以固定，从而构成泵容器11。

借由磁轴承31、磁轴承32而旋转自如地磁悬浮着的转子轴5借由马达35而高速旋转驱动。借由对转子轴5进行旋转驱动，而使与转子轴5连结的转子4进行旋转，从而使从吸气口15抽吸的处理气体(以下适当称为“气体”)经由涡轮叶片排气部TP以及螺纹槽排气部SP，从排气端口16的排气口16a排出。

(螺纹定子)

图2是图1的区域II的放大图，图3是从图2的方向III观察的转子的放大圆周侧视图，图4是从图2的方向IV观察的螺纹定子的仰视图。

如上所述，螺纹定子60包括环状的外侧螺纹定子41及环状的内侧螺纹定子51。内侧螺纹定子51的底部52沿外周方向延伸，并与外侧螺纹定子41的下端面42热耦合。作为热耦合构造的一例，可举出借由螺栓等紧固构件而进行的固定或烧嵌等。借由粘合剂的耦合会使导热性下降，所以不优选，但只要可确保规定的导热性，则进行粘合也无妨。

在外侧螺纹定子41上，在与转子下部圆筒部4B相对面的内周面上形成有外侧螺纹槽43，并且在上部侧形成有法兰44。外侧螺纹定子41的法兰44借由未图示的紧固构件，经由隔热密封构件，即，经由隔热材料70A而固定于基座13的基座上部法兰23的上表面。即，外侧螺纹定子41虽然固定于基座13上，但与基座13隔热。

在内侧螺纹定子51上，在与转子下部圆筒部4B相对面的外周面上形成有内侧螺纹槽53，并且在上部侧形成有法兰54。内侧螺纹定子51的法兰54借由未图示的紧固构件，经由隔热材料70B而固定于基座13的中央筒部14的轴向中间的段部14a的上表面。即，内侧螺纹定子51虽然固定于中央筒部14上，但与中央筒部14隔热。

作为隔热材料70A、隔热材料70B，例如可使用氟系0形环、聚醚醚酮(polyetherether ketone，PEEK)制的工程塑料(engineering plastic)。

作为外侧螺纹定子41及内侧螺纹定子51的材料，可使用铝合金。铝合金的导热性高，因此可使温度上升加快。但是，由于散热性高，因此当想要使转子4的温度上升时，优选的是使用导热性低于铝合金的不锈钢。可对应于转子4所需要的上限温度，采用适当的材质。

(螺纹槽排气部SP)

如上所述而构成的螺纹定子60与转子下部圆筒部4B一起构成螺纹槽排气部SP。参照图1～图4对螺纹槽排气部SP进行说明。

在螺纹槽排气部收纳空间内，插入有所述转子下部圆筒部4B，在转子下部圆筒部4B的内侧及外侧，螺纹定子60相对峙。在转子下部圆筒部4B的内周面与作为内侧定子的内侧螺纹定子51之间形成有内侧气体排气通路。同样地，在转子下部圆筒部4B的外周面与作为外侧定子的外侧螺纹定子41之间形成有外侧气体排气通路。

如图3所示，在转子下部圆筒部4B的周壁上形成有多个气体通路连通用开口部76，所述多个气体通路连通用开口部76将作为外侧螺纹定子41侧的气体通路的外侧气体排气通路与作为内侧螺纹定子51侧的气体通路的内侧气体排气通路加以连通。气体通路连通用开口部76在最下段的动叶片部6的下方，在转子下部圆筒部4B的周壁上沿圆周方向等间隔地排列。

而且，如图4所示，在内侧螺纹定子51的底部52上，沿圆周方向等间隔地排列有螺纹定子排气通路，即螺纹定子排气口55，所述螺纹定子排气通路将借由外侧螺纹槽43以及内侧螺纹槽53而排出的气体经由螺纹槽排气部收纳空间排出至排气口16a。通过外侧气体排气通路及内侧气体排气通路的气体在螺纹定子41、螺纹定子51的端部进行合流，并从设置于内侧螺纹定子51上的螺纹定子排气口55经由螺纹槽排气部收纳空间而导入至设置于基座13上的排气端口16。

(外侧气体排气通路长度及内侧气体排气通路长度)

如图2所示，从外侧螺纹定子41的上表面到转子下部圆筒部4B下端部为止的轴向上的长度(以下称为外侧螺纹定子有效长度L1)与从内侧螺纹定子51的上表面到转子下部圆筒部4B下端部为止的轴向上的长度(以下称为内侧螺纹定子有效长度L3)相等。

由此，外侧螺纹定子41的上游侧的压力与内侧螺纹定子51的上游侧的压力相等，从而可防止从内侧螺纹定子51侧的上游侧气体通路倒流至外侧螺纹定子41侧的上游侧的气体通路。

以下揭示当外侧螺纹定子有效长度L1与内侧螺纹定子有效长度L3相等时，外侧螺纹定子41的上游侧的压力与内侧螺纹定子51的上游侧的压力相等的理由。

对涡轮分子泵100的排气性能从排气口侧进行考虑。

螺纹定子的下游侧的压力：P0

外侧螺纹定子的压缩比：Ko

内侧螺纹定子的压缩比：Ki

外侧螺纹定子的上游侧的压力：Po＝Po/Ko

内侧螺纹定子的上游侧的压力：Pi＝Pi/Ki

(注)Ko、Ki取决于螺纹的角度、螺纹定子有效长度等。

在以上所述中，当外侧螺纹定子的压缩比与内侧螺纹定子的压缩比相等时，即，如果Ko＝Ki，则在外侧螺纹定子的上游侧的入口的压力及在内侧螺纹定子的上游侧的入口的压力如下：

Po＝Pi＝Po/Ko。

即，在涡轮叶片排气部TP的出口侧的压力相等。

另一方面，例如，如专利文献1所示，当外侧螺纹定子有效长度L1大于内侧螺纹定子有效长度L3时，Ko＞Ki，Po＜Pi。

即，内侧螺纹定子的上游侧的气体向外侧螺纹定子的上游侧流动。

所述现象意味着外侧螺纹定子所排出的气体流量增多，结果使得反应生成物容易堆积。

与此相对，如上所述，在所述一个实施方式中，可防止气体从内侧螺纹定子51侧的上游侧气体通路倒流至外侧螺纹定子41侧的上游侧的气体通路，因此可减轻反应生成物的堆积。

再者，虽然如上所述优选的是使外侧螺纹定子有效长度L1与内侧螺纹定子有效长度L3相等，但是也可以是外侧螺纹定子有效长度L1与内侧螺纹定子有效长度L3不同的构造。

(处理气体的排出)

图5表示图1所示的涡轮分子泵100的气体的流动。

从吸气口15流入的处理气体借由涡轮叶片排气部TP而压缩，并移送至包含螺纹定子60的螺纹槽排气部SP。经移送的气体借由形成于螺纹定子60的上游侧的气体通路连通用开口部76(参照图3)，而分支成作为外侧螺纹定子41侧的气体通路的外侧气体排气通路及作为内侧螺纹定子51侧的气体通路的内侧气体排气通路。经分支的气体在通过各排气通路时分别被压缩，然后进行合流，从螺纹定子排气口55导向排气口16a。

在螺纹定子60的上游侧，外侧螺纹定子41侧的气体通路为直进式通路，与此相对，内侧螺纹定子51侧的气体通路是经由形成于转子下部圆筒部4B上的气体通路连通用开口部76的弯曲的通路，所以气体容易向外侧螺纹定子41侧流动。因此，在外侧螺纹定子41侧，更大量的气体被压缩，由于摩擦热而导致温度高于内侧螺纹定子51侧。

再者，当外侧螺纹定子有效长度L1大于内侧螺纹定子有效长度L3时，更多的气体在外侧气体排气通路内流动，因此更容易变成高温。

以处理气体为氯化铝(AlCl3)作为一例对所述一个实施方式中的作用进行说明。

当螺纹定子60的压力设为100Pa，基座13的上部的压力设为50Pa时，升华温度在螺纹定子60中为80℃左右，在基座13的上部，例如，在基座上部法兰23的内侧附近为50℃左右。

而且，以转子4的蠕变寿命上限温度例如达到120℃～130℃左右，基座13的上部的上限温度达到85℃～90℃左右以下的方式来确定冷却水流量。即，考虑当流入大量的处理气体时可设想到的转子4的温度上升，而对流入至基座上部冷却管71的冷却水的流量进行设定。当由于真空处理室内的制造过程而导致大量流入的处理气体流量减少时，基座13的上部的温度例如存在达到50℃左右的情况。外侧螺纹定子41借由隔热材料70A而与基座13隔热，因此即使基座13的温度下降至50℃左右，外侧螺纹定子41达到气体的升华温度以下的可能性也小。

而且，当大量排出处理气体时，马达定子35a也达到高温。这时，对在基座下部冷却管74内流动的冷媒的流量进行控制，将马达定子35a调整至规定温度以下。

内侧螺纹定子51借由隔热材料70B而与基座13，即与中央筒部14隔热，因此不会受到冷却的影响。而且，如上所述，与内侧螺纹定子51的内侧气体排气通路相比，处理气体更多地向外侧螺纹定子41的外侧气体排气通路流动。因此，外侧螺纹定子41的温度高于内侧螺纹定子51的温度。由于外侧螺纹定子41与内侧螺纹定子51形成热耦合，因此外侧螺纹定子41的热被传递至内侧螺纹定子51，从而可使内侧螺纹定子51维持在反应生成物的升华温度以上的温度。

再者，当根据基座上部温度对流入至基座上部冷却管71的冷媒流量进行控制以不会达到蠕变寿命上限温度以上时，即使在基座上部温度因各种原因而达到气体的升华温度以下的情况下，由于外侧螺纹定子41与基座13隔热，所以也不会下降至升华温度以下。

如以上所述，根据所述一个实施方式的涡轮分子泵100，可获得下述效果。

(1)外侧螺纹定子41与内侧螺纹定子51借由底部52而热耦合。螺纹槽排气部SP的外侧气体排气通路的气体流量大于内侧气体排气通路的气体流量，所以由外侧螺纹定子41的气体流所引起的温度上升大于由内侧螺纹定子51的气体流所引起的温度上升。因此，产生经由底部52从外侧螺纹定子41朝向内侧螺纹定子51的热移动，内侧螺纹定子51温度上升，从而可防止反应生成物的堆积。

(2)在间断排气时或真空装置刚启动后的大量排气时，借由在基座下部冷却管74内流动的冷却水而对基座13，特别是对中央筒部14进行冷却，因此在现有构造的真空泵中，在内侧气体排气通路中，反应生成物急剧增加，从而存在反应生成物在转子下部圆筒部4B与内侧螺纹定子51的间隙内大量堆积的情况。其结果为，在现有构造的真空泵中，存在如下情况：当泵停止时，借由驱动时的离心力而增大的转子下部圆筒部4B的直径缩小，从而固着于在内侧螺纹定子51上堆积的反应生成物上，对重启造成妨碍。

在实施方式1的真空泵中，借由隔热材料70B而使内侧螺纹定子51与中央筒部14隔热。因此，内侧螺纹定子51的温度不会受到中央筒部14的温度的影响，从而可防止因反应生成物堆积于内侧螺纹定子51的外周面而引起泵停止。

(3)在实施方式1的真空泵中，外侧螺纹定子41也设为借由隔热材料70A而与基座13的上部法兰23隔热。即使在将基座13的上部的温度已控制至规定值以下的情况下，外侧螺纹定子41也不会受到基座13的上部的温度的影响，从而可使外侧螺纹定子41达到气体的升华温度以上。

(4)将外侧螺纹定子有效长度L1与内侧螺纹定子有效长度L3设为相同的长度。因此，可防止内侧螺纹定子51侧的上游侧气体通路与外侧螺纹定子41侧的上游侧的气体通路之间的气体的倒流，从而可减轻因为气体的倒流，伴随着其中一者的气体流量的增大而产生的反应生成物的堆积。

而且，外侧气体排气通路的气体流量大于内侧气体排气通路的气体流量，外侧螺纹定子41的温度高于内侧螺纹定子51的温度。由于外侧螺纹定子41与内侧螺纹定子51形成热耦合，所以内侧螺纹定子51也达到与外侧螺纹定子41相同的温度。因此，可对堆积于螺纹定子60上的反应生成物的量进行抑制。

--实施方式2--

图6是作为本发明的实施方式2的涡轮分子泵100A的截面图。

实施方式2的涡轮分子泵100A与实施方式1的涡轮分子泵100的不同点为以下的(1)～(4)。

(1)外侧螺纹定子41与基座13的上部热耦合；

(2)包括对螺纹定子60进行升温的螺纹定子升温装置80；

(3)在设置于基座13的上部侧的基座上部法兰23上设置有基座升温用温度传感器72；以及

(4)在基座13的与螺纹定子60的中间部相对应的区域设置有基座升温用加热器73。

以下，以所述不同点为主，对作为实施方式2而揭示的涡轮分子泵100A进行说明。

螺纹定子60的内侧螺纹定子51与实施方式1同样，借由隔热材料70B而与中央筒部14隔热。但是，外侧螺纹定子41在基座13的上部，借由未图示的紧固构件而固定于基座13上，并且与基座13热耦合。

在基座13的下部，设置有螺纹定子升温装置80。

螺纹定子升温装置80包括导热构件81、螺纹定子升温用加热器82以及螺纹定子升温用温度传感器83。螺纹定子升温用加热器82与螺纹定子升温用温度传感器83安装于导热构件81上。

在基座13的侧壁上，设置有与设置于中央筒部14的外周上的螺纹槽排气部收纳空间连通的贯通孔，导热构件81经由密封构件28而与基座13的侧壁的贯通孔相嵌合，所述密封构件28由隔热性材料所构成。导热构件81的前端部与内侧螺纹定子51的底部52相接触，并且与外侧螺纹定子41热耦合。因此，当使螺纹定子升温用加热器82发热时，经由导热构件81对螺纹定子60进行加热。导热构件81是借由隔热性密封构件28而安装于基座13上，所以由加热器82所产生的发热可有效率地传递至螺纹定子60。

根据如上所述的螺纹定子升温装置80，根据定子升温用温度传感器83的检测结果，进行定子升温用加热器82的输出调整而对外侧螺纹定子41以及内侧螺纹定子51的温度进行调整。

导热构件81的一端从基座13的周壁突出设置，在作为其端部的大气侧，设置有螺纹定子升温用加热器82及螺纹定子升温用温度传感器83。螺纹定子升温用加热器82与定子升温用传感器83借由配线构件而连接于未图示的控制电路部。

再者，在基座13的内侧设置有螺纹定子升温用加热器82及螺纹定子升温用温度传感器83的构造中，由于处理气体为氯系或氟系等腐蚀性气体，所以与配线构件的连接部有可能受到腐蚀。因此，借由将螺纹定子升温用加热器82及螺纹定子升温用温度传感器83设置于大气侧，有提高连接部的对处理气体的耐腐蚀性，从而提高可靠性的效果。

如上所述，在基座13上，设置有基座升温用加热器73及基座升温用温度传感器72。根据由基座升温用温度传感器72检测到的基座温度，对基座升温用加热器73进行接通或断开。例如，基座升温用加热器73在间断排气时或真空装置刚启动后等基座13的温度为低温时被接通，从而对基座13进行加热。并且，根据由基座升温用温度传感器72检测到的基座温度，对在基座上部冷却管71内流动的冷媒流量进行控制而将转子4调整至适当的温度。马达35的马达定子35a与实施方式1同样，借由在基座下部冷却管74内流动的冷媒而被冷却至适当的温度。

其它构造与实施方式1相同，对相对应的构件标注相同的符号，并且省略说明。

在实施方式2中，可利用基座升温用加热器73、基座升温用温度传感器72及螺纹定子升温装置80，将螺纹定子60的温度及基座13的上部的温度分别控制为反应生成物的升华温度以上。

作为一例，对基座13的上部的升华温度为50℃左右，外侧螺纹定子41的升华温度为80℃的情况进行说明。

当基座升温用温度传感器72的检测温度达到第1规定温度以下时，即，当检测到反应生成物会堆积于基座13的上部之类的温度时，对基座升温用加热器73进行控制而提高基座13的上部的温度。当基座升温用温度传感器72的检测温度达到第2规定温度以上时，即，当检测到根据转子4的蠕变上限温度而设定的第2规定温度以上的温度时，对基座升温用加热器73进行控制，并且对在基座上部冷却管71内流动的冷媒的流量进行控制，由此使基座13的上部的温度下降。由此，转子4的温度上升得到抑制。

螺纹定子升温装置80是将螺纹定子60的温度控制成气体的升华温度以上的装置。例如，利用螺纹定子升温用温度传感器83对温度进行检测，将外侧螺纹定子41的温度控制成80℃左右以上。螺纹定子60的外侧螺纹定子41在基座13的上部与基座13热耦合。基座13的上部借由在基座上部冷却管71内流动的冷媒而适当冷却，外侧螺纹定子41也被冷却，但如上所述，外侧螺纹定子41的温度是借由螺纹定子升温装置80来适当调节，因此不会受到基座13的温度的影响而下降至升华温度以下。

而且，如上所述，当由于大量排出处理气体而使马达定子35a达到高温时，对在基座下部冷却管74内流动的冷媒流量进行控制，将马达定子35a调整至规定温度以下。在实施方式2中，螺纹定子60的内侧螺纹定子51也是借由隔热材料70B而与中央筒部14隔热。因此，在使基座13冷却时，内侧螺纹定子51不会受到中央筒部14的冷却的影响。因此，可将内侧螺纹定子51维持在反应生成物的升华温度以上的温度。

而且，当借由在基座下部冷却管74内流动的冷却水而使基座13的中央筒部14冷却时，也使排气端口16冷却，但是借由螺纹定子升温装置80而对基座外筒13A也进行加热，因此也对排气端口16进行加热，从而可抑制反应生成物堆积于排气端口16。

特别是当将螺纹定子升温装置80设置于排气口16a的附近时，排气端口16内的堆积物可进一步减少。

在以上所述的实施方式2的涡轮分子泵100A中，也可获得与实施方式1的涡轮分子泵100同样的效果。

而且，在实施方式2中，包括用于对螺纹定子60直接进行加热，并且使螺纹定子60维持在规定温度的螺纹定子升温装置80，因此也具有如下效果：可对应于所排出的处理气体的升华温度，对目标温度进行任意设定。

--实施方式3--

图7是作为本发明的实施方式3的涡轮分子泵100B的截面图，图8是表示螺纹定子60及排气口升温用加热器91的详细情况的放大图。

实施方式3的涡轮分子泵100B与实施方式2的涡轮分子泵100A的不同点在于，将实施方式2中的螺纹定子升温装置80置换成安装于排气端口16A上的螺纹定子升温装置90。

螺纹定子升温装置90包括设置于排气端口16A的外周上的螺纹定子升温用加热器，即排气口升温用加热器91以及设置于排气端口16A上的螺纹定子升温用温度传感器，即排气口升温用温度传感器92。

排气端口16A具有带段部的圆筒形状，包含小径部16b及大径部16c。排气端口16A的小径部16b经由隔热密封构件29，与设置于基座13上的贯通孔相嵌合。在螺纹定子60A的内侧螺纹定子51A的底部52上设置有突片52a。排气端口16A的小径部16b与内侧螺纹定子51A的突片52a直接相接触，并且与螺纹定子60A热耦合。突片52a是为了使内侧螺纹定子51A的底部52与排气端口16A相接触而设置，所以不需要设置于环状的螺纹定子60A的整个圆周上，而只设置于排气端口16A的附近。

借由隔热密封构件29，而使排气口升温用加热器91的热不传递至基座外筒13A。其结果使得加热器的效率高。

再者，作为对排气端口16A与螺纹定子60A进行热耦合的构造，可进行各种变形，例如设为如下构造等：不在内侧螺纹定子51A上设置突片52a，而对内侧螺纹定子51A的底部52与排气端口16A的小径部16b进行层叠并加以固定。

实施方式3中的其它构造与实施方式2相同，对相对应的构件标注相同的符号，并且省略说明。

在实施方式3中，当使排气口升温用加热器91发热时，经由排气端口16A对螺纹定子60进行加热。在实施方式3中，排气端口16A兼有实施方式2的导热构件81的功能。

在实施方式3中，利用在基座上部冷却管71内流动的冷媒、基座升温用加热器73、基座升温用温度传感器72以及螺纹定子升温装置90，将螺纹定子60的温度及基座13的上部的温度分别控制为反应生成物的升华温度以上。螺纹定子升温装置90具有与实施方式2的螺纹定子升温装置80相同的功能。

因此，实施方式3的涡轮分子泵100B获得与实施方式2的涡轮分子泵100A同样的效果。

而且，在实施方式3中，是将螺纹定子升温装置90安装于排气端口16A的构造，排气端口16A只要对通常的涡轮分子泵所包含的排气端口稍加变更便可应用。因此，具有可获得成本上的优势的效果。

以上所述的各实施方式可如以下所述进行变形来实施。

(1)利用形成于内侧螺纹定子51的底部52的构造对螺纹定子排气口55进行例示。但是，也可设为使外侧螺纹定子41的底部延伸至内侧螺纹定子51侧而与内侧螺纹定子51热耦合，并且在所述外侧螺纹定子41的延伸部上设置螺纹定子排气口55。

(2)也可借由铸造等，而制成将外侧螺纹定子41与内侧螺纹定子51在底部加以连结的一体成型的螺纹定子60，并且在所述底部形成螺纹定子排气口55。

(3)外侧螺纹槽43与内侧螺纹槽53是设置于螺纹定子60上，但是也可形成于转子下部圆筒部4B上。还可只在排气通路的一个侧面上设置螺纹槽，或者在排气通路的两个侧面上设置螺纹槽。

(4)也可在实施方式1的真空泵中设置实施方式2中所说明的基座升温用温度传感器72及基座升温用加热器73。

(5)在所述各实施方式中，是设为主动型的磁轴承式涡轮分子泵来进行例示，但是本发明也可应用于利用使用永久磁铁的被动型磁轴承的涡轮分子泵或使用机械轴承的涡轮分子泵等。

(6)本发明不仅可应用于涡轮分子泵，而且可应用于借由马达对转子进行旋转驱动而进行真空排气的各种真空泵。因此，也可将本发明应用于只包含螺纹槽排气部的真空泵。这种情况下，可省略转子上部4A。

(7)在实施方式中，是设为将基座外筒与中央筒部14形成为一体的基座13来进行说明。但是，也可将基座外筒与中央筒部14利用不同的构件而形成，并利用螺栓等紧固构件形成为一体。

本发明可在发明的主旨的范围内，进行各种变形而应用。因此，本发明可应用于包括由转子圆筒部及定子所构成的螺纹槽排气部，并且使构成螺纹槽排气部的外侧定子与内侧定子相互热耦合的各种真空泵。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种真空泵，包括包含转子圆筒部及定子的螺纹槽排气部，从排气端口排出自吸气口吸入的气体，所述真空泵的特征在于包括：

基座，构成泵容器；

转子，包括所述转子圆筒部；

内侧定子，在所述内侧定子与所述转子圆筒部的内周面之间形成所述螺纹槽排气部的内侧气体排气通路；

外侧定子，在所述外侧定子与所述转子圆筒部的外周面之间形成所述螺纹槽排气部的外侧气体排气通路，并且与所述内侧定子热耦合；

连通用开口部，设置于所述转子，将所述外侧气体排气通路与所述内侧气体排气通路在上游侧连通；

排气口，使通过所述外侧气体排气通路及所述内侧气体排气通路而合流的气体从螺纹槽排气部向所述排气端口排出；以及

基座冷却装置，使所述基座冷却。

2.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于：

所述基座包括中央筒部及外筒部，

所述内侧定子经由隔热材料而保持于所述中央筒部，

所述外侧定子经由隔热材料或者不经由隔热材料而保持于所述外筒部。

3.根据权利要求1或2所述的真空泵，其特征在于：

所述内侧定子及所述外侧定子为直径互不相同的筒状构件，所述各筒状构件在气体排气通路下游侧进行热连接，并且在所述热连接部上形成有所述螺纹槽排气部的所述排气口。

4.根据权利要求1或2所述的真空泵，其特征在于：

所述基座包括中央筒部及外筒部，

在所述中央筒部，设置有对所述转子进行旋转驱动的马达的马达定子，

所述基座冷却装置包含使所述中央筒部冷却的下部基座冷却装置。

5.根据权利要求4所述的真空泵，其特征在于包括：

与所述螺纹槽排气部不同的涡轮叶片排气部，

所述基座冷却装置包含使所述涡轮叶片排气部冷却的上部基座冷却装置。

6.根据权利要求1或2所述的真空泵，其特征在于进一步包括：

定子升温装置，

所述定子升温装置包括用于对所述外侧定子进行升温的定子升温用加热器、以及对所述外侧定子的温度进行检测的定子升温用温度传感器，并且根据所述定子升温用温度传感器的检测结果进行所述定子升温用加热器的输出调整而对所述外侧定子以及所述内侧定子进行温度调整。

7.根据权利要求6所述的真空泵，其特征在于：

所述定子升温装置更包括经由密封构件安装于所述基座上的导热构件，所述定子升温用加热器以及所述定子升温用温度传感器设置于所述导热构件上。

8.根据权利要求1或2所述的真空泵，其特征在于：

所述螺纹槽排气部的所述外侧定子的轴向长度与所述内侧定子的轴向长度相同。