DE19931401A1 - Vakuumpumpe und Vakuumgerät - Google Patents

Abstract

Es ist eine Vakuumpumpe offenbart, die eine neuartige Anordnung hat und die Möglichkeit bietet, die Nichteinheitlichkeit der Druckverteilung um eine Stufe herum zu beseitigen. Die Vakuumpumpe enthält: ein äußeres Gehäuse (21), welches einen inneren Zylinder (22) mit einem hohlen Abschnitt (25) in seinem Inneren enthält, wobei der hohle Abschnitt mit einer atmosphärischen Luft kommuniziert und die Möglichkeit bietet, einen Antriebsmechanismus (86) in sich aufzunehmen, einen äußeren Zylinder (23), der außerhalb des inneren Zylinders (22) angeordnet ist, und eine ringförmige Bodenflächenplatte (24), die einen Spalt zwischen dem äußeren Zylinder (23) und dem inneren Zylinder (22) verschließt; eine Ausströmungsöffnung (27), die in der ringförmigen Bodenflächenplatte (24) angeordnet ist; einen Rotor-Hauptkörper (52), der zwischen dem inneren Zylinder (22) und dem äußeren Zylinder (23) angeordnet ist; Rotor-Flügel (54), die an einer äußeren Umfangswand des Rotor-Hauptkörpers (52) in Vielfachstufen angeordnet sind; Lager (59, 60), die den Rotor-Hauptkörper (52) abstützen; einen Motor (33) vom Außenrotortyp, der den Rotor-Hauptkörper (52) in Drehung versetzt, wobei der Motor zwischen dem inneren Zylinder (22) und dem Rotor-Hauptkörper (52) angeordnet ist; und Statorflügel (58), die an der Innenumfangsfläche des äußeren Zylinders (23) in Vielfachstufen in einer axialen Richtung angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe und ein Vakuumgerät.

In einem Fall, bei dem ein Trockenätzen, ein CVD-Verfahren, ein Zerstäubungsverfahren, ein Ioneninjektionsverfahren usw. in einem Halbleiterherstellungsgerät, einem Flüssigkristall- Herstellungsgerät usw. durchgeführt werden, wird eine Vakuum­ pumpe wie eine Turbo-Molekularpumpe weit verbreitet verwen­ det, um die Vakuum-Verarbeitung durch das Austragen des Ver­ arbeitungsgases innerhalb einer Kammer durchzuführen.

Fig. 8 zeigt eine typische Turbo-Molekularpumpe für solche Zwecke. Wie dort gezeigt ist, besitzt die Turbo-Molekularpum­ pe Statorflügel und Rotorflügel, die jeweils an einem Stato­ rabschnitt und einem Rotorabschnitt in Mehrfachstufen in ei­ ner axialen Richtung angeordnet sind, so daß durch Drehen des Rotorabschnitts mit einer hohen Geschwindigkeit mit Hilfe ei­ nes Motors die Entlüftungs-(Vakuum-) Aktion von einer Einlaß­ öffnungsseite aus durchgeführt wird, d. h. in der Zeichnung der oberen Seite, zu einer Ausströmungs-Öffnungsseite, d. h. der linken und unteren Seite der Zeichnung.

Fig. 9 zeigt ein typisches Vakuumgerät, bei dem die Turbo- Molekularpumpe dieses Typs in einer Kammer montiert ist. Wie dort dargestellt ist, besitzt das Vakuumgerät eine Stufe (stage) 12, die innerhalb einer Kammer (Behälter) 10 gelegen ist, so daß eine Probe 11 oder ähnliches auf die Stufe 12 ge­ legt werden kann, und wobei ein Antriebsmechanismus 13, der unterhalb der Stufe 12 und außerhalb der Kammer 10 gelegen ist, die Stufe 12 in Drehung versetzt oder andere Funktionen durchführt. Eine Turbo-Molekularpumpe 15 ist von außerhalb der Kammer 10 in einem Ausströmungsöffnungsabschnitt 14 mon­ tiert, der an der unteren Fläche (oder der Seitenfläche) der Kammer gelegen ist, um das innerhalb der Kammer 10 vorhandene Gas auszutragen.

Wenn jedoch die Probe 11 ein bestimmtes Ausmaß des Bereiches belegt, ist der Druck an einer Seite A, die dichter bei der Turbo-Molekularpumpe 15 liegt, niedriger, während der Druck auf einer Seite B, die davon weiter abliegt, höher ist, da die Turbo-Molekularpumpe 15 von einem Zentrum der Probe 11 abliegend oder entfernt gelegen ist. D.h. es wird eine nicht einheitliche Druckverteilung in der Nähe oder Nachbarschaft der Probe 11 erzeugt.

Solch eine nicht-einheitliche Druckverteilung innerhalb der Kammer 10 führt zu einer Nichteinheitlichkeit bei verschiede­ nen Bedingungen wie beispielsweise einer Herstellungsbedin­ gung, einer Reaktionsbedingung, einer Meßbedingung für die Probe 11. Da speziell im Fall des Halbleiterherstellungspro­ zesses ein Wafer, der als Probe 11 auf die Stufe 12 gelegt wird, kürzlich im Durchmesser zugenommen hat, ist es wahr­ scheinlich, daß die Druckdifferenz um den Wafer herum verur­ sacht wird, welche die Herstellung von einheitlichen Produk­ ten behindert.

Bei einem Versuch den Druck innerhalb der Kammer 10 einheit­ lich zu gestalten, wurden Vakuumgeräte der folgenden Anord­ nungen vorgeschlagen.

Wie beispielsweise in Fig. 10 gezeigt ist, sind eine Vielzahl von Ausströmungsöffnungen 14 innerhalb der Kammer 10 (vier Öffnungen sind in der Zeichnung vorgesehen) ausgebildet, und zwar in gleichen Abständen um die Stufe herum, und es sind die Ausströmungsöffnungen 14 über ein Verzweigungsrohr 17 mit einer einzelnen Turbo-Molekularpumpe 15 verbunden. Zusätzlich ist die Stufe an einer zentralen Position in bezug auf die Ausströmungsöffnungen 14 angeordnet und der Stufen-Antriebs­ mechanismus ist an dem zentralen Abschnitt angeordnet, der durch das Verzweigungsrohr 17 umschlossen wird, obwohl diese in Fig. 10 zur Vereinfachung der Erläuterung der Anordnung der Rohrkonstruktion nicht veranschaulicht sind. Indem die Ausströmungsöffnungen 14 in gleichen Abständen um die Probe 11 in dieser Weise angeordnet sind, wird es möglich, den Druck um die Probe 11 herum einheitlich zu gestalten.

Wie in Fig. 11 gezeigt ist, steht auch solch ein Vakuumgerät zur Verfügung, bei dem eine Vielzahl von Ausströmungsöffnungen 14 (in der Zeichnung sind vier Öffnungen vorgesehen) inner­ halb der Kammer 10 in gleichen Abständen um die Stufe herum vorgesehen sind, und wobei die Ausströmungsöffnungen 14 mit jeweiligen Turbo-Molekularpumpen 15 verbunden sind.

Das Vakuumgerät, welches in dieser Weise konstruiert ist, kann die Nicht-Einheitlichkeit der Druckverteilung beseiti­ gen, da die Entlüftungs- oder Auspumpaktion durch die Turbo- Molekularpumpen 15 unter Verwendung einer Vielzahl von Aus­ strömungsöffnungen 14 durchgeführt wird, die einheitlich um die Probe 11 herum angeordnet sind.

Wie ferner in Fig. 12 gezeigt ist, ist auch ein Vakuumgerät verfügbar, bei dem eine Leitfähigkeit-Einstellplatte 18 zwi­ schen der Stufe 12 und der Ausströmungsöffnung 14 innerhalb der Kammer 10 angeordnet ist.

Lediglich eine Ausströmungsöffnung 14 ist in diesem Vakuumge­ rät vorgesehen, da jedoch die Leitfähigkeit-Einstellplatte 18 als eine Widerstandsplatte gegen die Entlüftungs- oder Aus­ tragströmung dient, ist es möglich, die Nicht-Einheitlichkeit in der Druckverteilung innerhalb der Kammer 10 zu unterdrücken.

Das in Fig. 10 gezeigte Vakuumgerät erfordert jedoch, daß die Turbo-Molekularpumpe 15 an solch einer Position angeordnet ist, daß eine Interferenz mit dem Antriebsmechanismus vermie­ den wird, der in der Kammer 10 angeordnet ist. Demzufolge muß das Verzweigungsrohr 17 auch zu der Turbo-Molekularpumpe 15 führen, um eine Interferenz mit dem Antriebsmechanismus zu vermeiden. Diese Einschränkung in dem Rohrverlegungsdesign oder der Konstruktion neigt dazu, eine nicht-einheitliche Leitfähigkeit (Entlüftungswiderstand) des Rohres zu verursa­ chen und es ist somit erforderlich, zusätzlich ein Druckein­ stellventil in der Mitte des Rohres zu installieren oder par­ tiell die Länge oder den Durchmesser des Rohres zu modifizie­ ren, was zu einer Erhöhung der Kosten führt.

Ferner wird eine Turbo-Molekularpumpe 15 mit einer hohen Ent­ lüftungsgeschwindigkeit gefordert und zwar aufgrund der Leit­ fähigkeit des Verzweigungsrohres 17, und die Gesamtkosten des Gerätes werden dementsprechend erhöht.

Obwohl darüber hinaus das Vakuumgerät, welches in Fig. 10 ge­ zeigt ist, gegenüber dem Vakuumgerät, welches in Fig. 9 ge­ zeigt ist, vorteilhaft ist und zwar vom Gesichtspunkt der einheitlichen Druckverteilung aus gesehen, kann das Vorsehen von lediglich vier Ausströmungsöffnungen 14 nicht solch ein Druck-Uneinheitlichkeitsproblem lösen, daß nämlich eine Druckdifferenz zwischen der Nachbarschaft oder dem nahen Be­ reich von jeder Ausströmungsöffnung 14 und der zwischenlie­ genden Position zwischen benachbarten Ausströmungsöffnungen 14 und 14 hervorgerufen wird. Das Vorsehen einer erhöhten An­ zahl von Auslaßöffnungen 14 und von Rohren kann dieses Problem einer Nicht-Einheitlichkeit lösen, führt jedoch zu einer wei­ teren Erhöhung der Kosten.

Da im Falle des Vakuumgerätes, welches in Fig. 11 gezeigt ist, eine unabhängige Turbo-Molekularpumpe 15 für eine jewei­ lige Ausströmungsöffnung 14 installiert ist, ist das Gerät von einer Zunahme der Leitfähigkeit frei und zwar aufgrund der Verwendung des Verzweigungsrohres, leidet jedoch an einem Problem dahingehend, daß das Vorsehen der Vielzahl der Turbo- Molekularpumpen zu höheren Kosten führt verglichen mit dem Vorsehen des Verzweigungsrohres. Ferner führt ähnlich im Va­ kuumgerät, welches in Fig. 10 gezeigt ist, das Gerät zu einem Problem einer Druck-Uneinheitlichkeit, bei welchem Gerät eine Druckdifferenz zwischen der Umgebung oder Nachbarschaft von jeder Ausströmungsöffnung 14 und der Zwischenposition zwi­ schen benachbarten Ausströmungsöffnungen 14 und 14 verursacht wird.

Im Falle des Vakuumgerätes, welches in Fig. 12 gezeigt ist, erhöht das Vorsehen der Leitfähigkeit-Einstellplatte 18 die Kosten und es ist unfähig effektiv die Nichteinheitlichkeit der Druckverteilung zu beseitigen.

Es ist daher eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vakuumpumpe einer neuartigen Anordnung zu schaffen, wel­ che die Nicht-Einheitlichkeit der Druckverteilung um die Stu­ fe herum beseitigen kann.

Ein sekundäres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Vakuumgerät einer neuartigen Anordnung zu schaffen, wel­ ches die Nicht-Einheitlichkeit der Druckverteilung um die Stu­ fe herum beseitigen kann.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ei­ ne Vakuumpumpe geschaffen, die folgendes aufweist: ein äuße­ res Gehäuse, welches einen inneren Zylinder enthält, der ei­ nen hohlen Abschnitt in seinem Inneren aufweist, wobei der hohle Abschnitt mit einer atmosphärischen Luft kommuniziert und in der Lage ist, eine Vorrichtung in sich aufzunehmen, einen äußeren Zylinder, der außerhalb des inneren Zylinders angeordnet ist, eine Bodenflächenplatte, die einen Spalt zwi­ schen dem äußeren Zylinder und dem inneren Zylinder an einer Endseite schließt; eine Ausströmungsöffnung, die an der einen Endseite des äußeren Gehäuses angeordnet ist; einen Rotor- Hauptkörper, der zwischen dem inneren Zylinder und dem äuße­ ren Zylinder angeordnet ist; ein Lager, welches den Rotor- Hauptkörper abstützt; einen Motor, der den Rotor-Hauptkörper in Drehung versetzt, wobei der Motor zwischen dem inneren Zy­ linder und dem Rotor-Hauptkörper oder zwischen dem äußeren Zylinder und dem Rotor-Hauptkörper angeordnet ist; und einen Pumpmechanismus, der ein Gasmolekül von einer Einlaßöffnung aus aufnimmt oder trägt, die an der anderen Endseite des äu­ ßeren Gehäuses angeordnet ist, und der das Gasmolekül an der Ausströmungsöffnung austrägt, wobei der Pumpmechanismus zwi­ schen dem inneren Zylinder und dem Rotor-Hauptkörper oder zwischen dem äußeren Zylinder und dem Rotor-Hauptkörper ange­ ordnet ist, um dadurch die Hauptaufgabe zu lösen.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei einer Vakuumpumpe, wie sie bei dem ersten Aspekt der vorlie­ genden Erfindung dargestellt ist, ein nicht kontaktierender Abdichtmechanismus an wenigstens einer der einen Endseite und der anderen Endseite angeordnet, so daß eine rückwärts ge­ richtete Strömung des Gasmoleküls zu der Seite, wo der Pump­ mechanismus nicht angeordnet ist, zwischen dem inneren Zylin­ der und dem Rotor-Hauptkörper und zwischen dem äußeren Zylin­ der und dem Rotor-Hauptkörper verhindert wird.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vakuumpumpe geschaffen, die folgendes aufweist: ein äu­ ßeres Gehäuse, welches einen inneren Zylinder mit einem hoh­ len Abschnitt in seinem Inneren enthält, wobei der hohle Ab­ schnitt mit einer atmosphärischen Luft kommuniziert und die Fähigkeit hat, eine Vorrichtung in sich aufzunehmen, ein Zwi­ schenzylinder außerhalb des inneren Zylinders angeordnet ist, ein äußerer Zylinder außerhalb des Zwischenzylinders angeord­ net ist und eine Bodenflächenplatte, die einen Spalt zwischen dem inneren Zylinder und dem Zwischenzylinder schließt und einen Spalt zwischen dem Zwischenzylinder und dem äußeren Zy­ linder an der einen Endseite schließt; eine Ausströmungsöff­ nung, die an der einen Endseite des äußeren Gehäuses angeord­ net ist; einer Kommunikationsöffnung, die an der einen End­ seite des Zwischenzylinders angeordnet ist, einen Rotor- Hauptkörper, der den inneren Rotor-Hauptkörper enthält, wel­ cher zwischen dem inneren Zylinder und dem Zwischenzylinder angeordnet ist, einen äußeren Rotor-Hauptkörper, der zwischen dem Zwischenzylinder und dem äußeren Zylinder angeordnet ist, und eine Verbindungsplatte, welche den inneren Rotor-Haupt­ körper und den äußeren Rotor-Hauptkörper miteinander an einer oberen Seite des Zwischenzylinders verbindet, ein Lager, wel­ ches den Rotor-Hauptkörper abstützt; einen Motor, der den Ro­ tor-Hauptkörper in Drehung versetzt, wobei der Motor zwischen dem Zwischenzylinder und dem inneren Rotor-Hauptkörper oder zwischen dem Zwischenzylinder und dem äußeren Rotor-Haupt­ körper angeordnet ist; und einem Pumpmechanismus, der ein Gasmolekül von einer Einlaßöffnung aus aufnimmt oder trägt, die an der anderen Endseite des äußeren Gehäuses angeordnet ist, und das Gas-Molekül an der Ausströmungsöffnung austrägt, wobei der Pumpmechanismus zwischen dem inneren Rotor-Haupt­ körper und dem inneren Zylinder oder zwischen dem äußeren Ro­ tor-Hauptkörper und dem äußeren Zylinder angeordnet ist, um das genannte Ziel zu erreichen.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung erteilt der Pumpmechanismus bei einer Vakuumpumpe, wie sie in irgend­ einem der ersten bis dritten Aspekte der vorliegenden Erfin­ dung dargestellt ist, dem Gasmolekül ein Vektor-Moment unter Verwendung eines Gewinde-Nutmechanismus, wobei ein Flügel an dem Rotor-Hauptkörper angeordnet ist, eine Scheibe an dem Ro­ tor-Hauptkörper oder eine Kombination aus Flügel und Scheibe angeordnet ist, um dadurch das Gasmolekül auszutragen.

Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält der Pumpmechanismus in einer Vakuumpumpe, wie sie in irgendei­ nem der ersten bis dritten Aspekte der vorliegenden Erfindung dargestellt ist, einen Pumpmechanismus vom Volumentransfertyp.

Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ent­ hält das Lager bei einer Vakuumpumpe, wie sie in einem der ersten bis fünften Aspekte der vorliegenden Erfindung darge­ stellt ist, ein Magnetlager.

Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Vakuumgerät unter Verwendung einer Vakuumpumpe, wie sie gemäß einem der ersten bis sechsten Aspekte dargestellt ist, geschaffen, wobei das Vakuumgerät folgendes aufweist: einen Behälter mit einer ringförmigen Ausströmungsöffnung; eine Stufe, die innerhalb der Ausströmungsöffnung innerhalb des Behälters angeordnet ist; einen Stufen-Antriebsmechanismus, der außerhalb des Behälters angeordnet ist; und die Vakuum­ pumpe, in welcher der Antriebsmechanismus innerhalb des hoh­ len Abschnitts aufgenommen ist, wobei die eine Endseite an dem Behälter in solcher Weise montiert ist, daß die Ausströ­ mungsöffnung mit der Einlaßöffnung kommuniziert, um dadurch das zweite Ziel zu erreichen.

In den beigefügten Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Turbo-Molekularpumpe, die eine erste Ausfüh­ rungsform einer Vakuumpumpe nach der vorliegenden Erfindung darstellt, in welcher der Teil (a) von Fig. 1 eine Fronthälfte der Turbo-Molekularpumpe veranschaulicht und der Teil (b) von Fig. 1 einen Querschnitt derselben zeigt;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Vakuumgerätes, bei dem die Turbo-Molekularpumpe der ersten Ausfüh­ rungsform in einer Kammer montiert ist;

Fig. 3 eine teilweise im Schnitt gehaltene perspektivi­ sche Ansicht des Vakuumgerätes, bei dem die Tur­ bo-Molekularpumpe der ersten Ausführungsform in einer Kammer montiert ist, die in Fig. 2 gezeigt ist;

Fig. 4 eine Anordnung einer Vakuumpumpe, die eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar­ stellt, bei der der Teil (a) von Fig. 4 eine Fronthälfte der Vakuumpumpe zeigt und der Teil (b) von Fig. 4 eine Querschnittsansicht derselben zeigt;

Fig. 5 eine Anordnung einer Vakuumpumpe, die eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar­ stellt, bei der der Teil (a) von Fig. 5 eine Fronthälfte der Vakuumpumpe zeigt und der Teil (b) von Fig. 5 eine Querschnittsansicht derselben zeigt;

Fig. 6 eine Anordnung einer Vakuumpumpe, die eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar­ stellt, bei der der Teil (a) von Fig. 6 eine Fronthälfte der Vakuumpumpe zeigt, und der Teil (b) von Fig. 6 eine Querschnittsansicht derselben zeigt;

Fig. 7 eine Anordnung einer Vakuumpumpe, die eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar­ stellt, bei der der Teil (a) von Fig. 7 eine Fronthälfte der Vakuumpumpe zeigt und bei der der Teil (b) von Fig. 7 eine Querschnittsansicht der­ selben zeigt;

Fig. 8 eine Querschnittsansicht, die eine Anordnung ei­ ner typischen Turbo-Molekularpumpe veranschau­ licht;

Fig. 9 eine beispielhafte Ansicht, die eine allgemeine Anordnung eines typischen Vakuumgerätes zeigt, bei dem die typische Turbo-Molekularpumpe in ei­ ner Kammer montiert ist;

Fig. 10 eine beispielhafte Ansicht, die ein anderes ty­ pisches Vakuumgerät darstellt;

Fig. 11 eine beispielhafte Ansicht, die ein anderes ty­ pisches Vakuumgerät zeigt; und

Fig. 12 eine beispielhafte Ansicht, die ein noch anderes typisches Vakuumgerät zeigt.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorlie­ genden Erfindung in Einzelheiten unter Hinweis auf die Fig. 1 bis 7 beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung einer Turbo-Molekularpumpe, d. h. eines Beispiels einer Vakuumpumpe, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verkörpert. Der Teil (a) von Fig. 1 zeigt eine Fronthälfte der Turbo-Molekularpumpe, und der Teil (b) von Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht derselben. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist eine Turbo-Molekularpumpe 20 mit einem äußeren Gehäuse 21 ausgestattet, dessen Außenum­ fangsfläche der atmosphärischen Luft ausgesetzt ist. Das äu­ ßere Gehäuse 21 besitzt einen inneren Zylinder 22, dessen in­ nere Umfangswand der atmosphärischen Luft ausgesetzt ist, be­ sitzt einen äußeren Zylinder 23, dessen äußere Umfangswand der atmosphärischen Luft ausgesetzt ist, und besitzt eine ringförmige Bodenflächenplatte 24 in Form eines Kreisringes. Das äußere Gehäuse 21 hat die Form einer hohlen kreisförmigen Säule und zwar als Ganzes gesehen und definiert einen hohlen Abschnitt 25, der durch die innere Umfangswand des inneren Zylinders 22 umgeben ist. Ein Stufen-Antriebsmechanismus, ein Kabel usw. sind innerhalb des hohlen Abschnitts 25 aufgenom­ men.

Eine Einlaßöffnung 26 ist zwischen dem inneren Zylinder 22 und dem äußeren Zylinder 23 festgelegt oder definiert, um mit einer Ausblas-oder Ausströmungsöffnung einer Kammer zu kommu­ nizieren.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist die ringförmige Bodenflä­ chenplatte 24 auf den unteren Seiten (d. h. der stromabwärts gelegenen Seite in bezug auf die Austragwirkung) des inneren und des äußeren Zylinders 22 und 23 angeordnet und ist durch Schweißen daran befestigt oder damit einstückig ausgebildet. Die ringförmige Bodenflächenplatte 24 ist mit einer kreisför­ migen Ausströmungsöffnung 27 ausgebildet (bei dieser Ausfüh­ rungsform ist eine kreisförmige Ausströmungsöffnung vorgese­ hen; es können jedoch eine Vielzahl von kreisförmigen Ausströ­ mungsöffnungen ebenso vorgesehen sein), um aus dieser das be­ handelnde Gas oder ähnliches auszutragen, welches in die Kam­ mer über die Einlaßöffnung 26 eingeblasen wurde.

Die Ausströmungsöffnung 27 ist in der ringförmigen Bodenflä­ chenplatte 24 bei dieser Ausführungsform ausgebildet, sie kann jedoch auch in anderen Abschnitten wie beispielsweise den unteren Abschnitten des äußeren Zylinders 23 und des in­ neren Zylinders 22 ausgebildet sein.

Der Innendurchmesser des inneren Zylinders 22 ist derart ein­ gestellt, daß er beispielsweise 400 mm bei dieser Ausfüh­ rungsform beträgt, obwohl dies von der Konstruktionsspezifi­ kation abhängt.

Ein inneren Flansch 28 ist an dem Ende der oberen Seite vor­ gesehen (d. h. auf der stromaufwärts gelegenen Seite in bezug auf die Austragwirkung) und zwar des inneren Zylinders 22, so daß er von dieser radial nach innen verlängert ist. Eine ringförmige innere Dichtungsnut 29 ist an der oberen Endflä­ che des inneren Flansches 28 ausgebildet und zwar entlang dem gesamten Umfang derselben, um eine Dichtung zwischen der In­ nenseite der Kammer und der atmosphärischen Luft zu bewirken. Ein O-Ring oder eine Metalldichtung ist in dieser inneren Dichtnut 29 angeordnet:

Eine Vielzahl von Bolzenlöcher 30 sind durch den inneren Flansch 28 hindurch ausgebildet und sind in konstanten Winke­ lintervallen angeordnet, so daß der innere Flansch 28 über Bolzen mit einer Kammer gekuppelt werden kann, und mit einer Montageplatte, an der eine Stufe montiert ist, oder mit der Stufe gekuppelt werden kann.

Ein Motor vom äußeren Rotortyp 33 ist im wesentlichen an dem axialen zentralen Abschnitt an dem Außenumfang des inneren Zylinders 22 angeordnet und es ist eine Statorwicklung 24 an der äußeren Umfangswand des inneren Zylinders 22 montiert. Dieser Motor 33 ist so konstruiert, daß er sich bei mehreren Zehntausenden Umdrehungen pro Minute dreht, (20 000 bis 50 000 Umdrehungen pro Minute) obwohl dies von der Konstruk­ tionsspezifikation von jeder Turbo-Molekularpumpe abhängt.

Ein äußerer Flansch 38 ist an dem Endabschnitt der oberen Seite (der stromaufwärts gelegenen Seite in bezug auf die Austragwirkung) des äußeren Zylinders 23 vorgesehen, so daß er sich radial nach außen davon ausgehend verlängert. Eine ringförmige äußere Dichtnut 39 ist an der oberen Endfläche des äußeren Flansches 38 ausgebildet und zwar entlang dem ge­ samten Umfang derselben, um eine Dichtung zwischen der Innen­ seite der Kammer und der atmosphärischen Luft zu erreichen. Ein O-Ring oder eine Metalldichtung ist in dieser äußeren Dichtnut 39 angeordnet.

Eine Vielzahl von Bolzenlöchern 40 sind durch den äußeren Flansch 38 hindurch verlaufend ausgebildet und sind in kon­ stanten Winkelintervallen angeordnet, so daß der äußere Flansch 38 über Bolzen an die Kammer gekuppelt werden kann.

Obwohl es in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, ist das äuße­ re Gehäuse 21 an einer bestimmten Stelle mit einem Stecker ausgestattet und zwar für ein elektrisches System zum Antrei­ ben des Motors 33 und für andere verschiedene elektrische Sy­ steme. Beispielsweise kann der Stecker unterhalb von der ringförmigen Bodenflächenplatte 24 montiert sein und zwar ra­ dial außerhalb der stromabwärts gelegenen Seite des äußeren Zylinders 23 oder radial innerhalb (d. h. zum Zentrum des hoh­ len Abschnitts hin) von der stromabwärts gelegenen Seite des inneren Zylinders 22.

Ein Rotor 51, der durch den Motor 33 anzutreiben ist, ist zwischen dem inneren und dem äußeren Zylinder 22 und 23 des äußeren Gehäuses 21 angeordnet. Der Rotor 51 enthält einen zylinderförmigen Rotor-Hauptkörper 52, einen ringförmigen Flanschabschnitt 53, der auf der oberen Seite des Rotor- Hauptkörpers angeordnet ist, so daß er sich radial nach innen von dort aus verlängert, und Vielstufen-Rotorflügel 54, die an der äußeren Umfangswand des Rotor-Hauptkörpers 52 angeord­ net sind. Ein Rotor 35 des Rotors 33 ist an der inneren Um­ fangswand des Rotor-Hauptkörpers montiert, so daß er der Sta­ torwicklung 34 gegenüberliegt.

Die innere Umfangswand des Flansches 23, welcher dem inneren Zylinder 22 gegenüberliegt, ist mit einer Gewindenut 56 aus­ gestattet. Diese Gewindenut 56 dient als Abdichtkonstruktion, um zu verhindern, daß eine rückwärts gerichtete Strömung, in welcher das verarbeitende oder behandelnde Gas von der Kammer ausgetragen wird, erneut in die Kammer von dem ringförmigen Bodenflächenplattenabschnitt 24 aus über einen Spalt zwischen dem Rotor-Hauptkörper 52 und dem inneren Zylinder 22 strömt ohne durch die Ausströmungsöffnung 27 ausgetragen zu werden.

Der Rotorflügel 54 von jeder Stufe besitzt eine Vielzahl von Rotorblättern (Flügeln) 55, die an ihren Außenseiten offen sind. Jeder der Rotorflügel 55 erstreckt sich in radialer Richtung und ist in einem vorbestimmten Winkel in bezug auf die Drehachse des Rotor-Hauptkörpers 52 geneigt.

Der Rotor 51 besteht bei dieser Ausführungsform aus einem in­ tegralen Typ, bei dem der Rotor-Hauptkörper 52, der Flan­ schabschnitt 53, die Rotorflügel 54 und die Rotorblätter 55 miteinander einstückig ausgebildet sind, er kann jedoch auch derart konstruiert sein, daß die Rotorflügel 54 getrennt Stu­ fe für Stufe ausgebildet sind und in axialer Richtung mitein­ ander gekoppelt sind.

Die Statorflügel 58 sind um einen sich axial erstreckenden zylinderförmigen Abstandshalter (nicht gezeigt) angeordnet und zwar eingesetzt in die innere Umfangsfläche des äußeren Zylinders 23, um dadurch eine axiale Vielstufenkonstruktion zu schaffen.

Der Statorflügel 58 von jeder Stufe ist in zwei Abschnitte in der Umfangsrichtung aufgeteilt, so daß dieser dadurch zusam­ mengebaut werden kann, indem solche Abschnitte in einen Raum zwischen benachbarten Rotorflügeln 54 von der äußeren Um­ fangsseite her eingeführt werden.

Der Statorflügel 58 enthält einen inneren ringförmigen Ab­ schnitt, einen äußeren ringförmigen Abschnitt, dessen peri­ phere Seite teilweise durch den Abstandhalter entlang der Um­ fangsrichtung festgeklemmt ist, und eine Vielzahl von Stator­ blättern, von denen jede durch die inneren und äußeren ring­ förmigen Abschnitte gehaltert ist, so daß er sich radial in einem vorbestimmten Winkel erstreckt. Der Innendurchmesser des inneren ringförmigen Abschnitts ist größer als der Außen­ durchmesser des Rotor-Hauptkörpers 52, so daß die innere Um­ fangsfläche des inneren ringförmigen Abschnitts daran gehin­ dert wird, mit der äußeren Umfangsfläche des Rotor-Hauptkör­ pers 52 in Berührung zu kommen.

Dieser Statorflügel 58 ist in solcher Weise ausgebildet, daß der halb-ringförmige äußere Konturabschnitt und der Stator- Flügelabschnitt aus einer umfangsmäßigen zweigeteilten dünnen Platte ausgeschnitten sind, die beispielsweise aus rostfreiem Stahl oder Aluminium hergestellt ist, indem die dünne Platte einem Ätzprozeß oder ähnlichem unterworfen wird, und indem der Stator-Flügelabschnitt in einem vorbestimmten Winkel durch einen Preßprozeß oder Preßverarbeitung gebogen wird.

Ein Lager 59 und ein Lager 60 sind zwischen dem inneren Zy­ linder 22 und dem Rotor-Hauptkörper 52 angeordnet, so daß sie an gegenüberliegenden Enden in bezug auf den Motor 33 gelegen sind und die Belastung und radialen Lasten aufnehmen.

Bei dieser Ausführungsform sind Rollenlager als die Lager 59 und 60 verwendet.

Die Turbo-Molekularpumpe 20, die in dieser Weise konstruiert ist, führt eine Entlüftungsaktion durch, bei der das Prozeß­ gas bzw. verarbeitende Gas oder ähnliches innerhalb der Kam­ mer von der Einlaßöffnung 26 zu der Ausströmungsöffnung 27 ausgetragen wird, wenn der Rotor 31 mit mehreren zehntausend Umdrehungen pro Minute in Drehung versetzt wird und zwar in der Richtung, die durch einen Pfeil R angezeigt ist (in der Zeichnung im Uhrzeigersinn) und zwar durch Antreiben des Mo­ tors 33.

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht, die ein Vakuumgerät 69 zeigt, bei dem die Turbo-Molekularpumpe 20, die in dieser Weise konstruiert ist, an der Kammer oder in der Kammer mon­ tiert ist. Fig. 3 ist eine teilweise im Schnitt gehaltene perspektivische Ansicht des Vakuumgerätes 69.

Wie in diesen Zeichnungen dargestellt ist, sind eine Stufe 72, auf die eine Probe 71 gelegt ist, und eine kreisförmige Montageplatte 73, auf der die Stufe 72 montiert ist, inner­ halb der Kammer 70 eingebaut.

Eine ringförmige Ausströmungsöffnung 75 ist entlang dem ge­ samten Umfang um die Stufe 72 herum ausgebildet.

Es sind Bolzenlöcher um den peripheren Randabschnitt der Aus­ strömungsöffnung 75 ausgebildet, die mit den Bolzenöffnungen 40 kommunizieren, welche in dem äußeren Flansch 38 der Turbo- Molekularpumpe 20 angeordnet sind. Die Bolzen 81 werden zum Befestigen der Kammer 70 an dem äußeren Flansch 38 verwendet. Ein O-Ring 82 ist in der äußeren Dichtnut 39 des äußeren Flansches 38 eingepaßt, um eine Dichtung zwischen der Kammer 70 und dem äußeren Flansch 38 zu realisieren.

Die Bolzenlöcher sind um den äußeren Umfangsrandabschnitt der Montageplatte 73 herum vorgesehen, die mit den Bolzenlöchern 30 kommunizieren, die in dem inneren Flansch 28 der Turbo- Molekularpumpe 20 angeordnet sind. Die Bolzen 83 werden dazu verwendet, um die Kammer 70 an dem inneren Flansch 28 zu be­ festigen. Der O-Ring 84 ist in die innere Dichtnut 29 des in­ neren Flansches 28 eingepaßt, um eine Dichtung zwischen der Kammer 70 und dem inneren Flansch 28 zu realisieren.

Ein Antriebsmechanismus 86 zum Drehen der Stufe 72, zum Ein­ stellen der Temperatur an der Stufe 72 oder ähnliches, ist an der unteren Seite (der Seite der atmosphärischen Luft) der Montageplatte 73 installiert. Ein Steuerkabel 87 ist an den Antriebsmechanismus 86 angeschlossen.

Der Antriebsmechanismus 86 und das Kabel 87 werden innerhalb des hohlen Abschnitts 25 aufgenommen, der durch die innere Umfangswand des inneren Zylinders der Turbo-Molekularpumpe 20 umgeben ist.

Bei der Turbo-Molekularpumpe 20 und dem Turbo-Molekular­ pumpengerät 69, welche in dieser Weise konstruiert sind, setzt der Motor 33 den Rotor 51 in der Richtung in Drehung, die durch den Pfeil R angezeigt ist, und zwar mit einer hohen Drehzahl des Nennwertes (20 000 bis 50 000 Umdrehungen pro Minute), um dadurch die Rotorflügel 54 mit hoher Drehzahl zu versetzen. Demzufolge wird das Prozeßgas oder behandelnde Gas oder ähnliches innerhalb der Kammer 70 aus dieser durch die Ausströmungsöffnung 75 und die Einlaßöffnung 26 der Turbo- Molekularpumpe 20 zu der unteren Seite in der Zeichnung durch die Rotorflügel 54 ausgetragen und damit zu einem Austragrohr 89, welches an die Ausströmungsöffnung 27 angeschlossen ist. Da somit gemäß der vorliegenden Erfindung das Prozeßgas oder behandelnde Gas oder ähnliches einheitlich am gesamten Umfang um die Stufe 72 herum ausgetragen wird, auf der die Probe 71 angeordnet ist, kann der Druck um die Probe 71 innerhalb der Kammer 70 herum einheitlich gestaltet werden.

Bei dieser Ausführungsform ist die Gewindenut 56 an der inne­ ren Umfangswand des Flansches 53 ausgebildet, während sie dem inneren Zylinder 22 gegenüberliegt, um dadurch als eine Dichtkonstruktion zu dienen. Es ist daher möglich, solch eine Umkehr oder rückwärts gerichtete Strömung zu verhindern, daß also das Prozeßgas, welches von der Kammer 70 nach unten zu dem ringförmigen Bodenflächenplattenabschnitt 24 bewegt wur­ de, erneut in die Kammer 70 über den Spalt zwischen dem stromabwärtsseitigen Lager 60 oder dem Rotor-Hauptkörper 52 und dem inneren Zylinder 22 strömt ohne über die Ausströ­ mungsöffnung 27 ausgetragen zu werden.

Diese Ausführungsform verwendet die Gewindenut, die in dem Flansch 53 ausgebildet ist, als Dichtkonstruktion, um eine rückwärts verlaufende Strömung durch den Spalt zwischen dem Rotor-Hauptkörper 52 und dem inneren Zylinder 22 zu verhin­ dern, kann jedoch alternativ eine Labyrinth-Packung verwenden unter Anwendung einer Labyrinth-Konstruktion oder kann andere verschiedene Dichtungs-Konstruktionen verwenden.

Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung im folgenden beschrieben.

Fig. 4 zeigt eine Anordnung einer Vakuumpumpe 20, die eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Der Teil (a) von Fig. 4) zeigt eine Fronthälfte der Vakuumpum­ pe 20, und der Teil (b) von Fig. 4 zeigt eine Querschnittsan­ sicht derselben. Die Abschnitte, die den Abschnitten entspre­ chen, die in Verbindung mit der ersten Ausführungsform unter Hinweis auf Fig. 1 beschrieben wurden, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und eine Beschreibung derselben wird demzufolge weggelassen.

Eine Vakuumpumpe 20 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist derart konstruiert, um eine Aus­ tragswirkung unter Verwendung einer Gewindenut-Pumpe 90 zu­ sätzlich zu der Austragswirkung unter Verwendung der Stator­ flügel 58 und der Rotorflügel 54 auszuführen. D.h. es handelt sich um eine Kombination aus der Turbo-Molekularpumpe und der Gewindenut-Pumpe 90.

D.h. bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung sind die Rotorflügel 54 und die Statorflügel 58 abwech­ selnd in Vielfachstufen angeordnet und zwar vollständig in der Axialrichtung, jedoch sind bei dieser Ausführungsform die Rotorflügel 54 und die Statorflügel 58 auf der stromaufwärts gelegenen Seite ausgebildet, d. h. dem Abschnitt abwärts von der Mitte in der Axialrichtung, und es ist die Gewindenutpum­ pe 90 auf der stromabwärts gelegenen Seite gelegen, so daß sie durchgehend mit den Rotorflügeln 54 und den Statorflügel 58 verläuft.

Die Gewindenut-Pumpe 90 besitzt eine Vielzahl von Gewindenu­ ten 91, von denen jede eine Spiralstruktur hat, die an der Innendurchmesserwand auf der stromabwärts liegenden Seite des äußeren Zylinders 23 ausgebildet sind. Ein Zylinder 92, der den Gewindenuten 91 gegenüberliegt, ist an einer ringför­ migen Halteplatte 93 angeordnet, die sich radial nach außen entlang der äußeren Umfangswand des Rotor-Hauptkörpers 52 er­ streckt. Obwohl der Zylinder 92 und die Halteplatte 93 bei dieser Ausführungsform einstückig oder zusammenhängend mit dem Rotor-Hauptkörper 52 ausgebildet sind, können der Zylin­ der 92 und die Halteplatte 93 getrennt voneinander ausgebil­ det sein und können an dem Rotor-Hauptkörper 52 durch Schweißen oder ähnliches befestigt sein.

Obwohl die Gewindenuten 91 bei dieser Ausführungsform auf der Statorseite (d. h. der Seite des äußeren Zylinders 23) ausge­ bildet sind, können die Gewindenuten auch an der Außendurch­ messerwand des Zylinders 92 des Rotor-Hauptkörpers 52 ausge­ bildet sein. Ferner können die Gewindenuten 91 an sowohl dem Außenzylinder 23 als auch der Außendurchmesserwand des Zylin­ ders 92 ausgebildet sein.

Bei der Vakuumpumpe 20 dieser Ausführungsform ist eine eine rückwärts gerichtete strömungsverhindernde Dichtungsnut 94 an der inneren Umfangswand des unteren Endabschnitts (der strom­ abwärts liegenden Seite relativ zu dem Lager 60 ) des Rotor- Hauptkörpers 52 ausgebildet und zwar zusätzlich zu der eine rückwärts verlaufende strömungsverhindernden Dichtungsnut 56, die an der Innenumfangswand des Flansches 53 ausgebildet ist und die an dem oberen Abschnitt des Rotor-Hauptkörpers 52 ge­ legen ist.

Dies schafft die Möglichkeit den Verhinderungseffekt für die rückwärts gerichtete Strömung zu erhöhen oder zu verstärken.

Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung im folgenden beschrieben.

Fig. 5 zeigt eine Anordnung einer Vakuumpumpe 20, welche eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Der Teil (a) von Fig. 5 zeigt eine Fronthälfte der Vakuumpumpe 20, und der Teil (b) von Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht derselben. Die Abschnitte, die den Abschnitten entsprechen, welche in Verbindung mit der ersten Ausführungsform unter Hinweis auf Fig. 1 beschrieben wurden, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und eine Beschreibung derselben ist demzufolge weggelassen.

Die Vakuumpumpe 20 gemäß der dritten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung ist derart konstruiert, um eine Entlüf­ tungs- oder Austragswirkung unter Verwendung einer Pumpe 96 vom Zentrifugal-Strömungstyp durchzuführen und zwar zusätz­ lich zu der Austragswirkung mit Verwendung der Statorflügel 58 und der Rotorflügel 54. D.h. es handelt sich um eine Kom­ bination aus der Turbo-Molekularpumpe und der Pumpe 96 vom Zentrifugal-Strömungstyp.

D.h. es sind bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Rotorflügel 54 und die Statorflügel 58 auf der stromaufwärts gelegenen Seite ausgebildet, d. h. dem Abschnitt abwärts von der Mitte der Axialrichtung, und es sind die Ro­ torflügel 54b und die Statorflügel 58b je von einem Zentrifu­ gal-Scheibentyp und sie sind abwechselnd auf der stromabwärts liegenden Seite in den Vielfachstufen angeordnet, so daß sie mit den Rotorflügeln 54 und den Statorflügel 58 durchgehend verlaufen.

Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung im folgenden beschrieben.

Fig. 6 zeigt eine Anordnung einer Vakuumpumpe 20, die eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Der Teil (a) von Fig. 6 zeigt eine Fronthälfte der Vakuumpumpe 20 und der Teil (b) von Fig. 6 zeigt eine Querschnittsansicht derselben. Die Abschnitte, die den Abschnitten entsprechen, welche in Verbindung mit der ersten Ausführungsform unter Hinweis auf Fig. 1 beschrieben wurden, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und eine Beschreibung derselben wird demzufolge weggelassen.

Die Turbo-Molekularpumpe 20 nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt einen Zwischenzylinder 100, der zwischen dem inneren Zylinder 22 und dem äußeren Zy­ linder 23 angeordnet ist. Der Zwischenzylinder 100 ist ein­ stückig mit der ringförmigen Bodenflächenplatte 24 ausgebil­ det oder ist durch Schweißen an dieser befestigt und zwar an deren unteren Endabschnitt (d. h. deren Endabschnitt auf der stromabwärts gelegenen Seite).

Ein Motor 33 vom Außenrotortyp ist im wesentlichen bei dem axialen zentralen Abschnitt des Zwischenzylinders 100 ange­ ordnet, und es ist eine Statorwicklung 34 auf die Außenum­ fangswand des Zwischenzylinders 100 montiert.

Eine Kommunikationsöffnung 101 ist in dem unteren Endab­ schnitt des Zwischenzylinders 100 in der Nähe oder Nachbar­ schaft der Ausströmungsöffnung 27 ausgebildet, um mit der In­ nenseite und der Außenseite des Zwischenzylinders 100 eine Kommunikation zwischen diesen herzustellen.

Der Rotor 51 dieser Ausführungsform enthält einen äußeren Ro­ tor-Hauptkörper 110, der zwischen dem äußeren Zylinder 23 und dem Zwischenzylinder 100 angeordnet ist, einen inneren Rotor- Hauptkörper 111, der zwischen dem Zwischenzylinder 100 und dem inneren Zylinder 22 angeordnet ist, und eine Rotor-Ring­ platte (eine Anschlußplatte) 112 in der Form eines Kreisrin­ ges, der die Rotor-Hauptkörper 110 und 111 miteinander ver­ bindet.

Der äußere Rotor-Hauptkörper 110 ist an der äußeren Umfangs­ wand mit äußeren Rotorflügeln 115 vorgesehen, die in Viel­ fachstufen angeordnet sind, und ist an seiner inneren Um­ fangswand mit dem Rotor 35 des Motors 33 versehen, welcher der Statorwicklung 34 gegenüberliegt. Der äußere Rotorflügel 115 von jeder Stufe besitzt eine Vielzahl von äußeren Rotor­ blättern (Flügeln) 116, die an ihren radial außen liegenden Seiten offen sind. Jedes der äußeren Rotorblätter 116 er­ streckt sich in radialer Richtung und ist in einem vorbe­ stimmten Winkel in bezug auf die Drehachse des Rotor 51 ge­ neigt.

Der innere Rotor-Hauptkörper 111 ist an seiner inneren Um­ fangswand mit inneren Rotorflügeln 118 ausgestattet, die in einer Vielstufenart angeordnet sind. Die Lager 59 und 60 sind zwischen der äußeren Umfangswand des inneren Rotor-Hauptkör­ pers 111 und der inneren Umfangswand des Zwischenzylinders 100 angeordnet und sind an den jeweiligen oberen und unteren Endseiten gelegen. Der innere Rotorflügel 118 von jeder Stufe besitzt eine Vielzahl von inneren Rotorblättern (Flügeln) 119, die an ihren radial innenliegenden Seiten offen sind (an der Seite der Zentralachse). Jeder der inneren Rotorflügel 119 erstreckt sich in radialer Richtung und ist in einem vor­ bestimmten Winkel in bezug auf die Rotationsachse des Rotors 51 geneigt.

Ähnlich der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung, die in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, ist die in die­ ser Weise konstruierte Turbo-Molekularpumpe 20 in einer sol­ chen Weise installiert, daß der äußere Flansch 38 mit der Kammer durch Bolzen 81 verbunden ist und der innere Flansch 28 mit der Montageplatte 73 durch Bolzen 83 verbunden ist, wodurch ein Vakuumgerät gebildet wird.

Bei der Turbo-Molekularpumpe 20 und dem Vakuumgerät, die in dieser Weise konstruiert sind, setzt der Motor 33 den Rotor 51 in der Richtung in Drehung, die durch den Pfeil R ange­ zeigt ist, und zwar mit einer hohen Drehzahl gemäß einem Nennwert (20 000 bis 50 000 Umdrehungen pro Minute), um da­ durch die äußeren Rotorflügel 115 und die inneren Rotorflügel 118 mit hoher Drehzahl in Drehung zu versetzen. Demzufolge wird das Prozeßgas oder behandelnde Gas oder ähnliches inner­ halb der Kammer 70 aus dieser über die Ausströmungsöffnung 75 und die Einlaßöffnung 26 der Turbo-Molekularpumpe 20 ausge­ tragen, verläuft dann in Form einer Zwei-System-Strömung durch die innere und die äußere Seite des Rotors 51 durch die Wirkung der äußeren Rotorflügel 115 und der inneren Rotorflü­ gel 118, und wird dann zu der unteren Seite in der Zeichnung hin ausgetragen. Danach wird das Gas-Molekül zur stromabwärts gelegenen Seite durch die Wirkung der inneren Rotorflügel 118 ausgetragen und verläuft durch die Kommunikationsöffnung 101 und wird zu dem Austragsrohr 89 hin ausgetragen, welches an die Ausströmungsöffnung 27 angeschlossen ist, und zwar zusam­ men mit dem Gas-Molekül, welches zu der stromabwärts gelege­ nen Seite durch die Wirkung der äußeren Rotorflügel 115 aus­ getragen wird.

Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der Flansch 53 und die Gewindenut 56 als Dichtmechanis­ mus vorgesehen, um eine Rückwärtsströmung des Austragsgases zu verhindern, da die innere Seite des Rotor-Hauptkörpers 52 keine Ausblas- oder Auspumpwirkung durchführt. Im Gegensatz dazu besitzt diese Ausführungsform nicht nur die äußeren Ro­ torflügel 115 an der äußeren Umfangsseite dem Rotors 51, son­ dern auch noch die inneren Rotorflügel 118 an der inneren Um­ fangsseite desselben, so daß die Austragswirkung oder Aus­ pumpwirkung an der Innenseite des Rotors 51 durchgeführt wer­ den kann. Es ist somit möglich, vollständig eine Rückwärts­ strömung des ausgetragenen Gases zu verhindern.

Ähnlich der zweiten und der dritten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung, die unter Hinweis auf die Fig. 4 und 5 beschrieben wurden, kann die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dafür geeignet sein, die kombinierte Konstruktion der Turbo-Molekularpumpe mit der Gewindenut- Pumpe zu kombinieren oder die kombinierte Konstruktion der Turbo-Molekularpumpe mit der Pumpe vom Zentrifugalströ­ mungstyp zu kombinieren.

Als nächstes wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung im folgenden beschrieben.

Fig. 7 zeigt eine Anordnung einer Vakuumpumpe 20, die eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Der Teil (a) von Fig. 7 zeigt eine Fronthälfte der Vakuumpum­ pe 20, und der Teil (b) von Fig. 7 zeigt eine Querschnittsan­ sicht derselben. Die Abschnitte, die den Abschnitten entspre­ chen, die in Verbindung mit der ersten Ausführungsform unter Hinweis auf Fig. 1 beschrieben wurden, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und eine Beschreibung desselben wird demzufolge weggelassen.

Die Grundkonstruktion der Vakuumpumpe 20 gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ähnlich derje­ nigen der Vakuumpumpe der zweiten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung, die in Fig. 4 gezeigt ist, die aus einer zu­ sammengesetzten Pumpe besteht, bei der die Turbo-Molekular­ pumpe mit der Gewindenut-Pumpe kombiniert ist.

Diese Vakuumpumpe 20 verwendet ein Fünf-Richtungs-Steuer- Magnetlager als Lager zwischen dem inneren Zylinder 22 und dem Rotor-Hauptkörper 52. D.h. es ist ein Paar von radialen Magnetlagern 120 und 121 auf der stromabwärtigen Seite des Motors 33 angeordnet, um radiale Lasten von zwei Richtungen her aufzunehmen, während ein Paar von radialen Magnetlagern 122 und 124 auf der stromabwärtigen Seite derselben angeord­ net ist, um radiale Lasten von zwei Richtungen aufzunehmen. Ferner ist ein Last-Magnetlager (nicht gezeigt) vorgesehen, um eine Axiallast von einer Richtung her aufzunehmen. Es sind schützende Lager 125 und 126 jeweils auf der stromabwärtigen Seite des radialen Magnetlagers 120 und der stromabwärtigen Seite des radialen Magnetlagers 122 angeordnet, um die Turbo- Molekularpumpe 20 vor einem sogenannten Absinken (touch down) der Magnetlagervorrichtung zu schützen. Die schützenden Lager 125 und 126 befinden sich in einer nicht kontaktierenden Be­ ziehung zu dem inneren Zylinder 22 oder dem Rotor-Hauptkörper 52 und zwar während des normalen Betriebes.

Jedes der radialen Magnetlager 120-121 (und das Lastmagnetla­ ger) besitzt einen Elektromagneten, um eine magnetische Kraft in der radialen Richtung zu erzeugen (und auch in der axialen Richtung), und einen Sensor zum Detektieren der Position des Rotor-Hauptkörpers 52 in der radialen Richtung (und in der axialen Richtung). Der Erregerstrom wird jedem Elektromagnet zugeführt, um den Rotor-Hauptkörper 52 magnetisch schweben zu lassen. Zu dem Zeitpunkt des magnetischen Schwebezustands, wird der Erregungsstrom basierend auf dem Position-Detektor­ signal von jedem der Sensoren gesteuert, so daß der Rotor- Hauptkörper 52 an einer vorbestimmten Position in der radia­ len Richtung gehalten wird (und in der axialen Richtung).

Die Verwendung des Magnetlagers beseitigt den mechanischen Berührungsabschnitt und es wird somit kein Teilchen oder Staub erzeugt. Ferner kann das Öl zum Abdichten oder ähnli­ ches eingespart werden, so daß kein Gas erzeugt wird. Es ist somit möglich einen Betrieb unter einer sauberen Umgebung zu realisieren und das Gerät, welches das Magnetlager verwendet, ist für fälle geeignet, bei denen ein hoher Grad an Sauber­ keit erforderlich ist wie beispielsweise bei der Herstellung von Halbleitern.

Die Verwendung des Magnetlagers als Lager der Vakuumpumpe 20 ist bei jeder der ersten, dritten und vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in ähnlicher Weise anwendbar.

Wie oben beschrieben ist, ist bei jeder der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der hohle Abschnitt 25 ausgebil­ det, der darin verschiedene Ausrüstungen aufnehmen kann wie beispielsweise den Antriebsmechanismus 86, der außerhalb der Kammer 70 installiert wird, und es ist die ringförmige Ein­ laßöffnung 26 so ausgebildet, daß er sich entlang den gesam­ ten Außenumfang des hohlen Abschnitts 25 erstreckt. Es ist daher möglich, die einheitliche Druckverteilung vollständig innerhalb der Ausströmungsöffnung 75 innerhalb der Kammer 70 zu realisieren.

Wie oben beschrieben wurde, ist es gemäß der vorliegenden Er­ findung möglich, die Druckverteilung um die Stufe in einheit­ licher Form zu gestalten.

Claims (11)

1. Vakuumpumpe, mit:
einem äußeren Gehäuse (21), welches einen inneren Zylin­ der (22) mit einem hohlen Abschnitt (25) in seinem Inne­ ren aufweist, wobei der hohle Abschnitt (25) mit einer atmosphärischen Luft kommuniziert und in der Lage ist, eine Vorrichtung (86) in sich aufzunehmen, wobei außer­ halb des inneren Zylinders (22) ein äußerer Zylinder (23) angeordnet ist und eine Bodenflächenplatte (24) ei­ nen Spalt zwischen dem äußeren Zylinder (23) und dem in­ neren Zylinder (22) an einer Endseite verschließt;
einer Ausströmungsöffnung (27), die an der einen Endsei­ te des äußeren Gehäuses (21) angeordnet ist;
einem Rotor-Hauptkörper (52), der zwischen dem inneren Zylinder (22) und dem äußeren Zylinder (23) angeordnet ist;
einem Lager (59, 60), welches den Rotor-Hauptkörper (52) abstützt;
einem Motor (33), der den Rotor-Hauptkörper (52) in Dre­ hung versetzt, wobei der Motor (33) zwischen dem inneren Zylinder (22) und dem Rotor-Hauptkörper (52) oder zwi­ schen dem äußeren Zylinder (23) und dem Rotor-Haupt­ körper (52) angeordnet ist; und
einem Pumpmechanismus (20), der ein Gas-Molekül von ei­ ner Einlaßöffnung (26) aus, die an der anderen Endseite des äußeren Gehäuses (21) angeordnet ist, aufnimmt oder trägt und das Gas-Molekül aus der Ausströmungsöffnung (27) austrägt, wobei der Pumpmechanismus zwischen dem inneren Zylinder (22) und dem Rotor-Hauptkörper (52) oder zwischen dem äußeren Zylinder (23) und dem Rotor- Hauptkörper (52) angeordnet ist.

2. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, bei der ein nicht­ kontaktschließender Abdichtmechanismus an wenigstens der einen Endseite und der anderen Endseite angeordnet ist, so daß eine Umkehrströmung des Gas-Moleküls zu der Sei­ te, wo der Pumpmechanismus (20) nicht angeordnet ist, zwischen dem inneren Zylinder (22) und dem Rotor- Hauptkörper (52) oder zwischen dem äußeren Zylinder (23) und dem Rotor-Hauptkörper (52) verhindert wird.

3. Vakuumpumpe mit:
einem äußeren Gehäuse (21), welches einen inneren Zylin­ der (22) mit einem hohlen Abschnitt (25) in seinem Inne­ ren aufweist, wobei der hohle Abschnitt (25) mit einer atmosphärischen Luft kommuniziert und in der Lage ist, eine Vorrichtung (86) in sich aufzunehmen, wobei ein Zwischenzylinder (100) außerhalb des inneren Zylinders (22) angeordnet ist, ein äußerer Zylinder (23) außerhalb des Zwischenzylinders (100) angeordnet ist, und wobei eine Bodenflächenplatte (24) einen Spalt zwischen dem inneren Zylinder (22) und dem Zwischenzylinder (100) und einen Spalt zwischen dem Zwischenzylinder (100) und dem äußeren Zylinder (23) an einer Endseite verschließt;
einer Ausströmungsöffnung (75), die an einer Endseite des äußeren Gehäuses (21) angeordnet ist;
einer Kommunizierungsöffnung (101), die an einer Endsei­ te des Zwischenzylinders (100) angeordnet ist;
einem Rotor-Hauptkörper (52), der einen inneren Rotor- Hauptkörper enthält, welcher zwischen dem inneren Zylin­ der (22) und dem Zwischenzylinder (100) angeordnet ist, wobei ein äußerer Rotor-Hauptkörper zwischen dem Zwi­ schenzylinder (100) und dem äußeren Zylinder (23) ange­ ordnet ist, und wobei eine Verbindungsplatte den inneren Rotor-Hauptkörper und den äußeren Rotor-Hauptkörper mit­ einander an einer oberen Seite des Zwischenzylinders (100) verbindet;
einem Lager (120, 121, 122, 123), welches den Rotor- Hauptkörper (52) abstützt;
einem Motor (33), der den Rotor-Hauptkörper (52) in Dre­ hung versetzt, wobei der Motor (33) zwischen dem Zwi­ schenzylinder (100) und dem inneren Rotor-Hauptkörper oder zwischen dem Zwischenzylinder (100) und dem äußeren Rotor-Hauptkörper angeordnet ist; und
einem Pumpmechanismus (20), der ein Gas-Molekül von ei­ ner Einlaßöffnung (26) aus, die an der anderen Endseite des äußeren Gehäuses (21) gelegen ist, aufnimmt oder trägt und das Gas-Molekül von der Ausströmungsöffnung (27) austrägt, wobei der Pumpmechanismus zwischen dem inneren Rotor-Hauptkörper und dem inneren Zylinder (22) oder zwischen dem äußeren Rotor-Hauptkörper und dem äu­ ßeren Zylinder (23) angeordnet ist.

4. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, bei der der Pumpmechanismus (20) dem Gas-Molekül ein Vektor-Moment unter Verwendung eines Schrauben- oder Gewinde-Nut-Mechanismus (56) er­ teilt, wobei ein Blatt (115; 119) an dem Rotor-Haupt­ körper (52) angeordnet ist, eine Scheibe an dem Rotor- Hauptkörper (52) oder eine Kombination aus dem Blatt (115; 119) und der Scheibe angeordnet ist, wodurch das Gas-Molekül ausgetragen wird.

5. Vakuumpumpe nach Anspruch 3, bei der der Pumpmechanismus (20) dem Gas-Molekül ein Vektor-Moment unter Verwendung eines Schrauben- oder Gewinde-Nut-Mechanismus (56) er­ teilt, wobei ein Blatt (115; 119) an dem Rotor-Haupt­ körper (52), eine Scheibe an dem Rotor-Hauptkörper (52) oder eine Kombination aus dem Blatt (115; 119) und der Scheibe angeordnet sind, wodurch das Gas-Molekül ausge­ tragen wird.

6. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, bei der der Pumpmechanismus (20) einen Pumpmechanismus vom Volumenübertragungstyp enthält.

7. Vakuumpumpe-nach Anspruch 3, bei der der Pumpmechanismus (20) einen Pumpmechanismus vom Volumen-Transfertyp ent­ hält.

8. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, bei der das Lager (120, 121, 122, 123) ein Magnet-Lager enthält.

9. Vakuumpumpe nach Anspruch 3, bei der das Lager (120, 121, 122,123) ein Magnet-Lager enthält.

10. Vakuumgerät, welches eine Vakuumpumpe nach Anspruch 1 verwendet, wobei das Vakuumgerät folgendes aufweist:
einen Behälter (70) mit einer ringförmigen Ausströ­ mungsöffnung (75);
eine Stufe (72) (stage), die innerhalb der Ausströ­ mungsöffnung (75) innerhalb des Behälters (70) angeord­ net ist;
einen Stufenantriebsmechanismus (86), der außerhalb des Behälters (70) angeordnet ist; und
die Vakuumpumpe (20), bei der der Antriebsmechanismus innerhalb des hohlen Abschnitts (25) aufgenommen ist,
wobei die eine Endseite an dem Behälter (70) in solcher Weise befestigt ist, daß die Ausströmungsöffnung (75) mit der Einlaßöffnung (26) kommuniziert.

11. Vakuumgerät, welches eine Vakuumpumpe nach Anspruch 3 verwendet, wobei das Vakuumgerät folgendes aufweist:
einen Behälter (70) mit einer ringförmigen Ausströ­ mungsöffnung (75);
eine Stufe (72) (stage), die innerhalb der Ausströ­ mungsöffnung (75) innerhalb des Behälters (70) angeord­ net ist;
einen Stufen-Antriebsmechanismus (86), der außerhalb des Behälters (70) angeordnet ist; und
die Vakuumpumpe (20), bei der der Antriebsmechanismus innerhalb des hohlen Abschnitts (25) aufgenommen ist,
wobei die eine Endseite an dem Behälter in solcher Weise montiert ist, daß die Ausströmungsöffnung (75) mit der Einlaßöffnung (26) kommuniziert.