JP2003049771A - 真空ポンプの接続構造及び真空ポンプ - Google Patents

真空ポンプの接続構造及び真空ポンプ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空ポンプの接続部に介設されたバルブが発
する機械的振動を吸収することが可能な簡易な構成の真
空ポンプの接続構造及び真空ポンプを提供する。 【解決手段】 真空ポンプの接続構造は、真空ポンプ１
の吸引口に、バルブ７とダンパ５をこの順に直列に配置
して吸引対象機器のチャンバ３に接続する。バルブ７と
ダンパ５は、真空ポンプ本体部と一体化構成した真空ポ
ンプとしてもよい。また、真空ポンプ１とバルブ７を１
つの制御装置９で制御するように構成してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は真空ポンプの接続構
造及び真空ポンプに係わり、特に、真空ポンプの接続部
に介設されたバルブが発する機械的振動を吸収すること
が可能な簡易な構成の真空ポンプの接続構造及び真空ポ
ンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の真空ポンプ１による接続構成図を
図５に示す。図５において、真空ポンプ１は、この真空
ポンプ１によって吸引減圧される吸引対象機器のチャン
バ３との間に、開閉バルブ等のバルブ７と振動吸収用の
ダンパ５とを介して接続されている。
【０００３】詳細には、真空ポンプ１の上端に形成され
た吸引口フランジ１ａにダンパ５がその下端のフランジ
５ａを介してボルト等により締結固定され、このダンパ
５の上端のフランジ５ｂに、バルブ７が締結固定されて
いる。このバルブ７の上端は、チャンバ３の排気口フラ
ンジ３ａに締結固定され、真空ポンプ１側全体はチャン
バ３に対して懸垂されている。
【０００４】つぎに、それぞれの構成部材について説明
する。ダンパ５は、真空ポンプ１から発生する機械的振
動を減衰吸収するためのベローズ等によって構成される
振動吸収部材である。この振動吸収部材は、２つのフラ
ンジ５ａ、５ｂを両端に備えて略パイプ状に構成されて
いる。
【０００５】真空ポンプ１は、たとえばターボ分子ポン
プ等の減圧吸引ポンプである。ターボ分子ポンプ１０１
の縦断面図を図６に示す。図６において、ターボ分子ポ
ンプ１０１の上端には吸引口フランジ１ａが形成され、
その内方に、ガスを吸引排気するためのタービンブレー
ドによる複数の回転翼１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ…
を多段に形成した回転体１０３を備える。
【０００６】上側径方向電磁石１０４は、４個の電磁石
がＸ軸とＹ軸とに対をなして配置されている。この上側
径方向電磁石１０４に近接かつ対応されて４個の電磁石
からなる上側径方向センサ１０７が備えられている。こ
の上側径方向センサ１０７は回転体１０３の径方向変位
を検出し、図示せぬ磁気軸受制御装置に送るように構成
されている。
【０００７】磁気軸受制御装置においては、上側径方向
センサ１０７が検出した変位信号に基づき、ＰＩＤ調節
機能を有する補償回路を介して上側径方向電磁石１０４
の励磁を制御し、回転体１０３の上側の径方向位置を調
整する。かかる調整は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とにそれぞ
れ独立して行われる。
【０００８】また、下側径方向電磁石１０５および下側
径方向センサ１０８が、上側径方向電磁石１０４および
上側径方向センサ１０７と同様に配置され、回転体１０
３の下側の径方向位置を調整している。
【０００９】さらに、軸方向電磁石１０６が、回転体１
０３に備えた金属ディスク１１１を挟んで配置されてい
る。回転体１０３の軸方向変位を検出するために軸方向
センサ１０９が備えられ、その軸方向変位信号が図示せ
ぬポンプ制御装置の磁気軸受制御部に送られるように構
成されている。そして、軸方向電磁石１０６は、この軸
方向変位信号に基づき磁気軸受制御装置によって励磁制
御され、回転体１０３を軸方向に磁気浮上させている。
【００１０】モータ１２１は、回転体１０３を取り囲む
ように周状に配置された複数の磁極を備えている。各磁
極は、回転体１０３との間に作用する電磁力を介して回
転体１０３を回転駆動するように、ポンプ制御装置のモ
ータ制御部によって制御されている。
【００１１】このため、モータ１２１が回転体１０３を
回転駆動する際は、各磁極から隣接の磁極に移動するま
での行程において生じるトルク変動等に起因するコギン
グトルクによって回転方向の振動を生じる。
【００１２】また、ターボ分子ポンプ１０１において
は、回転体１０３の各回転翼１０２ａ、１０２ｂ、１０
２ｃ…に基づく固有振動数が存在し、回転体１０３が回
転したときに生じる不釣合い振動や、変位信号に含まれ
るノイズなどの外乱によって固有振動周波数での不安定
な振動が励起される。
【００１３】つぎに、バルブ７について説明する。バル
ブ７は、チャンバ３内の真空域を大気圧側から仕切る開
閉バルブや排気速度を調節するコンダクタンス可変バル
ブ等である。開閉バルブの例としてバタフライ型バルブ
の内部構成図を図７（ａ）に、また、ゲート型バルブの
内部構成図を図７（ｂ）に示す。
【００１４】図７（ａ）において、バタフライ型バルブ
は、弁体１３１が流路中に回動可能に設けられて構成さ
れている。この弁体１３１の回動動作によって流路が開
閉され、真空域を大気圧側から仕切ることができる。
【００１５】図７（ｂ）において、ゲート型バルブは、
弁体１３２が流路に対して側方より進退可能に設けられ
て構成されている。この弁体１３２の進退動作によって
流路が開閉され、上記同様に真空域を大気圧側から仕切
ることができる。これらのバルブの開閉動作は、図示せ
ぬバルブ制御装置からアクチュエータを介して行なわれ
る。
【００１６】このように構成された従来の真空ポンプ１
の接続構造においては、吸引対象機器を吸引減圧するた
めに真空ポンプ１を稼動することにより、回転体１０３
が高速回転し、ダンパ５とバルブ７とを介してチャンバ
３が真空吸引される。
【００１７】この時、真空ポンプ１は、モータ１２１に
よるコギングトルクや、多段の回転翼１０２ａ、１０２
ｂ、１０２ｃ…のアンバランス等により振動を発生する
が、この振動はダンパ５によって吸収される。したがっ
て、チャンバ３は、真空ポンプ１が発する振動の影響を
低減された状態で吸引減圧される。このように、防振環
境を要する機器に真空ポンプ１を接続して使用する場合
に、ダンパ５を組み合わせることにより、真空ポンプ１
の防振条件をその要求仕様に適合させることができる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バルブ
７に内設された弁体１３１、１３２が開閉等の動作をす
ると、その動作に伴う機械的な振動が接続先のチャンバ
３に及ぶ。電子顕微鏡等の高度の防振環境を要する機器
については、僅かな振動の侵入によっても防振条件が害
され、機器の精度低下を招く場合がある。
【００１９】また、半導体製造工程においては、集積回
路等の微細化、高密度化に伴い、バルブの動作に伴う振
動が加工精度に影響を与える場合がある。たとえば、ド
ライエッチング装置やＣＶＤ装置等のプラズマ応用の装
置においては、真空容器内の分圧制御や導入ガスを一定
の圧力に保つために、コンダクタンス可変バルブ等によ
るバルブ制御が常時行なわれるので、防振条件の高度化
が要求されている。特に、１つのチャンバに複数のター
ボ分子ポンプが接続されている場合は、いずれか１つの
バルブが動作しても、そのチャンバ全体が影響を受ける
こととなる。
【００２０】本発明はこのような従来の問題に鑑みてな
されたもので、真空ポンプの接続部に介設されたバルブ
が発する機械的振動を吸収することが可能な簡易な構成
の真空ポンプの接続構造及び真空ポンプを提供すること
を目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】このため本発明（請求項
１）によれば、真空ポンプと、該真空ポンプの吸引口に
接続されたバルブと、該バルブに接続されて機械的振動
を減衰吸収するダンパと、該ダンパに接続され、前記真
空ポンプにより吸引減圧される吸引対象機器とを備えた
ことを特徴とする。
【００２２】真空ポンプから吸引対象機器までの間にバ
ルブとダンパをこの順に直列配置したことから、真空ポ
ンプ本体が発する振動およびバルブの動作に伴う振動の
いずれもがダンパによって減衰吸収される。したがっ
て、新たな付加部材を要することなく、単一のダンパに
より真空ポンプの接続部を簡易に構成することができ
る。この真空ポンプの接続部により、吸引対象機器に必
要な防振条件を満たすことができる。
【００２３】さらに、本発明（請求項２）によれば、前
記バルブを動作させるバルブ制御部と前記真空ポンプを
動作させる真空ポンプ制御部とを一体に含む制御手段を
備えたことを特徴とする。
【００２４】制御手段は、真空ポンプとバルブのそれぞ
れ別々に配設されていた制御部を一体化したことによ
り、ガス負荷状態や真空ポンプの状態に合わせて真空ポ
ンプとバルブの両者を連携させた効率の良い制御が可能
となる。
【００２５】また、本発明（請求項３）の真空ポンプに
よれば、真空ポンプ本体部と、該真空ポンプ本体部の吸
引口に一体形成されたバルブと、該バルブの端部に一体
形成され、機械的振動を減衰吸収するダンパと、該ダン
パの端部に形成されて吸引対象機器に接続するための接
続手段とを備えたことを特徴とする。
【００２６】真空ポンプ本体部と一体にバルブおよびダ
ンパを形成することにより、少なくともそれぞれの相互
接続のためのフランジを要しないので、接続部の構成が
簡易化される。その上、接続部の全長寸法の短縮による
小型化と排気効率の向上を図ることができる。
【００２７】また、それぞれの部材相互の組み付け、調
整、試験等を真空ポンプの本体組み付け工程において処
理することができるので、調整精度の向上によってバル
ブやダンパの間からのガス漏れを防止できるとともに現
地据付の工期の短縮が可能となる。さらにこの場合につ
いても上記同様に制御部の一体化により、上記同様の効
果を得ることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。本発明の第１実施形態に係る真空ポンプの接
続構造の分解構成図を図１に、また、その接続状態の構
成図を図２に示す。なお、図５と同一要素のものについ
ては同一符号を付して説明は省略する。
【００２９】図１において、真空ポンプ１は、その吸引
口に開閉弁等のバルブ７が接続され、さらに機械的振動
を吸収するダンパ５を介して吸引対象機器のチャンバ３
に接続される。
【００３０】図２において、真空ポンプ１上端の吸引口
フランジ１ａにバルブ７の下端がボルト等により締結固
定されている。このバルブ７の上端には、ダンパ５がそ
の下端のフランジ５ａを介して締結固定されている。こ
のダンパ５の上端のフランジ５ｂは、チャンバ３の排気
口フランジ３ａに締結固定されている。このようにし
て、真空ポンプ１は、直列状に配置されたバルブ７とダ
ンパ５とを介してチャンバ３に対して懸垂されている。
【００３１】つぎに、本発明の実施形態に係る真空ポン
プ１の接続構造の作用について説明する。真空ポンプ１
を稼動すると、バルブ７とダンパ５とを介して吸引対象
機器のチャンバ３が吸引減圧される。このとき、真空ポ
ンプ１が発する振動は、バルブ７を介してダンパ５に至
り、このダンパ５により減衰吸収される。また、バルブ
７が開閉等の動作をした場合は、その動作に伴って振動
が発生するが、同様に、この振動はダンパ５により減衰
吸収される。
【００３２】したがって、本発明の真空ポンプ１の接続
構造によれば、真空ポンプ１の配管接続先の吸引対象機
器に対し、真空ポンプ１が発する振動およびバルブ７が
発する振動の双方を単一のダンパ５によって吸収するこ
とができる。
【００３３】また、本発明の真空ポンプ１の接続構造に
よれば、追加部材等の新たな部材を要しないので、新た
に部材を付加した場合に避けられない構成の複雑化や、
接続部の全長寸法の増大等による弊害を招くことがな
い。
【００３４】このように、本発明の真空ポンプ１の接続
構造は、バルブ７とダンパ５とを所定の順番に直列配置
した簡易な構成により、真空ポンプ１およびバルブ７の
発する振動の伝達を遮断して吸引対象機器の防振環境を
確保することができる。
【００３５】つぎに、本発明の第２実施形態について説
明する。本発明の第２実施形態に係る真空ポンプによる
接続部の分解構成図を図３に、また、その接続状態の構
成図を図４示す。なお、図１、図２または図５と同一要
素のものについては同一符号を付して説明は省略する。
【００３６】図３において、真空ポンプ本体部１ｂの上
端にはバルブ７を一体に形成し、その上にダンパ５を一
体に配置する。このようにして、バルブ７およびダンパ
５が真空ポンプ本体部１ｂと一体にその吸引口に直結構
成されている。ダンパ５にはその上端にのみフランジ５
ｂを備える。真空ポンプ本体部１ｂとバルブ７は、それ
ぞれを制御する１つの制御装置９に接続されている。
【００３７】図４において、真空ポンプ本体部１ｂは、
その上端のフランジ５ｂによってチャンバ３の排気口フ
ランジ３ａに締結固定されている。この状態で、真空ポ
ンプ本体部１ｂからチャンバ３までの間に、バルブ７お
よびダンパ５がこの順で配置された接続構造が形成され
ている。
【００３８】つぎに、このように構成された本発明の第
２実施形態に係る真空ポンプの作用について説明する。
バルブ７およびダンパ５が真空ポンプ本体部１ｂと一体
に構成されていることにより、少なくともそれぞれの相
互接続のためのフランジを要しないので、全体として構
成が簡易化される。
【００３９】また、ダンパ５とバルブ７とを一体に構成
することにより、ダンパ５の一部をバルブ７の内部に挿
入し、またはその逆に、バルブ７の一部をダンパ５の内
部に挿入する等のように設計の自由度が拡大されるの
で、構成の一層の小型化が可能となる。
【００４０】このように、構成の一体化により、真空ポ
ンプ本体部１ｂの吸引口からチャンバ３までの接続部の
全長寸法が低減される。この接続部の全長寸法の低減に
より、全体構成の小型化と実効排気速度の向上を図るこ
とができる。
【００４１】また、バルブ７およびダンパ５それぞれの
相互の組み付け、調整、試験等を真空ポンプ本体部１ｂ
の組み付け工程において工場等で処理することができ
る。その結果、据付現場においてダンパやバルブを個々
に組み付ける場合と比べ、組み付け等の作業能率が向上
し、かつ、調整精度の向上によりダンパやバルブの間か
らのガス漏れを防止することができる。さらに、真空ポ
ンプの据付作業工数の低減により据付工期の短縮を図る
ことができる。
【００４２】また、真空ポンプ本体部１ｂとバルブ７の
それぞれの制御を共通の制御装置９で処理することによ
り、たとえば、真空ポンプ本体部１ｂの回転数や起動時
間に応じてバルブ７を開閉する等のように相互に協調し
た制御を行なうことができる。このように、ガス負荷状
態や真空ポンプ本体部１ｂの状態に合わせて真空ポンプ
本体部１ｂとバルブ７を両者連携させて効率の良い制御
が可能となる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、真空ポン
プから吸引対象機器までの間にバルブとダンパをこの順
に直列配置したことから、真空ポンプ本体が発する振動
およびバルブの動作に伴う振動のいずれもがダンパによ
って減衰吸収される。したがって、構成の複雑化その他
の弊害を招くことなく、簡易な構成により、真空ポンプ
およびバルブの発する振動を吸収して吸引対象機器に対
する必要な防振条件を確保することができる。
【００４４】また、真空ポンプ本体部と一体にバルブお
よびダンパを形成することにより、少なくともそれぞれ
の相互接続のためのフランジを要しないので、接続部の
構成が簡易化される。その上、接続部の全長寸法の短縮
による小型化と排気効率の向上を図ることができる。さ
らに、それぞれの部材相互の組み付け、調整、試験等を
真空ポンプ本体部の本体組み付け工程において処理する
ことができるので、調整精度の向上によってバルブやダ
ンパの間からのガス漏れを防止できるとともに現地据付
工期の短縮が可能となる。
【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ポンプによ
る接続構造の分解構成図
【図２】 図１の真空ポンプの接続状態の構成図
【図３】 本発明の第２実施形態に係る真空ポンプによ
る接続部の分解構成図
【図４】 図３の真空ポンプによる接続状態の構成図
【図５】 従来の真空ポンプによる接続構成図
【図６】 ターボ分子ポンプの縦断面図
【図７】 従来のバルブの例を示す内部構成図
【符号の説明】
１ 真空ポンプ １ａ 吸引口フランジ １ｂ 真空ポンプ本体部 ３ チャンバ（吸引対象機器） ３ａ 排気口フランジ ５ ダンパ ５ａ、５ｂ フランジ（接続手段） ７ バルブ ９ 制御装置（制御手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０４Ｄ 27/00 Ｆ０４Ｄ 27/00 Ｎ 29/00 29/00 Ｚ 29/42 29/42 Ｍ 29/44 29/44 Ｗ 29/66 29/66 Ｌ Ｆターム(参考） 3H021 AA02 AA08 BA01 CA00 DA00 DA09 DA10 3H022 AA03 BA01 BA07 CA48 DA07 DA09 DA11 DA20 3H031 DA01 DA02 DA07 EA06 EA07 EA11 FA37 FA38 FA39 3H034 AA01 AA02 AA12 BB01 BB08 BB11 BB16 BB17 CC03 CC07 DD20 DD26 DD28 DD30 EE05 EE06 EE12 EE15 3H076 AA21 BB01 CC39 CC41 CC51 CC91 CC99

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 真空ポンプと、該真空ポンプの吸引口に
    接続されたバルブと、該バルブに接続されて機械的振動
    を減衰吸収するダンパと、該ダンパに接続され、前記真
    空ポンプにより吸引減圧される吸引対象機器とを備えた
    ことを特徴とする真空ポンプの接続構造。
  2. 【請求項２】 前記バルブを動作させるバルブ制御部と
    前記真空ポンプを動作させる真空ポンプ制御部とを一体
    に含む制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載
    の真空ポンプの接続構造。
  3. 【請求項３】 真空ポンプ本体部と、該真空ポンプ本体
    部の吸引口に一体形成されたバルブと、該バルブの端部
    に一体形成され、機械的振動を減衰吸収するダンパと、
    該ダンパの端部に形成されて吸引対象機器に接続するた
    めの接続手段とを備えたことを特徴とする真空ポンプ。
  4. 【請求項４】 前記バルブを動作させるバルブ制御部と
    前記真空ポンプ本体部を動作させる真空ポンプ制御部と
    を一体に含む制御手段を備えたことを特徴とする請求項
    ３記載の真空ポンプ。
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