JP2003269370A

JP2003269370A - ポンプ装置

Info

Publication number: JP2003269370A
Application number: JP2002066584A
Authority: JP
Inventors: Takaharu Ishikawa; 隆治石川
Original assignee: BOC Edwards Technologies Ltd
Current assignee: Edwards Japan Ltd
Priority date: 2002-03-12
Filing date: 2002-03-12
Publication date: 2003-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】加熱したい部分と加熱したくない部分を選択
的に加熱することができるポンプ装置を提供すること。【解決手段】ポンプを構成する部材のうち、加熱した
い部分は高周波電磁界によって加熱されやすい、例えば
ステンレスなどの部材により構成し、加熱したくない部
分は、例えばアルミニウムなどの高周波電磁界で加熱さ
れにくい部材で構成する。これによって、ポンプに加熱
用コイルから高周波電磁界を供給することにより、加熱
したい部分を加熱したくない部分から選択的に加熱する
ことができる。これによって、ロータ翼、モータ、基板
部などは加熱せず、プロセスガスの析出物の堆積を抑制
したいねじ溝スペーサやベースを加熱することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はポンプ装置に関し、
例えば、半導体の製造でプロセスガスの排出に使用され
るターボ分子ポンプなどに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体の製造は、チャンバの中で基板に
プロセスガスを作用させながら行われる。このチャンバ
の排気には、排気能力や真空度などの要求からターボ分
子ポンプが広く使用されている。ターボ分子ポンプは、
チャンバ内のプロセスガスなどを排気するほか、チャン
バ内を所定の圧力に保つために使用されている。

【０００３】半導体の製造に用いられるプロセスガスに
は各種のものがあるが、温度や圧力などの条件により、
管路部分に凝固し堆積する場合がある。そのため、ある
程度の時間ターボ分子ポンプを運転すると、管路部分に
堆積物が生じ、管路が詰まって性能が低下したり、ロー
タと堆積物が接触してポンプの運転に悪影響を与える場
合がある。

【０００４】そのため、ポンプ内の管路でプロセスガス
が凝固して堆積するのを抑制するために、ポンプの周囲
やベース部にヒータを設置し、管路を一定の温度に保温
することが広く行われている。ヒータを用いてポンプの
温度を所定の値にコントロールすることにより、ポンプ
内でプロセスガスが凝固するのを低減することができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ヒータを用
いてポンプを加熱すると、堆積物が生成される部分以外
の、本来は暖めたくない部分まで暖めてしまうことにな
る。このような部分としては、例えばポンプ内部にある
ポンプ内部基板、ステータ部に内蔵されているモータ、
回転翼といった部分がある。これらの部分は、所定の値
以上の温度に達すると正常に運転できなくなる場合があ
る。このため、従来以上にポンプ内部の温度を上げるこ
とは困難であった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、加熱したい部分
と加熱したくない部分を選択的に加熱することができる
ポンプ装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、請求項１に記載の発明では、一端の側に
吸気口が形成され、他端の側に排気口が形成されたケー
シングと、前記ケーシング内で回転自在に配設されたロ
ータ軸と、前記ロータ軸を軸支する軸受と、前記ロータ
軸を回転するモータと、少なくとも一部が第１の部材に
よって構成され、前記ロータ軸に配設されたロータと、
高周波電磁界による温度上昇の程度が前記第１の部材よ
りも大きい第２の部材によって少なくとも一部が構成さ
れ、前記ロータと所定の間隙を隔てて、前記ケーシング
の内周面に配設されたステータと、前記ロータと前記ス
テータとの間隙に形成された気体移送手段と、前記第２
の部材で構成された部分に作用する高周波電磁界を発生
する高周波電磁界発生手段と、を具備したことを特徴と
するポンプ装置を提供する。ここで、例えば、前記第１
の部材の電気抵抗は、２３．４×１０^-8［Ω・ｍ］以下
であり、前記第２の部材の電気抵抗は、７２×１０
^-8［Ω・ｍ］以上である。請求項２に記載の発明では、
前記気体移送手段が、前記ロータ軸に対して放射状に配
設された前記第１の部材から成る複数段のロータ翼と、
前記ケーシングの内周面から前記ロータ軸に向かって、
前記ロータ翼が形成する段の間隙に配設された前記第２
の部材から成るステータ翼と、から構成されたことを特
徴とする請求項１に記載のポンプ装置を提供する。請求
項３に記載の発明では、前記ロータが、円筒状の外周面
を有し、前記ステータは、前記ロータと所定の間隙を隔
てた円筒状の内周面を有し、前記気体移送手段は、前記
ロータの外周面又は前記ステータの内周面のうち少なく
とも一方に形成されたらせん状の溝であることを特徴と
する請求項１に記載のポンプ装置を提供する。請求項４
に記載の発明では、前記気体移送手段から前記排気口に
至るまでの部材を前記第２の部材で構成したことを特徴
とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載のポン
プ装置を提供する。請求項５に記載の発明では、前記ロ
ータ内に固定的に収容され、かつ前記モータを収納す
る、前記第１の部材から成る円筒部材を更に具備したこ
とを特徴とする請求項１から請求項４までのうちの何れ
か１の請求項に記載のポンプ装置を提供する。請求項６
に記載の発明では、前記第１の部材は、アルミニウム、
アルミニウム系の合金、銅、又は銅系の合金などの非磁
性体金属であり、前記第２の部材は、ステンレス、鉄、
又は鉄系の合金であることを特徴とする請求項１から請
求項５までのうちの何れか１の請求項に記載のポンプ装
置を提供する。請求項７に記載の発明では、前記ポンプ
装置の所定の個所に設置した温度検出手段によって検出
した温度に関連して、前記高周波発生手段が発生する高
周波電磁界の出力を制御する出力制御手段を更に具備し
たことを特徴とする請求項１から請求項６までのうちの
何れか１の請求項に記載のポンプ装置を提供する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図１から図４を参照して詳細に説明する。（１）実施形態の概要高周波の電磁界を作用させた場合、ステンレスや鉄など
は、アルミウムや銅などに比べて温まり易いという性質
がある。これは、ステンレスや鉄は、電気抵抗が大き
く、アルミニウムや銅は電気抵抗が小さいためである。
そこで、ターボ分子ポンプを構成する部材のうち、暖め
たい部分をステンレスや鉄あるいは鉄系の合金など（第
２の部材）で構成し、暖めたくない部分をアルミニウム
やアルミニウム系の合金、又は銅や銅系の合金などの非
磁性体金属（第１の部材）で構成し、ターボ分子ポンプ
に高周波電磁界を作用させることにより、ターボ分子ポ
ンプを構成する各部位を選択的に加熱することができ
る。

【０００９】より具体的には、渦巻き状のコイルをター
ボ分子ポンプの周囲、又は下部に設置し、所定の周波数
の高周波電流を流す。そして、その結果生じる高周波の
電磁場をターボ分子ポンプに作用させる。プロセスガス
の堆積しやすい管路の部分（例えばねじ溝スペーサ）な
どをステンレス材で構成し、加熱したくない部分（例え
ばロータ翼、モータケーシング部）をアルミニウムで構
成することにより、加熱したい部分を加熱したくない部
分から選択的に加熱することができる。

【００１０】（２）実施形態の詳細図１（ａ）は、本実施の形態のターボ分子ポンプ１をチ
ャンバ６０に設置したところを示した図である。チャン
バ６０は、機密性を備えた容器であって、内部でドライ
エッチングや積層など、半導体製造のための各種作業を
行えるようになっている。図示しないが、チャンバ６０
には半導体の製造に使用するプロセスガスの放出口が設
けられており、この放出口から放出されるプロセスガス
により、チャンバ６０内を所定の雰囲気にすることがで
きる。

【００１１】ターボ分子ポンプ１は、コンダクタンスバ
ルブ５５を介して、チャンバ６０の下端面に吊り下げら
れた状態で設置されている。コンダクタンスバルブ５５
は、例えば、バタフライ弁によって構成された弁体を備
えたバルブである。バタフライ弁とは、円筒形の弁箱の
中に流路内径と等しい径をもつ円板状の弁体５６を入
れ，それを直径軸のまわりに回転して開閉を行うもので
ある。コンダクタンスバルブ５５の外部から弁体５６を
回転させて流路の断面積を調節することができる。ま
た、図１ではコンダクタンスバルブ５５の内部に配置さ
れた弁体５６を点線で図示している。

【００１２】コンダクタンスバルブ５５は、コンダクタ
ンス（ガスの流れ易さ）を調節するバルブであり、ター
ボ分子ポンプ１が排気ガスを吸引する程度を調節するた
めに設置されている。このようにして、ターボ分子ポン
プ１が真空装置から排気ガスを吸引する程度を調整する
コンダクタンスバルブ５５を開閉することによりチャン
バ内の圧力を調節することができる。

【００１３】ターボ分子ポンプ１は、磁気軸受部にて軸
支されたロータ部を高速回転することにより、チャンバ
６０内のガスを補助ポンプ側へ排気するためのポンプで
ある。なお、磁気軸受部は、他の種類の軸受を用いても
良い。ターボ分子ポンプ１は、後に説明するように、例
えばベースはステンレスで構成し、ロータ翼はアルミニ
ウムで構成するなどして、高周波の電磁界を作用させた
ときに、各構成部分を選択的に加熱できるようになって
いる。

【００１４】制御装置５１は、磁気軸受部やロータ軸に
設けられたモータ部を制御するための装置である。磁気
軸受部に関しては、ロータ軸の変位をセンサによって検
出し、ロータ軸が所定の位置に保持されるように変位制
御電流を軸受電磁石に供給して磁力を調節する。モータ
部に関しては、ロータ軸の回転数をセンサによって検出
し、モータ部を構成するステータコイル（以下単にステ
ータコイルと記す）に供給する電流を調節する。

【００１５】ターボ分子ポンプ１の周囲には、ターボ分
子ポンプ１に作用させる高周波電磁界を一方向から発生
させるための加熱用コイル５７が配設されている。な
お、加熱用コイル５７は、このように単体をターボ分子
ポンプ１の近傍に配設し、一方向から電磁界を作用させ
るようにしても良いし、又は複数をターボ分子ポンプ１
の周囲に配設し、そのうちの１つを用いてターボ分子ポ
ンプ１に向けて一方向に高周波電磁界を作用させるよう
にしても良い。又は後に実施の形態の第２の変形例で説
明するように、ターボ分子ポンプ１の下端部に設けてポ
ンプの下から一方向に高周波電磁界を作用させても良
い。このように高周波電磁界を一方向から作用させるの
は、複数の方向から高周波電磁界を作用させると、これ
らの高周波電磁界が相殺してしまい、十分な効果を得ら
れない可能性があるからである。高周波電源装置５２
は、加熱用コイル５７に高周波電流を供給する装置であ
る。加熱用コイル５７は、高周波電源装置５２と共に、
高周波電磁界発生手段を構成している。本実施の形態で
は、１例として、２５[ｋＨｚ]の高周波電流を供給する
ものとする。なお、周波数はこれに限定せず適当なもの
を用いることができる。

【００１６】図１（ｂ）は、ターボ分子ポンプ１に対す
る加熱用コイル５７の位置をターボ分子ポンプ１の軸線
方向から見た図である。この図に示したように、加熱用
コイル５７は、ターボ分子ポンプ１の周囲から一方向
（ターボ分子ポンプ１の回転軸に向かう方向）に高周波
電磁界を作用させるように配設されている。

【００１７】図２は、本実施の形態のターボ分子ポンプ
１の軸線方向の断面図を示した図である。本実施の形態
では、分子ポンプの一例としてターボ分子ポンプ部とね
じ溝式ポンプ部を備えた、いわゆる複合翼タイプのター
ボ分子ポンプを用いることとする。

【００１８】ターボ分子ポンプ１の外装体を形成するケ
ーシング１６は、円筒状の形状をしており、その中心に
ロータ軸１１が設置されている。ケーシング１６は、後
に述べるベース２７と共にターボ分子ポンプ１の外装体
を形成している。ベース２７の中央には略円筒形状をし
た円筒部材であるステータコラム４６が吸気口６の側に
形成されている。ステータコラム４６の内周面には、後
に説明するロータ軸１１を支持するための磁気軸受部
８、１２やラジアルセンサ９、１３、及びロータ軸１１
を回転するためのモータ部１０などが収納されている。

【００１９】ステータコラム４６は、アルミニウムで構
成されていおり、ポンプ外部から高周波電磁界を作用さ
せても、温度が上昇しにくくなっている。このように、
ステータコラム４６をアルミニウムで構成することによ
り、高周波電磁界を作用させたときに、モータ部１０、
基板部３１、また磁気軸受部８、１２、やラジアルセン
サ９、１３などの、加熱するのが好ましくない部分の昇
温を低減することができる。

【００２０】磁気軸受８、１２は、それぞれロータ軸１
１の軸線方向の上部と下部に設けられている。また、ロ
ータ軸１１の底部には、磁気軸受部２０が設けられてい
る。ロータ軸１１は、磁気軸受部８、１２によってラジ
アル方向（ロータ軸１１の径方向）に非接触で支持さ
れ、磁気軸受部２０によってスラスト方向（ロータ軸１
１の軸方向）に非接触で支持されている。これらの磁気
軸受部は、いわゆる５軸制御型の磁気軸受を構成してお
り、ロータ軸１１は軸線周りに回転するようになってい
る。

【００２１】磁気軸受部８では、例えば４つの軸受電磁
石がロータ軸１１の周囲に９０°ごとに対向するように
配置されている。ロータ軸１１上の磁気軸受部８を構成
する部位には電磁石ターゲット４８が形成されている。
電磁石ターゲット４８は、表面に絶縁皮膜を形成したケ
イ素鋼などの鋼板が多数積層された積層鋼板によって形
成されている。これは、磁気軸受部８で生じる磁場によ
り、ロータ軸１１上で渦電流が発生するのを抑制するた
めに設置されたものである。

【００２２】ロータ軸１１で渦電流が生じると、ロータ
軸１１が発熱すると共に渦電流損が発生し、効率が低下
することとなるが、電磁石ターゲット４８を積層鋼板で
構成することによりこれを防ぐことができる。磁気軸受
部８では、電磁石の磁力により電磁石ターゲット４８が
吸引され、ロータ軸１１は、ラジアル方向に磁気浮上す
る。

【００２３】磁気軸受部８の近傍には、ラジアルセンサ
９が形成されている。ラジアルセンサ９は、例えば、ロ
ータの周囲に配設されたコイルと、ロータ軸１１上に形
成されたラジアルセンサターゲット４７とから構成され
ている。コイルは制御装置５１の発信回路の一部をなし
ており、コイルとラジアルセンサターゲット４７との距
離により信号の振幅が変化するため、これによってロー
タ軸１１の変位を検知する。

【００２４】ラジアルセンサターゲット４７は、電磁石
ターゲット４８と同様に積層鋼板によって形成されてい
る。ラジアルセンサ９の信号に基づいて制御装置５１
は、磁気軸受部８で発生させる磁力をフィードバック制
御する。なお、ロータ軸１１の変位を検出するセンサと
して、他に静電容量式のものや光学式のものなどがあ
る。

【００２５】磁気軸受部１２とラジアルセンサ１３の構
成と作用はそれぞれ磁気軸受部８とラジアルセンサ９と
同様であるので説明を省略する。

【００２６】ロータ軸１１の下端に設けられた磁気軸受
部２０は、円板状の金属ディスク２６、軸受電磁石１
４、１５、スラストセンサ１７によって構成されてい
る。金属ディスク２６は、鉄などの高透磁率材で構成さ
れており、その中心においてロータ軸１１に垂直に固定
されている。金属ディスク２６の上には軸受電磁石１４
が設置され、下には軸受電磁石１５が設置されている。
軸受電磁石１４は、磁力により金属ディスク２６を上方
に吸引し、軸受電磁石１５は、金属ディスク２６を下方
に吸引する。

【００２７】スラストセンサ１７は、ラジアルセンサ
９、１３と同様に、例えばコイルにより構成されてお
り、ロータ軸１１のスラスト方向の変位を検出してこれ
を制御装置５１に送信する。制御装置５１は、ラジアル
センサ１３から受信した信号によりロータ軸１１のスラ
スト方向の変位を検出することができるようになってい
る。

【００２８】ロータ軸１１がスラスト方向のどちらかに
移動して所定の位置から変位すると、制御装置５１はこ
の変位を修正するように軸受電磁石１４、１５の励磁電
流を調節し、ロータ軸１１を所定の位置に戻すように動
作する。制御装置５１は、このフィードバック制御によ
りロータ軸１１をスラスト方向の所定の位置に磁気浮上
させてこれを保持することができる。以上に説明したよ
うに、ロータ軸１１は、磁気軸受部８、１２によりラジ
アル方向に保持され、磁気軸受部２０によりスラスト方
向に保持されるため、軸線周りの回転の自由度を有する
ように軸支される。

【００２９】スラストセンサ１７の下部には、基板部３
１が設けられている。基板部３１は、制御装置５１から
の電気信号を受信し、モータ部１０や磁気軸受部８、１
２、２０を制御するための電子回路から構成されてい
る。この電子回路を構成する素子は、一定の温度範囲で
性能が保証されており、その上限温度は、例えば９０
［℃］である。ステータコラム４６は、高周波電磁界が
作用しても昇温しにくいアルミニウムでできているた
め、ターボ分子ポンプ１に高周波電磁界を作用させた場
合でもステータコラム４６からの熱伝導による温度の上
昇を抑制することかできる。

【００３０】ロータ軸１１の、磁気軸受部８、１２の中
程にはモータ部１０が設けてある。本実施の形態では、
一例としてモータ部１０はＤＣブラシレスモータによっ
て構成されているものとする。ロータ軸１１のモータ部
１０を構成する部位の周囲には、永久磁石が固着されて
いる。この永久磁石は、例えば、ロータ軸１１の周りに
Ｎ極とＳ極が１８０°ごとに配置されるように固定され
ている。この永久磁石の周囲には、ロータ軸１１から所
定のクリアランスを経て、例えば６個の電磁石が６０°
ごとにロータ軸１１の軸線に対して対照的にかつ対向す
るように配置されている。

【００３１】一方、ターボ分子ポンプ１は、ロータ軸１
１の回転数と回転角度（位相）を検出する図示しないセ
ンサを備えており、これによって制御装置５１は、ロー
タ軸１１に固着された永久磁石の磁極の位置を検出する
ことができるようになっている。制御装置５１は、検出
した磁極の位置に従って、モータ部１０の電磁石の電流
を次々に切り替えて、ロータ軸１１の永久磁石の周囲に
回転磁界を生成する。ロータ軸１１に固着した永久磁石
はこの回転磁界に追従し、これによってロータ軸１１は
回転する。

【００３２】モータ部１０の外周面には、モータ部１０
を保護するためのステンレス製の円筒部材であるカラー
４９が設けられている。ステータコラム４６、及びカラ
ー４９は共にアルミニウムで構成されているため、ター
ボ分子ポンプ１に高周波電磁界が作用してもモータ部１
０が昇温しにくいようになっている。

【００３３】ロータ軸１１の上端にはロータ２４が複数
のボルト２５により取り付けられている。本実施の形態
では、一例として、ロータ２４の略中ほどから吸気口６
側、即ち、図中略上半分の部分はロータ翼２１やステー
タ翼２２などで構成されたターボ分子ポンプ部となって
おり、図中略下半分の部分はねじ付スペーサであるスペ
ーサ５などで構成されたねじ溝式ポンプ部となっている
ものとする。なお、ターボ分子ポンプの構造はこれに限
定するものではなく、例えば、後に変形例で説明するよ
うな、気体移送手段が全てロータ翼２１とステータ翼２
２で構成された全翼タイプのポンプでも良いし、又は、
吸気口６側から排気口１９側までねじ溝式ポンプで構成
されたものでも良い。

【００３４】ターボ分子ポンプ部においては、ロータ２
４は、アルミニウムで形成されたロータ翼２１がロータ
軸１１の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜し
て、ロータ２４から放射状に複数段取り付けてられてい
る。ロータ翼２１は、ロータ２４に固着されており、ロ
ータ軸１１と共に高速回転するようになっている。ケー
シング１６の吸気口側には、ステンレスで構成されたス
テータ翼２２が、ロータ軸１１の軸線に垂直な平面から
所定の角度だけ傾斜して、ケーシング１６の内側方向に
ロータ翼２１の段と互い違いに配設されている。

【００３５】ロータ翼２１は、例えば毎分３万回転程度
の高速回転を行う必要がある場合がある。ところが、ロ
ータ翼２１の温度が上昇するとロータ翼２１の強度が低
下するため、破断を避けるために回転速度を抑制しなけ
ればならない場合がある。ロータ翼２１は、高周波電磁
界が作用しても昇温しにくいアルミニウムで構成されて
いるため、ターボ分子ポンプ１に高周波電磁界を作用さ
せても、ロータ翼２１の昇温を抑制することができる。

【００３６】一方、ステータ翼２２は、遠心力が作用し
ないため、昇温による強度の低下に関しては、ロータ翼
２１ほどには問題にはならない。そのため、本実施の形
態では、ステータ翼２２をステンレスで構成し、ターボ
分子ポンプ１の外部から高周波電磁界が作用した場合に
昇温し易くしている。ステータ翼２２が加熱されること
により、ステータ翼２２への析出物の堆積を抑制するこ
とができる。

【００３７】スペーサ２３はリング状の部材であり、本
実施の形態ではステンレスで構成されている。スペーサ
２３は、ステータ翼２２で形成された各段の間に配設さ
れ、ステータ翼２２を所定の位置に保持している。スペ
ーサ２３は、ステンレスで構成されているため、ターボ
分子ポンプ１の外部から高周波電磁界が作用した場合に
昇温し易くなっている。そのため、ターボ分子ポンプ１
に高周波電磁界が作用した場合、スペーサ２３は加熱さ
れ、その熱がステータ翼２２に熱伝導するようになって
いる。

【００３８】ロータ２４がモータ部１０により駆動され
てロータ軸１１と共に回転すると、ロータ翼２１とステ
ータ翼２２の作用により、吸気口６から排気ガスが吸気
される。吸気口６から吸気された排気ガスは、ロータ翼
２１とステータ翼２２の間を通り、ねじ溝式ポンプ部へ
送られる。このように、ロータ翼２１とステータ翼２２
は、気体移送手段を構成している。

【００３９】ねじ溝式ポンプ部は、ロータ下部２９、ス
ペーサ５などから構成されている。本実施の形態では、
ねじ溝はスペーサ５に形成されている。ロータ下部２９
は、ロータ２４の略下半部に形成された円筒状の外周面
を有する部分から構成されており、外周面がスペーサ５
の内周面に近接した領域まで張り出している。ねじ溝式
ポンプ部のステータはスペーサ５によって構成されてい
る。スペーサ５は、円筒状の部材であり、その内周面に
らせん状の複数のねじ溝７が複数条形成されている。本
実施の形態では、スペーサ５が高周波電磁界により昇温
しやすいようにステンレスで構成した。

【００４０】ねじ溝７のらせんの方向は、ロータ２４の
回転方向に排気ガスの分子が移動したときに、該分子が
排気口１９へ移送される方向である。ロータ２４がモー
タ部１０により駆動されて回転すると、ターボ分子ポン
プ部から送られてきた排気ガスは、ねじ溝７にガイドさ
れながら、排気口１９の方へ移送される。ターボ分子ポ
ンプ１の内部のガスの圧力は、吸気口６から排気口１９
にかけて増大するが、このように、ターボ分子ポンプ１
の吸気口６側をターボ分子ポンプ部で構成し、排気口１
９をねじ溝ポンプ部で構成することにより、高い圧縮比
を実現することができる。

【００４１】なお、本実施の形態では、ステータ側にね
じ溝７が形成されたスペーサ５が配置され、ロータ下部
２９の外周面は円筒状としたが、逆に、ロータの外周面
にねじ溝が形成してあるターボ分子ポンプとすることも
できる。

【００４２】ベース２７は、ターボ分子ポンプ１の基底
部を構成する円盤状の部材である。ベース２７は、高周
波電磁界が作用した場合に昇温し易いようにステンレス
で構成されている。ベース２７が高周波電磁界によって
加熱されることにより、この部位でのプロセスガスの析
出を抑制することができる。ベース２７は、外縁部の上
端部にケーシング１６が接合され、その内側にスペーサ
５が配設されている。更に、ベース２７の中心部には、
ステータコラム４６がロータ軸１１方向に配設されてい
る。

【００４３】ベース２７の低部には冷却水を循環させる
水冷管１８が取り付けてあり、水冷管１８とベース２７
の間は熱交換が効率的に行われるようになっている。ベ
ース２７に伝達してきた熱は、水冷管１８内を循環する
冷却水によりターボ分子ポンプ１の外部へ効率よく放出
することができるので、ターボ分子ポンプ１が加熱して
許容温度以上になるのを防ぐことができる。

【００４４】水冷管１８は、図示しない送水ポンプ、及
び図示しない熱交換器と共に水冷系を構成している。水
冷管１８内の冷却水は送水ポンプの作用により該水冷系
を循環する。そして、該冷却水がベース２７との熱交換
によって得た熱は、熱交換器により、例えば大気中など
の該水冷系外に放出される。その結果、冷却水は冷却さ
れ、送水ポンプにより再びターボ分子ポンプ１へと送出
される。

【００４５】図示しないが、ターボ分子ポンプ１の周囲
には加熱用コイル５７が配設されており、ターボ分子ポ
ンプ１に周囲から一方向（ターボ分子ポンプ１の回転軸
に向かう方向）に高周波電磁界を供給している。

【００４６】一般に、プロセスガスは圧力が高いほど低
温で析出するという性質がある。ターボ分子ポンプ１で
は、吸気口６から吸引されたプロセスガスガスがターボ
分子ポンプ部で圧縮された後、ねじ溝ポンプ部で更に圧
縮されて排気口１９から排出される。そのため、析出物
の堆積は、スペーサ５、ベース２７、排気口１９で堆積
しやすい傾向がある。ターボ分子ポンプ１では、スペー
サ５、ベース２７、排気口１９がステンレスで構成され
ているため、これらの部位が高周波電磁界によって加熱
され、プロセスガスの析出物が堆積しにくい構成となっ
ている。

【００４７】また、モータ部１０や基板部３１は、アル
ミニウムで構成されたステータコラム４６の内部に収納
されているため、ターボ分子ポンプ１に高周波電磁界を
作用させても、これらの部位の昇温は抑制することがで
きる。

【００４８】以上に説明したターボ分子ポンプ１でステ
ンレスで構成した部分（ステータ翼２２、ケーシング１
６、スペーサ２３、スペーサ５、ベース２７、排気口１
９など）は、鉄や鉄系の合金によって構成しても良い。
また、アルミニウムで構成した部分（ロータ翼２１、ス
テータコラム４６など）は、銅や、アルミニウム系の合
金又は銅系の合金などの非磁性体金属によって構成して
も良い。また、加熱用コイル５７は、ターボ分子ポンプ
１と一体として構成しても良い。

【００４９】（実施の形態の変形例１）図３は、他の形
態のターボ分子ポンプ１ａの構成を示した図である。タ
ーボ分子ポンプ１ａは、吸気口６ａから排気口１９ａま
で、気体移送手段がロータ翼２１ａとステータ翼２２ａ
によって構成された、いわゆる全翼タイプのターボ分子
ポンプである。ターボ分子ポンプ１と対応する構成要素
には、図２と同じ符号に添え字ａを付して表すことにす
る。また、実施の形態と重複する説明は省略する。

【００５０】ターボ分子ポンプ１ａの構成は、気体移送
手段が全てロータ翼２１ａとステータ翼２２ａから構成
されている他はターボ分子ポンプ１と同様である。吸気
口６ａから吸引されたプロセスガスは、これらの気体移
送手段により圧縮され、排気口１９ａから排出される。
図示しないが、ターボ分子ポンプ１ａの周囲には、加熱
用コイル５７ａが配設されている。

【００５１】ロータ翼２１ａとステータコラム４６ａ
は、アルミニウムによって構成されている。このため、
加熱用コイル５７ａが発生する高周波電磁界がターボ分
子ポンプ１ａに作用した場合、ロータ翼２１ａ、ステー
タコラム４６ａ、及びステータコラム４６ａの内部に配
設された磁気軸受部８ａ、１２ａ、モータ部１０ａ、ま
た、ステータコラム４６ａの下部に配設された磁気軸受
部２０ａ、基板部３１ａなどの昇温を抑制することがで
きる。

【００５２】一方、ステータ翼２２ａ、ケーシング１６
ａ、ベース２７ａ、排気口１９ａはステンレスで構成さ
れている。このため、ターボ分子ポンプ１ａに高周波電
磁界が作用した場合、これらの構成要素が選択的に加熱
され、プロセスガスによる生成物の析出を抑制すること
ができる。

【００５３】なお、以上のステンレスで構成した部分
は、鉄や鉄系の合金によって構成しても良く、また、ア
ルミニウムで構成した部分は、銅や、アルミニウム又は
銅の合金などの非磁性体金属によって構成しても良い。

【００５４】（実施の形態の変形例２）図４（ａ）は、
実施の形態の第２の変形例を説明するための図である。
本変形例では、図４（ｂ）に示したような加熱用コイル
５７ｂをターボ分子ポンプ１の底部に配設したものであ
る。矢線６５は、加熱用コイル５７ｂが発生する高周波
の磁界を表している。

【００５５】先に説明したように、プロセスガスは、タ
ーボ分子ポンプ１内の管路のうち、排気口側で析出しや
すい傾向がある。そのため、ターボ分子ポンプ１の底部
に加熱用コイル５７ｂを設けることで、ターボ分子ポン
プ１のうち、排気口１９側を重点的に加熱することがで
きる。また、ロータ翼２１は、加熱用コイル５７ｂから
距離的に離れているため、高周波電磁界のロータ翼２１
に及ぼす影響を低減することができる。

【００５６】以上、本変形例では、ターボ分子ポンプ１
の底部に加熱用コイル５７ａを配設したが、これに限定
せず、ターボ分子ポンプ１ａの底部に加熱用コイル５７
ａを配設するように構成することもできる。

【００５７】（実施の形態の変形例３）実施の形態では
加熱用コイル５７でターボ分子ポンプ１を加熱したが、
ターボ分子ポンプ１に温度計を設置し、検出された温度
により加熱用コイル５７の出力を制御するように構成す
ることもできる。温度検出手段として、例えば、ステー
タコラム４６、スペーサ５の内部やケーシング１６など
に熱電対を設置する。そして、検出温度を高周波電源装
置５６に入力する。高周波電源装置５６には、例えば、
検出温度が所定温度より高くなると出力を下げ、又検出
温度が所定温度より低くなると出力を上げるように、検
出温度に従って加熱用コイル５７の出力を制御する出力
制御手段を備える。これによって、ターボ分子ポンプ１
の温度によって、高周波電磁界の出力をフィードバック
制御することができる。

【００５８】以上、本発明の１実施形態及び１変形例に
ついて説明したが、本発明はこれらに限定されるもので
はなく、各請求項に記載した範囲において各種の変形を
行うことが可能である。例えば、高周波電磁界により、
ターボ分子ポンプ１、１ａの構成要素を選択的に加熱す
るための部材は、アルミニウムやステンレスなど、以上
に説明したものに限定するものではなく、高周波電磁界
により加熱される程度に差が生じするものであれば使用
することができる。また、高周波電磁界により加熱され
にくいものとして使用される部材は金属に限らず、例え
ば合成樹脂やセラミックスなど、又は非磁性体金属を使
用することもできる。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、加熱したい部分を加熱
したくない部分から選択的に加熱することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本実施の形態のターボ分子ポンプを
チャンバに設置したところを示した図であり、（ｂ）
は、ターボ分子ポンプに対する加熱用コイルの位置を示
した図である。

【図２】本実施の形態のターボ分子ポンプの軸線方向の
断面図を示した図である。

【図３】他の形態のターボ分子ポンプの構成を示した図
である。

【図４】（ａ）は、実施の形態の第２の変形例を説明す
るための図であり、（ｂ）は加熱用コイルを示した図で
ある。

【符号の説明】

１ターボ分子ポンプ５スペーサ６吸気口７ねじ溝８磁気軸受部９ラジアルセンサ１０モータ部１１ロータ軸１２磁気軸受部１３ラジアルセンサ１４軸受電磁石１５軸受電磁石１６ケーシング１７スラストセンサ１８水冷管１９排気口２０磁気軸受部２１ロータ翼２２ステータ翼２３スペーサ２４ロータ２５ボルト２６金属ディスク２７ベース２８コイル２９ロータ下部３１基板部４６ステータコラム４７ラジアルセンサターゲット４８電磁石ターゲット４９カラー５１制御装置５２高周波電源装置５５コンダクタンスバルブ５６弁体５７加熱用コイル６０チャンバ１ａターボ分子ポンプ６ａ吸気口８ａ磁気軸受部１０ａモータ部１２ａ磁気軸受部１６ａケーシング１９ａ排気口２０ａ磁気軸受部２１ａロータ翼２２ａステータ翼２７ａベース３１ａ基板部４６ａステータコラム５７ａ加熱用コイル５７ｂ加熱用コイル

───────────────────────────────────────────────────── 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 29/52 Ｆ０４Ｄ 29/52 Ｅ 29/58 29/58 ＬＳＦターム(参考） 3H022 AA01 BA01 BA07 CA48 CA50 DA01 DA04 DA09 3H031 DA01 DA02 DA07 EA01 EA03 EA09 EA12 EA15 FA01 FA31 FA35 3H034 AA01 AA02 AA12 BB01 BB08 BB11 BB16 BB17 CC03 CC07 DD01 DD24 DD28 DD30 EE02 EE04 EE15 EE17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端の側に吸気口が形成され、他端の側
に排気口が形成されたケーシングと、前記ケーシング内で回転自在に配設されたロータ軸と、前記ロータ軸を軸支する軸受と、前記ロータ軸を回転するモータと、少なくとも一部が第１の部材によって構成され、前記ロ
ータ軸に配設されたロータと、高周波電磁界による温度上昇の程度が前記第１の部材よ
りも大きい第２の部材によって少なくとも一部が構成さ
れ、前記ロータと所定の間隙を隔てて、前記ケーシング
の内周面に配設されたステータと、前記ロータと前記ステータとの間隙に形成された気体移
送手段と、前記第２の部材で構成された部分に作用する高周波電磁
界を発生する高周波電磁界発生手段と、を具備したことを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】前記気体移送手段は、前記ロータ軸に対して放射状に配設された前記第１の部
材から成る複数段のロータ翼と、前記ケーシングの内周面から前記ロータ軸に向かって、
前記ロータ翼が形成する段の間隙に配設された前記第２
の部材から成るステータ翼と、から構成されたことを特徴とする請求項１に記載のポン
プ装置。
【請求項３】前記ロータは、円筒状の外周面を有し、
前記ステータは、前記ロータと所定の間隙を隔てた円筒
状の内周面を有し、前記気体移送手段は、前記ロータの外周面又は前記ステ
ータの内周面のうち少なくとも一方に形成されたらせん
状の溝であることを特徴とする請求項１に記載のポンプ
装置。
【請求項４】前記気体移送手段から前記排気口に至る
までの部材を前記第２の部材で構成したことを特徴とす
る請求項１、請求項２、又は請求項３に記載のポンプ装
置。
【請求項５】前記ロータ内に固定的に収容され、かつ
前記モータを収納する、前記第１の部材から成る円筒部
材を更に具備したことを特徴とする請求項１から請求項
４までのうちの何れか１の請求項に記載のポンプ装置。
【請求項６】前記第１の部材は、アルミニウム、アル
ミニウム系の合金、銅、又は銅系の合金などの非磁性体
金属であり、前記第２の部材は、ステンレス、鉄、又は
鉄系の合金であることを特徴とする請求項１から請求項
５までのうちの何れか１の請求項に記載のポンプ装置。
【請求項７】前記ポンプ装置の所定の個所に設置した
温度検出手段によって検出した温度に関連して、前記高
周波発生手段が発生する高周波電磁界の出力を制御する
出力制御手段を更に具備したことを特徴とする請求項１
から請求項６までのうちの何れか１の請求項に記載のポ
ンプ装置。