JP2003328940A - Vacuum exhaust device with usage of turbo molecular pump - Google Patents

Vacuum exhaust device with usage of turbo molecular pump

Info

Publication number
JP2003328940A
JP2003328940A JP2002133693A JP2002133693A JP2003328940A JP 2003328940 A JP2003328940 A JP 2003328940A JP 2002133693 A JP2002133693 A JP 2002133693A JP 2002133693 A JP2002133693 A JP 2002133693A JP 2003328940 A JP2003328940 A JP 2003328940A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vacuum
molecular pump
turbo molecular
vibration
vacuum chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002133693A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4152121B2 (en
Inventor
Takami Ozaki
孝美 尾崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
Priority to JP2002133693A priority Critical patent/JP4152121B2/en
Publication of JP2003328940A publication Critical patent/JP2003328940A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4152121B2 publication Critical patent/JP4152121B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compressor (AREA)
  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vacuum exhaust device with the usage of a turbo molecular pump reducing influence of vibration of the turbo molecular pump to the outside. <P>SOLUTION: A friction damping mechanism 34 is arranged between the turbo molecular pump 30 and a vacuum chamber. As the friction damping mechanism 34, a vacuum casing 31 of the turbo molecular pump 30 and a vacuum flange 32 connected to the vacuum chamber are fastened by a bellows 33 having a small spring constant. Thus, damping with respect to relative movements between the vacuum flange 32 and the vacuum casing 32 is actuated. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明はターボ分子ポンプ
を用いた真空排気装置に関し、特に、電子顕微鏡や半導
体製造装置などに使用するターボ分子ポンプを用いた真
空排気装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vacuum evacuation device using a turbo molecular pump, and more particularly to a vacuum evacuation device using a turbo molecular pump used in electron microscopes, semiconductor manufacturing equipment and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図19は、磁気軸受を採用した従来のタ
ーボ分子ポンプ本体の縦断面図であり、図20はターボ
分子ポンプのシステム概念図を示す。
2. Description of the Related Art FIG. 19 is a vertical cross-sectional view of a conventional turbo molecular pump main body adopting a magnetic bearing, and FIG. 20 is a system conceptual diagram of the turbo molecular pump.

【0003】図19において、ターボ分子ポンプ201
は、動翼215を取付けた回転軸203とステータ20
2とを含み、回転軸203の下端側と回転軸203の上
下部に対向して、回転軸203とステータ202との間
の相対位置を検出するセンサコイル208,209,2
10が設けられ、これらのセンサコイル208,20
9,210で検出された検出信号が図20に示されるコ
ントローラ251内のセンサ回路255に与えられて回
転軸203の位置検出信号(アナログ信号もしくはデジ
タル信号)が作り出される。回転軸203の上側と下側
には回転軸203を磁気軸受支持するための電磁石20
4,205,206が設けられている。さらに、回転軸
203の中央部分に対向するように、回転軸203を回
転駆動するためのモータ207が設けられている。
In FIG. 19, a turbo molecular pump 201 is shown.
Is the rotating shaft 203 to which the rotor blade 215 is attached and the stator 20.
2, and the sensor coils 208, 209, 2 for detecting the relative position between the rotary shaft 203 and the stator 202 by facing the lower end side of the rotary shaft 203 and the upper and lower parts of the rotary shaft 203.
10 are provided and these sensor coils 208, 20
The detection signal detected by 9, 210 is applied to the sensor circuit 255 in the controller 251 shown in FIG. 20 to generate the position detection signal (analog signal or digital signal) of the rotary shaft 203. An electromagnet 20 for supporting the rotating shaft 203 in a magnetic bearing is provided above and below the rotating shaft 203.
4, 205, 206 are provided. Further, a motor 207 for rotationally driving the rotary shaft 203 is provided so as to face the central portion of the rotary shaft 203.

【0004】図20に示されるように、モータ207は
モータコントローラ258によって回転制御され、電磁
石204,205,206による磁気軸受は磁気軸受制
御回路256によって制御され、これらの磁気軸受制御
回路256およびモータコントローラ258は磁気軸受
スピンドル外に設けたコントローラ251に配置され
る。
As shown in FIG. 20, the motor 207 is rotationally controlled by a motor controller 258, the magnetic bearings by the electromagnets 204, 205, 206 are controlled by a magnetic bearing control circuit 256, and the magnetic bearing control circuit 256 and the motor are controlled. The controller 258 is arranged in the controller 251 provided outside the magnetic bearing spindle.

【0005】さらに、図19に示すように、回転軸20
3の上下端には非常用軸受211,212が設けられて
いる。この非常用軸受211,212は磁気軸受装置が
制御不能になったときに回転軸203を支持する。ま
た、図19には図示していないが、回転軸203の回転
数を検出する回転検出センサ262がステータ202内
に配置されており、回転検出センサアンプ254を介し
て回転軸回転数信号が作り出される。
Further, as shown in FIG.
Emergency bearings 211 and 212 are provided at the upper and lower ends of the third bearing 3, respectively. The emergency bearings 211 and 212 support the rotary shaft 203 when the magnetic bearing device becomes uncontrollable. Although not shown in FIG. 19, a rotation detection sensor 262 that detects the rotation speed of the rotation shaft 203 is arranged inside the stator 202, and a rotation shaft rotation speed signal is generated via the rotation detection sensor amplifier 254. Be done.

【0006】回転軸203とステータ202との間の相
対位置を検出するセンサには、一般にリラクタンス式や
渦電流式に代表される磁気式センサが使用される。さら
に、真空ケーシング213には、真空排気口214が設
けられているとともに、動翼215と対向するように静
翼216が配置されており、動翼215が回転すること
により、真空排気口214から空気が排気されて真空状
態が形成される。
As a sensor for detecting the relative position between the rotary shaft 203 and the stator 202, a magnetic sensor represented by a reluctance type or an eddy current type is generally used. Further, the vacuum casing 213 is provided with a vacuum exhaust port 214, and a stationary blade 216 is arranged so as to face the moving blade 215. By rotating the moving blade 215, the vacuum exhaust port 214 is removed. The air is evacuated and a vacuum is created.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ターボ分子ポンプは回
転軸203に取り付けられた動翼215を高速回転させ
ることで、気体分子に運動エネルギを与え、スピンドル
の上部の気体を希薄にする機械式の真空ポンプである。
このために、軸受を介して回転軸203の回転振動を外
部に振動を伝えてしまうという問題がある。この軸受に
後述の図6に示したような磁気軸受を採用した場合に
は、非接触軸受である磁気軸受の振動伝達倍率が低いた
めに、転がり軸受などの接触式軸受を用いた場合と比較
して、外部への振動伝達を低減できるといった利点があ
った。しかし、半導体の露光装置やナノ粒子など超微細
組織観察で使用するターボ分子ポンプでは、さらなる低
振動化が望まれてきた。
A turbo-molecular pump is a mechanical type that imparts kinetic energy to gas molecules by rotating a moving blade 215 attached to a rotary shaft 203 at high speed to dilute the gas above the spindle. It is a vacuum pump.
Therefore, there is a problem that the rotational vibration of the rotary shaft 203 is transmitted to the outside via the bearing. When a magnetic bearing as shown in Fig. 6 to be described later is used for this bearing, the vibration transmission ratio of the magnetic bearing, which is a non-contact bearing, is low, so comparison with the case where a contact type bearing such as a rolling bearing is used. Then, there is an advantage that the vibration transmission to the outside can be reduced. However, further reduction of vibration has been demanded for a turbo molecular pump used for observing an ultrafine structure such as a semiconductor exposure apparatus and nanoparticles.

【0008】これに対応して、ターボ分子ポンプの振動
成分が主に回転周波数成分であることから、この回転周
波数域の軸受支持剛性を選択的に低下させることで、こ
の周波数の振動を低減する方法がなされている。
Correspondingly, since the vibration component of the turbo molecular pump is mainly the rotation frequency component, the bearing support rigidity in this rotation frequency region is selectively reduced to reduce the vibration at this frequency. The way is done.

【0009】図21において回転周波数域の軸受剛性を
選択的に低下させるためのひとつの方法を概念的に説明
する。磁気軸受は回転軸203の位置をセンサで検出
し、このセンサ出力をPID制御回路271によって位
相補償した信号に基づく電流を電磁石277のコイルに
流し、回転軸位置を制御する。これまで、特定の周波数
域の軸受剛性を低下させるため、このPID制御回路と
直列にバンドエルミネートフィルタ275を挿入するこ
とで、そのフィルタの中心周波数を回転軸の回転周波数
に一致させ、スピンドルからの回転周波数に同期した振
動を選択的に低減する方法が成されてきたが、まだ十分
とは言えない。
One method for selectively reducing the bearing rigidity in the rotation frequency range will be conceptually described with reference to FIG. The magnetic bearing detects the position of the rotating shaft 203 with a sensor, and a current based on a signal whose phase is compensated by the PID control circuit 271 is supplied to a coil of the electromagnet 277 to control the rotating shaft position. Up to now, in order to reduce the bearing rigidity in a specific frequency range, by inserting the band-elmination filter 275 in series with this PID control circuit, the center frequency of the filter is made to match the rotation frequency of the rotating shaft, and the Although a method for selectively reducing the vibration synchronized with the rotation frequency has been made, it is not yet sufficient.

【0010】それゆえに、この発明の主たる目的は、さ
らなる低振動化を図るターボ分子ポンプを用いた真空排
気装置を提供することである。
Therefore, a main object of the present invention is to provide an evacuation device using a turbo molecular pump for further reducing vibration.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明は、ターボ分子
ポンプの真空ケーシングから真空チャンバへの振動伝達
を低減するためにターボ分子ポンプと真空チャンバ間に
振動伝達低減機構を有する振動減衰機構を形成した真空
排気装置であって、振動減衰機構はターボ分子ポンプの
真空ケーシングと真空チャンバに接続される真空フラン
ジとの間を締結するばね定数の低いベローズと、真空カ
バーと真空フランジとの間に設けられる摩擦減衰機構と
を備えたことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention forms a vibration damping mechanism having a vibration transmission reduction mechanism between a turbo molecular pump and a vacuum chamber to reduce vibration transmission from the vacuum casing of the turbo molecular pump to the vacuum chamber. The vibration damping mechanism is provided between the vacuum cover and the vacuum flange, and the bellows with a low spring constant that fastens between the vacuum casing of the turbo molecular pump and the vacuum flange connected to the vacuum chamber. And a friction damping mechanism that is provided.

【0012】これにより、真空フランジと真空ケーシン
グ間の相対運動に対する減衰が作用するので、ターボ分
子ポンプ内で振動が発生しても摩擦減衰機構で減衰させ
ることができる。
As a result, the relative movement between the vacuum flange and the vacuum casing is damped, so that even if vibration occurs in the turbo molecular pump, it can be damped by the friction damping mechanism.

【0013】他の発明は、ターボ分子ポンプの真空ケー
シングから真空チャンバへの振動伝達を低減するために
ターボ分子ポンプと真空チャンバとの間に振動伝達低減
機構を有する振動減衰機構を形成した真空排気装置であ
って、振動減衰機構はターボ分子ポンプの真空ケーシン
グと前記真空チャンバに接続される真空フランジとの間
を締結するばね定数の低いベローズと、真空ケーシング
と真空フランジとの間に設けられる圧電素子と、圧電素
子に生じた電圧を放電する放電素子を備えたことを特徴
とする。
Another aspect of the present invention is a vacuum exhaust system in which a vibration damping mechanism having a vibration transmission reducing mechanism is formed between the turbo molecular pump and the vacuum chamber in order to reduce the vibration transmission from the vacuum casing of the turbo molecular pump to the vacuum chamber. In the device, the vibration damping mechanism includes a bellows having a low spring constant for fastening between a vacuum casing of the turbo molecular pump and a vacuum flange connected to the vacuum chamber, and a piezoelectric provided between the vacuum casing and the vacuum flange. It is characterized by comprising an element and a discharge element for discharging a voltage generated in the piezoelectric element.

【0014】これにより、真空フランジと真空ケーシン
グ間の相対運動があると、その相対変位に比例した電圧
が圧電素子に発生し、その電圧を放電させることによ
り、真空フランジと真空ケーシング間に相対運動に対す
る減衰力を発生できる。
As a result, when there is relative movement between the vacuum flange and the vacuum casing, a voltage proportional to the relative displacement is generated in the piezoelectric element, and the voltage is discharged, whereby the relative movement between the vacuum flange and the vacuum casing. A damping force can be generated against.

【0015】さらに、他の発明は、ターボ分子ポンプの
真空ケーシングから真空チャンバへの振動伝達を低減す
るためにターボ分子ポンプと真空チャンバ間に振動伝達
低減機構を有する振動減衰機構を形成した真空排気装置
であって、ターボ分子ポンプの真空ケーシングと前記真
空チャンバに接続される真空フランジとの間を締結する
ばね定数の低いベローズと、真空ケーシングと真空フラ
ンジとの間に設けられる粘性ダンパとを備えたことを特
徴とする。
Still another aspect of the present invention is a vacuum exhaust system in which a vibration damping mechanism having a vibration transmission reducing mechanism is formed between the turbo molecular pump and the vacuum chamber in order to reduce the vibration transmission from the vacuum casing of the turbo molecular pump to the vacuum chamber. An apparatus, comprising: a bellows having a low spring constant for fastening between a vacuum casing of a turbo molecular pump and a vacuum flange connected to the vacuum chamber; and a viscous damper provided between the vacuum casing and the vacuum flange. It is characterized by that.

【0016】このように粘性ダンパで真空フランジもし
くは真空ケーシング間の相対運動に対して減衰力を作用
させることができる。
Thus, the viscous damper can apply a damping force to the relative movement between the vacuum flange or the vacuum casing.

【0017】さらに、他の発明はターボ分子ポンプから
真空チャンバの真空フランジを真空チャンバに取りつけ
て使用する真空排気装置において、真空チャンバもしく
はターボ分子ポンプに取付けられる振動検出器を備え、
振動検出器の出力に応じた電流を、ターボ分子ポンプ内
の回転軸を支持する磁気軸受電磁石に重畳させることを
特徴とする。
Further, another invention is a vacuum evacuation device which is used by attaching a vacuum flange of a vacuum chamber to a vacuum chamber from a turbo molecular pump, comprising a vibration detector attached to the vacuum chamber or the turbo molecular pump.
It is characterized in that a current corresponding to the output of the vibration detector is superimposed on a magnetic bearing electromagnet that supports a rotating shaft in the turbo molecular pump.

【0018】このように振動検出器で検出した出力に応
じて電磁石に流れる電流を制御することにより、振動検
出器の取付け部分の振動を軽減できる。
By controlling the current flowing through the electromagnet according to the output detected by the vibration detector in this way, the vibration of the mounting portion of the vibration detector can be reduced.

【0019】また、振動検出器の出力を磁気軸受制御回
路の前段に加算することを特徴とする。
The output of the vibration detector is added to the preceding stage of the magnetic bearing control circuit.

【0020】さらに、磁気軸受電磁石に重畳される電流
は、振動検出器の出力もしくは演算により求めた真空チ
ャンバの振動変位成分もしくは振動速度成分もしくは振
動加速度成分に比例させることを特徴とする。
Further, the current superimposed on the magnetic bearing electromagnet is characterized by being proportional to the vibration displacement component, the vibration velocity component, or the vibration acceleration component of the vacuum chamber obtained by the output of the vibration detector or the calculation.

【0021】さらに、他の発明は、振動検出器出力もし
くは真空チャンバの振動変位もしくはこれらの値を演算
により求めた真空チャンバの振動変位成分もしくは振動
速度成分もしくは振動加速度成分からターボ分子ポンプ
内の回転軸の回転数成分を抽出し、この抽出した信号に
基づいた電流を磁気軸受電磁石に重畳させることを特徴
とする。
Still another aspect of the present invention is the rotation in the turbo molecular pump based on the output of the vibration detector, the vibration displacement of the vacuum chamber, or the vibration displacement component, the vibration velocity component, or the vibration acceleration component of the vacuum chamber obtained by calculating these values. It is characterized in that the rotational speed component of the shaft is extracted and a current based on the extracted signal is superimposed on the magnetic bearing electromagnet.

【0022】このように磁気軸受電磁石に流れる電流を
制御することにより振動を軽減する。
Vibration is reduced by controlling the current flowing through the magnetic bearing electromagnet in this manner.

【0023】また、磁気軸受電磁石に重畳させる電流
は、重畳される前にローパスフィルタもしくはハイパス
フィルタを通して得られることを特徴とする。
Further, the current to be superimposed on the magnetic bearing electromagnet is characterized in that it is obtained through a low-pass filter or a high-pass filter before being superimposed.

【0024】さらに、他の発明は、ターボ分子ポンプの
真空フランジを真空チャンバに取りつけて使用する真空
排気装置において、ターボ分子ポンプに取付けられる電
磁アクチュエータもしくは圧電アクチュエータからなる
アクティブダンパを備え、アクティブダンパは、真空チ
ャンバもしくはターボ分子ポンプに取りつけた振動検出
器からの信号によって制御されることを特徴とする。
Still another aspect of the present invention is a vacuum evacuation device in which a vacuum flange of a turbo molecular pump is attached to a vacuum chamber for use, and an active damper comprising an electromagnetic actuator or a piezoelectric actuator attached to the turbo molecular pump is provided. It is controlled by a signal from a vibration detector attached to the vacuum chamber or the turbo molecular pump.

【0025】このように振動検出器からの信号によりア
クティブダンパを制御することにより真空チャンバまた
はターボ分子ポンプの振動を軽減できる。
As described above, by controlling the active damper by the signal from the vibration detector, the vibration of the vacuum chamber or the turbo molecular pump can be reduced.

【0026】また、ターボ分子ポンプに取りつけた振動
検出器からの信号からターボ分子ポンプ内の回転軸の回
転数成分を抽出し、この抽出した信号によってアクティ
ブダンパが制御されることを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that the rotational speed component of the rotary shaft in the turbo molecular pump is extracted from the signal from the vibration detector attached to the turbo molecular pump, and the active damper is controlled by the extracted signal.

【0027】さらに、ターボ分子ポンプに取りつけた振
動検出器からの信号をローパスフィルタもしくはハイパ
スフィルタによる演算を行い、その結果得られた信号に
よってアクティブダンパが制御されることを特徴とす
る。
Further, the signal from the vibration detector attached to the turbo molecular pump is calculated by a low-pass filter or a high-pass filter, and the active damper is controlled by the signal obtained as a result.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を、
図を参照しながら詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.
A detailed description will be given with reference to the drawings.

【0029】図1はこの発明の第1の実施形態における
ターボ分子ポンプの断面図である。図1において、ター
ボ分子ポンプ30の具体的構成は図19に示した従来例
と同じであるのでここでは説明を繰り返さない。
FIG. 1 is a sectional view of a turbo molecular pump according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the specific configuration of turbo molecular pump 30 is the same as that of the conventional example shown in FIG. 19, and therefore description thereof will not be repeated here.

【0030】ターボ分子ポンプ30の真空ケーシング3
1と図示されない真空チャンバに固定される真空フラン
ジ32との間がばね定数の低いベローズ33で結合さ
れ、真空ケーシング31と真空フランジ32との間に摩
擦減衰機構34が設けられている。
Vacuum casing 3 of turbo molecular pump 30
1 and a vacuum flange 32 fixed to a vacuum chamber (not shown) are connected by a bellows 33 having a low spring constant, and a friction damping mechanism 34 is provided between the vacuum casing 31 and the vacuum flange 32.

【0031】図2は図1に示した摩擦減衰機構34の拡
大図を示す。摩擦減衰機構34は複数枚のリング状薄板
35を積層して構成されている。ターボ分子ポンプ30
の内部に振動が発生すれば、固定された真空フランジ3
2に対してベローズ33が変形し、真空ケーシング31
が相対振動する。その結果、真空フランジ32と真空ケ
ーシング31に挟まれた各薄板35間に相対摩擦が発生
し、そのエネルギ消散によって、真空フランジ32と真
空ケーシング31との間の相対運動に対する減衰が作用
する。よって、ターボ分子ポンプ30内で振動が発生し
ても、この摩擦減衰機構34でこれを減衰でき、真空フ
ランジ32を介した振動伝達を抑制できる。
FIG. 2 is an enlarged view of the friction damping mechanism 34 shown in FIG. The friction damping mechanism 34 is configured by laminating a plurality of ring-shaped thin plates 35. Turbo molecular pump 30
If vibration occurs inside the vacuum flange 3
The bellows 33 is deformed with respect to 2, and the vacuum casing 31
Vibrates relative to each other. As a result, relative friction is generated between the vacuum flange 32 and each thin plate 35 sandwiched between the vacuum casing 31, and the energy dissipation thereof causes a damping of relative movement between the vacuum flange 32 and the vacuum casing 31. Therefore, even if vibration occurs in the turbo molecular pump 30, the friction damping mechanism 34 can damp it, and the vibration transmission via the vacuum flange 32 can be suppressed.

【0032】図1および2では、摩擦減衰機構34を単
純なリング状の薄板35の積層構造としたが、この薄板
35は円周状もしくは半径方向に凹凸をもつような薄板
で構成してもよい。また、これら薄板35は円周状に完
全に繋がっている必要はない。
In FIGS. 1 and 2, the friction damping mechanism 34 has a laminated structure of simple ring-shaped thin plates 35. However, the thin plates 35 may be formed of a circular plate or a thin plate having unevenness in the radial direction. Good. Further, these thin plates 35 do not have to be completely connected in a circumferential shape.

【0033】図3は図1に示した摩擦減衰機構34の他
の例の拡大図である。図3において、回転軸半径方向
(図1において、左右方向)に薄板35を重ねた構成で
あっても、さらにベローズ33を外径から薄板を多層に
巻きつけるようにしてもよい。ここで示した摩擦減衰機
構34は真空フランジ32と真空ケーシング31とに挟
まれ物質が相互に、もしくは真空フランジ32との間
で、もしくは真空ケーシング31との間で、もしくはベ
ローズ33との間で摩擦を発生させることで、真空フラ
ンジ32と真空ケーシング31との相対運動に対し減衰
力が発生するいかなる構成を用いてもよい。
FIG. 3 is an enlarged view of another example of the friction damping mechanism 34 shown in FIG. In FIG. 3, even if the thin plates 35 are stacked in the radial direction of the rotation axis (the horizontal direction in FIG. 1), the bellows 33 may be wound from the outer diameter in multiple layers. The friction damping mechanism 34 shown here is sandwiched between the vacuum flange 32 and the vacuum casing 31 so that substances are mutually present, or between the vacuum flange 32, the vacuum casing 31, and the bellows 33. Any structure may be used in which a damping force is generated with respect to relative movement between the vacuum flange 32 and the vacuum casing 31 by generating friction.

【0034】さらに、各薄板35同士は相互に機械的に
接触し、かつ相対運動が可能であればよく、一部弾性に
優れたゴム材や高減衰能を有する樹脂を介在させてもよ
い。また、この薄板35からなる摩擦減衰機構34の真
空フランジ33および真空ケーシング31への固定は、
各薄板35同士が相互に機械的に接触し、かつ相対運動
が可能であればよく、限定されるものではない。
Further, the thin plates 35 need only be in mechanical contact with each other and are capable of relative movement, and a rubber material having a partially elastic property or a resin having a high damping capacity may be interposed. Further, the friction damping mechanism 34 including the thin plate 35 is fixed to the vacuum flange 33 and the vacuum casing 31.
There is no limitation as long as the thin plates 35 are in mechanical contact with each other and are capable of relative movement.

【0035】図4はこの発明の第2の実施形態における
ターボ分子ポンプの断面図であり、図5は図4の摩擦減
衰機構36の要部拡大図である。
FIG. 4 is a sectional view of a turbo molecular pump according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an enlarged view of a main part of the friction damping mechanism 36 of FIG.

【0036】図4において、図1に示した摩擦減衰機構
34を圧電減衰機構36に置き換えたものであり、それ
以外の構成は同じである。図5に拡大して示す圧電減衰
機構36は主に、圧電素子42と抵抗43とからなる。
外部からの作用力による変形によって、その圧電素子4
2の厚さ方向に電圧が発生する。この電圧を外部の抵抗
43によって放電させ熱エネルギとして消費させること
で、外部からの作用力を減衰させることができる。
In FIG. 4, the friction damping mechanism 34 shown in FIG. 1 is replaced with a piezoelectric damping mechanism 36, and the other structures are the same. The piezoelectric damping mechanism 36 shown enlarged in FIG. 5 mainly includes a piezoelectric element 42 and a resistor 43.
The piezoelectric element 4 is deformed by the external force.
A voltage is generated in the thickness direction of 2. By discharging this voltage by the external resistor 43 and consuming it as heat energy, the acting force from the outside can be attenuated.

【0037】図5を参照してより具体的に説明すると、
真空フランジ32と真空ケーシング31との間をベロー
ズ33で接続し、さらに、真空フランジ32と真空ケー
シング31との間に圧電素子42と間座41とバネ40
とを介在させて圧電減衰機構を形成している。すなわ
ち、真空フランジ32と真空ケーシング31との間に相
対運動があるとバネ40および間座41を介して、相対
変位に比例した力が圧電素子42に作用し、これによる
圧電素子42の弾性変形量に比例した電圧が圧電素子4
2に発生する。この電圧を抵抗43によって放電させる
ことにより、真空フランジ32と真空ケーシング31と
の間に相対運動に対する減衰力が発生する。
More specifically, referring to FIG. 5,
The vacuum flange 32 and the vacuum casing 31 are connected by a bellows 33, and the piezoelectric element 42, the spacer 41, and the spring 40 are further interposed between the vacuum flange 32 and the vacuum casing 31.
To form a piezoelectric damping mechanism. That is, when there is relative motion between the vacuum flange 32 and the vacuum casing 31, a force proportional to the relative displacement acts on the piezoelectric element 42 via the spring 40 and the spacer 41, and the elastic deformation of the piezoelectric element 42 due to this force. The voltage proportional to the amount is the piezoelectric element 4
Occurs in 2. By discharging this voltage by the resistor 43, a damping force for relative movement is generated between the vacuum flange 32 and the vacuum casing 31.

【0038】圧電素子42は一般に引張応力にはその耐
久性が劣る。そのため、図5では、バネ40によって圧
電素子42に圧縮方向に予圧を加え、また間座41はバ
ネ40を介して圧電素子42に作用する力を均等に加え
るために設けている。ベローズ33の調整によっては、
バネ40を使用しなくても圧電素子42に予圧を加える
ことも可能である。
The piezoelectric element 42 is generally inferior in durability against tensile stress. Therefore, in FIG. 5, the spring 40 applies a preload to the piezoelectric element 42 in the compression direction, and the spacer 41 is provided to evenly apply a force acting on the piezoelectric element 42 via the spring 40. Depending on the adjustment of the bellows 33,
It is also possible to apply a preload to the piezoelectric element 42 without using the spring 40.

【0039】図6は図4の摩擦減衰機構における他の例
の要部拡大図である。図5では圧電素子42を上下方向
に配置したが、図6のように水平方向に配置させること
も可能である。この場合は真空フランジ32の下部に下
方向に延びる突出部36を形成し、真空ケーシング31
の外側端部から上方向に延びる突出部37を形成し、こ
れらの突出部36と37との間に圧電素子42を配置す
ればよい。
FIG. 6 is an enlarged view of the essential parts of another example of the friction damping mechanism of FIG. Although the piezoelectric element 42 is arranged vertically in FIG. 5, it can be arranged horizontally as shown in FIG. In this case, a protrusion 36 extending downward is formed at the bottom of the vacuum flange 32, and the vacuum casing 31
The protrusion 37 may be formed to extend upward from the outer end of the piezoelectric element 42, and the piezoelectric element 42 may be disposed between the protrusions 36 and 37.

【0040】図7はこの発明の第3の実施形態における
ターボ分子ポンプを示す断面図である。この図7に示し
た実施形態は図1に示した摩擦減衰機構34に代えて、
粘性ダンパ50を設けたものである。
FIG. 7 is a sectional view showing a turbo-molecular pump according to the third embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 7, instead of the friction damping mechanism 34 shown in FIG.
The viscous damper 50 is provided.

【0041】図8は図7に示した粘性ダンパの具体例を
示す断面図である。図8において、円筒型のシリンダ5
1の中に粘性流体54を注入し、ピストン52の外径と
シリンダ51の内径間に数10ミクロンの隙間を有する
ことで、ピストン52とシリンダ51との間の相対運動
により粘性流体54がその隙間を移動し、ピストン52
およびシリンダ51と、粘性流体54との間に発生する
粘性摩擦力によって、シリンダ51とピストン52との
間の相対運動に対する減衰力が作用する。すなわち、ピ
ストン52を真空フランジ32もしくは真空ケーシング
31の一方に、シリンダ51を他方に接続することで、
真空フランジ32もしくは真空ケーシング31との間の
相対運動に対して減衰力を作用させることができる。
FIG. 8 is a sectional view showing a concrete example of the viscous damper shown in FIG. In FIG. 8, the cylindrical cylinder 5
By injecting the viscous fluid 54 into 1 and having a gap of several tens of microns between the outer diameter of the piston 52 and the inner diameter of the cylinder 51, the viscous fluid 54 is generated by the relative motion between the piston 52 and the cylinder 51. Move through the gap, piston 52
Also, the viscous frictional force generated between the cylinder 51 and the viscous fluid 54 acts as a damping force for the relative movement between the cylinder 51 and the piston 52. That is, by connecting the piston 52 to one of the vacuum flange 32 or the vacuum casing 31 and the cylinder 51 to the other,
A damping force can be applied to the relative movement between the vacuum flange 32 and the vacuum casing 31.

【0042】なお、図8においてシリンダ51から外部
への粘性流体54の漏れを防ぐためにシール53が設け
られている。
In FIG. 8, a seal 53 is provided to prevent the viscous fluid 54 from leaking from the cylinder 51 to the outside.

【0043】図9はこの発明の第4の実施形態における
ターボ分子ポンプの断面図である。図9において、円筒
状のベローズ64の一端を真空ケーシング31に固着
し、ベローズ64の他端を真空チャンバ62に固着す
る。そして、真空チャンバ62に振動検出器60を取付
け、振動検出器60からの検出信号をターボ分子ポンプ
内の電磁石電流を制御するコントローラ61に入力し、
電磁石電流を制御することで、振動検出器60の出力
(振動変位成分もしくは振動速度成分もしくは振動加速
度成分に比例した出力)すなわち振動検出器60の取付
け部の振動を軽減することができる。なお、振動検出器
60の振動検出方向と磁気軸受電磁石によるロータ吸引
方向とをほぼ一致させておく必要がある。
FIG. 9 is a sectional view of a turbo molecular pump according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 9, one end of a cylindrical bellows 64 is fixed to the vacuum casing 31, and the other end of the bellows 64 is fixed to the vacuum chamber 62. Then, the vibration detector 60 is attached to the vacuum chamber 62, and the detection signal from the vibration detector 60 is input to the controller 61 that controls the electromagnet current in the turbo molecular pump,
By controlling the electromagnet current, the output of the vibration detector 60 (the output proportional to the vibration displacement component or the vibration velocity component or the vibration acceleration component), that is, the vibration of the mounting portion of the vibration detector 60 can be reduced. It should be noted that the vibration detection direction of the vibration detector 60 and the rotor attraction direction by the magnetic bearing electromagnet need to be substantially matched.

【0044】振動検出器60が、図9においてX方向お
よび紙面に対し垂直方向となるY方向の振動を測定して
いる場合には、振動検出器60の出力信号の各々をその
方向に一致する電磁石電流に影響させるようにする。ま
た、X方向のみの振動を測定する振動検出器を装着した
場合には、真空チャンバ62の振動が主にターボ分子ポ
ンプ65の回転軸の回転振動に起因していると仮定し
て、この振動検出器の出力からY方向の振動を推定し、
Y方向に作用させる電磁石の電流に影響を与えてもよ
い。
When the vibration detector 60 measures vibrations in the X direction in FIG. 9 and in the Y direction which is perpendicular to the paper surface, each of the output signals of the vibration detector 60 coincides with that direction. Try to affect the electromagnet current. Further, when a vibration detector for measuring the vibration only in the X direction is attached, it is assumed that the vibration of the vacuum chamber 62 is mainly caused by the rotational vibration of the rotary shaft of the turbo molecular pump 65, and the vibration is detected. Estimate the vibration in the Y direction from the output of the detector,
The current of the electromagnet that acts in the Y direction may be affected.

【0045】さらに、ターボ分子ポンプ65の回転軸の
ラジアル方向制御は上下2箇所に配した電磁石の吸引力
によって行うが、この振動検出器の出力は、この上下の
電磁石を制御するようにしても、またその一方のみを制
御するようにしてもよい。また、振動検出器60をター
ボ分子ポンプ65自体に取り付けてもよい.図10は振
動検出器がXおよびYの2方向を測定している場合の振
動低減方法についての概念を説明するための図である。
図10では、X方向のみの信号の流れを示しているが、
Y方向も同様に設定される。
Further, the radial direction control of the rotary shaft of the turbo molecular pump 65 is performed by the attraction force of the electromagnets arranged at the two upper and lower positions, and the output of this vibration detector is also controlled by controlling the upper and lower electromagnets. Alternatively, only one of them may be controlled. Further, the vibration detector 60 may be attached to the turbo molecular pump 65 itself. FIG. 10 is a diagram for explaining the concept of the vibration reduction method when the vibration detector measures two directions of X and Y.
Although FIG. 10 shows the signal flow only in the X direction,
The Y direction is set similarly.

【0046】図10(a)に示すように、図9で説明し
た振動検出器60の出力をターボ分子ポンプの回転軸2
03とステータ202との間の相対位置の検出力である
位置センサ出力に加算したり、図10(b)に示すよう
に、この位置センサ出力をもとにして電磁石の電流を制
御する磁気軸受制御回路(図10ではPID制御回路7
2,75)の出力信号に加算することによって、振動検
出器60の出力が小さくなるように構成する。
As shown in FIG. 10A, the output of the vibration detector 60 described with reference to FIG. 9 is supplied to the rotary shaft 2 of the turbo molecular pump.
03 is a detection force of the relative position between the stator 202 and the position sensor output, and as shown in FIG. 10B, a magnetic bearing for controlling the electric current of the electromagnet based on this position sensor output. Control circuit (PID control circuit 7 in FIG. 10)
2, 75) and the output signal of the vibration detector 60 is reduced.

【0047】さらに、図10(a),(b)に示すフィ
ルタ回路70,71は、ローパスフィルタもしくはハイ
パスフィルタもしくはバンドパスフィルタもしくはバン
ドエルミネートフィルタからなり、振動を低減したい周
波数域によって選定される。
Further, the filter circuits 70 and 71 shown in FIGS. 10A and 10B are composed of a low pass filter, a high pass filter, a band pass filter or a band erasing filter, and are selected according to the frequency range in which vibration is desired to be reduced. .

【0048】図11は各フィルタ回路の周波数特性(ボ
ード線図)を示す図である。低周波振動のみを低減した
い場合は図11(a)で示されるローパスフィルタを使
用し、高周波振動のみ低減したい場合は図11(b)で
示されるハイパスフィルタを使用し、回転周波数のよう
な特定の周波数のみを低減したい場合は図11(c)で
示される特定の周波数にフィルタの中心周波数を有する
バンドパスフィルタを使用し、特定の周波数以外の振動
を低減したい場合には図11(d)で示される特定の周
波数にフィルタの中心周波数を有するバンドエルミネー
トフィルタを使用する。
FIG. 11 is a diagram showing frequency characteristics (Bode diagram) of each filter circuit. When it is desired to reduce only low-frequency vibration, the low-pass filter shown in FIG. 11A is used, and when only high-frequency vibration is desired to be reduced, the high-pass filter shown in FIG. 11B is used. 11 (c), a bandpass filter having a filter center frequency at a specific frequency shown in FIG. 11 (c) is used to reduce only the frequency of FIG. A band erminating filter having the center frequency of the filter at a specific frequency indicated by is used.

【0049】図12は振動検出器がX方向のみの振動を
測定している場合の振動低減方法についての概念を説明
するための図である。図12に示すように、X方向位置
センサ出力はPID制御回路80に与えられ、パワーア
ンプ83を介して電磁石84が制御され、Y方向位置セ
ンサ出力はPID制御回路85に与えられ、X方向の振
動を検出する振動検出器出力をX方向だけでなく、ター
ボ分子ポンプの回転軸を制御するY方向の制御にも加算
しているのが特徴である。ここで、位相シフト回路82
は、X方向からY軸方向の振動を推定する回路である。
真空チャンバの振動が主にターボ分子ポンプの回転軸の
回転振動に起因していると想定して、この振動はある振
幅を有するX−Y座標系の回転振動とし、Y方向の振動
をターボ分子ポンプの回転軸回転数と同期させ、かつX
方向の振動と90度位相がずれた振動を有するという仮
定のもとに、Y方向の振動を推定し、これをY方向の制
御に加算する。
FIG. 12 is a diagram for explaining the concept of the vibration reducing method when the vibration detector measures the vibration only in the X direction. As shown in FIG. 12, the X-direction position sensor output is given to the PID control circuit 80, the electromagnet 84 is controlled via the power amplifier 83, and the Y-direction position sensor output is given to the PID control circuit 85 to change the X-direction position. The feature is that the output of the vibration detector for detecting the vibration is added not only to the X direction but also to the Y direction control for controlling the rotation axis of the turbo molecular pump. Here, the phase shift circuit 82
Is a circuit for estimating the vibration in the Y-axis direction from the X-direction.
Assuming that the vibration of the vacuum chamber is mainly caused by the rotational vibration of the rotary shaft of the turbo molecular pump, this vibration is defined as the rotational vibration of the XY coordinate system having a certain amplitude, and the vibration in the Y direction is the turbo molecular. X is synchronized with the rotational speed of the pump rotation axis, and X
The vibration in the Y direction is estimated under the assumption that the vibration in the direction is 90 degrees out of phase with the vibration in the direction, and this is added to the control in the Y direction.

【0050】図13はこの発明の第5の実施形態におけ
るターボ分子ポンプの断面図である。図9に示した実施
形態では、振動検出器60の出力に基づいてをターボ分
子ポンプの電磁石電流を制御することにより振動の減衰
を図った。これに対してこの実施形態では専用に設けた
アクチュエータをターボ分子ポンプに固定し、振動検出
器の出力に応じてこのアクチュエータを動かすことによ
り、アクティブダンパによって振動減衰を図る。
FIG. 13 is a sectional view of a turbo molecular pump according to the fifth embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 9, the vibration is reduced by controlling the electromagnet current of the turbo molecular pump based on the output of the vibration detector 60. On the other hand, in this embodiment, a dedicated actuator is fixed to the turbo molecular pump, and the actuator is moved according to the output of the vibration detector, so that the active damper damps the vibration.

【0051】図13において、円筒状のベローズ64を
介してターボ分子ポンプ65を真空フランジ63で真空
チャンバ62に取付け、振動検出器60を真空チャンバ
62に取付け、振動検出器60からの検出信号を専用の
コントローラ68を介して、ターボ分子ポンプ65の下
面に取り付けたアクチュエータ67を制御することで、
振動検出器60の出力すなわち振動検出器取付け部の振
動を軽減する。
In FIG. 13, the turbo molecular pump 65 is attached to the vacuum chamber 62 by the vacuum flange 63 via the cylindrical bellows 64, the vibration detector 60 is attached to the vacuum chamber 62, and the detection signal from the vibration detector 60 is detected. By controlling the actuator 67 mounted on the lower surface of the turbo molecular pump 65 via the dedicated controller 68,
The output of the vibration detector 60, that is, the vibration of the vibration detector mounting portion is reduced.

【0052】図14,図16および図17は図13で説
明したアクチュエータ部の構成例を示す図である。図1
4は、アクチュエータとして、バイモルフ形の圧電アク
チュエータを使用した例であり、アクチュエータケース
90に取り付けた板バネ91の両面に圧電素子92を張
り付け、さらに板ばね91の先端に錘93を取り付けた
ものである。この圧電素子92に印加する電圧94を制
御することにより、アクチュエータケース90を支点に
して、所望の周波数で板ばね91を振動させることがで
きる。この振動を振動検出器取付け部の振動と逆位相と
することによって、振動検出器取付け部の振動を抑制で
きることになる。ここで、コントローラ104は、図1
5に示すように振動検出器の出力(振動変位成分もしく
は振動速度成分もしくは振動加速度成分に比例した出
力)を比例演算もしくは微分演算もしくは積分演算,も
しくはこれらの演算出力を加算するPID制御回路10
0の出力に比例した電圧をアクチュエータに印加する働
きをもつ。
FIG. 14, FIG. 16 and FIG. 17 are diagrams showing an example of the structure of the actuator section explained in FIG. Figure 1
4 is an example in which a bimorph type piezoelectric actuator is used as an actuator, in which a piezoelectric element 92 is attached to both surfaces of a leaf spring 91 attached to an actuator case 90, and a weight 93 is attached to the tip of the leaf spring 91. is there. By controlling the voltage 94 applied to the piezoelectric element 92, the leaf spring 91 can be vibrated at a desired frequency with the actuator case 90 as a fulcrum. By making this vibration the opposite phase to the vibration of the vibration detector mounting portion, the vibration of the vibration detector mounting portion can be suppressed. Here, the controller 104 is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, a PID control circuit 10 for performing proportional calculation, differential calculation, or integral calculation of the output of the vibration detector (output proportional to the vibration displacement component, the vibration velocity component, or the vibration acceleration component), or adding these calculation outputs.
It has a function of applying a voltage proportional to the output of 0 to the actuator.

【0053】図16は図14に示したバイモルフ形圧電
アクチュエータに代えて、積層形圧電アクチュエータを
用いた例を示す。図16で示されるように、アクチュエ
ータケース101に積層形圧電素子102を固定し、そ
の端部に錘103を取付けたものであり、コントローラ
104は図15と同様にして構成されている。
FIG. 16 shows an example in which a laminated piezoelectric actuator is used instead of the bimorph type piezoelectric actuator shown in FIG. As shown in FIG. 16, the laminated piezoelectric element 102 is fixed to the actuator case 101, and the weight 103 is attached to the end portion thereof, and the controller 104 is configured in the same manner as in FIG.

【0054】図17は図14と図16の圧電アクチュエ
ータに代えて電磁アクチュエータを用いた例を示す。ア
クチュエータケース105に取り付けた板バネ106の
端部に錘107を固定し、その両面を電磁石108によ
り吸引することにより、所望の振動を与えることができ
る。この振動を振動検出器取付け部の振動と逆位相とす
ることによって、振動検出器取付け部の振動を抑制でき
る。コントローラは図18と同様に構成される。
FIG. 17 shows an example in which an electromagnetic actuator is used instead of the piezoelectric actuator shown in FIGS. The weight 107 is fixed to the end of the leaf spring 106 attached to the actuator case 105, and both sides of the weight 107 are attracted by the electromagnets 108, whereby desired vibration can be given. By making this vibration the opposite phase to the vibration of the vibration detector mounting portion, the vibration of the vibration detector mounting portion can be suppressed. The controller has the same configuration as in FIG.

【0055】さらに、図15で示したコントローラに、
図18に示すフィルタ回路110を挿入してもよい。こ
のフィルタ回路は、ローパスフィルタもしくはハイパス
フィルタもしくはバンドパスフィルタもしくはバンドエ
ルミネートフィルタからなり、振動を低減したい周波数
域によって選定される。各フィルタ回路の特性は前述の
図11に示すが、低周波振動のみを低減したい場合は図
11(a)で示されるローパスフィルタを使用し、高周
波振動のみ低減したい場合は図11(b)で示されるハ
イパスフィルタを使用し、回転周波数のような特定の周
波数のみを低減したい場合は図11(c)で示される特
定の周波数にフィルタの中心周波数を有するバンドパス
フィルタを使用し、また、特定の周波数以外の振動を低
減したい場合には図11(d)で示される特定の周波数
にフィルタの中心周波数を有するバンドエルミネートフ
ィルタを使用する。
Further, in the controller shown in FIG.
The filter circuit 110 shown in FIG. 18 may be inserted. This filter circuit is composed of a low-pass filter, a high-pass filter, a band-pass filter or a band-elimated filter, and is selected according to the frequency range in which vibration is desired to be reduced. The characteristics of each filter circuit are shown in FIG. 11 described above. When it is desired to reduce only low frequency vibration, the low pass filter shown in FIG. 11 (a) is used, and when only high frequency vibration is desired to be reduced, FIG. 11 (b) is used. When it is desired to reduce only a specific frequency such as a rotation frequency by using the high pass filter shown in FIG. 11, a band pass filter having a center frequency of the filter at the specific frequency shown in FIG. 11C is used. When it is desired to reduce the vibration other than the frequency of (1), the band-elimated filter having the center frequency of the filter at the specific frequency shown in FIG. 11 (d) is used.

【0056】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およ
び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
The embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the scope of the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ター
ボ分子ポンプの外部への振動の影響を大幅に低減するこ
とができ、半導体装置の露光装置やナノ粒子など超微細
組織観察で使用することが可能になる。
As described above, according to the present invention, the influence of external vibration of the turbo molecular pump can be significantly reduced, and it is used in the exposure apparatus of semiconductor devices and the observation of ultrafine structures such as nanoparticles. It becomes possible to do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の第1の実施形態におけるターボ分
子ポンプの断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a turbo molecular pump according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1に示した摩擦減衰機構の拡大図である。2 is an enlarged view of the friction damping mechanism shown in FIG.

【図3】 図1に示した摩擦減衰機構の他の例の拡大図
である。
FIG. 3 is an enlarged view of another example of the friction damping mechanism shown in FIG.

【図4】 この発明の第2の実施形態におけるターボ分
子ポンプの断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a turbo molecular pump according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 図4の摩擦減衰機構の要部拡大図である。5 is an enlarged view of a main part of the friction damping mechanism of FIG.

【図6】 図4の摩擦減衰機構の他の例の要部拡大図で
ある。
FIG. 6 is an enlarged view of a main part of another example of the friction damping mechanism of FIG.

【図7】 この発明の第3の実施形態におけるターボ分
子ポンプを示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing a turbo molecular pump according to a third embodiment of the present invention.

【図8】 図7に示した粘性ダンパの具体例を示す断面
図である。
8 is a cross-sectional view showing a specific example of the viscous damper shown in FIG.

【図9】 この発明の第4の実施形態におけるターボ分
子ポンプの断面図である。
FIG. 9 is a sectional view of a turbo molecular pump according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】 振動検出器がXおよびYの2方向を測定し
ている場合の振動低減方法についての概念を説明するた
めの図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining the concept of a vibration reduction method when the vibration detector measures two directions of X and Y.

【図11】 各フィルタ回路の周波数特性(ボード線
図)を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing frequency characteristics (Bode diagram) of each filter circuit.

【図12】 振動検出器がX方向のみの振動を測定して
いる場合の振動低減方法についての概念を説明するため
の図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining the concept of a vibration reduction method when the vibration detector measures vibration in only the X direction.

【図13】 この発明の第5の実施形態におけるターボ
分子ポンプの断面図である。
FIG. 13 is a sectional view of a turbo molecular pump according to a fifth embodiment of the present invention.

【図14】 アクチュエータとしてバイモルフ形の圧電
アクチュエータを使用した例を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing an example in which a bimorph-type piezoelectric actuator is used as an actuator.

【図15】 振動検出器の出力をPID制御回路を介し
てアクチュエータを駆動する例を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing an example in which an output of a vibration detector drives an actuator via a PID control circuit.

【図16】 図14に示したバイモルフ形圧電アクチュ
エータに代えて、積層形圧電アクチュエータを用いた例
を示す図である。
16 is a diagram showing an example in which a laminated piezoelectric actuator is used instead of the bimorph type piezoelectric actuator shown in FIG.

【図17】 図14と図16の圧電アクチュエータに代
えて電磁アクチュエータを用いた例を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing an example in which an electromagnetic actuator is used instead of the piezoelectric actuator of FIGS. 14 and 16.

【図18】 振動検出器の出力をフィルタ回路とPID
制御回路を介してアクチュエータを駆動する例を示す図
である。
FIG. 18 shows a filter circuit and a PID for the output of the vibration detector.
It is a figure which shows the example which drives an actuator via a control circuit.

【図19】 従来のターボ分子ポンプのポンプ本体断面
図である。
FIG. 19 is a sectional view of a pump body of a conventional turbo molecular pump.

【図20】 従来のターボ分子ポンプのシステム構成を
示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing a system configuration of a conventional turbo molecular pump.

【図21】 従来のターボ分子ポンプのポンプ本体に関
する説明図である。
FIG. 21 is an explanatory diagram of a pump body of a conventional turbo molecular pump.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30,65 ターボ分子ポンプ、31 真空ケーシン
グ、32 真空フランジ、33,64、ベローズ、34
摩擦減衰機構、35 薄板、36 圧電減衰機構、3
6,37 突出部、40 バネ、41 間座、42,9
2 圧電素子、43 抵抗、50 粘性ダンパ、51
シリンダ、52 ピストン、53 シール、54 粘性
流体、60 振動検出器、61,68,104 コント
ローラ、62 真空チャンバ、67 アクチュエータ、
70,71,81,110 フィルタ回路、80,8
5,100 PID制御回路、82 位相シフト回路、
83,86 パワーアンプ、84,87,108 電磁
石、90,101,105 アクチュエータケース、9
1,106 板バネ、102 積層型圧電素子。
30,65 Turbo molecular pump, 31 Vacuum casing, 32 Vacuum flange, 33, 64, Bellows, 34
Friction damping mechanism, 35 thin plate, 36 Piezoelectric damping mechanism, 3
6,37 Projection, 40 Spring, 41 Spacer, 42, 9
2 piezoelectric element, 43 resistance, 50 viscous damper, 51
Cylinder, 52 piston, 53 seal, 54 viscous fluid, 60 vibration detector, 61, 68, 104 controller, 62 vacuum chamber, 67 actuator,
70, 71, 81, 110 Filter circuit, 80, 8
5,100 PID control circuit, 82 phase shift circuit,
83,86 power amplifier, 84,87,108 electromagnet, 90,101,105 actuator case, 9
1, 106 leaf spring, 102 laminated piezoelectric element.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ターボ分子ポンプの真空ケーシングから
真空チャンバへの振動伝達を低減するために前記ターボ
分子ポンプと前記真空チャンバ間に振動伝達低減機構を
有する振動減衰機構を形成した真空排気装置であって、 前記振動減衰機構は前記ターボ分子ポンプの真空ケーシ
ングと前記真空チャンバに接続される真空フランジとの
間を締結するばね定数の低いベローズと、 前記真空カバーと前記真空フランジとの間に設けられる
摩擦減衰機構とを備えたことを特徴とする、ターボ分子
ポンプを用いた真空排気装置。
1. A vacuum evacuation device in which a vibration damping mechanism having a vibration transmission reducing mechanism is formed between the turbo molecular pump and the vacuum chamber in order to reduce the vibration transmission from the vacuum casing of the turbo molecular pump to the vacuum chamber. The vibration damping mechanism is provided between the vacuum cover of the turbo molecular pump and a bellows having a low spring constant for connecting the vacuum casing and a vacuum flange connected to the vacuum chamber, and between the vacuum cover and the vacuum flange. A vacuum evacuation device using a turbo molecular pump, comprising a friction damping mechanism.
【請求項2】 ターボ分子ポンプの真空ケーシングから
真空チャンバへの振動伝達を低減するために前記ターボ
分子ポンプと前記真空チャンバとの間に振動伝達低減機
構を有する振動減衰機構を形成した真空排気装置であっ
て、 前記振動減衰機構は前記ターボ分子ポンプの真空ケーシ
ングと前記真空チャンバに接続される真空フランジとの
間を締結するばね定数の低いベローズと、 前記真空ケーシングと前記真空フランジとの間に設けら
れる圧電素子と、 前記圧電素子に生じた電圧を放電する放電素子を備えた
ことを特徴とする、ターボ分子ポンプを用いた真空排気
装置。
2. A vacuum evacuation device in which a vibration damping mechanism having a vibration transmission reducing mechanism is formed between the turbo molecular pump and the vacuum chamber to reduce the vibration transmission from the vacuum casing of the turbo molecular pump to the vacuum chamber. The vibration damping mechanism is a bellows having a low spring constant for fastening between a vacuum casing of the turbo molecular pump and a vacuum flange connected to the vacuum chamber, and between the vacuum casing and the vacuum flange. A vacuum evacuation device using a turbo molecular pump, comprising: a piezoelectric element provided; and a discharge element that discharges a voltage generated in the piezoelectric element.
【請求項3】 ターボ分子ポンプの真空ケーシングから
真空チャンバへの振動伝達を低減するために前記ターボ
分子ポンプと前記真空チャンバ間に振動伝達低減機構を
有する振動減衰機構を形成した真空排気装置であって、 前記ターボ分子ポンプの真空ケーシングと前記真空チャ
ンバに接続される真空フランジとの間を締結するばね定
数の低いベローズと、 前記真空ケーシングと前記真空フランジとの間に設けら
れる粘性ダンパとを備えたことを特徴とする、ターボ分
子ポンプを用いた真空排気装置。
3. A vacuum evacuation device in which a vibration damping mechanism having a vibration transmission reducing mechanism is formed between the turbo molecular pump and the vacuum chamber to reduce vibration transmission from the vacuum casing of the turbo molecular pump to the vacuum chamber. A bellows having a low spring constant for fastening between a vacuum casing of the turbo molecular pump and a vacuum flange connected to the vacuum chamber, and a viscous damper provided between the vacuum casing and the vacuum flange. A vacuum evacuation device using a turbo molecular pump.
【請求項4】 ターボ分子ポンプから真空チャンバの真
空フランジを真空チャンバに取りつけて使用する真空排
気装置において、 前記真空チャンバもしくは前記ターボ分子ポンプに取付
けられる振動検出器を備え、 前記振動検出器の出力に応じた電流を、前記ターボ分子
ポンプ内の回転軸を支持する磁気軸受電磁石に重畳させ
ることを特徴とする、ターボ分子ポンプを用いた真空排
気装置。
4. A vacuum evacuation device which is used by attaching a vacuum flange of a vacuum chamber to a vacuum chamber from a turbo molecular pump, comprising a vibration detector attached to the vacuum chamber or the turbo molecular pump, and an output of the vibration detector. A vacuum evacuation device using a turbo molecular pump, wherein a current corresponding to the above is superimposed on a magnetic bearing electromagnet that supports a rotating shaft in the turbo molecular pump.
【請求項5】 前記振動検出器の出力を磁気軸受制御回
路の前段に加算することを特徴とする、請求項4に記載
のターボ分子ポンプを用いた真空排気装置。
5. The vacuum evacuation device using the turbo molecular pump according to claim 4, wherein the output of the vibration detector is added to the preceding stage of the magnetic bearing control circuit.
【請求項6】 前記磁気軸受電磁石に重畳される電流
は、前記振動検出器の出力もしくは演算により求めた真
空チャンバの振動変位成分もしくは振動速度成分もしく
は振動加速度成分に比例させることを特徴とする、請求
項4または5に記載のターボ分子ポンプを用いた真空排
気装置。
6. The current superimposed on the magnetic bearing electromagnet is proportional to the vibration displacement component, the vibration velocity component, or the vibration acceleration component of the vacuum chamber obtained by the output of the vibration detector or the calculation. An evacuation device using the turbo-molecular pump according to claim 4.
【請求項7】 前記振動検出器出力もしくは前記真空チ
ャンバの振動変位もしくはこれらの値を演算により求め
た真空チャンバの振動変位成分もしくは振動速度成分も
しくは振動加速度成分からターボ分子ポンプ内の回転軸
の回転数成分を抽出し、この抽出した信号に基づいた電
流を磁気軸受電磁石に重畳させることを特徴とする、請
求項5または6に記載のターボ分子ポンプを用いた真空
排気装置。
7. The rotation of the rotary shaft in the turbo molecular pump from the vibration displacement output, the vibration displacement component of the vacuum chamber, or the vibration displacement component, the vibration velocity component, or the vibration acceleration component of the vacuum chamber obtained by the calculation of these values. The vacuum evacuation device using a turbo molecular pump according to claim 5 or 6, wherein several components are extracted and a current based on the extracted signal is superimposed on the magnetic bearing electromagnet.
【請求項8】 前記磁気軸受電磁石に重畳させる電流
は、重畳される前にローパスフィルタもしくはハイパス
フィルタを通して得られることを特徴とする、請求項4
ないし7のいずれかに記載のターボ分子ポンプを用いた
真空排気装置。
8. The current to be superimposed on the magnetic bearing electromagnet is obtained through a low-pass filter or a high-pass filter before being superimposed.
8. A vacuum exhaust device using the turbo molecular pump according to any one of items 1 to 7.
【請求項9】 ターボ分子ポンプの真空フランジを真空
チャンバに取りつけて使用する真空排気装置において、 前記ターボ分子ポンプに取付けられる電磁アクチュエー
タもしくは圧電アクチュエータからなるアクティブダン
パを備え、 前記アクティブダンパは、前記真空チャンバもしくは前
記ターボ分子ポンプに取りつけた振動検出器からの信号
によって制御されることを特徴とする、ターボ分子ポン
プを用いた真空排気装置。
9. A vacuum evacuation device in which a vacuum flange of a turbo molecular pump is attached to a vacuum chamber for use, and an active damper including an electromagnetic actuator or a piezoelectric actuator attached to the turbo molecular pump is provided, wherein the active damper is the vacuum chamber. A vacuum evacuation apparatus using a turbo molecular pump, which is controlled by a signal from a chamber or a vibration detector attached to the turbo molecular pump.
【請求項10】 前記ターボ分子ポンプに取りつけた振
動検出器からの信号から前記ターボ分子ポンプ内の回転
軸の回転数成分を抽出し、この抽出した信号によって前
記アクティブダンパが制御されることを特徴とする、請
求項9に記載のターボ分子ポンプを用いた真空排気装
置。
10. The rotational speed component of the rotating shaft in the turbo molecular pump is extracted from a signal from a vibration detector attached to the turbo molecular pump, and the active damper is controlled by the extracted signal. The vacuum evacuation device using the turbo molecular pump according to claim 9.
【請求項11】 前記ターボ分子ポンプに取りつけた振
動検出器からの信号をローパスフィルタもしくはハイパ
スフィルタによる演算を行い、その結果得られた信号に
よって前記アクティブダンパが制御されることを特徴と
する、請求項8または9に記載のターボ分子ポンプを用
いた真空排気装置。
11. A signal from a vibration detector attached to the turbo molecular pump is calculated by a low-pass filter or a high-pass filter, and the active damper is controlled by a signal obtained as a result. A vacuum evacuation device using the turbo molecular pump according to Item 8 or 9.
JP2002133693A 2002-05-09 2002-05-09 Vacuum exhaust system using turbo molecular pump Expired - Fee Related JP4152121B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002133693A JP4152121B2 (en) 2002-05-09 2002-05-09 Vacuum exhaust system using turbo molecular pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002133693A JP4152121B2 (en) 2002-05-09 2002-05-09 Vacuum exhaust system using turbo molecular pump

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003328940A true JP2003328940A (en) 2003-11-19
JP4152121B2 JP4152121B2 (en) 2008-09-17

Family

ID=29696577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002133693A Expired - Fee Related JP4152121B2 (en) 2002-05-09 2002-05-09 Vacuum exhaust system using turbo molecular pump

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4152121B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005147151A (en) * 2003-11-18 2005-06-09 Varian Spa Vacuum pump provided with vibration damper
JP2005233189A (en) * 2004-02-19 2005-09-02 Boc Group Inc:The Active vibration reduction
WO2006041113A1 (en) * 2004-10-15 2006-04-20 Boc Edwards Japan Limited Damper and vacuum pump
JP2010129687A (en) * 2008-11-26 2010-06-10 Nikon Corp Vacuum apparatus, light source apparatus, exposure apparatus, and method of manufacturing device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005147151A (en) * 2003-11-18 2005-06-09 Varian Spa Vacuum pump provided with vibration damper
JP2005233189A (en) * 2004-02-19 2005-09-02 Boc Group Inc:The Active vibration reduction
WO2006041113A1 (en) * 2004-10-15 2006-04-20 Boc Edwards Japan Limited Damper and vacuum pump
JP2010129687A (en) * 2008-11-26 2010-06-10 Nikon Corp Vacuum apparatus, light source apparatus, exposure apparatus, and method of manufacturing device

Also Published As

Publication number Publication date
JP4152121B2 (en) 2008-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5046647B2 (en) Damper and vacuum pump
USRE41035E1 (en) Magnetic bearing device with vibration restraining function, magnetic bearing device with vibration estimating function, and pump device with the magnetic bearing devices mounted thereto
JP6351400B2 (en) Improved active magnetic bearing control system
WO2015139340A1 (en) Active gas suspension support device
JP5632992B2 (en) Turbo molecular pump connection device
US20080246200A1 (en) Vibration Isolation System and Method
KR20120006552A (en) A magnetic bearing, a rotary stage, and a reflective electron beam lithography apparatus
JP2003328940A (en) Vacuum exhaust device with usage of turbo molecular pump
JP2007120646A (en) Damping device and exposure device having the same
Chan et al. Low friction liquid bearing mems micromotor
JP2011228863A (en) Speaker device
JP6369901B2 (en) Dynamic damper control device
JP2001214934A (en) Magnetic bearing device
JP2011247314A (en) Active vibration removing device
Heindel et al. A gas bearing reaction wheel supplied by ultrasonic pumps
Hubmann et al. Novel Acoustic Failure Prediction Method for Active Magnetic Bearing Systems
Tsai et al. Magnetic actuator design for single-axis micro-gyroscopes
Isobe et al. Frequency characteristics of non-contact ultrasonic motor with motion error correction
JP2006202654A (en) Stage
JPH05202981A (en) Active vibration-isolating device
Bonfitto et al. Turbomolecular pumps on conical active magnetic bearings
JP2001263415A (en) Active vibration damping device, and composite actuator therefor
Qian et al. Design and optimization of Lorentz motors in a precision active isolator
JP3789750B2 (en) Active vibration isolator
JP2023088766A (en) Servo-type vibration detector and vibration controller

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050407

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071012

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20071023

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080304

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080428

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Effective date: 20080610

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Effective date: 20080701

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 3

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110711

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees