JP4882558B2 - Turbo molecular pump - Google Patents

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Description

本発明は、凝縮堆積しやすいガスを排気するターボ分子ポンプに関する。   The present invention relates to a turbo molecular pump that exhausts a gas that is easily condensed and deposited.

ターボ分子ポンプは半導体製造装置の排気装置として用いられる。CVD成膜装置やエッチング装置にターボ分子ポンプを使用した場合、排気するガスの種類によっては、ポンプ内部において凝縮して生成物として付着しやすいものがある。そして、この生成物の付着は、ポンプ温度が低いほど著しくなる。   Turbomolecular pumps are used as exhaust devices for semiconductor manufacturing equipment. When a turbo molecular pump is used in a CVD film forming apparatus or an etching apparatus, depending on the type of gas to be exhausted, some of the gas tends to condense inside the pump and adhere as a product. And the adhesion of this product becomes more remarkable as the pump temperature is lower.

このような生成物がロータやステータに堆積すると、高速回転するロータのバランスが悪くなったり、ロータとステータとの隙間が狭くなって接触しやすくなったりするという不都合が生じる。そのため、ポンプ本体への生成物の堆積を防止するために、加熱装置をポンプ本体に設けて、ポンプ本体の温度を高温に保つようにしているターボ分子ポンプが知られている(例えば、特許文献1参照)。   When such a product accumulates on the rotor or the stator, there is a disadvantage that the balance of the rotor that rotates at a high speed is deteriorated, or the gap between the rotor and the stator is narrowed so that the rotor is easily contacted. Therefore, in order to prevent the accumulation of products on the pump body, a turbo molecular pump is known in which a heating device is provided in the pump body to keep the temperature of the pump body at a high temperature (for example, Patent Documents). 1).

ところで、ガス負荷が有る状態では、ガスとの摩擦熱やモータ発熱によってロータ温度が上昇する。一方、過度の昇温を行うとクリープ変形によりロータ寿命の低下が問題となる。そのため、生成物堆積を防止するためにはポンプ温度は高いほど良いが、上述したクリープ変形への影響を考慮して、最大回転速度(定格回転速度)でガス負荷がかかっている状態を前提に可能な限り加熱目標温度を高く設定するようにしている。   By the way, in a state where there is a gas load, the rotor temperature rises due to frictional heat with the gas and motor heat generation. On the other hand, if the temperature is excessively increased, a decrease in rotor life becomes a problem due to creep deformation. Therefore, in order to prevent product accumulation, the higher the pump temperature, the better. However, considering the effect on the creep deformation described above, it is assumed that the gas load is applied at the maximum rotational speed (rated rotational speed). The heating target temperature is set as high as possible.

特開平8−100787号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-100787

しかしながら、ロータ回転が停止している状態や回転速度が定格よりも低い状態では、摩擦熱やモータ発熱が小さいためポンプの内部温度が低めになりやすく、生成物が堆積しやすいという問題があった。   However, when the rotor rotation is stopped or the rotation speed is lower than the rated value, there is a problem that the internal temperature of the pump tends to be low because the frictional heat and motor heat generation are small, and the product tends to accumulate. .

請求項1の発明回転体をモータにより高速回転して真空排気を行うターボ分子ポンプにおいて、回転体を備えたポンプ本体を加熱する加熱装置と、ポンプ本体を冷却する冷却装置と、ポンプ本体の温度を検出する温度センサと、温度センサの検出温度に基づいて加熱装置および冷却装置を制御して、ポンプ本体の温度を目標温度に制御する温度制御と、定常回転速度よりも低い無負荷時回転速度の指令が入力される入力部と、モータの電流値からポンプ本体へのガス負荷の有無を判定する判定部と、入力部により無負荷時回転速度が入力されると、判定部によりガス負荷が無いと判定された場合に、モータの回転速度を無負荷時回転速度に制御する回転制御部と、
前記判定部によりガス負荷が無いと判定されると、前記目標温度を定常回転速度時の目標温度よりも高い無負荷時目標温度に設定する目標温度設定部と、を備えたことを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載のターボ分子ポンプにおいて、回転制御部により無負荷時回転速度に制御されているときに、判定部によりガス負荷が有ると判定された場合には、回転制御部はモータの回転速度を定常回転速度に制御し、目標温度設定部は目標温度を定常回転速度時の目標温度に設定するようにしたものである。
請求項3の発明回転体をモータにより高速回転して真空排気を行うターボ分子ポンプにおいて、回転体を備えたポンプ本体を加熱する加熱装置と、ポンプ本体を冷却する冷却装置と、ポンプ本体の温度を検出する温度センサと、温度センサの検出温度に基づいて加熱装置および冷却装置を制御して、ポンプ本体の温度を目標温度に制御する温度制御部と、定常回転速度よりも低い低速回転速度の指令が入力される入力部と、入力部に低速回転速度の指令が入力されると目標温度を定常回転速度時の目標温度よりも高い低速時目標温度に設定する目標温度設定部と、を備えたことを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、目標温度設定部は、回転体が回転停止中である場合には、目標温度を定常回転速度時の目標温度よりも高い回転停止時目標温度に設定するようにしたものである。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a turbo molecular pump that performs vacuum exhaust by rotating a rotating body at a high speed by a motor, a heating device that heats a pump body including the rotating body, a cooling device that cools the pump body, and a pump body A temperature sensor that detects the temperature of the pump , a temperature control unit that controls the temperature of the pump body to the target temperature by controlling the heating device and the cooling device based on the temperature detected by the temperature sensor, and no load lower than the steady rotation speed When the rotation speed command is input by the input unit for inputting the rotation speed command, the determination unit for determining the presence or absence of the gas load to the pump body from the current value of the motor, the determination unit A rotation control unit for controlling the rotation speed of the motor to a rotation speed at no load when it is determined that there is no gas load;
A target temperature setting unit that sets the target temperature to a target temperature at no load that is higher than a target temperature at a steady rotational speed when the determination unit determines that there is no gas load. .
The invention according to claim 2 is the turbomolecular pump according to claim 1, wherein when the rotation control unit is controlled to the no-load rotation speed and the determination unit determines that there is a gas load, The rotation control unit controls the rotation speed of the motor to a steady rotation speed, and the target temperature setting unit sets the target temperature to the target temperature at the steady rotation speed .
According to a third aspect of the present invention, there is provided a turbo molecular pump that performs vacuum exhaust by rotating a rotating body at a high speed by a motor, a heating device that heats a pump body provided with the rotating body, a cooling device that cools the pump body, and a pump body A temperature sensor that detects the temperature of the pump, a temperature control unit that controls the temperature of the pump body to the target temperature by controlling the heating device and the cooling device based on the temperature detected by the temperature sensor, and a low-speed rotation lower than the steady-state rotation speed An input unit for inputting a speed command, a target temperature setting unit for setting a target temperature to a target temperature at a low speed higher than a target temperature at a steady rotational speed when a command for a low speed is input to the input unit ; It is provided with.
According to a fourth aspect of the present invention, in the turbomolecular pump according to any one of the first to third aspects, the target temperature setting unit sets the target temperature at a steady rotational speed when the rotating body is stopped. The target temperature during rotation stop is higher than the target temperature .

本発明によれば、回転体の回転速度が所定回転速度より低い場合には、目標温度を所定温度よりも高い温度に設定するようにしたので、回転速度が低い場合でも生成物の堆積を防止することができる。   According to the present invention, when the rotational speed of the rotating body is lower than the predetermined rotational speed, the target temperature is set to a temperature higher than the predetermined temperature, so that even when the rotational speed is low, product accumulation is prevented. can do.

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図1,2は本発明に係るターボ分子ポンプの一実施の形態を示す図であり、図1はターボ分子ポンプ全体の概略構成を示すブロック図であり、図2はターボ分子ポンプのポンプ本体1の構成を詳細に示す断面図である。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are diagrams showing an embodiment of a turbo molecular pump according to the present invention, FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the entire turbo molecular pump, and FIG. 2 is a pump body 1 of the turbo molecular pump. It is sectional drawing which shows the structure of this in detail.

図1に示すように、ターボ分子ポンプは、真空チャンバの排気を行うポンプ本体1と、ポンプ本体1を駆動制御する電源装置2とで構成されている。まず、図2を参照してポンプ本体1の構成を説明する。ポンプ本体1に設けられたケーシング20の内部には、モータ6により回転駆動される回転体4が設けられている。回転体4の素材にはアルミ合金が用いられ、回転体4には複数段のロータ翼21およびネジ溝部22が形成されている。回転体4の回転速度は、回転センサ13により検出される。   As shown in FIG. 1, the turbo molecular pump includes a pump body 1 that evacuates the vacuum chamber and a power supply device 2 that drives and controls the pump body 1. First, the configuration of the pump body 1 will be described with reference to FIG. A rotating body 4 that is rotationally driven by a motor 6 is provided inside a casing 20 provided in the pump body 1. An aluminum alloy is used as the material of the rotating body 4, and the rotor 4 has a plurality of stages of rotor blades 21 and screw groove portions 22. The rotation speed of the rotating body 4 is detected by the rotation sensor 13.

一方、軸方向に配設された複数段のロータ翼21に対しては複数段のステータ翼23が交互に配設され、ネジ溝部22に対しては径方向に僅かな隙間を介して筒状部材24が配設されている。なお、ロータ翼21およびステータ翼23は、タービン翼で構成されている。各ステータ翼23はスペーサ25によって所定の間隔に維持されており、最上段のスペーサ25の上端は、ケーシング20の上端内側に設けられた突起部分に当接している。ケーシング20をベース28に固定することにより、軸方向交互に重ねられたステータ翼23およびスペーサ25はケーシング20の上端部分とベース28との間に挟持される。   On the other hand, a plurality of stages of stator blades 23 are alternately disposed with respect to the plurality of stages of rotor blades 21 disposed in the axial direction, and the thread groove portion 22 is tubular with a slight gap in the radial direction. A member 24 is disposed. The rotor blades 21 and the stator blades 23 are composed of turbine blades. Each stator blade 23 is maintained at a predetermined interval by a spacer 25, and the upper end of the uppermost spacer 25 is in contact with a protruding portion provided inside the upper end of the casing 20. By fixing the casing 20 to the base 28, the stator blades 23 and the spacers 25 that are alternately stacked in the axial direction are sandwiched between the upper end portion of the casing 20 and the base 28.

モータ6により回転体4を高速回転すると、ロータ翼21とステータ翼23とにより、および、ネジ溝部22と筒状部材24とにより排気作用が発生する。その結果、吸気口側のガスが矢印G1のように排気され、排気口26に接続された補助ポンプ(不図示)によってポンプ外へと排気される。ロータ翼21およびステータ翼23による排気作用は高真空側で有効に作用し、ネジ溝部22および筒状部材24による排気作用は低真空側で有効に作用するものであり、ガスの凝縮による生成物付着は低真空側においてより顕著に発生する。   When the rotating body 4 is rotated at a high speed by the motor 6, exhaust action is generated by the rotor blades 21 and the stator blades 23, and by the thread groove portions 22 and the cylindrical member 24. As a result, the gas on the intake port side is exhausted as indicated by an arrow G1, and is exhausted outside the pump by an auxiliary pump (not shown) connected to the exhaust port 26. The exhaust action by the rotor blades 21 and the stator blades 23 is effective on the high vacuum side, and the exhaust action by the screw groove 22 and the cylindrical member 24 is effective on the low vacuum side. Adhesion occurs more significantly on the low vacuum side.

図2のターボ分子ポンプの場合には、ポンプ本体のベース28にヒータ29が設けられており、生成物が付着しやすいガスを排気する場合には、このヒータ29によりポンプ温度を上昇させて生成物の付着を抑制する。その際、冷却装置30による冷却とヒータ29による加熱とを制御してポンプ温度の制御を行う。冷却装置30は冷却水により冷却を行うものであり、電磁バルブ等により流量を調節することにより冷却効果の制御を行う。31はベース28の温度を検出する温度センサであり、温度センサ31で検出される温度をポンプ温度として用いる。   In the case of the turbo molecular pump shown in FIG. 2, a heater 29 is provided on the base 28 of the pump body, and when exhausting a gas to which products easily adhere, the heater 29 is used to raise the pump temperature. Suppresses adhesion of objects. At that time, cooling by the cooling device 30 and heating by the heater 29 are controlled to control the pump temperature. The cooling device 30 performs cooling with cooling water, and controls the cooling effect by adjusting the flow rate with an electromagnetic valve or the like. A temperature sensor 31 detects the temperature of the base 28, and the temperature detected by the temperature sensor 31 is used as the pump temperature.

図2に示したターボ分子ポンプは5軸制御形磁気軸受ターボ分子ポンプであり、回転体4はラジアル磁気軸受を構成する電磁石51,52とアキシャル磁気軸受を構成する電磁石53とにより非接触支持される。回転体4の浮上位置はラジアル変位センサ71,72およびアキシャル変位センサ73によって検出される。27は非常用のメカニカルベアリングであり、磁気軸受が作動していない時にはメカニカルベアリング27により回転体4は支持される。   The turbo molecular pump shown in FIG. 2 is a five-axis control type magnetic bearing turbo molecular pump, and the rotating body 4 is supported in a non-contact manner by electromagnets 51 and 52 constituting a radial magnetic bearing and an electromagnet 53 constituting an axial magnetic bearing. The The floating position of the rotating body 4 is detected by radial displacement sensors 71 and 72 and an axial displacement sensor 73. 27 is an emergency mechanical bearing, and the rotating body 4 is supported by the mechanical bearing 27 when the magnetic bearing is not operating.

図1に示すブロック図では、ポンプ本体1に関しては、図2に示す構成要素から以下の説明に必要な構成のみを図示した。電源装置2には、モータ制御部5,温度制御部7,温度設定部8,主制御部9および操作部10が設けられている。なお、電源装置2は磁気軸受制御に関する構成も備えているが、図示を省略した。   In the block diagram shown in FIG. 1, regarding the pump body 1, only the components necessary for the following explanation are shown from the components shown in FIG. 2. The power supply device 2 includes a motor control unit 5, a temperature control unit 7, a temperature setting unit 8, a main control unit 9, and an operation unit 10. In addition, although the power supply device 2 is also provided with the structure regarding magnetic bearing control, illustration was abbreviate | omitted.

主制御部9に接続された操作部10を用いることにより、オペレータによる手動入力によりポンプ制御に必要な指令やパラメータ等を主制御部9に入力することができる。また、電源装置2に設けられた外部入力端子(不図示)を介して、外部から指令を入力することもできる。モータ制御部5は、回転センサ13からの信号に基づいて所定の回転速度となるように駆動制御される。所定の回転速度とは、後述する定格回転速度ω0やユーザ設定された最大回転速度ω1,ω2やアイドリング回転速度ω3などである。   By using the operation unit 10 connected to the main control unit 9, commands, parameters, and the like necessary for pump control can be input to the main control unit 9 by manual input by an operator. A command can also be input from the outside via an external input terminal (not shown) provided in the power supply device 2. The motor control unit 5 is drive-controlled based on a signal from the rotation sensor 13 so as to have a predetermined rotation speed. The predetermined rotational speed includes a rated rotational speed ω0 described later, a user-set maximum rotational speed ω1, ω2, an idling rotational speed ω3, and the like.

目標温度設定部8は、回転センサ13からの回転速度情報や主制御部9からの回転速度設定値および目標温度設定値に基づいて、ポンプ温度制御の際の目標温度を温度制御部7へ入力する。温度制御部7は、温度センサ31からのポンプ温度情報、目標温度設定部8から入力された目標温度、および主制御部9からの温度制御モードに基づいて、ヒータ29による加熱および冷却装置30による冷却を制御する。   The target temperature setting unit 8 inputs the target temperature for the pump temperature control to the temperature control unit 7 based on the rotation speed information from the rotation sensor 13, the rotation speed setting value and the target temperature setting value from the main control unit 9. To do. Based on the pump temperature information from the temperature sensor 31, the target temperature input from the target temperature setting unit 8, and the temperature control mode from the main control unit 9, the temperature control unit 7 uses the heating and cooling device 30 with the heater 29. Control cooling.

《ポンプ温度制御の説明》
本実施の形態のターボ分子ポンプでは、ポンプ温度の制御に関して2つの制御モードを有している。第1の温度制御モードは、付着や堆積の心配があるガスを排気する場合に適用される温度制御モードである。第2の温度制御モードは、付着や堆積の心配があるガスの排気に使用される状況で、ガス負荷がかかっていない状態において適用される温度制御モードである。なお、付着や堆積の心配がほとんど無いガスの排気を行う場合には、温度制御モードをオフ状態にして使用すれば良い。温度制御モードの切り替えやオンオフは、入力される指令に基づいて主制御部9により行われる。
<< Explanation of pump temperature control >>
The turbo molecular pump of the present embodiment has two control modes for controlling the pump temperature. The first temperature control mode is a temperature control mode that is applied when exhausting a gas that may be attached or deposited. The second temperature control mode is a temperature control mode that is applied in a state in which no gas load is applied in a situation where the gas is exhausted due to adhesion or deposition. Note that when exhausting gas with little concern about adhesion or deposition, the temperature control mode may be turned off. The temperature control mode is switched or turned on / off by the main control unit 9 based on an input command.

(第1の温度制御モード)
まず、第1の温度制御モードについて説明する。第1の温度制御モードでは、図3に示すように、ポンプの回転速度(rpm)に応じて目標温度を設定する。図3は、目標温度と回転速度との関係T(ω)を説明する図であり、縦軸は目標温度、横軸は回転速度である。ω0は定格回転速度であり、通常の設定では定格回転速度ω0に制御される。例えば、ガス負荷が大きい場合には、回転速度が低下しないようにモータ6に供給される電力を増やして、回転速度がω0に維持されるように制御している。
(First temperature control mode)
First, the first temperature control mode will be described. In the first temperature control mode, as shown in FIG. 3, the target temperature is set according to the rotational speed (rpm) of the pump. FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship T (ω) between the target temperature and the rotational speed, where the vertical axis represents the target temperature and the horizontal axis represents the rotational speed. ω0 is a rated rotational speed, and is controlled to the rated rotational speed ω0 in a normal setting. For example, when the gas load is large, the electric power supplied to the motor 6 is increased so that the rotation speed does not decrease, and the rotation speed is controlled to be maintained at ω0.

T0は定格回転速度ω0で制御される場合の目標温度であり、T4は回転速度ωがω=0の場合の目標温度である。ユーザは、排気するガスの種類に応じて目標温度T0を設定することができる。目標温度の設定は操作部10により行うことができ、主制御部9に入力された目標温度T0は、主制御部9から目標温度設定部8へと入力される。目標温度設定部8は目標温度T0に基づいて温度曲線T(ω)を設定し、設定された温度曲線T(ω)からT4=T(0)を設定する。なお、ユーザが目標温度T4を直接入力して設定するようにしても良く、その場合には、温度曲線T(ω)から決定されたT4=T(0)ではなく、ユーザ設定されたT4を優先的に用いる。   T0 is the target temperature when controlled at the rated rotational speed ω0, and T4 is the target temperature when the rotational speed ω is ω = 0. The user can set the target temperature T0 according to the type of gas to be exhausted. The target temperature can be set by the operation unit 10, and the target temperature T 0 input to the main control unit 9 is input from the main control unit 9 to the target temperature setting unit 8. The target temperature setting unit 8 sets a temperature curve T (ω) based on the target temperature T0, and sets T4 = T (0) from the set temperature curve T (ω). Note that the user may directly set the target temperature T4, and in this case, the user set T4 is not T4 = T (0) determined from the temperature curve T (ω). Use with priority.

温度曲線T(ω)は、回転速度ωにおけるロータのクリープ変形を考慮して設定されている。すなわち、クリープ変形はロータの温度とロータに加わっている遠心力とに依存しており、回転速度ωが小さくなるとクリープ変形も小さくなる。そのため、回転速度ωを小さくすれば、目標温度Tを大きくすることが可能となる。基本的には、温度曲線T(ω)は、許容クリープ変形を所定量に設定した場合の回転速度ωと目標温度との関係を表したものと言うことができ、回転速度ωが小さいほど目標温度は高くなる。   The temperature curve T (ω) is set in consideration of the creep deformation of the rotor at the rotational speed ω. That is, the creep deformation depends on the rotor temperature and the centrifugal force applied to the rotor, and the creep deformation decreases as the rotational speed ω decreases. Therefore, the target temperature T can be increased by reducing the rotational speed ω. Basically, the temperature curve T (ω) can be said to represent the relationship between the rotational speed ω and the target temperature when the allowable creep deformation is set to a predetermined amount. The temperature rises.

定格回転速度ω0は最大回転速度を規定するものであって、一般的にはこの設定で使用され、目標温度設定部8からは目標温度T0が出力される。しかし、この最大回転速度は、使用条件に応じて所定範囲内でユーザが設定することができる。図3のω1およびω2は、その上限値および下限値を表している。ω1およびω2は操作部10を用いて入力設定することができる。第1の温度制御モードでは、最大回転速度が例えばω1に設定されると、目標温度はT0よりも低いT1=T(ω1)に設定される。同様に、最大回転速度がω2に設定されると、目標温度はT2=T(ω2)に設定される。   The rated rotational speed ω0 defines the maximum rotational speed, and is generally used in this setting, and the target temperature setting unit 8 outputs the target temperature T0. However, the maximum rotation speed can be set by the user within a predetermined range according to the use conditions. Ω1 and ω2 in FIG. 3 represent the upper limit value and the lower limit value. ω1 and ω2 can be input and set using the operation unit 10. In the first temperature control mode, when the maximum rotation speed is set to ω1, for example, the target temperature is set to T1 = T (ω1) lower than T0. Similarly, when the maximum rotation speed is set to ω2, the target temperature is set to T2 = T (ω2).

また、最大回転速度よりも低回転の運転状態に入った場合にも、そのときの回転速度ωに応じた目標温度T(ω)に基づいて温度制御される。さらに、ポンプ回転が停止された場合(ω=0)でも、設定状態が第1の温度制御モードの場合には目標温度はT4=T(0)に設定される。   In addition, even when an operation state in which the rotation speed is lower than the maximum rotation speed is entered, the temperature is controlled based on the target temperature T (ω) corresponding to the rotation speed ω at that time. Further, even when the pump rotation is stopped (ω = 0), when the set state is the first temperature control mode, the target temperature is set to T4 = T (0).

生成物が著しく堆積するプロセスにターボ分子ポンプを用いた場合、ガス負荷時の目標温度をT0に保持して使用しても、ある程度の生成物堆積が避けられない場合がある。そのような場合、ポンプ内部温度が充分に高温になっていないと、堆積した生成物が高粘度化、高硬度化して、ポンプ停止状態からの回転起動ができなくなるおそれがある。そのため、第1の温度制御モードにおいては、回転停止状態においても加熱を行うとともに、目標温度をより高い温度T4に設定することで、そのような不都合の発生を防止することができる。   When a turbo molecular pump is used in a process in which the product is significantly deposited, a certain amount of product deposition may be unavoidable even if the target temperature at the time of gas load is maintained at T0. In such a case, if the internal temperature of the pump is not sufficiently high, the accumulated product has a high viscosity and a high hardness, and there is a possibility that the rotation cannot be started from the pump stopped state. Therefore, in the first temperature control mode, heating can be performed even in the rotation stop state, and the occurrence of such inconvenience can be prevented by setting the target temperature to a higher temperature T4.

(第2の温度制御モード)
第2の温度制御モードは、基本的には第1の温度制御モードに設定されている時に、操作部10による入力操作または外部からの指令により設定されるものである。例えば、最大回転速度として定格回転速度ω0が設定されている場合には、モータ制御部5は常に回転速度がω0となるように制御されている。そして、ガス負荷がかかっていないときにユーザ操作または外部信号により第2の温度制御モードに設定されると、回転速度を所定の値ω3まで下げるとともに、目標温度を回転速度を下げる前よりも高い値T3=T(ω)に設定する。
(Second temperature control mode)
The second temperature control mode is basically set by an input operation by the operation unit 10 or an external command when the first temperature control mode is set. For example, when the rated rotational speed ω0 is set as the maximum rotational speed, the motor control unit 5 is controlled so that the rotational speed is always ω0. When the second temperature control mode is set by a user operation or an external signal when no gas load is applied, the rotational speed is lowered to a predetermined value ω3 and the target temperature is higher than before the rotational speed is lowered. Set the value T3 = T (ω).

これは、ターボ分子ポンプによる排気を必要としない、いわゆるアイドリング状態における制御モードと言うことができる。回転速度を下げて目標温度を充分高くすることにより、ポンプ内部温度を上昇させて生成物堆積を防止する効果をより向上させるようにした。また、ガス負荷による発熱が無い場合にはポンプ内部温度が低めになりやすいので、第1の温度制御モードから第2の温度制御モードに切り替えることにより、そのような温度低下が避けられる。第2の温度制御モードが解除されると、設定前の第1の温度制御モードに戻る。   This can be said to be a control mode in a so-called idling state that does not require exhaust by a turbo molecular pump. By reducing the rotational speed and increasing the target temperature sufficiently, the effect of preventing product accumulation by raising the pump internal temperature was further improved. Further, when there is no heat generated by the gas load, the internal temperature of the pump tends to be lower, and thus such a temperature drop can be avoided by switching from the first temperature control mode to the second temperature control mode. When the second temperature control mode is canceled, the first temperature control mode before the setting is restored.

なお、ここでは、第2の温度制御モードへの切り替えは、操作部10による入力操作または外部指令により行われる場合について説明したが、次のような動作で切り替えを行っても良い。例えば、操作部10の入力操作により切り替え動作を行うモードに入る。このモードに入ったならば、主制御部9はモータの駆動電流の大きさからガス負荷がかかっているか否かを判定する。   Here, the case where the switching to the second temperature control mode is performed by an input operation by the operation unit 10 or an external command has been described, but the switching may be performed by the following operation. For example, a mode in which a switching operation is performed by an input operation of the operation unit 10 is entered. If this mode is entered, the main controller 9 determines whether or not a gas load is applied from the magnitude of the motor drive current.

ガス負荷がかかっている場合は、ガス負荷がない場合に比べて電流値が大きくなるので、モータ電流値からガス負荷の有無を判断することができる。そして、ガス負荷がかかっていないと判断したら、第2の温度制御モードに切り替える。また、第2の温度制御モードに切り替えた後に、ガス負荷がかかったと判断されたならば、第1の温度制御モードに切り替える。すなわち、切り替え動作を行うモードの場合には、第1および第2の温度制御モード間の切り替えが自動的に行われる。   When the gas load is applied, the current value becomes larger than when there is no gas load, and therefore the presence or absence of the gas load can be determined from the motor current value. And if it judges that the gas load is not applied, it will switch to 2nd temperature control mode. If it is determined that a gas load has been applied after switching to the second temperature control mode, the mode is switched to the first temperature control mode. That is, in the mode for performing the switching operation, switching between the first and second temperature control modes is automatically performed.

以上説明した実施の形態は、以下のような作用効果を奏する。
(1)ターボ分子ポンプの回転体4の回転速度が所定回転速度ω0のときには目標温度を所定温度T0に設定し、回転体4の回転速度が所定回転速度ω0より低いときには目標温度を所定温度T0よりも高い温度に設定する設定手段(目標温度設定部8)を設けたので、回転速度が低い場合でも生成物の堆積を防止することができる。
(2)回転体4の回転停止中であってもポンプ温度を設定手段8で設定された目標温度に制御するようにしたので、回転体4が堆積物に固着して回転駆動できなくなるのを防止することができる。
(3)ターボ分子ポンプの回転体4を第1回転速度ω0で回転するとともにポンプ温度を第1目標温度T0に制御する第1の運転モード(第1の温度制御モード)と、(b)第1回転速度ω0より所定量小さい第2回転速度ω3で回転体4を回転するとともに、第1目標温度T0より所定温度だけ高い第2目標温度T3でポンプ温度を制御する第2の運転モード(第2の温度制御モード)とを切り替える切替手段(主制御部9)を備えたので、例えば、ガス負荷がかからない状態においてこのような動作をさせることで、回転体4へのクリープ変形の影響を抑えつつガスの凝縮付着を抑制することができる。さらに、この運転モードの切り替えをターボ分子ポンプのガス負荷に応じて自動的に行うようにしても良い。
The embodiment described above has the following effects.
(1) The target temperature is set to a predetermined temperature T0 when the rotational speed of the rotating body 4 of the turbo molecular pump is a predetermined rotational speed ω0, and the target temperature is set to the predetermined temperature T0 when the rotational speed of the rotating body 4 is lower than the predetermined rotational speed ω0. Since the setting means (target temperature setting unit 8) for setting a higher temperature is provided, it is possible to prevent the product from being deposited even when the rotational speed is low.
(2) Since the pump temperature is controlled to the target temperature set by the setting means 8 even when the rotation of the rotating body 4 is stopped, the rotating body 4 is fixed to the deposit and cannot be rotated. Can be prevented.
(3) a first operation mode (first temperature control mode) in which the rotating body 4 of the turbo molecular pump is rotated at the first rotational speed ω0 and the pump temperature is controlled to the first target temperature T0; A second operation mode (second operation mode) in which the rotating body 4 is rotated at a second rotational speed ω3 that is smaller than the first rotational speed ω0 by a predetermined amount and the pump temperature is controlled at a second target temperature T3 that is higher than the first target temperature T0 by a predetermined temperature. Switching means (main control unit 9) for switching between the two temperature control modes), for example, by performing such an operation in a state where no gas load is applied, the influence of creep deformation on the rotating body 4 is suppressed. In addition, it is possible to suppress gas condensation and adhesion. Further, the switching of the operation mode may be performed automatically according to the gas load of the turbo molecular pump.

以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、ヒータ29は加熱装置を構成する。なお、以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。また、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、例えば、生成物が堆積しやすいガスを排気するドラッグポンプ等にも適用することができる。 In the correspondence between the embodiment described above and the elements of the claims, the heater 29 constitutes a heating device . The above description is merely an example, and when interpreting the invention, there is no limitation or restriction on the correspondence between the items described in the above embodiment and the items described in the claims. In addition, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be applied to, for example, a drag pump that exhausts a gas in which a product is easily deposited.

本発明に係るターボ分子ポンプの一実施の形態を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an embodiment of a turbo molecular pump according to the present invention. ターボ分子ポンプのポンプ本体1の構成を詳細に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the pump main body 1 of a turbo-molecular pump in detail. 目標温度と回転速度との関係T(ω)を説明する図である。It is a figure explaining the relationship T ((omega)) of target temperature and rotational speed.

符号の説明Explanation of symbols

1:ポンプ本体、2:電源装置、4:回転体、5:モータ制御部、7:温度制御部、8:目標温度設定部、9:主制御部、10:操作部、13:回転センサ、29:ヒータ、30:冷却装置、31:温度センサ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Pump main body, 2: Power supply device, 4: Rotating body, 5: Motor control part, 7: Temperature control part, 8: Target temperature setting part, 9: Main control part, 10: Operation part, 13: Rotation sensor, 29: Heater, 30: Cooling device, 31: Temperature sensor

Claims (4)

回転体をモータにより高速回転して真空排気を行うターボ分子ポンプにおいて、
前記回転体を備えたポンプ本体を加熱する加熱装置と、
前記ポンプ本体を冷却する冷却装置と、
前記ポンプ本体の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出温度に基づいて前記加熱装置および前記冷却装置を制御して、前記ポンプ本体の温度を目標温度に制御する温度制御と、
定常回転速度よりも低い無負荷時回転速度の指令が入力される入力部と、
前記モータの電流値からポンプ本体へのガス負荷の有無を判定する判定部と、
前記入力部により前記無負荷時回転速度の指令が入力されると、前記判定部によりガス負荷が無いと判定された場合に、前記モータの回転速度を前記無負荷時回転速度に制御する回転制御部と、
前記判定部によりガス負荷が無いと判定されると、前記目標温度を定常回転速度時の目標温度よりも高い無負荷時目標温度に設定する目標温度設定部と、を備えたことを特徴とするターボ分子ポンプ。
In a turbo molecular pump that rotates a rotating body at high speed by a motor and performs vacuum exhaust,
A heating device for heating a pump body including the rotating body ;
A cooling device for cooling the pump body;
A temperature sensor for detecting the temperature of the pump body;
And it controls the heating device and the cooling device based on the detected temperature of the temperature sensor, a temperature control unit for controlling the temperature of the pump body to a target temperature,
An input unit for inputting a no-load rotation speed command lower than the steady rotation speed;
A determination unit for determining the presence or absence of a gas load on the pump body from the current value of the motor;
Rotation control for controlling the rotation speed of the motor to the no-load rotation speed when the determination section determines that there is no gas load when the no-load rotation speed command is input by the input section And
A target temperature setting unit that sets the target temperature to a target temperature at no load that is higher than a target temperature at a steady rotational speed when the determination unit determines that there is no gas load. Turbo molecular pump.
請求項1に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記回転制御部により前記無負荷時回転速度に制御されているときに、前記判定部によりガス負荷が有ると判定された場合には、
前記回転制御部は前記モータの回転速度を前記定常回転速度に制御し、
前記目標温度設定部は前記目標温度を前記定常回転速度時の目標温度に設定することを特徴とするターボ分子ポンプ。
The turbo-molecular pump according to claim 1 ,
When it is determined by the determination unit that there is a gas load when being controlled by the rotation control unit to the no-load rotation speed,
The rotation control unit controls the rotation speed of the motor to the steady rotation speed,
The turbo-molecular pump, wherein the target temperature setting unit sets the target temperature to a target temperature at the steady rotation speed .
回転体をモータにより高速回転して真空排気を行うターボ分子ポンプにおいて、
前記回転体を備えたポンプ本体を加熱する加熱装置と、
前記ポンプ本体を冷却する冷却装置と、
前記ポンプ本体の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出温度に基づいて前記加熱装置および前記冷却装置を制御して、前記ポンプ本体の温度を目標温度に制御する温度制御部と、
定常回転速度よりも低い低速回転速度の指令が入力される入力部と、
前記入力部に前記低速回転速度の指令が入力されると前記目標温度を前記定常回転速度時の目標温度よりも高い低速時目標温度に設定する目標温度設定部と、を備えたことを特徴とするターボ分子ポンプ。
In a turbo molecular pump that rotates a rotating body at high speed by a motor and performs vacuum exhaust,
A heating device for heating a pump body including the rotating body ;
A cooling device for cooling the pump body;
A temperature sensor for detecting the temperature of the pump body;
A temperature control unit for controlling the heating device and the cooling device based on the temperature detected by the temperature sensor to control the temperature of the pump body to a target temperature;
An input unit for inputting a command for a low speed lower than the steady speed;
A target temperature setting unit that sets the target temperature to a low-speed target temperature that is higher than the target temperature at the steady-state rotational speed when a command for the low-speed rotation speed is input to the input unit ; Turbo molecular pump.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記目標温度設定部は、前記回転体が回転停止中である場合には、目標温度を前記定常回転速度時の目標温度よりも高い回転停止時目標温度に設定することを特徴とするターボ分子ポンプ。
The turbomolecular pump according to any one of claims 1 to 3 ,
The target temperature setting unit sets the target temperature to a target temperature at the time of rotation stop higher than the target temperature at the steady rotation speed when the rotating body is stopped from rotating. .
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