JP6206002B2 - ターボ分子ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、ターボ分子ポンプに関する。

半導体製造工程におけるドライエッチングやＣＶＤ等のプロセスでは、高真空のプロセスチャンバ（以下、真空チャンバとも呼ぶ）内で処理を行う。この処理では、真空チャンバ内のガスを排気して一定の高真空度を形成するために、例えば、ターボ分子ポンプのような真空ポンプが用いられている。

真空チャンバでは、塩素系やフッ素系のプロセスガスが使用される。そのプロセスガスがターボ分子ポンプ内の各部品を腐食させてしまうことがある。このような腐食を防ぐために、従来では以下のような対処を行っている。

特許文献１には、真空チャンバ内のガスが接触する部分（ハウジング２、ステータ翼３、ロータ５、ロータ翼６、固定筒８など）に無電解ニッケルメッキを施す発明が記載されている。しかし、各部品の表面のどの領域にコートしたかまでは具体的に記載されていない。

特許文献２には、黒色ニッケル合金や黒色クロム合金に微粒子を分散含有させたコーティング層が内部基材の表面にコートされる記載がある。しかし、内部基材の例として、回転翼体、固定翼、本体円筒部の内面、フランジの内面、スペーサ、保護ネット、排気口などの各部品が列挙されているだけで、各部品の表面のどの領域にコートしたかまでは具体的に記載されていない。

実開平０１−０９５５９５号公報 特開２００１−１９３６８６号公報

ターボ分子ポンプにおいて、ケーシングなどの強度が必要な部品は、ＳＵＳ３０４のようなステンレス材によって作製されることがある。また、リングばねなど弾性が求められる部品は、ばね鋼鋼材（ＳＵＰ材）によって作製されることがある。ステンレス材やばね鋼鋼材にはＦｅやＣｒが含有されており、これらの部品がプロセスガスによって腐食されると、その腐食された領域からＦｅやＣｒが含まれた金属粒子（金属パーティクル）が放出されることがある。

発明者は、研究開発の結果、この金属粒子の挙動に関し以下のような知見を得た。
ターボ分子ポンプにおいて、真空排気上流側（以下、上流側）から数えて一段目のロータ翼（以下、一段目のロータ翼）より真空排気下流側（以下、下流側）で発生した金属粒子に関しては、一段目のロータ翼が金属粒子を下流側に叩き付ける。これにより、一段目のロータ翼より下流側で発生した金属粒子は上流側には流れていかない。しかし、一段目のロータ翼より上流側で発生した金属粒子は、一段目のロータ翼が上流側に叩き付けることがある。これにより、一段目のロータ翼より上流側にある金属粒子は上流側に戻され、場合によっては真空チャンバまで逆流してしまうことがある。そして、その金属粒子が真空チャンバ内に入り込み、真空チャンバ内の半導体ウエハーを汚染するという金属汚染を引き起こす可能性がある。そのため、少なくとも一段目のロータ翼より真空排気上流側に位置するＦｅ、Ｃｒが含有されている部品を腐食させないようにすれば、上述の金属汚染を引き起こすことはない。
よって、本発明では、以下のように解決を図っている。
（１）本発明の好ましい実施形態によるターボ分子ポンプは、吸気口およびフランジを有するケーシングと、ケーシング内に収容され、シャフト、および、シャフトと締結用ボルトで一体化された複数のロータ翼が形成されたロータを有するロータ組立体と、ケーシング内に収容され、ロータ翼に対向して配設されるステータ翼と、ケーシング内の周面に沿って積層され、ステータ翼を固定するスペーサとを備え、真空排気上流側一段目のロータ翼の真空排気下流側端部よりも真空排気上流側に設けられ、Ｆｅ、Ｃｒを含む合金で作製された部品の接ガス部に耐食性処理が施され、真空排気上流側一段目の前記ロータ翼の真空排気下流側端部よりも真空排気下流側に設けられ、Ｆｅ、Ｃｒを含む合金で作製された部品に耐食性処理が施されていないことを特徴とする。
（２）さらに好ましい実施形態では、部品は、ロータに締結用ボルトで固定されるバランスプレートを含み、締結用ボルトとバランスプレートとの当接面には、耐食性処理が施されていないことを特徴とする。さらに、ロータとバランスプレートとの当接面に、耐食性処理が施されていないようにしてもよい。
（３）さらに好ましい実施形態では、部品は、ロータに締結用ボルトで固定されるバランスプレートを含み、ロータとバランスプレートとの当接面には、耐食性処理が施されていないことを特徴とする。
（４）さらに好ましい実施形態では、バランスプレートは、バランス修正のために切削された切削部を有し、切削部に耐食性処理が施されていることを特徴とする。
（５）さらに好ましい実施形態では、ケーシングの吸気口の内面に設けられた保護ネット装着部に装着された保護ネットと、保護ネットを固定するための取り付け用ボルトとをさらに備え、部品は、保護ネットと取り付け用ボルトとを含み、保護ネット装着部は、接ガス部であることを特徴とする。
（６）さらに好ましい実施形態では、ケーシングの吸気口の内面に設けられた保護ネット装着部に装着された保護ネットと、保護ネットを固定するための取り付け用ボルトとをさらに備え、部品は、取り付け用ボルトを含み、保護ネット装着部は、接ガス部であることを特徴とする。
（７）さらに好ましい実施形態では、ケーシングの吸気口の内面に設けられた保護ネット装着部に装着された保護ネットと、保護ネットを固定するためのリングばねとをさらに備え、部品は、保護ネットとリングばねとを含み、保護ネット装着部は、接ガス部であることを特徴とする。
（８）さらに好ましい実施形態では、ケーシングの吸気口の内面に設けられた保護ネット装着部に装着された保護ネットと、保護ネットを固定するためのリングばねとをさらに備え、部品は、リングばねを含み、保護ネット装着部は、接ガス部であることを特徴とする。
（９）さらに好ましい実施形態では、ケーシングの吸気口の内面に設けられた保護ネット装着部に装着された保護ネットをさらに備え、保護ネットは、保護ネットと一体に形成された突起で固定され、部品は、保護ネットを含み、保護ネット装着部は、接ガス部であることを特徴とする。
（１０）さらに好ましい実施形態では、フランジは、吸気口の周縁にＯリング溝を有し、
Ｏリング溝およびフランジのＯリング溝より内周側は、耐食性処理が施されていることを特徴とする。
（１１）さらに好ましい実施形態では、フランジは、センターリングを介して真空チャンバに固定され、フランジのセンターリングとの当接部より内周側は、耐食性処理が施されていることを特徴とする。
（１２）本発明の好ましい実施形態によるターボ分子ポンプは、吸気口およびフランジを有するケーシングと、前記ケーシング内に収容され、シャフト、および、前記シャフトと締結用ボルトで一体化された複数のロータ翼が形成されたロータを有するロータ組立体と、前記ケーシング内に収容され、ロータ翼に対向して配設されるステータ翼と、前記ケーシング内の周面に沿って積層され、前記ステータ翼を固定するスペーサとを備え、真空排気上流側一段目の前記ロータ翼の真空排気下流側端部よりも真空排気上流側に設けられ、Ｆｅ、Ｃｒを含む合金で作製された部品の接ガス部に耐食性処理が施され、前記部品は、前記ロータに前記締結用ボルトで固定されるバランスプレートを含み、前記締結用ボルトと前記バランスプレートとの当接面には、前記耐食性処理が施されておらず、前記バランスプレートには複数の螺子穴が設けられ、いずれかの螺子穴にはバランス修正用の付加ボルトが螺合され、前記部品は、前記付加ボルトを含み、前記複数の螺子穴のうちの前記付加ボルトと螺合されていない螺子穴は、接ガス部である。
（１３）本発明の好ましい実施形態によるターボ分子ポンプは、吸気口およびフランジを有するケーシングと、前記ケーシング内に収容され、シャフト、および、前記シャフトと締結用ボルトで一体化された複数のロータ翼が形成されたロータを有するロータ組立体と、前記ケーシング内に収容され、ロータ翼に対向して配設されるステータ翼と、前記ケーシング内の周面に沿って積層され、前記ステータ翼を固定するスペーサとを備え、真空排気上流側一段目の前記ロータ翼の真空排気下流側端部よりも真空排気上流側に設けられ、Ｆｅ、Ｃｒを含む合金で作製された部品の接ガス部に耐食性処理が施され、前記部品は、前記ロータに前記締結用ボルトで固定されるバランスプレートを含み、前記ロータと前記バランスプレートとの当接面には、前記耐食性処理が施されておらず、前記バランスプレートには複数の螺子穴が設けられ、いずれかの螺子穴にはバランス修正用の付加ボルトが螺合され、前記部品は、前記付加ボルトを含み、前記複数の螺子穴のうちの前記付加ボルトと螺合されていない螺子穴は、接ガス部である。

本発明によれば、一段目のロータ翼よりも真空排気上流側に位置するステンレス材や鋼材などの腐食を防いで、金属汚染の原因となりうるＦｅやＣｒを含む金属粒子の発生を抑えることができる。

本発明のターボ分子ポンプの概略図。 本願の接ガス部を説明する図。 ロータ組立体の真空排気上流側に位置する締結部を示した図。 ロータ組立体を締結するボルト周辺の拡大図。 保護ネットの装着部およびＯリング溝の周辺拡大図。 ロータ組立体変形例である、変形例１Ａを示した図。 ロータ組立体変形例である、変形例１Ｂを示した図。 ロータ組立体変形例である、変形例１Ｃを示した図。 保護ネットの固定に関する変形例である、変形例２Ａを示した図。 保護ネットの固定に関する変形例である、変形例２Ｂを示した図。 ケーシングとスペーサの変形例である、変形例３を示した図。 フランジの変形例である、変形例４を示した図。

―実施形態―
図１は、ターボ分子ポンプ１００の概略構成を示す断面図である。ターボ分子ポンプ１００は、ケーシング５２の吸気口３０に、真空チャンバのフランジに取り付けるためのフランジ３６を有する。フランジ３６には貫通孔３１が形成され、貫通孔３１にボルトを通して、Ｏリング３８を介在させて真空チャンバのフランジに取り付ける。フランジ３６にはＯリング溝３７が設けられ、このＯリング溝３７にＯリング３８が配設される。ケーシング５２は、大気圧に耐えるために、また、万が一ロータ破壊が起こったときでも破壊されないようにするために強度を確保する必要があり、ＳＵＳ３０４等のステンレス材で作製されるのが一般的である。吸気口３０やフランジ３６は、ケーシング５２の一部なので同じ材料で作製される。

吸気口３０の装着部３２には、ターボ分子ポンプ１００への異物侵入を防ぐための保護ネット３４が装着されている。保護ネット３４は、装着部３２に装着され、ボルト３５で装着部３２に固定されている。装着部３２は、ケーシング５２の一部なので同じ材料で作製される。保護ネット３４はステンレス材またはＡｌ合金で作製される。ボルト３５は、ステンレス材で作製されたものを用いるのが一般的である。

ケーシング５２内にはロータ組立体１０が回転自在に設けられている。ターボ分子ポンプ１００は磁気軸受式のポンプであり、ロータ組立体１０は、上部ラジアル電磁石６２、下部ラジアル電磁石６４、スラスト電磁石６６によって非接触支持される。

ロータ組立体１０は、ボルト２で一体に締結されたロータ１２と、シャフト１４と、バランスプレート１６とで構成される。バランスプレート１６は切削方式のバランスプレートである。すなわち、バランスプレート１６が切削されることで、ロータ組立体１０の重心の位置が修正される。ロータ１２の材料として、Ａｌ合金を用いることができる。シャフト１４の材料として、Ｓ４５Ｃなどを用いることができる。バランスプレート１６の材料として、ステンレス材を用いることができる。ボルト２は、当接する部材と同じ材料を用いるのが好ましいので、ここではステンレス材を用いるのが好ましい。

ロータ１２には、複数段のロータ翼２０と円筒部１８とが設けられている。複数段のロータ翼２０の間には、軸方向に対して複数段のステータ翼４４が設けられ、円筒部１８の外周側にはネジステータ４８が設けられている。各ステータ翼４４は、スペーサ５０を介してベース５４上に配設されている。ケーシング５２をベース５４に固定すると、積層されたスペーサ５０がベース５４とケーシング５２との間に挟持され、各ステータ翼４４が位置決めされる。ステータ翼４４の材料として、Ａｌ合金を用いることができる。スペーサ５０は、強度や熱伝導率を考慮して、ステンレス材やＡｌ合金のいずれかの材料で作製されるのが好ましい。例えば、ロータ１２の破壊時に発生するエネルギをケーシング５２のみで受け止められない場合はスペーサ５０を強度の高いステンレス材で作製し、放熱性を高くする用途の場合はスペーサ５０をアルミ合金で作製する。

ベース５４には排気口５６が設けられ、排気口５６にはバックポンプが接続される。ロータ組立体１０が上部ラジアル電磁石６２、下部ラジアル電磁石６４、スラスト電磁石６６によって磁気浮上されつつモータ４０により高速回転駆動されることにより、吸気口３０側の気体分子は排気口５６側へと排気される。

ロータ組立体１０は回転体であるため、構成部品は遠心力を受け膨張する。その膨張量（遠心力膨張量）は各部品によって異なる。また、ロータ組立体１０は回転して気体分子などと衝突や摩擦を繰り返すことで発熱する。構成部品は熱を帯びると膨張するがその膨張量（熱膨張量）も各部品によって異なる。ロータ組立体１０以外の組立品においても熱膨張量が各部品によって異なる。これらのことを考慮してＮｉメッキを施す。

図２は、図１に示すターボ分子ポンプ１００の図示右上を拡大したものである。説明の都合上、複数あるロータ翼２０を真空排気上流側からロータ翼２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、・・・と符号を付し直す。同様に、複数あるスペーサ５０を真空排気上流側からスペーサ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、・・・と符号を付し直す。複数あるステータ翼４４も真空排気上流側からステータ翼４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、・・・と符号を付し直す。

図２において、太線およびハッチングで示す箇所には、Ｎｉメッキが施されている。上述したように、真空チャンバからターボ分子ポンプ１００で真空引きするガスには腐食性成分が含まれている。本実施形態では、腐食性ガスが接する箇所のうち、特に太線およびハッチングで示す接ガス部にＮｉメッキを施し、金属粒子の発生を防止する。

図２を用いて、接ガス部について説明する。なお、接ガス部についての詳細な説明は、以降の図を用いて説明する。「接ガス部」とは、「真空排気上流側から数えて一段目のロータ翼の真空排気下流側端部よりも真空排気上流側の領域において、プロセスガスが接する領域」という意味である。図２における接ガス部は、太線およびハッチングで示した領域、すなわち、ロータ翼２０ａの真空排気下流側端部Ｅ２０ａ（以下、端部Ｅ２０ａとも呼ぶ）よりも真空排気上流側の領域である。具体的には、
・ロータ翼２０ａ
・ロータ１２の真空排気上流側に形成された凹部１３におけるバランスプレート１６との当接面１３ａを除く領域
・バランスプレート１６における凹部１３との当接面１６ａおよびボルト２の座面２ｂとの当接面１６ｂを除く領域
・ボルト２の座面２ｂを除く頭部２ａ
・ロータ翼２０ａと凹部１３を接続する接続部１２ａ
・ロータ翼２０ａと対向するスペーサ５０ａの内周面
・吸気口３０
・保護ネット３４
・保護ネット３４の装着部３２（ただし、ネジ穴３０ａを除く）
・保護ネット３４を固定するボルト３５（ただし、ネジ穴３０ａを除く）
・Ｏリング溝３７全体
・吸気口３０とＯリング溝３７を接続するフランジ３６の接続部３６ａ
などが挙げられる。

ここで、凹部１３の一部やバランスプレート１６の一部の領域は、端部Ｅ２０ａよりも図示下方に位置しているが、排気経路としての上流、下流の意味では、当該領域は、端部Ｅ２０ａよりも真空排気上流側に位置する。なぜならば、当該領域の表面近傍に存在する気体分子等が排気される際、必ず端部Ｅ２０近傍を通過するからである。すなわち、排気される際に当該領域から端部Ｅ２０ａへの気体分子などの流れがあることから、当該領域は端部Ｅ２０ａよりも真空排気上流側に位置していることが分かる。よって、当該領域も本明細書での接ガス部に含める。

本発明の一の実施形態では、上述の接ガス部にＮｉメッキを施す。無電解Ｎｉメッキも電解Ｎｉメッキも用いることができるが、寸法精度の高さなどの観点から無電解Ｎｉメッキを用いるほうが好ましい。

接ガス部を有する部品は、原則として、部品ごとにＮｉメッキを施す。メッキを施す際、接ガス部だけがメッキされるようにするため、その他の表面には事前にマスキングをする。部品ごとにメッキを施すのは、組立品でメッキを施すと構成部品の境界にもメッキ層が形成され、遠心力膨張量や熱膨張量が部品ごとに異なることが原因で構成部品の境界のメッキ層が剥離するということがあるためである。

ただし、後述の変形例１Ｃに示すロータ組立体では、構成部品の境界が本願の接ガス部に位置しないため、ロータ組立体ごとメッキを施すことが可能である。詳細は、変形例１Ｃで説明する。

なお、ロータ１２は、Ａｌ合金で作製されているので、耐食性処理を施さなくてもＦｅやＣｒを含んだ金属粒子が発生することはない。しかし、ロータ１２に耐食性処理を施すと、プロセスガスによる応力腐食割れを防ぐことができるため、ロータ１２にも耐食性処理を施すのが好ましい。また、保護ネットがＡｌ合金で作製されている場合にもＮｉメッキを施す必要はないが、同様の理由で、Ｎｉメッキを施すのが好ましい。

図３は、ロータ組立体１０のロータ１２の凹部１３の周辺の拡大図である。上述のように、ロータ組立体１０は、ロータ１２と、シャフト１４と、バランスプレート１６とがボルト２で締結されて構成される。図３に示されている接ガス部は、
・ロータ翼２０ａと凹部１３を接続するロータ１２の頂面の接続部１２ａ
・ロータ１２に形成された凹部１３におけるバランスプレート１６との当接面１３ａを除く領域
・バランスプレート１６における凹部１３との当接面１６ａおよびボルト２の座面２ｂとの当接面１６ｂを除く領域（後述する切削部１６ｃも含む）
・ボルト２の座面２ｂを除く頭部２ａ
である。上述のように、これらの接ガス部にＮｉメッキを施す。ただし、切削部１６ｃだけは、後述するようにエポキシ塗装を施す。

図２には示さなかったが、図３に示すバランスプレート１６には切削部１６ｃが示されている。切削部１６ｃは、ロータ組立体１０の重心の位置を修正するために、バランサで測定した不釣合いの修正として切削され、バランスプレート１６の内周面に形成される。

ロータ組立体１０の組立と、重心の位置の修正と、Ｎｉメッキに関する手順は以下のとおりである。上述のように各部品の接ガス部のみをＮｉメッキした後に、ロータ組立体１０を組み立てる。動釣り合い試験の後、重心の位置の修正のために、バランスプレート１６の内周面を切削して、切削部１６ｃを形成する。切削部１６ｃは接ガス部となるが、再度Ｎｉメッキをするわけではなく、切削部１６ｃにはエポキシ塗装を施す。

バランスプレート１６の当接面１６ａとロータ１２の凹部１３の当接面１３ａは、互いに当接する。当接面１６ａと当接面１３ａの間では、遠心力膨張量の差や熱膨張量の差が原因となり、摩擦が起こる。後述する座面２ｂと当接面１６ｂの間のように当接面間の摩擦が大きい場合には、その摩擦がＮｉメッキのはがれを生じさせる原因となることもあるため、そのような当接面にはあえてＮｉメッキを施さないようにする。しかし、当接面１６ａと当接面１３ａの間では、ロータ組立体１０の締結力に対して当接面１６ａと当接面１３ａの面積が大きいため、上述の摩擦はＮｉメッキのはがれが生じるほど大きくはない。以上より、本実施形態では当接面１６ａと当接面１３ａにＮｉメッキを施すことにした。これにより、当接面１６ａと当接面１３ａにマスキングをする必要がなくなるので、コストを低減できる。なお、当接面１６ａと当接面１３ａは接ガス部ではないので、Ｎｉメッキを施さないようにもできる。

図４は、ロータ組立体１０を締結するボルト２周辺の拡大図である。ボルト２の頭部２ａの座面２ｂとバランスプレート１６の当接面１６ｂは互いに当接する。座面２ｂと当接面１６ｂの間で摩擦が起こる。ロータ組立体１０の締結力に対して座面２ｂと当接面１６ｂの面積は小さく、両者の間に生じる摩擦はＮｉメッキのはがれが生じるほどに大きい。Ｎｉメッキのはがれが生じて部品の表面が露出すると、その表面がプロセスガスによって腐食され、その腐食された表面から金属粒子が放出されうる。また、このＮｉメッキのはがれはその周辺にまで伝播するため、金属粒子を放出する領域が広がるという問題もある。よって、以上に示した理由から、座面２ｂ、当接面１６ｂには、Ｎｉメッキを施さない。また、ボルト２の軸部２ｃ、バランスプレート１６の貫通孔１６ｄ、ロータ１２の貫通孔１２ｂ、シャフト１４のネジ穴１４ａは、プロセスガスと接触しないので、Ｎｉメッキを施さない。以上より、ボルト２には、ボルト２の頭部２ａの座面２ｂを除いた領域が接ガス部となるので、当該領域にＮｉメッキを施す。

図５は、保護ネット３４の装着部３２周辺の拡大図である。保護ネット３４は、吸気口３０の内部に設けた段差部である装着部３２に装着され、ボルト３５で固定される。保護ネット３４はすべての表面が接ガス部となりうるので、すべての表面にＮｉメッキを施す。装着部３２も接ガス部となりうるので、装着部３２にもＮｉメッキを施す。ボルト３５においては、頭部３５ａが接ガス部となりうるので、頭部３５ａにＮｉメッキを施す。また、軸部３５ｂのうちのネジ穴３０ａに螺合された部分以外の領域が接ガス部となりうるので、当該領域にもＮｉメッキを施す。保護ネット３４とボルト３５と装着部３２のそれぞれが当接している面にもＮｉメッキを施してもいいのは、ロータ組立体１０と異なり、これらは静止しており、また熱による影響も受けにくく、摩擦が起きにくいためである。ただし、これらを組み立てた状態でＮｉメッキを施すのは好ましいことではないので、部品ごとにＮｉメッキする。フランジ３６に形成されたＯリング溝３７には、Ｎｉメッキを施す。Ｏリング溝３７と吸気口３０を接続する接続部３６ａにもＮｉメッキを施す。

以上で示した実施形態によれば、以下のような作用効果を奏する。
（１）ターボ分子ポンプ１００の真空排気上流側一段目のロータ翼２０であるロータ翼２０ａの真空排気下流側の端部Ｅ２０ａよりも真空排気上流側のＦｅやＣｒを含有する部品の接ガス部にＮｉメッキを施した。これにより、当該接ガス部でプロセスガスによる腐食が起こらず、端部２０ａよりも真空排気上流側でＦｅやＣｒなどの金属粒子が発生しなくなり、真空チャンバに上記金属粒子が逆流することがない。
（２）バランスプレート１６とボルト２の当接面のいずれにおいても、Ｎｉメッキを施さないようにした。これにより、遠心力膨張量の差や熱膨張量の差に起因する当接面同士の摩擦によるＮｉメッキのはがれが生じないようにすることができる。
（３）ロータ１２に形成された凹部１３とバランスプレート１６の当接面のいずれにおいても、Ｎｉメッキを施す。ロータ組立体１０の締結力に対して当接面１６ａと当接面１３ａの面積は大きくなく、当該当接領域での摩擦によるＮｉメッキのはがれは起こらない。Ｎｉメッキを施さないようにするためのマスキングをする必要がないため、マスキング分のコストを低減できる。

なお、特許文献１においては、真空排気上流側一段目のロータ翼２０であるロータ翼２０ａの真空排気下流側の端部Ｅ２０ａよりも真空排気下流側に位置する部品（例えば、固定筒８）にも無電解ニッケルメッキで被覆されている。一方、本発明では、本明細書に示す接ガス部にのみＮｉメッキを施して金属粒子の真空チャンバへの逆流を防いでいる。よって、本発明は、特許文献１に開示の発明よりも、Ｎｉメッキを施す部品数が少なくすることができる。

また、特許文献１においては、被覆される部品については記載されているが、積極的に被覆しない箇所については記載がない。一方、本発明では、上述のようにＮｉメッキのはがれを考慮してＮｉメッキを施さない箇所についても明確に示した。これによって、本発明では、特許文献１に開示の発明よりも、Ｎｉメッキのはがれが起こりにくくなっている。

上述した実施形態の変形例について以下に述べる。実施形態と同様の箇所については説明を省略する。以下に示す接ガス部にＮｉメッキを施すことで金属汚染の原因となりうるＦｅやＣｒを含む金属粒子の発生を抑えることができる。
―変形例１Ａ―
変形例１Ａ、および、後述の変形例１Ｂ、１Ｃは、ロータ組立体１０の変形例である。
図６に示す変形例１Ａのロータ組立体１０Ａは、切削方式のバランスプレート１６の代わりに、錘付加方式のバランスプレート７０を用いる。すなわち、バランスプレート７０には、周方向に複数のネジ穴（タップ部）７０ａが形成されており、そのネジ穴７０ａにボルトを螺着させることでロータ組立体１０Ａの重心の位置の修正を行っている。

重心の位置を修正するため、図示左方のネジ穴７０ａには錘付加ボルト７１が螺着されている。錘付加ボルト７１のＮｉメッキの施し方については、図４に示すボルト２と同様に座面を除く頭部のみが接ガス部となるので、座面を除く頭部にＮｉメッキが施される。錘付加ボルト７１が螺着されているネジ穴は接ガス部ではないので、Ｎｉメッキを施す必要はない。しかし、ロータ組立体１０Ａの重心の位置を調べる前、すなわち、ネジ穴７０ａのどれに錘付加ボルト７１が螺着されて接ガス部ではなくなるか判明する前に、バランスプレート７０のＮｉメッキを施すので、ネジ穴７０ａすべてにＮｉメッキを施しておく必要がある。よって、錘付加ボルト７１が螺着されているネジ穴７０ａ（図示左方）にも、錘付加ボルト７１が螺着されていないネジ穴７０ａ（図示右方）にもＮｉメッキを施す。

―変形例１Ｂ―
図７に示す変形例１Ｂにおけるロータ組立体１０Ｂでは、実施形態に示したバランスプレート１６を省略した構成となっている。そのため、ボルト２は、ロータ１２の凹部１３と当接している。変形例１Ｂのボルト２に関しても、図４に示すボルト２と同様に、頭部２ａのうち座面２ｂを除く領域が接ガス部となるので、頭部２ａのうち座面２ｂを除く領域にＮｉメッキを施す。凹部１３は座面２ｂと当接する領域以外にＮｉメッキを施す。

―変形例１Ｃ―
図８に示す変形例１Ｃにおけるロータ組立体１０Ｃでは、ロータ１２の代わりにロータ８２が、シャフト１４の代わりにシャフト８４が設けられている。また、バランスプレート１６は設けられていない。ロータ組立体１０Ｃの締結方法は、ロータ組立体１０、１０Ａ、１０Ｂと大きく異なる。シャフト８４にはフランジ８４ａが形成されている。フランジ８４ａには貫通孔８４ｂが形成されている。ロータ８２には、凹部８３の裏面にネジ穴８２ａが形成されている。ボルト２は貫通孔８４ｂを通り、軸部２ｃのネジ部２ｄでネジ穴８２ａと螺合する。これによって、ロータ８２とシャフト８４が締結される。

ロータ組立体１０Ｃの締結部は、ターボ分子ポンプ１００内においてロータ８２の真空上流側一段目のロータ翼の真空排気下流側端部よりも真空排気下流側に位置している。そのため、変形例１Ｃのボルト２およびその周辺は接ガス部とならないので、Ｎｉメッキしなくてよい。さらに、ロータ８２の真空上流側一段目のロータ翼の真空排気下流側端部よりも真空排気上流側には締結部がない、すなわちロータ８２の表面のみが当該真空排気上流側に位置するため、ロータ組立体１０Ｃの部品ごとにメッキを施さずに、ロータ組立体１０Ｃの状態でＮｉメッキを施してもよい。部品ごとにＮｉメッキを施す場合は、ロータ組立体１０Ｃのロータ８２のみが接ガス部を有するので、ロータ８２の接ガス部のみにＮｉメッキを施せばよい。

―変形例２Ａ―
変形例２Ａ、および、後述の変形例２Ｂは、保護ネットの固定に関する変形例である。図９に示す変形例２Ａにおける保護ネット３４Ａは、ケーシング５２の吸気口３０Ａに設けられた装着部３２Ａに装着される。また、リングばね９０は吸気口３０Ａに設けられた装着部９１に装着されることで、保護ネット３４Ａを固定する。図２の保護ネット３４と異なり、保護ネット３４Ａにはボルトを通すための取付用貫通孔はない。また、図２に示すように、実施形態の吸気口３０にはボルト３５と螺合するためのネジ穴３０ａが設けられていたが、吸気口３０Ａには、ネジ穴が設けられていない。

保護ネット３４Ａは、実施形態の保護ネット３４と同様に、ステンレス材またはＡｌ合金で作製される。保護ネット３４Ａもすべての表面が接ガス部となりうるので、すべての表面にＮｉメッキを施す。また、リングばね９０は、ばね鋼鋼材（ＳＵＰ材）で作製され、リングばね９０もすべての表面が接ガス部となりうるので、すべての表面にＮｉメッキを施す。さらに、吸気口３０Ａも接ガス部となるので、吸気口３０ＡにもＮｉメッキを施す。よって、吸気口３０Ａに設けられた装着部３２Ａおよび装着部９１にもＮｉメッキを施すことになる。

―変形例２Ｂ―
図１０に示す変形例２Ｂにおける保護ネット３４Ｂには、保護ネット３４Ｂ自身を固定するための突起Ｐ３４Ｂが一体に形成されている。また、吸気口３０Ｂには、保護ネット３４Ｂを装着するための装着部３２Ｂが設けられている。さらに、吸気口３０Ｂには、突起Ｐ３４Ｂと嵌合するための穴Ｈ３０Ｂが設けられている。これにより、保護ネット３４Ｂが装着部３２Ｂに装着されると同時に、突起Ｐ３４Ｂが穴Ｈ３０Ｂに嵌合されて、保護ネット３４Ｂは装着部３２Ｂに固定される。

突起Ｐ３４Ｂは保護ネット３４Ｂを固定できるだけの弾性が必要とされるため、保護ネット３４Ｂはステンレス材によって作製される。保護ネット３４Ｂも突起Ｐ３４Ｂを含んだすべての表面が接ガス部となりうるので、すべての表面にＮｉメッキを施す。また、穴Ｈ３０Ｂのすべての表面も接ガス部となりうるので、穴Ｈ３０Ｂのすべての表面にもＮｉメッキを施す。さらに、吸気口３０Ｂも接ガス部となるので、吸気口３０ＢにもＮｉメッキを施す。よって、吸気口３０Ｂに設けられた装着部３２ＢにもＮｉメッキを施すことになる。

―変形例３―
変形例３は、ケーシングとスペーサに関する変形例である。上述の実施形態では、図２に示すように、真空排気上流側一段目のロータ翼２０であるロータ翼２０ａは、スペーサ５０ａと対向している。一方、図１１に示す変形例３のケーシング５２Ａの内周面は、ロータ翼２０ａと対向している。変形例３のような場合は、真空排気系の最上流に位置するスペーサ５１ａにはＮｉメッキを施さなくてよい。その代わりに、ケーシング５２Ａの内周面でロータ翼２０ａと対向する内周面Ｓ５２Ａが接ガス部となるため、内周面Ｓ５２ＡにＮｉメッキを施す。

―変形例４―
変形例４はフランジに関する変形例である。上述の実施形態では、例えば、図５のフランジ３６にはＯリング溝３７が形成されていた。すなわち、ＪＩＳ−ＶＧフランジなどに代表されるフランジには、このようなＯリング溝が形成されている。一方、変形例４におけるフランジ３６Ａは、ＩＳＯ−ＬＦフランジなどに代表されるものであり、Ｏリング溝が形成されていない。フランジ３６Ａは、図１２に示すように、センターリング６０を介して真空チャンバなどの排気口フランジ２００にボルト９５とナット９６を用いて締結される。

フランジ３６Ａは上述のように締結されると、フランジ３６Ａの当接部Ｔ３６Ａを介してセンターリング６０と当接する。フランジ３６Ａにおいて、当接部Ｔ３６Ａよりも内周側のフランジ面Ｓ３６Ａは接ガス部となるため、フランジ面Ｓ３６ＡにＮｉメッキを施す。

なお、変形例４では、ボルトとナットでフランジを締結したが、フランジの形状を適宜変更したうえで、ボルトとナットの代わりに、シングルクロークランプで締結してもよいし、ダブルクロークランプで締結してもよい。

以上の実施形態において、接ガス部にはＮｉメッキを施すとしたが、Ｎｉメッキ以外には、以下のような耐食性処理を施すことができる。例えば、ステンレス材で作製された部品では、Ａｌ合金蒸着やエポキシ塗装などを施すことができる。また、無電解Ｎｉメッキ液にフッ素樹脂を含ませてＮｉメッキを行うことなどもできる。

なお、特許文献２では、黒色Ｎｉメッキや黒色Ｃｒメッキを用いているが、本発明においては、以下のような理由から黒色Ｎｉメッキや黒色Ｃｒメッキは使用しない。黒色Ｎｉメッキや黒色Ｃｒメッキを施す工程にはエッチング工程が含まれ、そのエッチング工程によってメッキ表面に非常に微細な凹凸が形成される。この非常に微細な凹凸は、金属粒子となってメッキ表面から放出されることがあり、真空チャンバの汚染源となるからである。

以上の説明はあくまで一例であり、発明は、上記の実施形態に何ら限定されるものではない。

２：ボルト、 ２ａ：頭部、 ２ｂ：座面、 ２ｃ：軸部、 ２ｄ：ネジ部、
１０：ロータ組立体、 １２：ロータ、 １２ａ：接続部、 １２ｂ：貫通孔、
１３：凹部、 １３ａ、１３ｂ：当接面、 １４：シャフト、 １４ａ：ネジ穴、
１６：バランスプレート、 １６ａ、１６ｂ：当接面、 １６ｃ：切削部、
１６ｄ：貫通孔、 １８：円筒部、 ２０、２０ａ〜２０ｄ：ロータ翼、
３０、３０Ａ、３０Ｂ：吸気口、 ３０ａ：ネジ穴、 ３１：貫通孔、
３２、３２Ａ、３２Ｂ：装着部、 ３４、３４Ａ、３４Ｂ：保護ネット、
３５：ボルト、 ３５ａ：頭部、 ３５ｂ：軸部、 ３６、３６Ａ：フランジ、
３６ａ：接続部、 ３７：Ｏリング溝、 ３８：Ｏリング、 ４０：モータ、
４４、４４ａ〜４４ｃ：ステータ翼、 ４８：ネジステータ、
５０、５０ａ〜５０ｄ、５１、５１ａ〜５１ｃ：スペーサ、
５２、５２Ａ：ケーシング、 ５４：ベース、 ５６：排気口、
６０：センターリング、 ６２：上部ラジアル電磁石、 ６４：下部ラジアル電磁石、
６６：スラスト電磁石、 ７０：バランスプレート、 ７０ａ：ネジ穴、
７１：ボルト、 ８２：ロータ、 ８２ａ：ネジ穴、 ８３：凹部、 ８４：シャフト、
８４ａ：フランジ、 ８４ｂ：貫通孔、 ９０：リングばね、 ９１：装着部、
９５：ボルト、 ９６：ナット、 １００：ターボ分子ポンプ、 ２００：フランジ、
Ｅ２０ａ：端部、 Ｈ３０Ｂ：穴、 Ｐ３４Ｂ：突起、 Ｔ３６Ａ：当接部、
Ｓ３６Ａ：フランジ面、 Ｓ５２Ａ：内周面

Claims (14)

1. 吸気口およびフランジを有するケーシングと、
   前記ケーシング内に収容され、シャフト、および、前記シャフトと締結用ボルトで一体化された複数のロータ翼が形成されたロータを有するロータ組立体と、
   前記ケーシング内に収容され、ロータ翼に対向して配設されるステータ翼と、
   前記ケーシング内の周面に沿って積層され、前記ステータ翼を固定するスペーサとを備え、
   真空排気上流側一段目の前記ロータ翼の真空排気下流側端部よりも真空排気上流側に設けられ、Ｆｅ、Ｃｒを含む合金で作製された部品の接ガス部に耐食性処理が施され、
   真空排気上流側一段目の前記ロータ翼の真空排気下流側端部よりも真空排気下流側に設けられ、Ｆｅ、Ｃｒを含む合金で作製された部品に耐食性処理が施されていない、ターボ分子ポンプ。
2. 請求項１に記載のターボ分子ポンプにおいて、
   前記部品は、前記ロータに前記締結用ボルトで固定されるバランスプレートを含み、
   前記締結用ボルトと前記バランスプレートとの当接面には、前記耐食性処理が施されていないターボ分子ポンプ。
3. 請求項１に記載のターボ分子ポンプにおいて、
   前記部品は、前記ロータに前記締結用ボルトで固定されるバランスプレートを含み、
   前記ロータと前記バランスプレートとの当接面には、前記耐食性処理が施されていないターボ分子ポンプ。
4. 請求項２に記載のターボ分子ポンプにおいて、
   前記ロータと前記バランスプレートとの当接面には、前記耐食性処理が施されていないターボ分子ポンプ。
5. 請求項２〜４のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
   前記バランスプレートは、バランス修正のために切削された切削部を有し、
   前記切削部に前記耐食性処理が施されているターボ分子ポンプ。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
   前記ケーシングの前記吸気口の内面に設けられた保護ネット装着部に装着された保護ネットと、
   前記保護ネットを固定するための取り付け用ボルトとをさらに備え、
   前記部品は、前記保護ネットと前記取り付け用ボルトとを含み、
   前記保護ネット装着部は、接ガス部であるターボ分子ポンプ。
7. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
   前記ケーシングの前記吸気口の内面に設けられた保護ネット装着部に装着された保護ネットと、
   前記保護ネットを固定するための取り付け用ボルトとをさらに備え、
   前記部品は、前記取り付け用ボルトを含み、
   前記保護ネット装着部は、接ガス部であるターボ分子ポンプ。
8. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
   前記ケーシングの前記吸気口の内面に設けられた保護ネット装着部に装着された保護ネットと、
   前記保護ネットを固定するためのリングばねとをさらに備え、
   前記部品は、前記保護ネットと前記リングばねとを含み、
   前記保護ネット装着部は、接ガス部であるターボ分子ポンプ。
9. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
   前記ケーシングの前記吸気口の内面に設けられた保護ネット装着部に装着された保護ネットと、
   前記保護ネットを固定するためのリングばねとをさらに備え、
   前記部品は、前記リングばねを含み、
   前記保護ネット装着部は、接ガス部であるターボ分子ポンプ。
10. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
    前記ケーシングの前記吸気口の内面に設けられた保護ネット装着部に装着された保護ネットをさらに備え、
    前記保護ネットは、前記保護ネットと一体に形成された突起で固定され、
    前記部品は、前記保護ネットを含み、
    前記保護ネット装着部は、接ガス部であるターボ分子ポンプ。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
    前記フランジは、前記吸気口の周縁にＯリング溝を有し、
    前記Ｏリング溝および前記フランジの前記Ｏリング溝より内周側は、前記耐食性処理が施されているターボ分子ポンプ。
12. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
    前記フランジは、センターリングを介して真空チャンバに固定され、
    前記フランジの前記センターリングとの当接部より内周側は、前記耐食性処理が施されているターボ分子ポンプ。
13. 吸気口およびフランジを有するケーシングと、
    前記ケーシング内に収容され、シャフト、および、前記シャフトと締結用ボルトで一体化された複数のロータ翼が形成されたロータを有するロータ組立体と、
    前記ケーシング内に収容され、ロータ翼に対向して配設されるステータ翼と、
    前記ケーシング内の周面に沿って積層され、前記ステータ翼を固定するスペーサとを備え、
    真空排気上流側一段目の前記ロータ翼の真空排気下流側端部よりも真空排気上流側に設けられ、Ｆｅ、Ｃｒを含む合金で作製された部品の接ガス部に耐食性処理が施され、
    前記部品は、前記ロータに前記締結用ボルトで固定されるバランスプレートを含み、
    前記締結用ボルトと前記バランスプレートとの当接面には、前記耐食性処理が施されておらず、
    前記バランスプレートには複数の螺子穴が設けられ、いずれかの螺子穴にはバランス修正用の付加ボルトが螺合され、
    前記部品は、前記付加ボルトを含み、
    前記複数の螺子穴のうちの前記付加ボルトと螺合されていない螺子穴は、接ガス部であるターボ分子ポンプ。
14. 吸気口およびフランジを有するケーシングと、
    前記ケーシング内に収容され、シャフト、および、前記シャフトと締結用ボルトで一体化された複数のロータ翼が形成されたロータを有するロータ組立体と、
    前記ケーシング内に収容され、ロータ翼に対向して配設されるステータ翼と、
    前記ケーシング内の周面に沿って積層され、前記ステータ翼を固定するスペーサとを備え、
    真空排気上流側一段目の前記ロータ翼の真空排気下流側端部よりも真空排気上流側に設けられ、Ｆｅ、Ｃｒを含む合金で作製された部品の接ガス部に耐食性処理が施され、
    前記部品は、前記ロータに前記締結用ボルトで固定されるバランスプレートを含み、
    前記ロータと前記バランスプレートとの当接面には、前記耐食性処理が施されておらず、
    前記バランスプレートには複数の螺子穴が設けられ、いずれかの螺子穴にはバランス修正用の付加ボルトが螺合され、
    前記部品は、前記付加ボルトを含み、
    前記複数の螺子穴のうちの前記付加ボルトと螺合されていない螺子穴は、接ガス部であるターボ分子ポンプ。

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