JP6261507B2 - 真空ポンプ用保護ネット、その製造方法および真空ポンプ - Google Patents
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Description
保護ネットは、真空ポンプが大気突入したときに保護ネットがねじれるように変形し、排気構造部側に向かって膨出する。
真空ポンプを大きくすることなく、保護ネットと回転体との当接を回避する構造として、保護ネットの高さを、周縁部から中心部に向かって段状に変化させる構造が知られている。
保護ネットの中心部側を真空処理室側に向けて高くして回転体から離間することにより、保護ネットが変形した場合でも、回転体との接触を防止することができるとされている(例えば、特許文献1参照)。
本発明の第2の態様による真空ポンプ用保護ネットは、周縁部と、周縁部の内側に、周縁部と同一材料により一体的に形成され、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成された全体が平坦な網部とを備え、網部の厚さは周縁部の厚さの半分以下であり、網部の一面は、周縁部の一面と同一平面にあり、網部の他面は周縁部の他面から凹設しており、さらに、周縁部および網部と同一材料により一体に形成された補強リブを備え、補強リブの一面は、周縁部の一面と同一平面にあり、補強リブの他面は、周縁部の他面と同一平面にあり、補強リブは、複数の貫通孔の側縁に沿って延出され、幅広部と幅狭部とを有する。
本発明の第3の態様による真空ポンプ用保護ネットの製造方法は、周縁部と、周縁部の内側に一体的に形成され、周縁部の厚さの半分以下の厚さを有し、複数の貫通孔が形成された網部とを備える真空ポンプ用保護ネットの製造方法であって、板状部材の一面側へのエッチングにより、複数の貫通孔を形成する工程と、板状部材の他面側へのエッチングにより、周縁部の内側に凹部を形成する工程と、各エッチングによってエッチングされない部分が周縁部として形成される工程とを有し、板状部材の両面にフォトレジストを塗布する工程と、板状部材の一面側に、周縁部の外周と同じ外周を有し、貫通孔に対応する開口部が形成されたマスクを配する工程と、板状部材の他面側に、周縁部の外周と同じ外周を有し、網部全体に対応する開口部が形成されたマスクを配する工程と、フォトレジストを現像する工程とをさらに有する。
本発明の第4の態様による真空ポンプ用保護ネットの製造方法は、周縁部と、周縁部の内側に一体的に形成され、周縁部の厚さの半分以下の厚さを有し、複数の貫通孔が形成された網部とを備える真空ポンプ用保護ネットの製造方法であって、板状部材の一面側へのエッチングにより、複数の貫通孔を形成する工程と、板状部材の他面側へのエッチングにより、周縁部の内側に凹部を形成する工程と、各エッチングによってエッチングされない部分が周縁部として形成される工程とを有し、板状部材の両面にフォトレジストを塗布する工程と、板状部材の一面側に、周縁部の外周と同じ外周を有し、貫通孔に対応する開口部が形成され、補強リブに対応するマスク部を有するマスクを配する工程と、板状部材の他面側に、周縁部の外周と同じ外周を有し、網部全体に対応する開口部が形成され、補強リブに対応するマスク部を有するマスクを配する工程と、フォトレジストを現像する工程とをさらに有し、各エッチングによってエッチングされない部分が周縁部および補強リブとして形成される。
本発明の第5の態様による真空ポンプは、外部装置から気体を吸気する吸気口および気体を排気する排気口を備えたポンプ容器と、ポンプ容器内における吸気口と排気口との間に設けられた排気構造部と、ポンプ容器の吸気口に設けられた保護ネットとを備え、保護ネットは、周縁部と、周縁部の内側に、周縁部と同一材料により一体的に形成され、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成された全体が平坦な網部とを有し、網部の厚さは周縁部の厚さの半分以下であり、網部の一面は、周縁部の一面と同一平面にあり、網部の他面は周縁部の他面から凹設しており、保護ネットは、網部の他面が排気構造部側に向けて設けられている。
(真空ポンプ)
以下、図1〜図4を参照して本発明の真空ポンプ用保護ネットおよび真空ポンプの一実施の形態について説明する。
図1は、本発明の真空ポンプの一実施の形態としてのターボ分子ポンプの断面図である。
ターボ分子ポンプ1は、ケーシング部材12と、ケーシング部材12に固定されたベース13とにより形成されたポンプ容器11を備えている。
ケーシング部材12は、ほぼ円筒形状を有し、例えば、SUSにより形成され、上端部に上部フランジ21が形成されている。ケーシング部材12の上部フランジ21の内方には円形状の吸気口15が形成されている。上部フランジ21には、円周方向に沿って、ほぼ等間隔にボルト挿通用の貫通孔22が形成されている。ターボ分子ポンプ1は、上部フランジ21の貫通孔22にボルト92を挿通して、半導体製造装置等の外部装置に取り付けられる。
なお、図1においては、ねじ溝部9aがねじステータ9に形成された構造として例示されているが、ねじ溝部9aをロータ円筒部4bの外周面に形成してもよい。
メカニカルベアリング34、36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34、36によりロータ軸5が支持される。
ケーシング部材12の下部フランジ23とベース13の上部フランジ13aとがシール部材42を介在してボルト93により固定され、ポンプ容器11が構成される。
図2を参照して後述する如く、保護ネット50は、周縁部51と、この周縁部51よりも厚さが薄いネット部(以下、網部52)とを備えている。網部52は、ロータ翼6側が周縁部51から陥没し、その反対面側は、周縁部51と同一平面となっている。網部52と周縁部51との境界部53は、上部フランジ21の内側に設けられた段部25の内周縁とほぼ同一平面となっている。つまり、網部52は、ほぼ全面が吸気口15に対応して配置されており、保護ネット50は、外部装置の真空処理室から吸気する気体の流れが乱されないように配設されている。
排気構造部に吸気された気体は、ロータ円筒部4bの回転により、ねじ溝排気部を介して排気ポート16の排気口16aから排出される。
次に、保護ネット50について説明する。
図2は、本発明に係る真空ポンプ用保護ネットの図であり、図2(A)は、その平面図、図2(B)は、図2(A)におけるIIB−IIB線断面図である。
保護ネット50は、ほぼ円盤形状を有し、上述した如く、周縁部51と、周縁部51の内側に形成された網部52とを備えている。
周縁部51および網部52は、例えば、SUS等の材料で一体に形成されており、周縁部51の厚さは、例えば、500μm程度、網部52は、例えば、周縁部51の厚さのほぼ半分の250μm程度である。
周縁部51には、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔56が形成されている。各貫通孔56内には、上述した如く、ボルト95が挿通され、ケーシング部材12の上部フランジ21の段部25に固定される。このように、周縁部51の貫通孔56は保護ネット50の取付部である。
網部52はハニカム構造を有する。つまり、網部52の貫通孔55は、正六角形に形成されている。貫通孔55は、真空処理室から飛来する異物を遮断または反射する機能を備える必要がある。しかし、同時に、真空ポンプの能力を低下させないために、網部52を通過する気体に対する吸気抵抗を小さくする必要がある。ハニカム構造は、貫通孔55の周を最も短くするため、網部52の強度を確保し、かつ、面積を大きくして吸気抵抗を小さくする。
なお、保護ネット50は、図1に図示されるように、網部52の凹部側をロータ翼6側に向けて配設する方が、この反対側に向けて配設する場合よりもロータ翼6との離間距離を大きくすることができる。しかし、保護ネット50の厚さが250μm程度と小さい場合には、保護ネット50の厚さに対して保護ネット50の変形量が大きいので、実用上の差異は殆ど無い。
次に、保護ネット50の製造方法を説明する。
図3(A)〜(D)および図4(A)〜(C)は、保護ネット50の製造方法の一実施の形態を示す。
図3(A)に図示されるように、周縁部51の厚さを有するSUS等の保護ネット形成部材50aを準備し、洗浄する。保護ネット形成部材50aは円形の板状部材である。
図3(B)に図示されるように、保護ネット形成部材50aの一面81と他面82との表裏両面にフォトレジスト66、67を塗布する。フォトレジスト66、67は、ポジ型でも、ネガ型でも差し支えないが、ここではポジ型として説明する。
マスク61は、保護ネット50の周縁部51の外周面を直径とする円形形状を有し(つまり、周縁部51の外周と同じ外周を有し)、かつ、網部52の貫通孔55に対応する開口部62が形成されている。すなわち、マスク61は、周縁部51に対応する部分と、網部の貫通孔55以外の部分に対応する部分とを有する。マスク71は、保護ネット50の周縁部51の外周面を直径とする円形形状を有し(つまり、周縁部51の外周と同じ外周を有し)、網部52に対応する開口部72が形成されている。開口部72は、マスク61と同心円状に形成されている。すなわち、マスク61は、周縁部51に対応する部分のみ有する。
図3(D)に図示されるように、フォトレジスト66、67を現像する。
フォトレジスト66には、網部52の貫通孔55に対応する開口66aが形成され、フォトレジスト67には、網部52に対応する開口部67aが形成される。
図4(B)に図示されるように、保護ネット形成部材50aを表裏両面からエッチング液によりエッチングする。保護ネット形成部材50aは、一面81側から、フォトレジスト66の開口66aから浸漬するエッチング液によりエッチングされる。また、他面82側から、フォトレジスト67の開口67aから浸漬するエッチング液によりエッチングされる。保護ネット形成部材50aは、フォトレジスト67の開口67aから浸漬するエッチング液により、網部52に対応する領域が、周縁部51の外周と同心円状の凹部が形成されるようにエッチングされる。
この時点で、エッチングを終了する。そして、図4(C)に図示されるように、フォトレジスト66、67を剥離する。この後、周縁部51に貫通孔56を形成する。これにより、周縁部51と、周縁部51の内側に複数の貫通孔55が形成され、周縁部51の厚さの半分の厚さを有する網部52とが一体に形成された保護ネット50が形成される。
以上説明した第1実施形態における保護ネットの製造方法は、円形の板状部材を準備する準備工程と、板状部材の外周部に所定幅の周縁部をエッチングにより形成するとともに、周縁部の内側に、周縁部の厚さの半分またはそれ未満の厚さを有し、複数の貫通口を有する窪んだ網部をエッチングにより形成する形成工程とを有する。
また、上記形成工程では、板状部材の一面側からのエッチングにより、周縁部の内側に円形の凹部を形成すると共に、板状部材の他面側からのエッチングにより、円形の凹部内に板状部材の厚さ方向に貫通する複数の前記貫通孔を形成する。
図4(B)の工程において、フォトレジスト66の開口66aから浸漬するエッチング液が保護ネット形成部材50aの厚さを貫通した後も、そのまま、エッチングを継続する。このようにすると、フォトレジスト67の開口67aから浸漬するエッチング液により、保護ネット形成部材50aの網部52に対応する領域がさらにエッチングされ、薄くなる。
図5は、このようにして、網部52の厚さを、周縁部51の厚さの半分よりも薄くした保護ネット50を示す。
このように、保護ネット50の網部52の厚さは、周縁部51の厚さの半分以下の任意の厚さとすることができる。
なお、エッチング液のエッチング速度は等方性であるので、エッチング深さを大きくする場合には、それに対応する貫通孔55の幅の増大を見込んでおく必要がある。
本発明の実施形態2を、図6〜10を参照して説明する。
図6(A)は、本発明に係る真空ポンプ用保護ネットの実施形態2の平面図であり、図6(B)は、図6(A)におけるVIB−VIB線断面図であり、図7は、図6(A)における領域VIIの拡大図である。
実施形態2における保護ネット50Aが、実施形態1の保護ネット50と相違する点は、網部52に補強リブ58を設けた点である。以下、実施形態1との相違点を主に実施形態2を説明することとし、実施形態1と同様な点は、対応する部材に同一の符号を付して説明を省略する。
補強リブ58により、網部52のねじれなどに対する強度が大きくなる。補強リブ58は、とくに、網部52の厚さを薄くした図5に示した保護ネット50に適用して好適である。
なお、図6においても、実施形態1の場合と同様に、貫通孔55は網部52の領域全体に間断なく形成されているが、図示の都合上、領域VII内にのみ図示されている。また、補強リブ58は、網部52の領域全体において、領域VII内と同様に形成されている。
図8(A)〜(D)、図9(A)〜(C)および図10を参照して、保護ネット50Aの製造方法の一実施の形態を示す。
図8(A)に図示されるように、周縁部51の厚さを有するSUS等の保護ネット形成部材50aを準備し、洗浄する。
図8(B)に図示されるように、保護ネット形成部材50aの一面81と他面82の表裏両面にフォトレジスト66、67を塗布する。フォトレジスト66、67は、ポジ型でも、ネガ型でも差し支えないが、ここではポジ型として説明する。
マスク61Aには、網部52の貫通孔55に対応する開口部62が形成されている。また、マスク61Aには、補強リブ58を形成するための、補強リブ形成用マスク部68が形成されている。
マスク71には、網部52に対応する開口部72が形成されている。また、マスク71Aには、補強リブ58を形成するための、補強リブ形成用マスク部78が形成されている。
平面図は図示しないが、マスク71Aの補強リブ形成用マスク部78は、補強リブ形成用マスク部68と同一形状に形成されている。
フォトレジスト66には、網部52の貫通孔55に対応する開口66aが形成されると共に、補強リブ形成用マスク部68に対応する補強リブ形成用レジスト部69が形成される。
フォトレジスト67には、網部52に対応する開口部67aが形成されると共に、補強リブ形成用マスク部78に対応する補強リブ形成用レジスト部79が形成される。
図9(B)に図示されるように、保護ネット形成部材50aを表裏両面からエッチング液によりエッチングする。保護ネット形成部材50aは、一面81側から、フォトレジスト66の開口66aから浸漬するエッチング液によりエッチングされる。また、他面82側から、フォトレジスト67の開口67aから浸漬するエッチング液によりエッチングされる。
なお、実施形態2に保護ネット50Aについても、図5に図示されるように、網部52の厚さを周縁部51の厚さの半分よりも薄く形成することができる。
周縁部51の取り付け貫通孔56は、網部52を形成する際に同様のフォトリソグラフィーにより形成してもよいし、機械加工により形成してもよい。
Claims (1)
- 周縁部と、
前記周縁部の内側に、前記周縁部と同一材料により一体的に形成され、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成された全体が平坦な網部とを備え、
前記網部の厚さは前記周縁部の厚さの半分以下であり、前記網部の一面は、前記周縁部の一面と同一平面にあり、前記網部の他面は前記周縁部の他面から凹設しており、
さらに、前記周縁部および前記網部と同一材料により一体に形成された補強リブを備え、前記補強リブの一面は、前記周縁部の前記一面と同一平面にあり、前記補強リブの他面は、前記周縁部の前記他面と同一平面にあり、
前記補強リブに隣接する前記貫通孔は正六角形であり、前記補強リブの側面は、前記補強リブに隣接する前記貫通孔のいずれかの側縁と同一平面にあり、かつ、前記補強リブは、隣接する複数の前記貫通孔の側縁に沿って延出され、隣接する複数の前記貫通孔の側縁の形状に倣った幅広部と幅狭部とを有する、真空ポンプ用保護ネット。
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