JPH0643293U

JPH0643293U - ターボ分子ポンプ装置

Info

Publication number: JPH0643293U
Application number: JP8081092U
Authority: JP
Inventors: 洋和田
Original assignee: セイコー精機株式会社
Priority date: 1992-11-24
Filing date: 1992-11-24
Publication date: 1994-06-07
Anticipated expiration: 2007-11-24
Also published as: JP2596376Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構成によりプロセスガスの堆積を防止
することが可能なターボ分子ポンプ装置を提供する。【構成】温度センサー５０で排気口の近傍の温度Ｔ２
を検出し、この検出温度Ｔ２と、キーボード７４から設
定した動作温度Ｔ１とを比較する。検出温度Ｔ２が低い
場合に、電磁弁５５を閉動作させて排気口５２を閉じる
共に、電磁弁５６を開動作させてパージポート５３から
ターボ分子ポンプ装置内にＮ２ガスを導入する。この
状態で、高周波モータを駆動させることによって、Ｎ２
ガスの負荷により駆動電流が増大してコイルが発熱
し、ターボ分子ポンプ装置の温度が上昇する。従って、
半導体製造装置等に利用する場合、プロセスガスの温度
低下時に反応で生じる生成物がステータ翼とロータ翼等
に堆積することを阻止できる

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はターボ分子ポンプ装置に係り、例えば、半導体装置に接続され、プロセスガスの排出等を行うターボ分子ポンプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、例えば、エッチング装置、ＣＶＤ等の半導体製造装置では、ロータを磁気浮上させる非接触回転のターボ分子ポンプ装置を用いてＳｉＨ₄、ＰＨ₃、Ｂ ₂ Ｈ₆、Ａ_SＨ₃等のプロセスガスをチャンバ等から排出している。

【０００３】このようなターボ分子ポンプ装置によってチャンバ等から排出されるプロセスガスは、温度、５０°Ｃ乃至６０°Ｃに低下すると気体から固体に変化し、この生成物がターボ分子ポンプ装置の内壁等に堆積物として付着してしまうことが知られている。

【０００４】この状態のまま長期にわたって運転を続行すると、ロータ翼およびステータ翼の堆積物が増大して、結果的にターボ分子ポンプ装置を動作させることができなくなることがある。このため、従来のターボ分子ポンプ装置では、例えば外周部にヒータを巻付けると共に、このヒーターの発熱制御を行うための制御回路を配置している。そして、ターボ分子ポンプ装置の温度が低い時、例えばターボ分子ポンプの立上げ時や、チャンバ内が真空状態になっている無負荷時等に、ヒーターの通電制御を行って装置の温度を５０°Ｃ乃至６０°Ｃ以上に上昇させて、プロセスガスの堆積を防止している。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、従来のターボ分子ポンプ装置では、ヒータを巻付けることにより、ポンプ本体が大型化するという欠点があった。また、ヒーターとその電源や制御回路等が必要であり、構成が複雑となる欠点があった。

【０００６】本考案はこのような課題に鑑みてなされたもので、簡単な構成によりプロセスガスの堆積を防止することが可能なターボ分子ポンプ装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

請求項１記載の考案では、少なくともステータ翼と、高周波モーターとロータ翼を有するロータと、前記高周波モーターの電源とを備えたターボ分子ポンプ装置において、ターボ分子ポンプ装置内の所定位置の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段で検出された検出温度と所定の動作温度とを比較する比較手段と、この比較手段で検出温度が動作温度よりも低いと判断された場合に、装置内にガスを供給するガス供給手段と、このガス供給手段によりガスが供給される状態で高周波モータを駆動する駆動手段とを、ターボ分子ポンプ装置に具備させて前記目的を達成する。

【０００８】請求項２記載の考案では、請求項１記載のターボ分子ポンプ装置において、所定の動作温度を設定する温度設定手段を、さらに具備させる。請求項３記載の考案では、請求項１または請求項２記載のターボ分子ポンプ装置において、ガス供給手段は、ターボ分子ポンプ装置の排気口を閉じる開閉部を備え、この開閉部を閉じた後にガスを供給する。

【０００９】

【作用】

本考案のターボ分子ポンプ装置では、ターボ分子ポンプ装置の検出温度と、所定の動作温度とを比較し、検出温度が動作温度よりも低い場合に装置内にＮ₂ガス等のガスを供給し、この状態で高周波モータを駆動する。これによって、駆動電流が増大して高周波モータのコイルが発熱するため、装置温度を高くすることができる。

【００１０】

【実施例】

以下本考案のターボ分子ポンプ装置における好適な実施例について、図１から図３を参照して詳細に説明する。図１はターボ分子ポンプ装置の全体構成を表したものである。

【００１１】このターボ分子ポンプ装置は、例えば半導体製造装置内等に設置され、チャンバ等からプロセスガスの排出を行うものである。この例では、円筒状に形成された外装体１０の上端部にフランジ１１が形成され、ボルト等によって半導体製造装置に接続されるようになっている。

【００１２】外装体１０の内側に複数のステータ翼１２が配置され、このそれぞれのステータ翼１２間に複数のロータ翼１４が配置されている。このロータ翼１４はロータ１５の外周囲壁に設けられ、ロータ１５は磁性体のロータ軸１８に連動して回転するように、ボルト１９でロータ軸１８に固定されている。

【００１３】ロータ１５はいわゆる磁気軸受を利用しており、ロータ軸１８の上部には、２対の半径方向電磁石２０がロータ軸１８を挟んで対向配置されており、２対の半径方向電磁石は互いに直交するように配置されている。この半径方向電磁石２０に隣接して、ロータ軸１８を挟んで対向する２対の半径方向センサー２２が２対設けられている。

【００１４】さらに、ロータ軸１８の下部には、同様に２対の半径方向電磁石２４が配置され、この半径方向電磁石２４にも、隣接して半径方向センサー２６が２対設けられている。これら半径方向電磁石２０、２４に励磁電流が供給されることによって、ロータ軸１８が磁気浮上される。この励磁電流は、磁気浮上時に、半径方向センサー２２、２６からの位置検知信号に応じて制御され、これによってロータ軸１８が半径方向の所定位置に保持されるようになっている。

【００１５】また、外装体１０の内側の半径方向センサー２２と半径方向センサー２６との間には高周波モータ３０が配置されている。この高周波モータ３０に通電されることによって、ロータ軸１８および、これに固定されたロータ翼１４が回転するようになっている。

【００１６】ロータ軸１８の下部には、磁性体で形成された円盤状の金属ディスク３１が固定されており、この金属ディスク３１を挟み、且つ対向した一対づづの軸方向電磁石３２、３４が配置されている。さらにロータ軸１８の切断端部に対向して軸方向センサー３６が配置されている。

【００１７】この軸方向電磁石３２、３４の励磁電流は、軸方向センサー３６からの位置検知信号に応じて制御され、これによりロータ軸１８が軸方向の所定位置に保持されるようになっている。また、このロータ軸１８の下端部には、ロータ軸の回転数を検出するための回転センサー３８が配置されている。

【００１８】ターボ分子ポンプ装置の外装体１０の下部には、半導体製造装置からのプロセスガス等を排出する排気口５２、および、このプロセスガスの濃度をさげるための不活性ガス（Ｎ₂）を供給するパージポート５３が配置されている。これら排気口５２およびパージポート５３には、それぞれ電磁弁５５、５６が接続されている。そして、排気口５２の近傍には、サーミスタ等の温度センサー５０が配置されている。

【００１９】これらの各部は、パージポート５３の近傍に配置された図示しないコネクタを通じて、磁気軸受コントローラやメインコントローラ等を備えた信号処理系にケーブルで接続されている。図２はターボ分子ポンプ装置の電気的構成を表したものである。

【００２０】ターボ分子ポンプ装置は、主としてマイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）等を用いたシステムコントローラ７０と、磁気浮上用コントローラ８０により概略構成されている。システムコントローラ７０は、ターボ分子ポンプ装置の全体制御を行うと共に本実施例による判断動作等の各種制御を行うＣＰＵ（中央処理装置）７０ａ、このＣＰＵ７０ａにおいて各種制御を実行するためのプログラムやデータが格納されたＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）７０ｂ、ワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）７０ｃ、キーボードインタフェ−ス（Ｉ／Ｆ）７０ｄ、表示器Ｉ／Ｆ７０ｅ、Ｉ／Ｏ７０ｆ、７０ｇ、７０ｈ、７０ｉ、７０ｋを備えており、これらの各部はデータバス等のバスライン７０ｊに接続されている。

【００２１】キーボ−ドＩ／Ｆ７０ｄには、各種の動作指示等の操作を行うキーボード７４が接続されている。また表示器Ｉ／Ｆ７０ｅには、キーボード７４からの操作状態や、ロータ軸１８の浮上状態、さらにターボ分子ポンプ装置の動作状態を表示するためのＣＲＴ、ＬＣＤ等の表示器７６が接続されている。

【００２２】Ｉ／Ｏ７０ｆには磁気浮上用コントローラ８０が接続されている。この磁気浮上用コントローラ８０は、半径方向センサー２２、２６と軸方向センサー３６からの位置検知信号が各々入力されるＰＩＤ（補正回路）８２ａ〜８２ｅを備えており、これらＰＩＤ８２ａ〜８２ｅの各出力端子には、増幅器８４ａ、〜８４ｅがそれぞれ接続されている。

【００２３】増幅器８４ａ〜８４ｄの出力端子には、一対のコイルで構成される半径方向電磁石２０、２４が接続されている。また、増幅部８４ｅの出力端子には、一対のコイルとして構成される軸方向電磁石３２、３４が接続されている。この磁気浮上用コントローラ８０は、半径方向電磁石２０、２４に励磁電流を供給することによってロータ軸１８を半径方向に磁気浮上させると共に、半径方向センサー２２、２６からの位置検知信号に応じてロータ軸１８を半径方向所定位置に保持するように増幅器８４ａ〜８４ｄの増幅率を変化させて、供給する励磁電流を変化させる制御を行う。

【００２４】同時に、磁気浮上用コントローラ８０は、軸方向電磁石３２、３４に励磁電流を供給することによってロータ軸１８を軸方向に磁気浮上させると共に、軸方向センサー３６からの位置検知信号に応じてロータ軸１８を軸方向所定位置に保持するように増幅器８４ｅの増幅率を変化させて、供給する励磁電流を変化させる制御を行う。

【００２５】Ｉ／Ｏ７０ｇには回転センサー３８が接続されており、この回転センサー３８からのパルス信号がＣＰＵ７０ａで読み取られ、ロータ軸１８の回転数が検出される。また、Ｉ／Ｏ７０ｈには、高周波モータ３０を回転駆動させるモータドライバー７７が接続されている。モータドライバ７７は、図示しないＡＣ電源をコンバータで直流に変換した後、再びインバータにより３相交流とし、負荷に応じた電流を高周波モータ３０に供給するようになっている。

【００２６】Ｉ／Ｏ７０ｋには、電磁弁５５、５６が接続されている。次に、このように構成されたターボ分子ポンプ装置の温度を上昇させる動作について説明する。温度上昇動作の概要ターボ分子ポンプ装置の立上げ時や無負荷時などでは、装置本体温度が一般に低い。そこで、温度センサー５０でターボ分子ポンプ装置本体の温度を検出し、温度が低い場合には、排気口５２を閉じて、Ｎ₂ガスをターボ分子ポンプ装置内に導入する。導入されたＮ₂ガスは、図面に太い実線の矢印で示される経路で、装置本体内に満たされる。また、装置本体内は、図示しない半導体製造装置からの白抜きの矢印で示した経路でプロセスガスも満たされる。

【００２７】この状態でターボ分子ポンプ装置を運転することによって、Ｎ₂ガスによる負荷がかかるため、高周波モータ３０に供給される電流値が上昇する。これによって高周波モータ３０の温度が上昇し、ターボ分子ポンプ装置の温度も６０°Ｃ以上となった時点で排気口５２を開けてＮ₂ガスおよびプロセスガスを排気する。

【００２８】温度上昇動作の詳細図３はターボ分子ポンプ装置による温度上昇動作を表したものである。まず操作者は、ターボ分子ポンプ装置で温度上昇動作を開始するための動作温度Ｔ１をプロセスガスの種類に応じてキーボード７４から入力する（ステップ１１）。入力された動作温度Ｔ１は、キーボードＩ／Ｆ７０ｄを介してＲＡＭ７０ｃに格納される。

【００２９】なお、この動作温度Ｔ１がプロセスガスの種類によらずに一定でよい場合には、キーボード７４から入力することなく、予めＲＯＭ７０ｂに格納しておくようにしてもよい。また、プロセスガスの種類に応じた複数の動作温度Ｔ１をＲＯＭ７０ｂに格納しておき、操作者は、キーボードからプロセスガスの種類を入力するようにしてもよい。

【００３０】動作温度Ｔ１がＲＡＭ７０ｃに格納されると、ＣＰＵ７０ａは、温度センサー５０からＩ／Ｏ７０ｉを介して供給される信号から、ターボ分子ポンプ装置の装置温度Ｔ２を測定する（ステップ１２）。そして、ＲＡＭ７０ｃから動作温度Ｔ１を読み出して装置温度Ｔ２と比較する（ステップ１３）。

【００３１】装置温度Ｔ２が動作温度Ｔ１よりも低い場合（ステップ１３；Ｙ）、ＣＰＵ７０ａは、Ｉ／Ｏ７０ｋを介して電磁弁５５を閉動作させて排気口５２を閉じる（ステップ１４）と共に、電磁弁５６を開動作させてパージポート５３からＮ₂ガスをターボ分子ポンプ装置内に導入する（ステップ１５）。

【００３２】Ｎ₂ガスがターボ分子ポンプ装置に導入されると、ＣＰＵ７０ａは、Ｉ／Ｏ７０ｆを介して磁気浮上用コントローラ８０にロータ軸１８の磁気浮上を指示する。磁気浮上用コントローラ８０は、ＣＰＵ７０ａからの指示を受けると、半径方向電磁石２０、２４および軸方向電磁石３２、３４に励磁電流を供給してロータ軸１８を磁気浮上させる（ステップ１６）。この場合、磁気浮上用コントローラ８０では、半径方向センサ２２、２６および軸方向センサ３６からの位置検知信号により、ＰＩＤ８２ａ〜８２ｅおよび増幅部８４ａ〜８４ｅによって励磁電流を制御することにより、ロータ軸１８が軸中心に保持される。

【００３３】また、ＣＰＵ７０ａは、Ｉ／Ｏ７０ｈを介してモータドライバー７７に高周波モータ３０の回転開始を指示する。高周波モータ３０はこの指示を受けると、変換した３相交流を出力して高周波モータ３０を回転させる（ステップ１７）。この一連の動作により、ターボ分子ポンプ装置内に満たされたＮ₂ガスがロータ翼の回転抵抗を増大させる。これにより高周波モータ３０の負荷抵抗が増大するため、供給される電流も増大し、その結果、高周波モータ３０のコイルが発熱してターボ分子ポンプ装置の装置温度Ｔ２が上昇する。

【００３４】そして、ＣＰＵ７０ａは、温度センサー５０から供給される信号に基づいて温度上昇後の装置温度Ｔ２を再び測定する（ステップ１８）。この温度上昇後の装置温度Ｔ２とステップ１１で入力された動作温度Ｔ１とを比較し（ステップ１９）、Ｔ２がＴ１未満の場合（ステップ１９；Ｎ）にはステップ１８に戻って温度上昇の監視を継続する。

【００３５】高周波モータ３０の発熱により装置温度Ｔ２が動作温度Ｔ１よりも大きくなった場合（ステップ１９；Ｙ）、動作温度Ｔ１以上の温度ではプロセスガスの堆積は生じない。そこで、ＣＰＵ７０ａは、Ｉ／Ｏ７０ｋを介して電磁弁５５を開動作させて排気口５２を開く（ステップ２０）。

【００３６】そして、通常動作を行った後（ステップ２１）処理を終了する。なお、ステップ１５でＮ₂ガスの為に開いたパージポート５３の電磁弁５６については、ステップ２１の通常動作における要求に応じて、以後の開閉動作が行われる。

【００３７】以上説明した実施例では、排気口５２を電磁弁５５で閉じた後に、Ｎ₂ガスをターボ分子ポンプ装置内に導入したが、本考案では、この実施例に限定されるものではない。例えば、パージポート５３から所定量以上のＮ₂ガスを導入できる場合には、電磁弁５５の閉動作を省略することも可能である。また、パージポート５３からのＮ₂ガス量について調整できるものであれば、必要に応じて、電磁弁５５の開閉と、導入Ｎ₂ガス量の調整を行う。

【００３８】なお、ターボ分子ポンプ装置と半導体製造装置との間にも電磁石弁等のバルブが配置されてる場合、この電磁弁を閉じるか否かについてもパージポート５３から導入されるＮ₂ガス量に応じて決定される。また、以上説明した実施例において、サーミスタ等の温度センサーを排気口５２の近傍に配置したが、この位置に限定されるものではなく、例えば、プロセスガスが吸入されるフランジ１１の内側や、ロータ軸１８の先端部等に配置することも可能であり、ターボ分子ポンプ装置の構造に応じて最適な位置が選択される。

【００３９】

【考案の効果】

本考案のターボ分子ポンプ装置によれば、検出温度と、設定した所定温度とを比較し、検出温度が所定温度より低い場合に、ターボ分子ポンプ装置内を不活性ガスで充満させた状態、すなわちガス負荷が増大した状態で高周波モータを駆動する。このため、駆動電流が増大して高周波モータのコイルが発熱するため、簡単な構成によって装置温度を高くすることができる。

【００４０】加えて、ターボ分子ポンプ装置を半導体製造装置等に利用する場合のプロセスガスの温度低下時に反応で生じる生成物がステータ翼とロータ翼等に堆積することを阻止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のターボ分子ポンプ装置に係る一実施例
を示す構成図である。

【図２】実施例の電気的構成を示すブロック図である。

【図３】実施例のターボ分子ポンプ装置による温度上昇
動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０外装体１２ステータ翼１３ロータ翼１５ロータ１８ロータ軸２０、２４半径方向電磁石２２、２６半径方向センサー３０高周波モータ３２、３４軸方向電磁石３６軸方向センサー５０温度センサー５２排気口５３パージポート５５、５６電磁弁７０システムコントローラ７４キーボード７７モータドライバー８０磁気浮上用コントローラ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】少なくともステータ翼と、高周波モータ
ーとロータ翼を有するロータと、前記高周波モーターの
電源とを備えたターボ分子ポンプ装置において、ターボ分子ポンプ装置内の所定位置の温度を検出する温
度検出手段と、この温度検出手段で検出された検出温度と所定の動作温
度とを比較する比較手段と、この比較手段で検出温度が動作温度よりも低いと判断さ
れた場合に、装置内にガスを供給するガス供給手段と、このガス供給手段によりガスが供給される状態で高周波
モータを駆動する駆動手段とを具備することを特徴とす
るターボ分子ポンプ装置
【請求項２】所定の動作温度を設定する温度設定手段
を備えたことを特徴とする請求項１記載のターボ分子ポ
ンプ装置。
【請求項３】ガス供給手段は、ターボ分子ポンプ装置
の排気口を閉じる開閉部を備え、この開閉部を閉じた後
にガスを供給することを特徴とする請求項１または２記
載のターボ分子ポンプ装置。