WO2014041995A1 - 真空ポンプのロータ及び真空ポンプ - Google Patents

真空ポンプのロータ及び真空ポンプ Download PDF

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WO2014041995A1
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cover
vacuum pump
rust
corrosion
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Inventor
伸治 川西
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エドワーズ株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/02Multi-stage pumps
    • F04D19/04Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/042Turbomolecular vacuum pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/266Rotors specially for elastic fluids mounting compressor rotors on shafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/70Suction grids; Strainers; Dust separation; Cleaning
    • F04D29/701Suction grids; Strainers; Dust separation; Cleaning especially adapted for elastic fluid pumps

Definitions

  • the present invention relates to a vacuum pump rotor and vacuum pump, and more particularly to a vacuum pump rotor and vacuum pump that are optimal for use in exhausting gases used in semiconductor manufacturing lines and the like.
  • a vacuum pump 51 such as a turbo molecular pump illustrated in FIG. 6 is used as means for exhausting process gas discharged from a process apparatus such as etching to the outside.
  • the vacuum pump 51 includes a casing 42 having an intake port 44 and an exhaust port 46, a rotor shaft 47 rotated by a motor unit 45 provided in the casing 42, a rotor 48 attached to the rotor shaft 47, A concave portion 49 formed on the end surface of the rotor 48 on the intake port 44 side, and a base portion 43 that rotatably supports the rotor shaft 47 are provided.
  • a chamber (not shown) of a semiconductor manufacturing apparatus is connected to the intake port 44.
  • a rotor shaft 47 having a mandrel 52 is provided on the intake port 44 side in the casing 42.
  • the rotor 48 is fastened to the end of the mandrel 52 with bolts 55 and 55, and the fastening part of the bolts 55 and 55 is provided on the bottom surface of the recess 49 of the rotor 48.
  • the process gas G flowing into the intake port 44 from the semiconductor manufacturing process is transferred to the upstream of the thread groove pump part SP by being given a downward momentum by the rotating rotor 48.
  • the process gas G is compressed by the thread groove pump part SP and then exhausted to the outside from the exhaust port 46 (see Patent Document 1).
  • a normal stainless steel bolt is less likely to rust even in a vacuum, but depending on the components in the process gas, the bolt may rust.
  • the gist of the present invention is that the means for preventing the occurrence of rust and corrosion at the fastening portion of the bolt for fixing the rotor to the mandrel and suppressing the outflow of foreign matter to the inlet side is adopted. To do.
  • a rotor shaft having a mandrel at a shaft end on the intake port side in a casing having an intake port and an exhaust port, and a rotor fastened with a bolt to the mandrel of the rotor shaft.
  • a vacuum pump rotor comprising: a vacuum pump rotor comprising: a cover arranged to cover a fastening portion of the bolt.
  • the bolt fastening portion (including the end portion of the mandrel) is covered with the cover, thereby suppressing corrosion and rusting in the bolt fastening portion due to contact with the process gas. Further, the foreign matter such as rust and particles in the space formed by the cover and the rotor is prevented from flowing out to the intake port side, thereby preventing the entry of the foreign material into the apparatus chamber connected to the intake port.
  • the rotor of the vacuum pump according to the first aspect wherein the cover is resistant to corrosion and rust.
  • the cover itself is made of a material having corrosion resistance and rust resistance, corrosion and rusting of the cover due to the exhausted gas are suppressed.
  • the rotor of the vacuum pump according to the second aspect wherein the cover is subjected to a coating process having corrosion resistance and rust resistance on the surface.
  • the surface of the cover is subjected to a corrosion-resistant and rust-proof coating treatment, so that the cover surface is effectively corroded and rusted by the process gas exhausted from the apparatus chamber. Can be prevented.
  • the bolt and the mandrel are subjected to a coating treatment having corrosion resistance and rust resistance on the surface thereof.
  • a vacuum pump rotor is provided.
  • the vacuum pump rotor according to the third or fourth aspect, wherein the coating process is a nickel coating process.
  • the coating treatment according to claim 3 or 4 that is, the coating treatment applied to each surface of the cover, the bolt and the mandrel is a nickel coating treatment, Corrosion and rusting of the surfaces of the cover, bolt and mandrel due to gas can be more effectively prevented.
  • the invention according to claim 6 provides a vacuum pump comprising the rotor of the vacuum pump according to any one of claims 1 to 5.
  • the fastening portion of the bolt is covered with a cover to prevent corrosion and rusting in the fastening portion, and occurs in the fastening portion region (including the periphery of the fastening portion) of the bolt. Since foreign substances such as rust and particles are configured not to flow out to the intake port side, entry of foreign substances into the apparatus chamber can be prevented. As a result, as in the prior art, it is possible to prevent adverse effects on the manufacturing process due to foreign matters such as rust and particles in the apparatus chamber, for example, deterioration of the processing quality of the semiconductor wafer.
  • the invention described in claim 2 can suppress the corrosion and rusting of the cover due to corrosive gas, thereby improving the durability of the cover.
  • the invention described in claim 3 can further reliably prevent corrosion and rusting of the surface of the cover by corrosive gas, thereby further improving the durability of the cover. be able to.
  • the invention of claim 4 effectively prevents corrosion and rusting of each surface of the bolt and mandrel by corrosive gas. Therefore, the durability of the bolt and mandrel can be further improved.
  • the invention of claim 5 can more reliably prevent corrosion and rusting of the surfaces of the cover, bolt and mandrel due to corrosive gas, The durability of the cover can be further improved.
  • the invention according to claim 6 can prevent the effect of the rotor of the vacuum pump according to any one of claims 1 to 5, for example, the entry of foreign matter into the apparatus chamber, rust in the apparatus chamber, The adverse effects on the manufacturing process due to foreign matters such as particles can be prevented, and excellent effects such as improvement of the processing quality of the semiconductor wafer or improvement of durability of the bolt and mandrel can be exhibited.
  • FIG. 1 A sectional view showing a vacuum pump (turbo molecular pump) concerning an embodiment of the present invention.
  • the upper part of the vacuum pump of FIG. 1 is shown, (a) is sectional drawing, (b) is a top view which shows a bolt fastening part.
  • the vacuum pump (turbomolecular pump) which concerns on other embodiment of this invention is shown, (a) is sectional drawing, (b) is the A section detail drawing of (a).
  • the present invention achieves the purpose of preventing the deterioration of the processing quality of semiconductor wafers and the like due to the intrusion of foreign matter such as rust and particles generated from the bolt fastening portion, in the casing having the intake port and the exhaust port,
  • a cover is provided so as to cover the bolt fastening portion. It is arranged.
  • the mandrel of the rotor shaft and the rotor are fastened with bolts, the fastening portion of the bolts is provided in a recess formed in the rotor, and a cover is attached in the recess of the rotor.
  • the cover itself can be made of a material having corrosion resistance and rust prevention, and according to this configuration, it is possible to more effectively suppress the corrosion and rusting of the cover due to the exhausted gas.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the inside of a turbo molecular pump 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the turbo molecular pump 1 is a vacuum pump suitable for exhausting a vacuum chamber.
  • the turbo molecular pump 1 is provided on the exhaust port side of a vacuum device side chamber (referred to as “device chamber” in this embodiment) 21 in a semiconductor manufacturing process. Communication connection is established.
  • the turbo molecular pump 1 includes a turbo molecular pump part and a thread groove pump part, and is preferably used when exhausting a process gas containing corrosive or easily condensed gas.
  • the casing 2 forming the outer casing of the turbo molecular pump 1 constitutes a casing of the turbo molecular pump 1 together with a substantially cylindrical aluminum base 3 provided on the lower side of the casing 2.
  • a gas transfer mechanism that allows the turbo molecular pump 1 to perform an exhaust function is housed inside the casing, and the gas transfer mechanism is provided so as to be rotatable with respect to the fixed portion and the fixed portion. And a rotating part.
  • An inlet 4 for introducing a process gas into the turbo molecular pump 1 is formed on one end side in the axial direction of the casing 2.
  • a flange portion 5 is formed on the end surface of the casing 2 on the intake port 4 side so as to project to the outer peripheral side.
  • an exhaust port 6 for exhausting the process gas from the turbo molecular pump 1 is formed at the other axial end side of the base portion 3.
  • the rotating part is provided on the rotor shaft 7, the rotor 8 attached to the rotor shaft 7, a plurality of rotor blades 15 provided on the rotor 8, and the exhaust port 6 side (screw groove pump part SP side).
  • the cylindrical rotating member 10 is formed.
  • a mandrel 22 having a smaller diameter than the rotor shaft 7 is formed at the shaft end of the rotor shaft 7 on the intake port 4 side.
  • a motor portion 11 for rotating the rotor shaft 7 at a high speed is provided at an intermediate portion in the axial direction of the rotor shaft 7.
  • the fixed portion is composed of a plurality of fixed blades 9 provided on the inlet 4 side, a thread groove spacer (cylindrical outer stator) 16 provided on the inner peripheral surface of the casing 2, and the like.
  • the fixed blades 9 at each stage are separated from each other by a cylindrical spacer 17 and are formed in a plurality of stages so as to be staggered with respect to the rotary blade 9.
  • a spiral groove is formed in the thread groove spacer 16 on the surface facing the cylindrical rotary member 10, and the thread groove spacer 16 faces the outer peripheral surface of the cylindrical rotary member 10 with a predetermined clearance. Further, the depth of the spiral groove is formed so as to become gradually shallower as it approaches the exhaust port 6, so that the process gas transported through the spiral groove is gradually compressed as it approaches the exhaust port 6 side. It is configured.
  • a concave portion 23 is formed on the upper end surface of the rotor 8, and stainless steel rotor fastening bolts 24, 24 are fastened to the bottom surface of the concave portion 23.
  • the rotor fastening bolts 24, 24 are for fastening the rotor 8 to the mandrel 22 of the rotor shaft 7 via a washer 25.
  • the rotor fastening bolts 24 and 24 for fastening the mandrel 22 of the rotor shaft 7 are fastened to the bottom surface of the recess 23 formed in the rotor 8.
  • a disc-shaped cover 26 illustrated in FIG. 2B is provided in the concave portion 23 of the rotor 8, and the outer periphery of the fastening portion of the rotor fastening bolts 24, 24 is hermetically covered by the cover 26. Yes.
  • the cover 26 itself is made of a corrosion-resistant and rust-proof material, and a material such as titanium can be adopted as the material of the cover 26 in addition to aluminum. With this configuration, corrosion and rusting of the cover 26 due to the process gas can be effectively suppressed.
  • the cover 26 has an outer diameter that is the same as the inner diameter of the recess 23, and the cover 26 is attached to the upper end surface of the mandrel 22 by a cover mounting bolt 27 with a washer 20 that passes through the center of the cover 26. ing. Thereby, the cover 26 is mounted and fixed in the recess 23 of the rotor 8, and the cover 26 is configured to be airtight so that no gap is formed between the cover 26 and the recess 23.
  • the cover 26 and the recess 23 are hermetically sealed so as not to cause gas leakage between them, so that the process gas existing in the recess 23 does not flow backward to the inlet 4 side. It is configured.
  • the washer 25 can be provided with a mass adding means (not shown) for balancing the rotating body.
  • a mass adding means for example, a weight made up of a screw, a split pin or a bush can be adopted. . In this way, by balancing the rotating body, smooth high-speed rotation of the rotor 8 is ensured without causing stress concentration at the local portion of the rotor 8.
  • the cover 26 covers the bottom side of the recess 23 in an airtight manner, so that the process gas existing inside the cover 26 (the bottom side space of the recess 23) leaks to the inlet 4 side. There is no fear.
  • the surface of the cover 26 is subjected to a coating process having corrosion resistance and rust resistance, for example, an electroless nickel plating process. For this reason, corrosion and rusting due to the process gas are effectively suppressed on the surface of the cover 26.
  • the stainless steel protection collar 28 and the protection collar retaining ring 29 provided on the surfaces of the rotor fastening bolts 24, 24, the mandrel 22 and the cover mounting bolt 27, and the opening of the intake port 4.
  • the surface is also subjected to electroless nickel plating.
  • the surface 29 has a high anti-corrosion action and an anti-rust action.
  • FIG. 3 shows another embodiment of the cover 26 attached to the recess 23, and FIG. 3 (b) is a detailed view of part A of FIG. 3 (a).
  • the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • a ring-shaped step portion 31 is provided on the inner wall of the recess 23, and the recess 23 is slightly larger in diameter than the lower portion with the step portion 31 as a boundary. Is formed.
  • the outer peripheral edge portion of the cover 26 is placed and mounted on the upper surface of the step portion 31. Thereby, a more highly airtight seal structure is secured between the outer peripheral edge of the cover 26 and the inner peripheral wall surface of the recess 23.
  • the cover 26 itself can be made of a corrosion-resistant and rust-proof material, such as aluminum or titanium, and this structure suppresses corrosion and rusting of the cover 26 due to process gas. it can.
  • FIG. 4 shows an embodiment in which the present invention is applied to a vacuum pump (drag pump).
  • symbol is attached
  • a cylindrical rib 32 having an upper opening projects from the upper end surface of the rotor 8 ⁇ / b> A.
  • a recess 33 is formed on the inner side. Stainless steel rotor fastening bolts 24, 24 are fastened to the bottom surface of the recess 33.
  • the mandrel 22 of the rotor shaft 7 is fastened to the rotor 8A via the washer 25 by the rotor fastening bolts 24, 24.
  • the rotor fastening bolts 24 and 24 for fastening the mandrel 22 of the rotor shaft 7 are fastened to the bottom surface of the cylindrical rib 32 formed on the top surface of the rotor 8A.
  • a disc-shaped cover 26 is attached to the recess 33 inside the cylindrical rib 32, and the outer periphery of the fastening portions (including the mandrel 22) of the rotor fastening bolts 24, 24 is hermetically covered by the cover 26. ing.
  • the cover 26 has an outer diameter that is the same as the inner diameter of the cylindrical rib 32, and the cover 26 is attached to the upper end surface of the mandrel 22 by a cover mounting bolt 27 that passes through the center of the cover 26. .
  • the process gas in the cover 26 is sucked into the intake port (see reference numeral 4 in FIG. 1). ) It is configured not to leak to the side.
  • the cover 26 itself can be made of a corrosion-resistant and rust-proof material, such as aluminum or titanium, and this structure suppresses the corrosion and rusting of the cover 26 due to process gas. it can.
  • the surface of the cover 26, the washer 20 and the cover mounting bolt 27 is subjected to a coating process having high corrosion resistance and rust prevention, for example, an electroless nickel plating process.
  • the surfaces of the rotor fastening bolts 24, 24, the washer 25, and the mandrel 22 are also subjected to a coating treatment having high corrosion resistance and rust resistance, for example, nickel coating treatment, as described above. There is no risk of corrosion and rust on each surface by the process gas.
  • FIG. 5 shows another embodiment in which the present invention is applied to a vacuum pump (drag pump).
  • symbol is attached
  • stainless steel rotor fastening bolts 24, 24 are fastened to the center of the upper end face of the rotor 8A of the vacuum pump (drag pump) 1A. With the rotor fastening bolts 24, 24, the mandrel 22 of the rotor shaft 7 is fastened to the rotor 8 ⁇ / b> A via a washer 25.
  • the rotor fastening bolts 24 and 24 for fastening the mandrel 22 of the rotor shaft 7 are fastened to the central portion of the upper end face of the rotor 8A.
  • a short cylindrical cover 26A having a top surface portion on the upper side is attached to the center of the upper end surface of the rotor 8A, and the fastening portions of the rotor fastening bolts 24 and 24 (including the end surface of the mandrel 22 are included) by this cover 26A. ) Is airtightly covered.
  • the cover 26A is fixed to the upper end surface of the mandrel 22 by a cover mounting bolt 27 that passes through the center of the cover 26A, and there is a gap between the lower end of the cover 26A and the upper end surface of the rotor 8A. It is configured not to occur.
  • the cover 26A itself can be made of a material having corrosion resistance and rust resistance, for example, aluminum, titanium, and the like, thereby effectively suppressing corrosion and rusting on the surface of the cover 26A. it can.
  • the surfaces of the cover 26A, the washer 20 and the cover mounting bolt 27 are subjected to a coating process having high corrosion resistance and rust prevention, for example, an electroless nickel plating process. For this reason, corrosion and rust on each surface can be suppressed.
  • the surfaces of the rotor fastening bolts 24, 24, the washer 25, and the mandrel 22 are also subjected to a coating treatment having high corrosion resistance and rust prevention, for example, a nickel coating treatment. For this reason, there is no possibility of causing corrosion and rust on each surface of the rotor fastening bolts 24, 24 and the like.
  • the lower end surface of the cover 26A and the upper end surface of the rotor 8A are configured so that no gap is generated between them. Accordingly, there is no possibility that the process gas staying in the cover 26A leaks to the intake port (see reference numeral 4 in FIG. 1) side. Therefore, even if foreign matter such as rust or particles is included in the process gas in the cover 26A, the foreign matter is prevented from flowing out toward the apparatus chamber (see reference numeral 21 in FIG. 1).
  • the cover is configured to cover the fastening portion of the bolt, so that even if the exhaust gas is a highly corrosive process gas, the fastening portion of the bolt by the process gas is used. While preventing corrosion, it is possible to prevent rusting at the fastening portion of the bolt.
  • the cover itself from corrosion-resistant and rust-proof materials, it is possible to suppress cover corrosion and rusting due to process gas, improve the durability of the cover, and extend the life of the cover. Can do.
  • the cover surface is coated with corrosion and rust prevention, corrosion and rusting of the cover surface due to the corrosive process gas can be effectively prevented, further enhancing the durability of the cover. Can be improved.
  • the bolt and mandrel can also be subjected to a coating treatment having corrosion resistance and rust resistance on their surfaces, thereby further improving the durability of the bolt and mandrel. it can.
  • the coating treatment applied to each surface of the cover, bolt and mandrel is a nickel coating treatment
  • corrosion and rusting of the surfaces of the cover, bolt and mandrel by the corrosive process gas are more reliably prevented.
  • the lifetime of these members can be further extended.

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Abstract

 【課題】錆やパーティクル等の異物の装置チャンバー内への侵入による半導体ウェハ等の加工品質の低下を防止する。 【解決手段】吸気口4側の軸端部に心棒22を有するロータ軸7と、該ロータ軸7の心棒22にボルト24で締結されたロータ8とを備え、ロータ8にボルト24の締結部を覆うようにカバー26を取り付ける。又、排気するガスに対しての締結部の腐食を防止するとともに該締結部からの錆発生を防止し、カバー26内の異物が吸気口4側に流出しないように構成する。カバー26は耐腐食性および防錆性のある材料で作り、カバー26、ロータ締結用ボルト24及び心棒22は、表面に耐腐食性および防錆性のあるニッケルコーティング処理を施す。

Description

真空ポンプのロータ及び真空ポンプ
 本発明は、真空ポンプのロータ及び真空ポンプに関し、特に、半導体製造ラインなどで使用される気体を排気する場合に使用して最適な真空ポンプのロータ及び真空ポンプに関するものである。
 半導体製造装置では、エッチング等のプロセス装置から排出されたプロセスガスを外部へ排気する手段として、図6に例示するターボ分子ポンプ等の真空ポンプ51が使用される。
 この真空ポンプ51は、吸気口44及び排気口46を有するケーシング42と、このケーシング42内に設けたモータ部45により回転するロータ軸47と、該ロータ軸47に取り付けられたロータ48と、該ロータ48における吸気口44側の端面に形成された凹部49と、前記ロータ軸47を回転可能に支持するベース部43とを備える。前記吸気口44には、例えば半導体製造装置のチャンバー(図示せず)が接続されている。
 ケーシング42内における吸気口44側には、心棒52を有するロータ軸47が設けられている。
 また、該心棒52の端部には、ロータ48がボルト55,55で締結され、ボルト55,55の締結部はロータ48の凹部49底面に設けられている。
 上記構成において、半導体製造工程から吸気口44に流入したプロセスガスGは、回転するロータ48によって下向きの運動量が与えられることにより、ネジ溝ポンプ部SPの上流に移送される。ついで、プロセスガスGは、ネジ溝ポンプ部SPで圧縮された後、排気口46から外部に排気される(特許文献1参照)。
特許第3974772号
 ターボ分子ポンプ等の真空ポンプを半導体製造装置用として使用した場合は、各種の腐食性のプロセスガスを半導体の基板(ウェハ)に作用させる工程が数多くあるため、真空ポンプを介して当該半導体製造装置の外部にプロセスガスを排出する際に、プロセスガスにより、心棒とロータとを締結するボルトの表面に腐食や錆を発生させたり、或いは、プロセスガス中の成分の物理化学的変化によりパーティクル(微粒子、ダスト)を発生させる。
 そして、前記錆やパーティクル等の異物を含むプロセスガスが減圧と昇圧を繰り返すうちに、プロセスガスと一緒に前記異物が、吸気口に接続されたチャンバー内に逆流することがあった。
 尚、通常のステンレス製のボルトであれば、真空中でも錆びる恐れは少ないが、プロセスガス中の成分によっては前記ボルトに錆を発生させることがある。
 そして、前記錆やパーティクル等の異物が、プロセスガスと一緒にチャンバー側に逆流して、半導体製造装置内に侵入することがある。この場合は、半導体製造工程において、錆やパーティクル等の異物が悪影響を及ぼすという問題があった。
 例えば、前記錆やパーティクル等の異物が半導体ウェハに付着して、半導体ウェハの加工品質を低下させるという問題があった。
 そこで、上記背景技術に鑑み、前記ボルトの締結部分の腐食や発錆、或いは上記異物の製造工程への侵入に起因する半導体ウェハ等の加工品質の低下を防止するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
 上記の課題解決手段として、本発明は、心棒にロータを固定するボルトの締結部分に錆や腐食の発生を防止し、異物の吸気口側への流出を抑制する手段を採択したことを要旨とする。
 請求項1に記載の発明は、吸気口及び排気口を有するケーシング内に、前記吸気口側の軸端部に心棒を有するロータ軸と、該ロータ軸の前記心棒にボルトで締結されたロータとを備えた真空ポンプのロータにおいて、前記ボルトの締結部を覆うようにカバーを配置したことを特徴とする真空ポンプのロータを提供する。
 この構成によれば、前記カバーにより、ボルトの締結部(心棒の端部を含む)を覆うことで、プロセスガスとの接触に起因する該ボルトの締結部における腐食や発錆を抑制する。また、カバーとロータとにより形成された空間内の錆、パーティクル等の異物が吸気口側に流出しないようせき止めることで、吸気口に接続した装置チャンバー内への異物の侵入を防止する。
 請求項2に記載の発明では、前記カバーは耐腐食性および防錆性があることを特徴とする請求項1に記載の真空ポンプのロータを提供する。
 この構成によれば、カバー自体は、耐腐食性および防錆性を有する材料から成るので、排気するガスによるカバーの腐食及び発錆が抑制される。
 請求項3に記載の発明では、前記カバーは表面に耐腐食性および防錆性のあるコーティング処理が施されていることを特徴とする請求項2に記載の真空ポンプのロータを提供する。
 この構成によれば、カバーの表面には、耐腐食性および防錆性のあるコーティング処理が施されているので、装置チャンバーから排気されるプロセスガスによるカバー表面の腐食及び発錆を効果的に防止することができる。
 請求項4に記載の発明では、前記ボルト及び前記心棒は表面に耐腐食性および防錆性のあるコーティング処理が施されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の真空ポンプのロータを提供する。
 この構成によれば、ボルト及び心棒の表面には、耐腐食性および防錆性のあるコーティング処理が施されているので、装置チャンバーから排気されるプロセスガスによるボルト及び心棒の各表面の腐食及び発錆を効果的に防止することができる。
 請求項5に記載の発明では、前記コーティング処理は、ニッケルコーティング処理であることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の真空ポンプのロータを提供する。
 この構成によれば、請求項3または請求項4に記載のコーティング処理、即ち、カバー、ボルト及び心棒の各表面に施されたコーティング処理がニッケルコーティング処理であるので、ニッケルコーティング処理により、腐食性ガスによるカバー、ボルト及び心棒の各表面の腐食及び発錆を一層効果的に防止することができる。
 請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項5のいずれかに記載の真空ポンプのロータを備えたことを特徴とする真空ポンプを提供する。
 この構成によれば、請求項1から請求項5のいずれかに記載の真空ポンプのロータによる作用、たとえばボルトの締結部における腐食や発錆を抑制し、また、吸気口に接続した装置チャンバー内への異物の侵入を防止する、等の作用を奏することができる。
 請求項1に記載の発明は、ボルトの締結部をカバーで覆うことで、該締結部における腐食と発錆を防止し、また、ボルトの締結部領域(締結部周辺部を含む)に生じた錆やパーティクル等の異物が吸気口側に流出しないように構成したので、上記装置チャンバー内への異物の侵入を阻止することができる。その結果、従来技術の如き、装置チャンバー内における錆、パーティクル等の異物による製造工程への悪影響、例えば半導体ウェハの加工品質の低下を未然に防止することができる。
 請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明の効果に加えて、腐食性ガスによるカバーの腐食及び発錆を抑制できるので、カバーの耐久性が向上する。
 請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明の効果に加えて、腐食性ガスによるカバーの表面の腐食及び発錆を一層確実に防止できるので、カバーの耐久性を更に向上させることができる。
 請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載の発明の効果に加えて、腐食性ガスによるボルト及び心棒の各表面の腐食及び発錆を効果的に防止することができるので、ボルト及び心棒の耐久性を更に向上させることができる。
 請求項5に記載の発明は、請求項3または請求項4の発明の効果に加えて、腐食性ガスによるカバー、ボルト及び心棒の各表面の腐食及び発錆をより一層確実に防止できるので、カバーの耐久性を更に一層向上させることができる。
 請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項5のいずれかに記載の真空ポンプのロータによる効果、たとえば上記装置チャンバー内への異物の侵入を阻止できるので、装置チャンバー内における錆、パーティクル等の異物による製造工程への悪影響を防止でき、半導体ウェハの加工品質の改善、或いはボルト及び心棒の耐久性の向上などの優れた効果を発揮することができる。
本発明の実施形態に係る真空ポンプ(ターボ分子ポンプ)を示す断面図。 図1の真空ポンプの上部を示し、(a)は断面図、(b)はボルト締結部分を示す平面図。 本発明の他の実施形態に係る真空ポンプ(ターボ分子ポンプ)を示し、(a)は断面図、(b)は(a)のA部詳細図。 本発明の実施形態に係る真空ポンプ(ドラッグポンプ)を示す断面図。 本発明の他の実施形態に係る真空ポンプ(ドラッグポンプ)を示す断面図。 従来例に係る真空ポンプを示す断面図。
 本発明は、ボルト締結部分から発生した錆やパーティクル等の異物の侵入に起因する半導体ウェハ等の加工品質の低下を防止するという目的を達成するため、吸気口及び排気口を有するケーシング内に、前記吸気口側の軸端部に心棒を有するロータ軸と、該ロータ軸の前記心棒にボルトで締結されたロータとを備えた真空ポンプのロータにおいて、前記ボルトの締結部を覆うようにカバーを配置したことを特徴とする。
 以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。本実施形態は、真空ポンプの一例としてターボ分子ポンプに適用したものである。
 本実施例では、ロータ軸の心棒とロータとをボルトで締結し、該ボルトの締結部は、前記ロータに形成した凹部内に設け、また、該ロータの凹部内にはカバーを取り付ける。
 前記カバーによりボルト締結部を覆うように形成し、これによって、凹部内の気体が真空ポンプの吸気口側に逆流しないように構成する。そのため、凹部内の気体中に錆やパーティクル等の異物が含まれていても、該異物が気体とともに、前記吸気口に接続された装置チャンバー側に流出する虞がない。
 カバー自体は、耐腐食性および防錆性を有する材料で作製でき、この構成によると、排気するガスによるカバーの腐食及び発錆をより効果的に抑制することが可能になる。
 図1は、本発明の実施形態に係るターボ分子ポンプ1の内部を示す断面図である。このターボ分子ポンプ1は、真空室の排気処理を行うために適した真空ポンプであり、例えば半導体製造工程における真空装置側チャンバー(本実施例では、「装置チャンバー」という)21の排気口側に連通接続されている。
 ターボ分子ポンプ1は、ターボ分子ポンプ部とねじ溝ポンプ部とを備え、腐食性若しくは凝縮し易いガス等を含んだプロセスガスを排気する場合に好適に使用される。
 ターボ分子ポンプ1の外装体を形成するケーシング2は、該ケーシング2の下部側に設けられた略円筒状のアルミニウム製のベース部3と共に、ターボ分子ポンプ1の筐体を構成している。この筐体の内部には、ターボ分子ポンプ1に排気機能を発揮させるガス移送機構が収納され、ガス移送機構は、筐体に固定された固定部と、固定部に対し回転自在に設けられた回転部とから構成されている。
 ケーシング2における軸方向一端側には、ターボ分子ポンプ1へプロセスガスを導入するための吸気口4が形成されている。また、ケーシング2の吸気口4側の端面には、外周側へ張り出したフランジ部5が形成されている。
 更に、ベース部3における軸方向他端側には、ターボ分子ポンプ1からプロセスガスを排気するための排気口6が形成されている。
 回転部は、ロータ軸7と、該ロータ軸7に取り付けられたロータ8と、該ロータ8に設けられた複数枚の回転翼15と、排気口6側(ねじ溝ポンプ部SP側)に設けられた筒型回転部材10などから構成されている。ロータ軸7における吸気口4側の軸端部には、ロータ軸7よりも小径の心棒22が形成されている。このロータ軸7の軸線方向中間部には、ロータ軸7を高速回転させるためのモータ部11が設けられている。
 前記固定部は、吸気口4側に設けられた複数枚の固定翼9と、ケーシング2の内周面に設けられたねじ溝スペーサ(筒状外側ステータ)16などから構成されている。各段の固定翼9は、円筒型スペーサ17により互いに隔てられ、回転翼9に対して互い違いになるよう複数段形成されている。
 ねじ溝スペーサ16には、筒型回転部材10との対向面においてらせん溝が形成され、ねじ溝スペーサ16は、所定のクリアランスを隔てて、筒型回転部材10の外周面に対面している。また、前記らせん溝の深さは、排気口6に近づくに伴い次第に浅くなるように形成され、らせん溝を輸送されるプロセスガスは、排気口6側に接近するに伴い次第に圧縮されるように構成されている。
 図2(a)に示すように、ロータ8の上側端面には凹部23が形成されているとともに、該凹部23の底面にはステンレス製のロータ締結用ボルト24,24が締着されている。このロータ締結用ボルト24,24は、ロータ軸7の心棒22に座金25を介してロータ8を締結するものである。
 このように、ロータ8に形成した凹部23の底面には、ロータ軸7の心棒22を締結するためのロータ締結用ボルト24,24が締着されている。
 ここで、従来技術では、前述したように凹部内に錆やパーティクル等の異物が存在する場合、この異物がプロセスガスとともに装置チャンバー21側に逆流して、半導体製造工程において悪影響を及ぼし、加工品質を低下させる等の問題があった。
 本実施例では、かかる問題を解決するための手段が講じられている。即ち、ロータ8の凹部23内には、図2(b)に例示する円盤形状のカバー26が付設され、このカバー26によってロータ締結用ボルト24,24の締結部の外周が気密に覆われている。
 これにより、プロセスガスに対しての前記ロータ締結用ボルト24,24の締結部(心棒22の端部を含む)の腐食を防止するとともに、該締結部からの錆の発生を防止し、また、カバー26内の異物が吸気口4側に流出しないように構成されている。
 さらに、カバー26自体は、耐腐食性および防錆性のある材料で作製され、カバー26の材料としてはアルミニウムのほかに、チタンなどの材料を採択することもできる。この構成により、プロセスガスによるカバー26の腐食及び発錆を効果的に抑制することができる。
 前記カバー26は、凹部23の内径と同一寸法の外径を有し、該カバー26の中央部を貫通する座金20付のカバー取付用ボルト27によって、心棒22の上端面にカバー26が取り付けられている。これにより、ロータ8の凹部23内にカバー26が装着固定されるとともに、該カバー26は凹部23との間に隙間を生じないように気密に構成されている。
 このように、カバー26と凹部23とは、両者の間からガス漏れを生じないように気密性が確保されているため、凹部23内に存するプロセスガスが、吸気口4側に逆流しないように構成されている。
 尚、座金25には、回転体のバランス取りのための質量付加手段(図示せず)を設けることができ、この質量付加手段としては、例えばネジ、割りピン又はブシュ等からなる錘を採択できる。このように、回転体のバランス取りを行うことで、ロータ8の局部箇所に応力集中を生じさせることなく、ロータ8の円滑な高速回転が確保される。
 上記の構成によれば、カバー26により凹部23の底面側内部を気密に被蓋したことによって、カバー26の内側(凹部23の底面側空間)に存在するプロセスガスが吸気口4側に漏洩する虞がない。
 そのため、カバー26の内側(凹部23の底面側空間)に、錆やパーティクル等の異物がプロセスガスと一緒に存在していても、従来例の如く、前記異物がプロセスガスとともに装置チャンバー21側に逆流することが防止される。
 また、本実施例では、上記カバー26の表面には、耐腐食性および防錆性のあるコーティング処理、たとえば無電解ニッケルメッキ処理が施されている。このため、カバー26の表面において、前記プロセスガスによる腐食及び発錆が効果的に抑制される。
 また、本実施例では、ロータ締結用ボルト24,24、心棒22及びカバー取付用ボルト27の表面、並びに、吸気口4の開口部に設けたステンレス製の保護アミ28及び保護アミ用止め輪29の表面にも、無電解ニッケルメッキ処理が施されている。
 このため、ロータ締結用ボルト24,24、心棒22、座金20,25及びカバー取付用ボルト27の表面、並びに、吸気口4の開口部に設けたステンレス製の保護アミ28及び保護アミ用止め輪29の表面は、高い腐食防止作用及び錆発生防止作用を有する。
 従って、前記プロセスガスによるロータ締結用ボルト24,24、心棒22、座金20,25及びカバー取付用ボルト27の表面の腐食及び発錆を効果的に抑制できる。
さらに、仮にプロセスガスがカバー26内から漏洩して吸気口4側に逆流した場合でも、プロセスガスによって保護アミ28及び保護アミ用止め輪29の表面が腐食及び発錆することを抑制できる。
 図3は、前記凹部23に装着したカバー26の他の実施態様例を示し、図3(b)は図3(a)のA部詳細図である。なお、図2と同一の構成要素には、それと同一の符号を付して、その詳細な説明を省略するものとする。
 図3(b)に示すように、凹部23の内壁にはリング状の段差部31が設けられ、凹部23は段差部31を境にして、その上側部分は下側部分よりも若干大径に形成されている。この段差部31上面にカバー26の外周縁部が密着した状態で載置装着されている。これにより、カバー26の外周縁部と凹部23の内周壁面との間は、一層気密性の高いシール構造が確保されている。
 従って、カバー26により凹部23内の底面側空間部が一層気密に被蓋されているため、カバー26内のプロセスガスが前記吸気口4側に逆流することをより確実に抑制することができる。
 さらに、前記同様に、カバー26自体は耐腐食性および防錆性のある材料、たとえば、アルミニウム、チタンなどで作製でき、この構成により、プロセスガスによるカバー26の腐食及び発錆を抑制することができる。
 図4は、真空ポンプ(ドラッグポンプ)に本発明を適用した実施の形態例を示す。尚、上記実施形態と同様の構成要素には、それと同一の符号を付して、その詳細な説明を省略するものとする。   
 図4に示すように、本実施例に係る真空ポンプ(ドラッグポンプ)1Aにおいては、ロータ8Aの上側端面には、上側開口部を有する円筒状リブ32が突設され、該円筒状リブ32の内側に凹所33が形成されている。凹所33の底面には、ステンレス製のロータ締結用ボルト24,24が締着されている。
 このロータ締結用ボルト24,24により、ロータ軸7の心棒22が座金25を介してロータ8Aに締結されている。このように、ロータ8A上面に形成した円筒状リブ32の底面には、ロータ軸7の心棒22を締結するためのロータ締結用ボルト24,24が締着されている。
 また、円筒状リブ32内側の凹所33には、円盤形状のカバー26が付設され、このカバー26によってロータ締結用ボルト24,24の締結部(心棒22を含む)の外周が気密に覆われている。
 即ち、カバー26は、円筒状リブ32の内径と同一寸法の外径を有し、カバー26の中央部を貫通するカバー取付用ボルト27によって、心棒22の上端面にカバー26が取り付けられている。
 従って、円筒状リブ32の内側壁面とカバー26の外周側面とは、両者の間に隙間が生じないように構成されているので、カバー26内のプロセスガスが吸気口(図1の符号4参照)側に漏洩しないように構成されている。
 その結果、カバー26で施蓋した凹所33内のプロセスガス中に錆やパーティクル等の異物が含まれていても、この異物がプロセスガスと一緒に装置チャンバー(図1の符号21参照)側に逆流することが未然に防止される。
 また、前記同様に、カバー26自体は耐腐食性および防錆性のある材料、たとえば、アルミニウム、チタンなどで作製でき、この構成により、プロセスガスによるカバー26の腐食及び発錆を抑制することができる。
 さらに、カバー26、座金20及びカバー取付用ボルト27の表面には、高い耐腐食性および防錆性のあるコーティング処理、たとえば無電解ニッケルメッキ処理が施されている。
 このため、プロセスガスによるカバー26、座金20及びカバー取付用ボルト27の表面の腐食および発錆を効果的に抑制することができる。
 また、ロータ締結用ボルト24,24、座金25及び心棒22の各表面にも、前記同様に、高い耐腐食性および防錆性のあるコーティング処理、たとえばニッケルコーティング処理が施されているため、前記各表面がプロセスガスによって腐食および錆を生ずる虞がない。
 図5は、真空ポンプ(ドラッグポンプ)に本発明を適用した他の実施の形態例を示す。尚、上記実施形態と同様の構成要素には、それと同一の符号を付して、その詳細な説明を省略するものとする。
 図5に示すように、真空ポンプ(ドラッグポンプ)1Aのロータ8Aの上側端面の中央部には、ステンレス製のロータ締結用ボルト24,24が締着されている。このロータ締結用ボルト24,24により、ロータ軸7の心棒22が座金25を介してロータ8Aに締結されている。
 このように、ロータ8Aの上側端面の中央部には、ロータ軸7の心棒22を締結するためのロータ締結用ボルト24,24が締着されている。
 また、ロータ8Aの上側端面の中央部には、上側に天面部を有する短い円筒状のカバー26Aが付設され、このカバー26Aによってロータ締結用ボルト24,24の締結部(心棒22の端面を含む)が気密に覆われている。
 即ち、カバー26Aは、該カバー26Aの中央部を貫通するカバー取付用ボルト27によって、心棒22の上端面に固定され、カバー26Aの下端とロータ8Aの上側端面とは、両者の間に隙間が生じないように構成されている。
 さらに、前記同様に、カバー26A自体は耐腐食性および防錆性のある材料、たとえば、アルミニウム、チタンなどで作製でき、これにより、カバー26A表面の腐食及び発錆を効果的に抑制することができる。
 また、カバー26A、座金20及びカバー取付用ボルト27の各表面は、高い耐腐食性および防錆性のあるコーティング処理、たとえば無電解ニッケルメッキ処理が施されている。このため、前記各表面の腐食及び錆を抑制することができる。
 さらに、ロータ締結用ボルト24,24、座金25及び心棒22の各表面についても、高い耐腐食性および防錆性のあるコーティング処理、たとえばニッケルコーティング処理が施されている。このため、ロータ締結用ボルト24,24等の各表面に腐食及び錆を発生させる虞がない。
 本実施例では、カバー26Aの下側端面とロータ8Aの上側端面とは、両者の間に隙間が生じないように構成されている。これにより、カバー26A内に滞留するプロセスガスが吸気口(図1の符号4参照)側に漏洩する恐れはない。そのため、カバー26A内のプロセスガス中に錆やパーティクル等の異物がふくまれていても、この異物が装置チャンバー(図1の符号21参照)側に流出することが未然に防止される。
 叙上のごとく、本発明によると、カバーにより、ボルトの締結部を覆うように構成したことによって、排気するガスが高い腐食性のプロセスガスである場合でも、該プロセスガスによるボルトの締結部の腐食を防止するとともに、ボルトの締結部における発錆を防止することができる。
 併せて、カバー内に存在する錆、パーティクル(微粒子、ダスト)等の異物がプロセスガスと一緒に吸気口側に流出する恐れがないので、該異物が装置チャンバー内へ侵入することを未然に防止できる。
 斯くして、装置チャンバー内への異物侵入に起因する半導体製造工程への悪影響を防止して、例えば半導体ウェハの加工品質を高めることができる。
 また、カバー自体を耐腐食性および防錆性のある材料で作製することにより、プロセスガスによるカバーの腐食及び発錆を抑制でき、カバーの耐久性が向上して、カバーの寿命を長くすることができる。
 さらに、カバーの表面に耐腐食性および防錆性のあるコーティング処理を施した場合は、腐食性プロセスガスによるカバー表面の腐食及び発錆を効果的に防止し得るので、カバーの耐久性を更に向上させることができる。
 さらにまた、本発明では、ボルト及び心棒についても、これらの表面に耐腐食性および防錆性のあるコーティング処理を施すことができ、以って、ボルト及び心棒の耐久性を更に向上させることができる。
 また、カバー、ボルト及び心棒の各表面に施されたコーティング処理がニッケルコーティング処理である場合は、腐食性プロセスガスによるカバー、ボルト及び心棒の各表面の腐食及び発錆をより一層確実に防止して、これら部材の寿命を更に延長させることができる。
 なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
1   ターボ分子ポンプ(真空ポンプ)
1A  ドラッグポンプ(真空ポンプ)
2   ケーシング
3   ベース部
4   吸気口
5   フランジ部
6   排気口
7   ロータ軸
8   ロータ
8A  ロータ
9   回転翼
10  筒型回転部材
11  モータ部
15  固定翼
16  ねじ溝スペーサ(筒状外側ステータ)
21  装置チャンバー
22  心棒
23  凹部
24  ロータ締結用ボルト
25  座金
26  カバー
26A カバー
28  保護アミ
29  保護アミ用止め輪
31  段差部
32  円筒状リブ
33  凹所

Claims (6)

  1.  吸気口及び排気口を有するケーシング内に、前記吸気口側の軸端部に心棒を有するロータ軸と、該ロータ軸の前記心棒にボルトで締結されたロータとを備えた真空ポンプのロータにおいて、
     前記ボルトの締結部を覆うようにカバーを配置したことを特徴とする真空ポンプのロータ。
  2.  前記カバーは、耐腐食性および防錆性があることを特徴とする請求項1に記載の真空ポンプのロータ。
  3.  前記カバーは、表面に耐腐食性および防錆性のあるコーティング処理が施されていることを特徴とする請求項2に記載の真空ポンプのロータ。
  4.  前記ボルト及び前記心棒は、表面に耐腐食性および防錆性のあるコーティング処理が施されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の真空ポンプのロータ。
  5.  前記コーティング処理は、ニッケルコーティング処理であることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の真空ポンプのロータ。
  6.  請求項1から請求項5のいずれかに記載の真空ポンプのロータを備えたことを特徴とする真空ポンプ。
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