WO2022054717A1 - 真空ポンプ - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a vacuum pump, and more particularly to a vacuum pump capable of reducing the amount of deposits (commonly known as "depot") generated by solidification of gas in the vacuum pump. be.
- a method of processing a wafer in a processing chamber of a semiconductor manufacturing apparatus held in a high vacuum to make a semiconductor element of a product has been adopted.
- a vacuum pump equipped with a turbo molecular pump unit, a thread groove pump unit, and the like is used in order to achieve and maintain a high degree of vacuum.
- the turbo molecular pump part has a rotatable rotary blade made of thin metal and a fixed blade fixed to the casing inside the casing. Then, the rotary blade is operated at a high speed of, for example, several hundred m / sec, and the process gas used for the processing processing coming in from the intake port side is compressed inside the pump and exhausted from the exhaust port side.
- the molecules of the process gas taken in from the intake port side of the vacuum pump are heated to a high temperature immediately after being taken in, and are cooled in the compression process due to the movement to the exhaust port side due to the rotation of the rotary blade in the vacuum pump. ..
- the process gas is cooled, it solidifies, and the solidified by-products adhere to the fixed blade, the inner surface of the outer cylinder (casing), and deposit as a depot.
- Chlorine-based or fluorine-based gas is generally used as a by-product. The sublimation temperature of these gases increases as the degree of vacuum decreases and the pressure increases, and the gases solidify and easily accumulate inside the vacuum pump.
- the flow path of the reaction product may be narrowed and the compression performance and exhaust performance of the vacuum pump may be deteriorated.
- the gas transfer section where aluminum, stainless steel, or the like is used for the rotary blade or the fixed blade, if the temperature becomes too high, the strength of the rotary blade or the fixed blade may decrease and break may occur during operation. Further, the electric component provided in the vacuum pump and the electric motor for rotating the rotor may not exhibit the desired performance when the temperature rises. Therefore, the vacuum pump needs to be temperature controlled so as to maintain a predetermined temperature.
- a cooling device or a heating device is provided around the stator to control the temperature in the gas flow path, and the gas in the gas flow path is transferred without solidification.
- a structure that enables this is also known (see, for example, Patent Document 1).
- the gas sucked in the vacuum pump has the characteristic that the sublimation temperature rises as the degree of vacuum increases and the pressure increases, and the gas solidifies and easily accumulates inside the vacuum pump.
- the gas transfer unit composed of rotary blades, fixed blades, and the like may have a problem that the strength decreases when the temperature becomes too high, and may adversely affect the performance of electrical components and electric motors in a vacuum pump. Therefore, the gas solidification inside the vacuum pump can be achieved while operating the vacuum pump normally without adversely affecting the performance of the electrical components and the electric motor inside the vacuum pump and without reducing the strength of the gas transfer section. It is preferable to control the temperature so that it can be suppressed.
- the upper group gas transfer unit 11 having the cooling side stator 17A arranged in the cooling range requiring cooling and the heating range requiring heating. It is divided into a lower gas transfer section 12 having a heating side stator 17B arranged inside, a gap 15 is provided between the cooling side stator 17A and the heating side stator 17B, and the cooling side stator 17A and the heating side stator 17B are separated. They are made independent so that the temperature of the upper group gas transfer unit 11 and the temperature of the lower stage gas transfer unit 12 do not affect each other.
- the fixed wing spacer 14 is pressed by a bolt 19 for positioning between the cooling side stator 17A and the heating side stator 17B.
- the magnitude of the force for tightening the bolt 19 the amount of deformation of the O-ring 18 due to the tightening, or the fixed wing spacer 14
- the size (dimension in the axial direction) of the gap 15 between the cooling side stator 17A and the heating side stator 17B changes depending on the type and the like.
- the gas that has entered the gap 15 is cooled by the cooling side stator 17A, solidifies in the gap 15, and is deposited as a by-product.
- This deposit narrows the width of the gap 15 to reduce the adiabatic effect and change the temperature distribution in the pump. Therefore, maintenance work is required to remove the deposits accumulated in the gap 15 by periodically disassembling the vacuum pump 10. Due to this maintenance work, there is a problem that productivity is poor.
- the present invention has been proposed to achieve the above object, and the invention according to claim 1 is a casing having an intake port and an exhaust port, and a rotor shaft rotatably supported inside the casing.
- a plurality of stages of rotary blades that can rotate together with the rotor shaft, a plurality of stages of fixed blades that are fixed to the casing and arranged between the plurality of stages of rotary blades, and the plurality of stages of fixed blades.
- a vacuum pump provided with a cooling side stator and a heating side stator that hold Provided is a vacuum pump provided at a position not facing the outer peripheral surface of the rotary blade in the axial direction of the shaft.
- an opening of a gap having a predetermined width for insulating between the cooling side stator and the heating side stator is provided at a position not facing the outer peripheral surface of the rotary blade in the axial direction of the rotor shaft. Therefore, even if a part of the gas is blown toward the inner peripheral surface of the stator by the centrifugal force due to the rotation of the rotary blade, the opening of the gap is provided at a displaced position not facing the outer peripheral surface of the rotary blade. Therefore, the amount that enters the opening of the gap is extremely small, and the amount of deposits that accumulate in the gap can be reduced. As a result, it is possible to extend the interval requiring maintenance work, which contributes to the improvement of productivity.
- the shape of the gap includes a first gap portion horizontally extending outward in the radial direction perpendicular to the axial direction and the first gap portion.
- a vacuum pump having a second gap portion extending from the outer end of the gap portion further outward in the radial direction and along the downstream side in the axial direction.
- the invention according to claim 3 provides a vacuum pump in the configuration according to claim 1 or 2, wherein the shape of the gap has a third gap portion extending along the downstream side in the axial direction.
- the third gap portion facing downward collides with the front of the opening immediately after entering the opening, and the process gas collides with the wall. Becomes the resistance of the flow toward the gap. This can reduce the amount of process gas entering the gap through the openings and further reduce the amount of deposits produced by the process gas.
- the invention according to claim 4 has the configuration according to any one of claims 1 to 3, wherein the shape of the gap is outside in the radial direction perpendicular to the axial direction and upstream in the axial direction.
- a vacuum pump having a fourth gap extending to the side.
- the shape of the vertical cross section of the gap has a fourth gap portion extending outward in the radial direction perpendicular to the axial direction and upstream in the axial direction. Therefore, the process gas that has entered the gap through the opening once collides with the fourth gap portion, and becomes a resistance to the flow of the process gas toward the gap. This can reduce the amount of process gas entering the gap through the openings and further reduce the amount of deposits produced by the process gas.
- the invention according to claim 5 has the configuration according to any one of claims 1 to 4, wherein the shape of the gap is toward the upper part of the opening and the inside of the casing rather than the opening.
- the shape of the vertical cross section of the gap is such that when the casing is vertically crossed in the axial direction, the upper part of the opening of the gap formed on the inner peripheral surface of the casing is toward the inside of the casing rather than the opening. Since the protruding eaves are provided, the process gas flowing from the upstream side is controlled to flow to the eaves and does not proceed in the direction of the opening of the gap, but toward the downstream side different from the opening. You can make it happen. This can reduce the amount of process gas entering the gap through the openings and further reduce the amount of deposits produced by the process gas.
- the amount of process gas that enters the gap provided for heat insulation can be reduced, and the amount of deposits produced by the process gas can be reduced.
- This can increase productivity by extending the intervals that require maintenance work to remove deposits in the gaps.
- the heat insulating effect of the gap is also improved, which affects the range that does not adversely affect the performance of the electrical components installed in the vacuum pump and the electric motor that rotates the rotor, and the decrease in the strength of the rotor and stator. It is possible to finely control the temperature within the range not given.
- normal operation of the vacuum pump can be realized while controlling the solidification of the process gas.
- turbo molecular pump shown as an example of the vacuum pump which concerns on embodiment of this invention. It is a figure which shows an example of the amplifier circuit in the above-mentioned turbo molecular pump. Same as above It is a time chart showing an example of control when the current command value detected by the amplifier circuit in the turbo molecular pump is larger than the detected value. It is a time chart which shows one control example when the current command value detected by the amplifier circuit in the turbo molecular pump is smaller than the detected value. It is a partially enlarged cross-sectional view of the turbo molecular pump shown in FIG. 1, (a) is an enlarged view of a part A of FIG.
- FIG. 1A is a partially enlarged view corresponding to part A in FIG. 1, and FIG. be.
- FIG. 1A is a partially enlarged view corresponding to part A in FIG. 1, and FIG. be.
- Other modifications of the present invention are shown, (a) is a partially enlarged view corresponding to part A of FIG. 1, (b) is a further enlarged sectional view of (a) for explaining the shape of the gap.
- Further modified examples of the present invention are shown, (a) is a partially enlarged view corresponding to part A of FIG. 1, (b) is a further enlarged cross section of (a) for explaining the shape of the gap.
- It is a figure. It is a vertical sectional view of a turbo molecular pump shown as an example of a conventional vacuum pump. It is a partially enlarged view corresponding to the part B of FIG.
- the present invention is produced by reducing the flow of gas (number of gas molecules) toward the gap provided for heat insulation, reducing the amount of by-products accumulated in the gap, and extending the interval requiring maintenance work.
- a casing having an intake port and an exhaust port, a rotor shaft rotatably supported inside the casing, and the rotor shaft together with the rotor shaft.
- a plurality of fixed blades fixed to the casing and arranged between the plurality of rotary blades, and a heating side stator and a cooling side stator that hold the plurality of stages of fixed blades at predetermined intervals are provided.
- the vacuum pump is provided with an opening of a gap having a predetermined width for insulating between the heating side stator and the cooling side stator at a position not facing the outer peripheral surface of the rotary blade in the axial direction of the rotor shaft. It was realized by providing it.
- drawings may be exaggerated by enlarging the characteristic parts in order to make the features easier to understand, and the dimensional ratios of the components are not always the same as the actual ones.
- hatching of some components may be omitted in order to make the cross-sectional structure of the components easy to understand.
- FIG. 1 shows an embodiment of a turbo molecular pump 100 as a vacuum pump according to the present invention, and FIG. 1 is a vertical sectional view thereof.
- an intake port 101 is formed at the upper end of an outer cylinder 127 as a cylindrical housing.
- a rotating body 103 having a plurality of rotary blades 102 (102a, 102b, 102c ...), which are turbine blades for sucking and exhausting gas, formed radially and in multiple stages on the peripheral portion is provided.
- a rotor shaft 113 is attached to the center of the rotating body 103, and the rotor shaft 113 is floated and supported and position-controlled in the air by, for example, a 5-axis controlled magnetic bearing.
- the upper radial electromagnet 104 In the upper radial electromagnet 104, four electromagnets are arranged in pairs on the X-axis and the Y-axis.
- Four upper radial sensors 107 are provided in the vicinity of the upper radial electromagnet 104 and corresponding to each of the upper radial electromagnets 104.
- the upper radial sensor 107 for example, an inductance sensor having a conduction winding, an eddy current sensor, or the like is used, and the position of the rotor shaft 113 is based on the change in the inductance of the conduction winding that changes according to the position of the rotor shaft 113. Is detected.
- the upper radial sensor 107 is configured to detect the radial displacement of the rotor shaft 113, that is, the rotating body 103 fixed to the rotor shaft 113, and send it to a control device (not shown).
- a compensation circuit having a PID adjustment function generates an excitation control command signal of the upper radial electromagnet 104 based on a position signal detected by the upper radial sensor 107, and an amplifier shown in FIG.
- the circuit 150 (described later) excites and controls the upper radial electromagnet 104 based on this excitation control command signal, so that the upper radial position of the rotor shaft 113 is adjusted.
- the rotor shaft 113 is made of a high magnetic permeability material (iron, stainless steel, etc.) and is attracted by the magnetic force of the upper radial electromagnet 104. Such adjustment is performed independently in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively. Further, the lower radial electric magnet 105 and the lower radial sensor 108 are arranged in the same manner as the upper radial electric magnet 104 and the upper radial sensor 107, and the lower radial position of the rotor shaft 113 is set to the upper radial position. It is adjusted in the same way as.
- the axial electromagnets 106A and 106B are arranged so as to vertically sandwich the disk-shaped metal disk 111 provided in the lower part of the rotor shaft 113.
- the metal disk 111 is made of a high magnetic permeability material such as iron.
- An axial sensor 109 is provided to detect the axial displacement of the rotor shaft 113, and the axial position signal thereof is configured to be sent to the control device.
- a compensation circuit having a PID adjustment function generates excitation control command signals for the axial electromagnet 106A and the axial electromagnet 106B based on the axial position signal detected by the axial sensor 109.
- the amplifier circuit 150 excites and controls the axial electromagnet 106A and the axial electromagnet 106B based on these excitation control command signals, so that the axial electromagnet 106A attracts the metal disk 111 upward by magnetic force.
- the axial electromagnet 106B attracts the metal disk 111 downward, and the axial position of the rotor shaft 113 is adjusted.
- the control device appropriately adjusts the magnetic force exerted by the axial electromagnets 106A and 106B on the metal disk 111, magnetically levitates the rotor shaft 113 in the axial direction, and holds the rotor shaft 113 in the space in a non-contact manner.
- the amplifier circuit 150 that excites and controls the upper radial electromagnet 104, the lower radial electromagnet 105, and the axial electromagnets 106A and 106B will be described later.
- the motor 121 includes a plurality of magnetic poles arranged in a circumferential shape so as to surround the rotor shaft 113. Each magnetic pole is controlled by a control device so as to rotationally drive the rotor shaft 113 via an electromagnetic force acting on the rotor shaft 113. Further, the motor 121 incorporates a rotation speed sensor such as a Hall element, a resolver, an encoder, etc. (not shown), and the rotation speed of the rotor shaft 113 is detected by the detection signal of the rotation speed sensor.
- a rotation speed sensor such as a Hall element, a resolver, an encoder, etc.
- a phase sensor (not shown) is attached near the lower radial sensor 108 to detect the phase of rotation of the rotor shaft 113.
- the position of the magnetic pole is detected by using both the detection signals of the phase sensor and the rotation speed sensor.
- a plurality of fixed wings 123 (123a, 123b, 123c ...) are arranged with a slight gap between the rotary wings 102 (102a, 102b, 102c ).
- the rotary blades 102 are formed so as to be inclined by a predetermined angle from a plane perpendicular to the axis of the rotor shaft 113 in order to transfer the molecules of the exhaust gas downward by collision.
- the fixed wing 123 is also formed so as to be inclined by a predetermined angle from a plane perpendicular to the axis of the rotor shaft 113, and is arranged alternately with the steps of the rotary wing 102 toward the inside of the outer cylinder 127. ing.
- the outer peripheral end of the fixed wing 123 is supported in a state of being fitted between a plurality of stacked fixed wing spacers 125 (125a, 125b, 125c ).
- the fixed wing spacer 125 is a ring-shaped member, and is composed of, for example, a metal such as aluminum, iron, stainless steel, or copper, or a metal such as an alloy containing these metals as a component.
- An outer cylinder 127 is fixed to the outer periphery of the fixed wing spacer 125 with a slight gap.
- a base portion 129 is arranged at the bottom of the outer cylinder 127.
- An exhaust port 133 is formed in the base portion 129 and communicates with the outside. The exhaust gas that has entered the intake port 101 from the chamber side and has been transferred to the base portion 129 is sent to the exhaust port 133.
- a threaded spacer 131 is arranged between the lower portion of the fixed wing spacer 125 and the base portion 129.
- the threaded spacer 131 is a cylindrical member made of a metal such as aluminum, copper, stainless steel, iron, or an alloy containing these metals as a component, and has a plurality of spiral thread grooves 131a on the inner peripheral surface thereof. It is engraved.
- the direction of the spiral of the thread groove 131a is the direction in which the molecules of the exhaust gas are transferred toward the exhaust port 133 when the molecules of the exhaust gas move in the rotation direction of the rotating body 103.
- a cylindrical portion 102E is hung at the lowermost portion of the rotating body 103 following the rotary blades 102 (102a, 102b, 102c ).
- the outer peripheral surface of the cylindrical portion 102E is cylindrical and projects toward the inner peripheral surface of the threaded spacer 131, and is brought close to the inner peripheral surface of the threaded spacer 131 with a predetermined gap. There is.
- the exhaust gas transferred to the screw groove 131a by the rotary blade 102 and the fixed blade 123 is sent to the base portion 129 while being guided by the screw groove 131a.
- the base portion 129 is a disk-shaped member constituting the base portion of the turbo molecular pump 100, and is generally made of a metal such as iron, aluminum, or stainless steel. Since the base portion 129 physically holds the turbo molecular pump 100 and also has the function of a heat conduction path, a metal having rigidity such as iron, aluminum or copper and having high thermal conductivity is used. Is desirable.
- the fixed wing spacers 125 are joined to each other at the outer peripheral portion, and transmit the heat received from the rotary wing 102 by the fixed wing 123 and the frictional heat generated when the exhaust gas comes into contact with the fixed wing 123 to the outside.
- the threaded spacer 131 is arranged on the outer periphery of the cylindrical portion 102E of the rotating body 103, and the screw groove 131a is engraved on the inner peripheral surface of the threaded spacer 131.
- a screw groove is carved on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 102E, and a spacer having a cylindrical inner peripheral surface is arranged around the thread groove.
- the gas sucked from the intake port 101 is the upper radial electromagnet 104, the upper radial sensor 107, the motor 121, the lower radial electromagnet 105, the lower radial sensor 108, and the shaft.
- the circumference of the electrical component is covered with a stator column 122 so that it does not invade the electrical component composed of the directional electromagnets 106A, 106B, the axial sensor 109, etc., and the inside of the stator column 122 is kept at a predetermined pressure by a purge gas. It may hang down.
- a pipe (not shown) is arranged in the base portion 129, and purge gas is introduced through this pipe.
- the introduced purge gas is sent to the exhaust port 133 through the gaps between the protective bearing 120 and the rotor shaft 113, between the rotor and the stator of the motor 121, and between the stator column 122 and the inner peripheral side cylindrical portion of the rotary blade 102.
- the turbo molecular pump 100 requires identification of a model and control based on individually adjusted unique parameters (for example, various characteristics corresponding to the model).
- the turbo molecular pump 100 includes an electronic circuit unit 141 in its main body.
- the electronic circuit unit 141 is composed of a semiconductor memory such as EEP-ROM, electronic components such as semiconductor elements for accessing the semiconductor memory, and a substrate 143 for mounting them.
- the electronic circuit portion 141 is housed in a lower portion of a rotational speed sensor (not shown) near the center of a base portion 129 constituting the lower portion of the turbo molecular pump 100, and is closed by an airtight bottom lid 145.
- some of the process gases introduced into the chamber have the property of becoming solid when the pressure becomes higher than the predetermined value or the temperature becomes lower than the predetermined value.
- the pressure of the exhaust gas is the lowest at the intake port 101 and the highest at the exhaust port 133. If the pressure rises above a predetermined value or the temperature drops below a predetermined value while the process gas is being transferred from the intake port 101 to the exhaust port 133, the process gas becomes a solid state and becomes a turbo molecule. It adheres to the inside of the pump 100 and accumulates.
- a solid product for example, AlCl3 is used at a low vacuum (760 [torr] to 10-2 [torr]) and a low temperature (about 20 [° C.]).
- a low vacuum 760 [torr] to 10-2 [torr]
- a low temperature about 20 [° C.]
- a heater or an annular water cooling tube 149 (not shown) is wound around the outer periphery of the base portion 129 or the like, and a temperature sensor (for example, a thermistor) (for example, not shown) is embedded in the base portion 129, for example. Based on the signal of this temperature sensor, the heating of the heater and the control of cooling by the water cooling tube 149 (hereinafter referred to as TMS; Temperature Management System) are performed so as to keep the temperature of the base portion 129 at a constant high temperature (set temperature). It has been.
- TMS Temperature Management System
- one end of the electromagnet winding 151 constituting the upper radial electromagnet 104 and the like is connected to the positive electrode 171a of the power supply 171 via the transistor 161 and the other end thereof is the current detection circuit 181 and the transistor 162. It is connected to the negative electrode 171b of the power supply 171 via.
- the transistors 161 and 162 are so-called power MOSFETs, and have a structure in which a diode is connected between the source and the drain thereof.
- the cathode terminal 161a of the diode is connected to the positive electrode 171a, and the anode terminal 161b is connected to one end of the electromagnet winding 151. Further, in the transistor 162, the cathode terminal 162a of the diode is connected to the current detection circuit 181 and the anode terminal 162b is connected to the negative electrode 171b.
- the diode 165 for current regeneration its cathode terminal 165a is connected to one end of the electromagnet winding 151, and its anode terminal 165b is connected to the negative electrode 171b.
- the cathode terminal 166a is connected to the positive electrode 171a, and the anode terminal 166b is connected to the other end of the electromagnet winding 151 via the current detection circuit 181. It has become so.
- the current detection circuit 181 is composed of, for example, a hall sensor type current sensor or an electric resistance element.
- the amplifier circuit 150 configured as described above corresponds to one electromagnet. Therefore, when the magnetic bearing is controlled by 5 axes and there are a total of 10 electromagnets 104, 105, 106A, and 106B, the same amplifier circuit 150 is configured for each of the electromagnets, and 10 amplifier circuits are provided for the power supply 171. 150 are connected in parallel.
- the amplifier control circuit 191 is composed of, for example, a digital signal processor unit (hereinafter referred to as a DSP unit) (hereinafter referred to as a DSP unit) of the control device, and the amplifier control circuit 191 switches on / off of the transistors 161 and 162. It has become.
- a DSP unit digital signal processor unit
- the amplifier control circuit 191 is adapted to compare the current value detected by the current detection circuit 181 (a signal reflecting this current value is referred to as a current detection signal 191c) with a predetermined current command value. Then, based on this comparison result, the magnitude of the pulse width (pulse width time Tp1 and Tp2) generated in the control cycle Ts, which is one cycle by PWM control, is determined. As a result, the gate drive signals 191a and 191b having this pulse width are output from the amplifier control circuit 191 to the gate terminals of the transistors 161 and 162.
- a high voltage of, for example, about 50 V is used as the power supply 171 so that the current flowing through the electromagnet winding 151 can be rapidly increased (or decreased).
- a normal capacitor is normally connected between the positive electrode 171a and the negative electrode 171b of the power supply 171 for the purpose of stabilizing the power supply 171 (not shown).
- the electromagnet current iL when both the transistors 161 and 162 are turned on, the current flowing through the electromagnet winding 151 (hereinafter referred to as the electromagnet current iL) increases, and when both are turned off, the electromagnet current iL decreases.
- flywheel current when one of the transistors 161 and 162 is turned on and the other is turned off, the so-called flywheel current is maintained.
- the hysteresis loss in the amplifier circuit 150 can be reduced, and the power consumption of the entire circuit can be suppressed to a low level.
- the transistors 161 and 162 by controlling the transistors 161 and 162 in this way, it is possible to reduce high frequency noise such as harmonics generated in the turbo molecular pump 100. Further, by measuring this flywheel current with the current detection circuit 181 it becomes possible to detect the electromagnet current iL flowing through the electromagnet winding 151.
- the transistors 161 and 162 are used only once in the control cycle Ts (for example, 100 ⁇ s) for the time corresponding to the pulse width time Tp1. Turn both on. Therefore, the electromagnet current iL during this period increases from the positive electrode 171a to the negative electrode 171b toward the current value iLmax (not shown) that can be passed through the transistors 161 and 162.
- both the transistors 161 and 162 are turned off only once in the control cycle Ts for the time corresponding to the pulse width time Tp2. .. Therefore, the electromagnet current iL during this period decreases from the negative electrode 171b to the positive electrode 171a toward the current value iLmin (not shown) that can be regenerated via the diodes 165 and 166.
- an upper stage having a cooling side stator 110A (fixed blades 123a to 123f) and a cooling side rotary blade 102A (rotor blades 102a to 102g) arranged in a cooling range requiring cooling.
- the group gas transfer section and the lower group gas transfer section having a heating side stator 110B (fixed blades 123h to 123j) and a cooling side rotary blade 102B (rotor blades 102h to 102k) arranged in a heating range requiring heating.
- an O-ring 112 is arranged between the cooling side stator 110A and the heating side stator 110B, and a gap 114 is provided between the cooling side stator 110A and the heating side stator 110B by a predetermined amount to provide the cooling side stator 110A.
- the heating side stator 110B are made independent of each other so that the temperature of the cooling side stator 110A and the temperature of the heating side stator 110B do not affect each other.
- the fixed wing spacer 125 is pressed by a bolt 115 for positioning between the cooling side stator 110A and the heating side stator 110B. Further, reference numeral 152 in FIG.
- reference numeral 153 is a temperature sensor for detecting the temperature on the heating side stator 110B side
- reference numeral 154 is for heating the heating side stator 110B
- Reference numeral 155 is a cooling pipe for cooling the cooling side stator 110A.
- the opening 114A of the gap 114 between the cooling side stator 110A and the heating side stator 110B and the rotor blade 102g on the cooling side of the upper group gas transfer section and the rotary blade 102h on the heating side of the lower stage group gas transfer section are close to each other.
- the positions of the rotary blade 102g and the rotary blade 102h so that neither the outer peripheral surface of the rotary blade 102g on the cooling side nor the outer peripheral surface of the rotary blade 102h on the heating side faces the opening 114A of the gap 114 from the front.
- a gap of a distance S is provided between the rotary blade 102g and the rotary blade 102h.
- the distance S is positioned by pressing the cooling side stator 110A and the heating side stator 110B with the bolt 115, either or both of the cooling side stator 110A and the heating side stator 110B move in the axial direction.
- a substantially center of the axial distance between the rotary blade 102g and the rotary blade 102h can be considered.
- the position of the opening 114A is not limited to substantially the center, and for example, the movement of process gas molecules by the rotary blade 102g may be emphasized and may be located downstream from the substantially center position.
- the size of the width (axis direction dimension) of the opening 114A in the gap 114 is an average value of the distances that the molecules of the process gas can travel without colliding with other molecules and changing their course. Considering the free path, heat insulating effect, etc., the size is set to a predetermined width that makes it difficult for molecules to enter.
- the size of the gap 114 and the opening 114A is considered to be 0.1 mm to 2.0 mm, more preferably 0.5 mm to 1.0 mm.
- a horizontal gap portion 114a as a first gap portion extending horizontally from the opening 114A toward the outside in the radial direction perpendicular to the axial direction, and further radially outside from the outer end of the horizontal gap portion 114a.
- the upstream side in the axial direction is the intake port 101 side
- the downstream side in the axial direction is the exhaust port 133 side.
- the axial direction is the axial direction of the rotor shaft 113
- the radial direction is the direction perpendicular to the axial line, that is, the radial direction of the outer cylinder 127.
- the opening 14A of the gap 114 having a predetermined width that insulates between the cooling side stator 110A and the heating side stator 110B is rotated in the axial direction of the rotating body 103.
- the blades 102 (rotary blades 102g and rotary blades 102h) are provided at positions that are not opposed to the outer peripheral surfaces and are offset in the axial direction.
- the shape of the vertical cross section of the gap 114 when the outer cylinder 127 which is the casing is cross-sectionald in the axial direction is horizontally extended from the opening 114A toward the outside.
- the portion 114a and the inclined inclined gap portion 114b extending radially outside from the outer end of the horizontal gap portion 114a and diagonally extending along the downstream side in the axial direction are integrally provided to form a substantially inverted L shape.
- the formed structure is shown.
- the structure of the gap 114 is not limited to the structure shown in FIGS. 1 and 5, and may be, for example, a structure as shown in FIGS. 6, 7, and 8.
- the inclined gap portion 114b may be a gap portion extending from the outer end of the horizontal gap portion 114a to the outer side in the radial direction and diagonally upward along the upstream side in the axial direction.
- the shape of the vertical cross section of the gap 114 when the outer cylinder 127, which is a casing, is cross-sectionald in the axial direction is the third shape toward the downstream side in the axial direction immediately after entering the opening 114A.
- a vertical gap portion 114c as a gap portion and a horizontal gap portion 114a extending horizontally from the lower end of the vertical gap portion 114c toward the outside in the radial direction are integrally provided, and are formed in a substantially I shape from the opening 114A. It has a structure that has a part.
- the cross-sectional shape of the gap 114 into a substantially I shape, when the process gas tries to enter the gap 114 from the opening 114A, the front surface immediately after entering the opening 114A. Since there is a wall of the vertical gap portion 114c toward the downstream side in the axial direction, the wall serves as a resistance to the inward flow of the process gas. As a result, the amount of process gas that enters the gap 114 through the opening 114A can be reduced, and at the same time, the amount of deposits that can be formed can be further reduced.
- the vertical gap portion 114c has a structure that immediately faces the downstream side in the axial direction when the opening 114A is entered, but conversely, the structure may be such that the vertical gap portion 114c immediately faces the upstream side in the axial direction when the opening 114A is entered. ..
- the shape of the vertical cross section of the gap 114 when the outer cylinder 127 which is the casing is cross-sectionald in the axial direction is perpendicular to the axial direction from the opening 11A immediately after entering the opening 114A.
- the inclined gap portion 114d as a fourth gap portion extending diagonally toward the upstream side in the axial direction and the outside in the radial direction, and the inclined gap portion 114d diagonally from the outer end of the inclined gap portion 114d toward the downstream side in the axial direction.
- An inclined gap portion 114e as an extending fifth gap portion is integrally provided, and the structure has a portion formed in a substantially inverted V shape from the opening 114A.
- the process gas rises diagonally upward to the outside, so that the process gas entering the inclined gap portion 114d from the opening 114A inclines diagonally upward to the outside.
- the inclined gap portion 114d is a wall and collides with the wall, and the process gas acts as a resistance to the inward flow. This makes it possible to reduce the amount of process gas entering the gap 114 through the opening 114A and further reduce the amount of deposits produced by the process gas.
- the inclined gap portion 114d extending diagonally from the opening 114A to the outside in the radial direction perpendicular to the axial direction and diagonally toward the upstream in the axial direction, and the axial direction from the outer end of the inclined gap portion 114d.
- a structure has a structure in which an inclined gap portion 114e extending diagonally toward the downstream side of the opening 114e is integrally provided so as to have a portion formed in a substantially inverted V shape from the opening 114A, but from the opening 114A to the upstream side.
- a structure may be provided in which either the inclined gap portion 114d extending inclined or the inclined gap portion 114e extending inclined toward the downstream side from the opening 114A is provided.
- the upper part of the opening 114A in the gap 114 formed on the inner peripheral surface of the outer cylinder 127 is larger than the opening 114A.
- the structure is provided with an eaves 116 protruding toward the inside of the outer cylinder 127. That is, the eaves 116 creates a step between the eaves 116 and the opening 114A, and controls the flow so that the process gas flowing from the upstream side does not go in the direction of the opening 114A but goes straight to the downstream side. Can be done.
- the gap 114 is horizontal toward the outside in the radial direction perpendicular to the axial direction from the lower end of the vertical gap portion 114c as a third gap portion toward the downstream side immediately after entering the opening 114A.
- a horizontal gap portion 114a extending from the opening 114a is integrally provided so as to have a portion formed in a substantially I shape from the opening 114A.
- the lower edge portion (lower surface of the eaves) 116a and the lower edge portion 114g of the opening 114A of the eaves 116 are each subjected to R chamfering.
- R chamfering process when a part of the process gas that hits the rotary blade 102 in the outer cylinder 127 and bounces off hits the lower surface edge portion 116a or the lower edge portion 114g, a part of the bumped process gas. Is directed in the direction of the rotor shaft 113 different from the inside of the opening 114A so as not to enter the inside of the opening 114A.
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Abstract
【課題】断熱用に設けられた隙間に向かうガスの流れ（ガス分子の数）を少なくして、隙間に堆積する副生成物の量を減らし、メンテナンスを必要とする間隔を延ばして生産性を向上させることができる真空ポンプを提供する。 【解決手段】吸気口１０１と排気口１３３を有する外筒１２７と、外筒１２７の内側に、回転自在に支持されたロータ軸１１３と、ロータ軸１１３と共に回転可能な複数段の回転翼１０２と、外筒に対して固定され、かつ、複数段の回転翼１０２間に配置される複数段の固定翼１２３と、複数段の固定翼１２３を所定間隔に保持する冷却側ステータ１１０Ａ及び加熱側ステータ１１０Ｂと、を備え、冷却側ステータ１１０Ａと加熱側ステータ１１０Ｂとの間を断熱する所定幅の隙間１１４の開口部１１４Ａを、回転体１０３の軸方向において回転翼１０２の外周面と対向しない位置に設けた。
Description
本発明は真空ポンプに関するものであり、特に、真空ポンプ内にガスが固化して生成される堆積物（通称「デポ」という）等が隙間に堆積する量を減らすことができる真空ポンプに関するものである。
近年、被処理基板であるウエハから半導体素子を形成するプロセスにおいて、ウエハを、高真空に保持された半導体製造装置の処理室内で処理して、製品の半導体素子を作る方法が取られている。ウエハを真空室で加工処理する半導体製造装置では、高真空度を達成して保持するためにターボ分子ポンプ部及びネジ溝ポンプ部などを備えた真空ポンプが用いられている。
ターボ分子ポンプ部は、ケーシングの内部に、薄い金属製の回転可能な回転翼とケーシングに固定された固定翼を有している。そして、回転翼を、例えば数百ｍ／秒の高速で運転させ、吸気口側から入って来る加工処理に用いたプロセスガスをポンプ内部で圧縮して排気口側から排気するようにしている。
ところで、真空ポンプの吸気口側より取り込まれたプロセスガスの分子は、吸気された直後は高温で、真空ポンプ内で回転翼の回転に伴う排気口側への移動に伴う圧縮過程で冷却される。プロセスガスが冷却されると固体化し、固体化された副生成物が固定翼や外筒（ケーシング）内面等に付着されてデポとして堆積する。副生成物としては、塩素系や硫化フッ素系のガスが一般的である。これらのガスは、真空度が低くなり、圧力が高くなるほど昇華温度が高くなり、真空ポンプ内部にガスが固化して堆積しやすくなる。反応生成物が真空ポンプ内部に堆積すると、反応生成物の流路を狭めて真空ポンプの圧縮性能、排気性能が低下する虞がある。一方、回転翼や固定翼にアルミニウムやステンレス材等を使用している気体移送部では、余り高い温度になると、回転翼や固定翼の強度が低下して運転中に破断を起す虞がある。また、真空ポンプ内に設けられた電装品やロータを回転させる電動モータは、温度が高くなると所望の性能を発揮しない虞等がある。そのため、真空ポンプは所定の温度を維持するように温度制御が必要となる。
そこで、反応生成物が堆積するのを抑制する真空ポンプとして、ステータの周囲に冷却装置又は加熱装置を設けてガス流路内の温度を制御し、ガス流路内のガスが固化することなく移送できるようにした構造も知られている（例えば特許文献１参照）。
しかしながら、真空ポンプ内の吸入されたガスは、真空度が増して圧力が高くなるほど昇華温度が高くなり、真空ポンプ内部にガスが固化して堆積しやすくなるという特性がある。一方、回転翼や固定翼等で構成される気体移送部は、余り高い温度になると強度が低下する問題や、真空ポンプ内の電装品や電動モータの性能に悪い影響を与えることがある。したがって、真空ポンプ内の電装品や電動モータの性能に悪い影響を与えずに、また、気体移送部の強度を低下させることなく、真空ポンプを正常に運転させながら真空ポンプ内部におけるガスの固化を抑制できるように温度制御を行うことが好ましい。
そこで、例えば図９及び図１０に示す真空ポンプ１０のように、冷却を必要とする冷却範囲内に配置される冷却側ステータ１７Ａを有した上段群気体移送部１１と加熱を必要とする加熱範囲内に配置される加熱側ステータ１７Ｂを有した下段気体移送部１２とに分け、冷却側ステータ１７Ａと加熱側ステータ１７Ｂとの間に隙間１５を設けて、冷却側ステータ１７Ａと加熱側ステータ１７Ｂをそれぞれ独立化させ、上段群気体移送部１１の温度と下段気体移送部１２の温度が互いに影響し合わないようにしている。なお、冷却側ステータ１７Ａと加熱側ステータ１７Ｂとの間は、固定翼スペーサ１４をボルト１９で押さえて位置決めをしている。
冷却側ステータ１７Ａと加熱側ステータ１７Ｂとの間を、ボルト１９で押さえて位置決めする構造にあっては、ボルト１９を締め付ける力の大きさや、締め付けによるＯリング１８の変形量、又は固定翼スペーサ１４の種類等によって、冷却側ステータ１７Ａと加熱側ステータ１７Ｂとの間の隙間１５の大きさ（軸方向における寸法）が変わる。そして、隙間１５が、回転翼１６の半径方向周面と対向した状態で位置決めされた場合、回転翼１６が回転するときに、回転翼１６により、接線方向及び下流方向に移送されたプロセスガスの分子は、隙間１５内に向かい易くなる（ガス分子の数が増える）。そして、隙間１５内に入ったガスは、冷却側ステータ１７Ａによって冷却され、隙間１５内で固体化し、副生成物として堆積する。この堆積物は、隙間１５の幅を狭めて断熱効果を低下させ、ポンプ内温度分布を変化させる。したがって、定期的に真空ポンプ１０を分解する等して、隙間１５に溜まった堆積物を取り除く、メンテナンス作業が必要になる。このメンテナンス作業により、生産性が悪いという問題点があった。
そこで、断熱用に設けられた隙間に向かうガスの流れ（ガス分子の数）を少なくして、隙間に堆積する副生成物の量を減らし、メンテナンス作業を必要とする間隔を延ばして生産性を向上させることができる真空ポンプを提供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。
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載の発明は、吸気口と排気口を有するケーシングと、前記ケーシングの内側に、回転自在に支持されたロータ軸と、前記ロータ軸と共に回転可能な複数段の回転翼と、前記ケーシングに対して固定され、かつ、前記複数段の回転翼間に配置される複数段の固定翼と、前記複数段の固定翼を所定間隔に保持する冷却側ステータ及び加熱側ステータと、を備えた真空ポンプであって、前記冷却側ステータと前記加熱側ステータとの間を断熱する所定幅の隙間の開口部を、前記ロータ軸の軸方向において前記回転翼の外周面と対向しない位置に設けた、真空ポンプを提供する。
この構成によれば、冷却側ステータと加熱側ステータとの間を断熱するための所定幅の隙間の開口部を、ロータ軸の軸方向において回転翼の外周面と対向しない位置に設けている。したがって、回転翼の回転による遠心力で、ガスの一部がステータの内周面に向かって飛ばされても、隙間の開口部は、回転翼の外周面とは対向しないずれた位置に設けているので、隙間の開口に入り込む量も極めて少なく、隙間内に堆積する堆積物の量を減らすことができる。これにより、メンテナンス作業を必要とする間隔を延ばすことができ、生産性の向上に寄与する。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成において、前記隙間の形状は、前記軸方向と垂直な径方向の外側に向かって水平に延びる第１の隙間部分と、前記第１の隙間部分の外端から更に前記径方向の外側、かつ、前記軸方向の下流側に沿って延びる第２の隙間部分を有する、真空ポンプを提供する。
この構成によれば、開口部から第１の隙間部分に入り込んだプロセスガスが、更に奥へ進もうとしたとき、次の第２の隙間部分の壁に一度ぶつかるので、その壁が、隙間内に向かう流れの抵抗となる。これにより、開口部から隙間内に入り込むプロセスガスの量を減らして、プロセスガスで生成される堆積物の量を更に少なくすることができる。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成において、前記隙間の形状は、前記軸方向の下流側に沿って延びる第３の隙間部分を有する、真空ポンプを提供する。
この構成によれば、開口部からプロセスガスが隙間内に入り込もうしたとき、開口部を入って直ぐの正面の処に、下側に向かう第３の隙間部分が壁となってぶつかり、プロセスガスが隙間内に向かう流れの抵抗となる。これにより、開口部から隙間内に入り込むプロセスガスの量を減らして、プロセスガスで生成される堆積物の量を更に少なくすることができる。
請求項４に記載の発明は、請求項１から３までのいずれか１項に記載の構成において、前記隙間の形状は、前記軸方向と垂直な径方向の外側、かつ、前記軸方向の上流側に延びる第４の隙間部分を有する、真空ポンプを提供する。
この構成によれば、隙間の縦断面の形状が、軸方向と垂直な径方向の外側、かつ、軸方向の上流側に延びる第４の隙間部分を有している。したがって、開口部から隙間内に入ったプロセスガスは、一度第４の隙間部分とぶつかり、プロセスガスが隙間内に向かう流れの抵抗となる。これにより、開口部から隙間内に入り込むプロセスガスの量を減らし、プロセスガスで生成される堆積物の量を更に少なくすることができる。
請求項５に記載の発明は、請求項１から４までのいずれか１項に記載の構成において、前記隙間の形状は、前記開口部の上部に、前記開口部よりも前記ケーシングの内側に向かって突き出している軒部を有する、真空ポンプを提供する。
この構成によれば、隙間の縦断面の形状が、ケーシングを軸方向に縦断面したとき、ケーシング内周面に形成される隙間の開口部の上部に、開口部よりもケーシングの内側に向かって突き出している軒部を設けているので、上流側から流れて来るプロセスガスは軒部に流れが制御されて、隙間の開口部の方向には進まずに、開口部とは異なる下流側に向かわせることができる。これにより、開口部から隙間内に入り込むプロセスガスの量を減らして、プロセスガスで生成される堆積物の量を更に少なくすることができる。
発明によれば、断熱用に設けられた隙間内に入り込むプロセスガスの量を減らして、プロセスガスで生成される堆積物が、隙間内に堆積する量を減らすことができる。これにより、隙間内の堆積物を取り除くメンテナンス作業を必要とする間隔を延ばして、生産性を向上させることができる。
また、隙間の断熱効果も向上して、真空ポンプ内に設けられた電装品やロータを回転させる電動モータの性能に悪い影響をあたえることのない範囲、及び、ロータやステータの強度低下に影響を与えない範囲で、温度を細かく制御することが可能になる。
また、プロセスガスの固化を制御しながら真空ポンプの正常運転を実現できる。
また、隙間の断熱効果も向上して、真空ポンプ内に設けられた電装品やロータを回転させる電動モータの性能に悪い影響をあたえることのない範囲、及び、ロータやステータの強度低下に影響を与えない範囲で、温度を細かく制御することが可能になる。
また、プロセスガスの固化を制御しながら真空ポンプの正常運転を実現できる。
本発明は、断熱用に設けられた隙間に向かうガスの流れ（ガス分子の数）を少なくして、隙間に堆積する副生成物の量を減らし、メンテナンス作業を必要とする間隔を延ばして生産性を向上させることができる真空ポンプを提供するという目的を達成するために、吸気口と排気口を有するケーシングと、前記ケーシングの内側に、回転自在に支持されたロータ軸と、前記ロータ軸と共に回転可能な複数段の回転翼と、
前記ケーシングに対して固定され、かつ、前記複数段の回転翼間に配置される複数段の固定翼と、前記複数段の固定翼を所定間隔に保持する加熱側ステータ及び冷却側ステータと、を備えた真空ポンプであって、前記加熱側ステータと前記冷却側ステータとの間を断熱する所定幅の隙間の開口部を、前記ロータ軸の軸方向において前記回転翼の外周面と対向しない位置に設けた、ことにより実現した。
前記ケーシングに対して固定され、かつ、前記複数段の回転翼間に配置される複数段の固定翼と、前記複数段の固定翼を所定間隔に保持する加熱側ステータ及び冷却側ステータと、を備えた真空ポンプであって、前記加熱側ステータと前記冷却側ステータとの間を断熱する所定幅の隙間の開口部を、前記ロータ軸の軸方向において前記回転翼の外周面と対向しない位置に設けた、ことにより実現した。
以下、本発明の実施形態に係る一実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例において、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。
また、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。
また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、構成要素の断面構造を分かり易くするために、一部の構成要素のハッチングを省略することがある。
また、以下の説明において、上下や左右等の方向を示す表現は、絶対的なものではなく、本発明のターボ分子ポンプの各部が描かれている姿勢である場合に適切であるが、その姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。また、実施例の説明の全体を通じて同じ要素には同じ符号を付している。
図１は本発明に係る真空ポンプとしてのターボ分子ポンプ１００の一実施例を示すもので、図１はその縦断面図である。
図１において、ターボ分子ポンプ１００は、円筒状のハウジングとしての外筒１２７の上端に吸気口１０１が形成されている。外筒１２７の内方には、ガスを吸引排気するためのタービンブレードである複数の回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）を周部に放射状かつ多段に形成した回転体１０３が備えられている。この回転体１０３の中心にはロータ軸１１３が取り付けられており、このロータ軸１１３は、例えば５軸制御の磁気軸受により空中に浮上支持かつ位置制御されている。
上側径方向電磁石１０４は、４個の電磁石がＸ軸とＹ軸とに対をなして配置されている。この上側径方向電磁石１０４の近接に、かつ上側径方向電磁石１０４のそれぞれに対応されて４個の上側径方向センサ１０７が備えられている。上側径方向センサ１０７は、例えば伝導巻線を有するインダクタンスセンサや渦電流センサなどが用いられ、ロータ軸１１３の位置に応じて変化するこの伝導巻線のインダクタンスの変化に基づいてロータ軸１１３の位置を検出する。この上側径方向センサ１０７はロータ軸１１３、すなわちそれに固定された回転体１０３の径方向変位を検出し、図示せぬ制御装置に送るように構成されている。
この制御装置においては、例えばＰＩＤ調節機能を有する補償回路が、上側径方向センサ１０７によって検出された位置信号に基づいて、上側径方向電磁石１０４の励磁制御指令信号を生成し、図２に示すアンプ回路１５０（後述する）が、この励磁制御指令信号に基づいて、上側径方向電磁石１０４を励磁制御することで、ロータ軸１１３の上側の径方向位置が調整される。
そして、このロータ軸１１３は、高透磁率材（鉄、ステンレスなど）などにより形成され、上側径方向電磁石１０４の磁力により吸引されるようになっている。かかる調整は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とにそれぞれ独立して行われる。また、下側径方向電磁石１０５及び下側径方向センサ１０８が、上側径方向電磁石１０４及び上側径方向センサ１０７と同様に配置され、ロータ軸１１３の下側の径方向位置を上側の径方向位置と同様に調整している。
さらに、軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂが、ロータ軸１１３の下部に備えた円板状の金属ディスク１１１を上下に挟んで配置されている。金属ディスク１１１は、鉄などの高透磁率材で構成されている。ロータ軸１１３の軸方向変位を検出するために軸方向センサ１０９が備えられ、その軸方向位置信号が制御装置に送られるように構成されている。
そして、制御装置において、例えばＰＩＤ調節機能を有する補償回路が、軸方向センサ１０９によって検出された軸方向位置信号に基づいて、軸方向電磁石１０６Ａと軸方向電磁石１０６Ｂのそれぞれの励磁制御指令信号を生成し、アンプ回路１５０が、これらの励磁制御指令信号に基づいて、軸方向電磁石１０６Ａと軸方向電磁石１０６Ｂをそれぞれ励磁制御することで、軸方向電磁石１０６Ａが磁力により金属ディスク１１１を上方に吸引し、軸方向電磁石１０６Ｂが金属ディスク１１１を下方に吸引し、ロータ軸１１３の軸方向位置が調整される。
このように、制御装置は、この軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂが金属ディスク１１１に及ぼす磁力を適当に調節し、ロータ軸１１３を軸方向に磁気浮上させ、空間に非接触で保持するようになっている。なお、これら上側径方向電磁石１０４、下側径方向電磁石１０５及び軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂを励磁制御するアンプ回路１５０については、後述する。
一方、モータ１２１は、ロータ軸１１３を取り囲むように周状に配置された複数の磁極を備えている。各磁極は、ロータ軸１１３との間に作用する電磁力を介してロータ軸１１３を回転駆動するように、制御装置によって制御されている。また、モータ１２１には図示しない例えばホール素子、レゾルバ、エンコーダなどの回転速度センサが組み込まれており、この回転速度センサの検出信号によりロータ軸１１３の回転速度が検出されるようになっている。
さらに、例えば下側径方向センサ１０８近傍に、図示しない位相センサが取り付けてあり、ロータ軸１１３の回転の位相を検出するようになっている。制御装置では、この位相センサと回転速度センサの検出信号を共に用いて磁極の位置を検出するようになっている。
回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）とわずかの空隙を隔てて複数枚の固定翼１２３（１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ・・・）が配設されている。回転翼１０２は、それぞれ排気ガスの分子を衝突により下方向に移送するため、ロータ軸１１３の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して形成されている。
また、固定翼１２３も、同様にロータ軸１１３の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して形成され、かつ外筒１２７の内方に向けて回転翼１０２の段と互い違いに配設されている。そして、固定翼１２３の外周端は、複数の段積みされた固定翼スペーサ１２５（１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ・・・）の間に嵌挿された状態で支持されている。
固定翼スペーサ１２５はリング状の部材であり、例えばアルミニウム、鉄、ステンレス、銅などの金属、又はこれらの金属を成分として含む合金などの金属によって構成されている。固定翼スペーサ１２５の外周には、わずかの空隙を隔てて外筒１２７が固定されている。外筒１２７の底部にはベース部１２９が配設されている。ベース部１２９には排気口１３３が形成され、外部に連通されている。チャンバ側から吸気口１０１に入ってベース部１２９に移送されてきた排気ガスは、排気口１３３へと送られる。
さらに、ターボ分子ポンプ１００の用途によって、固定翼スペーサ１２５の下部とベース部１２９の間には、ネジ付スペーサ１３１が配設される。ネジ付スペーサ１３１は、アルミニウム、銅、ステンレス、鉄、又はこれらの金属を成分とする合金などの金属によって構成された円筒状の部材であり、その内周面に螺旋状のネジ溝１３１ａが複数条刻設されている。ネジ溝１３１ａの螺旋の方向は、回転体１０３の回転方向に排気ガスの分子が移動したときに、この分子が排気口１３３の方へ移送される方向である。回転体１０３の回転翼１０２（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・）に続く最下部には円筒部１０２Ｅが垂下されている。この円筒部１０２Ｅの外周面は、円筒状で、かつネジ付スペーサ１３１の内周面に向かって張り出されており、このネジ付スペーサ１３１の内周面と所定の隙間を隔てて近接されている。回転翼１０２および固定翼１２３によってネジ溝１３１ａに移送されてきた排気ガスは、ネジ溝１３１ａに案内されつつベース部１２９へと送られる。
ベース部１２９は、ターボ分子ポンプ１００の基底部を構成する円盤状の部材であり、一般には鉄、アルミニウム、ステンレスなどの金属によって構成されている。ベース部１２９はターボ分子ポンプ１００を物理的に保持すると共に、熱の伝導路の機能も兼ね備えているので、鉄、アルミニウムや銅などの剛性があり、熱伝導率も高い金属が使用されるのが望ましい。
かかる構成において、回転翼１０２がロータ軸１１３と共にモータ１２１により回転駆動されると、回転翼１０２と固定翼１２３の作用により、吸気口１０１を通じてチャンバから排気ガスが吸気される。吸気口１０１から吸気された排気ガスは、回転翼１０２と固定翼１２３の間を通り、ベース部１２９へ移送される。このとき、排気ガスが回転翼１０２に接触する際に生ずる摩擦熱や、モータ１２１で発生した熱の伝導などにより、回転翼１０２の温度は上昇するが、この熱は、輻射又は排気ガスの気体分子などによる伝導により固定翼１２３側に伝達される。
固定翼スペーサ１２５は、外周部で互いに接合しており、固定翼１２３が回転翼１０２から受け取った熱や排気ガスが固定翼１２３に接触する際に生ずる摩擦熱などを外部へと伝達する。
なお、上記では、ネジ付スペーサ１３１は回転体１０３の円筒部１０２Ｅの外周に配設し、ネジ付スペーサ１３１の内周面にネジ溝１３１ａが刻設されているとして説明した。しかしながら、これとは逆に円筒部１０２Ｅの外周面にネジ溝が刻設され、その周囲に円筒状の内周面を有するスペーサが配置される場合もある。
また、ターボ分子ポンプ１００の用途によっては、吸気口１０１から吸引されたガスが上側径方向電磁石１０４、上側径方向センサ１０７、モータ１２１、下側径方向電磁石１０５、下側径方向センサ１０８、軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂ、軸方向センサ１０９などで構成される電装部に侵入することのないよう、電装部は周囲をステータコラム１２２で覆われ、このステータコラム１２２内はパージガスにて所定圧に保たれる場合もある。
この場合には、ベース部１２９には図示しない配管が配設され、この配管を通じてパージガスが導入される。導入されたパージガスは、保護ベアリング１２０とロータ軸１１３間、モータ１２１のロータとステータ間、ステータコラム１２２と回転翼１０２の内周側円筒部の間の隙間を通じて排気口１３３へ送出される。
ここに、ターボ分子ポンプ１００は、機種の特定と、個々に調整された固有のパラメータ（例えば、機種に対応する諸特性）に基づいた制御を要する。この制御パラメータを格納するために、上記ターボ分子ポンプ１００は、その本体内に電子回路部１４１を備えている。電子回路部１４１は、ＥＥＰ－ＲＯＭ等の半導体メモリ及びそのアクセスのための半導体素子等の電子部品、それらの実装用の基板１４３等から構成される。この電子回路部１４１は、ターボ分子ポンプ１００の下部を構成するベース部１２９の例えば中央付近の図示しない回転速度センサの下部に収容され、気密性の底蓋１４５によって閉じられている。
ところで、半導体の製造工程では、チャンバに導入されるプロセスガスの中には、その圧力が所定値よりも高くなり、或いは、その温度が所定値よりも低くなると、固体となる性質を有するものがある。ターボ分子ポンプ１００内部では、排気ガスの圧力は、吸気口１０１で最も低く排気口１３３で最も高い。プロセスガスが吸気口１０１から排気口１３３へ移送される途中で、その圧力が所定値よりも高くなったり、その温度が所定値よりも低くなったりすると、プロセスガスは、固体状となり、ターボ分子ポンプ１００内部に付着して堆積する。
例えば、Ａｌエッチング装置にプロセスガスとしてＳｉＣｌ４が使用された場合、低真空（７６０［ｔｏｒｒ］～１０－２［ｔｏｒｒ］）かつ、低温（約２０［℃］）のとき、固体生成物（例えばＡｌＣｌ３）が析出し、ターボ分子ポンプ１００内部に付着堆積することが蒸気圧曲線からわかる。これにより、ターボ分子ポンプ１００内部にプロセスガスの析出物が堆積すると、この堆積物がポンプ流路を狭め、ターボ分子ポンプ１００の性能を低下させる原因となる。そして、前述した生成物は、排気口付近やネジ付スペーサ１３１付近の圧力が高い部分で凝固、付着し易い状況にあった。
そのため、この問題を解決するために、従来はベース部１２９等の外周に図示しないヒータや環状の水冷管１４９を巻着させ、かつ例えばベース部１２９に図示しない温度センサ（例えばサーミスタ）を埋め込み、この温度センサの信号に基づいてベース部１２９の温度を一定の高い温度（設定温度）に保つようにヒータの加熱や水冷管１４９による冷却の制御（以下ＴＭＳという。ＴＭＳ；Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）が行われている。
次に、このように構成されるターボ分子ポンプ１００に関して、その上側径方向電磁石１０４、下側径方向電磁石１０５及び軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂを励磁制御するアンプ回路１５０について説明する。このアンプ回路１５０の回路図を図２に示す。
図２において、上側径方向電磁石１０４等を構成する電磁石巻線１５１は、その一端がトランジスタ１６１を介して電源１７１の正極１７１ａに接続されており、また、その他端が電流検出回路１８１及びトランジスタ１６２を介して電源１７１の負極１７１ｂに接続されている。そして、トランジスタ１６１、１６２は、いわゆるパワーＭＯＳＦＥＴとなっており、そのソース－ドレイン間にダイオードが接続された構造を有している。
このとき、トランジスタ１６１は、そのダイオードのカソード端子１６１ａが正極１７１ａに接続されるとともに、アノード端子１６１ｂが電磁石巻線１５１の一端と接続されるようになっている。また、トランジスタ１６２は、そのダイオードのカソード端子１６２ａが電流検出回路１８１に接続されるとともに、アノード端子１６２ｂが負極１７１ｂと接続されるようになっている。
一方、電流回生用のダイオード１６５は、そのカソード端子１６５ａが電磁石巻線１５１の一端に接続されるとともに、そのアノード端子１６５ｂが負極１７１ｂに接続されるようになっている。また、これと同様に、電流回生用のダイオード１６６は、そのカソード端子１６６ａが正極１７１ａに接続されるとともに、そのアノード端子１６６ｂが電流検出回路１８１を介して電磁石巻線１５１の他端に接続されるようになっている。そして、電流検出回路１８１は、例えばホールセンサ式電流センサや電気抵抗素子で構成されている。
以上のように構成されるアンプ回路１５０は、一つの電磁石に対応されるものである。そのため、磁気軸受が５軸制御で、電磁石１０４、１０５、１０６Ａ、１０６Ｂが合計１０個ある場合には、電磁石のそれぞれについて同様のアンプ回路１５０が構成され、電源１７１に対して１０個のアンプ回路１５０が並列に接続されるようになっている。
さらに、アンプ制御回路１９１は、例えば、制御装置の図示しないディジタル・シグナル・プロセッサ部（以下、ＤＳＰ部という）によって構成され、このアンプ制御回路１９１は、トランジスタ１６１、１６２のｏｎ／ｏｆｆを切り替えるようになっている。
アンプ制御回路１９１は、電流検出回路１８１が検出した電流値（この電流値を反映した信号を電流検出信号１９１ｃという）と所定の電流指令値とを比較するようになっている。そして、この比較結果に基づき、ＰＷＭ制御による１周期である制御サイクルＴｓ内に発生させるパルス幅の大きさ（パルス幅時間Ｔｐ１、Ｔｐ２）を決めるようになっている。その結果、このパルス幅を有するゲート駆動信号１９１ａ、１９１ｂを、アンプ制御回路１９１からトランジスタ１６１、１６２のゲート端子に出力するようになっている。
なお、回転体１０３の回転速度の加速運転中に共振点を通過する際や定速運転中に外乱が発生した際等に、高速かつ強い力での回転体１０３の位置制御をする必要がある。そのため、電磁石巻線１５１に流れる電流の急激な増加（あるいは減少）ができるように、電源１７１としては、例えば５０Ｖ程度の高電圧が使用されるようになっている。また、電源１７１の正極１７１ａと負極１７１ｂとの間には、電源１７１の安定化のために、通常コンデンサが接続されている（図示略）。
かかる構成において、トランジスタ１６１、１６２の両方をｏｎにすると、電磁石巻線１５１に流れる電流（以下、電磁石電流ｉＬという）が増加し、両方をｏｆｆにすると、電磁石電流ｉＬが減少する。
また、トランジスタ１６１、１６２の一方をｏｎにし他方をｏｆｆにすると、いわゆるフライホイール電流が保持される。そして、このようにアンプ回路１５０にフライホイール電流を流すことで、アンプ回路１５０におけるヒステリシス損を減少させ、回路全体としての消費電力を低く抑えることができる。また、このようにトランジスタ１６１、１６２を制御することにより、ターボ分子ポンプ１００に生じる高調波等の高周波ノイズを低減することができる。さらに、このフライホイール電流を電流検出回路１８１で測定することで電磁石巻線１５１を流れる電磁石電流ｉＬが検出可能となる。
すなわち、検出した電流値が電流指令値より小さい場合には、図３に示すように制御サイクルＴｓ（例えば１００μｓ）中で１回だけ、パルス幅時間Ｔｐ１に相当する時間分だけトランジスタ１６１、１６２の両方をｏｎにする。そのため、この期間中の電磁石電流ｉＬは、正極１７１ａから負極１７１ｂへ、トランジスタ１６１、１６２を介して流し得る電流値ｉＬｍａｘ（図示せず）に向かって増加する。
一方、検出した電流値が電流指令値より大きい場合には、図４に示すように制御サイクルＴｓ中で１回だけパルス幅時間Ｔｐ２に相当する時間分だけトランジスタ１６１、１６２の両方をｏｆｆにする。そのため、この期間中の電磁石電流ｉＬは、負極１７１ｂから正極１７１ａへ、ダイオード１６５、１６６を介して回生し得る電流値ｉＬｍｉｎ（図示せず）に向かって減少する。
そして、いずれの場合にも、パルス幅時間Ｔｐ１、Ｔｐ２の経過後は、トランジスタ１６１、１６２のどちらか１個をｏｎにする。そのため、この期間中は、アンプ回路１５０にフライホイール電流が保持される。
ところで、ケーシングとしての外筒１２７内においては、冷却を必要とする冷却範囲内に配置した冷却側ステータ１１０Ａ（固定翼１２３ａ～１２３ｆ）及び冷却側回転翼１０２Ａ（回転翼１０２ａ～１０２ｇ）を有する上段群気体移送部と、加熱を必要とする加熱範囲内に配置した加熱側ステータ１１０Ｂ（固定翼１２３ｈ～１２３ｊ）及び冷却側回転翼１０２Ｂ（回転翼１０２ｈ～１０２ｋ）を有する下段群気体移送部とでなる。そして、冷却側ステータ１１０Ａと加熱側ステータ１１０Ｂの間にＯリング１１２を配設して、冷却側ステータ１１０Ａと加熱側ステータ１１０Ｂの間を所定量離して隙間１１４を設けることにより、冷却側ステータ１１０Ａと加熱側ステータ１１０Ｂをそれぞれ独立化させ、冷却側ステータ１１０Ａの温度と加熱側ステータ１１０Ｂの温度が互いに影響し合わないようにしている。なお、冷却側ステータ１１０Ａと加熱側ステータ１１０Ｂとの間は、固定翼スペーサ１２５をボルト１１５で押さえて位置決めをしている。また、図１中の符号１５２は、冷却側ステータ１１０Ａ側の温度を検出する温度センサ、符号１５３は、加熱側ステータ１１０Ｂ側の温度を検出する温度センサ、符号１５４は加熱側ステータ１１０Ｂを加熱するためのヒータ、符号１５５は冷却側ステータ１１０Ａを冷却する冷却管である。
一方、冷却側ステータ１１０Ａと加熱側ステータ１１０Ｂの間の隙間１１４の開口部１１４Ａと近接する上段群気体移送部の冷却側の回転翼１０２ｇと下段群気体移送部の加熱側の回転翼１０２ｈとの間は、冷却側の回転翼１０２ｇの外周面と加熱側の回転翼１０２ｈの外周面のどちらも、隙間１１４の開口部１１４Ａと真っ正面から向き合わないように、回転翼１０２ｇと回転翼１０２ｈの位置をそれぞれ開口部１１４Ａに対して軸方向、すなわち上下方向にずらし、回転翼１０２ｇと回転翼１０２ｈとの間に距離Ｓの隙間を設けている。その距離Ｓは、冷却側ステータ１１０Ａと加熱側ステータ１１０Ｂとの間を、ボルト１１５で押さえて位置決めした際、冷却側ステータ１１０Ａ又は加熱側ステータ１１０Ｂのいずれか一方あるいは両方が軸方向に移動しても、隙間１１４の開口部１１４Ａと真っ正面から向き合わないだけの大きさを確保するのが好ましい。
また、開口部１１４Ａの好ましい位置としては、回転翼１０２ｇと回転翼１０２ｈによるプロセスガスの分子の移動を考慮し、回転翼１０２ｇと回転翼１０２ｈの軸方向距離の略中央が考えられる。ただし、開口部１１４Ａの位置は略中央に限定されず、例えば、回転翼１０２ｇによるプロセスガスの分子の移動を重視し、略中央位置から下流側にあってもよい。
また、開口部１１４Ａの好ましい位置としては、回転翼１０２ｇと回転翼１０２ｈによるプロセスガスの分子の移動を考慮し、回転翼１０２ｇと回転翼１０２ｈの軸方向距離の略中央が考えられる。ただし、開口部１１４Ａの位置は略中央に限定されず、例えば、回転翼１０２ｇによるプロセスガスの分子の移動を重視し、略中央位置から下流側にあってもよい。
また、隙間１１４における開口部１１４Ａの幅の大きさ（軸方向の寸法）は、プロセスガスの分子が他の分子に衝突して進路を変えられることなく進むことのできる距離の平均値である平均自由行程や、断熱効果等を考慮して、分子ができるだけ入り込みにくい所定幅の大きさに設定される。例えば、隙間１１４および開口部１１４Ａの大きさとしては、０．１ｍｍから２．０ｍｍであり、より好ましくは、０．５ｍｍから１．０ｍｍが考えられる。
なお、本実施例の構造では、図５に図１のＡ部を拡大して示しているように、ケーシングである外筒１２７を軸方向に縦断面したときにおける、隙間１１４の縦断面の形状は、開口部１１４Ａから軸方向と垂直な径方向の外側に向かって水平に延びる第１の隙間部分としての水平隙間部分１１４ａと、水平隙間部分１１４ａの外側端から更に径方向の外側、かつ、軸方向の下流側に沿って斜め下側に延びる傾斜した第２の隙間部分としての傾斜隙間部分１４ｂとを一体に有して、開口部１１４Ａから逆Ｌ字状に形成された部分を有する構造とした。以下の説明では、軸方向の上流側とは吸気口１０１側で、軸方向の下流側とは排気口１３３側とする。また、軸方向とは、ロータ軸１１３の軸線方向で、径方向とは軸線に対して垂直な方向、すなわち外筒１２７の径方向である。
この実施例のように構成された真空ポンプ１０では、冷却側ステータ１１０Ａと加熱側ステータ１１０Ｂとの間を断熱している所定幅の隙間１１４の開口部１４Ａを、回転体１０３の軸方向において回転翼１０２（回転翼１０２ｇと回転翼１０２ｈ）の外周面と対向しない、軸方向にずれた位置に設けている。したがって、回転翼１０２の回転による遠心力で、プロセスガスの一部が、円筒部１０２Ｅの冷却側ステータ１１０Ａと加熱側ステータ１１０Ｂの内周面に向かって飛ばされても、隙間１１４の開口部１１４Ａに入り込むプロセスガスの量も極めて少なく、隙間１１４内に堆積する堆積物の量を減らすことができる。これにより、隙間１１４内に堆積した堆積物等を除去するためのメンテナンス作業を必要とする間隔を延ばすことができ、生産性の向上に寄与することになる。
なお、図１及び図５に示す実施例では、ケーシングである外筒１２７を軸方向に断面したときの、隙間１１４の縦断面の形状を、開口部１１４Ａから外側に向かって水平に延びる水平隙間部分１１４ａと、水平隙間部分１１４ａの外端から更に径方向の外側、かつ、軸方向の下流側に沿って斜めに延びる傾斜した傾斜隙間部分１１４ｂとを一体に設けて、概略逆Ｌ字状に形成してなる構造を示した。
この図１及び図５に示す構造では、開口部１１４Ａから水平隙間部分１１４ａ内に入ると、次に水平隙間部分１１４ａの外側端から外側に向かって斜め下側に折れ曲がって延びる傾斜した傾斜隙間部分１１４ｂがあるので、開口部１１４Ａから水平隙間部分１１４ａに入って、次に傾斜隙間部分１１４ｂに流れ込むとき、傾斜隙間部分１１４ｂが壁となってぶつかり、プロセスガスが更に内側に向かう流れの抵抗となる。これにより、開口部１１４Ａから隙間１１４内に入り込むプロセスガスの量を減らし、プロセスガスで生成される堆積物の量を更に少なくすることができる。
なお、隙間１１４の構造は、図１及び図５に示す構造に限ることなく、例えば、図６、図７、図８に示すような構造にしてもよい。また、傾斜隙間部分１１４ｂは、水平隙間部分１１４ａの外端から更に径方向の外側、かつ、軸方向の上流側に沿って斜め上側に向かって延びる隙間部分としてもよい。
図６に示す隙間１１４の構造では、ケーシングである外筒１２７を軸方向に断面したときの、隙間１１４の縦断面の形状を、開口部１１４Ａを入ると直ぐに軸方向の下流側に向かう第３の隙間部分としての垂直隙間部分１１４ｃと、垂直隙間部分１１４ｃの下端から径方向の外側に向かって水平に延びる水平隙間部分１１４ａを一体に設けて、開口部１１４Ａから略Ｉ字状に形成している部分を有する構造にしている。
この図６の構造では、隙間１１４の断面形状を略Ｉ字状に形成することにより、開口部１１４Ａからプロセスガスが隙間１１４内に入り込もうとしたとき、開口部１１４Ａを入って直ぐの正面の処に、軸方向の下流側に向かう垂直隙間部分１１４ｃの壁が存在するので、その壁が、プロセスガスが内側に向かう流れの抵抗となる。これにより、開口部１１４Ａから隙間１１４内に入り込むプロセスガスの量を減らし、同時に、堆積物ができる量を更に少なくすることができる。なお、垂直隙間部分１１４ｃは、開口部１１４Ａを入ると直ぐに軸方向の下流側に向かう構造にしているが、反対に、開口部１１４Ａを入ると直ぐに軸方向の上流側に向かう構造にしてもよい。
図７に示す隙間１１４の構造では、ケーシングである外筒１２７を軸方向に断面したときの、隙間１１４の縦断面の形状を、開口部１１４Ａを入ると直ぐに、開口部１１Ａから軸方向と垂直な径方向の外側、かつ、軸方向の上流側に向かって斜めに延びる第４の隙間部分としての傾斜隙間部分１１４ｄと、傾斜隙間部分１１４ｄの外端から軸方向の下流側に向かって斜めに延びる第５の隙間部分としての傾斜隙間部分１１４ｅとを一体に設けて、開口部１１４Ａから略逆Ｖ字状に形成している部分を有する構造にしている。
この図７の構造では、開口部１１４Ａから傾斜隙間部分１１４ｄ内に入ると直ぐに、外側斜め上方に昇るので、開口部１１４Ａから傾斜隙間部分１１４ｄ内に入ったプロセスガスは、外側斜め上方に傾斜している傾斜隙間部分１１４ｄが壁となってぶつかり、プロセスガスが内側に向かう流れの抵抗となる。これにより、開口部１１４Ａから隙間１１４内に入り込むプロセスガスの量を減らし、プロセスガスで生成される堆積物の量を更に少なくすることができる。
なお、図７の構成では、開口部１１４Ａから軸方向と垂直な径方向の外側、かつ、軸方向の上流に向かって斜めに延びる傾斜隙間部分１１４ｄと、傾斜隙間部分１１４ｄの外端から軸方向の下流側に向かって斜めに延びる傾斜隙間部分１１４ｅとを一体に設けて、開口部１１４Ａから略逆Ｖ字状に形成している部分を有する構造にしているが、開口部１１４Ａから上流側に傾斜して延びる傾斜隙間部分１１４ｄ、又は、開口部１１４Ａから下流側に向かって傾斜して延びる傾斜隙間部分１１４ｅのいずれか一方を設けた構造にしてもよいものである。
図８に示す隙間１１４の構造では、ケーシングである外筒１２７を軸方向に断面したとき、外筒１２７の内周面に形成される隙間１１４における開口部１１４Ａの上部に、開口部１１４Ａよりも外筒１２７の内側に向かって突き出している軒部１１６を設けた構造にしている。すなわち、軒部１１６は、開口部１１４Ａとの間に段差を作り、上流側から流れて来るプロセスガスが開口部１１４Ａの方向へは向かわずに、真っ直ぐ下流側へ進むように流れを制御することができる。また、隙間１１４は、開口部１１４Ａを入ると直ぐに下流側へ向かう第３の隙間部分としての垂直隙間部分１１４ｃと、垂直隙間部分１１４ｃの下端から軸方向と垂直な径方向の外側に向かって水平に延びる水平隙間部分１１４ａとを一体に設けて、開口部１１４Ａから略Ｉ字状に形成している部分を有する構造にしている。
図８の構造では、隙間１１４の断面形状を略Ｉ字状に形成することにより、開口部１１４Ａからプロセスガスが隙間１１４内に入り込もうとしたとき、開口部１１４Ａを入って直ぐの正面の処に、下側に向かう垂直隙間部分１１４ｃの壁が存在するので、その壁にプロセスガスがぶつかり、プロセスガスが内側に向かう流れの抵抗となる。これにより、開口部１１４Ａから隙間１１４内に入り込むプロセスガスの量を減らし、プロセスガスで生成される堆積物の量を更に少なくすることができる。また、軒部１１６の下面エッジ部分（軒先下面）１１６ａと開口部１１４Ａの下側エッジ部分１１４ｇには、それぞれＲ面取り加工を施している。Ｒ面取り加工は、下面エッジ部分１１６ａ又は下側エッジ部分１１４ｇに、外筒１２７内で回転翼１０２にぶつかって跳ね返って来たプロセスガスの一部がぶつかったとき、そのぶつかったプロセスガスの一部を開口部１１４Ａ内とは異なるロータ軸１１３の方向に向け、開口部１１４Ａ内に入り込まないようにするものである。
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成すことができ、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。
１００ ：ターボ分子ポンプ
１０１ ：吸気口
１０２ ：回転翼
１０２Ａ ：冷却側回転翼
１０２Ｂ ：冷却側回転翼
１０２Ｅ ：円筒部
１０２ａ ：回転翼
１０２ｂ ：回転翼
１０２ｃ ：回転翼
１０２ｄ ：回転翼
１０２ｅ ：回転翼
１０２ｆ ：回転翼
１０２ｇ ：回転翼
１０３ ：回転体
１０４ ：上側径方向電磁石
１０５ ：下側径方向電磁石
１０６Ａ ：軸方向電磁石
１０６Ｂ ：軸方向電磁石
１０７ ：上側径方向センサ
１０８ ：下側径方向センサ
１０９ ：軸方向センサ
１１０Ａ ：冷却側ステータ（上段群気体移送部）
１１０Ｂ ：加熱側ステータ（下段群気体移送部）
１１１ ：金属ディスク
１１２ ：Ｏリング
１１３ ：ロータ軸
１１４ ：隙間
１１４Ａ ：開口部
１１４ａ ：水平隙間部分（第１の隙間部分）
１１４ｂ ：傾斜隙間部分（第２の隙間部分）
１１４ｃ ：垂直隙間部分（第３の隙間部分）
１１４ｄ ：傾斜隙間部分（第４の隙間部分）
１１４ｅ ：傾斜隙間部分（第５の隙間部分）
１１４ｇ ：下側エッジ部分
１１５ ：ボルト
１１６ ：軒部
１１６ａ ：下面エッジ部分
１２０ ：保護ベアリング
１２１ ：モータ
１２２ ：ステータコラム
１２３ ：固定翼
１２３ａ ：固定翼
１２３ｂ ：固定翼
１２３ｃ ：固定翼
１２３ｄ ：固定翼
１２３ｅ ：固定翼
１２３ｆ ：固定翼
１２３ｇ ：固定翼
１２３ｈ ：固定翼
１２３ｉ ：固定翼
１２５ ：固定翼スペーサ
１２７ ：外筒
１２９ ：ベース部
１３１ ：ネジ付スペーサ
１３１ａ ：ネジ溝
１３３ ：排気口
１４１ ：電子回路部
１４３ ：基板
１４５ ：底蓋
１４９ ：水冷管
１５０ ：アンプ回路
１５１ ：電磁石巻線
１５２ ：温度センサ
１５３ ：温度センサ
１５４ ：電磁石巻線
１５５ ：水冷管
１６１ ：ヒータ
１６１ａ ：カソード端子
１６１ｂ ：アノード端子
１６２ ：トランジスタ
１６２ａ ：カソード端子
１６２ｂ ：アノード端子
１６５ ：ダイオード
１６５ａ ：カソード端子
１６５ｂ ：アノード端子
１６６ ：ダイオード
１６６ａ ：カソード端子
１６６ｂ ：アノード端子
１７１ ：電源
１７１ａ ：正極
１７１ｂ ：負極
１８１ ：電流検出回路
１９１ ：アンプ制御回路
１９１ａ ：ゲート駆動信号
１９１ｂ ：ゲート駆動信号
１９１ｃ ：電流検出信号
Ｓ ：距離
Ｔｐ１ ：パルス幅時間
Ｔｐ２ ：パルス幅時間
Ｔｓ ：制御サイクル
ｉＬ ：電磁石電流
ｉＬｍａｘ ：電流値
ｉＬｍｉｎ ：電流値
１０１ ：吸気口
１０２ ：回転翼
１０２Ａ ：冷却側回転翼
１０２Ｂ ：冷却側回転翼
１０２Ｅ ：円筒部
１０２ａ ：回転翼
１０２ｂ ：回転翼
１０２ｃ ：回転翼
１０２ｄ ：回転翼
１０２ｅ ：回転翼
１０２ｆ ：回転翼
１０２ｇ ：回転翼
１０３ ：回転体
１０４ ：上側径方向電磁石
１０５ ：下側径方向電磁石
１０６Ａ ：軸方向電磁石
１０６Ｂ ：軸方向電磁石
１０７ ：上側径方向センサ
１０８ ：下側径方向センサ
１０９ ：軸方向センサ
１１０Ａ ：冷却側ステータ（上段群気体移送部）
１１０Ｂ ：加熱側ステータ（下段群気体移送部）
１１１ ：金属ディスク
１１２ ：Ｏリング
１１３ ：ロータ軸
１１４ ：隙間
１１４Ａ ：開口部
１１４ａ ：水平隙間部分（第１の隙間部分）
１１４ｂ ：傾斜隙間部分（第２の隙間部分）
１１４ｃ ：垂直隙間部分（第３の隙間部分）
１１４ｄ ：傾斜隙間部分（第４の隙間部分）
１１４ｅ ：傾斜隙間部分（第５の隙間部分）
１１４ｇ ：下側エッジ部分
１１５ ：ボルト
１１６ ：軒部
１１６ａ ：下面エッジ部分
１２０ ：保護ベアリング
１２１ ：モータ
１２２ ：ステータコラム
１２３ ：固定翼
１２３ａ ：固定翼
１２３ｂ ：固定翼
１２３ｃ ：固定翼
１２３ｄ ：固定翼
１２３ｅ ：固定翼
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１２３ｇ ：固定翼
１２３ｈ ：固定翼
１２３ｉ ：固定翼
１２５ ：固定翼スペーサ
１２７ ：外筒
１２９ ：ベース部
１３１ ：ネジ付スペーサ
１３１ａ ：ネジ溝
１３３ ：排気口
１４１ ：電子回路部
１４３ ：基板
１４５ ：底蓋
１４９ ：水冷管
１５０ ：アンプ回路
１５１ ：電磁石巻線
１５２ ：温度センサ
１５３ ：温度センサ
１５４ ：電磁石巻線
１５５ ：水冷管
１６１ ：ヒータ
１６１ａ ：カソード端子
１６１ｂ ：アノード端子
１６２ ：トランジスタ
１６２ａ ：カソード端子
１６２ｂ ：アノード端子
１６５ ：ダイオード
１６５ａ ：カソード端子
１６５ｂ ：アノード端子
１６６ ：ダイオード
１６６ａ ：カソード端子
１６６ｂ ：アノード端子
１７１ ：電源
１７１ａ ：正極
１７１ｂ ：負極
１８１ ：電流検出回路
１９１ ：アンプ制御回路
１９１ａ ：ゲート駆動信号
１９１ｂ ：ゲート駆動信号
１９１ｃ ：電流検出信号
Ｓ ：距離
Ｔｐ１ ：パルス幅時間
Ｔｐ２ ：パルス幅時間
Ｔｓ ：制御サイクル
ｉＬ ：電磁石電流
ｉＬｍａｘ ：電流値
ｉＬｍｉｎ ：電流値
Claims (5)
- 吸気口と排気口を有するケーシングと、
前記ケーシングの内側に、回転自在に支持されたロータ軸と、
前記ロータ軸と共に回転可能な複数段の回転翼と、
前記ケーシングに対して固定され、かつ、前記複数段の回転翼間に配置される複数段の固定翼と、
前記複数段の固定翼を所定間隔に保持する冷却側ステータ及び加熱側ステータと、
を備えた真空ポンプであって、
前記冷却側ステータと前記加熱側ステータとの間を断熱する所定幅の隙間の開口部を、
前記ロータ軸の軸方向において前記回転翼の外周面と対向しない位置に設けた、
ことを特徴とする真空ポンプ。 - 前記隙間の形状は、前記軸方向と垂直な径方向の外側に向かって水平に延びる第１の隙間部分と、前記第１の隙間部分の外端から更に前記径方向の外側、かつ、前記軸方向の下流側に沿って延びる第２の隙間部分を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
- 前記隙間の形状は、前記軸方向の下流側に沿って延びる第３の隙間部分を有する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の真空ポンプ。
- 前記隙間の形状は、前記軸方向と垂直な径方向の外側、かつ、前記軸方向の上流側に延びる第４の隙間部分を有する、ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の真空ポンプ。
- 前記隙間の形状は、前記開口部の上部に、前記開口部よりも前記ケーシングの内側に向かって突き出している軒部を有する、ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の真空ポンプ。
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|---|---|---|---|
| EP21866676.6A EP4212729A4 (en) | 2020-09-10 | 2021-09-03 | VACUUM PUMP |
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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Citations (5)
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| JP4504476B2 (ja) * | 1999-07-23 | 2010-07-14 | キヤノンアネルバ株式会社 | 分子ポンプ |
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| EP3462034B1 (de) * | 2017-09-28 | 2024-09-11 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | Vakuumpumpe |
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- 2020-09-10 JP JP2020152347A patent/JP7566540B2/ja active Active
-
2021
- 2021-09-03 WO PCT/JP2021/032481 patent/WO2022054717A1/ja active Application Filing
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- 2021-09-03 US US18/042,004 patent/US20240011495A1/en active Pending
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- 2021-09-03 KR KR1020237005341A patent/KR20230062812A/ko active Search and Examination
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| JPH10205486A (ja) | 1997-01-24 | 1998-08-04 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | 真空ポンプ |
| JP2015031153A (ja) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプ |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
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| JP2022046347A (ja) | 2022-03-23 |
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| US20240011495A1 (en) | 2024-01-11 |
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| EP4212729A1 (en) | 2023-07-19 |
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