JP3038432B2 - 真空ポンプ及び真空装置 - Google Patents
真空ポンプ及び真空装置Info
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D19/00—Axial-flow pumps
- F04D19/02—Multi-stage pumps
- F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空ポンプ及び真
空装置に関し、詳細には、真空容器内の圧力を調節でき
る真空ポンプ及び真空装置に関する。
空装置に関し、詳細には、真空容器内の圧力を調節でき
る真空ポンプ及び真空装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体や液晶の製造において、ドライエ
ッチング、ＣＶＤ等を行う場合には、チャンバ内にプロ
セスガスを導入し、このプロセスガスを真空ポンプによ
り吸引排出する真空装置が用いられる。図７は、従来か
ら使用されている真空ポンプの一例としてのターボ分子
ポンプを表したものである。この図７に示すように、真
空ポンプ（ターボ分子ポンプ）は、ステータ部とロータ
部に、それぞれステータ翼とロータ翼を軸方向に多段配
置し、モータによりロータ部を高速回転することで、図
面上側の吸気口側から図面左下側の排気口側に排気（真
空）処理を行うようになっている。
ッチング、ＣＶＤ等を行う場合には、チャンバ内にプロ
セスガスを導入し、このプロセスガスを真空ポンプによ
り吸引排出する真空装置が用いられる。図７は、従来か
ら使用されている真空ポンプの一例としてのターボ分子
ポンプを表したものである。この図７に示すように、真
空ポンプ（ターボ分子ポンプ）は、ステータ部とロータ
部に、それぞれステータ翼とロータ翼を軸方向に多段配
置し、モータによりロータ部を高速回転することで、図
面上側の吸気口側から図面左下側の排気口側に排気（真
空）処理を行うようになっている。
【０００３】図８はこのような真空ポンプをチャンバに
取り付けた従来の真空装置の概要を表したものである。
この図８に示されるように、従来の真空装置では、チャ
ンバ（容器）９０内に試料９１等が配置されるステージ
９２が配設されると共に、ステージ９２の下側にはステ
ージ９２を回転等するための駆動機構９３がチャンバ９
０外に配設されている。そして、チャンバの下面（また
は側面）に配設された排出口９４部分にチャンバ９０の
外側から真空ポンプ９５を取り付けてチャンバ９０内の
気体を排気する構造になっている。この図８に示すよう
に、従来の真空装置においては、チャンバ９０の排気口
と真空ポンプ９５の吸入口とは、コンダクタンス可変バ
ルブ９６を介して連通されており、コンダクタンス可変
バルブ９６のコンダクタンスを変化させることにより、
チャンバ９０から吸引排出されるプロセスガスの量を調
節し、チャンバ９０内を所定の圧力に制御している。
取り付けた従来の真空装置の概要を表したものである。
この図８に示されるように、従来の真空装置では、チャ
ンバ（容器）９０内に試料９１等が配置されるステージ
９２が配設されると共に、ステージ９２の下側にはステ
ージ９２を回転等するための駆動機構９３がチャンバ９
０外に配設されている。そして、チャンバの下面（また
は側面）に配設された排出口９４部分にチャンバ９０の
外側から真空ポンプ９５を取り付けてチャンバ９０内の
気体を排気する構造になっている。この図８に示すよう
に、従来の真空装置においては、チャンバ９０の排気口
と真空ポンプ９５の吸入口とは、コンダクタンス可変バ
ルブ９６を介して連通されており、コンダクタンス可変
バルブ９６のコンダクタンスを変化させることにより、
チャンバ９０から吸引排出されるプロセスガスの量を調
節し、チャンバ９０内を所定の圧力に制御している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この様な従来
の真空装置においては、コンダクタンス可変バルブ９６
がチャンバ９０の排出口９４に直接連設されているた
め、コンダクタンス可変バルブ９６の作動等で発生する
塵がチャンバ９０に逆流してしまうおそれがある。この
ような発塵は、半導体や液晶の製造においては特に回避
すべき重要な問題である。
の真空装置においては、コンダクタンス可変バルブ９６
がチャンバ９０の排出口９４に直接連設されているた
め、コンダクタンス可変バルブ９６の作動等で発生する
塵がチャンバ９０に逆流してしまうおそれがある。この
ような発塵は、半導体や液晶の製造においては特に回避
すべき重要な問題である。
【０００５】そこで、本発明は、発塵なく気体の吸引排
出力を調節できる真空ポンプを提供することを第１の目
的とする。また、発塵なく真空容器内の圧力を調節でき
る真空装置を提供することを第２の目的とする。
出力を調節できる真空ポンプを提供することを第１の目
的とする。また、発塵なく真空容器内の圧力を調節でき
る真空装置を提供することを第２の目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明は、外部から第１の気体を吸入する吸
入口と、前記吸入口から吸入した前記第１の気体を移送
する気体移送部と、前記気体移送部の気体を排出させる
排気口と、前記気体移送部内の圧力を変化させること
で、前記吸入口からの気体の吸引力を調節する圧力変化
手段と、前記圧力変化手段による圧力の変化を制御する
制御手段とを備え、前記圧力変化手段は、前記気体移送
部において移送される第１の気体に第２の気体を混入さ
せる気体混入手段を含み、前記制御手段は、前記気体混
入手段により混入される前記第２の気体の量を制御する
真空ポンプを提供する。本発明に係る真空ポンプでは、
圧力変化手段により、気体移送部内の圧力を変化させ、
吸入口から吸引する気体の吸引力を変化させることがで
きる。従って、気体を吸引する容器との間にバルブを介
在配置させずに気体の吸引力を調節でき、バルブからの
発塵により容器内が汚染されるのを回避することができ
る。
るために、本発明は、外部から第１の気体を吸入する吸
入口と、前記吸入口から吸入した前記第１の気体を移送
する気体移送部と、前記気体移送部の気体を排出させる
排気口と、前記気体移送部内の圧力を変化させること
で、前記吸入口からの気体の吸引力を調節する圧力変化
手段と、前記圧力変化手段による圧力の変化を制御する
制御手段とを備え、前記圧力変化手段は、前記気体移送
部において移送される第１の気体に第２の気体を混入さ
せる気体混入手段を含み、前記制御手段は、前記気体混
入手段により混入される前記第２の気体の量を制御する
真空ポンプを提供する。本発明に係る真空ポンプでは、
圧力変化手段により、気体移送部内の圧力を変化させ、
吸入口から吸引する気体の吸引力を変化させることがで
きる。従って、気体を吸引する容器との間にバルブを介
在配置させずに気体の吸引力を調節でき、バルブからの
発塵により容器内が汚染されるのを回避することができ
る。
【０００７】また、本発明の真空ポンプにおいて、排気
口から排出される前記第１の気体を吸引する補助ポンプ
を備え、気圧上昇手段は、排気口と補助ポンプとの間に
介在配設されたコンダクタンス可変バルブを含み、制御
手段は、前記コンダクタンス可変バルブのコンダクタン
スを制御するものとすることができる。
口から排出される前記第１の気体を吸引する補助ポンプ
を備え、気圧上昇手段は、排気口と補助ポンプとの間に
介在配設されたコンダクタンス可変バルブを含み、制御
手段は、前記コンダクタンス可変バルブのコンダクタン
スを制御するものとすることができる。
【０００８】前記第２の目的を達成するために、本発明
は、上記真空ポンプと、この真空ポンプに内部の気体を
吸引排出される容器とを備える真空装置を提供する。こ
の場合、容器内の圧力を検出する圧力センサを備え、制
御手段は、圧力センサからの出力に応じて制御量を決定
するものとすることが好ましい。
は、上記真空ポンプと、この真空ポンプに内部の気体を
吸引排出される容器とを備える真空装置を提供する。こ
の場合、容器内の圧力を検出する圧力センサを備え、制
御手段は、圧力センサからの出力に応じて制御量を決定
するものとすることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に好適な実施の形態
について、図１から図６を参照して詳細に説明する。図
１は、本発明の真空ポンプの一実施形態の全体構成の断
面を表したものである。この真空ポンプ１は、例えば半
導体製造装置内等に設置され、チャンバ等からプロセス
ガスの排出を行うものである。またこの真空ポンプ１
は、チャンバ等からのプロセスガスをステータ翼７２と
ロータ翼６２とにより下流側へ移送するターボ分子ポン
プ部Ｔと、ターボ分子ポンプ部Ｔからプロセスガスが送
り込まれ、このプロセスガスをネジ溝ポンプにより更に
移送して排出するネジ溝ポンプ部Ｓとを備えている。
について、図１から図６を参照して詳細に説明する。図
１は、本発明の真空ポンプの一実施形態の全体構成の断
面を表したものである。この真空ポンプ１は、例えば半
導体製造装置内等に設置され、チャンバ等からプロセス
ガスの排出を行うものである。またこの真空ポンプ１
は、チャンバ等からのプロセスガスをステータ翼７２と
ロータ翼６２とにより下流側へ移送するターボ分子ポン
プ部Ｔと、ターボ分子ポンプ部Ｔからプロセスガスが送
り込まれ、このプロセスガスをネジ溝ポンプにより更に
移送して排出するネジ溝ポンプ部Ｓとを備えている。
【００１０】図１に示すように、真空ポンプ１は、略円
筒形状の外装体１０と、この外装体１０の中心部に配置
される略円柱形状のロータ軸１８と、ロータ軸１８に固
定配置されロータ軸１８とともに回転するロータ６０
と、ステータ７０とを備えている。外装体１０は、その
上端部に半径方向外方へ延設されたフランジ１１を有し
ており、このフランジ１１をボルト等によって半導体製
造装置等に留め付けてフランジ１１の内側に形成される
吸入口１６とチャンバ等の容器の排出口とを連接し、容
器の内部と外装体１０の内部とを連通させるようになっ
ている。
筒形状の外装体１０と、この外装体１０の中心部に配置
される略円柱形状のロータ軸１８と、ロータ軸１８に固
定配置されロータ軸１８とともに回転するロータ６０
と、ステータ７０とを備えている。外装体１０は、その
上端部に半径方向外方へ延設されたフランジ１１を有し
ており、このフランジ１１をボルト等によって半導体製
造装置等に留め付けてフランジ１１の内側に形成される
吸入口１６とチャンバ等の容器の排出口とを連接し、容
器の内部と外装体１０の内部とを連通させるようになっ
ている。
【００１１】図２は、ロータ６０をロータ翼６２の上下
面に沿って切断した場合の断面斜視図である。ロータ６
０は、ロータ軸１８の外周配置された断面略逆Ｕ字状の
ロータ本体６１を備えている。このロータ本体６１は、
ロータ軸１８の上部にボルト１９で取り付けられてい
る。ロータ本体６１は、ターボ分子ポンプ部Ｔにおいて
は、外周にロータ円環部６４が多段に形成されており、
図２に示すように、各ロータ円環部６４にロータ翼６２
が環装されている。各段のロータ翼６２は、外側が開放
された複数のロータブレード（羽根）６３を有してい
る。
面に沿って切断した場合の断面斜視図である。ロータ６
０は、ロータ軸１８の外周配置された断面略逆Ｕ字状の
ロータ本体６１を備えている。このロータ本体６１は、
ロータ軸１８の上部にボルト１９で取り付けられてい
る。ロータ本体６１は、ターボ分子ポンプ部Ｔにおいて
は、外周にロータ円環部６４が多段に形成されており、
図２に示すように、各ロータ円環部６４にロータ翼６２
が環装されている。各段のロータ翼６２は、外側が開放
された複数のロータブレード（羽根）６３を有してい
る。
【００１２】ステータ７０は、ターボ分子ポンプ部Ｔに
おいては、スペーサ７１と、このスペーサ７１、７１間
に外周側が支持されることでロータ翼６２の各段の間に
配置されるステータ翼７２とを備えており、ネジ溝ポン
プ部Ｓにおいては、スペーサ７１に連設するネジ溝部ス
ペーサ８０を備えている。スペーサ７１は段部を有する
円筒状であり、外装体１０の内側に積み重ねられてい
る。各スペーサ７１の内側に位置する段部の軸方向の長
さはロータ翼６２における各段の間隔に応じた長さにな
っている。
おいては、スペーサ７１と、このスペーサ７１、７１間
に外周側が支持されることでロータ翼６２の各段の間に
配置されるステータ翼７２とを備えており、ネジ溝ポン
プ部Ｓにおいては、スペーサ７１に連設するネジ溝部ス
ペーサ８０を備えている。スペーサ７１は段部を有する
円筒状であり、外装体１０の内側に積み重ねられてい
る。各スペーサ７１の内側に位置する段部の軸方向の長
さはロータ翼６２における各段の間隔に応じた長さにな
っている。
【００１３】図３は、ステータ翼の一部を表した斜視図
である。ステータ翼７２は、外周側の一部がスペーサ７
１によって周方向に挟持される外側円環部７３と、内側
円環部７４と、外側円環部７３と内側円環部７４とによ
り両端が放射状に所定角度で支持された複数のステータ
ブレード７５とから構成されている。内側円環部７４の
内径は、ロータ本体６１の外径よりも大きく形成され、
内側円環部７４の内周面７７とロータ本体６１の外周面
６５とが接触しないようになっている。このステータ翼
７２は、各段のロータ翼６２間に配置するために、円周
２分割されている。ステータ翼７２は、この２分割され
た例えばステンレス製鋼又はアルミニウム製の薄肉の板
から、エッチング法等により半円環状の外形部分とステ
ータブレード７５の部分を切り出し、ステータブレード
７５の部分をプレス加工により所定角度に曲げることで
図３に示す形状に形成される。各段のステータ翼７２
は、それぞれスペーサ７１とスペーサ７１との段部によ
り、外側円環部７３が周方向に挟持されることで、ロー
タ翼６２間に保持される。
である。ステータ翼７２は、外周側の一部がスペーサ７
１によって周方向に挟持される外側円環部７３と、内側
円環部７４と、外側円環部７３と内側円環部７４とによ
り両端が放射状に所定角度で支持された複数のステータ
ブレード７５とから構成されている。内側円環部７４の
内径は、ロータ本体６１の外径よりも大きく形成され、
内側円環部７４の内周面７７とロータ本体６１の外周面
６５とが接触しないようになっている。このステータ翼
７２は、各段のロータ翼６２間に配置するために、円周
２分割されている。ステータ翼７２は、この２分割され
た例えばステンレス製鋼又はアルミニウム製の薄肉の板
から、エッチング法等により半円環状の外形部分とステ
ータブレード７５の部分を切り出し、ステータブレード
７５の部分をプレス加工により所定角度に曲げることで
図３に示す形状に形成される。各段のステータ翼７２
は、それぞれスペーサ７１とスペーサ７１との段部によ
り、外側円環部７３が周方向に挟持されることで、ロー
タ翼６２間に保持される。
【００１４】ネジ溝部スペーサ８０は、図１に示すよう
に、外装体１０の内側に配設され、かつ、スペーサ７１
に連設され、スペーサ７１とステータ翼７２との下方に
配設されている。このネジ溝部スペーサ８０は、内径壁
がロータ本体６１の外周面と近接する位置まで張り出し
た厚みを有しており、内径壁に螺旋構造のネジ溝８１が
複数条形成されている。このネジ溝８１は、上記ステー
タ翼７２とロータ翼６２との間と連通されており、移送
排出されてきた気体がネジ溝８１に導入されるようにな
っている。なお、この実施形態では、ネジ溝８１をステ
ータ７０側に形成したが、ネジ溝８１をロータ本体６１
の外径壁に形成するようにしてもよい。またネジ溝８１
をネジ溝部スペーサ８０に形成すると共に、ロータ本体
６１の外径壁にも形成するようにしてもよい。
に、外装体１０の内側に配設され、かつ、スペーサ７１
に連設され、スペーサ７１とステータ翼７２との下方に
配設されている。このネジ溝部スペーサ８０は、内径壁
がロータ本体６１の外周面と近接する位置まで張り出し
た厚みを有しており、内径壁に螺旋構造のネジ溝８１が
複数条形成されている。このネジ溝８１は、上記ステー
タ翼７２とロータ翼６２との間と連通されており、移送
排出されてきた気体がネジ溝８１に導入されるようにな
っている。なお、この実施形態では、ネジ溝８１をステ
ータ７０側に形成したが、ネジ溝８１をロータ本体６１
の外径壁に形成するようにしてもよい。またネジ溝８１
をネジ溝部スペーサ８０に形成すると共に、ロータ本体
６１の外径壁にも形成するようにしてもよい。
【００１５】真空ポンプ１は、更に、ロータ軸１８を磁
力により支持する磁気軸受２０と、ロータ軸１８にトル
クを発生させるモータ３０と、回路基板を収納する回路
基板収納部４０を備えている。磁気軸受２０は、５軸制
御の磁気軸受であり、ロータ軸１８に対して半径方向の
磁力を発生させる半径方向電磁石２１、２４と、ロータ
軸１８の半径方向の位置を検出する半径方向センサ２
２、２６と、ロータ軸１８に対して軸方向の磁力を発生
させる軸方向電磁石３２、３４と、軸方向電磁石３２、
３４による軸方向の力が作用する金属ディスク３１、回
路基板収納部４０内からロータ軸１８の軸方向の位置を
検出する軸方向センサ３６とを備えている。
力により支持する磁気軸受２０と、ロータ軸１８にトル
クを発生させるモータ３０と、回路基板を収納する回路
基板収納部４０を備えている。磁気軸受２０は、５軸制
御の磁気軸受であり、ロータ軸１８に対して半径方向の
磁力を発生させる半径方向電磁石２１、２４と、ロータ
軸１８の半径方向の位置を検出する半径方向センサ２
２、２６と、ロータ軸１８に対して軸方向の磁力を発生
させる軸方向電磁石３２、３４と、軸方向電磁石３２、
３４による軸方向の力が作用する金属ディスク３１、回
路基板収納部４０内からロータ軸１８の軸方向の位置を
検出する軸方向センサ３６とを備えている。
【００１６】半径方向電磁石２１は、互いに直交するよ
うに配置された２対の電磁石で構成されている。各対の
電磁石は、ロータ軸１８のモータ３０よりも上部の位置
に、ロータ軸１８を挟んで対向配置されている。この半
径方向電磁石２１の上方には、ロータ軸１８を挟んで対
向する半径方向センサ２２が２対設けられている。２対
の半径方向センサ２２は、２対の半径方向電磁石２１に
対応して、互いに直交するように配置されている。さら
に、ロータ軸１８のモータ３０よりも下部の位置には、
同様に２対の半径方向電磁石２４が互いに直交するよう
に配置されている。この半径方向電磁石２４とモータ３
０との間にも、同様に半径方向電磁石２４に隣接して半
径方向センサ２６が２対設けられている。
うに配置された２対の電磁石で構成されている。各対の
電磁石は、ロータ軸１８のモータ３０よりも上部の位置
に、ロータ軸１８を挟んで対向配置されている。この半
径方向電磁石２１の上方には、ロータ軸１８を挟んで対
向する半径方向センサ２２が２対設けられている。２対
の半径方向センサ２２は、２対の半径方向電磁石２１に
対応して、互いに直交するように配置されている。さら
に、ロータ軸１８のモータ３０よりも下部の位置には、
同様に２対の半径方向電磁石２４が互いに直交するよう
に配置されている。この半径方向電磁石２４とモータ３
０との間にも、同様に半径方向電磁石２４に隣接して半
径方向センサ２６が２対設けられている。
【００１７】これら半径方向電磁石２１、２４に励磁電
流が供給されることによって、ロータ軸１８が磁気浮上
される。この励磁電流は、磁気浮上時に、半径方向セン
サ２２、２６からの位置検知信号に応じて制御され、こ
れによってロータ軸１８が半径方向の所定位置に保持さ
れるようになっている。
流が供給されることによって、ロータ軸１８が磁気浮上
される。この励磁電流は、磁気浮上時に、半径方向セン
サ２２、２６からの位置検知信号に応じて制御され、こ
れによってロータ軸１８が半径方向の所定位置に保持さ
れるようになっている。
【００１８】ロータ軸１８の下部には、磁性体で形成さ
れた円盤状の金属ディスク３１が固定されており、この
金属ディスク３１を挟み、且つ対向した一対ずつの軸方
向電磁石３２、３４が配置されている。さらにロータ軸
１８の下端部に対向して軸方向センサ３６が配置されて
いる。この軸方向電磁石３２、３４の励磁電流は、軸方
向センサ３６からの位置検知信号に応じて制御され、こ
れによりロータ軸１８が軸方向の所定位置に保持される
ようになっている
れた円盤状の金属ディスク３１が固定されており、この
金属ディスク３１を挟み、且つ対向した一対ずつの軸方
向電磁石３２、３４が配置されている。さらにロータ軸
１８の下端部に対向して軸方向センサ３６が配置されて
いる。この軸方向電磁石３２、３４の励磁電流は、軸方
向センサ３６からの位置検知信号に応じて制御され、こ
れによりロータ軸１８が軸方向の所定位置に保持される
ようになっている
【００１９】磁気軸受２０は、これら半径方向センサ２
２、２６、および軸方向センサ３６の検出信号を基に、
半径方向電磁石２１、２４および軸方向電磁石３２、３
４などの励磁電流をそれぞれフィードバック制御するこ
とでロータ軸１８を磁気浮上させる磁気軸受制御部を制
御系４５内に備えている。この磁気軸受を使用すること
によって、機械的接触部分が存在しないため粉塵の発生
がなく、また、シール用のオイル等が不要であるためガ
ス発生もなく、クリーンな環境での駆動を実現でき、半
導体製造等の高いクリーン度が要求される場合に適して
いる。
２、２６、および軸方向センサ３６の検出信号を基に、
半径方向電磁石２１、２４および軸方向電磁石３２、３
４などの励磁電流をそれぞれフィードバック制御するこ
とでロータ軸１８を磁気浮上させる磁気軸受制御部を制
御系４５内に備えている。この磁気軸受を使用すること
によって、機械的接触部分が存在しないため粉塵の発生
がなく、また、シール用のオイル等が不要であるためガ
ス発生もなく、クリーンな環境での駆動を実現でき、半
導体製造等の高いクリーン度が要求される場合に適して
いる。
【００２０】また、本実施形態の真空ポンプ１では、ロ
ータ軸１８の上部及び下部側には保護用ベアリング３
８、３９が配置されている。通常、ロータ軸１８及びこ
れに取り付けられている各部からなるロータ部は、モー
タ３０により回転している間、磁気軸受２０により非接
触状態で軸支される。保護用ベアリング３８、３９は、
タッチダウンが発生した場合に磁気軸受２０に代わって
ロータ部を軸支することで装置全体を保護するためのベ
アリングである。従って保護ベアリング３８、３９は、
内輪がロータ軸１８には非接触状態になるように配置さ
れている。
ータ軸１８の上部及び下部側には保護用ベアリング３
８、３９が配置されている。通常、ロータ軸１８及びこ
れに取り付けられている各部からなるロータ部は、モー
タ３０により回転している間、磁気軸受２０により非接
触状態で軸支される。保護用ベアリング３８、３９は、
タッチダウンが発生した場合に磁気軸受２０に代わって
ロータ部を軸支することで装置全体を保護するためのベ
アリングである。従って保護ベアリング３８、３９は、
内輪がロータ軸１８には非接触状態になるように配置さ
れている。
【００２１】モータ３０は、外装体１０の内側の半径方
向センサ２２と半径方向センサ２６との間で、ロータ軸
１８の軸方向ほぼ中心位置に配置されている。このモー
タ３０に通電することによって、ロータ軸１８および、
これに固定されたロータ６０、ロータ翼６２が回転する
ようになっている。この回転の回転数は回路基板収納部
４０内の回転数センサ４１により検出され、この回転数
センサ４１からの信号に基づいて制御系４５によって制
御されるようになっている。
向センサ２２と半径方向センサ２６との間で、ロータ軸
１８の軸方向ほぼ中心位置に配置されている。このモー
タ３０に通電することによって、ロータ軸１８および、
これに固定されたロータ６０、ロータ翼６２が回転する
ようになっている。この回転の回転数は回路基板収納部
４０内の回転数センサ４１により検出され、この回転数
センサ４１からの信号に基づいて制御系４５によって制
御されるようになっている。
【００２２】真空ポンプ１の外装体１０の下部には、ネ
ジ溝ポンプ部Ｓにより移送されてきた気体を外部へ排出
する排気口５２が配置されている。また、真空ポンプ１
は、コネクタおよびケーブルを介して制御系４５に接続
されている。
ジ溝ポンプ部Ｓにより移送されてきた気体を外部へ排出
する排気口５２が配置されている。また、真空ポンプ１
は、コネクタおよびケーブルを介して制御系４５に接続
されている。
【００２３】更に、本実施形態の真空ポンプ１は、外装
体１０を貫通し、外部とロータ翼６２及びステータ翼７
２間とを連通する連通管８５を備えており、この連通管
８５からターボ分子ポンプ部Ｔへ不活性ガスが供給さ
れ、吸引、移送している気体に混合させるようになって
いる。連通管８５は、コンダクタンス可変バルブ（以下
バルブ）８６を備えており、このバルブ８６によって、
ターボ分子ポンプ部Ｔへ供給され混合される不活性ガス
の量が調節されるようになっている。バルブ８６は、バ
ルブモータによりシャッターを開閉駆動させるようにな
っており、このバルブモータが、制御系４５からの信号
により制御されるようになっている。
体１０を貫通し、外部とロータ翼６２及びステータ翼７
２間とを連通する連通管８５を備えており、この連通管
８５からターボ分子ポンプ部Ｔへ不活性ガスが供給さ
れ、吸引、移送している気体に混合させるようになって
いる。連通管８５は、コンダクタンス可変バルブ（以下
バルブ）８６を備えており、このバルブ８６によって、
ターボ分子ポンプ部Ｔへ供給され混合される不活性ガス
の量が調節されるようになっている。バルブ８６は、バ
ルブモータによりシャッターを開閉駆動させるようにな
っており、このバルブモータが、制御系４５からの信号
により制御されるようになっている。
【００２４】次に、上述の実施形態の真空ポンプを用い
た本発明の真空装置の実施形態について説明する。尚、
本実施形態において、図８に示す従来の真空装置と同一
の部材については同一の符号を付し、説明は省略する。
図４は、本発明の真空装置の一実施形態の構成を表す概
略斜視図である。この図４に示すように、本実施形態の
真空装置においてはチャンバ９０内に、圧力センサ９７
が配設されており、チャンバ内における圧力が検出され
るようになっている。そして、この圧力センサ９７はコ
ネクタ及びケーブルを介して制御系４５に接続されてお
り、圧力センサ９７からの圧力に対応する信号が、制御
系４５に出力されるようになっている。また、この真空
装置においては、真空ポンプ１はチャンバ９０の排出口
９４にバルブを介さずに直接取り付けられている。
た本発明の真空装置の実施形態について説明する。尚、
本実施形態において、図８に示す従来の真空装置と同一
の部材については同一の符号を付し、説明は省略する。
図４は、本発明の真空装置の一実施形態の構成を表す概
略斜視図である。この図４に示すように、本実施形態の
真空装置においてはチャンバ９０内に、圧力センサ９７
が配設されており、チャンバ内における圧力が検出され
るようになっている。そして、この圧力センサ９７はコ
ネクタ及びケーブルを介して制御系４５に接続されてお
り、圧力センサ９７からの圧力に対応する信号が、制御
系４５に出力されるようになっている。また、この真空
装置においては、真空ポンプ１はチャンバ９０の排出口
９４にバルブを介さずに直接取り付けられている。
【００２５】以上のように構成された真空ポンプ１及び
真空装置では、モータ３０によりロータ６０を定格値
（２万〜５万ｒｐｍ）で高速回転することで、ロータ翼
６２も高速回転する。これにより、チャンバ９０内のプ
ロセスガス等が排出口９４及び真空ポンプ１の吸入口１
６を介して、ロータ翼６２及びネジ溝８１により移送さ
れ排気口５２から排出される。
真空装置では、モータ３０によりロータ６０を定格値
（２万〜５万ｒｐｍ）で高速回転することで、ロータ翼
６２も高速回転する。これにより、チャンバ９０内のプ
ロセスガス等が排出口９４及び真空ポンプ１の吸入口１
６を介して、ロータ翼６２及びネジ溝８１により移送さ
れ排気口５２から排出される。
【００２６】図５は、本実施形態の真空装置におけるチ
ャンバ９０内の圧力の制御系を表すブロック図である。
この図５に示すように、チャンバ９０からの圧力に対応
する信号は、制御系４５に出力されるようになってい
る。そして、制御系４５において目標値と比較され、そ
の差がＰＩＤ補償器４６に出力され、ＰＩＤ補償器４６
において目標値との差に対応した値の制御信号が出力さ
れ、アンプ４７において増幅された後、バルブ駆動モー
タ８７に出力される。
ャンバ９０内の圧力の制御系を表すブロック図である。
この図５に示すように、チャンバ９０からの圧力に対応
する信号は、制御系４５に出力されるようになってい
る。そして、制御系４５において目標値と比較され、そ
の差がＰＩＤ補償器４６に出力され、ＰＩＤ補償器４６
において目標値との差に対応した値の制御信号が出力さ
れ、アンプ４７において増幅された後、バルブ駆動モー
タ８７に出力される。
【００２７】そして、バルブ駆動モータ８７が入力信号
に基づいて駆動して、バルブ８６を開閉させる。圧力セ
ンサ９７近傍の圧力が低い場合には、制御系４５からの
制御信号によりバルブ８６が広げられて連通管８５から
の不活性ガス流入量が増加され、ターボ分子ポンプ部Ｔ
の圧力が上昇する。そのため、吸入口１６の圧力も上昇
し、チャンバ９０内の気体を吸引する吸引力が減少し、
チャンバ９０内の圧力は上昇する。圧力センサ９７近傍
の圧力が高い場合には、バルブ８６が狭められて連通管
８５からの不活性ガス流入量が低減される。そして、ポ
ンプ作用による気体の移行排出量は変化しないので、タ
ーボ分子ポンプ部Ｔの圧力が減少する。そのため、吸入
口１６の圧力も下降し、チャンバ９０内の気体を吸引す
る吸引力が増加し、チャンバ９０内の圧力は減少する。
に基づいて駆動して、バルブ８６を開閉させる。圧力セ
ンサ９７近傍の圧力が低い場合には、制御系４５からの
制御信号によりバルブ８６が広げられて連通管８５から
の不活性ガス流入量が増加され、ターボ分子ポンプ部Ｔ
の圧力が上昇する。そのため、吸入口１６の圧力も上昇
し、チャンバ９０内の気体を吸引する吸引力が減少し、
チャンバ９０内の圧力は上昇する。圧力センサ９７近傍
の圧力が高い場合には、バルブ８６が狭められて連通管
８５からの不活性ガス流入量が低減される。そして、ポ
ンプ作用による気体の移行排出量は変化しないので、タ
ーボ分子ポンプ部Ｔの圧力が減少する。そのため、吸入
口１６の圧力も下降し、チャンバ９０内の気体を吸引す
る吸引力が増加し、チャンバ９０内の圧力は減少する。
【００２８】図６は、真空ポンプ１の気体移送部（ター
ボ分子ポンプ部Ｔ及びネジ溝ポンプ部Ｓの気体通路）内
の気圧と、吸入口１６の気圧との関係を示すグラフであ
る。このように、真空ポンプ１の気体移送部内の気圧が
高くなると吸入口１６の圧力も高くなり、外部からの気
体の吸引力が弱められる。また、気体移送部内の気圧が
所定（約１．５〜２．０Ｔｏｒｒ．）以上となると、特
に、気体移送部内の気圧の上昇によって吸入口１６も上
昇するため、この所定以上の気圧において特に効率よく
真空ポンプ１の吸引力を調節することが可能となる。
ボ分子ポンプ部Ｔ及びネジ溝ポンプ部Ｓの気体通路）内
の気圧と、吸入口１６の気圧との関係を示すグラフであ
る。このように、真空ポンプ１の気体移送部内の気圧が
高くなると吸入口１６の圧力も高くなり、外部からの気
体の吸引力が弱められる。また、気体移送部内の気圧が
所定（約１．５〜２．０Ｔｏｒｒ．）以上となると、特
に、気体移送部内の気圧の上昇によって吸入口１６も上
昇するため、この所定以上の気圧において特に効率よく
真空ポンプ１の吸引力を調節することが可能となる。
【００２９】このように、本実施形態では、ターボ分子
ポンプ部Ｔへ不活性ガスを流入し、チャンバ９０からの
気体に混入させる混入量を制御することにより、チャン
バ９０内の圧力を制御する。従って、本実施形態による
と、チャンバ９０の排出口９４と真空ポンプ１の間に、
バルブ等の、真空ポンプ１の気体吸入排出量を調節する
ための部材を設ける必要がなく、これらの部材による発
塵がチャンバ９０に逆流するおそれがない。
ポンプ部Ｔへ不活性ガスを流入し、チャンバ９０からの
気体に混入させる混入量を制御することにより、チャン
バ９０内の圧力を制御する。従って、本実施形態による
と、チャンバ９０の排出口９４と真空ポンプ１の間に、
バルブ等の、真空ポンプ１の気体吸入排出量を調節する
ための部材を設ける必要がなく、これらの部材による発
塵がチャンバ９０に逆流するおそれがない。
【００３０】また、本実施形態では、チャンバ９０内の
圧力を検出する圧力センサ９７を備え、圧力センサ９７
からの出力に基づいてバルブ８６の開閉量を決定し、不
活性ガスの混入量を制御しているので、効率的且つ良好
に、チャンバ９０内の圧力を所望の値に調節することが
できる。
圧力を検出する圧力センサ９７を備え、圧力センサ９７
からの出力に基づいてバルブ８６の開閉量を決定し、不
活性ガスの混入量を制御しているので、効率的且つ良好
に、チャンバ９０内の圧力を所望の値に調節することが
できる。
【００３１】尚、本発明の真空ポンプ及び本発明の真空
装置は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本
発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜変更可能であ
る。例えば、上述の実施形態においは、気体移送部を、
ターボ分子ポンプ部Ｔとネジ溝ポンプ部Ｓとにより構成
しているが、これに限られるものではなく、例えば、タ
ーボ分子ポンプ部Ｔのみで構成したり、ターボ分子ポン
プ部Ｔと遠心流型ポンプ等のネジ溝ポンプ以外のポンプ
のポンプ機構部とにより構成したりすることもできる。
上述の実施形態においては、気体混入手段としての連通
管８５により、第２の気体としての不活性ガスがターボ
分子ポンプ部Ｔへ導入されているが、これに限られるも
のではなく、第２の気体をターボ分子ポンプ部Ｔとネジ
溝ポンプ部Ｓとの連通部や、ネジ溝ポンプ部Ｓや、排気
口５２の前の空間部分等、他の部分へ導入してもよい。
装置は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本
発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜変更可能であ
る。例えば、上述の実施形態においは、気体移送部を、
ターボ分子ポンプ部Ｔとネジ溝ポンプ部Ｓとにより構成
しているが、これに限られるものではなく、例えば、タ
ーボ分子ポンプ部Ｔのみで構成したり、ターボ分子ポン
プ部Ｔと遠心流型ポンプ等のネジ溝ポンプ以外のポンプ
のポンプ機構部とにより構成したりすることもできる。
上述の実施形態においては、気体混入手段としての連通
管８５により、第２の気体としての不活性ガスがターボ
分子ポンプ部Ｔへ導入されているが、これに限られるも
のではなく、第２の気体をターボ分子ポンプ部Ｔとネジ
溝ポンプ部Ｓとの連通部や、ネジ溝ポンプ部Ｓや、排気
口５２の前の空間部分等、他の部分へ導入してもよい。
【００３２】また、真空ポンプ１の排気口５２から排出
される気体を吸引する補助ポンプを備えた場合には、連
通管８５を、排気口５２から排出された気体に不活性ガ
スを混入させ、補助ポンプに吸入させるように配置させ
てもよい。更に、真空ポンプ１の排気口５２から排出さ
れる気体を吸引する補助ポンプを備えた場合には、連通
管を備えず、気圧上昇手段として、排気口５２と補助ポ
ンプとの間にバルブを配設し、このバルブの開閉により
排気口５２から補助ポンプに吸引される気体を制御し
て、真空ポンプ１内の気圧を上昇させるようにしてもよ
い。この場合、バルブの取り付け位置が、気体の流れに
おける真空ポンプ１の下流であることにより、バルブか
らの発塵が、チャンバ９０内に逆流するのが回避され
る。
される気体を吸引する補助ポンプを備えた場合には、連
通管８５を、排気口５２から排出された気体に不活性ガ
スを混入させ、補助ポンプに吸入させるように配置させ
てもよい。更に、真空ポンプ１の排気口５２から排出さ
れる気体を吸引する補助ポンプを備えた場合には、連通
管を備えず、気圧上昇手段として、排気口５２と補助ポ
ンプとの間にバルブを配設し、このバルブの開閉により
排気口５２から補助ポンプに吸引される気体を制御し
て、真空ポンプ１内の気圧を上昇させるようにしてもよ
い。この場合、バルブの取り付け位置が、気体の流れに
おける真空ポンプ１の下流であることにより、バルブか
らの発塵が、チャンバ９０内に逆流するのが回避され
る。
【００３３】上述の実施形態においてはロータ軸１８は
磁気軸受けにより軸受けされているが、これに限られる
ものではなく、動圧軸受け、静圧軸受け、その他の軸受
けによってもよい。
磁気軸受けにより軸受けされているが、これに限られる
ものではなく、動圧軸受け、静圧軸受け、その他の軸受
けによってもよい。
【００３４】上述の実施形態においては真空ポンプ１
は、インナーロータ式のモータを用いているが、アウタ
ーロータ式のモータを用いたものとすることもできる。
上述の実施形態においては真空ポンプ１の吸入口１６か
ら吸入し移送する第１の気体に混入される第２の気体と
して不活性ガスを用いているが、第２の気体はこれに限
られるものではない。但し、チャンバ９０内に逆流し混
入してもチャンバ９０内の反応等に悪影響を及ぼさない
ものが好ましく、パージガス、及び、窒素や希ガス等の
不活性ガスが好ましく用いられる。
は、インナーロータ式のモータを用いているが、アウタ
ーロータ式のモータを用いたものとすることもできる。
上述の実施形態においては真空ポンプ１の吸入口１６か
ら吸入し移送する第１の気体に混入される第２の気体と
して不活性ガスを用いているが、第２の気体はこれに限
られるものではない。但し、チャンバ９０内に逆流し混
入してもチャンバ９０内の反応等に悪影響を及ぼさない
ものが好ましく、パージガス、及び、窒素や希ガス等の
不活性ガスが好ましく用いられる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る真空
ポンプ及び真空装置によれば、発塵なく気体の吸引排出
力を調節することが可能である。
ポンプ及び真空装置によれば、発塵なく気体の吸引排出
力を調節することが可能である。
【図１】本発明の真空ポンプの一実施形態の全体構成の
断面を表したものである。
断面を表したものである。
【図２】図１の真空ポンプのロータをロータ翼の上下面
に沿って切断した場合の断面斜視図である。
に沿って切断した場合の断面斜視図である。
【図３】図１の真空ポンプのステータ翼の一部を表した
斜視図である。
斜視図である。
【図４】本発明の真空装置の一実施形態の構成を表す概
略斜視図である。
略斜視図である。
【図５】図４の真空装置におけるチャンバ内の圧力の制
御系を表すブロック図である。
御系を表すブロック図である。
【図６】真空ポンプの気体移送部内の気圧と、吸入口の
気圧との関係を示すグラフである。
気圧との関係を示すグラフである。
【図７】従来の真空ポンプの一例としてのターボ分子ポ
ンプの構成をあらわした断面図である。
ンプの構成をあらわした断面図である。
【図８】従来の真空装置の概要を表した斜視図である。
１ 真空ポンプ １０ 外装体 １１ フランジ １６ 吸入口 １８ ロータ軸 ２０ 磁気軸受 ３０ モータ ３１ 金属ディスク ４４ コネクタ ４５ 制御系 ５２ 排気口 ６０ ロータ ６１ ロータ本体 ６２ ロータ翼 ７０ ステータ ７１ スペーサ ７２ ステータ翼 ８０ ネジ溝部スペーサ ８１ ネジ溝 ８５ 連通管 ８６ コンダクタンス可変バルブ ８７ バルブ駆動モータ ９０ チャンバ ９１ 試料 ９２ ステージ ９３ 駆動機構 ９４ 排出口 ９６ コンダクタンス可変バルブ ９７ 圧力センサ Ｔ ターボ分子ポンプ部 Ｓ ネジ溝ポンプ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−107599（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−68389（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−189495（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−1481（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−280894（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−118190（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−67999（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−67998（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F04D 19/04
Claims (8)
- 【請求項１】 外部から第１の気体を吸入する吸入口
と、 前記吸入口から吸入した前記第１の気体を移送する気体
移送部と、 前記気体移送部の気体を排出させる排気口と、 前記気体移送部内の圧力を変化させることで、前記吸入
口からの気体の吸引力を調節する圧力変化手段と、 前記圧力変化手段による圧力の変化を制御する制御手段
とを備え、 前記圧力変化手段は、前記気体移送部において移送され
る第１の気体に第２の気体を混入させる気体混入手段を
含み、 前記制御手段は、前記気体混入手段により混入される前
記第２の気体の量を制御する ことを特徴とする真空ポン
プ。 - 【請求項２】 前記気体移送部が、気体の移送方向に多
段に固定されたステータ翼と該ステータ翼間において回
転するロータ翼とを備え、ロータ翼を回転することによ
り気体を移送するターボ分子ポンプ部を含み、 前記気体混入手段は、前記ターボ分子ポンプ部に前記第
２の気体を混入させることを特徴とする請求項１に記載
の真空ポンプ。 - 【請求項３】 前記気体移送部が、回転するロータ側と
固定されたステータ側とを備え、そのうちの少なくとも
一方にネジ溝を備え、前記ロータ側を回転させることに
より気体を移送するネジ溝ポンプ部を含み、 前記気体混入手段は、前記ネジ溝ポンプ部に前記第２の
気体を混入させることを特徴とする請求項１に記載の真
空ポンプ。 - 【請求項４】 前記気体移送部が、ターボ分子ポンプ部
と該ターボ分子ポンプ部に続くネジ溝ポンプ部とを含み 前記気体混入手段は、前記ターボ分子ポンプ部と前記ネ
ジ溝ポンプ部との間において前記第２の気体を混入させ
ることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。 - 【請求項５】 前記排気口から排出される前記第１の気
体を吸引する補助ポンプを備え、 前記気体混入手段は、前記排気口と前記補助ポンプとの
間において前記第２の気体を混入させることを特徴とす
る請求項１に記載の真空ポンプ。 - 【請求項６】 前記排気口から排出される前記第１の気
体を吸引する補助ポンプを備え、 前記圧力変化手段は、前記排気口と前記補助ポンプとの
間に介在配設されたコンダクタンス可変バルブを含み、 前記制御手段は、前記コンダクタンス可変バルブのコン
ダクタンスを制御することを特徴とする請求項１に記載
の真空ポンプ。 - 【請求項７】 請求項１から請求項６のうちのいずれか
１項に記載の真空ポンプと、 前記真空ポンプに内部の気体が吸引排出される容器とを
備えることを特徴とする真空装置。 - 【請求項８】 前記容器内の圧力を検出する圧力センサ
を備え、 前記制御手段は、前記圧力センサからの出力に応じて制
御量を決定することを特徴とする請求項７に記載の真空
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10222342A JP3038432B2 (ja) | 1998-07-21 | 1998-07-21 | 真空ポンプ及び真空装置 |
| US09/354,873 US6454524B1 (en) | 1998-07-21 | 1999-07-16 | Vacuum pump and vacuum apparatus |
| KR1019990029354A KR20000011840A (ko) | 1998-07-21 | 1999-07-20 | 진공펌프및진공장치 |
| EP99305787A EP0974756A3 (en) | 1998-07-21 | 1999-07-21 | Vacuum pump and vacuum apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10222342A JP3038432B2 (ja) | 1998-07-21 | 1998-07-21 | 真空ポンプ及び真空装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000038998A JP2000038998A (ja) | 2000-02-08 |
| JP3038432B2 true JP3038432B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=16780850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10222342A Ceased JP3038432B2 (ja) | 1998-07-21 | 1998-07-21 | 真空ポンプ及び真空装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6454524B1 (ja) |
| EP (1) | EP0974756A3 (ja) |
| JP (1) | JP3038432B2 (ja) |
| KR (1) | KR20000011840A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10148251B4 (de) * | 2001-09-28 | 2016-10-20 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | Verfahren zum Betrieb einer Gasreibungspumpe |
| US6871423B2 (en) * | 2003-03-07 | 2005-03-29 | Owen F. King, Jr. | Shoe lacing |
| FR2854933B1 (fr) * | 2003-05-13 | 2005-08-05 | Cit Alcatel | Pompe moleculaire, turbomoleculaire ou hybride a vanne integree |
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