JP4211658B2 - Turbo molecular pump - Google Patents
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Description
本発明は、半導体製造装置などに用いられるターボ分子ポンプに関する。 The present invention relates to a turbo molecular pump used in a semiconductor manufacturing apparatus or the like.
従来、ターボ分子ポンプは、真空排気を行うポンプユニットと、そのポンプユニットに電力を供給し制御を行う駆動制御ユニットとを備えている。各ユニットは別々に構成され、ユニット間は駆動電力を供給し制御信号を伝えるケーブルで接続される。そのようなターボ分子ポンプでは、ユニット間を接続するケーブルの長さによっては駆動制御ユニットの制御パラメータを調整する必要がある。そのため、そのような調整の煩わしさを解消するために、ポンプユニットと駆動制御ユニットを一体としたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。すなわち、駆動制御ユニット筐体を直接ポンプユニットに接続するようにしている。 Conventionally, a turbo-molecular pump includes a pump unit that performs evacuation and a drive control unit that supplies power to the pump unit to perform control. Each unit is configured separately, and the units are connected by a cable that supplies drive power and transmits a control signal. In such a turbo molecular pump, it is necessary to adjust the control parameters of the drive control unit depending on the length of the cable connecting the units. For this reason, in order to eliminate such troublesome adjustment, a unit in which a pump unit and a drive control unit are integrated has been proposed (for example, see Patent Document 1). That is, the drive control unit housing is directly connected to the pump unit.
しかしながら、ポンプユニットが取り付けられている半導体製造装置等がプラズマ成膜装置やイオン注入装置等の場合には、それらの装置に起因する電磁ノイズが問題となる。特に、一体型のターボ分子ポンプの場合には、駆動制御ユニットはポンプユニットを介して半導体製造装置等に接続されているため、駆動制御ユニット自体に電磁ノイズが直接印加され、電磁ノイズによる悪影響を受けやすくなる。 However, when the semiconductor manufacturing apparatus or the like to which the pump unit is attached is a plasma film forming apparatus or an ion implantation apparatus, electromagnetic noise caused by these apparatuses becomes a problem. In particular, in the case of an integrated turbo molecular pump, the drive control unit is connected to a semiconductor manufacturing apparatus or the like via the pump unit, so that electromagnetic noise is directly applied to the drive control unit itself, and there is an adverse effect due to electromagnetic noise. It becomes easy to receive.
請求項1の発明は、真空排気を行うポンプユニットと、ポンプユニットの駆動および制御を行う駆動制御ユニットとを一体に備えるターボ分子ポンプに適用され、ポンプユニットの金属製ベース内に形成された空間に電気的絶縁状態で設けられ、駆動制御ユニットが収納された電磁ノイズ遮蔽用ケースと、金属ベース内に形成された空間に配設され、駆動制御ユニットの電源入力ライン中に設けられるノイズ遮断用ラインフィルタと、金属ベース内に形成された空間に配設され、駆動制御ユニットの駆動制御ライン中に設けられるノイズフィルタとを備えたことを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載のターボ分子ポンプにおいて、金属製ベースを電圧性ノイズを遮蔽する金属で形成し、電磁ノイズ遮蔽用ケースを電流性ノイズ遮蔽ケースと
The invention according to
A second aspect of the present invention, in the turbo molecular pump according to
本発明によれば、駆動制御ユニットは金属ベースと電磁ノイズ遮蔽用ケースとによって二重の電磁シールド構造となっており、かつ、入力ラインおよび駆動制御ラインにはノイズを遮断するフィルタが設けられている。その結果、装置からの電磁ノイズを効果的に遮断することができる。 According to the present invention, the drive control unit has a double electromagnetic shield structure by the metal base and the electromagnetic noise shielding case, and the input line and the drive control line are provided with a filter for blocking noise. Yes. As a result, electromagnetic noise from the device can be effectively blocked.
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図1は本発明によるターボ分子ポンプ1の概略構成を示す断面図である。ターボ分子ポンプ1は破線よりも上側が従来のポンプユニットに対応し、破線よりも下側が駆動制御ユニットに対応している。ターボ分子ポンプ1に設けられたケーシング20の内部には、複数段のロータ翼21およびネジ溝部22が形成されたロータ4と、ロータ翼21に対して交互に配設されるステータ翼23と、上記ネジ溝部22と対向するように配設される筒状部材24とが設けられている。ステータ翼23,筒状部材24はターボ分子ポンプ1のベース25に固定されるように設けられている。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a turbo
このターボ分子ポンプ1は磁気軸受式ターボ分子ポンプであり、ロータ4はラジアル磁気軸受を構成する電磁石51,52とアキシャル磁気軸受を構成する電磁石53とによって非接触支持される。これらのラジアル電磁石51,52とアキシャル電磁石53に対応して、ラジアル変位センサ54,55およびアキシャル変位センサ56が設けられている。27,28は非常用のメカニカルベアリングであり、ロータ4が磁気浮上していないときには、ロータ4はこれらのベアリング27,28により支持される。
This turbo
ロータ4を電磁石51,52,53により非接触支持しつつモータ6により回転駆動すると、半導体製造装置の真空チャンバに固定された吸気口フランジ20側のガスは矢印G1のように背圧側(空間S1)に排気される。そして、背圧側に排気されたガスは排気口フランジ26に接続された補助ポンプによりポンプ外に排出される。
When the
ベース25の下側部分には駆動制御ユニット収納スペース250を構成する空洞が形成されており、ベース25の下面には空洞開口を遮蔽する蓋25aが固定されている。その駆動制御ユニットスペース250には、駆動制御ユニット回路251が収納された駆動制御ユニットシャーシ252が配設されている。駆動制御ユニットシャーシ252は電磁ノイズ遮断用のケースであり、例えばアルミニウム合金や鉄等の金属で形成される。駆動制御ユニット回路251は、後述するようにAC/DCコンバータ301やインバータ/モータドライバ302や磁気軸受ドライバ303などを構成している(図4参照)。ベース25は一般的にアルミニウム合金が用いられることが多く、駆動制御ユニットシャーシ252は電気絶縁部材からなる支持部材253を介してベース25に固定されている。
A cavity constituting the drive control
駆動制御ユニット回路251とベース25との間には、コネクタ254,255が設けられている。コネクタ254はモータ系と駆動制御ユニット回路251との間の電源ラインおよび信号ラインを接続するものであり、コネクタ255は磁気軸受系と駆動制御ユニット回路251との間の電源ラインおよび信号ラインを接続するものである。各コネクタ254,255は、ベース25および駆動制御ユニットシャーシ252のそれぞれに固定される各コネクタ部257と、ライン中に設けられるノイズフィルタ258とを備えている。コネクタ254,255としては、ノイズフィルタ258が内蔵されたコネクタを用いても良いし、コネクタ部257とノイズフィルタ258とが別体であっても良い。
ベース25と駆動制御ユニットシャーシ252との間には、ノイズ遮断用のラインフィルタ256が設けられている。ターボ分子ポンプ1に入力されるAC電力またはDC電力は、ラインフィルタ256を介して駆動制御ユニットシャーシ252内の駆動制御ユニット回路251に供給される。ラインフィルタ256はベース25とともにアースされている。
A noise
ラインフィルタ256としては、コイルやフェライトコアを用いたインダクタによる高周波ノイズの遮断が基本的だが、特定の周波数を遮断するためにキャパシタを接続したLCフィルタとしても良い。キャパシタの接続例としては、図2(e)や図2(f)に示すようなT型やπ型とすると有効である。図2は一般的なフィルタの例を示したものであり、(a)はLフィルタ、(b)はCフィルタ、(c)はRフィルタ、(d)はLCフィルタ、(e)はT型フィルタ、(f)はπ型フィルタをそれぞれ示す。
The
図3は駆動制御ユニットとポンプユニットとをケーブルで接続する従来のターボ分子ポンプの構成を示すブロック図であり、図4は本発明によるターボ分子ポンプの構成を示すブロック図である。図3に示す従来のターボ分子ポンプでは、駆動制御ユニット300にはAC/DCコンバータ301,インバータ/モータドライバ302および磁気軸受ドライバ303が設けられている。インバータ/モータドライバ302はケーブル304を介してポンプユニット310のモータ311と接続されており、磁気軸受ドライバ303はケーブル305を介してポンプユニット310の磁気軸受系312と接続されている。AC/DCコンバータ301には外部からAC電力が入力される。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional turbomolecular pump in which a drive control unit and a pump unit are connected by a cable, and FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a turbomolecular pump according to the present invention. In the conventional turbo molecular pump shown in FIG. 3, the
一方、図4は図1に示したターボ分子ポンプ1のブロック図であり、(a)は第1の例を示し、(b)は第2の例を示す。図4(a)に示す例では、モータ6および磁気軸受系5(51〜56)に加えて、インバータ/モータドライバ302および磁気軸受ドライバ303もターボ分子ポンプ1側に設けられている。インバータ/モータドライバ302および磁気軸受ドライバ303は駆動制御ユニットシャーシ252内に納められている。さらに、ターボ分子ポンプ1側のDC入力ラインにはラインフィルタ256が設けられている。
On the other hand, FIG. 4 is a block diagram of the turbo-
図4(a)に示す構成の場合、AC/DCコンバータ301はターボ分子ポンプ1とは別体に設けられており、ラインフィルタ256にはAC/DCコンバータ301からのDC電力が入力される。比較的小型のターボ分子ポンプの場合、AC/DCコンバータ301も一体とするとポンプベース部分が大きくなりすぎるので、図4(a)のような構成とされる。一方、大型のターボ分子ポンプの場合には、図4(b)に示すようにAC/DCコンバータ301もターボ分子ポンプ1側に設けることができる。ラインフィルタ256にはAC電力が入力され、そのAC電力はラインフィルタ256を介して駆動制御ユニットシャーシ252内に設けられたAC/DCコンバータ301に供給される。
In the configuration shown in FIG. 4A, the AC /
[変形例]
図5は、図1に示したターボ分子ポンプ1の変形例を示したものである。駆動制御ユニットシャーシ252およびラインフィルタ256は、電磁ノイズ遮断用の外部シャーシ260内に収納されている。外部シャーシ260は、ターボ分子ポンプ1のベース25の底面にボルト261を用いて固定されている。駆動制御ユニットシャーシ252は電気絶縁性の支持部材262によって外部シャーシ260に固定されている。
[Modification]
FIG. 5 shows a modification of the turbo
この場合も、駆動制御ユニット回路251とベース25との間にコネクタ254,255を設け、コネクタ254でモータ系と駆動制御ユニット回路251との間の電源ラインおよび信号ラインを接続し、コネクタ255で磁気軸受系と駆動制御ユニット回路251との間の電源ラインおよび信号ラインを接続する。外部シャーシ260内に設けられたラインフィルタ256は、外部シャーシ260とともにアースされている。
Also in this case, the
上述したように、本実施の形態では、駆動制御ユニット回路251が収納された駆動制御ユニットシャーシ252は、アルミニウム合金等の金属で形成されたベース25内に収納されたり、ベース25に固定された外部シャーシ260内に収納されたりしている。そのため、駆動制御ユニットシャーシ252はベース25や外部シャーシ260によりシールドされ、半導体製造装置からの電磁ノイズが駆動制御ユニットシャーシ252に直接印加されることはない。
As described above, in the present embodiment, the drive
また、ベース25またはシャーシ260と駆動制御ユニットシャーシ252との間の電力・制御ラインにはラインフィルタ256やノイズフィルタ258が設けられているため、ラインを介して侵入するノイズをこれらのフィルタ256,258によって遮断することができる。その結果、駆動制御ユニットシャーシ252内に設けられた駆動制御ユニット回路251は電磁ノイズから遮断されることになる。
Further, since the
なお、外部シャーシ260の素材にアルミニウム合金を用いた場合、電磁ノイズの中でも特に電界(電圧性ノイズ)の遮蔽に適している。アルミニウム合金に代えて銅合金を用いた場合でも同様の効果がある。さらに、駆動制御ユニットシャーシ252にステンレス鋼や鉄を使用することにより、磁界(電流性ノイズ)の遮蔽に優れたシールドケースを構成することができる。このように、外部シャーシ260と駆動制御ユニットシャーシ252の素材を変えることにより、電界・磁界の双方のノイズを効果的に遮断することができる。
Note that, when an aluminum alloy is used as the material of the
上述した実施の形態では、駆動制御ユニットシャーシ252のアースを取らなかったが、例えば、駆動制御ユニットシャーシ252とベース25に設けられた蓋25aまたは外部シャーシ260とをアース線で接続しても良い。その場合、アース線に電磁ノイズ対策用のフェライトコアを設けるのが好ましい。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。例えば、上述した実施の形態では磁気軸受式のターボ分子ポンプを例に説明したが、磁気軸受式に限らず機械式または流体式軸受を用いたターボ分子ポンプにも適用することができる。
In the embodiment described above, the drive
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、駆動制御ユニットシャーシ252は電磁ノイズ遮蔽ケースを、駆動制御ユニット回路251は駆動制御ユニットをそれぞれ構成する。
In correspondence with the elements of the range of the described embodiment and appended claims or the drive
1 ターボ分子ポンプ
4 ロータ
5,312 磁気軸受系
25 ベース
51〜53 電磁石
250 駆動制御ユニット収納スペース
251 駆動制御ユニット回路
252 駆動制御ユニットシャーシ
254,255 コネクタ
256 ラインフィルタ
258 ノイズフィルタ
260 外部シャーシ
301 AC/DCコンバータ
302 インバータ/モータドライバ
303 磁気軸受ドライバ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記ポンプユニットの金属製ベース内に形成された空間に電気的絶縁状態で設けられ、前記駆動制御ユニットが収納された電磁ノイズ遮蔽用ケースと、
前記金属ベース内に形成された空間に配設され、前記駆動制御ユニットの電源入力ライン中に設けられるノイズ遮断用ラインフィルタと、
前記金属ベース内に形成された空間に配設され、前記駆動制御ユニットの駆動制御ライン中に設けられるノイズフィルタとを備えたことを特徴とするターボ分子ポンプ。 In a turbo molecular pump integrally comprising a pump unit that performs evacuation and a drive control unit that drives and controls the pump unit,
An electromagnetic noise shielding case that is provided in an electrically insulated state in a space formed in the metal base of the pump unit, and in which the drive control unit is housed ;
A noise blocking line filter disposed in a space formed in the metal base and provided in a power input line of the drive control unit;
A turbo-molecular pump comprising a noise filter disposed in a space formed in the metal base and provided in a drive control line of the drive control unit.
金属製ベースを電圧性ノイズを遮蔽する金属で形成し、前記電磁ノイズ遮蔽用ケースを電流性ノイズ遮蔽ケースとしたことを特徴とするターボ分子ポンプ。 The turbo molecular pump according to claim 1 ,
A turbo molecular pump characterized in that a metal base is formed of a metal that shields voltage noise, and the electromagnetic noise shielding case is a current noise shielding case.
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