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JP7792385B2 - Vacuum pumps and vacuum pump components - Google Patents
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JP7792385B2 - Vacuum pumps and vacuum pump components - Google Patents

Vacuum pumps and vacuum pump components

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JP7792385B2 JP2023172808A JP2023172808A JP7792385B2 JP 7792385 B2 JP7792385 B2 JP 7792385B2 JP 2023172808 A JP2023172808 A JP 2023172808A JP 2023172808 A JP2023172808 A JP 2023172808A JP 7792385 B2 JP7792385 B2 JP 7792385B2
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Description

本発明は、例えばターボ分子ポンプ等の真空ポンプ、及び真空ポンプ構成部品に関する。 The present invention relates to vacuum pumps, such as turbomolecular pumps, and vacuum pump components.

一般に、真空ポンプの一種としてターボ分子ポンプが知られている。このターボ分子ポンプは、例えば、半導体やフラットパネル等の製造装置における排気のために用いられる。ターボ分子ポンプにおいては、ポンプ本体内のモータへの通電により回転翼を回転させ、ポンプ本体に吸い込んだガス(プロセスガス)の気体分子(ガス分子)を弾き飛ばすことによりガスを排気するようになっている。また、このようなターボ分子ポンプには、ポンプ内の温度を適切に管理するために、ヒータや冷却管を備えたタイプのものがある。 Turbomolecular pumps are commonly known as a type of vacuum pump. They are used, for example, for exhausting gases in semiconductor and flat panel manufacturing equipment. In turbomolecular pumps, a motor inside the pump body is energized to rotate rotors, expelling the gas molecules (gas molecules) of the gas (process gas) drawn into the pump body, thereby exhausting the gas. Some turbomolecular pumps are equipped with heaters and cooling tubes to properly manage the temperature inside the pump.

ターボ分子ポンプのような真空ポンプにおいては、半導体等の製造過程で生じる反応生成物が真空ポンプ内に堆積する場合がある。その対策として、真空ポンプにプラズマ発生装置を設置し、内部をプラズマ洗浄する技術が考案されている。 In vacuum pumps such as turbomolecular pumps, reaction products generated during the manufacturing process of semiconductors and other products can accumulate inside the vacuum pump. As a countermeasure, a technology has been devised in which a plasma generator is installed in the vacuum pump and the inside is plasma cleaned.

後掲の特許文献1に開示された発明においては、真空ポンプのケーシング(外筒127)にプラズマ導入ポート(ラジカル供給口201a)が設けられ、そこに、プラズマ発生装置(ラジカル供給手段201)が接続されている。ケーシング内に導入されたラジカルは、ケーシングの内壁と排気機構の外壁の間に形成された環状通路(環状溝部)内を円周方向に流れる。その後、固定翼(固定翼123)を保持するスペーサ(固定翼スペーサ125)に設けられた連通口から排気機構内へラジカルが導入される。この連通口は、回転翼(回転翼102)と固定翼の間隔を回転軸方向に広げて確保されたスペースに面するよう(臨むよう)設けられているため、連通口(の直径や開口面積)を大きくするほど、回転翼と固定翼の間隔が広くなり、ポンプの性能が低下する。そのため、ポンプの性能が低下するのを防ぎつつ十分な量のラジカルをケーシング内に導入するには、連通口の大きさを必要最小限として、回転翼と固定翼の間隔が過大となるのを防ぎつつ、ケーシングの円周方向に複数の連通口を設けて、連通口の開口面積を確保することが必要となる。 In the invention disclosed in Patent Document 1, a plasma introduction port (radical supply port 201a) is provided in the casing (outer cylinder 127) of a vacuum pump, to which a plasma generator (radical supply means 201) is connected. Radicals introduced into the casing flow circumferentially through an annular passage (annular groove) formed between the inner wall of the casing and the outer wall of the exhaust mechanism. The radicals are then introduced into the exhaust mechanism through a communication port provided in a spacer (fixed blade spacer 125) that holds the fixed blade (fixed blade 123). This communication port is positioned facing the space created by widening the gap between the rotor (rotor 102) and the fixed blade in the direction of the rotation axis. Therefore, the larger the communication port (diameter or opening area), the wider the gap between the rotor and the fixed blade, resulting in a decrease in pump performance. Therefore, in order to introduce a sufficient amount of radicals into the casing while preventing a decline in pump performance, it is necessary to minimize the size of the communication port, prevent the gap between the rotor and fixed blades from becoming excessive, and provide multiple communication ports around the casing to ensure the opening area of the communication ports.

特開2022-017864号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2022-017864

真空ポンプ内部の圧力は低いため、真空ポンプ内部は、ラジカルがランダムに飛び交う分子流の状態になっていることが多い。このような場合、連通口から排気機構内に流れる確率は、連通口の断面積と、環状通路の表面積の比で計算できる。 Because the pressure inside the vacuum pump is low, the inside of the vacuum pump is often in a state of molecular flow, with radicals flying around randomly. In such cases, the probability of radicals flowing from the communication port into the exhaust mechanism can be calculated using the ratio of the cross-sectional area of the communication port to the surface area of the annular passage.

例えば、連通口が直径12mm(断面積(開口面積)が113mm(≒π×12/4))の真円形状であり、環状通路が直径300mm、幅(例えば特許文献1ではロータ軸113等の軸方向に係る長さ)20mm(表面積37,699mm(=300×π×20×2))である場合、連通口の断面積の比率(ラジカルが連通口から排気機構内に流れる確率として考えることができる)は、環状通路の表面積の0.3%となる。このとき、環状通路を流れるラジカルが一度で(環状通路への流入後の一周目で)連通口に流入する確率も0.3%と考えることができる。 For example, if the communication port has a perfect circle shape with a diameter of 12 mm (cross-sectional area (opening area) of 113 mm2 (≒π× 122 /4)), and the annular passage has a diameter of 300 mm and a width (for example, in Patent Document 1, the length in the axial direction of the rotor shaft 113, etc.) of 20 mm (surface area of 37,699 mm2 (=300×π×20×2)), the cross-sectional area ratio of the communication port (which can be thought of as the probability that radicals will flow from the communication port into the exhaust mechanism) is 0.3% of the surface area of the annular passage. In this case, the probability that radicals flowing through the annular passage will flow into the communication port in one go (on the first rotation after entering the annular passage) can also be thought of as 0.3%.

また、連通口に流入しなかったラジカルは、環状通路を周回する。例えば、上述のように、連通口の断面積の、環状通路の表面積に対する比率を、0.3%とした場合、理論上は、333回に亘り周回して、漸く連通口に流入する、と考えることもできる。そして、ラジカルは、周回する間にも、環状通路の内壁に衝突する。 Furthermore, radicals that do not enter the communication port circulate around the annular passage. For example, as mentioned above, if the ratio of the cross-sectional area of the communication port to the surface area of the annular passage is 0.3%, then theoretically, the radicals can be thought of as circling 333 times before finally entering the communication port. As they circulate, the radicals collide with the inner wall of the annular passage.

単に、ガスを導入する場合は壁面衝突を繰り返しても、ガスの特性が変わらないので、特許文献1に開示されたような構造でも構わない。また、環状通路の配管抵抗を軽減するためには、環状通路の断面積を増やした方が有利であり、環状通路の断面積を増やすのに伴い環状通路の表面積も大きくすることが多い。しかし、プラズマを導入する場合、プラズマの活性は、壁面衝突を繰り返すことで徐々に失われる。つまり、連通口が、環状通路の表面積に比べて過度に小さい場合には、環状通路でラジカルの壁面衝突が多く繰り返され、活性が多く失われて、洗浄効果が低減することとなる。 When simply introducing gas, repeated wall collisions do not change the gas's properties, so a structure such as that disclosed in Patent Document 1 is acceptable. Furthermore, in order to reduce the piping resistance of the annular passage, it is advantageous to increase the cross-sectional area of the annular passage, and as the cross-sectional area of the annular passage increases, the surface area of the annular passage is often increased as well. However, when introducing plasma, the activity of the plasma gradually decreases as the radicals repeatedly collide with the wall. In other words, if the communication port is excessively small compared to the surface area of the annular passage, radicals will repeatedly collide with the wall in the annular passage, resulting in a significant loss of activity and a reduced cleaning effect.

本発明の目的とするところは、ラジカルを有効に活用することが可能な真空ポンプ、及び真空ポンプ構成部品を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a vacuum pump and vacuum pump components that can effectively utilize radicals.

(1)上記目的を達成するために本発明に係る真空ポンプは、
回転自在なロータ、及び、前記ロータに組み合わされたステータを含む排気機構と、
前記排気機構を内包するケーシングと、を備えた真空ポンプであって、
前記ケーシングに配置されたラジカル導入ポートと、前記排気機構に配置された連通口と、を空間的に繋げるラジカル排出促進構造が設けられ
前記ラジカル排出促進構造が、ラジカルを前記連通口の先へ分散させずに前記ラジカル導入ポートから対応する前記連通口に導くこと
を特徴とする。
(2)上記目的を達成するために本発明に係る他の真空ポンプは、
回転自在なロータ、及び、前記ロータに組み合わされたステータを含む排気機構と、
前記排気機構を内包するケーシングと、を備えた真空ポンプであって、
前記ケーシングに配置されたラジカル導入ポートと、前記排気機構に配置された連通口と、を空間的に繋げるラジカル排出促進構造が設けられ、
前記ラジカル排出促進構造が、前記ケーシング、及び、前記排気機構のうちの少なくとも一方に設けられた溝により構成され、
前記溝が、前記ラジカル導入ポートから前記連通口に空間的に繋がる位置に達して閉じていること
を特徴とする。
(3)上記目的を達成するために本発明に係る真空ポンプ構成部品は、
回転自在なロータ、及び、前記ロータに組み合わされたステータを含む排気機構と、
前記排気機構を内包するケーシングと、を備えた真空ポンプに用いられる真空ポンプ構成部品であって、
前記ケーシングに配置されたラジカル導入ポートと、前記排気機構に配置された連通口と、を空間的に繋げるラジカル排出促進構造が設けられ
前記ラジカル排出促進構造が、ラジカルを前記連通口の先へ分散させずに前記ラジカル導入ポートから対応する前記連通口に導くこと
を特徴とする。
(1) In order to achieve the above object, the vacuum pump according to the present invention comprises:
an exhaust mechanism including a rotatable rotor and a stator combined with the rotor;
a casing that houses the exhaust mechanism,
a radical exhaust promotion structure is provided that spatially connects a radical introduction port disposed in the casing and a communication port disposed in the exhaust mechanism ;
The radical discharge promoting structure guides the radicals from the radical introduction port to the corresponding communication port without dispersing the radicals beyond the communication port.
It is characterized by:
(2) In order to achieve the above object, another vacuum pump according to the present invention comprises:
an exhaust mechanism including a rotatable rotor and a stator combined with the rotor;
a casing that houses the exhaust mechanism,
a radical exhaust promotion structure is provided that spatially connects a radical introduction port disposed in the casing and a communication port disposed in the exhaust mechanism;
the radical exhaust promotion structure is configured by a groove provided in at least one of the casing and the exhaust mechanism,
The groove is closed at a position where the radical introduction port is spatially connected to the communication port.
It is characterized by:
(3) In order to achieve the above object, the vacuum pump component according to the present invention comprises:
an exhaust mechanism including a rotatable rotor and a stator combined with the rotor;
a casing that houses the exhaust mechanism,
a radical exhaust promotion structure is provided that spatially connects a radical introduction port disposed in the casing and a communication port disposed in the exhaust mechanism ;
The radical discharge promoting structure guides the radicals from the radical introduction port to the corresponding communication port without dispersing the radicals beyond the communication port.
It is characterized by:

上記発明によれば、ラジカルを有効に活用することが可能な真空ポンプ、及び真空ポンプ構成部品を提供することができる。 The above invention provides a vacuum pump and vacuum pump components that can effectively utilize radicals.

本発明の第1実施形態に係るターボ分子ポンプ(100)の構成を模式的に示す説明図である。1 is an explanatory diagram schematically illustrating the configuration of a turbomolecular pump (100) according to a first embodiment of the present invention. アンプ回路の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of an amplifier circuit. 電流指令値が検出値より大きい場合の制御を示すタイムチャートである。10 is a time chart showing control when a current command value is larger than a detection value. 電流指令値が検出値より小さい場合の制御を示すタイムチャートである。10 is a time chart showing control when a current command value is smaller than a detection value. (a)は第1実施形態に係るターボ分子ポンプ(100)を縦断して示す説明図、(b)は、導入配管(216)と外筒(127)との接続部を横断して示す説明図である。FIG. 1A is an explanatory diagram showing a longitudinal section of a turbomolecular pump (100) according to a first embodiment, and FIG. 1B is an explanatory diagram showing a cross section of a connection between an inlet pipe (216) and an outer cylinder (127). 複数の導入配管(216)の位置関係を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the positional relationship of multiple inlet pipes (216). (a)は第1実施形態に係るターボ分子ポンプ(100)の導入配管(216)と外筒(127)との接続部を示す拡大図、(b)は図5(a)中の連通口(254)とその周囲を示す拡大図、(c)は図5(b)の拡大図である。5(a) is an enlarged view showing a connection portion between an inlet pipe (216) and an outer cylinder (127) of a turbomolecular pump (100) according to the first embodiment, (b) is an enlarged view showing a communication port (254) and its surroundings in FIG. 5(a), and (c) is an enlarged view of FIG. 5(b). (a1)はラジカル排出促進構造を有するテーパ管形状を示す説明図、(a2)はラジカル排出促進構造を有する曲管形状を示す説明図、(b1)は従来構造の段付き管形状を示す説明図、(b2)は従来構造の分岐管形状を示す説明図である。(a1) is an explanatory diagram showing a tapered pipe shape having a radical discharge promotion structure, (a2) is an explanatory diagram showing a curved pipe shape having a radical discharge promotion structure, (b1) is an explanatory diagram showing a stepped pipe shape of a conventional structure, and (b2) is an explanatory diagram showing a branched pipe shape of a conventional structure. (a)は第2実施形態に係るターボ分子ポンプ(400)を縦断して示す説明図、(b)は、導入配管(216)と外筒(127)との接続部を横断して示す説明図である。1A is an explanatory diagram showing a longitudinal section of a turbomolecular pump (400) according to a second embodiment, and FIG. 1B is an explanatory diagram showing a cross section of a connection between an inlet pipe (216) and an outer cylinder (127). 第3実施形態に係るターボ分子ポンプ(500)を縦断して示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a longitudinal section of a turbomolecular pump (500) according to a third embodiment. (a)は従来例に係るターボ分子ポンプ(600)を縦断して示す説明図、(b)は、導入配管(216)と外筒(127)との接続部を横断して示す説明図である。1A is an explanatory diagram showing a longitudinal section of a turbomolecular pump (600) according to a conventional example, and FIG. 1B is an explanatory diagram showing a cross section of the connection between an inlet pipe (216) and an outer cylinder (127).

<第1実施形態に係るターボ分子ポンプ100の基本構成>
図1は、本発明の第1実施形態に係る真空ポンプとしてのターボ分子ポンプ100を示している。このターボ分子ポンプ100は、例えば、半導体製造装置等のような対象機器の真空チャンバ(図示略)に接続されるようになっている。
<Basic Configuration of the Turbomolecular Pump 100 According to the First Embodiment>
1 shows a turbomolecular pump 100 as a vacuum pump according to a first embodiment of the present invention. This turbomolecular pump 100 is adapted to be connected to a vacuum chamber (not shown) of a target device such as a semiconductor manufacturing device.

このターボ分子ポンプ100の縦断面図を図1に示す。図1において、ターボ分子ポンプ100は、円筒状の外筒127の上端に吸気口101が形成されている。そして、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。 A longitudinal cross-sectional view of this turbomolecular pump 100 is shown in Figure 1. In Figure 1, the turbomolecular pump 100 has an intake port 101 formed at the upper end of a cylindrical outer tube 127. Inside the outer tube 127 is a rotor 103, with multiple rotors 102 (102a, 102b, 102c, etc.) which are turbine blades for drawing in and exhausting gas, arranged radially and in multiple stages around its periphery. A rotor shaft 113 is attached to the center of this rotor 103, and this rotor shaft 113 is levitated and supported in the air and its position is controlled by, for example, a five-axis controlled magnetic bearing.

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、制御装置200に送るように構成されている。 The upper radial electromagnets 104 consist of four electromagnets arranged in pairs on the X and Y axes. Four upper radial sensors 107 are provided adjacent to and corresponding to each of the upper radial electromagnets 104. The upper radial sensors 107 are, for example, inductance sensors or eddy current sensors with conductive windings, and detect the position of the rotor shaft 113 based on changes in the inductance of the conductive windings, which change depending on the position of the rotor shaft 113. The upper radial sensors 107 are configured to detect the radial displacement of the rotor shaft 113, i.e., the rotating body 103 fixed to it, and send the detected displacement to the control device 200.

この制御装置200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。 In this control device 200, a compensation circuit having, for example, a PID adjustment function generates an excitation control command signal for the upper radial electromagnet 104 based on the position signal detected by the upper radial sensor 107, and the amplifier circuit 150 (described later) shown in Figure 2 controls the excitation of the upper radial electromagnet 104 based on this excitation control command signal, thereby adjusting the upper radial position of the rotor shaft 113.

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。 The rotor shaft 113 is made of a highly magnetically permeable material (iron, stainless steel, etc.) and is attracted by the magnetic force of the upper radial electromagnet 104. This adjustment is performed independently in the X-axis and Y-axis directions. The lower radial electromagnet 105 and lower radial sensor 108 are positioned in the same way as the upper radial electromagnet 104 and upper radial sensor 107, and adjust the lower radial position of the rotor shaft 113 in the same way as the upper radial position.

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(「アーマチャディスク」ともいう)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200に送られるように構成されている。 Furthermore, axial electromagnets 106A and 106B are arranged above and below a circular metal disk (also called an "armature disk") 111 provided at the bottom of rotor shaft 113. Metal disk 111 is made of a highly magnetic permeable material such as iron. An axial sensor 109 is provided to detect the axial displacement of rotor shaft 113, and the axial position signal is sent to control device 200.

そして、制御装置200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。 In the control device 200, a compensation circuit having, for example, 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, and the amplifier circuit 150 controls the excitation of 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, and the axial electromagnet 106B attracts the metal disk 111 downward, thereby adjusting the axial position of the rotor shaft 113.

このように、制御装置200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。 In this way, the control device 200 appropriately adjusts the magnetic force exerted by the axial electromagnets 106A and 106B on the metal disk 111, magnetically levitating the rotor shaft 113 in the axial direction and holding it in space without contact. The amplifier circuit 150, which controls the excitation of the upper radial electromagnet 104, lower radial electromagnet 105, and axial electromagnets 106A and 106B, will be described later.

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200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。 Meanwhile, motor 121 has multiple magnetic poles arranged circumferentially to surround rotor shaft 113. Each magnetic pole is controlled by control device 200 to rotate rotor shaft 113 via electromagnetic force acting between it and rotor shaft 113. Motor 121 also incorporates a rotational speed sensor (not shown), such as a Hall element, resolver, or encoder, and the rotational speed of rotor shaft 113 is detected by the detection signal from this rotational speed sensor.

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200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。 Furthermore, a phase sensor (not shown) is attached, for example, near the lower radial sensor 108, to detect the phase of rotation of the rotor shaft 113. The control device 200 uses the detection signals from both this phase sensor and the rotational speed sensor to detect the position of the magnetic poles.

回転翼102(102a、102b、102c・・・)とわずかの空隙(所定の間隔)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(102a、102b、102c・・・)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。 Multiple fixed blades 123 (123a, 123b, 123c...) are arranged at small gaps (predetermined intervals) from the rotating blades 102 (102a, 102b, 102c...). Each rotating blade 102 (102a, 102b, 102c...) is inclined at a predetermined angle from a plane perpendicular to the axis of the rotor shaft 113 in order to transport exhaust gas molecules downward through collisions.

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。 The fixed blades 123 are also formed at a predetermined angle from a plane perpendicular to the axis of the rotor shaft 113, and are arranged in a staggered manner with the rotor blades 102 toward the inside of the outer cylinder 127. The outer peripheral ends of the fixed blades 123 are supported by being inserted between multiple stacked fixed blade spacers 125 (125a, 125b, 125c, etc.).

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(真空チャンバ)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。 The fixed vane spacer 125 is a ring-shaped member made of metal such as aluminum, iron, stainless steel, or copper, or an alloy containing any of these metals. An outer cylinder 127 is fixed to the outer periphery of the fixed vane spacer 125 with a small gap between them. A base portion 129 is disposed at the bottom of the outer cylinder 127. An exhaust port 133 is formed in the base portion 129 and is connected to the outside. Exhaust gas that enters the intake port 101 from the chamber (vacuum chamber) and is transferred to the base portion 129 is sent to the exhaust port 133.

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・・・)が形成された回転体本体103aの下部には回転体下部円筒部103bが垂下されている。この回転体下部円筒部103b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。このように、ネジ付スペーサ131と、これに対向する回転体下部円筒部103bは、ホルベック型排気機構部204を構成する。ホルベック型排気機構部204は、ネジ付スペーサ131に対する回転体下部円筒部103bの回転により、排気ガスに方向性を与え、ターボ分子ポンプ100の排気特性を向上する。 Furthermore, depending on the application of the turbomolecular pump 100, a threaded spacer 131 is disposed between the lower part of the fixed vane 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, and has multiple spiral thread grooves 131a engraved on its inner circumferential surface. The spiral direction of the thread grooves 131a is the direction in which exhaust gas molecules are transported toward the exhaust port 133 when they move in the rotation direction of the rotor 103. A rotor lower cylindrical portion 103b hangs down from the lower part of the rotor main body 103a, on which the rotor vanes 102 (102a, 102b, 102c, etc.) of the rotor 103 are formed. The outer peripheral surface of the rotor's lower cylindrical portion 103b is cylindrical and protrudes toward the inner peripheral surface of the threaded spacer 131, with a specified gap separating them. Exhaust gas transported to the thread groove 131a by the rotor 102 and fixed blades 123 is guided along the thread groove 131a and sent to the base portion 129. In this way, the threaded spacer 131 and the opposing rotor's lower cylindrical portion 103b constitute a Holweck-type exhaust mechanism 204. The Holweck-type exhaust mechanism 204 imparts directionality to the exhaust gas by rotating the rotor's lower cylindrical portion 103b relative to the threaded spacer 131, improving the exhaust characteristics of the turbomolecular pump 100.

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。 The base portion 129 is a disk-shaped member that forms the base of the turbomolecular pump 100 and is generally made of a metal such as iron, aluminum, or stainless steel. The base portion 129 not only physically holds the turbomolecular pump 100 but also functions as a heat conduction path, so it is desirable to use a metal that is rigid and has high thermal conductivity, such as iron, aluminum, or copper.

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(ガス分子)などによる伝導により固定翼123側に伝達される。 In this configuration, when the rotor 102 is rotated together with the rotor shaft 113 by the motor 121, the rotor 102 and fixed blades 123 act to draw exhaust gas from the chamber through the intake port 101. The exhaust gas drawn in through the intake port 101 passes between the rotor 102 and fixed blades 123 and is transported to the base 129. At this time, the temperature of the rotor 102 rises due to frictional heat generated when the exhaust gas comes into contact with the rotor 102 and conduction of heat generated by the motor 121, but this heat is transferred to the fixed blades 123 by radiation or conduction by gas molecules in the exhaust gas.

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。 The fixed blade spacers 125 are joined together at their outer peripheries and transmit to the outside heat received by the fixed blades 123 from the rotor blades 102 and frictional heat generated when exhaust gas comes into contact with the fixed blades 123.

なお、上記では、ネジ付スペーサ131は回転体103の回転体下部円筒部103b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、これとは逆に回転体下部円筒部103b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。 In the above description, the threaded spacer 131 is disposed on the outer periphery of the lower cylindrical portion 103b of the rotor 103, and the thread groove 131a is engraved on the inner circumferential surface of the threaded spacer 131. However, the opposite may also be true, where a thread groove is engraved on the outer circumferential surface of the lower cylindrical portion 103b of the rotor, and a spacer with a cylindrical inner circumferential surface is disposed around it.

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。 Depending on the application of the turbomolecular pump 100, the electrical components may be surrounded by a stator column 122 to prevent gas drawn in from the intake port 101 from entering the electrical components, which are composed of the upper radial electromagnet 104, upper radial sensor 107, motor 121, lower radial electromagnet 105, lower radial sensor 108, axial electromagnets 106A and 106B, and axial sensor 109, and the interior of this stator column 122 may be maintained at a predetermined pressure with purge gas.

この場合には、ベース部129にはパージガスポート132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、回転翼102の内周側円筒部(回転体下部円筒部103b)とステータコラム122やベース部129との間の隙間134を通じて排気口133へ送出される。 In this case, a purge gas port 132 is provided in the base portion 129, and purge gas is introduced through this piping. The introduced purge gas is sent to the exhaust port 133 through gaps 134 between the protective bearing 120 and the rotor shaft 113, between the rotor and stator of the motor 121, and between the inner cylindrical portion of the rotor blade 102 (lower cylindrical portion 103b of the rotor) and the stator column 122 or base portion 129.

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。 The turbomolecular pump 100 requires specific model identification and control based on individually adjusted, unique parameters (e.g., various characteristics corresponding to the model). To store these control parameters, the turbomolecular pump 100 is equipped with an electronic circuit unit 141 within its body. The electronic circuit unit 141 is composed of a semiconductor memory such as an EEPROM, electronic components such as semiconductor devices for accessing the memory, and a substrate 143 for mounting these components. The electronic circuit unit 141 is housed below a rotational speed sensor (not shown), for example near the center, of the base unit 129 that forms the lower part of the turbomolecular pump 100, and is closed by an airtight bottom cover 145.

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。 In the semiconductor manufacturing process, some process gases introduced into the chamber have the property of solidifying when their pressure exceeds a predetermined value or their temperature falls below a predetermined value. Inside the turbomolecular pump 100, the exhaust gas pressure is lowest at the intake port 101 and highest at the exhaust port 133. If the pressure of the process gas exceeds a predetermined value or its temperature falls below a predetermined value while the process gas is being transferred from the intake port 101 to the exhaust port 133, the process gas solidifies and adheres to and accumulates inside the turbomolecular pump 100.

例えば、Alエッチング装置にプロセスガスとしてSiCl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AlCl)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133の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。 For example, when SiCl4 is used as the process gas in an Al etching apparatus, the vapor pressure curve shows that at low vacuum (760 torr to 10-2 torr) and low temperature (approximately 20°C), a solid product (e.g., AlCl3 ) precipitates and adheres to and accumulates inside the turbomolecular pump 100. As a result, if precipitates of the process gas accumulate inside the turbomolecular pump 100, these deposits narrow the pump flow path, causing a decrease in the performance of the turbomolecular pump 100. The above-mentioned product is prone to solidification and adhesion in high-pressure areas near the exhaust port 133 and near the threaded spacer 131.

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;TemperatureManagement System)が行われている。本実施形態では、ネジ付スペーサ131に埋め込まれたヒータ(図示略)によりネジ付スペーサ131が加熱され、底蓋145に埋め込まれた水冷管149によりベース部129が冷却される。 To solve this problem, conventionally, a heater (not shown) or a circular water-cooled pipe 149 is wrapped around the outer periphery of the base portion 129, and a temperature sensor (e.g., a thermistor) (not shown) is embedded in the base portion 129, and the heating of the heater and the cooling by the water-cooled pipe 149 are controlled based on the signal from this temperature sensor to maintain the temperature of the base portion 129 at a constant high temperature (set temperature) (hereinafter referred to as TMS; Temperature Management System). In this embodiment, the threaded spacer 131 is heated by a heater (not shown) embedded in the threaded spacer 131, and the base portion 129 is cooled by the water-cooled pipe 149 embedded in the bottom cover 145.

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。このアンプ回路の回路図を図2に示す。 Next, we will explain the amplifier circuit 150 that controls the excitation of the upper radial electromagnet 104, the lower radial electromagnet 105, and the axial electromagnets 106A and 106B in the turbomolecular pump 100 configured as described above. A circuit diagram of this amplifier circuit is shown in Figure 2.

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。 In FIG. 2, one end of the electromagnet winding 151 that constitutes the upper radial electromagnet 104, etc., is connected to the positive pole 171a of the power supply 171 via a transistor 161, and the other end is connected to the negative pole 171b of the power supply 171 via a current detection circuit 181 and a transistor 162. Transistors 161 and 162 are so-called power MOSFETs, and have a structure in which a diode is connected between their source and drain.

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。 At this time, the cathode terminal 161a of the diode of the transistor 161 is connected to the positive electrode 171a, and the anode terminal 161b is connected to one end of the electromagnet winding 151. Furthermore, the cathode terminal 162a of the diode of the transistor 162 is connected to the current detection circuit 181, and the anode terminal 162b is connected to the negative electrode 171b.

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。 On the other hand, the current regeneration diode 165 has its cathode terminal 165a connected to one end of the electromagnet winding 151 and its anode terminal 165b connected to the negative pole 171b. Similarly, the current regeneration diode 166 has its cathode terminal 166a connected to the positive pole 171a and its anode terminal 166b connected to the other end of the electromagnet winding 151 via a current detection circuit 181. The current detection circuit 181 is composed of, for example, a Hall sensor-type current sensor or an electrical resistance element.

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。 The amplifier circuit 150 configured as described above corresponds to one electromagnet. Therefore, if the magnetic bearing is controlled in five axes and there are a total of ten electromagnets 104, 105, 106A, and 106B, a similar amplifier circuit 150 is configured for each electromagnet, and the ten amplifier circuits 150 are connected in parallel to the power supply 171.

さらに、アンプ制御回路191は、例えば、制御装置200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。 Furthermore, the amplifier control circuit 191 is configured, for example, by a digital signal processor unit (hereinafter referred to as the DSP unit) (not shown) of the control device 200, and this amplifier control circuit 191 switches the transistors 161 and 162 on and off.

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。 The amplifier control circuit 191 compares the current value detected by the current detection circuit 181 (a signal reflecting this current value is called the current detection signal 191c) with a predetermined current command value. Based on the result of this comparison, it determines the size of the pulse width (pulse width times Tp1, Tp2) to be generated within a control cycle Ts, which is one period under PWM control. As a result, gate drive signals 191a, 191b having this pulse width are output from the amplifier control circuit 191 to the gate terminals of transistors 161, 162.

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)。 In addition, when the rotating body 103 passes through a resonance point during acceleration of its rotational speed, or when a disturbance occurs during constant-speed operation, it is necessary to control the position of the rotating body 103 at high speed and with strong force. For this reason, a high voltage of, for example, about 50 V is used for the power supply 171 so that the current flowing through the electromagnet winding 151 can be suddenly increased (or decreased). In addition, a capacitor (not shown) is usually connected between the positive pole 171a and negative pole 171b of the power supply 171 to stabilize the power supply 171.

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。 In this configuration, when both transistors 161 and 162 are turned on, the current flowing through the electromagnet winding 151 (hereinafter referred to as electromagnet current iL) increases, and when both are turned off, the electromagnet current iL decreases.

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。 Furthermore, when one of transistors 161 and 162 is turned on and the other is turned off, a so-called flywheel current is maintained. By passing a flywheel current through amplifier circuit 150 in this manner, hysteresis loss in amplifier circuit 150 is reduced, and power consumption of the entire circuit can be kept low. Furthermore, by controlling transistors 161 and 162 in this manner, high-frequency noise such as harmonics generated in turbomolecular pump 100 can be reduced. Furthermore, by measuring this flywheel current with current detection circuit 181, the electromagnet current iL flowing through electromagnet winding 151 can be detected.

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。 In other words, if the detected current value is smaller than the current command value, both transistors 161 and 162 are turned on for a time period equivalent to pulse width time Tp1 only once during control cycle Ts (e.g., 100 μs), as shown in FIG. 3. Therefore, during this period, electromagnet current iL increases toward current value iLmax (not shown) that can flow from positive pole 171a to negative pole 171b via transistors 161 and 162.

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。 On the other hand, if the detected current value is greater than the current command value, both transistors 161 and 162 are turned off for a time period equivalent to pulse width time Tp2 only once during the control cycle Ts, as shown in Figure 4. Therefore, during this period, the electromagnet current iL decreases from negative pole 171b to positive pole 171a via diodes 165 and 166 toward the current value iLmin (not shown) that can be regenerated.

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。 In either case, after the pulse width times Tp1 and Tp2 have elapsed, one of transistors 161 and 162 is turned on. Therefore, during this period, a flywheel current is maintained in the amplifier circuit 150.

このような基本構成を有するターボ分子ポンプ100は、図1中の上側(吸気口101の側)が対象機器の側に繋がる吸気部となっており、下側(排気口133を構成する排気ポート15が図中の右側に突出するようベース部129に設けられた側)が、図示を省略する補助ポンプ(バックポンプ)等に繋がる排気部となっている。そして、ターボ分子ポンプ100は、図1に示すような鉛直方向の垂直姿勢のほか、倒立姿勢や水平姿勢、傾斜姿勢でも用いることが可能となっている。 The turbomolecular pump 100 having this basic configuration has an intake section connected to the target device on the upper side in Figure 1 (the side of the intake port 101), and an exhaust section connected to an auxiliary pump (back pump) (not shown) on the lower side (the side on which the exhaust port 15 constituting the exhaust port 133 is provided on the base portion 129 so as to protrude to the right in the figure). Furthermore, the turbomolecular pump 100 can be used in an inverted, horizontal, or inclined position in addition to the vertical position shown in Figure 1.

また、ターボ分子ポンプ100においては、前述の外筒127とベース部129とが組み合わさって1つのケースを構成している。なお、以下では、外筒127とベース部129の両方を合わせて「ケーシング」や「本体ケーシング」などと称する場合がある。また、外筒127のみや、ベース部129のみを「ケーシング」と称してもよい。ターボ分子ポンプ100は、箱状の電装ケース(図示略)と電気的(及び構造的)に接続されており、電装ケースには前述の制御装置200が組み込まれている。 In the turbomolecular pump 100, the aforementioned outer cylinder 127 and base portion 129 are combined to form a single case. In the following, the outer cylinder 127 and base portion 129 may be collectively referred to as the "casing" or "main body casing." Alternatively, only the outer cylinder 127 or only the base portion 129 may be referred to as the "casing." The turbomolecular pump 100 is electrically (and structurally) connected to a box-shaped electrical case (not shown), and the aforementioned control device 200 is incorporated into the electrical case.

ターボ分子ポンプ100の本体ケーシング(ここでは、外筒127とベース部129の組み合わせ)の内部の構成は、モータ121によりロータ軸113等を回転させる回転機構部136と、回転機構部136により回転駆動される排気機構部137に分けることができる。また、排気機構部137は、回転翼102や固定翼123等により構成されるターボ分子ポンプ機構部138と、回転体下部円筒部103bやネジ付スペーサ131等により構成されるネジ溝ポンプ機構部(ホルベック型排気機構部204)に分けて考えることができる。 The internal structure of the main body casing of the turbomolecular pump 100 (here, the combination of the outer cylinder 127 and base portion 129) can be divided into a rotation mechanism portion 136 that rotates the rotor shaft 113, etc. using the motor 121, and an exhaust mechanism portion 137 that is rotationally driven by the rotation mechanism portion 136. Furthermore, the exhaust mechanism portion 137 can be divided into a turbomolecular pump mechanism portion 138 composed of the rotor blades 102, fixed blades 123, etc., and a threaded pump mechanism portion (Hollweck-type exhaust mechanism portion 204) composed of the rotor lower cylindrical portion 103b, threaded spacer 131, etc.

また、前述のパージガス(保護ガス)は、軸受部分や回転翼102等の保護のために使用され、排気ガス(プロセスガス)に因る腐食の防止や、回転翼102の冷却等を行う。このパージガスの供給は、一般的な手法により行うことが可能である。 The aforementioned purge gas (protective gas) is used to protect the bearing parts and rotor blades 102, etc., to prevent corrosion caused by exhaust gas (process gas), and to cool the rotor blades 102. This purge gas can be supplied using conventional methods.

例えば、ベース部129の所定の部位(排気口133に対して90度や120度等離れた位置など)に、径方向に直線状に延びる前述のパージガスポート132を設ける。そして、このパージガスポート132に対し、ベース部129の外側からパージガスボンベ(N2ガスボンベなど)や、流量調節器(弁装置)などを介してパージガスを供給する。 For example, the aforementioned purge gas port 132 extending linearly in the radial direction is provided at a predetermined location on the base portion 129 (such as a position 90 degrees or 120 degrees away from the exhaust port 133). Purge gas is then supplied to this purge gas port 132 from the outside of the base portion 129 via a purge gas cylinder (such as an N2 gas cylinder) or a flow rate regulator (valve device).

前述の保護ベアリング120は、「タッチダウン(T/D)軸受」、「バックアップ軸受」などとも呼ばれる。これらの保護ベアリング120により、例えば万が一電気系統のトラブルや大気突入等のトラブルが生じた場合であっても、ロータ軸113の位置や姿勢を大きく変化させず、回転翼102やその周辺部が損傷しないようになっている。 The aforementioned protective bearings 120 are also known as "touchdown (T/D) bearings" or "backup bearings." These protective bearings 120 prevent the position or attitude of the rotor shaft 113 from changing significantly, even in the unlikely event of a problem with the electrical system or atmospheric inrush, thereby preventing damage to the rotor blades 102 and their surrounding areas.

なお、ターボ分子ポンプ100や回転体103の構造を示す図1では、部品の断面を示すハッチングの記載は、図面が煩雑になるのを避けるため省略している。 In Figure 1, which shows the structure of the turbomolecular pump 100 and the rotor 103, hatching indicating cross sections of components has been omitted to avoid cluttering the drawing.

<ラジカル流路の構成>
前述したように、ターボ分子ポンプ100内部には、生成物が堆積する場合がある。第1実施形態では、図1及び図5(a)に示すようなプラズマ発生装置210を用いて、生成物の洗浄が行われる。
<Configuration of radical flow path>
As described above, products may accumulate inside the turbomolecular pump 100. In the first embodiment, the products are washed away using a plasma generating device 210 as shown in Figures 1 and 5(a).

プラズマ発生装置210は、シリンダ212の内部に、電極(図示略)等を備えている。プラズマ発生装置210は、外部からシリンダ212内に導入される原料ガスの原子に高電圧を印加し、ラジカルを発生させる。原料ガスとして、例えば、NF3(三フッ化窒素)、CF4(四フッ化メタン)等といったガスが用いられる。 The plasma generator 210 is equipped with electrodes (not shown) and other components inside the cylinder 212. The plasma generator 210 applies a high voltage to the atoms of the source gas introduced into the cylinder 212 from the outside, generating radicals. Gases such as NF3 (nitrogen trifluoride) and CF4 (tetrafluoromethane) are used as the source gas.

プラズマ発生装置210は、バルブ装置214と、導入配管216とを介して、ターボ分子ポンプ100の外筒127に接続されている。ここで、図1及び図5(a)では、プラズマ発生装置210、バルブ装置214、及び、導入配管216が、互いに分離した状態で示されているが、これらはフランジを介して気密的に接続される。なお、プラズマ発生装置210、バルブ装置214、及び、導入配管216の少なくとも一部の接続部においては、図示しないクランプ等の部品を用いて接続が行われていてもよい。 The plasma generator 210 is connected to the outer cylinder 127 of the turbomolecular pump 100 via a valve device 214 and an inlet pipe 216. While the plasma generator 210, valve device 214, and inlet pipe 216 are shown separated from one another in FIGS. 1 and 5(a), they are hermetically connected via flanges. Note that at least some of the connections between the plasma generator 210, valve device 214, and inlet pipe 216 may be made using components such as clamps (not shown).

導入配管216は、外筒127に、気密的に接続されている。外筒127の側面には、複数(後述する)のラジカル導入ポート218が設けられている。第1実施形態において、ラジカル導入ポート218は、外筒127を貫通した真円状の孔である。導入配管216における管の部分も真円状に形成されている。導入配管216の内周面はテーパ状に加工されており、導入配管216の内径は、プラズマ発生装置210の側(バルブ装置214の側)から、外筒127の側へ、徐々に小さく変化している。さらに、導入配管216の内部空間とラジカル導入ポート218は、空間的に繋がっている。 The introduction pipe 216 is airtightly connected to the outer cylinder 127. Multiple radical introduction ports 218 (described below) are provided on the side of the outer cylinder 127. In the first embodiment, the radical introduction ports 218 are circular holes that penetrate the outer cylinder 127. The tubular portion of the introduction pipe 216 is also circular. The inner surface of the introduction pipe 216 is tapered, and the inner diameter of the introduction pipe 216 gradually decreases from the plasma generator 210 side (the valve device 214 side) to the outer cylinder 127 side. Furthermore, the internal space of the introduction pipe 216 and the radical introduction ports 218 are spatially connected.

外筒127において、ラジカル導入ポート218、及び、導入配管216は、図6に模式的に示すように、円周方向に120°間隔で配置されている。図6は、ラジカル導入ポート218に接続された導入配管216の位置で、ターボ分子ポンプ100を径方向(外筒127の径方向)に切断した状態(横断面、平断面)を示している。図6では、プラズマ発生装置210、及び、バルブ装置214の図示が省略されているが、プラズマ発生装置210、バルブ装置214、及び、導入配管216の組は、ラジカル導入ポート218毎に設けられている。つまり、第1実施形態では、プラズマ発生装置210、バルブ装置214、及び、導入配管216が、3組備えられている。図1及び図5(a)等の断面は、図6のA-A線に沿った断面である。 In the outer cylinder 127, the radical introduction ports 218 and the introduction pipes 216 are arranged at 120° intervals in the circumferential direction, as shown schematically in FIG. 6. FIG. 6 shows a cross section (horizontal cross section, horizontal cross section) of the turbomolecular pump 100 cut radially (in the radial direction of the outer cylinder 127) at the position of the introduction pipe 216 connected to the radical introduction port 218. While the plasma generator 210 and valve device 214 are not shown in FIG. 6, a set of the plasma generator 210, valve device 214, and introduction pipe 216 is provided for each radical introduction port 218. In other words, in the first embodiment, three sets of the plasma generator 210, valve device 214, and introduction pipe 216 are provided. The cross sections in FIGS. 1 and 5(a), etc., are taken along line A-A in FIG. 6.

図5(a)及び図7(a)に示すように、導入配管216と外筒127との接続は、導入配管216の一方のフランジ部216aを、外筒127に形成された座面127aに突き当てて行われている。図7(a)は、図5(a)におけるラジカル導入ポート218の周囲を拡大して示している。導入配管216のフランジ部216aは、導入配管216の軸方向における途中の部位に配置されている。導入配管216のフランジ部216aと、外筒127の座面127aとの間は、Oリング220により気密的にシールされている。なお、導入配管216の他方のフランジ部216bは、バルブ装置214に気密的に接続されている。 As shown in Figures 5(a) and 7(a), the inlet pipe 216 and the outer cylinder 127 are connected by abutting one flange portion 216a of the inlet pipe 216 against a seating surface 127a formed on the outer cylinder 127. Figure 7(a) shows an enlarged view of the radical inlet port 218 and its surroundings in Figure 5(a). The flange portion 216a of the inlet pipe 216 is located midway along the axial direction of the inlet pipe 216. An O-ring 220 provides an airtight seal between the flange portion 216a of the inlet pipe 216 and the seating surface 127a of the outer cylinder 127. The other flange portion 216b of the inlet pipe 216 is airtightly connected to the valve device 214.

図5(b)及び図7(c)に示すように、導入配管216における軸方向の一端部(外筒127の側の端部)222は、外筒127のラジカル導入ポート218に進入し、外筒127の内側に突出している。図5(b)は、図5(a)における導入配管216と外筒127との接続部を、図5(a)中の上側(吸気口101の側)から見た場合の断面(平断面)を示している。図7(c)は、図5(b)を拡大して示している。 As shown in Figures 5(b) and 7(c), one axial end 222 of the inlet pipe 216 (the end on the outer cylinder 127 side) enters the radical inlet port 218 of the outer cylinder 127 and protrudes inside the outer cylinder 127. Figure 5(b) shows a cross section (planar cross section) of the connection between the inlet pipe 216 and the outer cylinder 127 in Figure 5(a) when viewed from the top (the side of the intake port 101) in Figure 5(a). Figure 7(c) shows an enlarged view of Figure 5(b).

図5(a)に示すように、外筒127の内部においては、ネジ付スペーサ131の外周面に、全周に亘る環状通路(環状溝部232)が形成されている。図7(a)に示すように、環状溝部232は、段付き形状の空間であり、広幅開口部232aと、狭幅開口部232bとを有している。広幅開口部232aは、環状溝部232の外周側に位置している。狭幅開口部232bは、環状溝部232の内周側に位置しており、広幅開口部232aの底面(環状溝部232の内周側に位置する底面)に開口している。そして、環状溝部232は、外筒127の内周面に面しており、ネジ付スペーサ131と、外筒127とにより区画されている。 As shown in FIG. 5(a), inside the outer tube 127, an annular passage (annular groove 232) is formed around the entire circumference on the outer surface of the threaded spacer 131. As shown in FIG. 7(a), the annular groove 232 is a stepped space and has a wide opening 232a and a narrow opening 232b. The wide opening 232a is located on the outer periphery of the annular groove 232. The narrow opening 232b is located on the inner periphery of the annular groove 232 and opens to the bottom surface of the wide opening 232a (the bottom surface located on the inner periphery of the annular groove 232). The annular groove 232 faces the inner periphery of the outer tube 127 and is defined by the threaded spacer 131 and the outer tube 127.

図5(a)及び図7(a)、(b)に示すように、外筒127の内周面に沿って環状溝部232が形成されており、導入配管216の一端部222が、環状溝部232の内部に突出している。図7(b)は、図5(a)の左側における環状溝部232とその周囲を拡大して示している。 As shown in Figures 5(a) and 7(a) and (b), an annular groove 232 is formed along the inner circumferential surface of the outer cylinder 127, and one end 222 of the inlet pipe 216 protrudes into the annular groove 232. Figure 7(b) shows an enlarged view of the annular groove 232 and its surroundings on the left side of Figure 5(a).

図5~図7に示すように、環状溝部232には、ラジカル排出促進構造を構成するマニホールド(分岐管状部品242)が配置されている。図5(b)及び図7(c)に示すように、分岐管状部品242は、1つの導入端部246と、分岐した2つの導出端部248a、248bと、導入端部246及び導出端部248a、248bを繋ぐ主管部250と、を有する管状に形成されている。 As shown in Figures 5 to 7, a manifold (branched tubular part 242) that constitutes the radical exhaust promotion structure is disposed in the annular groove portion 232. As shown in Figures 5(b) and 7(c), the branched tubular part 242 is formed in a tubular shape having one inlet end portion 246, two branched outlet end portions 248a, 248b, and a main pipe portion 250 that connects the inlet end portion 246 and the outlet end portions 248a, 248b.

分岐管状部品242の導入端部246は、部分的に円弧状に湾曲して形成され、導入配管216の一端部222に接続されている。分岐管状部品242の2つの導出端部248a、248bも、円弧状に湾曲して形成され、環状溝部232の広幅開口部232aから、狭幅開口部232bに入り込んでいる。主管部250は、環状溝部232に沿って湾曲する円弧状に形成されている。また、2つの主管部250の分岐部分には、ラジカル導入ポート218の中央部に向いて突出する先鋭な突出部252が形成されている。 The inlet end 246 of the branch tubular part 242 is partially curved in an arc and is connected to one end 222 of the inlet pipe 216. The two outlet ends 248a, 248b of the branch tubular part 242 are also curved in an arc and extend from the wide opening 232a of the annular groove 232 into the narrow opening 232b. The main pipe section 250 is formed in an arc that curves along the annular groove 232. In addition, the branched portion of the two main pipe sections 250 is formed with a sharp protrusion 252 that protrudes toward the center of the radical introduction port 218.

分岐管状部品242の2つの導出端部248a、248bは、ネジ付スペーサ131に設けられた連通口254(図5(a)の左側の部位、及び、図7(b)に示されている)に接続されている。連通口254は、ネジ付スペーサ131における、狭幅開口部232bの底面に開口し、ネジ付スペーサ131を貫通している。そして、連通口254は、ネジ溝131aに面して開口しており、ネジ溝131aと、分岐管状部品242の内部とを空間的に繋げている。 The two outlet ends 248a, 248b of the branch tubular part 242 are connected to a communication port 254 (shown on the left side of Figure 5(a) and in Figure 7(b)) provided in the threaded spacer 131. The communication port 254 opens into the bottom surface of the narrow opening 232b in the threaded spacer 131 and passes through the threaded spacer 131. The communication port 254 opens facing the thread groove 131a, spatially connecting the thread groove 131a with the interior of the branch tubular part 242.

連通口254は、1つの分岐管状部品242に対して2か所ずつ形成されている。第1実施形態では、環状溝部232の全周において合計で6(=2×3)個の連通口254が設けられている。さらに、連通口254の配置は、環状溝部232の周方向に関し、120度毎に、2個を1組として対称的に配置されている。そして、対称的な2つの連通口254の配置に関し、ネジ付スペーサ131の周方向に係る位相(外筒127の周方向に係る移相と同じ)は、対応するラジカル導入ポート218の、外筒127の周方向に係る移相に対して異なっている。 Two communication ports 254 are formed for each branch tubular part 242. In the first embodiment, a total of six (= 2 x 3) communication ports 254 are provided around the entire circumference of the annular groove portion 232. Furthermore, the communication ports 254 are arranged symmetrically in pairs, every 120 degrees, around the circumference of the annular groove portion 232. Furthermore, with regard to the arrangement of the two symmetric communication ports 254, the phase of the threaded spacer 131 in the circumferential direction (the same as the phase shift of the outer cylinder 127 in the circumferential direction) is different from the phase shift of the corresponding radical introduction port 218 in the circumferential direction of the outer cylinder 127.

第1実施形態において、分岐管状部品242の導出端部248a、248bにおける開口の直径は、互いに同じである。また、導入端部246における開口(例えば、真円状の開口)の直径(内径)は、各導出端部248a、248bにおける開口(例えば、真円状の開口)の直径(内径)よりも大きい。なお、これに限定されず、導入端部246における開口の直径(内径)と、各導出端部248a、248bにおける開口の直径(内径)とを同じにしてもよい。また、導入端部246における開口の直径(内径)を、各導出端部248a、248bにおける開口の直径(内径)より小さくしてもよい。さらに、導出端部248a、248bにおける開口の直径(内径)を、互いに異ならせてもよい。 In the first embodiment, the diameters of the openings at the outlet ends 248a and 248b of the branch tubular part 242 are the same. Furthermore, the diameter (inner diameter) of the opening (e.g., a circular opening) at the introduction end 246 is larger than the diameter (inner diameter) of the opening (e.g., a circular opening) at each of the outlet ends 248a and 248b. This is not limited to this, and the diameter (inner diameter) of the opening at the introduction end 246 and the diameter (inner diameter) of the opening at each of the outlet ends 248a and 248b may be the same. Furthermore, the diameter (inner diameter) of the opening at the introduction end 246 may be smaller than the diameter (inner diameter) of the opening at each of the outlet ends 248a and 248b. Furthermore, the diameters (inner diameters) of the openings at the outlet ends 248a and 248b may be different from each other.

分岐管状部品242の導入端部246と、導入配管216の一端部222との接続は、圧入(例えば、分岐管状部品242の導入配管216への圧入)により行われている。また、分岐管状部品242の2つの導出端部248a、248bと、連通口254が形成されたネジ付スペーサ131との接続も、圧入(例えば、分岐管状部品242のネジ付スペーサ131への圧入)により行われている。このようにして、分岐管状部品242は、外筒127に配置されたラジカル導入ポート218と、ネジ付スペーサ131に配置された連通口254とを結んでいる。なお、分岐管状部品242と、導入配管216やネジ付スペーサ131との接続は、圧入以外の方法(例えば溶接等)により行うことも可能である。ただし、圧入のような材料の変形による接続方法を採用した場合のほうが、溶接等のように材料の溶融を伴う接続方法を採用した場合に比べて、部品の分解が容易である。 The inlet end 246 of the branch tubular part 242 is connected to one end 222 of the inlet pipe 216 by press-fitting (e.g., press-fitting the branch tubular part 242 into the inlet pipe 216). The two outlet ends 248a, 248b of the branch tubular part 242 are also connected to the threaded spacer 131, in which the communication port 254 is formed, by press-fitting (e.g., press-fitting the branch tubular part 242 into the threaded spacer 131). In this way, the branch tubular part 242 connects the radical introduction port 218 located in the outer tube 127 to the communication port 254 located in the threaded spacer 131. Note that the branch tubular part 242 can also be connected to the inlet pipe 216 or the threaded spacer 131 by methods other than press-fitting (e.g., welding). However, using a connection method that involves material deformation, such as press-fitting, allows for easier disassembly of the parts than using a connection method that involves material melting, such as welding.

プラズマ発生装置210により生じたラジカルは、開状態に制御されたバルブ装置214、及び、導入配管216を通って、環状溝部232内に分散することなく、流出の分岐管状部品242に導入される。分岐管状部品242に導入されたラジカルは、分岐管状部品242の形状に沿って分流し、導出端部248a、248bと、対応する連通口254とを通って、ネジ溝131a内に排出される。ネジ溝131a内に排出されたラジカルは、主に、ネジ溝ポンプ機構部(ホルベック型排気機構部204)や、排気口133等といった部位の洗浄を行う。なお、ネジ溝131aにおける線条方向の途中に連通口254を設け、回転翼102を回転させた状態でラジカルの導入を行うことにより、ラジカルをターボ分子ポンプ機構部138へ流すことなく、反応生成物が堆積している下流側へ効果的に流すことができる。 Radicals generated by the plasma generator 210 pass through the open valve device 214 and the inlet pipe 216 and are introduced into the outlet branch tubular part 242 without dispersing into the annular groove 232. The radicals introduced into the branch tubular part 242 are diverted along the shape of the branch tubular part 242 and are discharged into the thread groove 131a via the outlet ends 248a, 248b and the corresponding communication ports 254. The radicals discharged into the thread groove 131a primarily clean components such as the thread groove pump mechanism (Hollweck-type exhaust mechanism 204) and the exhaust port 133. By providing the communication port 254 midway along the thread groove 131a and introducing the radicals while the impeller 102 is rotating, the radicals can be effectively directed downstream, where reaction products are accumulating, without flowing into the turbomolecular pump mechanism 138.

<ラジカル排出促進構造>
上述のように、分岐管状部品242は、ラジカル排出促進構造により、ターボ分子ポンプ100に供給されたラジカルを、環状溝部232内で分散させることなく、ラジカル導入ポート218から、連通口254へ、直接的に導く。分岐管状部品242は、環状溝部232内に収まっており(収容されており)、分岐管状部品242の内壁(内面)の面積は、環状溝部232の内壁(内面)の面積よりも小さい。
<Radical exhaust promotion structure>
As described above, the branch tubular part 242 has a radical exhaust promotion structure, and thus guides the radicals supplied to the turbomolecular pump 100 directly from the radical introduction port 218 to the communication port 254 without dispersing them within the annular groove 232. The branch tubular part 242 is contained (accommodated) within the annular groove 232, and the area of the inner wall (inner surface) of the branch tubular part 242 is smaller than the area of the inner wall (inner surface) of the annular groove 232.

ラジカルが衝突することが可能な壁面は、分岐管状部品242の内壁(内面)に制限されている。そして、ラジカルは、環状溝部232内で分散したり、環状溝部232の壁面(内面)に衝突したりすることなく、連通口254に到達する。この結果、ラジカルが、環状溝部232の内壁(内面)に衝突して失活するのを防止することができる。また、連通口254に流入しなかったラジカルが、環状溝部232を多数回に亘り周回するといったことを防止できる。そして、これらのことから、ラジカルを効果的に活用することが可能となる。 The wall surfaces with which radicals can collide are limited to the inner wall (inner surface) of the branched tubular part 242. The radicals reach the communication port 254 without dispersing within the annular groove 232 or colliding with the wall surface (inner surface) of the annular groove 232. As a result, radicals can be prevented from colliding with the inner wall (inner surface) of the annular groove 232 and becoming inactivated. Furthermore, radicals that do not enter the communication port 254 can be prevented from circling the annular groove 232 multiple times. These factors make it possible to effectively utilize radicals.

以下に、上述のようなラジカル排出促進構造について、図11(a)、(b)に示す従来技術と比較して説明する。なお、図11(a)、(b)においては、図1及び図5(a)、(b)等に示す第1実施形態と同様の部分については同一符号が付されている。図11(a)は、従来例のターボ分子ポンプ600を示している。この従来例のターボ分子ポンプ600は、図1及び図5(a)、(b)等に示す分岐管状部品242を備えていない。図11(b)は、図11(a)における導入配管216と外筒127との接続部を、図5(a)中の上側(吸気口101の側)から見た場合の断面(横断面、平断面)を示している。 The radical exhaust promotion structure described above will be explained below in comparison with the conventional technology shown in Figures 11(a) and 11(b). Note that in Figures 11(a) and 11(b), parts similar to those of the first embodiment shown in Figures 1, 5(a), and 5(b), etc., are designated by the same reference numerals. Figure 11(a) shows a conventional turbomolecular pump 600. This conventional turbomolecular pump 600 does not have the branched tubular part 242 shown in Figures 1, 5(a), and 5(b), etc. Figure 11(b) shows a cross section (horizontal cross section, planar cross section) of the connection between the inlet pipe 216 and the outer cylinder 127 in Figure 11(a) when viewed from the top (the side of the intake port 101) in Figure 5(a).

図11(a)、(b)の従来技術における環状溝部632においては、ラジカルの流路に係る幅(ここではロータ軸113等の軸方向に係る長さ)や、当該幅等のパラメータを用いて計算できる断面積が大きいほど、配管抵抗が少なくなり、ラジカルを、外筒127の内部に導入し易くなるという事情がある。また、連通口254については、断面積(開口面積)が、環状溝部632の表面積に対して小さいほど、ラジカルが流入し難くなり、ラジカルの衝突や周回の回数が多くなるという事情がある。 In the annular groove portion 632 of the prior art shown in Figures 11(a) and (b), the larger the width of the radical flow path (here, the length in the axial direction of the rotor shaft 113, etc.) and the larger the cross-sectional area that can be calculated using parameters such as that width, the lower the piping resistance and the easier it is to introduce radicals into the outer cylinder 127. Furthermore, in the case of the communication port 254, the smaller the cross-sectional area (opening area) is relative to the surface area of the annular groove portion 632, the more difficult it is for radicals to flow in, resulting in a greater number of collisions and revolutions of radicals.

さらに、連通口254については、ネジ溝131aの底部に開口していることから、連通口254の直径や断面積を、ネジ溝131aの幅よりも大きくすることはできない。このため、連通口254の直径や断面積を大きくするのに伴って、ネジ溝131aの幅も大きくする必要がある。そして、ネジ溝131aの幅を過度に大きくすると、排気ガスの圧縮に影響が及び、ターボ分子ポンプ100の性能が低下する。したがって、環状溝部632や連通口254の大きさには、適切なバランスがあり、このバランスが崩れるほど、環状溝部632の幅や連通口254を大きくすることはできない。ここで、連通口254の直径や断面積を大きくするほど、ネジ溝131aの幅を大きくする必要が生じる点は、図1及び図5(a)、(b)等に示す第1実施形態においても同様である。 Furthermore, because the communication port 254 opens at the bottom of the thread groove 131a, the diameter and cross-sectional area of the communication port 254 cannot be larger than the width of the thread groove 131a. Therefore, as the diameter and cross-sectional area of the communication port 254 increase, the width of the thread groove 131a must also increase. Furthermore, excessively increasing the width of the thread groove 131a affects the compression of the exhaust gas, reducing the performance of the turbomolecular pump 100. Therefore, there is an appropriate balance between the sizes of the annular groove 632 and the communication port 254, and the width of the annular groove 632 and the communication port 254 cannot be increased to the extent that this balance is disrupted. The same applies to the first embodiment shown in Figures 1 and 5(a), (b), etc., in that the larger the diameter and cross-sectional area of the communication port 254, the larger the width of the thread groove 131a must be.

これらのような事情の下、第1実施形態に係るターボ分子ポンプ100(図1及び図5(a)、(b)等)においては、プラズマ発生装置210に繋がるラジカル導入ポート218と、連通口254との間に、ラジカル排出促進構造を構成する分岐管状部品242が備えられている。ラジカルは、ラジカル導入ポート218から連通口254へ、分岐管状部品242を介して送り込まれる。そして、分岐管状部品242の内壁(内面)の面積は、環状溝部232の内壁(内面)の面積よりも小さい。したがって、従来技術のように、ラジカルを環状溝部232の内壁で衝突させる場合に比べて、ラジカルが衝突し得る部分の面積を抑制でき、ラジカルが連通口254に流入するまでに失活するのを防止できる。そして、ラジカルを有効に活用することが可能となる。 Under these circumstances, the turbomolecular pump 100 according to the first embodiment (see, for example, Figures 1, 5(a), 5(b)) includes a branched tubular component 242, which constitutes a radical exhaust promotion structure, between the radical introduction port 218 connected to the plasma generator 210 and the communication port 254. Radicals are sent from the radical introduction port 218 to the communication port 254 via the branched tubular component 242. The area of the inner wall (inner surface) of the branched tubular component 242 is smaller than the area of the inner wall (inner surface) of the annular groove 232. Therefore, compared to conventional technology in which radicals collide with the inner wall of the annular groove 232, the area of the portion where radicals can collide can be reduced, preventing the radicals from being deactivated before flowing into the communication port 254. This enables the radicals to be utilized effectively.

続いて、図8を用い、ラジカル排出促進構造の例を複数挙げ、これらを従来構造と比較する。図8(a1)、(a2)は、異なる種類のラジカル排出促進構造を模式的に示している。また、図8(b1)、(b2)は、従来の流路の例を模式的に示している。図8(a1)の例では、テーパ管形状が採用されており、図8(b1)の例では、段付き管形状が採用されている。また、図8(a2)の例では、曲管形状が採用されており、図8(b2)の例では、分岐管形状が採用されている。 Next, using Figure 8, we will present several examples of radical exhaust promotion structures and compare them with conventional structures. Figures 8(a1) and (a2) schematically show different types of radical exhaust promotion structures. Figures 8(b1) and (b2) also show schematic examples of conventional flow paths. The example in Figure 8(a1) uses a tapered pipe shape, and the example in Figure 8(b1) uses a stepped pipe shape. The example in Figure 8(a2) uses a curved pipe shape, and the example in Figure 8(b2) uses a branched pipe shape.

これらのうち、従来例を示す図8(b1)の段付き管形状においては、入口を有する太径部分302と、出口を有する細径部分304との間で、急激に断面積が変化する。太径部分302から細径部分304へ向かうラジカル306が、太径部分302から細径部分304との間の段差部分308において、壁面に衝突して逆向きに反射する場合がある。そして、このラジカル306が、細径部分304に進入するには、太径部分302内で、単数回又は複数回の衝突を行う必要がある。このため、このラジカル306が細径部分304に進入できた際には、ラジカル306の、相当程度の活性が失われていることになる。 Of these, in the stepped pipe shape of Figure 8 (b1), which shows a conventional example, the cross-sectional area changes abruptly between the large-diameter portion 302, which has the inlet, and the small-diameter portion 304, which has the outlet. Radicals 306 traveling from the large-diameter portion 302 to the small-diameter portion 304 may collide with the wall at the step 308 between the large-diameter portion 302 and the small-diameter portion 304 and be reflected in the opposite direction. Furthermore, in order for these radicals 306 to enter the small-diameter portion 304, they must undergo one or more collisions within the large-diameter portion 302. Therefore, by the time these radicals 306 are able to enter the small-diameter portion 304, they have lost a significant degree of activity.

ここで、図(b1)中の矢印B1、B2は、ラジカル306を流すべき方向を示している。図(b1)中の矢印Cは、ラジカル306の流れる方向を示している。これらの点は、図8(a1)、(a2)、(b2)においても同様である。 Here, arrows B1 and B2 in Figure (b1) indicate the direction in which radicals 306 should flow. Arrow C in Figure (b1) indicates the direction in which radicals 306 flow. These points are also true for Figures 8 (a1), (a2), and (b2).

上述のような段付き管形状に対し、ラジカル排出促進構造の例を示す図8(a1)のテーパ管形状においては、断面積が、入り口側から出口側へ徐々に減少する。このテーパ管形状では、ラジカル306が内壁において反射した場合でも、流れ方向へ向かって反射し易く、全体的には、出口方向へ向かう流れの向きは維持される。したがって、図8(b1)の段付き管形状と比べ、ラジカル306の、内壁での衝突回数を抑制でき、ラジカル306の失活を防止できるそして、ラジカルを有効に活用することが可能である。 In contrast to the stepped pipe shape described above, the tapered pipe shape of Figure 8 (a1), which shows an example of a radical exhaust promotion structure, has a cross-sectional area that gradually decreases from the inlet side to the outlet side. With this tapered pipe shape, even if radicals 306 are reflected on the inner wall, they are more likely to be reflected back in the flow direction, and the overall flow direction toward the outlet is maintained. Therefore, compared to the stepped pipe shape of Figure 8 (b1), the number of collisions of radicals 306 with the inner wall can be reduced, preventing deactivation of radicals 306 and enabling effective use of radicals.

続いて、従来例を示す図8(b2)の例の分岐管形状においては、枝分かれ構造が形成されている。そして、入口を有する主管部分312の途中の部位に、出口を有する分岐管部分314が、垂直に接続されている。この分岐管形状においては、主管部分312から分岐管部分314に流入せず、分岐管部分314を素通りするラジカルが発生する。分岐管部分314に、偶々流入するラジカル316があると、このラジカル316が、出口に向かう。このような分岐管形状の場合、ラジカル316が、分岐管部分314を通り過ぎてしまうことがある。そして、主管部分312が、環状に形成されている場合は、ラジカルが周回することとなる。 Next, in the branch pipe shape of the example shown in Figure 8 (b2), which illustrates a conventional example, a branched structure is formed. A branch pipe section 314 with an outlet is connected perpendicularly to a portion of the main pipe section 312 with an inlet. In this branch pipe shape, radicals are generated that do not flow from the main pipe section 312 into the branch pipe section 314 but pass through the branch pipe section 314. If a radical 316 happens to flow into the branch pipe section 314, this radical 316 will head toward the outlet. In this branch pipe shape, the radical 316 may pass through the branch pipe section 314. If the main pipe section 312 is formed in a ring shape, the radical will circulate.

これに対し、ラジカル排出促進構造の例を示す図8(a2)の例の曲管形状においては、流路が枝分かれしておらず、ラジカルが、出口に向かうことなく通り過ぎるといったことがない。そして、ラジカルの周回や、ラジカルの、内壁での衝突回数を抑制でき、ラジカルを効果的に活用できる。 In contrast, in the curved pipe shape of the example shown in Figure 8(a2), which shows an example of a radical discharge promotion structure, the flow path does not branch, and radicals do not pass by without heading toward the outlet. This reduces the number of radical circulations and collisions with the inner wall, allowing radicals to be used effectively.

図1及び図5(a)、(b)等に示す第1実施形態において、分岐管状部品242の導入端部246における開口の直径は、各導出端部248a、248bにおける開口の直径よりも大きい。このため、導入端部246と、個々の導出端部248a、248bとの関係は、この点において、図8(a1)のテーパ管形状に該当する。また、第1実施形態において、ラジカルの流路は、環状溝部232から連通口254へ分岐するのではなく、ラジカル導入ポート218から連通口254へ、直接的に繋がっている。したがって、導入端部246と、個々の導出端部248a、248bとの関係は、図8(a2)の曲管形状にも該当する。 In the first embodiment shown in Figures 1, 5(a), (b), etc., the diameter of the opening at the inlet end 246 of the branched tubular part 242 is larger than the diameter of the opening at each outlet end 248a, 248b. Therefore, in this respect, the relationship between the inlet end 246 and the individual outlet ends 248a, 248b corresponds to the tapered tube shape of Figure 8(a1). Furthermore, in the first embodiment, the radical flow path does not branch from the annular groove 232 to the communication port 254, but rather connects directly from the radical inlet port 218 to the communication port 254. Therefore, the relationship between the inlet end 246 and the individual outlet ends 248a, 248b also corresponds to the curved tube shape of Figure 8(a2).

このような考えに基づき、発明者等は、図1及び図5(a)、(b)等に示す分岐管状部品242のような構造や、図8(a1)、(a2)に示すテーパ管形状や曲管形状等を有する構造を、「ラジカル排出促進構造」と称することとした。そして、このような「ラジカル排出促進構造」をターボ分子ポンプ100に備えることにより、ラジカルを有効に活用できるようにした。なお、「ラジカル排出促進構造」は、例えば、「ラジカル失活防止構造」や、「ラジカル有効活用構造」、或いは、「流路断面積急激減少抑制構造」などと称することも可能である。また、「ラジカル排出促進構造」を有するラジカル流路を、「ラジカル排出促進構造を有するラジカル流路部」などと称することも可能である。 Based on this idea, the inventors have decided to refer to structures such as the branched tubular component 242 shown in Figures 1 and 5(a) and (b), as well as structures having tapered or curved pipe shapes such as those shown in Figures 8(a1) and (a2), as "radical exhaust promotion structures." By providing such "radical exhaust promotion structures" in the turbomolecular pump 100, radicals can be effectively utilized. The "radical exhaust promotion structure" can also be referred to as, for example, a "radical deactivation prevention structure," a "radical effective utilization structure," or a "structure for suppressing a sudden decrease in the flow path cross-sectional area." A radical flow path having a "radical exhaust promotion structure" can also be referred to as a "radical flow path portion having a radical exhaust promotion structure."

なお、連通口254の数を増やせば、ネジ溝131aへのラジカルの導入を効率よく行うことができる。この場合、連通口254の数の増加に合わせて、プラズマ発生装置210の数を増やしたり、分岐管状部品242における分岐数を増やしたりすることによって対応することが可能である。ただし、プラズマ発生装置210の数を増やすことにより、コストは増加する。第1実施形態においては、プラズマ発生装置210の数を3個(3台、3機など)とし、分岐管状部品242における分岐数を2として、6個(6箇所)の連通口254から、ネジ溝131aへのラジカルの導入を行っている。このため、コストを抑制しつつ、ラジカルの有効活用が可能である。 Increasing the number of communication ports 254 allows for more efficient introduction of radicals into the thread groove 131a. In this case, it is possible to increase the number of plasma generators 210 or the number of branches in the branch tubular part 242 in accordance with the increase in the number of communication ports 254. However, increasing the number of plasma generators 210 increases costs. In the first embodiment, the number of plasma generators 210 is three (three units, three devices, etc.), the number of branches in the branch tubular part 242 is two, and radicals are introduced into the thread groove 131a from six communication ports 254 (six locations). This makes it possible to effectively utilize radicals while keeping costs down.

また、図示は省略するが、1個のプラズマ発生装置210から1個のみの連通口254にラジカルを供給するようにしてもよい。さらに、同じく図示は省略するが、ネジ溝131aの条数が複数である場合に、各条に1個の連通口254を設け、各連通口254に、1個のプラズマ発生装置を設けることも可能である。 Also, although not shown in the figures, radicals may be supplied from one plasma generator 210 to only one communication port 254. Furthermore, although also not shown in the figures, if the screw groove 131a has multiple threads, it is possible to provide one communication port 254 for each thread and to provide one plasma generator for each communication port 254.

また、第1実施形態では、分岐管状部品242の導入端部246と、導出端部248a、248bとが、少なくとも一部が円弧状に湾曲した形状に形成されている。しかし、これに限定されず、例えば、導入端部246と、導出端部248a、248bとを可能な限り直線状に形成し、主管部250と合わせて全体が直管状になるように形成してもよい。このようにすることで、ラジカルが内壁に衝突する回数を、全体としてより一層低減できる。 Furthermore, in the first embodiment, the inlet end 246 and outlet end 248a, 248b of the branch tubular part 242 are formed with at least a portion curved in an arc. However, this is not limited to this. For example, the inlet end 246 and outlet end 248a, 248b may be formed as linearly as possible, and together with the main pipe portion 250, the entire pipe may be formed into a straight pipe. By doing so, the number of times radicals collide with the inner wall can be further reduced overall.

<ラジカル排出促進構造に対する表面処理>
ラジカルの衝突による失活の程度は、衝突する面(衝突面)の素材が金属である場合に大きくなる。金属としては、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を挙げることができる。このため、第1実施形態においては、ラジカルが衝突し得る金属材料の表面に、非金属化表面処理が施されている。非金属化表面処理としては、アルマイト処理や、セラミックコーティングを挙げることができる。
<Surface treatment for radical emission promoting structure>
The degree of deactivation due to radical collision is greater when the material of the collision surface (collision surface) is metal. Examples of metals include aluminum, iron, stainless steel, copper, and alloys containing these metals as components. For this reason, in the first embodiment, a non-metallized surface treatment is applied to the surface of the metal material with which radicals may collide. Examples of non-metallized surface treatments include anodizing and ceramic coating.

ラジカルが衝突し得る金属製の部品としては、分岐管状部品242、ネジ付スペーサ131、及び、外筒127のうちの少なくともいずれかを挙げることができる。また、分岐管状部品242に係る非金属化表面処理の対象部位として、ラジカル排出促進構造が設けられた分岐管状部品242の全体や、内壁面、又は、内壁面を含む分岐管状部品242の一部などを挙げることができる。 Examples of metal parts that may be hit by radicals include at least one of the branched tubular part 242, the threaded spacer 131, and the outer tube 127. Furthermore, examples of areas that may be subjected to the non-metallized surface treatment on the branched tubular part 242 include the entire branched tubular part 242 provided with a radical exhaust promotion structure, the inner wall surface, or a portion of the branched tubular part 242 including the inner wall surface.

また、ネジ付スペーサ131に係る非金属化表面処理の対象部位として、ネジ付スペーサ131の全体や、内壁面、又は、内壁面を含むネジ付スペーサ131の一部などを挙げることができる。さらに、外筒127に係る非金属化表面処理の対象部位として、外筒127の全体、ラジカル導入ポート128の内壁面、又は、ラジカル導入ポート128の内壁面を含む外筒127の一部などを挙げることができる。 Furthermore, examples of the target areas for the non-metallizing surface treatment on the threaded spacer 131 include the entire threaded spacer 131, the inner wall surface, or a portion of the threaded spacer 131 including the inner wall surface. Furthermore, examples of the target areas for the non-metallizing surface treatment on the outer tube 127 include the entire outer tube 127, the inner wall surface of the radical introduction port 128, or a portion of the outer tube 127 including the inner wall surface of the radical introduction port 128.

このように、ラジカルが衝突し得る金属製の部品の少なくとも一部に非金属化表面処理を施すことにより、ラジカルが衝突し得る部位を非金属化できる。そして、ラジカルの失活をより一層防止でき、ラジカルをより有効に活用することが可能となる。なお、導入配管216にも同様に、非金属化表面処理を施してもよい。 In this way, by applying a non-metallic surface treatment to at least a portion of the metal parts that radicals may collide with, the areas where radicals may collide can be non-metallicized. This further prevents radical deactivation, allowing the radicals to be used more effectively. The inlet pipe 216 may also be similarly subjected to a non-metallic surface treatment.

なお、第1実施形態において、環状溝部232は、ネジ付スペーサ131に形成されているが、これに限定されず、他の部品(真空ポンプ構成部品)に形成されていてもよい。他の部品としては、例えば、外筒127、ベース部129を挙げることができる。また、環状溝部232は、複数の部品に形成された溝を組み合わせて構成されていてもよい。複数の部品としては、例えば、ネジ付スペーサ131と外筒127、ネジ付スペーサ131と外筒127とベース部129、などの組み合わせを挙げることができる。 In the first embodiment, the annular groove 232 is formed in the threaded spacer 131, but this is not limited to this and it may be formed in other parts (vacuum pump components). Examples of other parts include the outer cylinder 127 and the base portion 129. The annular groove 232 may also be formed by combining grooves formed in multiple parts. Examples of multiple parts include combinations of the threaded spacer 131 and the outer cylinder 127, or the threaded spacer 131, the outer cylinder 127, and the base portion 129.

このように形成された環状溝部232に、ラジカル排出促進構造を有する管状部品(分岐管状部品242など)を設けることが可能である。そして、どの真空ポンプ構成部品に、管状部品(分岐管状部品242など)を配置してもよく、或いは、複数の真空ポンプ構成部品に跨るように、管状部品(分岐管状部品242など)を設けてもよい。つまり、ケーシング(ケーシングを構成する外筒127、ベース部129、外筒127とベース部129の組み合わせなど)、及び、前記排気機構(ホルベック型排気機構部204を構成するネジ付スペーサ131など)のうちの少なくとも一方に設けられた溝(環状溝部232など)に、管状部品(分岐管状部品242など)を配置することが可能である。 A tubular part (such as the branched tubular part 242) having a radical exhaust-promoting structure can be provided in the annular groove 232 thus formed. The tubular part (such as the branched tubular part 242) can be disposed in any vacuum pump component, or the tubular part (such as the branched tubular part 242) can be provided so as to span multiple vacuum pump components. In other words, a tubular part (such as the annular groove 232) can be disposed in a groove (such as the annular groove 232) provided in at least one of the casing (such as the outer cylinder 127, base 129, or combination of the outer cylinder 127 and base 129 that constitute the casing) and the exhaust mechanism (such as the threaded spacer 131 that constitutes the Holweck-type exhaust mechanism 204).

<第2実施形態>
次に、本発明の真空ポンプに係る第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同様な部分については同一符号を付すか、或いは、符号を省略し、適宜説明を省略する。図9(a)は、第2実施形態に係るターボ分子ポンプ400を縦断して示しており、図9(b)は、図9(a)における導入配管216と外筒127との接続部を、図9(a)中の上側(吸気口101の側)から見た場合の断面(平断面)を示している。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the vacuum pump of the present invention will be described. Note that parts similar to those in the first embodiment are given the same reference numerals, or the reference numerals are omitted and descriptions thereof will be omitted as appropriate. Fig. 9(a) shows a longitudinal section of a turbomolecular pump 400 according to the second embodiment, and Fig. 9(b) shows a cross section (planar cross section) of the connection portion between the inlet pipe 216 and the outer cylinder 127 in Fig. 9(a) as viewed from the top (the side of the intake port 101) in Fig. 9(a).

第2実施形態において、ラジカル排出促進構造は、ネジ付スペーサ131の円弧状溝部432により形成されている。円弧状溝部432は、円弧状の空間であり、ネジ付スペーサ131の外周面に、周方向に沿って延びている。円弧状溝部432の数は3個であり、120度毎に配置されている。図9(b)は、円弧状溝部432を1つのみ示している。そして、円弧状溝部432は、外筒127の内周面に面しており、ネジ付スペーサ131と、外筒127とにより区画されている。 In the second embodiment, the radical exhaust promotion structure is formed by an arc-shaped groove 432 in the threaded spacer 131. The arc-shaped groove 432 is an arc-shaped space that extends circumferentially on the outer peripheral surface of the threaded spacer 131. There are three arc-shaped grooves 432, arranged at 120-degree intervals. Figure 9(b) shows only one arc-shaped groove 432. The arc-shaped groove 432 faces the inner peripheral surface of the outer cylinder 127 and is defined by the threaded spacer 131 and the outer cylinder 127.

円弧状溝部432は、円弧状の主流路部450と、各端部428a、428bを有している。主流路部450は、長さ方向(ネジ付スペーサ131の周方向)の中央部426において、外筒127のラジカル導入ポート218に、空間的に繋がっている。 The arc-shaped groove 432 has an arc-shaped main flow path portion 450 and each end portion 428a, 428b. The main flow path portion 450 is spatially connected to the radical introduction port 218 of the outer cylinder 127 at the center portion 426 in the longitudinal direction (circumferential direction of the threaded spacer 131).

円弧状溝部432の内壁の、ラジカル導入ポート218に対向して面した部位には、案内部482が設けられている。案内部482は、板状の素材を、中央に先鋭な突出部452を有する形状に加工して形成されており、円弧状溝部432の内壁に、複数のビス484を介して固定されている。突出部452は、その先端部を、ラジカル導入ポート218の中央部に向けている。 A guide portion 482 is provided on the inner wall of the arc-shaped groove portion 432 in a portion facing the radical introduction port 218. The guide portion 482 is formed by processing a plate-shaped material into a shape with a sharp protrusion 452 in the center, and is fixed to the inner wall of the arc-shaped groove portion 432 via multiple screws 484. The tip of the protrusion 452 faces toward the center of the radical introduction port 218.

案内部482の材料としては、金属を採用することが可能である。金属としては、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を挙げることができる。 The guide portion 482 can be made of a metal. Examples of metals include aluminum, iron, stainless steel, copper, and alloys containing these metals.

円弧状溝部432の各端部428a、428bは、少なくとも一部が円弧状に形成され、ネジ付スペーサ131に設けられた連通口454と空間的に繋がっている。図9(b)に示すように、円弧状溝部432の各端部428a、428bは、円弧状に形成されており、ラジカル導入ポート218から連通口454に空間的繋がる位置に達して閉じている(閉鎖されている)。 Each end 428a, 428b of the arc-shaped groove 432 is at least partially formed in an arc shape and spatially connected to the communication port 454 provided in the threaded spacer 131. As shown in Figure 9(b), each end 428a, 428b of the arc-shaped groove 432 is formed in an arc shape and closes (is closed) at a position where it spatially connects from the radical introduction port 218 to the communication port 454.

連通口454は、ネジ付スペーサ131における、円弧状溝部432の底部を貫通し、ネジ溝131aと、円弧状溝部432の内部とを空間的に繋げている。連通口454は、1つの円弧状溝部432に対して2か所ずつ形成されている。本実施形態では、ネジ付スペーサ131の全周において合計で6(=2×3)個の連通口454が設けられている。そして、連通口454の配置は、ネジ付スペーサ131の周方向に関し、120度毎に、2個を1組として対称的に配置されている。 The communication openings 454 penetrate the bottom of the arc-shaped groove portion 432 in the threaded spacer 131, spatially connecting the thread groove 131a with the interior of the arc-shaped groove portion 432. Two communication openings 454 are formed for each arc-shaped groove portion 432. In this embodiment, a total of six (= 2 x 3) communication openings 454 are provided around the entire circumference of the threaded spacer 131. The communication openings 454 are arranged symmetrically in pairs, every 120 degrees around the circumference of the threaded spacer 131.

連通口454における開口(ここでは真円状の開口)の直径(内径)は、ラジカル導入ポート218における開口(ここでは真円状の開口)の直径(内径)よりも小さい。さらに、円弧状溝部432は、主流路部450から各端部428a、428b、及び、連通口454にかけて、内壁が、可能な限り段差を生じることなく滑らかに連続するように形成されている。また、主流路部450、及び、各端部428a、428bは、流路の大きさ(断面積、流路面積)が可能な限り変化しないように形成されている。このようにして、円弧状溝部432は、外筒127に配置されたラジカル導入ポート218と、ネジ付スペーサ131に配置された連通口454とを結んでいる。 The diameter (inner diameter) of the opening (here, a circular opening) at the communication port 454 is smaller than the diameter (inner diameter) of the opening (here, a circular opening) at the radical introduction port 218. Furthermore, the arc-shaped groove 432 is formed so that the inner wall is smoothly continuous from the main flow path portion 450 to each end portion 428a, 428b and the communication port 454, with as few steps as possible. Furthermore, the main flow path portion 450 and each end portion 428a, 428b are formed so that the size of the flow path (cross-sectional area, flow area) changes as little as possible. In this way, the arc-shaped groove 432 connects the radical introduction port 218 located in the outer cylinder 127 to the communication port 454 located in the threaded spacer 131.

プラズマ発生装置210により生じたラジカルは、開状態に制御されたバルブ装置214、及び、導入配管216を通って、円弧状溝部432に流入する。円弧状溝部432に流入したラジカルは、案内部482の形状に沿って分流され、円弧状溝部432の長さ方向に案内される。さらに、ラジカルは、円弧状溝部432の各端部428a、428bにおいて、連通口454に向かい、連通口454を通って、ネジ溝131a内に排出される。ネジ溝131a内に排出されたラジカルは、主に、ネジ溝ポンプ機構部(ホルベック型排気機構部204)や、ネジ溝ポンプ機構部(ホルベック型排気機構部204)とターボ分子ポンプ機構部138との境界部付近等といった部位の洗浄を行う。 The radicals generated by the plasma generator 210 flow into the arc-shaped groove 432 through the valve device 214, which is controlled to an open state, and the inlet pipe 216. The radicals that flow into the arc-shaped groove 432 are diverted along the shape of the guide section 482 and guided along the length of the arc-shaped groove 432. Furthermore, the radicals flow toward the communication port 454 at each end 428a, 428b of the arc-shaped groove 432, pass through the communication port 454, and are discharged into the thread groove 131a. The radicals discharged into the thread groove 131a primarily clean areas such as the thread groove pump mechanism (Hollweck-type exhaust mechanism 204) and the boundary between the thread groove pump mechanism (Hollweck-type exhaust mechanism 204) and the turbomolecular pump mechanism 138.

この第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、ラジカルが衝突し得る金属製の部品に対する非金属化表面処理が行われている。非金属化表面処理としては、アルマイト処理や、セラミックコーティングを挙げることができる。ラジカルが衝突し得る金属製の部品として、円弧状溝部432が形成されたネジ付スペーサ131、ネジ付スペーサ131に固定される案内部482やビス484、及び、ラジカル導入ポート128が形成された外筒127を挙げることができる。 In this second embodiment, as in the first embodiment, non-metallizing surface treatment is performed on metal components with which radicals may collide. Examples of non-metallizing surface treatments include anodizing and ceramic coating. Examples of metal components with which radicals may collide include the threaded spacer 131 with the arc-shaped groove 432 formed therein, the guide portion 482 and screw 484 fixed to the threaded spacer 131, and the outer cylinder 127 with the radical introduction port 128 formed therein.

案内部482やビス484に係る非金属化表面処理の対象部位として、案内部482及びビス484の全体や、ラジカルが衝突し得る一部などを挙げることができる。ネジ付スペーサ131と外筒127に係る非金属化表面処理の対象部位は、第1実施形態と同様である。 The target areas of the non-metallized surface treatment on the guide portion 482 and the screw 484 include the entire guide portion 482 and the screw 484, as well as portions where radicals may collide. The target areas of the non-metallized surface treatment on the threaded spacer 131 and the outer tube 127 are the same as those in the first embodiment.

このように、ラジカルが衝突し得る金属製の部品の少なくとも一部に非金属化表面処理を施すことにより、ラジカルが衝突し得る部位を非金属化できる。そして、ラジカルの失活をより一層防止でき、ラジカルをより有効に活用することが可能となる。 In this way, by applying a demetallizing surface treatment to at least a portion of a metal part that may be hit by radicals, the areas that may be hit by radicals can be demetallized. This further prevents radicals from being deactivated, allowing them to be used more effectively.

以上説明したような第2実施形態のターボ分子ポンプ400によれば、ラジカルを、大きく分散させたり、周回させたりすることなく、ラジカル導入ポート218から、連通口454へ、直接的に導くことができる。そして、第1実施形態と同様な発明の効果を奏することが可能である。さらに、ネジ付スペーサ131の円弧状溝部432に、直接的にラジカル排出促進構造が形成されていることから、第1実施形態の分岐管状部品242のような複雑な形状の部品が不要である。なお、第2実施形態に係る円弧状溝部432のラジカル排出促進構造も、図8(a1)のテーパ管形状や、図8(a2)の曲管形状に該当する。 As described above, the turbomolecular pump 400 of the second embodiment can introduce radicals directly from the radical introduction port 218 to the communication port 454 without significantly dispersing or circulating them. This makes it possible to achieve the same effects as the first embodiment. Furthermore, because the radical exhaust promotion structure is formed directly in the arc-shaped groove portion 432 of the threaded spacer 131, a component with a complex shape, such as the branched tubular component 242 of the first embodiment, is not required. The radical exhaust promotion structure of the arc-shaped groove portion 432 of the second embodiment also corresponds to the tapered pipe shape of Figure 8(a1) or the curved pipe shape of Figure 8(a2).

なお、第2実施形態において、円弧状溝部432は、ネジ付スペーサ131に形成されているが、これに限定されず、他の部品(真空ポンプ構成部品)に形成されていてもよい。他の部品としては、例えば、外筒127、ベース部129を挙げることができる。また、円弧状溝部432は、複数の部品に形成された溝を組み合わせて構成されていてもよい。複数の部品としては、例えば、ネジ付スペーサ131と外筒127、ネジ付スペーサ131と外筒127とベース部129、などの組み合わせを挙げることができる。 In the second embodiment, the arc-shaped groove 432 is formed in the threaded spacer 131, but this is not limited to this and it may be formed in other parts (vacuum pump components). Examples of other parts include the outer cylinder 127 and the base portion 129. The arc-shaped groove 432 may also be formed by combining grooves formed in multiple parts. Examples of multiple parts include combinations of the threaded spacer 131 and the outer cylinder 127, or the threaded spacer 131, the outer cylinder 127, and the base portion 129.

このように形成された円弧状溝部432により、ラジカル排出促進構造を構成することが可能である。そして、どの真空ポンプ構成部品に、溝(円弧状溝部432など)が形成されていてもよく、或いは、複数の真空ポンプ構成部品に跨るように、溝(円弧状溝部432など)が形成されていてもよい。つまり、ラジカル排出促進構造を、ケーシング(ケーシングを構成する外筒127、ベース部129、外筒127とベース部129の組み合わせなど)、及び、前記排気機構(ホルベック型排気機構部204を構成するネジ付スペーサ131など)のうちの少なくとも一方に設けられた溝(円弧状溝部432など)により構成することが可能である。 The arc-shaped groove 432 formed in this manner can form a radical exhaust promotion structure. The groove (such as the arc-shaped groove 432) can be formed in any of the vacuum pump components, or the groove (such as the arc-shaped groove 432) can be formed across multiple vacuum pump components. In other words, the radical exhaust promotion structure can be formed by a groove (such as the arc-shaped groove 432) provided in at least one of the casing (such as the outer cylinder 127, base 129, or combination of the outer cylinder 127 and base 129 that form the casing) and the exhaust mechanism (such as the threaded spacer 131 that forms the Holweck-type exhaust mechanism 204).

また、第1実施形態や第2実施形態においては、プラズマ発生装置210の数を3個(3台、3機など)とし、分岐管状部品242や円弧状溝部432における分岐数を2として、プラズマ発生装置210の数よりも多い個数(6個(6箇所))の連通口254、454から、ネジ溝131aへラジカルが導入されている。そして、ネジ溝131aの数と、連通口254、454の数の関係については、個々のネジ溝131aに対して、1個の連通口254が配置されるのが理想である。第1実施形態や第2実施形態においては、分岐管状部品242における分岐数を適宜設定することで、個々のネジ溝131aにラジカルを導入できる構造が実現されている。 In addition, in the first and second embodiments, the number of plasma generators 210 is three (three units, three devices, etc.), the number of branches in the branched tubular part 242 and the arc-shaped groove portion 432 is two, and radicals are introduced into the thread groove 131a from six (six locations) communication ports 254, 454, which is greater than the number of plasma generators 210. Regarding the relationship between the number of thread grooves 131a and the number of communication ports 254, 454, ideally, one communication port 254 is provided for each thread groove 131a. In the first and second embodiments, by appropriately setting the number of branches in the branched tubular part 242, a structure is realized that allows radicals to be introduced into each thread groove 131a.

<第3実施形態>
次に、本発明の真空ポンプに係る第3実施形態について説明する。なお、第1実施形態又は第2実施形態と同様な部分については同一符号を付すか、或いは、符号を省略し、適宜説明を省略する。図10は、第2実施形態に係るターボ分子ポンプ500を縦断して示している。
Third Embodiment
Next, a third embodiment of the vacuum pump of the present invention will be described. The same reference numerals are used to designate the same parts as those in the first or second embodiment, or the reference numerals are omitted and the description thereof will be omitted as appropriate. Fig. 10 shows a longitudinal section of a turbomolecular pump 500 according to the second embodiment.

第1実施形態と第2実施形態とにおいては、排気機構部137のネジ溝ポンプ機構部として、ホルベック型排気機構部204が備えられていた。しかし、第3実施形態においては、排気機構部137のネジ溝ポンプ機構部として、シグバーン型排気機構部504が備えられている。第3実施形態は、シグバーン型排気機構部504を備えたターボ分子ポンプに、第1実施形態又は第2実施形態のようなラジカル排出促進構造を組み合わせたものである。図10には、シグバーン型排気機構部504が示され、図示が煩雑になるのを避けるため、第1実施形態又は第2実施形態のようなラジカル排出促進構造の図示は省略されている。 In the first and second embodiments, a Holweck-type exhaust mechanism 204 was provided as the thread groove pump mechanism of the exhaust mechanism 137. However, in the third embodiment, a Sigburn-type exhaust mechanism 504 is provided as the thread groove pump mechanism of the exhaust mechanism 137. The third embodiment combines a turbomolecular pump equipped with a Sigburn-type exhaust mechanism 504 with a radical exhaust promotion structure such as that of the first or second embodiment. Figure 10 shows the Sigburn-type exhaust mechanism 504, and to avoid cluttering the illustration, the radical exhaust promotion structure such as that of the first or second embodiment is omitted.

シグバーン型排気機構部504においては、回転体103に設けられた回転円板506a、506bと、スペーサ508a、508bに設けられた固定円板510a、510bとの間の隙間に、山部512により仕切られた渦巻き状溝流路514が複数形成されている。そして、シグバーン型排気機構部504は、渦巻き状溝流路514内に拡散した気体分子に対し、回転円板506a、506bにより接線方向の運動量を与え、渦巻き状溝流路514により排気方向へ向けて優位な方向性を与えて排気を行うようになっている。 In the Sigburn exhaust mechanism 504, multiple spiral groove channels 514 separated by ridges 512 are formed in the gap between the rotating disks 506a and 506b mounted on the rotor 103 and the fixed disks 510a and 510b mounted on the spacers 508a and 508b. The Sigburn exhaust mechanism 504 imparts tangential momentum to gas molecules diffused within the spiral groove channels 514 via the rotating disks 506a and 506b, and the spiral groove channels 514 provide preferential directionality in the exhaust direction, thereby exhausting the gas.

なお、山部512や渦巻き状溝流路514は、回転円板506a、506bと固定円板510a、510bの少なくともどちらか一方に設けられる。また、シグバーン型排気機構部504としては、一般的な構造を採用できる。 The ridges 512 and spiral groove channels 514 are provided on at least one of the rotating disks 506a, 506b and the fixed disks 510a, 510b. A general structure can be used for the Sigburn-type exhaust mechanism 504.

このようなシグバーン型排気機構部504と繋がるプラズマ流路に関しても、ラジカル排出促進構造を適用することが可能である。第3実施形態においては、外筒127に設けられたラジカル導入ポート218に、導入配管216が進入している。スペーサ508aと508bの境界部における外周面に、円弧状溝部532が形成されている。第3実施形態において、円弧状溝部532は、第2実施形態の円弧状溝部432(図9(a)、(b))と同様のラジカル排出促進構造を有するものとなっている。また、第3実施形態においては、第2実施形態に係る案内部482等も備えられているが、図10においては、案内部482等の図示は省略されている。 A radical exhaust promotion structure can also be applied to the plasma flow path connected to this Sigburn-type exhaust mechanism 504. In the third embodiment, the inlet pipe 216 enters the radical introduction port 218 provided in the outer cylinder 127. An arc-shaped groove 532 is formed on the outer peripheral surface at the boundary between spacers 508a and 508b. In the third embodiment, the arc-shaped groove 532 has a radical exhaust promotion structure similar to the arc-shaped groove 432 of the second embodiment (Figures 9(a) and (b)). The third embodiment also includes the guide 482 and the like of the second embodiment, but the guide 482 and the like are not shown in Figure 10.

円弧状溝部532は、第2実施形態と同様に、ラジカル導入ポート218に空間的に繋がっている。また、円弧状溝部532の両端には、第2実施形態と同様に、連通口554が空間的に繋がっている。連通口554は、固定円板510a、510bの間の空間に面して、例えば真円状に開口しており、一方の固定円板510b(固定円板510a、510bのうち、ターボ分子ポンプ500の排気側に位置する固定円板510b)の両板面に形成された渦巻き状溝流路514に空間的に繋がっている。このようにして、円弧状溝部532は、外筒127に配置されたラジカル導入ポート218と、スペーサ508a、508bの間に形成された連通口554とを結んでいる。 As in the second embodiment, the arc-shaped groove 532 is spatially connected to the radical introduction port 218. Also, as in the second embodiment, communication ports 554 are spatially connected to both ends of the arc-shaped groove 532. The communication ports 554 open, for example in a perfect circle, facing the space between the fixed disks 510a and 510b, and are spatially connected to the spiral groove channels 514 formed on both plate surfaces of one of the fixed disks 510b (the fixed disk 510b located on the exhaust side of the turbomolecular pump 500, out of the fixed disks 510a and 510b). In this way, the arc-shaped groove 532 connects the radical introduction port 218 located in the outer cylinder 127 to the communication port 554 formed between the spacers 508a and 508b.

プラズマ発生装置210により生じたラジカルは、開状態に制御されたバルブ装置214、及び、導入配管216を通って、円弧状溝部532に流入する。円弧状溝部532に流入したラジカルは、円弧状溝部532に沿って流れ、連通口554を通って、渦巻き状溝流路514内に排出される。渦巻き状溝流路514内に排出されたラジカルは、主に、ネジ溝ポンプ機構部(シグバーン型排気機構部504)や、排気口133等といった部位の洗浄を行う。 The radicals generated by the plasma generator 210 flow into the arc-shaped groove 532 through the valve device 214, which is controlled to an open state, and the inlet pipe 216. The radicals that flow into the arc-shaped groove 532 flow along the arc-shaped groove 532 and are discharged into the spiral groove flow path 514 through the communication port 554. The radicals discharged into the spiral groove flow path 514 mainly clean areas such as the thread groove pump mechanism (Sigburn-type exhaust mechanism 504) and the exhaust port 133.

なお、第3実施形態に係るラジカル排出促進構造を、第1実施形態のような配管部品(例えば分岐管状部品242)を設け、この配管部品により、ラジカル導入ポート218と連通口554とを結ぶことにより形成してもよい。 The radical exhaust promotion structure according to the third embodiment may also be formed by providing a piping component (e.g., branched tubular component 242) similar to that of the first embodiment, and connecting the radical introduction port 218 and the communication port 554 using this piping component.

この第3実施形態においても、第1実施形態及び第2実施形態と同様に、ラジカルが衝突し得る金属製の部品に対する非金属化表面処理が行われている。非金属化表面処理としては、アルマイト処理や、セラミックコーティングを挙げることができる。ラジカルが衝突し得る金属製の部品として、円弧状溝部532が形成されたネジ付スペーサ131を挙げることができる。ネジ付スペーサ131に係る非金属化表面処理の対象部位は、第1実施形態及び第2実施形態と同様である。また、第1実施形態や第2実施形態と同様なラジカル排出促進構造を採用した場合には、第1実施形態や第2実施形態と同様に、非金属化表面処理を行うことが可能である。 In this third embodiment, as in the first and second embodiments, a non-metallizing surface treatment is performed on metal components that may be hit by radicals. Examples of non-metallizing surface treatments include anodizing and ceramic coating. An example of a metal component that may be hit by radicals is the threaded spacer 131, which has an arc-shaped groove 532 formed therein. The target area of the non-metallizing surface treatment on the threaded spacer 131 is the same as in the first and second embodiments. Furthermore, if a radical exhaust promotion structure similar to that in the first and second embodiments is adopted, it is possible to perform a non-metallizing surface treatment, as in the first and second embodiments.

このように、ラジカルが衝突し得る金属製の部品の少なくとも一部に非金属化表面処理を施すことにより、ラジカルが衝突し得る部位を非金属化できる。そして、ラジカルの失活をより一層防止でき、ラジカルをより有効に活用することが可能となる。 In this way, by applying a demetallizing surface treatment to at least a portion of a metal part that may be hit by radicals, the areas that may be hit by radicals can be demetallized. This further prevents radicals from being deactivated, allowing them to be used more effectively.

以上説明したような第3実施形態のターボ分子ポンプ500によれば、ラジカルを、大きく分散させたり、周回させたりすることなく、ラジカル導入ポート218から、連通口554へ、直接的に導くことができる。そして、シグバーン型排気機構部504を備えたタイプのターボ分子ポンプ500においても、第2実施形態(又は第1実施形態)と同様な発明の効果を奏することが可能である。 The turbomolecular pump 500 of the third embodiment described above allows radicals to be introduced directly from the radical introduction port 218 to the communication port 554 without being significantly dispersed or circulated. Furthermore, even in a turbomolecular pump 500 equipped with a Sigburn-type exhaust mechanism 504, it is possible to achieve the same effects as the second embodiment (or first embodiment).

<各実施形態から抽出可能な発明>
以上説明した各実施形態から、以下のような発明を抽出することが可能である。
(1)回転自在なロータ(回転体103など)、及び、前記ロータに組み合わされたステータ(固定翼123など)を含む排気機構(ターボ分子ポンプ機構部138及びホルベック型排気機構部204、ターボ分子ポンプ機構部138及びシグバーン型排気機構部504など)と、
前記排気機構を内包するケーシング(外筒127とベース部129の組み合わせ、外筒127、ベース部129など)と、を備えた真空ポンプ(ターボ分子ポンプ100、400、500など)であって、
前記ケーシングに配置されたラジカル導入ポート(ラジカル導入ポート218など)と、前記排気機構に配置された連通口(連通口254、454、554など)と、を結ぶラジカル排出促進構造が設けられたこと
を特徴とする真空ポンプ。
(2)前記ラジカル排出促進構造が管状部品(分岐管状部品242など)により構成されたこと
を特徴とする上記(1)に記載の真空ポンプ。
(3)前記ラジカル排出促進構造が、前記ケーシング(ケーシングを構成する外筒127、ベース部129、外筒127とベース部129の組み合わせなど)、及び、前記排気機構(ホルベック型排気機構部204を構成するネジ付スペーサ131など)のうちの少なくとも一方に設けられた溝(円弧状溝部432など)により構成されたこと
を特徴とする上記(1)に記載の真空ポンプ。
(4)前記溝が、前記ラジカル導入ポートから前記連通口に空間的に繋がる位置に達して閉じていること
を特徴とする上記(3)に記載の真空ポンプ。
(5)前記溝に、前記ラジカル導入ポートを通過した前記ラジカルを前記連通口に向けて案内する案内部(案内部482など)が設けられたこと
を特徴とする上記(3)に記載の真空ポンプ。
(6)前記ラジカル排出促進構造、前記連通口、及び、前記ラジカル導入ポートのうちの少なくとも一つにおける少なくとも一部が、アルマイト処理されたこと
を特徴とする上記(1)~(5)のいずれか一つに記載の真空ポンプ。
(7)前記ラジカル排出促進構造、前記連通口、及び、前記ラジカル導入ポートのうちの少なくとも一つにおける少なくとも一部が、セラミックコーティングされたこと
を特徴とする上記(1)~(5)のいずれか一つに記載の真空ポンプ。
(8)回転自在なロータ(回転体103など)、及び、前記ロータに組み合わされたステータ(固定翼123など)を含む排気機構(ターボ分子ポンプ機構部138及びホルベック型排気機構部204、ターボ分子ポンプ機構部138及びシグバーン型排気機構部504など)と、
前記排気機構を内包するケーシング(外筒127とベース部129の組み合わせ、外筒127、ベース部129など)と、を備えた真空ポンプ(ターボ分子ポンプ100、400、500など)に用いられる真空ポンプ構成部品(分岐管状部品242、ネジ付スペーサ131、外筒127、ベース部129、ネジ付スペーサ131と外筒127の組み合わせなど)、であって、
前記ケーシングに配置されたラジカル導入ポート(ラジカル導入ポート218など)と、
前記排気機構に配置された連通口(連通口254、454、554など)と、を結ぶラジカル排出促進構造が設けられたこと
を特徴とする真空ポンプ構成部品。
(9)前記ラジカル排出促進構造が形成された管状部品(分岐管状部品242など)であること
を特徴とする上記(8)に記載の真空ポンプ構成部品。
(10)前記ケーシング、及び、前記排気機構のうちの少なくとも一方を構成する部品(外筒127、ネジ付スペーサ131、ベース部129、ネジ付スペーサ131と外筒127の組み合わせなど)であること
を特徴とする上記(8)に記載の真空ポンプ構成部品。
<Inventions that can be extracted from each embodiment>
The following inventions can be extracted from the above-described embodiments.
(1) An exhaust mechanism (such as a turbomolecular pump mechanism unit 138 and a Holweck-type exhaust mechanism unit 204, or a turbomolecular pump mechanism unit 138 and a Sigburn-type exhaust mechanism unit 504) including a rotatable rotor (such as the rotor 103) and a stator (such as the fixed blades 123) combined with the rotor;
a vacuum pump (turbomolecular pump 100, 400, 500, etc.) including a casing (a combination of an outer cylinder 127 and a base portion 129, the outer cylinder 127, the base portion 129, etc.) that contains the exhaust mechanism,
a radical exhaust promotion structure that connects a radical introduction port (radical introduction port 218, etc.) arranged in the casing and a communication port (communication port 254, 454, 554, etc.) arranged in the exhaust mechanism.
(2) The vacuum pump according to (1) above, wherein the radical exhaust promotion structure is constituted by a tubular part (such as the branched tubular part 242).
(3) The vacuum pump according to (1) above, wherein the radical exhaust promotion structure is formed by a groove (such as an arc-shaped groove 432) provided in at least one of the casing (such as the outer cylinder 127, base 129, or combination of the outer cylinder 127 and base 129 constituting the casing) and the exhaust mechanism (such as the threaded spacer 131 constituting the Holweck-type exhaust mechanism 204).
(4) The vacuum pump according to (3) above, wherein the groove is closed at a position where the radical introduction port is spatially connected to the communication port.
(5) The vacuum pump according to (3) above, wherein the groove is provided with a guide portion (such as guide portion 482) that guides the radicals that have passed through the radical introduction port toward the communication port.
(6) The vacuum pump according to any one of (1) to (5) above, wherein at least a portion of at least one of the radical exhaust promotion structure, the communication port, and the radical introduction port is anodized.
(7) A vacuum pump according to any one of (1) to (5) above, characterized in that at least a portion of at least one of the radical exhaust promotion structure, the communication port, and the radical introduction port is ceramic coated.
(8) an exhaust mechanism (such as the turbomolecular pump mechanism 138 and the Holweck-type exhaust mechanism 204, or the turbomolecular pump mechanism 138 and the Sigburn-type exhaust mechanism 504) including a rotatable rotor (such as the rotor 103) and a stator (such as the fixed blades 123) combined with the rotor;
a casing (a combination of an outer cylinder 127 and a base 129, the outer cylinder 127, the base 129, a combination of the threaded spacer 131 and the outer cylinder 127, etc.) that houses the exhaust mechanism,
a radical introduction port (e.g., radical introduction port 218) disposed in the casing;
A vacuum pump component characterized in that it is provided with a radical exhaust promotion structure that connects to a communication port (communication port 254, 454, 554, etc.) arranged in the exhaust mechanism.
(9) A vacuum pump component according to (8) above, characterized in that it is a tubular component (such as the branched tubular component 242) on which the radical exhaust promotion structure is formed.
(10) A vacuum pump component according to (8) above, characterized in that it is a component constituting at least one of the casing and the exhaust mechanism (such as the outer cylinder 127, the threaded spacer 131, the base portion 129, or a combination of the threaded spacer 131 and the outer cylinder 127).

<その他>
なお、本発明は、上述の各実施形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で種々に変形や各実施形態の組合せをすることが可能である。
<Others>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and combinations of the embodiments are possible without departing from the spirit of the present invention.

100、400、500:ターボ分子ポンプ
102 :回転翼
103 :回転体
127 :外筒
129 :ベース部
131 :ネジ付スペーサ
136 :回転機構部
137 :排気機構部
138 :ターボ分子ポンプ機構部
204 :ホルベック型排気機構部
210 :プラズマ発生装置
214 :バルブ装置
216 :導入配管
218 :ラジカル導入ポート
232、532:環状溝部
242 :分岐管状部品
252 :突出部
254、454、554:連通口
432 :円弧状溝部
482 :案内部
504 :シグバーン型排気機構部
100, 400, 500: turbomolecular pump 102: rotor 103: rotor 127: outer cylinder 129: base 131: threaded spacer 136: rotation mechanism 137: exhaust mechanism 138: turbomolecular pump mechanism 204: Holweck type exhaust mechanism 210: plasma generator 214: valve device 216: introduction pipe 218: radical introduction port 232, 532: annular groove 242: branched tubular part 252: protrusion 254, 454, 554: communication port 432: arc-shaped groove 482: guide 504: Sigbahn type exhaust mechanism

Claims (10)

回転自在なロータ、及び、前記ロータに組み合わされたステータを含む排気機構と、
前記排気機構を内包するケーシングと、を備えた真空ポンプであって、
前記ケーシングに配置されたラジカル導入ポートと、前記排気機構に配置された連通口と、を空間的に繋げるラジカル排出促進構造が設けられ
前記ラジカル排出促進構造が、ラジカルを前記連通口の先へ分散させずに前記ラジカル導入ポートから対応する前記連通口に導くこと
を特徴とする真空ポンプ。
an exhaust mechanism including a rotatable rotor and a stator combined with the rotor;
a casing that houses the exhaust mechanism,
a radical exhaust promotion structure is provided that spatially connects a radical introduction port disposed in the casing and a communication port disposed in the exhaust mechanism ;
The radical discharge promoting structure guides the radicals from the radical introduction port to the corresponding communication port without dispersing the radicals beyond the communication port.
A vacuum pump characterized by:
前記ラジカル排出促進構造が管状部品により構成されたこと
を特徴とする請求項1に記載の真空ポンプ。
2. The vacuum pump according to claim 1, wherein the radical exhaust promoting structure is formed of a tubular part.
前記ラジカル排出促進構造が、前記ケーシング、及び、前記排気機構のうちの少なくとも一方に設けられた溝により構成されたこと
を特徴とする請求項1に記載の真空ポンプ。
2. The vacuum pump according to claim 1, wherein the radical exhaust promotion structure is formed by a groove provided in at least one of the casing and the exhaust mechanism.
回転自在なロータ、及び、前記ロータに組み合わされたステータを含む排気機構と、
前記排気機構を内包するケーシングと、を備えた真空ポンプであって、
前記ケーシングに配置されたラジカル導入ポートと、前記排気機構に配置された連通口と、を空間的に繋げるラジカル排出促進構造が設けられ、
前記ラジカル排出促進構造が、前記ケーシング、及び、前記排気機構のうちの少なくとも一方に設けられた溝により構成され、
前記溝が、前記ラジカル導入ポートから前記連通口に空間的に繋がる位置に達して閉じていること
を特徴とする真空ポンプ。
an exhaust mechanism including a rotatable rotor and a stator combined with the rotor;
a casing that houses the exhaust mechanism,
a radical exhaust promotion structure is provided that spatially connects a radical introduction port disposed in the casing and a communication port disposed in the exhaust mechanism;
the radical exhaust promotion structure is configured by a groove provided in at least one of the casing and the exhaust mechanism,
A vacuum pump characterized in that the groove is closed at a position where the radical introduction port is spatially connected to the communication port.
前記溝に、前記ラジカル導入ポートを通過した前記ラジカルを前記連通口に向けて案内する案内部が設けられたこと
を特徴とする請求項3に記載の真空ポンプ。
4. The vacuum pump according to claim 3, wherein the groove is provided with a guide portion that guides the radicals that have passed through the radical introduction port toward the communication port.
前記ラジカル排出促進構造、前記連通口、及び、前記ラジカル導入ポートのうちの少なくとも一つにおける少なくとも一部が、アルマイト処理されたこと
を特徴とする請求項1~5のいずれか一つに記載の真空ポンプ。
6. The vacuum pump according to claim 1, wherein at least a portion of at least one of the radical exhaust promotion structure, the communication port, and the radical introduction port is anodized.
前記ラジカル排出促進構造、前記連通口、及び、前記ラジカル導入ポートのうちの少なくとも一つにおける少なくとも一部が、セラミックコーティングされたこと
を特徴とする請求項1~5のいずれか一つに記載の真空ポンプ。
6. The vacuum pump according to claim 1, wherein at least a portion of at least one of the radical exhaust promotion structure, the communication port, and the radical introduction port is ceramic coated.
回転自在なロータ、及び、前記ロータに組み合わされたステータを含む排気機構と、
前記排気機構を内包するケーシングと、を備えた真空ポンプに用いられる真空ポンプ構成部品であって、
前記ケーシングに配置されたラジカル導入ポートと、前記排気機構に配置された連通口と、を空間的に繋げるラジカル排出促進構造が設けられ
前記ラジカル排出促進構造が、ラジカルを前記連通口の先へ分散させずに前記ラジカル導入ポートから対応する前記連通口に導くこと
を特徴とする真空ポンプ構成部品。
an exhaust mechanism including a rotatable rotor and a stator combined with the rotor;
a casing that houses the exhaust mechanism,
a radical exhaust promotion structure is provided that spatially connects a radical introduction port disposed in the casing and a communication port disposed in the exhaust mechanism ;
The radical discharge promoting structure guides the radicals from the radical introduction port to the corresponding communication port without dispersing the radicals beyond the communication port.
A vacuum pump component characterized by:
前記ラジカル排出促進構造が形成された管状部品であること
を特徴とする請求項8に記載の真空ポンプ構成部品。
9. The vacuum pump component according to claim 8, wherein the radical exhaust promoting structure is a tubular component formed thereon.
前記ケーシング、及び、前記排気機構のうちの少なくとも一方を構成する部品であること
を特徴とする請求項8に記載の真空ポンプ構成部品。
9. A vacuum pump component according to claim 8, which is a component constituting at least one of the casing and the exhaust mechanism.
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