ターボ分子ポンプおよびターボ分子ポンプ用パーティクルトラップ
【課題】排気速度の低下を抑えつつ、反跳パーティクルの逆流を防止するターボ分子ポンプの提供。
【解決手段】多段の回転翼32が形成され、高速回転するロータ30と、回転翼32に対してポンプ軸方向に交互に配置された複数の固定翼33と、回転翼32および固定翼33を収容し、吸気口21aが形成されたポンプハウジング34と、ロータ30の吸気口側に近接して設けられ、ロータ30の回転翼根元よりも内径側の面に対向するように配置される円盤150と、吸気口21aとロータ30との間に配置され、細線を編み上げて形成された円筒状の網目構造体153a,153bとを備え、ロータから吸気口側に反跳したパーティクルを、網目構造体153a,153bの内部に捕捉するようにした。
【解決手段】多段の回転翼32が形成され、高速回転するロータ30と、回転翼32に対してポンプ軸方向に交互に配置された複数の固定翼33と、回転翼32および固定翼33を収容し、吸気口21aが形成されたポンプハウジング34と、ロータ30の吸気口側に近接して設けられ、ロータ30の回転翼根元よりも内径側の面に対向するように配置される円盤150と、吸気口21aとロータ30との間に配置され、細線を編み上げて形成された円筒状の網目構造体153a,153bとを備え、ロータから吸気口側に反跳したパーティクルを、網目構造体153a,153bの内部に捕捉するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボ分子ポンプおよびターボ分子ポンプ用パーティクルトラップに関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ分子ポンプは、半導体生産などのエッチングプロセスやＣＶＤプロセスで使用されている。それらのプロセスが行われる真空室からターボ分子ポンプ内に反応生成物などのパーティクルが流入すると、パーティクルは高速回転するロータにより跳ね飛ばされ、その反跳パーティクルが真空室まで達することがある。その結果、反跳パーティクルがウェハ上に付着して、半導体の生産歩留まりを悪化させるという問題がある。
【０００３】
このような反跳パーティクルの真空室への逆流を低減する構成として、特許文献１〜３に記載のような構成が提案されている。特許文献１においては、ポンプケーシング内周面にパーティクルを捕捉する小室を設け、回転翼によってその小室方向へパーティクルを跳ね飛ばすようにしている。特許文献２においては、ポンプケーシング内にゴム材、スポンジ材、コットン材等から成る捕捉部材や、反撥係数の小さな緩衝部材を設けるようにしている。また、特許文献３においては、ステンレスフェルトやフッ素樹脂のフェルトからなる綿状体をパーティクル捕捉機構として備えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０７８２３号公報
【特許文献２】特開２００７−２１１６９６号公報
【特許文献３】特開２００７−１８０４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、小室や、ゴム材、スポンジ材、コットン材、フェルト等の捕捉部材では、パーティクルの捕捉を十分に行うことができないという問題がある。さらに、特許文献３に記載の構成では、吸気口近傍に円盤状の捕捉部材を設けているため、捕捉部材を設けたことによる排気速度低下が大きいという欠点がある。
【０００６】
本発明は、排気速度の低下を抑えつつ、反跳パーティクルの逆流を防止するターボ分子ポンプを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明に係るターボ分子ポンプは、多段の回転翼が形成され、高速回転するロータと、回転翼に対してポンプ軸方向に交互に配置された複数の固定翼と、回転翼および固定翼を収容し、吸気口が形成されたポンプハウジングと、ロータの吸気口側に近接して設けられ、ロータの回転翼根元よりも内径側の面に対向するように配置される円盤と、吸気口とロータとの間に配置され、細線を編み上げて形成された円筒状の網目構造体とを備え、ロータにより跳ね飛ばされたパーティクルを、網目構造体の内部に捕捉することを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載のターボ分子ポンプにおいて、ポンプ吸気口に対して垂直な板状の網目構造体を、円筒状の網目構造体に対して放射状に複数配置したものである。
請求項３の発明に係るターボ分子ポンプは、多段の回転翼が形成され、高速回転するロータと、回転翼に対してポンプ軸方向に交互に配置された複数の固定翼と、回転翼および固定翼を収容し、吸気口が形成されたポンプハウジングと、ロータの吸気口側に近接して設けられ、ロータの回転翼根元よりも内径側の面に対向するように配置される円盤と、ポンプハウジングの内壁に沿って設けられ、細線を編み上げて形成された網目構造体とを備えたことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、円盤と、該円盤を囲むように設けられた複数の開口から成り、吸気口を介したポンプハウジング内への異物の侵入を防止するネット領域と、を有する保護ネットを備えたことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、網目構造体は、細線を編み上げて形成された布状のネットを層状に配置したものである。
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、細線をステンレス細線で構成したものである。
請求項７の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、細線を、シリカの比率が６〜１０％のアルミナシリカ繊維で構成したものである。
請求項８の発明に係るターボ分子ポンプ用パーティクルトラップは、ターボ分子ポンプの吸気口フランジに接続される第１のフランジ、および真空装置側の排気口フランジに接続される第２のフランジを備えるケーシングと、ケーシング内に配置され、ターボ分子ポンプのロータにより跳ね飛ばされたパーティクルを内部に捕捉するように細線を編み上げて形成された円筒状の網目構造体とを備えたことを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項８に記載のターボ分子ポンプ用パーティクルトラップにおいて、ターボ分子ポンプのロータ上面に対向するように配置され、直径寸法がターボ分子ポンプのロータの回転翼根元の直径以下である円盤を備えることを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項８に記載のターボ分子ポンプ用パーティクルトラップにおいて、直径寸法がターボ分子ポンプのロータの回転翼根元の直径以下である円形領域と、該円形領域の周囲を囲むように設けられた複数の開口から成り、吸気口フランジを介したターボ分子ポンプ内への異物の侵入を防止するネット領域とを有する保護ネットを備えたことを特徴とする。
請求項１１の発明は、請求項８〜１０のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプ用パーティクルトラップにおいて、第１および第２のフランジの軸方向に沿った板状の網目構造体を、円筒状の網目構造体に対して放射状に複数配置したものである。
なお、網目構造体の細線は、ステンレス細線で構成しても良いし、シリカの比率が６〜１０％のアルミナシリカ繊維で構成しても良い。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、排気速度の低下を抑えつつ、反跳パーティクルを確実に捕捉することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明によるターボ分子ポンプの概略構成を示す断面図である。
【図２】ターボ分子ポンプ１０が搭載されたＣＶＤ成膜装置の概略構成を示す図である。
【図３】ターボ分子ポンプのバッフル１５が設けられている部分の拡大図である。
【図４】バッフル１５の斜視図である。
【図５】吸気口側から見たバッフル１５を示す図である。
【図６】（ａ）は、積層構造の網目構造体１５３を示す図であり、（ｂ）はネット１５５を示す図である。
【図７】本実施の形態の変形例を示す図であり、（ａ）は第１の変形例を示し、（ｂ）は第２の変形例を示す。
【図８】ポンプケーシング３４が円筒状の場合の網目構造体１５３を示す図であり、（ａ）は網目構造体１５３をバッフルに設けた場合を示し、（ｂ）は網目構造体１５３をポンプケーシング３４の内周面に設けた場合を示す。
【図９】第２の実施の形態を示す図である。
【図１０】保護ネット１０１の平面図である。
【図１１】保護ネット１０１をケーシング１０２のターボ分子ポンプ側に設けた場合の、パーティクルトラップユニット１００の構成を示す図である。
【図１２】パーティクルトラップユニット１００の変形例を示す図である。
【図１３】枠１５２および網目構造体１５３の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。
−第１の実施の形態−
図１は本発明によるターボ分子ポンプの概略構成を示す断面図である。ポンプケーシング３４内にはロータ３０が回転自在に設けられている。図１に示したターボ分子ポンプ１０は磁気軸受式のポンプであり、ロータ３０は、５軸磁気軸受を構成する電磁石３７，３８によって非接触支持される。磁気軸受によって磁気浮上されたロータ３０は、モータ３６により高速回転駆動される。
【００１１】
ロータ３０には、複数段の回転翼３２と円筒状のネジロータ３１とが形成されている。一方、固定側には、軸方向に対して回転翼３２と交互に配置された複数段の固定翼３３と、ネジロータ３１の外周側に設けられたネジステータ３９が設けられている。各固定翼３３は、スペーサリング３５を介してベース４０上に載置される。吸気口フランジ２１が形成されたポンプケーシング３４をベース４０に固定すると、積層されたスペーサリング３５がベース４０とポンプケーシング３４との間に挟持され、固定翼３３が位置決めされる。
【００１２】
ベース４０には排気ポート４１が設けられ、この排気ポート４１にバックポンプが接続される。ロータ３０を磁気浮上させつつモータ３６により高速回転駆動することにより、吸気口２１ａ側の気体分子は排気ポート４１側へと排気される。
【００１３】
図２は、ターボ分子ポンプ１０が搭載される半導体製造装置１の一例を示す図であり、ＣＶＤ成膜装置の概略構成を示したものである。プロセス室２の下部に設けられた排気ポート４には、ゲートバルブ５を介してターボ分子ポンプ１０が装着されている。プロセス室２にはガス供給部６によりプロセスガスが供給される。
【００１４】
このような成膜装置では、成膜プロセスの化学反応や機械部品の摺動などによって、サブミクロンオーダーのパーティクルが発生することが多い。これらのパーティクルが吸気口２１ａを介してターボ分子ポンプ１０内に流入すると、高速回転するロータによって跳ね飛ばされることになる。上述したように、これらの反跳パーティクルがプロセス室まで達すると、パーティクルがウェハ上に付着して、半導体の生産歩留まりの悪化の原因となる。
【００１５】
このような反跳パーティクルの半導体生産への悪影響を低減するために、本実施の形態のターボ分子ポンプ１０では、吸気口２１ａから流入したパーティクルをロータ３０に入射する前に捕捉する機構と、ロータ３０で跳ね飛ばされた反跳パーティクルを捕捉する機構とを備えたバッフル１５を、ポンプケーシング３４内に設けた。
【００１６】
図３および図４は、バッフル１５を説明する図である。図３は、図１のバッフル１５が設けられている部分の拡大図である。図４は、バッフル１５の斜視図である。バッフル１５は、ポンプケーシング３４のフランジ２１に取り付けられている。図４に示すように、バッフル１５は、円盤１５０、支柱１５１，枠１５２、網目構造体１５３を備えている。枠１５２はリブ構造を有しており、内側リング１５２ａと、外側リング１５２ｂと、リング１５２ａおよび１５２ｂを接続する放射状リブ１５２ｃとを備えている。
【００１７】
複数の支柱１５１は内側リング１５２ａの内周面に等間隔で固定されており、各支柱１５１の下端には円盤１５０が固定されている。支柱１５１の長さは、図３に示すように、円盤１５０がロータ３０の上面の近傍に配置されるように設定される。ロータ３０は磁気浮上されて高速で回転するが、ガス負荷に応じて軸方向に僅かに上下する。そのため、円盤１５０は、ロータ３０が上下に移動してもロータ３０と接触しない程度の位置に配置される。また、円盤１５０が回転翼３２の上方を塞がないように、円盤１５０の外径寸法は、回転翼３２の付け根部分の直径寸法以下に設定される。
【００１８】
板状の網目構造体１５３は、符号１５３ａ〜１５３ｃで示すように、内側リング１５２ａの外周面、外側リング１５２ｂの内周面、および放射状リブ１５２ｃの一方の面を覆うように設けられている。なお、図４に示す網目構造体１５３ｃの配置は、ロータ３０が、吸気口側から見て時計回りに回転する構成の場合に適用される。ロータ３０が反時計回りに回転する構成の場合には、網目構造体１５３ｃを、放射状リブ１５２ｃの反対側の面が覆われるように取り付けるのが好ましい。
【００１９】
図５は、吸気口側から見たバッフル１５を示す。破線は、ロータ３０の一段目の回転翼３２を示す。吸気口２１ａからポンプ内に落下し、バッフル１５を通過したパーティクルは、中央部分の円盤１５０の上に落下するか、または、円盤１５０よりも外周側の回転翼３２の上に落下する。円盤１５０上に落下したパーティクルは円盤上に留まるので、装置側に戻ることはない。
【００２０】
一方、回転翼３２上に落下したパーティクルは、高速回転する回転翼３２により跳ね飛ばされる。図５では、回転翼３２は矢印Ｒのように時計回りに回転している。回転翼３２に落下したパーティクルは、接線方向に力を受けるので、接線方向に跳ね飛ばされる傾向が大きい。図５では、パーティクルが単純に接線方向に跳ね飛ばされた場合の軌跡Ｐをいくつか示した。このように接線方向に跳ね飛ばされることから、反跳パーティクルは、外周側の網目構造体１５３により多く入射すると考えられる。
【００２１】
網目構造体１５３は、後述するように金属ワイヤ等の細線を編み上げたものからなり、網目の大きさはパーティクルの大きさよりも大きい。そのため、網目構造体１５３に入射した反跳パーティクルは、一部は表面部分のワイヤに跳ね返されるが、大部分は構造体内部に侵入し、内部でワイヤとの衝突を繰り返すことになる。衝突を繰り返すことで反跳パーティクルの運動エネルギーは小さくなり、最終的には網目構造体１５３の内部に捕捉されることになる。
【００２２】
図６（ａ）は、網目構造体１５３の一例を示したものである。網目構造体１５３には、例えば、特開２００６−１３２７４１号公報に記載のメッシュバネを構成している布状のネット１５５が用いられる。ネット１５５は、図６（ｂ）に示すように、ステンレスワイヤ等の金属細線を、編機によりメリヤス編みしたものである。なお、メリヤス編みしたネットを型付けローラで挟んで、波付けしたものをネット１５５として用いても良い。金属細線のネットに代えて、アルミナとシリカとから成るアルミナシリカ繊維を編み上げて布状としたものを用いても良い。その場合、適度の柔軟性を得るために、シリカの比率を６〜１０％とすることが好ましい。さらに、金属細線の編み方はメリヤス編みに限るものではなく平織り等でも良い。
【００２３】
本実施の形態の網目構造体１５３は、金属ワイヤ等を編み上げたネット１５５で構成されているため、金属繊維をフェルト状とした従来の捕捉部材に比べて隙間が大きい。そのため、反跳パーティクルは網目構造体１５３の内部まで侵入しやすく、確実に補足されることになる。
【００２４】
一方、フェルト状の捕捉部材の場合には、短い繊維を圧縮してフェルト状としているため、ネット１５５に比べて緻密な構造となり、反跳パーティクルは捕捉部材の内部にまで入り込み難くなる。そのため、高速な反跳パーティクルが運動エネルギーを失うのに十分な衝突回数を行うことが難しくなり、捕捉率が網目構造体１５３に比べて劣ることになる。その結果、捕捉されなかったパーティクルは再びロータ３０により跳ね飛ばされることになり、そのような反跳を繰り返す内に、吸気口２１ａからプロセス室側に逆流することになる。すなわち、捕捉率に劣る従来の構成では、反跳パーティクルがプロセス室に逆流する確率が高くなる。
【００２５】
なお、本実施の形態では、目の粗いネット１５５を積層した構造とすることで、反跳パーティクルが網目構造体１５３のより内部まで入り込み易くしている。その場合、同一網目のものを積層しても良いし、表面に近いものは網目を粗くするとともに、パーティクルが捕捉される内部の層の網目についてやや細かくするように、網目の粗さを層に応じて変えても良い。また、金属メッシュ等の比較的平らなネットを積層する場合には、金属メッシュを波折りしてから積層することにより嵩を大きくし、反跳パーティクルを内部にまで入り易くするのが好ましい。
【００２６】
また、円盤１５０は、ロータ３０の上面（非回転翼部分）でパーティクルが跳ね飛ばされるのを防止するために設けられたものである。本実施の形態では、円盤１５０をロータ３０の上面近傍に配置しているので、円盤１５０の有無によるコンダクタンスの違いはほとんど無く、円盤１５０を設けたことによる排気速度の低下を防止できる。また、板状の網目構造体１５３は面が真横を向くように垂直に設けられているので、吸気口２１ａから見たときの開口率を極力大きくすることができ、排気速度低下を抑えることができる。すなわち、本実施の形態におけるバッフル１５は、排気速度の低下を極力抑えつつ、反跳パーティクルを確実に捕捉することができる。
【００２７】
図７は、本実施の形態の変形例を示す図である。図７（ａ）に示す第１の変形例では、バッフル１５によるコンダクタンス低下をより小さくして、排気速度をより重視する構成としたものでる。そのため、図４に示した内側リング１５２ａおよび放射状リブ１５２ｃと、それらに設けられた網目構造体１５３ａ，１５３ｃを省略した。外側リング１５２ｂからは放射状に複数の支持梁１５２ｄが設けられ、支柱１５１はこれらの支持梁１５２ｄに固定されている。
【００２８】
図５に示したように、ロータ３０により跳ね飛ばされた反跳パーティクルは外周方向に進行するので、反跳パーティクルが装置側に直接侵入する確率は非常に小さい。すなわち、何回かポンプ内で反射されたものが装置側に逆流すると考えられる。そのため、内側リング１５２ａや放射状リブ１５２ｃに設けられる網目構造体１５３ａ，１５３ｃを省略しても、パーティクル捕捉率の低下は小さいと考えて良い。
【００２９】
図７（ｂ）に示す第２の変形例では、図７（ａ）に示す外側リング１５２ｂおよび網目構造体１５３ｂに代えて、網目構造体１５３ｄをポンプケーシング３４の内周面に直接設けた。この場合も、排気速度の低下を極力抑えることができる。
【００３０】
上述した実施の形態では、ポンプケーシング３４がフランジ近傍でくびれるように径が小さくなっていたが、図８に示す変形例では、ポンプケーシング３４が円筒状のポンプに適用した場合を示す。図８（ａ）は図４に対応し、図８（ｂ）は図７（ｂ）に対応する。図８（ｂ）の構造の場合、円盤１５０とポンプケーシング内周面に配された網目構造体１５３ｅとが設けられているが、図７（ａ）のように外側リング１５２ｂおよび網目構造体１５３ｂを設ける場合と、殆ど同じ構造となる。
【００３１】
なお、上述した実施の形態では、バッフル１５の枠１５２をリブ構造としたが、リブ構造でなくても構わない。また、円盤１５０の表面の熱放射率を小さくして、プロセス室とロータ３０との間の熱輻射の影響を低減するようにしても良い。
【００３２】
−第２の実施の形態−
図９は、本発明の第２の実施の形態を示す図である。上述した第１の実施の形態では、パーティクル補足用のバッフル１５をターボ分子ポンプのポンプケーシング２４内に設けた。一方、以下に説明する第２の実施の形態では、バッフル１５を備えていないターボ分子ポンプに対して後から付加的に装着できるパーティクルトラップユニットについて説明する。
【００３３】
図９は、ターボ分子ポンプに装着されたパーティクルトラップユニット１００を示したものである。パーティクルトラップユニット１００は、枠１５２、網目構造体１５３、ケーシング１０２および保護ネット１０１を備えている。枠１５２および網目構造体１５３は、図４に示したバッフル１５の枠１５２および網目構造体１５３と同様のものである。すなわち、パーティクルトラップユニット１００は、ロータ３０により跳ね飛ばされた反跳パーティクルを捕捉し、反跳パーティクルがターボ分子ポンプ側から装置側に逆流するのを防止している。
【００３４】
枠１５２は、ビス１０５で固定部１５２ｂをケーシング１０２に締結することにより、ケーシング１０２に固定されている。網目構造体１５３は、枠１５２に取り付けられている。ケーシング１０２は、ターボ分子ポンプ１０のフランジ２１に固定されるフランジ１０２ａと、装置側に固定されるフランジ１０２ｂを備えている。例えば、図２に示すようにゲートバルブ５を介してプロセス室２にターボ分子ポンプ１０を接続する場合には、装置側のフランジ１０２ｂはゲートバルブ５に接続される。ターボ分子ポンプ１０を直接プロセス室２に接続する場合には、フランジ１０２ｂはプロセス室２に接続される。すなわち、パーティクルトラップユニット１００は、ターボ分子ポンプ１０と装置側との間に介在するように設けられる。
【００３５】
フランジ１０２ｂにはシール材（Ｏリング）１０６が装着され、ボルト１０４によりフランジ１０２ｂをゲートバルブ５に締結すると、シール材１０６によってゲートバルブ５とフランジ１０２ｂとの隙間がシールされる。一方、フランジ１０２ａ側においては、シール材（Ｏリング）２１ｂはターボ分子ポンプ１０のフランジ２１に装着されている。フランジ１０２ａとフランジ２１とをボルト１０３により締結すると、フランジ１０２ａ，２１間の隙間が、シール材２１ｂによってシールされる。
【００３６】
図１０は、保護ネット１０１の平面図である。保護ネット１０１は、ステンレス材などの薄板で形成されている。保護ネット１０１は、符号Ａで示す円形領域１０１ａと、符号Ｂで示す円環状のネット領域１０１ｂとを有している。ネット領域１０１ｂには、複数の開口１０１ｄがエッチングにより形成されている。図１０に示す例では、正六角形の開口１０１ｄが蜂の巣状に形成されている。円形領域１０１ａは、エッチングの際に円形のマスキングを行うことにより形成される。保護ネット１０１の周辺部分には、ビス用孔１０１ｃが形成されている。
【００３７】
図９に示す構成の場合には、保護ネット１０１は、ビス１０７によってターボ分子ポンプ１０のフランジ２１に固定されているが、図１１に示すように、ケーシング１０２のターボ分子ポンプ側のフランジ１０２ａにビス固定するようにしても良い。
【００３８】
円形領域１０１ａの直径は、ロータ３０の回転翼３２の付け根部分の直径寸法以下に設定されており、回転翼３２にはネット領域１０１ｂが対向している。ターボ分子ポンプ１０はネット領域１０１ｂを通過した気体を排気する。ネット領域１０１ｂはターボ分子ポンプ内に異物（ウェハの破片や、装置側部品の一部など）が落下して回転翼３２や固定翼３３が損傷するのを防止するために設けられている。また、保護ネット１０１の円形領域１０１ａは、上述した円盤１５０と同様の機能をするものであり、装置側からのパーティクルがロータ３０の上面に落下するのを防止している。
【００３９】
なお、上述した保護ネット１０１では、薄板材をエッチング加工する際に円形のマスキングを施すことで円形領域１０１ａを形成したが、全体をネット状にエッチング加工した後に、円盤を中央部分に付設するようにしても良い。また、金属ワイヤを編み込んだネットを保護ネットとして使用する場合にも、中央部分に円盤を付設することで、保護ネットが形成される。
【００４０】
図１２は、パーティクルトラップユニット１００の変形例を示す図である。図１２に示すパーティクルトラップユニット１００では、図９の保護ネット１０１に代えて、図４に示した円盤１５０を設けた。円盤１５０は支柱１５１によって内側リング１５２ａに固定されている。円盤１５０の軸方向位置は、実線で示すようにケーシング１０２内であっても良いし、二点差線で示すように支柱１５１をポンプ側に延長して、円盤１５０がロータ３０の上方近傍に配置されるようにしても良い。
【００４１】
図１３は、ケーシング１０２内に配置される枠１５２および網目構造体１５３の、変形例を示したものである。枠１５２は、内側リング１５２ａの内側にも放射状リブ１５２ｅが設けられている。そして、内側リング１５２ａの内周面側および放射状リブ１５２ｅに網目構造体１５３ｆ，１５３ｇを取り付けた。このように、ロータ３０の上面と対向する位置に網目構造体１５３ｆ，１５３ｇを設けることにより、円盤１５０や円形領域１０１ａを省略しても、ロータ上面で跳ね飛ばされたパーティクルを網目構造体１５３ｆ，１５３ｇで捕捉し、装置側への逆流を防止することができる。図１０において円形領域１０１ａを省略した場合には、符号Ａで示す領域にも開口１０１ｄが形成される。また、図１３に示すような構造を採用することで、内側リング１５２ａの内側に入射する気体分子に対する排気効率を向上させることができ、排気速度の低下を抑えることができる。
【００４２】
第２の実施の形態に示すようなパーティクルトラップユニット１００を設けることにより、反跳パーティクル対策が施されていないターボ分子ポンプであっても、ポンプを交換することなく反跳パーティクルに対する対策を施すことができる。また、異物混入防止用の保護ネットにロータ上面へのパーティクル落下を防止する円盤を一体で形成することにより、部品点数の増加を抑えて、コスト上昇の抑制を図ることができる。なお、第１の実施の形態においても、円盤１５０の代わりに図１０に示す保護ネット１０１を用いることができる。
【００４３】
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００４４】
１０：ターボ分子ポンプ、１５：バッフル、２１，１０２ａ，１０２ｂ：フランジ、２１ａ：吸気口、３０：ロータ、３２：回転翼、３３：固定翼、３４：ポンプケーシング、１００：パーティクルトラップユニット、１０１：保護ネット、１０１ａ：円形領域、１０１ｂ：ネット領域、１０２：ケーシング、１５０：円盤、１５１：支柱、１５２：枠、１５３、１５３ａ〜１５３ｇ：網目構造体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボ分子ポンプおよびターボ分子ポンプ用パーティクルトラップに関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ分子ポンプは、半導体生産などのエッチングプロセスやＣＶＤプロセスで使用されている。それらのプロセスが行われる真空室からターボ分子ポンプ内に反応生成物などのパーティクルが流入すると、パーティクルは高速回転するロータにより跳ね飛ばされ、その反跳パーティクルが真空室まで達することがある。その結果、反跳パーティクルがウェハ上に付着して、半導体の生産歩留まりを悪化させるという問題がある。
【０００３】
このような反跳パーティクルの真空室への逆流を低減する構成として、特許文献１〜３に記載のような構成が提案されている。特許文献１においては、ポンプケーシング内周面にパーティクルを捕捉する小室を設け、回転翼によってその小室方向へパーティクルを跳ね飛ばすようにしている。特許文献２においては、ポンプケーシング内にゴム材、スポンジ材、コットン材等から成る捕捉部材や、反撥係数の小さな緩衝部材を設けるようにしている。また、特許文献３においては、ステンレスフェルトやフッ素樹脂のフェルトからなる綿状体をパーティクル捕捉機構として備えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０７８２３号公報
【特許文献２】特開２００７−２１１６９６号公報
【特許文献３】特開２００７−１８０４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、小室や、ゴム材、スポンジ材、コットン材、フェルト等の捕捉部材では、パーティクルの捕捉を十分に行うことができないという問題がある。さらに、特許文献３に記載の構成では、吸気口近傍に円盤状の捕捉部材を設けているため、捕捉部材を設けたことによる排気速度低下が大きいという欠点がある。
【０００６】
本発明は、排気速度の低下を抑えつつ、反跳パーティクルの逆流を防止するターボ分子ポンプを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明に係るターボ分子ポンプは、多段の回転翼が形成され、高速回転するロータと、回転翼に対してポンプ軸方向に交互に配置された複数の固定翼と、回転翼および固定翼を収容し、吸気口が形成されたポンプハウジングと、ロータの吸気口側に近接して設けられ、ロータの回転翼根元よりも内径側の面に対向するように配置される円盤と、吸気口とロータとの間に配置され、細線を編み上げて形成された円筒状の網目構造体とを備え、ロータにより跳ね飛ばされたパーティクルを、網目構造体の内部に捕捉することを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載のターボ分子ポンプにおいて、ポンプ吸気口に対して垂直な板状の網目構造体を、円筒状の網目構造体に対して放射状に複数配置したものである。
請求項３の発明に係るターボ分子ポンプは、多段の回転翼が形成され、高速回転するロータと、回転翼に対してポンプ軸方向に交互に配置された複数の固定翼と、回転翼および固定翼を収容し、吸気口が形成されたポンプハウジングと、ロータの吸気口側に近接して設けられ、ロータの回転翼根元よりも内径側の面に対向するように配置される円盤と、ポンプハウジングの内壁に沿って設けられ、細線を編み上げて形成された網目構造体とを備えたことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、円盤と、該円盤を囲むように設けられた複数の開口から成り、吸気口を介したポンプハウジング内への異物の侵入を防止するネット領域と、を有する保護ネットを備えたことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、網目構造体は、細線を編み上げて形成された布状のネットを層状に配置したものである。
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、細線をステンレス細線で構成したものである。
請求項７の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、細線を、シリカの比率が６〜１０％のアルミナシリカ繊維で構成したものである。
請求項８の発明に係るターボ分子ポンプ用パーティクルトラップは、ターボ分子ポンプの吸気口フランジに接続される第１のフランジ、および真空装置側の排気口フランジに接続される第２のフランジを備えるケーシングと、ケーシング内に配置され、ターボ分子ポンプのロータにより跳ね飛ばされたパーティクルを内部に捕捉するように細線を編み上げて形成された円筒状の網目構造体とを備えたことを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項８に記載のターボ分子ポンプ用パーティクルトラップにおいて、ターボ分子ポンプのロータ上面に対向するように配置され、直径寸法がターボ分子ポンプのロータの回転翼根元の直径以下である円盤を備えることを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項８に記載のターボ分子ポンプ用パーティクルトラップにおいて、直径寸法がターボ分子ポンプのロータの回転翼根元の直径以下である円形領域と、該円形領域の周囲を囲むように設けられた複数の開口から成り、吸気口フランジを介したターボ分子ポンプ内への異物の侵入を防止するネット領域とを有する保護ネットを備えたことを特徴とする。
請求項１１の発明は、請求項８〜１０のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプ用パーティクルトラップにおいて、第１および第２のフランジの軸方向に沿った板状の網目構造体を、円筒状の網目構造体に対して放射状に複数配置したものである。
なお、網目構造体の細線は、ステンレス細線で構成しても良いし、シリカの比率が６〜１０％のアルミナシリカ繊維で構成しても良い。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、排気速度の低下を抑えつつ、反跳パーティクルを確実に捕捉することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明によるターボ分子ポンプの概略構成を示す断面図である。
【図２】ターボ分子ポンプ１０が搭載されたＣＶＤ成膜装置の概略構成を示す図である。
【図３】ターボ分子ポンプのバッフル１５が設けられている部分の拡大図である。
【図４】バッフル１５の斜視図である。
【図５】吸気口側から見たバッフル１５を示す図である。
【図６】（ａ）は、積層構造の網目構造体１５３を示す図であり、（ｂ）はネット１５５を示す図である。
【図７】本実施の形態の変形例を示す図であり、（ａ）は第１の変形例を示し、（ｂ）は第２の変形例を示す。
【図８】ポンプケーシング３４が円筒状の場合の網目構造体１５３を示す図であり、（ａ）は網目構造体１５３をバッフルに設けた場合を示し、（ｂ）は網目構造体１５３をポンプケーシング３４の内周面に設けた場合を示す。
【図９】第２の実施の形態を示す図である。
【図１０】保護ネット１０１の平面図である。
【図１１】保護ネット１０１をケーシング１０２のターボ分子ポンプ側に設けた場合の、パーティクルトラップユニット１００の構成を示す図である。
【図１２】パーティクルトラップユニット１００の変形例を示す図である。
【図１３】枠１５２および網目構造体１５３の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。
−第１の実施の形態−
図１は本発明によるターボ分子ポンプの概略構成を示す断面図である。ポンプケーシング３４内にはロータ３０が回転自在に設けられている。図１に示したターボ分子ポンプ１０は磁気軸受式のポンプであり、ロータ３０は、５軸磁気軸受を構成する電磁石３７，３８によって非接触支持される。磁気軸受によって磁気浮上されたロータ３０は、モータ３６により高速回転駆動される。
【００１１】
ロータ３０には、複数段の回転翼３２と円筒状のネジロータ３１とが形成されている。一方、固定側には、軸方向に対して回転翼３２と交互に配置された複数段の固定翼３３と、ネジロータ３１の外周側に設けられたネジステータ３９が設けられている。各固定翼３３は、スペーサリング３５を介してベース４０上に載置される。吸気口フランジ２１が形成されたポンプケーシング３４をベース４０に固定すると、積層されたスペーサリング３５がベース４０とポンプケーシング３４との間に挟持され、固定翼３３が位置決めされる。
【００１２】
ベース４０には排気ポート４１が設けられ、この排気ポート４１にバックポンプが接続される。ロータ３０を磁気浮上させつつモータ３６により高速回転駆動することにより、吸気口２１ａ側の気体分子は排気ポート４１側へと排気される。
【００１３】
図２は、ターボ分子ポンプ１０が搭載される半導体製造装置１の一例を示す図であり、ＣＶＤ成膜装置の概略構成を示したものである。プロセス室２の下部に設けられた排気ポート４には、ゲートバルブ５を介してターボ分子ポンプ１０が装着されている。プロセス室２にはガス供給部６によりプロセスガスが供給される。
【００１４】
このような成膜装置では、成膜プロセスの化学反応や機械部品の摺動などによって、サブミクロンオーダーのパーティクルが発生することが多い。これらのパーティクルが吸気口２１ａを介してターボ分子ポンプ１０内に流入すると、高速回転するロータによって跳ね飛ばされることになる。上述したように、これらの反跳パーティクルがプロセス室まで達すると、パーティクルがウェハ上に付着して、半導体の生産歩留まりの悪化の原因となる。
【００１５】
このような反跳パーティクルの半導体生産への悪影響を低減するために、本実施の形態のターボ分子ポンプ１０では、吸気口２１ａから流入したパーティクルをロータ３０に入射する前に捕捉する機構と、ロータ３０で跳ね飛ばされた反跳パーティクルを捕捉する機構とを備えたバッフル１５を、ポンプケーシング３４内に設けた。
【００１６】
図３および図４は、バッフル１５を説明する図である。図３は、図１のバッフル１５が設けられている部分の拡大図である。図４は、バッフル１５の斜視図である。バッフル１５は、ポンプケーシング３４のフランジ２１に取り付けられている。図４に示すように、バッフル１５は、円盤１５０、支柱１５１，枠１５２、網目構造体１５３を備えている。枠１５２はリブ構造を有しており、内側リング１５２ａと、外側リング１５２ｂと、リング１５２ａおよび１５２ｂを接続する放射状リブ１５２ｃとを備えている。
【００１７】
複数の支柱１５１は内側リング１５２ａの内周面に等間隔で固定されており、各支柱１５１の下端には円盤１５０が固定されている。支柱１５１の長さは、図３に示すように、円盤１５０がロータ３０の上面の近傍に配置されるように設定される。ロータ３０は磁気浮上されて高速で回転するが、ガス負荷に応じて軸方向に僅かに上下する。そのため、円盤１５０は、ロータ３０が上下に移動してもロータ３０と接触しない程度の位置に配置される。また、円盤１５０が回転翼３２の上方を塞がないように、円盤１５０の外径寸法は、回転翼３２の付け根部分の直径寸法以下に設定される。
【００１８】
板状の網目構造体１５３は、符号１５３ａ〜１５３ｃで示すように、内側リング１５２ａの外周面、外側リング１５２ｂの内周面、および放射状リブ１５２ｃの一方の面を覆うように設けられている。なお、図４に示す網目構造体１５３ｃの配置は、ロータ３０が、吸気口側から見て時計回りに回転する構成の場合に適用される。ロータ３０が反時計回りに回転する構成の場合には、網目構造体１５３ｃを、放射状リブ１５２ｃの反対側の面が覆われるように取り付けるのが好ましい。
【００１９】
図５は、吸気口側から見たバッフル１５を示す。破線は、ロータ３０の一段目の回転翼３２を示す。吸気口２１ａからポンプ内に落下し、バッフル１５を通過したパーティクルは、中央部分の円盤１５０の上に落下するか、または、円盤１５０よりも外周側の回転翼３２の上に落下する。円盤１５０上に落下したパーティクルは円盤上に留まるので、装置側に戻ることはない。
【００２０】
一方、回転翼３２上に落下したパーティクルは、高速回転する回転翼３２により跳ね飛ばされる。図５では、回転翼３２は矢印Ｒのように時計回りに回転している。回転翼３２に落下したパーティクルは、接線方向に力を受けるので、接線方向に跳ね飛ばされる傾向が大きい。図５では、パーティクルが単純に接線方向に跳ね飛ばされた場合の軌跡Ｐをいくつか示した。このように接線方向に跳ね飛ばされることから、反跳パーティクルは、外周側の網目構造体１５３により多く入射すると考えられる。
【００２１】
網目構造体１５３は、後述するように金属ワイヤ等の細線を編み上げたものからなり、網目の大きさはパーティクルの大きさよりも大きい。そのため、網目構造体１５３に入射した反跳パーティクルは、一部は表面部分のワイヤに跳ね返されるが、大部分は構造体内部に侵入し、内部でワイヤとの衝突を繰り返すことになる。衝突を繰り返すことで反跳パーティクルの運動エネルギーは小さくなり、最終的には網目構造体１５３の内部に捕捉されることになる。
【００２２】
図６（ａ）は、網目構造体１５３の一例を示したものである。網目構造体１５３には、例えば、特開２００６−１３２７４１号公報に記載のメッシュバネを構成している布状のネット１５５が用いられる。ネット１５５は、図６（ｂ）に示すように、ステンレスワイヤ等の金属細線を、編機によりメリヤス編みしたものである。なお、メリヤス編みしたネットを型付けローラで挟んで、波付けしたものをネット１５５として用いても良い。金属細線のネットに代えて、アルミナとシリカとから成るアルミナシリカ繊維を編み上げて布状としたものを用いても良い。その場合、適度の柔軟性を得るために、シリカの比率を６〜１０％とすることが好ましい。さらに、金属細線の編み方はメリヤス編みに限るものではなく平織り等でも良い。
【００２３】
本実施の形態の網目構造体１５３は、金属ワイヤ等を編み上げたネット１５５で構成されているため、金属繊維をフェルト状とした従来の捕捉部材に比べて隙間が大きい。そのため、反跳パーティクルは網目構造体１５３の内部まで侵入しやすく、確実に補足されることになる。
【００２４】
一方、フェルト状の捕捉部材の場合には、短い繊維を圧縮してフェルト状としているため、ネット１５５に比べて緻密な構造となり、反跳パーティクルは捕捉部材の内部にまで入り込み難くなる。そのため、高速な反跳パーティクルが運動エネルギーを失うのに十分な衝突回数を行うことが難しくなり、捕捉率が網目構造体１５３に比べて劣ることになる。その結果、捕捉されなかったパーティクルは再びロータ３０により跳ね飛ばされることになり、そのような反跳を繰り返す内に、吸気口２１ａからプロセス室側に逆流することになる。すなわち、捕捉率に劣る従来の構成では、反跳パーティクルがプロセス室に逆流する確率が高くなる。
【００２５】
なお、本実施の形態では、目の粗いネット１５５を積層した構造とすることで、反跳パーティクルが網目構造体１５３のより内部まで入り込み易くしている。その場合、同一網目のものを積層しても良いし、表面に近いものは網目を粗くするとともに、パーティクルが捕捉される内部の層の網目についてやや細かくするように、網目の粗さを層に応じて変えても良い。また、金属メッシュ等の比較的平らなネットを積層する場合には、金属メッシュを波折りしてから積層することにより嵩を大きくし、反跳パーティクルを内部にまで入り易くするのが好ましい。
【００２６】
また、円盤１５０は、ロータ３０の上面（非回転翼部分）でパーティクルが跳ね飛ばされるのを防止するために設けられたものである。本実施の形態では、円盤１５０をロータ３０の上面近傍に配置しているので、円盤１５０の有無によるコンダクタンスの違いはほとんど無く、円盤１５０を設けたことによる排気速度の低下を防止できる。また、板状の網目構造体１５３は面が真横を向くように垂直に設けられているので、吸気口２１ａから見たときの開口率を極力大きくすることができ、排気速度低下を抑えることができる。すなわち、本実施の形態におけるバッフル１５は、排気速度の低下を極力抑えつつ、反跳パーティクルを確実に捕捉することができる。
【００２７】
図７は、本実施の形態の変形例を示す図である。図７（ａ）に示す第１の変形例では、バッフル１５によるコンダクタンス低下をより小さくして、排気速度をより重視する構成としたものでる。そのため、図４に示した内側リング１５２ａおよび放射状リブ１５２ｃと、それらに設けられた網目構造体１５３ａ，１５３ｃを省略した。外側リング１５２ｂからは放射状に複数の支持梁１５２ｄが設けられ、支柱１５１はこれらの支持梁１５２ｄに固定されている。
【００２８】
図５に示したように、ロータ３０により跳ね飛ばされた反跳パーティクルは外周方向に進行するので、反跳パーティクルが装置側に直接侵入する確率は非常に小さい。すなわち、何回かポンプ内で反射されたものが装置側に逆流すると考えられる。そのため、内側リング１５２ａや放射状リブ１５２ｃに設けられる網目構造体１５３ａ，１５３ｃを省略しても、パーティクル捕捉率の低下は小さいと考えて良い。
【００２９】
図７（ｂ）に示す第２の変形例では、図７（ａ）に示す外側リング１５２ｂおよび網目構造体１５３ｂに代えて、網目構造体１５３ｄをポンプケーシング３４の内周面に直接設けた。この場合も、排気速度の低下を極力抑えることができる。
【００３０】
上述した実施の形態では、ポンプケーシング３４がフランジ近傍でくびれるように径が小さくなっていたが、図８に示す変形例では、ポンプケーシング３４が円筒状のポンプに適用した場合を示す。図８（ａ）は図４に対応し、図８（ｂ）は図７（ｂ）に対応する。図８（ｂ）の構造の場合、円盤１５０とポンプケーシング内周面に配された網目構造体１５３ｅとが設けられているが、図７（ａ）のように外側リング１５２ｂおよび網目構造体１５３ｂを設ける場合と、殆ど同じ構造となる。
【００３１】
なお、上述した実施の形態では、バッフル１５の枠１５２をリブ構造としたが、リブ構造でなくても構わない。また、円盤１５０の表面の熱放射率を小さくして、プロセス室とロータ３０との間の熱輻射の影響を低減するようにしても良い。
【００３２】
−第２の実施の形態−
図９は、本発明の第２の実施の形態を示す図である。上述した第１の実施の形態では、パーティクル補足用のバッフル１５をターボ分子ポンプのポンプケーシング２４内に設けた。一方、以下に説明する第２の実施の形態では、バッフル１５を備えていないターボ分子ポンプに対して後から付加的に装着できるパーティクルトラップユニットについて説明する。
【００３３】
図９は、ターボ分子ポンプに装着されたパーティクルトラップユニット１００を示したものである。パーティクルトラップユニット１００は、枠１５２、網目構造体１５３、ケーシング１０２および保護ネット１０１を備えている。枠１５２および網目構造体１５３は、図４に示したバッフル１５の枠１５２および網目構造体１５３と同様のものである。すなわち、パーティクルトラップユニット１００は、ロータ３０により跳ね飛ばされた反跳パーティクルを捕捉し、反跳パーティクルがターボ分子ポンプ側から装置側に逆流するのを防止している。
【００３４】
枠１５２は、ビス１０５で固定部１５２ｂをケーシング１０２に締結することにより、ケーシング１０２に固定されている。網目構造体１５３は、枠１５２に取り付けられている。ケーシング１０２は、ターボ分子ポンプ１０のフランジ２１に固定されるフランジ１０２ａと、装置側に固定されるフランジ１０２ｂを備えている。例えば、図２に示すようにゲートバルブ５を介してプロセス室２にターボ分子ポンプ１０を接続する場合には、装置側のフランジ１０２ｂはゲートバルブ５に接続される。ターボ分子ポンプ１０を直接プロセス室２に接続する場合には、フランジ１０２ｂはプロセス室２に接続される。すなわち、パーティクルトラップユニット１００は、ターボ分子ポンプ１０と装置側との間に介在するように設けられる。
【００３５】
フランジ１０２ｂにはシール材（Ｏリング）１０６が装着され、ボルト１０４によりフランジ１０２ｂをゲートバルブ５に締結すると、シール材１０６によってゲートバルブ５とフランジ１０２ｂとの隙間がシールされる。一方、フランジ１０２ａ側においては、シール材（Ｏリング）２１ｂはターボ分子ポンプ１０のフランジ２１に装着されている。フランジ１０２ａとフランジ２１とをボルト１０３により締結すると、フランジ１０２ａ，２１間の隙間が、シール材２１ｂによってシールされる。
【００３６】
図１０は、保護ネット１０１の平面図である。保護ネット１０１は、ステンレス材などの薄板で形成されている。保護ネット１０１は、符号Ａで示す円形領域１０１ａと、符号Ｂで示す円環状のネット領域１０１ｂとを有している。ネット領域１０１ｂには、複数の開口１０１ｄがエッチングにより形成されている。図１０に示す例では、正六角形の開口１０１ｄが蜂の巣状に形成されている。円形領域１０１ａは、エッチングの際に円形のマスキングを行うことにより形成される。保護ネット１０１の周辺部分には、ビス用孔１０１ｃが形成されている。
【００３７】
図９に示す構成の場合には、保護ネット１０１は、ビス１０７によってターボ分子ポンプ１０のフランジ２１に固定されているが、図１１に示すように、ケーシング１０２のターボ分子ポンプ側のフランジ１０２ａにビス固定するようにしても良い。
【００３８】
円形領域１０１ａの直径は、ロータ３０の回転翼３２の付け根部分の直径寸法以下に設定されており、回転翼３２にはネット領域１０１ｂが対向している。ターボ分子ポンプ１０はネット領域１０１ｂを通過した気体を排気する。ネット領域１０１ｂはターボ分子ポンプ内に異物（ウェハの破片や、装置側部品の一部など）が落下して回転翼３２や固定翼３３が損傷するのを防止するために設けられている。また、保護ネット１０１の円形領域１０１ａは、上述した円盤１５０と同様の機能をするものであり、装置側からのパーティクルがロータ３０の上面に落下するのを防止している。
【００３９】
なお、上述した保護ネット１０１では、薄板材をエッチング加工する際に円形のマスキングを施すことで円形領域１０１ａを形成したが、全体をネット状にエッチング加工した後に、円盤を中央部分に付設するようにしても良い。また、金属ワイヤを編み込んだネットを保護ネットとして使用する場合にも、中央部分に円盤を付設することで、保護ネットが形成される。
【００４０】
図１２は、パーティクルトラップユニット１００の変形例を示す図である。図１２に示すパーティクルトラップユニット１００では、図９の保護ネット１０１に代えて、図４に示した円盤１５０を設けた。円盤１５０は支柱１５１によって内側リング１５２ａに固定されている。円盤１５０の軸方向位置は、実線で示すようにケーシング１０２内であっても良いし、二点差線で示すように支柱１５１をポンプ側に延長して、円盤１５０がロータ３０の上方近傍に配置されるようにしても良い。
【００４１】
図１３は、ケーシング１０２内に配置される枠１５２および網目構造体１５３の、変形例を示したものである。枠１５２は、内側リング１５２ａの内側にも放射状リブ１５２ｅが設けられている。そして、内側リング１５２ａの内周面側および放射状リブ１５２ｅに網目構造体１５３ｆ，１５３ｇを取り付けた。このように、ロータ３０の上面と対向する位置に網目構造体１５３ｆ，１５３ｇを設けることにより、円盤１５０や円形領域１０１ａを省略しても、ロータ上面で跳ね飛ばされたパーティクルを網目構造体１５３ｆ，１５３ｇで捕捉し、装置側への逆流を防止することができる。図１０において円形領域１０１ａを省略した場合には、符号Ａで示す領域にも開口１０１ｄが形成される。また、図１３に示すような構造を採用することで、内側リング１５２ａの内側に入射する気体分子に対する排気効率を向上させることができ、排気速度の低下を抑えることができる。
【００４２】
第２の実施の形態に示すようなパーティクルトラップユニット１００を設けることにより、反跳パーティクル対策が施されていないターボ分子ポンプであっても、ポンプを交換することなく反跳パーティクルに対する対策を施すことができる。また、異物混入防止用の保護ネットにロータ上面へのパーティクル落下を防止する円盤を一体で形成することにより、部品点数の増加を抑えて、コスト上昇の抑制を図ることができる。なお、第１の実施の形態においても、円盤１５０の代わりに図１０に示す保護ネット１０１を用いることができる。
【００４３】
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００４４】
１０：ターボ分子ポンプ、１５：バッフル、２１，１０２ａ，１０２ｂ：フランジ、２１ａ：吸気口、３０：ロータ、３２：回転翼、３３：固定翼、３４：ポンプケーシング、１００：パーティクルトラップユニット、１０１：保護ネット、１０１ａ：円形領域、１０１ｂ：ネット領域、１０２：ケーシング、１５０：円盤、１５１：支柱、１５２：枠、１５３、１５３ａ〜１５３ｇ：網目構造体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多段の回転翼が形成され、高速回転するロータと、
前記回転翼に対してポンプ軸方向に交互に配置された複数の固定翼と、
前記回転翼および固定翼を収容し、吸気口が形成されたポンプハウジングと、
前記ロータの吸気口側に近接して設けられ、前記ロータの回転翼根元よりも内径側の面に対向するように配置される円盤と、
前記吸気口と前記ロータとの間に配置され、細線を編み上げて形成された円筒状の網目構造体とを備え、
前記ロータにより跳ね飛ばされたパーティクルを、前記網目構造体の内部に捕捉することを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のターボ分子ポンプにおいて、
ポンプ吸気口に対して垂直な板状の網目構造体を、前記円筒状の網目構造体に対して放射状に複数配置したことを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項３】
多段の回転翼が形成され、高速回転するロータと、
前記回転翼に対してポンプ軸方向に交互に配置された複数の固定翼と、
前記回転翼および固定翼を収容し、吸気口が形成されたポンプハウジングと、
前記ロータの吸気口側に近接して設けられ、前記ロータの回転翼根元よりも内径側の面に対向するように配置される円盤と、
前記ポンプハウジングの内壁に沿って設けられ、細線を編み上げて形成された網目構造体とを備えたことを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記円盤と、該円盤を囲むように設けられた複数の開口から成り、前記吸気口を介した前記ポンプハウジング内への異物の侵入を防止するネット領域と、を有する保護ネットを備えたことを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記網目構造体は、細線を編み上げて形成された布状のネットを層状に配置したことを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記細線をステンレス細線で構成したことを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記細線を、シリカの比率が６〜１０％のアルミナシリカ繊維で構成したことを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項８】
ターボ分子ポンプの吸気口フランジに接続される第１のフランジ、および真空装置側の排気口フランジに接続される第２のフランジを備えるケーシングと、
前記ケーシング内に配置され、前記ターボ分子ポンプのロータにより跳ね飛ばされたパーティクルを内部に捕捉するように細線を編み上げて形成された円筒状の網目構造体とを備えたことを特徴とするターボ分子ポンプ用パーティクルトラップ。
【請求項９】
請求項８に記載のターボ分子ポンプ用パーティクルトラップにおいて、
前記ターボ分子ポンプのロータ上面に対向するように配置され、直径寸法が前記ターボ分子ポンプのロータの回転翼根元の直径以下である円盤を備えることを特徴とするターボ分子ポンプ用パーティクルトラップ。
【請求項１０】
請求項８に記載のターボ分子ポンプ用パーティクルトラップにおいて、
直径寸法が前記ターボ分子ポンプのロータの回転翼根元の直径以下である円形領域と、該円形領域の周囲を囲むように設けられた複数の開口から成り、前記吸気口フランジを介したターボ分子ポンプ内への異物の侵入を防止するネット領域と、を有する保護ネットを備えたことを特徴とするターボ分子ポンプ用パーティクルトラップ。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプ用パーティクルトラップにおいて、
前記第１および第２のフランジの軸方向に沿った板状の網目構造体を、前記円筒状の網目構造体に対して放射状に複数配置したことを特徴とするターボ分子ポンプ用パーティクルトラップ。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプ用パーティクルトラップにおいて、
前記細線をステンレス細線で構成したことを特徴とするターボ分子ポンプ用パーティクルトラップ。
【請求項１３】
請求項８〜１２のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプ用パーティクルトラップにおいて、
前記細線を、シリカの比率が６〜１０％のアルミナシリカ繊維で構成したことを特徴とするターボ分子ポンプ用パーティクルトラップ。
【請求項１】
多段の回転翼が形成され、高速回転するロータと、
前記回転翼に対してポンプ軸方向に交互に配置された複数の固定翼と、
前記回転翼および固定翼を収容し、吸気口が形成されたポンプハウジングと、
前記ロータの吸気口側に近接して設けられ、前記ロータの回転翼根元よりも内径側の面に対向するように配置される円盤と、
前記吸気口と前記ロータとの間に配置され、細線を編み上げて形成された円筒状の網目構造体とを備え、
前記ロータにより跳ね飛ばされたパーティクルを、前記網目構造体の内部に捕捉することを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のターボ分子ポンプにおいて、
ポンプ吸気口に対して垂直な板状の網目構造体を、前記円筒状の網目構造体に対して放射状に複数配置したことを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項３】
多段の回転翼が形成され、高速回転するロータと、
前記回転翼に対してポンプ軸方向に交互に配置された複数の固定翼と、
前記回転翼および固定翼を収容し、吸気口が形成されたポンプハウジングと、
前記ロータの吸気口側に近接して設けられ、前記ロータの回転翼根元よりも内径側の面に対向するように配置される円盤と、
前記ポンプハウジングの内壁に沿って設けられ、細線を編み上げて形成された網目構造体とを備えたことを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記円盤と、該円盤を囲むように設けられた複数の開口から成り、前記吸気口を介した前記ポンプハウジング内への異物の侵入を防止するネット領域と、を有する保護ネットを備えたことを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記網目構造体は、細線を編み上げて形成された布状のネットを層状に配置したことを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記細線をステンレス細線で構成したことを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプにおいて、
前記細線を、シリカの比率が６〜１０％のアルミナシリカ繊維で構成したことを特徴とするターボ分子ポンプ。
【請求項８】
ターボ分子ポンプの吸気口フランジに接続される第１のフランジ、および真空装置側の排気口フランジに接続される第２のフランジを備えるケーシングと、
前記ケーシング内に配置され、前記ターボ分子ポンプのロータにより跳ね飛ばされたパーティクルを内部に捕捉するように細線を編み上げて形成された円筒状の網目構造体とを備えたことを特徴とするターボ分子ポンプ用パーティクルトラップ。
【請求項９】
請求項８に記載のターボ分子ポンプ用パーティクルトラップにおいて、
前記ターボ分子ポンプのロータ上面に対向するように配置され、直径寸法が前記ターボ分子ポンプのロータの回転翼根元の直径以下である円盤を備えることを特徴とするターボ分子ポンプ用パーティクルトラップ。
【請求項１０】
請求項８に記載のターボ分子ポンプ用パーティクルトラップにおいて、
直径寸法が前記ターボ分子ポンプのロータの回転翼根元の直径以下である円形領域と、該円形領域の周囲を囲むように設けられた複数の開口から成り、前記吸気口フランジを介したターボ分子ポンプ内への異物の侵入を防止するネット領域と、を有する保護ネットを備えたことを特徴とするターボ分子ポンプ用パーティクルトラップ。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプ用パーティクルトラップにおいて、
前記第１および第２のフランジの軸方向に沿った板状の網目構造体を、前記円筒状の網目構造体に対して放射状に複数配置したことを特徴とするターボ分子ポンプ用パーティクルトラップ。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプ用パーティクルトラップにおいて、
前記細線をステンレス細線で構成したことを特徴とするターボ分子ポンプ用パーティクルトラップ。
【請求項１３】
請求項８〜１２のいずれか一項に記載のターボ分子ポンプ用パーティクルトラップにおいて、
前記細線を、シリカの比率が６〜１０％のアルミナシリカ繊維で構成したことを特徴とするターボ分子ポンプ用パーティクルトラップ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−２２３２１３（Ｐ２０１０−２２３２１３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５１８０１（Ｐ２００９−２５１８０１）
【出願日】平成２１年１１月２日（２００９．１１．２）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２日（２００９．１１．２）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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