渦輪分子泵的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種禍輪分子泵(turbo-molecular pump)，其在半導體制造裝置或分析裝置等真空裝置中以從中真空到超高真空的壓力范圍予以使用。
【背景技術】
[0002]以往，在半導體制造步驟中的干式刻蝕(dry etching)或化學氣相沉積(ChemicalVapor Deposit1n, CVD)等制造過程(process)中，為了使制造過程高速進行而一面供給大量的氣體(gas) —面進行處理。在進行這些制造過程的半導體制造裝置中，對處理室(chamber)進行真空排氣的真空泵通常使用包括禍輪(turbine)葉片部與螺紋槽泵部的禍輪分子泵。當在這些制造過程中使用渦輪分子泵時，根據(jù)處理氣體(process gas)的種類的不同，有反應產(chǎn)物堆積在泵內的情況。尤其是因反應產(chǎn)物的壓力與升華溫度的關系，反應產(chǎn)物的堆積容易發(fā)生在壓力相對較高的螺紋槽泵部。
[0003]因此，在專利文獻I記載的禍輪分子泵中，通過在泵基座(pump base)設置加熱器(heater)與水冷管，且控制加熱器的通電及冷卻水的供給，而監(jiān)控螺紋定子(screwstator)等中的氣體流路溫度不成為設定溫度以下。由此，防止反應產(chǎn)物的堆積。
[0004][現(xiàn)有技術文獻]
[0005][專利文獻]
[0006][專利文獻I]日本專利特開2003-278692號公報

【發(fā)明內容】

[0007][發(fā)明所要解決的問題]
[0008]另外，渦輪分子泵是通過轉子(rotor)高速旋轉而將氣體排出，通常轉子使用鋁合金。鋁產(chǎn)生蠕變(creep)現(xiàn)象的溫度低于其他金屬。因此，在轉子高速旋轉的渦輪分子泵中，須將轉子溫度抑制得比蠕變溫度區(qū)域更低。
[0009]另一方面，若利用渦輪分子泵排出大量的氣體，伴隨氣體的排出會產(chǎn)生熱，而轉子溫度會上升。來自轉子的散熱主要從旋轉葉片向固定葉片輻射或經(jīng)由氣體進行熱傳遞。然而，當如上所述構成為控制加熱器的通電與冷卻水的供給而將螺紋定子等的溫度維持在比設定溫度更高的溫度時，氣體排出過程中的固定葉片的溫度變得高于螺紋定子溫度，因此，從旋轉葉片向固定葉片的散熱未能充分地進行，而轉子溫度容易變?yōu)楦邷?。因而，有無法增大渦輪分子泵的排氣流量的問題。
[0010][解決問題的技術手段]
[0011]本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式的渦輪分子泵的特征在于包括:轉子，形成有多段旋轉葉片與圓筒部；多段固定葉片，相對于所述多段旋轉葉片而交替地配置；多個隔片，通過積層而將所述多段固定葉片定位；定子，相對于所述圓筒部隔著間隙而配置；基座，固定所述定子；隔片冷卻部，以與積層的所述隔片的最下段隔片接觸的方式配置在所述最下段隔片與所述基座之間，且具有供冷卻液流通的第一流路；加熱器，使所述定子升溫；溫度傳感器，檢測所述定子的溫度；基座冷卻部，形成有與所述第一流路串聯(lián)連接的第二流路，使所述基座冷卻；以及溫度控制部，控制冷卻液向串聯(lián)連接的所述第一流路及所述第二流路的流通與所述加熱器的通電，而將所述定子的溫度維持在規(guī)定溫度。
[0012]更優(yōu)選的實施方式的特征在于:所述第二流路的流出部連接于所述第一流路的流入部，以使冷卻液按所述第二流路、所述第一流路的順序流通。
[0013]更優(yōu)選的實施方式的特征在于:所述第一流路的流出部連接于所述第二流路的流入部，以使冷卻液按所述第一流路、所述第二流路的順序流通。
[0014]更優(yōu)選的實施方式的特征在于包括:旁通配管，相對于串聯(lián)連接的所述第一流路及所述第二流路而并聯(lián)連接；以及三通閥，選擇性地切換為第一流通狀態(tài)與第二流通狀態(tài)，所述第一流通狀態(tài)下冷卻液流通到所述第一流路及所述第二流路，所述第二流通狀態(tài)下冷卻液流通到所述旁通配管；且所述溫度控制部控制所述加熱器的通電及利用所述三通閥在所述第一流通狀態(tài)與所述第二流通狀態(tài)之間的切換，而將所述定子的溫度維持在規(guī)定溫度。
[0015][發(fā)明的效果]
[0016]根據(jù)本發(fā)明，可同時實現(xiàn)大流量排氣及防止產(chǎn)物堆積。
【附圖說明】
[0017]圖1是表示本發(fā)明的渦輪分子泵的泵單元(pump unit) I的概略構成的剖面圖。
[0018]圖2是圖1的設有冷卻隔片23b的部分的放大圖。
[0019]圖3是從G方向觀察圖2的冷卻隔片23b所得的俯視圖。
[0020]圖4是對調溫系統(tǒng)與冷卻隔片23b的關系進行說明的框圖(block diagram)。
[0021]圖5是表示氯化鋁的蒸氣壓曲線的圖。
[0022]圖6是表示本實施方式中的調溫控制的一例的流程圖(flow chart)。
[0023]圖7是表示不包括冷卻隔片23b的構成的情況下的螺紋定子24及固定葉片22的溫度與升華溫度曲線LI的圖。
[0024]圖8是表示本實施方式中的螺紋定子24及固定葉片22的溫度與升華溫度曲線LI的圖。
[0025]圖9是對調溫系統(tǒng)與冷卻隔片23b的關系進行說明的框圖。
[0026]圖10是變形例中的螺紋定子24及固定葉片22的溫度與升華溫度曲線LI的圖。
[0027]【符號說明】
[0028]1:泵單元20:基座
[0029]20a:排氣口21:殼體
[0030]21a:吸氣口21b:上端卡止部
[0031]21c:法蘭22:固定葉片
[0032]23a:隔片23b:冷卻隔片
[0033]24:螺紋定子25:排氣端口
[0034]26a、26b:機械軸承30:轉子
[0035]30a:旋轉葉片30b:圓筒部
[0036]31:軸桿35:轉子盤
[0037]36:馬達36a:馬達定子
[0038]36b:馬達轉子37、38、39:磁軸承
[0039]40:螺栓42:加熱器
[0040]43:溫度傳感器44:隔熱用墊圈
[0041]45:隔片冷卻管45a:流入部
[0042]45b:排出部46:基座冷卻管
[0043]46a:流入部46b:排出部
[0044]47,48:真空用密封件49:螺栓
[0045]50:配管用接頭51:調溫用控制器
[0046]52:三通閥53:旁通配管
[0047]54:配管55:冷卻液供給用配管
[0048]56:冷卻液返回用配管230:貫通孔
[0049]231:隔片部232:法蘭部
[0050]234:槽511:存儲部
[0051]SP:螺紋槽泵部TP:渦輪葉片部
[0052]G:方向LI ?L4:線
[0053]S110、S120、S130:步驟(A):螺紋定子出口
[0054](B):螺紋定子入口(C):最下段的固定葉片22
[0055](D):中間段的固定葉片22(E):最上段的固定葉片22
【具體實施方式】
[0056]以下，參照附圖對用于實施本發(fā)明的方式進行說明。圖1是對本發(fā)明的渦輪分子泵的實施方式進行說明的圖，且是表示渦輪分子泵的泵單元I的概略構成的剖面圖。渦輪分子泵包括圖1所示的泵單元1、用于對泵單元I進行驅動控制的控制單元(control unit)(未圖示)、以及后述的調溫用控制器51 (未圖示，參照圖4)。
[0057]另外，以下，以主動型磁軸承式渦輪分子泵為例進行說明，但本發(fā)明也可應用于如下渦輪分子泵中:采用利用永久磁鐵的被動型磁軸承的渦輪分子泵、或使用機械軸承(mechanical bearing)的禍輪分子泵等。
[0058]在轉子30中形成有多段旋轉葉片30a、與設于比旋轉葉片30a更靠排氣下游側的圓筒部30b。轉子30緊固于作為旋轉軸的軸桿(shaft) 31。泵旋轉體包括轉子30與軸桿31。軸桿31由設于基座20的磁軸承37、磁軸承38、磁軸承39非接觸地支撐。另外，軸方向的構成磁軸承39的電磁鐵是以在軸方向上夾住設于軸桿31下端的轉子盤(rotor disk) 35的方式配置。
[0059]利用磁軸承37?磁軸承39而旋轉自如地磁懸浮著的泵旋轉體(轉子30及軸桿31)由馬達(motor) 36高速旋轉驅動。馬達36使用例如3相無刷馬達(brushless motor)。馬達36的馬達定子36a設于基座20，包括永久磁鐵的馬達轉子36b設于軸桿31側。當磁軸承不運轉時，由緊急用的機械軸承26a、機械軸承26b支撐軸桿31。
[0060]在上下鄰接的旋轉葉片30a之間分別配置有固定葉片22。多段固定葉片22利用多個隔片23a及冷卻隔片23b而定位在基座20上。多段固定葉片22的各個段被隔片23a夾持。冷卻隔片23b配置在積層的多段隔片23a內的最下段的隔片23a與基座20之間。另外，配置有冷卻隔片23b的部分的詳細構成將在下文敘述。若利用螺栓(bolt)40將殼體(casing) 21固定于基座20，則固定葉片22、隔片23a及冷卻隔片23b的積層體被夾持在殼體21的上端卡止部21b與基座20之間。結果，多段固定葉片22在軸方向(圖示的上下方向)上被定位。
[0061]圖1所示的渦輪分子泵包括渦輪葉片部TP與螺紋槽泵部SP，該渦輪葉片部TP包括旋轉葉片30a與固定葉片22，該螺紋槽泵部SP包括圓筒部30b與螺紋定子24。另外，此處是在螺紋定子24側形成有螺紋槽，但也可在圓筒