(57)【要約】【課題】真空装置のチャンバ内の真空度の不均一性は、真空装置の加工精度、加工均一性および／または加工安定性などに影響を及ぼし得る。【解決手段】気体を移送する気体移送装置であって、少なくとも一部に円柱状部分を有する内筒であって、内筒の吸気側に設けられたステージ取付部を含む、内筒と、少なくとも一部に円柱状部分を有する外筒であって、内筒の中心軸と同軸に配置される、外筒と、内筒と外筒で画定されるガス流路上に設けられた動翼であって、中心軸を中心として回転可能に構成された動翼と、ガス流路上に設けられた静翼と、動翼を回転するためのモータと、を備え、内筒および外筒が中空に形成されており、気体移送装置はさらに、内筒および動翼により画定される空間に気体を供給するためのガスパージ口を備える、気体移送装置を開示する。【選択図】図１
2020051317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体を移送する気体移送装置であって、
少なくとも一部に円柱状部分を有する内筒であって、前記内筒の吸気側に設けられたステージ取付部を含む、内筒と、
少なくとも一部に円柱状部分を有する外筒であって、前記内筒の中心軸と同軸に配置される、外筒と、
前記内筒と前記外筒で画定されるガス流路上に設けられた動翼であって、前記中心軸を中心として回転可能に構成された動翼と、
前記ガス流路上に設けられた静翼と、
前記動翼を回転するためのモータと、
を備え、
前記内筒および外筒が中空に形成されており、
前記気体移送装置はさらに、前記内筒および前記動翼により画定される空間に気体を供給するためのガスパージ口を備える、
気体移送装置。
【請求項２】
前記ガスパージ口が前記内筒または前記外筒に備えられている、請求項１に記載の気体移送装置。
【請求項３】
前記内筒と前記動翼の間に設けられた、前記動翼を回転可能に支持する磁気軸受を備え、
前記磁気軸受がタッチダウン軸受を含み、
前記タッチダウン軸受が４点接触単列型玉軸受である、請求項１または２に記載の気体移送装置。
【請求項４】
前記タッチダウン軸受にガラスコーティングが施されている、請求項３に記載の気体移送装置。
【請求項５】
前記気体移送装置の排気側の底部に設けられ、前記気体移送装置の内外を電気的に接続するためのコネクタを備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の気体移送装置。
【請求項６】
前記内筒の円柱状部分の外周面に、前記コネクタに接続される配線を敷設するための溝が形成されている、請求項５に記載の気体移送装置。
【請求項７】
気体流出流路に螺旋構造が形成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の気体移送装置。
【請求項８】
前記ステージ取付部が、前記内筒と分離可能に設けられている、請求項１から７のいずれか一項に記載の気体移送装置。
【請求項９】
前記ステージ取付部を前記内筒から分離することで、前記動翼および前記静翼を前記気体移送装置から取り外すことが可能であるように構成された、請求項８に記載の気体移送装置。
【請求項１０】
前記モータが、ロータとステータを含むアキシャルギャップ型モータであり、
前記ロータが前記動翼の排気側に設けられ、
前記ステータが前記ガス流路上の前記ロータと対向する位置に設けられている、請求項１から９のいずれか一項に記載の気体移送装置。
【請求項１１】
前記内筒と前記動翼の間に設けられた、前記動翼を回転可能に支持する転がり軸受を備える、請求項１０に記載の気体移送装置。
【請求項１２】
真空チャンバに接続された、請求項１から１１のいずれか一項に記載の気体移送装置の使用方法であって、
（１）前記真空チャンバに所定の種類の気体が供給されている場合および
（２）前記真空チャンバの内部の真空度が所定の値以上となる場合
の少なくとも一方の場合に、前記ガスパージ口を介して、前記内筒および前記動翼により画定される空間に気体を供給するステップ、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体移送装置および気体移送装置の使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置などに代表される真空装置の中に、真空チャンバの内部に何らかのガスを導入した状態で使用する装置が存在する。一例として、ドライエッチング装置は六フッ化硫黄などのガスを装置に導入した状態で基板のエッチング加工を行う。さらなる一例として、真空スパッタリング装置はアルゴンなどのガスを導入した状態で対象物のスパッタ加工を行う。
【０００３】
上記のようにガスをチャンバ内部に導入する真空装置においては、装置内部の真空度（導入したガスの圧力または濃度）によって対象物の加工量などが変動するので、真空度を制御することが重要となる。特開２００７−１３４４２８号公報（特許文献１）には、オリフィスバルブを制御することでプラズマ室内の六フッ化硫黄のガス圧を調整するドライエッチング装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３４４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の装置では、プラズマ室内のガスがオリフィスバルブからプラズマ室の外部へと排気される。したがって、オリフィスバルブに近い位置ではガス圧が低く（真空度が高く）なり、オリフィスバルブから遠い位置ではガス圧が高く（真空度が低く）なる可能性がある。プラズマ室の内部、特に加工対象物の近辺での真空度の不均一性は、ドライエッチングの加工精度、加工均一性および／または加工安定性などに影響を及ぼし得る。
【０００６】
この課題はドライエッチング装置に限られるものではない。上述の課題は、たとえば真空スパッタリング装置などのチャンバ内にガスを導入する真空装置一般に存在するものである。
【０００７】
そこで本願は、上述の課題を解決することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願は、気体を移送する気体移送装置であって、少なくとも一部に円柱状部分を有する内筒であって、内筒の吸気側に設けられたステージ取付部を含む、内筒と、少なくとも一部に円柱状部分を有する外筒であって、内筒の中心軸と同軸に配置される、外筒と、内筒と外筒で画定されるガス流路上に設けられた動翼であって、中心軸を中心として回転可能に構成された動翼と、ガス流路上に設けられた静翼と、動翼を回転するためのモータと、を備え、内筒および外筒が中空に形成されており、気体移送装置はさらに、内筒および動翼により画定される空間に気体を供給するためのガスパージ口を備える、気体移送装置を開示する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態にかかる気体移送装置の断面を模式的に示す図である。
【図２】第１実施形態にかかる内筒その他の部品の分解立体図である。
【図３Ａ】動翼の上面図である。
【図３Ｂ】動翼の正面図である。
【図４Ａ】静翼の上面図である。
【図４Ｂ】静翼の正面断面図である。
【図５】図１に示した気体移送装置の、アキシャル磁極の周辺の拡大断面図である。
【図６Ａ】アキシャルセンサホルダの正面図である。
【図６Ｂ】アキシャルセンサホルダの下面図である。
【図７】ステージ取付部を引き抜いた状態の気体移送装置を示す図である。
【図８】第２実施形態にかかる気体移送装置の断面を模式的に示す図である。
【図９】動翼の排気側の端部にタッチダウン軸受が設けられた気体移送装置の正面断面図である。
【図１０】処理室の内部の方向へ内筒を底板と共に取り外すことが可能な気体移送装置の正面断面図である。
【図１１】図１０の気体移送装置において、内筒１１０を底板と共に取り外した場合の正面断面図である。
【図１２】静翼の段が最も吸気側に位置する気体移送装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態にかかる気体移送装置１００の断面を模式的に示す図である。なお、本実施形態にかかる気体移送装置１００では、コネクタ１１８、排気口１２２、気流調整バッフルプレート１８０に設けられた通気口１８１およびステージ取付部１１４に設けられたガスパージ口１９１を除き、中心軸１１３に対して対称となるように構成されている。
【００１１】
図１の気体移送装置１００は、紙面上部から気体を吸気し、紙面下部へ気体を排気するように構成されている。なお、以下の説明における「吸気側」とは図１の紙面上部または紙面上方向を指し、「排気側」とは図１の紙面下部または紙面下方向を指す。また、気体移送装置１００は真空装置１０に接続されているものとして説明する。この例における真空装置１０はドライエッチング装置であり、処理室１１（真空チャンバ１１）、処理室１１に備えられたプロセスガス供給機構１２およびシャワーヘッド電極１３、交流電源１４ならびに交流電源１４に接続されたケーブル１５が備えられている。また、真空装置１０および気体移送装置１００の少なくとも一方を制御するための制御装置２０が備えられていてもよい。真空装置１０は、ドライエッチング装置の他、ＣＶＤ装置、真空蒸着装置またはアッシング装置などの装置であってもよい。
【００１２】
（内筒および外筒について）
図１の気体移送装置１００は、内筒１１０と、内筒１１０の外側に内筒１１０から離隔して設けられた外筒１２０とを備える。図１の例では、内筒１１０の外周面と外筒１２０の内周面との間の空間が、気体移送装置１００におけるガス流路１３０を形成する。換言すれば、内筒１１０と外筒１２０がガス流路１３０を画定する。気体移送装置１００は、ガス流路１３０を通過した気体を排気するための排気口１２２を備える。本実施形態では、外筒１２０の底部に排気口１２２が設けられているが、排気口１２２は外筒１２０の他の部分に設けられていてもよい。また、排気口１２２は内筒１１０などの他の部品に設けられていてもよい。
【００１３】
内筒１１０は少なくとも一部に円柱状部分１１１を有する。また、内筒１１０は中空に形成されており、中空空間１１２を画定している。外筒１２０も少なくとも一部に円柱状部分１２１を有し、中空に形成されている。外筒１２０の円柱状部分１２１は、内筒１１
０の円柱状部分１１１の中心軸１１３と同軸に配置される。
【００１４】
内筒１１０は、内筒１１０の吸気側の端部に、ステージ１１５を取り付けるためのステージ取付部１１４を含む。ステージ取付部１１４は内筒１１０と一体形成されていてもよく、別個の部品として形成されていてもよい。本実施形態では、ステージ取付部１１４は円柱状で、かつ中空の部品であり、内筒１１０とは別個の部品である。しかし、ステージ取付部１１４の形状は円柱状に限らず、たとえばステージ１１５の形状に応じた形状にすることができる。また、ステージ取付部１１４を非中空のものとすることもできる。この場合、ステージ取付部１１４が中空空間１１２の閉口端となる。
【００１５】
ステージ取付部１１４には基板１１６を固定するためのステージ１１５が取り付けられている。なお、ステージ取付部１１４は内筒１１０の一部であるので、「内筒１１０にステージ１１５が取り付けられている」と表現することも可能である。本実施形態では、円形の基板１１６を固定するために、ステージ１１５は円柱状に形成されている。しかし、ステージ１１５の形状は円柱状に限らず、たとえば基板１１６の形状に応じた形状にすることができる。さらに、ステージ１１５は中空空間１１２の閉口端となっている。ステージ１１５は、たとえば静電チャックなどを備えることにより、シリコンウエハなどの基板１１６を固定することが可能なように構成されている。
【００１６】
内筒１１０、外筒１２０、ステージ取付部１１４、ステージ１１５および基板１１６の配置について、図２の分解立体図を用いて説明する。ただし、図２では内筒１１０、外筒１２０、ステージ取付部１１４、ステージ１１５、基板１１６、コネクタ１１８、第１のボルト１２４および第２のボルト２０２以外の部品の図示は省略されている。
【００１７】
図２に示されるとおり、本実施形態では、外筒１２０、ステージ取付部１１４、ステージ１１５および基板１１６の中心軸が、内筒１１０の円柱状部分１１１の中心軸１１３と同軸となるように配置されている。内筒１１０の底部には第１の雌ねじ穴１１７（この例では８つ）が設けられており、外筒１２０の底部には第１の貫通穴１２３（この例では８つ）が設けられている。この例では、８つの第１のボルト１２４を、第１の貫通穴１２３を介して第１の雌ねじ穴１１７にそれぞれねじ込むことで、内筒１１０を外筒１２０に固定することができる。ただし、内筒１１０と外筒１２０の固定方法は上述した方法に限らない。たとえば内筒１１０と外筒１２０との間に底板を設け、内筒１１０と底板を固定し、さらに外筒１２０と底板とを固定することもできる。また、内筒１１０および外筒１２０の間にＯリングなどのシール材を設けることが好ましい。
【００１８】
内筒１１０とステージ取付部１１４についても、ステージ取付部１１４に設けられた第２の貫通穴２００、内筒１１０の吸気側に設けられた第２の雌ねじ穴２０１および第２のボルト２０２を用いて固定することができる。この場合、第２の貫通穴２００に座繰り部分を設けることで、第２のボルト２０２の頭部がステージ１１５と干渉することを防止することができる。ステージ取付部１１４とステージ１１５の固定についてもボルトによる固定を採用することができる。各部品間の固定は、ボルトによる固定の他、たとえば嵌合などの従来知られた固定方法を用いることもできる。
【００１９】
気体移送装置１００が接続される真空装置１０の種類に応じて、ステージ１１５に様々な機能または構成を付与することが可能である。たとえば真空装置１０がドライエッチング装置である場合、交流電源１４に接続される電極がステージ１１５に設けられていてよい。その他、たとえばステージ駆動機構またはステージ温度調整機構などをステージ１１５に設けることができる。これらの要素またはこれらの要素に接続された配線などを中空空間１１２に収納することで、気体移送装置１００を小型化することができる。
【００２０】
（動翼および静翼について）
ガス流路１３０上には、動翼１４０および静翼１５０が設けられている。動翼１４０は、ガス流路１３０上で回転自在に配置されている。静翼１５０は、動翼１４０と対向するように配置されている。ガス流路１３０上に設けられた動翼１４０および静翼１５０は、ガス流路１３０上の気体分子の流れを阻害し、ガス流路１３０の配管コンダクタンスを低下させる。配管コンダクタンスを低下させることで、プロセスガス供給機構１２から真空装置１０の内部に供給されたガスを処理室１１の内部で均一に保持することが可能になる。
【００２１】
動翼１４０は高速に回転するまたは回転させられる部材である。また、実施形態にかかる気体移送装置１００は中空空間１１２を有する。したがって、実施形態にかかる動翼１４０の径は、中空空間を有さない気体移送装置の動翼の径よりも大きくなりやすい。よって、実施形態にかかる動翼１４０は強い遠心応力に曝され得る。さらに、気体移送装置１００の駆動中は、気体移送装置１００の各部品の温度が上昇し得る。したがって、動翼１４０は、なるべく軽量で、強い遠心応力に耐え得、かつ、耐クリープ性が高いことが好ましい。そこで、実施形態にかかる動翼１４０は、銀を含有したアルミ合金から形成されてよい。アルミ合金から形成された動翼は広く知られているが、銀を含有したアルミ合金を用いることで、動翼１４０の強度をさらに向上させることができることがわかった。なお、銀の含有量は、常温常圧の条件下で０．０１％〜５％（質量パーセント）であってよい。ただし、銀の含有量を前述の割合以外の割合としてもよい。さらに好ましくは、動翼１４０は、そのようなアルミ合金を鍛造して形成されてよい。なお、動翼１４０は、他の材質または他の形成方法により形成されていてもよい。
【００２２】
図１の例では、静翼１５０が伝熱スペーサ１２５を介して外筒１２０に間接的に取り付けられている。ただし、静翼１５０は外筒１２０に直接的に取り付けられてもよい。また、静翼１５０は、伝熱スペーサ１２５および／または外筒１２０から分離可能に構成されてもよい。静翼１５０の材質は動翼１４０の材質と同じでもよく、異なっていてもよい。また、静翼１５０は伝熱スペーサ１２５と一体に形成されていてもよい。より具体的には、後述する静翼ベース１５１の少なくとも一つが、伝熱スペーサ１２５と一体に形成されていてもよい。静翼１５０と伝熱スペーサ１２５がそれぞれ別個独立の部品である場合、静翼１５０と伝熱スペーサ１２５の間には隙間が発生し得る。後述するように、実施形態にかかる気体移送装置１００は、分子流条件のみならず、中間流条件または粘性流条件においても用いられ得る。中間流条件または粘性流条件において静翼１５０と伝熱スペーサ１２５との間に隙間が存在すると、そのような隙間を介して処理室１１から気体が漏出しやすいと考えられる。気体の漏出とは逆に、そのような隙間を介して、処理室１１に意図しない気体が入り込む可能性もある。さらに、実施形態にかかる気体移送装置１００は中空空間１１２を有する。したがって、実施形態にかかる静翼１５０の径は、中空空間を有さない気体移送装置の静翼の径より大きくなりやすい。よって、実施形態にかかる気体移送装置１００では、静翼１５０と伝熱スペーサ１２５との間の隙間の大きさ（「隙間の長さ」「隙間の面積」または「隙間の体積」と表現してもよい）が大きくなりやすい。隙間が大きくなれば、処理室１１からの気体の漏出量／処理室１１への気体の流入量はいっそう大きくなると考えられる。静翼１５０と伝熱スペーサ１２５との間に隙間がなるべく発生しないよう、静翼１５０（または静翼１５０の少なくとも一部）を伝熱スペーサ１２５（または伝熱スペーサ１２５の少なくとも一部）と一体に形成することで、処理室１１からの気体の漏出／処理室１１への気体の流入を低減することができる。
【００２３】
気体移送装置１００が気体を移送している間、気体移送装置１００の内部には熱が発生する。発生した熱は静翼１５０を温める。静翼１５０の熱は（伝熱スペーサ１２５が設けられている場合は伝熱スペーサ１２５を介して）外筒１２０に伝わる。外筒１２０に伝わった熱は、図１の構成であれば外部の空間に放熱される。しかし、図１とは異なり、外筒
１２０の外部にさらに何らかの部品が設けられている場合もある。たとえば、処理室１１の下部が円筒状に形成されており、そのような円筒状の部分に気体移送装置１００を取り付けた場合、外筒１２０の周囲には処理室１１の壁が存在し得る。各部品の間で効率的に熱を伝導するためには、隣り合う部品同士を接触させることが好ましい。
【００２４】
一方で、静翼１５０、（存在する場合は）伝熱スペーサ１２５および外筒１２０が熱を受け取ると、各部品は熱により膨張し得る。さらに、熱は気体移送装置１００の内部から外部へ向かって移動するため、気体移送装置１００の内側に位置する部品のほうが、外側に位置する部品よりも熱くなりやすい。（ただし、装置の構成や、各部品の比熱または熱容量などによっては、外側に位置する部品の方が熱くなる可能性もある。）したがって、隣り合う部品同士を接触させた状態で、気体移送装置１００により気体を移送すると、焼きばめに類似した現象が発生する。すなわち、気体移送装置１００により気体を移送すると、熱膨張により、隣り合う部品が互いを押さえつけ得る。熱膨張により部品が押さえつけられると、部品を分解することが不可能になるか、または、少なくとも部品の温度が低下するまで部品を分解することが困難になる。また、部品同士が互いを押さえつけることにより、部品の変形が起こり得ると考えられる。気体移送装置１００には中空空間１１２が設けられているので、各部品の径は大きくなりやすい。部品の径が大きくなると熱による径方向の膨張量も大きくなるので、熱膨張による問題はより重大になると考えられる。
【００２５】
焼きばめに類似した現象による問題を解決するため、次の条件の少なくともひとつを満たすように静翼１５０、（存在する場合は）伝熱スペーサ１２５および外筒１２０の寸法を決定してよい。
・静翼１５０が第１の所定の温度（たとえば気体移送装置１００の最高許容温度より２０度低い温度）以上の温度となった場合に、静翼１５０がその外周にある部品（たとえば伝熱スペーサ１２５または外筒１５０）に接触する。換言すれば、静翼１５０の温度が第１の所定の温度より低い場合には、静翼１５０はその外周にある部品に接触しない（隙間が形成される）。
・伝熱スペーサが第２の所定の温度（たとえば気体移送装置１００の最高許容温度より３０度低い温度）以上の温度となった場合に、伝熱スペーサ１２５がその外周にある部品（たとえば外筒１２０）に接触する。換言すれば、伝熱スペーサ１２５の温度が第２の所定の温度より低い場合には、伝熱スペーサ１２５はその外周にある部品に接触しない。
・外筒１２０が第３の所定の温度（たとえば気体移送装置１００の最高許容温度より４０度低い温度）以上の温度となった場合に、外筒１２０がその外周にある部品（たとえば処理室１１）に接触する。換言すれば、外筒１２０の温度が第３の所定の温度より低い場合には、外筒１２０はその外周にある部品に接触しない。
【００２６】
上記の条件の少なくともひとつを満たすような構成によれば、部品の温度が所定の温度以上となった場合は部品同士が接触するため、部品間で熱が伝導する。したがって、部品の温度が所定の温度以上となった場合、気体移送装置１００の放熱をすることが可能になる。一方で、常温では部品間に隙間が形成されている。したがって、熱膨張によって部品が他の部品を押さえつける力を低減することができる。よって、焼きばめに類似した現象による問題を解決することができる。
【００２７】
図３を用いて、動翼１４０を詳細に説明する。図３Ａは、動翼１４０を吸気側から見た上面図である。図３Ｂは動翼１４０の正面図である。本実施形態の動翼１４０は、円柱状かつ中空の動翼ベース１４１を備える。動翼ベース１４１には動翼の段１４２が４段備えられている。動翼の段１４２のそれぞれは個々の動翼１４３の集合体である。個々の動翼１４３のそれぞれは、動翼ベース１４１の中心軸を中心として放射状に形成されている。なお、気体移送装置１００が組み立てられたとき、動翼ベース１４１の中心軸は内筒１１０の円柱状部分１１１の中心軸１１３とほぼ一致する。したがって、「動翼ベース１４１
の中心軸」を「中心軸１１３」と読み替えることが可能である。また、動翼の段１４２の数ならびに個々の動翼１４３の枚数および角度などは図示したものに限られない。
【００２８】
動翼１４０は、中心軸１１３を中心として回転することができる。個々の動翼１４３のそれぞれは、動翼１４０の回転方向３００に対して前部が吸気側に位置し、後部が排気側に位置するよう傾けられている。この構成により、個々の動翼１４３は回転時に気体分子と衝突して気体分子に運動エネルギーを加え、気体分子を図１の紙面上部から紙面下部に向けて移送する。また、一般的に、吸気側において分子の吸気効率を上昇させ、かつ、排気側において分子の逆流を防止するために、吸気側に位置する動翼の段１４２の傾斜角度を大きくし、かつ、排気側に位置する動翼の段１４２の傾斜角度を小さくすることが知られている。一方で、実施形態にかかる気体移送装置１００は、処理室１０中にプロセスガスなどの気体を保つ必要がある。そこで、動翼の段１４２のすべての傾斜角度はほぼ同一であってよい。具体的には、個々の動翼１４３のすべてを、１０度以上３０度以下の間で傾けてよい（ただし、個々の動翼１４３が、図３Ｂの左右方向に平行な状態である場合の傾斜角度を０度とする）。もちろん、１０度より小さい角度または３０度より小さい角度とすることも可能である。この構成によれば、必要な圧縮比を保ちつつ、必要な気体移送の性能を保ちつつ、かつ、処理室１０の内部にプロセスガスなどの気体を保つことが可能である。動翼１４０の回転速度が速いほど、気体分子の移送効率は向上する。したがって、動翼１４０の回転速度を増減することで、ガス流路１３０の配管コンダクタンスを増減させることができる。一例として、制御装置２０が動翼１４０の回転速度を制御する構成を取ることが可能である。
【００２９】
次に、図４を用いて静翼１５０を詳細に説明する。図４Ａは、静翼１５０（または静翼１５０の少なくとも一部）を吸気側から見た上面図である。図４Ｂは静翼１５０（または静翼１５０の少なくとも一部）の正面断面図である。静翼１５０は、円柱状かつ中空の静翼ベース１５１を備える。静翼ベース１５１は、分割線１５４の位置で二分割可能に構成されている。静翼ベース１５１の組立時には、動翼１４０を挟み込むように二つの部分が取り付けられる。ただし、静翼ベース１５１は分割構造を持つものに限られない。また、静翼ベース１５１には静翼の段１５２が１段備えられている。なお、図１において複数の部品（図１では４つ）に１つの符号「１５０」が付されていることから理解されるように、静翼１５０は複数の静翼ベース１５１を積み重ねたものであってよい。静翼ベース１５１を積み重ねることで、静翼１５０は全体として複数の静翼の段１５２を備える。１つの静翼ベース１５１が静翼の段１５２を１段備える場合、静翼ベース１５１の数は、動翼の段１４２の数と等しいことが好ましい。静翼の段１５２は個々の静翼１５３の集合体である。個々の静翼１５３のそれぞれは、静翼ベース１５１の中心軸（中心軸１１３と読み替えることができる）を中心として放射状に形成されている。ただし、１つの静翼ベース１５１に設けられる静翼の段１５２の数、静翼１５０全体としての静翼の段１５２の数、ならびに個々の静翼１５３の枚数および角度などは図示した数に限られない。
【００３０】
個々の静翼１５３のそれぞれは、個々の動翼１４３とは逆方向に傾けられている。すなわち、個々の静翼１５３のそれぞれは、動翼１４０の回転方向３００に対して前部が排気側に位置し、後部が吸気側に位置するよう傾けられている。この構成により、静翼１５０は、図１の紙面下部から紙面上部方向への気体分子の移動（気体分子の逆流）を防ぐ。動翼１４０と同様に、静翼１５０についても、吸気側に位置する静翼の段１５２の傾斜角度を大きく、排気側に位置する静翼の段１５２の傾斜角度を小さくすることが知られている。動翼１４０（動翼の段１４２）と同様に、静翼の段１５２のすべての傾斜角度はほぼ同一であってよい。具体的には、個々の静翼１５３のすべてを、１０度以上３０度以下の間で傾けてよい（ただし、個々の静翼１５３が、図４Ｂの左右方向に平行な状態である場合の傾斜角度を０度とする）。もちろん、１０度より小さい角度または３０度より小さい角度とすることも可能である。
【００３１】
以上の構成によれば、動翼１４０（個々の動翼１４３）および静翼１５０（個々の静翼１５３）はガス流路１３０のコンダクタンスを低下させる他にも、それぞれ気体分子を移送するためのブレードとしても働く。ここで、JIS（Japanese Industrial Standards）には、以下の定義が記載されている。
JIS Z 8126-2:1999 2.1.2.5 “分子ポンプ”：“高速のロータ表面によって気体分子に運動量が与えられ，ポンプの排気口の方向に気体が輸送される運動量輸送式真空ポンプ。”
JIS Z 8126-2:1999 2.1.2.5.1 “ターボ分子ポンプ”：“ロータに溝又は羽根があって，それに対
応する同様のステータの間を回転する分子ポンプ。回転体の周速は，気体分子の運動速度とほぼ同じである。通常，分子流条件のもとでその性能を発揮する。”
【００３２】
実施形態にかかる気体移送装置１００は、動翼１４０（個々の動翼１４３）により気体分子に運動量を与え、排気口の方向に気体を移送している。したがって、JISの定義に照らせば、実施形態にかかる気体移送装置１００は分子ポンプであるといえる。さらに、実施形態にかかる気体移送装置１００は、動翼１４０（動翼の段１４２）が静翼１５０（静翼の段１５２）の間を回転するように構成されている。したがって、JISの定義に照らせば、実施形態にかかる気体移送装置１００はターボ分子ポンプであるといえる。ただし、実施形態にかかる気体移送装置は、「配管コンダクタンスを低下させることで、プロセスガス供給機構１２から真空装置１０の内部に供給されたガスを処理室１１の内部で均一に保持する」ために設けられている。プロセスガスが供給された処理室１１の内部は、分子流条件のみならず、粘性流条件または中間流条件にもなり得ると考えられる。したがって、実施形態にかかる気体移送装置は一般的なターボ分子ポンプ（JISによれば「通常，分子流条件のもとでその性能を発揮する」）とは異なることを留意されたい。
【００３３】
複数の静翼ベース１５１を積み重ねて用いる場合、静翼ベース１５１同士はいんろう継手（spigot joint）の形式により接続されることが好ましい。たとえば図４に示すとおり、静翼ベース１５１の上面の内周側には凸部１５５が設けられてよい。かつ、静翼ベース１５１の下面の内周側には、凸部１５５に対応する凹部１５６が設けられてよい。凸部１５５が凹部１５６と結合することで、複数の静翼ベース１５１を精度よく位置決めすることができる。また、静翼ベース１５１の位置決めが高精度化されることにより、動翼１４０と静翼１５０との間のギャップ長を精度よく管理することが可能である。なお、図４の構造はあくまでも例示である。たとえば、図４とは異なり、静翼ベース１５１の上面に凹部１５６を設け、静翼ベース１５１の下面に凸部１５５を設けてもよい。凸部１５５および凹部１５６は、静翼ベース１５１の内周側でない部分に設けられていてもよい。
【００３４】
（軸受について）
気体移送装置１００は、動翼１４０を回転可能に支持するための軸受を備える。軸受としては転がり軸受または磁気軸受などを用いることができる。図１の例では、内筒１１０と動翼１４０との間に設けられた磁気軸受１６０が用いられている。図１の例における磁気軸受１６０は、２組のラジアル磁極１６１および１組のアキシャル磁極１６２を含む。図１の磁気軸受はさらに、タッチダウン軸受１６３を含む。
【００３５】
ラジアル磁極１６１は、動翼１４０の径方向の荷重を支持するための磁極である。図１の例では、内筒１１０の円柱状部分１１１の外周面および動翼１４０の内周面にラジアル磁極１６１が設けられている。なお、ラジアル磁極１６１に、内筒１１０と動翼１４０との間の径方向の変位を測定するラジアル変位センサ（図示せず）を設けてもよい。その場合、制御装置２０が変位センサの測定量に基づいてラジアル磁極１６１を制御することで、動翼１４０の回転を安定化することができる。
【００３６】
アキシャル磁極１６２は、動翼１４０の軸方向の荷重を支持するための磁極である。図１の例では、内筒１１０の一部であるステージ取付部１１４にアキシャル磁極１６２が設けられている。また、アキシャル磁極１６２の他に、アキシャル磁極１６２のターゲットであるアキシャル磁極ターゲット１６４、アキシャル変位センサ（図示せず）を保持するためのアキシャルセンサホルダ１６５およびアキシャル変位センサのターゲットであるアキシャルセンサターゲット１６６を備えてもよい。ここで、アキシャル変位センサは内筒１１０と動翼１４０との間の軸方向の変位を測定するセンサである。なお、図１の例では、アキシャル磁極ターゲット１６４およびアキシャルセンサターゲット１６６は動翼１４０に固定されており、動翼１４０とともに回転する。また、図１に示すように、アキシャル磁極１６２、アキシャル磁極ターゲット１６４、アキシャルセンサホルダ１６５およびアキシャルセンサターゲット１６６を気体移送装置１００の上部からアクセス可能な位置に設けることで、アキシャル磁極１６２を交換することが容易になる。
【００３７】
タッチダウン軸受１６３は磁気軸受１６０が制御不能となった際などに動作する軸受である。図１の例では、内筒１１０の一部であるステージ取付部１１４と動翼１４０との間にタッチダウン軸受１６３が設けられている。
【００３８】
従来は、タッチダウン軸受１６３として、径方向または軸方向の１方向の荷重を支持することができる２点接触型玉軸受が用いられていた。しかし、磁気軸受１６０を緊急停止した場合には、径方向および軸方向の双方に荷重が発生し得る。そこで従来技術では、２点接触型玉軸受を二つ組み合わせる（複列化する）ことで、径方向および軸方向の双方の荷重を支持していた。一方、本実施形態では、タッチダウン軸受１６３として４点接触単列型玉軸受を用いている。４点接触型玉軸受は、一つの（単列の）軸受で径方向および軸方向の双方の荷重を支持することができる。タッチダウン軸受を単列化することで、部品の小型化、部品点数の削減を達成することができる。４点接触単列型玉軸受以外にも、通常の単列型玉軸受、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受等の軸受を採用することも可能である。
【００３９】
さらに、タッチダウン軸受１６３にはガラスコーティングが施されていてもよい。ガラスコーティングを施すことによって、タッチダウン軸受１６３の硬度およびすべり性が向上する。したがって、ガラスコーティングによって、たとえば磁気軸受１６０が緊急停止した際などにタッチダウン軸受１６３が受けるダメージを低減することができる。同様に、ガラスコーティングによって、タッチダウン軸受１６３と接触する他の部品が受けるダメージを低減することができる。タッチダウン軸受１６３として玉軸受を用いる場合は、軸受の内部のボールおよびそれらのボールが接触する箇所の少なくとも一方にガラスコーティングを施すことが好ましい。
【００４０】
タッチダウン軸受１６３およびタッチダウン軸受１６３と接触する他の部品のダメージの軽減を目的として、ガラスコーティングの他に、他の潤滑剤を用いることも可能である。潤滑剤として、例えば二硫化モリブデンまたは二硫化タングステンなどを含む固体潤滑剤を用いることができる。また、タッチダウン軸受１６３の少なくとも一部を高強度の材質から形成してもよい。高強度の材質として、たとえばニッケルクロムモリブデン鋼が挙げられる。タッチダウン軸受１６３を高強度の材質から形成することにより、タッチダウン軸受の使用回数を向上させ得る。とくに、タッチダウン軸受１６３のうち動翼１４０と共に回転する部分を高強度の部材から形成することで、タッチダウン軸受１６３が強い回転応力に耐えることが可能になる。実施形態にかかる気体移送装置１００は中空空間１１２を有するため、動翼１４０の径が大きくなりやすい。したがって、タッチダウン軸受１６３（より正確には、タッチダウン軸受１６３のうち動翼１４０と共に回転する部分）に発生する回転応力も大きくなりやすい。よって、回転応力に耐え得るようにタッチダウン
軸受１６３を構成することは重要である。
【００４１】
磁気軸受１６０が制御不能となり、タッチダウン軸受１６３が動作を開始した場合、タッチダウン軸受１６３を軸として、動翼１４０の回転軸が振れてしまう可能性がある。そこで、内筒１１０の円柱状部分１１１の外周面に設けられたラジアル磁極１６１と、動翼１４０の内周面に設けられたラジアル磁極１６１間とのギャップ距離は、動翼１４０の回転軸が振れた場合であってもラジアル磁極同士が接触しないように構成されている。ここで、タッチダウン軸受１６３から遠いラジアル磁極１６１は、タッチダウン軸受１６３に近いラジアル磁極１６１よりも、回転軸の振れによる回転軸と垂直方向の移動量が大きいと考えられる。したがって、タッチダウン軸受１６３から遠くに設けられたラジアル磁極のギャップ距離を長くすることで、ラジアル磁極同士の接触を効果的に防ぐことができ得る。
【００４２】
なお、磁気軸受１６０の部品のうち動翼１４０と共に回転する部品は高速で回転し得る。従来から、回転中に部品の結合が外れてしまうことを防止するため、磁気軸受１６０のうち動翼１４０と共に回転する部品と、動翼１４０との間にリング状のスペーサ部材を設けることが知られている。スペーサ部材は、磁気軸受の部品をしっかりと保持することができる。一方で、スペーサ部材を設けることにより、気体移送装置１００全体の部品点数および重量が増加してしまうという課題があった。また、実施形態にかかる気体移送装置１００のように、動翼１４０の径が大きい場合、各部材の熱膨張量が大きくなる。熱膨張量が大きい場合にスペーサ部材を用いると、膨張によって各部品が干渉してしまう可能性が高くなる。そこで、実施形態にかかる気体移送装置１００の動翼１４０は、スペーサ部材を用いずに、焼きばめによって磁気軸受１６０の部品と結合されていてよい。より具体的には、動翼１４０の内周部分に溝を掘り、その溝に対して磁気軸受の部品を焼きばめしてよい。焼きばめの温度は、気体移送装置１００の最高許容温度（たとえば１２０℃）より高いことが好ましい。そのような温度で焼きばめすることにより、気体移送装置１００が最も高熱になった場合であっても、部品が脱落する可能性を低くすることができる。なお、焼きばめではなく、冷やしばめによって磁気軸受１６０の部品と動翼１４０とが結合されていてもよい。
【００４３】
（モータについて）
気体移送装置１００はさらに、動翼１４０を回転させるためのモータを備える。図１の例では、動翼１４０の回転の中心は中心軸１１３である。また、図１の例では、ロータ１７１およびステータ１７２を含む１つのラジアルギャップ型モータ１７０がモータとして用いられている。ロータ１７１は動翼１４０に設けられている。ステータ１７２は内筒１１０の円柱状部分１１１のうち、ロータ１７１と対向する位置に設けられている。
【００４４】
なお、上述した軸受およびモータの配置および個数等は一例である。軸受及びモータについては、本願明細書の記載と矛盾しない限り、従来知られた任意の構成を採用することができる。
【００４５】
（コネクタおよび配線について）
気体移送装置１００の部品（磁気軸受１６０およびラジアルギャップ型モータ１７０など）を動作させるために、それらの部品に電力を供給することが必要である。すなわち気体移送装置１００には、気体移送装置１００の内外を電気的に接続するためのコネクタが必要になる場合がある。ここで、中空空間１１２には、交流電源１４などに接続されたケーブル１５などの部品が存在する。したがって、ケーブル１５など中空空間１１２の内部に存在する部品とコネクタとの干渉を避けるために、コネクタを内筒１１０の円柱状部分１１１以外の場所に設けることが好ましい。
【００４６】
そこで本実施形態では、気体移送装置１００の排気側の底部である、外筒１２０の排気側の底部にコネクタ１１８を設けている。なお、コネクタ１１８を内筒１１０の排気側の底部に設けることも可能である。仮に、内筒１１０と外筒１２０とが底板によって接続されている場合、底板にコネクタ１１８を設けてもよい。以上の構成によれば、内筒１１０の円柱状部分１１１に存在する部品とコネクタ１１８との干渉を回避することができる。なお、１つのコネクタ１１８あたりのピン数を低減するために、コネクタ１１８を複数設けてもよい。例外はあるものの、一般的に、ピン数が少ないコネクタは、ピン数が多いコネクタより小さい。したがって、複数のコネクタ１１８を用いることによって、コネクタ１１８の大きさを小さくすることが可能である。コネクタ１１８の個数は、部品点数、必要なピンの数（必要な導電路の数）、コネクタ１１８が設けられる部分の寸法などによって適宜決定されてよい。
【００４７】
さらに本実施形態では、内筒１１０の円柱状部分１１１の外周面に、コネクタ１１８に接続される配線を敷設するための溝２０３が形成されている（図２を参照）。この溝２０３に配線を敷設して、コネクタ１１８と各種部品（モータなど）の間を接続することで、配線が動翼１４０等に巻き込まれることを防止することができる。溝２０３の形状は、配線が接続される部品の配置および個数などに応じた任意の形状であってよい。
【００４８】
（気流調整バッフルプレートについて）
図１に示すように、気体移送装置１００の排気口１２２が紙面左側にのみ存在する場合、ガス流路１３０のうち紙面左側の部分の流路長が紙面右側の部分の流路長より短くなる。その結果、ガス流路１３０のうち紙面左側の部分の配管コンダクタンスが紙面右側の配管コンダクタンスより大きくなり得る。したがって、真空装置１０に気体移送装置１００を取り付けて駆動させた場合、真空装置１０の紙面左側の部分では真空度が高く、紙面右側の部分では真空度が低くなり得る。
【００４９】
また、本実施形態においては、真空装置１０内部の気体分子が動翼１４０の個々の動翼１４３と衝突することで真空装置１０の内部が排気される。個々の動翼１４３は、中心軸１１３を中心として、回転方向３００の方向に回転している（図３Ａ参照）。個々の動翼１４３の回転によって、真空装置１０の内部に旋回流が発生し得る。旋回流の制御は困難であり、旋回流は真空度の不均一化を招き得るので、旋回流の発生を可能な限り回避することが好ましい。
【００５０】
そこで図１の気体移送装置は、動翼１４０の吸気側に隣接した位置に、通気口１８１を有する気流調整バッフルプレート１８０を備える。気流調整バッフルプレート１８０は、動翼１４０および静翼１５０とは独立別個のバッフルプレートであり、真空装置１０の内部の気流を調整するためのプレートである。気流調整バッフルプレート１８０として、設置位置、設置角度および／または通気口の大きさ等を調整できるものを用いてもよい。
【００５１】
気流調整バッフルプレート１８０の通気口１８１は、ガス流路１３０の配管コンダクタンスの位置による変化を補償するように設けられている。さらに、通気口１８１は、旋回流の発生を防ぐように設けられている。具体例として、気流調整バッフルプレート１８０をリング状としたうえで、複数個の通気口１８１を設けることができる。この場合、各通気口の形状、大きさおよび／または設置位置をそれぞれ適切なものとすることで、ガス流路１３０の配管コンダクタンスの差異を補償することが可能である。たとえば図１では、紙面右側の通気口１８１が紙面左側の通気口１８１より大きく形成されている。そのほか、所望の性能に応じて、任意の形状の気流調整バッフルプレート１８０および通気口１８１を採用することができる。
【００５２】
気流調整バッフルプレート１８０ではなく、静翼１５０により旋回流の発生を抑制する
ことも可能である。図１の構成では、動翼の段１４２および静翼の段１５２のうちもっとも吸気側に位置するものは動翼の段１４２である。図１の構成に代え、図１２に示すように、静翼の段１５２が最も吸気側に位置するよう気体移送装置１００を構成してもよい。図１２の構成によれば、最も吸気側の動翼の段１４２より吸気側に静翼の段１５２が存在するため、動翼１４０による旋回流の発生を抑制することができる。なお、図１２の構成は、図１の構成から最も吸気側に位置する動翼の段１４２を削除したものである。しかし、たとえば、図１の構成に静翼の段１５２を追加するなど、他の方法により静翼の段１５２をもっとも吸気側に位置させてもよい。
【００５３】
（ガスパージ口について）
さらに、本実施形態にかかる気体移送装置１００は、内筒１１０および動翼１４０により画定される排気側空間１９０に気体を供給するためのガスパージ口１９１を備える。より具体的には、排気側空間１９０は、内筒１１０の外周面および動翼（さらに具体的には動翼ベース１４１）の内周面により画定される空間であってよい。
【００５４】
図１の例では、内筒１１０の一部であるステージ取付部１１４にガスパージ口１９１が設けられている。ただし、ガスパージ口１９１を設ける場所は例示である。排気側空間１９０に気体を供給できる限り、内筒１１０の任意の場所または他の部品（たとえば外筒１２０）にガスパージ口１９１を設けてもよい。また、ガスパージ口１９１には、ガスパージ口１９１を介してパージガスを供給するパージガス供給機構１９２が接続されている。
【００５５】
たとえば真空装置１０がドライエッチング装置である場合、ドライエッチング装置に供給されプラズマ化された六フッ化硫黄などが気体移送装置１００の構成要素（特にモータまたは軸受など）にダメージを与える可能性がある。そこで、本実施形態にかかる気体移送装置１００は、非反応性の気体をパージガス供給機構１９２からガスパージ口１９１を介して排気側空間１９０に供給することで、気体移送装置１００の構成要素を保護している。パージガスとしては、乾燥大気、アルゴンまたは窒素などを用いることが好ましい。
【００５６】
気体移送装置１００の駆動中、パージガス供給機構１９２から気体を常に供給することもできる。しかし、この手法では気体の消費量が大きくなり得る。そこで、気体移送装置１００の構成要素の保護が必要な場合、すなわち（１）所定の種類の気体（特に、気体移送装置１００の構成要素にダメージを与えうる気体（たとえばプロセスガス供給機構１２により供給されるプロセスガス））が処理室１１に供給されている場合および（２）処理室１１の内部の真空度が所定の値以上となる場合の少なくとも一方の場合に、パージガス供給機構１９２からガスパージ口１９１を介して気体を供給してもよい。上記（１）および（２）の少なくとも一方の場合に気体を供給することで、気体の消費量を低減することが可能となり得る。
【００５７】
（螺旋構造について）
気体移送装置１００における動翼１４０などの回転体は高速で回転するため、Ｏリングなどのガスケットを回転体に設けることは困難である。そこで気体移送装置１００には、回転体と静止体との間にわずかな隙間が設けられている。隙間の大きさはわずかであるから、この隙間から大きな気体流出は起こらない。しかし、わずかであっても隙間が存在する以上、この隙間を気体流出流路として、微量の気体流出が起こる可能性がある。特にガスパージ口１９１から気体を供給した場合、供給した気体が真空装置１０の内部へ流出する可能性がある。そこで本実施形態では、内筒１１０と動翼１４０により画定される排気側空間１９０と、真空装置１０の内部との間の気体流出流路５００に螺旋構造５０１（ねじ溝構造）が形成されている。
【００５８】
図５は、図１に示した気体移送装置１００のうちアキシャル磁極１６２の周辺の拡大断
面図である。図５では、アキシャル磁極１６２およびタッチダウン軸受１６３の間に気体を供給するように、ガスパージ口１９１がステージ取付部１１４に設けられている。ガスパージ口１９１から供給された気体の一部は、タッチダウン軸受１６３を介して排気側へと流れていき、気体移送装置１００の構成要素を保護する。一方、ガスパージ口１９１から吸気側へと流れる気体は、アキシャル磁極１６２、アキシャル磁極ターゲット１６４、アキシャルセンサホルダ１６５およびアキシャルセンサターゲット１６６との間の隙間を介して処理室１１の内部へ流出し得る。すなわち、この隙間が気体流出流路５００となる。
【００５９】
そこで図５では、気体流出流路５００のうち、アキシャルセンサホルダ１６５に螺旋構造５０１を形成している。図６は螺旋構造５０１が形成されたアキシャルセンサホルダ１６５を示す図であり、図６Ａは正面図、図６Ｂは排気側から見た下面図である。本実施形態では、螺旋構造５０１として、側面に形成された螺旋構造６０１および底面に形成された螺旋構造６０２の双方を含む。ただし、側面および底面のどちらか一方のみに螺旋構造を形成してもよい。
【００６０】
本実施形態の気体移送装置１００では、吸気側へと流れる気体が、気体流出流路５００の螺旋構造５０１を通過する。したがって、螺旋構造５０１を設けた場合の流路長は螺旋構造５０１を設けない場合の流路長より長くなる。結果として、気体流出流路５００の配管コンダクタンスが低下し、気体流出流路５００からの気体の流出量を低減することができる。
【００６１】
本実施形態では、動翼１４０の回転方向３００は吸気側から見て時計回りである（図３Ａ参照）。さらに、側面に形成された螺旋構造６０１は右ネジ様に形成されている（図６Ａ参照）。側面に形成された螺旋構造６０１の内部に存在する気体分子が、回転している動翼１４０（または動翼１４０と共に回転する他の部品）に衝突すると、気体分子は、回転方向３００への力を受けて移動する。右ネジ様の、側面に形成された螺旋構造６０１の内部を、吸気側から見て時計回りに移動することで、気体分子は徐々に排気側へと移動する。したがって、右ネジ様の構造を採用することで、ガスパージ口１９１から導入された気体分子が、気体流出流路５００を介して処理室１１に流入する可能性を低減することができる。
【００６２】
他の構造は変更せず、側面に形成された螺旋構造６０１のみを左ネジ様に変更すると、側面に形成された螺旋構造６０１内部の気体分子は徐々に吸気側へと移動する。したがって、左ネジ様の構造を採用することで、処理室１１の内部の気体分子が、気体流出流路５００を介して排気側空間１９０に流出する可能性を低減することができる。なお、動翼１４０が回転方向３００と逆方向に回転している場合、右ネジ様の構造の特性と左ネジ様の構造の特性は入れ替わる。
【００６３】
側面に形成された螺旋構造６０１と同様に、底面に形成された螺旋構造６０２も、形成する向きによってその特性が異なる。側面に形成された螺旋構造６０１および底面に形成された螺旋構造６０２の特性、すなわち螺旋構造５０１全体としての特性は、必要に応じて適宜選択されてよい。
【００６４】
図５および図６の例では、アキシャルセンサホルダ１６５のみに螺旋構造５０１が設けられている。しかし、気体流出流路５００上であれば任意の場所に螺旋構造５０１を設けてもよい。また、図５および図６の例では、気体流出流路５００の片面のみに螺旋構造５０１が設けられている。しかし、螺旋構造５０１同士が対向するように、螺旋構造５０１を気体流出流路５００の両面に設けることもできる。螺旋構造５０１の溝幅、溝の本数その他の具体的な構造は、所望の性能に応じて決定されてよい。
【００６５】
（ステージ取付部の分離構造について）
たとえば真空装置１０がドライエッチング装置である場合、動翼１４０および静翼１５０にプラズマ化されたガスが接触してダメージを受ける場合がある。また、気体移送装置１００の緊急停止を繰り返した場合、タッチダウン軸受１６３にダメージが蓄積される。よって、動翼１４０、静翼１５０、タッチダウン軸受１６３その他の部品の保守のため、気体移送装置１００のメンテナンス性が重要になる。
【００６６】
本実施形態にかかる気体移送装置１００のステージ取付部１１４は、内筒１１０と分離可能に設けられている（図２参照）。さらに本実施形態にかかる気体移送装置１００では、動翼１４０は磁気軸受を介してステージ取付部１１４に接続されている。したがって、内筒１１０から分離したステージ取付部１１４を吸気側の方向に引き抜くことで、動翼１４０を気体移送装置１００から取り外すことが可能である。また、動翼１４０の取り外しと同時に、静翼１５０を気体移送装置１００から取り外すことも可能である。図７に、ステージ取付部１１４を引き抜いた状態の気体移送装置１００を示す。なお、動翼１４０の取り外しと同時に、ステータ１７２、タッチダウン軸受１６３、アキシャル磁極１６２なども気体移送装置から取り外されるよう構成してもよい。この構成によれば、取り外された各部品に容易にアクセスすることが可能であるので、気体移送装置１００のメンテナンス性を大幅に向上させることができる。
【００６７】
（気体移送装置の効果について）
以上の構成の気体移送装置１００は、動翼１４０および静翼１５０によってガス流路１３０のコンダクタンスを低下させている。よって、プロセスガス供給機構１２から真空装置１０の内部に供給されたガスを、処理室１１の内部で均一に保持することが可能である。さらに、気体移送装置１００はターボ分子ポンプ１００としても機能するので、処理室１１の内部から気体を排気することも可能である。ここで、気体移送装置１００のガス流路１３０は、ステージ取付部１１４を中心としたリング状の吸気口を形成している。よって、従来の装置より容易に真空装置１０内部（特に基板１１６近辺）の真空度を均一化することが可能である。
【００６８】
（気体移送装置の制御について）
真空装置１０の内部の真空度を均一化するのみならず、図１の気体移送装置１００によって真空装置１０の内部の真空度を調整することも可能である。真空度の調整は、プロセスガス供給機構１２から処理室１１に気体を供給しながらまたは気体を供給した後に、処理室１１の真空度が所望の真空度となるように、動翼１４０の回転速度およびプロセスガス供給機構１２の気体供給量の少なくとも一方を制御することで実行される。制御はユーザーが人力で行ってもよく、制御装置２０が行ってもよい。上記「所望の真空度」を、ガス流路１３０のもっとも排気側の真空度より低くすることも可能である。この場合、気体移送装置１００の圧縮比は１未満となる。
【００６９】
＜第２実施形態＞
図８は第２実施形態にかかる気体移送装置１００の断面を模式的に示した図である。第２実施形態にかかる気体移送装置１００は、図１の磁気軸受１６０に代えて転がり軸受８６０を備え、ラジアルギャップ型モータ１７０に代えてアキシャルギャップ型モータ８７０を備える。図８の例におけるアキシャルギャップ型モータ８７０は、各々が回転軸方向に離隔しているロータ８７１およびステータ８７２を備え、ロータ８７１はマグネット８７３およびロータヨーク８７４を備える。また、本実施形態の気体移送装置１００は、ステージ取付部１１４が内筒１１０と一体に形成されている。さらに、排気口１２２は外筒１２０の底面ではなく側部に設けられている。さらに、内筒１１０と外筒１２０とは底板８００を介して接続されている。さらに、本実施形態では気流調整バッフルプレート１８
０が備えられていない。これらの点に関して、第１実施形態と同様の構成とすることも可能である。なお、図示の便宜のため、制御装置２０、コネクタ１１８、第１のボルト１２４およびパージガス供給機構１９２などの図示は省略されている。
【００７０】
（転がり軸受について）
転がり軸受８６０は、磁気軸受１６０に比べて摩耗が大きい一方で、磁気軸受１６０より低コストである。図８の例では、転がり軸受８６０として二列の玉軸受を用いている。転がり軸受８６０のうち、摩耗が起こり得る部分にガラスコーティングを施してもよい。
【００７１】
（アキシャルギャップ型モータについて）
第１実施形態で説明したように、ラジアルギャップ型モータ１７０を用いる場合、ラジアルギャップ型モータ１７０は内筒１１０と動翼１４０との間（排気側空間１９０）に設けられる（図１参照）。内筒１１０と動翼１４０との間の隙間はそれほど大きくないので、大型のラジアルギャップ型モータ１７０を用いる場合、モータと他の部品とが干渉し得る。仮に大型のラジアルギャップ型モータ１７０を用いようとするならば、内筒１１０および／または動翼１４０の形状を変化させるなどして、ラジアルギャップ型モータ１７０を設置するためのスペースを確保しなければならない。しかし、各部品の形状を変化させることは、気体移送装置１００全体の大型化または気体移送装置１００の性能の低下を招き得る。一方で、小型のラジアルギャップ型モータ１７０を用いる場合は、十分なモータの出力が得られない場合がある。
【００７２】
そこで本実施形態にかかる気体移送装置１００では、アキシャルギャップ型モータ８７０が採用されている。アキシャルギャップ型モータ８７０は、一般的なモータ（ラジアルギャップ型モータ）と異なり、ロータ８７１およびステータ８７２が回転軸方向に離隔している。図８の例では、ロータ８７１のマグネット８７３はロータヨーク８７４を介して動翼１４０の排気側の端部に設けられている。ステータ８７２は、ガス流路１３０のロータ８７１と対向する位置に設けられている。このようにロータ８７１およびステータ８７２を設置することで、径方向について他の部品との干渉が起こりにくくなる。したがって、気体移送装置１００全体の大型化および気体移送装置１００の性能低下を招くことなく、出力が十分に高いモータを使用することが可能となる。
【００７３】
また、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ８７０は漏洩磁場の点でも有利となり得る。たとえば真空装置１０がプラズマエッチング装置である場合、モータから基板１１６の近傍まで磁場が漏洩すると、エッチング加工に悪影響を及ぼし得る。本実施形態のアキシャルギャップ型モータ８７０のロータ８７１およびステータ８７２は排気側に設けられており、第１実施形態のラジアルギャップ型モータ１７０よりステージ取付部１１４から遠い位置に設けられている。したがって、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ８７０は、ラジアルギャップ型モータ１７０より漏洩磁場の量を低減することが可能となり得る。
【００７４】
なお、本実施形態では磁気軸受１６０に代えて転がり軸受８６０を採用しているため、磁気軸受１６０の構成要素（ラジアル磁極１６１、アキシャル磁極１６２、タッチダウン軸受１６３、アキシャル磁極ターゲット１６４、アキシャルセンサホルダ１６５およびアキシャルセンサターゲット１６６）が備えられていない。したがって、本実施形態では動翼１４０および内筒１１０（の一部であるステージ取付部１１４）間の隙間が気体流出流路５００となる。螺旋構造５０１は、動翼１４０および／または内筒１１０（の一部であるステージ取付部１１４）に形成されている。
【００７５】
＜第３実施形態＞
第３実施形態では、第１実施形態と異なった場所に設けられたタッチダウン軸受１６３
を備える気体移送装置１００について、図９を用いて説明する。ただし、図９において、タッチダウン軸受１６３の設置場所の説明に必要のない要素（外筒１２０など）の図示が省略されている場合がある。
【００７６】
図９で示されるように、本実施形態では、タッチダウン軸受１６３が動翼１４０の排気側の端部の近辺に設けられている。また、タッチダウン軸受１６３の設置場所の変更に伴い、アキシャル磁極１６２およびアキシャル磁極ターゲット１６４も動翼１４０の排気側の端部の近辺に設けられている。
【００７７】
さらに本実施形態では、排気側空間１９０と処理室１１との境界を画定するため、動翼１４０の吸気側の端部に、封止部材９００が設けられている。図９の例では、封止部材９００は動翼１４０と別個独立した部品であるものとして図示した。しかし、封止部材９００は動翼１４０と一体に形成されていてもよい。また、内筒１１０のうち封止部材９００と対向する部分には、螺旋構造５０１が設けられている。追加または代替で、封止部材９００のうち内筒１１０と対向する部分に螺旋構造５０１を設けることもできる。
【００７８】
タッチダウン軸受１６３を動翼１４０の排気側の端部の近辺に設けることで、動翼１４０の吸気側の端部近辺の構造を簡易化することができる。構造の簡易化に伴い、動翼１４０の吸気側の端部近辺における部品同士の干渉が起きにくくなる。また、構造の簡易化に伴い、気体移送装置１００の大きさ、特に気体移送装置１００の高さを低減することができ得るという効果がある。
【００７９】
さらに、本実施形態におけるタッチダウン軸受１６３は、第１実施形態（図１等参照）のタッチダウン軸受１６３よりも排気側に設けられている。したがって、本実施形態におけるタッチダウン軸受１６３と処理室１１との間の距離は、第１実施形態におけるタッチダウン軸受１６３と処理室１１との間の距離より長い。本実施形態において、処理室１１から流出したプロセスガスは、比較的長い経路を辿ってタッチダウン軸受１６３に到達することになる。長い経路を辿る間に気体分子が拡散することによってプロセスガスの濃度が低下するため、本実施形態におけるプロセスガスとタッチダウン軸受１６３との反応量は低下すると考えられる。したがって、本実施形態では、タッチダウン軸受１６３を長寿命化することができると考えられる。
【００８０】
＜第４実施形態＞
第４実施形態では、底板１０００を備え、処理室１１の内部の方向へ内筒１１０を底板１０００と共に取り外すことが可能な気体移送装置１００について、図１０および図１１を用いて説明する。ただし、図１１において、気体移送装置１００の部品の取り外しの説明に必要のない要素（処理室１１など）の図示が省略されている場合がある。
【００８１】
本実施形態にかかる気体移送装置１００は、図１に示した気体移送装置１００に加え、底板１０００を備える。底板１０００は、外筒１２０の底部に、処理室１１の内部の方向（吸気側）に取り外し可能に固定されている。底板１０００と外筒１２０の固定にはボルト等（図示せず）の任意の手段を用いることができる。さらに、底板１０００は、第１のボルト１２４によって内筒１１０を支持している。また、図１０の例では、排気口１２２およびコネクタ１１８は底板１０００に設けられている。ただし、図１１で説明する内筒１１０の取り外しに悪影響を与えない限り、排気口１２２およびコネクタ１１８は内筒１１０または外筒１２０に設けられていてもよい。
【００８２】
図１１は、処理室１１の内部の方向へ内筒１１０を底板１０００と共に取り外した場合の気体移送装置１００を示す図である。本実施形態では、底板１０００を外筒１２０から処理室１１の内部の方向（吸気側）に取り外すことで、内筒１１０および内筒１１０に付
随する部品を底板１０００と共に取り外すことが可能である。さらに、本実施形態にかかる気体移送装置１００および／または真空装置１０は、内筒１１０を底板１０００と共に取り外した際に、気体移送装置１００と真空装置１０との間の干渉が起こらないように構成されている。
【００８３】
本実施形態の構成によれば、内筒１１０および内筒１１０に付随する部品の取り外しが容易となり、メンテナンス性が向上し得るという効果がある。
【００８４】
以上、いくつかの本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。
【００８５】
本願は、一実施形態として、気体を移送する気体移送装置であって、少なくとも一部に円柱状部分を有する内筒であって、内筒の吸気側に設けられたステージ取付部を含む、内筒と、少なくとも一部に円柱状部分を有する外筒であって、内筒の中心軸と同軸に配置される、外筒と、内筒と外筒で画定されるガス流路上に設けられた動翼であって、中心軸を中心として回転可能に構成された動翼と、ガス流路上に設けられた静翼と、動翼を回転するためのモータと、を備え、内筒および外筒が中空に形成されており、気体移送装置はさらに、内筒および動翼により画定される空間に気体を供給するためのガスパージ口を備える、気体移送装置を開示する。
【００８６】
この気体移送装置は、真空装置の内部に供給されたガスを、処理室の内部で均一に保持することが可能であるという効果を一例として奏する。
【００８７】
さらに本願は、一実施形態として、ガスパージ口が内筒または外筒に備えられている、気体移送装置を開示する。この開示内容により、気体移送装置の詳細が明らかにされる。
【００８８】
さらに本願は、一実施形態として、内筒と動翼の間に設けられた、動翼を回転可能に支持する磁気軸受を備え、磁気軸受がタッチダウン軸受を含み、タッチダウン軸受が４点接触単列型玉軸受である、気体移送装置を開示する。
【００８９】
この気体移送装置は、タッチダウン軸受を単列化することで、部品の小型化、部品点数の削減を達成することができるという効果を一例として奏する。
【００９０】
さらに本願は、一実施形態として、タッチダウン軸受にガラスコーティングが施されている、気体移送装置を開示する。
【００９１】
この気体移送装置は、ガラスコーティングによって、タッチダウン軸受およびタッチダウン軸受と接触する他の部品が受けるダメージを低減することができるという効果を一例として奏する。
【００９２】
さらに本願は、一実施形態として、気体移送装置の排気側の底部に設けられ、気体移送装置の内外を電気的に接続するためのコネクタを備える、気体移送装置を開示する。
【００９３】
この気体移送装置は、内筒の円柱状部分に存在する部品とコネクタとの干渉を回避することができるという効果を一例として奏する。
【００９４】
さらに本願は、一実施形態として、内筒の円柱状部分の外周面に、コネクタに接続される配線を敷設するための溝が形成されている、気体移送装置を開示する。
【００９５】
この気体移送装置は、溝に配線を敷設することで、配線が動翼１４０等に巻き込まれることを防止することができるという効果を一例として奏する。
【００９６】
さらに本願は、一実施形態として、気体流出流路に螺旋構造が形成されている、気体移送装置を開示する。
【００９７】
この気体移送装置は、気体流出流路からの気体の流出量を低減することができるという効果を一例として奏する。
【００９８】
さらに本願は、一実施形態として、ステージ取付部が、内筒と分離可能に設けられている、気体移送装置を開示する。さらに本願は、一実施形態として、ステージ取付部を内筒から分離することで、動翼および静翼を気体移送装置から取り外すことが可能であるように構成された、気体移送装置を開示する。
【００９９】
これらの気体移送装置は、メンテナンス性を向上させることができるという効果を一例として奏する。
【０１００】
さらに本願は、一実施形態として、モータが、ロータとステータを含むアキシャルギャップ型モータであり、ロータが動翼の排気側に設けられ、ステータがガス流路上のロータと対向する位置に設けられている、気体移送装置を開示する。
【０１０１】
この気体移送装置は、気体移送装置の大型化および性能低下を招くことなく、出力が十分に高いモータを使用することが可能となるという効果を一例として奏する。
【０１０２】
さらに本願は、一実施形態として、内筒と動翼の間に設けられた、動翼を回転可能に支持する転がり軸受を備える、気体移送装置を開示する。
【０１０３】
この開示内容により、アキシャルギャップ型モータを用いた場合の構成の詳細が説明される。
【０１０４】
さらに本願は、一実施形態として、真空チャンバに接続された、気体移送装置の使用方法であって、（１）真空チャンバに所定の種類の気体が供給されている場合および（２）真空チャンバの内部の真空度が所定の値以上となる場合の少なくとも一方の場合に、ガスパージ口を介して、内筒および動翼により画定される空間に気体を供給するステップ、を含む方法を開示する。
【０１０５】
この方法は、気体の消費量を低減することが可能となり得るという効果を一例として奏する。
【符号の説明】
【０１０６】
１０…真空装置
１１…処理室（真空チャンバ）
１２…プロセスガス供給機構
１３…シャワーヘッド電極
１４…交流電源
１５…ケーブル
２０…制御装置
１００…気体移送装置
１１０…内筒
１１１…内筒の円柱状部分
１１２…中空空間
１１３…中心軸
１１４…ステージ取付部
１１５…ステージ
１１６…基板
１１７…第１の雌ねじ穴
１１８…コネクタ
１２０…外筒
１２１…外筒の円柱状部分
１２２…排気口
１２３…第１の貫通穴
１２４…第１のボルト
１２５…伝熱スペーサ
１３０…ガス流路
１４０…動翼
１４１…動翼ベース
１４２…動翼の段
１４３…個々の動翼
１５０…静翼
１５１…静翼ベース
１５２…静翼の段
１５３…個々の静翼
１５４…分割線
１５５…凸部
１５６…凹部
１６０…磁気軸受
１６１…ラジアル磁極
１６２…アキシャル磁極
１６３…タッチダウン軸受
１６４…アキシャル磁極ターゲット
１６５…アキシャルセンサホルダ
１６６…アキシャルセンサターゲット
１７０…ラジアルギャップ型モータ
１７１…ロータ
１７２…ステータ
１８０…気流調整バッフルプレート
１８１…通気口
１９０…排気側空間
１９１…ガスパージ口
１９２…パージガス供給機構
２００…第２の貫通穴
２０１…第２の雌ねじ穴
２０２…第２のボルト
２０３…溝
３００…動翼の回転方向
５００…気体流出流路
５０１、６０１、６０２…螺旋構造
８００…底板
８６０…転がり軸受
８７０…アキシャルギャップ型モータ
８７１…ロータ
８７２…ステータ
８７３…マグネット
８７４…ロータヨーク
９００…封止部材
１０００…底板
【図１】
2020051317.tif 000003
【図２】
2020051317.tif 000004
【図３Ａ】
2020051317.tif 000005
【図３Ｂ】
2020051317.tif 000006
【図４Ａ】
2020051317.tif 000007
【図４Ｂ】
2020051317.tif 000008
【図５】
2020051317.tif 000009
【図６Ａ】
2020051317.tif 000010
【図６Ｂ】
2020051317.tif 000011
【図７】
2020051317.tif 000012
【図８】
2020051317.tif 000013
【図９】
2020051317.tif 000014
【図１０】
2020051317.tif 000015
【図１１】
2020051317.tif 000016
【図１２】
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