(57)【要約】【課題】ポンプが完全に冷却状態になってもポンプ内部に生成した堆積物量の掻き出し動作ができ、冷却状態からの再始動故障を大幅に回避でき、且つ掻き出し動作により半導体製造装置のチャンバ内を汚染することのない、真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法、及び真空ポンプ装置を提供すること。【解決手段】ポンプケーシング１１内にポンプロータを備えた２本の回転軸１３を備え、互いに同期反転するルーツ型真空ポンプ又はスクリュー型真空ポンプ１０の通電中であって真空ポンプ動作休止中に、ポンプロータを正・逆転方向に１回転以下で任意に設定した時間互いに寸動を繰り返すことで、ポンプケーシング１１とインペラ１２間、或いはインペラ間に発生する異物１００を掻き出し、ポンプ始動時に噛み込み状態の発生を回避する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプケーシング内にポンプロータを備えた２本の回転軸を備え、該２本の回転軸は同期反転機構により互いに同期反転するように構成され、一方の回転軸に直流或いは交流電動機による回転動力源を備えるか、或いは２本の回転軸に直流電動機による回転動力源を備えたルーツ型真空ポンプ、或いはポンプケーシング内で互いに噛み合って互いに同期反転する一対の雄ロータ及び雌ロータを備えたスクリュー型真空ポンプを備えた真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法において、
前記ルーツ型真空ポンプ又は前記スクリュー型真空ポンプの通電中であって該ルーツ型真空ポンプ、或いは前記スクリュー型真空ポンプ動作休止中に、前記ロータを正・逆転方向に１回転以下で任意に設定した時間互いに寸動を繰り返すことで、前記ポンプケーシングとポンプロータ間、或いは前記ポンプロータ間に発生する異物を掻き出し、ポンプ始動時に噛み込み状態の発生を回避することを特徴とする真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法において、
２本の回転軸を正・逆転方向に一回転以下で回転させる前記掻き出し動作は、前記ルーツ型真空ポンプ、或いは前記スクリュー型真空ポンプの休止中であって、予め設定した時間間隔と継続時間で周期的に実行するか、或いはランダムな周期で実行することを特徴とする真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法において、
前記ルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプが新品状態の時、前記掻き出し動作時に前記回転動力源の電動機に流れる電流を初期値として記録し、前記掻き出し動作を実施する毎に前記初期値に対して所定の演算方法で設定した閾値と比較し、該閾値を超える電動機電流が流れた場合は、ポンプが噛み込み状態であることを外部に表示し所定の保護動作に移行できるようにしたことを特徴とする真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法。
【請求項４】
請求項３に記載の真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法において、
前記掻き出し動作時に記録する回転動力源の電動機電流を集積記録し、該電動機電流が増加傾向にあった場合、ポンプ噛み込み状態が悪化と判断し、保守点検を実施するための情報として、運用することを特徴とする真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法。
【請求項５】
請求項１に記載の真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法において、
前記掻き出し動作時に発生する前記回転動力源の電動機電流が、噛み込み状態悪化と共に増加した場合、それまで正・逆回転方向に交互寸動を繰り返す動作を、正・逆転方向に１回転以内で多様な角度で回転するような掻き出し動作モードを変化させることで掻き出し作用を強化し、電動機電流が減少した時点で、通常の掻き出し動作に復旧することを特徴する真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法。
【請求項６】
ポンプケーシング内にポンプロータを備えた２本の回転軸を備え、該２本の回転軸は同期反転機構により互いに同期反転するように構成され、一方の回転軸に直流或いは交流電動機による回転動力源を備えるか、或いは２本の回転軸に直流電動機による回転動力源を備えたルーツ型真空ポンプ、或いはポンプケーシング内で互いに噛み合って互いに同期反転する一対の雄ロータ及び雌ロータを備えたスクリュー型真空ポンプを備えた真空ポンプと、該真空ポンプの回転を制御する制御装置を備えた、真空ポンプ装置において、
前記制御装置は、前記ルーツ型真空ポンプ又は前記スクリュー型真空ポンプの通電中であって該ルーツ型真空ポンプ、或いは前記スクリュー型真空ポンプ動作休止中に、前記ロータを正・逆転方向に１回転以下で任意に設定した時間互いに寸動を繰り返す寸動動作機能を備えていることを特徴とする真空ポンプ装置。
【請求項７】
請求項６に記載の真空ポンプ装置において、
前記制御装置の寸動動作機能は、前記ルーツ型真空ポンプ、或いは前記スクリュー型真空ポンプの休止中であって、予め設定した時間間隔と継続時間で周期的に実行するか、或いはランダムな周期で実行する機能であることを特徴とする真空ポンプ装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の真空ポンプ装置において、
前記制御装置は、前記ルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプが新品状態の時、前記寸動動作機能による寸動動作時に前記回転動力源の電動機に流れる電流を初期値として記録し、前記寸動動作を実施する毎に前記電動機に流れる電流と前記初期値に対して所定の演算方法で設定した閾値とを比較し、該電動機電流が該閾値を超えた場合は、ポンプが噛み込み状態であることを外部に表示する機能を備えていることを特徴とする真空ポンプ装置。
【請求項９】
請求項８に記載の真空ポンプ装置において、
前記制御装置は、前記寸動動作機能による寸動動作時に記録する回転動力源の電動機電流を集積記録し、該電動機電流が増加傾向にあった場合、ポンプ噛み込み状態が悪化と判断し、保守点検を実施するための情報として、運用する機能を備えていることを特徴とする真空ポンプ装置。
【請求項１０】
請求項６に記載の真空ポンプ装置において、
前記制御装置は前記寸動動作時に発生する前記回転動力源の電動機電流が増加した場合、前記回転軸の正・逆転方向に１回転以内で回転している動作を多様な角度で回転するような多様寸動動作モードに切り換え、電動機電流が減少した時点で、通常の掻き出し動作に復旧する機能を備えていることを特徴する真空ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプを備えた真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法、及び真空ポンプ装置に関し、特に真空ポンプ装置のルーツ型真空ポンプ又はスクリュー型真空ポンプの通電中であって該ルーツ型真空ポンプ、或いは前記スクリュー型真空ポンプ動作休止中に、ポンプケーシングとポンプロータ間、或いはポンプロータ間に異物が堆積しないようにした真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法、及び真空ポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置等に設置されているドライ真空ポンプは、半導体製造プロセスにて使用する各種反応ガスを排出する役割を持っている。一部の反応ガスは、常温状態では成分中の物質が析出・固形化する特性があり、半導体製造装置が備えているチャンバーからドライ真空ポンプでガスを排出する過程において、ドライ真空ポンプ内部の温度変化から反応ガス中の成分が析出することがあった。ドライ真空ポンプは、ポンプケーシング内のロータとポンプケーシング内面間に非常に僅かな隙間を保ち、ロータの高速回転力でチャンバー内の反応ガスを排出している。
【０００３】
ドライ真空ポンプ内で反応ガス中の成分の析出が発生すると、真空ポンプのポンプロータとケーシングの隙間に析出し、固体化した生成物を噛み込んでしまい、ポンプロータの回転を阻害することになる。特に、ポンプが連続的に運転している最中は、析出が発生しても、ポンプロータの回転により析出物が排出されるため、大きな問題は発生しないが、反応ガス排出動作後、真空ポンプ停止中にポンプケーシング内に残留した反応ガスから析出が発生すると、ポンプ室隙間全体に析出物が固体化し堆積するため、次回真空ポンプを起動する際、非常に大きな起動トルクが必要になり、最悪の場合は真空ポンプが起動できなくなる。
【０００４】
上記のようにドライ真空ポンプ内で反応ガスからの析出が堆積するのを回避する従来技術として、特許文献１に開示された真空ポンプがある。この真空ポンプでは、真空ポンプ内の生成物を排出するため、タイマーで設定された運転パターンにおいて、ポンプロータを逆方向・正方向の順に回転させることで、ポンプケーシング内の生成物を排出させるものである。この方法は、ポンプロータの逆転・正転をタイマーで設定する方式なので、ポンプ内部に生成した堆積物量に関係なく排出動作が完了してしまうという問題がある。また、ポンプロータが完全に逆回転するため、ポンプ内部から吸気口側へ排出された排出物が半導体製造装置のチャンバー内部に掻き出されてしまい、チャンバー内を汚染するという弊害がある。
【０００５】
また、特許文献２に開示された真空ポンプは、ポンプを中心として構成するシステムの各センサー類や、ポンプ駆動用モータの駆動電流等を総合的に監視し、その運転状態の変化からポンプが噛み込み運転等の異常状態に陥らないようにするものである。ここでは、ポンプ内部に長期間にわたって生成物が堆積することをモータ電流の変化等により故障に至る前に検知し、噛み込み状態が発生する前に異常を外部に知らせるシステムである。このシステムは、チェック動作を行うための工程が必要であり、内部ガス流量を変化させる等の通常とは異なるシステム構成・ポンプ運転条件が必要であった。
【０００６】
また、特許文献３に開示されたドライ真空ポンプは、ポンプ本体に温度センサを取付け、ポンプ停止工程において、ポンプ本体の温度が所定の温度に下がるまで、ポンプ回転数を一定に維持し、ポンプ本体の温度低下と共に、ポンプ回転数を低下させるというものである。しかしこの方法では、ポンプ本体が完全に冷却状態になったら生成物掻き出しができず、冷却状態からの再始動故障を回避できないという問題がある。
【特許文献１】特開２００４−１３８０４７号公報
【特許文献２】特表２００５−５３４８４９号公報
【特許文献３】特表２００６−５０４０３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明は上述の点に鑑みてなされたもので、ポンプが完全に冷却状態になってもポンプ内部に生成した堆積物量の掻き出し動作ができ、冷却状態からの再始動故障を大幅に回避でき、且つ掻き出し動作により半導体製造装置のチャンバ内を汚染することのない、真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法、及び真空ポンプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため本願発明は、ポンプケーシング内にポンプロータを備えた２本の回転軸を備え、該２本の回転軸は同期反転機構により互いに同期反転するように構成され、一方の回転軸に直流或いは交流電動機による回転動力源を備えるか、或いは２本の回転軸に直流電動機による回転動力源を備えたルーツ型真空ポンプ、或いはポンプケーシング内で互いに噛み合って互いに同期反転する一対の雄ロータ及び雌ロータを備えたスクリュー型真空ポンプを備えた真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法において、ルーツ型真空ポンプ又はスクリュー型真空ポンプの通電中であって該ルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプ動作休止中に、ロータを正・逆転方向に１回転以下で任意に設定した時間互いに寸動を繰り返すことで、ポンプケーシングとポンプロータ間、或いはポンプロータ間に発生する異物を掻き出し、ポンプ始動時に噛み込み状態の発生を回避することを特徴とする。
【０００９】
また、本願発明は、上記真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法において、２本の回転軸を正・逆転方向に一回転以下で回転させる掻き出し動作は、ルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプの休止中であって、予め設定した時間間隔と継続時間で周期的に実行するか、或いはランダムな周期で実行することを特徴とする。
【００１０】
また、本願発明は、上記真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法において、ルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプが新品状態の時、掻き出し動作時に回転動力源の電動機に流れる電流を初期値として記録し、掻き出し動作を実施する毎に初期値に対して所定の演算方法で設定した閾値と比較し、該閾値を超える電動機電流が流れた場合は、ポンプが噛み込み状態であることを外部に表示し所定の保護動作に移行できるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
また、本願発明は、上記真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法において、掻き出し動作時に記録する回転動力源の電動機電流を集積記録し、該電動機電流が増加傾向にあった場合、ポンプ噛み込み状態が悪化と判断し、保守点検を実施するための情報として、運用することを特徴とする。
【００１２】
また、本願発明は、上記真空ポンプ装置の異物掻き出し制御方法において、掻き出し動作時に発生する回転動力源の電動機電流が、噛み込み状態悪化と共に増加した場合、それまで正・逆回転方向に交互寸動を繰り返す動作を、正・逆転方向に１回転以内で多様な角度で回転するような掻き出し動作モードを変化させることで掻き出し作用を強化し、電動機電流が減少した時点で、通常の掻き出し動作に復旧することを特徴する。
【００１３】
また、本願発明は、ポンプケーシング内にポンプロータを備えた２本の回転軸を備え、該２本の回転軸は同期反転機構により互いに同期反転するように構成され、一方の回転軸に直流或いは交流電動機による回転動力源を備えるか、或いは２本の回転軸に直流電動機による回転動力源を備えたルーツ型真空ポンプ、或いはポンプケーシング内で互いに噛み合って互いに同期反転する一対の雄ロータ及び雌ロータを備えたスクリュー型真空ポンプを備えた真空ポンプと、該真空ポンプの回転を制御する制御装置を備えた、真空ポンプ装置において、制御装置は、ルーツ型真空ポンプ又はスクリュー型真空ポンプの通電中であって該ルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプ動作休止中に、ロータを正・逆転方向に１回転以下で任意に設定した時間互いに寸動を繰り返す寸動動作機能を備えていることを特徴とする。
【００１４】
また、本願発明は、上記真空ポンプ装置において、制御装置の寸動動作機能は、ルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプの休止中であって、予め設定した時間間隔と継続時間で周期的に実行するか、或いはランダムな周期で実行する機能であることを特徴とする。
【００１５】
また、本願発明は、上記真空ポンプ装置において、制御装置は、ルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプが新品状態の時、寸動動作機能による寸動動作時に回転動力源の電動機に流れる電流を初期値として記録し、寸動動作を実施する毎に電動機に流れる電流と初期値に対して所定の演算方法で設定した閾値とを比較し、該電動機電流が該閾値を超えた場合は、ポンプが噛み込み状態であることを外部に表示する機能を備えていることを特徴とする。
【００１６】
また、本願発明は、上記真空ポンプ装置において、制御装置は、寸動動作機能による寸動動作時に記録する回転動力源の電動機電流を集積記録し、該電動機電流が増加傾向にあった場合、ポンプ噛み込み状態が悪化と判断し、保守点検を実施するための情報として、運用する機能を備えていることを特徴とする。
【００１７】
また、本願発明は、上記真空ポンプ装置において、制御装置は寸動動作時に発生する回転動力源の電動機電流が増加した場合、回転軸の正・逆転方向に１回転以内で回転している動作を多様な角度で回転するような多様寸動動作モードに切り換え、電動機電流が減少した時点で、通常の掻き出し動作に復旧する機能を備えていることを特徴する。
【発明の効果】
【００１８】
本願発明によれば、真空ポンプ装置の停止後に、ルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプを１回転以下で正・逆回転方向に寸動を繰り返すので、ポンプケーシング内に発生した生成物を排出する際に、本真空ポンプ装置を備えた半導体製造装置のチャンバー内を汚染することがなく、異物（生成物）の排出が可能となる。
【００１９】
真空ポンプ装置の停止中にルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプを連続して１回転以下の寸動動作を繰り返すことで、ルーツ型真空ポンプ、或いはスクリュー型真空ポンプが完全に冷却状態になっても生成物掻き出し動作を継続でき、冷却状態からの再始動故障を大幅に回避できる。
【００２０】
掻き出し動作を行っている最中の電動機の駆動電流を監視し、電動機の設計で決定されている軸発生トルクが所定の値を超える程度まで電動機電流が増加した場合、真空ポンプ装置に搭載した電動機では掻き出し動作が不完全になるポンプ内の生成物が析出過大と判断して、外部へ表示することでポンプの再始動前に保守点検を促すことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本願発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図２はスクリュー型の真空ポンプの一般的構造を示す図であり、図２（ａ）側面図、図２（ｂ）は正面図、図（ｃ）は平面図である。図示するように、スクリュー型の真空ポンプ１０は、ポンプケーシング１１内にインペラ１２等のポンプロータを備えた２本の回転軸１３、１３が配置され、該２本の回転軸１３、１３は同期反転ギア（同期反転機構）１４を介して電動機１５により駆動され、互いに同期反転するようになっている。なお、１６は吸気口であり、図示しない半導体製造装置が備える反応チャンバーの排気口に接続される。
【００２２】
ルーツ型の真空ポンプ２０は、図３に一般的断面構造例を示すように、ポンプケーシング２１内にインペラ２２等のポンプロータを備えた２本の回転軸２３、２３が配置されている。そして図示は省略するが図2に示すスクリュー型の真空ポンプ１０と同様、該２本の回転軸２３、２３は同期反転ギア（同期反転機構）を介して電動機により駆動され、互いに同期反転するようになっている。なお、２６は吸気口であり、図示しない半導体製造装置が備える反応チャンバーの排気口に接続される。
【００２３】
上記構造のスクリュー型の真空ポンプ１０、或いはルーツ型の真空ポンプ２０を図示しない、半導体製造装置の反応チャンバーの排気口に接続し、２本の回転軸１３、１３、又は２本の回転軸２３、２３を高速回転させることにより、インペラ１２、１２、又はインペラ２３、２３を高速回転させ、反応チャンバー内の反応ガスを排出する。一部の反応ガスは、上述のように常温状態で成分中の物質が析出し、固化するという特性がある。
【００２４】
スクリュー型の真空ポンプ１０のインペラ１２とポンプケーシング１１の間及びインペラ１２とインペラ１２の間の隙間は非常に小さく、ポンプケーシング１１内で反応ガスの成分中の物質が析出し、固化すると、図4に示すように異物（生成物）１００として、インペラ１２とインペラ１２の間やポンプケーシング１１内面とインペラ１２の間に堆積する。また、図示は省略するが同じような現象がルーツ型の真空ポンプ２０でも起る。
【００２５】
上記のように生成物が析出しても、ポンプが連続的に運転されている間は、インペラ１２、１２の回転により、生成物は排出されるため問題がないが、真空ポンプ停止中にポンプケーシング内に残留した反応ガスから析出が発生すると、ポンプ室隙間全体に析出物が固体化し堆積するため、次回真空ポンプを起動する際、非常に大きな起動トルクが必要になり、最悪の場合は真空ポンプが起動できなくなる。そこで、ここではスクリュー型の真空ポンプ１０の通電中であって、該真空ポンプの動作休止中に、回転軸１３、１３（インペラ１２、１２）を正・逆転方向に１回転以下で任意に設定した時間互いに寸動を繰り返すことで、ポンプケーシング１１とインペラ１２の間、及びインペラ１２とインペラ１２の間に生成する異物１００を掻き出し、ポンプ始動時に噛み込み状態の発生を回避する。
【００２６】
また、ルーツ型の真空ポンプ２０においても、真空ポンプ２０の通電中であって、該真空ポンプの動作休止中に、回転軸２３、２３（インペラ２２、２２）を正・逆転方向に１回転以下で任意に設定した時間互いに寸動を繰り返すことで、ポンプケーシング２１とインペラ２２の間及びインペラ２２とインペラ２２の間に生成する異物１００を掻き出し、ポンプ始動時に噛み込み状態の発生を回避する。以下生成物（異物）の掻き出し制御について詳細に説明する。
【００２７】
図１はスクリュー型の真空ポンプ１０やルーツ型の真空ポンプ２０を駆動するＤＣブラシレスモータの構成を示す図である。本ＤＣブラシレスモータ３０は２極のＤＣブラシレスモータであり、固定子３１と、該固定子３１内に回転自在に配置された回転子３５とを備えている。固定子３１の内部には一対の駆動磁極３２−１、３２−２が１組として、３組が１２０°等配で配置されている。また、回転子３５には、円周上にＮ極、Ｓ極が対称に１組の突極磁石３６−１、３６−２が配置されている。各駆動磁極３２−１、３２−２には、励磁電流を供給するための励磁コイル３３−１、３３−２が設けられ、駆動磁極３２−１には回転子３５の突極磁石３６−１の位置を検出するためのホール素子３４が設けられている。
【００２８】
図５は上記ＤＣブラシレスモータ３０を駆動する駆動回路のシステム構成を示す図である。駆動回路４０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相からなるインバータ回路で、スイッチング素子４１Ｕ−１、４１Ｕ−２、スイッチング素子４１Ｖ−１、４１Ｖ−２、スイッチング素子４１Ｗ−１、４１Ｗ−２を備え、交流電源（Ｒ，Ｓ，Ｔ）から電力を整流回路４２で直流に変換し、該直流電力をＵ、Ｖ、Ｗ相からなる３相の交流パルスに変換し、ＤＣブラシレスモータ３０の直列に接続されたＵ、Ｖ、Ｗの各相の励磁コイル３３−１、３３−２に供給するようになっている。即ち、ＤＣブラシレスモータ３０の回転子３５の突極磁石３６−１の位置をホール素子３４で検出し、その位置と回転方向に見合った回転磁界が発生するように各相の励磁コイル３３−１、３３−２に励磁電流を供給する。
【００２９】
真空ポンプを通常運転する際には、正回転方向に回転子３５が回転するように駆動回路４０から励磁電流が出力されているが、ＤＣブラシレスモータ３０を停止して真空ポンプを停止した後は、ＤＣブラシレスモータ３０の２つの特定の相間、例えばＵ−Ｖ相間とＶ−Ｗ相間への交互に駆動回路４０から特定方向の励磁電流が出力する。固定子３１に配置された駆動磁極は、ＤＣブラシレスモータの極数によって異なるが、図１に示す２極モータの場合は、上記のように固定子３１の内部に対向して１２０°等配で配置されている。回転子３５は固定子３１の駆動磁極３２に発生する回転磁界に引きずられて回転する。
【００３０】
図５に示すように、回転子３５の回転中止中に、駆動回路４０からＵ−Ｖ相間へ特定方向の励磁電流を供給すると、図6に示すように、固定子３１のコア内で対向して配置された一方の駆動磁極３２−１はＮ極に、他方の駆動磁極３２−２はＳ極に励磁される。この励磁によって、図7に示すように、回転子３５は固定子３１に発生した磁界と引き合う方向に回転し、固定子３１の駆動磁極３２−１、３２−２と回転子３５の突極磁石３６−１、３６−２が完全に重なった回転角で停止する。
【００３１】
次の時点で、駆動回路４０から別の相間、例えばＶ−Ｕ相間に励磁電流を供給すると、上記Ｕ−Ｖ相間で回転子３５が移動した場合と同様に、回転子３５の突極磁石３６−１、３６−２はＵ相の位置からＶ相側へ移動し、固定子３１のＶ相の駆動磁極３２−１、３２−２と回転子３５の突極磁石３６−１、３６−２が完全に重なった回転角で停止する。このとき回転子３５の回転量はＵ相からＶ相への角度１２０°だけ回転することになる。このＵ相からＶ相、Ｖ相からＵ相に回転子を移動させた動作を所定の時間間隔で交互に繰り返すことで、図８に示すように回転子３５を回転角１２０°だけ常時寸動させることが可能となる。
【００３２】
上記の寸動動作を４極のＤＣブラシレスモータで実施する場合は、回転子３５の突極磁極３６及び固定子３１の駆動磁極３２が対向位置に対の磁極方向にはならず、Ｕ相、Ｖ相磁極を交互に励磁することで回転子３５を回転角６０°で常時寸動させることができる。
【００３３】
上記のように、回転子３５を常時１２０°の回転角度で寸動動作を行った真空ポンプは、通常運転を終え、停止している最中にポンプ本体の温度が低下し、ポンプ内部に残留していた反応ガスが冷やされ、反応ガス成分が徐々に析出した場合であっても、図4に示すように真空ポンプのインペラ１２とインペラ１２との隙間にある異物（生成物）１００を掻き出し、次回に真空ポンプの運転を開始した場合の故障を防止できる。
【００３４】
上記回転子３５の寸動状態は、固定子３１の特定相間の駆動磁極３２−１、３２−２を交互に励磁することを基本としているが、特定相間だけで寸動を行っていると、特定角度範囲だけが生成物が排除された状態となり、真空ポンプの再始動時にこの特定角度範囲以外の回転角範囲で噛み込み状態が発生する可能性がある。この対策として、Ｕ相・Ｖ相間で実行されていた回転子３５の寸動動作を、適当な時間間隔でＶ相・Ｗ相間或いはＷ相・Ｕ相間に移行することで真空ポンプを逆転させることにより反応チャンバー内の汚染を防止しつつ、真空ポンプのエンペラ等のロータ全周にわたり生成物の除去が可能となる。
【００３５】
更に、図９に示すように、真空ポンプを駆動するＤＣブラシレスモータの電機子の寸動動作実行中の励磁電流を監視（ここではＵ相電流を監視）し、寸動動作時の電流が所定の閾値電流を超えた場合、生成物によりエンペラ等のポンプロータとケーシング等のポンプステータの間の隙間が減少し、且つポンプロータの寸動動作によっても生成物を掻き出すことができなくなりつつあると判断し、点検を促す信号を外部に発信するようにしてもよい。
【００３６】
更に、ポンプロータの寸動動作実行中の励磁電流が所定の閾値を超えたと判断すると、掻き出し動作を固定子の相間の駆動磁極の交互動作ではなく、電気角として１回転まで回転させることで、掻き出し工程を延長し、掻き出し力強化を選択することも可能となる。
【００３７】
また、ＤＣブラシレスモータの極数を増加させることにより、ポンプロータの寸動動作の回転角度範囲を細分化することが可能で、掻き出し動作時のポンプロータの回転角の自由度を増すことができる。
【００３８】
また、上記実施形態例では、真空ポンプを駆動する電動機としてＤＣブラシレスモータを用い、ＤＣブラシレスモータの回転子の寸動動作によりポンプロータを１回転以下の角度範囲で正・逆転方向に回転させる寸動動作を実施する例を示したが、ＤＣブラシレスモータでなく、誘導電動機であっても、ＡＣサーボモータ制御のように、電機子の回転角角度を制御することが可能な専用インバータを用いることで、真空ポンプ停止中にポンプロータを１回転以下で正・逆回転方向に交互運転を行うことも十分可能である。
【００３９】
通常の誘導電動機では、固定子はロータの位置には関係なく、回転磁界を発生させ、ロータはこの回転磁界に引きずられるように回転するため、１回転以内の回転位置制御は非常に難しく、１回転以内の正・逆回転制御を行うことができない。これに対してＡＣサーボモータはロータ回転位置を検出するために、エンコーダを搭載してロータ回転位置と回転磁界の適正な制御を行いつつ、ロータを回転させている。このため、１回転以内のロータ回転位置についても、検出制御を行うことが可能であり、本願発明における１回転以内での正・逆回転の交互運転が実行可能である。
【００４０】
上記真空ポンプの異物掻き出し制御方法を纏めると下記のようになる。
・真空ポンプの動作休止中に、ポンプロータを正・逆転方向に１回転以下で任意に設定した時間互いに寸動を繰り返す寸動動作をさせる。
【００４１】
・真空ポンプの動作休止中に、上記ポンプロータの寸動動作を予め設定した時間間隔と継続時間で周期的に実行するか、或いはランダムな周期で実行させる。
【００４２】
・真空ポンプの動作休止中に、真空ポンプが新品状態の時のポンプロータの寸動動作時にモータに流れる電流を初期値として記録し、寸動動作を実施する毎にモータに流れる電流と初期値に対して所定の演算方法で設定した閾値とを比較し、モータ電流が閾値を超えた場合は、ポンプが噛み込み状態であることを外部に表示する。
【００４３】
・真空ポンプの動作休止中に、ポンプロータの寸動動作時にモータに流れる電流を集積記録し、該モータ電流が増加傾向にあった場合、ポンプ噛み込み状態が悪化と判断し、保守点検を実施するための情報として、運用する。
【００４４】
・真空ポンプの動作休止中に、ポンプロータの寸動動作時に発生するモータ電流が増加した場合、ポンプロータの正・逆転方向に１回転以内で回転している動作を多様な角度で回転するような多様寸動動作モードに切り換え、モータ電流が減少した時点で、通常の掻き出し寸動動作に復旧する。
【００４５】
なお、図示は省略するが、上記スクリュー型の真空ポンプ１０、又はルーツ型の真空ポンプ２０を駆動するモータを制御する制御装置に上記制御方法を実施する機能を持たせ、真空ポンプ装置として構成してもよい。
【００４６】
また、上記例では、スクリュー型の真空ポンプ１０の回転軸１３、１３を同期反転ギア１４を介して１台の電動機で互いに反転するように構成したが、スクリュー型の真空ポンプ１０の回転軸１３、１３のそれぞれ軸端に図１０に示すような、それぞれ同一の構成を有する一対のマグネットロータ５１、５１が連結され、ＤＣブラシレスモータとして回転軸１３、１３を反転駆動すると共に、マグネットカップリングにより回転軸１３、１３を同期反回転させるマグネットカップリング型ＤＣブラシレスモータとしてもよい。
【００４７】
図１０に示すように、各マグネットロータ５１は、回転軸１３の軸端に連結された磁性材のヨーク５１ｂの外周にリング形状のマグネット５１ａを周設している。マグネットロータ５１の外周上には着磁したマグネット５１ａが周設され、互いのマグネットロータ５１、５１の異磁極が引き合うように対向して、且つクリアランスＣを保って配置されている。なお、マグネットロータ５１の極数は４、６、８、・・・などの偶数であり、ここでは６としている。
【００４８】
スクリュー型の真空ポンプ１０の回転軸１３、１３は、マグネットロータ５１、５１のマグネットカップリング作用により、同期して反対方向に回転する。これにより、タイミングギヤが無くても安定した２軸同期反回転が可能なスクリューポンプが構成される。  各マグネットロータ５１の外周面の一部に近接して、鉄心５２ａと巻線５２ｂから成る三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のモータステータ５２が配置されている。三相のモータステータ５２はマグネットロータ５１同士がマグネットカップリングする側とは回転軸に関して反対側に配置されている。これにより、マグネットロータ５１同士が互いに吸引するマグネットカップリング力をマグネットロータ５１とモータステータの鉄心５２ａに作用する吸引力でキャンセルすることができる。
【００４９】
３相のモータステータ磁極は、マグネットロータ５１の磁極数６極に対応し、図１０の矢印Ｄ、Ｅに示すようにマグネットロータ５１の４極に磁界をかけるようにしている。三相の巻線５２ｂに所要の矩形パルス状波形の直流電流を供給することで、任意の回転数でスクリュー型の真空ポンプ１０の２本の回転軸１３、１３を同期反転駆動することができる。
【００５０】
スクリュー型の真空ポンプ１０の動作休止中に、回転軸１３、１３が正・逆転方向に１回転以下で回転するようにモータステータ５２の巻線５２ｂに矢印Ｄ、Ｅ及びその反対に磁界が発生する所要の矩形パルス状波形の直流電流を供給することで、任意に設定した時間互いに反対方向に寸動する動作を繰り返すことができる。また、ルーツ型の真空ポンプ２０においても、駆動部を上記のように構成し、任意の回転数で２本の回転軸２３、２３を同期反転駆動することができると共に、任意に設定した時間互いに反対方向に寸動する動作を繰り返すことができる。
【００５１】
以上、本発明の実施形態例を説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る真空ポンプを駆動するＤＣブラシレスモータの構成例を示す図である。
【図２】スクリュー型の真空ポンプの一般的外観構造例を示す図で、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は平面図である。
【図３】ルーツ型真空ポンプの一般的断面構造を示す断面図である。
【図４】スクリュー型真空ポンプのインペラ間に異物を挟んだ状態を説明するための断面図である。
【図５】ＤＣブラシレスモータの駆動回路のシステム構成を示す図である。
【図６】ＤＣブラシレスモータの動作を説明するための図である。
【図７】ＤＣブラシレスモータの動作を説明するための図である。
【図８】ＤＣブラシレスモータの動作を説明するための図である。
【図９】ＤＣブラシレスモータの寸動動作中の電動機電流の変化状態を説明するための図である。
【図１０】本発明に係る真空ポンプを駆動するマグネットカップリング型ＤＣブラシレスモータの構成例を示す図である。
【００５３】
１０    スクリュー型の真空ポンプ
１１    ポンプケーシング
１２    インペラ
１３    回転軸
１４    同期反転ギア（同期反転機構）
１５    電動機
１６    吸気口
２０    ルーツ型の真空ポンプ
２１    ポンプケーシング
２２    インペラ
２３    回転軸
２６    吸気口
３０    ＤＣブラシレスモータ
３１    固定子
３２    駆動磁極
３３    励磁コイル
３４    ホール素子
３５    回転子
３６    突極磁石
４０    駆動回路
４１Ｕ    スイッチング素子
４１Ｖ    スイッチング素子
４１Ｗ    スイッチング素子
５０    マグネットカップリング型ＤＣブラシレスモータ
５１    マグネットロータ
５１ａ    マグネット
５１ｂ    ヨーク
５２    モータステータ
５２ａ    鉄心
５２ｂ    巻線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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