(57)【要約】【解決手段】  本発明は、各々少なくとも１つのポンプロータ（８）を支持する２つの軸（６，７）と、前記２つの軸（６，７）の１つを回転させるように構成された同期電動機（９）とを備え、前記各ポンプロータ（８）は、前記真空ポンプ（１；３０）の吸気口（４）から排気口（５）に移送されるガスを搬送するために同期して逆回転するように構成されており、前記同期電動機（９）は、前記軸（６）に連結された回転子（１０）と、第１の巻線（１３）が前記回転子（１０）の周りに配置された第１の固定子（１２）とを備えた、ドライ真空ポンプ（１；３０）において、前記同期電動機（９）は、前記回転子（１０）の周りに配置された第２の巻線（１５）を備えた少なくとも１つの第２の固定子（１４）を含み、前記同期電動機（９）のパワーをポンプ負荷に適合させるために、前記固定子（１２，１４）の前記巻線（１３，１５）は、個別に又は同時に電力が供給されるように構成されていることを特徴とする。本発明は、真空ポンプの同期電動機を制御する方法にも関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々少なくとも１つのポンプロータ（８）を支持する２つの軸（６，７）と、
前記２つの軸（６，７）の１つを回転させるように構成された同期電動機（９）とを備え、
前記ポンプロータ（８）は、前記真空ポンプ（１；３０）の吸気口（４）から排気口（５）に移送されるガスを搬送するために同期して逆回転するように構成されており、
前記同期電動機（９）は、
前記軸（６）の１つに連結された回転子（１０）と、
第１の巻線（１３）が前記回転子（１０）の周りに配置された第１の固定子（１２）とを備えた、ドライ真空ポンプ（１；３０）において、
前記同期電動機（９）は、第２の巻線（１５）が前記回転子（１０）の周りに配置された少なくとも１つの第２の固定子（１４）を備えており、
前記同期電動機（９）のパワーをポンプ負荷に適合させるために、前記第１の固定子の前記第１の巻線、及び前記第２の固定子（１２，１４）の前記第２の巻線（１３，１５）は、個別に又は同時に電力が供給されるように構成されていることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の真空ポンプ（１；３０）において、
前記固定子の巻線は、
前記真空ポンプの前記ポンプ負荷が負荷閾値を下回ったときに個別に供給され、そして、前記真空ポンプの前記ポンプ負荷が前記負荷閾値以上のときに同時に供給されるように構成されていることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかに記載の真空ポンプ（１；３０）において、
前記第１の固定子（１２）によって生成されるパワーと前記第２の固定子（１４）によって生成されるパワーとのパワー比は、１〜１０の間であることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の真空ポンプ（１）において、
前記真空ポンプは、直列に取り付けられた複数のポンプステージ（Ｔ１-Ｔ５）を含む粗引き真空ポンプ（１）であり、前記第１の固定子 （１２）によって生成されるパワーと前記第２の固定子（１４）によって生成されるパワーとのパワー比は、１〜５であることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の真空ポンプ（３０）において、
前記真空ポンプ（１）は、ルーツタイプの真空ポンプ（３０）であり、前記真空ポンプは、チャンバ（２）に直列に、かつ粗引き真空ポンプ（３１）の上流に接続されるように構成されていることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の真空ポンプ（１；３０）において、
前記回転子（１０）は永久磁石（１１）を含むことを特徴とする真空ポンプ。
【請求項７】
請求項６に記載の真空ポンプ（１；３０）において、
前記回転子（１０）の少なくとも１つの前記永久磁石（１１）は、前記回転子（１０）に沿って整列された複数の永久磁石要素（２５）によって形成されていることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項８】
請求項７に記載の真空ポンプ（１；３０）において、
前記回転子（１０）の前記永久磁石要素（２５）は、前記巻線（１３、１５）を有する前記固定子（１２、１４）に面する前記回転子（１０）内にのみ延びていることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の真空ポンプ（１；３０）において、
前記巻線（１３）で前記第１の固定子（１２）に接続された第１の速度可変装置（２３）と、前記巻線（１５）で前記第２の固定子（１４）に接続された第２の速度可変装置（２４）とを備えていることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の真空ポンプ（１；３０）において、
前記ポンプ負荷を表す少なくとも１つの信号の関数として、前記同期電動機（９）のパワーを前記ポンプ負荷に適合させるために、前記固定子（１２、１４）の前記巻線（１３、１５）に個別に、又は同時に供給するように構成された速度可変装置（２３、２４）に接続された制御ユニット（１８）を備えていることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項１１】
請求項９乃至１０のいずれか１項に記載の真空ポンプ（１；３０）において、
前記ポンプ負荷を表す信号は、前記真空ポンプ（１；３０）によって消費される電流を表する前記速度可変装置（２３、２４）の１つの電流制限出力であることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項１２】
前記真空ポンプ（１；３０）に接続されたチャンバ（２）をポンプするために、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のドライ真空ポンプ（１；３０）の同期電動機（９）を制御する方法（１００）であって、
前記固定子（１２、１４）の前記巻線（１３、１５）は、前記真空ポンプ（１；３０）のポンプ負荷が負荷閾値を下回ったときに個別に供給され、
そして、
ポンプ負荷を表す少なくとも１つの信号の関数として、前記同期電動機のパワーをポンプ負荷に適合させるために、前記真空ポンプのポンプ負荷が前記閾値を下回っている場合、前記固定子の複数の巻線は個別に供給され、前記真空ポンプのポンプ負荷が前記閾値を超えると、前記複数の巻線は同時に供給されることを特徴とする同期電動機を制御する方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の同期電動機を制御する方法（１００）であって、
前記２つの固定子のうち最も強力なもの（１４）、又は両方の固定子（１２、１４）は、前記真空ポンプの始動時に供給されるか（１；３０）、又は大気圧から開始される吐出ステップ（１０１）であることを特徴とする同期電動機を制御する方法。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の同期電動機を制御する方法（１００）であって、
大気圧から開始される吐出ステップ（１０１）、及び、到達真空度ポンプステップ（１０２）は、チャンバ（２）の内部で周期的に発生することを特徴とする同期電動機を制御する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライ真空ポンプに関し、より具体的には、前記真空ポンプの同期電動機に関する。また、本発明は、真空ポンプの同期電動機を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
粗引き真空ポンプは、１つ又は直列に設けられた複数のポンプステージを備え、その吸気口と排気口の間で移送されるガスが循環する。既知の粗引き真空ポンプを区別すると、２つ又は３つのローブを備えた「ルーツ」ポンプとも呼ばれる回転ローブを備えたポンプや、「クロー」ポンプとも呼ばれるツインクローを備えたポンプ、又は、ツインスクリューを備えたポンプがある。ルーツコンプレッサ（又は「ルーツブロワー」）タイプの真空ポンプも知られており、大流量の状況でポンプ能力を高めるために、粗引き真空ポンプの上流で使用される。
これらの真空ポンプは、ステータ内で逆回転する同一のプロファイルを持つ２つのポンプロータを備えている。真空ポンプの回転中、移送されるガスは、ポンプのロータとステータによって生成されたボリュームに捕捉され、前記ロータによって次段のステージに運ばれ、その後、徐々に真空ポンプの排気口へ運ばれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一部のアプリケーションでは、使用中にポンプ負荷が大幅に変化する。これは、特に、一方では、真空にするためのステップなどの、大気圧から始まる高ガス流をポンプするステップと、他方では、真空を維持するステップなどの、軽負荷で待機するステップとの間の場合である。
このように、真空ポンプの電動機は、非常に異なる負荷レベルに応答できなければならないことが理解されている。チャンバの吐出時には電動機に著しく大きな負荷が作用するが、低い極限真空圧では電動機の負荷は小さくなる。従って、これら２つの極端な状況に合わせて真空ポンプの電動機を最適化することは困難である。その結果、電動機を最大負荷に最適化すると、到達真空度圧力における電動機の固定子損失が大幅に増加する。
【０００４】
本発明の目的の１つは、電動機がポンプ負荷に最もよく適合できるドライ真空ポンプを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的のために、本発明の特徴は、
−各々少なくとも１つのポンプロータを支持する２つの軸と、
−前記２つの軸の１つを回転させるように構成された同期電動機とを備えたドライ真空ポンプであって、
前記ポンプロータは、前記真空ポンプの吸気口から排気口に移送されるガスを搬送するために同期して逆回転するように構成されており、
前記同期電動機は、
−前記軸の１つに連結された回転子と、
−第１の巻線が前記回転子の周りに配置された第１の固定子とを有するものにおいて、
前記同期電動機は、
第２の巻線が前記回転子の周りに配置された少なくとも１つの第２の固定子を備えており、
前記同期電動機のパワーをポンプ負荷に適合させるために、前記第１の固定子の前記第１の巻線、及び前記第２の固定子の前記第２の巻線は、個別に又は同時に電力が供給されるように構成されていることにある。
【０００６】
より具体的には、例えば、前記固定子の複数の巻線は、前記真空ポンプのポンプ負荷が負荷閾値を下回ったときに個別に電力が供給され、そして、前記真空ポンプのポンプ負荷が前記負荷閾値以上のときに同時に電力が供給されるように構成されている。
従って、同期電動機の複数の固定子の巻線のいずれかに個別に供給するか、複数の巻線に同時に供給して、電動機のさまざまな固定子損失（鉄損、ジュール損失など）を減らすことにより、同期電動機のパワーをポンプ負荷の変化に最適に適合させることができる。これにより、さまざまな動作点で同期電動機の歩留まりを最適化できる。２つの固定子の巻線に同時に供給することで、大きな負荷の要求に対して一時的な応答を提供できるようになり、真空にするためにかかる時間を短縮することもできる。
【０００７】
電動機には単一の回転子が使用され、２つの固定子は真空ポンプの同期電動機の同じケーシング内に収容できる。従って、この真空ポンプの製造及び組み立てコストは限られている。さらに、この真空ポンプは、コンパクトである。
【０００８】
この真空ポンプは、動作中、少なくとも１つのポンプロータがステータと機械的に接触することなくステータ内で回転するため、特に「ドライ」ポンプと呼ばれ、ポンプステージでのオイルの使用を回避できる。
この真空ポンプは、個別に又は組み合わせにより、以下に説明される１つ又は複数の特徴を含むことができる。
【０００９】
２つの回転軸を備える真空ポンプは、例えば、「ルーツ」タイプの真空ポンプ、又は「クロー」タイプの真空ポンプ、又はスクリュータイプの真空ポンプなどの回転ローブを備えた真空ポンプである。
多段真空ポンプの場合、回転軸は各ポンプ段内に延びるポンプロータをサポートする。
電動機の第１の固定子によって生成されるパワーと第２の固定子によって生成されるパワーとのパワー比は、例えば１〜１０の間である。
この真空ポンプは、例えば、直列に設けられた複数段のポンプステージを含む粗引き真空ポンプであり、第１の固定子によって生成されるパワーと第２の固定子によって生成されるパワーとのパワー比は、１〜５の間である。
この真空ポンプは、例えば、ルーツタイプの真空ポンプであり、これは、チャンバに接続され、粗引き真空ポンプの上流に直列に接続されることを意図している。
【００１０】
第１の実施形態によれば、回転子は電磁石を含む。
第２の実施形態によれば、回転子は永久磁石を含む。前記回転子の少なくとも１つの永久磁石は、回転子に沿って整列された複数の永久磁石要素によって形成することができる。前記回転子の永久磁石要素は、例えば、巻線を有する固定子に面する回転子内にのみ延びている。
前記真空ポンプは、例えば、巻線を有する第１の固定子に接続された第１の速度可変装置と、巻線を有する第２の固定子に接続された第２の速度可変装置とを備えている。
前記真空ポンプは、例えば、ポンプ負荷を表す少なくとも１つの信号の関数として、同期電動機のパワーをポンプ負荷に適合させるために、固定子の巻線を個別に又は同時に供給するように構成された速度可変装置に接続された制御ユニットを備えている。
ポンプ負荷を表す信号は、例えば、前記真空ポンプによって消費される電流を表す、速度変化器の１つの電流制限出力である。
【００１１】
本発明のさらなる目的は、真空ポンプに接続されたチャンバをポンプするために、前述のようなドライ真空ポンプの同期電動機を制御する方法にあり、
ポンプ負荷を表す少なくとも１つの信号の関数として、前記同期電動機のパワーをポンプ負荷に適合させるために、前記真空ポンプのポンプ負荷が負荷閾値を下回っている場合、前記固定子の複数の巻線は個別に供給され、前記真空ポンプのポンプ負荷が前記負荷閾値を超えると、前記複数の巻線は同時に供給されることを特徴とする。
【００１２】
例えば、２つの固定子又は両方の固定子のうち最も強力なものは、真空ポンプの始動時に、又は大気圧から始まる吐出ステップで、同時に供給されるパワーである。
例えば、大気圧から開始する吐出ステップ、及び、到達真空度ポンプステップは、チャンバ内で周期的に発生する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】チャンバに接続された、本発明の第１の実施形態によるドライ真空ポンプの概略図である。
【図２】図１の真空ポンプにおける同期電動機の、部分的かつ概略的な縦断面図である。
【図３】図１の真空ポンプの同期電動機の、概略的な横断面図である。
【図４】ドライ真空ポンプの同期電動機を制御する方法のフローチャートを示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態による、真空ポンプの同期電動機の部分的かつ概略的な縦断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態による、真空ポンプの同期電動機の部分的かつ概略的な縦断面図である。
【図７】チャンバに接続された、本発明の別の実施形態によるドライ真空ポンプの概略的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のさらなる特徴及び利点は、添付の図面を参照して、例として提供され、決して限定的ではない以下の説明から明らかになるであろう。
これらの図を通して、同一の要素は同じ参照番号を使用する。以下の実施形態は例である。説明が本発明の１つ又は複数の実施形態に言及しているとしても、これは、各参照が同じ実施形態に関連すること、又は特徴が単一の実施形態にのみ適用されることを必ずしも意味しない。他の実施形態を提供するために、様々な実施形態の単純な特徴を組み合わせたり、交換したりすることもできる。
【００１５】
「到達圧力」は、ガス流を導入せずに真空ポンプによって得られる最低圧力として定義される。
粗引き真空ポンプは、２つのポンプロータを使用して吸い込み、移送し、次に大気圧で移送されるガスを吐出する容積式真空ポンプとして定義される。
ルーツ真空ポンプ（「ルーツブロワー」又は「ルーツコンプレッサ」とも呼ばれる）は、ルーツポンプロータを使用して移送されるガスを吸い込み、移送し、吐出する容積式真空ポンプとして定義される。
ルーツ真空ポンプが上流に取り付けられ、粗引き真空ポンプと直列になっている。
粗引きルーツ真空ポンプは、ドライ真空ポンプである。
【００１６】
「上流」は、ガスの循環方向に対して別の要素の前に配置される要素であると理解される。対照的に、「下流」は、移送されるガスの循環方向に対して別の要素の後方に配置される要素であり、上流にある要素は、下流にある高圧の要素よりも低圧であると理解される。
【００１７】
図１は、遮断弁３を介してチャンバ２に接続された、本発明のドライ真空ポンプ１の第１の実施形態を示す図である。
ポンプの負荷変動は、チャンバ２内で発生する可能性がある。例えば、大気圧から開始される吐出ステップと、到達真空度ポンプステップとが、チャンバ２内で互いに連続する。これら２つのステップの連続は周期的に発生する可能性がある。
【００１８】
チャンバ２は、例えば、ロードロックチャンバである。このロードロックチャンバは、それ自体既知の方法で、少なくとも一枚の基板をロードするために、チャンバの内部をクリーンルームなどの大気圧下のゾーンと接続する第１のドアと、真空下においてプロセスチャンバから前記基板をアンロードするための第２のドアを含んでいる。
基板のロード又はアンロードの各操作では、ロードロックチャンバ内の圧力を交互に下げてから上げる必要がある。
ロードロックチャンバは、許容可能なスループットを維持することを可能にしつつ、基板の周囲の雰囲気に不純物や汚染物質が存在するのを防止する。ロードロックチャンバは、特に、フラットディスプレイスクリーン又は光起電基板を製造するために、又は半導体基板を製造するために使用される。
【００１９】
図１に示した第１の実施形態では、真空ポンプ１は、多段粗引き真空ポンプである。この真空ポンプ１とチャンバ２の間に、ルーツ真空ポンプ又はターボ分子真空ポンプを挿入することができる。
この第１の実施形態の真空ポンプ１は、真空ポンプ１の吸気口４と排気口５との間に直列に取り付けられた複数段、例えば５段の、ポンプステージＴ１〜Ｔ５を含んでいる。各ポンプステージＴ１〜Ｔ５は、各々の入口及び出口を備えている。連続するポンプステージＴ１〜Ｔ５は、前段のポンプステージの出口（又は吐出口）を次の段のポンプステージの入口（又は吸気口）に接続する各々のステージ間チャネルによって、次々に直列に接続されている。
【００２０】
真空ポンプ１はさらに、２つの軸６、７（駆動軸６、及び従動軸７）を備え、各々がポンプステージＴ１〜Ｔ５内に延びるポンプロータ８を支持している。
真空ポンプ１はまた、駆動軸６を回転させるように構成された同期電動機９を備えている。従動軸７は、真空ポンプ１の同期デバイスによって回転される。
ポンプロータ８は、例えば、「ルーツ」タイプ（「８」又は「豆」の形状の横断面）、又は「クロー」タイプなどの、同一のプロファイルを有する複数のローブを有する。別の例によれば、ポンプロータ８は、「スクリュータイプ」である。
軸６、７は同期して逆回転する。回転中、入口から吸い込まれたガスは、ポンプロータ８によって生成されるボリュームに捕捉され、このポンプロータ８によって次のステージへ運ばれる（ガスの循環方向は、図１に矢印で示されている））。真空ポンプ１は、動作中にポンプロータ８が固定子と機械的に接触することなく固定子内部で回転するため、特に「ドライ」ポンプと呼ばれ、ポンプステージＴ１〜Ｔ５でのオイルの使用が不要である。
【００２１】
図２及び図３でより明確にわかるように、同期電動機９は、駆動軸６に連結された回転子１０、この回転子１０の周りに配置された第１の巻線１３を有する第１の固定子１２、及び、回転子１０の周りに配置された第２の巻線１５を有する少なくとも１つの第２の固定子１４を備えている。回転子１０は、例えば、単一部品である駆動軸６にねじ込まれ、又は弾性カップリング又は回転子によって、駆動軸６に取り付けられている。
第２の固定子１４は、回転子１０に沿って第１の固定子１２の隣の、回転子１０の別の部分の周りに配置される。これらの固定子１２、１４は隣接し、同軸であり、かつ、直列に設けられている。これらの固定子１２、１４は、同期電動機９のケーシング１６内に設置されている。
【００２２】
第１の実施形態によれば、回転子は電磁石を含んでいる。従って、第１の巻線１３を有する第１の固定子１２は、回転子の電磁石に面するようにして回転子の周りに配置され、第２の巻線１５を有する少なくとも１つの第２の固定子１４も、回転子の電磁石に面するようにして回転子の周りに配置される。
第２の実施形態によれば、回転子１０は永久磁石１１を含んでいる。従って、第１の巻線１３を有する第１の固定子１２は、回転子１０の永久磁石１１に面するようにして回転子１０の周りに配置され、第２の巻線１５を有する少なくとも１つの第２の固定子１４も、回転子１０の永久磁石１１に面するようにして回転子１０の周りに配置される。
永久磁石１１は、例えば、回転子１０に組み込まれている。それらは「ＩＰＭ」（内部永久磁石）とも呼ばれる。
【００２３】
図２の例では、第１及び第２の固定子１２、１４に面して配置された永久磁石１１は、単一部品である。それは、回転子１０に沿って少なくとも第１の固定子１２から第２の固定子１４に対応する位置まで延びている。
固定子１２、１４の巻線１３、１５には、同期電動機９のパワーをポンプ負荷の発生に適合させるために、個別に又は同時に電力が供給される。
真空ポンプ１は、制御ユニット１８及び２つの速度可変装置を備えており、第１の速度可変装置２３は、第１の固定子１２の第１の巻線１３に供給するための専用のものであり、第２の速度可変装置２４は、第２の固定子１４の第２の巻線１５に供給するための専用のものである。
制御ユニット１８は、速度可変装置２３、２４のいずれか、又はそれらの両方を同時に個別に制御するように構成された、１つ又は複数のコントローラ又はプロセッサを備えている。制御ユニット１８は、例えば、電子制御カードにより構成されている。
【００２４】
動作中、真空ポンプ１の同期電動機９の固定子１２、１４の巻線１３、１５への電力の供給は、パワーを少なくとも１つの負荷閾値に適合させるために、ポンプ負荷を表す少なくとも１つの信号の関数として変更される。制御ユニット１８は、ポンプ負荷が前記負荷閾値を超えて大きくなると、複数の巻線１３、１５に同時に供給することにより、同期電動機９の起電力を増加させ、ポンプ負荷が前記負荷閾値を下回っているときは、同期電動機９の固定子１２、１４の巻線１３、１５のいずれか１つから個別に供給することにより、同期電動機の起電力を低減させる。
【００２５】
ポンプ負荷を表す信号は、圧力センサなどのチャンバ２のセンサ２１に由来する信号を含むことができ、又は、チャンバ２における処理方法の一連の操作を制御する制御機器２２に由来することができる。制御機器２２から発せられる信号は、例えば、チャンバ２のドアを開閉することから生じる接点を閉じるための信号でもよい。チャンバ２内の圧力が所定の閾値を超えるとき、又は前記接点が状態を変化させるときに、ポンプ負荷が前記負荷閾値を超える。
ポンプ負荷を表す信号は、例えば、真空ポンプ１の排気口５での圧力を測定するように構成された圧力センサ１９のような、真空ポンプ１のセンサから生じる信号、又は、真空ポンプ１によって消費される電力又は電流を測定するように構成された電力センサ又は電流センサなどから生じる信号である。真空ポンプ１の吐出圧力又は真空ポンプ１によって消費される電力もしくは電流が各々の所定の閾値を超えるときに、ポンプ負荷が前記負荷閾値を超える。
【００２６】
第１の実施形態によれば、ポンプ負荷を表す信号は、真空ポンプ１によって消費される電流を表す、速度可変装置２３、２４のうちの１つの電流制限出力である。実際、例えば真空ポンプ１の始動段階中に発生する可能性のあるサージからそれらを保護するために、電流閾値が速度可変装置２３、２４にすでに設定されていても良い。
第１の実施形態によれば、第１の固定子１２によって生成されるパワーと第２の固定子１４によって生成されるパワーとのパワー比は、１に等しい。換言すれば、第１及び第２の固定子１２、１４の巻線は、それらが同等の電流の供給を受けるとき、同等の起電力を生成する。２つの固定子１２、１４を同時に供給すると、起電力が２倍になる。
【００２７】
第２の実施形態によれば、第１の固定子１２によって生成されるパワーと第２の固定子１４によって生成されるパワーとのパワー比は、１よりも大きい。換言すれば、固定子１２、１４の巻線１３、１５は、それらが同等の電流の供給を受けるとき、異なる起電力を生成する。その場合、利用可能なパワーには３つの可能性がある。
パワー比も、例えば、多段粗引き真空ポンプの場合（図１）は５未満である。
例えば、固定子１２、１４の１つの巻線１３、１５の巻数を増やし、又は、固定子１２、１４の１つの巻線１３、１５のワイヤの直径を大きくすることにより、異なるパワーを生成する巻線を有する固定子を得ることもできる。
第２の固定子１４の第２の巻線１５の巻数は、例えば、第１の固定子１２の第１の巻線１３の巻数よりも多い。
同期電動機９はまた、３つ又は４つの巻線を有する固定子などの、２つよりも多い巻線を有する固定子を含むこともできる。巻線を有するさまざまな固定子は、例えば、各々の起電力が増加する。
【００２８】
次に、図１に示すようなロードロックチャンバに接続された真空ポンプ１の同期電動機９を制御するための方法１００の例について説明する。ここでは、チャンバ２内の圧力が最初は大気圧であり、遮断弁３は閉じているものとする。
例えば、制御機器２２が遮断弁３の開放を命令すると、制御機器２２から発せられる信号が真空ポンプ１の制御ユニット１８で受信される。制御ユニット１８は、次に、真空ポンプへ最大のパワーを提供するために、同期電動機９の２つの固定子１２、１４に同時に給電する。
【００２９】
チャンバ２内の圧力は減少し始める（吐出ステップ１０１、図４）。
チャンバ２内の圧力が所定の低圧閾値を超えて低下すると、ポンプ負荷は、２つの固定子１２、１４のうちの１つだけで供給するのに十分な程度に軽くなると考えられる（到達真空度ポンプステップ１０２、図４）。
基板をチャンバ２からアンロードした後、遮断弁３が閉じられ、新しい基板をロードするために、チャンバ２内の圧力は大気圧まで上昇される。
その後、新しいサイクルを開始できる。
【００３０】
次に、同期電動機９の固定子１２、１４の巻線１３、１５のいずれかに個別に供給するか、又はこれら複数の巻線に同時に供給することにより、電動機のさまざまな固定子損失（鉄損、ジュール損失など）を低減しながら、同期電動機９のパワーをポンプ負荷の変化に最適に適合させることができる。
次に、様々な動作点に対して同期電動機９の歩留まりを最適化することが可能である。２つの固定子１２、１４の巻線１３、１５に同時に供給することにより、大きな負荷の要求に対して一時的に応答することができ、真空を適用するのにかかる時間を短縮することができる。単一の回転子１０を使用し、２つの固定子１２、１４を真空ポンプ１の同期電動機９の同じケーシング１６内に収容できる。従って、コストが削減され、組み立てが容易になり、真空ポンプ１はコンパクトなままである。
【００３１】
図５は、回転子１０の各永久磁石１１が複数の永久磁石要素２５を含んでいる、本発明の第２の実施形態による同期電動機を示す。
この実施形態では、複数の永久磁石要素２５が、回転子１０に沿って整列されている。複数の永久磁石要素は、回転子１０に沿って端と端を接して配置され、第１の固定子１２と第２の固定子１４との間に延在する。端と端を合わせて配置された複数の別個の要素によって生成される永久磁石１１は、単一片としての永久磁石１１よりも製造が容易である。
永久磁石要素２５は、例えば、回転子１０に設けられた溝内に前後に挿入される。
【００３２】
図６は、回転子１０の各永久磁石１１が複数の永久磁石要素２５を含む、本発明の別の実施形態による同期電動機を示す。永久磁石要素２５は、回転子１０に沿って整列しているが、この例では、それらは、回転子１０の領域内で、かつ、巻線１３、１５を有する固定子１２、１４に対応する位置のみにおいて、回転子１０内に延びている。例えばプラスチック製のフィラー要素を、第１の巻線１３を有する第１の固定子１２に面する永久磁石要素２５と第２の巻線１５を有する第２の固定子１４に面する永久磁石要素２５との間の溝に、挿入することができる。従って、不要な永久磁石の提供を回避することにより、コストが削減される。
【００３３】
図７は、本発明の別の実施形態による、チャンバ２に接続された「ブロワールーツ」タイプの真空ポンプ３０を示す。この真空ポンプ３０は、粗引き真空ポンプ３１の上流に直列に取り付けられている。
真空ポンプ３０は、吸気口４及び排気口５、各々ポンプロータ８を支持する２つの軸６、７、及び、駆動軸６を回転させるように構成された同期電動機９含む、単一のポンプステージＴ１を備えている。
ポンプロータ８は、ルーツタイプの同一のプロファイルを有するローブを有し、それらは角度的にオフセットされ、ポンプステージＴ１において逆向きに同期して回転するように駆動される。
ルーツ真空ポンプ３０は、主に、ポンプ能力が大きく、クリアランス許容値が大きいこと、及び、大気圧で吐出せず、粗引き真空ポンプ３１の上流に直列に取り付けて使用する必要があるという事実により、粗引き真空ポンプ１とは異なる。
【００３４】
第１の実施形態と同様に、本実施形態の同期電動機９は、駆動軸６に取り付けられた永久磁石１１を有する回転子１０と、この回転子１０の周りに配置された第１の巻線１３を有する第１の固定子１２、そして、回転子１０の周りに配置され、第２の巻線１５を備えた少なくとも１つの第２の固定子１４とを備えている。
第１及び第２の固定子１２、１４の巻線１３、１５は、同等又は異なる起電力を生成することができる。第１の固定子１２によって生成されるパワーと第２の固定子１４によって生成されるパワーとのパワー比は、例えば、１〜１０の間である。
【００３５】
例えば、ロードロック室に接続された「ブロワールーツ」真空ポンプ３０の場合、第１の固定子１２によって生成されるパワーは約１．５ＫＷであり、第２の固定子１４によって生成されるパワーは約８．５ＫＷである。
動作中、パワーを少なくとも１つの負荷閾値に適合させるために、真空ポンプ１の同期電動機９の固定子１２、１４の巻線１３、１５への供給は、ポンプ負荷を表す少なくとも１つの信号の関数として変更される。
【００３６】
制御機器２２が遮断弁３の開放を命令すると、同期電動機９の２つの固定子１２、１４に供給される。その場合、利用可能なパワーは約１０ＫＷである（吐出ステップ１０１）。
チャンバ２内の圧力が所定の負荷閾値を超えて低下すると、ポンプの負荷は十分に低下しているため、制御ユニット１８は２つの固定子のうちの１つの固定子１２のみに供給する（到達真空度ポンプステップ１０２、図４）。その場合、利用可能なパワーは約１．５ＫＷである。
【符号の説明】
【００３７】
１    ドライ真空ポンプ
２    チャンバ
３    遮断弁
４    吸気口
５    排気口
６    駆動軸
７    従動軸
８    ポンプロータ
９    同期電動機
１０    回転子
１１    永久磁石
１２    第１の固定子
１３    第１の巻線
１４    第２の固定子
１５    第２の巻線
１６    ケーシング
１８    制御ユニット
１９    圧力センサ
２１    チャンバのセンサ
２２    制御機器
２３    速度可変装置
２４    速度可変装置
２５    永久磁石要素
３０    ブロワールーツタイプ真空ポンプ
３１    粗引き真空ポンプ
１０１    吐出ステップ
１０２    到達真空度ポンプステップ
【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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【国際調査報告】
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