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ターボ分子ポンプ(TMP)とは

ターボ分子ポンプ(TMP)とは、高速で回る翼で気体分子を出口側へ送り出す真空ポンプです。 成膜やエッチングの処理室を高真空まで引く役目を担います。

高真空の領域では、気体分子どうしが衝突する回数が減り、分子は壁に当たるまでまっすぐ飛びます。この状態では、流れをまとめて押し出すという考え方が成り立ちません。分子を1個ずつ、出口の方向へ弾き飛ばす必要があります。

ターボ分子ポンプは、高速で回る翼でこれを行います。Edwardsは公式製品ページで、高速回転する翼が排気方向へ気体が動く確率を高めることで圧縮する多段軸流タービンと記述しています。翼に当たった分子は、翼の運動量を受け取って出口側へ向かいます。段を重ねるほど、戻る確率に対して進む確率が積み上がります。

そのぶん、出口側の条件が効きます。Edwardsは同ページで、大気へ排気するために適切な大きさの背圧ポンプが必要であると述べています。ターボ分子ポンプの出口はまだ真空であり、そこから先はドライポンプが受け持ちます。真空排気系は2段構えになります。

2段構えの真空排気系
処理室高真空ターボ分子ポンプ多段の翼が分子を出口側へ弾くドライポンプ背圧ポンプ大気へ出口はまだ真空のまま大気圧まで戻す役は下流が担うこの2段で高真空へ届く
ターボ分子ポンプの出口はまだ真空です。そこから大気圧までを受け持つのが背圧側のドライポンプで、2段構えではじめて処理室が高真空へ届きます。

排気速度は機種で決まります。Edwardsは公式製品ページで、nEXTシリーズの8サイズを窒素で55、85、240、300、400、730、925、1250L/sと記載し、複数の独立した入口を持つnEXT Split Flowを挙げています。大阪真空機器製作所は公式製品ページで、TGkineシリーズを1700〜4200L/s、TG-Mシリーズを340〜2400L/s、TG-M7シリーズを340〜1300L/sとしています。

同じターボ分子ポンプでも、排気速度は機種で決まります
排気速度(L/s)01000200030004000Edwards(窒素)nEXT8サイズ 55〜1250大阪真空機器製作所TGkine1700〜4200TG-M340〜2400TG-M7340〜1300Edwardsは公式製品ページで8サイズの値を、大阪真空機器製作所は公式製品ページでシリーズの範囲を記載しています点は8サイズそれぞれの値です。横軸は0から4200L/sです
Edwardsは公式製品ページで、nEXTシリーズの8サイズを窒素で55、85、240、300、400、730、925、1250L/sと記載しています。大阪真空機器製作所は公式製品ページで、TGkineを1700から4200L/s、TG-Mを340から2400L/s、TG-M7を340から1300L/sとしています。排気速度は機種で決まります。

軸の支え方には2つの系統があります。同社は磁気浮上式とボールベアリング式を製品として分けており、磁気浮上式について、電磁石でロータを浮かせることで完全にオイルフリーで動作すること、振動と騒音を抑えた超高速回転によってオイルフリーの清浄な真空環境が得られること、そして長いメンテナンス周期を可能にすることを述べています。同ページは特注機について、超高真空領域に近い10⁻⁹Pa台という記載も置いています。

用途は高真空を要する工程です。大阪真空機器製作所は製品一覧で、ターボ分子ポンプとクライオポンプが高真空プロセスに使われるとし、成膜、フォトレジスト露光、エッチング、イオン注入を挙げています。Edwardsもエッチングとイオン注入を用途に含めています。

ターボ分子ポンプとは何ですか?

高速で回る翼で気体分子を出口側へ送り出す真空ポンプです。Edwardsは公式製品ページで、高速回転する翼が排気方向へ気体が動く確率を高めることで圧縮する多段軸流タービンと記述しています。

なぜ背圧ポンプが要るのですか?

出口側を大気圧まで押し戻せないためです。Edwardsは公式製品ページで、大気へ排気するために適切な大きさの背圧ポンプが必要であると述べています。ドライポンプが直列につながり、2段構えで大気圧から高真空まで落とします。

排気速度はどのくらいですか?

機種によります。Edwardsは公式製品ページで、nEXTシリーズの8サイズを窒素で55、85、240、300、400、730、925、1250L/sと記載しています。大阪真空機器製作所は公式製品ページで、TGkineシリーズを1700〜4200L/s、TG-Mシリーズを340〜2400L/sとしています。

磁気浮上型とボールベアリング型の違いは何ですか?

回転軸の支え方が違います。大阪真空機器製作所は公式製品ページで、磁気浮上式について、電磁石でロータを浮かせることで完全にオイルフリーで動作し、振動と騒音を抑えた超高速回転とオイルフリーの清浄な真空環境を実現し、長いメンテナンス周期を可能にすると述べています。

どの工程で使いますか?

大阪真空機器製作所は公式ページで、ターボ分子ポンプとクライオポンプが高真空プロセスに使われるとし、成膜、フォトレジスト露光、エッチング、イオン注入を挙げています。Edwardsもエッチングとイオン注入を用途に含めています。

入口が複数ある機種があるのはなぜですか?

1台で複数の空間を別々に排気するためです。Edwardsは公式製品ページで、nEXT Split Flowを複数の独立した入口を持つ機種として挙げています。装置内で圧力の異なる区画を分けて引けます。

この記事の事実は次の一次資料を根拠とし、各URLの到達可否をこちらで実測しています。したがって、リンク先が移動または消滅した場合は、その旨をこのページへ反映します。

  • Edwards「Turbomolecular Pumps」公式製品ページ(2026年8月23日にリンク生存を実測、200)
  • 大阪真空機器製作所「Magnetically Levitated Turbo Molecular Pumps」公式製品ページ(2026年8月23日にリンク生存を実測、200)
  • 大阪真空機器製作所「Products」公式ページ(2026年8月23日にリンク生存を実測、200)
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