JP2014234828A - Seal unit degradation warning system, transport device, and semiconductor manufacturing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、シールユニットの劣化警告システム、搬送装置および半導体製造装置に関する。 The present invention relates to a seal unit deterioration warning system, a transfer device, and a semiconductor manufacturing apparatus.
近年、非接触式シールで隙間を密閉するシールユニットが知られている。しかし、非接触式シールで隙間を密閉する場合、排気ポンプの停止時などにシールユニットの気密性能が急激に低下するという問題がある。これに対して、特許文献1に記載される技術が知られている。また、これに対し、非接触式シールと接触式シールとを有するシールユニットが特許文献2に記載されている。
In recent years, a seal unit that seals a gap with a non-contact type seal is known. However, when the gap is sealed with a non-contact type seal, there is a problem that the airtight performance of the seal unit is abruptly lowered when the exhaust pump is stopped. On the other hand, the technique described in
特許文献2に記載される接触式シールは、運動する部材と接触する。このため、接触式シールが摩耗する可能性がある。そこで、接触式シールの摩耗が進行する前に、接触式シールは交換や修理によって保守される必要がある。しかし、接触式シールの摩耗が進行した状態で、排気ポンプが停止した場合、シールユニット全体の気密性能が急激に低下する。このため、接触式シールの摩耗が進行した状態で、排気ポンプが停止するという事態を抑制できる装置が望まれる。
The contact-type seal described in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、接触式シールの摩耗が進行した状態で、排気ポンプが停止するという事態を抑制できるシールユニットの劣化警告システム、搬送装置および半導体製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and provides a deterioration warning system for a seal unit, a transfer device, and a semiconductor manufacturing device capable of suppressing a situation in which an exhaust pump stops in a state where contact-type seal wear has progressed. The purpose is to provide.
上記目的を達成するため、本発明に係るシールユニットの劣化警告システムは、圧力の異なる二つの空間を隔てるシールユニットの劣化警告システムであって、ハウジングと、前記ハウジングを貫通し、前記ハウジングとの間に隙間を設けて配置される可動部材と、前記隙間を密閉する接触式シールと、前記接触式シールと異なる位置で前記隙間を密閉する非接触式シールと、前記接触式シールと前記非接触式シールとの間の位置にある前記ハウジングの表面の凹みである吸引溝と、前記吸引溝に接続され前記吸引溝から気体を排出するための通路となる排出路と、前記排出路内の気体を吸引する吸引部と、前記排出路内の圧力の変化に応じて信号を発信させる制御部と、を備え、前記非接触式シールが配置される位置は、前記接触式シールが配置される位置よりも、前記二つの空間のうち低圧の空間に近い位置であることを特徴とする。 To achieve the above object, a deterioration warning system for a seal unit according to the present invention is a deterioration warning system for a seal unit that separates two spaces having different pressures, and includes a housing, a housing penetrating through the housing, A movable member disposed with a gap therebetween, a contact seal that seals the gap, a non-contact seal that seals the gap at a position different from the contact seal, and the contact seal and the non-contact A suction groove that is a recess in the surface of the housing located between the suction seal, a discharge path that is connected to the suction groove and serves as a passage for discharging gas from the suction groove, and a gas in the discharge path A position where the non-contact type seal is disposed at the position where the non-contact type seal is disposed. Than placed are located, characterized in that it is a position closer to the low-pressure space of the two spaces.
接触式シールの摩耗が進行した場合、接触式シールを通過する気体が多くなる。このため、接触式シールと非接触式シールとの間の位置で隙間に接続された排出路に流入する気体も多くなり、排出路内の圧力が大きくなる。本発明に係るシールユニットの劣化警告システムは、排出路内の圧力の変化に応じて信号を発信させる制御部を備える。これにより、本発明に係るシールユニットの劣化警告システムは、排出路内の圧力の変化に基づいて、接触式シールの摩耗の進行を人間に知らせることができる。したがって、本発明に係るシールユニットの劣化警告システムは、接触式シールの摩耗が進行した状態で、排気ポンプが停止するという事態を抑制できる。 When the wear of the contact seal progresses, more gas passes through the contact seal. For this reason, the gas flowing into the discharge path connected to the gap at the position between the contact seal and the non-contact seal also increases, and the pressure in the discharge path increases. The seal unit deterioration warning system according to the present invention includes a control unit that transmits a signal in accordance with a change in pressure in the discharge passage. Thereby, the deterioration warning system for the seal unit according to the present invention can notify a person of the progress of wear of the contact seal based on the change in the pressure in the discharge path. Therefore, the deterioration warning system for the seal unit according to the present invention can suppress a situation in which the exhaust pump stops in a state where the wear of the contact type seal has progressed.
本発明に係るシールユニットの劣化警告システムにおいて、前記制御部は、しきい値を記憶しておく記憶装置と、前記排出路内の圧力と前記しきい値との比較を行う中央演算処理装置と、を有することが好ましい。このようにすることで、制御部は、排出路内の圧力としきい値を比較し、排出路内の圧力がしきい値を超えたとき信号を発信させる。また、しきい値を変更させることができるため、本発明に係るシールユニットの劣化警告システムは、シールユニットに求められる気密性能の高さに応じて、接触式シールの摩耗の進行を人間に知らせる時期を適切に調節することができる。したがって、本発明に係るシールユニットの劣化警告システムは、接触式シールの摩耗が進行した状態で、排気ポンプが停止するという事態を抑制できる。 In the deterioration warning system for a seal unit according to the present invention, the control unit includes a storage device that stores a threshold value, and a central processing unit that compares the pressure in the discharge passage with the threshold value. It is preferable to have. By doing in this way, a control part compares the pressure in a discharge channel with a threshold value, and transmits a signal when the pressure in a discharge channel exceeds a threshold value. In addition, since the threshold value can be changed, the deterioration warning system for the seal unit according to the present invention informs humans of the progress of wear of the contact-type seal in accordance with the high hermetic performance required for the seal unit. The time can be adjusted appropriately. Therefore, the deterioration warning system for the seal unit according to the present invention can suppress a situation in which the exhaust pump stops in a state where the wear of the contact type seal has progressed.
本発明に係るシールユニットの劣化警告システムにおいて、前記可動部材は、前記ハウジングを貫通する方向と平行な回転軸を中心に回転する部材であり、板状のフランジ部を有し、前記フランジ部と前記ハウジングとの間に前記隙間を設けるように配置されることを特徴とすることが好ましい。このようにすることで、フランジ部とハウジングとの間の隙間は、回転軸方向に高さを有する隙間となる。これにより、フランジ部とハウジングとの間の隙間は、回転軸に対して直交方向に高さを有する隙間に比べて、高さの寸法精度をよくすることができる。このため、フランジ部とハウジングとの間の微小隙間である非接触式シールの気密性能がよくなる。したがって、本発明に係るシールユニットの劣化警告システムは、接触式シールの摩耗の進行をより精度よく感知できるため、接触式シールの摩耗が進行した状態で、排気ポンプが停止するという事態を抑制できる。 In the deterioration warning system for a seal unit according to the present invention, the movable member is a member that rotates around a rotation axis parallel to a direction penetrating the housing, has a plate-like flange portion, and the flange portion; It is preferable that the gap is provided between the housing and the housing. By doing in this way, the clearance gap between a flange part and a housing turns into a clearance gap which has height in a rotating shaft direction. Thereby, the clearance gap between a flange part and a housing can improve the dimensional accuracy of height compared with the clearance gap which has height in the orthogonal direction with respect to a rotating shaft. For this reason, the airtight performance of the non-contact type seal which is a minute gap between the flange portion and the housing is improved. Therefore, since the deterioration warning system for the seal unit according to the present invention can detect the progress of wear of the contact seal more accurately, the situation where the exhaust pump stops in a state where the wear of the contact seal has progressed can be suppressed. .
本発明に係るシールユニットの劣化警告システムにおいて、前記接触式シールと前記非接触式シールとの間の位置にある前記ハウジングの表面の凹みである導入溝と、前記導入溝に接続され前記導入溝に気体を導入するための通路となる導入路と、を備えることを特徴とすることが好ましい。このようにすることで、導入溝および吸引溝を流通する気体の量が多くなる。このため、接触式シールの摩耗により発生する異物が接触式シールと非接触式シールとの間に侵入した場合でも、異物は排出路を介してハウジングの外部に除去されやすくなる。これにより、本発明に係るシールユニットの劣化警告システムは、異物が非接触式シールを通過して低圧の空間側へ侵入することを抑制しながら、接触式シールの摩耗が進行した状態で、排気ポンプが停止するという事態を抑制できる。 In the deterioration warning system for a seal unit according to the present invention, an introduction groove that is a recess in the surface of the housing located between the contact seal and the non-contact seal, and the introduction groove connected to the introduction groove It is preferable to include an introduction path serving as a passage for introducing gas into the gas. By doing in this way, the quantity of the gas which distribute | circulates an introduction groove | channel and a suction groove | channel increases. For this reason, even if foreign matter generated due to wear of the contact-type seal enters between the contact-type seal and the non-contact-type seal, the foreign matter is easily removed to the outside of the housing through the discharge path. As a result, the deterioration warning system for the seal unit according to the present invention prevents the foreign matter from passing through the non-contact type seal and entering the low-pressure space side, while exhausting the contact type seal, The situation that the pump stops can be suppressed.
本発明に係るシールユニットの劣化警告システムにおいて、前記導入溝は、前記接触式シールと前記吸引溝との間の位置にある前記ハウジングの表面の凹みであることを特徴とすることが好ましい。このようにすることで、吸引溝が導入溝よりも低圧側に配置されることなる。このため、導入溝から吸引溝への気体の流れが安定する。これにより、本発明に係るシールユニットの劣化警告システムは、異物が非接触式シールを通過して低圧の空間側へ侵入することを抑制しながら、接触式シールの摩耗が進行した状態で、排気ポンプが停止するという事態を抑制できる。 In the deterioration warning system for a seal unit according to the present invention, it is preferable that the introduction groove is a dent on the surface of the housing located between the contact seal and the suction groove. By doing so, the suction groove is arranged on the lower pressure side than the introduction groove. For this reason, the gas flow from the introduction groove to the suction groove is stabilized. As a result, the deterioration warning system for the seal unit according to the present invention prevents the foreign matter from passing through the non-contact type seal and entering the low-pressure space side, while exhausting the contact type seal, The situation that the pump stops can be suppressed.
また、この発明に係る搬送装置は、上記のシールユニットの劣化警告システムを備えることを特徴とする。 Moreover, the conveying apparatus which concerns on this invention is equipped with said deterioration warning system of a seal unit, It is characterized by the above-mentioned.
また、この発明に係る半導体製造装置は、上記のシールユニットの劣化警告システムを備えることを特徴とする。 A semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention includes the above-described seal unit deterioration warning system.
本発明のシールユニットの劣化警告システム、搬送装置および半導体製造装置は、接触式シールの摩耗が進行した状態で、排気ポンプが停止するという事態を抑制できる。 The deterioration warning system for a seal unit, the transfer apparatus, and the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention can suppress a situation in which the exhaust pump stops in a state in which the wear of the contact seal progresses.
以下、シールユニットの劣化警告システム、搬送装置または半導体製造装置を実施するための形態(以下、実施形態という)を図面に基づいて詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 Hereinafter, a mode for carrying out a seal unit deterioration warning system, a transfer device, or a semiconductor manufacturing device (hereinafter referred to as an embodiment) will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by the following embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those in a so-called equivalent range. Furthermore, the constituent elements disclosed in the following embodiments can be appropriately combined.
[半導体製造装置]
図1は、シールユニットの劣化警告システムを備えた半導体製造装置を示す図である。半導体製造装置100は、シールユニット1と、筐体10と、駆動装置8とを含む。半導体製造装置100は、筐体10の内部空間Vを真空環境、減圧環境、プロセスガス充填環境にした上で、内部空間Vにある被搬送物(例えば、半導体)を移動させる必要がある。しかし、移動させるため、駆動装置8と後述する可動部材とを備える搬送装置を内部空間Vに設置すると、駆動装置8の動作により異物が発生するため好ましくない場合がある。そこで、半導体製造装置100は、内部空間Vに可動部材を残したまま、駆動装置8を外部空間Eに設置する。そして、内部空間Vと外部空間Eを隔てながら、外部空間Eに設置された駆動装置8の動力を内部空間Vに伝えるため、シールユニット1が必要となる。また、駆動装置8は、例えば、ダイレクトドライブモータ、ベルトドライブを用いた駆動装置、リニアモータ、サーボモータなどである。
[Semiconductor manufacturing equipment]
FIG. 1 is a diagram showing a semiconductor manufacturing apparatus equipped with a seal unit deterioration warning system. The
[シールユニット]
シールユニット1は、筐体10の内部空間Vと筐体10の外部空間Eとを隔てる密封装置である。シールユニット1は、真空筐体などの特殊環境下で使用される半導体製造装置のほかに、例えば、フラットパネルディスプレイ製造装置などに適用される。ここでは、一例として、筐体10が開口部10eを有する場合、シールユニット1が開口部10eを密封する例について説明する。図1に示すように、シールユニット1は、ハウジング2と、可動部材3と、軸受13とを含む。なお、図中の一点鎖線は、シールユニット1の可動部材3の回転軸である軸Oを示している。図1は、軸Oを含む平面で半導体製造装置100を切断した断面図を示している。
[Seal unit]
The
図2は、図1に示したハウジングを筐体側から見た平面図である。例えば、ハウジング2は、円柱状の開口部26を有しており、全体として筒状である。また、筐体10は、円形の開口部10eを有する。ハウジング2は、筐体10と締結されるフランジ部21と、軸受13を保持するための軸受保持部22とを有する。フランジ部21と軸受保持部22とは、軸O方向に沿って、筐体10に近い側からフランジ部21、軸受保持部22の順で配置される。例えば、フランジ部21は、板状であり、開口部10eよりも面積の大きい円盤形状である。ハウジング2は、フランジ部21を筐体10の外部から筐体10の開口部10eを覆うようにあてがい、フランジ部21と筐体10の壁面とをボルト締結することで筐体10に固定されている。これにより、ハウジング2は、筐体10の開口部10eを筐体10の外部から塞ぐことができる。
FIG. 2 is a plan view of the housing shown in FIG. 1 viewed from the housing side. For example, the
図2に示すように、環状溝25、吸引溝27および環状溝211は、フランジ部21の筐体10と対向する表面にある環状の凹みである。また、環状溝25、吸引溝27および環状溝211は、軸Oを中心とした同心円を描くように形成されている。また、フランジ部21は、吸引溝27が環状溝25よりも径方向外側に形成され、環状溝211が吸引溝27よりも径方向外側に形成される。また、環状溝211は、フランジ部21において、筐体10とフランジ部21とが軸O方向に重なる位置に形成される。環状溝25、吸引溝27および環状溝211は、後述するように、シールユニット1に気密性能を発揮させるために用いられる。
As shown in FIG. 2, the
可動部材3は、軸Oを中心に回転する部材である。可動部材3は、フランジ部31と、テーブル32と、軸部33とを含む。軸部33は、軸O方向に沿ってハウジング2の開口部26に挿入されてハウジング2を貫通する。軸部33の一方の端部は、内部空間Vに位置し、他方の端部は、外部空間Eに位置する。フランジ部31は、板状であり、円盤形状の板材が軸部33に取り付けられ軸部33と一体となっている。フランジ部31は、フランジ部21に対して軸O方向に対向するように配置されている。フランジ部31の外周は、図2に示す二点鎖線で示され、フランジ部21の外周より小さく、かつ開口部26の外周より大きい。このため、開口部26の径方向外側かつフランジ部31の径方向内側の範囲で、フランジ部21とフランジ部31が軸O方向に重なり、重なる部分にフランジ部21とフランジ部31との間の隙間が形成される。また、内部空間V側にある軸部33の端部は、テーブル32の底面に接続され、外部空間E側にある軸部33の端部は、駆動装置8に接続される。例えば、可動部材3は、モータ81とシャフト82とを含む駆動装置8によって動力を供給される。外部空間E側にある軸部33の端部がシャフト82に接続されることにより、モータ81によって発生したトルクが、シャフト82を介して可動部材3に伝わる。
The
図3は、図1に示したシールユニット1の断面の拡大図である。例えば、可動部材3は、軸受13によって、ハウジング2に対して回転可能に支持されている。図3に示すように、軸受13の外輪13oは、軸受保持部22の内壁に形成された凹部23に嵌め込まれ、軸O方向に位置決めされている。また、ハウジング2は、外輪押え14を有する。そして、軸受保持部22は、軸O方向でフランジ部21と反対側の端部に切欠部24を有する。外輪押え14は、切欠部24に嵌め込まれてボルト締結により軸受保持部22に固定されることで、外輪13oを軸O方向に支持する。このようにして、外輪13oは、ハウジング2に固定される。
FIG. 3 is an enlarged view of a cross section of the
また、可動部材3は、円筒形状の間座12、16と、内輪固定ナット15とを備える。間座12は、軸部33の外周に嵌め合わされ、フランジ部31と内輪13iとの間に配置される。間座16は、軸部33の外周に嵌め合わされ、間座12と共に内輪13iを軸O方向から挟むように配置される。また、外部空間E側にある軸部33の端部には、ネジ山が形成されている。内輪固定ナット15は、当該ネジ山に嵌め合わされて固定されることで、間座16を介して内輪13iを可動部材3に固定する。これにより、軸受13の内輪13iは、間座12と間座16との間に挟まれ、軸部33の外周に嵌め合わされる。また、間座12がフランジ部31と内輪13iとの長さを規制するので、間座12の軸O方向の寸法が決まると、フランジ部31の軸O方向の位置が調節される。
The
[シール構造]
筐体10の内部空間Vと筐体10の外部空間Eとは、相互に異なる環境である。例えば、半導体製造装置100では、内部空間Vは、真空環境、減圧環境、プロセスガス充填環境などにされる。外部空間Eは、例えば、外気が導入される環境とされる。このため、内部空間Vと外部空間Eとは、圧力の異なる二つの空間であり、内部空間Vが外部空間Eよりも低圧となる。
[Seal structure]
The internal space V of the
上述したように、軸受13の外輪13oがハウジング2に固定され、内輪13iが可動部材3に固定されている。そして、可動部材3は、軸受13以外の部分でハウジング2と接触しないように、図3に示すようにハウジング2との間に空間Cを設けて配置される。空間Cには外部空間Eの外気が軸受13を通過して流入するため、空間Cは、外部空間Eと同じ圧力となる。気体は高圧側から低圧側に移動するので、空間Cにある外気は、フランジ部21とフランジ部31との隙間を通過して内部空間Vに流入しようとする。
As described above, the outer ring 13 o of the
シールユニット1は、上記のような特殊環境を有する筐体10を密閉するために、少なくとも、接触式シール4および非接触式シール5の二種類のシールを備える。シールユニット1は、接触式シール4を有するため、接触式シール4が摩耗する可能性がある。このため、図2に示すように、接触式シール4および非接触式シール5は環状であり、異なる位置に配置されている。接触式シール4が配置される位置は、非接触式シール5が配置される位置よりも、外部空間Eと同じ圧力である空間Cに近い位置である。すなわち、接触式シール4が高圧側に配置され、非接触式シール5が低圧側に配置される。これにより、接触式シール4の摩耗が進行した場合でも、低圧側に非接触式シール5が配置されているため、シールユニット1の気密性能が保たれる。
The
図1、2に示すように、接触式シール4は、フランジ部21の表面に形成された環状溝25に嵌め込まれ、フランジ部31に接触してフランジ部21とフランジ部31との間の隙間を密閉する。接触式シール4は、環状溝25に嵌め込まれるため、軸Oを中心とする円を描く形状となる。例えば、接触式シール4は、リップパッキンであり、樹脂、ゴム素材などから成る弾性体シールである。接触式シール4は、Oリングなどであってもよい。接触式シール4が弾性体シールであるため、接触式シール4は、フランジ部31に押さえつけられながらフランジ部31に接触する。このため、接触式シール4は、フランジ部21とフランジ部31との間の隙間を密閉する。なお、接触式シール4は、例えば、外部電源、高圧気体、真空排気などの付加的作用を要することなく、そのシール機能を発揮できることが好ましい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the contact-
図3に示すように、非接触式シール5は、例えば、高さΔ1が10μm程度の微小隙間である。当該微小隙間は、フランジ部21の径方向に所定の幅を有する。また、図2に示すように、非接触式シール5は、吸引溝27の外周に沿って配置される。このため、非接触式シール5は、軸Oを中心とする円を描く形状となる。
As shown in FIG. 3, the
また、シールユニット1は、排出路6と、吸引部20を含む。排出路6は、吸引溝27から気体を排出するための通路であり、通気孔61と配管62を含む。通気孔61は、ハウジング2の外部からハウジング2を貫通して吸引溝61に接続される開口部である。配管62の一方の端部は、通気孔61に接続され、配管62の他方の端部は吸引部20に接続される。吸引部20は、ポンプを有し、配管62および通気孔61を介して吸引溝27内から気体を排気する。このような構成により、非接触式シール5は、差動排気シールにおける微小隙間として気密性能を発揮する。なお、本実施形態に係る吸引溝27および排出路6は一つであるが、吸引溝27および排出路6は複数あってもよい。
The
シールユニット1は、接触式シール4が高圧側に配置され、非接触式シール5が低圧側に配置されている。外部空間Eにある外気つまり空間Cにある外気は、接触式シール4を通過して吸引溝27へ侵入する可能性がある。吸引部20は、接触式シール4を通過し吸引溝27へ侵入してきた僅かな外気を排出する。このとき、非接触式シール5は高さΔ1が10μm程度の微小隙間であるため、吸引溝27へ流入する外気のほとんどの量は、排出路6を介してハウジング2の外部に排出される。これにより、非接触式シール5を通過して内部空間Vへ流入する外気の量は、極めて微量となる。したがって、内部空間Vは、気密的に隔離された状態を得ることができる。このように、非接触式シール5は、フランジ部31に接触することなくフランジ部21とフランジ部31との間の隙間を密閉する。
In the
上述したように、接触式シール4および非接触式シール5は、互いに異なる位置で軸Oを中心とする円を描く形状である。つまり、接触式シール4および非接触式シール5は、軸Oを中心とした同心円を描くように配置されている。このため、フランジ部21の周方向の位置に関わらず、接触式シール4と非接触式シール5との距離が安定するため、吸引溝27へ侵入する外気の量が安定する。したがって、シールユニット1は、フランジ部21の周方向の位置に関わらず、高い気密性能を維持することができる。
As described above, the contact-
また、フランジ部21において、吸引溝27が環状溝25より径方向外側に形成されている。また、フランジ部21において、吸引溝27と環状溝25とが径方向に離れている。このため、図3に示すように、吸引溝27と環状溝25との間に絞り部N1が形成される。例えば、絞り部N1は、高さΔ2が10μm程度の微小隙間である。ここで、高さΔ1、Δ2について説明する。非接触式シール5が気密性能を発揮するためには、高さΔ1は10μm程度である必要がある。一方、絞り部N1は、例えば、高さΔ2が0.1mm以上の隙間であってもよい。ただし、絞り部N1を高さΔ2が10μm程度の隙間とすることにより、接触式シール4が摩耗することで発生する異物は、吸引溝27に侵入しにくくなる。したがって、接触式シール4が摩耗することで発生する異物は、内部空間Vにも侵入しにくくなる。なお、非接触式シール5が気密性能を発揮するための適切な高さΔ1は、非接触式シール5全体の形状や吸引部20の性能によって異なるが、5μm以上30μm以下であることが好ましく、5μm以上15μm以下であることがより好ましい。
Further, in the
また、ハウジング2のフランジ部21は、筐体10との接触部に環状溝211を有し、この環状溝211にOリング212が配置されている。これにより、フランジ部21と筐体10との隙間が密閉されている。
Further, the
[劣化警告システム]
上記のような接触式シール4を有する構成では、接触式シール4が可動部材3との接触により摩耗する可能性がある。しかし、接触式シール4の摩耗が進行した状態で、吸引部20が停止した場合、シールユニット1全体の気密性能が急激に低下する。そこで、接触式シール4の摩耗が進行する前に、接触式シール4は交換や修理によって保守される必要がある。このため、シールユニット1は、接触式シール4の摩耗が進行した状態で、吸引部20が停止するという事態を抑制するために、劣化警告装置9を有する。
[Deterioration warning system]
In the configuration having the contact-
劣化警告装置9は、排出路6内の圧力の変化に応じて信号を発信するための装置である。劣化警告装置9は、信号を発信することで、接触式シール4の摩耗が進行していることを人間に知らせる。図1に示すように、劣化警告装置9は、圧力計91と、制御部92と、信号部93とを含む。例えば、圧力計91は、通気孔61と吸引部20との間の位置で配管62に接続されており、配管62内の圧力を常に測定する。なお、圧力計91は、一定時間ごとに配管62内の圧力を測定してもよい。例えば、圧力計91は、ダイアフラム圧力計である。ダイアフラム圧力計とは、撓みやすい板状の部材であるダイアフラムを有し、かかる圧力に応じて変形するダイアフラムの撓み量を読みとることで圧力を測定する装置である。なお、圧力計91は、ブルドン管圧力計などを用いたものであってもよい。
The
制御部92について説明する。制御部92は、例えば、PLC(Programmable Logic Controller)である。PLCは、入力される入力信号の変化に応じて、出力する出力信号を変化させる制御装置である。制御部92は、入力回路92aと、中央演算処理装置であるCPU(Central Processing Unit)92bと、記憶装置であるメモリ92cと、出力回路92dを含む。出力信号を変化させる条件は、メモリ92cにプログラムとして記憶されている。メモリ92cに記憶させるプログラムは、例えば、電気回路図を記号化したラダー図で記述される。また、メモリ92cには、しきい値が記憶されている。CPU92bは、メモリ92cに記憶されたプログラムにしたがって、入力信号としきい値の比較を行い、比較結果に応じて出力信号を変化させる。また、制御部92は、メモリ92cに記憶させるプログラムやしきい値を変更することで、出力信号を変化させる条件を変更することができる。
The
本実施形態においては、制御部92に入力される入力信号は、圧力計91が測定した配管62内の圧力の値に応じて変化する。圧力計91が測定した配管62内の圧力の値は、電気信号に変換されたあと、入力信号として入力回路92aを介してCPU92bに送られる。圧力計91が常に配管62内の圧力を測定しているので、入力信号としての圧力の値は、常にCPU92bに送られる。CPU92bは、配管62内の圧力の値を受信している間、配管62内の圧力の値とメモリ92cに記憶されたしきい値との比較を行う。接触式シール4の摩耗が進行していない場合、配管62内の圧力は、負圧であり所定の範囲の値に保たれる。一方、接触式シール4の摩耗が進行した場合、吸引溝27に空間Cの外気が流入しやすくなるため、配管62内の圧力が大きくなる。このため、しきい値は、接触式シール4の摩耗が進行した場合における配管62内の圧力の値を想定して設定されるため、前記所定の範囲よりも大きな値となる。なお、設定すべきしきい値は、配管62の形状や吸引部20のポンプの特性により異なるため、配管62の形状や吸引部20のポンプの特性に応じて調節する必要がある。
In the present embodiment, the input signal input to the
CPU92bは、配管62内の圧力としきい値との比較結果に応じて出力信号を発信する。例えば、CPU92bは、配管62内の圧力がしきい値を超えている場合に、出力回路92dを介して出力信号を信号部93に発信する。そして、CPU92bは、配管62内の圧力がしきい値以下の場合、出力信号を発信しない。信号部93は、出力信号を受信した場合、人間に知覚できる信号を発信する。信号部93が発信する信号は、人間が知覚できるものであれば特に限定はない。例えば、信号部93が発信する信号は、警告文の表示でもよいし、警告音でもよい。これにより、信号部93は、配管62内の圧力がしきい値を超えていることを人間に知らせることができる。したがって、シールユニット1の劣化警告システムは、接触式シール4の摩耗が進行した状態で、吸引部20が停止するという事態を抑制できる。なお、CPU92bは、配管62内の圧力がしきい値以下の場合に、出力回路92dを介して、出力信号を信号部93に発信し続け、配管62内の圧力がしきい値を超えている場合に出力信号を発信しないようにしてもよい。そして、信号部93は、出力信号が途切れた場合に、人間に知覚できる信号を発信する。
The
また、CPU92bは、配管62内の圧力としきい値との比較結果に応じて、駆動装置8を安全に停止させてもよい。例えば、出力回路92dと駆動装置8のドライバとが接続されており、CPU92bが、駆動装置8の動作を安全に停止させる出力信号を駆動装置8のドライバに発信してもよい。また、CPU92bは、配管62内の圧力としきい値との比較結果に応じて、内部空間Vの環境を調節する装置を安全に停止させてもよい。内部空間Vの環境を調節する装置は、例えば、内部空間Vにある気体を排出するポンプである。例えば、出力回路92dとポンプの制御装置とが接続されており、CPU92bが、ポンプの動作を安全に停止させる出力信号をポンプの制御装置に発信してもよい。ポンプの制御装置は、例えば、PLCである。CPU92bが駆動装置8および内部空間Vの環境を調節する装置の少なくとも一方の動作を安全に停止させる場合、CPU92bは、出力回路92dを介して出力信号を信号部93にも発信する。信号部93は、出力信号を受信した場合、人間に知覚できる信号を発信する。これにより、信号部93は、配管62内の圧力がしきい値を超え、駆動装置8および内部空間Vの環境を調節する装置の少なくとも一方が停止状態であることを人間に知らせることができる。したがって、シールユニット1の劣化警告システムは、接触式シール4の摩耗が進行した状態で、吸引部20が停止するという事態を抑制できる。そして、シールユニット1の劣化警告システムを備える半導体製造装置100またはシールユニット1の劣化警告システムを備える搬送装置は、接触式シール4の摩耗が進行した状態で、吸引部20が停止するという事態を抑制できる。なお、CPU92bは、駆動装置8および内部空間Vの環境を調節する装置の少なくとも一方が安全に停止した後に出力回路92dを介して出力信号を信号部93に発信してもよい。例えば、入力回路92aと駆動装置8のドライバとが接続されており、CPU92bが、駆動装置8の停止状態を知らせる信号を駆動装置8のドライバから受信した後に、出力信号を信号部93に発信してもよい。
Further, the
また、劣化検出システムの変形例として、出力回路92dが駆動装置8を制御するための制御装置に接続されていてもよい。例えば、駆動装置8を制御するための制御装置は、PLCである。駆動装置8を制御するための制御装置は、駆動装置8のドライバと接続される。CPU92bが駆動装置8を制御するための制御装置に出力信号を発信し、駆動装置8を制御するための制御装置が駆動装置8のドライバに出力信号を発信することで、駆動装置8を制御するための制御装置が駆動装置8の動作を安全に停止させる。
As a modification of the deterioration detection system, the
[劣化検出方法]
図4は、劣化警告システムを用いて、接触式シールの摩耗の進行を検出する方法のフローチャートである。まず、吸引部20は、吸引溝27にある気体の吸引を開始する(ステップS1)。これにより、非接触シール5が、気密性能を発揮し始める。したがって、フランジ部21とフランジ部31との間の隙間は、接触式シール4および非接触式シール5で密閉される状態となる。
[Deterioration detection method]
FIG. 4 is a flowchart of a method for detecting the progress of wear of a contact-type seal using a deterioration warning system. First, the
次に、駆動装置8からの動力を得て、可動部材3の動作が開始する(ステップS2)。
Next, the power from the
可動部材3の動作開始の直後または動作開始と同時に、圧力計91が配管62内の圧力の測定を開始する(ステップS3)。なお、圧力計91は、可動部材3が作動する前から配管62内の圧力の測定を開始していてもよい。
Immediately after or simultaneously with the start of the operation of the
次に、圧力計91の測定した配管62内の圧力の値が、電気信号に変換されたあと、制御部92の入力回路92aを介してCPU92bに送られる。CPU92bは、配管62内の圧力の値とメモリ92cに記憶されたしきい値との比較を行う(ステップS4)。
Next, the pressure value in the
次に、配管62内の圧力の値がしきい値以下の場合(ステップS5、No)、ステップS3に戻り再び配管62内の圧力を測定し続ける。また、配管62内の圧力の値がしきい値を超えている場合(ステップS5、Yes)、処理をステップS6に進める。そのため、CPU92bが出力回路92dを介して信号部93に出力信号を発信する。
Next, when the pressure value in the
CPU92bが出力回路92dを介して発した出力信号は、信号部93が受信する。信号部93は、出力信号の受信に応じて、人間に知覚できる信号を発信する(ステップS6)。これにより、信号部93は、配管62内の圧力がしきい値を超えていることを人間に知らせることができる。したがって、シールユニット1の劣化警告システムは、接触式シール4の摩耗が進行した状態で、吸引部20が停止するという事態を抑制できる。
The signal unit 93 receives an output signal that the
ステップS6の変形例としては、配管62内の圧力の値がしきい値を超えている場合(ステップS5、Yes)、CPU92bは、出力回路92dを介して駆動装置8および内部空間Vの環境を調節する装置の少なくとも一方の動作を安全に停止させる出力信号を発信してもよい。これにより、駆動装置8および内部空間Vの環境を調節する装置の少なくとも一方は、安全に停止する。そして、CPU92bは、出力回路92dを介して出力信号を信号部93にも発信する。信号部93は、出力信号の受信に応じて、人間に知覚できる信号を発信する。これにより、信号部93は、配管62内の圧力がしきい値を超え、駆動装置8および内部空間Vの環境を調節する装置の少なくとも一方が停止状態であることを人間に知らせることができる。したがって、シールユニット1の劣化警告システムは、接触式シール4の摩耗が進行した状態で、吸引部20が停止するという事態を抑制できる。そして、シールユニット1の劣化警告システムを備える半導体製造装置100またはシールユニット1の劣化警告システムを備える搬送装置は、接触式シール4の摩耗が進行した状態で、吸引部20が停止するという事態を抑制できる。
As a modification of step S6, when the pressure value in the
[変形例]
図5は、図1に記載した半導体製造装置の変形例を示す説明図である。図6は、図5に示したシールユニットの断面の拡大図である。図5、6において、図1、3に記載した構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Modification]
FIG. 5 is an explanatory view showing a modification of the semiconductor manufacturing apparatus shown in FIG. FIG. 6 is an enlarged view of a cross section of the seal unit shown in FIG. 5 and 6, the same components as those described in FIGS. 1 and 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
変形例に係るシールユニット1は、導入溝28と導入路7とをさらに含む。導入溝28は、フランジ部21の表面において、環状溝25よりも径方向外側で吸引溝27よりも径方向内側に形成される環状の溝である。導入路7は、導入溝28に気体を導入するための通路である。導入路7は、ハウジング2の外部からハウジング2を貫通して導入溝28に接続される開口部である。なお、本実施形態に係る導入溝28および導入路7は一つであるが、導入溝28および導入路7は複数あってもよい。
The
また、フランジ部21において、導入溝28が吸引溝27より径方向内側に形成されておいる。また、フランジ部21において、導入溝28と吸引溝27とが径方向に離れている。このため、図6に示すように、導入溝28と吸引溝27との間に絞り部N2が形成される。絞り部N2は、高さΔ3を有する隙間である。高さΔ3は高さΔ1に比べて十分に大きいため、絞り部N2には気体が流通する。
Further, in the
導入路7には、気体の流量を調整する流量調整部が設置されている。流量調整部は、例えば、導入路7に設置された流量調整弁などである。流量調整部が導入路7における気体の流量を調整することにより、導入溝28、絞り部N2および吸引溝27における気体の流れを適正に制御できる。具体的には、接触式シール4と非接触式シール5との間にある異物を排出路6に流すために必要な流量を確保しつつ、導入溝28への気体の供給量をなるべく小さく設定することが好ましい。なお、接触式シール4と非接触式シール5との間にある異物を排出路6に流すために必要な流量は、導入溝28、絞り部N2および吸引溝27における気体の流れが粘性流となる程度の流量であることが好ましい。
The
変形例に係るシールユニット1では、吸引部20が、排出路6を介して吸引溝27の気体を吸引することにより、吸引溝27内が負圧となる。その結果、外気が、導入路7を介して導入溝28に吸い込まれる。導入溝28に流入した外気は、絞り部N2と吸引溝27を通過して、排出路6を介してハウジング2の外部に排出される。このように外気が導入溝28、絞り部N2、吸引溝27を流通することによって、接触式シール4の摩耗によって発生する異物が、排出路6を介してハウジング2の外部に排出される。これにより、導入溝28および吸引溝27にある異物が効果的に回収されるので、異物が非接触式シール5を通過して内部空間Vに侵入しにくくなる。なお、高さΔ3が吸引溝27や導入溝28の深さと同程度である場合、導入溝28に流入した外気が、フランジ部31の表面まで届かずに排出路6に導かれるおそれがある。この場合、フランジ部31の表面付近にある異物が回収されにくくなる。このため、導入溝28に流入した外気がフランジ部31の表面に導かれるように、高さΔ3は、吸引溝27や導入溝28の深さよりも小さい方が好ましい。
In the
なお、変形例に係るシールユニット1では、導入路7を介して導入溝28に導入される気体が、外気である。また、吸引部20により排出路6から排出された気体が、外部空間Eにそのまま放出されている。ただし、外部空間Eに図示しない浄化装置が配置されているため、外気は、異物を回収されてから導入路7を介して導入溝28に導入される。しかし、これに限らず、導入溝28に導入される気体として、例えば、窒素などの特殊ガスが用いられてもよい。特殊ガスを導入溝28に導入するための供給部としては、公知のガス供給装置を任意に採用できる。なお、近年では、多種多様なガス供給装置が提案されている。
In the
また、変形例に係るシールユニット1では、吸引溝27が導入溝28よりも非接触式シール5側に配置されている。したがって、接触式シール4、導入溝28、吸引溝27および非接触式シール5が、この順でフランジ部21の径方向に配置されている。また、接触式シール4が高圧側に配置され、非接触式シール5が低圧側に配置されているため、吸引溝27が導入溝28よりも低圧側に配置されることなる。このため、導入溝28から吸引溝27への気体の流れが安定する。これにより、異物が非接触式シール5を通過して内部空間Vへ侵入することが抑制される。しかし、これに限らず、接触式シール4、吸引溝27、導入溝28および非接触式シール5が、この順でフランジ部21の径方向に配置されてもよい。
Further, in the
また、変形例に係るシールユニット1では、排出路6側にのみ吸引部20が設置されて、気体の吸引が行われている。しかし、これに限らず、さらに導入路7に気体を供給する供給部が設置されてもよい。供給部は、例えば、導入路7に接続された配管に設置されて、導入路7に気体を所定の流量で送り込む。このようにすることで、導入溝28に積極的に気体を送り込むことにより、導入溝28および吸引溝27にある異物をさらに効果的に回収できる。なお、供給部と吸引部20とは、相互に独立したポンプを有してもよいし、一つのポンプを共用してもよい。
Further, in the
また、変形例に係るシールユニット1では、一対の導入路7および排出路6のみが、接触式シール4と非接触式シール5との間に配置されている。このような配置は、導入溝28、絞り部N2および吸引溝27における気体の流れを容易に制御できるため好ましい。しかし、これに限らず、複数組の導入路7および排出路6が、接触式シール4と非接触式シール5との間に配置されてもよい。複数組の導入路7および排出路6が多段構造で設置されることにより、内部空間Vへの異物の侵入が効果的に抑制される。
Further, in the
以上の実施形態及び変形例に係るシールユニット1では、接触式シール4および非接触式シール5が軸Oに対して直交方向で異なる位置に配置されている。しかし、接触式シール4および非接触式シール5は、軸O方向で異なる位置に配置されてもよい。図7は、接触式シールおよび非接触式シールが軸方向で異なる位置に配置される場合のシールユニットを示す図である。図7に示すように、接触式シール4および非接触式シール5は、ハウジング2の内壁と可動部材3の外周との隙間を密閉してもよい。
In the
図7において、可動部材3は、軸Oを中心に回転する部材であってもよいし、軸O方向にスライドする部材であってもよい。ハウジング2は、例えば、可動部材3を回転可能に支持する軸受または可動部材3を軸O方向に直線移動可能に支持する軸受を有してもよい。また、可動部材3は、例えば、回転方向あるいは軸O方向にのみ運動できる部材であってもよいし、回転方向および軸O方向の双方に運動できる部材であってもよい。
In FIG. 7, the
以上説明したように、シールユニット1の劣化警告システムは、圧力の異なる二つの空間を隔てるシールユニット1の劣化警告システムである。シールユニット1は、ハウジング2と、ハウジング2を貫通し、ハウジング2との間に隙間を設けて配置される可動部材3とを備える。シールユニット1は、前記隙間を密閉する接触式シール4と、接触式シール4と異なる位置で前記隙間を密閉する非接触式シール5とを備える。シールユニット1は、接触式シール4と非接触式シール5との間の位置でハウジング2の表面にある凹みである吸引溝27と、吸引溝27に接続され吸引溝27から気体を排出するための通路となる排出路6とを備える。シールユニット1の劣化警告システムは、排出路6内の気体を吸引する吸引部20と、排出路6内の圧力の変化に応じて信号を発信させる制御部92とを備える。非接触式シール5が配置される位置は、接触式シール4が配置される位置よりも、前記二つの空間のうち低圧の空間に近い位置である。
As described above, the deterioration warning system for the
摩耗により接触式シール4の摩耗が進行した場合、接触式シール4を通過する気体が多くなる。このため、接触式シール4と非接触式シール5との間の位置で隙間に接続された排出路6に流入する気体も多くなり、排出路6内の圧力が大きくなる。シールユニット1の劣化警告システムは、排出路6内の圧力の変化に応じて信号を発信させる制御部92を備える。これにより、シールユニット1の劣化警告システムは、排出路6内の圧力の変化に基づいて、接触式シール4の摩耗の進行を人間に知らせることができる。したがって、シールユニット1の劣化警告システムは、接触式シール4の摩耗が進行した状態で、吸引部20が停止するという事態を抑制できる。
When the wear of the
シールユニット1の劣化警告システムにおいて、制御部92は、しきい値を記憶しておくメモリ92cと、排出路6内の圧力としきい値との比較を行うCPU92bとを有する。このようにすることで、制御部92は、排出路6内の圧力としきい値を比較し、排出路6内の圧力がしきい値を超えたとき信号を発信させる。また、しきい値を変更させることができるため、シールユニット1の劣化警告システムは、シールユニット1に求められる気密性能の高さに応じて、接触式シール4の摩耗の進行を人間に知らせる時期を適切に調節することができる。したがって、シールユニット1の劣化警告システムは、接触式シール4の摩耗が進行した状態で、吸引部20が停止するという事態を抑制できる。
In the deterioration warning system of the
シールユニット1の劣化警告システムにおいて、可動部材3は、ハウジング2を貫通する方向と平行な軸Oを中心に回転する部材であり、円盤形状のフランジ部31を有し、フランジ部31とハウジング2との間に隙間を設けるように配置されることが好ましい。このようにすることで、フランジ部31とハウジング2との間の隙間は、軸O方向に高さを有する隙間となる。これにより、フランジ部31とハウジング2との間の隙間は、軸Oに対して直交方向に高さを有する隙間に比べて、高さの寸法精度をよくすることができる。このため、フランジ部31とハウジング2との間の微小隙間である非接触式シール5の気密性能がよくなる。したがって、シールユニット1の劣化警告システムは、接触式シール4の摩耗の進行をより精度よく感知できるため、接触式シール4の摩耗が進行した状態で、吸引部20が停止するという事態を抑制できる。
In the deterioration warning system of the
シールユニット1の劣化警告システムにおいて、接触式シール4と非接触式シール5との間の位置にあるハウジング2の表面の凹みである導入溝28と、導入溝28に接続され導入溝28に気体を導入するための通路となる導入路7とを備えることが好ましい。このようにすることで、導入溝28および吸引溝27を流通する気体の量が多くなる。このため、接触式シール4の摩耗により発生する異物が接触式シール4と非接触式シール5との間に侵入した場合でも、異物は排出路6を介してハウジング2の外部に除去されやすくなる。これにより、シールユニット1の劣化警告システムは、異物が非接触式シール5を通過して内部空間Vへ侵入することを抑制しながら、接触式シール4の摩耗が進行した状態で、吸引部20が停止するという事態を抑制できる。
In the deterioration warning system of the
シールユニット1の劣化警告システムにおいて、導入溝28は、接触式シール4と吸引溝27との間の位置にあるハウジング2の表面の凹みであることが好ましい。このようにすることで、吸引溝27が導入溝28よりも低圧側に配置されることなる。このため、導入溝28から吸引溝27への気体の流れが安定する。これにより、シールユニット1の劣化警告システムは、異物が非接触式シール5を通過して内部空間Vへ侵入することを抑制しながら、接触式シール4の摩耗が進行した状態で、吸引部20が停止するという事態を抑制できる。
In the deterioration warning system of the
1 シールユニット
2 ハウジング
3 可動部材
4 接触式シール
5 非接触式シール
6 排出路
7 導入路
8 駆動装置
9 劣化警告システム
10 筐体
10e 開口部
12 間座
13 軸受
14 外輪押え
15 内輪固定ナット
16 間座
20 吸引部
21 フランジ部
22 軸受保持部
23 凹部
24 切欠部
25 環状溝
26 開口部
27 吸引溝
28 導入溝
31 フランジ部
32 テーブル
33 軸部
61 通気孔
62 配管
81 モータ
82 シャフト
91 圧力計
92 制御部
92a 入力回路
92b CPU
92c メモリ
92d 出力回路
93 信号部
100 半導体製造装置
211 環状溝
212 Oリング
C 空間
E 外部空間
N1、N2 絞り部
O 軸
V 内部空間
DESCRIPTION OF
Claims (7)
ハウジングと、
前記ハウジングを貫通し、前記ハウジングとの間に隙間を設けて配置される可動部材と、
前記隙間を密閉する接触式シールと、
前記接触式シールと異なる位置で前記隙間を密閉する非接触式シールと、
前記接触式シールと前記非接触式シールとの間の位置にある前記ハウジングの表面の凹みである吸引溝と、
前記吸引溝に接続され前記吸引溝から気体を排出するための通路となる排出路と、
前記排出路内の気体を吸引する吸引部と、
前記排出路内の圧力の変化に応じて信号を発信させる制御部と、を備え、
前記非接触式シールが配置される位置は、前記接触式シールが配置される位置よりも、前記二つの空間のうち低圧の空間に近い位置であることを特徴とするシールユニットの劣化警告システム。 A seal unit deterioration warning system that separates two spaces with different pressures,
A housing;
A movable member that passes through the housing and is disposed with a gap between the housing and the housing;
A contact-type seal that seals the gap;
A non-contact seal that seals the gap at a position different from the contact seal;
A suction groove that is a recess in the surface of the housing at a position between the contact seal and the non-contact seal;
A discharge path connected to the suction groove and serving as a path for discharging gas from the suction groove;
A suction part for sucking the gas in the discharge path;
A control unit for transmitting a signal according to a change in pressure in the discharge path,
The position at which the non-contact seal is disposed is a position closer to a low-pressure space of the two spaces than the position at which the contact seal is disposed.
前記導入溝に接続され前記導入溝に気体を導入するための通路となる導入路と、を備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のシールユニットの劣化警告システム。 An introduction groove that is a recess in the surface of the housing at a position between the contact seal and the non-contact seal;
The deterioration warning of the seal unit according to any one of claims 1 to 3, further comprising an introduction path connected to the introduction groove and serving as a passage for introducing gas into the introduction groove. system.
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