JP5330896B2 - Dry vacuum pump - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dry vacuum pump which can prevent a defective function of a drive source caused by hydrogen contained in gas to be exhausted. <P>SOLUTION: The dry vacuum pump 1 includes an electromagnetic motor 3 stored in an electromagnetic motor chamber 10, a shaft 5 rotatively driven by the electromagnetic motor 3, and a rotor 6 attached to the shaft 5, provided in an exhaust chamber 13, and sucking and discharging the gas to be exhausted containing hydrogen gas in a vacuum treating chamber 103 into the exhaust chamber 13, and is provided with a purge mechanism 40 for introducing an inert gas into the electromagnetic motor chamber 10, and exhausting the gas in the electromagnetic motor chamber 10. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、真空処理室を排気するドライ真空ポンプに関する。   The present invention relates to a dry vacuum pump that exhausts a vacuum processing chamber.

ドライ真空ポンプは、その内部において排気対象気体にオイル等の液体が接触しない構造を有し、半導体製造分野等の高い系内清浄度が要求される場合等に多く用いられる。ドライ真空ポンプには多くの形態が存在するが、電磁モータ等の動力源で発生した回転動力により排気対象気体を吸引及び排出するロータを回転させ、系内を排気するものが一般的である(例えば、特許文献1参照)。   The dry vacuum pump has a structure in which a liquid such as oil does not come into contact with the gas to be exhausted therein, and is often used when high in-system cleanliness is required in the semiconductor manufacturing field or the like. There are many types of dry vacuum pumps, but it is common to exhaust a system by rotating a rotor that sucks and discharges a gas to be exhausted by rotational power generated by a power source such as an electromagnetic motor ( For example, see Patent Document 1).

一方、近年においてはシリコン系薄膜太陽電池の開発、製造が盛んに行われている。この種の薄膜製造用には、シラン(SiH4)と水素ガス(H)を主な原料ガスに用いたプラズマCVD技術を用いることで、基板上にアモルファスシリコンや結晶質シリコン薄膜を成膜する手法が一般的である(例えば、特許文献2参照)。 On the other hand, in recent years, development and production of silicon-based thin film solar cells have been actively performed. For this type of thin film production, an amorphous silicon or crystalline silicon thin film is formed on a substrate by using a plasma CVD technique using silane (SiH 4 ) and hydrogen gas (H 2 ) as main source gases. The technique to do is common (for example, refer patent document 2).

特開2005−171766号公報JP 2005-171766 A 特開2006−216921号公報JP 2006-216922 A

上述のような薄膜製造用のプラズマCVD装置においては、アモルファスシリコン膜や結晶質シリコン薄膜の成膜時に、原料ガスに主としてシランガスと水素ガスの混合ガスを用いる。また、プラズマCVD装置の真空処理室(製膜室など)内では、シランの分解反応によっても水素ガスが生成される。したがって、真空処理室から排気される排気対象気体(排気ガス)は多量の水素ガスを含む状況にある。
一方、真空処理室から水素ガスを含む排気対象気体を吸引及び排出するために用いられるドライ真空ポンプは、その駆動源として電磁モータを備えており、この電磁モータは構成材料として永久磁石材料を含む。永久磁石材料は鉄―ネオジム系材料が代表的であり、永久磁石材料は水分による錆が発生しやすいため、ニッケルメッキなどにより耐食性改善が行われている。また、永久磁石材料は水素を吸蔵するので水素化合物を形成し、発熱他で脆化して磁力の低下や崩壊に至ることがあり、いわゆる水素による浸食を受け易いことが知られており、電磁モータの励磁力低下が懸念される。
さらに、水素ガスは分子サイズが小さく拡散しやすいため、水素ガスは、ドライ真空ポンプの排気室からロータの回転シャフトのシール部分を通過して電磁モータ内部へと拡散し、さらには永久磁石の表面に施した薄いニッケルメッキやメッキ層のピンホールを透過して、水素による浸食を生じさせる危惧があることが判明した。
In the plasma CVD apparatus for manufacturing a thin film as described above, a mixed gas of silane gas and hydrogen gas is mainly used as a source gas when forming an amorphous silicon film or a crystalline silicon thin film. Further, in a vacuum processing chamber (film forming chamber or the like) of the plasma CVD apparatus, hydrogen gas is also generated by a decomposition reaction of silane. Therefore, the exhaust target gas (exhaust gas) exhausted from the vacuum processing chamber contains a large amount of hydrogen gas.
On the other hand, a dry vacuum pump used for sucking and discharging a gas to be exhausted including hydrogen gas from a vacuum processing chamber includes an electromagnetic motor as a drive source thereof, and the electromagnetic motor includes a permanent magnet material as a constituent material. . Permanent magnet materials are typically iron-neodymium-based materials, and permanent magnet materials are prone to rust due to moisture, so corrosion resistance has been improved by nickel plating or the like. In addition, it is known that permanent magnet materials absorb hydrogen, so they form hydrogen compounds and become brittle due to heat generation, etc., leading to a decrease or collapse of magnetic force. There is a concern that the excitation power will be reduced.
Furthermore, since hydrogen gas has a small molecular size and is easy to diffuse, the hydrogen gas diffuses from the exhaust chamber of the dry vacuum pump to the inside of the electromagnetic motor through the seal portion of the rotating shaft of the rotor, and further to the surface of the permanent magnet. It has been found that there is a risk of causing erosion by hydrogen through the thin nickel plating and plating pinholes applied to.

したがって、薄膜製造用のプラズマCVD装置の真空処理室(製膜室など)の排気手段としてドライ真空ポンプを用いる場合、排気対象気体(排気ガス)中に含まれる大量の水素ガスによる電磁モータの永久磁石材料機能不全を回避することが重要な課題であり、このため、永久磁石材料と水素ガスが直接接触しない対策が望まれている。
特に、結晶質シリコン系薄膜製造に見られるような、シランガスを多量の水素ガスで希釈する高希釈率製膜条件にて、1mを超える大面積基板へ製膜処理をする場合は、真空排気ポンプの内容量に対する排気対象気体中の水素ガスの割合が増加するため、一層に水素ガスによる電磁モータの永久磁石材料機能不全を発生することが懸念される。
Therefore, when a dry vacuum pump is used as an evacuation means of a vacuum processing chamber (film forming chamber or the like) of a plasma CVD apparatus for thin film production, the permanent motor of an electromagnetic motor by a large amount of hydrogen gas contained in an exhaust gas (exhaust gas). Avoiding the malfunction of the magnet material is an important issue. Therefore, a countermeasure for preventing the permanent magnet material and the hydrogen gas from coming into direct contact is desired.
In particular, when a film is formed on a large area substrate exceeding 1 m 2 under a high dilution rate film forming condition in which a silane gas is diluted with a large amount of hydrogen gas as seen in the production of a crystalline silicon-based thin film, a vacuum exhaust is performed. Since the ratio of hydrogen gas in the exhaust target gas to the pump internal capacity increases, there is a concern that the permanent magnet material malfunction of the electromagnetic motor due to the hydrogen gas may further occur.

以上のような事情に鑑み、本発明は、真空処理室から導かれる排気対象気体(排気ガス)に含まれる水素ガスによる駆動源(電磁モータ)の機能不全を防止することができるドライ真空ポンプを提供することを目的とする。   In view of the circumstances as described above, the present invention provides a dry vacuum pump that can prevent malfunction of a drive source (electromagnetic motor) due to hydrogen gas contained in an exhaust target gas (exhaust gas) guided from a vacuum processing chamber. The purpose is to provide.

上記課題を解決するために、本発明のドライ真空ポンプは以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるドライ真空ポンプは、電磁モータ室内に収容された電磁モータと、該電磁モータによって回転駆動されるシャフトと、該シャフトに取り付けられるとともに排気室内に設けられ、真空処理室内の水素ガスを含む排気対象気体を該排気室内に吸引しかつ排出するロータとを備えた真空処理室を排気するドライ真空ポンプにおいて、前記電磁モータ室内に不活性ガスを導入するとともに、該電磁モータ室内のガスを排気するパージ手段が設けられていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the dry vacuum pump of the present invention employs the following means.
That is, a dry vacuum pump according to the present invention includes an electromagnetic motor housed in an electromagnetic motor chamber, a shaft that is rotationally driven by the electromagnetic motor, and a hydrogen that is attached to the shaft and provided in the exhaust chamber, In a dry vacuum pump for exhausting a vacuum processing chamber having a rotor for sucking and exhausting a gas to be exhausted including gas into the exhaust chamber, an inert gas is introduced into the electromagnetic motor chamber, A purge means for exhausting the gas is provided.

水素ガスは、電磁モータの永久磁石材を浸食して磁気性能を低下させる。排気対象気体に水素ガスが含まれていると、シャフトを介して排気室と電磁モータ室とが接続されているため、排気室から電磁モータ室内に水素が侵入するおそれがある。
そこで、本発明では、電磁モータ室内に不活性ガスを導入するとともに、電磁モータ室内のガスを排気するパージ手段を設けることとした。これにより、電磁モータ室内に水素ガスが侵入したとしても排気することができ、また、不活性ガスの導入によって水素ガス分圧が低下するため、多量の水素が電磁モータの永久磁石材を浸食することがない。したがって、電磁モータの永久磁石が水素ガスによって浸食されることを回避することができる。
Hydrogen gas erodes the permanent magnet material of the electromagnetic motor and degrades the magnetic performance. If the gas to be exhausted contains hydrogen gas, the exhaust chamber and the electromagnetic motor chamber are connected via the shaft, so that hydrogen may enter the electromagnetic motor chamber from the exhaust chamber.
Therefore, in the present invention, a purge means for introducing an inert gas into the electromagnetic motor chamber and exhausting the gas in the electromagnetic motor chamber is provided. As a result, even if hydrogen gas enters the electromagnetic motor chamber, it can be exhausted, and the introduction of inert gas lowers the hydrogen gas partial pressure, so that a large amount of hydrogen erodes the permanent magnet material of the electromagnetic motor. There is nothing. Therefore, it can avoid that the permanent magnet of an electromagnetic motor is eroded by hydrogen gas.

さらに、本発明のドライ真空ポンプによれば、前記排気室と前記電磁モータ室との間には、潤滑オイルが貯留される潤滑室が設けられ、前記パージ手段によって前記電磁モータ室内に導入された不活性ガスは、前記潤滑室内を通過して排気されることを特徴とする。   Furthermore, according to the dry vacuum pump of the present invention, a lubrication chamber for storing lubricating oil is provided between the exhaust chamber and the electromagnetic motor chamber, and is introduced into the electromagnetic motor chamber by the purge means. The inert gas is exhausted after passing through the lubrication chamber.

水素ガスを含んだ排気対象気体は、先ず、排気室に隣接する潤滑室内へと侵入する。潤滑室内には、電磁モータ室から導かれた不活性ガスが導入され、排気されるようになっている。このように、水素ガスは電磁モータ室に侵入する前に潤滑室で不活性ガスと出会い排気されることになる。したがって、水素ガスが電磁モータ室内に侵入することを可及的に防止することができる。   First, the exhaust target gas containing hydrogen gas enters the lubrication chamber adjacent to the exhaust chamber. An inert gas introduced from the electromagnetic motor chamber is introduced into the lubrication chamber and exhausted. Thus, the hydrogen gas encounters the inert gas in the lubrication chamber and is exhausted before entering the electromagnetic motor chamber. Therefore, it is possible to prevent hydrogen gas from entering the electromagnetic motor chamber as much as possible.

また、本発明のドライ真空ポンプは、電磁モータ室内に収容された電磁モータと、該電磁モータによって回転駆動されるシャフトと、該シャフトに取り付けられるとともに排気室内に設けられ、真空処理室内の水素ガスを含む排気対象気体を該排気室内に吸引しかつ排出するロータと、前記排気室と前記電磁モータ室との間に設けられ、潤滑オイルが貯留される潤滑室とを備えた真空処理室を排気するドライ真空ポンプにおいて、前記シャフトに形成されたガス導入通路によって前記電磁モータ室の外部から前記潤滑室内に不活性ガスを導入するとともに、該潤滑室内のガスを排気するパージ手段が設けられていることを特徴とする。   The dry vacuum pump of the present invention includes an electromagnetic motor housed in an electromagnetic motor chamber, a shaft that is rotationally driven by the electromagnetic motor, and a hydrogen gas that is attached to the shaft and provided in the exhaust chamber, A vacuum processing chamber having a rotor for sucking and exhausting a gas to be exhausted into the exhaust chamber and a lubrication chamber provided between the exhaust chamber and the electromagnetic motor chamber for storing lubricating oil. In the dry vacuum pump, a purge means is provided for introducing an inert gas into the lubrication chamber from the outside of the electromagnetic motor chamber and exhausting the gas in the lubrication chamber by a gas introduction passage formed in the shaft. It is characterized by that.

水素ガスは、電磁モータの永久磁石材を浸食して磁気性能を低下させる。排気対象気体に水素ガスが含まれていると、シャフトを介して排気室、潤滑室および電磁モータ室が接続されているため、排気室から潤滑室を介して電磁モータ室内に水素が侵入するおそれがある。
そこで、本発明では、シャフトに形成されたガス導入通路によって電磁モータ室の外部から潤滑室内に不活性ガスを導入するとともに、潤滑室内のガスを排気するパージ手段を設けることとした。これにより、排気室から潤滑室内に水素ガスが侵入したとしても電磁モータ室内に侵入する前に水素ガスを排気することができ、また、不活性ガスの導入によって水素ガス分圧が低下するため、多量の水素が電磁モータの永久磁石材を浸食することがない。したがって、電磁モータの永久磁石が水素ガスによって浸食されることを回避することができる。
また、シャフトに形成されたガス導入通路によって電磁モータ室の外部から潤滑室内に不活性ガスを導入することとしたので、電磁モータ室内に配管を引き回すことなく潤滑室内に不活性ガスを導入することができ、簡便な構成が実現される。
Hydrogen gas erodes the permanent magnet material of the electromagnetic motor and degrades the magnetic performance. If the gas to be exhausted contains hydrogen gas, the exhaust chamber, the lubrication chamber, and the electromagnetic motor chamber are connected via the shaft, so hydrogen may enter the electromagnetic motor chamber from the exhaust chamber via the lubrication chamber. There is.
Therefore, in the present invention, a purge means is provided for introducing an inert gas into the lubrication chamber from the outside of the electromagnetic motor chamber by a gas introduction passage formed in the shaft and exhausting the gas in the lubrication chamber. Thereby, even if hydrogen gas enters the lubrication chamber from the exhaust chamber, the hydrogen gas can be exhausted before entering the electromagnetic motor chamber, and the hydrogen gas partial pressure is reduced by introducing the inert gas. A large amount of hydrogen does not erode the permanent magnet material of the electromagnetic motor. Therefore, it can avoid that the permanent magnet of an electromagnetic motor is eroded by hydrogen gas.
In addition, since the inert gas is introduced into the lubrication chamber from the outside of the electromagnetic motor chamber by the gas introduction passage formed in the shaft, the inert gas can be introduced into the lubrication chamber without drawing the piping into the electromagnetic motor chamber. And a simple configuration is realized.

さらに、本発明のドライ真空ポンプによれば、前記パージ手段は、前記排気室から前記排気対象気体を排気する排気ラインへ接続されたガス排出通路を備え、該ガス排出通路には、前記排気ラインへ向かうガスの流れを許容するとともに逆方向の流れを禁止する逆止弁が設けられていることを特徴とする。   Further, according to the dry vacuum pump of the present invention, the purge means includes a gas discharge passage connected to an exhaust line for exhausting the exhaust target gas from the exhaust chamber, and the exhaust line includes the exhaust line. A check valve is provided which allows a gas flow toward the opposite direction and prohibits a reverse flow.

逆止弁を設けることより、排気室から排気ラインへ排出された排気対象気体が、ガス排出通路を介して潤滑室あるいは電磁モータ室へ侵入することを防止できる。   By providing the check valve, it is possible to prevent the exhaust target gas discharged from the exhaust chamber to the exhaust line from entering the lubrication chamber or the electromagnetic motor chamber through the gas discharge passage.

さらに、本発明のドライ真空ポンプによれば、前記パージ手段は、前記排気室から前記排気対象気体を排気する排気ラインへ接続されたガス排出通路を備え、該ガス排出通路には、前記排気ラインへ向かう前記潤滑オイルを捕捉するオイルトラップが設けられていることを特徴とする。   Further, according to the dry vacuum pump of the present invention, the purge means includes a gas discharge passage connected to an exhaust line for exhausting the exhaust target gas from the exhaust chamber, and the exhaust line includes the exhaust line. An oil trap is provided for capturing the lubricating oil toward the head.

オイルとラップを設けることより、パージガスと共に潤滑オイルが排気ラインに漏出することを防止し、クリーンな排気システムを維持することができる。   By providing the oil and the lap, the lubricating oil can be prevented from leaking into the exhaust line together with the purge gas, and a clean exhaust system can be maintained.

本発明のドライ真空ポンプによれば、電磁モータ室内に不活性ガスを導入するとともに、電磁モータ室内のガスを排気するパージ手段を設けることとしたので、電磁モータの永久磁石が水素ガスによって浸食されることを回避することができ、電磁モータの機能不全を防止することができる。   According to the dry vacuum pump of the present invention, since the inert gas is introduced into the electromagnetic motor chamber and the purge means for exhausting the gas in the electromagnetic motor chamber is provided, the permanent magnet of the electromagnetic motor is eroded by hydrogen gas. Can be avoided, and malfunction of the electromagnetic motor can be prevented.

本発明の第1実施形態に係るドライ真空ポンプが用いられる真空処理系統を示した概略構成図である。It is the schematic block diagram which showed the vacuum processing system | strain in which the dry vacuum pump which concerns on 1st Embodiment of this invention is used. 図1のドライ真空ポンプの内部構造を示した平面断面図である。It is the plane sectional view showing the internal structure of the dry vacuum pump of FIG. 図1のドライ真空ポンプの内部構造を示した側断面図である。It is the sectional side view which showed the internal structure of the dry vacuum pump of FIG. 図1のドライ真空ポンプの排気室の構成を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the exhaust chamber of the dry vacuum pump of FIG. 図1のドライ真空ポンプのカップシールの詳細を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the detail of the cup seal of the dry vacuum pump of FIG. 図5のカップシールを構成するシール部材の構成を示し、(A)は断面斜視図、(B)はシール部材の要部の作用を示した断面図である。The structure of the sealing member which comprises the cup seal of FIG. 5 is shown, (A) is a cross-sectional perspective view, (B) is sectional drawing which showed the effect | action of the principal part of a sealing member. 図5のカップシールの詳細を示した拡大断面図である。It is the expanded sectional view which showed the detail of the cup seal of FIG. 本発明の第2実施形態に係るドライ真空ポンプの内部構造を示した側断面図である。It is the sectional side view which showed the internal structure of the dry vacuum pump which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。   Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1には、本発明の第1実施形態に係るドライ真空ポンプ1を用いた真空処理系統の概略が示されている。
プラズマCVD装置(真空処理装置)101は、製膜室103を備えており、この製膜室103内を真空排気する系統にドライ真空ポンプ1が設けられている。製膜室103は、1mを超える大面積ガラス基板(不図示)に対して製膜を行なう。製膜室103には、主な原料ガスであるシランガス(SiH)および水素ガス(H)、ならびにクリーニングガス(NF)をそれぞれ製膜室103内に供給するガス供給流路104,105,106が接続されている。また、製膜室103には、ガスを排気する排気系統61とが設けられている。
排気系統61は、高真空用のターボ分子ポンプ(TMP)109が設けられた排気流路110と、流量調整弁(CV)111が設けられた流路112とを備えている。排気流路110と流路112との合流点Sよりも下流の流路113には、ドライ真空ポンプ(DP)1が介装されている。さらに、ドライ真空ポンプ1の下流側には、排気ライン62が設けられている。この排気ライン62は、シランガスおよび水素ガス等の可燃ガスを排気する可燃系排気ライン117と、三フッ化窒素ガス(NF)等の支燃系ガスを排気する支燃系排気ライン118とに分岐される。可燃系排気ライン117には可燃系排気弁119aが、支燃系排気ライン118には支燃系排気弁119bが設けられている。
製膜を実施する為に、原料ガスのシランガスおよび水素ガスを供給する場合は、可燃系排気弁119aを開、支燃系排気弁119bを閉として、可燃系排気ライン117を用いる。
製膜室103内をセルフクリーニングする為にクリーニングガスの三フッ化窒素ガスを供給する場合は、可燃系排気弁119aを閉、支燃系排気弁119bを開として、支燃系排気ライン118を用いる。
また、プラズマCVD装置101には、製膜室103の圧力を計測する真空計(V)120が設けられている。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows an outline of a vacuum processing system using the dry vacuum pump 1 according to the first embodiment of the present invention.
A plasma CVD apparatus (vacuum processing apparatus) 101 includes a film forming chamber 103, and a dry vacuum pump 1 is provided in a system for evacuating the film forming chamber 103. The film forming chamber 103 forms a film on a large area glass substrate (not shown) exceeding 1 m 2 . In the film forming chamber 103, gas supply channels 104 and 105 for supplying silane gas (SiH 4 ), hydrogen gas (H 2 ), and cleaning gas (NF 3 ), which are main source gases, into the film forming chamber 103, respectively. , 106 are connected. The film forming chamber 103 is provided with an exhaust system 61 for exhausting gas.
The exhaust system 61 includes an exhaust passage 110 provided with a high vacuum turbo molecular pump (TMP) 109 and a passage 112 provided with a flow rate adjusting valve (CV) 111. A dry vacuum pump (DP) 1 is interposed in the flow path 113 downstream from the junction S of the exhaust flow path 110 and the flow path 112. Further, an exhaust line 62 is provided on the downstream side of the dry vacuum pump 1. The exhaust line 62 includes a combustible exhaust line 117 that exhausts a combustible gas such as silane gas and hydrogen gas, and a combustion support exhaust line 118 that exhausts a combustion support gas such as nitrogen trifluoride gas (NF 3 ). Branch off. The combustible exhaust line 117 is provided with a combustible exhaust valve 119a, and the combustion supporting exhaust line 118 is provided with a combustion supporting exhaust valve 119b.
When supplying silane gas and hydrogen gas as raw material gases for film formation, the combustible exhaust line 117 is used with the combustible exhaust valve 119a opened and the combustion support exhaust valve 119b closed.
When supplying nitrogen trifluoride gas as a cleaning gas for self-cleaning the film forming chamber 103, the combustible exhaust valve 119a is closed, the combustion supporting exhaust valve 119b is opened, and the combustion supporting exhaust line 118 is opened. Use.
Further, the plasma CVD apparatus 101 is provided with a vacuum gauge (V) 120 for measuring the pressure in the film forming chamber 103.

このように構成されたプラズマCVD装置101では、ドライ真空ポンプ1による粗引き真空排気を行いながら大気圧から減圧された製膜室103内へSiHからなる原料ガスを含む製膜ガスを送り込み、図示されていない高周波電源により供給される高周波電力によってプラズマを生じさせ、製膜室103内に支持されて加熱されたガラス等の基板に製膜を施す。基板としては、例えば、1mを超える大面積ガラス基板が挙げられる。
原料ガスは、水素ガスを用いて希釈され、例えば、結晶質シリコン膜形成にはシランガスに対して20倍以上に水素ガス希釈することによって膜質の向上を実現できる。
In the plasma CVD apparatus 101 configured as described above, a film-forming gas containing a source gas made of SiH 4 is sent into the film-forming chamber 103 decompressed from the atmospheric pressure while performing roughing vacuum evacuation by the dry vacuum pump 1, Plasma is generated by high-frequency power supplied from a high-frequency power source (not shown), and a film is formed on a substrate such as glass that is supported and heated in the film-forming chamber 103. As a board | substrate, the large area glass substrate exceeding 1 m < 2 > is mentioned, for example.
The source gas is diluted with hydrogen gas. For example, for forming a crystalline silicon film, the film quality can be improved by diluting the hydrogen gas 20 times or more with respect to the silane gas.

プラズマCVD装置101は、製膜処理の指示を受けると、MV121とTV122を開とするとともにRV123を閉とし、ターボ分子ポンプ109およびドライ真空ポンプ1による高真空排気を行なう。
基板(不図示)を製膜室103内にセットし、製膜レシピ指示を受け、製膜レシピにしたがって製膜処理を行なう。
例えば、結晶質シリコン膜の形成において、製膜速度2.0〜2.5nm/sを得るにあたり、製膜圧力は1000〜3000Paであり、基板1mあたりの製膜用原料ガスであるシランガスの流量は0.5〜2.0SLM/m、水素ガスの流量は10SLM/m以上の大流量となる。
When the plasma CVD apparatus 101 receives an instruction for a film forming process, the MV 121 and the TV 122 are opened, the RV 123 is closed, and the turbo molecular pump 109 and the dry vacuum pump 1 perform high vacuum evacuation.
A substrate (not shown) is set in the film forming chamber 103, receives a film forming recipe instruction, and performs a film forming process according to the film forming recipe.
For example, in the formation of the crystalline silicon film, the film forming pressure is 1000 to 3000 Pa for obtaining the film forming speed of 2.0 to 2.5 nm / s, and the silane gas that is the film forming raw material gas per 1 m 2 of the substrate is used. The flow rate is 0.5 to 2.0 SLM / m 2 , and the hydrogen gas flow rate is 10 SLM / m 2 or more.

次いで、MV121とTV122を閉とするとともにRV123は開とし、ドライ真空ポンプ1による粗引き真空排気を行ないながら、製膜原料ガスを製膜室103内に導入し、真空計(V)120によって計測した製膜室103内の圧力が製膜レシピ指示値の製膜室130内の圧力となるよう流量調整弁(CV)111を調整し、製膜室103内の圧力を調整する。
次いで、プラズマ放電を開始され、これにより製膜が施される。
所定の製膜が行われた後、プラズマ放電を停止し、また、製膜原料ガスを停止する。MV121とTV122を開とするとともにRV123を閉とし、ターボ分子ポンプ109およびドライ真空ポンプ1による高真空排気を行ない、製膜処理した基板を搬出し、製膜処理を終了する。
なお、ドライ真空ポンプ1は、ルーツ型ポンプ等のメカニカルブースタポンプと排気系統を直列に組み合わせて真空排気能力を向上させて使用しても良い。
Next, the MV 121 and the TV 122 are closed and the RV 123 is opened, and the raw film forming gas is introduced into the film forming chamber 103 while performing roughing vacuum evacuation by the dry vacuum pump 1 and measured by the vacuum gauge (V) 120. The flow regulating valve (CV) 111 is adjusted so that the pressure in the film forming chamber 103 is equal to the pressure in the film forming chamber 130 of the film forming recipe instruction value, and the pressure in the film forming chamber 103 is adjusted.
Next, plasma discharge is started, thereby forming a film.
After the predetermined film formation is performed, the plasma discharge is stopped and the film forming raw material gas is stopped. The MV 121 and the TV 122 are opened and the RV 123 is closed, high vacuum evacuation is performed by the turbo molecular pump 109 and the dry vacuum pump 1, the film-formed substrate is carried out, and the film-forming process is completed.
The dry vacuum pump 1 may be used by improving the vacuum exhaust capability by combining a mechanical booster pump such as a roots pump and an exhaust system in series.

図2には、本実施形態に係るドライ真空ポンプ1を上面から見た平面断面図が示されている。図3には、ドライ真空ポンプ1を側面から見た側断面図が示されている。
本実施形態に係るドライ真空ポンプ1は、ルーツ型ドライ真空ポンプで構成されるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、スクロール型、回転翼型等の他の形態のドライ真空ポンプ、ルーツ型ポンプ等のメカニカルブースタポンプにも適用可能である。
FIG. 2 is a plan cross-sectional view of the dry vacuum pump 1 according to the present embodiment as viewed from above. FIG. 3 shows a side sectional view of the dry vacuum pump 1 as seen from the side.
The dry vacuum pump 1 according to the present embodiment is configured as a roots type dry vacuum pump, but the present invention is not limited to this, and for example, other types of dry vacuum such as a scroll type, a rotary blade type, etc. It can also be applied to mechanical booster pumps such as pumps and roots pumps.

同図に示すように、ドライ真空ポンプ1は、駆動源である電磁モータ3と、この電磁モータ3の側方に配置された潤滑室12と、この潤滑室12の側方に配置された排気室13と、潤滑室12と排気室13との間に配置されたシール機構11とを有する。   As shown in the figure, the dry vacuum pump 1 includes an electromagnetic motor 3 as a drive source, a lubrication chamber 12 disposed on the side of the electromagnetic motor 3, and an exhaust disposed on the side of the lubrication chamber 12. And a seal mechanism 11 disposed between the lubrication chamber 12 and the exhaust chamber 13.

潤滑室12は、モータカバー8とサイドカバー9によって形成され、排気室13は、シリンダ7とサイドカバー9によって形成されている。潤滑室12及び排気室13は、ドライ真空ポンプ1の主要な筐体部を構成する。   The lubrication chamber 12 is formed by the motor cover 8 and the side cover 9, and the exhaust chamber 13 is formed by the cylinder 7 and the side cover 9. The lubrication chamber 12 and the exhaust chamber 13 constitute a main housing part of the dry vacuum pump 1.

潤滑室12には回転伝達機構4が収容され、排気室13には第1ロータ(ロータ)6が収容されている。電磁モータ3はモータカバー8に隣接して配置されている。電磁モータ3の回転軸には第1シャフト(シャフト)5が接続されている。第1シャフト5は潤滑室12を縦貫し、サイドカバー9を貫通して排気室13に延伸している。第1シャフト5が潤滑室12と排気室13を連通する箇所は、第1シール機構11によって、第1シャフト5の回転に伴い潤滑室12と排気室13の間でガスの移動を抑制するようにシールされている。潤滑室12の室内において第1シャフト5に回転伝達機構4が接続され、排気室13の室内において第1シャフト5に第1ロータ6が接続されている。また、潤滑室12には回転伝達機構4を潤滑するための潤滑オイルF(図3参照)が収容されている。   The lubrication chamber 12 accommodates the rotation transmission mechanism 4, and the exhaust chamber 13 accommodates the first rotor (rotor) 6. The electromagnetic motor 3 is disposed adjacent to the motor cover 8. A first shaft (shaft) 5 is connected to the rotating shaft of the electromagnetic motor 3. The first shaft 5 passes through the lubrication chamber 12 and extends through the side cover 9 to the exhaust chamber 13. The location where the first shaft 5 communicates with the lubrication chamber 12 and the exhaust chamber 13 is such that the first seal mechanism 11 suppresses the movement of gas between the lubrication chamber 12 and the exhaust chamber 13 as the first shaft 5 rotates. Is sealed. The rotation transmission mechanism 4 is connected to the first shaft 5 in the lubrication chamber 12, and the first rotor 6 is connected to the first shaft 5 in the exhaust chamber 13. The lubricating chamber 12 contains lubricating oil F (see FIG. 3) for lubricating the rotation transmission mechanism 4.

本実施形態に係るドライ真空ポンプ1は、上記構成に加え、第2シャフト(シャフト)14と、第2ロータ(ロータ)15と、第2シール機構16とを有する(図2参照)。第2シャフト14は、潤滑室12の室内において回転伝達機構4に接続され、第1シャフト5と平行に、サイドカバー9を貫通して排気室13に延伸している。第2シャフト14が潤滑室12と排気室13を連通する箇所は、第2シール機構16によって、第2シャフト14の回転に伴い潤滑室12と排気室13の間でガスの移動を抑制するようにシールされている。排気室13の室内において第2シャフト14に第2ロータ15が接続されている。   In addition to the above configuration, the dry vacuum pump 1 according to the present embodiment includes a second shaft (shaft) 14, a second rotor (rotor) 15, and a second seal mechanism 16 (see FIG. 2). The second shaft 14 is connected to the rotation transmission mechanism 4 in the lubrication chamber 12 and extends through the side cover 9 to the exhaust chamber 13 in parallel with the first shaft 5. The location where the second shaft 14 communicates with the lubrication chamber 12 and the exhaust chamber 13 is such that the second seal mechanism 16 suppresses the movement of gas between the lubrication chamber 12 and the exhaust chamber 13 as the second shaft 14 rotates. Is sealed. A second rotor 15 is connected to the second shaft 14 in the exhaust chamber 13.

また、本実施形態に係るドライ真空ポンプ1は、潤滑室12からみて排気室13の反対側(図2において右側)に、軸受室17を有する。軸受室17は、シリンダ7のサイドカバー9と反対側に取り付けられた第2サイドカバー18と、第2サイドカバー18に取り付けられた軸受カバー19によって形成されている。第1シャフト5及び第2シャフト14は、第2サイドカバー18を貫通し、軸受室17の室内で回転可能に支持されている。軸受室17は第1シャフト5を回転可能に支持する第1軸受20と、第2シャフト14を回転可能に支持する第2軸受21を収容する。第1軸受20及び第2軸受21は例えばボールベアリング等である。   Further, the dry vacuum pump 1 according to the present embodiment has a bearing chamber 17 on the opposite side (right side in FIG. 2) of the exhaust chamber 13 when viewed from the lubrication chamber 12. The bearing chamber 17 is formed by a second side cover 18 attached to the side opposite to the side cover 9 of the cylinder 7 and a bearing cover 19 attached to the second side cover 18. The first shaft 5 and the second shaft 14 pass through the second side cover 18 and are rotatably supported in the bearing chamber 17. The bearing chamber 17 accommodates a first bearing 20 that rotatably supports the first shaft 5 and a second bearing 21 that rotatably supports the second shaft 14. The first bearing 20 and the second bearing 21 are, for example, ball bearings.

電磁モータ3は、電磁モータ室10内に収容されており、第1ロータ6を回転させるための回転動力を発生させる。電磁モータ3はドライ真空ポンプ1の動力源として一般的な構造のものを用いることができる。典型的には、電磁モータ3は、固定子と回転子とを有し、固定子と回転子の何れか一方に、永久磁石材が用いられる。永久磁石材は比較的安価で強い磁気特性を保有するものが好ましく、例えば希土類磁石を使用される。永久磁石材としては、例えば、鉄−ネオジム系等の希土類鉄系磁石材が用いられ、磁石体表面には錆や腐食や水素吸蔵する水素化合物を形成による浸食への耐久性を向上させるために、ニッケルなど金属によるメッキ層を施してある。
電磁モータ3及び潤滑室12は、図2及び図3に示すように、排気室13の排気空間26で気体が圧縮される側(大気圧に近い側)に設けられている。このように電磁モータ3を配置することで、電磁モータ室10の気密管理を容易にすることができる。また、ドライ真空ポンプ1の起動停止時など圧力変動が発生する際には、潤滑室12と排気室13との圧力差が少ないため、第1シール機構11におけるシール特性をより確実にする効果がある。
なお、電磁モータ3は1基に限られず、複数基が設けられていてもよい。
The electromagnetic motor 3 is accommodated in the electromagnetic motor chamber 10 and generates rotational power for rotating the first rotor 6. The electromagnetic motor 3 may have a general structure as a power source for the dry vacuum pump 1. Typically, the electromagnetic motor 3 has a stator and a rotor, and a permanent magnet material is used for either the stator or the rotor. The permanent magnet material is preferably relatively inexpensive and possesses strong magnetic properties. For example, a rare earth magnet is used. As the permanent magnet material, for example, a rare earth iron-based magnet material such as iron-neodymium-based material is used, and in order to improve durability against erosion due to formation of rust, corrosion, or a hydrogen compound that absorbs hydrogen on the surface of the magnet body. A plating layer made of metal such as nickel is applied.
As shown in FIGS. 2 and 3, the electromagnetic motor 3 and the lubrication chamber 12 are provided on the side where the gas is compressed in the exhaust space 26 of the exhaust chamber 13 (the side close to atmospheric pressure). By arranging the electromagnetic motor 3 in this way, airtight management of the electromagnetic motor chamber 10 can be facilitated. In addition, when pressure fluctuations occur, such as when the dry vacuum pump 1 is started and stopped, the pressure difference between the lubrication chamber 12 and the exhaust chamber 13 is small, so that the effect of further ensuring the sealing characteristics in the first seal mechanism 11 is obtained. is there.
The number of electromagnetic motors 3 is not limited to one, and a plurality of electromagnetic motors may be provided.

回転伝達機構4は、潤滑オイルFにより潤滑され、電磁モータ3で発生した回転動力を第1シャフト5及び第2シャフト14へ伝達し、第1ロータ6及び第2ロータ15を互いに逆方向に同期回転させる。回転伝達機構4は、第1タイミングギア22、第2タイミングギア23、第1ベアリング24及び第2ベアリング25を含む。第1タイミングギア22は第1シャフト5に取り付けられ、第2タイミングギア23に回転動力を伝達する。第1ベアリング24はサイドカバー9に固定された外輪と、第1シャフト5に固定された内輪と、これらの間に配置されたベアリングボールとを含み、第1シャフト5をサイドカバー9に回転可能に支持する。第2タイミングギア23は第2シャフト14に取り付けられ、第1タイミングギア22から回転動力を伝達され、第2シャフト14を回転させる。第2ベアリング25はサイドカバー9に固定された外輪と、第2シャフト14に固定された内輪と、これらの間に配置されたベアリングボールとを含み、第2シャフト14をサイドカバー9に回転可能に支持する。回転伝達機構4の構成はこれらに限定されず、例えば減速ギア等を含んでもよい。   The rotation transmission mechanism 4 is lubricated by the lubricating oil F, transmits the rotational power generated by the electromagnetic motor 3 to the first shaft 5 and the second shaft 14, and synchronizes the first rotor 6 and the second rotor 15 in opposite directions. Rotate. The rotation transmission mechanism 4 includes a first timing gear 22, a second timing gear 23, a first bearing 24 and a second bearing 25. The first timing gear 22 is attached to the first shaft 5 and transmits rotational power to the second timing gear 23. The first bearing 24 includes an outer ring fixed to the side cover 9, an inner ring fixed to the first shaft 5, and a bearing ball disposed therebetween, and the first shaft 5 can be rotated to the side cover 9. To support. The second timing gear 23 is attached to the second shaft 14, receives rotational power from the first timing gear 22, and rotates the second shaft 14. The second bearing 25 includes an outer ring fixed to the side cover 9, an inner ring fixed to the second shaft 14, and a bearing ball disposed therebetween, and the second shaft 14 can rotate to the side cover 9. To support. The structure of the rotation transmission mechanism 4 is not limited to these, For example, a reduction gear etc. may be included.

第1ロータ6及び第2ロータ15は、回転することによって排気対象気体を吸引及び排出する。図4は、第1ロータ6及び第2ロータ15の構成を示す横断面図である。図2及び図3に示したように、第1ロータ6はシャフト5に沿って直列に多段(図示の例では6段)で配列され、第2ロータ15は第2シャフト14に沿って直列に多段(図示の例では6段)で配列されている。   The first rotor 6 and the second rotor 15 rotate to suck and discharge the exhaust target gas. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the first rotor 6 and the second rotor 15. As shown in FIGS. 2 and 3, the first rotor 6 is arranged in series along the shaft 5 in multiple stages (six stages in the illustrated example), and the second rotor 15 is arranged in series along the second shaft 14. They are arranged in multiple stages (six stages in the illustrated example).

各段の第1ロータ6は各段の第2ロータ15と対になって配置されている。それぞれの第1ロータ6及び第2ロータ15は3葉の形状に形成され、第1シャフト5及び第2シャフト14が回転すると、対になっているロータ部と微小な間隔を空けて回転可能となっている。   The first rotor 6 at each stage is arranged in pairs with the second rotor 15 at each stage. Each of the first rotor 6 and the second rotor 15 is formed in a three-leaf shape, and when the first shaft 5 and the second shaft 14 are rotated, they can be rotated with a small distance from the paired rotor portions. It has become.

それぞれの第1ロータ6及び第2ロータ15の対は、シリンダ7内に形成された6つの排気空間26に一対ずつ配置され、排気空間26は順次後段の排気空間に連通する排気通路26aによって接続されている。また、最前段(最上流段)の排気空間26はシリンダ7に形成された吸気孔7aに接続され、最後段(最下流段)の排気空間26はシリンダ7に形成された排気孔7bに接続されている(図3参照)。   Each pair of the first rotor 6 and the second rotor 15 is disposed in a pair of six exhaust spaces 26 formed in the cylinder 7, and the exhaust spaces 26 are sequentially connected by an exhaust passage 26 a that communicates with the exhaust space in the subsequent stage. Has been. Further, the exhaust space 26 in the foremost stage (uppermost stream stage) is connected to an intake hole 7 a formed in the cylinder 7, and the exhaust space 26 in the last stage (most downstream stage) is connected to an exhaust hole 7 b formed in the cylinder 7. (See FIG. 3).

吸気孔7aは、排気系統61を介して、薄膜製造用の真空処理室としてのプラズマCVD装置の製膜室103に接続されている。排気孔7bは、各排気ライン62に接続されている。製膜室103は、基板上にアモルファスシリコン膜や結晶質シリコン膜を製膜するための製膜室として構成される。製膜室103では、ドライ真空ポンプ1による粗引き真空排気を行いながら大気圧より減圧された製膜室内へ主として、シランガス(SiH)および水素ガス(H)からなる原料ガスを含む製膜ガスを送り込み、図示されていない高周波電源により供給される高周波電力によってプラズマを生じさせ、製膜室103内に支持されて加熱されたガラス等の基板に製膜を施す。このとき、製膜室103にはシランガス(SiH)の分解と多量の水素ガス(H)の投入により、大量の水素ガスがドライ真空ポンプ1によって排気ライン62へ排気される。
製膜室103の他に基板予熱室なども多量の水素ガス(H)の投入を行なうことから、同様に利用可能である。
The intake hole 7a is connected via an exhaust system 61 to a film forming chamber 103 of a plasma CVD apparatus as a vacuum processing chamber for manufacturing a thin film. The exhaust hole 7 b is connected to each exhaust line 62. The film forming chamber 103 is configured as a film forming chamber for forming an amorphous silicon film or a crystalline silicon film on a substrate. In the film forming chamber 103, the film forming chamber mainly containing silane gas (SiH 4 ) and hydrogen gas (H 2 ) is formed into the film forming chamber whose pressure is reduced from the atmospheric pressure while performing roughing vacuum evacuation by the dry vacuum pump 1. Gas is fed in and plasma is generated by high-frequency power supplied from a high-frequency power source (not shown) to form a film on a substrate such as glass that is supported and heated in the film-forming chamber 103. At this time, a large amount of hydrogen gas is exhausted to the exhaust line 62 by the dry vacuum pump 1 by decomposing silane gas (SiH 4 ) and introducing a large amount of hydrogen gas (H 2 ) into the film forming chamber 103.
Since a large amount of hydrogen gas (H 2 ) is supplied to the substrate preheating chamber in addition to the film forming chamber 103, it can be used similarly.

例えば、結晶質シリコン膜形成には、40MHz〜100MHzの高周波電力を供給するプラズマ放電電極と基板表面との距離dを3mm〜10mmに設定して、シランガスに対して20倍以上に水素ガス希釈した原料ガスを供給することによって、製膜速度と膜質の向上を実現できる。1mを超える大面積基板の結晶質シリコン膜の形成において、製膜速度2.0〜2.5nm/sを得るには、製膜圧力1000〜3000Paであり、基板1mあたりの製膜用原料ガスであるシランガスの流量は0.5〜2.0SLM/m、水素ガスの流量は20SLM/m以上必要となり、おおよそ20〜100SLM/mである。シランガスの一部は製膜に消費されることにより、シランガスの分解で生じた水素ガスも加わり、排気ライン62へ排気される水素ガス流量は更に増加し、排気対象気体中の水素ガス分圧は非常に大きくなっている。 For example, for the formation of a crystalline silicon film, the distance d between the plasma discharge electrode that supplies high frequency power of 40 MHz to 100 MHz and the substrate surface is set to 3 mm to 10 mm, and hydrogen gas is diluted 20 times or more with respect to silane gas. By supplying the raw material gas, the film forming speed and the film quality can be improved. More than 1 m 2 in the formation of large-area substrate crystalline silicon film, in order to obtain a deposition rate 2.0~2.5nm / s, a deposition pressure 1000~3000Pa, for deposition per substrate 1 m 2 The flow rate of the silane gas that is the raw material gas is 0.5 to 2.0 SLM / m 2 , and the flow rate of the hydrogen gas is 20 SLM / m 2 or more, which is approximately 20 to 100 SLM / m 2 . A part of the silane gas is consumed for film formation, so that hydrogen gas generated by decomposition of the silane gas is also added, the flow rate of the hydrogen gas exhausted to the exhaust line 62 is further increased, and the hydrogen gas partial pressure in the exhaust target gas is It is very big.

第1シール機構11及び第2シール機構16は、第1シャフト5及び第2シャフト14が潤滑室12及び排気室13を連通する箇所において、潤滑オイルF及び排気対象気体の導通をシールする。サイドカバー9には、当該箇所にシールガスを供給するためのガス導入孔9aが形成されている。   The first seal mechanism 11 and the second seal mechanism 16 seal the conduction between the lubricating oil F and the exhaust target gas at a location where the first shaft 5 and the second shaft 14 communicate with the lubrication chamber 12 and the exhaust chamber 13. The side cover 9 is formed with a gas introduction hole 9a for supplying a seal gas to the location.

次に、第1シール機構11及び第2シール機構16について説明する。
第1シール機構11と第2シール機構16の構成は同一であるため、第1シール機構11について説明する。
図5は、第1シール機構11の構成を示す断面図であり、図3の第1シール機構11の近傍を拡大した図である。
Next, the first seal mechanism 11 and the second seal mechanism 16 will be described.
Since the first seal mechanism 11 and the second seal mechanism 16 have the same configuration, the first seal mechanism 11 will be described.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the first seal mechanism 11, and is an enlarged view of the vicinity of the first seal mechanism 11 of FIG.

同図に示すように、第1シール機構11は、第1シール(潤滑室側シール)27と、第2シール(排気室側シール)28とを有する。第1シール27はサイドカバー9と第1シャフト5の間に配置され、第2シール28はシリンダ7と第1シャフト5の間に配置されている。
シリンダ7とサイドカバー9の間には、ガス導入孔9aと連通する隙間Gが形成され、第1シール27及び第2シール28によってガス導入空間29が形成されている。本実施形態に係るドライ真空ポンプ1において、サイドカバー9とシリンダ7の、ガス導入空間29に臨む部分が隔壁を構成する。
また、上記構成に加え、第1シール機構11は、潤滑室12の室内において第1シャフト5に取り付けられたスリンガ30を有する。
As shown in the figure, the first seal mechanism 11 has a first seal (lubricating chamber side seal) 27 and a second seal (exhaust chamber side seal) 28. The first seal 27 is disposed between the side cover 9 and the first shaft 5, and the second seal 28 is disposed between the cylinder 7 and the first shaft 5.
A gap G communicating with the gas introduction hole 9 a is formed between the cylinder 7 and the side cover 9, and a gas introduction space 29 is formed by the first seal 27 and the second seal 28. In the dry vacuum pump 1 according to the present embodiment, portions of the side cover 9 and the cylinder 7 facing the gas introduction space 29 constitute a partition wall.
In addition to the above configuration, the first seal mechanism 11 has a slinger 30 attached to the first shaft 5 in the lubrication chamber 12.

第1シール27及び第2シール28はそれぞれ同一の構成を有し、例えば図6(A)に示すシール部材Aで構成される。図6はシール部材Aの構成を示す斜視図である。シール部材Aは、その内周部がシャフト5の外周に弾性的に接触する円環状のカップシール(リップシール)で構成されている。   The 1st seal | sticker 27 and the 2nd seal | sticker 28 have the respectively same structure, for example, is comprised by the sealing member A shown to FIG. 6 (A). FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the seal member A. FIG. The seal member A is configured by an annular cup seal (lip seal) whose inner peripheral portion elastically contacts the outer periphery of the shaft 5.

図6(A)に示すようにシール部材Aは、固定部aと基部bと二つのリップ部cとを備えている。円環状のシール部材Aの外周側に固定部aが形成され、固定部aから円環の径方向に突出するように基部bが形成され、基部bから径方向に対して斜めとなる二方向に突出するように(ハの字となるように)二つのリップ部cが形成される。すなわち、一対のリップ部cは、第1シャフト5の軸方向に沿いながら、互いに反対方向に張り出す構造を有している。リップ部cは他方のリップ部cと接近しあるいは離間するように弾性変形可能に形成される。
なお、シール部材Aは、複数の部材から構成されてもよい。
As shown in FIG. 6A, the seal member A includes a fixed part a, a base part b, and two lip parts c. A fixed portion a is formed on the outer peripheral side of the annular seal member A, a base b is formed so as to protrude from the fixed portion a in the radial direction of the ring, and the two directions are inclined with respect to the radial direction from the base b The two lip portions c are formed so as to protrude in the direction of (2). In other words, the pair of lip portions c have a structure that projects in opposite directions while being along the axial direction of the first shaft 5. The lip c is formed to be elastically deformable so as to approach or separate from the other lip c.
The seal member A may be composed of a plurality of members.

固定部a、基部b及びリップ部cは、水素を含む排気対象気体及び潤滑オイルFに対して耐性を有するとともに弾力性を有する、例えばフッ素ゴム等の材料によって形成される。
また、シール部材Aは、各リップ部cの、第1シャフト5と当接する箇所に配置された摺動部材dと、固定部a及び基部bに挿入された支持部材eを有する。
The fixed part a, the base part b, and the lip part c are formed of a material such as fluorine rubber that has resistance to the exhaust gas including hydrogen and the lubricating oil F and has elasticity.
Further, the seal member A has a sliding member d disposed at a position where each lip portion c contacts the first shaft 5 and a support member e inserted into the fixed portion a and the base portion b.

摺動部材dは、例えばポリテトラフルオロエチレン等の摩擦係数の低い材料からなり、シール部材Aと第1シャフト5との接触抵抗を低減させ、第1シャフト5との隙間を均等にする。摩擦係数が低いので、摺動部材dの摩耗量を低減できて、長期にわたり信頼性を確保できるので好ましい。図6(B)は、摺動部材dの構成を示す図である。同図に示すように、シール部材Aが第1シール27及び第2シール28としてドライ真空ポンプ1に取り付けられた後、ドライ真空ポンプ1が空運転されることにより、各摺動部材dはシャフト5と摺動し、下図のように摺動部材dの面圧の高いカド部分が平滑化された状態で使用される。   The sliding member d is made of a material having a low friction coefficient such as polytetrafluoroethylene, for example, reduces the contact resistance between the seal member A and the first shaft 5, and makes the gap between the first shaft 5 uniform. Since the friction coefficient is low, it is preferable because the amount of wear of the sliding member d can be reduced and reliability can be secured over a long period of time. FIG. 6B is a diagram showing the configuration of the sliding member d. As shown in the figure, after the seal member A is attached to the dry vacuum pump 1 as the first seal 27 and the second seal 28, the dry vacuum pump 1 is idled, so that each sliding member d has a shaft. 5 and is used in a state in which the caddy portion having a high surface pressure of the sliding member d is smoothed as shown in the figure below.

支持部材eは例えば金属からなり、シール部材Aの強度や形状を維持する。なお、支持部材eは省略されてもよい。   The support member e is made of metal, for example, and maintains the strength and shape of the seal member A. The support member e may be omitted.

図7は、第1シール27及び第2シール28の配置を示す縦断面図である。
同図に示すように、第1シール27は、サイドカバー9と第1シャフト5との間に配置され、主として、潤滑室12から排気室13への潤滑オイルF(又はその蒸気)の漏出を規制する機能を有する。第2シール28は、シリンダ7と第1シャフト5との間に配置され、主として、排気室13から潤滑室12への排気対象気体(特に水素ガス)の侵入を規制する機能を有する。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing the arrangement of the first seal 27 and the second seal 28.
As shown in the figure, the first seal 27 is disposed between the side cover 9 and the first shaft 5 and mainly prevents leakage of the lubricating oil F (or its vapor) from the lubrication chamber 12 to the exhaust chamber 13. Has a function to regulate. The second seal 28 is disposed between the cylinder 7 and the first shaft 5, and mainly has a function of restricting invasion of gas to be exhausted (particularly hydrogen gas) from the exhaust chamber 13 to the lubrication chamber 12.

第1シール27はサイドカバー9に、第2シール28はシリンダ7に、それぞれの固定部aが固定され、各リップ部cは第1シャフト5に弾接している。   The first seal 27 is fixed to the side cover 9, the second seal 28 is fixed to the cylinder 7, and the fixed portions a are fixed. The lip portions c are in elastic contact with the first shaft 5.

第1シール27の二つのリップ部cのうち、潤滑室12に面するリップ部cを第1リップ31、ガス導入空間29に面するリップ部cを第2リップ32とする。また、第2シール28の二つのリップ部cのうち、ガス導入空間29に面するリップ部cを第3リップ33、排気室13に面するリップ部cを第4リップ34とする。   Of the two lip portions c of the first seal 27, the lip portion c facing the lubrication chamber 12 is a first lip 31, and the lip portion c facing the gas introduction space 29 is a second lip 32. Of the two lip portions c of the second seal 28, the lip portion c facing the gas introduction space 29 is a third lip 33, and the lip portion c facing the exhaust chamber 13 is a fourth lip 34.

第1リップ31は、潤滑室12の圧力がガス導入空間29より高い場合には第1シャフト5へ接近する方向へ、潤滑室12の圧力がガス導入空間29より低い場合には第1シャフト5から離間する方向へ弾性変形することが可能である。同様に、第2リップ32、第3リップ33及び第4リップ34は、それぞれ各リップが面する空間の圧力が相対的に高い場合には第1シャフト5へ接近する方向へ、相対的に低い場合には第1シャフト5から離間する方向へ弾性変形することが可能である。   The first lip 31 moves closer to the first shaft 5 when the pressure in the lubrication chamber 12 is higher than the gas introduction space 29, and the first shaft 5 when the pressure in the lubrication chamber 12 is lower than the gas introduction space 29. It is possible to elastically deform in the direction away from the. Similarly, the second lip 32, the third lip 33, and the fourth lip 34 are relatively low in the direction of approaching the first shaft 5 when the pressure in the space facing each lip is relatively high. In this case, it can be elastically deformed in a direction away from the first shaft 5.

スリンガ30は、第1シャフト5と共に回転し、遠心力により液体の潤滑オイルFが第1シール27に到達することを抑制する。なお、スリンガ30の配設は任意である。   The slinger 30 rotates with the first shaft 5 and suppresses the liquid lubricating oil F from reaching the first seal 27 due to centrifugal force. In addition, the arrangement of the slinger 30 is arbitrary.

次に、パージ機構(パージ手段)50について説明する。
図3に示すように、パージ機構40は、ガス導入部50と、ガス排出通路53とを有する。パージ機構40は、シール機構11、16を介して潤滑室12に漏出した排気対象気体中の水素を不活性ガスで希釈するためのものであり、排気対象気体のガス成分と反応しない不活性ガスを用いる。不活性ガスとしては、窒素ガスやアルゴンガスなどの窒素ガスは価格が安価であるとともに、排気室13に混入しても分子量が大きいためドライ真空ポンプの排気能力低下を少なく抑えられるので好ましい。本実施形態では窒素ガスを用いる。
Next, the purge mechanism (purge means) 50 will be described.
As shown in FIG. 3, the purge mechanism 40 includes a gas introduction part 50 and a gas discharge passage 53. The purge mechanism 40 is for diluting hydrogen in the exhaust target gas leaked into the lubrication chamber 12 through the seal mechanisms 11 and 16 with an inert gas and does not react with the gas component of the exhaust target gas. Is used. As the inert gas, nitrogen gas such as nitrogen gas or argon gas is preferable because it is inexpensive and has a large molecular weight even if mixed in the exhaust chamber 13, so that a reduction in exhaust capability of the dry vacuum pump can be suppressed to a small extent. In this embodiment, nitrogen gas is used.

ガス導入部50は、電磁モータ3を収納する電磁モータ室10の容器に一部に形成され、電磁モータ3の内部空間に導入されている。ガス導入部50の一端は、電磁モータ室10の外部に設置された窒素ガス導入源51に接続される。これにより、窒素ガス導入源51から導入された窒素ガスは、ガス導入部50を介して電磁モータ3の内部空間から潤滑室12内へ導入される。窒素ガスは、ドライ真空ポンプ1の動作中、常時、電磁モータ3の内部空間から潤滑室12へ導入される。これにより、電磁モータ3の内部空間および潤滑室12は常時、窒素ガス雰囲気に維持される。   The gas introduction part 50 is formed in part in a container of the electromagnetic motor chamber 10 that houses the electromagnetic motor 3, and is introduced into the internal space of the electromagnetic motor 3. One end of the gas introduction unit 50 is connected to a nitrogen gas introduction source 51 installed outside the electromagnetic motor chamber 10. Thereby, the nitrogen gas introduced from the nitrogen gas introduction source 51 is introduced into the lubrication chamber 12 from the internal space of the electromagnetic motor 3 via the gas introduction part 50. Nitrogen gas is always introduced into the lubrication chamber 12 from the internal space of the electromagnetic motor 3 during the operation of the dry vacuum pump 1. Thereby, the internal space of the electromagnetic motor 3 and the lubrication chamber 12 are always maintained in a nitrogen gas atmosphere.

ガス導入部50のある電磁モータ3の内部空間は潤滑室12を区画するモータカバー8に接続され、また、ガス排出通路53の他端は、排気ライン62に接続されている。ガス排出通路53は、潤滑室12に導入された窒素ガス(パージガス)、ガス導入空間29から導入し潤滑室12に漏出したシールガス、及び潤滑室12に漏出した排気対象気体を排気ライン62へ排出するためのものである。   The internal space of the electromagnetic motor 3 having the gas introduction part 50 is connected to the motor cover 8 that partitions the lubrication chamber 12, and the other end of the gas discharge passage 53 is connected to the exhaust line 62. The gas discharge passage 53 passes nitrogen gas (purge gas) introduced into the lubrication chamber 12, seal gas introduced from the gas introduction space 29 and leaked into the lubrication chamber 12, and exhaust target gas leaked into the lubrication chamber 12 into the exhaust line 62. It is for discharging.

パージ機構40は、さらに、逆止弁54と、オイルトラップ55とを備える。逆止弁54及びオイルトラップ55は、それぞれ、ガス排出通路53に設置される。   The purge mechanism 40 further includes a check valve 54 and an oil trap 55. The check valve 54 and the oil trap 55 are each installed in the gas discharge passage 53.

逆止弁54は、潤滑室12から排気ライン62へ向かうガスの流れを許容し、その逆の流れは禁止する。これにより、排気室13の排気孔7bから排出された製膜室(真空処理室)103の排気対象気体がガス排出通路53を介して潤滑室12へ侵入することが防止される。   The check valve 54 allows a gas flow from the lubrication chamber 12 toward the exhaust line 62 and prohibits the reverse flow. This prevents the gas to be exhausted from the film forming chamber (vacuum processing chamber) 103 discharged from the exhaust hole 7 b of the exhaust chamber 13 from entering the lubrication chamber 12 through the gas discharge passage 53.

オイルトラップ55は、潤滑室12と逆止弁54の間のガス排出通路53の途中に設けられる。オイルトラップ55は、潤滑室12から排出される窒素ガス(パージガス)、ガス導入空間29から導入し潤滑室12に漏出したシールガス、および潤滑室12に漏出した排気対象気体とともに、潤滑室12内の潤滑オイルFがキャリーオーバーして排気ライン62へ侵入することを防止するためのものである。オイルトラップ55は、例えば、フィルタ、水冷トラップなど、適宜のものを用いることができる。   The oil trap 55 is provided in the middle of the gas discharge passage 53 between the lubrication chamber 12 and the check valve 54. The oil trap 55 includes the nitrogen gas (purge gas) discharged from the lubrication chamber 12, the seal gas introduced from the gas introduction space 29 and leaked into the lubrication chamber 12, and the exhaust target gas leaked into the lubrication chamber 12. This is to prevent the lubricating oil F from carrying over and entering the exhaust line 62. As the oil trap 55, an appropriate one such as a filter or a water-cooled trap can be used.

本実施形態のドライ真空ポンプ1は以上のように構成される。次に、ドライ真空ポンプ1の動作を説明する。   The dry vacuum pump 1 of the present embodiment is configured as described above. Next, the operation of the dry vacuum pump 1 will be described.

電磁モータ3が回転を開始すると、電磁モータ3に接続された第1シャフト5が回転し、第1タイミングギア22がそれに伴って回転する。第2タイミングギア23が第1タイミングギア22によって回転され、第2タイミングギア23に接続された第2シャフト14が回転する。即ち、第1シャフト5及び第2シャフト14が同速度で逆方向に回転する。第1シャフト5及び第2シャフト14の回転に伴って、第1ロータ6及び第2ロータ15が回転する。   When the electromagnetic motor 3 starts rotating, the first shaft 5 connected to the electromagnetic motor 3 rotates, and the first timing gear 22 rotates accordingly. The second timing gear 23 is rotated by the first timing gear 22, and the second shaft 14 connected to the second timing gear 23 rotates. That is, the first shaft 5 and the second shaft 14 rotate in the reverse direction at the same speed. As the first shaft 5 and the second shaft 14 rotate, the first rotor 6 and the second rotor 15 rotate.

潤滑室12の室内では、第1タイミングギア22、第2タイミングギア23、第1ベアリング24及び第2ベアリング25が潤滑オイルFによって潤滑される。   Inside the lubrication chamber 12, the first timing gear 22, the second timing gear 23, the first bearing 24 and the second bearing 25 are lubricated by the lubricating oil F.

第1ロータ6及び第2ロータ15が回転すると、各排気空間26の室内で容積が拡張される領域及び圧縮される領域が形成される。このため、容積が拡張される側の排気通路から気体が吸引され、容積が圧縮される側の排気通路へ気体が排出される。これにより、各排気空間26において、前段の排気空間26もしくは吸気孔7aを介して製膜室103から水素を含む排気気体が吸引され、後段の排気空間26もしくは排気孔7bに当該気体が排出される。各排気空間26において順次前段の排気空間26よりも気体が圧縮されるので、排気対象系内の圧力が大気圧よりも十分小さくなっても、最終的に大気圧以上に加圧し排気することが可能である。この際、特に排気開始時点等の排気対象系内の圧力が高い状況において、上記容積が圧縮される領域では気体が大気圧以上に加圧される場合がある。   When the first rotor 6 and the second rotor 15 rotate, a region in which the volume is expanded and a region in which the volume is compressed are formed in each exhaust space 26. For this reason, gas is sucked from the exhaust passage on the side where the volume is expanded, and the gas is discharged to the exhaust passage on the side where the volume is compressed. Thereby, in each exhaust space 26, the exhaust gas containing hydrogen is sucked from the film forming chamber 103 through the upstream exhaust space 26 or the intake hole 7a, and the gas is discharged into the subsequent exhaust space 26 or the exhaust hole 7b. The Since the gas is compressed in each exhaust space 26 sequentially than the exhaust space 26 in the previous stage, even if the pressure in the exhaust target system is sufficiently lower than the atmospheric pressure, the exhaust can be finally pressurized to the atmospheric pressure or exhausted. Is possible. In this case, particularly in a situation where the pressure in the exhaust target system is high, such as at the start of exhaust, the gas may be pressurized to atmospheric pressure or higher in the region where the volume is compressed.

以上のようにして、製膜室103が所定の真空度まで排気され、または所定の真空度で維持される。後述するように、本実施形態のドライ真空ポンプ1は、第1シール機構11及び第2シール機構16を備えているため、排気対象気体に潤滑オイルFまたはその蒸気が混入することが抑制され、排気対象系内の汚染を抑制する。また、排気室13内の排気対象気体が、潤滑室12に侵入することが抑制されるため、電磁モータ3が排気対象気体に曝されることを抑制する。これにより、排気対象気体に多量の水素が含まれている場合においても、電磁モータ3を構成する永久磁石材の劣化を抑制することが可能となる。
第1シール機構11及び第2シール機構16において、シールガスを供給するとともに、シャフトの軸方向に沿いながら、互いに反対方向に張り出す一対のリップ部cを有することで、排気対象気体が潤滑室12に侵入して電磁モータ3が排気対象気体に曝されることを更に効果的に防止する。
As described above, the film forming chamber 103 is evacuated to a predetermined vacuum level or maintained at a predetermined vacuum level. As will be described later, since the dry vacuum pump 1 of the present embodiment includes the first seal mechanism 11 and the second seal mechanism 16, it is possible to prevent the lubricating oil F or its vapor from being mixed into the exhaust target gas, Suppresses contamination in the exhaust target system. Further, since the exhaust target gas in the exhaust chamber 13 is suppressed from entering the lubrication chamber 12, the electromagnetic motor 3 is suppressed from being exposed to the exhaust target gas. Thereby, even when a large amount of hydrogen is contained in the exhaust target gas, it is possible to suppress the deterioration of the permanent magnet material constituting the electromagnetic motor 3.
The first seal mechanism 11 and the second seal mechanism 16 supply the seal gas and have a pair of lip portions c that extend in opposite directions while being along the axial direction of the shaft, so that the exhaust target gas can be in the lubrication chamber. The electromagnetic motor 3 is further effectively prevented from entering the gas 12 and being exposed to the exhaust target gas.

次に、第1シール機構11の動作について説明する。なお、第2シール機構16の動作もシール機構11と同様である。   Next, the operation of the first seal mechanism 11 will be described. The operation of the second seal mechanism 16 is the same as that of the seal mechanism 11.

ガス導入空間29にシールガスが充填されると、ガス導入空間29の圧力が上昇する。シールガス(シールガス供給源)は、排気対象気体のガス成分と反応をしない不活性ガスを用いる。不活性ガスとしては、窒素ガスやアルゴンガスなどがあるが、窒素ガスは価格が安価であるとともに、排気室13に混入しても分子量が大きいためドライ真空ポンプの排気能力低下を少なく抑えられるので好ましい。
シールガスの導入により、ガス導入空間29が、後述する排気空間26の最大圧力よりも高い圧力(十分なシールガスの流量が得られる圧力)になるような流量に調節される。
When the gas introduction space 29 is filled with the seal gas, the pressure of the gas introduction space 29 increases. As the seal gas (seal gas supply source), an inert gas that does not react with the gas component of the exhaust target gas is used. Inert gas includes nitrogen gas and argon gas, but the price of nitrogen gas is low, and even if mixed into the exhaust chamber 13, the molecular weight is large, so the reduction in exhaust capacity of the dry vacuum pump can be suppressed to a minimum. preferable.
By introducing the seal gas, the gas introduction space 29 is adjusted to a flow rate that is higher than the maximum pressure of the exhaust space 26 to be described later (pressure at which a sufficient flow rate of seal gas is obtained).

第1シャフト5が回転すると、第1シール27については、シールガスが第2リップ32と第1シャフト5との摺動箇所に巻き込まれて第2リップ32を押し上げ、形成された隙間からシールガスが流出する。流出したシールガスがさらに第1リップ31と第1シャフト5との摺動箇所に巻きこまれて第1リップ31を押し上げ、形成された隙間から潤滑室12へシールガスが流出する。即ち、シールガスが、ガス導入空間29から第1シール27と第1シャフト5との隙間を通過して潤滑室12へ噴出する。   When the first shaft 5 rotates, with respect to the first seal 27, the seal gas is caught in the sliding portion between the second lip 32 and the first shaft 5 to push up the second lip 32, and the seal gas is discharged from the formed gap. Leaks. The seal gas that has flowed out is further wound around the sliding portion between the first lip 31 and the first shaft 5 to push up the first lip 31, and the seal gas flows out into the lubrication chamber 12 through the formed gap. That is, the seal gas is ejected from the gas introduction space 29 through the gap between the first seal 27 and the first shaft 5 into the lubrication chamber 12.

第2シール28についても、第1シャフト5が回転すると、シールガスが第3リップ33と第1シャフト5との摺動箇所に巻き込まれて第3リップ33を押し上げ、形成された隙間からシールガスが流出する。流出したシールガスがさらに第4リップ34と第1シャフト5との摺動箇所に巻き込まれて第4リップ34を押し上げ、形成された隙間からシールガスが流出する。即ち、シールガスがガス導入空間29から第2シール28と第1シャフト5との隙間を通過して排気室13へ噴出する。   Also for the second seal 28, when the first shaft 5 rotates, the seal gas is caught in the sliding portion between the third lip 33 and the first shaft 5 to push up the third lip 33 and seal gas from the formed gap. Leaks. The seal gas that has flowed out is further caught in the sliding portion between the fourth lip 34 and the first shaft 5 to push up the fourth lip 34, and the seal gas flows out from the formed gap. That is, the seal gas is ejected from the gas introduction space 29 to the exhaust chamber 13 through the gap between the second seal 28 and the first shaft 5.

このように、第1シャフト5との間に形成される第1シール27の隙間と第2シール28の隙間から噴出するシールガスにより、潤滑室12内の潤滑オイルF及びその蒸気が第1シール27を通過して、あるいは排気室13内の排気対象気体が第2シール28を通過してガス導入空間29に進入することが更に効果的に防止される。   Thus, the lubricating oil F and its vapor in the lubrication chamber 12 are sealed by the seal gas ejected from the gap between the first seal 27 and the gap between the second seal 28 formed between the first shaft 5 and the first seal 5. It is possible to more effectively prevent the gas to be exhausted in the exhaust chamber 13 from passing through the second seal 28 and entering the gas introduction space 29.

一方、排気室13とガス導入空間29の間の圧力関係、あるいは、ガス導入空間29と潤滑室12の間の圧力関係によっては、排気室13内に吸引された製膜室103からの水素を含む排気対象気体が、シール機構11、16を介して潤滑室12へ侵入するおそれがある。この場合、潤滑室12へ侵入した水素ガスを含む排気対象気体が電磁モータ3に接触し、電磁モータ3を構成する永久磁石材が当該水素ガスとの接触により水素浸食し破壊などにより励磁力が低下することが懸念される。この場合、ドライ真空ポンプ1の駆動源としての機能が低下し、最悪の場合、機能不全に陥る。   On the other hand, depending on the pressure relationship between the exhaust chamber 13 and the gas introduction space 29, or the pressure relationship between the gas introduction space 29 and the lubrication chamber 12, hydrogen from the film forming chamber 103 sucked into the exhaust chamber 13 is removed. There is a possibility that the gas to be exhausted may enter the lubrication chamber 12 through the seal mechanisms 11 and 16. In this case, the exhaust target gas including hydrogen gas that has entered the lubrication chamber 12 comes into contact with the electromagnetic motor 3, and the permanent magnet material constituting the electromagnetic motor 3 erodes by contact with the hydrogen gas, and the excitation force is caused by destruction or the like. There is concern about the decline. In this case, the function as a drive source of the dry vacuum pump 1 is deteriorated, and in the worst case, the function is malfunctioned.

これを防止するため、本実施形態では、ドライ真空ポンプ1の動作中、パージ機構40によって潤滑室12の内部に侵入した排気対象気体の水素濃度を低下させることで、上述した電磁モータ3に対する悪影響を回避するようにしている。すなわち、本実施形態では、ドライ真空ポンプ1の動作中、窒素ガス導入源51からガス導入部50を介してパージガス(窒素ガス)を電磁モータ3の内部空間および潤滑室12へ導入しつつ、導入したパージガスをガス排出通路53を介して排気ライン62へ排出する。これにより、電磁モータ3の内部空間および潤滑室12の内部を窒素ガス雰囲気に維持でき、シール機構11、16を介して水素ガスを含む排気対象気体が潤滑室12内へ侵入したとしても、電磁モータ3の内部空間および潤滑室12内の水素ガス濃度を所定以下に抑えることが可能となる。   In order to prevent this, in the present embodiment, during the operation of the dry vacuum pump 1, the purge mechanism 40 reduces the hydrogen concentration of the exhaust target gas that has entered the lubrication chamber 12, thereby adversely affecting the electromagnetic motor 3 described above. Try to avoid. That is, in this embodiment, during the operation of the dry vacuum pump 1, the purge gas (nitrogen gas) is introduced from the nitrogen gas introduction source 51 through the gas introduction unit 50 into the internal space of the electromagnetic motor 3 and the lubrication chamber 12. The purge gas thus discharged is discharged to the exhaust line 62 through the gas discharge passage 53. As a result, the internal space of the electromagnetic motor 3 and the inside of the lubrication chamber 12 can be maintained in a nitrogen gas atmosphere, and even if an exhaust gas including hydrogen gas enters the lubrication chamber 12 via the seal mechanisms 11 and 16, The hydrogen gas concentration in the internal space of the motor 3 and in the lubrication chamber 12 can be suppressed to a predetermined value or less.

本実施形態において、電磁モータ3の内部空間および潤滑室12内へ導入するパージガスである窒素ガス流量の選定は、たとえば、排気対象気体にヘリウムを混入して、電磁モータ3の内部空間または潤滑室12内にヘリウムリークディテクタを接続して、ヘリウムの濃度の変化を計測することで、適切な流量を選定することが可能である。
本実施形態において、ガス導入部50を介して導入したパージガスとしての窒素ガス流量を1SLM〜3SLMで変化させて、ヘリウムリークディテクタでヘリウムの濃度を計測したところ、窒素ガス流量を1.0SLM以上とすることで、ヘリウム濃度が極めて低い一定濃度となった。このため、窒素ガスを有効に利用するために、1.0SLMを選定した。
パージガスの流量は特に限定されず、電磁モータ3の内部空間および潤滑室12の容積や潤滑室12へ侵入する水素ガス量等を勘案して適宜の値に設定することができる。
In the present embodiment, the flow rate of nitrogen gas, which is a purge gas introduced into the internal space of the electromagnetic motor 3 and the lubrication chamber 12, is selected, for example, by mixing helium into the exhaust target gas and the internal space of the electromagnetic motor 3 or the lubrication chamber. It is possible to select an appropriate flow rate by connecting a helium leak detector in 12 and measuring a change in the concentration of helium.
In this embodiment, when the nitrogen gas flow rate as the purge gas introduced through the gas introduction unit 50 is changed from 1 SLM to 3 SLM and the concentration of helium is measured by the helium leak detector, the nitrogen gas flow rate is 1.0 SLM or more. As a result, the helium concentration became a very low and constant concentration. For this reason, 1.0 SLM was selected in order to effectively use nitrogen gas.
The flow rate of the purge gas is not particularly limited, and can be set to an appropriate value in consideration of the internal space of the electromagnetic motor 3 and the volume of the lubrication chamber 12, the amount of hydrogen gas entering the lubrication chamber 12, and the like.

また、本実施形態では、ガス排出通路53に上述した構成の逆止弁54を設置しているので、排気孔7bを介して排気ライン62へ排出された製膜室103からの排気対象気体がガス排出通路53を介して潤滑室12へ侵入することが防止される。これにより、潤滑室12内の窒素ガス雰囲気を維持することができる。   In the present embodiment, since the check valve 54 having the above-described configuration is installed in the gas discharge passage 53, the gas to be exhausted from the film forming chamber 103 discharged to the exhaust line 62 through the exhaust hole 7b. Intrusion into the lubrication chamber 12 through the gas discharge passage 53 is prevented. Thereby, the nitrogen gas atmosphere in the lubrication chamber 12 can be maintained.

さらに、本実施形態では、ガス排出通路53中にオイルトラップ55を設置しているため、潤滑室12内の潤滑オイルFがパージガスとともに排気ライン62へ排出されることが防止される。これにより、排気ライン62のオイルのよる汚染を防止し、クリーンな排気システムを構築することができる。   Further, in the present embodiment, since the oil trap 55 is installed in the gas discharge passage 53, the lubricating oil F in the lubricating chamber 12 is prevented from being discharged together with the purge gas to the exhaust line 62. Thereby, the contamination of the exhaust line 62 due to oil can be prevented, and a clean exhaust system can be constructed.

[第2実施形態]
第2実施形態は、第1実施形態のガス導入部50にガス導入通路52を設けたものであり、第1実施形態と重複する部分はその説明を省略する。
図8に示すように、パージ機構(パージ手段)40は、ガス導入通路52と、ガス排出通路53とを有する。パージ機構40は、シール機構11、16を介して潤滑室12に漏出した排気対象気体中の水素を不活性ガスで希釈するためのものであり、不活性ガスには窒素ガスを利用する場合を説明する。
[Second Embodiment]
In the second embodiment, a gas introduction passage 52 is provided in the gas introduction part 50 of the first embodiment, and the description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.
As shown in FIG. 8, the purge mechanism (purge means) 40 includes a gas introduction passage 52 and a gas discharge passage 53. The purge mechanism 40 is for diluting hydrogen in the exhaust target gas leaked into the lubrication chamber 12 through the seal mechanisms 11 and 16 with an inert gas, and a case where nitrogen gas is used as the inert gas. explain.

ガス導入通路52は、電磁モータ3の回転軸(回転子)及びシャフト5の軸心部に形成されている。ガス導入通路52の一端は、電磁モータ室10の容器に形成されたガス導入部50を介して電磁モータ3の外部に設置された窒素ガス導入源51に接続され、ガス導入通路52の他端は、潤滑室12に位置するシャフト5の外周部に臨んでいる。これにより、窒素ガス導入源51から導入された窒素ガスは、ガス導入通路52を介して潤滑室12内へ導入される。窒素ガスは、ドライ真空ポンプ1の動作中、常時、潤滑室12へ導入される。これにより、潤滑室12は常時、窒素ガス雰囲気に維持される。
なお、シャフト5が回転可能であるよう、ガス導入部50とシャフト5の軸端部のガス導入通路52の間は、少ない隙間をもって設置されている。ガス導入部50から導入されたパージガスの多くがガス導入通路52へと導入されて、一部は電磁モータ室10内部をパージしてもよい。
The gas introduction passage 52 is formed in the rotating shaft (rotor) of the electromagnetic motor 3 and the shaft center portion of the shaft 5. One end of the gas introduction passage 52 is connected to a nitrogen gas introduction source 51 installed outside the electromagnetic motor 3 through a gas introduction portion 50 formed in the container of the electromagnetic motor chamber 10, and the other end of the gas introduction passage 52. Faces the outer periphery of the shaft 5 located in the lubrication chamber 12. Thereby, the nitrogen gas introduced from the nitrogen gas introduction source 51 is introduced into the lubrication chamber 12 through the gas introduction passage 52. Nitrogen gas is always introduced into the lubrication chamber 12 during the operation of the dry vacuum pump 1. Thereby, the lubrication chamber 12 is always maintained in a nitrogen gas atmosphere.
In addition, between the gas introduction part 50 and the gas introduction passage 52 of the axial end part of the shaft 5 is installed with a small gap so that the shaft 5 can rotate. Most of the purge gas introduced from the gas introduction unit 50 may be introduced into the gas introduction passage 52 and a part of the interior of the electromagnetic motor chamber 10 may be purged.

ガス排出通路53の一端は潤滑室12を区画するモータカバー8に接続され、ガス排出通路53の他端は、排気ライン62に接続されている。ガス排出通路53は、潤滑室12に導入された窒素ガス(パージガス)、ガス導入空間29から導入し潤滑室12へ漏出したシールガス、及び潤滑室12に漏出した排気対象気体を排気ライン62へ排出するためのものである。   One end of the gas discharge passage 53 is connected to the motor cover 8 that partitions the lubrication chamber 12, and the other end of the gas discharge passage 53 is connected to the exhaust line 62. The gas discharge passage 53 supplies nitrogen gas (purge gas) introduced into the lubrication chamber 12, seal gas introduced from the gas introduction space 29 and leaked into the lubrication chamber 12, and exhaust target gas leaked into the lubrication chamber 12 into the exhaust line 62. It is for discharging.

第2実施形態では、電磁モータ3の回転軸及びシャフト5の軸心部にガス導入通路52を設けているため、電磁モータ3周りに配管を設置する必要がないので配管の引き回しが簡素になるという利点がある。また、回転するシャフト5の周囲から潤滑室12内に向けて窒素ガスが直接的に導入されるため、シャフト5の周囲を常に窒素ガスで被覆でき、電磁モータ3内への水素を含む排気対象気体の侵入を効果的に防止できるという利点を有する。シール機構11、16を介して排気室から潤滑室に漏出した排気対象気体中の水素ガスがパージ機構によって直接的に希釈され、排気室側から潤滑室に漏出した水素ガス含む排気対象気体の水素ガス分圧も低くなるので、電磁モータ3を構成する永久磁石材の水素による浸食をさらに効果的に防止することが可能となる。
このように、排気対象気体に含まれる水素による駆動源の機能不全を防止することができる。
In the second embodiment, since the gas introduction passage 52 is provided in the rotating shaft of the electromagnetic motor 3 and the axial center portion of the shaft 5, it is not necessary to install a pipe around the electromagnetic motor 3. There is an advantage. Further, since nitrogen gas is directly introduced from the periphery of the rotating shaft 5 into the lubrication chamber 12, the periphery of the shaft 5 can always be covered with nitrogen gas, and the exhaust target including hydrogen into the electromagnetic motor 3 can be obtained. This has the advantage that gas can be effectively prevented from entering. Hydrogen gas in the exhaust target gas leaked from the exhaust chamber to the lubrication chamber through the seal mechanisms 11 and 16 is directly diluted by the purge mechanism, and hydrogen of the exhaust target gas including hydrogen gas leaked from the exhaust chamber side to the lubrication chamber Since the gas partial pressure is also lowered, it becomes possible to more effectively prevent the permanent magnet material constituting the electromagnetic motor 3 from being eroded by hydrogen.
Thus, the malfunction of the drive source due to hydrogen contained in the exhaust gas can be prevented.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、潤滑室12と排気室13との間に設置されるシールを上記構成のシール機構11、16で構成したが、これに限られず、端面の断面が円形のOリングで上記シールを構成してもよい。また、シール機構11、16において、排気室13側の第2シール28の配置を省略してもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the seal installed between the lubrication chamber 12 and the exhaust chamber 13 is configured by the seal mechanisms 11 and 16 having the above-described configuration. However, the seal is not limited thereto, and the end surface is a circular O-ring. You may comprise the said seal | sticker. Further, in the seal mechanisms 11 and 16, the arrangement of the second seal 28 on the exhaust chamber 13 side may be omitted.

1 ドライ真空ポンプ
3 電磁モータ
4 回転伝達機構
5 シャフト
6,15 ロータ
11,16 シール機構
12 潤滑室
13 排気室
40 パージ機構
50 ガス導入部
51 パージガス(窒素ガス)導入源
52 ガス導入通路
53 ガス排出通路
54 逆止弁
55 オイルトラップ
61 排気系統
62 排気ライン
101 真空処理装置(プラズマCVD装置)
103 真空処理室(製膜室)
104,105,106 ガス供給流路
110 排気流路
111 流量調整弁
112,113 流路
117 可燃系排気ライン
118 支燃系排気ライン
120 真空計
F 潤滑オイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dry vacuum pump 3 Electromagnetic motor 4 Rotation transmission mechanism 5 Shaft 6,15 Rotor 11,16 Seal mechanism 12 Lubrication chamber 13 Exhaust chamber 40 Purge mechanism 50 Gas introduction part 51 Purge gas (nitrogen gas) introduction source 52 Gas introduction passage 53 Gas discharge Passage 54 Check valve 55 Oil trap 61 Exhaust system 62 Exhaust line 101 Vacuum processing equipment (plasma CVD equipment)
103 Vacuum processing chamber (film forming chamber)
104, 105, 106 Gas supply flow path
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 Exhaust flow path 111 Flow control valve 112,113 Flow path 117 Flammable exhaust line 118 Combustion exhaust line 120 Vacuum gauge F Lubricating oil

Claims (4)

電磁モータ室内に収容された電磁モータと、
該電磁モータによって回転駆動されるシャフトと、
該シャフトに取り付けられるとともに排気室内に設けられ、真空処理室内の水素ガスを含む排気対象気体を該排気室内に吸引しかつ排出するロータと、
を備えたドライ真空ポンプにおいて、
前記電磁モータ室内に不活性ガスを導入するとともに、該電磁モータ室内のガスを排気するパージ手段が設けられ
前記排気室と前記電磁モータ室との間には、潤滑オイルが貯留される潤滑室が設けられ、
前記パージ手段によって前記電磁モータ室内に導入された不活性ガスは、前記潤滑室内を通過して排気されることを特徴とするドライ真空ポンプ。
An electromagnetic motor housed in the electromagnetic motor chamber;
A shaft rotationally driven by the electromagnetic motor;
A rotor attached to the shaft and provided in the exhaust chamber, for sucking and exhausting an exhaust target gas including hydrogen gas in the vacuum processing chamber into the exhaust chamber;
In a dry vacuum pump equipped with
A purge means is provided for introducing an inert gas into the electromagnetic motor chamber and exhausting the gas in the electromagnetic motor chamber ,
Between the exhaust chamber and the electromagnetic motor chamber, a lubrication chamber for storing lubricating oil is provided,
The dry vacuum pump characterized in that the inert gas introduced into the electromagnetic motor chamber by the purge means passes through the lubrication chamber and is exhausted .
電磁モータ室内に収容された電磁モータと、
該電磁モータによって回転駆動されるシャフトと、
該シャフトに取り付けられるとともに排気室内に設けられ、真空処理室内の水素ガスを含む排気対象気体を該排気室内に吸引しかつ排出するロータと、
前記排気室と前記電磁モータ室との間に設けられ、潤滑オイルが貯留される潤滑室と、
を備えたドライ真空ポンプにおいて、
前記シャフトに形成されたガス導入通路によって前記電磁モータ室の外部から前記潤滑室内に不活性ガスを導入するとともに、該潤滑室内のガスを排気するパージ手段が設けられていることを特徴とするドライ真空ポンプ。
An electromagnetic motor housed in the electromagnetic motor chamber;
A shaft rotationally driven by the electromagnetic motor;
A rotor attached to the shaft and provided in the exhaust chamber, for sucking and exhausting an exhaust target gas including hydrogen gas in the vacuum processing chamber into the exhaust chamber;
A lubrication chamber provided between the exhaust chamber and the electromagnetic motor chamber and storing lubricating oil;
In a dry vacuum pump equipped with
A dry means characterized in that an inert gas is introduced into the lubrication chamber from the outside of the electromagnetic motor chamber by a gas introduction passage formed in the shaft, and a purge means for exhausting the gas in the lubrication chamber is provided. Vacuum pump.
前記パージ手段は、前記排気室から前記排気対象気体を排気する排気ラインへ接続されたガス排出通路を備え、該ガス排出通路には、前記排気ラインへ向かうガスの流れを許容するとともに逆方向の流れを禁止する逆止弁が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載のドライ真空ポンプ。 The purge means includes a gas discharge passage connected to an exhaust line for exhausting the gas to be exhausted from the exhaust chamber, and the gas discharge passage allows a gas flow toward the exhaust line and in a reverse direction. The dry vacuum pump according to claim 1 or 2, wherein a check valve for prohibiting the flow is provided. 前記パージ手段は、前記排気室から前記排気対象気体を排気する排気ラインへ接続されたガス排出通路を備え、該ガス排出通路には、前記排気ラインへ向かう前記潤滑オイルを捕捉するオイルトラップが設けられていることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載のドライ真空ポンプ。 The purge means includes a gas exhaust passage connected to an exhaust line for exhausting the exhaust target gas from the exhaust chamber, and the gas exhaust passage is provided with an oil trap for capturing the lubricating oil toward the exhaust line. The dry vacuum pump according to any one of claims 1 to 3 , wherein the dry vacuum pump is provided.
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