TW200525086A - Rotary dry vacuum pump - Google Patents

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200525086 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於迴轉式乾燥真空I者，其使用於如半導體 製造裝置之流動反應生成氣體之裝置上，係反應生成氣體 難以流入迴轉式乾燥真空栗之動力部的屏蔽馬達内之構 造。 【先前技術】 於半導體製造步驟中，問題乃是油等之雜質混入反應室 内污染半導體者。尤其，來自為了排除反應室内之氣體之 真空泵的油之u成為問題。於此，先前以來使用迴轉式 乾燦真空泵。作為迴轉式乾燥真空泵，有螺旋式、魯氏式、 渴卷式等。惟，此等迴轉式乾燥真空泵具有為了使葉輪迴 =之，轉軸’為了支撐該迴轉抽使用轴承。於該轴承上通 二附者潤滑油’為了防止該潤滑油的油分子進入迴轉式乾 ，、、泵之排氣至，於排氣室與軸承部之間配置軸封。然 而此軸封磨損日夺，有穿透軸封由迴轉式乾燥真空泵之排 氣，漏到反應室内之情形。此乃為了迴轉葉輪之馬達位於 大虱中’馬達側與真空之排氣室側間的壓力差大的緣故。 因此’軸封磨損等造成間隙時，Α氣漏進排t室内亦成為 3 ^性能降低之因素。於此，可以使馬達内與排氣室壓 介同之屏蔽馬逹被使用於具有迴轉驅動部之迴轉式乾燥 ^ ^ 屏蔽馬逹之構造係具有於定子鐵芯產生迴轉磁場 之疋子線圈，以安裝於骨架、側板及定子内側之金屬製薄 圓筒間隔壁（金屬交 、 1屬谷态）你封間隔壁内，此外於藉由固定於托 97030.doc 200525086 架之轴承支撐之迴轉轴上，安裝迴轉子而具有迴轉自由之 構造所構成。（專利文獻i) [專利文獻1]特開2003-189529號公報 【發明内容】 [發明欲解決之課題] 然而，使用屏蔽馬達於流動反應生成氣體之半導體製造 用迴轉式乾燥真空泵之驅動部時，收納迴轉子之間隔壁之 内4在運轉時為真空。因此，停止馬達回到大氣壓時，反 應生成氣體由排氣室混人馬達内冑，由於屏蔽馬逹之間隔 土内之構成零件上附著反應生成物，有著使馬達故障之問 題。此外，此時軸承或軸封上亦附著反應生成物時亦成為 泵本身故障之原因。 [解決課題之手段] 為解決此，於本發明中，根據請求項1之發明，於具有收 納於機殼内之單數或複數之葉輪、支揮此等葉輪之迴轉轴 之軸承、形成於前述機殼之流體之吸氣口及吐出口、藉由 迴轉驅動前述單數或複數之葉輪之至少-個之馬達所i成 之迴轉葉輪的迴轉式乾燥真空栗中，其如下所構成，前述 馬達”備疋子鐵心’安裝於定子内捏側之間隔壁固定於前 述機殼將間隔壁内密封，迴轉子迴轉自由地配置於間隔壁 内’固定前述複數之葉輪中至少一個葉輪之迴轉軸及迴轉 、之、轉軸k轉驅動葉輪，於前述間隔壁内設置為了流入 清淨氣體之氣體注入口。清淨氣體之注入口形成於馬達之 前述法蘭則加工容易。此外，可以將磁性體之金屬作為材 97030.doc 200525086 =_壁。此㈣清耗體以相料迴轉自由地支 蘇業輪之迴轉軸的軸承流動。 之發明中’一體形成前述馬達之迴轉軸及前述 蘭上\义轉轴。作為組裝例’固定該葉輪於構成機殼之法 之、口棘/特^之手段較馬達之迴轉子於該葉輪之端部 :轉轴’將該端部及構成間隔壁之筒狀構件固定於前述 内密再進一步藉由以構成間隔壁之法蘭作為蓋將間隔壁 、。再者，於必須密封之部分配置〇型環。 =請求項3之發明’設置前述馬達於吸氣口侧。此時為 潤;C排氣室與馬達之間的軸承线漏到馬達内之 / ^的！’不使用潤滑油而用潤滑脂 Π:乾燥真空系縱置配置成該轴承與馬達在上部= 二效果。此外，藉由將具有複數之迴轉轴的迴轉 Si泵縱置’配置為了取得同步之潤滑的必要之正 =於下方之吐出口側’配置馬達於吸氣側，防止由於 潤β油所造成之排氣室之污染。 體^請求項4之發明’於為了輸送清淨氣體至前述清淨氣 ρ έ 口之配^上設置流量調整手段。作為流量調整手 1爭、=特定大小之清淨氣體流通孔集中清淨氣體流量於 跡& ㈣於而求具有手動之閥，再進一步於 之法旦置電磁活門。系停止時或該前後及運轉中氣體 =變化’尤其增加之排氣室内壓力較馬達之間隔壁内 淨藉由打開電磁活門’以闊調整之流量作為清 ⑽動，防止製程氣體進人到轴承部、馬達部。 97030.doc 200525086 再者，決冑流量《，於配管内配置流動同量之氣體量的 孔洞取代閥，亦可以沒有調整閥。 此外°周整氣體流量時可以以打開之時間調整電磁閥， 或使用具有流量調整功能之電磁閥。 根據》月求項5之發明，設置為了測定前述間隔壁内之壓力 的壓力測定器具或/及為了測定前述排氣室内之壓力的壓 力測定器具。亦可以取得該2者壓力值之差，以電磁閥調整 流量使前述間隔壁内之壓力與前述排氣室内之壓力相同或 車”卜亦可以僅以一方之壓力調整清淨氣體之流入 量、流量。作為壓力測定器， 此外，可以測定以直办；5 M a . 具二果排氧之半導體製造裝置等之反 應室内之塵力，調整清淨翁 G金/肖夺風體之流入量、流量。僅以反應 至内之壓力調整氣體之流 士旬 一 瓜入里、流量亦可，惟對應於前述 間隔壁内之壓力調整亦可。 根據請求項6之發明，設置Λ 為了測疋馬達之迴轉子或葉輪 之迴轉數之測定手段。作糸 為疋手段安裝解碼器於馬達之 迴轉子上作為測定手段，於 、特疋之位置檢測迴轉子之永久 磁鐵的磁性等檢測迴轉數。 旦 ⑽肖由该迴轉數，調整清淨氣體 之/瓜入里、流$。例如迴 ^ ^ 轉數減 >、時，可以進行流動清溱 軋體之控制、或藉由迴轉數 产旦。 ^減率調整氣體之流入量、 /據請求項7之發明’設置為了測定馬達之消耗電力之 奴。藉由该消耗電力調整 吸入氣體量之增加，消耗電力：：里。例如於運轉中藉 肖耗電力變㈣’可料行流動清 97030.doc 200525086 體之控制、或f+座π ^ a對應於停止時消耗動力之變化量調整清淨 體之流入量、流量 根據請求項8 1 .^ ^月，於吸氣口或排氣口附近設置反應生 成氣體流量計。對虛 宁應於该反應生成氣體之流量的變化調整 清：氣體之流量。例如反應生成氣體之流量增加時進行增 氣體之机里等之控制。此外，對應於流動於反應室 内之氣體的流量調整清淨氣體之流量亦可。 [發明效果] 根據明求項1之發明，於具有收納於機殼内之單數或複數 之葉輪1撐此等葉輪之迴轉軸之軸承、形成於前述機殼 之^體之吸氣口及吐出口、藉由迴轉驅動前述單數或複數 之葉輪之至少一個之馬達所構成之迴轉葉輪的迴轉式乾燥 真王泵中，則述馬達具備固定於馬達之機殼内部之定子鐵 芯，安裝於定子内徑側之間隔壁固定於前述機殼將間隔壁 内密封，固定迴轉子於間隔壁内之迴轉軸上，做成迴轉自 由之構造’於前述間隔壁内設置為了流入清淨氣體之氣體 注入口，藉由如上之構成，泵停止時真空排氣室及間隔壁 内回到大氣壓之際真空排氣室内之反應生成氣體由排氣室 漏入間隔壁内，生成物蓄積於迴轉子等之馬達構成零件， 為了不發生使馬達動不了之故障，可以流入清淨氣體使反 應生成氣體不會由真空排氣室流入間隔壁内。此外，對於 轴承同樣藉由流動清淨氣體，可以防止反應生成物附著於 軸承所造成之故障。 根據請求項2之發明，藉由一體形成前述馬達之迴轉輛 97030.doc -10- 200525086 及前述葉輪之迴轉軸，可不需2個迴轉 有必要H* 接曰零件，亦沒 要再進一步進行2個迴轉軸之軸接合。 根據請求項3之發明，藉由兮罟义 常為了防卜P 4馬達於吸氣口側，通 署於丄山 汚木將必須有潤滑油之部分設 置於吐出口侧。因此藉由 之“ η加 月]迷馬達於不太使用潤滑油 之及乳口側可以抑制濁滑油進入間隔壁内於最小值 m 為了^㈣氣體至前述清淨氣 體注入口之配管上設置流量調整手段 ^乱 可以流動於停止中製氣 9 之成， 之清淨氧…間隔壁内所需之最小量 < /月#乳體，抑制N2的浪費佶用，γ 1 潤、， 的/艮賈使用，可以抑制附著於軸承之 / α材擴政到排氣室於最低限。 的壓t二求項5之發明’設置為了測定前述間隔壁内之壓力 的=定器具或/及為了測定前述排氣室内之麼力㈣ 體藉由如此之構成可以以電磁閥等控制清淨氣 ㈣隔壁内之心僅較前述排氣室内之壓力猶 大0 葦於H項6之發明’藉由設置為了測定馬達之迴轉子或 淨轉數ί測定手段，變成可以控制僅流動必要之清 5:-㉟免虱體的浪費或清淨氣體漏進排氣室内，使排 氣月b力惡化。 :據請㈠7之發明，藉由設置為了測定前述馬達之消耗 :之手▲，變成可以控制僅流動必要之清淨氣體，避免 乳-的浪費或清淨氣體漏進排氣室内，使排氣能力惡化。 根據請求項8之發明，藉由於前述吸氣口或排氣口附近設 97030.doc 200525086 置氣體流量計，變成可以控制僅流動必要之清淨氣體，避 免氣體的浪費或清淨氣體漏進排氣室内，使排氣能力惡化。 【實施方式】 圖1顯示作為本發明之迴轉式乾燥真空泵的實施例之螺 旋式真空泵。 真空泵200具備有2個螺旋式葉輪202及204。 螺旋式葉輪202及204收納於機殼210之内部。詳細說明 之，螺旋式葉輪202係藉由軸承231及233可以迴轉地支樓於 機殼210，螺旋式葉輪204係藉由軸承234及236可以迴轉地 · 支撐於機殼210。此外，正時齒輪251與253、馬達241及軸 封23 7、23 8、239與240如圖示般配置。於此，軸封23 7與23 8 隔離軸承231及233與葉輪收納室210b，防止軸承231及233 之潤滑油洩漏到螺旋葉輪收納室21 〇b之同時，防止異物由 螺叙葉輪收納至2 10 b <又入轴承2 3 1及2 3 3。同樣地，轴封2 3 9 與240隔離軸承234及236與葉輪收納室21〇b，防止軸承234 及236之潤滑油洩漏到螺旋葉輪收納室21〇b之同時，防止異 物由螺旋葉輪收納室21 Ob侵入軸承234及236。再者，作為 · 軸封23 7、23 8、239及240有接觸式軸封、磁性流體軸封或 迷宮式音箱般之非接觸式軸封。 此外，伴隨著螺旋式葉輪204之迴轉使螺旋式葉輪2〇2迴 轉之正時齒輪251及253，彼此咬合般地固定於螺旋式葉輪 202及螺旋式葉輪204之一端部上。再者，螺旋式葉輪汕2之 他端部，一體地連接馬達241。 此外，螺旋葉輪收納室2 1 Ob形成於機殼2 1 〇之機壁部，藉 97030.doc -12- 200525086 由為了由機殼210之外部吸入壓縮性流體於機殼21〇之内部 的吸氣口（未圖示）與機殼2 1 0之外部連通，螺旋葉輪收納室 2 l〇b形成於機殼210之機壁部，藉由為了由機殼21〇之内部 排出壓縮性流體於機殼210之外部的吐氣口（未圖示）與機殼 210之外部連通。於此，吸氣口連通於未圖示之被真空容 器’吐氣口連通於未圖示之排氣氣體處理裝置。 再者’機殼210由第一機殼構件211、第二機殼構件212、 第三機殼構件213、第四機殼構件214及第五機殼構件21 5形 成。於此，第一機殼構件211構成吸氣側法蘭之同時兼做屏 蔽馬達241之機殼。第二機殼構件212、第三機殼構件213及 第四機殼構件214構成機殼本體，藉由第二機殼構件212、 第三機殼構件213及第四機殼構件214構成真空排氣室。軸 承231、234及軸封237、239固定於第二機殼構件212。此外， 軸承233、236及轴封238、240固定於第四機殼構件214。 繼之’說明有關本實施型態之真空栗200之驅動部的屏蔽 馬達241之構成。屏蔽馬達241於定子鐵芯261上具備有產生 迴轉磁場之定子線圈。於定子内徑側上迴轉子265固定於與 葉輪202成為一體之屏蔽馬達241的迴轉轴部263。於前述定 子鐵芯261及迴轉子265之間隔著間隔壁（金屬容器）281，間 隔壁281強力固定於第二機殼構件212。屏蔽馬達241之法蘭 267強力固定於該間隔壁28卜為了流動清淨氣體（例如氮氣 氣體或氬氣氣體）於該法蘭2 6 7以〇型環等（未圖示）密閉之 間隔壁281、機殼第二構件212及法蘭267密封之屏蔽馬達 97030.doc •13- 200525086 241之内部之注入孔269空著。於該注入孔269裝著引導清淨 氣體之流通路271，該流通路271上裝著為了調整清淨氣體 之流5:的流Ϊ調整手段（例如手動閥、孔洞等）273及電磁、、舌 門 275。 繼之，說明有關本實施型態之真空泵200之作用。 首先’屏蔽馬達241使螺旋式葉輪202迴轉，因正時齒輪 253及25 1分別彼此咬合般固定於螺旋式葉輪2〇4及螺旋式 葉輪202之一端部，故隨著螺旋式葉輪2〇2之迴轉螺旋式葉 輪204跟著迴轉。藉由螺旋式葉輪202及螺旋式葉輪2〇4迴 轉，螺旋葉輪收納室21 Ob内之壓縮性流體由吸氣口側移送 至連通路2 10 c ’經由連通路210 c排出。此外，螺旋荦輪收 納室21 Ob内之壓縮性流體經由連通路21 〇c 一排出到螺旋葉 輪收納室210b外，於螺旋葉輪收納室2l〇b經由吸入口由被 真空容器吸入新的壓縮性流體。 此時以機殼第一構件211、機殼第二構件212及法蘭267密 封之屏蔽馬達24 1之内部變為真空。 因此，一停止真空泵則排氣室2 1 〇c内之壓力上升，排氣 室210c内之氣體逆流至以機殼第一構件211、機殼第二構件 2 12及法蘭267密封之壓力低的屏蔽馬達241之内部。該排氣 室内之氣體為腐蝕性氣體或反應生成氣體時，由於腐钱迴 轉子265或迴轉軸263、或附著生成物成為造成屏蔽馬達241 故障之原因。因此，流動腐蝕性氣體或反應生成氣體時， 以機殼第一構件211、機殼第二構件212及法蘭267密封之屏 蔽馬達241之内部的壓力較排氣室21〇c内之壓力高般地流 97030.doc -14- 200525086 動清淨氣體。因此，清淨氣體之流量為屏蔽馬達内部之I 力p卜最接近屏蔽馬達241之排氣室210〇内之壓力為p2，泵 停止後使流量為PGP2般即可。動作之順序係於泵停止時或 其前後，藉由以打開電磁活門、閥（手動閥或電磁閥或孔洞） 調整之流量L作為清淨氣體流動，防止製程氣體進入軸承 部、馬達部。若預先測定P1變成大氣壓之時間τ，則可以只 在時間Τ之内，打開電磁閥，流動流量l。 因此可以流動必要之最低限的料氣體，抑制清淨氣體 之浪費使用，可以抑制附著於軸承部之潤滑材擴散到排氣 室於最低限。 此外，有以壓力計Ρ1測定機殼第一構件211、機殼第二構 件2 12及法蘭267达、封之屏蔽馬達24 1之内部的壓力，以壓力 :Ρ2測定排氣室210c内之壓力，以電磁閥控制流入量、流 ΐ使該壓力之差為P12P2之方法。（以「閥+電磁活門」之方 式做成可以自由控制流入量、流量。）流入量、流量之控制 並非僅在停止時’即使運轉中稍微持續流動清淨氣體使 Ρ12Ρ2般亦可，或再進一 步，即使運轉中反應生成氣體之流 入量、流量變化之情形’因也有排氣室内之壓力變化之情 形，故控制清淨氣體之流入量、流量使^^^。排氣室内之 壓力測定狀壓力計接續安裝固定於吸氣4以口之輸 送管亦可。 此外，排氣室之壓力亦可代替侫用士古# X ^ 白從用本真空泵之半導體製 造裝置之反應室内之壓力。 本實施例中藉由2個之壓力之比較控制清淨氣體之流入 97030.doc -15- 200525086 量、流量，惟亦可以藉由馬達間隔壁内之壓力、排氣室内 之壓力或反應室内之壓力中之任一者之壓力控制清淨氣體 之流入量、流量。 此外’於本實施例中藉由測定壓力控制清淨氣體之流入 量、流量，惟亦可以藉由測定馬達或葉輪之迴轉數、消耗 電力、反應生成氣體之流量控制。 此外，於本實施射僅顯示有關對於馬達之清淨氣體， 惟若譯流詩當該清淨氣體於㈣，則可μ止反應生成 物附著於軸承造成迴轉式㈣真空泵残之問題。 —般半導體製造裝置討厭油所造成之污染，如本實施例 般做成縱置型，配置吸氣口在上吐出口在下，配置經常需 要潤滑油之正時齒輪251及253之部分於下方，將不使用潤 滑油且討厭因潤滑油所造成污染之屏蔽馬達241配置於吸 氣側》藉此’可以相當地抑制吸氣側因油所造成之污毕。 此外藉由❹真空用_脂作為吸氣側之轴承的潤滑材更 具效果。 再者，於本實施型態巾，敘述㈣體積移送型之螺徒式 ^空粟’惟可以應用本發明於以馬達.驅動爪式、魯式、渴 卷式等之迴轉軸之真空泵。 【產業上利用之可能性】 體 1=於如半導體製造裝置般流動極稀薄之反應生成氣 -有為了驅_氣之迴轉軸及該迴轉#。 【圖式簡單說明】 ’二7 圖1係本發明之螺旋式真空泵之軸方向剖面圖。 97030.doc -16- 200525086 【主要元件符號說明】 200 真空泵 202 ^ 204 螺旋葉輪 210 機殼 210b 葉輪收納室 231 、 233 、 234 、 236 軸承 251 、 253 正時齒輪 237 、 238 、 239 、 240 軸封 241 屏蔽馬達 261 定子鐵芯 263 迴轉軸部 265 迴轉軸 267 法蘭 269 注入孔 271 流通路 97030.doc - 17-

Claims (1)

1. 200525086 、申請專利範圍： ι· 一種迴轉式# 、 &。真空果，其具有收納於機殼内之單數或 複數之筆於、+ ^ 〃'支撐此等葉輪之迴轉軸之軸承、形成於前 機 之、〕☆ SfjjL· ^ ϋ氣口及吐出口、藉由迴轉驅動前述單數 :吝 葉輪之至少一個之馬達所構成之迴轉葉輪；其 ^ =構成為如下：前述馬達具備定子鐵芯，安裝於 封、。側之間隔壁固定於前述機殼而將間隔壁内密 \ k轉子迴轉自由地配置於間隔壁内，固定前述複數 y\mf ft 夕一個葉輪之迴轉轴及迴轉子之迴轉軸而迴 轉驅動葦+人、/ 茶輪於别述間隔壁内設置用以流入清淨氣體之 氣體 >主入口。 、、員1之迴轉式乾燥真空泵，其中一體形成前述馬達 之之轉軸、及前述葉輪之迴轉軸。 3· I月求項u之迴轉式乾燥真空果，其中設置前述馬達於 吸氣口側。 4·=明求項W之迴轉式乾燥真空录，其中於用以輸送清淨 氣體至前述清淨氣體注入口之配管上設置流量調整手 、,、月f項1-4之迴轉式乾燥真空泵，其中設置用以測定前 ^隔壁内之壓力白勺壓力測定器具或/及用α測定前述排 氣室内之壓力的壓力測定器具。 6·如4求項μ之迴轉式乾燥真空豕，丨中設置用以測定前 述馬達之迴轉子或葉輪之迴轉數之測定手段。 7·如凊求項丨_4或6之迴轉式乾燥真空泵，其中設置用以測定 97030.doc 200525086 前述馬達之消耗電力之手段。 8.如請求項1-4之迴轉式乾燥真空泵，其中於前述吸氣口或 排氣口附近或於真空室内設置氣體流量計。

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