專利名稱：氫氣的排氣方法以及真空泵裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種氫氣的排氣方法以及真空泵裝置，具體地說是由在排氣通路中的氫氣的排氣方向上副泵位于主泵的上游側的真空泵裝置進行排氣的氫氣的排氣方法。
背景技術：
例如，在半導體制造裝置中，將反應氣體導入到反應室后進行CVD或干蝕等處理。 反應室與真空泵連接，并利用真空泵從反應室吸引氫氣(處理氣體)后向大氣中排氣。向大氣中排出氫氣時，在真空泵中使氫氣的濃度稀釋至基準值以下(例如參照專利文獻1)。如圖4所示，在專利文獻1的燃燒式除害裝置90中，反應室91經由處理氣體吸氣管93與真空泵92連接，并且真空泵92與處理氣體排氣管94連接。而且，利用真空泵92 從反應室91吸引氫氣。并且，處理氣體排氣管94與燃燒式除害裝置90的燃燒室90a連接。在燃燒室90a 的周邊上卷繞有輸送作為稀釋氣體的氮氣的氮氣配管96。該氮氣配管96被分支為氮氣分支管96a、96b。一個氮氣分支管96a與真空泵92連接，并且另一個氮氣分支管96b與處理氣體排氣管94的入口側1連接。然后，被輸送至氮氣配管96的氮氣利用來自燃燒室90a的發(fā)熱來被加熱，被加熱的氮氣的一部分經由一個氮氣分支管96a被輸送至真空泵92內。然后，利用該氮氣，在真空泵92內將氫氣的濃度稀釋至基準值以下。專利文獻日本特開2004-200364號公報但是，由于氫氣為粘性非常低的氣體，因此存在基于真空泵92進行的氫氣的輸送性差，且基于真空泵92的氫氣的排氣效率差的問題。尤其是，在大容量的真空泵(大于 3000m3/h)的情況下，由于真空泵內部的留空量增加，所以氫氣的排氣效率更顯著地惡化。

發(fā)明內容
本發(fā)明鑒于上述以往的問題而提出，其目的在于提供一種能夠提高氫氣的排氣效率的氫氣的排氣方法以及真空泵裝置。為了解決上述問題，技術方案1所述的發(fā)明為一種氫氣的排氣方法，其由如下真空泵裝置來排出氫氣，該真空泵裝置設置在氫氣的排氣通路上，其中串聯(lián)連接有主泵以及至少一個副泵，并且在上述排氣通路中的氫氣的排氣方向上，上述副泵配置在上述主泵的上游側。而且，在上述真空泵裝置的驅動過程中，向上述排氣通路中的氫氣最先被吸入的副泵的排氣區(qū)域中，供給粘性率高于上述氫氣的稀釋氣體，并利用該稀釋氣體的粘性來提高上述氫氣的輸送性。并且，技術方案5所述的發(fā)明為一種真空泵裝置，設置在氫氣的排氣通路上，其中串聯(lián)連接有主泵以及至少一個副泵，并且在上述排氣通路中的氫氣的排氣方向上，上述副泵配置在上述主泵的上游側。而且，該真空泵裝置構成為，使供給粘性率高于上述氫氣的稀釋氣體的導入通路連通于來自排氣通路的氫氣最先被吸入的副泵的排氣區(qū)域，并在上述真空泵裝置的驅動過程中，經由上述導入通路向上述排氣區(qū)域供給上述稀釋氣體，并利用該稀釋氣體的粘性以提高上述氫氣的輸送性。據(jù)此，能夠在排氣通路的上游側向氫氣中混合稀釋氣體，利用該稀釋氣體的粘性來提高氫氣和稀釋氣體的混合氣體的粘性率。而且，在氫氣的排氣方向上，向排氣通路中比稀釋氣體的供給位置更靠下游側，輸送粘性率得到提高的混合氣體。因此，供給稀釋氣體之后，混合氣體的粘性率得到提高，從而提高氫氣自身的輸送性，其結果，能夠提高真空泵裝置中的氫氣的排氣效率。并且，也可以使向上述排氣區(qū)域供給的上述稀釋氣體的供給量多于為了保護上述主泵以及副泵的軸承的周邊而供給的上述稀釋氣體的供給量。由此，通過使向排氣區(qū)域的供給比向軸承周邊供給的供給量更多的稀釋氣體，而能夠提高氫氣的排氣效率，并且能夠利用稀釋氣體從氫氣中保護軸承周邊。并且，上述主泵為如下多級式泵，即沿著該主泵的旋轉軸的軸向并列設置多級泵室，并且形成為從上述主泵的上述氫氣的吸入口側的泵室起隨著朝向排氣口側的泵室，上述泵室的容積成為同等容積以下的容積，并且使向上述排氣區(qū)域供給的上述稀釋氣體的供給量的上限為向位于上述排氣口側的最后一級泵室供給的上述稀釋氣體的供給量。據(jù)此，通過設定稀釋氣體的供給量的上限，能夠防止為了提高氫氣的排氣效率而供給的稀釋氣體的量變得過剩，導致氫氣自身的排氣量減少的情況。并且，也可以將向上述排氣區(qū)域供給的上述稀釋氣體的供給量，設定為上述氫氣最先被吸入的上述副泵的排氣區(qū)域即排氣口處的稀釋氣體的濃度達到5%以上。據(jù)此，能夠有效地提高氫氣的排氣效率。并且，在真空泵裝置中，上述導入通路也可以設置在上述副泵的轉子殼上。這樣， 導入通路形成在副泵的轉子殼上。從而，能夠用簡單的構成向排氣通路供給稀釋氣體，并提高氫氣的排氣效率。根據(jù)本發(fā)明，能夠提高氫氣的排氣效率。


圖1是表示實施方式的真空泵裝置的側面剖視圖。
圖2是圖1的A-A線剖視圖。圖3(a)是表示氮氣相對于氫氣的混合比率和混合氣體的粘性率之間的關系的曲線圖，(b)是表示排氣口的氮氣濃度和壓力比之間的關系的曲線圖，(c)是表示吸入口處的氫氣流量和壓力之間的關系的曲線圖。圖4是表示背景技術的示意圖。其中附圖標記說明如下Br軸承，S真空泵裝置，10主泵，lie主泵的吸入口，Ilf主泵的排氣口，15 19第一 第五泵室，20、21旋轉軸，27作為副泵的第二輔助泵，55氫氣最先被吸入的副泵即第一輔助泵，56轉子殼，56a氫氣最先被吸入的副泵的吸入口，56b作為排氣區(qū)域的排氣口。
具體實施例方式以下，根據(jù)圖1 圖3說明基于將本發(fā)明具體化的真空泵裝置進行的氫氣的排氣
4方法以及真空泵裝置的一實施方式。其中，在本實施方式中，對具有5000m3/h的排氣速度的真空泵裝置進行具體化來說明。如圖1所示，真空泵裝置S被設置在自半導體制造裝置H(氫氣發(fā)生源)開始的排氣通路上。而且，真空泵裝置S通過從半導體制造裝置H的反應室Ha吸引氫氣(處理氣體)，使反應室Ha的氫氣經由排氣通路被排出到大氣。真空泵裝置S所具備的主泵101為羅茨型泵。還有，在主泵10中，在轉子殼11的一端連接有前殼12，并且在轉子殼11的另一端連接有后殼13。轉子殼11、前殼12及后殼 13構成主泵10的泵外殼。在轉子殼11內設有多個隔壁14，并且在前殼12和隔壁14之間、相鄰的隔壁14之間以及后殼13和隔壁14之間分別劃分有第一泵室15、第二泵室16、第三泵室17、第四泵室 18及第五泵室19。第一 第五泵室以容積按該順序依次減小的方式形成。并且，在轉子殼11上形成有第一排出口 11a、第二排出口 lib以及第三排出口 Ilc0第一排出口 Ila以與第三泵室17連通的方式形成，且第二排出口 lib以與第四泵室 18連通的方式形成。并且，第三排出口 Ilc以與第五泵室19連通的方式形成。在第一排出口 Ila上連接有第一排出分支管41a，且在第二排出口 lib上連接有第二排出分支管41b。 并且，在第三排出口 lie上連接有第三排出分支管41c。這些第一 第三排出分支管41a 41c經由第一排出管42與氮罐41連接。在該氮罐41內儲存有氮氣，該氮氣用于在主泵10 內稀釋氫氣。在第一排出管42上設有調壓閥R以及電磁閥V。 在第一排出分支管41a上設有第一止回閥42a，并且在第二排出分支管41b上設有第二止回閥42b。并且，在第三排出分支管41c上設有第三止回閥42c。第一 第三止回閥 42a 42c能夠阻止從第三 第五泵室17 19向氮罐41的氮氣的逆流。還有，在第三 第五泵室17 19上，為了稀釋氫氣，氮罐41的氮氣可以經由第一排出管42、第一 第三排出分支管41a 41c以及第一 第三排出口 Ila Ilc供給。在前殼12和后殼13上經由軸承Br能夠旋轉地支承旋轉軸20，并且在前殼12和后殼13上經由軸承(未圖示)能夠旋轉地支承旋轉軸21 (參照圖2、。在后殼13上相比軸承Br靠近第一 第五泵室15 19側配置有油封％。并且，彼此平行配置的旋轉軸20、21 與各隔壁14相通。而且，多級的第一 第五泵室15 19按照該順序沿著旋轉軸20、21軸向被并列設置。在前殼12上形成有供給口 12a，該供給口 1 用于向軸承Br周邊供給氮氣(稀釋氣體)，并且在后殼13上形成有供給口 13a，該供給口 13a用于向軸承Br周邊(軸承Br以及油封Se)供給氮氣(稀釋氣體)。在供給口 lh、13a上連接有供給管43a、43b。而且，供給管43a、4;3b經由第一排出管42與氮罐41連接。在各供給管43a、4;3b上設有止回閥44a、 44b，該止回閥阻止向軸承Br周邊(軸承Br以及油封Se)供給的氮氣向氮罐41逆流。在主泵10中，在旋轉軸20上一體形成有多個轉子22，并且如圖2所示，在旋轉軸 21上一體形成有相等數(shù)量的轉子23。在第一 第五泵室15 19內容納的多個轉子22、23 從旋轉軸20、21的軸向看上去具有相同形狀和相同大小。如圖1所示，彼此相鄰的第一 第五泵室15 19經由通過隔壁14內的管1 相連通。在主泵10中，在后殼13上組裝有齒輪箱24，并且旋轉軸20、21穿過后殼13以及齒輪箱24。并且，如圖2所示，在齒輪箱M內的各旋轉軸20、21上以相互嚙合的狀態(tài)固定有齒輪25、26。在齒輪箱M上組裝有電動機Mo (參照圖1)。旋轉軸20利用電動機Mo向圖2 的箭頭Rl方向旋轉。旋轉軸21經由齒輪25、沈從電動機Mo獲得驅動力，旋轉軸21向圖 2的箭頭R2所示的旋轉軸20的相反方向旋轉。如圖1以及圖2所示，在轉子殼11上以與第一泵室15連通的方式形成有吸入口 lie，并且在轉子殼11上以與第五泵室19連通的方式形成有排氣口 llf。而且，以如下方式形成第一 第五泵室15、19，即沿著旋轉軸20、21的軸向，隨著從吸入口 lie側的第一泵室15起到排氣口 Ilf側的第五泵室19，泵室的容積逐漸變小。從吸入口 lie導入到第一泵室15的氫氣，按照從第一泵室15到第二 第五泵室 16 19的順序被輸送到相鄰的泵室。并且，在第三 第五泵室17 19中，供給氮罐41的氮氣，并且利用該氮氣使氫氣稀釋至基準濃度以下。在本實施方式中，真空泵裝置S的驅動過程中，在第三 第五泵室17 19內，根據(jù)氫氣的濃度，供給被適當設定的濃度的氮氣，以稀釋氫氣。從而進行所謂的基于氮氣(稀釋氣體)進行的一般的氮排放。從第三泵室17到第五泵室19，氮氣的供給量逐漸增大。主泵10的最后一級泵室即第五泵室19的容積最小，被輸送至第五泵室19的氫氣的濃度最高。因此，作為用于稀釋氫氣的氮氣，有可能向第五泵室19供給濃度范圍中最高濃度的氮氣。而且，在主泵10中，第一 第五泵室15 19中被稀釋的氫氣從排氣口 Ilf向轉子殼 11外(大氣)排出。如圖1所示，真空泵裝置S具備羅茨型的第二輔助泵27而作為副泵。在第二輔助泵27中，轉子殼四的一端與前殼30連接，并且轉子殼四的另一端與后殼31連接。轉子殼四、前殼30以及后殼31構成第二輔助泵27的泵外殼。在第二輔助泵27的轉子殼四內形成有單獨的泵室32。如圖2所示，在泵室32中以彼此嚙合的狀態(tài)容納有轉子33、34。轉子33與旋轉軸35 —體形成，并且轉子34與旋轉軸36 —體形成。如圖1所示，在第二輔助泵27的后殼31上組裝有齒輪箱37，并且旋轉軸 35,36穿過后殼31以及齒輪箱37。并且，如圖2所示，齒輪38、39以彼此嚙合的狀態(tài)固定在齒輪箱37內的各旋轉軸 35、36上。在齒輪箱37上組裝有電動機M2(參照圖1)。而且，旋轉軸35利用電動機M2向圖2的箭頭R3的方向旋轉。旋轉軸36經由齒輪38、39從電動機M2得到驅動力，旋轉軸36 如圖2的箭頭R4所示地向旋轉軸35的相反方向旋轉。如圖1所示，旋轉軸35經由軸承Br能夠旋轉地支承在前殼30和后殼31上，并且旋轉軸36經由軸承(未圖示)能夠旋轉地被支承(參照圖2、。在后殼31上相比軸承Br 更靠近泵室32 —側配置有油封％。在前殼30上形成有用于向軸承Br周邊供給氮氣(稀釋氣體)的供給口 30a，并且在后殼31上形成有用于向軸承Br周邊(軸承Br以及油封Se) 供給氮氣的供給口 31a。供給口 30a、31a與供給管45a、^b連接。還有，供給管45a、^b經由第二排出管46以及第一排出管42與氮罐41連接。在各供給管45a、^b上設有止回閥 47a、47b，該止回閥阻止向軸承Br周邊(軸承Br以及油封Se)供給的氮氣向氮罐41逆流。在第二輔助泵27中，在轉子殼四上形成有吸入口 ^a以及排氣口 ^b。吸入口 29a以及排氣口 29b與泵室32連接。并且，第二輔助泵27的排氣口 29b和主泵10的吸入口 lie經由第二排氣管28連通。真空泵裝置S具備羅茨型的第一輔助泵55而作為副泵。在第一輔助泵55中，轉子殼56的一端與前殼57連接，并且轉子殼56的另一端與后殼58連接。轉子殼56、前殼 57以及后殼58構成第一輔助泵55的泵外殼。在第一輔助泵55的轉子殼56內形成有單獨的泵室59。如圖2所示，轉子60、61 以彼此嚙合的狀態(tài)容納在泵室59中。轉子60與旋轉軸62 —體形成，并且轉子61與旋轉軸63 —體形成。如圖1所示，在第一輔助泵55中，在后殼58上組裝有齒輪箱64，并且旋轉軸62、63穿過后殼58以及齒輪箱64。并且，如圖2所示，齒輪65、66以相互嚙合的狀態(tài)被固定在齒輪箱64內的各旋轉軸62、63上。在齒輪箱64上組裝有電動機Ml (參照圖1)。還有，旋轉軸62利用電動機Ml 向圖2的箭頭R5的方向旋轉。旋轉軸63經由齒輪65、66從電動機Ml得到驅動力，旋轉軸 63如圖2的箭頭R6所示地向旋轉軸62的相反方向旋轉。如圖1所示，旋轉軸62經由軸承Br能夠旋轉地支承在前殼57和后殼58上，并且旋轉軸63經由軸承(未圖示)能夠旋轉地被支承(參照圖2、。在后殼58上相比軸承Br 更靠近泵室59 —側配置有油封％。在前殼58上形成有用于向軸承Br周邊供給氮氣(稀釋氣體)的供給口 57a，并且在后殼58上形成有用于向軸承Br周邊(軸承Br以及油封Se) 供給氮氣的供給口 58a。供給口 57a、58a與供給管48a、48b連接。而且，供給管48a、48b經由第三排出管49、第二排出管46以及第一排出管42與氮罐41連接。在各供給管48a、48b 上設有止回閥50a、50b，該止回閥阻止向軸承Br周邊(軸承Br以及油封Se)供給的氮氣向氮罐41逆流。在第一輔助泵55中，在轉子殼56上形成有吸入口 56a以及排氣口 56b。吸入口 56a以及排氣口 5 與泵室59連接。第一輔助泵55的排氣口 5 和第二輔助泵27的吸入口 29a經由第一排氣管51連通。而且，在上述構成的真空泵裝置S中，當?shù)谝惠o助泵55中的電動機Ml動作時，轉子60、61旋轉，半導體制造裝置H的反應室Ha內的氫氣經由吸入口 56a被吸入到泵室59。 被吸入到泵室59的氫氣通過轉子60、61的旋轉，朝向排氣口 56b被輸送，并且從排氣口 56b 向第一排氣管51被排出。再有，通過在第二輔助泵27中基于電動機M2的動作而產生的轉子33、34的旋轉， 第一排氣管51的氫氣經由吸入口 29a被吸入至泵室32。被吸入至泵室32的氫氣通過轉子 33,34的旋轉從排氣口 ^b向第二排氣管觀被排出。進而，通過在主泵10中基于電動機Mo的動作而產生的轉子22、23的旋轉，第二排氣管觀的氫氣經由吸入口 lie被吸入至第一泵室15。被吸入至第一泵室15的氫氣通過轉子22、23的旋轉被輸送至第一 第五泵室15 19。供給根據(jù)第三 第五泵室17 19內的氫氣的濃度而被設定為適當濃度的氮氣，氫氣被稀釋后，稀釋后的氫氣從第五泵室19經由排氣口 Ilf向轉子殼11外(大氣)被排出。接著，在本實施方式中，第一輔助泵55、第一排氣管51、第二輔助泵27、第二排氣管觀以及主泵10構成排氣通路10。而且，從半導體制造裝置H排出的氫氣通過真空泵裝置S在排氣通路中向排氣方向流動而被排出到大氣中。并且，在該排氣通路中，第二輔助泵 27為如下副泵，即其以相對于主泵10在排氣通路上串聯(lián)的方式，配置在排氣通路中氫氣的排氣方向上主泵10的上游側。并且，第一輔助泵55為如下副泵，即其以相對于第二輔助泵27在排氣通路上串聯(lián)的方式，配置在排氣通路中氫氣的排氣方向上第二輔助泵27的上游側。并且，第一輔助泵55為來自半導體制造裝置H的氫氣最初被吸入的副泵。在真空泵裝置S的驅動過程中，在各軸承Br周邊(軸承Br以及油封Se)上，經由供給管 43a、43b、45a、45b、48a、48b 以及供給口 12a、13a、30a、31a、57a、58a 供給有氮氣。該氮氣的供給目的在于，從氫氣中保護各軸承Br周邊即各旋轉軸20、21、35、36、62、63的支撐部以及油封％周邊。而且，在本實施方式中，向各軸承Br周邊(軸承Br以及油封義)的氮氣的供給量被設定為 0. IsIm(standard liter/min = 10_3sccm)。在上述構成的真空泵裝置S中，如圖2所示，在第一輔助泵55的轉子殼56上以與排氣口 56連通的方式形成有導入口 56c，并且在該導入口 56c上連接有導入管70。該導入管70與氮罐41連接。而且，在真空泵裝置S的驅動過程中，從氮罐41向排氣口 56b內供給氮氣，且向流經排氣通路的氫氣中供給氮氣。即，在排氣通路中的氫氣的排氣方向上，向排氣方向的上游側的氫氣供給氮氣。在本實施方式中，向排氣口 56b的氮氣的供給量被設定為20slm。在這里，第一輔助泵55中，將由轉子60、61以及泵室59內表面劃分的空間且與吸入口 56a連通的空間(包括吸入口 56a)稱為第一輔助泵55的吸入空間W1。與此相對， 將由轉子60、61以及泵室59內表面劃分的空間且與排氣口 56b連通的空間(包括排氣口 56b)稱為第一輔助泵55的排氣空間W2。還有，由于第一排氣管51內與排氣口 56b連通， 所以與排氣空間W2連通。并且，在第二輔助泵27中，將由轉子33、34以及泵室32內表面劃分的空間且與吸入口 29a連通的空間(包括吸入口 ^a)稱為第二輔助泵27的吸入空間 W3。該吸入空間W3經由第一排氣管51與排氣空間W2連通。而且，第一輔助泵55的排氣空間W2、第一排氣管51內以及第二輔助泵27的吸入空間W3構成相同壓力的第一輔助泵 55的排氣區(qū)域。從而，在本實施方式中，來自半導體制造裝置H(氫氣發(fā)生源)的氫氣最初被吸入的第一輔助泵陽(副泵)中，該排氣區(qū)域(排氣口 56b)與由導入管70以及導入口 56c構成的導入通路連通。其中，在導入管70上設有止回閥70a，該止回閥70a阻止向排氣口 56b 供給的氮氣向氮罐41逆流。在這里，氮氣的粘性率為0. OOOOlSPa · s，是低粘性的氣體。并且，氫氣的粘性為 0. 000009 *s。即，氮氣的粘性變得相比氫氣的粘性率大。因此，一般地在真空泵中，粘性率高的氮氣相比氫氣其輸送性更高，氮氣相比氫氣更容易排氣。而且，在本實施方式中，通過向氫氣供給粘性率高的氮氣來提高氮氣和氫氣的混合氣體的粘性率，所以在排氣通路中更容易輸送混合氣體中的氫氣。并且，在本實施方式中，向排氣口 56b供給氮氣的供給量的上限被設定為向第三 第五泵室17 19供給的氮氣的供給量中，與向最后一級的第五泵室19供給的供給量相同。并且，向排氣口 56b供給的氮氣的供給量多于向各軸承Br周邊供給的氮氣的供給量。 并且，向各軸承Br周邊供給的氮氣的供給量，明顯少于向排氣口 56b供給的氮氣的供給量， 因此，向排氣口 56b供給的氮氣的供給量，多于向各軸承Br周邊供給的氮氣的供給量的總量。此處，在圖3(a)的曲線圖中，表示氮氣相對于氫氣的混合比率(氮氣/氫氣)和氫氣與氮氣的混合氣體的粘性率之間的關系。在圖3(a)的曲線圖中，表示當?shù)獨庀鄬τ跉錃獾幕旌媳嚷?氮氣濃度)變高時，混合氣體的粘性率變高。尤其是示出了，在混合比率從剛剛超過0 %開始到25 %為止時，粘性率急劇變高，在從超過25 %到60 %為止時，粘性率緩慢變高。另一方面，還表示在混合比率超過60 %時，粘性率基本上不上升。如果對本實施方式的真空泵裝置S適用圖3 (a)的曲線圖，則混合氣體的混合比率為0%時，氫氣為100%，在真空泵裝置S中，是在第一輔助泵55的吸入口 56a處吸入來自半導體制造裝置H的氫氣的時刻。而且，在本實施方式中，經由導入通路在第一輔助泵55 的排氣口 56b處向排氣通路內的氫氣中供給氮氣，以提高排氣通路中混合氣體的粘性率。 因此，若從提高混合氣體的粘性率的目的考慮，則向排氣口 56b供給的氮氣的供給量優(yōu)選是被設定為吸入口 56a處的氫氣量的5 60% (排氣口 56b處的混合氣體的氮氣濃度為 5 60%)。并且，如果排氣口 56b處向氫氣供給的氮氣的量變多(氮氣濃度變高時)，則會導致混合氣體中氫氣的減少，由真空泵裝置S排出的氫氣的排氣量減少。并且，如果排氣口 56b處向氫氣供給的氮氣的量減少(氮氣濃度低時)，則會導致混合氣體的粘性率減小。 因此，向排氣口 56b供給的氮氣的供給量優(yōu)選是被設定為吸入口 56a處的氫氣量的15 25% (排氣口 56b處的氮氣濃度為15 25%)。而且，為了適當提高粘性率進而不使氮氣的供給量過多，向排氣口 56b供給的氮氣的供給量優(yōu)選是被設定為吸入口 56a處的氫氣量的20% (排氣口 56b處的氮氣濃度為20% )。而且，在本實施方式的真空泵裝置S中，在其驅動過程中，經由導入通路以及排氣口 56b向流經排氣通路的氫氣供給氮氣。則，在排氣通路的下游側，粘性率得到提高的混合氣體被輸送。再有，在圖3(b)中表示氫氣由真空泵裝置S排出氫氣時和排出氮氣時，第一輔助泵55 (最上級的副泵)中排氣口 56b的氮氣濃度(稀釋氣體濃度)與壓力比的關系。氮氣濃度為5%的區(qū)域中，真空泵裝置S的排氣性能相比于只排出氫氣時改善了大約50%，如果考慮一般的情況，則可以理解能夠將相同輸出的真空泵裝置S的臺數(shù)減少一半的事實。并且，在氮氣濃度為15%時，其壓力比(排氣性能)接近于只排出氮氣時。并且，在氮氣濃度為大于25 %的區(qū)域中，壓力比和氮氣濃度為20 %的情況相等，氮氣濃度越高，只會增加真空泵裝置S的消耗電力，即使氮氣濃度變高，對提高排氣性能的效果不明顯。在這里，圖3(c)是表示真空泵裝置S的第一輔助泵55中吸入口 56a處的壓力和吸入口 56a處的氫氣的流量之間的關系的曲線圖。在圖3(c)的虛線的曲線圖中表示沒有向排氣口 56b供給用于提高氫氣的輸送性的氮氣的情況下的、吸入口 56a處的壓力和流量。 并且，在軸承Br周邊只供給0. Islm的氮氣。并且，在圖3(c)的實線的曲線圖中表示在排氣口 56b供給了用于提高氫氣的輸送性的氮氣的情況下的、吸入口 56a處的壓力和流量。其中，軸承Br周邊也供給0. Islm的氮氣。如圖3(c)的實線曲線圖所示，表示了通過在排氣口 56b供給用于提高氫氣的輸送性的氮氣，能夠降低吸入口 56a的壓力，并且相比于沒有在排氣口 56b供給用于提高氫氣的傳輸性的氮氣的情況，氫氣的流量增加。吸入口 56a處的氫氣流量增加的情況，表示由真空泵裝置S吸引的氫氣的吸引力得到了提高，其結果是提高了氫氣的排氣效率。根據(jù)上述實施方式，能夠得到如下效果。(1)在本實施方式中，在真空泵裝置S的驅動過程中，在來自半導體制造裝置H的氫氣最先被吸入的第一輔助泵55的排氣口 56b處供給氮氣。因此，在排氣通路的上游側向氫氣供給氮氣，使得在排氣通路中相比氮氣的供給位置(排氣口 56b)更靠下游側，輸送粘性率得到了提高的混合氣體。因此，供給氮氣后能
9夠利用氮氣的粘性來提高氫氣的輸送性，并且能夠利用真空泵裝置S來提高氫氣的排氣效率。(2)向主泵10的第三 第五泵室17 19供給氮氣，進行基于一般的氮氣吹掃的氫氣的稀釋。在本實施方式中，不同于該氮氣吹掃，而是通過在排氣通路的上游側向氫氣供給氮氣，以提高混合氣體的粘性率，并提高氫氣的排氣效率。(3)將向排氣口 56b供給的氮氣的供給量的上限設定為在氮氣吹掃時向第五泵室 19(最后一級的泵室)供給的氮氣的供給量。向第五泵室19供給的氮氣的供給量多于向其他第三以及第四泵室17、18供給的氮氣的供給量，為氮氣吹掃時的最大量。所以，通過將氮氣的供給量的上限設定為向第五泵室供給的供給量，而能夠防止為提高氫氣的排氣效率而供給的氮氣量過多導致氫氣自身的排氣量減少的情況發(fā)生。(4)將向排氣口 56b供給的氮氣的供給量設定為第一輔助泵55的吸入口 56a處的氫氣量的15 25% (排氣口 56b處的混合氣體的氮氣濃度15 25% )。如圖3(a)的曲線圖所示，氮氣相對于氫氣的供給量從超過0%開始到25%為止時，氮氣和氫氣的粘性率急劇上升，而超過25%之后粘性率緩慢上升。并且，氮氣的供給量剛剛超過0%之后，混合氣體的粘性率低，超過25%之后粘性率的上升緩慢，且氮氣的供給量變多。因此，通過將氮氣的供給量設定為吸入口 56a處的氫氣量的15 25%，能夠不會過多地供給氮氣而適當提高混合氣體的粘性率。(5)在本實施方式中，向第一輔助泵55的排氣口 56b供給氮氣，并利用氮氣來提高混合氣體的粘性率，能夠提高氫氣的排氣效率。向排氣口 56b供給的氮氣是由氮罐41供給的，但在具備半導體制造裝置H的工廠內氮罐41通常設置在多個位置。從而，為了提高氫氣的排氣效率，沒有必要設置另外的裝置，而是能夠廉價且簡單地提高氫氣的排氣效率。(6)在本實施方式中，向第一輔助泵55的排氣口 56b供給氮氣，并利用氮氣來提高混合氣體的粘性率，能夠提高氫氣的排氣效率。排氣口 56b為第一輔助泵55中的排氣區(qū)域，該區(qū)域是與第一輔助泵55中的吸入空間Wl劃分的區(qū)域。因此，抑制了為了提高氫氣排氣效率而供給的氮氣從吸入空間Wl被導出并向第一輔助泵55外被排出的情況，能夠有效地向排氣通路處的氫氣供給氮氣。(7)為了提高氫氣的排氣效率而向排氣通路供給的氮氣，是經由與第一輔助泵55 的排氣口 56b連通的導入通路(導入口 56c以及導入管70)而供給的。只需對轉子殼56 加工孔就能夠形成導入口 56c，并只需在該導入口 56c連接導入管70就能夠形成導入通路。 因此，能夠通過簡單的構成向排氣通路供給氮氣，還能夠提高氫氣的排氣效率。(8)為了保護軸承Br周邊(軸承Br以及油封Se)而使用的稀釋氣體和為了提高混合氣體的粘性率而使用的稀釋氣體都為氮氣。而且，氮氣是使從氮罐41供給的，且氮罐 41通常設置在具備半導體制造裝置H的工廠內的多個位置。因此，例如相比于改變了軸承 Br周邊(軸承Br以及油封的保護用和提高混合氣體的粘性率而使用的稀釋氣體的情況，能夠更簡單地提高氫氣的排氣效率。另外，上述實施方式也可以如下變更。〇作為稀釋氣體，也可以向排氣口 56b常時供給氮氣。并且，只要能夠提高混合氣體的粘性率并能夠提高氫氣的排氣效率，則也可以間歇地供給稀釋氣體(氮氣)。〇在實施方式中，使導入通路與第一輔助泵55的排氣口 56b連通，但是也可以使導入通路與泵室59的排氣空間W2、第一排氣管51內或者第二輔助泵27的吸入空間W3 (吸入口 ^a)連通。即，使導入通路連通的位置只要是在排氣區(qū)域中，則也可以是任何位置。〇在真空泵裝置S中，設置了第一輔助泵55和第二輔助泵27兩個副泵，但是也可以只設置一個，也可以設置三個以上。〇在實施方式中，主泵10、第一輔助泵55以及第二輔助泵27設為羅茨型，但是泵的形式也可以變更。〇在實施方式中，將主泵10設為具有第一 第五泵室15 19的5級式泵，但是主泵10的泵室的級數(shù)可以是1 4級，也可以是6級以上。其中，在這種情況下，多級的泵室可以以如下方式形成從氫氣的吸入口側的泵室開始到排氣口側的泵室，泵室的容積成為同等容積以下的容積。〇在實施方式中，具體說明了具有5000m3/h的排氣速度的真空泵裝置S,但真空泵裝置S也可以是具有3000m3/h以上的排氣速度的真空泵裝置S。〇在實施方式中，作為氫氣發(fā)生源具體化為半導體制造裝置H，但是氫氣發(fā)生源不限定于半導體制造裝置H，也可以是其他裝置或者其他發(fā)生源。
權利要求
1.一種氫氣的排氣方法，由如下真空泵裝置來排出氫氣，該真空泵裝置設置在氫氣的排氣通路上，其中串聯(lián)連接有主泵以及至少一個副泵，并且在上述排氣通路中的氫氣的排氣方向上，上述副泵配置在上述主泵的上游側，該氫氣的排氣方法的特征在于，在上述真空泵裝置的驅動過程中，向上述排氣通路中的氫氣最先被吸入的副泵的排氣區(qū)域中，供給粘性率高于上述氫氣的稀釋氣體，并利用該稀釋氣體的粘性來提高上述氫氣的輸送性。
2.根據(jù)權利要求1所述的氫氣的排氣方法，其特征在于，上述真空泵裝置中，在上述主泵以及副泵上分別具有旋轉軸和對上述旋轉軸進行支承以使其能夠旋轉的軸承，且向上述軸承周邊也供給稀釋氣體，使向上述排氣區(qū)域供給的上述稀釋氣體的供給量多于向上述主泵以及副泵的上述各軸承周邊供給的上述稀釋氣體的各個供給量。
3.根據(jù)權利要求1所述的氫氣的排氣方法，其特征在于，上述主泵為如下多級式泵， 即沿著該主泵的旋轉軸的軸向并列設置多級泵室，并且形成為從上述主泵的上述氫氣的吸入口側的泵室起隨著朝向排氣口側的泵室，上述泵室的容積成為同等容積以下的容積， 并且向上述多級泵室中的至少位于上述排氣口側的最后一級泵室供給上述稀釋氣體，其中，使向上述排氣區(qū)域供給的上述稀釋氣體的供給量的上限為向上述最后一級泵室供給的上述稀釋氣體的供給量。
4.根據(jù)權利要求1所述的氫氣的排氣方法，其特征在于，將向上述排氣區(qū)域供給的上述稀釋氣體的供給量設定為使上述氫氣最先被吸入的上述副泵的排氣區(qū)域即排氣口處的稀釋氣體的濃度達到5%以上。
5.根據(jù)權利要求4所述的氫氣的排氣方法，其特征在于，上述排氣口處的上述稀釋氣體的濃度為15 25%。
6.根據(jù)權利要求1 5中任意一項所述的氫氣的排氣方法，其特征在于，上述稀釋氣體是氮氣。
7.一種真空泵裝置，設置在氫氣的排氣通路上，其中串聯(lián)連接有主泵以及至少一個副泵，并且在上述排氣通路中的氫氣的排氣方向上，上述副泵配置在上述主泵的上游側，其中，該真空泵裝置構成為，使供給粘性率高于上述氫氣的稀釋氣體的導入通路連通于來自排氣通路的氫氣最先被吸入的副泵的排氣區(qū)域，并在上述真空泵裝置的驅動過程中，經由上述導入通路向上述排氣區(qū)域供給上述稀釋氣體，并利用該稀釋氣體的粘性來提高上述氫氣的輸送性。
8.根據(jù)權利要求7所述的真空泵裝置，其特征在于，構成為向上述主泵以及副泵的軸承周邊，供給與上述稀釋氣體相同的稀釋氣體。
9.根據(jù)權利要求7所述的真空泵裝置，其特征在于，上述導入通路設置在上述副泵的轉子殼上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠提高氫氣的排氣效率的氫氣的排氣方法以及真空泵裝置。真空泵裝置S的構成為主泵(10)、第二輔助泵(27)以及第一輔助泵(55)串聯(lián)連接，并且在排氣通路中的氫氣的排氣方向上，第一輔助泵(55)以及第二輔助泵(27)配置在主泵(10)的上游側。在真空泵裝置(S)的驅動過程中，來自半導體制造裝置的氫氣最先被吸入的第一輔助泵(55)的排氣口(56b)處，經由導入口(56c)以及導入管(70)供給粘性率高于氫氣的氮氣，利用該氮氣的粘性來提高氫氣的輸送性。
文檔編號H01L21/00GK102169813SQ201110035448
公開日2011年8月31日 申請日期2011年1月31日 優(yōu)先權日2010年2月5日
發(fā)明者山本真也, 林元氣, 稻垣雅洋 申請人:株式會社豐田自動織機