专利名称：氢气的排气方法以及真空泵装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种氢气的排气方法以及真空泵装置，具体地说是由在排气通路中的氢气的排气方向上副泵位于主泵的上游侧的真空泵装置进行排气的氢气的排气方法。
背景技术：
例如，在半导体制造装置中，将反应气体导入到反应室后进行CVD或干蚀等处理。 反应室与真空泵连接，并利用真空泵从反应室吸引氢气(处理气体)后向大气中排气。向大气中排出氢气时，在真空泵中使氢气的浓度稀释至基准值以下(例如参照专利文献1)。如图4所示，在专利文献1的燃烧式除害装置90中，反应室91经由处理气体吸气管93与真空泵92连接，并且真空泵92与处理气体排气管94连接。而且，利用真空泵92 从反应室91吸引氢气。并且，处理气体排气管94与燃烧式除害装置90的燃烧室90a连接。在燃烧室90a 的周边上卷绕有输送作为稀释气体的氮气的氮气配管96。该氮气配管96被分支为氮气分支管96a、96b。一个氮气分支管96a与真空泵92连接，并且另一个氮气分支管96b与处理气体排气管94的入口侧1连接。然后，被输送至氮气配管96的氮气利用来自燃烧室90a的发热来被加热，被加热的氮气的一部分经由一个氮气分支管96a被输送至真空泵92内。然后，利用该氮气，在真空泵92内将氢气的浓度稀释至基准值以下。专利文献日本特开2004-200364号公报但是，由于氢气为粘性非常低的气体，因此存在基于真空泵92进行的氢气的输送性差，且基于真空泵92的氢气的排气效率差的问题。尤其是，在大容量的真空泵(大于 3000m3/h)的情况下，由于真空泵内部的留空量增加，所以氢气的排气效率更显著地恶化。
发明内容
本发明鉴于上述以往的问题而提出，其目的在于提供一种能够提高氢气的排气效率的氢气的排气方法以及真空泵装置。为了解决上述问题，技术方案1所述的发明为一种氢气的排气方法，其由如下真空泵装置来排出氢气，该真空泵装置设置在氢气的排气通路上，其中串联连接有主泵以及至少一个副泵，并且在上述排气通路中的氢气的排气方向上，上述副泵配置在上述主泵的上游侧。而且，在上述真空泵装置的驱动过程中，向上述排气通路中的氢气最先被吸入的副泵的排气区域中，供给粘性率高于上述氢气的稀释气体，并利用该稀释气体的粘性来提高上述氢气的输送性。并且，技术方案5所述的发明为一种真空泵装置，设置在氢气的排气通路上，其中串联连接有主泵以及至少一个副泵，并且在上述排气通路中的氢气的排气方向上，上述副泵配置在上述主泵的上游侧。而且，该真空泵装置构成为，使供给粘性率高于上述氢气的稀释气体的导入通路连通于来自排气通路的氢气最先被吸入的副泵的排气区域，并在上述真空泵装置的驱动过程中，经由上述导入通路向上述排气区域供给上述稀释气体，并利用该稀释气体的粘性以提高上述氢气的输送性。据此，能够在排气通路的上游侧向氢气中混合稀释气体，利用该稀释气体的粘性来提高氢气和稀释气体的混合气体的粘性率。而且，在氢气的排气方向上，向排气通路中比稀释气体的供给位置更靠下游侧，输送粘性率得到提高的混合气体。因此，供给稀释气体之后，混合气体的粘性率得到提高，从而提高氢气自身的输送性，其结果，能够提高真空泵装置中的氢气的排气效率。并且，也可以使向上述排气区域供给的上述稀释气体的供给量多于为了保护上述主泵以及副泵的轴承的周边而供给的上述稀释气体的供给量。由此，通过使向排气区域的供给比向轴承周边供给的供给量更多的稀释气体，而能够提高氢气的排气效率，并且能够利用稀释气体从氢气中保护轴承周边。并且，上述主泵为如下多级式泵，即沿着该主泵的旋转轴的轴向并列设置多级泵室，并且形成为从上述主泵的上述氢气的吸入口侧的泵室起随着朝向排气口侧的泵室，上述泵室的容积成为同等容积以下的容积，并且使向上述排气区域供给的上述稀释气体的供给量的上限为向位于上述排气口侧的最后一级泵室供给的上述稀释气体的供给量。据此，通过设定稀释气体的供给量的上限，能够防止为了提高氢气的排气效率而供给的稀释气体的量变得过剩，导致氢气自身的排气量减少的情况。并且，也可以将向上述排气区域供给的上述稀释气体的供给量，设定为上述氢气最先被吸入的上述副泵的排气区域即排气口处的稀释气体的浓度达到5%以上。据此，能够有效地提高氢气的排气效率。并且，在真空泵装置中，上述导入通路也可以设置在上述副泵的转子壳上。这样， 导入通路形成在副泵的转子壳上。从而，能够用简单的构成向排气通路供给稀释气体，并提高氢气的排气效率。根据本发明，能够提高氢气的排气效率。
图1是表示实施方式的真空泵装置的侧面剖视图。
图2是图1的A-A线剖视图。图3(a)是表示氮气相对于氢气的混合比率和混合气体的粘性率之间的关系的曲线图，(b)是表示排气口的氮气浓度和压力比之间的关系的曲线图，(c)是表示吸入口处的氢气流量和压力之间的关系的曲线图。图4是表示背景技术的示意图。其中附图标记说明如下Br轴承，S真空泵装置，10主泵，lie主泵的吸入口，Ilf主泵的排气口，15 19第一 第五泵室，20、21旋转轴，27作为副泵的第二辅助泵，55氢气最先被吸入的副泵即第一辅助泵，56转子壳，56a氢气最先被吸入的副泵的吸入口，56b作为排气区域的排气口。
具体实施例方式以下，根据图1 图3说明基于将本发明具体化的真空泵装置进行的氢气的排气
4方法以及真空泵装置的一实施方式。其中，在本实施方式中，对具有5000m3/h的排气速度的真空泵装置进行具体化来说明。如图1所示，真空泵装置S被设置在自半导体制造装置H(氢气发生源)开始的排气通路上。而且，真空泵装置S通过从半导体制造装置H的反应室Ha吸引氢气(处理气体)，使反应室Ha的氢气经由排气通路被排出到大气。真空泵装置S所具备的主泵101为罗茨型泵。还有，在主泵10中，在转子壳11的一端连接有前壳12，并且在转子壳11的另一端连接有后壳13。转子壳11、前壳12及后壳 13构成主泵10的泵外壳。在转子壳11内设有多个隔壁14，并且在前壳12和隔壁14之间、相邻的隔壁14之间以及后壳13和隔壁14之间分别划分有第一泵室15、第二泵室16、第三泵室17、第四泵室 18及第五泵室19。第一 第五泵室以容积按该顺序依次减小的方式形成。并且，在转子壳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以与第三泵室17连通的方式形成，且第二排出口 lib以与第四泵室 18连通的方式形成。并且，第三排出口 Ilc以与第五泵室19连通的方式形成。在第一排出口 Ila上连接有第一排出分支管41a，且在第二排出口 lib上连接有第二排出分支管41b。 并且，在第三排出口 lie上连接有第三排出分支管41c。这些第一 第三排出分支管41a 41c经由第一排出管42与氮罐41连接。在该氮罐41内储存有氮气，该氮气用于在主泵10 内稀释氢气。在第一排出管42上设有调压阀R以及电磁阀V。 在第一排出分支管41a上设有第一止回阀42a，并且在第二排出分支管41b上设有第二止回阀42b。并且，在第三排出分支管41c上设有第三止回阀42c。第一 第三止回阀 42a 42c能够阻止从第三 第五泵室17 19向氮罐41的氮气的逆流。还有，在第三 第五泵室17 19上，为了稀释氢气，氮罐41的氮气可以经由第一排出管42、第一 第三排出分支管41a 41c以及第一 第三排出口 Ila Ilc供给。在前壳12和后壳13上经由轴承Br能够旋转地支承旋转轴20，并且在前壳12和后壳13上经由轴承(未图示)能够旋转地支承旋转轴21 (参照图2、。在后壳13上相比轴承Br靠近第一 第五泵室15 19侧配置有油封％。并且，彼此平行配置的旋转轴20、21 与各隔壁14相通。而且，多级的第一 第五泵室15 19按照该顺序沿着旋转轴20、21轴向被并列设置。在前壳12上形成有供给口 12a，该供给口 1 用于向轴承Br周边供给氮气(稀释气体)，并且在后壳13上形成有供给口 13a，该供给口 13a用于向轴承Br周边(轴承Br以及油封Se)供给氮气(稀释气体)。在供给口 lh、13a上连接有供给管43a、43b。而且，供给管43a、4;3b经由第一排出管42与氮罐41连接。在各供给管43a、4;3b上设有止回阀44a、 44b，该止回阀阻止向轴承Br周边(轴承Br以及油封Se)供给的氮气向氮罐41逆流。在主泵10中，在旋转轴20上一体形成有多个转子22，并且如图2所示，在旋转轴 21上一体形成有相等数量的转子23。在第一 第五泵室15 19内容纳的多个转子22、23 从旋转轴20、21的轴向看上去具有相同形状和相同大小。如图1所示，彼此相邻的第一 第五泵室15 19经由通过隔壁14内的管1 相连通。在主泵10中，在后壳13上组装有齿轮箱24，并且旋转轴20、21穿过后壳13以及齿轮箱24。并且，如图2所示，在齿轮箱M内的各旋转轴20、21上以相互啮合的状态固定有齿轮25、26。在齿轮箱M上组装有电动机Mo (参照图1)。旋转轴20利用电动机Mo向图2 的箭头Rl方向旋转。旋转轴21经由齿轮25、沈从电动机Mo获得驱动力，旋转轴21向图 2的箭头R2所示的旋转轴20的相反方向旋转。如图1以及图2所示，在转子壳11上以与第一泵室15连通的方式形成有吸入口 lie，并且在转子壳11上以与第五泵室19连通的方式形成有排气口 llf。而且，以如下方式形成第一 第五泵室15、19，即沿着旋转轴20、21的轴向，随着从吸入口 lie侧的第一泵室15起到排气口 Ilf侧的第五泵室19，泵室的容积逐渐变小。从吸入口 lie导入到第一泵室15的氢气，按照从第一泵室15到第二 第五泵室 16 19的顺序被输送到相邻的泵室。并且，在第三 第五泵室17 19中，供给氮罐41的氮气，并且利用该氮气使氢气稀释至基准浓度以下。在本实施方式中，真空泵装置S的驱动过程中，在第三 第五泵室17 19内，根据氢气的浓度，供给被适当设定的浓度的氮气，以稀释氢气。从而进行所谓的基于氮气(稀释气体)进行的一般的氮排放。从第三泵室17到第五泵室19，氮气的供给量逐渐增大。主泵10的最后一级泵室即第五泵室19的容积最小，被输送至第五泵室19的氢气的浓度最高。因此，作为用于稀释氢气的氮气，有可能向第五泵室19供给浓度范围中最高浓度的氮气。而且，在主泵10中，第一 第五泵室15 19中被稀释的氢气从排气口 Ilf向转子壳 11外(大气)排出。如图1所示，真空泵装置S具备罗茨型的第二辅助泵27而作为副泵。在第二辅助泵27中，转子壳四的一端与前壳30连接，并且转子壳四的另一端与后壳31连接。转子壳四、前壳30以及后壳31构成第二辅助泵27的泵外壳。在第二辅助泵27的转子壳四内形成有单独的泵室32。如图2所示，在泵室32中以彼此啮合的状态容纳有转子33、34。转子33与旋转轴35 —体形成，并且转子34与旋转轴36 —体形成。如图1所示，在第二辅助泵27的后壳31上组装有齿轮箱37，并且旋转轴 35,36穿过后壳31以及齿轮箱37。并且，如图2所示，齿轮38、39以彼此啮合的状态固定在齿轮箱37内的各旋转轴 35、36上。在齿轮箱37上组装有电动机M2(参照图1)。而且，旋转轴35利用电动机M2向图2的箭头R3的方向旋转。旋转轴36经由齿轮38、39从电动机M2得到驱动力，旋转轴36 如图2的箭头R4所示地向旋转轴35的相反方向旋转。如图1所示，旋转轴35经由轴承Br能够旋转地支承在前壳30和后壳31上，并且旋转轴36经由轴承(未图示)能够旋转地被支承(参照图2、。在后壳31上相比轴承Br 更靠近泵室32 —侧配置有油封％。在前壳30上形成有用于向轴承Br周边供给氮气(稀释气体)的供给口 30a，并且在后壳31上形成有用于向轴承Br周边(轴承Br以及油封Se) 供给氮气的供给口 31a。供给口 30a、31a与供给管45a、^b连接。还有，供给管45a、^b经由第二排出管46以及第一排出管42与氮罐41连接。在各供给管45a、^b上设有止回阀 47a、47b，该止回阀阻止向轴承Br周边(轴承Br以及油封Se)供给的氮气向氮罐41逆流。在第二辅助泵27中，在转子壳四上形成有吸入口 ^a以及排气口 ^b。吸入口 29a以及排气口 29b与泵室32连接。并且，第二辅助泵27的排气口 29b和主泵10的吸入口 lie经由第二排气管28连通。真空泵装置S具备罗茨型的第一辅助泵55而作为副泵。在第一辅助泵55中，转子壳56的一端与前壳57连接，并且转子壳56的另一端与后壳58连接。转子壳56、前壳 57以及后壳58构成第一辅助泵55的泵外壳。在第一辅助泵55的转子壳56内形成有单独的泵室59。如图2所示，转子60、61 以彼此啮合的状态容纳在泵室59中。转子60与旋转轴62 —体形成，并且转子61与旋转轴63 —体形成。如图1所示，在第一辅助泵55中，在后壳58上组装有齿轮箱64，并且旋转轴62、63穿过后壳58以及齿轮箱64。并且，如图2所示，齿轮65、66以相互啮合的状态被固定在齿轮箱64内的各旋转轴62、63上。在齿轮箱64上组装有电动机Ml (参照图1)。还有，旋转轴62利用电动机Ml 向图2的箭头R5的方向旋转。旋转轴63经由齿轮65、66从电动机Ml得到驱动力，旋转轴 63如图2的箭头R6所示地向旋转轴62的相反方向旋转。如图1所示，旋转轴62经由轴承Br能够旋转地支承在前壳57和后壳58上，并且旋转轴63经由轴承(未图示)能够旋转地被支承(参照图2、。在后壳58上相比轴承Br 更靠近泵室59 —侧配置有油封％。在前壳58上形成有用于向轴承Br周边供给氮气(稀释气体)的供给口 57a，并且在后壳58上形成有用于向轴承Br周边(轴承Br以及油封Se) 供给氮气的供给口 58a。供给口 57a、58a与供给管48a、48b连接。而且，供给管48a、48b经由第三排出管49、第二排出管46以及第一排出管42与氮罐41连接。在各供给管48a、48b 上设有止回阀50a、50b，该止回阀阻止向轴承Br周边(轴承Br以及油封Se)供给的氮气向氮罐41逆流。在第一辅助泵55中，在转子壳56上形成有吸入口 56a以及排气口 56b。吸入口 56a以及排气口 5 与泵室59连接。第一辅助泵55的排气口 5 和第二辅助泵27的吸入口 29a经由第一排气管51连通。而且，在上述构成的真空泵装置S中，当第一辅助泵55中的电动机Ml动作时，转子60、61旋转，半导体制造装置H的反应室Ha内的氢气经由吸入口 56a被吸入到泵室59。 被吸入到泵室59的氢气通过转子60、61的旋转，朝向排气口 56b被输送，并且从排气口 56b 向第一排气管51被排出。再有，通过在第二辅助泵27中基于电动机M2的动作而产生的转子33、34的旋转， 第一排气管51的氢气经由吸入口 29a被吸入至泵室32。被吸入至泵室32的氢气通过转子 33,34的旋转从排气口 ^b向第二排气管观被排出。进而，通过在主泵10中基于电动机Mo的动作而产生的转子22、23的旋转，第二排气管观的氢气经由吸入口 lie被吸入至第一泵室15。被吸入至第一泵室15的氢气通过转子22、23的旋转被输送至第一 第五泵室15 19。供给根据第三 第五泵室17 19内的氢气的浓度而被设定为适当浓度的氮气，氢气被稀释后，稀释后的氢气从第五泵室19经由排气口 Ilf向转子壳11外(大气)被排出。接着，在本实施方式中，第一辅助泵55、第一排气管51、第二辅助泵27、第二排气管观以及主泵10构成排气通路10。而且，从半导体制造装置H排出的氢气通过真空泵装置S在排气通路中向排气方向流动而被排出到大气中。并且，在该排气通路中，第二辅助泵 27为如下副泵，即其以相对于主泵10在排气通路上串联的方式，配置在排气通路中氢气的排气方向上主泵10的上游侧。并且，第一辅助泵55为如下副泵，即其以相对于第二辅助泵27在排气通路上串联的方式，配置在排气通路中氢气的排气方向上第二辅助泵27的上游侧。并且，第一辅助泵55为来自半导体制造装置H的氢气最初被吸入的副泵。在真空泵装置S的驱动过程中，在各轴承Br周边(轴承Br以及油封Se)上，经由供给管 43a、43b、45a、45b、48a、48b 以及供给口 12a、13a、30a、31a、57a、58a 供给有氮气。该氮气的供给目的在于，从氢气中保护各轴承Br周边即各旋转轴20、21、35、36、62、63的支撑部以及油封％周边。而且，在本实施方式中，向各轴承Br周边(轴承Br以及油封义)的氮气的供给量被设定为 0. IsIm(standard liter/min = 10_3sccm)。在上述构成的真空泵装置S中，如图2所示，在第一辅助泵55的转子壳56上以与排气口 56连通的方式形成有导入口 56c，并且在该导入口 56c上连接有导入管70。该导入管70与氮罐41连接。而且，在真空泵装置S的驱动过程中，从氮罐41向排气口 56b内供给氮气，且向流经排气通路的氢气中供给氮气。即，在排气通路中的氢气的排气方向上，向排气方向的上游侧的氢气供给氮气。在本实施方式中，向排气口 56b的氮气的供给量被设定为20slm。在这里，第一辅助泵55中，将由转子60、61以及泵室59内表面划分的空间且与吸入口 56a连通的空间(包括吸入口 56a)称为第一辅助泵55的吸入空间W1。与此相对， 将由转子60、61以及泵室59内表面划分的空间且与排气口 56b连通的空间(包括排气口 56b)称为第一辅助泵55的排气空间W2。还有，由于第一排气管51内与排气口 56b连通， 所以与排气空间W2连通。并且，在第二辅助泵27中，将由转子33、34以及泵室32内表面划分的空间且与吸入口 29a连通的空间(包括吸入口 ^a)称为第二辅助泵27的吸入空间 W3。该吸入空间W3经由第一排气管51与排气空间W2连通。而且，第一辅助泵55的排气空间W2、第一排气管51内以及第二辅助泵27的吸入空间W3构成相同压力的第一辅助泵 55的排气区域。从而，在本实施方式中，来自半导体制造装置H(氢气发生源)的氢气最初被吸入的第一辅助泵阳(副泵)中，该排气区域(排气口 56b)与由导入管70以及导入口 56c构成的导入通路连通。其中，在导入管70上设有止回阀70a，该止回阀70a阻止向排气口 56b 供给的氮气向氮罐41逆流。在这里，氮气的粘性率为0. OOOOlSPa · s，是低粘性的气体。并且，氢气的粘性为 0. 000009 *s。即，氮气的粘性变得相比氢气的粘性率大。因此，一般地在真空泵中，粘性率高的氮气相比氢气其输送性更高，氮气相比氢气更容易排气。而且，在本实施方式中，通过向氢气供给粘性率高的氮气来提高氮气和氢气的混合气体的粘性率，所以在排气通路中更容易输送混合气体中的氢气。并且，在本实施方式中，向排气口 56b供给氮气的供给量的上限被设定为向第三 第五泵室17 19供给的氮气的供给量中，与向最后一级的第五泵室19供给的供给量相同。并且，向排气口 56b供给的氮气的供给量多于向各轴承Br周边供给的氮气的供给量。 并且，向各轴承Br周边供给的氮气的供给量，明显少于向排气口 56b供给的氮气的供给量， 因此，向排气口 56b供给的氮气的供给量，多于向各轴承Br周边供给的氮气的供给量的总量。此处，在图3(a)的曲线图中，表示氮气相对于氢气的混合比率(氮气/氢气)和氢气与氮气的混合气体的粘性率之间的关系。在图3(a)的曲线图中，表示当氮气相对于氢气的混合比率(氮气浓度)变高时，混合气体的粘性率变高。尤其是示出了，在混合比率从刚刚超过0 %开始到25 %为止时，粘性率急剧变高，在从超过25 %到60 %为止时，粘性率缓慢变高。另一方面，还表示在混合比率超过60 %时，粘性率基本上不上升。如果对本实施方式的真空泵装置S适用图3 (a)的曲线图，则混合气体的混合比率为0%时，氢气为100%，在真空泵装置S中，是在第一辅助泵55的吸入口 56a处吸入来自半导体制造装置H的氢气的时刻。而且，在本实施方式中，经由导入通路在第一辅助泵55 的排气口 56b处向排气通路内的氢气中供给氮气，以提高排气通路中混合气体的粘性率。 因此，若从提高混合气体的粘性率的目的考虑，则向排气口 56b供给的氮气的供给量优选是被设定为吸入口 56a处的氢气量的5 60% (排气口 56b处的混合气体的氮气浓度为 5 60%)。并且，如果排气口 56b处向氢气供给的氮气的量变多(氮气浓度变高时)，则会导致混合气体中氢气的减少，由真空泵装置S排出的氢气的排气量减少。并且，如果排气口 56b处向氢气供给的氮气的量减少(氮气浓度低时)，则会导致混合气体的粘性率减小。 因此，向排气口 56b供给的氮气的供给量优选是被设定为吸入口 56a处的氢气量的15 25% (排气口 56b处的氮气浓度为15 25%)。而且，为了适当提高粘性率进而不使氮气的供给量过多，向排气口 56b供给的氮气的供给量优选是被设定为吸入口 56a处的氢气量的20% (排气口 56b处的氮气浓度为20% )。而且，在本实施方式的真空泵装置S中，在其驱动过程中，经由导入通路以及排气口 56b向流经排气通路的氢气供给氮气。则，在排气通路的下游侧，粘性率得到提高的混合气体被输送。再有，在图3(b)中表示氢气由真空泵装置S排出氢气时和排出氮气时，第一辅助泵55 (最上级的副泵)中排气口 56b的氮气浓度(稀释气体浓度)与压力比的关系。氮气浓度为5%的区域中，真空泵装置S的排气性能相比于只排出氢气时改善了大约50%，如果考虑一般的情况，则可以理解能够将相同输出的真空泵装置S的台数减少一半的事实。并且，在氮气浓度为15%时，其压力比(排气性能)接近于只排出氮气时。并且，在氮气浓度为大于25 %的区域中，压力比和氮气浓度为20 %的情况相等，氮气浓度越高，只会增加真空泵装置S的消耗电力，即使氮气浓度变高，对提高排气性能的效果不明显。在这里，图3(c)是表示真空泵装置S的第一辅助泵55中吸入口 56a处的压力和吸入口 56a处的氢气的流量之间的关系的曲线图。在图3(c)的虚线的曲线图中表示没有向排气口 56b供给用于提高氢气的输送性的氮气的情况下的、吸入口 56a处的压力和流量。 并且，在轴承Br周边只供给0. Islm的氮气。并且，在图3(c)的实线的曲线图中表示在排气口 56b供给了用于提高氢气的输送性的氮气的情况下的、吸入口 56a处的压力和流量。其中，轴承Br周边也供给0. Islm的氮气。如图3(c)的实线曲线图所示，表示了通过在排气口 56b供给用于提高氢气的输送性的氮气，能够降低吸入口 56a的压力，并且相比于没有在排气口 56b供给用于提高氢气的传输性的氮气的情况，氢气的流量增加。吸入口 56a处的氢气流量增加的情况，表示由真空泵装置S吸引的氢气的吸引力得到了提高，其结果是提高了氢气的排气效率。根据上述实施方式，能够得到如下效果。(1)在本实施方式中，在真空泵装置S的驱动过程中，在来自半导体制造装置H的氢气最先被吸入的第一辅助泵55的排气口 56b处供给氮气。因此，在排气通路的上游侧向氢气供给氮气，使得在排气通路中相比氮气的供给位置(排气口 56b)更靠下游侧，输送粘性率得到了提高的混合气体。因此，供给氮气后能
9够利用氮气的粘性来提高氢气的输送性，并且能够利用真空泵装置S来提高氢气的排气效率。(2)向主泵10的第三 第五泵室17 19供给氮气，进行基于一般的氮气吹扫的氢气的稀释。在本实施方式中，不同于该氮气吹扫，而是通过在排气通路的上游侧向氢气供给氮气，以提高混合气体的粘性率，并提高氢气的排气效率。(3)将向排气口 56b供给的氮气的供给量的上限设定为在氮气吹扫时向第五泵室 19(最后一级的泵室)供给的氮气的供给量。向第五泵室19供给的氮气的供给量多于向其他第三以及第四泵室17、18供给的氮气的供给量，为氮气吹扫时的最大量。所以，通过将氮气的供给量的上限设定为向第五泵室供给的供给量，而能够防止为提高氢气的排气效率而供给的氮气量过多导致氢气自身的排气量减少的情况发生。(4)将向排气口 56b供给的氮气的供给量设定为第一辅助泵55的吸入口 56a处的氢气量的15 25% (排气口 56b处的混合气体的氮气浓度15 25% )。如图3(a)的曲线图所示，氮气相对于氢气的供给量从超过0%开始到25%为止时，氮气和氢气的粘性率急剧上升，而超过25%之后粘性率缓慢上升。并且，氮气的供给量刚刚超过0%之后，混合气体的粘性率低，超过25%之后粘性率的上升缓慢，且氮气的供给量变多。因此，通过将氮气的供给量设定为吸入口 56a处的氢气量的15 25%，能够不会过多地供给氮气而适当提高混合气体的粘性率。(5)在本实施方式中，向第一辅助泵55的排气口 56b供给氮气，并利用氮气来提高混合气体的粘性率，能够提高氢气的排气效率。向排气口 56b供给的氮气是由氮罐41供给的，但在具备半导体制造装置H的工厂内氮罐41通常设置在多个位置。从而，为了提高氢气的排气效率，没有必要设置另外的装置，而是能够廉价且简单地提高氢气的排气效率。(6)在本实施方式中，向第一辅助泵55的排气口 56b供给氮气，并利用氮气来提高混合气体的粘性率，能够提高氢气的排气效率。排气口 56b为第一辅助泵55中的排气区域，该区域是与第一辅助泵55中的吸入空间Wl划分的区域。因此，抑制了为了提高氢气排气效率而供给的氮气从吸入空间Wl被导出并向第一辅助泵55外被排出的情况，能够有效地向排气通路处的氢气供给氮气。(7)为了提高氢气的排气效率而向排气通路供给的氮气，是经由与第一辅助泵55 的排气口 56b连通的导入通路(导入口 56c以及导入管70)而供给的。只需对转子壳56 加工孔就能够形成导入口 56c，并只需在该导入口 56c连接导入管70就能够形成导入通路。 因此，能够通过简单的构成向排气通路供给氮气，还能够提高氢气的排气效率。(8)为了保护轴承Br周边(轴承Br以及油封Se)而使用的稀释气体和为了提高混合气体的粘性率而使用的稀释气体都为氮气。而且，氮气是使从氮罐41供给的，且氮罐 41通常设置在具备半导体制造装置H的工厂内的多个位置。因此，例如相比于改变了轴承 Br周边(轴承Br以及油封的保护用和提高混合气体的粘性率而使用的稀释气体的情况，能够更简单地提高氢气的排气效率。另外，上述实施方式也可以如下变更。〇作为稀释气体，也可以向排气口 56b常时供给氮气。并且，只要能够提高混合气体的粘性率并能够提高氢气的排气效率，则也可以间歇地供给稀释气体(氮气)。〇在实施方式中，使导入通路与第一辅助泵55的排气口 56b连通，但是也可以使导入通路与泵室59的排气空间W2、第一排气管51内或者第二辅助泵27的吸入空间W3 (吸入口 ^a)连通。即，使导入通路连通的位置只要是在排气区域中，则也可以是任何位置。〇在真空泵装置S中，设置了第一辅助泵55和第二辅助泵27两个副泵，但是也可以只设置一个，也可以设置三个以上。〇在实施方式中，主泵10、第一辅助泵55以及第二辅助泵27设为罗茨型，但是泵的形式也可以变更。〇在实施方式中，将主泵10设为具有第一 第五泵室15 19的5级式泵，但是主泵10的泵室的级数可以是1 4级，也可以是6级以上。其中，在这种情况下，多级的泵室可以以如下方式形成从氢气的吸入口侧的泵室开始到排气口侧的泵室，泵室的容积成为同等容积以下的容积。〇在实施方式中，具体说明了具有5000m3/h的排气速度的真空泵装置S,但真空泵装置S也可以是具有3000m3/h以上的排气速度的真空泵装置S。〇在实施方式中，作为氢气发生源具体化为半导体制造装置H，但是氢气发生源不限定于半导体制造装置H，也可以是其他装置或者其他发生源。
权利要求
1.一种氢气的排气方法，由如下真空泵装置来排出氢气，该真空泵装置设置在氢气的排气通路上，其中串联连接有主泵以及至少一个副泵，并且在上述排气通路中的氢气的排气方向上，上述副泵配置在上述主泵的上游侧，该氢气的排气方法的特征在于，在上述真空泵装置的驱动过程中，向上述排气通路中的氢气最先被吸入的副泵的排气区域中，供给粘性率高于上述氢气的稀释气体，并利用该稀释气体的粘性来提高上述氢气的输送性。
2.根据权利要求1所述的氢气的排气方法，其特征在于，上述真空泵装置中，在上述主泵以及副泵上分别具有旋转轴和对上述旋转轴进行支承以使其能够旋转的轴承，且向上述轴承周边也供给稀释气体，使向上述排气区域供给的上述稀释气体的供给量多于向上述主泵以及副泵的上述各轴承周边供给的上述稀释气体的各个供给量。
3.根据权利要求1所述的氢气的排气方法，其特征在于，上述主泵为如下多级式泵， 即沿着该主泵的旋转轴的轴向并列设置多级泵室，并且形成为从上述主泵的上述氢气的吸入口侧的泵室起随着朝向排气口侧的泵室，上述泵室的容积成为同等容积以下的容积， 并且向上述多级泵室中的至少位于上述排气口侧的最后一级泵室供给上述稀释气体，其中，使向上述排气区域供给的上述稀释气体的供给量的上限为向上述最后一级泵室供给的上述稀释气体的供给量。
4.根据权利要求1所述的氢气的排气方法，其特征在于，将向上述排气区域供给的上述稀释气体的供给量设定为使上述氢气最先被吸入的上述副泵的排气区域即排气口处的稀释气体的浓度达到5%以上。
5.根据权利要求4所述的氢气的排气方法，其特征在于，上述排气口处的上述稀释气体的浓度为15 25%。
6.根据权利要求1 5中任意一项所述的氢气的排气方法，其特征在于，上述稀释气体是氮气。
7.一种真空泵装置，设置在氢气的排气通路上，其中串联连接有主泵以及至少一个副泵，并且在上述排气通路中的氢气的排气方向上，上述副泵配置在上述主泵的上游侧，其中，该真空泵装置构成为，使供给粘性率高于上述氢气的稀释气体的导入通路连通于来自排气通路的氢气最先被吸入的副泵的排气区域，并在上述真空泵装置的驱动过程中，经由上述导入通路向上述排气区域供给上述稀释气体，并利用该稀释气体的粘性来提高上述氢气的输送性。
8.根据权利要求7所述的真空泵装置，其特征在于，构成为向上述主泵以及副泵的轴承周边，供给与上述稀释气体相同的稀释气体。
9.根据权利要求7所述的真空泵装置，其特征在于，上述导入通路设置在上述副泵的转子壳上。
全文摘要
本发明提供一种能够提高氢气的排气效率的氢气的排气方法以及真空泵装置。真空泵装置S的构成为主泵(10)、第二辅助泵(27)以及第一辅助泵(55)串联连接，并且在排气通路中的氢气的排气方向上，第一辅助泵(55)以及第二辅助泵(27)配置在主泵(10)的上游侧。在真空泵装置(S)的驱动过程中，来自半导体制造装置的氢气最先被吸入的第一辅助泵(55)的排气口(56b)处，经由导入口(56c)以及导入管(70)供给粘性率高于氢气的氮气，利用该氮气的粘性来提高氢气的输送性。
文档编号H01L21/00GK102169813SQ201110035448
公开日2011年8月31日 申请日期2011年1月31日 优先权日2010年2月5日
发明者山本真也, 林元气, 稻垣雅洋 申请人:株式会社丰田自动织机