真空排气装置的制作方法

专利名称：真空排气装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在主泵上串联连接有辅助泵的真空排气装置，特别涉及能够实现排气 速度的提高的真空排气装置。本申请基于2008年9月10日于日本申请的特愿2008-232324号主张优先权，在 此援用其内容。
背景技术：
作为排气至中度真空的现有的真空排气装置之一，具有串联连接作为主泵发挥功 能的机械增压泵(以下称为MBP)与作为辅助泵发挥功能的干泵(以下称为DRP)的真空排 气装置(例如参考专利文献1)。在这种真空排气装置中，由于主要着眼于达到目标真空度，因此第一级的MBP的 排气量大于第二级的DRP的排气量。具体而言，主泵的排气量设定为辅助泵的排气量的5 倍 10倍。据此，在中度真空区域中利用DRP的辅助排气能够充分发挥MBP的排气性能。此外，在这种真空排气装置中，开始大气压腔室的真空排气时，打开设置在腔室 与MBP的吸气配管的中途的闸阀，但在该瞬间来自于腔室的压力变为冲击波进行传播会对 MBP造成冲击。因此，MBP要求能够耐受该冲击波的机械强度。作为以缓和腔室打开时的瞬时的冲击为目的的现有技术的例子，具有在MBP与 DRP之间的配管的中途配置如缓冲箱这样的用于释放冲击压力的箱子，从而缓和瞬时的压 力变化的结构(例如参考专利文献1)。另外，作为以缓和上述瞬时的冲击为目的的其他现有技术的例子，具有设置用于 从主泵的排气侧返回主泵的吸气侧的旁通配管的装置，或设置用于将规定压力以上的气体 从主泵的排气侧送至辅助泵的排气侧的旁通配管的装置(例如参考专利文献1)。专利文献1 特开2007-127048号公报如液晶制造装置的装载室(以下称为LC)这样，为了从大气压至中度真空区域反 复排气而使用真空排气装置时，为了提高生产率达到目标真空度的达到时间成为其性能的 一个指标。因此，在这种真空排气装置中，中度真空区域自不必说，还会要求低真空区域和 大气压附近的减压区域的高排气特性。但是，在串联配置MBP与DRP，第一级的MBP的排气能力大于第二级的DRP的排气 能力的上述现有的真空排气装置中，从MBP排出的气体必定通过DRP。因此，在大气压附近 减压区域和低真空区域中，MBP的排气性能被DRP的排气性能制约，MBP的排出压相比吸入 压为高压。所以，导致MBP进行不需要的压缩做功，其转数显著下降。其结果是MBP无法充 分发挥作为鼓风机的效果。

发明内容
为了解决这种现有的课题，本发明的目的在于提供一种不大幅改变主泵和辅助泵 的结构就能够缩短达到目标真空度的排气时间的真空排气装置。
为了达到上述目的，本发明采用以下方案。即，本发明的一个方式所涉及的真空排 气装置，具备主泵；与所述主泵串联连接的辅助泵；以及连接所述主泵的排气口与所述辅 助泵的吸气口之间的泵间配管，所述主泵包括机械增压泵，所述主泵的发动机的最大功率 对所述主泵的最大排气速度的比率为5W(m3/h)以上，在所述泵间配管上设置有从该泵间配 管的中途分支的分支配管，在所述分支配管的中途设置有释放所述泵间配管内的气体并防 止该气体倒流的逆止阀。所述主泵也可以包括并联配置的多个所述机械增压泵。另外，所述分支配管也可以终止于所述辅助泵的排气配管。进一步，优选在大气压下运转所述主泵时，所述逆止阀的气体流量的压力损失为 IOOOOPa 以下。发明的效果根据上述本发明的一个方式，通过将主泵的发动机设为大输出并设置逆止阀和分 支配管，即使在大气压附近主泵的排气速度也不会被辅助泵的排气速度限制，能够提高大 气压附近和低真空区域的排气速度。其结果是不大幅改变主泵和辅助泵的结构就能够缩短 达到目标真空度的排气时间。


图1是说明本发明的实施方式1所涉及的真空排气装置的结构的示意图；图2是说明比较例1所涉及的真空排气装置的结构的示意图；图3是说明比较例2所涉及的真空排气装置的结构的示意图；图4A是说明本发明的实施方式1和比较例1、2所涉及的真空排气装置的排气速 度特性(排气性能)的图；图4B是说明本发明的实施方式1和比较例1、2中的LC20的压力特性的图；图5是说明本发明的实施方式2所涉及的真空排气装置的结构的示意图。
具体实施例方式下面参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，本发明并不限定于此，在 不脱离本发明的宗旨的范围内可以进行各种变更。<实施方式1>图1是说明本发明的实施方式1所涉及的真空排气装置的结构的示意图。该实施 方式ι所涉及的真空排气装置100具备主泵1、辅助泵2和逆止阀3。腔室20例如为构成半导体制造装置等的处理室或搬送室，通过真空排气装置100 进行真空排气。这里，腔室20为液晶制造装置的装载室(以下称为LC)。闸阀30设置在连接LC20的排气口与MBPl的吸气口的配管(吸入配管)40的中 途。该闸阀30在通过真空排气装置100开始开放为大气压的LC20的排气时打开，在将真 空排气后的LC20开放为大气压时关闭。在真空排气装置100中，主泵1和辅助泵2通过连接主泵1的排气口与辅助泵2的 吸气口的配管(泵间配管)50串联连接。辅助泵2的排气口连接于配管(排气配管)60。这样在真空排气装置100中，主泵1和辅助泵2串联连接。另外，经由闸阀30直接连接于LC20的排气口的第一级的泵为主泵，配置在该主泵的排气口侧的第二级的泵为 辅助泵。这里，主泵1为机械增压泵(以下称为MBP)。另外，辅助泵2为干泵(以下称为 DRP) 0此外，主泵1并不限于由一个(一级)MBP构成，也可以由被称为多重增压泵的两级 MBP构成，还可以由多级MBP等构成。MBPl在构成现有的真空排气装置的MBP中不改变泵部而是增大其发动机的输出。 现有装置的MBP的上述发动机的最大功率(单位W)对最大排气速度(单位m3/h)的比率 不满5ff/(m3/h)(例如，10000 (W)/3600 (m3/h) = 2. 77)，但本实施方式所涉及的MBPl中，上 述比率为5W/(m7h)以上(例如，30000 (W)/3600 (m3/h) =8.33)。此夕卜，MBP的排气速度在 中度真空区域中(例如吸入压力为13 时)最大。另外，在该真空排气装置100中设置有从泵间配管50分支且终端连接于DRP2的 排气配管60的配管(分支配管)70。在该配管70的中途设置有逆止阀3。当泵间配管50内的压力高于排气配管60内的压力时，逆止阀3将泵间配管50内 的气体释放到排气配管60，并防止排气配管60内的气体倒流到泵间配管50。优选该逆止 阀3具有即使在大气压下运转MBPl也不会产生压力损失的充分的容量。例如，优选在大气 压下运转MBPl时，逆止阀3在大气压下的气体流量的压力损失为IOOOOPa以下。根据本实施方式所涉及的真空排气装置，通过采用具有大输出发动机的MBPljg 够主要改善低真空区域中的排气性能。由于原本在大气压附近无需利用MBP进行压缩，因 此MBP单体的排气速度大于DRP单体的排气速度。但是，在串联连接MBP与DRP的结构中， 由于在大气压附近和低真空区域中MBP的排气压相比吸入压变为高压，因此MBP的排气速 度被DRP的排气速度制约，MBP的转数下降。通过将MBPl的发动机设为大输出发动机，主 要能够抑制在低真空区域中的转数的下降，能够改善排气速度。进而，在本实施方式所涉及的真空排气装置中，由于设置有逆止阀3和分支配管 70，因此能够改善大气压附近的排气特性。通过配置压力损失小的逆止阀3，在低真空区域 和大气压附近，当MBPl的排气压力(泵间配管50内的压力)上升时，能够将泵间配管50 内的气体释放到排气配管60，从而抑制MBPl的排气压力。据此，能够有效利用MBPl作为鼓 风机，其结果是不会被DRP2的排气性能制约。逆止阀3中的压力损失越少其效果越大。这样在本实施方式所涉及的真空排气装置中，通过采用具有大输出发动机的MBPl 并设置逆止阀3和分支配管70，从而能够改善低真空区域和大气压附近的排气速度，其结 果是能够缩短LC20的排气时间。进而，通过设置逆止阀3和分支配管70，当为了开始大气压的LC20的真空排气而 打开闸阀30时，由于来自于LC20的压力冲击波经由逆止阀3被释放，因此能够缓和MBPl 受到的冲击。据此，MBPl难以受到强度设计的制约，进而能够提高MBPl的耐久性。图2是说明比较例1所涉及的真空排气装置的结构的示意图，对与图1相同的结 构标注相同的符号。在该比较例1所涉及的真空排气装置101中MBPll与DRP2串联配置。 MBPll具有与实施方式1所涉及的MBPl同样的泵部以及相比MBPl低输出的发动机。也就 是，MBPll的发动机的最大功率(单位W)对最大排气速度的比率不满5W/(m3/h)。图3是说明比较例2所涉及的真空排气装置的结构的示意图，对与图1相同的结 构标注相同的符号。在该比较例2所涉及的真空排气装置102中MBPl与DRP2串联配置。也 就是，比较例2所涉及的真空排气装置102为在实施方式1所涉及的真空排气装置100 (参考图1)中不设置逆止阀3和分支配管70的结构，并且在比较例1所涉及的真空排气装置 101(参考图2)中将MBPll变更为MBPl。图4A和4B是说明本发明的实施方式1和比较例1、2所涉及的真空排气装置的排 气特性的图。具体而言，图4A为DRP2单体以及实施方式1和比较例1、2所涉及的真空排 气装置的排气速度特性(排气性能)，图4B为实施方式1和比较例1、2中的LC20的压力 特性(LC20的压力推移)。在这些图4A和4B中，A为大气压Al和大气压附近的减压区域 (大气压附近区域)、B为低真空区域、C为高真空区域。另外，al表示DRP2单体中的特性、 bl和Μ表示比较例1所涉及的真空排气装置101的特性、cl和c2表示比较例2所涉及的 真空排气装置102的特性、而且dl和d2表示实施方式1所涉及的真空排气装置100的特 性。例如，区域A为从1013001^(大气压Al)到30000Pa的范围、低真空区域B为从 30000Pa到13301 的范围、中度真空区域C为13301 以下的范围。如图4A的特性曲线al所示，DRP2单体的排气速度在大气压附近区域A和低真空 区域B中大致是一定的，进而进入中度真空区域C也保持一定，但随着接近目标达到真空度 而缓缓下降。另外，如图4A的特性曲线bl所示，比较例1所涉及的真空排气装置101的排气速 度随着从大气压附近区域A经过低真空区域B进入中度真空区域C而上升。此后，真空排 气装置101的排气速度在中度真空区域C中与低真空区域B的边界与目标达到真空度的中 间附近最大，随着接近目标达到真空度而下降。如图4A的特性曲线c 1所示，通过采用与比较例1的MBP11相比高输出的MBP1，比 较例2在低真空区域B中的排气速度与比较例1的情况(特性曲线bl)相比有所提高。但 是，在大气压附近区域A中，由于MBPl的排气性能被DRP2的排气性能制约，因此虽然比较 例2的排气速度与比较例1相比有所提高，但是并不能说能够充分发挥MBPl的排气能力。 此外，由于泵部相同，在中度真空区域C中的比较例2的排气速度特性与比较例1的情况相 同。与此相对，如图4A的特性曲线dl所示，在实施方式1所涉及的真空排气装置100 中，通过采用与比较例1的MBPl 1相比高输出的MBPl，低真空区域B中的排气速度与上述比 较例1(特性曲线bl)相比有所提高，与比较例2 (特性曲线c2)的情况等同。进一步，在实 施方式1所涉及的真空排气装置100中，由于设置有逆止阀3和分支配管70，因此MBPl的 排气性能不会被DRP2的排气性能制约。所以，本实施方式中的大气压附近区域A中的排气 性能与比较例2的情况(特性曲线cl)相比有所提高。此外，由于MBP相同，实施方式1所涉及的真空排气装置100在低真空区域B和中 度真空区域C中的排气速度特性与比较例2的情况相同。如图4B所示，LC20的压力推移与真空排气装置的排气性能对应。因此，在低真空 区域B和中度真空区域C中，比较例2的特性曲线c2与实施方式1所涉及的真空排气装置 100的特性曲线d2平行。进一步，在中度真空区域C中，比较例1的特性曲线b2、比较例2 的特性曲线c2与实施方式1所涉及的真空排气装置100的特性曲线d2平行。比较例2所涉及的真空排气装置102由于与比较例1所涉及的真空排气装置101 相比，在大气压和大气压附近区域A以及低真空区域B中的排气性能优异，因此达到低真空区域B的时间和达到中度真空区域C的时间分别较短。另外，实施方式1所涉及的真空排 气装置100由于与比较例2所涉及的真空排气装置102相比，在大气压附近区域A中的排 气性能优异，因此达到低真空区域B的时间较短。因此，实施方式1所涉及的真空排气装置100、比较例1所涉及的真空排气装置 101、比较例2所涉及的真空排气装置102之中，实施方式1所涉及的真空排气装置100能 够以最短时间达到中度真空区域C中设定的目标真空度。此外，根据比较例2所涉及的真 空排气装置102，与比较例1所涉及的真空排气装置101相比也能够以更短的时间达到上述
目标真空度。这样在实施方式1所涉及的真空排气装置100中，由于采用与比较例1的MBPll 相比高输出的MBP1，因此在低真空区域B和大气压附近区域A中能够实现与比较例1的情 况相比更高的排气速度。进一步，通过设置逆止阀3和分支配管70，从而在大气压附近区域 A中能够实现与比较例2所涉及的真空排气装置102相比更高的排气速度。因此，在实施方式1所涉及的真空排气装置100中，可以说能够在低真空区域B和 大气压附近区域A中充分发挥MBPl的排气能力。根据以上所述的实施方式1所涉及的真空排气装置100，通过将MBPl的发动机设 为大输出并设置逆止阀3和分支配管70，即使在大气压附近主泵的排气速度也不受辅助泵 的排气速度限制，从而能够提高大气压附近和低真空区域的排气速度。因此，能够将MBPl 和DRP2的结构变更限制在最小限度的同时提高大气压附近区域A和低真空区域B中的排 气性能，其结果是能够以短时间使LC20达到目标真空度。此外，在上述实施方式1中，也可以不将分支配管70终止于DRP2的排气配管60， 而是将该分支配管70设为另外的排气配管。<实施方式2>图5是说明本发明的实施方式2所涉及的真空排气装置的结构的示意图，对与图 1相同的结构标注相同的符号。该实施方式2所涉及的真空排气装置200具备并联配置 两个泵(MBP)21a、21b的主泵21、辅助泵2、以及逆止阀3。也就是，实施方式2所涉及的真 空排气装置200通过并联配置的两个MBP21a、21b构成在上述实施方式1所涉及的真空排 气装置100(参考图1)中由一个MBP构成的主泵1。在该真空排气装置200中，由于并联配置多个泵来构成主泵，因此即使不将构成 该主泵的各个泵的发动机设为高输出，也能够增大主泵整体的容量。也就是，在该实施方式2中，通过并联配置发动机的最大功率(单位W)对最大排 气速度的比率不满5W/(m3/h)但合起来为5W/(m3/h)以上的两个MBP，从而实现高输出的主 泵21。根据以上所述的实施方式2所涉及的真空排气装置200，通过采用多个MBP并联配 置的高输出的主泵21，从而能够与上述实施方式1同样提高大气压附近区域A和低真空区 域B中的排气性能，其结果是能够以短时间使LC20达到目标的真空度。此外，也可以由并联配置的三个以上的泵构成主泵，并联配置多台辅助泵，或者将 主泵与辅助泵分别并联配置多台。另外，也可以在每个构成主泵的泵上设置与LC20之间的 配管和间阀。进而，还可以在每个构成主泵的泵上设置逆止阀和分支配管。产业上的利用可能性
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根据本发明，能够提供一种将主泵和辅助泵的结构变更限制在最小限度，并能够 缩短达到目标真空度的排气时间的真空排气装置。符号说明
1主泵(MBP)
2辅助泵(DRP)
3逆止阀
20腔室(LC)
21主泵
21a,21b MBP
30闸阀
40、50、60、70 配管
100,200真空排气装置
权利要求
1.一种真空排气装置，具备 主泵；与所述主泵串联连接的辅助泵；以及连接所述主泵的排气口与所述辅助泵的吸气口之间的泵间配管， 其特征在于，所述主泵包括机械增压泵，所述主泵的发动机的最大功率对所述主泵的最大排气速度的比率为5W(m3/h)以上，在所述泵间配管上设置有从该泵间配管的中途分支的分支配管，在所述分支配管的中途设置有释放所述泵间配管内的气体并防止该气体倒流的逆止阀。
2.根据权利要求1所述的真空排气装置，其特征在于，所述主泵包括并联配置的多个 所述机械增压泵。
3.根据权利要求1所述的真空排气装置，其特征在于，所述分支配管终止于所述辅助 泵的排气配管。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的真空排气装置，其特征在于，在大气压下运转所 述主泵时，所述逆止阀的气体流量的压力损失为IOOOOPa以下。
全文摘要
一种真空排气装置，具备主泵；与所述主泵串联连接的辅助泵；以及连接所述主泵的排气口与所述辅助泵的吸气口之间的泵间配管，所述主泵包括机械增压泵，所述主泵的发动机的最大功率对所述主泵的最大排气速度的比率为5W(m3/h)以上，在所述泵间配管上设置有从该泵间配管的中途分支的分支配管，在所述分支配管的中途设置有释放所述泵间配管内的气体并防止该气体倒流的逆止阀。
文档编号F04B39/10GK102124225SQ20098013217
公开日2011年7月13日 申请日期2009年9月10日 优先权日2008年9月10日
发明者柴山浩司, 铃木敏生 申请人:株式会社爱发科