TWM278782U - Pumping apparatus - Google Patents

Description

M278782 八、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係闕於泵裝置。 【先前技術】 真空泵係吾人所熟知在其真空腔室中為無油者，因此其 在諸如半導體製造產業令所發現之該等潔淨環境中係有用 的。在此一環境下，如果在該真空腔室中存在潤滑材料， 則此材料可能回游進入該半導體作業腔室内，且如此可導 :製造中之產品的污染。此”乾式”真空栗通常係為多級排 量泵’其在該泵之每一級的真空腔室中使用若干相互嚙合 之轉，。該等轉子在每一腔室中可具有相同類型之輪廊: 或者該輪廓可從腔室到腔室逐一變化。 在一 Roots、螺旋式或Northey(”爪式”）類型器件中，每一 腔室典型地由該果之兩個分開加工之定子部件所界定，’使 該泵之若干轉子部件被定位於該等定子部件間所界定之腔 中。為了防止被泵送之作業氣體從該腔茂漏以及防止任何 周圍環境氣體進入該腔’有必要在該等定子部件之間提供 一密封。通常係以提供-⑽環密封來執行此_密封功能: =寻㈣典型地係由諸如威騰（VIT⑽)之氟化彈性材 構成。 乾式真空系經常被運用在各種應用場合，此等場合需要 其泵送大量腐蝕性流體，特別是函化氣體與溶劑。此二 料侵蝕0形環密封，結果係此等^ ^ ^ ^ ^ ^ 此文成過度塑性或非 书跪弱’這可嚴重地影響在該等定子部件之間所提供之密 97764.doc M278782 封的完整性。 對該密封侵蝕之強度決定於許多變數，其包括例如被系 运流體之性質、構成該〇形環密封之材料、及該泵之溫度。 有鑑於此’實很難預估替換該等密封之時間間隔以便保持 泵之完整性。很少對此等密封進行外部檢查。 當從半導體作業設備泵送諸如氟之活性氣體時，此等問 題尤其嚴重，其中氣體之組成因該半導體作業設備中之反 應而變化。此處，甚至是與通向該作業腔室之氣流有關的 精確知識亦不足以預測進入該泵之活性氣體的量或性質並 因此而得預估其有效密封壽命。推薦之維護通常包括經常 之密封洩漏檢查，但是此代價係昂貴的、不便於進行，因 此有時被忽略。 原則上，可使用其他類型之轉換器來嘗試測定該等密封 之完整剝蝕程度且因此測定該等密封之狀態。例如，可運 用分光鏡或化學技術來測定氣體組成。然而，此技術將需 要複雜之校準程式且實施起來代價昂貴。 而 【創作内容】 在至少其較佳實施例中， 題。 本創作尋求解決此等及其他問 本創作提供泵裝置，其 工作容積之密封腔室；一 j 該導管包含一流動阻抗，； 流動速率；以及用於確定一 其包含：-泵工作容積；一環繞該 【實施方式】 一用於供應流體至該腔室之導管， ，其用於限制到達該腔室之流體的 •一橫跨該流動阻抗之壓差的構件。 97764.doc M278782 現在將僅藉由實例並配合參考附圖以說明本創作之較佳 特徵如下文。 圖1係從一乾式泵之一排出級來圖解表示一定子部件工之 表面3。一第二定子部件（未顯示）之一表面與該定子部件1 之相應表面3相接觸，且一腔2在該等相鄰之定子部件之間 形成。當該泵被組合時，該腔2便形成以容納該泵之轉子部 件（未顯示），且通常被稱為一泵之工作容積。一乾式泵典型 地包含數個此型式之腔，每一腔2係經由—通孔4而與= 鄰腔相通。 在該腔2之外圍周邊提供 弟

磙岔封5。此〇形環密 封5較佳地由一諸如威騰（VIT〇N)之氟化彈性材料形成，I 在相鄰之定子部件之間提供_流體緊密封，藉此使得當使 用該泵時可防止經由該腔2而被料之作業氣體或清:氣 體從該腔2處洩漏，以及防止周圍環境之氣體進入該胪2。 ::而，如先前在上面所討論的，此等氣體可能為特別：有 侵蝕性且可能易於導致該泵之許多部分損壞。通常，在此 情況之下’該Ο形環密封5將為第一個失效之部件。考慮到 這些’在該第-〇形環密封5與該腔2之外圍間提供一類好

二第-〇形環密封5之第二〇形環密封6。該等〇形環密封L 猎由一形成於槽8、8a之間之淺槽道或槽7而被分隔開，該 曰、8a在圖2中顯示係用於在該等相鄰定子部件 位該等〇形環密封5、6。該槽道7允許少量流體（例如…者 如鼠之氣體）被捕獲於該兩個相鄰定子部件與該等〇形環穷 封5、6之間’該兩個相鄰之定子部件與該等⑽環密封^ 6 97764.doc M278782 共同界定該氣體之一密封腔室。該氣體從一氣體貯槽（如圖 3中表示之16)經由一導管9並通過通孔7a而進入該槽道7。 如圖3所示’該導管9包含一流動阻抗丨〇以及一單向闕 11。兩個壓力轉換器12、13被設置以便可與該流動阻抗1〇 之各別端部形成流體連通。 該流動阻抗10可由略微多孔之燒結材料所構成，其可抑 制氣體之流動以便使得該流動阻抗1〇在被放置於導管9中 時頗像似一水壩，使得僅有小量之氣體可自其經過。或者， 可藉由一精細計量閥，或是藉由設置一穿過固體材料之精 細毛細管孔而提供該流動阻抗丨〇。 該單向閥11可防止萬一當該泵中壓力升至超過氣體供應 壓力呀導致该供應貯槽之污染。再者，倘若氣體供應將暫 打中斷或因其他原因而受影響時，該閥丨丨將可用以最小化 位於該閥11下游處之該導管9中的壓力波動。 該等壓力轉換器12、13分別測量該流動阻抗1〇每一側上 之該導管9中的壓ΛΡ2#Ρ1，並將表示已測得麼力之信號傳 遞至一控制器14。 藉由氣體模組15可控制供至該導管9之氣體供應。在此配 置中，該氣體模組15係為-活動歧管，其可調節從該貯槽 供至該導管9中之氣體供應。該氣體模組丨 -信號至該控制器14,以便指示正供入該導管 -或多種特性，諸如流動速率及壓力。此一氣體模組可被 用以將氣體分配至該泵中之不同位置處，例如氣體將被用 作為一清洗氣體以供從該泵處沖洗雜質之位置。 97764.doc M278782 吏用和·加壓之氣體（通常為大約6 psi)將沿該導管9流過 。亥抓動阻抗1 〇並進入該槽道7，直到在該流動阻抗⑺下游處 之氣體與該流動阻抗10上游處之氣體間達到一壓力平衡時 為止。由於在該流動阻抗1G下游處之該槽道7中存在經加麼 =體’故在使㈣泵期間橫過該第二〇形環密封6將承受 -顯著之壓差，此乃因為當該泵處於正常穩定狀態操作條 件下之時’該腔2(該泵之工作容積）中之被泵送的氣體將低 於大氣壓力（通常為8〇〇 mbar)之故。在此狀態下，當該第二 形％在封6疋新的且無缺陷時，從該等壓力轉換器a、13 所輸出之信號將為大約相等且無波動。然而，如果該第二〇 形環密封6因被泵送之氣體而遭充分損壞以致該第二〇形環 在封6之完整性受到破壞之情況發生，則由於在該槽道7中 ，在一相對較高壓力之氣體且在該腔2中存在-相對較低 壓力之軋體’所以經加壓之氣體可能開始從該槽道7洩漏進 入》亥脸2而11亥洩漏係試圖平衡這些壓力。由於在該導管9 中存在》亥抓動阻^ ，藉由該壓力轉換器工2測量之壓力Μ 將開始下P奢如圖4中所不，同時藉由該壓力轉換器1 3測量 之堡力pi將保持處於該供應麼力。因此，該轉力mm 之差異將為氣體洩漏進入該腔2内之指示，且因此亦為該第 一 0形％在封6失效之指示。這可使得從該等壓力轉換器 12、13接收信號輸出之控制器，輸出一警報，例如經由一 顯示器，其將在如果該壓差超出—預定值用以指示該第二〇 形環密封6之失效。 因此乂上所述之裝置可提供位於一栗中之臨界密封狀 97764.doc M278782 態之-可靠指示。此—指示可在無須侵人干擾下延長維修 間隔及降低操作成本。由於此等臨界部件之磨損的預測可 被改進，因此降低了潛在危險洩漏之可能性。 總而言之，-導管將—氣流供應至_環繞著—泵之該工 作容積周圍之密封腔室。該導管包含—流動阻抗，其用於 限制到達該密封腔室之氣體的流動速率。從該流動阻抗之 每-側上所設置之壓力轉換器處所輸出之信號被用來偵測 從該密封之腔室進入該泵之工作容積内之氣體㈣漏，、藉 而指示該環繞工作容積之密封的狀態。 【圖式簡單說明】 圖1係一顯示一密封總成之一定子部件之前視圖； 圖2係圖1之該密封總成之一側視圖，· 圖3圖解展示用於監測該密封總成之完整性之裝置；以及 圖4為一顯示在該密封總成内之一氣體壓力隨時間 之圖表。 【主要元件符號說明】 1 定子部件 2 腔 3 定子之表面 4 通孔 5 第一 0形環密封 6 第二〇形環密封 7 槽道 7a 通孔 97764.doc 槽 槽 導管 流動阻抗 單向閥 壓力轉換器 壓力轉換器 控制器 氣體模組 貯槽 壓力 壓力 -12-

Claims (1)

1. M278782 九、申請專利範圍： 種泵衣置，其包含·一泵工作容積；一環繞該工作容 積之饴封腔室；一用於供應流體至該腔室之導管，該導 & ^ a流動阻抗’其用於限制到達該腔室之流體的流 動速率，以及用於確定一橫跨該流動阻抗之壓差的構件。 2·根據請求項1之泵裝置，其中該阻抗係由該導管内之-限 制所提供。 根據明求項1之泵裝置，其中橫跨該阻抗之流體的流動速 率係可使得在該阻抗《一側上的流體壓力之波動不會迅 速地傳遞到該阻抗之另一側上的流體。 4.=據明求項！之泵裝置，丨中該阻抗係由—多孔燒結材 ;斗 成形於一無孔堵塞件中之毛細管、及一閥所組成 之該群中之一者所提供。 項1之泵裝置’其中用於確定該壓差之構件包含 至少一壓力轉換器。 6.根據ό月求項5之粟梦署 , ^ β、 又，/、中該至少一壓力轉換器包含一 弟一壓力轉換哭—一 、DD 弟二壓力轉換器，該第一壓力轉換 态被配置以輪屮一拉一 曰不位於該阻抗之上游處的該導管 之一流體壓力$ # % θ ^ ’該第二壓力轉換器被配置以輸出 #日不4立；υ日4上 作號。 /几下游處的該導管中之一流體壓力之 根據請求項6之泵妒番 ^ 力轉換哭及^ 其包含-用於接收來自該第-壓 刀W狹裔及該第二壓 力轉換器之信號以及用於產生一警 m之ί工制态，該擎勤 ° s %係根據藉由該等信號所指示之流體 97764.doc M278782 壓力的差異而產生。 其中當橫跨該阻抗之壓差超出一 八中w亥‘管被連接至一用於供應 8 ·根據請求項7之泵裝置 預定值時產生該警報。 9·根據請求項1之泵裝置， 流體至該導管之貯槽。 1 〇·根據請求項9之泵裝置，盆中兮『她a . 〃 f 〇亥貝丁槽被配置成可供廡—、、主 洗氣體至該泵裝置中之一泵處。 …’月 η·根據請求項！之泵裝置，其中該密封㈣ 密封而被部分地界定。 固〇形環 12.根據請求項丨丨之泵裝置，其中該等〇 材料所構成。 君係由一彈性 97764.doc