[发明专利]具有两个螺旋形转子的真空泵

说明书

技术领域

本发明涉及能够在设备内产生和保持适当真空的泵抽装置。

背景技术

在设备内产生和保持真空在工业半导体制造过程中是常见的，因为一些制造步骤必须在真空中执行。

在这些制造步骤中，设备连接到泵抽装置，该泵抽装置降低设备的内部压力直至达到适当的真空。

在实际中，公知的泵抽装置大致包括至少一个主泵和至少一个辅助泵，至少一个主泵放置在真空管线的排出口处，至少一个辅助泵串联地连接在主泵和设备之间的泵抽气体的流动路径中。

第一公知泵抽装置用于需要将设备内的压力降到从大约10^-2毫巴至大约10毫巴的压力间隔内的情况。在该情况中，辅助泵通常使用罗茨泵(ROOTS pump)。该罗茨泵连接到主泵的吸入口。这种方案通常用于快速泵抽大容积设备或高加工流。

传统的罗茨泵具有两个平行的转子，两个平行的转子具有限定联锁叶片的豌豆形横向截面。吸入孔和排出孔是径向的，并且垂直于转子的旋转轴线。

然而，如此构造的泵抽装置庞大和笨重，并且是振动和噪声的主要发生器。为了限制这些缺陷，利用长度能够容易地达到几米的导管，工厂移动泵抽单元远离设备。为了保持期望的泵抽性能，这些导管必须是高传导性的。因此，它们是宽的、庞大的，并且它们的内部容积增加到设备的容积上：结果泵抽系统响应差，因为为了实现设备内的内部气压必须泵抽大容积。此外，有时必须使真空管线内的气体保持高温(利用气体的特定化学过程要保持在高达150℃高温的挥发形态)。因此，这些泵抽单元需要昂贵的加热装置，用于将这些大管子保持在高温。

这些缺陷导致难以在洁净室内使用这些公知的泵抽装置。清洁室内的空间非常宝贵，损失如此多的、被庞大装置和导管占据的空间确实是个问题。

人们试图在真空管线的吸入口上，即直接在被泵抽的设备的出口处，放置尺寸较小的例如罗茨泵的辅助泵或小型化的传统螺杆泵。这种构造使得能够减小连接主泵和辅助泵的导管的尺寸。这也相当地减低加热管子的成本。然而，径向入口和出口罗茨泵总产生振动和噪声。此外，放置在被泵抽的设备的出口处，通过把颗粒和粉末送到设备中，它们产生“逆流”污染。

此外，罗茨泵常用于转子的轴线是水平的情形，这种罗茨泵具有非常大的基底面的缺点。

对于压力需要小于10^-2毫巴的应用情况，可以使用分子或涡轮分子辅助泵。然而，这种类型的泵不能用于需要加热泵抽装置内的气体的情况和/或较高压力的情况。

工厂一直希望减小它们制造室内的设备的体积和成本，特别是在半导体工业中，清洁室内的空间非常珍贵。化工厂也是一样，并且需要泵抽装置在泵抽流量方面一直更有效。这些新的体积和流量标准使得必须发现新的、体积更小且更低廉的泵抽装置，这些泵抽装置是清洁的并且具有高的泵抽流量。

发明内容

本发明提出的问题是设计具有高泵抽流量的真空泵，该真空泵可用作辅助泵、体积足够小、噪声输出足够低且足够无污染，从而该真空泵可紧靠设备放置，而不干扰设备的工作。

本发明的真空泵还必须能够泵抽粉末以及设备内产生的其它颗粒。

根据另一方面，本发明提出一种响应性更好的泵抽系统，用于有效地产生和保持设备内的真空。

为了实现这些目标以及其它目标，本发明提出一种真空泵，包括：

外壳，所述外壳限定两个平行的圆柱形腔，所述两个平行的圆柱形腔横向地重叠，所述两个平行的圆柱形腔由圆柱形外周面和端部横向面限定，并具有限定纵向方向的相应的轴线，并且所述端部横向面限定横向方向；

入口通道和出口通道，所述入口通道和出口通道在两个相应的位置处横穿所述外壳，这些位置大致相对，

两个转子，每个转子设置成能够在相应的圆柱形腔内旋转，所述转子具有联锁的互补叶片转子体和转子轴，每个转子的每个叶片具有径向跨度表面，所述径向跨度表面以密封的方式与相应的圆柱形腔的圆柱形外周面协作，所述转子体具有第一和第二横跨表面，第一和第二横跨表面中的每个以密封的方式与相应的腔端部横向面协作，

每个转子体具有围绕纵向轴线的螺旋形扭曲部，所述螺旋形扭曲部在所述第一横跨表面和第二横跨表面之间，

所述入口通道使用入口孔与所述外壳的内部连通，所述入口孔设置在第一端部横向面中，

所述出口通道使用出口孔与所述外壳的内部连通，所述出口孔基本上设置在第二端部横向面中，