DE10159835B4 - Vacuum pumping system - Google Patents

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Abstract

Vakuumpumpsystem, bestehend aus einer Hochvakuumpumpe (1), an deren Saugseite ein Rezipient (2) anschließbar ist und eine nach höherem Druck hin ausstoßende Vorvakuumpumpe (3), welche mit der Gasaustrittsseite der Hochvakuumpumpe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Vorvakuumpumpe (3) und der Hochvakuumpumpe (1) ein System von parallel angeordneten Leitwertbegrenzer (5–8) und jeweils zugehörigem Ventil (15–18) angebracht ist, so dass die Leitwertbegrenzer (5–8) einzeln oder in Kombination mittels der zugehörigen Ventile (15–18) zwischen Vorvakuumpumpe und Hochvakuumpumpe geschaltet werden können.Vacuum pump system, consisting of a high vacuum pump (1), to the suction side of which a recipient (2) can be connected and a backing pump (3) which expels towards a higher pressure and which is connected to the gas outlet side of the high vacuum pump, characterized in that between the backing pump (3 ) and the high vacuum pump (1) a system of conductance limiters (5–8) arranged in parallel and each associated valve (15–18) is attached, so that the conductance limiters (5–8) individually or in combination using the associated valves (15– 18) can be switched between the backing pump and high vacuum pump.

Description

Die Erfindung betrifft ein Vakuumpumpsystem nach dem Oberbegriff des 1. Schutzanspruches.The invention relates to a vacuum pumping system according to the preamble of the first protection claim.

Vakuumpumpsysteme der hier zur Diskussion stehenden Art werden unter anderem eingesetzt bei Anlagen zur Durchführung von Vakuumprozessen, wie chemische Verfahren, oder in der Halbleiterfertigung. Zur Bereitstellung und Aufrechterhaltung von bestimmten Drücken eines Gases oder eines Gasgemisches, unter welchem der jeweilige Prozess abläuft, müssen Einrichtungen vorhanden sein, mit denen definierte und reproduzierbare vakuumtechnische Größen, wie Druck- und Saugvermögen, eingestellt werden können.Vacuum pump systems of the type under discussion are used, inter alia, in systems for carrying out vacuum processes, such as chemical processes, or in semiconductor production. In order to provide and maintain certain pressures of a gas or a gas mixture under which the respective process takes place, facilities must be provided with which defined and reproducible vacuum-related variables, such as pressure and suction capacity, can be set.

In der DE-OS 38 28 608 wird eine Vakuumpumpvorrichtung beschrieben, bei der zur Regelung von vakuumtechnischen Größen der Hochvakuumseite zwischen Hochvakuumpumpe und Vorvakuumpumpe eine drehzahlgeregelte Wälzkolbenpumpe eingesetzt wird. Die US 5,944,049 stellt mehrere Möglichkeiten für eine solche Regelung vor, unter anderem auch geregelte Vakuumpumpen und geregelte Ventile.In the DE-OS 38 28 608 a vacuum pump device is described in which a speed-controlled Roots pump is used to control vacuum-technical variables of the high-vacuum side between the high-vacuum pump and the backing pump. The US 5,944,049 introduces several options for such control, including regulated vacuum pumps and regulated valves.

Solche komplexen Systeme stellen ziemlich aufwändige Lösungen dar. Die mit viel Elektronik bestückten Regeleinrichtungen und deren Ansteuerung sind fehleranfällig und nicht für alle Anwendungsfälle geeignet.Such complex systems represent rather expensive solutions. The control devices equipped with a lot of electronics and their control are error-prone and not suitable for all applications.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Vakuumpumpsystem vorzustellen, welches die Möglichkeit bietet, vakuumtechnische Größen, wie Druck- und Saugvermögen, auf der Hochvakuumseite dem jeweiligen Prozess anzupassen und definiert und reproduzierbar einzustellen. Das System soll einen zuverlässigen und fehlerfreien Betrieb sicherstellen und mit wenig Aufwand und günstigen Herstellkosten zu verwirklichen sein.The object of the invention is to present a vacuum pump system which offers the possibility of adapting vacuum-technical variables, such as pressure and suction capacity, on the high-vacuum side to the respective process and to set it in a defined and reproducible manner. The system should ensure a reliable and error-free operation and be realized with little effort and low production costs.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des 1. Schutzanspruches gelöst. Die Ansprüche 2–4 beschreiben weitere Ausgestaltungsformen der Erfindung.The object is solved by the features of the first protection claim. Claims 2-4 describe further embodiments of the invention.

Die erfindungsgemäße Anordnung stellt ein Leitwertsystem zwischen Vorvakuumpumpe und Hochvakuumpumpe eines Pumpsystems dar, welches die Steuerung von vakuumtechnischen Größen, wie Druck- und Saugvermögen, auf der Hochvakuumseite erlaubt. Zwei verschiedene Ausführungsformen, eine mit mehreren Leitwertbegrenzern und jeweils zugehörigem Ventil und eine mit einem Leitwertbegrenzer und einem zugehörigen getakteten Ventil, sind als vorteilhafte Lösungen für die Aufgabenstellung angeführt.The arrangement according to the invention represents a master value system between the fore-vacuum pump and the high-vacuum pump of a pumping system, which permits the control of vacuum-technical variables, such as pressure and suction capacity, on the high-vacuum side. Two different embodiments, one with several Leitwertbegrenzern and each associated valve and one with a Leitwertbegrenzer and an associated clocked valve are listed as advantageous solutions for the task.

Durch die erste Anordnung können unterschiedliche Leitwerte zwischen Vorvakuumpumpe und Hochvakuumpumpe gestaltet werden. Diese Leitwerte werden durch Zuschaltung einzelner Leitwertbegrenzer mit verschiedenen Leitwerten oder auch durch die Kombination mehrerer Leitwertbegrenzer erreicht. Die Variation der Leitwerte bei der zweiten Ausführungsform erfolgt bei nur einem Leitwertbegrenzer und zugehörigem Ventil durch Öffnen und Schließen dieses Ventils nach vorgegebenen Taktzeiten, so dass im Mittel ein angestrebter Leitwert erreicht wird.The first arrangement makes it possible to design different conductance values between fore-vacuum pump and high-vacuum pump. These master values are achieved by connecting individual conductivity limiters with different conductivity values or by combining several conductivity limiters. The variation of the conductivities in the second embodiment is carried out at only one Leitwertbegrenzer and associated valve by opening and closing this valve after predetermined cycle times, so that on average a target conductance is achieved.

Beide Anordnungen sind optimal dazu geeignet, Druck- und Saugvermögen auf der Hochvakuumseite durch gezielte Variationen der Leitwerte auf der Vorvakuumseite zu beeinflussen. Dies geschieht unter Berücksichtung der Pumpeigenschaften der Hochvakuumpumpe und des jeweiligen Prozesses bzw. Prozessschrittes im Rezipienten. So kann auf Veränderungen im Prozessablauf schnell reagiert werden und vorgegebene Zustände können durch Variation der vorvakuumseitigen Leitwerte schnell realisiert werden. Das Zu- und Abschalten von Leitwerten bzw. die Wahl der Taktzeiten bei der zweiten Lösung können z. B. zeit- oder drehzahlgesteuert erfolgen. Das System besteht aus einfachen und betriebssicheren Bauteilen und kann gegenüber herkömmlichen Systemen mit geringeren Herstellungskosten verwirklicht werden. Daher ist es auch wenig fehleranfällig und gestattet einen zuverlässigen Betrieb.Both arrangements are optimally suitable for influencing the pressure and pumping capacity on the high-vacuum side by specific variations of the conductance values on the fore-vacuum side. This is done taking into account the pumping properties of the high vacuum pump and the respective process or process step in the recipient. Thus, it is possible to react quickly to changes in the process flow and given states can be realized quickly by varying the pre-vacuum-side conductances. The switching on and off of conductances or the choice of cycle times in the second solution can, for. B. time or speed controlled. The system consists of simple and reliable components and can be realized compared to conventional systems with lower production costs. Therefore, it is also less error prone and allows reliable operation.

Anhand der 1 und 2 wird die Erfindung näher erläutert.Based on 1 and 2 the invention will be explained in more detail.

1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung. 1 shows a schematic representation of the arrangement according to the invention.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 2 shows a schematic representation of another embodiment of the invention.

In 1 ist eine Hochvakuumpumpe mit 1 und eine nach höherem Druck ausstoßende Vorvakuumpumpe mit 3 bezeichnet. Am Ansaugflansch der Hochvakuumpumpe ist ein dort anschließbarer Rezipient 2 angedeutet. Zwischen der Vorvakuumpumpe und der Hochvakuumpumpe ist ein Ventil 4 angebracht. Dazu parallel sind Leitwertbegrenzer 5–8, welche im vorliegenden Beispiel als Blenden ausgestaltet sind, und jeweils zugehörigem Ventil 15–18 installiert. Die Blenden weisen entweder alle oder auch nur teilweise unterschiedliche Leitwerte auf. Bei geschlossenen Ventilen 5–8 und geöffnetem Ventil 4 wird das Pumpsystem in herkömmlicher Weise betrieben. Bei geschlossenem Ventil 4 können die Ventile 15–18 einzeln oder auch in Gruppen so geöffnet werden, dass unterschiedlich definierte Leitwerte zwischen Vorvakuumpumpe und Hochvakuumpumpe geschaltet werden. Prinzipiell kann dies auch bei geöffnetem Ventil 4 geschehen, wenn unterschiedliche Leitwerte über den Leitwert des Ventils 4 hinaus erforderlich werden. im vorliegenden Beispiel wurden vier Blenden 5–8 mit jeweils zugehörigem Ventil 15–18 dargestellt. Diese Anzahl kann jedoch beliebig variiert werden.In 1 is a high vacuum pump with 1 and a higher pressure expelling forevacuum pump 3 designated. At the intake flange of the high vacuum pump is a recipient there connectable 2 indicated. Between the backing pump and the high vacuum pump is a valve 4 appropriate. Parallel thereto are conductivity limiters 5 - 8th , which are configured in the present example as diaphragms, and respective associated valve 15 - 18 Installed. The diaphragms have either all or only partially different conductance. With closed valves 5 - 8th and open valve 4 the pumping system is operated in a conventional manner. When the valve is closed 4 can the valves 15 - 18 individually or in groups are opened so that different defined conductances between the backing pump and high vacuum pump are switched. In principle, this can also be done with the valve open 4 happen if different conductances over the conductance of the valve 4 Be required. in the present example, four apertures 5 - 8th each with associated valve 15 - 18 shown. However, this number can be varied as desired.

2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Anstelle mehrerer paralleler Blenden und Ventile ist hier eine Blende 9 mit zugehörigem Ventil 19 dargestellt. Unterschiedliche Leitwerte werden dadurch erzeugt, dass das Ventil 19 über eine Steuereinheit 22 in Abständen geöffnet und geschlossen wird. Durch einen solchen Taktbetrieb kann der Leitwert der Anordnung gezielt eingestellt werden. 2 shows a further embodiment of the invention. Instead of several parallel diaphragms and valves here is a panel 9 with associated valve 19 shown. Different conductance values are generated by the fact that the valve 19 via a control unit 22 opened and closed at intervals. By such a clock operation, the conductance of the arrangement can be adjusted specifically.

Claims (4)

Vakuumpumpsystem, bestehend aus einer Hochvakuumpumpe (1), an deren Saugseite ein Rezipient (2) anschließbar ist und eine nach höherem Druck hin ausstoßende Vorvakuumpumpe (3), welche mit der Gasaustrittsseite der Hochvakuumpumpe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Vorvakuumpumpe (3) und der Hochvakuumpumpe (1) ein System von parallel angeordneten Leitwertbegrenzer (5–8) und jeweils zugehörigem Ventil (15–18) angebracht ist, so dass die Leitwertbegrenzer (5–8) einzeln oder in Kombination mittels der zugehörigen Ventile (15–18) zwischen Vorvakuumpumpe und Hochvakuumpumpe geschaltet werden können.Vacuum pump system consisting of a high vacuum pump ( 1 ), on whose suction side a recipient ( 2 ) is connectable and after a higher pressure out expelled fore-vacuum pump ( 3 ), which is connected to the gas outlet side of the high vacuum pump, characterized in that between the backing pump ( 3 ) and the high vacuum pump ( 1 ) a system of parallel Leitwertbegrenzer ( 5 - 8th ) and associated valve ( 15 - 18 ), so that the conductivity limiters ( 5 - 8th ) individually or in combination by means of the associated valves ( 15 - 18 ) can be switched between the backing pump and the high vacuum pump. Vakuumpumpsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitwertbegrenzer zum Teil oder alle unterschiedliche Leitwerte aufweisen.Vacuum pump system according to claim 1, characterized in that the Leitwertbegrenzer have some or all different conductance. Vakuumpumpsystem, bestehend aus einer Hochvakuumpumpe (1), an deren Saugseite ein Rezipient (2) anschließbar ist und eine nach höherem Druck hin ausstoßende Vorvakuumpumpe (3), welche mit der Gasausstoßseite der Hochvakuumpumpe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Vorvakuumpumpe (3) und der Hochvakuumpumpe (1) ein Leitwertbegrenzer (9) mit zugehörigem Ventil (19) angebracht ist und weiterhin eine Steuereinheit (22) vorhanden ist, welche das Ventil (19) in Abständen öffnet und schließt.Vacuum pump system consisting of a high vacuum pump ( 1 ), on whose suction side a recipient ( 2 ) is connectable and after a higher pressure out expelled fore-vacuum pump ( 3 ), which is connected to the gas discharge side of the high vacuum pump, characterized in that between the backing pump ( 3 ) and the high vacuum pump ( 1 ) a conductivity limiter ( 9 ) with associated valve ( 19 ) and a control unit ( 22 ) is present, which the valve ( 19 ) opens and closes at intervals. Vakuumpumpsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu den Leitwertbegrenzern (5–9) und jeweils zugehörigem Ventil (15–19) zwischen der Vorvakuumpumpe (3) und der Hochvakuumpumpe (1) zusätzlich ein Ventil (4) angebracht ist.Vacuum pump system according to one of the preceding claims, characterized in that parallel to the Leitwertbegrenzern ( 5 - 9 ) and associated valve ( 15 - 19 ) between the backing pump ( 3 ) and the high vacuum pump ( 1 ) additionally a valve ( 4 ) is attached.
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