DE19929519A1 - Verfahren zum Betrieb einer Mehrkammer-Vakuumanlage - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zur Evakuierung einer Mehrkammer-Vakuumanlage zeichnet sich dadurch aus, daß eine gegen Atmosphäre ausstoßende Vakuumpumpe (4) gleichzeitig als Vorpumpe für eine Hochvakuumpumpe (3) und zum Evakuieren einer zweiten Vakuumkammer (2) dient. Durch abwechselndes Öffnen und Schließen von Ventilen (5) und (6) kann das Verfahren so durchgeführt werden, daß der auf der Hochvakuumseite ablaufende Prozeß nicht beeinträchtigt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Mehrkammer-Vakuumanlage nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.

Ein großer Teil aller chemischen und physikalischen Prozesse sowohl in Forschung und Entwicklung als auch in der Fertigungstechnik können nur in Vakuum oder in einer speziellen atmosphärischen Umgebung durchgeführt werden. Durch die große Zahl unterschiedlicher atmosphärischer Bedingungen, wie zum Beispiel Druck und Gaszusammensetzung, werden jeweils spezielle Anforderungen an die Eigenschaf­ ten der Vakuumpumpen gestellt. Vielfach können auch innerhalb einer Prozeßanlage die Erfordernisse an das Vakuumsystem differieren. So können beispielsweise die Verhältnisse derart sein, daß in einer Vakuumkammer ein Prozeß abläuft, der ein ölfreies Hochvakuum verlangt und in einer anderen Vakuumkammer geringere An­ forderungen gestellt werden, so daß die Bereitstellung von Grobvakuum ausreicht.

Seither wurden in solchen Fällen zum Beispiel für den Hochvakuumbetrieb eine Tur­ bomolekularpumpe, welche mit einer gegen Atmosphäre ausstoßenden Vakuum­ pumpe betrieben wird, und für das Grobvakuum eine zweite gegen Atmosphäre aus­ stoßende Vakuumpumpe verwendet.

Zwei getrennt voneinander arbeitende, gegen Atmosphäre ausstoßende Pumpen waren notwendig, da die von ihnen erzeugten Vakua unterschiedlichen Zwecken dienen und so keine Verbindung zueinander haben dürfen. Dazu kommt, daß der effektive Betrieb der Turbomolekularpumpe nur aufrecht erhalten werden konnte, solange die zugehörige Vorpumpe ununterbrochen mit ihr verbunden ist und das nö­ tige Vorvakuum erzeugt.

Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, den Aufwand für eine solche Mehrkammer- Vakuumanlage zu verringern, um Herstellungskosten, Betriebskosten und Raumbe­ darf zu reduzieren.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des 1. Patentanspruches gelöst. Die Ansprüche 2 bis 4 stellen weitere Ausgestaltungsformen der Erfindung dar.

Seit einiger Zeit sind Turbomolekularpumpen auf dem Markt, welche durch zusätzli­ che Pumpstufen, zum Beispiel Molekularpumpstufen nach der Bauart von Holweck, auf der Vorvakuumseite gegen höheren Vorvakuumdruck ausstoßen können. Wenn eine solche Pumpe für einige Zeit von der Vorpumpe abgetrennt wird, erzeugt sie dennoch soviel Druckverhältnis und Saugvermögen, daß der auf der Hochvakuum­ seite ablaufende Prozeß nicht gestört wird. Dadurch wird die Möglichkeit eröffnet, die gegen Atmosphäre ausstoßende Vakuumpumpe, welche das Vorvakuum für die Turbomolekularpumpe erzeugt, in Abständen zur Evakuierung einer weiteren Vaku­ umkammer zu verwenden.

Wenn diese Pumpe erfindungsgemäß über Ventile abwechselnd mit der Turbomole­ kularpumpe und der zweiten Vakuumkammer verbunden wird und die beiden auszu­ pumpenden Räume durch entsprechendes Öffnen und Schließen der Ventile ständig voneinander getrennt sind, kann so eine zweite Vakuumpumpe eingespart werden. Dies reduziert die Anschaffungskosten und die Betriebskosten einer Vakuumanlage und mindert den Platzbedarf.

Zur Erzeugung des Hochvakuums können Pumpen verwendet werden, welche eine hohe Vorvakuumbeständigkeit haben, so daß eine zwischenzeitliche Abtrennung der Vorpumpe keinen Einfluß auf die Hochvakuumseite hat. Hier haben sich Turbomole­ kularpumpen mit zusätzlichen Molekularpumpstufen auf der dem Vorvakuum zuge­ wandten Seite hervorragend bewährt.

Die Erfindung kann besonders effektiv dort eingesetzt werden, wo eine zweite Vaku­ umkammer als Schleusenkammer zum Be- und Entladen der ersten Vakuumkammer ausgebildet ist.

Anhand der einzigen Abbildung soll die Erfindung näher erläutert werden:
In der Abbildung ist mit 1 eine erste Vakuumkammer bezeichnet, welche mit einer Hochvakuumpumpe 3 verbunden ist. Deren Vorvakuum wird durch eine über ein Ventil 5 gegen Atmosphäre ausstoßende Vakuumpumpe 4 erzeugt. Eine zweite Va­ kuumkammer 2 ist über ein Ventil 6 mit der gegen Atmosphäre ausstoßenden Pum­ pe 4 verbunden. Die zweite Vakuumkammer 2 kann zum Beispiel für den Fall, daß sie als Schleusenkammer verwendet wird, über ein Ventil 7 mit der ersten Vakuum­ kammer verbunden werden.

Die gegen Atmosphäre ausstoßende Pumpe 4 kann sowohl zur Erzeugung des Vor­ vakuums für die Hochvakuumpumpe 3 als auch zur Erzeugung eines Vakuums in der zweiten Vakuumkammer 2 verwendet werden. Das Verfahren zur Evakuierung kann in folgenden Schritten ablaufen:
Zunächst wird bei geöffnetem ersten Ventil 5 die erste Vakuumkammer 1 über die Hochvakuumpumpe 3 und die Vakuumpumpe 4 evakuiert, wobei die zweite Vaku­ umkammer 2 durch ein zweites Ventil 6 von der Vakuumpumpe 4 und von der Hoch­ vakuumpumpe 3 getrennt ist. Dann wird das erste Ventil 5 geschlossen und an­ schließend das zweite Ventil 6 geöffnet und somit die zweite Vakuumkammer 2 durch die Vakuumpumpe 4 evakuiert. Danach wird das Ventil 6 wieder geschlossen und anschließend das Ventil 5 zur weiteren Evakuierung der Vakuumkammer 1 über die Hochvakuumpumpe 3 geöffnet.

Im Rahmen der Erfindung kann natürlich der Auspumpzyklus auch damit begonnen werden, daß zuerst bei geschlossenem ersten Ventil 5 und geöffnetem zweiten Ventil 6 die zweite Vakuumkammer 2 evakuiert wird, oder daß anfänglich beide Vakuum­ kammern gleichzeitig ausgepumpt werden.

Claims (4)

1. Verfahren zum Betrieb einer Mehrkammer-Vakuumanlage, bestehend aus einer ersten Vakuumkammer (1), welche mit einer Hochvakuumpumpe (3) verbunden ist, deren Vorvakuum durch eine über ein erstes Ventil (5) angeschlossene, ge­ gen Atmosphäre ausstoßende Vakuumpumpe (4) erzeugt wird, und mindestens einer zweiten Vakuumkammer (2), dadurch gekennzeichnet, daß die gegen At­ mosphäre ausstoßende Vakuumpumpe (4) sowohl zur Erzeugung des Vorvaku­ ums für die Hochvakuumpumpe (3) als auch zur Erzeugung des Vakuums in der zweiten Vakuumkammer (2) dient, derart, daß während des vollen Betriebs der Hochvakuumpumpe (3) das erste Ventil (5) geschlossen und das zweite Ventil (6) zum Evakuieren der zweiten Vakuumkammer (2) geöffnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Evakuieren der zweiten Vakuumkammer (2) das zweite Ventil (6) geschlossen und das erste Ventil (5) zur weiteren Evakuierung der Vakuumkammer (1) über die Hochvaku­ umpumpe (3) wieder geöffnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochvaku­ umpumpe (3) als Turbomolekularpumpe ausgebildet ist.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vakuumkammer (2) als Schleusenkammer zum Be- und Entladen der ersten Vakuumkammer (1) dient.