DE60034854T2

DE60034854T2 - Vakuumerzeugungssystem

Info

Publication number: DE60034854T2
Application number: DE60034854T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Chigasaki-shi Kawasaki; Hiroshi Zama-shi Sobukawa
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1999-10-04
Filing date: 2000-10-04
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2020-10-05
Also published as: SG97943A1; EP1091019A1; TW477865B; EP1091019B1; DE60034854D1; KR20010050844A; US6382249B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vakuumabsaugsystem, zum Beispiel zur Verwendung in einem Halbleiterherstellungsprozess. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Vakuumabsaugsystem, welches dazu in der Lage ist, ein Gas mit einer relativ großen Flussrate aus einer Vakuumbearbeitungskammer oder Ähnlichem abzusaugen.
Beschreibung des relevanten Hintergrunds:
Konventionell enthält eine Halbleiterherstellungsvorrichtung oder eine Flüssigkristallherstellung im Allgemeinen eine Vakuumkammer zum Durchführen von Ätzen oder CVD Prozessierung oder Ähnlichem, und eine Vakuumpumpe zum Evakuieren eines Prozessgases von der Vakuumkammer und zum Reduzieren des Drucks in der Vakuumkammer auf einen gewünschten Wert. Im Allgemeinen wird eine Wälzkolbenvakuumpumpe, welche einen Enddruck in dem mittleren Vakuumbereich hat, als Vakuumpumpe verwendet. Wenn der höhere Vakuumpegel benötigt wird, wird eine Turbovakuumpumpe wie eine Turbomolekularpumpe als eine Hauptpumpe verwendet, und eine Vakuumpumpe wie eine Wälzkolbenvakuumpumpe, welche einen Enddruck in einem mittleren Vakuumbereich hat, wird als eine Hilfspumpe verwendet. Die Hilfspumpe ist stromabwärts der Hauptpumpe angeordnet und ausgebildet, um die Hauptpumpe zu evakuieren, bis der Staudruck der Hauptpumpe ein erlaubter Wert oder niedriger wird. Die Hauptpumpe und die Hilfspumpe sind miteinander durch ein Rohr bzw. eine Rohrleitung verbunden, und eine notwendige Ventileinrichtung ist in dem Rohr angeordnet. Die Turbovakuumpumpe weist eine Turbomolekularpumpe und eine Molekularzugpumpe auf, welche einen Enddruck in einem Ultrahochvakuumbereich haben und ein Gas nicht direkt zu dem Atmosphärendruck evakuieren können.
Die Hilfspumpe ist normalerweise in der Nähe der Hauptpumpe angeordnet, aber kann von ihr entfernt installiert sein, oder in einem unterschiedlichen Stockwerk. Die Absauggeschwindigkeit (L/min) der Hilfspumpe, nun allgemein ausgewählt, ist derart, dass das Verhältnis der Absauggeschwindigkeit (L/sec) der Hilfspumpe zu der Absauggeschwindigkeit (L/min) der Hilfspumpe ungefähr 0,2 bis 1,0 ist. Die Hilfspumpe ist relativ groß in der Größe und teuer.
Das Rohr als eine Verbindung zwischen der Hauptpumpe und der Hilfspumpe ist normalerweise ein dickes Rohr mit einem Innendurchmesser von ∅ 40 mm oder mehr, wenn die Hilfspumpe entfernt von der Vorrichtungseinheit oder in einem unterschiedlichen Stockwerk angeordnet ist und das Rohr lang ist. Auch wenn die Hilfspumpe in der Nähe der Vorrichtungseinheit angeordnet ist und das Rohr kurz ist, wird ein Rohr mit einem Innendurchmesser von ∅ 25 mm oder mehr verwendet, um die Hauptpumpe und die Hilfspumpe zu verbinden.
Mit einem solchen Vakuumabsaugsystem sind der Durchmesser des Rohrs und die Leistung der Hilfspumpe (insbesondere die Absauggeschwindigkeit) durch die Flussrate von Prozessgas, die Länge des Rohrs, und den zusätzlichen Staudruck der Hauptpumpe bestimmt. Im Allgemeinen bedeutet jedoch der erlaubte Staudruck der Hauptpumpe lediglich, dass unter den Staudruckbedingungen ein kontinuierlicher Lauf möglich ist (spezifizierte Geschwindigkeit kann ohne Auslösen eines Alarms aufrechterhalten werden). Wenn eine Weitbereichsturbomolekularpumpe als eine Hauptpumpe beispielsweise angenommen wird, tritt es tatsächlich auf, dass die Absaugleistung mit einem niedrigen Staudruck nicht aufrechterhalten werden kann, bevor der Staudruck den erlaubten Staudruck erreicht. Eine detaillierte Beschreibung wird später mit Bezug auf 6 gegeben werden.
Wenn eine Pumpe in der tatsächlichen Halbleiterherstellungsvorrichtung oder der Flüssigkristallherstellungsvorrichtung verwendet wird, muss deshalb eine ausreichende Sicherheit für den erlaubten Staudruck der Hauptpumpe gelas sen werden, so dass die volle Absaugleistung durchgeführt werden kann. Konsequenter Weise erhöht sich der Durchmesser des Rohrs.
In einem Absaugsystem unter Verwendung eines Rohrs, welches einen großen Durchmesser hat, verbraucht, wenn das Rohr lang ist, das Rohr selbst einen teuren Platz in dem Reinraum, was die Kosten der Werksausrüstung erhöht. In dem Fall eines konventionellen Rohrs mit großem Durchmesser werden gerade Rohre 4a, 4a einer Länge, welche für Zustände vor Ort angepasst ist, und ein Rohrkrümmer 4b, welcher einen gebogenen Teil B bildet, vorher vorbereitet und geschweißt, wie in 21B gezeigt ist. Dies benötigt Komponenten wie den Rohrkrümmer 4b, wodurch die Beschaffungskosten und Hantierungskosten erhöht werden. Ferner ist eine Vorabinspektion der Werkstatt notwendig, und große Ausgaben waren für Operationen zusätzlich zu der Schweißarbeit selbst involviert. Für ein Rohr mit großem Durchmesser kann ein Biegewerkzeug wie ein Sieger nicht verwendet werden. Auch wenn das Werkzeug verwendbar ist, gibt das resultierende Rohr ein Problem bezüglich der Stärke bzw. Festigkeit auf. Das Gleiche trifft zu, wenn eine flexible Röhre als das Rohr verwendet wird, um in der Werkstatt zusammen gebaut werden.
US 583842 offenbart eine Vakuumabsaugvorrichtung, welche eine Vakuumkammer enthält, an welche eine Grobvakuumpumpe durch ein Rohr angeschlossen ist. Ein zusätzliches Rohr verbindet die Vakuumkammer mit einer Turbomolekularpumpe, welche wiederum durch ein flexibles Rohr mit einer Grobvakuumpumpe verbunden ist.
IBM Tech. Discl. Bull. 34 (10B) (1992), Seite 262, offenbart die „TANDEM USE OF TURBO PUMPS", wie zum Beispiel eine erste Turbomolekularpumpe des Zweirotortyps mit einer Geschwindigkeit von 2200 l/sec. Der Unterstützungsflansch ist mit einer zweiten Weitbereichsturbomolekularpumpe mit einer Geschwindigkeit von 180 l/sec und einer integrierten Spiralkompressorstufe verbunden. Eine solche Anordnung ergibt Wasserstoffkompressionen von 10⁸ mbar und ist geeignet für Gaslasten von bis zu < 3,5 mbar l/sec. Auf der Rückseite der Spiralkompressorstufe sollte ein Grobvakuum von 5 bis 6 mbar vorgesehen werden, welches durch eine Pumpe erhalten wird, welche eine Geschwindigkeit von 0,4 bis 0,6 l/sec hat. Die Grobleitung benötigt nur eine Querschnittsfläche von ungefähr 5 cm² über eine Länge von mehreren Metern.
US 5,495,416A offenbart verschiedene Reibungsvakuumpumpen, welche Pumpenquerschnitte von unterschiedlichen Ausbildungen haben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Vakuumabsaugsystem gemäß Anspruch 1 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in Anspruch 2 offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde durchgeführt, um die vorher stehend genannten Probleme zu lösen. Ein Ziel der Erfindung ist es, ein Vakuumabsaugsystem vorzusehen, welches Kostenreduzierung durch eine Einsparung in dem gesamten Raum, Vereinfachung der Rohrkonstruktionsarbeit, usw. realisieren kann.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Vakuumabsaugsystem, welches Folgendes aufweist: eine Vakuumkammer, Mittel zum Einführen eines Gases in die Vakuumkammer, eine Hauptpumpe zum Absaugen der Vakuumkammer und zum Reduzieren eines Drucks der Vakuumkammer auf einen gewünschten Druck, einer Hilfspumpe, welche stromabwärts der Hauptpumpe angeordnet ist, und ein Rohr zum Verbinden dieser, wobei ein Außendurchmesser des verbindenden Rohrs als eine Verbindung zwischen der Hauptpumpe und der Hilfspumpe ½ Zoll (12,7 mm) oder weniger ist, und eine Länge des Verbindungsrohrs und die Leistungsfähigkeit der Hilfspumpe derart kombiniert sind, dass ein Staudruck der Hauptpumpe 5 Torr oder mehr wird (1 Torr = 133 Pa).
Der Hintergrund für die Etablierung des Konzepts dieser Erfindung wird beschrieben werden. Die Beziehung zwischen dem Druck vor und nach dem Verbindungsrohr, dem Durchmesser des Rohrs, und der Länge des Rohrs wird im Allgemeinen durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt, vorausgesetzt, dass das verbindende Rohr ein gerades Rohr ist.
wobei

Q:: Flussrate (Pa m³/s) von Gas, welches in die Vakuumkammer eingeführt ist
D:: Innendurchmesser (m) des Rohrs
L:: Länge (m) des Rohrs
P₁:: Staudruck (Pa) der Hauptpumpe
P₂:: Druck (Pa) am Einlass der Hilfspumpe P₂ = Q/S wenn die Absauggeschwindigkeit der Hilfspumpe S (m³/s) ist
η:: Koeffizient der Viskosität (Pa·s) von Gas, welches in die Vakuumkammer eingeführt wird.

Es sei angenommen, dass ein 8 Zoll Waver in der Vakuumbehandlungskammer geätzt wird. Wenn ein N₂ Gas mit einer maximalen Flussrate fließt, ist der Staudruck der Hauptpumpe, berechnet aus der Gleichung (1), wie in Tabelle 1 gezeigt ist, vorausgesetzt, dass die Länge des Rohrs in Betrachtung der Installationsbedingungen eingestellt ist und dass der konventionelle Innendurchmesser 25 mm oder 40 mm ist. In diesem Fall sind 2,0 Torr oder mehr ausreichend als der erlaubte Staudruck der Hauptpumpe. Tabelle 1

Flussrate sccm	Grobvakuum-pumpenabsauggeschwindigkeit L/min	Innendurchmesser des Rohrs mm	Länge des Rohrs m	Installationsbedingungen	Staudruck der Hauptdruckpumpe Torr
700	3000	25	2	Gleiches Stockwerk, Vorrichtung nahe	ungefähr 0,8
700	3000	25	5	Gleiches Stockwerk	ungefähr 1,2
700	3000	40	20	Ein Stockwerk höher, ein Stockwerk tiefer	ungefähr 0,9

Tabelle 2 zeigt die Resultate der Berechnung, welche gemacht wird, wenn der Innendurchmesser des Rohrs auf einen kleinen Wert von ∅ 10 mm eingestellt ist unter den gleichen Bedingungen so dass Rohrzusammenbauarbeit vor Ort durchgeführt werden kann. Rohrzusammenbau vor Ort bezieht sich auf ein Verfahren, bei welchem Rohre vor Ort gebogen werden, wo die Vorrichtung installiert wurde oder installiert werden wird, durch Verwendung eines Rohrbiegewerkzeugs wie ein Sieger zum Vervollständigen des Rohrs vor Ort. Es sei zum Beispiel angenommen, dass eine Vakuumkammer 1, Rohr 2 und eine Hauptkammer 3 eines Vakuumabsaugsystems auf einem oberen Stockwerk installiert sind, während eine Hilfspumpe 5 auf einem niedrigeren Stockwerk installiert ist, wie in 20 gezeigt ist. In diesem Fall wird ein Biegeteil B an Ort und Stelle durch ein Biegewerkzeug wie einen Sieger, erzeugt, um das Rohr zu vervollständigen, wie in 21A gezeigt ist. Eine solche Operation, welche das Biegen an Ort und Stelle involviert, ist notwendig in den meisten Fällen, auch wenn die Komponenten des Systems auf dem gleichen Stockwerk angeordnet sind. Für die Vervollständigung des Rohrs vor Ort kann eine flexible Röhre verwendet werden, wenn der Außendurchmesser des verbindenden Rohrs ½ Zoll (12,7 mm) oder weniger ist. Tabelle 2

Flussrate sccm	Grobvakuumpumpenabsauggeschwindigkeit L/min	Innendurchmesser des Rohrs mm	Länge des Rohrs m	Installationsbedingungen	Staudruck der Hauptdruckpumpe Torr
700	3000	10	2	Gleiches Stockwerk, Vorrichtung nahe	ungefähr 5,0
700	3000	10	5	Gleiches Stockwerk	ungefähr 7,0
700	3000	10	20	Ein Stockwerk höher, ein Stockwerk tiefer	ungefähr 15,0

Die Ergebnisse von Tabelle 2 zeigen, dass wenn die Hilfspumpe in der Nähe der Vorrichtung installiert ist mit der Rohrlänge von 2 Meter dazwischen, eine Hauptpumpe, welche einen erlaubten Staudruck von ungefähr 5 Torr hat, notwendig ist, um das Rohr auf einen Innendurchmesser von ∅ 10 mm oder weniger herunter zu dimensionieren. Wenn die Hilfspumpe entfernt von der Vorrichtung auf dem gleichen Stockwerk installiert ist, oder die Vorrichtung und die Hilfspumpe ein Stockwerk höher und ein Stockwerk tiefer installiert sind, und die Länge des Rohrs 5 Meter und 20 Meter jeweils ist, ist eine Hauptpumpe, welche einen erlaubten Staudruck von jeweils ungefähr 7 Torr und 15 Torr hat, notwendig, um das Rohr auf einen Innendurchmesser von ∅ 10 mm oder weniger herunter zu dimensionieren.
Die vorliegende Erfindung basiert auf den obigen Erkenntnissen, und umfasst eine Kombination eines Rohrpfads, welcher einen Rohrdurchmesser hat, welcher so klein ist, dass Rohrzusammenbau vor Ort möglich ist, und eine Vakuumpumpe, welche betrieben werden kann, während ein notwendiger Staudruck der Hauptpumpe aufrecht erhalten werden kann, welcher für das Rohr mit kleinem Durchmesser antizipiert wird.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist ein Vakuumabsaugsystem, welches Folgendes aufweist: eine Vakuumkammer, Mittel zum Einführen eines Gases in die Vakuumkammer, eine Hauptpumpe zum Absaugen der Vakuumkammer und Reduzieren eines Drucks der Vakuumkammer auf einen gewünschten Druck, eine Hilfspumpe, welche stromabwärts von der Hauptpumpe angeordnet ist, und ein Rohr zum Verbinden dieser, wobei ein Außendurchmesser des verbindenden Rohrs als eine Verbindung zwischen der Hauptpumpe und der Hilfspumpe ein Wert ist, welcher ermöglicht, dass das verbindende Rohr durch Rohrbiegen vor Ort zusammen gebaut wird, und eine Länge des verbindenden Rohrs und Leistungsfähigkeit der Hilfspumpe sind derart kombiniert, dass ein Staudruck der Hauptpumpe 5 Torr oder mehr wird.
Ein dritter Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Konstruieren eines Vakuumabsaugsystems, welches Folgendes aufweist: eine Vakuumkammer, Mittel zum Einführen eines Gases in die Vakuumkammer, eine Hilfspumpe zum Absaugen der Vakuumkammer und Reduzieren eines Drucks der Vakuumkammer auf einen gewünschten Druck, eine Hilfspumpe, welche stromabwärts von der Hauptpumpe angeordnet ist, und ein Rohr zum Verbinden dieser, wobei das verbindende Rohr als eine Verbindung zwischen der Hauptpumpe und der Hilfspumpe durch Rohrbiegen vor Ort zusammengebaut wird.
In dem Vakuumabsaugsystem oder dem Verfahren zum Konstruieren eines Vakuumabsaugsystems kann eine Hauptpumpe einen Schaufelabsaugteil haben, welcher aus sich bewegenden Schaufeln und stationären Schaufeln, welche alternierend angeordnet sind, besteht, und mindestens ein Teil des Schaufelabsaugteils kann als ein diametraler Schaufelabsaugteil ausgebildet sein, welcher Vorsprünge und Vertiefungen hat, welche in mindestens einer von entgegengesetzten Oberflächen der sich bewegenden Schaufeln und der stationären Schaufeln ausgebildet sind.
Die Verwendung eines solchen neuen Typs von Turbovakuumpumpe macht es möglich, eine stabile Absaugwirkung durchzuführen, auch bei relativ hohen Staudruckbedingungen. Die Hauptpumpe kann von einem Weitgebiettyp sein, welche einen Gewindenutabsaugteil zusätzlich zu dem Schaufelabsaugteil hat.
Ein Ventilelement zum Abdecken eines Einlasses, welches geöffnet und geschlossen werden kann, und ein Ventilantriebsmechanismus zum Öffnen und Schließen des Ventilelements kann integral mit der Hauptpumpe vorgesehen sein. Mit dieser Konstruktion kann eine einzige Ventileinrichtung gleichzeitig als Öffnungs-/Schließ-Ventil (Gateventil) und als ein Öffnungsregulierventil (APC Ventil) funktionieren. Somit kann ein Absaugsystem um die Kammer kompakt ausgebildet sein.
Gemäß der Erfindung wird ein Heizer zum Erhöhen der Temperatur des Rohrs an einer beliebigen Position eines Röhrenteils vorgesehen, welcher die Hauptpumpe und die Hilfspumpe verbindet. Mit dem Vakuumabsaugsystem der Erfindung ist der Druck zwischen der Hauptpumpe und der Hilfspumpe hoch verglichen mit einem konventionellen Vakuumabsaugsystem. Somit tendiert ein Abgas dazu, sich als ein Feststoff zwischen der Hauptpumpe und der Hilfspumpe auszubilden. Um Verstopfung oder Ähnliches des Rohrs zu verhindern ist es effektiv, die Rohrtemperatur auf die Temperatur korrespondierend zu dem Sättigungsdampfdruck des Abgases oder eine höhere Temperatur zu erhöhen.
Alternativ sind gemäß der Erfindung mindestens eine einer Kühlfalle und einer Heizfalle zum Entfernen des Produkts zwischen der Hauptpumpe und der Hilfspumpe vorgesehen. In dem dies durchgeführt wird, wird das Abgas zwangsweise zur Verfestigung gekühlt, bevor das Abgas sich in dem Rohr als ein Feststoff anreichert, oder wird in eine andere Substanz durch eine thermochemische Reaktion konvertiert, wonach die resultierende Materie entfernt werden kann.
Gemäß den verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung, welche oben stehend beschrieben wurden, ist das Absaugsystem aus einer Kombination eines Rohrpfads zusammengesetzt, welcher einen Rohrdurchmesser hat, welcher so klein gemacht ist, dass Zusammenbau des Rohrs vor Ort ermöglicht wird, und eine Vakuumpumpe, welche betrieben werden kann, während ein notwendiger Staudruck der Hauptpumpe aufrecht erhalten wird, welcher für das Rohr mit kleinem Durchmesser antizipiert wird. Diese Konstruktion kann den Raum verringern, welcher durch das Rohr selbst eingenommen wird, und die Rohrzusammenbauarbeit vereinfachen, wodurch die Kosten des Vakuumabsaugsystems als Ganzes vermindert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird von der nachfolgend gegebenen detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen vollständig verstanden werden, welche nur im Weg der Illustration gegeben werden, und somit nicht einschränkend für die vorliegende Erfindung sind, und wobei Folgendes gilt:
1 ist eine Ansicht, welche die gesamte Konfiguration und das Layout eines Vakuumabsaugsystems zeigt;
2 ist eine Schnittansicht, welche ein Ausführungsbeispiel einer Turbovakuumpumpe zur Verwendung in dem Vakuumabsaugsystem der Erfindung zeigt;
3A ist eine Ansicht, welche einen wesentlichen Teil von 2 zeigt, und 3B ist eine Schnittansicht des wesentlichen Teils;
4 ist ein Graph, welcher die Leistung des Vakuumabsaugsystems der Erfindung im Vergleich mit einem konventionellen Beispiel zeigt;
5 ist ein Graph, welcher Absauggeschwindigkeitskurven des Vakuumabsaugsystems der Erfindung zeigt;
6 ist ein Graph, welcher Absauggeschwindigkeitskurven eines konventionellen Vakuumabsaugsystems zeigt;
7 ist eine Ansicht, welche ein anderes Vakuumabsaugsystem zeigt, welches in der Erfindung verwendet werden kann;
8A und 8B sind Ansichten, welche eine andere Turbovakuumpumpe zur Verwendung in dem Vakuumabsaugsystem der Erfindung zeigen, wobei 8A eine Ansicht ist, welche einen wesentlichen Teil dieser Pumpe zeigt, und 8B eine Schnittansicht des wesentlichen Teils ist;
9 ist eine Schnittansicht von noch einer anderen Turbovakuumpumpe zur Verwendung in dem Vakuumabsaugsystem der Erfindung;
10 ist eine Schnittansicht einer Turbovakuumpumpe zur Verwendung in dem Vakuumabsaugsystem der Erfindung;
11 ist eine Schnittansicht von noch einer anderen Turbovakuumpumpe zur Verwendung in dem Vakuumabsaugsystem der Erfindung;
12 ist eine Schnittansicht einer zusätzlichen Turbovakuumpumpe zur Verwendung in dem Vakuumabsaugsystem der Erfindung;
13 ist eine Schnittansicht von noch einer zusätzlichen Turbovakuumpumpe zur Verwendung in dem Vakuumabsaugsystem der Erfindung;
14 ist eine Schnittansicht von einer weiteren zusätzlichen Turbovakuumpumpe zur Verwendung in dem Vakuumabsaugsystem der Erfindung;
15 ist eine Schnittansicht von noch einer anderen zusätzlichen Turbovakuumpumpe zur Verwendung in dem Vakuumabsaugsystem der Erfindung;
16A bis 16D sind Schnittansichten, welche modifizierte Beispiele der Art und Weise des Vorsehens von Vorsprüngen und Vertiefungen in der Turbomolekularpumpe, welche in der Erfindung nützlich ist, zeigt;
17A bis 17E sind Schnittansichten, welche andere modifizierten Beispiele der Art und Weise des Vorsehens von Vorsprüngen und Vertiefungen in der Turbomolekularpumpe, welche in der Erfindung nützlich ist, zeigen;
18 ist eine Ansicht, welche noch ein anderes Ausführungsbeispiel des Vakuumabsaugsystems der Erfindung zeigt;
19 ist eine Ansicht, welche ein weiteres Ausführungsbeispiel des Vakuumabsaugsystems der Erfindung zeigt;
20 ist eine Ansicht, welche noch ein weiteres Vakuumabsaugsystem zeigt, welches in der Erfindung nützlich ist; und
21A und 21B sind Ansichten, welche ein Biegen des Rohrs zeigen, wobei 21A das in der Erfindung zeigt, und 21B das in einem konventionellen System zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun detailliert mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
1 zeigt ein Vakuumabsaugsystem gemäß einem Teil der Erfindung. Dieses System enthält eine Vakuumkammer 1 zum Durchführen von zum Beispiel Ätz- oder CVD-Behandlung, eine Hauptpumpe (Turbovakuumpum pe) 3 zum Absaugen eines Prozessgases von innerhalb der Vakuumkammer 1 über ein Rohr 2 und zum Reduzieren des Drucks der Vakuumkammer 1 auf einen gewünschten Druck, eine Hilfspumpe 5, welche stromabwärts von der Hauptpumpe 3 über ein verbindendes Rohr 4 angeordnet ist und angepasst ist, um die Hauptpumpe 3 abzusaugen, bis ihr Staudruck ein erlaubter Staudruck oder geringer ist, und ein Flusssteuerungsventil 6 und Öffnungs-/Schließ-Ventile 7, 8, welche in diesem Rohr 2 und 4 angeordnet sind.
Das verbindende Rohr 4 als eine Verbindung zwischen der Hauptpumpe 3 und der Hilfspumpe 5 hat einen Außendurchmesser von ½ Zoll oder weniger, und hat eine Länge L von ungefähr 2 Metern. Aufgrund seines kleinen Außendurchmessers benötigt dieses Rohr 4 einen kleinen Raum, so dass der Raum innerhalb eines teuren Reinraums effektiv verwendet werden kann. Weil der Außendurchmesser des Rohrs 4 klein ist, ist ferner Zusammenbau vor Ort möglich, wodurch die Ausrüstungskosten markant reduziert werden.
Der erlaubte Staudruck der Turbovakuumpumpe 3 ist mindestens 5 Torr. Diese Turbovakuumpumpe 3, wie in 2 gezeigt ist, hat einen Rotor (rotierender Teil) R und einen Stator (fester Teil) S, welcher innerhalb eines zylindrischen Pumpengehäuses 10 beinhaltet ist. Zwischen dem Rotor R und dem Stator S sind ein axialer Schaufelabsaugteil L₁ und ein diametraler Schaufelabsaugteil 12 ausgebildet. Bei oberen und unteren Enden des Pumpengehäuses 10 sind Flansche 12a, 12b ausgebildet. An den oberen Flansch 12a ist das Rohr 2, welches sich von der Vakuumkammer 1 erstreckt, welche abgesaugt werden soll, angeschlossen.
Der Stator S weist eine Basis 14 auf, welche mit dem unteren Flansch 12b in einer solchen Art und Weise verbunden ist, dass das Untere des Pumpengehäuses 10, ein fester röhrenförmiger Teil 16, welcher an der Mitte der Basis 14 errichtet ist, und einen Teil an fester Seite des axialen Schaufelabsaugteils L₁ und des diametralen Schaufelabsaugteils 12 abgedeckt wird. Ein Auslass 17 ist in der Basis 14 ausgebildet. Der Rotor R weist eine Hauptwelle 18, welche in einen festen röhrenförmigen Teil 16 eingesetzt ist, und einen sich drehenden röhrenförmigen Teil 20, welcher an der Hauptwelle 18 angebracht ist, auf.
Ein Antriebsmotor 22 zum Drehen des Rotors R, und ein oberes Radiallager 24, ein unteres Radiallager 26, und ein Axiallagers 28 zum Tragen des Rotors R in einer nicht kontaktierenden Art und Weise sind an der Außenoberfläche der Hauptwelle 18 und einer Innenoberfläche des festen röhrenförmigen Teils 16 vorgesehen. Das Axiallager 28 hat eine Zielscheibe 28a an dem unteren Endteil der Hauptweile 18, und obere und untere Elektromagneten 28b an der Seite des Stators S. Gemäß dieser Konstruktion erreicht der Rotor R schnelle Drehungen, während er fünfachsiger aktiver Steuerung unterliegt. Aufsetzpunktlager 29a und 29b sind an den äußeren zwei (obere und untere) Seiten des festen röhrenförmigen Teils 16 vorgesehen.
Auf einem oberen äußeren Umfang des sich drehenden röhrenförmigen Teils 20 des axialen Schaufelabsaugteils L₁, sind scheibenförmige sich bewegende Schaufeln 30 integral ausgebildet. Auf einer Innenoberfläche des Pumpengehäuses 10 sind stationäre Schaufeln 32 in einer Art und Weise vorgesehen, dass sie mit sich bewegenden Schaufeln 30 alternieren. Jede der stationären Schaufeln 32 ist fixiert, indem ihr Kantenteil von oben und unten durch stationäre Schaufelabstandshalter 34 gepresst wird. In den sich bewegenden Schaufeln 30 werden geneigte Flügel radial vorgesehen (nicht gezeigt), welche sich jeweils diametral zwischen einer Nabe 30a auf dem Innenumfang der sich bewegenden Schaufel 30 und einem Rahmen 30b auf dem Außenumfang der sich bewegenden Schaufel 30 erstreckt. Hochgeschwindigkeitsdrehungen dieser Flügel üben eine axiale Wirkung auf Gasmoleküle aus, um das Gas abzusaugen.
Der diametrale Schaufelabsaugteil 12 wird stromabwärts von, das heißt unter dem axialen Schaufelabsaugteil L₁ vorgesehen. Fast ähnlich zu dem axialen Schaufelabsaugteil L₁ sind scheibenförmige sich bewegende Schaufeln 36 integral auf dem äußeren Umfang des sich drehenden röhrenförmigen Teils 20 ausgebildet. Auf der Innenoberfläche des Pumpengehäuses 10 sind stati onäre Schaufeln 38 in einer solchen Art und Weise vorgesehen, dass sie mit sich bewegenden Schaufeln 36 alternieren. Jede der stationären Schaufeln 38 ist fixiert, indem ihr Kantenteil von oben und unten durch stationäre Schaufelabstandshalter 40 gepresst wird.
Jede der stationären Schaufeln 38 ist in einer hohlen Scheibenform ausgebildet. Wie in den 3A und 3B gezeigt ist, sind auf der Vorderseite und der Rückseite der stationären Schaufel 38 Spiral-(spiralenförmige) Rippen 46 von einem zentralen Loch 42 zu einem peripheren Kantenteil 44 ausgebildet. Zwischen diesen Rippen 46 sind Nuten 48 ausgebildet. Die Spiralrippen 46 auf der Vorderseite, das heißt oberen Oberfläche, von jeder stationären Schaufel 38, sind derart ausgebildet, dass Gasmoleküle einwärts fließen, wie durch einen durchgezogenen Pfeil D angezeigt ist, gemäß der Drehung der sich bewegenden Schaufeln 36, welche durch einen Pfeil A in 3A angezeigt ist. Die spiralförmigen Nuten 46 auf der Rückseite, das heißt der unteren Oberfläche, von jeder stationären Schaufel 38, sind andererseits derart ausgebildet, dass Gasmoleküle nach außen fließen, wie durch einen gestrichelten Pfeil C angezeigt ist, gemäß der Drehung der sich bewegenden Schaufel 36, angezeigt durch den Pfeil A in 3A. Eine solche stationäre Schaufel 38 ist normalerweise als ein halbes Glied ausgebildet. Eine Vielzahl der stationären Schaufeln 38 ist zu einer Vielzahl der sich bewegenden Schaufeln 36 über die stationären Schaufelabstandshalter 40 derart ausgebildet, dass die stationären Schaufeln 38 und die sich bewegenden Schaufeln 36 alternierend angeordnet sind, und die resultierende Anordnung wird in das Gehäuse 10 eingeführt.
Gemäß der vorhergehenden Konstitution, hat die Turbovakuumpumpe einen langen Absaugpfad, welcher nach unten zwischen den stationären Schaufeln 38 und den sich bewegenden Schaufeln 36 über einen axialen kurzen Abstand in dem diametralen Schaufelabsaugteil L₂ zickzackförmig verläuft. Somit wird eine Turbovakuumpumpe vorgesehen, welche hohe Absaug- und Kompressionsleistung hat, ohne die gesamte axiale Länge zu erhöhen.
Die Leistung eines Vakuumabsaugsystems unter Verwendung einer solchen Turbovakuumpumpe als die Hauptpumpe 3 wird mit Bezug auf 4 beschrieben werden. Eine Erklärung wird verglichen mit einem konventionellen Vakuumabsaugsystem unter Verwendung einer konventionellen Vakuumpumpe gegeben werden, welche einen erlaubten Staudruck von 3,0 Torr oder weniger hat. In der Zeichnung ist (1) eine grundlegende Kurve eines konventionellen Vakuumabsaugsystems unter bestimmten Bedingungen (P1, D, , Q). Der konventionelle grundlegende Bereich ist eine Kombination der Parameter in dem Gebiet auf der rechten Seite von (die Fläche unterhalb) der Kurve. Wenn der Innendurchmesser des Rohrs durch D (∅ 25 mm oder mehr) auf D" (∅ 10 mm oder weniger) reduziert wird, verringert sich (2) das Limit der Rohrlänge L des konventionellen Vakuumabsaugsystems auf eine niedrigere Linie in der Zeichnung ((3) in der Zeichnung). Somit verschmälert sich das grundlegende Gebiet des Vakuumabsaugsystems weiter.
(4) ist eine grundlegende Kurve des Vakuumabsaugsystems der Erfindung, in welcher die Hauptpumpe 3 eine Turbovakuumpumpe ist, welche einen erlaubten Staudruck von P1' (5,0 Torr oder mehr) unter den gleichen Bedingungen (P1' (5,0 Torr oder mehr), D' (∅ 10 mm oder weniger), , Q) hat. Der grundlegende Bereich in diesem Fall ist das Gebiet auf der rechten Seite (die Fläche unterhalb) der Kurve. Die Verwendung dieser Turbovakuumpumpe führt dazu, dass der erlaubte Staudruck der Hauptpumpe höher ist als in dem konventionellen Vakuumabsaugsystem, wie in der Zeichnung gezeigt ist. Somit kann die Rohrlänge L erhöht werden, und die Absauggeschwindigkeit S der Hilfspumpe 5 kann verringert werden ((6) → (7) in der Zeichnung).
Wie in 5 gezeigt ist kann die obige Turbovakuumpumpe ferner betrieben werden, unter Erhaltung von Leistung wie Absauggeschwindigkeit und erreichbarem Grad von Vakuum, auch wenn der Staudruck 15 Torr ist. Mit einer konventionellen Turbomolekularpumpe, welche einen erlaubten Staudruck von 3,0 Torr hat, ist andererseits die Absauggeschwindigkeit bei einem Staudruck von 3,0 Torr wesentlich niedriger als diejenige bei einem Staudruck von 0,3 Torr, wie in 6 gezeigt ist. Dies ist nicht brauchbar.
Gemäß der Vakuumabsaugsystemsausbildung mit einem kleinen Bereich von Hilfspumpenabsauggeschwindigkeit S kann insbesondere Kostenverringerung und Platzsparen des Vakuumabsaugsystems zusätzlich zu der Verringerung in dem Rohrdurchmesser erreicht werden. Andere Vorteile sind, dass weil die Hilfspumpe 5 verkleinert wird, die Hilfspumpe 5 nicht in einem entfernten Nutzraum, wie unten stehend, installiert werden kann, sondern in der Nähe der Vorrichtungseinheit oder in der Nähe der Hauptpumpe installiert werden kann (innerhalb der Vorrichtungseinheit). Deshalb, wie in 7 gezeigt ist, kann die Hilfspumpe 5 auf einem relativ engen Installationsboden installiert werden. Somit kann eine erhebliche Einsparung im Platz, oder Vereinheitlichung des Absaugsystems realisiert werden.
8A und 8B zeigen eine andere Turbovakuumpumpe, welche als die Hauptpumpe 3 des Vakuumabsaugsystems der Erfindung verwendbar ist. In dieser Pumpe sind Spiralrillen 50 auf der Rotorseite ausgebildet. Das bedeutet, dass die Spiralrillen 50 in äußeren Kantenteilen der Vorderseite und der Rückseite einer sich bewegenden Schaufel 36 ausgebildet sind. Zwischen diesen Spiralrillen 50 sind Spiralnuten 52 ausgebildet. Die Oberfläche der stationären Schaufel 38 ist derart ausgebildet, dass sie flach ist. Die Spiralrillen 50 auf der Vorderseite, das heißt obere Oberfläche, von jeder sich bewegenden Schaufel 36, sind derart ausgebildet, dass Gasmoleküle nach außen fließen, wie durch einen durchgehenden Pfeil B angezeigt ist, gemäß der Drehung der sich bewegenden Schaufel 36, wie durch einen Pfeil A in 8A angezeigt ist. Die Spiralrillen 50 auf der Rückseite, das heißt untere Oberfläche, von jeder sich bewegenden Schaufel 36, sind andererseits derart ausgebildet, dass Gasmoleküle nach innen fließen, wie durch einen gestrichelten Pfeil C angezeigt ist, gemäß der Drehung der sich drehenden Schaufel 36, wie durch einen Pfeil A in 8A angezeigt ist.
Gemäß dieser Pumpe ist ebenfalls ein langer Absaugpfad, welcher sich nach unten zwischen den stationären Schaufeln 38 und den sich bewegenden Schaufeln 36 zickzackförmig erstreckt, in dem Querschnitt einschließlich der Achse von 2 in dem diametralen Schaufelabsaugteil 12 ausgebildet, wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel. Somit wird eine Turbovakuumpumpe vorgesehen, welche eine hohe Absaug- und Kompressionsleistung hat, ohne ihre axiale Länge als Ganzes zu erhöhen.
Verglichen mit einer Weitbereichsturbomolekularpumpe, welche einen konventionellen gewindeförmigen Nutabsaugteil hat, hat diese Turbovakuumpumpe die folgenden Vorteile. Nämlich ist in dem konventionellen gewindeförmigen Nutabsaugteil eine Lücke in der radialen Richtung zwischen dem Rotor und dem Stator ausgebildet. Die Lücke ist dafür anfällig, sich gemäß der elastischen Deformation während der Rotation des Rotors, thermischer Deformation während einer Erhöhung in der Rotortemperatur, und Kriechdeformation, welche mit kontinuierlichem Betrieb des Rotors bei einer hohen Temperatur verbunden ist, zu verändern. Somit ist es schwierig, stabile Leistung zu erhalten. In einem diametralen Schaufelabsaugteil 12 in der Turbovakuumpumpe, welche oben stehend beschrieben wurde, ist andererseits jede der Lücken in der axialen Richtung zwischen zwei benachbarten Scheiben derart ausgebildet, dass die Welle und das Gehäuse minimal anfällig für elastische Last und Temperaturänderung sind. Deshalb zeigt in der Anwesenheit von elastischer Deformation, thermischer Deformation oder Kriechdeformation, die Lücke eine geringe Veränderung. Somit kann stabile Leistung erreicht werden, und die Beständigkeit gegenüber Überlastbetrieb ist exzellent.
9 zeigt ein modifiziertes Beispiel der Turbovakuumpumpe, welche in 2 gezeigt ist. Diese Turbovakuumpumpe hat ein Ventilelement 62 zum Abdecken eines Einlasses, welcher geöffnet und geschlossen werden kann, und einen Ventilantriebsmechanismus 64 zum Öffnen und Schließen des Ventilelements 62. Der Ventilantriebsmechanismus 64 ist integral mit dem Pumpenkörper ausgebildet. Diese Ventileinrichtung ist dazu in der Lage, Öffnungsregulierung durchzuführen, und diese einzige Ventilanordnung kann gleichzeitig als ein Öffnungs-/Schließventil (Gateventil) und als ein Öffnungsregulierungsventil (APC Ventil) funktionieren. Weil die integrale Ventileinrich tung gleichzeitig als ein Öffnungs-/Schließventil und als ein Öffnungsregulierungsventil dient, kann ein Absaugsystem 10 um die Kammer kompakt ausgebildet werden.
Die 10 und 11 zeigen andere Versionen der Turbovakuumpumpe. 10 zeigt eine dreistufige Absaugstruktur, welche einen gewindeförmigen Nutabsaugteil 13 hat, welcher zwischen einem axialen Schaufelabsaugteil L₁ und einem diametralen Schaufelabsaugteil 12 vorgesehen ist. Das bedeutet, dass ein sich drehender röhrenförmiger Teil 20 einen Gewindenutteil 54 hat, welcher eine Gewindenut 54a hat, welche in einer Außenoberfläche eines mittelstufigen Teils des sich drehenden röhrenförmigen Teils 20 ausgebildet ist. Bei einer Stelle auf der Statorseite entgegengesetzt zu dem Gewindenutteil 64 ist ein Gewindenutabsaugteilabstandshalter 56 ausgebildet. Gemäß dieser Konstruktion werden Gasmoleküle zur Evakuierung als ein Ergebnis von Hochgeschwindigkeitsdrehungen des Rotors abgezogen. In 11 ist ein Gewindenutabsaugteil 13 stromabwärts von einem diametralen Schaufelabsaugteil 12 vorgesehen.
12 zeigt auch eine Version, in welcher ein Gewindenutabsaugteil 13 stromabwärts von einem diametralen Schaufelabsaugteil 12 vorgesehen ist. Der Gewindenutabsaugteil 13 ist auf der Rückseite eines sich drehenden röhrenförmigen Teils 20, welcher einen diametralen Schaufelabsaugteil 12 bildet, ausgebildet. Das bedeutet, einwärts von einer Seite korrespondierend zu dem diametralen Schaufelabsaugteil 12 in dem sich drehenden röhrenförmigen Teil 20, ist eine Lücke zwischen dem sich drehenden röhrenförmigen Teil 20 und der Außenoberfläche eines festen röhrenförmigen Teils 16 eines Stators S ausgebildet. In dieser Lücke ist eine Gewindenutabsaugteilhülse 58, welche eine Gewindenut 54a hat, welche auf der Außenoberfläche davon ausgebildet ist, eingesetzt. Die Gewindenutabsaugteilhülse 58 ist auf einer Basis 14 über einen unteren Flanschteil 58a fixiert.
Die Gewindenut 54a ist derart ausgebildet, dass Gasmoleküle nach oben von Zugwirkung aufgrund von Rotationen des Rotors R abgesaugt werden. Als ein Ergebnis wird ein Kanal ausgebildet, welcher von der am weitesten unten liegenden Stufe des diametralen Schaufelabsaugteils 12, aufsteigend zwischen dem sich drehenden röhrenförmigen Teil 20 und der Gewindenutabsaugteilhülse 58, ferner sich nach unten erstreckend durch die Lücke zwischen der Gewindenutabsaugteilhülse 58 und dem festen röhrenförmigen Teil 16, und zu dem Auslass 17 führt. Gemäß dieser Version sind der diametrale Schaufelabsaugteil 12 und der Gewindenutabsaugteil 13 als überlappend in der axialen Richtung vorgesehen. Somit wird eine Turbovakuumpumpe vorgesehen, welche hohe Absaug- und Kompressionsleistung ohne Erhöhung ihrer axialen Länge als Ganzes hat.
13 zeigt eine mehrstufige Turbovakuumpumpe, in welcher kein axialer Schaufelabsaugteil vorgesehen ist, sondern alle die Stufen sind aus einem diametralen Schaufelabsaugteil 12 zusammengesetzt. Verglichen mit dem oben erwähnten Typ, kombiniert mit dem axialen Schaufelabsaugteil, erzeugt dieses Ausführungsbeispiel den Effekt, dass eine hohe Flussrate in einen höheren Druckbereich als in einem molekularen Flussbereich eingeführt werden kann, in welchem eine herkömmliche Turbomolekularpumpe verwendet wird.
14 zeigt einen Gewindenutabsaugteil 13, hinzugefügt als eine nachfolgende Stufe zu der Pumpe von 13. In der vorliegenden Pumpe ist eine Nuteabsaugteilhülse (ein zweiter fixierter röhrenförmiger Teil) 60 zwischen einem sich drehenden röhrenförmigen Teil 20 und einem festen röhrenförmigen Teil 16 vorgesehen. Eine Gewindenut 60a ist auf der äußeren Oberfläche der Nutabsaugteilhülse 60 ausgebildet, und der Gewindenutabsaugteil 13 ist zwischen dem sich drehenden röhrenförmigen Teil 20 und der Nutabsaugteilhülse 60 ausgebildet. Somit ist ein Absaugkanal, welcher sich in der axialen Richtung hin und her bewegt, in der axialen Richtung ausgebildet, wobei eine kompakte Pumpe, welche eine hohe Absaugmenge erreichen kann, ausgebildet werden kann.
15 zeigt eine andere Turbovakuumpumpe, welche in der Erfindung nützlich ist, in welcher ein Nutabsaugteil 13, welcher einen röhrenförmigen Gewindenutteil 54 hat, welcher in einer Gewindenut 54a auf ihrer Außenoberfläche ausgebildet ist, vorgesehen ist als eine vorhergehende Stufe, und ein diametraler Schaufelabsaugteil 12 ist als eine nachfolgende Stufe vorgesehen.
Verglichen mit der Kombination das axialen Schaufelabsaugteils L₁ und des diametralen Schaufelabsaugteils 12, welcher in 2 gezeigt ist, erhält die vorliegende Pumpe die folgenden Effekte. Das heißt, der axiale Absaugteil liefert seine Leistung effektiver in einem molekularen Flussbereich. Dagegen wirkt der axiale Gewindenutabsaugteil effektiv in einem Druckbereich von ungefähr 1 bis 1000 Pa, somit wird ein Betrieb in einem viskosen Flussbereich ähnlich zu der Atmosphäre erlaubt.
In der obigen Pumpe hat der diametrale Schaufelabsaugteil 12 Vorsprünge und Vertiefungen 46, 50 von vorbestimmten Formen, welche in einer der stationären Schaufel 38 und der sich bewegenden Schaufel 36 ausgebildet sind, wie in 16A und 16B gezeigt ist. Jedoch, wie in 16C bis 16D und 17A bis 17E gezeigt ist, können Vorsprünge und Vertiefungen 46, 50 angeordnet sein, wie notwendig, auf mindestens einer der entgegengesetzten Oberflächen der stationären Schaufel 38 und der sich bewegenden Schaufel 36. Eine solche Anordnung kann modifiziert werden und in jeder Stufe des diametralen Schaufelabsaugteils 12 angewandt werden.
18 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, in welcher ein Heizelement 66 zum Erhöhen der Temperatur des Rohrs bei einer beliebigen Position vorgesehen ist, einschließlich eines Öffnungs-/Schließventils 8, einer Röhre 4, welche eine Hauptpumpe 3 und eine Hilfspumpe 5 verbindet. Mit dem Vakuumabsaugsystem der Erfindung ist der Druck zwischen der Hauptpumpe 3 und der Hilfspumpe 5 hoch verglichen mit einem konventionellen Vakuumabsaugsystem. Somit tendiert ein Absauggas dazu, sich als eine Festproduktinnenoberfläche des Rohrs 4 auszubilden, und kann dadurch Verstopfung des Rohrs 4 verursachen. Um dies zu verhindern, ist das Heizelement 66 vorgesehen, um die Temperatur des Rohrs 4 auf die Temperatur korrespondierend zu dem Sättigungsdampfdruck des Absauggases oder zu einer höheren Temperatur zu erhöhen.
19 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, in welcher eine Falle 68 zum Entfernen eines Reaktionsprodukts in dem Rohr 4 zwischen einer Hauptpumpe 3 und einer Hilfspumpe 5 vorgesehen ist. Die Falle 68 kann mindestens eine einer Kühlfalle und einer Heizfalle sein. Durch Vorsehen einer solchen Falle 68, bevor sich eine einfach verfestigende Komponente des Absauggases in dem Rohr 4 als ein Feststoff akkumuliert, wird diese Komponente zwangsweise gekühlt, oder wird in eine andere Substanz durch eine thermochemische Reaktion konvertiert, wonach die resultierende Materie entfernt werden kann. In den obigen Ausführungsbeispielen wurde der Außendurchmesser des Rohrs 4 zwischen der Hauptpumpe 3 und der Hilfspumpe 5 auf ½ Zoll oder weniger eingestellt. Jedoch kann ein Rohrteil dicker als der Außendurchmesser von ½ Zoll vorhanden sein, abhängig von dem Außendurchmesser der Hauptpumpe 3, dem Einlassdurchmesser der Hilfspumpe 5, oder der Größe einer Vakuumkomponente, welche zwischen der Hauptpumpe 3 und der Hilfspumpe 5 montiert ist. Es reicht für den Hauptpumpendurchmesser, ½ Zoll oder weniger zu sein.
20 zeigt eine noch weitere Anordnung des Vakuumabsaugsystems, welches in der Erfindung nützlich ist, in welchem eine Vakuumkammer 1, ein Rohr 2, und eine Hauptpumpe 3 auf einem oberen Stockwerk angeordnet sind, während eine Hilfspumpe 5 in einem niedrigeren Stockwerk angeordnet ist. Ein Verbindungsrohr 4 als eine Verbindung zwischen Hauptpumpe 3 und der Hilfspumpe 5 hat einen Außendurchmesser von ½ Zoll oder weniger, und hat eine Länge L von ungefähr 20 Meter. Das verbindende Rohr 4 hat einen Biegeteil B, welcher durch ein Biegewerkzeug wie einen Sieger ausgebildet ist. In diesem Fall ist der erlaubte Staudruck der Hauptpumpe 3 ungefähr 15,0 Torr.
Als die Hilfspumpe 5 wird im Allgemeinen eine Öl gedichtete Rotationsvakuumpumpe, oder eine trocken gedichtete Vakuumpumpe, verwendet. Beispiele der trocken gedichteten Vakuumpumpe sind eine Wälzkolbenvakuumpumpe, eine Schneckenvakuumpumpe, eine Klauenvakuumpumpe, eine Zahnkranzvakuumpumpe, eine Gewindenutvakuumpumpe, eine Kolbenvakuumpumpe, und eine Membranvakuumpumpe. Als Messwert für die Bewerbung der Verkleinerung der Hilfspumpe 5, sind die Kolbenvakuumpumpe und die Membranvakuumpumpe insbesondere einfach in der Struktur, und können sehr klein in der Größe gemacht werden.
In jeder der Zeichnungen werden eine Hauptpumpe und eine Hilfspumpe kombiniert. Jedoch kann eine Vielzahl von Hauptpumpen mit einer Hilfspumpe kombiniert werden.
Während die vorliegende Erfindung in der vorhergehenden Art und Weise beschrieben wurde, soll es verstanden werden, dass alle solche Modifikationen, welche dem Fachmann offensichtlich sein würden, beabsichtigt sind, dass sie innerhalb des Umfangs der angefügten Ansprüche sind.

Claims

Ein Vakuumabsaugsystem, welches Folgendes aufweist: eine Vakuumkammer (1); Mittel zum Einführen eines Gases in die Vakuumkammer (1); eine Hauptpumpe (3) zum Auspumpen der Vakuumkammer (1) und zum Verringern eines Drucks der Vakuumkammer (1) auf einen gewünschten Druck; eine Hilfspumpe (5), welche stromabwärts von der Hauptpumpe (3) angeordnet ist; und ein Rohr bzw. eine Ruhrleitung (4) zum Verbinden der Hauptpumpe (3) und der Hilfspumpe (5), wobei ein Außendurchmesser des verbindenden Rohrs (4), welches als eine Verbindung zwischen der Hauptpumpe (3) und der Hilfspumpe (5) verwendet werden, ½ Zoll (12,7 mm) oder weniger ist, wobei eine Länge des verbindenden Rohrs (4) und die Leistungsfähigkeit der Hilfspumpe (5) derart kombiniert sind, dass ein Staudruck der Hauptpumpe (3) 667 Pa (5 Torr) oder mehr ist, und wobei ein Heizer (66) zum Erhöhen der Temperatur des Rohrs (4) oder eine Falle (68) zum Entfernen eines Reaktionsprodukts in dem Rohr (4) zwischen der Hauptpumpe (3) und der Hilfspumpe (5) vorgesehen ist.
Das Vakuumabsaugsystem gemäß Anspruch 1, wobei die Hauptpumpe (3) einen Schaufelabsaugteil hat, welcher aus sich bewegenden Schaufeln und stationären Schaufeln, welche alternierend angeordnet sind, zusammengesetzt ist; und mindestens ein Teil des Schaufelabsaugteils ist als ein diametraler Schaufelabsaugteil ausgebildet, welcher Vorsprünge und Vertiefungen hat, welche in mindestens einer von entgegengesetzten Oberflächen der sich bewegenden Schaufeln und der stationären Schaufeln ausgebildet sind.