EP1065385B1 - Verfahren zum Betrieb einer Mehrkammer-Vakuumanlage - Google Patents

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EP1065385B1 EP00112484A EP00112484A EP1065385B1 EP 1065385 B1 EP1065385 B1 EP 1065385B1 EP 00112484 A EP00112484 A EP 00112484A EP 00112484 A EP00112484 A EP 00112484A EP 1065385 B1 EP1065385 B1 EP 1065385B1
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vacuum chamber
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    • F04D19/02—Multi-stage pumps
    • F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/046—Combinations of two or more different types of pumps
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    • Y10T137/85978—With pump
    • Y10T137/86131—Plural

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a multi-chamber vacuum system according to the preamble of the first claim.
  • the invention has set itself the goal of the effort for such a multi-chamber vacuum system reduce to manufacturing costs, operating costs and space requirements to reduce.
  • Turbomolecular pumps have been on the market for some time, which are characterized by additional Pump stages, for example molecular pump stages of the Holweck type, eject against higher backing pressure on the backing side. If such a pump is disconnected from the backing pump for some time, it produces yet so much pressure ratio and pumping speed that that on the high vacuum side ongoing process is not disturbed. This opens up the possibility that atmospheric vacuum pump, which is the backing vacuum for the Turbomolecular pump generated at intervals to evacuate another vacuum chamber to use.
  • this pump according to the invention alternates with valves with the turbomolecular pump and the second vacuum chamber is connected and the two to be pumped out Spaces by opening and closing the valves constantly are separated from each other, a second vacuum pump can be saved. This reduces the acquisition costs and the operating costs of a vacuum system and reduces the space required.
  • the invention can be used particularly effectively where a second vacuum chamber as a lock chamber for loading and unloading the first vacuum chamber is trained.
  • 1 denotes a first vacuum chamber, which with a High vacuum pump 3 is connected. Their pre-vacuum is determined by an over Valve 5 against atmosphere ejecting vacuum pump 4 generated.
  • a second vacuum chamber 2 is via a valve 6 with the atmosphere-emitting pump 4 connected.
  • the second vacuum chamber 2 can, for example, in the event that it is used as a lock chamber, via a valve 7 with the first vacuum chamber get connected.
  • the atmosphere-discharging pump 4 can be used both to generate the forevacuum for the high vacuum pump 3 and for generating a vacuum in the second vacuum chamber 2 can be used.
  • the evacuation procedure can proceed in the following steps:
  • the first vacuum chamber 1 is opened High vacuum pump 3 and the vacuum pump 4 evacuated
  • the second vacuum chamber 2 through a second valve 6 from the vacuum pump 4 and from the high vacuum pump 3 is separated. Then the first valve 5 is closed and then the second valve 6 is opened and thus the second vacuum chamber 2 evacuated by the vacuum pump 4. Then valve 6 is closed again and then the valve 5 for further evacuation of the vacuum chamber 1 the high vacuum pump 3 opened.
  • the pumping cycle can of course also be started be that first with the first valve 5 closed and the second valve open 6 the second vacuum chamber 2 is evacuated, or that initially both vacuum chambers be pumped out at the same time.

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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 Eigenschaften 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 Anforderungen gestellt werden, so daß die Bereitstellung von Grobvakuum ausreicht.
Seither wurden in solchen Fällen zum Beispiel für den Hochvakuumbetrieb eine Turbomolekularpumpe, welche mit einer gegen Atmosphäre ausstoßenden Vakuumpumpe betrieben wird, und für das Grobvakuum eine zweite gegen Atmosphäre ausstoßende Vakuumpumpe verwendet (vgl. z. B. US-4-5 228 838).
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 nötige Vorvakuum erzeugt.
Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, den Aufwand für eine solche Mehrkammer-Vakuumanlage zu verringern, um Herstellungskosten, Betriebskosten und Raumbedarf 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 zusätzliche 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 Hochvakuumseite 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 Vakuumkammer zu verwenden.
Wenn diese Pumpe erfindungsgemäß über Ventile abwechselnd mit der Turbomolekularpumpe und der zweiten Vakuumkammer verbunden wird und die beiden auszupumpenden 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 Turbomolekularpumpen mit zusätzlichen Molekularpumpstufen auf der dem Vorvakuum zugewandten Seite hervorragend bewährt.
Die Erfindung kann besonders effektiv dort eingesetzt werden, wo eine zweite Vakuumkammer 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 Vakuumkammer 2 ist über ein Ventil 6 mit der gegen Atmosphäre ausstoßenden Pumpe 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 Vakuumkammer verbunden werden.
Die gegen Atmosphäre ausstoßende Pumpe 4 kann sowohl zur Erzeugung des Vorvakuums 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 Vakuumkammer 2 durch ein zweites Ventil 6 von der Vakuumpumpe 4 und von der Hochvakuumpumpe 3 getrennt ist. Dann wird das erste Ventil 5 geschlossen und anschließend 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 Vakuumkammern 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, gegen Atmosphäre ausstoßende Vakuumpumpe (4) erzeugt wird, und mindestens einer zweiten Vakuumkammer (2), dadurch gekennzeichnet, daß die gegen Atmosphäre ausstoßende Vakuumpumpe (4) sowohl zur Erzeugung des Vorvakuums 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 Hochvakuumpumpe (3) wieder geöffnet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochvakuumpumpe (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.
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