JP2013213498A - Pump system for vacuuming gas from multiple chambers and method for controlling pump system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のチャンバーからガスを排出するためのポンプシステム及び、当該ポンプシステムを制御するための方法に関する。 The present invention relates to a pump system for evacuating gas from a plurality of chambers and a method for controlling the pump system.
全体システムは、実際には、一または複数の真空チャンバーから成る(レシーバー)。これらチャンバーは、個々に使用されることも可能であるが、少なくとも部分的に互いに接続されてもいる。この場合、二つのチャンバーの間の圧力差のもと、二つのプロセスチャンバーの間の共通の壁部における開口部のコンダクタンスが、又は、接続するパイプ配管のコンダクタンスが、それらの間のガス流を定める。更に、一または複数のチャンバーはガス負荷にさらされ、これらは、チャンバー外部(「大気環境」)への接続部によって、前接続されるチャンバーから中継されるガス負荷によって、多くはプロセスに左右されるそのほかに発生するガス流によって、通常、ヘリウムのような希ガスである不活性ガス又はプロセスガス(Prozessgasen)の導入によっても、チャンバー内に運び込まれるワークピース、試験体及び/又はチャンバー構成要素の脱着(取り出し)(Desorption)によって、及び/又はプロセス中に積極的に発生する反応産物(Reaktionsprodukte)によって発生する。 The entire system actually consists of one or more vacuum chambers (receivers). These chambers can be used individually, but are also at least partially connected to each other. In this case, due to the pressure difference between the two chambers, the conductance of the opening in the common wall between the two process chambers, or the conductance of the connecting pipe line, causes the gas flow between them to flow. Determine. In addition, one or more chambers are exposed to gas loads, which are largely process dependent, with connections to the outside of the chamber (“atmosphere environment”), and gas loads relayed from the pre-connected chamber. Depending on the other gas flow generated, the introduction of an inert or process gas, typically a noble gas such as helium, can also be used for workpieces, specimens and / or chamber components carried into the chamber. It is generated by Desorption and / or by reaction products that are actively generated during the process.
各チャンバー内でのプロセスを維持するために、これらは、それぞれ接続する真空ポンプシステムによって予め意図された真空圧に真空引きされ、そして圧力はその後可能な限り一定に保たれる必要がある。これら個々の真空ポンプシステムは、それぞれ一つの個々のポンプから、又は複数のポンプの直列接続及び/又は並列接続から成る。発生するガス量に応じて、複数のチャンバーが個々のポンプによって同時に真空引きされるか、又は複数のポンプが一つの共通のプリポンプによって真空引きされることも可能である。チャンバーとポンプの間では、直列接続、並列接続も可能であるし、又はこれらの任意の組合せも接続として実施可能である。 In order to maintain the process in each chamber, they must be evacuated to the intended vacuum pressure by the respective connected vacuum pump system, and the pressure must then be kept as constant as possible. Each of these individual vacuum pump systems consists of one individual pump or a series and / or parallel connection of a plurality of pumps. Depending on the amount of gas generated, it is also possible for several chambers to be evacuated simultaneously by individual pumps, or for several pumps to be evacuated by one common pre-pump. Between the chamber and the pump, a series connection, a parallel connection, or any combination thereof can be implemented as a connection.
先行技術(特許文献1)から、ポンプが、これらが、他のポンプ内部の異なる圧力レベルに対して接続されることによって、適切な方法で相互に補助可能であるということが公知である。 From the prior art (Patent Document 1) it is known that pumps can be mutually assisted in an appropriate manner by being connected to different pressure levels inside other pumps.
多くの場合、複数チャンバーシステムにおいてプロセスは、高いガス負荷を低い圧力のもと必要とするので、望まれる真空圧を保つことができるように、そこでは大きなプリポンプが使用される必要がある。同時に、そのようなシステムの他のチャンバーは、極めて低い労力で真空圧に保たれることが可能であり、そして小さなポンプが十分である。ポンプが処理すべきガス負荷が大きいほど、ガス摩擦(Gasreibung)と電気的及び機械的損失によって、そのエネルギー需要は高まり、そしてこれと結び付けられる冷却需要も高くなる。 In many cases, the process in a multi-chamber system requires a high gas load under low pressure, so a large pre-pump needs to be used there to be able to maintain the desired vacuum pressure. At the same time, the other chambers of such a system can be kept at vacuum pressure with very low effort, and a small pump is sufficient. The greater the gas load that the pump must handle, the higher its energy demand, and the associated cooling demand, due to gas friction and electrical and mechanical losses.
予め定められる周囲条件及び環境条件によって、つまり例えば制限された設置空間によって、一つの大きなものの代わりに複数の小さなポンプが使用されることはメリットであり得る。さらに、負荷を可能な限り同様に分配し、高いポンプ効率を補償することは有益である。 It may be advantageous to use a plurality of small pumps instead of one large one according to predetermined ambient and environmental conditions, i.e., for example, in a limited installation space. In addition, it is beneficial to distribute the load as equally as possible to compensate for high pump efficiency.
現実の利用ケースに対しては、ガス負荷及び真空圧がチャンバーからチャンバーによって著しく異なり、上述した可能性に従う適合は、望まれるプロセスデータを保持したもとにおいては困難であり、そして利益考量のもとのみで可能である。先行技術(特許文献1)は、一つの形の解決策を記載するが、しかしこれらは、適切に選択された中間接続部を有する複数の特別なポンプを必要とする。 For real use cases, gas loads and vacuum pressures vary significantly from chamber to chamber, and adapting to the possibilities described above is difficult with the desired process data, and is profitable. And only possible. The prior art (Patent Document 1) describes one form of solution, but these require multiple special pumps with appropriately selected intermediate connections.
本発明の基礎となる技術的課題は、できるだけ多数のポンプを、経済的観点及び技術的観点から最適に利用すること、および発生するガス負荷をできる限り同様に、かつプロセスへの反作用を有さないように、できる限り簡易かつ類似した又は同様の複数のポンプに分配することである。 The technical problem underlying the present invention is to make the best possible use of as many pumps as possible from an economic and technical point of view, and to produce as much of the gas load as possible and have a reaction to the process. It is as simple as possible to distribute to multiple pumps that are similar or similar.
これらの技術的課題は、請求項1に記載の特徴を有するポンプシステムによって、および請求項16に記載の特徴を有する方法によって解決される。
These technical problems are solved by a pump system having the features of
少なくとも三つのバキュームポンプを有する、複数のチャンバーからガスの真空引きを行うための発明に係るポンプシステムは、少なくとも二つのプリポンプと、少なくとも一つのターボ分子ポンプを有しており、少なくとも二つのプリポンプの間に、ガス流を調整するための少なくとも一つの断面縮小部が設けられている点において際立っている。 A pump system according to the invention for evacuating gas from a plurality of chambers having at least three vacuum pumps has at least two pre-pumps and at least one turbo-molecular pump. It stands out in that at least one cross-sectional reduction part for adjusting the gas flow is provided in between.
発明に従い、並列及び/又は直列に接続されたポンプの間において、各配管区分内の最大のガス流が、一又は複数の断面縮小部により制限される。本発明の意味における断面縮小部とは、配管区分を完全に閉じるための装置もまたこれに含まれるものと解される。 According to the invention, between the pumps connected in parallel and / or in series, the maximum gas flow in each piping section is limited by one or more cross-sectional reductions. In the sense of the present invention, a reduced cross-section is understood to include a device for completely closing the piping section.
断面縮小部は、有利には、簡単な絞りとして実施されることが可能である。これは、その区分のある所定の長さにわたって定義された断面縮小部を有する部材である。 The cross-sectional reduction can advantageously be implemented as a simple diaphragm. This is a member having a reduced cross-section defined over a predetermined length of the section.
もっとも簡単な場合、一つのスロットル絞りが一つの確固たる(固定式の)縮小部を有する。 In the simplest case, one throttle throttle has one firm (fixed) reduction.
別の特別な有利な実施形は、定義された領域内で調節可能である。この実施形は、スロットルバルブとして称される。領域の調整は、手動で機械式にも行われるし、電気的、空圧式、または液圧式に制御駆動部によっても行われることが可能である。 Another special advantageous embodiment is adjustable within a defined area. This embodiment is referred to as a throttle valve. The adjustment of the region can be performed manually or mechanically, or can be performed electrically, pneumatically or hydraulically by the control drive.
スロットルバルブの調整は、有利には事前に検出し適合を行ったスケールに基づいて行われるが、しかし、実際の断面又はガス流についてフィードバックは行わない。このため、ガスフロー計測を別体式または組込み式に行い、それによって閉じた調整ループとしての実施が可能であり、予め定めたガスフローへと調整することができる。適当な予設定値は、電気的にアナログ信号として、例えば電圧、電流、パルス幅変調として又は他の通常の方法で発生され、又はデジタル信号として任意のバスシステムを介して伝達される。代替として又は追加的に、予設定が、一つのローカル式の又は遠隔式に接続された操作機器を介してにユーザーインターフェースより発生されることも可能である。これら装置は、一般的にガスフロー調整器と称される。ガスフロー調整器は、市販の部材である。これは、「マスフローコントローラ」ともまた称される。 The adjustment of the throttle valve is advantageously made on the basis of a previously detected and adapted scale, but no feedback is made on the actual cross section or gas flow. For this reason, the gas flow measurement can be performed separately or as a built-in type, so that it can be implemented as a closed adjustment loop, and can be adjusted to a predetermined gas flow. Appropriate preset values are generated electrically as analog signals, for example as voltage, current, pulse width modulation or in other conventional ways, or transmitted as digital signals via any bus system. Alternatively or additionally, the presetting can also be generated from the user interface via one local or remotely connected operating device. These devices are commonly referred to as gas flow regulators. The gas flow regulator is a commercially available member. This is also referred to as a “mass flow controller”.
上述した断面縮小部は、適当な方法で、個々に、又は同様又は異なる実施形の組合せとして、平行及び/又は直列に接続されて実施されることが可能である。用いられるネットワークの一又は複数の部分区分の分離のための一又は複数のバルブの使用は、個々プロセス状態に対する適合の可能性を追加的に拡張する。 The cross-sectional reductions described above can be implemented in a suitable manner, individually or in combination as similar or different embodiments, connected in parallel and / or in series. The use of one or more valves for the separation of one or more subsections of the network used additionally expands the possibility of adaptation to individual process conditions.
本発明の別の有利な実施形に従い、一又は複数のチャンバーの一又は複数の箇所に、及び/又は、配管区分の内部の任意の点又はこれに対するポンプの接続部の任意の点の一又は複数の箇所にも、現実の真空圧及び/又はガス流量を計測するための上述の手段の及び調整するための上述した手段を使用する可能性が存在する。最も簡単な実施形は、一つの圧力スイッチであり、この圧力スイッチが、予め定められた限界圧において、部分区分を開くための信号又は閉じるための信号を発し、接続されるポンプにおける過負荷またはプロセス仮定の影響を防止する。 According to another advantageous embodiment of the invention, one or more points in one or more chambers and / or at any point inside the piping section or at any point of the connection of the pump to this or There is also the possibility of using the above-mentioned means for measuring and adjusting the actual vacuum pressure and / or gas flow rate at several locations. The simplest implementation is a single pressure switch, which at the predetermined limit pressure emits a signal for opening or closing a subsection, overloading in the connected pump or Prevent the effects of process assumptions.
本発明のさらに別の実施形は、上位に配置されるプロセス制御(部)を意図する。上位に設けられるプロセス制御(部)によって、異なる箇所において検出された計測値をプロセス判断と影響を及ぼすために使用することが可能であり、そしてこれによってプロセスの最適化と、個々のポンプの負荷を最適にすることが可能である。 Yet another embodiment of the present invention contemplates a process control (unit) disposed at a higher level. By means of a process control (unit) provided at the upper level, it is possible to use the measured values detected at different points to influence the process judgment and influence, thereby optimizing the process and the load of the individual pumps Can be optimized.
ポンプ性能が少なくとも部分的にその排出圧に依存するポンプを使用する場合、例えば分子ポンプ(Molekularpumpen[分子ポンプ])を使用する場合、これらが、その排出側において少なくとも一つのポンプ段を有しており、このポンプ段が一つの大きな圧力領域にわたって一定のポンプ性能を提供するとき、有益である。これは例えば、ゲーデ、ジーグバーン、及び/又はホルヴェックステップ(Gaede−, Siegbahn− und/oder Holweckstufen)であることが可能である。排出側における圧力変動に対するポンプの堅牢性は、システムのさらなる設計の明らかな簡易化を可能とする。これによって、切り替え式のバルブ又は調整式のバルブの代わりに簡単なスロットルでもって作動されることが可能となる。 When using pumps whose pump performance depends at least in part on their discharge pressure, for example when using molecular pumps, these have at least one pump stage on their discharge side. And is beneficial when this pump stage provides constant pump performance over one large pressure region. This can be, for example, a Gede, Ziegburn, and / or a Holweck step (Gaede-, Siegbahn-und / order Holwecktufen). The robustness of the pump against pressure fluctuations on the discharge side allows a clear simplification of the further design of the system. This makes it possible to operate with a simple throttle instead of a switchable or adjustable valve.
発明によって、著しく異なるポンプの構造上の大きさが防止されるのみでなく、もし可能ならば二つまたは複数の同じポンプが異なる位置にて使用することが可能であり、これによって製品、販売、組込み及び使用におけるバリエーションの数量を低く抑えることが可能であり、かつ、それによってメーカー及びカスタマーに対するコスト削減が実現される。これらコスト削減は、特に、評価コストが低くなるということによって達成される。評価コストとは、どのポンプが、組合せで必要な仕事を、国特有の予め設定された電圧網において又は国特有の予め設定された周波数において最も良好に行うことができるかを、利用者が、同じ構造の複数ポンプを使用し試してみることを意味する。この戦略は、予真空引き領域のポンプに対しても、上述した例のように適用されることが可能であり、チャンバーに直接又は接続配管を介して接続されるポンプに対しても適用されることが可能である。 The invention not only prevents significantly different pump structural sizes, but also allows two or more of the same pumps to be used at different locations if possible, whereby products, sales, It is possible to keep the number of variations in integration and use low, thereby realizing cost reductions for manufacturers and customers. These cost reductions are achieved in particular by lowering evaluation costs. Evaluation costs are what pumps are best able to do the work required in combination, either in a country-specific preset voltage network or at a country-specific preset frequency, It means to try using multiple pumps of the same structure. This strategy can be applied to the pump in the pre-evacuation region as in the above-mentioned example, and also applies to the pump connected directly to the chamber or via a connecting pipe. It is possible.
記載した解決策は、例えばヘリウムがプロセスガスとして導入される「追加的ガス負荷」の場合に、一つのポンプが、低い負荷で少なくとも一つのプロセス状態中に主として軽ガス(低い粒子質量)をポンピングしなければならないという、システムにおいて、つまり例えばいわゆるLCMSシステムにおいてメリットに通じる。ほとんどのポンプ原理の効率は、ポンピングしなければならない原子重量又は分子重量に依存し、低い質量を有する軽ガスは、一般的にポンピングするのが困難である。重ガスが運搬媒体(Schleppmedium)として使用されるとき、その様なポンプのポンプ性能は、著しく高くなる。この場合、重い粒子が軽いものを正しい方向へとポンプを通して運搬するので、そのようにして軽ガスの逆流は減らされる。ポンプは、全体としてはより多くのガスをポンピングしなければならないが、軽ガスに対するポンプ性能は明らかに向上する。断面縮小部を介して、軽ガスの少ない割合のガス流を第二のポンプへと放出する第一のポンプの負荷開放が、この場合、高い軽ガスの割合をポンピングする第二のポンプにおいて相応する運搬効果に至る結果、軽ガスは明らかに良好にポンピングされることができる。 The described solution is that, for example in the case of an “additional gas load” where helium is introduced as process gas, one pump pumps mainly light gas (low particle mass) during at least one process state at low load This leads to advantages in a system that has to be done, ie in a so-called LCMS system, for example. The efficiency of most pump principles depends on the atomic or molecular weight that must be pumped, and light gases with low mass are generally difficult to pump. When heavy gas is used as the transport medium, the pump performance of such a pump is significantly higher. In this case, the backflow of light gas is reduced in this way, as the heavy particles carry the lighter through the pump in the right direction. The pump as a whole must pump more gas, but the pump performance for light gases is clearly improved. The unloading of the first pump, which discharges a gas stream with a small proportion of light gas to the second pump through the cross-section reduction, is in this case corresponding to the second pump that pumps a high proportion of light gas. As a result, the light gas can be clearly pumped well.
場所ごとの電流供給網にてしばしば周波数変換機を介して作動されるポンプは、国特有の網周波数(典型的には50Hzか60Hz)又は網電圧(典型的には90v、110v、230v)で、異なる速さ及び/又は様々な最大駆動性能で(例えば駆動電流を制限することによって又はこれから生じる熱導入を伴い)回転し、そしてこれによってその最大のポンプ性能を変化させる。これは、そのようなポンプによって直接真空引きされるチャンバーが、存在する電流供給網に応じて異なる圧力レベルにポンピングされるということに通じる。これを防止するために、これまでは通常の実務に従い、チャンバー内部又はチャンバーにおけるガス流をコントロールバルブ又はスロットル絞りの適合によって、以下のように調整する、つまり望まれるプロセス圧が、存在する電流供給網または予定されている電流供給網において達成されるよう調整することが必要であった。これは、ガスシステムの複雑さに応じて容易には達成不可能であり、および高いコストと結びつく。というのは、多くの場合複数の対応するチャンバーが関連するからである。この問題は、本発明に従い、可変回転数及び/又は可変駆動性能の当該第一のポンプと、チャンバー圧が重要でない領域をポンプ排出し、及び/又は、直接チャンバーと接続されている少なくとも一つのポンプ、例えば一または複数の分子ポンプの為にプリプレッシャーを発生する第二のポンプとの間に少なくとも意図される、少なくとも一つの断面縮小部の組込みによって、解決されることが可能である。その際、これらは、圧力変動に対してロバスト性を有しつつ、その排出側に反応する。上述の断面縮小部の交換又は調整が、第一のポンプのポンプ性能の差を調整するので、チャンバー圧は一定に留まり、その際、チャンバー内又はチャンバーにおける干渉が予め予定される必要はない。そのような調整は、上述した通り、内部に又は外部に接続される調整ユニットによって行われることも可能である。この調節ユニットは、プロセス状態を、つまり例えば当該チャンバーの真空圧を検出し、そして断面縮小部の調整によってこれらを、現在のプロセス状態において望まれる値に調節する。 Pumps that are often operated via frequency converters in the current supply network at each location are at country-specific network frequencies (typically 50 Hz or 60 Hz) or network voltages (typically 90 v, 110 v, 230 v). Rotate at different speeds and / or various maximum drive performances (eg by limiting the drive current or with heat introduction resulting therefrom) and thereby changing its maximum pump performance. This leads to a chamber that is directly evacuated by such a pump being pumped to different pressure levels depending on the current supply network present. In order to prevent this, according to conventional practice, the gas flow inside or in the chamber is adjusted by adapting a control valve or throttle throttle as follows: It was necessary to adjust to be achieved in the network or planned current supply network. This is not easily achievable depending on the complexity of the gas system and is associated with high costs. This is because in many cases multiple corresponding chambers are involved. The problem is that according to the invention, the first pump of variable speed and / or variable drive performance and at least one of the pumping areas where chamber pressure is not important and / or directly connected to the chamber It can be solved by the incorporation of at least one cross-sectional reduction at least intended between the pump, for example a second pump that generates pre-pressure for one or more molecular pumps. In this case, they react to the discharge side while having robustness against pressure fluctuations. Since the above-described replacement or adjustment of the cross-sectional reduction portion adjusts the difference in pump performance of the first pump, the chamber pressure remains constant, and no interference in the chamber or in the chamber need be scheduled in advance. Such adjustment can also be performed by an adjustment unit connected internally or externally as described above. This adjustment unit detects the process conditions, ie the vacuum pressure of the chamber, for example, and adjusts them to the desired value in the current process state by adjusting the cross-section reduction.
可変のポンプ性能を電流供給網の影響によってではなく、ポンプの運転状態の差によって根拠づけるという調整によってもまた問題は解決される。これは、運転温度の状態における又は様々な周囲条件における、特別な周囲温度及び/又は冷却水温度、異なるポンプ性能を示す。 The problem can also be solved by adjusting the variable pump performance based on differences in pump operating conditions rather than on the effects of the current supply network. This indicates a special ambient temperature and / or cooling water temperature, different pump performance, at operating temperature conditions or at various ambient conditions.
通常の実施形は、二つの又は複数のチャンバーを有し、これらチャンバーが少なくとも部分的に互いに接続され、そしてこれらはしばしば異なる真空圧で運転される。ガス流は分析すべきガスの導入によって、およびしばしば更なる補助的ガスの他のチャンバーへの導入によって発生される。選択的に、一または複数のチャンバーにおいて真空がプリポンプによって直接発生され、そうでない場合、一又は複数のチャンバーが一又は複数の分子ポンプによって真空引きされる。この分子ポンプは、ここでもまた、共用式及び/又は別体式に一又は複数のプリポンプによって補助される。選択的に、複数のバキュームポンプのうち少なくとも一つが、一より多いポンプインレットを有し(「分流」、中間段ポート(Interstage−Port))、このポンプインレットが、少なくとも一つの、ポンプの第一のインレットに他のチャンバーと接続されている。有利には、ポンプは、高い排出圧に対して高いロバスト性を有する。典型的には、分子ポンプとプリポンプの間の圧力は、1から20mbar(ミリバー)の範囲にある。少なくとも二つのプリポンプのうち少なくとも一つを負荷開放するために、前者及び第二のプリポンプの吸入接続部の間に断面縮小部を有する接続が実現され、この接続が、多くのガスフローを可能とするので、第二のプリポンプは常に少なくとも一つの所定の吸入圧を保持することができる。第一の負荷開放されたプリポンプは、より小さいものが選択可能であり、第二のものはより良好に利用される。 Typical implementations have two or more chambers that are at least partially connected to one another, and these are often operated at different vacuum pressures. The gas stream is generated by the introduction of the gas to be analyzed and often by the introduction of further auxiliary gases into other chambers. Optionally, a vacuum is generated directly by the pre-pump in one or more chambers, otherwise the one or more chambers are evacuated by one or more molecular pumps. This molecular pump is again assisted by one or more pre-pumps in a shared and / or separate manner. Optionally, at least one of the plurality of vacuum pumps has more than one pump inlet (“Branch”, Interstage-Port), wherein the pump inlet is at least one of the first pumps. The other inlet is connected to the other chamber. Advantageously, the pump has a high robustness against high discharge pressures. Typically, the pressure between the molecular pump and the pre-pump is in the range of 1 to 20 mbar (millibar). In order to unload at least one of the at least two pre-pumps, a connection with a reduced cross-section is realized between the suction connection of the former and the second pre-pump, which allows a lot of gas flow. Therefore, the second pre-pump can always maintain at least one predetermined suction pressure. The first unloaded pre-pump can be selected smaller and the second is better utilized.
本発明の更なる特徴及び利益は、添付の図面にもとづき生ずる。図中には、発明に従うポンプシステムの複数の実施例が例示としてのみ表されている。 Additional features and benefits of the present invention will arise from the accompanying drawings. In the figures, several embodiments of a pump system according to the invention are represented by way of example only.
図1は、二つの真空引き(ガス抜き)されるべきチャンバー1,2を有する先行技術に属するポンプシステムを示す。チャンバー1には、ターボ分子ポンプ3が付設されており、そしてチャンバー2には、ターボ分子ポンプ4が付設されている。
FIG. 1 shows a prior art pump system having two
ターボ分子ポンプ3は、プリポンプ5により補助されている。ターボ分子ポンプ4は、プリポンプ6により補助されている。
The turbo
先行技術に属するこのポンプシステムは、ターボ分子ポンプ3が、チャンバー1内における所定の圧力を保持しなければならず、そしてターボ分子ポンプ4が、チャンバー2内の所定の圧力を保持しなければならないというデメリットを有する。これらポンプ3,4,5,6は、相応した能力を有している必要がある。つまり、これらは必要とされるポンプ性能を、電圧網及び周波数という国ごとの条件のもとで発揮する必要がある。
This pump system belonging to the prior art requires that the
符号Qによってガスフローが表されている。チャンバー1,2は、互いに接続されている。チャンバー1,2内の異なる圧力のもと、ガスフローQがチャンバー間で発生する。チャンバー2内には、更にその上、ガスインレット7が設けられており、チャンバー2にプロセスガスを供給する。
The gas flow is represented by the symbol Q. The
図2は、チャンバー1,2を示す。これらチャンバーは、ターボ分子ポンプ3,4により真空引きされる。
FIG. 2 shows
ここではプリポンプ5,6が、ターボ分子ポンプ3,4を補助している。
Here, the
プリポンプ5,6の間には、配管区分8が設けられている。配管区分8内には、絞り9が設けられており、これは簡略的に表されている。この絞り9によって、配管区分8内のガス流を調整することが可能である。
A
発明に係る装置によって、ポンプ3,4を同様に形成することが可能であり、又は、同じ構造のターボ分子ポンプ3,4を使用することが可能である。第一のポンプ5の負荷開放も行われる。このポンプは、絞り9を介して、軽ガスの少ない比率のガス流を第二のポンプ6に放出する。これは、図2に従い軽ガスの高い比率をポンピングする第二のポンプ6において、相応する運搬効果に至るので、軽ガスは、明らかに良好にポンピングされることができる。
With the device according to the invention, it is possible to form the
同じことは、図3の装置にも当てはまる。この装置においては、チャンバー2を真空引きするためのターボ分子ポンプ4のみが設けられている。
The same applies to the device of FIG. In this apparatus, only a turbo
チャンバー1は、直接プリポンプ5により真空引きされる。ターボ分子ポンプ4を補助するために、プリポンプ6が設けられている。
The
プリポンプ5,6の間には、ここでもまた、一つの配管区分8が設けられており、これが絞り9を備えている。
Between the
図4は、三つのチャンバー1,2,10を有する変更された構造を示す。図4に従い、両方のプリポンプ5,6と、チャンバー1を真空引きするためのターボ分子ポンプ3が設けられる。チャンバー2,10を真空引きするために、一つの分流ポンプが設けられる。この分流ポンプは、二つのインレット12,13を有している。プリポンプ5,6の間には、ここでもまた配管区分8が設けられ、この配管区分の中に絞り9が設けられている。
FIG. 4 shows a modified structure with three
図5は、真空引きすべきチャンバー1,2,10,13,14,15を有するさらに別の実施例を示す。チャンバー2,10,13は、プロセスガスの為の追加的なガスインレット16,17,18を備えている。
FIG. 5 shows a further
チャンバー1の真空引きの為に、ターボ分子ポンプ3が設けられている。このターボ分子ポンプは、プリポンプ5によって補助されている。チャンバー2,13および14を真空引きするために、分流ポンプ19が設けられ、この分流ポンプがプリポンプ6によって補助されている。
A turbo
チャンバー15を真空引きするために、一つの追加的なターボ分子ポンプ20が設けられている。
One additional
プリポンプ5,6の間には、ここでもまた一つの配管区分8が設けられており、この配管区分内に絞り9が設けられている。ここでもまた、第一のポンプ5の負荷開放部が意図されており、この負荷開放部が、断面縮小部9を介して、少ない比率の軽ガスを含むガス流を第二のポンプ6に放出する。これは、この場合に軽ガスの高い割合をポンピングする第二のポンプ6において、相応する運搬効果へと通じるので、軽ガスが明らかに良好にポンピングされることが可能である。
A
図6は、チャンバー1,2,10,13を有する装置を示す。チャンバー1は、ターボ分子ポンプ3により真空引きされ、チャンバー2は、ターボ分子ポンプ4により真空引きされる。ここで、ターボ分子ポンプ3は、プリポンプ5によって補助されている。ターボ分子ポンプ4は、プリポンプ6によって補助されている。
FIG. 6 shows an
プリポンプ5,6の間には、配管区分8が設けられており、この配管区分中に絞り9が設けられている。
A
チャンバー10,13を真空引きするために、分流ポンプ11が設けられている。この分流ポンプはプリポンプ21により補助されている。プリポンプ6とプリポンプ21の間には、一つの追加的な配管区分22が設けられ、この配管区分が絞り23を備えている。
In order to evacuate the
図7は、チャンバー1,2,10,13,14,15を有する複数チャンバーシステムの為のポンプ装置を示す。
FIG. 7 shows a pump device for a multi-chamber
チャンバー1,2,13,14,15は、同構造のターボ分子ポンプ3,4,20,24,25により真空引きされる。ここで、ターボ分子ポンプ3は、プリポンプ5により補助されている。ポンプ4,20,24,25は、プリポンプ6により補助されている。プリポンプ5とプリポンプ6の間にもまた、配管区分8が設けられており、この中に絞り9が設けられている。
The
図8は、チャンバー1,2,10,13,14,15を有する複数チャンバーシステムを示す。チャンバー1は、プリポンプ5により真空引きされる。チャンバー2,13,14,15は、同構造のターボ分子ポンプ4,20,24,25により真空引きされ、そしてここではプリポンプ6により補助されている。
FIG. 8 shows a multi-chamber
プリポンプ5,6の間には、一つの配管区分8が設けられ、この中に絞り9が設けられる。
One
チャンバー14内には、現在の真空圧を計測するための装置26が設けられている。
A
ポンプ20には、これに対して設けられる接続部に、同様に、現在の真空圧を計測するための装置27が設けられている。
Similarly, the
配管区分29内には、ガス流量を計測するための別の装置28が設けられている。
In the
配管区分8内には、ガス流量の計測の為の装置30が設けられている。
A
1 チャンバー
2 チャンバー
3 ターボ分子ポンプ
4 ターボ分子ポンプ
5 プリポンプ
6 プリポンプ
7 ガスインレット
8 配管区分
9 絞り
10 チャンバー
11 分流ポンプ
12 インレット
13 インレット
14 チャンバー
15 チャンバー
16 ガスインレット
17 ガスインレット
18 ガスインレット
19 分流ポンプ
20 ターボ分子ポンプ
21 プリポンプ
22 配管区分
23 絞り
24 ターボ分子ポンプ
25 ターボ分子ポンプ
26 真空圧計測の為の装置
27 真空圧計測の為の装置
28 ガス流量計測の為の装置
29 配管区分
30 ガス流量計測の為の装置
Q ガスフロー
DESCRIPTION OF
Claims (16)
少なくとも二つのプリポンプ(5,6,21)の間の少なくとも一つの接続配管(8)内に、ガス流の調整及び/又は減少のための少なくとも一つの断面縮小部(9)が設けられていることを特徴とするポンプシステム。 A pump system for exhausting gas from a plurality of chambers having at least three vacuum pumps, wherein at least two pre-pumps and at least one turbo molecular pump are provided.
In at least one connecting pipe (8) between at least two pre-pumps (5, 6, 21), at least one reduced section (9) for adjusting and / or reducing the gas flow is provided. A pump system characterized by that.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021513026A (en) * | 2018-04-16 | 2021-05-20 | エドワーズ リミテッド | Method of differentially pumping a multi-stage vacuum pump and multiple vacuum chambers |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10269537B2 (en) * | 2013-12-16 | 2019-04-23 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Vacuum assembly for an ion implanter system |
RU2674293C2 (en) | 2014-01-07 | 2018-12-06 | Флюид Хэндлинг ЭлЭлСи | Variable speed multi-pump device for providing energy saving by calculating and compensating for friction loss using speed reference |
ES2614468T3 (en) * | 2014-12-30 | 2017-05-31 | Multivac Sepp Haggenmüller Se & Co. Kg | Packaging machine with a set of fluid pumps |
US9368335B1 (en) * | 2015-02-02 | 2016-06-14 | Thermo Finnigan Llc | Mass spectrometer |
DE202015004596U1 (en) * | 2015-06-26 | 2015-09-21 | Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh | vacuum pump system |
DE102017101202B4 (en) | 2017-01-23 | 2021-11-18 | VON ARDENNE Asset GmbH & Co. KG | Procedure and vacuum arrangement |
JP7037440B2 (en) * | 2018-06-01 | 2022-03-16 | 川崎重工業株式会社 | Equipment unit |
TWI684707B (en) * | 2019-02-27 | 2020-02-11 | 亞台富士精機股份有限公司 | Energy-saving exhaust gas pumping system |
GB2591814A (en) * | 2020-02-10 | 2021-08-11 | Edwards Vacuum Llc | Housing for a vacuum pump |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5572672A (en) * | 1978-11-24 | 1980-05-31 | Suzuki Motor Co Ltd | Vacuum pump device in vacuum heat treating furnace |
US5228838A (en) * | 1992-04-27 | 1993-07-20 | Leybold Aktiengesellschaft | Method for the evacuation of a low-vacuum chamber and of a HGH-vacuum chamber, as well as a high-vacuum apparatus for the practice thereof |
JP2003083248A (en) * | 2001-09-06 | 2003-03-19 | Ebara Corp | Evacuation system |
JP2007538197A (en) * | 2004-05-21 | 2007-12-27 | ザ ビーオーシー グループ ピーエルシー | Pumping device |
JP2010167338A (en) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Renesas Electronics Corp | Device and method for vacuum processing |
WO2011121322A2 (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | Edwards Limited | Vacuum pumping system |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3865012D1 (en) * | 1988-06-01 | 1991-10-24 | Leybold Ag | PUMP SYSTEM FOR A LEAK DETECTOR. |
JP3494457B2 (en) * | 1993-07-07 | 2004-02-09 | 株式会社大阪真空機器製作所 | Vacuum pump device |
DE10348639B4 (en) * | 2003-10-15 | 2009-08-27 | Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh | Lock system for a vacuum system |
JP5452839B2 (en) * | 2006-10-05 | 2014-03-26 | アジレント・テクノロジーズ・インク | Analysis equipment |
-
2012
- 2012-07-04 DE DE201210105951 patent/DE102012105951A1/en active Pending
-
2013
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5572672A (en) * | 1978-11-24 | 1980-05-31 | Suzuki Motor Co Ltd | Vacuum pump device in vacuum heat treating furnace |
US5228838A (en) * | 1992-04-27 | 1993-07-20 | Leybold Aktiengesellschaft | Method for the evacuation of a low-vacuum chamber and of a HGH-vacuum chamber, as well as a high-vacuum apparatus for the practice thereof |
JP2003083248A (en) * | 2001-09-06 | 2003-03-19 | Ebara Corp | Evacuation system |
JP2007538197A (en) * | 2004-05-21 | 2007-12-27 | ザ ビーオーシー グループ ピーエルシー | Pumping device |
JP2010167338A (en) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Renesas Electronics Corp | Device and method for vacuum processing |
WO2011121322A2 (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | Edwards Limited | Vacuum pumping system |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021513026A (en) * | 2018-04-16 | 2021-05-20 | エドワーズ リミテッド | Method of differentially pumping a multi-stage vacuum pump and multiple vacuum chambers |
JP7037669B2 (en) | 2018-04-16 | 2022-03-16 | エドワーズ リミテッド | Method of differentially pumping a multi-stage vacuum pump and multiple vacuum chambers |
US11326604B2 (en) | 2018-04-16 | 2022-05-10 | Edwards Limited | Multi-stage vacuum pump and a method of differentially pumping multiple vacuum chambers |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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