Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Inertgasversorgung einer mehrstufigen trockenlaufenden Vakuumpumpe mit Einrichtungen zur Verteilung des Inertgases auf die Pumpenstufen.

"Trockenlaufende" Vakuumpumpen sind Pumpen, deren Schöpf äume keine Schmier- und/oder Dichtmittel enthalten. Typische Pumpen dieser Art sind mehrstufig ausgebildet und weisen Drehkolben vom Klauentyp (Northey-Profil) auf. Ihr Vorteil liegt darin, daß sie vollständig kohlenwasserstofffreie Vakua erzeugen können, so daß sie insbesondere zur Evakuierung von Vakuumkammern eingesetzt werden, in denen Halbleiterprozesse (Ätz-, Beschichtungs- oder andere Vakuu behandlungs- oder Herstellverfahren) durchgeführt werden.

Aus der EP-A 365 695 ist eine mehrstufige trockenlaufende Vaku¬ umpumpe der hier betroffenen Art bekannt. Sie i.εt mit einer Inertgasversorgung versehen, die aus einer Stickstoffquelle, bis in die Schöpfräume führende Leitungssysteme und einem Ventil be¬ steht. Bei dieser vorbekannten Pumpe ist nicht feststellbar, ob die Inertgasversorgung während des Betriebs der Pumpe ordnungs¬ gemäß nktioniert. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der eine Funktionskontrolle möglich ist.

Durch die Zufuhr von Inertgas in die Pumpe soll unter anderer, vermieden werden, daß sich in die Pumpe gelangende oder sich

während der Verdichtung der Gase in der Pumpe bildende Fest¬ stoffpartikel am Rotor oder an den Wandungen der Schöpfräume ablagern. Je nach Art des Halbleiterprozesses ist der Inert¬ gasbedarf nicht nur in Bezug auf die benötigte Menge sondern auch in Bezug auf den Ort, d.h. die Stufe, wo das Inertgas benötigt wird, unterschiedlich. Dabei ist außerdem noch zu berücksichti¬ gen, daß die Zufuhr von Inertgas während des Betriebs der Pumpe die Pumpleistung beeinträchtigt.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die weitere Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaf¬ fen, mit deren Hilfe nicht nur eine Überwachung der Inertgasver- εorgung sondern auch Einfluß auf die Art der Verteilung und die strömenden Mengen genommen ^' werden kann.

Erfiπdungsgemäß werden die gestellten Aufgaben durch die in den Patentansprüchen enthaltenen Maßnahmen gelöst.

Durch die Eigenständigkeit der Inertgasversorgung und durch ihren modularen Aufbau besteht in einfacher Weise die Möglichkeit, nicht nur die Aufteilung der Stickstoffversorgung sondern auch noch vielfältige Überwachungsfunktionen vorzusehen. Die unter¬ schiedlichsten Parameter, beispielsweise der Druck, die Durch¬ flußmenge zu -den Einzelstufen usw. , können prozeßabhängig kon¬ trolliert werden. Durch Auswechseln oder Drehen von Bauteilen besteht die Möglichkeit,. Änderungen der Überwachungskriterien, Durchflußmengen usw. zum Zwecke der Anpassung an unterschiedliche Prozesse vorzunehmen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungεbeispielen erläutert werde . Es zeigen

- Figur 1 einen schematischen Schnitt durch eine vierstufige Vakuumpumpe mit einer Ansicht der erfindungsgemäßen Inertgasversorgung, z.T. geschnitten

Figur 2 ein Ausführungsbeispiel für die Leitungsführung in der erfindungsgemäßen Einrichtung und

Figur 3 eine in Bezug auf Fig. 1 abgewandelte Inertgasverso: gungseinrichtung.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine vierstufige Vakuumpumpe 1 mit zwei Wellen 2, 3 sowie vier Rotorpaaren 4, 5. Die Drehkolben sind vom Klauentyp und rotieren in den Schöpfräumen 6. Diese werden von den Seiten¬ schilden 7, 8, den Zwischenschilden 9, 10 und den Gehäuseringer. 11 bis ^' 14 gebildet.

Unterhalb des unteren Seitenschildes 8 sind die Weller. 2, 3 mit Zahnrädern 16, 17 gleichen Durchmessers ausgerüstet, welche der Synchronisation der Bewegungen der Rotorpaare 4, 5 dienen. Weitere Antriebseinrichtungen (Antriebsmotor, Kupplung des Antriebes u.s.w.) sind nicht dargestellt.

Der untere Lagerschild 8 ist zweiteilig ausgebildet. Ξr umfaßt die untere Scheibe 21 in der sich, wie auch im oberen Lagerschild 7, die Wellen 2, 3 über Wälzlager 22 abstützen. Zwischen den Wellen 2, 3 und der oberen Scheibe 23 sind Labyrinth-Dichtungen 24 vorgesehen.

Der Einlaß der Pumpe im oberen Lagerεchild 7 ist mit 25, der Auslaß der Pumpe in der Scheibe -23 ist mit 26 bezeichnet.

Um den Schöpfräumen 4 und weiteren Stellen der Vakuumpumpe 1, beispielsweise den Labyrinth-Dichtungen 24, Inertgas zuführen zu können, sind in den zugehörigen Scheiben 9 und 23 Bohrungen 31 bis 35 vorgesehen, die mit der erfindungsgemäßen Versorgungsein¬ richtung 36 über Leitungen in Verbindung stehen. Dargestellt sind nur die Leitungen 37 bis 39, die mit den Bohrungen 31 bis 33 in Verbindung stehen und über die den Schöpfräumen 4 Inertgas zugeführt wird.

Die erfindungsgemäße Versorgungseinrichtung ist als Metallblock 41 ausgebildet. Sie weist zwei Einlasse 42, 43, auf denen Inert- gas über Druckminderventile 44, 45 zugeführt wird. Innerhalb des Blocks 41 befinden sich im einzelnen nicht dargestellte Bohrun¬ gen, mit deren Hilfe die Inertgasverteilung erreicht wird. Die Bohrungen führen dazu wieder nach außen und stehen über Inertgaε- auslässe beispielsweiεe mit den Leitungen 37, 38, 39 in Verbin¬ dung. Weitere Auslässe sind mit 46 und 47 bezeichnet. Einer dieser Auslässe ist beispielsweise mit zu den Bohrungen 34, 35 führenden Leitungen verbunden, die der Versorgung der Labyrinth- Dichtungen 24 mit Stickstoff dienen. An den anderen Auslaß 47 kann sich beispielsweise eine zum Einlaß 25 der Pumpe führende Leitung anschließen, so daß eine Spülung des Einlaßstutzens mit Inertgas möglich ist. Dieser Auslaß oder ein weiterer Auslaß kann aber auch zur Versorgung eines Drucküberwachungεsyεtems verwendet werden, das sich im Auslaßbereich der Pumpe befindet. Schließlich können nach außen führende Bohrungen mit Meß- oder überwachungε- einrichtungen verbunden werden, die vom Metaliblock 41 getragen werden. Als Beispiel ist der Druckwächter 49 dargestellt.

Figur 2 zeigt in schematiεierter Weise ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Inertgasversorgungseinrichtung 36. Über die beiden Einlasse 42, 43 wird der Einrichtung 36 Inertgas mit unterschiedlichen Drücken, beispielsweise 1,5 bar und 3 bar, zugeführt. An den Einlaß 42 schließt sich die Bohrung 51 an. Von dieser Bohrung 51 führen mehrere Abzweigbohrungen 52, bis 55 nach außen und bilden Inertgasauslässe, die beispielsweise mit dem Druckwächter 49, den zu den Labyrinth-Dichtungen 24, zum Einlaß der Pumpe 25 oder zum Auslaß der Pumpe 25 führenden Leitungen ir. Verbindung stehen.

An die Bohrung 55 schließt sich die zum Auslaß 26 der Pumpe führende Leitung 56 an. In dieser Leitung befindet sich eine Kammer 57, an die zwei Druckwächter 58 und 59 angeschlossen sind. Mit Hilfe dieser Druckwächter 58, 59 wird ein bestimmter Druck¬ bereich im Auslaß der Pumpe 26 kontrolliert. Um zu verhindern, daß die Druckwächter 58, 59 von den häufig aggressiven Auslaßga¬ sen angegriffen werden, wird ein ständiger Inertgasström durch

die Leitung 56 in Richtung Auslaß 26 aufrechterhalten. Zwischen dem Auslaß 26 und der Kammer 57 befindet sich noch die Drossel 61, welche die im Auslaß 26 auftretenden Druckschwankungen dämpft.

An die Bohrung 51 schließt sich noch eine weitere Bohrung 62 an, die nach außen geführt ist und von einem weiter unten noch im einzelnen beschriebenen, abnehmbaren Bauteil 63 verεchlossen ist. Mit Hilfe dieser Bohrung 62 und dem Druckwächter 49 ist es möglich, die korrekte Montage des Bauteils 63 zu überprüfen. Solange das Bauteil 63 nicht vorhanden ist, kann sich der ge¬ wünschte Inertgasdruck in der Bohrung 51 nicht aufbauen, was vom Druckwächter 49 registriert wird.

An den Inertgasanschluß 43 schließt sich die Bohrung 64 an. Über davon abzweigende Bohrungen 65, 66, 67 mit darin integrierten Druckwächtern 68, 69, 70 sollen die zweite, dritte und vierte Stufe der Vakuumpumpe mit Inertgas versorgt werden. Die Bohrungen 65, 66, 67 sind nicht unmittelbar mit den Leitungen 37, 38, 39 verbunden. Sie münden in einer Seitenfläche 72 des Metallblocks, welcher das abnehmbare Bauteil 63 zugeordnet ist. Das abnehmbare Bauteil 63 kann so gestaltet sein, daß es die Mündungen der Bohrungen 65, 66, 67 verschließt. In diesem Fall ist die Inert¬ gasversorgung für die Pumpenstufen unterbrochen.

Das abnehmbare Bauteil kann darüberhinaus so gestaltet sein, daß es die Mündungen der Leitungen 65, 66, 67 verbindet mit Bohrungen 74, 75, 76, die ihrerseits mit den Leitungen 37, 38, 39 verbunden sind. Bei einer weiteren Ausführungsform kann das abnehmbare Bauteil 63 so gestaltet sein, daß die Verbindung der Bohrungen 65, 66, 67 mit den Bohrungen 74, 75, 76 jeweils über Ventile 77, 78, 79 erfolgt, die auf dem abnehmbaren Bauteil 63 vorgesehen sind. Bei dieser Ausführung ist es möglich, die Inertgasversor¬ gung einzelner Pumpenstufen zu unterbrechen oder abzuschalten.

Die ausgezogenen Linien zeigen, welche Bauteile bzw. Leitungen in der erfindungsgemäßen Inertgasversorgungseinrichtung 36 bzw. im Metallblock 41 untergebracht sind. Zusätzlich können - angeordnet

durch die strichpunktierte Linie - Drosseln 81, 82, 83 sich im Block 41 befinden. Diese dienen der Festlegung der den Pumpen¬ stufen zugeführten Gasmenge und auch der Erhöhung der Gasgeschwin¬ digkeit.

Die durchgezogene Linie 84 deutet an, daß der Block 41 teilbar ist. Der untere Abschnitt 85 mit dem Druckwächter 70 ist damit austauschbar. Dadurch ist es möglich, durch einfaches Auswechseln eines Teiles der erfindungsgemäßen Versorgungseinrichtung die der betroffenen Stufe zuzuführende Gasmenge zu verändern einschlie߬ lich der dazu passenden Überwachung.

In Figur 1 ist das der Seite 72 anliegende, abnehmbare Bauteil 53 als Platte 86 ausgebildet, die auf ihre Außenseite eben und auf ihrer Innenseite Vertiefungen 87 aufweist. Die Lage der Vertie¬ fungen 87 ist so gewählt, daß sie in die Seitenfläche 72 mündende Leitungen - beispielsweiεe die Leitungen 65 und 74 - miteinander verbindet. Wird die Platte 86 gewendet, dann sind sämtliche Mündungen verεchlosεen.

Die Lage der Mündung der Leitung 62 iεt so gewählt, daß sie stetε durch die Platte 86 verschlossen ist, unabhängig davon welche Seite der Platte 86 der Seitenfläche 72 anliegt. Die bereits beschriebene Kontrolle der korrekten Montage der Platte 85 ist dadurch sichergestellt.

Figur 3 zeigt, daß auf die Seitenfläche 72 eine Platte 89 mit Bohrungen 90, 91 montiert ist. Über diese Bohrungen stehen in die Seitenfläche 72 mündende Leitungen mit Ventilen - dargestellt sind wieder die Leitungen 74, 65 sowie das Ventil 77 - in Ver¬ bindung. Die Gehäuse 92 der Ventile sind auf der Außenseite der Platte 89 befestigt.

Mit der beschriebenen Einrichtung kann der Betrieb einer trok- kenlaufenden Vakuumpumpe an unterschiedliche Prozesse angepaßt und überwacht werden. Dieses kann automatisch geschehen, wenn eine - nicht dargestellte - Steuereinheit vorhanden iεt. Die vcr. den Überwachungs- und Meßbauteilen registrierten Werte werden der

Steuereinheit zugeführt und mit vorgegebenen Festwerten vergli¬ chen.