DE60023793T2

DE60023793T2 - Integrierte Turbopumpe und Steuerventilsystem

Info

Publication number: DE60023793T2
Application number: DE2000623793
Authority: DE
Inventors: Joseph Maher; Richard W. Londonderry Olmsted
Original assignee: MKS Instruments Inc
Current assignee: MKS Instruments Inc
Priority date: 1999-06-23
Filing date: 2000-06-15
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2020-06-16
Also published as: EP1063456B1; US6161576A; EP1063456A3; EP1063456A2; DE60023793D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Gaszuführungssysteme für eine extrem hohe Reinheit aufweisende Gase, wie z. B. Systeme, die zur Lieferung von Prozessgasen für die Halbleiterfertigung verwendet werden, und insbesondere auf ein integriertes Turbopumpen- und Steuerventil-System. Wie er hier verwendet wird, schließt der Ausdruck „Gas" Gase und Dämpfe ein.
Hintergrund der Erfindung
Gaszuführungssysteme für Gase hoher Reinheit, wie diejenigen, die bei der Halbleiterfertigung oder anderen Dünnfilm-Beschichtungsprozessen verwendet werden, schließen typischerweise eine Quelle für eine hohe Reinheit aufweisendes Gas ein, das mit einer Prozesskammer über eine Reihe von Gasverteilungs- und Steuerkomponenten gekoppelt ist, wie z. B. ein Massenstrom-Steuergerät, ein oder mehrere Drucksensoren und/oder Regler, eine Heizeinrichtung, ein oder mehrere Filter oder Reinigungsgeräte, und Abschaltventile. Eine Pumpe wird zum Pumpen jedes Gases von seiner Quelle zu der Prozesskammer verwendet.
Die US-A-3 687 570 zeigt eine Vakuumvorrichtung, bei der ein Plattenventil zwischen einer Turbopumpe und einer Prozesskammer angeschlossen ist und eine Ventilplatte einschließt, die zum Verschließen der Öffnung ausgebildet ist, die das Ventilgehäuse mit der Turbopumpe verbindet. Eine zweite Pumpe ist über ein Ventil mit dem Ventilgehäuse verbunden, um die Prozesskammer und die Turbopumpe abzupumpen.
Einige Prozesse müssen bei sehr niedrigen Drücken (bei einem hohen Vakuum) durchgeführt werden, beispielsweise bei einem Druck in der Größenordnung von einem Torr oder weniger. Ein für ein extrem hohes Vakuum bestimmtes System, das zum Betrieb bei einer niedrigen Konduktanz ausgebildet ist, schließt eine Turbopumpe und ein Pendel- oder Schieberventil zur Steuerung des von der Turbopumpe erzeugten Druckes innerhalb eines vorgegebenen Bereiches ein, um eine sehr präzise Steuerung der Masse des Gases zu ermöglichen, das zu der Prozesskammer strömt. Derartige Systeme verwenden typischerweise eine Turbopumpe und eine Kombination von Ventilen, die miteinander und mit Gasleitungen und geeigneten Verbindungselementen verbunden sind, um ein geschlossenes System zu schaffen, sowie eine sorgfältige Steuerung des Druckes, wenn sich das Pendelventil in der Nähe der geschlossenen und abgedichteten Stellung befindet, wobei dann die Drucksteuerung schwieriger ist.
Während die Abmessungen der Halbleiterbauteile abnehmen und ihre Dichte ansteigt, werden Halbleiterfertigungsprozesse zunehmend weniger tolerant gegenüber einer Teilchen-Verunreinigung. Eine wesentliche Quelle einer derartigen Verunreinigung stellen die Gase dar, die während des Prozesses verwendet werden, und insbesondere teilchenförmige Materialien, die von den benetzten Oberflächen in den Kanälen getragen werden, durch die hindurch die Gase von der Quelle an die Kammer geliefert werden. Feuchtigkeit oder Staub, der sich in diesen Kanälen ansammelt, wird von dem Quellen-Gas mitgeführt und lagert sich auf den gefertigten Halbleiterbauteilen ab, wodurch Fehler hervorgerufen werden. Die Feuchtigkeit kann weiterhin die benetzten Oberflächen korrodieren, was zu einem Ausflocken von Teilchen von diesen Oberflächen führt. Die Kanäle der Turbopumpe, die Kombination der Ventile und die Verbindungsrohre und Anschlüsse können somit eine Quelle für Verunreinigungen sein.
Um eine Verunreinigung dieser Art zu verringern werden Gasverarbeitungs-Komponenten, die bei der Fertigung von Halbleiterbauteilen verwendet werden, üblicherweise in staubarmen, eine geringe Feuchtigkeit aufweisenden Umgebungen hergestellt und für lange Zeitperioden bei erhöhten Drücken nach der Herstellung gespült. Die Komponenten werden dann typischerweise zum Versand in unter Druck stehenden Stickstoff verpackt und abgedichtet. Als Ergebnis wird das Innere der Komponenten lediglich der Reinraum-Umgebung ausgesetzt, in der sich die Halbleiter-Fertigungsausrüstung befindet, und dies auch nur für die kurze Zeitperiode zwischen der Entfernung der Verpackung und der abgedichteten Anordnung des Bauteils in der Fertigungsausrüstung. Zusätzlich sollte die gesamte Pfadlänge oder der „Fußabdruck" der Strömung des Gases so kurz wie möglich sein, um die benetzte Oberfläche, der das Gas ausgesetzt ist, zu einem Minimum zu machen.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein verbessertes Gaszuführungssystem geschaffen, das so ausgelegt und konstruiert ist, dass die Gesamtgröße und die Kosten des Systems verringert werden, der Platzbedarf, der für die Turbopumpe und das Steuerventilsystem erforderlich ist, verringert wird und dennoch die Zuverlässigkeit des Systems vergrößert und eine einfache und kostengünstige Reparatur von Bauteilen und deren Ersatz ermöglicht wird.
Das Gaszuführungssystem umfasst ein Schieberventil, das zwischen einer Turbopumpe und einer Prozesskammer anschließbar ist. Das Schieberventil schließt einen Ventilkörper, einen Ventilsitz und ein Gehäuse ein, das zur Halterung des Ventilsitzes ausgebildet ist, wobei (a) der Ventilkörper in dem Gehäuse so befestigt ist, dass er sich gegenüber dem Ventilsitz zwischen einer offenen Stellung und einer geschlossenen Stellung bewegt, und (b) das Gehäuse mit einem Gaskanal versehen ist, der mit jedem der Räume auf entgegengesetzten Seiten des Ventilkörpers verbunden ist, wenn sich der Ventilkörper in der geschlossenen Stellung befindet. Das Gaszuführungssystem umfasst weiterhin eine Anzahl von Ventilen, die an dem Gehäuse des Schieberventils befestigt und so angeordnet sind, dass sie die Strömung des Gases durch den Kanal derart steuern, dass im Betrieb die Kammer und/oder die Turbopumpe über den Gaskanal mit einer mit einem der Ventile verbundenen zweiten Pumpe ausgepumpt werden kann, und das Gas durch den den Ventilkörper in dessen geschlossener Stellung umgehenden Kanal übertragen und dessen Strömung gesteuert werden kann.
Bei einer Ausführungsform sind die Ventile benachbart zueinander befestigt, so dass der Raumbedarf und die Länge des Abschnittes des Kanals zwischen der Anzahl von Ventilen zu einem Minimum gemacht wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind drei Ventile auf dem Gehäuse des Schieberventils befestigt, wobei ein erstes der Ventile mit der zweiten Pumpe verbunden ist, um die Strömung von Gas zwischen dem Kanal und der zweiten Pumpe zu steuern, während ein zweites der Ventile die Strömung des Gases zwischen dem Kanal und dem Raum auf der Seite des Schieberventils steuert, die mit der Kammer verbunden ist, und ein drittes der Ventile steuert die Strömung des Gases zu dem Raum auf der Seite des Schieberventils, die mit der Turbopumpe verbunden ist.
In einer Ausführungsform werden die ersten und zweiten Ventile geöffnet und der Ventilkörper wird in die geschlossene Stellung gebracht, wenn die zweite Pumpe zum Auspumpen der Kammer mit der zweiten Pumpe verwendet wird. Bei einer anderen Ausführungsform werden die ersten und dritten Ventile geöffnet und der Ventilkörper wird auf die geschlossene Stellung eingestellt, wenn die zweite Pumpe zum Auspumpen der Turbopumpe verwendet wird. Bei einer anderen Ausführungsform werden die zweiten und dritten Ventile geöffnet, und das erste Ventil wird geschlossen, wenn sich der Ventilkörper in der geschlossenen Stellung befindet, so dass das Gas durch den Kanal strömt, der den geschlossenen Ventilkörper umgeht, wobei die Steuerung des Gases durch den Kanal entweder durch das zweite und/oder das dritte Ventil steuerbar ist.
Bei einer Ausführungsform ist das erste Ventile ein Absperrventil, das so aufgebaut ist, dass es entweder geöffnet oder geschlossen ist, und zumindest eines der zweiten und dritten Ventile ist ein Steuerventil, das so ausgebildet ist, dass es die Strömung des Gases durch den Kanal steuert, wenn sich der Ventilkörper in der geschlossenen Stellung befindet.
In einer Ausführungsform schließt (a) das Gehäuse (i) einen Innenraum, in dem der Ventilkörper bewegt wird, und (ii) ein Paar von Öffnungen in dem Gehäuse ein, durch die das Gas in den Innenraum des Gehäuses und auf der anderen Seite des Schieberventils herausströmt, wenn sich der Ventilkörper nicht in der geschlossenen Stellung befindet, ist (b) der Ventilsitz auf der Innenseite des Innenraumes um den Rand einer der Öffnungen herum vorgesehen, und ist (c) der Gaskanal zwischen dem Innenraum an einem Ende der Randwand der einen Öffnung zwischen dem Ventilsitz und der Außenseite des Gehäuses angeschlossen.
Bei einer Ausführungsform ist der Ventilsitz für jedes der Anzahl von Ventilen in dem Gehäuse gebildet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Blockdarstellungs-Ansicht eines Gaszuführungssystems, das ein Schieberventil und eine Steuerventil-Anordnung nach dem Stand der Technik einschließt.
2 ist eine schematische Blockdarstellungs-Ansicht eines zweiten Gaszuführungsventils, das ein Schieberventil und eine zweite Steuerventil-Anordnung nach dem Stand der Technik einschließt.
3 ist eine grafische Darstellung des Druckes als eine Funktion der Öffnung des Schieberventils.
4 ist eine Querschnittsansicht der Schieber- und Steuerventil-Baugruppe eines Gaszuführungssystems, das gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebaut und bei geöffnetem Schieberventil gezeigt ist.
5 ist eine Querschnittansicht der Schieber- und Steuerventil-Baugruppe eines Gaszuführungssystems, das gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebaut und bei geschlossenem Schieberventil gezeigt ist.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Endes der Schieber- und Steuerventil-Baugruppe des Gaszuführungssystems nach den 4 und 5, wobei das Schieberventil teilweise geöffnet ist; und
7 ist eine perspektivische Ansicht des anderen Endes der Schieber- und Steuerventil-Baugruppe des Gaszuführungssystems nach den 4 und 5, wobei das Schieberventil teilweise geöffnet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Wie dies vorstehend erwähnt wurde, werden viele Halbleiter-Prozesse in einer ein extrem hohes Vakuum aufweisenden Kammer ausgeführt. Die Verwendung einer einzigen Grob-Pumpe zur Druckverringerung ist üblicherweise zur Verringerung des Druckes in der Kammer wirkungsvoll, doch ist dies im Hinblick auf die derzeitigen Entwicklungen üblicherweise nicht dazu geeignet, die Pumpe auf die gewünschten Vakuumdrücke auszupumpen. Obwohl Turbopumpen die Fähigkeit ergeben, ausreichend niedrige Drücke innerhalb einer Kammer zu erzeugen, müssen sie in der Hinsicht „vorbereitet" werden, dass ein Vakuum in der Pumpe erzeugt wird, damit die Turbopumpe effektiv arbeitet. Daher werden eine Grob-Pumpe und eine Turbopumpe üblicherweise zusammen mit zumindest zwei Ventilen verwendet, eines zum Aufrechterhalten des Druckes in der Kammer, während die Grob-Pumpe zur Verringerung des Druckes innerhalb der Kammer verwendet wird, und das andere als Steuerventil zum Steuern der Geschwindigkeit der Druckverringerung, die sich durch die Turbopumpe ergibt. Weiterhin können Turbopumpen nicht arbeiten, sofern nicht der Druck in der Kammer anfänglich unter den äußeren Umgebungsdruck verringert wurde. Diese Bedingung wird typischerweise dadurch erfüllt, dass die Grob-Pumpe und die Ventile dazu verwendet werden, die Kammer mit der Grob-Pumpe bis herunter auf einen gewünschten Vakuumdruck auszupumpen, bevor die Turbopumpe zur weiteren Verringerung des Druckes in der Kammer betrieben wird.
Diese Konzepte werden klarer anhand der Bezugnahme auf die 1–3 verständlich. Wie dies in 1 gezeigt ist, ist eine Turbopumpe mit einer Kammer über ein Schieberventil verbunden. Zwei zusätzliche Ventile V1 und V4 werden verwendet, um es der Grob-Pumpe zu ermöglichen, das Turboventil und die Kammer auszupumpen. Das Ventil V1 ist zwischen der Grob-Pumpe und der Kammer angeordnet, während das Ventil V4 zwischen der Grob-Pumpe und der Turbopumpe angeordnet ist. Während das Schieberventil geschlossen ist und das Ventil V1 anfänglich geschlossen ist, wird das Ventil V4 geöffnet, und die Grob-Pumpe wird zum Evakuieren der Turbopumpe verwendet. Das Ventil V4 wird dann geschlossen, und V1 wird geöffnet, so dass die Grob-Pumpe dann die Kammer auspumpen kann. Das Schieberventil wird dann geöffnet, und die Turbopumpe und die Kammer befinden sich beide unter dem Grob-Vakuumdruck. Das System ist nunmehr für die Turbopumpe bereit, damit diese den Vakuumdruck innerhalb der Kammer auf einen noch niedrigeren Vakuumdruck verringern kann. Somit wird die Grob-Pumpe zum Auspumpen der Kammer bis zu einem vorgegebenen Druck verwendet, damit die Turbopumpe diesem Druck weiter auf einen gewünschten Vakuumdruck auspumpen kann.
Ein weiteres Problem bei dem Auspumpen einer Vakuumkammer auf einen gewünschten Vakuumdruck besteht darin, dass wenn die Kammer mit einer zu schnellen Verringerung des Druckes ausgepumpt wird, eine Turbulenz in der Kammer hervorgerufen wird, wodurch Teilchen aufgewirbelt werden. Entsprechend wurde vorgeschlagen, zwei zusätzliche Ventile V2 und V3 zu verwenden, wie dies in 2 gezeigt ist.
Wenn man das Schieberventil schließt, steigt der Druck in der Kammer an, so dass das Schieberventil zur Steuerung des Vakuumdruckes innerhalb der Kammer verwendet werden kann. Wenn das Schieberventil nicht ausreichend geschlossen ist, um den gewünschten Druck zu erzielen, so kann es schwierig sein, den gewünschten Vakuumdruck zu erreichen. Anstatt des Versuchs, die Ventile V1 und V2 als Umgehungsventile zu verwenden, wird V2 als ein Abschaltventil verwendet, und V1 wird als ein Steuerventil verwendet. Wie dies in 3 gezeigt ist, verläuft der durch das Schieberventil (als Funktion des prozentualen Anteils, mit dem das Schieberventil geöffnet ist) geregelte Druck asymptotisch zur y-Achse der Kurve. Daher ist es an irgendeinem Punkt, an dem sich das Schieberventil nahe an dem Schließzustand befindet, zu schwierig, den Druck in der Kammer zu steuern. Entsprechend kann das Schieberventil vollständig geschlossen werden, und das Ventil V1 oder V2 kann zur sorgfältigeren Steuerung des Druckes innerhalb der Kammer unter Verwendung der Turbopumpe verwendet werden.
Somit wird in diesem Fall das Ventil V1 als ein Steuerventil verwendet, so dass man durch Öffnen des Ventils V1 langsames Auspumpen der Kammer erreichen kann. Die Ventile V1 und V2 wirken als Umgehungsventile auf entgegengesetzten Seiten des Schieberventils. Wenn somit das Schieberventil offen ist und die Kammer langsam ausgepumpt wird, so wird das Ventil V2 geschlossen und das Ventil V3 wird geöffnet. In ähnlicher Weise wird, wenn die Turbopumpe ausgepumpt wird, das Ventil V3 geschlossen und das Ventil V2 ist offen. Wenn das Schieberventil geschlossen wird, und das Ventil V1 als ein Steuerventil verwendet wird, so sind die Ventile V1 und V2 offen, und die Ventile V3 und V4 sind geschlossen. Wie dies zu erkennen ist, pumpt die Turbopumpe immer noch die Kammer aus, nicht durch das Schieberventil, sondern über das Steuerventil V1, um eine genaue Betriebsweise innerhalb des schmalen Bereiches von Drücken zu erzielen, in denen die Betätigung des Schieberventils zu schwierig zu steuern ist.
Im Allgemeinen sind diese Bestandteile derzeit als getrennte Teile hergestellt, was getrennte Anschlüsse und Verbindungsrohre erfordert, wodurch die Gefahr von Leckstellen vergrößert wird und sich erhebliche Oberflächenbereiche ergeben, die unerwünschte Teilchen erzeugen können, die ihren Weg in die Kammer finden können, wo sie dort erzeugten Materialien verunreinigen können.
Entsprechend sind gemäß der vorliegenden Erfindung die Ventile V1, V2 und V3 und das Schieberventil alle zu einer einzigen integrierten Baugruppe zusammengebaut, um den Raumbedarf zu verringern, das heißt um die Kanäle zwischen den verschiedenen Komponenten erheblich zu verringern, und um weiterhin die Oberflächenbereiche zu verringern, die Verunreinigungen erzeugen können.
Unter spezieller Bezugnahme auf die 4–7 schließt die Schieber- und Steuerventil-Baugruppe 20 ein Gehäuse 22 ein, das einen Innenraum 24 umgrenzt. Das Gehäuse 22 schließt ein Paar von entgegengesetzten Öffnungen 26 und 28 ein, durch die Gas in den Innenraum 24 hinein und aus der anderen Seite des Schieberventils herausströmt, wenn das Schieberventil geöffnet ist. Somit ist eine Öffnung mit der Kammer verbunden, während die andere mit der Turbopumpe verbunden ist. Das Schieberventil steuert die Strömung des Gases durch das Schieberventil durch Steuern der Position des Ventilkörpers 30 zwischen einer vollständig geöffneten Stellung (gemäß 4) und einer vollständig geschlossenen Stellung (gemäß 5).
Die Schieberventil-Baugruppe schließt einen Schieberventil-Körper 30 vorzugsweise in Form einer Scheibe oder Platte ein. Um die Position des Schieberventil-Körpers 30 zu steuern, schließt die Baugruppe 20 einen Motor 40 ein, der an dem Gehäuse 22 befestigt ist. Der Motor ist über ein drehbares Zahnrad 42 gekoppelt. Das letztere ist an einer Welle 44 befestigt, die ihrerseits zumindest teilweise in dem Gehäuse 22 befestigt ist, um sich um ihre Längsachse herum und in Axialrichtung (in und aus der Ebene der 4 und 5 hinein und aus dieser heraus) in Abhängigkeit von der Drehung des Zahnrades zu bewegen. Insbesondere ist ein (nicht gezeigtes) rotierendes Nockenelement an der längsverlaufenden Welle befestigt und bewegt sich mit dieser. Das rotierende Nockenelement schließt einen eine Nockenfläche bildenden Schlitz ein. Eine (ebenfalls nicht gezeigte) Nockenrolle ist gegenüber dem Gehäuse festgelegt und im Inneren des die Nockenfläche bildenden Schlitzes angeordnet. Die Welle ist weiterhin an dem Schwenkarm 46 befestigt, der seinerseits den Ventilkörper 30 trägt. Wenn sich der Ventilkörper 30 von der geöffneten Stellung auf eine Stellung dreht, in der der Ventilkörper 30 mit der Öffnung 26 ausgebildet ist, bewegt sich der Ventilkörper 30 innerhalb der Ebene der Platte, weil der Schlitz des Nockenelementes der Nockenrolle in einer ausschließlichen Drehbewegung folgt.
Wenn jedoch der Ventilkörper 30 und die Öffnung 26 miteinander im Wesentlichen ausgerichtet sind und die Welle weiter um ihre Längsachse gedreht wird, so folgt der mit der Nockenfläche versehene Schlitz der Nockenrolle, so dass die Welle 44, der Schwenkarm 46 und der Ventilkörper 30 in Längsrichtung bezüglich der Öffnung 26 in Kontakt mit dem Ventilsitz 48 bewegt werden, der auf der Innenseite des Innenraumes um den Rand der Öffnung 26 herum vorgesehen ist. Dieser rotierende Nockenmechanismus ist mit weiteren Einzelheiten in der EP-A-1 063 457 beschrieben.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist das Gehäuse 22 mit einem Gaskanal 50 versehen, der mit jedem der Räume auf entgegengesetzten Seiten des Ventilkörpers 30 verbunden ist, wenn sich der Ventilkörper in der geschlossenen Stellung befindet. Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist irgendeine Anzahl von Ventilen, von einem bis zu so vielen, wie die Konstruktion erfordert, direkt auf dem Gehäuse befestigt. Bei einer Ausführungsform sind Ventile 52, 54 und 56 (äquivalent zu den Ventilen V1, V2 und V3 nach 2) direkt auf dem Gehäuse 22 befestigt und so angeordnet, dass sie die Strömung von Gas durch den Kanal 50 steuern, so dass im Betrieb die Kammer über den Gaskanal 50 mit einer zweiten Pumpe ausgepumpt werden kann, die mit einem der Ventile verbunden ist, und dass Gas durch den Kanal übertragen werden kann, der den Ventilkörper umgeht, wenn sich der Ventilkörper in der geschlossenen Stellung befindet. Die Ventile 52, 54 und 56 sind vorzugsweise nahe aneinander befestigt, um den Raumbedarf oder die Länge des Teils des Gaskanals 50 zwischen diesen Ventilen zu einem Minimum zu machen. Weiterhin können die Ventilsitze 58, 60 und 62 tatsächlich in dem Gehäuse ausgebildet werden.
Das Ventil 54 (äquivalent zu dem Ventil V3 nach 2) ist vorzugsweise ein Absperrventil, das mit einem Einlass 64, der zur Verbindung mit einer Grob-Pumpe ausgebildet ist, und einem Auslass 66 versehen ist, der mit dem Kanal 50 vorzugsweise zwischen den zwei Ventilen 52 und 56 verbunden ist. Wenn daher das Ventil 54 geöffnet ist, so kann die Grob-Pumpe Gas durch den Kanal 50 abpumpen, und wenn es geschlossen ist, so ist der Kanal 50 gegenüber der Grob-Pumpe abgesperrt.
Die Ventile 52 und 56 werden aufeinanderfolgend verwendet, um die Steuerung der Strömung des Gases von jeder Seite des Schieberventils aus zu steuern, wenn das Ventil 54 geöffnet wird und die Grob-Pumpe zum Auspumpen der Kammer bzw. der Turbopumpe verwendet wird. Zumindest eines der Ventile ist ein Steuerventil, das zur Steuerung der Strömung des Gases durch den Kanal 50 verwendet wird, wenn das Ventil 54 und das Schieberventil geschlossen sind und die Baugruppe in der Umgehungs-Betriebsart verwendet wird.
Wie dies am besten in den 4 und 5 zu erkennen ist, schließt der Kanal 50 den Abschnitt 50a ein, in dem Ventilsitze 58 und 62 innerhalb des Kanals 50 vorgesehen sind, so dass, wenn sich irgendeiner der Ventilkörper 70 und 72 der Ventile 52 und 56 innerhalb des Kanalabschnittes 50 in Kontakt mit dem jeweiligen Ventilsitz bewegt, die Abdichtung zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilsitz den Kanal 50 schließt. Andererseits bildet eine Öffnung durch das Gehäuse in dem Kanal 50a den Auslass 66 des Ventils 54.
Es ist aus den Zeichnungen zu erkennen, dass sich der Kanal 50 in dem Gehäuse an einem Ende als eine Öffnung 80 (siehe 4 und 5) in Strömungsmittel-Verbindung mit dem Innenraum 24 auf einer Seite des scheibenförmigen Körpers 30 und an dem anderen Ende als eine Öffnung 82 in der Randwand 84 der Öffnung 28 erstreckt, so dass der Kanal 50 den Ventilkörper 30 umgeht, wenn sich der letztere in einer geschlossenen Stellung befindet.
Das somit beschriebene Gaszuführungssystem ergibt eine verbesserte Anordnung durch die Integration des Schieberventils mit den Ventilen 52, 54 und 56 und die Verwendung eines Kanals 50 innerhalb des Gehäuses 22, so dass die anderenfalls erforderlichen Verbindungen der verschiedenen Teile beseitigt und der Raumbedarf und die Länge des Kanal-Abschnitts 50a zu einem Minimum gemacht wird.

Claims

Gaszuführungssystem mit: einem Schieberventil (20), das zwischen einer Turbopumpe und einer Prozesskammer anschließbar ist und einen Ventilkörper (30), einen Ventilsitz (48) und ein Gehäuse (22) einschließt, das zur Halterung des Ventilsitzes (48) ausgebildet ist, wobei der Ventilkörper in dem Gehäuse (22) so befestigt ist, dass er sich gegenüber dem Ventilsitz (48) zwischen einer offenen Stellung und einer geschlossenen Stellung bewegt, und mit einer Anzahl von Ventilen (52, 54, 56), von denen ein erstes Ventil (54) mit einer zweiten Pumpe, der Kammer und der Turbopumpe verbunden ist, so dass im Betrieb die Kammer und die Turbopumpe mit der zweiten Pumpe ausgepumpt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass: das Gehäuse (22) mit einem Gaskanal (50, 50a, 80, 82) versehen ist, der mit jedem der Räume auf entgegengesetzten Seiten des Ventilkörpers (30) verbunden ist, wenn sich der Ventilkörper (30) in der geschlossenen Stellung befindet, wodurch der Ventilkörper (30) umgangen wird, wenn sich der Ventilkörper in der geschlossenen Stellung befindet, die Anzahl von Ventilen (52, 54, 56) an dem Gehäuse des Schieberventils (20) befestigt und so angeordnet ist, dass die Strömung des Gases durch den Kanal (50, 50a, 80, 82) gesteuert wird, so dass im Betrieb die Kammer und die Turbokammer über den Gaskanal (50, 50a, 80, 82) über den Gaskanal mit der mit dem ersten Ventil (54) verbundenen zweiten Pumpe ausgepumpt werden kann und Gas durch den den Ventilkörper in dessen geschlossener Stellung umgehenden Kanal übertragen und dessen Strömung gesteuert werden kann.
Gaszuführungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Ventile (52, 54, 56) benachbart zueinander angeordnet sind, so dass der Raumbedarf eines Abschnittes des Kanals zwischen der Anzahl von Ventilen (52, 54, 56) zu einem Minimum gemacht wird.
Gaszuführungssystem nach Anspruch 1, bei dem ein zweites (52) der Ventile (52, 54, 56) die Strömung des Gases zwischen dem Kanal (50, 50a, 80, 82) und dem Raum auf der Seite des Ventils (20), die mit der Kammer verbunden ist, steuert, und bei dem ein drittes (56) der Ventile (52, 54, 56) die Strömung des Gases an den Raum auf der Seite des Schieberventils (20) steuert, die mit der Turbopumpe verbunden ist.
Gaszuführungssystem nach Anspruch 3, bei dem das erste (54) und das zweite (52) der Ventile geöffnet und der Ventilkörper (30) in die geschlossene Stellung gebracht ist, wenn die zweite Pumpe zum Auspumpen der Kammer mit der zweiten Pumpe verwendet wird.
Gaszuführungssystem nach Anspruch 3, bei dem das erste (54) und dritte (56) der Ventile geöffnet und der Ventilkörper (30) auf die geschlossene Stellung eingestellt ist, wenn die zweite Pumpe zum Auspumpen der Turbopumpe verwendet wird.
Gaszuführungssystem nach Anspruch 3, bei dem das zweite (52) und das dritte (56) der Ventile geöffnet und das erste (54) der Ventile geschlossen ist, wenn der Ventilkörper (30) in der geschlossenen Stellung angeordnet ist, so dass die Gasströmung durch den Kanal den geschlossenen Ventilkörper (30) umgeht und durch entweder das zweite (52) oder dritte (56) Ventil steuerbar ist.
Gaszuführungssystem nach Anspruch 3, bei dem das erste (54) der Ventile ein Absperrventil ist, das so aufgebaut ist, dass es entweder geöffnet oder geschlossen ist, und dass zumindest eines der zweiten und dritten (52, 56) der Ventile ein Steuerventil ist, das so ausgebildet ist, dass es die Strömung des Gases durch den Kanal (50, 50a, 80, 82) steuert, wenn sich der Ventilkörper (30) in der geschlossenen Stellung befindet.
Gaszuführungssystem nach Anspruch 1, bei dem (a) das Gehäuse (22) (i) einen Innenraum einschließt, in dem der Ventilkörper (30) bewegt wird, und (ii) ein Paar von Öffnungen in dem Gehäuse (22) einschließt, durch die das Gas in den Innenraum des Gehäuses hinein und auf der anderen Seite des Schieberventils (20) herausströmt, wenn sich der Ventilkörper (30) nicht in der geschlossenen Stellung befindet, (b) der Ventilsitz auf der Innenseite des Innenraumes um den Rand einer der Öffnungen herum vorgesehen ist, und (c) der Gaskanal (50, 50a, 80,82) zwischen dem Innenraum an einem Ende und der Randwand der einen Öffnung zwischen dem Ventilsitz (48) und der Außenseite des Gehäuses (22) angeschlossen ist.
Gaszuführungssystem nach Anspruch 1, bei dem der Ventilsitz für jedes der Vielzahl von Ventilen (52, 54, 56) in dem Gehäuse (22) gebildet ist.