CN100474504C - 真空获得系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空获得系统，包括分子泵，分子泵的入口通过入口阀与反应室连接，分子泵的出口通过排出阀与真空泵连接，还包括分子泵保护装置，根据检测到的报警信号，控制关闭分子泵的入口阀或排出阀；分子泵保护装置包括报警装置，用于检测分子泵入口压力、出口压力及系统中各设备工作情况，当压力超过设定值或设备工作异常时，由分子泵保护控制装置通过互锁电路控制关闭入口阀或排出阀，保护分子泵不受损坏；还包括互锁屏蔽电路，可使互锁电路失效，并由控制信号单独控制入口阀或排出阀。本发明涉及微电子领域，用于真空获得系统分子泵的安全运行保护措施。

Description

真空获得系统

技术领域

本发明涉及一种真空获得系统，尤其涉及一种带有保护装置的真空获得系统。

背景技术

在微电子技术领域，尤其在半导体技术领域，大部分工艺常常需要在高真空的反应室中进行。

目前大多数的高真空获得设备都使用磁悬浮分子泵，但是由于磁悬浮分子泵工作在高真空环境下，因此如果分子泵在正常运行过程中，其出口压力或入口压力超过一定的范围都会造成分子泵的磁悬浮轴承的偏移或破坏。

目前常用的高真空获得系统如图1所示，当分子泵4启动之前，先打开旁抽阀3抽反应室1真空，抽到反应室1压力小于分子泵4启动入口压力要求时，关闭旁抽阀3，开启分子泵排出阀5、摆阀2，然后再开启分子泵4；当反应室1正常工艺或维护时，如果反应室1压力比较高时，先打开旁抽阀3对反应室1粗抽，当反应室1压力达到分子泵4入口压力要求时，再关闭旁抽阀3并依次开启分子泵排出阀5、摆阀2。

上述系统的缺点是：如果反应室1正在进行工艺，摆阀2、分子泵排出阀5都开启，反应室1由于某种原因，突然暴露大气，或者是压力突然增大，分子泵4入口压力远远超出所要求的压力，此时就可能造成分子泵4损坏；如果反应室1正在进行工艺，摆阀2、分子泵排出阀5都开启，由于某种原因，比如真空泵7报警停止，分子泵4出口管道突然暴露大气或者压力突然增大，分子泵4出口压力远远超出要求，此时就可能造成分子泵4损坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种带有保护装置的真空获得系统，该真空获得系统在系统出现故障时，能自动关闭分子泵入口阀或排出阀，保护分子泵不受损坏。

针对上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的真空获得系统，包括反应室、分子泵和真空泵，所述分子泵的入口通过入口阀与反应室连接，所述分子泵的出口通过排出阀与真空泵连接，在所述排出阀和真空泵之间的出口管路与反应室之间连接有安装旁抽阀的旁抽管路，其特征在于，所述真空获得系统还包括分子泵保护装置，该分子泵保护装置根据对系统故障的检测而产生报警信号来控制关闭分子泵的入口阀和/或排出阀。

所述分子泵保护装置包括：

分子泵入口侧报警装置，其检测分子泵入口压力，当分子泵入口压力超过设定值时输出报警信号；

分子泵出口侧报警装置，其检测分子泵出口压力，当分子泵出口压力超过设定值时输出报警信号；

分子泵保护控制装置，接收到来自分子泵入口侧报警装置的报警信号时，关闭分子泵的入口阀；接收到来自分子泵出口侧报警装置的报警信号时，关闭分子泵的排出阀。

所述的分子泵保护装置还包括：

系统报警装置：检测系统中各设备工作情况，当设备工作异常时输出报警信号，由分子泵保护控制装置接收系统报警装置的报警信号，关闭分子泵的入口阀和/或排出阀。

所述系统报警装置包括：

真空泵报警装置：检测所述真空泵的工作状况，当真空泵发生故障时向所述分子泵保护控制装置发出报警信号，分子泵保护控制装置接收报警信号，关闭分子泵的排出阀。

所述分子泵保护控制装置包括互锁电路，互锁电路与分子泵的入口阀和/或排出阀电连接，当分子泵保护控制装置接收到报警信号时，互锁电路自动控制分子泵的入口阀和/或排出阀关闭。

所述互锁电路包括多个报警输入端，及与多个报警输入端相配设置的与非逻辑电路，互锁电路通过与非逻辑电路控制分子泵的入口阀和/或排出阀关闭。

所述与非逻辑电路包括与多个报警输入端相配设置的多个接触器，多个接触器串联连接。

所述的分子泵保护控制装置还包括串接在所述互锁电路中的互锁屏蔽电路，该互锁屏蔽电路中包括屏蔽接触器，该屏蔽接触器吸合时，可使互锁电路与入口阀和/或排出阀间的电连接断开，并由控制信号单独控制入口阀和/或排出阀打开或关闭。

所述分子泵入口阀为摆阀，所述分子泵入口侧报警装置为第一真空开关，第一真空开关与所述反应室相连接，并且检测反应室内压力。

所述分子泵出口侧报警装置为第二真空开关，第二真空开关与所述排出阀与真空泵之间的出口管路相连接，并且检测出口管路内压力。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的真空获得系统由于系统包括分子泵保护装置，当真空泵进口或出口压力突然增大或系统出现其它故障时时，能控制关闭分子泵入口阀或排出阀，保护分子泵不受损坏。又由于所述的分子泵保护控制装置包括互锁电路，当分子泵保护控制装置接收到报警信号时，互锁电路自动关闭入口阀或排出阀，保证了分子泵保护装置的可靠性。又由于所述的互锁电路连接有互锁屏蔽电路，所述互锁屏蔽电路可使互锁电路失效，并由控制信号单独控制入口阀或排出阀，当不需要互锁电路控制关闭入口阀或排出阀时，可由互锁屏蔽电路断开互锁电路与入口阀或排出阀间的电连接，并由控制信号单独控制入口阀或排出阀，保证系统正常运行。结构简单、控制方便，用于真空获得系统分子泵的安全运行保护措施。

附图说明

图1为现有技术真空获得系统的原理图；

图2为本发明真空获得系统的原理图；

图3为本发明实施例一的互锁电路原理图；

图4为本发明实施例二的互锁电路原理图；

图5为本发明的互锁屏蔽电路原理图。

具体实施方式

本发明较佳的具体实施方式如图2所示，包括分子泵4，分子泵4的入口通过入口阀与真空获得系统的反应室1连接，入口阀为摆阀2。分子泵4的出口通过排出阀5与真空获得系统的出口管路连接，出口管路上设有真空泵7，分子泵排出阀5与真空泵7之间的出口管路与反应室1之间连接有旁抽管路，旁抽管路上设有旁抽阀3。

真空获得系统工作时，在分子泵4启动之前，先打开旁抽阀3抽反应室1真空，抽到反应室1的压力小于分子泵4启动时的入口压力要求时，关闭旁抽阀3，开启分子泵排出阀5、摆阀2，然后再开启分子泵4；当反应室1正常工艺或维护时，如果反应室1压力比较高时，先打开旁抽阀3对反应室1粗抽，当反应室1压力达到分子泵4入口的压力要求时，再关闭旁抽阀3并依次开启分子泵排出阀5、摆阀2。

本发明真空获得系统还包括分子泵保护装置，所述的分子泵保护装置可以检测系统报警信号，并根据检测到的报警信号，控制摆阀2和分子泵排出阀5同时或单独关闭。

上述的分子泵保护装置包括：

分子泵入口侧报警装置，用于检测分子泵4入口压力，当分子泵4入口压力超过设定值时输出报警信号；

分子泵出口侧报警装置，用于检测分子泵4出口压力，当分子泵4出口压力超过设定值时输出报警信号；

分子泵保护控制装置8，用于接收上述报警信号，并根据分子泵入口侧报警装置的报警信号，关闭摆阀2，或同时关闭摆阀2和分子泵排出阀5；又根据分子泵4出口侧报警装置的报警信号，关闭分子泵排出阀5，或同时关闭摆阀2和分子泵排出阀5。

分子泵入口侧报警装置为第一真空开关9，与反应室1连接，实际上就是检测反应室1的压力，当反应室1内压力超过第一真空开关9的设定值时输出报警信号。防止反应室1压力突然增大，导致分子泵4入口压力超出要求对分子泵4造成的潜在损坏；第一真空开关9的压力设定值小于分子泵入口极限压力，最好为分子泵4入口极限压力要求的50％—75％。上述的第一真空开关9也可以是真空规触点输出。

分子泵4通过分子泵排出阀5与出口管路连接，分子泵出口侧报警装置为第二真空开关6，与出口管路连接，主要为了检测出口管路的压力，当出口管路内压力超过第二真空开关6的设定值时输出报警信号。防止分子泵4出口管路压力突然增大，导致分子泵4的出口压力超出要求对分子泵4造成潜在损坏；第二真空开关6的压力设定值小于分子泵出口极限压力，最好为分子泵4的出口极限压力要求的50％—75％。上述的第二真空开关6也可以是真空规触点输出。

本发明的分子泵保护装置还包括：

系统报警装置，用于检测系统中各设备工作情况，当设备工作异常时输出报警信号，由分子泵保护控制装置8接收系统报警装置的报警信号，并根据接收到的报警信号控制摆阀2和分子泵排出阀5同时关闭，或根据情况选择关闭其中的一个。

例如，设于分子泵4出口管路上的真空泵7上设有真空泵报警装置10，当真空泵7发生故障时，真空泵报警装置10输出报警信号，由分子泵保护控制装置8接收真空泵报警装置10的报警信号，关闭分子泵排出阀5。上述的真空泵报警装置10可以是真空泵上单独设有的装置，也可以是真空泵本身的控制器。

本发明的分子泵保护控制装置8包括互锁电路，当分子泵保护控制装置8接收到报警信号，互锁电路自动控制摆阀2和分子泵排出阀5同时或单独关闭。

如图3所示，是互锁电路的一个具体实施例，其工作的原理是这样的；

摆阀2和分子泵排出阀5均为常闭阀，当需要摆阀2或分子泵排出阀5打开工作时，首先给出控制信号DO1，此时，报警输入信号处于高阻态或断开状态，通过第一接触器K1和第二接触器K2的常闭触点，光电耦合器U1导通，控制端P1得电控制摆阀2或分子泵排出阀5打开，系统正常工作。

当分子泵保护控制装置8接收到报警信号时，以分子泵排出阀5为例，当分子泵4的出口压力超第二真空开关6的压力设定值时，第二真空开关6向分子泵保护控制装置8发出报警信号，分子泵保护控制装置8收到报警信号后，第一接触器K1得电吸合，常闭触点断开，控制信号DO1的回路断开，光电耦合器U1断开，控制端P1失电，分子泵排出阀5关闭。同样，当真空泵7发生故障时，真空泵报警装置10输出报警信号，分子泵保护控制装置8接收到真空泵报警装置10的报警信号后，第二接触器K2得电吸合，常闭触点断开，控制信号DO1的回路断开，光电耦合器U1断开，控制端P1失电，进而关闭分子泵排出阀5。

同样原理，可通过互锁电路控制摆阀2关闭。摆阀2和分子泵排出阀5可通过同一条互锁电路控制，也可以分别设有单独的互锁电路单独控制。

互锁电路上可以设有多个报警信号输入端，分别接收不同的报警信号。

互锁电路的另外一种实例如图4所示。图中所有的报警输入信号输入到与非逻辑电路，与非逻辑电路输出与光电耦合器U1相连。实现原理同图3。上述与非逻辑电路可以半导体器件与非逻辑器件，也可以是由可编程的逻辑门阵列编程得到的与非逻辑电路，也可以是由接触器组成的与非逻辑电路。

这样的互锁电路增加了分子泵安全运行的保护机制，但同时也会带来一些问题，比如有的情况下，不需要这种互锁，比如分子泵维护之后，设备重新启动，此时分子泵内部为大气状态，如果有这两个互锁，很难打开分子泵排出阀。

因此，本发明中互锁电路还连接有互锁屏蔽电路，互锁屏蔽电路可使互锁电路失效，并由控制信号DO1单独控制摆阀2和分子泵排出阀5打开或关闭。

如图5所示，互锁屏蔽电路设置在图3所示的互锁电路上第二接触器K2和光电耦合器U1之间，或设置在图4所示的互锁电路上与非逻辑电路和光电耦合器U1之间，当然也可以设置在其它能使互锁电路失效的地方。互锁电路通过屏蔽接触器K3的常闭触点导通。

当需要使互锁电路失效时，向互锁屏蔽电路输入互锁屏蔽信号DO，光电耦合器U2导通，屏蔽接触器K3得电吸合，常闭触点断开、常开触点闭合，此时，互锁电路断开失效，控制信号DO1通过互锁电路上的光电耦合器U1单独控制摆阀2和分子泵排出阀5，当DO1有信号时，控制端P1得电控制摆阀2或分子泵排出阀5打开。

上述的光电耦合器U1和光电耦合器U2的主要作用是，使控制信号DO1和互锁屏蔽信号DO所在的控制电路与主电路隔开，免受主电路复杂变化的冲击，也可以用其它的控制元件或耦合器。如果现场工况不是很复杂，也可以不设耦合器，控制信号DO1和互锁屏蔽信号DO直接与主电路相通。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种真空获得系统，包括反应室、分子泵和真空泵，所述分子泵的入口通过入口阀与反应室连接，所述分子泵的出口通过排出阀与真空泵连接，在所述排出阀和真空泵之间的出口管路与反应室之间连接有安装旁抽阀的旁抽管路，其特征在于，所述真空获得系统还包括分子泵保护装置，该分子泵保护装置根据对系统故障的检测而产生报警信号来控制关闭分子泵的入口阀和/或排出阀；

所述的分子泵保护装置包括系统报警装置：用于检测系统中各设备工作情况，当设备工作异常时输出所述报警信号。

2、根据权利要求1所述的真空获得系统，其特征在于，所述分子泵保护装置包括：

分子泵入口侧报警装置，其检测分子泵入口压力，当分子泵入口压力超过设定值时输出报警信号；

分子泵出口侧报警装置，其检测分子泵出口压力，当分子泵出口压力超过设定值时输出报警信号；

分子泵保护控制装置，接收到来自所述分子泵入口侧报警装置的报警信号时，关闭分子泵的入口阀；接收到来自所述分子泵出口侧报警装置的报警信号时，关闭分子泵的排出阀；接收到来自所述系统报警装置的报警信号时，关闭分子泵的入口阀和/或排出阀。

3、根据权利要求2所述的真空获得系统，其特征在于，所述系统报警装置包括：

真空泵报警装置：检测所述真空泵的工作状况，当真空泵发生故障时向所述分子泵保护控制装置发出报警信号，分子泵保护控制装置接收报警信号，关闭分子泵的排出阀。

4、根据权利要求1、2或3所述的真空获得系统，其特征在于，所述分子泵保护控制装置包括互锁电路，互锁电路与分子泵的入口阀和/或排出阀电连接，当分子泵保护控制装置接收到报警信号时，互锁电路自动控制分子泵的入口阀和/或排出阀关闭。

5、根据权利要求4所述的真空获得系统，其特征在于，所述互锁电路包括多个报警输入端，及与多个报警输入端相配设置的与非逻辑电路，互锁电路通过与非逻辑电路控制分子泵的入口阀和/或排出阀关闭。

6、根据权利要求5所述的真空获得系统，其特征在于，所述与非逻辑电路包括与多个报警输入端相配设置的多个接触器，多个接触器串联连接。

7、根据权利要求4所述的真空获得系统，其特征在于，所述的分子泵保护控制装置还包括串接在所述互锁电路中的互锁屏蔽电路，该互锁屏蔽电路中包括屏蔽接触器，该屏蔽接触器吸合时，可使互锁电路与入口阀和/或排出阀间的电连接断开，并由控制信号单独控制入口阀和/或排出阀打开或关闭。

8、根据权利要求2或3所述的真空获得系统，其特征在于，所述分子泵入口阀为摆阀，所述分子泵入口侧报警装置为第一真空开关，第一真空开关与所述反应室相连接，并且检测反应室内压力。

9、根据权利要求2或3所述的真空获得系统，其特征在于，所述分子泵出口侧报警装置为第二真空开关，第二真空开关与所述排出阀与真空泵之间的出口管路相连接，并且检测出口管路内压力。

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