CN101922437B - 真空设备 - Google Patents

Abstract

一种真空设备，适于提供多个腔室的真空环境且包括多个抽气单元及第三管路单元。每一抽气单元连接一腔室，且包括低真空抽气装置、至少一高真空抽气装置、第一管路单元及第二管路单元。高真空抽气装置设于低真空抽气装置与对应的腔室间。第一管路单元连接高真空抽气装置与低真空抽气装置且设有至少一第一阀件。第二管路单元连接对应的腔室与第一管路单元且设有第二阀件。第二管路单元与第一管路单元的连接处位于第一阀件与低真空抽气装置间。第三管路单元连接这些第一管路单元。第三管路单元设有至少一第三阀件，位于相邻二第一管路单元间。

Description

真空设备

技术领域

本发明是有关于一种抽气设备，且特别是有关于一种真空设备。

背景技术

图1是现有技术的一种真空设备的示意图。请参照图1，现有技术的真空设备100包括多个分别独立的抽气单元200。每一抽气单元200用以提供一个腔室50内的真空环境。每一抽气单元200包括干式泵(dry pump)210、升压泵(booster pump)220以及两个涡轮泵(booster pump)230，其中升压泵220连接于干式泵210与涡轮泵230之间。涡轮泵230连接至对应的腔室50，且涡轮泵230与腔室50之间设有阀件240。涡轮泵230透过管路单元250连接至升压泵220，且每一涡轮泵230与升压泵220之间设有阀件260。此外，升压泵220更透过管路单元270而直接连接至对应的腔室50，且管路单元270设有阀件280。

现有技术的真空设备100的操作方法是先关闭阀件240、260并开启阀件280，接着启动干式泵210，以抽取腔室50内的气体，进而将腔室50内的压力先降低至约6.6千帕(kPa)以下。接着，启动升压泵220，以将腔室50内的压力进一步降低至约266帕(Pa)以下。然后，关闭阀件280并开启阀件240、260，同时启动涡轮泵230，以使腔室50内维持高真空环境。在图1中，箭头F1表示涡轮泵230启动时的气体流动方向。

在涡轮泵230启动后，干式泵210及升压泵220只需维持涡轮泵230启动时所需的启动压力，不让涡轮泵230运转时的背压(back pressure)过高即可。然而，现有真空设备100的这些抽气单元200彼此独立，所以在涡轮泵230启动后，每一抽气单元200的干式泵210及升压泵220仍须维持运转状态。如此，不仅耗费较多的能源，还会增加真空设备100的维护成本。

发明内容

本发明提供一种真空设备，以节省能源。

本发明另提供一种真空设备的操作方法，以节省能源。

为达上述优点，本发明提出一种真空设备，其适于提供多个腔室内的真空环境。此真空设备包括多个抽气单元以及第三管路单元。每一抽气单元连接至所述多个腔室其中之一，且每一抽气单元包括低真空抽气装置、至少一高真空抽气装置、第一管路单元及第二管路单元。高真空抽气装置设置于低真空抽气装置与对应的腔室之间，并连接至对应的腔室。第一管路单元连接至高真空抽气装置与低真空抽气装置，且第一管路单元设有至少一第一阀件。第二管路单元连接至对应的腔室与第一管路单元。第二管路单元与第一管路单元的连接处位于第一阀件与低真空抽气装置之间，且第二管路单元设有第二阀件。第三管路单元连接这些抽气单元的第一管路单元，其中第三管路单元设有至少一第三阀件，且每一第三阀件位于相邻的二第一管路单元之间。

在本发明之一实施例中，上述的每一第一管路单元更设有第四阀件，位于低真空抽气装置与第二管路单元之间，而第一阀件位于高真空抽气装置与第二管路单元之间。

在本发明之一实施例中，上述的第一阀件、第二阀件、第三阀件与第四阀件为手动阀件或计算机控制阀件。

在本发明之一实施例中，上述的每一抽气单元更包括至少一第五阀件，设置于高真空抽气装置与对应的腔室之间。

在本发明之一实施例中，上述的每一第五阀件为适应性压力控制器(adaptive pressure controller，APC)。

在本发明之一实施例中，上述的每一低真空抽气装置包括干式泵以及升压泵，其中升压泵连接于干式泵与高真空抽气装置之间。

在本发明之一实施例中，上述的每一高真空抽气装置包括一涡轮泵。

本发明另提出一种真空设备的操作方法，其适用于上述的真空设备。此真空设备的操作方法包括：关闭第一阀件及第三阀件并开启第二阀件，且启动低真空抽气装置，以降低腔室内的压力。接着，当腔室内的压力降低至第一默认值后，关闭第二阀件并开启第一阀件及第三阀件，且启动高真空抽气装置并关闭部分低真空抽气装置。

在本发明之一实施例中，上述的每一第一管路单元更设有一第四阀件，位于低真空抽气装置与第二管路单元之间，且第一阀件位于高真空抽气装置与第二管路单元之间。此外，在启动低真空抽气装置时，更包括开启第四阀件，而在关闭部分低真空抽气装置时，更包括关闭对应的部分第四阀件。

在本发明之一实施例中，上述的每一低真空抽气装置包括一干式泵以及连接于干式泵与高真空抽气装置之间的一升压泵，而开启低真空抽气装置的方法包括：开启干式泵，以降低腔室内的压力。接着，当腔室内的压力降低至一第二默认值后，开启升压泵，而第二默认值大于第一默认值。

在高真空抽气装置启动时，低真空抽气装置只需避免高真空抽气装置运转时的背压过高即可。在本发明的真空设备及其操作方法中，由于藉由第三管路单元连接所述多个抽气单元的第一管路单元，所以当使用低真空抽气装置将每一腔室内的压力降低至第一默认值进而启动高真空抽气装置后，可关闭部分低真空抽气装置。亦即，在高真空抽气装置运转时，仅需藉由部分低真空抽气装置运转来防止高真空抽气装置运转时的背压过高，所以本发明的真空设备及其操作方法可节省能源。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1是现有技术一种真空设备的示意图；

图2是本发明一实施例的一种真空设备的示意图；

图3是图2中单一抽气单元的示意图；

图4是本发明一实施例的真空设备的操作方法的流程图；

图5绘示图2的真空设备的单一抽气单元在低真空抽气装置启动且高真空抽气装置关闭时的气体流动示意图；

图6绘示图2的真空设备在高真空抽气装置启动时的气体流动示意图。

【主要组件符号说明】

50、60：腔室

100：真空设备

200：抽气单元

210：干式泵

220：升压泵

230：涡轮泵

240、260、280：阀件

250、270：管路单元

300：真空设备

310：第三管路单元

312：第三阀件

400：抽气单元

410：低真空抽气装置

412：干式泵

414：升压泵

420：高真空抽气装置

430：第一管路单元

432：第一阀件

434：第四阀件

440：第二管路单元

442：第二阀件

450：第五阀件

C：第二管路单元与第一管路单元的连接处

F1、F2、F3：气体流动方向

S110、S120：步骤

具体实施方式

图2是本发明一实施例的一种真空设备的示意图，其中图2省略了每一抽气单元的第二管路单元。图3是图2中单一抽气单元的示意图。请参照图2与图3，本实施例的真空设备300适于提供多个腔室60内的真空环境。此真空设备300包括多个抽气单元400以及第三管路单元310。每一抽气单元400连接至所述多个腔室60其中之一，且每一抽气单元400包括低真空抽气装置410、至少一高真空抽气装置420(图2是以两个高真空抽气装置420为例)、第一管路单元430及第二管路单元440。高真空抽气装置420设置于低真空抽气装置410与对应的腔室60之间，并连接至对应的腔室60。第一管路单元430连接至高真空抽气装置420与低真空抽气装置410。第二管路单元440连接至对应的腔室60与第一管路单元430。第三管路单元310连接这些抽气单元400的第一管路单元430。

上述的每一低真空抽气装置410例如包括干式泵412以及升压泵414，其中升压泵412连接于干式泵414与高真空抽气装置420之间。此外，每一抽气单元400的高真空抽气装置420的数量可视腔室60的大小而定，虽然本实施例的每一抽气单元400的高真空抽气装置420的数量为两个，但其亦可为一个或两个以上。每一高真空抽气装置420例如是涡轮泵。另外，每一抽气单元400可更包括至少一第五阀件450。每一第五阀件450设置于一个高真空抽气装置420与此高真空抽气装置420所对应的腔室60之间。每一第五阀件450例如为适应性压力控制器，亦即第五阀件450的开合度可以调整。

第一管路单元430是将抽气单元400的高真空抽气装置420连接至低真空抽气装置410。第一管路单元430设有至少一第一阀件432。更详细地说，第一阀件432的数量例如是与高真空抽气装置420的数量相对应，而每一第一阀件432设置于对应的高真空抽气装置420与低真空抽气装置410之间。在另一实施例中，亦可多个高真空抽气装置420共享一个第一阀件432。另外，每一第一管路单元430可更设有第四阀件434，其位于低真空抽气装置410与第二管路单元440之间，而第一阀件432位于高真空抽气装置420与第二管路单元430之间。

承上述，第二管路单元440与第一管路单元430的连接处C位于第一阀件432与低真空抽气装置410之间，且第二管路单元440设有第二阀件442。此外，第三管路单元310设有至少一第三阀件312，且每一第三阀件312位于相邻的二第一管路单元430之间。也就是说，第三阀件312的数量视抽气单元400的数量而定。举例来说，当抽气单元400数量为两个时，第一管路单元430的数量为两个，而第三阀件312的数量至少需要一个。在本实施例中，抽气单元400的数量是以四个为例，所以第一管路单元430的数量亦为四个，而第三阀件312的数量例如是三个。另外，上述之第一阀件432、第二阀件442、第三阀件312与第四阀件434可为手动阀件或计算机控制阀件。

本实施例的真空设备300因使用第三管路单元310连接各抽气单元400的第一管路单元430，所以可在高真空抽气装置420启动时，关闭部分抽气单元400的低真空抽气装置410，以达到省电的效果。下文将详细说明此真空设备的操作方法。

图4是本发明一实施例的真空设备的操作方法的流程图，图5绘示图2的真空设备的单一抽气单元在低真空抽气装置启动且高真空抽气装置关闭时的气体流动示意图，而图6绘示图2的真空设备在高真空抽气装置启动时的气体流动示意图。请先参照图4与图5，本实施例的真空设备的操作方法适用于上述的真空设备300。此真空设备的操作方法如步骤S110所示：关闭第一阀件432及第三阀件312并开启第二阀件442，且启动低真空抽气装置410，以降低腔室60内的压力。此外，在第一管路单元430设有第四阀件434的实施例中，在启动低真空抽气装置410时更包括开启第四阀件434。换言之，在步骤S110中，由于第三阀件312是关闭的，所以各个抽气单元400是彼此独立。每一抽气单元400藉由各自的低真空抽气装置410来降低对应的腔室60内的压力。另外，在本实施例中，开启低真空抽气装置410的方法例如是先开启干式泵412，以抽取腔室60内的气体，进而降低腔室60内的压力。在图5中，箭头F2表示低真空抽气装置410启动时的气体流动方向。接着，当腔室60内的压力降低至第二默认值后，开启升压泵414，以同时藉由干式泵412及升压泵414来降低腔室60内的压力。此第二默认值例如约6.6千帕，但不以此为限。

接着，请参照步骤S120及图6，当腔室60内的压力降低至第一默认值后，关闭第二阀件442并开启第一阀件432及第三阀件312，且启动高真空抽气装置420并关闭部分低真空抽气装置410，以使各腔室60维持高真空环境。上述的第一默认值小于第二默认值，第一默认值例如约266帕，但不以此为限。在图6中，箭头F3表示高真空抽气装置420启动时的气体流动方向。此外，在各抽气单元400包括第五阀件450的实施例中，开启高真空抽气装置420时，更包括开启第五阀件450。在第一管路单元430设有第四阀件434的实施例中，在关闭部分低真空抽气装置410时更包括关闭对应的第四阀件434，也就是说，低真空抽气装置410被关闭时，其所对应的第四阀件434亦需关闭，以使各腔室60内的气体能顺利被维持运转状态的低真空抽气装置410所抽出。

更详细地说，高真空抽气装置420启动后，低真空抽气装置410只需维持高真空抽气装置420启动时所需的启动压力，不让高真空抽气装置420运转时的背压过高即可。所以，本实施例在高真空抽气装置420运转时关闭第二阀件442并开启第一阀件432，以使每一抽气单元400的第一管路单元430藉由第三管路单元310而彼此连通。如此，可关闭部分抽气单元400的低真空抽气装置410，以藉由数量较少的低真空抽气装置410(例如一个低真空抽气装置410)来防止高真空抽气装置420运转时的背压过高。

由于本实施例的真空设备300及其操作方法在高真空抽气装置420运转时，可关闭部分的低真空抽气装置420，所以能达到节省能源的功效。此外，由于在高真空抽气装置420运转时，仅需开启部分低真空抽气装置410，所以能减少低真空抽气装置410的运转时数，进而减少本实施例的真空设备300的设备维护成本。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种真空设备，适于提供多个腔室内的真空环境，该真空设备包括：

多个抽气单元，每一抽气单元连接至该些腔室其中之一，每一抽气单元包括：

一低真空抽气装置；

至少一高真空抽气装置，设置于该低真空抽气装置与对应的该腔室之间，并连接至对应的该腔室；

一第一管路单元，连接至该高真空抽气装置与该低真空抽气装置，且该第一管路单元设有至少一第一阀件；

一第二管路单元，连接至对应的该腔室与该第一管路单元，该第二管路单元与该第一管路单元的连接处位于该至少一第一阀件与该低真空抽气装置之间，且该第二管路单元设有一第二阀件；以及

一第三管路单元，连接该些抽气单元的该些第一管路单元，其中该第三管路单元设有至少一第三阀件，每一第三阀件位于相邻的二第一管路单元之间。

2.如权利要求1所述的真空设备，其特征在于，每一第一管路单元更设有一第四阀件，位于该低真空抽气装置与该第二管路单元之间，而该至少一第一阀件位于该高真空抽气装置与该第二管路单元之间。

3.如权利要求2所述的真空设备，其特征在于，该些第一阀件、该些第二阀件、该些第三阀件与该些第四阀件为手动阀件或计算机控制阀件。

4.如权利要求1所述的真空设备，其特征在于，每一抽气单元更包括至少一第五阀件，设置于该高真空抽气装置与对应的该腔室之间。

5.如权利要求4所述的真空设备，其特征在于，每一第五阀件为适应性压力控制器。

6.如权利要求1所述的真空设备，其特征在于，每一低真空抽气装置包括：

一干式泵；以及

一升压泵，连接于该干式泵与该高真空抽气装置之间。

7.如权利要求1所述的真空设备，其特征在于，每一高真空抽气装置包括一涡轮泵。

8.一种真空设备的操作方法，适用于权利要求1所述的真空设备，该真空设备的操作方法包括：

关闭该些第一阀件及该第三阀件并开启该些第二阀件，且启动该些低真空抽气装置，以降低该些腔室内的压力；以及

当该些腔室内的压力降低至一第一默认值后，关闭该些第二阀件并开启该些第一阀件及该第三阀件，且启动该些高真空抽气装置并关闭部分该些低真空抽气装置。

9.如权利要求8所述的真空设备的操作方法，其特征在于，每一第一管路单元更设有一第四阀件，位于该低真空抽气装置与该第二管路单元之间，该至少一第一阀件位于该高真空抽气装置与该第二管路单元之间，且在启动该些低真空抽气装置时，更包括开启该些第四阀件，而在关闭部分该些低真空抽气装置时，更包括关闭对应的部分该些第四阀件。

10.如权利要求8所述的真空设备的操作方法，其特征在于，每一低真空抽气装置包括一干式泵以及连接于该干式泵与该高真空抽气装置之间的一升压泵，而开启该低真空抽气装置的方法包括：

开启该干式泵，以降低该些腔室内的压力；以及

当该些腔室内的压力降低至一第二默认值后，开启该升压泵，而该第二默认值大于该第一默认值。

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