CN113423950A - 真空泵送 - Google Patents

Abstract

公开了一种真空泵送装置（10）和方法。该真空泵送装置包括：公共泵送管线（90A‑C），所述公共泵送管线具有泵送管线出口和多个泵送管线入口，每个泵送管线入口被构造成与相关联的多个真空处理室（30）的出口联接；至少一个初级真空泵（100），所述初级真空泵与所述泵送管线出口流体连通以从每个真空处理室泵送气体；以及控制逻辑（120），其可操作以响应于多个真空处理室的操作状态的指示而控制初级真空泵的操作。这样，可以调节初级真空泵的性能以匹配由处理室提供的负载，并且当存在过剩的容量时(意味着初级真空泵利用不足)，则可以降低初级真空泵的性能，这可以导致显著的能量节省并且减少泵的磨损。

Description

真空泵送

技术领域

本发明的领域涉及一种真空泵送装置和方法。

背景技术

真空泵送装置广泛用于真空处理，尤其是半导体制造设施。制造设施的处理工具在存在选定气体的情况下需要真空压力，并且真空泵送系统在所需的真空压力下提供这些气体的抽空。

尽管存在真空泵送装置，但它们各自具有它们自身的缺点。因此，期望提供一种改进的真空泵送装置。

发明内容

根据第一方面，提供了一种真空泵送装置，包括：公共泵送管线，所述公共泵送管线具有泵送管线出口和多个泵送管线入口，每个泵送管线入口被构造成与相关联的多个真空处理室的出口联接；至少一个初级真空泵，所述初级真空泵与所述泵送管线出口流体连通以从每个真空处理室泵送气体；以及控制逻辑，其可操作以响应于多个真空处理室的操作状态的指示而控制初级真空泵的操作。

第一方面认识到，真空泵送装置可以服务于经由公共泵送管线连接的多个处理室。为了满足处理室的最大处理需求，与平均处理需求相比，该装置通常将尺寸过大。因此，提供了一种真空泵送装置或系统。该装置可包括具有多于一个入口和至少一个出口的泵送管线。每个泵送管线入口可以与多个真空处理室中的相关的一个真空处理室的出口联接。也就是说，多个真空处理室可以与该公共或单个泵送管线联接。该装置可包括一个或多个真空泵，该一个或多个真空泵可与公共泵送管线的泵送管线出口连接，以便从真空处理室泵送气体。该装置可包括控制逻辑，该控制逻辑可根据处理室的操作状态来控制初级真空泵的操作。这样，可以调节初级真空泵的性能以匹配由处理室提供的负载，并且当存在过剩的容量时(意味着初级真空泵利用不足)，则可以降低初级真空泵的性能，这可以导致显著的能量节省并且减少泵的磨损。

在一个实施例中，控制逻辑可操作以响应于该指示改变初级真空泵的操作速度。因此，真空泵的速度可以基于由处理工具产生的负载而减小或增加。

在一个实施例中，控制逻辑可操作以改变操作速度，以使真空泵的气体泵送速率与来自多个真空处理室的指示气体流率匹配。因此，可改变或调整真空泵的速度以匹配由处理工具产生的负载。

在一个实施例中，该装置包括多个初级真空泵。

在一个实施例中，控制逻辑可操作以响应于指示停用至少一个初级真空泵。因此，当不需要时，一个或多个初级真空泵可以被关闭或使其不活动。

在一个实施例中，可操作的控制逻辑可操作为响应于该指示来控制下游装置的操作。因此，可以调节公共泵送管线下游的其他装置的性能以匹配预期负载，从而提供进一步的效率节约。

在一个实施例中，下游装置包括减排装置。

在一个实施例中，可操作的控制逻辑可操作以响应于指示而改变供应至减排装置的能量的量。因此，取决于处理室的输出，可调整供应至减排装置的能量以及利用所述能量导致的其操作温度。

在一个实施例中，该装置包括多个减排装置，并且其中可操作的控制逻辑可操作以停用多个减排装置中的至少一者。

在一个实施例中，可操作的控制逻辑可操作以响应于指示而改变供应到初级真空泵、次级真空泵和减排装置中的至少一者的稀释气体的量。

在一个实施例中，该指示由多个真空处理室提供。因此，由处理室排放的流率可以由处理室自身提供。

在一个实施例中，该指示由供应多个真空处理室的装置提供。因此，可将供应至处理室的气体的流率的指示提供至控制逻辑。

在一个实施例中，该指示指示通过多个真空处理室的气体流率。

在一个实施例中，所述指示由与相应泵送管线入口联接的压力传感器和流量传感器中的至少一者提供。

在一个实施例中，该指示由与相应的泵送管线入口联接的流量控制阀提供。

在一个实施例中，该装置包括联接在入口和室之间的次级真空泵，并且该指示由次级真空泵的功率消耗和速度中的一者提供。

在一个实施例中，所述装置包括：至少一个另外的公共泵送管线，每个另外的公共泵送管线具有泵送管线出口和多个泵送管线入口，每个泵送管线入口被构造成与相关联的多个真空处理室的出口联接；以及至少一个另外的初级真空泵，其与泵送管线出口流体连通以从每个真空处理室泵送气体。

在一个实施例中，该装置包括歧管，该歧管可操作以选择性地将每个真空处理室与公共泵送管线联接，并且其中该指示提供歧管的构造的指示。

根据第二方面，提供了一种方法，包括：将公共泵送管线的多个泵送管线入口与相关联的多个真空处理室的出口联接；将所述公共泵送管线的泵送管线出口与至少一个初级真空泵联接，以从每个真空处理室泵送气体；以及响应于多个真空处理室的操作状态的指示来控制初级真空泵的操作。

在一个实施例中，控制包括响应于指示改变初级真空泵的操作速度。

在一个实施例中，控制包括改变操作速度以使真空泵的气体泵送速率与来自多个真空处理室的指示气体流率匹配。

在一个实施例中，所述联接包括与多个初级真空泵的联接。

在一个实施例中，所述控制包括响应于所述指示停用至少一个初级真空泵。

在一个实施例中，所述控制包括响应于所述指示来控制下游装置的操作。

在一个实施例中，下游装置包括减排装置。

在一个实施例中，控制包括响应于指示改变供应给减排装置的能量的量。

在一个实施例中，下游装置包括多个减排装置，并且其中控制包括停用多个减排装置中的至少一个。

在一个实施例中，所述控制包括响应于所述指示改变供应到所述初级真空泵、所述次级真空泵和所述减排装置中至少一者的稀释气体的量。

在一个实施例中，该指示由多个真空处理室提供。

在一个实施例中，该指示由供应多个真空处理室的装置提供。

在一个实施例中，该指示指示通过多个真空处理室的气体流率。

在一个实施例中，所述指示由与相应泵送管线入口联接的压力传感器和流量传感器中的至少一者提供。

在一个实施例中，该指示由与相应的泵送管线入口联接的流量控制阀提供。

在一个实施例中，该方法包括提供联接在入口和室之间的次级真空泵，并且通过次级真空泵的功率消耗和速度中的一者来提供所述指示。

在一个实施例中，该方法包括提供至少一个另外的公共泵送管线，每个另外的公共泵送管线具有泵送管线出口和多个泵送管线入口，每个泵送管线入口被构造为与相关联的多个真空处理室的出口联接，并且至少一个另外的初级真空泵与泵送管线出口流体连通以从每个真空处理室泵送气体。

在一个实施例中，该方法包括提供歧管，该歧管可操作以选择性地将每个真空处理室与公共泵送管线联接，并且其中该指示提供歧管的构造的指示。

在所附独立和从属权利要求中阐述了进一步的特定和优选方面。从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征适当地组合，并且可以以除了在权利要求中明确阐述的那些组合之外的组合进行组合。

在装置特征被描述为可操作以提供功能的情况下，将了解的是，这包括提供该功能或者被适配或构造成提供该功能的装置特征。

附图说明

现在将参考附图进一步描述本发明的实施例，在附图中：

图1示出了根据一个实施例的真空泵送装置。

具体实施方式

在任何更详细地讨论实施例之前，首先将提供概述。实施例提供一种布置结构，其中与真空处理室联接的一个或多个初级真空泵和/或其他下游处理设备可使其操作被优化以针对来自那些真空处理室的负载或输出匹配其性能。特别地，真空泵通常将被定尺寸为能够应付当处理室全部在其峰值下操作并产生最大输出负载时，诸如在室粗加工或抽空期间，所提供的最大负载。然而，由于一些处理室可能未被使用或者可能具有低于预期的输出，因此通常情况将是产生的实际负载将更低。这意味着真空泵和/或其他下游设备可能被过度供应，从而提供比所需的容量更大的容量。因此，控制这些装置的操作以匹配处理室的操作状态，从而减少能量消耗并延长寿命。

图1示出了根据一个实施例的真空泵送装置10。在该示例中，真空处理装置10与四个处理工具20A联接。每个处理工具20具有多个处理室；例如，一个处理工具20具有四个处理室30。将了解的是，处理工具和处理室的数量可以根据需要而变化，并且还可以设想单个布置结构。

每个处理室与诸如涡轮泵40的泵联接。尽管在该示例中提供了涡轮泵40，但将了解的是，其他形式的次级泵以及没有次级泵的布置结构也是可能的。而且，虽然在此示例中涡轮泵40形成真空泵送装置10的一部分，但将了解的是，其可替代地由处理工具30的提供者提供。每个涡轮泵40经由闸阀50和前级管线（fore-line）60联接到增压泵70。

每个增压泵70与多通阀80连接。在该示例中，每个多通阀是四端口多通阀，这意味着其与增压泵70联接的入口可以与三个输出中的任何一个联接。阀80的每个输出与相应的公共泵送管线90A-90C联接。

因此，可以看出，每个公共泵送管线90A-90C具有与阀80的相应出口联接的多个泵送管线入口。在图1中所示的示例中，每个公共泵送管线90A-90C具有14个泵送管线入口，每个泵送管线入口经由增压泵70、前级管线60、闸阀50和涡轮泵40与相关联的处理室30联接。每个公共泵送管线90A-90C具有至少一个泵送管线出口，该泵送管线出口与一个或多个初级真空泵100（诸如罗茨型机械泵）联接。

在图1中所示的示例中，每个公共泵送管线与三个初级真空泵100联接，但是可以提供比这个初级真空泵更多或更少的初级真空泵。初级真空泵100又与下游减排装置（abatement device）110联接。

多个公共泵送管线90A-90C的存在有助于确保从不同处理室30提供的不相容化学制品不会相互作用和导致不利反应。在其他布置结构中，可以仅利用单个公共泵送管线。

提供控制逻辑120，其接收提供操作条件和由每个所述处理室30产生的流出物流的指示的信号，以及每个所述阀80的构造，以便评估通过每个公共泵送管线90A-90C的预期流出物流流量。通常，该指示由阀80 (歧管)上的一个或多个压力传感器提供。利用该信息，可以对需要来自初级泵100和/或减排装置110和/或等离子体装置130或其他前级管线减排装置的多少泵送能力或减排能力进行评估。

例如，如果确定当前没有流出物流流过公共泵送管线，则下游设备可置于空闲模式或甚至关闭。类似地，如果通过公共泵送管线的流出物流减少，则下游设备可以使其性能降低至匹配。例如，每个次级泵100可以使它们的速度降低以匹配预期负载，或者一些泵可以完全关闭而其他泵保持以更高速度运行。同样地，减排装置110或等离子体装置130的操作性能可以通过改变供应给它们的能量而改变以匹配预期负载。类似地，也可以改变供应到减排装置110的稀释气体的量。而且，也可以改变诸如冷却水、氧化剂或其他气体、补充水的其他公共设施的量以匹配预期的负载或操作条件。

将了解的是，由每个处理室30提供的流出物流的流率可以按各种不同方式被确定。流率可以通过供应所述室的控制阀(未示出)来提供，因为这些阀通常控制流量以保持压力，并且流量由控制阀位置获得。替代性地，或附加地，通过测量涡轮泵40和/或增压泵70的功率消耗和/或速度可确定流率。替代性地，或附加地，可从阀80上的压力传感器确定流率。

一个实施例提供了区域真空和减排系统，其服务于具有公共歧管连接的泵送和减排系统的多个处理模块。为了满足最大的工艺需要，这种系统与平均系统需要相比必须是尺寸过大的。因此，存在表示公共设施节约机会的过剩容量。一个实施例允许在有或没有来自每个工具的信号的情况下动态地节省公共设施。

在处理期间，工具被设计成在任何一个时间预期完全真空性能。为了支持所有处理模块位于歧管的任何单个支路上的可能性，必须在系统的所有支路上过度提供真空和减排。由于单个处理模块在整个系统中一次只连接到一个支路，这种过度的提供将潜在地消耗包括电力、冷却水和氮气的过多的公共设施。

在一个实施例中，监控系统基于从所有连接的处理模块(室)离开的气体流的总和来保持歧管的每个支路上的气体负载的动态图像。总计流量用于确定对区域泵送和减排系统的需求。需求值用于优化多少泵筒运行以及以什么速度运行，以及优化减排系统内的燃料和气体混合物。来自每个工具的气体流量可以通过组合来自多个源的数据而导出：直接或间接地通往系统工具接口的工具信号；诸如工具蝶阀的压力控制装置的位置信息；诸如涡轮泵和增压泵的工具泵上的电气负载。

一个实施例通过将室需求与通过歧管系统的布线结合来执行真空/区域真空的减排提供/减排系统的管理，以最小化公共设施消耗。

尽管在本文已经参考附图详细公开了本发明的说明性实施例，但是应当理解的是，本发明不限于精确的实施例，并且本领域技术人员可以在其中实现各种改变和修改，而不脱离由所附权利要求及其等同物限定的本发明的范围。

附图标记

真空泵送装置 10

处理工具 20

处理室 30

涡轮泵 40

闸阀 50

前级管线 60

增压泵 70

阀 80

公共泵送管线 90A-C

初级真空泵 100

减排装置 110

控制逻辑 120

等离子体装置 130。

Claims (15)

1.一种真空泵送装置，包括：

公共泵送管线，所述公共泵送管线具有泵送管线出口和多个泵送管线入口，每个泵送管线入口被构造成与相关联的多个真空处理室的出口联接；

至少一个初级真空泵，其与所述泵送管线出口流体连通以从每个真空处理室泵送气体；以及

控制逻辑，所述控制逻辑能够操作以响应于所述多个真空处理室的操作状态的指示而控制所述初级真空泵的操作。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制逻辑能够操作以响应于所述指示改变所述初级真空泵的操作速度。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述控制逻辑能够操作以改变所述操作速度，以使所述真空泵的气体泵送速率与来自所述多个真空处理室的指示气体流率匹配。

4.根据任何前述权利要求所述的装置，包括多个初级真空泵，并且其中所述控制逻辑能够操作以响应于所述指示停用所述初级真空泵中的至少一个。

5.根据任何前述权利要求所述的装置，其中所述可操作控制逻辑能够操作以响应于所述指示来控制下游装置的操作。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述下游装置包括减排装置。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述可操作控制逻辑能够操作以响应于所述指示而改变供应至所述减排装置的能量的量。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其中所述可操作控制逻辑能够操作以响应于所述指示而改变供应到所述初级真空泵、所述次级真空泵和所述减排装置中的至少一者的稀释气体的量。

9.根据任何前述权利要求所述的装置，其中，所述指示由所述多个真空处理室和供应所述多个真空处理室的装置中的至少一者提供。

10.根据任何前述权利要求所述的装置，其中所述指示指示通过所述多个真空处理室的气体流率。

11.根据任何前述权利要求所述的装置，其中，所述指示由与相应的泵送管线入口联接的压力传感器和流量控制阀中的至少一者提供。

12.根据任何前述权利要求所述的装置，包括联接在所述入口和所述室之间的次级真空泵，并且所述指示由所述次级真空泵的功率消耗和速度中的一者提供。

13.根据任何前述权利要求所述的装置，包括：至少一个另外的公共泵送管线，每个另外的公共泵送管线具有泵送管线出口以及多个泵送管线入口，每个泵送管线入口被构造为与相关联的多个真空处理室的出口联接；以及至少一个另外的初级真空泵，其与所述泵送管线出口流体连通以从每个真空处理室泵送气体。

14.根据任何前述权利要求所述的装置，包括歧管，所述歧管能够操作以选择性地将每个真空处理室与所述公共泵送管线联接，并且其中所述指示提供所述歧管的构造的指示。

15.一种方法，包括：

将公共泵送管线的多个泵送管线入口与相关联的多个真空处理室的出口联接；

将所述公共泵送管线的泵送管线出口与至少一个初级真空泵联接，以从每个真空处理室泵送气体；以及

响应于所述多个真空处理室的操作状态的指示而控制所述初级真空泵的操作。

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