TWI723186B - 用於降低負載鎖定件內的壓力的方法及相關的幫浦單元 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種用一幫浦單元(1)來降低在大氣壓力之用於一基板的負載鎖定件內的壓力的方法，該幫浦單元具有一粗真空幫浦(2)及一高真空幫浦(3)其被配置在該粗真空幫浦(2)在被抽泵的氣體的流動方向的上游，其特徵在於在壓力下降期間且在該負載鎖定件內的壓力達到一預定的低壓力門檻值之前，該高真空幫浦(3)的轉速係如該高真空幫浦(3)的一操作參數的函數般地被控制以提高該高真空幫浦產生的流率(SoR)，使得該高真空幫浦所產生的流率(SoR)落在一範圍內，該範圍的上限制是該粗真空幫浦產生的流率(So1)的6倍且下限值是該粗真空幫浦產生的流率(So1)的1.3倍。
本發明亦關於一用來實施該降低壓力的方法的幫浦單元。

Description

用於降低負載鎖定件內的壓力的方法及相關的幫浦單元
本發明係有關於一種用來將一用於一基板(譬如，平板顯示器或光伏基板)的負載鎖定件內的壓力從大氣壓力降低至低壓力，用以在一保持在低壓力的處理室內裝載及卸載該基板的方法。
在一些製造方法中，一重要的步驟涉及了在一受控制的極低壓的氛圍下在一處理室內處理一基板。為了要保持一可接受的產出率及為了要避免雜質及污染物的存在，在該基板附近的氛圍首先用一和該處理室聯通的負載鎖定件降低至低的壓力。
為了如此作，該負載鎖定件具有一被密封的圍體(enclosure)，其具有一將該圍體的內部與一處於大氣壓力的區域(譬如，無塵室)接合的第一門，用來裝載至少一片基板。該負載鎖定件的該圍體被連接至一幫浦單 元，其被設計來將該圍體內的壓力降低至一和該處理室內部的壓力相類似的壓力，用以讓該基板可被轉運至該處理室。該負載鎖定件亦具有一第二門，用來在真空化之後將該基板卸載至該處理室內。該負載鎖定件通常亦被用來在該基板已被處理且在大氣壓力下被卸載之後將該基板的壓力升高。
然而，每次一基板被裝載或卸載，在該負載鎖定件的該圍體內的壓力就必須交替地被降低然後被升高，這涉及了幫浦單元的頻繁使用。再者，真並不是立即被產生在該負載鎖定件內，這限制了製程的整體速度。如果該基板很大的話，則此限制甚至更嚴重。這對於平板顯示器或光伏基板的製造而言特別是如此，該負載鎖定件的該圍體必須大到足以容納一或多片平板。例如，目前，用來製造平板的負載鎖定件的圍體通常具有一約為500~1000公升(偶而會大於5000公升)的大體積，因此，抽泵必須被儘可能快速地實施。
尤其是，動力幫浦單元被用於此目的，用以在該負載鎖定件打開、該圍體內的壓力處於大氣壓力時顯著地提供抽泵。
該幫浦單元通常具有一或多個粗真空幫浦及一個高真空幫浦，譬如魯氏單級真空幫浦(Roots single-stage vacuum pump)。該高真空幫浦被配置在該粗真空幫浦在該被抽泵的氣體的流動方向的上游側。該幫浦的主要目的是提升該幫浦單元在低壓時的總抽泵速度。
該高真空幫浦所產生的流率可以是該粗真空幫浦所產生的流率的大約5倍。當該負載鎖定件被打開時，該高的氣體流速的存在可在該高真空幫浦的排放埠產生顯著的壓力，該壓力可達到4巴(bar)(或3巴相對地)。此高的過壓造成了該高真空幫浦的高電力消耗及粗真空幫浦入口側的阻塞，對該粗真空幫浦和該高真空幫浦兩者構成故障的風險。
為了防止此情形，一種習知的解決方案涉及了提供一管道，其將該粗真空幫浦的入口連接至該高真空幫浦的出口。該管道被套設一旁通閥，其被設計成當該高真空幫浦的入口側與出口側之間的壓力差太高時會打開，且該旁通閥被設計來在一介於50至80毫巴之間的最大壓力差操作。因此，該旁通閥在該壓降開始時打開，用以連通從排放埠到該高真空幫浦的入口側的氣體流。然後，該旁通閥在該高真空幫浦的上游/下游壓力差低於50或82毫巴時關閉。在高壓時，該壓降因而只由該粗真空幫浦來實施，且該高真空幫浦的角色被侷限在參與該氣流的“調節”。
該旁通閥因而藉由將過剩的氣流轉向來協助保護該粗真空幫浦。此旁通亦有助於藉由防止該粗真空幫浦的排放壓力過高來熱性地保護該粗真空幫浦。
在該負載鎖定件內的壓降造成在該高真空幫浦以及該旁通閥的圍體的排放埠的壓降，因而讓該高真空幫浦能夠從該負載鎖定件內的壓力(其通常是約200毫 巴)開始壓縮該將被抽泵的氣體。
然而，此先前技術裝置有一些缺點。
當該壓降開始時，該幫浦單元的內初始總抽泵速度是低的，因為抽泵只由該粗真空幫浦提供。
此外，在該負載鎖定件內的壓力達到數毫巴之前，該高真空幫浦所消耗的電力是很高的，且因為該氣流的旁通的關係而被損失掉。
另一個問題係在於，該旁通閥係被脈衝式操作的事實，循環地打開及關閉且極快速，顯然是因為該體積式高真空幫浦的圓筒式抽泵原理造成的結果。這會產生該旁通閥過早機械磨損的風險，因而產生滲漏的風險。再者，該旁通閥的脈衝式操作會造成很大的噪音。
此外，流經該旁通閥的管道的氣體因為該高真空幫浦的壓縮的關係所以是熱的。這些回收的熱氣體亦會將該高真空幫浦過度加熱。
因此，發明的目的之一是要提出一種降低負載鎖定件內的壓力的方法及一相關的幫浦單元，其藉由在該壓降開始時允許較高的抽泵速度來至少部分地解決先前技術的問題，同時減少該高真空幫浦所消耗的電力。
本發明的另一個目的是要保護該粗真空幫浦及該高真空幫浦使其免於和該負載鎖定件在大氣壓力下被打開時出現的過剩氣體流有關之傷害的風險。
本發明的另一個目的是要降低“回收的”熱氣體所造成之旁通閥的磨損及高真空幫浦的過熱的風險。
為此目的，本發明係關於一種用一幫浦單元來降低在大氣壓力之用於一基板的負載鎖定件內的壓力的方法，該幫浦單元具有一粗真空幫浦及一高真空幫浦其被配置在該粗真空幫浦之被抽泵的氣體的流動方向的上游，其特徵在於在壓力下降期間且在該負載鎖定件內的壓力達到一預定的低壓力門檻值之前，該高真空幫浦的轉速係如同該高真空幫浦的一操作參數的函數般地被控制以提高該高真空幫浦產生的流率，使得該高真空幫浦所產生的流率落在一範圍內，該範圍的上限制是該粗真空幫浦產生的流率的6倍且下限值是該粗真空幫浦產生的流率的1.3倍。
本發明的該壓力降低方法個別地或結合地包含以下一或多個特徵：--該高真空幫浦的操作參數是該高真空幫浦的馬達的參數，--當偵測到該高真空幫浦的一操作參數的數值已超過一預定的觸發門檻值達一第一預定的時間時，該高真空幫浦的轉速的控制係如該高真空幫浦的該操作參數的函數般地被開始，--如果該高真空幫浦的操作參數的該數值大於一預定的安全門檻值的時間比一第二預定的時間長的話，則該高真空幫浦的轉速被迫降低，--如果該高真空幫浦的操作參數的該數值小於一預定 的等待門檻值的時間比一第三預定的時間長的話，則該高真空幫浦的轉速被設定至一待命轉速。
本發明亦關於一種幫浦單元，其包括一粗真空幫浦及一高真空幫浦，該高真空幫浦被配置在該粗真空幫浦之被抽泵的氣體的流動方向的上游且具有一變頻式驅動器，其特徵在於該高真空幫浦包括一控制單元，其被連結至該變頻式驅動器且被建構來如一代表該高真空幫浦的一操作參數的訊號的函數般地控制該高真空幫浦的轉速，使得在壓降期間且在該負載鎖定件內的壓力達到一預定的低壓門檻值之前，該高真空幫浦所產生的流率被提高以落在一範圍內，該範圍的上限制是該粗真空幫浦產生的流率的6倍且下限值是該粗真空幫浦產生的流率的1.3倍。
依據一特定的實施例，該粗真空幫浦包括一用於抽泵階段的釋壓模組。
代表該高真空幫浦的操作參數的該訊號例如是該高真空幫浦的馬達的一參數，譬如像是電流或功率。
依據一示範性實施例，該幫浦單元具有一旁通管道，其將該粗真空幫浦的入口連接至該高真空幫浦的入口，該旁通管道具有一排放模組，其被設計來在該粗真空幫浦的抽吸壓力超過該高真空幫浦的抽吸壓力達到一介於100至400毫巴之間的一預定的超出數值時打開。
該高真空幫浦例如是一魯式真空幫浦(Roots vacuum pump)。
在壓降期間且在該負載鎖定件內的壓力達到一預定的低壓門檻值之前，將該高真空幫浦所產生的流率 保持比該粗真空幫浦所產生的流率的1.3倍大且比該粗真空幫浦所產生的流率的6倍小，可將該粗真空幫浦所產生的流率和該高真空幫浦所產生的流率之間的比例最適化。更具體地，該高真空幫浦所產生的流率被保持在一適合高初始氣流的水準，即低於該粗真空幫浦所產生的流率的6倍。同時，該被產生的流率為了該粗真空幫浦被最適化，用以確保氣體被儘可能快地壓縮。
介於該高真空幫浦的進氣側和排放埠之間的壓力差則保持在低於一介於150至300毫巴之間的數值。依據先前技術的裝置的該管道和該旁通閥(其被設計成在該高真空幫浦內的壓力差達到50至80毫巴之間時打開)則可被移除。然而，為了安全起見，該幫浦單元可包括一排放模組，其被設計來在該粗真空幫浦的抽吸壓力超過該高真空幫浦的抽吸壓力達到一介於100至400毫巴之間的一預定的超出數值時打開，其取決於被使用的流率之間的該比例的數值及機械的安全設定，讓該真空幫浦受到保護，尤其是在適用速度控制的期間內。
一但該高真空幫浦的轉速被控制，該高真空幫浦就不再如同在先前技術的該負載鎖定件內有200毫巴的壓力存在的情況般地“被短路(short circuited)”，而是被用作為該粗真空幫浦的實際的第一抽泵階段。該高真空幫浦的操作特性因而被適應(adapted to)該粗真空幫浦的工作容量(capcity)，使得該高真空幫浦實際地從大氣壓力開始是有效率。這顯著地降低從該壓降開始的電力 消耗並提高該幫浦單元的總抽泵速度，藉以縮短在該負載鎖定件內的壓降時間。例如，在1000毫巴至20毫巴之間的壓力範圍內，相較於先前技術的裝置的抽泵速度，抽泵速度增加20~50%。此外，在500公升的負載鎖定件的圍體內介於一接近1000毫巴到一約0.1毫巴的轉送壓力之間的總壓降時間從25秒被縮短至20秒，即約縮短20%。
再者，鑑於該排放模組在一比前技術的旁通閥高的壓力打開，以及介於粗真空幫浦和高真空幫浦的流率之間的比例被最適化，該高真空幫浦的排放壓力快速地下降，使得該排放模組只打開很短的時間。該排放模組受到有限的應力，因此磨損很慢，且製造較小的噪音。此外，一有限的氣體量流經該旁通管道，這可防止該高真空幫浦被該熱的壓縮氣體過度加熱。
1:幫浦單元
2:粗真空幫浦
3:高真空幫浦
T1:第一抽泵階段
T2:第二抽泵階段
T3:第三抽泵階段
T4:第四抽泵階段
T5:第五抽泵階段
4:入口
5:排放埠
6:止回閥
7:馬達
8:變頻式驅動器
9:控制單元(處理單元)
10:管道
11:入口
12:閥
13:通道
14:閥
P1:排放壓力
本發明的其它特徵及好處於下面的描述中被提供，其係以參考附圖的一非侷限性的例子被提供，其中：圖1是依據本發明的一幫浦單元的示意圖，圖2是一圖表，其顯示一連接至圖1的幫浦單元的負載鎖定件內的壓降，其中x軸是在該負載鎖定件內的壓力(單位是毫巴)，右邊的y軸是高真空幫浦的轉動頻率(單位是Hz)及左邊的y軸是高真空幫浦所消耗的電力(單位是Kw)， 圖3是一類似圖2的圖表，其中右邊的y軸是該高真空幫浦所產生的流率與該粗真空幫浦所產生的流率的比例，及圖4是一圖表，其顯示在壓降期間單獨的粗真空幫浦、依據本發明的幫浦單元、及先前技術的幫浦裝置的抽泵速度(單位是m3/h)以負載鎖定件的圍體內的壓力的函數來表示。
在這些圖中，相同的元件係使用相同的元件符號來標示。
“大氣壓力”係指在該基板的負載鎖定件外面的壓力，譬如該無塵室工作被實施的房間內的壓力，即約105帕斯卡(1000毫巴)或稍微高一點的壓力，用以促進朝向該圍體的外面的流動方向。
“被產生的流率”(或被產生的體積)係指相應於被該真空幫浦的轉子所驅動的體積乘上每分鐘的轉數的工作容量(capacity)。
圖1顯示被設計來經由一隔離閥(未示出)連接至一負載鎖定件的圍體的示範性幫浦單元1。
在已知的方式中，該負載鎖定件具有一密封的圍體，其具有一第一門，其將該圍體的內部與一處於大氣壓力的區域(譬如，無塵室)接合，用來裝載至少一片大的基板，譬如平板顯示器或光伏基板。此負載鎖定件通 常具有一介於500至500公升之間的體積。
該負載鎖定件亦具有一第二門，用來在真空化之後將該基板卸載至一處理室內，以及一用來注入鈍氣的裝置，用以在基板被轉運之後恢復至大氣壓力。
該幫浦單元1包含一粗真空幫浦2及一高真空幫浦3，其被配置在該粗真空幫浦2在被抽泵的氣體的流動方向的上游處。
該粗真空幫浦2例如是一具有轉動的葉瓣的多級的乾式真空幫浦，譬如具有兩個或三個葉瓣(雙葉瓣，三葉瓣)的Roots幫浦。依據未被描述的遺它實施例，該粗真空幫浦包括數個串聯或並聯的幫浦。此外，其它傳統的抽泵原理可被用於該粗真空幫浦。
為了舉例而被示意地顯示在圖1中的該粗真空幫浦2具有五個抽泵階段T1、T2、T3、T4、T5，它們被彼此串聯地連接，其中被產生的流率隨著該抽泵階段在該串聯中的位置減小，且在該等抽泵階段之間一被抽泵的氣體流動於一入口4和一排放埠5之間。
大致上，一轉動葉瓣式魯氏真空幫浦具有兩個形狀相同的轉子，其被裝載在兩個延伸貫穿該等抽泵階段T1、T2、T3、T4、T5的軸上且被該粗真空幫浦2(未示出)的馬達轉動地驅動於一定子內部的相反方向上。在轉動期間，該被吸入的氣體在被排放之前係被困在轉子和定子之間的自由空間內。該幫浦係在該粗真空幫浦2的轉子和定子沒有機械式接觸下工作，這完全省掉該等抽泵階段 T1、T2、T3、T4、T5之間對於潤滑油的需求。
在被例示的該例子中，該粗真空幫浦2的該第一抽泵階段T1具有一約600m3/h之被產生的流率So1、該第二抽泵階段T2具有一約400m3/h之被產生的流率So2、該第三抽泵階段T3具有一約200m3/h之被產生的流率So3及最後兩個抽泵階段T4、T5具有一約100m3/h之被產生的流率So4、So5。因為該等被產生的流率如該壓力範圍的一函數般地改變，所以這些數值相當於具固定的抽泵流速及轉速的該粗真空幫浦2在穩態操作及約65Hz下的最大值。
該粗真空幫浦2亦具有一在最後一個抽泵階段T5的出口靠近該排放埠5的止回閥6，用以防止被抽泵的氣體回流至該粗真空幫浦2中。
該高真空幫浦3和該粗真空幫浦2一樣是一體積式真空幫浦，即一種使用活塞、轉子、葉片及閥來吸氣、轉送、然後把該將被抽泵的氣體排放的幫浦。
該高真空幫浦3例如是一單級式以轉子為主的真空幫浦(其只有一個抽泵階段)，譬如魯式幫浦(Roots pump)或類似者，譬如一爪式幫浦(claw pump)。
在操作時，該高真空幫浦3在最適壓力範圍的最大轉速(即，約70Hz)下之最大的被產生的流率SoR例如是約3000m3/h。
該高真空幫浦3包括一馬達7(譬如，一非同步的馬達)、一用來驅動該馬達7(其驅動該等轉子)的變頻式驅動器8、及一連結至該變頻式驅動器8的控制單元 9。
該控制單元9被建構來在處於大氣壓力的該負載鎖定件內的壓降期間且在該負載鎖定件內的壓力達到一預定的低壓力門檻值之前，如一代表該高真空幫浦3的一操作參數的訊號的函數般地控制該高真空幫浦3的轉子的轉速，用以提高該被產生的流率，使得被該高真空幫浦產生的該流率SoR是在一範圍內，該範圍的上限制是該粗真空幫浦產生的流率So1的6倍且下限值是該粗真空幫浦產生的流率So1的1.3倍。
該預定的低壓門檻值例如是20毫巴。低於此數值時，該高真空幫浦3的轉速被設定至該最大值，在此例子中即為70Hz。
介於該高真空幫浦的進氣側和該排放埠之間的壓力差則保持在低於一介於150至300毫巴之間的數值。
代表一操作參數的該訊號例如是該高真空幫浦的排放壓力P1或是該高真空幫浦3的馬達7的一參數。
在後者的例子中，該高真空幫浦3的該馬達7的參數可以是電流(其代表電力消耗)、或直接是該被消耗的電力。這些訊號可從連接至該馬達的變頻式驅動器8接收到。因此，該高真空幫浦3的控制是自動式，因為該控制既不需要來自負載鎖定件的資訊也不需要在該粗真空幫浦2的入口4添加壓力感測器。
如一代表該高真空幫浦3的一操作參數的訊號的函數般地控制該高真空幫浦3的轉子的轉速的該控制是 閉迴圈式控制：當該排放壓力P1或該馬達7的控制或該壓力升高且被產生的流率接近或超過該被允許的範圍的上限值時，該轉速被減慢或降低。
該幫浦單元1亦包括一管道10，其將該粗真空幫浦2的入口4連接赤該高真空幫浦3的入口11。
該管道10具有一排放模組，譬如一由該處理單元9驅動的閥12，其被建構來在該高真空幫浦3的入口側和該排放埠之間的壓力差超過一介於100至400毫巴之間的預定的過量值△P時打開，該過量值△P係依據該等被產生的流率的被選定的比例及依據機械安全設定來界定。
例如，對於一約4.5之最大的被產生的流率的比例而言，該高真空幫浦3的壓力差在所有時間都保持在低於一約250毫巴的壓力。該排放模組因而被建構來在該粗真空幫浦的抽吸壓力P1超過該高真空幫浦的抽吸壓力Pasp一過量值△P(例如，300毫巴)時打開。
此外，為了要吸收因為大氣壓力的該負載鎖定件的真空化所造成之高的初始氣流，該粗真空幫浦2被設計來吸收並轉送此高的初始氣流，同時儘可能地消耗很小的電力。為了要如此作，該粗真空幫浦2例如包括一用於抽流階段的釋壓模組。
實際上，雖然該高真空幫浦所產生的流率SoR被調整以符合粗真空幫浦所產生的流率So1(即，該粗真空幫浦2的第一抽泵階段T1所產生的流率)，該第二或第三抽泵階段T1、T3依序限制該粗真空幫浦2所產生的總流 率。因此，為了讓該粗真空幫浦2能夠吸收很多零星的幫浦流(其在此例子中相當於抽吸壓力P1，其侷限在該排放模組的打開壓力，即300毫巴)，該釋壓模組被連接至一低壓抽泵階段(譬如，該第二抽泵階段)的輸出。
該釋壓模組例如包括一通道13，其將該低壓階段(T1或T2)的輸出連接至該粗真空幫浦2的排放埠。該通道13設置一閥14。
顯示在一500公升的負載鎖定件內的壓降例子之圖2、3及4中的圖表將於下文中討論。
在初始階段，該高真空幫浦3的轉速是在待命轉速，例如約30Hz，用以限制電力消耗。
當在大氣壓力下將一基板載入到該負載鎖定件的該圍體內之後，該負載鎖定件打開該隔離閥、將大氣壓力下的該圍體與該幫浦單元1隔離(t1)。
在一相對短的時間長度內(約數秒鐘)，該高真空幫浦3壓縮來自該圍體之過剩的氣體、提高該高真空幫浦的該排放壓力P1並降低該轉速(圖2中的曲線V)。
當該高真空幫浦3的入口側和該排放埠之間的壓力差超過300毫巴時，該管道10的排放模組會打開，藉以限制該高真空幫浦的排放壓力P1升高。該氣體流被該粗真空幫浦2的頭兩個抽泵階段T1、T2吸收，然後從該第二抽泵階段T2被該釋壓模組朝向該粗真空幫浦2的該排放埠輸出。
當該高真空幫浦3的一操作參數(譬如，該高真空幫浦3的電力消耗(圖2中的曲線P))超過一預定的觸發門檻值持續達一預定的第一時間時，該處理單元9可觸發一壓降循環。該處理單元然後如該高真空幫浦3的一操作參數(譬如該馬達7的電力消耗)的函數(如，圖2及3的曲線P)般地控制該高真空幫浦3的轉速(圖2中的曲線V)，用以提高該高真空幫浦所產生的流率SoR，使得該高真空幫浦所產生的流率SoR大於該粗真空幫浦所產生的流率So1的1.3倍且小於該粗真空幫浦所產生的流率So1的4.5倍，如圖3中所示的例子(曲線R)。
鑑於該高真空幫浦3所消耗的電力增加，但該高真空幫浦所產生的流率SoR仍保持小於該粗真空幫浦所產生的流率So1的4.5倍，該處理單元9下令提高轉速(圖2中介於t1與t2之間的曲線V)，造成該等被產生的流速之間的比例從1.3升高至4.5。被消耗的電力然後穩定在約17kW(圖3)。此被消耗的電力是在該高真空幫浦3的排放埠保持該粗真空幫浦2和該高真空幫浦3在熱學上及機械上可接受的有效壓縮所需要的。
此外，該高真空幫浦3所消耗的電力的上限值可為了安全的目的被設定。如果該高真空幫浦3的該馬達7的該參數的數值大於一預定的安全門檻值持續了比一第二預定的時間還長的時間的話，則該高真空幫浦3的轉速被強迫降低。此預防措施更具體地適用於大體積的負載鎖定件，例如超過100m3的負載鎖定件，而該等幫浦單元係被 作成適用於約2m3至20m3的小體積負載鎖定件。這可防止該高真空幫浦3的過熱。
可看出來的是，在大氣壓力(t1)和該預定的低壓門檻值(譬如，20毫巴(t2))之間，該高真空幫浦所產生的流率與該粗真空幫浦所產生的流率之間的比例係維持在1.3至4.5之間。
將被產生的流率之間的比例保持在低於4.5可確保該高真空幫浦所產生的流率SoR對於粗真空幫浦2而言是可容許的。這限制了過度消耗且該高真空幫浦3無論如何都提供壓縮。介於該高真空幫浦3的進氣側和該排放埠之間的壓力差則保持低於一介於150至350毫巴之間的數值。
該高真空幫浦3不再如同先前技術的裝置般地“被短路”。
經由比較，圖4顯示在一負載鎖定件內的壓降期間，一幫浦單元1的抽泵速度(曲線A)、該粗真空幫浦2的抽泵速度(曲線B)、及依據先前技術的裝置的抽泵速度(曲線C)，該先前技術的裝置具有粗真空幫浦及高真空幫浦，其類似於依據本發明的幫浦單元1內的粗真空幫浦和高真空幫浦，且具有一旁通閥，其被設計來用於60毫巴及一固定的轉速的高真空幫浦。
在依據先前技術的裝置中，該高真空幫浦並沒有改善介於200毫巴和大氣壓力之間的總抽泵速度，該壓降係單獨地由該粗真空幫浦來提供。該高真空幫浦的角 色(其轉速被設定至一固定的最大速度)因而被侷限至協助旁通過度消耗的該氣流(介於t1及ta之間的曲線B及C)。
因此，由於被產生的流率SoR及So1的該經過調整的比例，依據本發明的該幫浦單元1的該高真空幫浦3被用作為該粗真空幫浦2的實際的第一抽泵階段。該高真空幫浦3因而從大氣壓力(圖4線A的t1)是實際上有效率的。依據先前技術的該裝置的該高真空幫浦的效率只在5毫巴(tb)附近追上該幫浦單元1的該高真空幫浦3的效率。
這顯著地降低該幫浦單元1所消耗的電力且提高從該壓降開始的總抽泵速度，藉以降低在該負載鎖定件內壓降的時間。在該例子中，在200毫巴時，該總抽泵速度相較於依據先前技術的裝置提升了40%。
再者，因為該排放模組未受到太大的應力，所以該排放模組磨損得較慢且較不吵。此外，一有限的氣體量流經該旁通管道10，這可防止該高真空幫浦3被該早先已被壓縮的熱氣體過度加熱。
當該負載鎖定件內的壓力達到該預定的低壓力門檻值(圖4中的曲線B上的t2)時，該高真空幫浦3的轉速的設定點被設定在最大值，70Hz。該高真空幫浦的排放壓力P1下降，減少該高真空幫浦的電力消耗(圖2及3中的曲線P)。在該負載鎖定件內的這些低的壓力值時，消耗的電力約為2kW。低於該負載鎖定件內的此預定的低的 壓力時，該粗真空幫浦及該高真空幫浦的抽泵可在沒有改變該高真空幫浦3的轉速下被傳統地實施，因為抽泵流動及電力消耗都極低。
在極低的壓力(超過t3)時，例如當等待該負載鎖定件被打開至該處理室以進行基板的轉送時，如果該高真空幫浦3的馬達的該參數的數值低於一第二預定的門檻值持續了比一第二預定的時間還長的時間(如，2kW達數分鐘)的話，則該高真空幫浦3的轉速可被設定至一待命轉速，其低於該70Hz的最大速度，用以限制電力消耗。
1‧‧‧幫浦單元
2‧‧‧粗真空幫浦
3‧‧‧高真空幫浦
4‧‧‧入口
5‧‧‧排放埠
6‧‧‧止回閥
7‧‧‧馬達
8‧‧‧變頻式驅動器
9‧‧‧控制單元(處理單元)
10‧‧‧管道
11‧‧‧入口
12‧‧‧閥
13‧‧‧通道
14‧‧‧閥
T1‧‧‧第一抽泵階段
T2‧‧‧第二抽泵階段
T3‧‧‧第三抽泵階段
T4‧‧‧第四抽泵階段
T5‧‧‧第五抽泵階段

Claims (12)

  1. 一種用一幫浦單元(1)來降低用於一基板之在大氣壓力的負載鎖定件內的壓力的方法，該幫浦單元具有一粗真空幫浦(2)及一高真空幫浦(3)，其被配置在該粗真空幫浦(2)在被抽泵的氣體的流動方向的上游，其特徵在於，在壓力下降期間且在該負載鎖定件內的壓力達到一預定的低壓力門檻值之前，該高真空幫浦(3)的轉速係如該高真空幫浦(3)的一操作參數的函數般地被控制，用以提高該高真空幫浦產生的流率(SoR)，使得該高真空幫浦產生的流率(SoR)落在一範圍內，該範圍的上限值是該粗真空幫浦產生的流率(So1)的6倍且下限值是該粗真空幫浦產生的流率(So1)的1.3倍。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該高真空幫浦(3)的該操作參數是該高真空幫浦(3)的馬達(7)的參數。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中當偵測到該高真空幫浦(3)的一操作參數的數值已超過一預定的觸發門檻值達一第一預定的時間時，該高真空幫浦(3)的轉速的控制係如該高真空幫浦(3)的該操作參數的函數般地被開始。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中如果該高真空幫浦(3)的操作參數的該數值大於一預定的安全門檻值的時間比一第二預定的時間長的話，則該高真空幫浦(3)的轉速被迫降低。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中如果該高真空幫浦(3)的操作參數的該數值小於一預定的等待門檻值的時間比一第三預定的時間長的話，則該高真空幫浦(3)的轉速被設定至一待命轉速。
  6. 一種幫浦單元，包含一粗真空幫浦(2)及一高真空幫浦(3)，該高真空幫浦(3)被配置在該粗真空幫浦(2)在被抽泵的氣體的流動方向的上游且具有一變頻式驅動器(8)，其特徵在於該高真空幫浦(3)包括一控制單元(9)，其被連結至該變頻式驅動器(8)且被建構來如一代表該高真空幫浦(3)的一操作參數的訊號的函數般地控制該高真空幫浦(3)的轉速，使得在壓降期間且在該負載鎖定件內的壓力達到一預定的低壓門檻值之前，該高真空幫浦所產生的流率(SoR)被提高以落在一範圍內，該範圍的上限值是該粗真空幫浦產生的流率(So1)的6倍且下限值是該粗真空幫浦產生的流率(So1)的1.3倍。
  7. 如申請專利範圍第6項的幫浦單元，其中該粗真空幫 浦(2)包括一用於抽泵階段(T1，T2)的釋壓模組。
  8. 如申請專利範圍第6或7項的幫浦單元，其中代表該高真空幫浦(3)的操作參數的該訊號是該高真空幫浦(3)的馬達(7)的一參數。
  9. 如申請專利範圍第8項的幫浦單元，其中該高真空幫浦(3)的馬達(7)的該參數是電流。
  10. 如申請專利範圍第8項的幫浦單元，其中該高真空幫浦(3)的馬達(7)的該參數是功率。
  11. 如申請專利範圍第6項的幫浦單元，其中該幫浦單元(1)具有一旁通管道(10)，其將該粗真空幫浦(2)的入口(4)連接至該高真空幫浦(3)的入口(11)，該旁通管道(10)具有一排放模組，其被設計來在該粗真空幫浦的抽吸壓力(P1)超過該高真空幫浦的抽吸壓力(Pasp)達到一介於100至400毫巴之間的一預定的超出數值(△P)時打開。
  12. 如申請專利範圍第6項的幫浦單元，其中該高真空幫浦(3)是一魯氏真空幫浦(Roots vacuum pump)。
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