TWI408285B - 真空設備 - Google Patents

Description

真空設備

本發明是有關於一種抽氣設備，且特別是有關於一種真空設備。

圖1是習知一種真空設備的示意圖。請參照圖1，習知真空設備100包括多個個別獨立的抽氣單元200。每一抽氣單元200用以提供一個腔室50內的真空環境。每一抽氣單元200包括乾式泵(dry pump)210、升壓泵(booster pump)220以及兩個渦輪泵(booster pump)230，其中升壓泵220連接於乾式泵210與渦輪泵230之間。渦輪泵230連接至對應的腔室50，且渦輪泵230與腔室50之間設有閥件240。渦輪泵230透過管路單元250連接至升壓泵220，且每一渦輪泵230與升壓泵220之間設有閥件260。此外，升壓泵220更透過管路單元270而直接連接至對應的腔室50，且管路單元270設有閥件280。

習知真空設備100的操作方法是先關閉閥件240、260並開啟閥件280，接著啟動乾式泵210，以抽取腔室50內的氣體，進而將腔室50內的壓力先降低至約6.6千帕(kPa)以下。接著，啟動升壓泵220，以將腔室50內的壓力進一步降低至約266帕(Pa)以下。然後，關閉閥件280並開啟閥件240、260，同時啟動渦輪泵230，以使腔室50內維持高真空環境。在圖1中，箭頭F1表示渦輪泵230啟動時的氣體流動方向。

在渦輪泵230啟動後，乾式泵210及升壓泵220只需維持渦輪泵230啟動時所需的啟動壓力，不讓渦輪泵230運轉時的背壓(back pressure)過高即可。然而，習知真空設備100的這些抽氣單元200係彼此獨立，所以在渦輪泵230啟動後，每一抽氣單元200的乾式泵210及升壓泵220仍須維持運轉狀態。如此，不僅耗費較多的能源，還會增加真空設備100的維護成本。

本發明提供一種真空設備，以節省能源。

本發明另提供一種真空設備的操作方法，以節省能源。

為達上述優點，本發明提出一種真空設備，其適於提供多個腔室內的真空環境。此真空設備包括多個抽氣單元以及第三管路單元。每一抽氣單元連接至所述多個腔室其中之一，且每一抽氣單元包括低真空抽氣裝置、至少一高真空抽氣裝置、第一管路單元及第二管路單元。高真空抽氣裝置設置於低真空抽氣裝置與對應的腔室之間，並連接至對應的腔室。第一管路單元連接至高真空抽氣裝置與低真空抽氣裝置，且第一管路單元設有至少一第一閥件。第二管路單元連接至對應的腔室與第一管路單元。第二管路單元與第一管路單元的連接處位於第一閥件與低真空抽氣裝置之間，且第二管路單元設有第二閥件。第三管路單元連接這些抽氣單元的第一管路單元，其中第三管路單元設有至少一第三閥件，且每一第三閥件位於相鄰的二第一管路單元之間。

在本發明之一實施例中，上述之每一第一管路單元更設有第四閥件，位於低真空抽氣裝置與第二管路單元之間，而第一閥件位於高真空抽氣裝置與第二管路單元之間。

在本發明之一實施例中，上述之第一閥件、第二閥件、第三閥件與第四閥件為手動閥件或電腦控制閥件。

在本發明之一實施例中，上述之每一抽氣單元更包括至少一第五閥件，設置於高真空抽氣裝置與對應的腔室之間。

在本發明之一實施例中，上述之每一第五閥件為適應性壓力控制器(adaptive pressure controller,APC)。

在本發明之一實施例中，上述之每一低真空抽氣裝置包括乾式泵以及升壓泵，其中升壓泵連接於乾式泵與高真空抽氣裝置之間。

在本發明之一實施例中，上述之每一高真空抽氣裝置包括一渦輪泵。

本發明另提出一種真空設備的操作方法，其適用於上述之真空設備。此真空設備的操作方法包括：關閉第一閥件及第三閥件並開啟第二閥件，且啟動低真空抽氣裝置，以降低腔室內的壓力。接著，當腔室內的壓力降低至第一預設值後，關閉第二閥件並開啟第一閥件及第三閥件，且啟動高真空抽氣裝置並關閉部分低真空抽氣裝置。

在本發明之一實施例中，上述之每一第一管路單元更設有一第四閥件，位於低真空抽氣裝置與第二管路單元之間，且第一閥件位於高真空抽氣裝置與第二管路單元之間。此外，在啟動低真空抽氣裝置時，更包括開啟第四閥件，而在關閉部分低真空抽氣裝置時，更包括關閉對應的部分第四閥件。

在本發明之一實施例中，上述之每一低真空抽氣裝置包括一乾式泵以及連接於乾式泵與高真空抽氣裝置之間的一升壓泵，而開啟低真空抽氣裝置的方法包括：開啟乾式泵，以降低腔室內的壓力。接著，當腔室內的壓力降低至一第二預設值後，開啟升壓泵，而第二預設值大於第一預設值。

在高真空抽氣裝置啟動時，低真空抽氣裝置只需避免高真空抽氣裝置運轉時的背壓過高即可。在本發明之真空設備及其操作方法中，由於藉由第三管路單元連接所述多個抽氣單元的第一管路單元，所以當使用低真空抽氣裝置將每一腔室內的壓力降低至第一預設值進而啟動高真空抽氣裝置後，可關閉部分低真空抽氣裝置。亦即，在高真空抽氣裝置運轉時，僅需藉由部分低真空抽氣裝置運轉來防止高真空抽氣裝置運轉時的背壓過高，所以本發明之真空設備及其操作方法可節省能源。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖2是本發明一實施例之一種真空設備的示意圖，其中圖2省略了每一抽氣單元的第二管路單元。圖3是圖2中單一抽氣單元的示意圖。請參照圖2與圖3，本實施例之真空設備300適於提供多個腔室60內的真空環境。此真空設備300包括多個抽氣單元400以及第三管路單元310。每一抽氣單元400連接至所述多個腔室60其中之一，且每一抽氣單元400包括低真空抽氣裝置410、至少一高真空抽氣裝置420(圖2是以兩個高真空抽氣裝置420為例)、第一管路單元430及第二管路單元440。高真空抽氣裝置420設置於低真空抽氣裝置410與對應的腔室60之間，並連接至對應的腔室60。第一管路單元430連接至高真空抽氣裝置420與低真空抽氣裝置410。第二管路單元440連接至對應的腔室60與第一管路單元430。第三管路單元310連接這些抽氣單元400的第一管路單元430。

上述之每一低真空抽氣裝置410例如包括乾式泵412以及升壓泵414，其中升壓泵412連接於乾式泵414與高真空抽氣裝置420之間。此外，每一抽氣單元400的高真空抽氣裝置420的數量可視腔室60的大小而定，雖然本實施例的每一抽氣單元400之高真空抽氣裝置420的數量為兩個，但其亦可為一個或兩個以上。每一高真空抽氣裝置420例如是渦輪泵。另外，每一抽氣單元400可更包括至少一第五閥件450。每一第五閥件450設置於一個高真空抽氣裝置420與此高真空抽氣裝置420所對應的腔室60之間。每一第五閥件450例如為適應性壓力控制器，亦即第五閥件450的開合度可以調整。

第一管路單元430係將抽氣單元400的高真空抽氣裝置420連接至低真空抽氣裝置410。第一管路單元430設有至少一第一閥件432。更詳細地說，第一閥件432的數量例如是與高真空抽氣裝置420的數量相對應，而每一第一閥件432設置於對應的高真空抽氣裝置420與低真空抽氣裝置410之間。在另一實施例中，亦可多個高真空抽氣裝置420共用一個第一閥件432。另外，每一第一管路單元430可更設有第四閥件434，其位於低真空抽氣裝置410與第二管路單元440之間，而第一閥件432位於高真空抽氣裝置420與第二管路單元430之間。

承上述，第二管路單元440與第一管路單元430的連接處C位於第一閥件432與低真空抽氣裝置410之間，且第二管路單元440設有第二閥件442。此外，第三管路單元310設有至少一第三閥件312，且每一第三閥件312位於相鄰的二第一管路單元430之間。也就是說，第三閥件312的數量視抽氣單元400的數量而定。舉例來說，當抽氣單元400數量為兩個時，第一管路單元430的數量為兩個，而第三閥件312的數量至少需要一個。在本實施例中，抽氣單元400的數量是以四個為例，所以第一管路單元430的數量亦為四個，而第三閥件312的數量例如是三個。另外，上述之第一閥件432、第二閥件442、第三閥件312與第四閥件434可為手動閥件或電腦控制閥件。

本實施例之真空設備300因使用第三管路單元310連接各抽氣單元400之第一管路單元430，所以可在高真空抽氣裝置420啟動時，關閉部分抽氣單元400的低真空抽氣裝置410，以達到省電的效果。下文將詳細說明此真空設備的操作方法。

圖4是本發明一實施例之真空設備的操作方法的流程圖，圖5繪示圖2之真空設備的單一抽氣單元在低真空抽氣裝置啟動且高真空抽氣裝置關閉時的氣體流動示意圖，而圖6繪示圖2之真空設備在高真空抽氣裝置啟動時的氣體流動示意圖。請先參照圖4與圖5，本實施例之真空設備的操作方法適用於上述之真空設備300。此真空設備的操作方法如步驟S110所示：關閉第一閥件432及第三閥件312並開啟第二閥件442，且啟動低真空抽氣裝置410，以降低腔室60內的壓力。此外，在第一管路單元430設有第四閥件434的實施例中，在啟動低真空抽氣裝置410時更包括開啟第四閥件434。換言之，在步驟S110中，由於第三閥件312是關閉的，所以各個抽氣單元400是彼此獨立。每一抽氣單元400藉由各自的低真空抽氣裝置410來降低對應的腔室60內的壓力。另外，在本實施例中，開啟低真空抽氣裝置410的方法例如是先開啟乾式泵412，以抽取腔室60內的氣體，進而降低腔室60內的壓力。在圖5中，箭頭F2表示低真空抽氣裝置410啟動時的氣體流動方向。接著，當腔室60內的壓力降低至第二預設值後，開啟升壓泵414，以同時藉由乾式泵412及升壓泵414來降低腔室60內的壓力。此第二預設值例如約6.6千帕，但不以此為限。

接著，請參照步驟S120及圖6，當腔室60內的壓力降低至第一預設值後，關閉第二閥件442並開啟第一閥件432及第三閥件312，且啟動高真空抽氣裝置420並關閉部分低真空抽氣裝置410，以使各腔室60維持高真空環境。上述之第一預設值小於第二預設值，第一預設值例如約266帕，但不以此為限。在圖6中，箭頭F3表示高真空抽氣裝置420啟動時的氣體流動方向。此外，在各抽氣單元400包括第五閥件450的實施例中，開啟高真空抽氣裝置420時，更包括開啟第五閥件450。在第一管路單元430設有第四閥件434的實施例中，在關閉部分低真空抽氣裝置410時更包括關閉對應的第四閥件434，也就是說，低真空抽氣裝置410被關閉時，其所對應的第四閥件434亦需關閉，以使各腔室60內的氣體能順利被維持運轉狀態的低真空抽氣裝置410所抽出。

更詳細地說，高真空抽氣裝置420啟動後，低真空抽氣裝置410只需維持高真空抽氣裝置420啟動時所需的啟動壓力，不讓高真空抽氣裝置420運轉時的背壓過高即可。所以，本實施例在高真空抽氣裝置420運轉時關閉第二閥件442並開啟第一閥件432，以使每一抽氣單元400的第一管路單元430藉由第三管路單元310而彼此連通。如此，可關閉部分抽氣單元400的低真空抽氣裝置410，以藉由數量較少的低真空抽氣裝置410(例如一個低真空抽氣裝置410)來防止高真空抽氣裝置420運轉時的背壓過高。

由於本實施例之真空設備300及其操作方法在高真空抽氣裝置420運轉時，可關閉部分的低真空抽氣裝置420，所以能達到節省能源的功效。此外，由於在高真空抽氣裝置420運轉時，僅需開啟部分低真空抽氣裝置410，所以能減少低真空抽氣裝置410的運轉時數，進而減少本實施例之真空設備300的設備維護成本。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

50、60．．．腔室

100．．．真空設備

200．．．抽氣單元

210．．．乾式泵

220．．．升壓泵

230．．．渦輪泵

240、260、280．．．閥件

250、270．．．管路單元

300．．．真空設備

310．．．第三管路單元

312．．．第三閥件

400．．．抽氣單元

410．．．低真空抽氣裝置

412．．．乾式泵

414．．．升壓泵

420．．．高真空抽氣裝置

430．．．第一管路單元

432．．．第一閥件

434．．．第四閥件

440．．．第二管路單元

442．．．第二閥件

450．．．第五閥件

C．．．第二管路單元與第一管路單元的連接處

F1、F2、F3．．．氣體流動方向

S110、S120．．．步驟

圖1是習知一種真空設備的示意圖。

圖2是本發明一實施例之一種真空設備的示意圖。

圖3是圖2中單一抽氣單元的示意圖。

圖4是本發明一實施例之真空設備的操作方法的流程圖。

圖5繪示圖2之真空設備的單一抽氣單元在低真空抽氣裝置啟動且高真空抽氣裝置關閉時的氣體流動示意圖。

圖6繪示圖2之真空設備在高真空抽氣裝置啟動時的氣體流動示意圖。

60．．．腔室

300．．．真空設備

310．．．第三管路單元

312．．．第三閥件

400．．．抽氣單元

410．．．低真空抽氣裝置

412．．．乾式泵

414．．．升壓泵

420．．．高真空抽氣裝置

430．．．第一管路單元

432．．．第一閥件

434．．．第四閥件

450．．．第五閥件

F3．．．氣體流動方向

Claims (10)

1. 一種真空設備，適於提供多個腔室內的真空環境，該真空設備包括：多個抽氣單元，每一抽氣單元連接至該些腔室其中之一，每一抽氣單元包括：一低真空抽氣裝置；至少一高真空抽氣裝置，設置於該低真空抽氣裝置與對應的該腔室之間，並連接至對應的該腔室；一第一管路單元，連接至該高真空抽氣裝置與該低真空抽氣裝置，且該第一管路單元設有至少一第一閥件；一第二管路單元，連接至對應的該腔室與該第一管路單元，該第二管路單元與該第一管路單元的連接處位於該第一閥件與該低真空抽氣裝置之間，且該第二管路單元設有一第二閥件；以及一第三管路單元，設置於該些抽氣單元的該些第一管路單元與該些低真空抽氣裝置之間，且該第三管路單元連接該些抽氣單元的該些第一管路單元，其中該第三管路單元設有至少一第三閥件，每一第三閥件位於相鄰的二第一管路單元之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之真空設備，其中每一第一管路單元更設有一第四閥件，位於該低真空抽氣裝置與該第二管路單元之間，而該第一閥件位於該高真空抽氣裝置與該第二管路單元之間。
3. 如申請專利範圍第2項所述之真空設備，其中該些第一閥件、該些第二閥件、該些第三閥件與該些第四閥件為手動閥件或電腦控制閥件。
4. 如申請專利範圍第1項所述之真空設備，其中每一抽氣 單元更包括至少一第五閥件，設置於該高真空抽氣裝置與對應的該腔室之間。
5. 如申請專利範圍第4項所述之真空設備，其中每一第五閥件為適應性壓力控制器。
6. 如申請專利範圍第1項所述之真空設備，其中每一低真空抽氣裝置包括：一乾式泵；以及一升壓泵，連接於該乾式泵與該高真空抽氣裝置之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述之真空設備，其中每一高真空抽氣裝置包括一渦輪泵。
8. 一種真空設備的操作方法，適用於申請專利範圍第1項之真空設備，該真空設備的操作方法包括：關閉該些第一閥件及該第三閥件並開啟該些第二閥件，且啟動該些低真空抽氣裝置，以降低該些腔室內的壓力；以及當該些腔室內的壓力降低至一第一預設值後，關閉該些第二閥件並開啟該些第一閥件及該第三閥件，且啟動該些高真空抽氣裝置並關閉部分該些低真空抽氣裝置。
9. 如申請專利範圍第8項之真空設備的操作方法，其中每一第一管路單元更設有一第四閥件，位於該低真空抽氣裝置與該第二管路單元之間，該第一閥件位於該高真空抽氣裝置與該第二管路單元之間，且在啟動該些低真空抽氣裝置時，更包括開啟該些第四閥件，而在關閉部分該些低真空抽氣裝置時，更包括關閉對應的部分該些第四閥件。
10. 如申請專利範圍第8項之真空設備的操作方法，其中每一低真空抽氣裝置包括一乾式泵以及連接於該乾式泵與該高真空抽氣裝置之間的一升壓泵，而開啟該低真空抽氣裝置的 方法包括：開啟該乾式泵，以降低該些腔室內的壓力；以及當該些腔室內的壓力降低至一第二預設值後，開啟該升壓泵，而該第二預設值大於該第一預設值。