用于真空处理单元的闸室设备及其操作方法技术

本发明专利技术涉及一种多级闸室设备，具有至少两个、优选的是两个或三个闸室、主要用于排空第一闸室的第一泵组（Ｐ１）和主要用于排空第二闸室的第二泵组（Ｐ２、Ｐ３），第一泵组（Ｐ１）可以排空第一和第二闸室、或将二者共同排空，第一泵组还可用作第二泵组的前置泵站。预见到集成第三泵组（Ｐ４），其可用作第二泵组和／或第一泵组的前置抽吸站。或者，提供至少一个缓冲单元，其缓冲体积用来利用压强平衡在闸室内部产生压强的迅速减小。有可能根据不同闸室的需要，在可变的基础上调整所有泵组的抽吸容量，以便分别获得缩短的时钟周期或循环时间，或者在进气或出气过程的给定时钟周期或循环时间处降低通过压强。

Lock chamber device for vacuum treatment unit and its operating method

The invention relates to a multi chamber device, has at least two, preferably two or three chambers, mainly for the first pump group first emptying chamber (P1) and is mainly used for second pump emptying second chamber (P2, P3), the first pump group (P1) can be evacuated first and second chamber or, the two common emptying, first pump group can be used as a pre pump second pump group. It is foreseen that the integrated third pump unit (P4) can be used as the pre suction station of the second pump group and / or the first pump group. Or, at least one buffer unit, the buffer volume decreases rapidly to produce pressure in the internal chamber with pressure balance. May according to the needs of different chamber, adjust all pumps suction capacity on a variable basis, so as to shorten respectively clock cycle and cycle time, or in the intake or outlet of a given clock cycle or cycle time decreases by pressure.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种分别根据权利要求1和14的前序部分的闸室(lockchamber)设备，并且涉及一种用于操作多级闸室设备的方法。
技术介绍
例如，在真空涂覆厂内，在高真空条件下，以在5×10-4hPa到1×10-2hPa范围内，特别是在3×10-3hPa范围内的压强来涂覆玻璃板，以进行溅射处理。为了增大工厂的生产率数字(figure)以及避免必须为每个基板抽空整个装置特别是高真空部件，将充入(load)和排放(unload)闸(lock)用于基板。为了提高材料流动速率(flux rate)并增大生产率数字，在现代化的联机(in-line)涂覆厂内，使用分离的充入和排放闸室。简单的所谓三室涂覆单元由充入闸和排放闸组成，其中，在充入闸中，将基板从大气压强抽吸为后续真空涂覆部件(过程室)的例如P＝5E-2hPa的足够的转换压强(transition pressure)，在排放闸中，通过通气(ventilation)，所述基板被再次调整为大气压强的等级。闸室的任务是尽可能快地排空(evacuate)到处理范围内的足够且最低的可能的转变压强。虽然通气可以在几秒内发生而不使用泵，但是出于排空的目的，必须将某个真空泵站(stand)连接到闸室。对于生产率以及同时经济地使用联机涂覆单元，共同的决定因素是所谓的循环即停留时间，也就是说在可以将下一批基板引入该单元之前对于每批基板必须使用的时间，或者在连续操作的条件下每基板批次的平均处理时间。为了获得例如2分钟的循环时间，闸室必须处于良好状态，以便在t≤2分钟内将基板从给定的常压点A运送到(高)真空范围内的给定点B，并且反之亦然。出于此目的，需要将所述基板输送进或输送出闸室，分别将所述闸室排空和通气，并打开和最终关闭所有可用的阀门。这意味着在这种情况中，由于必须在循环时间内完成所有其它任务(参见上文)，因此可用于排空的时间总是比循环时间减少得多(例如，120秒中的90秒)。根据已知关系 t=VS·ln(P0P1)]]>其中，t＝抽吸时间v＝体积s＝抽吸容量P0＝起始压力(大气压)P1＝目标压力(传递压强(transfer pressure)、闸换向压强)，显然，无疑有两种可能性来减小抽吸时间和随之产生的循环时间。 减小闸室体积 增大耦接到闸室的抽吸容量。由于两种可能性都具有技术和经济上的限制，因此在具有高生产率和对应的减少了的循环时间的这些联机涂覆厂中，已经采取了措施来将排空/通气过程细分到两个或更多闸室。对于进气口一侧，例如，这意味着在第一充入闸内，排空发生在从大气压强到例如10hPa的中间压强，而在第二闸室内，这一动作发生在从中间压强(即，平衡压强)到传递压强例如5E-2hPa。在这种5室单元(2个充入闸、2个排放闸、1个过程室)中，充入和排放动作被分割在在两个室之间，从而在分布在两个循环中的两个步骤发生。因而，例如，在建筑玻璃板涂覆单元中，利用体积为大约2m3到5m3的闸室，有可能将循环时间从大约60秒到90秒减小到大约40秒到50秒。为了达到更短的循环时间，例如t＜30秒，利用另一步骤完善了两级传递原理，并且，利用各3个充入/和排放闸室来建造工厂。与3闸室单元相比，这些所谓的7室单元以及除此之外的快速5室单元提供这样的特定特征只有抽吸时间(排空时间)花费仅仅大约一半的循环时间(例如，35秒中的17秒)，或者在更快的单元中，例如，花费仅仅大约25％的循环时间(20秒中的5秒)，而对于较慢和较旧的单元，抽吸时间仍然占据了最大部分的循环时间(例如，90秒中的60秒)。根据现有技术，给每个闸室(闸级)分配对应于各个操作范围的真空泵站，即，例如，将给第一充入闸室(1)指定用于1000hPa到例如10hPa的压强范围的可支持大气压的泵站，而对于第二充入闸室(2)，指定用于10hPa到2E-2hPa的压强范围的多级例如3级罗茨(Roots)泵站。文档US 4504194公开了一种用于空气闸(air lock)的高速真空抽吸的装置。出于此目的，提供了体积大于空气闸体积的膨胀箱。连接到膨胀箱的真空泵将该膨胀箱排空。然而，该装置仅适于具有小体积的闸室、以及与排空过程相比处理周期长的过程。在具有大体积闸室的单元中，例如在建筑玻璃板涂覆单元中使用该设备是不可行的。
技术实现思路
因而，本专利技术的任务是提高真空涂覆厂的闸室单元的操作效率，特别是分别提高现有的5室系统、或由此利用2到3个充入和排放闸室以及过程室加以改进的7室系统的操作效率，并且，特别是获得闸室单元的更短的排空时间和随之产生的更短的循环时间。由于操作效率提高，闸室泵组的成本也将减小，即，将节省闸室，而这又将提供成本和空间优势。本专利技术的另一方面在于以给定的循环和抽吸时间获得更低的转换压强。利用具有权利要求1或14的特征的闸室单元、以及利用具有权利要求25或28的特征的操作闸室的方法来完成该任务。有利的实施例是从属权利要求的目的。根据第一方面，本专利技术基于如下认识当根据对应的需求，所述泵组可变地适合于单个充入闸室时，由于考虑了泵组的最高的可能效用，因此可以改善泵组的操作容量，即减小闸室排空的时间。从而，有可能通过使用现有的压力泵获得有效抽吸容量的增大，即基板从一个充入闸室到另一个室的更短的传递。根据本专利技术，不再严格认为泵单元可用于某个充入闸室，而是，本专利技术的基本思想在于在进气过程中，可以将不同的泵组适当分组、互相组合或重新分组，以便获得理想的泵容量，即，使得在仍处于高等级的传递压强下，从一个闸室到另一个室的可能的最早传递可行。因此，主要为初级闸室设计的第一泵单元将不仅用于该室，还用于第二闸室，并且，只必须把对应的连接从泵单元提供给第一闸室和第二闸室。根据需要以及充入过程的阶段，从而有可能将第一泵单元的抽吸容量即吸收容量提供给第一充入闸室或第二充入闸室、或同时提供给这两个闸室。此外，第一泵组不仅被直接或间接地指定给第二充入闸室，而且根据优选替换实施例，第一泵组将在附加或替换的基础上顺序添加到所述充入闸室，作为主要设计用于排空第二闸室的第二泵组的预抽吸级。因而，有可能进一步扩大使用第一泵组的可能性，从而提供更高效的抽吸容量分配。根据本专利技术的另一优选实施例，预见到第三泵组，作为顺序添加的第二泵组的抽吸级，特别是在具有更低压强的闸室区域内，其强化了第二泵组，特别是在由于第一泵组将主要用于第一闸室而不再能用作预抽吸级的时候更是如此。可替换上述情况的是，根据另一实施例，可将第三泵组指定为第一泵组和第二泵组的共同预抽吸级，并且，可以将第三泵组用作第一泵组或第二泵组或二者共同的预抽吸级。因而，还保证了特别是在充入过程期间，第三泵组—类似于第一泵组—可以给充入闸室提供改变的抽吸容量。因此，或者将由此使用所获得的抽吸容量来减少排空时间，或者更低的传递压强等级(rate)将变得可行。根据本专利技术的另一有利实施例，在沿平行方向相邻连接的泵组的泵的情况中，可预见对应的旁路，使得通过激活/释放所述旁路和适当分离其余连接管道，将该泵按顺序连接到前面的并联连接的泵，以便产生多级抽吸站。这提供了这样的优点根据所需要的抽吸容量，即压强条件，通过泵的简单重新分组，可以根据需要调整抽吸容量。例如，如果第一泵组用作第二泵组的预抽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于真空处理厂、特别是连续操作的联机玻璃涂覆厂的闸室设备，其具有：至少两个、优选的是两个或三个按顺序布置的闸室（ＥＫ１、ＥＫ２），用于执行两级或多级压强平衡过程；第一泵组（Ｐ１），用于排空第一闸室；以及第二泵组（Ｐ２、Ｐ３），用于排空第二闸室，其特征在于，所述第一泵组（Ｐ１）通过可封闭的管道（１、２）与第一（ＥＫ１）和第二（ＥＫ２）闸室连接，使得第一泵组可以排空第一或第二或全部闸室。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯格布尔，于尔根亨里希，曼弗雷德韦曼，
申请(专利权)人：应用材料两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]