[发明专利]用于降低负载锁中的压力的方法和相关泵单元

说明书

本发明涉及一种使用泵单元(1)降低用于在大气压下装载和卸载基板的锁中的压力的方法，所述泵单元包括初级真空泵(2)和在被泵送气体的流动方向上布置在所述初级真空泵(2)上游的次级真空泵(3)。在压力下降期间，并且直至该装载和卸载锁中的压力达到预定的低压阈值，根据次级真空泵(3)的操作参数来控制该次级真空泵(3)的旋转速度，以增大由该次级真空泵生成的流量(SoR)，使得由该次级真空泵生成的流量(SoR)保持在一范围内，该范围的上限值对应于初级真空泵生成的流量(So1)的六倍，下限值对应于初级真空泵生成的流量(So1)的1.3倍。本发明还涉及一种用于实施所述降低压力的方法的泵单元。

技术领域

本发明涉及一种用于将用于基板的负载锁(用于加载和卸载的隔舱，预真空锁，load lock)中的压力从大气压降低(减小)到低压的方法，以用于在保持处于低压的处理室中装载和卸载该基板，所述基板例如为平板显示器或光伏基板。本发明还涉及一种用于实现所述降低压力的方法的相关泵单元。

背景技术

在某些制造方法中，一个重要的步骤包括在处理室中的受控并且压力非常低的气氛中处理基板。为了保持可接受的产量并且避免出现杂质和污染物，首先使用与处理室连通的负载锁将基板周围的气氛降低到低压。

为此，该锁具有密封的外壳，该外壳具有第一门，该第一门使外壳内部与处于大气压下的区域、例如洁净室接合，该区域用于装载至少一个基板。该锁的外壳连接到泵单元，该泵单元设计成将外壳中的压力降低到与处理室内的压力相似的适当低压，以使基板能被传送到处理室。该锁还具有第二门，以用于在真空化之后将基板卸载到处理室中。该锁通常还用于在已经处理并且在大气压下卸载基板之后，使基板的压力上升。

然而，每次装载或卸载基板时，锁的外壳中的压力需要交替地下降然后升高，这涉及泵单元的频繁使用。另外，锁中不会立即产生真空，这限制了制造过程的总速度。如果基板很大，则该限制甚至更敏感。对于平板显示器或光伏基板的制造尤其如此，其中，锁的外壳必须足够大以容纳一个或多个平板。例如，目前，用于制造平板的锁的外壳通常具有约500-1000升的大体积，并且偶尔大于5000升，因此需要尽可能快地执行泵送。

特别地，当外壳中的压力是大气压时，为此使用动力泵单元，特别是在锁打开时提供泵送。

泵单元通常具有一个或多个粗真空泵和一个高真空泵，例如罗茨单级真空泵。高真空泵沿着被泵送气体流动的方向布置在粗真空泵的上游。所述泵的主要目的是在低压下提高泵单元的总泵送速度。

高真空泵的生成流量可以是粗真空泵的生成流量的约五倍。当锁打开时出现的高气流在高真空泵的排出口处产生显著的压力，该压力可达4巴(或相对的3巴)。这种高过压导致高真空泵的非常高的功率消耗和粗真空泵入口侧的阻塞，这对粗真空泵和高真空泵都构成了故障风险。

为防止这种情况，一种已知的解决方案涉及提供将粗真空泵的入口连接到高真空泵的入口的管道。该管道适配有旁通阀，该旁通阀被校准成在高压真空泵的进气侧和排放口之间的压力差太高时打开，并且通常被校准成在50和80mbar之间的最大压力差下打开。因此，旁通阀在压力下降开始时打开，以将剩余气流从排出口引导到高真空泵的入口侧。然后，当高真空泵的上游/下游的压力差小于50或80mbar时，旁通阀关闭。因此，在高压下，压力下降仅由粗真空泵执行，高真空泵的作用被限制成参与气流的“再循环”。

因此，旁通阀有助于通过转移剩余气流来保护粗真空泵。这种旁路还有助于通过防止高真空泵的排出压力过高来保护高真空泵。

锁中的压力下降导致高真空泵的排出口处的压力下降和旁通阀的关闭，从而使高真空泵能够从锁中的通常是约200mbar的压力开始压缩待泵送气体。

然而，该现有技术的装置可能具有某些缺点。

当压力下降开始时，泵单元的初始总泵送速度低，因为泵送仅由粗真空泵提供。