CN101321888A - 真空装置用闸阀 - Google Patents

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Abstract

一种用于蒸镀装置的真空装置用闸阀，即使其位于开阀位置时，也可以通过保护阀箱的内壁面及阀体的密封部件与蒸镀材料的蒸气隔离来提高蒸镀室真空保持的可靠性。作为电子枪用闸阀(1)，使用真空装置用闸阀，关闭阀时，与现有技术同样地阀体(3)把电子枪部从蒸镀室分离。打开阀时，通过把筒状的可动屏蔽件(22)插入阀的阀室(15)内，使阀室(15)与蒸镀室隔离，阀箱(2)的内壁面及阀体(3)的密封部件不暴露在蒸镀室内的蒸气中，以进行保护而避免蒸镀物(MgO)附着。

Description

真空装置用闸阀
技术领域
本发明涉及用于真空装置的闸阀，具体涉及蒸镀装置的电子枪用闸阀。
背景技术
在制造半导体、薄膜、液晶等时使用的真空装置中，使用开放、关闭各真空室间的闸阀。
现有技术中，已知有各种真空装置用闸阀。例如，有在闭阀时使用膨胀密封件(インフラ一トシ一ル)来提高密封性的阀(例如参照专利文献1、2)或摆式阀等。
图5、图6表示摆式阀的一例。该现有的摆式阀200从正面看时，在阀箱202的侧壁202b上形成开口204b(图6)。
另外，该阀200从侧面看阀箱202内部时，具有：在其相向的侧壁202a、202b间形成的阀室215；设在其内部的摆形阀体203；密封环205。在该相向的侧壁202a、202b上形成开口204a、204b。在密封环205上安装环状的密封件206、207(图5)。
当开阀状态的阀200闭阀时，利用空气压力驱动阀箱202侧方的空气促动器209，使促动器轴208转动而使摆形的阀体203移动到作为闭阀位置的开口204a之前。然后，利用空气压力驱动气缸211来使轴210动作，将密封环205压向阀体203，由此在阀箱202内部，由密封件207将开口204b周围的内壁面和密封环205之间密封，由密封件206将阀体203的表面和密封环205间密封。其结果，形成为开口204a和开口204b间被遮断。
在此，在作为一个真空装置的真空蒸镀装置中，在装置的真空槽内加热金属、金属氧化物、金属化合物等的蒸镀材料并使之蒸发(参照图7)。此时，从蒸发源产生的蒸镀材料的蒸气侵入到电子枪252内，存在难以长时间持续产生稳定的电子束的问题，虽然试验了种种对策但仍未得到解决。
例如，如图7的真空蒸镀装置所示那样具有在电子束的出口孔附近排气的排气机构，或者虽未图示但在电子束的出口孔的前方设置捕获蒸镀材料的蒸气的收集器(参照专利文献3)。
但是，在MgO的场合，蔓延激烈而得不到充分的效果。另外，即使临时防止蒸镀材料的蒸气侵入电子枪，也必须进行灯丝的更换等定期维护保养。
专利文献1：(日本)特开2000-145980号公报(第3页、图1)
专利文献2：(日本)特开2004-360754号公报(第4页、图1)
专利文献3：(日本)特开平7-58832号公报(第4页、图1)
对于作为上述真空装置一例的串联式MgO蒸镀装置，实施2周以上的连续运行。另外，对于具有MgO自动供给机构的装置，也可以进行1个月的连续运行。但是，电子枪的灯丝、阴极等的消耗部件大约每2～3周必须进行更换。或者在发生偶然的故障时，只把电子枪部形成为大气压而进行维护保养。在此，在电子枪部和蒸镀室之间设置闸阀，在更换时通过关闭该闸阀而只把电子枪部形成大气压就可以进行维护保养，这样可把蒸镀室保持为真空状态，所以可期待大幅缩短再开始运行时的起动时间。
因此，在图7所示的串联式MgO蒸镀装置250的例子中，使用现有的真空装置用闸阀200。
在图7中，在串联式MgO蒸镀装置250中，蒸镀室251利用连接在排气口253上的图中未示出的排气装置(真空泵)，把其内部整体保持成真空。
为了对图中的被蒸镀物280进行蒸镀处理，在装置本体下部与被蒸镀物280相向的位置，配置有收容蒸镀材料(MgO)281的蒸发源254。
另外，在蒸发源254的侧方，配置有对蒸镀材料281照射电子线的作为加热源的电子枪252。
在此，在电子枪252的前面，作为隔离电子枪部和蒸镀室251之间的阀，配置了真空装置用闸阀200。通过关闭该闸阀200，在保持蒸镀室251真空的状态下，可对电子枪252进行维护保养。
进而，具有可连续运行的蒸镀材料的自动供给机构260。自动供给机构260由以下的单元构成。MgO供给室(在真空中贮存MgO的腔)261、MgO供料器(把MgO定量连续地供给蒸发源的机构)263以及MgO投射器264。
在MgO供给室261中贮存约5～200Kg以上的MgO282，间歇地向MgO供料器263供给必要量的MgO约1～1.5Kg。间歇动作通过气缸266使MgO供给阀267动作而得以进行。MgO由供料器263移送，在MgO投射器264滑落而进入蒸发源254内。
然而，在现有的真空装置用闸阀200中，在阀位于开阀位置时，阀箱202内部的阀室215处于与蒸镀室251连接的状态。此时的阀箱202的内壁面和阀体203暴露在蒸镀物(MgO)281的蒸气中。为此在阀箱202的内壁面及阀体203与密封环205的密封件206、207的周围也附着蒸镀物(MgO)，真空保持的可靠性甚低。因而，必须把蒸镀室251也形成为大气压地进行维护保养。
发明内容
在闭阀时，与现有技术同样地阀体把电子枪部从蒸镀室分离。在开阀时，通过把筒状的可动屏蔽件从阀的蒸镀室侧开口插入阀箱内，使阀箱内与蒸镀室分离，阀箱的内壁面及阀体受到保护而不会附着蒸镀物(MgO)。采用以上的机构，可以防止蒸镀物(MgO)向阀座面附着，能够解决无法保持真空的问题。另外，阀箱的内壁面及阀体具有密封件、O型环等密封部件，可动屏蔽件也可防止向蒸镀物(MgO)这些部件附着。
发明的效果
在串联式MgO蒸镀装置的连续运行中可减少停机时间。另外，也可以减少必须把蒸镀室向大气压开放的频度。
附图说明
图1是表示本发明的电子枪用闸阀的实施方式的说明图(从阀箱内部的本体侧面的说明图)。
图2是表示本发明的电子枪用闸阀的动作的说明图(从阀箱内部的本体侧面的说明图)。图2A表示开阀的状态，图2B表示闭阀的状态。
图3是表示本发明的电子枪用闸阀的实施方式的说明图(从蒸镀室侧观看电子枪用闸阀本体的外观的正面图)。
图4是表示本发明的电子枪用闸阀使用的串联式MgO蒸镀装置的一例的说明图。
图5是表示现有的真空装置用闸阀的一例的说明图(从阀箱内部的本体侧面的说明图)。
图6是表示现有的真空装置用闸阀的一例的说明图(从蒸镀室侧的正面图)。
图7是表示使用现有的真空装置用闸阀的串联式MgO蒸镀装置的一例的说明图。
附图标记说明
1真空装置用闸阀；2阀箱；3阀体；4a开口(电子枪侧)；4b开口(蒸镀室侧)；5密封环；6密封件；7密封件；8促动器轴；9空气促动器；10轴；11气缸；15阀室；21可动屏蔽件止挡部件；22可动屏蔽件；23气缸；24轴；50串联式MgO蒸镀装置；51蒸镀室；52电子枪；53排气口；54蒸发源；56防镀板(可动屏蔽件止挡部件)；60自动供给机构；61MgO供给室；63MgO供料器；64MgO投射器；66供给阀驱动用气缸；67MgO供给阀；68MgO补给口；69MgO补给口的盖；80被蒸镀物；81蒸镀材料(MgO)；82MgO；200真空装置用闸阀；202阀箱；203阀体；204a、204b开口；205密封环；206、207密封件；208促动器轴；209空气促动器；210轴；211气缸；215阀室；231气缸；232气缸杆；233空气通路；250串联式MgO蒸镀装置；251蒸镀室；252电子枪；253排气口；254蒸发源；260自动供给机构；261MgO供给室；263MgO供给器；264MgO投射器；266供给阀驱动用气缸；267MgO供给阀；268MgO补给口；269MgO补给口的盖；280被蒸镀物；281蒸镀材料(MgO：熔融状态)；282MgO。
具体实施方式
以下，参照附图对适用本发明的具体实施方式进行详细说明。
图4是表示使用本发明的电子枪用闸阀1的串联式MgO蒸镀装置50的例子。
在图4中，在串联式MgO蒸镀装置50中，蒸镀室51通过与排气口53连接的未图示的排气装置(真空泵)而保持其内部整体为真空。
为了对图中的被蒸镀物80进行蒸镀处理，在装置本体下部与被蒸镀物80相向的位置上，配置收容蒸镀材料(MgO)81的蒸发源54。
另外，在蒸发源54的侧方，配置向蒸镀材料81照射电子线的作为加热源的电子枪52。
在此，在电子枪52之前，作为隔离电子枪部和蒸镀室51之间的阀，配置电子枪用闸阀1。通过关闭该闸阀1，在保持蒸镀室51真空的状态下，可对电子枪52进行维护保养。
进而，具有可连续运行的蒸镀材料82的自动供给机构60。自动供给机构60由以下的单元构成。MgO供给室(在真空中贮存MgO的腔)61、MgO供料器(把MgO定量连续供给蒸发源的机构)63及MgO投射器64。
在MgO供给室61贮存约5～200Kg 以上的MgO82，间歇地向MgO供料器63供给必要量的MgO约1～1.5Kg。间歇供给动作通过气66使MgO供给阀67动作而得以进行。MgO由供料器63移送，在MgO投射器64滑落而进入蒸发源54内。
本发明实施方式的电子枪用闸阀1的实施例如图1及3所示。
在本实施方式，如图1所示，阀箱2的内部与现有的真空装置用闸阀的摆式阀相同。筒状的可动屏蔽件止挡部件21、筒状的可动屏蔽件22、可动屏蔽件驱动用的气缸23和安装可动屏蔽件的轴24与现有的摆式阀不同。
如图3所示，电子枪用闸阀1在从正面看阀箱2时，在阀箱2的蒸镀室侧的侧壁2b形成开口4b。在开口4b的周围安装可动屏蔽件止挡部件21。筒状的可动屏蔽件22安装在轴24的末端，贯通开口4b地自由往复运动，由作为驱动机构的气缸23驱动。在可动屏蔽件22的电子枪侧的侧壁2a形成的开口4a侧的末端部，在内方侧形成凸缘，在开口4b侧的末端部在外方侧形成凸缘，都用于密封阀室15。
另外，该电子枪用闸阀1在从侧面看阀箱2内部时，具备：在其相向的侧壁2a、2b间形成的阀室15；设在阀箱2的内部的摆形的阀体3；设在阀箱2的内部的密封环5。在阀箱2中，在其相向的侧壁2a、2b上形成开口4a、4b。在密封环5上安装环状的密封件6、7(图1)。
在关闭开阀状态的阀1时，由空气压力驱动阀箱2侧方的空气促动器9，使促动器轴8转动而使摆形的阀体3移动到作为闭阀位置的开口4a之前。然后，由空气压力驱动气缸11使轴10动作，把密封环5按压向阀体3。由此，在阀箱2的内部，开口4b的周围的内壁面和密封环5之间由密封件7密封，阀体3的表面和密封环5之间由密封件6密封。其结果，开口4a和开口4b间被遮断。
用图2说明本发明的实施方式的可动屏蔽件的功能。
在图2A、图2B中表示本实施例的电子枪用闸阀的打开及关闭状态。
图2A表示阀打开的时候。在开阀时，由筒状的可动屏蔽件22保护阀室15。即，在开阀时，可动屏蔽件22从蒸镀室侧的开口部4b被插入，贯通阀室15，通过电子枪侧的开口4a而被兼作可动屏蔽件止挡部件的防镀板(防着板)56挡住。可动屏蔽件22的开口4a侧的末端部在内方侧形成凸缘，与防镀板56(SUS304制)的凸缘紧密接合。其结果，阀室15的可动屏蔽件22的内方侧和可动屏蔽件22的外方侧的阀室15的气氛被分开。
另外，同时可动屏蔽件22的开口4b侧的末端在外方侧成为凸缘，与屏蔽件止挡部件21的开口4b侧端面及内方侧面紧密接合。通过以上构成，完全密封阀室15。因而，除去可动屏蔽件22的内方侧的阀室15由于与蒸镀室完全分离，所以可切实保护阀箱2的内壁面和阀体3、及密封环5的密封件6、7，故能够防止附着异物。
图2B表示阀关闭的时候。在闭阀时，与现有的闸阀同样由阀体3及密封环5进行密封。通过把阀体3移动到闭阀位置，把密封环5按压向阀体3，从而进行闭阀。
另外，通过移动阀体3把密封环5按压向阀体3而进行闭阀的机构使用与图5、6的现有例相同的机构。
通过以上构成，在串联式MgO蒸镀装置的连续运行中可以减少停机时间。
阀正常动作时的电子枪的维护保养时间为冷却30分钟、排放5分钟、电子枪维护保养10分钟、真空排气10分钟的共计55分钟。
当阀不正常动作时，为冷却30分钟、电子枪室及蒸镀室排放10分钟、电子枪维护保养10分钟、真空排气360分钟的共计410分钟。
因而，可以减少355分钟的停机时间。
以上，说明了本发明的实施方式，当然本发明并不限于此，可以基于本发明的技术构思进行种种的变型。
在本发明的电子枪用闸阀的实施例中，阀箱2和阀体3的构造采用与图5、6所示的采用现有的摆式阀体的真空装置用闸阀相同的构造，但也可以是其他构造的真空装置用闸阀。例如，也可以是膨胀密封式闸板阀、扇型阀体式闸板阀、球阀。只要是具有形成了贯通相向壁面的开口的阀箱、并具有位于开阀位置的阀体能够从所述开口完全退避的阀室的真空装置用闸阀的构造就可以使用。在实施例中，阀的开口为圆形，当然也可以是其他的形状。例如，若阀的开口是正方形的话，则只要把筒体的横断面形状做成正方形即可。
另外，在开阀时可动屏蔽件22被兼作可动屏蔽件止挡部件的防镀板56挡住，但也不一定必须挡住，也可以保持具有能够真空地分开气氛的传导的间隙、例如5mm以下的间隙，使可动屏蔽件22接近兼作可动屏蔽件止挡部件的防镀板56而使之停止。
另外，作为本发明的变形例，也可以设置冷却可动屏蔽件22的机构。在电子枪用闸阀位于开阀位置时，通过对密封阀室15的可动屏蔽件22进行冷却而冷却阀箱2内，可防止密封件6、7因热而产生的劣化。例如，可动屏蔽件22位于开阀位置时，由于与止挡部件21紧密接触，所以通过在止挡部件21的与可动屏蔽件22接触的面上设置使冷却水循环的金属管而能够得以实现。
另外，在本发明的实施例中，对于兼作可动屏蔽件止挡部件的防镀板56使用了不锈钢材，但为了提高紧密接合性也可以用软质金属。
例如是极软钢、软钢、纯铁、铜、铝、锌、铅、锡。
进而，作为本发明的变形例，也可以在可动屏蔽件22的两端部的凸缘或可动屏蔽件止挡部件21、56的与可动屏蔽件抵接的面上，安装例如极软钢、软钢、纯铁、铜、铝、锌、铅、锡等的密封件。
其中任何一个都可以提高可动屏蔽件22与可动屏蔽件止挡部件21、56抵接部分的紧密接合性，从而提高遮蔽效果。

Claims (3)

1.一种真空装置用闸阀，其是隔离真空装置的处理室和电子枪部之间的阀，其特征在于，包括：在相向的侧壁部上分别具有开口的阀箱、开闭所述开口的阀体、开阀时从所述开口的处理室侧插入所述阀箱内的能够自由往复运动的筒状的可动屏蔽件、能够与所述可动屏蔽件的末端部抵接且设在所述开口的电子枪部侧的止挡部件、和使所述可动屏蔽件往复运动的驱动机构；通过利用所述驱动机构使所述可动屏蔽件的末端部和所述止挡部件接近，所述可动屏蔽件的内方侧的气氛与所述阀箱内的气氛被分离。
2.如权利要求1所述的真空装置用闸阀，其特征在于，所述可动屏蔽件具有冷却机构。
3.如权利要求1所述的真空装置用闸阀，其特征在于，在所述可动屏蔽件与所述止挡部件抵接的部位使用密封件，该密封件是极软钢、软钢、纯铁、铜、铝、锌、铅、锡。
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