CN101517702B - 闸阀 - Google Patents

Abstract

提供一种调节衬底的加载和卸载的闸阀。该闸阀包括：支架，该支架围绕安装在真空腔室的闸门并包括垂直地安装在闸门相对两侧上的导向轨道；压迫构件，该压迫构件包括沿导向轨道上下移动的固定板，将固定板与密封板互连的至少一个轴销；安装在固定板内各轴销之间的管子，该管子对密封板加力，使用膨胀力来调节闸门；气缸，其安装在支架的一侧上并提升和下降压迫构件；以及导向构件，其将压迫构件的两个相对端互连，当压迫构件通过气缸上升和下降时，导向构件能使压迫构件的两个相对两端执行同步操作。

Description

闸阀

技术领域

本发明总地涉及一种闸阀，具体来说，涉及一种能够均匀地保持气密并同时最大可能地减小对气缸的依赖由此可均匀地分配压力的闸阀。

背景技术

在加工处理半导体晶片或液晶衬底的典型装置中，半导体晶片或液晶衬底通过真空腔室中的衬底传输通道，加载到各种处理腔室上或从这样腔室中卸载出来。为了打开和关闭该衬底传输通道，在该衬底传输通道上安装了闸阀。

如图1所示，现有代表性的闸阀适于以某种方式打开和关闭真空腔室1，使得形成在真空腔室一侧上的闸门2设置有具有尺寸对应于闸门尺寸的密封板33；多个垂直和水平气缸31和35安装成可水平和垂直地移动密封板33；每个垂直气缸31通过垂直杆32和支架34连接到对应的水平缸35；以及每个水平缸35与密封板33连接以便水平地和垂直地移动密封板33。

在现有闸阀的情形中，真空腔室中产生的真空负压对水平缸35施加很强的压力，此时，施加的压力必须均匀地分配到各个水平缸35。然而，现有闸阀具有压差的问题，即，在水平缸之间发生压力不平衡而破坏真空。

此外，现有闸阀还有另外一个问题，它因密封板的水平和垂直运动而具有复杂的结构，因此必须双重地控制这些气缸。

在图2所示闸阀40的情形中，密封板45直接连接到杆42，而该杆42连接到凸轮轴43。凸轮轴43可沿安装在气缸壳46内的凸轮44移动。因此，杆42的垂直运动能使密封板45沿倾斜方向移动，同时，凸轮轴43沿凸轮44的斜面移动，使得闸阀可以打开和关闭。

在此情形中，密封板也由气缸支承，由此气缸必须具有对应于真空压力的力。因此，气缸的容积相应地增加。此外，杆的垂直运动通过凸轮转化为斜向运动，由此分散气缸的压迫力。因此，气缸容积进一步增加。

连续反复的运动产生的误差造成真空腔室的气密性降低。

发明内容

因此，本发明致力于解决现有技术出现的各种问题，本发明的目的是提供这样一种闸阀，其能够均匀地保持气密性，同时，最大程度地减小对气缸的依赖性，因此，能均匀地分散压力。

为了达到所述目的，根据本发明的一个方面，提供一种闸阀，该闸阀安装在真空腔室内并调节衬底的加载和卸载。闸阀包括：支架，该支架围绕真空腔室的闸门并包括垂直地安装在闸门相对侧上的导向轨道；压迫构件，该压迫构件包括沿导向轨道上下移动的固定板；将固定板和密封板互连的至少一个轴销；安装在固定板内诸轴销之间的管子，该管子对密封板加力，使用膨胀力来调节闸门；气缸，其安装在支架的一侧并提升和下降压迫构件；以及导向构件，其将压迫构件的相对端互连，当压迫构件通过气缸上升和下降时，导向构件能使压迫构件的相对端执行同步操作。

根据本发明的另一方面，闸阀还包括弹簧，该弹簧配装在轴销周围，在固定板和密封板之间保持弹性力，并支承固定板和密封板。轴销对称地上下设置，使管子介于轴销之间。

根据本发明的另一方面，管子可选自以下横截面形状：多边形、圆形和椭圆形。此外，管子横截面可以部分地成波纹形。而且，管子呈循环轨道的形状安装在固定板内。

根据本发明的另一方面，闸阀还包括拉伸弹簧，该弹簧连接到固定板并与气缸同步。导向构件用链条和金属丝之一来将连固定板的相对端互连。

根据本发明，闸阀可均匀地保持气密性，同时，最大程度地减小对气缸的依赖性，因此，能均匀地分散压力。

附图说明

图1是示出现有闸阀的示意图；

图2是示出另一现有闸阀的示意图；

图3是示出根据本发明实施例的闸阀的立体图；

图4是示出图3闸阀的纵向截面图；

图5是示出图4的压迫构件的另一实例的局部立体图；

图6至8是显示根据本发明实施例的闸阀操作的视图；

图9是示出根据本发明另一实施例的闸阀的立体图；

图10和11是显示图9闸阀操作的视图。

具体实施方式

下面将参照附图来描述本发明的示范实施例。

如图3和4所示，闸阀100包括支架110、压迫构件120、导向构件130、气缸140以及密封板160。

支架110具有“口”形，其相对侧上垂直地设置有导向轨道112。这里，每个导向轨道112使用本技术领域内公知的线性运动(L/M)导向器，于是可省略对其的详细描述。

压迫构件120包括固定板121、多个轴销122、多个弹簧123、管子124和注气管125。

沿纵向方向安装在支架110上的固定板121与导向轨道112连接，从而能垂直地移动，固定板121邻近于其一侧上的密封板160定位。此外，固定板121在其一侧上设置有管子插入槽124a，该槽沿着纵向方向邻近于密封板160，使管子124可安置在管子插入槽124a内。

轴销122穿过固定板121，当轴销联接时它们沿纵向方向以规则间距布置，并在相对端处设置有突出块(未示出)，以使固定板121能够联接到密封板160。这里，弹簧123安装在对应的轴销122和固定板之间，以使固定板121和轴销122弹性地彼此支承，这样，密封板160可通过弹簧123与固定板紧密接触。

较佳地，轴销122对称地设置，使管子124介于轴销之间。当管子膨胀而压迫密封板由此造成运动时，上述布置能使密封板接受均匀的压力。

此外，球轴套B设置在固定板121的每个孔的内圆周上，对应的轴销122插入轴套内，从而在轴销122执行往复运动时防止孔被磨损。

管子124具有中空管的形状，管子安装在管子插入槽124a内，该管子插入槽124a沿纵向方向形成在固定板121内。此时，管子124可选择以下横截面形状：多边形、圆形和椭圆形。选择的管子124的横截面最好部分地成波纹形。当将管子插入管子插入槽124a内并与密封板160紧密接触时，使用从外面注入的气体，该波纹形可使管子膨胀，由此，使密封板160沿一个方向移动，即，沿密封板160朝向真空腔室的闸门(未示出)移动的方向。

这里，作为管子124的示范实施例，管子显示为直管的形状。或者，如图5所示，管子插入槽224a可呈环形的形状形成在固定板221内，管子224可形成和安置在固定板221内，形成循环轨道的形状，以与管子插入槽相对应。这就有可能将管子设置在垂直方向上，由此，允许管子膨胀力均匀地施加到密封板上。

注气管125穿过固定板121一侧，并安装在固定板121内。注气管125的一端与安装在外面的单独的注气单元(未示出)连接，另一端则与管子124连接，由此，能使空气供应到管子。

导向构件130包括滑轮134a、134b和134c以及金属丝132。滑轮134a、134b和134c在固定板121的三个角处可转动地联接到轴(未示出)上。金属丝132绕在滑轮上。然后，金属丝132的一端固定到固定板121的一端，并联接到固定板的另一端，使固定板的相对两端可在沿导向轨道移动时执行同步的操作。

尽管滑轮和金属丝的组合作为导向构件130的示范实施例进行了描述，但导向构件130也可使用链轮和链条的组合。链轮和链条的组合等价于均匀提升和下降固定板的装置，金属丝使得固定板的相对两端使用一个连接到固定板一端上的气缸以及滑轮和金属丝来同时地提升和下降。因此，使用链轮和链条的组合也可提供同样的效果。

气缸140安装在固定板121一端的下面，用来通过气缸的杆142来提升和下降固定板。在此情形中，较佳地，拉伸弹簧150附加地安装在固定板的与气缸相对的另一端上。这允许使用拉伸弹簧150来均匀地提升和下降固定板，其通过金属丝与气缸施加的压迫力的互相作用实现提升和下降，即，在气缸异常操作时，允许使用拉伸弹簧来下降固定板。气缸是本技术公知的，所以省略对其详细描述。

密封板160具有的尺寸对应于真空腔室内形成的闸门(未示出)的尺寸，密封板160包括密封垫(未示出)，以在与闸门保持密切接触时能够保持气密性。

就本发明的闸阀的连接来说，导向轨道112固定到支架110的相对侧上。支架固定到真空腔室内形成的闸门(未示出)。然后，压迫构件120连接到导向轨道，以使它可提升和下降。此时，气缸140安装在压迫构件120一端的下面以便提升和下降压迫构件，而拉伸弹簧150安装在压迫构件的另一端上，以使它与气缸同步。

此外，金属丝132的一端连接到压迫构件120的一端，其另一端连接到压迫构件120的另一端，然后，金属丝在支架110的三个角处围绕滑轮134a、134b和134c缠绕。由此，借助于气缸操作，金属丝可沿滑轮134a、134b和134c移动。管子124安装在压迫构件120和密封板160之间，而轴销122对称地设置，使管子124介于轴销之间。因此，轴销使密封板能够与固定板121连接，同时使管子能够将膨胀力均匀地传递到密封板。此时，每个弹簧123安装在对应的轴销和固定板之间，因此，弹簧123的弹性力弹性地支承固定板和轴销，并致使密封板与固定板紧密地接触。

其间，注气管125穿过固定板的一侧，并与管子124连接，这样，注气管能将空气注入管内，因此，管子能使密封板朝向闸门移动。

例如，使用安装在压迫构件一侧上的单个气缸和连接到固定板的金属丝，可使力均匀地施加到压迫构件上，因此，气缸只用来提升和下降密封板。使用安装在压迫构件和密封板之间的管子，能够压迫密封板和沿水平方向移动密封板，于是，对应于真空腔室内的压力产生均匀的压迫力，因此，可调节闸门。

下面，将参照附图来描述根据本发明实施例的闸阀的操作。

如图6所示，使用气缸140来提升压迫构件120。此时，因为金属丝连接到压迫构件120，所以，金属丝沿着滑轮134a、134b和134c移动，并与压迫构件同步地支承压迫构件的相对两端。例如，压迫构件一侧上的滑轮134a在向下力作用下转动，压迫构件另一侧上的滑轮134c在向上力作用下转动。气缸对压迫构件120的一侧施加向上的力，而金属丝对另一侧施加向上的力，由此，气缸使压迫构件均匀地上升。当闸门(未示出)和密封板160如图7所示地水平设置时，且此时空气通过注气管125注入管子124内，并因此如图8所示地使管子124膨胀，管子124迫使密封板160受压并朝向闸门移动，由此关闭闸门。此时，利用设置在管子上方和下方的弹簧123，管子的膨胀力可均匀地传递到密封板。然后，在真空腔室内执行预定的过程。

其间，在真空腔室(未示出)内执行预定的过程之后，闸门被打开。为此目的，通过注气管来消除注入管子内的空气。由此，将管子朝向压迫构件收缩，借助于弹簧作用，密封板朝向压迫构件移动并接触压迫构件。其结果，闸门被打开。

这样，使用管子对闸门的调节不仅可通过管子均匀地压迫密封板的全部面积，而且可通过密封板均匀地分散真空腔室的真空负压。其结果，可简化过程，同时可使结构紧凑和简单。

如图9至11所示，根据本发明另一实施例的闸阀200包括支架210、压迫构件220、至少一个气缸240以及密封板260，所有这些部件具有与上述实施例相同的结构和功能，因此省略对其详细描述。

与上述实施例不同，本实施例适于用位于压迫构件220下方的至少一个气缸240来提升和下降压迫构件220。

支架220具有“□”形，其包括垂直地设置在其相对两侧上的导向轨道212。这里，每个导向轨道212使用本技术领域内公知的线性运动(L/M)导向器。

压迫构件220包括固定板221、多个轴销222、多个弹簧223、管子224和注气管225，所述固定板221的后表面内形成有管子插入槽224a。

此外，球轴套B设置在固定板221的每个孔的内圆周上，对应的轴销222插入轴套内，从而在轴销222执行往复运动时防止孔被磨损。

一个或多个气缸240安装在支架210下方，并将密封板260从初始位置提升到真空腔室的闸门(未示出)所处的位置。在此实施例中，两个气缸240安装在支架220的相对两端处。

下面，将参照附图来描述根据本发明另一实施例的闸阀的操作。

如图10和11所示，使用气缸240来提升压迫构件220。然后，当闸门和密封板260水平设置时，且此时空气通过注气管225注入管子224内，并因此使管子224膨胀，管子224迫使密封板260受压并朝向闸门移动，由此关闭闸门。此时，利用设置在管子224上方和下方的弹簧223，可将管子的膨胀力均匀地传递到密封板260。然后，在真空腔室内执行预定的过程。

其间，在真空腔室(未示出)内执行预定的过程之后，闸门被打开。为此目的，通过注气管来消除注入管子224内的空气。由此，管子224朝向压迫构件220收缩，借助于弹簧223作用，密封板260朝向压迫构件220移动并接触压迫构件220。于是，闸门被打开。

这样，使用管子224对闸门的调节不仅可通过管子224均匀地压迫密封板260的全部面积，而且可通过密封板260均匀地分散真空腔室的真空负压。于是，可简化过程，同时可使结构紧凑和简单。

尽管为了说明的目的描述了本发明的示范实施例，但本技术领域内的技术人员将会认识到，各种修改、添加和替代都是可能的，且不脱离由附后权利要求书揭示的本发明的范围和精神。

Claims (14)

1.一种闸阀，所述闸阀安装在真空腔室内并调节衬底的加载和卸载，所述闸阀包括：

支架，所述支架围绕真空腔室的闸门并包括垂直地安装在所述闸门相对侧上的导向轨道；

压迫构件，所述压迫构件包括：沿所述导向轨道上下移动的固定板；将所述固定板与密封板互连的至少一个轴销；安装在所述固定板内各轴销之间的管子，所述管子对所述密封板加力，使用膨胀力来调节所述闸门；气缸，所述气缸安装在支架的一侧上并提升和下降所述压迫构件；以及

导向构件，所述导向构件将所述压迫构件的相对端互连，当所述压迫构件通过所述气缸上升和下降时，所述导向构件能使所述压迫构件的相对端执行同步操作。

2.如权利要求1所述的闸阀，其特征在于，所述闸阀还包括弹簧，所述弹簧围绕所述轴销装配，所述弹簧在所述固定板和所述密封板之间保持弹性力，并支承所述固定板和所述密封板。

3.如权利要求2所述的闸阀，其特征在于，所述轴销沿垂直方向对称地设置，使所述管子介于所述轴销之间。

4.如权利要求3所述的闸阀，其特征在于，所述管子选自以下横截面形状：多边形、圆形和椭圆形。

5.如权利要求4所述的闸阀，其特征在于，所述管子横截面部分地成波纹形。

6.如权利要求4或5所述的闸阀，其特征在于，所述管子呈循环轨道的形状安装在所述固定板内。

7.如权利要求1所述的闸阀，其特征在于，所述闸阀还包括拉伸弹簧，所述弹簧连接到所述固定板并与所述气缸同步。

8.如权利要求1所述的闸阀，其特征在于，所述导向构件用链条和金属丝之一来将所述固定板的相对端互连。

9.一种闸阀，所述闸阀安装在真空腔室内并调节衬底的加载和卸载，所述闸阀包括：

支架，所述支架围绕所述真空腔室的闸门并包括垂直地安装在所述闸门相对侧上的导向轨道；

压迫构件，所述压迫构件包括：沿所述导向轨道上下移动的固定板；将所述固定板与密封板互连的至少一个轴销；安装在所述固定板内所述各轴销之间的管子，所述管子对所述密封板加力，使用膨胀力来调节所述闸门；以及至少一个气缸，所述气缸安装在所述支架的任一侧并提升和下降所述压迫构件。

10.如权利要求9所述的闸阀，其特征在于，所述闸阀还包括弹簧，所述弹簧围绕所述轴销装配，保持所述固定板和所述密封板之间的弹性力，并支承所述固定板和所述密封板。

11.如权利要求10所述的闸阀，其特征在于，所述轴销沿垂直方向对称地设置，使所述管子介于所述轴销之间。

12.如权利要求11所述的闸阀，其特征在于，所述管子选自以下横截面形状：多边形、圆形和椭圆形。

13.如权利要求12所述的闸阀，其特征在于，所述管子的横截面部分地成波纹形。

14.如权利要求12或13所述的闸阀，其特征在于，所述管子呈循环轨道的形状安装在所述固定板内。

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