DE112006003294B4

DE112006003294B4 - Dampfabscheidungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112006003294B4
Application number: DE112006003294.1T
Authority: DE
Inventors: Eiichi Iijima
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2005-12-05
Filing date: 2006-11-28
Publication date: 2019-02-21
Anticipated expiration: 2026-11-29
Also published as: TWI402369B; KR101014776B1; TW200728486A; JP4824700B2; CN101321888A; US20090250648A1; KR20080059303A; CN101321888B; WO2007066537A1; RU2376399C1; DE112006003294T5; US8028972B2; JPWO2007066537A1

Abstract

Dampfabscheidungsvorrichtung (50), umfassend:
eine Abscheidungskammer (51);
einen Elektronenstrahlerzeuger (52); und
ein Absperrventil (1) zum Trennen der Abscheidungskammer (51) und des Elektronenstrahlerzeugers (52), wobei das Absperrventil (1) enthält:
ein Ventilgehäuse (2) mit einer ersten Seitenwand (2a), die auf der Seite des Elektronenstrahlerzeugers (52) angeordnet ist, und einer zweiten Seitenwand (2b), die auf der Seite der Abscheidungskammer (51) angeordnet ist, wobei die erste Seitenwand (2a) eine erste Öffnung (4a) aufweist für das Hindurchtreten eines von dem Elektronenstrahlerzeuger (52) erzeugten Elektronenstrahls, wobei die zweite Seitenwand (2b) der ersten Seitenwand (2a) gegenüber steht und eine zweite Öffnung (4b) aufweist für das Hindurchtreten des Elektronenstrahls;
einen Ventilkörper (3) zum Öffnen/Schließen der ersten Öffnung (4a) und der zweiten Öffnung (4b), wobei der Ventilkörper (3) im Ventilgehäuse (2) vorgesehen ist;
ein erstes Aufnahmeelement (56), das auf der Seite der ersten Öffnung (4a) des Ventilgehäuses (2) vorgesehen ist;
ein zweites Aufnahmeelement (21), das auf der Seite der zweiten Öffnung (4b) am Ventilgehäuse (2) vorgesehen ist;
eine zylindrische bewegliche Abschirmung (22), die von der zweiten Öffnung (4b) in das Ventilgehäuse (2) eingeführt oder einführbar ist, wobei die zylindrische bewegliche Abschirmung (22) einen ersten einwärts ausgebildeten Flansch an einem ersten Endbereich auf der Seite der ersten Öffnung (4a) aufweist, und einen zweiten auswärts ausgebildeten Flansch an einem zweiten Endabschnitt auf der Seite der zweiten Öffnung (4b) aufweist, wobei der erste Flansch dazu eingerichtet ist, mit dem ersten Aufnahmeelement (56) in Kontakt zu kommen und der zweite Flansch dazu eingerichtet ist, mit dem zweiten Aufnahmeelement (21) in Kontakt zu kommen; und
eine Antriebseinrichtung (23) zum Hin- und Herbewegen der beweglichen Abschirmung (22) in Richtung des Hindurchtretens durch die zweite Öffnung (4b), wobei die Antriebseinrichtung (23) dazu eingerichtet ist, die zylindrische Abschirmung (22) in eine Stellung zu bewegen, in welcher der erste Flansch in Kontakt mit dem ersten Aufnahmeelement (56) steht und der zweite Flansch in Kontakt mit dem zweiten Aufnahmeelement (21) steht, wenn das Ventilgehäuse (2) geöffnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dampfabscheidungsvorrichtung mit einem Absperrventil.
Technischer Hintergrund
Bei Vakuumvorrichtungen, die verwendet werden bei der Herstellung von Halbleitern, von dünnen Schichten, von Flüssigkristallen oder dergleichen, wird ein Absperrventil zum Öffnen/Schließen jeder Vakuumkammer verwendet. In diesem Zusammenhang kann unter einem Absperrventil (gate valve) auch ein Schieber oder Absperrschieber verstanden werden; diese Begriffe können synonym verwendet werden.
Im Stand der Technik sind verschiedene Arten Absperrventile für Vakuumvorrichtungen bekannt. Zum Beispiel wird beim Schließen eines Ventils ein Druckversiegelungselement (inflation-sealing member) derart verwendet, dass die Funktionalität oder Performance des Versiegelns oder Abdichtens verbessert ist (siehe z.B. die Patentdokumente 1 und 2). Ferner sind Pendel- oder Schwungabsperrventile (pendulum gate valve) oder dergleichen bekannt.
Die 5 und 6 zeigen ein Beispiel eines Pendel- oder Schwungabsperrventils. Beim Pendel- oder Schwungabsperrventil 200 aus dem Stand der Technik ist eine Öffnung 204b in einer Seitenwand 202b des Ventilgehäuses 202 betrachtet von dessen Vorderseite (6), vorgesehen. Das Ventil 200 weist ferner eine Ventilkammer 215 auf, die zwischen einer Seitenwand 202a und der Seitenwand 202b, die sich einander gegenüberliegen, angeordnet ist. Des Weiteren ist ein Hauptteil oder Körper 203 (pendulum valve body) des Pendel- oder Schwungabsperrventils in der Ventilkammer 215 vorgesehen. Ferner ist auch ein Dichtungsring oder Versiegelungsring 205 (sealing ring) ausgebildet. Diese Elemente ergeben sich in Betrachtung des Ventilgehäuses 202 aus seinem Inneren heraus. An den sich gegenüberliegenden Seitenwänden 202a und 202b sind Öffnungen 204a und 204b ausgebildet. Der Dichtungsring oder Versiegelungsring 205 ist mit dort angebrachten ringförmigen Abdichtelementen oder Versiegelungselementen 206 und 207 (ring-shaped sealing members) ausgebildet (5).
Beim Schließen des Ventils 200 in einem offenen oder geöffneten Zustand wird ein Luftaktuator oder Luftbetätiger 209 (air actuator), der an einer Seite des Ventilgehäuses 202 vorgesehen ist, unter Verwendung eines Luftdrucks oder von Druckluft (air pressure) angetrieben. Ein Betätigerschaft oder Aktuatorschaft 208 (actuator shaft) wird gedreht oder rotiert, um den Hauptteil oder Körper 203 des Pendel- oder Schwungventils nach oben zu einem vorderen Bereich der Öffnung 204a hin zu bewegen. d.h. zu einer verschlossenen oder geschlossenen Stellung des Ventils hin. Dann wird unter Verwendung des Luftdrucks oder der Druckluft ein Luftzylinder 211 (air cylinder) angetrieben, um einen Schaft 210 zu bewegen. Dabei wird der Versiegelungsring oder Abdichtring 205 gegen den Ventilkörper 203 gedrückt. Auf diese Weise verschließt oder versiegelt im Ventilgehäuse 202 das Abdichtelement oder Versiegelungselement 207 eine Lücke oder einen Zwischenraum zwischen der Fläche oder Oberfläche der inneren Wand um die Öffnung 204b herum und dem Abdichtring oder Versiegelungsring 205. Ferner versiegelt oder verschließt das Abdichtelement oder Versiegelungselement 206 eine Lücke oder einen Zwischenraum zwischen einer Fläche oder Oberfläche des Ventilkörpers 203 und dem Abdichtring oder Versiegelungsring 205. Im Ergebnis davon wird eine Lücke oder ein Zwischenraum zwischen der Öffnung 204a und der Öffnung 205b verschlossen oder blockiert.
Dabei wird in einer Vakuumkammer der Vakuumbedampfungsvorrichtung oder Vakuumdampfabscheidevorrichtung als Vakuumvorrichtung ein Dampfabscheidungsmaterial (vapor deposition material), z.B. ein Metall, ein Metalloxid oder eine Metallverbindung durch Erhitzen verdampft (siehe 7). In diesem Fall wird Dampf des Vakuumbedampfungsmaterials aus einer Verdampfungsquelle (vaporisation source) heraus erzeugt und gelangt in eine Elektronenkanone oder einen Elektronenstrahlerzeuger 252 (electron gun), wobei das Problem entsteht, dass es schwierig ist. in stabiler und kontinuierlicher Art und Weise einen Strahl für eine lange Zeitspanne zu erzeugen. Es wurden verschiedene Maßnahmen ergriffen, um diese Problematik zu überwinden, diese schlugen jedoch fehl.
Zum Beispiel wurden Auslass-, Ablass-, Ausstoß- oder Abgaseinrichtungen (exhaust means) zum Ausstoßen eines Gases in der Nähe eines Ausgabe- oder Ausgangslochs (exit hole) für einen Elektronenstrahl bei einer Vakuumdampfabscheidevorrichtung nach 7 vorgeschlagen. Alternativ dazu wurde eine so genannte Falle (trap) (nicht dargestellt) zum Einfangen des Dampfes des Dampfabscheidungsmaterials vorgeschlagen, und zwar vor dem Ausgangsloch für den Elektronenstrahl (siehe Patentdokument 3).
In den Fällen jedoch, bei welchen MgO verwendet wird, gelangt MgO in merklicher und relevanter Menge in die Elektronenkanone so dass in periodischen Abständen Wartungsarbeiten, z.B. das Austauschen eines dort vorgesehenen Drahts, Faser, Fadens oder Filaments (filament) notwendig sind.

Patentdokument 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift JP 2000 - 145 980 A (Seite 3, 1)
Patentdokument 2: Japanische Patentoffenlegungsschrift JP 2004 - 360 754 A (Seite 4, 1)
Patentdokument 3: Japanische Patentoffenlegungsschrift JP H07- 258 832 A (Seite 4, 1)

Offenbarung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Aufgabe
Bei einer MgO-Dampfabscheidungsvorrichtung vom Reihentyp oder In-Line-Typ (in-line MgO vapor deposition apparatus) als Beispiel für eine der oben genannten Vakuumvorrichtungen, wird ein kontinuierlicher oder durchgehender Betrieb für zwei oder mehr Wochen durchgeführt. Ferner kann, falls eine derartige Anlage mit einem automatischen MgO-Zuführmechanismus ausgerüstet ist, ein kontinuierlicher Betrieb durchgeführt werden für einen Monat. Jedoch müssen verschleißende Teile oder Elemente der Elektronenkanone oder des Elektronenstrahlerzeugers, z.B. ein Draht, eine Faser oder ein Faden (filament) oder eine Kathode alle zwei oder drei Wochen ausgetauscht werden. In anderen Fällen, wenn z.B. Zwischen- oder Unfälle auftreten, wird ausschließlich ein den Elektronenstrahl erzeugender Teil (electron gun part) unter atmosphärischen Druck gesetzt, um die Wartungsarbeiten ausführen zu können. In diesem Fall kann, wenn ein Absperrventil (gate valve) zwischen dem Elektronenstrahl erzeugenden Teil und der Vakuumabscheidekammer vorgesehen ist und nur der den Elektronenstrahl erzeugenden Teilen unter atmosphärischen Druck gesetzt wird, und zwar durch Schließen des Absperrventils zum Zeitpunkt des Austauschens, so dass die Wartungsarbeiten durchgeführt werden können, die Vakuumabscheidungskammer evakuiert gehalten werden. Im Ergebnis davon kann erwartet werden, dass die Zeit zum Wiederaufnehmen des Betriebs merklich vermindert werden kann.
Folglich wird im Stand der Technik. z.B. bei der Dampfabscheidevorrichtung 250 vom In-Line-Typ gemäß 7, das Absperrventil für die Vakuumvorrichtung 200 verwendet.
In 7 wird der Innenraum einer Dampfabscheidekammer 251 der MgO-Dampfabscheidevorrichtung 250 vom In-Line-Typ mittels einer Ablasseinrichtung (Vakuumpumpe) (nicht dargestellt), die an einer Ablassöffnung (253) angeschlossen ist, evakuiert oder auf Vakuum gehalten.
Um einen Dampfabscheidungsvorgang auf einem Dampfabscheidungstarget 280, wie es in der Figur dargestellt ist, durchzuführen, wird eine Verdampfungs- oder Dampfabscheidungsquelle 254 (vaporisation source), welche das Dampfabscheidungsmaterial (MgO) 281 enthält, an einer Position oder Stelle angeordnet, die dem Dampfabscheidungstarget 280 gegenüberliegend angeordnet ist, und zwar in einem tieferen Bereich der Vorrichtung.
Ferner sind eine Elektronenkanone oder ein Elektronenstrahlerzeuger 252, welche als Wärmequelle zum Bestrahlen des Dampfabscheidungsmaterials 281 mit einem Elektronenstrahl dienen, lateral zur Dampfabscheidungsquelle 254 angeordnet.
Dabei wird vor der Elektronenkanone oder dem Elektronenstrahlerzeuger 252 ein Absperrventil für eine Vakuumvorrichtung 200 angeordnet und zwar als Ventil zum Separieren oder Trennen des Elektronenstrahl erzeugenden Teils und der Dampfabscheidungskammer 251. Wenn das Absperrventil 200 geschlossen ist, können die Elektronenkanone oder der Elektronenstrahlerzeuger 252 gewartet werden, während die Dampfabscheidungskammer 251 unter Vakuum verbleibt.
Um einen kontinuierlichen Betrieb zu ermöglichen, weist die Dampfabscheidungsvorrichtung 250 des Weiteren einen automatischen Bereitstellmechanismus 260 (automatic supply mechanism) auf, zum automatischen Bereitstellen des Dampfabscheidungsmaterials. Der automatische Zuführmechanismus 260 wird gebildet von einer MgO-Bereitstellungs- oder -Zuführkammer 261 (automatic supply chamber) (zum Speichern oder Aufbewahren von MgO unter Vakuum), eine MgO-Zuführeinrichtung 263 (MgO feeder) (zum quantitativen und kontinuierlichen Bereitstellen/Zuführen von MgO zur Bedampfungsquelle oder Verdampfungsquelle) und einen MgO-Shooter 264.
In der MgO-Bereitstellungskammer 261 wird MgO 282 in einer Menge von 5 bis 200 kg oder darüber hinaus gespeichert oder aufbewahrt. Eine benötigte Menge MgO von etwa 1 bis 1,5 kg wird intermittierend, unterbrochen oder periodisch der MgO-Zuführeinrichtung 263 zugeführt. Um den intermittierenden, unterbrochenen oder periodischen Betrieb auszuführen, wird ein MgO-Bereitstellungsventil 267 (MgO supply valve) unter Verwendung eines Luftzylinders 266 bewegt. Durch die Zuführeinrichtung 263 wird das MgO in die Bedampfungsquelle oder Verdampfungsquelle 264 zugeführt, während dieser auf dem MgO-Shooter 264 gleitet oder rutscht.
Jedoch verbleibt beim Absperrventil für eine Vakuumvorrichtung 200 beim Stand der Technik die Ventilkammer 215 im Ventilgehäuse 200 in Verbindung mit der Dampfabscheidungskammer 251, wenn das Ventil in einer offenen oder geöffneten Position vorliegt. In diesem Fall ist die Fläche oder Oberfläche der inneren Wand oder Innenwand des Ventilgehäuses 202 und des Ventilkörpers 203 dem Dampf des Dampfabscheidungsmaterials 281 (MgO) ausgesetzt. Daher haftet das Dampfabscheidungsmaterial (MgO) in der Umgebung oder den Umgebungsbereichen der Abdichtelemente oder Versiegelungselemente 206 und 207 zwischen der Fläche oder Oberfläche der inneren Wand oder Innenwand des Ventilgehäuses 202 und dem Abdichtring oder Versiegelungsring 215 und zwischen dem Ventilkörper 203 und dem Abdichtring oder Versiegelungsring 205 derart an, dass die Zuverlässigkeit zum Aufrechterhalten des Vakuums extrem niedrig ist. Entsprechend muss die Dampfabscheidungskammer 251 unter atmosphärischem Druck gewartet werden.
Maßnahmen zum Lösen der Aufgabe
Die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben werden bei einer Dampfabscheidungsvorrichtung erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Absperrventils sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Wenn das Ventil geschlossen ist, trennt der Ventilkörper den Elektronenstrahl erzeugenden Teil von der Dampfabscheidungskammer, wie beim Stand der Technik auch. Falls das Ventil geöffnet ist, wird ein zylindrischer und beweglicher/bewegbarer Schild oder eine zylindrische oder bewegliche/bewegbare Abschirmung (cylindrical movable shield) in das Ventilgehäuse eingeführt und zwar von oder aus der Öffnung auf der Seite der Dampfabscheidungskammer, und zwar derart, dass das Ventilgehäuse separiert ist oder wird von der Dampfabscheidungskammer und dass die Fläche oder Oberfläche der inneren Wand oder Innenwand des Ventilgehäuses und der Ventilkörper gegen das Anhaften des Dampfabscheidungsmaterials (MgO) geschützt sind. Die oben beschriebenen Maßnahmen können das Anhaften oder die Adhäsion des Dampfabscheidungsmaterials (MgO) an der Fläche oder Oberfläche des Ventilsitzes (valve seat) verhindern und somit das Problem vermeiden, dass der Vakuumzustand nicht aufrechterhalten werden kann. Zusätzlich weisen die Fläche oder Oberfläche der inneren Wand oder Innenwand des Ventilgehäuses und der Ventilkörper jeweils Abdichtelemente oder Versiegelungselemente auf, z.B. in Form eines Stickers, einer Plakette oder eines O-Rings. Der bewegliche Schild kann auch das Anhaften oder die Adhäsion des Dampfabscheidungsmaterials (MgO) in Bezug auf diese Elemente verhindern.
Wirkung der Erfindung
Es ist möglich, die Zeit zum Herunterfahren (downtime) beim kontinuierlichen Betrieb einer MgO-Dampfabscheidungsvorrichtung vom In-Line-Typ zu verringern. Ferner kann oder muss die Dampfabscheidungskammer seltener dem Atmosphärendruck ausgesetzt werden.
Figurenliste

1 ist eine erläuternde Figur, welche ein Absperrventil für eine Ausführungsform einer Dampfabscheidungsvorrichtung mit einer Elektronenkanone zeigt (eine erläuternde Figur, welches das Innere eines Ventilgehäuses zeigt, betrachtet aus dem Inneren des Hauptteils davon)
2 ist eine erläuternde Figur, welches den Betrieb des Absperrventils der 1 demonstriert (eine erläuternde Figur, welches das Innere des Ventilgehäuses zeigt, betrachtet aus dem Inneren des Hauptteils davon), wobei 2A einen Zustand zeigt, bei welchem das Ventil offen oder geöffnet ist, und bei welchem 2B einen Zustand zeigt, bei welchem das Ventil geschlossen ist.
3 ist eine erläuternde Figur, welches das Absperrventil der 1 zeigt (eine frontale Ansicht der Umrisse des Hauptteils des Absperrventils für eine Elektronenkanone, betrachtet aus der Richtung der Dampfabscheidungskammer).
4 ist eine erläuternde Figur, welche ein Beispiel einer MgO-Dampfabscheidungsvorrichtung vom In-Line-Typ zeigt, und zwar unter Verwendung eines Absperrventils für eine Elektronenkanone.
5 ist eine erläuternde Figur, welche ein Beispiel eines Absperrventils für eine Vakuumvorrichtung aus dem Stand der Technik zeigt (eine erläuternde Figur, welches das Innere des Ventilgehäuses zeigt, betrachtet aus der Richtung des Hauptteils davon).
6 ist eine erläuternde Figur, welche ein Beispiel eines Absperrventils für eine Vakuumvorrichtung aus dem Stand der Technik zeigt (eine frontale Ansicht, betrachtet aus der Richtung der Dampfabscheidungskammer).
7 ist eine erläuternde Figur, welche ein Beispiel einer MgO-Dampfabscheidungsvorrichtung vom In-Line-Typ unter Verwendung eines Absperrventils für eine Vakuumvorrichtung aus dem Stand der Technik zeigt.

Bezugszeichenliste

1: Absperrventil für Vakuumvorrichtung
2: Ventilgehäuse
3: Ventilkörper
4a: Öffnung (auf der Seite der Elektronenkanone)
4b: Öffnung (auf der Seite der Dampfabscheidungskammer)
5: Abdichtring/Versiegelungsring
6: Abdichtelement/Versiegelungselement
7: Abdichtelement/Versiegelungselement
8: Aktuatorschaft/ Betätigerschaft
9: Luftaktuator/Luftbetätiger
10: Schaft
11: Luftzylinder
15: Ventilkammer
21: Aufnahmeelement/Empfangselement für bewegbaren Schild
22: Bewegbarer/beweglicher Schild
23: Luftzylinder
24: Schaft
50: MgO-Dampfabscheidungsvorrichtung vom In-Line-Typ
51: Dampfabscheidungskammer
52: Elektronenkanone /Elektronenstrahlerzeuger
53: Auslassöffnung
54: Bedampfungsquelle/Verdampfungsquelle
56: Schild (Aufnahmeelement/Empfangselement für beweglichen Schild)
60: Automatischer Bereitstellungsmechanismus
61: MgO-Bereitstellungskammer
63: MgO-Zuführer
64: MgO-Shooter
66: Luftzylinder für zum Betreiben des Zuführ-/Bereitstellungsventils
67: MgO-Bereitstellungs- / Zuführventil
68: MgO-Nachfüllöffnung
69: Deckel/Kappe der MgO-Nachfüllöffnung
80: Dampfabscheidungstarget
81: Dampfabscheidungsmaterial (MgO)
82: MgO
200: Absperrventil für Vakuumvorrichtung
202: Ventilgehäuse
203: Ventilkörper
204a: Öffnung
204b: Öffnung
205: Abdichtring/Versiegelungsring
206: Abdichtelement/Versiegelungselement
207: Abdichtelement/Versiegelungselement
208: Aktuatorschaft/Betätigerschaft
209: Luftaktuator/Luftbetätiger
210: Schaft
211: Luftzylinder
215: Ventilkammer
221: Aufnahmeelement/Empfangselement für bewegbaren Schild
222: Bewegbarer/beweglicher Schild
223: Luftzylinder
224: Schaft
250: MgO-Dampfabscheidungsvorrichtung vom In-Line-Typ
251: Dampfabscheidungskammer
252: Elektronenkanone /Elektronenstrahlerzeuger
253: Auslassöffnung
254: Bedampfungsquelle/Verdampfungsquelle
260: Automatischer Bereitstellungsmechanismus
261: MgO-Bereitstellungskammer
263: MgO-Zuführer
264: MgO-Shooter
266: Luftzylinder für zum Betreiben des Zuführ-/Bereitstellungsventils
267: MgO-Bereitstellungs-/Zuführventil
268: MgO-Nachfüllöffnung
269: Deckel/Kappe der MgO-Nachfüllöffnung
280: Dampfabscheidungstarget
281: Dampfabscheidungsmaterial (MgO im geschmolzenen Zustand)
282: MgO

Beste Form zum Ausführen der Erfindung
Nachfolgend werden bestimmte Ausführungsformen, bei welchen die vorliegenden Erfindung verwendet wird, im Detail unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
4 zeigt ein Beispiel einer MgO-Dampfabscheidungsvorrichtung 50 vom In-Line-Typ unter Verwendung eines Absperrventils für eine Elektronenkanone 1 oder einen Elektronenstrahlerzeuger 1 gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 4 ist die MgO-Dampfabscheidungsvorrichtung 50 vom In-Line-Typ derart aufgebaut, dass das Innere der Dampfabscheidungskammer 51 unter Vakuum gehalten werden kann und zwar unter Verwendung einer Auslasseinrichtung oder Abpumpeinrichtung (Vakuumpumpe) (nicht dargestellt), die an eine Auslassöffnung 53 angeschlossen ist.
Zum Durchführen des Dampfabscheidungsvorgangs auf ein Dampfabscheidungstarget 80 gemäß 4 wird eine Bedampfungsquelle oder Verdampfungsquelle 54, welche ein Dampfabscheidungsmaterial 81 (MgO) enthält, an einer Position oder Stelle vorgesehen, welche dem Dampfabscheidungstarget 80 gegenüberliegt oder an dieses angrenzt, und zwar in einem tieferen Bereich des Hauptteils oder Hauptkörpers der Vorrichtung.
Ferner sind eine Elektronenkanone 52 oder ein Elektronenstrahlerzeuger 52 als Wärmequelle zum Bestrahlen des Dampfabscheidungsmaterials 81 mit einem Elektronenstrahl lateral zur Bedampfungsquelle 54 oder Verdampfungsquelle 54 vorgesehen.
Dabei ist vor der Elektronenkanone 52 oder dem Elektronenstrahlerzeuger 52 das Absperrventil 1 für die Elektronenkanone oder den Elektronenstrahlerzeuger als Ventil vorgesehen zum Trennen des den Elektronenstrahl erzeugenden Teils und der Dampfabscheidungskammer 51. Wenn das Absperrventil 1 geschlossen ist, können die Elektronenkanone 52 oder der Elektronenstrahlerzeuger 52 gewartet werden, während die Dampfabscheidungskammer 51 unter Vakuum verbleibt.
Ferner weist für einen kontinuierlichen Betrieb die Dampfabscheidungsvorrichtung 50 einen automatischen Bereitstellungsmechanismus 60 zum automatischen Bereitstellen des Dampfabscheidungsmaterials 82 auf. Der automatische Bereitstellungsmechanismus 60 wird gebildet von einer MgO-Bereitstellungskammer 61 (zum Speichern und Aufbewahren des MgO im Vakuum), einen MgO-Zuführer 63 (zum quantitativen und kontinuierlichen Bereitstellen/Zuführen von MgO zur Bedampfungsquelle oder Verdampfungsquelle) und einen MgO-Shooter 64.
MgO 82 in einer Menge von etwa 5 bis 200 kg oder darüber wird aufbewahrt oder gespeichert in der MgO-Bereitstellungskammer 61. Eine benötigte Menge MgO von etwa 1 bis 1,5 kg wird intermittierend der MgO-Zuführeinrichtung 63 bereitgestellt oder dieser zugeführt. Um den intermittierenden Vorgang auszuführen, wird ein MgO-Bereitstellungsventil oder -Zuführungsventil 67 bewegt, und zwar unter Verwendung eines Luftzylinders 66. Die Zuführeinrichtung 63 führt MgO einer Heiz- oder Herdeinrichtung 54 (hearth) durch Gleiten oder Rutschen auf dem MgO-Shooter 64 zu.
Die 1 und 3 zeigen jeweils ein Absperrventil 1 für eine Elektronenkanone einer Dampfabscheidungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist, wie das in 1 dargestellt, das Innere des Ventilgehäuses 2 dasselbe wie bei einem Pendelventil oder Schwungventil für eine Vakuumvorrichtung aus dem Stand der Technik, außer in Bezug auf das Aufnahmeelement oder Empfangselement 21 für einen zylindrischen und bewegbaren Schild, einen zylindrischen und bewegbaren Schild 22 selbst, einen Luftzylinder 23 zum Antreiben des bewegbaren oder beweglichen Schilds und einem Schaft 24 zum Anbringen des bewegbaren oder beweglichen Schilds. Wie in 3 gezeigt ist, weist das Absperrventil 1 für eine Elektronenkanone eine Öffnung 4b auf, die in einer Seitenwand 2b des Ventilgehäuses 2 auf einer der Vakuumabscheidungskammer zugewandten Seite von vorn betrachtet. Das Aufnahmeelement 21 oder Empfangselement 21 für den beweglichen oder bewegbaren Schild ist an den Umfangsbereichen der Öffnung 4b angebracht. Der zylindrische und bewegliche oder bewegbare Schild 22 ist an einem Spitzenendbereich des Schafts 24 vorgesehen und kann sich frei hin- und herbewegen, um durch die Öffnung 4b zu passieren. Darüber hinaus ist der Schild so aufgebaut, dass er durch den Luftzylinder 23 als Antriebseinrichtung angetrieben werden kann. Ein Flansch ist einwärts gerichtet an einem Endbereich des beweglichen oder bewegbaren Schilds 22 vorgesehen, nämlich auf einer Seite der Öffnung 4a, die an der Seitenwand 2a auf der Seite der Elektronenkanone ausgebildet ist, wogegen ein Flansch auswärts gerichtet an einem Endbereich des beweglichen oder bewegbaren Schilds 22 auf der Seite der Öffnung 4b vorgesehen ist. Diese Flansche werden verwendet zum Abdichten oder Versiegeln der Ventilkammer 15.
Falls das Innere des Ventilgehäuses 2 von dessen Seite aus betrachtet wird, weist das Absperrventil 1 für eine Elektronenkanone eine Ventilkammer 15, einen Schwungventilkörper 3 oder Pendelventilkörper 3 (pendulum valve body) und einen Abdichtring 5 oder Versiegelungsring 5 auf. Die Ventilkammer 15 ist zwischen Seitenwänden 2a und 2b, die einander gegenüberliegen oder gegenüberstehen, ausgebildet. Der Pendelventilkörper 3 oder Schwungventilkörper 3 und der Abdichtring 5 oder Versiegelungsring 5 sind im Ventilgehäuse 2 vorgesehen. Die Öffnungen 4a und 4b sind in den Seitenwänden 2a bzw. 2b, die sich einander gegenüberstehen oder gegenüberliegen, ausgebildet. Es sind ringförmige Abdichtelemente oder Versiegelungselemente 6 und 7 am Abdichtring 5 oder Versiegelungsring 5 angebracht (1).
Beim Schließen des Ventils 1 aus einem geöffneten oder offenen Zustand heraus, wird unter Verwendung von Luftdruck oder Druckluft ein Luftaktuator 9 oder Luftbetätiger 9 unmittelbar lateral zum Ventilgehäuse 2 angetrieben. Ein Betätigerschaft 8 oder Aktuatorschaft 8 wird gedreht oder rotiert, um dadurch den Pendelventilkörper 3 oder Schwungventilkörper 3 nach oben zu bewegen, nämlich in den vorderen Bereich der Öffnung 4a, d.h. in eine geschlossene Stellung des Ventils. Dann wird der Luftzylinder 11 durch den Luftdruck oder die Druckluft angetrieben, um den Schaft 10 zu bewegen. Der Abdichtring 5 oder Versiegelungsring 5 wird gegen den Ventilkörper 3 gedrückt. Also wird der Abstand oder Zwischenraum zwischen der Fläche oder Oberfläche der inneren Wand oder Innenwand der Umgebung der Öffnung 4b und dem Abdichtring 5 oder Versiegelungsring 5 mit dem Abdichtelement 7 oder Versiegelungselement 7 abgedichtet oder versiegelt, wogegen ein Abstand oder Zwischenraum zwischen der Fläche oder Oberfläche des Ventilkörpers 3 und dem Abdichtring 5 oder Versiegelungsring 5 mit dem Abdichtelement 6 oder Versiegelungselement 6 im Inneren des Ventilgehäuses 2 abgedichtet oder versiegelt wird. Im Ergebnis davon wird ein Zwischenraum oder Abstand zwischen der Öffnung 4a und der Öffnung 4b verschlossen oder blockiert.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 2 die Funktionsweise des beweglichen oder bewegbaren Schilds gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Die 2A und 2B zeigen beide das Absperrventil für eine Elektronenkanone oder einen Elektronenstrahlerzeuger gemäß dieser Ausführungsform in einem geöffneten bzw. in einem geschlossenen Zustand.
2A zeigt das Ventil in einem offenen oder geöffneten Zustand. Wenn das Ventil offen oder geöffnet ist. schützt der bewegliche oder bewegbare zylindrische Schild 22 die Ventilkammer 15. Dies bedeutet insbesondere, dass, wenn das Ventil offen ist, der bewegliche oder bewegbare Schild 22 über die Öffnung 4b auf der Seite der Dampfabscheidungskammer eingeführt ist oder wird, wodurch bewirkt wird, dass dieser durch die Ventilkammer 15 hindurch passiert und sich gegen einen Schild 56 abstützt, der ein Aufnahmeelement oder Empfangselement für den beweglichen oder bewegbaren Schild verdoppelt und zwar über die Öffnung 4a auf der Seite der Elektronenkanone. Der Endbereich des beweglichen oder bewegbaren Schilds 22 auf der Seite der Öffnung 4a bildet einen einwärts ausgebildeten Flansch. Dieser Flansch steht in engem Kontakt mit dem Flansch des Schilds 56 (ausgebildet aus SUS304). Im Ergebnis davon wird die Ventilkammer 15 atmosphärisch getrennt oder separiert in einen inneren Bereich oder eine innere Seite des beweglichen oder bewegbaren Schilds 22 und in einen äußeren Bereich oder eine äußere Seite davon.
Zusätzlich bildet der Endbereich des beweglichen oder bewegbaren Schilds 22 auf der Seite der Öffnung 4b einen auswärts gerichteten Flansch, der in dichtem oder innigem Kontakt steht mit einer Endfläche oder Endoberfläche und einer einwärts ausgebildeten Seitenfläche oder Seitenoberfläche des Aufnahmeelements oder Empfangselements 21 auf der Seite der Öffnung 4b. Im Ergebnis davon ist die Ventilkammer 15 vollständig abgedichtet oder versiegelt. Also ist die Ventilkammer 15 außer in Bezug auf die einwärts gerichtete Seite des beweglichen oder bewegbaren Schilds 22 von der Dampfabscheidungskammer komplett getrennt oder separiert, so dass die Fläche oder Oberfläche der inneren Wand oder Innenwand des Ventilgehäuses 2, der Ventilkörper 3 und die Abdichtelemente oder Versiegelungselemente 6 und 7 des Versiegelungsrings 5 oder Abdichtrings 5 zuverlässig geschützt sind, wodurch die Adhäsion oder das Anhaften von Fremdsubstanzen vermieden werden können.
2B zeigt das Ventil im geschlossenen Zustand. In diesem Fall versiegeln der Ventilkörper 3 und der Abdichtring 5 oder Versiegelungsring 5 das Ventil wie bei einem Absperrventil aus dem Stand der Technik. Der Ventilkörper 3 wird in eine geschlossene Stellung oder Position bewegt und der Abdichtring 5 oder Versiegelungsring 5 wird gegen den Ventilkörper 3 gedrückt, um dadurch das Ventil zu schließen.
Es sei an dieser Stelle bemerkt, dass der Mechanismus, bei welchem der Ventilkörper 3 bewegt und der Abdichtring 5 oder Versiegelungsring 5 gegen den Ventilkörper 3 gepresst wird, um das Ventil zu schließen, derselbe ist, wie beim Stand der Technik, der in den 5 und 6 dargestellt ist.
Mit dem oben beschriebenen Aufbau kann die Abschaltzeit beim kontinuierlichen Betrieb bei einer MgO-Dampfabscheidungsvorrichtung vom In-Line-Typ reduziert werden. Eine Zeitspanne zum Warten der Elektronenkanone beträgt, wenn das Ventil normal betrieben wird, insgesamt 55 Minuten, insbesondere 30 Minuten zum Kühlen, 5 Minuten zum Belüften, 10 Minuten zur Wartung der Elektronenkanone und 10 Minuten zum Evakuieren.
Dagegen kann eine Zeitspanne zum Warten der Elektronenkanone, falls das Ventil nicht normal betrieben wird, insgesamt 410 Minuten betragen, insbesondere 30 Minuten zum Kühlen, 10 Minuten zum Belüften der Kammer der Elektronenkanone und der Vakuumabscheidungskammer, 10 Minuten zum Warten der Elektronenkanone und 360 Minuten zum Evakuieren.
Daher kann die Abschaltzeit von 355 Minuten vermindert werden.
In diesem Zusammenhang wurden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Abwandlungen können auf der Grundlage der technischen Idee der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.
Bei den Beispielen für das Absperrventil für eine Elektronenkanone einer Dampfabscheidungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, sind der Aufbau des Ventilgehäuses 2 des Ventilkörpers 3 im Vergleich zum Fall eines Absperrventils für eine Vakuumvorrichtung unter Verwendung eines Pendelventilkörpers oder Schwungventilkörpers aus dem Stand der Technik aus den 5 und 6 dieselben. Alternativ dazu kann ein Absperrventil für eine Vakuumvorrichtung mit einem anderen Aufbau verwendet werden. Zum Beispiel können ein Druck- oder Aufblasabdichtabsperrventil (inflation sealing gate valve), ein Absperrventil mit einem sektorförmigen Ventilkörper (sector-shaped valve body) oder ein Kugelventil (ball valve) verwendet werden. Es ist möglich, jegliches Absperrventil für eine Vakuumvorrichtung zu verwenden, solange ein Ventilgehäuse vorgesehen ist, bei welchem Öffnungen durch sämtliche Flächen die einander gegenüberliegen oder gegenüberstehen, hindurch passieren, ausgebildet sind und solange eine Ventilkammer vorgesehen ist, bei welcher der Ventilkörper in einer geöffneten oder offenen Position oder Stellung vollständig von der Öffnung entfernt ist. Bei dem oben beschriebenen Beispiel ist die Öffnung des Ventils kreisförmig. Jedoch sind auch andere Formen denkbar. Zum Beispiel kann der Querschnitt des zylindrischen Körpers rechteckig oder quadratisch sein, wenn die Öffnung des Ventils rechteckig bzw. quadratisch ist.
Wenn das Ventil geöffnet oder offen ist, wird der bewegliche oder bewegbare Schild 22 in eine sich abstützende Anordnung in Bezug auf den Schild 56 gebracht, welcher das Aufnahmeelement oder Empfangselement für den beweglichen Schild oder bewegbaren Schild verdoppelt, jedoch ist dies nicht immer notwendig. Alternativ dazu kann der bewegliche oder bewegbare Schild 22 gestoppt oder angehalten werden, eng benachbart zum Schild 56, der das Aufnahmeelement oder Empfangselement für den bewegbaren Schild verdoppelt, während dabei ein Zwischenraum in einem derartigen Maß verbleibt, dass ein Durchgang verbleibt, bei welchem die atmosphärische Trennung in ein Vakuum ausgeführt werden kann, z.B. 5 mm oder darunter.
Als Abwandlung der vorliegenden Erfindung kann ein Mechanismus zum Kühlen des beweglichen oder bewegbaren Schilds 22 vorgesehen sein. Wenn sich das Absperrventil für eine Elektronenkanone in einer offenen oder geöffneten Stellung befindet, wird der bewegbare Schild 22, welcher die Ventilkammer 15 versiegelt oder abdichtet. gekühlt, so dass dadurch das Innere des Ventilgehäuses 2 gekühlt wird. Es ist daher möglich, eine Verschlechterung der Abdichtelemente oder Versiegelungselemente 6 und 7 aufgrund von Wärme zu vermeiden. Wenn z.B. das Ventil sich in einer offenen oder geöffneten Stellung befindet, befindet sich der bewegliche oder bewegbare Schild 22 in engem oder innigem Kontakt mit dem Aufnahmeelement oder Empfangselement 21, so dass eine Verschlechterung verhindert werden kann durch Vorsehen eines metallischen Rohrs (metallic pipe), in welchem Kühlwasser zirkuliert, und zwar auf einer Fläche oder Oberfläche in Kontakt mit dem beweglichen oder bewegbaren Schild 22 des Aufnahmeelements 21 oder Empfangselements 21.
In den Beispielen der vorliegenden Erfindung ist der Schild 56, welcher das Aufnahmeelement oder Empfangselement für den beweglichen Schild verdoppelt. aus rostfreiem Stahl gefertigt. Alternativ dazu kann der Schild 56 aus einem weichen Metall oder Weichmetall gefertigt sein, um das Anhaften zu verbessern.
Beispiele für derartige Weichmetalle sind extraweicher Stahl (extra-mild steel), Flussstahl oder Weichstahl (mild steel), reines Eisen (pure iron), Kupfer, Aluminium, Zink, Blei und Zinn.
Des Weiteren kann als weitere Abwandlung der vorliegenden Erfindung auf einer Fläche oder Oberfläche in Kontakt mit den Flanschen an beiden Endbereichen des beweglichen oder bewegbaren Schilds 22 oder mit den bewegbaren oder beweglichen Schilden der Aufnahmeelemente oder Empfangselemente 21 und 56 des beweglichen oder bewegbaren Schilds 22 oder mit den bewegbaren oder beweglichen Schilden der Aufnahmeelemente oder Empfangselemente 21 und 56 des beweglichen oder bewegbaren Schilds ein Abdichtelement oder Versiegelungselement, z.B. aus einem extraweichen Stahl (extra-mild steel). Flussstahl oder Weichstahl (mild steel), reines Eisen (pure iron). Kupfer, Aluminium, Zink, Blei und Zinn vorgesehen sein.
Jedes der oben beschriebenen Materialien kann die Fähigkeit des Anhaftens oder die Adhäsion eines Kontaktbereichs zwischen dem beweglichen oder bewegbaren Schild 22 und den Empfangselementen oder Aufnahmeelementen 21 und 56 für den beweglichen oder bewegbaren Schild verbessern, und zwar mit dem Ergebnis, dass der Abschirmeffekt oder Schutzeffekt verstärkt wird.

Claims

Dampfabscheidungsvorrichtung (50), umfassend: eine Abscheidungskammer (51); einen Elektronenstrahlerzeuger (52); und ein Absperrventil (1) zum Trennen der Abscheidungskammer (51) und des Elektronenstrahlerzeugers (52), wobei das Absperrventil (1) enthält: ein Ventilgehäuse (2) mit einer ersten Seitenwand (2a), die auf der Seite des Elektronenstrahlerzeugers (52) angeordnet ist, und einer zweiten Seitenwand (2b), die auf der Seite der Abscheidungskammer (51) angeordnet ist, wobei die erste Seitenwand (2a) eine erste Öffnung (4a) aufweist für das Hindurchtreten eines von dem Elektronenstrahlerzeuger (52) erzeugten Elektronenstrahls, wobei die zweite Seitenwand (2b) der ersten Seitenwand (2a) gegenüber steht und eine zweite Öffnung (4b) aufweist für das Hindurchtreten des Elektronenstrahls; einen Ventilkörper (3) zum Öffnen/Schließen der ersten Öffnung (4a) und der zweiten Öffnung (4b), wobei der Ventilkörper (3) im Ventilgehäuse (2) vorgesehen ist; ein erstes Aufnahmeelement (56), das auf der Seite der ersten Öffnung (4a) des Ventilgehäuses (2) vorgesehen ist; ein zweites Aufnahmeelement (21), das auf der Seite der zweiten Öffnung (4b) am Ventilgehäuse (2) vorgesehen ist; eine zylindrische bewegliche Abschirmung (22), die von der zweiten Öffnung (4b) in das Ventilgehäuse (2) eingeführt oder einführbar ist, wobei die zylindrische bewegliche Abschirmung (22) einen ersten einwärts ausgebildeten Flansch an einem ersten Endbereich auf der Seite der ersten Öffnung (4a) aufweist, und einen zweiten auswärts ausgebildeten Flansch an einem zweiten Endabschnitt auf der Seite der zweiten Öffnung (4b) aufweist, wobei der erste Flansch dazu eingerichtet ist, mit dem ersten Aufnahmeelement (56) in Kontakt zu kommen und der zweite Flansch dazu eingerichtet ist, mit dem zweiten Aufnahmeelement (21) in Kontakt zu kommen; und eine Antriebseinrichtung (23) zum Hin- und Herbewegen der beweglichen Abschirmung (22) in Richtung des Hindurchtretens durch die zweite Öffnung (4b), wobei die Antriebseinrichtung (23) dazu eingerichtet ist, die zylindrische Abschirmung (22) in eine Stellung zu bewegen, in welcher der erste Flansch in Kontakt mit dem ersten Aufnahmeelement (56) steht und der zweite Flansch in Kontakt mit dem zweiten Aufnahmeelement (21) steht, wenn das Ventilgehäuse (2) geöffnet ist.
Dampfabscheidungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die bewegliche Abschirmung (22) einen Kühlungsmechanismus aufweist.
Dampfabscheidungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die bewegliche Abschirmung (22) und das erste Aufnahmeelement (56) einen Bereich in Kontakt miteinander aufweisen, bei welchem ein Abdichtelement (6, 7) verwendet wird, wobei das Abdichtelement (6, 7) aus einem Material aus der Gruppe von Materialien gebildet ist: extraweichem Stahl, Flussstahl oder Weichstahl, reinem Eisen, Kupfer, Aluminium, Zink, Blei oder Zinn.