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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Absperrventil für eine
Vakuumvorrichtung und insbesondere ein Absperrventil für
eine Elektronenkanone oder einen Elektronenstrahlerzeuger einer
Dampfabscheidungsvorrichtung oder einer Bedampfungsanlage.
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Technischer Hintergrund
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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).
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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
Nr. 2000-145980 (Seite 3, 1)
- Patentdokument 2: Japanische
Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-360754 (Seite 4, 1)
- Patentdokument 3: Japanische
Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 7-58832 (Seite 4, 1)
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Offenbarung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösende
Aufgabe
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Maßnahmen zum Lösen
der Aufgabe
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Die
der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben werden bei einem Absperrventil
erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen
Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen
Absperrventils sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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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.
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Wirkung der Erfindung
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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.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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1 ist
ein erläuterndes Diagramm, welches eine Ausführungsform
eines Absperrventils für eine Elektronenkanone gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigt (ein erläuterndes Diagramm,
welches das Innere eines Ventilgehäuses zeigt, betrachtet aus
dem Inneren des Hauptteils davon).
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2 ist ein erläuterndes Diagramm,
welches den Betrieb eines Absperrventils für eine Elektronenkanone
gemäß der vorliegenden Erfindung demonstriert
(ein erläuterndes Diagramm, 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.
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3 ist
ein erläuterndes Diagramm, welches die Ausführungsform
des Absperrventils für eine Elektronenkanone gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigt (eine frontale Ansicht der Umrisse
des Hauptteils des Absperrventils für eine Elektronenkanone,
betrachtet aus der Richtung der Dampfabscheidungskammer).
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4 ist
ein erläuterndes Diagramm, welches ein Beispiel einer MgO-Dampfabscheidungsvorrichtung
vom In-Line-Typ zeigt, und zwar unter Verwendung eines Absperrventils
für eine Elektronenkanone gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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5 ist
ein erläuterndes Diagramm, welches ein Beispiel eines Absperrventils
für eine Vakuumvorrichtung aus dem Stand der Technik zeigt
(ein erläuterndes Diagramm, welches das Innere des Ventilgehäuses
zeigt, betrachtet aus der Richtung des Hauptteils davon).
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6 ist
ein erläuterndes Diagramm, welches ein Beispiel eines Absperrventils
für eine Vakuumvorrichtung aus dem Stand der Technik zeigt
(eine frontale Ansicht, betrachtet aus der Richtung der Dampfabscheidungskammer).
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7 ist
ein erläuterndes Diagramm, welches ein Beispiel einer MgO-Dampfabscheidungsvorrichtung
vom In-Line-Typ unter Verwendung eines Absperrventils für
eine Vakuumvorrichtung aus dem Stand der Technik zeigt.
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Beste Form zum Ausführen
der Erfindung
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Nachfolgend
werden bestimmte Ausführungsformen, bei welchen die vorliegenden
Erfindung verwendet wird, im Detail unter Bezugnahme auf die Figuren
beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die 1 und 3 zeigen
jeweils ein Beispiel des Absperrventils 1 für
eine Elektronenkanone 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 rum 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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Daher
kann die Abschaltzeit von 355 Minuten vermindert werden.
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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.
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Bei
den Beispielen für das Absperrventil für eine
Elektronenkanone 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.
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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.
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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.
-
Zusammenfassung
-
ABSPERRVENTIL FÜR
EINE VAKUUMVORRICHTUNG
-
Selbst
dann, wenn ein Absperrventil (1) für eine Vakuumvorrichtung,
verwendet in einer Dampfabscheidungsvorrichtung, sich in einem geöffneten oder
offenen Zustand befindet, kann die Zuverlässigkeit des
Haltens der Dampfabscheidekammer auf Vakuum verbessert werden durch
Schützen der Fläche oder Oberfläche der
inneren Wand oder Innenwand eines Ventilgehäuses (2)
und eines Abdichtelements eines Ventilkörpers (3)
gegen Dampf des Dampfabscheidungsmaterials. Ein Absperrventil (1)
für eine Vakuumvorrichtung wird als Absperrventil für
eine Elektronenkanone verwendet. Wenn sich das Ventil (1)
in einer geschlossenen Stellung befindet, trennt wie beim Stand
der Technik ein Ventilkörper (3) einen Elektronenstrahl
erzeugenden Teil von einer Dampfabscheidungskammer. Wenn sich andererseits
das Ventil in einer offenen Stellung befindet, wird eine Ventilkammer
(15) von der Dampfabscheidungskammer getrennt durch Einfügen
eines zylindrischen und beweglichen Schilds (22) in die
Ventilkammer (15), um zu verhindern, dass die Fläche
oder Oberfläche der inneren Wand oder Innenwand des Ventilgehäuses
(2) und das Abdichtelement des Ventilkörpers (3) dem
Dampf in der Dampfabscheidungskammer ausgesetzt werden, und so mit
dem Ergebnis, dass sie gegen ein Abscheiden des Abscheidungsmaterials (MgO)
geschützt sind oder werden.
-
- 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
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2000-145980 [0008]
- - JP 2004-360754 [0008]
- - JP 7-58832 [0008]