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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Hochvakuumventil, das dazu
verwendet wird, einen Überführungskanal,
der unter Vakuum gehalten ist, zu öffnen und zu schließen, und
auch dazu verwendet wird, einen Evakuierungskanal zu öffnen und
zu schließen.
Um ein Werkstück,
wie beispielsweise eine integrierte Schaltung (IC) oder Teile davon,
von einer Vakuum-Behandlungskammer zu einer anderen Vakuum-Behandlungskammer
zu überführen, wird,
zum Beispiel, ein Hochvakuumventil in einem Überführungskanal vorgesehen, der
eine rechtwinklige Querschnitts-Konfiguration
besitzt. Ein Hochvakuumventil wird auch in einem Evakuierungskanal
vorgesehen, der eine Hochvakuum-Behandlungskammer und eine Vakuumpumpe
verbindet.
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Es
ist ein Hochvakuumventil für
einen Überführungskanal
bekannt, das einen Ventilkörper
besitzt, mit einer Ventilkammer darin. Der Ventilkörper besitzt
eine erste Öffnung,
gebildet in der vorderen Wand davon, und eine zweite Öffnung,
gebildet in der hinteren Wand davon. Ein Ventilsitz ist auf der
inneren Seite der ersten oder zweiten Öffnung gebildet. Ein Ventilelement
(Gate oder Blade) ist mit dem proximalen Ende eines Ventilschafts
verbunden, das eine geradlinige Bewegung vornimmt. Das Ventilelement
wird gegen den Ventilsitz gedrückt,
um das Ventil zu schließen
[siehe zum Beispiel ungeprüfte, Japanische
Patentoffenlegung (KOKAI) No. 9-303577]. In diesem Hochvakuumventil
erstreckt sich der Ventilschaft durch ein Mittenloch in der oberen
Wand des Ventilkörpers
in einer nicht kontaktierenden Weise. Die Seitenoberfläche eines
Bereichs des Ventilschafts, der sich außerhalb der Ventilkammer befindet,
ist mit Faltenbälgen
in einer nicht berührenden
Art und Weise abgedeckt. Der Bereich zwischen dem distalen Ende
der Faltenbälge
und dem distalen Endbereich des Ventilschafts ist hermetisch gedichtet.
Der Bereich zwischen dem proximalen Ende der Faltenbälge und
einem Bereich der oberen Wand, die das Mittenloch umgibt, ist hermetisch abgedichtet.
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In
einem herkömmlichen
Hochvakuumventil (Gate-Ventil) für
einen Überführungskanal
wird, nachdem das Ventilelement zu einer Position hin bewegt worden
ist, die entgegengesetzt zu dem Ventilsitz weist, und zwar durch
die geradlinige Bewegung des Ventilschafts, das Ventilelement gegen
den Ventilsitz durch eine Schwenkbewegung des Ventilschafts gedrückt. In
diesem Fall wird das Ventilelement gegen den Ventilsitz unter Verwendung
eines komplizierten Mechanismus wie folgt gedrückt. Ein Eingriffsbereich,
der eine vordere Fläche
und eine hintere Fläche
besitzt, ist an dem distalen Ende des Ventilschafts gebildet. Die
vordere und hinter Fläche des
Eingriffsbereichs sind mit einer ersten Eingriffsrolle und einer
zweiten Eingriffsrolle jeweils in Eingriff gebracht, die drehbar
durch ein Rollentrageelement gehalten sind. Wenn eine Stützrolle,
die mit dem distalen Endbereich des Ventilschafts verbunden ist, durch
das proximale Ende einer Stütznut
gehalten ist, wird das Rollentrageelement nach vorne bewegt, um die
erste Eingriffsrolle mit einem schrägen Bereich der vorderen Fläche des
Eingriffsbereichs in Eingriffs zu bringen, um dadurch zu bewirken,
dass sich der Ventilschaft in einer Richtung schwenkt, in der das Ventilelement
gegen den Ventilsitz gedrückt
wird.
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In
einem herkömmlichen
Hochvakuumventil für
einen Evakuierungskanal [bezeichnet als „Ventil vom L-Typ"; siehe zum Beispiel
ungeprüfte,
japanische Patentveröffentlichung
(KOKAI) No. 10-2452] wird ein Reaktionsprodukt von einem Reaktionsgas auf
die Innenseite des Hochvakuumventils niedergeschlagen, wenn sich
die Temperatur unterhalb eines vorbestimmten Niveaus befindet, was
es schwierig gestaltet, das Hochvakuumventil zu steuern. Um dieses
Problem zu lösen,
ist es erforderlich, dass der obere Teil des Ventilkörpers, der
ventilseitige Flansch des Ventilkörpers, der Flansch auf der
Seite der Faltenbälge
des Ventilkörpers,
die Außenseite
des Ventilteils, usw., auf eine gleichförmige Temperatur gesetzt werden
sollten. Deshalb ist, um die Temperatur des Hochvakuumventils für einen
Evakuierungskanal oberhalb eines vorbestimmten Niveaus zu halten, eine
Heizeinrichtung außerhalb
des Ventilkörpers
installiert, und Materialien mit einer hohen, thermischen Leitfähigkeit
werden für
den Ventilkörper,
die Abdeckung, das Ventilelement und die Faltenbälge verwendet, um dadurch Wärme zu der
Innenseite des Ventilkörpers
hauptsächlich
durch Wärmeleitung und
Strahlung zu übertragen.
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Ein
Hochvakuumventil gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 ist aus der JP-A-9-269072
bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Das
Problem des Niederschlags eines Reaktions-Produkts von einem Reaktions-Gas
entsteht nicht nur in einem Hochvakuumventil für einen Evakuierungskanal,
sondern auch in einem Hochvakuumventil für einen Überführungskanal. Um den Niederschlag
eines Reaktions-Produkts in dem Hochvakuumventil für einen Überführungskanal
zu verhindern, ist es die herkömmliche
Praxis, die Außenseite der
Ventilkammer mit einer Heizeinrichtung zu erwärmen. Durch das Erwärmen, das
von der Außenseite des
Ventilkörpers
aus angewandt wird, werden, in dem Hochvakuumventil (Gate-Ventil)
für einen Überführungskanal,
das Ventilelement und der Ventilschaft Strahlungswärme von
der Umgebung unterworfen; in dem Hochvakuumventil (Ventil vom L-Typ) für einen
Evakuierungskanal werden das Ventilelement und die Faltenbälge der
Strahlungswärme
unterworfen. Allerdings besitzen beide Hochvakuumventile eine Ventilelement-Antriebseinheit
(Aktuator) zum Betätigen
des Ventilelements, und diese Ventilelement-Antriebseinheit ist
auf niedrige Temperatur-Bedingungen gesetzt. Deshalb entweicht die Wärme, übertragen
auf das Ventilelement, zu der Ventilelement-Antriebseinheit hin,
die sich auf einer niedrigen Temperatur befindet, und zwar über den Ventilschaft.
Falls das Ventilelement weiter mit Heizeinrichtungen erwärmt wird,
die außerhalb
und innerhalb des Ventilkörpers
vorgesehen sind, entsteht ein Problem in Bezug auf die Isolation
der Leitungsdrähte
der Heizeinrichtungen bei hohen Temperaturen.
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Eine
erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leitung von
Wärme von
dem Ventilelement zu einem Teil auf niedriger Temperatur über den
Ventilschaft zu verhindern.
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Eine
zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Mechanismus
zum Drücken
des Ventilelements gegen den Ventilsitz durch eine Schwenkbewegung
des Ventilschafts in dem Hochvakuumventil für einen Überführungskanal zu vereinfachen.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Hochvakuumventil, wie
es in Anspruch 1 definiert ist. Eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung ist in dem abhängigen
Anspruch definiert.
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Noch
weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden teilweise aus
der Beschreibung offensichtlich und ersichtlich werden.
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Die
Erfindung weist dementsprechend die Merkmale eines Aufbaus, Kombinationen
von Elementen und eine Anordnung aus Teilen auf, die beispielhaft
in dem Aufbau, der nachfolgend angegeben ist, angegeben werden,
und der Schutzumfang der Erfindung wird in den Ansprüchen angegeben.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1A zeigt
eine teilweise geschnittene, rückseitige
Ansicht eines Hochvakuumventils gemäß der vorliegenden Erfindung.
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1B zeigt
eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Hochvakuumventils,
wie es von der linken Seite der 1A aus
gesehen ist.
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2 zeigt
eine vergrößerte Ansicht
einer Ventilelement-Antriebseinheit, dargestellt in 1A.
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3A zeigt
eine vergrößerte Ansicht
eines wesentlichen Teils der Anordnung, dargestellt in 1B.
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3B zeigt
eine vergrößerte Draufsicht
eines Überführungselements,
dargestellt in 1A.
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3C zeigt
eine Schnittansicht, vorgenommen entlang der Linie C-C in 3B.
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4A zeigt
eine vergrößerte Ansicht
eines wesentlichen Teils (entsprechend zu dem oberen Teil der 3A)
des Hochvakuumventils, wie es mit Bajonett-Verbindungen versehen ist.
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4B zeigt
eine Layout-Darstellung, die bewegbare Teile der Bajonett-Verbindungen, gesehen
von der Rückseite
aus, darstellt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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1A bis 3C stellen
eine Ausführungsform
eines Hochvakuumventils für
einen Überführungskanal
gemäß der vorliegenden
Erfindung dar. In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsform,
basieren Ausdrücke,
die sich auf Richtungen beziehen, auf den Richtungen, wie sie in
der Zeichnung gesehen werden, mit der Ausnahme, dass sich links,
betrachtet in der 1B oder 3A, auf „vorne" bezieht, und dass
sich rechts auf „hinten" bezieht. Zusätzlich sind
Angaben, die in den Ansprüchen
verwendet sind, in Klammern als mögliche Angaben gesetzt.
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Das
Hochvakuumventil besitzt einen Ventilkörper 11 an der unteren
Seite davon und eine Ventilelement-Antriebseinheit 12 an
der oberen Seite davon. Der Ventil körper 11 ist ein rechtwinkliger
Parallelepiped. Der Ventilkörper 11 besitzt
eine vordere Wand 22 (linke Wand in 3A) und
eine hintere Wand 23 (rechte Wand in 3A).
Die vordere Wand 22 ist mit einer ersten Öffnung 14 versehen,
die einen ungefähr
rechtwinkligen Querschnitts-Aufbau besitzt. Ähnlich ist die hintere Wand 23 mit
einer zweiten Öffnung 15 versehen,
die einen ungefähr
rechtwinkligen Querschnitts-Aufbau
besitzt. In dem Ventilkörper 11 ist
eine Ventilkammer 16 durch eine Bodenwand 21, Seitenwände 25A und 25B,
die vordere Wand 22, die hintere Wand 23 und eine
obere Wand (Abdeckung) 26 gebildet. Die vorstehend beschriebenen
Wände sind
jeweils durch ein geeignetes Verfahren befestigt und demzufolge
ist die Ventilkammer 16 geschlossen.
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In
der Ventilkammer 16 ist ein plattenförmiges Ventilelement (Gate-Ventil) 18 mit
dem unteren Ende (proximalen Ende) eines säulenförmigen Ventilschafts 19 über eine
Unterplatte 17 verbunden. Das Ventilelement 18 und
der Ventilschaft 19 sind in die Ventilkammer 16 in
einer solchen Art und Weise eingesetzt, um sowohl für eine geradlinige
Bewegung als auch zu einer Schwenkbewegung in der Lage zu sein.
Das Ventilelement 18 ist an dem unteren Ende (proximalen
Ende) des Ventilschafts 19 unter Verwendung einer Schraube 56,
usw., befestigt. Das Ventilelement 18 besitzt eine U-Nut
nahe dem äußeren Umfang
der rechtwinkligen, vorderen Fläche
davon. Die U-Nut ist mit einem Dichtelement 20 befestigt.
Ein Ventilsitz 24 ist durch einen Bereich der Innenseite
der vorderen Wand 22, die die erste Öffnung 14 umgibt,
gebildet. Wenn das Dichtelement gegen den Ventilsitz 24 gedrückt wird,
wird eine Verbindung zwischen der ersten Öffnung 14 und der
zweiten Öffnung 15 unterbrochen.
Wenn sich das Dichtelement 20 von dem Ventilsitz 24 trennt,
stehen die erste Öffnung 14 und
die zweite Öffnung 15 miteinander
in Verbindung. Das Ventilelement 18 und der Ventilsitz 24 bilden
ein Ventil 31. Die Ventilelement-Antriebseinheit 12 ist
mit der oberen Seite der oberen Wand 26 verbunden. Genauer
gesagt ist das untere Ende (proximales Ende) eines Zylinderrohrs 63 eines
Aktuators 61 mit der linken Seite der oberen Wand 26 verbunden.
Das untere Ende (proximales Ende) eines Zylinderrohrs 64 eines
Aktuators 62 ist mit der rechten Seite der oberen Wand 26 verbunden.
Ein Kolben 65 ist gleitend in das Zylinderrohr 63 eingepasst
befestigt. Ähnlich
ist ein Kolben 66 gleitend in das Zylinderrohr 64 eingepasst
befestigt. Eine Kolbenstange 67 ist mit dem Kolben 65 verbunden
und erstreckt sich durch ein Mittenloch in der Stangen abdeckung 69. Ähnlich ist
eine Kolbenstange 68 mit dem Kolben 66 verbunden
und erstreckt sich durch ein Mittenloch in einer Stangenabdeckung 70.
Der Kolben 65 ist schwenkbar mit einer oberen Verriegelungsnut 69A und
einer unteren Verriegelungsnut 60A versehen. Der Kolben 66 ist
mit einer oberen Verriegelungsnut 59B und einer unteren
Verriegelungsnut 60B versehen. Das Zylinderrohr 63 besitzt
einen oberen Endverriegelungs-Mechanismus 73A an dem oberen Ende
davon und einen unteren Endverriegelungs-Mechanismus 74A an
dem unteren Ende davon. Das Zylinderrohr 64 besitzt einen
oberen Endverriegelungs-Mechanismus 73B an dem oberen Ende
davon und einen unteren Endverriegelungs-Mechanismus 74B an
dem unteren Ende davon. Wenn der Kolben 65 eine untere
Extrem-Position erreicht, steht die untere Verriegelungsnut 60A mit einem
Verriegelungskolben 86A des unteren Endverriegelungs-Mechanismus 74A,
um den Kolben 65 zu verriegeln, in Eingriff. Ähnlich steht,
wenn der Kolben 66 eine untere Extrem-Position erreicht,
die untere Verriegelungsnut 60B mit einem Verriegelungskolben 86B des
unteren Endverriegelungs-Mechanismus 74A in Eingriff, um
den Kolben 66 zu verriegeln. Wenn der Kolben 65 eine
obere Extrem-Position
erreicht, ist die obere Verriegelungsnut 59A mit einem Verriegelungskolben 85A des
oberen Endverriegelungs-Mechanismus 73A in Eingriff gebracht,
um den Kolben 65 zu verriegeln. Ähnlich steht, wenn der Kolben 66 eine
obere Extrem-Position
erreicht, die obere Verriegelungsnut 59B mit einem Verriegelungskolben 85B des
oberen Endverriegelungs-Mechanismus 73B in Eingriff, um
den Kolben 66 zu verriegeln. Ein Überführungselement 32 besitzt
ein Plattenteil 32A an dem oberen Ende davon. Das Plattenteil 32A besitzt
abgestufte Löcher 32B in
beiden Endbereichen davon. Die abgestuften Löcher 32B besitzen obere
Bereiche mit großem
Durchmesser und untere Bereiche mit kleinem Durchmesser. Die Bereiche
mit großem
Durchmesser der abgestuften Löcher 32B sind
mit den oberen Enden der Kolbenstangen 67 und 68 (d.
h. die Abtriebselemente der Aktuatoren 61 und 62)
eingepasst befestigt. Schrauben 33 sind durch die Bereiche
mit kleinem Durchmesser der abgestuften Löcher 32B hindurchgeführt und
in jeweilige konische Löcher,
vorgesehen in den oberen Endbereichen der Kolbenstangen 67 und 68,
eingeschraubt. Demzufolge sind die oberen Enden der Kolbenstangen 67 und 68 mit
dem Überführungselement 32 verbunden.
Eine Abdeckung 30 ist in einer torähnlichen Form gebogen. Das
untere Ende der linken Seite der Abdeckung 30 ist an dem
oberen Ende der linken Seite des Zylin derrohrs 63 befestigt.
Das untere Ende der rechten Seite der Abdeckung 30 ist an
dem oberen Ende der rechten Seite des Zylinderrohrs 64 befestigt.
Demzufolge schützt
die Abdeckung 30 die Ventilelement-Antriebseinheit 12.
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Die
obere Wand 26 besitzt ein abgestuftes Mittenloch 27 in
dem zentralen Bereich davon. Ein Kragen-Führungsring 35 ist
in dem Mittenloch 27 von oben eingepasst befestigt. Der
Kragen-Führungsring 35 ist
an der oberen Wand 26 unter Verwendung von Schrauben befestigt.
Der Bereich zwischen dem Kragen-Führungsring 35 und
der oberen Wand 26 ist hermetisch mit einem O-Ring abgedichtet.
Der obere Bereich der inneren Umfangsfläche des Mittenlochs 27 ist
mit dem Kragen-Führungsring 35 abgedeckt. Der
Ventilschaft 19 erstreckt sich durch den Kragen-Führungsring 35 und
das abgestufte Mittenloch 27 in einer solchen Art und Weise,
um einen Nicht-Kontakt-Zustand beizubehalten. Der Ventilschaft 19 besitzt
einen Bereich mit kleinem Durchmesser an dem oberen Ende (distalen
Ende) davon. Ein ringförmiger
Ring 36 ist an dem Bereich mit kleinem Durchmesser des
Ventilschafts 19 eingepasst befestigt. Der Bereich zwischen
dem ringförmigen Ring 36 und
dem Bereich mit kleinem Durchmesser des Ventilschafts 19 ist
hermetisch mit einem O-Ring abgedichtet. Das obere Ende (distales
Ende) eines metallischen Faltenbalgs 37 ist an einer ringförmigen,
flachen Oberfläche
auf der unteren Seite des ringförmigen
Rings 36 in einer luftdichten Art und Weise angeschweißt. Das
untere Ende (proximales Ende) der Faltenbälge 37 ist an der
Oberfläche
des Kragen-Führungsrings 35 in
einer luftdichten Art und Weise verschweißt. Der obere Endbereich des
Ventilschafts 19 erstreckt sich durch die Faltenbälge 37 in einer
solchen Art und Weise, um einen Nicht-Kontakt-Zustand beizubehalten. Der Bereich zwischen dem
oberen Endbereich des Ventilschafts 19 und dem Kragen-Führungsring 35 ist
hermetisch durch die Faltenbälge 37 und
den ringförmigen
Ring 36 abgedichtet. Der Raum zwischen der Innenseite der Faltenbälge 37 und
der Außenseite
des Ventilschafts 19 steht mit der Ventilkammer 16 in
Verbindung. Allerdings steht die Ventilkammer 16 nicht
mit der Atmosphäre über dem
Zwischenraum zwischen dem Ventilschaft 19 und dem Kragen-Führungsring 35 in Verbindung.
Die Ventilkammer 16, ohne die erste Öffnung 14 und die
zweite Öffnung 15,
ist hermetisch gedichtet. Die Ventilkammer 16 steht mit
der Außenseite
nur über
die erste Öffnung 14 und
die zweite Öffnung 15 in
Verbindung.
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Ein
Kappenkörper 41 ist
an dem oberen Ende des Ventilschafts 19 befestigt. Der
Kappenkörper 41 besitzt
einen vertikalen Querschnitts-Aufbau ungefähr in der Form eines H und
ist ungefähr
rechtwinklig von oben aus betrachtet. Der Kappenkörper 41 besitzt
zwei parallele, plattenförmige
Verbindungsbereiche 42A und 42B, die nach oben
vorstehen. Der Kappenkörper 41 besitzt
weiterhin einen Zwischenbereich 43, umfassend eine Bohrung
mit kleinem Durchmesser, eine Bohrung mit einem Zwischen-Durchmesser
und eine Bohrung mit einem großen
Durchmesser. Zusätzlich
besitzt der Kappenkörper 41 zwei
parallele, plattenförmige
Tragebereiche 44A und 44B, die nach unten vorstehen.
Diese Bereiche 42A, 42B, 43, 44A und 44B sind
integral als eine Einheit gebildet. Der ringförmige Ring 36 ist
in der Bohrung mit großem
Durchmesser des Zwischenbereichs 43 des Kappenkörpers 41 befestigt. Schrauben
(nicht dargestellt) sind in jeweilige Schraubenlöcher 36A des ringförmigen Rings 36 über Durchgangslöcher (nicht
dargestellt) in den Zwischenbereich 43 eingeschraubt, um
dadurch den Kappenkörper 41 und
den ringförmigen
Ring 36 miteinander zu verbinden. Die Tragebereiche 44A und 44B sind
mit horizontalen, konischen Löchern 47A und 47B jeweils
versehen. Stützrollen 49A und 49B besitzen
deren außen
mit Gewinde versehenen Wellenbereiche in die konischen Löcher 47A und 47B,
jeweils, von der Außenseite
der Tragebereiche 44A und 44B aus, eingeschraubt.
Demzufolge sind die Stützrollen 49A und 49B mit
den Tragebereichen 44A und 44B verbunden. Wie
in 2 dargestellt ist, ist eine vertikal lang gestreckte
Stütznut 72A an
der rechten Seite des Zylinderrohrs 63 gebildet und eine vertikal
lang gestreckte Stütznut 72B ist
auf der linken Seite des Zylinderrohrs 64 gebildet. Die
oberen Enden der Stütznuten 72A und 72B sind
offen. Die unteren Enden (proximate Enden) der Stütznuten 72A und 72B bilden
einen Tragepunkt. Die Stützrollen 49A und 49B sind
rollend durch die Stütznuten 72A und 72B jeweils
geführt.
Demzufolge bewegen sich die Stützrollen 49A und 49B vertikal
entlang der Stütznuten 72A und 72B.
Die Tragebereiche 44A und 44B liegen außerhalb
der Faltenbälge 37.
Die Tragebereiche 44A und 44B und die Faltenbälge 37 werden
in einem Nicht-Kontakt-Zustand gehalten.
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Die
Verbindungsbereiche 42A und 42B des Kappenkörpers 41 sind
mit konischen Löchern 52A und 52B versehen,
die nach außen
offen sind. Führungsrollen 57A und 57B besitzen
deren außen
mit Gewinde versehenen Schaftbereiche in die konischen Löcher 52A und 52B jeweils
von der Außenseite
der Verbindungsbereiche 42A und 42B aus eingeschraubt.
Demzufolge sind die Führungsrollen 57A und 57B mit
den Verbindungsbereichen 42A und 42B verbunden.
Das Überführungselement 32 besitzt
zwei parallele, plattenförmige
Bereiche 32C, die nach unten vorstehen. Die plattenförmigen Bereiche 32C besitzen
Nockennuten 58A und 58B, wobei die unteren Enden
davon offen sind. Die Führungsrollen 57A und 57B stehen
mit den Nockennuten 58A und 58B in Eingriff, wobei
die unteren Enden davon offen sind. Die Führungsrollen 57A und 57B stehen
mit den Nockennuten 58A und 58B zu allen Zeitpunkten in
Eingriff. Das Plattenteil 32A des Überführungselements 32 besitzt
ein abgestuftes Mittenloch 40 in dem zentralen Bereich
davon. Der Stufenbereich des Mittenlochs 40 dient als ein
oberes Feder-Rückhalteteil
für eine
Feder 39. Ein unteres Feder-Rückhalteteil für die Feder 39 ist
an der oberen Fläche
des Zwischenbereichs 43 des Kappenkörpers 41 gebildet. Das
untere Feder-Rückhalteteil
liegt in der Form einer ringförmigen
Nut vor. Die Feder 39, eingepasst zwischen dem oberen und
dem unteren Feder-Rückhalteteil,
drückt
das Überführungselement 32 und den
Kappenkörper 41 so,
um voneinander weg zu gelangen.
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Gestufte
Führungsschlitze 53A und 53B sind an
der linken und rechten Seite, jeweils, des Mittenlochs 40 des Überführungselements 32 gebildet
(siehe 3A und 3B). Kragen-Führungsstäbe 51A und 51B sind
gleitend in den Führungsschlitzen 53A und 53B,
jeweils, eingepasst befestigt. Die Führungsstäbe 51A und 51B besitzen
Außengewinde 54A und 54B,
gebildet an deren jeweiligen unteren Enden. Die Außengewinde 54A und 54B sind
in jeweilige konische Löcher 50A und 50B in
den Verbindungsbereichen 42A und 42B des Kappenkörpers 41 hineingeschraubt.
Demzufolge sind das Überführungselement 32 und
der Kappenkörper 41 miteinander
so verbunden, um relativ zueinander bewegbar zu sein, und der Kappenkörper 41 wird
davor bewahrt, dass er von dem Überführungselement 32 über einen
eingestellten Abstand hinaus gelangt. Eine elastische Kraft von
der Feder 49 wirkt in einer Richtung, in der der Ventilschaft 19 von
dem Überführungselement 32 weggelangt.
Jede der Nockennuten 58A und 58B besitzt eine
kleine, vertikale, flache Oberfläche
an dem unteren Ende davon und besitzt weiterhin einen schräg verlaufenden
Bereich, der fortlaufend zu der vertikalen, flachen Oberfläche ist. Der
schräge
Bereich verläuft
schräg
leicht nach hinten wenn sich der Abstand seines unteren Endes nach
oben vergrößert. Wenn
die Stützrollen 49A und 49B von
den jeweiligen unteren Enden der Stütznuten 72A und 72B weggelangen
und wenn sie die unteren Enden der Stütznuten 72A und 72B erreichen, stehen
die Führungsrollen 57A und 57B mit
den vertikalen, flachen Flächen
an den unteren Enden der Nockennuten 58A und 58B in
Eingriff. Zu diesem Zeitpunkt sind die Kragen der Führungsstäbe 51A und 51B in
die Bereiche mit großem
Durchmesser an den oberen Enden der Führungsschlitze 53A und 53B eingepasst
befestigt. Die Führungsstäbe 51A und 51B stehen
nicht von der Oberseite (Oberfläche) des Überführungselements 32 vor.
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Der
Ventilschaft 19 besitzt ein Schaftloch 76, das
sich auf der Mittenachse von dem oberen Ende bis in die Nachbarschaft
des unteren Endes des Ventilschafts 19 erstreckt. Die Größe des Schaftlochs 76 ist
so eingestellt, dass sich das geometrische Moment der Trägheitskraft
des Ventilschafts 19 nicht verringert. Eine stabförmige Heizeinrichtung 77 besitzt
ungefähr
denselben Durchmesser wie derjenige des Schaftlochs 76.
Demzufolge ist die Heizeinrichtung 77 dicht in das Schaftloch 76 eingepasst
befestigt und wird demzufolge davor bewahrt, dass es aus dem Schaftloch 76 heraus
gleitet. Der obere Endbereich der Heizeinrichtung 77 steht
von dem oberen Ende des Ventilschafts 19 vor und ist in
die Bohrung mit kleinem Durchmesser in dem Zwischenbereich 43 des
Kappenkörpers 41 in
einer nicht in Kontakt stehenden Art und Weise eingesetzt. Ein verlängerbares
Kabel (Draht) 78, das sich verlängern und zusammenziehen kann,
ist in das Hochvakuumventil von der Außenseite aus eingesetzt. Das
untere Ende des verlängerbaren
Kabels 78 ist mit dem oberen Ende der Heizeinrichtung 77 verbunden,
um elektrische Energie zu der Heizeinrichtung 77 zuzuführen. Demzufolge
wird Wärme
von der Heizeinrichtung 77 zu dem Ventilschaft 19 geleitet.
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Ein
Befestigungsloch 80 ist in dem oberen Endbereich des Ventilschafts 19 an
einer Position von dem Wellenloch 76 entfernt gebildet.
Das Befestigungsloch 80 besitzt einen kleineren Durchmesser als
derjenige des Wellenlochs 76. Ein Durchgangsloch 73 ist
in dem Zwischenbereich 43 des Kappenkörpers 41 oberhalb
des Befestigungslochs 80 gebildet. Ein Trageteil eines
Temperatursensors 81 ist in das Durchgangsloch 83 eingepasst
befestigt. Ein Erfassungsteil 82 des Temperatursensors 81 ist
dicht in das Befestigungsloch 80 eingepasst befestigt,
um es dadurch möglich
zu machen, die Temperatur des Ventilschafts 19 zu erfassen.
Der Ausgang des Temperatursensors 81 wird zu einer Steuereinheit
(nicht dargestellt) eingegeben. Die Steuereinheit steuert die Zufuhr
von elektrischer Energie zu der Heizeinrichtung 77, um
dadurch zu ermöglichen,
dass der Ventilschaft 19 auf einer erwünschten Temperatur gehalten
wird. Es sollte angemerkt werden, dass dann, falls ein vorbestimmter
Heizthermistor anstelle der Heizeinrichtung 77 verwendet
wird, eine erwünschte
Temperatur automatisch ohne Verwendung eines Temperatursensors erhalten
werden kann.
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Die
Betriebsweise der Ausführungsform
des Hochvakuumventils gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nachfolgend beschrieben. Wenn das Ventil 31 vollständig offen
ist, liegen die Kolben 65 und 66 an den oberen
Hubenden der Aktuatoren 61 und 62, und das Überführungselement 32 liegt
an der oberen Extrem-Position. Zu diesem Zeitpunkt sind die Verriegelungskolben 85A und 85B der
Verriegelungsmechanismen 73A und 73B an dem oberen
Ende in die oberen Verriegelungsnuten 59A und 59B der
Kolben 65 und 66, jeweils, eingepasst befestigt.
Dementsprechend werden die Kolben 65 und 66 an
der oberen Extrem-Position verriegelt. Wie vorstehend angegeben
ist, sind das Überführungselement 32 und
der Kappenkörper 41,
zusammen mit dem Ventilschaft 19, miteinander so verbunden,
um nicht voneinander weg über
einen vorbestimmten Abstand hinaus zu gelangen. Deshalb wird, wenn
das Ventil 31 vollständig
offen ist, ein vorbestimmter Abstand zwischen dem Überführungselement 32 einerseits
und dem Kappenkörper 41 und
dem Ventilschaft 19 andererseits beibehalten. Wenn der
vorbestimmte Abstand beibehalten wird, befinden sich die Führungsrollen 57A und 57B mit
den vertikalen Flächen
an den unteren Enden der Nockennuten 58A und 58B,
jeweils, in Eingriff, und die Stützrollen 49A und 49B befinden sich
mit den oberen Bereichen der Stütznuten 72A und 72B,
jeweils, in Eingriff.
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Wenn
komprimierte Luft in die stangenseitigen Kammern der Aktuatoren 61 und 62 zugeführt wird
(d. h. die oberen Kammern in Bezug auf die Kolben 65 und 66),
werden die Verriegelungskolben 85A und 85B der
Verriegelungs-Mechanismen 73A und 73B an dem oberen
Ende durch den Druck der komprimierten Luft zurückgezogen. Demzufolge werden die
Kolben 65 und 66 entriegelt und beginnen damit, sich
nach unten (vorwärts)
zu bewegen. Zu diesem Zeitpunkt bewegen sich das Überführungselement 32 und
der Ventilschaft 19 geradlinig nach unten, während der
vorbestimmte Abstand beibehalten wird. Demzufolge bewegt sich das
Ventilelement 18 in der Richtung zum Schließen des
Hochvakuumventils. Wie vorstehend angegeben ist, sind das linke und
das rechte Ende des Plattenteils 32A des Überführungselements 32 mit
den oberen Enden der Kolbenstangen 67 und 68 der
Aktuatoren 61 und 62 mit den Schrauben 33 verbunden,
und die Stützrollen 49A und 49B,
die mit dem unteren Endbereich des Kappenkörpers 41 verbunden
sind, stehen mit den Stütznuten 72A und 72B,
jeweils, in Eingriff. Dementsprechend oszilliert, wenn die nach
unten gerichtete, geradlinige Bewegung vorgenommen wird, der Ventilschaft 19 nicht
in entweder der Längs-
oder Seitenrichtung. Deshalb tritt, während der nach unten gerichteten,
geradlinigen Bewegung, die äußere Umfangsfläche des
Ventilschafts 19 nicht in Kontakt mit irgendeinem der Faltenbälge 37,
des Führungsrings 35 und
der oberen Wand 26.
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Wenn
der Ventilschaft 19 das untere Hubende erreicht, gelangen
die Stützrollen 49A und 49B, die
mit dem Kappenkörper 41 verbunden
sind, in Kontakt mit den unteren Endbereichen (proximalen Endbereichen)
der Stütznuten 72A und 72B in
Kontakt, und die nach unten gerichtete Bewegung des Ventilschafts 19 und
des Kappenkörpers 41 hält an. Demzufolge
erreichen der Ventilschaft 19, der Kappenkörper 41 und
das Ventilelement 18 die untere Extrem-Position (die untere
Ventilelement-Position, dargestellt
in 2). Zu diesem Zeitpunkt sind, wie in der Figur
dargestellt ist, die Führungsrollen 57A und 57B mit
den vertikalen Oberflächen
an den unteren Enden der Nockennuten 58A und 58B,
jeweils, in Eingriff gebracht.
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Sogar
nachdem der Ventilschaft 19 und der Kappenkörper 41 die
untere Extrem-Position erreicht haben, führt das Überführungselement 32 die
nach unten gerichtete Bewegung fort. Das Überführungselement 32 bewegt
sich nach unten gegen die elastische Kraft der Feder 39.
Wenn sich die Nockennuten 58A und 58B des Überführungselements 32 nach
unten bewegen, bewegen sich die Führungsrollen 57A und 57B stufenweise
nach hinten entlang der Nockennuten 58A und 58B.
Diese Bewegung bewirkt, dass sich der Ventilschaft 19 um die Stützrollen 49A und 49B herum
schwenkt. Demzufolge werden das untere Ende des Ventilschafts 19 und
das Ventilelement 18 stufenweise nach vorne bewegt. Dabei
wird das Dichtelement 20 des Ventilelements 18 gegen den
Ventilsitz 24 der vorderen Wand 22 gedrückt und das
Ventil 31 ist vollständig
geschlossen. Zu diesem Zeitpunkt sind die Verriegelungskolben 86A und 86B der
unteren Endverriegelungs-Mechanismen 74A und 74B in
die unteren Verriegelungsnuten 60A und 60B der
Kolben 65 und 66, jeweils, eingepasst befestigt,
und demzufolge sind die Kolben 65 und 66 an der
unteren Extrem-Position verriegelt. Wenn dieser Zustand für eine lange
Zeitdauer beibehalten werden soll, ist es möglich, die Zufuhr der komprimierten
Luft für
eine Betätigung
der Aktuatoren 61 und 62 auszusetzen (an der oberen
Extremposition der Kolben 65 und 66 kann die Zufuhr
der komprimierten Luft auch ausgesetzt werden). Die Führungsstangen 51A und 51B stehen
nach oben von dem oberen Ende des Überführungselements vor. Die Führungsstangen 51A und 51B schwenken
sich auch zu derselben Zeit wie sich der Ventilschaft 19 schwenkt.
Deshalb sind die Führungsschlitze 53A und 53B in
der Längsrichtung
verlängert,
indem sie elliptisch ausgeformt sind, um so nicht die Schwenkbewegung
der Führungsstangen 51A und 51B zu
beeinträchtigen.
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Um
die Position des Ventils 31 von der vollständig geschlossenen
Position zu der unteren Ventilelement-Position hin zu ändern, wo
das Ventilelement 18 entgegengesetzt zu dem Ventilsitz 24 hinweist,
wird komprimierte Luft in die kopfseitigen Kammern der Aktuatoren 61 und 62 zugeführt (d.
h. die unteren Kammern in Bezug auf die Kolben 65 und 66).
Demzufolge werden die Verriegelungskolben 86A und 86B der
unteren Verriegelungs-Mechanismen 74A und 74B durch
den Druck der komprimierten Luft zurückgezogen. Demzufolge werden
die Kolben 65 und 66 entriegelt und das Überführungselement 32 bewegt
sich nach oben (rückwärts) geradlinig
mit einem vorbestimmten Abstand. Die elastische Kraft der Feder 39 ist
größer als
die Gesamtsumme der Kraft, mit der das Überführungselement 32 durch den
Eingriff zwischen den Führungsrollen 57A und 57B und
den Nockennuten 58A und 58B und dem Gewicht des
Ventilelements 18 angehoben wird, eingestellt worden. Dementsprechend
werden, wenn das Überführungselement 32 dazu
gebracht wird, eine nach oben gerichtete, geradlinige Bewegung durchzuführen, der
Kappenkörper 41,
der Ventilschaft 19 und die Stützrollen 49A und 49B an
der unteren Extrem-Position durch die elastische Kraft der Feder 39 gehalten,
während
sich das Überführungselement 32 nach
oben mit den Nockennuten 58A und 58B mit den Führungsrollen 57A und 57B in
Eingriff stehend bewegt. Dabei werden die Führungsrollen 57A und 57B mit
den vertikalen, flachen Oberflächen der
Nockennuten 58A und 58B in Eingriff gebracht. Demzufolge
erreicht das Ventil 31 eine Position, wo das Ventilelement 18 von
dem Ventilsitz 24 an der unteren Ventilelement-Position
getrennt ist.
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Um
die Position des Ventils 31 von der Position, wo das Ventilelement 18 von
dem Ventilsitz 24 an seiner unteren Position getrennt ist,
zu der vollständig
offenen Position zu ändern,
werden die Kolben 65 und 66 der Aktuatoren 61 und 62 dazu
gebracht, weiter eine nach oben gerichtete, geradlinige Bewegung
vorzunehmen. Der Ventilschaft 19 bewegt sich nach oben
ohne Oszillieren in entweder der Längs- oder Seitenrichtung wie
in dem Fall der nach unten gerichteten, geradlinigen Bewegung der
Kolben 65 und 66. Während der nach oben gerichteten, geradlinigen
Bewegung des Ventilschafts 19 berührt die äußere Umfangsfläche des
Ventilschafts 19 nicht irgendeinen der Faltenbälge 37,
des Führungsrings 35 und
des Mittenlochs 27.
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Obwohl
das Hochvakuumventil vorstehend unter der Maßgabe beschrieben worden ist,
dass es in einer vertikal hoch stehenden Position installiert ist, wie
dies in den 1A bis 3C dargestellt
ist, sollte angemerkt werden, dass das Hochvakuumventil in einer
mit der Oberseite nach unten gerichteten Position oder in einer
horizontalen Position installiert werden kann. In einem solchen
Fall arbeitet auch das Hochvakuumventil in derselben Art und Weise
wie in dem Fall der aufrecht stehenden Position.
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Die 4A und 4B stellen
einen wesentlichen Teil der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in einem Fall dar, bei dem eine Bajonett-Verbindung 88 für sowohl
das Kabel 78 der Heizeinrichtung 77 als auch die
Kabel 79 des Temperatursensors 81 vorgesehen ist.
Es ist bekannt, dass dann, wenn das Hochvakuumventil gemäß der vorliegenden
Erfindung in einem Überführungskanal
verwendet wird, wo ein Werkstück,
wie beispielsweise eine integrierte Schaltung oder Teile davon,
von einer Vakuum-Behandlungskammer zu einer anderen Vakuum-Behandlungskammer überführt wird,
die Zeitdauer, für
die das Ventil 31 geschlossen ist, länger als die Zeitdauer ist,
für die
das Ventil 31 offen ist. Weiterhin ist es deutlich geworden,
dass es dann, wenn die Heizeinrichtung 77 mit elektrischer
Energie nur dann versorgt wird, wenn das Ventil 31 geschlossen ist,
möglich
ist, eine Leitung von Wärme
von dem Ventilelement 18 zu einem Teil auf niedriger Temperatur über den
Ventilschaft 19 zu verhindern. Deshalb ist die Bajonett-Verbindung 88 vorgesehen,
um zu ermöglichen,
dass elektrische Energie über
die Bajonett-Verbindung 88 nur dann zugeführt wird,
wenn das Ventil 31 geschlossen ist. Mit anderen Worten wird,
wenn das Ventil 31 nicht geschlossen ist, keine elektrische
Energie zugeführt.
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Ein
bewegbares Teil 89 der Bajonett-Verbindung 88 ist
an jeder der hinteren Oberflächen
der Verbindungsbereiche 42A und 42B des Kappenkörpers 41 befestigt.
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Ein
fixiertes Teil 90 der Bajonett-Verbindung 88 ist
an der vorderen Fläche
einer hinteren Abdeckung 29 an einer Position befestigt,
die zu dem bewegbaren Teil 89 hinweist. Wie in 4B dargestellt ist,
sind bewegbare Teile 89A und 89B für elektrische Energie
an der hinteren Fläche
des Verbindungsbereichs 42A befestigt. Bewegbare Teile 89C und 89D für einen
Sensor sind an der hinteren Fläche
des Verbindungsbereichs 42B befestigt. Das fixierte Teil 90 umfasst
auch ein fixiertes Teil (nicht dargestellt) für elektrische Energie und ein
fixiertes Teil (nicht dargestellt) für einen Sensor. Wenn das Ventil 31 nicht
geschlossen ist, stehen das bewegbare Teil 89 und das fixierte
Teil 90 nicht miteinander in Eingriff. Wenn das Ventil 31 durch
die Schwenkbewegung des Ventilschafts 19 und den Kappenkörper 41 geschlossen ist,
ist der bewegbare Teil 89 mit dem fixierten Teil 90 in
Eingriff gebracht (darin eingesetzt), was den Kontakt des bewegbaren
Teils 89 so bewirkt, um in Kontakt mit dem Kontakt des
fixierten Teils 90 zu gelangen. Demzufolge fließt elektrische
Energie zwischen dem bewegbaren Teil 89 und dem fixierten
Teil 90. Elektrische Energie, die durch die bewegbaren
Teile 89A und 89B für elektrische Energie hindurchführt, wird
zu der Heizeinrichtung 77 zugeführt. Der Ausgang des Temperatursensors 81 fließt durch
die bewegbaren Teile 89C und 89D für den Sensor.
Es sollte angemerkt werden, dass dann, wenn ein Thermistor als die
Heizeinrichtung 77 verwendet wird, die Bajonett-Verbindung für den Sensor
nicht benötigt
wird.