JP2008501913A - ゲート装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、第１の受容器と第２の受容器との間の壁に配置されたゲート開口のためのゲート装置であって、第１の受容器の内室内に配置された遮断機構と、該遮断機構に対応配置された対応プレートとを有している形式のものにおいて、第１の磁石装置が前記対応プレートの領域に設けられていて、前記第１の磁石装置に対応する第２の磁石装置が遮断機構の領域に設けられており、ゲート開口の開閉のために、第１の磁石装置と第２の磁石装置とによって、遮断機構と対応プレートとの間にポジティブ及び／又はネガティブな押圧力が形成可能であることを特徴とするゲート装置に関する。

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式のゲート装置に関する。

特に基板被膜のためのいわゆるインライン装置のための真空室のゲート弁では、受容器（排気鐘）に対するゲート弁フラップのシールにおいてしばしば問題が生じる。この場合、旋回可能なゲート弁フラップを有したゲート弁における主な影響ファクタは、ゲート弁の閉鎖状態において受容器に対してフラップを押圧する際に生じる旋回軸およびゲート弁フラップの変形、特にねじれである。これにより生じる変形の結果、ゲート開口を取り囲む弾性的なシール部材へのゲート弁フラップの押圧力が不均一になり、これにより、シール部材の延在に沿って、確実なシールのために必要な最低限の押圧力が全ての個所では保証されないこととなる。十分なシールを保証するための慣用の、しかしながら手間がかかりコストを要するコンセプトは、十分高いトルクと相応の押圧力を付与することのできる極めて大きな寸法の構成部分を使用することにある。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９４１５０２号明細書により、負圧室と、この負圧室の両側に設けられたゲート弁とを備えた装置が公知である。弁プレートは縦長の平行な表面を有する形状を有しており、弁プレートはそれぞれ３つの支承部に堅固に結合されている。これらの支承部には１つの軸が貫通案内されており、この軸自体は旋回レバーに結合されていて、モータを備えたラック伝動装置によって旋回可能である。弁プレートは、定置の支承部を中心として運動可能なレバーに対して傾動可能に保持されており、これにより弁プレートのシール面は、負圧室のケーシングのシール面に押圧可能である。しかしながらこの公知のゲート弁によってはシール性に対する最大の要求を達成することはできないことが示されている。何故ならば必要なシールリングは閉鎖状態で過剰に不均一な負荷を受け、シールプレートもしくは駆動軸は閉鎖状態では極めて大きく屈曲されるからである。このような問題は特に、扁平な大面積基板のためのインライン装置では典型的に必要となる極端な幅・長さ比を弁プレートが有している場合に生じる。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２０３４７３号明細書によりさらに、１処理室から隣の処理室へ、または大気圧の空間から低圧の室へ基板を入れる、及び／又は出すための旋回ゲートが既に公知であって、これは定置の支承部内に保持されたゲート状の弁プレートと、これと協働する閉鎖モータと、ケート開口を取り囲むフレーム状のシール部材とを有している。弁プレートは、この弁プレートに対してほぼ平行の延びた弁ビームに、少なくとも１つの弾性的に変形可能な中間部材を介してヒンジ結合されており、弁ビーム自体は２つの互いに直径方向で対向して位置したジャーナルを有しており、このジャーナルは室の外側に設けられた駆動モータに相対回動不能に連結されている。弁ビームは、曲げ剛性的なプロフィールとして形成されている。このようなゲートの欠点は、構造的な手間が高いことであり、弁プレートのトーションに基づく粒子の混入を排除するのが困難であることにある。

米国特許第５３７９９８４号明細書により公知のゲート弁は、弁本体を有しており、この弁本体を貫通して１つの長く狭いスリットが延びている。スリットの開放面の上に弁プレートが配置されており、この弁プレートは細いシール接触面に向かって減径している。可動のシール部材は、シールするダイヤフラムとしての拡開するホースを接触面に載置するために設けられている。シール部材は旋回軸に枢着されているので、このような公知の弁装置では、開放平面に沿って一定の圧力を保証することが困難である。これによりこのゲート弁は、大気圧が閉鎖力支持のために弁フラップの閉鎖方向へと作用するように配置されている場合にのみ、真空と大気圧との間の圧力差に抵抗することができる。

米国特許第６２６３５４２号明細書によりさらに、真空室のための旋回支承部を備えたフラップ装置が公知である。フラップ本体は、旋回支承部から、手間のかかるフレキシブルな、例えば弾性的な接続部によって連結解除されている。これにより、不密性につながる恐れのあるシール部材の不均一な押圧が回避されている。

本発明の課題は、冒頭で述べた形式のゲート装置を改良して、壁に配置されたゲート開口の簡単かつ確実なシールを得ることができるようなゲート装置を提供することである。

本発明によればこの課題は独立請求項の特徴により解決される。本発明の有利な別の構成は従属請求項に記載されている。

本発明によれば、第１の受容器と第２の受容器との間の壁に配置されたゲート開口のためのゲート装置であって、第１の受容器の内室内に配置された遮断機構と、該遮断機構に対応配置された対応プレートとを有している形式のものにおいて、第１の磁石装置が対応プレートの領域に設けられている。第１の磁石装置に対応する第２の磁石装置が遮断機構の領域に設けられている。ゲート開口の開閉のために、第１の磁石装置と第２の磁石装置とによって、遮断機構と対応プレートとの間にポジティブ及び／又はネガティブな押圧力が形成可能である。本発明によれば、シール作用を生ぜしめる押圧力が、主としてシール作用が行われる個所に局所的に作用する。従って原則的に、力が生ぜしめられる個所とシール個所との間で、軸または類するもののような力伝達構成部材の変形は生じない。従って総じて、構成部材は極めて細く有利には軽量に形成することができる。このことは、僅かな質量だけを動かせば良く、ひいては開閉時間の短い極めてダイナミックなシステムを得ることができるというさらなる利点を有している。有利には両受容器は真空室である。

上記磁石装置のうちの少なくとも１つが、磁界を形成するための切換可能な少なくとも１つの磁石コイルを有しているならば、特に簡単な形式で開閉力を生ぜしめるまたは遮断することができる。

一方の磁石装置が強磁性の構成部分を有しており、他方の磁石装置が磁界を形成するための切換可能な磁石コイルを有しているならば、切換可能性と簡単かつ堅牢な構造とを特に安価に組み合わせることができる。

無電流閉鎖状態を保証するために、一方の磁石装置が第１の永久磁石構成部分を有しており、他方の磁石装置が第２の永久磁石構成部分又は強磁性構成部分を有しており、両磁石装置の少なくとも一方が、対応磁界によって開放パルスを形成するための切換可能な磁石コイルを有しているならば、万が一電圧がなくなった場合でもゲート開口の確実な閉鎖が得られる。

大気圧が閉鎖方向に反して遮断機構に作用する場合であっても、遮断機構が大気圧に対して確実にシールするように磁石装置が形成されているならば、本発明によるゲート装置を使用する際に高い柔軟性が得られる。この場合、特に有利には、磁石装置は、このようなシールを無電流閉鎖状態でも保証するように形成されている。

有利には、不均一に形成されたゲート開口、特に、基板キャリアに垂直に懸吊される基板の搬送のために適合されたゲート開口プロフィールを有するゲート開口が設けられていて、これによりゲート開口と、この開口を通って運動する部分との間のギャップを最小にすることができる。このような構成により、異なる圧力及び／又は混合ガスを有する隣接する室の間の不都合な過剰電流作用は減じられる。

磁石装置が、ゲート開口の延在に沿って、ゲート開口の閉鎖状態で遮断機構にねじれがないように配置されているならば、これによりゲート開口の延在に沿った異なる押圧力が、ひいては不均一性が、または過剰電流がほぼ回避される。

遮断機構として、スペース特性または他の影響ファクタに応じて、旋回装置によって位置決め可能かつ旋回可能なフラップ、または直線的な運動装置によって位置決め可能なスライド装置が使用されると有利である。この旋回装置もしくは直線的な運動装置により、その他は有利には自動化された、及び／又は制御可能な開閉運動を始動および終了させることができる。

公知のように、シールするために、変形可能なシール部材、有利には環紐状リングが、対応プレート及び／又は遮断機構の領域に設けられている。確実かつ安価かつ軽量に交換可能なゴム弾性的な環状リングが有利である。

特に有利な装置の構成では、遮断機構が、強磁性の薄板から形成されている構成部分を有している。

遮断機構が僅かに曲げ強さを有するプレートとして形成されており、閉鎖状態での遮断機構の所望の可能な変形により、関係する構成部分に大きな製造誤差がある場合でも確実なシール性が保証されるとシール機能の改善のために有利である。

本発明の別の有利な構成および利点は、請求の範囲における概要とは無関係であっても以下に普遍性を減縮することなく図面に基づき説明されている。

極めて概略的に図面で示されている。

図１には、本発明によるゲート装置が水平断面図で示されていて、
図２には、本発明によるゲート装置が垂直断面図で示されていて、
図３には、ゲート開口の延在に沿って配置された磁石装置を備えたゲート開口の詳細図が示されている。

図１及び図２には、第１の受容器と第２の受容器との間の壁に配置されたゲート開口のための本発明によるゲート装置の水平断面図Ａ−Ａもしくはこの水平断面図Ａ−Ａに対して垂直な鉛直断面図が示されている。受容器とは真空室である。このようなゲート装置は有利には、扁平なディスプレイのための基板を製造するいわゆるインラインシステムで使用される。典型的にはこのような基板は約１ｍｍの厚さであり、方形であり、１０００×１２００ｍｍまたはそれ以上のサイズを有している。このような基板は、インラインシステムにおいて懸吊されて、直線的またはＵ字形の経路に沿って、複数の真空室を通って案内される。これらの真空室はゲートによって互いに分離することができる。基板の寸法に基づき、典型的なゲート開口は極端な長さ・幅比を特徴としている。しかしながら、本発明によるゲート装置は別のゲート開口プロフィールにも使用することができることがわかる。本発明によるゲート装置は、肉薄かつ軽量の構成エレメントから形成することができ、従って特に、僅かな質量を動かせば良いので、高い処理量と、これに応じてゲート弁の迅速なサイクル行程を伴う自動化された基板のハンドリングのために適している。

図１では、第１の真空室ＶＫ１と第２の真空室ＶＫ２との間に、方形のギャップとして形成されたゲート開口が配置されていて、このゲート開口はこの場合、真空室ＶＫ１に属する第１のギャップ領域７と、真空室ＶＫ２に属する第２のギャップ領域１７とを有している。真空室ＶＫ１と真空室ＶＫ２との間には、真空室ＶＫ１の結合フランジ１ａと真空室ＶＫ２の結合フランジ９ａとから成る壁が延びており、これらの結合フランジ１ａ，９ａそれぞれは真空室ＶＫ１もしくはＶＫ２の室壁１もしくは９に結合されている。ゲート開口は、方形のフラップ３として形成された遮断機構が対応プレート３ａと協働することにより閉鎖することができる。ゲート開口は、ギャップ領域７によって形成された領域で対応プレート３ａによって取り囲まれている。対応プレート３ａはさらに、変形可能なシール部材、有利にはゴム弾性的な環状紐状リングを有しており、このリングは閉鎖状態で変形されて、圧力密なシールを保証する。

本発明の別の構成では、遮断機構は、方形とは異なる形状、有利にはゲート開口プロフィールに適合した形状を有している。

フラップ３は旋回軸２に配置されていて、この旋回軸２は旋回貫通案内部１３を介して旋回駆動装置１２によって運動可能である。

旋回駆動装置もしくは旋回軸の保持および支承のためには支承個所１１およびホルダ１４が設けられている。旋回駆動装置１２は開閉運動を開始および終了させるために働く。旋回駆動装置としてはニューマチックシリンダが設けられているが、液圧的な駆動装置または電気的な駆動装置でも良いことがわかる。

本発明によれば対応プレート３ａの領域では、切換可能な磁石コイル５，５´を備えた第１の磁石装置が設けられており、遮断機構の領域では、第１の磁石装置に対応する第２の磁石装置６が設けられている。第２の磁石装置６は、フラップ３の背面に配置されている強磁性のプレートまたはストリップ装置６として形成されている。磁石コイル５，５´の稼働時には、フラップ３とコイル５，５´との間、即ち遮断機構と対応プレート３ａとの間に押圧力が形成される。

本発明によれば、フラップ３は種々異なる構成であって良いことがわかる。特にフラップ３は強磁性の薄板、有利には僅かな曲げ強さを有する薄板から製造することができる。有利には薄板厚は、０．５〜１０ｍｍであって、特に有利には１〜８ｍｍである。強磁性のフラップ３である場合には、フラップ３自体が第２の磁石装置を成しているので強磁性のプレート６を省くことができる。さらには変形可能なシール部材を選択的に、または付加的にプレート３にも配置することができる。

図３には、フラップが開かれた状態でのゲート開口７が、ゲート開口の開口延在に沿って配置された複数の磁石装置５，５´，５ａと共に詳しく示されている。ゲート開口は、第１のギャップ領域７ａと第２のギャップ領域７ｂとを備えた開口プロフィールを有しており、第１のギャップ領域７ａは第２のギャップ領域７ｂよりも大きな幅を有している。このような形式のゲート開口プロフィールは、基板キャリアに垂直に懸吊された基板の搬送に適合されている。磁石装置５，５´は第２のゲート開口７ｂを両側で取り囲んでいる。磁石装置５ａはスペース的な理由から、第１のゲート開口領域７ａの上方に配置されている。変形可能なシール部材４、有利には環紐状リングはゲート開口と磁石装置５，５´，５ａとを取り囲んでいる。別の延在のシール部材も本発明により設けることができることは理解される。

閉鎖状態では、磁石装置は、ゲート開口の延在に沿って、遮断機構がねじれなしに、十分な押圧力でシール部材４に押し付けられているように配置されている。

磁石装置はさらに、遮断機構からシール部材に加えられる押圧力の所定の値が実現可能であるように形成されている。

本発明の別の構成では、切換可能な磁石装置が、有利には一体的な磁石コイルとして形成されていて、この磁石コイルはゲート開口を開口延在に沿って一重または多重に取り囲んでいる。

磁石コイルの固定が、コイルを収容する構成部分の相応に形成された中空室内で真空化に役立つ適当な注型材料による注型によって行われていると特に有利である。このためには例えば、アラルダイトまたはこれに類似するもののようなエポキシ樹脂を使用することができる。

本発明の有利な構成では、磁石装置の１つが永久磁石構成部分を有している。別の磁石装置が同様に永久磁石構成部分を有していても良い。これによりゲート開口の無電流閉鎖状態が得られる。磁石装置の少なくとも１つがこの場合、切換可能な磁石コイルを有しており、この磁石コイルにより対応磁界が形成可能である。これにより開放パルスもしくは、遮断機構と対応プレートとの間のネガティブな押圧力が形成される。大気圧が閉鎖方向に反して遮断機構に作用する場合であっても、永久磁石装置が、大気圧に対して確実な無電流閉鎖状態であるように形成されていると特に有利である。

本発明の別の有利な構成では、両磁石装置が１つの永久磁石構成部分を有しているので、ゲート開口の無電流閉鎖状態を生ぜしめることができる。さらに、流れ・開放運動を開始および終了させることができる駆動軸が設けられている。この場合、駆動軸によって与えられるトルクは、開放運動の際に両磁石装置の永久磁石の間の引力を克服するために十分でなければならない。

上記記載は、両受容器が真空室であることを前提としているが、受容器と、継続的に存在する大気圧を有する領域との間の分離個所に遮断機構が配置されている構成も本発明に含むこともできる。

本発明によるゲート装置を示した水平断面図である。 本発明によるゲート装置を示した垂直断面図である。 ゲート開口の延在に沿って配置された磁石装置を備えたゲート開口を詳細に示した図である。

符号の説明

ＶＫ１ 真空室１、 ＶＫ２ 真空室２、 １ 真空室１の室壁、 １ａ 真空室１の結合フランジ、 ２ 旋回軸、 ３ フラップ、 ３ａ 対応プレート、 ４ シール部材、 ５，５´，５ａ 磁石コイル、 ６ 強磁性プレート／ストリップ、 ７ ゲート開口、 ７ａ，７ｂ ゲート開口領域、 ９ 真空室２の室壁、 ９ａ 真空室２の結合フランジ、 １１ 旋回軸の支承個所、 １２ 旋回駆動装置、 １３ 旋回貫通案内部、 １４ 旋回駆動装置のためのホルダ、 １７ ゲート開口

Claims (12)

1. 第１の受容器と第２の受容器との間の壁に配置されたゲート開口のためのゲート装置であって、第１の受容器の内室内に配置された遮断機構と、該遮断機構に対応配置された対応プレートとを有している形式のものにおいて、
   第１の磁石装置が前記対応プレートの領域に設けられていて、前記第１の磁石装置に対応する第２の磁石装置が遮断機構の領域に設けられており、ゲート開口の開閉のために、第１の磁石装置と第２の磁石装置とによって、遮断機構と対応プレートとの間にポジティブ及び／又はネガティブな押圧力が形成可能であることを特徴とするゲート装置。
2. 上記磁石装置のうちの少なくとも１つが、磁界を形成するための切換可能な少なくとも１つの磁石コイルを有している、請求項１記載の装置。
3. 一方の磁石装置が強磁性の構成部分を有しており、他方の磁石装置が磁界を形成するための切換可能な磁石コイルを有している、請求項１又は２記載の装置。
4. ゲート開口の無電流閉鎖を保証するために、一方の磁石装置が第１の永久磁石構成部分を有しており、他方の磁石装置が第２の永久磁石構成部分を有しており、両磁石装置の少なくとも一方が、対応磁界によって開放パルスを形成するための切換可能な磁石コイルを有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. 磁石装置が大気圧に対して無電流では閉鎖状態であるように形成されている、請求項４記載の装置。
6. 不均一なゲート開口、有利には、基板キャリアに垂直に懸吊される基板の搬送のために適合されたゲート開口プロフィールを有するゲート開口が設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
7. 磁石装置がゲート開口の延在に沿って、ゲート開口の閉鎖状態で遮断機構にねじれがないように配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
8. 遮断機構として、有利には旋回装置によって位置決め可能かつ旋回可能なフラップが設けられている、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
9. 遮断機構として、有利には直線的な運動装置によって位置決め可能な、スライドプレートを備えたスライド装置が設けられている、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
10. 旋回装置が液圧式及び／又はニューマチック式及び／又は電気機械式に操作可能である、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
11. 直線運動装置が液圧式及び／又はニューマチック式及び／又は電気機械式に運動可能である、請求項９記載の装置。
12. 対応プレート及び／又は遮断機構の領域に変形可能なシール部材、有利には環紐状リングが設けられている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置。

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