JP2017526876A - マルチベーンスロットルバルブ - Google Patents
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Abstract
Description
1.発明の分野
本発明は概して、プロセスシステム用バルブに関する。特に、本発明は真空システム用スロットルバルブに関する。
2.従来技術の説明
様々な種類のバルブが真空プロセスシステムで使用するために考案されている。バルブの種類にはゲートバルブ、バタフライバルブ、マルチベーンバルブ等がある。ゲートバルブの一部は、バルブを通るガス流体が全部流れる状態又は全く流れない状態のいずれかを可能にするように、開位置及び閉位置が設計されている。バタフライバルブは、設計が比較的単純であるが、線形コンダクタンス応答を達成する能力を制限している。マルチベーンバルブはバタフライバルブより精密な制御を提供する。
(発明の概要)
真空プロセスシステムは、一般的に、コンピュータチップの製造に用いられるプロセスチャンバと、プロセスチャンバを排気するために使用される真空ポンプとを有する。高真空ポンプは通常、プラズマ加工の圧力よりも低い圧力で動作する。マルチベーンバルブは全て、プロセス環境の制御を高め、プロセスチャンバからの熱やデブリから高真空ポンプを保護しようとするものである。マルチベーンバルブは、バルブの両側で差圧を生じるようにプロセスチャンバ内のガスを絞るように働き、チャンバ内の適正なプロセス圧力を維持しながら真空ポンプが高真空レベルで動作することを可能にする。回動可能なベーンを有するマルチベーンスロットルバルブは、マルチベーンバルブの全作動範囲にわたって線形制御を提供することにより、チャンバ内の適正なプロセス圧力の制御を高める。従来技術のマルチベーンスロットルバルブの欠点は、熱及び/又はデブリから高真空ポンプを保護する能力が限られていることである。
本発明の更なる実施形態では、冷却導管は、直線状導管、正弦曲線状導管、方形波状導管、一対の長手方向導管を一端において接続する横断導管を備えた一対の長手方向導管、内側導管と外側導管との間に流路を形成する一対の同心状導管、及び長手方向のヒートパイプからなる群から選択される。
本発明の更に別の実施形態では、駆動機構は、アクチュエータアームと、各回動可能なベーンに固定して接続された回動アームと、回動可能なベーンの回動アームを隣接する回動可能なベーンの回動アームに直列に旋回可能に接続して1つの連結アームがアクチュエータアームに接続される連結アームと、を備える。
本発明の更なる実施形態では、スロットルバルブは、複数の回動可能なベーンの各々に取り付けられたデブリシールドを備える。
マルチベーンスロットルバルブの更なる別の実施形態において、冷却導管がヒートパイプである場合、スロットルバルブは、ベーンチャンバハウジングの外側にあるヒートパイプの一端部を回動可能に受容するための冷却ブロックを更に備える。任意選択的に、冷却ブロックは液体流ブロックもしくは熱電モジュールブロック、又はその組み合わせであってもよい。
マルチベーンスロットルバルブの更に別の実施形態では、バルブは、水、低温材料等から選択される冷却剤を備える。
別の実施形態では、レシプロカルベーン部分及び回動可能なベーン部分を有するレシプロカルベーンブラケットが設けられ、レシプロカルベーン部分及びレシプロカルベーンが互いに対して旋回可能に接続され、回動可能なベーン部分が回動可能なベーンに固定して取り付けられる。
更なる別の方法では、スロットルバルブを使用する真空チャンバプロセス中に、電子ビーム真空蒸着システム内の熱と蒸着粒子が蒸着システムの真空ポンプに侵入することを防止する方法が開示され、該方法は、スロットルバルブ内に配置された回動可能なベーンの向きを回動可能に調整する工程を含み、それにより、回動可能なベーンの後面に旋回可能に接続されたレシプロカルベーンを回動可能なベーンに対して横断する位置に旋回させ、レシプロカルベーンは回動可能なベーンから離れて後方へ延びる。レシプロカルベーンは、レシプロカルベーンを支持するアセンブリピンを有する静止角度調整アセンブリにより支持されており、レシプロカルベーンは、スロットルバルブに向かう熱及び蒸着粒子を蒸着システムの真空ポンプから逸らす。該方法は、任意選択的に、アセンブリピン上に配置され、且つ該アセンブリピンに固定して取り付けられたピン磁気要素と、アセンブリピンに対向するレシプロカルベーンの支持される側に配置され、且つ該支持される側に固定して取り付けられたレシプロカルベーン磁気要素とを有する、静止角度調整アセンブリ及びレシプロカルベーンを選択する工程を含む。ピン磁気要素及びレシプロカルベーン磁気要素は、互いに面する同一の磁極を有して互いに反発し、非接触式のレシプロカルベーン角度調整を提供する。
Claims (22)
- 貫通開口部、前記真空プロセスチャンバに露出される内面、及び大気圧に露出される外面を有するスロットルチャンバ本体と、前記貫通開口部を通るガスの流れを制御するために前記貫通開口部内に取り付けられた複数の回動可能なベーンと、前記複数の回動可能なベーンを回動させるための駆動機構と、を有する真空プロセスチャンバ用のマルチベーンスロットルバルブであって、
前記複数の回動可能なベーンの各々の後面に旋回可能に接続され、且つそれぞれの回動可能なベーンの各々から離れて後方へ延びるレシプロカルベーンと、
所定位置に固定され、且つ前記レシプロカルベーンを支持するために十分な所定距離だけレシプロカルベーンに向かって横方向に延びるアセンブリピンを有する、静止レシプロカルベーン角度調整アセンブリと、
を備え、前記貫通開口部を通るガスの流れを制御するためにそれぞれの回動可能なベーンが回動させられるときに、前記静止角度調整アセンブリは、前記それぞれの回動可能なベーンに略平行な位置と前記それぞれの回動可能なベーンに対して横断する位置との間の範囲で前記レシプロカルベーンを旋回させる、マルチベーンスロットルバルブ。 - 前記静止角度調整アセンブリは、それぞれの回動可能なベーンの回動軸から所定距離だけ後方に延びるアセンブリアームを更に備え、前記アセンブリピンが前記アセンブリアームの遠位端に固定して取り付けられる、請求項1に記載のマルチベーンスロットルバルブ。
- 前記静止角度調整アセンブリは、前記アセンブリアームの近位端に接続されたアセンブリクランプを更に備え、前記アセンブリクランプは、前記スロットルバルブ内の不動要素に固定される、請求項2に記載のマルチベーンスロットルバルブ。
- 前記レシプロカルベーンは、前記それぞれの回動可能なベーンの回動軸からオフセットされる、請求項1に記載のマルチベーンスロットルバルブ。
- レシプロカルベーン部分及び回動可能なベーン部分を有するレシプロカルベーンブラケットを更に備え、前記レシプロカルベーン部分及び前記レシプロカルベーンは旋回可能に互いに接続され、前記回動可能なベーン部分は前記回動可能なベーンに固定して取り付けられている、請求項1に記載のマルチベーンスロットルバルブ。
- 前記アセンブリピン上に配置され、且つ該アセンブリピンに固定して取り付けられたピン磁気要素と、前記アセンブリピンに対向する前記レシプロカルベーンの支持される側に配置され、且つ該支持される側に固定して取り付けられたレシプロカルベーン磁気要素とを更に備え、前記ピン磁気要素及び前記レシプロカルベーン磁気要素は、互いに面する同一の磁極を有して互いに反発し、非接触式のレシプロカルベーン角度調整を提供する、請求項1に記載のマルチベーンスロットルバルブ。
- 前記複数の回動可能なベーンの各々は冷却剤ブロックを備え、該冷却剤ブロックは、前記回動可能なベーンの回動軸と同軸を有するように配置され、且つ前記回動可能なベーンに沿って長手方向に配置された冷却導管を形成する冷却流体経路を含む、請求項1に記載のマルチベーンスロットルバルブ。
- 前記冷却導管は、直線状導管、正弦曲線状導管、方形波状導管、一対の長手方向導管を一端において接続する横断導管を備えた一対の長手方向導管、内側導管と外側導管との間の流路を形成する一対の同心状導管、及び長手方向ヒートパイプから成る群から選択される、請求項7に記載のマルチベーンスロットルバルブ。
- 前記真空チャンバプロセスの内部と前記スロットルバルブの外部の大気圧との間で前記複数の回動可能なベーンの各々を支持する真空フィードスルーを更に備える、請求項1に記載のマルチベーンスロットルバルブ。
- 前記真空フィードスルーは磁性流体真空フィードスルーである、請求項9に記載のマルチベーンスロットルバルブ。
- スロットルバルブを使用する真空チャンバプロセス中に、電子ビーム真空蒸着システム内の熱と蒸着粒子が蒸着システムの真空ポンプに侵入することを防止する方法であって、
真空プロセスチャンバと共に使用するマルチベーンスロットルバルブを取得する工程であって、前記マルチベーンスロットルバルブがスロットルチャンバ本体のベーンチャンバハウジング内に配置された複数の回動可能なベーンを有し、前記ベーンチャンバハウジングが貫通開口部を有し、前記複数の回動可能なベーンの各々が回動軸を有する、前記取得する工程と、
前記複数の回動可能なベーンの各々の後面に旋回可能に接続され、且つ各それぞれの回動可能なベーンから離れて後方へ延びるレシプロカルベーンを備えるように、前記複数の回動可能なベーンの各々を構成する工程と、
各回動可能なベーンの向きを回動可能に調整する工程であって、それにより、前記真空プロセスチャンバ内の真空プロセス中に線形コンダクタンス制御を提供するように前記貫通開口部を通るガスの流れを制御するために前記それぞれの回動可能なベーンが回動させられるときに、前記それぞれの回動可能なベーンに略平行な位置と、前記それぞれの回動可能なベーンに対して横断する位置との間の範囲で前記レシプロカルベーンを旋回させる、前記調整する工程と
を含む方法。 - 前記回動可能なベーンの前記回動軸から前記レシプロカルベーンをオフセットすることを更に含む、請求項11に記載の方法。
- 前記構成する工程は、所定位置に固定された静止レシプロカルベーン角度調整アセンブリを取り付ける工程を含み、前記ベーン角度調整アセンブリは、前記レシプロカルベーンを支持するために十分な所定距離だけレシプロカルベーンに向かって横方向に延びるアセンブリピンを有する、請求項11に記載の方法。
- 前記構成する工程は、それぞれの回動可能なベーンの前記回動軸から所定距離だけ後方へ延びるアセンブリアームを配置する工程を更に含み、前記アセンブリピンは、前記アセンブリアームの遠位端に固定して取り付けられている、請求項13に記載の方法。
- 前記ベーン角度調整アセンブリを取り付ける工程は、アセンブリクランプを前記アセンブリアームの近位端へ、且つ前記スロットルバルブ内の不動要素へ固定してしっかり留める工程を含む、請求項14に記載の方法。
- 前記構成する工程が、レシプロカルベーンブラケットの回動可能なベーン部分を前記回動可能なベーンに固定する工程と、前記レシプロカルベーンブラケットのレシプロカルベーン部分を前記レシプロカルベーンに旋回可能に接続する工程とを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記角度調整アセンブリを取り付ける工程は、ピン磁気要素を前記アセンブリピン上に配置し、且つ該アセンブリピンに固定して取り付ける工程と、レシプロカルベーン磁気要素を前記レシプロカルベーンの前記支持される側に配置し、且つ該支持される側に固定して取り付ける工程とを含み、前記ピン磁気要素及び前記レシプロカルベーン磁気要素は、互いに面する同一の磁極を有して互いに反発し、非接触式のレシプロカルベーン角度調整を提供する、請求項13に記載の方法。
- 前記取得する工程が、複数の回動可能なベーンを取得する工程を含み、前記回動可能なベーンの各々が冷却剤ブロックを有し、該冷却剤ブロックは、前記回動可能なブレードの前記回動軸と同軸を有するように配置され、且つ前記回動可能なベーンに沿って長手方向に配置された冷却導管を形成する冷却流体経路を含む、請求項11に記載の方法。
- 前記取得する工程が、前記スロットルバルブの内部の真空チャンバプロセスと前記スロットルバルブの外部の大気圧との間で、前記複数の回動可能なベーンの各々を支持する真空フィードスルーを有するマルチベーンスロットルバルブを取得する工程を含む、請求項11に記載の方法。
- 前記取得する工程は、磁性流体真空フィードスルーである、前記複数の回動可能なベーンの各々を支持する真空フィードスルーを有するマルチベーンスロットルバルブを取得することを含む、請求項19に記載の方法。
- スロットルバルブを使用する真空チャンバプロセス中に、電子ビーム真空蒸着システム内の熱と蒸着粒子が蒸着システムの真空ポンプに侵入することを防止する方法であって、
前記スロットルバルブ内に配置された回動可能なベーンの向きを回動可能に調整する工程を含み、これにより、前記回動可能なベーンの後面に旋回可能に接続されたレシプロカルベーンを前記回動可能なベーンに対して横断する位置に旋回させ、前記レシプロカルベーンは、前記回動可能なベーンから離れて後方へ延び、且つ前記レシプロカルベーンを支持するアセンブリピンを有する静止角度調整アセンブリにより支持され、それにより、前記スロットルバルブに向かう熱及び蒸着粒子を前記蒸着システムの前記真空ポンプから逸らすことを含む、方法。 - 前記アセンブリピン上に配置され、且つ該アセンブリピンに固定して取り付けられたピン磁気要素と、前記アセンブリピンに対向する前記レシプロカルベーンの支持される側に配置され、且つ該支持される側に固定して取り付けられたレシプロカルベーン磁気要素とを更に備える、静止角度調整アセンブリ及びレシプロカルベーンを選択する工程を更に含み、前記ピン磁気要素及び前記レシプロカルベーン磁気要素は、互いに面する同一の磁極を有して互いに反発し、非接触式のレシプロカルベーン角度調整を提供する、請求項21に記載の方法。
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