JP2021134924A - 対称な流体流を提供するための真空弁 - Google Patents
対称な流体流を提供するための真空弁 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021134924A JP2021134924A JP2021026352A JP2021026352A JP2021134924A JP 2021134924 A JP2021134924 A JP 2021134924A JP 2021026352 A JP2021026352 A JP 2021026352A JP 2021026352 A JP2021026352 A JP 2021026352A JP 2021134924 A JP2021134924 A JP 2021134924A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- opening
- sealing
- vacuum
- disc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title description 18
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 57
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 109
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 44
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 10
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 10
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 10
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 41
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 24
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 13
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 9
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 8
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 229920002449 FKM Polymers 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229920006169 Perfluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
- F16K11/10—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit
- F16K11/20—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit operated by separate actuating members
- F16K11/22—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit operated by separate actuating members with an actuating member for each valve, e.g. interconnected to form multiple-way valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
- F16K1/16—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members
- F16K1/18—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps
- F16K1/20—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps with axis of rotation arranged externally of valve member
- F16K1/2021—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps with axis of rotation arranged externally of valve member with a plurality of valve members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
- F16K1/32—Details
- F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
- F16K1/36—Valve members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
- F16K1/32—Details
- F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
- F16K1/42—Valve seats
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
- F16K1/32—Details
- F16K1/52—Means for additional adjustment of the rate of flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/04—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/04—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
- F16K31/047—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor characterised by mechanical means between the motor and the valve, e.g. lost motion means reducing backlash, clutches, brakes or return means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K51/00—Other details not peculiar to particular types of valves or cut-off apparatus
- F16K51/02—Other details not peculiar to particular types of valves or cut-off apparatus specially adapted for high-vacuum installations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lift Valve (AREA)
- Details Of Valves (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
- Sliding Valves (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
Abstract
【課題】弁開口部を通る流れの正確な調整又は調節を提供し、さらに、弁開口部を通る均一な流れを提供する調整真空弁を提供する。【解決手段】第1の開口軸を定義する第1の弁開口部11aと、第1の弁座と、第1のバルブディスク13aとを含む、体積流量又は質量流量を調整し、流れの経路を気密な方法で遮断するための調整真空弁10に関する。弁は、第1のバルブディスク13aが、少なくとも開位置から閉位置までと、元に戻る方向とに調節可能なように構成され、第1のバルブディスク13aに結合された駆動装置をさらに含む。調整真空弁10は、第2の開口軸を定義する第2の弁開口部11bと、第2の弁座を有する。加えて、第2のバルブディスク13bが設けられる。調整真空弁の全体の弁開口部が、第1の弁部分開口部11aとしての第1の弁開口部と第2の弁部分開口部11bとしての第2の弁開口部とによって形成される。【選択図】図1a
Description
背景技術
本発明は、複数のバルブディスク及び対応する複数の弁部分開口部を有する調整真空弁に関する。
本発明は、複数のバルブディスク及び対応する複数の弁部分開口部を有する調整真空弁に関する。
一般的に、体積流量又は質量流量を調整し、バルブハウジングに形成された開口部を通ってつながる流れの経路を本質的に気密に閉じるための真空弁が、先行技術の様々な実施態様において公知であり、特に、保護された雰囲気中で、好ましくは汚染粒子の存在なしに行わなければならない、IC、半導体又は基板の製造の分野における真空チャンバシステムで使用される。
そのような真空チャンバシステムは、特に、処理又は製造されるべき半導体素子又は基板を受け入れるために設けられ、半導体素子又は他の基板を真空チャンバに出し入れするための少なくとも1つの真空チャンバ開口部と、真空チャンバを排気するための少なくとも1つの真空ポンプとを有する、少なくとも1つの排気可能な真空チャンバを含む。例えば、半導体ウェーハ又は液晶基板の生産プラントでは、高感度の半導体素子又は液晶素子が、プロセス真空チャンバ内に配置された部品が処理装置によって各々処理されるいくつかのプロセス真空チャンバを順次に通過する。プロセス真空チャンバ内の処理プロセス中にもチャンバからチャンバへの搬送中にも、高感度の半導体素子又は基板は常に保護された雰囲気中、特に無気環境になければならない。
この目的で、気体の入口又は出口を開閉するために周辺弁が使用され、部品の挿入及び取り外しのための真空チャンバの移送開口部を開閉するために移送弁が使用される。
半導体部品が通過する真空弁は、上記の適用分野及び関連付けられる寸法のために真空移送弁と呼ばれ、その開口部断面がほぼ長方形であるために長方形弁と呼ばれ、その通常の動作モードのために滑り弁、長方形滑り弁又は移送滑り弁と呼ばれる。
他方、周辺弁は、特に、真空チャンバと真空ポンプ又は別の真空チャンバとの間の気体の流れを制御又は調整するために使用される。周辺弁は、例えば、プロセス真空チャンバ又は移送チャンバと、真空ポンプ、大気又は別のプロセス真空チャンバとの間のパイプシステム内に配置される。そのような弁の開口部断面は、ポンプ弁とも呼ばれ、通常、真空移送弁の開口部断面よりも小さい。周辺弁は、用途に応じて、開口部を完全に開閉するためのみならず、開口部断面を全開位置と気密閉位置との間で連続して調節することによって流量を制御又は調整するためにも使用されるので、調整弁とも呼ばれる。気体流を制御又は調整するための1つの可能な周辺弁が振り子弁である。
米国特許第6,089,537号(Olmsted)から公知の典型的な振り子弁では、最初のステップは、通常は円形のバルブディスクを、通常はやはり円形の開口部を介して、開口部を解放する位置から開口部を覆う中間位置まで回転させることである。例えば、米国特許第6,416,037号(Geiser)や米国特許第6,056,266号(Blecha)に記載されるような、滑り弁の場合には、バルブディスクと開口部とは、通常長方形であり、この第1のステップでは、開口部を解放する位置から開口部を覆う中間位置まで直線的に押し込まれる。この中間位置では、振り子弁又は滑り弁のバルブディスクは、開口部を囲む弁座から少し離れて位置する。第2のステップでは、バルブディスクと弁座との間の距離が縮まって、バルブディスクと弁座とが互いに対して均等に押し付けられ、開口部は本質的に気密に閉じられる。この第2の移動は、好ましくは、弁座に対して実質的に垂直な方向で行われる。封止は、例えば、開口部を囲む弁座に押し付けられる、バルブディスクの閉側に配置された封止リングによって、又は、バルブディスクの閉側が押し付けられる、弁座上の封止リングによって行うことができる。この2段階の閉じプロセスのために、バルブディスクと弁座との間の封止リングは、第2のステップでのバルブディスクの移動が本質的に弁座に対して垂直な直線で行われるので、封止リングを破壊することになるせん断力をほとんど受けない。
様々な封止装置が、先行技術、例えば、米国特許第6,629,682(B2)号(Duelli)から公知である。真空弁内の封止リング及びシールに適する材料は、例えば、FKMとしても公知のフッ素ゴム、特に、「Viton」という商品名で公知のフッ素エラストマ、及びパーフルオロゴム、略してFFKMである。
閉じ部材がまず、シールと弁座との間の接触なしで開口部上を横方向に押され、次いで閉じ部材が、弁座上に本質的に垂直方向に押される、上記の多段階移動は、シールが、シールの横方向又は長手方向の負荷なしでほぼ垂直方向にだけ押されるという利点(粒子の回避)のみならず、弁開口部を通る媒体(プロセスガスなど)の流量を調整する可能性も提供する。
上記の弁は、特に、高感度の半導体素子の製造で使用されるため、特に、弁の作動とバルブクロージャ部材にかかる機械的負荷とによって引き起こされる粒子の生成及び弁チャンバ内の自由粒子の数は、すでに述べたように、可能な限り低く保たれなければならない。粒子の生成は、主に、例えば金属同士の接触や摩耗による、摩擦によって生じた結果である。
上記のように、調整真空弁が、プロセスチャンバ内で定義されたプロセス環境を設定するために使用される。調整は、通常、内部チャンバ圧力に関する情報を提供する圧力信号と、調整によって達成されるべき目標値、すなわち目標圧力とに基づくものである。バルブクロージャ(バルブディスク)の位置はその場合、目標圧力に特定の期間内に達するように調整の枠組み内で変更される。
上記の実施態様には、特に調整の場合に、これらの構造のうちの1つから結果として得られる調整曲線(単位時間にわたる体積流量)が、通常、不都合な曲線進行を伴って発生するという共通点がある。特に、ほぼ閉じた弁状態から完全に閉じた弁状態への遷移における曲線は、このプロセスで発生する「スナップ効果」に起因する明らかに不均一な曲線進行を示す。この場合には開口部を通る流れが突然遮断される。これにより非常に低い圧力での微調整が非常に困難に、又は不可能になる。
半導体製造に関連する別の重要な要因が、個々の処理ステップに必要なプロセスガスの使用及び取り扱いである。調整弁は、通常、定義された気体濃度を提供する、すなわち、弁を通る可変気体流出によって気体濃度を調整するという機能も担う。プロセスガスは、通常、排気開口部の反対のプロセスチャンバの側で供給される。
気体濃度及び大気圧に加えて、プロセスガスの最も均一な可能な分布もここでは、少なくとも処理されるべき基板の領域では、有利である。可能な限り対称な、すなわち、気体追加中と排気中の両方のプロセスチャンバを通る気体の流れがこれに関して役に立つ可能性がある。
米国特許第6,994,311(B2)号は、開いた弁位置にある開口部を通る対称な流れを発生させることを目的とする調整真空弁を開示している。バルブディスクは、ガイド(弁ロッド)の中央に浮かせてあり、開口部を通る体積流量をバルブディスクと弁座との間の距離の関数として調節できるように軸方向に案内することができる。
ただし、この解決策の不都合な点はやはり、バルブディスクを案内するために弁開口部の中心への機械的接続が存在しなければならないことである。この機械的接続により流れの対称性が少なくとも部分的に壊れ、接続要素における乱流につながる。
本発明はよって、一方では、弁開口部の、よって開口部を通る流れの正確な調整又は調節を提供し、他方では、弁開口部を通る均一な流れを提供する調整真空弁を提供するという目的に基づくものである。
特に、本発明の目的は、上記の改善点を比較的短いバルブクロージャ調節時間で提供することである。
この目的は、独立請求項の特徴の実現によって解決される。本発明を代替の又は有利な方法でさらに発展させる特徴は、従属請求項から理解される。
本発明は、流動挙動の均一性に関してプロセスボリュームからのプロセス流体の改善された流量及び流出を提供する、真空弁、特に調整真空弁の構造に関する。同時に、開状態から閉状態へ(又はその反対)の変更の調節時間を大幅に改善する、すなわち短縮することができる。
上記の利点及び改善点は、先行技術で公知の単一の弁開口部を、真空弁内の複数の弁部分開口部に細分することによって提供される。部分開口部は、中央の弁軸に関して対称に配置される。各弁部分開口部は、その都度弁座によって提供され、封止面で囲まれている。複数の弁部分開口部の面積の合計は、全体の弁開口部の面積になる。
全体の弁開口部の断面は、複数の弁部分開口部の開口部断面の合計であり、開口部断面は、弁部分開口部のそれぞれの開状態に、すなわち、それぞれのバルブクロージャによって解放された流れ面積に依存する。
複数のバルブクロージャ(バルブディスク)の弁開口部と関連付けられる構成とを同様に分割することにより、開位置で、すなわち、最大流量(体積流量)が提供されるときに、バルブクロージャがそれぞれの弁開口部を覆わなくなるか、又は少なくとも可能な最大限までは覆わなくなる構造を提供することができる。言い換えると、バルブディスクを、弁開口部が実質的に、特に完全に、覆われないように調節することができる。開位置では、バルブクロージャは、調整真空弁の第1のポートと第2のポートとを接続する流路(流れの通路)から完全に、又は実質的に完全に取り外され得る。
流路からバルブクロージャを取り外すことにより、流路内でバルブクロージャを結合するのに必要な機械的要素の構成を回避することができる。よって、開位置の流路には移動部品又は機械的部品が存在しない。開位置では弁座を定義する構造的に固定された構成のみが存在する。しかしながら、この固定構造を、有利には、中心軸に関して対称な形状及び寸法を有するようにも設計することができる。そのような設計は、あらゆる開条件で弁を通る対称性の高い流れを提供することができる。
本発明による真空弁は、少なくとも1つの駆動部品、特に、いくつかのバルブクロージャに対応するいくつかの駆動部品を含む、駆動装置を有する。駆動部品を、例えば、モータとして設計することができる。
よって本発明は、体積流量又は質量流量を調整し、流れの経路を気密な方法で遮断するための調整真空弁に関する。本調整真空弁は第1の弁座を有し、第1の弁座は、第1の開口軸を定義する第1の弁開口部と、第1の弁開口部を囲む第1の封止面とを有する。加えて、第1の封止面に対応する第1の接触面を有する第1のバルブディスクが設けられる。
本調整真空弁は、第1のバルブディスクを、少なくとも、第1のバルブディスクと第1の弁座とが互いに接触せずに存在する、開位置から、中間封止要素を介して第1の封止面と第1の接触面との間に軸方向に封止する接触があり、よって第1の弁開口部が気密な方法で閉じられる、閉位置までと、その逆とに調節することができるように設計され、第1のバルブディスクに結合された駆動装置をさらに有する(例えば電動式の)。
本発明によれば、調整真空弁は、第2の開口軸を定義する第2の弁開口部と、第2の弁開口部を囲む第2の封止面とを有する少なくとも1つの第2の弁座を含む。さらに、弁は、第2の封止面に対応する第2の接触面を有する第2のバルブディスクを含む。よって、調整真空弁の全体の弁開口部が、第1の弁部分開口部としての第1の弁開口部と第2の弁部分開口部としての第2の弁開口部とによって形成される。
少なくとも1つの弁座と1つのバルブクロージャとを各々含む、少なくとも2つのグループを設けることにより、真空弁の中心に関して対称な構成が可能になり、開位置のバルブクロージャによる弁開口部の重なりを少なくとも大部分回避することができる。よって、一方では、弁を通る対称な体積流量を、また他方では、比較的速い作動(すなわち、バルブクロージャの比較的小さい個々の質量に起因するバルブクロージャの速い調節)を、非常に柔軟な体積流量調整、すなわち、短時間での閉位置からの比較的大きい全体の開口部断面(及びその逆)も達成する可能性と共に提供することができる。
一実施態様では、調整真空弁は、第3の開口軸を定義する第3の弁開口部と、第3の弁開口部を囲む第3の封止面とを有する第3の弁座と、第3の封止面に対応する第3の接触面を有する第3のバルブディスクとを有する。全体の弁開口部はその場合、第3の弁部分開口部としての第3の弁開口部によってさらに形成される。
弁座とバルブディスクとの第3の組み合わせ又はさらなる組み合わせを配置することにより、弁の中心軸に関する弁開口部の対称性を得ることができ、よって、弁を通る体積流量の対称性(同心)をさらに高めることができる。
特に、駆動装置を、第2のバルブディスクに、特に第3のバルブディスクに、結合されたバルブディスクを、少なくとも、それぞれのバルブディスクとそれぞれの弁座とが互いに接触せずに存在する、それぞれの開位置から、それぞれの封止面とそれぞれの接触面との間にその間に位置するそれぞれの封止要素を介して軸方向に封止する接触があり、それぞれの弁部分開口部がそれによって気密な方法で閉じられる、閉位置までと、元に戻る方向とに、調節することができるように、結合することができる。
一実施態様では、調整真空弁は結合構成を有することができ、結合構成は、第1のバルブディスクと第2のバルブディスクとの、特に第3のバルブディスクとの機械的結合を提供し、それぞれのバルブディスクを駆動装置によって一緒に調節できるように駆動装置に接続されている。結合構成は、例えば、シャフト、ジョイント(ユニバーサルジョイントなど)、ベアリング及び/又はギア比を用いて実施することができる。
例えば、すべての結合されたバルブディスクの同時調節を機械的解決策によって提供することができる。このようにして、弁を通る均一で対称な流体流を、特に、弁部分開口部が最初に開き、すべての開口部を通る流れが体積流量又は質量流量に関して同じであり、同じままであるときにすでに、すべての開口部に同じ開口部断面を提供することによって実現することができる。
別の実施態様によれば、駆動装置は、少なくとも第1の駆動部品及び第2の駆動部品、特に第3の駆動部品、特にそれぞれのモータを有する。第1の駆動部品は第1のバルブディスクに結合されており、第2の駆動部品は第2のバルブディスクに結合されており、特に第3の駆動部品は第3のバルブディスクに結合されている。
前述の実施態様とは対照的に、この変形例では、バルブディスクの各々を個別に制御及び調節することができる。これにより弁を介した流動挙動の調節に関する柔軟性を高めることができる。例えば、プロセスチャンバ内の処理装置によって引き起こされる体積流量の非対称性を補正することができる。そのような補正は、個々の弁部分開口部に異なる開口部断面を提供することによって実施することができる。
特にチャンバ内の流動挙動を、例えば、基板を処理するためのチャンバ内の構成(例えば、チャック、固定具、電極など)によって引き起こされる非対称な流れを補正するように調節することができる。流れは、従来の弁を使用する場合にプロセスチャンバを介して対応して不均一になる。下流側の流れを本発明の弁を使用して調節可能とすることにより、流体の下流側の流れは、チャンバを通る非対称な流れを打ち消すことができ、最終的には、チャンバを通る全体として対称な流れが得られる。よって弁を通る流れはこれに対応して非対称(中心ではない、すなわち、中心軸に関して非対称)になり得る。
例えば、異なる(例えば反対の)弁側には異なる流速が存在する。
調整真空弁は特に、制御装置、特に調整装置を有することができ、駆動装置(及びその駆動部品)を、制御装置によって提供される制御信号によって、特に制御された変数によって制御することができる。特に、駆動装置の各駆動部品を、(個々の)制御信号によって個別に制御することができる。
一実施態様では、調整真空弁は、第1のポート及び第2のポートを有していてもよく、第1の弁座及び第2の弁座は、第1のポートと第2のポートとを相互接続し、流れの経路を定義する流路に配置されており、特に、第1のバルブディスク及び第2のバルブディスクは、少なくとも実質的に、特に完全に、流路の外側に開位置で配置される。
2つのポートを、特にプロセス又は真空チャンバと真空ポンプとの間の調整真空弁の構成のために設けることができる。弁の開状態を選択的に設定又は調整することにより、チャンバ内の目標圧力又は圧力曲線を、真空ポンプの側で真空を発生させることによって設定又は調整することができる。よって2つのポートは流路を定義し、この流路をバルブクロージャによって完全に又は部分的に塞ぐことができる。
一実施態様では、第1の弁部分開口部及び第2の弁部分開口部、特に第3の弁部分開口部を、調整真空弁の中心軸に関して対称に配置することができ、この中心軸は弁中心点を通って延在し、特に流路の中心軸を形成する。その形状により、弁は、一方では流体の流れの経路を、よって他方では流体の制限された流路を定義することができる。中心軸は、特にこの流路の中央に位置し、流路の延長に従って延在する。
バルブディスクのうちの少なくとも1つを、調節軸に沿って直線的に調節可能とすることができる。バルブクロージャも、直線的に調節可能であるように設計することができる。クロージャの接触面(封止面)は、移動中いつでも弁座の対応する封止面から円周方向に等距離とすることができる。封止面によって定義される第1の封止平面を、接触面によって定義される第2の封止平面(接触平面)に(常に)平行に整列させることができる。バルブクロージャは弁座に平行に移動される。あるいは、バルブクロージャを回転可能に取り付けることもできる。
一実施態様では、バルブディスクのうちの少なくとも1つが、回転軸の周りに回転可能に取り付けられたヒンジ式バルブクロージャの形であり得る。
駆動装置とバルブディスクのうちの少なくとも1つとを、少なくとも1つのバルブディスクを、少なくとも1つのバルブディスクが関連付けられた弁座に対して、第1の封止平面と第2の封止平面とが定義された角度を囲むような定義された方法で傾斜する微調整位置に調節することができるように特に設計することができ、相互作用させ、特にこれらを結合することができ、関連付けられた封止面は第1の封止平面を定義し、関連付けられた接触面は第2の封止平面を定義する。封止要素は、関連付けられた封止面又は接触面と完全に接触し、他方の封止面又は接触面と部分的にのみ接触することができる。
したがって、微調整位置では、閉位置の場合と比べてシールの表面積のより小さい割合が反対側の封止面と接触又は圧縮する状態にある。
そのような弁座とバルブクロージャとの間の特定の相対的な傾斜位置と、傾斜の関数としての弁開口部の調節可能な開口範囲とにより、有利な圧力及び流れ調整が可能になる。そのような調整は通常、例えば、プロセスガス及び関連要件を使用して目標圧力を設定するときに使用することができる。このようにして実施することができる開口部を通る媒体の連続した層流により、圧力変動を回避することができ、目標圧力により速く到達することができる。バルブディスクを弁座から完全に分離する(開位置)可能性が依然として提供されることは、流れの開口部を非常に大きくなるように選択できることも意味する。
開口角度が大きいことは流れの開口部が大きいこと、よって、単位時間あたりのより大きい体積の流れの可能性を意味する。開口角度を狭めることにより、弁座とバルブディスクの封止面又はシール間に完全な接触が生じ、よって部分開口部が完全に閉状態(閉位置)になるまで流れを徐々にかつ/又は連続して減らすことができる。
本発明による弁を用いれば、上記の流れを、有利に、すなわち、非常に低い圧力でさえも、実質的に対称な層流を提供及び維持しながら調整することができる。
一実施態様では、駆動装置及びバルブディスクのうちの少なくとも1つを、バルブディスクのうちの少なくとも1つが開位置から閉位置まで又は閉位置から開位置まで移動されるときに、少なくとも1つのバルブディスクが、閉位置に到達する前又は開位置に到達する前に微調整位置をとるように設計及び結合することができる。これは、例えば、駆動装置の対応する作動又は制御によって、例えば、弁座に対するバルブディスクの制御された角度調節によって実現することができる。
弁座の封止面の向きに関しては、一実施態様によれば、(弁座の)第1の封止面は、開口軸に平行な方向に面し、開口軸と直交して延在することができる。
本発明による一実施態様によれば、バルブディスクのうちの少なくとも1つは、その接触面の延長によって定義される第2の封止平面が開口軸に対して斜めに存在するように微調整位置に位置決めされる。
一実施態様では、第1の封止平面と第2の封止平面とは、開位置及び微調整位置では定義された角度αを囲み、第1の封止平面と第2の封止平面とは、閉位置では互いに本質的に平行に整列する。微調整位置から閉位置への移動中、角度αの値は、よって、「ゼロ」に絶えず接近して最終的に「ゼロ」になる。
一実施態様によれば、ただ1つの微調整位置を設定できるのみならず、バルブディスクの第2の微調整位置、いくつかの微調整位置、又は複数の微調整位置を、特に連続して設定することもできることを理解されたい。この場合、第1の封止平面と第2の封止平面とによって囲まれる角度αnはその都度異なり、第1の封止面と第2の封止面とは、封止要素(シール)によってその都度部分的にのみ接触する。よって、複数の微調整位置は、弁座に対するバルブディスクの異なる傾斜位置に各々対応し得る。特に、各傾斜位置を連続した閉運動中のそれぞれの微調整位置に割り当てることができる。
特に、調整真空弁を通る、特に少なくとも2つの弁開口部全体を通る定義された流動挙動は、調節可能及び/又は調整可能とすることができ、特に、流動挙動を、調整真空弁の中心軸に関して非対称に調節することができる。この中心軸は弁中心点を通って延在し、特に流路の中心軸を形成する。このようにして、チャンバ内の非対称性のために最初は非対称である流動挙動の少なくとも部分的な補正を実現することができる。
特に、微調整位置を、個別に又は連続して制御された方法で設定することができ、よって、弁開口部を通る媒体の体積流量又は質量流量の特に連続した調整を提供することができる。特に、流れを層流として維持することができる。そのような調整は、特に、バルブディスクの回転を提供するための、駆動装置のステップモータ又はサーボモータによって提供される。
一実施態様によれば、第1の弁座と第2の弁座とは共通平面に配置され得る。あるいは、第1の弁座と第2の弁座とは、第1の封止面によって定義される平面と第2の封止面によって定義される平面とが定義された角度を囲むような互いに対する角度で配置されてもよい。例えば、弁座は、定義された封止平面が仮想角錐の側面を各々含むように向けられ得る。
一実施態様では、整列は、弁座のそれぞれの弁開口部によって定義される開口軸が、それぞれの弁部分開口部の中心と交差し、それぞれの封止面の延長によって定義されるそれぞれの封止平面と直交して延在し、それぞれの開口軸が交差する、特に共通の交点で交差するようなものであり得る。共通の交点は、特に弁の中心軸上にある。
一実施態様によれば、駆動装置は、少なくとも1つのモータと、少なくとも1つのモータの制御下で長手方向軸に沿って移動させることができる少なくとも1つのガイド部品、特にガイドロッドとを有し、バルブディスクは、弁座に対してガイド部品と共に移動可能である。
長手方向軸の位置は、特に、例えば、プッシュロッドやガイドロッドとして設計若しくは指定される、ガイド部品の延長によって、かつ/又は駆動装置によって提供される直線運動の方向によって定義される。
本発明による装置を、純粋に例として、図面に概略的に示される具体的な例示的な実施態様によって以下でさらに詳細に説明し、本発明のさらなる利点も論じる。各図は以下の詳細を示す。
図1aに、閉位置の本発明による調整真空弁10の一実施態様の概略的断面図を示す。図2aに、やはり閉位置の、調整真空弁10の実施態様の平面図を示す。図1b及び図2bに、対応する開位置の調整真空弁10の実施態様を示す。
調整弁10は3つの弁部分開口部を有し、断面図にはそれら3つの開口部のうちの2つだけ11a、11bが示されている。図2a及び図2bには3つすべての部分開口部と、関連付けられたバルブディスク及び弁座との構成が示されている。
以下では、第1及び第2のバルブディスク、弁座及び関連付けられた部品を、一部、第3の弁部分開口部を表すものとしても参照する。第3の弁部分開口部の周りの設計はその他2つの弁部分開口部と本質的に類似している。
弁部分開口部11a〜11cは弁10の中心軸Zに関して対称に配置されている。中心軸Zは、弁10の流れの中心によって定義される。流れの中心は、各弁部分開口部によって一緒に提供される流体のための流れの経路又は流路の幾何学的中心に対応する。
したがって、調整真空弁10は、第1の弁座、第2の弁座、及び第3の弁座を有する。ここで、3つの弁座の各々が弁部分開口部11a〜11cを有し、弁部分開口部11a〜11cはそれぞれの封止面12a〜12cで囲まれている。弁座に対応して、第1のバルブディスク13a、第2のバルブディスク13b、及び第3のバルブディスク13cが設けられている。バルブディスク13a〜13cは、それらの接触面14a〜14c(ディスク側の封止面)が弁座の封止面12a〜12cに対応するように設計されている。したがって、接触面は各々、本質的に同じ形状、及びそれぞれに関連付けられた封止面に従った空間的広がりを有する。
各バルブディスク13a〜13cは、その接触面14a〜14cに、例えばOリング又は加硫ポリマー、特にフッ素重合体の形の封止手段、特にシールを有する。一例として、そのようなシールが、図1bの接触面14bに示されている。代替の実施態様によれば、封止手段を、代替として、又はこれに加えて、封止面12a〜12cの側に設けることもできる。
バルブディスクの数に従って、この実施態様によれば対応する数の駆動部品15a〜15cが設けられており、これらは合わさって弁10の駆動装置を形成している。各駆動部品15a〜15cは、結合ロッドによってバルブディスク13a〜13cに接続されている。
駆動部品15a〜15cは、バルブディスク13a〜13cの直線調節性が結合ロッドの延長によって定義されるそれぞれの軸に沿って提供されるように設計されている。ドライブは、例えば、リニアモータやステップモータとして設計されている。バルブディスク13a〜13c又は接触面14a〜14cの整列は、開状態と閉状態の両方で弁座又は封止面12a〜12cの整列に平行である。
図示の実施態様では、モータ15a〜15cが各バルブディスク13a〜13cと関連付けられている。代替の実施態様(ここでは図示されない)では、結合装置によってすべてのバルブディスクに接続される、ただ1つのモータを設けることができる。結合装置は、例えば、ジョイント、シャフト及び/又はギア比などを含み得る。よって、弁の開又は閉をすべての弁部分開口部の同時の開又は閉によって実施することができる。
3つの弁座は互いに対してある角度で配置されている。各封止面12a〜12cはその形状及び延長によって封止平面を定義する。
特に、弁座は、それぞれの封止平面が仮想の、特に正又は直線の、多角形の底面を有する角錐の異なる側面を囲むように整列されている。言い換えると、多角形の底面を有する仮想角錐の各側面が封止平面のうちの1つにある。図示の実施態様では、角錐の底面領域は三角形である。
個々の弁部分開口部11a〜11cのそのような構成により、開閉状態を提供するための機構がより単純であるという利点が提供される。開口部11a〜11cの開閉に加えて、駆動装置によって正確に制御することができる、ディスク13a〜13cの直線的な調節により、各個別の弁部分開口部11a〜11cと結果として得られる全体の弁開口部の両方の特定の開口部断面の設定も可能になる。
例えば、バルブディスクを関連付けられた弁座に徐々に接近させることにより、関連する弁部分開口部の開口部断面を、段階的に、特に連続して減らすことができる。
よって、調整真空弁10は、(1つ又は複数の)弁開口部を介した流体流の選択的な調節の可能性も提供する。プロセスチャンバ内で特定の内圧が提供されることになる場合、その場合好ましくは、一方では真空ポンプに、他方ではプロセスチャンバに接続された調整真空弁10を使用して、単位時間あたりに流出する流体の特定の量(質量又は体積)を設定することができる。例えば、圧力センサによって決定されたチャンバ内の内圧を制御された変数として使用することができる。あるいは、所定のルールを使用して制御された方法で開口部断面を設定及び変更することもできる。
調整真空弁10は、第1のポート16及び第2のポート17をさらに含む。ポートのうちの少なくとも1つはフランジとして形成され得る。弁座は、第1のポート16と第2のポート17とを接続するフローチャンバの流れの経路に配置される。
本発明は、3つ以上の弁部分開口部、弁座及びバルブディスクを有する実施態様にだけ及ぶのではなく、特に、2つの弁開口部、弁座及びバルブディスクを各々有する解決策も含むことに留意されたい。
図3に、本発明の別の実施態様を示す。調整真空弁20も、それぞれの弁部分開口部21a〜21cを通る流量を調節するために設けられた、3つの弁座と3つの対応するバルブディスク23a〜23cとを有する。
第2のポートの反対側の第1のポート26は、弁20の、特に、パイプライン、プロセスチャンバ、又は真空ポンプへの接続を提供する。
各バルブディスク23a〜23cは、それぞれの駆動部品25a〜25cに機械的に結合されており、よって、それぞれの直線調節軸に沿って調節することができる。機能原理、すなわち、流れの開、遮断及び調整は、よって、前の実施態様の機能原理と同様である。
各バルブディスク23a〜23cは、それぞれと関連付けられた駆動部品25a〜25cと共に弁アセンブリを形成している。各弁アセンブリはよって、さらなる固定部品及び封止部品に加えて、厳密に1つの駆動部品及び1つのバルブディスクを有する。バルブクロージャ23cとモータ25cとからなる弁アセンブリ28が図3では例として参照されている。類似したさらに2つのそのようなアセンブリが、バルブクロージャ23aとモータ25aとの組み合わせと、バルブクロージャ23bとモータ25bとの組み合わせとによって形成される。
図3に示されるように、調整真空弁20は、弁アセンブリがモジュール式で交換可能であるように設計されている。弁20のハウジング29は、3つの弁座を含み、このために円周方向に3つの凹部を有する。凹部の各々は弁座のうちの1つと関連付けられており、特に、この弁座の反対側に配置されている。
凹部と弁アセンブリ28とは、アセンブリ28がその固定手段によって凹部に挿入可能及び接続可能であるように、互いに適応するように形成されている。そのような固定は、例えば、ねじ接続又は締め付けによって行うことができる。好ましくは、凹部の周りに通っている接触面と対応する弁アセンブリ28の接触面との間にシールが設けられる。
モジュール式設計により、欠陥部品や摩耗した部品の比較的簡単な交換が可能になる。例えば、バルブディスク23a〜23cの側に配置された封止要素は、閉位置の出し入れの調節ごとに材料応力にさらされ、したがって、定期的に交換又は更新されなければならない。有利なモジュール式設計により、従来の弁解決策と比較して、この保守活動の時間の大幅な節約を実現することができる。
図4a、図4b及び図5a、図5bに、本発明による調整真空弁30の第3の実施態様の断面図及び平面図を示す。図4a及び図5aに開位置の弁30を示し、図4b及び図5bに閉位置の弁30を示す。
この実施態様はやはり、それぞれの円周方向の封止面32a〜32cとそれぞれの弁部分開口部31a〜31cとを有する3つの弁座を含む。弁座又は封止面32a〜32cはここでは共通平面に配置されている。弁部分開口部31a〜31cは、同じ形状及び寸法を各々有するが、隣接する開口部に対して120°各々回転される。
調整真空弁30は、接触面34a〜34cを有する3つのバルブクロージャ33a〜33c(バルブディスク)も有し、その封止要素は、閉位置で弁座の封止面32a〜32cと封止するように相互作用する。
バルブクロージャ33a〜33cの各々は、それぞれの回転軸を中心に回転するように取り付けられている。加えて、バルブクロージャ33a〜33cの各々はそれぞれの駆動部品35a〜35c(モータ)に結合されている。モータ35a〜35cによって、バルブディスク33a〜33cは、制御された方法で回転軸の周りを回転可能である。バルブディスク33a〜33cはよって、フラップとして働く。それぞれのフラップの閉じ側によって定義される表面とそれぞれの封止面の延長によって定義される封止平面とが、この場合は可変の開口角度αを囲み、弁部分開口部のそれぞれの開口部断面がそれぞれの開口角度αと相関する。
モータ35a〜35cの各々は個別に制御可能である。調整真空弁30は、モータと相互作用し、モータを場合により個別に制御することができるか、又はフラップ33a〜33cの調節を対応する制御によって同期的に行うことができるように設計された制御又は調整装置も有する。この目的で、制御又は調整装置は、対応するアルゴリズム及び機能を有する。したがってフラップ33a〜33cを、例えば、フラップ33a〜33cが閉位置に移動されたときに、この閉位置を同時に提供するように、同時に、同期的に移動させることができる。
バルブクロージャ33a〜33cの回転可能なベアリングの1つの利点は、高精度の微調整機能を提供することである。直線的なバルブディスクの運動とは対照的に、クロージャ33a〜33cの折り畳みにより、非常に細かい開状態変更ステップによって、特に非常に低い圧力での、弁の開状態の非常に細かい調節が可能になり、これらの変更ステップは、(所与の開口角度α>0で)回転軸からの距離が増加すると共にフラップから弁座までの距離が増加するために与えられる。
先行技術の弁によくある、非常に小さい開口角度でパチンと閉じる可能性がある問題が、提案の解決策を用いて複数のバルブディスクを設け、結果としてバルブディスク1つあたりの操作力が下がることによって回避される。
調整真空弁30は、第1のポート36及び第2のポート37をさらに含む。ポートのうちの少なくとも1つはフランジとして形成され得る。弁座は、第1のポート36と第2のポート37とを接続するフローチャンバの流れの経路に配置される。
図6に、図4及び図5による調整真空弁30の斜視図を示す。弁座は、弁座によって定義される弁部分開口部31a〜31cが、互いに平行に整列されたそれぞれの開口軸39a〜39cを定義するように設計されている。開口軸39a〜39cは、それぞれの弁部分開口部31a〜31cの中心と交差し、封止面32a〜32cによって定義される封止平面と直交して延在する。
また全体の弁開口部を複数の部分開口部に分割することにより、複数のバルブクロージャが設けられ、よって個々のクロージャの質量を個別に減らすことができるという利点も提供される。移動されるべき質量がより低いため、大幅に短い調節時間を実現することができ、すなわち、バルブクロージャのうちの1つ又は全部を開位置から閉位置まで(又はその逆に)移動させるのに必要な時間を短縮することができる。
図7に、気体入口41を有するプロセスチャンバ40と、処理されるべく、プロセスチャンバ40に配置された基板1とを示す。
プロセスチャンバ40の気体入口41と反対の側には、気体出口に接続された本発明による調整真空弁50が、2つの弁部分開口部51a、51bを有する別の実施態様に従って設けられている。各弁開口部は、真空弁50のそれぞれの弁座によって提供されている。バルブクロージャ53a、53bは各弁部分開口部51a、51bと関連付けられている。弁50の2つのバルブクロージャ53a、53bは、それぞれの回転軸の周りをヒンジで動くように各々設計されている。フラップ53a及び53bを調節することにより、開口角度、よって時間あたりの流量を変更及び設定することができる。
プロセスチャンバを通る流体の流れが矢印で示されている。複数の弁部分開口部51a及び51bが設けられた調整真空弁50の特定の設計により、弁50を通る流体の対称な流れが提供される。さらに、複数の部分開口部によって形成された、中心弁軸Zに関して対称に構成された全体開口部を設けることにより、プロセスチャンバ40からの流体の流出も対称に(同心)実行することができる。
処理のために、基板1は好ましくは、基板1の静電保持を可能にするチャック上に置かれている。プロセスガスの流れも、対称な弁開口部によってチャックを中心として同心円状に(均一に)誘導することができる。
そのような対称な、均一又は同心円状の流動挙動は、これにより基板全体にプロセスガスのそのような均一な分布が得られるため、真空又は低圧条件の下での基板の処理に非常に有利である。その結果、例えば、堆積プロセス又はエッチングプロセスを非常に均一に、高い品質及び信頼性で実行することができることになる。
図8に、気体入口41を有するプロセスチャンバ40と、処理される基板のためにプロセスチャンバ40内に配置された処理装置45との実施態様を示す。
プロセスチャンバ40の気体入口41と反対の側には、やはり、気体出口に接続され、2つの弁部分開口部51a、51bを有する本発明による調整真空弁50がある。各弁開口部は、真空弁50のそれぞれの弁座によって提供されている。バルブクロージャ53a、53bは各弁部分開口部51a、51bと関連付けられている。弁50の2つのバルブクロージャ53a、53bは、それぞれの回転軸の周りをヒンジで動くように各々設計されている。フラップ53a及び53bを調節することにより、それぞれの開口角度、よってそれぞれの時間あたりの流量を、弁部分開口部51a、51bごとに個別に変更及び設定することができる。
処理装置45は、プロセスチャンバ40内に非対称に配置されている。処理装置45のそのような構成は、一般的な真空プロセスの性能を提供する場合の常である。例えば、処理装置45は、チャンバ40の一方の側のみに取り付けられている。よって、処理装置45はチャンバ40の中央に配置されず、この配置又は取り付けのみが、チャンバ40を通る流体の非対称な流れを引き起こす。その結果、流体は処理装置45の周りを不均一に流れる。
そのようなチャンバ40を通る非対称な流体流を、本発明による調整真空弁50によって補正することができる。個々の弁部分開口部51a、51bの異なる開状態を提供することにより、気体流に関する非対称性を補正することができる。この目的で、バルブクロージャ53a、53bは異なる傾斜位置(開口角度)に設定され、それによって異なる開口部断面がその都度提供される。流体の流出はその場合、もはや弁を通る中央では発生しなくなり、やはり中心軸に対して弁内で非対称に発生する。
異なる開状態のために、流体流を、チャンバ断面にわたって異なる程度に設定することができる。言い換えると、気体の流動挙動をチャンバの異なる領域ごとに異なる程度に設定することができ、例えば、対向するチャンバ壁で異なる流速を設定することができる。
弁を通る流体流のそのような可変的調節により、処理装置45によって引き起こされる不均一で、むらのある流動挙動を、結果として得られる処理装置45の周りの流れが対称(均一)になるように補正することができる。
示されている各図は、可能な例示的な実施態様の概略図にすぎないことを理解されたい。本発明によれば、様々な手法を互いに、また、真空条件下のプロセスボリュームの体積流量又は圧力を調整するための先行技術の方法及び装置と組み合わせることもできる。
Claims (18)
- ・第1の開口軸(39a)を定義する第1の弁開口部(11a、21a、31a、51a)と、前記第1の弁開口部(11a、21a、31a、51a)を囲む第1の封止面(12a、32a)とを有する第1の弁座と、
・前記第1の封止面(12a、32a)に対応する第1の接触面(14a、34a)を有する第1のバルブディスク(13a、23a、33a、53a)と、
・少なくとも、
前記第1のバルブディスク(13a、23a、33a、53a)と前記第1の弁座とが互いに対して非接触関係にある開位置、から、
中間封止要素を介して前記第1の封止面(12a、32a)と前記第1の接触面(14a、34a)との間に軸方向に封止する接触が存在し、前記第1の弁開口部(11a、21a、31a、51a)がそれによって気密な方法で閉じられる閉位置、までと、
元に戻る方向とに、調節することができるように設計され、前記第1のバルブディスク(13a、23a、33a、53a)に結合された駆動装置と
を含む、体積流量又は質量流量を調整し、流れの経路を気密な方法で遮断するための調整真空弁(10、20、30、50)であって、
前記調整真空弁(10、20、30、50)が少なくとも、
・第2の開口軸(39b)を定義する第2の弁開口部(11b、21b、31b、51b)と、前記第2の弁開口部(11b、21b、31b、51b)を囲む第2の封止面(12b、32b)とを有する第2の弁座と、
・前記第2の封止面(12b、32b)に対応する第2の接触面(14b、34b)を有する第2のバルブディスク(13b、23b、33b、53b)と
を含み、
前記調整真空弁の全体の弁開口部が、第1の弁部分開口部としての少なくとも前記第1の弁開口部(11a、21a、31a、51a)と第2の弁部分開口部としての前記第2の弁開口部(11b、21b、31b、51b)とによって形成される
ことを特徴とする、調整真空弁(10、20、30、50)。 - 前記調整真空弁(10、20、30、50)が、
・第3の開口軸(39c)を定義する第3の弁開口部(11c、21c、31c)と、前記第3の弁開口部(11c、21c、31c)を囲む第3の封止面(12c、32c)とを有する第3の弁座と、
・前記第3の封止面(12c、32c)に対応する第3の接触面(14c、34c)を有する第3のバルブディスク(13c、23c、33c)と
を含み、
前記全体の弁開口部が、前記第3の弁部分開口部としての前記第3の弁開口部(11c、21c、31c)によってさらに形成される
ことを特徴とする、請求項1に記載の調整真空弁(10、20、30、50)。 - 前記駆動装置が、前記第2のバルブディスク(13b、23b、33b、53b)に、特に前記第3のバルブディスクに、前記結合されたバルブディスクを少なくとも、
・前記それぞれのバルブディスクと前記それぞれの弁座とが互いに対して非接触位置にある、それぞれの開位置、から、
・それぞれの中間封止要素を介して前記それぞれの封止面と前記それぞれの接触面との間に軸方向に封止する接触が存在し、前記それぞれの弁部分開口部がそれによって気密な方法で閉じられる、閉位置、までと、
元に戻る方向とに、調節することができるように結合されている
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の調整真空弁(10、20、30、50)。 - 前記調整真空弁(10、20、30、50)が結合構成を含み、前記結合構成が、前記第1のバルブディスク(13a、23a、33a、53a)と前記第2のバルブディスク(13b、23b、33b、53b)との、特に前記第3のバルブディスク(13c、23c、33c)との機械的結合を提供し、前記それぞれのバルブディスクを前記駆動装置によって一緒に調節することができるように前記駆動装置に接続されていることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の調整真空弁(10、20、30、50)。
- ・前記駆動装置が、少なくとも第1の駆動部品(15a、25a、35a)及び第2の駆動部品(15b、25b、35b)、特に第3の駆動部品、特にそれぞれのモータを有し、
・前記第1の駆動部品(15a、25a、35a)が前記第1のバルブディスク(13a、23a、33a、53a)に結合されており、前記第2の駆動部品(15b、25b、35b)が前記第2のバルブディスク(13b、23b、33b、53b)に結合されており、特に前記第3の駆動部品が前記第3のバルブディスクに結合されている
ことを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の調整真空弁(10、20、30、50)。 - 前記調整真空弁(10、20、30、50)が、制御装置、特に調整装置を有し、前記駆動装置を、前記制御装置によって提供される制御信号に基づいて、特に制御された変数に基づいて制御することができることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の調整真空弁(10、20、30、50)。
- 前記駆動装置の各駆動部品が、前記制御信号によって個別に制御可能であることを特徴とする、請求項6又は7に記載の調整真空弁(10、20、30、50)。
- 前記調整真空弁(10、20、30、50)が、第1のポート(16、26、36)及び第2のポート(17、27、37)を有し、前記第1の弁座及び前記第2の弁座が、前記第1のポート(16、26、36)と前記第2のポート(17、27、37)とを互いに接続する流路に配置されており、特に、前記第1のバルブディスク及び前記第2のバルブディスクが、少なくとも実質的に、特に完全に、前記流路の外側に前記開位置で存在することを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の調整真空弁(10、20、30、50)。
- 前記バルブディスクのうちの少なくとも1つが、回転軸の周りに回転可能に取り付けられたフラップバルブクロージャとして設計されていることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の調整真空弁(10、20、30、50)。
- 前記駆動装置と前記バルブディスクのうちの前記少なくとも1つとが、前記バルブディスクのうちの前記少なくとも1つを微調整位置に移動させることができるように設計され、協働し、特に結合されており、
・前記バルブディスクのうちの前記少なくとも1つが、前記関連付けられた弁座に対して、第1の封止平面と第2の封止平面とが定義された角度αを囲むように定義されるように傾斜しており、前記関連付けられた封止面が前記第1の封止平面を定義し、前記関連付けられた接触面が前記第2の封止平面を定義し、
・前記封止要素が、前記関連付けられた封止面又は接触面と完全に接触し、他方の封止面又は接触面と部分的にのみ接触する
ことを特徴とする、請求項9に記載の調整真空弁(10、20、30、50)。 - 前記駆動装置と前記バルブディスクのうちの前記少なくとも1つが、前記バルブディスクのうちの前記少なくとも1つが前記開位置から前記閉位置まで又は前記閉位置から前記開位置まで移動されるときに、前記少なくとも1つのバルブディスクが、前記閉位置に到達するか又は前記開位置に到達する前に前記微調整位置をとるように設計及び結合されていることを特徴とする、請求項9又は10に記載の調整真空弁(10、20、30、50)。
- ・前記第1の封止面(12a、32a)が、前記開口軸(39a)に平行な方向に面し、前記開口軸(39a)と直交して延在し、
・前記バルブディスクのうちの前記少なくとも1つが、前記接触面の延長によって定義される前記第2の封止平面が前記開口軸(39a)に対して斜めであるように前記微調整位置に位置決めされ、
・前記第1の封止平面と前記第2の封止平面とが、前記開位置及び前記微調整位置でそれぞれの定義された角度α>0°を囲み、
・前記第1の封止平面と前記第2の封止平面とが、前記閉位置で本質的に平行に整列する
ことを特徴とする、請求項の9から11のいずれか一項に記載の調整真空弁(10、20、30、50)。 - 前記バルブディスクのうちの前記少なくとも1つの第2の微調整位置、いくつかの微調整位置又は複数の微調整位置が、特に連続して調節可能であり、
・前記第1の封止平面及び前記第2の封止平面によってそれぞれ囲まれる前記角度αnがその都度異なり、
・前記封止要素が、前記関連付けられた封止面又は接触面とその都度完全に接触し、他方の封止面又は接触面と部分的にのみ接触し、
特に、前記調整真空弁(10、20、30、50)を通る、特に前記少なくとも2つの弁開口部全体を通る定義された流動挙動を設定及び/又は調整することができ、特に、前記流動挙動を、前記調整真空弁(10、20、30、50)の中心軸(Z)に対して非対称に設定することができ、前記中心軸(Z)が弁中心点を通って延在し、特に前記流路の中心軸を形成することを特徴とする、請求項の9から12のいずれか一項に記載の調整真空弁(10、20、30、50)。 - 前記微調整位置を、個別に又は連続して制御された方法で調節することができ、よって、前記弁部分開口部を通る媒体の前記体積流量又は質量流量の特に連続した制御を提供することができることを特徴とする、請求項13に記載の調整真空弁(10、20、30、50)。
- 前記バルブディスクのうちの少なくとも1つが、調節軸に沿って直線的に調節可能であることを特徴とする、請求項1から14のいずれか一項に記載の調整真空弁(10、20、30、50)。
- 前記第1の弁部分開口部(11a、21a、31a、51a)及び前記第2の弁部分開口部(11b、21b、31b、51b)、特に前記第3の弁部分開口部が、前記調整真空弁(10、20、30、50)の中心軸(Z)に関して対称に配置されており、前記中心軸(Z)が弁中心点を通って延在し、特に前記流路の中心軸を形成することを特徴とする、請求項1から15のいずれか一項に記載の調整真空弁(10、20、30、50)。
- ・前記第1の弁座と前記第2の弁座とが共通平面に配置されているか、又は、
・前記第1の弁座と前記第2の弁座とが、前記第1の封止面によって定義される平面と前記第2の封止面によって定義される平面とが定義された角度βを囲むように互いに対して傾斜して配置されている
ことを特徴とする、請求項1から16のいずれか一項に記載の調整真空弁(10、20、30、50)。 - ・弁座の前記それぞれの弁開口部によって定義される前記開口軸が、前記それぞれの弁部分開口部の前記中心点と交差し、前記それぞれの封止面の前記延長によって定義される前記それぞれの封止平面と直交して延在し、
・前記それぞれの開口軸が交差し、特に共通の交点で交差する
ことを特徴とする、請求項1から17のいずれか一項に記載の調整真空弁(10、20、30、50)。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020001179.9 | 2020-02-24 | ||
DE102020001179.9A DE102020001179A1 (de) | 2020-02-24 | 2020-02-24 | Vakuumventil zur Bereitstellung eines symmetrischen Fluidflusses |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021134924A true JP2021134924A (ja) | 2021-09-13 |
Family
ID=77176049
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021026352A Pending JP2021134924A (ja) | 2020-02-24 | 2021-02-22 | 対称な流体流を提供するための真空弁 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20210278000A1 (ja) |
JP (1) | JP2021134924A (ja) |
KR (1) | KR20210108321A (ja) |
CN (1) | CN113294563A (ja) |
DE (1) | DE102020001179A1 (ja) |
TW (1) | TW202146799A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021003351A1 (de) | 2021-06-30 | 2023-01-05 | Vat Holding Ag | Vakuumbearbeitungssystem mit einer Prozesskammer mit einem Vakuumregelventil |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4148340A (en) * | 1970-08-03 | 1979-04-10 | Process Systems, Inc. | Digital fluid flow control system |
US3746041A (en) * | 1971-02-02 | 1973-07-17 | Process Systems | Fluid flow control system |
US3942553A (en) * | 1974-01-10 | 1976-03-09 | Process Systems, Inc. | Digital fluid flow control system with trim adjustment |
US4170245A (en) * | 1978-03-03 | 1979-10-09 | Fmc Corporation | Digital control valve |
US5123445A (en) * | 1991-05-31 | 1992-06-23 | Chung Shan Sheen | Water tap |
US5906223A (en) * | 1996-09-16 | 1999-05-25 | Itt Industries, Inc. | Chromatography valve assembly |
DE19746241C2 (de) | 1997-10-20 | 2000-05-31 | Vat Holding Ag Haag | Einrichtung zum Verschließen einer Öffnung |
US6089537A (en) | 1999-06-23 | 2000-07-18 | Mks Instruments, Inc. | Pendulum valve assembly |
US6416037B1 (en) | 2001-01-11 | 2002-07-09 | Vat Holding Ag | Vacuum pipe |
US6629682B2 (en) | 2001-01-11 | 2003-10-07 | Vat Holding Ag | Vacuum valve |
DE20216761U1 (de) * | 2002-10-31 | 2004-03-11 | Robert Bosch Gmbh | Ventilanordnung zur Verhinderung von Rückströmungen in einem Strömungskanal |
US6994311B2 (en) | 2003-06-27 | 2006-02-07 | Vat Holding Ag | Regulating vacuum valve |
US9645585B2 (en) * | 2009-01-15 | 2017-05-09 | Robertshaw Controls Company | Variable flow digital gas valve |
DE102014009178B4 (de) * | 2014-06-21 | 2019-05-02 | Festo Ag & Co. Kg | Rückschlagventil und damit ausgestattete Vakuum-Arbeitsvorrichtung |
EP3258149A1 (de) * | 2016-06-14 | 2017-12-20 | VAT Holding AG | Vakuumventil zur regelung eines flusses und zur unterbrechung eines fliessweges |
US12066116B2 (en) * | 2021-06-02 | 2024-08-20 | Robertshaw Controls Company | Double flow rate gas solenoid valve |
-
2020
- 2020-02-24 DE DE102020001179.9A patent/DE102020001179A1/de active Pending
-
2021
- 2021-02-19 KR KR1020210022463A patent/KR20210108321A/ko active Search and Examination
- 2021-02-22 JP JP2021026352A patent/JP2021134924A/ja active Pending
- 2021-02-22 CN CN202110196117.1A patent/CN113294563A/zh active Pending
- 2021-02-23 TW TW110106230A patent/TW202146799A/zh unknown
- 2021-02-23 US US17/182,999 patent/US20210278000A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20210278000A1 (en) | 2021-09-09 |
TW202146799A (zh) | 2021-12-16 |
DE102020001179A1 (de) | 2021-08-26 |
KR20210108321A (ko) | 2021-09-02 |
CN113294563A (zh) | 2021-08-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7428915B2 (en) | O-ringless tandem throttle valve for a plasma reactor chamber | |
KR102291707B1 (ko) | 흐름을 조절하고 유로를 차단하기 위한 진공 밸브 | |
US8136793B2 (en) | Valve arrangement | |
RU2327074C2 (ru) | Регулирующий клапан, устройство измерения и регулирования потока | |
US9429248B2 (en) | Process chamber gas flow apparatus, systems, and methods | |
US7004453B1 (en) | Pendulum valve with a full range of position control | |
JP5587315B2 (ja) | 気密なシャフト貫通部を備える真空バルブ | |
JP2008051171A (ja) | 真空バルブ | |
JP2013032840A (ja) | 流路を実質的に気密的に遮断するための弁 | |
KR101825503B1 (ko) | 가스 유동 패턴을 제어하기 위한 프로세스 챔버 장치, 시스템들, 및 방법들 | |
JP2021134924A (ja) | 対称な流体流を提供するための真空弁 | |
KR102369536B1 (ko) | 진공 프로세스의 조절된 작동을 위한 진공 밸브 시스템 | |
JP2013502542A (ja) | 実質的に気密式に流路を遮断するためのバルブ | |
KR101866368B1 (ko) | 분체 비산형 메탈 시트 볼밸브 | |
CN106931184B (zh) | 节流阀 | |
US20230001529A1 (en) | Vacuum machining system having a process chamber with a vacuum regulating valve | |
TW202424376A (zh) | 真空閥的關閉組件 | |
JPH0453126A (ja) | 表面処理装置 | |
CN118696193A (zh) | 带有压力传感器的真空角阀 | |
KR100632067B1 (ko) | 반도체 소자 제조용 압력 안정화 챔버 | |
JPS6313969A (ja) | 制御バルブ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240104 |