KR101908536B1

KR101908536B1 - 진공 챔버용 폐쇄 또는 에어록 장치 및 이를 이용한 진공 챔버 개구부의 폐쇄 방법

Info

Publication number: KR101908536B1
Application number: KR1020167032242A
Authority: KR
Inventors: 율리히 올덴도르프; 크리스토프 크레센
Original assignee: 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 2014-06-10
Filing date: 2015-06-10
Publication date: 2018-10-16
Also published as: CN106461120A; KR20170002462A; CN106461120B; DE102014008170A1; JP6431096B2; JP2017523354A; WO2015189263A1

Abstract

본 발명은 진공 챔버(12)를 위한 폐쇄 또는 에어록 장치에 관한 것이며, 상기 폐쇄 또는 에어록 장치는, - 진공 챔버(12) 상에 배치될 수 있으면서 진공 챔버(12)의 개구부(14)를 에워싸는 카운터 플레이트(16)와, - 카운터 플레이트(16)에 상대적으로 이동 가능하게 지지되어 폐쇄 위치(28)에서는 카운터 플레이트(16) 상에서 개구부(14)를 폐쇄하는 폐쇄 커버(18)와, - 카운터 플레이트(16)와 폐쇄 커버(18) 사이에서 작용하는 폐쇄력(S)을 생성하기 위해 카운터 플레이트(16) 및 폐쇄 커버(18)와 연동되는 적어도 하나의 폐루프 제어형 자석 유닛(30)과, - 폐쇄 커버(18)와 카운터 플레이트(16) 사이의 이격 간격(41)의 측정을 위한 적어도 하나의 이격 간격 측정 유닛(40)을 포함하며, - 자석 유닛(30)은 이격 간격 측정 유닛(40)에 의해 측정되는 카운터 플레이트(16)와 폐쇄 커버(18) 간의 이격 간격(41)에 따라서 폐루프 제어로 제어될 수 있다.

Description

진공 챔버용 폐쇄 또는 에어록 장치 및 이를 이용한 진공 챔버 개구부의 폐쇄 방법{CLOSURE OR AIRLOCK DEVICE FOR A VACUUM CHAMBER AND METHOD FOR CLOSING A VACCUM CHAMBER OPENING USING THE SAME}

본 발명은 진공 챔버를 위한 폐쇄 또는 에어록 장치에 관한 것이며, 폐쇄 또는 에어록 장치는, 진공 챔버 상에 배치될 수 있으면서 진공 챔버의 개구부를 에워싸는 카운터 플레이트와, 이 카운터 플레이트에 상대적으로 이동 가능하게 지지되어 폐쇄 위치에서는 카운터 플레이트 상에서 진공 챔버의 개구부를 폐쇄하는 폐쇄 커버를 포함한다. 그 밖에, 본 발명은, 상기 유형의 폐쇄 또는 에어록 장치를 이용하여 진공 챔버의 개구부를 폐쇄하기 위한 방법에도 관한 것이다.

진공 챔버들을 위한 에어록 및 폐쇄 장치들은 종래 기술에서 충분히 공지되어 있다. 이렇게 예컨대 WO 2005/121621 A1은, 제1 수용 용기(receiving vessel)와 제2 수용 용기 사이의 벽부에 배치되는 에어록 개구부를 위해 제공되고 제1 수용 용기의 내부 공간에 배치되는 차단 장치(shut-off device)와 이 차단 장치에 할당된 카운터 플레이트를 포함하는 일반적인 에어록 장치를 기재하고 있다. 여기서 플랜지 유형으로 형성되어 개구부를 에워싸는 카운터 플레이트는 외주를 따라 연장되는 실링을 구비하며, 이 실링 쪽으로는 차단 장치가 밀봉 방식으로 압착된다.

요구되는 기밀성의 준수를 위해, 특히 진공 챔버의 내부에서 고진공 조건들의 준수를 위해, 추구할 가치가 있는 점으로서, 차단 장치는 개구부의 둘레에 원주방향으로 분포되어 위치하는 실링의 영역들로 최대한 균일하게 밀착되어야 한다. 실링 상으로 전체 실링에 걸쳐 균일하고 동일한 압착력을 가하는 점은, 차단 장치 또는 폐쇄 커버의 치수가 수 데시미터 또는 미터 범위일 때, 적은 수 밀리미터의 실링 지름을 갖는 실링들에서는 설계적 및 제조 기술적 관점에서 특히 어렵다.

예컨대 0.5 내지 5㎡ 또는 그 이상의 범위인 폐쇄 커버의 면적에 걸쳐서 실링 링을 압착하는 약 0.5㎜ 내지 2㎜의 이동거리(travel)의 실현은 설계상, 그리고 제조 기술적으로 특히 복잡한 것으로서 증명된다. 또한, 전형적으로 금속으로 제조되는 카운터 플레이트 및 폐쇄 커버의 직접적인 접촉은 요구되는 클린룸 조건들의 이유에서, 그리고 이에 수반되어 진공 챔버의 주변에서 요구되는 입자 자유도의 이유에서 반드시 방지되어야 한다.

또한, 폐쇄 또는 에어록 장치를 폐쇄할 때, 실링과 이 실링 상에 안착되는 금속 컴포넌트 사이에서, 전형적으로는 실링과 폐쇄 커버 사이에서 필시 발생하는 만일의 전단 이동(shear movement)은 요구되는 클린룸 조건 및 입자 자유도의 준수를 이유로 반드시 방지되거나, 또는 최소로 감소되어야 한다.

이에 추가로, 전형적으로 탄성 중합체 소재로, 예컨대 고무로 제조되는 실링은 노후화 과정으로 노후화될 수 있고 실링의 탄성 특성은 폐쇄 또는 에어록 장치의 지속적인 사용과 더불어 변할 수 있다. 또한, 진공 챔버가 상이한 진공 또는 압력 레벨 조건에서 작동되는 점도 생각해볼 수 있다. 폐쇄 또는 에어록 장치가 진공 챔버의 내부를 대기압 또는 다른 주변 압력에 대해, 예컨대 이웃한 진공 챔버의 다른 압력에 대해 밀봉하는 점에 한해, 실링 상에 작용하는 압착력은 진공 챔버 내에 각각 우세하게 존재하는 압력에 따라서 가변할 수 있고, 폐쇄 또는 에어록 장치의 금속 부품들과 실링 간에 상대 이동이 발생할 수 있다.

배경기술에서 언급한 점에 한해서, 본 발명의 과제는, 명확하면서도 특히 균일한 압착력이 실링 상에 가해질 수 있게 하고 하우징 측 카운터 플레이트와 폐쇄 커버 사이에 사전 설정된 이격 간격 또는 요구되는 간극이 정확하게 설정될 수 있게 하는, 진공 챔버를 위한 개량된 폐쇄 또는 에어록 장치 및 진공 챔버를 폐쇄하기 위한 관련된 방법을 제공하는 것에 있다. 또 다른 과제는, 본원의 장치에 의해, 진공 챔버의 영역에서 특히 높은 정도의 입자 자유도가 달성될 수 있게 하는 것에 있다. 또 다른 과제는, 비교적 적은 중량, 그리고 제조 및 작동과 관련하여 자체의 개별 컴포넌트들의 간편하면서도 적합한 취급 용이성을 특징으로 하는 폐쇄 또는 에어록 장치를 제공하는 것에 있다.

발명 및 바람직한 구현예.

상기 과제는, 특허 독립 청구항 제1항에 따르는 폐쇄 또는 에어록 장치, 및 특허 청구항 제12항에 따르는 진공 챔버의 개구부를 폐쇄하기 위한 방법으로 해결된다. 이 경우, 바람직한 구현예들은 각각 특허 종속 청구항들의 대상이다.

전술한 점에 한해서, 진공 챔버를 위한 폐쇄 또는 에어록 장치가 제공된다. 폐쇄 또는 에어록 장치는, 진공 챔버 상에 배치될 수 있거나 또는 그 상에 배치되고 경우에 따라서는 진공 챔버 내에 통합되거나 또는 챔버 벽부와 결합되는 카운터 플레이트를 포함하며, 이 카운터 플레이트는 진공 챔버의 개구부를 에워싼다. 카운터 플레이트는 전형적으로 플랜지 유형으로 형성된다. 카운터 플레이트는 진공 챔버의 벽부로부터 바깥쪽을 향해 돌출될 수 있으며, 그리고 진공 챔버의 개구부를 통한 삽입 방향에 대해 대략 수직으로 연장되는 안착면(seating surface)을 형성하거나 포함할 수 있다.

또한, 폐쇄 또는 에어록 장치는, 카운터 플레이트에 상대적으로 이동 가능하게 지지되는 폐쇄 커버도 추가로 포함한다. 상기 폐쇄 커버는 폐쇄 위치에서 카운터 플레이트 상에서 진공 챔버의 개구부를 폐쇄한다. 폐쇄 커버는 특히 카운터 플레이트로부터 이격된 휴지 또는 초기 위치로부터 카운터 플레이트와의 접촉 위치로 전환될 수 있으며, 그리고 마지막으로는 폐쇄 위치로 전환될 수 있으며, 이 폐쇄 위치에서 폐쇄 커버는 카운터 플레이트 상에 밀봉 방식으로 안착되고 이런 점에 한해 진공 챔버의 개구부를 기밀하게 폐쇄한다.

또한, 폐쇄 또는 에어록 장치는 카운터 플레이트 및 폐쇄 커버와 작동 연결되는 적어도 하나의 폐루프 제어형 및/또는 개루프 제어형 자석 유닛을 포함한다. 상기 자석 유닛은, 카운터 플레이트와 폐쇄 커버 사이에서 작용하는 폐쇄력(S)을 생성하도록 형성된다. 폐루프 제어형 자석 유닛에 의해서는, 카운터 플레이트와 폐쇄 커버 사이에서 작용하는 폐쇄력의 값 및 그 방향이 가변될 수 있다. 자석 유닛의 각각의 구체적인 구현예에 따라서, 폐쇄 커버를 이용하여 진공 챔버 및 진공 챔버 주변에서 우세하게 존재하는 압력 레벨에 따라 진공 챔버의 개구부를 선택적으로 폐쇄하거나 개방하기 위해, 견인력뿐만 아니라 반발력 역시도 폐쇄 커버 상에 가해질 수 있다.

또한, 폐쇄 또는 에어록 장치는 폐쇄 커버와 카운터 플레이트 사이의 이격 간격의 측정을 위한 적어도 하나의 이격 간격 측정 유닛도 포함한다. 이격 간격 측정 유닛에 의해, 자석 유닛으로부터 출발하는 폐쇄력의 방향으로 폐쇄 커버와 카운터 플레이트 사이의 이격 간격이 적어도 점형태로 측정될 수 있다. 폐쇄 커버와 카운터 플레이트 사이의 이격 간격은, 폐쇄 커버가 실링을 통해 카운터 플레이트 상에 안착되는 전제조건에서, 카운터 플레이트와 폐쇄 커버 사이에 제공되는 실링의 실제로 우세한 압착 또는 탄성 변형에 대한 척도이다. 그러므로 이격 간격 측정 유닛에 의해 실링의 탄성 변형의 정도가 측정될 수 있다.

또한, 폐쇄 또는 에어록 장치를 위해, 자석 유닛은, 이격 간격 측정 유닛에 의해 측정되는 카운터 플레이트와 폐쇄 커버 사이의 이격 간격에 따라서 폐루프 제어로 제어될 수 있다. 이런 점에 한해 제공되는 자석 유닛의 이격 간격에 따른 폐루프 제어를 통해, 이격 간격에 따라서 상이한 폐쇄력들이 생성될 수 있으며, 그럼으로써 예컨대 카운터 플레이트와 폐쇄 커버 사이에 제공되는 실링은 요구되는 정도로 압착될 수 있다. 이격 간격 측정 유닛에 의해, 그리고 이런 점에 한해 제공되는 적어도 하나의 자석 유닛으로의 피드백에 의해, 폐쇄 또는 에어록 장치의 매우 다양한 상태들이 검출될 수 있다.

예컨대 이격 간격 측정 유닛에 의해, 카운터 플레이트 및 폐쇄 커버가 밀봉 방식으로 서로 안착되는지 그 여부 및 서로 안착되는 정도가 측정될 수 있다. 이격 간격이 예컨대 충분한 밀봉을 위해 제공되는 최댓값을 상회한다면, 폐루프 제어형 자석 유닛에 의해, 폐쇄력은, 최대로 허용 가능한 최대 이격 간격이 초과될 때까지, 예컨대 점차로 증가될 수 있다.

또한, 반대되는 경우에, 카운터 플레이트와 폐쇄 커버 사이에서 너무 작은 이격 간격의 검출 또는 측정 시에, 전형적으로 금속으로 제조된 카운터 플레이트와 폐쇄 커버의 직접적인 접촉이 우려되는 점도 생각해볼 수 있다. 이는 특히 진공 챔버의 주변에서 요구되는 입자 자유도를 이유로 반드시 방지되어야 한다. 이런 유형의 경우에, 폐쇄력은, 예컨대 폐쇄 커버와 카운터 플레이트 사이의 최소로 허용 가능한 이격 간격이 초과될 때까지, 점차로 값에 따라서 감소될 수 있다.

그에 따라, 자석 유닛의 이격 간격에 따른 제어 및 폐루프 제어에 의해, 진공 챔버의 내부에서 상이하거나 또는 시간에 따라 가변하는 압력 레벨에 대해서도 반응이 이루어질 수 있다. 진공 챔버의 내부와 주변 사이의 압력 차이를 통해, 또는 폐쇄 커버의 이쪽과 저쪽의 압력 차이를 통해, 저절로 이미 폐쇄력 또는 개방력이 폐쇄 커버에 인가될 수 있다. 이격 간격에 따른 폐루프 제어형 제어 유닛에 의해, 폐쇄 커버의 대향하는 면들에서의 가변하는 압력 차이는 보상될 수 있다.

한 실시형태에 따라서, 자석 유닛은, 폐쇄 커버와 카운터 플레이트 중 일측 상에 배치되는 적어도 하나의 전자기 액추에이터와, 폐쇄 커버와 카운터 플레이트 중 타측 상에 배치되어 전자기 액추에이터와 자기적으로 상호작용하는 적어도 하나의 상대 부재(counter piece)를 포함한다. 전자기 액추에이터는 예컨대 카운터 플레이트 상에 배치될 수 있거나, 또는 카운터 플레이트 내에 포함될 수 있으며, 그에 반해 상대 부재는 폐쇄 커버 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 또한, 상대 부재는 폐쇄 커버 내에 통합되거나, 또는 전체 폐쇄 커버가 상대 부재로서 기능하는 점도 생각해볼 수 있다.

상대 부재 또는 폐쇄 커버는, 상응하는 제어 전류를 공급받는 전자기 액추에이터와 자기적으로 상호작용하도록 하기 위해, 강자성으로, 또는 영구자성으로 형성된다. 폐쇄 커버가 진공 챔버의 개방 횡단면에 완전하게 겹쳐지는 카운터 플레이트 상의 폐쇄 커버의 폐쇄 위치에서, 전자기 액추에이터 및 이 액추에이터에 할당된 상대 부재는 적어도 일부 영역에서 서로 겹쳐지며, 그럼으로써 충분한 폐쇄력 또는 개방력이 생성될 수 있게 된다.

일반적으로, 자석 유닛의 전자기 액추에이터가 폐쇄 커버 상에 배치되고, 그에 반해 전자기 액추에이터와 자기적으로 상호작용하는 상대 부재는 카운터 플레이트 상에 배치되거나, 또는 그 상에 형성되는 점을 생각해볼 수 있다.

또한, 전자기 액추에이터가 폐쇄 커버 상에, 또는 카운터 플레이트 상에 배치되는지 그 여부와 무관하게, 전자기 액추에이터가 그 상에 배치되는 컴포넌트 상에, 전자기 액추에이터로부터 출발하는 힘을 추가로 보조할 수 있는 적어도 하나의 추가 영구자석 역시도 배치될 수 있다. 이로써 예컨대 폐쇄 커버의 무전류식 폐쇄 유지가 달성될 수 있으며, 그럼으로써 액추에이터의 코일로 훨씬 더 적은 전류 세기가 공급될 수 있게 된다. 그 결과, 코일의 열 손실 및 이에 수반되어 냉각 또는 열적 팽창과 관련하여 발생하는 문제들은 감소되거나 심지어는 제거될 수 있다.

또한, 한 개선예에 따라서, 이격 간격 측정 유닛 및 적어도 하나의 자석 유닛과 연결되어 카운터 플레이트와 폐쇄 커버 사이에 사전 설정된 이격 간격을 준수하도록, 그리고/또는 설정하도록 형성되는 적어도 하나의 전자 제어 회로도 제공된다. 제어 회로는 전형적으로 거리 센서에 의해 생성될 수 있는 이격 간격 신호들을 사전 설정된 설정 값과 비교하는 설정 값 생성기를 포함한다. 설정 값과 실제 값의 비교로부터, 설정 값 생성기의 하류에 연결된 제어기는 자석 유닛의 제어를 위한, 특히 전자기 액추에이터의 제어를 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.

이 경우, 제어기에 의해 생성될 수 있는 제어 신호는 전형적으로 증폭기를 통해 자석 유닛의 전자기 액추에이터로 공급된다. 전자 제어 회로에 의해, 폐쇄력의 능동적인 자동 조정이 실현될 수 있다. 작동 또는 주변 조건들의 만일의 갑작스럽거나 지속적인 변화들에 대해, 이렇게 예컨대 진공 챔버의 내부와 주변 환경 간의 압력 차이의 변화에 대해 상기 유형 및 방식으로 동적으로, 그리고 상황에 따라서 유연하게 반응이 수행될 수 있다. 이격 간격 측정 유닛과 자석 유닛을 서로 연결하는 제어 회로에 의해, 카운터 플레이트와 폐쇄 커버 간의 요구되는 이격 간격과, 그에 따라 폐쇄 커버의 요구되는 압착력, 그리고 이에 수반되어 카운터 플레이트와 폐쇄 커버 사이에 제공된 실링에서 발생하는 압착이 생성되어 제어되는 방식으로 준수될 수 있다.

한 추가 구현예에 따라서, 폐쇄 커버의 폐쇄 위치에서 폐쇄 커버와 카운터 플레이트의 서로 향해 있는 면들 사이의 중간 챔버 내에서 폐쇄 커버 상에는, 또는 카운터 플레이트 상에는 개구부를 에워싸는 탄성 압착형 실링이 배치된다. 실링은 예컨대 카운터 플레이트 상에 배치될 수 있다. 이를 위해, 카운터 플레이트는 예컨대 진공 챔버의 개구부를 에워싸는 그루브를 포함할 수 있고, 이 그루부 내에 외주를 따라 연장되는 실링이 배치된다. 압착되지 않은 초기 상태에서, 실링 섹션의 두께 또는 지름은 실링을 수용하는 그루브의 깊이보다 더 크며, 그럼으로써 실링의 일부분은, 폐쇄 커버로 향해 있는 카운터 플레이트의 면으로부터, 그에 따라 카운터 플레이트에 의해 형성된 안착면으로 적어도 극미하게 돌출된다. 각각의 구현예를 통해 폐쇄 커버는 실링과 밀봉 방식으로 인접할 수 있으며, 이와 동시에 카운터 플레이트 및 폐쇄 커버의 금속 컴포넌트들은 서로 접촉하지 않는다.

폐쇄 커버 및 카운터 플레이트의 서로 향해 있는 면들은 전형적으로 적어도 일부 영역에서 평면의 안착면들로서 형성되며, 이 안착면들은 폐쇄 위치에서 진공 챔버의 개구부의 기하구조를 통해 사전 설정된 방향(z)에 대해 실질적으로 수직으로, 또는 자석 유닛으로부터 출발하는 폐쇄력이 작용하는 폐쇄 방향에 대해 수직으로 연장된다.

실링은 전형적으로 탄성 중합체로 제조되어 각각의 제공되는 이용 목적을 위해 적합한 탄성 또는 압착성을 보유한다. 또한, 자석 유닛의 폐쇄력의 이격 간격에 따른 조정에 의해, 실링들의 탄성 또는 기계적 특성들의 관점에서 서로 상이한 실링들 역시도 폐쇄 또는 에어록 장치의 상이한 이용 목적들을 위해 각각 이용하는 점도 생각해볼 수 있다. 폐쇄력의 이격 간격에 따른 폐루프 제어에 의해, 폐쇄 또는 에어록 장치는 각각의 제공된 실링의 상이하거나 가변하는 탄성 특성들에 적응 방식으로 매칭될 수 있다.

한 추가 구현예에 따라서, 폐쇄 커버의 폐쇄 위치에서 폐쇄 커버 및 카운터 플레이트의 서로 향해 있는 면들 중 일측 면 상에는 플라스틱으로 구성된 적어도 하나의 스페이서 부재가 배치되며, 이 스페이서 부재는 카운터 플레이트 및 폐쇄 커버의 직접적인 접촉 위치를 방지한다. 스페이서 부재는 폐쇄 커버와 카운터 플레이트 사이에 배치될 실링보다 더 적은 탄성 또는 압착성을 보유한다. 스페이서 부재는 카운터 플레이트의 실링에 대해 인접하여, 또는 폐쇄 커버 상에 배치될 수 있다. 스페이서 부재는, 카운터 플레이트 및/또는 폐쇄 커버의 안착면들의 표면 법선과 관련하여, 실링이 압착되지 않은 초기 상태에서 실링에 관련된 폐쇄 커버 또는 카운터 플레이트의 안착면으로부터 돌출되는 정도의 높이보다 더 낮은 설계 높이를 갖는다.

스페이서 부재는, 카운터 플레이트 및 폐쇄 커버의 직접적인 금속 접촉을 방지하기 위해, 일종의 단부 정지부로서 실현된다. 또한, 제어 모드 중에는, 폐쇄 커버 및 카운터 플레이트와 스페이서 부재의 동시적인 접촉이 방지되어야 한다. 또한, 스페이서 부재는 특히 이격 간격 측정 유닛의 보정을 위해서도 이용된다. 이렇게, 제1 단계에서, 자석 유닛은, 폐쇄 커버가 압착 없이 실링에 접촉하는 방식으로 제어될 수 있다. 이런 위치는, 설정 가능하거나 폐루프 제어로 제어 가능한 최대 이격 간격이다. 제2 단계에서, 자석 유닛은, 스페이서 부재가 폐쇄 커버뿐만 아니라 카운터 플레이트와도 인접하는 방식으로 제어된다. 이런 위치는 설정될 최소 이격 간격에 상응한다.

그런 다음, 최소 이격 간격 및 최대 이격 간격으로부터, 이격 간격 측정 유닛들의 거리 센서들이 보정될 수 있다. 상기 두 이격 간격으로부터, 상대적인 제어 또는 이송 범위가 도출될 수 있다. 그 결과, 예컨대 카운터 플레이트 상에서 거리 센서들의 만일의 장착 공차들은 보상되거나 배제될 수 있다. 이런 유형의 보정은 특히 폐쇄 커버 및 카운터 플레이트 중 적어도 일측 상에 배치되는 복수의 거리 센서를 위해 바람직하다.

전형적으로 스페이서 부재는 실링과 함께 카운터 플레이트 상에 배치된다. 그러나 그 밖에도, 스페이서 부재 및 실링이 카운터 플레이트로 향해 있는 폐쇄 커버의 면 상에 배치되는 점도 생각해볼 수 있다. 또한, 카운터 플레이트 및 폐쇄 커버 상에서 실링 및 스페이서 부재의 서로 상이한 배치구조들도 생각해볼 수 있다. 예컨대 실링은 카운터 플레이트 상에 배치될 수 있고, 그에 반해 스페이서 부재는 폐쇄 커버 상에 배치된다. 폐쇄 커버 측 실링과 카운터 플레이트 측 스페이서 부재를 포함하는 반대되는 구성도 동일한 방식으로 생각해볼 수 있다.

스페이서 부재는, 실링, 및 이 실링을 수용하는 그루브의 기하구조에 비해, 실링이 거의 최대로 압착되거나 탄성 변형될 때 비로소, 예컨대 카운터 플레이트 상에, 또는 폐쇄 커버 상에 배치되는 스페이서 부재가 두 컴포넌트, 즉 카운터 플레이트 및 폐쇄 커버와 함께 안착 위치에 도달하는 방식으로 치수 설계된다. 적어도 하나의 스페이서 부재에 의해, 바람직하게는 개구부의 둘레에서 외주를 따라 연장되는 방식으로 분포 배치되는 복수의 스페이서 부재에 의해, 카운터 플레이트 및 폐쇄 커버의 직접적인 금속 접촉은 방지될 수 있다.

한 추가 구현예에 따라서, 개구부의 외주에 걸쳐서, 또는 예컨대 플랜지 유형으로 형성된 카운터 플레이트의 외주에 걸쳐서, 자체의 이격 간격 측정 유닛을 각각 구비한 복수의 자석 유닛이 분포 배치된다. 개구부 외주에 걸쳐서 분포 배치되는 복수의 자석 유닛을 제공하는 것을 통해, 카운터 플레이트와 폐쇄 커버 사이에 특히 균일한 압착력 및 폐쇄력이 설정될 수 있다. 그 결과, 추가로, 카운터 플레이트 및/또는 폐쇄 커버의 만일의 변형 또는 제조 비정밀도를 폐루프 제어 기술적으로 보상하는 점이 가능해진다.

각각의 자석 유닛과 연결되는 이격 간격 측정 유닛들 각각은, 바로 상응하는 이격 간격 측정 유닛 또는 자석 유닛의 위치에서, 카운터 플레이트와 폐쇄 커버 간의 사전 설정된 이격 간격을 자율적으로 설정하고 준수할 수 있다. 그에 따라, 여타의 경우 실링의 불균일한 압착력 또는 폐쇄력을 야기할 수도 있는, 폐쇄 커버의 압력에 따른 불가피한 가장 최소인 변형은 효과적으로 보상될 수 있으며, 그리고 폐쇄 커버와 카운터 플레이트 사이에서 불균일한 간극 및 개구부 외주에 걸쳐 가변하는 이격 간격은 각각 상쇄될 수 있다.

하중 재하(loading)에 따르거나 제조로 인한 만일의 변형 또는 부품 공차는 폐루프 제어 기술적으로 보상될 수 있다. 자체의 이격 간격 측정 유닛을 각각 구비한 복수의 자석 유닛에 의해, 개구부의 외주에 걸쳐서, 또는 카운터 플레이트의 외주에 걸쳐서 국소적으로 서로 상이한 폐쇄력들 및 압착력들이 생성될 수 있으며, 그럼으로써 그 결과적으로 실링의 최대한 동일한 압착이 달성되고 제어되는 방식으로 설정될 수 있으며, 상기 압착은 최종적으로 폐쇄 또는 에어록 장치의 요구되는 기밀성을 달성한다. 실제적인 적용에서, 요컨대 특히 폐쇄 덮개 및 카운터 플레이트 중 적어도 일측이 절대적으로 강성으로 형성되지 않고, 그리고/또는 하중 재하에 따라서 국소적인 변형의 대상이 될 때, 상기 구현예는 특히 바람직하다.

이격 간격 측정 유닛을 각각 구비한 복수의 측정 유닛에 의해, 상기 유형의 효과는 제거되고 폐루프 제어 기술적으로 보상될 수 있다. 대개 폐쇄 커버 및/또는 카운터 플레이트의 구조 형상의 경우 심지어는 비교적 큰 부품 공차 또는 기계적 변형을 감수할 수 있으며, 그럼으로써 심지어 폐쇄 커버 및 카운터 플레이트가 비교적 대면적(great-area)으로 형성되는 경우조차도 비교적 선 세공형(filigreed)이며 그에 따라 경량인 구조 형상이 제공될 수 있다.

폐쇄 또는 에어록 장치의 한 추가 구현예에 따라서, 진공 챔버의 개구부의 외주에 걸쳐서, 또는 카운터 플레이트의 외주에 걸쳐서, 또는 폐쇄 커버의 외주에 걸쳐서 분포 배치된 자석 유닛들은 각각의 자체의 제어 회로와 연결된다. 개구부의 외주에 걸쳐서, 또는 카운터 플레이트의 외부 테두리에 걸쳐서 원주방향으로 분포 배치되는 자석 유닛들 중 적어도 일부 자석 유닛, 바람직하게는 모든 자석 유닛은 각각의 자체의 제어 회로를 구비하는 것을 통해, 자석 유닛들 각각은 서로 독립적으로 자체의 위치에서 폐쇄 커버와 카운터 플레이트 간의 각각 우세한 이격 간격 또는 간극을 설정하고 제어할 수 있다.

그 결과로서, 각각의 이격 간격 측정 유닛으로부터 수신 가능한 이격 간격 신호들의 처리는 국소적으로 자석 유닛들 및 제어 회로들의 영역에서 수행될 수 있다. 그 결과로, 만일의 데이터 및 신호 라인들은 최소로 감소될 수 있으며, 이는 진공 영역에서의 적용을 위해 특히 바람직한 것으로서 증명될 수 있다.

한 추가 구현예에 따라서, 개구부의 외주에 걸쳐서 분포 배치된 자석 유닛들 및/또는 이 자석 유닛들에 할당된 이격 간격 측정 유닛들은 중앙 컨트롤러와 연결된다. 중앙 컨트롤러는, 로컬 제어 회로 대신에, 또는 각각의 자석 유닛 및 관련된 거리 센서에 할당된 제어 회로에 보충으로도 제공될 수 있다. 예컨대 모든 자석 유닛의 모든 제어 회로와 데이터 기술적으로 연결되는 중앙 컨트롤러에 의해, 특히 간단한 유형 및 방식으로 제어 회로들의 동기식 제어가 수행될 수 있다.

예컨대 중앙 컨트롤러는 개별 제어 회로들의 설정 값 생성기와 각각 연결될 수 있으며, 그럼으로써 중앙 컨트롤러에 의해 카운터 플레이트와 폐쇄 커버 사이에서 준수될 이격 간격이 모든 제어 회로로 동시에 전달될 수 있게 된다. 중앙 컨트롤러에 의해, 폐쇄 또는 에어록 장치의 사용자는 특히 간편하게 조작할 조작 부재를 확보하며, 이 조작 부재에 의해서는 모든 제어 회로 및 자석 유닛을 위해 폐쇄 커버와 카운터 플레이트 간의 준수될 이격 간격 또는 상응하는 간극이 동기 방식으로, 또는 동시에 설정될 수 있다.

폐쇄 또는 에어록 장치들의 상이한 구현예들 각각을 위해, 다양한 이격 간격 측정 유닛들이 제공될 수 있다. 이격 간격 측정 유닛들은 예컨대 광학, 자기 또는 용량성 측정 원리를 기반으로 하는 하나 또는 복수의 거리 센서를 포함할 수 있다. 특히 유도 측정 원리 또는 와전류를 기반으로 하는 센서들이 이용된다. 거리 센서는, 최대한 높은 병치도(degree of collocation)가 달성될 수 있도록 하기 위해, 특히 자석 유닛의 바로 근처에, 특히 전자기 액추에이터, 또는 자석 유닛의 상대 부재의 바로 근처에 배치된다. 이격 간격 측정 유닛 및 자석 유닛의 바로 이웃하거나 심지어는 서로 겹치는 배치구조는 측정 및 제어 정밀도의 개량에 기여한다. 거리 센서는 특히 카운터 플레이트 상에 배치될 수 있고 그에 따라 카운터 플레이트와 폐쇄 커버 사이의 이격 간격, 특히 간극을 측정할 수 있다. 카운터 플레이트 상에 배치되는 거리 센서는 특히 폐쇄 커버의 정해진 기준 표면 또는 기준점까지의 이격 간격을 정확하게, 전형적으로 서브밀리미터 범위 또는 마이크로미터 범위의 정밀도로 측정하도록 형성된다.

또한, 폐쇄 커버의 외주에 걸쳐서, 또는 개구부 및 카운터 플레이트의 외주에 걸쳐서 분포 배치되는 복수의 자석 유닛을 제공하는 점은 중복성(redundancy)을 달성한다. 어떠한 이유에서 항상 개별 자석 유닛들이 적절하게 기능하지 않거나, 또는 고장이 난다면, 나머지 잔존하는 자석 유닛들이 상기 자석 유닛들의 임무를 대신 수행할 수 있으며, 그럼으로써 폐쇄 커버의 제어되지 않는 개방 또는 폐쇄 이동은 방지될 수 있게 된다.

한 추가 구현예에 따라서, 폐쇄 커버는 개구부의 평면에 대해 평행하게 연장되는 가이드 상에 변위 가능하게 지지된다. 폐쇄 커버는 특히 카운터 플레이트의 안착면에 대해 평행하게 변위 가능하게 지지된다. 이 경우, 가이드는 슬라이드 가이드로서 기능하며, 그리고 예컨대 진공 챔버의 베이스 또는 기초 프레임 상에 위치 고정 방식으로 배치될 수 있다. 또한, 가이드가 다른 방식으로 진공 챔버와 연결되거나, 또는 진공 챔버 상에 배치되는 점도 생각해볼 수 있다.

폐쇄 커버는, 전형적으로, 개구부의 삽입 방향에 대해 수직으로 정렬되어 있는 한 평면에서 연장된다. 자체의 안착면을 포함한 카운터 플레이트는 전형적으로 폐쇄 커버를 위한 가이드에 대해 평행하게, 그리고 폐쇄 커버의 정렬 방향에 대해 평행하게 연장된다. 슬라이드 가이드를 위해, 특히 폐쇄 커버는 휴지 위치에 위치하며, 다시 말하면 개구부의 삽입 방향과 관련하여 사전 설정된 이격 간격으로 카운터 플레이트로부터 이격되어 있다. 이런 유형 및 방식으로, 가이드를 따르는 폐쇄 커버의 충돌 없는 변위가 달성될 수 있다.

가이드는 예컨대 진공 챔버의 개구부의 상부 또는 하부에서, 경우에 따라서는 그 측면에서 연장되는 가이드 레일을 포함할 수 있다. 슬라이드 가이드에 의해, 폐쇄 커버는 진공 챔버의 개구부와 실질적으로 겹치지만, 그러나 이격된 휴지 위치로부터 릴리스 위치로 전환될 수 있으며, 이 릴리스 위치에서는 폐쇄 커버가 진공 챔버의 개구부에 대해 겹침 없이 배치되고 그에 따라 예컨대 진공 챔버 내에서 처리될 기판들을 투입하거나 인출하기 위한 개구부에 접근될 수 있다.

슬라이드 가이드는 특히 기판 처리용 공정 스테이션의 영역에서 폐쇄 또는 에어록 장치의 공간 절약형 구현예 및 배치구조를 위해 적합하다. 폐쇄 커버들이 회동 가능하게 지지되는 경우와 달리, 진공 챔버의 개구부의 외부에, 그리고 이른바 상기 개구부의 연장부에 위치하는 영역은 공정 스테이션의 추가 컴포넌트들의 배치를 위해 이용될 수 있으며, 그리고 폐쇄 커버의 회동 가능한 지지의 경우 통상적인 것처럼 사용되지 않은 상태로 유지되지 않아도 된다.

상기 구현예의 한 추가 구현예에 따라서, 폐쇄 커버는 하나 또는 복수의 자기 베어링에 의해 가이드 상에서 비접촉 방식으로 지지된다. 특히 능동 제어형 자기 베어링으로서, 그러나 그 밖에도 수동형 자기 베어링으로서도 형성될 수 있는 하나 또는 복수의 자기 베어링에 의해, 카운터 플레이트에 대해, 그리고 그에 상대적으로 폐쇄 커버의 비접촉식 변위이면서 그에 따라 마모 및 유지보수가 적은 변위가 가능하다. 폐쇄 커버의 롤러 지지형 가이드의 경우와 달리, 폐쇄 커버의 자기 베어링 기반 지지의 경우 어떠한 마멸도 발생하지 않는다. 이로써, 폐쇄 또는 에어록 장치의 영역에서 요구되는 클린룸 조건들 및 요구되는 입자 자유도는 수월하게 달성될 수 있다.

가이드를 위해 제공되는 자기 베어링들은, 폐쇄 또는 에어록 장치를 위해 제공되는 자기 유닛들과 유사하게, 전자기 액추에이터와 이 액추에이터와 자기적으로 상호작용하는 상대 부재, 그리고 이격 간격 측정 유닛 및 제어 회로를 각각 포함할 수 있으며, 그럼으로써 폐쇄 커버는 하나 또는 복수의 자기 베어링에 의해 가이드에 대해 사전 설정된 이격 간격으로 거의 자유로운 부동(floating) 방식으로 지지될 뿐만아니라 가이드를 따라서도 이동될 수 있게 된다.

이를 위해, 상대 부재들 및 자기 액추에이터들의 매우 다양한 구현예들 및 상호 간 배치구조들을 생각해볼 수 있다. 따라서 영구자성 또는 강자성 상대 부재들이 가이드(62) 상에 고정 배치되고 전자기 액추에이터들은 폐쇄 커버(18) 상에 배치될 수 있다. 그 대안으로, 액추에이터들은 가이드(62) 상에 고정 배치될 수도 있고, 그에 반해 상대 부재들은 이동 가능한 폐쇄 커버(18) 상에 배치된다.

가이드의 한 추가 구현예에 따라서, 폐쇄 커버는, 적어도 하나의 홀더에 의해, 카운터 플레이트로부터 이격된 휴지 위치와 개구부를 밀봉하는 폐쇄 위치 사이에서 가이드 상에 이동 가능하게 지지된다. 홀더는 특히 가이드에 의해 사전 설정된 변위 방향에 대해 수직으로 폐쇄 커버의 이동을 가능하게 한다. 홀더에 의해, 폐쇄 커버는, 카운터 플레이트와 함께 밀봉하면서 폐쇄 위치에 도달하기 위해, 카운터 플레이트에 상대적으로 이격된 휴지 위치로부터 삽입 방향(z) 또는 폐쇄 방향으로, 즉 카운터 플레이트 쪽으로 향하는 방향으로 이동될 수 있다.

이격된 휴지 위치와 카운터 플레이트 상에서 밀봉하는 폐쇄 위치 사이에서 폐쇄 커버의 이동은 폐쇄 또는 에어록 장치의 적어도 하나의 자석 유닛을 통해, 바람직하게는 복수의 자석 유닛을 통해 수행될 수 있다. 이런 점에 한해서, 휴지 위치와 폐쇄 위치 사이에서 폐쇄 커버의 이동을 위해 별도의 구동장치는 필요하지 않다. 이 경우, 특히 홀더는 휴지 위치에 위치하는 폐쇄 커버의 표면 법선의 방향으로 폐쇄 커버의 평행 변위를 실현하고 그에 상응하게 보조한다.

폐쇄 커버와 실링 간에 만일의 전단 이동의 방지를 위해, 특히 바람직한 것으로서 증명된 점에 따르면, 폐쇄 커버의 외주에 걸쳐서, 그리고 카운터 플레이트의 외부 가장자리에 걸쳐서, 폐쇄 커버 및 카운터 플레이트의 안착면에 대해 수직으로 작용하는 최대한 동일한 폐쇄력이 생성된다.

마지막으로, 추가의 독립적인 양태에 따라서, 앞에서 기재한 폐쇄 또는 에어록 장치를 이용하여 진공 챔버의 개구부를 폐쇄하기 위한 방법이 제공된다. 이 경우, 본원의 방법은, 적어도 하나의 이격 간격 측정 유닛을 이용하여 폐쇄 커버와 카운터 플레이트 사이의 이격 간격 또는 간극을 측정하는 단계들을 포함한다. 그런 다음, 측정된 이격 간격에 따라서 카운터 플레이트와 폐쇄 커버 사이에서 작용하는 폐쇄력을 생성하기 위해 적어도 하나의 폐루프 제어형 자석 유닛의 제어가 수행된다. 이 경우, 폐쇄 커버와 카운터 플레이트 사이의 적어도 하나의 이격 간격이 측정되고, 이 측정된 이격 간격에 따라서 적어도 하나의 폐루프 제어형 자석 유닛이 카운터 플레이트와 폐쇄 커버 사이의 사전 설정된 이격 간격 또는 간극을 준수하도록 제어된다.

동일한 방식으로, 본원의 방법을 위해, 폐쇄 커버와 카운터 플레이트 사이에서, 특히 폐쇄 커버 및 카운터 플레이트의 다양한 섹션들 상에서 다수의 이격 간격의 동시적 또는 시간 변이식 측정이 제공된다. 다수의 이격 간격 측정은 바람직하게는 전형적으로 폐쇄 커버의 외주에 걸쳐서, 또는 카운터 플레이트의 외주에 걸쳐서 분포 배치되는 상응하는 개수의 이격 간격 측정 유닛으로 수행된다. 상기 이격 간격 측정 유닛들 각각에는 전형적으로 하나의 자체의 자석 유닛이 할당되며, 이 자석 유닛은 이를 위해 제공되어 각각의 자석 유닛과 이격 간격 측정 유닛을 연결하는 제어 회로에 의해 각각 제어될 수 있다.

상기 유형 및 방식으로, 폐쇄 커버의 상이한 섹션들 및 위치들 상에서는 폐쇄 커버와 카운터 플레이트 사이에서 각각의 요구되는 이격 간격을 실현하는 파지력이 국소적으로 생성되어 요구되는 이격 간격의 준수를 위해 동적으로 값에 따라서 매칭될 수 있다.

일반적으로 주지할 사항은, 본원에 기재되는 방법은 특히 앞에서 기재한 폐쇄 또는 에어록 장치로 구현될 수 있다는 점이다. 이런 점에 한해, 폐쇄 또는 에어록 장치에 대해 언급한 모든 특징 및 장점은 동일한 유형 및 방식으로 본원의 방법에 적용되며, 그리고 그 반대로도 적용된다.

본원의 방법의 한 추가 구현예에 따라서, 폐루프 제어형 자석 유닛 및/또는 관련된 이격 간격 측정 유닛의 보정을 위해, 맨 먼저 폐쇄 커버는 자석 유닛의 첫 번째 제어에 의해 우선 카운터 플레이트 상에 배치된 실링과의 접촉 위치로 이동되며, 그런 다음 후속 단계에서 폐쇄 커버는 자석 유닛의 두 번째 제어에 의해, 실링을 압착 또는 변형시키면서, 전형적으로 카운터 플레이트 상에 배치된 스페이서 부재와의 접촉 위치로 이동된다.

달리 말하면, 폐쇄 커버는 첫 번째 제어에 의해, 다시 말하면 관련된 전자기 액추에이터로 제어 신호, 특히 제어 전류의 첫 번째 공급에 의해, 또는 외주에 걸쳐서 분포 배치된 자석 유닛들의 복수의 전자기 액추에이터로의 동기식 공급에 의해, 카운터 플레이트와의 접촉 위치로 이동되며, 이 접촉 위치에서 폐쇄 커버는 거의 압착 압력 없이 카운터 플레이트 상에, 또는 카운터 플레이트와 폐쇄 커버 사이에 배치된 실링 상에 안착된다.

첫 번째 제어에 수반되는 이격 간격 측정 유닛의 이격 간격 신호는 거리 센서의 보정을 위해 이용된다. 상기 이격 간격 신호는 거의 실링의 제로 상태 또는 비압착 상태와 동일시된다. 상기 이격 간격 신호는 제어 회로의 경우 최대 이격 간격이다.

이와 반대로, 두 번째 제어에 의해서는, 자석 유닛을 위한 최대로 허용 가능한 제어 신호가 결정되며, 이 경우 실링은 최대로 압착되고 그에 상응하게 폐쇄 커버는 스페이서 부재와의 인접 또는 접촉 위치에 도달한다.

상기 안착 위치로의 이동을 위해 제공되는 제어 신호는, 실링의 최대 압착을 위해 자석 유닛에 공급되어야 하는 최댓값이다. 스페이서 부재 상에서의 안착 또는 부딪치는 점뿐만 아니라 접촉 위치에 도달하는 점은 자석 유닛의 제어와 측정된 이격 간격 간의 특성곡선으로부터 판독될 수 있다. 접촉 위치에 도달함에 따라, 최대 이격 간격이 측정될 수 있고, 스페이서 부재 상의 안착 위치에 도달함에 따라서는 최소 이격 간격이 측정될 수 있다. 그에 따라 최소 이격 간격 및 최대 이격 간격에 의해, 관련된 거리 센서가 보정될 수 있다.

첫 번째 제어에 의해, 폐쇄 커버와 카운터 플레이트 사이에서 이격 간격 제어를 위해 최대인 제1 최대 이격 간격이 측정될 수 있다. 이와 반대로, 두 번째 제어에 의해서는 제2 최소 이격 간격이 측정될 수 있다. 이런 점에 한해 검출된 최소 및 최대 이격 간격들을 기반으로, 이격 간격 측정 유닛은 자석 유닛의 폐루프 제어 및 개루프 제어를 위해 보정될 수 있다. 이런 점에 한해, 카운터 플레이트 및 폐쇄 커버 중 일측에 상대적인 거리 센서들 자체의 위치들의 정보는 필요하지 않다.

각각의 요구되는 기밀성에 따라서, 그리고 챔버 내부 공간과 챔버 주변 간의 압력 차이에 따라서, 상응하는 최소 제어 신호와 최대 제어 신호 사이의 임의의 중간 값들이 설정될 수 있다.

본 발명의 추가의 목적들, 특징들 및 바람직한 구현예들은 도면들과 관련한 실시예들의 하기 기재내용에서 설명된다.

본 발명에 의하면 종래 기술보다 우수한 진공 챔버용 폐쇄 또는 에어록 장치가 제공된다.

도 1은 초기 또는 휴지 위치에 있는 폐쇄 커버를 포함하는 폐쇄 또는 에어록 장치를 간소화하여 도시한 개략도이다.
도 2는 카운터 플레이트와의 접촉 위치에 있는 폐쇄 커버를 포함하는 도 1에 따른 폐쇄 또는 에어록 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 따르지만, 폐쇄 커버는 폐쇄 커버와 카운터 플레이트 사이에 배치된 스페이서 부재와 접촉해 있는, 폐쇄 또는 에어록 장치를 도시한 개략도이다.
도 4는 폐쇄력(S)이 값에 따라 평균인 조건에서 폐쇄 위치에 있는 폐쇄 커버를 포함하는 도 1 내지 도 3에 따른 폐쇄 또는 에어록 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 실링을 수용하기 위해 카운터 플레이트 측에 외주를 따라 연장되는 그루브를 포함하는 폐쇄 또는 에어록 장치를 도시한 상면도이다.
도 6은 도 5에 따른 절단선 A-A를 따라서 도시한 횡단면도이다.
도 7은 폐쇄 또는 에어록 장치이지만, 그러나 자석 유닛의 각각의 전자기 액추에이터를 수용 및 배치하기 위해 각각 제공되고 진공 챔버의 개구부의 외주에 걸쳐서 분포 배치되는 복수의 그루브를 포함하는 폐쇄 또는 에어록 장치의 추가 구현예를 도시한 도면이다.
도 8은 도 7에 따른 절단선 B-B를 따라서 도시한 횡단면도이다.
도 9는 환형이면서 개구부 경계부의 둘레에 분포 배치되는 복수의 그루브 또는 전자기 액추에이터들을 포함하는 폐쇄 또는 에어록 장치의 구현예를 도시한 도면이다.
도 10은 도 9에 따른 절단선 C-C에 따라서 도시한 횡단면도이다.
도 11은 선형 가이드를 따라서 변위 가능하게 지지되고 릴리스 위치에 위치해 있는 폐쇄 커버를 도시한 개략도이다.
도 12는 도 11에 따르지만, 그러나 폐쇄 또는 에어록 장치의 카운터 플레이트 상의 휴지 또는 접촉 위치에 있는 폐쇄 커버를 도시한 도면이다.
도 13은 휴지 위치에 있는 폐쇄 커버를 포함하는 도 12에 따르는 폐쇄 또는 에어록 장치를 도시한 측면도이다.
도 14는 도 13에 따르지만, 폐쇄 위치에 위치하면서 카운터 플레이트 상에 밀봉 방식으로 지지되는 폐쇄 커버를 포함하는 폐쇄 또는 에어록 장치를 도시한 도면이다.
도 15는 슬라이드 가이드의 추가 구현예이지만, 그러나 가이드에 대향하여 위치하는 폐쇄 커버의 단부 상에 배치되는 추가 자석 유닛을 포함하는 상기 추가 구현예를 도시한 도면이다.
도 16은 폐쇄 또는 에어록 장치의 보정을 위한 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 1에 횡단면도로 도시된 폐쇄 또는 에어록 장치(10)는 진공 챔버(12)의 개구부(14) 상에서의 배치를 위해 제공된다. 폐쇄 또는 에어록 장치(10)는 전형적으로 도 1에 개략적으로 도시된 진공 챔버(12)의 벽부(11)와 연결되는 카운터 플레이트(16)를 포함한다. 카운터 플레이트(16)는 진공 챔버(12)의 개구부(14)와 일렬로 벽부(11) 상에 배치될 수 있거나, 또는 진공 챔버(12)의 통합 부품으로서 형성될 수 있다. 이런 점에 한해, 카운터 플레이트(16) 역시도 전형적으로 진공 챔버(12)의 개구부와 합동일 수 있는 개구부(14)를 포함할 수 있다.

또한, 폐쇄 또는 에어록 장치는 카운터 플레이트(16)에 상대적으로 이동 가능하게 지지되는 폐쇄 커버(18)를 추가로 포함하며, 이 폐쇄 커버는 예컨대 도 3 및 도 4에 도시된 폐쇄 위치(28)에서 개구부(14)를 기밀하게, 또는 진공 밀봉 방식으로 폐쇄한다. 또한, 카운터 플레이트(16) 및 폐쇄 커버(18)는, 폐쇄 커버(18) 상에 폐쇄력(S)을 가할 수 있는 적어도 하나의 자석 유닛(30)을 추가로 구비한다.

카운터 플레이트(16)는 플랜지 유형의 기하구조를 보유할 수 있고, 특히 폐쇄 커버(18)로 향해 있으면서 안착면으로서 기능하는 면(17) 상에 실링(22)을 포함할 수 있으며, 이 실링은 개구부(14)의 둘레를 따라서, 전형적으로는 카운터 플레이트(16)의 개구부 경계부의 영역에서 연장된다. 본 예시에서, 탄성 및 변형성 재료로 제조되는 실링(22)은 카운터 플레이트(16)의 외주를 따라 연장되는 그루브(20) 내에 배치된다. 그러나 실링은 폐쇄 커버(18)의 상응하는 그루브 내에도, 또는 폐쇄 커버(18)와 카운터 플레이트(16) 사이의 중간 챔버(25) 내에도 배치될 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 폐쇄 위치(28)에 도달할 때, 실링(22)은 폐쇄 커버(18)와 카운터 플레이트(16) 사이에서 변형되거나, 또는 개구부(14)가 기밀하게 폐쇄되는 방식으로 압착된다.

자석 유닛(30)에 의해, 삽입 방향 또는 폐쇄 방향(z)으로 지향되는 폐쇄력(S)은 폐쇄 커버(18) 상으로 가해질 수 있다. 상기 폐쇄력(S)은 전형적으로 평면(x, y)에 대해 수직으로, 또는 안착면에 대해, 또는 카운터 플레이트(16)의 면(17)에 대해 수직으로 정렬된다. 폐쇄 커버(18) 역시도 카운터 플레이트(16)로 향해 있으면서 마찬가지로 안착면으로서 기능하는 면(19)을 포함한다. 폐쇄 위치(28)에서 카운터 플레이트(18) 및 폐쇄 커버(19)의 서로 향해 있는 면(17, 19)들은 적어도 일부 영역에서 서로 평행하게 정렬된다.

이 경우, 서로 대응하는 면(17, 19)들의 관련된 안착면들은 x-y 평면에서 연장된다.

자석 유닛(30)은 본 예시에서 카운터 플레이트(16) 상에 배치된 적어도 하나의 전자기 액추에이터(32) 및 이 액추에이터와 자기적으로 상호작용하고 폐쇄 커버(18) 상에 배치되는 상대 부재(34)를 포함한다. 상대 부재(34)는, 폐쇄 커버(18) 상에 배치되거나 폐쇄 커버(18) 내에 매립되는 영구자성 또는 강자성 컴포넌트로서 형성된다. 또한, 폐쇄 커버(18) 자체가 적어도 일부 영역에서 영구자성 또는 강자성 재료를 포함하거나, 또는 적어도 일부 영역에서, 또는 완전하게 영구자성 또는 강자성 재료로 형성되는 점도 생각해볼 수 있다.

전자기 액추에이터(32)의 코일(33)에 전류를 공급하는 것을 통해, 견인력 또는 반발력이 폐쇄 커버(18) 상으로 가해질 수 있다. 전류 세기의 폐루프 제어를 통해, 또는 제어 신호를 가변하는 것을 통해, 자석 유닛(30)에서 출발하는 폐쇄력(S)은 필요에 따라 가변될 수 있다.

또한, 폐쇄 또는 에어록 장치(10)는, 폐쇄 커버(18)와 카운터 플레이트(16) 사이의 이격 간격(41), 특히 폐쇄 커버(18) 및 카운터 플레이트(16)의 서로 향해 있는 면(19, 17)들 간의 이격 간격을 결정하고 정량적으로 측정할 수 있는 이격 간격 측정 유닛(40)을 추가로 포함한다. 이격 간격 측정 유닛(40)은 본 예시에서 카운터 플레이트(16) 상에 배치되는 거리 센서(42)를 포함하며, 이 거리 센서는 폐쇄 위치(z)에서 카운터 플레이트(16)와 폐쇄 커버(18) 사이의 이격 간격(41)을 측정한다. 그에 따라, 이격 간격 측정 유닛(40)에 의해, 자석 유닛(30), 특히 이 자석 유닛에서 출발하는 폐쇄력(z)은 이격 간격에 따라서 폐루프 제어로 제어될 수 있다. 특히 자석 유닛(30)의 이격 간격에 따른 폐루프 제어에 의해 폐쇄 커버(18)와 카운터 플레이트(16) 사이의 이격 간격(41)은 사전 설정된 정도로 정확하게 설정될 수 있다.

이격 거리에 따른 폐루프 제어를 위해, 특히 이격 간격 측정 유닛(40)과 자석 유닛(30)을 연결하는 제어 회로(45)가 제공된다. 제어 회로(45)는 거리 센서(42)와 데이터 기술적으로 연결되어 있는 설정 값 생성기(44)를 포함한다. 설정 값 생성기(44)는 거리 센서(42)로부터 공급되는 이격 간격 신호들을 수신하여, 이 신호들을 사전 설정되거나 중앙 컨트롤러(50)에 의해 가변적으로 사전 설정 가능한 설정 값과 비교한다. 설정 값 및 실제 값은 설정 값 생성기(44) 내에서 서로 비교된다.

상기 비교 결과에 따른 비교 신호는 그 다음 제어기(46)로 공급되며, 이 제어기는 상기 비교 신호로부터 전자기 액추에이터(32)의 제어를 위해 제공되는 제어 신호를 생성한다. 제어기(46)에 의해 생성될 수 있는 상기 제어 신호는 증폭기(48)를 통해 전자기 액추에이터(32)로 공급된다. 전자기 액추에이터(32)의 코일(33)로 공급될 수 있는 증폭된 제어 신호는, 카운터 플레이트(16)와 폐쇄 커버(18) 사이의 사전 설정된 이격 간격(41)이 준수되고 요구되는 이격 간격과의 편차가 있을 시에는 자석 유닛(30)에서 출발하는 힘이 이격 간격(41)의 준수를 위해 동적으로 매칭될 수 있는 방식으로 계산되고 결정된다.

제어 회로의 모든 전자 부품, 다시 말하면 증폭기(48), 제어기(46), 설정 값 생성기(44) 및 경우에 따른 거리 센서(42) 역시도 예컨대 집적 회로의 형태인 하나의 공통 회로기판 상에 패키지화될 수 있다. 이런 점에 한해, 상응하는 전자 유닛을 위한 공간 요구량 및 이에 수반되는 배선 요건은 최소화될 수 있다.

전자기 액추에이터(32)는, 전기 신호들을 공급받을 수 있는 코일(30) 외에도, 전형적으로 강자성 코어, 예컨대 철심을 포함한다. 전자기 액추에이터(32)는 전자석으로서 형성될 수 있지만, 그러나 매우 다양한 또 다른 유형 및 방식으로, 예컨대 로렌츠 액추에이터 또는 가동 코일 액추에이터(moving coil actuator)로서도 형성될 수 있다. 로렌츠 또는 가동 코일 액추에이터는, 전자석과 달리, 전자기 액추에이터와 상대 부재 사이에서 견인력뿐만 아니라 반발력 역시도 생성할 수 있다.

원칙상, 이격 간격에 따른 폐루프 제어형 자석 유닛(30)의 매우 상이한 구현예들을 생각해볼 수 있다. 폐쇄 또는 에어록 장치(100)의 도 5 및 도 6에 도시된 구현예에서, 카운터 플레이트(16)는 본 예시의 경우 장방형인 개구부(14)를 에워싸는 단일의 그루브(31)를 포함하며, 이 그루브 내에는 개구부 형상을 따라서 개구부(14)를 1회 또는 수회 둘러싸는 적어도 하나의 단일 부재형 자기 코일이 배치될 수 있다. 이 경우, 특히 중복성을 이유로, 동일한 그루브(31) 내에 상기 단일 부재형 자기 코일을 복수 개 배치하고 이 자기 코일들을 상응하는 제어 회로(45)를 통해 자체의 이격 간격 측정 유닛 또는 동일한 이격 간격 측정 유닛(40)과 연결하는 점도 생각해볼 수 있다. 또한, 복수의 코일에 의해, 개량된 제어성이 달성될 수도 있다.

폐쇄 또는 에어록 장치(10)의 도 1 ~ 도 4, 도 7 및 도 8에 도시된 또 다른 실시형태에서는, 개구부(14)의 외주에 걸쳐서 복수의 자석 유닛(30)이 배치된다. 자석 유닛(30)들 각각은, 카운터 플레이트(16)의 그루브(31) 내에 배치되는 적어도 하나의 전자기 액추에이터(32)를 포함한다. 이 경우, 자석 유닛(30)들 각각은 자체의 이격 간격 측정 유닛(40)뿐만 아니라 자체의 로컬 제어 회로(45) 역시도 구비할 수 있다. 이런 유형 및 방식으로, 개구부 형상에 걸쳐서, 특히 개구부 경계부를 따라서 필요에 따라, 그리고 공간 분해 방식으로 카운터 플레이트와 폐쇄 커버 간에 개별적인 이격 간격 폐루프 제어들이 수행될 수 있으며, 그럼으로써 폐쇄 커버 및/또는 카운터 플레이트의 만일의 조립 또는 부품 공차들 및 국소적인 변형들이 보상될 수 있게 된다.

전자기 액추에이터(32) 또는 이 액추에이터의 코일(33)의 수용을 위해 제공되는 그루브(31)는, 진공 능력(vacuum capability)을 이유로, 상대 부재(34)로 향해 덮이고, 그리고/또는 밀봉되어야 한다. 이를 위해 제공되는 덮개부(21)는 전형적으로 자기 투과성 재료로, 또는 비자성 재료 또는 단지 약자성인 재료로 제조된다. 덮개부(21)는 거의 그루브(31)를 위한 폐쇄부로서 기능할 수 있고 그 자체로서 형성될 수 있다. 본 예시에 분명하기 도시되지 않은 별도의 실링들에 의해, 덮개부(21)는 밀봉 방식으로 그루브(31) 위쪽에, 또는 내에 배치될 수 있다. 덮개부(21)는 특히 상대 부재(34)로 향해 있는 면(17) 내로, 그에 따라 카운터 플레이트(16) 또는 폐쇄 커버(18)의 안착면 내로 동일 평면이 되도록 통합될 수 있다. 명료한 도면을 위해, 덮개부(21)는 도 1에서는 단지 카운터 플레이트(16)의 우측에만 도시되어 있다.

개구부(14)의 외주에 걸쳐서 분포 배치되는 자석 유닛(30)들 각각은, 자체의 영역에서 카운터 플레이트(16)와 폐쇄 커버(18) 간의 우세하게 존재하는 이격 간격(41)에 상응하게, 개구부(14)의 전체 외주면에 걸쳐서 변함없거나, 또는 최소 공차 이내에서 잔존하는 이격 간격(41)이 설정될 수 있는 방식으로, 폐루프 제어로 제어될 수 있다.

도 9 및 도 10에 따르는 폐쇄 또는 에어록 장치(200)의 한 추가 실시예의 도면들에서, 복수의 개별 자석 유닛은 카운터 플레이트(16) 내에 포함된다. 개별 전자기 액추에이터(32)들의 수용을 위해 제공되는 그루브(31)들은 여기서 원형 또는 환형 기하구조를 보유한다. 도 9에 도시된 개수로 개구부(14)의 원주방향으로 배치되는 자석 유닛들에 의해, 높은 공간 분해능과, 그에 상응하게 폐쇄 커버(18)와 카운터 플레이트(16) 간의 정밀한 이격 간격 조정이 수행될 수 있다. 명료한 도면을 위해, 도 5 내지 도 10에는 실링(22)이 분명하게 도시되어 있지 않다.

도 1에 추가로 도시되어 있는 것처럼, 카운터 플레이트(16) 및 폐쇄 커버(18)의 서로 향해 있는 면(17, 19)들 사이에는 폐쇄 커버(18)를 위한 단부 정지부로서 기능하는 적어도 하나의 스페이서 부재(24)가 위치된다. 도 1 및 도 2에 도시된 것처럼 실링의 비압착 상태에서, 실링은 스페이서 부재(24)보다 더 큰 크기에 걸쳐서 안착면으로서 기능하는 카운터 플레이트(16)의 면(17)으로부터 돌출된다. 오직 도 3에 도시된 것처럼 실링(22)의 최대 압착 또는 변형이 달성될 때에만, 스페이서 부재(24)는 폐쇄 위치(28)에 있는 폐쇄 커버(18)와 인접하게 된다.

스페이서 부재(24)는 특히 금속 카운터 플레이트(16) 및 금속 폐쇄 커버(18)의 직접적인 접촉을 방지한다. 스페이서 부재(24)는 플라스틱으로, 예컨대 폴리에테르에테르케톤(PEEK)으로 제조된다. 도 2 내지 도 4에는, 상부로부터 폐쇄 또는 에어록 장치를 절단한 횡단면이 도시되어 있다. 도 2에서, 폐쇄 커버(18)는 외주를 따라 연장되는 실링(22)과 접촉하는 거의 힘이 없는 접촉 위치(27)에 있다. 상기 접촉 위치(27)에서는, 폐쇄 커버(18)가, 실링(22)을 실질적으로 변형시키거나 압착하지 않으면서, 오직 실링(22) 상에만 안착되는 정도의 폐쇄력이 폐쇄 커버(18) 상으로 가해진다.

그 외에도, 상기 접촉 위치(27)는 적어도 하나의 자석 유닛(30)의 첫 번째 제어에 상응한다. 상응하는 제어 신호는 예컨대 중앙 컨트롤러(50) 내에, 또는 국소적으로는 예컨대 상응하는 제어 회로(45)의 제어기(46) 내에 저장되며, 특히 이격 간격 측정 유닛의 보정을 위해 저장될 수 있다. 보정을 목적으로, 자석 유닛(30)으로 제어 신호, 전형적으로는 전류의 공급은, 폐쇄 커버(18)와 카운터 플레이트(16) 간에 최소 이격 간격(41)이 설정되는 방식으로 수행될 수 있다.

상기 최소 이격 간격은, 폐쇄 커버(18)가 도 3에 도시된 것처럼 스페이서 부재(24)와의 접촉 위치에 도달할 때, 또는 스페이서 부재(24)가 폐쇄 커버(18) 및 카운터 플레이트(16)인 두 컴포넌트 모두와 접촉할 때 달성된다. 폐쇄 커버(18)는 거의 정지부로 이동되거나, 또는 스페이서 부재(24)와, 그에 따라 카운터 플레이트(16)와 부딪치는 정지 위치로 이동된다. 최대 폐쇄 위치(28)의 달성을 위해, 자석 유닛(30)에는 제2 제어 신호, 다시 말하면 최대 제어 신호가 공급되어야 한다. 상기 최대 제어 신호는 중앙 컨트롤러(50) 내에, 또는 그 밖에도 개별적으로, 그리고 국소적으로는 모든 제어 회로(45)의 제어기(46)들 내에 저장될 수 있고 마찬가지로 이격 간격 측정 유닛의 보정을 위해 이용된다. 이런 유형 및 방식으로, 각각의 이격 간격 측정 유닛을 위해, 카운터 플레이트(16)와 폐쇄 커버(18) 간에 폐루프 제어로 제어될 수 있는 최소 및 최대 이격 간격(41)이 결정될 수 있다.

도 16에는, 도 2 내지 도 4의 도면에 따라서 보정을 위한 방법이 재차 블록선도의 형태로 도시되어 있다. 제1 단계(300)에서, 폐쇄 커버(18)는 도 2에 도시된 접촉 위치(27)로 이동된다. 그 다음, 이를 위해 적어도 하나의 자석 유닛을 위해 필요한 제어 신호, 또는 폐루프 제어로 제어될 수 있는 상응하는 제1 최대 이격 간격(41)은 단계 302에서 저장될 수 있다. 관련된 제어 신호, 또는 제1 또는 최대 이격 간격(41)은, 자석 유닛에 공급되는 제어 신호에 걸쳐서 측정된 이격 간격(41)의 특성곡선으로부터 특히 간단하게 결정된다.

그런 후에, 단계 304에서는, 도 3에 도시된 것처럼, 적어도 하나의 자석 유닛(30)의 두 번째 제어가 실현된다. 이에 수반되는 최대 제어 신호는 마찬가지로 상기 특성곡선에서 판독된다. 이 최대 제어 신호는, 전류 세기의 값에 따른 추가 상승이 더 이상 이격 간격(41)의 측정 가능한 감소를 야기하지 않게 되는 시점에 해당하는 전류 세기에 상응한다. 이는, 스페이서 부재(24)와 부딪치는 정지 위치에 도달했다는 점에 대한 지표이다. 그 다음에, 단계 306에서는, 폐쇄 커버와 카운터 플레이트 간의 제2 최소 이격 간격이 결정된다. 실링(22)이 폐쇄 커버뿐만 아니라 카운터 플레이트와도 접촉할 수 있는 측정된 최소 및 최대 이격 간격을 기반으로, 이격 간격 측정 유닛(40)이 보정될 수 있고, 그에 따라 이 이격 간격 측정 유닛에 의해 폐루프 제어 및 개루프 제어로 제어될 수 있는 자석 유닛(30)이 보정될 수 있다.

도 11 및 도 12에는, 폐쇄 또는 에어록 장치에 대한 정면도가 도시되어 있다. 이 경우, 폐쇄 커버(18)는 길이 방향으로 연장된 가이드(62) 상에서 변위 가능하게 지지된다. 슬라이드 가이드로서 형성되는 가이드(62)는 카운터 플레이트(16) 및/또는 폐쇄 커버(18)에 의해 형성되는 안착면(x, 6)의 평면에 대해 평행하게, 그에 따라 카운터 플레이트(16) 및 폐쇄 커버(18)의 서로 향해 있는 면(17, 19)들에 대해 평행하게 연장된다. 그러나 가이드(62)는, 도 13에 따른 측면도에서 유추되는 것처럼, 특히 카운터 플레이트(16)에 상대적인 폐쇄 커버(18)의 충돌없는 변위를 가능하게 하기 위해, 폐쇄 방향(z)과 관련하여 카운터 플레이트(16)로부터 약간 이격 되어 배치된다.

도 11에 예시된 것처럼, 폐쇄 커버(18)는, 특히 적어도 하나의 자기 베어링을 통해, 전형적으로는 서로 이격되어 있는 2개 또는 그 이상의 자기 베어링(60)을 통해 가이드(62) 상에 비접촉 방식으로 지지된다. 개별 자기 베어링(60)들은, 자석 유닛(30)들과 유사하게, 본 예시에서 별도로 도시되지 않은 거리 센서, 제어 회로, 그리고 거리 센서 및 제어 회로를 통해 폐루프 제어로 제어될 수 있는 전자기 액추에이터(61)를 각각 포함할 수 있으며, 상기 전자기 액추에이터는 상대 부재(63)와 자기적으로 상호작용한다. 이런 유형 및 방식으로, 가이드(62) 상에서 폐쇄 커버(18)의 요구되는 부동 상태(floating state)가 달성될 수 있다. 가이드(62) 상에서 폐쇄 커버(18)의 비접촉식 지지는 진공 챔버(12)의 주변에서 오염 및 마멸의 방지를 위해 특히 바람직하다.

본 예시에서, 가이드(62)를 따라서 복수의 전자기 액추에이터(62)가 제공되며, 이 액추에이터들은 캐리어(66)의 변위 시에 이 슬라이드형 캐리어(66) 상에 배치된 상대 부재(63)들과 차례로 연동된다. 이 경우, 반대되는 배치구조들은 본 발명의 범위에서 동일하다. 예컨대 하나 또는 복수의 액추에이터(62)가 캐리어(66) 상에, 또는 폐쇄 커버(18) 상에 배치될 수 있고, 액추에이터들과 자기적으로 상호작용하는 상대 부재(63)들은 가이드 레일로서 형성된 선형 가이드(62) 상에 위치 고정 방식으로 배치된다.

도 11에는, 폐쇄 커버(18)가 릴리스 위치에 도시되어 있으며, 이 릴리스 위치에서 폐쇄 커버는 카운터 플레이트(16) 영역의 외부에 위치한다. 도 12에서는 폐쇄 커버(18)는 카운터 플레이트(16)와 겹쳐져 있으며, 그럼으로써 개구부(14)는 기밀하게 폐쇄될 수 있다.

또한, 도 13 및 도 14의 비교로부터는, 폐쇄 커버(18)가 홀더(64)에 의해 폐쇄 방향(z)으로, 다시 말하면 폐쇄 커버(18)의 평면(x, y)에 대해 수직으로 변위 또는 이동 가능하게 가이드(62) 상에서 지지되는 점이 유추된다. 개구부(14)의 외주를 따라서 배치되는 적어도 하나의 자석 유닛(30)에 의해, 폐쇄 커버(18)는 도 13에 도시된 접촉 없는 휴지 위치(26)로부터 도 14에 도시된 접촉 위치(27)로, 그리고 계속하여 폐쇄 위치(28)로 전환될 수 있다. 또한, 휴지 위치(26)와 접촉 위치(27) 사이에서, 즉 폐쇄 커버(18)의 평면에 대해 수직으로 폐쇄 커버(18)의 이동을 위해, 별도의 구동장치를 제공하는 점도 추가로 생각해볼 수 있다.

이 경우, 홀더(64)는 이격된 휴지 위치(26)로부터 접촉 위치(27)로, 그리고 계속하여 폐쇄 위치(28)로 폐쇄 커버(18)의 일정의 평행 변위를 실현하거나 보조하며, 그럼으로써 폐쇄 커버의 평면(X, y)에서 폐쇄 커버(18) 및 실링(22)의 상대 이동은 최대한 발생하지 않게 된다. 그렇지 않으면, 상기 유형의 전단 이동은 실링(22)의 마멸과 진공 챔버(12)들의 주변의 적어도 극미한 오염을 초래할 수도 있다.

도 15에는, 폐쇄 또는 에어록 장치를 비스듬하게 바라본 사시도가 도시되어 있다. 폐쇄 커버(18)의 저부(foot) 상에는 추가 가이드(70)가 제공되며, 이 추가 가이드는 마찬가지로 자기 지지되며, 또한, 자기 지지형 가이드(62) 역시도 비접촉 방식으로 형성될 수 있다. 이 경우, 하부 가이드(70)는 폐쇄 커버의 평면에 대해 평행한 방향으로, 본 예시에서는 수평으로 폐쇄 커버의 변위를 안내할 수 있을 뿐만 아니라, 또 다른 기능도 수행할 수 있다. 특히, 하부 가이드는 폐쇄 커버의 휴지 위치(26)로부터 접촉 위치(27)로, 그리고 계속하여 폐쇄 위치(28)로 폐쇄 커버(18)의 경동 없는 평행 변위에 기여할 수도 있다.

가이드(70) 역시도, 자체의 이격 간격 측정 유닛(40)과 연결될 수 있다. 그러나 그 밖에도, 중앙 컨트롤러(50)를 통해 개구부(14)의 외주에 걸쳐서 분포 배치된 모든 이격 간격 측정 유닛(40)의 이격 간격들이 판독되어 공급됨으로써 개별 이격 간격 신호들의 비교로부터 y-z 평면에서 폐쇄 커버(18)의 정렬에 대한 귀납적 추론이 수행될 수 있는 점 역시도 생각해볼 수 있다.

가이드(62) 상에서 폐쇄 커버(18)의 비접촉식 지지는 예컨대 폐쇄 커버와 연결되고 슬라이드 유형으로 형성된 캐리어(66)로 수행된다. 관련된 자기 베어링(60)의 컴포넌트들 중 일측 컴포넌트, 즉 전자기 액추에이터(61) 및 상대 부재(63) 중 일측은 가이드(62) 상에 고정 배치되며, 그에 반해 액추에이터(61) 및 상대 부재(63) 중 타측 컴포넌트는 캐리어(66) 상에 배치된다. 그러나 그 밖에도 전자기 액추에이터들 및 상대 부재들의 반대되는 상호 간 구성들 및 배치구조들 역시도 생각해볼 수 있다. 가이드(62)를 따르는 폐쇄 커버(18) 또는 캐리어(66)의 변위를 위해서는, 릴리스 위치와 휴지 위치(26) 사이에서 폐쇄 커버(18)를 이동시킬 수 있는 선형 모터(68)가 제공된다.

10: 폐쇄 또는 에어록 장치
11: 벽부
12: 진공 챔버
14: 개구부
16: 카운터 플레이트
17: 면(side)
18: 폐쇄 커버
19: 면
20: 그루브
21: 덮개부
22: 실링
24: 스페이서 부재
25: 중간 챔버
26: 휴지 위치
27: 접촉 위치
28: 폐쇄 위치
30: 자석 유닛
31: 그루브
32: 전자기 액추에이터
33: 코일
34: 상대 부재
40: 이격 간격 측정 유닛
41: 이격 간격
42: 거리 센서
44: 설정 값 생성기
45: 제어 회로
46: 제어기
48: 증폭기
50: 컨트롤러
60: 자기 베어링
61: 전자기 액추에이터
62: 가이드
63: 상대 부재
64: 홀더
66: 캐리어
68: 선형 모터
70: 가이드
100: 폐쇄 또는 에어록 장치
200: 폐쇄 또는 에어록 장치

Claims

진공 챔버(12)를 위한 폐쇄 또는 에어록 장치로서,
- 진공 챔버(12) 상에 배치될 수 있으면서 진공 챔버(12)의 개구부(14)를 에워싸는 카운터 플레이트(16)와,
- 카운터 플레이트(16)에 상대적으로 이동 가능하게 지지되어 폐쇄 위치(28)에서는 카운터 플레이트(16) 상에서 개구부(14)를 폐쇄하는 폐쇄 커버(18)와,
- 카운터 플레이트(16)와 폐쇄 커버(18) 사이에서 작용하는 폐쇄력(S)의 생성을 위해 카운터 플레이트(16) 및 폐쇄 커버(18)와 연동되는 적어도 하나의 폐루프 제어형 자석 유닛(30)과,
- 폐쇄 커버(18)와 카운터 플레이트(16) 사이의 이격 간격(41)의 측정을 위한 적어도 하나의 이격 간격 측정 유닛(40)을 포함하는
상기 폐쇄 또는 에어록 장치에 있어서,
- 상기 자석 유닛(30)은 상기 이격 간격 측정 유닛(40)에 의해 측정되는 카운터 플레이트(16)와 폐쇄 커버(18) 간의 이격 간격(41)에 따라서 폐루프 제어로 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 진공 챔버용 폐쇄 또는 에어록 장치.
제1항에 있어서, 상기 자석 유닛(30)은, 폐쇄 커버(18) 및 카운터 플레이트(16) 중 일측 상에 배치되는 적어도 하나의 전자기 액추에이터(32)와, 폐쇄 커버(18) 및 카운터 플레이트(16) 중 타측 상에 배치되어 상기 전자기 액추에이터(32)와 자기적으로 상호작용하는 적어도 하나의 상대 부재(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 챔버용 폐쇄 또는 에어록 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이격 간격 측정 유닛(40) 및 상기 자석 유닛(30)과 연결되어 카운터 플레이트(16)와 폐쇄 커버(18) 간의 사전 설정된 이격 간격(41)을 준수하도록, 그리고/또는 설정하도록 형성되는 적어도 하나의 전자 제어 회로(45)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 챔버용 폐쇄 또는 에어록 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폐쇄 커버(18)의 폐쇄 위치(28)에서 폐쇄 커버(18) 및 카운터 플레이트(16)의 서로 향해 있는 면(17, 19)들 사이의 중간 챔버(25) 내에서 상기 폐쇄 커버(18) 상에는, 또는 상기 카운터 플레이트(16) 상에는 상기 개구부(14)를 에워싸는 탄성 압착형 실링(22)이 배치되는 것을 특징으로 하는 진공 챔버용 폐쇄 또는 에어록 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폐쇄 커버(18)의 폐쇄 위치(28)에서 폐쇄 커버(18) 및 카운터 플레이트(16)의 서로 향해 있는 면(17, 19)들 중 일측 면 상에는, 카운터 플레이트(16) 및 폐쇄 커버(18)의 직접적인 접촉 위치를 방지하는 적어도 하나의 스페이서 부재(24)가 배치되는 것을 특징으로 하는 진공 챔버용 폐쇄 또는 에어록 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 개구부(14)의 외주에 걸쳐서, 자체의 이격 간격 측정 유닛(40)을 각각 구비한 복수의 자석 유닛(30)이 분포 배치되는 것을 특징으로 하는 진공 챔버용 폐쇄 또는 에어록 장치.
제6항에 있어서, 상기 개구부(14)의 외주에 걸쳐서 분포 배치되는 상기 자석 유닛(30)들은 각각의 자체의 제어 회로(45)와 연결되는 것을 특징으로 하는 진공 챔버용 폐쇄 또는 에어록 장치.
제6항에 있어서, 상기 개구부(14)의 외주에 걸쳐서 분포 배치되는 상기 자석 유닛(30)들, 및/또는 상기 자석 유닛(30)들에 할당된 이격 간격 측정 유닛(40)들은 중앙 컨트롤러(50)와 연결되는 것을 특징으로 하는 진공 챔버용 폐쇄 또는 에어록 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폐쇄 커버(18)는 상기 개구부(14)의 평면에 대해 평행하게 연장되는 가이드(62) 상에 변위 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 진공 챔버용 폐쇄 또는 에어록 장치.
제9항에 있어서, 상기 폐쇄 커버(18)는 하나 또는 복수의 자기 베어링(60)에 의해 상기 가이드(62) 상에 비접촉 방식으로 지지되는 것을 특징으로 하는 진공 챔버용 폐쇄 또는 에어록 장치.
제9항에 있어서, 상기 폐쇄 커버(18)는, 적어도 하나의 홀더(64)에 의해, 상기 카운터 플레이트로부터 이격된 휴지 위치(26)와 상기 개구부(14)를 밀봉하는 폐쇄 위치(28) 사이에서, 상기 가이드(62) 상에 이동 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 진공 챔버용 폐쇄 또는 에어록 장치.
제1항 또는 제2항에 따르는 폐쇄 또는 에어록 장치(10; 100; 200)를 이용하여 진공 챔버(12)의 개구부(14)를 폐쇄하기 위한 방법에 있어서,
- 적어도 하나의 이격 간격 측정 유닛(40)으로 폐쇄 커버(18)와 카운터 플레이트(16) 사이의 적어도 하나의 이격 간격(41)을 측정하는 단계와,
- 상기 측정된 이격 간격(41)에 따라서 카운터 플레이트(16)와 폐쇄 커버(18) 사이에서 작용하는 폐쇄력(S)을 생성하기 위해 적어도 하나의 폐루프 제어형 자석 유닛(30)을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 챔버의 개구부 폐쇄 방법.
제12항에 있어서, 상기 폐루프 제어형 자석 유닛(30), 또는 관련된 이격 간격 측정 유닛(40)의 보정을 위해,
- 상기 폐쇄 커버(18)는 상기 자석 유닛(30)의 첫 번째 제어에 의해 맨 먼저 상기 카운터 플레이트(16) 상에 배치된 실링(22)과의 접촉 위치로 이동되며,
- 그 다음 상기 폐쇄 커버(18) 및 상기 카운터 플레이트(16)는 상기 자석 유닛(30)의 두 번째 제어에 의해, 상기 실링(22)을 압착하면서, 스페이서 부재(24)와의 접촉 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 진공 챔버의 개구부 폐쇄 방법.