TW200809123A - Valve door with ball coupling - Google Patents

Description

200809123 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明的實施方式主要關於用於密封真空處理系統中 的基板通道的真空隔離閥門。 【先前技術】

薄膜電晶體（TFT )普遍用於主動矩陣顯示器，諸如 電腦和電視監視器、行動電話顯示器、個人數位助理（PDA ) 及越來越多的其他裝置。一般地，平板顯示器包括兩個玻 璃板，該兩玻璃板具有液晶材料層嵌入其間。至少一個玻 璃板包括設置在其上的導電薄膜，該導電薄膜與電源連 接。從電源提供給該導電薄膜的功率改變晶體材料的配 向，形成圖案顯示。 隨著市場對於平板顯示技術的接受，對於更大顯示 器、更多産量和更低製造成本的需求促使設備製造商爲平 板顯示器製造商開發容納更大尺寸的玻璃基板的新系統。 現有的玻璃基板處理設備通常配置爲容納最高至約5平方 米的基板。在不久的將來預想配置容納超過5平方米基板 尺寸的處理設備。 玻璃基板處理通常在叢集設備（cluster tool)中通過 將基板經歷多個依次製程以在基板上形成元件、導體和絕 緣體而實施。這些製程的每個通常在配置爲實施單個步驟 的生産製程的製程腔中實施。爲了有效地完成全部次序的 處理步驟，叢集設備包括多個與中央傳送腔連接的製程 5

200809123 腔。安裝在傳送腔中的機械手臂輔助製程腔和負載閉 之間的基板傳送。負载閉鎖腔允許基板在叢集設備的 環境和工廠介面的周圍環境之間傳送。這種用於玻璃 處理的叢集設備可從美國加州的Santa Clara市的應 料公司的全資擁有子公司AKT公司購買。 由於用於製造平板顯示器的基板尺寸變大，用於 基板的製造設備也在尺寸上變得更大。相應地，將真 (或負載閉鎖腔）彼此隔離的門或閘變得更大，或尤 更長，原因在於兩個腔之間的槽式開口必須變得更寬 納大寬度的基板通過槽式開口。閥門不斷增加的尺寸 個腔之間通過設置在圍繞闊門和腔壁之間的狹槽開口 成橡膠密封而維持的良好的隔離密封帶來技術挑戰。 第1A圖示出了通過腔主體106形成並利用傳統 空隔離閥門1 1 0選擇性密封的基板通道1 〇 8的部分 圖。傳統的真空隔離閥門通常由具有較長橫向跨度的 平板構件組成。如第1 A -1 B圖所示，通過與剛性旋轉車^ 連接的閘1 02向閥門11 0的中心施加閉合力。閥門！ 過與轴104連接的致動器118在密封通道的位置 1A圖所示）和通道108的打開位置之間旋轉。密封辦 設置在閥門110和腔主體1〇6之間。 爲獲得良好腔隔離而要 如前頭112所示，施加在閥 閥門Π 0的中心附近具有較 有基本上較小的密封力。如 求載入密封件〗i 6的力很 Η 11 0中心附近的高負載 向的負載力而闊門端部附 虛線的軸120所示，由於 鎖腔 真空 基板 用材 這些 空腔 其是 以容 對兩 的合 的真 截面 銘的 104 • 0通 (第 116 大。 導致 近具 閥門 6 200809123 11 0在設置在腔主體1 0 6的壁内的軸承支架1 1 4和連接至 閥門110的中心的閘102之間具有較長的跨度，軸1〇4在 負載下可能彎曲。在閥門11 〇在閉合位置時，軸1 0 4的彎 曲進一步惡化閥門的端部處的密封件的低負載务件。閥門 的邊緣處的較低的密封力可導致通過通道1 0 8的不期望泄 露。

爲了對於更加均勻的密封負載提供更加剛性的閥門， 闊門和/或軸可由更厚的材料或具有更高模量的材料製 造。然而，由於高強度材料通常較爲昂貴，並且在操作期 間較大的負載閉鎖腔可能需要具有足夠的間隙以容納具有 較大、高強度的門，因此這種方式增加負載閉鎖腔的成本。 由於腔本身增加的材料和製造成本，以及抽空較大真空容 積需要增加泵功率，因此較大的負載閉鎖腔並不合需要。 另外，增加的真空容積通常需要增加對系統産量具有不利 影響的抽真空時間。 已提出採用彎曲的真空隔離閥門以解決這些問題，並 且在共同轉讓並先前引入的2004年6月14日申請的標題 爲“CURVED SLIT VALVE DOOR”的美國專利申請序列 號No. 1 0/8 67，100中對其進行了描述。彎曲的真空隔離 閥門的實施提出新的工程挑戰。例如，由於當按壓平面的 腔壁以密封真空隔離閥門通道時閥門密封表面變成平面， 因此應當容納彎曲的真空隔離閥門的投影長度的變化以防 止閥門致動機構的過度磨損。另外，由於真空隔離閥門相 對閥門密封表面旋轉，因此真空隔離閥門和閥門密封表面 7 200809123 之間的任何不平行度將導致這些表面之間的橫向移動。該 橫向移動將導致密封件磨損和顆粒生成，並且在極端情形 下’可導致密封件在密封管中不斷失緊，而這可進/步導 致永久性的密封件失效。 因此，需要一種改進的真空隔離闕門。

l赞咧内容】 • 本發明提供一種用於密封一腔，…〜η1_ 備的實施方式。在一個實施方式中，用於密封一腔中的基 达通遒的設備包括一狹長的閾門構件，該狹長的閥門 具有利用碰你接搞命功#Λ哭括私念私本Z a，rtV 中的基板傳送通道的設 板傳 ^〜心思的設備包括一狹畏的_門構件，該狹長的閥門 構件具有利用球狀接頭與致動器連接的密封表面。腔可爲 化予氣相沈積腔、負載閉鎖腔、測量腔、熱處理腔，或物 及4 ’尤積腔、負載閉鎖腔、基板傳送室或真空腔及其他 的其中之一。

、、在另一實施方式中，用於密封一真空腔中的基板傳送 通道的設備包括一狹長的闊門構件，㈣長的閾門構 :通過球狀接頭與桿臂連接的凹進密封面。該球 A m構件圍繞球狀接頭的中心相對頭配 在另-實施方式中，用於密处連動。 傳达通道的設備包括一狹長的 t中的基板 件通過球狀接頭與致動器連接 广狹長的閥門構 構件圍繞球狀接頭的中心相對 ：碩配置爲允許閥門 ，狹長的闕Η的密封面爲彎曲的。 〜侗實施方式 8

200809123 【實施方式】 本發明主要提供尤其適合用於大面積基板處 改進的真空隔離閥門。該真空隔離閥門包括彎曲 和撓性連接器，其適應閥門的投影長度的變化， 閥門致動裝置的使用壽命，同時最小化與旋轉部 相關的不必要的微粒生成。以下所述的本發明可 從美國加州的 Santa Clara市的應用材料公司 AKT購買得到的平板處理系統中使用。然而，應 發明可用於密封具有不同結構的其他類型的處理 基板傳送通道。 第2圖爲適合用於處理大面積基板（例如， 約0.1 6平方米的平面面積的玻璃或聚合物基板） 統2 5 0的一個實施方式的俯視平面圖。處理系統 地包括通過負載閉鎖腔 200與工廠介面連接 20 8。傳送腔208具有設置在其中的至少一個真空 23 4，其適於在多個週邊製程腔2 3 2和負載閉鎖腔 傳送基板。製程腔232可爲化學氣相沈積腔、物 積腔、計量腔或熱處理腔及其他。典型地，傳送 持在真空條件下以消除在每個基板傳送後調節傳 和各個製程腔232的壓力的必要。 工廠介面212 —般包括多個基板存儲盒238 個大氣機械手臂2 3 6。盒2 3 8 —般可移除地設置 工廠介面212的一側上的多個間隔240中。大氣 236適於在盒23 8和負載閉鎖腔200之間傳送基 理腔中的 的密封面 從而延長 件的緊固 在諸如可 的分公司 當理解本 設備中的 具有大於 的處理系 2 5 0典型 的傳送腔 機械手臂 200之間 理氣相沈 腔20 8維 送腔 208 和至少一 在形成於 機械手臂 板。典型 9 200809123 地，工廠介面212維持在或稍高於大氣壓力。

第3圖爲第2圖的負載閉鎖腔2 00的一個實施方式的 截面圖。負載閉鎖腔200包括真空隔離閥門缸件300，該 組件適於密封工廠介面2 1 2和傳送腔2 0 8之間的通道（基 板進出口）3 16。在由Kurita等人於2003年1 0月20日申 請的標題爲 “LOAD LOCK CHAMBER FOR LARGE AREA SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM” 的美國臨時申請序 列號No· 60/5 12，727中，以及在由Kurita等於1999年 12 月 15 日申請的標題爲 “ DUAL SUBSTRATE LOADLOCK PROCESS EQUIPMENT” 的美國專利申請 No· 09/464，362 中描述了可能適於受益於本發明的負載閉鎖腔的一個實施 例。一般認爲本發明的真空隔離閥門組件3 0 0可與具有替 代結構的負載閉鎖腔一起使用。一般還認爲真空隔離閥門 組件3 00還可用於選擇性密封形成在傳送腔208、製程腔 23 2或其他真空腔中的基板出口。 在第3圖所示的實施方式中，負載閉鎖腔2〇〇具有腔 主體3 12，其包括由真空密封的水平内壁314分隔的多個 垂直堆疊的、與環境隔離的基板傳送腔。雖然在第3圖所 示的實施方式中示出了三個單基板傳送腔3 2 0、3 2 2、3 2 4， 但應該理解負載閉鎖腔200的腔主體312可包括兩個或更 多垂直堆璺的基板傳送腔。例如，負載閉鎖腔2〇〇可包括 由N-1個水平内壁3 1 4分隔的N個基板傳送腔，其中n爲 大於1的整數。 基板傳送腔320、322、324各配置爲容納單個大面積 10 200809123 基板210,從而各腔的容積可最小化以改善快速泵送和通 風迴圈。在第3圖所示的實施方式中，每個基板傳送腔 320、322、324具有小於約2〇〇〇公升的内部容積，以及在 ‘ 一實施例中約1 400公升的内部容積，以容納具有大於約 . 3.7平方米的平面面積的基板，諸如大於或等於5平方米。 可以構想，具有其他寬度、長度和/或高度的本發明的基板 傳送腔可配置爲容納不同尺寸的基板。 • 腔主體3 1 2包括第一側壁3 02、第二側壁3 〇4、第三側 壁3 06、底部308和頂部3 1 〇。第四側壁3〗8 (第3圖中部 刀示出）與第二側壁3〇6相對。主體η〕由適於在真空條 件下使用的剛性材料製成。腔主體312由單塊鋁（例如， 一塊）或其他適合材料製造，或由模組部分製造。 基板210由第一基板傳送腔32〇的底部3〇8和限定第 一基板傳送腔322和第二基板傳送腔324的内壁314之上 的多個基板支架344支撐。基板支架344配置並分隔爲在 底部308(或壁314)上方的一定高度處支撐基板210以避 瞻 免基板與腔主體3〗2接觸。基板支架3 44配置爲最小化基 板的劃傷和污染。在第3圖所示的實施方式中，基板支架. " 344爲具有圓形上端346的不銹鋼銷。在2003年3月5曰 申請的美國專利No.6，528，767中，在200 1年10月27 曰申凊的美國專利申請No. 09/982，406，以及2003年2 月27曰申請的美國專利申請No. 60/376，857中描述了其 他適合的基板支架。 母個基板傳送腔320、322、324的至少一個側壁包括 11 200809123

至少一個形成在該側壁中的出口 340，並且該出口與泵送 系統342連接以有助於控制每個腔内部容積内的壓力。泵 送系統342包括通風、泵送和流量控制，其能使泵送系統 3 42選擇性對基板傳送腔320、322、324中預定一個通風 或抽氣。在前文引入的由Kurita等人在2003年10月20 日申請的標題爲 “ LOAD LOCK CHAMBER FOR LARGE AREA SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM” 的美國臨時 專利申請序列號No. 60/512，712中描述了適於受益於本 發明的泵送系統的一個實施例。 限定在腔主體312中的每個基板傳送腔320、322、324 包括兩個基板進出口 316。該進出口 316配置爲有助於大 面積基板210從負载閉鎖腔200進出。在第3圖所示的實 施方式中’每個基板傳送腔3 2 0、3 2 2、3 2 4的基板進出口 3 1 6設置在腔主體3 1 2的相對側。然而，進出口 3 1 6也可 可選地設置在主體312的相鄰壁。在一實施方式中，第一 基板進出口 316和第二基板進出口 316的寬度爲，但不限 於，至少1 365亳米。 每個基板進出口 3 1 6利用各自真空隔離閥門組件3 00 選擇性拔封，該真空隔離閥門組件適於選擇性將第一基板 傳送腔320與傳送腔2〇8和工廠介面212的環境隔離。每 個真空隔離閥門組件3⑽通過至少一個致動器330在開口 位置和閉口位置之間移動。（一個致動^ 3 3 〇通常設置在第 3圖的腔主體312外部的第四壁318上）。 第4圖爲絰過真空隔離閥門組件30 0的其中之一的負 12 200809123 载閉鎖腔200的水平截面圖。真空隔離閥門組件3⑽包括 通過桿臂413與至少第一轴404連接的閥門橼件4〇2。第 一軸404和椁臂413通過致動器33〇旋轉以在開口和閉合 位置之間移動閥門構件402。在第4圖所示的實施方式中， 真空隔離閥門組件3⑼包括通過第二桿臂413肖閥門構件 402連接的第二軸4〇6。所示與腔主體Η]的第三壁^6 外部連接的第二致動器43G用於結合致動器33G以移動闕 門構件4〇2 1二致動器43 0肖致動ϋ 320協作以旋轉闊 ::構'4〇2:第-致動133〇和第二致動器430可爲液壓 八叙乱動、電機或適合用於旋轉#楊、犧的其他 致動器。 '、 件==:Γ接的桿臂413通過撓性連接器組 狀接頭性連接器組件419包括球 構件術撓曲、改ΛΓ 連接器組件允許闕門 4〇4、4〇6或所用的：…奴轉以及彎曲而不會妨礙軸 彻有助於：Η:Γ 内的旋轉。件州相對於桿臂川在至少兩個平面 參照第5 A圖所示的膏絲方 包括連接構件450社^ 方式，撓性連接器組件419 再件450、球狀接頭46〇、 推力墊圈421、問隐叙、 至>、一個彈性襯套4H、 可爲將閥門構件4〇2盥423和固持件則。連接構件450 且在第5A^與桿臂413緊固的任意適合結構，並 圖所不的管> # t 4 + 410和螺母415。螺母415 /㈣該連接構件爲鐘形螺检 了利用鎖緊裝置固定，諸如固定 13 200809123 螺絲、鎖緊粘合劑、線、塑膠插塞、彈簧、固持環或其他 適合的鎖緊裝置。在第5A圖所示的實施方式中，鎖緊裝 置爲固持環582,其按壓在鐘形螺栓410上以防止螺母415 的不經意旋轉。

彈性襯套411設置在形成於闊門構件4〇2中的凹部 530中。凹部530包括允許鐘形螺栓41〇貫穿閥門構件々μ 的孔5 3 2。鐘形螺栓4 1 0還貫穿襯套4 1 1,的孔5 〇4。鐘形螺 栓410的頭502防止鐘形螺栓401貫穿彈性襯套4ΐι。彈 性槪套4 1 1的彈性允許鐘形螺栓4 1 〇相對閥門構件4 〇 2全 方位疑轉（即，在至少兩個平面内，例如圍燒X和z軸 圍繞樞軸點5 9 〇旋轉）。 彈性襯套4 11可由諸如聚合物的彈性材料製成，或製 成爲彈簧形式。適合的聚合物材料的實施例包括諸如聚亞 安酯、聚醯胺-醯亞胺、TORLON®、VITON®、七甘 取具他適合 的彈性材料的合成橡膠和軟質塑膠。可組成彈性觀套4ιι 的其他彈性材料包括由金屬或其他適合的彈 1工竹竹形成的 彈“結構，諸如Belleville彈菁。 在一個實施方式中’彈性襯套4 1 1的孔5 〇4可具有大 於鐘形螺栓410的直徑506的内徑。因此，鈐π撕^ 鹱形螺栓4 1 〇 可在彈性襯套411内橫向移動’從而容許閥門構件4〇2相 對桿臂4 1 3的橫向移動。 跫叫------。 ·一1 μ N傅件402之間。 推力墊圈42 1提供柔性構件以增加閥門構侔 η舟1千4 0 2和桿臂 41 3之間的摩擦阻力，從而增加了基本上侔姓士 丄你符在閥門構件 14 200809123

合迴圈之間閥門構件402相對腔密封 憶。推力墊圈421 _般爲諸如聚合物 止桿臂413和閥門構件402之間的金 一實施方式中，推力墊圈421由PEEK 球狀接頭460設置在形成於桿臂413中的凹部54〇

中門隔塾423。又置在連球狀接頭46〇和桿臂* J 3之間以 防止金屬與金屬的接觸。在―實施方式中，間隔塾⑵由 諸如PEEK的聚合物製造。 球狀接頭460包括載體564中俘獲的球562。球 和載體564由任何允許球562在載體5M内旋轉而不會産 生微粒或磨傷的合適材料製成。在—實施方式中，球⑻ 和载體564由不錄鋼製造。

402的連續打開和閉 表面方位的剛性和記 的非金屬材料，其防 屬與金屬的接觸。在 (聚醚醚酮）製成。 、·里形螺栓410貫穿形成在凹部54〇中的孔542和形成 在球562中的孔566。螺母415螺紋連接在鐘形螺栓 上，螺母415以允許閥門構件4〇2圍繞限定在球⑹的中 心處的樞軸點592相對桿臂413全方位旋轉的方式，將球 狀接頭460和桿臂413俘獲至閥門構件4〇2。 、固持件430與桿臂413連接以將球狀接頭46〇與桿臂 連接。在-實施方式中，固持件48〇包括嚙合形成在凹部 540、中的母螺紋的螺紋部分。固持件48〇可包括諸如扳手 鍵或槽的驅動機構，以有助於旋轉固持件48〇。 、b 一般認爲球狀接頭460可位於靠近或在閥門構件々Μ 或才干臂413的任意之一中。然而，爲了最小化闊門構件術 15 200809123

的密封表面相對於圍繞基板進出口 3 16的腔主體312的密 封表面的移動，在球562中心的樞軸點59〇應當設置爲接 近圍繞基板進出口 316的密封表面。因此，在閎構件4〇2 的密封表面在與桿臂413相對的閥門構件4〇2的一側上的 實施方式中，球狀接頭460可如第5B圖所示的設置在閥 門構件402中。相反地，在閥門構件4〇2的密封表面在與 桿臂413相同的閥門構件402的一側上的實施方式中，球 狀接頭460可如第5B圖所示的設置在桿臂4〇3中。另外， 由於球狀接頭460保持閥門構件402和腔主體316的密封 表面之間良好的平行度，因此’使用球狀接頭460還有益 於具有平面的密封表面的閥門構件的應用中以最大化密封 壽命並最小化密封磨損。 回到第4圖，側壁306、318包括形成在其中用於容納 至少一部分桿臂4 1 3的凹部4 1 6，從而允許腔主體3丨6的 λ度和内部容積最小化。每個軸404、406還分別通過外部 致動器臂414與致動器330、430連接。每個外部致動器臂 414和軸404、406可爲花鍵、楔形或另外設計以防止二者 之間的旋轉滑動。 每個軸4 0 4、4 0 6貫穿密封包裝經件4 0 8，其在維持腔 主體312的真空完整性的同時，允許軸的旋轉。密封包裝 組件408通常安裝在腔主體3 1 2的外部以最小化腔主體 3 1 2的寬度和内部容積。 第6Α-6Β圖爲打開和閉合位置的閥門構件402的截面 圖。第6Α圖示出了打開位置的彎曲真空隔離閥門。在打 16 200809123 開位置，閥門構件402爲彎曲的， 轉和球狀接頭460内的球562的絲M '套41 1的偏 勺疑氧r在桿臂 件402之間的第-方位上容納鐘形螺fe410 J3和閥門構 連接的致動器3 30、430旋轉閥門構件4〇2均舆桿臂413 閥門構件402變平，按壓腔至阕合位置時， 土：以關閉真空隔 3!6。當閥門構件4〇2變平時，通過繞性連接^門通運 與桿臂4U連接的端部向外移動。在打開:組件419 如，彎曲和變平）的門門 * &位置（例 考曲和η)的閥門構件4〇2的投影長 可由第6Α-Β圖中所示的延伸 間的差別 J1甲自閥門構件4〇2 _、602的偏移表示。閥門二的虛線 “。改變方位並相對桿，413成角展=鐘形螺栓 _ 取月度傾斜。泽性襯套4 1 1 遷允許鐘形螺栓4 1 0的橫向移動以宠每 Π移動以令卉補償閩門構件402 、長度變化，同時球狀接頭46〇容許鐘形螺栓4 W的角度 方向的變化。撓性連接器組件4〗9還允許桿臂4 1 3基本上 相對貫穿腔主體316的軸404、406保持方向不變。除由彎 曲閥門構件402的伸直引起的移動外，當閥門構件4〇2的 表面轉動以在接觸基礎上與腔壁對齊時，通過撓性連接器 組件419的球狀接頭46〇還提‘供在第二平面中的旋轉。 第7圖爲密封包裝組件408的一個實施方式的截面 圖。密封包裝組件408包括罩702、内軸承704、外轴承 706和一個或多個轴密封件708。罩702通常通過多個緊固 件7丨〇與腔主體312連接。Ο型環712設置在罩7 02和脸 主體3 1 2之間以提供二者之間的真空密封。 罩7 02包括允許軸406貫穿罩702的通孔714。孔7l4 17 200809123 在每個端部具有接Μ & ± 钱收内軸承704和外軸 承7〇4、706圍繞輛406屋配合以輔助 6的擴孔。軸 的實施方式中’耗承7G4、7()6爲十字二°在帛7圖所示 一個或多個耗密封件708設置在予孔^子轴承。 軸俱和罩702之間的動態真空密―中並提供第二 施方式中，所示多個軸密封7〇8由 7圖所-的實 ^ λ〇^ aa 塾 716 分隔。 第一軸406的内端72〇以保證 轉運動僂迻#方+ & 軸到臂413的旋 =動傳达的方式與桿臂413連接。例如，桿臂川可盘 轴406匹配或包括鍵以保證 ’、 」适地，桿臂41 3可盘 軸406夾緊、銷釘、壓配合、焊接或接合。 ” 第8圖示出了桿臂413的-個實施方式的透視圖。第 一轴彻的外端74G以確保捷轉運動時外部致動器臂414 的運動傳送至第404的方式與外部致動器臂川連 接。第二軸4〇6類似連接。例如，外部致動器臂414可與 軸404配合或包括鍵8〇2n& 、 何埏⑽2以保证疑轉。可選地，外部 的錢！4可與車由404夾緊、銷釘、屋配、焊接或接合。 第9’圖爲閥門構件4〇2的_個實施方式的前 俯視圖。閥Η構件4G2通常爲狹長的，並㈣或 圖和 材料製造。閥門構件402包括主側部9〇2、9〇4,次倒呷適合 908’密封面910和背側912。分別一個桿臂413通過9〇6、 連接器組件419與閥門構件402的背側912的相對挽性 接，靠近次側部906、908。在一個實施方式中，閥門連 4 0 2爲矩形並具有次側部9 〇 6、9 〇 8之間至少！ 2 6 〇 *、>件 寬度。應該理解，闊門構件4〇2的寬度可更長 笔米的 18 200809123 納不同尺寸的基板。

密封壓蓋914形成在側部902、904、906、908向内的 密封面910中。密封壓蓋914圍繞闊門構件4 〇2的中心部 分，其覆蓋通入腔主體312的基板進出口 316。密封件916 設置在密封壓蓋914中並密封閥門構件402於腔主體 3 1 6。密封件9 1 6通常配置爲當闊門構件4 0 2由致動器 3 3 0、430壓縮時防止闊門構件與腔主體316接觸。在一個 實施方式中，密封件916包括由含氟聚合物和其他適合材 料製造的〇型環。其他密封材料的實施例包括I碳化合物 (fkm )或全氟橡膠（ffkm)、腈橡膠（nbr )和聚砍酮。應 該理解，密封件916和密封壓蓋914可可選地設置在腔主 體316上。 至少閥門構件402的密封面910相對連接次側部 906、908的主軸1 002彎曲。主軸1 002平行於由閥門構件 402密封於腔主體316的密封表面1012限定的虛線1〇〇〇。 爲清晰可見，在第10圖中以放大的間隔分開關係示出了密 封表面1012和構件402。虛線1 000還可平行於軸4〇4、4〇6 並垂直於次側部906、908。在第1〇圖所+认* 昂所不的實施方式中， 密封面9 1 0相對虛線1 〇〇〇凸起，從而备 %從而田閥門構件402關閉 時，密封面910的中心首先接觸腔主體 卿紅王篮3 1 2，因此在閥門 構件402内産生彈力。 413連接 由於致動 1 1圖中以 在操作中，設置在次側部9〇6、9〇8處與桿臂 的致動器330、430引起閥門構件4〇2旋轉閉合 器330、430引起的在彎曲閥門上的負载力在 19 200809123 出 *門疑轉閉合時，通過彈性襯套4丨丨碉節 産生鐘形螺拾41Λ &社人 的向移動，從而允許相對桿臂4〗3的 縱向移動〇由# 仕 、， 由於閥門構件4〇2的彎曲，閥門構件402的中 心貫先接觸腔主雜1 1 〇 | ι王體312。由於致動器33〇、43〇的力導致閥 門構件312變伞，lL BS β 文十 因此閥門構件402的彎曲産生增加密封 件916在闕門構件4〇2中心區域中的彈力。由於闊門構件 4〇2的彈力而引起的負載力在第11圖中以箭頭1104示 出、、二由致動益3 3 0、43 0施加的較高的閥門端部負載的組 口由於閥Η構 >(牛4G2的中心彈力而抵消以均勻地壓縮並安 裝圍繞基板進出口 316的密封件916。組合的負载力 11 04的總和在第〗i圖中以箭頭丨1 〇6示出。在致動器的組 合力和由閥Η構件4〇2産生的彈力的情形下，冑平的密封 面910提供圍$堯通過腔主體312的通道的㈣件916的均 勻負載，從而確保圍繞通道週邊的均勻並可靠的真空密 封’同時增加密封壽命。密封面91〇的彎曲量可通過對預 定的閥門幾何結構的梁撓度分析和所需的真空條件來確 定。 另外，由於第一軸404和第二軸4〇6相對閥門構件4〇2 和負載閉鎖腔200的寬度較短，因此軸的撓度較小，從而 允許從致動器330、430到閥門構件4〇2的更有效的力的傳 送。較短的軸404、406還允許採用較小的軸直徑，從而降 低爲了堅固而要求較大直徑的長軸以及附屬的較大尺寸硬 體相關的成本。另外地，由於内部致動器臂4丨2設置在形 成於腔主體316中的凹部416中，因此對於預定的基板進 20 200809123 出口的寬度’負載閉鎖腔200的寬度和内部容積可最小 化，這有益地降低製造負載閉鎖腔200的成本並通過在操 作期間減少通風和抽氣所需的負載閉鎖腔2〇〇的容積而增 加産量。 第1 2圖爲另一實施方式的負載閉鎖腔丨2 〇〇的部分戴 面圖。除與閥門構件402的相對端部連接的致動器12〇2、 12 04設置在腔主體1212的内部以外，負載閉鎖腔12〇〇基 本上類似於以上所述的負載閉鎖腔。 雖然前述提供了本發明的較佳實施方式，但在不偏離 由以下申請專利範圍限定的本發明的基本範圍内，可設計 本發明的其他和進一步的實施方式。 【圖式簡單說明】 因此爲了獲得並且更詳細地理解本發明的以上所述特 徵’將參照附圖中示出的實施例對以上簡要所述的本發明 進行更具體描述。 第1A圖爲具有利用傳統的真空隔離閥門選擇性密封 的基板通道的腔的部分截面圖； 第1B圖爲在腔主體移除後閥門致動器和圖1 a的傳統 的真空隔離閥門的側視圖； 第2圖爲具有本發明的負載閉鎖腔的用於處理大面積 基板的處理系統的一個實施方式的俯視平面圖； 第3圖爲沿著第2圖的戴面線3一3提取的負载閉鎖腔 的截面圖； 21 200809123 第4圖爲沿著第3圖的截面線4 - - 4提取的負載閉鎖腔 的截面圖； 第5 A圖爲撓性連接器組件的一個實施方式的部分戴 面圖； 第5 B圖爲撓性連接器組件的另一實施方式的部分戴 面圖；

第6A圖爲在開口位置的彎曲的真空隔離閥門的一個 實施方式的截面圖； 第6B圖爲旋轉關閉的彎曲真空隔離閥門的一個實施 方式的截面圖， 第7圖爲沿著第4圖的戴面線5 · - 5提取的密封包裝組 件的一個實施方式的截面圖， 第8圖爲第2圖的負載閉鎖腔的一個實施方式的剖面 部分側視圖； 第9和1 0圖爲閥門構件的一個實施方式的前視圖和俯 視圖； 第11圖爲表示闊門構件上的密封力的示意圖；以及 第1 2圖爲負載閉鎖腔的另一實施方式的部分截面圖。 爲有助於理解，附圖中盡可能地使用相同的附圖標記 表示共同的元件。一般認爲在沒有進一步敍述下，一個實 施方式的元件和特徵可有利地並入在其他實施方式中。 然而，應當注意，附圖僅示出了本發明的示例性實施 方式，並因此不能認爲是對本發明範圍的限定，本發明可 允許其他等同的有效實施例。 22 200809123

【主要元件符號說明】 102 閘 1 04 旋轉軸 106 腔主體 108 基板通道 110 真空隔離闊門 112 箭頭 114 軸承支架 1 16 密封件 118 致動器 120 軸 200 負載閉鎖腔 2 08 傳送腔 210 基板 212 工廠介面 232 製程腔 234 真空機械手臂 23 6 大氣機械手臂 238 基板存儲盒 240 間隔 250 處理系統 3 00 隔離闕門組件 302 第一側壁 304 第二側壁 306 第三側壁 3 08 底部 3 10 頂部 312 腔主體 314 水平内壁 316 基板進出口 318 第四側壁 320 單基板傳送腔 322 單基板傳送腔 324 單基板傳送腔 330 致動器 340 出口 342 泵送系統 344 基板支架 346 圓形上端 402 閥門構件 404 第一轴 406 第二軸 408 密封包裝組件 410 鐘形螺栓 41 1 彈性襯套 23 200809123

412 内 部 致 動 器 臂 413 桿 臂 414 外 部 致 動 器 臂 415 螺 母 416 凹 部 419 撓 性 連 接器組件 421 推 力 墊 圈 423 間 隔 墊 43 0 致 動 器 450 連 接 構 件 460 球 狀 接 頭 480 固 持 件 5 02 頭 504 孔 506 鐘 形 螺 栓 的 直徑 5 30 凹 部 53 2 孔 540 凹 部 542 孔 562 球 564 載 體 566 孔 580 固 持 件 582 固 持 環 590 才區 轴 點 592 才區 轴 點 600 虛 線 602 虛 線 702 罩 704 内 轴 承 706 外 軸 承 708 軸 密 封 件 710 緊 固 件 712 0 型 環 714 通 孔 716 間 隔 墊 718 固 持 環 720 内 端 740 外 端 802 鍵 902 主 側 部 904 主 側 部 906 次 側 部 908 次 側部 910 密 封 面 912 背 側 914 密 封 壓 蓋 916 密 封 件 24 200809123 1000 虛線 1002 主軸 1012 密封 表 面 1102 箭頭 1104 箭頭 1106 箭頭 1200 負載 閉 鎖腔 1202 致動 器 1204 致動 器 1212 腔主 體

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Claims (1)

1. 200809123 十、申請專利範圍： 1. 一種腔，包括： 一腔主體，具有第一基板傳送口； 一閥門構件，具有可定位地選擇性密封所述第一基板 傳送口的一密封面； 一桿臂；以及

   一球狀接頭，其將所述桿臂與真空隔離閥門連接，其 中所述球狀接頭允許所述桿臂圍繞至少兩個軸旋轉。 2 ·如申請專利範圍第1項所述的腔，進一步包括： 一第二球狀接頭；以及 一第二桿臂，其具有與貫穿所述腔主體設置的第二軸 連接的第一端，以及通過所述第二球狀接頭與所述真空隔 離閥門的第二端連接的第二端。 3.如申請專利範圍第1項所述的腔，其中所述腔主體進一 步包括： 多個堆疊的單基板傳送腔。 4.如申請專利範圍第1項所述的腔，其中所述密封面具有 凸曲率。 5 ·如申請專利範圍第1項所述的腔，其中所述腔爲化學氣 26 200809123 相沈積腔 沈積腔、 、負載閉鎖腔 負载閉鎖腔、 、計量腔 基板傳送 、熱處理腔，或物理氣相 腔或真空腔的其中之一。 住爽理系統，包括： —傳送腔’具有多個基板值、、， 傳送口具有 A. 專送口，至少一個所述基板 有一基本平面的密封表面·、 一負翁4畜B允 ’以及 載閉鎖腔，與所述傳、、， 包括： 咬腔連接，所遂負載閉鎖腔 〜腔主體，具有第一 傳送口； 基板傳送口和至少第二基板 〜閥門構件，具有對、 面可定位Μ、强雄α 、、於所述傳送腔的所述密封表 地選擇性密封所 面； 禾—基板傳送口的彎曲密封 〜球狀接頭，通過卷 盥所沭彳自、 田所述閥門構件的密封面受力 /、所述傳送腔的平面密封表 門谣彼Λ 曲接觸而變平時，允許所述閥 門構件相對所述桿臂圍繞 达球狀接頭的中心旋轉的方式 將所述桿臂與所述闊門構件連接。 7 ·如申請專利範園第6項所述的系統，其中負載閉鎖腔的 所述球狀接頭進一少包括· 球並允許所述球在其中旋轉；以及 容納所 一球 -載 27 200809123 一軸，延伸貫穿所述球和載體’所述軸將所述閥門構 件與所述桿臂連接。 8 ·如申請專利範圍第7項所述的系統，其中負載閉鎖腔的 所述桿臂進一步包括： 一凹部，具有設置在其中的所述球和載體。

   9.如申請專利範圍第8項所述的系統，其中負載閉鎖腔的 所述閥門構件進一步包括： 一凹部，具有設置在其中的一彈性襯套，並且其中所 述軸延伸穿過一貫穿所述彈性襯套形成的間隙孔，以允許 所述軸相對所述閥門構件橫向移動。 1 0.如申請專利範圍第7項所述的系統，其中負載閉鎖腔 的所述閥門構件進一步包括： 一凹部，具有設置在其中的所述球和載體。 11 ·如申請專利範圍第1 0項所述的系統，其中所述闊門構 件的凹部形成在一密封壓蓋的向外的所述密封表面中。 1 2.如申請專利範圍第11項所述的系統，其中負載閉鎖腔 的所述桿臂進一步包括： 一凹部，具有設置在其中的彈性襯套，並且其中所述 28 200809123 軸延伸穿過一貫穿所述彈性襯套形成的間隙孔，以允許所 述軸相對所述閥門構件橫向移動。 1 3.如申請專利範圍第7項所述的系統，其中所述球和所 述載體由不銹鋼製造。 14. 一種用於密封一基板進出口的方法，包括： Φ 致動第一桿臂和第二桿臂，以旋轉一閥門構件的彎曲 密封面至揍觸一平面的密封表面，所述桿臂通過各自球狀 接頭與所述閥門構件連接；以及 將所述閥門構件的彎曲密封面對於所述平面的密封表 面變平，以密封一負載閉鎖腔和一傳送腔之間的一基板進 出口，其中所述變平步驟導致所述閥門的端部圍繞所述球 狀接頭旋轉。

   1 5 ·如申請專利範圍第1 4項所述的方法，其中所述變平步 驟進一步包括： 圍繞貫穿所述球狀接頭限定的第一軸旋轉所述閥門構 件，以基本將所述密封面與所述密封表面對齊；以及 當所述閥門變平時，圍繞貫穿各自球狀接頭限定的第 二軸和第三軸旋轉所述閥門構件的端部。 1 6.如申請專利範圍第1 4項所述的方法，其中所述變平步 29 200809123 驟進一步包括： 橫向向外移動所述閥門構件的端部 如申凊專利範圍第1 6項所述的、、 頭包括延伸貫穿一球的軸，並 其中所述球狀接 門構件的端部進一步包括： 也、向向外移動所述閥 向外移動所述軸的端部，其 轉所述球。 所述軸的向外移動係旋 18.如申請專利範圍第14項所述 驟進一步包括： 万法，其中所述變平步 旋轉設置在所述閥門構件 的 @部中的球 ::二::利範…4項所…法，其中所述變平步 旋轉設置在所述桿臂的一凹部中 的球 2〇·如申請專利範-圍第14項所述的 門構件的彎曲密封面至接觸所述平 包括： 方法，其中旋轉所述 面的密封表面，進一 閥 步 在將所述閥門構件的端部接觸

   面 將所述闕門構件的中心部分接觸 其中所述球狀接頭將所述閥門構件 所述平面的密封表 所述平面的密 的端部與所述 面之 封表 桿臂 30 200809123 連接。

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