TWI447319B - 真空室之閘閥及真空室 - Google Patents

Description

真空室之閘閥及真空室

本發明有關於一種閘閥，用來封閉一真空室的一壁中之複數個開口，於該真空室中可進行如物理汽相沉積、電漿蝕刻等多種製程步驟，以及一種包括至少一個此類閘閥之真空室。

日本專利公開案第JP 60222670 A號顯示一種一般的閘閥，其中一密封板固定於一托載件，該托載件係藉兩個平行的連桿連接於一致動桿，而該致動桿可在平行於被一開口阻斷之框架構造的直立的前表面，在垂直方向往復運動。在該密封板處在之無效位置時，該密封板藉一彈簧的作用與前面保持一距離。該致動桿的向上運動使密封板到達從前表面延伸出來的止檔件，而當致動桿更往上移動時，該止檔件水平偏地移該托載件朝向該前表面的運動。由此，該密封板最後到達一將該開口密封的有效位置。

因該密封構件僅連接於致動桿而未連接於框架構造，所以並不能被精確地控制其與表面的相對位置。此為不利點，尤其是當密封板位於其有效位置時，即使是處於由巨大壓力差造成的嚴重機械應力下，亦必需要確實地密封該開口。關於該密封構件沿著該止檔件滑動的事實，會導致奈米尺寸之粒子之形成，因而造成在真空室中被處理的物品之損壞。

如法國專利公開案第FR 1493479 A號揭示相似構造的 一停止閥。一圓形的密封構件安裝於一托載板上，該托載板係藉兩對平行的連桿連接於一致動桿。於該致動桿向下運動期間，兩個安裝於托載件上的滾輪到達水平板，該等水平板係作為該托載件的止擋件，因而強迫托載件水平移動該密封構件緊抵在管道的一端之一位置上，由該密封構件密封該管道的圓形開口。

英國專利公開案第GB 257254 A號中描述有一實際上相同構造的停止閥

本發明之一目的係提供一種如申請專利範圍1前言部分所限定之一般型式之閘閥，其可精確地控制密封件之位置，尤其是密封件在有效位置。

該目的由申請專利範圍1的特徵部分所達成。本發明提供一種閘閥，其簡單、省空間及可靠，且可藉譬如一活塞等一簡單線性驅動裝置致動。其亦提供易於組立與拆解之便利檢修。本發明亦提供一種真空室，其便於使用且可靠，並具有一相對較小佔地面積(footprint)。

如美國專利案第US 5,693,238 A號中所示，可為複數個真空室與一運送單元之總成一部份的真空室包括(第1圖)一由一外框1組成之框架構造，該外框圍繞一相對較大的大致橢圓形框架開口。後者由數個亦大致橢圓形壁板2填塞，該等壁板2係沿著與豎直一致的一縱向方向，相互接續。每一壁板2各設有二個狹縫狀開口3，其相互層疊地 配置，且基本上，沿垂直於該縱向方向並因此呈水平之一橫向方向，橫越壁板2延伸。經由每一開口3，可近接該真空室之一隔室。每一開口3各由作為彈性密封手段之一O型環4圍繞。

框架構造，亦即外框1與壁板2，界定背對此等隔室之一大體上平面前表面，此等隔室包含有開口3。在與該前表面隔一距離處配置一閘閥，用於密封開口3，該閘閥包括二個桿型托載件5a、b，各分別藉在其上方末端與下方末端，亦即在縱向方向上相互隔開之位置的二連桿6，連接至外框1。連桿一方面連接至外框1，另一方面連接至托載件5a、b，而可繞平行於該橫向方向之複數個軸線7、8樞轉。對於每一連桿6，二軸線7、8之間的距離皆相同，外框1、托載件5a、b、及連接每一托載件5a、b至外框1之連桿6，可形成一托載件5a、b用平行四邊形懸架，亦即一機械導引手段，每當在一切換過程期間，沿縱向朝前與朝後位移時，皆可導致其與該框架構造所隔距離改變，但仍與該縱向方向保持平行。

托載件5a、b托載著一縱向列條型密封板9，一個密封板9係用於其中一開口3。密封板9係自托載件5a沿該橫向方向延伸至托載件5b。該等密封板之對立末端部分別固定至第一與最末者。面對該框架構造前表面之每一密封板9表面基本上沿該橫向方向呈平面、但略呈凸面。每一密封板9各藉一對壓縮彈簧10(請參閱第2圖、第3圖)連接於各托載件5a、b，使該密封板9可抵抗此等彈簧之彈 力，朝遠離該前表面之一方向移開。該位移受到一可調整止檔件、安裝於托載件5a、b上之一附間隔物螺栓11限制。

呈致動桿12a、b外型之二致動構件，各由安裝至外框1之一連串平面軸承襯套13導引，而沿該縱向方向延伸。每一致動桿12a、b接近其中一托載件5a、b，且藉沿縱向方向適當隔開之三個桿件14，分別於該托載件下端、上端以及中間處與其連接。每一桿件14皆可繞一軸線15而相對於托載件5a、b樞轉，且繞一軸線16而相對於致動桿12a、b樞轉，其中該二軸線皆平行於該橫向方向。托載件5a、b、桿件14與致動桿12a、b又形成一平行四邊形連桿，以容許致動桿12a、b與托載件5a、b之間的距離在垂直於該前表面之一方向上改變，但其等仍保持互相平行。每一致動桿12a、b皆安裝於可作為一致動桿12a、b用線性驅動裝置之一氣動裝置18的一活塞17上。

在第2圖中，多數密封板9處於有效位置。每一密封板9各抵緊於圍繞開口3之一壁板2的平面前表面，且特別地抵緊O型環4，將其壓縮，且藉此保持開口3密封。由於多數密封板9之表面略呈凸面，因此，此等板在抵緊該前表面時，稍微變形，而使壓力均等化，且改善自托載件5a、b移開之密封板9中心部處的密封效果。接著，可排空密封板9所封閉之隔室，且在其中進行如PVD或電漿蝕刻等一真空處理步驟。依結構細部設計而定，此等隔室與外部之間可具有一相對較大壓力差。

為了開啟此等隔室，活塞17回縮，而將致動桿12a、 b往下拉。經由桿件14，亦朝下驅迫，且自該前表面拉走托載件5a、b。由於連桿6之導引，托載件5a、b之運動將遵循一確定圓形路徑，即托載件5a、b先平行地移動密封板9，使之基本上垂直地遠離其有效位置，且接著愈來愈沿一朝下方向運動。當托載件5a、b抵達該切換過程之對立末端時，密封板9處於無效位置(第3圖)，此時，每一密封板9在該前表面上之正投影皆不致與其在有效位置中所覆蓋之開口3相重疊。密封板9已完全脫離，且可沿垂直於該平面之一方向，輕易地經由開口3近接該隔室。待處理或已處理基板之插入或收回可藉一運送裝置進行，大致不會為該閘閥所妨礙。

為了將密封板9帶回到其密封開口3之有效位置，活塞17伸展，且致動桿12a、b、桿件14、及托載件5a、b皆歷經沿相同軌道之相反運動。密封板9到達其有效位置之最終平行運動大致垂直於該框架，藉此可避免摩擦。

1‧‧‧外框

2‧‧‧壁板

3‧‧‧開口

4‧‧‧O型環

5a‧‧‧托載件

5b‧‧‧托載件

6‧‧‧連桿

7‧‧‧軸線

8‧‧‧軸線

9‧‧‧密封板

10‧‧‧壓縮彈簧

11‧‧‧附間隔物螺栓

12a‧‧‧致動桿

12b‧‧‧致動桿

13‧‧‧平面軸承襯套

14‧‧‧桿件

15‧‧‧軸線

16‧‧‧軸線

17‧‧‧活塞

18‧‧‧氣動裝置

以上參考本發明一具體實施例之圖式，更詳細地描述發明，其中：第1圖顯示依據本發明之一閘閥，及一真空室之相鄰部件，其中部分係以爆炸視圖呈現，第2圖係顯示如第1圖所示之閘閥及真空室相鄰部件的部份剖視圖，其中該閘閥處於第一狀態，及第3圖係顯示大致如第2圖之部份剖視圖，其中該閘閥係處於第二狀態。

1‧‧‧外框

2‧‧‧壁板

3‧‧‧開口

4‧‧‧O型環

5a‧‧‧托載件

6‧‧‧連桿

7‧‧‧軸線

8‧‧‧軸線

9‧‧‧密封板

10‧‧‧壓縮彈簧

11‧‧‧附間隔物螺栓

12a‧‧‧致動桿

13‧‧‧平面軸承襯套

14‧‧‧桿件

15‧‧‧軸線

16‧‧‧軸線

17‧‧‧活塞

18‧‧‧氣動裝置

Claims (15)

1. 一種閘閥，用於密封在一框架構造之一大體上平面前表面上之至少一個開口(3)，該閘閥包括：至少一個托載件(5a,5b)，於與該前表面隔一距離處，沿一縱向方向延伸；及一密封板(9)，用於密封固著於至該至少一個托載件(5a,5b)之該至少一個開口(3)，該托載件(5a,5b)可於一切換過程期間，平行於該縱向方向朝前與朝後運動，且該至少一個密封板(9)可在一有效位置與一無效位置之間移動，該至少一個密封板(9)於該有效位置中，與圍繞該開口(3)之該前表面的一部份相接觸，而藉此密封該開口(3)，且於該無效位置中，位於與該前表面隔一距離處，而不致覆蓋該開口(3)；以及又包括機械導引手段，該導引手段具有沿該縱方向偏置之至少兩個平行的連桿(6)，每一連桿係連接於該托載件(5a,5b)，且繞沿平行於該前表面且垂直於該縱向方向的一橫方向延伸之一軸(8)樞轉，其特徵在於：每一連桿(6)亦形成為連接於該框架構造，且繞沿平行於該前表面且垂直於該縱向方向之一橫方向延伸之一軸(7)樞轉，該連桿(6)導引該至少一個托載件(5a,5b)，使得朝前移動導致其同時接近該前表面，該至少一個密封板(9)進佔其有效位置，而朝後移動導致其遠離該前表面，該至少一個密封板(9)進佔其無效位置。
2. 如申請專利範圍第1項之閘閥，其中：在該無效位置中， 該至少一個密封板(9)在該前表面上之正投影不致與該至少一個開口(3)相重疊。
3. 如申請專利範圍第1或2項之閘閥，其中：該導引手段控制該至少一個托載件(5a,5b)之移動，使該至少一個密封板(9)沿大致垂直於該前表面之一方向接近該有效位置。
4. 如申請專利範圍第1或2項之閘閥，其中：該至少一個密封板(9)連接至該至少一個托載件(5a,5b)，使其可反抗彈力而自該前表面移開。
5. 如申請專利範圍第4項之閘閥，其中：該密封板(9)之位移範圍係有限制的，且其中該限制較佳地為可調整。
6. 如申請專利範圍第1項之閘閥，其中：又包括至少一個致動構件，沿該縱向方向延伸，且可藉一致動構件朝前與朝後平行於該縱向方向運動，該至少一個致動構件係連接至該至少一個托載件(5a,5b)，使得該致動構件之朝前與朝後移動，在每一情況下，皆導致該托載件(5a,5b)沿相同方向移動，而容許該托載件(5a,5b)沿垂直於該前表面之方向，相關於該致動構件作相對移動。
7. 如申請專利範圍第6項之閘閥，其中：在該至少一個致動構件與至少一個托載件(5a,5b)間之連接包括沿該縱向方向偏置之至少二個平行桿件(14)，每一該桿件(14)皆連接至該致動構件及至該托載件(5a,5b)，可繞平行於該前表面且垂直於該縱向方向之多數軸線(15,16)樞轉。
8. 如申請專利範圍第6或7項之閘閥，其中：該至少一個 致動構件係作為呈平行於該縱向方向之一致動桿(12a,12b)，且該致動構件係一線性驅動裝置。
9. 如申請專利範圍第8項之閘閥，其中：該線性驅動裝置為一氣動驅動裝置(18)，包括連接該致動桿(12a,12b)之一活塞(17)。
10. 如申請專利範圍第1項之閘閥，其中：包括多數密封板(9)，配置成一列沿該縱向方向延伸，每一該等密封板(9)呈條型，並沿著平行於該前表面且垂直於該縱向方向之橫向方向延伸，該等密封板(9)適合於關閉複數個開口(3)，該等開口(3)係配置成一列沿該縱向方向延伸，而每一開口(3)皆形成為沿該橫向方向延伸之一狹縫。
11. 如申請專利範圍第1項之閘閥，其中：包括至少二個托載件(5a,5b)，在沿著平行於該前表面且垂直於該縱向方向之一橫向方向上偏置，且該至少一密封板(9)之複數個相對之末端部，各固著至該等托載件(5a,5b)之一者。
12. 如申請專利範圍第10或11項之閘閥，其中：每一該等密封板(9)呈現一面對著該前表面之表面，其中該表面沿該橫向方向係略呈凸面。
13. 一種真空室，其包括至少一個如申請專利範圍第1至12項中任一項之閘閥該閘閥之每一連桿(6)連接於該框架構造，且繞沿平行於該前表面且垂直於該縱向方向的一橫方向延伸之一軸(7)樞轉；又包括一框架構造，該構造係具有一大體上平面前表面，圍繞至少一個開口(3)，該開口係可被至少一閘閥之至少 一密封板(9)密封。
14. 如申請專利範圍第13項之真空室，其中：該至少一個開口(3)被安裝於該前表面上之一彈性密封手段所圍繞，該彈性密封手段係在該密封板(9)處於其有效位置時，被該密封板(9)所壓縮。
15. 如申請專利範圍第13或14項之真空室，其中：包括至少一堆之隔室，每一該等隔室可經由一個開口(3)近接。