TWI447319B - 真空室之閘閥及真空室 - Google Patents
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Description
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)
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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)。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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