專利名稱：具有球狀聯(lián)軸器的真空隔離閥門的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的實施方式主要涉及用于密封真空處理系統(tǒng)中的基板通道的真空 隔離閥門。
背景技術：
薄膜晶體管(TFT)普遍用于諸如計算機和電視監(jiān)視器、移動電話顯示器、 個人數(shù)字助理(PDA)及越來越多的其他器件的有源矩陣顯示器。 一般地，平 板顯示器包括具有液晶材料層嵌入二者之間的兩個玻璃板。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取向，形成圖案顯示。
隨著市場對于平板顯示技術的接受，對于更大顯示器、更多產(chǎn)量和更低制 造成本的需求促使設備制造商為平板顯示器制造商開發(fā)容納更大尺寸的玻璃 基板的新系統(tǒng)?，F(xiàn)有的玻璃基板處理設備通常配置為容納最高至約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集束設備(cluster tool)中通過將基板經(jīng)歷多個依次 工序以在基板上形成器件、導體和絕緣體而實施。這些工序的每個通常在配置 為實施單個步驟的生產(chǎn)工藝的工藝腔室中實施。為了有效地完成全部次序的處 理步驟，集束設備包括多個與中央傳送腔室聯(lián)接的工藝腔室。安裝在傳送腔室 中的機械手輔助工藝腔室和真空交換腔之間的基板傳送。真空交換腔允許基板 在集束設備的真空環(huán)境和工廠界面的周圍環(huán)境之間傳送。這種用于玻璃基板處 理的集束設備可從加利福尼亞的Santa Clara市的應用材料公司的全資擁有子 公司AKT公司購買。
由于用于制造平板顯示器的基板尺寸變大，用于這些基板的制造設備也在 尺寸上變得更大。相應地，將真空腔室(或真空交換腔)彼此隔離的門或閘變 得更大，或尤其是更長，原因在于兩個腔室之間的槽式開口必須變得更寬以容
納大寬度的基板通過槽式開口。閥門不斷增加的尺寸對兩個腔室之間通過設置 在圍繞閥門和腔室壁之間的狹槽開口的合成橡膠密封而維持的良好的隔離密 封帶來技術挑戰(zhàn)。
圖1A示出了通過腔室主體106形成并利用傳統(tǒng)的真空隔離閥門IIO選擇 性密封的基板通道108的部分截面圖。傳統(tǒng)的真空隔離閥門通常由具有較長橫 向跨度的鋁的平板構件組成。如圖1A-圖1B所示，通過與剛性旋轉軸104聯(lián) 接的閘102向閥門110的中心施加閉合力。閥門IIO通過與軸104軸聯(lián)的致動 器118在密封通道108的位置(圖1A所示)和通道108的打開位置之間旋轉。 密封件116設置在閥門110和腔室主體106之間。
為獲得良好腔室隔離而要求加載密封件116的力很大。如箭頭112所示， 施加在閥門IIO中心附近的高負載導致閥門IIO的中心附近具有較高的負載力 而閥門端部附近具有基本上較小的密封力。如虛線的軸120所示，由于閥門 110在設置在腔室主體106的壁內的軸承支架114和軸聯(lián)至閥門110的中心的 閘102之間具有較長的跨度，軸104在負載下可能彎曲。在閥門IIO在閉合位 置時，軸104的彎曲進一步惡化閥門的端部處的密封件的低負載條件。閥門的 邊緣處的較低的密封力可導致通過通道108的不期望泄露。
為了對于更加均勻的密封負載提供更加剛性的閥門，閥門和/或軸可由更 厚的材料或具有更高模量的材料制造。然而，由于高強度材料通常較為昂貴， 并且在操作期間較大的真空交換腔可能需要具有足夠的間隙以容納具有較大、 高強度的門，因此這種方式增加真空交換腔的成本。由于腔室本身增加的材料 和制造成本，以及抽空較大真空容積需要增加泵功率，因此較大的真空交換腔 并不合需要。另外，增加的真空容積通常需要增加對系統(tǒng)產(chǎn)量具有不利影響的 抽真空時間。
已提出采用彎曲的真空隔離閥門以解決這些問題，并且在共同轉讓并先前 引入的2004年6月14日遞交的題為"CURVED SLIT VALVE DOOR"的美 國專利申請序列號No. 10/867， 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(zhàn)。例如，由于當按壓平面的腔室壁以密封真空隔離 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，由于真空隔離閥門相 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，并且在極端情形下，可導致密封件在密封管中不斷夾緊，而這可進一步 導致永久性的密封件失效。
因此，需要一種改進的真空隔離閥門。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種用于密封基板傳送通道的設備的實施方式。在一個實施方 式中，用于密封腔室中的基板傳送通道的設備包括具有利用球連接與致動器耦 接的密封表面的加長的閥門構件。腔室可為化學氣相沉積腔室、真空交換腔、 測量腔室、熱處理腔室，或物理氣相沉積腔室、真空交換腔、基板傳送室或真 空腔室及其他的其中之一。
在另一實施方式中，用于密封真空腔室中的基板傳送通道的設備包括通過 球狀接頭與活動臂軸聯(lián)的具有凹進密封面的伸長的閥門構件。該球狀接頭配置 為允許閥門構件圍繞球狀接頭的中心相對活動臂運動。
在另一實施方式中，用于密封真空腔室中的基板傳送通道的設備包括通過 球狀接頭與致動器軸聯(lián)的伸長的闊門構件。球狀接頭配置為允許閥門構件圍繞 球狀接頭的中心相對活動臂運動。在一個實施方式中，伸長的閥門的密封面為 彎曲的。


因此為了獲得并且更詳細地理解本發(fā)明的以上所述特征，將參照附圖中示 出的實施例對以上簡要所述的本發(fā)明進行更具體描述。
圖1A為具有利用傳統(tǒng)的真空隔離闊門選擇性密封的基板通道的腔室的部 分截面圖1B為在腔室主體移除后閥門致動器和圖1A的傳統(tǒng)的真空隔離閥門的 側視圖2為具有本發(fā)明的真空交換腔的用于處理大面積基板的處理系統(tǒng)的一 個實施方式的俯視平面圖3為沿著圖2的截面線3-3提取的真空交換腔的截面圖； 圖4為沿著圖3的截面線4-4提取的真空交換腔的截面圖5A為撓性聯(lián)軸器組件的一個實施方式的部分截面圖； 圖5B為撓性聯(lián)軸器組件的另一實施方式的部分截面圖6A為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； 圖6B為旋轉關閉的彎曲真空隔離閥門的一個實施方式的截面圖7為沿著圖4的截面線5-5提取的密封包裝組件的一個實施方式的截 面圖8為圖2的真空交換腔的一個實施方式的剖面部分側視圖9和圖IO為閥門構件的一個實施方式的前視圖和俯視圖11為表示閥門構件上的密封力的示意圖；以及 圖12為真空交換腔的另一實施方式的部分截面圖。
為有助于理解，附圖中盡可能地使用相同的附圖標記表示共同的元件。一 般認為在沒有進一步敘述下，一個實施方式的元件和特征可有利地并入在其他 實施方式中。
然而，應當注意，附圖僅示出了本發(fā)明的示例性實施方式，并因此不能認 為是對本發(fā)明范圍的限定，本發(fā)明可允許其他等同的有效實施例。
具體實施例方式
本發(fā)明主要提供尤其適合用于大面積基板處理腔室中的改進的真空隔離 閥門。該真空隔離閥門包括彎曲的密封面和撓性聯(lián)軸器，其適應閥門的投影長 度的變化，從而延長閥門致動裝置的使用壽命，同時最小化與旋轉部件的緊固 相關的不必要的微粒生成。以下所述的本發(fā)明可在諸如可從加利福尼亞的 Santa Clara市的應用材料公司的分公司AKT購買得到的平板處理系統(tǒng)中使用。 然而，應當理解本發(fā)明可用于密封具有不同結構的其他類型的處理設備中的基 板ft送通道。
圖2為適合用于處理大面積基板(例如，具有大于約0.16平方米的平面 面積、的玻璃或聚合物基板)的處理系統(tǒng)250的一個實施方式的俯視平面圖。處 理系統(tǒng)250典型地包括通過真空交換腔200與工廠界面連接的傳送腔208。傳 送腔20S具有設置在其中的至少一個真空機械手234，其適于在多個外圍工藝 腔室232和真空交換腔200之間傳送基板。工藝腔室232可為化學氣相沉積腔 室、物理氣相沉積腔室、計量腔室或熱處理腔室及其他。典型地，傳送腔208
維持在真空條件下以消除在每個基板傳送后調節(jié)傳送腔208和各個工藝腔室 232的壓力的必要。
工廠界面212 —般包括多個基板存儲盒238和至少一個大氣機械手236。 盒238 —般可移除地設置在形成于工廠界面212的一側上的多個間格240中。 大氣機械手236適于在盒238和真空交換腔200之間傳送基板。典型地，工廠 界面212維持在或稍高于大氣壓力。
圖3為圖2的真空交換腔200的一個實施方式的截面圖。真空交換腔200 包括真空隔離闊門組件300，該組件適于密封工廠界面212和傳送腔208之間 的通道(基板進出口) 316。在由Kurita等人于2003年10月20日遞交的題為 "LOAD LOCK CHAMBER FOR LARGE AREA SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM"的美國臨時申請序列號No. 60/512， 727中，以及在由Kurita等于 1999年12月15日遞交的題為"DUAL SUBSTRATE LOADLOCK PROCESS EQUIPMENT"的美國專利申請No.09/464， 362中描述了可能適于受益于本發(fā) 明的真空交換腔的一個實施例。一般認為本發(fā)明的真空隔離閥門組件300可與 具有替代結構的真空交換腔一起使用。 一般還認為真空隔離閥門組件300還可 用于選擇性密封形成在傳送腔208、工藝腔室232或其他真空腔中的基板出口 。
在圖3所示的實施方式中，真空交換腔200具有腔室主體312,其包括由 真空密封的水平內壁314分隔的多個垂直堆疊的、與環(huán)境隔離的基板傳送腔。 雖然在圖3所示的實施方式中示出了三個單基板傳送腔320、 322、 324，但應 該理解真空交換腔200的腔室主體312可包括兩個或更多垂直堆疊的基板傳送 腔。例如，真空交換腔200可包括由N-l個水平內壁314分隔的N個基板傳 送腔，其中N為大于1的整數(shù)。
基板傳送腔320、 322、 324各配置為容納單個大面積基板210，從而各腔 室的容積可最小化以改善快速泵送和通風循環(huán)。在圖3所示的實施方式中，每 個基板傳送腔320、 322、 324具有小于約2000公升的內部容積，以及在一實 施例中約1400公升的內部容積，以容納具有大于約3.7平方米的平面面積的 基板，諸如大于或等于5平方米?？梢詷嬒耄哂衅渌麑挾?、長度和/或高度 的本發(fā)明的基板傳送腔可配置為容納不同尺寸的基板。
腔室主體312包括第一側壁302、第二側壁304、第三側壁306、底部308 和頂部310。第四側壁318 (圖3中部分示出)與第三側壁306相對。主體312由適于在真空條件下使用的剛性材料制成。腔室主體312由單塊鋁(例如，一 塊)或其他適合材料制造，或由模塊部分制造。
基板210由第一基板傳送腔320的底部308和限定第二基板傳送腔322 和第三基板傳送腔324的內壁314之上的多個基板支架344支撐?；逯Ъ?344配置并分隔為在底部308 (或壁314)上方的一定高度處支撐基板210以 避免基板與腔室主體312接觸?；逯Ъ?44配置為最小化基板的劃傷和污染。 在圖3所示的實施方式中，基板支架344為具有圓形上端346的不銹鋼銷。在 2003年3月5日遞交的美國專利No.6， 528， 767中，在2001年10月27日 遞交的美國專利申請No. 09/982， 406，以及2003年2月27日遞交的美國專 利申請No. 60/376， 857中描述了其他適合的基板支架。
每個基板傳送腔320、 322、 324的至少一個側壁包括至少一個形成在該側 壁中的出口 340，并且該出口與泵送系統(tǒng)342連接以有助于控制每個腔室內部 容積內的壓力。泵送系統(tǒng)342包括通風、泵送和流量控制，其能使泵送系統(tǒng) 342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日遞交的題為"LOAD LOCK CHAMBER FORLARGE AREA SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM"的美國臨時專利申 請序列號No. 60/512， 712中描述了適于受益于本發(fā)明的泵送系統(tǒng)的一個實施 例。
限定在腔室主體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配置為有助于大面積基板210從真空交換腔200進出。 在圖3所示的實施方式中，每個基板傳送腔320、 322、 324的基板進出口316 設置在腔室主體312的相對側。然而，進出口 316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 度為，但不限于，至少1365毫米。
每個基板進出口 316利用各自真空隔離閥門組件300選擇性密封，該真空 隔離閥門組件適于選擇性將第一基板傳送腔320與傳送腔208和工廠界面212 的環(huán)境隔離。每個真空隔離閥門組件300通過至少一個致動器330在開口位置 和閉合位置之間移動。(一個致動器330通常設置在圖3的腔室主體312外部 的第四壁318上)。
圖4為經(jīng)過真空隔離閥門組件300的其中之一的真空交換腔200的水平截
面圖。真空隔離閥門組件300包括通過活動臂413與至少第一軸404軸聯(lián)的閥 門構件402。第一軸404和活動臂413通過致動器330旋轉以在開口和閉合位 置之間移動閥門構件402。在圖4所示的實施方式中，真空隔離閥門組件300 包括通過第二活動臂413與閥門構件402軸聯(lián)的第二軸406。所示與腔室主體 312的第三壁306外部軸聯(lián)的第二致動器430用于結合致動器330以移動閥門 構件402。第二致動器430與致動器320協(xié)作以旋轉閥門構件402。第一致動 器330和第二致動器430可為液壓汽缸、氣動汽缸、電機或適合用于旋轉軸 404、 406的其他致動器。
與每個軸404、 406軸聯(lián)的活動臂413通過撓性軸聯(lián)器組件419連接至閥 門構件402。撓性軸聯(lián)器組件419包括球狀接頭460和連接構件450，該撓性 軸聯(lián)器組件允許閥門構件402撓曲、改變長度、旋轉以及彎曲而不會妨礙軸 404、 406或所用的其他部件移動閥門構件402。球狀接頭460有助于閥門構件 402相對于活動臂413在至少兩個平面內的旋轉。
參照圖5A所示的實施方式，撓性軸聯(lián)器組件419包括連接構件450、球 狀接頭460、至少一個彈性襯套411、推力墊圈421、間隔墊423和固定器580。 連接構件450可為將閥門構件402與活動臂413緊固的任意適合結構，并且在 圖5A所示的實施方式中，該連接構件為鐘形螺栓410和螺母415。螺母415 可利用鎖緊裝置固定，諸如固定螺絲、鎖緊粘合劑、線、塑料插塞、彈簧、護 環(huán)或其他適合的鎖緊裝置。在圖5A所示的實施方式中，鎖緊裝置為護環(huán)582， 其按壓在鐘形螺栓410上以防止螺母415的不經(jīng)意旋轉。
彈性襯套411設置在形成于閥門構件402中的凹部530中。凹部530包括 允許鐘形螺栓410貫穿閥門構件402的孔532。鐘形螺栓410還貫穿襯套411 的孔504。鐘形螺栓410的頭502防止鐘形螺栓401貫穿彈性襯套411 。彈性 襯套411的彈性允許鐘形螺栓410相對閥門構件402全方位旋轉(g卩，在至少 兩個平面內，例如圍繞x和z軸，圍繞樞軸點590旋轉)。
彈性襯套411可由諸如聚合物的彈性材料制成，或制成為彈簧形式。適合 的聚合物材料的實施例包括諸如聚亞安酯、聚酰胺-酰亞胺、TORLON@、 VITON@、或其他適合的彈性材料的合成橡膠和軟質塑料?？山M成彈性襯套411 的其他彈性材料包括由金屬或其他適合的彈性材料形成的彈簧結構，諸如 Belleville彈簧。
在一個實施方式中，彈性襯套411的孔504可具有大于鐘形螺栓410的直 徑506的內徑。因此，鐘形螺栓410可在彈性襯套411內橫向移動，從而容許 閥門構件402相對活動臂413的橫向移動。
推力墊圈421設置在活動臂413和閥門構件402之間。推力墊圈421提供 柔性構件以增加閥門構件402和活動臂413之間的摩擦阻力，從而增加了基本 上保持在閥門構件402的連續(xù)打開和閉合循環(huán)之間閥門構件402相對腔室密封 表面取向的剛性和記憶。推力墊圈421 —般為諸如聚合物的非金屬材料，其防 止活動臂413和閥門構件402之間的金屬與金屬的接觸。在一實施方式中，推 力墊圈421由PEEK (聚醚醚酮)制成。
球狀接頭460設置在形成于活動臂413中的凹部540中。間隔墊423設置 在連球狀接頭460和活動臂413之間以防止金屬與金屬的接觸。在一實施方式 中，間隔墊423由諸如PEEK的聚合物制造。
球狀接頭460包括載體564中俘獲的球562。球562和載體564由任何允 許球562在載體564內旋轉而不會產(chǎn)生微粒或磨傷的合適材料制成。在一實施 方式中，球562和載體564由不銹鋼制造。
鐘形螺栓410貫穿形成在凹部540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410上，螺母415以允許閥門構件402圍繞限定 在球562的中心處的樞軸點592相對活動臂413全方位旋轉的方式，將球狀接 頭460和活動臂413俘獲至閥門構件402。
固定器430與活動臂413軸聯(lián)以將球狀接頭460與活動臂連接。在一實施 方式中，固定器480包括嚙合形成在凹部540中的母螺紋的螺紋部分。固定器 480可包括諸如扳手鍵或槽的驅動機構，以有助于旋轉固定器480。
一般認為球狀接頭460可位于靠近或在閥門構件402或活動臂413的任意 之一中。然而，為了最小化閥門構件402的密封表面相對于圍繞基板進出口 316的腔室主體312的密封表面的移動，在球562中心的樞軸點590應當設置 為接近圍繞基板進出口316的密封表面。因此，在閥門構件402的密封表面在 與活動臂413相對的閥門構件402的一側上的實施方式中，球狀接頭460可如 圖5B所示的設置在閥門構件402中。相反地，在閥門構件402的密封表面在 與活動臂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 圖5B所示的設置在活動臂403中。另外，由于球狀接頭460保持閥門構件402
和腔室主體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
益于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并最小化密
封磨損。
回到圖4，側壁306、 318包括形成在其中用于容納至少一部分活動臂413 的凹部416，從而允許腔室主體316的寬度和內部容積最小化。每個軸404、 406還分別通過外部致動器臂414與致動器330、 430軸聯(lián)。每個外部致動器 臂414和軸404、 406可為花鍵、楔形或另外設計以防止二者之間的旋轉滑動。
每個軸404、 406貫穿密封包裝組件408，其在維持腔室主體312的真空 完整性的同時，允許軸的旋轉。密封包裝組件408通常安裝在腔室主體312 的外部以最小化腔室主體312的寬度和內部容積。
圖6A-圖6B為打開和閉合位置的閥門構件402的截面圖。圖6A示出了 打開位置的彎曲真空隔離閥門。在打開位置，閥門構件402為彎曲的，并且彈 性襯套411的偏轉和球狀接頭460內的球562的旋轉在活動臂413和閥門構件 402之間的第一取向上容納鐘形螺栓410。當與活動臂413軸聯(lián)的致動器330、 430旋轉閥門構件402至閉合位置時，閥門構件402變平，按壓腔室主體以關 閉真空隔離闊門通道316。當閥門構件402變平時，通過撓性軸聯(lián)器組件419 與活動臂413軸聯(lián)的端部向外移動。在打開和閉合位置(例如，彎曲和變平) 的閥門構件402的投影長度之間的差別可由圖6A-B中所示的延伸自閥門構件 402端部的虛線600、 602的偏移表示。閥門構件402的擴展致使鐘形螺栓410 改變取向并相對活動臂413成角度傾斜。彈性襯套411還允許鐘形螺栓410 的橫向移動以容許補償閥門構件402的長度變化，同時球狀接頭460容許鐘形 螺栓410的角度方向的變化。撓性軸聯(lián)器組件419還允許活動臂413基本上相 對貫穿腔室主體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402的表面轉動以在接觸基礎上與腔室壁對齊 時，通過撓性軸聯(lián)器組件419的球狀接頭460還提供在第二平面中的旋轉。
圖7為密封包裝組件408的一個實施方式的截面圖。密封包裝組件408 包括罩702、內軸承704、外軸承706和一個或多個軸密封件708。罩702通 常通過多個緊固件710與腔室主體312連接。0型環(huán)712設置在罩702和腔室 主體312之間以提供二者之間的真空密封。
罩702包括允許軸406貫穿罩702的通孔714?？?14在每個端部具有接
收內軸承704和外軸承706的擴孔。軸承704、 706圍繞軸406壓配合以輔助 旋轉。在圖7所示的實施方式中，軸承704、 706為十字輥子軸承。
一個或多個軸密封件708設置在孔714中并提供第二軸406和罩702之間 的動態(tài)真空密封。在圖7所示的實施方式中，所示多個軸密封708由間隔墊 716分隔。
第二軸406的內端720以保證從軸406到臂413的旋轉運動傳送的方式與 活動臂413軸聯(lián)。例如，活動臂413可與軸406匹配或包括鍵以保證旋轉?？?選地，活動臂413可與軸406夾緊、銷釘、壓配合、焊接或接合。
圖8示出了活動臂413的一個實施方式的透視圖。第一軸404的外端740 以確保旋轉運動時外部致動器臂414的運動傳送至第一軸404的方式與外部致 動器臂414軸聯(lián)。第二軸406類似連接。例如，外部致動器臂414可與軸404 配合或包括鍵802以保證旋轉。可選地，外部臂賺的錢14可與軸404夾緊、 銷,丁、壓配、焊接或接合。
圖9-圖10為閥門構件402的一個實施方式的前視圖和俯視圖。閥門構件 402通常為伸長的，并由鋁或其他適合材料制造。閥門構件402包括主側部902、 904，次側部906、 908，密封面910和背側912。分別一個活動臂413通過撓 性軸聯(lián)器組件419與閥門構件402的背側912的相對端部軸聯(lián)，靠近次側部 906、 908。在一個實施方式中，閥門構件402為矩形并具有次側部906、卯8 之間至少1260毫米的寬度。應該理解，閥門構件402的寬度可更長或更短以 容納不同尺寸的基板。
密封壓蓋914形成在側部902、 904、 906、 908向內的密封面910中。密 封壓蓋914圍繞閥門構件402的中心部分，其覆蓋通入腔室主體312的基板進 出口 316。密封件916設置在密封壓蓋914中并密封閥門構件402于腔室主體 316。密封件916通常配置為當闊門構件402由致動器330、 430壓縮時防止閥 門構件與腔室主體316接觸。在一個實施方式中，密封件916包括由含氟聚合 物和其他適合材料制造的O型環(huán)。其他密封材料的實施例包括碳氟化合物 (fkm)或全氟橡膠(ffkm)、腈橡膠(nbr)和聚硅酮。應該理解，密封件916 和密封壓蓋914可可選地設置在腔室主體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1002 彎曲。主軸1002平行于由閥門構件402密封于腔室主體316的密封表面1012
限定的虛線iooo。為清晰可見，在圖io中以放大的間隔分開關系示出了密封
表面1012和構件402。虛線1000還可平行于軸404、 406并垂直于次側部906、 卯8。在圖IO所示的實施方式中，密封面910相對虛線1000凸起，從而當閥 門構件402關閉時，密封面910的中心首先接觸腔室主體312，因此在閥門構 件402內產(chǎn)生彈力。
在操作中，設置在次側部906、 908處與活動臂413軸聯(lián)的致動器330、 430引起閥門構件402旋轉閉合。由于致動器330、 430引起的在彎曲閥門上 的負載力在圖11中以箭頭1102示出。當門旋轉閉合時，通過彈性襯套411 調節(jié)產(chǎn)生鐘形螺栓410的橫向移動，從而允許相對活動臂413的縱向移動。由 于閥門構件402的彎曲，閥門構件402的中心首先接觸腔室主體312。由于致 動器330、 430的力導致閥門構件312變平，因此閥門構件402的彎曲產(chǎn)生增 加密封件916在閥門構件402中心區(qū)域中的彈力。由于閥門構件402的彈力而 引起的負載力在圖11中以箭頭1104示出。經(jīng)由致動器330、 430施加的較高 的閥門端部負載的組合由于閥門構件402的中心彈力而抵消以均勻地壓縮并 安裝圍繞基板進出口 316的密封件916。組合的負載力1102、 1104的總和在 圖11中以箭頭1106示出。在致動器的組合力和由閥門構件402產(chǎn)生的彈力的 情形下，變平的密封面910提供圍繞通過腔室主體312的通道的密封件916 的均勻負載，從而確保圍繞通道外圍的均勻并可靠的真空密封，同時增加密封 壽命。密封面910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，由于第一軸404和第二軸406相對閥門構件402和真空交換腔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402 的更有效的力的傳送。較短的軸404、 406還允許采用較小的軸直徑，從而降 低為了堅固而要求較大直徑的長軸以及附屬的較大尺寸硬件相關的成本。另外 地，由于內部致動器臂412設置在形成于腔室主體316中的凹部416中，因此 對于預定的基板進出口的寬度，真空交換腔200的寬度和內部容積可最小化， 這有益地降低制造真空交換腔200的成本并通過在操作期間減少通風和抽氣 所需的真空交換腔200的容積而增加產(chǎn)量。
圖12為另一實施方式的真空交換腔1200的部分截面圖。除與閥門構件 402的相對端部軸聯(lián)的致動器1202、 1204設置在腔室主體1212的內部以外，
真空交換腔1200基本上類似于以上所述的真空交換腔。
雖然前述提供了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但在不偏離由以下權利要求書限 定的本發(fā)明的基本范圍內，可設計本發(fā)明的其他和進一步的實施方式。
權利要求
1.一種腔室，包括具有第一基板傳送口的腔室主體；具有可定位地選擇性密封所述第一基板傳送口的密封面的閥門構件；活動臂；以及將所述活動臂與真空隔離閥門連接的球狀接頭，其中所述球狀接頭允許所述活動臂圍繞至少兩個軸旋轉。
2. 根據(jù)權利要求1所述的腔室，其特征在于，進一步包括 第二球狀接頭；以及第二活動臂，其具有與貫穿所述腔室主體設置的第二軸軸聯(lián)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軸聯(lián)的第二端。
3. 根據(jù)權利要求1所述的腔室，其特征在于，所述腔室主體進一步包括 多個堆疊的單基板傳送腔。
4. 根據(jù)權利要求1所述的腔室，其特征在于，所述密封面具有凸曲率。
5. 根據(jù)權利要求1所述的腔室，其特征在于，所述腔室為化學氣相沉積腔室、真空交換腔、計量腔、熱處理腔室，或物理氣相沉積腔室、真空交換腔、 基板傳送腔或真空腔室的其中之一。
6. —種處理系統(tǒng)包括具有多個基板傳送口的傳送腔，至少一個所述基板傳送口具有基本平面的密封表面；以及與所述傳送腔連接的真空交換腔，所述真空交換腔包括 具有第一基板傳送口和至少第二基板傳送口的腔室主體； 具有對于所述傳送腔的所述平面的密封表面可定位地選擇性密封所述第一基板傳送口的彎曲密封表面的閥門構件； 活動臂；以及通過當所述閥門構件的密封面受力與所述傳送腔的平面密封表面接觸而 變平時，允許所述閥門構件相對所述活動臂圍繞所述球狀接頭的中心旋轉的方 式將所述活動臂與所述閥門構件連接的球狀接頭。
7. 根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，真空交換腔的所述球狀接 頭進一步包括 球；容納所述球并允許所述球在其中旋轉的載體；以及延伸貫穿所述球和載體的軸，所述軸將所述閥門構件與所述活動臂軸聯(lián)。
8. 根據(jù)權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，真空交換腔的所述活動臂 進一步包括所述球和載體設置在其中的凹部。
9. 根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，真空交換腔的所述閥門構件 進一步包括具有設置在其中的彈性襯套的凹部，并且其中所述軸延伸穿過貫穿所述彈 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。
10. 根據(jù)權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，真空交換腔的所述閥門構 件進一步包括-所述球和載體設置在其中的凹部。
11. 根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述閥門構件的凹部形 成在密封壓蓋的向外的所述密封表面中。
12. 根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，真空交換腔的所述活動 臂進一步包括具有設置在其中的彈性襯套的凹部，并且其中所述軸延伸穿過貫穿所述彈 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。
13. 根據(jù)權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述球和所述載體由不銹 鋼制造。
14. 一種用于密封基板進出口的方法，包括致動第一活動臂和第二活動臂以旋轉閥門構件的彎曲密封面為與平面的密封表面接觸，所述活動臂通過各自球狀接頭與所述閥門構件軸聯(lián)；以及將所述彎曲密封面對于所述平面的密封表面變平以密封真空交換腔和傳 送腔之間的基板進出口，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。
15. 根據(jù)權利要求14所述的方法，其特征在于，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 述閥門構件的所述端部。
16. 根據(jù)權利要求14所述的方法，其特征在于，所述變平步驟進一步包括橫向向外移動所述閥門構件的端部。
17. 根據(jù)權利要求16所述的方法，其特征在于，所述球狀接頭包括延伸 貫穿球的軸，并且其中橫向向外移動所述閥門構件的端部進一歩包括向外移動所述軸的端部，其中所述軸的向外移動旋轉所述球。
18. 根據(jù)權利要求14所述的方法，其特征在于，所述變平步驟進一步包括旋轉設置在所述閥門構件的凹部中的球。
19. 根據(jù)權利要求14所述的方法，其特征在于，所述變平步驟進一步包括旋轉設置在所述活動臂的凹部中的球。
20. 根據(jù)權利要求14所述的方法，其特征在于，旋轉所述閥門構件的所 述彎曲的密封面至接觸所述平面的密封表面，進一步包括在將閥門構件的端部接觸所述平面的密封表面之前，將所述閥門構件的中 心部分接觸所述平面的密封表面，其中所述球狀接頭將所述閥門構件的端部與 所述活動臂軸聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于密封腔室中的基板傳送通道的裝置的實施方式。在一個實施方式中，用于密封腔室中的基板傳送通道的裝置包括通過球狀接頭與致動器軸聯(lián)的伸長的閥門構件。該球狀接頭配置為允許閥門構件圍繞球狀接頭的中心相對活動臂運動。在一個實施方式中，該伸長的閥門的密封面為彎曲的。在另一實施方式中，該腔室為化學氣相沉積腔室、真空交換腔、計量腔、熱處理腔室，或物理氣相沉積腔室、真空交換腔、基板傳送腔或真空腔室的其中之一。
文檔編號B01J3/02GK101101066SQ20071012755
公開日2008年1月9日 申請日期2007年6月28日 優(yōu)先權日2006年6月28日
發(fā)明者亨山·金, 保羅·布朗, 在珠·李, 威廉·N·斯特科 申請人:應用材料股份有限公司