具有球状联轴器的真空隔离阀门的制作方法

专利名称：具有球状联轴器的真空隔离阀门的制作方法
技术领域：
本发明的实施方式主要涉及用于密封真空处理系统中的基板通道的真空 隔离阀门。
背景技术：
薄膜晶体管(TFT)普遍用于诸如计算机和电视监视器、移动电话显示器、 个人数字助理(PDA)及越来越多的其他器件的有源矩阵显示器。 一般地，平 板显示器包括具有液晶材料层嵌入二者之间的两个玻璃板。至少一个玻璃板包 括设置在其上的导电薄膜，该导电薄膜与电源连接。从电源提供给该导电薄膜 的功率改变晶体材料的取向，形成图案显示。
随着市场对于平板显示技术的接受，对于更大显示器、更多产量和更低制 造成本的需求促使设备制造商为平板显示器制造商开发容纳更大尺寸的玻璃 基板的新系统。现有的玻璃基板处理设备通常配置为容纳最高至约5平方米的 基板。在不久的将来预想配置容纳超过5平方米基板尺寸的处理设备。
玻璃基板处理通常在集束设备(cluster tool)中通过将基板经历多个依次 工序以在基板上形成器件、导体和绝缘体而实施。这些工序的每个通常在配置 为实施单个步骤的生产工艺的工艺腔室中实施。为了有效地完成全部次序的处 理步骤，集束设备包括多个与中央传送腔室联接的工艺腔室。安装在传送腔室 中的机械手辅助工艺腔室和真空交换腔之间的基板传送。真空交换腔允许基板 在集束设备的真空环境和工厂界面的周围环境之间传送。这种用于玻璃基板处 理的集束设备可从加利福尼亚的Santa Clara市的应用材料公司的全资拥有子 公司AKT公司购买。
由于用于制造平板显示器的基板尺寸变大，用于这些基板的制造设备也在 尺寸上变得更大。相应地，将真空腔室(或真空交换腔)彼此隔离的门或闸变 得更大，或尤其是更长，原因在于两个腔室之间的槽式开口必须变得更宽以容
纳大宽度的基板通过槽式开口。阀门不断增加的尺寸对两个腔室之间通过设置 在围绕阀门和腔室壁之间的狭槽开口的合成橡胶密封而维持的良好的隔离密 封带来技术挑战。
图1A示出了通过腔室主体106形成并利用传统的真空隔离阀门IIO选择 性密封的基板通道108的部分截面图。传统的真空隔离阀门通常由具有较长横 向跨度的铝的平板构件组成。如图1A-图1B所示，通过与刚性旋转轴104联 接的闸102向阀门110的中心施加闭合力。阀门IIO通过与轴104轴联的致动 器118在密封通道108的位置(图1A所示)和通道108的打开位置之间旋转。 密封件116设置在阀门110和腔室主体106之间。
为获得良好腔室隔离而要求加载密封件116的力很大。如箭头112所示， 施加在阀门IIO中心附近的高负载导致阀门IIO的中心附近具有较高的负载力 而阀门端部附近具有基本上较小的密封力。如虚线的轴120所示，由于阀门 110在设置在腔室主体106的壁内的轴承支架114和轴联至阀门110的中心的 闸102之间具有较长的跨度，轴104在负载下可能弯曲。在阀门IIO在闭合位 置时，轴104的弯曲进一步恶化阀门的端部处的密封件的低负载条件。阀门的 边缘处的较低的密封力可导致通过通道108的不期望泄露。
为了对于更加均匀的密封负载提供更加刚性的阀门，阀门和/或轴可由更 厚的材料或具有更高模量的材料制造。然而，由于高强度材料通常较为昂贵， 并且在操作期间较大的真空交换腔可能需要具有足够的间隙以容纳具有较大、 高强度的门，因此这种方式增加真空交换腔的成本。由于腔室本身增加的材料 和制造成本，以及抽空较大真空容积需要增加泵功率，因此较大的真空交换腔 并不合需要。另外，增加的真空容积通常需要增加对系统产量具有不利影响的 抽真空时间。
已提出采用弯曲的真空隔离阀门以解决这些问题，并且在共同转让并先前 引入的2004年6月14日递交的题为"CURVED SLIT VALVE DOOR"的美 国专利申请序列号No. 10/867， 100中对其进行了描述。弯曲的真空隔离阀门 的实施提出新的工程挑战。例如，由于当按压平面的腔室壁以密封真空隔离 阀门通道时阀门密封表面变成平面，因此应当容纳弯曲的真空隔离阀门的投 影长度的变化以防止阀门致动机构的过度磨损。另外，由于真空隔离阀门相 对阀门密封表面旋转，因此真空隔离阀门和阀门密封表面之间的任何不平行
度将导致这些表面之间的横向移动。该横向移动将导致密封件磨损和颗粒生 成，并且在极端情形下，可导致密封件在密封管中不断夹紧，而这可进一步 导致永久性的密封件失效。
因此，需要一种改进的真空隔离阀门。

发明内容
本发明提供一种用于密封基板传送通道的设备的实施方式。在一个实施方 式中，用于密封腔室中的基板传送通道的设备包括具有利用球连接与致动器耦 接的密封表面的加长的阀门构件。腔室可为化学气相沉积腔室、真空交换腔、 测量腔室、热处理腔室，或物理气相沉积腔室、真空交换腔、基板传送室或真 空腔室及其他的其中之一。
在另一实施方式中，用于密封真空腔室中的基板传送通道的设备包括通过 球状接头与活动臂轴联的具有凹进密封面的伸长的阀门构件。该球状接头配置 为允许阀门构件围绕球状接头的中心相对活动臂运动。
在另一实施方式中，用于密封真空腔室中的基板传送通道的设备包括通过 球状接头与致动器轴联的伸长的阔门构件。球状接头配置为允许阀门构件围绕 球状接头的中心相对活动臂运动。在一个实施方式中，伸长的阀门的密封面为 弯曲的。


因此为了获得并且更详细地理解本发明的以上所述特征，将参照附图中示 出的实施例对以上简要所述的本发明进行更具体描述。
图1A为具有利用传统的真空隔离阔门选择性密封的基板通道的腔室的部 分截面图1B为在腔室主体移除后阀门致动器和图1A的传统的真空隔离阀门的 侧视图2为具有本发明的真空交换腔的用于处理大面积基板的处理系统的一 个实施方式的俯视平面图3为沿着图2的截面线3-3提取的真空交换腔的截面图； 图4为沿着图3的截面线4-4提取的真空交换腔的截面图5A为挠性联轴器组件的一个实施方式的部分截面图； 图5B为挠性联轴器组件的另一实施方式的部分截面图6A为在开口位置的弯曲的真空隔离阀门的一个实施方式的截面图； 图6B为旋转关闭的弯曲真空隔离阀门的一个实施方式的截面图7为沿着图4的截面线5-5提取的密封包装组件的一个实施方式的截 面图8为图2的真空交换腔的一个实施方式的剖面部分侧视图9和图IO为阀门构件的一个实施方式的前视图和俯视图11为表示阀门构件上的密封力的示意图；以及 图12为真空交换腔的另一实施方式的部分截面图。
为有助于理解，附图中尽可能地使用相同的附图标记表示共同的元件。一 般认为在没有进一步叙述下，一个实施方式的元件和特征可有利地并入在其他 实施方式中。
然而，应当注意，附图仅示出了本发明的示例性实施方式，并因此不能认 为是对本发明范围的限定，本发明可允许其他等同的有效实施例。
具体实施例方式
本发明主要提供尤其适合用于大面积基板处理腔室中的改进的真空隔离 阀门。该真空隔离阀门包括弯曲的密封面和挠性联轴器，其适应阀门的投影长 度的变化，从而延长阀门致动装置的使用寿命，同时最小化与旋转部件的紧固 相关的不必要的微粒生成。以下所述的本发明可在诸如可从加利福尼亚的 Santa Clara市的应用材料公司的分公司AKT购买得到的平板处理系统中使用。 然而，应当理解本发明可用于密封具有不同结构的其他类型的处理设备中的基 板ft送通道。
图2为适合用于处理大面积基板(例如，具有大于约0.16平方米的平面 面积、的玻璃或聚合物基板)的处理系统250的一个实施方式的俯视平面图。处 理系统250典型地包括通过真空交换腔200与工厂界面连接的传送腔208。传 送腔20S具有设置在其中的至少一个真空机械手234，其适于在多个外围工艺 腔室232和真空交换腔200之间传送基板。工艺腔室232可为化学气相沉积腔 室、物理气相沉积腔室、计量腔室或热处理腔室及其他。典型地，传送腔208
维持在真空条件下以消除在每个基板传送后调节传送腔208和各个工艺腔室 232的压力的必要。
工厂界面212 —般包括多个基板存储盒238和至少一个大气机械手236。 盒238 —般可移除地设置在形成于工厂界面212的一侧上的多个间格240中。 大气机械手236适于在盒238和真空交换腔200之间传送基板。典型地，工厂 界面212维持在或稍高于大气压力。
图3为图2的真空交换腔200的一个实施方式的截面图。真空交换腔200 包括真空隔离阔门组件300，该组件适于密封工厂界面212和传送腔208之间 的通道(基板进出口) 316。在由Kurita等人于2003年10月20日递交的题为 "LOAD LOCK CHAMBER FOR LARGE AREA SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM"的美国临时申请序列号No. 60/512， 727中，以及在由Kurita等于 1999年12月15日递交的题为"DUAL SUBSTRATE LOADLOCK PROCESS EQUIPMENT"的美国专利申请No.09/464， 362中描述了可能适于受益于本发 明的真空交换腔的一个实施例。一般认为本发明的真空隔离阀门组件300可与 具有替代结构的真空交换腔一起使用。 一般还认为真空隔离阀门组件300还可 用于选择性密封形成在传送腔208、工艺腔室232或其他真空腔中的基板出口 。
在图3所示的实施方式中，真空交换腔200具有腔室主体312,其包括由 真空密封的水平内壁314分隔的多个垂直堆叠的、与环境隔离的基板传送腔。 虽然在图3所示的实施方式中示出了三个单基板传送腔320、 322、 324，但应 该理解真空交换腔200的腔室主体312可包括两个或更多垂直堆叠的基板传送 腔。例如，真空交换腔200可包括由N-l个水平内壁314分隔的N个基板传 送腔，其中N为大于1的整数。
基板传送腔320、 322、 324各配置为容纳单个大面积基板210，从而各腔 室的容积可最小化以改善快速泵送和通风循环。在图3所示的实施方式中，每 个基板传送腔320、 322、 324具有小于约2000公升的内部容积，以及在一实 施例中约1400公升的内部容积，以容纳具有大于约3.7平方米的平面面积的 基板，诸如大于或等于5平方米。可以构想，具有其他宽度、长度和/或高度 的本发明的基板传送腔可配置为容纳不同尺寸的基板。
腔室主体312包括第一侧壁302、第二侧壁304、第三侧壁306、底部308 和顶部310。第四侧壁318 (图3中部分示出)与第三侧壁306相对。主体312由适于在真空条件下使用的刚性材料制成。腔室主体312由单块铝(例如，一 块)或其他适合材料制造，或由模块部分制造。
基板210由第一基板传送腔320的底部308和限定第二基板传送腔322 和第三基板传送腔324的内壁314之上的多个基板支架344支撑。基板支架 344配置并分隔为在底部308 (或壁314)上方的一定高度处支撑基板210以 避免基板与腔室主体312接触。基板支架344配置为最小化基板的划伤和污染。 在图3所示的实施方式中，基板支架344为具有圆形上端346的不锈钢销。在 2003年3月5日递交的美国专利No.6， 528， 767中，在2001年10月27日 递交的美国专利申请No. 09/982， 406，以及2003年2月27日递交的美国专 利申请No. 60/376， 857中描述了其他适合的基板支架。
每个基板传送腔320、 322、 324的至少一个侧壁包括至少一个形成在该侧 壁中的出口 340，并且该出口与泵送系统342连接以有助于控制每个腔室内部 容积内的压力。泵送系统342包括通风、泵送和流量控制，其能使泵送系统 342选择性对基板传送腔320、 322、 324中预定一个通风或抽气。在前文引入 的由Kurita等人在2003年10月20日递交的题为"LOAD LOCK CHAMBER FORLARGE AREA SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM"的美国临时专利申 请序列号No. 60/512， 712中描述了适于受益于本发明的泵送系统的一个实施 例。
限定在腔室主体312中的每个基板传送腔320、 322、 324包括两个基板进 出口 316。该进出口 316配置为有助于大面积基板210从真空交换腔200进出。 在图3所示的实施方式中，每个基板传送腔320、 322、 324的基板进出口316 设置在腔室主体312的相对侧。然而，进出口 316也可可选地设置在主体312 的相邻壁。在一实施方式中，第一基板进出口 316和第二基板进出口 316的宽 度为，但不限于，至少1365毫米。
每个基板进出口 316利用各自真空隔离阀门组件300选择性密封，该真空 隔离阀门组件适于选择性将第一基板传送腔320与传送腔208和工厂界面212 的环境隔离。每个真空隔离阀门组件300通过至少一个致动器330在开口位置 和闭合位置之间移动。(一个致动器330通常设置在图3的腔室主体312外部 的第四壁318上)。
图4为经过真空隔离阀门组件300的其中之一的真空交换腔200的水平截
面图。真空隔离阀门组件300包括通过活动臂413与至少第一轴404轴联的阀 门构件402。第一轴404和活动臂413通过致动器330旋转以在开口和闭合位 置之间移动阀门构件402。在图4所示的实施方式中，真空隔离阀门组件300 包括通过第二活动臂413与阀门构件402轴联的第二轴406。所示与腔室主体 312的第三壁306外部轴联的第二致动器430用于结合致动器330以移动阀门 构件402。第二致动器430与致动器320协作以旋转阀门构件402。第一致动 器330和第二致动器430可为液压汽缸、气动汽缸、电机或适合用于旋转轴 404、 406的其他致动器。
与每个轴404、 406轴联的活动臂413通过挠性轴联器组件419连接至阀 门构件402。挠性轴联器组件419包括球状接头460和连接构件450，该挠性 轴联器组件允许阀门构件402挠曲、改变长度、旋转以及弯曲而不会妨碍轴 404、 406或所用的其他部件移动阀门构件402。球状接头460有助于阀门构件 402相对于活动臂413在至少两个平面内的旋转。
参照图5A所示的实施方式，挠性轴联器组件419包括连接构件450、球 状接头460、至少一个弹性衬套411、推力垫圈421、间隔垫423和固定器580。 连接构件450可为将阀门构件402与活动臂413紧固的任意适合结构，并且在 图5A所示的实施方式中，该连接构件为钟形螺栓410和螺母415。螺母415 可利用锁紧装置固定，诸如固定螺丝、锁紧粘合剂、线、塑料插塞、弹簧、护 环或其他适合的锁紧装置。在图5A所示的实施方式中，锁紧装置为护环582， 其按压在钟形螺栓410上以防止螺母415的不经意旋转。
弹性衬套411设置在形成于阀门构件402中的凹部530中。凹部530包括 允许钟形螺栓410贯穿阀门构件402的孔532。钟形螺栓410还贯穿衬套411 的孔504。钟形螺栓410的头502防止钟形螺栓401贯穿弹性衬套411 。弹性 衬套411的弹性允许钟形螺栓410相对阀门构件402全方位旋转(g卩，在至少 两个平面内，例如围绕x和z轴，围绕枢轴点590旋转)。
弹性衬套411可由诸如聚合物的弹性材料制成，或制成为弹簧形式。适合 的聚合物材料的实施例包括诸如聚亚安酯、聚酰胺-酰亚胺、TORLON@、 VITON@、或其他适合的弹性材料的合成橡胶和软质塑料。可组成弹性衬套411 的其他弹性材料包括由金属或其他适合的弹性材料形成的弹簧结构，诸如 Belleville弹簧。
在一个实施方式中，弹性衬套411的孔504可具有大于钟形螺栓410的直 径506的内径。因此，钟形螺栓410可在弹性衬套411内横向移动，从而容许 阀门构件402相对活动臂413的横向移动。
推力垫圈421设置在活动臂413和阀门构件402之间。推力垫圈421提供 柔性构件以增加阀门构件402和活动臂413之间的摩擦阻力，从而增加了基本 上保持在阀门构件402的连续打开和闭合循环之间阀门构件402相对腔室密封 表面取向的刚性和记忆。推力垫圈421 —般为诸如聚合物的非金属材料，其防 止活动臂413和阀门构件402之间的金属与金属的接触。在一实施方式中，推 力垫圈421由PEEK (聚醚醚酮)制成。
球状接头460设置在形成于活动臂413中的凹部540中。间隔垫423设置 在连球状接头460和活动臂413之间以防止金属与金属的接触。在一实施方式 中，间隔垫423由诸如PEEK的聚合物制造。
球状接头460包括载体564中俘获的球562。球562和载体564由任何允 许球562在载体564内旋转而不会产生微粒或磨伤的合适材料制成。在一实施 方式中，球562和载体564由不锈钢制造。
钟形螺栓410贯穿形成在凹部540中的孔542和形成在球562中的孔566。 螺母415螺纹连接在钟形螺栓410上，螺母415以允许阀门构件402围绕限定 在球562的中心处的枢轴点592相对活动臂413全方位旋转的方式，将球状接 头460和活动臂413俘获至阀门构件402。
固定器430与活动臂413轴联以将球状接头460与活动臂连接。在一实施 方式中，固定器480包括啮合形成在凹部540中的母螺纹的螺纹部分。固定器 480可包括诸如扳手键或槽的驱动机构，以有助于旋转固定器480。
一般认为球状接头460可位于靠近或在阀门构件402或活动臂413的任意 之一中。然而，为了最小化阀门构件402的密封表面相对于围绕基板进出口 316的腔室主体312的密封表面的移动，在球562中心的枢轴点590应当设置 为接近围绕基板进出口316的密封表面。因此，在阀门构件402的密封表面在 与活动臂413相对的阀门构件402的一侧上的实施方式中，球状接头460可如 图5B所示的设置在阀门构件402中。相反地，在阀门构件402的密封表面在 与活动臂413相同的阀门构件402的一侧上的实施方式中，球状接头460可如 图5B所示的设置在活动臂403中。另外，由于球状接头460保持阀门构件402
和腔室主体316的密封表面之间良好的平行度，因此，使用球状接头460还有
益于具有平面的密封表面的阀门构件的应用中以最大化密封寿命并最小化密
封磨损。
回到图4，侧壁306、 318包括形成在其中用于容纳至少一部分活动臂413 的凹部416，从而允许腔室主体316的宽度和内部容积最小化。每个轴404、 406还分别通过外部致动器臂414与致动器330、 430轴联。每个外部致动器 臂414和轴404、 406可为花键、楔形或另外设计以防止二者之间的旋转滑动。
每个轴404、 406贯穿密封包装组件408，其在维持腔室主体312的真空 完整性的同时，允许轴的旋转。密封包装组件408通常安装在腔室主体312 的外部以最小化腔室主体312的宽度和内部容积。
图6A-图6B为打开和闭合位置的阀门构件402的截面图。图6A示出了 打开位置的弯曲真空隔离阀门。在打开位置，阀门构件402为弯曲的，并且弹 性衬套411的偏转和球状接头460内的球562的旋转在活动臂413和阀门构件 402之间的第一取向上容纳钟形螺栓410。当与活动臂413轴联的致动器330、 430旋转阀门构件402至闭合位置时，阀门构件402变平，按压腔室主体以关 闭真空隔离阔门通道316。当阀门构件402变平时，通过挠性轴联器组件419 与活动臂413轴联的端部向外移动。在打开和闭合位置(例如，弯曲和变平) 的阀门构件402的投影长度之间的差别可由图6A-B中所示的延伸自阀门构件 402端部的虚线600、 602的偏移表示。阀门构件402的扩展致使钟形螺栓410 改变取向并相对活动臂413成角度倾斜。弹性衬套411还允许钟形螺栓410 的横向移动以容许补偿阀门构件402的长度变化，同时球状接头460容许钟形 螺栓410的角度方向的变化。挠性轴联器组件419还允许活动臂413基本上相 对贯穿腔室主体316的轴404、 406保持方向不变。除由弯曲阀门构件402的 伸直引起的移动外，当阀门构件402的表面转动以在接触基础上与腔室壁对齐 时，通过挠性轴联器组件419的球状接头460还提供在第二平面中的旋转。
图7为密封包装组件408的一个实施方式的截面图。密封包装组件408 包括罩702、内轴承704、外轴承706和一个或多个轴密封件708。罩702通 常通过多个紧固件710与腔室主体312连接。0型环712设置在罩702和腔室 主体312之间以提供二者之间的真空密封。
罩702包括允许轴406贯穿罩702的通孔714。孔714在每个端部具有接
收内轴承704和外轴承706的扩孔。轴承704、 706围绕轴406压配合以辅助 旋转。在图7所示的实施方式中，轴承704、 706为十字辊子轴承。
一个或多个轴密封件708设置在孔714中并提供第二轴406和罩702之间 的动态真空密封。在图7所示的实施方式中，所示多个轴密封708由间隔垫 716分隔。
第二轴406的内端720以保证从轴406到臂413的旋转运动传送的方式与 活动臂413轴联。例如，活动臂413可与轴406匹配或包括键以保证旋转。可 选地，活动臂413可与轴406夹紧、销钉、压配合、焊接或接合。
图8示出了活动臂413的一个实施方式的透视图。第一轴404的外端740 以确保旋转运动时外部致动器臂414的运动传送至第一轴404的方式与外部致 动器臂414轴联。第二轴406类似连接。例如，外部致动器臂414可与轴404 配合或包括键802以保证旋转。可选地，外部臂赚的钱14可与轴404夹紧、 销,丁、压配、焊接或接合。
图9-图10为阀门构件402的一个实施方式的前视图和俯视图。阀门构件 402通常为伸长的，并由铝或其他适合材料制造。阀门构件402包括主侧部902、 904，次侧部906、 908，密封面910和背侧912。分别一个活动臂413通过挠 性轴联器组件419与阀门构件402的背侧912的相对端部轴联，靠近次侧部 906、 908。在一个实施方式中，阀门构件402为矩形并具有次侧部906、卯8 之间至少1260毫米的宽度。应该理解，阀门构件402的宽度可更长或更短以 容纳不同尺寸的基板。
密封压盖914形成在侧部902、 904、 906、 908向内的密封面910中。密 封压盖914围绕阀门构件402的中心部分，其覆盖通入腔室主体312的基板进 出口 316。密封件916设置在密封压盖914中并密封阀门构件402于腔室主体 316。密封件916通常配置为当阔门构件402由致动器330、 430压縮时防止阀 门构件与腔室主体316接触。在一个实施方式中，密封件916包括由含氟聚合 物和其他适合材料制造的O型环。其他密封材料的实施例包括碳氟化合物 (fkm)或全氟橡胶(ffkm)、腈橡胶(nbr)和聚硅酮。应该理解，密封件916 和密封压盖914可可选地设置在腔室主体316上。
至少阀门构件402的密封面910相对连接次侧部906、 908的主轴1002 弯曲。主轴1002平行于由阀门构件402密封于腔室主体316的密封表面1012
限定的虚线iooo。为清晰可见，在图io中以放大的间隔分开关系示出了密封
表面1012和构件402。虚线1000还可平行于轴404、 406并垂直于次侧部906、 卯8。在图IO所示的实施方式中，密封面910相对虚线1000凸起，从而当阀 门构件402关闭时，密封面910的中心首先接触腔室主体312，因此在阀门构 件402内产生弹力。
在操作中，设置在次侧部906、 908处与活动臂413轴联的致动器330、 430引起阀门构件402旋转闭合。由于致动器330、 430引起的在弯曲阀门上 的负载力在图11中以箭头1102示出。当门旋转闭合时，通过弹性衬套411 调节产生钟形螺栓410的横向移动，从而允许相对活动臂413的纵向移动。由 于阀门构件402的弯曲，阀门构件402的中心首先接触腔室主体312。由于致 动器330、 430的力导致阀门构件312变平，因此阀门构件402的弯曲产生增 加密封件916在阀门构件402中心区域中的弹力。由于阀门构件402的弹力而 引起的负载力在图11中以箭头1104示出。经由致动器330、 430施加的较高 的阀门端部负载的组合由于阀门构件402的中心弹力而抵消以均匀地压缩并 安装围绕基板进出口 316的密封件916。组合的负载力1102、 1104的总和在 图11中以箭头1106示出。在致动器的组合力和由阀门构件402产生的弹力的 情形下，变平的密封面910提供围绕通过腔室主体312的通道的密封件916 的均匀负载，从而确保围绕通道外围的均匀并可靠的真空密封，同时增加密封 寿命。密封面910的弯曲量可通过对预定的阀门几何结构的梁挠度分析和所需 的真空条件来确定。
另外，由于第一轴404和第二轴406相对阀门构件402和真空交换腔200 的宽度较短，因此轴的挠度较小，从而允许从致动器330、 430到阀门构件402 的更有效的力的传送。较短的轴404、 406还允许采用较小的轴直径，从而降 低为了坚固而要求较大直径的长轴以及附属的较大尺寸硬件相关的成本。另外 地，由于内部致动器臂412设置在形成于腔室主体316中的凹部416中，因此 对于预定的基板进出口的宽度，真空交换腔200的宽度和内部容积可最小化， 这有益地降低制造真空交换腔200的成本并通过在操作期间减少通风和抽气 所需的真空交换腔200的容积而增加产量。
图12为另一实施方式的真空交换腔1200的部分截面图。除与阀门构件 402的相对端部轴联的致动器1202、 1204设置在腔室主体1212的内部以外，
真空交换腔1200基本上类似于以上所述的真空交换腔。
虽然前述提供了本发明的优选实施方式，但在不偏离由以下权利要求书限 定的本发明的基本范围内，可设计本发明的其他和进一步的实施方式。
权利要求
1.一种腔室，包括具有第一基板传送口的腔室主体；具有可定位地选择性密封所述第一基板传送口的密封面的阀门构件；活动臂；以及将所述活动臂与真空隔离阀门连接的球状接头，其中所述球状接头允许所述活动臂围绕至少两个轴旋转。
2. 根据权利要求1所述的腔室，其特征在于，进一步包括 第二球状接头；以及第二活动臂，其具有与贯穿所述腔室主体设置的第二轴轴联的第一端，以 及通过所述第二球状接头与所述真空隔离阀门的第二端轴联的第二端。
3. 根据权利要求1所述的腔室，其特征在于，所述腔室主体进一步包括 多个堆叠的单基板传送腔。
4. 根据权利要求1所述的腔室，其特征在于，所述密封面具有凸曲率。
5. 根据权利要求1所述的腔室，其特征在于，所述腔室为化学气相沉积腔室、真空交换腔、计量腔、热处理腔室，或物理气相沉积腔室、真空交换腔、 基板传送腔或真空腔室的其中之一。
6. —种处理系统包括具有多个基板传送口的传送腔，至少一个所述基板传送口具有基本平面的密封表面；以及与所述传送腔连接的真空交换腔，所述真空交换腔包括 具有第一基板传送口和至少第二基板传送口的腔室主体； 具有对于所述传送腔的所述平面的密封表面可定位地选择性密封所述第一基板传送口的弯曲密封表面的阀门构件； 活动臂；以及通过当所述阀门构件的密封面受力与所述传送腔的平面密封表面接触而 变平时，允许所述阀门构件相对所述活动臂围绕所述球状接头的中心旋转的方 式将所述活动臂与所述阀门构件连接的球状接头。
7. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，真空交换腔的所述球状接 头进一步包括 球；容纳所述球并允许所述球在其中旋转的载体；以及延伸贯穿所述球和载体的轴，所述轴将所述阀门构件与所述活动臂轴联。
8. 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，真空交换腔的所述活动臂 进一步包括所述球和载体设置在其中的凹部。
9. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于，真空交换腔的所述阀门构件 进一步包括具有设置在其中的弹性衬套的凹部，并且其中所述轴延伸穿过贯穿所述弹 性衬套形成的间隙孔以允许所述轴相对所述阀门构件横向移动。
10. 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，真空交换腔的所述阀门构 件进一步包括-所述球和载体设置在其中的凹部。
11. 根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述阀门构件的凹部形 成在密封压盖的向外的所述密封表面中。
12. 根据权利要求11所述的系统，其特征在于，真空交换腔的所述活动 臂进一步包括具有设置在其中的弹性衬套的凹部，并且其中所述轴延伸穿过贯穿所述弹 性衬套形成的间隙孔以允许所述轴相对所述阀门构件横向移动。
13. 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述球和所述载体由不锈 钢制造。
14. 一种用于密封基板进出口的方法，包括致动第一活动臂和第二活动臂以旋转阀门构件的弯曲密封面为与平面的密封表面接触，所述活动臂通过各自球状接头与所述阀门构件轴联；以及将所述弯曲密封面对于所述平面的密封表面变平以密封真空交换腔和传 送腔之间的基板进出口，其中所述变平步骤导致所述阀门的端部围绕所述球状 接头旋转。
15. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述变平步骤进一步包括围绕贯穿所述球状接头限定的第一轴旋转所述阀门构件以基本将所述密 封面与所述密封表面对齐；以及当所述阀门变平时，围绕贯穿各自球状接头限定的第二轴和第三轴旋转所 述阀门构件的所述端部。
16. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述变平步骤进一步包括横向向外移动所述阀门构件的端部。
17. 根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述球状接头包括延伸 贯穿球的轴，并且其中横向向外移动所述阀门构件的端部进一歩包括向外移动所述轴的端部，其中所述轴的向外移动旋转所述球。
18. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述变平步骤进一步包括旋转设置在所述阀门构件的凹部中的球。
19. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述变平步骤进一步包括旋转设置在所述活动臂的凹部中的球。
20. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，旋转所述阀门构件的所 述弯曲的密封面至接触所述平面的密封表面，进一步包括在将阀门构件的端部接触所述平面的密封表面之前，将所述阀门构件的中 心部分接触所述平面的密封表面，其中所述球状接头将所述阀门构件的端部与 所述活动臂轴联。
全文摘要
本发明提供了一种用于密封腔室中的基板传送通道的装置的实施方式。在一个实施方式中，用于密封腔室中的基板传送通道的装置包括通过球状接头与致动器轴联的伸长的阀门构件。该球状接头配置为允许阀门构件围绕球状接头的中心相对活动臂运动。在一个实施方式中，该伸长的阀门的密封面为弯曲的。在另一实施方式中，该腔室为化学气相沉积腔室、真空交换腔、计量腔、热处理腔室，或物理气相沉积腔室、真空交换腔、基板传送腔或真空腔室的其中之一。
文档编号B01J3/02GK101101066SQ20071012755
公开日2008年1月9日 申请日期2007年6月28日 优先权日2006年6月28日
发明者亨山·金, 保罗·布朗, 在珠·李, 威廉·N·斯特科 申请人:应用材料股份有限公司