具有光学传感器的真空阀制造技术

具有光学传感器的真空阀。真空阀系统包括真空阀，该真空阀具有阀座和阀封闭件，该阀封闭件用于按大致气密方式关闭阀开口。设置有至少两个密封面，该至少两个密封面中的第一密封面由阀座提供且绕阀开口延伸，且第二密封面由阀封闭件提供且与第一密封面相对地形成。还设置有联接至阀封闭件的驱动单元，该驱动单元被设计为使得阀封闭件可以按限定的方式进行改变和调节，以提供相应阀打开状态，且可以从打开位置移动到关闭位置并返回，在打开位置，阀封闭件至少部分地释放阀开口，在关闭位置，第二密封面沿第一密封面的方向压紧并且阀开口按大致气密方式关闭。该真空阀系统具有光学传感器单元，该光学传感器单元被设计成检测光学测量信号，且按这样的方式布置，并且所述光学传感器单元的光学检测轴取向为可以检测关于密封面中的一个的至少一部分的测量信号，该测量信号可以在阀封闭件的测试位置生成。

【技术实现步骤摘要】
具有光学传感器的真空阀
本专利技术涉及由真空阀和光学传感器单元形成的系统。
技术介绍
用于控制体积流或质量流的真空阀以及用于大致气密封闭引导通过形成在阀壳中的开口的流径的真空阀在来自现有技术的不同实施方式中通常是已知的，并且被尤其用于IC、半导体或衬底制造领域中的真空室系统，其必须在受保护的气氛中进行，在可能的情况下不存在污染微粒。这种真空室系统尤其包括用于容纳待加工或生产的半导体元件或衬底的至少一个真空室，该真空室可以被抽空并且具有至少一个真空室开口(通过该真空室开口，半导体元件或其它衬底可以被引入真空室以及从其引出)，并且还包括用于抽空真空室的至少一个真空泵。例如，在用于半导体晶片或液晶基板的制造设备中，高度敏感的半导体或液晶元件在不同情况下借助于工作装置依次通过多个处理真空室，在其中加工位于处理真空室内的部件。在处理真空室内的加工处理期间和从室到室的运输期间，高度敏感的半导体元件或衬底必须始终位于受保护的气氛内-尤其处于无空气环境中。为此，一方面使用外围阀以便打开和关闭气体入口或出口，并且另一方面使用传送阀以便打开和关闭真空室的传送开口以引入和排出部件。半导体部件所穿过的真空阀由于所描述的应用领域和关联标注尺寸还被称为真空传送阀，由于它们主要是矩形的开口截面而被称为矩形阀，以及由于它们的通常工作原理而被称为闸阀、矩形闸阀或传送闸阀。外围阀尤其用于真空室与真空泵或另一真空室之间的气流的开环或闭环控制。外围阀例如位于处理真空室或传送室与真空泵、气氛、或另一处理真空室之间的管道系统内。这种阀(还称为泵阀)的开口截面一般小于真空传送阀的情况。因为外围阀根据使用领域，不仅用于完全打开和关闭开口，而且通过连续调节完全打开位置与气密关闭位置之间的开口截面来开环或闭环控制流量，所以它们也被称为控制阀。用于开环或闭环控制气流的潜在外围阀是摆阀。对于典型摆阀的情况来说，例如从US6089537(Olmsted)中已知的，通常圆形的阀盘在第一步中以旋转方式在开口(同样通常是圆形的)上方枢转，从释放开口的位置移动到覆盖开口的中间位置。对于闸阀的情况来说，例如在US6416037(Geiser)或US6056266(Blecha)中所描述的，阀盘(类似于开口)通常是矩形的，并且在第一步中以线性方式从释放开口的位置滑到覆盖开口的中间位置。在该中间位置，摆阀或闸阀的阀盘与围绕开口的阀座相对并间隔开。在第二步，阀盘与阀座之间的距离变小，使得阀盘和阀座相对于彼此均匀地抵压，从而以大致气密的方式关闭开口。该第二移动优选地大致沿相对于阀座的垂直方向执行。例如，密封件可以借助于布置在阀盘的封闭侧上并且压在围绕开口的阀座上的环形密封件来提供，或者可以借助于阀座上的环形密封件(阀盘的封闭侧抵压着该环形密封件)来提供。借助于按两步执行的关闭操作，阀盘与阀座之间的密封环几乎不经受会破坏密封环的剪切力，这是因为在第二步中阀盘的移动大致沿垂直于阀座的直线进行。从现有技术已知不同的密封装置，例如从US6629682B2(Duelli)。用于真空阀中的环形密封件和密封件的合适材料例如是还被称为FPM的氟橡胶，尤其是，商品名称为"Viton"的氟弹性体和全氟橡胶(简称FFPM)。用于实现阀盘在开口上方的旋转移动(在摆阀的情况下)和平移移动(在闸阀的情况下)以及大致垂直于开口的平移移动的这种组合的不同驱动系统从现有技术中已知，例如根据US6089537(Olmsted)的摆阀和根据US6416037(Geiser)的闸阀。阀盘必须以这样一种方式压在阀座上，即，在整个压紧区域内确保所需气密性并且还避免对作为过度压缩应力的结果而对尤其采用O形环形式的密封环的密封介质造成损坏。为了确保此，已知的阀提供对阀盘的接触压力的控制，这根据在阀盘两侧之间占主导地位的压差来控制。尤其是在大压力波动或从负压变为过压的情况下，反之亦然，然而，并不总是能够确保沿着密封环的整个周边的力的均匀分布。通常试图将密封环与由施加于阀的压力所产生的支承力分离。为此，例如，US6629682(Duelli)提出了一种具有密封介质的真空阀，其由密封环和相邻的支承环组成，使得密封环基本上摆脱支承力。为了达到(必要时针对过压和负压二者)所需的气密性，一些已知的摆阀或闸阀(针对第二移动步骤附加地或另选地)设置阀环，该阀环围绕开口，可垂直于阀盘移位，并压抵在阀盘上以便以气密方式关闭阀。这种具有可相对于阀盘主动移位的阀环的阀例如从DE1264191B1、DE3447008C2、US3145969(Zweck)和DE7731993U已知。在US5577707(Brida)中描述了一种具有阀壳的摆阀，该阀壳具有开口并且带有可在开口上方平行枢转的用于控制通过该开口的流量的阀盘。围绕开口的阀环可借助于多个弹簧和气压缸沿阀盘方向主动地垂直移动。在US2005/0067603A1(Lucas等人)中提出了这种摆阀的可能发展。因为上述阀尤其用于在真空室中生产高度敏感的半导体元件，所以针对这种处理室，还必须可靠地确保相应的密封效果。为此，在压紧时，密封材料和/或与密封材料接触的密封面的状态具有特别重要的意义。在真空阀的使用寿命期间，可能发生密封材料或密封面的一般磨损。为了避免潜在产生的泄漏或者为了使密封的质量保持在恒定的足够高的水平，通常按某些时间间隔更换或更新阀封闭件。这种维护周期通常基于一定时间段内的预期打开和关闭周期数来确定。因此通常要谨慎地进行维护，以便能够尽最大可能预先排除泄漏的发生。这种维修要求不仅限于密封材料或阀盘，而是还尤其扩展至阀座，其形成真空阀的对应于阀盘的部分。阀座的密封面的结构(例如形成在阀座中的凹槽)还受到机械载荷的影响。由于阀的操作而导致的凹槽的结构改变因此也可能损害密封件。相应维护间隔通常也是出于这个原因而限定的。这种阀维护的缺点在于执行它的谨慎方式。受维护影响的部件通常在其正常或实际使用寿命过去之前就进行更新或更换。每个这种维护步骤通常涉及生产过程的某个停机时间以及增加的技术和财务支出。这总体上意味着按相比所需更短的间隔的生产停机时间，并且比通常需要更频繁。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是，提供一种改进的真空阀系统，其允许优化的阀维护并因此改进(即，减少)可能的过程停机时间。本专利技术的另一目的是，提供这种的阀系统，利用该阀系统能够实现处理容积的更可靠密封，尤其是其中，可以预测密封的质量。这些目的通过实现独立权利要求书的特征化特征来实现。按另选或有利方式开发本专利技术的特征可以根据从属权利要求书来推断。本专利技术的基本构思是将真空阀与光学传感器组合，并设计该阀和光学传感器，使得可以将它们用于监测真空阀的密封面中的一个。然后可以利用传感器检测来自密封面或密封材料的光学测量信号，并且可以基于这些信号导出关于被扫描区域的状态信息。因此可以访问有关密封面状态的信息。因此，任何变化(无论是关于密封面(密封材料)的化学成分还是结构设计)都可以被监测并持续评估。可以借助于可按这种方式生成的数据来确定针对密封面的维护或更换时间。例如，可以因此在很大程度上预测阀的密封性失效，并且可以采取(时间上)选择性的协调对策。因此可以更好地安排并且更有效地执行维护间隔，其中同时保留并保护过程完整性。例如，测量区域的表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种真空阀系统，该真空阀系统包括真空阀(40、40'、40"、40"′)，所述真空阀(40、40'、40"、40"′)用于控制体积流或质量流和/或用于气密密封处理容积，其中，所述真空阀(40、40'、40"、40"′)具有●阀座，所述阀座绕限定开口轴(14)的阀开口(12、42)延伸，●阀封闭件(13、41)，尤其是阀盘，所述阀封闭件(13、41)用于按大致气密方式关闭所述阀开口(12、42)，以及●至少两个密封面(15、18、45、48)，其中，□所述至少两个密封面中的第一密封面(15、45)由所述阀座提供并且绕所述阀开口(12、42)延伸，并且□所述至少两个密封面中的第二密封面(18、48)由所述阀封闭件(13、41)提供并且与所述第一密封面(15、45)相对应地形成，●驱动单元(16)，所述驱动单元(16)被联接至所述阀封闭件(13、41)，所述驱动单元按这样的方式来设计，即，所述阀封闭件(13、41)□能够按限定的方式进行改变和调节，以便提供相应阀打开状态，并且□能够从打开位置(O)移动到关闭位置并返回，在所述打开位置，所述阀封闭件(13、41)至少部分地释放所述阀开口(12、42)，而在所述关闭位置，所述第二密封面(18、48)沿所述第一密封面(15、45)的方向压紧并且所述阀开口(12、42)按大致气密方式关闭，其特征在于，所述真空阀系统具有光学传感器单元(20、30、50、60、70、80)，其中，所述光学传感器单元(20、30、50、60、70、80)●被设计成检测光学测量信号，并且●按这样的方式布置，并且所述光学传感器单元(20、30、50、60、70、80)的光学检测轴按这样方式取向，即，能够检测关于所述密封面(15、18、45、48)中的一个的至少一部分的所述测量信号，其中，所述测量信号能够在所述阀封闭件(13、41)的测试位置生成。...

【技术特征摘要】
2017.03.09 EP 17160094.31.一种真空阀系统，该真空阀系统包括真空阀(40、40'、40"、40"′)，所述真空阀(40、40'、40"、40"′)用于控制体积流或质量流和/或用于气密密封处理容积，其中，所述真空阀(40、40'、40"、40"′)具有●阀座，所述阀座绕限定开口轴(14)的阀开口(12、42)延伸，●阀封闭件(13、41)，尤其是阀盘，所述阀封闭件(13、41)用于按大致气密方式关闭所述阀开口(12、42)，以及●至少两个密封面(15、18、45、48)，其中，□所述至少两个密封面中的第一密封面(15、45)由所述阀座提供并且绕所述阀开口(12、42)延伸，并且□所述至少两个密封面中的第二密封面(18、48)由所述阀封闭件(13、41)提供并且与所述第一密封面(15、45)相对应地形成，●驱动单元(16)，所述驱动单元(16)被联接至所述阀封闭件(13、41)，所述驱动单元按这样的方式来设计，即，所述阀封闭件(13、41)□能够按限定的方式进行改变和调节，以便提供相应阀打开状态，并且□能够从打开位置(O)移动到关闭位置并返回，在所述打开位置，所述阀封闭件(13、41)至少部分地释放所述阀开口(12、42)，而在所述关闭位置，所述第二密封面(18、48)沿所述第一密封面(15、45)的方向压紧并且所述阀开口(12、42)按大致气密方式关闭，其特征在于，所述真空阀系统具有光学传感器单元(20、30、50、60、70、80)，其中，所述光学传感器单元(20、30、50、60、70、80)●被设计成检测光学测量信号，并且●按这样的方式布置，并且所述光学传感器单元(20、30、50、60、70、80)的光学检测轴按这样方式取向，即，能够检测关于所述密封面(15、18、45、48)中的一个的至少一部分的所述测量信号，其中，所述测量信号能够在所述阀封闭件(13、41)的测试位置生成。2.根据权利要求1所述的真空阀系统，其特征在于，关于所述密封面(15、18、45、48)中的一个的至少一部分的所述测量信号能够仅在所述阀封闭件(13、41)的特定测试位置生成。3.根据权利要求1或2所述的真空阀系统，其特征在于，所述真空阀(40、40'、40"、40"')限定与外部环境隔离的真空区域。4.根据权利要求3所述的真空阀系统，其特征在于，●所述光学传感器单元(20、30、50、60、70、80)被至少部分地布置在所述真空区域内，并且●所述检测轴沿所述阀座的方向取向，以检测针对所述第二密封面(18、48)的所述光学测量信号。5.根据权利要求1至4中任一项所述的真空阀系统，其特征在于，所述真空阀(40、40'、40"、40"′)具有至少能透过所述光学测量信号的透射窗口(22、62)。6.根据权利要求5所述的真空阀系统，其特征在于，所述光学传感器单元(20、30、50、60、70、80)按这样的方式布置在外部环境中，即，能...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·霍弗，C·博姆，A·施恩莫塞尔，
申请(专利权)人：VAT控股公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH