(57)【要約】  本発明は、弁閉鎖部材（４）と、弁閉鎖部材（４）に連結され、少なくとも１つの変位部材（５）を有する駆動ユニット（７）とを備えた真空弁（１）に関する。真空弁（１）はさらに、位置センサ（１０，１０’）、特に変位センサまたは距離センサを有しており、これにより、真空弁（１）のゼロ位置、特に開放位置（Ｏ）または閉鎖位置（Ｇ）に対する弁閉鎖部材（４）および／または少なくとも１つの変位部材（５）の位置が測定可能である。
2020525718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体積流量または質量流量を制御しかつ／または流路を気密に遮断するための真空弁（１）、特に真空摺動弁、揺動弁またはモノバルブであって、
・弁座を備えており、該弁座は、開口軸線（Ｈ）を定める弁開口（２）と、該弁開口（２）を包囲している第１のシール面（３）とを有しており、
・体積流量または質量流量を制御しかつ／または流路を遮断するための弁閉鎖部材（４）、特に弁板を備えており、前記弁閉鎖部材（４）は、前記第１のシール面（３）に対応する第２のシール面（６）を備えており、該第２のシール面（６）の可変の位置は、前記弁閉鎖部材（４）のその時々の位置および向きにより決められており、
・前記弁閉鎖部材（４）と連結されていて、少なくとも１つの可動の変位部材（５）を有する駆動ユニット（７）を備えており、該駆動ユニット（７）は、変位運動（Ｂｖ，Ｂｈ，Ｂｒ）を実施するように形成されており、これにより前記弁閉鎖部材（４）は、
−該弁閉鎖部材（４）と前記弁座とが互いに非接触状態にある開放位置（Ｏ）から、
−特にシール（２３）を介して前記第１のシール面（３）と前記第２のシール面（６）との間に前記開口軸線（Ｈ）に対して軸方向でシールする接触が生じ、これにより前記弁開口（２）が気密に閉鎖されている閉鎖位置（Ｇ）へ、
かつその逆に変位可能である、真空弁（１）において、
当該真空弁（１）はさらに、少なくとも１つの位置センサ（１０，１０’）を有しており、該位置センサ（１０，１０’）は、ゼロ位置（Ｏ，Ｇ）、特に前記開放位置（Ｏ）または前記閉鎖位置（Ｇ）に対する前記弁閉鎖部材（４）および／または前記少なくとも１つの変位部材（５）の位置が特に連続して測定可能であるように形成されかつ当該真空弁（１）内に配置されていることを特徴とする、真空弁（１）。
【請求項２】
前記位置センサ（１０，１０’）は、時間経過が前記変位運動（Ｂｖ，Ｂｈ，Ｂｒ）の少なくとも一部を測定可能であるように、特に前記変位運動（Ｂｖ，Ｂｈ，Ｂｒ）の少なくとも所定の時間区分の間の前記変位運動（Ｂｖ，Ｂｈ，Ｂｒ）の少なくとも１つの速度が測定可能であるように形成されておりかつ当該真空弁（１）内に配置されている、請求項１記載の真空弁（１）。
【請求項３】
前記位置センサ（１０，１０’）は、変位センサまたは距離センサおよび／またはアブソリュート位置センサ（１０，１０’）として形成されている、請求項１または２記載の真空弁（１）。
【請求項４】
前記変位運動（Ｂｖ，Ｂｈ，Ｂｒ）には、少なくとも実質的に直線的な変位運動（Ｂｖ，Ｂｈ）が含まれており、前記位置センサ（１０）は、前記直線的な変位運動（Ｂｖ，Ｂｈ）の少なくとも一部を検出するように形成されかつ配置されており、特に前記位置センサ（１０）はリニアエンコーダである、請求項１から３までのいずれか１項記載の真空弁（１）。
【請求項５】
前記変位運動（Ｂｖ，Ｂｈ，Ｂｒ）には、少なくとも実質的な回動変位運動（Ｂｒ）が含まれており、前記位置センサ（１０’）は、前記回動変位運動（Ｂｒ）の少なくとも一部を検出するように形成されかつ配置されており、特に前記位置センサ（１０’）は角度エンコーダである、請求項１から４までのいずれか１項記載の真空弁（１）。
【請求項６】
前記位置センサ（１０，１０’）は、
・誘導型、光学型、磁気型、磁気ひずみ型、電位差型および／または容量型の位置センサ（１０，１０’）であり、かつ／または
・当該真空弁（１）により規定され、外部環境から隔離された真空領域の外側に配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の真空弁（１）。
【請求項７】
・前記位置センサ（１０，１０’）は、１つの位置センサ（１０，１０’）により、特に互いに実質的に直交する少なくとも２つの変位方向に関して位置測定を実施可能であるように形成されかつ当該真空弁（１）内に配置されている、または
・当該真空弁（１）は、少なくとも２つの位置センサ（１０，１０’）を有しており、これらの位置センサ（１０，１０’）は、第１の位置センサ（１０，１０’）により第１の変位方向に関する位置が測定可能でありかつ第２の位置センサ（１０’，１０）により第２の変位方向に関する位置が測定可能であるように形成されかつ当該真空弁（１）内に配置されており、特に前記２つの変位方向は、互いに実質的に直交しており、かつ／または
・前記弁座は、構造的に当該真空弁（１）に結合された真空弁部分により形成されており、特に前記弁座は、当該真空弁（１）のケーシング（２４）に形成されている、またはプロセスチャンバ、特にチャンバケーシングにより提供されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の真空弁（１）。
【請求項８】
当該真空弁（１）は、プロセスユニット（１１）を有しており、該プロセスユニット（１１）は、検出された位置センサ測定信号を処理することができると共に、該検出された測定信号に基づき当該真空弁（１）の状態情報を求めるように形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の真空弁（１）。
【請求項９】
前記状態情報は、前記弁閉鎖部材（４）および／または前記変位部材（５）の機械的かつ／または構造的な完全性に関して提供され、特に前記状態情報は、前記検出された位置測定信号に関する実際−目標比較により求められている、請求項８記載の真空弁（１）。
【請求項１０】
予め規定された誤差値を用いた前記状態情報の制御に基づき、当該真空弁（１）により制御されるプロセスの評価に関する出力信号が供給される、請求項８または９記載の真空弁（１）。
【請求項１１】
真空弁（１）、特に真空摺動弁、揺動弁またはモノバルブを制御する方法であって、前記真空弁（１）は、体積流量または質量流量を制御しかつ／または流路を気密に遮断するように形成されており、前記真空弁（１）は、
・開口軸線（Ｈ）を定める弁開口（２）と該弁開口（２）を包囲している第１のシール面（３）とを有する弁座、
・前記第１のシール面（３）に対応する第２のシール面（６）を備え、該第２のシール面（６）の可変の位置は、弁閉鎖部材（４）のその時々の位置および向きにより決められている、体積流量または質量流量を制御しかつ／または流路を遮断するための弁閉鎖部材（４）、特に弁板、
・少なくとも１つの可動の変位部材（５）を備え、前記弁閉鎖部材（４）と連結された駆動ユニット（７）を有しており、該駆動ユニット（７）は、変位運動（Ｂｖ，Ｂｈ，Ｂｒ）を実施するように形成されており、これにより前記弁閉鎖部材（４）は、
−該弁閉鎖部材（４）と前記弁座とが互いに非接触状態にある開放位置（Ｏ）から、
−特にシール（２３）を介して前記第１のシール面（３）と前記第２のシール面（６）との間に前記開口軸線（Ｈ）に対して軸方向でシールする接触が生じ、これにより前記弁開口（２）が気密に閉鎖されている閉鎖位置（Ｇ）へ、
かつその逆に変位可能である、真空弁（１）、特に真空摺動弁、揺動弁またはモノバルブを制御する方法において、
当該方法の枠内で、特に連続して、ゼロ位置（Ｏ，Ｇ）、特に前記開放位置（Ｏ）または前記閉鎖位置（Ｇ）に対する前記弁閉鎖部材（４）および／または前記少なくとも１つの変位部材（５）の特に絶対的な位置を測定することを特徴とする、方法。
【請求項１２】
当該方法の枠内で前記位置測定に基づき、特に前記弁閉鎖部材（４）または前記変位部材（５）の機械的かつ／または構造的な完全性に関する前記真空弁（１）の状態情報を求め、特に
・検出された測定信号に関する実際−目標比較により前記状態情報を求めかつ／または
・予め規定された誤差値を用いた前記状態情報の制御に基づき、前記真空弁（１）により制御されるプロセスの評価に関する出力信号を供給する、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
当該方法の枠内で前記位置測定に基づき、
・前記弁閉鎖部材（４）および／または前記少なくとも１つの変位部材（５）の変位速度を少なくとも、前記変位運動（Ｂｖ，Ｂｈ，Ｂｒ）の一部に関して測定しかつ／または
・前記開放位置（Ｏ）から前記閉鎖位置（Ｇ）までおよび／またはその逆の前記変位運動（Ｂｖ，Ｂｈ，Ｂｒ）の継続時間を測定する、請求項１１または１２記載の方法。
【請求項１４】
当該方法の枠内で前記位置測定に基づき、
・前記弁閉鎖部材（４）および／または前記少なくとも１つの変位部材（５）の終端位置、特に前記開放位置（Ｏ）および／または前記閉鎖位置（Ｇ）および／または
・前記変位運動（Ｂｖ，Ｂｈ，Ｂｒ）の枠内で場合により生じ得る前記シール面（３，６）同士の衝突および／または
・場合により生じ得る前記シール面（３，６）同士の付着
の検出を行う、請求項１１から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
機械可読担体、特に請求項１記載の真空弁（１）の制御・処理ユニットに記憶されたプログラムコード、または請求項１１記載の方法を実施する電磁波により体現されるコンピュータデータ信号を有するコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの位置センサを備えた真空弁および位置測定により真空弁を制御する方法に関する。
【０００２】
一般に、体積流量または質量流量を制御するためおよび／または弁ケーシングに加工成形された開口に通じる流路を実質的に気密に閉鎖するための真空弁は、従来技術から様々な実施形態において周知であり、特に保護雰囲気中で可能な限り汚染粒子の存在無しで行われねばならないＩＣ製造、半導体製造または基板製造の分野で真空チャンバシステムに使用される。このような真空チャンバシステムは、特に加工または製造されるべき半導体素子または基板を収容するために設けられる、排気可能な少なくとも１つの真空チャンバを有しており、真空チャンバは、半導体素子または別の基板を真空チャンバ内へ導入可能かつ真空チャンバから導出可能な少なくとも１つの真空チャンバ開口ならびに真空チャンバを排気するための少なくとも１つの真空ポンプを有している。例えば半導体ウェハまたは液晶基板用の製造設備内では、高感度の半導体素子または液晶素子が連続的に複数のプロセス真空チャンバを通走し、これらのプロセス真空チャンバにおいて、その内部に位置する部品がその都度、加工装置により加工される。プロセス真空チャンバ内での加工処理中も、チャンバからチャンバへの移動中も、高感度の半導体素子または基板は、常に保護雰囲気中−特に真空環境中−に位置していなければならない。
【０００３】
このために一方では、気体供給部または気体放出部を開閉するためには外周弁が使用され、かつ他方では、部品の導入および導出用の真空チャンバの移動開口を開閉するためには切換弁が使用される。
【０００４】
半導体部品を通す真空弁は、説明した使用分野およびこれに関係する寸法設定に基づき真空切換弁と呼ばれ、真空弁のほぼ矩形の開口横断面に基づき矩形弁とも呼ばれ、かつ真空弁の一般的な機能形式に基づき摺動弁、矩形スライダまたは切換摺動弁とも呼ばれる。
【０００５】
外周弁は、特に真空チャンバと真空ポンプまたは別の真空チャンバとの間の気体流をコントロールまたは制御するために使用される。外周弁は、例えばプロセス真空チャンバまたは移動室と、真空ポンプ、雰囲気または別のプロセス真空チャンバとの間の管系内に位置している。ポンプ弁とも呼ばれるこのような弁の開口横断面は、一般に真空切換弁におけるよりも小さくなっている。外周弁は、使用分野に応じて開口を完全に開閉するためだけでなく、完全な開放位置と気密な閉鎖位置との間で開口横断面を連続的に調節することにより、流量をコントロールまたは制御するためにも使用されるため、外周弁は制御弁とも呼ばれる。気体流をコントロールまたは制御するための１つの可能な外周弁は、揺動弁である。
【０００６】
例えば米国特許第６０８９５３７号明細書（Olmsted）から公知のような典型的な揺動弁では、第１のステップにおいて、通常は円形の弁板が、やはり通常は円形の開口の上に、開口を開放する位置、つまり開放位置から、開口を覆う中間位置へ、回転式に旋回させられる。例えば米国特許第６４１６０３７号明細書（Geiser）または米国特許第６０５６２６６号明細書（Blecha）に記載されたような摺動弁の場合には、弁板は開口と同じく、大抵は矩形に形成されており、前記第１のステップにおいて、開口を開放する位置から、開口を覆う中間位置へ直線的に摺動させられる。この中間位置において、揺動弁または摺動弁の弁板は、開口を包囲する弁座に対して離間された対向位置に位置している。第２のステップにおいて、弁板と弁座との間の距離は縮小され、これにより、弁板と弁座とは互いに均一に押圧されることになり、その結果、開口が実質的に気密に閉鎖される閉鎖位置に、弁閉鎖部材が到達する。この第２の運動は、好適には弁座に対して実質的に垂直な方向に行われる。
【０００７】
この場合、変位運動の各終端位置、つまり開放位置および閉鎖位置は（および少なくとも２つの異なる変位方向への２つの合成された部分運動から成る変位運動が存在する場合には中間位置も）、機械的な終端位置スイッチにより検出されるもしくは保たれる。この場合、正確な閉鎖のために、狭い誤差限度を保つことは不都合である。
【０００８】
シールは、例えば弁板の閉鎖側に配置され、開口を包囲する弁座に押し付けられるシールリングを介して行われるか、または弁板の閉鎖側が押し付けられる、弁座に設けられたシールリングを介して行われる。２つのステップで行われる閉鎖過程により、シールリングが弁板と弁座との間でシールリングを破壊する恐れのある剪断力を受けることはほとんど無い。それというのも、第２のステップにおける弁板の運動が、弁座に対して実質的に直線的に垂直に行われるからである。
【０００９】
異なるシール装置が、従来技術から、例えば米国特許第６６２９６８２号明細書（Duelli）から公知である。真空弁におけるシールリングおよびシールに適した材料は、例えばＦＫＭとも呼ばれるフッ素ゴム、特に商品名「Ｖｉｔｏｎ」で知られているフッ素エラストマ、ならびにパーフルオロゴム、略してＦＦＫＭである。
【００１０】
従来技術から、揺動弁の場合には弁板の回動運動および摺動弁の場合には弁板の、開口を覆う平行な並進運動および実質的に開口に垂直に向かう並進運動を得るための、複数の異なる駆動システムが、例えば揺動弁に関しては前掲の米国特許第６０８９５３７号明細書（Olmsted）から、かつ摺動弁に関しては前掲の米国特許第６４１６０３７号明細書（Geiser）から公知である。
【００１１】
弁座に対する弁板の圧着は、所要の気密性が全押圧領域内で保証されていると共に、極度に高い加圧によるシール媒体、特にＯリングの形態のシールリングの損傷が回避されるように行われる必要がある。このことを保証するために、周知の弁は、弁板の両面間で支配的な圧力差に応じて制御される、弁板の圧着圧力制御を想定している。ただし特に、大きな圧力変動または負圧から過剰圧力へのまたはその逆の変化に際して、シールリングの全周に沿って均一な力分布を常に保証することはできない。一般に、弁に加えられる圧力から生じる支持力からシールリングを分離することを目標とする。このために前掲の米国特許第６６２９６８２号明細書（Duelli）では、例えばシールリングと隣接する支持リングとから構成されたシール媒体を備えた真空弁が提案され、シールリングは支持力から実質的に解放されている。
【００１２】
場合により過剰圧力と負圧の両方に対して必要とされる気密性を達成するために、少なからぬ周知の揺動弁または摺動弁が、第２の運動ステップに対して追加的または択一的に、弁板に対して垂直に摺動可能であり、開口を包囲している弁リングを想定しており、弁リングは、弁を気密に閉じるために弁板に対して押圧される。弁板に対して相対的に能動的に摺動可能な弁リングを備えたこのような弁は、例えば独国特許出願公告第１２６４１９１号明細書、独国特許発明第３４４７００８号明細書、米国特許第３１４５９６９号明細書（von Zweck）および西独国実用新案公開第７７３１９９３号明細書から公知である。米国特許第５５７７７０７号明細書（Brida）には、開口を有する弁ケーシングと、開口上を平行に旋回可能な弁板とを備えた、開口を通る流量を制御するための揺動弁が記載されている。開口を包囲する弁リングは、複数のばねおよび圧縮空気シリンダにより、弁板に向かって垂直に能動的に可動である。この揺動弁の可能な改良は、米国特許出願公開第２００５００６７６０３号明細書（Lucas他）において提案される。
【００１３】
上記弁はとりわけ、高感度の半導体素子の製造において真空チャンバ内で使用されるため、このようなプロセスチャンバのためにも相応のシール作用が確実に保証されていなければならない。このためには特に、シール材料または加圧時にシール材料と接触するシール面の状態が重要である。真空弁の運転時間が経過するにつれて、典型的にはシール材料またはシール面の摩耗が生じる恐れがある。
【００１４】
さらに、駆動システムもしくは弁の機械的に可動の構成部材は、例えば摩耗現象または劣化現象に基づき、または機械的な衝撃等の外部の不都合な影響に基づき故障しやすいため、これにより、真空弁のシール作用または機能もしくは信頼性全体が損なわれる恐れがある。このような故障を早期にもしくは事前に検出する手段は、これまでの従来技術には存在しない。
【００１５】
したがって、弁もしくはシールの質を十分に高い一定のレベルに保つために、例えばシール、駆動部材等の弁の構成部材または弁全体が交換されるもしくは新しくされることにより、典型的には所定の時間間隔で弁の保守が頻繁に行われる。この場合、このような保守サイクルは、大抵所定の期間内に予測され得る開放サイクルおよび閉鎖サイクルの数に対して設定される。つまり、保守は大抵用意周到に、非密閉性またはその他の機能障害の発生を事前に十分に排除することができるように行われる。
【００１６】
このような保守要求は、シール材料または弁板だけに限られるものではなく、例えば真空弁の、弁板に対応する構成部材を形成する弁座にも及ぶ。弁座側のシール面、例えば弁座に形成された溝の構造は、機械的な荷重にも関係する。よって、弁の運転の結果生ぜしめられる溝の構造的な変化も、シールを損なう恐れがある。このためにも、通常は相応する保守間隔が規定されている。
【００１７】
この弁保守の１つの欠点は、その用意周到な特徴にある。保守に関係する構成部材は、大抵その正規のまたは実際の耐用年数を経過する前に新しくされるかまたは交換され、このことはコストの増加を意味する。さらに、このような各保守ステップは一般に、製造プロセスに関してある程度の停止時間や、技術的な手間および財政的な支出の増加を必要とする。この場合、このことは全体として、必要とされているよりも短い間隔での、必要と考えられているよりも頻繁な製造停止状態を意味する。
【００１８】
よって本発明の根底を成す課題は、最適化された運転を可能にする、改良された真空弁を提供することにある。
【００１９】
本発明の別の課題は、最適化された弁保守ひいては場合により生じるプロセス停止状態の改善すなわち短縮を可能にする、改良された真空弁を提供することにある。
【００２０】
本発明のさらに別の課題は、個々の弁構成部材の耐用年数の延長を可能にする、改良された真空弁を提供することにある。
【００２１】
本発明のさらに別の課題は、個々の構成部材もしくは製造に課される誤差要求があまり厳しくない、改良された真空弁を提供することにある。
【００２２】
これらの課題は、各独立請求項記載の特徴の実現により解決される。本発明を択一的または有利に改良する特徴は、各従属特許請求項から看取され得る。
【００２３】
本発明の根底を成す思想は、真空弁に位置センサを装備し、この場合、これにより、弁の機械的に可動の構成部材のうちの少なくとも１つの位置を、好適には連続的に測定または監視することを可能にするように、弁と位置センサとを構成することにある。
【００２４】
つまり本発明の対象は、体積流量または質量流量を制御しかつ／または流路を気密に遮断するための真空弁、好適には真空摺動弁、揺動弁またはモノバルブであって、弁座を備えており、弁座は、開口軸線を定める弁開口と、弁開口を包囲している第１のシール面とを有している。この場合、弁座は真空弁の統合または構造構成部材であってよく、特に弁ケーシングの一部を体現していてよい。択一的に、弁座はプロセスチャンバ、例えば真空チャンバの開口により形成されていてよく、弁座に対して相対的に可動の弁閉鎖部材と協働して、本発明の意味での真空弁を形成することができる。
【００２５】
さらに真空弁は、体積流量または質量流量を制御しかつ／または流路を遮断するための弁閉鎖部材、特に弁板を有しており、弁閉鎖部材は、第１のシール面に対応する第２のシール面を備えており、第２のシール面の可変の位置は、弁閉鎖部材のその時々の位置および向きにより決められている。さらに真空弁は、弁閉鎖部材と連結されていて、少なくとも１つの可動の変位部材、例えば変位アームを備えた駆動ユニットを有しており、駆動ユニットは、変位運動を実施するように形成されており、これにより弁閉鎖部材は、弁閉鎖部材と弁座とが互いに非接触状態にある開放位置から、特にシールを介して第１のシール面と第２のシール面との間に開口軸線に対して軸方向でシールする接触が生じ、これにより弁開口が気密に閉鎖されている閉鎖位置へ、かつその逆に変位可能である。
【００２６】
特に、２つのシール面のうちの１つまたは両方は、シール材料から成るシールを有している。シール材料は、シール面に加硫されて被着されているか、またはＯリングとして弁閉鎖部材または弁座に形成された溝内に存在する、例えばポリマを基本とした材料（例えばエラストマ、特にフッ素エラストマ）であってよい。つまり本発明の枠内では、好適には弁開口を閉鎖する（閉鎖位置）ようにシール材料から成るシールが加圧された状態で存在する面が、シール面と見なされる。
【００２７】
駆動ユニットは、例えば電動モータ（ステップモータ）として、または複数のモータの組合せとして、または空圧式の駆動装置として形成されている。特に駆動ユニットは、少なくとも２つの（実質的に互いに直交する）方向への弁閉鎖部材の運動を提供する。
【００２８】
本発明に基づき、真空弁は、少なくとも１つの位置センサを有しており、この場合、位置センサは、ゼロ位置、特に開放位置または閉鎖位置に対する弁閉鎖部材および／または少なくとも１つの変位部材、特に変位アームの位置が、好適には連続して測定可能であるように形成されかつ真空弁内に配置されている。
【００２９】
位置センサは、好適には位置プローブ素子を備えた変位センサである。択一的に、センサは距離センサとして形成されている。複数のセンサの場合には、両方の種類が使用されてもよい。好適には、位置センサはアブソリュート位置センサとして形成されており、これにより、ゼロ位置に接近すること無しに、例えばセンサのゲージ、寸法体現手段またはスケールに設けられた一義的な位置コードを用いて位置が測定可能である。
【００３０】
好適にはセンサは、時間経過が変位運動の少なくとも一部を測定可能であるように形成されておりかつ真空弁内に配置されている。つまり、所定の時間区分にわたり連続して複数の位置が、例えばそこから変位運動の少なくとも前記所定の時間区分の間の変位運動もしくは変位部材および／または弁閉鎖部材の少なくとも１つの速度が測定可能または導出可能であるように測定される。その上さらに、位置測定からは加速度も測定され得る。
【００３１】
選択肢として、変位運動には、少なくとも実質的に直線的な運動が含まれており、位置センサは、直線運動の少なくとも一部または全体を検出するように形成されかつ配置されており、この場合、位置センサは、好適にはリニアエンコーダである。
【００３２】
択一的または追加的に、変位運動には、少なくとも実質的な回動運動が含まれており、位置センサは、回動運動の少なくとも一部または全体を検出するように形成されかつ配置されており、この場合、位置センサは、好適には角度エンコーダである。
【００３３】
任意には、位置センサは誘導型、光学型、磁気型、磁気ひずみ型、電位差型および／または容量型の位置センサである。別の選択肢として、位置センサは、真空弁により規定され、外部環境から隔離された真空領域の外側に配置されている。つまりこの場合、有利にはセンサユニットは例えば、例えばセンサ自体は真空領域にもたらされる必要が無くひいては比較的小さな構造手間が保証され得るように、形成されていてよい。
【００３４】
いくつかの実施形態では、位置センサは、１つの位置センサにより、特に互いに実質的に直交する少なくとも２つの変位方向に関して位置測定を実施可能であるように、つまり単一の位置センサが複数の軸線または方向に関して位置を測定することができるように形成されかつ真空弁内に配置されている。このことは例えば、センサのターゲットが順次、例えば最初に第１の変位方向に沿って変位したときと次に第２の変位方向に沿って変位したときに、または例えば２Ｄ位置センサとして形成されることにより同時に、複数のゲージにより感知されることによって行われる。択一的に、真空弁は少なくとも２つの位置センサを有しており、これらの位置センサは、第１の位置センサにより第１の変位方向に関する位置が測定可能でありかつ第２の位置センサにより第２の変位方向に関する位置が測定可能であるように形成されかつ真空弁内に配置されており、特にこの場合、２つの変位方向は、互いに実質的に直交している。
【００３５】
１つの実施形態では、真空弁は、開放位置と閉鎖位置との間で弁閉鎖部材を変位させるように予め規定された制御値でもって駆動ユニットを制御するための点検・制御ユニットを有しており、この場合、駆動ユニット、弁閉鎖部材およびセンサは、センサの測定信号に基づき制御値が設定されるように、特に測定信号が、予め規定された目標値に連続的に相当するように形成されかつ協働する。
【００３６】
この場合、任意には真空弁、センサユニットおよび点検・制御ユニットは例えば、位置センサが測定信号の供給および伝達のために、例えば従来の有線または無線接続により１方向または双方向通信するように構成されている。
【００３７】
真空弁はさらに、例えば特に点検・制御ユニットまたはセンサユニットにより提供され、検出された測定信号を処理することができると共に、検出された測定信号に基づき状態情報を発信することができるように形成された処理ユニットを有していてよい。この場合、検出された測定信号は、評価可能な状態情報を提供するために、例えば点検・制御ユニットによる弁調整のためにまたはユーザ情報として、後処理されて供給され得る。
【００３８】
状態情報は、例えば弁閉鎖部材および／または変位部材の機械的かつ／または構造的な完全性に関する情報を、例えば駆動ユニットの基準（設定）に対して検出された位置と想定した位置とに基づく、例えば検出された位置測定信号に関する実際−目標比較に基づき提供することができる。
【００３９】
さらに、状態情報に基づき、決められた誤差値に関する、検出された位置センサ測定信号の関係を示す出力信号が供給され得る。このようにして特に、真空弁により制御されるプロセスに関する評価、例えば所要のシール作用が達成されたか否かの評価を行うことができる、または場合により生じ得る、例えば変位部材またはシール面の損傷を検出することができる。例えばこの場合、視覚的または音響的な信号により、所要の誤差内でプロセスが進行しているか否か、または（例えば変位速度または終端位置に基づき）このような誤差を不都合に下回るまたは上回ることが予測されるか否かをユーザに示すことができる。
【００４０】
本発明にはさらに、真空弁、特に真空摺動弁、揺動弁またはモノバルブを制御する方法が含まれ、この場合、真空弁は、体積流量または質量流量を制御しかつ／または流路を気密に遮断するように形成されている。この場合、制御しようとする真空弁は、開口軸線を定める弁開口と弁開口を包囲している第１のシール面とを有する弁座、第１のシール面に対応する第２のシール面を備え、第２のシール面の可変の位置は、弁閉鎖部材のその時々の位置および向きにより決められている、体積流量または質量流量を制御しかつ／または流路を遮断するための弁閉鎖部材、特に弁板、少なくとも１つの可動の変位部材を備え、弁閉鎖部材と連結された駆動ユニットを有しており、駆動ユニットは、変位運動を実施するように形成されており、これにより弁閉鎖部材は、弁閉鎖部材と弁座とが互いに非接触状態にある開放位置から、特にシールを介して第１のシール面と第２のシール面との間に開口軸線に対して軸方向でシールする接触が生じ、これにより弁開口が気密に閉鎖されている閉鎖位置へ、かつその逆に変位可能である。
【００４１】
本発明により、当該方法の枠内では特に連続して、ゼロ位置、特に開放位置または閉鎖位置に対する弁閉鎖部材および／または少なくとも１つの変位部材の特に絶対的な位置を測定する。
【００４２】
当該方法の１つの改良では、当該方法の枠内で位置測定に基づき、特に弁閉鎖部材または変位部材の機械的かつ／または構造的な完全性に関する真空弁の状態情報を求め、好適には検出された測定信号に関する実際−目標比較により状態情報を求めかつ／または予め規定された誤差値を用いた状態情報の補正に基づき、真空弁により制御されるプロセスの評価に関する出力信号を供給する。
【００４３】
任意には、当該方法の枠内で位置測定に基づき、弁閉鎖部材および／または少なくとも１つの変位部材の変位速度を少なくとも変位運動の一部に関して測定しかつ／または開放位置から閉鎖位置および／またはその逆の変位運動の継続時間を測定する。この場合、このような情報は、グラフの形態で評価用にユーザに出力されてよくかつ／または自動化されて評価され得る。
【００４４】
別の選択肢として、当該方法の枠内で位置測定に基づき、弁閉鎖部材および／または少なくとも１つの変位部材の終端位置、特に開放位置および／または閉鎖位置および／または変位運動の枠内で場合により生じ得るシール面同士の衝突および／または場合により生じ得るシール面同士の付着の検出を行う。
【００４５】
本発明の対象はさらに、機械可読担体、特に本発明による真空弁の制御・処理ユニットに記憶されたプログラムコードまたは本発明による方法を実施する電磁波により体現されるコンピュータデータ信号を有するコンピュータプログラム製品である。
【００４６】
つまり本発明は、有利には弁閉鎖部材および／または変位部材の継続的または連続的な位置測定を可能にし、これにより、変位運動または変位経過を点検または検査しかつ場合によっては評価することもできる真空弁を提供する。さらに位置測定は、真空弁もしくは真空弁の個々の構成部材、例えば駆動ユニット、シールまたは変位部材の自動的かつ継続的な状態確認を可能にし、この場合、状態情報を、可動構成部材に関して直接に求めるまたは導出することができるだけでなく、静止構成部材に関しても間接的に求めるまたは導出することができる。この場合、故障または将来的な故障を示唆する異常を早期にまたは真っ先に検出することができかつ／または確認された無故障に基づき不要な保守を回避することができる。この場合、検査は有利には通常のプロセス進行中に行われるため、プロセス進行は中断されずに済む。
【００４７】
以下に、本発明による真空弁を、概略的に図示した実施例に基づき純粋に例示的に、より詳しく説明する。同一部材は図中、同一符号で表されている。説明する実施形態は通常、縮尺通りには図示されておらず、また限定的であると理解されるべきでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１ａおよび図１ｂは、モノバルブとして可能な本発明による真空弁の第１の実施形態を示す図である。
【図２】モノバルブとして可能な本発明による真空弁の第２の実施形態を示す図である。
【図３】図３ａ、図３ｂおよび図３ｃは、切換弁として可能な本発明による真空弁の別の実施形態を示す図である。
【図４】図４ａおよび図４ｂは、揺動弁としての真空弁の、本発明による別の実施形態を示す概略図である。
【図５】図５ａおよび図５ｂは、切換弁としての真空弁の、本発明による別の実施形態を示す概略図である。
【図６】図６ａおよび図６ｂは、切換弁としての真空弁の、本発明によるさらに別の実施形態を示す概略図である。
【００４９】
図１ａ、図１ｂには、本発明による真空弁１の第１の実施形態が示されている。この例では、弁１はいわゆるモノバルブとして形成されており、開放位置Ｏ（図１ａ）および閉鎖位置Ｇ（図１ｂ）において横断面図で示されている。
【００５０】
直線運動により流路を気密に閉鎖するための弁１は、流路用の開口２を備えた弁ケーシング２４を有しており、この場合、開口２は流路に沿った幾何学上の開口軸線Ｈを有している。開口２は、図中、弁１もしくは隔壁（図示せず）の左側に位置する第１の気体領域Ｌを、その右側に位置する第２の気体領域Ｒに接続している。前記のような隔壁は、例えば真空チャンバのチャンバ壁により形成される。
【００５１】
閉鎖部材４は、閉鎖部材平面２２内で開口軸線Ｈに対して横方向に延在する幾何学上の変位軸線Ｖに沿って、開口２を開放する開放位置Ｏから、開口２を覆うように直線的に押しずらされた閉鎖位置Ｇへ、閉鎖方向に摺動可能であると共に、反対に、可動の変位部材５、この例では変位アームを備えた駆動ユニット７を介して開放方向に戻るように摺動可能である。
【００５２】
例えば、湾曲した第１のシール面３が、弁ケーシング２４の開口２を、第１の平面２０ａ内の第１の部分２１ａおよび第２の平面２０ｂ内の第２の部分２１ｂに沿って包囲している。第１の平面２０ａと第２の平面２０ｂとは互いに離間されており、互いに平行にかつ閉鎖部材平面２２に対して平行に延在している。つまり、第１の部分２１ａと、反対側に位置する第２の部分２１ｂとは、変位軸線Ｖに対して横方向で、開口軸線Ｈの方向において、互いに幾何学的なずれを有している。互いに反対の側に位置する２つの部分２１ａと２１ｂとの間で、変位軸線Ｖに沿って延在する領域内に、開口２が配置されている。
【００５３】
閉鎖部材４は、第１のシール面３に対応する第２のシール面６を有しており、第２のシール面６は、第１および第２の部分２１ａ，２１ｂに対応する部分に沿って延在している。
【００５４】
モノバルブ、すなわちただ一度の直線運動により閉鎖可能な真空弁は、例えば二度の運動により閉鎖可能で、比較的複雑に形成された駆動装置を必要とする切換弁と比較すると、例えば比較的単純な閉鎖機構という利点を有している。閉鎖部材はさらに一体に形成されていてよいので、高い加速力に晒されてよく、これによりこの弁は、急速閉鎖および緊急閉鎖用にも使用され得る。閉鎖およびシールは、ただ一度の直線運動により行うことができ、これにより、弁１の極めて迅速な開閉が可能である。
【００５５】
特に、モノバルブの利点は例えば、シール３，６がその延在部に基づき、閉鎖時にシール３，６の長手方向延在部に対して横方向での横方向荷重に全く影響されない、という点にある。他方では、シール３，６は開口軸線Ｈに対するその横方向延在部に基づき、特に圧力差が大きい場合に閉鎖部材４に作用することがある、開口軸線Ｈに沿って閉鎖部材４に当たる力を吸収することはほぼできず、このことは閉鎖部材４、その駆動装置およびその支持部の頑丈な構造を必要とする。
【００５６】
図１ａおよび図１ｂに示す真空弁１は、本発明に基づき変位センサ１０を有しており、変位センサ１０は、この例では位置プローブ素子（ターゲット）８と、これを検出するためのセンサ面９（ゲージ）とを有している。変位センサ１０は、例えば摺動可能なコアを備えた差動変圧器、パルス誘導線形位置センサ、ＰＬＣＤ変位センサ（永久磁石線形非接触型変位センサ）、オプトエレクトロニック変位センサ、電位差変位センサ、磁気ひずみ変位センサ、容量性変位センサまたは磁気変位センサ等の、例えば（非接触式の）誘導変位センサとして形成されている。センサ１０に応じて、ゲージ９がアクティブでありかつ位置プローブ素子８はパッシブであるか、またはその逆になっている、すなわち（電気または電子的な）測定信号もしくは評価信号は、ゲージ９または素子８のいずれか一方により発信されるもしくはピックアップされる。
【００５７】
この例では、ターゲット８は閉鎖部材４にまたは閉鎖部材４内に取り付けられており、閉鎖部材４と共に変位軸線Ｖに沿って移動する。センサ面９は、少なくとも変位区間全体にわたり変位方向Ｖに延在しており、これにより、ターゲット８ひいては閉鎖部材４の位置を、閉鎖部材４の可能な直線運動全体にわたり測定することができる。この場合、好適には開放位置Ｏまたは閉鎖位置Ｇである出発位置またはゼロ位置に対して、位置が検出される。この場合、変位センサ１０は、好適にはアブソリュートセンサである。択一的に、インクリメンタル型の変位センサが用いられる。
【００５８】
つまり位置センサ１０により、有利には閉鎖部材４の実際位置が測定され得る。この場合、位置測定は、１つまたは少数の位置、好適には例えば終端位置検出の意味において終端位置の測定に限定されてよい。ただし好適には、持続的または連続的な位置測定が行われ、これにより、閉鎖部材４の位置および特にその時間的な推移が常にわかるようになっている。
【００５９】
よって本発明によるセンサユニットにより、例えばプロセス進行中に弁の閉鎖能力が点検され、相応して圧着圧力が制御され、場合によってはシールの故障が予測され得る。特に例えば電気的な駆動ユニット７により、加圧を個別に制御することができる。空圧式の駆動装置７を用いた場合には、センサユニットにより少なくとも、弁が閉じられているか否かを点検することができる。
【００６０】
時間的な移動の推移の知識が任意に利用され、そこから閉鎖部材４の直線運動の速度を測定することができる。この速度は、有利には改良された終端位置測定に利用され得、これにより、真空弁における誤差がそれほど重要ではなくなる。またこれにより、閉鎖過程または開放過程の正確な持続時間も求められ、これにより例えばエラー検知の最適化が可能になる。一般に、例えば位置センサ１０もしくは真空弁１が接続された外部のデータ処理装置により行われる時間・距離特性線の評価は、弁１の状態の推量を可能にする。このようにして、運転サイクル進行中の不規則性または変化を識別することができ、かつ例えば移動する構成部材またはシール面３，６の状態を推量することができる。両シール３，６が閉鎖位置Ｇにおいて例えば互いに付着し合う場合、このことは移動経過において識別可能である。それというのも、閉鎖部材４は駆動ユニット７により変位部材５を介して駆動され、その後に迅速な開放移動および短い跳ね返りが続くにもかかわらず、閉鎖部材４の位置がある程度の時間にわたり、保持力に基づき一定であり続けるからである。
【００６１】
図２には、図１ａ、図１ｂに示した実施形態に対する択一的な構成が示されている。この例では、真空弁１は距離センサとして形成された位置センサ１０を有している。距離センサ１０は、例えばオプトエレクトロニック距離センサまたは超音波センサであり、送信器を介して相応する測定信号１３、例えばレーザ光を、閉鎖部材４もしくは鉛直方向軸線Ｖの方向に送出し、これにより信号１３は閉鎖部材４に（例えば閉鎖部材４の背面に）当たり、そこから少なくとも部分的に反射され、センサ１０の検出器により再び受信される。この場合、信号伝搬時間の測定（パルス伝搬時間法）および／または位相差測定、位相または周波数伝搬時間法により、かつ／またはフィゾーの原理により、センサ１０と閉鎖部材４との間の距離ひいては閉鎖部材４の位置が測定される。別の選択肢として、三角測量による位置測定が行われる。
【００６２】
距離測定もしくは位置測定を改良するために、真空弁１は、この例では閉鎖部材に配置されたリフレクタ１４を有しており、リフレクタ１４は、測定信号１３をセンサ１０に向かって反射しひいては受信した測定信号１３の信号レベルを改良するように形成されている。
【００６３】
図示の配置に対して択一的に、センサ１０は可動部分に、つまりこの場合は閉鎖部材４に配置されており、測定ビーム１３を弁１の静止箇所に対して送出する（つまり図面とは逆の配置）。
【００６４】
図３ａ〜図３ｃに示す、本発明による真空弁１の別の実施形態は、この例では切換弁として形成されており、それぞれ異なる閉鎖位置で示されている。
【００６５】
図示の切換弁は、摺動弁の特殊な形式である。この真空弁は、矩形で板状の閉鎖部材４（例えば弁板）を有しており、閉鎖部材４は、開口２を気密に閉鎖するためのシール面６を有している。開口２は、閉鎖部材４に対応する横断面を有しており、壁１２に加工成形されている。開口２は、弁座により包囲されており、弁座自体も同様に、閉鎖部材４のシール面６に対応するシール面３を提供する。閉鎖部材４のシール面６は、閉鎖部材４を包囲するように延在しており、封止材料（シール）を有している。閉鎖位置において、シール面６，３は互いに押圧し合い、その際に封止材料が加圧される。
【００６６】
開口２は、壁１２の左側に位置する第１の気体領域Ｌを、壁１２の右側の第２の気体領域Ｒに接続している。壁１２は、例えば真空チャンバのチャンバ壁により形成される。この場合、真空弁１は、チャンバ壁１２と閉鎖部材４との協働により形成される。
【００６７】
閉鎖部材４は、ここでは例えば棒状である変位アーム５に配置されており、かつ幾何学上の変位軸線Ｖに沿って延在している。変位アーム５は駆動ユニット７と機械的に結合されており、駆動ユニット７を介して、閉鎖部材４は壁１２の左側の第１の気体領域Ｌ内で、変位アーム５が駆動ユニット７により変位させられることにより、開放位置Ｏ（図３ａ）から中間位置Ｚ（図３ｂ）を経て、閉鎖位置Ｇ（図３ｃ）に変位可能である。
【００６８】
開放位置Ｏにおいて、閉鎖部材４は図３ａに示すように、開口２の投影領域の外側に位置しており、開口２を完全に開放している。
【００６９】
変位アーム５が、軸方向において第１の「鉛直方向の」変位軸線Ｖに対して平行にかつ壁１２に対して平行に変位させられることにより、駆動ユニット７を介して閉鎖部材４を開放位置Ｏから中間位置Ｚに変位させることができる。
【００７０】
この中間位置Ｚ（図３ｂ）において、閉鎖部材４のシール面６は開口２を覆っており、かつ開口２を包囲している弁座のシール面３に対して離間された対向位置に位置している。
【００７１】
変位アーム５が、第２の「水平方向の」（第１の変位軸線Ｖに対して横方向の）変位軸線Ｈの方向に、つまり例えば壁１２および弁座に対して垂直方向に変位させられることにより、閉鎖部材４を、中間位置Ｚから閉鎖位置Ｇに変位させることができる（図３ｃ）。
【００７２】
閉鎖位置Ｇにおいて、閉鎖部材４は開口２を気密に閉鎖すると共に、第１の気体領域Ｌを第２の気体領域Ｒから気密に隔離する。
【００７３】
要するに真空弁の開閉は、駆動ユニット７を介して閉鎖部材４と変位アーム５とを、互いに垂直な２つの方向Ｈ，Ｖに、Ｌ字形に移動させることにより行われる。したがって、図示の切換弁はＬ型弁とも呼ばれる。
【００７４】
図示のような切換弁１は、典型的には処理容積（真空チャンバ）を封止するためおよび容積に対する出し入れのために設けられる。このような使用において、開放位置Ｏと閉鎖位置Ｇとの間での頻繁な切換は一般的である。これにより、シール面６，３および機械的な可動構成部材、例えば変位部材５または駆動ユニット７の別の部材の強められた摩耗現象が生じる恐れがある。
【００７５】
とりわけこのような摩耗現象の早期確認のために、真空弁１は本発明に基づき、この例では２軸変位センサとして形成された位置センサ１０を有している。図１ａ、図１ｂに示した実施形態の例とは異なり、変位部材５に取り付けられたターゲット８を介して、２つの変位方向Ｖ，Ｈで位置が測定される。このために真空弁１は、開放位置Ｏと中間位置Ｚとの間の「鉛直方向」移動の位置測定用の第１の「鉛直方向の」ゲージ９ｖと、中間位置Ｚと閉鎖位置Ｇとの間の「水平方向」移動の位置測定用の第２の「水平方向の」ゲージ９ｈとを有している。つまり、変位部材５に配置されたターゲット８と第１のゲージ９ｖとを介して、開放位置Ｏ−中間位置Ｚ−閉鎖位置Ｇという連続した移動順序（または逆の移動順序）に従って順次、第１の「鉛直方向の」変位方向Ｖにおける変位部材５の位置が測定され、ターゲット８と第２のゲージ９ｈとを介して、第２の「水平方向の」変位方向Ｈにおける位置が測定される。
【００７６】
この例では、弁１もしくは位置センサ１０はさらに、制御ユニットおよび／または評価ユニット１１を有しており、制御ユニットおよび／または評価ユニット１１により、位置測定が制御されかつ／または位置データが記録または評価され、これにより、例えば外部計算機を（概ね）省くことができ、例えばもっぱら弁内部の監視または弁１の状態点検だけが行われることになる。
【００７７】
図示の連続して配置された２つの直線的なゲージ９ｖ，９ｈに対して択一的に、例えば光学式に検出され、これにより２つの軸線もしくは方向ＶおよびＨにおける変位部材５の位置の同時測定を可能にする、単一の２Ｄセンサ面（図示せず）が用いられる。
【００７８】
別の選択肢として、２つの変位方向Ｖ，Ｈもしくは２つの変位運動に関する位置測定は、単一の位置センサ１０を介して行われるのではなく、弁１は、各変位方向Ｖ，Ｈもしくは変位運動用に各１つの位置センサ１０、つまり２つの位置センサ１０を有している。
【００７９】
図４ａおよび図４ｂには、本発明による弁のさらに別の可能な実施形態が、揺動弁１の形態で概略的に示されている。流路を実質的に気密に遮断するための弁１は、開口２を有する弁ケーシングを備えている。開口２は、ここでは例えば円環横断面を有している。開口２は、弁座により包囲される。この弁座は、軸方向において弁板４の方を向いておりかつ開口軸線Ｈに対して横方向に延在する、円環形状を有する（第１の）シール面３により形成され、シール面３は、弁ケーシングに加工成形されている。弁板４は、回転軸線Ｒを中心として旋回可能であり、開口軸線Ｈに対して実質的に平行に変位可能である。弁板４の閉鎖位置Ｇ（図４ｂ）において、開口２は第２のシール面６を有する弁板４により気密に閉鎖されている。弁板４の開放位置Ｏは、図４ａに具体的に示されている。
【００８０】
弁板４は、板の側方に配置された、開口軸線Ｈに対して垂直に延在するアーム５を介して、駆動ユニット７に結合されている。前記アーム５は、弁板４の閉鎖位置Ｇでは、開口軸線Ｈに沿って幾何学的に投影される、開口２の開口横断面の外側に位置している。
【００８１】
駆動装置７は、モータおよび相応する伝動装置の使用により、弁板４が−揺動弁では一般的であるように−駆動装置７の横方向運動ｘにより、開口軸線Ｈに対して横方向に、かつ開口２の横断面上を実質的に平行に、かつ開口軸線Ｈに対して垂直に、旋回軸線Ｒを中心とした旋回運動Ｂｒの形態で、開放位置Ｏと中間位置との間で旋回可能であると共に、開口軸線Ｈに対して平行に行われる駆動装置７の長手方向運動Ｂｖにより直線的に摺動可能であるように形成されている。開放位置Ｏにおいて、弁板４は開口２に隣接して側方に配置された滞留区間に位置決めされており、これにより開口２および流路が開放されている。中間位置において、弁板４は開口２の上に離間されて位置決めされており、開口２の開口横断面を覆っている。閉鎖位置では、弁閉鎖部材４（弁板）のシール面６と弁座のシール面３との気密な接触が生じることにより、開口２は気密に閉鎖されており、流路は遮断されている。
【００８２】
弁１の自動化されかつ制御される開閉を可能にするために、弁１は例えば、弁板４が処理容積を気密に閉鎖するためまたはこの容積の内部圧力を制御するために相応に変位可能であるように形成されかつ駆動装置７に接続された、電子制御・コントロールユニット（図示せず）を想定している。
【００８３】
本実施例では、駆動装置７は電動モータとして形成されており、この場合、伝動装置は、駆動装置７の駆動により横方向運動Ｂｒまたは長手方向運動Ｂｖのいずれかが生ぜしめられるように切換可能である。駆動装置は伝動装置と共に、制御装置により電子制御される。このような、特にリンクモーションを伴う伝動装置は、従来技術から周知である。さらに、回転運動Ｂｒおよび直線運動Ｂｖを生ぜしめるために複数の駆動装置を使用することが可能であり、この場合は制御装置が駆動装置の制御を引き受ける。
【００８４】
説明した揺動弁１による流量の精密な制御もしくは設定は、開放位置Ｏと中間位置との間での横方向運動Ｂｒによる弁板４の旋回変位によってだけでなく、とりわけ中間位置と閉鎖位置との間での長手方向運動Ｂｖによる開口軸線ＨもしくはＲに沿った弁板４の直線変位により可能である。説明した揺動弁は、精密に制御する役目を果たすために使用され得る。
【００８５】
弁板４と弁座とは両方共、各１つのシール面−第１および第２のシール面３，６−を有している。第１のシール面３はさらに、シール２３を有している。このシール２３は、例えばポリマとして加硫されることにより、弁座に被着されていてよい。択一的に、シール２３は例えばＯリングとして、弁座の溝内に形成されていてよい。また、封止材料が弁座に接着されており、これによりシール２３を具現することもできる。１つの択一的な実施形態では、シール２３は弁板４の側に、特に第２のシール面６に配置されていてよい。また、これらの構成の組合せも考えられる。このようなシール２３は、当然この例で説明した弁１に限定されるものではなく、引き続き説明する弁実施形態においても適用可能である。
【００８６】
弁板４は、例えば調整値および送出された制御信号に基づき可変に制御される。入力信号として、例えば弁１と接続された処理容積内の現在の圧力状態に関する情報が受信される。さらに、制御装置に別の入力値、例えば容積内への質量流量が提供され得る。次いで、これらの値および予め設定された、容積に関して制御もしくは達成しようとする目標圧力に基づき、制御サイクル時間にわたり制御される弁１の設定が行われ、これにより、容積から流出する質量流量を、弁１を介して前記時間にわたって制御することができる。このために弁１の下流側には真空ポンプが設けられている、すなわち、弁１はプロセスチャンバとポンプとの間に配置されている。これにより、所望の圧力推移が制御され得る。
【００８７】
弁閉鎖部材４の制御により、弁開口２のその時々の開口横断面が制御されひいては単位時間毎に処理容積から排気することが可能な気体量が制御される。このために弁閉鎖部材４は、円環形状とは異なる形状を有していてよく、これにより特に、可能な限り層状の媒体流が達成され得る。
【００８８】
開口横断面を制御するために、弁板４は制御・コントロールユニットにより、駆動装置７の横方向運動Ｂｒを介して開放位置Ｏから中間位置へ変位可能でありかつ駆動装置７の長手方向運動Ｂｖを介して中間位置から閉鎖位置へ変位可能である。流路を完全に開放するためには、弁板４が制御装置により駆動装置７の長手方向運動Ｂｖを介して閉鎖位置Ｇから中間位置へ変位可能であり、そこからは駆動装置７の回動運動Ｂｒを介して中間位置から開放位置Ｏへ変位可能である。
【００８９】
弁座に対する弁板４の圧着は、全押圧領域内で所要の気密性が保証されていると共に、極度に高い加圧による弁１、またはより厳密にはシール面３，６もしくはシール２３の損傷が回避されるように行われる必要がある。このことを保証するために、周知の弁は、弁板の両面間を支配する圧力差に応じて制御される、弁板４の圧着圧力制御を想定している。
【００９０】
本発明に基づき、弁１は２つの位置センサ１０，１０’を有しており、位置センサ１０，１０’は、この例ではリニアエンコーダ１０および角度エンコーダ１０’として形成されている。
【００９１】
リニア位置センサ１０は、スケール９を有しており、スケール９はアーム５において、アーム５における直線運動方向Ｂｖに沿って延在しひいては送り方向Ｂｖで、弁１の固定部分に対して、つまり例えば弁ケーシングまたは駆動ユニット７に対して相対的に可動である。その時々の相対位置が、リニアエンコーダにより、スケール９を検出する読取りヘッド８を介して求められる。このためにスケール９は位置コードを有している。この場合、スケール９および／または読取りヘッドは、少なくとも部分的に「広幅に」形成されており、これにより、アーム５の複数の異なる回転位置においても直線位置を測定することができるようになっている。つまり例えば、スケール９は、スケール９の一部が開放位置Ｏにおいても閉鎖位置Ｇにおいても検出器８に対向しておりかつスケール９が検出器８の「視野」から外側に旋回されることがない範囲で、アーム５の周りに延在している。
【００９２】
前記位置コードは、好適にはアブソリュート位置コードである。択一的に前記位置コードは、インクリメンタルコードである。アブソリュート位置センサ１０，１０’の場合には、スケール９が測定区間全体にわたり、制御・評価ユニットにより所定の位置に正確に割り当て可能な、一義的なコードワードから成るアブソリュート位置コードを有していることにより、スケール９に対する読取りヘッド８の各相対位置に（予め規定されたゼロ位置に対する）位置を直接に割り当てることができる。これに対してインクリメンタル式の位置測定を伴う位置エンコーダ１０，１０’の場合には、検出信号は一義的ではなく、測定領域全体にわたり複数回繰り返して生ぜしめられる。エンコーダの制御・評価ユニットには、距離に対応する増分が記憶されている。つまり、スケール９と読取りヘッド８との相対運動に際して進む距離ひいては増分をカウントすることにより、相対位置が測定され得る。このような相対位置を絶対的に位置決めするために、相対運動に際しては、絶対的な基準点として規定されたゼロ位置から出発する。このようなゼロ位置もしくはゼロポイントは、例えば読取りヘッド８により検出可能な、スケール上の（もしくは静止スケール９の場合には読取りヘッド８上の）位置基準マーカにより規定される。よって、並進位置または角度のインクリメンタル測定を伴うセンサ１０，１０’における欠点は、測定システムの再始動に際して毎回再びゼロ位置もしくは基準位置から出発せねばならない、という点にある。これに対してアブソリュートリニアエンコーダまたは角度エンコーダは、並進可能または回転可能な部材相互の各相対位置に関して、一義的に区別可能な検出信号を生ぜしめる。これにより、その時々の相対位置に直接に、すなわち基準位置もしくは出発位置に向かうこと無しに、一義的な直線位置もしくは一義的な角度を割り当てることができる。
【００９３】
角度エンコーダとして形成された第２の位置センサ１０’も同様に、読み取りヘッド８’により検出されるアブソリュート式またはインクリメンタル式の角度コードを備えたスケール９’を有しており、これにより、アーム５ひいては弁板４の角度位置に関する情報を得ることができる。スケール９’は、この例では少なくとも部分的にアーム５の周りに円形に（少なくともこれにより、回動運動Ｂｒの範囲がカバーされる範囲に）延在しており、スケール９’はアーム５と共に、固定された検出器８’もしくは弁１の固定部分全体に対して相対的に回動可能である。
【００９４】
つまり第１および第２の位置センサ１０，１０’により、弁１、特に弁板４の可動部材の位置ひいては真空弁１の状態が、特に気密性もしくは気密な閉鎖性に必要とされる確実性に関して有利に監視されかつ連続的に評価され得る。
【００９５】
図示のような揺動弁１に対して択一的に、本発明による真空弁１は、別の真空弁タイプ、例えばフラップ弁、摺動弁またはいわゆるバタフライ制御弁により実現されていてもよい。さらに、閉鎖部材が１方向にのみ変位可能な揺動弁も、同様に使用可能である。
【００９６】
図５ａおよび図５ｂには、閉鎖位置Ｇ（図５ａ）および開放位置Ｏ（図５ｂ）において図示された本発明による切換弁において可能な、別の位置センサユニットが概略的に示されている。示した図面において、弁座は、真空弁１のケーシング２４に形成されている。ただし、以下の説明は実質的に、弁座がプロセスチャンバ、すなわちチャンバケーシングにより提供される実施形態にも同様に適用可能であるということが、当業者には明らかである。
【００９７】
さらに、ここで純粋に傾動機構として略示された弁機構は限定的ではないと理解され、当業者は本発明によるセンサユニットを例えば別の形式で任意のＬモーション駆動装置、例えば互いに垂直に位置する２つの直線的な弁板変位方向を有するＬモーション駆動装置に転用することができる、ということは自明である。
【００９８】
変位アーム５のガイドを点検するために、真空弁１は、ここでは例えばガイドコンポーネント１５を有しており、この場合、駆動ユニット７とガイドコンポーネント１５とはそれぞれ、ここでは例えば駆動ユニット７もガイドコンポーネント１５もそれぞれ弁ケーシング２４に位置固定されて結合されていることにより、互いに不動に配置されている。変位アーム５はさらに、弁閉鎖部材４と駆動ユニット７とに機械的に結合されており、この場合、駆動ユニット７を介して変位アーム５を変位させることにより、弁閉鎖部材４は、開放位置Ｏと閉鎖位置Ｇとの間で実質的に弁座に対して平行に、特に図３ａ〜図３ｃにおいて説明したようなＬモーション運動で変位可能である。
【００９９】
本発明に基づき、ガイドコンポーネントは位置センサ１０を有している。この場合、位置センサ１０は、アーム５もしくは弁板４の運動の「鉛直方向」成分Ｖと「水平方向」成分Ｈの両方が測定され得るように形成されている。例えば位置センサ１０はこのために回転センサを有しており、回転センサは、アーム５の傾倒位置（つまり「水平方向」成分）の測定に利用されると共に、アーム５の直線的な並進が予め回動運動に変換されることにより、アーム５の直線的な並進の測定にも利用される。図示の例に対して択一的に、２つの別個の位置センサが用いられかつ／または１つまたは複数の位置センサが弁内の別の箇所、例えば駆動装置７に配置されている。
【０１００】
図６ａおよび図６ｂには、図５ａおよび図５ｂに基づく本発明による真空弁１の別の可能な構成形式が示されている。図５ａ，図５ｂに示した実施形態とは異なり、ここでは弁閉鎖部材４もしくは変位部材５の位置を測定するための位置センサ１０が、変位アーム５の後端部を照明するための照明手段１６、例えばＬＥＤと、変位アーム５により反射された照明光線を検出するためのカメラシステム１７とを備えたシステムとして形成されている。カメラシステム１７は、例えば位置感知検出器を有しており、これにより、検出器における反射された光線の入射位置から、変位アーム５の位置を推量することができるようになっている。択一的に、例えば検出された光線による画像形成および画像評価が行われ、これに基づき位置が測定可能である。カメラに基づく位置測定は、原則的には従来技術から周知である。同様に、画像による位置測定を改良するための、視覚的に検出可能なパターンの使用も周知である。これに基づき変位部材５の後端部は、−図示のように−前記のような視覚的なパターン１８を有している。カメラ画像におけるパターン１８の位置から、変位部材５の「水平方向」位置を推量することができ、画像パターンまたはその一部の画像サイズから（記憶された基準サイズと比較して）、変位部材５の「鉛直方向」位置（カメラに対する距離）を推量することができる。
【０１０１】
示したこれらの図面が、可能な実施例を概略的に表すものであるに過ぎない、ということは自明である。同じく、様々なアプローチが互いにかつ従来技術の方法および装置と組み合わされてもよい。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３ａ−３ｃ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ−５ｂ】
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【図６ａ−６ｂ】
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【国際調査報告】
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