Die Erfindung bezieht sich auf eine "Vakuumschleuse angeord¬ net an einer Vakuumkammer mit einer in einer im wesentli- chen vertikal angeordneten und in einer Ebene liegenden mit einer Türe verschliessbaren Türöffnung, sowie auf ein Ver¬ fahren zum einschleusen von Substraten in eine Vakuumkam¬ mer.

Bei automatisierten Vakuumprozessanlagen werden Vakuum¬ schleusen bzw. -ventile verwendet zum Durchreichen von zu bearbeitenden Substraten von einer Atmosphäre in die ande¬ re, wobei solche System in der Regel pneumatisch oder elek¬ trisch betrieben werden. Viele solcher Systeme verwenden Türen, welche als Schiebetüren ausgebildet sind, die ent¬ lang einer Vakuumdichtung, die um eine Türöffnung angeord¬ net ist, geschoben wird und dann zum Dichten angepresst wird. Wenn die Schiebetüre offen ist, können Substrate oder auch ganze Kassetten mit Substraten beispielsweise mit Halbleiter-Wafern in der Vakuumkammer platziert werden. Dieses Einführen von Substraten in eine Vakuumkammer durch eine Schleusentüröffnung wird oft von Hand vorgenommen, wo¬ bei eine menschliche Person beispielsweise seinen Arm durch die öffnungsebene der Türanordnung hindurch reicht . Der darauffolgende notwendige Schliessvorgang der Schleusentüre stellt ein erhebliches Verletzungspotential für diese vom Menschen vorgenommene Operation dar. Dies auch insbesondere weil der betreffende Operator mit seiner Hand viele Male in kurzer Zeit durch die betreffende Türöffnung hindurchgreif- fen muss. Ein Fehler des Schliesssystems oder auch ein Fehlverhalten des Operators können entsprechend gefährliche Situationen und möglicherweise schwere Verletzungen verur- Sachen. Gemäss Stand der Technik werden solche Schleusenan¬ ordnungen mit Hilfe von elektronischen Systemen überwacht und kontrolliert. Der übliche Ansatz ist hierbei, dass die Anwesenheit einer Behinderung oder Hemmung im Bereich der Türe detektiert wird und in der Folge die Bewegung der Türe gestoppt wird. Solche Systeme sind in der Regel aufwendig und teuer und weisen üblicherweise nicht den gewünschten hohen Sicherheitsgrad auf, , da elektronische Systeme selbst auch fehleranfällig sein können. In verschiedenen wichtigen Industriestaaten wird auf dieses Sicherheitsproblem hinge¬ wiesen und es wird geraten, die Sicherheitsrisiken entspre¬ chend zu minimieren durch Lösungen, die zuverlässiger sind als komplizierte elektronische überwachungssysteme.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Nachteile des vorerwähnten Standes der Technik zu beseiti¬ gen. Insbesondere besteht die Aufgabe darin, eine wirt¬ schaftlich realisierbare Vakuumschleuse zu realisieren mit einer im wesentlichen vertikal angeordneten Schiebetüre, welche beim versehentlichen Hineingreifen in die Türöffnung durch eine Person einen hohen Grad an Schutz und Sicherheit für diese Person bietet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Anordnung und das Vorgehen nach den Merkmalen des Anspruchs 1 und 8 ge¬ löst. Die abhängigen Ansprüche definieren weitere vorteil¬ hafte Ausführungsformen.•

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine Vakuumschleuse angeordnet an einer Vakuumkammer mit einer in einer im wesentlichen vertikal angeordneten und in einer Ebene liegenden mit einer Türe verschliessbaren Türöffnung vorgesehen ist. Die Türe ist hierbei als plattenförmige Schiebetüre ausgebildet, welche zum öffnen und Schliessen der Türöffnung parallel zur Ebene : zur Türöffnung und von dieser etwas beabstandet verschiebbar angeordnet ist. Die Türe ist mit einer Antriebsstange und einem Antrieb auf der abgewandten Seite der Türe gegenüber der Türöffnung wirk¬ verbunden, welche in Schieberichtung gelagert ist und ge¬ genüber der Türöffnung mit einem vorgegebenen Abstand gela¬ gert ist. Die Antriebsstange ist über einen Lenkungsmecha- nismus, der die Bewegungsrichtung der Türe ändern bzw". um¬ lenken kann, wie beispielsweise einem kurzen Hebel mit der Türe verbunden, derart dass bei einer Hemmung des Schliess- vorganges durch eine Behinderung und / oder einer Begren¬ zung im Bereich der Türöffnung die Türe an eine die Türöff- nung umschliessende Dichtung in vertikaler Richtung zur Ebene der Türöffnung lateral angedrückt wird. Die Antriebs- stange ist mit der Türe und / oder dem angtriebsstangensei- tigen Lenkungsmechanismus mit einem Federelement derart verbunden, dass die Feder das Gewicht der Türe knapp kom- pensiert bzw. trägt. Die Türe ist auf diese Art an der An¬ triebsstange federnd, beweglich angeordnet und kann in ver¬ tikaler Richtung um den Federweg der durch das Federelement bestimmt ist gegenüber der Antriebsstange verschoben wer¬ den.

Die Türe wird somit über eine Antriebsstange mit einer li¬ nearen Bewegung, beispielsweise angetrieben über einen pneumatischen oder hydraulischen Hubkolben oder über einen elektromotorischen linearen Antrieb, über die Türöffnung geschoben. Sobald die plattenförmige Türe, beispielsweise in der Regel aus Metall, in ihrer Endposition angekommen ist und die Türöffnung bedeckt, wird die translatorische Bewegung der Türe durch einen Endanschlag behindert. Diese Behinderung löst eine weitere laterale Bewegung in vertika¬ ler Richtung zur Türöffnung aus, welche durch den Lenkungs¬ mechanismus, wie beispielsweise durch einen Hebelmechanis- raus entsteht. Hierbei wird die Türe an die, die Türöffnung umlaufende Dichtung angepresst und die Vakuumkammer somit abgedichtet gegenüber der Atmosphäre auf der anderen Seite. Sollte beim Schliessen der Türe sich ein Hindernis in der Türöffnung, wie beispielsweise ein Gegenstand oder insbe- sondere ein menschliches Körperteil wie eine Hand befinden, wird die Türe an diesen Gegenstand bzw. an diese Behinde¬ rung federnd anstossen und gemäss vorliegender Erfindung bei Erreichen einer maximal zulässigen Schliesskraft von 100 N durch die vorliegende Konstruktion gestoppt. Dies wird dadurch erreicht, dass der Antrieb mit dem Lenkungsme¬ chanismus und der Federanordnung derart dimensioniert wird, dass die Türe gegen die Dichtung gepresst wird und durch die Friktion der Dichtung mit der Türoberfläche diese abge¬ bremst und / oder sofort gestoppt wird. Sobald ein Hinder- nis die Schiebebewegung der Türe behindert, findet hierbei nur noch die laterale Bewegung in Richtung der Dichtung statt und eine Anpressung der Türe an diese Dichtung. Der ganze Mechanismus wird derart ausgebildet, dass das Fe¬ derelement im wesentlichen das Gewicht der Türe und allen- falls gewisse Reibungskräfte aufnehmen kann und zusätzlich maximal eine Schliesskraft von 100 N übrigbleibt.

Das Federelement ist hierbei derart ausgebildet, dass wäh¬ rend dem gesamten Umlenkvorgang , also über die ganze Vüeg- strecke der lateralen Anpressbewegung, eine Federwirkung vorhanden ist. Die Federwirkung somit erhalten, bis die Tü¬ re an die Dichtung angepresst, gestoppt und blockiert wird. Damit wird sichergestellt, dass bei einer Behinderung des Schliessvorganges durch ein menschliches Körperteil, wie einer Hand, nur die zulässigen, vorgegebenen, federnden Kräfte auf diese Behinderung einwirken und Verletzungen des Körperteiles zuverlässig vermieden werden.

Der Antrieb wird derart ausgelegt, dass dieser maximal die vorerwähnten Kräfte generieren kann und bei Erreichen der Summe dieser Kräfte automatisch blockiert. Dadurch wird si- chergestellt, dass beispielsweise ein menschliches Körper¬ teil wie eine Hand oder ein Arm mit maximal 100 N belastet wird, wenn aus Unachtsamkeit in die Schliessöffnung hinein gegriffen wird. Somit werden Verletzungsmöglichkeiten mit hoher Sicherheit ausgeschlossen. Um auch diese Kräfte und Verletzungsrisiken weiter zu minimieren, können zusätzliche elektronische Mittel verwendet werden, beispielsweise Sen¬ soren zur permanenten Detektion der Türposition oder Senso¬ ren zur Messung der Kräfte welche gekoppelt sind mit einer entsprechenden Bewegungssteuerung des Antriebes der Türe.

Der Lenkungsmechanismus zur Umlenkung der Türbewegunsrich- tung von der vertikalen, in eine beispielsweise horizontale bzw. laterale Richtung kann beispielsweise durch ein Um¬ lenkgetriebe, einen Hebelmechanismus oder über eine Rampen- anordnung erfolgen. Hierbei sind der Hebelmechanismus und insbesondere die Rampenanordnung bevorzugte Ausbildungen, da dies besonders zuverlässig und wirtschaftlich realisiert werden können.

Die Erfindung wird nun nachfolgend beispielsweise und mit schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigen: Fig. Ia eine Vakuumkaitimer mit einer Schleuse bei geöffne¬ ter Türe mit eine Lenkungsmechanismus als Hebelme¬ chanismus ausgebildet; :

Fig. Ib eine Vakuumkammer mit Schleusentüre am Endanschlag die Schleusenöffnung überdeckend;

Fig. Ic eine Vakuumkammer mit Schleusentüre die Schleusen¬ öffnung überdeckend und angepresst an die Dich- tung, wodurch die Schleuse dichtend geschlossen ist.

Fig. 2a Die Anordnung entsprechend Fig. Ia im offenen Zu¬ stand, wobei eine Behinderung wie eine Hand in der öffnung der Schleuse sich befindet.

Fig. 2b Die Schleusenanordnung beim Schliessen der Türe und Anlaufen gegen die Behinderung durch die menschliche Hand.

Fig. 2c Die Schleusenanordnung mit Türe anlaufend gegen die Behinderung, wobei die Türe durch automati¬ sches Anpressen über den Hebelmechanismus an die Dichtung gestoppt wird.

Fig. 3a Eine weitere Ausbildung einer Schleuse wobei der . Lenkungsmechanismus als Rampenanordnung ausgebil¬ det ist in offener Stellung entsprechend Figur Ia.

Fig. 3b Die Anordnung nach Figur 3a mit der Schleusentüre im Endanschlag. Fig. 3c Die Anordnung nach Figur 3a und 3b mit der Schleu¬ sentüre im Endanschlag und angepresst an die Tür¬ öffnung und somit geschlossenem Zustand.

In den Figuren sind schematisch und im Schnitt bevorzugte Ausbildungen von erfindungsgemässen Schleusenanordnungen dargestellt. Fig. Ia zeigt eine Schleusenkammer 5 mit Schiebetüre 1 in geöffnetem Zustand. Die Kammer 5 weist ei¬ ne öffnung 10 auf, welche mit einer Dichtung 4 an der äu- sseren Oberfläche der Kammer 5 angeordnet ist, um den Au- ssenbereich der Kammer gegenüber dem Innenbereich im ge¬ schlossenen Zustand abdichten zu können. Sowohl Vakuumkam¬ mern wie auch die dazugehörigen Schleusentüren bestehen bei Vakuumanwendungen in der Regel aus Metall wie Aluminium oder rostfreiem Stahl. Die Türe 1 besteht aus einer Platte, welche parallel zur Ebene der Türöffnung 10 verschieblich gelagert ist und in jeder Position gegen die Dichtung ver¬ tikal zur Türöffnung 10 in lateraler Richtung bewegt werden kann und somit gegen die Dichtung verpresst werden kann. Der Abstand der Türe 1 gegenüber der Oberfläche der Kammer¬ wand bzw. der Türöffnung 10 beträgt üblicherweise einige mm, so dass die Türe beim parallelen Verschieben die Kam¬ merwand bzw. die Dichtung 4 nicht berührt. Die erfindungs- gemässe Anordnung bezieht sich auf im wesentlichen vertikal zu bewegende Türen 1.

Der Antrieb der Türe für die Schiebebewegung erfolgt von unten, womit der Antrieb gegen das Gewicht der Türe 1 wirkt. Die Türe 1 ist mit einem Antrieb wie beispielsweise einem pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Linea¬ rantrieb über eine Antriebsstange 2 gekoppelt. Die An¬ triebsstange 2 ist in einer Führung 14 gelagert, so dass diese in definiertem, vorzugsweise gleichbleibendem Abstand von der Türöffnung 10, in Längsrichtung zum schliessen, vorzugsweise parallel zur Fläche" der Türöffnung 10, in Längsrichtung de Stange zum schliessen und öffnen der Türe 1 bewegt werden kann. Selbstverständlich kann die Antriebs¬ stange 2 auch als nicht stangenförmiges mechanisches Ver¬ bindungsteil ausgebildet sein.

Hierbei befindet sich die Türe 1 zwischen der Ebene der Türöffnung und der Antriebsstange 2. Die Antriebsstange 2 ist auf der, der Türöffnung abgewandten Seite der Türe 1 über einen Lenkungsmechanismus gebildet aus einem kurzen Hebel 3 mit der Türe 1 beweglich über einen Drehpunkt 9 oder eine Drehachse 9 verbunden. Unterhalb des Drehpunktes 9 ist ein Federelement 8 an der Türe 1 angeordnet und vor¬ gespannt verbunden mit der Antriebsseite des Hebels 3 oder vorzugsweise im Bereich der Antriebsstange 2 derart, dass das Federelement 8 das Gewicht der Türe 1 mindestens trägt und die Türe gegenüber dem Hebel 3 und der Antriebsstange 2 in der oberen Position der Hebelanordnung hält. Hierdurch wird erreicht, dass die Türe 1 gegenüber der Türöffnung et¬ was beabstandet ist, wie beispielsweise um einige mm, so dass die Türe 1 beim verschieben über der Türöffnung 10 im Normalbetrieb diese bzw. die Dichtung 4 nicht berührt. Beim vertikalen Verschieben der Türe 1 fährt diese in der Endpo¬ sition, welche die Schliessposition darstellt, an eine Be¬ grenzung 6, wie dies in Fig. Ib dargestellt ist. Der Schliessantrieb versucht nun mit einer Kraft, die etwas über dem Türgewicht und den Reibungskräften ist, die Türe weiter gegen die Begrenzung 6 zu stossen. Hierbei wird der Hebel 3 vorgespannt durch das Federelement 8 bewegt, derart dass die Türe 1, vertikal zur Türöffnung, lateral verscho- ben und somit gegen die Türöffnung 10 und die Dichtung 4 gepresst wird, wie dies in Fig. Ic dargestellt ist. Wenn die Türe 1 auf eine Behinderung 7 öder an die Begrenzung 6 stösst entstehen über den Lenkungsmechanismus laterale Um- lenkkräfte beim Anpressen der Türe 1 an die Dichtung 4, welche von der Führung 14 der Antriebsstange 2 aufgenommen werden.

Wird wie in Fig. 2a dargestellt eine Behinderung 7, insbe- sondere eine Hand 7, in die Schliessöffnung der Schleusen¬ kammer eingebracht, können bei einem unbeabsichtigtem Schliessen der Türe 1 gefährliche Situationen wie insbeson¬ dere Verletzungen des Betreibers auftreten. In solch einem Fall wird die Türe 1 beim Schliessen gemäss Fig. 2b gegen die Behinderung 7, also die Hand, anlaufen und gegen diese drücken.

Erfindungsgemäss ist der Hebelmechanismus 3 mit dem Fe¬ derelement 8 derart ausgelegt zusammen mit dem Antrieb, dass die Behinderung bzw. die Hand 7 nicht mehr als mit 100 N belastet werden kann. Das Federelement 8 ist also derart ausgelegt, dass es knapp das Gewicht der Türe 1 und die möglichen zusätzlichen Reibungskräfte tragen kann, bevor der Hebel 3 in Aktion tritt bei einer allfälligen Behinde- rung 7. Durch die Behinderung wird wie in Fig. 2c darge¬ stellt die Türe 1 in lateraler Richtung an die Dichtung der Kammerwand gepresst, womit die auftretende Friktion zwi¬ schen Dichtung und Türe 1 zusätzlich bremsend und stoppend wirkt.

In den vorliegenden Beispielen ist ein Federelement 8 als auf Zug belastetes Federelement dargestellt. Die Anordnung kann auch mit einem Federelement 8 realisiert werden wel¬ ches auf Druck belastet wird. Hierbei muss dann einzig die Befestigungsanordung zwischen der äntriebsstange 2 und der Türe 1 entsprechend umpositioniert werden, derart dass wie- derum das Gewicht der Türe federnd getragen wird. Das Fe¬ derelement 8 kann auf die verschiedenste Art und Weise rea¬ lisiert werden, wie beispielsweise als: Spiralfeder, Tel¬ lerfeder, Blattfeder, pneumatische Feder oder auch als gum¬ mielastisches Element..

Eine weitere, besonders bevorzugte Ausführungsform ist in Figur 3 schematisch dargestellt. Der Lenkungsmechanismus zur Umlenkung der Bewegungsrichtung, wie dargestellt in Fi¬ gur 3a, besteht hierbei aus einer an der Türrückseite ver- tikal angeordneten ersten Rampe 13λ und einer an der An¬ triebsstange angeordneten zweiten Rampe 13λ λ mit zwischen den beiden Rampen angeordnetem Rollelement 11 welches eine Art Lager bildet und zwischen den Rampen 13 abrollt wenn die federnd gelagerte Türe 1 durch eine Behinderung 7 oder die Begrenzung 6 gegenüber der Antriebsstange 2 verschoben wird. Bei diesem Verschiebevorgang, wie in Figur 3b und 3c dargestellt, werden die Kräfte über die Rampen 13 lateral umgelenkt und die Türe 1 wird gegen die Türöffnung 10 ge- presst wie bereits zuvor beschrieben wurde. Die Anordnung kann auch nur mit einer Rampe 13λ oder 13λ λ betrieben wer¬ den, wenn das Rollelement auf der einen gegenüberliegenden Seite einer Rampe als Rollelement 11 über eine Achse fi¬ xiert ist. Auch bei diesem über Rampen realisierten Umlenk¬ mechanismus sind verschiedene weitere mechanische Ausbil- düngen im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich. Insgesamt muss durch entsprechende Dimensionierung der Fe¬ derelementanordnung 8 zusammen mit der Friktion der Dich¬ tung und dem Antrieb sichergestellt sein, dass nicht mehr als 100 N Presskraft auf die Behinderung 7 einwirken kann. Bei der Dimensionierung der Antriebsleistung ist somit ebenfalls darauf zu achten, dass bei der Dimensionierung der Antriebskräfte diese auch antriebsseitig nicht über die entsprechenden- Kräfte hinausgehen und dieser dann stoppt oder leer läuft. Weitere Verbesserungen und Verfeinerungen sind möglich durch Verwendung von zusätzlichen elektroni¬ schen Mitteln, welche die Position der Türe und die Kraft¬ einwirkungen messen und entsprechend über den Antrieb steu¬ ern.