[發明專利]一種用于半導體晶圓生產的真空密封閥門

在審

• 申請號: 202011045936.8
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112178227A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 吳雅琪;趙明洋
• 申請（專利權）人: 寧波橫河模具股份有限公司
• 主分類號: F16K3/02
• 分類號: F16K3/02;F16K3/30;F16K27/04;F16K31/122
• 代理公司: 慈溪久日專利代理事務所(普通合伙) 33299
• 代理人: 賴澤銀;陳超

一種用于半導體晶圓生產的真空密封閥門，包括閥體，閥體開設有閥腔，閥腔內形成第一凸臺、第二凸臺，第一凸臺內開設有通道口，第一凸臺與第二凸臺交錯相接并結合形成有第一密封環面，第一密封環面環設在通道口的四周；還包括設置在閥體內并的閥芯板，閥芯板包括第一密封部和第二密封部，第二密封部和第一密封部交錯相接并結合形成有第二密封環面，第二密封環面外還包裹有與其形狀一致的環形密封條，密封時，環形密封條與第一密封環面相抵；還包括驅動機構，驅動機構連接并驅動該閥芯板上下運動，從而實現該閥芯板對該通道口的開閉。通過交錯且垂直式的密封結構，使密封結構形成一個完整的閉環，進一步保證了該閥門在密封時的高真空度要求。

技術領域

本發明涉及閥門領域，尤其是一種用于半導體晶圓生產的真空密封閥門。

背景技術

半導體集成電路工業制造水平是衡量大國高精尖科技水平的主要標志，也對我國的國家安全至關重要。目前國際上先進的芯片制造工藝已經從7nm時代進入到5nm時代，而國際上以美國為首的國家，在芯片制造領域對我國實施了技術封鎖，成為了我國的“卡脖子”問題，導致了我國在芯片制造領域的被動地位，芯片制造是一個極為復雜的過程，主要包括了濕洗、光刻、干蝕刻、濕蝕刻、等離子沖洗、熱處理、退火、氣相沉淀以及電鍍等工藝與步驟。上述工藝中，晶圓處于由超凈超壓保護氣環境相真空環境傳輸，需要與外接環境實現完全隔離，防止粒子對晶圓的污染，且現代半導體工業的新興技術如3D NAND、多重曝光技術等需要更長且更困難的刻蝕等工藝，其中大部分過程均需要用到高性能的真空閥門，故真空閥門在半導體集成電路制造中扮演越來越重要的角色。

半導體制造屬于高精密制造，因此用于相關產品的真空閥門首先需要具有極高的加工平面度與精度，才能避免其安裝、裝配過程中可能出現的問題；其次，為提高電離氣體的純度與質量，閥門需要極高的真空度（10^-9），而閥門的密封是最為關鍵的一個環節；此外，芯片生產過程中，雜質的污染會產生極為有害的影響，百萬分之一以下的氧氣含量就會使集成電路芯片報廢，因此需要保證閥門的高清潔性；最后，由于半導體生產設備十分精密且昂貴，閥門的壽命要求通常需要百萬次以上，如何設計并評估閥體的使用壽命和穩定性也是極為重要的。目前該類產品在國際上一直被美國和瑞士等國家壟斷，且對我國技術保密，國內尚未見成功研發相關產品的報道。

發明內容

為了克服現有技術的上述不足，本發明提供一種用于半導體晶圓生產的真空密封閥門。

本發明解決其技術問題的技術方案是：一種用于半導體晶圓生產的真空密封閥門，包括設置在外接第一板體和第二板體之間的閥體，所述閥體的一側開設有閥腔，所述的閥腔內形成由內向外延伸的第一凸臺、以及以第一凸臺的外端面向外延伸的第二凸臺，所述的第一凸臺內開設有通道口，所述的第一凸臺的外環面與第二凸臺的外環面交錯相接并結合形成有第一密封環面，所述的第一密封環面環設在所述通道口的四周；

該真空密封閥門還包括一設置在閥體內并用于封閉所述通道口的閥芯板，所述的閥芯板包括第一密封部以及由第一密封部向外延伸的第二密封部，所述第二密封部的外環面和第一密封部的外環面交錯相接并結合形成有第二密封環面，所述的第二密封環面與所述的第一密封環面相適配，且所述的第二密封環面外還包裹有與其形狀一致的環形密封條，密封時，所述的環形密封條與所述的第一密封環面相抵；

該真空密封閥門還包括一驅動機構，所述的驅動機構連接并驅動該閥芯板上下運動，從而實現該閥芯板對該通道口的開閉。

作為優選，所述的第一密封環面包括位于該第一凸臺上端的第一水平密封面段、位于該第一凸臺上并與該第一水平密封面段相接的第一弧形密封面段、位于第二凸臺上端的第二水平密封面段、以及位于該第二凸臺上并與該第二水平密封面段相接的第二弧形密封面段，所述的第一水平密封面段與第二水平密封面段相互平行，所述的第一弧形密封面段與第二弧形密封面段相接；