[發(fā)明專利]用于隔離和密封反應(yīng)介質(zhì)的器件

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 97116298.0
• 申請(qǐng)日: 1997-09-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1195569A
• 公開(kāi)（公告）日: 1998-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅杰·R·庫(kù)圖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 米利波爾公司
• 主分類號(hào): B01D35/153
• 分類號(hào): B01D35/153
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 邵偉

本發(fā)明一般而言涉及用于隔離和密封氣體反應(yīng)物質(zhì)的器件。尤其涉及在微電子生產(chǎn)工業(yè)中應(yīng)用的氣體純化器、過(guò)濾器和監(jiān)測(cè)器。本發(fā)明特別地涉及到帶有內(nèi)置隔膜的閥組件的純化器，用于隔離和密封要純化的氣體，使之與周圍環(huán)境隔離。

用于純化、過(guò)濾或監(jiān)測(cè)氣體的各種類型的器件被廣泛應(yīng)用于工業(yè)中。例如，由于半導(dǎo)體芯片的幾何尺寸已變得更小，用于生產(chǎn)半導(dǎo)體的氣體必須是超凈的。氣體純化器在微電子工業(yè)中已應(yīng)用了許多年，用以除去這些氣體中的分子的或顆粒的雜質(zhì)。

由于用于半導(dǎo)體生產(chǎn)的許多氣體是有毒的或有腐蝕性的，如果這些氣體暴露到周圍環(huán)境中，它們就會(huì)對(duì)環(huán)境和健康造成危害。由于被用作純化器元件的反應(yīng)材料在使用時(shí)被消耗掉，因此氣體純化器是典型用過(guò)即棄的器件。此外，在安裝時(shí)周圍環(huán)境的氣體會(huì)進(jìn)入純化器，由此而消耗掉其一部分使用壽命。暴露在周圍環(huán)境中也會(huì)由于在氣路系統(tǒng)投入使用前必須把潮氣和其它雜質(zhì)從系統(tǒng)中清除出去，而延長(zhǎng)了氣路系統(tǒng)預(yù)處理的時(shí)間。因此，存在著這樣的需求，即在安裝或卸除純化器過(guò)程中，使純化器與氣體供應(yīng)系統(tǒng)隔離開(kāi)，并把氣體密封在純化器中。在更換純化器的過(guò)程中，通常是通過(guò)使用一對(duì)隔離閥來(lái)達(dá)到隔離和密封的目的，這對(duì)閥位于純化器元件的外部，與把純化器固定到氣路供應(yīng)系統(tǒng)上的入口和出口接頭相鄰。隔離閥的主要作用，是在維修期間，當(dāng)把準(zhǔn)備扔掉的純化器從氣路系統(tǒng)上卸除時(shí)，提高其安全性，并保護(hù)純化器反應(yīng)材料使之免于暴露在周圍環(huán)境中。但是，使用外置隔離閥的缺點(diǎn)是它們很昂貴，且增加了系統(tǒng)的內(nèi)容積，也使純化器整體更龐大。這樣的整體龐大產(chǎn)生了顯著的附加成本，尤其是因?yàn)榘雽?dǎo)體是在潔凈間環(huán)境下生產(chǎn)的。

曾試圖排除對(duì)氣體純化器的外置閥的需求。美國(guó)專利5,139,747顯示了這類設(shè)計(jì)的一個(gè)例子，該專利揭示了一種帶有提升閥的氣體純化器，該提升閥位于純化器元件內(nèi)而形成整體，從而排除了對(duì)外置閥的需求。因?yàn)槭褂昧颂厥庠O(shè)計(jì)成的密封墊，所以需要很大的力量才能致動(dòng)提升閥。如此，該專利教導(dǎo)使用一對(duì)疊式彈簧，一個(gè)放在入口而另一個(gè)放在出口，以便在提升閥上施加必要的足以形成可靠密封的力量。圖1是美國(guó)專利5,139,747中所使用的典型提升閥結(jié)構(gòu)的橫截面圖。使用彈簧是不合乎需要的，因?yàn)閺椈稍黾恿说谋砻娣e成了沾污物的潛在來(lái)源，由于產(chǎn)生了顯著的氣流死區(qū)，大多數(shù)污染物不能通過(guò)氣流吹除。彈簧易于在彈簧材料的表面形成應(yīng)力裂縫，這也會(huì)產(chǎn)生污染物。加之，該專利的閥是采用壓配合機(jī)械零件而組裝的，這種工藝會(huì)在系統(tǒng)內(nèi)部造成截留區(qū)域或死容積。死容積區(qū)域會(huì)截留流體而導(dǎo)致發(fā)生腐蝕，從而影響所供應(yīng)氣體的純凈。同樣，對(duì)于超凈應(yīng)用，例如在微電子工業(yè)中通常遇到的超凈應(yīng)用，最可行的方法是電拋光而提高那些與供應(yīng)的氣體接觸的表面的光潔度。眾所周知，彈簧是很難電拋光的，因此更容易腐蝕。

因此，存在著這樣的需求，即改進(jìn)較簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)的氣體隔離和密封器件，減少其死容積，改進(jìn)其表面光潔度，以避免污物進(jìn)入到被純化和監(jiān)測(cè)的氣流中。而且，也有這樣的要求，即有可能更換這些器件而不會(huì)使人員暴露在危險(xiǎn)氣體中，或在安裝更換器件時(shí)不會(huì)使反應(yīng)材料暴露在周圍環(huán)境中。

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和瑕疵，提供了一種用于隔絕和密封氣體反應(yīng)材料的裝置，它具有一個(gè)新型的閥，該閥的致動(dòng)與一個(gè)預(yù)加載的金屬隔膜運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)。把器件與欲被純化或監(jiān)測(cè)的氣路連接的每個(gè)接頭，都與一個(gè)閥組件以及一個(gè)與隔膜連接的致動(dòng)器相配合，而且所有這些都被容納在這些可分離的器件的殼體中。

按照本發(fā)明的較佳實(shí)施例，一個(gè)氣體純化器包括一對(duì)內(nèi)置閥，其中一個(gè)閥在入口處而另一個(gè)閥在出口處，用于隔絕和密封的目的。氣體純化器包括一個(gè)金屬隔膜和相應(yīng)的金屬支座，當(dāng)氣體純化器與氣體供應(yīng)管路不接通時(shí)，例如與用于半導(dǎo)體生產(chǎn)運(yùn)行的氣體管路不接通時(shí)，金屬隔膜和支座間形成為安全的氣密密封。該密封是這樣實(shí)現(xiàn)的，即通過(guò)預(yù)加載在隔膜上的偏置力，使隔膜與金屬支座貼合，由此密封了純化器的內(nèi)部，并密封住已被純化的任何被傳輸?shù)臍怏w使之與周圍環(huán)境隔離。一個(gè)致動(dòng)器附著在隔膜上，該致動(dòng)器超越純化器的入口接頭和出口接頭而縱向延伸，以致當(dāng)入口和出口接頭都與氣體供應(yīng)管線連接時(shí)，在致動(dòng)器上產(chǎn)生的力足以克服金屬隔膜的預(yù)加載偏置力，由此使氣體供應(yīng)管線的入口和出口都暴露在氣體純化器中。

通過(guò)閱讀下列詳細(xì)描述，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征就會(huì)很清楚。

圖1是現(xiàn)有氣體純化器的閥組件橫截面圖，該氣體純化器帶有內(nèi)置的、彈簧致動(dòng)的提升閥；

圖2是本發(fā)明氣體純化器的較佳實(shí)施例分解圖；

圖3是圖2中實(shí)施例的閥組件的橫截面圖，該圖顯示了該金屬閥及其支座的細(xì)節(jié)；