CN114382918A - 三通阀及半导体制造设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三通阀及半导体制造设备，其中，所述三通阀包括：阀座，所述阀座包括第一材料；旋转阀芯，所述旋转阀芯设置于所述阀座内，所述旋转阀芯的表面具有涂层，所述涂层的材料包括第二材料，所述第一材料和所述第二材料的摩擦系数小于预设值，由于第一材料和第二材料的摩擦系数小于预设值，即使长期的介质流向的转换，阀座与阀芯的摩擦系数较小，从而不容易导致阀座撕裂，解决了现有技术中三通阀门的阀座经常发生撕裂，导致介质外泄的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及阀门的技术领域，尤其涉及一种三通阀及半导体制造设备。
背景技术
三通阀门主要用于改变介质流向，通过改变介质流向可以实现切断发生异常点的支路管道、以及使用新的支路管道作介质通路的目的。
半导体制造设备的加工工艺中，通常采用三通阀门来控制废气的排放支路。然而，现有的半导体制造用的三通阀门的阀座经常发生撕裂的现象。
一旦发生阀座撕裂，将导致废气向外流动的环境污染事故。
发明内容
本申请实施例通过提供一种三通阀及半导体制造设备，解决了现有技术中三通阀门的阀座经常发生撕裂，导致介质外泄的技术问题。
一方面，本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：
一种三通阀，包括：阀座，所述阀座包括第一材料；旋转阀芯，所述旋转阀芯设置于所述阀座内，所述旋转阀芯的表面具有涂层，所述涂层的材料包括第二材料，所述第一材料和所述第二材料的摩擦系数小于预设值。
在一个实施例中，所述第一材料包括：在0～280°中不发生变形的耐腐蚀性材料。
在一个实施例中，所述第一材料包括：聚四氟乙烯Teflon材料或聚醚醚酮Peek材料。
在一个实施例中，所述第二材料包括：含氟聚合物材料。
在一个实施例中，所述含氟聚合物材料包括：聚四氟乙烯Teflon材料。
在一个实施例中，所述阀座与所述旋转阀芯之间设置有第一环形密封圈。
在一个实施例中，所述阀座包括介质入口、第一介质出口、第二介质出口，所述旋转阀芯包括贯通的第一通孔及第二通孔；所述第一通孔与所述介质入口对准，当所述旋转阀芯旋转到第一预设位置时，所述第二通孔与所述第一介质出口对准，以形成从所述介质入口到所述第一介质出口的介质通路；当所述旋转阀芯旋转到第二预设位置时，所述第二通孔与所述第二介质出口对准，以形成从所述介质入口到所述第二介质出口的介质通路；所述第一环形密封圈设置于所述旋转阀芯的第一位置和第二位置，其中，所述第一位置为所述第一通孔的边缘，所述第二位置为所述第二通孔的边缘。
在一个实施例中，所述介质入口位于所述阀座外侧的边缘、所述第一介质出口位于所述阀座外侧的边缘、所述第二介质出口位于所述阀座外侧的边缘分别设置有第二环形密封圈。
在一个实施例中，所述阀座还包括：不锈钢SUS结构，其中，所述不锈钢SUS结构设置于所述阀座的内层，所述第一材料设置于所述不锈钢SUS结构的表层。
另一方面，本申请通过本申请的一实施例，提供如下技术方案：
一种半导体制造设备，包括：处理腔室；如上述任一实施例所述的三通阀，所述三通阀与所述处理腔室连接，用于将所述处理腔室内的废气排出所述处理腔室。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请提供的三通阀中，阀座包括第一材料、设置于所述阀座内的旋转阀芯的表面包括第二材料的涂层，由于第一材料和第二材料的摩擦系数小于预设值，因此，即使长期的介质流向的转换，阀座与阀芯的摩擦系数较小，从而不容易导致阀座撕裂，解决了现有技术中三通阀门的阀座与阀芯易发生摩擦，从而发生阀座撕裂、介质外泄的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a-1b为现有技术中的三通阀的介质通路的示意图；
图2为现有技术中的三通阀的废气泄露的示意图；
图3为本申请第一实施例提供的三通阀的结构示意图；
图4为本申请第二实施例提供的三通阀的结构示意图；
图5为本申请第三实施例提供的半导体制造设备的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种三通阀及半导体制造设备，解决了现有技术中三通阀门的阀座经常发生撕裂，导致介质外泄的技术问题。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
本申请提供的三通阀中，阀座包括第一材料、设置于所述阀座内的旋转阀芯的表面包括第二材料的涂层，由于第一材料和第二材料的摩擦系数小于预设值，因此，即使长期的介质流向的转换，阀座与阀芯的摩擦系数较小，从而不容易导致阀座撕裂，解决了现有技术中三通阀门的阀座经常发生撕裂，导致介质外泄的技术问题。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
首先对三通阀的结构和撕裂原理进行说明。
如图1a和1b所示，三通阀通常包括：阀座21和设置于所述阀座21内的旋转阀芯22，所述阀座21包括介质入口211、第一介质出口212、第二介质出口213，所述旋转阀芯22包括贯通的第一通孔221及第二通孔222；所述第一通孔221与所述介质入口211对准；
如图1a所示，当所述旋转阀芯22旋转到第一预设位置(图1a示例了第一预设位置的一种情况，在实际实施过程中，还可能为其他位置)时，所述第二通孔222与所述第一介质出口212对准，以形成从所述介质入口211到所述第一介质出口212的介质通路，图中虚线的箭头代表介质经过的介质通路。
如图1b所示，当所述旋转阀芯22旋转到第二预设位置(图1b示例了第二预设位置的一种情况，在实际实施过程中，还可能为其他位置)时，所述第二通孔222与所述第二介质出口213对准，以形成从所述介质入口211到所述第二介质出口213的介质通路，图中虚线的箭头代表介质经过的介质通路。
申请人发现，由于现有的半导体制造用的三通阀门的阀芯的材质为不锈钢SUS材质，阀座21采用聚四氟乙烯Teflon材质，当旋转阀芯22长期性在第一预设位置和第二预设位置之间切换后，较硬的不锈钢SUS材质长期性与Teflon材质之间发生移动摩擦，从而引起Teflon材质的阀座21撕裂的现象。当Teflon阀座21发生撕裂，废气等介质将会从裂缝中外泄或进入其他支路，如图2所示，图中较小的虚线箭头示出了介质从裂缝中外泄或进入其他支路，图中较大的虚线箭头示出了介质的正常的流通通路。
为解决上述问题，本申请提供了如下实施例：
如图3所示，该图示出了本发明第一实施例的示意图，其示出的三通阀中，阀座21包括第一材料，所述旋转阀芯22的表面具有涂层223，所述涂层223的材料包括第二材料，所述第一材料和所述第二材料的摩擦系数小于预设值。
本实施例中，通过设置阀座21为第一材料，并在旋转阀芯22的表面增加包括第二材料的涂层223，由于第一材料和第二材料的摩擦系数小于预设值，因此，即使长期的介质流向的转换，阀座21与阀芯的摩擦系数较小，从而不容易导致阀座21撕裂，解决了现有技术中三通阀门的阀座21极易被撕裂，从而发生介质泄露的技术问题。
作为一种可选的实施例，所述第一材料包括：
在0～280°中不发生变形的耐腐蚀性材料。
本实施例提供的三通阀的阀座21的第一材料设置为在0～280°中不发生变形的耐腐蚀性材料，使得三通阀具备耐高温、耐腐蚀的特性，从而该三通阀能够在高温、腐蚀性强的环境中使用而不易被腐蚀、变形。
作为一个示例，所述第一材料可以为聚四氟乙烯Teflon材料，还可以为聚醚醚酮Peek材料。
作为一种可选的实施例，所述第二材料包括：含氟聚合物材料。
本实施例提供的三通阀的旋转阀芯22表面的涂层223的第二材料设置为含氟聚合物材料，含氟聚合物材料具有耐腐蚀、耐高温、摩擦系数低的特点，因此，当具有该涂层223的旋转阀芯22在阀座21中动作时，阀座21与阀芯的摩擦系数较小，从而不容易导致阀座21撕裂。
作为一个示例，所述含氟聚合物材料可以为聚四氟乙烯Teflon材料。在其他实施例中，含氟聚合物材料还可以为聚二氟氯乙烯材料。
作为一种可选的实施例，所述阀座21与所述旋转阀芯22之间设置有第一环形密封圈224。
作为一个示例，所述第一环形密封圈224设置于所述旋转阀芯22的第一位置和第二位置，其中，所述第一位置为所述第一通孔221的边缘，所述第二位置为所述第二通孔222的边缘，通过在第一通孔221的边缘设置第一环形密封圈224，能够避免介质从第一通孔221的边缘与阀座21的内侧壁之间的间隙泄露，通过在第二通孔222的边缘设置第一环形密封圈224，能够避免介质从第二通孔222的边缘与阀座21的内侧壁之间的间隙泄露。
进一步地，第一环形密封圈224还设置于旋转阀芯22的第三位置，其中，第三位置为旋转阀芯22上与第一位置相对的位置，旋转阀芯22在该位置以内的位置通过轴连接到阀座21外部的驱动机构，由驱动机构驱动旋转，阀座21上将设置供轴穿过的穿孔，因此，在该位置设置第一环形密封圈224，能够避免介质从该穿孔处外溢。
更进一步地，第一环形密封圈224还设置于旋转阀芯22的第四位置，其中，第四位置为旋转阀芯22上与第二位置相对的位置。
更进一步地，第一环形密封圈224还设置于旋转阀芯22的第五位置和第六位置，其中，第五位置为旋转阀芯22上与第二位置、第一位置相邻的区域面中的一个，第六位置为旋转阀芯22上与第二位置、第一位置相邻的区域面中的另一个。
作为另一个示例，第一环形密封圈224还可以设置在阀座21上，具体设置在介质入口211位于所述阀座21内侧的边缘、所述第一介质出口212位于所述阀座21内侧的边缘、所述第二介质出口213位于所述阀座21内侧的边缘均设置一个第一环形密封圈224。进一步地，考虑到旋转阀芯22需要通过轴连接到阀座21外部的驱动机构，由驱动机构驱动旋转，因此，该轴势必会穿过阀座21，进而阀座21上还设置有供轴穿过的穿孔，并在该穿孔位于阀座21内侧的边缘同样设置第一环形密封圈224。
作为一种可选的实施例，所述介质入口211位于所述阀座21外侧的边缘、所述第一介质出口212位于所述阀座21外侧的边缘、所述第二介质出口213位于所述阀座21外侧的边缘分别设置有第二环形密封圈214。
本实施例中，通过在阀座21外侧上位于每个进口、出口的边缘设置第二环形密封圈214，当管道与阀座21的进口、出口对接时，第二环形密封圈214能够对管道与阀座21进行二次密封，以避免废气从管道与阀座21的连接处泄露。
如图4所示，该图示出了本发明第二实施例的示意图，其示出的三通阀的阀座21还包括：不锈钢SUS结构215，其中，
所述不锈钢SUS结构215设置于所述阀座21的内层，所述第一材料设置于所述不锈钢SUS结构215的表层。
本实施例中，通过将阀座21内层设置为不锈钢SUS结构215，整体上增强了阀座21的硬度，使其在与旋转阀芯22发生相对转动时，不易变形，然后再在不锈钢SUS结构215表面涂覆第一材料，形成阀座涂层216，与旋转阀芯22的涂层223之间保持小于预设值的摩擦系数。需要说明的是，在其他实施例中，阀座21可以仅由第一材料构成。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
本申请提供的三通阀中，阀座21包括第一材料、设置于所述阀座21内的旋转阀芯22的表面包括第二材料的涂层223，由于第一材料和第二材料的摩擦系数小于预设值，因此，即使长期的介质流向的转换，阀座21与阀芯的摩擦系数较小，从而不容易导致阀座21撕裂，解决了现有技术中三通阀门的阀座21极易被撕裂，从而发生介质泄露的技术问题。
如图5所示，该图示出了本发明第三实施例的示意图，其示出的半导体制造设备，包括：
处理腔室1；
如第一实施例中任一项所述的三通阀2，所述三通阀2与所述处理腔室1连接，用于将所述处理腔室1内的废气排出所述处理腔室1。
具体实施过程中，三通阀2的介质入口211与处理腔室1的排出口连通，三通阀2的第一介质出口212和第二介质出口213各自对应连通一个其他设备，以便于通过转动旋转阀芯22，以选择废气通往的设备；三通阀2的第一介质出口212和第二介质出口213还可以共同连通同一个其他设备，以便于在某条支路发生故障时，能够通过转动旋转阀芯22改变到另一个备用的支路，并切断故障所在的支路，以实现废气的有效排放。此处，其他设备可以为半导体制造设备中的其他附属设备中的腔室，还可以为独立于半导体制造设备之外的废气回收站。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
本申请提供的半导体制造设备中，通过三通阀2与所述处理腔室1连接，用于将所述处理腔室1内的废气排出所述处理腔室1，该三通阀2的阀座21包括第一材料、设置于所述阀座21内的旋转阀芯22的表面包括第二材料的涂层223，由于第一材料和第二材料的摩擦系数小于预设值，因此，即使长期的介质流向的转换，阀座21与阀芯的摩擦系数较小，从而不容易导致阀座21撕裂，解决了现有技术中三通阀门的阀座21极易被撕裂，从而发生介质泄露的技术问题。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种三通阀，其特征在于，包括：
阀座，所述阀座包括第一材料；
旋转阀芯，所述旋转阀芯设置于所述阀座内，所述旋转阀芯的表面具有涂层，所述涂层的材料包括第二材料，所述第一材料和所述第二材料的摩擦系数小于预设值。
2.如权利要求1所述的三通阀，其特征在于，所述第一材料包括：
在0～280°中不发生变形的耐腐蚀性材料。
3.如权利要求2所述的三通阀，其特征在于，所述第一材料包括：
聚四氟乙烯Teflon材料或聚醚醚酮Peek材料。
4.如权利要求2所述的三通阀，其特征在于，所述第二材料包括：
含氟聚合物材料。
5.如权利要求4所述的三通阀，其特征在于，所述含氟聚合物材料包括：
聚四氟乙烯Teflon材料。
6.如权利要求1至5之一所述的三通阀，其特征在于，所述阀座与所述旋转阀芯之间设置有第一环形密封圈。
7.如权利要求6所述的三通阀，其特征在于，所述阀座包括介质入口、第一介质出口、第二介质出口，所述旋转阀芯包括贯通的第一通孔及第二通孔；
所述第一通孔与所述介质入口对准，当所述旋转阀芯旋转到第一预设位置时，所述第二通孔与所述第一介质出口对准，以形成从所述介质入口到所述第一介质出口的介质通路；当所述旋转阀芯旋转到第二预设位置时，所述第二通孔与所述第二介质出口对准，以形成从所述介质入口到所述第二介质出口的介质通路；
所述第一环形密封圈设置于所述旋转阀芯的第一位置和第二位置，其中，所述第一位置为所述第一通孔的边缘，所述第二位置为所述第二通孔的边缘。
8.如权利要求7所述的三通阀，其特征在于，所述介质入口位于所述阀座外侧的边缘、所述第一介质出口位于所述阀座外侧的边缘、所述第二介质出口位于所述阀座外侧的边缘分别设置有第二环形密封圈。
9.如权利要求1所述的三通阀，其特征在于，所述阀座还包括：不锈钢SUS结构，其中，
所述不锈钢SUS结构设置于所述阀座的内层，所述第一材料设置于所述不锈钢SUS结构的表层。
10.一种半导体制造设备，其特征在于，包括：
处理腔室；
如权利要求1-9任一项所述的三通阀，所述三通阀与所述处理腔室连接，用于将所述处理腔室内的废气排出所述处理腔室。
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