CN117307541A - 用于半导体制造的带止逆的高纯虹吸阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于半导体制造的带止逆的高纯虹吸阀，包括阀体、阀芯、止回垫圈和止回垫片；阀体的阀主体设有上下贯通的第一中央通孔，虹吸孔从右方与第一中央通孔贯通；虹吸孔设有相邻的止回垫片运动腔和止回垫圈安装腔，止回垫片运动腔位于近第一中央通孔侧；阀芯呈子弹形，阀芯紧配合设置在阀主体的第一中央通孔的中部；止回垫圈是管型垫圈，止回垫圈紧配合设置在止回垫圈安装腔内；止回垫片设置于止回垫片运动腔内且间隙配合，且能在止回垫片运动腔内左右运动，向止回垫圈侧运动至止回垫圈处时能将止回垫圈密封。该阀体能快速排空液质且防止回流。

Description

用于半导体制造的带止逆的高纯虹吸阀

技术领域

本发明涉及阀门领域，特别涉及一种用于半导体制造的虹吸阀。

背景技术

目前国内半导体及光伏领域正在高速发展，而硅片是光伏发电的主要材料，半导体硅材料是最主要的元素半导体材料，因此光伏属于泛半导体行业。在半导体制造领域，特别是芯片制造流程中，例如芯片的蚀刻工艺，其需要前处理：通过对材质表面的油污、灰尘、污垢及氧化膜喷油进行清除；然后压合（贴膜）：按要求双面涂布感光胶。再曝光：通过光掩膜紫外线曝光转移成像；再显影：曝光后对图案进行固化，暴露出腐蚀部分，并清除产品不需要的感光胶层；再干燥：清除感光胶使金属表面清洁，无黏连、杂质等；再蚀刻：通过蚀刻液对金属进行腐蚀，其过程涉及溶液的浓度、温度、压力、速度等参数；最后剥离（脱落作业）：蚀刻后残留的感光胶层采用酸碱中和法进行膨化，利用清水和超声波清洗多余的感光胶层；其工艺流程中几乎每一部都需要换液及清洗操作；而目前国内正在攻关12寸晶圆28nm以下的高端制程，为了配套国内自主研发高端12寸晶圆清洗设备的开发，急需能满足12寸晶圆清洗工艺需求的虹吸阀来满足制造流程中的换液或者排液流程，而现有技术在更换管路中的化学品时，阀门中存在积液，排不净，由于是高腐蚀性的化学品，因为无法用气枪吹，只能等化学品依靠重力自动滴排或者用泵抽出或者冒风险用气枪吹，较为危险且排液效率低下，无法满足高端制程的制造效率要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能快速排空液质且防止回流的用于半导体制造的带止逆的高纯虹吸阀。

实现本发明目的的技术方案是提供一种用于半导体制造的带止逆的高纯虹吸阀包括阀体、阀芯、止回垫圈和止回垫片；

阀体呈T型，包括阀主体，阀主体设有上下贯通的第一中央通孔，第一中央通孔包括从上到下依次排列的第一段孔部、小于第一段孔部的第二段孔部及径向截面呈两头大中间小的沙漏型的第三段孔部；阀主体还设有开口向右的依次渐大的虹吸孔，虹吸孔从右方与第一中央通孔的第二段孔部和第三段孔部的连接处贯通；虹吸孔设有相邻的止回垫片运动腔和止回垫圈安装腔，止回垫片运动腔位于近第一中央通孔侧；

阀芯呈子弹形，阀芯具有上下贯通的渐小的第二中央通孔，阀芯紧配合设置在阀主体的第一中央通孔的第一段孔部和第二段孔部内，且伸入至第一中央通孔的第三段孔部内，且阀芯的下部与第三段孔部的内壁之间间隙均匀；

止回垫圈是管型垫圈，止回垫圈紧配合设置在止回垫圈安装腔内；

止回垫片设置于止回垫片运动腔内且间隙配合，且能在止回垫片运动腔内左右运动，向止回垫圈侧运动至止回垫圈处时能将止回垫圈密封。

进一步的，阀体的阀主体的第二段虹吸孔部周向边缘设有四条沿轴向延伸且均匀间隔的导向筋，导向筋呈左厚右薄的两段状，从而四根导向筋由于导向筋呈左厚右薄的两段状的而在厚薄连接处形成第二台阶部，且四根导向筋围成的空间的右段呈渐大状，导向筋的右部围成的空间为止回垫片运动腔；第三段虹吸孔部为止回垫圈安装腔。

止回垫圈的其外径与第三段虹吸孔部的内径对应，轴向长度与第三段虹吸孔部的轴向长度对应，止回垫圈紧配合设置在第三段虹吸孔部内即止回垫圈安装腔内。

止回垫片的直径大于止回垫圈的内径，且直径大于导向筋的左部围成的空间的直径，直径大于导向筋右部围成的空间的轴向长度。止回垫片设置于止回垫片运动腔内，并与各导向筋的右部内壁间隙配合，且止回垫片向阀芯侧运动时被第二台阶部所阻挡，远离阀芯侧运动时被止回垫圈所阻挡并密封止回垫圈。

进一步的，导向筋的右部围成的空间的内径的右端比左端大0.1毫米，止回垫片的直径小于导向筋右部围成的空间的左端的直径0.2毫米。

进一步的，阀主体的第二段孔部小于第一段孔部而形成第一台阶部；阀芯包括从上到下依次连接的头部、杆部和倒圆台部，头部的外径与第一中央通孔的第一段孔部对应，杆部的外径与第一中央通孔的第二段孔部对应，倒圆台部的斜度与第一中央通孔的第三段孔部的斜度一致。阀芯具有上下贯通的依次渐小的四段状第二中央通孔，依次为第一喇叭孔部、第二直孔部、第三喇叭孔部和第四直孔部；阀芯由其头部和杆部紧配合设置在阀主体的第一中央通孔的第一段孔部和第二段孔部内，阀芯的头部被第一台阶部卡住而向下限位，阀芯的圆台部的下半部分伸入至第一中央通孔的第三段孔部的上部的喇叭口内，且阀芯的圆台部与第三段孔部的上部的喇叭口内壁之间间隙均匀，从而阀芯的圆台部正对虹吸孔。

进一步的，上述用于半导体制造的带止逆的高纯虹吸阀还包括第一螺帽、第一密封套、第二螺帽、第二密封套和第三螺帽、第三密封套。第一中央通孔还包括径向截面呈喇叭状的第四段孔部；虹吸孔的尾部的径向截面呈喇叭状；

阀体还包括设置于阀主体上端的进液端、设置于阀主体下端的出液端、垂直设置于阀主体一侧的虹吸端，进液端和出液端共轴线设置，虹吸端的轴线垂直于进液端和出液端的轴线的中部；进液端与第一中央通孔的第一段孔部共轴线贯通，出液端与第一中央通孔的第四段孔部共轴线贯通，虹吸端与虹吸孔共轴线贯通。进液端、出液端和虹吸端均在尾部设置成扩口状。

第一密封套设置于进液端的尾部扩口处，用于从内部支撑进液端，第一螺帽设置于进液端的尾部外，用于与外部管路螺纹连接并从外部压紧进液端的尾部；第二密封套设置于出液端的尾部扩口处，用于从内部支撑出液端，第二螺帽设置于出液端的尾部外，用于与外部管路螺纹连接并从外部压紧出液端的尾部；第三密封套设置于虹吸端的尾部扩口处，用于从内部支撑虹吸端，第三螺帽设置于虹吸端的尾部外，用于与外部管路螺纹连接并从外部压紧虹吸端的尾部。

进一步的，阀主体的中部设有两个具有安装孔的用于整个阀安装的安装端部。

进一步的，各部件均采用电子级PFA材料制成。

本发明具有积极的效果：（1）本发明的用于半导体制造的带止逆的高纯虹吸阀当进液端进入液质时，液质通过阀芯的渐小的第二中央通孔后进入到第一中央通孔的沙漏型的第三段孔部中，产生负压，通过虹吸孔快速吸附虹吸端内的化学品液质，达到虹吸端快速排液的目的，当第三段孔部内的液质向虹吸端回流时，止回垫片向止回垫圈运动，直至与止回垫圈的左端面接触并被止回垫圈阻挡而密封，出液端的液质无法流动至虹吸端，防止液质回流。该阀门直接解决12寸晶圆清洗的化学品换液效率低的问题，提升了清洗工序的效率，且阀门带有止逆功能，有效防止化学品的回流。

（2）本发明的用于半导体制造的带止逆的高纯虹吸阀采用电子级PFA材料制成，离子析出低，且耐腐蚀，适用于半导体制造。

（3）本发明的用于半导体制造的带止逆的高纯虹吸阀无须人工操作排液，较为安全。

附图说明

图1为本发明的用于半导体制造的带止逆的高纯虹吸阀的一种结构示意图（主视图）；

图2为图1的左视图；

图3为图2的A-A面剖视图；

图4为本发明的用于半导体制造的带止逆的高纯虹吸阀的一种阀体半剖立体示意图。

上述附图中的标记如下：

阀体1，阀主体11，第二段孔部h1，第三段孔部h2，第二段虹吸孔部h3，导向筋11-1，安装端部11-2，进液端12，出液端13，虹吸端14，阀芯2，止回垫圈3，止回垫片4，第一螺帽51，第一密封套52，第二螺帽61，第二密封套62，第三螺帽71，第三密封套72。

具体实施方式

（实施例1）

见图1至图4，本实施例的用于半导体制造的带止逆的高纯虹吸阀包括阀体1、阀芯2、止回垫圈3、止回垫片4、第一螺帽51、第一密封套52、第二螺帽61、第二密封套62和第三螺帽71、第三密封套72。

阀体1呈T型，包括阀主体11和设置于阀主体11上端的进液端12、设置于阀主体11下端的出液端13、垂直设置于阀主体11一侧的虹吸端14，进液端12和出液端13共轴线设置，虹吸端14的轴线垂直于进液端12和出液端13的轴线的中部；阀主体11设有上下贯通的四段式第一中央通孔，第一中央通孔包括从上到下依次排列的第一段孔部、小于第一段孔部的第二段孔部h1、径向截面呈两头大中间小的沙漏型的第三段孔部h2及径向截面呈喇叭状的第四段孔部，由于第二段孔部h1小于第一段孔部而形成第一台阶部。阀主体11还设有开口向右的依次渐大的四段式虹吸孔，虹吸孔从右方与第一中央通孔的第二段孔部h1和第三段孔部h2的连接处贯通，其中第四段虹吸孔部的径向截面呈喇叭状；且第二段虹吸孔部h3周向边缘设有四条沿轴向延伸且均匀间隔的导向筋11-1，见图4，导向筋11-1呈左厚右薄的两段状，从而四根导向筋11-1由于导向筋11-1呈左厚右薄的两段状的而在厚薄连接处形成第二台阶部，且四根导向筋11-1围成的空间的右段呈渐大状，即导向筋11-1的右部围成的空间的内径的右端比左端大0.1毫米以利于导向，导向筋11-1的右部围成的空间为止回垫片运动腔；第三段虹吸孔部为止回垫圈安装腔。阀主体11的中部设有两个具有安装孔的用于整个阀安装的安装端部11-2。进液端12、出液端13和虹吸端14均在尾部设置成中国专利文献CN116146814A所公开的多段挤压密封接头的另一管路端的尾部的扩口状。进液端12与第一中央通孔的第一段孔部共轴线贯通，出液端13与第一中央通孔的第四段孔部共轴线贯通，虹吸端14与虹吸孔共轴线贯通。

第一螺帽51、第二螺帽61和第三螺帽71均采用中国专利文献CN116146814A所公开的多段挤压密封接头的螺套，第一密封套52、第二密封套62和第三密封套72均采用中国专利文献CN116146814A所公开的多段挤压密封接头的密封入珠；第一密封套52设置于进液端12的尾部扩口处，用于从内部支撑进液端12，第一螺帽51设置于进液端12的尾部外，用于与外部管路螺纹连接并从外部压紧进液端12的尾部；第二密封套62设置于出液端13的尾部扩口处，用于从内部支撑出液端13，第二螺帽61设置于出液端13的尾部外，用于与外部管路螺纹连接并从外部压紧出液端13的尾部；第三密封套72设置于虹吸端14的尾部扩口处，用于从内部支撑虹吸端14，第三螺帽71设置于虹吸端14的尾部外，用于与外部管路螺纹连接并从外部压紧虹吸端14的尾部。

阀芯2呈子弹形，包括从上到下依次连接的头部、杆部和倒圆台部，头部的外径与第一中央通孔的第一段孔部对应，杆部的外径与第一中央通孔的第二段孔部h1对应，倒圆台部的斜度与第一中央通孔的第三段孔部h2的斜度一致。阀芯2具有上下贯通的依次渐小的四段状第二中央通孔，依次为第一喇叭孔部、第二直孔部、第三喇叭孔部和第四直孔部，第一喇叭孔部上大下小以导流，第三喇叭孔部上大下小以过渡和导流。阀芯2由其头部和杆部紧配合设置在阀主体11的第一中央通孔的第一段孔部和第二段孔部h1内，阀芯2的头部被第一台阶部卡住而向下限位，阀芯2的圆台部的下半部分伸入至第一中央通孔的第三段孔部h2的上部的喇叭口内，且阀芯2的圆台部与第三段孔部h2的上部的喇叭口内壁之间间隙均匀，从而阀芯2的圆台部正对虹吸孔。

止回垫圈3是管型垫圈，其外径与第三段虹吸孔部的内径对应，轴向长度与第三段虹吸孔部的轴向长度对应，止回垫圈3紧配合设置在第三段虹吸孔部内即止回垫圈安装腔内。

止回垫片4的直径大于止回垫圈3的内径，且直径大于导向筋11-1的左部围成的空间的直径，直径小于导向筋11-1右部围成的空间的左端的直径0.2毫米，直径大于导向筋11-1右部围成的空间的轴向长度。止回垫片4设置于止回垫片运动腔内，并与各导向筋11-1的右部内壁间隙配合，且止回垫片4向阀芯2侧运动时被第二台阶部所阻挡，远离阀芯2侧运动时被止回垫圈3所阻挡。

本实施例的用于半导体制造的带止逆的高纯虹吸阀的各部件均采用电子级PFA材料制成。本实施例的用于半导体制造的带止逆的高纯虹吸阀的使用时，进液端12、出液端13、虹吸端14均通过相应的螺帽、密封套与相应管路的接头主体连接，当进液端12进入液质时，液质通过阀芯2的渐小的第二中央通孔后进入到第一中央通孔的沙漏型的第三段孔部h2中，产生负压，通过虹吸孔快速吸附虹吸端14内的液质，达到虹吸端14快速排液的目的，当虹吸端14内的液质被第三段孔部h2中产生的负压吸附流向第三段孔部h2时，止回垫片4向第三段孔部h2侧移动，液质通过止回垫片4与导向筋11-1之间的间隙、与第二段虹吸孔部h3之间的间隙向第三段孔部h2内运动，止回垫片4运动至第二台阶部处停止并被向左限位；当第三段孔部h2内的液质向虹吸端14回流时，止回垫片4向止回垫圈3运动，直至与止回垫圈3的左端面接触并被止回垫圈3阻挡而密封，出液端13的液质无法流动至虹吸端14，防止液质回流。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种用于半导体制造的带止逆的高纯虹吸阀，其特征在于：包括阀体（1）、阀芯（2）、止回垫圈（3）和止回垫片（4）；

阀体（1）呈T型，包括阀主体（11），阀主体（11）设有上下贯通的第一中央通孔，第一中央通孔包括从上到下依次排列的第一段孔部、小于第一段孔部的第二段孔部（h1）及径向截面呈两头大中间小的沙漏型的第三段孔部（h2）；阀主体（11）还设有开口向右的依次渐大的虹吸孔，虹吸孔从右方与第一中央通孔的第二段孔部（h1）和第三段孔部（h2）的连接处贯通；虹吸孔设有相邻的止回垫片运动腔和止回垫圈安装腔，止回垫片运动腔位于近第一中央通孔侧；

阀芯（2）呈子弹形，阀芯（2）具有上下贯通的渐小的第二中央通孔，阀芯（2）紧配合设置在阀主体（11）的第一中央通孔的第一段孔部和第二段孔部（h1）内，且伸入至第一中央通孔的第三段孔部（h2）内，且阀芯（2）的下部与第三段孔部（h2）的内壁之间间隙均匀；

止回垫圈（3）是管型垫圈，止回垫圈（3）紧配合设置在止回垫圈安装腔内；

止回垫片（4）设置于止回垫片运动腔内且间隙配合，且能在止回垫片运动腔内左右运动，向止回垫圈（3）侧运动至止回垫圈（3）处时能将止回垫圈（3）密封。

2.根据权利要求1所述的用于半导体制造的带止逆的高纯虹吸阀，其特征在于：阀体（1）的阀主体（11）的第二段虹吸孔部（h3）周向边缘设有四条沿轴向延伸且均匀间隔的导向筋（11-1），导向筋（11-1）呈左厚右薄的两段状，从而四根导向筋（11-1）由于导向筋（11-1）呈左厚右薄的两段状的而在厚薄连接处形成第二台阶部，且四根导向筋（11-1）围成的空间的右段呈渐大状，导向筋（11-1）的右部围成的空间为止回垫片运动腔；第三段虹吸孔部为止回垫圈安装腔；

止回垫圈（3）的其外径与第三段虹吸孔部的内径对应，轴向长度与第三段虹吸孔部的轴向长度对应，止回垫圈（3）紧配合设置在第三段虹吸孔部内即止回垫圈安装腔内；

止回垫片（4）的直径大于止回垫圈（3）的内径，且直径大于导向筋（11-1）的左部围成的空间的直径，直径大于导向筋（11-1）右部围成的空间的轴向长度；止回垫片（4）设置于止回垫片运动腔内，并与各导向筋（11-1）的右部内壁间隙配合，且止回垫片（4）向阀芯（2）侧运动时被第二台阶部所阻挡，远离阀芯（2）侧运动时被止回垫圈（3）所阻挡并密封止回垫圈（3）。

3.根据权利要求2所述的用于半导体制造的带止逆的高纯虹吸阀，其特征在于：导向筋（11-1）的右部围成的空间的内径的右端比左端大0.1毫米，止回垫片（4）的直径小于导向筋（11-1）右部围成的空间的左端的直径0.2毫米。

4.根据权利要求1至3之一所述的用于半导体制造的带止逆的高纯虹吸阀，其特征在于：阀主体（11）的第二段孔部（h1）小于第一段孔部而形成第一台阶部；阀芯（2）包括从上到下依次连接的头部、杆部和倒圆台部，头部的外径与第一中央通孔的第一段孔部对应，杆部的外径与第一中央通孔的第二段孔部（h1）对应，倒圆台部的斜度与第一中央通孔的第三段孔部（h2）的斜度一致；阀芯（2）具有上下贯通的依次渐小的四段状第二中央通孔，依次为第一喇叭孔部、第二直孔部、第三喇叭孔部和第四直孔部；阀芯（2）由其头部和杆部紧配合设置在阀主体（11）的第一中央通孔的第一段孔部和第二段孔部（h1）内，阀芯（2）的头部被第一台阶部卡住而向下限位，阀芯（2）的圆台部的下半部分伸入至第一中央通孔的第三段孔部（h2）的上部的喇叭口内，且阀芯（2）的圆台部与第三段孔部（h2）的上部的喇叭口内壁之间间隙均匀，从而阀芯（2）的圆台部正对虹吸孔。

5.根据权利要求1所述的用于半导体制造的带止逆的高纯虹吸阀，其特征在于：还包括第一螺帽（51）、第一密封套（52）、第二螺帽（61）、第二密封套（62）和第三螺帽（71）、第三密封套（72）；第一中央通孔还包括径向截面呈喇叭状的第四段孔部；虹吸孔的尾部的径向截面呈喇叭状；

阀体（1）还包括设置于阀主体（11）上端的进液端（12）、设置于阀主体（11）下端的出液端（13）、垂直设置于阀主体（11）一侧的虹吸端（14），进液端（12）和出液端（13）共轴线设置，虹吸端（14）的轴线垂直于进液端（12）和出液端（13）的轴线的中部；进液端（12）与第一中央通孔的第一段孔部共轴线贯通，出液端（13）与第一中央通孔的第四段孔部共轴线贯通，虹吸端（14）与虹吸孔共轴线贯通；进液端（12）、出液端（13）和虹吸端（14）均在尾部设置成扩口状；

第一密封套（52）设置于进液端（12）的尾部扩口处，用于从内部支撑进液端（12），第一螺帽（51）设置于进液端（12）的尾部外，用于与外部管路螺纹连接并从外部压紧进液端（12）的尾部；第二密封套（62）设置于出液端（13）的尾部扩口处，用于从内部支撑出液端（13），第二螺帽（61）设置于出液端（13）的尾部外，用于与外部管路螺纹连接并从外部压紧出液端（13）的尾部；第三密封套（72）设置于虹吸端（14）的尾部扩口处，用于从内部支撑虹吸端（14），第三螺帽（71）设置于虹吸端（14）的尾部外，用于与外部管路螺纹连接并从外部压紧虹吸端（14）的尾部。

6.根据权利要求1所述的用于半导体制造的带止逆的高纯虹吸阀，其特征在于：阀主体（11）的中部设有两个具有安装孔的用于整个阀安装的安装端部（11-2）。

7.根据权利要求1或5所述的用于半导体制造的带止逆的高纯虹吸阀，其特征在于：各部件均采用电子级PFA材料制成。