TW201425782A - 防侵蝕和沉積的閥設備和方法 - Google Patents

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Abstract

在一閥中之圍繞一波紋管之一可擴張及可收縮之防護罩保護該波紋管以免遭該閥腔室中的侵蝕性氣體及固體粒子損壞。在一共同閥腔室中具有多個排出口及多個閥之一歧管閥總成中，圍繞該總成中之每一各別閥的每一各別波紋管之一各別可擴張及可收縮之防護罩將每一波紋管與該共同閥腔室中之侵蝕性氣體及固體粒子分離，而不管該總成中之該等閥中的一者或全部是打開還是關閉。

Description

防侵蝕和沉積的閥設備和方法
本發明係關於流體控制閥，且更具體言之，係關於防侵蝕和沉積的閥設備和方法。
閥被用於許多應用中，其中各種種類之侵蝕性氣體或前驅體必須流經該等閥。在一些應用中，例如在一些化學氣相沉積(CVD)系統中，某些閥必須應對不同材料，該等材料自身具侵蝕性及/或反應性且傾向於腐蝕內部金屬及其他閥組件，或彼此交叉反應以將固體副產物沉積在閥及其他管道及系統組件中。此等侵蝕或固體沉積可縮短閥使用壽命且在CVD系統中造成過多且昂貴的停機及修理。
為了避免或至少最小化此不合需要的侵蝕及/或沉積，閥、管道及其他組件常常以不鏽鋼或其他抗侵蝕材料製成，且經加熱以便維持其溫度高到足以使開始冷凝於其表面上的任何材料汽化，或防止在較低溫度下可能形成將沉積在表面上之副產物的反應。有時用於CVD系統之前級管道中(亦即，在CVD反應腔室與真空泵之間)的一些閥(例如，隔離閥)使用可撓性不鏽鋼波紋管來將閥腔室中之真空與閥致動器設備中之大氣壓隔離。然而，此等波紋管通常由薄不鏽鋼或其他金屬製成，以便其可撓性足以適應在閥打開及關閉時閥致動器設備之往復運動，且即使此薄材料為不鏽鋼，其仍易受到流經閥腔室之侵蝕性氣體的化學腐蝕及侵蝕。又，一些固體副產物(例如，二氧化矽)具有高熔融溫度，且可能不昇華。此等 固體材料沉積在波紋管表面上會產生大量的粒子，其不僅為CVD系統中之不合需要的污染之來源，而且亦影響波紋管之機械強度。
為了處理此等問題，美國專利第8,196,893號(其所揭示之全部內容以引用之方式併入本文中)中之隔離閥提供圍繞波紋管之保護罩以在閥打開以允許氣體流經閥時將波紋管與閥腔室隔離。雖然美國專利第8,196,893號中之彼保護罩在一些應用中可大體上有效地用於保護波紋管，但該保護罩在閥關閉時並不將波紋管與閥腔室隔離。因此，在將閥致動器及關閉設備中之兩者或兩者以上一起置於共同閥腔室或歧管中而使得經關閉閥之波紋管曝露於流經具有打開閥的共同閥腔室或歧管之侵蝕性氣體的情形下，該保護罩將不會有效地(例如)保護波紋管。
先前技術之前述實例及與其相關之限制意欲說明標的物，但並非排他性的或詳盡的。對於熟習此項技術者而言，在閱讀說明書且研究圖式之後，先前技術之其他態樣及限制將變得顯而易見。
結合系統、工具及方法描述及說明以下具體實例及其態樣，其意欲為實例且為說明性的而非對範疇加以限制。在各種具體實例及實施方案中，已減少或消除上文所描述之問題中的一或多者，而其他具體實例係針對其他改良及益處。
為閥中之波紋管提供保護以免遭侵蝕性氣體或沉積(例如，粒子或其他固體材料沉積或積垢)損害，在該閥中設有此等波紋管以將閥腔室以真空密閉方式與閥致動器設備之組件隔離，該等組件可曝露於大氣壓或不同於閥腔室中(尤其但不僅在歧管閥總成中)之壓力的某其他壓力，在歧管閥總成中，具有此等波紋管之複數個此等閥組裝於共同閥腔室中，以選擇性地打開及關閉共同閥腔室中之複數個排出口中的一或多者。此等閥(不管是複數個且實施於此歧管閥總成中，還是單個且以具有單一出口 之閥腔室來實施)可具有：由具有進入口及排出口之閥本體圍封的閥腔室，該閥本體容許流體自進入口流經閥腔室至排出口；在閥腔室中之關閉構件，其可在打開位置與關閉位置之間移動；連接至關閉構件之致動器，其用於使關閉構件在關閉位置與打開位置之間移動；及波紋管，其藉由真空密閉氣密密封而將致動器或致動器之部分與閥腔室分離，以便維持閥腔室中之真空而不管致動器或致動器之部分中的大氣壓或其他壓力條件。
舉例而言，一種閥設備可包含圍封一閥腔室之一閥本體，其中該閥本體具有一進入口及至少一個排出口。在一歧管閥總成中，可存在一個以上排出口。針對每一排出口設有一關閉構件，且該關閉構件定位於該進入口與一各別排出口之間的該閥腔室中，且可在(i)該關閉構件允許該閥腔室中之流體流經該排出口且流出該閥腔室之外的一打開位置與(ii)該關閉構件防止流體流經該排出口之一關閉位置之間往返移動。設有用於每一關閉構件之致動器設備，其用於使該關閉構件在該打開位置與該關閉位置之間往復移動。該致動器設備可為包含以下各者之類型：一氣動活塞，其用於施加一力以使該關閉構件移動至該打開位置；一彈簧，其用於施加一力以使該關閉構件移動至該關閉位置；及一波紋管，其經定位以將該閥腔室隔離且不讓空氣或氣體透過以提供相對於活塞汽缸、活塞及可不在與該閥腔室相同之壓力下操作的其他組件的真空密閉密封。一可擴張及可收縮之防護罩經定位於該閥腔室中以使得每一致動器設備之至少該波紋管由一可擴張及可收縮之防護罩以將至少該波紋管與在該閥腔室中流動之氣體分離的一方式環繞，藉此保護該波紋管以免遭可在該閥腔室中流動之氣體中的粒子或侵蝕性氣體的損害或免遭來自在該閥腔室中流動之氣體的固體材料之沉積。該可擴張及可收縮之防護罩圍封一波紋管定位於之一空間，使得流經該閥腔室至該等排出口中之一或多者之一流體被防護罩阻止與該波紋管接觸。該可擴張及可收縮之防護罩在由波紋管圍封之空間中保護波 紋管，而不管致動器或閥關閉構件是在打開位置中還是在關閉位置中。因此，總是保護與閥關閉構件中之特定者及其相關聯的致動器相關聯之波紋管以免遭閥腔室中之流體流動的損害，即使彼特定閥關閉構件在閥關閉構件中之與排出口中之另一者相關聯的另一閥關閉構件打開且允許流體流經閥腔室時關閉仍如此。
在一個實例具體實例中，該可擴張及可收縮之防護罩可包含：一固定防護罩區段，其自在該波紋管周圍之該閥本體的一部分延伸朝向但並非一直至該關閉構件；及一可移動防護罩區段，其自該關閉構件或自鄰近於該關閉構件之一連接件(例如，自閥桿)延伸而以一可移動方式與該固定防護罩區段之一外表面或一內表面界面連接，且使得該可移動防護罩區段可相對於該固定防護罩區段往復移動。由圍繞該波紋管之該防護罩圍封的一空間可(但不一定)用氣體(例如，用惰性氣體)加壓至高於該防護罩之外的該閥腔室中之壓力之一壓力，以禁止該防護罩之外的該閥腔室中之流體流動或滲漏至該波紋管定位於之由該防護罩圍封的空間中。
在實例具體實例中，在該固定防護罩區段與該可移動防護罩區段之並置環形表面之間可存在一環形開口，且由圍繞該波紋管之該防護罩圍封的該空間可用一充分壓力及體積的氣體加壓以產生自該防護罩內之該空間穿過該環形開口至該防護罩之外的該閥腔室的一環形氣體噴射流。作為另一實例，一導向環可定位於該固定防護罩區段與該可移動防護罩區段之間。作為另一實例，該導向環可包括在防護罩區段中之一者的界面連接表面上滑動之複數個突起。在一個實例實施方案中，該導向器可提供在該導向環之一環形表面與該防護罩區段的該鄰近並置環形表面之間形成一環形噴嘴的一間隙。
在另一實例具體實例中，用於關閉構件中之每一者的致動器設備可包括：連接至關閉構件之發動設備；及波紋管，其環繞發動設備且 在歧管閥本體與關閉構件之間被真空密閉地密封以將發動設備與歧管閥腔室隔離，且其中防護罩將波紋管與歧管閥腔室隔離以防止波紋管與流經歧管閥腔室之流體之間的接觸。在另一實例實施方案中，歧管閥本體可為金屬或可耐受壓力及流經閥腔室之氣體的任何其他材料，且可在頂部以一閥蓋終止，該閥蓋亦可為金屬或可耐受此等壓力及氣體之其他材料。實例發動設備可包括：(i)安裝於閥蓋上的汽缸外殼中之氣動活塞；(ii)可滑動地安裝於汽缸外殼中之活塞；(iii)活塞桿，其自汽缸外殼中之活塞延伸穿過閥蓋中的孔隙且至關閉構件；及彈簧，其經定位以在氣動壓力施加至活塞時將與活塞相反的力施加於關閉構件上。
在另一實例具體實例中，一閥本體圍封一閥腔室，其中該閥本體具有供流體流動至該閥腔室中之一進入口及供流體流動到該閥腔室之外的至少一個排出口。實例具體實例可包括一關閉構件，其定位於該進入口與該排出口之間的該閥腔室中，其中該關閉構件可在(i)該關閉構件允許流體自該進入口流動且穿過該排出口到該閥腔室之外的一打開位置與(ii)該關閉構件防止流體流經該排出口之一關閉位置之間往返移動。實例具體實例亦可包括致動器設備，其包含：一氣動活塞，其用於施加一力以使該關閉構件移動至該打開位置；一彈簧，其用於施加一力以使該關閉構件移動至該關閉位置；及一波紋管，其經定位以藉由一真空密閉密封而將該活塞與該閥腔室隔離。一可擴張及可收縮之防護罩以將該波紋管與在該閥腔室中流動之氣體分離的一方式定位於至少該波紋管周圍。在此實例具體實例中之該防護罩可包含：一固定防護罩區段，其自圍繞該致動器設備之該閥本體的一部分延伸朝向但並非一直至該關閉構件；及一可移動防護罩區段，其自該關閉構件延伸而以一可移動方式與該固定防護罩區段之外部或內部界面連接，且使得該可移動防護罩區段可相對於該固定防護罩區段往復移動。由圍繞波紋管之防護罩圍封的空間可用惰性氣體加壓至高於 防護罩之外的閥腔室中的壓力之壓力，以防止氣體或氣體中之粒子自防護罩之外的閥腔室流動或滲漏至由防護罩圍封之空間中，以保護由防護罩圍封之空間中的波紋管以免遭閥腔室中之可對波紋管具侵蝕性的氣體的損害或免遭原本可沉積在波紋管上的來自閥腔室中之氣體或氣體媒介粒子的固體材料之沉積。固定防護罩區段與可移動防護罩區段之並置表面之間的環形開口可為用於藉由用足夠壓力及體積之惰性氣體來對由防護罩圍封之空間加壓來產生沿著防護罩之外表面(例如，固定防護罩區段之外表面或可移動防護罩區段之外表面)的惰性氣體之環形噴射流之環形噴嘴，以產生穿過該環形噴嘴的此惰性氣體環形噴射流。導向環可定位於固定防護罩區段與可移動防護罩區段之間。在一個實例中，此導向環可包括在防護罩區段中之一者的界面連接表面上滑動之複數個突起。在另一實例中或在相同實例中，該導向環可提供在該導向環之一環形表面與防護罩區段的鄰近並置表面之間形成一環形噴嘴的一間隙。
在一閥中(其具有：由具有一進入口及一排出口之一閥本體圍封的一閥腔室，該閥本體容許流體自該進入口流經該閥腔室至該排出口；在該閥腔室中之一關閉構件，其可在一打開位置與一關閉位置之間移動；連接至該關閉構件之一致動器，其用於使該關閉構件在關閉位置與打開位置之間移動；及一波紋管，其藉由對該關閉構件及對該閥本體之一真空密閉氣密密封而將該致動器與流體流動腔室分離)，保護波紋管免遭來自流經閥腔室之氣體的粒子、固體沉積或侵蝕損害之實例方法可包含藉由提供圍繞波紋管定位於之空間的可擴張及可收縮之防護罩，防止流經閥腔室之氣體進入閥腔室中的波紋管定位於之空間。在一個實例具體實例中，該方法可包括將該可擴張及可收縮之防護罩定位於該閥腔室中之一位置中，該可擴張及可收縮之防護罩圍封該波紋管定位於的該空間，使得該可擴張及可收縮之防護罩不會禁止在該可擴張及可收縮之防護罩外之該流體自該 進入口流動至該排出口。保護此閥設備中之波紋管之一個實例方法可包括對在可擴張及可收縮之防護罩內的波紋管定位於之空間加壓至具有高於可擴張及可收縮之防護罩之外的閥腔室之壓力，以防止防護罩之外的流體流動或滲漏至由防護罩圍封之空間中。保護此閥設備中之波紋管之實例方法亦可包括藉由以下方式而提供該可擴張及可收縮之防護罩：使一固定防護罩部分自圍繞該致動器之該閥本體的一部分延伸朝向但並非一直至該關閉構件，及使一可移動防護罩部分自該關閉構件延伸朝向但並非一直至圍繞該致動器之該閥本體的該部分且可相對於該固定防護罩部分伸縮滑動，使得該關閉構件朝向及遠離該排出口之移動藉由使該可移動防護罩部分相對於該固定防護罩部分往復移動而分別引起該可擴張及可收縮之防護罩的擴張及收縮。保護此閥設備中之波紋管之實例方法亦可包括將可移動防護罩部分定位於固定防護罩部分之外，使得可移動防護罩部分之內表面沿著固定防護罩部分之外表面滑動，或該方法可包括將可移動防護罩部分定位於固定防護罩部分之內，使得可移動防護罩部分之外表面沿著固定防護罩部分之內表面滑動。用氣體流(例如，惰性氣體或空氣)來對可擴張及可收縮之防護罩內之空間的可選加壓可防止可具侵蝕性、裝滿粒子或具有其他有害沉積效應之氣體自防護罩之外流動或滲漏至防護罩之內的空間。一個實例方法可包括在該可移動防護罩部分與該固定防護罩部分之間提供一環形間隙以產生該惰性氣體或空氣之一環形噴射，該惰性氣體或空氣自鄰近該可移動防護罩部分及該固定防護罩部分之各別並置表面的該環形間隙流動，以將該閥腔室中之該流體流動中的粒子、可沉積為固體材料之氣體或侵蝕性氣體吹離該可移動防護罩部分及該固定防護罩部分之該等各別外表面中的一或多者。
除了上文所描述之實例態樣、具體實例及實施方案之外，對於熟習此項技術者而言，在熟悉圖式及研究以下描述之後，其他態樣、具 體實例及實施方案將變得顯而易見。
併入於本文中且形成說明書之部分的隨附圖式說明一些(但非僅有的或排他性的)實例具體實例及/或特徵。意欲本文中所揭示之具體實例及諸圖將被視為說明性的而非限制性的。
圖1為實例歧管安裝隔離閥總成之等角視圖，其中定位於共同閥腔室中之複數個實例隔離閥配備有防侵蝕及沉積的閥致動器及關閉設備；圖2為圖1中之實例歧管安裝隔離閥總成之縱向等角橫截面圖；圖3為圖1中之實例歧管安裝隔離閥總成之側面正視圖；圖4為圖1中之實例歧管隔離閥總成之俯視平面圖；圖5為沿著圖4中之縱截面線5-5截取的實例歧管隔離閥總成之橫截面圖，其展示在打開模式下之歧管總成中的中間隔離閥及在關閉模式下之兩個端部隔離閥，以說明在共同閥腔室中在打開及關閉模式兩者下對隔離閥之波紋管及其他閥致動器組件之侵蝕及沉積保護；圖6為沿著圖4中之經由總成中之中間隔離閥的橫截面線6-6截取的實例歧管隔離閥總成之橫截面圖；圖7為實例化學氣相沉積(CVD)系統之示意圖，其中可使用隔離閥之聯動總成，諸如圖1中之實例隔離閥總成；圖8為配備有與圖1至圖6中之多個隔離閥相同的實例防侵蝕及沉積的閥致動器及關閉設備之實例單一隔離閥具體實例之等角視圖；圖9為圖8之實例單一隔離閥具體實例之等角橫截面圖，其中閥關閉構件經說明在打開模式下；圖10為類似於圖9但說明在關閉模式下之閥關閉構件的實例單一隔離閥具體實例之等角橫截面圖；圖11為圖8之實例單一隔離閥具體實例之側面正視圖； 圖12為圖8之實例單一隔離閥具體實例之前正視圖；圖13為圖8之實例單一隔離閥具體實例之俯視平面圖；圖14為沿著圖13中之截面線14-14截取的實例單一隔離閥具體實例之橫截面圖，其中閥關閉構件經說明在打開模式下；圖15為在與圖14相同之截面平面中的實例單一閥具體實例之橫截面圖，但其中閥關閉構件經說明在關閉模式下；圖16為沿著圖13中之截面線16-16截取的實例單一閥具體實例之橫截面圖；圖17為沿著圖14中之截面線17-17截取的實例防侵蝕及沉積的隔離閥之放大橫截面圖；圖18為圖14之等角橫截面圖的部分的放大，其用以說明防侵蝕及沉積的隔離閥之若干細節；及圖19為類似於圖16但另一實例隔離閥具體實例之橫截面圖，該隔離閥具體實例配備有替代性的實例防侵蝕及沉積的閥致動器及關閉設備。
在圖1及圖2中展示實例歧管隔離閥總成10，其中複數個實例隔離閥12、14、16安裝於歧管26之流體流道18中，使得歧管26之部分或全部提供圍封流體流道18之部分或全部的共同閥本體作為用於複數個隔離閥12、14、16之共同閥腔室110。隔離閥12、14、16中之每一者配備有防侵蝕及沉積的閥致動器設備22(見圖2)，其用於打開及關閉閥關閉構件118以允許或阻止自進入口24經過複數個排出口32、34、36中之一或多者的流體流動112。每一隔離閥12、14、16打開及關閉各別排出口32、34、36，如下文將更詳細描述。在實例歧管隔離閥總成10中之閥致動器設備22包括發動設備，發動設備包含(例如)用於關閉致動之壓縮彈簧112及用於打開致動之在氣動活塞腔室中的氣動活塞130。在另一實例具體實例中， 彈簧可經實施用於打開致動，且氣動活塞腔室中之氣動活塞可經實施用於關閉動作，如下文將更詳細解釋。閥腔室110中之波紋管128藉由真空密閉密封而將流體流道18與閥致動器設備22之發動設備及其他組件中的大氣壓或其他壓力隔離，如將更詳細描述。可擴張及可收縮之侵蝕防護罩20環繞且保護波紋管128，例如使之免遭侵蝕及沉積，如下文亦將更詳細描述。
在圖9至圖17中展示具有防侵蝕及沉積的閥致動器設備22之實例單一閥具體實例200。因為防侵蝕及沉積的閥致動器設備22及實例單一閥具體實例200之數個其他組件及特徵與或可與歧管安裝隔離閥總成10中之隔離閥12、14、16的彼等組件相同或充分類似，且反之亦然，所以能便利地關於單一閥具體實例200說明及描述此等組件及細節中之一些，同時要理解其亦適用於歧管安裝隔離閥總成10中之多個隔離閥12、14、16，如熟習此項技術者將理解。因此，出於方便起見且為了避免混亂，圖1至圖6中所示之實例隔離閥12、14、16不包括在圖8至圖17中的單一閥具體實例200中更完整地展示之全部組件及細節，但同時要理解在單一閥具體實例200中所示之此等組件及細節亦可用於實例隔離閥12、14、16中。當然，一旦熟習此項技術者理解了本發明之原理，則其亦可設計及實施其他組件及細節以執行本文中所描述之實例隔離閥的操作功能。又，雖然圖1至圖6中之實例歧管隔離閥總成10經說明具有安裝於歧管26中之三個隔離閥12、14、16，但可存在安裝於歧管26中之任何複數個此等隔離閥。
現主要參看圖1及圖2，複數個隔離閥(例如，實例隔離閥12、14、16)中之每一者安裝於歧管26中，允許或阻止流體自進入口24流經流體流動腔室18且流出複數個排出口(例如，排出口32、34、36)中之一或多者。每一隔離閥12、14、16打開及關閉各別排出口32、34、36，如下文將更詳細描述。
圖7中之示意圖說明作為一個實例應用之在化學氣相沉積 (CVD)系統中之歧管安裝隔離閥總成10，其中由可擴張及可收縮之套筒20提供的保護有益於延長波紋管128之使用壽命。在圖7中所說明之CVD系統中，在CVD反應腔室44中將薄膜材料塗層40沉積晶圓42上，取決於如下文所解釋在特定時間或操作處所處置之氣體的性質，CVD反應腔室44由複數個真空泵(例如，真空泵46、47、48)中之一或多者抽空。包含一或多個反應組份之一或多個饋入氣體自饋入氣體容器(例如，饋入氣體容器50、52、54)經由各別反應物饋入氣體流動管線56、58、60而流至反應腔室44中，在其中該等饋入氣體彼此反應及/或在電漿中解離以在晶圓42上形成所要的一或多個薄膜40。來自惰性或運載氣體源容器62之惰性運載或稀釋氣體可在CVD反應期間或在反應停止之後經由運載氣體流動管線64流經反應腔室44。又，有時亦提供例如來自源容器66之蝕刻劑氣體以用於蝕刻或就地清潔。控制閥65、69、70、72、74促進控制惰性及反應性氣流。反應副產物、未反應饋入氣體及/或惰性運載或稀釋氣體以及蝕刻劑氣體及蝕刻反應之氣態產物作為流出物由真空泵中之一或多者經由前級管道76抽汲出腔室44之外。在圖7中所說明之實例CVD系統中，如下文將描述，使用三個真空泵46、47、48，因此存在前級管道76之將各別真空泵46、47、48連接至反應腔室44之三個分支部分90、92、94。
在圖7中之實例CVD系統中，實例歧管隔離閥總成10以及其隔離閥12、14、16被示意性地展示成安裝於前級管道76中，以在總成之歧管26的進入口24中自反應腔室44接收流出物流。歧管26之三個出口32、34、36分別連接至前級管道76之分支部分90、92、94，以將流出物流自反應腔室44導引至真空泵46、47、48中之一或多者。可在反應腔室44中藉由多種壓力量測或讀取裝置(例如，壓力計104)中之任一者監視腔室44中之壓力，且該壓力可由前級管道76中之壓力控制閥(例如，圖7中所說明之前級管道76中的壓力控制閥102)來控制。又，諸如羅茨泵或渦輪 泵之輔助泵106可裝設於在歧管26上游的前級管道76中，以促進反應腔室44之更快速抽空，且達到反應腔室44中之較低壓力。一或多個可選截留器(例如，截留器78、80、82)可設置於前級管道76之分支部分90、92、94中的一或多者中以在反應物及反應副產物氣體、副產物粒子或蝕刻劑氣體到達真空泵46、47、48之前將其移除。一或多個洗滌器設備(例如，洗滌器84、86、88)可設置於真空泵46、47、48之下游，以在任何剩餘流出物經排氣至大氣中之前自流出物氣流移除有害化學品。某一種類之隔離閥通常定位於在反應腔室44下游之前級管道76中，以在不得不移除下游組件(諸如，真空泵、截留器、過濾器或其他組件)以進行維護、修理或替換時將反應腔室44與大氣隔離且與其他污染物隔離。亦可包括熟習此項技術者已知但對於理解歧管隔離閥總成10之功能及益處而言並非必要的多種其他CVD裝備或組件中之任一者，但其並未展示於圖7中。
圖1至圖6中所示之實例歧管隔離閥總成10在CVD系統(諸如，圖7中示意性地說明之實例CVD系統)中尤其有用，該等CVD系統經設計以用不同洗滌器(例如，洗滌器84、86、88)及/或視情況不同截留器(例如，截留器78、80、82)處置包含不同組份氣體之流出物，洗滌器及截留器中之每一者經設計以有效地移除一或多個特定流出物氣體組份，但其可不能有效地移除其他特定流出物氣體組份。舉例而言，在使用可由第一洗滌器46有效地自流出物恢復之第一特定饋入氣體的CVD製程步驟期間，歧管隔離閥總成10中之第一隔離閥12可打開，且另兩個隔離閥14、16可關閉，以便導引流出物流通過第一排出口32至第一洗滌器84以用於恢復彼第一饋入氣體。接著，當CVD製程中之下一個步驟使用可用第二洗滌器48自流出物恢復之第二特定饋入氣體時，第一及第三隔離閥12、16可關閉，且第二隔離閥14可打開以將流出物導引至第二洗滌器86。類似地，為了用第三洗滌器88自流出物恢復第三氣體組份，第一及第二隔離閥12、 14可關閉，且第三隔離閥16可打開以將流出物流導引至彼第三洗滌器88。
現主要參看圖2及圖5，可看出流出物氣體經由進入口24流動至歧管26之閥腔室110中，如流動箭頭112所指示，藉由打開及關閉各別隔離閥12、14、16，該流出物氣體可經導引而流出於三個出口32、34、36中之任一者之外，此係因為歧管26中之閥腔室110對於所有隔離閥12、14、16及所有出口32、34、36而言係共同的。在圖2及圖5中，中間隔離閥14經說明為(例如)在打開模式下，而端部隔離閥12、14兩者經說明為(例如)在關閉模式下。當然，隔離閥12、14、16之任何組合可在任何時間打開或關閉，或其可全部關閉或全部打開。
實例隔離閥12、14、16全部相同，因此出於簡單起見且為了避免不必要的冗餘，彼等閥之一些特定各別組件的編號在此描述中相同。在實例隔離閥12、14、16中之每一者中，氣動活塞130由閥桿116連接至關閉構件118以用於使關閉構件118移動遠離各別閥座122、124、126，藉此打開各別出口開口32、34、36。壓縮彈簧114將力施加於閥桿116上(或關閉構件118上)以將閥關閉構件118及閥密封件120推至各別隔離閥12、14、16之閥座122、124、126上，以關閉此各別隔離閥12、14、16。如由中間隔離閥14(其代表實例歧管隔離閥總成10中之所有隔離閥12、14、16)所說明，為了打開中間排出口34，將加壓空氣強制壓入活塞130下之隔離閥14之氣動活塞汽缸129中，以將足夠壓力施加於活塞130上，以克服彈簧114對閥關閉構件118的壓縮力，且藉此提昇閥關閉構件118使其遠離中間閥座124。當然，自活塞130之下釋放加壓空氣會移除由活塞130施加於閥桿116上的提昇力，其允許彈簧114將閥關閉構件118及閥密封件120關閉至閥座122、124、126上，熟習此項技術者理解除了空氣之外的氣體亦可用於此氣動活塞操作。一或多個密封件(例如，圖5及圖6中之圍繞閥桿116的O形環密封件119)提供密封以防止加壓空氣或其他氣體自氣動活塞 汽缸129洩漏。在實例歧管隔離閥總成10中，在隔離閥如上文所描述打開及關閉時，閥桿116以往復方式向上及向下滑動穿過O形環密封件119。
在典型應用中，例如在圖7中之CVD系統中，在典型CVD製程中之一些或全部期間，藉由真空泵84、86、88(圖7)中之一或多者將歧管26中之共同閥腔室110(圖1、圖2、圖5及圖6)連同反應腔室44、前級管道76及其他CVD系統組件一起抽空至小於大氣壓之低壓(亦即，具有真空)。此等真空常常係極低壓，其需要顯著真空泵汲能力及效率來實現並維持，因此需要防止空氣或其他氣體洩漏至包括流體流道18(圖1及圖2)之經抽空系統組件中，以實現並維持真空且使真空泵汲效率最大化。又，空氣或其他氣體自氣動活塞汽缸129洩漏至包括歧管隔離閥總成10之流道18的前級管道組件中會冒此空氣或其他氣體向上游遷移至反應腔室44中的風險，在反應腔室44中空氣或其他氣體可污染反應腔室44及在反應腔室44中生產的薄膜40。對於活塞130之氣動操作而言，圍繞閥桿116之O形環密封件119係有效的，此係因為該等O形環密封件119使得閥桿121及關閉構件118上下往復運動以打開及關閉閥12、14、16，但其並不適合或有效地用於密封歧管26之流體流道18中的顯著真空。因此，不讓空氣及其他氣體透過之波紋管128(圖2及圖5)定位於閥桿116周圍，且波紋管128在頂部及底部密封以按真空密閉方式將閥桿及相關聯的密封件與閥腔室110分離，使得閥腔室110中之真空不會因經抽空閥腔室110曝露至驅動氣動活塞130之氣動活塞汽缸129中的氣動空氣或其他流體而受損害。取決於特定閥結構，其他閥致動器組件亦可由波紋管128以真空密閉方式與閥腔室110分離或隔離。舉例而言，實例閥12、14、16中之彈簧114由波紋管128環繞，但並不需要波紋管128將彈簧114與閥腔室110中之真空進行此隔離。
波紋管128可縱向地擴張及收縮，使得其可適應閥桿116之 向上及向下移動而不會失去真空密閉密封。波紋管128由不讓用以操作氣動活塞130之空氣或其他氣體透過的材料製成，且如在用於CVD系統中之隔離閥中係典型的，波紋管128可由不鏽鋼製成以便抵抗流動通過此等系統中之此等隔離閥的蝕刻劑及其他侵蝕性氣體之侵蝕效應。然而，為了提供適應閥桿116之向上及向下移動所需的可撓性，如上文所解釋，在一些應用中，不鏽鋼波紋管128必須相當薄，例如約為0.006英吋。如以引用之方式併入本文中的美國專利第8,196,893號中解釋，一些蝕刻氣體(例如，NF3、CF4及其他氣體)可在時間短至三個月的普通CVD晶圓製程操作及就地清潔循環中侵蝕穿過0.006英吋的321或316不鏽鋼波紋管。如果不鏽鋼波紋管128被侵蝕穿孔，那麼將破壞由波紋管128提供以維持閥腔室110中之真空之不可滲透的真空密閉密封。此破壞將不僅使得難以產生及維持所需要的真空，而且其亦將使閥腔室110曝露至大氣及污染。此污染可向上游遷移至反應腔室44(圖7)中，且污染由CVD製程在反應腔室44中沉積薄膜塗層40，並潛在地使薄膜塗層40降級或毀壞。因此，將必須使整個CVD沉積系統停機且不能使用，同時移除並拆卸歧管隔離閥總成10，以修理或替換具有此等經侵蝕波紋管128之一或多個隔離閥12、14、16。又，密封件及其他閥致動器組件將易受蝕刻氣體以及反應副產物及未反應處理氣體的腐蝕。
如上文所提及，美國專利第8,196,893號中之隔離閥描述圍繞波紋管之保護性杯狀防護罩，其用以在隔離閥打開以允許侵蝕性氣體流經閥時將波紋管與閥腔室隔離。然而，美國專利第8,196,893號中之彼杯狀防護罩隨著閥桿上下移動，因此在閥關閉時，該杯狀防護罩不會將波紋管與閥腔室隔離。雖然美國專利第8,196,893號中之彼保護性防護罩在一些應用中可大體上有效地用於保護波紋管，但其無法有效地保護與打開的隔離閥一起定位於侵蝕性氣體所流經之共同閥腔室中的關閉的隔離閥之波紋 管。
如最佳地在圖5及圖6中所見，實例歧管隔離閥總成10中之實例隔離閥12、14、16中之每一者包括可擴張及可收縮之防護罩20，該防護罩20環繞波紋管128且圍封波紋管128定位於之空間，以保護波紋管128免遭可在流經閥腔室110之流體中的粒子或侵蝕性氣體的損害。為了避免在圖5中造成不必要的混亂及此描述中之冗餘，主要關於中間閥14來描述防護罩20，圖6為中間閥14之放大橫截面圖，同時要理解此描述亦可適用於實例歧管隔離閥總成10中之其他閥12、16。防護罩20自歧管閥本體26或歧管閥本體26之部分(例如，自閥蓋142)向下延伸至閥關閉構件118或閥關閉構件118之閥桿116，且防護罩20可相對於縱軸150縱向地擴張及收縮以適應閥桿116及關閉構件118之向上及向下移動，以及適應波紋管128之縱向擴張及收縮。因此，防護罩20在各別關閉構件朝向各別排出口移動時擴張，且在各別關閉構件移動遠離各別排出口時收縮。在此實例中，防護罩20可伸縮地擴張及收縮，如下文將更詳細描述，但亦可使用其他可擴張及可收縮防護罩結構。在此實例中，防護罩20包含固定圓柱形防護罩區段140，固定圓柱形防護罩區段140經密封至圍繞波紋管128之閥蓋142，且自該閥蓋142向下延伸朝向(但並非一直至)閥關閉構件118。可移動圓柱形防護罩區段144自圍繞波紋管128且圍繞固定防護罩區段140之閥關閉構件118向上延伸朝向(但並非一直至)閥蓋142。可選導向環146經展示成安裝於可移動防護罩區段144之內環形表面145上，且徑向地向內延伸以與固定防護罩區段140之並置外環形表面141可滑動地接觸。因此，在閥關閉構件118向上及向下移動以打開及關閉閥14時，可移動防護罩區段144隨著導向環146在固定防護罩140之外環形表面141上向上及向下滑動而相對於固定防護罩區段140向上及向下移動。固定防護罩區段140及可移動防護罩區段144兩者由不讓氣體透過且抗侵蝕之材料製成，以防止在閥腔室 110中流動之侵蝕性氣體到達波紋管128。舉例而言，但非用於限制，固定防護罩區段140及可移動防護罩區段144可由比波紋管128之薄不鏽鋼厚的不鏽鋼製成，使得其與波紋管128相比，抵抗流經閥腔室110之侵蝕性氣體的耐久性更強。導向環146可由具有低摩擦係數之材料製成以容易在固定防護罩區段140上滑動，但其亦對閥腔室110中之侵蝕性氣體的侵蝕效應具有化學抗性。舉例而言，在此實例閥14中之導向環142可由TeflonTM或類似材料製成。導向環142安裝且密封於可移動防護罩區段144之內表面145中的環形凹槽147中(放大視圖見圖18)，使得導向環146在其相對於固定防護罩區段140向上及向下移動時保持緊固地安裝於可移動防護罩區段144上。為了確保來自閥腔室110之侵蝕性氣體不會在導向環146與固定防護罩區段140之間滲漏，由防護罩20圍封之內部空間可用氣體(例如，諸如氮氣、氬氣或任何其他氣體之惰性氣體)加壓至大於閥腔室110中之壓力的壓力，如下文將更詳細描述。在一些應用中，可不需要可選導向環146。
如上文所提及，實例隔離閥12、14、16可全部相同，因此對其中之一者的描述可適用於全部。又，實例隔離閥12、14、16中之任一者可實施於單一隔離閥具體實例200中，如圖8至圖18中所說明，其中實例隔離閥14經說明成安裝於圍封單一閥腔室210且具有進入口224、排出口234及在排出口234上游的環形閥座226之單一閥本體204中。出於方便起見且為了避免圖式中之混亂，關於在圖8至圖18中展示成安裝於單一隔離閥具體實例200中的實例隔離閥14，對實例隔離閥14之各種細節進行進一步描述，同時要理解單一隔離閥具體實例200中之隔離閥14的此描述亦可適用於圖1至圖6中之歧管隔離閥總成10中的實例隔離閥12、14、16。又，出於連續性起見且為了避免混淆，在此描述中，在圖8至圖18中之單一閥具體實例200中的實例隔離閥14中之組件、部分及特徵的參考數字與圖1至圖6中之歧管隔離閥總成10中的實例隔離閥14中之相當的組件、部 分及特徵相同。
因此，現主要參看圖9、圖14及圖16，當空氣或其他氣體壓力經導引穿過口131至氣動汽缸129中時，汽缸129中之氣動壓力將氣動力133施加於活塞130上以向上推動活塞130使其遠離閥座226，其中力足以克服彈簧114對閥桿116之壓縮力，藉此使閥桿116及閥關閉構件118向上移動而遠離閥座226以打開該閥。自活塞130移除氣動壓力允許壓縮彈簧114使閥桿116及閥關閉構件118強制退回至閥座226上以關閉該閥，如圖10及圖15中所說明。閥關閉構件118上之閥密封件120被擠壓於閥關閉構件118與閥座226之間以密封關閉之閥。閥桿116及閥關閉構件118之上文所描述之向上及向下移動使得波紋管128沿著閥14之縱軸150縱向地收縮及擴張。波紋管128之收縮及擴張改變由波紋管128圍封之空間的體積，因此如最佳地在圖16中所見，由閥蓋142組件中之適當凹槽或孔提供將由波紋管128圍封之空間連接至外部大氣之空氣導管152，以防止在閥桿116及關閉構件118向上及向下移動時由波紋管128圍封之空間中的空氣被壓縮及解壓縮，其將禁止快速及不足的閥操作。
亦如上文所提及，隨著閥關閉構件118向上及向下移動以打開及關閉閥，可伸縮地擴張及收縮之防護罩20的可移動圓柱形防護罩區段144相對於固定圓柱形防護罩區段140向上及向下移動，其中安裝於可移動防護罩區段144中之導向環146在固定防護罩區段140之外部表面141上向上及向下滑動。固定防護罩區段140之頂部經密封(例如，藉由熔接)至閥蓋142，且可移動防護罩區段144之底部經密封(例如，藉由熔接)至關閉構件118，以防止閥腔室210中(或在圖1至圖6之歧管26中的共同閥腔室110中)之侵蝕性氣體及其他氣體進入由防護罩20(亦即，由固定及可移動防護罩區段140、144)圍封之空間，以保護彼空間中之波紋管128免遭此等氣體損害。亦如上文所提及，可在由防護罩20圍封之空間中維持 氣體之可選正(較高)壓力，以防止侵蝕性氣體及其他氣體或氣體媒介粒子自閥腔室210(或在圖1至圖6之歧管26中的共同閥腔室110中)在導向環146周圍或穿過導向環146洩漏且至由防護罩20圍封之空間中。如最佳地在圖16中所見，用以提供此正壓力之氣體可經導引至由防護罩20圍封之空間中，例如經由閥蓋142中之接頭連接件154及氣體導管156。
來自CVD製程之流出物中的一些氣體冷凝及/或一起反應以在表面上沉積固體，該等固體可積聚於前級管道、閥及在反應腔室下游之其他組件(圖7)的內表面上。在固定防護罩區段140之外表面上的尤其是固體材料之此冷凝或沉積可干擾，且在不緩解的情況下最終阻礙或停止導向器146在固定防護罩區段140上之滑動移動或造成導向器146的破壞性磨損及降級。在實例隔離閥14中，例如，如圖18中所說明，可藉由將氣體自由防護罩20圍封之內部空間吹過介於固定及可移動防護罩區段140、144之間的環形開口157(如由圖18中之氣體流動箭頭160所指示)而提供此緩解。導向環146與固定防護罩區段140之外表面141之間的窄環形間隙158可促進且增強此緩解，如下文所解釋。如最佳地在圖17中所見，間隙158為環形，幾乎圍繞固定防護罩區段140的整個周邊表面延伸，且僅由導向環146上之若干窄突起162中斷，該等突起162延伸以與固定防護罩區段140之界面連接環形表面141滑動接觸，以維持固定及可移動防護罩區段140、144之間的對準。窄間隙158充當環形噴嘴，環形噴嘴將快速通過間隙158之氣體導引為沿著在導向環146上方之固定防護罩區段140的外環形表面141之環形噴射氣流，以使閥腔室210(或圖1至圖6中之歧管26中的共同閥腔室110)中之較低壓力氣體遠離固定防護罩區段140之彼曝露的外環形表面141。因此，氣體之彼環形噴射禁止在與可移動防護罩區段144之滑動導向環146界面連接的固定防護罩區段140之環形表面141之曝露部分上沉積或冷凝固體材料。
當然，熟習此項技術者將認識到，導向環146可安裝於固定防護罩區段140中，而非在可移動防護罩區段144中，使得可移動防護罩144之內表面將在閥打開及關閉時在導向環146上滑動。或者，可不需要導向環146。若防護罩區段140、144經設定大小以在其之間提供適當大小之環形開口157以充當環形噴嘴，且若在防護罩區段20內部之空間中的氣體具備足夠壓力及流量，則可提供穿過環形開口157的充分環形氣體噴射，以禁止固體沉積材料形成於防護罩20表面上。又，可移動防護罩區段144之底部可為杯狀的，且以不能透過的方式附接至閥桿16，而非附接至關閉構件118，如圖15中之假想線144'所說明。此等修改將極小且一旦熟習此項技術者理解如本文中所描述之防護罩20的設備及功能，就易於由熟習此項技術者實現，使得不必以額外的圖式視圖來說明該等修改。固定防護罩區段140可經設定大小且經定位於可移動防護罩區段144之外而非可移動防護罩區段144之內，如圖19中所示之實例閥300中所說明。
除了不鏽鋼之外，防護罩區段140、144可由能抵抗可流經圖1至圖6中之閥腔室110或圖8至圖18中之閥腔室210的各種侵蝕性氣體或其他流體之其他材料製成。舉例而言，但非用於限制，鋁(Al)最初與NF3反應以形成稠密氟化鋁(AIF3)層，稠密氟化鋁(AIF3)層保護剩餘鋁材料以免進一步反應。因此，在將NF3用作蝕刻劑氣體之系統中，防護罩區段140、144為鋁可能係有益的，使得防護罩區段不會在流經閥10之NF3蝕刻劑氣體的存在下遭到侵蝕，其將使得防護罩區段能夠保護薄的不鏽鋼波紋管108免受NF3腐蝕。另一方面，若(例如)將CF4用作蝕刻劑氣體，則更能抵抗與CF4之反應的不同材料(例如，Haynes International,Inc.(Kokomo，Indiana)的高抗侵蝕性金屬合金HastalloyTM)可用於防護罩區段140、144。被視為抗侵蝕之其他材料包括鈦、鎳、InconelTM及熟習此項技術者已知的其他者。
在圖19中之實例閥300說明可實施可擴張及可收縮之防護罩的若干替代閥組件配置。在圖19中，閥300為通常打開之閥，而非上文所描述之實例通常關閉的閥具體實例12、14、16、200。舉例而言，閥300中之壓縮彈簧314經定位以將向上導引的力施加於關閉構件318上以使關閉構件318及閥密封件120移動遠離排出口334。為了使關閉構件318及閥密封件120移向排出口334以位於閥座326上，將加壓空氣或其他氣體導引至氣動活塞130上方的氣動活塞汽缸329中以對氣動活塞130提供向下導引之力333。在此實例中，在波紋管128內不存在彈簧，波紋管128將閥桿116及閥桿密封件119以真空密閉方式與閥腔室310隔離，使得經抽空閥腔室310不會曝露於閥桿密封件119或不會受來自氣動汽缸329之可能洩漏通過閥桿密封件119之大氣空氣或氣動氣體的損害。
在圖19中之實例閥300中的可擴張及可收縮之防護罩20具有經設定大小且經定位於可移動防護罩區段344之外而非可移動防護罩區段344之內的固定防護罩區段340。在此實例中之導向環346安裝於固定防護罩區段之內表面371上，且在可移動防護罩區段340之並置外表面373上滑動。在導向環346中之環形間隙358形成環形噴嘴，由防護罩320圍封之空間中的加壓氣體穿過該環形噴嘴作為穿過固定防護罩區段340與可移動防護罩區段344之間的環形開口357的環形氣體噴射流而沿著可移動防護罩區段344之外表面373吹送。沿著外表面373吹送的環形氣體噴射將流經閥腔室310之氣體及粒子吹離外表面373，以禁止來自在閥腔室310中流動之氣體的固體材料沉積或冷凝於外表面373上。
前述描述提供說明由所附申請專利範圍所界定的本發明之原理之實例。因為一旦熟習此項技術者理解了本發明，熟習此項技術者便將容易想到眾多微小的修改及改變，所以不意欲將本發明限於上文所展示及描述之精確實例構造及製程。因此，可採取屬於如由申請專利範圍所界 定之本發明的範疇內之所有合適的組合、子組合、修改及等效物。詞「包含」及「包括」在用於本說明書(包括申請專利範圍)中時意欲指定所陳述特徵、整體、組件或步驟的存在，但其並不排除一或多個其他特徵、整體、組件、步驟或其群組的存在或添加。在此描述及所附申請專利範圍中之術語上部、向上、下部、底部、頂部、下、向下、垂直、水平及其他方向性術語係參考圖式中所描繪之圖示定向，且在此描述中僅出於方便及清楚起見而使用，除非另有指示。該等術語並不意欲將實例閥總成10或閥12、14、16或單一閥具體實例200限於真實使用應用中之任何特定定向，且事實上，防侵蝕及沉積的隔離閥可經定位且用於任何所要定向中。
本發明及所主張具有排它特性或權利的數種實施方式係界定在申請專利範圍之中。

Claims (26)

  1. 一種用於選擇性地將在一前級管道中流動之一流體導引至複數個前級管道分支中的一或多者之歧管閥設備，其包含：一歧管閥本體，其圍封一歧管閥腔室，其中該閥本體具有：適用於流體流動連接至該前級管道之一進入口，其用於引導流體至該歧管閥腔室中之一流動；及適用於流體流動連接至各別前級管道分支之複數個排出口，其用於引導流體流動出該歧管閥腔室之外；複數個關閉構件，關閉構件中之每一者定位於該進入口與該等排出口中之一各別者之間的該歧管閥腔室中，且可在一打開位置和一關閉位置之間往返移動，其中：(i)在打開位置中，該關閉構件允許該歧管閥腔室中之流體流經該各別排出口且流出該閥腔室之外；(ii)在關閉位置中，該關閉構件防止流體流經該排出口；該等關閉構件中之每一者的致動器設備，該等致動器設備用於分別使該等關閉構件中之每一者在該各別關閉構件之該打開位置與該各別關閉構件的該關閉位置之間往返移動，該致動器設備為包含以下各者之一類型：一氣動活塞，其用於施加一用以移動該關閉構件之力以使該關閉在一個方向上移動；一彈簧，其用於施加一力以使該關閉構件在一相反方向上移動；及一波紋管，其經定位以藉由一真空密閉密封而將該歧管閥腔室與該氣動活塞隔離；及複數個可擴張及可收縮之防護罩，其經定位於該閥腔室中以使得每一致動器設備之至少該波紋管由該等可擴張及可收縮之防護罩中的一者以將至少該波紋管與在該閥腔室中流動之氣體分離的一方式環繞。
  2. 如申請專利範圍第1項之歧管閥設備，其中該等防護罩中之每一者包含：一固定防護罩區段，其自圍繞該波紋管之該歧管閥本體的一部分延伸朝向但並非一直至該關閉構件；及一可移動防護罩區段，其自該關閉構 件延伸而以一可移動方式與該固定防護罩區段之一外表面或一內表面界面連接，且使得該可移動防護罩區段可相對於該固定防護罩區段往復移動。
  3. 如申請專利範圍第1項之歧管閥設備，其中由圍繞該波紋管之該防護罩圍封的一空間可用一惰性氣體或其他氣體加壓至一高於該防護罩之外的該閥腔室中之一壓力之壓力。
  4. 如申請專利範圍第2項之歧管閥設備，其中在該固定防護罩區段及該可移動防護罩區段之並置表面之間存在一環形開口，且其中由圍繞該波紋管之該防護罩圍封的該空間可用一充分壓力及體積的惰性氣體或其他氣體加壓以產生自該防護罩內之該空間且穿過該環形開口至該防護罩之外的該閥腔室的惰性氣體或其他氣體之一環形噴射流。
  5. 如申請專利範圍第4項之歧管閥設備，其包括定位於該固定防護罩區段與該可移動防護罩區段之間的一導向環。
  6. 如申請專利範圍第5項之歧管閥設備，其中該導向環包括在該等防護罩區段中之一者的一界面連接表面上滑動之複數個突起。
  7. 如申請專利範圍第4項之歧管閥設備，其中該導向器提供在該導向環之一環形表面與該防護罩區段的該鄰近並置表面之間形成一環形噴嘴的一間隙。
  8. 如申請專利範圍第1項之歧管閥設備，其中該波紋管在該歧管閥本體與該關閉構件之間被真空密閉密封，且其中該防護罩將該波紋管與該歧管閥腔室隔離以防止該波紋管與流經該歧管閥腔室的流體之間的接觸。
  9. 如申請專利範圍第8項之歧管閥設備，其中：(i)該等氣動活塞中之每一者經定位於安裝於一安裝於該歧管閥本體上之各別閥蓋上的一各別汽缸外殼中，且連接至自該各別汽缸外殼中之該各別氣動活塞延伸穿過該各別閥蓋中之一孔隙且至該歧管閥腔室中的該各別關閉構件之一各別活塞桿；(ii)與每一氣動活塞相關聯之該各別波紋管以一真空密閉方式密封至 該各別閥蓋且至該閥腔室中的該各別閥桿或關閉構件；及(iii)該各別可擴張及可收縮之防護罩以將該波紋管與自該進入口流經該歧管閥腔室至該等排出口中之任一者的氣體隔離之一方式定位於圍繞該各別波紋管的該歧管閥腔室中，該可擴張及可收縮防護罩附接至該各別閥蓋且自該各別閥蓋向下延伸且至該各別關閉構件或閥桿，使得該各別可擴張及可收縮防護罩在該各別關閉構件朝向該各別排出口移動時擴張，且在該各別關閉構件移動遠離該各別排出口時收縮。
  10. 一種閥設備，其包含：一閥本體，其圍封一閥腔室，其中該閥本體具有供流體流動至該閥腔室中之一進入口及供流體流動到該閥腔室之外的一排出口；一關閉構件，其定位於該進入口與該排出口之間的該閥腔室中，該關閉構件可在一打開位置和一關閉位置之間往返移動，其中(i)在打開位置中，該關閉構件允許流體自該進入口流動且穿過該排出口到該閥腔室之外；(ii)在關閉位置中，該關閉構件防止流體流經該排出口；致動器設備，其包含：一氣動活塞，其用於施加一力以使該關閉構件移動至該打開位置；一彈簧，其用於施加一力以使該關閉構件移動至該關閉位置；及一波紋管，其經定位以藉由一真空密閉密封而將該活塞與該閥腔室隔離；及一可擴張及可收縮之防護罩，其以將該波紋管與在該閥腔室中流動之氣體分離的一方式定位於至少該波紋管周圍。
  11. 如申請專利範圍第10項之閥設備，其中該防護罩包含：一固定防護罩區段，其自圍繞該致動器設備之該閥本體的一部分延伸朝向但並非一直至該關閉構件；及一可移動防護罩區段，其自該關閉構件延伸而以一可移動方式與該固定防護罩區段之外部或內部界面連接，且使得該可移動防護罩區段可相對於該固定防護罩區段往復移動。
  12. 如申請專利範圍第10項之閥設備，其中由圍繞該波紋管之該防護罩圍封的一空間可用一惰性氣體或其他氣體加壓至一高於該防護罩之外的該閥腔室中之一壓力之壓力。
  13. 如申請專利範圍第11項之閥設備，其中在該固定防護罩區段及該可移動防護罩區段之並置表面之間存在一環形開口，且其中由圍繞該波紋管之該防護罩圍封的該空間可用一充分壓力及體積的惰性氣體或其他氣體加壓以產生自該防護罩內之該空間且穿過該環形開口至該防護罩之外的該閥腔室的惰性氣體或其他氣體之一環形噴射流。
  14. 如申請專利範圍第13項之閥設備，其包括定位於該固定防護罩區段與該可移動防護罩區段之間的一導向環。
  15. 如申請專利範圍第14項之閥設備，其中該導向環包括在該等防護罩區段中之一者的一界面連接表面上滑動之複數個突起。
  16. 如申請專利範圍第13項之閥設備，其中該導向器提供在該導向環之一環形表面與該防護罩區段的該鄰近並置表面之間形成一環形噴嘴的一間隙。
  17. 一種在一閥中保護一波紋管以免遭流經一閥腔室之粒子或侵蝕性氣體損害之方法，該閥具有：由具有一進入口及一排出口之一閥本體圍封的該閥腔室，該閥本體容許流體自該進入口流經該閥腔室至該排出口；在該閥腔室中之一關閉構件，其可在一打開位置與一關閉位置之間移動；連接至該關閉構件之一致動器，其用於使該關閉構件在關閉位置與打開位置之間移動；及該波紋管，其藉由對該關閉構件及對該閥本體之一真空密閉氣密密封而將該致動器與流體流動腔室分離，該方法包含：藉由提供圍繞在該閥腔室中之該波紋管定位於之一空間的一可擴張及可收縮之防護罩，防止流經該閥腔室之該等粒子或侵蝕性氣體進入該波紋管定位於之該空間。
  18. 如申請專利範圍第17項之方法，其包括將該可擴張及可收縮之防護罩定位於該閥腔室中之一位置中，該可擴張及可收縮之防護罩圍封該可擴張及可收縮之防護罩內的該波紋管定位於的該空間，且不會禁止在該可擴張及可收縮之防護罩之外的該閥腔室中的該流體自該進入口流動至該排出口。
  19. 如申請專利範圍第17項之方法，其包括對在該可擴張及可收縮之防護罩內部的該波紋管定位於之該空間加壓以具有高於該可擴張及可收縮之防護罩之外的該閥腔室之一壓力。
  20. 如申請專利範圍第19項之方法，其包括藉由以下方式而提供該可擴張及可收縮之防護罩：使一固定防護罩部分自圍繞該致動器之該閥本體的一部分延伸朝向但並非一直至該關閉構件，及使一可移動防護罩部分自該關閉構件延伸朝向但並非一直至圍繞該致動器之該閥本體的該部分且可相對於該固定防護罩部分伸縮滑動，使得該關閉構件朝向及遠離該排出口之移動藉由使該可移動防護罩部分相對於該固定防護罩部分往復移動而分別引起該可擴張及可收縮之防護罩的擴張及收縮。
  21. 如申請專利範圍第20項之方法，其包括將該可移動防護罩部分定位於該固定防護罩部分之外，以使得該可移動防護罩部分之一內表面沿著該固定防護罩部分之一外表面滑動。
  22. 如申請專利範圍第21項之方法，其包括將該可移動防護罩部分定位於該固定防護罩部分之內，以使得該可移動防護罩部分之一外表面沿著該固定防護罩部分之一內表面滑動。
  23. 如申請專利範圍第20項之方法，其包括用一惰性氣體流或空氣流來對該可擴張及可收縮之防護罩內的該空間加壓。
  24. 如申請專利範圍第23項之方法，其包括在該可移動防護罩部分與該固定防護罩部分之間提供一環形間隙以產生該惰性氣體或空氣之一環形噴 射，該惰性氣體或空氣自鄰近該可移動防護罩部分及該固定防護罩部分之各別並置表面的該環形間隙流動，以將該閥腔室中之該流體流動中的粒子或侵蝕性氣體吹離該可移動防護罩部分及該固定防護罩部分之該等並置表面。
  25. 一種閥設備，其包含：由具有一進入口及一排出口之一閥本體圍封的一閥腔室，該閥本體容許流體自該進入口流經該閥腔室至該排出口；在該閥腔室中之一關閉構件，其可在一打開位置與一關閉位置之間移動；連接至該關閉構件之一致動器，其用於使該關閉構件在關閉位置與打開位置之間移動；一波紋管，其藉由對該關閉構件及對該閥本體之一真空密閉氣密密封而將該致動器與流體流動腔室分離；及用於防止流經該閥腔室之粒子或侵蝕性氣體進入在該閥腔室中的該波紋管定位於之一空間之部件。
  26. 如申請專利範圍第25項之閥設備，其中用於防止流經該閥腔室之粒子或侵蝕性氣體進入在該閥腔室中的該波紋管定位於之該空間之該部件包括圍繞該波紋管定位於之該空間的一可擴張及可收縮之防護罩。
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