[发明专利]多叶片节流阀

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于处理系统的阀。具体地，本发明涉及用于真空系统的节流阀。

背景技术

已设计多种不同类型的阀用于真空处理系统。阀的类型包括闸阀、蝶阀、多叶阀等。一些闸阀设计成具有打开和关闭位置以使气态流体能完全流过该阀或没有气态流体流过该阀。蝶阀设计相对简单，但实现线性传导响应的能力有限。多叶阀相较蝶阀提供更精确的控制。

多叶阀的一个例子在美国专利6,293,306(Brenes,2001)中描述。该专利公开了一种节流闸阀，其包括直立的、通常矩形的阀壳。在阀壳内定位有可线性移动的闸阀，用于堵住在阀壳下部形成的贯通开口。气动执行机构组件用于在打开和关闭位置之间移动闸阀。节流阀组件室形成阀壳的下侧、构成贯通开口的框架及包括一组可旋转定位在贯通开口内的节流叶片。驱动执行机构用于旋转叶片并包括驱动执行机构室和用于控制节流叶片的位置的电动机。驱动执行机构由驱动执行机构伸入阀壳内部处的波纹管护罩密封。

另一类型的多叶阀为由MeiVac,Inc、以“Vari-Q”为商标销售的节流阀。MeiVac节流阀包括圆形阀室，其包含多个反向旋转的、三角形（即馅饼形）叶片，这些叶片通过低摩擦线缆驱动系统而互相连接。

还有一种类型的多叶阀为由Ferrotec(USA)Corporation、以“Temescal”为商标销售的固定定位的叶片阀，零件号码为0627-0624-0。该多叶阀并非真正意义的阀，因为所有叶片均处于30-45度范围的固定位置，其与低温泵流体连通。这些叶片中的每一个钎焊到横越所有叶片的不锈钢管上。这些叶片用作热屏蔽并将热量传给不锈钢管，其包含在其中流过的冷却水。图1A和1B示出了前述固定多叶阀的例子，分别示出了冷却管和多个固定叶片之间的结构关系的正视图和截面侧视图。

发明内容

真空处理系统通常具有常用于制造计算机芯片的处理室类型及真空泵，其用于排空处理室。高真空泵通常在低于等离子体处理压力的压力下运行。所有多叶阀试图实现对处理环境进行更大的控制及保护高真空泵免于发热及避免碎屑进入处理室。多叶阀通过调节处理室中的气体量以跨该阀产生压差从而使真空泵能在高真空水平下运行同时保持处理室中正确的处理压力而进行工作。具有可旋转叶片的多叶片节流阀通过跨多叶阀的全部运行范围提供线性控制而对处理室中的正确的处理压力提供更大的控制。现有技术多叶片节流阀的缺点在于其防护高真空泵免受发热和/或碎屑影响的能力有限。

本发明的目标在于提供用在真空处理系统中的、能够提供全范围线性传导控制的多叶片节流阀。本发明的另一目标在于提供能够执行为用于真空泵的热屏蔽的多叶片节流阀。本发明的又一目标在于提供其为具有叶片冷却能力的热屏蔽的多叶片节流阀。本发明的另一目标在于提供具有简化的、用于保持叶片室和大气侧之间的真空密封完整性的结构的多叶片节流阀。

本发明通过提供用于控制真空泵浦口的传导及避免真空泵暴露于碎屑和热量的多叶片节流阀而实现这些及其它目标。

在一实施例中，用于真空处理室的多叶片节流阀包括具有暴露于真空处理室的内部和暴露于大气压的外部的节流室主体，该节流室主体形成用于控制真空处理室内的真空的贯通开口，多个可旋转叶片安装在贯通开口内以控制气体流过该贯通开口，其中每一可旋转叶片包括与其流体连通并沿其纵向设置的冷却流体通路及包括设置在节流室主体的外部上并与其连接的驱动机构以旋转多个可旋转叶片从而改变工艺气体的流动。

在本发明的另一实施例中，冷却流体通路为沿可旋转叶片纵向设置的冷却管道。

在本发明的进一步的实施例中，冷却管道选自下组：直管、正弦曲线形管、方波形管、一对纵向管道并在一端具有连接该对纵向管道的横向管道、在内管和外管之间形成流路的一对同心管道、及纵向热管。

在本发明的另一实施例中，多个可旋转叶片中的每一叶片串行互连以形成单一连续流路。

在本发明的另一实施例中，驱动机构包括驱动臂、固定连接到每一可旋转叶片的旋转臂、及使一可旋转叶片的旋转臂与串联的相邻可旋转叶片的旋转臂枢轴连接的连杆臂，其中一连杆臂连接到驱动臂。

在本发明的另一实施例中，旋转臂的一端连接到可旋转叶片及另一端连接到连杆臂。

在本发明的另一实施例中，节流阀包括连到多个可旋转叶片中的每一叶片的碎屑罩。

在本发明的另一实施例中，节流室主体包括第一法兰模板、第二法兰模板及连接在第一法兰模板和第二法兰模板之间的叶片室外壳，其中叶片室外壳包含多个可旋转叶片。