[发明专利]具有可更换的隔离保护装置的耐等离子体密封组件

说明书

技术领域

本发明涉及具有可更换的隔离层的密封组件，所述隔离层保护弹性密封件免于直接暴露于等离子体。

背景技术

在用于制造电子元件例如半导体器件的设备中，所用的弹性体密封元件必须满足异常严格的性能要求。具体地说，密封件常常暴露于反应性等离子体、腐蚀性净化气体和高温下，上述情况可能引起弹性体的变质，同时造成物理性质的损失和产生残留材料，所述残留材料可能沾污所制造的半导体器件。

通常，在半导体制造设备内将暴露于等离子体中的弹性体部件是用全氟弹性体、含氟弹性体或硅橡胶弹性体制造，因为它们对反应性等离子体有天然的抵抗性(以递减顺序列出)。然而，当暴露于反应性等离子体中时，即使是全氟弹性体也随着时间推移而退化变质。密封寿命与暴露环境的严重程度和与等离子体环境的接近程度有关。

另一些人通过明智的选择化合添加剂改善了全氟弹性体密封件的抗等离子体性。例如，Legare(美国专利No.5696189)用金属填料代替碳黑，并在他的弹性体密封件组成中包括二氧化钛和酸性接受体。Katsuhiko等人(JP3303915B2)在弹性体密封件组成中应用细粒度的氧化铝。上述两个专利都揭示了密封件改善了抗等离子体侵袭性和减少了残留物形成。

用于保护橡胶密封件免受等离子体侵袭的另一种方法是在等离子体和橡胶密封件之间放置牺牲用保护装置。牺牲用保护装置通常用耐等离子体侵袭的材料或者当材料受侵袭或消耗时不遗留有害颗粒物的材料制造。这些材料包括聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯与全氟(丙基乙烯基醚)(PFA)的共聚物、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)和聚酰亚胺。在使用时，这种保护装置从橡胶密封件安装于其上的主体延伸到接触橡胶部件形成密封件的主体。

市售密封组件和隔离保护装置组件包括在制造组件时必须安装的粘合的橡胶密封件和连续的环形隔离。无论是粘合的橡胶密封件，还是隔离保护环，都不能很容易地在该范围内更换。因此，无论是隔离层还是橡胶密封件当必需更换时，必须更换整个组件。尽管这些组件保护了主要的橡胶密封件并延长了总的密封寿命，但它们要求更换整个密封件和隔离保护装置组件，因此花钱更多。理想情况是尽量减少可消耗的成本而同时保持与密封组件和隔离保护装置组件有关的密封寿命。

美国专利No.5722668公开了一些弹性密封件，所述弹性密封件至少部分地被保护环覆盖，上述保护环保护弹性体免受等离子体侵袭，直到保护装置被等离子体侵蚀贯穿为止。当保护装置侵蚀贯穿发生时，弹性体密封件和保护环二者必须更换。

美国专利No.6245149B1公开了一些弹性密封件，所述弹性密封件用隔离保护装置保护免受等离子体侵袭，上述隔离保护装置是线性条带(Strand)，该线性条带具有带缺口的滑动式连接的两端。保护装置安排在与弹性体密封件相同的沟槽内密封件与等离子体之间的位置中。最后，等离子体将侵蚀贯穿保护装置，且保护装置和弹性体密封件二者必需更换。

EP1087157A2公开了弹性体密封件-隔离保护装置组件的各种不同的实施例。在所有实施例中，密封件和保护装置都处在同一沟槽内接触。一个实施例是弹性体保护装置具有一附接到其外表面上的隔离保护装置。另一些实施例应用实际上不与弹性体密封件接合的保护装置。在所有情况下，当隔离层已侵蚀贯穿时，密封件和隔离保护装置二者都必须更换。

在动态缝阀(slit valve)或闸阀的门密封应用中，上述两种设计不切实际，因为在阀作用期间，难以在同一沟槽中得到密封件和保护装置。

美国专利No.6764265B2公开了一种阀，所述阀具有若干弹性密封件，该弹性密封件由隔离保护装置保护免受等离子体侵袭。密封件和保护装置安装在阀座上，而不是安装在阀闭合物上，并且如此定向，以便从等离子体源的直接视线除去。隔离保护装置和弹性密封件位于分开的沟槽中。密封件和保护装置实际上可以粘合到阀座上，或者它们可以通过在缺口、沟槽、或其它零件内位移实际上固定到阀座上。当密封件或隔离层必需更换时，将密封件和保护装置粘合到阀座上要求更换阀座。

发明内容

本发明的一方面是密封组件，所述密封组件包括：闭合组件，所述闭合组件具有第一和第二沟槽；弹性体密封件，所述弹性体密封件安装在上述第一沟槽中；和可更换的隔离条带，所述隔离条带可拆卸式安装在上述第二沟槽中，因而上述隔离条带保护上述弹性体密封件免于直接暴露于反应性等离子体中。