[发明专利]能够完全关闭的薄膜阀

说明书

本发明揭示一种流体阀(700)，其并入具有流体通道(766)的柱塞(760)。所述柱塞连接到耦合到薄膜(720)的轴毂(724)，此轴毂还包含流体通道(726)且所述柱塞与轴毂流体通道形成流体连通。所述轴毂流体通道贯通到阀腔穴(780)中的所述薄膜的背侧且允许所述阀中的所述薄膜后面的体积的大体上完全加压或抽空。所述薄膜后面的体积的大体上完全加压实现所述薄膜的完全关闭且改进所述薄膜与阀座(712)的接触，借此改进所述阀的性能。

相关申请案

2016年4月1日申请的第62/317,299号美国临时专利申请案根据35 U.S.C.§119规定特此主张优先权利。第62/317,299号美国临时专利申请案的揭示内容的全文为所有目的而以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及流体系统。更特定来说，本发明涉及流体系统的阀。更具体来说，本发明涉及薄膜阀及能够完全关闭的高精度薄膜阀。

背景技术

许多应用需要精确控制由流体系统施配或移动的流体的量或速率。举例来说，在半导体处理中，控制光化学物质(例如光致抗蚀剂化学物质)施加于半导体晶片的量及速率至关重要。在处理期间施加于半导体晶片的涂层通常需要以埃为单位进行测量的跨越晶片的表面的扁平度。处理化学物质施加于晶片的速率必须被控制以确保处理液体均匀地施加。此外，如今用于半导体行业中的许多光化学物质非常昂贵，通常一公升需花费1000美元。因此，优选地确保使用最小但足够数量的化学物质且化学物质不由泵送装置损坏。

为实现这些目标，用于此类化学物质的流体系统的一些设计依靠薄膜阀对处理流体进行移动或施加压力。液压或气动压力通常用以控制薄膜的一侧上的压力以引起阀的薄膜移动，借此打开或关闭阀且使流体移动通过系统。

特定来说，这些薄膜阀可利用捕获或以其它方式保留在阀腔穴中的外边缘周围的薄膜。接着，液压或气动压力可施加于薄膜的背侧以打开或关闭薄膜阀。然而，通常，致动压力不均匀地施加于薄膜的背侧。特定来说，致动压力可直接施加于薄膜的薄膜中心部分处。相应地，通过将足够致动压力施加于薄膜的此中心部分而使薄膜移动或固持于关闭位置中，从而迫使流体从阀腔穴且关闭流体流动路径。

这些类型的薄膜阀具有若干问题。一个主要问题是可能难以实现这些类型的薄膜阀的完全关闭。更具体来说，在关闭位置中，阀的薄膜应完全抵靠阀腔穴的阀座。然而，实现此完全安座较困难，因为在此类阀设计中致动压力仅直接施加于薄膜的中心，同时薄膜保留在外周边周围。因此，薄膜可能没有完全抵靠阀座且可在薄膜的中心部分(其中直接施加致动压力)与薄膜的保留外周边之间的一或多个区域中从阀座凸出。这些凸出可截阻空气或处理流体，从而引起气泡或凝胶的形成。气泡或凝胶可引起若干问题发生，包含增加并入此类阀的泵的起动时间、促进粒子产生、流体不从并入这些阀的流体系统施配、难以清洁并入此类阀的流体系统、流体系统的较差流体处置特性或其它有害影响。这些类型的阀所特有的问题会因为一些半导体过程中所使用的高粘度流体而进一步加剧。

发明内容

期望通过允许阀的薄膜完全安座而实现完全关闭的薄膜阀。相对于本发明应理解，使用术语完全关闭及完全安座意味着指示实现空气或流体从薄膜与阀座之间的比薄膜阀的先前设计大的抽空的关闭或安座，薄膜阀的先前设计缺乏本发明的实施例的有利特征。

为此及其它目的，如本文所揭示的薄膜阀可通过允许致动压力较均匀或完全施加于薄膜的一或多个部分的背侧实现完全关闭。具体来说，如本文所揭示的薄膜阀的某些实施例可具有形成于薄膜组合件的部分中的流体通道，从而允许薄膜的背侧与压力源(例如加压致动流体的源)之间的流体连通。更特定来说，在某些实施例中，形成于薄膜组合件中的流体流动通道允许致动流体流动到薄膜的中心部分与薄膜的保留外边缘之间的薄膜后面的阀腔穴的部分。因此，致动流体可直接对薄膜的背侧施加压力，从而迫使薄膜完全抵靠阀座且因此完全关闭阀。