專利名稱：節(jié)能型閘閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在較高溫度下運行的工藝設(shè)備中所用的閥門，更具體地，涉及在其流體通道的至少一部分上具有輻射吸收涂層的閥門。
背景技術(shù)：
通常的閘閥結(jié)構(gòu)包括具有一流體通道和一閥座的閥殼、一可在流體通道的一開啟位置和一關(guān)閉位置之間移動的密封板、以及一用于使密封板在開啟位置和關(guān)閉位置之間移動的致動器機(jī)構(gòu)。密封板與閥座配合并將流體通道密封在關(guān)閉位置。密封板也可以從關(guān)閉位置移動到縮回位置，然后再直線地移至開啟位置。閥也可以在密封板處于部分開啟的位置時運行。閥殼可包括用于將閥與其它的系統(tǒng)部件相連的安裝凸緣。
閘閥適合于多種應(yīng)用。不同的應(yīng)用可涉及液體、氣體和真空。某些應(yīng)用涉及高溫氣體的控制。這種應(yīng)用的一個例子是在加工半導(dǎo)體晶片的設(shè)備中，諸如蝕刻和化學(xué)蒸汽沉積(CVD)系統(tǒng)。在這種類型的某些應(yīng)用中，閥被一外部源加熱，以使閥中的工藝氣相沉積達(dá)到最小。在現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，用一加熱器外套給閥加熱，以使其保持在一設(shè)定點溫度，諸如80℃。
在其它一些應(yīng)用中，在閘閥下游口上安裝有一高真空泵。這種高真空泵可以是一種低溫真空泵，通常工作在110K或更低的溫度。當(dāng)?shù)蜏卣婵毡糜糜诔樗途哂休^高溫度的工藝氣體時，會對低溫致冷裝置加上相當(dāng)大的熱負(fù)載。
在這類應(yīng)用中，要求節(jié)制能量浪費，從而節(jié)制運行成本。此外，某些國家對這樣的工藝系統(tǒng)還強(qiáng)制要求節(jié)省能量。因而，需要能實現(xiàn)能量節(jié)省的閥門結(jié)構(gòu)和制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，一種閥包括一閥殼，它具有一流體通道，該流體通道在一入口和一出口之間連通；一閥關(guān)閉件，它可在一阻斷流體通道的關(guān)閉位置和一從流體通道縮回的開啟位置之間移動；以及在閥殼的流體通道的至少一部分上的一輻射吸收涂層。
在一實施例中，閥殼包括若干凸緣，而輻射吸收涂層則設(shè)在各安裝凸緣的內(nèi)側(cè)表面上。涂層例如可以是黑鉻或一黑色陽極化表面。選用這種涂層是為了吸收熱輻射。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供一制造閥的方法。該方法包括以下步驟構(gòu)制一個閥，它具有一流體通道，當(dāng)閥開啟時，該通道可在一進(jìn)口和一出口之間傳送流體；以及，在所述流體通道的至少一部分上形成一輻射吸收涂層。
附圖簡介為更好地理解本發(fā)明，請參見附圖，其中

圖1是一工藝系統(tǒng)的框圖，該系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明一實施例的閘閥。
詳細(xì)描述包括本發(fā)明一實施例的閘閥的一工藝系統(tǒng)示于圖1，它是一高度簡化的示意框圖。閘閥10真空密封地連在工藝室12和真空泵14之間。工藝室12可以是一密閉的腔室，用于在一受控的環(huán)境中加工工件，諸如半導(dǎo)體晶片或連續(xù)的基底。通常，要求工藝室12與處于指定壓力范圍內(nèi)的特定工藝氣體一起工作。工藝室12可能在較高溫度下工作。僅作為例子，工藝室12可以是一化學(xué)蒸汽沉積室或一蝕刻室。真空室14可用于控制在工藝室12中的工藝環(huán)境，特別是控制在工藝室12中工藝氣體的壓力。作為舉例，真空泵14可以是一低溫真空泵或一渦輪分子真空泵。閘閥10將工藝室12可控地連接于真空泵14。
閘閥10包括一閥殼20、一密封板22和一致動器24。閥殼20包括一流體通道30，當(dāng)閥開啟時，通道30連通入口32和出口34。閥殼20還包括一入口安裝凸緣40和一出口安裝凸緣42，用于將閘閥10連接于工藝系統(tǒng)的部件。在圖1所示的例子中，入口凸緣40連接于工藝室的安裝凸緣44，而出口凸緣42則連接于真空泵14的安裝凸緣46。如本領(lǐng)域中公知的，每一安裝凸緣可包括多個供螺栓或其它緊固件用的孔，以及供彈性體密封環(huán)或其它密封器件用的圓形槽。閥殼20還包括一在關(guān)閉位置與密封板22接合的閥座50。
密封板22可通過致動器24在圖1中虛線所示的關(guān)閉位置和實線所示的開啟位置之間移動。在關(guān)閉位置，密封板22與閥座50相接合而阻斷流體流過流體通道30。在開啟位置，密封板22從流體通道30縮回，從而允許流體流過流體通道30?？傊y殼的結(jié)構(gòu)和操作是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。
在運行中，當(dāng)密封板22處于開啟位置時，工藝氣體，例如氬氣從工藝室12經(jīng)流體通道30流至真空泵14。工藝氣體可具有較高的溫度，例如500℃。加熱過的工藝氣體可能會對真空泵14或在閘閥10下游的其它部件產(chǎn)生不利的影響。例如，在真空泵14是一通常工作在110K或更低溫度下的低溫真空泵時，則加熱過的工藝氣體會對低溫真空泵的致冷器施加相當(dāng)大的熱負(fù)載。此外，在某些應(yīng)用中，閘閥可能要求工作在某一溫度設(shè)定點，諸如80℃，以限制工藝氣體在閘閥中沉積。在現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，閘閥一直是通過一加熱器外套來維持該設(shè)定點。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，流體通道30的某些或所有表面具有一輻射吸收涂層或覆層，以加強(qiáng)對來自加熱過的工藝氣體的熱輻射的吸收。再次參看圖1，一輻射吸收涂層或覆層60可涂布在入口凸緣40和出口凸緣42的內(nèi)側(cè)表面。相反，現(xiàn)有技術(shù)的閥通常具有一光亮的內(nèi)表面，它反射而不是吸收熱輻照。輻射吸收涂層或覆層的作用是減小在出口34處工藝氣體的溫度并增加閥殼20的溫度。因而，下游部件的熱負(fù)載得以減小。結(jié)果，可以采用較小的低溫致冷器或較低的冷卻水流率。此外，在要求閥工作在一較高的溫度以阻止工藝氣體沉積的情況下，只需要較少的能量來維持所需的溫度。通常，流體通道30的所有或部分內(nèi)側(cè)表面可具有所述輻射吸收涂層或覆層。輻射吸收涂層在本來是反射熱能的表面上時特別有效。
輻射吸收涂層被選擇來吸收來自工藝氣體的熱輻射。一般來說，具有粗糙表面的黑色涂層在吸收熱輻射方面是最有效的。此外，輻射吸收表面在長期工作壽命方面應(yīng)該是耐久的，并且在工作期間釋放的氣體很少。合適的輻射吸收涂層包括，但不限于，黑鉻和黑色陽極化表面。所述涂層通常的厚度在約0.001至0.005英寸的范圍內(nèi)，但不限于這一厚度范圍。輻射吸收涂層可通過無電鍍或電鍍涂布在流體通道的需要部分上。
利用在閘閥的安裝凸緣上的輻射吸收涂層，輻射吸收可以從光亮表面時的約5％增加到具有輻射吸收表面時的約95％。而與現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計相比，閥的整體吸收率可增加約40％。
可以理解，輻射吸收涂層的使用不限于閘閥，而是可用于任何輸送高溫氣體的閥的流體通道上。這樣的例子包括阻斷閥和蝶形閥。輻射吸收涂層可涂布在流體通道的全部或一部分上，以增強(qiáng)對來自流過閥的氣體的熱能的吸收。
以上已詳述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，可以對本發(fā)明作出許多修改而不背離其精神。因而，本發(fā)明的范圍不限于所圖示和描述的具體實施例，而是應(yīng)由所附權(quán)利要求及其等同內(nèi)容所確定。
權(quán)利要求
1.一種閥，它包括一閥殼，所述閥殼具有一連通一入口和一出口的流體通道；一閥關(guān)閉件，所述閥關(guān)閉件可在一阻斷所述流體通道的關(guān)閉位置和一允許流體流過所述流體通道的開啟位置之間移動；以及在所述閥殼的所述流體通道的至少一部分上的輻射吸收涂層。
2.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，所述閥殼包括用于連接于其它系統(tǒng)部件的安裝凸緣，并且所述輻射吸收涂層設(shè)在所述安裝凸緣的內(nèi)側(cè)表面上。
3.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，所述輻射吸收涂層包括黑鉻。
4.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，所述輻射吸收涂層包括一黑色陽極化表面。
5.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，所述輻射吸收涂層包括一黑色涂層。
6.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，所述輻射吸收涂層的厚度在約0.001至0.005英寸的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，所述輻射吸收涂層選擇用來吸收熱輻射。
8.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，所述輻射吸收涂層包括一高吸收率的涂層。
9.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，所述閥由一閘閥構(gòu)成，并且所述閥關(guān)閉件包括一密封板。
10.一種制造閥的方法，該方法包括下列步驟構(gòu)制具有一流體通道的閥，該流體通道用于在閥開啟時，在一入口和一出口之間傳送流體；以及在所述流體通道的至少一部分上形成一輻射吸收涂層。
11.如權(quán)利要求10所述的閥，其特征在于，所述制造閥的步驟包括在閥殼上構(gòu)制安裝凸緣，且所述形成輻射吸收涂層的步驟包括在安裝凸緣的內(nèi)側(cè)表面上涂布輻射吸收涂層。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述形成輻射吸收涂層的步驟包括在所述流體通道的至少一部分上涂布黑鉻。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述形成輻射吸收涂層的步驟包括形成一黑色陽極化表面。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述形成輻射吸收涂層的步驟包括在所述流體通道的至少一部分上涂布厚度在0.001至0.005英寸范圍內(nèi)的輻射吸收涂層。
15.一種閘閥，它包括具有一流體通道的閥殼，所述流體通道連通一入口和一出口，所述閥殼具有一入口凸緣和一出口凸緣；一密封板，它可在一阻斷所述流體通道的關(guān)閉位置和一從所述流體通道縮回的開啟位置之間移動；以及在所述入口凸緣和所述出口凸緣的內(nèi)側(cè)表面上的輻射吸收涂層。
16.如權(quán)利要求15所述的閘閥，其特征在于，所述輻射吸收涂層包括黑鉻。
17.如權(quán)利要求15所述的閘閥，其特征在于，所述輻射吸收涂層包括一黑色陽極化表面。
18.如權(quán)利要求15所述的閘閥，其特征在于，所述輻射吸收涂層包括一黑色涂層。
19.如權(quán)利要求15所述的閘閥，其特征在于，所述輻射吸收涂層的厚度在約0.001至0.005英寸的范圍內(nèi)。
20.如權(quán)利要求15所述的閘閥，其特征在于，所述輻射吸收涂層選擇用于熱輻射的高度吸收。
全文摘要
一種閥，它包括具有一連通一入口和一出口的流體通道的閥殼、一可在一關(guān)閉位置和一開啟位置之間移動的閥關(guān)閉件、以及在所述流體通道的至少一部分上的一輻射吸收涂層。輻射吸收涂層可設(shè)在閥的安裝凸緣的內(nèi)側(cè)表面上。所述涂層例如可以是黑鉻或黑色陽極化表面。
文檔編號F16K27/04GK1527914SQ02814098
公開日2004年9月8日 申請日期2002年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月13日
發(fā)明者S·R·馬特, W·G·福利, S R 馬特, 福利 申請人:凡利安股份有限公司