半导体领域(yu)里截(jie)止阀应用(yong)

    在(zai)多领(ling)域(yu)核(he)心(xin)控(kong)制元件的深度(du)剖(pou)析(xi)在工(gong)业(ye)生(sheng)产和各类(lei)基础设(she)施(shi)中(zhong)，截止阀(fa)是保障(zhang)流(liu)体介(jie)质(zhi)有(you)效(xiao)控制的(de)关(guan)键(jian)设(she)备之一。它(ta)凭(ping)借(jie)截(jie)断(duan)或接(jie)通管路(lu)中(zhong)介质(zhi)流(liu)动(dong)的(de)基(ji)础功能(neng)，广泛(fan)应(ying)用于(yu)半(ban)导体、石油化工(gong)、电力(li)、制(zhi)药(yao)、食品(pin)饮(yin)料等(deng)多个(ge)领域(yu)，且因各领(ling)域(yu)工(gong)况需(xu)求(qiu)不(bu)同(tong)，在(zai)设计、材(cai)料(liao)选用(yong)、型号规(gui)格(ge)等(deng)方面(mian)呈现出多(duo)样(yang)化(hua)的(de)特点(dian)。

截止阀的(de)工作(zuo)原(yuan)理与(yu)基本结构(gou)

（一）工作(zuo)原(yuan)理(li)：基于(yu)阀(fa)瓣与(yu)阀(fa)座的(de)相(xiang)对运动，当(dang)阀杆(gan)旋(xuan)转时(shi)，带(dai)动(dong)阀(fa)瓣(ban)上(shang)升(sheng)或下降，阀(fa)瓣离(li)开(kai)阀座，阀门开(kai)启，介质便可(ke)通(tong)过；阀瓣(ban)紧(jin)密压(ya)在(zai)阀座上(shang)时(shi)，阀门(men)关闭(bi)，截断(duan)介(jie)质流(liu)动(dong)。这(zhe)种(zhong)简单(dan)而(er)有效的控制(zhi)方(fang)式，使得(de)截止(zhi)阀能(neng)够(gou)精(jing)确地(di)调(diao)节和(he)控制管(guan)道内流(liu)体的通(tong)断。

（二）基(ji)本结构(gou)

1. 阀(fa)体：作(zuo)为截(jie)止(zhi)阀的主(zhu)体(ti)结构，用于(yu)容纳其(qi)他(ta)部(bu)件(jian)，并与(yu)管(guan)道(dao)连接。阀(fa)体(ti)的(de)形状(zhuang)和尺(chi)寸根据不同的应用(yong)场(chang)景(jing)和(he)口(kou)径(jing)要(yao)求而(er)有所(suo)差异，常(chang)见(jian)的有直通式、角式等。

阀(fa)体材(cai)料的选择至(zhi)关重要，需(xu)根据(ju)介(jie)质(zhi)特性、工作(zuo)压力(li)和温(wen)度等因素(su)确定，如(ru)在(zai)高(gao)温(wen)高(gao)压的工(gong)况(kuang)下(xia)，常采(cai)用铸钢(gang)、锻(duan)钢等(deng)材料；在(zai)耐腐(fu)蚀(shi)要求较高的(de)场合(he)，会(hui)选用不(bu)锈钢、塑(su)料(liao)等材(cai)料(liao)。

2. 阀盖(gai)：安装(zhuang)在阀体顶(ding)部，与(yu)阀(fa)体共同构成(cheng)一个(ge)封闭的(de)空(kong)间，保护内部的阀杆、阀瓣(ban)等部件。阀盖(gai)与阀(fa)体的(de)连(lian)接(jie)方(fang)式(shi)有法兰(lan)连(lian)接、螺(luo)纹连(lian)接和(he)焊(han)接等，不同(tong)的(de)连(lian)接(jie)方式适用(yong)于(yu)不(bu)同的工作(zuo)压力和(he)温度(du)范(fan)围。

3. 阀杆：连(lian)接(jie)手轮或执行(xing)机(ji)构与(yu)阀(fa)瓣(ban)，通过(guo)旋(xuan)转阀杆实现(xian)阀(fa)瓣(ban)的(de)升(sheng)降运动。阀杆(gan)需(xu)要具(ju)备(bei)足(zu)够的(de)强度(du)和刚性(xing)，以(yi)承受操作(zuo)力和(he)介质(zhi)压(ya)力，同时要保(bao)证良(liang)好(hao)的直(zhi)线(xian)度和表(biao)面光洁度，确保(bao)阀瓣运动的平稳性(xing)和密(mi)封(feng)性(xing)。

4. 阀瓣(ban)：直(zhi)接(jie)与介质接触(chu)，是实(shi)现阀门开(kai)启和(he)关(guan)闭(bi)的(de)关(guan)键(jian)部(bu)件(jian)。阀瓣的形状(zhuang)有(you)平(ping)板(ban)形(xing)、柱塞形、流(liu)线(xian)形等(deng)多种(zhong)，不同形(xing)状(zhuang)的(de)阀(fa)瓣适用于(yu)不(bu)同(tong)的(de)介质(zhi)和(he)工况(kuang)。

例如(ru)，平(ping)板形(xing)阀(fa)瓣(ban)结构简单，适(shi)用于一般(ban)的介(jie)质(zhi)和工况；流线(xian)形阀瓣则(ze)能减(jian)少流体阻力，适(shi)用于(yu)对(dui)流(liu)量(liang)要(yao)求较高的(de)场合。

5. 密封件：包(bao)括阀座密封(feng)面(mian)和(he)阀杆密封(feng)处(chu)的密(mi)封件。阀(fa)座(zuo)密封面通(tong)常采(cai)用金属密(mi)封(feng)或(huo)非(fei)金属(shu)密(mi)封，金属(shu)密(mi)封(feng)适用于高(gao)温(wen)高(gao)压的工况(kuang)，具(ju)有(you)较高的密封(feng)性能(neng)和(he)耐(nai)磨(mo)性(xing)；非金(jin)属密(mi)封(feng)则(ze)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的柔韧性(xing)和(he)密(mi)封(feng)性，适用于低温、腐蚀(shi)性(xing)介质(zhi)等工(gong)况。

阀(fa)杆(gan)密封处(chu)常用的密封件有填(tian)料(liao)密封(feng)和波纹(wen)管(guan)密封(feng)，填(tian)料密封(feng)结(jie)构简(jian)单、成本(ben)低，但(dan)存(cun)在一(yi)定(ding)的泄漏(lou)风(feng)险；波(bo)纹管密(mi)封(feng)则能(neng)实(shi)现(xian)零泄漏(lou)，适(shi)用(yong)于(yu)对(dui)泄漏要(yao)求(qiu)严格(ge)的场(chang)合，如半导体、制药(yao)等(deng)行业(ye)。

二(er)、截止(zhi)阀(fa)在半(ban)导(dao)体(ti)领(ling)域(yu)里的应(ying)用

（一(yi)）应用(yong)环境特(te)点与特(te)殊要求半(ban)导体制(zhi)造(zao)是一个(ge)高(gao)度(du)精密且对环境要求极为苛刻(ke)的过(guo)程。在芯片(pian)制造过(guo)程中，哪(na)怕是(shi)极其微小(xiao)的(de)颗粒污染(ran)物(wu)都(dou)可能导(dao)致芯(xin)片(pian)性(xing)能(neng)下降(jiang)甚至报废(fei)。

因此，应(ying)用于(yu)半导(dao)体(ti)领域(yu)的(de)截止阀(fa)必须(xu)具备超高的(de)洁净(jing)度，阀门内部(bu)表面(mian)要经(jing)过(guo)特殊处(chu)理，确保无(wu)颗(ke)粒(li)脱(tuo)落。

同(tong)时，半(ban)导(dao)体(ti)工艺对(dui)气(qi)体或液(ye)体(ti)的流(liu)量控(kong)制(zhi)精(jing)度要(yao)求极(ji)高(gao)，截(jie)止阀需要能够(gou)实现(xian)精准的(de)流(liu)量(liang)调(diao)节(jie)，以(yi)保证(zheng)工艺的稳定(ding)性和(he)一(yi)致性。此(ci)外(wai)，快速的响应能力也(ye)是关键(jian)，在(zai)工(gong)艺切(qie)换(huan)时(shi)能(neng)够迅速(su)准确(que)地(di)控(kong)制介质的(de)通断。

（二(er)）常(chang)用(yong)型(xing)号(hao)规(gui)格(ge)及技(ji)术参(can)数(shu)

以(yi)半导体行业里常用的截(jie)止阀(fa)品(pin)牌为例：

1. 世(shi)伟洛(luo)克（Swagelok）SS - 400系列- 规(gui)格(ge)：该系列截止(zhi)阀(fa)的(de)公称通(tong)径(jing)范(fan)围一(yi)般(ban)为(wei)1/8” - 1”，能(neng)够(gou)满足(zu)半(ban)导(dao)体(ti)制造中(zhong)常(chang)见的管(guan)道连(lian)接(jie)需(xu)求。

- 技术参(can)数：阀门(men)的(de)泄(xie)漏(lou)率极(ji)低，可(ke)达(da)到(dao)10⁻⁹ std cm³/s He（氦气），这(zhe)一(yi)指标(biao)确保了在(zai)高要(yao)求的半(ban)导(dao)体(ti)工艺(yi)中，气(qi)体(ti)介(jie)质不会出(chu)现(xian)泄(xie)漏(lou)现(xian)象(xiang)，保证了(le)工(gong)艺环境(jing)的纯(chun)净(jing)度(du)。

工(gong)作(zuo)压力(li)范(fan)围(wei)可(ke)达10,000 psi（约(yue)68.95 MPa），可适(shi)应不同(tong)压(ya)力(li)等级(ji)的(de)气(qi)体(ti)输(shu)送(song)系统。阀(fa)门(men)的开启(qi)和关(guan)闭时间(jian)极短(duan)，通(tong)常(chang)在(zai)毫秒(miao)级(ji)，能够(gou)快速(su)响(xiang)应(ying)工(gong)艺控(kong)制(zhi)信号。

2. 德国沃(wo)德（WODE）VSS系(xi)列- 规格(ge)：公称(cheng)通(tong)径涵盖了(le)1/8” - 1”，有VCR、卡套、螺纹等多(duo)种(zhong)连接方式(shi)，压(ya)力从(cong)1000PSI到6000PSI不(bu)等，产品均(jun)为电解抛(pao)光(guang)、满(man)足(zu)EP、BA等级别(bie)要求(qiu)。为(wei)半(ban)导(dao)体(ti)生(sheng)产线(xian)上的多种管道布(bu)局提(ti)供了(le)多种规格的选(xuan)择(ze)。技术参数(shu)：密(mi)封性(xing)能卓(zhuo)越，泄漏(lou)率(lv)可(ke)低(di)至(zhi)10⁻¹⁰ std cm³/s He。工(gong)作(zuo)温度范(fan)围(wei)为 - 40℃至350℃，能够适(shi)应半导(dao)体(ti)制造(zao)过程(cheng)中(zhong)可能(neng)出现的不同温度(du)工(gong)况(kuang)。

该(gai)系列阀(fa)门(men)的流(liu)量(liang)系(xi)数（Cv值）经过(guo)精(jing)心(xin)设计，在(zai)保证密(mi)封性的同(tong)时(shi)，确(que)保(bao)了(le)良好(hao)的(de)流量控制性(xing)能(neng)，满(man)足半(ban)导(dao)体(ti)工艺对流(liu)体流量(liang)的(de)精确要求。

（三）典型(xing)应(ying)用场景(jing)

1、光刻(ke)工艺(yi)：光刻是(shi)半(ban)导体制(zhi)造(zao)中(zhong)至(zhi)关(guan)重(zhong)要的环节(jie)，需要(yao)精(jing)确控(kong)制光刻(ke)气(qi)体(ti)的流(liu)量(liang)和(he)通断(duan)。截(jie)止阀(fa)安(an)装在光刻(ke)气(qi)体输(shu)送(song)管道上，能(neng)够(gou)根据光刻工艺的(de)要(yao)求(qiu)，快速、准确地(di)开(kai)启(qi)和(he)关(guan)闭，确(que)保(bao)光刻气体(ti)在(zai)合适(shi)的(de)时间(jian)以(yi)精确的流量(liang)进(jin)入(ru)光刻(ke)设(she)备，从(cong)而保证(zheng)光(guang)刻图案(an)的精(jing)度和(he)质(zhi)量(liang)。

2、 刻蚀(shi)工艺：在(zai)刻(ke)蚀(shi)过(guo)程(cheng)中，需要使(shi)用(yong)各(ge)种(zhong)腐蚀性(xing)气体(ti)对(dui)硅片(pian)表面(mian)进行(xing)蚀(shi)刻(ke)。截(jie)止(zhi)阀用于(yu)控制(zhi)这(zhe)些腐(fu)蚀(shi)性气体的输(shu)送，其(qi)超(chao)高的(de)洁(jie)净(jing)度(du)和良好(hao)的耐腐蚀性，能够(gou)防(fang)止(zhi)阀(fa)门(men)内(nei)部(bu)的(de)污(wu)染(ran)物(wu)进(jin)入(ru)刻蚀(shi)系(xi)统，同(tong)时(shi)确保在长(zhang)期接(jie)触腐蚀(shi)性气体的(de)情况(kuang)下，阀门的性(xing)能(neng)不(bu)受影响(xiang)，保(bao)证刻蚀工艺(yi)的稳(wen)定(ding)性和(he)一(yi)致(zhi)性。

3、湿(shi)制程(cheng)工艺(yi)：在清(qing)洗(xi)、显(xian)影等(deng)湿(shi)制(zhi)程(cheng)中，截(jie)止(zhi)阀(fa)用(yong)于控制化(hua)学(xue)试剂(ji)的流(liu)动。由(you)于(yu)化(hua)学(xue)试剂通常具(ju)有(you)腐(fu)蚀性(xing)，且(qie)对流(liu)量(liang)控制精度要求较(jiao)高(gao)，半导(dao)体(ti)专(zhuan)用截(jie)止(zhi)阀能(neng)够(gou)满(man)足这些(xie)要求(qiu)，确保(bao)化(hua)学试剂(ji)在(zai)合适(shi)的(de)时间(jian)以准(zhun)确(que)的流(liu)量输(shu)送(song)到硅(gui)片表(biao)面，实现(xian)高(gao)效(xiao)、精(jing)确(que)的湿(shi)制(zhi)程(cheng)处(chu)理(li)。