具有腐蚀抑制件的密封结构和方法技术

一种防护抑制结构使用在Ｏ形圈密封结构中以限制反应性物质与Ｏ形圈接触。该结构支撑在腔通道中以暴露于反应性物质。Ｏ形圈被压缩从而周向地将防护环形结构朝向腔内部进一步偏压入腔通道构造，以限制反应性物质与Ｏ形圈的接触。该通道构造可使用变窄的表面结构，抑制结构被促使抵靠该结构。该抑制件可包括响应于被偏压入腔通道构造而进行变化的环形结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及O形圏密封件，具体地涉及用于密封腐蚀材料的O形 圈密封件。
技术介绍
在各种半导体处理应用中(以及其他非半导体相关应用中)，使用静态 密封保持所需的密封完整性。密封完整性由密封件保持多种状态的能力进行 限定，包括(a)在处理环境中或者邻近处理环境处的压差或者所需的环境 隔离程度-受控的外界环境；和/或(b)所需的清洁程度(通过在O形圈降 解副产品中是否产生颗粒和/或污染进行限定)。静态密封的一种关键部件是 O形圈。0形圈一^:是环形曲面或者环形轮胎形状的部件，总体采用弹性体、 碳氟化合物或者其他热塑性材料以及金属模制而成。在许多应用情况下(包 括半导体制造应用中)，o形圈大部分时间暴露至反应性物质(化学原子团 或者离子或者中性物质或者这些物质的特定组合)、高能和/或高密度量子和/ 或热能，它们与O形圏产生反应，导致O形圈降解并且提前损坏。当前应 对O形圏降解的工业方案包括采用抵抗反应性物质、高能和/或高密度量子 和热降解作用的材料来制造O形圏。这造成O形圈的价格非常昂贵，并且 经常无法满足所需的使用寿命、清洁度和热应用温度。O形圈降解过程一般导致O形圏材料经受化学粘合中的变化，该化学粘 合会产生一种或多种失效机理。失效机理由热、化学和沖击反应促使。O形 圈失效形式包括颗粒化(由基本O形圈材料的降解产生颗粒)；O形圈材 料腐蚀和O形圈的聚合物组分的断裂二者都可造成密封完整性的损失。O形 圈失效会由先前的失效机理的一种或多种造成。降解处理可由O形圈材料的加热而被加速。O形圈的加热通常是处理环境的直接和/或非直接加热的结 果。在O形圈上导致O形圈腐蚀、颗粒化和/或断裂的化学反应通常被称为 O形圈的"蚀刻"。在o形圏的大多数应用中，o形圈表面的特定部分暴露至能够降解o 形圈的环境。例如，下述o形圈/密封件概念描述相应于o形圏的典型应用， 其中，o形圈的特定部分暴露至可能导致o形圈的密封完整性下降的有害环境中。O形圈压盖(gland)与反应处理环境之间的连接可以较小，但是反应性 物质会扩散入O形圈压盖，在这里，它们会与O形圈进行反应，导致O形 圈随着时间降解。图7a-c是表示现有技术面密封O形圈结构的示意图，总体由附图标记 IO示出。反应性处理环境12通过使用简单的O形圈密封件(O形圈16与 简单O形圈凹槽或压盖18结合)来与周围环境14隔离开。在采用"面"密 封件的大多数情况下，该密封件是静态密封类型，形成面密封压盖的表面之 间彼此不进行移动。在图7a中，O形圈16夹持在第一部件20与第二部件 22之间以施加压缩O形圈的力24，由此在形成压盖18的部件表面之间形成 密封。力24可由相对于第二部件22压缩第一部件20而产生。在图7b中，O形圈表面的部分30具有通向包含反应性物质32的反应 性处理环境12的路径。在图7c中，反应性处理环境中的反应性物质32已 经扩散入O形圈凹槽敞开空间并且已经将O形圏16蚀刻至O形圈将马上失 效的点。现有技术包含尝试保护O形圈免受反应性物质影响的许多其他方案。例 如， 一种方案尝试提供一种用于限制O形圈暴露至反应性物质的抑制件。具 体的实例记载在美国专利No. 6,245,149中，下文称为，149专利。该专利教 导一种依赖面密封构造以保护O形圈的抑制件。在这一方面，可见该抑制件 仅仅插入容纳O形圈的压盖或凹槽内的O形圈附近并且位于O形圈内。因 此，O形圈压盖如所示不需要进行具体的改变，除了为该抑制件提供空间。 该抑制件和O形圏二者如所示以腔盖与主体之间的并排关系独立地被压缩， 没有提及O形圈与抑制件之间响应于压缩力的接触或配合。此外，该专利考 虑采用至少可经受纵向收缩的材料形成并且很大程度上考虑了该抑制件的 相对端的构造具有"可滑动地连接"的结构，以补偿该抑制件的纵向收 缩。，149专利的结构被认为是相对于处理这种复杂因素诸如收缩抑制件元件以及限制于面密封结构提出较大的挑战。相关技术的前述实例和与其相关的限制仅仅是示例性的而不是独占的。 本领域技术人员通过阅读说明书和研究附图可明了相关技术的其他限制。
技术实现思路
本专利技术的下述实施例和方面是结合意在举例而不是限制范围的系统、工 具和方法进行说明和示出的。在各种实施例中，已经减少或者消除了一种或 多种上述问题，而其他实施例意在进行其他改进。一种防护/腐蚀抑制件和相关的方法使用在O形圈密封结构中以防止腐 蚀性和/或反应性物质接触O形圈。在本公开内容的一个方面中，抑制件可 通过各种结构被推入密封间隙中。当被推入密封间隙中时，该抑制件有效地减小了反应性物质与o形圈的接触，例如实现o形圈寿命的延长和/或能够 使用成本更低的o形圈材料。在本公开内容的另一方面，第一腔部分和第二腔部分处于接合位置，用 于在所述接合位置配合地为所述腔结构限定腔内部以及用于在所述接合位 置配合地为所述腔结构限定从外部引至所述腔内部的通道构造。密封结构将 所述通道构造密封在接合位置。该密封结构包括支承在所述通道构造中以暴露至所述反应性物质的防护环形结构，以及同样设置在通道构造中的O形 圏，该O形圏邻近于并且直接位于所述通道构造中的所述防护环形结构的外 部，使得所述O形圏被压缩从而沿周向弹性地朝向所述腔内部将防护环结构 进一步偏压入通道构造，由此限制所述反应性物质从所述腔内部通向O形圈。在本公开内容的另一方面，腔包括具有密封表面的第一腔部分。第二腔 部分具有以与所述第一腔部分的所述密封表面成锐角进行设置的锥形表面。 腐蚀抑制件抵靠所述密封表面和所述锥形表面设置。 形圏抵靠所述密封表 面设置并且由第一和第二腔部分支承以向所述腐蚀抑制件施加偏压力，使得 所述腐蚀抑制件同时接合所述密封表面和所述锥形表面。腐蚀性物质抵靠所述腐蚀抑制件与所述O形圈相反地定位，所述腐蚀性物质对于所述O形圈是腐蚀性的。在本公开内容的另 一方面，记载一种用于O形圈密封结构的腐蚀抑制件和相关方法。该结构包括环形结构，该环形结构限定(i)适于设置在第一腔部分的密封表面上的第一表面区域，(ii)适于抵靠第二腔部分的锥形表面设 置的第二表面区域，所述锥形表面以与所述密封表面成锐角进^f亍设置，(iii) 适于从O形圈接收偏压力的第三表面区域，使得所述腐蚀抑制件跨过所述锐 角同时接合所述密封表面和所述锥形表面，所述腐蚀抑制件形成为响应于所 述弹性偏压力改变环形结构，从而延迟反应性物质到达邻近O形圏。在一个 特征中，腐蚀抑制件使用弹性材料形成。在另一特征中，腐蚀抑制件使用相 对于弹性偏压力基本上为刚性的材料形成，并且限定具有一宽度的间隙，该 宽度响应于偏压力中的变化进行改变，从而实现腐蚀抑制件的环形移动。在 另一特征中，该间隙形成为沿穿过腐蚀抑制件的方向所切的斜面，提供使反 应性物质穿过间隙行进所需的细长路径。除了上述示例性方面内容和实施例，可参照附图和下述说明清楚的至其 ^也方面和实施例。附图说明本专利技术公开内容可参照下述详细说明并结合下述附图进行理解。图la是示出具有根据本专利技术构造的密封结构的腔结构的示意性剖面平 面图。图lb是在图la的实施例中的密封区域的进一步放大示意图，示出具有 三角形腐蚀抑制件的O形圈。图2是示出示出具有密封结构具有圆形腐蚀抑制件的0形圈的另 一 实施 例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用在使用至少一种反应性物质处理至少一个基板的处理设备中的腔结构，所述腔结构包括：　用于接合位置的第一腔部分和第二腔部分，以用于在所述接合位置配合地为所述腔结构限定腔内部以及用于在所述接合位置配合地为所述腔结构限定从外部引至所述腔内 部的通道构造；以及　用于将所述通道构造密封在接合位置的密封结构，所述密封结构包括（ｉ）支承在所述通道构造中以暴露至所述反应性物质的防护环形结构，以及（ｉｉ）同样设置在通道构造中的Ｏ形圈，该Ｏ形圈邻近于并且直接位于所述通道构造中的所述防 护环形结构的外部，使得所述Ｏ形圈被压缩从而沿周向弹性地朝向所述腔内部将防护环结构进一步偏压入所述通道构造，由此限制所述反应性物质从所述腔内部通向Ｏ形圈。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁朱克，丹尼尔J迪瓦恩，勒内乔治，约瑟夫T胡格，文森特C李，
申请(专利权)人：马特森技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]