专利名称：耐真空及高压有气体保护的可移动密封装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体工业机械制造设备元部件技术领域，具体指一种能耐真 空及高压有气体保护的可移动密封装置。
背景技术：
半导体材料和器件的生长制作已经有多年历史，由于其特殊要求，比如洁 净度、真空、高压以及特种气体使用等等对半导体机械的设计制造使用提出了
更高更复杂的要求。比如n-iv族化合物半导体的富荥生长，材料的生长温度
达到470'C左右，而融化所需温度更是达到50(TC以上，在这个温度下，母液 中富汞的蒸汽压达到接近lOatm.，生长过程中为了不使母液沸腾还需要腔体内 充入高压氢气或者惰性气体，氢气是一种可燃危险气体，若腔体密封不好会导 致腔体内的氢气和汞蒸汽流出，从而严重污染环境。在生长之前装样取样则需 要抽真空使生长腔体中不存在大气中的水分和灰尘，生长过程中更是需要升降 样品，以上的种种要求单独实现并不困难，如果同时需要一种装置完全满足这 些条件却提出了一个难题。工业中一般要求的密封方式采用的0型圈方式较 多，也有油封或者其他密封方式，但是O型圈无法满足多次升降的要求，而且 密封圈的材料一般易掉落杂质污染腔体和腔体中高纯材料。油封由于密封油脂 的挥发更是无法满足上述要求。同时，上述方法无法解决腔体内部有害气体泄 露的问题，氢气是易燃易爆气体，而汞蒸汽则会严重污染环境， 一旦发生泄露， 将会对生产安全和环境构成重大威胁。 发明内容鉴于上述半导体材料生产用机械提出的复杂的要求，本发明提出了一种能 耐真空及高压有气体保护的可移动密封装置。
本发明的装置如图l所示，该装置既能满足真空、高压的密封要求，还能 够进行上下移动，并且能够阻止有害气体的泄露。该装置的工作原理是当系 统抽真空的时候由下Y型密封圈6的上圈完成密封作用，当抽真空的时候，腔
体内压力要小于外部压力，这样受到气体压力的影响，下Y型密封圈6的上圈 就会朝外膨胀，里圈紧贴不锈钢旋转升降轴1，外圈则会紧贴外不锈钢套2， 真空度越高下Y型密封圈6和二者之间的密封程度越好;反之，若腔体内加压， 则下Y型密封圈6的下圈起到密封作用。上Y型密封圈3主要起到对保护气 体的密封作用，原理与Y型密封圈6相同。装置与密封高压腔体9的结合部位 不锈钢连接平台8由O型圈7来密封。
采用这种密封方法后，半导体材料生产用机械主要由一下几个方面的改
进
a) 机械运动灵活性增加，可以在高温状态下对该腔体内部件实现上下、 旋转功能，并不会对腔体的密封造成影响，也不会造成腔体内有害气 体泄露；
b) 增加了保护气体。再好的密封技术也无法完全阻止气体的逸出，可燃 可爆以及对人体危险的气体都会对环境造成影响，本装置增加了泄露 气体保护装置，这样即使腔体内有害气体有微量泄露的情况下也不会 污染环境。 —
c) 采用聚四氟乙烯制作的Y型密封圈3和6有非常好的耐磨性能，在机 械部件运动的情形下也不易掉落杂质和碎屑，保证了腔体内洁净材料 的纯度。
图l:耐真空及高压有气体保护的可移动密封装置结构原理图；. 图中 ——
1——不锈钢旋转升降轴； 、 2——不锈钢外套；
3——上Y型密封圈；
4——保护气体进气管；
5——保护气体出气管；
6——下Y型密封圈；
7——O型密封圈；
8——不锈钢连接平台；
9——高压腔体。
具体实施例方式
1)该装置是为满足高纯和高压环境的要求设计， 一般而言，装置中不 锈钢旋转升降轴1和不锈钢外套2都需要采用优质不锈钢1Crl8Ni9Ti制作， 并且不锈钢旋转升降轴1的外表面以及不锈钢外套2的内表面需要进行精细抛 光，要求表面粗糙度低于1微米，以使Y型密封圈3和6与两者紧密结合，达 到最好的密封效果；
2)上Y型密封圈3和下Y型密封圈6组合之间需要用聚四氟乙烯圈隔开， 以保证密封效果，选用聚四氟乙烯是为了防止在(1)升降旋转拉杆运动时既 不会而这摩擦产生划痕也不会因为掉落残渣污染腔体。在上Y型密封圈3上边 同样需要用聚四氟乙烯材料制作压圈，用于紧压上Y型密封圈，然后用不锈钢 压圈压住聚四氟乙烯圈，紧固在不锈钢外套2上。3) 上Y型密封圈3与下Y型密封圈6的两个Y型圈要背向放置，这样才 会起到应有的密封作用。
4) 保护气体管道均采用EP级不锈钢管道，保证洁净度的同时可以承受较 高压力。管道接头需采用VCR连接方式，该种连接方式可以拆卸并能够保证 高压下的气密性。
权利要求
1. 一种耐真空及高压有气体保护的可移动密封装置，它由可以上下升降和旋转的不锈钢旋转升降轴(1)、Y型密封圈(3)和(6)、O型密封圈(7)、不锈钢外套(2)和保护气体进气管(4)与保护气体出气管(5)构成，其特征在于所述的装置通过O型密封圈(7)与高压腔体(9)上的不锈钢连接平台(8)之间实现密封连接；不锈钢旋转升降轴(1)与不锈钢外套(2)之间由上Y型密封圈(3)和下Y型密封圈(6)来密封；不锈钢外套(2)上安装有可以通保护气体的进气管(4)和出气管(5)。
2. 根据权利要求1所述的一种耐真空及高压有气体保护的可移动密封装 置，其特征在于所述的不锈钢旋转升降轴(1)和不锈钢外套(2)采用 lCrl8M9Ti不锈钢材料。
3. 根据权利要求1所述的一种耐真空及高压有气体保护的可移动密封装 置，其特征在于所述的不锈钢旋转升降轴(1)的外表面和不锈钢外套(2) 的内表面的表面粗糙度低于1微米。
4.根据权利要求1所述的一种耐真空及高压有气体保护的可移动密封装 置，其特征在于所述的上Y型密封圈(3)和下Y型密封圈(6)各有两个 背向放置的Y形密封圈组成，上Y型圈(3)和下Y型密封圈(6)中间用聚 四氟乙烯圈隔开。
全文摘要
本发明公开了一种耐真空及高压有气体保护的可移动密封装置，其特征是装置与密封腔体的结合部位由O型圈密封，上下移动由连接移动机械部分的精抛光的不锈钢旋转升降轴完成，不锈钢旋转升降轴与外壁之间采用两组Y型密封圈进行密封，每组Y型圈可以独立完成对高压和真空的保持，当下方有高压存在时，由于压力的作用会使两组Y型圈中的朝下的一个向外扩张，从而紧贴外套和提拉杆的表面，压力越大，密封圈的接触面积就越大，结合的越紧密阻止气体流出。真空时则相反，两组密封圈中的上边的一只则起到密封作用。若气体有微漏时，有毒有害气体会随保护气体流入尾气，防止污染环境。
文档编号H01L21/00GK101447414SQ20081020456
公开日2009年6月3日 申请日期2008年12月15日 优先权日2008年12月15日
发明者张传杰, 徐庆庆, 杨建荣, 魏彦锋 申请人:中国科学院上海技术物理研究所