刘明潇，胡 亮，傅 新

(浙江大学 流体动力与机电系统国家重点实验室，浙江 杭州 310027)

引言

半导体、生物医药、电子级化工等领域面临工艺介质的超洁净流控需求，即实现介质输控的同时确保其不被金属、离子、颗粒物、细菌等污染，以保障后续工艺效果。以半导体集成电路制造中的浸没式光刻工艺为例：将半导体厂污水进行二次处理，形成超洁净的浸没液体，填充于硅片与物镜之间，形成液体镜头，从而实现超精密的纳米级线宽曝光。为此，要求浸没液体的输控过程中不能产生任何一个50 nm以上尺度的颗粒物，且金属、离子、细菌等污染物含量需保持在ppb甚至ppt级别，以确保曝光良品率与所制造器件性能[1-3]。此外，在上述领域中，大量工艺介质为强酸、强碱等腐蚀性液体。因此，要求其流控部件的流道材料耐腐蚀，且结构设计能避免腐蚀性液体外泄，以确保使用可靠性与安全性。阀是流体介质输控的核心部件，但传统阀由于其材料本身不耐腐蚀且会对介质产生金属污染，无法满足超洁净流控要求。传统球阀、闸阀、蝶阀的设计中，还通常设置有类似阀杆这样的传动部件，以实现阀芯或阀门被外部驱动，这导致其原理上难以消除动密封点，在频繁启闭过程中易产生外密封失效，导致内部介质与外界相通而引发污染与泄漏[4]。此外，阀的密封往往采用滑动摩擦副，该摩擦副需承受正压载荷以实现密封效果，导致其摩损和颗粒脱落较为严重，不能很好地适应超洁净的需求。……