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CN120473408A - 用于气体输送的模块部件系统 - Google Patents

用于气体输送的模块部件系统

Info

Publication number
CN120473408A
CN120473408A CN202510548100.6A CN202510548100A CN120473408A CN 120473408 A CN120473408 A CN 120473408A CN 202510548100 A CN202510548100 A CN 202510548100A CN 120473408 A CN120473408 A CN 120473408A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
port
cell substrate
gas cell
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202510548100.6A
Other languages
English (en)
Inventor
约翰·福尔登·斯顿夫
达米安·隆
中岛诺曼
卡尔·弗雷德里克·利瑟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lam Research Corp
Original Assignee
Lam Research Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lam Research Corp filed Critical Lam Research Corp
Publication of CN120473408A publication Critical patent/CN120473408A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H10P72/0402—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/003—Housing formed from a plurality of the same valve elements
    • H10P72/0604—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Valve Housings (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)
  • Compressor (AREA)

Abstract

在一实施方案中，所公开的设备是用于气体输送箱中的至少一个气体基元基板。所述至少一个气体基元基板中的每一者具有至少一个位置，气体输送部件将安装在所述至少一个位置上。所述至少一个位置具有形成于所述气体基元基板的主体中的至少一个气体输送部件入口端口和气体输送部件出口端口。包含气流路径的至少一对第一镗孔分别形成在所述气体输送部件的位置的上游侧和下游侧。公开了其他设备和系统。

Description

用于气体输送的模块部件系统
本申请是申请号为202080043581.0，申请日为2020年4月14日，申请人为朗姆研究公司，发明创造名称为“用于气体输送的模块部件系统”的发明专利申请的分案申请。
优先权主张
本申请要求于2019年4月15日申请的、名称为“Modular-component system forgas delivery,”的美国专利申请序列No.62/834,241的优先权，其全部内容都通过引用合并于此。
技术领域
本文公开的主题涉及在半导体及相关产业中使用的各种不同类型的设备。更具体而言，本公开的主题涉及用于制造或维修气体输送箱的部件，该气体输送箱用于输送，例如，在半导体处理设备中使用的气体以及使用各种不同类型气体的其他类型的设备所使用的气体。
背景技术
气体板或气箱在半导体制造设备中使用于输送多种气体至真空处理室以沉积或蚀刻在基板上的膜。这些气箱包含多个气体质量流量控制器(MFC)，每一气体类型对应于一或多个MFC。MFC及该MFC的相关部件(例如，阀、调节器、过滤器、以及相似类型的气体输送部件)经常安装于“气棒”上且耦合在一起。一般而言，使用许多气棒(例如，三至三十以上)以提供必要的气体至半导体处理工具的处理室。在处理工具上，每一运行可能需要不同的气体、流量和压力。
因为终端用户对处理类型、气体类型及流量、晶片厂(fab)的作业需求、传感器数据需求、等等，有多种多样的需求，气箱通常对每一终端用户及每一处理应用高度地定制。目前最先进的高纯度气流技术可能使用表面安装气流部件的整合气体系统(IGS)。该IGS装置使用许多小型、高度模块化的零件，以组成气棒。因为气棒具有有限的成组的配置，所述成组的配置在气棒彼此间重复，所以相同配置的许多小型、高度模块化的零件可能一遍又一遍地重复。目前的系统具有过多的模块化，允许大量的配置，但这些配置中仅有一小部分曾经使用。这些系统需要长时间来组装、整合和测试，且容易出错。这意味着快速的定制气箱的配置是不可能的。必须追踪和存储更多的库存行项目。此外，任何设计的档案化耗费过多的时间。在最先进的三维CAD模型化系统中，每一部件需要模型化且接着被约束在该气箱的组件中。因为在目前的IGS系统中有许多部件，因此气箱的设计耗费过多的时间。该过多的设计和建造时间意味着在用于半导体处理工具的气箱的高度定制化的现实中，目前系统的成本是过高的。
因此，在此所述的多种实施方案中，本公开的主题描述了被用于快速组装多种气棒类型的有限数量的基元基板。
提供在本节中描述的信息，以给本领域技术人员提供以下公开的主题的背景，且不应视为被承认的现有技术。
发明内容
在一示例性实施方案中，本公开的主题描述了用于气体输送箱中的至少一个气体基元基板，其中所述至少一个气体基元基板中的每一者包含：至少一个位置，气体输送部件将安装在所述至少一个位置上，所述至少一个位置包含形成于所述气体基元基板的主体中的至少一个气体输送部件入口端口和气体输送部件出口端口，本公开的主题的示例性实施方案还包含气流路径的至少一对第一镗孔，其分别形成在所述气体输送部件的位置的上游侧和下游侧。
在另一示例性实施方案中，本公开的主题描述了在气体输送箱中的标准背板上使用的多个气体基元基板，所述多个气体基元基板中的每一者包含：至少一个位置，气体输送部件将安装在所述至少一个位置上，所述至少一个位置包含形成于所述气体基元基板的主体中的至少一个气体输送部件入口端口和气体输送部件出口端口，所述气体基元基板被配置成使所述气体输送部件将仅从所述气体基元基板的最上表面进行安装；包含气流路径的至少一对第一镗孔，其分别形成于所述气体输送部件的位置的上游侧和下游侧，在所述多个气体基元基板中的至少一些中，所述至少一对镗孔至少部分地布置在与其他镗孔的横剖面分离的横剖面中，两个横剖面都布置在所述气体基元基板的主体中；以及至少一个端口，其选自包含位于所述多个气体基元基板中的至少一些中的清扫端口和气体分流端口的端口。
在另一示例性实施方案中，本公开的主题描述了一种气体基元基板，其包含：设施入口，其含有气体接头部件；所述气体基元基板具有气体分流端口、清扫端口和出口端口，所述气体分流端口、清扫端口和出口端口中的每一者被配置为通过顶歧管互连机制而与其他气体基元基板或其他位置耦合；所述气体基元基板被配置成接纳气体输送部件，所述气体输送部件包含二端口上锁/挂牌(LOTO)阀、调节器、转换器、过滤器、额外的二端口阀和三端口阀；所述气体基元基板进一步具有包含气流路径的至少一对第一镗孔，所述至少一对第一镗孔分别形成在所述气体输送部件中的每一者的位置的上游侧和下游侧；以及所述气体基元基板具有约28.6mm的宽度、约33.8mm的总高度、约239.5mm的总长度、在相邻气体输送部件之间的约30.5mm的中心至中心的间隔，以及当与相邻气体基元基板一同被布置时被配置成具有约30.5mm的节距距离。
在另一示例性实施方案中，本公开的主题描述了一种气体基元基板，其包含：设施入口，其含有气体接头部件；所述气体基元基板具有气体分流端口、清扫端口和出口端口，所述气体分流端口、清扫端口和出口端口中的每一者被配置为通过顶歧管互连机制而与其他气体基元基板或其他位置耦合；所述气体基元基板被配置成接纳气体输送部件，所述气体输送部件包含二端口上锁/挂牌(LOTO)阀、额外的二端口阀和三端口阀；以及所述气体基元基板进一步具有包含气流路径的至少一对第一镗孔，所述至少一对第一镗孔分别形成在所述气体输送部件中的每一者的位置的上游侧和下游侧；以及所述气体基元基板具有约28.6mm的宽度、约33.8mm的总高度、约148.0mm的总长度、在相邻气体输送部件之间的约30.5mm的中心至中心的间隔，以及当与相邻气体基元基板一同被布置时被配置成具有约30.5mm的节距距离。
在另一示例性实施方案中，本公开的主题描述了一种气体基元基板，其包含：所述气体基元基板具有入口端口和出口端口，所述入口端口和所述出口端口中的每一者被配置为通过顶歧管互连机制而与其他气体基元基板或其他位置耦合；所述气体基元基板被配置成接纳气体输送部件，所述气体输送部件包含第一二端口阀和第二二端口阀；以及所述气体基元基板进一步具有包含气流路径的至少一对第一镗孔，所述至少一对第一镗孔分别形成在所述气体输送部件中的每一者的位置的上游侧和下游侧；以及所述气体基元基板具有约28.6mm的宽度、约33.8mm的总高度、约99.5mm的总长度、在相邻气体输送部件之间的约30.5mm的中心至中心的间隔，以及当与相邻气体基元基板一同被布置时被配置成具有约30.5mm的节距距离。
在另一示例性实施方案中，本公开的主题描述了一种气体基元基板，其包含：所述气体基元基板具有入口端口和出口端口，所述入口端口和所述出口端口中的每一者被配置为通过顶歧管互连机制而与其他气体基元基板或其他位置耦合；所述气体基元基板被配置成接纳能在没有单独的出口阀的情况下进行安装的质量流量控制器；以及所述气体基元基板进一步具有包含气流路径的至少一对第一镗孔，所述至少一对第一镗孔在所述入口端口和所述出口端口之间形成；以及所述气体基元基板具有约28.6mm的宽度、约33.8mm的总高度、约44.5mm的总长度，以及当与相邻气体基元基板一同被布置时被配置成具有约30.5mm的节距距离。
在另一示例性实施方案中，本公开的主题描述了一种气体基元基板，其包含：所述气体基元基板具有入口端口、清扫端口和出口端口，所述入口端口、所述清扫端口和所述出口端口中的每一者被配置为通过顶歧管互连机制而与其他气体基元基板或其他位置耦合；气体输送部件，其包含二端口阀和三端口阀；以及所述气体基元基板进一步具有包含气流路径的至少一对第一镗孔，所述至少一对第一镗孔分别形成在所述二端口阀和所述三端口阀中的每一者的位置的上游侧和下游侧；以及所述气体基元基板具有约28.6mm的宽度、约33.8mm的总高度、约118.0mm的总长度，以及当与相邻气体基元基板一同被布置时被配置成具有约30.5mm的节距距离。
在另一示例性实施方案中，本公开的主题描述了一种气体基元基板，其包含：所述气体基元基板具有入口端口、额外的端口和出口端口，所述入口端口、所述额外的端口和所述出口端口中的每一者被配置为通过顶歧管互连机制而与其他气体基元基板或其他位置耦合；气体输送部件，其包含第一二端口阀和第二二端口阀，所述气体基元基板被配置成在相反方向上安装多达两个质量流量控制器；以及所述气体基元基板进一步具有包含气流路径的至少一对第一镗孔，所述至少一对第一镗孔分别形成在所述第一二端口阀和所述第二二端口阀中的每一者的位置的上游侧和下游侧；以及所述气体基元基板具有约28.6mm的宽度、约33.8mm的总高度、约118.0mm的总长度，以及当与相邻气体基元基板一同被布置时被配置成具有约30.5mm的节距距离。
在另一示例性实施方案中，本公开的主题描述了一种气体基元基板，其包含：所述气体基元基板具有入口端口和出口端口，所述入口端口和所述出口端口中的每一者被配置为通过顶歧管互连机制而与其他气体基元基板或其他位置耦合；气体输送部件，其包含二端口阀；以及所述气体基元基板进一步具有包含气流路径的至少一对第一镗孔，所述至少一对第一镗孔分别形成在每一所述二端口阀的位置的上游侧和下游侧；以及所述气体基元基板具有约28.6mm的宽度、约33.8mm的总高度、约118.0mm的总长度，以及当与相邻气体基元基板一同被布置时被配置成具有约30.5mm的节距距离。
附图说明
图1显示了使用本公开的主题的各种不同实施方案的气体输送箱的一示例性实施方案的三维视图；
图2A根据本公开的主题显示了串联耦合的、且以气体输送部件填充的一些气体基元基板的一示例性实施方案的三维视图；
图2B根据本公开的主题显示了以气体输送部件填充的一系列的气体部件基元基板的示例性实施方案的平面图；
图3A至3D显示了各种不同类型和尺寸的可配置的气体部件的基元基板的示例性实施方案；
图3E至3G显示了各种不同类型和尺寸的具有集成阀的气体部件基元基板的示例性实施方案；
图3H-A和3H-B显示了图3A至3D的各种不同大小的可配置的气体部件的基元基板和图3E至3G的具有集成阀的气体部件基元基板的具体示例性实施方案；
图3I显示了用于确定例如图3A的基元基板的基板至基板的距离(节距距离)的一示例性实施方案；
图3J-A及3J-B显示了用于确定例如图3A的基元基板高度的一示例性实施方案；
图3K显示，用于确定例如图3A的基元基板长度的一示例性实施方案；
图3L根据本公开的主题显示了多种不同的实施方案的串联安装于一气体部件基元基板上的气体输送部件的一示例性布置的一示例的平面图；
图4A至4C显示了根据图3A的设施入口基元基板的额外细节，该设施入口基元基板被用作例如将气体供应源与图1的气体输送箱耦合的设施入口；
图5A和5B显示了根据图3C的双二端口阀基元基板的额外细节，该双二端口阀基元基板被用于安装例如清扫气体入口阀和清扫气体转换器；
图6A至6C显示了根据图3E的双阀基板的额外细节，该双阀基板例如与关断阀和清扫阀的组合一起使用；
图7A和7B显示了根据图3F的双二端口阀基板的额外细节，该双二端口阀基板被用于例如安装两个质量流量控制器；
图8A和8B显示了根据图3G的单二端口阀基板的额外细节，单二端口阀基板被用作单个关断阀；
图9显示了典型的二端口阀的一示例，其用于说明如何确定气体部件基元基板中的不同气体部件基元基板的宽度；
图10A和10B显示了用于说明如何确定气体部件基元基板中的不同气体部件基元基板的高度的示例；
图11显示了现有技术的底出口歧管系统；以及
图12根据本公开的主题显示了各种不同实施方案的顶歧管系统的示例。
具体实施方式
现在将参考一些普遍和具体的如在各个不同的附图中所说明的实施方案详细说明本公开的主题。在后续的描述中，为了提供对本公开的主题的详尽理解而阐述了许多具体细节。然而，对于本领域技术人员而言，显而易见的是，本公开的主题可以在不具备这些特定细节中的一些或全部情况下实行。在其他实例中，公知的处理步骤、构造技术、或结构未被详细描述以免模糊本公开的主题。
本公开的主题的一种创新可被用于形成与(例如)半导体处理工具一起使用的任何公知的气箱或气体板的唯一最小组合、以及减少的或最小尺寸的基元基板。目前的系统对于按订单集成(ITO)的组装方案的有效设计和构建气箱而言具有太多的自由度(例如，过度的模块化)。如在此所公开的，使用七个气体歧管的基板基元的气体系统设计的多种实施方案，该基板基元可被配置成使得用于任何半导体处理工具的任何的气体输送系统可以被构建。该七个基板基元是以使得其能被改装成现有气体输送箱的尺寸和使得大部分或全部可能的部件布置成为可能的特征进行生产。
一旦被组装，基板基元就被安装至标准背板上，该标准背板通常对任何公知的气棒配置是通用的。外壳、系统接口以及驱动该处理气体阀的气动库(pneumatic bank)也是标准化的以及通用的。因此，该气箱的设计仅需要将少数的标准部件进行放置以及限制在模型中以产生新的气箱组件。此硬件结构的标准化及用于形成该气体连结的基元的有限集合节省了大量的设计时间。对该气箱的构建而言，所有的硬件结构部件、基元基板和气体流部件可以采购并且保存在仓库。因此，气箱的制造的前置时间可以(例如)从8到12周减少为1到2周。
现在参考图1，其显示了使用本公开的主题的多种实施方案的气体输送箱100的一示例性实施方案的三维视图。如本领域技术人员所能理解的，该气体输送箱100可从若干来源取得。该气体输送箱100可被配置成容纳一些气体输送通道以向(例如)如在半导体及相关产业中使用的各种不同类型的蚀刻和沉积设备(例如基于等离子体的蚀刻和沉积设备)的一或多个设备气体入口供给线路供给气体。例如，在多种实施方案中，该气体输送箱100可被配置为少于10个通道、10到20个通道、或多于20个通道，其中每一通道可以与多种气体供应源(例如多种前体气体)耦合。该气体输送箱100包含背板101，本公开的主题的各种部件可被固定(例如，以螺丝锁紧或其他物理或化学连接或粘附)至该背板101上，如以下更详细描述的。该气体输送箱100被显示为包含以气体输送部件(如，阀、质量流量控制器、压力转换器、压力调节器、等等)填充的多个气体部件基元103。所述气体部件基元基板中的多种在以下详述。
标准的气体输送箱(如气体输送箱100)可维持不变且可从而直接实现在此所述的该气体部件基元基板。该背板101、外壳、印刷电路板、电缆、气动库和其他部件(并非所有的以上部件都必然显示)各自都是本技术领域中公知的。
图2A根据本公开的主题显示了若干气体部件基元基板的一示例性实施方案的三维视图200，该若干气体部件基元基板串联耦合且以气体输送部件填充。如图2A中所布置的，该气体部件基元基板和气体输送部件包含在图1的气体输送箱100中使用的气体输送通道。因此，图2A的三维视图200仅呈现为本公开的主题的一示例性实施方案的概貌。在阅读及理解本公开的主题之后，本领域技术人员将认识到该气体输送通道的部分可能全部或部分与其他气体输送通道的其他部分组合(例如，串联、并联、或多种串并联组合)。图2A的多种气体部件基元基板在以下详述。
在该示例性实施方案中，该三维视图200被显示为包含二端口阀基元基板201和设施入口基元基板207。该二端口阀基元基板201被显示为包含二端口阀203(例如，开关气动阀)。质量流量控制器205从二端口阀基元基板201桥接至设施入口基元基板207。因此，质量流量控制器205从该设施入口基元基板的出口端口(未明确地显示在图2A中)横跨至该二端口阀基元基板201的入口端口(也未明确地显示在图2A中)。该设施入口基元基板207和该二端口阀基元基板201中的每一者，在以下分别参考图4A至4A以及图8A和8B详述。图2A的三维视图200还显示为包含清扫阀209、清扫端口211、质量流量控制器入口阀213、气体分流端口215、过滤器217、转换器219、调节器221、上锁/挂牌(LOTO)阀223和气体接头部件225。
清扫阀209和清扫端口211使得清扫气体(如，氮、氧、氩、各种不同类型的前体气体、等等)能清扫质量流量控制器205。该气体分流端口215使得额外的气体流能流入或流出该设施入口基元基板207(在过滤器217和质量流量控制器入口阀213之间)。清扫阀209、清扫端口211、气体分流端口215和其他中的每一者可以通过顶歧管互连机制与其他基元基板或其他位置耦合，以下参考图12详述。
质量流量控制器入口阀213针对质量流量控制器205提供额外的隔离手段(例如，额外的开关阀)。该过滤器217可以包含使用点过滤器以移除由过滤器217的上游处的一或多个部件(如，阀、调节器、等等)所掉落的大于特定切面尺寸直径的大部分或全部的颗粒状污染物。转换器219可以包含压力转换器。在多种实施方案中，调节器221是压力调节器，其提供该气体通道所使用的几乎恒定的压力。
在阅读和理解所公开的主题之后，本领域技术人员将认识到并非所有这些部件(如，阀、MFC、过滤器等等)都会在所有应用中使用或需要。本领域技术人员还将认识到气体元件基元基板的其他应用可以包含这些基板中的额外基板以及在基元基板上或与其一起所安装或包含的其他部件。
LOTO阀223是针对考虑人身安全和设备安全的应用所设计的。例如，在美国，职业安全与健康管理局(OSHA)主管各工业标准，其包含在设备维护时将机械或设备停止运作以防释放出危险物质(如危险气体)的能力。在世界上大多数的国家或区域中，存在着相似的政府机关。
举例而言，LOTO阀223可被用于避免在维护程序期间(例如，从一或多个气体部件基元基板替换一或多个部件)可能对人身安全或机械安全及作业特别有害的一或多种气体的释放。在一具体示例中，本领域技术人员知道硅烷(SiH4)气体是硅和氢的无机、无色、气态的化合物，该化合物具有强还原性且在空气中是自燃的。因此，如果混合，则氧和硅烷可能潜在地爆炸或点燃。LOTO阀223可避免这样的气体的这样的无意的释放。
在多种实施方案中，气体接头部件225可以包含本技术领域中公知的管接头(例如，管接头可以例如从the Swagelok Company of Solon,Ohio,USA或Parker HannifinCorporation of Cleveland,Ohio,USA获得)。在其他实施方案中，举例来说，气体接头部件225可扩口成如本技术领域中公知的金属对金属密封特征件，或焊接至公管头。在其他实施方案中，该气体接头部件225可以形成为例如O环形面密封接头(和密封接头是Swagelok Company of Solon,Ohio,USA的注册商标)。本领域技术人员将认识到也可以使用其他类型的接头。
现在参考图2B，根据本公开的主题，显示了以气体输送部件填充的一系列气体部件基元基板的一示例性实施方案的平面图230。该平面图230提供多种部件(例如，阀、调节器、过滤器、等等)可以被置于在此所述的各种气体部件基元基板上的顺序的一实施方案。
举例而言，当该气体输送箱100(见图1)在进行维修或其他方式维护时，LOTO阀223通常放置于所有其他部件的上游以保护人员和设备。该调节器221接着被放置于LOTO阀223的下游。如果该调节器221是压力调节器，则调节器221可被设定成给在图2B的串联的气体部件基元基板(气体通道)中所使用的气体提供几乎恒定的压力。转换器219位于紧邻调节器221的下游以监控例如在该气体通道中的压力。过滤器217被安装在气体分流端口215的上游以过滤例如与额外的部件(如其他气体部件基元基板等(未显示))共享的气体流。质量流量控制器入口阀213(在该实施方案中包含二端口阀)位于气体分流端口215的下游以避免流向其他的气体部件基元基板的气流中断，同时仍能够关断流入质量流量控制器205的气体。清扫阀209在质量流量控制器入口阀213的下游并且在质量流量控制器205的上游。清扫阀209因而使得能清扫质量流量控制器205以使得能在不需关断LOTO阀223(其也会关断经由气体分流端口215流向其他部件的气体)的情况下(例如，由于该质量流量控制器205失效)而清扫质量流量控制器205。
在阅读并且理解本公开的主题之后，本领域技术人员将快速认识到以图2B的气体输送部件填充的一系列气体部件基元基板的一示例性实施方案的该平面图230可以在不同于图中所显示的位置的位置配置各种气体流部件。因此，该气体输送部件的位置可以按照被认为适合于给定应用的任何期望的顺序布置。
图3A至3D显示了多种类型和大小的可配置气体部件的基元基板的示例性实施方案。如图3A中所显示，设施入口基元基板300的一示例包含气体接头部件302，且该设施入口基元基板300被配置成在不同位置接纳二端口LOTO阀301、调节器303、转换器305、过滤器307、气体分流端口309、额外的二端口阀311、清扫端口313、三端口阀315和出口端口317。因此，设施入口基元基板300可以与图2A及2B的设施入口基元基板207相同或相似。本领域技术人员将认识到以上所显示的各种布置也可以按其他方式配置。例如，调节器303、转换器305、过滤器307和额外的二端口阀311的位置可以全部互换，具体取决于特定应用。因此，在图3A至图3D中的多种气体输送部件的位置的提出仅作为理解本公开的主题的各种实施方案的辅助。
如图3B所示，额外的设施入口基元基板320的一示例包含气体接头部件322且该设施入口基元基板320被配置成在不同位置接纳二端口LOTO阀321、气体分流端口323、额外的二端口阀325、清扫端口327、三端口阀329和出口端口331。
如图3C所示，双二端口阀基元基板340的一示例(例如，二端口/二端口基板)被显示为包含入口端口341和出口端口347，且被配置成在不同位置接纳第一二端口阀343和第二二端口阀345。
图3D显示了双单端口基元基板350(例如，一端口/一端口基板)的一示例，其包含入口端口351和出口端口353。该双单端口基元基板350可能例如与MFC一同使用，因为在该基板中的该出口端口353，因此该MFC可以在没有分离的出口阀的情况下安装。
图3E至3G显示了具有集成阀的各种不同类型和大小的气体部件基元基板的示例性实施方案。本领域技术人员将认识到每一有集成阀的基板可快速地使用图3A至3D的各种基板构建。然而，将已集成的这些阀作为该基板的一部分将加速下述的气体输送通道的生产。
举例而言，图3E显示了双阀基板360的一示例(例如，二端口/三端口基板)，其包含入口端口361、出口端口369、清扫端口365以及进一步包含用于二端口阀363和三端口阀367的位置。二端口阀363允许关断作业，且三端口阀367(结合该清扫端口365)允许清扫作业，如本领域技术人员能认识到的。
图3F显示了双二端口阀基板370(例如，二端口/二端口基板)的一示例，其包含入口端口371、出口端口379、额外的气体端口375、第一二端口阀373和第二二端口阀377。该双二端口阀基板370可提供用于例如以相反方向安装的两个质量流量控制器(例如，连接在一起的MFC)。
图3G显示了单二端口阀基板380(例如一个二端口基板)的一示例，其包含入口端口381、出口端口385和二端口阀383。该单二端口阀基板380提供单关断阀。另外，该单二端口阀基板380可以与图2A和2B的该二端口阀基元基板201相同或相似。
图3A至3D的可配置气体部件的基元基板的端口中的各种端口和图3E至3G的气体部件基元基板可以耦合至在顶歧管系统中的其他端口和/或基板，如以下参考图12所详述的。举例而言，基板的入口端口341、351、361、371、381每一者可以加以耦合至或耦合自在其他基板上的出口端口317、331、347、353、369、379、385中的不同的一或多者。该顶歧管系统使得这些连接中的每一者能从该基元基板的顶侧形成，而非如现有技术的图11所示的自下方(或较低侧)形成。
本领域技术人员现在将认识到图3A和3B的气体部件基元设施入口基板中的每一者可以与图3C至3G的多种气体部件基元基板组合以快速准备将安装于例如气体输送箱100(见图1)中的任何数量的气体输送通道。另外，图3A至3G的基元基板还通过参考图4A至8B中的特定部分详细显示。举例而言，图4A至4C显示了根据图3A的可配置气体部件的基元基板用作例如图1的气体输送箱的设施入口的额外细节。进一步，参考图4A至8B中的特定部分，还显示了若干位置(未明确地标示或编号，但对于本领域技术人员而言是能理解的)，针对这些位置，使用各种不同类型的扣件以将各种气体输送部件安装至各种基板上。例如，在多种实施方案中，该气体输送部件可以利用金属“C”形密封件或“W”形密封件安装以密封该气体路径。在这些扣件中使用的螺丝是特别低摩擦的、高强度的螺丝以挤压金属密封件。本领域技术人员认识到这些类型的扣件(可例如从American Seal and Engineering,Orange,Connecticut,USA和of America,Inc.,Fremont,California,USA获得)。在其他实施方案中，可以使用例如机器螺丝之类的扣件。
本领域技术人员将进一步认识到每一气体元件基元基板可以由多种材料加工或以其他方式形成。例如，对于超高纯度(UHP)气体系统，在半导体工业中的标准(例如，由Semiconductor Equipment and Materials International(SEMI),Milpitas,California,USA颁布)包含“316L不锈钢规范...[用于]超高纯度半导体制造应用”，根据SEMI标准F20，它使用双重熔化来提高纯度。SEMI的“不绣钢部件的湿面的表面状态规范”使用根据SEMI标准F19的电解抛光内部表面以用于所有气体和液体。对例如氯化氢(HCL)或溴化氢(HBr)之类的高腐蚀性气体，可以使用具有高腐蚀抗性的抗腐蚀材料，包含本技术领域中公知的各种高性能合金(也被称为超合金)。这些高性能合金包含，例如，(可从不同的来源取得，这些来源包含Inco Alloys International,Inc.,Huntington,WestVirginia,USA)或(可从不同的来源获得，这些来源包含Haynes StelliteCompany,Kokomo,Indiana,USA和Union Carbide Corporation,New York,New York,USA)。在其他示例中，例如，非UHP气体系统，该基板可以由例如不必然合乎SEMI标准的316L级不绣钢形成。更进一步，对于不输送苛性的或腐蚀性的气体的应用，可以使用另一材料来形成该基板。举例而言，在这些应用中，该基板可以由以下材料形成：304级不绣钢、6061铝或其他铝合金、铜或锌合金(例如，黄铜)，或各种类型的可加工且/或可塑形的聚合物及高性能塑料(例如，或两者都是本技术领域中公知的)。
在阅读和理解本公开的主题之后，本领域技术人员将进一步认识到在此所述的各种类型的气体输送部件可能通过例如机器螺丝辅以金属密封件(例如，如上所讨论)安装至各种基元基板上。在这些案例中，每一密封件可以就氦泄漏率最大值约10-9托升每秒进行检查。在其他示例中，取决于被输送气体的类型，本技术领域中公知的由或其他类型的全氟化弹性体或含氟弹性材料所制造的O形环可以被用于避免气体在气体输送部件和基元基板之间泄漏。
此外，在阅读和理解本公开的主题之后，本领域技术人员将认识到或多或少的气体部件基元基板可以被用于多种应用中，且该气体部件基元基板的数量可以针对在不同工业中所使用的多种处理工具或设备所使用的特定类型的气体输送箱100(见图1)的特定类型而改变。举例而言，在数据储存工业中，与用于制造通过原子层沉积(ALD)技术所生产的膜的处理工具相比，用于生产薄膜头的处理工具可能需要较少的气体部件基元基板(例如，较少的气体通道)。此外，本领域技术人员将认识到各种气体部件基元基板中的每一者的气体输送部件的布置可以根据特定的使用和应用而改变。因此，这些不同布置中的每一者应被认为落在随附的权利要求的范围内。
图3H-A和3H-B显示了图3A至3D的可配置气体部件的基元基板和图3E至3G的具有集成阀的气体部件基元基板的不同尺寸的具体的示例性实施方案。如图3H-A和3H-B所示，这七个基元基板(四个可配置气体部件的基元基板382和三个气体部件基元基板384)使得能构建气箱的所有配置。各种尺寸匹配(例如)背板101的安装图案(见图1)，本公开的主题的各种基元基板可以附接至背板101上。此外，如以下参考图3I至3K所详述的，选择尺寸以沿着各种基元基板的长度以及在整个基元基板上装配标准部件，如：二端口和三端口阀。这些尺寸中的每一者仅为协助本领域技术人员获得对本公开的主题较佳的理解而提供。然而，在阅读及理解本公开的主题之后，本领域技术人员将理解，不同于在此所提供的尺寸的那些尺寸可以被用于给定的应用中。
举例而言，继续参考图3H-A，在一具体示例性实施方案中，该设施入口基元基板300是可以用于例如二端口LOTO阀、调节器、转化器、过滤器、二端口阀、三端口阀、气体分享和清扫的设施入口。总长d1可以为约239.5mm，宽度d2可以为约28.6mm，端口之间的距离d3可以为约11.2mm，而距离d4可以为约109.2mm。
在另一具体的示例性实施方案中，该额外的设施入口基元基板320是可以用于例如二端口LOTO阀、二端口阀、三端口阀、气体分享和清扫的设施入口。总长d5可以为约148.0mm，宽度d6可以为约28.6mm，端口之间的距离d7可以为约11.2mm，以及距离d8可以为约109.2mm。
在另一具体的示例性实施方案中，双二端口阀基元基板340是二端口/二端口阀基板，其使得例如能以串联方式安装两个部件。总长度d9可以为约99.5mm，宽度d10可以为约28.6mm，端口间的距离d11可以为约11.2mm，以及距离d12可以为约90.7mm。
在另一具体的示例性实施方案中，双单端口基元基板350是一种一端口/一端口基板，其使得例如能在没有分离出口阀的情况下安装MFC。部件能被串联安装。总长度d13可以为约44.5mm，宽度d14可以为约28.6mm，端口之间的距离d15可以为约11.2mm，及距离d16可以为约35.7mm。
在其他示例中，且现在继续参考图3H-B，在一具体的示例性实施方案中，双阀基板360是二端口/三端口阀，其可以用于例如关断阀和清扫阀。总长度d17可以为约118.0mm，宽度d18可以为约28.6mm，距离d19可以为约73.0mm，以及距离d20可以为约21.6mm。
在另一具体的示例性实施方案中，双二端口阀基板370是二端口/二端口阀，其使得例如两个MFC能沿相反方向安装(例如，相连接的质量流量控制器)。总长度d21可以为约118.0mm，宽度d22可以为约28.6mm，距离d23可以为约73.0mm，及以距离d24可以为约21.6mm。
在另一具体的示例性实施方案中，单二端口阀基板380是二端口阀，其可以用于例如单一关断阀。总长度d25可以为约118.0mm，宽度d26可以为约28.6mm，距离d27可以为约24.0mm，距离d28可以为约21.6mm。
图3I显示了一示例性实施方案，例如，其用于图3A的基元基板的基板与基板之间的距离(节距距离)的确定。图3I考虑了基元基板的间隔(节距间隔)。最小化棒与棒之间的宽度间隔可增加或最大化所完成组件的可用空间。由于部件的安装凸缘尺寸加上公差(例如，参见如以下图9所示的典型阀901)，可获得的最小间距为约29mm。一对火焰冲击板(flame-impingement panel)386(用于许多气箱中)被安装在气棒之间(例如，在该气棒的每一侧有该对中的一个)。在多种实施方案中，包含FIP板386的凸缘的厚度是0.8mm。因此，由于FIP板386的安装凸缘宽度和厚度，在相邻气棒之间的最小间隔变为约29.8mm。在多种具体的示例性实施方案中，因公差叠加而增加了大约0.7mm，导致如图3I中所示的大约30.5mm的节距距离d29。为比较的目的，目前市面上的气体输送基板仅允许35.6mm的最小间隔。
图3J-A和3J-B显示了例如确定图3A的基元基板的高度的示例性实施方案。在多种实施方案中，气体基板的高度的考虑是为了最小化基板块体的高度以增加或最大化所完成的组件的可用空间。为了清扫MFC的上游且参考图3J-A及3J-B的该设施入口基元基板300，该三端口阀315位置在清扫端口313具有出口位置，且可能实现在位于额外的二端口阀311位置处的二端口关断阀的下游而伴随有连接斜角镗孔319。该连接斜角镗孔319连接二端口阀311位置和三端口阀315位置，从而在该二阀之间形成介于该二端口阀的该出口和该三端口阀的入口之间的气体路径。连接该二端口的连接斜角镗孔319基于角度和镗孔直径的选择而确定块体的最小高度。在一具体的示例性实施方案中，该最小高度的距离d30是33.8mm。基元基板的高度的确定以下参考图10A和10B详述。
图3K显示了例如确定图3A的基元基板的长度的一示例性实施方案。图3K的设施入口基元基板300可最小化基板块体的长度以增加或最大化所完成的组件的可用空间。在该示例中，因为前文参考图3I所讨论的约30.5mm的尺寸的安装考虑因素，在多种实施方案中，该30.5mm的水平间隔(例如，可以被重复三次的，约30.5mm的距离d32)可以在竖直方向上重复。例如，在水平和竖直方向两者有相同的距离可以使得桥接在部件位置之间的部件能被水平或竖直地使用。如本领域技术人员在阅读及理解本公开的主题之后应理解，另一距离d33(约24.5mm)也可以被重复三次。
图3L根据本公开的主题的各种不同实施方案，显示了在一气体部件基元基板上以串联方式安装的气体输送部件的示例性布置的一示例的平面图。根据本公开的主题，以串联方式耦合且以气体输送部件填充的气体部件基元也在上文参考图2A及2B进行了讨论。
在一具体的示例性实施方案中，LOTO阀223是安装的第一部件且在维修气体输送箱100时可保护人员(见图1)。调节器221在转换器219的上游，如此转换器219可以指示调节器221的设定。过滤器217在该调节器219的下游以捕捉大部分或全部的由调节器221所产生的微粒。该过滤器217还在该气体分流端口215的上游，以便多个气棒可以在共享气体时过滤。二端口阀(例如，该质量流量控制器入口阀213)在该气体分流端口215的下游，如此当启动该二端口阀时，其他线路不关闭。三端口阀(例如，清扫阀209)在该二端口阀的下游以允许在不必手动关闭LOTO阀223的情况下，经由该清扫端口211进行清扫。该三端口阀亦在该MFC205的上游以允许在MFC失效(例如，在封闭位置)时清扫该MFC的上游。
现在参考图4A至4C，显示了根据图3A的该设施入口基元基板300被用作(例如)图1的该气体输送箱的设施入口的额外细节。该设施入口基元基板300被显示为包含LOTO阀223、质量流量控制器入口阀213和清扫阀209，每一者都已安装。然而，显示这些阀仅为了更完整地对本领域技术人员说明该额外细节的整体构思。因此，阀或其他气体输送部件的许多其他配置是可能的。
图4A是该设施入口基元基板300的三维视图400，且被显示为包含多个基板安装孔401中的一者和若干气体输送部件安装孔403。该基板安装孔401可以是例如通孔，其使得设施入口基元基板300能通过例如机器螺丝或本技术领域中公知的其他扣接装置被物理安装至图1的气体输送箱100。该气体输送部件安装孔403可以是例如螺丝孔，其使得各种不同气体输送元件能通过机器螺丝或其他本技术领域中公知的扣接装置，与金属密封件(例如C密封件或W密封件，如上所述)或也在上文描述的O形环一起安装至设施入口基元基板300上。
图4B显示了在图4A的剖面A-A的一示例性的横剖面图410。该横剖面图410显示多个镗孔405，镗孔405将用于连接各种气体输送部件的各种端口位置连接至在设施入口基元基板300中流动的气体。举例而言，镗孔405使调节器303的位置连接到LOTO阀223的位置。该镗孔405可以通过各种加工、蚀刻和其他本技术领域中公知的方法(例如机械镗孔或激光镗孔)形成。
图4C显示了在图4A的剖面B-B的示例的横剖面图420。该横剖面图420显示了额外的镗孔，该镗孔将用于连接各种气体输送部件的各种端口位置连接至在设施入口基元基板300中流动的气体。因此，剖面A-A及剖面B-B的每一镗孔可以至少部分地布置在该设施入口基元基板300的主体内的分离的横剖面中。本领域技术人员应认识到，在此所述的该气体基元基板中的一些或全部可以类似地构建，以在此所述的该气体基元基板的对应主体中的一或多的横剖面中具有镗孔。在图4C的示例性实施方案中，镗孔407的水平剖面可以从设施入口基元基板300的一端镗孔或以其他方式加工或蚀刻。在该实施方案中，镗孔407的水平剖面具有在镗孔407被形成之后进行焊接、形成、放置、或嵌入的封盖材料409。在具体的示例性实施方案中，在该内部通道如上所述被电抛光后，该封盖材料409被焊接到合适位置。在另一具体的示例性实施方案中，该封盖材料409是被拧入设施入口基元基板300的开放端的机器螺丝。在该示例中，O形环材料(例如，具体取决于所输送的气体类型，或本技术领域中公知的其他类型的全氟化弹性体或含氟弹性材料)可以被用于避免气体从封盖材料409周围泄漏。
图5A和5B显示了根据图3C中的双二端口阀基元基板340被用于安装(例如)清扫气体入口阀和清扫气体转换器的额外细节。然而，这些阀的描述仅为了向本领域技术人员更完整地说明该额外细节的整体构思。因此，阀或其他气体输送部件的许多其他配置是可能的。
图5A是双二端口阀基元基板340的三维视图500，且被显示为包含多个基板安装孔501中的一个以及若干气体输送部件安装孔503。该基板安装孔501可以例如是通孔，其使得双二端口阀基元基板340通过例如机器螺丝或本技术领域公知的其他扣接装置以物理方式安装于图1的气体输送箱100上。该气体输送部件安装孔503可以例如是螺丝孔，以使得各种气体输送部件能通过机器螺丝或其他本技术领域中公知的扣接装置安装至双二端口阀基元基板340上。
图5B显示了在图5A的剖面C-C的示例的横剖面图510。该横剖面图510显示了多个镗孔505，该镗孔将用于连接各种不同气体输送部件的各种端口位置连接至在双二端口阀基元基板340中流动的气体。例如，镗孔505将入口端口341连接至第一二端口阀343的位置。接着，第一二端口阀343的位置被连接到第二二端口阀345的位置，后者接着连接到出口端口347。如图4B，镗孔505可以通过各种加工、蚀刻和其他本技术领域中公知的方法(例如机械镗孔或激光镗孔)形成。
图6A至6C显示了根据图3E中与例如关断阀和清扫阀的组合一起使用的双阀基板360的额外细节。该双阀基板360被显示为包含二端口阀363和三端口阀367，该两者已安装于双阀基板360上。然而，这些阀的显示仅为了向本领域技术人员更完整地说明该额外细节的整体构思。因此，阀或其他气体输送部件的许多其他配置是可能的。
图6A是双阀基板360的三维视图600，且被显示为包含多个基板安装孔601中的一个和若干气体输送部件安装孔603。如同图4A至5B中所示的示例性实施方案，基板安装孔601可以例如是通孔，其使得双阀基板360能通过例如机器螺丝或本技术领域公知的其他扣接装置以物理方式安装于图1的气体输送箱100上。气体输送部件安装孔503可以例如是螺丝孔，其使得各种不同气体输送部件能通过机器螺丝或其他本技术领域中公知的扣接装置安装至双阀基板360上。
图6B显示了在图6A的剖面D-D的示例的横剖面图。该横剖面图610显示多个镗孔605，通过镗孔605将各种入口端口361连接至二端口阀363以及将清扫端口365连接至三端口阀367。如上所述，镗孔605可以通过多种加工、蚀刻和其他本技术领域公知的方法(例如，机器镗孔或激光镗孔)形成。
图6C显示了在图6A的剖面E-E的示例的横剖面图620。该横剖面图620显示了额外的镗孔607，该额外的镗孔607将例如二端口阀363和三端口阀367彼此连接以及连接至出口端口369(未显示于图6C)。在该示例性实施方案中，镗孔607的水平剖面可以从双阀基板360的一端镗孔或以其他方式加工或蚀刻而得到。也如该实施方案中所显示的，镗孔607的该水平剖面具有在镗孔607形成之后焊接、形成、放置、或嵌入的封盖材料609。在一具体的示例性实施方案中，封盖材料609是在该内部通道已如上所述电抛光之后焊接在合适位置的。在另一具体的示例性实施方案中，封盖材料609是被拧入双阀基板360的开放端的机器螺丝。在该示例中，O形环材料(例如，取决于所输送的气体类型，本技术领域中公知的或其他类型的全氟化弹性体或含氟弹性材料)可以被用于避免气体从封盖材料609周围泄漏。
图7A和7B显示了根据图3F的双二端口阀基板370的用于例如安装两个质量流量控制器的额外细节。双二端口阀基板370被显示为包含第一二端口阀373和第二二端口阀377，该两者都显示为已安装。然而，这些阀的显示仅为了向本领域技术人员更完整地说明该额外细节的整体构思。因此，阀或其他气体输送部件的许多其他配置是可能的。
图7A是双二端口阀基板370的三维视图700，且被显示为包含多个基板安装孔701中的一个以及若干气体输送部件安装孔703。基板安装孔701可以例如是通孔，其使得双二端口阀基板370能通过例如机器螺丝或本技术领域公知的其他扣接装置以物理方式安装于图1的气体输送箱100上。该气体输送部件安装孔703可以例如是螺丝孔，其使得各种不同气体输送部件能通过机器螺丝或其他本技术领域中公知的扣接装置安装至双二端口阀基板370上。
图7B显示了在图7A的剖面F-F的示例的横剖面图710。该横剖面图710显示了多个镗孔705，其将用于连接各种气体输送部件的各种端口位置连接至在双二端口阀基板370内流动的气体。例如，镗孔705中的第一者将入口端口371连接至第一二端口阀373，从而接着经由镗孔705中的第二者将第一二端口阀373连接至该额外的气体端口375。该额外的气体端口375还经由镗孔705连接至第二二端口阀377，第二二端口阀377接着通过镗孔705连接至该出口端口379。镗孔705可以通过各种加工、蚀刻和其他本技术领域公知的方法(例如，机器镗孔或激光镗孔)形成。
图8A和8B显示了根据图3G的被用作例如单关断阀的单二端口阀基板380的额外细节。单二端口阀基板380被显示为包含二端口阀383。然而，显示该阀仅为了向本领域技术人员更完整地说明该额外细节的整体构思。因此，阀或其他气体输送部件的许多其他配置是可能的。
图8A是单二端口阀基板380的三维视图800，且被显示为包含多个基板安装孔801中的一个以及若干气体输送部件安装孔803。基板安装孔801可以例如是通孔，其使得单二端口阀基板380能通过例如机器螺丝或本技术领域公知的其他扣接装置以物理方式安装于图1的气体输送箱100上。该气体输送部件安装孔803可以例如是螺丝孔，其使得各种不同气体输送部件能通过机器螺丝或其他本技术领域中公知的扣接装置安装至单二端口阀基板380上。
图8B显示了在图8A的剖面G-G的示例的横剖面图810。该横剖面图810显示了多个镗孔805，其将用于连接各种气体输送部件的各种端口位置连接至在单二端口阀基板370内流动的气体。例如，镗孔805中的第一者将入口端口381连接至二端口阀383，接着将二端口阀383经由镗孔805中的第二者连接至出口端口385。如上所述，镗孔805可以通过各种加工、蚀刻和其他本技术领域公知的方法(例如，机器镗孔或激光镗孔)形成。
图9显示了典型阀901(或任何其他的气体输送部件)的一示例，其用于说明如何确定如图3A至3G所示的各种气体部件基元基板的宽度。典型阀901可以包含例如LOTO阀223或二端口阀203(见图2A)，或三端口阀315(见图3A)。典型阀901的宽度d33至少部分地确定各种气体部件基元基板的各种宽度中的最小宽度，以最大化或增加完成的气棒组件的可用空间。
在一具体的示例性实施方案中，由于该典型阀901的安装凸缘的尺寸(在该示例中为约28.6mm)加上凸缘的公差的宽度d33，可得到的最小间隔为约29mm。在半导体制造设施中，一些设备制造商还将额外的空间用于例如将在相邻气棒之间安装的火焰冲击板(FIP)。在该具体的示例性实施方案中，选择约0.8mm的FIP厚度。因此，由于该安装凸缘宽度及该FIP厚度，在相邻气棒之间的最小间隔为约29.8mm。由于公差叠加，因此约0.7mm的额外数量接着被加入该实施方案中，导致约30.5mm的最小宽度。相比于本公开的主题，目前的气体输送棒仅允许35.6mm的最小间隔。因此，在有二十四个气体输送基板的气体输送箱中，节省了超过大约122mm(约略4.8英寸)的总宽度。以另外的方式思考，根据本公开的主题的实施方案，所节省的大于约122mm的宽度允许另外四个气体输送基板加入图1的气体输送箱100。
然而，在阅读和理解本公开的主题之后，本领域技术人员将认识到该最小宽度的实施方案仅被提供来说明一示例。本本领域技术人员应理解，可以发现及利用多种其他最小宽度，具体取决于在该具体的示例性实施方案中所呈现的考虑因素中的至少一些。
图10A和10B显示了用于说明如何确定各种气体部件基元基板的高度的示例。例如，在多种实施方案中，基板的高度可以被减少或最小化以增加或最大化已完成的基板部件的可用空间。
图10A是设施入口基元基板300的三维视图1000，且强调如上文参考图3A及4A至4C所述的二端口阀311、清扫端口313和三端口阀315的位置。也如上所述，在一实施方案中，质量流量控制器(未显示于图10A中)可以使用该质量流量控制器上游的三端口阀315以及三端口阀315上游的二端口阀311进行清扫，且该清扫端口313被配置在该两阀311、315之间。为了连接在该二端口阀311的出口和该三端口阀315的入口之间的气体输送路径，斜角镗孔被包含于其中，如下文参考图10B所述。将该两端口相连的镗孔由于镗孔的角度(由阀之间的分隔距离所确定)及该镗孔的直径而指明该基板的最小高度。
图10B显示了在图10A的剖面H-H的示例的横剖面图1010。该剖面图1010显示，在该设施入口基元基板300中连接二端口阀311位置的出口和三端口阀315位置的入口的镗孔1001。本领域技术人员将认识到镗孔1001的角度结合镗孔1001的直径指明了该设施入口基元基板300的整体最小高度d34。该角度的“陡度”可以被减少，但在二端口阀311的出口和三端口阀315的入口的位置之间的距离d35增大。因此，在阅读和理解本公开的主题之后，本领域技术人员可以确定整体最小高度d34或距离d35是否应选择以最小化，或对于给定的应用是否应考虑在该两距离之间的折衷方案。
现在参考图11，其显示了现有技术的底部出口歧管系统1100。在该底部出口歧管系统1100中，气体耦合点1101(例如，气体连接件)被附接(连接)于气体输送部件1105(例如，气体阀)的较低侧。该气体耦合点1101接着允许气体经由管路1103往来于气体输送部件1105输送。如本领域技术人员将认识到的，在接近该气体耦合点1101及该管路1103时，可能存在相当大的困难。所有连接或断开是在气体输送部件1105底下进行的，其中即便为了接近单一连接，也可能需要移除在气箱中的相当大部分的部件。
图12根据本公开的主题的多种实施方案，显示了顶歧管系统1210的一示例。在该顶歧管系统1210中，各种连接经由气体耦合点1211往来于气体输送部件1215(例如，气体阀)进行。使用例如各种类型的C形密封件、W形密封件、O形环或上述其他技术和部件以附接气体耦合点1211。该气体耦合点1211允许气体经由管路1213往来于该气体输送部件1215中的互连的部件输送。管路1213可以通过本技术领域中各种技术(如，焊接)连接至该气体耦合点1211。在多种实施方案中，该气体耦合点1211和该管路1213可以根据前述的SEMI标准由各种材料形成且制备(如，电抛光)。在其他实施方案中，前述的其他材料可能被用于形成该气体耦合点1211和管路1213。
如本领域技术人员将能容易认识到的，该顶歧管系统1210允许所有的(例如，该气体耦合点1211至该基板的)连接从上述的各种气体部件基元基板的最上侧形成。因此，该顶歧管系统1210使得能相当容易接近该基板和相关的气体输送部件。
进一步，该顶歧管系统1210使得与图11的该底部出口歧管系统1100相比能更为快速地进行组装或重组。在有该顶歧管系统1210的情况下，所有的基板可以被安装至气体输送箱100的背板101上(见图1)。该气体耦合点1211以及该管路1213接着从该基板的顶部进行安装，从而允许在气体输送系统中所有部件的快速可配置性。此外使用该顶歧管系统1210改变该气体输送系统的各个方面，并不需要(如图11所示的现有技术系统下所需要的)拆卸整个气体系统以拉出该歧管。
总的来说，在此包含的本公开的主题普遍地描述或关联于气体部件基元基板，所述气体部件基元基板可被配置成快速组装在半导体制造环境中的工具的作业所使用的气体输送箱。这样的工具可以包含各种类型的沉积工具(包含基于等离子体的工具，例如原子层沉积(ALD)工具、化学气相沉积(CVD)工具、等离子体辅助CVD(PECVD)工具、等等)以及蚀刻工具(例如，活性离子蚀刻(RIE)工具)，以及各种类型的热炉(如快速热退火及氧化)、离子植入和在各种半导体制造环境中会出现以及本领域技术人员所公知的多种其他处理和测量工具。然而，本公开的主题不局限于半导体环境且可被用于一些机械工具环境中，如在机器人组装、制造和加工环境(如，包含那些使用物理气相沉积(PVD工具)的作业)中的气体控制作业、以及多种其他环境。在阅读及理解在此提供的本公开的主题之后，本领域技术人员将理解到本公开的主题的各种实施方案可能被用于其他类型的处理工具以及广泛的多种其他工具、设备和部件。
如在此所使用，术语“或”可以以包括性或排他性的意思理解。此外，在本领域技术人员在阅读及理解被提供的本公开之后将理解其他的实施方案。另外，在阅读及理解在此提供的本公开之后，本领域技术人员将容易理解在此提供的技术及示例的多种组合可以全部应用在多种配置中。
虽然多种实施方案被分别讨论，但这些单独的实施方案不意在被设想为独立的技术或设计。如上指出的，多种部分中的每一者可以是互相关联的且各自可能分别被使用或与其他在此讨论的实施方案结合。例如，虽然已描述了方法、操作和处理的多种实施方案，但这些方法、操作和处理可以被分离地或以各种不同组合进行使用。
因此，可以做出许多修改及改变，这对在阅读和理解在此所提供的本公开之后的本领域技术人员而言将是显而易见的。此外，除了那些已列举的外，在本公开的范围中功能性相当的方法和装置对于前述的本领域技术人员而言也显而易见的。一些实施方案、材料和构造技术的部分和特征可以被包含于其他实施方案、材料和构造技术中，或被其取代。如此的修改及改变预期为落入权利要求的范围中。因此，本公开仅被随附的权利要求的术语，以及这些权利要求所赋予的权利相当的全部范围所限制。还需要理解，此处所使用的术语仅是为了描述具体实施方案且非意在进行限制。
本公开的摘要被提供以使得读者能迅速确定本技术公开的本质。该摘要在其不被用于诠释或限制权利要求的理解的情况下提出。此外，在前述的详细描述中，可以明白各种特征可以在一实施方案中为精简本公开而组合在一起。该公开的方法不应被诠释为限制权利要求。因此，下述的权利要求在此并入详细描述中，其中每一权利要求作为单独的实施方案独立存在。
以下编号的实施例是本公开的主题的具体实施方案
实施例1：用于气体输送箱中的至少一个气体基元基板。所述至少一个气体基元基板中的每一者具有至少一个位置，气体输送部件将安装在所述至少一个位置上。所述至少一个位置具有形成于所述气体基元基板的主体中的至少一个气体输送部件入口端口和气体输送部件出口端口。包含气流路径的至少一对第一镗孔分别形成在所述气体输送部件的位置的上游侧和下游侧。
实施例2：根据实施例1所述的气体基元基板，其还包含：至少一个气体基元基板入口端口，其被配置成将所述气体基元基板与气体供应线耦合；以及至少一个气体基元基板出口端口，其用于将所述气体基元基板与选自包含设备气体入口供应线和后续气体基元基板的部件的至少一个后续部件耦合。
实施例3：根据前述实施例中的任一者所述的气体基元基板，其中所述至少一对第一镗孔中的每一者以一定角度且在所述气体基元基板内形成。
实施例4：根据前述实施例中的任一者所述的气体基元基板，其中多个气体基元基板被配置成在所述气体输送箱中彼此至少部分地以串联方式耦合。
实施例5：根据前述实施例中的任一者所述的气体基元基板，其中所述至少一对第一镗孔至少部分地布置在与其他镗孔的横剖面分离的横剖面中，两个横剖面都布置在所述气体基元基板的主体中。
实施例6：根据前述实施例中的任一者所述的气体基元基板，其中所述至少一个气体基元基板包含总共七个气体基元基板，任何标准气体输送箱能由所述七个气体基元基板组装。
实施例7：根据实施例6所述的气体基元基板，其中，所述七个气体基元基板中的至少一些包含具有集成阀的气体基元基板。
实施例8：根据前述实施例中的任一者所述的气体基元基板，其中多个所述至少一个气体基元基板能被配置成组装在半导体制造环境中的工具的作业所使用的气体输送箱。
实施例9：根据前述实施例中的任一者所述的气体基元基板，其中多个气体输送部件中的每一者被配置成仅从所述气体基元基板的最上表面进行安装。
实施例10：根据前述实施例中的任一者所述的气体基元基板，其中所述气体输送箱是在半导体制造环境中所使用的标准气体输送箱。
实施例11：根据前述实施例中的任一者所述的气体基元基板，其中所述气体输送部件包含选自包含二端口气体阀、三端口气体阀、质量流量控制器、质量流量计、调节器、转换器和过滤器的部件的至少一个部件。
实施例12：根据前述实施例中的任一者所述的气体基元基板，其还包含至少一个端口，所述至少一个端口选自包含清扫端口和气体分流端口的端口。
实施例13：根据实施例12所述的气体基元基板，其中所述至少一个端口中的每一者与其余端口中的至少一者以及所述气体输送部件中的一个或多个经由至少一对第二镗孔耦合，所述至少一对第二镗孔包含分别形成于所述至少一个端口的位置的上游侧和下游侧的气流路径。
实施例14：根据实施例12或实施例13所述的气体基元基板，其中所述至少一个端口中的每一者是包含顶歧管系统的一部分的气体耦合点，由此，连接被配置成仅从所述至少一个端口所在的所述气体基元基板的最上部分往来于包含其他气体基元基板的其他气体输送部件形成。
实施例15：在气体输送箱中的标准背板上使用的多个气体基元基板。所述多个气体基元基板中的每一者包含至少一个位置，气体输送部件将安装在所述至少一个位置上，其中所述至少一个位置包含形成于所述气体基元基板的主体中的至少一个气体输送部件入口端口和气体输送部件出口端口，所述气体基元基板被配置成使所述气体输送部件将仅从所述气体基元基板的最上表面进行安装。至少一对第一镗孔，其包含分别形成于所述气体输送部件的位置的上游侧和下游侧的气流路径，在所述多个气体基元基板中的至少一些中，所述至少一对镗孔至少部分地布置在与其他镗孔的横剖面分离的横剖面中，两个横剖面都布置在所述气体基元基板的主体中。至少一个端口选自包含位于所述多个气体基元基板中的至少一些中的清扫端口和气体分流端口的端口。
实施例16：根据实施例15所述的气体基元基板，其中所述至少一个端口中的每一者与其余端口中的至少一者以及所述气体输送部件中的一个或多个经由至少一对第二镗孔耦合，所述至少一对第二镗孔包含分别形成于所述至少一个端口的位置的上游侧和下游侧的气流路径。
实施例17：根据实施例15或实施例16所述的气体基元基板，其中所述至少一个端口中的每一者是包含顶歧管系统的一部分的气体耦合点，由此，连接被配置成仅从所述至少一个端口所在的所述气体基元基板的最上部分往来于包含其他气体基元基板的其他气体输送部件形成。
实施例18：一种气体基元基板，其包含：含有气体接头部件的设施入口、气体分流端口、清扫端口和出口端口。所述气体分流端口、清扫端口和出口端口中的每一者被配置为通过顶歧管互连机制而与其他气体基元基板或其他位置耦合。所述气体基元基板被配置成接纳气体输送部件，所述气体输送部件包含二端口上锁/挂牌(LOTO)阀、调节器、转换器、过滤器、额外的二端口阀和三端口阀。所述气体基元基板进一步具有包含气流路径的至少一对第一镗孔，所述至少一对第一镗孔分别形成在所述气体输送部件中的每一者的位置的上游侧和下游侧。所述气体基元基板具有约28.6mm的宽度、约33.8mm的总高度、约239.5mm的总长度、在相邻气体输送部件之间的约30.5mm的中心至中心的间隔，以及当与相邻气体基元基板一同被布置时被配置成具有约30.5mm的节距距离。
实施例19：一种气体基元基板，其包含：含有气体接头部件的设施入口、气体分流端口、清扫端口和出口端口。所述气体分流端口、清扫端口和出口端口中的每一者被配置为通过顶歧管互连机制而与其他气体基元基板或其他位置耦合。所述气体基元基板被配置成接纳气体输送部件，所述气体输送部件包含二端口上锁/挂牌(LOTO)阀、额外的二端口阀和三端口阀。所述气体基元基板进一步具有包含气流路径的至少一对第一镗孔，所述至少一对第一镗孔分别形成在所述气体输送部件中的每一者的位置的上游侧和下游侧。所述气体基元基板具有约28.6mm的宽度、约33.8mm的总高度、约148.0mm的总长度、在相邻气体输送部件之间的约30.5mm的中心至中心的间隔，以及当与相邻气体基元基板一同被布置时被配置成具有约30.5mm的节距距离。
实施例20：一种气体基元基板，其包含入口端口和出口端口。所述入口端口和所述出口端口中的每一者被配置为通过顶歧管互连机制而与其他气体基元基板或其他位置耦合。所述气体基元基板将接纳气体输送部件，所述气体输送部件包含第一二端口阀和第二二端口阀。所述气体基元基板进一步具有包含气流路径的至少一对第一镗孔，所述至少一对第一镗孔分别形成在所述气体输送部件中的每一者的位置的上游侧和下游侧。所述气体基元基板具有约28.6mm的宽度、约33.8mm的总高度、约99.5mm的总长度、在相邻气体输送部件之间的约30.5mm的中心至中心的间隔，以及当与相邻气体基元基板一同被布置时被配置成具有约30.5mm的节距距离。
实施例21：一种气体基元基板，其包含入口端口和出口端口。所述入口端口和所述出口端口中的每一者被配置为通过顶歧管互连机制而与其他气体基元基板或其他位置耦合。所述气体基元基板被配置成接纳能在没有单独的出口阀的情况下进行安装的质量流量控制器。所述气体基元基板进一步具有包含气流路径的至少一对第一镗孔，所述至少一对第一镗孔在所述入口端口和所述出口端口之间形成。所述气体基元基板具有约28.6mm的宽度、约33.8mm的总高度、约44.5mm的总长度，以及当与相邻气体基元基板一同被布置时被配置成具有约30.5mm的节距距离。
实施例22：一种气体基元基板，其包含入口端口、清扫端口和出口端口，所述入口端口、所述清扫端口和所述出口端口中的每一者被配置为通过顶歧管互连机制而与其他气体基元基板或其他位置耦合。所述气体基元基板还包含：气体输送部件，其包含二端口阀和三端口阀。所述气体基元基板进一步具有包含气流路径的至少一对第一镗孔，所述至少一对第一镗孔分别形成在所述二端口阀和所述三端口阀中的每一者的位置的上游侧和下游侧。所述气体基元基板具有约28.6mm的宽度、约33.8mm的总高度、约118.0mm的总长度，以及当与相邻气体基元基板一同被布置时被配置成具有约30.5mm的节距距离。
实施例23：一种气体基元基板，其包含：入口端口、额外的端口和出口端口。所述入口端口、所述额外的端口和所述出口端口中的每一者被配置为通过顶歧管互连机制而与其他气体基元基板或其他位置耦合；所述气体基元基板还包含：气体输送部件，其包含第一二端口阀和第二二端口阀，所述气体基元基板被配置成在相反方向上安装多达两个质量流量控制器。所述气体基元基板进一步具有包含气流路径的至少一对第一镗孔，所述至少一对第一镗孔分别形成在所述第一二端口阀和所述第二二端口阀中的每一者的位置的上游侧和下游侧。所述气体基元基板具有约28.6mm的宽度、约33.8mm的总高度、约118.0mm的总长度，以及当与相邻气体基元基板一同被布置时被配置成具有约30.5mm的节距距离。
实施例24：一种气体基元基板，其包含：入口端口和出口端口。所述入口端口和所述出口端口中的每一者被配置为通过顶歧管互连机制而与其他气体基元基板或其他位置耦合。所述气体基元基板还包含：气体输送部件，其包含二端口阀。所述气体基元基板进一步具有包含气流路径的至少一对第一镗孔，所述至少一对第一镗孔分别形成在每一所述二端口阀的位置的上游侧和下游侧。所述气体基元基板具有约28.6mm的宽度、约33.8mm的总高度、约118.0mm的总长度，以及当与相邻气体基元基板一同被布置时被配置成具有约30.5mm的节距距离。

Claims (20)

1.一种气体基元基板，包括：
气体基元基板上用于安装气体输送部件的至少一个位置，该至少一个位置包括形成于所述气体基元基板的主体内的至少一个气体输送部件的入口端口和一个气体输送部件的出口端口，该气体基元基板具有气体分流端口、清扫端口和出口端口，每个气体分流端口、清扫端口和出口端口均被配置为通过顶歧管互连机制连接到其他位置；以及
至少一对第一镗孔，其包括分别形成于所述气体输送部件的位置的上游侧和下游侧的气流路径。
2.根据权利要求1所述的气体基元基板，其中：
所述气体基元基板的入口端口被配置为将所述气体基元基板连接到气体供应线；并且
所述出口端口被配置为将所述气体基元基板连接到至少一个后续部件，所述后续部件选自包括设备气体入口供应线和后续气体基元基板的部件。
3.根据权利要求1所述的气体基元基板，其中，所述至少一对第一镗孔中的每一个均以一定角度且在所述气体基元基板内形成。
4.根据权利要求1所述的气体基元基板，其中，多个所述气体基元基板被配置为在气体输送箱内至少部分地彼此串联连接。
5.根据权利要求1所述的气体基元基板，其中，所述至少一对第一镗孔至少部分地位于与其他镗孔的横剖面不同的横剖面中，这两个横剖面均位于所述气体基元基板的主体内。
6.根据权利要求1所述的气体基元基板，其中，所述气体基元基板总共包含七个气体基元基板，所述气体基元基板可组装成气体输送箱。
7.根据权利要求6所述的气体基元基板，其中，所述七个气体基元基板中的至少一些包括具有集成阀门的气体基元基板。
8.根据权利要求1所述的气体基元基板，其中，多个所述气体基元基板被配置成组装用于半导体制造环境中的工具操作的气体输送箱。
9.根据权利要求1所述的气体基元基板，其中，所述气体基元基板被配置成使得所述气体输送部件仅从所述气体基元基板的最上表面安装。
10.根据权利要求1所述的气体基元基板，其中所述气体输送部件包括从包括二端口气体阀、三端口气体阀、质量流量控制器、质量流量计、调节器、转换器和过滤器的部件中选择的至少一个部件。
11.根据权利要求1所述的气体基元基板，其中，至少一些端口通过至少一对第二镗孔与至少一个剩余端口以及一个或多个气体输送部件连接，该第二镗孔包含分别形成于端口位置的上游侧和下游侧的气流路径。
12.一种气体基元基板，包括：
气体基元基板上用于安装气体输送部件的至少一个位置，该至少一个位置包括形成于气体基元基板的主体内的至少一个气体输送部件的入口端口和气体输送部件的出口端口，该气体基元基板被构造成使得所述气体输送部件仅从所述气体基元基板的最上表面安装；
至少一对第一镗孔，其包含分别形成于气体输送部件所在位置上游侧和下游侧的气流路径，所述至少一对第一镗孔至少部分地位于与气体基元基板中其他孔的横剖面不同的横剖面上，且两个横剖面均位于所述气体基元基板的主体内；以及
至少一个端口，其选自气体基元基板中的清扫端口和气体分流端口。
13.根据权利要求12所述的气体基元基板，其中，所述至少一个端口中的每一个通过至少一对第二镗孔与至少一个剩余端口以及一个或多个气体输送部件连接，所述至少一对第二镗孔包含分别形成于所述至少一个端口所在位置的上游侧和下游侧的气流路径。
14.根据权利要求12所述的气体基元基板，其中，所述至少一个端口中的每一个均为气体耦合点，其构成顶歧管系统的一部分，由此，连接被配置为仅从所述气体基元基板的所述至少一个端口所在的最上部分进行与包含其他气体基元基板的其他气体输送部件的连接。
15.根据权利要求12所述的气体基元基板，其中：
所述气体基元基板的入口端口被配置为将所述气体基元基板连接到气体供应线；并且
所述出口端口被配置为将所述气体基元基板连接到至少一个后续部件，所述后续部件选自包括设备气体入口供应线和后续气体基元基板的部件。
16.根据权利要求12所述的气体基元基板，其中，所述至少一对第一镗孔中的每一个均以一定角度且在所述气体基元基板内形成。
17.一种气体基元基板，包括：
带有气体接头部件的设施入口，该气体基元基板被配置为接收气体输送部件，该气体输送部件包括二端口上锁/挂牌阀(LOTO)、调节器、转换器、过滤器、附加双端口阀和三端口阀；以及
该气体基元基板还具有至少一对第一镗孔，该第一镗孔包括分别形成在每个气体输送部件所在位置的上游侧和下游侧的气流路径，该至少一对第一镗孔至少部分地位于与该气体基元基板中其他镗孔的横剖面不同的横剖面上，这两个横剖面均位于该气体基元基板的主体内。
18.根据权利要求17所述的气体基元基板，其中，所述气体基元基板包括气体分流端口、清扫端口和出口，所述气体分流端口、清扫端口和出口均被配置为通过顶歧管互连机制连接到其他位置。
19.根据权利要求18所述的气体基元基板，其中：
所述设施入口被配置为将所述气体基元基板连接到气体供应线；并且
所述出口被配置为将所述气体基元基板连接到至少一个后续部件，所述后续部件选自包括设备气体入口供应线和后续气体基元基板的部件。
20.根据权利要求17所述的气体基元基板，其中，所述至少一对第一镗孔中的每一个均以一定角度且在所述气体基元基板内形成。
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