配气板制造技术

配气板（１０）包括具有入口（１００）的整体式歧管体（１１８）和定义至少一个有源器件位置的侧壁。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及用于半导体加工的进气系统，具体地说涉及配气板系统，不管是定域性的还是分布在半导体加工工具周围的。本专利技术的现有技术晶片加工设备通常是这样组织的，以便包括若干个满足化学汽相淀积、等离子体淀积、等离子体蚀刻和溅射等加工工艺条件的区域。为了完成其中许多工艺，加工器械必须得到工艺气体供应，它们是得到工艺气体供应的化学汽相淀积反应器、真空溅射机、等离子体蚀刻机或等离子体增强的化学汽相淀积，其中所述工艺气体可以是活性气体，或者是惰性气体，或者是能提供活性反应物的气体。例如，为了完成外延淀积，运载气体(如干燥的氮气)通过四氯化硅鼓泡，于是将四氯化硅蒸汽带进外延淀积舱。为了淀积氧化硅电介质涂层(也被称为氧化物淀积层)，硅烷(SiH4)流入加工器械，氧气也流入加工器械，在那里它们发生反应在膜片上形成氧化硅(SiO2)。等离子体蚀刻是通过把四氯化碳和六氟化硫供应给等离子体蚀刻机完成的。这些化合物被离子化，形成活性的卤素反应物，然后由它们蚀刻硅片。借助二氯硅烷和氨在加工器械中反应可以淀积四氮化三硅。人们将会理解在每个实例中纯净的运载气体或反应气体必须无污染地以精确计量的流量供应给加工器械。在典型的晶片加工设备中，惰性气体和反应气体被储存在储罐中，该储罐可以位于设备的底座中并且借助管道或导管连接到歧管阀室上。该储罐和歧管阀室被看作是设备平级系统(the facility level system)的一部分。在加工器械级，加工器械总系统(例如等离子体蚀刻机或类似的东西)包括配气板和加工器械本身。包含在加工器械中的配气板包括许多气路，这些气路与其中的手动阀、气动阀、质量流控制器、过滤器、净化器等器件连接在一起。所有这些元器件都是为了把纯净的惰性气体或反应气体以精确计量的流量从歧管阀室输送到加工器械本身。配气板被置于加工器械的机壳中，并且无论是通过焊接管道焊连接有源器件还是通过焊接与接头(例如购自Cajon公司的VCR接头或类似的东西)相结合连接有源器件在将每个有源器件垂直安装在配气板上时该配气板通常都要占据比较大的空间。制造配气板比较困难，因此价格昂贵。在将VCR接头与焊接管道系统合并时，各个元件被保持在用垫片调整的支撑上，以便在连接之前对准VCR接头。对不准VCR接头可能导致泄漏。此外，人们发现VCR接头在运输过程中往往可能松开，因此某些配气板制造商假定VCR接头在运输过程中可能已经松开，让污染物进入该系统。在这样的系统中进行焊接费用比较高，而且通常是采用钨极惰性气体保护焊接(TIG)系统来完成的，该系统有轨迹焊头以便把管桩与管道焊接在一起。焊接必须在惰性气氛(如氩气)中进行，并且即使如此也会导致管内表面光洁度下降。现代的配气板系统和气流控制系统的重要特征之一是可能与气体或蒸汽接触的气流控制设备必须尽可能地被做成既光滑又不会起反应的，以便减少成核部位和汇集部位的数量，在这些部位可能有污染物淀积，从而导致形成可能污染待加工晶片的颗粒或粉尘。常规配气板带来的另一些问题涉及下述事实，即VCR与当今使用的焊接系统结合通常在每个零部件之间需要相当大的空间，以便在检修期间可以接近并打开VCR连接。此外，为了从当今的配气板上拆除某个有源元件，必须松开周围元件的许多支撑以致可以使这些零部件散开，从而允许拆除那个打算拆除的有源元件。大多数晶片制造商知道“清除灰尘”只是个时间问题，例如配气板中的硅烷管线迟早会有灰尘。“灰尘污染”是在空气渗入活性硅烷管线时发生的，因为空气渗入活性硅烷管线将导致引火反应发生，从而在管道中产生松散的颗粒状二氧化硅，借此污染该管线。其它管线也可能被污染。例如，运载蚀刻中使用的氯气的或运载其它反应中使用的氯化氢的那些管线。氯化氢与潮湿空气中的水分混合将产生盐酸，该盐酸将蚀刻管道的内壁，使它变得粗糙从而增加成核部位的数量和增加不希望的淀积出现在管道内壁上的或然率。在这两种情况以及在其它情况下，为了清理配气板中的特定管线打开它将是必不可少的。此外，个别元件出现故障可能也需要打开某个管线，以便清理它，这将消耗大量的时间和费用。因此，迫切需要一种紧凑的、制造费用低廉并且易于检修的新型配气板。本专利技术的概述按照本专利技术提供的配气板组件，将包括许多安装有源器件的整体式气体或蒸汽歧管。这些安装有源器件的歧管被组合起来，以致它们在入口端接收气体或蒸汽，让该气体或蒸汽沿着许多内部通道到达许多有源器件安装位置(这些位置可以连接有源器件，或者已被连接在气体返回盖(a gas return cap)上)，最终把该气体或蒸汽从最后的供应出口输送到加工器械。本专利技术的配气板组件是易于制造的，其中标准化的歧管与用于连接有源器件的标准化的印迹(footprint)一起使用。每个有源器件部位都沿着本质上矩形的歧管面定位，并且每个有源器件部位的取向致使有源器件本质上垂直于该歧管面，因此流动路径通常是向外的。每个器件都通过六角螺钉连接到歧管上，这些六角螺钉把器件底座固定在歧管上并且易于迅速地拆除，以便在不干扰系统中其它部分的情况下从系统上拆除某个特定的器件。该歧管系统还是自定位的，其中每个歧管都是事先加工好的可重复加工的元件。因为可以通过该歧管进行连接或借助该歧管本身提供连接，所以没有必要直接为诸有源器件提供焊接连接或VCR和管道的连接。借助过歧管内的折转(tucking)，每个入口和出口的连接由该歧管在毗邻位置之间形成回路，这大大节省了空间并且允许大大减少现有配气板组件所占据的空间。体现本专利技术的配气板组件是容易制造的，其中每个有源器件都是单独定位的。如果发生对不准的情况，例如在整体式歧管表面上压力调节器与该器件的接收位置对不准，采用普通歧管结构作为其结果毗邻的质量流控制阀或类似的东西将不会错位，因此，通过使用歧管系统任何可能发生的错位都不会牵连到毗邻位置。允差累积问题也将由于该歧管同时连接和调整各个有源器件的能力而被避免。每个与歧管连接的有源器件都可以是事先制造的，其中包括把密封件和螺钉俘获机构(screw capture mechanism)合并的元件，该密封件包括保持它与该有源器件对准的夹持片和为了将螺钉保持在有源器件座的螺钉孔内而被尼龙开口环俘获的螺钉。这为便捷地组装创造了条件。这些有源器件靠边缘密封实现各个活动部位的密封。边缘密封不需要准备宽阔的或精密的表面就能在歧管和有源器件之间的气流入口和出口提供良好的、无泄漏的和无污染的结合点。这种密封容易拆除，以便在维修期间更换。它们包括自定位的夹持片，在现场更换歧管面上的有源器件时这些夹持片是特别有用的。本专利技术的配气板歧管系统还允许整个歧管组件、即棒(stick)具有施于其上的加热带或其它类型的加热器，以便给所有延伸到有源器件的零部件当中的歧管孔加热，保持低蒸汽压的气体或蒸汽以蒸汽状态遍及该系统的每条工艺气体管线。本专利技术的配气板歧管系统允许该配气板易于得到现场用户的认可，因为它不需要破坏焊缝和VCR的连接。有源器件可以被简单地更换或补充，其方法是松开它与某个有源器件部位的连接并且把一个新器件连接上去。提供一对氮气吹洗入口，两者分别在整体式歧管的上游末端和下游末端，以致在需要从歧管上拆除某个有源器件时，干燥的氮气可以通过该歧管向后和向前吹洗。在更换有源器件的过程中，干燥的洁净氮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于配气板组件输送多种工艺气体的工艺气体管线，该管线包括：接收来自工艺气体源的工艺气体的工艺气体入口；整体式歧管，它具有至少一个横向延伸的歧管面并且具有与气体入口连通接收工艺气体的歧管入口，该整体式歧管具有一条横向气路以便把工艺气体从歧管入口横向输送到歧管出口，沿着所述歧管面，该歧管还具有与横向气路连通的许多器件接口，以便安装从歧管面向外延伸并且与各个接口气流连通的器件；以及与该歧管出口相连的工艺气体出口。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克J瑞德曼，基姆N乌，
申请(专利权)人：成套设备公司，
类型：发明
国别省市：US[]