气流净化系统和方法技术方案

组合气流净化构件的系统和方法包括一个连接于一个气体净化器底侧的组合气体扩散－过滤膜片。气体首先流过一个净化装置，该净化装置可以在气体净化器的一个腔室内包括活性微基质，从而净化气体。然后，气体流过组合气体扩散－过滤膜片以防止污染物进入装载锁定处理室。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及气体输送系统和测量设备，更具体来说，涉及在气体输送系统中组合各构件的系统和方法，特别是涉及组合在半导体制造中使用的气流净化构件。许多当前的制造方法需要通过气流管路输送气体，气流管路具有许多用于调节、过滤及监测通过管路流动的气体的构件。例如，目前的半导体制造方法，如化学气相淀积，需要以适当的流动速率和数量向处理室如装载锁定(Load-lock)处理室输送超纯气体。一般在气体管路中装入许多气体构件(对于半导体制造方法来说，一般将气路称为气棒(gasstick))，包括气体流量监测器、气体过滤器、气体净化器、气体扩散器和其它可以购置的构件。上述市售的气路构件传统上是制成一般要连接在线路中的单独的独立组件。例如，气体过滤器或气体净化器一般安装在气体扩散器上游。在线路中连接气体构件的一个问题在于，它们在半导体加工区域中占据大量空间。向气路中增设气体构件，由于构件长度和连接件长度会增加气路总长度，因而增加制造成本。所述市售气路构件可能具有的功能是使装载锁定处理室通气。过去一直只使用气体扩散器使装载锁定处理室通气，但是这种独立的气体扩散器一般具有很疏松的孔隙结构，不能阻止颗粒进入装载锁定处理室的真空处理室。当使装载锁定处理室通气时出现的另一个问题是，气体必须以5psi的很低流量流过气路。如果气体以超过5psi的流量流动，颗粒或污染物如水汽、氧气、一氧化碳及二氧化碳可能冲过气体过滤器或气体扩散器，进入装载锁定处理室。上述污染物可能附着并污染储存在装载锁定处理室中的半导体晶片，使产量棒(yield bar)下降。为了避免污染装载锁定处理室，通过气路的气流必须慢，因而使装载锁定处理室通风花费长的时间。在装载锁定、转送、冷却和处理室的抽空或预抽时出现的另一个问题是冷凝。当一个室很快抽空时，在室及管中可能形成冷凝。为了减少形成冷凝，目前的抽空过程很慢。本专利技术的目的是提供一种改进的气流净化构件的组合系统和方法，它能够消除或减小以前研制的在半导体制造中使用的中的缺陷和问题。更具体来说，本专利技术组合气体过滤器、气体净化器和气体、水汽监测扩散器以提供一种以快得多的速率从气体过滤污染物的组合气体构件系统和方法。组合气流净化构件的系统和方法包括连接于气体净化器底侧的一个组合式气体扩散-过滤膜片。气体首先流过气体净化器内一个腔室中的活性微基质，从而净化气体。接着，气体流过组合式扩散-过滤膜片，该膜片允许和缓的层流，并可防止污染物进入装载锁定处理室。本专利技术提供一种扩散-过滤膜片，它含有较紧密的孔隙结构，从而进一步防止污染物进入装载锁定处理室，这是另一个重要的技术优点。本专利技术的另一个重要的技术优点是，提供加工、冷却、转送和装载锁定处理室的更快的通风时间，同时减少在装载锁定处理室中的氧气、烃及水汽量。本专利技术提供的一个重要技术优点是在一个组件中组合两个或更多的气流构件，从而减少气流构件的占地面积(footprint)及制造成本。本专利技术提供的另一个重要技术优点是装载锁定处理室更快地干燥。本专利技术提供的另一个重要技术优点是，提供一种组合式扩散-过滤膜片，它可防止在气体管线中的较多污染物进入装载锁定处理室。本专利技术提供的另一个重要的技术优点是，形成了气体监测，因而当检测到水汽时，工艺工程师可以停止处理而不致损坏晶片，从而防止批量生产出现可能的缺陷。现在对照以下附图进行详细描述，以便进一步理解本专利技术及其优点，附图中相同的件号表示相同的特征。附图说明图1表示本专利技术的改进的的一个实施例；图2表示装有本专利技术实施例的一个装载锁定处理室20。本专利技术的优选实施例表示在附图中，在各附图中使用相同的件号表示相同或相应的零件。本专利技术的系统和方法包括一个连接于气体净化器底侧的组合式气体扩散-过滤膜片。气体首先流过位于气体净化器的一个腔室中的活性微基质，从而净化气体。接着，气体流过组合式扩散-过滤膜片，从而防止污染物进入装载锁定处理室。图1所示的气体净化系统100包括一个气流净化器105、一个组合式气体扩散-过滤膜片110、一个气流监测器135、一个过滤板(grit)125和一个VCR管接头120。气体净化器105具有一个腔室115，内含活性微基质，在含大量污染物的气体流过气体净化器105时，用于净化气体。在美国专利第5,340,552号中可发现活性微基质的一个实例，上述专利在本说明书中用作参考。净化器的腔室115可以是管状或盘状的。过滤板125连接于气体净化器105的顶部，组合式气体扩散-过滤膜片110连接于气体净化器105的底侧，以便保证无活性微基质从气体净化器的腔室115逸出。过滤板125可以用不锈钢、镍、铬或其它金属(陶瓷特氟隆Telflon)形成。在一个实施例中，过滤板125可通过现场机加工而连接于气体净化器顶部。VCR管接头120连接于过滤板125的顶侧。工业中使用的接头套管或各种其它管接头可用来替代VCR管接头。一个Kf-50凸缘真空连接装置用于在装载锁定处理室保持真空，也可以使用其它工业标准凸缘。气流监测器135通过电缆130连接于组合式气体净化器105。气流监测器135测量气流净化系统100从流过气棒(gas stick)的特定气体中除去污染物的速率。气流净化系统100的另一个目的是将开、闭装载锁定处理室的门时进入的氧气和水汽排出装载锁定处理室。在一个实施例中，气流监测器可以放置在装载锁定处理室外面，但在另一实施例中，气流监测器可以放置在装载锁定处理室内部。气流监测器135的一个实例可在美国专利第5,477,716号中找到，该专利全文在本说明书中用作参考。组合式气体扩散-过滤膜片110包括一个气体过滤器和一个气体扩散器，它们可连在一起形成一个多孔金属构件。这种组合气体扩散-过滤膜片滤除污染物的性能要比标准气体过滤器或气体扩散器好得多。大多数单独的气体扩散器或气体过滤器，其对数减少值(LRV)为1，不很有效。本专利技术的组合扩散-过滤膜片110的LRV可达3或更高。工业需要LRV为9的过滤器。LRV越高，气体过滤器的效率越高。例如，组合气体扩散-过滤膜片的LRV可达9。通过气体扩散-过滤膜片110过滤的气体，其水汽可少于十亿分之一份(PPB)。因此，组合气体扩散-过滤膜片110相对于以前的技术方案效率有所增加。气体过滤器和气体扩散器的组合的另一优点在于。不再需要气棒上气体过滤器下行线路，因而减少了最终用户的构件成本。另一个技术优点在于，两个或更多气流构件组合在一起可减少气棒需要的水平空间。水平空间的减少可使制造成本下降。另一个优点在于，组合气体扩散-过滤膜片110可提供横过组合气体扩散-过滤膜片110的表面的层流，迅速注满腔室。气体能够以每分钟5至1000升的速率流过组合气体扩散-过滤膜片110，并仍可正常地除去污染物。这也可使装载锁定处理室的处理、冷却、转送的通风时间更快，同时减少装载锁定处理室中的氧气、烃和水汽量。虽然某些现有技术的气体过滤器可以适当地过滤气体，但是，它们会搅起已存在于腔室中的颗粒，除非气体以5psi的慢速率流过现有技术的气体过滤器，因而使装载锁定处理室通气需要长的时间。本专利技术的另一个优点是可以取得允许层流的正确混合的孔隙度(这是由于可以实现适当的DP)。另一个重要优点是，本专利技术可加快装载锁定处理室的干燥。连接于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合气流净化构件系统，它包括：一个气体净化器，它可用于净化含多种污染物的气体；一个气体过滤器；以及一个气体扩散器，其中，所述气体过滤器和所述气体扩散器连接在一起形成一个组合气体扩散－过滤膜片，所述组合气体扩散－过滤膜片连接于 所述气体净化器的底侧，所述气体净化器用于防止所述多种污染物进入一个装载锁定处理室。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯特A托里德斯，
申请(专利权)人：米克罗利斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]