專利名稱：三通閥入口總成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體傳輸系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及用于氣體傳ilr系纟充的三通閥入口總、成。
技術(shù)背景
傳統(tǒng)的半導體蝕刻處理系統(tǒng)可具有氣體源，經(jīng)由氣體供 應管線連接到氣體源的氣體傳輸系統(tǒng)，以及連接到氣體傳輸系統(tǒng)的 處理等離子室。該氣體傳輸系統(tǒng)進一步包括連接到氣體供應管線的 氣體棒。該氣體棒是一 系列氣體分配和控制部件，如質(zhì)量流量控制 器、 一個或多個壓力傳感器和/或調(diào)節(jié)器、加熱器、 一個或多個過濾 器或凈化器和截止閥。所使用的組件以及它們在氣體棒中的特別布置可依賴它們的^殳計和應用而變4b。 3o圖i所i兌明的，在通常的半導體處理裝置中，超過17個氣體源經(jīng)由氣體供應管線106、歧管上 的氣體分配組件、混合歧管連接到該室，這些通常都安裝在框架或 基板上，形成完整的系統(tǒng)，稱為"氣體面板"或者"氣體盒"。
氣體傳輸設(shè)備^是供具有三通閥入口總成(TVIA)的氣體 傳輸系統(tǒng)。該TVIA供給氣體傳輸總成，該氣體傳輸總成將三個功能 組件集成到一個單元中。在一個實施方式中，氣體傳輸設(shè)備可具有 歧管體，該歧管體配置為建立流體流動贈4圣；7jC平入口在第一側(cè)連 接到該歧管體、與該流體流動路徑流體連通，并且配置為4妄受工藝 氣體；氣動閥在第 一端連接到該歧管體以防止對流體流動未經(jīng)允許 的〗敫活，該氣動閥與該:^體^fb動鴻4圣和7JC平入口 ；充動連通；方文氣閥連才妄到該歧管體、與該流體流動^各徑流體連通、靠近該氣動閥，沒置； 以及垂直方文氣口在第 一端連4妻到該歧管體，該垂直》文氣口設(shè)在該》丈 氣閥和氣動閥之間并在第二端具有凈化氣體輸入/輸出端口 ，其中該 水平入口垂直于該垂直力文氣口設(shè)置。
在另 一個實施方式中，該氣體傳輸i殳備可具有配置為建 立流體流動路徑的歧管體；在第一端連接到該歧管體并配置為防止 對流體流動未經(jīng)允許的激活的氣動閥，該氣動閥與該流體流動^各徑 流體連通；在該第一端附近連4妄到該氣動閥并配置為4妻受供應氣體 的tK平入口；鄰近該氣動閥設(shè)置、連接到該^支管體并與該流體流動 路徑流體連通的3文氣閥；以及在第 一端連接到該歧管體的垂直》文氣 口 ，該垂直》文氣口i殳在該;故氣閥和氣動閥之間并在第二端具有凈化 氣體輸入/輸出端口 ，其中該水平入口垂直于該垂直放氣口設(shè)置。
這些和其他特4i將在下面本發(fā)明詳細iJL明和相關(guān)附圖中 將更詳細地呈現(xiàn)。


并入以及構(gòu)成這個說明書 一部分的附圖與該詳細描述一 起說明一個或多個實施方式，用來解釋本發(fā)明的原理和實現(xiàn)。
在這些附圖中
圖1A和lBi兌明三通閥入口總成示例實施方式。
圖2 A和2Bi兌明示例性的歧管體。
圖3A-3Ci兌明附加的測試端口的示例實施方式。
圖4是用于半導體處理的示例性氣體輸送裝置的示意圖。
具體實施方式
現(xiàn)在將才艮據(jù)其如附圖中說明的幾個優(yōu)選實施方式來詳細 描述本發(fā)明。在下面的描述中，闡述了許多具體細節(jié)以提供對本發(fā) 明的徹底理解。然而，對于本領(lǐng)i或的4支術(shù)人員來i兌，顯然，本發(fā)明 可不是用這些具體細節(jié)中的一些或者全部而實王見。在其j也情況下， />知的工藝步驟和/或結(jié)構(gòu)沒有詳細描述，以避免不必要的混淆本發(fā) 明。
本發(fā)明提供氣體傳輸系統(tǒng)，其具有三通閥入口總成 (TVIA),該總成可應用到真空耦合環(huán)(VCR)和集成氣體系統(tǒng) (IGS)氣體傳輸系統(tǒng)。該TVIA^是供氣體傳輸總成，該總成將三個 功能組件集成到單一單元中。這提供更小尺寸的氣體面板，其比當 前氣體面才反的制造成本低。該TVIA通過允許用戶以最小的盲管,殳在 該混合和泵/清除ot支管總成中增加和/或去除氣體4奉以及在氣體才奉上 幾乎至完全不〗吏用基才反面(real estate)而留有更大的靈活性。
圖1A和1B說明該三通閥入口總成的示例實施方式。該 TVIA 100可具有A支管體102,該jt支管體配置為建立一個流體流動^各 徑，借此各種氣體傳llr組件可移除地連接到那里。這些不同的組件 可憑借任<可已知的手1爻可移除地連4妄到該歧管體102,如利用緊固 裝置，如螺4丁或壓力密封等。水平入口104可在第一側(cè)106連4妻到該 歧管體102。該水平入口 104可與該流體流動^各徑流體連通并且配置 為容納如箭頭Ai兌明的供應氣體。如圖1A所i兌明的，該水平入口 104 可制造為該歧管體102的一部分。或者，如圖lB所i兌明的，該水平 入口 104可以是單獨的組件并且連4妄到該a支管體102。該入口 104可 以是該領(lǐng)域中已知的任何類型的連接件，如VCR連接件。
氣動閥108可在該第一端106連接到該歧管體102。該氣動 閥108可與該力fu體;危動鴻4圣和7K平入口 104;充體連通。該氣動閥108可用來防止對流體流動未經(jīng)允許的激活。圖1Bi兌明具有安全4幾構(gòu)的 氣動閥110的示例的實施方式。在一個實施方式中，該閥門是整體 表面安裝閥門。通常，整體表面安裝組件是氣體控制組件(例如， 閥門、過濾器等)，該組件通過在it支管總成上的通道連"t妄到其他氣 體控制組件，該氣體控制組件安裝在該歧管總成上。這與通常利用 VCR連^t妻件通過龐大的導管連接的氣體控制組件相反。
在一個實施方式，該閥門可以是氣體才奉進口閥門。在另 一個實施方式中，該閥門可以是IGS閥門。該氣動閥110可具有歧管 總成502,該氣動閥506可通過適配器504連4妾到該總成上。在一個 實施方式中，適配器504可具有螺紋。壓力連4妻器508可允許壓縮氣 體管路(未示)通過適配器接頭510連接到該氣動閥506。即，當壓 縮空氣通過適配器接頭510進入該氣動閥506,閥門片幾構(gòu)嚙合并且允 許氣體流入該氣體棒。
在一個實施方式中，該適配器510可以具有螺紋。手動關(guān) 閉開關(guān)512和閉鎖/掛牌機構(gòu)514可移除地連4妻到該適配器510。當手動關(guān)閉開關(guān)512通過^立桿516嚙合時，可阻止壓縮氣體，佳」得該氣動 閥506關(guān)閉，并且停止該氣體^^奉內(nèi)的等離子氣體流。另外，該手動 關(guān)閉開關(guān)512還可包含排氣口 ，允許氣動閥506內(nèi)任^T壓縮氣體在手 動關(guān)閉開關(guān)512嚙合之前排出。即，該氣動閥506的壓力可制造成基 本上與氣動閥506外面的壓力相同。另外，鎖和/或標簽可增力o到閉 鎖/掛牌才幾構(gòu)514，以大體上確j呆該等離子處理系統(tǒng)的安全維護。在 一個實施方式中，該優(yōu)化的防止激活總成可配置為最小^4是前的或 意外的脫除。也就是，如果不首先去除該鎖和/或標簽，則氣動閥506 不能夠激活，否則該氣體傳輸系統(tǒng)將發(fā)生嚴重的損壞。在另一個實 施方式中，該鎖是不可重復4吏用的。在又一個實施方式中，該鎖可 以是手動連沖妄。在又一個實施方式中，該鎖可以是自鎖的或者不可 重復〗吏用的。該標簽可以是單片尼龍束線帶并且可以聲明下面的一 種"不要開啟"，"不要打開"，"不要關(guān)閉"，"不要通電"和"不 要操作"。
三端氣動放氣閥112可連接到該歧管體102，鄰近該氣動 閥108、 ll(H殳置。該》文氣閥112可與該流體流動3各徑流體連通以允許 去除任何在該氣體棒內(nèi)剩余的腐蝕性供應氣體。
垂直》文氣口 114可在第一端116連4妻到該jt支管體102。該垂 直i文氣口 114可i殳置在該》文氣閥112和該氣動閥IIO之間，并且可垂直 于該水平入口104。例如，該垂直it氣口 114和7J^平入口 104可成大 約90。角。該垂直放氣口114可在第二端120具有凈化氣體輸入/輸出 連接件118以用于凈化氣體的輸入和/或排出。該垂直》丈氣口 114還可 用來^^換目前氣體盒上的排除歧管。或者，該垂直ii氣口114可用 作額外的測試或者增壓端口 ，如用來測試該氣體傳4lr系統(tǒng)中的濕度 和孩M立水平。該垂直》文氣口 114還可允許該TVIA用在4壬4可氣體傳輸^ 系統(tǒng)中，其中空間受到限制和/或用于單獨和額外的閥門的空間受到限制。此外，多個氣體棒可以最小化的盲管段與該TVIA單個連接或去連接。
質(zhì)量流量控制器(MFC) 122可在第二側(cè)124連接到該歧 管體102。該MFC 122準確地測量供應氣體的流率。將該放氣閥112 挨著該MFC 122設(shè)置允許用戶排出該MFC 122中的任何腐蝕性供應 氣體。
圖2A和2B說明示例性的A支管。圖2A說明圖1A的示例性 歧管，以及圖2B說明圖1B的示例性歧管。如上面所表述的，該歧管 200配置為建立用于該氣體傳llr系統(tǒng)的流體流動i 各徑。該歧管可具 有多個孔202以容納連接裝置(如螺4丁)以便將該歧管可移除地連 接到該基板(未示)。額外的孔203可容納連接裝置以將該氣體傳輸 纟J/f牛連4姿到該導氣箍(gas block ),如該水平入口 104和該MFC 122。 可以有入口204 (如VCR端口 )以接受來自水平入口連接件104的供 應氣體，該連4妄件可與該氣動閥108的入口206流體連通。出口208 與該;故氣閥112的入口210流體連通。該;故氣閥112可以是三端口歧 管，具有入口210、出口212和4非出口216。該出口可與入口214流體 連通而至該MFC 122。在一個實施方式中，該入口214可以是VCR 端口 。該4非出口216可與該垂直》文氣口 114流體連通。
圖3A-3C^兌明測試端口的示例實施方式。測試端口可以 連接到該氣動閥，以確保正確的氣體流過該氣體傳輸系統(tǒng)。或者， 該測試端口可用作額外的氣體傳^T組件。例如，該測試端口可用來 才企查濕度水平，i殳施管線的導管泄漏測試，用作額外的i文氣閥等。 如圖3A所-沈明的，該測試端口 302可在第 一端306附近連^妻到該氣動 閥304。該測試端口可以是^f壬^可已知的閥門，如VCR閥門。
圖3B和3Ci兌明連4妄到該氣動閥的測試端口和水平入口 。 圖3B說明連接到該IGS氣動閥308的水平入口 310和測試端口 312。圖3Ci^明該連接到具有閉鎖/掛牌^L構(gòu)314的IGS氣動閥308的水平入 口 310和測試端口 312。圖3B和3CiJt明的示例實施方式消除了將該水 平入口連接到該歧管的需要。
圖4是用于半導體處理的示例性氣體輸送裝置的示意圖。 經(jīng)過氣體供應管線414向等離子蝕刻處理室410^是供處理氣體。該氣 體供應管線412可向布置在該室上部的噴頭或者其他氣體供應裝置 才是供處理氣體。另外，氣體供應管線414可向該室的下部^是供處理 氣體，例如，提供到圍繞該歧管支座的氣體分配環(huán)，或者通過布置在該歧管支撐件內(nèi)的氣體出口。然而，可選的雙氣體輸送裝置可向 該室的頂部中間和頂部周邊4是供氣體。分別將處理氣體/人氣體源 416、 418、 420、 430提供到氣體管線，該處理氣體從氣體源416、 418、 420、 430提供到MFC 422、 424、 426、 432。該MFC422、 424、 426、 432向混合歧管428提供該處理氣體，之后將該混合氣體引導 至集氣管線414。
泵/排除歧管430可連接每個氣體源416、 418、 420、 430的每個單獨的》文氣閥112。凈化氣體(如氮氣)可用來凈化該氣體 輸送裝置400,如箭頭B?？墒褂迷摯怪薄肺臍饪?14以最小的盲管段 增加或者減少這些氣體，并且不去除4壬〗可氣體組件。
在運4亍中，用戶可以選沖,;降傳llr至該等離子處理室的混 合流的分凄t。例如，用戶可選^奪通過管線414傳^T的250 sccm Ar/30 sccm C4F8/ 15sccm C4F6/ 22sccm 02的;危。通過只于比總的;危量，在這 個例子中總流量可以通過對氣體盒中該MFC 422、 424、 426、 432 的全部流量讀lt求和來測量，該控制器可調(diào)節(jié)該管線414中節(jié)流的 程度以獲得需要的流量分配?；蛘?，可選的總流量計恰好安裝在該 混合歧管428的下游以測量混合氣體的總流量，而不是通過對該氣 體盒中MFC422、 424、 426、 432讀凄史求和確定總流量。
盡管已經(jīng)根據(jù)多個優(yōu)選實施方式描述本發(fā)明，但是還有 落入這個發(fā)明范圍內(nèi)的改變、替換和各種替代等同物。還應當注意 的是有許多可選的實現(xiàn)本發(fā)明方法和設(shè)備的方式。所以，所附權(quán)利 要求解釋為包括落入本發(fā)明主旨和范圍內(nèi)的所有這些改變、替換和 各種替代等同物。
權(quán)利要求
1.氣體傳輸設(shè)備，包括歧管體，其配置為在該氣體傳輸設(shè)備中建立流體流動路徑；水平入口，其在第一側(cè)連接到該歧管體、與該流體流動路徑流體連通并且配置為接受供應氣體；氣動閥，其在第一端連接到該歧管體，配置為防止對流體流動未經(jīng)允許的激活，該氣動閥與該流體流動路徑和水平入口流體連通；放氣閥，其連接到該歧管體、與該流體流動路徑流體連通并鄰近該氣動閥設(shè)置；垂直放氣口，其在第一端連接到該歧管體，該垂直放氣口設(shè)在該放氣閥和該氣動閥之間，并且在第二端具有凈化氣體輸入/輸出連接件，其中該水平入口垂直于該垂直放氣口設(shè)置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其進一步包括在第二側(cè)連接到該 歧管體的質(zhì)量流量控制器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該氣動閥進一步包括連接到 該氣動閥的第二端的撥動開關(guān)，所述撥動開關(guān)包括3立桿，所述 拉桿設(shè)在激活區(qū)域和非激活區(qū)域之一 時，其中當所述拉桿設(shè)在 所述激活區(qū)域中時，所述氣動閥被激活，以及其中當所述拉桿 i殳在所述非激活區(qū)域中時，所述氣動閥^皮關(guān)閉。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中該撥動開關(guān)進一步包括防止 激活4幾構(gòu)，其中所述防止激活才幾構(gòu)配置為防止在沒有至少繞過 所述防止激活才幾構(gòu)的閉鎖功能的情況下將所述4i桿/人所述非 激活區(qū)i或重新i殳置到所述-敫活區(qū)域。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其進一步包括在該第一端附近連 4姿到該氣動閥的測-汰端口 。
6. 才艮據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中該測試端口是VCR閥門。
7. 氣體傳輸i殳備，包括歧管體，其配置為在該氣體傳輸設(shè)備中建立流體流動路徑；氣動閥，其在第 一端連^妻到該A支管體以防止對流體流動 未經(jīng)允i午的5敫活，i亥氣動閥與i亥:i:危體;危動^各^圣;;危體連通；7jc平入口，其靠近該第一端連^妻到該氣動閥并配置為4妻 受供應氣體；;改氣閥，其連接到該歧管體、與該流體流動^各徑流體連 通并鄰近該氣動閥:沒置；在第一端連4妻到該A支管體的垂直》文氣口 ，該垂直》文氣口 i殳在該;故氣閥和該氣動閥之間，并且在第二端具有凈化氣體輸 入/輸出連接件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其進一步包括在第二端連接到該 歧管體的質(zhì)量流量控制器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中該氣動閥進一步包括連接到 該氣動閥的第二端的撥動開關(guān)，所述撥動開關(guān)包括拉桿，所述 拉桿設(shè)在激活區(qū)域和非激活區(qū)域之一中，其中當所述拉桿設(shè)在所述激活區(qū)域中時，所述氣動閥被激活，以及其中當所述拉桿 :沒在所述非激活區(qū)i或中時，所述氣動閥^皮關(guān)閉。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中該撥動開關(guān)進一步包括防止 激活才幾構(gòu)，其中所述防止激活才幾構(gòu)配置為防止在沒有至少繞過 所述防止激活機構(gòu)的閉鎖功能的情況下將所述拉桿從所述非激活區(qū)域重新:沒置到所述激活區(qū)域。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，進一步包括設(shè)在該氣動閥和該水 平入口之間的測:武端口 。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中該測試端口是VCR閥門。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，進一步包括設(shè)在該氣動閥上的測 試端口 。
14. 氣體傳輸設(shè)備，包括歧管體，其配置為在該氣體傳輸i殳備建立流體流動^各徑；水平入口，其在第一側(cè)連4妻到該歧管體、與該流體流動 ^各徑流體連通并且配置為接受供應氣體；第一連接器，其配置為在第一側(cè)容納第一氣體組件，第 一固定件與該流體流動^各徑和水平入口流體連通；第二連接器，其配置為容納第二氣體組件，該第二固定 件鄰近該第 一 固定件設(shè)置；垂直》文氣口，其在第一端連4妻到該歧管體，該垂直》文氣 口i殳在該第一連4妄器和該第二連4妻器之間，并且在第二端具 有凈化氣體輸入/輸出連接件，其中該水平入口垂直于該垂直》文氣口i殳置。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，進一步包括在第二側(cè)連接到該 歧管體的質(zhì)量流量控制器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中該第一氣體組件是氣動閥。
17. 才艮據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中該氣動閥進一步包括連接 到該氣動閥的第二端的撥動開關(guān)，所述撥動開關(guān)包括4立^干，所 述拉桿設(shè)在激活區(qū)域和非激活區(qū)域之一中，其中當所述拉桿設(shè) 在所述激活區(qū)域中時，所述氣動閥被激活，以及其中當所述拉 桿i殳在所述非激活區(qū)域中時，所述氣動閥一皮關(guān)閉。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中該撥動開關(guān)進一步包括防 止激活才幾構(gòu)，其中所述防止激活片幾構(gòu)配置為防止在沒有至少繞 過所述防止激活機構(gòu)的閉鎖功能的情況下將所述拉桿從所述 非激活區(qū)域重新i殳置到所述激活區(qū)域。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中該第二氣體組件是放氣閥。
20. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其進一步包括設(shè)在該第一氣體 組件上的測試端口 。
全文摘要
三通閥入口總成。一種氣體傳輸設(shè)備，其具有歧管體，該歧管體配置為建立流體流動路徑；在第一側(cè)連接到該歧管體的水平入口、與該流體流動路徑流體連通并且配置為接受供應氣體；氣動閥在第一端連接到該歧管體、配置為防止對流體流動未經(jīng)允許的激活，該氣動閥與該流體流動路徑和水平入口流體連通；放氣閥連接到該歧管體、與該流體流動路徑流體連通并鄰近該氣動閥設(shè)置；以及在第一端連接到該歧管體的垂直放氣口，該垂直放氣口設(shè)在該放氣閥和該氣動閥之間并在第二端具有凈化氣體輸入/輸出連接件，其中該水平入口垂直于該垂直放氣口設(shè)置。
文檔編號F17D3/01GK101334132SQ20081009977
公開日2008年12月31日 申請日期2008年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月11日
發(fā)明者馬克·塔斯卡爾 申請人:朗姆研究公司