JP7583186B2 - マニホールドアセンブリを備える流体流れ制御システム - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年３月３日に出願された米国特許仮出願第６３／１５５，８６１号の優先権を主張し、その内容の全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
技術分野
本発明は、マニホールドアセンブリを備える流体流れ制御システムに関する。

質量流れの制御は、半導体チップの製造で使用される重要な技術の１つになっている。質量流れを制御するための装置は、半導体製造および他の工業処理のための処理ガスおよび液体の既知の流量を供給するために重要である。そのような装置は様々な用途に向けられる流体の流れを測定し正確に制御するために使用される。特定の製造ツールでは、様々な液体およびガスが必要となる場合がある。その結果、効率的なガスおよび液体の取り扱いは、現代の半導体製造装置にとって欠くことのできないものである。

チップ製造技術が向上するにつれて、流れを制御するための装置への要求も高くなっている。半導体製造の処理では、性能の向上、より広範囲の流量能力、より多くの処理ガスおよび液体、必要な機器のよりコンパクトな設置がますます求められている。様々な流れ装置のための改善されたガスおよび液体の取り扱いが、省スペースかつ低コストでの高められた性能を達成するために望ましい。

本技術は、半導体などの物品を処理するためのシステムを対象とする。他の実施形態では、本技術は処理流体を制御するためのシステムを対象とする。さらに他の実施形態では、本技術は処理流体を輸送するためのシステムを対象とする。他の実施形態では、本技術は処理流体の流れを制御するための装置を対象とする。本システムおよびマニホールドアセンブリは、半導体チップ製造やソーラーパネル製造などの広範囲の処理で使用されてもよい。

１つの実施形態では、本発明は物品を処理するためのシステムである。本システムは、第１の処理流体を供給するように構成された第１の流体供給および第２の処理流体を供給するように構成された第２の流体供給を備える。本システムは流れを制御するための第１の装置を備え、第１の装置は入口、出口およびブリードポートを備え、第１の装置の入口は第１の流体供給に流体連結されている。本システムは流れを制御するための第２の装置を備え、第２の装置は入口、出口およびブリードポートを備え、第２の装置の入口は第２の流体供給に流体連結されている。本装置は第１および第２の取り付け基板を備え、第１の取り付け基板は第１の真空ポートおよび第１の出口ポートを備え、流れを制御するための第１の装置は、流れを制御するための第１の装置のブリードポートが第１の真空ポートに流体連結され、かつ流れを制御するための第１の装置の出口が第１の出口ポートに流体連結されるように、第１の取り付け基板に取り付けられる。第２の取り付け基板は第２の真空ポートおよび第２の出口ポートを備え、流れを制御するための第２の装置は、流れを制御するための第２の装置のブリードポートが第２の真空ポートに流体連結され、かつ流れを制御するための第２の装置の出口が第２の出口ポートに流体連結されるように、第２の取り付け基板に取り付けられる。本システムは、第１および第２の真空ポートに流体連結された真空マニホールド、第１および第２の出口ポートに流体連結された出口マニホールド、真空マニホールドに流体連結された真空源、および出口マニホールドに流体連結された処理チャンバを備える。

別の実施形態では、本発明は処理流体を制御するシステムである。本システムは流れを制御するための第１の装置を備え、第１の装置は入口、出口およびブリードポートを備え、第１の装置の入口は第１の処理流体を受け入れるように構成されている。本システムは流れを制御するための第２の装置を備え、第２の装置は入口、出口およびブリードポートを備え、第２の装置の入口は第２の処理流体を受け入れるように構成されている。本装置は第１および第２の取り付け基板を備え、第１の取り付け基板は第１の真空ポートおよび第１の出口ポートを備え、流れを制御するための第１の装置は、流れを制御するための第１の装置のブリードポートが第１の真空ポートに流体連結され、かつ流れを制御するための第１の装置の出口が第１の出口ポートに流体連結されるように、第１の取り付け基板に取り付けられる。第２の取り付け基板は第２の真空ポートおよび第２の出口ポートを備え、流れを制御するための第２の装置は、流れを制御するための第２の装置のブリードポートが第２の真空ポートに流体連結され、かつ流れを制御するための第２の装置の出口が第２の出口ポートに流体連結されるように、第２の取り付け基板に取り付けられる。本システムは、第１および第２の真空ポートに流体連結された真空マニホールドならびに第１および第２の出口ポートに流体連結された出口マニホールドを備える。

なおさらなる実施形態では、本発明は処理流体を輸送するシステムである。本システムは、複数の取り付け基板を備え、各取り付け基板は真空ポートおよび出口ポートを備える。本システムは、複数の取り付け基板の真空ポートに流体連結された真空マニホールドを備える。本システムはまた、複数の取り付け基板の出口ポートに流体連結された出口マニホールドも備える。真空マニホールドは、第１の長手方向軸に沿って延在する複数の主チャンネルおよび複数の供給チャンネルを備え、複数の取り付け基板の真空ポートは複数の供給チャンネルを経由して複数の主チャンネルに流体連結される。出口マニホールドは、第２の長手方向軸に沿って延在する複数の主チャンネルを備え、第１および第２の長手方向軸は平行である。

別の実施形態では、本発明は処理流体の流れを制御するための装置である。本装置は、入口、出口、ブリードポート、入口から出口まで延在する流路、第１の弁、流れ制限器、第２の弁および取り付け部を備える。第１の弁は流路に操作可能に連結され、入口と出口の間に配置され、第１の弁は流路中の処理流体の流れを制御するように構成される。流れ制限器は流れ障害物を備え、流路に操作可能に連結され、入口と出口の間に配置される。第２の弁は、流路に操作可能に連結され、入口と出口の間に配置され、第２の弁は流路からブリードポートまでの処理流体の流れを制御するように構成される。取り付け部は出口およびブリードポートを備える。

さらに別の実施形態では、本発明は物品を製造する方法である。本方法は、第１の処理流体の流れを制御するための第１の装置であって、流れを制御するための第１の装置が取り付け部を備える第１の装置を提供することを含む。本方法は、表面を備える第１の取り付け基板であって、表面が出口ポートおよび真空ポートを備え、出口ポートが出口マニホールドに流体連結され、かつ真空ポートが真空マニホールドに流体連結される、第１の取り付け基板を提供することをさらに含む。流れを制御するための第１の装置の取り付け部は、第１の取り付け基板の表面に固定される。出口マニホールドは処理チャンバに流体連結され、また真空マニホールドは真空源に流体連結される。第１の処理流体は流れを制御するための第１の装置に供給される。第１の処理流体は流れを制御するための第１の装置を通って流される。第１の処理流体は、流れを制御するための第１の装置から第１の取り付け基板の真空ポートに供給される。第１の処理流体は真空マニホールドを通して真空源に放出される。第１の処理流体は、流れを制御するための第１の装置から第１の取り付け基板上の出口ポートに供給される。最終的に、処理は処理チャンバ内の物品に対して行なわれる。

本技術が適用されるさらなる領域は、以下に提示される詳細な説明から明らかになるだろう。詳細な説明および具体的な実施例については、それらは好ましい実施形態を示すけれども、例示の目的のためのみが意図されており、本技術の範囲を制限することは意図されていないことが理解されなければならない。

本開示の発明は、詳細な説明および添付された図面から、より完全に理解されるだろう。図面の説明は以下のとおりである:

流れを制御するための1つ以上の装置を利用する半導体デバイスを製造するシステムの概略図である。

図１の処理で利用されてもよい流れを制御するための装置の１つである質量流れ制御器の概略図である。

図１のシステムで利用されてもよい流れを制御するための複数の装置およびマニホールドシステムの斜視図である。

図１のシステムで利用されてもよい流れを制御するための装置の１つである質量流れ制御器とマニホールドシステムの一部との斜視図である。

図４の質量流れ制御器とマニホールドシステムの一部との下部斜視図である。

図４の質量流れ制御器とマニホールドシステムの一部との左側面図である。

図４の質量流れ制御器とマニホールドシステムの一部との右側面図である。

図４の質量流れ制御器とマニホールドシステムの一部との正面図である。

図４の質量流れ制御器とマニホールドシステムの一部との背面図である。

図４の質量流れ制御器とマニホールドシステムの一部との上面図である。

図４の質量流れ制御器とマニホールドシステムの一部との底面図である。

図８のラインＸＩＩ－ＸＩＩに沿って描かれた質量流れ制御器とマニホールドシステムの一部との断面図である。。

図３のマニホールドシステムの斜視図である。

図３のマニホールドシステムの上面図である。

図３のマニホールドシステムの取り付け基板と真空および出口マニホールドの一部との斜視図である。

図１５の取り付け基板の底面斜視図である。

図１５のラインＸＶＩＩ－ＸＶＩＩに沿って描かれた取り付け基板の断面図である。

図１５のラインＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩに沿って描かれた取り付け基板の断面図である。

図１５の取り付け基板のクレードルの斜視図である。

図１５の取り付け基板のクレードルの上面図である。

図１５の取り付け基板のクレードルの底面斜視図である。

図１５の取り付け基板のポートブロックの第１の部分の斜視図である。

図１５の取り付け基板のポートブロックの第１の部分の底面斜視図である。

図１５の取り付け基板のポートブロックの第２の部分の斜視図である。

図１５の取り付け基板のポートブロックの第２の部分の底面斜視図である。

本発明の本質による例示的な実施形態の説明は、添付された図面と関連して読まれることが意図されており、これらの図面は記載された説明全体の一部と見なされるべきである。本明細書に開示された本発明の実施形態の説明では、方向または向きへのどのような言及も、説明の便宜のためのみが意図されており、本発明の範囲を制限することは決して意図されていない。「より低い」、「上部の」、「水平の」、「垂直の」、「約」、「以下の」、「上へ」「下へ」、「左」、「右」、「一番上の」および「底の」などの相対的な用語は、これらの派生語（たとえば、「水平に」「下方へ」「上方へ」等）とともに、そのときに説明されている向き、または議論されている図面に示されている向きを指すものと解釈されるべきである。これらの相対的な用語は説明の便宜のためのみのものであり、明示的にそういうものであると示されない限り、その装置が特定の向きで構成されまたは操作されることを要求するものではない。「取り付けられ（ａｔｔａｃｈｅｄ）」、「添付され（ａｆｆｉｘｅｄ）」、「接続され（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、「連結され（ｃｏｕｐｌｅｄ）」、「相互に連結され（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」などの用語および類似語は、別段の明示的な記載がない限り、構造物が、介在構造物とともに可動性もしくは不動性の両方の取り付け物または関係物を介して直接的または間接的に互いに固定されまたは取り付けられる関係を指す。さらに、本発明の特徴および利点は好ましい実施形態を参照することによって説明される。したがって、本発明は、単独でまたは特徴の他の組み合わせで存在し得る特徴のいくつかの可能な非限定的な組み合わせを例示するそのような好ましい実施形態に限定されるべきではないことを明示しており、本発明の範囲は、本明細書に添付された特許請求の範囲によって定められる。

本発明は物品を処理するためのシステムを対象とし、これらのシステムは流体流れを制御するための装置を備える。いくつかの実施形態では、本装置は、半導体の処理または類似の処理にガスまたは液体の既知の質量流れを供給するための質量流れ制御器として機能してもよい。半導体製造は、流体の流れの制御において高いパフォーマンスが要求される産業の１つである。半導体製造技術が進歩するにつれて、顧客は、供給される流体流れの質量の精度と再現性が向上した流れ制御装置の必要性を認識するようになった。さらに、流れ制御装置は複雑さが増加しており、様々な処理流体の供給および排出を必要とするより洗練された構成を利用している。本システムは、標準化されたマニホールド配置を使用することによって物品を処理するシステムの迅速な組み立ておよびメンテナンスを可能にする。

図１は、物品を処理するための典型的な処理システム１０００の概略図を示す。処理システム１０００は、処理チャンバ１３００に流体連結された、流れを制御するための複数の装置１００を使用してもよい。流れを制御するための複数の装置１００は、1つ以上の異なる処理流体を処理チャンバ１３００に出口マニホールド４００を経由して供給するために使用される。半導体などの物品は処理チャンバ１３００内で処理されてもよい。弁１１００は流れを制御するための装置１００を処理チャンバ１３００から分離し、流れを制御するための装置１００が処理チャンバ１３００に選択的に接続されまたは処理チャンバ１３００から分離されることを可能にする。処理チャンバ１３００は、流れを制御するための複数の装置１００によって供給された処理流体を施与するための１つ以上の施与器を収納してもよく、流れを制御するための複数の装置１００によって供給された流体の選択的または広範囲の分配を可能にする。加えて、処理システム１０００は真空源１２００をさらに備え、真空源１２００は弁１１００によって処理チャンバ１３００から分離され、処理流体の排出を可能にするかまたは流れを制御するための装置１００の１つ以上のパージを促進することを可能にして流れを制御するための同じ装置１００内の処理流体間の切り替えを可能にする。流れを制御するための装置１００の各々は個別のブリードポートを備えていてもよく、ブリードポートは真空マニホールド５００に連結され、真空マニホールドは弁１１００を経由して真空源１２００に接続される。任意的に、流れを制御するための装置１００は、質量流れ制御器、流れ分配器または処理システムでの処理流体の流れを制御するための任意の他の装置であってもよい。さらに、弁１１００は所望であれば流れを制御するための装置１００へ統合されてもよい。いくつかの実施形態では、これは、処理システム１０００におけるある他の弁１１００の必要を排除し得る。

処理システム１０００で実施されてもよい処理としては、湿式洗浄、フォトリソグラフィ、イオン注入、ドライエッチング、原子層エッチング、湿式エッチング、プラズマ灰化、高速熱アニーリング、炉アニーリング、熱酸化、化学蒸着法、原子層堆積、物理気相蒸着法、分子線エピタキシー、レーザーリフトオフ、電気化学析出、化学機械研磨、ウエハー試験または処理流体の制御された量を利用する任意の他の処理が挙げられる。

図２は、典型的な質量流れ制御器１０１の概略図を示し、それは処理システム１０００に利用されてもよい、流れを制御するための装置１００に代る１つのタイプである。質量流れ制御器１０１は、入口１０４に流体連結された処理流体の流体供給１０２を備える。入口１０４は比例弁１２０に流体連結され、比例弁１２０は比例弁１２０を通って流れる処理流体の質量および容積を変えることができる。比例弁１２０は、Ｐ１容積１０６まで通過する処理流体の質量流量を測定する。比例弁１２０は、それが全開または全閉になる必要がないように処理流体の比例制御を提供することができ、全開または全閉の代わりに中間状態を保持して処理流体の質量流量の制御を可能にすることができる。

Ｐ１容積１０６は比例弁１２０に流体連結されており、Ｐ１容積１０６は、比例弁１２０と流れ制限器１６０との間の質量流れ制御器１０１内のすべての容積の合計である。圧力変換器１３０はＰ１容積１０６に流体連結され、Ｐ１容積１０６内の圧力の測定を可能にする。遮断弁１５０は流れ制限器１６０と比例弁１２０との間に配置され、Ｐ１容積１０６からの処理流体の流れを完全に停止させるように使用されてもよい。任意的に、流れ制限器１６０は別の構成として遮断弁１５０と比例弁１２０との間に配置されてもよい。流れ制限器１６０は、質量流れ制御器１０１の出口１１０に流体連結される。本処理システムでは、出口１１０は、弁１１００にまたは直接処理チャンバ１３００に流体連結される。本実施形態では、流れ制限器１６０は遮断弁１５０と出口１１０との間に配置される。別の実施形態では、遮断弁１５０は流れ制限器１６０と出口１１０との間に配置される。したがって、遮断弁１５０および流れ制限器１６０の配置は逆にされてもよい。最後に、ブリード弁１８０はＰ１容積１０６とブリードポート１９０とに連結される。ブリード弁１８０は、比例弁、オン／オフ弁または流体流れを制御するのに適した任意の他のタイプの弁であってもよい。任意的に、第２の流れ制限器がＰ１容積とブリードポート１９０との間に組み込まれてもよい。

第１の遮断弁１５０の内部には、弁座および閉止部材がある。装置１００が処理流体を送出しているとき、第１の遮断弁１５０は開状態にあり、弁座と閉止部材とは接触していない。これは、処理流体の流れを可能にし、流体の流れに加えられる制限は無視できるほどのものである。第１の遮断弁１５０が閉止状態にあるとき、閉止部材と弁座とはバネによって接触するように付勢されて、第１の遮断弁１５０を通る処理流体の流れを止める。

流れ制限器１６０は、比例弁１２０との組み合わせで、処理流体の流量を測定するために使用される。ほとんどの実施形態では、流れ制限器１６０は流体の流れに既知の制限を加える。第１の特徴付けられた流れ制限器１６０は、所与の処理流体の所望の範囲の質量流量を達成するように、特定の流れインピーダンスを有するように選択されてもよい。流れ制限器１６０は、流れに対して、流れ制限器１６０の上流および下流の通路よりも大きい抵抗を有する。

任意的に、質量流れ制御器１０１は、流れ制限器１６０および遮断弁１５０の下流に１台以上のＰ２圧力変換器を備える。Ｐ２圧力変換器は、流れ制限器１６０の前後の圧力差を測定するために使用される。いくつかの実施形態では、流れ制限器１６０の下流のＰ２圧力は、処理チャンバに接続された別の装置１００から得られてもよく、その測定値は質量流れ制御器１０１に伝達される。

任意的に、温度センサーが、質量流れ制御器１０１の正確さを高めるためにさらに使用されてもよい。それらは、Ｐ１容積１０６の近くの質量流れ制御器１０１の基部に取り付けられてもよい。追加の温度センサーが、隣接する、比例弁１２０、圧力変換器１３０、遮断弁１５０およびブリード弁１８０を含む様々な場所で使用されてもよい。

図３を参照すると、流れを制御するための複数の装置１００およびマニホールドシステム３００の斜視図が示される。図から分かるように、６台の装置１００が一列に設けられている。この実施例では、装置１００の各々は質量流れ制御器１０１ではあるが、装置１００の各々は異なる装置であり得る。さらに、すべての質量流れ制御器１０１が同一である必要はない。その中には様々な流体、様々な範囲の流量能力または所望の処理を実施するのに必要な任意の他の変化物をサポートするものがあり得る。図から分かるように、質量流れ制御器１０１はマニホールドシステム３００に取り付けられる。

図４～１２は、単一の質量流れ制御器１０１とともにマニホールドシステム３００の部分３０１を非常に、より詳しく示す。部分３０１は、質量流れ制御器１０１または他の装置１００を標準化された配置に取り付けるために必要な接続機構を提供する。マニホールドシステムは、真空および出口マニホールドの両方が最小限の複雑さで接続されることを可能にし、これは、非常に、より詳しく下に説明される。

図１２を参照すると、質量流れ制御器１０１の断面およびマニホールドシステム３００の部分３０１が示される。質量流れ制御器１０１は、第１の部分１０５および第２の部分１０７から形成された基部１０３を備える。いくつかの実施形態では、基部１０３は一体でモノリシックであるけれども、他の場合には、基部１０３は２つ超の部分から形成されてもよい。基部１０３は、入口１０４および出口１１０、入口１０４から出口１１０まで延在する流路を備える。入口１０４は、上で議論されたように流体供給１０２に流体連結される。処理流体は入口１０４から出口１１０まで流路に沿って流れ、入口１０４は上流と呼ばれ、出口１１０は下流と呼ばれる。と言うのは、これが質量流れ制御器１０１の操作中の流体流れの通常の方向であるからである。入口１０４および出口１１０は両方とも図４～１１に示されるように質量流れ制御器１０１の中心を通って延在する平面Ｍ－Ｍ内に位置する。基部１０３は通路を遮断する弁帽１１３をさらに備える。弁帽１１３は、基部１０３の製作を容易にし、質量流れ制御器１０１の組み立てを手助けするために使用される。

入口１０４は、入口制御弁１５１に流体連結され、入口制御弁１５１は質量流れ制御器１０１の中への流体の流れを制御する役割をする。入口制御弁１５１の主な機能は、メンテナンス、修理、較正などのために質量流れ制御器の保証された遮断を提供することである。入口制御弁１５１は手動でまたは自動で操作されてもよい。いくつかの実施形態では、入口制御弁１５１は省略されてもよい。

入口制御弁１５１の下流で、統合粒子フィルタ１０８が基部１０３の第１の部分１０５に設置される。任意的に、統合粒子フィルタ１０８は省略されてもよい。あるいは、それは入口制御弁１５１の上流にまたは流路内の他の場所に配置されてもよい。さらに他の実施形態では、統合粒子フィルタ１０８は省略されてもよい。流体は、Ｐ０圧力変換器１３１を通過して流れ、Ｐ０圧力変換器１３１は入口制御弁１５１と比例弁１２０との間に配置されたＰ０容積１０９に流体連結される。Ｐ０容積１０９は、入口制御弁１５１と比例制御弁の弁座１２２との間の流路のすべての容積を含む。

比例弁１２０は弁座１２２および閉止部材１２１を備える。比例弁は、閉止状態から開状態までとともに開状態と閉止状態との間の任意の中間位置に移行するように構成される。これは、可変量の容積のガスまたは液体が比例弁１２０を通ることを可能にする。比例弁１２０の下流に、遮断弁１５０および特徴付けられた制限器１６０がある。上で議論されたように、遮断弁１５０は特徴付けられた制限器１６０の上流または下流であってもよい。この実施形態では、比例弁１２０と特徴付けられた制限器１６０との間の容積はＰ１容積１０６と呼ばれる。Ｐ１容積１０６は、比例弁１２０の弁座１２２と特徴付けられた制限器１６０との間の流路のすべての容積を含む。

ブリード弁１８０およびＰ１圧力変換器１３０は、比例弁１２０と特徴付けられた制限器１６０との間のＰ１容積１０６に流体連結される。ブリード弁１８０は閉止部材１８１および弁座１８２を備える。Ｐ１圧力変換器１３０はＰ１容積１０６の流体の圧力を測定する。ブリード弁１８０はＰ１容積１０６からブリードポート１９０へ流体を放出するように構成される。ブリードポート１９０は処理流体を処分するために真空マニホールドに接続されなければならない。真空マニホールドは下で非常に、より詳しく議論される。

特徴付けられた制限器１６０は、遮断弁１５０の下流かつ上で議論された出口１１０の上流に配置される。特徴付けられた制限器１６０は、それが流体の流れに制限を加えてＰ１容積１０６とＰ２容積１１１との間に圧力差を生じさせるように構成される。Ｐ２容積１１１は、特徴付けられた制限器１６０と出口１１０との間の流路の容積を含む。Ｐ２容積１１１は、Ｐ２圧力変換器１３２に流体連結され、Ｐ２圧力変換器１３２はＰ２容積１１１の流体の圧力を測定する。特徴付けられた制限器１６０の、流体の流れへの制限はまた、流れインピーダンスと呼ばれてもよく、流れインピーダンスは十分に高く、特徴付けられた制限器１６０前後の圧力低下がＰ１およびＰ２圧力変換器１３０、１３２を使用して測定されることができる。

いくつかの実施形態では、特徴付けられた制限器１６０は、遮断弁１５０の上流にあってもよい。いくつかの実施形態では、特徴付けられた制限器１６０は、少なくとも部分的に遮断弁１５０内にあってもよい。さらに他の実施形態では、遮断弁１５０は省略されてもよい。Ｐ１およびＰ２圧力変換器１３０、１３２もまた、ある実施形態では省略されてもよい。さらに他の実施形態では、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２圧力変換器１３１、１３０、１３２の１つ以上は差圧センサーであってもよく、またＰ０、Ｐ１、Ｐ２容積１０９、１０６、１１１の１つ以上に流体連結されてＰ０、Ｐ１およびＰ２容積１０９、１０６、１１１間の差圧測定が可能にされてもよい。

ブリード弁１８０およびブリードポート１９０に戻ると、ブリード弁１８０が、ブリード弁１８０をブリードポート１９０に接続するブリード通路１８１を通る流れを制御することが理解される。このブリード通路１８１は、取り付け部分１１２に到達するために任意の必要な通路をとってもよい。取り付け部分１１２は基部１０３の一部を形成し、ブリードポート１９０および出口１１０を含む表面１１４を有する。取り付け部分１１２は、マニホールドシステム３００の部分３０１への質量流れ制御器１０１の接続を可能にする。

マニホールドシステム３００の部分３０１は、真空マニホールド５００の部分５０１および出口マニホールド４００の部分４０１を含む。マニホールドシステム３００の部分３０１は取り付け基板３１０をさらに含む。取り付け基板３１０は、質量流れ制御器１０１の取り付け部分１１２に機械的な接続を提供する。取り付け基板３１０は、質量流れ制御器１０１に構造的強度および剛性の両方を提供し、２つの構成要素間の堅固な流体接続を確実にする。質量流量制御器１０１の取り付け部分１１２は、出口１１０およびブリードポート１９０が真空マニホールド５００および出口マニホールド４００に流体接続するように、取り付け基板３１０を係合させるように構成される。取り付け部分１１２の表面１１４は、ブリードポート１９０および出口１１０が取り付け部分１１２と取り付け基板３１０との間の液体および／またはガスの密封接続が確実になるような適切な密封表面にされ得ることを保証するために必要な特徴物を組み込んでもよい。これらの特徴物としては、凹部、またはシーリング特徴物、シールもしくは流体密封接続を提供する他の構成要素用のスペースを提供するのに必要な任意の他の特徴物が挙げられる。

図１３および１４に戻ると、マニホールドシステム３００が非常に、より詳しく示される。マニホールドシステム３００は複数の部分３０１を備え、各部分３０１は実質的に同一である。部分３０１の各々は、出口マニホールド４００の部分４０１および真空マニホールド５００の部分５０１を備える。図から分かるように、出口マニホールド４００の部分４０１は集団的に出口マニホールド４００を形成し、また、真空マニホールド５００の部分５０１は集団的に真空マニホールド５００を形成する。各部分３０１は取り付け基板３１０を備える

真空マニホールド５００は長手方向軸Ａ－Ａに沿って延在し、長手方向軸Ａ－Ａは複数の主チャンネル５０２と同軸である。長手方向軸Ａ－Ａは平面Ｍ－Ｍに垂直に延在し、平面Ｍ－Ｍは質量流れ制御器１０１の入口１０４および出口１１０を通って延在する。任意的に、マニホールドシステム３００の部分３０１のうちの最初のものは主チャンネル５０２を備えていなくてもよく、その結果、主チャンネル５０２は密閉され、真空マニホールド５００を終端することができる。部分３０１のうちの最初のものはまた、別の配管システムに連結される主チャンネル５０２を備えていてもよく、または上で議論された真空源１２００に連結されてもよい。部分３０１のうちの最後のものは主チャンネル５０２を備えており、主チャンネル５０２は真空源１２００に流体連結されて真空マニホールド５００が真空下にあることを保証する。

主チャンネル５０２は複数のＴ字継手５０６を介して複数の供給チャンネル５０４に連結される。供給チャンネル５０４は長手方向軸Ｃ－Ｃに沿って延在し、長手方向軸Ｃ－Ｃは長手方向軸Ａ－Ａに対して垂直である。長手方向軸Ｃ－Ｃは平面Ｍ－Ｍと平行に延在し、平面Ｍ－Ｍは質量流れ制御器１０１の入口１０４および出口１１０を通って延在する。供給チャンネル５０４は取り付け基板３１０に連結し、取り付け基板３１０が複数の主チャンネル５０２に流体接続することを可能にする。したがって、流体は、複数の装置１００のブリードポート１９０から、取り付け基板３１０を通り、供給チャンネル５０４を通り、主チャンネル５０２へ、そしてそれから続いて真空源まで流れる。主チャンネル５０２および供給チャンネル５０４は、パイプニップル、ある長さのパイプまたは流体を導く他の管状部材であってもよい。これらの部材は、ねじ切り、溶接、はんだ付け、滑り嵌め、圧縮嵌め、取り付けフランジ及び一体式構造等を含む任意の既知の方法によって取り付け基板３１０およびＴ字継手５０６に連結されてもよい。主チャンネル５０２は２つの部分で示されているけれども、各主チャンネル５０２は、それが隣接するＴ字継手５０６の間に延在するように、一体化して形成されてもよい。いくつかの実施形態では、供給チャンネル５０４は長手方向軸Ａ－Ａに垂直に延在しなくてもよく、長手方向軸Ａ－Ａに関して９０度以外の角度に曲げられてもよい。

出口マニホールド４００は長手方向軸Ｂ－Ｂに沿って延在し、長手方向軸Ｂ－Ｂは、長手方向軸Ａ－Ａに平行であり長手方向軸Ａ－Ａから一定の間隔を置いて配置される。長手方向軸Ｂ－Ｂは平面Ｍ－Ｍに垂直に延在し、平面Ｍ－Ｍは質量流れ制御器１０１の入口１０４および出口１１０を通って延在する。出口マニホールド４００は複数の主チャンネル４０２を備え、複数の主チャンネル４０２は取り付け基板３１０に接続する。複数の主チャンネル４０２は、ねじ切り、溶接、はんだ付け、滑り嵌め、圧縮嵌め、取り付けフランジ及び一体式構造等を含む任意の既知の方法によって取り付け基板に取り付けられてもよい。主チャンネル４０２は２つの部分で示されているけれども、各主チャンネル４０２は、それが隣接する取り付け基板３１０の間に延在するように、一体化して形成されてもよい。いくつかの実施形態では、長手方向軸Ｂ－Ｂは長手方向軸Ａ－Ａに平行に延在しなくてもよく、長手方向軸Ａ－Ａに関して曲げられてもよい。

図１５－１８に戻って、マニホールドシステム３００の部分３０１が、非常に、より詳しく議論される。一つの部分３０１が図１５－１８に示されるが、他の部分３０１も実質的に同一である。図から分かるように、一つの部分３０１は、出口マニホールド４００の部分４０１および真空マニホールドの部分５０１を備える。部分３０１はまた、取り付け基板３１０を備える。取り付け基板３１０はクレードル３２０およびポートブロック３３０を備える。ポートブロック３３０は第１の部分３４０および第２の部分３５０を備える。第１の部分３４０は出口ポート３４１を備え、他方、第２の部分３５０は真空ポート３５１を備える。いくつかの実施形態では、ポートブロック３３０は単一で一体モノリシックの構成要素として構成され、第１および第２の部分３４０、３５０は単一構成要素の部分である。他の実施形態、たとえば図に示された実施形態では、ポートブロック３３０は、第１および第２の部分３４０、３５０が個別の構成要素となるように形成される。

取り付け基板３１０はさらに３１２を備え、表面３１２は実質的に平面である。クレードル３２０およびポートブロック３３０は各々、表面３１２の部分を形成し、質量流れ制御器１０１の取り付け部分１１２が表面３１２に対向して密閉することを可能にする。出口ポート３４１および真空ポート３５１は、表面３１２の中へと形成される。４つの取り付け穴３２２はクレードル３２０の中に設けられて、質量流れ制御器１０１などの流れを制御するための装置１００の取り付けを可能にする。２つのボルト３１４は、本システムが設置される工場内のベンチ、フレームまたは他の構造物などの別の物体に、取り付け基板３１０を取り付けるために設けられる。これらのボルト３１４は、クレードル３２０を通して延在する端ぐりされた貫通孔に配置されてもよい。あるいは、任意の他の既知の取り付け手法が使用されてもよい。

図１７を参照すると、図１５のラインＸＶＩＩ－ＸＶＩＩに沿った断面が示されている。図１７では、出口マニホールド４００および取り付け基板３１０の関連する部分を切断した部分３０１が示される。図から分かるように、出口マニホールド４００は軸Ｂ－Ｂに沿って延在する。クレードル３２０は出口マニホールド４００およびポートブロック３３０を支持し、ポートブロック３３０の第１の部分３４０が視認される。ポートブロック３３０の第１の部分３４０の出口ポート３４１から出口マニホールド４００の主チャンネル４０２までの流体の流路が、この図に最もよく示されている。

図１８は、図１５のラインＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩに沿った断面を示す。図１８では、部分３０１が、ポートブロック３３０の第１および第２の部分３４０、３５０を通って断面で示される。図から分かるように、第２の部分３５０の真空ポート３５１は、真空マニホールド５００の供給チャンネル５０４の１つに流体連結される。真空ポート３５１からの流体は、第２の部分３５０内に移動し、直角に曲がり、それからＴ字継手５０６に到達するまで供給チャネル５０４に沿って進む。第１の部分３４０の出口ポート３４１もまた示されており、流体は直角のところで曲がり、最後に出口マニホールド４００に到達する。クレードル３２０は、表面３１２が実質的に平面となるようにポートブロック３３０を支持し、取り付け基板３１０による質量流れ制御器１０１の効果的な密閉を保証する。

図１９－２１を参照すると、クレードル３２０が、非常に、より詳しく示されている。クレードル３２０は、前に議論されたように取り付け穴３２２を備え、取り付け穴３２２は流れを制御するための装置１００を取り付けるために使用される。端ぐりされた穴３２４は、取り付け基板３１０および装置１００の機械的支持を提供するためのフレーム、テーブルまたは他の構成要素などの基板に、クレードル３２０を取り付けるために使用される。クレードル３２０はまた、第１の側面３２５、第２の側面３２６、第３の側面３２７および第４の側面３２８を備える。第１の側面３２５および第２の側面３２６は互いに反対側にあり、第３の側面３２７および第４の側面３２８は互いに反対側にある。第１のスロット３３２は、クレードル３２０を通って第１の側面３２５から第２の側面３２６まで延在する。第２のスロット３３３は、クレードル３２０を通って第２の側面３２６から第１の側面３２５まで延在する。集合的に、第１および第２のスロット３３２、３３３は第１の側面３２５から第２の側面３２６まで延在する。

第３のスロット３３４は、クレードル３２０を通って第３の側面３２７から第４の側面３２８まで延在する。第４のスロット３３５は、クレードル３２０を通って第４の側３２８から第３の側面３２７まで延在する。集合的に、第３および第４のスロット３３４、３３５は第３の側面３２７から第４の側３２８まで延在する。第１および第２の側面３２５、３２６は、第３および第４の側面３２７、３２８に垂直である。第１および第２のスロット３３２、３３３は主チャンネル４０２を受け入れ、他方、第３のスロット３３４は供給チャンネル５０４を受け入れる。第４のスロット３３５は占有されないままにされる。したがって、出口マニホールド４００は、第１および第２のスロット３３２、３３３を通って延在し、真空マニホールド５００は第３および第４のスロット３３４、３３５の１つを通って延在する。第４のスロット３３５を設けることにより、マニホールド構成の柔軟性がさらに高まる。真空マニホールド５００が第３のスロット３３４の代わりに第４のスロット３３５を通って延在してもよいことが想到され得る。第３のポートがポートブロック３３０に追加されて３つのマニホールドの接続を可能にして、それによって同じ装置が異なる処理チャンバに役立つことを可能にしまたは様々な流体もしくは様々な目的のために多数の真空マニホールドを提供し得ることもまた、想到され得る。

一般に、第１および第２のスロット３３２、３３３は第３および第４のスロット３３４、３３５より広い。一般に、第１および第２のスロット３３２、３３３は第３および第４のスロット３３４、３３５に垂直である。しかし、スロット３３２、３３３、３３４、３３５は同じ幅のものであり得、または第１および第２のスロット３３２、３３３は第３および第４のスロット３３４、３３５より狭くあり得る。スロット３３２、３３３、３３４、３３５はまた、互いに平行また垂直である必要はなく、様々な角度に配置されて、直角以外の角度で曲げられているマニホールドチャンネルに対応させてもよい。

図２２および２３は、真空マニホールド５００の部分５０１とともにポートブロック３３０の第２の部分３５０を示す。第２の部分の真空ポート３５１は頂面３５２に置かれ、それは図２２ではっきり視認されることができる。供給チャンネル５０４、Ｔ字継手５０６および主チャンネル５０２が、第２の部分３５０から延在しているのが視認されることができる。第２の部分３５０は、第３のスロット３３４内にはめ合わされるように構成され、第１の側面３５３から第２の側面３５４までとして測定される第３のスロット３３４の幅とほぼ等しい幅を有する。第２の部分３５０は、第３のスロット３３４の深さと実質的に等しい高さを有する。

図２４および２５は、出口マニホールド４００の部分４０１とともにポートブロック３３０の第１の部分３４０を示す。真空ポート３４１は頂面３４２に置かれ、それは図２４で最もよく視認されることができる。主チャンネル４０２が、第１および第２の末端３４３、３４４から延在しているのが視認されることができる。第１の部分３４０は、第３の側面３４５から第４の側面３４６までとして測定される第１および第２ののスロット３３２、３３４の幅とほぼ等しい幅を有する。第１の部分３４０は、第１および第２のスロット３３２、３３４の深さと実質的に等しい高さを有する。

上記された本システムを利用する方法は、これから非常に詳しく議論される。好ましい実施形態では、前述のシステムは、半導体装置などの物品を製造する方法を実施するために使用される。この方法では、流れを制御するための装置１００が提供され、装置１００は取り付け部分１１２を備える。取り付け基板３１２もまた提供され、取り付け基板３１２は出口ポート３４１および真空ポート３５１が形成された表面３１２を有する。出口ポート３４１は出口マニホールド４００に流体連結され、また、真空ポート３５１は真空マニホールド５００に流体連結される。出口マニホールド４００は処理チャンバ１３００に流体連結され、また、真空マニホールド５００は真空源１２０0に流体連結される。

処理流体が装置１００に供給され、処理流体は装置１００を通って流れ、ブリードポート１９０に送達される。その後処理流体はブリードポート１９０から真空ポート３５１に流れ込む。と言うのは、装置１００の取り付け部分１１２は、真空ポート３５１がブリードポート１９０と流体連通するように、取り付け基板３１２に取り付けられているからである。同様に、出口ポート３４１は、装置１００の出口１１０と流体連通している。処理流体は真空ポート３５１から真空マニホールド５００に、さらに続いて真空源１２００に流れる。同様に、処理流体は装置１００を通って流れて出口１１０に送達される。次の順番として、処理流体は、出口１１０から、取り付け基板の出口ポート３４１を通って、さらに続いて出口マニホールド４００まで流れる。その後、処理流体は処理チャンバ１３００まで流れる。処理流体は、処理チャンバ内の物品に処理を行なうために使用される。いくつかの実施形態では、処理される物品は半導体装置であるか、または物品が本方法で実行される処理の結果として半導体装置へと製造される。

いくつかの実施形態では、処理流体は真空ポート３５１を通って流され、その後出口ポート３４１を通って流される。他の実施形態では、処理流体は、出口ポート３４１および真空ポート３５１の両方を、出口ポート３４１を流れると同時に真空ポート３５１を流れる。また他の実施形態では、処理流体は真空ポート３５１を通って流れる前に、処理流体は出口ポート３４１を通って流れる。またさらなる実施形態では、複数の装置１００および取り付け基板３１２が利用されてもよい。これらの実施形態では、複数の処理流体が使用されてもよく、または同じ処理流体が１つ超の装置１００で使用されてもよい。複数の装置１００を利用するこれらの実施形態では、１つ超の装置１００は同時に活動していてもよい。いくつかの実施形態では、１つ超の処理流体は、対応する真空ポート３５１および出口ポート３４１を同時に流れてもよい。

本発明が、本発明を実施する現在の好ましいモードを含む特定の実施例に関して記載されてきたが、当業者は上に記載されたシステムおよび技術の多数の変形および並べ替えが存在することを認識するだろう。他の実施形態が利用されてもよく、また、構造的および機能的な修正が本発明の範囲から逸脱することなく為されてもよいことは理解されるべきである。したがって、本発明の趣旨および範囲は、添付された特許請求の範囲に記載されているように広く解釈されるべきである。

Claims (21)

1. 物品を処理するシステムであって、以下を備えるシステム；
   第１の処理流体を供給するように構成された第１の流体供給；
   第２の処理流体を供給するように構成された第２の流体供給；
   流れを制御するための第１の装置であって、前記第１の装置が入口、出口およびブリードポートを備え、前記第１の装置の前記入口が前記第１の流体供給に流体連結された、第１の装置；
   流れを制御するための第２の装置であって、前記第２の装置が入口、出口およびブリードポートを備え、前記第２の装置の前記入口が前記第２の流体供給に流体連結された、第２の装置；
   第１の真空ポートおよび第１の出口ポートを備える第１の取り付け基板であって、流れを制御するための前記第１の装置が、流れを制御するための前記第１の装置の前記ブリードポートが前記第１の真空ポートに流体連結されかつ流れを制御するための前記第１の装置の前記出口が前記第１の出口ポートに流体連結されるように、前記第１の取り付け基板に取り付けられる、第１の取り付け基板；
   第２の真空ポートおよび第２の出口ポートを備える第２の取り付け基板であって、流れを制御するための前記第２の装置が、流れを制御するための前記第２の装置の前記ブリードポートが前記第２の真空ポートに流体連結されかつ流れを制御するための前記第２の装置の前記出口が前記第２の出口ポートに流体連結されるように、前記第２の取り付け基板に取り付けられる、第２の取り付け基板；
   前記第１および第２の真空ポートに流体連結された真空マニホールド；
   前記第１および第２の出口ポートに流体連結された出口マニホールド；
   前記真空マニホールドに流体連結された真空源；および
   前記出口マニホールドに流体連結された処理チャンバ。
2. 前記真空マニホールドが第１の長手方向軸に沿って延在する複数の主チャンネル、および複数の供給チャンネルを備え、前記第１および第２の取り付け基板の前記第１および第２の真空ポートが、前記複数の供給チャンネルを経由して前記複数の主チャンネルに流体連結され、前記出口マニホールドが第２の長手方向軸に沿って延在する複数の主チャンネルを備え、前記第１および第２の長手方向軸が平行である、請求項１に記載のシステム。
3. 前記複数の供給チャンネルが前記第１の長手方向軸に垂直に延在する、請求項２に記載のシステム。
4. 第１の平面が、流れを制御するための前記第１の装置の前記入口および前記出口と交差し、前記第１の平面が前記第２の長手方向軸に垂直である、請求項２に記載のシステム。
5. 前記第１の平面が、前記複数の供給チャンネルのうちの最初のものと交差する、請求項４に記載のシステム。
6. 第２の平面が、流れを制御するための前記第２の装置の前記入口および前記出口と交差し、前記第２の平面が前記第２の長手方向軸に垂直である、請求項４に記載のシステム。
7. 前記第１および第２の取り付け基板の各々が、クレードルおよびポートブロックを備える、請求項１に記載のシステム。
8. 前記クレードルの各々が、第１、第２、第３および第４のスロットを備え、前記第１および第２のスロットが第１の側面から反対側の第２の側面までクレードルを通って延在し、かつ第３および第４のスロットが第３の側面から反対側の第４の側面までクレードルを通って延在し、前記第１および第２の側面は前記第３および第４の側面に垂直である、請求項７に記載のシステム。
9. 前記第１の取り付け基板の前記ポートブロックが前記第１の真空ポートおよび前記第１の出口ポートを備える、請求項７に記載のシステム。
10. 前記出口マニホールドが複数の主チャンネルを備え、前記複数の主チャンネルの各々が長手方向軸に沿って延在する、請求項１に記載のシステム。
11. 処理流体を制御するためのシステムであって、以下を備えるシステム；
    流れを制御するための第１の装置であって、前記第１の装置が入口、出口およびブリードポートを備え、前記第１の装置の前記入口が第１の処理流体を受け入れるように構成された、第１の装置；
    流れを制御するための第２の装置であって、前記第２の装置が入口、出口およびブリードポートを備え、前記第２の装置の前記入口が第２の処理流体を受け入れるように構成された、第２の装置；
    第１の真空ポートおよび第１の出口ポートを備える第１の取り付け基板であって、流れを制御するための前記第１の装置が、流れを制御するための前記第１の装置の前記ブリードポートが前記第１の真空ポートに流体連結されかつ流れを制御するための前記第１の装置の前記出口が前記第１の出口ポートに流体連結されるように、前記第１の取り付け基板に取り付けられた、第１の取り付け基板；
    第２の真空ポートおよび第２の出口ポートを備える第２の取り付け基板であって、流れを制御するための前記第２の装置が、流れを制御するための前記第２の装置の前記ブリードポートが前記第２の真空ポートに流体連結されかつ流れを制御するための前記第２の装置の前記出口が前記第２の出口ポートに流体連結されるように、前記第２の取り付け基板に取り付けられた、第２の取り付け基板；
    前記第１および第２の真空ポートに流体連結された真空マニホールド；および
    前記第１および第２の出口ポートに流体連結された出口マニホールド。
12. 前記真空マニホールドが第１の長手方向軸に沿って延在する複数の主チャンネル、および複数の供給チャンネルを備え、前記第１および第２の取り付け基板の前記第１および第２の真空ポートが、前記複数の供給チャンネルを経由して前記複数の主チャンネルに流体連結され、前記出口マニホールドが第２の長手方向軸に沿って延在する複数の主チャンネルを備え、前記第１および第２の長手方向軸が平行である、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記第１および第２の取り付け基板の各々が、クレードルおよびポートブロックを備える、請求項１１に記載のシステム。
14. 前記クレードルの各々が、第１、第２、第３および第４のスロットを備え、前記第１および第２のスロットが第１の側面から反対側の第２の側面まで前記クレードルを通って延在し、前記第３および第４のスロットが第３の側面から反対側の第４の側面まで前記クレードルを通って延在し、前記第１および第２の側面は前記第３および第４の側面に垂直である、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記第１の取り付け基板の前記ポートブロックが前記第１の真空ポートおよび前記第１の出口ポートを備える、請求項１３に記載のシステム。
16. 前記マニホールドが、前記取り付け基板のうちの隣接するものに接続する複数の主チャンネルを備え、前記複数の主チャンネルの各々が長手方向軸に沿って延在する、請求項１１に記載のシステム。
17. 処理流体を輸送するためのシステムであって、
    複数の取り付け基板であって、各取り付け基板が真空ポートおよび出口ポートを備える、取り付け基板；
    前記複数の取り付け基板の前記真空ポートに流体連結された真空マニホールド；および
    前記複数の取り付け基板の前記出口ポートに流体連結された出口マニホールド
    を備え、
    前記真空マニホールドが第１の長手方向軸に沿って延在する複数の主チャンネル、および複数の供給チャンネルを備え、前記複数の取り付け基板の前記真空ポートが、前記複数の供給チャンネルを経由して前記複数の主チャンネルに流体連結され、
    前記出口マニホールドが第２の長手方向軸に沿って延在する複数の主チャンネルを備え、前記第１および第２の長手方向軸が平行である、システム。
18. 前記複数の供給チャンネルが、前記第１の長手方向軸に垂直に延在する、請求項１７に記載のシステム。
19. 前記複数の取り付け基板の各々が、クレードルおよびポートブロックを備える、請求項１７に記載のシステム。
20. 物品を製造する方法であって、以下の工程を含む方法：
    ａ）第１の処理流体の流れを制御するための第１の装置を提供する工程であって、流れを制御するための前記第１の装置が取り付け部分を備える工程；
    ｂ）表面を備える第１の取り付け基板を提供する工程であって、前記表面が出口ポートおよび真空ポートを備え、前記出口ポートが出口マニホールドに流体連結され、かつ前記真空ポートが真空マニホールドに流体連結され、流れを制御するための前記第１の装置の前記取り付け部分が前記第１の取り付け基板の前記表面に固定され、前記出口マニホールドが処理チャンバに連結され、かつ前記真空マニホールドが真空源に流体連結される工程；
    ｃ）流れを制御するための前記第１の装置に前記第１の処理流体を供給する工程；
    ｄ）流れを制御するための前記第１の装置を通って前記第１の処理流体を流す工程；
    ｅ）流れを制御するための前記第１の装置から前記第１の取り付け基板の前記真空ポートまで前記第１の処理流体を送達する工程；
    ｆ）前記真空マニホールドを通して前記真空源に前記第１の処理流体を放出する工程；
    ｇ）流れを制御するための前記第１の装置から前記第１の取り付け基板の前記出口ポートまで前記第１の処理流体を送達する工程；および
    ｈ）前記処理チャンバ内の物品に処理を行なう工程。
21. 工程ｅ）が工程ｇ）に続いて行われる、請求項２０に記載の方法。

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