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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-04-19
(54)【発明の名称】流体供給取付けパネルおよびシステム
(51)【国際特許分類】
F16K 27/00 20060101AFI20240412BHJP
【ＦＩ】
F16K27/00 Z
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023566013
(86)(22)【出願日】2022-04-28
(85)【翻訳文提出日】2023-12-21
(86)【国際出願番号】 US2022026825
(87)【国際公開番号】W WO2022232455
(87)【国際公開日】2022-11-03
(31)【優先権主張番号】17/244,557
(32)【優先日】2021-04-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】390040660
【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】ゾカエイ， ソーラブ
(72)【発明者】
【氏名】ガリキパティ， キラン
(72)【発明者】
【氏名】レ， ショーン タンサン
【テーマコード（参考）】
3H051
【Ｆターム（参考）】
3H051CC01
(57)【要約】
装置は、多数のビアと多数のオリフィスとを有する上部プレートを含む取付けパネルを備える。上部プレートの内面は、第１のカットアウト領域と、プロセス流体を流すためのチャネルとを含む。第１のカットアウト領域は、中にプロセス流体を収容するためのリザーバであり得る。多数のビアは、上部プレートを通してプロセス流体を通すように適応される。多数のオリフィスは、取付けパネルに複数のプロセス流体制御構成要素を取り付けるように適応される。内側プレートも、多数の追加のビアを有する。装置は底部プレートを含み、内側プレートは、中にプロセス流体を収容するとともにプロセス流体を流すための一体の金属本体を形成するために、上部プレートと底部プレートとの間で圧縮される。
【選択図】図１Ａ
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
装置であって、取付けパネルを備え、前記取付けパネルが、
多数のビアと多数のオリフィスとを有する上部プレートであって、前記上部プレートの内面が、第１のカットアウト領域と、プロセス流体を流すための複数のチャネルとを含み、前記第１のカットアウト領域が、中に前記プロセス流体を収容するリザーバを備え、前記多数のビアが、前記上部プレートを通して前記プロセス流体を通すように適応され、前記多数のオリフィスが、前記取付けパネルに複数のプロセス流体制御構成要素を取り付けるように適応された、上部プレートと、
同様に多数の追加のビアを有する内側プレートと、
底部プレートと、を備え、中に前記プロセス流体を収容するとともに前記プロセス流体を流すための一体の金属本体を形成するために、前記内側プレートが前記上部プレートと前記底部プレートとの間で圧縮される、
装置。
【請求項2】
前記内側プレートの内面も、プロセス流体を流すための複数のチャネルを含み、前記内側プレートが第２のカットアウト領域をも有し、前記第１のカットアウト領域および前記第２のカットアウト領域が、前記リザーバを形成するように対応する、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記上部プレート、前記内側プレート、および前記底部プレートが、拡散接合された金属プレートであり、前記上部プレートの前記内面が、前記拡散接合された金属プレートの漏れ完全性を検査することを少なくとも容易にするための１つまたは複数の溝をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項4】
前記複数のチャネルが、前記リザーバの第１の側面から前記リザーバに通じる第１のチャネルと、前記リザーバの第２の側面から出る第２のチャネルとを含み、前記多数のビアが、前記第２のチャネルの出口に位置し、前記リザーバから出る前記プロセス流体の流量を制御するように設計された、少なくとも１つの精密サイズ決定されたビアを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項5】
前記多数のビアが、前記第１のカットアウト領域に通じる第１のビアであって、温度センサと流体連通しているように適応された、第１のビアと、
前記第１のカットアウト領域に通じる第２のビアであって、圧力センサと流体連通しているように適応された、第２のビアと
を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項6】
前記多数のビアが、前記複数のチャネルのうちの１つに通じるビアを含み、前記ビアが、流量センサ、圧力調整器、フィルタ、または弁のうちの１つと流体連通しているように適応された、請求項１に記載の装置。
【請求項7】
前記取付けパネルを通して前記プロセス流体の異なる流量を生じさせるために、前記多数のビアのうちの少なくともいくつかのサイズが異なる、請求項１に記載の装置。
【請求項8】
複数の拡散接合された金属プレートを備える取付けパネルであって、プロセス流体を収容するためのリザーバと、
前記プロセス流体を流すための多数のチャネルであって、前記多数のチャネルの少なくとも１つのペアが前記リザーバと接続された、多数のチャネルと、
前記取付けパネルに取り付けられたプロセス流体制御構成要素との間で、前記プロセス流体を流すための複数のビアと
を形成する、取付けパネルと、
前記取付けパネルの上部に取り付けられた温度センサであって、前記複数のビアのうちの１つを通して前記リザーバと流体連通している、温度センサと、
前記取付けパネルに取り付けられた入口ポートのセットであって、前記プロセス流体を受けるためものである、入口ポートのセットと、
前記取付けパネルに取り付けられた少なくとも１つの出口ポートであって、前記取付けパネルから前記プロセス流体を出力するためものである、少なくとも１つの出口ポートと
を備える、
システム。
【請求項9】
前記取付けパネルの上部に取り付けられた圧力センサをさらに備え、前記圧力センサが前記複数のビアのうちの第２のビアを通して前記リザーバと流体連通している、請求項８に記載のシステム。
【請求項10】
前記取付けパネルが、前記取付けパネルにプロセス流体制御構成要素を取り付けるようにサイズ決定され、適応された、複数のオリフィスをさらに備え、前記プロセス流体制御構成要素が少なくとも前記温度センサと入口ポートの前記セットと前記少なくとも１つの出口ポートとを備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項11】
前記複数の拡散接合された金属プレートが、前記複数のビアと前記複数のオリフィスとを有する上部プレートであって、前記上部プレートの内面が、第１のカットアウト領域と複数の前記多数のチャネルとを含み、前記複数のビアが、前記プロセス流体を通すようにサイズ決定され、適応された、上部プレートと、
同様に前記複数のビアのうちのいくつかと第２のカットアウト領域とを有する内側プレートであって、前記第１のカットアウト領域と前記第２のカットアウト領域とが前記リザーバを形成する、内側プレートと、
底部プレートと、を備え、中に前記プロセス流体を収容するとともに前記プロセス流体を流すための一体の金属本体を形成するために、前記内側プレートが前記上部プレートと前記内側プレートとの間で圧縮される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項12】
前記取付けパネルの底部に取り付けられた温度制御されたプレートをさらに備え、前記温度制御されたプレートが前記取付けパネルに熱または冷却のうちの１つを加えるためのものである、請求項８に記載のシステム。
【請求項13】
前記取付けパネルの前記上部に取り付けられ、前記複数のビアのうちの第２のビアを通して前記多数のチャネルのうちの第１のチャネルと流体連通している、入口ポートの前記セットのうちの第１の入口ポートと、前記取付けパネルの前記上部に取り付けられた弁であって、
前記複数のビアのうちの第３のビアを通して前記第１のチャネルと、および、
前記複数のビアのうちの第４のビアを通して前記多数のチャネルのうちの第２のチャネルと
流体連通している、弁と、
前記取付けパネルの前記上部に取り付けられた圧力調整器であって、
前記複数のビアのうちの第５のビアを通して前記第２のチャネルと、および、
前記複数のビアのうちの第６のビアを通して前記多数のチャネルのうちの第３のチャネルと
流体連通しており、前記第３のチャネルが前記多数のチャネルの前記ペアのうちの１つである、圧力調整器と
をさらに備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項14】
前記取付けパネルの前記上部に取り付けられた弁であって、前記複数のビアのうちの第２のビアを通して、前記多数のチャネルのうちの前記ペアのうちの１つである、前記多数のチャネルのうちの第１のチャネルと、および、
前記複数のビアのうちの第３のビアを通して前記多数のチャネルのうちの第２のチャネルと
流体連通している、弁をさらに備え、
前記少なくとも１つの出口ポートが、前記取付けパネルの前記上部に取り付けられ、前記第２のチャネルと流体連通している、請求項８に記載のシステム。
【請求項15】
前記弁が、前記弁を通る前記プロセス流体の流量を調整するために可変に制御可能である投与弁であること、または前記第１のチャネルのサイズが、前記第２のチャネルとは異なるサイズであること
のうちの少なくとも１つである、請求項１４に記載のシステム。
【請求項16】
前記取付けパネルの上部に取り付けられた流量センサをさらに備え、前記流量センサが前記複数のビアのうちの第２のビアを通して前記多数のチャネルのうちの第１のチャネルと流体連通しており、前記流量センサが、前記第１のチャネルを通る前記プロセス流体の流量を感知するためのものである、請求項８に記載のシステム。
【請求項17】
前記取付けパネルの前記の上部に取り付けられ、前記複数のビアのうちの第３のビアを通して前記多数のチャネルのうちの第２のチャネルと流体連通している、入口ポートの前記セットのうちの第１の入口ポートと、前記取付けパネルの前記上部に取り付けられた弁であって、
前記複数のビアのうちの第４のビアを通して前記第２のチャネルと、および、
前記複数のビアのうちの第５のビアを通して前記多数のチャネルのうちの第３のチャネルと
流体連通している、弁と、
前記取付けパネルの前記上部に取り付けられたフィルタであって、
前記複数のビアのうちの第６のビアを通して前記第３のチャネルと、および、
前記流量センサとも流体連通している前記第１のチャネルと
流体連通している、フィルタと
をさらに備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項18】
取付けパネルを備えるプロセス流体供給システムを動作させる方法であって、前記取付けパネルが、プロセス流体を収容するためのリザーバと、前記プロセス流体を流すための多数のチャネルと、前記取付けパネルの上部と前記リザーバとの間および前記取付けパネルの前記上部と前記多数のチャネルとの間の複数のビアとを形成し、前記システムが、前記取付けパネルの上部に取り付けられ、前記リザーバと流体連通している圧力センサをさらに備え、入口ポートから前記多数のチャネルのうちの第１のチャネルを通して前記プロセス流体を流すことと、
前記第１のチャネルから第１の弁を通して前記多数のチャネルのうちの前記リザーバと流体連通している第２のチャネル中に前記プロセス流体を流すことと、
前記圧力センサを使用して、前記リザーバ内の前記プロセス流体の圧力を決定することと、
前記リザーバから前記多数のチャネルのうちの第３のチャネル中に前記プロセス流体を流すことと
を含む、プロセス流体供給システムを動作させる方法。
【請求項19】
前記プロセス流体供給システムを動作させる前記方法は、前記第２のチャネルから圧力調整器を通して前記多数のチャネルのうちの第４のチャネル中に前記プロセス流体を流すことをさらに含み、前記第４のチャネルが前記リザーバと流体連通している、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
前記プロセス流体供給システムが、前記取付けパネルの前記上部に取り付けられた温度センサであって、前記リザーバと流体連通している温度センサをさらに含み、前記プロセス流体供給システムを動作させる前記方法は、前記温度センサを使用して、前記リザーバ内の前記プロセス流体の温度を決定することと、
前記第３のチャネルから第２の弁を通して前記多数のチャネルのうちの第４のチャネル中に前記プロセス流体を流すことと、
前記リザーバ中の前記プロセス流体の前記温度と前記圧力とに基づいて、前記第２の弁を通る前記プロセス流体の流量を調整することと
をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の実施形態は流体供給取付けパネルおよび対応するシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
ガスパネルなど、現在のプロセス流体パネルは、個別のラインと流体制御構成要素と監視センサとを使用して設計され、構築される。これらの設計は結局極めて複雑になり、かなりのスペースを取り、実装するのにコストがかかる。そのようなパネルを通る異なる制御される経路は、プロセス流体源から、そして処理チャンバなどの処理目的地までのすべての異なる方向において非常に多くの異なるラインおよび構成要素がルーティングされているので、トラブルシューティングが困難であり得る。漏れの危険も、流体ラインをルーティングする際に使用される、カプラ、ブラケット、エルボーなどの数が増えるほど増加する。さらに、流体ライン中の凝結および粒子堆積を防ぐためなどに、そのような流体ラインをある一定の温度および／または圧力にし、その温度および／または圧力を維持することは、困難であり、コストがかかることがあり、たとえば、しばしば、さらなるスペースを取り、コストがかかる温度制御ユニットを伴う。
【発明の概要】
【0003】
本明細書で説明する実施形態のうちのいくつかは、多数のビアと、多数のビアとは異なってサイズ決定された多数のオリフィスとを有する上部プレートを含む取付けパネルを含む装置をカバーする。上部プレートの内面は、第１のカットアウト領域と、プロセス流体を流す複数のチャネルとを含む。第１のカットアウト領域は、中にプロセス流体を収容するためのリザーバであり得る。多数のビアは、上部プレートを通してプロセス流体を通すように適応され、多数のオリフィスは、取付けパネルに複数のプロセス流体制御構成要素を取り付けるように適応される。本装置は、多数の追加のビアを有する内側プレートをさらに含む。本装置は底部プレートをさらに含み、内側プレートは、中にプロセス流体を収容するとともにプロセス流体を流すための一体の金属本体を形成するために、上部プレートと底部プレートとの間で圧縮される。
【0004】
いくつかの実施形態では、システムには、複数の拡散接合された金属プレートを含む取付けパネルが含まれる。当該取り付けパネルは以下のものを形成する；プロセス流体を収容するためのリザーバ；プロセス流体を流すための多数のチャネルであって、多数のチャネルの少なくとも１つのペアがリザーバと接続された、多数のチャネル；および、取付けパネルに取り付けられたプロセス流体制御構成要素との間で、プロセス流体を流すための複数のビア。本システムは、取付けパネルの上部に取り付けられた温度センサをさらに含み、温度センサは、複数のビアのうちの１つを通してリザーバと流体連通している。本システムは、取付けパネルに取り付けられた入口ポートのセットをさらに含み、入口ポートのセットはプロセス流体を受けるためのものである。本システムは、取付けパネルに取り付けられた少なくとも１つの出口ポートをさらに含み、少なくとも１つの出口ポートは、取付けパネルからプロセス流体を出力するためのものである。
【0005】
追加のまたは関係する実施形態では、プロセス流体供給システムを動作させる方法が提供され、本システムは取付けパネルを含み、この取付けパネルは、プロセス流体を収容するためのリザーバと、プロセス流体を流すための多数のチャネルと、取付けパネルの上部とリザーバとの間、および取付けパネルの上部と多数のチャネルとの間の複数のビアとを形成する。本システムは、取付けパネルの上部に取り付けられ、リザーバと流体連通している圧力センサをさらに含む。このシステムを動作させる方法は、入口ポートから多数のチャネルのうちの第１のチャネルを通してプロセス流体を流すことを含む。本方法は、第１のチャネルから第１の弁を通して多数のチャネルのうちの第２のチャネル中にプロセス流体を流すことをさらに含み、第２のチャネルはリザーバと流体連通している。本方法は、圧力センサを使用して、リザーバ内のプロセス流体の圧力を決定することをさらに含む。本方法は、リザーバから多数のチャネルのうちの第３のチャネル中にプロセス流体を流すことをさらに含む。
【0006】
これらおよび他の本開示の実施形態によって多数の他の特徴が提供される。本開示の他の特徴および実施形態は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、および添付の図面からより十分に明らかになろう。
【0007】
本開示は、同様の参照符号が類似の要素を示す添付の図面の図に、限定ではなく、例として示されている。本開示における「一（ａｎ）」または「一（ｏｎｅ）」実施形態への異なる言及は必ずしも同じ実施形態への言及であるとは限らず、そのような言及は少なくとも１つを意味することに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1A】本開示の一実施形態による、拡散接合された取付けパネルおよび対応するプロセス流体供給システムの分解斜視図である。
【図2】本開示の一実施形態による、取付けパネルの上部プレートの底部斜視図である。
【図3】本開示の一実施形態による、取付けパネルの内側プレートの底部斜視図である。
【図4】本開示の一実施形態による、プロセス流体供給システムの概略プロセス図である。
【図5】本開示の一実施形態による、プロセス流量センサを示す、プロセス流体供給システムの断面図である。
【図6】一実施形態による、相互接続するチャネルを示す、取付けパネルに取り付けられた弁のセットの断面図である。
【図7】本開示の一実施形態による、リザーバと、リザーバまでの経路中のプロセス流体制御構成要素との断面図である。
【図8】一実施形態による、概して取付けパネルの中間ラインに沿った取付けパネルの断面図である。
【図9】本開示の様々な実施形態による、拡散接合された取付けパネルを含むプロセス流体供給システムを動作させるための方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本明細書で説明する実施形態は、プロセス流体を拡散接合された取付けパネルと対応するプロセス流体供給システムとを通して流すための装置、システム、および方法に関する。現行技術における上記の欠点に加えて、多くの流体パネルは、液体またはガスを保持するための外部リザーバを必要とし、その液体またはガスは、次いで、適切な処理チャンバにリダイレクトするために、必要に応じて流体パネルにガスなどプロセス流体を供給する。外部リザーバの追加はまた、複雑さを加え、プロセス工場内に追加のスペースを取り、そのスペースは、時間とともに、より必要とされ、より費用がかかるようになりつつある。
【0010】
本開示の態様は、複数の金属プレートから設計され、製造され、複数の制御フロー経路が中に一体化された取付けパネルを提供することによって、上記および他の欠点に対処する。より詳細には、各金属プレートは、他の金属プレートと組み合わせられたときに多数のチャネルとともに少なくとも１つのリザーバを形成する、異なるカットアウト、ビア、およびオリフィスを画定するように成形、鋳造、鍛造、機械加工、または彫刻され得る。多数のチャネルは、取付けパネルと、入口ポート、出力ポート、弁、フィルタ、レギュレータ、マスフローコントローラなど、異なるプロセス流体制御構成要素との間で、プロセス流体がビアを通って流れるような様式でビア間に形成され得る。リザーバ中におよびリザーバからプロセス流体を流すために、リザーバの異なる側面上に多数のチャネルのうちの少なくとも１つのペアが形成され得る。
【0011】
いくつかの実施形態では、リザーバおよび精密に形成されたビアおよび／またはリザーバの出口にある投与弁の使用はマスフローコントローラに取って代わり得る。マスフローコントローラははるかに大きく、電子機器および電気的制御を必要とし、より費用がかかるので、取付けパネル内に少なくとも１つのリザーバを形成するために、開示された一体化された特徴を採用することによって、この費用およびスペースを節約することができる。さらに、取付けパネルの底部上に（加熱板または冷却板など）温度制御プレートを取り付けることによって、リザーバ内、多数のチャネル中、および取り付けられたプロセス流体制御構成要素全体にわたるプロセス流体を別個の外部ヒータまたは冷却器の費用およびスペースなしに一定の温度に維持することができる。他の利点は、以下で説明するプロセス流体パネルおよび関連するプロセス流体供給システムの当業者に明らかになろう。
【0012】
図１Ａは、本開示の一実施形態による、拡散接合された取付けパネル１０５および対応するプロセス流体供給システム１００の分解斜視図である。図１Ｂは、本開示の一実施形態による、図１Ａの組み立てられた拡散接合された取付けパネル１０５および対応するプロセス流体供給システム１００の斜視図である。図１Ｃは、本開示の一実施形態による、図１Ａの組み立てられた拡散接合された取付けパネル１０５および対応するプロセス流体供給システム１００の上部平面図である。
【0013】
取付けパネル１０５は、上部プレート１０２と、底部プレート１０６と、内側プレート１０４など、１つまたは複数の中間プレートとを含むことができる。したがって、取付けパネルは、図示されていないが、多数の内側プレート１０４を含むことができる。また、「上部」および「底部」への言及は、説明のしやすさのためであるが、一般に、それぞれ取付けパネル１０５の第１の外部プレートおよび第２の外部プレートとなるように交換するか、またはそのように理解することができる。上部プレート１０２、底部プレート１０６、および１つまたは複数の中間プレートは金属から製造することができる。たとえば、内側プレート１０４は、中にプロセス流体を収容するとともにプロセス流体を流すための一体の金属本体を形成するために、上部プレート１０２と底部プレート１０６との間で圧縮され、それにより、たとえば、ガスパネルなど、既存のプロセス流体パネルを効果的に置き換えることができる。一実施形態では、上部プレート１０２、底部プレート１０６、および１つまたは複数の中間プレートは、たとえば、高温と高真空圧との下での鋼と合金鋼との拡散接合の方法によって拡散接合される。使用することができる拡散接合の一例が、それの全体がこの参照によって本明細書に組み込まれる、２０１０年９月２１日に発行された米国特許第７，７９８，３８８号に関して開示されている。
【0014】
いくつかの実施形態では、取付けパネル１０５は、取付けパネル１０５の底部、たとえば、底部プレート１０６の外面、に取り付けられた、温度制御されたプレート１６０をさらに含む。この温度制御されたプレート１６０は、極めて薄型にすることができ、したがってあまりスペースを取らない。それについてより詳細に説明する温度制御されたプレート１６０は、取付けパネル１０５に熱または冷却のうちの１つを加えるように設計された、加熱板、冷却板、またはそれらの組合せであり得る。いくつかの実施形態では、温度制御されたプレート１６０はまた、底部プレート１０６の外面に拡散接合される。
【0015】
図２および図３をさらに参照すると、図２は、一実施形態による、取付けパネル１０５の上部プレート１０２の底部斜視図である。図３は、一実施形態による、取付けパネル１０５の内側プレート１０４の底部斜視図である。いくつかの実施形態では、上部プレート１０２は多数のビア１０３と多数のオリフィス１０１とを含む。多数のビア１０３は、上部プレート１０２を通してプロセス流体を通すように適応され得、いくつかの実施形態では、多数のビア１０３のうちの少なくともいくつかは、取付けパネル１０５の異なる流体制御経路を通るプロセス流体の異なる流量を生じるように、サイズが異なる。多数のオリフィス１０１は、取付けパネル１０５にいくつかのプロセス流体制御構成要素を取り付けるように適応され得る。いくつかの実施形態では、オリフィス１０１は、多数のビア１０３、または多数のチャネル２０９のうちのいずれかの内部にある。様々な実施形態では、説明するように、ビア１０３は、取付けパネル１０５中におよび取付けパネル１０５からプロセス流体を流すように設計（たとえば、サイズ決定）されているので、多数のビア１０３の各々は一般に多数のオリフィス１０１の各々よりも直径を大きくすることができる。対照的に、多数のオリフィス１０１は、プロセス流体制御構成要素を上部プレート１０２に取り付けるために、小ねじまたはボルトなど、アタッチメント機構を受けるように設計（たとえば、サイズ決定）され得る。
【0016】
開示される実施形態では、上部プレート１０２はまた、第１のカットアウト領域２０７（図２）と、プロセス流体を取付けパネル１０５内に流すための多数のチャネル２０９とを含む。一実施形態では、第１のカットアウト領域２０７はリザーバである。多数のチャネル２０９のうちのチャネルは、円形、半円形、Ｖ字形などを含む、異なる形状に形成することができる。内側プレート１０４はまた、多数のビア１０３のうちのいくつかを含み、随意に第２のカットアウト領域１０７を含むことができる。いくつかの実施形態では、第１のカットアウト領域２０７と第２のカットアウト領域１０７とは、（図７および図８において最も良く見られる）リザーバを形成するように（拡散接合の後に）対応する。
【0017】
様々な実施形態では、（ただ１つのプレート内に形成されようが、多数のプレート内に形成されようが）リザーバは、ガスなど、プロセス流体を貯蔵するために使用されるか、または、次いでプロセス流体供給システム１００内の他の場所にガスを流す前にガスに変換される液体を貯蔵するために使用することができる。変換は、より詳細に説明するように、取付けパネルを加熱することによって促進することができる。リザーバはまた、流量パラメータを較正し、トラブルシューティングを行い、プロセスレシピを調整するための基準体積として使用することができる。さらに、内側プレート１０４はまた、図３に示されているように、内側プレート１０４の内面上に形成された多数のチャネル３０９を含むことができる。これらのチャネル３０９は上部プレート１０２および内側プレート１０４中のビア１０３を通して連絡することができる。いくつかの実施形態では、多数のチャネル３０９は省略され、したがって随意である。他の実施形態では、多数の内側プレートのうちの追加の内側プレートもチャネルを含む。
【0018】
図２をさらに参照すると、上部プレート１０２の内面は、たとえば、チャネルとプロセス流体経路との間の分離を画定するいくつかの溝２２２を含むことができる。溝２２２は、拡散接合の漏れ完全性を決定し、多数のチャネル２０９のうちの隣接するチャネル間のクロストークを防ぐための漏れ検査として使用することができる。
【0019】
いくつかの実施形態では、多数のチャネル２０９は、リザーバの第１の側面からリザーバに通じる第１のチャネル２０９Ａと、リザーバの第２の側面から出る第２のチャネル２０９Ｂとを含む。さらに、多数のビア１０３は、第２のチャネル２０９Ｂの出口に位置し、リザーバから出るプロセス流体の流量を制御するように設計された、少なくとも１つの精密にサイズ決定されたビア１０３Ａを含むことができる。さらに、多数のビア１０３は、流量センサ１３０を挿入するためのより大きいまたは矩形のビア１０３Ｂを含むことができる。いくつかの実施形態では、多数のチャネル１０９はまた、少なくとも１つのサイズを縮小したチャネル２１１を含む。他のサイズが想定される。このようにして、多数のチャネル１０９の異なるサイズは、異なるプロセスによって必要とされ得る様々な流量を可能にし、様々なチャネルサイズの混合を含むプロセス流体流路を構成することによって達成することができる。
【0020】
様々な実施形態では、プロセス流体供給システム１００は、取付けパネル１０５に取り付けられた、たとえば、多数のオリフィス１０１を使用して上部プレート１０２の上部に取り付けられた、いくつかのプロセス流体制御構成要素を含む。これらのプロセス流体制御構成要素は、限定はしないが、入口ポート１１０Ａと、入口ポート１１０Ａと結合された弁１１４Ａと、出口ポート１１０Ｂと、出口ポート１１０Ｂと結合された弁１１４Ｂと、フィルタ１１６と、圧力調整器１２０と、マスフローコントローラ１２４と、少なくとも１つの流量センサ１３０と、少なくとも１つの温度センサ１３４と、少なくとも１つの圧力センサ１３６とを含むことができる。図示されていないが、プロセス流体制御構成要素はまた、サンプリングポートと、他の測定センサ、たとえば、プロセス流体の組成を検出するための赤外線センサとを含むことができる。
【0021】
いくつかの実施形態では、入口ポート１１０Ａのセットを取付けパネル１０５の上部に取り付けることができるが、出口ポート１１０Ｂのセットも取付けパネルの上部に取り付けることができる。入口ポートのセット１１０Ａおよび出口ポート１１０Ｂのセットは、アクセスが容易なように、ポートのコネクタが取付けパネル１０５を越えて伸びるように取り付けることができる。入口ポートのセットは取付けパネル１０５からプロセス流体を受けることができるが、出口ポートのセットは取付けパネル１０５からプロセス流体を出力することができる。
【0022】
いくつかの実施形態では、第１のカットアウト領域２０７は、温度センサ１３４を取り付けるための突出部２０１Ａと、圧力センサ１３８を取り付けるための突出部２０１Ｂとを含む。これらの実施形態では、多数のビア１０３は、第１のカットアウト領域２０７に通じる第１のビア２０３Ａと、温度センサ１３４と流体連通しているように適応された第１のビア２０３Ａと、第１のカットアウト領域２０７に通じる第２のビア２０３Ｂと、圧力センサ１３８と流体連通しているように適応された第２のビア２０３Ｂとを含む。流体連通しているということは、一般に、プロセス流体と接触していることを指すことができる。いくつかの実装形態では、温度センサの感知部分が第１のビア２０３Ａを通して挿入され、圧力センサ１３８の部分感知が第２のビア２０３Ｂを通して挿入される。このようにして、温度センサ１３４および圧力センサ１３８は、リザーバ中に含まれているプロセス流体と流体連通しており、リザーバ内のプロセス流体の温度と圧力とを検出することが可能である。
【0023】
様々な実施形態では、多数のビア１０３のうちの異なるビアが多数のチャネル２０９の各それぞれのチャネルに通じ、各ビアは入口ポート１１０Ａのうちの１つ、流量センサ１３０、圧力調整器１２０、フィルタ１１６、弁１１４Ａ、１１４Ｂのうちの１つ、または出口ポート１１０Ｂのうちの１つと流体連通しているように適応される。このようにして、プロセス流体は多数の可能なプロセス流体経路のうちの１つを介して流れることができ、たとえば、入口ポート１１０Ａにおいて開始して、第１のチャネルを通って流れ、第１のチャネルから弁１１４Ａ中に流れ、弁１１４Ａから第２のチャネル中に流れ、第２のチャネルから圧力調整器１２０またはフィルタ１１６中に流れ、圧力調整器１２０またはフィルタ１１６から第３のチャネル中に流れ、第３のチャネルからプロセス流体がリザーバまたはマスフローコントローラ１２４中に流れる。リザーバまたはマスフローコントローラ１２４は、さらに、プロセス流体がさらに第４のチャネル中に流れる際にプロセス流体を制御することができ、プロセス流体は第４のチャネルから弁１１４Ｂ中に流れ、弁１１４Ｂからプロセス流体は第５のチャネル中に流れ、第５のチャネルからプロセス流体は出口ポート１１０Ｂを通して流れ出る。これらは、プロセス流体が、図１Ｃにおいて左から右に、たとえば、入口ポート１１０Ａから出口ポート１１０Ｂに流れる際の、いくつかの可能な流路であるが、異なるプロセス流体制御構成要素、または同じプロセス流体制御構成要素の異なる構成を含む異なる経路が想定される。
【0024】
図４は、本開示の一実施形態による、プロセス流体供給システム４００の概略プロセス図である。プロセス流体供給システム４００は、図１Ａ～図１Ｃに示されているように、多数のビア１０３と、多数のチャネル２０９および３０９とを通して接続され得る、いくつかの同じまたは同様のプロセス流体制御構成要素を含む。たとえば、プロセス流体供給システム４００は、入口ポート４１０Ａのセットと、少なくとも１つの出口ポート４１０Ｂと、入口ポート４１０Ａと結合された多数の弁４１４Ａと、多数の弁４１４Ａと結合された多数のフィルタ４１６とを含む。いくつかのプロセス流体経路において、圧力調整器４２０は弁４１４Ａとフィルタ４１６との間に挿入される。
【0025】
一実施形態では、多数のチャネル３０９のうちの１つであり得る追加のチャネル４５０が多数のチャネル２０９のうちの２つの間に接続され、追加のチャネル４５０と流体連通している１つまたは複数の追加の弁４１４Ａを含む。追加のチャネル４５０は、多数のチャネル２０９のうちの２つの間でのプロセス流体の選択的交差混合（ｃｒｏｓｓ－ｍｉｘｔｕｒｅ）を可能にすることができる。さらに、たとえば、プロセス流体を選択的に交差混合させ、および／または取付けパネル１０５からプロセス流体を流すための出口ポート１１０Ｂを共有するために、出口ポート１１０Ｂに通じる弁４１４Ｂの少なくとも２つの間に多数のチャネル３０９のうちの１つを結合することができる。
【0026】
図４をさらに参照すると、マスフローコントローラ４２４のセットの各々をフィルタ４１６のうちの１つと結合することができる。前に説明したように、マスフローコントローラ４２４の代わりに、取付けパネル１０５中にリザーバ４２１を形成することができる。マスフローコントローラははるかに大きく、電子機器および電気的制御を必要とし、より費用がかかるので、取付けパネル１０５内でリザーバ４２１を形成するための一体化された特徴を採用することにより、この費用を節約すること、ならびに、流体制御パネルのために必要とされる前のスペースを節約することができる。いくつかの実施形態では、リザーバ４２１の代わりに、多数のチャネル２０９または３０９のうちの１つまたは複数の幅を拡大し、長さを短縮することができる。そのような変更されたチャネルまたはチャネルのセットは、プロセス流体のより高い供給圧力を与えながら、特定の温度および圧力の下で、プロセス流体を収容するためのロケーションをなお与えることができる。たとえば、リザーバと置き換わるであろう変更されたチャネル中へのおよび変更されたチャネルからの流れを制御するために、変更されたチャネルの入口および／または出口に１つまたは複数の弁を採用することができる。
【0027】
いくつかの実施形態では、リザーバ４２１、マスフローコントローラ４２４のうちの１つ、または流量センサ４３０のうちのいずれかと、出口ポート４１０Ｂのうちの１つとの間に弁４１４Ｂのセットの各々を接続することができる。図４に見られ得るように、プロセス流体供給システム４００内で多数のフロー制御経路を構成することができる。たとえば、異なるプロセス流体供給システムを生成するために、取付けパネル１０５に取り付けられ、取付けパネル１０５と一体化されたプロセス流体制御構成要素の設計およびセットを変更するために、多数のオリフィス１０１を採用することができる。
【0028】
図５は、本開示の一実施形態による、プロセス流量センサ１３０を示す、プロセス流体供給システム１００の断面図である。図示のように、流量センサ１３０は、図１Ａに示されたより大きいまたは矩形のビア１０３Ｂ内に配置することができる。流量センサ１３０の突出部分５３０は、チャネル１０９内のプロセス流体の流量を検出するために実際にチャネル１０９の内側を通る流量センサ１３０の部分であり得る。
【0029】
いくつかの実施形態では、プロセス流体供給システム１００は、取付けパネル１０５の上部に取り付けられ、多数のビア１０３のうちの第３のビアを通して多数のチャネル２０９のうちの第１のチャネル１０５Ａと流体連通している、入口ポート１１０Ａのセットのうちの第１の入口ポートをさらに含む。取付けパネル１０５の上部に弁１１４Ａを取り付けることができ、その弁は、多数のビアのうちの第４のビアを通して第１のチャネル５０９Ａと流体連通しており、また、多数のビア１０３のうちの第５のビアを通して多数のチャネル２０９のうちの第２のチャネル５０９Ｂと流体連通している。
【0030】
さらに、取付けパネル１０５の上部にフィルタ１１６を取り付けることができ、そのフィルタは、多数のビア１０３のうちの第６のビアを通して第２のチャネル５０９Ｂと流体連通しており、また、流量センサ１３０とも流体連通している第３のチャネル５０９Ｃと流体連通している。これらの実施形態では、流量センサ１３０は取付けパネル１０５の上部に取り付けられ、流量センサ１３０は、多数のビア１０３のうちの第７のビアを通して、たとえば、矩形のビア１０３Ｂを通して多数のチャネル２０９のうちの第３のチャネル５０９Ａと流体連通している。流量センサ１３０は、第１のチャネル５０９Ａを通るプロセス流体の流量を感知することができる。別の弁１１４Ｂが取付けパネル１０５に取り付けられ、第３のチャネル５０９Ｃと流体連通し、また、弁１１４Ｂのうちの別の弁にプロセス流体を搬送することができる多数のチャネル３０９のうちのチャネル５０９Ｄと流体連通し得る。
【0031】
図６は、一実施形態による、相互接続チャネルを示す、取付けパネル１０５に取り付けられた弁１１４Ｂのセットの断面図である。図示のように、各弁１１４Ｂは、上部プレート１０２中に形成された多数のチャネル１０９のうちの１つに接続されるが、弁１１４Ｂのうちのいくつかは、内側プレート１０４中に形成された多数のチャネル３０９のうちの１つにも接続される。これらの多数のチャネル３０９は、プロセス流体を交差混合するためにおよび／または出口ポート１１０Ｂを共有するために、弁１１４Ｂのうちのいくつかを交差結合する。
【0032】
図７は、本開示の一実施形態による、リザーバ７２１と、リザーバ７２１までの経路中のプロセス流体制御構成要素との断面図である。図１Ａ～図１Ｃおよび図２を参照しながら説明したように、上部プレート１０２中の第１のカットアウト２０７と内側プレート１０６中の第２のカットアウト１０７とを取付けパネル１０５内で対応するように組み合わせ、それによりリザーバ７２１を形成することができる。さらに、温度制御されたプレート７６０を取付けパネル１０５の底部、たとえば、底部プレート１０６の外面に取り付けることができる。この温度制御されたプレート７６０は、極めて薄型であり得、したがってあまりスペースを取らない。
【0033】
様々な実施形態では、温度制御されたプレート７６０は、取付けパネル１０５に熱または冷却のうちの１つを加えるように設計された、加熱板、冷却板、またはそれらの組合せであり得る。いくつかの実施形態では、温度制御されたプレート７６０はまた、底部プレート１０６の外面に拡散接合される。このようにして、取付けパネル１０５は金属プレートの一体化された、拡散接合されたセットであるので、取付けパネル１０５を通って流れるプロセス流体は、外部ヒータユニットおよび関連する熱電対など、外部温度ユニットの費用およびスペースなしに、一貫した温度および圧力に維持することができる。プロセス流体を一貫した温度および圧力に保つことにより、取付けパネル１０５から１つまたは複数の処理チャンバ中にまたは他の宛先に搬送するために、プロセス流体が気体状態のままであることを保証することができる。温度センサ１３４および圧力センサ１３８の使用によって、プロセス流体供給システム１００の制御ユニットは、リザーバ７２１内の温度および圧力を追跡し、たとえば、環境のおよび／または構成要素関連の変化にもかかわらず、その一貫した温度および／または圧力を維持するために、温度制御されたプレート７６０を介してリアルタイムで調整をトリガすることができる。
【0034】
図７をさらに参照すると、一実施形態では、入口ポート１１０Ａのセットのうちの第１の入口ポートが取付けパネル１０５の上部に取り付けられ、多数のビア１０３のうちの第２のビアを通して多数のチャネル２０９のうちの第１のチャネル７０９Ａと流体連通している。さらに、取付けパネル１０５の上部に弁１１４Ａを取り付けることができる。弁１１４Ａは、多数のビア１０３のうちの第３のビアを通して第１のチャネル７０９Ａと流体連通し、また、多数のビア１０３のうちの第４のビアを通して多数のチャネル２０９のうちの第２のチャネル７０９Ｂと流体連通することができる。取付けパネル１０５の上部に圧力調整器１２０を取り付けることができる。圧力調整器１２０は、多数のビア１０３のうちの第５のビアを通して第２のチャネル７０９Ｂと流体連通しており、また、多数のビア１０３のうちの第６のビアを通して多数のチャネル２０９のうちの第３のチャネル７０９Ｃと流体連通している。この実施形態では、第３のチャネル７０９Ｃは、多数のチャネルのうちのペアのうちの１つであり、たとえば、第１のチャネル２０９Ａである（図２）。
【0035】
一実施形態では、取付けパネル１０５の上部に弁１１４Ｂを取り付けることができ、その弁は、多数のビア１０３のうちの第６のビアを通して多数のチャネル２０９のうちの第４のチャネル７０９Ｄと流体連通しており、また、多数のビア１０３のうちの第７のビアを通して多数のチャネル２０９のうちの第５のチャネル７０９Ｅと流体連通している。一実施形態では、第４のチャネル７０９Ｄは、多数のチャネルのペアのうちの１つであり、たとえば、第２のチャネル２０９Ｂである（図２）。一実施形態では、第５のチャネル７０９Ｅは内側プレート１０４中の多数のチャネル３０９のうちの１つ中にある。少なくとも１つの出口ポート１１０Ｂは、取付けパネル１０５の上部に取り付けられ、第５のチャネル７０９Ｅと流体連通している。関係する実施形態では、弁１１４Ｂは、弁１１４Ｂを通るプロセス流体の流量を調整するために可変に制御可能である投与弁であるか、または、第３のチャネル７０９Ｃは、第２のチャネル７０９Ｂまたは第１のチャネル７０９Ａとは異なるサイズである。
【0036】
図８は、一実施形態による、概して取付けパネルの中間ラインに沿った取付けパネル１０５の断面図である。この断面図は、取付けパネル１０５内にすでに図示され、説明したいくつかの特徴を有するが、一実施形態では、多数のビア１０３のうちの第２のビア８０３Ｂが内側プレート１０４のチャネル３０９まで上部プレート１０２と内側プレート１０４とを通る（図３）ことができながら、多数のビア１０３のうちの第１のビア８０３Ａが、どのように上部プレート１０２のチャネル２０９まで上部プレート１０２を通る（図２）ことができるかを示す。このようにして、上部プレート１０２および内側プレート１０４（または他の中間プレート）の様々なビアは多数のチャネル２０９と多数のチャネル３０９との組合せのうちの１つに通じることができる。それらの機能を取付けパネル中に構築することによって、マスフローコントローラおよび他の制御弁のさらに多くと取って代わるために、追加のリザーバとチャネルとを含むより複雑な３Ｄ取付けパネルを構築するために、追加の中間プレートが追加のチャネルとビアとを含み得ることが、当業者には明らかであろう。
【0037】
図９は、本開示の様々な実施形態による、拡散接合された取付けパネルを含むプロセス流体供給システムを動作させるための方法９００のフローチャートである。たとえば、プロセス流体供給システム１００は取付けパネルを含んでよく、この取付けパネルは、プロセス流体を収容するためのリザーバと、プロセス流体を流すための多数のチャネルと、取付けパネルの上部とリザーバとの間、および取付けパネルの上部と多数のチャネルとの間の多数のビアとを形成する。プロセス流体供給システムは、取付けパネルの上部に取り付けられ、リザーバと流体連通している、圧力センサをさらに含むことができる。さらに、プロセス流体供給システム１００は、取付けパネルの上部に取り付けられ、リザーバと流体連通している、温度センサを含むことができる。
【0038】
動作９１０において、システムは、入口ポートから多数のチャネルのうちの第１のチャネルを通してプロセス流体を流す。
【0039】
動作９２０において、システムは、第１のチャネルから第１の弁を通して多数のチャネルのうちの第２のチャネル中にプロセス流体を流す。いくつかの実施形態では、システムは、第２のチャネルから直接リザーバ中にプロセス流体を流す。他の実施形態では、プロセス流体はまた、随意に、リザーバ中に流れる前に圧力調整器を通って流れ、これは動作９３０である。
【0040】
動作９３０において、システムは、第２のチャネルから圧力調整器を通して多数のチャネルのうちの第３のチャネル中にプロセス流体を流し、第３のチャネルはリザーバと流体連通している。
【0041】
動作９４０において、システムは、圧力センサを使用してリザーバ内のプロセス流体の圧力を決定する。
【0042】
動作９５０において、システムは、さらに、温度センサを使用してリザーバ内のプロセス流体の温度を決定する。
【0043】
動作９６０において、システムは、リザーバから多数のチャネルのうちの第４のチャネル中にプロセス流体を流す。
【0044】
動作９７０において、システムは、第４のチャネルから第２の弁を通して多数のチャネルのうちの第５のチャネル中にプロセス流体を流す。
【0045】
動作９８０において、システムは、リザーバ中のプロセス流体の温度と圧力とに基づいて第２の弁を通るプロセス流体の流量を調整する。
【0046】
動作９９０において、システムは、出口ポートを通して第５のチャネルからプロセス流体を流出させる。様々な実施形態において、動作９５０～９９０は随意である。
【0047】
先行する説明は、本開示のいくつかの実施形態の十分な理解を与えるために、具体的なシステム、構成要素、方法などの例など、多数の具体的な詳細を記載している。しかしながら、本開示の少なくともいくつかの実施形態はこれらの具体的な詳細なしに実施され得ることが、当業者には明らかになろう。他の事例では、本開示を不必要に不明瞭にすることを避けるために、よく知られている構成要素または方法については詳細に説明しないか、または簡単なブロック図形式で提示する。したがって、記載されている具体的な詳細は例にすぎない。個々の実装形態は、これらの例示的な詳細から異なり得、依然として本開示の範囲内にあることが企図される。
【0048】
本明細書全体にわたる「一実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」または「一実施形態（ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」への言及は、その実施形態に関して説明した特定の特徴、構造、または特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体にわたる様々な場所における「一実施形態では（ｉｎ ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」または「一実施形態では（ｉｎ ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」というフレーズの出現は、必ずしもすべて同じ実施形態を指しているとは限らない。さらに、「または」という用語は、排他的な「または」ではなく包括的な「または」を意味するものである。本明細書で「約（ａｂｏｕｔ）」または「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」という用語が使用されているとき、これは、提示された公称値が±１０％内で正確であることを意味するものである。
【0049】
本明細書での方法の動作を特定の順序で図示し、説明したが、各方法の動作の順序は、いくつかの動作が少なくとも部分的に他の動作と同時に実行され得るように、いくつかの動作が逆の順序で実行され得るように変更され得る。別の実施形態では、命令または別個の動作のサブ動作が断続的なおよび／または交替する様式であり得る。
【0050】
上記説明は例示的なものであり、限定的なものではないことを理解されたい。上記説明を読み、理解すると、多くの他の実施形態が当業者には明らかになろう。本開示の範囲は、したがって、添付の特許請求の範囲がそれに権利を与えられる等価物の全範囲とともに、そのような特許請求の範囲に関して決定されるべきである。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【国際調査報告】