单片气体分配歧管及多种建构技术及其使用案例

摘要

本文提供了一种用于安装用于半导体处理装置的气体输送系统的气体供给部件的气体输送基底。基底可以包括具有主表面的多层，所述多层结合在一起以形成具有用于接收和安装第一气体供给部件、第二气体供给部件、第三气体供给部件和第四气体供给部件在外部主表面上的开口的层压件。基底可以包括延伸穿过内部主表面的第一气体通道，其至少部分地与延伸穿过不同内部主表面的第二气体通道重叠。基底可以包括第一气体管道和第二气体管道，第一气体管道包括将第一气体供给部件连接到第二气体供给部件的第一气体通道，第二气体管道包括将第三气体供给部件连接到第四气体供给部件的第二通道。还公开了用于制造气体输送基底的多种技术。

权利要求

1.一种用于半导体处理装置的气体输送系统，所述气体输送系统包括：基底，其包括：

多层，其具有主表面，所述多层结合在一起以形成层压件，其中每层的所述主表面位于该层的相对侧，结合在一起的所述层的主表面是所述层压件的内部主表面，并且未结合到所述层中的另一层的层的所述主表面是所述层压件的外部主表面；

混合室，其从所述内部主表面的第一内部主表面延伸到具有所述第一内部主表面的层中；

多个径向辐条通道，所述多个径向辐条通道从所述第一内部主表面延伸到具有所述第一内部主表面的层中、从所述混合室向外辐射、并具有相同的长度；

多个第一表面安装阀接口，其中每个第一表面安装阀接口位于所述外部主表面中的一个上，包括穿过所述层中的一或多个层的相应的第一通孔、穿过所述层中的一或多个层的相应的第二通孔、相应的多个第一安装孔，并且通过所述相应的第一通孔在所述层压件内流体连接到所述径向辐条通道中的相应的一个；

多个第二表面安装阀接口，其中每个第二表面安装阀接口位于所述外部主表面中的一个上并且包括穿过所述层中的一或多个层的相应的第三通孔、穿过所述层中的一或多个层的相应的第四通孔、以及相应的多个第二安装孔；

多个第一气体通道，每个第一气体通道至少部分地延伸到所述内部主表面中的一个中；

多个第二气体通道，每个第二气体通道至少部分地延伸到所述内部主表面中的一个中；

多个第一气体管道，每个第一气体管道包括所述第一气体通道中的一个并且在所述层压件内将所述第二通孔中的一个流体连接到所述第三通孔中的一个；以及多个第二气体管道，每个第二气体管道包括所述第二气体通道中的一个并且在所述层压件内流体连接到所述第四通孔中的一个，其中：每个第一表面安装阀接口构造成经由所述第一表面安装阀接口的所述第一安装孔与相应的第一气体流部件接合，并且每个第二表面安装阀接口构造成经由所述第二表面安装阀接口的所述第二安装孔与相应的第二气体流部件接合。

2.根据权利要求1所述的气体输送系统，其中所述径向辐条通道围绕所述混合室以圆形阵列布置。

3.根据权利要求1所述的气体输送系统，其中所述多层中的至少一个包括选自由以下组成的组中的一项或多项：用于加热气体的一个或多个加热器、气体分流器、形成气体限制器的过滤器、和非直线的气体通道。

4.根据权利要求1所述的气体输送系统，其中所述基底包括相对于层的平面形成斜角的气体通道或通孔中的至少一个。

5.根据权利要求2所述的气体输送系统，其中有八个径向辐条通道。

6.根据权利要求1所述的气体输送系统，其中所述混合室延伸到所述层中的多于一个的层中。

7.根据权利要求2所述的气体输送系统，其中所述径向辐条通道围绕所述混合室是等间隔的。

8.根据权利要求1所述的气体输送系统，其中所述层通过选自由以下组成的组中的工艺进行结合：煅烧、烧结、粘合、焊接、煅接、冷喷涂和热处理、超声波焊接、钎焊和扩散结合。

9.根据权利要求1所述的气体输送系统，其中每层由选自由以下组成的组中的材料制成：陶瓷、玻璃、金属和聚合物。

10.根据权利要求1所述的气体输送系统，其中具有外部主表面的所述层包括多个气体入口和一个或多个气体出口。

11.根据权利要求1所述的气体输送系统，其中所述层压件包括选自由以下组成的组中的一项或多项：a)延伸穿过所述层中的一或多个层的空气管道，所述空气管道被配置成在气动歧管和隔膜阀之间载运空气，和b)延伸通过一或多个层的线路管道，所述线路管道被配置成布置来或往于气体供应部件的线路。

12.根据权利要求1所述的气体输送系统，还包括安装在所述外部主表面中的至少一个上的多个气体流部件，其中：所述多个气体流部件包括多个第一气体流部件和多个第二气体流部件；以及所述气体流部件选自由以下组成的组：开/关气阀、质量流量控制器(MFC)、真空耦合辐射(VCR)配件、手动气阀、气压调节器、气体过滤器、吹扫气体组件、气体流限制器和压力传感器。

13.根据权利要求12所述的气体输送系统，其中所述多个气体流部件安装在所述基底的相对的外部主表面上。

14.根据权利要求12所述的气体输送系统，其中：

所述第一气体流部件是开/关气阀，

所述第二气体流部件是MFC，以及

每个开/关气阀通过所述第一气体管道中的相应的一个流体连接到所述MFC中的相应的一个。

15.根据权利要求14所述的气体输送系统，其中：

(a)所述气体管道中的一些彼此交叉，并且所安装的所述气体流部件中的至少一些以非直线排列布置在一个或两个外部主表面上，或者(b)所述气体管道中的一些彼此交叉，并且所安装的所述气体流部件中的至少一些以圆形排列布置在一个或两个外部主表面上。

16.根据权利要求14所述的气体输送系统，其中所述层压件上的气体入口与所述层压件中的所述混合室之间的气体流路径具有相等的长度。

说明书

单片气体分配歧管及多种建构技术及其使用案例

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 该申请是根据35U.S.C.§120要求下列申请的优先权的部分继续申请:2014年10月17日提交的待审美国专利申请No.14/517,192，代理人案卷号LAMRP233/3510-1US，标题为“SUBSTRATE FOR MOUNTING GAS SUPPLY COMPONENTS AND METHODS THEREOF”，以及于2015年10月15日提交的美国专利申请No.14/884,575，代理人案卷号LAMRP233X1/3794US，标题为“MONOLITHIC GAS DISTRIBUTION MANIFOLD AND VARIOUS CONSTRUCTION TECHNIQUES AND USE CASES THEREFOR”，两者均通过引用整体并入本文用于所有目的。

技术领域

[0003] 本发明涉及用于半导体衬底处理装置的气体输送系统。更具体地，本发明涉及一种用于安装用于半导体处理装置的气体输送系统的气体供给部件的气体输送基底。

背景技术

[0004] 半导体衬底处理装置用于通过技术处理衬底，所述技术包括但不限于等离子体蚀刻、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体增强原子层沉积(PEALD)、离子注入和抗蚀剂去除等。半导体衬底处理装置包括气体输送系统，工艺气体流过该气体输送，并随后通过诸如喷头、气体喷射器、气体环等气体分配系统输送到半导体处理装置的真空室的处理区域。例如，气体输送系统可以被配置为将工艺气体供应到位于半导体处理室中在半导体衬底上方的气体喷射器中，以便分配工艺气体到在半导体处理室中的正在被处理的半导体衬底的表面上。当前的气体输送系统由许多单独的部件构成，许多部件在其中具有管道，工艺气体流动通过该管道。

[0005] 传统的半导体处理系统通常使用气体棒。术语“气体棒”是指例如一系列气体分布和控制部件，例如质量流量控制器(MFC)、一个或多个压力传感器和/或调节器、加热器、一个或多个过滤器或净化器、和截止阀。给定气体棒中使用的组件及其特定配置可根据其设计和应用而变化。在典型的半导体处理配置中，超过17个气体棒可以经由气体供应管线、气体分配部件和混合歧管而连接到半导体处理室。它们附接到形成完整系统的底板，其称为“气体面板”或“气体箱”，用作气体棒的安装表面，并且在气体分配中不起作用。

[0006] 通常，气体棒包括多个集成的表面安装部件(例如，阀、过滤器等)，其通过基底组件或底板上的通道连接到其它气体控制部件，气体控制部件安装在该基底组件或底板上。气体棒的每个部件通常以直线布置方式位于歧管块的上方。多个歧管块形成模块化基底，其是产生通过气体棒的气体流动路径的歧管块层。常规气体棒的模块化方面允许重新配置，非常像儿童 块玩具。然而，气体棒的每个部件通常包括高度加工的零件，使得每个部件的制造和替换都相对昂贵。每个气体流部件通常构造有安装块，安装块进而用多个加工操作制成，从而使得部件很昂贵。

发明内容

[0007] 本说明书中描述的主题的一个或多个实现方案的细节在附图和下面的描述中阐述。其他特征、方面和优点将从说明书、附图和权利要求中变得显而易见。注意，除非特别指出为缩放图，否则下列附图的相对尺寸可能不按比例绘制。

[0008] 这里公开了一种用于安装用于半导体处理装置的气体输送系统气体箱的气体供给部件的气体输送基底。基底可以包括具有主表面的多层，主表面结合在一起以形成层压体。层压体可以包括开口，开口被配置为接收和安装至少第一气体供给部件、第二气体供给部件、第三气体供给部件和第四气体供给部件在至少一层的外部主表面上。基底可以进一步包括至少部分延伸穿过其中一层的内部主表面的第一气体通道和至少部分地延伸穿过其中一层的不同内部主表面的第二气体通道。当从垂直于层的主表面的方向观察时，第一气体通道可以至少部分地与第二气体通道重叠。另外，基底可以包括第一气体管道和第二气体管道，第一气体管道可以包括第一气体通道，并且其可以被配置成将第一气体供给部件连接到第二气体供给部件，第二气体管道包括第二通道，第二通道被配置成将第三气体供给部件连接到第四气体供给部件。

[0009] 本文还公开了一种用于包括气体输送基底的半导体制造系统气体箱的系统。该系统包括安装在气体输送基底的至少一个主表面上的气体供给部件。在一个实施方案中，气体供给部件可以安装在气体输送基底的相对的主表面上。在另一个实施方案中，系统可以包括通过基底内的气体管道连接到MFC的开/关气阀，通过基底内的气体管道连接到混合歧管或室的另一个开/关气阀，以及与气体输送基底的一个或多个开口连接的混合歧管或混合室出口

[0010] 本文还公开了一种制备气体输送基底的方法。该方法可以包括产生至少部分地延伸穿过具有主表面的多层中的至少一层的内部主表面的第一气体通道，产生至少部分地延伸穿过不同的内部主表面的第二气体通道，以及在外部主表面上形成开口。开口中的至少一些可以是配置成接收和安装至少第一气体供给部件、第二气体供给部件、第三气体供给部件和第四气体供给部件的安装孔。该方法可以进一步包括将层结合在一起以形成层压体，使得第一气体通道至少部分地与第二气体通道重叠，第一气体通道形成将第一气体供给部件连接到第二气体供给部件的第一气体管道的一部分，第二气体通道形成将第三气体供给部件连接到第四气体供给部件的第二气体管道的一部分。

[0011] 本文还公开了当通过气体输送基底的开口供应气体时通过这种气体输送基底输送气体的方法。该方法可以包括通过第一气体通道将第一气体从第一气体供给部件输送到第二气体供给部件，以及通过基底中的第三气体通道将第一气体从第二气体供给部件输送到基底内的混合室。该方法可以进一步包括通过第二气体通道将第二气体从第三气体供给部件输送到第四气体供给部件，以及通过基底中的第四气体通道将第二气体从第四气体供给部件输送到基底内的混合歧管或混合室中。该方法可以进一步包括在混合室中混合第一气体和第二气体以产生第一气体混合物并将第一气体混合物通过基底中的一个或多个气体通道和/或基底上的一个或多个出口输送到下游的半导体处理室。

[0012] 在一些实施方案中，可以提供一种方法，方法包括获得具有第一侧面和与第一侧面相对的第二侧面的陶瓷基底。陶瓷基底可以包括位于第一侧面上的表面安装阀接口；表面安装阀接口可以包括在陶瓷基底中的两个或更多个孔。该方法可以进一步包括研磨或抛光围绕两个或更多个孔的陶瓷基底的至少一个表面，使得至少一个表面的表面粗糙度小于或等于5μin Ra。

[0013] 在该方法的一些实施方式中，该方法可以进一步包括将可压碎金属密封件定位成围绕两个或更多个孔中的至少一个孔，定位表面安装气体流部件，使得两个或更多个孔中的至少一个孔对准表面安装气体流部件和可压碎的金属密封件上的气体流端口，并且使用一个或多个紧固件将表面安装气体流部件夹紧到陶瓷基底，从而将可压碎的金属密封件压靠在表面粗糙度小于或等于5μin Ra的一个或多个表面上。

[0014] 在一些这样的实施方案中，可压碎的金属密封件可以是C形密封件、W形密封件或金属O形环。在该方法的一些实施方式中，两个或更多个孔中的至少一个孔是沉孔，使得可压碎的金属密封件在安装时至少部分地凹入孔的沉孔内，并且被研磨或抛光的至少一个表面包括沉孔的底面。在该方法的一些实施方案中，至少一个表面可以包括整个第一侧面。

[0015] 在一些实施方式中，可以提供一种包括陶瓷基底的装置。陶瓷基底可以具有第一侧面和与第一侧面相对的第二侧面，并且可以包括位于第一侧面上的表面安装阀接口。表面安装阀接口可以包括陶瓷基底中的两个或更多个孔，并且围绕孔的一个或多个表面可以具有小于或等于5μin Ra的表面粗糙度。

[0016] 在一些实施方案中，该装置可以进一步包括可压碎的金属密封件和具有一个或多个气体流端口的表面安装气体流部件。表面安装气体流部件可以安装到陶瓷基底上，使得每个气体流端口与孔中的一个对准，可压碎的金属密封件插入在表面安装气体流部件和陶瓷基底之间，并且可压碎的金属密封件与表面粗糙度小于或等于5μin Ra的表面中的一个接触。

[0017] 在一些这样的实施方案中，可压碎的金属密封件可以是C形密封件、W形密封件或金属O形环。在该装置的一些实施方案中，陶瓷基底可以进一步包括至少一个沉孔特征，并且该至少一个沉孔特征可以在位置上对应于两个或更多孔中的一个，并且具有与该孔相交的底面。在这些实施方案中，被研磨或抛光至小于或等于5μin Ra的表面粗糙度的至少一个表面可以包括底面。在装置的一些实施方案中，至少一个表面可以包括整个第一侧面。

[0018] 在一些实施方案中，提供了一种方法。该方法可以包括制造陶瓷基底，所述陶瓷基底具有第一侧面和与第一侧面相对的第二侧面，并且包括位于第一侧面和第二侧面中的一者或两者上的多个表面安装阀接口，位于第一侧面和第二侧面之间的一个或多个通道，以及将一个或多个通道与表面安装阀接口流体连接的多个落孔。该方法可以进一步包括在陶瓷基底内的通道的至少表面上形成涂层。

[0019] 在该方法的一些实施方案中，制造陶瓷基底可以包括制造多个陶瓷层，将一个或多个通道通过激光切割成一层或多层，将多个陶瓷层结合在一起，并烧结所结合的层以形成陶瓷基底。

[0020] 在该方法的一些实施方案中，涂层可以具有大于或等于用于制造陶瓷基底的陶瓷颗粒的最小标称粒径的厚度或由一个或多个通道的表面显示的最大表面粗糙度。

[0021] 在该方法的一些实施方案中，该方法可以进一步包括将釉料施加到通道的表面，在窑炉或烘箱中煅烧陶瓷基底以熔化釉料，并冷却陶瓷基底以固化熔融的釉料并形成涂层。

[0022] 在该方法的一些实施方案中，该方法可以进一步包括将陶瓷基底插入化学气相沉积(CVD)室中，并在陶瓷基底上执行一个或多个CVD操作以形成涂层。

[0023] 在该方法的一些实施方案中，该方法可以包括在执行一个或多个CVD操作之前掩蔽第一侧面或第二侧面的部分，以防止涂层沉积在所掩蔽的部分上。

[0024] 在该方法的一些实施方案中，该方法可以进一步包括将陶瓷基底插入原子层沉积(ALD)室中，并在陶瓷基底上执行多个ALD操作以形成涂层。

[0025] 在一些实施方案中，可以提供装置。该装置可以包括具有第一侧面和与第一侧面相对的第二侧面的陶瓷基底，位于第一侧面和第二侧面中的一者面或两者上的多个表面安装阀接口，位于第一侧面和第二侧面之间的一个或多个通道，将所述一个或多个通道与所述表面安装阀接口流体连接的多个下落孔，以及所述陶瓷基底内的所述一个或多个通道的至少表面上的涂层。

[0026] 在该装置的一些实施方式中，陶瓷基底可以包括多个烧结在一起的陶瓷层，并且一个或多个通道可以具有被激光切割成一层或多层的侧壁。

[0027] 在装置的一些实施方案中，涂层的厚度可以大于或等于用于制造陶瓷基底的陶瓷颗粒的最小标称粒径或由一个或多个通道侧壁的表面显示的最大表面粗糙度。

[0028] 在装置的一些实施方案中，涂层可以是含二氧化硅的釉料。在装置的一些其它实施方式中，涂层可以是化学气相沉积(CVD)涂层。在装置的一些这样的实施方案中，CVD涂层可以是聚合物涂层。在装置的一些其他实施方案中，涂层可以是共形原子层沉积(ALD)涂层。

[0029] 参考附图和下面的详细描述来更详细地描述这些实施方案和其它实施方案。

附图说明

[0030] 图1示出了根据本文公开的实施方案的半导体衬底处理装置的示例性实施方案。

[0031] 图2是根据本文公开的实施方案的示例性气体输送系统的示意图。

[0032] 图3示出了气体棒的示例。

[0033] 图4-6示出了模块式气体棒的多种视图。

[0034] 图7至图9示出了根据本文公开的实施方案的气体输送基底中的单层的示例性实施方式，所述气体输送基底用于安装用于半导体处理装置的气体输送系统的气体供给部件。

[0035] 图10和11示出了根据本文公开的实施方案的用于安装气体供给部件的示例性气体输送基底的在被结合在一起之前的多个示例性层。

[0036] 图12示出了根据本文公开的实施方案的示例性气体输送基底的在堆叠在一起之后的多层，所述气体输送基底用于安装气体输送系统的气体供给部件。

[0037] 图13示出了根据本文公开的实现方式的图12的示例性气体输送基底的多层在被堆叠在一起并结合之后的示意图。

[0038] 图14描绘了位于图10-13的示例性气体输送基底内的流体流管道(例如通道和垂直通孔)的三维渲染。

[0039] 图15示出了图12的示例性气体输送基底的平面图。

[0040] 图16示出了利用示例性分层的基底的示例性气体输送系统的等距视图。

[0041] 图17描绘了图16的示例性气体输送系统的等距分解图。

[0042] 图18示出了气体供给部件和金属基座之间的典型C形密封接口的分解剖视图。

[0043] 图19示出了图18的经组装的C形密封件接口的剖视图。

[0044] 图20描绘了用于制备陶瓷基底的技术的流程图，该陶瓷基底用于使用标准的可压碎的金属密封件(例如金属C形密封件)与气体流组件接口。

[0045] 图21示出了其中陶瓷基底的整个表面可以被抛光或研磨至小于或等于5μin Ra的表面粗糙度的布置的横截面。

[0046] 图22描绘了用于制备用于半导体工具气体分配系统的陶瓷基底以便降低颗粒污染的可能性的技术的流程图。

[0047] 图23至25描绘了在CVD涂覆应用的多个阶段期间陶瓷基底和掩模组件的简化横截面图。

[0048] 图4-17在每个图中按比例绘制，但是尺度可以逐个图地变化。

具体实施方式

[0049] 本文公开了一种用于安装用于半导体处理装置的气体输送系统的气体供给部件(本文也称为气体流组件)的气体输送基底及其制造和使用方法。半导体衬底处理装置可以用于通过包括但不限于等离子体蚀刻、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体增强原子层沉积(PEALD)、离子注入或抗蚀剂去除等的技术处理半导体衬底。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本实施方式的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践本实施方式。在其他情况下，未详细描述公知的处理操作，以免不必要地使本文公开的这些实施方式不清楚。

[0050] 随着集成电路器件的物理尺寸及其工作电压的不断缩小，它们相关的制造生产将更容易受到污染。因此，制造具有较小物理尺寸的集成电路器件需要污染水平小于先前认为可接受的水平。此外，半导体处理中使用的晶片和处理设备变得越来越复杂并且尺寸越来越大，以便每个晶片产生更多的裸芯片。因此，制造和维护设备和生产晶片变得越来越昂贵。

[0051] 半导体衬底处理装置的气体分配系统可以利用气体棒，气体棒中的每个可以是一系列气体分布和控制部件，例如质量流量控制器(MFC)、一个或多个压力传感器和/或调节器、一个或多个加热器、一个或多个过滤器或净化器、歧管、气流适配器和/或截止阀。使用的部件及其在气体棒中的特定布置可以根据它们的设计和应用而变化。在特定气体分配系统中使用的气体棒的数量可以根据所执行的半导体处理的需要而变化。例如，在一些半导体衬底处理装置中，可将十七种以上工艺气体供应到室，每种工艺气体由不同的气体棒供应。这种气体分配系统部件通常连接到通常称为“气体盘”的基座板上，以形成通常称为“气体面板”或“气体箱”的系统。

[0052] 如上所述，气体输送系统部件通常由诸如不锈钢或其它金属合金之类的金属制成，然后组装在一起，这在组成部件之间需要有接口和密封件，以便获得用于工艺气体的所需管道路径。然而，组成部件通常包括精密加工的零件，使得制造、维护和替换每个部件都相对昂贵。每个部件通常连接到安装块或基座上，安装块或基座进而也是精密加工的，从而使得部件非常昂贵。例如，可以有三个单独的密封接口，其需要在简单的开/关阀中进行精密加工，其中一个接口将阀组件连接到其安装块或基座上，一个接口将安装块或基座连接到模块化的基底模块上，以及一个或两个接口将模块化的基底模块连接到其它模块化的基底模块上以形成气体棒。这种可互换部件需要大量的空间，从而延长了将部件彼此连接的流体连接件。因此，使用常规的可互换部件的方法制造的气体棒具有多个潜在故障点(以多个密封件的形式)，包括多个污染点(每个密封接口表示污染点)，并引入气体输送延迟(由于气体棒的长度导致)。

[0053] 环境(例如在气体输送系统内部中形成的环境)中的腐蚀物、侵蚀物、和/或腐蚀物/侵蚀物可能含有氧、卤素、羰基、还原剂、蚀刻气体、沉积气体、氢氟碳工艺气体和/或可用于半导体衬底处理的工艺气体，例如但不限于Cl2、HCl、BCl3、Br2、HBr、O2、SO2、CF4、CH2F2、NF3、CH3F、CHF3、SF6、CO、COS、SiH4和H2。此外，惰性气体(例如但不限于Ar和N2)可以被供应到所述环境。

[0054] 因此，这里公开了一种用于安装用于半导体处理装置的气体输送系统的多个气体供给件的气体供给部件的气体输送基底及其制造和使用方法。基底可以由层压层形成，所述层压层被结合在一起以产生具有可以彼此流体连通的气密通道的均匀的单片结构。这些层可以由各种材料制成，各种材料包括例如不锈钢、玻璃或陶瓷。在使用金属层的实施方案中，层可以钎焊在一起或以其它方式结合在一起。在使用陶瓷层的实施方案中，层可以在烧结之前结合在一起，然后烧结成熔融层堆叠；结合材料通常在烧结过程中被烧掉，导致总体均匀的陶瓷零件。

[0055] 基底可以被配置为接收和安装气体供给部件，使得气体供给部件通过基底内的通道彼此流体连通。基底的分层结构可以允许在多层的X/Y平面中产生任何尺寸和任何方向上的通道或连接，每层可以在基底内通过Z方向上的连接件而连接到其它层中的其它通道或端口。为了本公开的目的，X和Y方向被定义为平行于每层的主表面，并且Z方向被定义为垂直于每层。层内的通道网络可以允许使用常规模块化基底不可能有的复杂的非线性流体路线布置。应当理解，如本文所使用的，短语“线性流体路线”是指流体路线，其中流体流路径中的流体流组件被布置成直线，并且在平行于这种流体流组件安装的表面的平面中的这种流体流组件之间的流体连接通常在一个方向或在平行方向上行进。相比之下，“非线性流体路线”是指流体路线，其中流体流路径中的流体流组件并不全部排列成直线，并且其中这种流体流组件之间的至少一个流体连接遵循其中具有至少有一个非正交角的路径。在某些实施方案中，可以使用非线性流体路线，其中这种流体流组件之间的流体连接的至少一部分遵循曲线路径，即路径的至少一部分不是直线，而是曲线、弧形或齿状；非线性流体路线的这种另外的例子可以被称为“曲线流体路线”。现有的气体箱设计通常以流体流部件的集合为特征，所述流体流部件的集合被设置成提供具有线性流体路径的流体流网络，例如具有线性流体路线的16个气体棒可以被布置成与具有与气体棒的线性流体路线方向成90°的线性流体路线方向的T形接头线连接，在气体棒水平，流动路径本质上全部是直线的。

[0056] 由于在分层或层压的基底中提供的X、Y和Z路线的灵活性，可以使用非线性流体路线，其允许非线性流体流组件布局。此外，由于分层的基底方法允许通道彼此交叉的事实，可以将来自特定气体流路径的流体流组件定位在另一个气体流路径的任一侧面上，这提供了安装位置的进一步的灵活性。

[0057] 以这种方式，气体输送系统的气体供给部件可以被更靠近地容纳在一起，并且可以使部件之间的各种关键连接件更短，这减小了气体输送系统的总体尺寸(或允许具有增大容量的气体输送系统能以与传统设计的较小容量的气体箱相同的形状因数被容纳)，并减少气体供给部件之间的气流传播时间。此外，气体供给部件及其连接件通常由高质量材料制成，所述材料例如昂贵的金属合金，例如 玻璃或陶瓷，这大大增加了某些部件(例如模块化基底部件)的成本-使用如本文所公开的分层基底可以允许大量昂贵的部件(例如模块化基底件、管件、配件等)被一个较大部件替代。这个较大的部件虽然比它可以替代的零件中的任何一个都贵，但可以比其可以替代的所有零件提供显著的节省。此外，通过使用分层基底，可以消除组装可以被分层基底替代的各零件所需要的组装时间，从而进一步节省成本。使用分层基底还允许消除各零件之间(例如在模块化基底之间)的所有密封件，从而减少了必须进行的泄漏测试的量，从而进一步降低了这种系统的成本。

[0058] 如果使用陶瓷基底，则可以消除或减少在典型的模块化基底内通常接触工艺气体(即，变成化学润湿)的所有金属表面，从而符合晶片(即衬底)的纯度要求。分层基底的紧凑设计(与传统的气体棒方法相比)使得材料成本减少，可能的污染和故障点的数量减少，以及通过允许在某些关键流组件之间气体流路径更短使得气体输送系统的气体输送脉冲和切换时间更快。

[0059] 图1示出了半导体衬底处理装置104的实施方案，半导体衬底处理装置104例如电感耦合等离子体处理装置，其可以包括气体输送系统102，气体输送系统102包括用于安装气体供给部件的气体输送基底，如本文所公开的。如图1所示，电感耦合等离子体处理装置可以包括真空室104(例如等离子体蚀刻室)。真空室104可以包括用于在真空室104的内部支撑半导体衬底108的衬底支撑件(下电极组件)106。介电窗口110可以形成真空室104的顶壁。可以通过气体喷射器112注入工艺气体到真空室104的内部。气体输送系统102可以通过气体喷射器112将工艺气体供应到真空室104的内部。通过气体输送系统供应到真空室内部的工艺气体的参数(例如温度、流速和化学组成)可以由控制系统114控制。

[0060] 一旦工艺气体被引入真空室104的内部，它们就可以通过天线116将RF能量提供至真空室104的内部而被激发成等离子体状态。天线116可以是由RF功率源122和RF阻抗匹配电路118供电以将RF能量感应耦合到真空室104中的平面天线。然而，在替代实施方案中，天线116可以是非平面的外部或嵌入式天线。通过向天线施加RF功率产生的电磁场可以激励真空室104内部的工艺气体，以在衬底108上方形成高密度等离子体，例如109-1012离子/cm3。在蚀刻处理期间，天线116(即RF线圈)可以执行类似于变压器中的初级线圈的功能的功能，而在真空室104中产生的等离子体执行类似于变压器中次级线圈的功能的功能。天线116可以通过电连接器或引线120电连接到RF阻抗匹配电路118，并且RF功率源122可以通过电连接器124电连接到RF阻抗匹配电路118。

[0061] 图2是如本文所公开的包括用于安装气体供给部件的气体输送基底的用于半导体衬底处理装置处理的示例性气体输送系统200的示意图。半导体衬底处理装置的真空室210可以通过气体供应管线214供应工艺气体。气体供应管线214可以提供工艺气体至气体分配构件(例如布置在真空室210的上部中的喷头或气体喷射器)以及气体输送系统200的下游，所述工艺气体例如蚀刻气体和/或沉积气体，可以被可替代地供应或被施以脉冲。另外，气体供应管线214可以将工艺气体供应到真空室的下部，例如到围绕半导体衬底支撑件的气体分配环或通过布置在衬底支撑件(未示出)中的气体出口。工艺气体可以从气体源216、218、220、230供应到气体管线214，而来自供给源216、218、220、230的工艺气体分别被供给到MFC 222、224、226、232。MFC 222、224、226、232将工艺气体供应到混合歧管228，之后混合气体被引导到气体流管线214。混合歧管228可以在用于安装气体供给部件的基底内或在所述基底外部。如本文所公开的，气体输送系统200包括用于安装气体供给部件的分层基底。

[0062] 图3示出了具有模块化基底322的现有技术气体棒的横截面，以及通过这种气体棒的气体流。气体可以沿流路径A的方向流过初级截止阀314，流出吹扫阀316，并且流入MFC 318中。然后气体可以经由出口端口300流出MFC 318并流入模块化基底322，通过混合阀
320，流出出口326，并流入混合歧管或室(未示出)，如流路径D所示。

[0063] 基底322具有包括通过密封件彼此连接的多个可互换部件的模块化设计，每个可互换部件在气体棒组件中引入潜在故障点。由于基底322由多个部件组成，所以它允许型结构，其提供如何组装每个气体棒方面的灵活性。然而，这种设计导致气体供给部件之间的流路径变长，这增加了流体流路径长度，从而增加了气体的通过时间，并且在气体棒中引入了多个故障点，如上所述。在常规的半导体处理气体箱中，气体箱包括分立的气体棒，分立的气体棒构建在诸如模块化基底322之类的分立基底上，然后被安装到共同的安装板上-这种常规气体箱中的流体流通道由分立的基底提供并且不包括在安装板中。

[0064] 图4至图6示出了模块化基底气体棒的另一示例。在图6中，分解图中清楚地示出了模块化基底的各个零部件。每个这样的模块化零部件325可以与相邻的模块化零部件325互锁，然后可以将两个互锁的零部件325栓接在一起。一旦完成组装的基底，则在这个示例中，气体流组件323都是各种类型的阀，其可以组装到组装的基底上。密封件327可以插入在气体流组件323和零部件325之间，以便提供气密密封接口。通过这种模块化气体棒组件的气体流路径由图4中的流动箭头表示；应当理解，在该示例中的阀的内部特征未示出，然而这样的阀可以是工业中容易获得的各种表面安装阀技术中的任何一种。

[0065] 本文公开了一种用于安装气体输送系统的气体供给部件的气体输送基底，其可以由堆叠的层形成，所述堆叠的层被结合在一起以产生均匀的单片结构，该单片结构被配置为接收和安装气体供给部件，使得气体供给部件通过基底内的通道彼此流体连通。基底的分层结构可以允许产生任何尺寸和在若干方向中的任何一个方向上的气体通道或管道。在一些实施方案中，分层基底还可以包括用于进行气体供给部件之间的电线连接的通道或管道，或者可以包括嵌入在基底内的用于类似目的的电导体。在进一步的这样的实施方案的一些替代方案中，分层基底还可以包括容纳在一个或多个通道中的加热器元件，所述通道在基底的层中布置，例如，分层基底的层可以具有一个或多个曲折通道，每个通道容纳电阻加热器元件。在一些替代实施方案或进一步的这种实施方案中，基底可以包括用于在气体供给部件之间运载加压空气的通道或管道。例如，基底内的通道或管道可以在气动歧管和隔膜阀(例如开关阀)之间提供气动供应连接。例如，隔膜阀可以包括由加压空气致动以控制气体流的螺线管。因此，可以使气体供给部件较紧密地一起容纳在基底上，并且可以使部件之间的连接比基底322内的连接短，如图3所示。

[0066] 图7-9示出了来自如本文公开的用于安装用于半导体处理装置的气体输送系统的气体供给部件的分层气体输送基底的示例的层。图7-9各自示出了可以包括在这种基底中的单层的示例；这些层可以堆叠在一起(包括附图中未示出的附加层)，然后结合在一起。基底的层可以由任何合适的材料制成，材料例如陶瓷、金属、金属合金、玻璃或复合材料。基底的一层或多层还可以包括一个或多个室或隔间，例如混合室。在一些实施方案中，基底可以包括延伸穿过基底的两层或更多层以形成混合室的一部分的一个或多个室或隔间。在一些实施方案中，基底可以具有一个或多个流限制器，流限制器例如具有一个或多个小开口的过滤器或玻璃料，小开口嵌入在一层或多层内，例如在层的通道内或容纳在层的通孔内。此外，可以在基底的一层或多层内产生分流器以使气体转向，分流器例如T形接头、+形接头或其它多路径接头。

[0067] 如图7-9所示，层700可以包括多个垂直通孔710和水平通道或通路720。垂直通孔710可以被配置为气体管道，以在不同层中的通道之间，在基底的相对的外表面上的端口之间，或基底的外表面上的端口与一层或多层中的一个或多个通道之间(垂直通孔，其将基底的内部通路或通道连接到基底的外表面，其在本文中也可以称为“落孔”(“drop-hole”))提供流体连通。安装孔708可以提供通孔，通过该通孔可以插入诸如螺钉或螺栓之类的螺纹紧固件，以将气体供给部件紧固或附接到基底。安装孔708也可以是具有内螺纹或螺纹插入件的盲孔。用于气体管道的垂直通孔710可以涂覆有一种或多种额外材料，例如金属、玻璃、塑料、陶瓷、金属合金或复合材料。在图7-9中，垂直通孔710是较小直径的孔，并且安装孔708是较大直径的孔，如图7-9包含的“孔径指南”所示。

[0068] 应当理解，垂直通孔710可以采用多种形状中的任何一种或者遵循多种方向中的任何一种，即，它们不一定被限制为垂直的(垂直于基底)，而是也可以是倾斜的或具有其他几何结构。在一些情况下，多层的垂直通孔710可以被配置成在层被结合在一起时排列并形成跨越多层的气密连接。此外，给定层中的一些垂直通孔710可以与层的相对侧面上的通道连接，或者可以与层的相对侧面上的两个通道连接。垂直通孔710也可以是非圆柱形的，例如，它们可以是锥形的，或者可以逐层改变尺寸，例如，针对在层堆叠中彼此对准的一系列的三个垂直通孔710，中间垂直通孔710可以具有较大的直径，这允许具有所述较大的直径的玻璃料或其它流限制装置或过滤器装置能被插入在中间垂直通孔710中，从而可被相邻层中较小直径的垂直通孔710限制在合适的位置。在一些实施方案中，垂直通孔710可以在层的三维空间(例如，X方向、Y方向和Z方向)内的任何方向上垂直地或以任何角度延伸。

[0069] 也在图7中示出，气体输送基底的层可以包括水平通道720，即在平行于该层的主表面的平面的方向上穿过层的通道。水平通道720可以是直线状的，遵循曲线路径的，或者分割成多个其他水平通道或与多个其他水平通道连接。水平通道720可以部分地延伸进入层或完全穿过层。而且，水平通道720在穿过层时横截面可以变化。例如，水平通道720的深度可以在一端较深并且在另一端较浅，从而潜在地导致在垂直于这种通道内的流方向上的横截面面积减小或增加。通道的斜率也可以变化(例如，锯齿形、弯曲或起伏状)。此外，水平通道720可以配置成当层被结合在一起以形成气体管道时，与另一层的垂直通孔710和/或水平通道720形成气密连接。可替代地，垂直通孔710可以连接到同一层内(例如在相同层的相对侧面上)的水平通道720以形成气体管道。水平通道720可以设置成平行于层的平面，或者相对于层的平面成任何角度。水平通道720和垂直通孔710的内表面可以涂覆有诸如硅氧烷之类的耐腐蚀材料，参见美国专利申请公开No.2011/0259519，其公开内容通过引用整体并入本文，该申请公开讨论了这样的处理。在一些情况下，当从垂直于层的主表面的方向观察时，水平通道可以与在其它层中的其他水平通道或具有这种水平通道的层的相对侧面上的其他水平通道部分地重叠或完全重叠。而且，一些水平通道可能跨越其他水平通道和/或一些垂直通道。以这种方式，可以更有效地布置气体供给部件之间的连接，以便节省空间并减小基底的总体占地面积。

[0070] 如前所述，水平通道720可以遵循层内的任何路径，例如直的、直线的、曲折的、卷绕的、弯曲的或曲线的路径。例如，水平通道720可以从公共点径向延伸，然后沿着弯曲路径，例如，以形成J形路径的径向排列。

[0071] 一层或多层还可以包括可用作混合室或歧管的较大容积。例如，在图9所示的层中的中心“毂”，八个辐条通道720从该中心“毂”辐射，中心“毂”用虚线圆圈和标号712表示，可用作混合室或歧管。

[0072] 图10和11示出了在将多层结合在一起之前的用于安装包括这些多层的气体输送系统的气体供给部件的气体输送基底的示例。图10和图11示出了基底700的不同层700A-700F；图10示出了来自一侧面的等距分解图，图11示出了来自另一侧面的等距分解图。在这个示例中，通道720全部位于层的面向相同方向的表面上，但在其它实施方式中，通道720中的一些可以位于层的面向与层的具有通道720的其他表面相反的方向的表面上。通常，每层中的每个垂直通孔710和通道720可以与至少一个相邻层中的相应的垂直通孔710对齐。如图所示，针对气体流道，基底700可以包括与为了实现所期望的布置路径所需的层一样多的层。例如，本示例中的基底700包括六层700A-700F，其包括外层700A和700F以及内层700B-
700E。基底的每层可以具有垂直的通孔和/或水平通道。而且，每层可以包括一个或多个室或隔间(例如诸如混合室712)，一个或多个室或隔间可以部分地延伸通过层或完全通过一层或多层。根据用于制造分层基底的层的材料，可以通过煅烧、烧结、粘合、摩擦焊接、压力(例如通过热等静压)、焊接、锻接、冷喷涂、和热处理、超声波焊接、冷却、钎焊或扩散接合来将层结合在一起。通过选择针对每层的适当的材料以及接合材料，基底可以具有改善的耐腐蚀性和气体纯度，同时还通过避免昂贵的金属合金(例如 )或不锈钢(例如
316)降低成本。替代地，层可以通过任何机械装置(例如夹具、螺栓、螺钉、铆钉或贯穿螺栓)夹紧在一起。

[0073] 图12和13示出了图10和11的气体输送基底层结合在一起以形成单片基底结构700。基底700的层可以由相同的材料制成，使得当它们结合在一起时形成均匀的、单片结构(然而如果使用例如粘合剂或钎焊材料之类的材料来促进结合，这种材料可能不同于层材料)。基底的每层可以具有均匀的厚度或不均匀的厚度。替代地，可以对于每层使用不同的材料。例如，外层可以由比内层质量高的材料形成，反之亦然。另外，层可以具有相同的整体形状或不同的整体形状或构造。例如，两个较小面积的层可以都结合到共同的较大的层的同一侧面。在另一示例中，一层可以具有矩形形状，而另一层可以具有圆形形状。

[0074] 从图12和图13可以看出，一旦这些层结合在一起，基底内的通道720被封闭，留下垂直通孔710作为这些通道720和流体流部件之间的唯一的流体连接，所述流体流部件可以通过安装孔708安装到基底700上。

[0075] 基底可以被形成为使得其配置成在基底的最上层和/或最底层的暴露出的主表面上接收和安装气体供给部件。此外，基底可以形成有三个或更多个侧面(例如，三角形、矩形、五边形、六边形等)，使得基底的一个或多个侧面被配置为接收和安装气体供给部件。替代地，分层基底可以形成为圆形、椭圆形或弯曲形状(例如，单个垂直侧面)。此外，基底可以用平坦的有角度的侧面和弯曲侧面(例如，“D”形)的混合体形成。此外，基底可以形成为使得其被配置有一个或多个气体入口和一个或多个气体出口。气体入口和出口可以被包括在任何层中或跨越基底的一层以上。气体出口可以被配置成连接到下游的一个或多个气体管线和/或处理室。

[0076] 图14描绘了位于图10-13的基底700内的流体流管道(例如通道和垂直通孔)的三维渲染。图14没有显示基底本身，也没有显示安装孔。图14可以被认为是当熔融材料要流过基底内的所有流管道并使得能被冷却和硬化成固体，然后基底随后被去除而不损坏冷却的固体材料的情况下而发生的结构的描述。可以看出，管道能够遵循彼此重叠的、十字交叉或交叉等的复杂路径。此外，这些管道的某些部分对于每个单独的气体流路径可以是相同的。例如，从管道网络中心附近的混合室向外辐射的八个直的径向辐条通道中的每一个具有相同的长度，并且与垂直通孔连接，这些垂直通孔可以与安装在基底的相对侧面上的十六个开/关阀中的不同对的开/关阀连接。这些开/关阀的每个又可以经由另一个垂直通孔与十六个相同的J形通道中的一个相连接，这些J形通道围绕混合室排列成径向阵列。另外，每个J形通道又可以经由另一个垂直通孔与安装在基底的相对侧面上的十六个质量流量控制器中的不同的一个连接。J形通道和直的径向辐条通道以及将其与阀和质量流量控制器连接的垂直通孔可以都是相同的(或彼此的镜像)，使得从质量流量控制器计量出的气体的通过时间和输送延迟不依赖于质量流量控制器或阀的安装位置。然而，在质量流量控制器的上游，通道和垂直通孔的长度和结构/形状在不同流路径可能不同。然而，由于这些差异(如果存在的话)在质量流量控制器的上游，因此这种差异不会导致气体进入混合室的运输时间或输送延迟的差异。在图14中，由阀或质量流量控制器提供的通道/垂直通孔之间的一些连接由虚线表示(具有指示流方向的箭头)。

[0077] 如图14所示，多个垂直通孔可以用作气体入口1420；每个气体入口1420可以具有手动截止阀，手动截止阀连接到与其接口的工艺气体并且可以流体连接到上游气体供给通道1440，上游气体供应通道1440又可以与位于通道1440的相对端的另一垂直通孔流体连接；该垂直通孔可以连接到质量流量控制器，质量流量控制器的出口可以与垂直通孔1460流体连接，垂直通孔1460可以与J形通道流体连通，如所示示例中所示的。每个J形通道可以将垂直通孔1460中的一个与可以与截止阀接口的另一垂直通孔流体连接，该截止阀然后可以与通向混合室1430的径向通道1450中的一个连接；混合室1430可以通过另一通道流体连接到出口1470。

[0078] 除了在基底的层内容纳管道之外，基底的一层或多层可以包括气流分流器(参见例如图11中的分流器701)、加热器、限流器(例如，具有一个或多个小孔的过滤器)和/或气体混合歧管。在一个实施方案中，衬底的层可以包括空气管道。例如，空气管道可以允许气动歧管连接到安装在基底上的隔膜阀或空气致动器并控制该隔膜阀或空气致动器。

[0079] 图15示出了图12的示例性气体输送基底的平面图。可以看出，气体输送基底中的通道(虚线所示)相互之间可以在另一个之上或之下通过，有时在不同的高度遵循共同的路径，以其他方式实现使用常规气体棒实施方案难以或不可能实现的流几何形状。

[0080] 图16和图17示出了本文所述的气体输送基底的实施方案的等距视图，其具有用于半导体处理装置的气体输送系统的相关气体供给部件。图16是形成气体输送系统1600的气体输送基底1602的等距视图，图17是基底1602的等距分解图。如所讨论的那样，基底可被配置成接纳和安装多种不同的气体供给部件；可以将密封件1654夹在每个气体供给部件和陶瓷基底1602之间，以便提供防漏密封。在所示的具体实施方案中，在基底的两侧面上的许多气体供给部件(例如阀1610和MFC 1608)的位置相匹配，使得单个组的紧固件1646(螺栓)和1650(螺母)可以用于将两个相对的气体供给部件安装到基底上-这在图17的分解图中可以更清楚地显现。应当理解，各种不同类型的表面安装气体供给部件或气体流组件(例如阀
1610和MFC1608)可以安装到气体输送基底上，其包括但不限于真空耦合辐射(VCR)配件、电操作气阀、气动操作气阀、手动气阀、气压调节器、气体过滤器、吹扫气体供给部件、气体流限制器和/或压力传感器。气体输送基底1602可以经由多个气体入口1612接收工艺气体。例如，气体供给部件可以组织在基底的任何一侧面上的不同部分中。此外，基底可以被配置有用于允许气体离开基底的一个或多个气体出口或开口。出口可以包括在基底的任何一侧面上。气体出口可以被配置成连接到下游的一个或多个气体管线和/或处理室。

[0081] 气体输送基底可以被配置为接收和安装气体供给部件，使得不同的部件可以在不同的气体管线之间共享。该设计可以节省空间并降低成本，同时还可减少气体脉冲和切换时间。此外，图16和17示出了基底的示例，其被配置为在基底上接收和安装以放射状或圆形阵列布置的一些气体供给部件。换句话说，气体供给部件中的一些可以布置成围绕公共点(例如基底内的混合室)的环形结构。例如，基底可以包括类似于混合室712的多入口混合室，其中来自MFC的气体入口和/或插入在MFC和混合室之间的开/关阀与中心混合室等距地间隔开。在这种布置中，所有气体种类的长度尺度接近零，或者为零。

[0082] 例如，基底内的混合歧管可以包括由基底的一层或多层内的特征限定的圆柱形或球形混合室，并且气体入口可以位于基底的任何一侧的周向间隔开的位置。通过使所有的气体供给流路径终止于径向轮辐布置，与传统的“梳”方法(其中单独的气体棒形成梳的“齿”并且混合室由梳的“脊”形成)相反，可以使用球形或圆柱形混合室。此外，该混合室的容积当相比于与(如传统地在气体箱中进行的)彼此并排布置的大量(例如16个)气体棒流体连接的混合室时可以相当小。这种径向布置允许高流量和低流量气体能被立即有效地混合，并且使得同流效应(即，由于气体位置或地点而产生的气体混合延迟)能被实际上或完全消除。

[0083] 在一些实施方案中，手动阀可以安装在气体输送基底上，以进行特定气体供给源的供应或隔离。手动阀还可以在其上方具有锁定/标记设备。工人的安全法规通常要求等离子体处理制造设备包括意外启动预防能力，如锁定/标记机构。锁定通常指的是例如使用诸如锁或者钥匙或组合型之类的正装置来将能量隔离装置保持在安全位置的装置。标记装置通常是指例如根据既定程序可靠地固定到能量隔离装置上的任何凸显的警告装置，例如标签和附接装置。

[0084] 调节器可以安装在气体输送基底上以调节气体供给源的气压，并且可以使用压强气体来监测气体供给源的压强。在实施方案中，压强可以被预设并且不需要调节。在其他实施方案中，可以使用具有显示压强的显示器的压力传感器。压力传感器可以位于调节器旁边。可以使用过滤器以去除供给气体中的杂质。初级截止阀可用于防止任何腐蚀性供给气体残留在基底中。初级截止阀可以是例如具有自动气动操作的阀组件的双口阀，自动气动操作的阀组件使阀变成停用(关闭)，这进而有效地阻止基底内的气体流。一旦停用，可以使用非腐蚀性吹扫气体(例如氮气)来吹扫基底内的一个或多个部分。吹扫气体组件和基底可以具有例如三个端口(即，入口、出口和排出口)以提供吹扫工艺。

[0085] 质量流量控制器(MFC)可以位于吹扫阀附近。MFC准确地测量供给气体的流速。将吹扫阀定位在MFC附近允许用户吹扫MFC中的任何腐蚀性气体。邻近MFC的混合阀可用于控制要与基底上的其它供给气体混合的供给气体的量。在一个实施方案中，MFC的一部分可以被构建到基底的一层或多层中。例如，可以将流限制器(例如，具有一个或多个小孔的过滤器)或分流器构建到基底的一层或多层中。

[0086] 在一些实施方案中，分立的MFC可以独立地控制每个气体供给。示例性气体组件装置以及用于气体输送的方法和装置例如在下列文献中描述：美国专利申请公开No.2010/0326554，美国专利申请公开No.2011/0005601，美国专利申请公开No.2013/0255781，美国专利申请公开No.2013/0255782，美国专利申请公开No.2013/0255883，美国专利No.7,234,
222，美国专利No.8,340,827和美国专利No.8,521,461，它们各自是共同转让的，并且全部公开的全部内容通过引用并入本文。

[0087] 在其他实施方案中，MFC可以用于启动每种气体的期望的流设定点，然后释放相应的气体，以立即被混合在气体输送基底内的混合歧管或室中。单独的气体流测量和控制可以由每个相应的MFC执行。替代地，单个MFC控制器可以操作多个气体管线。

[0088] 在一些实施方案中，安装到基底上的MFC可以由远程服务器或控制器来控制。MFC中的每个可以是具有作为高流量MFC或低流量MFC执行的能力的宽范围的MFC。控制器可以被配置为控制和改变MFC中的每个内的气体的流速。

[0089] 在一些实施方案中，本发明进一步提供了一种使用用于安装半导体处理装置的气体输送系统的气体供给部件的气体输送基底以将工艺气体供给到等离子体处理装置的方法。这种方法可以包括例如，通过基底内的管道将安装在基底上的气体供给部件之间的不同气体输送到基底内的混合歧管或室。最初，气体通过基底的表面上的多个气体入口输送到基底。气体在混合歧管或室内混合后，通过一个或多个出口离开基底。气体入口可以与混合歧管的中心混合室等距间隔开，使得每种气体种类的长度尺度相同，并且当气体从气体供给源流到基底内的混合歧管时，针对每种气体的气体输送时间是相同的。可替代地，气体供给部件和气体入口可以以直线布置或非直线布置间隔开。

[0090] 这种方法可以进一步包括例如将气体输送通过气体输送基底，所述气体输送基底包括具有垂直通孔的第一层，具有垂直通孔和水平气体通道的第二层，以及具有垂直通孔的第三层。基底的第一层、第二层和第三层可以结合在一起，使得第二层的水平气体通道可以与第一层和/或第三层中的至少一些垂直通孔流体连通。该方法进一步包括经由基底的第二层和第一层和/或第三层在多个气体供给部件之间输送气体。此外，气体输送基底可以包括一个或多个开口，以允许气体离开基底到下游的一个或多个气体管线或处理室中。

[0091] 此外，本公开提供了一种将工艺气体通过用于安装气体供给部件的气体输送基底供给到等离子体处理装置的处理室的方法。这种方法可以包括例如从多个气体供给源输送气体，其中多个气体供给源与基底的表面上的多个气体入口流体连通，所述基底用于安装气体供给部件并具有至少一个混合室和出口；使来自所述多个气体供给源的至少两种不同气体流到所述基底以在所述混合室中产生气体混合物；以及将气体混合物供给到与基底下游的气体输送基底流体联接的等离子体处理室。在一些实施方案中，气体混合物可以在被输送到下游处理室之前与调节气体组合。

[0092] 在一些这样的实施方案中，质量流量控制器可以启动针对至少两种不同气体中的每一种的流设定点，并同时释放它们以便在基底内的混合室中立即混合。其中一种气体可以是可被输送到混合室中的调节气体。

[0093] 在一些实施方案中，气体可以经由基底表面上的多个气体入口/开口进入基底，并进入基底内的混合室中。气体混合物然后可以从混合室经由一个或多个出口/出口离开基底。在离开基底之后，气体可以被输送到一个或多个气体管线，或直接输送到处理室。混合室可以设置在基底的一层或多层内或者在基底的外部。在其他实施方案中，气体可以被添加到另一系列的气体或混合气体中，另一个基底安装有气体供给部件或气体棒。

[0094] 应当理解，上述单片或分层基底构思可以允许用于控制半导体处理工具的多种不同工艺气体的部件被安装到相同的组件上，即单片或分层的基底上。在先前用于半导体处理工具的气体分配系统中，每种工艺气体通常由分立的气体棒处理，即用于控制每种气体的流的阀、质量流量控制器等安装到单独的基底上，在一些情况下，基底由如图3所示的模块化基底元件构成。在一些典型的布置中，然后将这种单独的气体棒(及其单独的基底)以直线阵列布置，每个气体棒三通到共同的混合管线(与小得多的混合室相反)。结果，常规气体箱的混合容积通常由连接到直线阵列中的每个气体棒的长管或流动通道提供，因此常规气体箱中的混合容积可以是总体上至少与并排气体棒的宽度一样长的管或流通道。例如，如果每个气体棒的宽度为1.5英寸，并且存在16个气体棒，则常规系统中的混合容积可以是至少24英寸长的气体通道；如果气体通道沿着该长度的标称直径为0.25英寸，则这种通道的混合容积大于4.7立方英寸。

[0095] 相比之下，如本文所公开的单片基底或分层基底可以允许气体流组件和流动通道的径向阵列，这反过来允许混合容积可以集中在小得多的面积上，因此体积也小得多，例如小于一立方英寸。这种较小的混合容积尺寸减少了吹扫时间，以及有效地混合流入混合室的气体所需的时间。如上所述，由气体流组件的径向阵列提供的另一个益处是，针对每种工艺气体，可以使混合室与每个工艺气体流路径的最后流体流组件之间的最终传输距离相等，这使得每种工艺气体到混合室的传输时间对针对气体流组件阵列中的该工艺气体的终端气体流组件的径向定位不灵敏。

[0096] 应当理解，如本文所述的分层基底可以允许主要截止阀下游的大部分或全部气体流组件(即用于气体分配系统的大部分或全部工艺气体供给管线的，通常包括在气体棒中的大部分或全部气体流组件)安装到共同的基底上。例如，在使用分层基底部件分配16种单独的气体的气体分配系统中，用于这些气体中的12、14或16种的这些气体流组件可以安装在同一基底上。

[0097] 陶瓷基底的特殊考虑

[0098] 如上所述，在一些实施方案中，本文所述的多层基底气体分配系统可以由结合在一起或以其他方式制造的陶瓷层制成，使得基底的外表面是陶瓷的。然而，陶瓷材料提出一些独特的制造挑战，这些挑战可能在这种基底的制造中引入复杂性，而这在将诸如可机加工金属等更常规的材料制成这种基底时并不是问题。

[0099] 陶瓷是烧结材料，即粉末状陶瓷材料成型为某种形式，然后在高温下加热或“煅烧”，以将陶瓷颗粒熔合成粘性固体。在未煅烧或“未烧制(green)”状态下，陶瓷通常是低强度的，并且可以容易地加工。在煅烧状态下，陶瓷要牢固得多，但通常也更脆。此外，在煅烧工艺中，大多数陶瓷材料经历显著的收缩，例如约20％。这种收缩可能不是均匀的，这可能会引起额外的问题。

[0100] 未烧制陶瓷的加工可以使用传统的加工技术(例如研磨、打孔、钻孔等)或者通过更先进的技术(例如激光切割)来进行。然而，这些技术可能会留下粗糙的表面光洁度。例如，在激光切割中，来自激光切割工艺中的放气可能导致激光束强度、宽度和聚焦的波动，这可能导致小的表面不规则，从而导致粗糙的表面光洁度。与加工的金属零件相比，未烧制陶瓷的颗粒性质也可能有助于增加陶瓷零件中的表面粗糙度-即使陶瓷使用传统技术来加工也是如此。

[0101] 密封

[0102] 在使用以陶瓷基底为特征的气体分配系统中出现的一个问题是将具有例如表面安装阀接口的诸如阀、质量流量控制器等流量控制部件安装到陶瓷基底，使得气密密封存在流量控制部件与陶瓷基底之间的问题。在传统的气体棒装置中，金属C形密封件或其它可压碎的金属密封件通常用于此目的；可压碎的金属密封件插入在气体流组件的金属基座和用于这种传统气体棒装置的金属基底之间，然后压缩，这使得密封件变形并形成气密密封接口。因此，传统气体棒装置中的密封接口通常是金属-金属-金属接触布置。这种密封接口通常通过在气体流组件基座和金属基底两者上提供通常基于可压碎的金属密封件的外径设定尺寸的浅沉孔特征来提供。本文中关于密封表面的讨论可以应用于使用各种不同的可压碎的金属密封件的密封件，包括C形密封件、W形密封件和其他密封件类型。尽管以下讨论和示例具有C形密封件特征，但是应当理解，本文讨论的密封面制备技术也可以应用于利用其它类型的可压碎的金属密封件的密封件。

[0103] 图18示出了气体供给部件和金属基座之间的典型C形密封接口的分解剖视图。图19示出了图18的经组装的C形密封接口的剖视图。可以由金属制成的气体供给部件1858可以栓接到金属基座1860；本实施例中的气体供给部件通过螺栓1846而相对于金属基座1860固定在合适的位置上，螺栓1846被拧入螺母1850中。气体供给部件1858和金属基座1860都具有沉孔特征1862，沉孔特征1862被设定尺寸为接受金属C形密封件1856，金属C形密封件
1856可以卡入到密封保持器1854中，密封保持器1854可以在组装期间将金属C形密封件
1856保持在适当位置，并且可以确保金属C形密封件1856在气体供给部件1858夹在金属基座1860上时被正确地就座然后被压缩。

[0104] 对于气密连接，密封抵靠可压碎的金属密封件(例如，沉孔特征的平坦地板)的这种沉孔特征的表面通常被抛光至8-16μin Ra的表面粗糙度，以提供针对较小分子气体(如氦、氢和氟利昂)的气密连接，或被抛光至16-32μin Ra，以提供针对大分子气体(如空气、氮气、氩气和天然气)的气密连接。比8μin Ra更平滑的表面光洁度实际上可能会损害密封，因此不被可压碎的金属密封件制造商推荐(参见“金属密封件设计指南”第E-80页“表面粗糙度建议”，由ParkerHannifin Corporation于2013年7月出版)。

[0105] 然而，本发明人确定在陶瓷/可压碎的金属密封件接口的情况下，接口的陶瓷部分实际上可以受益于具有超出典型的推荐表面粗糙度范围的表面粗糙度范围。在测试与金属C形密封件的陶瓷接口时，本发明人发现，具有C形密封件制造商推荐的表面粗糙度范围的表面粗糙度的陶瓷表面没有提供根据SEMI F1标准的足够的防漏接口。SEMI是半导体制造业的全球行业协会，出版了一系列控制半导体制造设备的各个方面的标准。F1标准(在撰写本文中，F1-0812标准)标题为“高纯度气体管道系统和部件的泄漏完整性规范”，并要求“泄漏密封”密封件的内部泄漏率低于10-9cm3大气He/秒。本发明人确定，工业标准金属C形密封件接口当用来抵靠烧结的陶瓷表面密封时实现这种泄漏率的失败可能是由于以下事实：烧结陶瓷材料是多孔的，而金属密封表面不是这样。本发明人决定将抵靠金属C形密封件密封的陶瓷表面抛光至5μin Ra或更好的表面粗糙度，其比制造商推荐的最小表面粗糙度更平滑30％以上。所得到的陶瓷密封接口采用标准316L不锈钢C形密封件和较硬的 C形22C形密封件进行了测试，并且每个都显示出针对超过50个组装拆卸循环的满足SEMI F1标准的泄漏特性(使用的金属C形密封件在每个循环之后被替换，这是因为这种密封件是不可重复使用的)。这种意想不到的结果表明，通过将陶瓷密封表面抛光或研磨到比典型的制造商表面粗糙度推荐相比更平滑的表面粗糙度，标准的可压碎的金属密封件可以与陶瓷密封表面一起使用。

[0106] 图20描绘了用于制备陶瓷基底以使用标准的可压碎的金属密封件(例如金属C形密封件)与气体流组件接合的技术的流程图。在框2002中，可以将陶瓷基底或其层例如在未烧制的状态下加工，以便具有多个通过陶瓷基底的气体流通道和孔，孔将通道与陶瓷基底的外表面流体连接。在框2004中，可以在窑炉或烘箱中煅烧陶瓷基底(或其堆叠层)，以烧结所使用的陶瓷材料成整体块。在框2006中，陶瓷基底的在金属C形密封件将被接合处的表面可以抛光到小于或等于5μin Ra的表面粗糙度。在框2008中，可以相对于位于陶瓷基底中或在气体流组件中的孔定位可压碎的金属密封件。在框2010中，气体流组件可以例如使用螺栓连接件安装到陶瓷基底上，然后夹紧就位，将可压碎的金属密封件夹在陶瓷基底的抛光部分或研磨部分与气体流组件的基座之间。

[0107] 在一些实施方案中，类似于钢构件上的常规密封借口，陶瓷基底可以具有设定尺寸为接收可压碎的金属密封件的单独的沉孔，并且可以对这些沉孔的“底面”进行单独抛光以实现上面讨论的5μin Ra或更小的表面粗糙度。如果存在许多这样的特征，如通常在诸如上述那些多层基底之类的多层基底中的情况，这可能是耗时的。一种替代方法是放弃基底上的各个沉孔特征，而是简单地将其上要安装有气体流组件的整个表面抛光或研磨成所需的5μin Ra或更小的表面粗糙度。单独的一个或多个模板(例如图17中的模板1614)可以由金属、陶瓷或其他材料制成，模板设定尺寸为厚度类似于用于接收金属密封件的“典型”沉孔特征的深度，模板可以放置在安装表面的顶部并且插入在气体流组件和基底之间。该模板可以在与陶瓷基底中的孔相对应的位置中具有孔；这些孔的尺寸可以稍大于金属密封件的外径，并且可以用于相对于陶瓷基底中的孔定位金属密封件，气体流组件被密封至所述陶瓷基底。如果使用了该技术(于2015年9月2日提交的美国专利申请No.14/843,775中更详细地描述了该技术，其全部内容通过引用并入本文)，则可以在整个侧表面上使用单次抛光或研磨操作来实现针对陶瓷基底的公共侧面上的所有密封件接口所需的表面粗糙度。

[0108] 图21示出了其中陶瓷基底的整个表面可以抛光或研磨到小于或等于5μin Ra的表面粗糙度的布置的横截面。可以看出，陶瓷基底2102的上表面可以是平坦的，允许将陶瓷基底2102的整个上表面一次抛光或研磨成小于或等于5μin Ra的表面粗糙度。在实现该表面粗糙度之后，组件定位模板2114可以在陶瓷基底2102上放置并与陶瓷基底上的气流端口2164(例如所示的气体流端口)对齐。这样的对准可以通过利用对应的参考特征(例如陶瓷基底2102中的销2122)在模板上将一个或多个参考特征对齐来实现，这可以允许模板与多个气体流端口同时对准。在将组件定位模板2114放置在陶瓷基底上之后，金属C形密封件
2156可以安装在由位于组件定位模板2114中的孔2130形成的沉孔中，其中孔2130的直径大于陶瓷基底2102内的气体流端口的直径，孔居中位于陶瓷基底2102上。密封定位模板2154可以有助于放置金属C形密封件2156。例如，一旦安装了金属C形密封件2156，具有围绕端口
2165的沉孔2162的气体流组件2158可以位于金属C形密封件上并使用螺栓2146和螺母2150进行安装。

[0109] 颗粒控制

[0110] 在气体分配环境中使用陶瓷基底的另一个问题是颗粒污染。如前所述，烧结陶瓷具有高孔隙率，这可能导致烧结陶瓷组件的原始加工表面光洁度与加工金属基底相比表现出增加的表面粗糙度。而且，如果使用诸如激光切割之类的技术来对多层陶瓷基底中的通道进行成形，则由于因排气而导致的激光束强度和/或宽度的波动，通道(通道的侧壁通常平行于激光束路径)产生的侧壁粗糙度可能会相当粗糙。激光切割是一种可用于产生可用于制造分层陶瓷基底的二维层的快速且经济有效的技术。在本发明人进行的测试中，与这些通道的底部或顶部的表面粗糙度为20至28μin Sa相比(测定是由分层陶瓷基底中的相邻层的表面提供的，并且不被激光切割)，从通道的激光切割产生的气体通道侧壁表面粗糙度被测量为约185至255μin Sa(基于面积的平均粗糙度)。

[0111] 通道侧壁的高表面粗糙度存在这样的问题，即例如，具有这样高的表面粗糙度的表面更可能a)捕获和保留微粒，和b)更可能是微粒的来源，例如，如果促进高表面粗糙度的陶瓷颗粒从表面脱落的话。例如，在测试中，确定陶瓷基底的颗粒吹扫时间是等效的不锈钢气体分配歧管的颗粒吹扫时间的两倍以上(尽管不锈钢歧管用不锈钢管制成而不是作为分层基底)。在颗粒吹扫时间测试中，吹扫气体流过被测气体流系统，并且评估直到可能在排气流中的任何颗粒小于一定尺寸所需的时间。在进行的测试中，直到只有尺寸小于100nm的颗粒离开基底所需的时间被使用来确定颗粒吹扫时间。

[0112] 本发明人确定，将用于气体分配系统的烧结陶瓷基底进行涂布处理可能是改善通道内的表面光洁度并减少或防止颗粒污染的有效方式。涂层可以用于两个目的：a)捕获任何现有的颗粒，例如在烧结工艺中可能没有与相邻陶瓷颗粒有效熔合的陶瓷颗粒，以及b)填充烧结陶瓷颗粒之间可能存在的间隙和缝隙，从而减少可用的表面区域，来自气体系统中其他地方的颗粒物可能暂时被捕获或阻塞在该表面区域上。

[0113] 可以使用几种不同类型的涂层用于这些目的，包括釉料涂层、化学气相沉积(CVD)涂层和原子层沉积(ALD)涂层，以及可提供上述功能的其它涂层类型。

[0114] 在釉料涂层中，可将含二氧化硅或氧化铝的材料施加到陶瓷部件的暴露表面上，然后陶瓷部件可以在窑炉或其它烘箱中暴露于高温，熔化含二氧化硅的材料。当熔融的二氧化硅釉料再冷却时，由于处于熔融液体状态，它将流入陶瓷部件的间隙和裂缝中，并且当其凝固时将形成更圆的更光滑的轮廓。可能已经存在于陶瓷部件的缝隙和间隙中的颗粒可以通过该涂层粘合在一定的位置。釉料可以通过多种技术中的任何一种施加，所述技术包括在插入窑内之前将具有釉料的通道和要研究的其它表面干燥除尘，将釉料插入窑炉或烘箱中，使得釉料迁移到窑气氛中，然后转移到要上釉料的部分，或通过将釉料悬浮在水性悬浮液中，使悬浮液流过通道，然后在窑中煅烧陶瓷组分。

[0115] 在CVD涂覆操作中，陶瓷基底可以放置在CVD室中并暴露于沉积聚合物涂层在陶瓷基底的表面上的化学气相沉积环境，聚合物涂层例如ParyleneTM涂层或其它通常不反应的涂层，例如，诸如，硅或氧化铝涂层。在这种操作中，在涂覆操作期间在陶瓷基底的通道抽真空可能有利于将CVD气体吸入通道以确保将CVD涂层施加于陶瓷基底内部的通道上。例如，如果陶瓷基底由CVD室内的底座支撑，则底座可以具有一个或多个真空端口，该真空端口在位置上可以与具有通向陶瓷基底内的通道的端口的陶瓷基底的外表面中的位置相对应。在处理操作期间，在这些端口上抽真空可以将CVD气体吸入通道，从而确保通道涂覆有CVD涂层。

[0116] 聚合物涂层虽然与CVD工艺非常相容，但有些脆弱，并且可能容易损坏。例如，如果来自通道的聚合物涂层沿着将所述通道连接到陶瓷基底的外表面的通孔的内表面延伸，然后延伸到陶瓷基底的外表面，则当安装在陶瓷基底的外表面上的气体流组件由于维护而被移除时，聚合物涂层可以被粘附到气体流组件上(或将气体流组件密封至陶瓷基底的金属密封件)，并且当气体流组件被去除时从通孔的侧壁拉开。每次移除气体流组件时，可能存在进一步损害涂层的可能性，并且在气体分配系统的使用寿命期间气体流组件可能需要被多次移除。

[0117] 为了避免CVD涂层的这种潜在问题，可以安装气体流组件的陶瓷基底的大部分表面可以通过适当的掩蔽而保持没有涂层。图23至25描绘了在CVD涂覆应用的多个阶段期间陶瓷基底和掩模部件的简化横截面图。例如，在图23中，板或模板2462可以抵靠在陶瓷基底2360上放置。板或模板2362可以在其中对应于陶瓷基底的外表面上的每个落孔或通孔的位置上具有通孔2364，并且可以放置在陶瓷基底2360上，使得板或模板上的通孔2364与陶瓷基底2360中的相应的落孔或通孔对齐。板或模板2362可以例如由任何合适的材料(例如氧化铝、不锈钢等)制成并且可以包括用于定位密封件2366的沉孔，密封件2366在每个落孔或通孔位置处抵靠陶瓷基底2360密封。当板或模板2362抵靠陶瓷基底2360放置时，这些密封件2366可以在每个落孔或通孔位置处插入在这两个部件之间。在通常在几百度的温度下进行的CVD操作中，由于高热，可以使用金属密封件。然后例如通过将两个部件栓接在一起，可以将模板或板相对于陶瓷基底固定就位。因此，当CVD工艺气体流入诸如图24中的CVD处理室中并且进入陶瓷基底2360内的通道中时，可以将安装模板或板的陶瓷基底的外表面由模板或板“掩蔽”掉，从而防止在掩蔽位置上CVD涂层2368在陶瓷基底2360上。当CVD处理完成时，可以去除模板或板2362，如图25所示。在移除期间，CVD涂层2368(其可能沿着流路径的内表面形成大致保形的涂层，所述流路径桥接在陶瓷基底2360、金属密封件2366和模板或板2362之间)会在陶瓷基底2360/密封件2366接口处破裂、撕裂或以其他方式经历不受控制的终止事件。然而，为了气体流组件与陶瓷基底的未来装配/拆卸操作，涂层的端接端2370和可用于将这种气体流组件安装至陶瓷基底的金属密封件之间将存在最少接触或不接触，这可能降低进一步损害涂层的风险。

[0118] 在典型的ALD涂覆操作中，可以使第一反应物流入反应物室，通常随后是吹扫循环，然后可以使第二反应物流入反应物室。反应物通常以自限制的方式与室中的任何组件的暴露表面反应以产生单分子厚层。通过保持第一反应物和第二反应物的流分离，每种反应物流可以仅与暴露于室气氛的组件上的先前反应物的单分子厚层反应。因此，ALD涂层是100％共形的，但必须一次制造一个分子层；这可能需要数百次(或数千次)重复第一和第二反应物沉积循环以达到所需的厚度，这意味着ALD涂覆操作通常比CVD涂覆操作耗时得多。
然而，由于ALD膜的共形性，它们形成高度耐用的涂层。也可以使用ALD来形成氮化物、氧化铝或其它陶瓷涂层，从而允许陶瓷基底通道以与可用于形成陶瓷基底的材料相同材料涂覆。

[0119] 可以选择形成在陶瓷基底内的气体流通道表面上的层的厚度，使得层厚度大于表面粗糙度(例如，对于250μin Sa的表面粗糙度，厚度可以是250μin或更大)或大于在制造陶瓷基底时使用的最小粒径(例如，如果直径为100nm的陶瓷颗粒被烧结以形成陶瓷基底，则涂层可以至少为100nm厚)。这样的涂层可能将潜在松散的颗粒“粘合”到适当位置，并且还可以填充进缝隙和间隙，否则所述缝隙和间隙另外可能捕获其他颗粒。在一些情况下，实现这种层厚度可能不是经济上可行的，例如，如果使用ALD来提供涂层，则执行足够的ALD循环以实现所需涂层厚度的成本可能是令人望而却步的。在这种情况下，可以使用较薄的表面涂层，尽管这种较薄的表面涂层可能表现出较差的颗粒性能。

[0120] 图22描绘了用于制备用于半导体工具气体分配系统的陶瓷基底以便降低颗粒污染的可能性的技术的流程图。在框2202中，可以制造用于半导体处理工具的气体分配系统的陶瓷基底。这种制造例如可以通过本文所讨论的技术或本文未讨论的其它技术来进行。由框2202得到的陶瓷基底在已经烧结的意义上通常可以是“完全的”，如果需要的话，在大多数情况下，是经加工的。在框2204中，陶瓷基底可以涂覆耐腐蚀涂层至所需深度，例如至少与制造陶瓷基底的陶瓷颗粒的最小标称尺寸一样大，或者至等于陶瓷基底的内部流通道或通路的壁的最大表面粗糙度的深度。

[0121] 框2204的涂覆操作可以通过任何合适的技术提供，包括所示的三种特定技术。例如，如果使用釉料，则可以在框2206中将含有二氧化硅的釉料添加到陶瓷基底内的气体流通道和其它内部通路，例如通过使水性釉料流过流通道，将干釉料施加到流通道，或者替代地在随后的框中通过对陶瓷基底进行烧盐来施加釉料。

[0122] 在框2208中，可将上过釉的陶瓷基底在窑炉或烘箱中煅烧至高于釉料熔点但低于陶瓷基底熔点的温度。然后可以将釉料熔化并与陶瓷基底熔合；一旦釉料熔化，陶瓷基底可以从窑炉或烘箱中除去并冷却，在气体流通道和陶瓷基底的其他内部流通路的壁上留下耐久的耐化学腐蚀的表面涂层，从而将现有颗粒粘合在适当位置，并且提供较少的捕获在使用期间可能流入陶瓷基底的新颗粒的潜力。

[0123] 如果使用CVD工艺来提供涂层，则陶瓷基底可以可选地通过掩蔽掉位于陶瓷基底的外表面附近的内部通路的一部分来制备，其中气体流组件可以安装在陶瓷基底的外表面上。例如，对于到达陶瓷基底的外表面的每个垂直通孔，最接近陶瓷基底的外表面的垂直通孔的毫米左右可以被掩蔽以避免沉积CVD材料(例如聚合物)在垂直通孔的那一部分上。这可以避免对由于与安装在陶瓷基底上的其他部件的相互作用引起的CVD涂层的潜在损害。

[0124] 在框2212中，可以将陶瓷基底放置在CVD室中。在一些实施方案中，陶瓷基底可以是被放置在相同的CVD室中并同时涂覆的几个陶瓷基底之一(如果要求釉料或ALD涂层也可以进行分批涂覆陶瓷基底)。

[0125] 在框2214中，可以对陶瓷基底进行CVD工艺，其中聚合物涂层沉积在陶瓷基底内的气流通路的表面上。在一些实施方案中，整个陶瓷基底(可能被掩蔽的区域除外)可以进行CVD操作。可以进行CVD工艺持续足够长的时间，以获得陶瓷基底的内部通路内的涂层的期望厚度。

[0126] 如果使用ALD工艺来提供涂层，则可以在框2216中将陶瓷基底放置在ALD处理室中，潜在地可以同时涂覆另外的陶瓷基底。在框2216中将陶瓷基底放置在ALD处理室中之后，在框2218中陶瓷基底可以经历多个ALD循环，直到陶瓷基底的内部通路的表面上的涂层达到所需的厚度。

[0127] 应当理解，对于ALD涂覆的涂层，可以使用类似于在CVD涂覆中使用的那样的掩模技术，但可以使用可重复使用的橡胶O形圈密封件来代替金属密封件，这是因为通常在低得多的温度下执行ALD工艺。虽然大多数ALD涂层可能没有受到来源于安装或拆卸气体流组件的损害的风险，但是仍然可以优选地进行与上述关于CVD类似的掩蔽形式，并且限制ALD工艺气体，使得只有陶瓷基底的表面的子集(例如内部通路表面)涂覆有ALD涂层。这可以避免使整个陶瓷基底经受重复的ALD循环，从而可能减少在开始下一个ALD循环之前吹扫每种ALD工艺气体所需的时间量。例如，如果ALD工艺气体被限制为仅流入陶瓷基底的内部通路，那么与例如较大的处理室容积相比，通常会只需要吹扫那些相同的通路。这可以大大减少形成所需厚度的涂层所需的时间。

[0128] 尽管已经参照本发明的具体实施方案来详细描述了本文公开的实现方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以进行各种改变和修改并采用等同方案。