CN1729369A

CN1729369A - 带动态金属阀座和其它组件的微机加工集成流体传送系统

Info

Publication number: CN1729369A
Application number: CN200380106755.XA
Authority: CN
Inventors: 马克·克罗克特; 约翰·W·莱恩; 迈克尔·J·德谢力斯; 克里斯·梅尔塞; 埃丽卡·R·波拉斯; 阿尼什·胡勒; 巴拉拉贝·N·穆罕默德
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2023-12-19
Also published as: TWI330167B; US6736370B1; US20090039057A1; TW200416193A; CN1729369B; US8017028B2; US20040119038A1

Abstract

本发明涉及一种节省空间的集成流体传送系统，其对于将气体散布在半导体处理设备中特别有用。本发明还涉及一种集成的流体流量网络架构，其除了具有包含流体流量信道的层迭式基材之外还包括不同的流体运送(handling)及监测构件。层迭式基材被扩散粘结，且这些不同的流体运送及监测构件可被部分地整合或全部整合至基材中，端视设计及材料要求而定。

Description

带动态金属阀座和其它组件的微机加工集成流体传送系统

技术领域

本发明涉及一种节省空间的集成流体传送系统，其对于将气体散布在半导体处理设备中特别有用。本发明还涉及一种开/关阀的精简设计，其被设计来容许或禁止气体流进入半导体处理设备中。本发明还涉及其它集成流体组件，如过滤器、压力感应器、流体热感应器、层流组件、压力调节器、控制阀、流量限制器及止回阀，它们可被不同程度地整合至流体传送网络架构的结构中。

背景技术

在依赖流体运送的化学处理中，特别是当将被运送的流体是危险且具活性的物质时，流体运送装置与网络架构的系统泄漏可靠度的改善及小心地整合至该处理系统中都是很重要的。此外，使用在流体运送中的所有构件装置被良好地整合到整个流体网络架构中是很重要的，以确保系统泄漏可靠度、缩小尺寸并提供控制上的弹性。在像是半导体处理的应用中，流体构件装置也必须表现出特殊的能力来确保流体传送处理的洁净性，使得被制造的这些固态装置不受污染、不影响其性能及可靠度。

最被广泛地使用的流体构件中的一种为开/关阀，其在过去为微粒污染物的来源。该流体开/关阀必需表现出数项特殊的能力。第一，其必须能够容许及防止流体流量，包括在一大气压力的压差下将氦气的流量实质上截断至约1×10^-9cc/sec，以及零外漏(即在一大气压力的压差下将氦气的外漏量仅约1×10^-9cc/sec)。由于氦气的原子小，扩散性小及高活动性的特性因而常被用来作泄漏测试。这可作为防止极端毒性及腐蚀性处理流体曝露到周围环境中的能力的标示。该流体开/关阀也必需保持流体被要求的高纯净度，不会造成明显的微粒，微粒典型地是由阀内湿的部分的零件磨损所造成的。该流体开/关阀必需具有良好的抗流体腐蚀特性。因为许多被传送的流体都有毒性，所以流体开/关阀具有很高的系统泄漏可靠度及长的使用寿命(可避免停机及更换零件的需求)是很重要的。同样重要的是设计精简及成本合理。

当在本发明的节省空间的集成流体传送系统工作时，开/关阀被设计成可提供许多上述的优点。除了集成流体传送系统的说明之外，该开/关阀也在本文中被加以详细说明。

本发明将集成流体流量系统的观念提升到新的集成层级，其不仅可改善功能，而且还可相当程度地降低制造成本。制造成本降低及模块化程度的适当地均衡的结果为，可通过更换集成模块来降低流体流量系统的维修成本，而不是将系统停机进行个别构件装置(其在本发明中为集成模块中的零件)的长时间维修操作。

在半导体工业中的极高的系统泄漏可靠度及长的使用寿命(可避免停机及更换零件的需求)的重要性是用设计开/关阀时必需被考量的因子来阐明。例如，在流体流量阀中，每一被流体弄湿的零件都必需是由高度抗腐蚀性的材质制成。在一般的化学处理工业中，处理控制阀经常使用抗腐蚀塑料或弹性体阀座。金属阀座在降低阀座的维修及保持流体洁净度上可提供优点；然而，金属阀座与聚合物阀座比较起来需要较大安装固定力量，以提供可靠的紧密的截流效能。其结果为，具有金属阀座的所有阀典型地在尺寸上都较大且成本也被聚合物阀座高许多。全金属的阀的额外优点包括它们可被加热至高温及它们绝佳的湿度沥干特性。

具有金属对金属安装的用来控制气体流量非有利的阀的一个例子使用了安装在该阀中的可挠曲的金属膜片，使得该膜片可移动而与该金属阀座接触来关闭气体信道或与金属阀座分离以开启气体信道。阀座具有圆角化的截面半径很小的金属密封突起位于安装固定区附近并延伸至气体流通道左近。可挠曲的金属膜片被致动器移动而与金属阀座的金属密封突起接触来该致动器使用一金属背撑件其在将气体流通道变窄及关闭期间强有力地与该膜片接触。熟知技术的人员可参阅1988年五月26日授予LouisOllivier的美国专利第5,755,428号来获得有关此全金属阀的额外信息。

如上文所述，处理流体外漏及/或处理流体攻击阀的构件的潜在问题可通过使用具有金属湿化的零件的膜片阀来应付。然而，在以前的设计中，当阀座是金属时，即需要比聚合物阀座高许多的安装固定力量。典型地，当塑料阀座被使用在高循环性的应用中时，阀座的塑性变形会导致阀的可靠度被降低。阀典型地是在被闭合的位置上操作用以在损失(电子或气动)运动功率至致动器的情形中提供”不会失效(fail safe)”的状态。当致动器设计包含能够施加金属阀座所需求的大的安装力量的弹簧时，弹簧典型地会非常大，如3公分至10公分高，且阀本身也很贵，通常是相同能力的塑料座阀的5-6倍的价钱。对于一种所有被流弄湿的零件都是金属的抗腐蚀开/关阀存在极大的需求，其中阀在设计上相当精巧且被良好地整合至其终端使用应用中。

关于流体流量装置的集程序网络架构及信道与集成控制系统，一直都存在着更高的集成程度，操作上的简化及便利的要求。除了性能及运送上的优点之外，集成流体流量系统在成本上也要有竞争力。这表示不同的流体运送装置的制造方法连结网络的架构及集成控制系统在工厂的整修上必须能够轻易地改变以进行大量制造，不同的制造需求及有成本效益的NRE(非循环工程)收费。本发明在所有这些领域都提供实质上的优点。

发明内容

本发明涉及一种节省空间的集成流体传送系统，其对于将气体散布在半导体处理设备中特别有用。本发明可应用到不同的集成流体运送装置上，包括过滤器，压力感应器，流体热感应器，层流组件，及集成开/关阀的精巧设计，其被设计来精确地控制在半导体处理应用中的气体流量。集成流体传送系统及集成流体运送装置，如开/关阀，在不同的程度上都运用层迭基材技术。在层迭基材技术中，作为构件装置结构的一部分且在某些情形中其为整个构件装置结构的流体流通道，被集成于流体运送互连的网络架构中。这些流体流通道使用被形成图案的金属及金属合金层来制造，这些层可用此技术中任何已知的方法来形成，但最好是被化学地或电化学地蚀刻然后彼此粘附在一起用以产生层迭的基材。用来将形成图案的金属层粘附在一起的方法为扩散粘结。部分的构件装置结构及完整的装置结构也使用被形成图案之彼此粘附在一起的金属及金属合金层来制造，典型地是与流体流通道同时被制造用以形成流体流网络。将构件装置部分集成及完全集成为层迭的基材的扩散粘结将于本文中详细说明。

一种被设计来使用在半导体处理操作中控制处理流体之集成开/关阀的例子被制造成可使得该阀之被流体弄湿的表面是由一抗腐蚀金属或金属合金构成，包括一金属膜片其将该阀之被弄湿的区域与该阀之没有被弄湿的驱动区域分隔开来。在被弄湿的区域中，处理流体经由一或多个入口埠进入。该被弄湿的区域的出口端口包含一环形金属阀座。该阀座被形成为该出口埠的内唇部或是被形成在该出口埠的内唇部上。当该阀被关闭时，流体流被该膜片之紧密压抵该阀座的区域所截断。流体可在两个方向上流动。

该金属阀座最好是一动态阀座，其在被该膜片与其背撑片压挤时可弹性变形，使得该阀座被关闭并重新开启时恢复回来，而不是被阀的关闭造成永久变形。

在该阀的被弄湿的区域中，金属对金属的结合可通过使用扩散粘结来完成。扩散粘结为一种直接结合处理，其可提供一种不会吸收或释出流体，且不会产生杂质至处理流体中的强有力的结合，就如同焊接结合一样。在该被弄湿的流体流路中不可出现粘剂(或粘剂残留物)是很重要的。扩散粘结可在不实施昂贵的加工下形成复杂形状。

为了要让扩散粘结最有效，将被结合的金属表面在扩散粘结之前必需具有约0.1Ra至约30Ra范围内的平均表面粗糙度。典型地，将被结合的金属表面具有约0.5Ra至约10Ra范围内的平均表面粗糙度。吾人发现当金属表面具有约1.5Ra至约3.0Ra范围内的平均表面粗糙度时，扩散粘结的效果相当好。

在某些例子中，金属表面需要用电子研磨或机械平坦话来预处理用以在扩散粘结之前具有所想要的表面粗糙度。例如，根据此技术中的已知的标准方法，不锈钢可使用氯化铁来加以化学地或电化学地蚀刻。很难蚀刻的物质，如HASTELLOY，的电化学蚀刻处理被描述在2001年四月24日授予Gebhart之美国专利第6,22,235号中。某些材质可能需要机械式平坦化用以在一化学或电化学蚀刻处理实施之前将表面磨平，用以获得表面粗糙度在所想要的范围内的表面。金属表面的机械式平坦化可依据此技术中所已知的技术来实施。

在其它的例子中，金属表面可在具有所想要的表面粗糙度下被制造，且在扩散粘结之前无需电化学或机械式预处理。例如，不锈钢板的表面粗糙度的ASTM标准为0.5Ra至4.0Ra(ASTM480BA—光亮退火)。此材质在扩散粘结之无需作电子研磨处理。然而，在扩散粘结之后，对于将与腐蚀性物质接触的钢铁表面必需作处理用以改善此等表面的抗腐蚀性。

在该阀的没有被弄湿的驱动区域中，一滑移圆柱上下移动将一包含一外凸接触表面的下水平件压抵一膜片，该膜片接着被挤压抵住该阀座用以关闭该阀。该膜片被容许可移离开该阀座用以打开该阀。该滑移圆柱可以是单件氏结构。该阀被一施夹在该滑移圆柱的上水平件的顶部之弹簧力保持在一正常的关闭为置。该弹簧驱使该具有一外凸表面(其作为一背撑片用)的该滑移圆柱的下水平件抵住该膜片。该滑移圆柱在该上水平件与该下水平件的周围具有一气密的密封件。一典型的气密密封件为聚合物的”O型”环。该阀是被来自一加压空气的气动力所打开，该加压空气被施加在介于该滑移圆柱的上水平件与该下水平件之间的空间中。当该加压空气被施加到该空间中时，该加压气体将位于该上水平件上方的弹簧或弹簧组件压缩，让该滑移圆柱能够上升，并让位于该下水平件底下的膜片能够上升至该金属阀座之上，并让流体流过该金属阀座的环状开口。

与使用线圈弹簧比较起来，使用Belleville弹簧来提供关闭力量可达成一更加精巧的阀致动器。

在该阀没有被流体弄湿的驱动区域中，金属对金属的结合最好是使用高强度粘剂来实施，其无需让阀机构接受在弄湿的区域中实施扩散粘结时所遭遇到的高温及高压，且可提供一不同于扩散粘结的虽然抗腐蚀性较差，但较简单，低成本的结合方式。

上文中有关一开/关阀的被弄湿的区域的制造所描述之化学或电化学蚀刻及扩散粘结技术可被使用在一用于腐蚀性环境中，如半导体处理中，之整体集成流体传送网络架构的制备上。该集成流体传送网络架构包括一使用了至少一气体配送信道之组件，其中该组件包含一使用了复数层(至少两层)金属层的结构，这些金属层系被扩散粘结在一起。这些金属层典型地系选自于由不锈钢(典型地为400系列不锈钢)，HASTELLOY(典型地为HASTELLOYC-22)，ELGILOY，及它们的组合所构成的组群中。每一金属层典型地都具有一在约0.0005至0.06英寸范围内的厚度；最典型地为0.025英寸。

一金属层典型地包括一系列的穿孔，使得当这些金属层以一特定的方式被堆栈时，穿孔的一对齐组合可提供所想要的特定内部形状于该堆栈中。该内部形状包括信道或其它功能性的装置结构。这些穿孔典型地是圆形或卵形，使得不会有尖锐的角落在该流体传送系统的操作期间磨损并产生微粒。这些金属层最好是使用化学蚀刻，电化学蚀刻，或它们的组合来加以蚀刻，用以在扩散粘结处理之前提供穿孔，在扩散粘结处理中金属层被结合在一起用以变成一流体运送网络架构。使用化学蚀刻及最好是电化须蚀刻可在穿孔上提供较平滑的表面，这有助于减少来自于该流体运送网络架构的微粒污染。在某些例子中，根据金属层在穿孔蚀刻之前的表面状况，化学或电化学蚀刻处理也可降低将被结合的表面在扩散粘结处理期间的粗糙度，以达成较佳的扩散粘结。

不同的构件装置，如层流装置，质量流量控制器或流量感测装置，流量限制器，开/关阀，止回阀，过滤器，压力调节器，及压力感应器，可至少部分地被包含在上述的层迭结构中。在某些例子中，当无法将构件装置的组件包括在该多层层迭结构中时，构件装置的一部分可被表面安装在该流体运送网络架构上。

通过将构件装置的至少一部分在结合之前集成在该堆金属层内来将不同的构件装置集成在一多层的层迭结构中是有利的。适合于集成至一扩散粘结的多层结构中的构件包括举例而言但不局限于，过滤器，压力感应器，及阀。

运用多层且扩散粘结的组件之气体配送组件的一个实施例是由包括了以下的步骤之方法来制造的：提供复数层金属层；蚀刻至少一特征结构于多于一层的金属层上(在某些情形中并不是所有的层都需要被蚀刻)；将这些金属层对齐；及将这些金属层扩散粘结。典型地，该蚀刻为电化学蚀刻，其在被蚀刻的金属层的表面完工性上可提供好处。

有关抗腐蚀金属层的扩散粘结，当每一金属层都是一400系列不锈钢，或大部分金属层都是一400系列不锈钢加上一些扩散粘结温度较低的材质的层时，扩散粘结典型地是在约1000℃至约1300℃的温度范围，约3000psi至约5000psi的压力范围条件下实施约3小时至约6小时的时间长度。当每一金属层都是HASTELLOYC-22或大部分金属层都是HASTELLOYC-22加上一些扩散粘结温度较低的材质的层时，扩散粘结典型地是在约1000℃至约1300℃的温度范围，约8000psi至约10000psi的压力范围条件下实施约3小时至约6小时的时间长度。当一400系列不锈钢金属层与HASTELLOYC-22金属层被扩散粘结时，扩散粘结是在约1000℃至约1300℃的温度范围，约4000psi至约10000psi的压力范围条件下实施约3小时至约6小时的时间长度。当一400系列不锈钢金属层与ELGILOY金属层被扩散粘结时，扩散粘结是在约1000℃至约1300℃的温度范围，约4000psi至约10000psi的压力范围条件下实施约3小时至约6小时的时间长度。

半导体处理室构件也可使用扩散粘结处理来附装至半导体处理室。该半导体处理室构件可以是一气体配送网络架构，或可以是一构件装置其系选自于由手动操作的阀，自动阀，压力及温度感应器，流量控制器，过滤器，压力调节器，止回阀，计量阀，针阀，及滤清器所组成的组群。该构件结合于其上之半导体处理室典型地为一蚀刻室，一化学气相沉积(CVD)室，或物理气相沉积(PVD)室。所使用之特定的扩散粘结处理与构成该室及室构件的材质，以及将被结合的表面的形状及可亲近性有关。

本文中也揭示一种可提高金属的可蚀刻性的方法，该金属具有可抗化学腐蚀的微形结构(如HASTELLOYC-22)。这是通过暂时地移除提供该金属抗腐蚀性的微形结构来达成。该微形结构通过将该金属加热至约1800℃至约2000℃的温度达至少数分钟的时间来从该金属上移除。该经过热处理的金属比未经过热处理之前更易于被蚀刻。在化学蚀刻之后，该微形结构必需被加回到该金属用以让该金属重新获得抗腐蚀性。这是通过将该金属加热达2100°F以上达至少30分钟，接着将该金属快速冷却至低于300°F的温度持续5分钟以内的时间来达成。第二个热处理步骤可在将两层或更多层的金属层扩散粘结的同时实施之。上述的方法对于含有重量百分比介于约43至约71的镍及重量百分比介于约1至约30的铬之抗腐蚀金属合金的处理特别有用。

附图说明

图1为本发明开/关阀一个实施例的示意剖面图。

图2为图1中开/关阀100的三维示意侧视图。

图3A为利用扩散粘结处理所制造的开/关阀300的示意剖面图。

图3B为图3A中阀缩小为3/4的三维示意图。

图3C为图3B的阀的示意图，其也显示暂时刚硬但可溶解的支撑件363，其在开/关阀300的下区303的扩散粘结期间，用来使阀座314远离膜片302及底下的层348。

图4A为环形密封件的实施例放大图，密封件可作为本发明控制阀实施例中的金属阀座。

图4B为图4A的环形密封件的侧视图。

图5A为一连串被不同地构图、化学或电化学蚀刻的金属层(510，520，530，540及550)的俯视图，这些金属层可被扩散粘结以形成流体运送结构。

图5B为图5A中这些已图案的金属层组件的三维放大视图，但是被旋转180度。金属层530重复五次，以在九层结构内产生适当的形状尺度。

图6A为气体配送网络架构组件600的示意侧视图，其除了不同的构件装置620之外，还包括复数个扩散粘结的子单元610(与图5B中的结构500相类似)，某些子单元比其它子单元更加集成于底下的基材605中。

图6B类似于图6A中组件的气体配送网络架构组件的三维分解图，其中不同的构件装置被高度集成至下方的基材中。

图7A为可集成式多层压力感应器700的三维示意图，其可被完全地集成至多层流体运送网络架构中。

图7B为图7A中的压力感应器700的侧边702的示意侧视图，其上标记有A-A剖面记号。

图7C为图7A中的压力感应器700的侧边704的示意侧视图，其上标记有B-B剖面记号。

图7D为图7B中的压力感应器700沿着A-A所取的剖面图。

图7E为图7C中的压力感应器700沿着B-B所取的剖面图。

图7F为示于图7A中的压力感应器700的三维分解图，其显示构成完整的可集成压力感应器的每一构件层。

图7G为陶瓷圆板724的底侧742的放大视图，其显示出中央电极744及外部电极746。

图8A为启始结构800的示意分解图，其用以形成包含有完全的可集成线上过滤器的层迭式结构830。

图8B显示由启始结构800所产生的层迭式结构830的示意俯视图，其上标记有剖面记号A-A。

图8C为示意图，其显示沿着层迭式结构830的A-A线所取的剖面，该结构包括被完全地集成的线上微粒过滤器850。

图8D为示意图，其显示层迭式结构830的三维立体图并显示出线上过滤器850的入口832及出口834。

图9A为集成流体配送系统900的俯视图，其包括数个示于图6B中的气体配送组件910(气条)，其中气条附装至歧管系统930及940上。

图9B为示于图9A中的集成流体配送系统900的三维立体图。

图10为用来对不锈钢表面作钝态化处理的处理流程图。

附图标记说明

100阀 102金属膜片

104被弄湿的区域 106驱动区域

107箭头 108入口埠

115下表面 103S阀密封界面

131室 138通气孔

103下被弄湿的本体区 117未被弄湿的驱动本体区

105表面 137壳体

121滑移圆柱 122圆锥盘弹簧

110出口埠 112内唇

114金属阀座 119上表面

116下水平件 123外凸表面

3环形本体件 4中央孔

5径向内表面 6径向外表面

11第一轴向表面 17第二轴向外表面

25孔 27侧壁

300阀 348-356层

321滑移圆柱 313，320滑移密封件

314金属阀座 316活塞部分

303层迭式基材 363可溶解的支撑件

365上表面 367中央圆形顶区

369杯形唇 302膜片

310埠 323外凸表面

331室 364顶端通气孔

304被弄湿的区域 306驱动区域

322弹簧 318上水平件

316下水平件 334垂直件

337壳体 339气动室

319密封接触表面 328上表面

324埠 309气动室

311活动表面面积 330活动表面面积

332开孔 510-550金属层

560穿孔 565槽道

570穿孔 580总组件

590侧缘 600集成的结构

605扩散粘结的基材 610基础结构

620，625表面安装构件 630气体配送组件

617，618，619，621子单元 611-616子单元

622阀 623比例阀

624速度感应器 625过滤器

626压力感应器 627压力调节器

700压力感应器 702闭合侧

704流体入口(出口)侧 706开孔(入口或出口)

730吸气泵 728盖

732电子接脚 726间隔件

715信道 714层的组件

713槽道 716层

717开孔 719第一室

720金属膜片 723第二室

724电气绝缘盘 725开孔

712层 718层

729第三室 721槽道

722层 727开孔

800启始结构 830层迭式基材

850线上过滤器 808-816层

807槽道 848可烧结的媒介物

805块状结构 822顶层

832流体入口 834流体出口

836流体流量信道 804，820层

900流体传送系统 910气体配送组件(气条)

920基板 930输入歧管

940输出歧管

具体实施方式

在阅读以下的详细说明之前应被了解的是，除非文中特别作出相反解释，否则此说明书及权利要求中所用到的单数用词”一”，”一个”，及”该”系包括复数意涵。当在本文中用到”金属”一词时，其应被解读为包括金属合金。对于了解本发明而言很重要的其它的用词在本申请案中以上下文内容来界定。

为了举例的目的，一层迭式结构概念的第一实施例将参照精巧的流体开/关阀的设计来说明，其中该流体开/关阀的一部分被集成到一流体运送网络架构中。第1及2图显示包含数个本发明特征之阀100的实施例。在第1及2图中，所有与流过该阀之流体接触的阀零件都是金属。详言之，零件102、103、114均为弄湿部分。通常，该金属材质是高度抗腐蚀性的。阀100包括一金属膜片102，其将该阀100之被弄湿的区域104与该阀100之驱动区域106分隔开来。当该阀位于其正常的关闭位置时，该金属膜片102密封该金属阀座114。当以箭头107所标示的一流体已由入口埠108进入时，无论该阀是被关闭或是被打开，膜片102的下表面115会与流体接触。较佳系使用一抗腐蚀材质于该膜片102的表面115上。该膜片102若要能经历长时期的开/关循环的话，除了是高度抗腐蚀性之外，还必需具有良好的挠曲特性。为了要确保不会有泄漏物进入环境中，必需在横跨整个该阀密封界面103S处的一大气压力的氦气气压差下，使从该阀100的被弄湿区域104泄漏至该阀100的驱动区域106中的处理气体保持在1×10^-9cc/sec或以下(SEMI F1标准)至少15秒钟。关于在膜片102的大气压力侧之低压力的室131，此室通常被一膜片顶侧通气孔138通至大气，而无法提升压力。

金属膜片102最好是由一镍钴合金所制成，如ELGILOY、SPRON^TM510(可由Seiko电子公司购得)、SPRON^TM 100、HASTELLY或INCONEL。该膜片可以是单一厚度或是一层压板。在许多例子中，该膜片将会是由两或参层膜片层迭在一起所形成之多层式膜片。多层式膜片可提供较佳的密封性及增加弹性。一单独的膜片典型地具有一介于约0.001至约0.007英寸(0.1mil至7mil)范围内的厚度。在一多层式膜片中之各别膜片典型地(但并不一定是)为相同材质。或者，可使用被加工成可变厚度的单独膜片来取代该多层式膜片。

膜片102被其粘到被弄湿的本体区103的表面103S上的边缘保持在定位，使得膜片102被保持在被弄湿的本体区103与没有被弄湿的驱动本体区117之间。介于膜片102与被弄湿的本体区103之间的接点典型地为一扩散粘结接点。或者，该接点可使用雷射焊接来结合。然而，扩散粘结典型地提供一较强且更可靠的结合。

阀100的下本体区103包括被通过阀100的流体弄湿的表面105。典型地，最好是用诸如400系列不锈钢、HASTELLOYC-22(HaynesInternational Inc.of Kokomo)、INCONEL(Special Materials Metal Corp.，New Hartford，New York)及ELGILOY(Elgiloy Specialty Metals，Elgin，Illinois)等抗腐蚀金属或金属合金来形成该下本体区103。这些材质也可用来制造膜片102。如上文提及的，膜片102必需有一点挠曲性，该膜片的厚度典型地在约0.025公厘(mm)至约0.18公厘的范围内，且在本文中所示的实施例中，膜片的厚度为约0.1公厘。

阀100的驱动区域106可用上述材质来制造，或因为驱动区域106的构件表面并不会被流过该阀100的流体所弄湿，而可用抗腐蚀性较低之较便宜的材质来制造。举例而言，壳体137及滑移圆柱121可用铝及不锈钢制成。然而，圆锥盘弹簧122典型地是由诸如如ASTM A510等高碳钢所制成。

现将参照图1及2以阀在操作时的各部分的功能方式来说明阀的不同部分。

以箭头107表示的处理流体经由位于该阀100的下本体区103内的入口埠108进入。在如此作时，处理流体会与位于被弄湿的区域104内的下本体区103的表面105接触。当阀100处于可让流体流过阀100的打开或部分打开的位置时，以箭头109表示的离开流体会从位于该环形金属阀座114之内唇112上方的出口埠110流出。

当阀100是在关闭位置时，流体流动会被该膜片102的一部分所遮断，该膜片部分系被该滑移圆柱121的下水平件116紧密地压顶住该金属阀座114的上表面。该下水平件115的下表面123是外凸形，使得其可如该膜片102背后的一背撑片般地作用。下水平件116被认定为驱动区域06的一部分，因为下水平件116并没有被流过阀100的流体弄湿。膜片102可以是自由活动的，或是可通过e-型梁焊接，或直接结合，或此技术中所已知的其它结合技术结合至下水平件116的外凸表面123。该下水平件116之与膜片102接触的外凸表面123典型地是由硬度小于膜片材质的材质所制成的。如果膜片102是由镍锆合金(例如，但不局限于ELGILOY、SPRON^TM510、SPRON^TM100、HASTELLY或INCONEL)的话，则外凸表面123是由，举例而言但不局限于，304不锈钢制成。

金属阀座114被形成为该出口埠110的内唇112的一部分或被形成于内唇之上。根据金属阀座114的设计，其最好是由金属或金属合金所制成，举例而言但不局限于，ELGILOY、SPRON^TM510、SPRON^TM100。最典型地，金属阀座114是由400系列不锈钢所制成。金属阀座114可以是市面上可购得的任何C型密封件，举例而言但不局限于，可由MicroflexTechnologies LLC所制售的MICROSEAL环形密封件，其被示于2002年3月19日授予Doyle的美国专利第6,375,760号中的第4图中且在该专利中被说明。因为该MICROSEAL环形密封件的特殊形状，所以其比许多其它市面上可购得的密封件典型地具有更佳的弹性范围，提供作为本发明的阀座所需的挠曲性。

参照图4A，该可作为本发明的阀内之阀座的环形密封件被示出，其具有一环形本体件3，其具有一轴向对齐孔4用来让气体或流体由其中通过。该密封件包括一径向内表面5，一径向外表面6，一第一轴向表面11，及一第二轴向表面17，如图4B所示。每一表面都可有多种外形。

图4A及4B中所示的环形密封件进一步包括复数个孔25，其由密封件的径向外表面6朝内地突伸出，朝向该密封件的中央孔4。形成孔25之非轴向对齐的侧壁27被认为对于密封件需要很大的变形以应付一特殊的负荷的应用而言是特别适合的，且此种环形密封件在本发明的阀中表现非常好。其它的环形密封件也可被使用，且上述说明并不是要将阀的设计局限在使用上述特殊设计的环形密封件上。

除了该金属阀座114的高度抗腐蚀性之外，其尚具有一动态阀座的特性。该阀座被设计成当其被该膜片102压挤时可充分地变形用以将该出口埠110完全密封起来达到不会有横跨密封件的泄漏的程度。当阀100位于正常的关闭位置时，横跨密封件的泄漏程度必需达到在阀膜片/阀座界面处一大气压力的氦气气压差下保持在不大于1×10^-9cc/sec(SEMI F1标准)达至少15秒钟。最好是，金属阀座114的变形保持在弹性范围内，使得金属阀座114可在每次阀100被关闭及在打开时都能够恢复，而不会因为阀的关闭而被永久变形。此特征可大幅地提高阀的可靠度及使用寿命。

阀100的没有被弄湿的驱动本体区117与被弄湿的下本体区103之间的结合，及金属阀座114与环形金属阀座114的内唇112之间的结合最好是使用扩散粘结处理来完成。扩散粘结是一种直接结合处理，其提供不会吸收处理流体或释出处理流体，且不会产生处理流体杂质污染之平滑且强有力的结合，就如同焊接接合一般。将两个金属构件加以扩散粘结的处理涉及了将匹配表面加工成为一非常干净，平滑，且平整的表面，然后施加压力并加热构件直到各自的表面的原子互相扩散形成一互锁层为止，其不会将匹配表面液化或将气隙，凹坑或杂物导入其内。另一种处理，如雷射焊接，可在一两步骤扩散粘结处理被用来制造本体区103时被使用。

为了要让扩散粘结有效率，将被结合的金属表面在扩散粘结之前必需具有约0.5Ra至约30Ra范围内的表面粗糙度。典型地，将被结合的金属表面具有约0.5Ra至约10Ra范围内的表面粗糙度，特别是介于1.5Ra至约5Ra之间。吾人发现当金属表面具有约1.5Ra至约3.0Ra范围内的表面粗糙度时，扩散粘结的效果相当好。

在许多例子中，金属表面需要用电子研磨或机械平坦话来预处理用以在扩散粘结之前具有所想要的表面粗糙度。例如，根据此技术中之已知的标准方法，不锈钢可使用氯化铁来加以化学地或电化学地蚀刻。很男蚀刻的物质，如HASTELLOY，的电化学蚀刻处理被描述在2001年4月24日授予Gebhart之美国专利第6,22,235号中。

某些材质可能需要机械式平坦化用以在一化学或电化学蚀刻处理实施之前将表面磨平，用以获得表面粗糙度在所想要的范围内的表面。金属表面的机械式平坦化可依据此技术中所已知的技术来实施。

在某些例子中，金属表面可在具有所想要的表面粗糙度下被制造，且在扩散粘结之前无需电化学或机械式预处理。例如，不锈钢板的表面粗糙度的ASTM标准为0.5Ra至4.0Ra(ASTM480BA—光亮退火)。

当将被结合的金属表面已被研磨达所想要的表面粗糙度时，扩散粘结即被实施。在扩散粘结处理期间被施加的特定压力，及在扩散粘结处理被实施时所施加的特定温度都与被结合的材质有关。在上文中提及之相同的金属表面或不同的金属表面之间形成一成功的扩散粘结的某些典型的条件被列在下面的表1中。

表1 不同金属的扩散粘结条件

将被结合的金属	温度	压力	接触时间
将被结合的金属	温度	压力	接触时间	316L不锈钢与316L不锈钢	1000-1300℃	3000-5000psi	3-6小时
410不锈钢与410不锈钢	1000-1300℃	3000-5000psi	3-6小时	316L不锈钢与316L不锈钢	1000-1300℃	3000-5000psi	3-6小时
410不锈钢与410不锈钢	1000-1300℃	3000-5000psi	3-6小时	HASTELLOY	1000-1300℃	8000-10000psi	3-6小时

C-22与HASTELLOYC-23
C-22与HASTELLOYC-23				400系列不锈钢与HASTELLOYC-22	1000-1300℃	4000-10000psi	3-6小时
400系列不锈钢与ELGILOY	1000-1300℃	4000-10000psi	3-6小时	400系列不锈钢与HASTELLOYC-22	1000-1300℃	4000-10000psi	3-6小时

在表1中所示范围内的压力与温度对于在该阀的驱动区域106中的某些材质是有害的，且这必需在组装第3A及3B图的阀300时加以考量。例如，在制造阀300时，高温扩散粘结处理可被首先实施用以将第3A及3B图中所示的层338-356结合(其中层358，360及362是粘着结合的)。因为像是层340及342的层典型地约0.025英寸厚(约0.0635公厘)，所以图案可使用此技术中已知的技术加以化学地或电化学地湿蚀刻，用以制造有图案的板材以扩散粘结至该阀结构中。该化学或电化学蚀刻在有图案的区域提供平滑的表面，这些平滑的表面出现在内部被弄湿的阀结构表面上。这可减少流经该阀的流体中的污染。使用0.025英寸厚的金属层是有利的，因为金属层的此一厚度可轻易地从供货商处获得；可提供合理的图案蚀刻时间；及其为一适当的厚度来容纳一C型密封件于埋头孔中。该被组装且结合良好的结构可以有复杂的形状而无需复杂且昂贵的加工。其它的构件(如，滑移圆柱321、滑移密封件313及320及/或金属座314)可后来被粘合/结合。该滑移圆柱321的活塞部分316在扩散粘结之前可被升高，这是在组装之前被实施的。

金属座314可通过两种不同的技术结合至层348。参照图3B，在第一种技术中，包括了层338，340，342，344，346及348的第一层组件可被扩散粘结在一起。然后，在与其它层结合成为该层叠的基材303之前，金属座314可通过雷射焊接或扩散粘结而被结合至层348。一包括了层350，302，354，及356的第二层组件可被扩散粘结在一起。然后，该第一层组件可被扩散粘结至第二层组件。此技术可在避免施加不当的压力于该金属座314的同时，来扩散粘结至该层叠的基材303。在结合金属座314的第二种技术中，参照图3C，一刚硬但可溶解的支撑件363可被用来在一单一步骤中实施扩散粘结。该可溶解的支撑件363包括一中央圆顶区367，其在扩散粘结处理期间使膜片302远离该支撑件363的上表面365。此外，该刚硬可溶解的支撑件363包括一杯形唇369，其位于该金属座314的下表面底下。在结合该层叠的基材303之后，该刚硬可溶解的支撑件363被溶解在一适当的溶液中。该刚硬且可溶解的支撑件必需能够承受得住基材在扩散粘结期间所经历的温度，且在溶解后必需不留下任何足以影响该阀实施其功能的微粒残留物。在膜片302底下的内部空间可用一清洁溶液加以清洗，以去除在移除该刚硬的可溶解支撑件363之处理步骤后留在层348之上表面的残留物。层叠基材303的内部开放表面可使用氮气或其它钝气将其吹干，且可使用热及真空，端视所使用的溶解溶液及/或清洁溶液而定。金属座314然后经由埠310结合至层348。

扩散粘结技术(如上文所述者)可被使用在其它气体运送组件，像是举例而言但并不局限于流速控制器，过滤器，及感应器，的制造上。这将于下文中以该层叠的基材为例加以详细说明。

在位于将该被弄湿的区域304隔离开来的膜片的上方的阀的驱动区域306中，该滑移圆柱321移动进出该驱动区域使得该滑移圆柱321的下水平件316的外凸表面323将膜片302压抵住，以限制在该被弄湿的区域304内的流体流量。在膜片302的大气压侧之低压的室331典型地经由一膜片顶端通气口364而通气，使得压力无法被升高。该滑移圆柱321的运动系通过平衡由位于该壳体337内的弹簧322施加在上水平件318(其通过垂直件334而被连结至该下水平件316)的力量与由一存在于一气动室339内的流体施加到下水平件316上的力量来达成的。该滑移圆柱321具有一气密的滑动密封件(典型地为一”O型环”)320位于该上水平件318的周边，及一气密的滑动密封件313位于下水平件316的周边。因为滑动密封件不会与通过阀300的流体接触，所以它不必是金属制的，且可包含一聚合材质。滑动密封件(O形环)320及313典型地是由一弹性体材质所制成。

阀300被由弹簧322施加在滑移圆柱321之上水平件318上的力量保持在正常的关闭位置。当阀座314是金属时，完全截流(在横跨该阀处的一大气压力的氦气气压差下将氦气流量保持在1×10^-9cc/sec以下达至少15秒钟)所需的力量为在阀座314的密封接触表面319处的压力为1000N/cm²。对于具有约0.7公分的外部直径且总接触面积约为0.233cm²的一环形阀座314而言，换算出来的力量约为200至250牛顿。第3A及3B图显示用来施加力量于该上水平件318的上表面328上的弹簧322为一”Belleville”弹簧，其也可被称为一圆锥盘弹簧。

第3B及3A图显示8个圆锥盘弹簧，且本文中所称的力量为8个圆锥盘弹簧的力量，惟其它数目的弹缳也可被使用，端视应用之所需。一Belleville弹簧可在一比线圈弹簧所需的垂直距离小很多的垂直距离”d”内提供关闭力量。这会比使用线圈弹簧所完成的阀致动器短小许多。使用线圈弹簧来提供紧密的截断之示于图1中的金属座阀典型地需要约2.0公分至约3.0公分的垂直距离”d”，而使用Belleville弹簧则”d”的范围则是在约0.5公分至约2.0公分的范围内。

阀300被气动力量打开，该气动力系通过让加压空气(未示出)经由埠324进入该气动室309来施加的。因为该滑移圆柱321的上水平件318的活动表面面积330比下水平件316的活动表面面积311大许多，所以该加压气体可提供一向上运动来抵抗该弹簧322的操作。该加压空气(未示出)被允许从一外部之40-75psig的加压空气供应源通过一或多个埠324。在该上水平件318背后的气动压力接着克服该Belleville弹簧322的力量迫使滑移圆柱321向上降低在膜片302上的压力让其移动离开该金属阀座314，将阀依加压空气施加的压力成比例地打开。对于第3A及3B图所示的阀而言，其活动表面面积330约为1.5cm²，活动表面面积311约为0.4cm²，且弹簧322施加在上水平件318的表面328上以防止阀打开的向下力量约为220牛顿。对于一个8弹簧的阀而言，为了打开阀而被施加的加压空气的压力约为1480kPa，及为了提供全流量而被提供的加压空气的压力约为2220kPa。在加压空气从滑动密封件320漏掉的例子中，空气可经由在壳体337上的开孔332被排出。

在阀300的驱动区域306中，金属对金属的结合最好是使用高强度粘剂来达成。虽然粘剂通常无法提供与扩散粘结相同的结合强度或可靠度，但粘剂不用让驱动区域306内的阀机构接受在该被弄湿的区域304中所实施的扩散粘结时的高温及压力。粘剂也比扩散粘结来得便宜且更容易使用。使用在此应用中的粘剂典型地在24℃时可提供一不小于3000psi的剪力强度及一不小于45000psi的剪力模数。一种可以满足此应用的粘剂的例子为SCITCH-WELD^TM环氧树脂粘剂2216(B/A灰色)，当用来结合特定的材指时其可用制造商所建议的方法来施用及进行结合处理。此一特定的粘剂的作用除了当作粘剂之外还可如一密封剂来使用。熟知技术的入将可找出可在室温至40℃的温度范围内使用在此应用中之其它粘剂/密封剂组成。对于更高温的应用而言，一种可在较高的温度下使用之粘剂/密封剂也可被选出。

由于使用在半导体处理设备制造中之抗腐蚀材质的成本非常高，以及在半导体制造工厂的无尘室内的空间成本相当高，所以对于所使用的流体运送装置的尺寸有一股促使其减小的驱动力。详言之，最近的重点已放在缩小流体运送装置的尺寸上，也即要缩小传统上占据用于处理的整体楼板面积的设备的尺寸。

本文中所揭示的为使用在空间的使用是一项重要考量的化学处理工业中，如半导体处理设备中，之可节省空间，可集成的流体运送网络架构。流体传送网络可使用化学蚀刻及扩散粘结技术，其在上文中系以膜片阀的下区303为例加以说明，来制造。

在将被扩散粘结金属很难被蚀刻的某些例子中，则必需使用电化学蚀刻来驱动该蚀刻处理。

该集成流体运送网络架构包括一气体配送组件其包含一包括了复数个(即，至少量个)已被扩散粘结之金属层的结构。在一典型的气体配送组件中的金属层数目范围是在3层至15层之间。每一金属层典型地都具有从约0.0005英寸至约0.06英寸的厚度；更典型地为约0.003英寸至约0.05英寸；最典型地为约0.025英寸。这些金属层可具有相同的厚度，或厚度可不同，端视所想要的最终结构而定。

这些金属层可从数种不同的抗腐蚀材质中选取。为了举例的目的，金属层典型地是从不锈钢HASTELLOY，ELGILOY及它们的组合物所构成的组群中选取。400系列不锈钢，HASTELLOYC-22及ELGILOY的规格被列在下面的表2中。

表2、316L及400系列不锈钢，HASTELLOYC-22及ELGILOY的规格

规格	316L系列不锈钢	400系列不锈钢(410型)	HASTELLOYC-22	ELGILOY
规格	316L系列不锈钢	400系列不锈钢(410型)	HASTELLOYC-22	ELGILOY	组成(最大重量％)	61.8Fe，18Cr，	Fe平衡，12Cr，	56Ni，22Cr，	41Co，21Cr，

	14Ni，3Mo，2Mn，1Si，0.1N，0.045P，0.03C，0.03S	1Mn，1Si，0.50Ni，0.15C，0.04P，0.03S	13Mo，3W，3Fe，2.5Co，0.50Mn，0.35V，0.08Si，0.010C	16Ni，11.4Fe，8Mo，2.5Mn，0.15C
	14Ni，3Mo，2Mn，1Si，0.1N，0.045P，0.03C，0.03S	1Mn，1Si，0.50Ni，0.15C，0.04P，0.03S	13Mo，3W，3Fe，2.5Co，0.50Mn，0.35V，0.08Si，0.010C	16Ni，11.4Fe，8Mo，2.5Mn，0.15C	平均表面粗糙度(Ra)	0.5-4.0	5-30	5-30	5-30
硬度，Rockwell(Rc)板片	25	43	1515	4560	平均表面粗糙度(Ra)	0.5-4.0	5-30	5-30	5-30
硬度，Rockwell(Rc)板片	25	43	1515	4560	熔化温度(℃)	2500-2550	1482-1532	1357-1399	1427-1457
热膨胀平均系数(m/m-°K)-18至315℃20至600℃24至649℃0至500℃	0.5×10^-6	11.6×10^-6	14.6×10^-6	15.2×10^-6	熔化温度(℃)	2500-2550	1482-1532	1357-1399	1427-1457
热膨胀平均系数(m/m-°K)-18至315℃20至600℃24至649℃0至500℃	0.5×10^-6	11.6×10^-6	14.6×10^-6	15.2×10^-6	导热性(W/m²-°K)27℃48℃100℃	0.63	24.9	10.1	12.5
在52℃的比热(J/kg-°K)	500	459	414	430	导热性(W/m²-°K)27℃48℃100℃	0.63	24.9	10.1	12.5

这些金属层被形成图案用以包含一系列圆形或卵形的穿孔，使得不会有尖锐的角落在该流体传送系统的操作期间磨损并产生微粒。这些金属层最好是使用化学蚀刻，电化学蚀刻，或它们的组合来加以蚀刻，用以在扩散粘结处理之前提供穿孔，在扩散粘结处理中金属层被结合在一起用以变成一流体运送网络架构。使用化学蚀刻及最好是电化须蚀刻可在穿孔上提供较平滑的表面，这有助于减少来自于该流体运送网络架构的微粒污染。在某些例子中，根据金属层在穿孔蚀刻之前的表面状况，化学或电化学蚀刻处理也可降低将被结合的表面在扩散粘结处理期间的粗糙度，以达成较佳的扩散粘结。

用来在金属层上产生开孔图案之金属层的化学或电化学蚀刻典型地系依据此技术中已知的方法来实施，所用的方法与被蚀刻的材质有关。电化学加工是一种已被使用在金属研磨与移除上达数十年之久。在此技术中，使用一电化学处理的驱动力来来蚀刻很难被蚀刻的材质是已知的。例如，一篇由D.M.Allen及P.J.Gillbanks发表在1986年二月25-27日举行的NEPCON WEST：Packing Production Test会议上的论文：”ThePhotochemical Machining of Sone Difficult-To-Etch Metals”与此一议题有关。

根据此技术中已知的标准方法，不锈钢可使用氯化铁来加以化学地或电化学地蚀刻。一钢铁的电化学蚀刻处理被描述在2001年四月24日授予Gebhart之美国专利第6,221,235号中。虽然Gebhart之专利系关于可牺牲的核心之大量熔化，但Gebhart所描述之脉冲式电流的应用也可被使用在透过一掩膜的金属蚀刻，如Datta发表在1998年九月的IBM研究部门期刊第42册第5号的第655-669页中者。Datta揭示了将-运用了有图案的光阻的蚀刻处理的大量制造性与Gebhart安利所揭示的脉冲式电化学熔化相结合。如前文提及的，电化学加工技术已被使用在钼上；且该处理可被用来蚀刻HASTELLOY及ELGILOY。

通过暂时地将提供该金属抗腐蚀性的微形结构移除来让具有高度抗腐蚀性的金属，如HASTELLOY及ELGILOY，能够更容易以化学及电化学技术来蚀刻形成图案。这可通过将该金属加热至约1800°F至约2000°F的范围内；更典型地是在约1825°F至约1975°F的范围内；最佳地为约1900°F。热处理是在干净的氮气氛围下被实施达一段约数分钟的时间。该金属然后在5分钟至30分钟的时间范围内被冷却。金属的化学或电化学蚀刻然后依据此技术中已知的方法来实施。使用此方法来在电化学蚀刻之前调整抗腐蚀性金属的微形结构可改善蚀刻率达100至1000倍，端视特定的合金而定。

在金属的化学或电化学图案蚀刻之后，该微形结构必需被加回到该金属用以让该金属重新获得抗腐蚀性。这是通过将该金属加热至高于1135℃以上的温度(典型地，不高于约1200℃)达至数分钟，接着将该金属快速冷却(淬火)至130℃或更低的温度持续5分钟以内的时间来达成。该微形结构会恢复至该金属中的温度典型地与该金属被扩散粘结的温度非常接近，使得该微型结构典型地是在扩散粘结处理期间被恢复到该金属上。然而，在扩散粘结处理期间加热该金属之后，金属必需在短于5分钟的时间内被冷却至一低于约135℃的温度(典型地，在约80℃至约135℃的范围之间)用以让该微形结构能够恢复。非必要地，该加热处理/快速冷却处理可在该扩散粘结处理被实施之前如独立的处理般被各别地实施。上述的方法对于含有介于约43至约71重量百分比的镍及介于约1至约30重量百分比的铬之抗腐蚀金属合金的处理特别有用，如HASTELLOY系列合金包括HASTELLOYB-2、HASTELLOYB-3、HASTELLOYC-4、HASTELLOYC-22、HASTELLOYC-2000、HASTELLOYC-276、HASTELLOYG-30及HASTELLOYN。

熟知技术的人在最少的实验下即可决定该加热及淬火循环应如何进行方得以调整该微形结构来让蚀刻更容易及在蚀刻之后恢复该微型结构使其具有原来的抗腐蚀特性。

虽然不锈钢410可在无需调整其微形结构下被清洁及扩散粘结，但图3B所示之在该金属座314底下之钢铁层的硬度在扩散粘结之后必需被改善。金属座314无法提供适当的密封，除非在金属座314底下的金属层348表现出至少300的维氏(Vickers)硬度。用来改善不锈钢410的硬度之金属微形结构的调整系通过将该金属加热到至少980℃的温度且持续至少3至10分钟，接下来在小于5分钟的时间内淬火至约135℃的温度来达成的。

不锈钢316L的硬度改善更加困难。316L不锈钢需要表面加工来进行硬化。这可通过在扩散粘结之后，将层迭的基材层348的表面的滚子压光通过埋头孔(counter bore)310来达成。

除了调整在金属座314底下的金属层348的硬度之外，不锈钢之没有与腐蚀性流体接触的表面在扩散粘结步骤之后会需要被处理用以改善抗腐蚀性。当该层为316L不锈钢时，改善抗腐蚀性的处理可在一不锈钢层348的表面的滚子压光之前被实施。不锈钢层之改善抗腐蚀性的的处理将于下文中加以说明。

相对于其它加工方法而言，化学或电化学蚀刻的好处之一为，其能够轻易地且低成本地对于构件的设计作改变。化学或电化学蚀刻可作出小量或大量经过蚀刻的构件，且处理会随着被处理的构件量增加而变得更有成本效益。

大体上，为了要让扩散粘结最有效，将被结合的金属表面在扩散粘结之前必需具有约0.1Ra至约5Ra范围内且最大表面粗糙度不超过30Ra，的平均表面粗糙度。典型地，将被结合的金属表面具有约0.5Ra至约5Ra范围内的表面粗糙度。吾人发现当金属表面具有约1.5Ra至约3.0Ra范围内的表面粗糙度时，扩散粘结的效果相当好。

如前所述，直接购买符合表面粗糙度要求的某些等级的不锈钢等级是可能的，且该金属表面在扩散粘结之前无需被预处理以具有所想要的表面粗糙度。如果无法获得所想要的表面粗糙度材质的话，则316L及400系列不锈钢可使用此技术中已知之技术对其实施电子研磨，用以提供所想要的表面粗糙度。当达到所想要的表面粗糙度时，这些不锈钢层可被扩散粘结成所想要的层迭基材组件。在扩散粘结之后，必需对会曝露在腐蚀性流下的不锈钢表面处理用以让这些表面更具抗腐蚀性。因此之故，将会曝露在腐蚀性流体下的这些层迭的基材层是由抗腐蚀材质，如HASTELLOY及ELGILOY，来制造。然而，在该层迭的基材之会曝露在腐蚀性的流体下的位置处打算使用不锈钢材质的例子中，会曝露在腐蚀性流体下之不锈钢层的表面在扩散粘结步骤之后将被钝态化。该钝态化步骤典型地会将更多存在该钢铁内的铬带到钢铁的表面。此钝态化步骤涉及了将该不锈钢基材曝露在图10所示的一系列步骤下。

详言之，参照图10，一包含了将被钝态化的不锈钢表面之经过扩散粘结的层迭式基材使用图10所示的方法1800来加以处理。在步骤1802，一第一清洁剂被用来清洁这些不锈钢表面。如果这些表面中的任何一者在扩散粘结后有被加工过的话，则这些表面必需被去油渍，以将油渍、金属填料或切削/钻孔流体去除掉。吾人发现一良好的的清洁剂为一氢氧化钾溶液，其浓度在去离子水中约35体积百分比。该清洁剂的溶液可被喷洒在将被清洁的表面上，用以提供该表面良好的搅动，然后该部分可被浸入到一被超音波地搅动的浴内用以将孔及腔穴清干净。一典型的浸入浴温度约60℃及一典型的处理时间约为20分钟。在用清洁剂清洗之后，在步骤1804该层迭式基材(或其它不锈钢部分)使用去离子水将其冲洗/洗净，接着在步骤1806用温度在约65℃至约75℃的热氮气来将其吹干。经过处理的表面然后用10倍或更高倍率的放大镜来检查其洁净度，且如果这些表面没有足以影响到该表面实施其功能的能力之污染物的话，则包含该将被处理的不锈钢表面在步骤1808被转送以进行硝酸钝态化。如果这些表面仍有污染物的话，则步骤1802至1808于1810被重复直到这些表面被适当地清洁为止。

在步骤1812的硝酸钝态化处理包含用一溶液来清洁来处理该经过清洁的不锈钢表面，该溶液系含有20体积百分比之硝酸的去离子水溶液。不锈钢零件在约45℃至约50℃的温度下与硝酸溶液接触25至30分钟的时间。

在用硝酸溶液处理之后，在步骤1814中使用去离子水冲洗这些不锈钢表面，接着用一第二清洁剂来处理之。虽然一熟悉此技术者可选取一适合的清洁剂，吾人发现将ALCONOXPowder Precision Cleaner(一种磷酸三钠)溶于去离子水中，以产生1重量百分比之溶液可发挥很好的作用。此等不锈钢表面被浸入到一循环浴中，该循环浴是由约2.5至3茶匙的ALCONOXPowder Precision Cleaner溶于一加仑的去离子水中所制成，且允许于约40℃至50℃的温度下浸在该浴中达约30分钟的时间。此清洁步骤1814之后接着是在步骤1816中用去离子水来清洁/冲洗。

不锈钢表面接下来在步骤1820中用一比重约1.25且pH值约1.8之柠檬酸去离子水溶液来加以处理。吾人用可从网站stellarsolution.net的Stellar Solutions购得的CITRISURF^TM2050，其可在约45℃至约70℃的范围内使用。吾人将不锈钢表面浸到一约65℃的循环浴中约30分钟。处理步骤1820之后接着一去离子水冲洗/清洁步骤1822，其是在一约60℃至约70℃的温度范围内的浸泡浴中实施约15分钟。接下来，使这些不锈钢表面在一约70的氩气氛围中干燥约10分钟。

这些不锈钢表面然后在步骤1826中于约100℃的一纯净且经过滤的氩气氛围中进行热处理约1小时。

最后，这些不锈钢表面于步骤1828中再次使用20体积百分比的硝酸去离子水溶液于约45℃至约55℃的温度范围内处理约20分钟至约25分钟。步骤1828的处理之后接着一循环浴中用约65℃至约75℃范围内的去离子水实施的清洁/冲洗步骤1830持续约10分钟至约15分钟的时间。该清洁/冲洗步骤1830之后接着一使用热氮气的干燥步骤1832。

与上文所述相同的钝态化处理可被应用到会曝露在腐蚀性流体的不锈钢层表面上。当不锈钢层被使用在一区域中时，即为上述的情形，其中该区域包含了无法承受扩散粘结的温度且一粘剂被用来结合的组件。

在上述的钝态化处理之后，包括等待着被结合成为一层迭式基材之被钝态化的不锈钢表面或不锈钢层之该经过处理的部分应被放在一保护性的包装中用以储存。一可被接受的保护性包装包含一被包围在一双聚氯乙烯袋中之耐龙内袋。该包装可用钝气来加以压力密封或可被真空密封。

该钝态化步骤导致铬从不锈钢内部被拉出朝向被曝露的不锈钢表面，在该曝露的表面处提供铬的强化。在曝露的基材表面上形成氧化铬之铬的氧化是用铬的强化同时实施的。该不锈钢织富含铬的表面是更为化学上钝态的，因此比实施此钝态化步骤之前更具抗腐蚀性。

下文为不同的流体流量网络架构构件的制造的说明，这些构件被至少部分扩散粘结用以成为该网络架构的一部分。起先的描述系关于基本流体流量信道是如何被产生以使用在该网络中；接着说明不同的装置是如何被部分地或完全地集成为包含该基本流体流量信道之该网络架构；接下来是有关可完全被集成的装置的实施例；最后呈现包含该网络架构(不包括控制系统)之整个气体托板。

图5A为五层金属层的俯视图，每一金属层已被形成不同的图案以使用在形成一网络信道结构中。这些形成有图案的金属层(510，520，530，540及550)每一层都具有穿孔，这些穿孔都是使用上完所述之化学或电化学蚀刻来形成的。这些穿孔在最终的气体配送组件中提供不同的功能。例如，某些穿孔560及”槽道”565被用来输送气体。其它的穿孔570则被设有螺纹以提供表面安装件的安装之用，或用来将数个扩散粘结的子单元(如图6A所示的结构600)螺接在一起。用来形成一信道网络的实施例的总组件580使用了九层。此组件被示于图5B中。参照图5A，底层(即，层1)包括用来输送气体的穿孔560。层2包括其它形状的用来输送气体的穿孔560。层3-7包括用来输送气体之穿孔槽道565。层8及9都包括用来输送气体的穿孔560。

在用来形成穿孔的化学蚀刻之后，两或更多层的金属层(如图5A中所示者)在扩散粘结之被迭起来并对齐。图5B为图5A中之被形成图案的金属层的组成的三维立体图，但是被旋转180度。图5B显示所有的层，包括层3-7，其为图5A中之具有图案的金属层530。在一层上的穿孔典型地与一穿孔560对齐或在至少一相邻的层上的穿孔槽道565对齐，用以形成穿过该迭金属层的气体流量信道。

金属层(示于图5A中之510、520、530、540及550)的扩散粘结如上文中有关膜片阀的下金属部分的制造所述般地，根据表1中所列的处理条件被实施。

如有关膜片阀的制造的描述，在该网络架构中的某些层可被扩散粘结，而其它的层则可使用适合金属的高强度结合之传统的粘剂来加以结合。使用扩散粘结或粘剂结合的选择端视每一层在该网络架构中的最终功能而定。在某些例子中，一已知图案的数个层可被使用，用以达到一特定的厚度。在其它的例子中，因为该层的功能的关系，所需要的并不是一可扩散粘结的材质且该层将被施用一粘剂。

在扩散粘结(或扩散粘结某些层及粘剂结合其它的层的组合)之后，被结合的结构(未示出)的侧缘590可被加工用以提供一更平滑，更均匀的表面。边缘590(被示于图5B中之结合之前的组件)的加工可使用此技术中所已知的传统技术来实施。其它扩散粘结后的步骤可包括埋头孔密封表面的滚子压光，回火，孔的攻螺纹及表面处理，如电子研磨或化学钝态化。

在本发明的某些实施例中，不同的构件装置可被表面安装至该网络架构的一部分之一气体流量信道的网络上。这些件装置典型地系使用有螺纹的销或螺栓而被附装置该网络结构上，其中这些销及螺栓被旋入在该气体配送组件上，典型地是在组件的边缘上的螺纹孔内。具有上述作用的穿孔为图5B中所示之组件580上穿孔570(螺纹未被示出)。以此方式装附的构件装置典型地被平头地安装在该被扩散粘结的信道网络结构的上表面上。此等构件装置包括，举例而言但不局限于，阀、过滤器、压力感应器、致动器、压力转换器及流量控制器。构件的表面安装被揭示在1999年一月19日授予Brzezicki等人的美国专利第5,860,676号；2001年五月15日授予Markulec等人的美国专利第6,231,260号；2001年其月17日授予Hollingshead等人的美国专利第6,260,581号；及2003年一月7日授予Eidsmore等人的美国专利第6,502,601号中。

包括有流体流量信道网络及不同的构件装置的网络架构被示于图6A中。图6A显示一经过集成的结构600，其中一部分的构件装置被不同程度地集成至该被扩散粘结的基材605上。适合包括在金属层中且与金属层扩散粘结的构件包含阀、压力感应器、流量感应器、温度感应器、过滤器、压力调节器及止回阀(这些只是举例而不是限制)。图6A为一气体配送组件600的一示意侧视图，其除了表面安装的构件620及625之外，还包括复数层用于基础结构610上的扩散粘结层(被扩散粘结的层与示于图5B的组件相类似)。

图6B为一气体配送组件630的三维分解图，其中构件装置被高度地集成在一扩散粘结的基材中。在此实施例中，气体配送组件630包括被扩散粘结之独立的子单元617，618，619及621，而其它的子单元611，612，613，614，615及616不是被粘剂结合就是被雷射焊接。被部分地集成的构件包括一阀622、比例阀623、速度感应器624、过滤器625、压力感应器626及压力调节器627。

第7A-7E图显示一压力感应器700的不同视图，该压力感应器为一可用本文所述之化学蚀刻及扩散粘结技术来加以制备且可完全集成至该网络架构的气体信道配送网络部分中的构件装置。

图7A显示该压力感应器700的示意三维立体图，其包括闭合侧702；具有开口706之流体入口(出口)侧704，流体经由该开口进出；一吸气泵730其位于该单元的顶端；电子接脚732；盖728；及一间隔件726其将于下文中参照图7F加以说明。

图7B为图7A中之压力感应器700的闭合侧702的示意侧视图，其上标有剖面标记A-A。图7D为沿着图7B上的剖面标记A-A所取的压力感应器700的示意剖面图。

图7C为图7A中之压力感应器700的侧边704的示意侧视图，其包括进入到一信道715中的入口(或出口716)以供流体流过。图7E为沿着图7C上的剖面标记B-B所取的压力感应器700的示意剖面图。

图7D为图7B的A-A剖面，详细地显示压力感应器700的一部分组件在不同层(其被示于图7F中)的扩散粘结形成一精巧且集成的结构之后的关系。该被集成的结构为一网络架构(未示出)的一部分，其中构成该压力感应器700的这些层的至少一部分延伸出变成其它构件装置或流体信道网络的一部分。图6B显示在该网络中的一单一层是如何如多个构件装置的零件般地作用。详言之，图7D显示流体会流经之流体流量信道715，其中信道715是在层714的一组件上的图案开孔，如图7F所示者，被结合在一起时被产生的。靠近该压力感应器700的外基部710的是一槽道713，其可抵消当只有一部分的流体体积被导向感应区域时在流体流量中的体积改变的效应。被送到该感应器的流体流量部分(未示出)会通过位于层716上的开孔717(示于图7E中)进入位于金属膜片720底下的第一室719。开孔717协助来防止突然的流量波动。被流体延伸至该膜片720上的压力会将金属膜片720(其典型地是由一相对薄(约0.003英寸)的金属，如ELGILOY制成)向上变形至一位于介电绝缘盘724(典型地为陶瓷)底下的第二室723中，该介电绝缘盘在其下表面上具有双电极744及746，然后经由开孔725通过(未示出)到达盘724的上表面，并在该处与电子接脚732接触。电气绝缘盘724与金属膜片720共同形成一电容器的一部分，且当该膜片720变形时会改变介于该电容器内的组件之间的距离，同时改变通过该电气绝缘盘724上的电极之间的电流量。此一电流量的改变为可被监测之压力改变的表示。图7D同时示出的有层712(其包括槽道713)，四层形成开孔706(导管715)之融合结合层，层716其包含可提供与膜片720流体接触的开孔717；层718其包括开孔/第一室719；层722其包含开孔/第二室723；及间隔件726其可让一第三室729形成在陶瓷盘724之上。吸气泵730其支持在该第三室729中的真空。该真空的作用为一远低于感应压力的参考压力，使得压力至在膜片的一侧改变。在第三室729中使用真空可读出绝对压力而不是一相对于大气压力的压力。

该压力感应器可被设计成让室729内的压力高于将被侦测的压力，在此情形下，在室729内的压力会造成膜片720向下变形。此外，吸气泵730也不再需要。如果在一特殊的应用中需要的话，该压力感应器也可被用作为一相对于大气压力的压力计。

图7E为图7A中之压力感应器700之侧边704的侧视图且为沿着图7C的B-B线所取的剖面图。此视图的压力感应器700显示出开孔725，室729及723经由这些开孔被连接至真空且被保持在真空。

图7F为图7A的压力感应器700的三维立体示意图，其显示出构成该可完全地整合的压力感应器的各个构件层。详言之，底层710形成该压力感应器700的外部基底。层712包括槽道713，其可抵消体积改变效应，用以在过多的流体通过槽道721时降低该感应器700内的流体(未示出)通过层716上的开孔717所造成压降的量。槽道721与槽道713相配合来协助控制体积效应，以及通过开孔717之流体的压力效应。又，槽道721典型地被用来连接至一流体流量信道网络内的流量信道。层718被用来形成一位于该膜片720底下且在开孔717之上的第一室719。在第一室719内的流体压抵该膜片720，造成膜片720与形成在层722内的第二室723接触部分的变形。一电绝缘盘724(典型地为陶瓷)包括在其底侧742上的电子接点744及746，如图7G所示。这些接点穿过位于该绝缘盘724的上表面上的开孔(未示出)来提供电子接脚732，如图7D所示。这些接脚732系通过电绝缘小孔738来与压力感应器700的金属本体电气地隔离开来。间隔件726的内部厚到足以产生一第三室729于该绝缘盘724上方，其经由开孔725连基至室723。盖728形成该压力感应器700的主要上外部表面并包括开孔727，被一绝缘小孔及玻璃绝缘体所绝缘电子接脚732可穿过开孔727与绝缘盘724的上表面上的电子接点(未示出)接触。一位于该盖728上方之由钛制成的吸气泵730被用来在一给定的温度下保持一稳态真空于第三室729内及第二室723内。

在该多层式的压力感应器700中的金属层的典型的厚度约为0.025英寸。大部分的层为不锈钢(典型地为400系列不锈钢)。膜片720典型地具有约0.003英寸的厚度且是由ELGILOY或类似的镍/钴/铬合金所制成，其可提供”类弹簧”的行为。电子接脚732典型地是由铜所制成，吸气泵730典型地包含像是钛的材质，其可从第三室729及第二室723中吸收自由流体分子。

图8A为一形成一层迭式基材830的启始结构800的分解立体图，其包括一可完全集成的线上过滤器850(示于第8C及8D图中)。图8A显示一系列之示于第5A及5B图中之层。图8A被用来显示一可完全集成的过滤器是如何被形成在一流体流量网络内的一空间中，使得当流体通过该网络架构时该流体流量可被线上地过滤。层808至816每一者都包含一槽道807，一可烧结的媒介物848被放在该槽道内。典型地，在绿色状态的可烧结媒介物被放在一层806的上表面上的一块状或造型结构805中，使得所有的层都被挤压，该可烧结的媒介物848会穿过所有的槽道807并填入一由槽道所形成的空间中，如第8C及8D图所示。

图8B为一示意图其显示一被扩散粘结的层迭式结构830的俯视图，其中顶层822，流体入口832及流体出口834被示出。图8B中也标有剖面标记A-A。

图8C为为层迭式基材830的剖面示意图。在层迭式结构830的扩散粘结期间，该可烧结的媒介物848被迫使填入一界定在流体入口832与流体出口834之间的空间中。该被烧结的媒介物形成一显慎的过滤器850用来将进入到该层迭式基材830的流体流量信道836中的微粒过滤掉。该层迭式基材830可以是一更大的层迭式基材(未示出)的一部分，或构件装置(未示出)，如阀，可被装附到流体入口832及流体出口834上。

示于图8C及8D(其为剖面A-A的三维立体图)中的层804及820典型地是由ELGILOY所制造用以在结构830的扩散粘结之后提供一硬质的密封表面。在该结构中的其它层可以是400系列不锈钢层，此乃举例而言并不局限于此。ELGILOY层的厚度，举例而言但并不局限于此，可以是约0.004英寸，不锈钢层的厚度，举例而言但并不局限于此，可以是约0.025英寸。

ELGILOY层如前所述地可被用作为阀300的膜片302，以及感应器700的膜片720，且提供用于表面安装构件之埋头孔的硬质密封表面。

图9A为一集成流体传送系统900的俯视图，其包括数个具有表面安装构件(与图6B所示相似者)之气体配送组件(气条)910。该集成流体传送系统900被安装在基板920上，且也包括输入歧管930及输出歧管940。图9B为图9A所示之集成的流体传送系统900的三维立体侧视图，其显示集成至该扩散粘结的基材上之构件装置数量。

示于图9A及9B中之一集成的流体传送系统可使用在需要在制程中使用到不同的气体之任何处理设备上。以半导体处理而言，该集成的流体传送系统可与蚀刻室、化学气相沉积(CVD)室及物理气相沉积(PVD)室一起使用。

示于图9B中的该集成的流体传送系统900的一项优点为独立的气体配送组件(气条)910可从该流体传送系统上被移除并在合理花费下用一新的气体配送组件来更换。这在一或多个流体传送构件装置故障失效时可让整个半导体处理系统的停机时间被减至最小。一独立的气体配送组件可被拆下并实施离线修理，无需实施昂贵的拆管及装管时间。如果独立的气体配送组件无法被修理的话，则构成材料可被回收。

本发明节省空间的集成气体配送网络架构比制造传统大尺寸系统要便宜许多，因为本发明在制造上需要较少的材质，及因为用来制造这些组件之制程(化学蚀刻及扩散粘结)在规模上可被调整用以符合应用且在产量上也可调整以提供成本效益。

上文所述扩散粘结技术也可被用来将半导体处理室构件装附到流体运送网络构件上。流体运送网络构件可以是气体配送组件，或可以是之前所列的手动操作的阀，自动阀，压力及温度感应器，流量控制器，过滤器，压力调节器，止回阀，计量阀，针阀，及滤清器的等构件装置中的任何一者。流体运送网络构件可结合于其上的半导体处理室构件可以是一蚀刻室，化学气相沉积(CVD)室，或物理气相沉积(PVD)室的凸缘或入口埠。

以上所述的实施例被提供来让熟知技术的人能够了解本文所揭示的观念，并非用来限制本发明范围。熟知技术的人在本说明书揭示内容的教导下可将使用在层迭式流体信道，感应器，致动器，及阀的不同组件上的观念及材质加以扩大至对应于本案申请权利要求的范围。

Claims

1.一种流体运送(handling)结构，其至少包含一被粘合的金属层组件，其中复数层被粘合的金属层被形成图案用以包括至少一开孔，其穿过这些金属层，使得在粘合这些金属层时可形成一流体运送结构。

2.如权利要求1所述的流体运送结构，其中这些被粘合的金属层的至少一部分是通过扩散粘结来粘合的。

3.如权利要求1或2所述的流体运送结构，其中这些被粘合的金属层的至少一部分被化学或电化学地蚀刻，以提供至少一穿过这些金属层的开孔。

4.如权利要求1或2所述的流体运送结构，其中这些金属层包含一种金属，其选自于由不锈钢、抗腐蚀镍合金、抗腐蚀钴合金及其组合物所构成的组群中。

5.如权利要求3所述的流体运送结构，其中这些金属层包含一种金属，其选自于由不锈钢、抗腐蚀镍合金、抗腐蚀钴合金及其组合物所构成的组群中。

6.如权利要求4所述的流体运送结构，其中这些金属层包含抗腐蚀镍合金，及其中抗腐蚀镍合金为HASTELLOY。

7.如权利要求4所述的流体运送结构，其中这些金属层包含抗腐蚀钴合金，及其中抗腐蚀钴合金为ELGILOY。

8.如权利要求5所述的流体运送结构，其中这些金属层包含抗腐蚀镍合金，及其中抗腐蚀镍合金为HASTELLOY。

9.如权利要求5所述的流体运送结构，其中这些金属层包含抗腐蚀钴合金，及其中抗腐蚀钴合金为ELGILOY。

10.如权利要求2所述的流体运送结构，其中被扩散粘结的金属层具有厚度范围在约0.0005英寸至0.06英寸之间。

11.如权利要求10所述的流体运送结构，其中该厚度约0.003英寸至0.025英寸之间。

12.如权利要求1所述的流体运送结构，其中至少一个穿孔与在相邻层上的穿孔对齐，以在这些金属层中形成流体流量信道。

13.如权利要求1所述的流体运送结构，其中这些金属层的至少一层包括至少一个穿孔，该穿孔被设计来安装至少一个构件装置。

14.如权利要求1或2所述的流体运送结构，其中该结构为使用在半导体处理中的流体配送网络的一部分。

15.如权利要求3所述的流体运送结构，其中该结构为使用在半导体处理中的流体配送网络的一部分。

16.如权利要求14所述的流体运送结构，其中该结构为使用在半导体处理中的一气体配送结构。

17.如权利要求15所述的流体运送结构，其中该结构为使用在半导体处理中的一气体配送结构。

18.如权利要求1或2所述的流体运送结构，其中该流体运送结构为一网络架构的集成部分，该网络架构包括有复数个流体运送构件装置。

19.如权利要求3所述的流体运送结构，其中该流体运送结构为一网络架构的集成部分，该网络架构包括复数个流体运送构件装置。

20.如权利要求18所述的流体运送结构，其中该流体运送结构为一网络的集成部分，该网络包括复数个流体流量信道及复数个构件装置的一组合，及其中这些构件装置被至少部分地集成于一层迭式基材中。

21.如权利要求19所述的流体运送结构，其中该流体运送结构为一网络的集成部分，该网络包括复数个流体流量信道及复数个构件装置的一组合，及其中这些构件装置被至少部分地集成于一层迭式基材中。

22.一种用于半导体处理设备中的流体配送网络架构，其中流体配送网络架构包含流体运送结构，其包括复数层被扩散粘结的金属层，及其中这些金属层包括至少一个特征结构，该特征结构在扩散粘结之前以化学或电化学地蚀刻穿过金属层所形成。

23.如权利要求22所述的流体配送网络架构，其中这些金属层包含一金属，其选自于由不锈钢、抗腐蚀镍合金、抗腐蚀钴合金及其组合物所构成的组群中。

24.如权利要求23所述的流体配送网络架构，其中这些金属层包括至少一种抗腐蚀镍合金层。

25.如权利要求24所述的流体配送网络架构，其中抗腐蚀镍合金为HASTELLOY。

26.如权利要求23所述的流体配送网络架构，其中这些金属层包括至少一种抗腐蚀钴合金层。

27.如权利要求26所述的流体配送网络架构，其中抗腐蚀钴合金为ELGILOY。

28.如权利要求22所述的流体配送网络架构，其中流体运送结构的被扩散粘结的金属层具有的厚度范围在0.0005英寸至0.06英寸之间。

29.如权利要求22所述的流体配送网络架构，其中流体运送结构的结构特征的至少一部分是由复数层金属层所形成，每一金属层都包括一穿孔。

30.如权利要求29所述的流体配送网络架构，其中这些复数个穿孔都与相邻层上的穿孔对齐以形成流体流量信道。

31.如权利要求22所述的流体配送网络架构，其中这些复数层金属层中的至少一层包括至少一个穿孔，穿孔被设计来安装至少一个构件装置。

32.如权利要求31所述的流体配送网络架构，其中至少一个构件装置选自于由手动阀、自动阀、手动/自动阀组合、压力及温度感应器、压力调节器、流量感应装置、流量控制器、层流装置、止回阀、过滤器及滤净器所构成的组群中。

33.如权利要求22所述的流体配送网络架构，其中该结构包括至少一个构件装置，且构件装置的至少一部分被部分地或完全地集成于且扩散粘结至这些复数层金属层。

34.如权利要求33所述的流体配送网络架构，其中至少一个构件装置选自于由手动阀、自动阀、手动/自动阀组合、压力及温度感应器、压力调节器、流量感应装置、流量控制器、层流装置、止回阀、过滤器及滤净器所构成的组群中。

35.如权利要求22所述的流体配送网络架构，其中网络架构包括复数个流体运送结构。

36.如权利要求35所述的流体配送网络架构，其中这些流体运送结构的至少一部分为装附至歧管上的流体配送组件。

37.一种开/关阀，其中该开/关至少包含：

被流体弄湿的区域，其包括下本体区及膜片，下本体区及膜片共同围住该被弄湿的区域的其它组件，其中流体经过一或多个入口埠进入下本体区，且经过设在下本体区上的至少一个出口埠离开，及其中出口埠具有一环形金属阀座其被形成为出口埠的内唇的一部分或形成于该内唇上，及其中当膜片够紧密地压抵金属阀座时，阀即被关闭以切断处理流体的流动；

未被流体弄湿的驱动区，其包括滑移圆柱，该滑移圆柱包含上水平件其被压力密封以顶抵该阀的第一上本体及下水平件，该下水平件比该上水平件短，且被压力密封以顶抵该阀的第二上本体表面，使得气动室形成在上水平件与下水平件之间，其中上水平件被束缚于下水平件上，及其中滑移圆柱随着气动室内的气动力上下移动于膜片上方，藉此下水平件的表面至少周期性地压顶膜片，其中一弹簧推顶上水平件的上表面且受控制的气动力被施加至气动室中，而推挤上水平件的底面，及其中弹簧与气动力之间的平衡决定阀对流体流量的打开程度。

38.一种设在一层迭式基材中的电容双电极压力感应器，压力感应器包括复数层粘合金属层，该压力感应器至少包含：粘合层的组件，其形成流体流量信道，其中该组件与包含复数个开孔的层接触，这些开孔与包括第一室的上覆层作流体接触，上覆层与膜片层相接触，该膜片层与包括第二室的上覆层接触，第二室与上覆电气绝缘盘相连通，该绝缘盘上具有一对电极及复数个开孔，电气绝缘盘与间隔件接触，间隔件与上覆盖层728接触，以形成第三室，其中第三室保持在参考压力。

39.如权利要求38所述的电容双电极压力感应器，其中这些粘合层的至少一部分被扩散粘结。

40.一种位于层迭式基材中的线上(in-line)过滤器，该线上过滤器至少包含复数层粘合层，其包括其中具有复数个蚀刻穿孔的连串层，其中这些穿孔的一部分对齐设置以形成腔穴，其中该腔穴被填充烧结媒介物以作为过滤剂，及其中这些穿孔的其它部分形成线上过滤器的入口及出口。

41.如权利要求40所述的线上过滤器，其中这些粘合层的至少一部分被扩散粘结。

42.一种制备用于半导体处理设备中的气体配送组件的方法，该方法至少包含：

a)提供复数层金属层；

b)化学蚀刻或电化学蚀刻出至少一个特征结构以穿透这些金属层的至少一层；

c)对齐这些金属层；及

d)扩散粘结这些金属层。

43.如权利要求42所述的方法，其中这些金属层包含一种金属，其选自于由不锈钢、抗腐蚀镍合金、抗腐蚀钴合金及其组合物所构成的组群中。

44.如权利要求43所述的方法，其中这些金属层包含抗腐蚀镍合金，及其中抗腐蚀镍合金为HASTELLOY。

45.如权利要求43所述的方法，其中这些金属层包含抗腐蚀钴合金，及其中抗腐蚀钴合金为ELGILOY。

46.如权利要求42所述的方法，其中被扩散粘结的金属层具有厚度的范围在0.0005英寸至0.06英寸之间。

47.如权利要求42所述的方法，其中至少一个特征结构包括穿孔。

48.如权利要求47所述的方法，其中该穿孔在扩散粘结之前与相邻层上的穿孔对齐，以在扩散粘结之后形成气体流量信道于这些金属层内。

49.如权利要求42所述的方法，其中这些金属层中至少一层包括至少一个穿孔，其被设计用来安装至少一个构件。

50.如权利要求42所述的方法，其中该方法包括将构件装置的至少一部分与这些复数层金属层对齐并加以扩散粘结。

51.如权利要求50所述的方法，其中至少一个构件装置选自于由手动阀、自动阀、压力及温度感应器、压力调节器、流量控制器、止回阀、过滤器、计量阀、针阀及滤净器所构成的组群中。

52.如权利要求43所述的方法，其中每一金属层都是400系列不锈钢，及其中扩散粘结是在介于1000℃至1300℃的温度范围内、3000psi至5000psi压力范围内，实施3小时至6小时。

53.如权利要求43所述的方法，其中每一金属层都是HASTELLOYC-22，及其中扩散粘结是在介于1000℃至1300℃的温度范围内，8000psi至10000psi压力范围内，实施3小时至6小时。

54.如权利要求43所述的方法，其中这些复数层金属层的至少一层为400系列不锈钢，及这些复数层金属层的至少一层为HASTELLOYC-22，及其中扩散粘结是在介于1000℃至1300℃的温度范围内，4000psi至10000psi压力范围内，实施3小时至6小时。

55.如权利要求43所述的方法，其中这些复数层金属层的至少一层为400系列不锈钢，及这些复数层金属层的至少一层为ELGILOY，及其中扩散粘结是在介于1000℃至1300℃的温度范围内，4000psi至10000psi压力范围内，实施3小时至6小时的时间长度。

56.一种提高金属的可蚀刻性的方法，该金属具有可抵抗化学蚀刻的微型结构，该方法至少包含：

a)将金属加热至约1800°F至2000°F的温度范围内约达25分钟至35分钟；

b)化学或电化学蚀刻该金属；

c)将金属加热至高于2100°F的温度至少30分钟；及

d)在小于5分钟的时间内将该金属冷却至低于300°F的温度。

57.如权利要求56所述的方法，其中该金属为金属合金，该金属合金包含约43至71重量百分比的镍，及1至30重量百分比的铬。

58.如权利要求57所述的方法，其中合金选自于由HASTELLOYB-2、HASTELLOYB-3、HASTELLOYC-4、HASTELLOYC-22、HASTELLOYC-2000、HASTELLOYC-276、HASTELLOYG-30及HASTELLOYN所构成的组群中。

59.如权利要求58所述的方法，其中金属合金为HASTELLOYC-22。

60.如权利要求56所述的方法，其中在步骤(a)中金属被加热至约1825°F至1975°F的温度范围。

61.如权利要求56所述的方法，其中在步骤(c)中金属被加热至约2100°F至2200°F的温度范围。

62.如权利要求56所述的方法，其中在步骤(d)中金属被加热至约200℃至300℃的温度范围。

63.如权利要求56所述的方法，其中步骤(c)中金属的热处理与将金属的第一层扩散粘结至金属的第二层的步骤同步实施。

64.一种将半导体处理室构件装附到半导体处理室的方法，该方法至少包含将半导体处理室构件扩散粘结至半导体处理室。

65.如权利要求64所述的方法，其中半导体处理室构件为气体配送组件。

66.如权利要求64所述的方法，其中半导体处理室构件为选自于由手动阀、自动阀、压力及温度感应器、压力调节器、流量控制器、止回阀、过滤器、计量阀、针阀及滤净器所构成的组群中的构件装置。

67.如权利要求64所述的方法，其中半导体处理室选自于由蚀刻室、化学气相沉积(CVD)室、及物理气相沉积(PVD)室所构成的组群中。

68.一种改善不锈钢表面抗腐蚀性的方法，该方法至少包含：

a)用清洁剂或碱性剂或其组合物来清洁不锈钢表面；

b)用去离子水来进一步清洁不锈钢表面；

c)用热氮气来干燥不锈钢表面；

d)检查清洁后的不锈钢表面，并重复步骤(a)至(c)直到不锈钢表面符合表面污染要求为止；

e)用硝酸溶液来处理不锈钢表面，以改善不锈钢的表面组成；

f)用去离子水来进一步清洁不锈钢表面；

g)用清洁剂来处理不锈钢表面；

h)用去离子水来进一步清洁不锈钢表面；

i)用柠檬酸溶液来处理不锈钢，以改善不锈钢的表面组成；

j)用去离子水来进一步清洁不锈钢表面；

k)在氩气氛围中干燥不锈钢表面；

l)在氩气氛围中热处理不锈钢表面；

m)用硝酸溶液来处理不锈钢，以改善不锈钢的表面组成；

n)用去离子水来进一步清洁不锈钢表面；及

o)用热氮气来干燥不锈钢表面。