[发明专利]采用增材制造进行半导体设备模块加工

说明书

提出了用于制造用于半导体制造系统的喷头的方法、系统和计算机程序。一种方法包括在由第一材料制成的面板上钻出第一孔的操作，其中第一孔具有第一直径。此外，该方法包括用第二材料包覆第一孔和面板以用第二材料覆盖第一孔和面板的操作。此外，该方法包括钻出与第一孔同心的第二孔，从而产生具有涂覆有第二材料的孔的部件。第二孔具有小于第一直径的第二直径。此外，该方法包括利用该部件制造喷头的操作，其中气体可通过喷头中的面板的第二孔输送。

优先权主张

本申请是于2019年10月24日提交的美国专利申请序列No.62/925,419的继续，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本文公开的主题总体上涉及用于制造用于半导体制造中的设备的部件的方法、系统和机器可读存储介质。

背景技术

这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

在半导体制造设备中，流体通道嵌入室的某些组件中，以将气体或液体带入或带出室，从而加热或冷却某些区域。这些通道是通过铸造、加工和钎焊层制造的。然而，可能存在与铸造结构(例如，由铝A356制成)相关的若干问题，例如设置管或加热器结构的位置的精度降低、将层钎焊在一起时钎焊箔的元素污染、精密且昂贵的铜箔、制造部件的较长处理时间以及资本密集型制造方法。

此外，铸造和钎焊结构对这些部件的尺寸施加了限制。

发明内容

一些示例基于或包括摩擦搅拌焊接增材制造技术。例如，MELD增材制造是基于固态塑性变形和扩散结合的一种增材制造技术，以形成多层结构，但也可以使用任何其他摩擦搅拌焊接增材制造。

在一些示例中，固态增材制造类似于在低温下执行的基于摩擦的连接工艺，并且这种固态增材制造方法具有后处理(例如阳极氧化)所需的较低的残余应力和优异微观结构均匀性的优点。设备部件的固态增材制造可以通过计算机数控(CNC)处理缩短制造周期并简化制造。

使用固态增材制造，可以制造加热器、冷却器、气体分配器或多任务部件，这些部件通常无法使用传统制造方法制造，或者制造成本可能太高。借助固态增材制造，可以在固体材料内部创建特征，因为一次添加一个层。这些特征包括但不限于加热器元件、冷却管和管或无管气体通道。

此外，可以在每一层中使用多种类型的金属、合金(相似或不同)或复合材料来制造在部件的不同表面上提供不同特性(例如热、导电性、对等离子体的反应)的功能梯度材料(FGM))。

使用固态增材制造构建具有嵌入式特征的示例性部件具有以下益处：

–在传统上只能使用Al 356的情况下，使用铝AA 6061和AA 3003具有更大的灵活性；

–在部件内放置内部结构的精度更高；

–增强了在一个部件中插入多种类型相似或不相似特征的能力；

–大幅消除铜箔和高硅铸造合金造成的元素污染；

–由于更短的处理时间和最少的材料使用，降低了成本；

–通过将固态增材制造设备整合到现有的金属加工操作中，从而实现设备供应商的竖直处理集成，以降低成本；

–能够采用计算机数控(CNC)技术进行固态增材处理，而无需投资铸模。此外，在一些示例中，不需要用于钎焊的工具，而与主体加热炉相关的成本很少或没有成本；

–减少或不需要与CNC处理中的钎焊开发相关的铸模和工具的交货时间；