发明名称 流体流量控制器及操作方法
摘要 一种流体质量流量控制器,特别地适于控制使用于半导体装置制造之毒性与反应气体的质量流量率,包含连接至用以辨识通过质量流量控制器中之流量限制器之差动压力之压力感应器之控制电路,用以控制一阀以控制至定点之流体质量流量率。此控制电路比较差动压力与下游压力于量测温度时,以气体通过此流量控制器的资料集用于差动压力与下游压力的范围,且因此调整流量控制率。此流量控制器具有不复杂的机械性,其包含:用以支撑压力感应器之两段式机体、遥控流量控制阀及流量限制器。此流量限制器可包含孔口及喷嘴,然而较佳地包含具有用于预期材料与流量状态的预定多孔性之烧结金属塞,此流量控制器将曝露至此金属塞。由流量控制器所控制的处理气体被测试,以提供质量流量率的资料集于选择温度,用于通过流量限制器之差动压力的范围与下游压力的范围。被测试,以提供质量流量率的资料集于选择温度,用于通过流量限制器之差动压力的范围与下游压力的范围。
申请公布号 TW505837 申请公布日期 2002.10.11
申请号 TW090123230 申请日期 2001.09.20
申请人 福吉斯特公司 发明人 威廉 怀特;威廉 怀特;克里斯多夫 戴维斯;尼尔森 史密斯
分类号 G05D7/06 主分类号 G05D7/06
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种流体质量流量控制器,用于控制流体至一过程的流量,该质量流量控制器,包含:机体,包括流体流量通道于其中;流量限制器,插入该机体中之该流量通道;压力感应器,用于感应该流量限制器上游的该流量通道中之流体压力,以及另一压力感应器,用于感应该流量限制器下游的该流量通道中之流体压力;控制阀,用于控制穿过该流量通道之流体的流量;及控制电路,可操作地连接至该控制阀及该压力感应器,用于控制穿过流量控制器之流体的质量流量,基于通过该流量限制器之差压及该流量限制器下游的该流量通道中之流体压力。2.如申请专利范围第1项之质量流量控制器,其中:该控制电路包括微控器,可操作地连接至该压力感应器及该控制阀且连接至含有资料之记忆体,该资料指定经由该流量限制器之质量流量率,用于该流体及用于通过该流量限制器之差压,及流过该流量限制器之流体与该流量限制器下游的压力,该微控器是可操作地提供一个输出信号,该输出信号显示于压力差、下游压力及温度的特定状态下经由该流量控制器之该流体的流量率,且基于传输至该微控器之定点流体流量率,操作该控制阀以限制穿过该流量控制器之该流体的流量在一预定量。3.如申请专利范围第2项之质量流量控制器,包含:连接至该微控器且可操作地连接至信号源之介面,用以接收流体质量流量率对通过该流量限制器之差压的资料集及至少预定流体合成物之该流量控制器中之该流量限制器下游之压力。4.如申请专利范围第2项之质量流量控制器,其中:该微控器包含留在该记忆体中之查核流体用之资料集,用以查核在预定温度通过该流量限制器之差动流体压力,及该流量限制器下游之流体压力之查核流体的流量控制率。5.如申请专利范围第1项之质量流量控制器,其中:该流量限制器包含多孔塞。6.如申请专利范围第5项之质量流量控制器,其中:该流量限制器包含具有预定多孔性之烧结金属塞。7.如申请专利范围第6项之质量流量控制器,其中:该流量限制器的多孔性符合在相对于该流量限制器之预定上游压力,及预定下游压力之预定流体的数个预定质量流量率。8.如申请专利范围第1项之质量流量控制器,其中:该机体包含第一体部件及可松开地连接至该第一体部件之第二体部件于该第一体部件及该第二体部件的配合表面,以及该流量限制器是安装在该体部件中的一个形成于其中的柱坑,且可在该体部件相互分开后自该流量限制器移开。9.如申请专利范围第8项之质量流量控制器,其中:该压力感应器中的一个是安装在该第一体部件上,及该压力感应器的另一个是安装在该第二体部件上,各该压力感应器是与贯穿该机体中的该流量通道之通路连接。10.如申请专利范围第9项之质量流量控制器,其中:该控制阀是安装在该第一体部件上,且包含插入于该流量通道之闭合构件。11.如申请专利范围第1项之质量流量控制器,其中:该控制电路包含:微控器,含有数位信号处理器;记忆体,连接至该数位信号处理器;阀驱动电路,插于该控制阀及该微控器之间;及介面,连接至一或数个网路,用以将至少一个资料与指令传达至该微控器。12.如申请专利范围第11项之质量流量控制器,其中:该记忆体包含资料集,该资料集代表在通过该流量限制器之差压的范围,及给定温度的该流量限制器下游之该流量通道中之压力范围之特定流体的质量流量率。13.如申请专利范围第12项之质量流量控制器,包含:用于预定流体质量流量率之该记忆体中之数个资料集,基于通过流量限制器之压力差及流过该质量流量控制器之该流体的数个温度之该流量限制器的该流体下游压力。14.如申请专利范围第12项之质量流量控制器,包含:用于预定流体质量流量率之该记忆体中之数个资料集,分别地基于通过流量限制器之压力差及不同合成物的数个流体之该流量限制器的该流体下游的压力。15.一种流体流量计,用以量测已知流体合成物的质量流量,该流量计包含:机体,包含穿过其中之流体流量通道;流量限制器,插入于该机体中之该流量通道;压力感应器,用于感应该流量限制器上游的该流量通道中之流体压力,以及另一压力感应器,用于感应该流量限制器下游的该流量通道中之流体压力;及控制电路,可操作地连接至该压力感应器,用于量测通过该流量计的质量流量,基于感应通过该流量限制器之差动流体压力及该流量限制器下游的该流量通道中之流体压力。16.如申请专利范围第15项之流量计,其中:该控制电路包含有信号处理器之微控器及连接至该信号处理器之记忆体,该记忆体包含资料集,该资料集代表在通过该流量限制器之差压的范围,及给定温度的该流量限制器下游之该流量通道中之压力范围之特定流体的质量流量率。17.如申请专利范围第16项之流量计,包含:用于预定流体质量流量率之该记忆体中之数个资料集,基于通过流量限制器之压力差及流过该流量计之数个温度之该流量限制器的该流体下游压力。18.如申请专利范围第16项之流量计,包含:用于预定流体质量流量率之该记忆体中之数个资料集,分别地基于通过流量限制器之压力差及不同合成物的数个流体之该流量限制器的该流体下游的压力。19.一种流量限制器,使用于流量计与流体质量流量控制器中的一个,用以控制使用于半导体装置的制造之气态材料的相对低流量率,该流量限制器之特征在于,该气态材料中的至少一个的资料集用于通过该流量限制器之差压的范围,及该流量限制器下游的流体压力的范围,当该一个气态材料流过具有插入于其中之该流量限制器之通路时。20.如申请专利范围第19项之流量限制器,其中:该流量限制器包含多孔塞。21.如申请专利范围第20项之流量限制器,其中:该塞以烧结金属而形成。22.如申请专利范围第20项之流量限制器,其中:该流量限制器是可操作以提供流过该流量限制器之确认气体的数个预定质量流量率于该流量限制器上游之预定进入压力及该流量限制器下游之预定排出压力。23.一种控制流体至一过程的流量率之方法,包含以下步骤:配置流体质量流量控制器,该流体质量流量控制器具有机体、穿过该机体之流量通道、插入该流量通道之流量限制器、用于辨识该流体通路中之该流量限制器上游的流体压力之第一压力感应器、用于辨识该流量限制器下游的该流量通道中的压力之第二压力感应器、以及用于控制流体穿过该流量通道与该流量限制器的流量之控制阀,该方法另包含以下步骤:以该第一及第二压力感应器量测流体流过该流量通道的压力;基于通过该流量限制器的差压,及该流量限制器下游的该流量通道中之压力,决定流体流过该控制器的质量流量率;及操作该控制阀以改变流体穿过该流量通道的流量,一直到流体流过该流量通道之质量流量率是实质地在该流体的质量流量率的预设定点。24.如申请专利范围第23项之方法,其中:该过程被实施在760torr至0torr的范围中之相对低压力。25.如申请专利范围第23项之方法,其中:流体流过该流量通道的质量流量率是藉由比较流体流过该流量限制器的压差而决定,及该流量通道中的该下游压力,以流体的质量流量率的资料集流过该流量通道至该过程,用于通过流量限制器之各种差动压力及该流量限制器的该流体下游之各种压力。26.如申请专利范围第23项之方法,包含以下步骤:量测流体流过该质量流量控制器的温度,且比较通过该流量限制器之差动压力及该流量限制器的下游之该流量通道中之压力于该量测温度。27.如申请专利范围第23项之方法,包含以下步骤:获得由该控制器所控制的选择流体的流量率的资料集,其藉由使该选择流体流过该限制器,且量测上游与下游压力于多个下游压力中。28.如申请专利范围第27项之方法,包含以下步骤:使用量测装置之变化率量测该流体的流量率。29.一种量测流体的质量流量率之方法,包含以下步骤:配置包括流量通道与流量限制器插入于其中之机体;使该流体流过该流量通道与量测流体流过该流量限制器的上游及下游之该流量通道的压力;及比较流体流通过该流量限制器的压差,与该流量限制器下游的压力,以资料集的质量流量率的流体流过该流量通道,用于通过流量限制器之各种差动压力及该流量限制器的该流体下游之各种压力。30.如申请专利范围第29项之方法,其中:该流量限制器下游之该压力是于0torr至760torr的范围。31.如申请专利范围第29项之方法,包含以下步骤:配置包括该机体之流体质量流量计,用于辨识该流量通道中之该流量限制器上游的流体压力之第一压力感应器,以及用于辨识该流量限制器下游之该流量通道中的压力之第二压力感应器。32.如申请专利范围第29项之方法,包含以下步骤:量测流体流过该流量通道的温度,且比较通过该流量限制器之差动压力与该流量限制器下游之该流量通道中之压力,以质量流量率的资料集用于该量测温度上下之选择温度。图式简单说明:图1是本发明的流体流量控制器的简图;图2是显示图1中之控制器的纵向中央截面图,且显示一般与其相关的流体流量线路的一些特征;图3是依据本发明使用于图1及图2中之流量控制器的流量限制器的详细截面图;图4是显示气态流体的质量流量比如差压通过流量限制器的函数与下游压之曲线图,都皆在约零torr至约2000torr的相对低压范围;图5是依据本发明之流量限制器的另一实施例与组合支撑配件的纵向截面图;图6是相似于图4之曲线,其显示流量限制器的另一类型的特性,如差压通过的功能与流量限制器的顺压;及图7A及7B是实施于显示于图1与图2中之流体质量流量控制器的操作之某些步骤的流程图。
地址 美国