[发明专利]用于实时地监测穿过质量流量控制器的流量的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据美国法典第35篇第119条要求2012年1月20日提交的美国申请号13/354988的优先权利益，该美国申请通过引用被全部并入本文。

技术领域

本公开通常涉及质量流量控制器(MFC)，且更特别地涉及用于实时地监测穿过MFC的流量的系统和实时地监测穿过MFC的流量的方法。如在本文使用的，术语“气体”包括术语“蒸汽”，如果这两个术语被认为不同的话。

概要

质量流量控制器(MFC)是用于测量和控制气体的流量的设备。它们通常用于在半导体制造工艺期间控制气体的流量，其中进入半导体工具(例如真空室)内的气体的流量必须被谨慎地控制，以便产生高产率半导体产品。MFC通常被设计和标定成控制在特定范围的流率(flow rate)下的特定类型的气体。设备基于由通常用户预先确定的给定设定点或外部设备(例如半导体工具本身)来控制流率。MFC可以是模拟或数字的。它们一般被设计成对入口气体的压力范围使用，低压和高压MFC是可用的。所有MFC具有进气口和出气口、包括质量流量传感器和比例控制阀的质量流量计。系统控制器用作反馈控制系统的一部分，反馈控制系统根据如由设定点所确定的流率与如质量流量传感器所感测的所测量的流率的比较来向控制阀提供控制信号。反馈控制系统因此操作阀，使得所测量的流量被维持在如由设定点所确定的流率。

这样的控制系统假设MFC在某个容限内保持标定。为了测试MFC是否在标定的容限内，一般离线地测试MFC，利用这样的设备作为质量流量检验器。质量流量检验器用于测试流率。虽然离线测试非常准确，但总是有下列问题：MFC可能在过程的运行(实时地)期间变得标定失效，且没有被检测到，直到过程完成为止。这可常常导致半导体产品的较低产量和甚至导致整个产品产量的损失的完全故障。这可能是昂贵的，且显然是不合乎需要的。所需要的是当过程正运行时用于实时地连续测试MFC的标定设置的设备和方法。

相关技术的描述

参考日本公布的申请2004-246826A2004.9.2。

发明内容

一种质量流量控制器，包括：

第一流量计，其被构造和布置成测量穿过该质量流量控制器的质量的流率；

第二流量计，其被构造和布置成测量穿过该质量流量控制器的质量的流率；

控制阀，其被构造和布置成响应于根据如由流量计之一所测量的流率而产生的控制信号来控制穿过质量流量控制器的质量的流率；以及

系统控制器，其被构造和布置成产生控制信号，并在如由第一流量计所测量的质量的流率和如第二流量计所测量的质量的流率之间的差异超过阈值时提供指示。

根据例证性实施例和附图的下面的详细描述的查阅，这些以及其它部件、步骤、特征、对象、益处和优点现在将变得清楚。

附图说明

附图公开了例证性实施例。它们并不阐述所有实施例。此外或替代地，可使用其它实施例。可能明显或不必要的细节可被省略以节省空间或为了更有效的说明。相反，可在没有所公开的所有细节的情况下实践一些实施例。当相同的数字出现在不同的附图中时，它指相同或相似的部件或步骤。

图1是被构造和布置成控制穿过MFC的流量并实时地监测MFC的准确度的MFC的简化方框图；

图2是使用这里所描述的教导的MFC的实施例的方框图；以及

图3是用于产生指示MFC(例如关于图1和2描述的MFC)何时在标定容限之外的信号的部件的方框图。

具体实施方式

现在讨论例证性实施例。此外或替代地，可使用其它实施例。可能明显或不必要的细节可被省略以节省空间或为了更有效的说明。相反，可在没有所公开的所有细节的情况下实践一些实施例。

参考图1，所示出的示例性质量流量控制器10被构造和布置成控制穿过MFC的流量并实时地监测MFC的准确度。如所示的，控制器10包括两个流量计12和14，每个流量计独立地产生表示穿过MFC的气体的所测量的流率的信号。这两个流量计的输出被提供到系统控制器16。控制器16处理从这两个流量计12和14接收的两个信号，并基于由流量计之一所测量的流量和设定点来向比例控制阀18提供控制信号，并且当确定如两个流量计所测量的流率中的差异超过预定阈值时提供指示(“警报”)信号。