[发明专利]气体混合输出系统及方法

说明书

一种气体混合输出系统包括供应多种气体的多个气体供应单元、气体稳压装置及气体缓冲单元，其中气体供应单元用以供应多种气体，且混合成混合气体；气体稳压装置连通于该多个气体供应单元，且调控混合气体在预设压力范围；气体缓冲单元连通于气体稳压装置，且回授混合气体的输出流量值及输出压力值至气体供应单元，使气体供应单元调节来自气体供应单元的混合气体的流量；气体稳压装置监测混合气体的压力值；当混合气体的压力值超出预设压力范围时，气体稳压装置开始动作，使混合气体的压力值回归预设压力范围。一种气体混合输出方法亦在此揭露。

技术领域

本发明与气体混合系统有关；特别是指一种气体混合输出系统及方法。

背景技术

在高科技领域中，需要利用浓度稳定的混合气体，用以制造高科技产品零部件(例如，半导体晶片、显示装置、触控面板等)。这类浓度稳定的混合气体通常以固定压力及固定流量的方式供应至上述高科技产品零部件的制造机台。

举例来说，半导体制程针对混合气体的浓度精度有严苛要求，混合气体的浓度精度需达设定值±0.0N％才能符合标准。以4％H₂/96％N₂为例，混合气体的浓度精度需符合4％±0.12％混合精度，方能供应予半导体制程使用。

一般而言，气体混合系统系利用质量流量控制器(MFC)控制纯气体的输出流量及压力；然而，由于MFC的机械结构限制，其一次侧及二次侧的压力差值必须在15-20psi，方能稳定气体的质量流量控制，因此传统的气体混合系统必须设一混合下限流量，以确保MFC准确控制气体流量。传统的气体混合系统可在300LPM以下进行气体混合，其在气体混合槽的下游处设置有开度固定或半固定式装置，如背压阀或限流孔，以维持MFC一次侧及二次侧的压力差值。然而，当设备气体流量提升且使用过程中流量变化极大50～1000LPM时，这类传统的气体混合系统无法提供稳定混合气体的浓度精度，即若所需的混合气体的流量大幅度地变动时，则超出传统的气体混合系统的固定开度之背压阀的调控能力范围，以致混合气体的浓度精度等相关参数失衡，无法符合上述制造机台的使用需求。

综上可知，现有的气体混合输出系统及方法仍有待改良，以改善传统气体混合输出系统及方法所存在的诸多问题。

发明内容

有鉴于此，本发明之目的在于提供一种气体混合输出系统及方法，其利用气体稳压装置依据所需的混合气体的流量调整气体稳压装置的开度，以维持气体供应单元于一次侧及二次侧的压力差值位于一预设范围内，确保气体供应单元正常运作，准确控制气体的浓度及流量，进而维持混合气体的浓度精度。

缘以达成上述目的，本发明提供的一种气体混合输出系统包括多个气体供应单元、一气体稳压装置以及一气体缓冲单元；该多种气体供应单元用以供应多种气体，且该多种气体系混合成一混合气体；该气体稳压装置连通于该多个气体供应单元，用以调控该混合气体在一预设压力范围；该气体缓冲单元连通于该气体稳压装置，用以回授该混合气体的一输出流量值及一输出压力值至该多个气体供应单元，使该多个气体供应单元依据该输出流量值及该输出压力值调节来自该多个气体供应单元的该混合气体的流量；其中，该气体稳压装置包括一气体压力计及一压力控制器，该气体压力计系用以监测该混合气体的压力值，且该压力控制器系用以控制该混合气体的压力值；该压力控制器系通信连接于该气体压力计；当来自该多个气体供应单元的该混合气体的流量产生变化，且该气体压力计监测来自该多个气体供应单元的该混合气体的压力值超出该预设压力范围时，该压力控制器从该气体压力计接收一第一调控讯号，且该压力控制器根据该第一调控讯号开始动作，使该混合气体的压力值回归该预设压力范围。

本发明的另一目的是提供一种气体混合输出方法，其包括至少以下步骤：

提供多种气体；

混合该多种气体成一混合气体；

利用一气体稳压装置，调控该混合气体在一预设压力范围，该气体稳压装置连通于该多个气体供应单元；以及