[发明专利]流通压力传感器

说明书

给出了一种用于去除质量流量控制器的传感器组件中的死区体积的系统。所述系统包括可连通地连接到传感器组件的阀组件。该阀组件与主流动路径中的流体处于流体连通，并且该传感器组件与该主流动路径中的流体处于流体连通。该传感器组件包括具有第一贮存器的压力换能器和具有第二贮存器的另一压力换能器。该第一贮存器具有与采样流动路径中的流体处于流体连通的端口。该第二贮存器连接到第二压力换能器，并且通过流通路径流体地连接到该第一贮存器。该第二贮存器还包括另一端口，用于将流体流从该流通路径传送到另一流动路径。流速限流器布置在该流通路径中。

背景技术

在许多使用化学品来制造电子器件的制造操作中，使用质量流量控制器(MFC)来测量并控制输送到加工室的流体的流速。在半导体器件的制造中，蚀刻和化学气相沉积(CVD)工艺中使用的气体多于50种，并且行业中已知其他150种气体。在生产线流水上，一个半导体制造腔室可以包含9至16个MFC，并且每个生产流水线可以包含1至6个腔室。MFC的使用是盛行的，并且它们所控制的气体范围从惰性气体、到腐蚀性气体、到自燃性气体和/或到高毒性气体；其中，允许的暴露限值低于百万分之一。因此，在用新的MFC替换故障的MFC时，从故障的MFC完全去除停滞气体的能力是关键的安全要求。

除了替换故障的MFC的安全问题外，强烈要求对新的MFC的内部流动通道进行“晾干(dry down)”，以去除粘附在通道壁上的大气水分。暴露于具有任何相对湿度的空气的所有器件(包括MFC)都会将分子水平的H2O吸引到其表面壁上。在给定的时间、稳定的温度和湿度的情况下，壁上的H2O的量达到平衡，即，粘附在表面的分子和离开表面的分子保持平衡。然而，当一开始将器件安装到半导体加工工具中时，这些大气中的H2O分子仍然位于内表面上，并且将开始从这些壁上脱落并进入干燥工艺气体流，从而导致MFC下游出现腐蚀问题或工艺化学问题。

因此，市场中常见的是，将在使干燥的惰性“吹扫(purge)”气体(通常为氮气或氩气)循环通过新的MFC以从其壁上去除大气水分时该MFC将要“晾干”的速度作为其性能规范文件的一部分而量化。典型的“晾干”测试将在MFC的壁上建立已知水平的水分，然后当指定流速的干燥吹扫气体流经MFC时记录器件排气中随时间变化的水分水平，直到检测到的水分水平达到十亿分之几的水平。

为了去除新的MFC的壁上的水分或确保从被替换的MFC去除“有害气体”，行业内在实践中用干燥的吹扫气体“流动”吹扫和“循环”吹扫MFC以及其他器件。典型地，吹扫气体流将被引导到MFC、流经MFC，并且然后被转向至非工艺位置。在一段时间的流动吹扫后，改变阀位置，并且将器件反复且交替地抽空到中等真空水平，然后再次用吹扫气体重新加压数百个循环，最终使水分水平或有害气体的浓度达到亚ppm水平。

除了以上描述的当前“安全”优势和工艺“晾干”优势之外，还形成了附加的优势在于高效且快速地用另一种气体替换一种气体。这些附加的优势源于通过使多个气体种类流经单个MFC来降低硬件成本和空间的持续趋势。作为示例，在包含将气体输送到蚀刻加工工具的16条气体管线的气体箱中，每条管线具有其自己专用的MFC，2至4种气体可以同时流动。这16种气体中的许多气体属同一气体族，并且只要旧气体可以很容易地被新气体替换，就可以将这些气体引导到同一MFC并且流经该MFC。

一个示例是使氧气、氮气或氩气流经同一MFC。类似地，也可以将多种氟利昂气体分组在一起。该方法为通过将气体管线的数量从16条减少到可能8条来提供降低硬件成本和相关联的成本的显著机会。然而，需要一种改变气体类型的高效方法；诸如流动吹扫或循环吹扫，其中，新气体循环通过MFC以排出旧气体。在没有有效吹扫的情况下，可能会在MFC的小通道中形成停滞体积(被称为死区(dead head))。尽管当与基于热的MFC一起使用时吹扫是一种有效的实践手段，但是当与基于压力的MFC一起使用时该实践手段是无效的。由于基于热的MFC的自然流通设计，吹扫有效地去除了气体的死区体积。然而，基于压力的MFC不共享相同或相似的流通设计，并且因此，吹扫不是去除气体的死区体积的有效实践手段。

附图说明