TW202424676A - 控制流體流量的方法 - Google Patents

Abstract

用於處理物品的系統對於半導體製造至關重要。在一種控制氣體流量的方法中，係提供一種處理系統，該處理系統具有第一以及第二流體供應設備。該第一流體供應設備係耦合於用以控制流量之第一裝置，以及該第二流體供應設備係耦合於用以控制流量之第二裝置。然後，該第一處理流體經由該用以控制流量之第一裝置之出口輸送至處理室。該第一處理流體亦經由該用以控制流量之第一裝置之放流埠排出。通過該放流埠的該第一處理流體之流率係被控制為小於第一閾值之第一流率。

Description

控制流體流量的方法

本發明相關於一種控制流體流量的方法。本申請要求獲得2022年8月11日提交的美國臨時申請63/397,020的權益，該臨時申請的全文通過引用併入本文。

質量流量控制一直是半導體晶片製造中使用的關鍵技術之一。用以控制質量流量的裝置對於為半導體製造以及其他工業處理輸送已知流率的處理氣體以及液體非常重要。此類裝置用於測量以及準確地控制各種應用的流體流量。在給定的製造工具中，製造工具的處理系統結合了各種用以控制流量以輸送多種液體以及氣體的裝置。因此，有效率的氣體以及液體處置對於現代半導體製造設備至關重要。

隨著晶片製造技術的進步，對於用以控制流量的裝置的要求也隨之提高。半導體製造處理越來越需要更高的性能、更大範圍的流動能力、更多的處理氣體及液體、以及更緊湊的必要設備安裝。需要改進各種流量裝置的氣體以及液體處置，以在減少空間以及降低成本的情況下提高性能，同時避免不必要的化學反應。

本技術涉及控制用以處理諸如半導體的物品的系統中的流體流量的方法。在其他實施例中，本技術涉及用以控制處理流體的流量的系統。在另一些實施例中，本技術涉及用以運輸處理流體的系統。在其他實施例中，本技術涉及用以控制處理流體的流量的裝置。本系統、方法以及裝置可用於半導體晶片製造、太陽能面板製造等範圍廣泛的處理。

在一實施例中，本發明是一種控制流體流量的方法。在第一步驟中係提供一處理系統。該處理系統包含：經配置為供應第一處理流體之第一流體供應設備、以及經配置為供應第二處理流體之第二流體供應設備。該第一流體供應設備係流體地耦合於用以控制流量之第一裝置之入口，而該第二流體供應設備係流體地耦合於用以控制流量之第二裝置。在第二步驟中，該第一處理流體被輸送至處理室，該處理室係流體地耦合於該用以控制流量之第一裝置之出口。在第三步驟中，該第一處理流體被以小於第一閾值之第一流率排放至排放歧管，該排放歧管係流體地耦合於該用以控制流量之第一裝置之放流埠。

在另一實施例中，本發明是一種控制流體流量的方法。在第一步驟中係提供一處理系統。該處理系統包含：經配置為供應第一處理流體之第一流體供應設備、以及經配置為供應第二處理流體之第二流體供應設備。該第一流體供應設備係流體地耦合於用以控制流量之第一裝置之入口，而該第二流體供應設備係流體地耦合於用以控制流量之第二裝置。在第二步驟中，該第一處理流體被輸送至處理室，該處理室係流體地耦合於該用以控制流量之第一裝置之出口。在第三步驟中，該第一處理流體被以第一流率排放至排放歧管，該排放歧管係流體地耦合於該用以控制流量之第一裝置之放流埠，並且同時該第二處理流體被以第二流率排放至該排放歧管，該排放歧管係流體地耦合於該用以控制流量之第二裝置之放流埠，以將該排放歧管中之該第一處理流體的濃度控制為低於第二閾值。

在一實施例中，本發明一種控制流體流量的方法。在第一步驟中係提供一處理系統。該處理系統包含：經配置為供應第一處理流體之第一流體供應設備、以及經配置為供應第二處理流體之第二流體供應設備。該第一流體供應設備係流體地耦合於用以控制流量之第一裝置之入口，而該第二流體供應設備係流體地耦合於用以控制流量之第二裝置。在第二步驟中，該第一處理流體被以第一流率排放至排放歧管，該排放歧管係流體地耦合於該用以控制流量之第一裝置之放流埠，該排放歧管中之該第一處理流體的濃度係為低於第二閾值。在第三步驟中，該第一處理流體被輸送至處理室，該處理室係流體地耦合於該用以控制流量之第一裝置之出口。

根據下文提供的詳細描述，本發明之技術的其他應用領域將變得明顯。應當理解的是，該詳細描述以及具體示例雖然指示了較佳的實施方式，但僅旨在用於說明的目的，而不旨在限制本技術的範圍。

根據本發明的原理的說明性實施例的描述旨在結合附呈圖式進行閱讀，附呈圖式被認為是整個書面描述的一部分。在本文所揭露的本發明實施例的描述中，任何對於方位或方向的引用僅旨在方便描述，並且不旨在以任何方式限制本發明的範圍。相對術語，例如「下部」、「上部」、「水平」、「垂直」、「上面」、「下面」、「上」、「下」、「左」、「右」、「頂部」以及「底部」及其派生詞（例如：「水平地」、「向下地」、「向上地」等）應當被解釋為指的是當時所描述的或所討論的附呈圖式中所示的方向。這些相對術語僅是為了描述方便，並且不要求裝置以特定方向建造或操作，除非明確指出如此。諸如「附接」、「貼附」、「連接」、「耦合」、「互連」等類似術語係指結構直接或間接藉由中間結構相互固定或附接至彼此的關係，以及可移動或剛性附接或關係，除非另有明確說明。此外，本發明的特徵以及優點係藉由參考較佳實施例進行說明。因此，本發明顯然不應侷限於這些較佳實施例，這些較佳實施例說明了一些可能存在的非限制性特徵組合，這些特徵組合可能單獨存在，也可能以其他特徵組合的形式存在；本發明的範圍由所附申請專利範圍界定。

本發明涉及用以處理物品的系統，這些系統具有用以控制流體流量的裝置。在一些實施例中，該裝置可以發揮質量流量控制器的作用，以將已知質量流量的氣體或液體輸送至半導體或類似處理。半導體製造是一種對於流體流量控制性能要求很高的行業。隨著半導體製造技術的進步，客戶已經認知到在輸送大量流體流量時需要更高準確性以及再現性的流量控制裝置。此外，流量控制裝置的複雜性也在增加，該流量控制裝置係採用了需要輸送以及去除各種處理流體的更複雜的佈置。本系統藉由利用標準化歧管配置而能夠快速組裝以及維護用以處理物品的系統。

圖1係為顯示用以處理物品的示例性處理系統1000的示意圖。該處理系統1000可利用流體地耦合於處理室1300的複數個用以控制流量之裝置100。複數個該用以控制流量之裝置100中的每一個都具有與之流體地耦合的流體供應設備1010，每個該流體供應設備1010係供應處理流體至它們各自的用以控制流量之裝置100。可選地，複數個該流體供應設備1010可流體地耦合於單個用以控制流量之裝置100，或複數個該用以控制流量之裝置100可流體地耦合於單個該流體供應設備1010。每個該流體供應設備1010可輸送不同的處理流體，或部分的該流體供應設備1010可輸送單一種處理流體。

複數個該用以控制流量之裝置100係被用於經由出口歧管400向該處理室1300供應一種或多種不同的處理流體。可以在該處理室1300內處理諸如半導體的物品。閥門1100係將該用以控制流量之裝置100與該處理室1300隔離，使得該用以控制流量之裝置100能夠選擇性地與該處理室1300連接或隔離。該處理室1300可含有一個或多個施加器以施加由複數個該用以控制流量之裝置100輸送的處理流體，從而能夠選擇性地或擴散地分配由複數個該用以控制流量之裝置100供應的流體。

此外，該處理系統1000可進一步包含真空源1200，該真空源1200係藉由該閥門1100與該處理室1300隔離，而能夠實現排空處理液體或促進清洗一個或多個該用以控制流量之裝置100，從而能夠在同一個該用以控制流量之裝置100中的處理流體之間進行切換。每個該用以控制流量之裝置100可具有單獨的放流埠，該放流埠係耦合於排放歧管500，該排放歧管500係經由閥門1100連接至該真空源1200。可選地，該用以控制流量之裝置100可以是質量流量控制器、分流器或控制處理系統中的處理流體的流量之任何其他裝置。此外，若有需要，閥門1100可以整合至該用以控制流量之裝置100中，在一些實施方式中這可以省去對於該處理系統1000中的某些其他閥門1100的需求。

可於該處理系統1000中執行的處理可包括濕洗、微影術、離子植入、乾蝕刻、原子層蝕刻、濕蝕刻、電漿灰化、快速熱退火、爐退火、熱氧化、化學氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積、分子束磊晶、雷射剝離、電化學沉積、化學機械拋光、晶圓測試或利用受控體積的處理流體之任何其他處理。

圖2係為顯示一示例性質量流量控制器101的示意圖，其為可於該處理系統1000中使用的該用以控制流量之裝置100的一種。該質量流量控制器101具有處理流體的流體供應設備1010，該流體供應設備1010係流體地耦合於入口104。該入口104係流體地耦合於比例閥120，該比例閥120能夠改變流經該比例閥120的處理流體的質量以及體積。該比例閥120可測量流經P1體積106的處理流體的質量流量。該比例閥120能夠提供該處理流體的比例控制，使得其不需要全開或全關，而是可以具有中間狀態以允許控制處理流體的質量流率。

該P1體積106係流體地耦合於該比例閥120，該P1體積106係為該質量流量控制器101內的該比例閥120以及限流器160之間的所有體積的總合。壓力轉換器130係流體地耦合於該P1體積106以便測量該P1體積106內的壓力。截流閥150係位於該限流器160以及該比例閥120之間且可用於完全停止該處理流體流出該P1體積106。可選地，該限流器160可以以另一種配置而位在該截流閥150以及該比例閥120之間。該限流器160係流體地耦合於該質量流量控制器101之出口110。在該處理系統中，該出口110係流體地耦合於閥門1100或直接耦合於該處理室1300。在本實施例中，該限流器160係位於該截流閥150以及該出口110之間。在一替代實施例中，該截流閥150係位於該限流器160以及該出口110之間。因此，該截流閥150以及該限流器160的設置可以相反。

最後，排氣閥180係耦合於該P1體積106以及放流埠190。在本實施例中，該排氣閥180係為比例閥。該排氣閥180還可以是開關閥或適合控制流體流量的任何其他類型的閥門。可選地，第二限流器160可以被併入至該P1體積106以及該放流埠190之間。如果使用比例閥作為該排氣閥180，則能夠控制流經該放流埠190的流體流率。無論該排氣閥180係為比例閥或是開關閥，特徵限流器160都有助於改善對於流體流率的控制。較佳地，流經該排氣閥180的流體流率為有特徵的，因此可以根據該排氣閥180的給定狀態估計流率。

第一截流閥150的內部係為閥座以及關閉元件。當該裝置100輸送處理流體時，該第一截流閥150係處於打開狀態，使得該閥座以及該關閉元件為不接觸。這允許處理流體流動，且對流體流量的限制可忽略不計。當該第一截流閥150係處於關閉狀態時，該關閉元件以及該閥座被彈簧偏置為接觸，從而阻止處理流體流經該第一截流閥150。

該限流器160係與該比例閥120結合使用以用於測量該處理流體之流量。在大多數實施例中，該限流器160提供已知的流體流動限制。可以選擇具有特定流動阻抗的第一特徵限流器160，以便輸送期望範圍的質量流率的給定處理流體。與該限流器160的上游以及下游通道相比，該限流器160具有更大的流動阻力。

可選地，該質量流量控制器101包含位於該限流器160以及該截流閥150之下游的一個或多個P2壓力轉換器。該P2壓力轉換器係用於測量經過該限流器160兩端的壓差。在一些實施例中，該限流器160下游的該P2壓力可從連接至該處理室的另一個裝置100取得，讀數係被傳送至該質量流量控制器101。

可選地，可採用溫度感測器來進一步加強該質量流量控制器101的準確性。它們可以裝設在靠近該P1體積106的該質量流量控制器101之底座中。附加的溫度感測器可用在多個位置，包括鄰近的該比例閥120、該壓力轉換器130、該截流閥150以及該排氣閥180。

返回到圖3，方塊圖係顯示圖1的該處理系統1000之控制器250。此方塊圖示出了裝置控制器260以及系統控制器200。該裝置控制器260為該處理系統1000中的該用以控制流量之裝置100提供所有控制功能。該裝置控制器260具有通訊介面262、比例閥控制器264、壓力轉換器介面266、開關閥控制器268、溫度感測器介面270、處理器272以及記憶體274。該通訊介面262經配置為提供該裝置控制器260以及該系統控制器200之間的通訊連結。可選地，如果不需要溫度感測器所提供的附加準確性，則可以省略該溫度感測器介面270。可選地，單個裝置控制器260可操作複數個用以控制流量之裝置100，或者每個用以控制流量之裝置100可具有專用的裝置控制器260，每個該裝置控制器260經由通訊匯流排276而與該系統控制器200以及其他裝置控制器260通訊。

該系統控制器200具有相應的通訊介面210、處理器222以及記憶體224。該系統控制器200係協調執行期望處理必需的所有高級功能。該系統控制器200的該通訊介面210藉由該通訊匯流排276發送以及接收指令。該通訊匯流排276係連接至該裝置控制器260的該通訊介面262。該通訊匯流排276可將該系統控制器200連接至單個裝置控制器200，或者也可連接至複數個裝置控制器200，每個裝置控制器200係操作不同的用以控制流量之裝置100。並非所有的裝置控制器200都需要控制用以控制氣體流量之裝置100。相反地，也可以控制其他類型的處理設備。此外，還可以使用複數個通訊匯流排276來連接執行期望處理所需的所有裝置。在其他實施方式中，該通訊匯流排276可以用各個控制器200、260之間的複數個直接通訊連結來代替。

返回到圖4，係顯示複數個用以控制流量之裝置100以及歧管系統300的示意圖。可以看出，一排提供了六個裝置100。在本示例中，每個該裝置100都是質量流量控制器101，但每個該裝置100可以是不同的裝置。此外，並非每個質量流量控制器101都需要是相同的。有些可能支持不同的流體、不同的流量能力範圍、或實現期望處理必需的任何其他變化。可以看出，該質量流量控制器101係裝設至該歧管系統300。

圖5至圖13係更為詳細地顯示了單個質量流量控制器101以及該歧管系統300的一部分301。該部分301係提供必要的附接特徵以將該質量流量控制器101或其他裝置100裝設於標準化配置中。該歧管系統300包含真空歧管以及出口歧管。

返回到圖13，係顯示該質量流量控制器101以及該歧管系統300的該部分301之剖視圖。該質量流量控制器101包含由第一部分105以及第二部分107形成之基座103。在一些實施例中，該基座103係為單一且整體式的，而在其他情況下，該基座103可以由兩個以上的部分形成。該基座103包含入口104以及出口110、自該入口104延伸至該出口110之流動路徑。如上所述，該入口104係流體地耦合於流體供應設備102。處理流體係沿著該流動路徑自該入口104流至該出口110，該入口104係被稱為上游，而該出口110係被稱為下游，因為這是該質量流量控制器101的操作期間流體流動的普通方向。如圖5至圖12所示，該入口104以及該出口110都位於延伸穿過該質量流量控制器101中心的平面M-M中。

該入口104係流體地耦合於入口控制閥151，該入口控制閥151係用於控制進入該質量流量控制器101的流體流量。該入口控制閥151的主要功能係為保證關閉該質量流量控制器101以進行維護、維修、校準等。該入口控制閥151可以手動或自動操作。在某些實施例中，可以省略該入口控制閥151。

流體自該入口控制閥151流至比例閥120。該比例閥120包含該閥座122以及關閉元件121。該比例閥120係經配置為可自關閉狀態過渡到打開狀態以及打開狀態與關閉狀態之間的任何中間位置。這允許了可變體積流率的氣體或液體通過該比例閥120。該比例閥120的下游係為截流閥150以及特徵限流器160。如上所述，該截流閥150可以位於該特徵限流器160的上游或下游。在本實施例中，該比例閥120以及該特徵限流器160之間的體積被稱為P1體積106。該P1體積106包含該比例閥120之該閥座與該特徵限流器160之間的流動路徑中的所有體積。

排氣閥180以及P1壓力轉換器130係流體地耦合於該比例閥120以及該特徵限流器160之間的該P1體積106。該排氣閥180包含關閉元件以及閥座。該P1壓力轉換器130係測量該P1體積106中的流體的壓力。該排氣閥180經配置為將流體自該P1體積106排放至放流埠190。該放流埠190係連接於該排放歧管500以排出處理流體。

如上所述，該特徵限流器160係位於該截流閥150之下游以及該出口110之上游。該特徵限流器160經配置為限制流體流動，以在P1體積106以及P2體積111之間提供壓差。該P2體積111包含該特徵限流器160以及該出口110之間的流動路徑的體積。該P2體積111係流體地耦合於P2壓力轉換器132，該P2壓力轉換器132係測量P2體積111中的流體的壓力。該特徵限流器160對於流體流動的限制也可被稱為流動阻抗，該流動阻抗足夠高，以至於可以使用該P1壓力轉換器130以及該P2壓力轉換器132測量經過該特徵限流器160兩端的壓力降。

在一些實施例中，該特徵限流器160可以位於該截流閥150的上游。在一些實施例中，該特徵限流器160可以至少部分地位於該截流閥150內。在又一些實施例中，可以省略該截流閥150。在某些實施例中，也可以省略該P1壓力轉換器130以及該P2壓力轉換器132。在又一些實施例中，一個或多個P0壓力轉換器131、該P1壓力轉換器130及該P2壓力轉換器132可以是壓差感測器，並且可以流體地耦合於超過一個的P0體積109、該P1體積106及該P2體積111，以允許在P0體積109、該P1體積106及該P2體積111之間進行壓差測量。

返回到該排氣閥180以及該放流埠190，可以看出該排氣閥180控制通過將該排氣閥180連接至該放流埠190之排氣通道的流量。此排氣通道181可以採用任何所需的路徑到達裝設部分112。該裝設部分112形成該基座103的一部分並且具有一包含該放流埠190以及該出口110之表面114。在較佳的實施例中，該裝設部分112的該表面114係為平面。該裝設部分112使得該質量流量控制器101能夠連接至該歧管系統300之該部分301。

該歧管系統300之該部分301包含該排放歧管500之一部分501以及該出口歧管400之一部分401。該歧管系統300之該部分301更包含裝設基體310。該裝設基體310為該質量流量控制器101之該裝設部分112提供機械連接。該裝設基體310為該質量流量控制器101提供結構強度以及剛性，並確保兩個部件之間牢固的流體連接。該質量流量控制器101之該裝設部分112經配置為接合該裝設基體310，以將該出口110以及該放流埠190流體地耦合於該排放歧管500以及該出口歧管400。該裝設部分112的該表面114可以包含確保該放流埠190以及出口110可被充分密封所必需的特徵，以確保該裝設部分112以及該裝設基體310之間的液密及／或氣密連接。這些特徵可包括凹槽或任何其他必需的特徵，以便為密封特徵、密封件或其他提供液密連接的部件提供空間。

返回到圖14，係顯示為一示例性處理系統2000。除了本文討論的內容以外，該處理系統2000類似於該處理系統1000。該處理系統包含惰性流體供應設備1010，其供應惰性的處理流體。這可以是惰性液體或惰性氣體。示例可以包括的惰性氣體例如：氮氣、氬氣、氦氣或任何稀有氣體。因此，該惰性流體供應設備1010供應化學惰性流體。該處理系統2000還包含兩個反應性流體供應設備1011。每個該反應性流體供應設備1011係為供應反應性流體，例如：氫氟酸或鹽酸、氧氣或可能期望的任何其他反應性液體或反應性氣體。該反應性流體供應設備1011不需要供應相同的反應性流體，並且較佳地每個該反應性流體供應設備1011各自供應不同的反應性流體。根據處理需求，可以存在超過一個的惰性流體供應設備1010以及超過兩個的反應性流體供應設備1011。在又一些實施例中，該惰性流體供應設備1010可以供應不與該反應性流體供應設備1011發生化學反應的化學反應性流體。換言之，混合來自該惰性流體供應設備1010的流體將不會導致與該反應性流體供應設備1011的流體發生反應，但來自該惰性流體供應設備1010的流體將與其他流體或材料發生反應。

該處理系統2000包含複數個用以控制流量之裝置100、出口歧管400、排放歧管500以及複數個用於選擇性地將該出口歧管400以及該排放歧管500與處理室1300以及真空源1200隔離的閥門1100。在又一些實施方式中，一些用以控制流量之裝置100可以專門地耦合於該出口歧管400或該排放歧管500。因此，可以設想到用以控制流量之裝置100之一可以專門地耦合於該出口歧管400。還可以設想到的是，其中一個用以控制流量之裝置100可以專門地耦合於該排放歧管500。在一些實施例中，自該惰性流體供應設備1010供應惰性流體之該用以控制流量之裝置100可以專門地耦合於該排放歧管500。

圖15係顯示為使用該處理系統2000控制流體流量之方法。首先，提供該處理系統2000，該處理系統2000經配置為將第一處理流體自第一反應性流體供應設備1011供應至用以控制流量之第一裝置100的入口104。該處理系統2000還經配置為將第二處理流體自第一惰性流體供應設備1010供應至用以控制流量之第二裝置100的入口104。每個第一以及第二裝置100都有一個出口110以及放流埠190，該出口110係流體地耦合於該出口歧管400，放流埠190係流體地耦合於該排放歧管500。該出口歧管400係流體地耦合於該處理室1300，而該排放歧管500係流體地耦合於該真空源1200。較佳地，該第一處理流體係為反應性的，該第二處理流體係為惰性的。

在提供該處理系統2000之後，該第一處理流體係經輸送至該處理室1300。該第一處理流體係自該入口104流經該用以控制流量之第一裝置100至該出口110，流過該出口歧管400，而後到達該處理室1300。可選地，依據該處理需求以及該用以控制流量之裝置100之能力，該第一處理流體可以以已知的質量或體積流率流至該處理室1300。然後，該第一處理流體係自該用以控制流量之第一裝置100經由該放流埠190排放至該排放歧管500而後到達該真空源1200。

該第一處理流體係較佳地以第一流率排放，以維持該排放歧管500內之該第一處理流體之濃度。較佳地，該第一流率小於第一閾值且濃度低於第二閾值。選擇第一閾值及第二閾值是為了最大限度地降低該第一處理流體與該排放歧管500內的其他處理流體發生不期望發生的反應之風險。這些值可以儲存於該控制器250之記憶體中並且由諸如製程工程師或技術人員的使用者選擇。

可選地，在將該處理流體通過該放流埠190排放至該真空源1200之前，該第一處理流體可以通過該出口110流向該處理室1300。可選地，該第一處理流體可以在排放至該真空源1200之同時流向該處理室1300，或者該處理流體直到排放至該真空源1200之前，該處理流體僅流向該處理室1300。因此，該第一處理流體可以在排放至該真空源1200之前或同時被輸送至該處理室1300。通過該出口110的流率不必等於通過該放流埠190的流率。

在第一處理流體排放至該排放歧管500之後，該第二處理流體可以經由該用以控制流量之第二裝置100之該放流埠190排放至該真空歧管500（排放歧管500）。因此，該第二處理流體係為惰性流體，其充當該排放歧管500內的該第一處理流體與任何後續處理流體之間的緩衝。該第二處理流體可以以受控流率流動以實現該排放歧管500內的該第一處理流體之目標濃度，或者也可以簡單地以任意流率流動以稀釋該第一處理流體。最後，係停止第一處理流體自該出口110至該處理室1300的流動。這可以在該第二處理流體流入該排放歧管500之前或之後進行。第一處理流體的輸送、第一處理流體的排放、第二處理流體的排放以及停止該第一處理流體的順序是可以變化的。若有需要，則排放以及輸送可以同時進行。

在進一步的步驟中，該處理系統2000可以包含自第二反應性流體供應設備1011供應至用以控制流量之第三裝置100之入口104的第三處理流體。較佳地，該第三處理流體係為反應性的。可選地，該第三處理流體係自該用以控制流量之第三裝置100之出口110流至該處理室1300。同時或隨後，該第三處理流體可以自該用以控制流量之第三裝置100之該放流埠190流出至該排放歧管500。

該第三處理流體係較佳地以第二流率排放，以維持該排放歧管500內之該第三處理流體之濃度。較佳地，該第二流率小於第三閾值且濃度低於第四閾值。選擇第三閾值及第四閾值是為了最大限度地降低該第三處理流體與該排放歧管500內的其他處理流體發生不期望發生的反應之風險。這些值可以儲存於該控制器250之記憶體中並且由諸如製程工程師或技術人員的使用者選擇。

返回到圖16，係顯示為控制流量之另一種方法。在圖16的方法中係提供了該處理系統2000。與圖15一樣，該處理系統2000包含第一反應性流體供應設備1011，該第一反應性流體供應設備1011係耦合於用以控制流量之第一裝置100並經配置為供應第一處理流體。該處理系統2000還包含第一惰性流體供應設備1010，該第一惰性流體供應設備1010係耦合於用以控制流量之第二裝置100並經配置為供應第一處理流體。較佳地，如上所述之該第一處理流體係為反應性的，該第二處理流體係為惰性的。該第一處理流體經由該用以控制流量之第一裝置100之該放流埠190輸送至該排放歧管500。該第一處理流體係以第一流率輸送。

然後，該第一處理流體被輸送至該用以控制流量之第一裝置之該出口110，然後到達該處理室1300。該第一處理流體可以同時或依序被輸送至該排放歧管500以及該處理室1300。該第一處理流體較佳地以該第一流率排放，以維持該排放歧管500內之該第一處理流體之濃度。較佳地，該第一流率小於第一閾值且濃度低於第二閾值。選擇第一閾值及第二閾值是為了最大限度地降低該第一處理流體與該排放歧管500內的其他處理流體發生不期望發生的反應之風險。這些值可以儲存於該控制器250之記憶體中並且由諸如製程工程師或技術人員的使用者選擇。

因此，顯然依據處理需求以及其他考量，該第一處理流體可以在排放至該排放歧管500之前、之後或同時流向該處理室1300。此外，該第二處理流體可以被輸送至該用以控制流量之第二裝置之該放流埠190，然後於該第一處理流體輸送至該排放歧管500的同時或之後，被輸送到達該排放歧管500。該第二處理流體的輸送係獨立於該第一處理流體輸送至該處理室1300而進行，也可以與該第一處理流體輸送至該處理室1300同時進行，或者於該第一處理流體輸送至該處理室1300之後進行。最後，停止第一處理流體流向該處理室1300的流動。

進一步可選地，第三處理流體可以自第二反應性流體供應設備1011輸送至用以控制流量之第三裝置100之入口104。較佳地，該第三處理流體係為反應性的。可選地，該第三處理流體係自該用以控制流量之第三裝置100之出口110流向該處理室1300。同時或隨後，該第三處理流體可以自該用以控制流量之第三裝置100之該放流埠190流出至該排放歧管500。

該第三處理流體較佳地以第二流率排放，以維持該排放歧管500內之該第三處理流體之濃度。較佳地，該第二流率小於第三閾值且濃度低於第四閾值。選擇第三閾值及第四閾值是為了最大限度地降低該第三處理流體與該排放歧管500內的其他處理流體發生不期望發生的反應之風險。這些值可以儲存於該控制器250之記憶體中並且由諸如製程工程師或技術人員的使用者選擇。

顯然，可以設想到的是，每個該處理流體的濃度以及流率可以被控制在它們各自的閾值以下，以確保處理流體不會在該排放歧管500內相互作用。可以使用惰性處理流體作為緩衝，或者也可以省略該惰性處理流體。可選地，該反應性處理流體的各自濃度以及流率可以被控制在它們各自的閾值以下，並且省略該惰性處理流體。

雖然本發明已就包括目前較佳的本發明實施模式的具體示例進行了描述，然而本領域的技術人員應理解，上述系統以及技術有許多變化以及排列組合。應當理解的是，在不脫離本發明範圍的情況下，還可以採用其他實施例，並對結構以及功能進行修改。因此，本發明的精神以及範圍應當如所附請求項中所闡述的那樣廣泛地解釋。

示例性請求項：

示例性請求項1：一種控制流體流量的方法，包含：提供一處理系統，該處理系統包含第一流體供應設備以及第二流體供應設備，該第一流體供應設備經配置為供應第一處理流體，該第一流體供應設備係流體地耦合於用以控制流量之第一裝置之入口，該第二流體供應設備經配置為供應第二處理流體，該第二流體供應設備係流體地耦合於用以控制流量之第二裝置；輸送該第一處理流體至處理室，該處理室係流體地耦合於該用以控制流量之第一裝置之出口；以及以小於第一閾值之第一流率排放該第一處理流體至排放歧管，該排放歧管係流體地耦合於該用以控制流量之第一裝置之放流埠。

示例性請求項2：如示例性請求項1所述的方法，其中該排放的步驟進一步包含：經由該用以控制流量之第二裝置之放流埠將該第二處理流體排放至該排放歧管。

示例性請求項3：如示例性請求項2所述的方法，其中該第一處理流體係為反應性的，該第二處理流體係為惰性的。

示例性請求項4：如示例性請求項2或示例性請求項3所述的方法，其中該第二處理流體係為惰性氣體。

示例性請求項5：如示例性請求項2至4中任一項所述的方法，其中該用以控制流量之第二裝置係於該第一處理流體的排放的同時排放該第二處理流體。

示例性請求項6：如示例性請求項2至5中任一項所述的方法，其中該用以控制流量之第二裝置係以第二流率排放該第二處理流體，以將該第一處理流體之濃度控制為低於第二閾值。

示例性請求項7：如示例性請求項1至7中任一項所述的方法，其中該排放的步驟係於該輸送的步驟之後進行。

示例性請求項8：如示例性請求項1至7中任一項所述的方法，其中該用以控制流量之第一裝置包含：自該入口延伸至該出口以及該放流埠之流動路徑；流體地耦合於該入口以及該放流埠之間之該流動路徑之第一比例閥；以及流體地耦合於該第一比例閥以及該放流埠之間之該流動路徑之第二比例閥。

示例性請求項9：如示例性請求項8所述的方法，其中該第二比例閥經配置為以該第一流率排放該第一處理流體。

示例性請求項10：如示例性請求項1至9中任一項所述的方法，其中該處理系統進一步包含控制器，該控制器係包含記憶體，該控制器之該記憶體係儲存該第一閾值。

示例性請求項11：一種控制流體流量的方法，包含：提供一處理系統，該處理系統包含第一流體供應設備以及第二流體供應設備，該第一流體供應設備經配置為供應第一處理流體，該第一流體供應設備係流體地耦合於用以控制流量之第一裝置之入口，該第二流體供應設備經配置為供應第二處理流體，該第二流體供應設備係流體地耦合於用以控制流量之第二裝置；輸送該第一處理流體至處理室，該處理室係流體地耦合於該用以控制流量之第一裝置之出口；以及以第一流率排放該第一處理流體至排放歧管，該排放歧管係流體地耦合於該用以控制流量之第一裝置之放流埠，並且同時以第二流率排放該第二處理流體至該排放歧管，該排放歧管係流體地耦合於該用以控制流量之第二裝置之放流埠，以將該排放歧管中之該第一處理流體的濃度控制為低於第二閾值。

示例性請求項12：如示例性請求項11所述的方法，其中該第一流率係小於該第一閾值。

示例性請求項13：如示例性請求項11或示例性請求項12所述的方法，其中該第一處理流體係為反應性的，該第二處理流體係為惰性的。

示例性請求項14：如示例性請求項11至13中任一項所述的方法，其中該第二處理流體係為惰性氣體。

示例性請求項15：如示例性請求項11至14中任一項所述的方法，其中該排放的步驟係於該輸送的步驟之後進行。

示例性請求項16：如示例性請求項11至15中任一項所述的方法，其中該用以控制流量之第一裝置包含：自該入口延伸至該出口以及該放流埠之流動路徑；流體地耦合於該入口以及該放流埠之間之該流動路徑之第一比例閥；以及流體地耦合於該第一比例閥以及該放流埠之間之該流動路徑之第二比例閥。

示例性請求項17：如示例性請求項16所述的方法，其中該第二比例閥經配置為以該第一流率排放該第一處理流體。

示例性請求項18：如示例性請求項11至17中任一項所述的方法，其中該處理系統進一步包含控制器，該控制器係包含記憶體，該控制器之該記憶體係儲存該第二閾值。

示例性請求項19：一種控制流體流量的方法，包含：提供一處理系統，該處理系統包含第一流體供應設備以及第二流體供應設備，該第一流體供應設備經配置為供應第一處理流體，該第一流體供應設備係流體地耦合於用以控制流量之第一裝置之入口，該第二流體供應設備經配置為供應第二處理流體，該第二流體供應設備係流體地耦合於用以控制流量之第二裝置；以第一流率排放該第一處理流體至排放歧管，該排放歧管係流體地耦合於該用以控制流量之第一裝置之放流埠，該排放歧管中之該第一處理流體的濃度係為低於第二閾值；以及輸送該第一處理流體至處理室，該處理室係流體地耦合於該用以控制流量之第一裝置之出口。

示例性請求項20：如示例性請求項19所述的方法，其中該排放的步驟進一步包含經由該用以控制流量之第二裝置之放流埠將該第二處理流體排放至該排放歧管。

示例性請求項21：如示例性請求項20所述的方法，其中該第一處理流體係為反應性的，該第二處理流體係為惰性的。

示例性請求項22：如示例性請求項20或示例性請求項21所述的方法，其中該第二處理流體係為惰性氣體。

示例性請求項23：如示例性請求項20至22中任一項所述的方法，其中該用以控制流量之第二裝置係於該第一處理流體的排放的同時排放該第二處理流體。

示例性請求項24：如示例性請求項20至23中任一項所述的方法，其中該用以控制流量之第二裝置係以第二流率排放該第二處理流體，以將該第一處理流體之濃度控制為低於第二閾值。

示例性請求項25：如示例性請求項19至24中任一項所述的方法，其中該排放的步驟係於該輸送的步驟之前進行。

示例性請求項26：如示例性請求項19至25中任一項所述的方法，其中該用以控制流量之第一裝置包含：自該入口延伸至該出口以及該放流埠之流動路徑；流體地耦合於該入口以及該放流埠之間之該流動路徑之第一比例閥；以及流體地耦合於該第一比例閥以及該放流埠之間之該流動路徑之第二比例閥。

示例性請求項27：如示例性請求項26所述的方法，其中該第二比例閥經配置為以該第一流率排放該第一處理流體。

示例性請求項28：如示例性請求項19至27中任一項所述的方法，其中該處理系統進一步包含控制器，該控制器係包含記憶體，該控制器之該記憶體係儲存該第一閾值。

100:裝置 101:質量流量控制器 102:流體供應設備 103:基座 104:入口 105:第一部分 106:P1體積 107:第二部分 109:P0體積 110:出口 111:P2體積 112:裝設部分 114:表面 120:比例閥 121:關閉元件 122:閥座 130:壓力轉換器 131:P0壓力轉換器 132:P2壓力轉換器 150:截流閥 151:入口控制閥 160:限流器 180:排氣閥 181:排氣通道 190:放流埠 200:控制器 210:通訊介面 222:處理器 224:記憶體 250:控制器 260:裝置控制器 262:通訊介面 264:比例閥控制器 266:壓力轉換器介面 268:開關閥控制器 270:溫度感測器介面 272:處理器 274:記憶體 276:通訊匯流排 300:歧管系統 301:部分 310:裝設基體 400:出口歧管 401:部分 500:排放歧管 501:部分 1000:處理系統 1010:流體供應設備 1011:反應性流體供應設備 1100:閥門 1200:真空源 1300:處理室 2000:處理系統

藉由詳細描述以及附呈圖式，本揭露的發明將得到更全面的理解，其中：

圖1為利用一個或多個用以控制流量的裝置來製造半導體裝置的處理系統的示意圖。

圖2為質量流量控制器的示意圖，該質量流量控制器係為可於圖1之處理中使用的用以控制流量的裝置之一。

圖3為顯示可於圖1之該系統中使用的控制系統的方塊圖。

圖4為可於圖1之該系統中使用的複數個用以控制流量的裝置以及歧管系統的立體圖。

圖5為質量流量控制器以及部分的該歧管系統的立體圖，該質量流量控制器係為可於圖1之該系統中使用的用以控制流量的裝置之一。

圖6為圖5中之該質量流量控制器以及部分的該歧管系統的下視立體圖。

圖7為圖5中之該質量流量控制器以及部分的該歧管系統的左側視圖。

圖8為圖5中之該質量流量控制器以及部分的該歧管系統的右側視圖。

圖9為圖5中之該質量流量控制器以及部分的該歧管系統的前視圖。

圖10為圖5中之該質量流量控制器以及部分的該歧管系統的後視圖。

圖11為圖5中之該質量流量控制器以及部分的該歧管系統的俯視圖。

圖12為圖5中之該質量流量控制器以及部分的該歧管系統的仰視圖。

圖13為圖9中之該質量流量控制器以及部分的該歧管系統的沿線XIII-XIII截取的剖視圖。

圖14為另一示意性處理系統的示意圖。

圖15為顯示控制流體流量之第一方法的流程圖。

圖16為顯示控制流體流量之第二方法的流程圖。

100:裝置

101:質量流量控制器

300:歧管系統

Claims (28)

1. 一種控制流體流量的方法，包含： 提供一處理系統，該處理系統包含第一流體供應設備以及第二流體供應設備，該第一流體供應設備經配置為供應第一處理流體，該第一流體供應設備係流體地耦合於用以控制流量之第一裝置之入口，該第二流體供應設備經配置為供應第二處理流體，該第二流體供應設備係流體地耦合於用以控制流量之第二裝置； 輸送該第一處理流體至處理室，該處理室係流體地耦合於該用以控制流量之第一裝置之出口；以及 以小於第一閾值之第一流率排放該第一處理流體至排放歧管，該排放歧管係流體地耦合於該用以控制流量之第一裝置之放流埠。
2. 如請求項1所述的方法，其中該排放的步驟進一步包含：經由該用以控制流量之第二裝置之放流埠將該第二處理流體排放至該排放歧管。
3. 如請求項2所述的方法，其中該第一處理流體係為反應性的，該第二處理流體係為惰性的。
4. 如請求項2或3所述的方法，其中該第二處理流體係為惰性氣體。
5. 如請求項2至4中任一項所述的方法，其中該用以控制流量之第二裝置係於該第一處理流體的排放的同時排放該第二處理流體。
6. 如請求項2至5中任一項所述的方法，其中該用以控制流量之第二裝置係以第二流率排放該第二處理流體，以將該第一處理流體之濃度控制為低於第二閾值。
7. 如請求項1至7中任一項所述的方法，其中該排放的步驟係於該輸送的步驟之後進行。
8. 如請求項1至7中任一項所述的方法，其中該用以控制流量之第一裝置包含：自該入口延伸至該出口以及該放流埠之流動路徑；流體地耦合於該入口以及該放流埠之間之該流動路徑之第一比例閥；以及流體地耦合於該第一比例閥以及該放流埠之間之該流動路徑之第二比例閥。
9. 如請求項8所述的方法，其中該第二比例閥經配置為以該第一流率排放該第一處理流體。
10. 如請求項1至9中任一項所述的方法，其中該處理系統進一步包含控制器，該控制器係包含記憶體，該控制器之該記憶體係儲存該第一閾值。
11. 一種控制流體流量的方法，包含： 提供一處理系統，該處理系統包含第一流體供應設備以及第二流體供應設備，該第一流體供應設備經配置為供應第一處理流體，該第一流體供應設備係流體地耦合於用以控制流量之第一裝置之入口，該第二流體供應設備經配置為供應第二處理流體，該第二流體供應設備係流體地耦合於用以控制流量之第二裝置； 輸送該第一處理流體至處理室，該處理室係流體地耦合於該用以控制流量之第一裝置之出口；以及 以第一流率排放該第一處理流體至排放歧管，該排放歧管係流體地耦合於該用以控制流量之第一裝置之放流埠，並且同時以第二流率排放該第二處理流體至該排放歧管，該排放歧管係流體地耦合於該用以控制流量之第二裝置之放流埠，以將該排放歧管中之該第一處理流體的濃度控制為低於第二閾值。
12. 如請求項11所述的方法，其中該第一流率係小於該第一閾值。
13. 如請求項11或12所述的方法，其中該第一處理流體係為反應性的，該第二處理流體係為惰性的。
14. 如請求項11至13中任一項所述的方法，其中該第二處理流體係為惰性氣體。
15. 如請求項11至14中任一項所述的方法，其中該排放的步驟係於該輸送的步驟之後進行。
16. 如請求項11至15中任一項所述的方法，其中該用以控制流量之第一裝置包含：自該入口延伸至該出口以及該放流埠之流動路徑；流體地耦合於該入口以及該放流埠之間之該流動路徑之第一比例閥；以及流體地耦合於該第一比例閥以及該放流埠之間之該流動路徑之第二比例閥。
17. 如請求項16所述的方法，其中該第二比例閥經配置為以該第一流率排放該第一處理流體。
18. 如請求項11至17中任一項所述的方法，其中該處理系統進一步包含控制器，該控制器係包含記憶體，該控制器之該記憶體係儲存該第二閾值。
19. 一種控制流體流量的方法，包含： 提供一處理系統，該處理系統包含第一流體供應設備以及第二流體供應設備，該第一流體供應設備經配置為供應第一處理流體，該第一流體供應設備係流體地耦合於用以控制流量之第一裝置之入口，該第二流體供應設備經配置為供應第二處理流體，該第二流體供應設備係流體地耦合於用以控制流量之第二裝置； 以第一流率排放該第一處理流體至排放歧管，該排放歧管係流體地耦合於該用以控制流量之第一裝置之放流埠，該排放歧管中之該第一處理流體的濃度係為低於第二閾值；以及 輸送該第一處理流體至處理室，該處理室係流體地耦合於該用以控制流量之第一裝置之出口。
20. 如請求項19所述的方法，其中該排放的步驟進一步包含經由該用以控制流量之第二裝置之放流埠將該第二處理流體排放至該排放歧管。
21. 如請求項20所述的方法，其中該第一處理流體係為反應性的，該第二處理流體係為惰性的。
22. 如請求項20或21所述的方法，其中該第二處理流體係為惰性氣體。
23. 如請求項20至22中任一項所述的方法，其中該用以控制流量之第二裝置係於該第一處理流體的排放的同時排放該第二處理流體。
24. 如請求項20至23中任一項所述的方法，其中該用以控制流量之第二裝置係以第二流率排放該第二處理流體，以將該第一處理流體之濃度控制為低於第二閾值。
25. 如請求項19至24中任一項所述的方法，其中該排放的步驟係於該輸送的步驟之前進行。
26. 如請求項19至25中任一項所述的方法，其中該用以控制流量之第一裝置包含：自該入口延伸至該出口以及該放流埠之流動路徑；流體地耦合於該入口以及該放流埠之間之該流動路徑之第一比例閥；以及流體地耦合於該第一比例閥以及該放流埠之間之該流動路徑之第二比例閥。
27. 如請求項26所述的方法，其中該第二比例閥經配置為以該第一流率排放該第一處理流體。
28. 如請求項19至27中任一項所述的方法，其中該處理系統進一步包含控制器，該控制器係包含記憶體，該控制器之該記憶體係儲存該第一閾值。

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