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利用负压供气容器的自动切换气体输送系统

基本信息

  • 申请号 CN00810432.8 
  • 公开号 CN1178732C 
  • 申请日 2000/07/14 
  • 公开日 2004/12/08 
  • 申请人 高级技术材料公司  
  • 优先权日期  
  • 发明人 詹姆斯·迪茨  
  • 主分类号  
  • 申请人地址 美国康涅狄格州 
  • 分类号  
  • 专利代理机构 中原信达知识产权代理有限责任公司 
  • 当前专利状态 发明专利权部分无效宣告的公告 
  • 代理人 朱登河 
  • 有效性 授权 
  • 法律状态 失效
  •  

权利要求书


1.一种自动切换负压气体输送系统,包含: (a)若干个气体构架,每一气体构架包括气流回路,气流回路 包含一产品气流线路,可联结至一负压气体源,用以供被分配气流通 过,一清除气体线路,可联结至一清除气体源,用以供清除气流通过, 一在产品气流线路中的压力控制流动调节器,及可选择性引动阀,用 以选择性且独立地隔离在构架的气流回路中的每一产品气流线路与清 除气体线路,以防止气流通过; (b)一产品气体岐管,互连在每一气体构架中的产品气流线路, 用以从该气体构架的一主动分配气体构架的产品气流线路排出产品气 体; (c)一清除气体岐管,以气流连通的方式与在每一气体构架中 的产品气流线路及清除气体线路联结; (d)一可选择性引动排气驱动器,被安排以经由该清除气体岐 管,自该气体构架中的一未分配气体构架的流动回路排出气体;及 (e)一中央处理单元(CPU),被安排以选择性的引动: (1)在每一气体构架中,可选择性引动阀,及 (2)可选择性引动排气驱动器, 因此,顺序地、交替地、及重复地以下列作业模式操作每一气体 构架,所述作业模式包含(I)一主动分配作业模式,其中,来自负压 气体源的气流通过产品气流线路而至产品气体岐管,(II)一清除作 业模式,其中,来自清除气体源的清除气流通过清除气体线路且进入 产品气流线路及清除气体岐管,(III)一排气作业模式,其中,清除 气体线路、产品气流线路、及清除气体岐管,均在排气驱动器的作用 下被排气,及(IV)一填入移转至主动气体分配状况操作模式,其中, 产品气流线路填满来自产品气体岐管的产品气体,且在产品气流线路 中的压力控制流动调节器操作以调节经由产品气流线路流至产品气体 岐管的来自负压气体源的产品气体流,以供重新起始(I)主动分配作 业模式。

2.如权利要求1所述的自动切换负压气体输送系统,其中,包 括至少二个气体构架。

3.如权利要求1所述的自动切换负压气体输送系统,其中,包 括二个气体构架。

4.如权利要求1所述的自动切换负压气体输送系统,其中,每 一气体构架是被围绕在一相应的单独的气体箱中。

5.如权利要求4所述的自动切换负压气体输送系统,其中,每 一气体构架是与一单一的中央处理单元(CPU)整合形成。

6.如权利要求1所述的自动切换负压气体输送系统,其中,进 一步包括一在主动分配作业模式(I)中被联结至气体构架的产品气流 线路的负压气体源。

7.如权利要求1所述的自动切换负压气体输送系统,其中,负 压气体源包括一气体贮存及分配容器,含有一固相物理吸附剂,于其 上吸附该固相物理吸附剂可物理地吸附的气体。

8.如权利要求7所述的自动切换负压气体输送系统,其中,该 气体是包括从氢化物气体、卤化物气体、及有机金属复合气体构成的 群组中选出的一种气体。

9.如权利要求1所述的自动切换负压气体输送系统,其中,产 品气体岐管是被联结至一半导体制造设备的一加工处理工具。

10.如权利要求1所述的自动切换负压气体输送系统,其中,中 央处理单元(CPU)包括一可编程逻辑控制器。

11.如权利要求1所述的自动切换负压气体输送系统,其中,清 除气体岐管是以气流连通方式,接合至具有排气驱动器联结于其上的 一清除气体排放线路。

12.如权利要求11所述的自动切换负压气体输送系统,其中, 清除气体排放线路具有装设于其内的一清洁器单元,用以移除流动通 过的清除气体的污染物。

13.如权利要求1所述的自动切换负压气体输送系统,其中,清 除气体线路具有一装设于其内的限制流动孔口。

14.如权利要求1所述的自动切换负压气体输送系统,其中,清 除气体线路具有一装设于其内的微粒滤器。

15.如权利要求1所述的自动切换负压气体输送系统,其中,每 一气体构架装设在一单独的相应气体箱内,且相应的气体箱均联结在 一起而成为一单一组件。

16.如权利要求1所述的自动切换负压气体输送系统,其中,气 流回路具有一被装设于其内的压力传感器,用以监视从负压气体源流 入产品气流线路内的气体的压力。

17.如权利要求1所述的自动切换负压气体输送系统,其中,排 气驱动器包括一真空泵。

18.一种自动切换负压气体输送方法,包括: (a)提供:若干个气体构架,每一气体构架包括气流回路,包 含一产品气流线路,可联结至一负压气体源,用以供被分配气流通过, 一清除气体线路,可联结至一清除气体源,用以供清除气流通过,一 在产品气流线路中的压力控制流动调节器,及可选择性引动阀,用以 选择性且独立地隔离在构架的气流回路中的每一产品气流线路与清除 气体线路,以防止气流通过;一产品气体岐管,互连在每一气体构架 中的产品气流线路上,用以从该气体构架中的一主动分配气体构架的 产品气流线路排出产品气体;一清除气体岐管,以气流连通方式与在 每一气体构架中的产品气流线路及清除气体线路联结;及一可选择性 引动排气驱动器,被安排以经由该清除气体岐管,从该气体构架中的 一未分配气体构架的流动回路排除气体; (b)选择性地引动: (1)在每一气体构架中,可选择性引动阀,及 (2)可选择性引动排气驱动器, 从而顺序地、交替地、及重复地以下列模式操作每一气体构架, 包含(I)一主动分配作业模式,其中,来自负压气体源的气流通过产 品气流线路而至产品气体岐管,(II)一清除作业模式,其中,来自 清除气体源的清除气流通过清除气体线路且进入产品气流线路及清除 气体岐管,(III)一排气作业模式,其中,清除气体线路、产品气流 线路、及清除气体岐管,均在排气驱动器的作用下被排气,及(IV) 一填入移转至主动气体分配状况操作模式,其中,产品气流线路填满 来自产品气体岐管的产品气体,且在产品气流线路中的压力控制流动 调节器操作以调节经由产品气流线路流至产品气体岐管的来自负压气 体源的产品气体流,以供重新起始(I)主动分配作业模式。

19.如权利要求18所述的自动切换负压气体输送方法,其中, 包括操作至少二个气体构架。

20.如权利要求18所述的自动切换负压气体输送方法,其中, 包括操作二个气体构架。

21.如权利要求18所述的自动切换负压气体输送方法,其中, 包括分配来自一在主动分配作业模式(I)中被联结至气体构架的产品 气流线路的负压气体源的气体。

22.如权利要求18所述的自动切换负压气体输送方法,其中, 负压气体源包括一气体贮存及分配容器,含有一固相物理吸附剂,于 其上吸附该固相物理吸附剂可物理地吸附的气体。

23.如权利要求22所述的自动切换负压气体输送方法,其中, 该气体是包括从氢化物气体、卤化物气体、及有机金属复合气体构成 的群组中选出的一种气体。

24.如权利要求18所述的自动切换负压气体输送方法,包括使 产品气体从产品气体岐管流动至一半导体制造设备的一加工处理工 具。

25.如权利要求18所述的自动切换负压气体输送方法,其中, 每一气体构架是被装设在一单独的相应气体箱内;且相应的气体箱均 联结在一起而成为一单一组件。

26.如权利要求18所述的自动切换负压气体输送方法,进一步 包括清洁清除气体,以从其中移除污染物。

27.如权利要求18所述的自动切换负压气体输送方法,进一步 包括监视自负压气体源流入产品气流线路内的气体的压力。

28.如权利要求18所述的自动切换负压气体输送方法,包括于 步骤(III)中真空排吸产品气流线路与清除气流线路。

29.如权利要求18所述的自动切换负压气体输送方法,进一步 包括在半导体装置结构的制造中使用产品气体。

30.一种产品气体的输送方法,用以经由一被安排在若干的气体 构架内的岐管气体箱流动回路,从一负压产品气体源输送一产品气 体,每一气体构架可联结至一相应的负压产品气体源容器,该方法包 括: (a)以一主动产品气体分配模式操作一第一构架,且供应来自 联结至该第一构架的流动回路的一负压气体源的产品气体,且 (b)于该第一构架的主动气体分配模式期间,以清除气体清除 该若干个气体构架中的一第二气体构架,使该第二构架的流动回路排 气,且用来自该第一构架的产品气体及来自联结至该第二构架的流动 回路的一负压气体源的产品气体,填入该第二构架的流动回路,以将 该第二构架置于一主动气体分配状态中;及 (c)于联结至第一气体构架的负压气体源耗尽时,切换第二构 架至一主动产品气体分配模式,同时控制来自第二构架的流动回路的 产品气体流,以避免发生压力激荡或流动混乱的情况。
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说明书

发明领域本发明是有关于一种负压气体输送系统,用以供应气体至例如为 一半导体制造工具的一气体消耗加工处理设备,其中,该系统使用负 压供气容器,且可自一空的容器适当地自动切换至一满的容器,而不 会出现压力峰值(spikes)或流动混乱。
发明背景现代的半导体制造工厂(fab)作业,需要连续地输送加工处理 化学物,以将工具及fab之正常工作时间与利用率最大化。
为从供应 容器连续地输送压缩及压缩液化加工处理气体,现有输送系统通常具 有一自动切换功能。
已知的,此一自动切换功能允许使用者无须关闭 在fab中所必须的加工过程,便可交换供应气缸。
供压缩与压缩液化气体的自动切换方法是相当简单的。
压缩与压 缩液化气体二者均以高于在输送线路中的大气压力的压力被输送至加 工处理工具。
对于压缩气体,大多数的输送系统使用调节器以将例如为800- 1200磅/平方英寸(psig)的高气缸压力降至20-100psig的工作压力。
当气缸压力抵达100-200psig之间时,压缩气体气缸一般均自工作中 交换出且移除。
这通常意味着只要气缸压力保持高于输送线路压力设 定点,则输送线路压力(即为输送调节器下游的压力)不会被气缸压 力的逐渐损失所影响,这实质上为所有压缩气体输送系统的设计意 图。
对于压缩液化气体,已制成类似的设计。
最明显的差异可从例如 为BCl3与WF6的低压压缩液化气体中发现,其分别具有4.4及2.4psig 的气缸压力。
这些系统不需要依赖调节器来维持恒定的输送线路压 力。
相反的,多数这些压缩液化气体输送系统是依赖气缸与输送线路 的加热,以维持输送线路中的恒定压力。
该种恒定的输送线路压力可 以为正或负的。
例如,供分配WF6的输送线路中的恒定压力可以在大 约12psig的量。
在供压缩气体或压缩液化气体的任一情况中,分配系统的基本设 计是提供加工处理输送线路中的恒定压力。
此一设计能力使得自动切 换成为相同输送岐管的隔离阀的切换。
当自动切换机构可使用时,在 输送线路内的压力不会从一压缩气缸至另一气缸产生巨大的差异。
其 结果,于分配系统的自动切换期间,下游加工不会遭遇任何压力的变 动。
以目前的供压缩与压缩液化气体用的加工气体输送系统,难于供 负压气体源使用自动切换功能。
其主要原因是现有的压缩与压缩液化 气体系统,均被设计供“一致”或“稳定”压力作业之用。
这些系统 不提供输送一致的负压气体的能力,也不提供在具有不同绝对压力的 二负压气缸之间的自动切换功能。
依据现有技术的目前状态,在“空 的”与“满的”负压气缸之间的切换,会造成工具及附属的气流管线 的压力峰值。
该种压力峰值会造成微粒产生及质量流动的不一致与不 稳定,该二者均不良地影响到加工处理表现与能力。
与压缩气体输送系统不同,目前的单气缸负压输送系统的设计不 包含使用例如膜片调节器的机械调节器。
其是有相当多的原因。
其中 一原因是现有机械调节器会导致不希望的压降。
进一步的,不能获致 可在非常低的负压中有效率地作业的机械调节器。
其实,多数的机械 调节器不能被配置以在低于大约300乇的压力下操作。
不使用调节器, 来自一负压气体输送系统的输送线路内的负压气体的绝对压力,几乎 相当于负压气体气缸的绝对压力。
由此,在气体从负压气缸抽出且运 输时,输送线路内的压力会降低。
依据气缸的填入状态,负压气缸的 压力范围是自10-700乇。
一“满的”负压气缸的压力是650-700乇, “空的”负压气缸具有10-30乇的压力。
由于前述的理由,在此二状态 之间的自动切换是不被建议的。
需要一控制机构,以确保自空的负压 气缸的压力条件逐渐地移转至满的负压气缸的压力条件。
前述形式的负压供气源包含被揭示于Glenn M.Tom及James V. McManus于1996年5月21日公开的美国专利5,518,528中的吸附剂 基气体贮存与分配系统。
Tom等人的专利中的气体贮存与分配系统包 括一吸附/脱除装置,用以贮存与分配例如为氢化物气体、卤化物气体、 有机金属Group V复合气体等的气体。
Tom等人的专利中的吸附剂基 气体贮存与分配系统中,经由将气体可逆地吸附在例如为一活性碳或 沸石材料的一载体吸附剂媒质上,来减少被贮存的吸附气体的压力, 以供经由压差媒介及/或热差媒介脱除而于其次作业中分配,可选用 的,以一载体气流通过气体贮存与分配容器,从负压供应容器中的吸 附剂,提供一浓度差媒介脱除被贮存的气体。
在Tom等人的专利中的吸附剂基气体贮存与分配系统形式的一 典型配置中,一分配组件是以气流连通方式与贮存及分配容器联结, 该容器含有吸附气体于其上的固相吸附剂。
在该一系统中的气体分配 组件是被建构且安排在贮存与分配容器的外部提供低于内部容器压力 的压力,以进行从固相物理吸附剂媒质脱除吸附气体,且被脱除的气 流通过分配系统。
因而,Tom等人的专利的贮存与分配容器,实质性地改良了高压 气体气缸,特别是牵涉到危险气体的场合。
现有高压气体气缸易受到 由于损坏或失效的调节器组件导致的泄漏,以及如果气体的分解导致 快速增加气缸内的内部气体压力时,易受到破裂或来自气缸的其他不 希望的释放大量气体。
发明内容依此,本发明的一目的是提供一种自动切换负压气体输送系统。
本发明的另一目的是提供一供负压吸附剂基气体贮存与分配容器 用的自动切换负压气体输送系统。
本发明是有关于一种自动切换负压气体输送系统,用以分配负压 气体,以供使用在比如为半导体产品制造的应用中。
一方面,本发明是有关于一自动切换负压气体输送系统,包括: (a)若干个气体构架,每一气体构架包括气流回路,气流回路 包含一产品气流线路,可联结至一负压气体源,用以供被分配气流通 过,一清除气体线路,可联结至一清除气体源,用以供清除气流通过, 一在产品气流线路中的压力控制流动调节器,及可选择性引动阀,用 以选择性且独立地隔离在构架的气流回路中的每一产品气流线路与清 除气体线路,以防止气流通过; (b)一产品气体岐管,互连在每一气体构加中的产品气流线路, 用以从该气体构架中的一主动分配气体构架的产品气流线路排出产品 气体; (c)一清除气体岐管,以气流连通的方式与在每一气体构架中 的产品气流线路及清除气体线路联结; (d)一可选择性引动排气驱动器,被安排以经由该清除气体岐 管,自该气体构架中的一未分配气体构架的流动回路排出气体;及 (e)一中央处理单元(CPU),被安排以选择性的引动: (1)在每一气体构架中,可选择性引动阀,及 (2)可选择性引动排气驱动器, 因此,顺序地、交替地、及重复地以下列作业模式操作每一气体 构架,所述作业模式包含(I)一主动分配作业模式,其中,来自负压 气体源的气流通过产品气流线路而至产品气体岐管,(II)一清除作 业模式,其中,来自清除气体源的清除气流通过清除气体线路且进入 产品气流线路及清除气体岐管,(III)一排气作业模式,其中,清除 气体线路、产品气流线路、及清除气体岐管,均在排气驱动器的作用 下被排气,及(IV)一填入移转至主动气体分配状况操作模式,其中, 产品气流线路填满来自产品气体岐管的产品气体,且在产品气流线路 中的压力控制流动调节器操作以调节经由产品气流线路流至产品气体 岐管的来自负压气体源的产品气体流,以供重新起始(I)主动分配作 业模式。
另一方面,本发明是有关于一种自动切换负压气体输送方法,包 括: (a)提供:若干个气体构架,每一气体构架包括气流回路,包 含一产品气流线路,可联结至一负压气体源,用以供被分配气流通过, 一清除气体线路,可联结至一清除气体源,用以供清除气流通过,一 在产品气流线路中的压力控制流动调节器,及可选择性引动阀,用以 选择性且独立地隔离在构架的气流回路中的每一产品气流线路与清除 气体线路,以防止气流通过,一产品气体岐管,互连在每一气体构架 中的产品气流线路上,用以从该气体构架中的一主动分配气体构架的 产品气流线路排出产品气体;一清除气体岐管,以气流速通方式与在 每一气体构架中的产品气流线路及清除气体线路联结;及一可选择性 引动排气驱动器,被安排以经由该清除气体岐管,从该气体构架中的 一未分配气体构架的流动回路排除气体; (b)选择性地引动: (1)在每一气体构架中,可选择性引动阀,及 (2)可选择性引动排气驱动器, 从而顺序地、交替地、及重复地以下列操作模式操作每一气体构 架,包含(I)一主动分配作业模式,其中,来自负压气体源的气流通 过产品气流线路而至产品气体岐管,(II)一清除作业模式,其中, 来自清除气体源的清除气流通过清除气体线路且进入产品气流线路及 清除气体岐管,(III)一排气作业模式,其中,清除气体线路、产品 气流线路、及清除气体岐管,均在排气驱动器的作用下被排气,及(IV) 一填入移转至主动气体分配状况操作模式,其中,产品气流线路填满 来自产品气体岐管的产品气体,且在产品气流线路中的压力控制流动 调节器操作以调节经由产品气流线路流至产品气体岐管的来自负压气 体源的产品气体流,以供重新起始(I)主动分配作业模式。
在又一方面,本发明是有关于一种方法,用以经由一被安排在若 干个气体构架内的岐管气体箱流动回路,从一负压产品气体源输送一 产品气体,每一气体构架可联结至一相应的负压产品气体源容器,其 中,该方法包括: (a)以一主动产品气体分配模式操作一第一构架,且供应来自 联结至该第一构架的流动回路的一负压气体源的产品气体,且 (b)于该第一构架的主动气体分配模式期间,以清除气体清除 该若干气体构架中的一第二气体构架,使该第二构架的流动回路排 气,且用来自该第一构架的产品气体及来自联结至该第二构架的流动 回路的一负压气体源的产品气体,填入该第二构架的流动回路,以将 该第二构架置于一主动气体分配状态中;及 (c)于联结至第一气体构架的负压气体源用尽时,切换第二构 架至一主动产品气体分配模式,同时控制来自第二构架的流动回路的 产品气体流,以避免发生压力激荡或流动混乱的情况。
由下列的揭示与申请专利范围,本发明的其他方面、特征与实施 例将更完全清楚。
附图简介图1是依据本发明的一具体例的一自动切换负压气体输送系统的 一概略示意图。
本发明的详细说明及其较佳具体例 本发明是有关于具有自动切换能力的一负压气体输送系统,允许 自一空的负压供气容器转移至一满的负压供气容器。
本发明的系统允 许不断续地输送负压气体至相应或若干个处理工具,或至一负压气体 分布系统。
本发明的负压气体输送系统的一优选实施例是概略地表示于图1 中。
如图1所示,负压气体输送系统10包括虚线示出指示的一气体 箱组件12,且包含二互相连接的单独的气体箱围绕物,每一该种围绕 物掩盖二气体构架中相应的一个。
供每一构架用的气体箱可如现有技 术的包括一单一围绕物且被装设有进入门、气体供应容器固接构件 等。
所示的气体输送系统10包括各个气体构架组件,于图式中是以 “构架A”与“构架B”代表,其一般均为对称的,包括配管、泵送、 流动控制、及处理监视机构,以供气体输送、清除、及排气等作业模 式之用。
如前所述,构架A是在第一气体箱内且构架B是在第二气体 箱内,且二气体箱被互相地连接。
每一气体构架可与一单一中央处理 单元(CPU)48整合形成(互动地联结)。
各个气体构架组件均被联结至与产品排入流动线路22结合的产 品气体排放岐管线路18。
产品排放流动线路22又连接至气体消耗设 备38,该设备38可例如包括一半导体制造工具或其他加工处理单元。
在气体输送系统10中,自动阀均在特定阀单元的一号码之前加 上“AV-”的字首来代表。
限制流动孔口元件均被应用在本系统中, 且在特定限制流动孔口元件的号码之前加上“RFO-”的字首来代表。
微粒滤器均在特定微粒滤器单元的一号码之前加上“PF-”的字首来代 表。
压力传感器元件均在特定压力传感器元件单元的一号码之前加上 “PT-”的字首来代表。
压力控制流动调节装置均在特定压力控制流 动调节装置的一号码之前加上“FR-”的字首来代表。
如图所示,构架A包含一联结至清除气体源34的一清除线路30。
清除气体源34可包括一气缸或其他供应容器,或一清除气体的“库 房”/大量清除源,以供选定的清除气流通过清除线路30。
清除线路30 含有自动阀AV-1、限制流动孔口RFO-1、及一可选用的微粒滤器RF- 1。
构架A主气流线路26互连产品气体排放岐管线路18与负压供气 容器14,以及清除气体岐管线路20。
清除线路30是经由线路31联 结至构架B的清除线路32,因此,清除气体源34是供构架A与构架 B二者使用。
以特定实施方式说明,负压供气容器14可包括美国专利号码 5,518,528中所示与说明的形式的吸附剂基的气体贮存与分配容器,例 如,一“JY”气缸,含有对将被分配的气体具有吸收亲和性的一物理 吸附剂材料,例如为载有大约0.5公斤胂气体的一颗粒引动碳吸附剂。
Tom等人揭示的美国专利号码5,518,528全体包含于此以供参考。
在 气体分配模式中,胂气体从供应容器14流经主气流线路26、产品气 体排放岐管线路18、及产品排放流动线路22,而流至气体消耗设备38, 该设备可包括一CVD工具,例如,供在制造微电子装置结构所使用 的薄的薄膜基体中累积且混合砷及磷原子。
主气流线路26是由一包含一阀AV-00的阀头组件联结至供应容 器14。
主气流线路26含有一压力转换器PT-1、自动阀AV-2、压力 控制流动调节装置FR-1、及自动阀AV-04,且该种线路26是被与含 有自动阀AV-05的选用的旁通流动控制圈44联结。
构架B是相对应于构架A而建构。
如图所示,构架B包括一经 由与清除线路30相连接的线路31与清除气体源34联结的清除线路 32。
如前所述,清除气体源34可包括一气缸或具有一合适清除气体 于其内的其他供应容器。
清除气体源34供应被选定可流动通过清除 线路32的清除气体。
可选择的,清除气体源34可以不是将清除气体 选定地依序分配至每一清除线路30与32的单一气体源,而可以包括 与每一相应的构架A与B直接相关的单独的清除气体源。
以该种单独 的清除气体源,构架B中的清除气体线路32可类似构架A中的清除 气体线路30设置,且如图所示,可包含供构架A中的清除气体线路 30所用的一限制流动孔口与可选用的微粒滤器。
清除线路32含有自动阀AV-11。
构架B主气流线路28  连产品 气体排放岐管线路18与负压供气容器16,以及清除气体岐管线路20。
主要气流线路28是由一包含一阀AV-10的阀头组件联结至供应 容器16。
主气流线路28含有一压力转换器PT-2、自动阀AV-12、压 力控制流动调节装置FR-2、及自动阀AV-14,且该种线路28也设置 有含有自动阀AV-15的选用的旁通流动控制圈46。
如图所示,清除气体岐管线路20互连主气流线路26与28。
自 动阀AV-03与AV-13分别设置在清除气体岐管线路20的构架A与构 架B中区段中。
清除气体岐管线路20又被接合至含有排气泵40与选 用的清洁卡匣42的清除气体排放线路24。
清洁卡匣42可包括一直列 罐,含有在从气体箱12排出清除气体之前,从清除气体移除不需要 的气体成份的一合适化学吸附剂或驱气清净材料。
排出的清除气体可 从系统中排出、在系统中循环使用、及/或整体或部分地处理以减少其 内的污染物。
在这一方面,清除气体排放线路24中的整合清洁卡匣42,可作 用以从排气真空泵40捕捉残留放射物。
负压气体气缸与整合的清洁 器一起使用,可使气体箱的设计与作业更加安全。
排气泵40可合适地应用一真空泵,但亦可应用其他装置,例如, 喷射器、喷气器、风扇、鼓风机、低温泵等。
隔离阀、自动阀AV-03 及AV-13从构架的排气回路隔离真空驱动构件、排气泵40。
各个构 架允许供局部排吸清除、局部排气、及隔离气缸变化之用。
加工输送线路包括于每一气缸处(构架A的供应容器14;构架 B的供应容器16)的压力传感器(构架A的PT-1;构架B的PT-2), 高流量,即高Cv阀(供应容器14的AV-00;供应容器16的AV-10), 及下游压力控制装置(构架A中的AV-2,FR-1及AV-4;构架B中 的AV-12,FR-2及AV-14),该控制装置包含选用的旁通圈(构架A 中的含有AV-05的圈44;构架B中的含有AV-15的圈46)。
流动控制装置FR-1与FR-2,均被使用以确保在相应构架A与B 中从空的切换至满的负压气缸期间的平顺的移转。
即为,流动控制装 置FR-1与FR-2预防在满的气缸中的压力妨碍下游输送系统,且因而 妨碍加工处理工具。
每一流动控制装置FR-1与FR-2可包括一商用装 置,例如为MKS640系列压力控制器(可自MKS Instruments,Inc获 得),或包括一下游压力传感器,一可变设定(比例)控制阀、及一 PID控制器的一压力控制组件,其可被包含在系统内的全体加工控制 系统中。
在本发明的广泛实务应用中的较佳流动控制装置,包含可自 Integrated Flow System Inc(Santa Cruz,CA)获致的商用SR-3型与SR-4 型的负压调节器,其可被选定地设定于压力设定中,例如,在从大约 20至大约50乇的压力范围中。
负压气体输送系统10亦可包括一中央处理单元(CPU)48在气 体箱内,其可被操作地联接至系统中的阀、控制器及引动器,以及依 据一周期时间控制程式或以其他自动控制方式来控制该系统的构成部 分。
CPU可包括供该种目的用的一程式控制电脑、微处理器、或其他 微电子单元。
较佳的,CPU包括一可编程逻辑控制器(PLC)。
可选择的,CPU可置于箱12的外侧,且以合适的方式,例如通 过讯号传输线、无线(红外线)联接等,操作地联接至系统的阀、控 制器、及引动器。
现在将说明图1的负压气体输送系统10的一典型的自动切换作 业,其中,构架A是于一“操作”模式中,且构架B是于一“预备” 模式中,负压气缸14与16均被连接至相应的构架A与构架B组件。
在构架A中,来自负压供应气缸14的气体,流动通过主气流线 路26中的开启阀AV-00,且阀AV-2与AV-04亦被开启,因此,被 供应的气流进入产品气体排放岐管线路18,且被从气体箱12排放进 入产品排放流动线路22,以供流动至气体消耗设备38。
在构架A中的该种分配作业期间,阀AV-1与AV-3是均被封闭。
压力转换器PT-1监视来自负压供应气缸14的分配气体的压力,且监 视的压力被输入至CPU48以供控制,而压力控制流动调节装置FR-1 依据设备38的需求,控制被分配气流至气体消耗设备38。
当被连接至构架A的负压供应气缸14接近空的情况时,在CPU48 的控制下,构架B自动地预备好切换。
负压气缸的空的与几乎空的状 态,可由末端使用者经由CPU的程式控制而界定,或各个的空的与几 乎空的设定点可被预设于CPU中且供应给末端使用者。
预备构架B以供切换,需要执行清除与排气循环,且以负压气体 充填构架B。
于这些加工步骤期间,使用一来自CPU48的直接数位讯 号,例如经由该CPU的一系统可编程逻辑控制器(PLC),压力控制 调节装置FR-2被完全封闭。
在构架B的清除中,来自清除气体源34的清除气体,自线路31 引流入清除线路32而至清除气体岐管线路20,且在排气泵40的动作 下在清除气体排放线路24中自气体箱12排出。
于清除步骤期间,阀 AV-11,AV-13及AV-20均开启,且AV-10,AV-12及AV-14均关闭。
来自气体源34的清除气体在线路30中流动通过限制流动孔口RFO-1, 以预防发生压力波动且调节在清除流动回路中的压降。
可选择的,各 个阀AV-11与AV-13可以为反复顺序的,在清除作业中,在从线路 中真空抽取清除气体之前,选定加压在构架B中的线路32的相对应 区段(或,相对应的,在构架A中的类似顺序的阀AV-1及AV-3)。
在清除步骤之后,阀AV-11被关闭,且包括清除气体排放线路24 及清除气体岐管线路20的清除流动回路,在排气泵40的连续动作下 排气。
在完成排气之后,阀AV-13与AV-20均被关闭,且构架B的 气体分配回路(包括主气流线路28)被重新填入产品气体并被带至主 动分配状况。
为进行重填构架B的气体分配回路以供主动分配之用,阀AV-14 被开启在主要气流线路28中,且构架B的压力控制流动调节装置FR-2 的压力传感器被暴露至输送线路压力,该压力是被连接至构架A的负 压供气容器14的压力,且仍在主动分配模式中。
当在产品排放流动线路22中的压力抵达较低或“空的”设定点 时,其是由构架B的压力控制流动调节装置FR-2的压力传感器所感 测,然后,构架B中的阀AV-10与AV-12开启。
于此一点处,关闭 压力控制流动调节装置FR-2控制阀的数位讯号被终止,且压力控制 流动调节装置FR-2被操作以维持构架B的压力高于构架A的压力在 10乇内。
同时的,在构架A中的阀AV-2与AV-4关闭,且开始一泵 送/清除循环,以从构架A移除残留气体。
压力控制流动调节装置FR-2,以缓慢的方式开启其比例控制阀 至一“完全开启”状态,使得在输送线路中的加工气体以小于20乇/ 分钟的速率上升,该一速度是多数质量流量控制器(MFCs)可承受 且不会损及流动稳定性的速度。
当压力控制流动调节装置FR-2处的输送线路压力,是相等于由 压力传感器PT-2所决定的负压供气容器16的压力时,压力控制流动 调节装置FR-2可被完全地开启,以提供无限制的流动。
于此一点处,构架A是“离线”(相关于产品气体的分配是不主 动的)且可进行供构架B用的前述清除/排气及填入程序。
在构架A 的该种清除/排气及填入程序期间,构架B持续分配产品气体。
在该构架的清除/排气及填入过程期间,构架A的阀AV-00被封 闭,在构架A中的“使用过”的负压供气容器14可被交换出——即 为,将之移除且以一新的(满的)负压供气容器更换,以供其次的当 构架B中的负压供气容器用尽之后的构架A的换新作业而成为气体输 送系统的主动气体分配构架之用,并执行前述的自动切换程序。
较佳的,应避免使用压力控制流动调节装置FR-2作为一固定调 节器,以提供末端使用者具有应用一质量流量控制器(MFC)于气体 消耗设备38中的能力,以做为测量负压供气容器中的剩余产品气体 的手段,其中负压供气容器向设备38提供产品气体。
末端使用者可 例如记录MFC的阀压读数,且使用该种阀压读数做为测量接近负压 供气容器的“空的”状态的方法。
MFC阀压与在负压供气容器内的降 低压力成比例地增加,且较佳的,由一MFC准确性观点言之,以例 如为大于20乇的基压操作。
虽然本发明的图1是具体例,已参照使用二气体构架(构架A与 构架B)的一气体输送系统示范地显示与描述,必须注意,本发明并 不局限于此,且在本发明的一给定末端使用应用中,可应用多于两个 的气体构架,其中,每一构架进行前述的循环步骤(主动气体分配、 清除、排气及填入移转至分配条件),相关于组成气体构架而顺序地 自动切换。
因而,可以看出本发明的气体输送系统允许产生连续的分配作 业,以多个气体构架之一做为主动分配构架,且其他的构架顺序地被 清除、排气及填入转移。
本发明的此一自动切换系统,可预防由于在空的与满的负压气缸 之间的自动切换而导致大压力波被传送通过输送线路。
该种自动切换 系统确保在应用中的持续输送负压气体,其中,代替的负压气体气缸 可被库存而提供一气缸存货,由此,于交换出一给定气体构架期间, 可轻易地安装一新的气缸。
此外,本发明的气体输送系统的作业,于自动切换期间可预防产 生压力峰值,且因而用于将来自各个系统构件的微粒散发减至最小。
其结果,由气体输送系统所分配的气体纯度可被维持于高水平,而配 合例如为半导体制造的气体消耗作业中的需求,其中,自设定点的纯 度水平产生偏差,会造成一瑕疵的半导体产品,或甚至无法用于其所 被设计的目的。
虽然本发明已于此参照特定元件特征和实施例加以示范地说明, 必须知道,本发明并不局限于该种结构或作业,而是以于此揭示的观 点广泛地理解,如本领域普通技术人员了解的变化、修正、及其他具 体例。
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