JP7382339B2 - Memsに基づくコリオリ質量流コントローラ - Google Patents
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Description
本出願は、2018年3月30日に提出された米国仮特許出願第62/650,657号明細書の利益を主張する。上記で参照した出願の開示全体は、参照により本明細書に組み入れられる。
[形態1]
質量流コントローラ組立体であって、
キャビティ、複数の内部通路、第1の注入口、第1の流出口、第2の注入口、および第2の流出口を画定する筐体と、
前記筐体に接続され、前記筐体の前記第2の流出口に流体で連結された注入口および前記筐体の前記第2の注入口に流体で連結された流出口を有し、前記筐体の前記第2の流出口から前記筐体の前記第2の注入口まで流体の流れを制御するように構成された弁と、
前記キャビティ内に配列された微小電気機械(MEMS)コリオリ流量センサであって、前記複数の内部通路の少なくとも1つにより前記筐体の前記第1の注入口に流体で連結された注入口を含み、前記MEMSコリオリ流量センサを通って流れる流体の質量流量および密度のうち少なくとも一方を測定するように構成されたMEMSコリオリ流量センサと
を備え、
前記MEMSコリオリ流量センサの流出口は、複数の内部通路の少なくとも1つにより前記筐体の前記第2の流出口に流体で連結され、
前記筐体の前記第2の注入口は、前記複数の内部通路の少なくとも1つにより前記筐体の前記第1の流出口に流体で連結される質量流コントローラ組立体。
[形態2]
形態1に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記筐体は、
第1の筐体部分と、
前記第1の筐体部分に接続した第2の筐体部分と、
前記第2の筐体部分に接続した第3の筐体部分と
を含み、
前記キャビティは、前記第2の筐体部分と前記第3の筐体部分の間で画定される質量流コントローラ組立体。
[形態3]
形態2に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記弁は、前記第3の筐体部分に接続され、前記質量流コントローラ組立体は、前記弁に近接して前記第3の筐体部分に接続されたプリント回路基板をさらに備える質量流コントローラ組立体。
[形態4]
形態2に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記第1の筐体部分は、前記第1の注入口、および前記MEMSコリオリ流量センサの注入口と流体でつながっている取り外し可能なフィルタを含む質量流コントローラ組立体。
[形態5]
形態3に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記第3の筐体部分により画定された第1のキャビティ内に配列された第1のコネクタプラグをさらに備える質量流コントローラ組立体。
[形態6]
形態5に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記第1のコネクタプラグは、複数の導体を誘導し、前記複数の導体の第1の端部は、複数のボンドワイヤによりそれぞれ前記MEMSコリオリ流量センサに接続される質量流コントローラ組立体。
[形態7]
形態6に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記第3の筐体部分の第2のキャビティ内に配列された第2のコネクタプラグをさらに備える質量流コントローラ組立体。
[形態8]
形態7に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記第2のコネクタプラグは、前記複数の導体を誘導し、前記複数の導体の第2の端部は、前記プリント回路基板上にそれぞれ配列された複数のトレースに接続される質量流コントローラ組立体。
[形態9]
形態8に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記複数のトレース、前記複数の導体、および前記複数のボンドワイヤにより前記MEMSコリオリ流量センサに接続されるコントローラをさらに備える質量流コントローラ組立体。
[形態10]
形態1に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記流体はガスを備え、前記質量流コントローラ組立体の構成要素のガスに暴露される表面は、
非金属材料から作られる、または
非金属コーティングでコートされる
うちの一方である質量流コントローラ組立体。
[形態11]
形態2に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記第1の筐体部分、前記第2の筐体部分、および前記第3の筐体部分を一緒に接続する複数の締結具をさらに備える質量流コントローラ組立体。
[形態12]
形態11に記載の質量流コントローラ組立体であって、
前記第1の筐体部分と前記第2の筐体部分の間に配列された第1のシールと、
前記第2の筐体部分と前記第3の筐体部分の間に配列された第2のシールと
をさらに備える質量流コントローラ組立体。
[形態13]
形態1に記載の質量流コントローラ組立体であって、
前記筐体の前記第1の注入口に接続された注入管と、
前記筐体の前記第1の流出口に接続された流出管と
をさらに備える質量流コントローラ組立体。
[形態14]
形態13に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記注入管および前記流出管は、金属から作られ、非金属コーティングを含む質量流コントローラ組立体。
[形態15]
形態14に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記非金属コーティングは、原子層堆積を使用して堆積させられる質量流コントローラ組立体。
[形態16]
形態1に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記MEMSコリオリ流量センサは、半導体材料から作られた、測定中に共鳴周波数で振動させられる、内径が10μm~100μmの範囲の管を含む質量流コントローラ組立体。
[形態17]
形態1に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記MEMSコリオリ流量センサは、100sccm未満の流量を測定するように構成される質量流コントローラ組立体。
[形態18]
形態1に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記筐体は、ステンレス鋼、アルミニウム、ガラス、セラミック、プラスチック、および半導体の材料からなるグループから選択された材料から作られる質量流コントローラ組立体。
[形態19]
形態2に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記MEMSコリオリ流量センサは、前記キャビティ内で前記第2の筐体部分に接合される質量流コントローラ組立体。
[形態20]
形態2に記載の質量流コントローラ組立体であって、
前記MEMSコリオリ流量センサは、ホウ素を含まないケイ素表面を含み、
前記第2の筐体部分は、ステンレス鋼から作られ、
前記ホウ素を含まないケイ素表面は、前記キャビティ内で前記第2の筐体部分に接合される質量流コントローラ組立体。
[形態21]
形態16に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記MEMSコリオリ流量センサは、
前記管の動きに応答して信号を発生させる、前記管に近接して配列された静電容量検出回路と、
制御回路であって、
前記管の共鳴周波数で前記管を振動させるように構成されたアクチュエータ回路、および
前記静電容量検出回路から前記信号を受信するように構成された読出回路
を含む制御回路と
を含む質量流コントローラ組立体。
[形態22]
基板処理システムであって、
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内で基板を支持するように配列された基板支持物と、
処理ガス混合物を前記処理チャンバに配送するように構成され、形態1に記載の質量流コントローラ組立体を備えるガス配送システムと
を備える基板処理システム。
[形態23]
流れ制御システムであって、
並列に配列された、形態1に記載のN個の質量流コントローラ組立体であって、Nは2以上の整数であるN個の質量流コントローラ組立体と、
前記N個の質量流コントローラ組立体の第1の注入口に接続された第1の弁と
を備え、
前記N個の質量流コントローラ組立体の流出口は、一緒に接続される流れ制御システム。
[形態24]
形態23に記載の流れ制御システムであって、前記N個の質量流コントローラ組立体と並列に接続されたバイパスオリフィスをさらに備える流れ制御システム。
Claims (24)
- 質量流コントローラ組立体であって、
キャビティ、複数の内部通路、第1の注入口、第1の流出口、第2の注入口、および第2の流出口を画定する筐体と、
前記筐体に接続され、前記筐体の前記第2の流出口に流体で連結された注入口および前記筐体の前記第2の注入口に流体で連結された流出口を有し、前記筐体の前記第2の流出口から前記筐体の前記第2の注入口まで流体の流れを制御するように構成された弁と、
前記キャビティ内に配列された微小電気機械(MEMS)コリオリ流量センサであって、前記複数の内部通路の少なくとも1つにより前記筐体の前記第1の注入口に流体で連結された注入口を含み、前記MEMSコリオリ流量センサを通って流れる流体の質量流量および密度のうち少なくとも一方を測定するように構成されたMEMSコリオリ流量センサと
を備え、
前記MEMSコリオリ流量センサの流出口は、複数の内部通路の少なくとも1つにより前記筐体の前記第2の流出口に流体で連結され、
前記筐体の前記第2の注入口は、前記複数の内部通路の少なくとも1つにより前記筐体の前記第1の流出口に流体で連結される質量流コントローラ組立体。 - 請求項1に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記筐体は、
第1の筐体部分と、
前記第1の筐体部分に接続した第2の筐体部分と、
前記第2の筐体部分に接続した第3の筐体部分と
を含み、
前記キャビティは、前記第2の筐体部分と前記第3の筐体部分の間で画定される質量流コントローラ組立体。 - 請求項2に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記弁は、前記第3の筐体部分に接続され、前記質量流コントローラ組立体は、前記弁に近接して前記第3の筐体部分に接続されたプリント回路基板をさらに備える質量流コントローラ組立体。
- 請求項2に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記第1の筐体部分は、前記第1の注入口、および前記MEMSコリオリ流量センサの注入口と流体でつながっている取り外し可能なフィルタを含む質量流コントローラ組立体。
- 請求項3に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記第3の筐体部分により画定された第1のキャビティ内に配列された第1のコネクタプラグをさらに備える質量流コントローラ組立体。
- 請求項5に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記第1のコネクタプラグは、複数の導体を誘導し、前記複数の導体の第1の端部は、複数のボンドワイヤによりそれぞれ前記MEMSコリオリ流量センサに接続される質量流コントローラ組立体。
- 請求項6に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記第3の筐体部分の第2のキャビティ内に配列された第2のコネクタプラグをさらに備える質量流コントローラ組立体。
- 請求項7に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記第2のコネクタプラグは、前記複数の導体を誘導し、前記複数の導体の第2の端部は、前記プリント回路基板上にそれぞれ配列された複数のトレースに接続される質量流コントローラ組立体。
- 請求項8に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記複数のトレース、前記複数の導体、および前記複数のボンドワイヤにより前記MEMSコリオリ流量センサに接続されるコントローラをさらに備える質量流コントローラ組立体。
- 請求項1に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記流体はガスを備え、前記質量流コントローラ組立体の構成要素のガスに暴露される表面は、
非金属材料から作られる、または
非金属コーティングでコートされる
うちの一方である質量流コントローラ組立体。 - 請求項2に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記第1の筐体部分、前記第2の筐体部分、および前記第3の筐体部分を一緒に接続する複数の締結具をさらに備える質量流コントローラ組立体。
- 請求項11に記載の質量流コントローラ組立体であって、
前記第1の筐体部分と前記第2の筐体部分の間に配列された第1のシールと、
前記第2の筐体部分と前記第3の筐体部分の間に配列された第2のシールと
をさらに備える質量流コントローラ組立体。 - 請求項1に記載の質量流コントローラ組立体であって、
前記筐体の前記第1の注入口に接続された注入管と、
前記筐体の前記第1の流出口に接続された流出管と
をさらに備える質量流コントローラ組立体。 - 請求項13に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記注入管および前記流出管は、金属から作られ、非金属コーティングを含む質量流コントローラ組立体。
- 請求項14に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記非金属コーティングは、原子層堆積を使用して堆積させられる質量流コントローラ組立体。
- 請求項1に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記MEMSコリオリ流量センサは、半導体材料から作られた、測定中に共鳴周波数で振動させられる、内径が10μm~100μmの範囲の管を含む質量流コントローラ組立体。
- 請求項1に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記MEMSコリオリ流量センサは、100sccm未満の流量を測定するように構成される質量流コントローラ組立体。
- 請求項1に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記筐体は、ステンレス鋼、アルミニウム、ガラス、セラミック、プラスチック、および半導体の材料からなるグループから選択された材料から作られる質量流コントローラ組立体。
- 請求項2に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記MEMSコリオリ流量センサは、前記キャビティ内で前記第2の筐体部分に接合される質量流コントローラ組立体。
- 請求項2に記載の質量流コントローラ組立体であって、
前記MEMSコリオリ流量センサは、ホウ素を含まないケイ素表面を含み、
前記第2の筐体部分は、ステンレス鋼から作られ、
前記ホウ素を含まないケイ素表面は、前記キャビティ内で前記第2の筐体部分に接合される質量流コントローラ組立体。 - 請求項16に記載の質量流コントローラ組立体であって、前記MEMSコリオリ流量センサは、
前記管の動きに応答して信号を発生させる、前記管に近接して配列された静電容量検出回路と、
制御回路であって、
前記管の共鳴周波数で前記管を振動させるように構成されたアクチュエータ回路、および
前記静電容量検出回路から前記信号を受信するように構成された読出回路
を含む制御回路と
を含む質量流コントローラ組立体。 - 基板処理システムであって、
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内で基板を支持するように配列された基板支持物と、
処理ガス混合物を前記処理チャンバに配送するように構成され、請求項1に記載の質量流コントローラ組立体を備えるガス配送システムと
を備える基板処理システム。 - 流れ制御システムであって、
並列に配列された、請求項1に記載のN個の質量流コントローラ組立体であって、Nは2以上の整数であるN個の質量流コントローラ組立体と、
前記N個の質量流コントローラ組立体の第1の注入口に接続された第1の弁と
を備え、
前記N個の質量流コントローラ組立体の流出口は、一緒に接続される流れ制御システム。 - 請求項23に記載の流れ制御システムであって、前記N個の質量流コントローラ組立体と並列に接続されたバイパスオリフィスをさらに備える流れ制御システム。
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