KR20220156677A - 초크 유동에 기반한 질량 유량 검증을 위한 방법들, 시스템들 및 장치 - Google Patents

초크 유동에 기반한 질량 유량 검증을 위한 방법들, 시스템들 및 장치 Download PDF

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Abstract

질량 유량 검증 시스템들 및 장치는 초크 유동 원리들에 기반하여 질량 유량 제어기(MFC)들의 질량 유동률들을 검증할 수 있다. 이러한 시스템들 및 장치는 병렬로 결합된 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들을 포함할 수 있다. MFC의 설정점을 기초로 유량 제한기들 중 하나를 통하는 유동 경로의 선택을 통해 광범위한 유동률들이 검증될 수 있다. 초크 유동 상태들 하에서 유량 제한기들의 상류에서의 압력 및 온도 측정들을 통해 질량 유동률들이 결정될 수 있다. 초크 유동 원리들을 기반으로 질량 유동률을 검증하는 방법들이 또한, 다른 양상들과 같이 제공된다.

Description

초크 유동에 기반한 질량 유량 검증을 위한 방법들, 시스템들 및 장치{METHODS, SYSTEMS, AND APPARATUS FOR MASS FLOW VERIFICATION BASED ON CHOKED FLOW}
[0001] 본 출원은 "METHODS, SYSTEMS, AND APPARATUS FOR MASS FLOW VERIFICATION BASED ON CHOKED FLOW"라는 명칭으로 2016년 6월 27일자 출원된 미국 특허출원 제15/194,360호(대리인 관리 번호 제24152/USA호)에 대한 우선권을 주장하며, 이 출원은 이로써 모든 목적들을 위해 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.
[0002] 본 개시내용은 전자 디바이스 제조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 초크 유동(choked flow) 원리들에 기반하여 질량 유량 제어기들의 질량 유동률(mass flow rate)들을 검증하는 것에 관한 것이다.
[0003] 전자 디바이스 제조 시스템들은 하나 또는 그보다 많은 질량 유량 제어기(MFC: mass flow controller)들을 포함할 수 있다. MFC들은 전자 디바이스들의 제조에 사용되는 프로세스 화학 물질(chemistry)들의 질량 유동률들을 제어한다. 프로세스 화학 물질들은 반도체 웨이퍼들, 유리판들 등 위에 전자 회로들이 제작될 수 있는 하나 또는 그보다 많은 프로세스 챔버들에 전달되는 다양한 가스들(예컨대, 세정, 증착 및 에천트 가스들)을 포함할 수 있다. 프로세스 화학 물질들의 정확한 질량 유량 제어가 전자 디바이스의 제작 프로세스의 하나 또는 그보다 많은 단계들에서 사용될 수 있다. MFC들에 의해 제공되는 정확한 질량 유량 제어는 미세하게 작은 치수들을 갖는 전자 디바이스들의 고 수율 생산에 기여할 수 있다.
[0004] 프로세스 화학 물질들이 정확하게 전달되는 것을 보장하기 위해, MFC들의 검증 및 교정이 주기적으로 수행될 수 있다. 그러나 MFC들의 검증 및 교정은, 시간이 오래 걸리고 사용하기에 비효율적일 수 있고, 낮은 질량 유동률 범위들로(예컨대, 단지 최대 3000sccm(분당 표준 입방 센티미터(standard cubic centimeter per minute)) 질소 당량) 제한될 수 있고, 현저한 프로세스 정지 시간을 야기할 수 있고, 그리고/또는 프로세스 화학 물질들의 정확한 질량 유량 제어를 보장하기에 충분히 정확하지 않을 수 있는, 부피가 크고 값 비싼 추가 장비를 수반할 수 있다.
[0005] 제1 양상에 따르면, 질량 유량 검증 시스템이 제공된다. 질량 유량 검증 시스템은 유입구; 제1 압력 센서 및 온도 센서 ― 제1 압력 센서 및 온도 센서 각각은 유입구의 하류에 결합됨 ―; 유입구의 하류에 결합된 복수의 격리 밸브들; 유입구의 하류에서 병렬로 결합된 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기(flow restrictor)들 ― 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들 중 각각의 유량 제한기는 유입구 및 복수의 격리 밸브들 중 개개의 격리 밸브와 직렬로 결합됨 ―; 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들 중 각각의 유량 제한기의 하류에서 각각의 유량 제한기와 직렬로 결합된 유출구; 및 제1 압력 센서, 온도 센서 및 복수의 격리 밸브들에 결합된 제어기를 포함하며, 제어기는 초크 유동 상태 하에서 온도 센서에 의해 측정된 온도 및 초크 유동 상태 하에서 제1 압력 센서에 의해 측정된 제1 압력에 대한 응답으로 질량 유동률을 결정하도록 구성된다.
[0006] 제2 양상에 따르면, 전자 디바이스 제조 시스템이 제공된다. 전자 디바이스 제조 시스템은 질량 유량 제어기; 유입구 및 유출구를 갖는 질량 유량 검증 시스템 ― 유입구는 질량 유량 제어기에 결합됨 ―; 제어기; 및 질량 유량 제어기에 결합된 유동 경로에 결합되며 질량 유량 제어기를 통해 하나 또는 그보다 많은 프로세스 화학 물질들을 수용하도록 구성된 프로세스 챔버를 포함한다. 질량 유량 검증 시스템은 유입구의 하류에 결합된 복수의 격리 밸브들, 및 유입구의 하류에서 병렬로 결합된 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들을 포함하며, 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들 중 각각의 유량 제한기는 유입구, 복수의 격리 밸브들 중 개개의 격리 밸브, 및 유출구와 직렬로 결합된다. 제어기는 복수의 격리 밸브들에 결합되고, 복수의 격리 밸브들 중 단 하나의 격리 밸브만을 통해 초크 유동 상태 하에서 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들의 상류에서의 압력 측정 및 온도 측정을 수신하도록 구성된다. 제어기는 또한 압력 측정 및 온도 측정의 수신에 대한 응답으로 질량 유동률을 결정하도록 구성된다.
[0007] 제3 양상에 따르면, 질량 유동률을 검증하는 방법이 제공된다. 이 방법은 초크 유동 상태 동안 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들 중 단 하나의 유량 제한기만을 통해 가스가 흐르게 하는 단계; 초크 유동 상태 동안, 측정된 압력 값을 얻도록 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들 중 하나의 유량 제한기의 상류에서 압력을 측정하는 단계; 초크 유동 상태 동안, 측정된 온도 값을 얻도록 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들 중 하나의 유량 제한기의 상류에서 온도를 측정하는 단계; 및 측정된 압력 값 및 측정된 온도 값에 미리 결정된 유량 제한기 계수, 미리 결정된 가스 보정 인자 및 미리 결정된 온도 값을 적용함으로써 질량 유동률을 결정하는 단계를 포함한다.
[0008] 본 개시내용의 이러한 그리고 다른 실시예들에 따른 또 다른 양상들, 특징들 및 이점들은 다음의 상세한 설명, 첨부된 청구항들 및 첨부 도면들로부터 자명할 수 있다. 이에 따라, 본 명세서의 도면들 및 설명들은 사실상 제한이 아닌 예시로서 고려되어야 한다.
[0009] 아래에서 설명되는 도면들은 단지 예시를 위한 것이며, 반드시 실척대로 그려진 것은 아니다. 도면들은 어떤 식으로도 본 개시내용의 범위를 한정하는 것으로 의도되는 것은 아니다.
[0010] 도 1은 본 개시내용의 실시예들에 따른 제1 질량 유량 검증 시스템을 예시한다.
[0011] 도 2는 본 개시내용의 실시예들에 따른 제2 질량 유량 검증 시스템을 예시한다.
[0012] 도 3은 본 개시내용의 실시예들에 따른 제3 질량 유량 검증 시스템을 예시한다.
[0013] 도 3a는 본 개시내용의 실시예들에 따른 제3 질량 유량 검증 시스템 내에서의 질량 유량 검증 동안의 여러 압력들의 그래프를 예시한다.
[0014] 도 4는 본 개시내용의 실시예들에 따른 제4 질량 유량 검증 시스템을 예시한다.
[0015] 도 5는 본 개시내용의 실시예들에 따른 전자 디바이스 제조 시스템을 예시한다.
[0016] 도 6은 본 개시내용의 실시예들에 따른 질량 유량 검증 방법을 예시한다.
[0017] 이제 본 개시내용의 예시적인 실시예들이 상세히 언급될 것이며, 이러한 실시예들은 첨부 도면들에 예시된다. 가능하면 어디든, 동일한 또는 비슷한 부분들을 나타내기 위해 도면들 전반에서 동일한 참조 번호들이 사용될 것이다.
[0018] 미세하게 작은 치수들을 갖는 전자 디바이스들은 +/-1%만큼 높은 질량 유동률 정확도들을 갖는 프로세스 화학 물질들로 생산될 수 있다. 많은 질량 유량 제어기(MFC)들은 그와 같이 지정될 수 있고 새로운 경우에 그러한 규격들을 충족할 수 있는 한편, 적은 비율의 MFC들은 그와 같이 지정될 수 있지만, 새롭거나 아니면 다른 경우에는 실제로 그러한 규격들을 충족하지 않을 수 있다. 더욱이, 초기에 정확한 MFC들도 시간 경과에 따라 이들의 질량 유동률들의 정확도 드리프트를 겪을 수 있는데, 이는 질량 유동률들이 이들의 지정된 정확도들을 벗어나게 할 수 있다. 이에 따라, 반도체 제작 장비에서 사용되는 것들과 같은 MFC들의 검증 및 교정이 주기적으로 수행되어, 프로세스 화학 물질들이 정확하게 전달됨을 보장할 수 있다.
[0019] 본 개시내용의 하나 또는 그보다 많은 실시예들에 따른 질량 유량 검증 방법들, 시스템들 및 장치는 "sccm"(분당 표준 입방 센티미터) 또는 "slm"(분당 표준 리터: standard liters per minute)의 단위일 수 있는 가스 질량 유동률을 결정하기 위한 초크 유동 원리들에 기반한다. 본 개시내용의 하나 또는 그보다 많은 실시예들에 따른 초크 유동 원리들에 기반한 질량 유량 검증 방법들, 시스템들 및 장치는 질량 유동률을 계산하는 데 필요한 변수들의 수를 감소시킬 수 있고, 검증 장비 풋프린트를 더 작게 할 수 있으며, 알려진 압력 상승률(ROR: pressure rate of rise) 원리들을 기반으로 한 질량 유량 검증 방법들, 시스템들 및 장치보다는 더 정확하지 않더라도 적어도 그만큼은 정확하고 보다 시간 효율적일 수 있다.
[0020] ROR 원리들은 이상 기체 법칙에 기반하여 질량 유동률을 알려진 밀폐 체적의 측정된 압력 상승률과 상관시킨다. 질량 유동률이 높을수록 밀폐 체적이 더 크다(커야 한다). ROR 원리들은 밀폐 체적을 가스로 채우고 밀폐 체적 내의 압력 상승률을 측정하는 긴 프로세스(예컨대, 일부 경우들에는 10시간 이상)를 수반할 수 있다. 밀폐 체적은 제조 시스템의 프로세스 챔버 또는 외부 체적일 수 있다. 프로세스 챔버의 정확한 체적 또는 외부 체적의 불확실성들은 결과들의 정확도에 악영향을 줄 수 있다. ROR 원리들을 사용하는 프로세스는 압력, 온도, 체적 및 시간의 측정들을 수반할 수 있다.
[0021] 이에 반해, 비-ROR 초크 유량 측정은 거의 순간적일 수 있으며, 초크 유동 원리들을 기반으로 질량 유동률을 계산하는 것은 압력과 온도의 두 가지 측정들만을 수반할 수 있다.
[0022] 초크 유동 원리들에 따르면, 제한 경로(예컨대, 경로의 가장 좁은 부분)를 통해 흐르는 가스의 속도는 처음에는 제한에 걸친 압력 차가 증가함에 따라 증가한다. 압력 차가 가스 흐름 속도를 제한 또는 초크 지점에서 음속(즉, 음파 속도)까지 증가시키기에 충분히 커지면 초크 유동이 발생한다. 즉, 초크 유동은 초크 지점의 상류에서의 압력 대 초크 지점의 하류에서의 압력의 특정 최소 비율로 발생한다. 초크 유동 동안, 압력 차가 아무리 커지더라도 가스의 속도가 초크 지점에서의 음속보다 높게 증가하지 않는다. 초크 지점은 유량 제한기로 알려진 디바이스에 의해 제공될 수 있다. 유량 제한기들은 많은 다양한 크기들(즉, 제한기를 통과하는 오리피스 또는 유동 경로의 직경 또는 단면적)로 이용 가능하다.
[0023] 초크 유동 동안 유량 제한기를 통한 질량 유동률(MFR: mass flow rate)은 유량 제한기의 상류에서의 압력에 따라 선형적으로 변화한다. 본 개시내용의 하나 또는 그보다 많은 실시예들에 따른 질량 유량 검증은 다음의 2개의 식들을 이용할 수 있다:
[0024] FlowSTD MFR = PCHARACTERIZATION * CFLOWRESTR (1)
[0025] 검증된 MFR = PMFV * CFLOWRESTR * (TCHARACTERIZATION/TMFV) * CGAS CORRECTION (2)
[0026] 여기서:
[0027] 식(1)은 본 개시내용의 하나 또는 그보다 많은 실시예들에 따른 질량 유량 검증 시스템들에 사용되는 서로 다른 크기의 유량 제한기들 중 각각의 유량 제한기의 (아래에서 설명되는) 특성화 중에 사용되고;
[0028] 식(2)은 MFC의 질량 유량 검증 중에 질량 유동률(즉, 검증된 MFR)을 결정하는 데 사용되며;
[0029] 온도 및 압력 값들은 절대 단위(즉, 온도 값들의 경우 켈빈도(degrees Kelvin) 그리고 압력 값들의 경우 Torr)이고;
[0030] 질소는 서로 다른 크기의 유량 제한기들을 특성화하는 데 사용되는 가스일 수 있고;
[0031] PCHARACTERIZATION은 주어진 유량 제한기의 특성화 중에 초크 유동 상태 하에서 그 주어진 유량 제한기를 통해 알려진 질량 유동률(즉, FlowSTD MFR)로 흐르는 질소의 측정된 상류 압력이고;
[0032] CFLOWRESTR(유량 제한기 계수)은 식(1)에서 계산되는 바와 같이, 주어진 유량 제한기에 대해 알려진 질량 유동률(FlowSTD MFR) 대 측정된 압력(PCHARACTERIZATION)의 비이고; 각각의 특성화된 유량 제한기에 대한 CFLOWRESTR의 값들은 본 개시내용의 하나 또는 그보다 많은 실시예들에 따라 질량 유량 검증 시스템을 제어하도록 구성된 제어기의 메모리에 저장될 수 있으며; CFLOWRESTR은 검증된 MFR을 풀기 위해 식(2)에서 사용되고;
[0033] TCHARACTERIZATION은 주어진 유량 제한기의 특성화 중에 측정된 질소의 온도이고; 각각의 특성화된 유량 제한기에 대한 TCHARACTERIZATION의 값들은 본 개시내용의 하나 또는 그보다 많은 실시예들에 따라 질량 유량 검증 시스템을 제어하도록 구성된 제어기의 메모리에 저장될 수 있고;
[0034] PMFV는 질량 유량 검증 동안 주어진 유량 제한기를 통한 초크 유동 상태 하에서의 타깃 가스(즉, 검증되고 있는 MFC에 의해 질량 유동률이 제어되는 프로세스 화학 물질)의 측정된 상류 압력이고, 여기서 주어진 유량 제한기는 이전에 특성화되었어야 하며;
[0035] TMFV는 질량 유량 검증 동안 주어진 유량 제한기를 통한 초크 유동 상태 하에서의 타깃 가스의 측정된 상류 온도이고; 그리고
[0036] CGAS CORRECTION(가스 보정 인자)은 질소의 분자량 대 타깃 가스(즉, 검증되고 있는 MFC에 의해 질량 유동률이 제어되는 프로세스 화학 물질)의 분자량의 비의 제곱근이다. 이 인자는 질량 유량 검증 중에 흐를 수 있는 질소 가스와 비-질소 가스 간의 차이들에 대해 보정하고, 질량 유량 검증 중에 사용될 수 있는 다양한 가스들에 대한 CGAS CORRECTION의 값들은 본 개시내용의 하나 또는 그보다 많은 실시예들에 따라 질량 유량 검증 시스템을 제어하도록 구성된 제어기의 메모리에 저장될 수 있다.
[0037] 본 개시내용의 하나 또는 그보다 많은 실시예들에 따른 질량 유량 검증 방법들, 시스템들 및 장치는 병렬로 결합된 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들을 사용하여, 전자 디바이스 제조 시스템의 가스 전달 장치에 사용되는 MFC의 질량 유동률 범위에 대해 초크 유동을 유도할 수 있다. 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들에 걸쳐 최소 상류/하류 압력 비를 유지함으로써 초크 유동 상태들이 생성될 수 있다. 초크 유동을 유도하는 최소 상류/하류 압력 비는 전자 디바이스 제조에 사용되는 가스들 각각에 대해 알려질 수 있거나 결정될 수 있다. 서로 다른 크기의 유량 제한기들의 수는 검증될 질량 유동률들의 범위에 의해 결정되며; 유동률 범위가 넓을수록, 서로 다른 크기의 유량 제한기들이 더 많이 포함될 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 방법들, 시스템들 및 장치의 실시예들은 전자 디바이스 제조에 사용되는 다양한 질량 유동률 범위들을 수용하도록 확장될 수 있다.
[0038] 서로 다른 크기의 각각의 유량 제한기는 검증될 하나 또는 그보다 많은 질량 유동률들에 대한 초크 유동 상태 동안 결과적인 상류 압력을 측정하기 위한 테스트 셋업을 통해 특성화될 수 있다. 이는, 본 개시내용의 실시예들에 따른 질량 유량 검증 시스템에서 사용될 수 있는 특정 유량 제한기의 상류 압력이, 검증될 MFC가 작동불능(starve)되지 않게 하는 것을 보장할 수 있다. 즉, 적절하게 기능하기 위해, MFC는 그에 걸쳐 일정 차압을 가져야 한다. 특정 유량 제한기를 통과하는 특정 질량 유동률로 인해 발생하는 상류 압력이 MFC에 걸쳐 불충분한 차압을 야기한다면, 그 유량 제한기가 그 질량 유동률에서 그 MFC를 검증하는 데 사용될 수 없다. 따라서 본 개시내용의 실시예들은 검증될 MFC가 작동불능되지 않게 하면서 초크 유동 경로를 제공하도록 적절한 유량 제한기가 선택될 수 있게, 병렬로 결합된 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들을 이용한다.
[0039] 유량 제한기들을 특성화하기 위한 테스트 셋업은 상류 압력 센서(예컨대, 압력계), 상류 온도 센서, 특성화될 유량 제한기, 및 직렬로 결합된 하류 압력 센서(예컨대, 압력계)를 갖는 유동 경로의 유입구에 결합된 정밀 MFC를 포함할 수 있다. 유동 경로의 유출구는 진공 펌프에 결합되어 유출구에서의 기저 진공 압력을 생성할 수 있는데, 기저 진공 압력은 예컨대, 5Torr일 수 있다(다른 기저 진공 압력들이 사용될 수 있다). 일단 기저 진공 압력이 설정되면, 정밀 MFC는 (본 명세서에서는 설정점으로 지칭되는) 특정 질량 유동률로 설정될 수 있고, 질소가 유동 경로를 통해 흐를 수 있다. 그 다음, 유량 제한기를 통한 초크 유동을 유도하기 위한 최소 상류/하류 압력 비가 존재하도록 그리고 상류 압력이 MFC가 작동불능되지 않게 하도록 보장하기 위해, 상류 압력 및 하류 압력의 측정이 이루어질 수 있다.
[0040] 다음은 특성화된 100 미크론, 400 미크론 및 800 미크론 유량 제한기들의 예시적인 결과들인데, 이러한 유량 제한기들 각각은 도시된 질량 유동률 범위들에 대해 5Torr의 기저 진공 압력으로 질소가 유량 제한기들을 통해 흐르게 한다.
[0041] 100 미크론 유량 제한기
[0042] A) 질량 유동률 = 5sccm
[0043] 상류 압력 = 71.4Torr
[0044] 하류 압력 = 5.0Torr
[0045] B) 질량 유동률 = 45sccm
[0046] 상류 압력 = 621.5Torr
[0047] 하류 압력 = 5.0Torr
[0048] 400 미크론 유량 제한기
[0049] A) 질량 유동률 = 30sccm
[0050] 상류 압력 = 26.2Torr
[0051] 하류 압력 = 5.0Torr
[0052] B) 질량 유동률 = 700sccm
[0053] 상류 압력 = 600.6Torr
[0054] 하류 압력 = 5.7Torr
[0055] 800 미크론 유량 제한기
[0056] A) 질량 유동률 = 400sccm
[0057] 상류 압력 = 86.1Torr
[0058] 하류 압력 = 5.2Torr
[0059] B) 질량 유동률 = 3000sccm
[0060] 상류 압력 = 648.1Torr
[0061] 하류 압력 = 12.7Torr
[0062] 각각의 특성화된 유량 제한기에 대한 결과들은 질량 유량 검증 시스템을 제어하는 제어기의 메모리에 저장될 수 있다. 이러한 결과들은, MFC가 작동불능되지 않게 하면서, 제어기가 초크 유동 상태 동안 MFC의 질량 유동률을 검증하는 데 사용될 적절한 크기의 유량 제한기를 선택하게 할 수 있다.
[0063] 위의 다양한 양상들을 예시하고 설명하는 예시적인 실시예들뿐만 아니라, 질량 유동률을 검증하는 방법들을 포함하는 다른 양상들의 추가 세부사항들이 도 1 - 도 6과 관련하여 아래에서 보다 상세히 설명될 것이다.
[0064] 본 개시내용의 하나 또는 그보다 많은 실시예들에 따른 질량 유량 검증 방법들, 시스템들 및 장치는 이제 설명되는 바와 같이, 예컨대 질량 유량 검증 시스템들(100, 200)을 이용하는 감압(즉, 진공 기반) 애플리케이션들, 및 예컨대, 질량 유량 검증 시스템들(300, 400)을 이용하는 대기(즉, 주위 압력 기반) 애플리케이션들을 포함할 수 있다.
[0065] 도 1은 하나 또는 그보다 많은 실시예들에 따른 질량 유량 검증 시스템(100)을 예시한다. 질량 유량 검증 시스템(100)은 저 유량 감압 애플리케이션들에 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 저 유량 애플리케이션들은 예를 들어, 약 2500sccm까지의 질량 유동률들을 포함할 수 있다.
[0066] 질량 유량 제어기(MFC)(99)는 질량 유량 검증 시스템(100)의 유입구(102)에서 질량 유량 검증 시스템(100)에 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, MFC(99)는 공통 유출구를 갖는 공통 매니폴드 또는 헤더를 통해 유입구(102)에 결합된 복수의 MFC들을 나타낼 수 있으며, 아래에서 설명되는 MFC(99)는 복수의 MFC들 중 검증될 하나의 MFC(즉, 복수의 MFC들 중 검증 중에 가스가 흐르는 유일한 MFC)를 나타낼 수 있다. MFC(99)는 전자 디바이스 제조 시스템의 가스 전달 장치의 일부일 수 있거나 그에 결합될 수 있다. MFC(99)는 하나 또는 그보다 많은 지정된 질량 유동률들(즉, 하나 또는 그보다 많은 설정점들)로 가스를 전자 디바이스 제조 시스템의 하나 또는 그보다 많은 프로세스 챔버들에 흐르게 하도록 구성될 수 있다. 질량 유량 검증 시스템(100)은 초크 유동 원리들에 기반하여 MFC(99)의 지정된 질량 유동률들 중 하나 또는 그보다 많은 유동률들을 검증하도록 구성된다.
[0067] 질량 유량 검증 시스템(100)은 복수의 격리 밸브들(103-110), 온도 센서(111), 복수의 압력 센서들(112-115), 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들(116-120), 가스 온도 순응 가속기(121) 및 유출구(122)를 포함할 수 있다. 유출구(122)는 전자 디바이스 제조 시스템의 전방선(foreline)(즉, 시스템 진공 펌프에 대한 진공 배관)에 결합되어 유출구(122)에서 기저 진공 압력을 설정할 수 있다.
[0068] 복수의 격리 밸브들(103-110)은 유입구(102)의 하류에 결합될 수 있다. 격리 밸브들(103, 105)은 유입구(102)와 유출구(122) 사이에 결합된 우회 유동 경로(123)의 일부일 수 있는데, 우회 유동 경로(123)는 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들(116-120)을 우회한다. 격리 밸브들(103, 105) 및 우회 유동 경로(123)는 MFC(99)를 통해 가스 전달 장치에 의해 제공될 수 있는 유해 가스들의 측정 후에 질량 유량 검증 시스템(100)의 펌핑 및 정화를 가능하게 할 수 있다. 격리 밸브(104)는 주 검증 시스템 밸브일 수 있다. 격리 밸브들(103-110) 각각은, 질량 유량 검증 시스템(100)이 연결된 전자 디바이스 제조 시스템 및 가스 전달 장치에 의해 그리고 질량 유량 검증 시스템(100) 내에서 생성된 초크 유동 상태들에 의해 제공되는 압력들의 범위에 걸쳐 격리 밸브들을 통한 가스 흐름을 중단시킬 수 있는 임의의 적합한 전자 제어 가능한 격리 밸브일 수 있다.
[0069] 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들(116-120)은 유입구(102)의 하류에서 병렬로 결합된다. 서로 다른 크기의 유량 제한기들(116-120) 각각은 이들을 통한, 서로 다른 크기의 다른 유량 제한기들(116-120)과는 다른 최대 유동률("컨덕턴스"로 지칭될 수 있음)을 위해 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 유량 제한기(116)는 이를 통한 가장 높은 유동률을 가질 수 있지만, 유량 제한기(117)는 이를 통한 높은, 그러나 유량 제한기(116)보다는 더 낮은 유동률을 가질 수 있다. 유량 제한기(118)는 이를 통한 중간(즉, 유량 제한기들(116, 117)보다 낮은) 유동률을 가질 수 있지만, 유량 제한기(119)는 이를 통한 낮은(즉, 유량 제한기들(116-118) 각각보다 낮은) 유동률을 가질 수 있다. 그리고 유량 제한기(120)는 이를 통한 가장 낮은(즉, 유량 제한기들(116-119) 각각보다 낮은) 유동률을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서는, 예를 들어, 가장 높은 유동률은 약 5000sccm일 수 있고, 가장 낮은 유동률은 약 5sccm일 수 있다. 일부 실시예들에서, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(116-120)은 정밀 유량 제한기들일 수 있다. 다른 실시예에서는, 표준 유량 제한기들이 사용될 수 있다.
[0070] 도 1에 도시된 바와 같이, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(116-120) 중 각각의 유량 제한기는 유입구(102) 및 격리 밸브들(106-110) 중 개개의 격리 밸브에 직렬로 결합된다. 즉, 유량 제한기(116)는 격리 밸브(106)와 직렬로 결합되고, 유량 제한기(117)는 격리 밸브(107)와 직렬로 결합되고, 유량 제한기(118)는 격리 밸브(108)와 직렬로 결합되고, 유량 제한기(119)는 격리 밸브(109)와 직렬로 결합되고, 유량 제한기(120)는 격리 밸브(110)와 직렬로 결합된다. 도시된 바와 같은 일부 실시예들에서, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(116-120)은 이들 개개의 격리 밸브들(106-110)의 상류에 결합된다.
[0071] 다른 실시예들에서, 서로 다른 크기의 유량 제한기들 및 이들 개개의 직렬로 결합된 격리 밸브의 수는 질량 유량 검증 시스템(100)에 의해 검증될 질량 유동률들의 범위에 따라, 도시된 것보다 더 많거나 더 적을 수 있다. 검증될 질량 유동률들의 범위가 넓을수록, 직렬로 연결된 서로 다른 크기의 유량 제한기/격리 밸브 쌍들의 수가 더 많아진다.
[0072] 온도 센서(111) 및 압력 센서들(112, 113) 각각은, 유입구(102)의 하류 및 서로 다른 크기의 유량 제한기들(116-120)의 상류에 결합될 수 있다. 압력 센서들(114, 115)은 유량 제한기(116)(즉, 가장 높은 유동률을 갖는 유량 제한기)의 하류에 결합될 수 있다. 온도 센서(111)는 열전쌍일 수 있고, 압력 센서들(112-115) 각각은 압력계일 수 있다. 일부 실시예들에서, 온도 센서(111)는 하나보다 많은 열전쌍을 포함할 수 있고, 압력 센서들(112-115) 중 하나 또는 그보다 많은 압력 센서들은 하나보다 많은 압력계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 압력 센서들(112, 115) 각각은 100Torr 압력계일 수 있고, 압력 센서(113)는 1000Torr 압력계일 수 있고, 압력 센서(114)는 10Torr 압력계일 수 있다. 다른 실시예들은 다른 Torr 값들의 압력 센서들을 가질 수 있다. 더욱이, 일부 실시예들은 질량 유량 검증 시스템(100)에 의해 검증될 질량 유동률들의 범위에 따라, 압력 센서들(112, 113) 중 단 하나 그리고 압력 센서들(114, 115) 중 단 하나만을 가질 수 있다.
[0073] 가스 온도 순응 가속기(121)는 온도 센서(111)의 상류에 결합될 수 있다. 가스 온도 순응 가속기(121)는 유량 제한기들(116-120)의 상류에서 균일한 가스 온도 분포를 보장하는 데 사용될 수 있는데, 이는 질량 유량 검증 시스템(100)의 정확도를 향상시킬 수 있다. 가스 온도 순응 가속기(121)는 만약 있더라도, 무시할 정도로 작은 압력 강하를 그 전반에 야기할 수 있는 최적의 양의 표면적을 갖는 다공성 메시 재료를 포함하는 비활성 구조일 수 있다.
[0074] 질량 유량 검증 시스템(100)은 제어기(124)를 더 포함할 수 있다. 제어기(124)는 격리 밸브들(103-110), 온도 센서(111) 및 압력 센서들(112-115)의 동작을 제어하고 이들에 전자적으로(또는 다른 방식으로) 결합될 수 있다. 제어기(124)는 예컨대, 범용 컴퓨터일 수 있고 그리고/또는 컴퓨터 판독 가능 명령들/소프트웨어 루틴들을 실행할 수 있는 마이크로프로세서 또는 다른 적절한 컴퓨터 프로세서 또는 중앙 처리 유닛(CPU: central processing unit)을 포함할 수 있다. 제어기(124)는 제어기 상에서 실행 가능한 컴퓨터 판독 가능 명령들/소프트웨어 루틴들 및 데이터를 저장하기 위한 메모리를 포함할 수 있다. 유량 제한기 특성화 데이터가 제어기(124)의 메모리에 저장될 수 있다.
[0075] 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 제어기(124)는 사용자 입력 커맨드들 및 저장된 컴퓨터 판독 가능 명령들/소프트웨어 루틴들을 통해, MFC(99)에 대한 설정점을 설정하고, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(116-120) 중 하나를 통하는 유동 경로를 선택하고, 격리 밸브들(103-110) 각각의 개방 및 폐쇄를 제어하고, 온도 센서(111) 및 압력 센서들(112-115)을 통해 온도 및 압력 측정들을 기록 및 처리하고, 기록된 온도 및 압력 측정들 그리고 식(2)에 기초하여 질량 유동률들을 결정하도록 구성될 수 있다. 제어기(124)는 또한 예컨대, 입력/출력 주변 장치들, 전원 장치들, 클록 회로들 등을 포함하는 질량 유량 검증 시스템(100)의 다른 양상들을 제어하도록 구성될 수 있다.
[0076] 일부 실시예들에서, 제어기(124)는 질량 유량 검증 시스템(100)에 포함되지 않을 수 있다. 대신에, 제어기(124)는 예컨대, 질량 유량 검증 시스템(100)이 연결된 전자 디바이스 제조 시스템의 시스템 제어기일 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 질량 유동률들을 검증하기 위한 질량 유량 검증 시스템(100)을 작동시키도록 구성된 데이터 및 컴퓨터 판독 가능 명령들/소프트웨어 루틴들은 예컨대, 착탈식 저장 디스크 또는 디바이스와 같은 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 저장될 수 있다. 데이터 및 컴퓨터 판독 가능 명령들/소프트웨어 루틴들은 질량 유량 검증을 수행하기 위해 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로부터 시스템 제어기로 전달될 수 있다.
[0077] 질량 유량 검증 시스템(100)은, 제어기(124)를 통해 MFC(99)를 검증될 원하는 질량 유동률(즉, 원하는 설정점)로 설정한 다음, 제어기(124)를 통해 가스가 최고 유동 경로를 통해(즉, 유량 제한기(116)를 통해) 흐르게 함으로써 작동될 수 있는데, 제어기(124)는 격리 밸브들(105, 107-110)을 닫고 (주 유동 경로(101)를 통한 흐름을 위해) 격리 밸브들(103, 104) 그리고 (유량 제한기(116)를 통한 흐름을 위해) 격리 밸브(106)를 개방함으로써 MFC(99)에 최고 유동 경로를 연결할 수 있다. 압력 측정들은 하류 압력 센서들(114 또는 115) 중 하나를 통해 제어기(124)에 의해 기록될 수 있다(이는 유출구(122)에 연결된 시스템 진공 펌프를 통해 유출구(122)에 설정된 기저 진공 압력에 그리고 압력 센서들(114, 115)의 압력 등급들에 의존할 수 있는데 ― 일부 실시예들에서는, 앞서 설명한 바와 같이, 10Torr가 압력 센서(114)에 의해 측정 가능한 최대 압력일 수 있는 한편, 1000Torr가 압력 센서(113)에 의해 측정 가능한 최대 압력일 수 있다는 점에 주목한다). 마찬가지로, 압력 측정들은 압력 센서(112 또는 113)를 통해 제어기(124)에 의해 기록될 수 있다. 그 다음, 제어기(124)는 초크 유동을 유도하기 위한 최소 상류/하류 압력 비가 존재하는지 여부를 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이는 상류 압력이 하류 압력의 2배보다 더 클 때 발생할 수 있다.
[0078] 격리 밸브들(106-110)이 서로 다른 크기의 유량 제한기들(116-120)의 하류에 있기 때문에, 초크 유동을 확인하기 위해 하류 압력을 측정하도록 처음에 최고 유동 경로가 먼저 선택되어야 한다. 더욱이, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(116-120)의 각각의 유량 제한기의 하류에서 압력 센서들의 유사한 쌍들을 결합하는 것은 엄청난 비용이 소요될 수 있기 때문에, 압력 센서들(114, 115)은 최고 유동 경로에만 결합될 수 있다.
[0079] 초크 유동에 대한 최소 상류/하류 압력 비가 존재한다고 결정하는(즉, 초크 유동 상태가 존재한다고 설정하는) 것에 대한 응답으로, 제어기(124)는 (대응하는 격리 밸브들(103-110)을 열고 닫음으로써) 저장된 특성화 데이터에 기초하여 서로 다른 크기의 유량 제한기들(116-120) 중 MFC(99)의 설정점을 검증할 적절한 유량 제한기를 선택할 수 있다. 선택된 유량 제한기는, (특성화 동안 결정된 바와 같이) 그 유량 제한기의 결과적인 상류 압력이, MFC(99)가 작동불능되지 않게 하면서, 검증될 MFC(99)의 설정점에서 유량 제한기를 통한 초크 유동을 유지하는 유량 제한기이다. 그 다음, 온도 센서(111) 및 압력 센서들(112 또는 113) 중 하나의 압력 센서를 통해 상류 온도 및 압력 측정들이 이루어질 수 있다. 제어기(124)는 식(2)을 사용하여 질량 유동률을 결정할 수 있다. MFC(99)의 다른 질량 유동률들을 검증하기 위해 이 프로세스가 반복될 수 있다. 결정된 질량 유동률이 MFC(99)의 지정된 정확도를 벗어나는 것으로 발견된다면, MFC(99)는 (가능하다면) 조정 또는 교체될 수 있다.
[0080] 도 2는 하나 또는 그보다 많은 실시예들에 따른 다른 질량 유량 검증 시스템(200)을 예시한다. 질량 유량 검증 시스템(200)은 고 유량 감압 애플리케이션들(즉, 진공 기반 애플리케이션들)에 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 고 유량 애플리케이션들은 예를 들어, 약 50slm까지의 질량 유동률들을 포함할 수 있는 한편, 다른 실시예들에서는 질량 유동률 상한이 적용되지 않을 수 있다. 대안으로, 질량 유량 검증 시스템(200)은 저 유량 감압 애플리케이션들에도 또한 사용될 수 있다.
[0081] 질량 유량 제어기(MFC)(99B)는 질량 유량 검증 시스템(200)의 유입구(202)에서 질량 유량 검증 시스템(200)에 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, MFC(99B)는 공통 유출구를 갖는 공통 매니폴드 또는 헤더를 통해 유입구(202)에 결합된 복수의 MFC들을 나타낼 수 있으며, 아래에서 설명되는 MFC(99B)는 복수의 MFC들 중 검증될 하나의 MFC(즉, 복수의 MFC들 중 검증 중에 가스가 흐르는 유일한 MFC)를 나타낼 수 있다. MFC(99B)는 전자 디바이스 제조 시스템의 가스 전달 장치의 일부일 수 있거나 그에 결합될 수 있다. MFC(99B)는 하나 또는 그보다 많은 지정된 질량 유동률들(즉, 하나 또는 그보다 많은 설정점들)로 가스를 전자 디바이스 제조 시스템의 하나 또는 그보다 많은 프로세스 챔버들에 흐르게 하도록 구성될 수 있다. 질량 유량 검증 시스템(200)은 초크 유동 원리들에 기반하여 MFC(99B)의 지정된 질량 유동률들 중 하나 또는 그보다 많은 유동률들을 검증하도록 구성된다.
[0082] 질량 유량 검증 시스템(200)은 복수의 격리 밸브들(203-210, 226-230), 온도 센서(211), 압력 센서들(212, 214), 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들(216-220), 가스 온도 순응 가속기(221) 및 유출구(222)를 포함할 수 있다. 유출구(222)는 전자 디바이스 제조 시스템의 전방선(foreline)(즉, 시스템 진공 펌프에 대한 진공 배관)에 결합되어 유출구(222)에서 기저 진공 압력을 설정할 수 있다.
[0083] 복수의 격리 밸브들(203-210, 226-230)은 유입구(202)의 하류에 결합될 수 있다. 격리 밸브들(203, 205)은 유입구(202)와 유출구(222) 사이에 결합된 우회 유동 경로(223)의 일부일 수 있는데, 우회 유동 경로(223)는 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들(216-220)을 우회한다. 격리 밸브들(203, 205) 및 우회 유동 경로(223)는 MFC(99B)를 통해 가스 전달 장치에 의해 제공될 수 있는 유해 가스들의 측정 후에 질량 유량 검증 시스템(200)의 펌핑 및 정화를 가능하게 할 수 있다. 격리 밸브(204)는 주 검증 시스템 밸브일 수 있다. 격리 밸브들(203-210, 226-230) 각각은, 질량 유량 검증 시스템(200)이 연결된 전자 디바이스 제조 시스템 및 가스 전달 장치에 의해 그리고 질량 유량 검증 시스템(200) 내에서의 초크 유동 상태들에 의해 제공되는 압력들의 범위에 걸쳐 격리 밸브들을 통한 가스 흐름을 중단시킬 수 있는 임의의 적합한 전자 제어 가능한 격리 밸브일 수 있다.
[0084] 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들(216-220)은 유입구(202)의 하류에서 병렬로 결합된다. 서로 다른 크기의 유량 제한기들(216-220) 각각은 이들을 통한, 서로 다른 크기의 다른 유량 제한기들(216-220)과는 다른 최대 유동률을 가능하게 하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 예를 들어, 유량 제한기(216)는 이를 통한 가장 높은 유동률을 가질 수 있지만, 유량 제한기(217)는 이를 통한 높은, 그러나 유량 제한기(216)보다는 더 낮은 유동률을 가질 수 있다. 유량 제한기(218)는 이를 통한 중간(즉, 유량 제한기들(216, 217)보다 낮은) 유동률을 가질 수 있지만, 유량 제한기(219)는 이를 통한 낮은(즉, 유량 제한기들(216-218) 각각보다 낮은) 유동률을 가질 수 있다. 그리고 유량 제한기(220)는 이를 통한 가장 낮은(즉, 유량 제한기들(216-219) 각각보다 낮은) 유동률을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(216-220)은 정밀 유량 제한기들일 수 있다. 다른 실시예에서는, 표준 유량 제한기들이 사용될 수 있다.
[0085] 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(216-220) 중 각각의 유량 제한기는 유입구(202) 및 격리 밸브들(206-210) 중 개개의 격리 밸브에 직렬로 결합된다. 즉, 유량 제한기(216)는 격리 밸브(206)와 직렬로 결합되고, 유량 제한기(217)는 격리 밸브(207)와 직렬로 결합되고, 유량 제한기(218)는 격리 밸브(208)와 직렬로 결합되고, 유량 제한기(219)는 격리 밸브(209)와 직렬로 결합되고, 유량 제한기(220)는 격리 밸브(210)와 직렬로 결합된다. 도시된 바와 같은 일부 실시예들에서, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(216-220)은 이들 개개의 격리 밸브들(206-210)의 하류에 결합된다.
[0086] 다른 실시예들에서, 서로 다른 크기의 유량 제한기들 및 이들 개개의 직렬로 결합된 격리 밸브의 수는 질량 유량 검증 시스템(200)에 의해 검증될 질량 유동률들의 범위에 따라, 도시된 것보다 더 많거나 더 적을 수 있다. 검증될 질량 유동률들의 범위가 넓을수록, 직렬로 연결된 서로 다른 크기의 유량 제한기/격리 밸브 쌍들의 수가 더 많아진다.
[0087] 온도 센서(211) 및 압력 센서(212) 각각은, 유입구(202)의 하류 및 서로 다른 크기의 유량 제한기들(216-220)의 상류에 결합될 수 있다. 압력 센서(214)는 서로 다른 크기의 유량 제한기들(216-220)의 하류에 결합될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 하위 격리 밸브들(226-230) 중 각각의 격리 밸브는 온도 센서(211)에 그리고 압력 센서(212)에 결합된 개개의 제1 포트(236-239)를 갖는다(격리 밸브(229)와 제1 포트(239)를 공유하는 격리 밸브(230) 제외). 복수의 하위 격리 밸브들(226-230) 중 각각의 격리 밸브는 또한, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(216-220) 중 개개의 유량 제한기와 격리 밸브들(206-210) 중 개개의 격리 밸브 사이에 결합된 제2 포트를 갖는다. 즉, 격리 밸브(226)는 유량 제한기(216)와 격리 밸브(206) 사이에 결합된 제2 포트(246)를 갖고, 격리 밸브(227)는 유량 제한기(217)와 격리 밸브(207) 사이에 결합된 제2 포트(247)를 갖고, 격리 밸브(228)는 유량 제한기(218)와 격리 밸브(208) 사이에 결합된 제2 포트(248)를 갖고, 격리 밸브(229)는 유량 제한기(219)와 격리 밸브(209) 사이에 결합된 제2 포트(249)를 갖고, 격리 밸브(230)는 유량 제한기(220)와 격리 밸브(210) 사이에 결합된 제2 포트(250)를 갖는다.
[0088] 일부 실시예들에서, 복수의 하위 격리 밸브들(226-230) 각각은, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(216-220) 중 각각의 유량 제한기의 상류에서, 그 대응하는 격리 밸브(226-230)가 개방될 때 온도 센서(211) 및 압력 센서(212)가 온도 및 압력을 각각 정확하게 측정할 수 있게 하도록 구성된 적절한 소형 밸브일 수 있다.
[0089] 온도 센서(211)는 열전쌍일 수 있고, 압력 센서들(212, 214) 각각은 압력계일 수 있다. 일부 실시예들에서, 온도 센서(211)는 하나보다 많은 열전쌍을 포함할 수 있고, 압력 센서(212 및/또는 214)는 하나보다 많은 압력계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 압력 센서(212)는 1000Torr 압력계일 수 있고, 압력 센서(214)는 10Torr 압력계일 수 있다. 다른 실시예들은 질량 유량 검증 시스템(200)에 의해 검증될 질량 유동률들의 범위에 따라, 다른 Torr 값들의 압력 센서들을 가질 수 있고 그리고/또는 2개보다 많은 압력 센서들을 가질 수 있다.
[0090] 가스 온도 순응 가속기(221)는 온도 센서(211)의 상류에 결합될 수 있다. 가스 온도 순응 가속기(221)는 유량 제한기들(216-220)의 상류에서 균일한 가스 온도 분포를 보장하는 데 사용될 수 있는데, 이는 질량 유량 검증 시스템(200)의 정확도를 향상시킬 수 있다. 가스 온도 순응 가속기(221)는 만약 있더라도, 무시할 정도로 작은 압력 강하를 그 전반에 야기할 수 있는 최적의 양의 표면적을 갖는 다공성 메시 재료를 포함하는 비활성 구조일 수 있다.
[0091] 질량 유량 검증 시스템(200)은 제어기(224)를 더 포함할 수 있다. 제어기(224)는 격리 밸브들(203-210, 226-230), 온도 센서(211) 및 압력 센서들(212, 214)의 동작을 제어하고 이들에 전자적으로(또는 다른 방식으로) 결합될 수 있다. 제어기(224)는 예컨대, 범용 컴퓨터일 수 있고 그리고/또는 컴퓨터 판독 가능 명령들/소프트웨어 루틴들을 실행할 수 있는 마이크로프로세서 또는 다른 적절한 컴퓨터 프로세서 또는 중앙 처리 유닛(CPU)을 포함할 수 있다. 제어기(224)는 제어기 상에서 실행 가능한 컴퓨터 판독 가능 명령들/소프트웨어 루틴들 및 데이터를 저장하기 위한 메모리를 포함할 수 있다. 유량 제한기 특성화 데이터가 제어기(224)의 메모리에 저장될 수 있다.
[0092] 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 제어기(224)는 사용자 입력 커맨드들 및 저장된 컴퓨터 판독 가능 명령들/소프트웨어 루틴들을 통해, MFC(99B)에 대한 설정점을 설정하고, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(216-220) 중 하나를 통하는 유동 경로를 선택하고, 격리 밸브들(203-210, 226-230) 각각의 개방 및 폐쇄를 제어하고, 온도 센서(211) 및 압력 센서들(212, 214)을 통해 온도 및 압력 측정들을 기록 및 처리하고, 기록된 온도 및 압력 측정들 그리고 식(2)에 기초하여 질량 유동률들을 결정하도록 구성될 수 있다. 제어기(224)는 또한 예컨대, 입력/출력 주변 장치들, 전원 장치들, 클록 회로들 등을 포함하는 질량 유량 검증 시스템(200)의 다른 양상들을 제어하도록 구성될 수 있다.
[0093] 일부 실시예들에서, 제어기(224)는 질량 유량 검증 시스템(200)에 포함되지 않을 수 있다. 대신에, 제어기(224)는 예컨대, 질량 유량 검증 시스템(200)이 연결된 전자 디바이스 제조 시스템의 시스템 제어기일 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 질량 유동률들을 검증하기 위한 질량 유량 검증 시스템(200)을 작동시키도록 구성된 데이터 및 컴퓨터 판독 가능 명령들/소프트웨어 루틴들은 예컨대, 착탈식 저장 디스크 또는 디바이스와 같은 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 저장될 수 있다. 데이터 및 컴퓨터 판독 가능 명령들/소프트웨어 루틴들은 질량 유량 검증을 수행하기 위해 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로부터 시스템 제어기로 전달될 수 있다.
[0094] 질량 유량 검증 시스템(200)은, 제어기(224)를 통해 MFC(99B)를 검증될 원하는 질량 유동률(즉, 원하는 설정점)로 설정하고, 저장된 특성화 데이터에 기초하여 서로 다른 크기의 유량 제한기들(216-220) 중 하나를 통하는 적절한 유동 경로를 제어기(224)를 통해 선택하고(여기서 제어기(224)는 적절한 격리 밸브들(203-210, 226-230)을 열고 닫음), (초크 유동을 확인하도록) 압력 센서(214)를 통해 하류 압력 측정들을 하고 그리고 온도 센서(211) 및 압력 센서(212)를 통해 상류 온도 및 압력 측정들을 하고, 그리고 제어기(224)를 통해 식(2)을 사용하여 질량 유동률을 결정함으로써, 작동될 수 있다. MFC(99B)의 다른 질량 유동률들을 검증하기 위해 이 프로세스가 반복될 수 있다. 결정된 질량 유동률이 MFC(99B)의 지정된 정확도를 벗어나는 것으로 발견된다면, MFC(99B)는 (가능하다면) 조정 또는 교체될 수 있다. 질량 유량 검증 시스템(100)과는 달리, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(216-220) 각각에서 하류 압력이 직접 측정될 수 있도록 압력 센서(214)가 결합되기 때문에, 최고 유동 경로를 통해 가스가 흐르게 하는 것이 질량 유량 검증 시스템(200)에서 먼저 수행되지 않는다는 점에 주목한다.
[0095] 도 3은 하나 또는 그보다 많은 실시예들에 따른 다른 질량 유량 검증 시스템(300)을 예시한다. 질량 유량 검증 시스템(300)은 대기 애플리케이션들(즉, 비-진공 애플리케이션들)에서 사용될 수 있고, 대안으로는, 아래에서 추가 설명되는 바와 같이, 감압 애플리케이션들에서도 또한 사용될 수 있다.
[0096] 질량 유량 제어기(MFC)(99C)는 질량 유량 검증 시스템(300)의 유입구(302)에서 질량 유량 검증 시스템(300)에 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, MFC(99C)는 공통 유출구를 갖는 공통 매니폴드 또는 헤더를 통해 유입구(302)에 결합된 복수의 MFC들을 나타낼 수 있으며, 아래에서 설명되는 MFC(99C)는 복수의 MFC들 중 검증될 하나의 MFC(즉, 복수의 MFC들 중 검증 중에 가스가 흐르는 유일한 MFC)를 나타낼 수 있다. MFC(99C)는 전자 디바이스 제조 시스템의 가스 전달 장치의 일부일 수 있거나 그에 결합될 수 있다. MFC(99C)는 하나 또는 그보다 많은 지정된 질량 유동률들(즉, 하나 또는 그보다 많은 설정점들)로 가스를 전자 디바이스 제조 시스템의 하나 또는 그보다 많은 프로세스 챔버들에 흐르게 하도록 구성될 수 있다. 질량 유량 검증 시스템(300)은 초크 유동 원리들에 기반하여 MFC(99C)의 지정된 질량 유동률들 중 하나 또는 그보다 많은 유동률들을 검증하도록 구성된다.
[0097] 질량 유량 검증 시스템(300)은 복수의 격리 밸브들(303-310, 331, 333); 온도 센서(311); 압력 센서들(312, 314), 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들(316-320), 가스 온도 순응 가속기(321), 유출구(322), 데드-엔드(dead-end) 탱크(325), 진공 펌프(332) 및 입력 포트(334)를 포함할 수 있다.
[0098] 입력 포트(334)는 청정 건조 공기(CDA: clean dry air) 또는 질소의 소스에 결합될 수 있다. 진공 펌프(332)는 예컨대, 벤츄리(venturi) 진공 발생기일 수 있으며, 전자 디바이스 제조 시스템의 저감 시스템 또는 배출 가스들을 수용하기 위한 다른 적절한 장치에 결합될 수 있는 배기 포트(335)를 가질 수 있다. 데드-엔드 탱크(325)는 예컨대, 약 25리터의 체적을 가질 수 있다. 데드-엔드 탱크(325)는 다른 실시예들에서는 다른 체적들을 가질 수 있다.
[0099] 복수의 격리 밸브들(303-310, 331, 333)은 유입구(302)의 하류에 결합될 수 있다. 격리 밸브들(303, 305)은 유입구(302)와 유출구(322) 사이에 결합된 우회 유동 경로(323)의 일부일 수 있는데, 우회 유동 경로(323)는 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들(316-320)을 우회한다. 격리 밸브(304)는 주 검증 시스템 밸브일 수 있다. 격리 밸브들(303-310, 331, 333)은 질량 유량 검증 시스템(300) 내에서의 초크 유동 상태들 및 진공 펌프(332)에 의해 생성된 압력들의 범위에 걸쳐 격리 밸브를 통한 가스 흐름을 중단시킬 수 있는 임의의 적합한 전자 제어 가능한 격리 밸브일 수 있다.
[00100] 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들(316-320)은 유입구(302)의 하류에서 병렬로 결합된다. 서로 다른 크기의 유량 제한기들(316-320) 각각은 이들을 통한, 서로 다른 크기의 다른 유량 제한기들(316-320)과는 다른 최대 유동률을 가능하게 하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 예를 들어, 유량 제한기(316)는 이를 통한 가장 높은 유동률을 가질 수 있지만, 유량 제한기(317)는 이를 통한 높은, 그러나 유량 제한기(316)보다는 더 낮은 유동률을 가질 수 있다. 유량 제한기(318)는 이를 통한 중간(즉, 유량 제한기들(316, 317)보다 낮은) 유동률을 가질 수 있지만, 유량 제한기(319)는 이를 통한 낮은(즉, 유량 제한기들(316-318) 각각보다 낮은) 유동률을 가질 수 있다. 그리고 유량 제한기(320)는 이를 통한 가장 낮은(즉, 유량 제한기들(316-319) 각각보다 낮은) 유동률을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(316-320)은 정밀 유량 제한기들일 수 있다. 다른 실시예에서는, 표준 유량 제한기들이 사용될 수 있다.
[00101] 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(316-320) 중 각각의 유량 제한기는 유입구(302) 및 격리 밸브들(306-310) 중 개개의 격리 밸브에 직렬로 결합된다. 즉, 유량 제한기(316)는 격리 밸브(306)와 직렬로 결합되고, 유량 제한기(317)는 격리 밸브(307)와 직렬로 결합되고, 유량 제한기(318)는 격리 밸브(308)와 직렬로 결합되고, 유량 제한기(319)는 격리 밸브(309)와 직렬로 결합되고, 유량 제한기(320)는 격리 밸브(310)와 직렬로 결합된다. 도시된 바와 같은 일부 실시예들에서, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(316-320)은 이들 개개의 격리 밸브들(306-310)의 하류에 결합된다.
[00102] 다른 실시예들에서, 서로 다른 크기의 유량 제한기들 및 이들 개개의 직렬로 결합된 격리 밸브의 수는 질량 유량 검증 시스템(300)에 의해 검증될 질량 유동률들의 범위에 따라, 도시된 것보다 더 많거나 더 적을 수 있다. 검증될 질량 유동률들의 범위가 넓을수록, 직렬로 연결된 서로 다른 크기의 유량 제한기/격리 밸브 쌍들의 수가 더 많아진다.
[00103] 온도 센서(311) 및 압력 센서(312) 각각은, 유입구(302)의 하류 및 유량 제한기들(316-320)의 상류에 결합될 수 있다. 압력 센서(314)는 유량 제한기들(316-320)의 하류에, 그리고 특히 데드-엔드 탱크(325)에 결합될 수 있다. 온도 센서(311)는 열전쌍일 수 있고, 압력 센서들(312, 314) 각각은 압력계일 수 있다. 일부 실시예들에서, 온도 센서(311)는 하나보다 많은 열전쌍을 포함할 수 있고, 압력 센서(312 및/또는 314)는 하나보다 많은 압력계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 압력 센서(312)는 1000Torr 압력계일 수 있고, 압력 센서(314)는 10Torr 압력계일 수 있다. 다른 실시예들은 질량 유량 검증 시스템(300)에 의해 검증될 질량 유동률들의 범위 및 진공 펌프(332)에 의해 설정된 기저 진공 압력에 따라, 다른 Torr 값들의 압력 센서들을 가질 수 있고 그리고/또는 2개보다 많은 압력 센서들을 가질 수 있다.
[00104] 가스 온도 순응 가속기(321)는 온도 센서(311)의 상류에 결합될 수 있다. 가스 온도 순응 가속기(321)는 유량 제한기들(316-320)의 상류에서 균일한 가스 온도 분포를 보장하는 데 사용될 수 있는데, 이는 질량 유량 검증 시스템(300)의 정확도를 향상시킬 수 있다. 가스 온도 순응 가속기(321)는 만약 있더라도, 무시할 정도로 작은 압력 강하를 그 전반에 야기할 수 있는 최적의 양의 표면적을 갖는 다공성 메시 재료를 포함하는 비활성 구조일 수 있다.
[00105] 도 3에 도시된 바와 같이, 데드-엔드 탱크(325)는 유출구(322)에 그리고 서로 다른 크기의 유량 제한기들(316-320) 중 각각의 유량 제한기의 하류에 그와 직렬로 결합된다. 진공 펌프(332)는 데드-엔드 탱크(325)의 하류에 그리고 데드-엔드 탱크(325)와 입력 포트(334) 사이에 직렬로 결합된다. 아래에서 추가 설명되는 바와 같이, 질량 유량 검증이 수행될 수 있는 충분한 시간 기간 동안 유량 제한기들(316-320)에 걸쳐 초크 유동 상태들을 생성하도록 질량 유량 검증 시스템(300)에 데드-엔드 탱크(325), 진공 펌프(332) 및 격리 밸브들(331, 333)이 포함되었다.
[00106] 질량 유량 검증 시스템(300)은 제어기(324)를 더 포함할 수 있다. 제어기(324)는 격리 밸브들(303-310, 331, 333), 온도 센서(311), 압력 센서들(312, 314) 및 진공 펌프(332)의 동작을 제어하고 이들에 전자적으로(또는 다른 방식으로) 결합될 수 있다. 제어기(324)는 예컨대, 범용 컴퓨터일 수 있고 그리고/또는 컴퓨터 판독 가능 명령들/소프트웨어 루틴들을 실행할 수 있는 마이크로프로세서 또는 다른 적절한 컴퓨터 프로세서 또는 중앙 처리 유닛(CPU)을 포함할 수 있다. 제어기(324)는 제어기 상에서 실행 가능한 컴퓨터 판독 가능 명령들/소프트웨어 루틴들 및 데이터를 저장하기 위한 메모리를 포함할 수 있다. 유량 제한기 특성화 데이터가 제어기(324)의 메모리에 저장될 수 있다.
[00107] 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 제어기(324)는 사용자 입력 커맨드들 및 저장된 컴퓨터 판독 가능 명령들/소프트웨어 루틴들을 통해, MFC(99C)에 대한 설정점을 설정하고, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(316-320) 중 하나를 통하는 유동 경로를 선택하고, 격리 밸브들(303-310, 331, 333) 각각의 개방 및 폐쇄를 제어하고, 진공 펌프(332)를 통해 기저 진공 압력을 설정하고, 온도 센서(311) 및 압력 센서들(312, 314)을 통해 온도 및 압력 측정들을 기록 및 처리하고, 기록된 온도 및 압력 측정들 그리고 식(2)에 기초하여 질량 유동률들을 결정하도록 구성될 수 있다. 제어기(324)는 또한 예컨대, 입력/출력 주변 장치들, 전원 장치들, 클록 회로들 등을 포함하는 질량 유량 검증 시스템(300)의 다른 양상들을 제어하도록 구성될 수 있다.
[00108] 일부 실시예들에서, 제어기(324)는 질량 유량 검증 시스템(300)에 포함되지 않을 수 있다. 대신에, 제어기(324)는 예컨대, 질량 유량 검증 시스템(300)이 연결된 전자 디바이스 제조 시스템의 시스템 제어기일 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 질량 유동률들을 검증하기 위한 질량 유량 검증 시스템(300)을 작동시키도록 구성된 데이터 및 컴퓨터 판독 가능 명령들/소프트웨어 루틴들은 예컨대, 착탈식 저장 디스크 또는 디바이스와 같은 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 저장될 수 있다. 데이터 및 컴퓨터 판독 가능 명령들/소프트웨어 루틴들은 질량 유량 검증을 수행하기 위해 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로부터 시스템 제어기로 전달될 수 있다.
[00109] 질량 유량 검증 이전에, MFC(99C)는 제로 설정점(즉, 이를 통한 어떠한 흐름도 없음)으로 설정될 수 있고, 격리 밸브들(306-310 중 임의의 하나, 304, 331 및 333)이 개방될 수 있으며, 진공 펌프(332)는 질량 유량 검증 동안 서로 다른 크기의 유량 제한기들(316-320)에 걸쳐 초크 유동 상태들을 생성하기에 충분한 기저 진공 압력을 데드-엔드 탱크(325)에서 그리고 유출구(322)에서 생성하도록 작동될 수 있다. 기저 진공 압력은 일부 실시예들에서는 200Torr 내지 1Torr의 범위일 수 있고, 일단 달성되면, 격리 밸브들(331, 333)이 폐쇄될 수 있다.
[00110] 기저 진공 압력의 설정에 대한 응답으로, 질량 유량 검증 시스템(300)은, 제어기(324)를 통해 MFC(99C)를 검증될 원하는 질량 유동률(즉, 원하는 설정점)로 설정하고, 저장된 특성화 데이터에 기초하여 서로 다른 크기의 유량 제한기들(316-320) 중 하나를 통하는 적절한 유동 경로를 제어기(324)를 통해 선택하고(여기서 제어기(324)는 적절한 격리 밸브들(303-310)을 열고 닫음), (기저 진공 압력을 측정하도록) 압력 센서(314)를 통해 하류 압력을 측정하고, 그리고 온도 센서(311) 및 압력 센서(312)를 통해 상류 온도 및 압력을 측정함으로써, 작동될 수 있다. 데드-엔드 탱크(325)에서 그리고 유출구(322)에서 초기에 설정된 기저 진공 압력은 선택된 유동 경로를 통해 데드-엔드 탱크(325)로 가스가 흐를 때 일시적일 수 있다는 점에 주목한다. 따라서 선택된 유동 경로에서 유량 제한기에 걸친 초크 유동 상태는 또한 일시적일 수 있으며, 이에 따라 초크 유동이 유지되는 시간 동안 온도 및 압력의 측정들이 이루어져야 한다.
[00111] 도 3a는 본 개시내용의 하나 또는 그보다 많은 실시예들에 따른 질량 유량 검증 시스템(300)에서의 압력 대 시간의 그래프(300A)를 예시한다. 압력 곡선(381)은 데드-엔드 탱크(325)에서 하류 압력 센서(314)에 의해 측정된 압력을 나타내고, 압력 곡선(382)은 상류 압력 센서(312)에 의해 측정된 압력을 나타낸다. 가스가 MFC(99C)를 통해 흐르기 시작한 직후(즉, 약 1초에서), 데드-엔드 탱크(325) 내의 진공 압력은 압력 곡선(381)에 의해 도시된 바와 같이 꾸준히 상승하기 시작한다. 상류 압력 센서(312)에 의해 측정된 압력은 또한 상승하지만, 이후에 일부 실시예들에서는 압력 곡선(382)에 의해 도시된 바와 같이 다시 상승하기 전에, 약 4.5초 동안 일정하게 유지된다. 이 일정한 압력 초크 유동 지속기간(383) 동안 초크 유동이 발생한다. 이에 따라, 일부 실시예들에서는 MFC(99C)를 통한 가스 흐름을 개시한 후 약 2.0초 내지 6.5초 사이인 이러한 시간 동안 상류 온도 및 압력 측정들이 이루어져야 한다.
[00112] 더욱이, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(316-320)의 상류에 있는 격리 밸브들(306-310)의 상류에 압력 센서(312)가 결합되기 때문에, 압력 센서(312)에 의해 이루어진 압력 측정들은 서로 다른 크기의 유량 제한기들(316-320)의 바로 상류에서(즉, 유량 제한기와 그 개개의 격리 밸브 사이에서) 이루어진 압력 측정들과 동일하지 않을 수 있다. 도 3a는 또한, 격리 밸브들(306-310)과 서로 다른 크기의 유량 제한기들(316-320)의 각각의 사이에 개개의 압력 센서가 위치되는 경우 유량 제한기들(316-320) 중 하나의 유량 제한기의 바로 상류에서 측정될 압력을 나타내는 압력 곡선(384)을 포함한다. 압력 곡선들(382, 384)로 표시된 바와 같이, 두 압력들 간의 차이가 작을 수 있지만(예컨대, 일부 실시예들에서는 약 10Torr), 그 차이는 검증 목적으로 결정된 질량 유동률의 정확도에 악영향을 주기에 충분할 수 있다.
[00113] 따라서 정확한 질량 유동률을 결정하기 위해, 압력 센서(312)에 의해 측정된 압력은, 압력 센서가 선택된 유동 경로에서 유량 제한기의 바로 상류에 위치된 경우에 측정되었을 압력 값으로 변환될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 압력 센서(312)의 위치와 서로 다른 크기의 유량 제한기들(316-320) 중 각각의 유량 제한기의 바로 상류 위치들 사이의 압력 차를 설명하기 위해, 공지된 유체 역학에 기초한 적합한 모델 기반 계산 알고리즘이 사용될 수 있다.
[00114] 도 3a에 도시된 데이터는 1초 동안 상승하는 수소의 100 slm의 MFC 설정점, 2.5㎜ 오리피스 및 0.7 컨덕턴스 밸브를 가진 25리터 데드-엔드 탱크, 100Torr 초기 기저 진공 압력, 및 MFC 작동불능을 막도록 600Torr 하에서 유지되는 MFC 하류의 압력의 분석들에 기초할 수 있다.
[00115] 상류 온도를 측정하고 측정된 상류 압력을 변환하는 것에 대한 응답으로, 제어기(324)는 식(2)을 사용하여 질량 유동률을 결정할 수 있다. MFC(99C)의 다른 질량 유동률들을 검증하기 위해 이 프로세스가 반복될 수 있다. 결정된 질량 유동률이 MFC(99C)의 지정된 정확도를 벗어나는 것으로 발견된다면, MFC(99C)는 (가능하다면) 조정 또는 교체될 수 있다.
[00116] 일부 실시예들에서, 질량 유량 검증 시스템(300)은 데드-엔드 탱크(325)를 포함하지 않을 수 있으며, 여기서 진공 펌프(332)는 유출구(322)에 직접 결합될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 진공 펌프(332)는 50slm 또는 그보다 더 높은 연속 흐름이 가능할 수 있는데, 이는 검증 동안 안정적인 기저 진공 압력을 유지하기에 충분할 수 있다.
[00117] 도 4는 하나 또는 그보다 많은 실시예들에 따른 다른 질량 유량 검증 시스템(400)을 예시한다. 질량 유량 검증 시스템(400)은 대기 애플리케이션들(즉, 비-진공 애플리케이션들)에 사용될 수 있고, 대안으로 감압 애플리케이션들에도 또한 사용될 수 있다.
[00118] 질량 유량 제어기(MFC)(99D)는 질량 유량 검증 시스템(400)의 유입구(402)에서 질량 유량 검증 시스템(400)에 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, MFC(99D)는 공통 유출구를 갖는 공통 매니폴드 또는 헤더를 통해 유입구(402)에 결합된 복수의 MFC들을 나타낼 수 있으며, 아래에서 설명되는 MFC(99D)는 복수의 MFC들 중 검증될 하나의 MFC(즉, 복수의 MFC들 중 검증 중에 가스가 흐르는 유일한 MFC)를 나타낼 수 있다. MFC(99D)는 전자 디바이스 제조 시스템의 가스 전달 장치의 일부일 수 있거나 그에 결합될 수 있다. MFC(99D)는 하나 또는 그보다 많은 지정된 질량 유동률들(즉, 하나 또는 그보다 많은 설정점들)로 가스를 전자 디바이스 제조 시스템의 하나 또는 그보다 많은 프로세스 챔버들에 흐르게 하도록 구성될 수 있다. 질량 유량 검증 시스템(400)은 초크 유동 원리들에 기반하여 MFC(99D)의 지정된 질량 유동률들 중 하나 또는 그보다 많은 유동률들을 검증하도록 구성된다.
[00119] 질량 유량 검증 시스템(400)은 복수의 격리 밸브들(403-410, 426-430, 431, 433); 온도 센서(411); 압력 센서들(412, 414), 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들(416-420), 가스 온도 순응 가속기(421), 유출구(422), 데드-엔드 탱크(425), 진공 펌프(432) 및 입력 포트(434)를 포함할 수 있다.
[00120] 입력 포트(434)는 청정 건조 공기(CDA) 또는 질소의 소스에 결합될 수 있다. 진공 펌프(432)는 예컨대, 소형 진공 펌프일 수 있으며, 전자 디바이스 제조 시스템의 저감 시스템 또는 배출 가스들을 수용하기 위한 다른 적절한 장치에 결합될 수 있는 배기 포트(435)를 가질 수 있다. 데드-엔드 탱크(425)는 예컨대, 약 25리터의 체적을 가질 수 있다. 데드-엔드 탱크(425)는 다른 실시예들에서는 다른 체적들을 가질 수 있다.
[00121] 복수의 격리 밸브들(403-410, 426-430, 431, 433)은 유입구(402)의 하류에 결합될 수 있다. 격리 밸브들(403, 405)은 유입구(402)와 유출구(422) 사이에 결합된 우회 유동 경로(423)의 일부일 수 있는데, 우회 유동 경로(423)는 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들(416-420)을 우회한다. 격리 밸브(404)는 주 검증 시스템 밸브일 수 있다. 격리 밸브들(403-410, 426-430, 431, 433)은 질량 유량 검증 시스템(400) 내에서의 초크 유동 상태들 및 진공 펌프(432)에 의해 생성된 압력들의 범위에 걸쳐 격리 밸브를 통한 가스 흐름을 중단시킬 수 있는 임의의 적합한 전자 제어 가능한 격리 밸브일 수 있다.
[00122] 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들(416-420)은 유입구(402)의 하류에서 병렬로 결합된다. 서로 다른 크기의 유량 제한기들(416-420) 각각은 이들을 통한, 서로 다른 크기의 다른 유량 제한기들(416-420)과는 다른 최대 유동률을 가능하게 하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 예를 들어, 유량 제한기(416)는 이를 통한 가장 높은 유동률을 가질 수 있지만, 유량 제한기(417)는 이를 통한 높은, 그러나 유량 제한기(416)보다는 더 낮은 유동률을 가질 수 있다. 유량 제한기(418)는 이를 통한 중간(즉, 유량 제한기들(416, 417)보다 낮은) 유동률을 가질 수 있지만, 유량 제한기(419)는 이를 통한 낮은(즉, 유량 제한기들(416-418) 각각보다 낮은) 유동률을 가질 수 있다. 그리고 유량 제한기(420)는 이를 통한 가장 낮은(즉, 유량 제한기들(416-419) 각각보다 낮은) 유동률을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(416-420)은 정밀 유량 제한기들일 수 있다. 다른 실시예에서는, 표준 유량 제한기들이 사용될 수 있다.
[00123] 도 4에 도시된 바와 같이, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(416-420) 중 각각의 유량 제한기는 유입구(402) 및 격리 밸브들(406-410) 중 개개의 격리 밸브에 직렬로 결합된다. 즉, 유량 제한기(416)는 격리 밸브(406)와 직렬로 결합되고, 유량 제한기(417)는 격리 밸브(407)와 직렬로 결합되고, 유량 제한기(418)는 격리 밸브(408)와 직렬로 결합되고, 유량 제한기(419)는 격리 밸브(409)와 직렬로 결합되고, 유량 제한기(420)는 격리 밸브(410)와 직렬로 결합된다. 도시된 바와 같은 일부 실시예들에서, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(416-420)은 이들 개개의 격리 밸브들(406-410)의 하류에 결합된다.
[00124] 다른 실시예들에서, 서로 다른 크기의 유량 제한기들 및 이들 개개의 직렬로 결합된 격리 밸브의 수는 질량 유량 검증 시스템(400)에 의해 검증될 질량 유동률들의 범위에 따라, 도시된 것보다 더 많거나 더 적을 수 있다. 검증될 질량 유동률들의 범위가 넓을수록, 직렬로 연결된 서로 다른 크기의 유량 제한기/격리 밸브 쌍들의 수가 더 많아진다.
[00125] 온도 센서(411) 및 압력 센서(412) 각각은, 유입구(402)의 하류 및 서로 다른 크기의 유량 제한기들(416-420)의 상류에 결합될 수 있다. 압력 센서(414)는 서로 다른 크기의 유량 제한기들(416-420)의 하류에, 그리고 특히 데드-엔드 탱크(425)에 결합될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 하위 격리 밸브들(426-430) 중 각각의 격리 밸브는 온도 센서(411)에 그리고 압력 센서(412)에 결합된 개개의 제1 포트(436-439)를 갖는다(격리 밸브(429)와 제1 포트(439)를 공유하는 격리 밸브(430) 제외). 복수의 하위 격리 밸브들(426-430) 중 각각의 격리 밸브는 또한, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(416-420) 중 개개의 유량 제한기와 격리 밸브들(406-410) 중 개개의 격리 밸브 사이에 결합된 제2 포트를 갖는다. 즉, 격리 밸브(426)는 유량 제한기(416)와 격리 밸브(406) 사이에 결합된 제2 포트(446)를 갖고, 격리 밸브(427)는 유량 제한기(417)와 격리 밸브(407) 사이에 결합된 제2 포트(447)를 갖고, 격리 밸브(428)는 유량 제한기(418)와 격리 밸브(408) 사이에 결합된 제2 포트(448)를 갖고, 격리 밸브(429)는 유량 제한기(419)와 격리 밸브(409) 사이에 결합된 제2 포트(449)를 갖고, 격리 밸브(430)는 유량 제한기(420)와 격리 밸브(410) 사이에 결합된 제2 포트(450)를 갖는다.
[00126] 일부 실시예들에서, 복수의 하위 격리 밸브들(426-430) 각각은, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(416-420) 중 각각의 유량 제한기의 바로 상류에서, 그 대응하는 격리 밸브(426-430)가 개방될 때 온도 센서(411) 및 압력 센서(412)가 온도 및 압력을 각각 정확하게 측정할 수 있게 하도록 구성된 적절한 소형 밸브일 수 있다.
[00127] 온도 센서(411)는 열전쌍일 수 있고, 압력 센서들(412, 414) 각각은 압력계일 수 있다. 일부 실시예들에서, 온도 센서(411)는 하나보다 많은 열전쌍을 포함할 수 있고, 압력 센서(412 및/또는 414)는 하나보다 많은 압력계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 압력 센서(412)는 1000Torr 압력계일 수 있고, 압력 센서(414)는 10Torr 압력계일 수 있다. 다른 실시예들은 질량 유량 검증 시스템(400)에 의해 검증될 질량 유동률들의 범위에 따라, 다른 Torr 값들의 압력 센서들을 가질 수 있고 그리고/또는 2개보다 많은 압력 센서들을 가질 수 있다.
[00128] 가스 온도 순응 가속기(421)는 온도 센서(411)의 상류에 결합될 수 있다. 가스 온도 순응 가속기(421)는 유량 제한기들(416-420)의 상류에서 균일한 가스 온도 분포를 보장하는 데 사용될 수 있는데, 이는 질량 유량 검증 시스템(400)의 정확도를 향상시킬 수 있다. 가스 온도 순응 가속기(421)는 만약 있더라도, 무시할 정도로 작은 압력 강하를 그 전반에 야기할 수 있는 최적의 양의 표면적을 갖는 다공성 메시 재료를 포함하는 비활성 구조일 수 있다.
[00129] 도 4에 도시된 바와 같이, 데드-엔드 탱크(425)는 유출구(422)에 그리고 서로 다른 크기의 유량 제한기들(416-420) 중 각각의 유량 제한기의 하류에 그와 직렬로 결합된다. 진공 펌프(432)는 데드-엔드 탱크(425)의 하류에 그리고 데드-엔드 탱크(425)와 입력 포트(434) 사이에 직렬로 결합된다. 아래에서 추가 설명되는 바와 같이, 질량 유량 검증이 수행될 수 있는 충분한 시간 기간 동안 유량 제한기들(416-420)에 걸쳐 초크 유동 상태들을 생성하도록 질량 유량 검증 시스템(400)에 데드-엔드 탱크(425), 진공 펌프(432) 및 격리 밸브들(431, 433)이 포함되었다.
[00130] 질량 유량 검증 시스템(400)은 제어기(424)를 더 포함할 수 있다. 제어기(424)는 격리 밸브들(403-410, 426-430, 431, 433); 온도 센서(411); 압력 센서들(412, 414) 및 진공 펌프(432)의 동작을 제어하고 이들에 전자적으로(또는 다른 방식으로) 결합될 수 있다. 제어기(424)는 예컨대, 범용 컴퓨터일 수 있고 그리고/또는 컴퓨터 판독 가능 명령들/소프트웨어 루틴들을 실행할 수 있는 마이크로프로세서 또는 다른 적절한 컴퓨터 프로세서 또는 중앙 처리 유닛(CPU)을 포함할 수 있다. 제어기(424)는 제어기 상에서 실행 가능한 컴퓨터 판독 가능 명령들/소프트웨어 루틴들 및 데이터를 저장하기 위한 메모리를 포함할 수 있다. 유량 제한기 특성화 데이터가 제어기(424)의 메모리에 저장될 수 있다.
[00131] 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 제어기(424)는 사용자 입력 커맨드들 및 저장된 컴퓨터 판독 가능 명령들/소프트웨어 루틴들을 통해, MFC(99D)에 대한 설정점을 설정하고, 서로 다른 크기의 유량 제한기들(416-420) 중 하나를 통하는 유동 경로를 선택하고, 격리 밸브들(403-410, 426-430, 431, 433) 각각의 개방 및 폐쇄를 제어하고; 진공 펌프(432)를 통해 기저 진공 압력을 설정하고; 온도 센서(411) 및 압력 센서들(412, 414)을 통해 온도 및 압력 측정들을 기록 및 처리하고; 기록된 온도 및 압력 측정들 그리고 식(2)에 기초하여 질량 유동률들을 결정하도록 구성될 수 있다. 제어기(424)는 또한 예컨대, 입력/출력 주변 장치들, 전원 장치들, 클록 회로들 등을 포함하는 질량 유량 검증 시스템(400)의 다른 양상들을 제어하도록 구성될 수 있다.
[00132] 일부 실시예들에서, 제어기(424)는 질량 유량 검증 시스템(400)에 포함되지 않을 수 있다. 대신에, 제어기(424)는 예컨대, 질량 유량 검증 시스템(400)이 연결된 전자 디바이스 제조 시스템의 시스템 제어기일 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 질량 유동률들을 검증하기 위한 질량 유량 검증 시스템(400)을 작동시키도록 구성된 데이터 및 컴퓨터 판독 가능 명령들/소프트웨어 루틴들은 예컨대, 착탈식 저장 디스크 또는 디바이스와 같은 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 저장될 수 있다. 데이터 및 컴퓨터 판독 가능 명령들/소프트웨어 루틴들은 질량 유량 검증을 수행하기 위해 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로부터 시스템 제어기로 전달될 수 있다.
[00133] 질량 유량 검증 이전에, MFC(99D)는 제로 설정점(즉, 이를 통한 어떠한 흐름도 없음)으로 설정될 수 있고, 격리 밸브들(406-410 중 임의의 하나, 404, 431 및 433)이 개방될 수 있으며, 진공 펌프(432)는 질량 유량 검증 동안 서로 다른 크기의 유량 제한기들(416-420)에 걸쳐 초크 유동 상태들을 생성하기에 충분한 기저 진공 압력을 데드-엔드 탱크(425)에서 그리고 유출구(422)에서 생성하도록 작동될 수 있다. 기저 진공 압력은 일부 실시예들에서는 200Torr 내지 1Torr의 범위일 수 있고, 일단 달성되면, 격리 밸브들(431, 433)이 폐쇄될 수 있다.
[00134] 기저 진공 압력의 설정에 대한 응답으로, 질량 유량 검증 시스템(400)은, 제어기(424)를 통해 MFC(99D)를 검증될 원하는 질량 유동률(즉, 원하는 설정점)로 설정하고, 저장된 특성화 데이터에 기초하여 서로 다른 크기의 유량 제한기들(416-420) 중 하나를 통하는 적절한 유동 경로를 제어기(424)를 통해 선택하고(여기서 제어기(424)는 적절한 격리 밸브들(403-410, 426-430)을 열고 닫음), (기저 진공 압력을 측정하도록) 압력 센서(414)를 통해 하류 압력을 측정하고, 그리고 온도 센서(411) 및 압력 센서(412)를 통해 상류 온도 및 압력을 측정함으로써, 작동될 수 있다.
[00135] 질량 유량 검증 시스템(300)에서와 같이, 이러한 측정들은 도 3a의 초크 유동 지속기간(383)에 의해 예시된 바와 같이, 데드-엔드 탱크(425)를 통해 초크 유동이 유지되는 시간 동안 이루어져야 하는데, 이 시간은 일부 실시예들에서 MFC(99D)를 통한 가스 흐름을 시작한 후 약 2.0초 - 6.5초일 수 있다. 이 초크 유동 지속기간은 1초 동안 상승하는 수소의 100 slm의 MFC 설정점, 2.5㎜ 오리피스 및 0.7 컨덕턴스 밸브를 가진 25리터 데드-엔드 탱크, 100Torr 초기 기저 진공 압력, 및 MFC 작동불능을 막도록 600Torr 하에서 유지되는 MFC 하류의 압력의 분석들에 기초할 수 있다.
[00136] 서로 다른 크기의 유량 제한기들(416-420)의 바로 상류에서 압력 측정들이 이루어지도록 압력 센서(412)가 결합되기 때문에, 압력 측정들은 질량 유량 검증 시스템(300)에서와 같이 모델 기반 계산 알고리즘들을 통해 변환될 필요가 없다.
[00137] 상류 온도 및 압력을 측정하는 것에 대한 응답으로, 제어기(424)는 식(2)을 사용하여 질량 유동률을 결정할 수 있다. MFC(99D)의 다른 질량 유동률들을 검증하기 위해 이 프로세스가 반복될 수 있다. 결정된 질량 유동률이 MFC(99D)의 지정된 정확도를 벗어나는 것으로 발견된다면, MFC(99D)는 (가능하다면) 조정 또는 교체될 수 있다.
[00138] 일부 실시예들에서, 질량 유량 검증 시스템(400)은 데드-엔드 탱크(325)를 포함하지 않을 수 있으며, 여기서 진공 펌프(432)는 유출구(422)에 직접 결합될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 진공 펌프(432)는 50slm 또는 그보다 더 높은 연속 흐름이 가능할 수 있는데, 이는 검증 동안 안정적인 기저 진공 압력을 유지하기에 충분할 수 있다.
[00139] 질량 유량 검증 시스템들(300, 400)은 대기 애플리케이션들을 위해 이들 자체의 진공 펌프를 포함하지만, 시스템들 각각은 감압 애플리케이션들을 위해 그 자체의 시스템 진공 펌프를 사용하는 전자 디바이스 제조 시스템에 사용될 수 있다. 일부 감압 애플리케이션들에서, 전자 디바이스 제조 시스템의 시스템 진공 펌프로부터 예컨대, 유출구들(122 또는 222)과 같은 질량 유량 검증 시스템 유출구로의 연결은 직접적이지 않을 수 있다. 대신에, 그러한 연결은 전자 디바이스 제조 시스템 내의 여러 유동 경로 제한들 및/또는 다른 복잡성들을 수반할 수 있는데, 이들은 시스템 진공 펌프가 질량 유량 검증 시스템(100 또는 200)에서의 초크 유동 동안 질량 유량 검증을 가능하게 할 안정적이고 만족스러운 기저 진공 압력을 제공하고 유지하는 능력에 악영향을 줄 수 있다. 따라서 질량 유량 검증 시스템들(300 및/또는 400)의 데드-엔드 탱크 및 진공 펌프 배열은 질량 유량 검증을 위해 일시적으로 초크 유동을 유지하는 안정적인 기저 진공 압력을 초기에 그리고 신속하게 달성하기 위해 이러한 시스템들이 이러한 감압 애플리케이션들에서 대안으로 사용되게 할 수 있다.
[00140] 도 5는 하나 또는 그보다 많은 실시예들에 따른 전자 디바이스 제조 시스템(500)을 예시한다. 전자 디바이스 제조 시스템(500)은 MFC(599), 질량 유량 검증 시스템(560) 및 프로세스 챔버(570)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, MFC(599)는 공통 매니폴드 또는 헤더를 통해 공통 유출구에 결합된 복수의 MFC들을 나타낼 수 있으며, 아래에서 설명되는 MFC(599)는 복수의 MFC들 중 검증될 하나의 MFC(즉, 복수의 MFC들 중 검증 중에 가스가 흐르는 유일한 MFC)를 나타낼 수 있다.
[00141] 프로세스 챔버(570)는 격리 밸브(573)를 통해 질량 유량 제어기(599)에 결합된 유동 경로(572)에 결합될 수 있다. 프로세스 챔버(570)는 MFC(599)를 통해 하나 또는 그보다 많은 프로세스 화학 물질들을 수용하도록, 그리고 감압 화학 기상 증착 프로세스 또는 감압 에피택시 프로세스, 또는 본 명세서에서 수행되는 하나 또는 그보다 많은 증착, 산화, 질화, 에칭, 연마, 세정 및/또는 리소그래피 프로세스들을 갖도록 구성될 수 있다.
[00142] 질량 유량 검증 시스템(560)은 유입구(502) 및 유출구(522)를 가질 수 있다. 유입구(502)는 격리 밸브(573)를 통해 MFC(599)에 결합될 수 있다. 질량 유량 검증 시스템(560)은 질량 유량 검증 시스템들(100, 200, 300 또는 400) 중 임의의 질량 유량 검증 시스템일 수 있다.
[00143] 감압 애플리케이션 하에서 전자 디바이스 제조 시스템(500)이 작동하는 그러한 실시예들에서, 질량 유량 검증 시스템(560)은 질량 유량 검증 시스템들(100, 200, 300 또는 400) 중 임의의 질량 유량 검증 시스템일 수 있다. 질량 유량 검증 시스템(560)은 유출구(522)를 통해 격리 밸브(575)를 거쳐 전자 디바이스 제조 시스템(500)의 시스템 진공 펌프(565)에 결합될 수 있다. 시스템 진공 펌프(565)는 또한 격리 밸브(575)를 통해 프로세스 챔버(570)에 결합될 수 있다.
[00144] 대기 애플리케이션 하에서 전자 디바이스 제조 시스템(500)이 작동하는 그러한 실시예들에서, 질량 유량 검증 시스템(560)은 질량 유량 검증 시스템(300 또는 400)일 수 있다. 이러한 실시예들에서, 시스템 진공 펌프(565)는 전자 디바이스 제조 시스템(500)으로부터 배제될 수 있다.
[00145] 전자 디바이스 제조 시스템(500) 및/또는 질량 유량 검증 시스템(560)의 동작은 예컨대, 제어기들(124, 224, 324 또는 424) 중 하나와 같은 제어기에 의해 제어될 수 있다.
[00146] 도 6은 하나 또는 그보다 많은 실시예들에 따라 질량 유동률을 검증하는 방법(600)을 예시한다. 프로세스 블록(602)에서, 방법(600)은 초크 유동 상태 동안 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들 중 단 하나의 유량 제한기만을 통해 가스가 흐르게 하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 제어기(224)는 MFC(99B)를 특정 질량 유동률로 설정하고, 격리 밸브들(205, 207-210)을 닫고, 주 유동 경로(201)를 통한 유동을 위해 격리 밸브(203)를 열고, 격리 밸브들(204, 206)을 열어 가스가 MFC(99B)로부터 유량 제한기(216)만을 통해 흐르게 할 수 있다.
[00147] 프로세스 블록(604)에서, 초크 유동 상태 동안, 측정된 압력 값을 얻도록 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들 중 하나의 유량 제한기의 상류에서 압력이 측정될 수 있다. 예를 들어, 다시 도 2를 참조하면, 제어기(224)는 격리 밸브(226)를 열고 격리 밸브들(227-230)을 닫아 압력 센서(212)로부터 측정된 압력 값을 수신할 수 있다.
[00148] 프로세스 블록(606)에서, 방법(600)은 초크 유동 상태 동안, 측정된 온도 값을 얻도록 복수의 서로 다른 크기의 유량 제한기들 중 하나의 유량 제한기의 상류에서 온도를 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 도 2의 예를 계속하면, 제어기(224)는 온도 센서(211)로부터 측정된 온도 값을 수신할 수 있다.
[00149] 그리고 프로세스 블록(608)에서, 방법(600)은 측정된 압력 값 및 측정된 온도 값에 미리 결정된 유량 제한기 계수, 미리 결정된 가스 보정 인자 및 미리 결정된 온도 값을 적용함으로써 질량 유동률을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기(224)는 유량 제한기(216) 및 이를 통해 흐르는 특정 가스에 대해 제어기(224)의 메모리에 저장된 적절한 미리 결정된 유량 제한기 계수, 미리 결정된 가스 보정 인자 및 미리 결정된 온도 값 그리고 식(2)을 적용함으로써 압력 및 온도의 측정된 값들에 기초하여 질량 유동률을 결정할 수 있다.
[00150] 방법(600)의 상기 프로세스 블록들은 도시되고 설명된 순서 및 시퀀스로 한정되지 않는 순서 또는 시퀀스로 실행 또는 수행될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 프로세스 블록(604)은 프로세스 블록(606)과 동시에 또는 그 이후에 수행될 수 있다(이러한 경우들에, 임의의 온도 및/또는 압력 측정 이전에 프로세스 블록(604)에 대해 설명된 바와 같이 적절한 격리 값들(226-230)이 개방 및 폐쇄된다).
[00151] 일부 실시예들에서, 예컨대 착탈식 저장 디스크 또는 디바이스와 같은 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체는 방법(600)의 프로세스 블록들(602, 604, 606, 608)을 수행하도록 예컨대, 제어기들(124-424)과 같은 프로세서에 의해 실행될 수 있는, 그에 저장된 컴퓨터 판독 가능 명령들을 포함할 수 있다.
[00152] 전술한 설명은 단지 본 개시내용의 예시적인 실시예들만을 개시할 뿐이다. 위에 개시된 조립체들, 장치, 시스템들 및 방법들의 수정들이 본 개시내용의 범위 내에 속할 수 있다. 이에 따라, 본 개시내용의 예시적인 실시예들이 개시되었지만, 다음의 청구항들로 정의되는 본 개시내용의 범위 내에 다른 실시예들이 속할 수 있다고 이해되어야 한다.

Claims (20)

  1. 방법으로서,
    유입구를 통한 타깃 가스의 유동을 야기하는 단계;
    제1 격리 밸브가 개방되도록 그리고 제1 유량 제한기를 통한 상기 타깃 가스의 초크 유동(choked flow)이 설정되도록 상기 제1 격리 밸브를 제어하는 단계 ― 상기 제1 유량 제한기는 상기 유입구의 하류에 결합되고 그리고 상기 제1 격리 밸브와 직렬로 결합됨 ―;
    제2 격리 밸브가 폐쇄되도록 상기 제2 격리 밸브를 제어하는 단계 ― 상기 제2 격리 밸브는 제2 유량 제한기와 직렬로 결합되고, 상기 제2 유량 제한기는 상기 유입구의 하류에 결합되고 그리고 상기 제1 유량 제한기와 병렬로 결합되고, 상기 제2 유량 제한기는 상기 제1 유량 제한기와 다른 크기임 ―;
    제3 격리 밸브가 개방되도록 상기 제3 격리 밸브를 제어하는 단계 ― 상기 제1 유량 제한기를 통한 초크 유동이 설정된 후에 상기 타깃 가스의 유동이 상기 제3 격리 밸브를 통해 발생하지 않고, 상기 제3 격리 밸브는 제1 포트 및 제2 포트를 갖고, 상기 제3 격리 밸브의 상기 제1 포트는 제1 압력 센서와 결합되고, 상기 제3 격리 밸브의 상기 제2 포트는 상기 제1 격리 밸브와 상기 제1 유량 제한기 사이에서 결합됨 ―;
    상기 제1 압력 센서로부터, 상기 제1 격리 밸브와 상기 제1 유량 제한기 사이의 상기 타깃 가스의 제1 압력 값을 획득하는 단계; 및
    상기 타깃 가스의 상기 제1 압력 값을 사용하여, 상기 타깃 가스의 질량 유동률(mass flow rate)을 결정하는 단계
    를 포함하는,
    방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 유량 제한기의 하류에서 상기 타깃 가스의 제2 압력 값을 획득하는 단계; 및
    상기 제2 압력 값에 대한 상기 제1 압력 값의 비율에 기초하여, 상기 제1 유량 제한기를 통한 상기 타깃 가스의 상기 유동이 초크 유동 상태 하에서 발생하고 있음을 확인하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 격리 밸브가 개방되도록 상기 제1 격리 밸브를 제어하는 단계 및 제2 격리 밸브가 폐쇄되도록 상기 제2 격리 밸브를 제어하는 단계는:
    상기 유입구를 통한 상기 타깃 가스의 설정된 질량 유동률의 표시를 수신하는 단계;
    상기 제1 유량 제한기를 통한 상기 타깃 가스의 상기 설정된 질량 유동률이 초크 유동 상태 하에서 발생한다고 결정하는 단계; 및
    상기 제1 압력 값이 임계값을 초과하지 않는다고 결정하는 단계
    에 응답하여 이루어지는,
    방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 타깃 가스의 질량 유동률을 결정하는 단계는 상기 제1 격리 밸브와 상기 제1 유량 제한기 사이의 상기 타깃 가스의 온도 값을 사용하는 단계를 포함하는,
    방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 타깃 가스의 질량 유동률을 결정하는 단계는 상기 타깃 가스의 분자량과 기준 가스의 분자량 사이의 차이를 보정하는 단계를 포함하는,
    방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 타깃 가스가 상기 제1 유량 제한기의 상류에 결합된 가스 온도 순응 가속기를 통해 통과하도록 야기하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  7. 방법으로서,
    유입구를 통한 타깃 가스의 유동을 방지하는 단계;
    제1 유량 제한기의 하류에 기저 진공 압력을 생성하는 단계 ― 상기 제1 유량 제한기는 상기 유입구의 하류에 결합됨 ―;
    상기 타깃 가스가 상기 유입구를 통해 그리고 상기 제1 유량 제한기를 통해 흐르게 허용하는 단계;
    상기 제1 유량 제한기의 상류에서 상기 타깃 가스의 압력을 모니터링하는 단계;
    상기 타깃 가스의 모니터링된 압력에 기초하여, 상기 제1 유량 제한기를 통한 상기 타깃 가스의 초크 유동의 제한된-지속기간(limited-duration period)을 식별하는 단계 ― 상기 제한된-지속기간 후에 상기 타깃 가스의 압력이 증가하는 기간이 뒷따름 ―; 및
    상기 타깃 가스의 제1 압력 값을 사용하여, 상기 타깃 가스의 질량 유동률을 결정하는 단계 ― 상기 타깃 가스의 상기 제1 압력 값은 상기 초크 유동의 상기 제한된-지속기간 동안 획득됨 ―
    를 포함하는,
    방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 유량 제한기의 하류에 기저 진공 압력을 생성하는 단계는:
    탱크에 결합된 펌프가 작동되게 하는 단계 ― 상기 탱크는 상기 제1 유량 제한기의 하류에 그리고 유출구의 상류에 결합됨 ―
    를 포함하는,
    방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 유량 제한기의 하류에 기저 진공 압력을 생성하는 단계는 상기 유출구를 통한 상기 타깃 가스의 유동을 방지하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 유량 제한기를 통한 상기 타깃 가스의 초크 유동의 제한된-지속기간을 식별하는 단계는:
    상기 제1 유량 제한기의 하류에서 상기 타깃 가스의 압력을 모니터링하는 단계
    를 포함하는,
    방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 유량 제한기의 하류에서 상기 타깃 가스의 압력을 모니터링하는 단계는 탱크에 결합된 제2 압력 센서를 사용하는 단계를 포함하고, 상기 탱크는 상기 제1 유량 제한기의 하류에 결합되는,
    방법.
  12. 제7 항에 있어서,
    상기 초크 유동의 제한된-지속기간의 지속기간은 10초 미만인,
    방법.
  13. 제7 항에 있어서,
    상기 타깃 가스의 질량 유동률을 결정하는 단계는:
    상기 제1 유량 제한기의 상류에서 상기 타깃 가스의 온도 값을 결정하는 단계
    를 포함하는,
    방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 타깃 가스의 질량 유동률을 결정하는 단계는:
    상기 타깃 가스의 분자량과 기준 가스의 분자량 사이의 차이를 보정하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  15. 제7 항에 있어서,
    상기 유입구를 통한 타깃 가스의 유동을 방지하는 단계는 상기 유입구의 하류에 결합되고 그리고 상기 제1 유량 제한기와 직렬로 결합된 제1 격리 밸브를 폐쇄하는 단계를 포함하고, 그리고
    상기 타깃 가스가 상기 유입구를 통해 그리고 상기 제1 유량 제한기를 통해 흐르게 허용하는 단계는 상기 제1 격리 밸브를 개방하는 단계를 포함하는,
    방법.
  16. 제7 항에 있어서,
    제2 유량 제한기를 통한 상기 타깃 가스의 유동을 방지하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 유량 제한기는 상기 유입구의 하류에 결합되고 그리고 상기 제1 유량 제한기와 병렬로 결합되고, 상기 제2 유량 제한기는 상기 제1 유량 제한기와 다른 크기인,
    방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 타깃 가스가 상기 제1 유량 제한기를 통해 흐르게 허용하는 단계 및 상기 제2 유량 제한기를 통한 상기 타깃 가스의 유동을 방지하는 단계는 질량 유량 제어기의 유출구를 통한 상기 타깃 가스의 유동의 설정된 값의 표시를 수신하는 단계에 대한 응답으로 이루어지고, 상기 질량 유량 제어기의 유출구는 상기 유입구의 상류에 있는,
    방법.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 타깃 가스가 상기 제1 유량 제한기를 통해 흐르게 허용하는 단계는 상기 제1 유량 제한기와 직렬로 결합된 제1 격리 밸브를 개방하는 단계를 포함하고; 그리고
    상기 제2 유량 제한기를 통한 상기 타깃 가스의 유동을 방지하는 단계는 상기 제2 유량 제한기와 직렬로 결합되고 그리고 상기 제1 격리 밸브와 병렬로 결합되는 제2 격리 밸브를 폐쇄하는 단계를 포함하는,
    방법.
  19. 제7 항에 있어서,
    상기 기저 진공 압력은 200Torr를 초과하지 않는,
    방법.
  20. 질량 유량 제어기에 의해 출력되는 가스의 설정된 질량 유동률을 검증하는 방법으로서,
    상기 질량 유량 제어기의 유출구를 통한 가스의 유동의 설정된 값의 표시를 수신하는 단계;
    유입구를 통한 상기 가스의 유동을 방지하는 단계 ― 상기 유입구는 상기 질량 유량 제어기의 유출구의 하류에 결합됨 ―;
    제1 유량 제한기를 통한 상기 가스의 상기 설정된 질량 유동률이 초크 유동 상태 하에서 발생한다고 결정하는 단계 ― 상기 제1 유량 제한기는 상기 유입구의 하류에 결합됨 ―;
    제2 유량 제한기를 통한 상기 가스의 유동을 방지하는 단계 ― 상기 제2 유량 제한기는 상기 유입구의 하류에 결합되고 그리고 상기 제1 유량 제한기와 병렬로 결합되고, 상기 제2 유량 제한기는 상기 제1 유량 제한기와 상이한 크기임 ―;
    상기 제1 유량 제한기의 하류에서의 기저 진공 압력을 생성하는 단계;
    상기 가스가 상기 유입구를 통해 그리고 상기 제1 유량 제한기를 통해 흐르도록 허용하는 단계;
    상기 제1 유량 제한기의 상류에서 상기 가스의 제1 압력을 모니터링하는 단계;
    상기 제1 유량 제한기를 통한 상기 가스의 초크 유동의 제한된-지속기간을 식별하는 단계 ― 상기 제한된-지속기간 후에 상기 타깃 가스의 압력이 증가하는 기간이 뒷따름 ―; 및
    상기 가스의 제1 압력 값을 사용하여, 상기 가스의 질량 유동률을 결정하는 단계 ― 상기 가스의 상기 제1 압력 값은 상기 초크 유동의 상기 제한된-지속기간 동안 획득된 압력 값임 ―
    를 포함하는,
    방법.
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