TW202417675A - 具有封閉式流量開關及隔離閥之流量控制配置、具有流量控制配置之半導體處理系統及流量控制方法 - Google Patents

Abstract

本揭露提供一種流量控制配置，其包括一外殼、一隔離閥及一流量開關。此外殼安放一入口導管及一出口導管。此隔離閥配置於此外殼中且連接至此入口導管。此流量開關配置於此外殼中，連接至此隔離閥，且將此出口導管流體地耦接至此隔離閥。此流量開關進一步具有一關斷觸發器，且以操作方式連接至此隔離閥以在穿過此隔離閥之流量大於此關斷觸發器時關閉此隔離閥。亦提供半導體處理系統及流量控制方法。

Description

具有封閉式流量開關及隔離閥之流量控制配置、具有流量控制配置之半導體處理系統及流量控制方法

本揭露大體上係關於控制流體流。更特定言之，本揭露係關於控制半導體處理系統中之流體流，諸如用於在半導體裝置之製造期間將膜沈積至基板上的半導體處理系統中之流體之流動。

半導體處理系統（諸如用於在半導體裝置之製造期間將材料層沈積至基板上之半導體處理系統）通常在半導體裝置製造期間採用流體流。在一些半導體處理操作中，流體可含有有害材料。舉例而言，用於將材料層沈積至基板上之半導體處理系統可採用含有已知對人類健康有害、易燃及/或具腐蝕性之材料的流體。半導體處理系統亦可發出含有有害材料之排出流，諸如在處理操作期間產生之殘餘材料層前驅物及/或反應產物。因此，為確保安全，半導體處理系統通常包括有效地限制（或消除）處理期間與含有有害材料之流體流相關聯之風險的對策。舉例而言，用於控制含有有害材料之流體之流量的流量控制裝置通常容納於殼體內，且在製程期間流體自流量控制裝置洩漏之不大可能情況下，殼體使用通氣流換氣以自殼體內移除有害材料。出於類似原因，惰性氣體及/或稀釋劑通常互混至含有在半導體處理期間由半導體處理系統發出之易燃及/或腐蝕性材料的排出流中。

通常，提供至流量控制裝置之通氣流之流率根據有害材料可能通過流量控制裝置之最大流率來設定大小。此確保在流量控制裝置在完全打開位置發生故障之情況下的風險減輕。同樣適用於提供至排出流之惰性氣體及稀釋劑之流率，其通常亦根據可能存在於排出流中之有害材料之最大流量來設定大小，此最大流量基於提供對排出流中的有害材料負責之流體之流量控制裝置的流量額定值。雖然就限制在處理期間提供及/或產生之有害材料伴隨之風險而言通常令人滿意，但關於由半導體處理系統執行之實際處理所需的流率，使通氣流、惰性氣體流及/或稀釋劑流過大會增加與處理相關聯之成本。過大化提供至排出流之惰性氣體流及/或提供至排出流之稀釋劑流亦可將可能對環境有害之材料的排放（諸如氮氧化物排放）增加至超出給定由半導體處理系統實際上執行之處理所必需的水平。

此類系統及方法通常被認為適用於其預期目的。然而，此項技術中仍需要改良之流量控制配置、具有流量控制配置之半導體處理系統及流量控制方法。本揭露提供此需要之解決方案。

提供一種流量控制配置。一流量控制配置包括一外殼、一隔離閥及一流量開關。此外殼安放一入口導管及一出口導管。此隔離閥配置於此外殼中且連接至此入口導管。此流量開關配置於此外殼中，連接至此隔離閥，且將此出口導管流體地耦接至此隔離閥。此流量開關進一步具有一關斷觸發器，且以操作方式連接至此隔離閥以在穿過此隔離閥之流量大於此關斷觸發器時關閉此隔離閥。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，其他實例可包括此流量控制配置之外殼包括封閉此隔離閥及此流量開關之一防破壞主體（tamperproof）。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，其他實例可包括此流量控制配置可包括一繼電器（relay）及一螺線管。此繼電器可配置於此外殼外部且以操作方式與此流量開關相關聯。此螺線管可電性連接至此繼電器且配置於此外殼中。此螺線管可以操作方式連接至此隔離閥以在穿過此流量開關之一流體之流率大於此關斷觸發器時關閉此隔離閥。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，此流量控制配置之其他實例可包括一內部通訊線束、一電性連接器、一外部通訊電纜及一控制器。此內部通訊線束配置於此外殼中，連接至此隔離閥，且進一步連接至此流量開關。此電性連接器連接至此內部通訊線束且安放於此外殼之一壁中。此外部通訊電纜配置於此外殼外部且連接至此電性連接器。此控制器連接至此外部通訊電纜且經由此外部通訊電纜、此電性連接器及此內部通訊線束將此流量開關可操作地連接至此隔離閥。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，此流量控制配置之其他實例可包括配置於此外殼外部且將此流量開關可操作地連接至此隔離閥之一控制器。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，此流量控制配置之其他實例可包括此控制器包括一安全可程式化邏輯控制器裝置。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，其他實例可包括此控制器包括一處理器，此處理器安置成與具有一非暫時性機器可讀媒體之一記憶體通訊，此非暫時性機器可讀媒體具有記錄在其上之含有指令的複數個程式模組。此等指令可使得此處理器自此流量開關接收一關斷訊號，且在自此流量開關接收到此關斷訊號後，將一關閉訊號提供至此隔離閥。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，其他實例可包括此隔離閥為一第一隔離閥且此流量控制配置包括一第二隔離閥。此第二隔離閥可配置於此外殼中且將此第一隔離閥耦接至此出口導管。此第二隔離閥可與此流量開關可操作地相關聯。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，其他實例可包括一第一繼電器、一第一螺線管、一第二繼電器及一第二螺線管。此第一繼電器可配置於此外殼外部且以操作方式與此流量開關相關聯。此第一螺線管可電性連接至配置於此外殼中之此繼電器，且以操作方式連接至此第一隔離閥以在穿過此流量開關之此流體的此流率大於此關斷觸發器時關閉此第一隔離閥。此第二繼電器可配置於此外殼外部且以操作方式與此流量開關相關聯。此第二螺線管可電性連接至此第二繼電器，配置於此外殼中，且以操作方式連接至此第二隔離閥以在穿過此流量開關之此流體的此流率大於此關斷觸發器時關閉此第二隔離閥。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，其他實例可包括此流量控制配置包括一內部通訊線束、一電控制器、一外部通訊電纜及一控制器。此內部通訊線束可配置於此外殼中且連接至此第一隔離閥、此流量開關及此第二隔離閥。此電性連接器可連接至此內部通訊線束且安放於此外殼之一壁中。此外部通訊電纜可連接至此電性連接器且配置於此外殼外部。此控制器可連接至此外部通訊電纜，且將此流量開關可操作地連接至此第一隔離閥及此第二隔離閥。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，其他實例可包括控制器具有處理器，此處理器安置成與具有一非暫時性機器可讀媒體之一記憶體通訊，此非暫時性機器可讀媒體具有記錄在此記憶體上之含有指令的複數個程式模組。此等指令可使得此處理器自此流量開關接收一關斷訊號，在自此流量開關接收到此關斷訊號後將一第一關閉訊號提供至此第一隔離閥，且在自此流量開關接收到此關斷訊號後將一第二關閉訊號提供至此第二隔離閥。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，其他實例可包括此流量開關為一第一流量開關，且此流量控制配置更包括一第二流量開關。此第二流量開關可將此第一流量開關耦接至此出口導管且可操作地連接至此隔離閥。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，其他實例可包括關斷觸發器為一第一關斷觸發器且此第二流量開關具有一第二關斷觸發器。此第二關斷觸發器可實質上等同於此第一關斷觸發器。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，其他實例可包括此關斷觸發器為一第一關斷觸發器且此第二流量開關具有一第二關斷觸發器。此第二關斷觸發器與此第一關斷觸發器不同，例如可大於或小於此第一關斷觸發器。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，此流量控制配置之其他實例可包括配置於此外殼外部之一控制器。此控制器可將此第一流量開關及此第二流量開關可操作地連接至此隔離閥。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，此流量控制配置之其他實例可包括此隔離閥為一第一隔離閥，此流量開關為一第一流量開關，且此流量控制配置更包括一第二流量開關及一第二隔離閥。此第二流量開關可連接至此第一流量開關，且藉由此第一流量開關耦接至此第一隔離閥。此第二隔離閥可連接至此第二流量開關且藉由此第二流量開關耦接至此第一流量開關。此出口導管可連接至此第二隔離閥，此第二隔離閥可將此出口導管耦接至此第二流量開關，且此第二流量開關可可操作地連接至此第一隔離閥及此第二隔離閥中之至少一者。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，此流量控制配置之其他實例可包括此第一流量開關可操作地連接至此第一隔離閥及此第二隔離閥兩者，且此第二流量開關可操作地連接至此第一隔離閥及此第二隔離閥兩者。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，此流量控制配置之其他實例可包括此第一流量開關及此第二流量開關中之一者可操作地連接至此第一隔離閥及此第二隔離閥中之僅一者。

提供一種半導體處理系統。此半導體處理系統包括一氣體箱、一如上文所描述之流量控制配置、一製程室及一流體源。此氣體箱包括具有一流量額定值之一流量控制裝置。此流量控制配置配置於此氣體箱外部，且此流量控制裝置連接至此出口導管，且穿過此出口導管連接至此流量控制配置之此入口導管。此製程室包括此流量控制裝置且經由此流量控制裝置流體地耦接至此流量控制配置。此流體源包括一有害製程材料，連接至此流量控制配置之此入口導管，且將此流量控制配置連接至此製程室。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，此半導體處理系統之其他實例可包括連接至此氣體箱且向此氣體箱提供一通氣流之一通氣源。此通氣流可相對於此流量控制裝置之此流量額定值過小。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，此半導體處理系統之其他實例可包括一排出源及一惰性/稀釋劑流體源。此排出源可連接至此製程室且自此製程室接收一排出流。此惰性/稀釋劑流體源可連接排出源且將一惰性/稀釋劑流體提供至此排出流。提供至此排出流之此惰性/稀釋劑流體之一惰性/稀釋劑流體流率可相對於此流量控制裝置之此流量額定值過小。

提供一種流量控制方法。此流量控制方法包括在如上文所描述之一流量控制配置下，在此入口導管處接收包括一有害製程材料（hazardous process material，HPM）之一流體的一流且將此流體之流率與此關斷觸發器進行比較。當此流體之此流率小於此關斷觸發器時，此流量控制配置經由此隔離閥及此流量開關自此入口導管流動至此出口導管。當此流體之此流率大於此關斷觸發器時，此流量控制配置使用此隔離閥將此出口導管與此入口導管流體地分離。經考慮，此關斷觸發器小於將此出口導管耦接至一半導體處理系統之一流量控制裝置之一流量額定值。亦考慮，提供至此半導體處理系統之一氣體箱的此通氣流及/或提供至由此半導體處理系統之製程室發出之一排出流的一惰性/稀釋劑流體中之至少一者相對於配置於此氣體箱中且將此流量控制配置流體地耦接至此製程室之一流量控制裝置之一流量額定值過小。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，流量控制方法之其他實例可包括當流體之流率大於關斷觸發器時，僅關閉第一隔離閥及將入口導管耦接至出口導管之第二關斷中之一者。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，此流量控制方法之其他實例可包括當此流體之此流率大於此關斷觸發器時，關閉將此入口導管耦接至此出口導管之一第一隔離閥及一第二關斷中之一者兩者。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，此流量控制方法之其他實例可包括將此流體之此流率與一第一關斷觸發器及一第二關斷觸發器進行比較，且當此流率大於此第一關斷觸發器及此第二關斷觸發器中之僅一者時關閉此隔離閥。

除上文所描述之特徵中之一或多者外或作為替代例，此流量控制方法之其他實例可包括將此流體之此流率與一第一關斷觸發器及一第二關斷觸發器進行比較，且當此流率大於此第一關斷觸發器及此第二關斷觸發器兩者時關閉此隔離閥。

此發明內容係提供以簡化形式介紹一系列概念。係在以下本揭露之實例的詳細敍述中進一步詳細描述此等概念。此發明內容並不意欲鑑別所主張之標的事項的關鍵特徵或基本特徵，亦不意欲用以限制所主張之標的事項的範疇。

現將參照附圖，其中相似元件符號鑑別本標的揭露之類似結構特徵或態樣。出於解釋及說明之目的且非限制，根據本揭露之具有流量控制配置之半導體處理系統之實例的局部視圖展示於圖1中且大體上由參考字元100來指定。圖2至圖10中提供根據本揭露之流量控制配置、具有流量控制配置之半導體處理系統及流量控制方法的其他實例或其態樣，如將描述。本揭露之系統及方法可用於控制流體至半導體處理系統（諸如含有有害製程材料（HPM）之流體至用於在半導體裝置之製造期間將材料層沈積至基板上的半導體處理系統）之流動，但一般而言本揭露不限於任何特定類型之流體或半導體處理系統。

如本文所使用，術語「基板」可指可使用或在其上可形成裝置、電路或膜之任何下層材料。「基板」可以是連續或不連續；剛性或可撓性；實心或多孔。基板可呈任何形式，諸如粉末、板或工件。呈板形式之基板可包括各種形狀及大小之晶圓。基板可由包括矽、矽鍺、氧化矽、砷化鎵、氮化鎵及碳化矽之材料製成，作為舉例而非限制。

如本文中所使用，術語「有害製程材料」係指與半導體裝置製造相關聯之固體、液體或氣體，其根據NFPA 704（「應急用材料危險識別的標準系統（Standard System for the Identification of the Hazards of Materials for Emergency）」2022年版）在健康、易燃性、不穩定性或水反應性方面具有3或4之程度或危險等級。有害製程材料可直接用於與半導體裝置製造相關聯之研究、實驗室或生產製程。有害製程材料可為結合與半導體裝置製造相關聯之研究、實驗室或生產製程產生的流出物。有害製程材料可與半導體裝置之製造相關聯，其作為最終產品本身並不有害。

參照圖1，顯示一半導體製程系統10。半導體處理系統10包括流體源12、流量控制配置100及氣體箱14。半導體處理系統10亦包括通氣源16、製程室18、排出源20及惰性/稀釋劑流體源22。儘管圖1中展示且本文中描述特定類型之半導體處理系統，但應理解且瞭解，包括經調適用於除材料層沈積操作外之操作的半導體處理系統的其他類型之設備亦可得益於本揭露。

流體源12連接至流量控制配置100且包括流體24。流體24可包括液體、氣體或液體與氣體之混合物。在某些實例中，流體可包括材料層前驅物。根據某些實例，流體24可包括有害製程材料，諸如已知對人類健康有害、易燃或自燃及/或可能具腐蝕性的材料。可包括於流體24中之有害材料之實例包括氫氣（H ₂）、鹽酸（HCl）、矽烷（SiH ₄）、二氯矽烷（H ₂SiCl ₂）及/或三氯矽烷（HCl ₃Si）。

氣體箱14容納流量控制裝置26且連接至通氣源16。氣體箱14進一步將流量控制配置100連接至製程室18，且繼而連接至通氣源16。流量控制裝置26具有流量額定值28（例如，最大體積或質量流率）且繼而將流量控制配置100且穿過其將流體源12流體地耦接至製程室18。通氣源16連接至氣體箱14且配置以自氣體箱14之內部內抽取通氣流30。在某些實例中，通氣源16可配置以使用（至少部分地）自氣體箱14外部之環境抽取的二次流來構成通氣流30。在此類實例中，通氣流30可包含形成自容納半導體處理系統10所在的無塵室環境抽取之補充二次通氣流的無塵室空氣。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，通氣流30在流量控制裝置26產生洩漏之不大可能情況下自氣體箱14之內部內移除流體24。經考慮，流量控制裝置26可包括計量閥（metering valve）、孔口板（orifice plate）及/或質量流量控制器裝置（mass flow controller device）中之一或多者。

製程室18連接至氣體箱14，將氣體箱14耦接至排出源20，且容納基板支撐件32。更具體言之，製程室18之內部經由流量控制配置100流體地耦接至流量控制裝置26且穿過此流量控制裝置耦接至流體源12，以將流體24提供至製程室18之內部。在某些實例中，基板支撐件32可包括晶座結構。根據某些實例，基板支撐件32可包括加熱器結構。經考慮，基板支撐件32配置以支撐基板34，且製程室18配置以使用流體24使材料層36沈積至基板34的上部表面上。在某些實例中，可使用磊晶沈積技術來沈積材料層36。根據某些實例，可使用原子層沈積（atomic layer deposition，ALD）技術來沈積材料層36。亦考慮，根據某些實例，可使用諸如電漿增強型化學氣相沈積技術或電漿增強型原子層沈積技術之電漿沈積技術來沈積材料層36。

排出源20連接至製程室18且將製程室18之內部流體地耦接至外部環境38以將排出流40（例如，殘餘材料層前驅物及/或反應產物）傳送至外部環境38。惰性/稀釋劑流體源22例如經由排出源20流體地耦接至排出流40以用於將惰性/稀釋劑流體流42引入至排出流40中以供與其傳送至外部環境38。在某些實例中，排出源20可包括真空泵。根據某些實例，排出源20可藉由諸如洗滌器之消減裝置流體地耦接至外部環境38。

惰性/稀釋劑流體源22連接至排出源20且穿過此排出源流體地耦接至外部環境38。經考慮，惰性/稀釋劑流體源22配置以將惰性/稀釋劑流體流42提供至由製程室18發出的排出流40。在某些實例中，惰性/稀釋劑流體流42可包括（例如，由以下組成或基本上由以下組成）氮氣（N ₂）、氬氣（Ar）、氦氣（He）或其混合物。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，惰性/稀釋劑流體流42可包括其他材料且保持在本揭露之範疇內。

如上文已解釋，將通氣流30提供至氣體箱14及/或將惰性/稀釋劑流體流42提供至排出流40增加操作半導體處理系統10之成本，通常與通氣流30及/或惰性/稀釋劑流體流42之流率對應。為了限制將通氣流30提供至氣體箱14及/或將惰性/稀釋劑流體流42提供至排出流40所伴隨之成本，半導體處理系統10包括流量控制配置100。流量控制配置100配置以藉由根據實際上用於將材料層36沈積至基板34上之流體24之流率而非流量控制裝置26的流量額定值28來對其中任一者（或兩者）之流率設定大小而限制提供至氣體箱14之通氣流30及/或提供至排出流40之惰性/稀釋劑流體流42中之至少一者的流率，同時提供預定安全完整性等級（safety integrity level，SIL）。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，限制引入至排出流40中之惰性/稀釋劑流體流42之流率可例如藉由限制與引入至由製程室18發出的排出流40中的氮氣相關聯的氮氧化物排放而進一步限制由半導體處理系統10引入至外部環境38中的環境有害材料的量。

參考圖2，展示流量控制配置100。流量控制配置100通常包括隔離閥102及流量開關104。在所說明實例中，流量控制配置100亦包括外殼106、入口導管108、互連導管110及出口導管112。如本文中所展示及描述，流量控制配置100更包括內部通訊線束114、電性連接器116及外部通訊電纜118以及控制器120。儘管在本文中展示且描述流量控制配置100之特定配置，但應理解且瞭解，在其他實例中，流量控制配置100可具有不同配置，保持在本揭露之範疇內。

外殼106配置於流體源12（圖1中所展示）及氣體箱14（圖1中所展示）之間且封閉隔離閥102及流量開關104。在某些實例中，外殼106可配置於半導體處理系統10（圖1中所展示）外部。根據某些實例，外殼106可包括防破壞主體122。亦考慮，根據某些實例，外殼106可由金屬材料（諸如不鏽鋼）形成。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，將流量開關104封閉在防破壞主體122內防止隔離閥102及流量開關104損壞（諸如在半導體處理系統10之維護期間），從而確保當穿過流量開關104之流體之流率上升至高於預定流率時，流量開關可靠地關閉隔離閥102。

入口導管108及出口導管112安放於外殼106中。入口導管108連接至流體源12且將流體源12耦接至隔離閥102。隔離閥102連接至互連導管110且將入口導管108耦接至互連導管110。互連導管110連接至流量開關104且將隔離閥102耦接至流量開關104。流量開關104連接至出口導管112且將互連導管110耦接至出口導管112。經考慮，氣體箱14（圖1中所展示），且更特定言之支撐於氣體箱14內之流量控制裝置26（圖1中所展示）連接至出口導管112，使得流量控制配置100將氣體箱14耦接至流體源12以用於使用隔離閥102及流量開關104將流體24選擇性流體連通至製程室18（圖1中所展示）。在某些實例中，入口導管108、互連導管110及出口導管112中之一或多者可在無配件或緊固件之情況下例如藉由焊接接合或連接而接合至外殼106內之隔離閥102及/或流量開關104。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，此降低外殼106內洩漏之可能性，從而改良流量控制配置100之可靠性。

隔離閥102配置於外殼106內且具有打開位置（圖2中所展示）及關閉位置（圖3中所展示）。當處於打開位置時，隔離閥102經由互連導管110及流量開關104將入口導管108流體地耦接至出口導管112。當處於關閉位置時，隔離閥102將出口導管112與入口導管108流體地分離。更具體言之，隔離閥102將互連導管110及流量開關104與入口導管108流體地分離，使得當隔離閥102處於關閉位置時，流體源12與流量控制裝置26流體地分離。經考慮，隔離閥102可操作地與流量開關104相關聯以供在接收到關閉訊號124（圖3中所展示）後在打開位置與關閉位置之間移動。合適之隔離閥之實例包括可購自斯洛文尼亞盧布爾雅那的Jaksa d.o.o.之D211 G1/8 DN2.0閥。

流量開關104配置於外殼106內，具有關斷觸發器126，且將隔離閥102耦接至流量控制裝置26（圖1中所展示）以操作隔離閥102。當穿過流量開關104之流體24之流率大於關斷觸發器126時，流量開關104進一步將隔離閥102耦接至出口導管112以關閉隔離閥102。在此方面，關斷觸發器126界定穿過流量開關104之流體24之預定流率，使得隔離閥102關閉，此將流體24至製程室18（圖1中所展示）之流率約束自流量控制裝置26（圖1中所展示）轉移至流量控制配置100。在某些實例中，當穿過流量開關104之流體24之流量超過關斷觸發器126時，流量開關104可將關斷訊號128（圖3中所展示）提供至控制器120。合適之流量開關之實例包括FS10A流量開關，其可購自加利福尼亞聖馬可斯的Fluid Components International LLC。

在某些實例中，關斷觸發器126可小於流量控制裝置26（圖1中所展示）之流量額定值28（圖1中所展示）。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，此使得流量開關104以對應於關斷觸發器126之流率將流體源12與氣體箱14流體地分離，流體24至製程室18（圖1中所展示）之最大流率由此為對應於關斷觸發器126之流率而非流量控制裝置26之流量額定值28。如熟習此項技術者鑒於本揭露亦應瞭解，對關斷觸發器126設定大小以使得關斷觸發器126小於流量控制裝置26之流量額定值28限制半導體處理系統10（圖1中所展示）所需的通氣流30（圖1中所展示）及/或惰性/稀釋劑流體流42（圖1中所展示）之通氣流之流率，從而限制半導體處理系統10之操作成本。在某些實例中，關斷觸發器126可對應（例如，實質上等同）於在將材料層36（圖1中所展示）沈積至基板34（圖1中所展示）上期間提供至製程室18之有害製程材料之最大流率。

內部通訊線束114配置於外殼106中，連接至隔離閥102及流量開關104，且將隔離閥102及流量開關104耦接至電性連接器116。電性連接器116安放於外殼106之壁中，連接至內部通訊線束114，且將內部通訊線束114耦接至外部通訊電纜118。外部通訊電纜118連接至電性連接器116且將電性連接器116耦接至控制器120。在某些實例中，內部通訊線束114及外部通訊電纜118可包括將控制器120電性連接至隔離閥102及流量開關104之離散（亦即，彼此電隔離之）導體，從而藉由避免將類比至數位轉換器定位於外殼106內之需要而潛在地改良可靠性。

控制器120連接至外部通訊電纜118且穿過此外部通訊電纜連接至隔離閥102及流量開關104。更具體言之，控制器120藉由外部通訊電纜118及內部通訊線束114經由電性連接器116電性連接至隔離閥102及流量開關104，控制器120由此可操作地將流量開關104連接至隔離閥102。在所說明之實例中，控制器120包括裝置介面132、處理器134、使用者介面136及記憶體138。裝置介面132將處理器134連接至隔離閥102及流量開關104，此可經由電性連接器116通過外部通訊電纜118及內部通訊線束114。處理器134繼而可操作地連接至使用者介面136以經由其接收使用者輸入及/或提供使用者輸出，且安置成與記憶體138通訊。記憶體138包括非暫時性機器可讀媒體，此非暫時性機器可讀媒體具有記錄在其上之含有指令之複數個程式模組140，此等指令在由處理器134讀取時使得處理器134執行某些操作。操作中有流量控制方法500之操作，如將描述的。

在某些實例中，控制器120可包括安全可程式化邏輯控制器（programmable logic controller，PLC）裝置142。根據某些實例，流量開關104可包括感測器144，諸如流率感測器，且控制器120可配置以例如藉由評估在關閉之後穿過隔離閥102之洩漏來監測流量控制配置100之效能。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，效能監測可改良流量控制配置100之可靠性，從而潛在地增加流量控制配置100之安全完整性等級。合適之安全可程式化邏輯控制器裝置之實例包括可購自德國費爾的Beckhoff Automation GmbH & Co. KG的TwinSafe®安全可程式化邏輯控制器裝置。

根據某些實例，控制器120可經由螺線管146及繼電器148將流量開關104可操作地耦接至隔離閥102。螺線管146可配置於外殼106內且可操作地連接至安置於隔離閥102內之閥構件，諸如隔膜元件。繼電器148可配置於外殼106外部且例如經由外部通訊電纜118及內部通訊線束114電性連接至螺線管146。經考慮，控制器120回應於自流量開關104接收到關斷訊號128而關閉繼電器148。繼電器148之關閉使螺線管146通電，此螺線管繼而關閉隔離閥102。在某些實例中，螺線管146可為閂鎖型螺線管，螺線管146由此在由流量開關104提供之關斷訊號130為臨時的或暫時的時將隔離閥102維持在關閉位置。根據某些實例，回應於關斷訊號128之繼電器148之關閉可根據配置以偵測假性關斷訊號事件之障礙跳閘偵測濾波器。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，此訊號分析為假性信令偵測可例如藉由減少（或消除）障礙跳閘來改良流量控制配置100之可靠性。

如圖2中所展示，經考慮，流量開關104在處理期間將穿過流量開關104之流體24之流率與關斷觸發器126進行比較。舉例而言，流量開關104可在將材料層36（圖1中所展示）沈積至基板34（圖1中所展示）上期間在流體24流動之情況下即時比較流體24之流率與關斷觸發器126。當流體24之流率小於關斷觸發器126時，流量開關104不將關斷訊號128提供至控制器120，隔離閥102保持在打開位置，且流量控制配置將流體24提供至製程室18（圖1中所展示）。

如圖3中所展示，當流體24之流率上升至高於關斷觸發器126時，流量開關104將關斷訊號128提供至控制器120。回應於接收到關斷訊號128，控制器120繼而將關閉訊號124提供至隔離閥102。回應於接收到關閉訊號124，隔離閥102關閉。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，隔離閥102之關閉將出口導管112與入口導管108流體分離，且流體24流動至製程室18。如熟習此項技術者鑒於本揭露亦應瞭解，流體24之流動之停止與流量控制裝置26（圖1中所展示）的流量額定值28（圖1中所展示）無關，且替代地取決於關斷觸發器126。

在某些實例中，關斷觸發器126可實質上等同（例如，匹配）於流量控制裝置26（圖1中所展示）之流量額定值28（圖1中所展示），此可改良半導體處理系統10（圖1中所展示）之安全完整性等級額定值。根據某些實例，關斷觸發器126可小於流量控制裝置26之流量額定值28，此可改良半導體處理系統10之安全完整性等級額定值且降低半導體處理系統10之操作成本。舉例而言，通氣流30（圖1中所展示）之流率可相對於流量控制裝置26之流量額定值28過小，而不增加否則潛在地與提供過小通氣流相關聯之危險。替代地（或另外），惰性/稀釋劑流體流42（圖1中所展示）之流率可相對於流量控制裝置26之流量額定值28過小，否則潛在地與提供過小惰性/稀釋劑相關聯。

參考圖4，展示流量控制配置200。流量控制配置200類似於流量控制配置100（圖1中所展示）且另外包括第一隔離閥202及第二隔離閥204。在所說明之實例中，流量控制配置200亦包括外殼206、入口導管208、出口導管210、流量開關212、第一互連導管214、第二互連導管216、內部通訊線束218及電性連接器220、外部通訊電纜222及控制器224。儘管本文中展示及描述特定配置，但應理解及瞭解，其他配置以可能的且保持在本揭露之範疇內。

外殼206安放入口導管208及出口導管210。相對於流體源12與氣體箱14之間的流體24之大致流動方向，外殼206亦配置於流體源12（圖1中所展示）與氣體箱14（圖1中所展示）之間。經考慮，第一隔離閥202、第二隔離閥204及流量開關212中之各者封閉於外殼206內。在某些實例中，外殼206可配置以支撐於半導體處理系統10（圖1中所展示）外部。根據某些實例，外殼206可包括防破壞主體244。經考慮，在某些實例中，外殼206可由金屬材料（諸如不鏽鋼）形成。亦考慮，根據某些實例，外殼206可包括焊件。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，防破壞主體122可限制（或消除）使用者接近配置於隔離閥102之內部內之元件的能力。限制（或消除）對配置於隔離閥102之內部內之元件的接近繼而可例如藉由防止使用者破壞入口導管108、流量開關來改良流量控制配置100之可靠性。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，破壞防止可減少（或消除）對流量開關開關212之無意改變，從而向流量控制配置100提供比其他可能的更高的安全完整性等級額定值。

入口導管208及出口導管210均安放於外殼206之壁中。第一隔離閥202、流量開關212及第二隔離閥204各自配置於外殼206之內部226內。在此方面，第一隔離閥202連接至入口導管208，第一互連導管214連接至第一隔離閥202且穿過其與入口導管208選擇性地流體連通，且流量開關212連接至第一互連導管214且穿過其與第一隔離閥202流體連通。在其他方面，第二互連導管216連接至流量開關212且穿過其與第一互連導管214流體連通，第二隔離閥204連接至第二互連導管216且穿過其與流量開關212流體連通，且出口導管210連接至第二隔離閥204且穿過其經由流量開關212與第一隔離閥202選擇性流體連通。

入口導管208具有流體源12（圖1中所展示），出口導管210與流量控制裝置26（圖1中所展示）流體連通，且流體源12經由第一隔離閥202及第二隔離閥204與流量控制裝置26選擇性流體連通。在此方面，第一隔離閥202及第二隔離閥204具有打開位置，其中第一隔離閥202及第二隔離閥204將出口導管210與入口導管208流體地耦接，使得流體源12與流量控制裝置26流體連通。當第一隔離閥202及第二隔離閥204中任一者（或兩者）處於關閉位置時，出口導管210與入口導管208流體地分離，流體源12由此與流量控制裝置26流體地分離。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，第一隔離閥202及第二隔離閥204中任一者（或兩者）之關閉導致出口導管210與入口導管208之流體分離，從而允許在需要關閉時第一隔離閥202及第二隔離閥204中之任一者發生故障的不大可能情況下進行流體分離。

參考圖4及圖5，流量開關212具有關斷觸發器228且以操作方式連接至第一隔離閥202及第二隔離閥204，以在穿過流量開關212之流體之流率上升至高於關斷觸發器228時關閉。當穿過流量開關212之流體之流率小於關斷觸發器228時，第一隔離閥202及第二隔離閥204兩者保持打開。當穿過流量開關212之流體之流率大於關斷觸發器228時，流量開關212使第一隔離閥202及第二隔離閥204兩者關閉。在此方面，經考慮，當通過流量開關212之流體之流率大於（例如，上升至高於）關斷觸發器228時，流量開關212將關斷訊號230（圖5中所展示）提供至控制器224。回應於自流量開關212接收到關斷訊號230，控制器224將第一隔離閥關閉訊號232（圖5中所展示）及第一隔離閥關閉訊號232（圖5中所展示）提供至第一隔離閥202且將第二隔離閥關閉訊號234提供至第二隔離閥204。

如圖5中所展示，關斷訊號230可經由內部通訊線束218、電性連接器220、外部通訊電纜222傳送至控制器224。在此方面，經考慮，控制器224將流量開關212電性連接至第一隔離閥202及第二隔離閥204。舉例而言，電性連接器220可安放於外殼206之壁中且藉由外部通訊電纜222連接至控制器224。內部通訊線束218可配置於外殼206之內部226內，且連接電性連接器220與第一隔離閥202、第二隔離閥204及流量開關212中之各者。外部通訊電纜222及內部通訊線束218可包括專用導體（例如，彼此電隔離）以分別在流量開關212與控制器224之間、在控制器224與第一隔離閥202之間及在控制器224與第二隔離閥204之間傳送關斷訊號230、第一隔離閥關閉訊號232及第二隔離閥關閉訊號234中之各者。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，離散導體之採用可向流量控制配置200提供相對高的安全完整性等級額定值，例如在本揭露之某些實例中在2與4之間的安全完整性等級額定值。如熟習此項技術者鑒於本揭露亦應瞭解，其他通訊配置以可能的且保持在本揭露之範疇內。

如圖4中所展示，流量開關212與第一隔離閥202及第二隔離閥204之操作性關聯可經由第一螺線管236、第二螺線管238、第一繼電器240及第二繼電器242實現。第一螺線管236及第二螺線管238可配置於外殼206之內部226內且分別以操作方式連接至第一隔離閥202及第二隔離閥204。第一繼電器240及第二繼電器242可配置於外殼206外部，以操作方式與控制器224相關聯（例如，包括於控制器224中），且與電源連通，以在接收到關斷訊號230後將第一隔離閥關閉訊號232傳送至第一隔離閥202且將第二隔離閥關閉訊號234傳送至第二隔離閥204。在某些實例中，第一螺線管236及第二螺線管238中任一者（或兩者）可為閂鎖螺線管。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，閂鎖螺線管之採用允許第一隔離閥202及第二隔離閥204在穿過流量開關212之流體流之速率降至低於關斷觸發器228的情況下保持關閉，從而允許流量開關212以流體方式串聯配置於第一隔離閥202與第二隔離閥204之間。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，可採用其他類型之螺線管且保持在本揭露之範疇內。

參考圖6，展示流量控制配置300。流量控制配置300類似於流量控制配置100（圖1中所展示）且另外包括第一流量開關302及第二流量開關304。在所說明之實例中，流量控制配置300亦包括外殼306、入口導管308、出口導管310、隔離閥312、第一互連導管314、第二互連導管316、內部通訊線束318及電性連接器320、外部通訊電纜322及控制器324。儘管本文中展示及描述特定配置，但應理解及瞭解，其他配置以可能的且保持在本揭露之範疇內。

外殼306安放入口導管308及出口導管310。外殼306相對於流體24之大致流動方向進一步配置於流體源12（圖1中所展示）與氣體箱14（圖1中所展示）之間，且封閉第一流量開關302、第二流量開關304及隔離閥312。在某些實例中，外殼306可配置以支撐於半導體處理系統10（圖1中所展示）外部。根據某些實例，外殼306可包括防破壞主體326。經考慮，在某些實例中，外殼306可由金屬材料（諸如不鏽鋼）形成。亦考慮，根據某些實例，外殼306可包括焊件。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，防破壞主體326可限制（或消除）使用者接近配置於外殼306之內部內之元件的能力。限制（或消除）對配置於外殼306之內部內之元件的接近繼而例如藉由防止對第一流量開關302及/或第二流量開關304之非預期調整來改良流量控制配置300之可靠性。如本揭露熟習此項技術者應瞭解，限制（或消除）無意調整第一流量開關302及第二流量開關304之風險可為流量控制配置300提供比配置以其他方式保證之安全完整性等級額定值更高的安全完整性等級額定值。

隔離閥312連接至入口導管308且藉由第一互連導管314連接至第一流量開關302，第一流量開關302及第二流量開關304經由隔離閥312與入口導管308選擇性流體連通。第二互連導管316連接至第一流量開關302，將第二流量開關304連接至第一流量開關302，且藉由第二流量開關304流體地耦接至出口導管310。第二流量開關304連接至第二互連導管316，將第二流量開關304連接至出口導管310，且將出口導管310流體地耦接至隔離閥312，以用於穿過此隔離閥與入口導管308選擇性流體連通。經考慮，入口導管308與流體源12（圖1中所展示）流體連通，出口導管310與流量控制裝置26（圖1中所展示）流體連通，且流體源12經由隔離閥312與流量控制裝置26選擇性流體連通。在此方面，隔離閥312具有打開位置，其中隔離閥312將出口導管310流體地耦接至入口導管308，使得流體源12與流量控制裝置26流體連通；及關閉位置，其中出口導管310與入口導管308流體地分離，使得流體源12與流量控制裝置26流體地分離。

參考圖6及圖7，第一流量開關302具有第一關斷觸發器328且以操作方式連接至隔離閥312。第二流量開關304具有第二關斷觸發器330且亦以操作方式連接至隔離閥312。如圖6中所展示，當穿過第一流量開關302及第二流量開關304之流體24之流率小於第一關斷觸發器328及第二關斷觸發器330時，隔離閥312保持打開。如圖7中所展示，當穿過第一流量開關302之流體24之流率上升至高於（且大於）第一關斷觸發器328或第二關斷觸發器330時，第一流量開關302及第二流量開關304中任一者（或兩者）導致隔離閥312關閉。在此方面，經考慮，第一流量開關302將第一流量開關關斷訊號332提供至控制器324及/或第二流量開關304將第二流量開關關斷訊號334提供至控制器324。回應於接收到第一流量開關關斷訊號332及第二流量開關關斷訊號334中之至少一者，控制器324將隔離閥關閉訊號336提供至隔離閥312，隔離閥312繼而在接收到隔離閥關閉訊號336時關閉。

在某些實例中，第二關斷觸發器330可實質上等同於第一關斷觸發器328。在此類實例中，第二流量開關304向流量控制配置300提供冗餘，第二流量開關304使得隔離閥312在第一流量開關302無法在穿過第一流量開關302之流體之流量超過第一關斷觸發器328時提供第一關斷觸發器328的不大可能情況下關閉。類似地，由第一流量開關302提供第一流量開關關斷訊號332確保在第二流量開關304無法在穿過第二流量開關304之流體流量超過第二關斷觸發器330時提供第二流量開關關斷訊號334之不大可能情況下隔離閥312之關閉。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，由實質上彼此等同之第一關斷觸發器328及第二關斷觸發器330提供之冗餘可為流量控制配置300提供比其他可能的更高的安全完整性等級額定值。

在某些實例中，第一關斷觸發器328及第二關斷觸發器330中之一者可小於其他第一關斷觸發器328及第二關斷觸發器330。在此類實例中，第一關斷觸發器328及第二關斷觸發器330中之較小者可用於驗證隔離閥312之關閉、穿過具有第一關斷觸發器328及第二關斷觸發器330中之較小者的第一流量開關302及第二流量開關304中之一者的流動之故障，從而在關閉之後提供通過隔離閥312之洩漏之指示。舉例而言，控制器324可將接收到由具有第一關斷觸發器328及第二關斷觸發器330中之較小者的第一流量開關302及第二流量開關304中之一者提供之關斷訊號理解為在無關閉訊號已提供至隔離閥312時正常操作之指示及在提供隔離閥關閉訊號336（圖8中所展示）之後的異常操作之指示。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，離散導體之採用可向流量控制配置300提供相對高的安全完整性等級額定值，例如在本揭露之某些實例中在2與4之間的安全完整性等級額定值。如熟習此項技術者鑒於本揭露亦應瞭解，此亦可向流量控制配置300提供比其他可能的更高的安全完整性等級額定值。

在某些實例中，第一流量開關關斷訊號332及第二流量開關關斷訊號334可經由內部通訊線束318、電性連接器320、外部通訊電纜322傳送至控制器324。在此方面，控制器324可將第一流量開關302及第二流量開關304兩者電性連接至隔離閥312。舉例而言，電性連接器320可安放於外殼306之壁中且藉由外部通訊電纜322穿過其連接至控制器324。內部通訊線束318可配置於外殼306中，且繼而將電性連接器320連接至隔離閥312、第一流量開關302及第二流量開關304中之各者。根據某些實例，外部通訊電纜322及內部通訊線束318均可包括專用導體（例如，彼此電隔離）以在第一流量開關302與控制器324、第二流量開關304與控制器324及控制器324與隔離閥312之間傳送第一關斷觸發器328、第二關斷觸發器330及隔離閥關閉訊號336中之各者。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，其他通訊配置以可能的且保持在本揭露之範疇內。

第一流量開關302及第二流量開關304與隔離閥312之操作性關聯可經由螺線管338及繼電器340來實現。在此方面，螺線管338可配置於外殼306中且以操作方式連接至隔離閥312。繼電器340可配置於外殼306外部（例如，作為控制器324之部分），以操作方式與控制器324相關聯，且與電源連通以將隔離閥關閉訊號336傳送至隔離閥312。如上所述，經考慮，螺線管338可為閂鎖螺線管，從而允許隔離閥312在穿過第一流量開關302及第二流量開關304之流體流在關閉隔離閥312之後停止時保持關閉。

參考圖8及圖9，展示流量控制配置400。流量控制配置400類似於流量控制配置100（圖1中所展示）且另外包括第一隔離閥402、第一流量開關404、第二流量開關406及第二隔離閥408。在所說明之實例中，流量控制配置400亦包括外殼410、入口導管412、出口導管414、第一互連導管416、第二互連導管418、第三互連導管420、內部通訊線束422、電性連接器424、外部通訊電纜426及控制器428。儘管本文中展示及描述特定配置，但應理解及瞭解，其他實例為可能的且保持在本揭露之範疇內。

如圖8中所展示，入口導管412及出口導管414安放於外殼410中。外殼410相對於來自流體源12及氣體箱14之流體24之大致方向流進一步配置於流體源12（圖1中所展示）與氣體箱14（圖1中所展示）之間，可配置以支撐於半導體處理系統10（圖1中所展示）外部。在某些實例中，外殼410可包括防破壞主體452。根據某些實例，外殼410可由金屬材料（諸如不鏽鋼）形成。亦考慮，根據某些實例，外殼410可包括焊件。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，防破壞主體452可限制（或消除）使用者接近配置於外殼410之內部內之元件的能力。限制（或消除）對配置於外殼410之內部內之元件的接近可繼而例如藉由增加流量控制配置400之安全完整性等級額定值來改良流量控制配置400之可靠性。

入口導管412將流量控制配置400流體地耦接至流體源12（圖1中所展示）以自流體源12接收流體24。出口導管414將流量控制配置400流體地耦接至流量控制裝置26（圖1中所展示）以將流體24與流量控制裝置26連通。根據第一流量開關404及第二流量開關406與第一隔離閥402及第二隔離閥408之協作，流體24經由流量控制配置400自流體源12至流量控制裝置26之連通為選擇性的。

第一隔離閥402連接至入口導管412且將第一互連導管416耦接至入口導管412。第一隔離閥402具有打開位置及關閉位置。如圖8中所展示，當處於打開位置時，第一隔離閥402與第二隔離閥408協作將第一互連導管416流體地耦接至入口導管412且將出口導管414流體地耦接至入口導管412。如圖9中所展示，當處於關閉位置時，第一隔離閥402將第一互連導管416與入口導管412流體地分離，不發生穿過其的流體連通。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，第一隔離閥402可將第一互連導管416與入口導管412流體地分離，而不管第二隔離閥408是否關閉。無論第二隔離閥408是否關閉，將第一互連導管416與入口導管412流體地分離向流量控制配置400提供冗餘，從而藉由在第一隔離閥402未能關閉之不大可能情況下停止流體24之流動來增加流量控制配置400之安全完整性等級額定值。合適之隔離閥之實例包括可購自斯洛文尼亞盧布爾雅那的Jaksa d.o.o.之D211 G1/8 DN2.0螺線管閥。

繼續參考圖8，第一互連導管416連接至第一隔離閥402，且將第一流量開關404耦接至第一隔離閥402。在某些實例中，第一互連導管416可在無配件或緊固件之情況下例如藉由焊接接合或連接而連接至第一隔離閥402，從而減少（或消除）在連接處外殼410內之流體洩漏的風險。根據某些實例，第一流量開關404可在無配件或緊固件之情況下例如亦藉由焊接接合而連接至第一互連導管416，從而亦減少（或消除）在連接處外殼410內之流體洩漏的風險。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，第一流量開關404可諸如在焊接接合或連接處直接連接至第一隔離閥402，且保持在本揭露之範疇內。

第一流量開關404以操作方式連接至第一隔離閥402及第二隔離閥408中之至少一者。在此方面，第一流量開關404具有第一關斷觸發器430（例如，質量或體積流率），高於此第一關斷觸發器，第一流量開關404使第一隔離閥402及第二隔離閥408中之至少一者關閉。在某些實例中，第一流量開關404可以操作方式連接至第一隔離閥402，以在穿過第一流量開關404之流體24之流率大於（例如，上升至高於）第一關斷觸發器430時關閉第一隔離閥402。根據某些實例，第一流量開關404可以操作方式連接至第二隔離閥408以在穿過第一流量開關404之流體24之流率大於第一關斷觸發器430時切換以關閉第二隔離閥408。亦考慮，根據某些實例，第一流量開關404可以操作方式連接至第一隔離閥402及第二隔離閥408兩者以在穿過第一流量開關404之流體24之流率大於第一關斷觸發器430時關閉第一隔離閥402及第二隔離閥408兩者。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，第一流量開關404至第一隔離閥402及第二隔離閥408兩者之操作性連接可增加流量控制配置400之安全完整性等級額定值，諸如在某些實例中增加至2與4之間的安全完整性等級額定值。合適之流量開關之實例包括FS10A流量開關，其可購自加利福尼亞聖馬可斯的Fluid Components International LLC。

第二互連導管418類似於第一互連導管416，另外連接至第一流量開關404，且進一步將第二流量開關406耦接至第一流量開關404。在某些實例中，第二互連導管418可在無配件或緊固件之情況下例如藉由焊接接合或連接而連接至第一流量開關404，從而減少（或消除）在連接處外殼410內之流體洩漏的風險。根據某些實例，第二流量開關406可在無配件或緊固件之情況下例如亦藉由焊接接合或連接而連接至第二互連導管418，從而亦減少（或消除）在連接處外殼410內之流體洩漏的風險。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，第二流量開關406可諸如在焊接接合處直接連接至第一流量開關404，且保持在本揭露之範疇內。

第二流量開關406類似於第一流量開關404，另外將第二隔離閥408耦接至第一流量開關404且穿過其耦接至第一隔離閥402，且進一步以操作方式連接至第一隔離閥402及第二隔離閥408中之至少一者。經考慮，第二流量開關406具有第二關斷觸發器434，當流體24之流率大於（例如，上升至高於）第二關斷觸發器434時，使得第二流量開關406關閉第一隔離閥402及第二隔離閥408中之至少一者。在某些實例中，第二流量開關406可以操作方式連接至第一隔離閥402，以在穿過第二流量開關406之流體24之流率大於第二關斷觸發器434時關閉第一隔離閥402。根據某些實例，第二流量開關406可以操作方式連接至第二隔離閥408，以在穿過第二流量開關406之流體24之流率大於第二關斷觸發器434時關閉第二隔離閥408。亦考慮，根據某些實例，第二流量開關406可以操作方式連接至第一隔離閥402及第二隔離閥408兩者以在穿過第一流量開關404之流體24之流率大於第一關斷觸發器430時關閉第一隔離閥402及第二隔離閥408兩者。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，第二流量開關406至第一隔離閥402及第二隔離閥408兩者之操作性連接可進一步增加流量控制配置400之安全完整性等級額定值，諸如在某些實例中增加至2與4之間的安全完整性等級額定值。

第三互連導管420亦類似於第一互連導管416，另外連接至第二流量開關406，且進一步將第二隔離閥408耦接至第二流量開關406。在某些實例中，第三互連導管420可在無配件或緊固件之情況下例如藉由焊接接合或連接而連接至第二流量開關406，從而減少（或消除）在連接件處外殼410內之流體洩漏的風險。根據某些實例，第二隔離閥408可在無配件或緊固件之情況下例如亦藉由焊接接合而連接至第三互連導管420，從而亦減少（或消除）在連接處外殼410內之流體洩漏的風險。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，第二隔離閥408可諸如在焊接接合或連接處直接連接至第二流量開關406，且保持在本揭露之範疇內。

第二隔離閥408類似於第一隔離閥，另外連接至第三互連導管420，且進一步耦接出口導管414第三互連導管420且穿過其耦接至第一隔離閥402以與入口導管412選擇性流體連通。經考慮，第二隔離閥408具有打開位置及關閉位置。如圖8中所展示，當處於打開位置時，第二隔離閥408將出口導管414流體地耦接至第三互連導管420，以與第一隔離閥402協作地在入口導管412與出口導管414之間傳送流體24。如圖9中所展示，當處於關閉位置時，第二隔離閥408將出口導管414與第三互連導管420流體地分離，出口導管414由此與入口導管412流體地分離。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，第二隔離閥408可將出口導管414與第三互連導管420流體地分離，而與第一隔離閥402打開抑或關閉無關，亦將冗餘提供至流量控制配置400且進一步增加流量控制配置400之安全完整性等級額定值。

經考慮，第一流量開關404及第二流量開關406與第一隔離閥402及第二隔離閥408之操作性關聯可經由控制器428。在此方面，控制器428配置於外殼410外部且藉由外部通訊電纜426連接至電性連接器424。電性連接器424安放於外殼410中且連接至內部通訊線束422。內部通訊線束422配置於外殼410中且繼而連接至第一隔離閥402、第一流量開關404、第二流量開關406及第二隔離閥408中之各者。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，其他連接配置以可能的且保持在本揭露之範疇內。

繼續參考圖8，在某些實例中，第一隔離閥402可包括第一螺線管436且控制器428可包括第一繼電器438。第一螺線管436可配置於外殼410中，且以操作方式連接至第一隔離閥402以在接收到由第一繼電器438提供之第一隔離閥關閉訊號440後關閉第一隔離閥402。控制器428可以操作方式連接至第一繼電器438以在接收到第一流量開關關斷訊號442後關閉第一繼電器438，此第一流量開關關斷訊號可在穿過第一流量開關404之流體24之流率大於第一關斷觸發器432時由第一流量開關404提供。第一螺線管436可包括閂鎖螺線管，第一隔離閥402在第一流量開關關斷訊號442及/或第一隔離閥關閉訊號440停止後保持關閉。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，第一流量開關404與第一隔離閥402及第二隔離閥408中之一或多者之間的其他操作性連接配置且保持在本揭露之範疇內。

在某些實例中，第二隔離閥408可包括第二螺線管444且控制器428可包括第二繼電器446。第二螺線管444可配置於外殼410中。第二螺線管444可進一步以操作方式連接至第一隔離閥402，以在接收到由第二繼電器446提供之第二隔離閥關閉訊號448後關閉第一隔離閥402。控制器428可以操作方式連接至第二繼電器446以在接收到第二流量開關關斷訊號450後關閉第二繼電器446，此第二流量開關關斷訊號在穿過第二流量開關406之流體24之流率大於第二關斷觸發器434時由第二流量開關406提供。第二螺線管444可包括閂鎖螺線管，第二隔離閥408在第二流量開關關斷訊號450及/或第二隔離閥關閉訊號448停止後保持關閉。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，第二流量開關406與第一隔離閥402及第二隔離閥408中之一或多者之間的其他操作性連接配置且保持在本揭露之範疇內。

在某些實例中，第二關斷觸發器434可等同（例如，匹配）於第一關斷觸發器432。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，其中第二關斷觸發器434等同於第一關斷觸發器432之流量控制配置400之實例向第一隔離閥402提供冗餘關斷觸發，且向流量控制配置400提供第二隔離閥408。當流量超過通氣流30（圖1中所展示）及/或惰性氣體流44（圖1中所展示）的大小時，冗餘關斷觸發可減少（或消除）流量控制配置400停止流體24（圖1中所展示）之流動的可能性，從而潛在地將流量控制配置400之安全完整性等級額定值增加至比其他可能的更高的額定值。

根據某些實例，第二關斷觸發器434可不同於（例如，不匹配）第一關斷觸發器432。舉例而言，第二關斷觸發器434可小於第一關斷觸發器432。替代地，第二關斷觸發器434可大於第一關斷觸發器432。在此類實例中，第一關斷觸發器432與第二關斷觸發器434之間的差異可允許判定一旦流體24（圖1中所展示）之流體流量超過第一關斷觸發器432及第二關斷觸發器434中之較大者，第一隔離閥402及第二隔離閥408中任一者（或兩者）之關閉是否成功。如熟習此項技術者鑒於本揭露應瞭解，監測第一隔離閥402及/或第二隔離閥408之關閉亦可改良流量控制配置400之可靠性，亦向流量控制配置400提供比其他可能的更高的安全完整性等級額定值。

參考圖10，展示流量控制方法500。流量控制方法500包括在流量控制配置（例如，流量控制配置100（圖1中所展示））處接收流體（例如，流體24（圖1中所展示）），如方框510所展示。將流體之流率與流量開關配置之流量開關的關斷觸發器（例如流量開關104（圖2中所展示）之關斷觸發器126（圖2中所展示））進行比較，如方框520所展示。經考慮，關斷觸發器可小於將流量開關耦接至半導體處理系統之流量控制裝置之流量額定值，例如，耦接至半導體處理系統10（圖1中所展示）的流量控制裝置26（圖1中所展示）之流量額定值28（圖1中所展示），如方框522所展示。

當流體之流率小於流量開關之關斷觸發器時，流體流動至流量控制配置之出口導管至半導體處理系統，如方框530、箭頭532、方框534所展示。當流體之流率大於關斷觸發器時，出口導管藉由關閉將流量開關耦接至入口導管之隔離閥（例如，隔離閥102（圖2中所展示））而與入口導管流體地分離，如箭頭540及方框542所展示。經考慮，將過小（相對於流量控制裝置之流量額定值）通氣流提供至半導體處理系統，如方框550所展示。舉例而言，通氣流30（圖1中所展示）可相對於流量控制裝置26（圖1中所展示）之流量額定值28（圖1中所展示）過小。亦考慮，可將過小惰性/稀釋劑流體流（相對於流量控制裝置之流量額定值）提供至由半導體處理系統發出之排出流，如方框560所展示。舉例而言，惰性/稀釋劑流體流42可相對於流量控制裝置26之流量額定值28過小。

可將通氣流及惰性/稀釋劑流體流提供至半導體處理系統以限制（或消除）與提供至半導體處理系統之含有有害製程材料的流體流相關聯的風險。此類流體流可經設定大小以對應於在半導體處理系統之操作期間可預期的至半導體處理系統之流體的最高流率，諸如將流體源流體地耦接至半導體處理系統之流量控制裝置之流量額定值，通氣流及/或惰性/稀釋劑流體流藉此確保限制（或消除）與流體相關聯之危險。與提供此類通氣流及惰性/稀釋劑流體相關聯之成本與通氣流及惰性/稀釋劑流體流之流率對應，較大流率與較高成本相關聯。

在本揭露之某些實例中，提供一種流量控制配置，其包括流量開關及隔離閥。流量開關具有關斷觸發器且以操作方式連接至隔離閥以在含有有害材料（例如，有害製程材料）之流體之流率上升至高於流量開關之關斷觸發器時關閉隔離閥。有利地，流量開關可例如藉由降低（或消除）半導體處理系統以對應於流量控制裝置之流量額定值之流量額定值接收流體的機率來改良半導體處理系統之安全性，如同在流量控制在完全打開位置失敗的不大可能情形下。舉例而言，本文中所描述之流量控制配置可具有1、2、3或事件4之安全完整性等級額定值-但本文中所描述之流量控制配置可未經評級且保持在本揭露之範疇內。為了進一步優勢，提供至半導體處理系統之通氣流及/或惰性/稀釋劑流體流之流率可經設定大小以對應於流量開關之關斷觸發器，而非流量控制裝置之流量額定值，從而限制操作半導體處理系統之成本。

本文中所使用之術語僅出於描述特定實施例之目的，且並不意欲限制本揭露。如本文中所使用，除非上下文另外明確指示，否則單數形式「一（a/an）」及「該」意欲亦包括複數形式。應進一步理解，術語「包含（comprises）」、「包含（comprising）」、「包括（includes）」及/或「包括（including）」。當用於本說明書中時，指定所陳述之特徵、整數、步驟、操作、元件及/或組件之存在，但不排除一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件及/或其群組的存在或添加。術語「約」意欲包括與基於在申請本申請案時可用之裝備而對特定量進行之量測相關聯的誤差之程度。

雖然已參考一或多個例示性實施例描述本揭露，但熟習此項技術者應理解，在不背離本揭露之範疇的情況下，可作出各種改變且均等物可替代其元件。另外，在不背離本揭露之基本範疇的情況下，可作出許多修改以使特定情形或材料適應本揭露之教示內容。因此，本揭露並不意欲限於作為經考慮用於進行本揭露之最佳模式而揭示的特定實施例，但本揭露將包括屬於申請專利範圍之範疇內的所有實施例。

10:半導體處理系統 12:流體源 14:氣體箱 16:通氣源 18:製程室 20:排出源 22:惰性/稀釋劑流體源 24:流體 26:流量控制裝置 28:流量額定值 30:通氣流 32:基板支撐件 34:基板 36:材料層 38:外部環境 40:排出流 42:惰性/稀釋劑流體流 100:流量控制配置 102:隔離閥 104:流量開關 106:外殼 108:入口導管 110:互連導管 112:出口導管 114:內部通訊線束 116:電性連接器 118:外部通訊電纜 120:控制器 122:防破壞主體 124:關閉訊號 126:關斷觸發器 128:關斷訊號 132:裝置介面 134:處理器 136:使用者介面 138:記憶體 140:程式模組 142:安全可程式化邏輯控制器裝置 144:感測器 146:螺線管 148:繼電器 200:流量控制配置 202:第一隔離閥 204:第二隔離閥 206:外殼 208:入口導管 210:出口導管 212:流量開關 214:第一互連導管 216:第二互連導管 218:內部通訊線束 220:電性連接器 222:外部通訊電纜 224:控制器 228:關斷觸發器 230:關斷訊號 232:第一隔離閥關閉訊號 234:第二隔離閥關閉訊號 236:第一螺線管 238:第二螺線管 240:第一繼電器 242:第二繼電器 244:防破壞主體 300:流量控制配置 302:第一流量開關 304:第二流量開關 306:外殼 308:入口導管 310:出口導管 312:隔離閥 314:第一互連導管 316:第二互連導管 318:內部通訊線束 320:電性連接器 322:外部通訊電纜 324:控制器 326:防破壞主體 328:第一關斷觸發器 330:第二關斷觸發器 332:第一流量開關關斷訊號 334:第二流量開關關斷訊號 336:隔離閥關閉訊號 338:螺線管 340:繼電器 400:流量控制配置 402:第一隔離閥 404:第一流量開關 406:第二流量開關 408:第二隔離閥 410:外殼 412:入口導管 414:出口導管 416:第一互連導管 418:第二互連導管 420:第三互連導管 422:內部通訊線束 424:電性連接器 426:外部通訊電纜 428:控制器 432:第一關斷觸發器 434:第二關斷觸發器 436:第一螺線管 438:第一繼電器 440:第一隔離閥關閉訊號 442:第一流量開關關斷訊號 444:第二螺線管 446:第二繼電器 448:第二隔離閥關閉訊號 450:第二流量開關關斷訊號 452:防破壞主體 500:流量控制方法 510:方框 520:方框 522:方框 530:方框 532:箭頭 534:方框 540:箭頭 542:方框 550:方框 560:方框

下文將參照意欲闡釋而非限制本揭露的某些實施例的繪圖來描述本文中所揭示的本揭露之此等及其他特徵、態樣、和優點。 圖1為根據本揭露之具有流量控制配置之半導體處理系統的示意圖，展示連接系統中之流體源氣體箱之流量控制配置； 圖2及圖3為根據本揭露之第一實例之圖1之流量控制配置的示意圖，展示將流體源連接至半導體處理系統之單一流量開關及單一隔離閥； 圖4至圖7為根據本揭露之第二及第三實例之圖1之流量控制配置的示意圖，展示根據實例之具有串聯配置之流量開關及隔離閥的流量控制配置； 圖8及圖9為根據本揭露之第四實例之圖1之流量控制配置的示意圖，展示將流體源連接至半導體處理系統之冗餘流量開關及隔離閥；且 圖10為根據本揭露之流量控制方法的方塊圖，展示根據方法之說明性及非限制性實例之方法的操作。

應瞭解，圖式中的元件是為了簡單與清楚而繪示，且不必然按比例繪製。例如，圖式中之一些元件之相對大小可相對於其他元件而言誇大，以幫助改善對所繪示本揭露實施例的理解。

10:半導體處理系統

12:流體源

14:氣體箱

16:通氣源

18:製程室

20:排出源

22:惰性/稀釋劑流體源

24:流體

26:流量控制裝置

28:流量額定值

30:通氣流

32:基板支撐件

34:基板

36:材料層

38:外部環境

40:排出流

42:惰性/稀釋劑流體流

100:流量控制配置

Claims (22)

1. 一種流量控制配置，包括： 一外殼，安放一入口導管及一出口導管； 一隔離閥，配置於該外殼內且連接至該入口導管；以及 一流量開關，具有配置於該外殼內且連接至該隔離閥之一關斷觸發器，該流量開關將該隔離閥耦接至該出口導管，且該流量開關進一步以操作方式連接至該隔離閥，以在穿過該隔離閥之流量大於該關斷觸發器時關閉該隔離閥。
2. 如請求項1之流量控制配置，其中該外殼包括封閉該隔離閥及該流量開關之一防破壞主體。
3. 如請求項1之流量控制配置，更包括： 一繼電器，位於該外殼外部且以操作方式與該流量開關相關聯；以及 一螺線管，電性連接至該繼電器且配置於該外殼中，其中該螺線管以操作方式連接至該隔離閥，以在穿過該流量開關之一流體之一流率大於該關斷觸發器時關閉該隔離閥。
4. 如請求項1之流量控制配置，更包括： 一內部通訊線束，配置於該外殼中且連接至該隔離閥及該流量開關； 一電性連接器，連接至該內部通訊線束且安放於該外殼之一壁中； 一外部通訊電纜，連接至該電性連接器且配置於該外殼外部；以及 一控制器，連接至該外部通訊電纜且將該流量開關可操作地連接至該隔離閥。
5. 如請求項1之流量控制配置，更包括一控制器，該控制器配置於該外殼外部且將該流量開關可操作地連接至該隔離閥。
6. 如請求項5之流量控制配置，其中該控制器包括一安全可程式化邏輯控制器裝置。
7. 如請求項5之流量控制配置，其中該控制器包括一處理器，該處理器安置成與一記憶體通訊，該記憶體包括一非暫時性機器可讀媒體，該非暫時性機器可讀媒體具有記錄在其上之含有複數個指令的複數個程式模組，該等指令在由該處理器讀取時使得該處理器： 自該流量開關接收一關斷訊號；以及 在自該流量開關接收到該關斷訊號後，將一關閉訊號提供至該隔離閥。
8. 如請求項1之流量控制配置，其中該隔離閥為一第一隔離閥且更包括一第二隔離閥，其中該第二隔離閥配置於該外殼中且將該第一隔離閥耦接至該出口導管，且其中該第二隔離閥可操作地與該流量開關相關聯。
9. 如請求項8之流量控制配置，更包括： 一第一繼電器，位於該外殼外部且以操作方式與該流量開關相關聯； 一第一螺線管，電性連接至該繼電器，配置於該外殼中，且以操作方式連接至該第一隔離閥，以在穿過該流量開關之該流體之該流率大於該關斷觸發器時關閉該第一隔離閥； 一第二繼電器，位於該外殼外部且以操作方式與該流量開關相關聯；以及 一第二螺線管，電性連接至該第二繼電器，配置於該外殼中，且以操作方式連接至該第二隔離閥，以在穿過該流量開關之該流體之該流率大於該關斷觸發器時關閉該第二隔離閥。
10. 如請求項8之流量控制配置，更包括： 一內部通訊線束，配置於該外殼中且連接至該第一隔離閥、該流量開關及該第二隔離閥； 一電性連接器，連接至該內部通訊線束且安放於該外殼之一壁中； 一外部通訊電纜，連接至該電性連接器且配置於該外殼外部；以及 一控制器，連接至該外部通訊電纜且將該流量開關可操作地連接至該第一隔離閥及該第二隔離閥。
11. 如請求項9之流量控制配置，其中該控制器包括一處理器，該處理器安置成與一記憶體通訊，該記憶體包括一非暫時性機器可讀媒體，該非暫時性機器可讀媒體具有記錄在其上之含有複數個指令的複數個程式模組，該等指令在由該處理器讀取時使得該處理器： 自該流量開關接收一關斷訊號； 在自該流量開關接收到該關斷訊號後，將一第一關閉訊號提供至該第一隔離閥；以及 在自該流量開關接收到該關斷訊號後，將一第二關閉訊號提供至該第二隔離閥。
12. 如請求項1之流量控制配置，其中該流量開關為一第一流量開關且更包括一第二流量開關，其中該第二流量開關將該第一流量開關耦接至該出口導管且可操作地連接至該隔離閥。
13. 如請求項12之流量控制配置，其中該關斷觸發器為一第一關斷觸發器且該第二流量開關具有一第二關斷觸發器，其中該第二關斷觸發器等同於該第一關斷觸發器。
14. 如請求項12之流量控制配置，其中該關斷觸發器為一第一關斷觸發器且該第二流量開關具有一第二關斷觸發器，其中該第二關斷觸發器大於或小於該第一關斷觸發器。
15. 如請求項12之流量控制配置，更包括配置於該外殼外部之一控制器，其中該控制器將該第一流量開關及該第二流量開關可操作地連接至該隔離閥。
16. 如請求項1之流量控制配置，其中該隔離閥為一第一隔離閥且該流量開關為一第一流量開關，該流量控制配置更包括： 一第二流量開關，連接至該第一流量開關且藉由該第一流量開關耦接至該第一隔離閥；以及 一第二隔離閥，連接至該第二流量開關且穿過該第二流量開關流體地耦接至該第一流量開關，該第二隔離閥將該出口導管連接至該第二流量開關，其中該第二流量開關可操作地連接至該第一隔離閥及該第二隔離閥中之至少一者。
17. 如請求項16之流量控制配置，其中該第一流量開關可操作地連接至該第一隔離閥及該第二隔離閥，其中該第二流量開關可操作地連接至該第一隔離閥及該第二隔離閥。
18. 如請求項16之流量控制配置，其中該第一流量開關及該第二流量開關中之一者可操作地連接至該第一隔離閥及該第二隔離閥中之僅一者。
19. 一種半導體處理系統，包括： 一氣體箱，具有一流量控制裝置，該流量控制裝置具有一流量額定值； 一如請求項1之流量控制配置，其中該流量控制配置配置於該氣體箱外部，其中該流量控制裝置連接至該出口導管且穿過該出口導管連接至該流量控制配置之該入口導管； 一製程室，包括連接至該流量控制裝置且穿過該流量控制裝置流體地耦接至該流量控制配置的一基板支撐件；以及 一流體源，連接至該流量控制配置之該入口導管且穿過該入口導管連接至該製程室，其中該流體源包括一有害製程材料。
20. 如請求項19之半導體處理系統，更包括一通氣源，該通氣源連接至該氣體箱且將一通氣流提供至該氣體箱，其中該通氣流相對於該流量控制裝置之該流量額定值過小。
21. 如請求項19之半導體處理系統，更包括： 一排出源，連接至該製程室且自該製程室接收一排出流；以及 一惰性/稀釋劑流體源，連接至該排出源，以一惰性/稀釋劑流率將一惰性/稀釋劑流體提供至該排出流，其中該惰性/稀釋劑流體流率相對於該流量控制裝置之該流量額定值過小。
22. 一種流量控制方法，包括： 在一流量控制配置處，該流量控制配置包括：一外殼，安放一入口導管及一出口導管；一隔離閥，配置於該外殼中且連接至該入口導管；一流量開關，具有配置於該外殼中且連接至該隔離閥之一關斷觸發器，該流量開關將該隔離閥耦接至該出口導管，該流量開關以操作方式連接至該隔離閥， 在該入口導管處接收包括一有害製程材料之一流體； 將該流體之一流率與該關斷觸發器進行比較； 當該流體之該流率小於該關斷觸發器時，使該流體經由該隔離閥及該流量開關流動至該出口導管； 當該流體之該流率大於該關斷觸發器時，使用該隔離閥將該出口導管與該入口導管流體地分離； 其中該關斷觸發器小於將該流量開關耦接至一半導體處理系統之一流量控制裝置之一流量額定值；且 由此提供至該半導體處理系統之一氣體箱的一通氣流及/或提供至由該半導體處理系統之製程室發出之一排出流的一惰性/稀釋劑流體流中之至少一者相對於配置於該氣體箱中且將該流量控制配置流體地耦接至該製程室之一流量控制裝置過小。