TWI472721B - 雙模質量流量驗證和質量流量輸送系統與方法 - Google Patents

Description

雙模質量流量驗證和質量流量輸送系統與方法

本發明是一單一系統同時執行質量流量驗證和質量流量輸送的系統和方法，達到為客戶節省成本和節省製造空間。

質量流量驗證器(mass flow verifier,MFV)可能用來驗證高精確性的流體輸送系統，像是質量流量控制器(mass flow controllers,MFCs)和質量流量比率控制器(flow ratio controllers,FRCs)。通常，一質量流量驗證器可能包含一容室、一壓力換能器、一溫度感測器和兩個隔離閥、一個逆流和一個順流。當閒置時，隔離閥可能會關閉，當一個運作啟動時，隔離閥可能會打開，讓流體由測試的儀器(device under test,DUT)像是質量流量控制器(MFC)和質量流量比率控制器(FRC)流到流量驗證器。只要流體流量穩定了，順流隔離閥可能就關閉，結果導致在容室內壓力可能上升，壓力的上升以及氣體的溫度是可以測量的。這些測量值可以用來計算流量比率從而驗證測試儀器(DUT)的性能。

質量流量輸送儀器，例如摩爾輸送儀器(Mole Delivery Device,MDD)，可能用來精確地輸送需要的氣體量到半導體處理容室裏。這樣的質量流量輸送儀器可以提供高重複性和氣態質量的精確量，用在半導體製程中，例如原子層放置(atomic layer deposition,ALD)過程。

在過去幾年中，藉由簡化設計和減少足跡，半導體處理工具降低成本的倡議對流體輸送系統的設計產生了重大影響。然而流體輸送系統的規模和複雜度減低，輸送的驗證和精確度的需求就增加。

這兩個特性，也就是質量流量輸送和質量流量驗證都是必需的，這是由於流量準確性和關鍵流體進入處理容室的輸送，所增加的需求而來。然而，擁有兩者質量流量驗證器(MFV)和摩爾輸送儀器(MOD)的客戶的成本，勢必價格昂貴和繁重。同時，摩爾輸送儀器(MODs)往往有一個大的足跡。

因此，有必要發展能夠為客戶提供低成本的解決方案，同時達到質量流量驗證和質量流量輸送的需求的系統和方法。

一系統執行流體的質量流量輸送和流體的質量流量驗證。該系統包含一入口閥用來控制流體進入容室的流量，一出口閥用來控制流體流出容室的流量，一壓力感測器用來測量容室內的壓力，和一控制器。在一些實作上，該系統可能也包含了一溫度感測器用來測量容室內的溫度。

控制器是在第一模式時，用來控制入口閥和出口閥的開啟和關閉，利用壓力的測量和容室內溫度的改變，以驗證測試儀器的流體的流速測量。控制器在第二模式時，用來控制入口閥和出口閥的開啟和關閉，利用壓力的測量和容室內溫度的改變，以輸送需要的流體量從容室進到處理設備。

這些原理和其他要素，步驟，特性，目的，優勢和利益，將由以下說明實作的詳細敘述，附圖和申請範圍的說明中明朗化。

本發明是一單一系統執行質量流量驗證和質量流量輸送的系統和方法，達到為客戶節省成本和節省製造空間。

說明性的實作描述。其他實作也可兼之使用或是取代。

圖1是質量流量驗證100的方塊圖。MFV 100質量流量驗證器包含封閉體積或容室130(已知體積Vc)，用來接收由測試儀器(DUT)110的流體流動。在說明的實作出現的測試儀器(DUT) 110是一質量流量控制器(MFC)，輸送需求的流體流量。質量流量控制器(MFC)通常是一自給的設備包含了質量流量感測器、控制閥、控制和信號處理的電子部分，而且可以用來重複的輸送需要的流體流量。測試儀器(DUT)110的例子可以包含，但不限於，一質量流量控制器(MFC)一個質量流量比率控制器(FRC)。

一入口閥120控制關閉由測試儀器(DUT) 110進入容室130的流體流量。一出口閥150控制關閉從容室130流出的流體流量。接著MFV 100質量流量驗證器包含了一壓力感測器170，用來測量容室130內流體的壓力，還有一溫度感測器180，用來測量容室130內流體的溫度。通常，被用來驗證的流體的質量流量是氣體，雖然其他形態的流體也可以被MFV 100質量流量驗證器所驗證。

然而在圖1說明的實作中，被MFV 100測試的設備圖示為一單一DUT(MFC) 110，應該指出在其他的實作中，可能有多元化多種的DUT連結和被MFV 100測試。例如，多元化的DUT可能經由氣體流形連結到MFV 100。

控制器160連結到MFV 100。控制器160控制DUT 110性能的現場驗證，還有控制入口閥120和出口閥150的運作。在MFV 100的一個實作中，控制器160可能會實施一個”上升率”(rate-of-rise,ROR)的流量驗證技術來執行質量流量驗證。當ROR技術實施時，流體的流量決定於引流體流入已知體積，在給定的時間間隔內量測產生的壓力上升。

ROR MFV的基本原理是在容室130的質量平衡。利用質量平衡方程式，在容室的氣體應用理想氣體定律，入口的流體流量可以藉由量測MFV 100的容室130內氣體(或其他流體)的壓力和溫度得出，根據以下方程式：

其中P是容室內的氣體壓力；T是氣體溫度；V_c 是容室導管的體積；K₀ 是轉換常數，6×10⁷ sccm (在每分鐘內標準立方厘米)單位和6×10⁴ slm (在每分鐘內標準公升)單位；P_stp 是標準壓力(=1.01325e5 Pa)；以及T_stp 是標準溫度(=273.15K)。

控制器160收到由壓力感測器170和溫度感測器180的輸出信號，再根據收到的輸出信號控制入口閥120和出口閥150的運作。在出口閥150關上後，控制器160測量容室130內流體的壓力上升率，並且根據方程式(1)使用測得的壓力上升率隨著時間的推移和溫度來計算由DUT 110進入容室130的流體的流量Q_in 。

在一個示範的實作中，測試的MFC110可能連結到MFV100。在閒置時，從MFC110至MFV100的流動流體被關閉。當MFV100的驗證運行啟動，入口閥120和出口閥150開啟，所以流體從MFC110流動至MFV100。MFC110可能提供了一個流量設定點。在初始化期間，由MFC110來的流體流量和容室130內的流體的壓力允許達到穩定狀態。

只要穩定狀態達成，出口閥150就關上，因此容室130內流體的壓力開始上升。在這段期間內，控制器160藉由在容室130內收到由壓力感測器170的壓力量測值和溫度感測器180的溫度量測值，決定壓力的上升率(亦即壓力的變化率或時間導數)。

例如，在測量容室130內的溫度和壓力整段時間內，可能在預定的時間間隔被記錄。在一個示範的實作中，預定的時間間隔可能大約是每隔0.00025秒，整段期間可能範圍大約0.1秒到30秒。當然，在MFV100的其它實作中，可能使用不同的時間間隔和整段期間。在整段期間結束時，出口閥150打開，讓流體流出容室130到排氣裝置(舉例像是真空泵)或是其它輸出設備。

流體壓力的上升率或時間導數(除以流體溫度T)，即Δ(P/T)/Δt，可基於在容室130內已知體積V的溫度和壓力的量測值計算出。基於計算的上升率Δ(P/T)/Δt，由MFC110產生的流量就可確定和驗證，所以MFC100可以適當地被校準。利用以上的方程式(1)，藉由控制器160可算出流量Q。

典型的質量流量驗證可按如下步驟進行：

1.　打開逆流閥120和順流閥150；

2.　給DUT一個流量設定點；

3.　等待直到容室壓力為穩定狀態；

4.　開始記錄容室氣體壓力和容室氣體溫度為了做流量計算；

5.　關閉順流閥150以致容室壓力上升；

6.　等待流量驗證期間；

7.　打開順流閥150；

8.　基於方程式(1)計算和報告驗證的流量；

藉由控制逆流閥120和順流閥150的操作，基於壓力感測器170和溫度感測器180的輸出信號，再根據方程式(1)利用在期間內量測的壓力上升率來計算由DUT 110到容室130的流體流量，控制器160驗證DUT 110執行的流量測量。

圖2是按照目前公開的一示範的實作質量流量輸送系統200的示意圖。質量流量輸送系統200包含一容室230，一入口閥220控制質量流入容室230，一出口閥250控制質量流出容室230。根據目前公開的一示範實作，入口閥220和出口閥250包括開/關類型值，而且至少出口閥250有著非常快的反應時間，例如1到5毫秒。

質量流量輸送系統200也有壓力感測器270來提供容室230內的壓力量測，和溫度感測器280來提供容室230上或內的壓力量測。壓力感測器270也有著非常快的反應時間，例如1到20毫秒。根據目前公開的一個示範的實作，溫度感測器280接觸容室230的壁面，而提供其溫度的量測。

目前公開實作，一適合的壓力傳感器270的例子用於輸送系統200，Baratron壓力傳感器，可由代理商MKS Instruments of Andover,Mass得到。(http://www.mksinst.com)適合的220、250閥也可從代理商得到。

控制器260編程控制入口閥220和出口閥250的開啟和關閉，可以把精確的氣體已知摩爾數由輸送容室230輸送到輸出的過程設備。

在一實作中，輸送系統200可能是脈衝傳遞系統，用來在交付脈衝序列輸送氣體。概觀來說，輸送系統200根據如下的週期以離散脈衝輸送氣體。

1.　補充期：打開入口閥220，讓氣體流入輸送容室230，補充容室內含量至一目標壓力或是目標氣體摩爾數。

2.　等待壓力穩定。

3.　輸出期：打開連在處理設備的出口閥250，量測氣體的輸送量，當正確氣體量離開輸送容室230時關上出口閥250。

4.　進行下一個週期，重複以上步驟1，2，3。

圖3是說明一質量流量輸送方法的示範實作的流程圖。根據公開的一個實作，圖2質量流量輸送系統200的控制器260可以被設置來執行圖3的方法300。參照圖2和3，控制器260編程控制接受需求的質量流量輸送設定點，例如經由一輸入設備，像圖3顯示的302一樣，接近出口閥250，像圖3顯示的304一樣，和打開入口閥220進入容室230，像圖3顯示的306一樣。

接著控制器260被編程控制為接受由壓力傳感器270和溫度感測器280的測量訊號，分別測量在容室230氣體的壓力和溫度，像圖3顯示的310一樣。預定的壓力等級，可能是使用者定義的，在這種情況下，可經由輸入設備提供。或者，它可以被控制器260基於需求的質量流量輸送設定點所計算出。

在預設的等待時間後，在期間在容室內230的氣體達到平衡狀態，控制器260打開出口閥250，由輸送容室230釋出大堆氣體到輸出處理設備，像圖3顯示的312一樣。預設的等待時間可能是使用者定義的，在這種情況下，可經由輸入設備提供。或者，預設的等待時間可以被控制器260基於在輸送容室內的平衡狀態所決定。控制器260接著被編程控制為接受由壓力傳感器270和溫度感測器280的測量訊號，以便監控質量流量輸送到輸出處理設備的流量，像圖3顯示的313一樣。然後出口閥250可能關閉，當排出的氣體質量等於使用者定義的需求的質量流量輸送設定點，像圖3顯示的314一樣。通常，出口閥250可能只在非常短的時間打開(例如100到1000毫秒)。而後控制器260可以指示出大堆氣體已經釋出至輸出設備。

在一實作中，輸送系統200可能是摩爾輸送儀器(MDD)用來精確量測和控制它輸送到輸出處理設備的氣體(或其它流體)摩爾數，例如像是半導體晶圓處理容室。在此實作中，控制器260用來算出在釋出到處理設備時，離開輸送容室230氣體的摩爾數。

氣體輸送系統的控制器260可能實施模型的演算法來測量和控制流進輸送容室230的氣體摩爾數持有量。控制器260實施的演算法可能允許流進和流出容室230的氣體摩爾量能被計算出。因此，如上的氣體輸送系統200，在輸送容室230釋出到處理設備時，離開輸送容室230氣體的摩爾數將可得知。

在一實作中，控制器260可能實施模型的演算法，促使控制器260來監測由壓力感測器270的壓力量測和由溫度感測器280的溫度量測，並利用理想氣體定律推導出所需的摩爾數。

在此實作中，控制器260打開入口閥220以引入氣體進入容室230。之後氣體補到一個目標壓力值。接著控制器260測量氣體流進輸送容室230的氣體持有量，並且當目標摩爾數在持有量達到時，關閉入口閥220。在此階段補充到輸送容室230的氣體摩爾數由下式給出：

在以上方程式(2)，Δn記為輸送到輸送容室230的摩爾數，V_c 記為容室230的體積，R記為通用氣體常數(有數值為8.3144Joules/mol/K)，且Δ(P/T)是氣體壓力除以氣體溫度的變量，由步驟306起始至步驟310結束。方程式(2)顯示出，藉由監測壓力值和溫度值，在預期的時間點以壓力傳感器270和溫度感測器280量測，在任何特定時期補充到輸送容室230的摩爾數能夠被監測。

在補充期內輸送容室230內的氣體摩爾數的目標量達到後，控制器260使系統200等待一下讓氣體的壓力和溫度穩定。然後系統200變成輸出期，在期間氣體摩爾數精確地輸送到輸出處理設備。根據方程式(2)控制器260利用壓力傳感器270和溫度感測器280的測量訊號，量測離開輸送容室230的氣體摩爾數。當正確需要的氣體摩爾數量離開輸送容室230並且輸送到輸出處理設備時，控制器260關閉出口閥250。

一旦整個輸送週期完成，控制器260使系統200回復至初始階段，重複整個輸送週期，給下一個質量流量輸送設定點。每個輸送週期，利用以上敘述的技術，系統200直接量測和精確控制輸送特定量的氣體摩爾數到輸出處理設備。

圖4是雙模質量流量驗證和摩爾輸送系統400的示意圖，按照目前公開的一個實作。系統400包含容室430，一入口閥420控制流體流入容室，一出口閥450控制質量流出容室430。系統400還包含了壓力感測器470來測量容室430內的壓力。系統可能還包含溫度感測器480來測量容室430內的溫度。

系統400還包含控制器460。控制器460在第一模式時，用來控制入口閥和出口閥的開啟和關閉，以驗證由設備410的流體流速測量。換言之，控制器460在第一模式時，系統400運作像是質量流量驗證器來驗證測試單位(UDT)410的流量。設備410在圖4中以MFC顯示。其它設備可能包含質量流量驗證的執行，但不限於，一個FRC。接著控制器460在第二模式時，用來控制入口閥和出口閥的開啟和關閉，以便從容室430輸送需要的流體量到輸出處理設備，例如半導體晶圓處理容室。也就是說，當控制器460在第二模式時，系統400以質量流量輸送系統方式運作。

控制器460可能對使用者輸入有所反應，來選擇出第一和第二模式。控制器460可能被設置用來接受一個輸入訊號(例如，使用者直接輸入，或是間接由電腦輸入在輸出處理設備)，指示出選擇第一和第二模式，並且針對接收輸入信號，以第一或者是第二模式操作。系統400可能包含一個輸入設備(沒有顯示)來傳送輸入訊號指示選擇出第一和第二模式，控制器460可能設置來經由輸入設備接收輸入訊號。

在第一模式時(也就是質量流量驗證模式)，控制器460可能用來實施ROR技術在質量流量驗證。也就是說，控制器460可能被設置用來測量關上出口閥後，在期間內容室內流體的壓力上升率，並且利用測量的上升率計算由設備流出的流體流量，就像聯同以上圖1所述。

在第二模式時(也就是質量流量輸送模式)，控制器460可能被設置用來測量在期間內流入容室430的流體量，接著靠著控制入口閥420和出口閥450的開和關輸送一需要的流體量到輸出處理系統。

在一個實作中，當控制器460在第二模式時，系統可能被配置來操作像是MDD(摩爾輸送儀器)。在此實作中，需要的流體量可能是需要的流體摩爾數。如前聯同圖2和圖3所述，在第二模式時，控制器可能被配置來測量在補充期流入容室的流體摩爾數，並且控制在輸出期輸送到輸出處理設備流體摩爾數，藉著監視壓力傳感器470的壓力量測值和溫度感測器480的溫度量測值，和控制入口閥420和出口閥450的開啟和關閉。補充入容室的氣體摩爾數和輸送到處理設備的氣體摩爾數可以利用以上方程式(2)計算出。

圖5是執行質量流量驗證和質量流量輸送方法500的示範實作的流程圖，按照目前公開的實作。方法500可能包含接受一輸入訊號指示出選擇第一和第二模式操作系統，像是圖5的502一樣。

當輸入訊號指示出選擇第一模式，像是圖5的504一樣，系統400以質量流量驗證模式操作，藉由設備驗證流體流量的測量。在此模式，方法500可能包含動作520來測量在期間容器內流體的壓力上升率，動作522用壓力上升率的測量值來計算流體的流量。接著方法500可能包含動作524來比較算出的流量和DUT的流量設定點來驗流量。

當輸入訊號指示出選擇第二模式，像是圖5的506一樣，系統400以質量流量輸送模式操作，在系統400由容室430輸送需要的流體量到輸出處理設備，像是處理容室。在此模式，方法500可能包含動作508在系統400來打開入口閥420讓流體流入容室430，動作510測量經由入口閥420進入容室430流體流量。接著方法500包含動作512當流體的需要量進入容室時來關上入口閥420，動作514打開出口閥450由容室430釋出流體量，並且當釋出氣體量等於流體需要量設定點時，關上出口閥450。

目前公開所述的方法和系統不參照任何特定的編程語言所描述。非常賞識可能用來實現目前公開教學的一個多樣性的編程語言將。控制器可能組成或包含一個或多個處理系統。這些處理系統可有選擇地被在其中的電腦程式所配置和/或活化。這樣的電腦程式可能儲存於任何電腦可讀的儲存媒介，包含但不限於，任何形式的磁碟包含軟式磁碟、光學磁碟、唯讀光碟、磁式光學磁碟、唯讀記憶體(ROMs)、隨機存取記憶體(RAMs)、可消除可程式唯讀記憶體(EPROMs)、電子式可消除可程式唯讀記憶體(EEPROMs)、磁卡或光卡或適用於儲存電子指令的任何媒介形式。

在此所述的方法和系統本質上與任何特定的電腦，處理器或其他儀器無關。多種通用目的的系統可能根據在此的教學使用不同的電腦程式。目前公開的任何方法和系統可能實施在硬體連接線路，藉由程式設計一個通用目的的處理器，一個圖形處理器，或是藉由硬體和軟體的任一組合。

總之，藉單一雙模設備可以同時讓質量流量驗證和質量流量輸送實施的方法和系統已經詳述。在簡潔設計中，從而提供給客戶具成本效益的解決方案，同時符合質量流量驗證和質量流量輸送需求。

在規範描述特別是本發明的實作時，在不偏離發明概念下，這些普通技能可以設計本發明的變化。這些只是說明已敘述的要素、步驟、特性、目的、優勢和利益。沒有一個相關的討論並非意圖以任何方式限制保護的範圍。其他許多實作也在考慮，包含實作有比較少的、附加的和/或要素、步驟、特性、目的、優勢和利益。要素和步驟可能也可有不同安排和次序。

片語“手段”，在申請範圍使用時已被描述及其對等，包含其相應的結構和材料。同樣地，片語“步驟”，在申請範圍使用時已被描述及其對等，包含其相應的動作。這些片語沒有出現表示申請範圍不限於任何相應的結構，材料或動作及其對等。

沒有已敘述的或圖示說明目的是要產生對公眾任何要素、步驟、特性、目的、優勢和利益的專用及其對等，不管是否在申請範圍被陳述。

簡言之，保護的範圍只限於現在以下所述之申請專利範圍。範圍是想要如同在申請範圍使用的合理的一致的語言一樣廣泛，並涵蓋所有結構和功能的等同。

該等圖式揭露說明性實作。但沒有描述所有實作。其他實作也可兼之使用或是取代。當一樣的編號出現在不同圖上時，其原意是指相同或相似的元件或步驟。

圖1說明質量流量驗證的方塊圖。

圖2圖示說明質量流量輸送系統。

圖3是一質量流量輸送方法的示範實作的流程圖。

圖4是按照目前公開的實作之雙模質量流量驗證和質量流量輸送系統的示意圖。

圖5是按照目前公開的實作之執行質量流量驗證和質量流量輸送方法的示範實作的流程圖。

Claims (21)

1. 一種用於一流體的質量流動輸送和用於該流體的質量流動驗證的系統，該系統包含：一容室；一入口閥用來控制該流體進入該容室的流動；一出口閥用來控制該流體流出該容室的流動；一壓力感測器用來測量該容室內的壓力；一控制器；其中在一第一模式時，該控制器被配置來控制該入口閥和該出口閥的開啟和關閉，以便藉由一設備來驗證該流體的一流動率的一測量值；其中在一第二模式時，該控制器被配置來控制該入口閥和該出口閥的開啟和關閉，以便從該容室輸送該流體的一需要量到一輸出處理設備，以及其中該控制器對一輸入有所反應用來選擇出該第一和該第二模式。
2. 如請求項1的系統，其中該控制器對使用者輸入有所反應用來選擇出該第一和該第二模式。
3. 如請求項1的系統，其中該控制器進一步被配置來接受一輸入訊號指示出選擇該等第一和第二模式，以及運作所選擇出的該等第一和第二模式其中之一以回應收到輸入訊號。
4. 如請求項3的系統，進一步包含一輸入裝置用於傳送該輸入訊號指示出選擇該等第一和第二模式，和其中該控制器被配置經由該輸入設備來接受該輸入訊號。
5. 如請求項1的系統，進一步包含一溫度感測器配置來量測該容室內的該流體溫度。
6. 如請求項1的系統，其中在該第一模式時，該控制器被配置來測量關上該出口閥後在一期間內該容室內流體壓力的一上升率，以及使用該測量的上升率來計算由該設備的該流體的流動率。
7. 如請求項6的系統，其中在該第一模式時，該控制器被配置來計算由設備的該流體的一流動率Q，使用方程式 其中P是該容室內的氣體壓力；T是氣體溫度；V_c 是該容室導管的體積；K₀ 是一轉換常數，6×10⁷ 單位為sccm (standard cubic centimeters per minute)和6×10⁴ 單位為slm (standard liters per minute)；P_stp 是標準壓力(=1.01325e5Pa)；以及T_stp 是標準溫度(=273.15K)。
8. 如請求項1的系統，其中該設備包含至少其一：一質量流動控制器和一流動比率控制器。
9. 如請求項1的系統，其中在第二模式時，該控制器被配置來測量在一期間內流入該容室的流體質量，然後藉由控制該 入口閥和該出口閥的開啟和關閉，輸送需要的流體質量到一輸出處理設備。
10. 如請求項9的系統，其中該流體的該需要量包含該流體的需要摩爾數，其中在該第二模式時，測量在該期間內流入該容室該流體的摩爾數，藉由監控該壓力傳感器的壓力量測和一溫度感測器的溫度量測。
11. 如請求項10的系統，其中在該期間內一前驅氣體的摩爾數輸送進入該容室，以及佔據該容室的一體積V_c ，由下式給出： 其中，△n記為在該期間內輸送到該容室的該氣體摩爾數，R記為一通用氣體常數，數值為8.3144(Joules)(mol^-1 )(K^-1 )，P記為佔據該容室體積的氣體壓力，T記為佔據該容室體積的氣體溫度，△(P/T)記為在開始和結束的時期內P和T比率的一變量。
12. 如請求項11的系統，其中在該第二模式時，該控制器被配置來：打開該入口閥讓該氣體流入該容室；測量經由該入口閥進入該容室的氣體摩爾數，藉由監控該壓力傳感器的壓力量測和該溫度感測器的溫度量測；以及當一需求量的氣體摩爾數進入輸送該容室時關上該入口閥。
13. 如請求項12的系統，其中該在第二模式時，該控制器被配置來：打開出該口閥來釋放流體質量由該容室到該輸出處理設備；測量經由該出口閥釋放到該輸出處理設備的氣體摩爾數，藉由該監控壓力傳感器的壓力量測和該溫度感測器的溫度量測；以及當該氣體的釋放量等於該需求質量流動設定點時關上該出口閥。
14. 如請求項12的系統，其中該氣體需求的摩爾數是使用者指定的。
15. 如請求項12的系統，其中該控制器進一步被配置來在複數個輸送週期的各個中，重複控制該入口閥和該出口閥的開啟和關關動作，以便來引進一需求的氣體摩爾數進入該容室，然後輸送一需求的氣體摩爾數由該容室到輸出該處理設備。
16. 如請求項12的系統，其中該氣體的摩爾需求量是藉由該控制器根據一需求的質量流動設定點計算。
17. 一種實施一雙模質量流動驗證和質量流動輸送的方法，該方法包含：接受一輸入訊號指示出於一雙模系統操作選擇出一第一模式和一第二模式；當該輸入訊號指示出選擇該第一模式時，在該雙模系統控制一入口閥和一出口閥的開啟和關閉，以便藉由一設備來驗證一流體的流動率的量測；以及， 當該輸入訊號指示出選擇該第二模式時，控制該入口閥和該出口閥的開啟和關閉，以便在該雙模系統來輸送該流體的一需求量從一容室到一輸出處理設備。
18. 如請求項17的方法，其中控制該入口閥和該出口閥的開啟和關閉的動作，以便藉由一設備來驗證該流體的該流動率測量包含：引該流體從該設備流入一容室；和當該出口閥關上時測量該容室內的該流體壓力的一上升率，用該壓力上升率的量測來計算該流體的流動率。
19. 如請求項17的方法，進一步包括計算該流體的流動率包含使用下列的方程式： 其中K₀ 是一轉換常數，6×10⁷ 單位為sccm (standard cubic centimeters per minute)和6×10⁴ 單位為slm (standard liters per minute)；P_stp 是標準壓力(=1atm)；T_stp 是標準溫度(=273.15K)；P是以一壓力感測器量測的該容室內的該氣體壓力；V_c 是該容室導管的體積；和T是以一溫度感測器量測的該容室內的該氣體溫度。
20. 如請求項17的方法，其中控制該入口閥和該出口閥的開啟和關閉的動作，以便來輸送該流體的一需求量從該容室到該輸出處理設備包含： 打開該入口閥讓該氣體流入一容室；測量經由該入口閥進入該容室的一流體量；當該流體的一需求量進入該容室時關上該入口閥；等待一段時間等待該容室內的該氣體的壓力和溫度穩定；打開該出口閥由該容室來釋放該流體質量；測量經由該出口閥從該容室釋放到該輸出處理設備一流體量；和當釋放該氣體質量等於該需求的流體質量設定點時，關上該出口閥。
21. 如請求項20的方法，其中測量該流體量流入該容室和測量從該容室到該輸出處理設備釋放的該流體量的動作，包含測量流進和流出容室的該等流體摩爾數，藉由該監測壓力傳感器的壓力量測和該溫度感測器的溫度量測；以及其中該流體的需求量包含該流體的需求摩爾數。