TWI668386B - 流體控制元件及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本發明部分實施例提供一種流體控制元件。流體控制元件包括一第一固定座及一第二固定座。流體控制元件更包括一閥座。閥座設置於第一固定座與第二固定座之間。流體控制元件也包括一閥體。閥體設置於閥座內並配置用以改變通過閥座的氣體的流量。第一固定座包括一橫向限位件。橫向限位件與閥座沿一橫軸方向排列且抵靠閥座。另外，閥座可移動於垂直橫軸方向的一縱軸方向，且橫向限位件限制閥座在橫軸方向上的位移。

Description

流體控制元件及其使用方法

本發明實施例係關於一種半導體加工系統及其使用方法，特別係關於一種流體控制元件及其使用方法。

半導體裝置被用於多種電子應用，例如個人電腦、行動電話、數位相機以及其他電子設備。半導體裝置的製造通常是藉由在半導體基板上依序沉積絕緣或介電層材料、導電層材料以及半導體層材料，並藉由包括光刻(lithography)製程及微影製程等程序將各種材料層圖案化，以形成電路組件和零件於此半導體基板之上。通常數十個或數百個積體電路是在一個半導體晶圓上進行製造。

在積體電路製程中，隨著對產量及良率與日漸增的需求，而發展出高度專業化與自動化的系統來傳遞晶圓。晶圓通常儲存在卡匣(Cassette)內，且根據不同製程，例如濺鍍(Sputtering)製程、化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition)製程、微影(Photolithography)製程、或蝕刻製程、化學電鍍(ECP)製程、化學機械研磨(CMP)製程等，需不同反應室或反應槽。上述部分反應室或反應槽內，在晶圓進行加工時，需要通過流體控制元件供應或是排除在反應室或反應槽內的氣體。

雖然，現有的流體控制元件已經足以應付其需求，然而仍全面滿足。因此，需要提供一種改善流體控制元件的方案。

本發明部分實施例提供一種流體控制元件。流體控制元件包括一第一固定座及一第二固定座。流體控制元件更包括一閥座。閥座設置於第一固定座與第二固定座之間。流體控制元件也包括一閥體。閥體設置於閥座內並配置用以改變通過閥座的氣體的流量。第一固定座包括一橫向限位件。橫向限位件與閥座沿一橫軸方向排列且抵靠閥座。另外，閥座可移動於垂直橫軸方向的一縱軸方向，且橫向限位件限制閥座在橫軸方向上的位移。

本發明部分實施例提供一種使用流體控制元件的方法。上述方法包括固定一第一固定座於一上游氣體管道。上述方法更包括固定一第二固定座於一下游氣體管道。上述方法也包括移動一閥座進入位於第一固定座與第二固定座之間的一固定位置。第一固定座包括一橫向限位件。橫向限位件與閥座沿一橫軸方向排列且抵靠閥座。在閥座移動進入位於第一固定座與第二固定座之間的固定位置的過程中，橫向限位件限制閥座在橫軸方向上的位移。

1‧‧‧加工系統

10‧‧‧晶圓

20‧‧‧托架

40‧‧‧樓地板

50a、50b、50c‧‧‧加工設備

60‧‧‧流道組件

61‧‧‧主管道

63‧‧‧區域管道

65a、65b、65c‧‧‧氣體管線

651a、651b、651c‧‧‧上游段部

652a、652b、652c‧‧‧下游段部

70‧‧‧流體控制組件

71‧‧‧驅動元件

73a、73b、73c‧‧‧流體控制元件

74‧‧‧第一固定座

741‧‧‧座體

7414‧‧‧內鎖附螺孔

7415‧‧‧通孔

743‧‧‧橫向限位件

7431‧‧‧端面

745‧‧‧軸向限位件

746‧‧‧噴嘴

747‧‧‧縱向限位件

75‧‧‧第二固定座

751‧‧‧座體

7513‧‧‧定位孔

7514‧‧‧內鎖附螺孔

753‧‧‧橫向限位件

7531‧‧‧端面

755‧‧‧軸向限位件

757‧‧‧縱向限位件

76‧‧‧閥座

762‧‧‧上表面

764‧‧‧下表面

767‧‧‧密封元件

77‧‧‧閥體

78‧‧‧控制模組

781‧‧‧殼體

782‧‧‧中央部

783‧‧‧頂部

784‧‧‧底部

785‧‧‧鎖附螺孔

786‧‧‧虛設螺孔

79‧‧‧限位結構

791‧‧‧橫向限位平面

792‧‧‧軸向限位平面

793‧‧‧溝槽

80‧‧‧氣體處理設備

100‧‧‧加工模組

200‧‧‧負載鎖定模組

300‧‧‧前端模組

400‧‧‧裝載埠

500‧‧‧晶圓傳輸模組

600‧‧‧方法

601、602、603‧‧‧操作

h1‧‧‧高度

F1‧‧‧鎖附螺栓

X‧‧‧橫軸方向

Y‧‧‧縱軸方向

Z‧‧‧長軸方向

第1圖顯示根據本發明部分實施例的加工系統的示意圖。

第2圖顯示根據本發明部分實施例的加工系統的部分的示意圖。

第3圖顯示根據本發明部分實施例的流體控制組件的部分的爆炸圖。

第4圖顯示根據本發明部分實施例的流體控制組件的部分的上視圖。

第5圖顯示根據本發明部分實施例的流體控制組件的部分在第8圖中A-A截線的剖面圖。

第6圖顯示根據本發明部分實施例的流體控制組件的使用方法的流程圖。

第7圖顯示根據本發明部分實施例的流體控制組件的使用方法中的一步驟的示意圖。

第8圖顯示根據本發明部分實施例的流體控制組件的使用方法中的一步驟的示意圖。

以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例，以實施本發明的不同特徵而本說明書以下的揭露內容是敘述各個構件及其排列方式的特定範例，以求簡化發明的說明。當然，這些特定的範例並非用以限定本發明。例如，若是本說明書以下的揭露內容敘述了將一第一特徵形成於一第二特徵之上或上方，即表示其包含了所形成的上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的實施例，亦包含了尚可將附加的特徵形成於上述第一特徵與上述第二特徵之間，而使上述第一特徵與上述第二特徵可能未直接接觸的實施例。另 外，本發明的說明中不同範例可能使用重複的參考符號及/或用字。這些重複符號或用字係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定各個實施例及/或所述外觀結構之間的關係。

再者，為了方便描述圖式中一元件或特徵部件與另一(複數)元件或(複數)特徵部件的關係，可使用空間相關用語，例如“在...之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”及類似的用語等。可以理解的是，除了圖式所繪示的方位之外，空間相關用語涵蓋使用或操作中的裝置的不同方位。所述裝置也可被另外定位(例如，旋轉90度或者位於其他方位)，並對應地解讀所使用的空間相關用語的描述。可以理解的是，在所述方法之前、期間及之後，可提供額外的操作步驟，且在某些方法實施例中，所述的某些操作步驟可被替代或省略。

應注意的是，此處所討論的實施例可能未必敘述出可能存在於結構內的每一個部件或特徵。舉例來說，圖式中可能省略一個或多個部件，例如當部件的討論說明可能足以傳達實施例的各個樣態時可能將其從圖式中省略。再者，此處所討論的方法實施例可能以特定的進行順序來討論，然而在其他方法實施例中，可以以任何合理的順序進行。

第1圖顯示部分實施例的加工系統1的示意圖。在部分實施例中，加工系統1包括一或多個加工設備，例如三個加工設備50a、50b、50c，一流道組件60、一流體控制組件70及一氣體處理設備80。應當理解的是，加工設備50a、50b、50c的數量可以根據不同的加工程序進行調整，並不以 此實施例為限。

加工設備50a、50b、50c是配置用於執行一或多晶圓的加工程序。根據部分實施例，上述由加工設備50a、50b、50c所加工的晶圓由矽、鍺或其他半導體材料所製成。根據部分實施例，晶圓由複合半導體所製成，如碳化矽(SiC)、砷化鎵(GaAs)、砷化銦(InAs)或磷化銦(InP)。根據部分實施例，晶圓由合金半導體所製成，如矽鍺(SiGe)、矽鍺碳(SiGeC)、磷砷化鎵(GaAsP)或磷化銦鎵(GaInP)。根據部分實施例，晶圓包括一晶膜層。舉例來說，晶圓具有一晶膜層覆蓋於大型半導體(bulk semiconductor)上。根據部分實施例，晶圓可為矽絕緣體(silicon-on-insulator；SOI)或鍺絕緣體(germanium-on-insulator；GOI)基板。

晶圓上可包括有多個裝置元件。舉例而言，形成於晶圓上的裝置元件可包括一電晶體，例如：金氧半導體場效電晶體(metal oxide semiconductor field effect transistors(MOSFET))、互補式金氧半導體電晶體(complementary metal oxide semiconductor(CMOS)transistors)、雙載子接面電晶體(bipolar junction transistors(BJT))、高電壓電晶體、高頻電晶體、P型場效電晶體(p-channel and/or n-channel field-effect transistors(PFET))或者P型場效電晶體(n-channel field-effect transistors(NFET)等，以及或者其他元件。晶圓上的多個裝置元件可經過多個加工製程，例如沈積、蝕刻、離子植入、光刻、退火、以及或者其 他製程。晶圓上塗佈有對高能量放射光束敏感的光阻層，例如本實施例中之極紫外光線。

根據加工設備50a、50b、50c所設定執行的加工程序的差異，加工設備50a、50b、50c可包括不同的特徵。舉例而言，如第2圖所示，加工設備50a包括一加工模組100、一負載鎖定模組200、一前端模組300、一或多個裝載埠400、及一或多個晶圓傳輸模組500。應當理解的是，以下關於加工設備50a的說明中，加工設備50a的部分特徵在另一些實施例中可以進行取代或刪減。

在部分實施例中，加工模組100可配置用於對晶圓10執行任何一種加工程序。在部分實施例中，加工模組100用於執行的加工程序包括沈積製程，例如物理氣相沈積(physical vapor deposition(PVD))、化學氣相沈積(chemical vapor deposition(CVD))、電漿增強化學氣相沉積(plasma-enhanced chemical vapor deposition(PECVD))、以及/或者其他沈積製程。在部分實施例中，加工模組100用於執行的加工程序包括蝕刻製程，例如濕蝕刻、乾蝕刻或離子束銑削(ion beam milling)。在部分實施例中，加工模組100用於執行的加工程序包括光刻曝光製程、離子植入製程、熱處理製程、清潔製程、測試製程或其他關於晶圓10的加工程序、以及/或者上述加工程序的結合。

負載鎖定模組200配置在加工模組100與前端模組300之間。負載鎖定模組200是配置藉由將加工模組100與前端模組300區隔，以維持加工模組100的氣壓。當晶圓10置 入負載鎖定模組200內後，負載鎖定模組200進行密封。負載鎖定模組200根據晶圓所欲傳送的位置，產生與加工模組100或前端模組300相同的氣壓環境。負載鎖定模組200內氣壓環境的調整可以透過合適的手段，例如泵，利用加入氣體或是製造真空的方式改變負載鎖定模組200內的氣體含量。當負載鎖定模組200內氣壓環境達到期望的壓力時，晶圓10即可自負載鎖定模組200抓取至加工模組100或前端模組300。

在部分實施例中，前端模組300為一設備介面(facility interface)在部分實施例中，前端模組300包括一設備前端模組(equipment front end module，EFEM)。在部分實施例中，裝載埠400相鄰前端模組300設置。在部分實施例中，一吊車輸運系統(overhead hoist transport，OHT，圖未示)可設置於加工設備50a、50b、50c上方。吊車輸運系統係配置用於傳輸裝載晶圓10的托架20，例如標準化機械式介面(standard mechanical interface，SMIF)或者前開式晶圓傳送盒(front opening unified pod，FOUP)至加工設備50a的裝載埠400上。當托架20位於裝載埠400上時，在托架20內的晶圓10藉由晶圓傳輸模組500傳送至前端模組300當中。

在部分實施例中，晶圓傳輸模組500位於前端模組300內。在另一些實施例中，加工設備50a包括多個晶圓傳輸模組500。晶圓傳輸模組500之一設置於前端模組300內，晶圓傳輸模組500之另一者位於加工模組100內。

在部分實施例中，晶圓傳輸模組500在六軸方向上的移動可同時或部分同時執行，以抓取及運送晶圓於加工 設備50a內的不同位置。舉例而言，晶圓10可透過晶圓傳輸模組500傳送於托架20與負載鎖定模組200之間。或者，晶圓10可透過晶圓傳輸模組500傳送於負載鎖定模組200與加工模組100的一或多個加工腔體內部。

再次參照第1圖，根據部分實施例，流道組件60包括一主管道61、一區域管道63、一或多個氣體管線，例如氣體管線65a、65b、65c。

主管道61流體連結於一氣體處理設備80及區域管道63之間。主管道61允許來自區域管道63的氣體流向至氣體處理設備80。在部分實施例中，加工系統1包括多個區域管道63。區域管道63流體連結於主管道61，並且來自每一區域管道63的氣體經由主管道61流向氣體處理設備80。在部分實施例中，主管道61以及區域管道63位於放置加工設備50a、50b、50c的樓地板40(第2圖)的下方。

氣體管線65a、65b、65c各自流體連結於區域管道63以及加工設備50a、50b、50c之間。氣體管線65a、65b、65c可連結於加工設備50a、50b、50c任何一個部分。舉例而言，如第2圖所示，氣體管線65a連結於加工設備50a的加工模組100以及區域管道63之間。在部分實施例中，如第1圖所示，氣體管線65a、65b、65c位於流道組件60的上游端。

氣體管線的數量可以根據需求進行調整。在部分實施例中，氣體管線的數量相等於加工設備的數量。在另一些實施例中，氣體管線的數量大於加工設備的數量。部分加工設備可連結一或多個氣體管線，以及部分加工設備可以不 連結氣體管線。

在部分實施例中，氣體管線65a、65b、65c的截面積小於區域管道63的截面積。在部分實施例中，氣體管線65a、65b、65c可以簡易安裝區域管道63上或自區域管道63移除，以利快速移除、更換或者增添加工設備50a、50b、50c。

在部分實施例中，流體控制組件70包括一流體驅動元件71及一或多個流體控制元件，例如流體控制元件73a、73b、73c。流體驅動元件71位於區域管道63上。並且，流體驅動元件71是配置用於產生一排除氣流於區域管道63以及氣體管線65a、65b、65c當中，如第1圖箭頭所示。

流體驅動元件71的位置可以根據需求進行調整。舉例而言，流體驅動元件71設置於區域管道63連結主管道61的末端的鄰近處。流體驅動元件71可包括一風扇、一增壓機(blower)或者一泵。流體驅動元件71製造一排除氣流，以將加工設備50a、50b、50c內的氣體自加工設備50a、50b、50c經由氣體管線65a、65b、65c、區域管道63、主管道61排除至氣體處理設備80。

流體控制元件73a、73b、73c分別安裝於氣體管線65a、65b、65c上。在部分實施例中，流體控制元件73a、73b、73c包括節流閥。透過合適的手段，例如馬達，調整節流閥中的閥件的設置角度，自加工設備50a、50b、50c流出的排放氣流可以進行調整。

在部分實施例中，如第1圖所示，氣體管線65a包括一上游段部651a以及一下游段部652a，上游段部651a連 結於加工設備50a，以接收自加工設備50a排出的氣體。下游段部652連結區域管道65，以排除氣體至區域管道63。在一實施例中，下游段部652a與上游段部651a分離。下游段部652a透過流體控制元件73a連結至上游段部651a。來自加工設備50a的氣體，依序經由上游段部651a、流體控制元件73a、下游段部652a後排放至區域管道63。氣體管線65b、65c同樣具有相似的上游段部651b、651c以及下游段部652b、652c，並透過對應的流體控制元件73b、73c進行連結。

氣體處理設備80連結於主管道61的一端。根據製造需求，氣體處理設備80可設置一或多個用於處理氣體的組件。舉例而言，氣體處理設備80包括一用於驅動氣體流動的風扇組件、一用於過濾氣體的過濾組件、或者一用於冷卻氣體的氣體冷卻組件。

在部分實施例中，加工設備50a、50b、50c中含有具有毒性的氣體。經由上述流道組件60以及流體控制組件70的配置，加工設備50a、50b、50c中的有毒氣體，可以通過流道組件60排放至氣體處理設備80並進一步進行處理。如此一來，晶圓10在加工設備50a、50b、50c中受有毒氣體污染的情況可以獲得避免。於是，加工系統1的加工良率可以獲得提昇。另一方面，由於加工設備50a、50b、50c中含有具有毒性的氣體在排放至外部環境之前已透過氣體處理設備80進行處理，故可保障廠區人員免於危害。

上述流體控制組件70的流體控制元件73a、73b、73c的特徵說明如下。在下方說明中，元件間的相互位置將 輔以橫軸方向X、縱軸方向Y及長軸方向Z進行說明，其中橫軸方向X、縱軸方向Y及長軸方向Z相互垂直。

參照第3圖，根據本發明部分實施例，流體控制組件70的流體控制元件73a包括一第一固定座74、一第二固定座75、一閥座76、一閥體77、一控制模組78。應當理解的是，以下關於流體控制元件73a的說明中，流體控制元件73a的部分特徵在另一些實施例中可以進行取代或刪減。

在部分實施例中，閥座76具有一實質為圓形的環狀結構，一通道761在軸向方向Z貫穿軸座76的上表面762與下表面764。在部分實施例中，閥座76包括複數個限位結構，例如四個限位結構79。二個限位結構79緊鄰上表面762並沿一橫軸方向X排列(第4圖僅顯示一個緊鄰上表面762的限位結構79)。另外二個限位結構79緊鄰下表面764並沿橫軸方向X排列(第4圖僅顯示一個緊鄰下表面764的限位結構79)。

在部分實施例中，限位結構79包括一橫向限位平面791。橫向限位平面791垂直相鄰的上表面762或下表面764。在部分實施例中，如第4圖所示，橫向限位平面791並非垂直於橫軸方向X，橫向限位平面791在朝向縱軸方向Y上逐漸外擴。關於此特徵所產生的功效將於第6圖的說明中詳述。橫向限位平面791與橫軸方向X的夾角θ可介於約89度至約87度之間。在另一些實施例中，限位結構79未設置有橫向限位平面791。在垂直長軸方向Z的平面上，閥座76具有矩形或圓形的剖面。

再次參照第3圖並搭配參考第4圖，在部分實施例 中，限位結構79包括一軸向限位平面792。軸向限位平面792位於橫向限位平面791連結上表面762或下表面764的相反側。並且，在長軸方向Z上，軸向限位平面792與上表面762或下表面764相隔高度h1，並平行於上表面762或下表面764。在另一些實施例中，限位結構79未設置有橫向限位平面791。

在部分實施例中，限位結構79包括一溝槽793。溝槽793形成於橫向限位平面791之上，並在縱軸方向Y上延伸一距離。溝槽793在縱軸方向Y的延伸距離可以大於橫向限位平面791在縱軸方向Y的寬度。溝槽793的下側內壁面可以與軸向限位平面792位於相同平面。在另一些實施例中，限位結構79未設置有溝槽793。

閥體77設置於閥座76內，並配置可繞一平行縱軸方向Y的轉軸旋轉。在部分實施例中，閥座76與閥體77為一節流閥(throttle valve)的一部分，藉由調整閥體77的旋轉角度，以改變來自上游段部651a(第2圖)且通過閥座76並流向下游段部652a(第2圖)的氣流流量。

第一固定座74與第二固定座75分別固定於上游段部651a(第2圖)與下游段部652a(第2圖)相鄰的開口之上。在部分實施例中，第一固定座74與第二固定座75配置有一或多個限位件，以簡化閥座放置進入第一固定座74與第二固定座75之間的固定位置的步驟，並增加對位精準度。

在部分實施例中，第一固定座74包括一座體741、二個橫向限位件743、二個軸向限位件745及一縱向限 位件747。座體741為一實質為圓形的環狀結構，多個定位孔7413形成於座體741之上，並在軸向方向Z上貫穿座體741的上、下表面。定位孔7413用於鎖附元件(例如：螺栓，圖未示)通過，以固定第一固定座74於上游段部651a(第2圖)的末端。另外，朝縱軸方向Y觀察，一內鎖附螺孔7414形成座體741的前側，以供固定閥座76的鎖附螺栓F1設置其中。並且，二個通孔7415形成於座體741的左右二側，用於供噴嘴746通過。噴嘴746可用於供清洗液體進入至閥座76內部，在不分解閥座76的情況下，對閥座76內部進行清洗，以延長構件的使用壽命。在一實施例中，未設置閥座76的情況與使用噴嘴746對閥座76進行清洗的情況相比，前者只能使用約一週的時間就須進行清洗，而後者可延長至一個月或更久才需進行清洗。

在部分實施例中，朝縱軸方向Y觀察，二個橫向限位件743設置於座體741的左右二側。亦即，二個橫向限位件743沿橫軸方向X排列。在部分實施例中，每一橫向限位件743皆緊鄰座體741的外緣設置。每一橫向限位件743自座體741朝第二固定座75延伸，並終結於一端面7431。在閥座76設置有軸向限位平面792的實施例中，橫向限位件743在長軸方向Z上的高度相同於，軸向限位平面792與上表面762相隔的高度h1。

在部分實施例中，每一橫向限位件743靠近座體741中心的一側為平面。上述平面可垂直橫軸方向X延展。或者，上述平面可相對於橫軸方向X夾設一角度，且在縱軸方 向Y上逐漸外擴。另外，二個橫向限位件743遠離座體741中心的一側為曲面。上述曲面的曲率相同於座體741徑向方向上的外側面的曲率。

在部分實施例中，二個軸向限位件745緊鄰端面7431設置於二個橫向限位件743靠近座體741中心的一側。二個軸向限位件745垂直二個橫向限位件743，並朝座體741的中心延伸，此特徵可在第5圖中更加清楚顯示。二個軸向限位件745在縱軸方向Y上的長度可以大於或等於二個橫向限位件743在縱軸方向Y上的長度。二個軸向限位件745在縱軸方向Y上的長度可相同於溝槽793在縱軸方向Y的延伸距離。在部分實施例中，二個軸向限位件745省略設置。在部分實施例中，朝橫軸方向X觀察，縱向限位件747設置於座體741的左側。在部分實施例中，縱向限位件747緊鄰座體741的外緣設置，並自座體741朝第二固定座75延伸。

在部分實施例中，第二固定座75包括一座體751、二個橫向限位件753、二個軸向限位件755及一縱向限位件757。座體751為一環形結構，多個定位孔7513形成於座體751之上，並在軸向方向Z上貫穿座體751的上、下表面。定位孔7513用於鎖附元件(例如：螺栓)通過，以固定第二固定座75於下游段部652a(第2圖)的開口。另外，朝縱軸方向Y觀察，一內鎖附螺孔7514形成座體751前側的外表面，以供固定閥座76的鎖附螺栓F1設置其中。

在部分實施例中，朝縱軸方向Y觀察，二個橫向限位件753設置於座體751的左右二側。亦即，二個橫向限位 件753沿橫軸方向X排列。在部分實施例中，每一橫向限位件753皆緊鄰座體751的外緣設置，並自座體751朝第一固定座74延伸，並終結於一端面7531。在閥座76設置有軸向限位平面792的實施例中，橫向限位件753在長軸方向Z上的高度相同於軸向限位平面792與下表面764相隔的高度。

在部分實施例中，每一橫向限位件753靠近座體751中心的一側為平面。上述平面可垂直橫軸方向X延展。或者，上述平面可相對於橫軸方向X夾設一角度，且在縱軸方向Y上逐漸外擴。另外，二個橫向限位件753遠離座體751中心的一側為曲面。上述曲面的曲率相同於座體751徑向方向上的外側面的曲率。

在部分實施例中，二個軸向限位件755緊鄰端面7531設置於二個橫向限位件753靠近座體751中心的一側。二個軸向限位件755垂直二個橫向限位件753，並朝座體751的中心延伸。二個軸向限位件755在縱軸方向Y上的長度可以大於或等於二個橫向限位件753在縱軸方向Y上的長度。二個軸向限位件755在縱軸方向Y上的長度可相同於溝槽793在縱軸方向Y的延伸距離。在部分實施例中，二個軸向限位件755省略設置。在部分實施例中，朝橫軸方向X觀察，縱向限位件757設置於座體751的左側。在部分實施例中，縱向限位件757緊鄰座體751的外緣設置，並自座體751朝第一固定座74延伸。

應當理解的是，雖然在第3圖的實施例中，閥座76包括四個限位結構79，但限位結構的數量並不僅此為限。 在其餘實施例中，閥座76僅包括二個限位結構79。二個限位結構79分別緊鄰上表面762與下表面764設置。上述二個限位結構79可以位於閥座76的同一側或者相異側。在其餘實施例中，閥座76僅包括一個限位結構。上述限位結構79緊鄰上表面762或下表面764設置。

另外，第一固定座74的橫向限位件743的數量以及第二固定座75的橫向限位件753的數量也不以上述實施例為限。在一實施例中，第一固定座74的橫向限位件743的數量相等於相鄰閥座76的上表面762的限位結構的數量，並對應相鄰閥座76的上表面762的限位結構79設置。並且，第二固定座75的橫向限位件753的數量相等於相鄰閥座76的下表面764的限位結構79的數量，並對應相鄰閥座76的下表面764的限位結構設置。

控制模組78配置用於驅動閥體77的轉動。在部分實施例中，控制模組78包括一殼體781。殼體781定義一個空間，以容置控制模組78的多個電子元件(圖未示)。在部分實施例中，朝縱軸方向Y觀察，殼體781連結於閥座76的前側。殼體781在長軸方向Z的高度大於閥座76在長軸方向Z的高度。詳而言之，殼體781包括一中央部782、一頂部783及一底部784。中央部782連結閥座76的外表面，且在長軸方向Z上與閥座76具有相同高度。頂部783設置於中央部782之上，且在縱軸方向Y上未與閥座76重疊。底部784設置於中央部782之下，且在縱軸方向Y上未與閥座76重疊。

在部分實施例中，頂部783與底部784分別為一外 鎖附螺孔785與一虛設螺孔786所貫穿。在頂部783上，外鎖附螺孔785對齊第一固定座74的內鎖附螺孔7414設置。另外，虛設螺孔786相鄰內鎖附螺孔7514設置並面向第一固定座74與第二固定座75的座體741、754在徑向上(垂直長軸方向Z)的外表面。在底部784上，外鎖附螺孔785對齊第二固定座75的內鎖附螺孔7514設置，且虛設螺孔786相鄰內鎖附螺孔7514設置。

第6圖顯示根據本發明的部分實施例的流體控制元件73a的使用方法600的流程圖。為了舉例，該流程以第3-5、7-8圖的示意圖來說明。在不同的實施例中，部分階段可以替換或是消去。

方法600包括操作601，固定第一固定座74於氣體管線65a的上游段部651a。在部分實施例中，第一固定座74可利用多個鎖附元件(圖未示)穿過定位孔7413(第3圖)，以固定氣體管線65a的上游段部651a，如第7圖所示。在第一固定座74固定於氣體管線65a的上游段部651a後，第一固定座74的二個橫向限位件743沿橫軸方向X排列，且第一固定座74的縱向限位件747在縱軸方向Y的後側，如第3圖所示。

方法600更包括操作602，固定第二固定座75於氣體管線65a的下游段部652a。在部分實施例中，第二固定座75可利用多個鎖附元件(圖未示)穿過定位孔7513(第3圖)，以固定氣體管線65a的下游段部652a，如第7圖所示。在第二固定座75固定於氣體管線65a的下游段部652a後，第二固定座75的二個橫向限位件753沿橫軸方向X排列，且第二固定座 75的縱向限位件757在縱軸方向Y的後側。

另外，方法600包括操作603，移動閥座76進入位於第一固定座74與第二固定座75之間的一固定位置。在部分實施例中，如第7圖所示，在第一固定座74與第二固定座75設置於固定氣體管線65a後，第一固定座74與第二固定座75間並未連結。第一固定座74與第二固定座75間的間距相等或略大於閥座76的高度。

在閥座76具有限位結構79的橫向限位平面791的實施例中，在執行操作603之前，閥座76的轉向(orientation)係先根據第一固定座74與第二固定座75的限位件的位置進行調整，使限位結構79對齊第一固定座74的二個橫向限位件743與第二固定座75的二個橫向限位件753。詳而言之，在第7圖所顯示的實施例中，閥座76的轉向是根據第一固定座74的二個橫向限位件743與第二固定座75的二個橫向限位件753的位置決定。在閥座76的轉向調整完成後，閥座76的通道761是平行長軸方向Z延伸，另外閥座76的四個限位結構79對齊第一固定座74與第二固定座75的四個橫向限位件743、753。另外，在執行操作603之前，二個密封元件767(例如：O-ring)可設置於閥座76的上、下表面761、762，以在閥座76結合第一固定座74與第二固定座75之後，增加氣密性。

接著，移動閥座76，使閥座76沿第7圖箭頭所示的方向(平行縱軸方向Y的方向)朝第一固定座74與第二固定座75之間的間距前進。在閥座76靠近第一固定座74與第二固定座75時，閥座76將受第一固定座74的橫向限位件743與 第二固定座75的橫向限位件753所抵靠。於是，閥座76在橫軸方向X上的位移即受到第一固定座74的橫向限位件743與第二固定座75的橫向限位件753所限制。

參照第5圖，在閥座76具有限位結構79的實施例中，第一固定座74的橫向限位件743與第二固定座75的橫向限位件753是至少直接接觸限位結構79的橫向限位平面791，以限制閥座76在橫軸方向X上的位移。在部分實施例中，由於橫向限位平面791並非與對應的橫向限位件753/743的表面平行而相對橫向限位件753/743的表面傾斜，因此當閥座76持續朝縱軸方向Y前進時，橫向限位平面791與橫向限位件753間的摩擦力漸增。安裝人員在感受到此阻力後，可得知閥座76即將到達定位，進而微調閥座76位置。

另外，在閥座76的限位結構79具有軸向限位平面792的實施例中，第一固定座74與第二固定座75的橫向限位件753的端面7453、7553是直接接觸限位結構79的軸向限位平面792，以限制閥座76在長軸方向Z上的位移。再者，在閥座76的限位結構79具有溝槽793且第一固定座74與第二固定座75包括軸向限位件745、755的實施例中，閥座76移動於第一固定座74與第二固定座75之間時，軸向限位件745、755是滑動於溝槽793內，以限制閥座76在橫軸方向X以及長軸方向Z的位移。

參照第7圖並搭配參考第3圖，在第一固定座74與第二固定座75包括縱向限位件747、757的實施例中，操作603可在閥座76抵靠至縱向限位件747或縱向限位件757時停 止。此時，縱向限位件757與閥座76沿縱軸方向Y排列且抵靠閥座76，以限制閥座76在縱軸方向Y上的位移。在第一固定座74與第二固定座75未設置有縱向限位件747、757的實施例中，操作603可以在閥座76的外表面與第一固定座74與第二固定座75的外表面齊平時停止。

繼續參照第8圖，在閥座76到達第一固定座74與第二固定座75之間的固定位置之後，第一固定座74與第二固定座75的外表面為殼體78所覆蓋。閥座76透過鎖附元件F1固定於第一固定座74與第二固定座75之上。在部分實施例中，二個鎖附元件F1係設置於殼體78的外鎖附螺孔785與第一固定座74與第二固定座75的內鎖附螺孔7414、7514(第3圖)內，以固定閥座76於第一固定座74與第二固定座75之上。另外，二個抵靠螺栓F2設置於殼體78的二個虛設螺孔786。

在欲自第一固定座74與第二固定座75將閥座76卸除的步驟中，作業人員可以先將二個鎖附元件F1卸除。接著，作業人員可以旋轉二個抵靠螺栓F2，使二個抵靠螺栓F2朝內移動。當二個抵靠螺栓F2抵靠第一固定座74與第二固定座75的外表面時，一反作用力將推動閥座76離開位於第一固定座74與第二固定座75之間的該固定位置。接著，作業人員可將閥座76自第一固定座74與第二固定座75之間的固定位置抽離。藉由抵靠螺栓F2所產生的反作用力，閥座76可以在不過度施加外力的情況下自第一固定座74與第二固定座75卸除，進而避免第一固定座74與第二固定座75的限位件受外 力壓迫而變形，並增加流體控制元件73a的使用壽命。

再次參照第2圖，在部分實施例中，流體控制組件70的流體控制元件73b、73c的結構特徵以及使用方式相似於流體控制元件73a的結構特徵以及使用方式，為簡化說明內容，在此不加以重複。

本發明實施例的加工系統包含一個用於控制氣體流量的流體控制元件，其中流體控制元件包含三個可分離的構件，且具有閥體的閥座是可藉由抽取的方式，設置於二個固定座之上。由於流體控制元件的組裝效率獲得了簡化，故可減少加工系統停機進行維護的時間，進而降低生產成本。另一方面，由於流體控制元件可以輕易進行組裝，故可避免作業人員因長時間在危險環境作業而造成公安意外的情形發生。

本發明部分實施例提供一種流體控制元件。流體控制元件包括一第一固定座及一第二固定座。流體控制元件更包括一閥座。閥座設置於第一固定座與第二固定座之間。流體控制元件也包括一閥體。閥體設置於閥座內並配置用以改變通過閥座的氣體的流量。第一固定座包括一橫向限位件。橫向限位件與閥座沿一橫軸方向排列且抵靠閥座。另外，閥座可移動於垂直橫軸方向的一縱軸方向，且橫向限位件限制閥座在橫軸方向上的位移。

在上述實施例中，閥座包括一橫向限位平面。橫向限位平面在橫軸方向上直接接觸橫向限位件。

在上述實施例中，閥座更包括一軸向限位平面。 軸向限位平面位於橫向限位平面的一側，並直接接觸橫向限位件的一端面。於是，軸向限位平面限制閥座在一長軸方向上的位移。上述長軸方向是垂直橫軸方向與縱軸方向。

在上述實施例中，第一固定座包括一軸向限位件。軸向限位件連結橫向限位件面向橫向限位平面的一側。另外，閥座包括一滑槽。滑槽形成於橫向限位平面之上，並沿縱軸方向延伸。軸向限位件設置於滑槽內。於是，滑槽限制閥座在一長軸方向上的位移。上述長軸方向垂直橫軸方向與縱軸方向。

在上述實施例中，橫向限位平面相對橫向限位件傾斜。

在上述實施例中，第一固定座與該第二固定座至少其中一者包括一縱向限位件，該縱向限位件與該閥座沿該縱軸方向排列且抵靠該閥座，以限制該閥座在縱軸方向上的位移。

在上述實施例中，流體控制元件更包括一鎖附螺栓、一抵靠螺栓以及一殼體。殼體連結閥座並覆蓋第一固定座或第二固定座的一外表面。殼體被一外鎖附螺孔與一虛設螺孔所貫穿。並且，一內鎖附螺孔對齊外鎖附螺孔並形成於外表面。當閥座固定在第一固定座與第二固定座之間時，鎖附螺栓設置於外鎖附螺孔及內鎖附螺孔內。當閥座自第一固定座與第二固定座分離時，鎖附元件自內鎖附螺孔分離，且抵靠螺栓設置於虛設螺孔中，並抵靠外表面。

本發明部分實施例提供一種使用流體控制元件 的方法。上述方法包括固定一第一固定座於一上游氣體管道。上述方法更包括固定一第二固定座於一下游氣體管道。上述方法也包括移動一閥座進入位於第一固定座與第二固定座之間的一固定位置。第一固定座包括一橫向限位件。橫向限位件與閥座沿一橫軸方向排列且抵靠閥座。在閥座移動進入位於第一固定座與第二固定座之間的固定位置的過程中，橫向限位件限制閥座在橫軸方向上的位移。

在部分實施例中，閥座包括一橫向限位平面，橫向限位平面在橫軸方向上直接接觸橫向限位件且相對於橫向限位件傾斜。在閥座移動進入位於第一固定座與第二固定座之間的固定位置的過程中，逐漸增加橫向限位件與橫向限位平面間的阻力。

在部分實施例中，上述方法更包括在一連結閥座的一虛設螺孔中設置一抵靠螺栓。虛設螺孔面向第一固定座或第二固定座的一外表面。另外，上述方法包括旋轉抵靠螺栓，使抵靠螺栓抵靠第一固定座或第二固定座的外表面，並推動閥座離開位於第一固定座與第二固定座之間的固定位置。

以上概略說明了本發明數個實施例的特徵，使所屬技術領域中具有通常知識者對於後續本發明的詳細說明可更為容易理解。任何所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解到本說明書可輕易作為其它結構或製程的變更或設計基礎，以進行相同於本發明實施例的目的及/或獲得相同的優點。任何所屬技術領域中具有通常知識者也可理解與上述等 同的結構或製程並未脫離本發明之精神和保護範圍內，且可在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾。

Claims (10)

1. 一種流體控制元件，包括：一第一固定座；一第二固定座；一閥座，設置於該第一固定座與該第二固定座之間；以及一閥體，設置於該閥座內並配置用以改變通過該閥座的氣體的流量；其中，該第一固定座包括一橫向限位件，該橫向限位件與該閥座沿一橫軸方向排列且抵靠該閥座；其中，該閥座可移動於垂直該橫軸方向的一縱軸方向，且該橫向限位件限制該閥座在該橫軸方向上的位移。
2. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制元件，其中該閥座包括一橫向限位平面，該橫向限位平面在該橫軸方向上直接接觸該橫向限位件。
3. 如申請專利範圍第2項所述之流體控制元件，其中該閥座更包括一軸向限位平面，該軸向限位平面位於該橫向限位平面的一側，並直接接觸該橫向限位件的一端面；其中，該軸向限位平面限制該閥座在一長軸方向上的位移，該長軸方向垂直該橫軸方向與該縱軸方向。
4. 如申請專利範圍第2項所述之流體控制元件，其中該第一固定座包括一軸向限位件，該軸向限位件連結該橫向限位件面向該橫向限位平面的一側；並且該閥座包括一滑槽，該滑槽形成於該橫向限位平面之上，並沿該縱軸方向延伸； 其中，該軸向限位件設置於該滑槽內，且該滑槽限制該閥座在一長軸方向上的位移，該長軸方向垂直該橫軸方向與該縱軸方向。
5. 如申請專利範圍第2項所述之流體控制元件，其中該橫向限位平面相對該橫向限位件傾斜。
6. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制元件，其中該第一固定座與該第二固定座至少其中一者包括一縱向限位件，該縱向限位件與該閥座沿該縱軸方向排列且抵靠該閥座，以限制該閥座在該縱軸方向上的位移。
7. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制元件，更包括：一鎖附螺栓；一抵靠螺栓；一殼體，連結該閥座並覆蓋該第一固定座或該第二固定座的一外表面，其中該殼體被一外鎖附螺孔與一虛設螺孔所貫穿，並且一內鎖附螺孔對齊該外鎖附螺孔並形成於該外表面；當該閥座固定在該第一固定座與該第二固定座之間時，該鎖附螺栓設置於該外鎖附螺孔及該內鎖附螺孔內；並且當該閥座自該第一固定座與該第二固定座分離時，該鎖附元件自該內鎖附螺孔分離，且該抵靠螺栓設置於該虛設螺孔中，並抵靠該外表面。
8. 一種使用流體控制元件的方法，包括：固定一第一固定座於一上游氣體管道；固定一第二固定座於一下游氣體管道；以及 移動一閥座進入位於該第一固定座與該第二固定座之間的一固定位置；其中，該第一固定座包括一橫向限位件，該橫向限位件與該閥座沿一橫軸方向排列且抵靠該閥座，在該閥座移動進入位於該第一固定座與該第二固定座之間的該固定位置的過程中，該橫向限位件限制該閥座在該橫軸方向上的位移。
9. 如申請專利範圍第8項所述使用流體控制元件的方法，其中該閥座包括一橫向限位平面，該橫向限位平面在該橫軸方向上直接接觸該橫向限位件且相對於該橫向限位件傾斜；其中，在該閥座移動進入位於該第一固定座與該第二固定座之間的該固定位置的過程中，逐漸增加該橫向限位件與該橫向限位平面間的阻力。
10. 如申請專利範圍第8項所述使用流體控制元件的方法，更包括：在一連結該閥座的一虛設螺孔中設置一抵靠螺栓，該虛設螺孔面向該第一固定座或該第二固定座的一外表面；以及旋轉該抵靠螺栓，使該抵靠螺栓抵靠該第一固定座或該第二固定座的該外表面，並推動該閥座離開位於該第一固定座與該第二固定座之間的該固定位置。