TWM537711U - 整合執行的氣體供應系統 - Google Patents

Description

整合執行的氣體供應系統

揭示的是整合執行的氣體供應系統。氣體和系統適合使用於半導體製造工業，並且包括高純度氣體和特用氣體。

高純度氣體和特用氣體是半導體製造工業所不可或缺的原料。它們經常儲存在鋼瓶和儲槽中，並且供應到半導體製程所使用的處理工具。半導體製程包括擴散、化學氣相沉積(chemical vapor deposition，CVD)、原子層沉積(atomic layer deposition，ALD)、蝕刻、摻雜、離子佈植、濺鍍……。氣體鋼瓶典型而言位在氣體鋼瓶櫥室裡。較大的儲槽或容器則典型而言儲存在適合氣體使用之特別設計的儲存院區。

高純度氣體和特用氣體的範例包括氨(NH₃)、胂(AsH₃)、三氯化硼(BCl₃)、二氧化碳(CO₂)、氯(Cl₂)、二氯矽烷(SiH₂Cl₂)、二矽烷(Si₂H₆)、溴化氫(HBr)、氯化氫(HCl)、氟化氫(HF)、氧化亞氮(N₂O)、全氟丙烷(C₃F₈)、六氟化硫(SF₆)、膦(PH₃)、六氟化鎢(WF₆)和類似者

於半導體製程應用，典型而言包含相同高純度氣體或特用氣體的二或更多個鋼瓶儲存在一氣體鋼瓶櫥室中。關於鋼瓶上之氣體輸出的閥是由氣體鋼瓶櫥室的控制面板所控制以開啟或關閉閥。當控制面板無法 適當控制閥時，閥是關閉的並且氣體不傳遞到半導體製程。在此情況下，應用了執行氣體供應系統以迫使閥開啟，並且使氣體鋼瓶繼續進給氣體到半導體製程裡。當控制面板設計成手動操作時，沒有特殊訓練的人們可以迫使控制面板供應氣體。這可以致使二或更多個鋼瓶同時供應氣體，而可以導致浪費氣體。對於手動操作控制面板的存取沒有限制也可以導致嚴重的保全問題。

頒給Loiseau等人的美國專利第4,597,406號揭示從二個容器中的任一者、在恆定壓力下來傳遞高純度氣體的安裝設施，其中每個容器經由分開的供應管線和切換系統而連接到利用出口。

台灣專利第I233140號揭示用於氣體鋼瓶櫥室的強迫空氣供應裝置。

仍然需要以安全和有效率的方式而從氣體櫥室中的氣體鋼瓶來傳遞特用氣體，特別是當需要強迫氣體供應時。

揭示的是整合執行的氣體供應系統，其從氣體鋼瓶櫥室中的氣體鋼瓶供應氣體到半導體製程，該氣體適合使用作為半導體氣體，該系統包括：氣動供應線，其供應氣動氣體到系統；氣動電磁閥歧管，其具有二個氣動電磁閥而分別連接到氣體鋼瓶上的二個氣動閥；選擇器開關；以及AND邏輯閘，其連接到選擇器開關和氣體鋼瓶上的二個氣動閥；其中，當氣動電磁閥歧管適當工作時，氣動氣體驅動二個氣動電磁閥以分別開啟氣體鋼瓶上的二個氣動閥，藉此氣體從氣體鋼瓶釋放並且傳遞到半導體製程；當氣動電磁閥歧管異常工作時，打開選擇器開關，然後氣動氣體通過 選擇器開關和AND邏輯閘以開啟氣體鋼瓶上的二個氣動閥，藉此，氣體從氣體鋼瓶釋放並且傳遞到半導體製程。

揭示的是整合氣體供應系統，其從氣體鋼瓶櫥室中的二個氣體鋼瓶來供應氣體，該氣體適合使用作為半導體氣體，而二個氣體鋼瓶不同時工作，該系統包括：氣動供應線，其供應氣動氣體到系統；第一氣動氣體流動路徑，其包括二個氣動電磁閥歧管，二個歧管各具有二個氣動電磁閥而分別連接到二個氣體鋼瓶上的二個氣動閥；以及第二氣動氣體流動路徑，其包括選擇器開關和二個AND邏輯閘，二個AND邏輯閘分別各連接到選擇器開關和二個氣體鋼瓶上的二個氣動閥；其中，當第一氣動氣體流動路徑適當工作時，氣動氣體驅動氣動電磁閥歧管上的二個氣動電磁閥以分別開啟二個氣體鋼瓶中之一者上的二個氣動閥，藉此儲存在二個氣體鋼瓶中之一者的氣體釋放並且傳遞到半導體製程；當二個氣體鋼瓶中的一者排盡所有的氣體時，氣動氣體驅動另一氣動電磁閥歧管上的二個氣動電磁閥以分別開啟另一氣體鋼瓶上的二個氣動閥，藉此儲存在另一氣體鋼瓶中的氣體釋放並且傳遞到半導體製程；當第一氣動氣體流動路徑異常工作時，第二氣動氣體流動路徑開始工作，其中選擇器開關切換成開啟於二個氣體鋼瓶中的該一者，然後氣動氣體通過選擇器開關和二個AND邏輯閘中的一者以開啟二個氣體鋼瓶中之該一者上的二個氣動閥，藉此，氣體傳遞到半導體製程；當二個氣體鋼瓶中的該一者排盡所有的氣體時，選擇器開關切換成開啟於另一氣體鋼瓶，然後氣動氣體通過選擇器開關和另一AND邏輯閘以開啟另一氣體鋼瓶上的二個氣動閥，藉此，氣體傳遞到半導體製程。

揭示的是迫使供應氣體從氣體鋼瓶櫥室中的二個氣體鋼瓶到半導體製程的方法，該氣體適合使用作為半導體氣體，而二個氣體鋼瓶不同時工作，該方法包括以下步驟：從氣動供應線提供氣動氣體到整合執行的氣體供應系統，該系統包括第一氣動氣體流動路徑(其具有二個氣動電磁閥歧管，其各具有二個氣動電磁閥而分別連接到二個氣體鋼瓶上的二個氣動閥)和第二氣動氣體流動路徑(其具有選擇器開關和二個AND邏輯閘，二個AND邏輯閘分別各連接到選擇器開關和二個氣體鋼瓶上的二個氣動閥)；其中，當第一氣動氣體流動路徑適當工作時，氣動氣體驅動一氣動電磁閥歧管上的二個氣動電磁閥以分別開啟二個氣體鋼瓶中之一者上的二個氣動閥，藉此儲存在二個氣體鋼瓶中之該一者中的氣體傳遞到半導體製程；當二個氣體鋼瓶中的該一者排盡所有的氣體時，氣動氣體驅動另一氣動電磁閥歧管上的二個氣動電磁閥以分別開啟另一氣體鋼瓶上的二個氣動閥，藉此儲存在另一氣體鋼瓶中的氣體傳遞到半導體製程；以及當第一氣動氣體流動路徑異常工作而導致工作氣體鋼瓶停止供應氣體時，將選擇器開關切換成開啟於工作氣體鋼瓶，如此則氣動氣體通過選擇器開關和二個AND邏輯閘中的一者以開啟工作氣體鋼瓶上的二個氣動閥，藉此，氣體傳遞到半導體製程。

100‧‧‧整合執行的氣體供應系統

101a‧‧‧用於一鋼瓶的控制機制

101b‧‧‧用於第二鋼瓶的控制機制

101c‧‧‧整合控制裝置

102‧‧‧氣動供應線

104‧‧‧氣動電磁閥歧管

106a~106l‧‧‧氣動電磁閥

108a、108b‧‧‧氣體耦合裝置

110a、110b‧‧‧氣體耦合裝置

112‧‧‧氣動電磁閥歧管

114a~114l‧‧‧氣動電磁閥

115a‧‧‧第一鋼瓶

115b‧‧‧第二鋼瓶

116a‧‧‧高壓隔絕閥

116b‧‧‧自動轉換閥

117a、117b‧‧‧調節器

118a‧‧‧高壓隔絕閥

118b‧‧‧自動轉換閥

120‧‧‧氣動選擇器開關

122、124‧‧‧AND邏輯閘

126、128‧‧‧氣體指示器

200‧‧‧既有的執行氣體供應系統

201a‧‧‧用於一鋼瓶的控制機制

201b‧‧‧用於第二鋼瓶的控制機制

202‧‧‧氣動供應線

204‧‧‧氣動電磁閥歧管

206a~206l‧‧‧氣動電磁閥

208a、208b‧‧‧氣體耦合裝置

210a、210b‧‧‧氣體耦合裝置

212‧‧‧氣動電磁閥歧管

214a~214l‧‧‧氣動電磁閥

216a‧‧‧高壓隔絕閥

216b‧‧‧自動轉換閥

218a‧‧‧高壓隔絕閥

218b‧‧‧自動轉換閥

220‧‧‧殘餘壓力釋放閥

222、224‧‧‧開關

226‧‧‧氣動供應線

為了進一步了解本新型的本質和目的，應參考以下的【實施方式】並搭配伴隨的圖式，其中相同的元件賦予了相向或類似的參考數字，並且其中：圖1是整合執行的氣體供應系統之方塊圖解； 圖2是具有控制閥之第一和第二鋼瓶的方塊圖解；圖3是流程圖，其顯示具有圖1所示之整合執行的氣體供應系統之氣體供應的處理步驟；以及圖4是既有之執行氣體供應系統的方塊圖解。

揭示的是整合執行的氣體供應系統和方法，其從氣體鋼瓶櫥室中的氣體鋼瓶供應氣體到半導體製程。在正常情況下，傳遞氣體到半導體製程的氣體鋼瓶是由氣體鋼瓶櫥室的控制面板所控制。控制面板控制氣體鋼瓶上之開關閥的開或關以分別傳遞氣體或關閉氣體。當氣體鋼瓶排盡其所有的氣體時，控制面板自動切換到下一個氣體鋼瓶，以便繼續進給氣體到半導體製程。當控制面板功能異常時，氣體鋼瓶上的閥則關閉，並且氣體鋼瓶無法傳遞氣體。於此情形，揭示之整合執行的氣體供應系統則與控制面板整合，並且能夠迫使氣體鋼瓶繼續提供氣體到半導體製程，藉此避免因為控制面板的功能異常而中斷供應氣體。揭示之整合執行的氣體供應系統具有安全控制，並且僅允許經訓練的人員來操作系統，這避免了浪費氣體和潛在的安全議題。

揭示之整合執行的氣體供應系統使用按鍵操作式氣動選擇器開關和數位AND邏輯閘，其整合於氣體鋼瓶櫥室的控制面板中以一個接一個的操作氣體鋼瓶櫥室中的鋼瓶來供應氣體到半導體製程。

圖1是整合執行的氣體供應系統之方塊圖解。整合執行的氣體供應系統100可以安裝於氣體鋼瓶櫥室的控制面板中，該櫥室則儲存了包含用於半導體製程之高純度或特用氣體的氣體鋼瓶。高純度或特用氣體 可以是氨(NH₃)、胂(AsH₃)、三氯化硼(BCl₃)、二氧化碳(CO₂)、氯(Cl₂)、二氯矽烷(SiH₂Cl₂)、二矽烷(Si₂H₆)、溴化氫(HBr)、氯化氫(HCl)、氟化氫(HF)、氧化亞氮(N₂O)、全氟丙烷(C₃F₈)、六氟化硫(SF₆)、膦(PH₃)、六氟化鎢(WF₆)和類似者。整合執行的氣體供應系統100可以控制氣體鋼瓶櫥室中的二或更多個氣體鋼瓶。圖1僅顯示控制二個氣體鋼瓶(未顯示)的整合執行的氣體供應系統100。此技藝的一般技術者基於在此的教導則會體認如何增加額外的鋼瓶。

圖1的虛線部分101a是指用於氣體鋼瓶櫥室(未顯示)中之一鋼瓶(未顯示)的控制機制，並且圖1的虛線部分101b是指用於第二鋼瓶(未顯示)的控制機制。整合執行的氣體供應系統100包括氣動供應線102，其供應氣動氣體以操作系統100中的所有氣動閥和構件。來自氣動供應線102的氣動氣體可以是乾燥的空氣或N₂，並且可以具有每平方公分6到8公斤或類似的壓力。氣動電磁閥歧管104和112分別包括氣動電磁閥106a到106l和114a到114l。氣動電磁閥106a到106l和114a到114l控制連接到系統中之氣體鋼瓶的多樣氣動閥。當氣動電磁閥106a到06l或114a到114l是開啟時，來自氣動供應線102的氣動氣體經過氣動電磁閥106a到106l或114a到114l而送到連接於系統中之氣體鋼瓶的多樣氣動閥，多樣的氣動閥然後被打開。相對而言，當氣動電磁閥106a到106l或114a到114l是關閉時，來自氣動供應線102的氣動氣體不經過氣動電磁閥106a到106l或114a到114l而流動到連接於系統中之氣體鋼瓶的多樣氣動閥，多樣的氣動閥便維持關閉。

氣動電磁閥106a到106l可以用來開關第一鋼瓶上之多樣的 氣動閥；而氣動電磁閥114a到114l可以用來控制第二鋼瓶上之多樣的氣動閥。多樣的氣動閥可以選自自動鋼瓶閥(automatic cylinder valve，ACV)、清洩氣體隔絕閥(purge gas isolation valve，PGI)、高壓排氣閥(high pressure vent valve，HPV)、雙重排氣隔絕閥(double vent isolation valve，DVI)、低壓排氣閥(low pressure vent valve，LPV)、文氏真空供應閥(Venturi vacuum supply valve，VVS)、雙重清洩隔絕閥(double purge isolation valve，DPI)、高壓洩漏測試閥(high pressure leak test valve，HPL)、鋼瓶安全裝置(cylinder safety device，CSC)及其組合。當鋼瓶排盡氣體時，多樣的氣動電磁閥106a到106l或114a到114l中的某些者可以用來清洩鋼瓶。

整合執行的氣體供應系統100也包括高壓隔絕閥(high pressure isolation valve，HPI)116a和118a與自動轉換閥(auto switch over valve，ASO)116b和118b，其連接到鋼瓶115a或115b(也見圖2)。這些閥切換鋼瓶的開或關以供應氣體到半導體製程。適合HPI 116a和118a與ASO 116b和118b的閥包括氣動電磁閥，舉例而言為SMC(印第安那州Noblesville的美國SMC公司)所做的3/2電磁閥V114。此技藝的一般技術者所熟知之其他適合的閥也可以用於HPI 116a和118a與ASO 116b和118b。HPI 116a和ASO 116b連接到第一鋼瓶；HPI 118a和ASO 118b連接到第二鋼瓶。在工作條件下，氣動電磁閥106b和106g或114b和114g控制個別鋼瓶上之HPI 116a和ASO 116b或HPI 118a和ASO 118b的開啟和關閉。此技藝的一般技術者將體認替代選擇性氣動電磁閥(亦即106c和106h……)也可以控制HPI 116a和ASO 116b或HPI 118a和ASO 118b的開啟和關閉，而不偏離在此的教導。

圖2是第一鋼瓶115a或第二鋼瓶115b的方塊圖解，其具有 高壓隔絕閥(HPI)116a和118a以及自動轉換閥(ASO)116b和118b，而由控制面板和整合執行的氣體供應系統100(未顯示)所控制。對於第一鋼瓶115a來說，HPI 116a安裝到第一鋼瓶115a而在相同於圖1所示的氣動供應線102上以控制從第一鋼瓶115a的氣體釋放。調節器117a連接到HPI 116a並且調節從第一鋼瓶115a出來之氣體的流動速率。ASO 116b然後連接到調節器117a。也就是說，對於第一鋼瓶115a而言，HPI 116a、調節器117a、ASO 116b串聯連接，如此則從第一鋼瓶115a流動出來的氣體從HPI 116a流動到調節器117a然後到ASO 116b。當HPI 116a和ASO 116b是開啟時，氣體從第一鋼瓶115a傳遞到半導體製程。相對而言，當HPI 116a和ASO 116b是關閉時，沒有氣體從第一鋼瓶115a傳遞到半導體製程。

類似而言，對於第二鋼瓶115b來說，HPI 118a、調節器117b、ASO 118b串聯連接，如此則從第二鋼瓶115b流動出來的氣體從HPI 118a流動到調節器117b然後到ASO 118b。當HPI 118a和ASO 118b是開啟時，氣體從第二鋼瓶115b傳遞到半導體製程。當HPI 118a和ASO 118b是關閉時，沒有氣體從第二鋼瓶115b傳遞到半導體製程。

返回到圖1，整合執行的氣體供應系統100進一步包括整合控制裝置101c，其具有氣動選擇器開關120與AND邏輯閘122和124。氣動選擇器開關120是按鍵操作式選擇器開關，並且需要從氣動供應線102供應氣動氣體以工作。適合氣動選擇器開關120的開關包括市售可得的按鍵操作式選擇器開關。舉例而言，可以使用Parker(俄亥俄州Cleveland)所生產的按鍵操作式選擇器開關(型號ZB4BG3)。此技藝的一般技術者所熟知之其他類型的按鍵操作式選擇器開關也可以用於整合執行的氣體供應系統 100。

按鍵操作式選擇器開關120具有三個位置選項，亦即左、中、右，而按鍵從中央位置撤出。舉例而言，左位置可以連接到第一鋼瓶115a，並且右位置可以連接到第二鋼瓶115b。當按鍵是在中央位置時，沒有氣體流動。當氣動選擇器開關120轉到左或右時，氣動選擇器開關120的按鍵不是可移除的，這對系統而言增加了安全控制。

AND邏輯閘122和124要求從氣動選擇器開關120輸入的氣動氣體和從氣動供應線102輸入的氣動氣體。AND邏輯閘122和124僅當來自氣動供應線102的氣動氣體和來自選擇器開關120的氣動氣體同時通過它們時工作。適合的AND邏輯閘包括任何市售可得的AND邏輯閘，例如來自Parker(俄亥俄州Cleveland)而具有型號PLL-C10的AND元件。此技藝的一般技術者會體認其他AND邏輯閘也可以用於整合執行的氣體供應系統100，而不偏離在此的教導。

氣體指示器126和128包括在整合執行的氣體供應系統100中以示範整合執行的氣體供應系統100何時是在使用中。當氣動氣體通過氣體指示器126和128時，氣體指示器126和128改變顏色。結果，氣體指示器126和128提供系統資訊(例如正在工作或不工作)給操作人員。氣體指示器126和128是由氣動氣體而非電力所控制。當沒有電力時，氣體指示器126和128仍然工作。氣體指示器126和128分別安裝在AND邏輯閘122和124的下游。適合的氣動氣體指示器126或128可以是市售可得的，例如來自Parker(俄亥俄州Cleveland)的PLL-C1022mm目視指示器。此技藝的一般技術者會體認其他目視指示器也可以用於整合執行的氣體供應系統 100，而不偏離在此的教導。氣動指示器126和128可以在一位置是黑色並且在另一位置是有顏色的。有色的位置可以對應於有壓力(「開」指示器)或無壓力(「關」指示器)。

在氣體指示器126和128的下游，氣動供應線102分成二條分支，其分別連接到HPI 116a、ASO 116b以及HPI 118a、ASO 118b。整合執行的氣體供應系統100進一步包括氣體耦合裝置108a、108b、110a、110b，其各具有二個輸入和一個輸出。氣體耦合裝置108a、108b、110a、110b是單向氣體耦合裝置，其可以避免氣動氣體回流。每個氣體耦合裝置的二個輸入連接到氣動電磁閥106b、106g、114b或114g，並且分別連接到連接於AND邏輯閘122或124之氣動氣體管道的分支。每個氣體耦合裝置的一個輸出則分別連接到HPI 116a、ASO 116b、HPI 118a或ASO 118b。

以此組態來說，整合執行的氣體供應系統100提供二條氣動氣體流動路徑。於第一氣動氣體流動路徑，來自氣動供應線102的氣動氣體通過氣動電磁閥歧管104或112而到氣動電磁閥106b和106g或114b和114g，然後通過氣體耦合裝置108a和108b或110a和110b，然後抵達HPI 116a和ASO 116b或HPI 118a和ASO 118b。於第二氣動氣體流動路徑，來自氣動供應線102的氣動氣體通過氣動選擇器開關120而到AND閘122或124，然後通過氣動指示器126或128以及氣體耦合裝置108a和108b或110a和110b，然後抵達HPI 116a和ASO 116b或HPI 118a和ASO 118b。

在工作條件下，第一氣動氣體流動路徑自動工作，並且氣動選擇器開關120不工作。選擇器開關120的按鍵是在中間位置。二個鋼瓶假設是滿的，並且包含高純度氣體或特用氣體而要在例如200巴的高壓下供 應。打開氣動供應線102以提供氣動氣體給整合執行的氣體供應系統100。一旦氣動供應線102被打開，則氣動電磁閥歧管104上的氣動電磁閥106b和106g各使氣動氣體通過，然後分別抵達單向氣體耦合裝置108a和108b。氣動氣體然後送到第一鋼瓶115a的HPI 116a和ASO 116b以開啟HPI 116a和ASO 116b。結果，第一鋼瓶115a傳遞高純度或特用氣體到半導體製程。當第一鋼瓶115a排盡其所有的氣體時或在預定的切換點，第一鋼瓶115a上的HPI 116a和ASO 116b閥便由氣體鋼瓶櫥室的控制面板所自動關閉以停止供應氣體。

來自氣動供應線102的氣動氣體然後自動通過氣動電磁閥歧管104而到氣動電磁閥歧管112以開啟氣動電磁閥114b和114g，然後經過單向氣體耦合裝置110a和110b而抵達HPI 118a和ASO 118b以開啟HPI 118a和ASO 118b。因而，第二鋼瓶115b傳遞高純度或特用氣體到半導體製程。以此方式，整合執行的氣體供應系統100控制高純度或特用氣體從二個鋼瓶115a/115b傳遞到半導體製程。

此技藝的一般技術者將體認也可以使用壓力或重量低限以決定鋼瓶何時充分排洩而要求停止從該鋼瓶供應氣體。如果利用重量低限，則當第一鋼瓶的剩餘重量抵達低限重量時，它停止供應氣體，並且氣體櫥室的控制面板自動切換到第二鋼瓶以繼續供應氣體。如果利用壓力低限，則當第一鋼瓶的壓力抵達低限壓力時，它停止供應氣體，並且氣體櫥室的控制面板自動切換到第二鋼瓶以繼續供應氣體。

當在任何情況下而第一氣動氣體流動路徑不工作時，第一鋼瓶115a的HPI 116a和ASO 116b、第二鋼瓶115b的HPI 118a和ASO 118b或 此二者是關閉的，並且沒有高純度或特用氣體傳遞到半導體製程。在這緊急情況，為了持續進給高純度或特用氣體到半導體製程，第二氣動氣體流動路徑必須工作，並且迫使系統100供應高純度或特用氣體到半導體製程。如果第一鋼瓶115a被中斷和停止供應氣體，則經訓練的操作員可以使用按鍵而將氣動選擇器開關120從中間位置切換到左側，以使第一鋼瓶115a繼續供應高純度或特用氣體到半導體製程。一旦氣動選擇器開關120切換到第一鋼瓶115a，則來自氣動供應線102的氣動氣體通過氣動選擇器開關120並且抵達AND邏輯閘122。當來自氣動供應線102的氣動氣體和來自氣動選擇器開關120的氣動氣體同時送到AND邏輯閘122時，AND邏輯閘122便開啟，並且氣動氣體通過串聯的AND邏輯閘122、氣體指示器126、單向氣體耦合裝置108a和108b，而抵達第一鋼瓶115a的HPI 116a和ASO 116b以開啟HPI 116a和ASO 116b。AND邏輯閘122僅當來自氣動供應線102的氣動氣體和來自選擇器開關120的氣動氣體同時抵達AND邏輯閘122時工作。這也提供安全控制給系統100。結果，第一鋼瓶115a傳遞高純度或特用氣體到半導體製程。於此情形，氣體指示器126的顏色改變，而指出該一鋼瓶使用整合執行的氣體供應系統100之整合控制裝置101c而正被迫供應高純度或特殊氣體到半導體製程。

一旦第一鋼瓶115a根據壓力或標度重量低限而充分排洩並且停止工作，則一位經訓練的人員可以使用按鍵以將氣動選擇器開關120從左切換到右，而使第二鋼瓶115b供應高純度或特用氣體到半導體製程。一旦氣動選擇器開關120切換到第二鋼瓶115b上，則來自氣動供應線102的氣動氣體通過氣動選擇器開關120並且抵達AND邏輯閘124。當來自氣 動供應線102的氣動氣體和來自氣動選擇器開關120的氣動氣體同時送到AND邏輯閘124時，AND邏輯閘124便開啟，並且氣動氣體通過串聯的AND邏輯閘124、氣體指示器128、單向氣體耦合裝置110a和110b，而抵達第二鋼瓶的HPI 118a和ASO 118b。AND邏輯閘124僅當來自氣動供應線102的氣動氣體和來自選擇器開關120的氣動氣體同時送到AND邏輯閘124時工作。這也提供系統安全控制。結果，第二鋼瓶傳遞高純度氣體或特用氣體到半導體製程。於此情形，氣體指示器128的顏色改變，而指示第二鋼瓶115b使用整合執行的氣體供應系統100之整合控制裝置101c而正在工作以供應高純度或特用氣體到半導體製程。

如果第一鋼瓶115a洩光並且第二鋼瓶115b被中斷而停止供應氣體，則經訓練的人員可以使用按鍵以將氣動選擇器開關120切換到右以使第二鋼瓶115b供應高純度或特用氣體到半導體製程，如上所述。

此技藝的一般技術者將體認揭示之整合執行的氣體供應系統100不限於如在此揭示的控制二個鋼瓶，並且可以用來控制氣體鋼瓶櫥室中的多個鋼瓶。如果多重切換選擇器開關和對應數目的AND邏輯閘整合於執行氣體供應系統的控制面板，則相同數目的鋼瓶可以由系統100所控制。

圖3是流程圖，其顯示具有圖1所示之整合執行的氣體供應系統100之氣體供應的處理步驟。圖3包括自動模式和緊急手動操作模式二者。如圖3所示，氣體供應過程開始自氣體櫥室之控制面板上的線上模式，該櫥室包含二個氣體鋼瓶，舉例而言為左(L)和右(R)鋼瓶。首先假設二個鋼瓶是滿的，並且包含氣體(亦即高純度氣體或特用氣體)而要在例如200巴的 高壓下供應。

在正常自動模式的工作條件下，如果左鋼瓶先開始，則開啟左鋼瓶上的HPI和ASO閥，並且氣體從左鋼瓶供應到半導體製程。可以使用壓力或重量低限以決定左鋼瓶的供應何時必須停止。當左鋼瓶的剩餘重量抵達低限重量時(如果存在標度重量低限的話)，左鋼瓶停止供應氣體，並且氣體櫥室的控制面板自動切換到右鋼瓶以繼續供應氣體。如果存在壓力低限，則當左鋼瓶的壓力抵達低限壓力時，左鋼瓶停止供應氣體，並且氣體櫥室的控制面板自動切換到右鋼瓶以繼續供應氣體。

在從左鋼瓶或右鋼瓶供應氣體的期間，如果因為某種原因而控制面板的自動模式功能異常，則左鋼瓶和右鋼瓶便關閉，導致沒有氣體供應到半導體製程。由於半導體製程要求持續供應氣體，故使用整合執行的氣體供應系統100之整合控制裝置101c來操作緊急手動操作模式。

在緊急手動操作模式下，首先確認中斷的鋼瓶是左鋼瓶或右鋼瓶。然後，將氣動選擇器開關上的按鍵切換到左鋼瓶或右鋼瓶以經由AND邏輯閘而打開左鋼瓶或右鋼瓶上的HPI和ASO閥，並且左鋼瓶或右鋼瓶繼續供應氣體到半導體製程。一旦氣體流動開始，則將明顯的是當左鋼瓶或右鋼瓶的壓力或重量抵達低限壓力或標度重量時，再發生自動模式所進行的相同動作。如果功能異常發生在當櫥室中的左鋼瓶供應氣體之時，則切換選擇器開關上的按鍵切換到左鋼瓶。直到左鋼瓶基於壓力或標度重量低限是充分的排洩為止，切換選擇器開關上的按鍵然後才切換到右鋼瓶以使右鋼瓶繼續供應氣體。

圖4是既有之執行氣體供應系統的方塊圖解。如所示，系統 200是既有的執行氣體供應並且控制氣體鋼瓶櫥室(未顯示)中的二個鋼瓶(譬如第一鋼瓶和第二鋼瓶)。舉例而言，圖4的上部201a控制第一鋼瓶，並且圖4的下部201b控制第二鋼瓶。基本而言，數字202到218b具有的功能相同於圖1的數字102到118b。圖1和圖4之間的差異在於：圖1包括選擇器開關120與AND邏輯閘122和124的整合控制裝置101c是由圖4之額外的氣動供應線226、殘餘壓力釋放閥220、開關222和224所取代。

系統200也包括第一氣動氣體流動路徑和第二氣動氣體流動路徑。第一氣動氣體流動路徑相同於圖1的第一氣動氣體流動路徑，其一旦供應氣動氣體便自動開啟二個鋼瓶。尤其，來自氣動供應線202的氣動氣體通過氣動電磁閥歧管204或212而到氣動電磁閥206b和206g或到214b和214g再到氣體耦合裝置208a和208b，然後抵達第一或第二鋼瓶的HPI 216a和ASO 216b或是HPI 218a和ASO 218b以開啟HPI 216a和ASO 216b或是HPI 218a和ASO 218b。第二氣動氣體流動路徑是緊急手動操作系統，其當第一氣動氣體流動路徑無法工作時工作，但是圖4的緊急手動操作系統不使用整合到控制面板裡的任何數位元件。更特別而言，來自氣動供應線226的氣動氣體通過開關222或224以及單向氣體耦合裝置208a、208b或210a、210b，然後抵達第一或第二鋼瓶的HPI 116a和ASO 216b或是HPI 218a和ASO 218b以開啟HPI 216a和ASO 216b或是HPI 218a和ASO 218b。

在工作條件下，當第一氣動氣體流動路徑工作時，殘餘壓力釋放閥220維持開啟的，並且開關222和224維持關閉的。於此情形，第一和第二鋼瓶假設是滿的並且當中包含高純度氣體或特殊氣體。打開氣動供應線202以提供氣動氣體給系統200。一旦氣動供應線202被打開，則氣動 電磁閥歧管204上的氣動電磁閥206b和206g各自動使氣動氣體通過，然後分別抵達單向氣體耦合裝置208a和208b。氣動氣體然後抵達第一鋼瓶的HPI 216a和ASO 216b以開啟HPI 216a和ASO 216b。結果，第一鋼瓶傳遞高純度或特用氣體到半導體製程。當第一鋼瓶排盡所有的氣體時，第一鋼瓶上的HPI 216a和ASO 216b閥由氣體鋼瓶櫥室的控制面板所自動關閉以停止供應氣體。來自氣動供應202的氣動氣體然後自動送到氣動電磁閥歧管212以開啟電磁閥歧管212上的氣動電磁閥214b和214g，然後經過單向氣體耦合裝置210a和210b而抵達HPI 218a和ASO 218b，並且使第二鋼瓶傳遞高純度或特用氣體到半導體製程。以此方式，系統200控制高純度或特用氣體從第一和第二鋼瓶傳遞到半導體製程。類似於圖1所示範的系統100，可以使用壓力低限或標度重量低限以決定鋼瓶何時是充分排洩並且停止系統200中的供應氣體，如圖4所示範。

當在任何狀況下而第一氣動氣體流動路徑不工作時，第一鋼瓶的HPI 216a和ASO 216b與第二鋼瓶的HPI 218a和ASO 218b都是關閉的，並且沒有高純度或特用氣體傳遞到半導體製程。為了持續進給高純度或特用氣體到半導體製程，第二氣動氣體流動路徑必須工作以供應高純度或特用氣體到半導體製程。如果假設第一鋼瓶被中斷，則首先手動關閉殘餘壓力釋放閥220，以便確保來自氣動供應線226的氣動氣體送到開關222和224。當第一鋼瓶停止傳遞氣體時，手動打開開關222，並且開關224維持關閉。因而，來自氣動供應線226的氣動氣體通過單向氣體耦合裝置208a和208b以開啟HPI 216a和ASO 216b，並且第一鋼瓶被迫傳遞高純度或特用氣體到半導體製程。當第一鋼瓶充分排洩時，打開開關224，並且關閉開關 222。來自氣動供應線226的氣動氣體通過單向氣體耦合裝置210a和210b以開啟HPI 218a和ASO 218b，並且第二鋼瓶被迫傳遞高純度或特用氣體到半導體製程。

當操作第二氣動氣體流動路徑時，因為涉及許多閥，故操作員必須小心以提供正確的操作。第二氣動氣體流動路徑的操作可以輕易導致誤用，例如開關222和224都是打開的，導致二個鋼瓶同時工作並且浪費高純度或特用氣體。附帶而言，殘餘壓力釋放閥220可以未關閉，而使氣動氣體洩漏而無法提供開啟鋼瓶上之閥所需的壓力。再者，於系統200，殘餘壓力釋放閥220與開關222和224可以安裝在控制面板的外表面上而無任何保護。再者，殘餘壓力釋放閥220與開關222和224不是按鍵操作式開關。因此，任何人員即使沒有特殊訓練也可以存取控制面板來開啟系統並且迫使傳遞氣體，這可以引起嚴重的安全問題。

考慮【先前技術】的討論，上面的結果傾向於顯示執行氣體供應系統已經確定會有浪費氣體以及潛在安全的議題。

雖然本新型已經配合其特定的具體態樣來描述，不過顯然熟於此技藝者鑑於前面的敘述將明白有許多替代選擇、修改和變化。據此，打算涵蓋落於所附請求項之精神和寬廣範圍裡的所有此種替代選擇、修改和變化。本新型適當而言可以包括揭示的元件、由揭示的元件所構成或者基本上由揭示的元件所構成，並且可以在缺乏未揭示的元件下來實施。再者，如果有參照次序(例如第一和第二)的語言，則它應以範例性的意味而非限制性的意味來理解。舉例而言，熟於此技藝者可以體認特定的步驟可以組合成單一步驟。

單數形式「一」和「該」包括對複數的參照，除非上下文明確另有指示。

內文或申請專利範圍中的「約」或「差不多」意謂所述數值的±10%。

申請專利範圍中的「包括」是開放性轉折語詞，其意謂後續識別的請求項元件是非窮盡的列舉，亦即可以額外包括其他任何事物而維持在「包括」的範圍裡。「包括」在此如所必要的定義成涵蓋更為限定的轉折用語「基本上由……所構成」和「由……所構成」；「包括」因此可以由「基本上由……所構成」或「由……所構成」而維持在「包括」之明確定義的範圍裡。

申請專利範圍中的「提供」乃定義成意謂完備、供應、使之可得或準備某樣事物。在申請專利範圍沒有明確相反語言的情形下，步驟可以由任何動作者所執行。

「可選用的」意謂後續描述的事件或情況可以發生或可以不發生。該敘述包括事件或情況發生的例子以及它不發生的例子。

範圍可以在此表示成從約一特殊值和/或到約另一特殊值。當表示成此種範圍時，要了解另一具體態樣是從一特殊值和/或到另一特殊值，連同在該範圍裡的所有組合。

在此識別的所有參考文獻以及每一者所引證的特定資訊皆在此整個併入本案以為參考。

100‧‧‧整合執行的氣體供應系統

101a‧‧‧用於一鋼瓶的控制機制

101b‧‧‧用於第二鋼瓶的控制機制

101c‧‧‧整合控制裝置

102‧‧‧氣動供應線

104‧‧‧氣動電磁閥歧管

106a~106l‧‧‧氣動電磁閥

108a、108b‧‧‧氣體耦合裝置

110a、110b‧‧‧氣體耦合裝置

112‧‧‧氣動電磁閥歧管

114a~114l‧‧‧氣動電磁閥

116a‧‧‧高壓隔絕閥

116b‧‧‧自動轉換閥

118a‧‧‧高壓隔絕閥

118b‧‧‧自動轉換閥

120‧‧‧氣動選擇器開關

122、124‧‧‧AND邏輯閘

126、128‧‧‧氣體指示器

Claims (17)

1. 一種整合執行的氣體供應系統，其從氣體鋼瓶櫥室中的氣體鋼瓶供應氣體到半導體製程，該氣體適合使用作為半導體氣體，該系統包括：氣動供應線，其供應氣動氣體到該系統；氣動電磁閥歧管，其具有二個氣動電磁閥而分別連接到該氣體鋼瓶上的二個氣動閥；選擇器開關；以及AND邏輯閘，其連接到該選擇器開關和該氣體鋼瓶上的所述二個氣動閥，其中，當該氣動電磁閥歧管適當工作時，該氣動氣體驅動所述二個氣動電磁閥以分別開啟該氣體鋼瓶上的所述二個氣動閥，藉此該氣體從該氣體鋼瓶傳遞到該半導體製程；當該氣動電磁閥歧管異常工作時，該選擇器開關被打開，然後該氣動氣體通過該選擇器開關和該AND邏輯閘以開啟該氣體鋼瓶上的所述二個氣動閥，藉此，該氣體從該氣體鋼瓶傳遞到該半導體製程。
2. 如申請專利範圍第1項的系統，其中在該AND邏輯閘和該氣體鋼瓶上的所述二個氣動閥之間的該氣動供應線分成二條分支，每條分支分別連接到該氣體鋼瓶之所述二個氣動閥中的一者。
3. 如申請專利範圍第2項的系統，其進一步包括：二個單向氣體耦合裝置，每一者具有二個輸入和一個輸出，其中每個單向氣體耦合裝置的所述二個輸入分別連接到所述二個氣動電磁閥中的一者和該AND邏輯閘之所述二條分支中的一者，並且該一個輸出連接到該氣體鋼瓶上之所述二個氣 動閥中的一者。
4. 如申請專利範圍第3項的系統，其進一步包括：氣體指示器，其安裝在該AND邏輯閘的下游而在該氣動供應線分成所述二條分支之前。
5. 如申請專利範圍第4項的系統，其中該氣體指示器是由該氣動氣體而非電力所驅動。
6. 如申請專利範圍第1項的系統，其中該選擇器開關是按鍵操作式選擇器開關，其所具有的按鍵當該選擇器開關是在工作時是非可移除的。
7. 如申請專利範圍第1項的系統，其中來自該氣動供應線之該氣動氣體的壓力是每平方公分6到8公斤。
8. 如申請專利範圍第1項的系統，其中該氣體鋼瓶上的所述二個氣動閥分別是高壓隔絕閥和自動切換閥。
9. 一種整合氣體供應系統，其從氣體鋼瓶櫥室中的二個氣體鋼瓶來供應氣體，該氣體適合使用作為半導體氣體，所述二個氣體鋼瓶不同時工作，該系統包括：氣動供應線，其供應氣動氣體到該系統；第一氣動氣體流動路徑，其包括：二個氣動電磁閥歧管，其各具有二個氣動電磁閥而分別連接到所述二個氣體鋼瓶上的二個氣動閥；以及第二氣動氣體流動路徑，其包括：選擇器開關；以及二個AND邏輯閘，其分別各連接到該選擇器開關和所述二個氣體鋼瓶上的所述二個氣動閥， 其中，當該第一氣動氣體流動路徑適當工作時，該氣動氣體驅動該氣動電磁閥歧管上的所述二個氣動電磁閥以分別開啟所述二個氣體鋼瓶中之一者上的所述二個氣動閥，藉此儲存在所述二個氣體鋼瓶之該一者中的該氣體傳遞到該半導體製程；當所述二個氣體鋼瓶中的該一者排盡所有的氣體時，該氣動氣體驅動該另一氣動電磁閥歧管上的所述二個氣動電磁閥以分別開啟該另一氣體鋼瓶上的所述二個氣動閥，藉此儲存在該另一氣體鋼瓶中的該氣體傳遞到該半導體製程；當該第一氣動氣體流動路徑異常工作時，該第二氣動氣體流動路徑開始工作，其中該選擇器開關對於所述二個氣體鋼瓶中的該一者切換成打開，然後該氣動氣體通過該選擇器開關和所述二個AND邏輯閘中的一者以開啟所述二個氣體鋼瓶中之該一者上的所述二個氣動閥，藉此，該氣體傳遞到該半導體製程；當所述二個氣體鋼瓶中的該一者排盡所有的氣體時，該選擇器開關對於該另一氣體鋼瓶切換成打開，然後該氣動氣體通過該選擇器開關和該另一AND邏輯閘以開啟該另一氣體鋼瓶上的所述二個氣動閥，藉此，該氣體傳遞到該半導體製程。
10. 如申請專利範圍第9項的系統，其中在所述每個AND邏輯閘和每個氣體鋼瓶上的所述二個氣動閥之間的該氣動供應線分成二條分支，每條分支分別各連接到每個氣體鋼瓶之所述二個氣動閥中的一者。
11. 如申請專利範圍第10項的系統，其進一步包括：二個單向氣體耦合裝置，其各具有二個輸入和一個輸出，其中每個單向氣體耦合裝置的所述二個輸入分別連接到所述二個氣動電磁閥中的一者和該AND邏輯閘之所述二條分支中的一者，並且每個單向氣體耦合裝置的該一個輸出連接到該氣 體鋼瓶上之所述二個氣動閥中的一者。
12. 如申請專利範圍第11項的系統，其進一步包括：二個氣體指示器，其分別安裝在所述二個AND邏輯閘的下游而在該氣動供應線分成二條分支之前，以提供系統資訊給操作人員。
13. 如申請專利範圍第12項的系統，其中該氣體指示器是由該氣動氣體而非電力所驅動。
14. 如申請專利範圍第9項的系統，其中使用壓力低限或標度重量低限來決定所述二個鋼瓶中的任一者何時充分排洩並且停止供應該氣體。
15. 如申請專利範圍第9項的系統，其中該選擇器開關是按鍵操作式選擇器開關，其所具有的按鍵當該選擇器開關是在工作時是非可移除的。
16. 如申請專利範圍第9項的系統，其中來自該氣動供應線之該氣動氣體的壓力是每平方公分6到8公斤。
17. 如申請專利範圍第9項的系統，其中所述二個氣體鋼瓶之任一者上的所述二個氣動閥分別是高壓隔絕閥和自動切換閥。