[發明專利]氣體混合輸出系統及方法

在審

• 申請號: 201911075458.2
• 申請日: 2019-11-06
• 公開（公告）號: CN112780947A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 簡士堡;李仁捷;陳煖妮
• 申請（專利權）人: 信纮科技股份有限公司
• 主分類號: F17D1/02
• 分類號: F17D1/02;F17D3/01;F17D5/00
• 代理公司: 北京偉思知識產權代理事務所(普通合伙) 11725
• 代理人: 聶寧樂;張莉

一種氣體混合輸出系統包括供應多種氣體的多個氣體供應單元、氣體穩壓裝置及氣體緩沖單元，其中氣體供應單元用以供應多種氣體，且混合成混合氣體；氣體穩壓裝置連通于該多個氣體供應單元，且調控混合氣體在預設壓力范圍；氣體緩沖單元連通于氣體穩壓裝置，且回授混合氣體的輸出流量值及輸出壓力值至氣體供應單元，使氣體供應單元調節來自氣體供應單元的混合氣體的流量；氣體穩壓裝置監測混合氣體的壓力值；當混合氣體的壓力值超出預設壓力范圍時，氣體穩壓裝置開始動作，使混合氣體的壓力值回歸預設壓力范圍。一種氣體混合輸出方法亦在此揭露。

技術領域

本發明與氣體混合系統有關；特別是指一種氣體混合輸出系統及方法。

背景技術

在高科技領域中，需要利用濃度穩定的混合氣體，用以制造高科技產品零部件(例如，半導體晶片、顯示裝置、觸控面板等)。這類濃度穩定的混合氣體通常以固定壓力及固定流量的方式供應至上述高科技產品零部件的制造機臺。

舉例來說，半導體制程針對混合氣體的濃度精度有嚴苛要求，混合氣體的濃度精度需達設定值±0.0N％才能符合標準。以4％H₂/96％N₂為例，混合氣體的濃度精度需符合4％±0.12％混合精度，方能供應予半導體制程使用。

一般而言，氣體混合系統系利用質量流量控制器(MFC)控制純氣體的輸出流量及壓力；然而，由于MFC的機械結構限制，其一次側及二次側的壓力差值必須在15-20psi，方能穩定氣體的質量流量控制，因此傳統的氣體混合系統必須設一混合下限流量，以確保MFC準確控制氣體流量。傳統的氣體混合系統可在300LPM以下進行氣體混合，其在氣體混合槽的下游處設置有開度固定或半固定式裝置，如背壓閥或限流孔，以維持MFC一次側及二次側的壓力差值。然而，當設備氣體流量提升且使用過程中流量變化極大50～1000LPM時，這類傳統的氣體混合系統無法提供穩定混合氣體的濃度精度，即若所需的混合氣體的流量大幅度地變動時，則超出傳統的氣體混合系統的固定開度之背壓閥的調控能力范圍，以致混合氣體的濃度精度等相關參數失衡，無法符合上述制造機臺的使用需求。

綜上可知，現有的氣體混合輸出系統及方法仍有待改良，以改善傳統氣體混合輸出系統及方法所存在的諸多問題。

發明內容

有鑒于此，本發明之目的在于提供一種氣體混合輸出系統及方法，其利用氣體穩壓裝置依據所需的混合氣體的流量調整氣體穩壓裝置的開度，以維持氣體供應單元于一次側及二次側的壓力差值位于一預設范圍內，確保氣體供應單元正常運作，準確控制氣體的濃度及流量，進而維持混合氣體的濃度精度。

緣以達成上述目的，本發明提供的一種氣體混合輸出系統包括多個氣體供應單元、一氣體穩壓裝置以及一氣體緩沖單元；該多種氣體供應單元用以供應多種氣體，且該多種氣體系混合成一混合氣體；該氣體穩壓裝置連通于該多個氣體供應單元，用以調控該混合氣體在一預設壓力范圍；該氣體緩沖單元連通于該氣體穩壓裝置，用以回授該混合氣體的一輸出流量值及一輸出壓力值至該多個氣體供應單元，使該多個氣體供應單元依據該輸出流量值及該輸出壓力值調節來自該多個氣體供應單元的該混合氣體的流量；其中，該氣體穩壓裝置包括一氣體壓力計及一壓力控制器，該氣體壓力計系用以監測該混合氣體的壓力值，且該壓力控制器系用以控制該混合氣體的壓力值；該壓力控制器系通信連接于該氣體壓力計；當來自該多個氣體供應單元的該混合氣體的流量產生變化，且該氣體壓力計監測來自該多個氣體供應單元的該混合氣體的壓力值超出該預設壓力范圍時，該壓力控制器從該氣體壓力計接收一第一調控訊號，且該壓力控制器根據該第一調控訊號開始動作，使該混合氣體的壓力值回歸該預設壓力范圍。

本發明的另一目的是提供一種氣體混合輸出方法，其包括至少以下步驟：

提供多種氣體；

混合該多種氣體成一混合氣體；

利用一氣體穩壓裝置，調控該混合氣體在一預設壓力范圍，該氣體穩壓裝置連通于該多個氣體供應單元；以及