[發(fā)明專利]氣體質(zhì)量流量控制器和氣體質(zhì)量流量控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110579201.1
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113324605B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何漫麗;牟昌華;蘇乾益
• 申請（專利權(quán)）人: 北京七星華創(chuàng)流量計有限公司
• 主分類號: G01F1/86
• 分類號: G01F1/86
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;王婷

本發(fā)明實(shí)施例提供的氣體質(zhì)量流量控制器和氣體質(zhì)量流量控制方法，其流量傳感器用于實(shí)時檢測氣體通道中的氣體流量值；流量調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)氣體通道中的氣體流量；壓力傳感器用于實(shí)時檢測氣體通道中指定位置處的氣體壓力值；溫度傳感器用于實(shí)時檢測在氣體通道的入口處的氣體溫度值；控制單元用于根據(jù)氣體壓力值、氣體溫度值和設(shè)定流量值，以及預(yù)先存儲的氣體流量與驅(qū)動參數(shù)在不同的氣體壓力和氣體溫度下的對應(yīng)關(guān)系，獲得驅(qū)動參數(shù)的輸出值，并將輸出值輸出至流量調(diào)節(jié)閥，以控制流量調(diào)節(jié)閥開啟與輸出值對應(yīng)的閥門開度。本發(fā)明實(shí)施例提供的氣體質(zhì)量流量控制器，可以實(shí)現(xiàn)氣體流量控制的快速響應(yīng)，并實(shí)現(xiàn)氣體流量快速達(dá)到穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體地，涉及一種氣體質(zhì)量流量控制器和氣體質(zhì)量流量控制方法。

背景技術(shù)

質(zhì)量流量控制器(Mass?flow?controller，簡稱MFC)是一種用于高精度、高穩(wěn)定性的氣體流量控制裝置，其在需要?dú)怏w流量精確控制的諸多領(lǐng)域的科研和生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，例如半導(dǎo)體和集成電路制造、光伏和太陽能、真空、食品和醫(yī)藥等。

在某些工藝過程中，對氣體流量控制的響應(yīng)時間和穩(wěn)定性有較高的要求。例如，在半導(dǎo)體的某些刻蝕制程中，需要在多種不同的氣體之間快速切換，這就要求氣體流量控制的快速響應(yīng)，并要求氣體流量快速達(dá)到穩(wěn)定。

圖1為現(xiàn)有的一種熱式質(zhì)量流量傳感器的部分結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，該傳感器主要包括傳感管11和纏繞在該傳感管11上的上游加熱電阻12和下游加熱電阻13。當(dāng)氣體流過傳感管11時，通過上游加熱電阻12和下游加熱電阻13的熱量變化，可以檢測傳感管11中的氣體流量。但是，由于上述上游加熱電阻12和下游加熱電阻13不與傳感管11中的氣體直接接觸，導(dǎo)致熱電阻的響應(yīng)速度相對較慢，當(dāng)將這種傳感器應(yīng)用在質(zhì)量流量控制器時，氣體流量調(diào)節(jié)閥接收來自傳感器的信號時間較長，從而造成流量控制的響應(yīng)速度相對較慢，流量穩(wěn)定時間較長。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提出了一種氣體質(zhì)量流量控制器和氣體質(zhì)量流量控制方法，其可以實(shí)現(xiàn)氣體流量控制的快速響應(yīng)，并實(shí)現(xiàn)氣體流量快速達(dá)到穩(wěn)定。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種氣體質(zhì)量流量控制器，包括主體、設(shè)置在所述主體中的氣體通道、設(shè)置在所述主體上的流量傳感器、流量調(diào)節(jié)閥、壓力傳感器、溫度傳感器，以及控制單元；其中，

所述流量傳感器用于實(shí)時檢測所述氣體通道中的氣體流量值；

所述流量調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)所述氣體通道中的氣體流量；

所述壓力傳感器用于實(shí)時檢測所述氣體通道中指定位置處的氣體壓力值；

所述溫度傳感器用于實(shí)時檢測在所述氣體通道的入口處的氣體溫度值；

所述控制單元分別與所述流量傳感器、流量調(diào)節(jié)閥、壓力傳感器和溫度傳感器連接，用于根據(jù)所述氣體壓力值、所述氣體溫度值和設(shè)定流量值，以及預(yù)先存儲的氣體流量與驅(qū)動參數(shù)在不同的氣體壓力和氣體溫度下的對應(yīng)關(guān)系，獲得所述驅(qū)動參數(shù)的輸出值，并將所述輸出值輸出至所述流量調(diào)節(jié)閥，以控制所述流量調(diào)節(jié)閥開啟與所述輸出值對應(yīng)的閥門開度；以及，在將所述輸出值輸出至所述流量調(diào)節(jié)閥之后，根據(jù)實(shí)時檢測的所述氣體流量值和所述設(shè)定流量值，采用預(yù)設(shè)控制方法計算獲得所述驅(qū)動參數(shù)的調(diào)整值，并將所述調(diào)整值輸出至所述流量調(diào)節(jié)閥，以調(diào)節(jié)所述流量調(diào)節(jié)閥的閥門開度，使所述氣體通道中的氣體流量與所述設(shè)定流量值保持一致。

可選的，所述壓力傳感器為兩個，分別為第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器用于分別實(shí)時檢測在所述氣體通道的入口處和出口處的第一壓力值和第二壓力值；

所述控制單元還用于計算所述第二壓力值與所述第一壓力值的比值，并判斷所述比值是否大于指定數(shù)值；