流体分流和供应单元以及分流控制程序制造技术

一种用于分配和供应流体的流体分流和供应单元，其适合于及时控制要被分配的流体的流量并迅速地以预先确定好的分流比输出该流体。该流体分流和供应单元包括用于控制流体流量的流量控制装置和多个连接到所述流量控制装置次级侧的开关阀。通过确定与所述开关阀的操作周期相对应的一个循环并以所述分流比对所述一个循环进行时间分割来占空控制所述开关阀打开和关闭。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种流体分流和供应单元以及一种分流控制程序，用 于分配和供应诸如气体和化学液体的流体。
技术介绍
例如，用在半导体制造工艺中的化学气相沉积(CVD)装置和掺 杂装置是以这样的方式操作的，S卩，将多个晶片布置在处理室内，将 该处理室排空以形成真空，然后将气体引入到该处理室内以在该处理 室内的每个晶片上形成薄膜或者将杂质电离以便于将这种电离杂质引 入到每个晶片。为了稳定每个晶片的品质，使所述处理室内的气体浓 度均匀是必要的。但是，在最近的半导体商业领域中， 一种趋势是提高由每个晶片 制成的芯片的产量，从而提高了生产率。为此目的，晶片尺寸正在从 200mm转变到300mm，可预计将来会到450mm。因为所述晶片的尺寸 更大了，所以所述处理室的容量必然需要增加。当所述处理室的容量 变得更大时，从一个位置供应的气体就不可能均匀地分配到整个处理 室。因此，在处理室内已经布置了多个喷嘴，在所述处理室的上游布 置有气体流分配和供应单元以将气体分配到每个喷嘴中。为了调节待从每个喷嘴注入的气体的流量，传统的气体分流和供 应单元的每个喷嘴装有质量流控制器。但是，为单一种类的气体安装 多个质量流控制器需要高的初始成本和高的运行成本。因此，例如 JP2007-27182A提出了一种技术，该技术是从每个喷嘴间歇供气以将该 气体匀地供应到整个处理室。图11是传统的基片处理装置100的局部截面前视图。该装置100布置成使得，设置在耐压腔101与处理室102之间的未示 出的开闭器(shutter)是打开的，容纳有多个晶片103的船形容器104 从腔101移动到处理室102内以通过固定在该船形容器104下端的密封 盖105将所述开闭器的开口关闭。在处理室102内，布置有具有不同长 度的第一喷嘴106a、第二喷嘴106b和第三喷嘴106c。第一、第二和第三 喷嘴106a、 106b和106c每个都包括形成有卸料口的远端，所述卸料口用 于排出气体，每个远端安置在处理室102内。第一至第三喷嘴106a至106c的后端与气体流分配和供应单元U0 连接。在该单元110内，主开关(on/off)阀112和可变流量控制阀113 与气体源lll连接。可变流量控制阀113与平行布置的第一开关阀114a、 第二开关阀114b和第三开关阀114c连接。第一至第三开关阀114a至114c 分别与第一至第三喷嘴106a至106c连接。主开关阀112、可变流量控制 阀113和第一至第三开关阀114a至114c与气体控制器115连接，并在操作 中由该气体控制器115控制。图12是表示传统气体供应序列流的时间图。在上面提到的气体分流和供应单元110中，主开关阀112是打开的 并且可变流量控制阀113是完全打开的以将气体的流量控制到第一设 定流量，同时第一开关阀114a是打开的而第二和第三开关阀114b和114c 保持关闭。第一开关阀lMa的打开持续一段固定的时间(例如5秒)后， 关闭该阀114a。在第一开关阀114a关闭一段预先确定的时间A后，打开 第二开关阀114b。从第一开关阀114a的关闭到第二开关阀114b的打开这 一段时间间隔(时间A)内，使可变流量控制阀113的阀门开度从全开 状态降到一半，从而将气体流量从所述第一设定流量变化到第二设定在第二开关阀114b的打开持续一段固定的时间(例如5秒)后，关 闭该阀114b。在第二开关阀114b关闭一段预先确定的时间B后，打开第 三开关阀114c。从第二开关阀114b的关闭到第三开关阀114c的打开这一 段时间间隔(时间B)内，使可变流量控制阀113的阀门开度从全开状 态的一半降到全开状态的四分之一，从而将气体流量从第二设定流量 变化到第三设定流量。在第三开关阀114c的打开持续一段固定的时间(例如5秒)后，关 闭该阀114c。在第三开关阀114e关闭一段预先确定的时间C后，打开第 一开关阀114a。从第三开关阀114c的关闭到第一开关阀114a的打开这一 段时间间隔(时间C)内，使可变流量控制阀113的阀门开度从全开状 态的四分之一增加到全开状态，从而将气体流量从所述第三设定流量 变化到所述第一设定流量。当在所述第一、第二和第三设定流量之间改变可变流量控制阀U3 的阀门开度时，对气体分流和供应单元110进行操作，依次重复地将第 一、第二和第三开关阀114a、 114b和114c打开和关闭每个固定的时间。 第一、第二和第三喷嘴106a、 106b和106c在高度上是互不相同的。因此， 与第一、第二和第三开关阀114a、 114b和114c的打开/关闭操作相关联 地，气体会被顺序地供应到处理室102内的顶部区域、中部区域和底部 区域。此时，最大量的气体被供应到顶部区域，从该顶部区域气体趋 于被容易地分配到整个处理室102，最小量的气体被供应到底部区域， 从该底部区域气体被分配到整个处理室102的可能性较小。这样，传统 的气体分流和供应单元110能够在晶片103的整个长度上均匀地供应气 体，因此晶片103形成有厚度和质量均匀的薄膜。但是，在传统的气体分流和供应单元110中，当通过可变流量控制 阀113将气体流量在第一至第三设定流量之间变化时，第一至第三开关 阀114a至114c被打开和关闭。因此，有必要延迟第一至第三开关阀114a 至114c中的下一个的打开直到该可变流量控制阀113的流量稳定。因此，传统的单元110从开关阀的关闭到下一个开关阀的打开需要时间A、 B 和C而这些时间是被浪费的。特别地，从气体控制器115向可变流量控 制阀113发出将所述第一设定流量改变的命令的时间直到该控制阀113 将气体流量稳定到指定的设定流量的时间通常要1.5秒或者更多。图ll 中示出的气体分流和供应单元110在一个循环内会带来4,5秒或更多的 浪费时间，在一个循环内每个第一至第三开关阀114a至114c被打开和关 闭一次。
技术实现思路
本专利技术是基于上面的事实做出的，其目的是提供能够及时控制要 被分配的流体的流量并迅速以预先确定的分配比输出流体的流体分流 和供应单元以及分流控制程序。本专利技术其它的目的和优点会在接下来的描述中进行部分地阐述， 并部分地从所述描述中变得显而易见，或者通过对本专利技术的实施来理 解。本专利技术的这些目的和优点可以通过特别是在所附的权利要求中指 出的手段和组合来实现和获得。要实现本专利技术的目的，提供了一种用于分配和供应流体的流体分 流和供应单元，包括用于控制流体流量的流量控制装置；以及多个 开关阀，每个被连接到所述流量控制装置的次级侧(secondary side)， 其中以要在与所述开关阀的操作周期对应的一个循环中被供应的流体 的分流比来对所述开关阀进行占空控制(duty control)。根据另一个方面，本专利技术提供了一种记录在计算机可读介质产品 上的分流程序，以用在用于通过多个开关阀来分配和供应流体的流体 分流和控制单元中，其中所述程序是可执行的以完成以下步骤控制 控制器，该控制器控制连接到流量控制装置的次级侧的开关阀的打开/ 关闭操作，以通过确定与所述开关阀的操作周期对应的一个循环并以 待供应的流体的分流比对所述一个循环进行时间分割来占空控制所述开关阀打开和关闭。 附图说明附解了本专利技术的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分配和供应流体的流体分流和供应单元，包括：　用于控制所述流体的流量的流量控制装置；和　多个开关阀，均被连接到所述流量控制装置的次级侧，　其中，以要在一个循环中被供应的所述流体的分流比占空控制所述开关阀，所述一个循环与所述开关阀的操作周期相对应。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤一寿，西村康典，西川桂一，杉野彰仁，
申请(专利权)人：喜开理株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]