一種氣體質(zhì)量流量計(jì)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氣體質(zhì)量流量計(jì)，依次包括加熱電橋傳感器、第一放大器、電壓比較器以及第二放大器，所述加熱電橋傳感器檢測(cè)氣體管道中的氣體流量并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，所述的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)第一放大器放大，與初始的設(shè)定電壓值在所述電壓比較器中進(jìn)行比較，二者的差值經(jīng)過(guò)所述第二放大器的放大，作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的第一反饋控制信號(hào)；還包括壓力傳感器，所述壓力傳感器設(shè)置于所述氣體管道內(nèi)，所述壓力傳感器檢測(cè)到的氣體的壓力信號(hào)，作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的第二反饋控制信號(hào)，所述第一、第二反饋控制信號(hào)共同調(diào)節(jié)所述氣體管道中的氣體流量。本發(fā)明利用壓力傳感器與加熱橋傳感器相互關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體質(zhì)量流量計(jì)的零點(diǎn)監(jiān)控，確保實(shí)際的氣體質(zhì)量流量與設(shè)定值相符。
【專利說(shuō)明】一種氣體質(zhì)量流量計(jì)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣體質(zhì)量流量計(jì)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體行業(yè)日新月異的發(fā)展以及按比例尺寸縮小，對(duì)工藝條件的要求越來(lái)越嚴(yán)格，各種工藝參數(shù)的控制也越來(lái)越精細(xì)。
[0003]通常傳統(tǒng)IC (集成電路)及相關(guān)工藝制程中的關(guān)鍵工藝參數(shù)分別為溫度、壓力、反應(yīng)時(shí)間以及氣體流量，其中溫度與反應(yīng)時(shí)間通常會(huì)作為工藝調(diào)試的變動(dòng)條件，而壓力以及氣體流量通常被作為工藝特性的固定參數(shù)不能變動(dòng)。
[0004]半導(dǎo)體業(yè)界通常使用氣體質(zhì)量流量計(jì)作為氣體流量控制的部件，質(zhì)量流量計(jì)本身具備相當(dāng)?shù)木苄院蜏?zhǔn)確性，其氣體流量的控制原理如圖1所示，利用加熱電橋傳感器2測(cè)得的氣體管道I的質(zhì)量流量信號(hào)，送入第一放大器3中進(jìn)行信號(hào)放大，放大后的流量檢測(cè)電壓值U1與設(shè)定電壓值Utl在電壓比較器4中進(jìn)行比較，再將差值信號(hào)U1-Utl通過(guò)第二放大器5進(jìn)行放大后，控制調(diào)節(jié)閥6進(jìn)行氣體管道I中氣體的流量，以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
[0005]所述的加熱電橋傳感器2，請(qǐng)參考圖2，即在所述氣體管道I上的兩側(cè)分別纏繞電阻絲7，并在電阻絲7的兩端加壓，使電阻絲7溫度升高，則氣體管道I中流動(dòng)的氣體溫度隨之升高，分別在氣體管道I (L為氣體管道I的長(zhǎng)度)上選取兩個(gè)點(diǎn)(RTD1和RTD2)，檢測(cè)該點(diǎn)上的溫度，圖2中以有零點(diǎn)漂移的曲線為例，RTDl點(diǎn)上的溫度為T(mén)1, RTD2點(diǎn)上的溫度為T(mén)。，溫度差為AT。由圖2可以看出，無(wú)零點(diǎn)漂移(實(shí)曲線)和有零點(diǎn)漂移(虛曲線)的情況下，當(dāng)實(shí)際上的氣體質(zhì)量流量相同時(shí)，測(cè)得的AT明顯不同，也就是說(shuō)，如氣體質(zhì)量流量計(jì)發(fā)生零點(diǎn)漂移，由于其始終按照設(shè)定的初始流量值調(diào)節(jié)輸出流量，則實(shí)際通入氣體的流量會(huì)存在偏差，而傳統(tǒng)的氣體質(zhì)量流量計(jì)并不具備判斷零點(diǎn)是否漂移的功能，將會(huì)導(dǎo)致實(shí)際工藝與預(yù)期設(shè)定不符，從而導(dǎo)致工藝質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種氣體質(zhì)量流量計(jì)，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種氣體質(zhì)量流量計(jì)，依次包括加熱電橋傳感器、第一放大器、電壓比較器以及第二放大器，所述加熱電橋傳感器檢測(cè)氣體管道中的氣體流量并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，所述的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)第一放大器放大，與初始的設(shè)定電壓值在所述電壓比較器中進(jìn)行比較，二者的差值經(jīng)過(guò)所述第二放大器的放大，作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的第一反饋控制信號(hào)；還包括壓力傳感器，所述壓力傳感器設(shè)置于所述氣體管道內(nèi)，所述壓力傳感器檢測(cè)到的氣體的壓力信號(hào)，作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的第二反饋控制信號(hào)，所述第一反饋控制信號(hào)和第二反饋控制信號(hào)共同調(diào)節(jié)所述氣體管道中的氣體流量。
[0008]較佳地，所述加熱電橋傳感器包括:纏繞于所述氣體管道上的兩組電阻絲，所述電阻絲的兩端加有電壓，所述氣體管道上與兩組電阻絲對(duì)應(yīng)處分別設(shè)有兩個(gè)溫度探測(cè)器。
[0009]較佳地，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用流量調(diào)節(jié)閥。
[0010]較佳地，所述壓力傳感器設(shè)置于所述氣體管道內(nèi)的出口端。
[0011]較佳地，所述壓力傳感器采用壓阻式壓力傳感器或壓電式壓力傳感器。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的氣體質(zhì)量流量計(jì)，依次包括加熱電橋傳感器、第一放大器、電壓比較器以及第二放大器，所述加熱電橋傳感器檢測(cè)氣體管道中的氣體流量并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，所述的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)第一放大器放大，與初始的設(shè)定電壓值在所述電壓比較器中進(jìn)行比較，二者的差值經(jīng)過(guò)所述第二放大器的放大，作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的第一反饋控制信號(hào)；還包括壓力傳感器，所述壓力傳感器設(shè)置于所述氣體管道內(nèi)，所述壓力傳感器檢測(cè)到的氣體的壓力信號(hào)，作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的第二反饋控制信號(hào)，所述第一、第二反饋控制信號(hào)共同調(diào)節(jié)所述氣體管道中的氣體流量。本發(fā)明利用壓力傳感器與加熱橋傳感器相互關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體質(zhì)量流量計(jì)的零點(diǎn)監(jiān)控，確保實(shí)際的氣體質(zhì)量流量與設(shè)定值相符。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為現(xiàn)有的氣體質(zhì)量流量計(jì)的控制原理框圖；
[0014]圖2為現(xiàn)有的氣體質(zhì)量流量計(jì)中沿氣體管道方向上測(cè)得溫度的示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】中的氣體質(zhì)量流量計(jì)的控制原理框圖；
[0016]圖4為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】中的氣體質(zhì)量流量計(jì)中沿氣體管道方向上測(cè)得溫度的示意圖。
[0017]圖1-2中:1_氣體管道、2-加熱電橋傳感器、3-第一放大器、4-電壓比較器、5-第二放大器、6-調(diào)節(jié)閥、7-電阻絲；
[0018]圖3-4中:10_氣體管道、20-加熱電橋傳感器、21-電阻絲、30-第一放大器、40-電壓比較器、50-第二放大器、60-流量調(diào)節(jié)閥、70-壓力傳感器。

【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明。需說(shuō)明的是，本發(fā)明附圖均采用簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0020]本發(fā)明提供的氣體質(zhì)量流量計(jì)，如圖3-4所示，依次包括加熱電橋傳感器20、第一放大器30、電壓比較器40以及第二放大器50，所述加熱電橋傳感器20檢測(cè)氣體管道10中的氣體流量并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，所述的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)第一放大器30放大，與初始的設(shè)定電壓值在所述電壓比較器40中進(jìn)行比較，二者的差值經(jīng)過(guò)所述第二放大器50的放大，作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的第一反饋控制信號(hào)，本實(shí)施例中，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用流量調(diào)節(jié)閥60 ;所述氣體質(zhì)量流量計(jì)中還包括壓力傳感器70，所述壓力傳感器70設(shè)置于所述氣體管道10內(nèi)，所述壓力傳感器70檢測(cè)到的氣體的壓力信號(hào)，作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的第二反饋控制信號(hào)，所述第一反饋控制信號(hào)和第二反饋控制信號(hào)共同調(diào)節(jié)所述氣體管道10中的氣體流量。本發(fā)明利用壓力傳感器70與加熱橋傳感器20相互關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體質(zhì)量流量計(jì)的零點(diǎn)監(jiān)控，確保實(shí)際的氣體質(zhì)量流量與設(shè)定值相符。
[0021]較佳地，請(qǐng)重點(diǎn)參考圖4，所述加熱電橋傳感器20包括:纏繞于所述氣體管道10上的兩組電阻絲21，所述電阻絲21的兩端加有電壓，所述氣體管道10上與兩組電阻絲21對(duì)應(yīng)處分別設(shè)有兩個(gè)溫度探測(cè)器(圖中未示出)，所述的兩個(gè)溫度探測(cè)器的安裝位置與圖中兩條虛直線RTDl和RTD2的位置對(duì)應(yīng)。
[0022]具體地，本發(fā)明添加壓力傳感器70作為質(zhì)量流量計(jì)的零點(diǎn)監(jiān)控部件，避免由于質(zhì)量流量計(jì)零點(diǎn)漂移而導(dǎo)致通入氣體流量與設(shè)定值不同，進(jìn)而導(dǎo)致工藝異常的狀況。
[0023]例如:傳統(tǒng)工藝中如出現(xiàn)反應(yīng)氣體質(zhì)量流量計(jì)零點(diǎn)正漂，則實(shí)際通入反應(yīng)氣體的流量會(huì)減小，導(dǎo)致反應(yīng)的成膜速率會(huì)降低，而通常類似狀況可能由于影響太小而被時(shí)間或者溫度調(diào)試所覆蓋其真實(shí)性，最終成膜質(zhì)量會(huì)有所差異。而按照發(fā)明更改氣體質(zhì)量流量計(jì)的設(shè)計(jì)，可以有效避免加熱電橋傳感器20控制質(zhì)量流量計(jì)的單一性，從而達(dá)到加熱電橋傳感器20與壓力傳感器70相互監(jiān)控的效果，并在建立大數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上明確得出質(zhì)量流量計(jì)零點(diǎn)漂移值。
[0024]較佳地，請(qǐng)繼續(xù)參考圖4，所述壓力傳感器70設(shè)置于所述氣體管道10的出口端。使得壓力傳感器70檢測(cè)到的壓力值更加準(zhǔn)確。
[0025]較佳地，所述壓力傳感器70采用壓阻式壓力傳感器或壓電式壓力傳感器，當(dāng)然，所述壓力傳感器70的種類和位置可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。
[0026]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明對(duì)于其它類流量計(jì)部件同樣具備改善的效果。
[0027]綜上所述，本發(fā)明提供的氣體質(zhì)量流量計(jì)，依次包括加熱電橋傳感器20、第一放大器30、電壓比較器40以及第二放大器50，所述加熱電橋傳感器20檢測(cè)氣體管道10中的氣體流量并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，所述的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)第一放大器30放大，與初始的設(shè)定電壓值在所述電壓比較器40中進(jìn)行比較，二者的差值經(jīng)過(guò)所述第二放大器50的放大，作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的第一反饋控制信號(hào)；還包括壓力傳感器70，所述壓力傳感器70設(shè)置于所述氣體管道10內(nèi)，所述壓力傳感器70檢測(cè)到的氣體的壓力信號(hào)，作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的第二反饋控制信號(hào)，所述第一、第二反饋控制信號(hào)共同調(diào)節(jié)所述氣體管道10中的氣體流量。本發(fā)明利用壓力傳感器70與加熱橋傳感器20相互關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體質(zhì)量流量計(jì)的零點(diǎn)監(jiān)控，確保實(shí)際的氣體質(zhì)量流量與設(shè)定值相符。
[0028]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種氣體質(zhì)量流量計(jì)，依次包括加熱電橋傳感器、第一放大器、電壓比較器以及第二放大器，所述加熱電橋傳感器檢測(cè)氣體管道中的氣體流量并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，所述的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)第一放大器放大，與初始的設(shè)定電壓值在所述電壓比較器中進(jìn)行比較，二者的差值經(jīng)過(guò)所述第二放大器的放大，作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的第一反饋控制信號(hào)；其特征在于，還包括壓力傳感器，所述壓力傳感器設(shè)置于所述氣體管道內(nèi)，所述壓力傳感器檢測(cè)到的氣體的壓力信號(hào)，作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的第二反饋控制信號(hào)，所述第一反饋控制信號(hào)和第二反饋控制信號(hào)共同調(diào)節(jié)所述氣體管道中的氣體流量。
2.如權(quán)利要求1所述的氣體質(zhì)量流量計(jì)，其特征在于，所述加熱電橋傳感器包括:纏繞于所述氣體管道上的兩組電阻絲，所述電阻絲的兩端加有電壓，所述氣體管道上與兩組電阻絲對(duì)應(yīng)處分別設(shè)有兩個(gè)溫度探測(cè)器。
3.如權(quán)利要求1所述的氣體質(zhì)量流量計(jì)，其特征在于，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用流量調(diào)節(jié)閥。
4.如權(quán)利要求1所述的氣體質(zhì)量流量計(jì)，其特征在于，所述壓力傳感器設(shè)置于所述氣體管道內(nèi)的出口端。
5.如權(quán)利要求1所述的氣體質(zhì)量流量計(jì)，其特征在于，所述壓力傳感器采用壓阻式壓力傳感器或壓電式壓力傳感器。
【文檔編號(hào)】G01F1/88GK104198004SQ201410491316
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】張召, 王智, 蘇俊銘, 倪立華 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司