專利名稱：高純度流體輸送系統(tǒng)的制作方法
相關(guān)申請的交叉引用本申請與同一天申請的、題目為“High Purity Coriolis Mass FlowController(高純度科里奧利質(zhì)量流量控制器)”，“Flowmeter for the PrecisionMeasurement of an Ultra-Pure Material Flow(用于超純度材料流量精度測量的流量計(jì))”，“Methods of Manufacturing a PFA Coriolis Flowmeter(制造PFA科里奧利流量計(jì)的方法)”，“Manufacturing Mass Flow Meters Having a Flow Tube Made ofa Fluropolymer Substance(制造具有由含氟聚合物物質(zhì)制成的流管的質(zhì)量流量計(jì))”和“Compensation Method for a PFA Coriolis Flowmeter(用于PFA科里奧利流量計(jì)的補(bǔ)償方法)”的美國專利申請有關(guān)。所引用申請其公開的全部內(nèi)容包含在這里作為參考。
背景技術(shù)：
1、發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明總的涉及流體輸送系統(tǒng)，特別是適用于在例如CMP、光刻和電介質(zhì)處理的工藝中將超純度流體直接應(yīng)用到晶片表面的改進(jìn)的流體輸送系統(tǒng)和方法。
2、相關(guān)技術(shù)描述許多產(chǎn)業(yè)例如半導(dǎo)體、制藥、生物技術(shù)都會(huì)遇到由典型地低流速、研磨劑和腐蝕性化學(xué)流體的使用、對無污染、精確、小型和實(shí)時(shí)流體輸送和/或混合系統(tǒng)的需要所引起的流體輸送問題。
通常在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)用單詞“工具”指包括多個(gè)在晶片表面執(zhí)行操作的硬件的系統(tǒng)。這些操作包括通過一些形式的化學(xué)沉積或流體涂層處理來生成薄膜、以精確圖形蝕刻薄膜、拋光薄膜以將沉積的薄膜制成平坦的表面并且清洗表面以去掉不需要的薄膜、顆粒和化學(xué)污染物。在同一位置的晶片上執(zhí)行多個(gè)連續(xù)操作處的組結(jié)構(gòu)中這些工具可以單獨(dú)使用或者與其它的工具結(jié)合使用。
例如，化學(xué)-機(jī)械平面化(CMP)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是關(guān)鍵性的工藝，它包括通過在晶片表面和拋光墊之間施加一種包含少量研磨顆粒和活性劑的超純度流體使半導(dǎo)體晶片表面變平的工藝。在大部分的應(yīng)用中，拋光墊相對晶片以可控速度旋轉(zhuǎn)以平整表面。晶片的過度拋光會(huì)導(dǎo)致改變或去除主要的晶片結(jié)構(gòu)。相反地，晶片的拋光不足會(huì)導(dǎo)致不能接受的晶片表面。晶片的拋光速度主要由流體的輸送速度和拋光操作中輸送的流體總量決定。
除了流體流速之外，預(yù)防施加給拋光墊的流體中的污染物也是很關(guān)鍵的。在一些應(yīng)用中存在的一個(gè)問題是用來控制該工藝的設(shè)備是加工材料的污染源。這在需要給用戶的應(yīng)用輸送超高純度材料的系統(tǒng)中是不希望的。例如，典型的科里奧利流量計(jì)的金屬流管可以是污染源。制作半導(dǎo)體晶片就是這樣的情況，即需要使用不含有從流管壁遷移來的離子的污染物的材料。這種釋放的材料可能導(dǎo)致半導(dǎo)體晶片上的芯片不合格。對于玻璃流管同樣是這種情況，該玻璃流管能從玻璃中釋放鉛離子到流體材料中，對由傳統(tǒng)塑料制成的流管也是同樣如此。
因?yàn)轭A(yù)防離子污染非常關(guān)鍵，所以多數(shù)CMP工藝?yán)萌鋭?dòng)式泵，與適用的高純度管材料一起為拋光墊提供流體。雖然蠕動(dòng)式泵的干凈的流動(dòng)路徑非侵入特征對于CMP應(yīng)用是可接受的，但是利用這些泵來試圖控制流體流速是非常不準(zhǔn)確的，這是由于它們是不帶任何流量測量反饋而開環(huán)運(yùn)行的。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中使用的另一工藝要求精確控制流體流量和無污染環(huán)境的工藝是光刻工藝。如本領(lǐng)域所知的，光刻法是將光敏聚合物(通稱為抗蝕劑)應(yīng)用到晶片表面的工藝。將包含要被制作在晶片表面的結(jié)構(gòu)圖形的光掩模放置在覆蓋晶片的抗蝕劑和光源之間。光通過減弱或增強(qiáng)抗蝕劑聚合物與抗蝕劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在抗蝕劑暴露在光下后，通過應(yīng)用除去被減弱的抗蝕劑的流體化學(xué)藥品而使晶片顯影。
該工藝的改進(jìn)形式是將許多新液體應(yīng)用到晶片表面，生成將構(gòu)成最終半導(dǎo)體產(chǎn)品完整部分的薄膜，這些薄膜的主要功能是用作電導(dǎo)線之間的絕緣體。多種旋轉(zhuǎn)材料由許多種化學(xué)成分和物理特性進(jìn)行評價(jià)。光刻工藝與旋轉(zhuǎn)沉積之間的主要區(qū)別是薄膜中的任何缺陷(例如空隙、氣泡或顆粒)現(xiàn)在都被永久地嵌入在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，將導(dǎo)致器件無效，并對半導(dǎo)體生產(chǎn)商造成經(jīng)濟(jì)損失。
這兩種工藝都發(fā)生在被稱為“跟蹤”的工具中。跟蹤的目的是將精確量的流體應(yīng)用到靜止的或緩慢旋轉(zhuǎn)的晶片表面。在應(yīng)用液體之后，晶片旋轉(zhuǎn)速度快速增加，晶片表面上的液體從邊緣拋出。從晶片中心到邊緣都是非常薄、厚度相同的液體。一些影響液體厚度的變量包括抗蝕劑或電介質(zhì)粘度、抗蝕劑或電介質(zhì)中的溶劑濃度、施加的抗蝕劑/電介質(zhì)的數(shù)量、分配速度等等。
跟蹤還可以在施加液體之后提供附加的處理步驟，該附加的處理步驟利用烘干工藝將液體轉(zhuǎn)變成聚合物，該烘干工藝還除去薄膜中的任何溶劑。電介質(zhì)薄膜還可以接受其它化學(xué)處理，以將液體薄膜轉(zhuǎn)換為適當(dāng)?shù)墓腆w結(jié)構(gòu)。跟蹤還可以控制晶片周圍的環(huán)境，以防止?jié)穸然驕囟鹊淖兓突瘜W(xué)污染物影響薄膜的性能。除了將薄膜由空隙、氣泡和顆粒引起的缺陷降到最少之外，跟蹤系統(tǒng)的性能由輸送到晶片表面的液體的精確性和可重復(fù)性決定。
與當(dāng)前例如CMP和旋轉(zhuǎn)應(yīng)用中可采用的流體輸送系統(tǒng)相關(guān)的問題包括不能提供閉環(huán)流量測量，不能基于泵系統(tǒng)頭壓的改變、泵中使用的管道體積變化和來自泵的脈動(dòng)提供精確的流體輸送速度。此外，需要對泵進(jìn)行每周或者甚至每天的定期校準(zhǔn)。與當(dāng)前流體輸送系統(tǒng)相關(guān)的其它問題包括管道脫落顆粒對流體的污染。
在這些產(chǎn)業(yè)中特別重要的其它因素包括對實(shí)時(shí)流體特性數(shù)據(jù)例如流速、流體溫度、粘度、密度和壓力的需要。雖然所有前述的流體特性可以利用各種設(shè)備例如差分壓力變送器、粘度計(jì)、比重計(jì)、壓力變送器、溫度元件或者設(shè)備的組合計(jì)算流體特性值而被測量，但是這些設(shè)備的使用昂貴，需要非常大的空間，需要不斷增長的維護(hù)費(fèi)用，具有流體泄漏和工藝污染的巨大潛在可能性。因此，前述產(chǎn)業(yè)中的流體輸送系統(tǒng)需要一種效率高、小型和無污染的解決方案。
在其它工藝中對要求高純度流動(dòng)路徑的多種流體實(shí)時(shí)混合系統(tǒng)的需求在增加。此外，由于典型的混合公式基于摩爾比，所以基于體積測定基礎(chǔ)的混合通常是不被接受的。當(dāng)前的混合方法包括以離線方式將多種流體添加到磅天平上的一個(gè)容器中，如附圖1所示。多種流體(A到N)流到一個(gè)放置在天平12上的容器11中，一次允許一種流體通過流量閥13。檢查刻度總數(shù)，當(dāng)添加了所需數(shù)量的流體A時(shí)，閥13關(guān)閉。其余的流體重復(fù)相同的工藝。最后獲得總混合物。如果任一種流體添加得太多或太少，工藝必須繼續(xù)直到在可接受的誤差段內(nèi)添加了每種流體的合適的質(zhì)量。
另一個(gè)已知的途徑是在將每種流體添加到器皿中時(shí)利用一個(gè)液面?zhèn)鞲衅?level sensor)測量每種流體的體積。這要求非常精確地知道在具有器皿高度微量增量下的器皿體積。
不幸地是，當(dāng)需要時(shí)，當(dāng)前批量生產(chǎn)的方法會(huì)導(dǎo)致可采用的最終產(chǎn)品太多或太少。由于可獲得的產(chǎn)物太少，將導(dǎo)致停止生產(chǎn)，總是產(chǎn)生附加的產(chǎn)品，這就意味著一些產(chǎn)品會(huì)被拋在一邊或不被使用。由于這些產(chǎn)品經(jīng)常具有有限的保存期限(例如幾個(gè)小時(shí))，所以這些過剩產(chǎn)品必須被處理。這種處理由于一些原因費(fèi)用很高。產(chǎn)品通常使用非常貴的化學(xué)材料，流體的混合經(jīng)常會(huì)非常危險(xiǎn)，這意味著必須以可控的、昂貴的方式進(jìn)行處理。
隨著技術(shù)的發(fā)展，對產(chǎn)品要求中基于差額的混合公式的處理需要，附加的新材料成分持續(xù)增長，這樣對靈活的、精確的、無污染的實(shí)時(shí)持續(xù)混合系統(tǒng)的需求更大。另一個(gè)重要因素包括對確保正確混合、施加給加工工具的精確流體流速的精確壓力控制的需求。
這樣，這里存在解決現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)缺點(diǎn)的流體輸送系統(tǒng)的需求。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，流體輸送系統(tǒng)包括流量控制設(shè)備、具有由高純度塑料材料制成的流管的科里奧利(Coriolis)質(zhì)量流量計(jì)和控制器(例如一個(gè)PID控制器)。科里奧利流量計(jì)為控制器提供輸出信號(hào)，該控制器指示例如工藝流體的質(zhì)量流速、溫度和/或密度測量值?？刂圃O(shè)備接收一個(gè)給定值信號(hào)和流量計(jì)輸出信號(hào)并給流量控制設(shè)備提供一個(gè)控制輸出信號(hào)以改變控制設(shè)備的輸出，從而給流體輸送系統(tǒng)提供所希望的流速。
科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的流管由一種高純度塑料材料制成，以防止不希望的(例如金屬)離子傳送給工藝流體。全氟代烷基醚(Perfluoralky，PFA)塑料是用于流管的適宜材料。流量控制設(shè)備可以具體為例如控制閥、泵或者受控增壓的儲(chǔ)存器。在示范性實(shí)施例中，控制閥是一個(gè)具有螺線管或步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)器的節(jié)流閥。
依照本發(fā)明的其它方面，一個(gè)再循環(huán)流體分配系統(tǒng)包括流體儲(chǔ)存器和一個(gè)與該儲(chǔ)存器流體連通的分配導(dǎo)管。分配導(dǎo)管具有多個(gè)工具滴管(drops)，用來從儲(chǔ)存器向與工具滴管連接的工具提供流體。流量控制設(shè)備例如可變輸出泵或節(jié)流閥與具有由高純度塑料材料制成的流管的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)流體連通。一個(gè)壓力變送器與科里奧利質(zhì)量流量計(jì)流體連通。一個(gè)控制器接收一個(gè)給定值信號(hào)和來自科里奧利流量計(jì)和壓力變送器的輸出信號(hào)，并提供控制輸出信號(hào)給流量控制設(shè)備，改變流量控制設(shè)備的輸出以在分配導(dǎo)管中保持預(yù)定的壓力和流速。
依照本發(fā)明的更多方面，流體輸送系統(tǒng)包括儲(chǔ)存器，儲(chǔ)存器具有用于接收氣體以使儲(chǔ)存器增壓的入口和用于分配儲(chǔ)存器所存流體的出口。第一流量控制設(shè)備與儲(chǔ)存器入口連接，第二流量控制設(shè)備與儲(chǔ)存器出口流體連通以控制流出儲(chǔ)存器的流體流量?？评飱W利質(zhì)量流量計(jì)與第二流量控制設(shè)備流體連通?？评飱W利流量計(jì)具有由一種高純度塑料材料例如PFA制成的流管?？刂破鹘邮战o定值信號(hào)和來自科里奧利流量計(jì)的輸出信號(hào)，并提供控制輸出信號(hào)給第一和第二流量控制設(shè)備，以改變儲(chǔ)存器的壓力和來自儲(chǔ)存器的流體的流速。


通過參考附圖，閱讀下面的詳細(xì)描述可以更清楚地看出本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)。其中附圖1用示意圖示出一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的離線混合系統(tǒng)；附圖2用示意圖示出一個(gè)依照本發(fā)明的流體輸送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；附圖3是一個(gè)適用于在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中使用的、具有一個(gè)高純度流管的科里奧利流量計(jì)的透視圖；附圖4用示意圖示出一個(gè)依照本發(fā)明的節(jié)流閥；附圖5示出一個(gè)依照本發(fā)明實(shí)施例的、實(shí)時(shí)的、高純度混合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；附圖6示出一個(gè)依照本發(fā)明實(shí)施例的、再循環(huán)流體分配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；附圖7A用示意圖示出一個(gè)依照本發(fā)明的高純度壓力變送器；附圖7B示出一個(gè)含有封裝的藍(lán)寶石傳感器的高純度壓力傳感器的可選實(shí)施例；附圖8原理性地示出一個(gè)依照本發(fā)明實(shí)施例、用于CMP工藝工具的高純度流體輸送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；附圖9原理性地示出一個(gè)依照本發(fā)明實(shí)施例、用于CMP工藝工具的可選高純度流體輸送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；附圖10示出一個(gè)依照本發(fā)明實(shí)施例、用于旋轉(zhuǎn)工藝的閉環(huán)流體輸送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；和附圖11示出一個(gè)依照本發(fā)明實(shí)施例、用于旋轉(zhuǎn)工藝的可選閉環(huán)流體輸送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
雖然本發(fā)明容許各種改進(jìn)型式和可選型式，但還是通過結(jié)合附圖的舉例方式示出具體實(shí)施例，并在這里進(jìn)行了詳細(xì)描述?？梢岳斫獾氖?，這里具體實(shí)施例的描述并不是要將發(fā)明限制于所公開的具體形式，本發(fā)明而是要覆蓋所有落在本發(fā)明所附權(quán)利要求書限定的精神和范圍之內(nèi)的改進(jìn)、等效物和可替換的方案。
發(fā)明的詳細(xì)描述下面描述本發(fā)明說明性的實(shí)施例。為了清楚起見，在說明書中沒有描述實(shí)際執(zhí)行工藝中的所有特征。當(dāng)然可以意識(shí)到，在任一種這樣的實(shí)際實(shí)施例的進(jìn)展中，必須進(jìn)行大量的實(shí)施-具體的決定以實(shí)現(xiàn)開發(fā)商具體的目標(biāo)，例如符合隨實(shí)施方式不同而不同的、與系統(tǒng)有關(guān)和商業(yè)有關(guān)的限制。此外，可以意識(shí)到，這樣的開發(fā)努力會(huì)是復(fù)雜、費(fèi)時(shí)的，但是它使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的日常工作從本發(fā)明公開內(nèi)容中受益。
附圖2用示意圖示出一個(gè)依照本發(fā)明示范性實(shí)施例的流體輸送系統(tǒng)100。以質(zhì)量流量為基礎(chǔ)的輸送系統(tǒng)100適用于例如控制流體流動(dòng)到工具或由工具支撐的工件例如CMP系統(tǒng)的拋光墊或者用于半導(dǎo)體旋轉(zhuǎn)應(yīng)用的軌道上的流量。通常，系統(tǒng)100包括流量控制設(shè)備110、質(zhì)量流量計(jì)112和控制器114。
控制器114接收一個(gè)代表所希望參數(shù)例如質(zhì)量流速的給定值信號(hào)?？刂破?14還接收來自流量計(jì)112的輸出信號(hào)。流量計(jì)信號(hào)由控制器114調(diào)節(jié)并處理，然后控制器提供一個(gè)控制輸出信號(hào)給流量控制設(shè)備110以改變流體的流速?？刂破?14是電子式的，并具有一個(gè)電子接口，例如可以包括一個(gè)比例積分微分(PID)控制器。輸入給控制器114的給定值典型地是一個(gè)電子信號(hào)，例如0-5V，4-20mA的信號(hào)或者一個(gè)數(shù)碼字。還可以使用一個(gè)氣動(dòng)給定值界面。控制器114還可以包括閥門優(yōu)先特征(valve override feature)，附加信號(hào)發(fā)送給控制器114，導(dǎo)致控制器114忽視給定值并完全打開或關(guān)閉流量控制設(shè)備110。該特征經(jīng)常用來關(guān)閉流出或者清洗系統(tǒng)。
在某些實(shí)施例中，例如用于化學(xué)品混合應(yīng)用的流體輸送系統(tǒng)，質(zhì)量流量計(jì)112優(yōu)選科里奧利質(zhì)量流量計(jì)。由于所希望的化學(xué)反應(yīng)通常在摩爾(質(zhì)量)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，因此一個(gè)直接的質(zhì)量流量計(jì)通常比一個(gè)體積流量計(jì)更優(yōu)選?？梢赃M(jìn)行體積流速測量，并修正到標(biāo)準(zhǔn)條件，從而相當(dāng)于質(zhì)量測量。但是需要其它的信息(流體密度、溫度和/或壓力)，因此使測量更加困難且成本更高。質(zhì)量流速測量通常比轉(zhuǎn)換為質(zhì)量測量的體積測量更精確，這種精確性導(dǎo)致更高質(zhì)量的最終產(chǎn)品。利用本發(fā)明將會(huì)提高工藝產(chǎn)量，從而提高公司的收益率。
許多應(yīng)用例如與半導(dǎo)體、制藥和生物科技產(chǎn)業(yè)有關(guān)的應(yīng)用要求流體輸送系統(tǒng)的流動(dòng)路徑(被工藝流體浸潤的所有表面)由高純度、化學(xué)惰性/抗化學(xué)反應(yīng)的材料構(gòu)成，以保護(hù)所使用化學(xué)制品的純凈度。塑料是合乎要求的材料，這是因?yàn)槿绻捎诟鞣N機(jī)械和化學(xué)工藝使金屬離子被濾去或者從金屬流管上移出，那么將污染半導(dǎo)體晶片制造工藝中使用的超純化學(xué)品。由于這樣通常可以防止傳送不希望的(例如金屬)離子到加工材料中，所以從而在這些產(chǎn)業(yè)中使用高純度等級(jí)的塑料。此外，在塑料流管的制造中固有的光滑表面光潔度降低了細(xì)菌附著在管上和對具有機(jī)物質(zhì)的流體的污染的能力。
設(shè)計(jì)流量計(jì)112被浸潤的路徑以使其沒有藏匿細(xì)菌的裂紋、裂縫等。一種適宜的高純度塑料是PFA(全氟化烷氧基(Perfluorcalkoxy)共聚物)，其是一種高級(jí)的、具有優(yōu)良的耐化學(xué)性和機(jī)械特性的含氟聚合物。各種氟化聚合物例如PVDF和PTFE也是適宜的。
除了使用高純度材料之外，高純度流管應(yīng)具有一個(gè)恒定的直徑、沒有侵入或者多個(gè)流動(dòng)路徑-應(yīng)避免雙管傳感器或者彎曲的流動(dòng)路徑。這將壓降降到最小，降低流體的剪切速度到最小，這在一些產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用中很關(guān)鍵。它還可以防止被某些物質(zhì)例如漿堵住。
一種適宜的、具有一個(gè)由高純度塑料材料制成的流管的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)如附圖3所示。科里奧利流量計(jì)50具有一個(gè)插入穿過基座51的支柱67、68的流管52。流管52優(yōu)選由PFA制成。拾取器LP0和RP0和驅(qū)動(dòng)器D與流管52連接。流量計(jì)50接收從一個(gè)供料管54流來的加工材料，該流來的加工材料通過一個(gè)連接器58到達(dá)流管52。流管52由驅(qū)動(dòng)器D與流來的材料在其共振頻率振動(dòng)。由此產(chǎn)生的科里奧利偏轉(zhuǎn)由拾取器LP0和RPO檢測，拾取器通過導(dǎo)體62和64將信號(hào)施加到電子表計(jì)(未示出)，電子表計(jì)決定科里奧利偏轉(zhuǎn)之間的相差并施加在此基礎(chǔ)上的輸出信號(hào)。適用的具有高純度流管的科里奧利流量計(jì)在題目為“Flowmeter for the Precision Measurement of an Ultra-Pure MaterialFlow(用于超純度材料流量精確測量的流量計(jì))”的相關(guān)申請中詳細(xì)公開。
流量控制設(shè)備110可以包括一個(gè)控制閥，正如質(zhì)量流量計(jì)112的情況一樣，在高純度應(yīng)用中，控制設(shè)備必須由可將流體污染降為最小的材料制成。此外，控制設(shè)備110應(yīng)該被設(shè)計(jì)成沒有能收集滯留流體的空間、沒有能在流體中產(chǎn)生顆粒的滑動(dòng)或摩擦部分。
例如，可以使用一種在高純度化學(xué)環(huán)境中可以接受的、由塑料制成的全塑料隔膜閥。但是對于漿，這種閥門并不是理想的解決方法，節(jié)流閥被證實(shí)是對漿控制的較好解決方法。一種依照本發(fā)明、適用的節(jié)流閥120在附圖4原理性地示出。一個(gè)傳動(dòng)器122驅(qū)動(dòng)撞擊件124到撓性管126上，抵靠參考表面128夾緊管126，使其關(guān)閉。管126優(yōu)選由一種高純度塑料例如PFA制成。管的撓性使得管壁適應(yīng)任何管壁里的截留顆?；蜩Υ?，以提供緊密的密封。流動(dòng)路徑徑直穿過，使壓力降和渦流降為最小。流體僅接觸流管126，以防止其它閥門部分的磨損或腐蝕，防止在高純度應(yīng)用例如半導(dǎo)體拋光操作的情況下漿的金屬污染。
通常節(jié)流閥已知的動(dòng)作是雙穩(wěn)態(tài)的開和關(guān)。一些已知的節(jié)流閥具有一個(gè)帶有多轉(zhuǎn)手柄的人工傳動(dòng)器。但是這種閥不適于閉環(huán)流量控制。在批量生產(chǎn)的分配應(yīng)用中使用其它節(jié)流閥，其中材料的分配數(shù)量由閥打開的時(shí)間控制。這不能夠動(dòng)態(tài)控制流速。
僅具有兩種狀態(tài)的閥門可以通過將變化的電流或電壓應(yīng)用于閥傳動(dòng)器來控制。在一個(gè)實(shí)施例中，利用脈寬調(diào)制(PWM)來控制閥。通過在一個(gè)大于閥機(jī)械響應(yīng)頻率的頻率處產(chǎn)生一個(gè)方波信號(hào)來實(shí)現(xiàn)PWM。改變信號(hào)占空比以確定發(fā)送給設(shè)備的適當(dāng)?shù)碾妷夯螂娏?。例如，如果PWM信號(hào)運(yùn)行在0-12伏特之間，那么0％占空比＝0伏特，50％占空比＝6伏特，100％占空比＝12伏特。因?yàn)樾盘?hào)的頻率大于閥的機(jī)械響應(yīng)頻率，所以進(jìn)行平均。閥的位置是基于所提供的平均電流。所得的電壓與信號(hào)的脈寬成比例。
如果信號(hào)頻率太低，那么閥將有時(shí)間完全響應(yīng)產(chǎn)生通常是不希望的脈動(dòng)流輸出的開和關(guān)信號(hào)。典型的節(jié)流閥傳動(dòng)器是一個(gè)螺線管，其包含帶有決定螺線管關(guān)閉所需電流的預(yù)加負(fù)荷調(diào)節(jié)的彈簧元件。調(diào)整閥彈簧上的預(yù)加負(fù)荷能夠提高閥的控制范圍。在其它實(shí)施例中，螺線管活塞元件由彈簧懸掛活塞代替。彈簧懸掛活塞將由摩擦力引起的非線性閥響應(yīng)降為最低，從而將可獲得的螺線管致動(dòng)的節(jié)流閥中常見的滯后現(xiàn)象和死區(qū)降為最小。
PWM控制螺線管的一個(gè)可替換方法是使用一個(gè)步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)器，其通過一個(gè)蝸輪類裝置將一個(gè)受控的、決定性的角度旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為一個(gè)線性撞擊驅(qū)動(dòng)。步進(jìn)控制器能夠被設(shè)計(jì)成產(chǎn)生一個(gè)與模擬輸入信號(hào)成比例的具體步進(jìn)數(shù)。通過將反沖最小化的任意數(shù)量的適當(dāng)?shù)奈佪喸O(shè)計(jì)可將反沖以及由此產(chǎn)生的閥滯后現(xiàn)象降為最小。步進(jìn)電機(jī)通常對可能導(dǎo)致夾緊管道的變化的溫度和壓力波動(dòng)提供抗撓性。步進(jìn)電機(jī)是一種控制位置的裝置，因此步進(jìn)電機(jī)對夾緊管道的變化沒有反應(yīng)。對于節(jié)流閥，夾緊管是系統(tǒng)的一個(gè)整體部分-電流被施加到閥傳動(dòng)器，該閥傳動(dòng)器施力給夾緊管道，使管道夾緊。如果管道特性隨溫度或壓力變化，那么管關(guān)閉量以及具有螺線管的流速隨之改變。此外，步進(jìn)傳動(dòng)器可以保持在最后一次的位置上，以在流體輸送循環(huán)開始時(shí)對達(dá)到給定值提供快速響應(yīng)。
科里奧利流量計(jì)112和流量控制設(shè)備110可以被配置成一個(gè)整體部件，放置在單個(gè)外殼116內(nèi)，此外控制器114也可放置在同一外殼116內(nèi)，以提供一個(gè)完整的、高純度科里奧利質(zhì)量流量控制器。一種適用的、高純度科里奧利質(zhì)量流量控制器在題目為“High Purity Coriolis Mass Flow Controller(高純度科里奧利質(zhì)量流量控制器)”的所引入的申請中詳細(xì)公開。
可替換的方案是，流量控制設(shè)備110可以包括一個(gè)可變的輸出泵，例如一個(gè)蠕動(dòng)式泵。在更進(jìn)一步的實(shí)施例中，其中壓力變化以改變從容器分配出的流體的流速的增壓容器或儲(chǔ)存器起流量控制設(shè)備110的作用。例如，對于附圖2，一個(gè)流體儲(chǔ)存器118可以被施加不同的壓力，以改變儲(chǔ)存器118輸出的流體的流速。通過這種方式控制流體流速可以附加或者代替所述的流量控制設(shè)備110。這種可替換的流量控制設(shè)備將在下面結(jié)合本發(fā)明更進(jìn)一步的示范性實(shí)施例作更詳細(xì)的討論。
附圖5示出一個(gè)依照本發(fā)明的實(shí)時(shí)混合系統(tǒng)200。所述系統(tǒng)是高純度、抗腐蝕和以質(zhì)量為基礎(chǔ)的，其針對的是與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的缺陷。為實(shí)現(xiàn)這些特征，需要至少兩個(gè)關(guān)鍵要素。其中一個(gè)是高純度流動(dòng)路徑，另一個(gè)是質(zhì)量流速測量。因此，系統(tǒng)200包括如上所述的、具有高純度塑料流管的科里奧利流量計(jì)212。科里奧利流量計(jì)212提供一個(gè)密度測量，當(dāng)混合是高沸點(diǎn)成分的二元溶液例如酸溶于水時(shí)，該密度測量可被用作實(shí)際混合濃度的反饋。通過密度測量也可以監(jiān)測漿中的固體濃度。除質(zhì)量流速和密度之外，流量計(jì)212可以被配置成提供額外的測量輸出信號(hào)，例如溫度測量。
利用質(zhì)量流量計(jì)212可以實(shí)時(shí)、在線混合多個(gè)流體流220。如上所述，由于所希望的化學(xué)反應(yīng)通常以摩爾(質(zhì)量)基礎(chǔ)進(jìn)行，所以質(zhì)量流速測量優(yōu)于體積流速測量。
實(shí)時(shí)混合系統(tǒng)200還包括流量控制設(shè)備210，例如如上所述的節(jié)流閥。流量計(jì)212提供代表例如流體流速、溫度和密度的輸出信號(hào)給控制器214。基于預(yù)定的或者實(shí)時(shí)流體流的流速的給定值參數(shù)，控制器214發(fā)送控制信號(hào)給流量控制設(shè)備210以為工件提供所需數(shù)量的混合流體。通過這種方式，不同的流體220混合到一起，形成單一流體流，該單一流體流被提供給公共導(dǎo)管216?？梢赃M(jìn)一步配備一個(gè)混合室218以實(shí)現(xiàn)流體220完全混合。此外，可以提供止回閥(未示出)來確保各個(gè)流體流220沒有由流體流的供給壓力變化造成污染。
可以進(jìn)一步提供人-機(jī)接口(MMI)。MMI提供一個(gè)界面，以實(shí)現(xiàn)例如輸入和輸出信號(hào)值和狀態(tài)之間的通訊，并在被編程的輸入信號(hào)或其它測量值落在允許值范圍之外時(shí)提供預(yù)定報(bào)警。另外，系統(tǒng)200的不同部件之間的輸入和輸出信號(hào)都可以通過一對場總線電纜(fieldbus cable)連接。此外，在某些實(shí)施例中，該系統(tǒng)還可以通過控制器214校準(zhǔn)、測試和維護(hù)系統(tǒng)，以及配置和選擇預(yù)先配置的混合方法。雖然在附圖4所示的系統(tǒng)200的發(fā)明中顯示了流量計(jì)212、流量控制設(shè)備210和控制器214作為單獨(dú)的部件，但是可以意識(shí)到，可以配置這些部件的不同組合而作為公共外殼內(nèi)的整體單元。
一個(gè)再循環(huán)流體分配系統(tǒng)300如附圖6所示。分配系統(tǒng)300包括一個(gè)如上所述的、具有一個(gè)由高純度塑料材料制成的流管的科里奧利流量計(jì)312。流量計(jì)312與一個(gè)流量控制設(shè)備例如節(jié)流閥310和一個(gè)壓力變送器330流體連通?？刂破?14接收來自流量計(jì)312和壓力變送器330的測量信號(hào)，并提供一個(gè)控制信號(hào)給閥310?？刂破?14、科里奧利流量計(jì)312、壓力變送器330和閥310可以是單獨(dú)的部件，或者可以組合形成一個(gè)整體的流量和壓力控制系統(tǒng)。
儲(chǔ)存器316容納將通過一個(gè)導(dǎo)管351被輸送到多個(gè)工具滴管350的流體，每一個(gè)工具滴管350可以與相應(yīng)的工具352例如清洗、蝕刻或CMP工具連接，為工具352提供流體。分配組件354，例如一個(gè)泵，使流體從儲(chǔ)存器316經(jīng)過系統(tǒng)300循環(huán)?？商鎿Q的方案是，可以施加一種惰性氣體例如氮?dú)饨o儲(chǔ)存器316以增加儲(chǔ)存器316的壓力，使流體循環(huán)。
科里奧利質(zhì)量流量計(jì)312允許用戶監(jiān)控系統(tǒng)300中的流速。通過質(zhì)量流量和壓力控制系統(tǒng)，可以在每個(gè)工具滴管350處保持最小的壓力，以消除可能影響相連工具352性能的、基于分配波動(dòng)的壓力。一種小型化的壓力/流量控制器可以被用來維持到每個(gè)工具的壓力和質(zhì)量流速，以補(bǔ)償回路壓力的變化。這種與每個(gè)工具相關(guān)的壓力/流量控制器可以單獨(dú)運(yùn)行，或者將控制器314用作主控制器。
膏如上所述，科里奧利質(zhì)量流量計(jì)312能提供一個(gè)密度測量，當(dāng)混合是高沸點(diǎn)成分的二元溶液例如酸溶于水時(shí)，該密度測量可被用作實(shí)際混合濃度的反饋。通過密度測量還可以監(jiān)測漿中的固體濃度。
如上所述，為了獲得一個(gè)高純度系統(tǒng)，整個(gè)流動(dòng)路徑必須由一種高純度、化學(xué)惰性/抗化學(xué)反應(yīng)的材料制成。附圖7A用示意圖示出一個(gè)高純度壓力變送器330，其具有包括由單片高純度塑料構(gòu)成的壓力隔膜的、被浸潤的工藝連接件。對高純度分配系統(tǒng)中所使用任意儀器的關(guān)鍵要求是沒有一個(gè)設(shè)備是泄漏源。避免絲扣連接，制作工藝連接的優(yōu)選方法是使用面對面密封。由單片塑料構(gòu)成工藝連接360可以保證沒有可成為泄漏源的絲扣連接。
壓力變送器330包括傳感器固定器358，由于它不是流動(dòng)路徑的一部分，因此它可以由聚丙烯構(gòu)成。由高純度材料例如PFA構(gòu)成的壓力室360嵌套在傳感器固定器358內(nèi)。壓力室360限定從壓力室360延伸的一個(gè)工藝流體獲取導(dǎo)管361。為了提供穩(wěn)定的壓力測量性能，一個(gè)陶瓷壓力傳感器362與一個(gè)高純度隔膜364(例如1mm厚的PFA)結(jié)合，塑料的任何松弛(也稱為蠕變)由位于陶瓷傳感器362頂部的O形彈性體366補(bǔ)償，彈性體保持陶瓷傳感器以恒力抵靠塑料隔膜364。通過這種方式，壓力變送器330的整個(gè)被浸潤部分是PFA或是其它適用的高純度塑料材料。
一種可替換的壓力傳感器331如附圖7B所示。壓力傳感器331使用一個(gè)由藍(lán)寶石構(gòu)成的小電容壓力傳感器370。傳感器封裝在一個(gè)高純度材料例如PFA372內(nèi)，并以這樣一種方式延伸到壓力室360內(nèi)，以使流體壓力擠壓傳感器370。附圖8B所示的方法的優(yōu)點(diǎn)是沒有固定的參考，例如堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，它是精確的壓力測量所要求的。密封的壓力傳感器370是壓力室360的整體部分，并由單片高純度塑料構(gòu)成。
附圖8總體上示出一個(gè)依照本發(fā)明、用于CMP加工工具的高純度流體輸送系統(tǒng)400的結(jié)構(gòu)圖。輸送系統(tǒng)400為半導(dǎo)體晶片的應(yīng)用提供各種流體，例如水420、表面活性劑或反應(yīng)劑421和漿422給加工工具452。工具通常包括一個(gè)晶片支架和一個(gè)拋光墊。蠕動(dòng)式泵411與每個(gè)流體源420、421、422連通，將相應(yīng)的流體泵入工具452。另外，高純度科里奧利流量計(jì)412與每個(gè)流體源串聯(lián)，以提供質(zhì)量流速反饋。然后通過利用控制電子元件和/或軟件例如一個(gè)PID控制器來獲得一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。
另一個(gè)流體輸送系統(tǒng)401如附圖9所示，其中控制閥410例如上面公開的節(jié)流閥被用來與高純度質(zhì)量流量計(jì)412結(jié)合，以在CMP生產(chǎn)中獲得高純度、閉環(huán)控制。在某些實(shí)施例中，如果控制環(huán)被設(shè)定在所希望的流速上，那么加工工具452可以提供開—關(guān)信號(hào)給每個(gè)單個(gè)流體控制環(huán)。
但是不同的晶片可能需要不同的加工工藝，因此對被輸送到拋光墊的流體需要不同方法。CMP加工工具452可以通過使用例如標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)協(xié)議比如一個(gè)4-20mA的信號(hào)給每個(gè)控制器來命令特定的流速。同附圖6所示的系統(tǒng)300，CMP工具可以僅僅命令一種不同的方法并且控制器314可以控制輸送速度。主要的控制器314根據(jù)需要實(shí)時(shí)設(shè)定流速和流體比率。
附圖10示出一個(gè)用于光刻膠或電介質(zhì)液體應(yīng)用工藝中使用的旋轉(zhuǎn)工藝的閉環(huán)流體輸送系統(tǒng)500。通過輸送管施加惰性氣體例如氮?dú)?，使?chǔ)存器518增壓。儲(chǔ)存器518中的工藝流體可以保存在一個(gè)聚合物口袋519里，以隔開流體與壓縮氣體。在其它實(shí)施例中，可以使用一個(gè)隔膜隔開工藝流體和氣體。一個(gè)壓力控制閥550安裝在惰性氣體輸送導(dǎo)管里，以控制地調(diào)整輸送給儲(chǔ)存器518的惰性氣體。壓力控制閥550能夠接收一個(gè)來自液體輸送控制器514的輸出信號(hào)，控制器514基于從第一壓力變送器530a接收來的壓力信號(hào)調(diào)整閥門550從開到關(guān)的位置。控制器514基于與壓力變送器530a輸出相比較的一個(gè)預(yù)定壓力給定值，調(diào)整壓力控制閥550的位置，以增加或者降低儲(chǔ)存器518的壓力。
儲(chǔ)存器518通過一個(gè)出口導(dǎo)管與一個(gè)高純度科里奧利質(zhì)量流量計(jì)512連接，經(jīng)過出口導(dǎo)管工藝流體流出儲(chǔ)存器518。提供使用過濾器的點(diǎn)560以過濾要應(yīng)用于一個(gè)由旋轉(zhuǎn)控制器564控制的旋轉(zhuǎn)工件562上的工藝流體。
流動(dòng)路徑中的科里奧利流量計(jì)512測量實(shí)際的流速，并提供一個(gè)信號(hào)給液體輸送控制器514。如果流體的流動(dòng)太慢，施加給儲(chǔ)存器518內(nèi)液體的壓力將增加以提供更快的流動(dòng)。由于使用過濾器的點(diǎn)560或者運(yùn)送液體的管道堵塞，所以為液體輸送而增加壓力是必須的。位于流量計(jì)512的上游和下游的第二和第三壓力傳感器530b、530c測量驅(qū)動(dòng)液體經(jīng)過流量計(jì)5 12所需的壓力差。由于管道的長度已知，因此可以利用由流量計(jì)512、壓力傳感器530b、530c提供的壓差和流速的測量來決定流體的粘度。粘度的測量可以顯示出流體化學(xué)結(jié)構(gòu)的任何變化。一個(gè)控制閥510通過來自液體輸送控制器514的控制信號(hào)控制工藝流體的流速。步進(jìn)驅(qū)動(dòng)閥可以保持最后一次的位置。
工具控制器515，其可以是與液體輸送控制器514相同的控制器，或者是一個(gè)單獨(dú)的控制器，提供控制信號(hào)給旋轉(zhuǎn)控制器564，還提供一個(gè)流量給定值給輸送控制器514。在一些實(shí)施例中還在儲(chǔ)存器518的出口提供一個(gè)快速動(dòng)作的流體開/關(guān)閥509，其由液體輸送控制器514啟動(dòng)，基于工具控制器515的要求開動(dòng)/關(guān)閉流動(dòng)。液體輸送控制器514在存儲(chǔ)器中分別保存由壓力傳感器530b和科里奧利流量計(jì)512提供的、與控制閥510的各種不同位置相關(guān)的液體輸送壓力和流速表?；诠ぞ呖刂破?15的流體需求要求，液體輸送控制器514提供對流體壓力的優(yōu)化設(shè)定和控制閥設(shè)定，以在閥門509打開的時(shí)間內(nèi)提供適量的流體。
一種可替換的旋轉(zhuǎn)流體輸送系統(tǒng)501如附圖11所示。在輸送系統(tǒng)501中，科里奧利流量計(jì)512位于計(jì)量泵511的下游，用作反饋結(jié)構(gòu)以確保適量的液體施加給工件562?，F(xiàn)有技術(shù)中的計(jì)量泵系統(tǒng)通常是開環(huán)的，泵下游的系統(tǒng)被任意堵塞會(huì)增加頭壓，從而改變到工件的流體輸送。來自科里奧利流量計(jì)512的信號(hào)允許液體輸送控制器514改變泵511的運(yùn)行，以提供一個(gè)更高的輸出壓力來補(bǔ)償增加的頭壓。
上面所公開的具體實(shí)施例僅僅是說明性的，因?yàn)閷倪@里所教授的內(nèi)容而受益的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說以不同但是等效的方式對本發(fā)明進(jìn)行修改和實(shí)施是顯而易見的。此外，除了下面權(quán)利要求書所述的內(nèi)容以外，對這里所示的詳細(xì)結(jié)構(gòu)或設(shè)計(jì)沒有限制。因此可以明顯看出，上面所公開的具體實(shí)施例可以作改動(dòng)或者修改，所有這些變化被認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍和精神之內(nèi)。因此這里所要求的保護(hù)如下面權(quán)利要求書所述。
權(quán)利要求
1.一種流體輸送系統(tǒng)，包含流量控制設(shè)備；與流量控制設(shè)備流體連通的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，該科里奧利流量計(jì)具有由一種高純度塑料材料制成的流管，該科里奧利流量計(jì)提供輸出信號(hào)；接收給定值信號(hào)的控制器，該控制器接收來自科里奧利流量計(jì)的輸出信號(hào)，并為流量控制設(shè)備提供控制輸出信號(hào)，其中流量控制設(shè)備的輸出響應(yīng)控制輸出信號(hào)而變化。
2.如權(quán)利要求36所述的流體輸送系統(tǒng)，其中高純度塑料材料包括PFA。
3.如權(quán)利要求1所述的流體輸送系統(tǒng)，其中流量控制設(shè)備包括閥。
4.如權(quán)利要求3所述的流體輸送系統(tǒng)，其中閥包括一個(gè)節(jié)流閥。
5.如權(quán)利要求4所述的流體輸送系統(tǒng)，其中節(jié)流閥包含具有與其可操作地連接的撞擊件的傳動(dòng)器；通常相對撞擊件設(shè)置的參考表面；設(shè)置在撞擊件與參考表面之間的高純度撓性管。
6.如權(quán)利要求5所述的流體輸送系統(tǒng)，其中傳動(dòng)器包括螺線管。
7.如權(quán)利要求5所述的流體輸送系統(tǒng)，其中傳動(dòng)器包括步進(jìn)電機(jī)。
8.如權(quán)利要求1所述的流體輸送系統(tǒng)，其中流量控制設(shè)備包括具有可變輸出的泵。
9.如權(quán)利要求8所述的流體輸送系統(tǒng)，其中泵包括蠕動(dòng)式泵。
10.如權(quán)利要求1所述的流體輸送系統(tǒng)，其中流量控制設(shè)備包括儲(chǔ)存器，該儲(chǔ)存器可被選擇地增壓。
11.如權(quán)利要求10所述的流體輸送系統(tǒng)，其中儲(chǔ)存器包括一個(gè)位于其中用來容納流體的袋。
12.如權(quán)利要求1所述的流體輸送系統(tǒng)，其中控制器包括PID控制器。
13.如權(quán)利要求1所述的流體輸送系統(tǒng)，還包含多個(gè)流量控制設(shè)備；多個(gè)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)；和與流量控制設(shè)備流體連通的混合室；其中控制器改變流量控制設(shè)備的輸出以獲得一個(gè)預(yù)定的流體混合物。
14.如權(quán)利要求1所述的流體輸送系統(tǒng)，其中由科里奧利質(zhì)量流量計(jì)提供的輸出信號(hào)包括質(zhì)量流速測量。
15.如權(quán)利要求1所述的流體輸送系統(tǒng)，其中由科里奧利質(zhì)量流量計(jì)提供的輸出信號(hào)包括流體密度測量。
16.如權(quán)利要求1所述的流體輸送系統(tǒng)，其中由科里奧利質(zhì)量流量計(jì)提供的輸出信號(hào)包括流體溫度測量。
17.一種再循環(huán)流體分配系統(tǒng)，包含流體儲(chǔ)存器；與儲(chǔ)存器流體連通的分配導(dǎo)管，分配導(dǎo)管具有多個(gè)工具滴管，將流體從儲(chǔ)存器提供到與工具滴管連接的工具；流量控制設(shè)備；與流量控制設(shè)備流體連通的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，該科里奧利流量計(jì)具有由高純度塑料材料制成的流管，該科里奧利流量計(jì)提供輸出信號(hào)；與科里奧利質(zhì)量流量計(jì)流體連通的壓力變送器，壓力變送器提供輸出信號(hào)；接收給定值信號(hào)的控制器，該控制器接收來自科里奧利流量計(jì)和壓力變送器的輸出信號(hào)，并提供控制輸出信號(hào)給流量控制設(shè)備，其中流量控制設(shè)備輸出響應(yīng)控制輸出信號(hào)而改變，以保持分配導(dǎo)管中的預(yù)定壓力和流速。
18.如權(quán)利要求17所述的再循環(huán)流體分配系統(tǒng)，還包含多個(gè)工具滴管流量控制設(shè)備，每個(gè)工具滴管流量控制設(shè)備與相應(yīng)的工具滴管串聯(lián)；和多個(gè)工具滴管科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，每個(gè)工具滴管科里奧利質(zhì)量流量計(jì)與相應(yīng)的工具滴管串聯(lián)，每個(gè)工具滴管科里奧利質(zhì)量流量計(jì)具有由高純度塑料材料制成的流管，每個(gè)工具滴管科里奧利質(zhì)量流量計(jì)提供輸出信號(hào)；其中控制器接收來自工具滴管科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的輸出信號(hào)，并提供控制信號(hào)給工具滴管流量控制設(shè)備。
19.如權(quán)利要求18所述的再循環(huán)流體分配系統(tǒng)，還包含多個(gè)工具滴管控制器，每個(gè)工具滴管控制器與相應(yīng)的工具滴管流量控制設(shè)備和工具滴管科里奧利質(zhì)量流量計(jì)相關(guān)，每個(gè)工具滴管控制器接收來自相關(guān)的工具滴管科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的輸出信號(hào)，并提供控制信號(hào)給相關(guān)的工具滴管流量控制設(shè)備。
20.如權(quán)利要求17所述的再循環(huán)流體分配系統(tǒng)，其中流量控制設(shè)備包括節(jié)流閥。
21.如權(quán)利要求17所述的再循環(huán)流體分配系統(tǒng)，其中壓力變送器包含傳感器固定器；包括位于傳感器固定器內(nèi)的隔膜的壓力室，壓力室和隔膜由一種高純度塑料構(gòu)成；與隔膜結(jié)合的壓力傳感器；和位于隔膜和傳感器固定器之間的O形環(huán)。
22.如權(quán)利要求17所述的再循環(huán)流體分配系統(tǒng)，其中壓力變送器包含傳感器固定器；位于傳感器固定器中的壓力室；封裝在延伸到壓力室的高純度塑料材料中的壓力傳感器。
23.如權(quán)利要求22所述的再循環(huán)流體分配系統(tǒng)，其中壓力傳感器由藍(lán)寶石構(gòu)造。
24.一種流體輸送系統(tǒng)，包含儲(chǔ)存器，具有接收氣體以使儲(chǔ)存器增壓的入口和分配儲(chǔ)存器中所容納流體的出口；與儲(chǔ)存器入口相連的第一流量控制設(shè)備；與儲(chǔ)存器出口流體連通以控制儲(chǔ)存器流出流體流量的第二流量控制設(shè)備；與第二流量控制設(shè)備流體連通的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，該科里奧利流量計(jì)具有由高純度塑料材料制成的流管，該科里奧利流量計(jì)提供輸出信號(hào)；接收給定值信號(hào)的控制器，該控制器接收來自科里奧利流量計(jì)的輸出信號(hào)，并提供控制輸出信號(hào)給第一和第二流量控制設(shè)備以改變儲(chǔ)存器的壓力和儲(chǔ)存器流出流體的流速。
25.如權(quán)利要求24所述的流體輸送系統(tǒng)，還包含與儲(chǔ)存器入口相連的壓力變送器，壓力變送器提供輸出信號(hào)給控制器。
26.如權(quán)利要求24所述的流體輸送系統(tǒng)，還包含與儲(chǔ)存器出口相連的壓力變送器。
27.如權(quán)利要求26所述的流體輸送系統(tǒng)，其中壓力變送器與位于科里奧利質(zhì)量流量計(jì)下游的儲(chǔ)存器出口相連。
28.如權(quán)利要求26所述的流體輸送系統(tǒng)，其中壓力變送器與位于科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的上游的儲(chǔ)存器出口相連。
29.如權(quán)利要求24所述的流體輸送系統(tǒng)，還包含分別位于科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的上游和下游的與儲(chǔ)存器出口相連的第一和第二壓力變送器。
30.如權(quán)利要求29所述的流體輸送系統(tǒng)，其中控制器計(jì)算流過系統(tǒng)的流體粘度。
31.如權(quán)利要求24所述的流體輸送系統(tǒng)，其中控制器還控制用于加工工件的工具。
32.如權(quán)利要求24所述的流體輸送系統(tǒng)，其中控制器包含流體輸送控制器，所述系統(tǒng)還包含工具控制器，該工具控制器控制用于加工工件的工具，工具控制器提供給定值信號(hào)給流體輸送控制器。
33.如權(quán)利要求24所述的流體輸送系統(tǒng)，還包含與儲(chǔ)存器出口相連的過濾器。
34.如權(quán)利要求24所述的流體輸送系統(tǒng)，還包含位于儲(chǔ)存器內(nèi)用來容納流體的袋。
35.如權(quán)利要求24所述的流體輸送系統(tǒng)，其中第二流量控制設(shè)備包含節(jié)流閥。
36.如權(quán)利要求24所述的流體輸送系統(tǒng)，其中第二流量控制。
全文摘要
一種流體輸送系統(tǒng)包括流量控制設(shè)備和與流量控制設(shè)備(110)流體連通的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)(112)?？评飱W利流量計(jì)具有由一種高純度塑料材料例如PFA制成的流管，使得輸送系統(tǒng)適于高純度應(yīng)用。控制器(114)提供控制輸出信號(hào)給可包括節(jié)流閥(120)的流量控制設(shè)備(110)，以響應(yīng)給定值信號(hào)和接收自流量計(jì)(112)的測量信號(hào)，改變流量控制設(shè)備的輸出。
文檔編號(hào)G01F1/84GK1592844SQ02823425
公開日2005年3月9日 申請日期2002年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月26日
發(fā)明者W·E·松, J·C·迪勒, M·J·巴格爾, G·E·保拉斯 申請人:美國艾默生電氣公司