专利名称：用于多容器阵列中的气体存储和分配容器的转接的自动切换系统的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及气体存储和分配容器，特别涉及需要连续转换(change over)以向耗气工艺单元提供连续(ongoing)的气体供给的多容器阵列。在具体方面中，本发明涉及包含多个气体存储和分配容器的气柜，以及用于转换容器以保持气体分配操作的连续性的自动切换系统，其中多个气体存储和分配容器向半导体制造设备中的半导体制造工具提供气体。
背景技术：
在Tom等人的美国专利5,518,528中公开的基于物理吸附的气体存储和分配系统革新了半导体工业中危险气体的传输、供给和使用。该系统包括容纳有诸如分子筛或者活性碳等物理吸附介质的容器，所述物理吸附介质对存储在容器中并且从容器中选择性地分配的气体具有吸附亲和性。相对于容纳有“自由”(未吸附)状态的等量气体的对应空(无吸附剂)容器，气体在减压下以吸附在吸附介质上的状态容纳在容器中。有利的是，存储和分配容器中的内部气压处于低于大气压的压力、或大气压或低的低于大气压的压力下。
由于相对于现有的高压气体存储气罐，任何泄漏只引起气体向周围环境的极低泄漏速率，所以通过这样的减压存储，有效地改善了气体存储和分配操作的安全性。此外，基于吸附剂的系统的减压操作发生这样的气体泄漏事件的可能性较低，这是由于减压降低了应力和诸如阀、流量控制器、耦合、接头等系统构件的磨损。
在半导体制造操作的应用中，在气柜中经常采用前述类型的气体存储和分配容器，其中多个容器被汇集(manifold)适合的流路，例如，包括管道、阀、限流孔元件、集合管(manifold)、流量调节器、质量流量控制器、吹扫回路、仪表和监视设备等。这样的流路可以与自动切换系统相关联，其中当气体存储和分配容器在气体耗尽或者接近空的状态时，自动切换系统通过例如适当地切换阀来使气体存储和分配容器断流，从而隔离耗尽或者基本耗尽的容器与流路的气体馈送关系以便于容器的转换。同时，例如通过集合管中的流量控制阀的适当切换，满的气体存储和分配容器被接入，从而使新的容器与流路有气体馈送关系。然后，当先前接入的容器已经耗尽气体时，在确保操作的过程中，隔离的耗尽容器能够被从流路上拆卸下来并且从气柜取出，以便能够安装用于接续该容器的转接使用的满的容器。
除了由ATMI公司(Danbury，CT，USA)以商标SDS和SAGE商品化的Tom等人的美国专利5,528,518中描述的前述类型的气体存储和分配容器之外，由颁布给Luping Wang等人的美国专利6,101,816；6,089,027；和6,343,476中描述的并且被ATMI公司(Danbury，CT，USA)以商标VAC商品化的流体存储和分配容器也类似地被用于半导体制造设备中的气柜，并且需要周期性地切换以保持气体分配操作的连续性。VAC容器以流体压力调节器为特征，其布置在诸如流量控制阀等流量控制元件的上游，由此从容器分配的气体以由调节器确定的设定值压力来分配。VAC容器中的流体可以是被调节器限制的高压液体或气体，作为半导体工艺的气源。调节器可以内置于容器中，以保护调节器不受冲击或者环境污染，并且容器在特定实施例中可以包含物理吸附材料，用于从容器解吸分配气体。通过提供具有在低于大气压、大气压或者低的低于大气压的压力等设定值压力的调节器，能够实现与美国专利5,518,528的气体存储和分配容器有关的上述描述相同的操作和安全性。
当采用以SDS，SAGE和VAC商标商品化的前述类型的容器来以低压容纳流体时，这些容器产生如下气体，这些气体在多种应用中必需被升高压强以使其适合于后续使用。在这种情况下，必需使用提取器系统来从容器中提取气体。提取器系统包括提取泵和缓冲罐，以及供气布置的安全操作所必需的控制和安全系统。提取器系统收纳在排气和监视金属箱中，气体输送硬件收纳在主柜中，控制电子设备位于独立的箱中，例如其可以安装在主柜的顶部。多个气体存储和分配容器可以容纳在用于容纳气体输送硬件的独立专用气柜中，作为减压模块，其与提取器系统耦合以把恒定压力的气体输送给在中等真空条件下操作的半导体工具。减压模块可以具有对气体分配容器进行加热的加热能力以便于分配操作。
在减压模块中，气体分配硬件和电子设备是可编程地布置的，以便当第一容器到达不再能够保持预定压力的耗尽点时能够以预定压力进行自动的容器转换。为了该目的，气体分配硬件和电子设备可以被构造和设置为自动或手动地进行气流路径的排空、吹扫和泄漏检测。在该系统中可以使用可编程逻辑控制器(PLC)，用于监视阀的状态、系统压力、容器重量和温度，并且提供进行下述功能控制的预编程过程容器更换(change out)、开始气流、自动切换容器、吹扫气体控制、处理/吹扫气体排空、关闭前确保工艺气流、以及例如加热毯等容器加热器的温度控制。
从ATMI公司(Danbury，CT，USA)可获得以商标RPM商品化的上述类型的减压模块和提取器系统。
因而，在多容器阵列中可以采用前述的基于吸附剂的和/或装备有内部压力调节器类型的容器，其中当到达有效(工作)容器的终点时，进行从耗尽容器到满容器的容器自动转接。可以以各种方式来确定终点一一通过表示容器含量耗尽的分配气压和/或流速的下降来确定，或者可以通过连续分配气体的容器的重量损耗、分配气体的积累体积流量、或预定操作时间、或其它合适的方式来确定。
不论确定容器终点的手段或方式如何，从耗尽容器到满容器的自动切换涉及在泵的入口处压力的急剧变化，所述泵被用作使气流通过流路到达下游的耗气工艺的动力流体驱动器。常规布置的泵采用的比例积分微分(PID)控制逻辑不能够足够快地反应以减慢泵从而避免压力变化的冲击，结果在快速运行的泵的出口处产生压力尖峰。例如在用于离子注入的低于大气压的压力系统中，其中注入室的低于大气压的操作是优选的工艺布置，该压力尖峰能够引起压力超出系统设定点限度。这种过压条件反过来会引起开动警报，并且在极端的压力变化条件下，气体输送系统的安全监视元件会切断气流并且不期望地停止下游的耗气工艺。
因此，提供能够将容器切换时容易发生的压力扰动最小化的用于气体输送系统的自动切换装置和方法将是本领域的技术进步，其中气体输送系统包括耦合到多个容器阵列的泵/提取器装置，多个容器阵列包括在上述美国专利5,518,528；6,101,816；6,089,027；和6,343,476，中描述的类型的容器。
发明内容
本发明通常涉及气体存储和分配容器，特别涉及如下多容器阵列，其需要从阵列中的耗尽容器顺序转接到阵列中新的含气容器，以便向耗气工艺连续地提供气体。
本发明在一个方面中涉及气体供给和分配系统，其包括至少两个气体存储和分配容器的阵列，其被设置为用于涉及从阵列中的第一个容器转接到第二个容器的连续工作分配操作；与该阵列以气流连通的方式耦合的泵，用于对从阵列中的容器中的工作容器得到的气体进行抽气，并释放抽到的气体；自动切换系统，其被构造和设置为用于感测容器中的工作容器的终点限度，并且启动从其中具有气体的阵列中的容器中的工作容器到容器中的另一个容器的自动切换，以便从容器中的、作为接续工作容器的所述另一个容器接续分配气体，
其中自动切换系统在感测终点限度和开始自动切换之间终止气体流向泵并且使泵无效；并且其中在开始自动切换之后，自动切换系统重新开始向泵的气流，并且使泵重新启动。
在另一方面中，本发明涉及有效地减小从气体供给和分配系统中的泵排放的抽到的气体的压力变化的方法，所述气体供给和分配系统包括至少两个气体存储和分配容器的阵列，其被设置为用于涉及从阵列中的第一个容器转接到第二个容器的连续工作分配操作，其中泵与该阵列以气流连通的方式连接，用于对从阵列中的容器中的工作容器得到的气体进行抽气，并释放抽到的气体。
该方法包括感测容器中的工作容器的终点限度，并且从其中具有气体的阵列中的容器中的工作容器切换到容器中的另一个容器，以便从各容器中的、作为接续工作容器的所述另一个容器接续地分配气体，终止流向泵的气流并使泵无效，其中所述终止和所述无效步骤是在感测终点限度的步骤和切换步骤之间进行的；并且重新开始流向泵的气流并使泵重新启动，其中所述重新开始和所述重新启动步骤是在切换步骤之后进行的。
从随后的公开以及权利要求中，本发明的其它方面、特征和实施例将会更加清楚。
图1是根据本发明的一个实施例的具有容器转接能力的减压模块气体输送系统的前视图。
图2图1的减压模块的流路的示意图。
图3是图1的减压模块的“MAIN MENU(主菜单)”屏幕显示。
图4是图1的减压模块的“LEFT CYLINDER MENU(左气罐菜单)”的屏幕显示。
图5是图1的减压模块的气体供给容器改变的屏幕显示。
图6是图1的减压模块的“MAINTENANCE MENU(维护菜单)”的屏幕显示，其包括“L/C MAINTENANCE MENU(L/C维护菜单)”、“R/C MAINTENANCE MENU(R/C维护菜单)”、“ANALOGCALIBRATION(模拟校准)”、“MANUAL CONTROL(手动控制)”、“CURRENT ALARMS(当前警报)”、“OPERATING PARAMETERS(操作参数)”和“MAIN MENU(主菜单)”的触摸选项，其中“L/C”是指左气罐，“R/C”是指右气罐。
图7是图1的减压模块的“STATUS SCREEN(状态屏幕)”的屏幕显示，示出了减压模块中的所有阀的状态，减压模块中的每个气体供给容器的“GAS ON(通气)”或“GAS OFF(关气)”状态、减压模块中的每个压力变换器的压力读数、以及每个气体供给容器的温度。
图8是图1的减压模块的“Left Cylinder Gas On(左气罐通气)”屏幕显示。
图9是图1的减压模块的改变前泄漏测试屏幕显示，示出了气体面板的示意描述，包括阀的状态和压力变换器压力水平，以及经过的时间和泄漏测试的总时间。
图10是图1的减压模块的本地吹扫循环屏幕显示。
图11是图1的减压模块的气罐改变屏幕显示。
图12是图1的减压显示模块的气罐改变后泄漏测试屏幕显示。
图13使图1的减压模块的改变后吹扫屏幕显示。
图14是图1所示的减压模块的“Tool Evacuation(工具排空)”屏幕显示。
图15是图1的减压模块的“Tool Purge(工具吹扫)”屏幕显示。
图16是图1的减压模块的“Tool Pump Purge(工具泵吹扫)”屏幕显示。
图17是图1的减压模块的“Local Evacuation(本地排空)”屏幕显示。
图18是图1的减压模块的“Local Pump Purge(本地泵吹扫)”屏幕显示。
图19是根据本发明的一个实施例的提取器模块的前视图，该提取器模块例如可以和图1的减压模块结合使用。
图20是图19的提取器模块的一部分的前视图，示出了缓冲罐及其提取器泵组件。
图21是图19的提取器模块的“STATUS SCREEN(状态屏幕)”，示出了提取器模块中的集合管的流路以及提取器模块的组件。
图22是图19的提取器模块的“Pump Control(泵控制)”屏幕显示。
图23是集成半导体制造设备的示意框图，示出了以气流连通的方式与提取器模块(提取器)连接的减压模块(PRM)，而提取器模块以气流连通的方式与半导体制造耗气单元(工具)耦合，RPM、提取器和工具的每一个以排气关系与净气器单元(净气器)连接。
图24A和图24B示出了工艺流程图，其具有包括在根据本发明的一个实施例的时间延迟自动切换过程中的各步骤。
具体实施例方式
本发明提供一种用于气体输送系统的自动切换装置及方法，其中抽气/提取器装置与多个容器阵列耦合，多个容器阵列包括在前述美国专利No.5,518,528；6,101,816；6,089,027；以及6,343,476中描述的类型的容器。
本发明基于如下发现，即能够通过在自动转接系统中提供时间延迟来消除多容器阵列中的流体存储和分配容器的切换的不利的压力效应，以允许在自动切换之前先向泵浦组件发送信号，从而泵浦组件响应性地操作以防止将压力尖峰输送到快速运转的泵的入口，其中泵被用来使气体通过流路流到下游的耗气工艺。
图1是根据本发明的一个实施例的具有容器切换能力的减压模块气体输送系统10的前视图。
气体输送系统10由作为主箱的主柜12和电子箱26组成，其中主柜和电子箱栓定在一起以形成集成的气体输送系统。供气集合管和气体供给容器收纳在主柜12内，主柜12可以由例如12-规格(gauge)冷轧钢来构造。主柜12的特征是具有锁销18和观察窗22的左侧门14，以及具有锁销20和观察窗24的右侧门16。具有接通/断开开关28的电子箱26安装在主柜12的顶部，如图所示。触摸屏界面30位于该柜顶部的电子箱的正面。
电子箱26包括可编程逻辑控制器(PLC)，用于通过触摸屏界面30控制集成气体输送系统，其中通过PLC单元上的串行端口连接来进行PLC单元和触摸屏之间的通信。该屏幕具有对应于文字和图形并且向PLC单元传达命令的接触敏感栅。触摸屏显示用户菜单、操作和信息屏、以及仅允许系统的授权访问的安全屏障。
主柜12包含一对容纳吸附剂的气体存储和分配容器，其中吸附介质是对容器中的气体具有吸附亲和力的固相物理吸附剂的颗粒层的形式。除了气体存储和分配容器之外，主柜还包括工艺流路，该流路也还包括管道、阀等，用于净化和排气操作。
气体供给容器，下文中有时称作气罐，可以是任何适当的类型。尽管在此示意性地描述了在其中具有气体的容纳固相物理吸附剂的容器，该气体被吸附在固相物理吸附剂上，例如，分子筛、活性碳、硅石、氧化铝、吸附黏土、大网状聚合物等，但气体供给容器可以是任何其它适当的类型，其中保持有用于从容器分配气体的流体。在上述美国专利No.5,518,528；6,101,816；6,089,027；和6,343,476中描述的各种类型的气体供给容器在本发明的广泛用途中目前是优选的，由此将这些专利的公开内容的各方面引进于此作为参考。
图2是图1的减压模块的流路的示意图，包括左气体存储和分配容器50以及右气体存储和分配容器52，其与包括集合管气流线路54、56、58、60、62和64的流路互连。此布置的流路已经用于具有其低内容积和最小死容积的高流动性的低于大气压的气体。气体集合管流路有四种连接方式(i)泵/净气器-集合管连接；(ii)工艺气体出口-集合管连接；(iii)吹扫气体-集合管连接；以及(iv)气体供给容器-集合管连接。下面将依次讨论这些连接的每一种。
在泵/净气器-集合管连接中，真空源(图2中未示出)连接到在其中包括有自动流量控制阀AV13的真空源线路60的第一端。真空源线路60连接到工艺气体出口线路58的第二端。
在工艺气体出口-集合管连接中，下游耗气工艺单元(图2中未示出)连接到在其中包含手动阀MV11和自动阀AV15和AV10的工艺气体出口线路58的第一端。工艺气体出口线路58还连接到在其中包括有手动阀MV21和自动阀AV25和AV20的工艺气体馈送线路56。
在吹扫气体-集合管连接中，吹扫气源(图2中未示出)连接到吹扫气体馈送线路62的第一端。吹扫气体馈送线路62在其第二端连接到工艺气体出口线路58。吹扫气体馈送线路62在其中包括过滤器、压力开关(PS1)、限流孔(RFO)和自动阀AV12。连接到吹扫气体馈送线路62的是吹扫气流线路64，吹扫气流线路64包括过滤器、压力开关(PS2)、限流孔(RFO)和自动阀AV22。在与吹扫气体馈送线路62连接的相反端，吹扫气流线路64连接到工艺气体馈送线路56。
在气体供给容器-集合管连接中，气体存储和分配容器50连接到自动阀AV10的上游的工艺气体出口线路58。气体存储和分配容器52连接到自动阀AV20上游的工艺气体馈送线路56。
在图2的集合管布置中，三个压力变换器位于集合管中。压力变换器PT-11监视与气体存储和分配容器50有关的压力，压力变换器PT-21监视与气体存储和分配容器52有关的压力。压力变换器PT-31监视流到下游耗气工艺单元或者介于减压模块和下游耗气工艺单元之间的提取器模块的工艺气体的出口压力。通过与气体存储和分配容器50有关的集合管部分上的真空源线路60中的真空传感器VS-1、并且通过与气体存储和分配容器52有关的集合管部分中的工艺气体馈送线路56中的真空传感器VS-2，来监视来自泵/净气器的真空水平。
连接到吹扫气体馈送线路62以构成吹扫气体集合管连接的吹扫气源可以是任何合适的吹扫气源，诸如吹扫气体供给罐，吹扫气体诸如极高纯度的氮气或者极高纯度的氮气/氦气混合物或者其它合适的单一成分或多成分的气体介质，只要对集合管线路和有关组件中的气流通道的吹扫有效即可。所谓的“内部氮气”(house nitrogen)(即，可从半导体制造设备中的通用供气组件得到的氮气)或者合适来源的洁净的干燥空气(CDA)可以用来开动集合管中的气动自动阀，并吹扫减压模块的主柜以及有关的电子模块。通过导管耦合到主柜和连接到半导体制造设备的耗气系统，来从主柜排出气体。
现在，将参考在与减压模块的主柜有关的电子模块的触摸屏上显示的一系列屏幕来描述减压模块的操作。
在开始的操作中，按下“START”(开始)按钮28(见图1)将开始系统的启动程序事件，结果产生了图3所示的初始的“MAINMENU(主菜单)”，包括“ACCESS CODE ENTRY(输入访问代码)”、“STATUS SCREEN(状态屏幕)”、“CURRENT ALARMS(当前警报)”、“MAINTENANCE MENU(维护菜单)”、“ALARM HISTORY(警报历史)”、“AUTO SWITCH OVER(自动转接)”以及“SYSTEMIDLE(系统空闲)”等触摸选项。
从MAIN MENU(主菜单)屏幕触摸选择“CURRENT ALARMS(当前警报)”将产生用于选择警报设置的子菜单，例如静音声音警报、重新设置无效的系统警报使其重新启动等，并且显示系统中所有警报的当前状态。
在根据需要设置警报之后，返回到“MAIN MENU(主菜单)”将允许通过“ACCESS CODE ENTRY(输入访问代码)”的触摸选项来输入访问代码，这产生了允许选择期望的访问级别的子菜单，包括操作访问、维护访问以及全部访问。然后，访问级别子菜单上的级别选项产生了用于输入访问代码的小键盘。
在返回到MAIN MENU(主菜单)屏幕(图3)时，“MAINTENANCE MENU(维护菜单)”(结合其图6在下文中对其进行详细讨论)的触摸选项进入自动气体供给容器改变例程，其能够用来在启动时安装气体供给容器，该例程开始于选择安装有气体供给容器在一侧(柜的左侧或者右侧)。如果要安装左侧气体供给容器，则触摸屏上的对应选项将产生图4所示的“LEFT CYLINDER MENU(左气罐菜单)”。“RIGHT CYLINDER MENU(右气罐菜单)”是相同的形式。
图4所示的“LEFT CYLINDER MENU(左气罐菜单)”包括“TOOLEVACUATION(工具排空)”、“GAS ON(通气)”、“TOOL PURGE(工具吹扫)”、“LOCAL EVACUATION(本地排空)”、“TOOLPUMP PURGE(工具泵吹扫)”、“LOCAL PUMP PURGE(本地泵吹扫)”、“CYLINDER CHANGE(气罐改变)”以及“MAIN MENU(主菜单)”等触摸选项。
按压触摸屏上的“CYLINDER CHANGE(气罐改变)”按钮将开动气体供给容器改变例程并产生图5所示的屏幕显示，并有“ReplaceCylinder(替换气罐)”的提示，表示左侧气体供给容器能够被安装在主柜中。在充满的气体供给容器已经安装在减压模块的主柜的左框架中之后，屏幕的左下部的“Continue(继续)”触摸选项将使系统完成气罐改变例程，并且采用安装的气体供给容器来进行气体分配操作。然后，能够以对应的方式对右侧气体供给容器安装重复该过程。
在图1所示的实施例中，减压模块允许输送并控制从两个气体供给容器到单个出口连接的低于大气压的气体。该系统被构造和设置为当开始的气体供给容器耗尽时，控制从开始的气体供给容器到备份的气体供给容器的自动转接。在替换耗尽的气罐之后，系统能够被重新设置为自动切换回初始的开始侧。
如此前所述，控制系统具有用于各自左侧和右侧气体供给容器的两个操作子菜单“LEFT CYLINER(左气罐)”和“LEFT CYLINER(右气罐)”。通过按压MAINTENANCE MENU(维护菜单)按钮，经由触摸屏的MAIN MENU(主菜单)来进入这些子菜单，从而产生图6所示的屏幕，其包括“L/C MAINTENANCE MENU(L/C维护菜单)”、“R/C MAINTENANCE MENU(R/C维护菜单)”、“ANALOGCALIBRATION(模拟校准)”、“MANUAL CONTROL(手动控制)”、“CURRENT ALARMS(当前警报)”、“OPERATING PARAMETERS(操作参数)”以及“MAIN MENU(主菜单)”选项，其中“L/C”表示左气罐，“R/C”表示右气罐。“MANUAL CONTROL(手动控制)”或者“L/C MAINTENANCE MENU(L/C维护菜单)”或者“R/CMAINTENANCE MENU(R/C维护菜单)”的选项允许“GAS ON(通气)”和选择维护操作(见图4)。
说明的实施例中的减压模块具有六(6)个基本操作模式，包括1.关闭所有的阀在启动时，在致命警报或者掉电/电源故障之后，关闭两个气罐的气体。
2.左气罐的气体-自动转接关闭左气罐耗尽时，发送“气罐空”信号。
3.右气罐的气体-自动转接关闭右气罐耗尽时，发送“气罐空”信号。
4.左气罐的气体-自动转接打开左气罐耗尽时，切换到右气罐。
5.右气罐的气体-自动转接打开右气罐耗尽时，切换到左气罐。
6.手动操作手动选择除了气罐阀之外的所有阀。
减压模块能够装配有手动气体供给容器阀或者气动气体供给容器阀，选择阀的类型是在参数设置操作中进行的。
图7示出了“STATUS SCREEN(状态屏幕)”并且通过“MAINMENU(主菜单)”上的对应的触摸屏选项来进入。“STATUS SCREEN(状态屏幕)”通过例如适合的颜色方案(着红色的相应阀表示关闭的阀，着绿色的相应阀表示打开的阀)或者其它可视觉识别的差异来显示减压模块中所有阀的状态。“STATUS SCREEN(状态屏幕)”还显示减压模块中每个气体供给容器的“GAS ON(通气)”或者“GASOFF(关气)”状态、减压模块中每个压力变换器的例如以托为单位的压力读数、以及每个气体供给容器的温度。可以从“STATUS SCREEN(状态屏幕)”来关闭减压模块中的气流。
布置该系统，使得必须在集合管流路的左侧或右侧的特定一侧进行本地排空，在该处气体以“GAS ON(通气)”模式被分配。通过在合适的(左或者右)气体供给容器菜单(“LEFT CYLINDER MENU(左气罐菜单)”或者“RIGHT CYLINDER MENU(右气罐菜单)”)上的“LOCAL EVACUATION(本地排空)”按钮的触摸选项来开动该本地排空功能。在开始本地排空和气体流动步骤之前，进入“MAINMENU(主菜单)”上的“AUTO SWITCH OVER(自动转接)”按钮并且使自动切换功能无效。
在本地排空之后，在合适的(左或者右)气体供给容器菜单(“LEFTCYLINDER MENU(左气罐菜单)”或者“RIGHT CYLINDER MENU(右气罐菜单)”)上触摸选择“GAS ON(通气)”按钮。如果选择了左侧容器，则该动作产生了用于左侧气体供给容器的图8所示的屏幕，或者如果选择了右侧气体供给容器，则产生用于右气体供给容器的相应屏幕，并且如果选择“Pneumatic Cylinder Valve(气动气罐阀)”，则打开气体供给容器阀(AV-10或者AV-20)，或者如果选择“ManualCylinder Valve(手动气罐阀)”，则通知用户来打开手动气体供给容器阀(未示出各屏幕)。螺旋管(pigtail)阀(AV-11或者AV-21)和工具隔离阀(AV-15或者AV-25)也将被打开，用低于大气压的气体填充集合管和传输线路。
为了建立用于自动转接的系统，在“MAIN MENU(主菜单)”上进入“AUTO SWITCH OVER(自动转接)”屏幕，并按压“AUTOSWITCHOVER(自动转接)”按钮(未示出该屏幕)，之后操作者退出该屏幕并返回到与前面接通的气体供给容器相反的气体供给容器的“GAS ON(通气)”屏幕按钮，即，如果左侧气体供给容器是在分配模式中先前有效的容器，那么选择“RIGHT CYLINDER MENU(右气罐菜单)”上的“GAS ON(通气)”按钮，反之亦然。通过按压该先前无效的气体供给容器的“GAS ON(通气)”按钮，气体供给容器阀(AV-10或者AV-20)以及螺旋管阀(AV-11或者AV-21)将打开。“棍”隔离阀(AV-15或者AV-25)将不打开直到达到自动切换点。
通过“MAIN MENU(主菜单)”中的“STATUS SCREEN(状态屏幕)”或者合适的“LEFT CYLINDER MENU(左气罐菜单)”或“RIGHTCYLINDER MENU(右气罐菜单)”的“GAS ON(通气)”屏幕中能够控制“GAS OFF(关气)”条件。按压“GAS OFF(关气)”按钮将关闭已经选择的气体供给容器侧的所有阀(左侧的AV-10、AV-1l和AV-15以及右侧的AV-20、AV-21和AV-25)，阻止气体从气体供给容器流到集合管和从集合管流到工具传输线路。通过按压左或右气罐图标，操作者可以在各气体供给容器之间切换。如果“AUTO SWITCHOVER(自动转接)”设置是有效的，那么将当前“GAS ON(通气)”气罐改变到“GAS OFF(关气)”将开始自动转接。通过先将备用气体供给容器关闭，然后关闭活动气体供给容器，防止了这件事的发生。在完成“GAS OFF(关气)”之后，集合管线路将仍充满低于大气压力的气体直到被吹扫或排空。
电子模块上的“CURRENT ALARMS(当前警报)”屏幕能够被开动以显示所有的有效警报，并且给予操作者机会来经常的或者偶尔地重新设置警报条件，或者抑制一种或者多种类型的警报，以及观看系统的警报历史。例如，对于如下警报条件可以开动警报柜排气失败；门互锁警报；检测到毒气；真空/压力不足；真空差异；非法模拟输入。电子模块还能够具有与其耦合的监视设备，例如传感器和探测器，并且可操作地与警报关联，从而例如毒气监视器感测到具有毒性的气体种类存在时，开动警报，并且开动阀以使其关闭(例如AV-15或者AV-25)，并且当警报出发条件终止或者解决时，接着重新打开。
按下“MAIN MENU(主菜单)”上的“MAINTENANCE MENU(维护菜单)”按钮产生图6所示的屏幕，这允许操作者通过可选按钮“L/C MAINTENANCE MENU(L/C维护菜单)”或“R/CMAINTENANCE MENU(R/C维护菜单)”的触摸选择来选择左侧或右侧的维护操作，对于主柜的每侧(和气体供给容器)，分别依次进入维护主菜单上的“TOOL EVACUATION(工具排空)”、“TOOLPURGE(工具吹扫)”、“TOOL PUMP PURGE(工具泵吹扫)”、“LOCAL EVACUATION(本地排空)”、“LOCAL PUMP PURGE(本地泵吹扫)”、“CYLINDER CHANGE(气罐改变)”和“GAS ON(通气)”等按钮。
如果“CYLINDER CHANGE(气罐改变)”被按下，进入图9所示的第一个气罐改变屏幕，该屏幕是用于PreChange Leak Test(改变前泄漏测试)的屏幕。改变前泄漏测试屏幕示出了气体面板的原理描述，包括阀门状态和压力变换器压力水平。在改变前泄漏测试屏幕的底部，显示了已用时间与泄漏测试的总时间。
程序接着提示操作者将气体供应容器的锁住开关掷向“off”，并将自动气体供应容器阀锁在关闭位置，并然后按下“ENTER”。一旦“ENTER”被按下，在压力传感器PS-01处检测吹扫入口压力。如果有足够压力，自动阀AV-12打开，在压力变换器PT-01处检验压力。如果吹扫压力在这两个步骤期间被确定为不足，那么系统将警报并等待操作者输入。自动阀AV-11打开以加压“柱”(与给定容器有关的集合管部分)达到气体供应容器阀。短暂延迟后，自动阀AV-12关闭，可得到压力值，并且压力泄漏下降测试定时器启动。如果泄漏下降速率低于设置表中的值，则确定泄漏测试成功。在泄漏测试成功完成之上，本地吹扫循环屏幕将出现。
第二个气罐改变屏幕是本地吹扫循环屏幕，如图10所示。为了开始本地吹扫循环，自动阀AV-14打开，在真空传感器VS-01处检查真空水平。一旦真空传感器被满足并响应性地关闭，那么排气隔离阀AV-13打开，并且将压力变换器PT-01处真空水平和系统的设置参数中的值进行比较。当压力变换器PT-01感测到的压力低于预编程的真空水平时，排气阀AV-13关闭，并且吹扫阀AV-12打开，由此对气体进行增压气柱到预置吹扫气压。重复上述过程，达到在系统程序中的设置例程中建立的循环次数。在完成这些循环后，显示气罐改变过程中的下一个屏幕。
气罐改变屏幕中的第三个屏幕如图11所示，并且指示操作者替换气罐。一旦中断与被更换的气体供给容器有关的CGA配合，则氮气吹扫将流出集合管的打开的螺旋管，以防止空气回流到螺旋管中。当安装了新的气体供给容器时并且CGA配合紧固到合适的扭矩时，按压Continue(继续)按钮，由此产生图12所示的屏幕。
图12所示的屏幕是Post Cylinder Change Leak Test(气罐改变后泄漏测试)屏幕。气罐改变后测试是增压速率或者“泄漏”测试。系统使用来自泵/净气器的真空，通过本地排空程序来排空，并且然后密封，并且监视压力的任何向上变化，该变化表示泄漏。一旦进入协议，自动阀AV-14打开，并且短暂延时之后，自动阀AV-13打开，以排空系统。由压力变换器PT-11来测量真空水平。在短暂的稳定延迟之后，自动阀AV-13关闭并且得到真空水平。此时，定时器开始工作并且运行由系统设置程序确定的时间。如果真空变化不超出设置程序的允许值，那么系统通过了改变后的泄漏测试。
当测试时间已经超时，并且泄漏测试定时器已经到达0时，出现Post Change Purge(改变后吹扫)屏幕，如图13所示。然后，改变后循环吹扫操作开始其自动吹扫和排空例程。在改变后吹扫期间，显示循环设定点和当前循环计数。一旦系统根据程序完成预定数目的排空和吹扫循环，将出现通知操作者气罐改变例程已经完成的屏幕，由此操作者能够选择Enter按钮以返回到Main Menu(主菜单)。
为了进行工具排空操作，进入适当的气体供给容器“CYLINDERMENU(气罐菜单)”，并且选择“TOOL EVACUATION(工具排空)”按钮。这产生了图14所示的屏幕，并且打开工具隔离阀(AV-15或者AV-25)，并且使用工具的真空系统来排空气体显示屏直到气罐阀(AV-10或者AV-20)。如果工具真空不充分(低于在设置参数中建立的设定点)，那么工具隔离阀(AV-15或者AV-25)将不会打开并且将启动警报。“TOOL EVACUATION(工具排空)”操作保持有效直到由操作者通过按压屏幕的右下方的“STOP(停止)”按钮而终止。
接着，从合适的气体供给容器“CYLINDER MENU(气罐菜单)”选择“TOOL PURGE(工具吹扫)”菜单，以产生图15所示的屏幕。然后，开始“TOOL PURGE(工具吹扫)”，通过打开自动阀AV-12或者AV-22，并且通过打开自动阀AV-15或者AV-25来从吹扫入口向工艺工具提供惰性气体吹扫。为了吹扫能够继续，在压力变换器PT-31处必须保持最小工具吹扫压力设定点(通过屏幕顺序“MAIN MENU(主菜单)”→“MAINTENANCE MENU(维护菜单)”→“OPERATINGPARAMETERS(操作参数)”进入的通用设置屏幕上来建立)。工具吹扫保持有效直到操作者按下Stop(停止)按钮。
接着，通过从合适的气体供给容器“CYLINDER MENU(气罐菜单)”选择“TOOL PUMP PURGE(工具泵吹扫)”菜单以产生图16所示的屏幕并开始如下操作来实施工具泵吹扫操作，在该操作期间集合管的柱被交替地排空然后用吹扫气体增压。自动阀AV-15或者AV-25打开以使用工具的真空系统来排空附着在气罐阀AV-10或者AV-20上的气体。自动阀AV-15或者AV-25不会被打开除非在压力变换器PT-31处的工具真空低于最小工具真空设定点。一旦在压力变换器PT-11或者PT-21处的压力低于最小真空水平设定点，那么定时器开始计数。当定时器计数结束(count out)时，自动阀AV-015或者AV-25关闭，并且自动阀AV-12或者AV-22打开，以便用吹扫气体填充集合管。当压力变换器PT-11或者PT-21处的压力大于最小吹扫设定点时，另一个定时器开始计数，并且系统继续吹扫直到定时器到达设置的循环数。重复这两部循环达编程的循环数，并且通过使气体面板处于真空中来自动结束。
然后，通过从合适的气体供给容器“CYLINDER MENU(气罐菜单)”选择“LOCAL EVACUATION(本地排空)”菜单以产生图17所示的屏幕并开始操作，来实施本地真空操作，以使用从泵/净气器提供的真空来排空气体附着物。在真空传感器VS-01或者VS-02处验证真空的存在，并且打开自动阀AV-13或者AV-23，并且在压力变换器PT-11或者PT-21处来检验真空水平。一旦在PT-11或者PT-21处的真空水平低于最小真空设定点，则打开自动阀AV-11或者AV-21以排空气罐阀的附着物。本地排空保持工作直到操作者按下Stop按钮。在该操作期间，通过关闭手动工具隔离阀来将气柜从工具和输送线路隔离。
接着，通过从合适的气体供给容器“CYLINDER MENU(气罐菜单)”选择“LOCAL PUMP PURGE(本地泵吹扫)”菜单以产生图18所示的屏幕并开始如下操作，该操作通过执行上述“LOCALEVACUATION(本地排空)”功能来开始，来实施本地泵吹扫操作。当在压力变换器PT-11或者PT-21处的真空水平低于最小真空设定点时，排空定时器开始计数。当定时器计数完成时，自动阀AV-13或者AV-23关闭，压力传感器PS-01检验是否有足够的吹扫压力，并且自动阀AV-12或者AV-22打开以输送吹扫空气到附着物上。当在PT-11或者PT-21处的压力大于最低吹扫压力设定点时，吹扫定时器开始计数。当该定时器计数完成时，吹扫气体自动阀AV-12或者AV-22关闭并且文氏隔离阀AV-013或者AV-23打开以将附着物排回气罐阀。重复该过程达编程的循环数，集合管排空时自动结束。在该过程期间，通过关闭手动附着物隔离阀来使工具与气柜隔离。
通过进入“MAINTENANCE MENU(维护菜单)”并选择“MANUALCONTROL(手动控制)”，减压模块能够工作在手动模式下。在该模式中，产生了描绘气体面板的屏幕，示出了阀状态和所有变换器的压力读数，并且屏幕上的阀图标能够被切换打开或者关闭集合管的相应阀。
如上所述，通过屏幕顺序“MAIN MENU(主菜单)”→“MAINTENANCE MENU(维护菜单)”→“OPERATINGPARAMETERS(操作参数)”，能够在系统的设置中建立操作参数。可(以括号中表示的单位)设置的操作参数包括如下通用设置●Cylinder Low(托)系统向用户发出气罐接近于空并且要求替换这样的警报的点。
●Cylinder Change-Over(托)系统向用户发出气罐空并且切换到备用气罐(如果自动转接有效)这样的警报的点。
●Minimum Tool Vacuum(托)系统必须从工具检测到的最小真空。
●Balance Delay(秒)允许变换器读稳定的延迟时间。
●Vacuum Delta P(托)在真空下的变换器之间可允许的反转(reverse)读数。
●Cylinder Valve选择安装在气罐上的阀的类型。
工具排空●Minimum Tool Vacuum(托)在工具排空和工具泵吹扫协议中打开阀之前在变换器PT-31处必须看到的最小真空。
本地排空●Minimum Vacuum Set Point(托)在压力变换器PT-11或者PT21处必须看到的以允许继续本地排空的最小真空。
工具泵吹扫●Vacuum Cycle Delay(秒)允许真空达到稳定的时间延迟。
●Minimum Purge Pressure(托)在吹扫增压期间必须达到的压力。
●Pressure Cycle Delay(秒)允许压力稳定的延迟时间。
●Minimum Tool Vacuum(托)在工具泵吹扫期间打开阀之前在压力变换器PT-31处必须看到的最小真空。
●Number of Purge Cycles压力/真空循环的次数。
本地泵吹扫●Minimum Vacuum Set Point(托)由真空源必须达到的最小真空。
●Vacuum Cycle Delay(秒)允许真空稳定的时间延迟。
●Minimum Purge Pressure at Pressure Transducer PT-11 or PT21(托)必须达到的吹扫气压。
●Pressure Cycle Delay(秒)允许压力稳定的时间延迟。
●Number of Purge Cycles压力/真空循环的次数。
气罐改变●Minimum Leak Test Pressure(托)在泄漏下降测试期间必须达到的最小压力。
●Decay in Pressure Allowed(托)在泄漏下降测试期间允许的压力损失。
●Pre-change Leak Test Time(分)这是在气罐开始变化时的泄漏测试时间，用于验证气罐阀是否已经被适当地密封。
●Pressure Transducer PT11/PT21 Minimum Pressure(托)在螺旋管断开的同时改变气罐期间，必须达到的最小压力。
●Minimum Leak Test Vacuum(托)进行泄漏上升测试时必须达到的真空。
●Rise in Pressure Allowed(托)这是在泄漏上升测试期间允许的可接受压力上升。
●Post-Change Leak Test Time(分)这是在已经连接新气罐之后用于泄漏上升测试的泄漏测试时间，用于验证CGA装配是否已经合适地紧固。
●Manifold Pressure Delay(秒)警报之前的压力稳定时间。
与减压模块连接的泵/净气器用于提供驱动能力，使气流经由泵组件通过减压模块的集合管，并将气体运输到下游工具或者其它耗气工艺单元，或者可替换地使气体流到设备的净气器组件。
泵组件能够是任何合适类型的，包括从泵、吹风机、风扇、压缩机、抽气器、喷射器等中选择的合适的设备，以在采用了减压模块和相关的泵组件的设备中适当地输送和处理气体。类似地，净气器能够是任何合适的类型，包括湿式净气器、干式净气器、机械净气器、氧化净气器等。
泵组件还可以是图19所示的提取器模块100的一个构件，其可以包括泵和缓冲罐(图19中未示出；见图20，后面将更全面的描述)，以及为了安全操作的控制和安全系统。以与上述的减压监视器的硬件和电子布置大致相似的方式，提取器系统组件可以被收纳在排气和监视箱中，气体输送硬件收纳在主柜102中，主柜102装配有观察窗108，有关的控制电路位于安装在主柜104的顶部上的独立箱104中。
为了使下游耗气工具工作在中等真空压力下，提取器系统从减压模块提取气体并将压力升高到恒定水平，泵系统自动工作以与气体的流速无关地来维持缓冲罐中的恒定的低于大气压的压力。提取器系统的排空和净化是手动进行的，由于不需要断电的例程(如在气罐必须被周期性地改变的气柜中那样)。
可编程逻辑控制器(PLC)和相伴的彩色触摸屏106提供了预编程功能以及阀状态和系统压力的本地指示。通过泵速度的控制来实现缓冲罐压力控制。
主柜102装有缓冲罐120和提取泵122，如图20所示，对工艺管道以及吹扫和通风管道进行耗尽压力监控。缓冲罐能够是任何合适的体积，例如从大约25升到大约150升，以适合于有关的特殊气体输送操作。在主柜102的上面的门中的窗口108是耐火安全玻璃窗，以便在打开门之前允许视觉地检查集合管的状态。各门用手动扭转插销(twist latch)适当地固定。彩色触摸屏界面106、EMO按钮和START(开始)按钮位于主柜102顶部的电子箱104的正面。
泵122的泵速控制由提取器模块的可编程逻辑控制器(PLC)中的比例积分微分(PID)控制环来提供。PLC对缓冲罐120中的缓冲罐压力和设定点进行比较，并且生成馈送给可变频率驱动器(VFD)的电压输出，其进而通过改变馈送到三相电机的频率来控制泵电机的速度。当气流需求增加或者入口压力降低时，泵速度将成正比地增加，以保持缓冲罐中的恒定压力。
图21示出了提取器模块的说明性STATUS SCREEN(状态屏幕)。状态屏幕显示所有阀的状态，它们如在减压模块中所述那样可以是彩色编码或者可视觉地察觉的(例如，显示为红色表示关闭，绿色表示打开)，每个压力变换器的压力读数、缓冲罐中的温度、压力开关的状态以及泵的状态(ON或者OFF)。
这样，图21示出了在提取器模块中的集合管的流路，以及模块的各组件，包括泄漏测试端口F1(“LEAK Check Port(泄漏检查端口)”)，其通过手动阀MV-2来关闭。三个压力变换器位于集合管上PT-1监视在系统入口处压力；PT-2监视泵出口压力；PT-3监视缓冲罐压力，这也是到下游工艺工具的出口压力。在集合管的吹扫期间，进入的吹扫气压由压力开关PS1监视。(来自泵/净气器或者其它真空源的)真空水平由真空传感器VS-1来监视。在缓冲罐的入口处的气体温度由热电偶TS-1来监视。如果打开压力释放阀PRV-1或者PRV-2的任何一个，则流量检测器FS-1将直接流向净气器。
提取器模块以与减压模块相似的方式采用“MAIN MENU(主菜单)”，“MAIN MENU(主菜单)”显示如下触摸选项，包括“ACCESSMENU(访问菜单)”、“ALARMS(警报)”、“ALARM HISTORY(警报历史)”、“SYSTEM STATUS(系统状态)”、“PUMP CONTROL(泵控制)”、“UNIVERSAL MENU(通用菜单)”以及“SYSTEMIDLE(系统空闲)”。
为了开始泵，操作者从“MAIN MENU(主菜单)”选择“PUMPCONTROL(泵控制)”，以产生图22所示的屏幕，并且在该屏幕上进行“PUMP RUN(泵运行)”选项。如果缓冲罐中的压力低于设定点(例如.～600托)，则打开泵使以升压到设定点。然后将出现指示操作者打开手动阀MV-1的屏幕显示，以便向下游工艺工具打开系统流路。在操作者确认手动阀打开并且将启动气体输送操作之后，气动出口隔离阀AV-4被系统打开，以使气体流向工具。为了关闭泵，在图22所示的泵控制屏上进行“Pump Stop(泵停止)”选项。然后系统将停止泵并且通过关闭阀AV-1和AV-4来隔离系统。
提取器模块还选择性地可用于执行排空和吹扫操作，涉及阀MV-1、MV-3、AV-1、AV-2、AV-3、AV-4和AV-7。系统还提供手动操作模式。
通过屏幕顺序“MAIN MENU(主菜单)”→“MAINTENANCEMENU(维护菜单)”→“OPERATING PARAMETERS(操作参数)”，能够在提取器模块的设置中建立操作参数。可(以括号中表示的单位)设置的操作参数包括如下操作参数●PT-1 Set Point(托)在该压力之上，系统将不允许入口隔离阀AV-1打开。
●PT-2 Set Point(托)在该压力处，系统将警告用户系统处于大气压力之上。
●PT-3 Set Point(托)在该压力之上，系统将关闭泵。
●PT-2/3 Delta(托)查看颗粒过滤器上的压力下降，以确定过滤器是否被阻塞。
图23是集成半导体制造设备200的示意性框图，示出了与提取器模块(提取器)204气流连通的减压模块(RPM)202，提取器模块204进而与半导体制造耗气单元(工具)206气流连通地耦合，RPM 202、提取器204以及工具206以排气的关系与净气器单元(净气器)208连接，用于消除从RPM、提取器和/或工具流入到净气器的气体中的有毒/有害气体种类，并且将处理的废物从净气器最终排放到排气线路210中。
根据本发明，在减压模块中为自动转接动作添加延迟时间使得提取器柜在发生自动转接之前被告知。因此，提取器柜能够采取行动以防止将压力尖峰引入到快速运行的提取器泵的入口。减压模块和提取器模块可编程地布置在它们各自的电子模块中，以实施图24A和24B中表示的步骤过程。
当正在有效地分配流向下游提取器模块的气体供给容器达到其空或者终点限度时，开始本发明的时间延时自动转接过程。标志着工作中的气体供给容器的有用分配操作结束的这样的限度，可以通过任何适合的手段和/或方法来区分。例如，通过容器的比重接近其皮重来区分空/终点限度，这表示包含的气体被耗尽到转换到新气体供给容器的理想程度。作为另一种替换方法，空/终点限度可以是由分配操作的累积时间确定的设定点。作为再一种替换方法，空/终点限度通过分配气体的压力和/或流速下降到表示气体供给容器接近或者处于空状态的水平来确定。任何其它的方案，例如，分配气体的一个或更多特性的变化率，可以被用来建立或者检测涉及正在工作的气体供给容器的气体分配操作的终止阶段限度。
不论如何确定，作为适合的限度点的确定的具体方式，通过例如重量传感器、压力变换器、流速传感器、容积(累积)流量计、循环定时器等感测出到达的空/终点限度(在图24A中的步骤1)，并且在减压模块的电子电路中产生了限度感测信号，该信号由提取器模块中的电子电路可编程地布置以开始时间延迟自动切换过程。然后，限度感测信号在减压模块的电子箱中发送到可关闭的接触、继电器或者其它可执行的装置，以便将这样的装置的切换引入到表示限度感测的切换的条件。例如，在图24A所示的过程中，接触被关闭(步骤2)。
然后提取器模块感测减压模块中的接触闭合，作为输入(图24A中的步骤3)。通过从包括减压模块中的闭合接触的电路发送到提取器模块的电子箱中的控制电路的电流信号来使该输入有效。然后提取器模块的电子箱中的控制电路响应性地操作以关闭泵入口阀(图21和图22中所示的阀AV-3)，达到图24A中表示为T2的时间间隔(步骤4)。同时，提取器模块控制电路例如通过切断该泵的可变频率驱动器(VFD)的电源来使泵停转，达到图24A中表示为T3的时间间隔(步骤5)。
减压模块中的可关闭接触的关闭还开动该模块中的电子电路中的定时器。该定时器被开动以记录图24A表示为T1的时间延迟间隔，直到达到时间延迟间隔T1(步骤6)。此时，发生减压模块中的气体供给容器的自动转接(步骤7)，将分配的气流从耗尽的气体供给容器切换到新(充满)的气体供给容器，以确保气体分配操作的连续性。
然后，气体从减压模块中的新气体供给容器流到提取器模块(步骤8)并且该气流持续到达到泵入口阀关闭时间间隔T2，该时间间隔可以在开始步骤4时由提取器模块的电子电路中开动的时间来确定。当已经到达泵入口阀关闭时间间隔T2(步骤9)时，泵入口阀(如图21和22所示的AV-3)打开，以将气体引入到泵入口(步骤10)。通过可操作地耦合定时器和用于泵入口阀的气动执行器来进行泵入口阀的开动，从而达到时间间隔T2的定时器开动开关以开始使气体流入用于泵入口阀的气动执行器。
然后，气体继续从减压模块流到提取器模块中的泵，直到达到泵无效时间间隔T3(步骤11)。此时，开动泵使其恢复运转。通过提取器模块的电子电路中的比例积分微分(PID)控制环可以动态地且可编成地建立泵无效时间间隔T3，其中比例积分微分(PID)控制环与提取器模块中的压力变换器工作地耦合，从而泵操作的恢复相对于提取器模块的集合管气体流路中的压力是“平稳的”，从而使流路中的压力和流速扰动最小化并消除了压力尖峰，该压力尖峰是现有技术系统的操作的特征，其没有本发明的时间延迟自动转接过程。用于该目的的PID控制环可以与泵的可变频率驱动器(VFD)工作地耦合，以便在重新开始泵操作中激励VFD。可以选择地，时间间隔T3可以通过自动转接系统中的定时器来设置。
参考减压模块并结合提取器模块，在上面说明性地描述了本发明的前述时间延迟自动转接过程。但是，应该意识到，本发明不会因而被限制，而是可以应用任何如下所述的多容器阵列，其中在响应泵入口处的实际压力变化进行从多容器阵列中的一个容器到另一个容器的供气切换时，下游泵或者其动力液体驱动器在泵的出口处易于引起压力尖峰。此外，尽管参考两个容器的阵列说明性地描述了本发明，但是应该意识到，本发明能够在包括多于两个气体供给容器的多容器阵列中实施。最后，尽管在此参考了具体电路和控制元件以及它们的关系描述了本发明，但是应该意识到，参考图24A和24B说明性提出并描述的本发明的通用方法能够以众多硬件/软件构造和形式中的任何来实施。
应该理解，本发明的装置和方法能够以与在此公开内容一致的广泛变化的方式来应用。因此，虽然在此参考了具体特征、方面以及实施例描述了本发明，但是应该意识到本发明不会因而被限制，而是易于以其他变化、修改和实施例来实施。因此，本发明意图被广泛地解释为包含所有这样的其他变化、修改和实施例，如本发明的权利要求的范围中那样。
权利要求
1.一种气体供给和分配系统，包括一阵列，包括至少两个气体存储和分配容器，其被设置为用于涉及从阵列中的第一个容器转接到第二个容器的连续工作分配操作；与该阵列以气流连通的方式耦合的泵，用于对从阵列中的各容器中的工作容器得到的气体进行抽气，并释放抽到的气体；自动转接系统，其被构造和设置为用于感测各容器中的工作容器的终点限度，并且开始从其中具有气体的阵列中的各容器中的工作容器到各容器中的另一个容器的自动切换，以便从各容器中的、作为接续工作容器的所述另一个容器接续地分配气体，其中自动转接系统在终点限度的感测和开始自动转换之间终止向泵的气流并且使泵无效；并且其中在开始自动切换之后，自动转接系统重新开始向泵的气流，并且使泵重新启动。
2.根据权利要求1的系统，其中作为各容器中的工作容器的终点限度重量，终点限度通过自动转接系统来感测。
3.根据权利要求1的系统，其中作为从各容器中的工作容器分配的气体的终点限度压力，终点限度通过自动转接系统来感测。
4.根据权利要求1的系统，其中作为从各容器中的工作容器分配的气体的终点限度流速，终点限度通过自动转接系统来感测。
5.根据权利要求1的系统，其中作为从各容器中的工作容器分配的气体的终点限度积累体积，终点限度通过自动转接系统来感测。
6.根据权利要求1的系统，其中作为从各容器中的工作容器分配的气体的终点限度特性变化率，终点限度通过自动转接系统来感测。
7.根据权利要求1的系统，其中作为从各容器中的工作容器分配的气体的终点限度分配时间，终点限度通过自动转接系统来感测。
8.根据权利要求1的系统，其中自动转接系统包括定时器，用于可控地设置时间间隔，在该时间间隔期间终止向泵的气流。
9.根据权利要求1的系统，其中自动转接系统包括用于动态地设置时间间隔的装置，在该时间间隔期间终止向泵的气流。
10.根据权利要求9的系统，其中所述装置包括比例积分微分(PID)控制环。
11.根据权利要求10的系统，其中所述比例积分微分(PID)控制环与流路中的压力变换器装置工作地耦合，使得泵与包括气体存储器和分配容器的阵列气流连通地耦合。
12.根据权利要求1的系统，其中自动转接系统包括定时器。
13.根据权利要求1的系统，其中自动转接系统包括定时器，用于可控地设置时间间隔，在该时间间隔中使泵无效。
14.根据权利要求1的系统，其中自动转接系统被构造和设置为在使泵无效之前终止向泵的气流。
15.根据权利要求1的系统，其中自动转接系统被构造和设置为在使泵重新启动之前重新开始向泵的气流。
16.根据权利要求1的系统，其中气体存储和分配容器容纳有固相物理吸附剂，其对于存储在各容器中并从各容器分配的气体具有吸附亲和力。
17.根据权利要求16的系统，其中固相物理吸附剂包括从分子筛、碳、硅石、氧化铝、粘土以及大网状聚合物构成的组中选择的材料。
18.根据权利要求16的系统，其中固相物理吸附剂包括碳。
19.根据权利要求1的系统，其中所述气体包括半导体制造气体。
20.根据权利要求1的系统，其中气体存储和分配容器包括内置的调节器。
21.根据权利要求1的系统，其中气体存储和分配容器布置在气柜中。
22.根据权利要求21的系统，其中气体存储和分配容器以气流连通的方式耦合到气柜中的带阀集合管。
23.根据权利要求22的系统，其中泵容纳在泵柜中。
24.根据权利要求23的系统，其中泵柜还容纳有缓冲罐，用于接收泵抽取的气体。
25.根据权利要求24的系统，其中泵和缓冲罐以气流连通的方式与泵柜中的带阀集合管耦合。
26.根据权利要求25的系统，其中气柜中的带阀集合管以气流连通的方式与泵柜中的带阀集合管耦合。
27.根据权利要求26的系统，其被构造和设置为进行图24A和24B的自动转接操作过程。
28.根据权利要求1的系统，其中相对于自动转换系统不被构造和设置为进行与从阵列中的第一容器到第二容器的切换有关的终止向泵的气流、泵的无效、重新开始向泵的气流以及泵的重新启动的对应气体供给和分配系统，由本自动转接系统进行的终止向泵的气流、泵的无效、重新开始向泵的气流以及泵的重新启动有效地减小了从泵释放的抽取气体的压力变化。
29.根据权利要求28的系统，其中在从阵列中的第一容器到第二容器的转接期间从泵释放的抽取气体的特征是在抽取气体中没有尖峰特性。
30.一种有效地减小从气体供给和分配系统中的泵排放的抽取气体的压力变化的方法，该气体供给和分配系统包括一阵列，该阵列包括至少两个气体存储和分配容器，其被设置为用于涉及从阵列中的第一个容器转接到第二个容器的连续工作分配操作，其中泵与该阵列以气流连通的方式耦合，用于对从阵列中的各容器中的工作容器得到的气体进行抽取，并释放抽取气体，所述方法包括感测各容器中的工作容器的终点限度，并且从其中具有气体的阵列中的各容器中的工作容器切换到各容器中的另一个容器，以便从各容器中的、作为接续工作容器的所述另一个容器接续地分配气体，终止向泵的气流并使泵无效，其中所述终止和无效步骤是在终点限度的感测步骤和切换步骤之间进行的；并且重新开始向泵的气流并使泵重新启动，其中所述重新开始和重新启动步骤是在切换步骤之后进行的。
31.根据权利要求30的方法，其中作为各容器中的工作容器的终点限度重量的终点限度被感测。
32.根据权利要求30的方法，其中作为从各容器中的工作容器分配的气体的终点限度压力的终点限度被感测。
33.根据权利要求30的方法，作为从各容器中的工作容器分配的气体的终点限度流速的终点限度被感测。
34.根据权利要求30的方法，其中作为从各容器中的工作容器分配的气体的终点限度积累体积的终点限度被感测。
35.根据权利要求30的方法，其中作为从各容器中的工作容器分配的气体的终点限度特性变化率的终点限度被感测。
36.根据权利要求30的方法，其中作为从各容器中的工作容器分配的气体的终点限度分配时间的终点限度被感测。
37.根据权利要求30的方法，还包括可控地设置时间间隔，在该时间间隔期间终止向泵的气流。
38.根据权利要求30的方法，还包括动态地设置时间间隔，在该时间间隔期间终止向泵的气流。
39.根据权利要求38的方法，所述动态设置步骤包括使用比例积分微分(PID)控制环。
40.根据权利要求39的方法，所述比例积分微分(PID)控制环与流路中的压力变换器装置工作地耦合，使得泵与包括气体存储器和分配容器的阵列气流连通地耦合。
41.根据权利要求30的方法，还包括可控地设置时间间隔，在该时间间隔中使泵无效。
42.根据权利要求41的方法，还包括使用定时器。
43.根据权利要求30的方法，还包括在使泵无效之前终止向泵的气流。
44.根据权利要求30的方法，还包括在使泵重新启动之前重新开始向泵的气流。
45.根据权利要求30的方法，其中气体存储和分配容器容纳有固相物理吸附剂，其对于存储在各容器中并从各容器分配的气体具有吸附亲和力。
46.根据权利要求45的方法，其中固相物理吸附剂包括从分子筛、碳、硅石、氧化铝、粘土以及大网状聚合物构成的组中选择的材料。
47.根据权利要求45的方法，其中固相物理吸附剂包括碳。
48.根据权利要求30的方法，所述气体包括半导体制造气体。
49.根据权利要求30的方法，其中气体存储和分配容器包括内置的调节器。
50.根据权利要求30的方法，其中气体存储和分配容器布置在气柜中。
51.根据权利要求50的方法，其中气体存储和分配容器以气流连通的方式耦合到气柜中的带阀集合管。
52.根据权利要求51的方法，其中泵容纳在泵柜中。
53.根据权利要求52的方法，其中泵柜还容纳有缓冲罐，用于接收泵抽取的气体。
54.根据权利要求53的方法，其中泵和缓冲罐以气流连通的方式与泵柜中的带阀集合管耦合。
55.根据权利要求54的方法，其中气柜中的带阀集合管以气流连通的方式与泵柜中的带阀集合管耦合。
56.根据权利要求55的方法，其包括图24A和24B的自动转接操作过程。
57.根据权利要求30的方法，其中相对于不包括与转接有关的终止向泵的气流、泵的无效、重新开始向泵的气流以及泵的重新启动的对应容器转接，终止向泵的气流、泵的无效、重新开始向泵的气流以及泵的重新启动有效地减小了从泵释放的抽取气体的压力变化。
58.根据权利要求57的方法，其中在从阵列中的第一容器到第二容器的转接期间从泵释放的抽取气体的特征是在抽取气体中没有尖峰特性。
全文摘要
一种气体存储和分配系统，其包括气体分配容器的多容器阵列，各气体分配容器需要连续地转接以向耗气工艺提供连续的气体供给，并且以气流连通的方式与泵耦合。该系统具有用于转接操作的时间延迟自动转接过程的能力，其中在转接操作中，在工作气体分配容器的终点限度感测之后，响应性地进行终止向泵的气流、泵的无效、容器的自动切换、重新开始向泵的气流以及泵的重新启动。该系统使响应从多容器阵列中的一个容器到另一个容器转接气体供给时在泵入口处的压力变化而在泵出口处发生的压力尖峰最小化。
文档编号F17C7/00GK1942365SQ200480031605
公开日2007年4月4日 申请日期2004年9月7日 优先权日2003年9月9日
发明者迈克尔·J·沃德延斯基 申请人:高级技术材料公司