具体实施方式

尽管下面详细讨论了本公开内容的各种实施例的制造和使用，但是应当了解，本公开内容提供了许多可应用的创新性构思，这些创新性构思可以在很多特定背景中体现。本文讨论的具体实施例仅是说明性的，并不限制本公开内容的范围。为了清楚起见，在本公开内容中可能并未描述实际实施方式的所有特征。当然，应了解，在任何这种实际实施例的开发中，必须做出许多专门针对实施方式的决策，以实现开发者的具体目标，诸如遵守与系统有关的约束条件和与业务有关的约束条件，这些约束条件将因实施方式而不同。此外，应了解，这种开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开内容的本领域普通技术人员而言将会是例行的工作。

基于压力的MFC通常是闭环设计，其中，压力传感器组件包括端口和小型贮存器，使得可以从主流动路径中对流体压力进行采样并进行测量以确定流体流速。在实践中，传感器组件可以包括一个或多个绝对压力换能器和一个或多个差压换能器。每个换能器包括用于从主流动路径采样流体压力的端口和贮存器。主流动路径可以包括具有一定特征的流量限流器，并且可以在流量限流器的上游和下游采样流体压力。因为换能器的贮存器不包括流通路径，即，相对于主流动路径该贮存器是封闭的，所以贮存器中可能会形成死区，即，气体流不容易将旧气体排出的停滞体积。同样，这种配置导致死区，该死区是气体流无法高效地清扫的体积。当气体流经MFC基部中的限流器时，死区体积(即，停滞流体)不会从贮存器中被排出。因此，当新气体循环通过以替换旧气体时，贮存器不会被清扫。该死区体积对MFC操作的影响是引入了不希望的气体混合物，这会影响下游工艺。

本文给出了一种系统、方法和装置，该系统、方法和装置用于诱使气体流扫过传感器的贮存器的体积，从而消除了先前设计的停滞性质，进而去除了MFC的换能器组件中的死区体积。该换能器组件包括连接到第一压力换能器的第一贮存器、连接到另一压力换能器的第二贮存器、以及布置在流通路径中的流量限流器，该流通路径将该第一贮存器与该第二贮存器连接。该流通路径为流体在这两个贮存器之间流动和流过这两个贮存器提供了路径。这样做的效果是使新的气体从贮存器中清扫出/排出先前的气体，从而防止旧气体缓慢渗出到主流气体中而导致在针对MFC的气体开始变化(例如，在半导体制造操作中从一种气体类型切换到另一种气体类型)之后的相当长的时间段内将未知的混合物递送到工艺。

现在参考图1A和图1B，展示了根据某些示例实施例的具有传感器组件的各种MFC配置，这些传感器组件被设计成包括流通路径和具有选择体积的贮存器通道。传感器组件中的贮存器的总体积和流通路径的位置取决于MFC应用的类型。针对低流速应用，可能需要减小的贮存器体积。针对高流速应用，可能需要增大的贮存器体积。然而，贮存器的体积也可以基于放泻时间。另外，传感器组件中的每个贮存器可以具有唯一的体积大小。

在图1A中，展示了具有传感器组件的通常表示为10A和10B的两种MFC配置，这些传感器组件具有至少一个流通路径以及具有限定体积的贮存器通道。MFC配置10A包括阀组件12A、具有主流动路径14A的基部、以及传感器组件16A，该主流动路径中布置有主流动路径阻塞结构28A。传感器组件16A包括：两个绝对压力换能器18A、20A，贮存器22A、24A，至少一个流通路径26A，以及具有特征的限流器(未展示)。MFC配置10B包括阀组件12B、具有主流动路径14B以及布置在该主流动路径中的具有特征的限流器28B的基部、以及传感器组件16B。传感器组件16B包括：两个绝对压力换能器18B、20B，贮存器22B、24B，至少一个流通路径26B，以及具有特征的限流器(未展示)。

MFC配置10A被配置成以较低流速(例如，0.15sccm至500sccm(标准立方厘米每分钟))处理流体。具体的sccm取决于气体速度和限流器两端的目标压降的具体值，并且可以根据具体的设计和应用而变化。MFC配置10B被配置成处理较高流速(例如，大于500sccm)的流体。未展示的限流器和限流器28B可以基于所需的流速来设计。在传感器组件16A、16B中，贮存器22A、24A和22B、24B的体积可以被配置成具有基于应用的限定体积。作为示例，对于最低满量程流量，可以减小22A的体积，使得响应上游阀的关闭(例如，在气体之间切换时)，放泻时间(当贮存器22A的气体通过限流器26排出时该贮存器中的压力衰减所花费的时间)也减少。放泻时间常数与贮存器的体积除以MFC满量程流速成正比。因此，较大的满量程MFC可以具有较高流量所需的较大贮存器体积，而不受较长放泻时间的不利影响。良好设计的放泻时间还可以减少或消除传感器组件16A、16B中的死区体积。

在图1B中，展示了具有传感器组件的通常表示为30A和30B的另两种MFC配置，这些传感器组件具有至少一个流通路径以及具有针对某些MFC应用的体积的贮存器通道。MFC配置30A可以包括阀组件32A、具有主流动路径34A的基部、以及传感器组件36A。传感器组件36A可以包括：要么两个绝对压力换能器要么一个绝对压力换能器一个差压换能器38A、40A，贮存器42A、44A，至少一个流通路径46A，以及限流器(未展示)。MFC配置30A包括具有贮存器42A、44A的传感器组件36A，这些贮存器的体积更适合于较高流速的应用，因为大部分的流通过较大的通道42A-1，并且较小部分的流通过42A-2从而扫过传感器表面。MFC配置30B可以包括阀组件32B、具有主流动路径34B的基部、以及传感器组件36B。传感器组件36B可以包括：要么两个绝对压力换能器要么一个绝对压力换能器一个差压换能器38B、40B，贮存器42B、44B，至少一个流通路径46B，以及限流器(未展示)。MFC配置30B包括传感器组件36B，该传感器组件36B具有体积大小减小的贮存器42B和44B，并且因此由于放泻问题而更适合于较低流速应用。如所展示的，贮存器42A、44A的内部直径以及因此总体积大于贮存器42B、44B的体积。在MFC应用30A中，贮存器42A、44A的体积被认为是内部流动路径，该内部流动路径与主流动路径34A流体地连接并且串联、并且在传感器组件36A的结构内，来自34B的流被分路到两个平行的路径，其中大部分流继续直接通过42A-1，而一小部分流被转向以经由通道42A-2扫过换能器38A的表面。42A-1和42A-2中的流在通道46A的通道入口处合流、流过具有特征的限流器、并且流出到通道44A，在那里，流再次被分路到平行的路径44A-1和44A-2，其中，44A-2中的流被转向以扫过传感器表面，并且与44A-1再次合流并流出到MFC基部34B中的主流动路径。在MFC应用30B中，较低的流速不需要分路流动路径42B和44B，并且全部的流扫过传感器38B和40B的表面。在该特定实施例中，流速足够低以至于全部的流可以被引导经过传感器表面而不会引起速度相关的问题。

还应该理解的是，任何主流动路径14都可以具有布置在其中的具有特征的流量限流器。还应该理解的是，传感器组件16和36可以包括绝对压力换能器和差压换能器的组合。还应该理解的是，本文所描述的压力换能器18、20、38和44在实践中可以包括基于半导体的换能器、油槽和隔离膜片，其中，横穿该膜片的流体在该膜片上产生力，该力通过油槽转移到换能器以供测量。

现在参考图2A至图2D，展示了具有流通路径和各种MFC配置的传感器组件16、36的框图。在图2A中，传感器组件16包括压力换能器18和20。在该特定实施例中，换能器18和20是绝对压力换能器。贮存器22、24包括端口60、62，这些端口用于接收通过采样流动路径64、66从主流动路径14采样的流体。在该特定实施例中，流通路径26布置在贮存器22与贮存器24之间，并且具有特征的贮存器68布置在该流通路径中。在图2B中，传感器组件36包括：压力换能器38、40，流通路径46，以及端口60A-B、62A-B。压力换能器38、40是绝对压力换能器18和差压换能器40，或者是两个绝对压力换能器，其中压力换能器40的压力感测表面面向44。流通路径46将贮存器42的一端上的端口60B与贮存器44的另一端上的另一端口62B流体地连接。具有特征的限流器68布置在流通路径46内。在这两个实施例中，特征性限流器70布置在主流动路径14、34内，并且承载大部分流量。然而，在图2C和图2D中，主流动路径14、34不包括限流器70。在某些应用中，限流器68和70都不需要。在较低流速不产生气体速度问题的MFC应用中，不需要限流器70。因此，MFC的设计较便宜。在该特定实施例中，主流动路径14、34的上游部分继续通过采样流动路径64、流通路径26、46、采样流动路径66，并且返回到主流动路径14、34的下游部分。在这种情况下，限流器68可以根据特定应用的需要来设计。如本说明书中所使用的，采样流动路径64、66涉及承载要被测量的流体并且与压力换能器38、40流体连通并且横穿换能器端口60、62的流动路径。尽管以特定换能器配置描述了传感器组件16、36，但是应该理解，其他配置也是可能的。尽管已经将主流动路径14、34图示和描述为从上游流向下游，但是应当理解，流体沿主流动路径14、34的流动可以是从下游到上游。显然，这将意味着流体将在相反的方向横穿贮存器22、24以及流通路径26、46。

已经出于说明的目的并且为了使本领域的普通技术人员能够实践本公开内容而给出了以上公开内容的实施例，但是本公开内容并不旨在是穷举的或局限于所公开的形式。在不脱离本公开内容的范围和精神的情况下，许多非实质性的修改和变化对于本领域普通技术人员将是明显的。权利要求的范围旨在广泛地覆盖所公开的实施例和任何这样的修改。此外，以下条款表示了本公开内容的附加实施例，并且应视为在本公开内容的范围内：

条款1，一种用于去除传感器组件中的死区体积的装置，该装置包括：第一贮存器，该第一贮存器连接到第一压力换能器，并且具有在采样流动路径中的一位置处流体连通的端口；第二贮存器，该第二贮存器连接到第二压力换能器，通过流通路径流体地连接到该第一贮存器，并且具有在另一采样流动路径的另一位置处流体连通的另一端口；以及限流器，该限流器布置在该流通路径中；

条款2，如条款1所述的装置，其中，该第一压力换能器是绝对压力换能器，并且该第二压力换能器是从包括另一绝对压力换能器和差压换能器的组中选择的一个换能器；

条款3，如条款1所述的装置，其中，该第二压力换能器是差压换能器，并且该第二压力换能器是从包括绝对压力换能器和另一差压换能器的组中选择的一个换能器；

条款4，如条款1所述的装置，其中，该流通路径在该第一贮存器与该第二贮存器之间；

条款5，如条款1所述的装置，其中，该流通路径将该第一贮存器的一端与该第二贮存器的另一端流体地连接；

条款6，如条款1所述的装置，其中，基于放泻时间确定该第一贮存器的体积，该放泻时间是通过将相应贮存器中的体积除以MFC的满量程流速来确定的；

条款7，如条款1所述的装置，其中，基于放泻时间确定该第二贮存器的体积，该放泻时间是通过将相应贮存器中的体积除以MFC的满量程流速来确定的；

条款8，一种用于去除质量流量控制器的传感器组件中的死区体积的系统，该系统包括：阀组件，该阀组件与主流动路径中的流体处于流体连通；压力传感器组件，该压力传感器组件与该主流动路径中的流体处于流体连通，该压力传感器组件包括：第一贮存器，该第一贮存器连接到第一压力换能器，并且具有在采样流动路径中的一位置处流体连通的端口；第二贮存器，该第二贮存器连接到第二压力换能器，通过流通路径流体地连接到该第一贮存器，并且具有在另一采样流动路径的另一位置处流体连通的另一端口；其中，该第一压力换能器和该第二压力换能器与该阀组件可连通地(communicable)连接；

条款9，如条款8所述的系统，其中，该第一压力换能器是绝对压力换能器，并且该第二压力换能器是从包括另一绝对压力换能器和差压换能器的组中选择的一个换能器；

条款10，如条款8所述的系统，其中，该第二压力换能器是差压换能器，并且该第二压力换能器是从包括绝对压力换能器和另一差压换能器的组中选择的一个换能器；

条款11，如条款8所述的系统，其中，该流通路径在该第一贮存器与该第二贮存器之间；

条款12，如条款11所述的系统，其中，该流通路径将该第一贮存器的一端与该第二贮存器的另一端流体地连接；

条款13，如条款8所述的系统，其中，基于放泻时间确定该第一贮存器的体积，该放泻时间是通过将相应贮存器中的体积除以MFC的满量程流速来确定的；

条款14，如条款13所述的系统，其中，基于放泻时间确定该第二贮存器的体积，该放泻时间是通过将相应贮存器中的体积除以MFC的满量程流速来确定的；

条款15，一种用于去除质量流量控制器的传感器组件中的死区体积的方法，该方法包括：通过一端口将流体从主流动路径泵送到与第一压力换能器连接的第一贮存器中；以及通过流通路径将流体从该第一贮存器泵送到与第二压力换能器连接的第二贮存器，并且泵送通过另一端口；

条款16，如条款15所述的方法，其中，该第一压力换能器是绝对压力换能器，并且该第二压力换能器是从包括另一绝对压力换能器和差压换能器的组中选择的一个换能器；

条款17，如条款15所述的方法，其中，该第二压力换能器是差压换能器，并且该第二压力换能器是从包括绝对压力换能器和另一差压换能器的组中选择的一个换能器；

条款18，如条款15所述的方法，进一步包括：通过该流通路径从该第一贮存器泵送流体，其中，该流通路径在该第一贮存器与该第二贮存器之间；

条款19，如条款18所述的方法，进一步包括：通过该流通路径从该第一贮存器泵送流体，其中，该流通路径将该第一贮存器的一端与该第二贮存器的另一端流体地连接；以及

条款20，如条款15所述的方法，其中，基于放泻时间确定该第一贮存器的体积，该放泻时间是通过将相应贮存器中的体积除以MFC的满量程流速来确定的。