Кориолисовые расходомеры для микроэлектроники

В основе — сила Кориолиса: поток внутри колеблющихся трубок сдвигает фазу их колебаний, и этот фазовый сдвиг служит мерой массового расхода. Массу прибор считает сам, без поправок на плотность и температуру.

Применение охватывает мокрые процессы и подготовку сред: фотолитография, химико-механическая планаризация, травление и очистка пластин, дозирование специальных газов для осаждения и плазменного травления. Среды каждого этапа перечислены в разделе «Типичные среды» на этой странице.

Параллельно с массой измеряются плотность и температура среды; диапазон измерений плотности — 650–2000 кг/м³. Эти каналы работают наравне с расходом, их показания применяются для контроля растворов и технологических сред.

Масса измеряется напрямую, без пересчётов через плотность и температурные поправки. Прямые участки до и после сенсора не требуются, обвязка получается компактной. У объёмных приборов результат зависит от плотности, вязкости и профиля потока — для той же точности им нужны поправки и стабилизация условий.

Свободный газ и крупные пузыри в среде снижают точность жидкостных измерений. Крупные типоразмеры дороже объёмных приборов. Для агрессивных сред и высоких давлений требуются специальные материалы и исполнения. Подбор балансирует точность, габариты и бюджет, поэтому исходные данные берём из опросного листа.

Да, это типовые среды страницы: резисты разных экспозиционных классов (i-line, KrF, ArF, EUV), покрытия BARC и TARC, проявители и промывочные растворы. Под них берут сенсоры DN01–DN08 с минимальным внутренним объёмом — порции от микролитров, потери дорогих химикатов сведены к минимуму.

Работает — при подборе под состав суспензии. CMP-среды на коллоидном кремнезёме, оксиде церия и глинозёме идут через гладкий тракт без застойных зон и трущихся уплотнений. Абразивность и концентрацию твёрдой фазы указывайте в опросном листе: от них зависят исполнение сенсора и материал трубок.

Подходит. Материал трубок подбирается по агрессивности среды: Хастеллой C4/C276 закрывает серную и соляную кислоты, фторсодержащие среды; тантал — самые тяжёлые случаи, вплоть до плавиковой кислоты и царской водки. Набор материалов с пояснениями приведён далее на этой странице.

Поддержаны оба класса сред: сверхчистая вода UPW (18,2 МО·см) и органические растворители — изопропанол, ацетон, NMP, PGME, EBR-составы. Базовый материал для них — нержавеющая сталь 316L с электрополированной поверхностью, снижающей риск загрязнения тракта.

Для микрорасходных задач есть компактные сенсоры DN01–DN08: минимальный внутренний объём, стабильность нулевой точки от 0,008 кг/ч. Так дозируются малые порции дорогих фотохимикатов, а потери при смене продукта ограничивает малый мёртвый объём.

Газы тоже входят в область применения: инертные и защитные — азот, аргон, гелий; процессные — CF₄, NF₃, WF₆, SiH₄, аммиак, N₂O; сжиженные — LN₂ и LAr. Пределы допускаемой погрешности для газообразных сред — ±0,5–1,0% по типоразмерам.

Отталкиваемся от состава среды. Для UPW, растворителей и мягких жидкостей достаточно 316L с электрополировкой; кислоты и галогены требуют Хастеллоя C4/C276; для наиболее агрессивных жидкостей доступен тантал. Финальный выбор подтверждаем по среде, концентрации и температуре.

Для дозирования в производстве пластин рекомендованы малые сенсоры DN01–DN08. Линейка шире: для DN01–DN50 заявлен рабочий диапазон жидкостей от 1,2 до 39 000 кг/ч. Конкретный DN выбирают по расходу, вязкости и допустимым потерям давления.

Ориентируйтесь на рабочее место. У ME100 есть дисплей и кнопки для настройки на месте, аналоговый выход 4–20 мА с HART и исполнение Ex db ib IIC T6 Gb. ME400 компактнее: без дисплея, с удалённой настройкой через ПО M-link, питанием 24 В и без взрывозащиты.

Базовое исполнение держит давление до 10 МПа. Дальше — варианты P (до 45 МПа на основных типоразмерах) и PK (до 96 МПа в ряду 003…PK). Для каждого диаметра свой максимум: он берётся из таблиц описания типа.

Линейка перекрывает −196…+350 °C. Криогенное исполнение L доводит рабочий диапазон до −196 °C — это закрывает линии сжиженных газов (LN₂, LAr); высокотемпературное C работает до +350 °C. Исполнение фиксируется под температуру процесса.

Проще всего начать с опросного листа или конфигуратора: среда, рабочий расход, давление и температура, присоединение, при необходимости взрывозащита. По этим данным подберём исполнение и подготовим КП. Стоимость определяется диаметром, материалами, давлением и Ex-исполнением.

Основная погрешность — ±0,1%, повторяемость — ±0,05%; сводная таблица страницы приводит диапазон ±0,1–0,2% по типоразмерам. Каждый прибор калибруется индивидуально на проливной установке. Для газов заявлены пределы ±0,5–1,0% по типоразмерам.

Прибор внесён в Госреестр СИ под № 98506-26. Запись подтверждает утверждение типа и право применять прибор в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений — коммерческий учёт, расчёты между поставщиком и потребителем. Метрологические документы открыты на сайте.

Методика поверки утверждена. Проверить прибор можно без снятия с линии — пруверами на месте, либо на проливном стенде, где расход задают эталонные приборы. Оборудование для обоих сценариев — трубопоршневые установки и компактные пруверы — поставляет сама компания.

Динамический диапазон — отношение максимального расхода к минимальному, в котором держится нормируемая погрешность; до 100:1 он покрывает и большие, и малые подачи. Стабильность нулевой точки от 0,008 кг/ч важна на нижней границе, где дозирование идёт малыми порциями.

Прямые участки не нормируются: измерению не нужен стабилизированный профиль потока ни до, ни после сенсора, тогда как турбинным, вихревым и ультразвуковым приборам участки обязательны. Компоновка линии выходит компактнее, и замена на действующем тракте проще.

Ориентация гибкая; для сред, склонных к осаждению, сенсор ставят под самоопорожнение. Гладкая проточная часть без застойных зон рассчитана на CIP/SIP-мойку, а минимальный мёртвый объём ускоряет смену продукта. Рекомендации под задачу выдаём на этапе проектирования, они же приведены в руководстве.

Штатно прибор отдаёт 4–20 мА с HART и RS-485 Modbus RTU; частотно-импульсный выход и CAN доступны по линейке, а PROFIBUS PA — опция в зависимости от исполнения. Стыковка с АСУ ТП и оборудованием дозирования — типовая задача.

Маркировки различаются по трансмиттеру: ME100 — Ex db ib IIC T6 Gb, ME200 — Ex db ia IIC T6 Gb. Сенсор в паре с ними маркируется Ex ib IIC T6…T1 Gb или Ex ia IIC T6…T1 Ga. Проект помещения определяет, нужна ли взрывозащита в конкретной зоне.

Такая замена — отдельный сценарий подбора: сверяем монтажные и присоединительные размеры и интерфейсы; во многих случаях обходимся без сварки. С приборами, уже стоящими на линии (включая Micro Motion и Endress+Hauser), сопоставление идёт по чертежу обвязки — для старта достаточно фото шильдика.

Комплект для эксплуатации и метрологии: сертификаты ТР ТС, описание типа СИ, методика поверки и руководство по эксплуатации. Гарантия отсчитывается от поставки (18 месяцев) или от установки (12 месяцев) — применяется тот срок, который истечёт раньше.

Все сервисные работы выполняются на территории РФ: шеф-монтаж, пусконаладка, сервисное обслуживание и поверка. Выезд планируем вместе с заказчиком, чтобы не мешать производственному графику и плановым остановкам линии.

Плановое обслуживание прибору не нужно: механики износа в сенсоре нет — ни подвижных узлов, ни уплотнений. Заявленный ресурс: средний срок службы 20 лет, наработка на отказ 100 000 часов. Вибрационную стойкость подтверждают испытания по ГОСТ Р МЭК 60068-2-6 (5–55 Гц, 0,35 мм, три оси).

Да, прибор доступен и как часть готового решения: на базе Mass-EXPERT собираются измерительные узлы и установки — от отдельной линии дозирования до системы в сборе. Проектную конфигурацию и состав согласуем с вашей инженерной командой.