流量检定系统和流量检定方法技术方案

流量检定系统和流量检定方法。该系统，适合刚在流量控制装置开始流量控制之后就通过检定气体管道系统中的流量检定流量特性，包括第一截止阀、安装在第一截止阀下游的流量控制装置和用于测量流量控制装置下游的压力的压力传感器，基于由压力传感器测量的压力进行流量检定。该系统还包括用于存储基准值的基准值存储装置，基准值通过对在正常的流量控制操作期间由压力传感器测量的压力值进行积分来计算，和异常检测装置，用于当工艺气体通过第一截止阀被供应到流量控制装置、在流量上被流量控制装置控制并被供应到压力传感器时，通过对由压力传感器测量的压力值进行积分计算压力积分值并将压力积分值与基准值进行比较来检测工艺气体的异常流量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及检査安装在气体管道系统中的流量控制器的流量特性 的，该气体管道系统例如用在半导体制 造设备中。
技术介绍
例如，半导体制造设备的薄膜沉积和干法蚀刻装置使用诸如硅烷 和磷化氢的所谓的特殊材料气体、诸如氯气的腐蚀性气体和诸如氢气 的高可燃性气体。这些气体的流量由于下列理由而受到非常严格的控 制它们的流量对工艺是否成功、是否涉及用于移除安装在排气系统 中的装置的成本和气体本身是否昂贵等等具有直接影响。由于在工艺 中实际使用的气体量至多是500 sccm左右，所以在管道中安装已知的质量流量控制器以便根据气体类型和工艺诀窍使流量最优化。在质量 流量控制器中，通过调节外加电压来设定流量。在工艺气体(process gas)中，由于它们的性质，沉积材料气体可 以引起固体物质的沉淀，导致流量容量的改变。特别地，与其他组件 相比，质量流量控制器更可能在其内部小管道中引起固体物质的沉淀， 并且如果这种沉淀发生，流量容量将受到严重影响。流量能力的改变 将不可避免地改变外加电压和实际流量之间的关系，并且在那种情况 下，即使当流量的设定保持不变时，实际的流量也将改变，导致工艺稳定性的恶化。如果流量容量已经实际上改变了，则必须改变待施加 电压的预设值，以便使气体流量保持适当。为此，必须检定质量流量 控制器的流量。基本上使用膜式流量计来检定质量流量控制器的流量。然而，在 该方法中，必须移除管道的某一部分并且在测量工作之后，将其恢复 成原来的样子并检查渗漏。这个过程很麻烦。作为它的一个解决方案，日本专利No.3367811提出了一种方法，其中在不移除任何管道的情况下检定流量。图5示出气体系统IOO的构形，如日本专利No.3367811中所述的 流量检定系统110被应用于气体系统100。在气体系统100中，气体管路101A和101B会聚到与处理槽 (processing tank) 103相连的气体供应管路102中，基于压力传感器 108测量的压力，流量检定系统IIO检定处于质量流量控制器105A和 105B的控制下的工艺气体A和B的流量。在气体管路101A和101B中，第一截止阀104A和104B、质量流 量控制器105A和105B、以及第二截止阀106A和106B分别从上游按 顺序设置。终段截止阀107设置在气体供应管路102中并且压力传感 器108和排气管路109位于终段截止阀107的上游，压力传感器108 与流量检定系统110相连以输出压力检测信号。终段的截止阀107的 打开和关闭由流量检定系统110或与流量检定系统110相连的主机装 置111控制。在装配管道系统或替换质量流量控制器之后，流量检定系统110 立即为每个质量流量控制器105A和105B指定压力变化的初始速率， 如下所述。例如，在为质量流量控制器105A指定压力变化的初始速率时，在气体管路101B的第二截止阀106B关闭的情况下，流量检定系统110 首先打开气体管路101A的第一截止阀104A和第二截止阀106A以及 气体供应管路102的终段截止阀107。使用与处理槽103相连的真空泵 或类似装置(未示出)来减小质量流量控制器105A下游的压力。之后，将终段截止阀107关闭以切断排气向处理槽103的流量。 这时，第一和第二截止阔104A和106A打开，从而通过质量流量控制 器105A控制工艺气体A的流量并将气体A引入质量流量控制器105A 和终段截止阀107之间的管路部分。因此，由压力传感器108测量的 压力逐渐增加。流量检定系统110以有规律的时间间隔对由压力传感 器108测量的压力进行采样，并通过最小二乘法计算具有良好线性度 的压力变化范围中的梯度。流量检定系统IIO将该梯度存储为初始值。如果工艺气体A用于流量检定，则流量检定系统IIO用与上面相 同的程序以有规律的时间间隔对由压力传感器108测量的压力进行釆 样，并通过最小二乘法计算具有良好线性度的压力变化范围中的梯度。 将算出的梯度与初始值进行比较。如果算出的梯度没有表明相对于初 始值的变化，则流量检定系统IIO确定质量流量控制器105A的流量特 性没有改变(正常)。相反，如果算出的梯度表明了相对于初始值的 变化，则它确定质量流量控制器105A的流量特性已经改变并且质量流 量控制器105A出故障了。然而，在传统的流量检定系统IIO中，刚在质量流量控制器105A 开始工艺气体A的流量控制之后，压力依据流量不稳定地改变。因此， 在质量流量控制器105A开始流量控制之后，传统的流量检定系统110 要等待几秒，并且仅仅在流量稳定之后流量检定系统110才能计算用 于流量检定的具有良好线性度的压力变化范围中的梯度。在实际的薄膜沉积过程中，第一截止阀104A —打开和工艺气体A一被引入处理槽103中，薄膜沉积循环就开始。如果一个沉积循环需要5至6秒，则供应到晶片的工艺气体A最初(例如，在质量流量控 制器105A的流量控制开始之后一秒)很大程度地影响沉积膜的质量。 为此，存在对下述系统的强烈需求，其刚在质量流量控制器105A开始 流量控制之后就开始流量检定，但传统的流量检定系统没有满足该需 求。
技术实现思路
考虑到上面的情况做出本专利技术，并且本专利技术的目的是克服上面的 问题以提供一种流量检定系统和一种流量检定方法，来刚在流量控制 器开始流量控制之后就检定流量控制器的流量特性。为了实现本专利技术的目的，提供了一种用于检定气体管道系统中的 流量的流量检定系统，包括第一截止阀、安装在第一截止阀下游的流 量控制装置和用于测量流量控制装置下游的压力的压力传感器，该流 量检定系统适合基于由压力传感器测量的压力来检定流量(流量)， 流量检定系统包括用于存储基准值的基准值存储装置，该基准值通过 对在流量控制装置的正常操作期间由压力传感器测量的压力值进行积 分来计算，以及异常检测装置，其用于当工艺气体通过第一截止阀被 供应到流量控制装置、在流量上被流量控制装置控制并且被供应到压 力传感器时，通过对由压力传感器测量的压力值进行积分来计算压力 积分值，并将压力积分值与基准值进行比较来检测工艺气体的异常流根据本专利技术的另一方面， 一种检定气体管道系统中的流量的流量 检定方法包括第一截止阀、安装在第一截止阀下游的流量控制装置和 用于测量流量控制装置下游的压力的压力传感器，该流量检定方法被 布置成基于由压力传感器测量的压力来检定流量，该流量检定方法包 括当工艺气体通过第一截止阀被供应到流量控制装置并且在流量上被 流量控制装置控制时，对由压力传感器测量的压力值进行积分来计算压力积分值的积分压力值计算步骤，将在积分压力值计算步骤中计算 的积分压力值与基准值进行比较的比较步骤，所述基准值通过对在流 量控制装置的正常操作期间由压力传感器测量的压力值进行积分来计 算，和基于比较步骤中的比较结果来检测流量中的异常的异常检测步 骤。附图说明图1示出根据本专利技术实施例的气体供应系统的构形； 图2是图l所示的控制器的电气框图；图3示出刚在图1的质量流量控制器的流量控制开始之后的输出 流量和刚在质量流量控制器的流量控制开始之后由图1的压力传感器 测量的压力随着时间的变化，横轴代表时间，左纵轴代表压力变化(A P)的量，右纵轴代表流量(Q)。图4示出图3中的流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检定气体管道系统中的流量的流量检定系统，所述气体管道系统包括：第一截止阀；安装在所述第一截止阀下游的流量控制装置；和用于测量所述流量控制装置下游的压力的压力传感器，所述流量检定系统适合基于由所述压力传感器测量的压力来检定流量，　 　所述流量检定系统包括：　用于存储基准值的基准值存储装置，所述基准值通过对在所述流量控制装置的正常操作期间由所述压力传感器测量的压力值进行积分来计算；以及　异常检测装置，其用于当工艺气体通过所述第一截止阀被供应到所述流量控制装置 、在流量上被所述流量控制装置控制并且被供应到所述压力传感器时，通过对由所述压力传感器测量的压力值进行积分来计算压力积分值，并将所述压力积分值与所述基准值进行比较来检测工艺气体的异常流量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中田明子，伊藤一寿，杉野彰仁，
申请(专利权)人：喜开理株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]