浓度控制系统、浓度控制方法以及程序存储介质技术方案

本发明专利技术为了提供相对于腔室内的气体的实际的分压而时间延迟小、得到准确的推定值、能实现比以往好的响应性及精度的分压控制的浓度控制系统，具备：流量控制装置(1)，设置在向腔室(CN)内供给气体的供给流道(SL)上，以使流过该供给流道(SL)的气体的流量成为输入的设定流量的方式进行控制；分压测定装置(2)，测定腔室内的气体的分压；观测器(3)，具备推定腔室(CN)内的气体的状态的模型(31)，该模型(31)被输入流入腔室的气体的流入流量及分压测定装置(2)的测定分压，输出腔室(CN)内的气体的推定分压；控制器(4)，基于设定分压及观测器(3)输出的腔室(CN)内的气体的推定分压，对流量控制装置(1)设定设定流量。制装置(1)设定设定流量。制装置(1)设定设定流量。

【技术实现步骤摘要】
浓度控制系统、浓度控制方法以及程序存储介质


[0001]本专利技术涉及用于控制腔室内的气体的分压的浓度控制系统。

技术介绍

[0002]在半导体制造工艺中，对处理室以规定浓度供给例如原料气体与载气混合而成的混合气体。在具有与处理室连接的多个分支通道的供给流道上设置有作为控制各气体的流量的流量控制装置的质量流量控制器，将各气体的流量控制成规定浓度。
[0003]更具体而言，如专利文献1所示，例如通过设置在比处理室靠上游侧的供给流道上的NDIR(非分散红外分析仪(Non Dispersive Infrared analyzer))等吸光分析装置来测定混合气体中的原料气体的浓度亦即原料气体的分压。将由吸光分析装置测定出的原料气体的分压反馈，基于测定分压与成为目标的设定分压的偏差，适当地变更对各气体的流量控制装置设定的设定流量。
[0004]但是，由于在前述这样的浓度控制系统中测定进入腔室前的气体的分压，所以如果产生流道中的气体的吸附等，则导致测定的分压与腔室内的实际的分压产生偏离。因此，如果在供给流道中测定分压，则无法保证腔室内的气体的实际的分压是否保持在设定分压。为了解决这样的问题，可以考虑将NDIR设置在腔室，直接测定腔室内的气体的浓度，更严密地控制分压。
[0005]但是，NDIR相对于实际的分压会发生较大的延迟，并且噪声也大。因此，即使利用NDIR直接测定腔室内，也无法高速且准确地得到实际的分压的变化。因此，即使构筑了前述这样的浓度控制系统，也难以以足够的响应速度以及精度实现分压控制。/>[0006]现有技术文献
[0007]专利文献1：国际公开公报第2010/113576号

技术实现思路

[0008]本专利技术是鉴于上述这样的问题而完成的，其目的在于提供一种相对于腔室内的气体的实际的分压而时间延迟小、并且能够得到准确的推定值、能够实现比以往更好的响应性以及精度的分压控制的浓度控制系统。
[0009]即，本专利技术的浓度控制系统，其特征在于，具备：流量控制装置，设置在向腔室内供给气体的供给流道上，以使流过所述供给流道的气体的流量成为输入的设定流量的方式进行控制；分压测定装置，测定所述腔室内的气体的分压；观测器，构成为具备推定所述腔室内的气体的状态的模型，所述模型被输入流入所述腔室的气体的流入流量以及所述分压测定装置的测定分压，输出所述腔室内的气体的推定分压；以及控制器，基于设定分压以及所述观测器输出的所述腔室内的气体的推定分压，对所述流量控制装置设定设定流量。
[0010]另外，本专利技术的浓度控制方法，其特征在于，使用浓度控制系统，所述浓度控制系统具备：流量控制装置，设置在向腔室内供给气体的供给流道上，以使流过所述供给流道的气体的流量成为输入的设定流量的方式进行控制；以及分压测定装置，测定所述腔室内的
气体的分压，所述浓度控制方法包括：将流入所述腔室的气体的流入流量以及所述分压测定装置的测定分压输入推定所述腔室内的气体的状态的模型，推定所述腔室内的气体的推定分压；以及基于设定分压以及推定出的气体的推定分压，对所述流量控制装置设定设定流量。
[0011]根据这样的浓度控制系统，基于所述模型，所述观测器输出所述腔室内的气体的推定分压，因此与所述分压测定装置输出的测定分压进行比较，能够得到相对于所述腔室内的实际的分压的延迟小、噪声小的值。另外，由于向所述观测器不仅输入流入所述腔室的气体的流入流量而且输入所述分压测定装置的测定分压，所以也能够对推定分压的初始状态的偏离、分压的偏移(offset)等进行修正，得到准确的值。另外，由于所述控制器基于所述观测器的推定分压对所述流量控制装置设定设定流量，所以能够实现比使用了测定分压的情况响应性更好的浓度控制。
[0012]为了能够基于简单的数学式，使所述模型更准确地反映所述腔室内的状态，优选的是，所述模型将排出所述腔室内的气体的排气流道的流导(conductance)模型化，将所述流导被设定为固定值。
[0013]为了即使将所述流导作为固定值也能够提高所述观测器的模型化精度，优选的是，在所述排气流道上设置有构成为能够控制开度的排气阀，所述排气阀以规定开度固定。
[0014]为了即使由于例如干扰而使所述腔室内的实际的气体的分压产生了稳态偏移(steady offset)也能够将其值反映到推定分压上，优选的是，推定分压是由推定实际的分压得到的第一推定分压以及推定所述分压测定装置的测定分压得到的第二推定分压构成的列向量，所述观测器还具备以h1、h2为要素的行向量亦即观测器增益h，所述h2被设定为与所述流导相同的值。如果是这样的构成，则由于所述流导成为控制对象的极点，所以通过极点配置能够将稳态偏移直接反映到第一推定分压上。
[0015]如果所述分压测定装置是NDIR，所述模型是将所述NDIR输出的测定分压相对于实际的分压的延迟作为一次延迟而模型化的模型，则能够以接近实际上无法观测的腔室内的实际的分压的值进行分压控制。
[0016]为了与将所述分压测定装置输出的测定分压与设定分压的偏差进行积分的情况进行比较，能够实现进一步提高了响应性的控制，优选的是，推定分压是由推定实际的分压得到的第一推定分压以及推定所述分压测定装置的测定分压得到的第二推定分压构成的列向量，所述控制器构成为对所述设定分压与所述第一推定分压的偏差进行积分。如果是这样的构成，则由于能够没有时间延迟地反馈无法观测的腔室内的气体的实际的分压的变化，所以与反馈了测定分压的情况相比能够提高响应性。
[0017]为了能够在已有的浓度控制系统中例如通过更新程序来发挥与本专利技术的浓度控制系统大致相同的效果，优选使用浓度控制系统用程序，所述浓度控制系统用程序是在浓度控制系统中使用的程序，所述浓度控制系统具备：流量控制装置，设置在向腔室内供给气体的供给流道上，以使流过所述供给流道的气体的流量成为输入的设定流量的方式进行控制；分压测定装置，测定所述腔室内的气体的分压，所述浓度控制系统用程序使计算机发挥作为观测器以及控制器的功能，所述观测器构成为具备推定所述腔室内的气体的状态的模型，所述模型被输入流入所述腔室的气体的流入流量以及所述分压测定装置的测定分压，输出所述腔室内的气体的推定分压，所述控制器基于设定分压以及所述观测器输出的所述
腔室内的气体的推定分压，对所述流量控制装置设定设定流量。
[0018]另外，浓度控制系统用程序可以是以电子方式发布的程序，也可以是存储在CD、DVD、闪存器等程序存储介质中的程序。
[0019]这样，根据本专利技术的浓度控制系统，由于所述观测器基于所述模型推定所述腔室内的气体的分压作为推定分压，所以能够得到与所述分压测定装置输出的测定分压相比噪声以及时间延迟小的值。因此，能够进行立即反映所述腔室内的实际的浓度变化的控制，与以往相比能够提高控制的响应性以及精度。
附图说明
[0020]图1是表示本专利技术的一个实施方式的浓度控制系统的示意图。
[0021]图2是表示使用了该实施方式的浓度控制系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浓度控制系统，其特征在于，所述浓度控制系统具备：流量控制装置，设置在向腔室内供给气体的供给流道上，以使流过所述供给流道的气体的流量成为输入的设定流量的方式进行控制；分压测定装置，测定所述腔室内的气体的分压；观测器，构成为具备推定所述腔室内的气体的状态的模型，所述模型被输入流入所述腔室的气体的流入流量以及所述分压测定装置的测定分压，输出所述腔室内的气体的推定分压；以及控制器，基于设定分压以及所述观测器输出的所述腔室内的气体的推定分压，对所述流量控制装置设定设定流量。2.根据权利要求1所述的浓度控制系统，其特征在于，所述模型将排出所述腔室内的气体的排气流道的流导模型化，所述流导被设定为固定值。3.根据权利要求2所述的浓度控制系统，其特征在于，在所述排气流道上设置有排气阀，所述排气阀构成为能够控制开度，所述排气阀以规定开度固定。4.根据权利要求2所述的浓度控制系统，其特征在于，推定分压是由推定实际的分压得到的第一推定分压以及推定所述分压测定装置的测定分压得到的第二推定分压构成的列向量，所述观测器还具备观测器增益h，所述观测器增益h是将h1、h2作为要素的行向量，所述h2被设定为与所述流导相同的值。5.根据权利要求1所述的浓度控制系统，其特征在于，所述分压测定装置是NDIR，所述模型是将所述NDIR输出的测定分压相对于实际的分压的延迟作为一次延迟而模型化的模型。6.根据权利要求1所述的浓度控制系统，其特征在于，推定分压是由推定实际的分压得到的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：瀧尻兴太郎，高宗央二郎，
申请(专利权)人：株式会社堀场STEC，
类型：发明
国别省市：