CN100426169C - 从备有流量控制装置的气体供给设备向腔室的气体分流供给方法 - Google Patents

从备有流量控制装置的气体供给设备向腔室的气体分流供给方法 Download PDF

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Abstract

将可以从备有流量控制装置的气体供给设备正确且迅速地按所需要的流量比Q1/Q2向腔室内分流供给规定流量Q的处理气体。具体地说，从备有流量控制装置的气体供给设备通过多个分支供给线和固定于其末端的喷淋板按规定的流量比Q1/Q2向减压的腔室(C)内分流供给规定流量Q的气体之际，在前述多个分支供给线(GL1、GL2)上加装压力式分流量控制器(FV1、FV2)，并且靠来自使流量大的一方的压力式分流量控制器的控制阀(CV)的开度全开的分流量控制盘(FRC)的初期流量设定信号，开始前述两个分流量控制器(FV1、FV2)的开度控制，通过分别调整前述控制阀(CV)的下游侧压力P3′、P3″，通过设在喷淋板(3、4)上的节流孔(3a、4a)，按由式Q1＝C1P3′和Q2＝C2P3″(式中，C1、C2是取决于节流孔的断面积或节流孔上游侧的气体温度的常数)表达的所需要的分流量Q1、Q2向前述腔室(C)内分流供给总量Q＝Q1+Q2的气体。

Description

从备有流量控制装置的气体供给设备向腔室的气体分流供给方法
技术领域
本发明涉及作为在半导体制造装置等中所使用的、从备有压力式流量控制装置的气体供给设备自动地分流供给半导体制造用的腔室的方法的改良。
背景技术
在向半导体制造装置的腔室供给的气体的流量控制中，广泛利用着所谓压力式流量控制装置。
图7示出用压力式流量控制装置FCS向用来形成硅氧化膜的腔室C供给处理用气体G的场合之一例，通过压力式流量控制装置FCS向靠真空泵Vp减压的腔室C内供给规定流量的处理气体G，通过气体放出器D向支持装置I上的芯片H放出留量Q的处理气体G。
另一方面，前述压力式流量控制装置FCS利用「作为临界膨胀压力条件的P1＞约2×P2的条件被保持时，通过节流口L的气体流量Q仅取决于节流口上游侧的气体压力P1，可以用关系式Q＝CP1(C是取决于节流口L的口径或温度的常数)表达」，通过靠控制阀CV调整前述压力P1，把节流口下游的留量Q保持成想要的设定值。
再者，在图7中P0是处理气体G的供给压力，PM是压力计，F是过滤器，CPU是运算单元，Qs是流量设定的输入信号，Qe是控制流量的输出信号。
此外，因为上述压力式流量控制装置因特开平8-338546号或特开平11-63265号公报而是公知的，故这里省略其详细说明。
在上述压力式流量控制装置FCS中，如前所述「节流口上游侧的气体压力P1与节流口下游侧的气体压力P2处于前述临界膨胀压力条件的范围内」成为必要条件，例如，如果与节流口上游侧的气体压力P1相比节流口下游侧的气体压力P2的上升很大，则临界膨胀压力条件破坏，存在着无法进行量控制这样的难点。
此外，如果节流口下游侧的压力P2上升，P1/P2接近于前述临界膨胀压力条件的极限值，则实际上流量控制精度下降。因此，如果节流口下游侧的压力P2上升，则存在着能够使用的流量控制范围受到制约这样的难点。
虽然像这样在压力式流量控制装置进行的气体流量的控制中，存在着在节流口L下游侧的压力P2上升时产生种种问题这样的难点，但是因为用该压力式流量控制装置FCS的对腔室的气体供给方法除了可以简单地进行高精度气体流量控制外，没有必要在气体供给源中另外设置高精度的压力调整装置，故气体供给设备费的大幅度减少成为可能，有优秀的实用的效用。
另一方面，近年来半导体制造中用的硅晶片的外径正在加大，例如，如果晶片H的外径成为则要分别调整处理气体向晶片的中心部(中心部分)与外周缘部(边缘部分)的供给量。
作为与其对应的策略，如果分别用个别的供给线GL1、GL2进行处理气体向前述中心部分的供给与处理气体向边缘部分的供给，则即使是用压力式流量控制装置FCS的气体供给线GL1、GL2，也可以没有问题地从气体供给源S以规定的流量Q1、Q2供给处理气体G。
但是，对于一个腔室C，用有分别独立的压力式流量控制装置FCS1、FCS2的气体供给线GL1、GL2进行气体的供给不仅招致半导体制造设备的大型化或设备费的激增，而且维修等上也要花费工时，不是好的策略。
因此，如图9中所示，从一个压力式流量控制装置FCS分支出两个系统的气体供给线GL1、GL2，通过调整设在各气体供给线GL1、GL2上的流量控制阀V1、V2，控制各气体供给线GL1、GL2的流量Q1、Q2的方式是所希望的。
另一方面，在目前通用的气体供给设备的压力式流量控制装置FCS中，一般多使用节流口下游侧压力P2在0～100托的范围内能够最佳状态使用的流量控制特性的装置。因此，在这类压力式流量控制装置FCS中，如前所述如果节流口下游侧压力P2超过约100托，则成为从流量控制精度来说流量控制范围被大幅度限制。
例如，刚才在图9中，通过供给线GL1和GL2供给流量Q＝300SCCM的处理气体G，向腔室C供给Q1＝130SCCM，Q2＝170SCCM的流量。万一，气体供给设备是不使用压力式流量控制装置FCS的气体供给设备，则可以采用首先关闭两个控制阀V1、V2，接着把流量控制装置的处理气体流量设定成Q＝300SCCM，调整控制阀V1、V2的开度，自动地或者一边参照流量计(未画出)一边把各流量Q1、Q2调整成设定值的方法。
但是，在气体供给设备的流量控制装置中，在如图9中所示用压力式流量控制装置FCS的场合，首先在完全关闭两个控制阀V1、V2的状态下设定压力式流量控制装置FCS的流量Q(300SCCM)，然后，调整两个控制阀V1、V2的开度以高精度迅速调整各分支供给线GL1、GL2的流量Q1(130SCCM)和Q2(170SCCM)是困难的。
这是因为，在两个控制阀V1、V2的开度低时两个控制阀V1、V2的上游侧压力P2上升，P1/P2的值有可能超出前述压力式流量控制装置FCS的极限值，结果，压力式流量控制装置FCS产生的控制流量Q本身成为与设定流量(Q＝300SCCM)大为不同的流量值的缘故。
发明所要解决的课题
本发明解决从备有从前的压力式流量控制装置FCS的气体供给设备向腔室C的气体的分流供给方法中，把由压力式流量控制装置FCS所调整的一定流量Q的气体G按规定的流量Q1、Q2向分支供给线GL1、GL2分流的场合产生的如上所述的问题，也就是，①在将简单地加装在各分支供给线GL1、GL2上的流量控制阀V1、V2从完全关闭(或者深节流)状态依次打开的这种控制方法中，压力式流量控制装置FCS产生的控制流量Q本身有可能成为大大偏离设定值的流量，不仅流量Q、而且流量Q1、Q2的调整也显著变得困难，和②即使可以很好地调整Q1、Q2，流量控制精度也很低，或者流量控制需要过长时间等问题，提供一种即使是来自备有压力式流量控制装置FCS的气体供给装置的气体的分流供给，也可以高精度、迅速地以任意的流量比Q1/Q2分支供给规定流量Q的气体的，来自备有压力式流量控制装置的气体供给设备的向腔室的气体分流供给方法。
发明内容
本申请发明者等为了解决上述问题，根据来自从前的这种气体供给设备的分流供给控制中的常规手段，也就是根据从完全关闭或深深节流状态依次打开加装在分支线上的各控制阀V1、V2这样的策略完全转换构思，构思从使两方的流量控制阀V1、V2成为全开或接近于全开的状态的时刻开始朝关闭方向分阶段对两个流量控制阀V1、V2进行开度控制，借此一边靠压力式流量控制装置FCS高精度地对总流量Q进行流量控制，一边迅速且高精度地把各分支供给线GL1、GL2的流量Q1、Q2迅速且高精度地调整成所希望的流量比Q1/Q2。然后，基于此一构思实施了多项气体分流试验。
本发明是基于上述构思和分流试验的结果创作的，其技术方案1是从备有流量控制装置的气体供给设备1，通过多个分支供给线GL1、GL2和固定于其末端的喷淋板3、4，向腔室C内以规定的流量比Q2/Q1分流供给规定流量Q的气体G的方法，其中在前述多个分支供给线GL1、GL2上夹装压力式分流量控制器FV1、FV2，并且靠来自使供给流量大的一方的压力式分流量控制器的控制阀CV的开度全开的分流量控制盘FRC的初期流量设定控制信号，开始前述两个分流量控制器FV1、FV2的开度控制，通过分别调整前述压力式分流量控制器FV1的控制阀CV的下游侧压力P3′和前述压力式分流量控制器FV2的控制阀CV的下游侧压力P3″，通过设在喷淋板3、4上的节流孔3a、4a，以由式Q1＝C1P3′和Q2＝C2P3″(式中C1、C2是取决于节流孔3a、4a的断面积或节流孔上游侧的气体温度的常数)所表达的所希望的分流量Q1、Q2向前述腔室C内分流供给总量Q＝Q1+Q2的气体。
本发明的技术方案2是在技术方案1中，在备有CPU的分流量控制盘FRC上设有起动·停止信号输入端子T2，初期流量设定比信号输入端子T3，喷淋板的组合识别信号输入端子T4，各压力式分流控制器FV1、FV2的控制流量信号输出端子T71-T72，因各压力式分流控制器FV1、FV2的流量设定输入信号与控制流量输出信号的偏差发送信号的输入·输出异常警报输出端子T91、T92。并且。关于前述喷淋板3、4的多个组合，在多个总流量为Q、流量比Q1/Q2为1/4～4/1的情况下，算出流量比为Q1/Q2、总流量为Q＝Q1+Q2的气体G流通各喷淋板3、4之际的各压力式分流控制器FV1、FV2的控制阀CV的下游侧压力P3′、P3″，以对供给流量大的一方的压力式分流量控制器FV1的初期流量设定信号为控制阀全开时的输入信号电压V0，并且以另一方的压力式分流量控制器FV2的初期流量设定信号为前述P3″/P3′×V0。接着，把各喷淋板3、4的组合的识别信号向前述输入端子T4输入，此外把对前述两个压力式分流量控制器FV1、FV2的初期流量设定信号之比P3′/P3″向初期流量比设定信号输入端子T3输入后，在使两个压力式分流量控制器FV1、FV2的各控制阀CV成为全开状态的状态下把来自气体供给设备1的气体供给流量Q设定成所希望的流量。然后，向前述起动·停止信号输入端子T2输入起动信号，如果起动信号的输入被确认，则确认前述喷淋板的组合识别信号和前述初期流量设定比信号是否存在，然后分步地以同比率使根据前述初期流量设定比信号求出的两个压力式分流量控制器FV1、FV2的初期流量设定信号V0，V0×P3″/P3′增加，检查此时的流量设定输入信号与控制流量输出信号的偏差，如果前述输入·输出偏差在设定范围内，则使对各分流量控制器FV1、FV2的流量设定信号的输入值返回到前述输入·输出偏差成为设定范围内的值的一步前的分步变化时的流量设定信号的值，之后再次检查是否存在输入·输出信号的偏差，如果确认存在输入·输出信号之间的偏差，则继续使对各分流量控制器FV1、FV2的流量设定信号同比率地分步变化并且连续地检查输入·输出信号的偏差，如果倾斜变化时的输入·输出信号的偏差成为设定范围内，则以当时的流量设定信号为对各分流量控制器FV1、FV2的流量设定信号而固定·保持，在该各流量设定信号之下进行气体G的分流供给。
本发明的技术方案3是在技术方案2中，把流量设定信号的分步变化取为设初期流量设定值为100％，并以每隔0.5秒按50％、30％、20％、10％和5％的顺序使两个流量设定信号分步地以同比率增加。
本发明的技术方案4是在技术方案2中，把流量设定信号的分步变化取为每隔0.5秒同比率地增加两个流量设定信号的10％。
本发明的技术方案5是在技术方案2中，如果连续没有输入·输出的偏差一定时间以上，则以当时的各流量设定信号为各分流量控制器FV1、FV2的流量设定信号而固定·保持。
本发明的技术方案6是在技术方案1或2中，把压力式分流量控制器FV1、FV2的下游侧的气体压力取为100托以下，把总流量Q取为100sccm～1600sccm，把分流量比取为1/4、1/2、1/1、2/1、3/1和4/1。
本发明的技术方案7是在技术方案1或2中，以分流流量Q1或Q2的大的一方的压力式分流量控制器FV1或FV2的初期流量设定信号为使其控制阀CV全开时的电压输入，并且把该控制阀CV的全开时的控制电压输入取为0V，此外把控制电压范围取为0～5V。
此外，本发明的技术方案8是在技术方案2中，以分流量控制盘FRC的各端子的输入·输出信号为串行通信的输入·输出信号。
附图说明
图1是说明根据本发明的备有流量控制装置的气体供给装置进行的向腔室的气体分流供给方法的总体系统图。
图2是压力式分流量控制器FV1的构成图。
图3是表示压力式分流量控制器FV1的流量设定信号与流量控制压力和流量输出信号的关系的特性曲线图。
图4是表示在图1的分流供给中，以使用的喷淋板3、4的组合为方案1的场合的，两个压力式分流量控制器的流量控制压力(P3′、P3″)和全流量Q的分流比Q1/Q2的关系的曲线图(计算值)。
图5是表示以使用的喷淋板3、4的组合为方案2的场合的，与图4同一的关系的曲线图(计算值)。
图6是说明向腔室的气体的分流供给方法的压力式分流量控制装置进行的气体的分流控制的程序框图。
图7是表示用从前的压力式流量控制装置FCS的向腔室C的处理气体的供给方法的说明图。
图8是从单独的气体供给源S，用多个压力式流量控制装置向腔室C分流供给处理气体的场合的说明图。
图9是从备有压力式流量控制装置的气体供给源，用控制阀向腔室分流供给处理气体的场合的说明图。
标号的说明
1是气体供给设备，S是处理气体供给源，V0是气体总阀，FCS是压力式流量控制装置，G是处理用气体，2是分流量控制装置，FV1是压力式分流量控制器(№1分流量控制器)，FV2是压力式分流量控制器(№2分流量控制器)，FRC是分流量控制盘，C是腔室，D是气体放出器，Dc是中央部用气体放出器，3是中央部用喷淋板，3a是节流孔，De是边缘部用气体放出器，4是边缘部用喷淋板，4a是节流孔，GL1是中央部用分支供给线，GL2是边缘部用分支供给线，Q是总气体流量，Q1是分流流量，Q2是分流流量，EL1·EL2是信号连接线，T1是电源输入端子(DC15V)，T2是起动·停止信号输入端子，T3是初期的流量设定比的输入端子(4比特输入)，T4是喷淋板的组合识别信号输入端子(2比特)，T5是自动零点调整用信号的输入端子，T61·T62是自动零点设定错误信号输入端子，T71·T72是控制流量信号输出端子，T81·T82是流量设定信号输入端子，T91·T92是输入·输出异常警报输出端子，5是开始(起动)的步骤，6是起动信号的确认的步骤，7是方案识别信号和初期流量设定信号的确认的步骤，8是流量设定信号的分步变化的开始的步骤，9是输入·输出信号的偏差的判别步骤，10是流量设定信号的分步减少的步骤，11是向一级前的流量设定信号的切换的步骤，12是输入·输出信号的偏差的判别步骤，13是流量设定信号的分步变化的开始的步骤，14是流量设定信号的倾斜变化的步骤，15是输入·输出信号的偏差的判别步骤，16是流量设定信号的保持步骤，17是流量设定信号的保持确认步骤。
具体实施方式
下面，基于附图说明本发明的实施例。
图1是说明根据本发明的从备有压力式流量控制装置的气体供给设备向腔室的气体分流供给方法的总体系统图。
在图1中，1是气体供给设备，由处理用气体G的供给源S与气体总阀V0与压力式流量控制装置FCS等形成。
此外，2是分流量控制装置，由压力式分流量控制器FV1、FV2和分流量控制盘FRC等形成。
进而，在图1中，C是腔室，D是气体放出器，Dc是中央部用气体放出器，De是边缘部用气体放出器，GL1是中央部用分支供给线，GL2是边缘部用分支供给线，Q是总气体流量，Q1·Q2是分流量，P2是压力式流量控制装置FCS的节流口下游侧的压力，P3′·P3″是压力式分流量控制器FV1、FV2的出口侧的压力，P3是腔室C内的压力，3是中央部用气体放出器Dc的喷淋板，3a是设在喷淋板上的节流孔，4是边缘部用气体放出器De的喷淋板，4a是设在喷淋板上的节流孔。
另外，在图1中EL1、EL2是分流量控制盘FRC与压力式分流量控制器FV1、FV2的信号连接线，T1是电源输入端子，T2是起动·停止信号输入端子，T3是初期的流量比设定信号的输入端子，T4是节流孔板的组合识别信号的输入端子，T5是自动零点调整用信号输入端子，T61、T62是自动零点设定误差信号的输出端子，T71、T72是控制流量信号的输出端子(P3′·P3″相当的输出电压)，T81、T82是流量设定信号的输入端子，T91、T92是输入·输出异常警报输出端子。
前述气体供给设备1，由处理气体供给源(供给压力250KPaG以上)S和前述图7中所示的多个压力式流量控制装置FCS等形成，通过向压力式流量控制装置FCS的控制装置(CPU)输入规定的流量设定信号Qs，靠控制阀CV调整节流口L的上游侧压力P1，节流口下游侧的流量Q自动地调整为设定流量Qs。
此外，从控制装置(CPU)输出对应于所调整的流量的控制流量输出信号Qe，万一，如果流量设定输入信号Qs与前述控制流量输出信号Qc之间的偏差超过设定值超过规定时间，则虽然图7中未画出，但是如后所述从CPU发送输入·输出偏差异常信号。
前述分流量控制装置2由多个压力式分流量控制器FV1、FV2，控制这些的分流量控制盘FRC，连接于各分流量控制器FV1、FV2的节流孔板3、4等形成。
再者，虽然在图1的实施例中压力式分流量控制器取为两台，但是当然这些也可以取为两台以上，在此一场合节流孔板当然也成为两个以上或两个以上的供给口。
此外，前述压力式分流量控制器FV1、FV2也取下前述图7中所示的压力式流量控制装置FCS的基本构成中的节流孔板L，作为其代替利用中央部用节流孔板3(或边缘部用节流孔板4)的节流孔3a(或4a)。
也就是说，该压力式分流量控制器FV1、FV2成为图2中所示的构成，在本实施例中作为控制阀CV使用电磁阀驱动型的金属膜片阀，即使是流量Q1、Q2为大流量的场合，也容易适应。
再者，上述压力式分流量控制器FV1、FV2的动作与流量控制装置FCS的场合是完全相同的，如果在图2中腔室C内的压力P3与中央部用节流孔板3的节流孔3a上游侧的压力P3′之间保持P3′＞2P3的关系，则通过靠控制阀CV调整压力P3′，成为由Q1＝CP3′控制分流流量Q1。再者，C是取决于节流孔3a的断面积或其形态、气体温度等的常数。
参照图2，前述分流量控制盘FRC设有电源输入端子T1、起动·停止(两个FV1、FV2的控制阀CV的任何一方全开，此外另一方成为设定的开度)信号的输入端子T2、初期的流量设定比信号输入端子T3、后述的喷淋板的组合识别编号的输入端子T4、自动零点调整信号的输入端子T5、自动零点调整错误信号的输出端子T61·T62、控制流量信号的输出端子T71·T72、设定流量信号Q1、Q2的输入端子T81、T82、以及输入·输出异常警报的输出端子T91·T92等，经由信号连接线EL1、EL2与各压力式分流量控制器FV1、FV2连接。
也就是说，如果向前述输入端子T2输入起动信号，则各压力式分流量控制器FV1、FV2按预先设定的初期的设定流量比动作(也就是，如后所述分流量Q1、Q2的大的一方的分流量控制器的控制阀CV调整成全开，另一方的分流量控制器的控制阀CV的开度调整成全开×预先计算的1以下的系数。)
此外，如果输入了输入端子T2的停止信号，则两个压力式分流量控制器FV1、FV2的控制阀CV成为全闭状态。
进而，在向前述输入端子T2输入起动信号之前，一般来说向自动零点调整信号输入端子T5输入零点调整信号，进行两个压力式分流量控制器FV1、FV2的自动零点调整。在不按规定实施该自动零点调整的场合，向自动零点调整错误信号输出端子T61·T62输出警报。
向前述初期流量比设定信号输入端子T3输入基于对各分支供给线GL1、GL2的供给流量比Q1/Q2、用后述的表1中记载的各数值运算的初期流量比设定信号。
再者，在本实施例中，前述流量比Q1/Q2能够设定成1/1、1/2、1/3、1/4、2/1、3/1和4/1的任何一个，基于这些运算的初期流量比设定信号以4比特的数字信号的形式向输入端子T3输入。再者，流量比Q1/Q2与初期流量比设定信号当然不是同一值。
此外，前述表1中所记载的各数值如后所述，表示根据连接于各分支供给线的末端的喷淋板3、4的节流孔3a、4a的口径或其个数，运算为要放出前述规定的流量Q1、Q2的气体G所需的节流孔3a、4a的上游侧的控制压力P3′、P3″，其运算的必要的各上游侧控制压力P3′与P3″之比P3″/P3′。
向前述端子T4输入识别各气体放出器Dc、De的喷淋板(节流孔板)3、4的组合的信号。也就是说，在本实施例中，作为前述中央部用喷淋板3准备了有420个节流孔3a的喷淋板，与有480个节流孔3a的喷淋板两种。同样作为边缘部用喷淋板4准备了节流孔4a有360个与476个的喷淋板两种。
作为前述喷淋板3、4的组合，预先确定有420个节流孔3a的喷淋板3与有360个节流孔4a的喷淋板4的组合(以下称为方案1)和有480个节流孔3a的喷淋板3与有476个节流孔4a的喷淋板4的组合(以下称为方案2)两种，表示前述方案1和方案2的2比特的数字信号输入前述端子T4。
前述控制流量输出信号端子T71、T72是用来表示工作中的两个压力式分流量控制器FV1、FV2的控制流量(实际流量)Q1、Q2的输出端子，控制流量(实际流量)Q1、Q2以电压输出(0～5v)的形式输出。
前述流量设定信号输入端子T81、T82是对应于向各分支供给线GL1、GL2供给的流量Q1、Q2的0～5v的电压信号的输入端子。
再者，因为靠上游侧的压力式流量控制装置FCS设定总流量Q，而且向端子T5输入基于流量比Q1/Q2运算的初期流量比设定信号，故各分流量Q1、Q2的流量设定信号的大小可以靠内部的CPU自动地运算。结果，虽然实际上成为不需要预先输入向前述输入端子T81、T82的流量Q1、Q2的流量设定信号，但是有备于万一靠上游侧的压力式流量控制装置FCS无法高精度地设定总流量Q的场合或从处理用气体供给源S直接向各压力式分流量控制器FV1、FV2进行供给的场合，在各压力式分流量控制器FV1、FV2中，可以单独地分别设定流量Q1、Q2比较好。因此，最好是设置前述输入端子T81、T82。
前述输入·输出异常警报输出端子T91、T92在将流量Q1、Q2的设定流量信号与控制流量信号(实际流量Q1、Q2)进行对比，如果设定流量信号与控制流量信号之间的偏差即使在经过规定时间后仍为规定值以上的值时，则发出异常信号。
再者，虽然在上述实施例中，在分流量控制盘FRC的各端子直接输入·输出规定的大小的输入·输出信号，但是当然也可以把各端子的输入·输出信号作为串行通信的输入·输出信号。
再者，前述两个压力式分流量控制器FV1、FV2中的分流量的控制如前所述是靠控制阀CV，通过调整其下游侧压力P3′、P3″来进行，在本实施例中，使用在流量Q1、Q2的设定信号(0～5v)与控制压力P3(托)与实际流量(控制流量)的输出信号(0～5v)之间，备有图3那样的特性的压力式分流量控制器FV1、FV2。
此外，图4曲线表示在组合使用作为中央部用气体放出器Dc的喷淋板3的有420个内径
Figure C0380077700151
mm的节流孔的喷淋板和作为边缘部用气体放出器De的喷淋板4有360个内径
Figure C0380077700152
的节流孔的喷淋板的场合(方案1)中以流量比(C/E＝Q1/Q2)为参数计算总流量(全流量)Q与中央部用的压力式分流量控制器FV1的控制压力(P3′)与边缘部用压力式分流量控制器FV2的控制压力(P3″)的关系，例如在Q1/Q2＝1而Q＝1600、1200、800、400和100SCCM的场合，中央部一侧的控制压力P3′与边缘部一侧的控制压力P3″之比P3″/P3′的平均值为0.961。
同样，图5曲线表示组合使用作为中央部用气体放出器Dc的喷淋板3的有480个内径
Figure C0380077700153
mm的节流孔的喷淋板和作为边缘部用气体放出器De的喷淋板4的有476个内径
Figure C0380077700154
mm的节流孔4a的喷淋板的场合(方案2)下的与图4同样的计算值，例如在Q1/Q2＝1而Q＝1600、1200、800、400和100SCCM的场合，中央部一侧的控制压力P3′与边缘部一侧的控制压力P3″之比P3″/P3′的平均值为0.999。
再者，表1汇总了表示图4和图5中所示的方案1和方案2中的各流量比Q1/Q2，中央部一侧控制压力P3′与边缘部一侧控制压力P3″之比(P3″/P3′)的关系的计算值。例如示出在图1中，把使用的喷淋板3、4的组合取为方案1且令流量比Q1/Q2为1的场合，中央部用压力式分流量控制器FV1的控制压力P3′与边缘部用压力式分流量控制器FV2的控制压力P3″之比P3″/P3′在计算上为0.961。
此外，这里，用下述导纳的计算式运算上述Q、Q1/Q2和P3″/P3′的关系。
也就是说，流过管路的气体的流量Q可以表达成Q＝C×(P1-P2)...①，C＝182×D4×(P1+P2)/2×1/L...②。式中，C是导纳(L/sec)，D是配管直径(cm)，L是配管长度(cm)，P1是配管上游压力(托)，P2是配管下游压力(托)，Q是流量(托·L/sec)。
在上述①和②中，通过作为D用喷淋板的节流孔的外径，作为L用喷淋板的节流孔的长度，作为下游侧压力P2用腔室内压力(P3＝0.015托)，作为流量Q用每个节流孔的流量，运算喷淋板的上游侧管路的内压力(P3′和P3″)。
表1
下面，就根据本发明的向腔室的气体的分流供给方法进行说明。
参照图1和图2，在未向分流量控制盘ERC的输入端子T2输入起动信号的场合，两个压力式分流量控制器FV1、FV2的控制阀CV为全开状态。结果，从气体供给源S，靠压力式流量控制装置FCS调整成流量Q而供给来的处理用气体G通过两个分流量控制器FV1、FV2，以几乎对应于各喷淋板3、4的喷嘴孔3a、3b的全面积比的比率流通。
接着，为了以规定的比率Q1/Q2(例如Q1/Q2＝2/1)分流供给前述总流量Q的气体，首先向输入端子T4输入连接于各分支供给线GL1、GL2的末端上的气体放出器Dc、De的喷淋板3、4的组合方案的识别信号(方案1)，并且根据所需要的流量比Q1/Q2，基于前述表1求出初期的流量比设定信号，把它向输入端子T3输入。
也就是说，在喷淋板3、4的组合方案为方案1且分流比Q1/Q2＝2/1的场合，向中央侧的压力式分流量控制器FV1的流量设定信号根据表1成为5-1.000×5＝0V，此外边缘侧的压力式分流量控制器FV2的初期流量设定信号根据表1成为5-0.736×5＝1.32V.因而，在此一场合，作为初期流量比设定信号，向输入端子T3输入0/1.32。
再者，虽然在本实施例中，预先用表1运算向两个压力式分流量控制器输入的初期流量设定比，把它向输入端子T3输入，但是也可以设置流量设定信号输入端子T81、T82，分别把分流流量Q1、Q2输入到其上，同时在内部的CPU中预先存储表1的数据，并且在CPU内运算前述初期流量设定比0/1.32。
此外，当然在分流供给的开始前向输入端子T5加入自动零点调整信号，进行各压力式分流量控制器FV1、FV2的自动零点调整。
参照图6，如果通过起动(步骤5)操作向端子T2加入起动(开始)信号，则确认起动信号是否存在(步骤6)。如果确认起动信号的输入，则确认向端子T4所输入的喷淋板的组合识别信号(方案信号)是否存在、以及向端子T3所输入的初期流量比设定信号是否存在(步骤7)。
如果确认初期流量设定比信号的输入，则开始该初期流量设定比信号的分步变化(步骤8)。
也就是说，如果初期流量设定比信号向端子T3输入(本实施例的场合，初期流量设定比信号的值为0.736，FV1的初期流量设定值＝0v，FV2的初期流量设定值＝1.325v)，则初期流量设定值向各压力式分流量控制器FV1、FV2输入，两个压力式分流量控制器FV1、FV2使对应于初期流量设定值的流量的气体流通，向端子T71·T72输出对应于当时的流量的控制流量输出信号。
该各压力式分流量控制器的控制流量输出信号在步骤9里与其流量设定输入信号进行对比，检查输入·输出信号之间是否存在偏差。
如果输入·输出信号之间的偏差超过设定值规定时间期间，则按同一比率使对各分流量控制器FV1、FV2的流量设定信号分步地增加(步骤10)。
具体地说，使对高流量Q1一侧的分流量控制器FV1一侧的流量设定信号的输入值按100％→50％→30％→20％→10％→5％/0.5秒的比例分步地增加，并且使对低流量Q2一侧的分流量控制器FV2的流量设定信号输入成为同一流量比地调整。
也就是说，在本实施例中，初期流量比设定值0.736(3.68/5)(前述FV1的初期流量设定值＝0(5-5＝0)v，FV2的初期流量设定值＝1.32(5-3.68＝1.32)v)，前述各初期流量设定值0(5-5＝0)v、1.32(5-3.68＝1.32)v以同一比率按50％→30％→20％→10％→5％/0.5秒的比例分步地增加，通过第1级的50％变化，初期流量比设定增加到2.5(5-5×0.5＝2.5)/3.16(5-2.5×0.736＝3.16)，然后每过0.5秒按3.5(5-5×0.3)/3.896(5-1.5×0.736)(第2级)、4.0(5-5×0.2)/4.264(5-1×0.736)(第3级)、4.5(5-5×0.1)/4.632(5-0.5×0.736)(第4级)、4.75(5-5×0.05)/4.816(5-0.25×0.736)(第5级)的顺序重复分步变化。
通过前述流量设定信号输入的分步变化，如果步骤9的输入·输出信号的偏差成为设定范围内的值，则在步骤11里对各分流量控制器FV1、FV2的设定流量信号的输入值恢复一级前的分步变化的信号输入值，再次检查输入·输出信号的偏差是否存在(步骤12)。
再者，在前述步骤9的输入·输出信号的偏差连续0.5秒左右超过相当于满幅(即5V)的3％的值的场合，判断成有偏差的异常，进行下一级的分步变化。
如果在前述步骤12里确认输入·输出信号间的偏差的存在，则接着开始根据当时的流量设定信号，按同一比率使对各分流量控制器FV1、FV2的流量设定信号输入倾斜变化(步骤13)的倾斜控制。
该流量设定信号的倾斜变化，具体地说使对高流量Q1一侧的分流量控制器FV1的流量设定信号输入按10％/0.5秒的倾斜变化变动，并且使对低流量Q2一侧的分流量控制器FV2的流量设定信号输入按同一比率连续地增加(步骤14)，在步骤15里检查使倾斜变化后的流量设定信号输入与当时的控制流量信号输出之间的偏差。
例如，在前述实施例中，在步骤10的第4级(即，流量设定比4.5/4.632)中如果没有入·输出间的偏差时，对各分流量控制器FV1、FV2的流量设定信号暂且恢复到步骤10的第3级(流量设定比4.0/4.264)的状态，使对压力式分流量控制器FV1的流量设定输入为4.0V和使对压力式分流量控制器FV2的流量设定输入为4.264V(步骤11)后，再次在步骤12里确认输入·输出信号间是否存在偏差时，在步骤13开始流量设定信号的倾斜变化，使前述对压力式分流量控制器FV1的流量设定信号输入4.0V按0.5V/0.5sec的比例倾斜变化，并且使对压力式分流量控制器FV2的流量设定信号输入4.264V也按0.5v×0.736＝0.368V/0.5sec的比例增加。
在步骤15里检查前述倾斜变化了的流量设定信号输入与当时的控制流量信号输出的偏差，如果连续一定时间期间，例如0.1秒间没有(即，如果在规定值以下)两者间的偏差，则在步骤16里对各分流量控制器FV1、FV2的设定流量信号输入分别固定·保持于步骤14时的流量设定输入信号值。
然后，最后在步骤17里，确认前述固定·保持的设定流量信号的输入是否存在，借此用来分流供给来自气体供给源S的原料气体(流量Q)的各分流量控制器FV1、FV2的自动分流量控制结束。
也就是说，来自气体供给源S的规定流量Q的原料气体G按规定的流量比Q1/Q2分流，通过气体放出器Dc、De向腔室C内晶片H供给。
发明的效果
在本发明中，取为通过压力式分流量控制器FV1、FV2向压力腔室C内分流供给来自备有压力式流量控制装置FCS的气体供给设备的流量Q的处理用气体G，并且靠使分流量大的一方的压力式分流量控制器的控制阀CV的开度为全开的来自分流量控制盘FRC的初期流量设定信号开始压力式分流量控制器FV1、FV2的流量控制，并且通过调整前述各控制阀CV的下游侧压力P3′、P3″，利用设在腔室C内的喷淋板3、4的节流孔3a、4a，把两个压力式分流量控制器FV1、FV2的流量Q1、Q2按用Q1＝C1P3′、Q2＝C2P3″(式中，C1、C2是常数)所表达的分流量，分流供给流量Q的处理用气体G的构成。
结果，在本发明中，即使是来自备有压力式流量控制装置FCS的气体供给设备1的处理用气体，分流时压力式流量控制装置FCS的节流口下游侧的压力P2也完全没有大幅度地上升，结果可与压力式分流量控制器FV1、FV2进行的分流控制无关地把总流量Q控制成所需要的流量值。
此外，因为在本发明中把设在腔室C内的喷淋板3、4的节流孔3a、4a作为压力式分流量控制器FV1、FV2的构成材料有效地利用，使两个压力式分流量控制器FV1、FV2与压力式分流量控装置FCS实质上相同，故本方法发明的实施极其容易而且能够以低廉的设备费来进行。
进而，在本申请方法发明中，取为靠初期流量设定信号，使流量大的一方的压力式分流量控制的控制阀全开，此外使另一方的压力式分流量控制器的控制阀的开度为全开×α(α是根据最终流量比Q1/Q2预先算定的计算上的开度比率P3″/P3′)开始分流量控制，首先使前述流量设定信号分步变化进行分流比Q1/Q2的粗调整，并且如果输入·输出信号间的偏差纳入规定内，则接着从恢复到一级前的分步调整的流量设定信号时起使流量设定信号倾斜状变化，把流量设定信号与控制流量输出信号进行对比，在两个输入·输出信号间的偏差在规定时间内成为设定值以下的场合，以个流量设定信号作为对两个压力式分流量控制器FV1、FV2的最终流量设定信号固定保持的构成。
结果，在本方法发明中，能够极其迅速且正确地，而且针对多个流量比Q1/Q2进行两个压力式分流量控制器FV1、FV2进行的分流控制。
本发明可以收到如上所述的实用的效用。

Claims (8)

1.一种从备有流量控制装置的气体供给设备向腔室的气体分流供给方法，从备有流量控制装置的气体供给设备(1)，通过多个分支供给线(GL1、GL2)和固定于其末端的喷淋板(3、4)，向腔室(C)内以规定的流量比Q2/Q1分流供给规定流量Q的气体(G)，其特征在于，在前述多个分支供给线(GL1、GL2)上加装压力式分流量控制器(FV1、FV2)，并且靠来自使供给流量大的一方的压力式分流量控制器的控制阀(CV)的开度全开的分流量控制盘(FRC)的初期流量设定信号，开始前述两个分流量控制器(FV1、FV2)的开度控制，通过分别调整前述压力式分流量控制器(FV1)的控制阀(CV)的下游侧压力P3′和前述压力式分流量控制器(FV2)的控制阀(CV)的下游侧压力P3″，通过设在喷淋板(3、4)上的节流孔(3a、4a)，以由式Q1＝C1P3′和Q2＝C2P3″所表达的所希望的分流量Q1、Q2向前述腔室(C)内分流供给总量Q＝Q1+Q2的气体，式中C1、C2是取决于节流孔的断面积或节流孔上游侧的气体温度的常数.
2.权利要求1中所述的从备有流量控制装置向腔室的气体分流供给方法，其中在备有CPU的分流量控制盘(FRC)上设有起动·停止信号输入端子(T2)，初期流量设定比信号输入端子(T3)，喷淋板的组合识别信号输入端子(T4)，各压力式分流控制器(FV1、FV2)的控制流量信号输出端子(T71·T72)，因各压力式分流控制器(FV1、FV2)的流量设定输入信号与控制流量输出信号的偏差发送信号的输入·输出异常警报输出端子(T91、T92)；并且，关于前述喷淋板(3、4)的多个组合，在多个总流量为Q、流量比Q1/Q2为1/4～4/1的情况下，算出流量比为Q1/Q2、总流量为Q＝Q1+Q2的气体(G)流通各喷淋板(3、4)之际的各压力式分流控制器(FV1、FV2)的控制阀(CV)的下游侧压力P3′、P3″，以对供给流量大的一方的压力式分流量控制器(FV1)的初期流量设定信号为控制阀全开时的输入信号电压V0，并且以另一方的压力式分流量控制器(FV2)的初期流量设定信号为前述P3″/P3′×V0，接着，把各喷淋板(3、4)的组合的识别信号向前述输入端子(T4)输入，此外把对前述两个压力式分流量控制器(FV1、FV2)的初期流量设定信号之比P3′/P3″向初期流量比设定信号输入端子(T3)输入后，在使两个压力式分流量控制器(FV1、FV2)的各控制阀(CV)成为全开状态的状态下把来自气体供给设备(1)的气体供给流量Q设定成所希望的流量，接着，向前述起动·停止信号输入端子(T2)输入起动信号，如果起动信号的输入被确认，则确认前述喷淋板的组合识别信号和前述初期流量设定比信号是否存在，然后分步地以同比率使根据前述初期流量设定比信号求出的两个压力式分流量控制器(FV1、FV2)的初期流量设定信号V0，V0×P3″/P3′增加，检查此时的流量设定输入信号与控制流量输出信号的偏差，如果前述输入·输出偏差在设定范围内，则使对各分流量控制器(FV1、FV2)的流量设定信号的输入值返回到前述输入·输出偏差成为设定范围内的值的一步前的分步变化时的流量设定信号的值，之后再次确认是否存在输入·输出信号的偏差，如果确认存在输入·输出信号之间的偏差，则继续使对各分流量控制器(FV1、FV2)的流量设定信号同比率地分步变化并且连续地检查输入·输出信号的偏差，如果倾斜变化时的输入·输出信号的偏差成为设定范围内，则以当时的流量设定信号为对各分流量控制器(FV1、FV2)的流量设定信号而固定·保持，在该各流量设定信号之下进行气体(G)的分流供给.
3.权利要求2中所述的从备有流量控制装置的气体供给设备向腔室的气体分流供给方法，其中把流量设定信号的分步变化取为设初期流量设定值为100％，并以每隔0.5秒按50％、30％、20％、10％和5％的顺序使两个流量设定信号分步地以同比率增加.
4.权利要求2中所述的从备有流量控制装置的气体供给设备向腔室的气体分流供给方法，其中把流量设定信号的分步变化取为每隔0.5秒同比率地增加两个流量设定信号的10％.
5.权利要求2中所述的从备有流量控制装置的气体供给设备向腔室的气体分流供给方法，其中如果连续没有输入·输出的偏差一定时间以上，则以当时的各流量设定信号为各分流量控制器(FV1、FV2)的流量设定信号而固定·保持.
6.权利要求1或权利要求2中所述的从备有流量控制装置的气体供给设备向腔室的气体分流供给方法，其中把腔室(C)的内压力取为5～30托，把压力式分流量控制器(FV1、FV2)的下游侧的气体压力取为100托以下，把总流量Q取为100sccm～1600sccm，把分流量比取为1/4、1/2、1/1、2/1、3/1和4/1.
7.权利要求1或权利要求2中所述的从备有流量控制装置的气体供给设备向腔室的气体分流供给方法，其中以分流流量Q1或Q2的大的一方的压力式分流量控制器(FV1)或(FV2)的初期流量设定信号为使其控制阀(CV)全开时的电压输入，并且把该控制阀(CV)的全开时的控制电压输入取为0V，此外把控制电压范围取为0～5V.
8.权利要求2中所述的从备有流量控制装置的气体供给设备向腔室的气体分流供给方法，其中以分流量控制盘(FRC)的各端子的输入·输出信号为串行通信的输入·输出信号.
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