CN108570659A - 气体控制系统、成膜装置、存储介质和气体控制方法 - Google Patents

气体控制系统、成膜装置、存储介质和气体控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及气体控制系统、成膜装置、存储介质和气体控制方法，容易控制从容器导出的材料气体的总量。所述气体控制系统向收容有材料的容器(10)导入载气，并且将所述材料气化后的材料气体与所述载气一起从所述容器(10)导出，该气体控制系统具有控制部(60)，所述控制部(60)控制所述载气的流量，使浓度指标值接近预先确定的目标浓度指标值，该浓度指标值直接或间接表示测量从所述容器(10)导出的混合气体而得到的所述混合气体中的材料气体浓度，所述控制部(60)在进行控制所述载气的流量以规定变化率变化的第一控制后进行第二控制，该第二控制基于所述浓度指标值和所述目标浓度指标值的偏差来控制所述载气的流量。

Description

气体控制系统、成膜装置、存储介质和气体控制方法
技术领域
本发明涉及气体控制系统、具有该气体控制系统的成膜装置以及存储有用于该气体控制系统的程序的存储介质和气体控制方法。
背景技术
气体控制系统输送在半导体制造工序的成膜处理中使用的材料气体，该气体控制系统像专利文献1公开的那样，向收容有材料的容器导入载气，并将材料气化后的材料气体与载气一起从容器导出为混合气体，测量包含在该混合气体中的材料气体浓度，并且对载气的流量进行PID(比例-积分-微分)控制，以使测量浓度接近预先确定的目标浓度。
但是，在所述以往的气体控制系统中，由于在运转前的容器内为填充有预先气化而生成的高浓度的材料气体的状态，所以如果在刚运转后就将包含该高浓度的材料气体的混合气体从容器一下子导出，则包含在混合气体中的材料气体浓度瞬间升高。此外，在利用PID控制使测量浓度接近目标浓度时，因浓度变化有时间延迟，控制开始时有使载气的流量一下子增加的动作。这直接导致产生大幅度超过目标浓度的超调(overshoot)的问题。此外，运转前在容器内预先气化了的材料气体浓度因如下的多种因素而变化，例如：材料的性质、量等材料因素；各管材的内径、容器容量等装置因素；以及气温等外部的因素等，因此如果因上述多种因素导致浓度变化的材料气体，在导入载气后的初始阶段从容器迅速导出，则存在材料气体的浓度变化无再现性的问题。并且，上述问题直接导致仅通过所述以往的气体控制系统中使用的PID控制，难以控制从容器导出的材料气体的总量。
专利文献1：日本专利公开公报特开2006-222133号
发明内容
因此，本发明的主要目的在于，通过防止在运转后立刻将预先在容器内材料气化而生成的高浓度的材料气体一下子导出，抑制了超调，并且使运转后从容器导出的混合气体中材料气体浓度的变化具有一定程度的再现性，由此容易控制从容器导出的材料气体的总量。
即，本发明提供一种气体控制系统，向收容有材料的容器导入载气，并且将所述材料气化后的材料气体与所述载气一起从所述容器导出，所述气体控制系统包括控制部，所述控制部对所述载气的流量进行控制，使浓度指标值接近预先确定的目标浓度指标值，所述浓度指标值直接或间接表示测量从所述容器导出的混合气体而得到的所述混合气体中的材料气体浓度，所述控制部在进行控制所述载气的流量以规定变化率变化的第一控制之后进行第二控制，所述第二控制基于所述浓度指标值和所述目标浓度指标值的偏差来控制所述载气的流量。
按照这种结构，通过在开始向容器导入载气后短暂的期间，以规定变化率控制载气的流量，在载气被导入容器之前预先在容器内气化而生成的高浓度的材料气体就不会在载气被导入容器后马上一下子被导出，由此可以降低超调的程度。此外，可以使在开始向容器导入载气之后从容器导出的混合气体中的材料气体的浓度变化具有再现性。并且，利用上述效果，容易控制从容器导出的材料气体的总量。
此外，在所述气体控制系统中，所述控制部可以在所述浓度指标值达到所述目标浓度指标值之前切换为所述第二控制。
按照这种结构，从第一控制切换为第二控制后，直到浓度指标值达到目标浓度指标值为止都可以具有某种程度余量，从而能平稳地进行从第一控制向第二控制的转移，其结果可以进一步降低超调的程度。
此外，作为所述第一控制的具体构成可以例举的是，所述控制部参照开始导入所述载气之后从所述容器导出的混合气体的所述浓度指标值的初始变化率，设定所述规定变化率。此外可以例举的是，所述气体控制系统还具有初始变化率数据存储部，所述初始变化率数据存储部预先存储有在各种条件下测量所述初始变化率的初始变化率数据，所述控制部参照所述初始变化率数据来设定所述规定变化率。
按照这种结构，可以防止规定变化率设定为极低的值而使响应过慢，也可以防止规定变化率设定为极高的值而助长产生超调。
此外，作为所述第二控制的具体结构可以例举的是，当所述浓度指标值从处于包含所述目标浓度指标值的预先确定的目标浓度指标值范围内的第一状态或不在所述目标指标值范围内的第二状态中的任意一方向另一方转移时，所述控制部使所述载气的流量的变化率偏移规定值。作为更具体的结构可以例举的是，在所述第二控制中，当从所述第一状态向所述第二状态转移时，所述控制部使所述载气的流量的变化率以规定值变大的方式偏移，当从所述第二状态向所述第一状态转移时，所述控制部使所述载气的流量的变化率以规定值变小的方式偏移。另外，在这种情况下可以例举的是，在所述第二控制的所述第一状态或所述第二状态中的任意一方或双方中，所述控制部控制所述载气的流量以固定变化率变化。或者是所述第二控制是PID控制，在所述第二控制的PID控制中，与所述第一状态相比，所述控制部将所述第二状态的比例增益设定为较大的值。在上述具体的结构中，此外，在所述第二控制中，所述控制部还可以将所述第一状态的所述载气的流量的变化率控制为0。
按照这种结构，当使浓度指标值在目标浓度指标值附近变化时，如果浓度指标值大幅度偏离目标浓度指标值，则进行控制使浓度指标值大幅度变化而接近目标浓度指标值，此外，如果浓度指标值并未大幅度偏离目标浓度指标值，则抑制浓度指标值的变化，由此，可以使浓度指标值相对于目标浓度指标值的变化稳定。
此外，在上述任意一种气体控制系统中，在所述第一控制和所述第二控制之间，所述控制部可以进行将所述载气的流量的变化率控制为0的第三控制。此外，在所述第一控制和所述第二控制之间，所述控制部可以进行第四控制，所述第四控制基于所述浓度指标值和所述目标浓度指标值的偏差对所述载气的流量进行PID控制，在这种情况下，与所述第四控制的PID控制相比，所述控制部可以将所述第二控制的PID控制的比例增益设定为较小的值。
按照这种结构，在第一控制和第二控制之间具有第三控制，通过上述第三控制，伴随接近目标浓度指标值而使浓度指标值的上升率下降，从而抑制了浓度指标值大幅度超过目标浓度指标值的超调，能够平稳地进行从第一控制向第二控制的转移。
此外，本发明还提供一种气体控制系统，通过向收容有材料的容器导入载气，并且将所述材料气化后的材料气体与所述载气一起从所述容器导出，从所述容器间歇导出规定量的材料气体，所述气体控制系统包括：控制部，对所述载气的流量进行PID控制，使浓度指标值接近预先确定的目标浓度指标值，所述浓度指标值直接或间接表示测量从所述容器导出的混合气体而得到的所述混合气体中的材料气体浓度；以及校准数据存储部，将利用所述控制部对从所述容器最初导出的规定量的材料气体进行PID控制而得到的所述浓度指标值随时间的变化存储为校准数据，当对第二次以后从所述容器导出的规定量的材料气体进行PID控制时，所述控制部参照所述校准数据，在所述PID控制中，对基于所述浓度指标值和所述目标浓度指标值的偏差确定的所述载气的流量的操作量，设定确定其上限和下限的可控范围。
按照这种结构，由最初的导出工序取得校准数据，通过在第二次以后的导出工序的控制中利用上述校准数据，可以大幅度降低第二次以后的导出工序的超调，由此，在第二次以后的导出工序中容易控制从容器导出的材料气体的总量。
此外，本发明还提供一种气体控制系统，向收容有材料的容器导入载气，并且将所述材料气化后的材料气体与所述载气一起从所述容器导出，所述气体控制系统包括控制部，所述控制部基于所述浓度指标值和所述目标浓度指标值的偏差对所述载气的流量进行反馈控制，使浓度指标值接近预先确定的目标浓度指标值，所述浓度指标值直接或间接表示测量从所述容器导出的混合气体而得到的所述混合气体中的材料气体浓度，所述控制部进行控制，使从开始向所述容器导入载气后到停止导入载气的导出时间内所导出的材料气体的总量成为预先确定的目标总量。此外，在所述气体控制系统中，从开始向所述容器导入载气后，所述控制部基于混合气体中的材料气体浓度和载气的流量，逐次计算材料气体的流量，并且参照对所述材料气体的流量进行累计而得到的、从所述容器导出的材料气体的经过总量，重新逐次设定所述导出时间。
按照这种结构，能够进一步精确地控制从容器导出的材料气体的总量。
此外，在上述任意一种气体控制系统中，可以向从所述容器导出的材料气体和载气中进一步加入稀释气体，并将所得气体作为混合气体，所述控制部控制所述载气和所述稀释气体的流量，使所述混合气体中的载气和稀释气体的总量保持一定。
此外，本发明还提供一种成膜装置，利用上述任意一种气体控制系统向成膜室供给混合气体。
此外，本发明还提供一种存储介质，存储用于气体控制系统的程序，所述气体控制系统向收容有材料的容器导入载气，并且将所述材料气化后的材料气体与所述载气一起从所述容器导出，所述存储介质利用所存储的程序，使计算机发挥如下功能：对所述载气的流量进行控制，使浓度指标值接近预先确定的目标浓度指标值，所述浓度指标值直接或间接表示测量从所述容器导出的混合气体而得到的所述混合气体中的材料气体浓度；在进行控制所述载气的流量以规定变化率变化的第一控制之后，进行第二控制，所述第二控制基于所述浓度指标值和所述目标浓度指标值的偏差来控制所述载气的流量。
此外，本发明还提供一种气体控制方法，对气体控制系统中的、从所述容器导出的混合气体中的材料气体浓度进行控制，所述气体控制系统向收容有材料的容器导入载气，并且将所述材料气化后的材料气体与所述载气一起从所述容器导出，所述气体控制方法是控制所述载气的流量，使浓度指标值接近预先确定的目标浓度指标值，所述浓度指标值直接或间接表示测量从所述容器导出的混合气体而得到的所述混合气体中的材料气体浓度，并在进行控制所述载气的流量以规定变化率变化的第一控制之后进行第二控制，所述第二控制基于所述浓度指标值和所述目标浓度指标值的偏差来控制所述载气的流量。
按照这种结构的本发明，通过防止在运转后、预先在容器内材料气化而生成的高浓度的材料气体立刻一下子被导出，抑制了超调，并且使在运转后从容器导出的混合气体中的材料气体浓度的变化具有一定程度的再现性，由此，容易控制从容器导出的材料气体的总量。
附图说明
图1是表示实施方式1的气体控制系统的示意图。
图2是表示实施方式1的气体控制系统的动作步骤的流程图。
图3是表示实施方式1的气体控制系统动作时的测量浓度和时间的关系的曲线图。
图4是表示实施方式1的气体控制系统的第二控制中的、测量浓度和目标浓度的偏差与载气流量的变化率的关系的曲线图。
图5是表示实施方式3的气体控制系统的第二控制中的、测量浓度和目标浓度的偏差与载气流量的操作量的关系的曲线图。
附图标记说明
100 气体控制系统
10 容器
20 载气导入通道
21 载气流量调节部
30 导出通道
40 稀释气体导入通道
41 稀释气体流量调节部
50 测量部
51 压力测量装置
52 分压测量装置
60 控制部
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的气体控制系统进行说明。
本发明的气体控制系统例如用于向在半导体制造工序中使用的成膜装置稳定地供给材料气体。更具体地说，将在容器内使低蒸汽压材料(例如氯化铝、氯化钨等卤素材料)气化而生成的材料气体与载气(氩气等非活性气体)一起导出，并且提供在从该容器导出的材料气体和载气中加入了稀释气体(氩气等非活性气体)的混合气体。另外，低蒸汽压材料可以是固体材料，也可以是液体材料。另外，本发明的气体控制系统也能用于半导体制造工序以外的气体控制。此外，材料也能够应用于使用半导体制造工序以外的材料的情况。
<实施方式1>
如图1所示，本实施方式的气体控制系统100包括：收容材料的容器10；载气导入通道20，向容器10的材料空间导入载气；导出通道30，从容器10的气相空间导出材料气体和载气；以及稀释气体导入通道40，向导出通道30导入稀释气体。此外，由连接通道25连接载气导入通道20和导出通道30，在载气导入通道20、连接通道25和导出通道30上分别设置有阀20a、25a、30a。并且，在载气导入通道20上、且在阀20a的上游设置有载气流量调节部21，在稀释气体导入通道40上设置有稀释气体流量调节部41，在导出通道30、且在阀30a的下游设置有测量部50。另外，虽然未图示，但是载气导入通道20的始端与载气供给机构连接，稀释气体导入通道40的始端与稀释气体供给机构连接，导出通道30的末端与供给混合气体的成膜室连接。
容器10包括能够加热被收容的材料的加热器11和测量容器10内的温度的温度计12。并且，利用温度计12监测容器10内的温度，从而将容器10内的温度控制成预先确定的设定温度。另外，也可以使加热器11和温度计12与控制部60连接来控制容器10内的温度。
载气流量调节部21是所谓MFC(质量流量控制器)，调节导入容器10的载气的流量。载气流量调节部21大体包括：流量计21a，测量在载气导入通道20内流动的载气的流量；以及阀21b，设置在该流量计21a的下游。另外，调节阀21b的开度来调节导入容器10的载气的流量。
稀释气体流量调节部41是所谓MFC(质量流量控制器)，调节导入导出通道30的稀释气体的流量。稀释气体流量调节部41大体包括：流量计41a，测量在稀释气体导入通道40内流动的稀释气体的流量；以及阀41b，比该流量计41a更靠下游设置。另外，调节阀41b的开度来调节导入导出通道30的稀释气体的流量。
测量部50包括与导出通道30的连接稀释气体导入通道40的位置相比设置在下游的压力测量装置51和分压测量装置52。另外，分压测量装置52设置在压力测量装置51的下游。
压力测量装置51是压力传感器，测量在导出通道30内流动的混合气体的压力。此外，分压测量装置52是吸光方式的分压传感器，测量在导出通道30内的混合气体中的材料气体的分压。具体地说，分压测量装置52使在导出通道30内流动的混合气体通过流动池52a，隔着该流动池52a在一侧设置有光源52b，并在另一侧设置有受光部52c。并且，在使从光源52b照射的光通过在流动池52a内流动的混合气体后，由受光部52c接收，基于由受光部52c接收的光的强度，测量混合气体中的材料气体的分压。
控制部60是通用或专用的计算机，在存储器中存储有规定的程序，通过使CPU及其外围设备按照该程序来协同动作，发挥控制混合气体中的材料气体浓度的功能。具体地说，控制部60基于由压力测量装置51测量的混合气体的压力和由分压测量装置52测量的混合气体中的材料气体的分压，计算出混合气体中的材料气体的测量浓度(浓度指标值)，并且控制载气和稀释气体的流量，以使其测量浓度接近预先确定的目标浓度(目标浓度指标值)。另外，控制部60包括能够输入各种信息的触摸面板等输入部61。
接着，基于图2所示的流程图，说明本实施方式的气体控制系统的动作步骤。另外，图3所示的曲线图表示图2所示的流程图中的步骤S2～S12的测量浓度随时间的变化。
首先，控制部60利用输入部61分别输入最适于成膜处理的混合气体中的材料气体的目标浓度、包含该目标浓度的目标浓度范围(目标浓度指标值范围)的上限值和下限值、以及载气和稀释气体的初始流量(步骤S1)。
接着，控制部60向载气流量调节部21发送载气的初始流量，并进行控制，由此使初始流量的载气向载气导入通道20流动，并且向稀释气体流量调节部41发送稀释气体的初始流量，并进行控制，由此使初始流量的稀释气体向稀释气体导入通道40流动。其结果，各气体开始在气体控制系统100内流通(步骤S2)。此后，控制部60控制载气的流量和稀释气体的流量，以使包含在混合气体中的载气和稀释气体的总量始终保持为固定。
并且，如果从容器10导出的混合气体通过测量部50，则利用压力测量装置51测量在导出通道30内流动的混合气体的压力，并且利用分压测量装置52测量在导出通道30内流动的混合气体中的材料气体的分压，随时向控制部60发送测量压力和测量分压。
接着，控制部60基于从开始向容器10导入载气后在规定时间内测量的测量压力和测量分压来计算测量浓度，并且基于上述规定时间内的测量浓度的初始变化率来设定载气流量的变化率(即、每单位时间的变化量。以下也称为“规定变化率”)(步骤S3)。此后，控制部60开始第一控制，将载气的流量控制成以规定变化率变化(步骤S4)。另外，该规定变化率可以是固定的变化率，也可以是以特定的増減率变化的变化率。
接着，控制部60判断测量浓度是否到达目标浓度范围的下限值或比该下限值低的值亦即控制切换浓度(步骤S5)。并且，当测量浓度到达控制切换浓度时，控制部60开始第二控制，基于测量浓度和目标浓度的偏差来控制载气的流量，以使测量浓度接近目标浓度(步骤S6)。
另外，在第二控制中，当测量浓度成为目标浓度范围内的第一状态时、以及测量浓度成为不在目标浓度范围内的第二状态时，控制部60改变向容器10导入的载气的流量的变化率。具体地说，如果判断成为第一状态(步骤S7)，则控制部60使载气的流量不变化，换句话说，控制部60进行变化率控制，使载气的流量的变化率为0(步骤S8)。另一方面，如果判断成为第二状态(步骤S7)，则控制部60以固定变化率来控制载气的流量(步骤S9)。另外，作为以固定变化率控制载气的流量的具体控制，使载气流量调整部21和稀释气体流量调整部41的阀21b、41b的开度伴随电压的变化而变化，由此来调节流量，使该电压以固定时间间隔变化。由于上述控制部60根据测量浓度和目标浓度的偏差是否在目标浓度范围内来切换控制，所以可以说是基于偏差来进行控制。
接着，如果从开始向容器10导入载气、换句话说从材料气体开始从容器10导出起经过规定导出时间(步骤S10)，则控制部60使向容器的载气导入停止(步骤S11)。接着，如果从使向容器10的载气导入停止开始经过规定停止时间(步骤S12)，则控制部60再次使向容器10的载气导入开始(步骤S2)。并且，控制部60通过反复进行从容器10导出材料气体的导出工序和不从容器10导出材料气体的停止工序，间歇式(脉冲式)向成膜室导出规定量的材料气体。
在本实施方式的气体控制系统的导出工序中，在第二控制中，如图4所示，使第一状态的载气流量的变化率为0，使第二状态的载气流量的变化率固定，但是当从第一状态向第二状态转移时，载气流量的变化率可以偏移比规定值大的值，当从第二状态向第一状态转移时，载气流量的变化率可以偏移比规定值小的值，并且在第一状态下也未必使变化率为0。另外，从第一状态向第二状态转移时的所述规定值和从第二状态向第一状态转移时的所述规定值可以相同，也可以不同。此外，第一控制和第二控制的切换时机是测量浓度达到控制切换浓度的时机，但是也可以是从开始向容器导入载气起经过了控制切换时间的时机。另外，在这种情况下，控制切换时间需要设定为测量浓度未到达目标浓度的时机。
<实施方式2>
本实施方式是所述实施方式1的第一控制(特别是图2的步骤S3)的变形例。即，在本实施方式的第一控制中，在改变了材料的性质或量等材料条件、各管材的内径或容器容量等装置条件、以及气温等外部条件等各种条件下，对测量浓度的初始变化率进行测量，并将上述各初始变化率作为预先初始变化率数据存储在初始变化率数据存储部中。并且，控制部参照存储在该初始变化率数据存储部中的初始变化率数据来设定规定变化率。
<实施方式3>
本实施方式是所述实施方式1的第二控制(图2的步骤S6～步骤S11)的变形例。即，本实施方式的第二控制是PID控制，当成为第一状态时将PID控制的比例增益设定为规定值，进行PID控制，由此使载气的流量不变化。另一方面，当成为第二状态时将PID控制的比例增益设定为比所述规定值大的值，进行PID控制，使载气的流量接近目标浓度(参照图5)。
另外，在本实施方式的第二控制中，当成为第一状态时将比例增益设定为规定值，但是也可以将该规定值设为0而使载气的流量不变化。
并且，在所述实施方式1的第二控制中，可以将第一状态或第二状态中的任意一方的控制设为所述实施方式2的PID控制，此外，在所述实施方式2的第二控制中，也可以将第一状态或第二状态中的任意一方的控制设为使所述实施方式1的载气流量的变化率为0以上的规定值的控制。
此外，在所述实施方式1～3的第一控制和第二控制之间可以具有将载气的流量控制为变化率0的第三控制。按照这种结构，可以利用第一控制的测量浓度的上升惯性，使测量浓度逐渐接近目标浓度，由此，可以降低超调。此外，在所述实施方式1～3的第一控制和第二控制之间具有基于浓度指标值和目标浓度指标值的偏差而对载气的流量进行PID控制的第四控制，特别是在存在于所述实施方式3的第一控制和第二控制之间的第四控制中，第二控制的PID控制的比例增益设定为比第四控制的PID控制的比例增益小的值。按照这种结构，可以使测量浓度迅速接近目标浓度，并且可以降低超调。另外，在第一控制和第二控制之间具有第三控制或第四控制时，只要在测量浓度达到目标浓度范围的下限值或该下限值之前，从第三控制或第四控制切换为第二控制即可。
另外，在所述各实施方式中，是基于混合气体中的材料气体浓度来控制载气的流量，但是也可以基于间接表示混合气体中的材料气体浓度的浓度指标值来控制载气的流量。作为上述浓度指标值可以例举的是材料气体的分压等。
<其他实施方式>
为了容易控制从容器导出的材料气体的总量，可以通过如下方式进行控制。例如，当基于测量浓度和目标浓度的偏差来对载气的流量进行PID控制、由此控制从容器导出的混合气体中的材料气体浓度时，不是基于在规定时机测量的测量浓度和目标浓度的偏差来控制载气的流量，而是基于从在规定时机测量的测量浓度预想的Δt后的预想浓度和目标浓度的偏差来控制载气的流量。
在这种情况下，预想浓度参照在所述规定时机前测量的测量浓度的变化来设定。更具体地说，可以参照在所述规定时机测量的测量浓度和该规定时机之前的规定时间内测量的测量浓度的变化率来设定预想浓度。
此外，当基于测量浓度和目标浓度的偏差来对载气的流量进行PID控制、并且由此控制从容器导出的混合气体中的材料气体浓度时，预先对载气的流量的操作量(与载气的流量的变化率相当的量)设定可控范围，当基于测量浓度和目标浓度的偏差计算出的载气流量的操作量在可控范围外时，可以控制载气的流量，使可控范围的上限值或下限值固定，直到该操作量返回可控范围内。另外，上述可控范围可以预先设定任意的值，也可以参照在载气刚导入容器内后测量的测量浓度的初始变化率来进行设定。此外，当像上述实施方式那样由气体控制系统间歇供给规定量的材料气体时，将对最初导出的规定量的材料气体进行PID控制而得到的测量浓度随时间的变化作为校准数据并预先存储在校准数据存储部中，在第二次以后导出的规定量的材料气体的PID控制中，可以参照校准数据来设定可控范围。
此外，当基于测量浓度和目标浓度的偏差来对载气的流量进行PID控制、并由此控制从容器导出的混合气体中的材料气体浓度时，如果容器内的材料的剩余量减少，则在容器内生成的材料气体浓度减少，所以伴随于此，控制载气的流量相对增加。因此，在PID控制中，可以通过如下方式进行控制，即，参照载气流量的相对变化来设定作为上述PID控制的控制参数的各增益。此外，在容器内生成的材料气体浓度很大程度受到由加热器加热的容器内的温度的影响，所以在PID控制中，可以参照载气的流量的相对变化和容器内的温度来设定作为上述PID控制的控制参数的各增益。上述控制不仅可以用于PID控制，也可以用于基于测量浓度和目标浓度的偏差对载气的流量进行的其他反馈控制。
另外，上述PID控制可以用作所述实施方式1～3的第二控制中的PID控制，但即使用于气体控制系统的运转后的控制也有效。
此外，当基于测量浓度和目标浓度的偏差来对载气的流量进行反馈控制、并由此控制从容器导出的混合气体中的材料气体浓度时，可以通过使从向容器开始导入载气后到停止导入载气的导出时间内所导出的材料气体的总量成为预先确定的目标总量的方式进行控制。即，从向容器开始导入载气后，基于混合气体中的材料气体浓度和载气的流量来逐次计算材料气体的流量，并参照对上述材料气体的流量进行累计而得到的从所述容器导出的经过总量，重新逐次设定目标浓度。此外，也可以通过参照所述经过总量来重新逐次设定导出时间的方式进行控制。

Claims (19)

1.一种气体控制系统，向收容有材料的容器导入载气，并且将所述材料气化后的材料气体与所述载气一起从所述容器导出，
所述气体控制系统的特征在于，
其包括控制部，所述控制部对所述载气的流量进行控制，使浓度指标值接近预先确定的目标浓度指标值，所述浓度指标值直接或间接表示测量从所述容器导出的混合气体而得到的所述混合气体中的材料气体浓度，
所述控制部在进行控制所述载气的流量以规定变化率变化的第一控制之后进行第二控制，所述第二控制基于所述浓度指标值和所述目标浓度指标值的偏差来控制所述载气的流量。
2.根据权利要求1所述的气体控制系统，其特征在于，所述控制部在所述浓度指标值达到所述目标浓度指标值之前切换为所述第二控制。
3.根据权利要求1或2所述的气体控制系统，其特征在于，在所述第一控制中，所述控制部参照开始导入所述载气之后从所述容器导出的混合气体的所述浓度指标值的初始变化率，设定所述规定变化率。
4.根据权利要求1或2所述的气体控制系统，其特征在于，
所述气体控制系统还具有初始变化率数据存储部，所述初始变化率数据存储部预先存储有在各种条件下测量所述初始变化率的初始变化率数据，
在所述第一控制中，所述控制部参照所述初始变化率数据来设定所述规定变化率。
5.根据权利要求1或2所述的气体控制系统，其特征在于，在所述第二控制中，当所述浓度指标值从处于包含所述目标浓度指标值的预先确定的目标浓度指标值范围内的第一状态或不在所述目标指标值范围内的第二状态中的任意一方向另一方转移时，所述控制部使所述载气的流量的变化率偏移规定值。
6.根据权利要求5所述的气体控制系统，其特征在于，在所述第二控制中，当从所述第一状态向所述第二状态转移时，所述控制部使所述载气的流量的变化率以规定值变大的方式偏移，当从所述第二状态向所述第一状态转移时，所述控制部使所述载气的流量的变化率以规定值变小的方式偏移。
7.根据权利要求6所述的气体控制系统，其特征在于，在所述第二控制的所述第一状态或所述第二状态中的任意一方或双方中，所述控制部控制所述载气的流量以固定变化率变化。
8.根据权利要求6所述的气体控制系统，其特征在于，
所述第二控制是PID控制，
在所述第二控制的PID控制中，与所述第一状态相比，所述控制部将所述第二状态的比例增益设定为较大的值。
9.根据权利要求6所述的气体控制系统，其特征在于，在所述第二控制中，所述控制部将所述第一状态的所述载气的流量的变化率控制为0。
10.根据权利要求1或2所述的气体控制系统，其特征在于，在所述第一控制和所述第二控制之间，所述控制部进行将所述载气的流量的变化率控制为0的第三控制。
11.根据权利要求1或2所述的气体控制系统，其特征在于，在所述第一控制和所述第二控制之间，所述控制部进行第四控制，所述第四控制基于所述浓度指标值和所述目标浓度指标值的偏差对所述载气的流量进行PID控制。
12.根据权利要求11所述的气体控制系统，其特征在于，与所述第四控制的PID控制相比，所述控制部将所述第二控制的PID控制的比例增益设定为较小的值。
13.一种气体控制系统，通过向收容有材料的容器导入载气，并且将所述材料气化后的材料气体与所述载气一起从所述容器导出，从所述容器间歇导出规定量的材料气体，
所述气体控制系统的特征在于，包括：
控制部，对所述载气的流量进行PID控制，使浓度指标值接近预先确定的目标浓度指标值，所述浓度指标值直接或间接表示测量从所述容器导出的混合气体而得到的所述混合气体中的材料气体浓度；以及
校准数据存储部，将利用所述控制部对从所述容器最初导出的规定量的材料气体进行PID控制而得到的所述浓度指标值随时间的变化存储为校准数据，
当对第二次以后从所述容器导出的规定量的材料气体进行PID控制时，所述控制部参照所述校准数据，在所述PID控制中，对基于所述浓度指标值和所述目标浓度指标值的偏差确定的所述载气的流量的操作量，设定确定其上限和下限的可控范围。
14.一种气体控制系统，向收容有材料的容器导入载气，并且将所述材料气化后的材料气体与所述载气一起从所述容器导出，
所述气体控制系统的特征在于，
其包括控制部，所述控制部基于所述浓度指标值和所述目标浓度指标值的偏差对所述载气的流量进行反馈控制，使浓度指标值接近预先确定的目标浓度指标值，所述浓度指标值直接或间接表示测量从所述容器导出的混合气体而得到的所述混合气体中的材料气体浓度，
所述控制部进行控制，使从开始向所述容器导入载气后到停止导入载气的导出时间内所导出的材料气体的总量成为预先确定的目标总量。
15.根据权利要求14所述的气体控制系统，其特征在于，从开始向所述容器导入载气后，所述控制部基于混合气体中的材料气体浓度和载气的流量，逐次计算材料气体的流量，并且参照对所述材料气体的流量进行累计而得到的、从所述容器导出的材料气体的经过总量，重新逐次设定所述导出时间。
16.根据权利要求1所述的气体控制系统，其特征在于，
向从所述容器导出的材料气体和载气中进一步加入稀释气体，并将所得气体作为混合气体，
所述控制部控制所述载气和所述稀释气体的流量，使所述混合气体中的载气和稀释气体的总量保持一定。
17.一种成膜装置，其特征在于，利用权利要求1或2所述的气体控制系统向成膜室供给混合气体。
18.一种存储介质，存储用于气体控制系统的程序，所述气体控制系统向收容有材料的容器导入载气，并且将所述材料气化后的材料气体与所述载气一起从所述容器导出，
所述存储介质的特征在于，利用所存储的程序，使计算机发挥如下功能：
对所述载气的流量进行控制，使浓度指标值接近预先确定的目标浓度指标值，所述浓度指标值直接或间接表示测量从所述容器导出的混合气体而得到的所述混合气体中的材料气体浓度；
在进行控制所述载气的流量以规定变化率变化的第一控制之后，进行第二控制，所述第二控制基于所述浓度指标值和所述目标浓度指标值的偏差来控制所述载气的流量。
19.一种气体控制方法，对气体控制系统中的、从所述容器导出的混合气体中的材料气体浓度进行控制，所述气体控制系统向收容有材料的容器导入载气，并且将所述材料气化后的材料气体与所述载气一起从所述容器导出，
所述气体控制方法的特征在于，
控制所述载气的流量，使浓度指标值接近预先确定的目标浓度指标值，所述浓度指标值直接或间接表示测量从所述容器导出的混合气体而得到的所述混合气体中的材料气体浓度，
在进行控制所述载气的流量以规定变化率变化的第一控制之后进行第二控制，所述第二控制基于所述浓度指标值和所述目标浓度指标值的偏差来控制所述载气的流量。
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