JP2005507996A

JP2005507996A - 質量流量装置を作製および使用するためのシステム及び方法

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Publication number: JP2005507996A
Application number: JP2003535006A
Authority: JP
Inventors: ホワイト，ウィリアム，ダブリュ; ホワイト，ウィリアム，エイチ; マッド，ダニエル，ティー; デイビス，クリストファー，ビー; フォンテイン，ベンジャミン
Original assignee: ホリバエステック，インコーポレーテッド
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2022-10-11
Also published as: DE60226626D1; KR20050035159A; ATE395652T1; EP1442343A1; EP1442343A4; JP5069839B2; CN103838261A; CN1606721A; EP1442343B1; WO2003032101A1; CN103838261B; KR100937726B1

Abstract

一つ以上の流体に使用ための質量流量装置（２１）を作製するためのシステムと方法が提供されている。その方法には、所定の規制部材（１１４）について計算される流体の流体挙動を得ることが含まれる。プロセッサ（１３０）、規制部材（１１４）および１つ以上のセンサ（４６、４８）のような、装置（２１）に使用されるコンポーネントについてのパラメータが得られて、計算のために必要な補正が求められる。規制部材（１１４）およびコンポーネントのパラメータは流体挙動データで処理されて、装置（２１）についての作動パラメータが求められる。操作データが装置（２１）にダウンロードされて、プロセッサ（１３０）は、流体の流量をモニターおよび制御できる。装置（２１）が正しく機能していることを保証するために、確認試験を実施できる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００１年１０月１２日に出願された米国仮特許出願第６０／３２９，０３１号および２００２年８月２８日に出願された米国仮特許出願第６０／４０６，５１１号の優先権を主張しており、また２０００年９月２０日に出願された米国特許出願第０９／６６６，０３９号の一部継続出願である。
【０００２】
本開示は、一般に流量システム、特に質量流量装置を作製および使用するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
正確な流体質量流量コントローラを案出するために、特に、半導体素子の製造に使用される種類の毒性で高い反応性気体のような流体の質量流量を制御する流量コントローラを案出するために努力がなされてきた。半導体製造の分野において種々の気体が、エッチングおよび蒸着プロセスに使用されている。これらの気体は、人間にとり毒性であることもあり、かつ周囲大気条件に曝されると高い反応性であることがある。上述の種類の流体の流量を測定しかつ制御する質量流量コントローラが案出されており、そこにおいてその測定は、流体の熱特性に基づいている。規制部材またはオリフィスの前後の圧力差に基づいている他の流体質量流量コントローラが案出されている。ここで対象となる型式の従来技術の流体質量流量コントローラの精度は、流量コントローラの多くの用途に対して不十分である。
【０００４】
半導体製造プロセスは、プロセスチャンバ中への流体（主に気体）の非常に正確な量の送出を要求することがある。たとえば、毎分２０リットルもの高い流量から毎分１立方センチメートル（ＣＣＭ）の数十分の１の低い流量までの範囲の流量が要求されることがある。さらに、半導体製造において反応性気体の制御に使用される流量コントローラの応答時間と安定化速度は、コントローラが、「オン」信号に応答できること、および１秒未満、好ましくは１秒よりもかなり短い時間内に所要の流量で安定化できることを要求することがある。プロセス自体は、概して数秒から数時間続くことがある。現行の流体質量流量コントローラがそのような速度で応答および安定化する能力は、達成するには難しい。
【０００５】
従来技術の圧力センサ、およびそのような圧力センサを使用する従来技術の流体質量流量コントローラに付随する問題は、それらの構造に固有の無効空間の大きさである。標準的には、そのような質量流量コントローラは、それぞれの圧力変換器に付随する中空チャンバ中に開放する単一の入口／出口ポートを有する。その結果、中空チャンバの一部の部位における流体流量がかなり制約される恐れがあるので、押し流されない大きい内部容積部分、長い水分乾燥停止時間、および不十分なパージ性を生じる。
【０００６】
従来技術の流体質量流量コントローラに付随する他の問題は、種々のプロセス流体についてコントローラを検量する要求事項に関係する。従来技術の流体質量流量コントローラは、標準的には、不活性または非毒性の検量流体を使用して検量され、その流体は、換算因数また換算データのセットの案出を必要とする。それぞれのコントローラ器具を検量するために毒性または高い反応性のプロセス流体の使用が、コスト的に高過ぎるし、かつ操作要員にとり危険であるので、従来技術の質量流量コントローラは、標準的には、窒素またはアルゴンのような不活性流体について、もしくは質量流量コントローラにより制御されるプロセス流体の特性と同様な特性を有する流体について検量される。検量流体と変換因数を使用するこのプロセスは、質量流量コントローラの作動にエラーが導入され、時間がかかり、かくして費用がかかる。従来技術の質量流量コントローラの不正確さ、および初期設定中と取換手順においてコントローラを検量するのに必要な費用と時間は、流体質量流量コントローラの一定の改良が強く望まれている程に、半導体素子の製造を含む多くの製造プロセスのコストをかなり増加する。
【０００７】
したがって、特に上述のような製造プロセスに使用される型式の圧力センサと、およびそのような圧力センサを組込む流体質量流量コントローラとに対する幾つかの願望が明らかにされている。そのような願望には、コントローラ設定値の数パーセント以内（１パーセント未満が好ましい）のコントローラ精度と、熱に基づいた質量流量コントローラにより生じるような、「通常」温度より高い温度または低い温度で、かつ種々の位置または姿勢（すなわち、表を上、横向き、または表を下の姿勢）で、精度を低下することがない作動と、広範囲の流量にわたる正確な測定と制御と、作動開始から安定した流量状態を達成するまでの迅速な応答時間と、製造の経済性と、および流量コントローラの使用を容易にするために、かつ製造プロセス用に、流体流量分布システムから流量コントローラへの変更を容易にするために、複雑でないモジュール式機械的構造とが含まれる。流体質量流量コントローラに望ましい他の特徴には、製造時にそれぞれの完備したコントローラ器具の検量、および使用後の再検量の必要がないことと、確実かつ容易に交換される流量規制部材またはオリフィス部材の提供と、使用後または流量規制部材を交換後に流量コントローラの作動性と精度の確認が容易なことと、半導体製造プロセスに使用される広範囲の毒性および／または反応性の流体、特に気体状の数百種類の流体について流量を正確に制御する能力と、および種々の気体または液体状の流体に対する流量についてコントローラ作動データの変更が容易なこととがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、必要とされるものは、多様な範囲の圧力と温度にわたって１種類以上の流体を正確に測定または制御できる質量流量装置を作製するシステム及び方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
少なくとも１種類の流体に使用される質量流量装置を作製する新規な方法とシステムにより、技術的な進歩が提供されている。１つの実施例において、その方法には、規制部材を選択するステップが含まれ、そこにおいて規制部材はオフセットパラメータに関連する。オフセットパラメータは、流体に関連する挙動データで処理されて、装置パラメータを生成する。装置パラメータが装置にダウンロードされるので、装置は、環境条件の範囲にわたり流体の流量を監視できる。
【００１０】
他の実施例において、質量流量装置へ情報を提供する方法は、規制部材に関連する規制部材情報、および少なくとも１つのセンサに関連するセンサ情報を特定するステップを含む。規制部材情報とセンサ情報は、規制部材とセンサの特性をそれぞれ特定する。流体に関連する挙動情報が特定される。特定された規制部材とセンサの情報が挙動情報で処理されて、その装置用の操作データを生成するので、装置は流体を制御できる。操作データは、装置にアクセスできるメモリに格納される。
【００１１】
さらに他の実施例において、少なくとも１種類の流体流量を制御する装置は、流体流量を制約する規制部材と、プロセッサと、流体流量を制御するためにプロセッサへアクセスできるバルブと、流体流量を表す流量データを生成する少なくとも１つのセンサと、プロセッサにアクセスできるメモリとから構成される。そのメモリは、規制部材、センサおよび流体に関連する装置データと、プロセッサが処理する命令とを含む。その命令は、センサからの流量データを受信し、受信された流量データと装置データとに基づいて流量を計算し、そしてバルブを作動するためのものである。作動の程度は、計算された流量に関連する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本開示は、一般に流量システム、特に質量流量装置を作製および使用する方法に関する。しかしながら下記の開示は、本発明の種々の特徴を実現する多くの種々の実施例または例を提供するものであることが理解されよう。コンポーネントと器具の特定の例が、本開示を単純化するために以下に述べられる。勿論これらは、単なる例であり、限定を意図したものではない。加えて本開示は、種々の例において参照数字および／または文字を繰返すことができる。この繰返しは、単純化および明瞭化のためのものであり、検討される種々の実施例および／または種々の構成の間の関係に影響するものではない。
【００１３】
図１を参照すると、流量制御装置（図２乃至６）を作製する方法１０が示されている。この方法１０は、流量測定装置のような流体流量システムに使用される他の装置またはコンポーネントに等しく適用できることが理解されよう。後に詳細に述べるように、流量制御装置は、流体の挙動に影響し得る環境条件の範囲にわたり１種類以上の流体を制御するように作動できる。たとえば、流体の圧力および／または温度、ならびに装置の入力圧力と出力圧力の変動は、装置を通る流体の流量に影響することがある。さらに１つの流体の挙動は、流体の特性の相違により、他の流体の挙動と非常に異なることがある。したがって装置は、特定の流体について所望の流量を維持する必要があるならば、これらの変動に応じて流体流量を調整しなければならない。方法１０のステップ１２において、流体挙動データは、種々の圧力および／または温度における流体の挙動を実験的に求めることにより、コンパイルされる。たとえば、データを、圧力が真空（たとえば、平方インチ当りゼロポンド（ｐｓｉ）すなわちゼロトール）から１気圧（たとえば、１４．７ｐｓｉすなわち７６０トール）まで増加するときの種々の圧力点で得ることができる。別のデータを、種々の温度点で得て、流体の挙動をさらに規定することができる。
【００１４】
流体挙動データがステップ１２においてコンパイルされた後に、方法１０は、ステップ１４へ続き、そこにおいて、センサや規制部材のような流体制御装置の種々のコンポーネントについてのパラメータを得ることができる。後に詳細に述べるように、センサにより、流体流量の或る特性（たとえば、圧力または温度）を検出できるし、また規制部材は、予め規定された規制部材特性に従って流量を変えるように機能する。本例において、複数のセンサと規制部材についてのパラメータが得られ、これらのパラメータは特定のセンサまたは規制部材に関連付けられる。たとえば、所定の規制部材についての１組のパラメータを得、ついでそのパラメータを、その規制部材へ割当てられた独自の通し番号で、データベースにおいて、関連させることができる。
【００１５】
ステップ１６において、流量制御装置に使用するために、規制部材と１つ以上のセンサが選択される。各センサと規制部材は１組のパラメータに関連するので、選択されたコンポーネントの挙動が知られ、かつ選択をするときには特定の注意を必要としない。続いてステップ１８において、規制部材のパラメータが流体挙動データで処理される。他の実施例においてセンサパラメータも流体挙動データで処理される。本例において流量制御装置は、単一の流体についての使用を意図しているが、複数の流体用の流体挙動データを処理できることが理解されよう。この処理により、流体に関する装置の挙動を規定する装置パラメータが得られる。ステップ２０において装置パラメータを、装置へ（たとえば、装置へアクセスできるメモリへ）ダウンロードすることができる。したがって１つ以上のバルブを使用すると、装置は、センサと、規制部材とおよび流体との間の既知の関係を使用して流体の流量を制御できる。方法１０により、センサ／規制部材のパラメータおよび流体の挙動データが既知である限り、種々のセンサ／規制部材の組合せを使用して装置を作製することができるし、かつ多くの種々の流体で装置を作動することができる。
【００１６】
ここで図２を参照すると、図１の方法１０を使用して作成できるような流体質量流量コントローラ２１が示されている。質量流量コントローラ２１は、協働する平面２４ａと２６ａのそれぞれにおいて従来の機械的締付具（図示されない）により互いに適切に接合することができるほぼ矩形ブロック状の第１及び第２の本体部分２４と２６から構成される二部分モジュール式本体２２を有する。本体部分２４と２６には、たとえば、半導体製造に使用される特に気体状の毒性または反応性流体を供給する半導体製造システム２９（図３）のような、流体供給システムの適切な導管へ接続するための適切なコネクタ２５および２７がそれぞれ設けられる。
【００１７】
一例として、図３に示されるように、質量流量コントローラ２１を半導体製造システム２９に介入させることができ、このシステムは、六弗化タングステン、塩素、六弗化硫黄のような流体、またはたとえば、製造プロセスに使用できる２００種類を超える流体の１つを加圧下で供給する圧力源容器２８を備える。圧力源容器２８は、適切な導管３０を介して流量コントローラ２１へ接続される。パージ導管３２も、導管３０と、および図示されないパージ気体源へ接続されて、必要なときに流量コントローラを適切なレシーバまたはスクラバ３４へパージする。しかしながら流量コントローラ２１の作動中、流体の正確な流量が、制御されて、導管３３を経て半導体製造チャンバまたは容器３６へ導入される。チャンバ３６は、一般には、たとえば、１つ以上の真空ポンプ３７によりほぼ減圧状態に維持される。図３に示されるように、流量コントローラ２１が介入されたシステム２９は、流量コントローラの１つの好ましい用途を図示するために、一例として、簡略化された形態で示される。流量コントローラ２１は他のシステムに使用できることが理解されよう。
【００１８】
図３乃至６も参照すると、第１の本体部分２４により、電気的に制御される流量制御バルブ４０が支承され、このバルブは、従来の機械的締付け具４０ａにより第１の本体部分２４の面２４ｂ上に着脱自在に取付けられる。流量制御バルブ４０は、所定の位置において第１の本体部分２４に容易に取付けできて、一旦取付けられると流量制御バルブ４０の調整が必要ないようにするために、好ましくは予め組立られたモジュール構造のものである。これは、バルブ４０がモジュール式でなくて調整が必要となり、その調整は一般に比較的長い時間を要する従来技術のシステムよりも有利である。バルブ４０は、第１の本体部分２４の第１の内部流路４２から第２の内部流路４４への流体の流れを絞るように作動自在である電気的に作動される閉止部材４１（図４）を備える。第１の内部流路４２は、圧力源容器２８からの流体を受容するために導管３０と流体連通する。バルブ４０は、閉止部材４１を全開位置と全閉位置との間で動かすアクチュエータ４３も備える。アクチュエータ４３は、好ましくは、閉止部材４１の位置を高精度で全開位置と全閉位置との間で迅速かつ正確に制御する電磁型または圧電型のものである。第１の圧力変換器４６が、第１の本体部分２４の面２４ｂにも取付けられ、かつ第１の本体部分２４に形成される第２の内部流路４４および第３の内部流路４７と流体連通する。第２の圧力変換器４８が、第２の本体部分２６の面２６ｂに取付けられ、かつ第２の本体部分２６に形成される第１の内部流路４９および第２の内部流路５０と流体連通する。第２の内部流路５０は、製造チャンバ３６へ導かれる導管３３へも流体接続される。流体質量流量コントローラ２１のコンポーネントを収納する着脱自在のカバー（図示されない）を設けることができる。
【００１９】
図５に最も明確に示されるように、それぞれの本体部分２４と２６に、円筒形窪み５２が好ましくは形成される。それぞれの窪み５２は好ましくは、底壁５４、およびその底壁から延びて周方向に延びる側壁５６を有する。カップ状ダイアフラム５８が、それぞれの窪みに固定配置される。それぞれのカップ状ダイアフラムは、好ましくは底壁５４へ密接しかつそれと平行に延びて測定隙間６２を形成する下部ダイアフラム壁６０と、好ましくは側壁５６に隣接しかつそれと平行して延びて環状流路６６を形成する環状側壁６４とを有する。測定隙間６２は、高さがほぼ０．００３乃至０．０２０インチ、好ましくは高さが約０．０１０インチである一方、環状流路６６は、好ましくは高さがより大きい。ダイアフラム壁６０は、平坦または波形にできるし、また好ましくは、流体圧力を受けるときに屈曲性を示す厚さで形成される。ダイアフラム壁６０の厚さは、ダイアフラム壁が受ける流体圧力範囲に応じて変えることができる。比較的低い圧力範囲の場合にダイアフラム壁は、比較的薄くできるが、比較的高い圧力範囲の場合には、比較的厚くできる。高腐蝕性の環境の場合には、ダイアフラム５８、および特にダイアフラム壁６０は、好ましくは、ステンレス鋼、サファイア、インコネル、アルミナ、およびセラミックなどのような耐蝕材料から構成される。圧力変換器４６と４８は、ダイアフラム壁６０におけるたわみ量、ひいては質量流量コントローラ２１内の流体圧力を測定するための抵抗ひずみ計型または容量型のものにできる。
【００２０】
上述の配置により、環状流路６６を通る流体流量は、実質的に妨げられことなく、一方、測定隙間６２を通る流体流量は制約されるので、環状流路６６に存在するであろう流体乱流が減衰され、従来技術の解決策において一般に生じる雑音が減少される。測定隙間６２および環状流路６６により、これらの空間を通じて流体が、確実に押し流される。したがって、これらの空間内のデッドスペースが無くなり、パージ性が向上し、かつ乾燥停止時間が短くなる。好ましくは、第１の本体部分２４の環状流路６６は、第２の本体部分２６の環状流路６６よりも幅が狭い。というのは、第１の本体部分の流量は、第１の本体部分の流体圧力の方が通常高いので、第２の本体部分の流体圧力よりも通常低いからである。このようにして、流体流量を遮断または開始する遅延時間を減少できる。
【００２１】
本体部分２４、２６は好ましくは、ステンレス鋼またはアルミニウムなどのような熱伝導性材料から構成されて、それを通る流体を加熱または冷却するように機能する。ダイアフラム壁６０が、その対応する本体部分２４または２６に比較的近接して配置されるので、ダイアフラム壁６０の温度は、流体温度に影響されにくく、従来技術システムに比べて測定精度が向上する。
【００２２】
ここで図６Ａを参照すると、本発明の別の実施例に従う圧力センサ７０が図示され、そこにおいて前の実施例における同様な部材は、同様な数字で表されている。圧力センサ７０は、第１の導管コネクタ７６と第２の導管コネクタ７８との間において本体部分７４を通って延びる主内部流路７２を除いて、上述の本体部分２４および２６と構造において同様である。主内部流路７２は、第１の内部流路７５および第２の内部流路７７へ流体接続される。ついで第１と第２の内部流路７５、７７が、前の実施例におけるように、測定隙間６２および環状流路６６と流体連通される。この実施例は、比較的高い流量で流れる流体の圧力を測定する場合に特に有利であり、そこにおいて流体の一部が圧力測定チャンバを迂回するので、そうでないと生じることがある乱流が減少する。
【００２３】
質量流量コントローラ２１の本体部分２４および２６を、比較的高い流量を測定および制御する場合に主内部流路７２を備えるように同様な仕方で変更できることが理解されよう。
【００２４】
ここで図６Ｂを参照すると、本発明のさらに別の実施例に従う圧力センサ８０が図示され、そこにおいて前の実施例における同様な部材は、同様な数字により表されている。圧力センサ８０は、主内部流路７２を除き圧力センサ７０と構造において同様であり、主内部流路７２が、第２の内部流路８４と流体連通する第１の内部流路８２により、かつ第３の内部流路８８と流体連通する第４の内部流路８６により置換えられる。第２と第３の内部流路８４、８８も、前の実施例におけるように、測定隙間６２および環状流路６６と流体連通する。この実施例は好ましくは、前の実施例よりも低い流量で流れる流体の圧力を測定するのに使用される。
【００２５】
図４、５Ａおよび５Ｂを再び参照すると、第１の本体部分２４は好ましくは、第１の本体部分２４の第３の内部流路４７と同心である第１の円筒形座ぐり穴１１０を備え、また第２の本体部分２６は好ましくは、第１の円筒形座ぐり穴１１０に面し、かつ第２の本体部分２６の第１の内部流路４９と同心である第２の円筒形座ぐり穴１１２を備える。規制部材１１４が好ましくは、第１と第２の座ぐり空洞１１０、１１２内に位置決めされる。規制部材１１４は好ましくは、チューブ状スリーブ１１６内で支承できる材料のディスク１１８から構成される。スリーブ１１６は、適切なチューブ状アダプタ内に取付けられ、かつシールリング１１３ａ、１１３ｂ間で座ぐり空洞１１０、１１２内で支承される。したがって規制部材１１４は、本体部分２４と２６を分離し、規制部材１１４を取外し、ついで同様な流量特性または異なる流量特性の適切な代替規制部材に取換えることにより、本体２２から容易に取外すことができる。ディスク１１８は好ましくは、流体が流通できる、所定の空隙率を有する焼結金属材料から構成され、それによって、圧力変換器４６と４８により感知できる差圧をディスクの前後に生じるに十分に流れを規制する。流れ規制部材１１４は、たとえば、所望の空隙率と流れ規制特性を提供するように、適切に圧縮および焼結されたステンレス鋼またはニッケルの粒子から製造することができる。規制部材１１４は好都合には、制御バルブ４０の下流側において流通コントローラ２１内に配設される。規制部材１１４は、他の材料から製造できること、および／またはコイル状毛細管、オリフィスまたは他の規制手段として具体化できることが理解されよう。
【００２６】
本発明によれば、流れ規制部材１１４は、個別の上流側または下流側の流体フィルタを無くすことができるように、規制手段として、かつ流体フィルタとして機能するように配置することができる。一般的な制流手段の場合、制御された圧力降下は、ろ過特性に関係なく特定される。一般的な流体フィルタの場合、ろ過特性は、制御された圧力降下に関係なく特定される。かくして本発明の流れ規制部材１１４は、制御された圧力降下と、通過する特定の流体についての特定のろ過特性とを有するように製作することができる。
【００２７】
流通コントローラ２１に使用できる規制部材の他の実施例は、２００２年８月２８日に出願された米国仮特許出願第６０／４０６，５１１号に記載され、その開示が、ここに参照によって全体で組込まれる。
【００２８】
規制部材１１４の温度を検出するために、座ぐり穴１１０に近接する空間中に温度プローブ１３６（図３）を挿入できるように、スロット（図示されない）を、第１の本体部分２４内に設けることができる。流体の実際の温度に基づいて規制部材特性情報を使用できるように、温度プローブ１３６から得られた温度信号を制御回路（図３）に使用できる。
【００２９】
図２および３を再び参照すると、流量コントローラ２１は好ましくは、本体２２から延びる取付けブラケット１２４へ固定される一対の離間する印刷回路基板（ＰＣＢ）１２０、１２２に取付けられる制御回路または制御システムをさらに備える。制御回路には、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１３０として特徴づけられるマイクロコントローラまたはマイクロプロセッサが備えられ、そのプロセッサ１３０は、ＥＥＰＲＯＭのような不揮発性メモリ１３２と、データ入力装置１３４とへ作動可能に接続される。プロセッサ１３０は、閉止位置と開放位置との間で閉止部材４１（図３）を動かすことができるバルブ４０へ作動可能に接続される。プロセッサ１３０はまた、信号増幅器１３８及び１４０をそれぞれ介して圧力変換器４６及び４８へ、および所要の位置においてコントローラ２１を通れる流体温度を検知するように配置できる温度センサ１３６へ作動可能に接続される。マイクロプロセッサ１３０は、種々の送信源から命令信号、データセットおよびプログラム作成変更を受信するプラグコネクタ１４２（図１）のような適切なインターフェースへ作動可能に接続される。流量コントローラ２１が作動しているときを表示するインジケータ発光ダイオード（ＬＥＤ）１４４を設けることができる。
【００３０】
プロセッサ１３０は好ましくは、テキサス・インスツルメンツ・インコーポレーテッドから入手できるＴＭＳ３２０ＬＦ２４０６固定小数点式マイクロコントローラである。しかしながら、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、他の固定小数点式または浮動小数点式のプロセッサを使用できることが理解されよう。圧力センサ４６と４８は好ましくは、それ自体のＡ／ＤおよびＤ／Ａ変換器を担持するプロセッサ１３０へのアナログ入力部として１４乃至１６のビット解像度を有するプラス／マイナス０．５ボルトの範囲で作動する。他のアナログ入力部は、温度センサ１３６用のものと、および１２ビット解像度を有するゼロ乃至５ボルトの設定点命令信号入力部（図示されない）とであろう。プロセッサ１３０は、バルブドライバ（図示されない）を介してバルブ４０の作動を制御するアナログ出力信号も送信できる。プロセッサ１３０との通信は、他の通信手段も使用できるが、ＲＳ４８５の４線通信リンクおよび／またはＣＡＮ（コントローラ地域ネットワーク）を経て実施できる。プロセッサ１３０は好ましくは、エミュレーションとデバッグ用のジョイント試験アクショングループ（ＪＴＡＧ）インターフェース、およびプログラム作成用のパワーアップブートローダ機能にも対応できる。メモリ１３２は好ましくは、少なくとも３２キロバイトのシリアルな電気的に消去可能なＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）から構成される。
【００３１】
プロセッサ１３０は好ましくは、圧力センサ４６と４８用の入力とバルブ４０の制御用の出力信号との間で毎秒約２００回の速度で実行される閉ループ制御機能を作動する。インターフェース１４２を通じての通信は、制御ループの更新が維持されていないとき新規データの転送またはメモリ１３２への転送を供給できるけれども、制御ループが機能している間に実施される。
【００３２】
流量コントローラ２１の各コンポーネントは、通し番号のような識別コードを有することができる。たとえば、流量コントローラ２１は、バルブ４０、変換器４６、４８、規制部材１１４、ＰＣＢの１２０、１２２、ＤＳＰ１３０、メモリ１３２および温度センサ１３６が有するように、独自の通し番号を有することができる。これらの通し番号をデータベースまたは他の記憶手段に入力できるので、特定の流量コントローラ２１に関連するコンポーネントを容易に特定できる。後で詳細に述べるように、データベースは、その開示が、ここに参照によって全体で組込まれた２００１年１０月１２日に出願された米国仮特許出願第６０／３２９，０３１号に記載されているように、それぞれのコンポーネントに関する情報も含むことができる。
【００３３】
ここで図７を参照すると、図２乃至６の流量コントローラ２１を作製する方法２００が図示される。方法２００は、組立前、組立および組立後の段階に分割されるステップ２１０乃至２２８を使用して、流量コントローラコンポーネントが未組立状態から組立状態までの種々の状態をとるように操作できる。組立前、組立および組立後の段階は、単なる説明のためのものであり、１つの組立方法を明らかにするためのものである。下記のステップの順序は変わることがあること、および一部のステップを自動化できることが分かる。さらに或るステップは、同一型式の複数のコンポーネントを加工するためにバッチ処理モードを利用することができる。
【００３４】
ステップ２１０乃至２１８において、方法２００の組立前は、流量コントローラ２１をプログラムするに必要な種々の情報を得ること、および１つ以上のデータベースにその情報を記憶することを含む。これらのステップは、流体挙動を規定するステップ（ステップ２１０）、および流量コントローラ２１に使用すべき物理的コンポーネント用のパラメータを規定するステップ（ステップ２１２乃至２１６）を含む。
【００３５】
ここで図７のステップ２１０およびさらに図８を参照すると、複数の流体についての流体挙動データが実験的に求められる。流体挙動は、圧力と温度の変動により変えられることがある。一般的に、一定の温度に保持されてオリフィス（たとえば、規制部材）を通過する流体は、或る質量流量／差圧の比で、質量流量と差圧（たとえば、下流側圧力／上流側圧力）との間で比較的に線形関係を示すことがある。この線形領域は、「抑制された流通」領域であると名付けられ、またたとえば、差圧に対する質量流量の比が１．６：１を超える場合に生じ得る。抑制された流れの際、流体速度は、音速（たとえば、音の速さ）に達し、上流側圧力がさらに増加すると、オリフィスを通る流体速度の対応する増加を生じない。しかしながら質量流量は、上流側圧力の増加に伴い線形に増加し続け得る。これは、上流側圧力の増加により流体密度が高くなり、それが質量流量に直接影響するからである。この線形関係のために、抑制された流れ領域において流体の質量流量を制御する流量コントローラを設計および使用することは、抑制されない流通領域（たとえば、差圧に対する質量流量の比が１．６：１未満の場合）において流体を制御することに比べて比較的容易である。
【００３６】
抑制されない流れ領域において、流量と差圧との間の関係は、非線形であるので、制御は一層難しくなるであろう。しかしながら抑制されない流れ領域における流れ制御は、半導体処理産業のような或る産業において特に関心があることがある。さらに或る用途においていくつかの流体は、抑制されない流れ領域においてだけ利用できることがあるので、抑制された流れ領域における制御が、非常に不適切になる。たとえば流体は、抑制されない流れ領域における気体から抑制された流れ領域における液体へ変化することがあるので、気体状で流体を使用することは、抑制されない流れ操作を必要とすることがある。したがって抑制されない流れ領域における流体の正確な測定と制御が望ましいし、また図８に図示されるように、データは、種々の流体の挙動をモデル化するために収集する必要がある。このデータは、圧力と温度の変動が、一定サイズ（ＳＣＣＭで測定した）の規制部材を通る流体の流量にどのように影響するかを特定するのに重要である。様々な流体が様々な特性を有するので、流量コントローラ２１により使用できるそれぞれの流体の挙動を求める必要がある。
【００３７】
ここで図８だけを参照すると、流体挙動データを収集するプロセス２２９は、ステップ２３０において、或る数（たとえば、１２個）の規制部材の選択と設置で開始する。ステップ２３２において、差圧、下流側圧力および温度の或る組合せについての流体の挙動を表すデータ点を得るために、１種類以上の流体を規制部材に通過させる。説明のために、流体の試験は、真空から１気圧までの範囲の圧力を流体に受けさせること、および特定の圧力点（たとえば、本例においては１４点）においてデータを集めることを含む。流体の挙動は抑制された流れ領域においてより少ないデータ点を使用して予測できるので、これらのデータ点の大部分は、抑制されない流れ領域に位置決めできることに注目されたい。別のデータを、流体の温度を変えることにより得ることができる。これらの変動を種々の規制部材について行って、特定の規制部材設計に関しての流体の挙動を規定できる。したがって、３種類の温度と１２個の規制部材が１４回の圧力測定に使用されるならば、合計１４×３×１２＝５０４箇所のデータ点をサンプリングして、単一の流体の挙動を規定することができる。ついで別の流体の挙動を、同様な仕方で規定することができる。本例において合計３２種類の流体が数千箇所のデータ点を使用して規定される。これらのデータ点は、抑制された流れ領域と抑制されない流れ領域との両方における所定の規制部材を通る流体の流れを求めるのに使用できる。
【００３８】
図８のプロセスに続き、ステップ２３４において、試験プロセスにより得られたデータが記録される。記録されたデータはついで、ステップ２３６において解析され、最良のあてはめ値と補間式(best fit and interpolation equations) を生成して、三次元グラフ（図９）に別の点を規定する。この解析により、特定の規制部材に関して特定の気体の挙動を提供するように補間できる、それぞれの流体についての多項式因数が得られる。ステップ２３８において多項式因数は、データベースに記憶される。
【００３９】
本発明の１つの側面は、質量流量コントローラ２１の通常の作動範囲において、流体流量は、規制部材１１４前後の差圧の関数ばかりではなく、製造チャンバ３６における圧力にほぼ対応する下流側絶対圧力の関数でもあることの発見にある。この関係は、２０００年９月２０日に出願された米国特許出願第０９／６６６，０３９号に詳細に記載されており、この開示はここに参照によって全体が組込まれる。
【００４０】
ここで図９を参照すると、流量と下流側絶対圧力との間の関係がグラフ２３９に示され、このグラフは、下流側圧力（トール単位でｙ軸２４４により表される）と差圧（トール単位でｘ軸２４０により表される）に対する流量（ＳＣＣＭ単位でｚ軸２４２により表される）の依存関係を示す。グラフ２３９は、それぞれが異なる流体温度を示す３つの表面２４６、２４８、２５０も含む。
【００４１】
規制部材を通る質量流量は、差圧、下流側絶対圧力および温度で変わるが、上流側圧力と、下流側圧力と流量との間の関係は線形関係ではないことに注目されたい。たとえば、下流側圧力が約０．０トールであり規制部材前後の差圧が約１５７５．０トールならば、試験される特定の規制部材についての流量は、約２８０ＳＣＣＭ（データ点２５２により示される）である。しかしながら、下流側圧力が７６０．０トールならば、流れ規制部材前後の同一の差圧（たとえば、１５７５．０トール）についての流量は、約５００ＳＣＣＭ（データ点２５４により示される）である。ここで図７のステップ２１２、およびさらに図１０Ａと１０Ｂを参照すると、ＰＣＢ１２０、１２２およびＤＳＰ１３０についてのパラメータが得られる。たとえば、ＤＳＰに関連する増幅器のゲイン値ＳＰ１，ＳＰ２を得るために、ベッドオブネイルズ(bed of nails)（ＢＯＮ）試験を使用できる。同様に、＋５ボルト（Ｖ）、＋３．３Ｖ、および／または＋３．０Ｖ（ＤＳＰ基準電圧であり得る）の理想値からの分散値のようなＰＣＢ１２０、１２２の電圧を求めるために、ＢＯＮ試験を使用できる。この変動は、流量コントローラ２１の性能に影響するので、所望のレベルの流体制御を達成するために、考慮する必要がある。後述するように、これらのパラメータにより、コンポーネントの理想値と実際値との間の変動についての補正が可能となる。
【００４２】
ここで特に図１０Ａを参照すると、アナログまたはデジタルの入出力（Ｉ／Ｏ）基板を、以下のように方法２５９を使用して試験できる。ステップ２６０において、試験用の基板が選択および設置される。その基板に関連する電圧は、ステップ２６２において合格／不合格基準を使用して測定され、ついでその結果が記録される。ステップ２６４においてデジタル通信路が、合格／不合格基準を使用して試験され、ついでその結果が記録される。バルブ駆動信号（たとえば、図２のバルブ４０を駆動するために使用される信号）も、ステップ２６６において合格／不合格基準を使用して試験される。それぞれの試験結果は、ついで、ステップ２６８において、試験された基板に関連する通し番号とともにデータベースに記憶される。
【００４３】
ここで特に図１０Ｂを参照すると、ＤＳＰ基板を、以下のように方法２６９を使用して試験できる。ステップ２７０において、試験用の基板が選択されて設置される。ステップ２７２において、３Ｖのアナログ・デジタル基準電圧が測定されて記録される。ステップ２７４において、増幅器Ａ１、Ａ２（図３）のそれぞれに関連するゲインＳＰ１およびＳＰ２が、温度センサ１３６（図３）に関連するゲインと同様に、測定され記録される。ついでＤＳＰはステップ２７６においてプログラムされ、アナログ入力回路がステップ２７８において試験される。ＤＳＰ基板に関連する流れ回路の試験は、ステップ２８０において実施される。それぞれの試験の結果は、ついでステップ２８２において、試験された基板に関連する通し番号とともにデータベースに記憶される。ここで図７のステップ２１４および特に図１１の方法２８３を参照すると、変換器４６、４８は以下のように特徴づけられる。ステップ２８４において、変換器および関連するブロックが、選択されて固定部に設置される。ステップ２８６、２８８において、各変換器はついで、ゼロパーセント圧力から１００パーセント圧力までの範囲を通して２５パーセント増分で段階的に変化され、ついで１００パーセント圧力からゼロパーセント圧力まで下げた圧力まで変化されて、応答曲線とヒステリシス値が得られる。たとえば、それぞれの変換器は、ゼロから５０ｐｓｉ（１２．５ｐｓｉ増分を使用して）までの範囲の圧力を受け、ついで５０ｐｓｉからゼロまで下げた圧力を受けることができる。ついでステップ２９０において、応答を、多項式因数Ａ_０、Ａ_１およびＡ_２に曲線をあてはめることができ、また多項式因数を、該当する変換器に関連する通し番号とともに記憶できる。ついでこれらの因数を、ＤＳＰ１３０により使用して、各変換器４６、４８により検知される絶対圧力を計算できる。上述のように、このプロセスは変換器の変動の特定に役立ち、かつこのプロセスにより、流量コントローラ２１が、絶対圧力を求めるときの変動を明らかにすることができる。
【００４４】
ここで図７のステップ２１６、およびさらに図１２の方法２９１を参照すると、ステップ２１０において使用される１２個の規制部材のような、様々なサイズの複数の規制部材の各々に関して、「短期試験」を実施できる。短期試験は、「基準」規制部材についての特性を規定し、かつ他の規制部材（たとえば、製造業者により様々な時間で生産される規制部材のバッチ）をそれに対して測定できるベースラインを確立することにより、少なくとも２つの目的に役立つ。
【００４５】
本例において、１２種類の異なるサイズ（ＳＣＣＭでの）の規制部材を、規制部材の特性を規定するために識別できる。各サイズにおいて、或る数（たとえば、１００個）の規制部材を選択し試験して、平均流量を求める。本例において、２つのデータ点が、3種類の流体の組について収集され、この組は、ステップ２１０において挙動が特徴づけられた流体のサブ組である。たとえば、第１の試験は、定格流量における規制部材の圧力降下を測定できる。これにより、０乃至９９（５０の理想値での）の値を有する因数Ｑ１が求められる。ついで第２の試験が実施されて、定格流量の分数値（たとえば、２分の１の値）における規制部材の圧力降下が測定される。Ｑ１とゼロ切片値と第２の試験結果とを使用して、同じく０乃至９９（５０の理想値での）の値を有する因数Ｑ２を求めることができる。したがってＱ１およびＱ２は、規制部材の挙動を特徴づける。一旦、規制部材の挙動が求められると、プラスまたはマイナス１０パーセントのような許容範囲を特定できる。この許容範囲は、組立てられた流量コントローラにより補正できる流量範囲を特定できる。流量コントローラ２１を組立てる際に使用される全ての規制部材は、短期試験を受けて、許容範囲（たとえば、範囲０乃至９９におけるＱ１とＱ２の値を有する）に入るか、または不合格とされることになる。
【００４６】
ここで特に図１２を参照すると、規制部材は、ステップ２９２において試験のために選択されて設置される。ステップ２９４において流体（たとえば、窒素）が、定格流量（たとえば、１００ＳＣＣＭ）で規制部材を通して流される。ステップ２９６において上流側と下流側の圧力が測定され記録される。ステップ２９８において、その圧力は、上流側圧力の分数値（たとえば、２分の１の値）まで減少され、上流側と下流側の圧力が再び測定されて記録される。先に得られた（図７のステップ２１０）流体挙動データを使用して、ステップ３００においてＱ１とＱ２についての値が、その規制部材について確定される。Ｑ１とＱ２の値が許容範囲外にある場合、規制部材は不合格とされることが分かる。規制部材についての短期試験が実施された後に、その規制部材を、圧力と線形性との軸を有する二次元配列におけるデータ点として表すことができる（図１３）。
【００４７】
ここで図１３を参照すると、グラフ３０２は、１００ＳＣＣＭ規制部材の標準的なグループの圧力と非線形性の特徴を測定する過程においてプロットされ得る情報を示す１０６箇所のデータ点３０４を含む。グラフ３０２は、圧力降下（１１４０乃至１３８０トールの範囲での）を表すｘ軸３０６、および非線形性を表すｙ軸（１０．５乃至１３．５の範囲での）３０８を含む。かくして各データ点は、圧力降下と非線形性の特定の組合せを有する規制部材を表す。このデータは、各規制部材についてのＱ１とＱ２の値を確定するのに使用できる。たとえば、グラフ３０２において、Ｑ１＝５０とＱ２＝５０の値を有する規制部材は、１２７３トールの圧力値、およびフルスケールの１２．１％の非線形性を有するであろう。
【００４８】
ここで図７だけを参照し、ステップ２１８へ進むと、ステップ２１０乃至２１６で得られたデータを、１つ以上のデータベースに入力できる。或るデータは一度だけ得ることができるのが理解されよう。たとえば、所定の流体についての流体挙動データは、一度だけで得てデータベースに記憶される必要がある。ついでそれは、将来の使用に利用できることになる。同様に、各コンポーネント（たとえば、ＰＣＢ、ＤＳＰ、変換器および規制部材など）は、複数のコンポーネントを所定の試験サイクル中に試験できるけれども、一度で試験できる。コンポーネントを表すデータは、通し番号のような独自の識別マークにより特定のコンポーネントに関連させることができる。一部のコンポーネントパラメータは、コンポーネントを製造し、ついで発送する間に、またはその後に識別できることが理解されよう。これにより、所定のパラメータを有するコンポーネントの取得ができるので、流量コントローラ２１の組立中にパラメータを求める必要性が無くなる。
【００４９】
ステップ２２０において、ＰＣＢ、ＤＳＰ、変換器、規制部材およびバルブなどが、流量コントローラ２１用に選択される。各コンポーネントが所定のパラメータに関連するので、特定の規準に厳格に合致するコンポーネントを選択する必要はない。たとえば、特定の流体を使用すべきならば、選択されたそれぞれのコンポーネントについてのパラメータが、所定の範囲の許容値に入る限り、狭い規制に合致するコンポーネントを選択する必要はない。これにより、Ｑ１とＱ２の特定の値を有する規制部材を見出そうとすることなく、規制部材をサイズにより選択できる。
【００５０】
ステップ２２２において、規制部材と変換器のパラメータが流体挙動データで処理されて、装置パラメータが生成される。この処理は先のステップにおいて得られた情報をコンパイルして、プロセッサが、特定の流体についての電圧変動値、規制部材特性、変換器パラメータおよび挙動パターンを明らかにできるようにする。これれにより、Ａ_０、Ａ_１、Ａ_２、Ｂ_{Ｂａｃｋｐｒｅｓｓｕｒｅ}、切片値および同様な情報を使用して最良のあてはめ値が生成される。この情報は、特定の流量コントローラについての流体により異なることがあるので、この処理を、流量コントローラにより制御されるべき流体毎に実施できる。
【００５１】
ステップ２２４（図７に図示されるようにステップ２２２と並列にできる）において、装置は、上述のように物理的に組立てられ、またステップ２２６において装置パラメータが、装置にダウンロードされる。ステップ２２８の組立後段階において、適正な作動を確実にするために、装置についての確認試験が実施される。
【００５２】
ここで図１４を参照すると、方法３０９は、図２乃至６の流量コントローラ２１に関する図７のステップ２２０乃至２２８で説明された組立プロセスを要約したものである。ステップ３１０において、流量コントローラ２１についての要件（たとえば、２５ｐｓｉの入口圧力でのＢＣ１３の５００ＳＣＣＭフルスケール流量、および１００ミリトールで作動するプロセスチャンバ中への出口）が規定される。ステップ３１２において、規制部材１１４についての規制部材サイズ（たとえば、１０００ＳＣＣＭ窒素）が規定される。Ｑ１とＱ２のパラメータが一旦記録されると、いかなる１０００ＳＣＣＭユニットも使用できることに注目されたい。バルブ４０は、流体が流通できるオリフィスを有するように選択されるが、このパラメータを外れて特徴づけられる必要はない。ステップ３１４において変換器４６、４８、および使用されるベースブロックが選択される。所要の流量が２５０ＳＣＣＭ窒素相当量未満であるならば、低流量モデルについての入口ブロックも選択される。入口と出口ブロックの両方は、３ＳＬＭ窒素相当量を超える流量についての高流量変更部を有する必要がある。これらの選択は、これらのブロックに溶接される変換器の特徴づけに影響しない。変換器毎についての曲線のあてはめ因数を、流量コントローラ２１について記録する必要がある。
【００５３】
ステップ３１６において、ＰＣＢ（たとえば、Ｉ／Ｏ基板およびＤＳＰ基板）が選択され、また流量コントローラ２１についての電圧とゲイン値が記録される。ステップ３１８において、記録されたデータが、流量コントローラ２１に関連する装置データベースファイルに記憶される。選択された気体と規制部材のサイズについての規制部材データベースからの多項式データが、ステップ３２０において取得される。ステップ３２２において、操作プログラムが、装置データベースファイルに記録された収集データと規制部材データベースからの多項式データとを取得して、流量コントローラ２１の作動のためのパラメータを設定するデータファイルを生成する。ついでデータファイルがメモリ１３２にダウンロードされるので、ＤＳＰは流量コントローラ２１の流量を制御できる。ステップ３２４において、窒素流量制御用のパラメータも、流量コントローラ２１用の気体テーブル中にダウンロードすることができる。ステップ３２６において、流量コントローラ２１の作動が、仕上げられた流量コントローラ２１に窒素を流すことにより確認されて、装置の応答と精度が証明される。
【００５４】
本発明を、その好ましい実施例を参照して特に図示および説明してきたが、形態と詳細における種々の変更を本発明の精神と範囲から逸脱することなく実施できることは、当業者により理解されるであろう。したがって特許請求の範囲は、本発明と矛盾しない広い形かたちで解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】流量コントローラを作製する代表的な方法のフローチャートである。
【図２】図１の方法を使用して組立できる代表的な質量流量コントローラと種々のコンポーネントの図である。
【図３】図１の方法を使用して組立できる代表的な質量流量コントローラと種々のコンポーネントの図である。
【図４】図１の方法を使用して組立できる代表的な質量流量コントローラと種々のコンポーネントの図である。
【図５】図１の方法を使用して組立できる代表的な質量流量コントローラと種々のコンポーネントの図である。
【図６】図１の方法を使用して組立できる代表的な質量流量コントローラと種々のコンポーネントの図である。
【図７】図２乃至６の質量流量コントローラを作製する方法の別の実施例を図示するフローチャートである。
【図８】図７の方法に従って流体挙動データを取得する方法を図示するフローチャートである。
【図９】図８の方法により得ることができる代表的な流体の挙動特性を図示する三次元グラフである。
【図１０】図７の方法に従って或るコンポーネントパラメータを得る特定の方法を図示するフローチャートである。
【図１１】図７の方法に従ってセンサを特徴づける特定の方法を図示するフローチャートである。
【図１２】図７の方法に従って規制部材を特徴づける特定の方法を図示するフローチャートである。
【図１３】図１２の方法により得ることができる代表的なデータ点を図示するグラフである。
【図１４】特定の流体と流量についての図２〜図６の流量コントローラの組立を要約したフローチャートである。

Claims

少なくとも一つの流体について使用される流量装置を構成するための方法であって、
オフセットパラメータに関連する規制部材を選択することと、
その流体に関連する挙動データでオフセットパラメータを処理して、装置パラメータを生成することと、
装置パラメータを装置にダウンロードすることを有し、装置パラメータは、装置が環境条件の範囲にわたり流体の流量をモニターすることを可能とする方法。
複数の下流側絶対圧力、差圧及び温度において流体の挙動を実験的に求めることにより、挙動データを得ることをさらに含む請求項１に記載の方法。
実験的に求められる挙動は、既知の流量を有する試験用規制部材を使用して求められる請求項２に記載の方法。
規制部材は、複数の規制部材からサイズにより選択される請求項１に記載の方法。
規制部材の試験を実施して、選択された規制部材についてのオフセットパラメータを求めることをさらに含む請求項１に記載の方法。
規制部材の試験を実施するステップは、
定格圧力で規制部材を試験することにより第１の値を得ることと、
定格圧力未満の圧力で規制部材を試験することにより第２の値を得ることと、
第１と第２の値を使用して、オフセットパラメータを特定することを有し、第１と第２の値により規制部材の挙動の特性把握が可能である請求項５に記載の方法。
第１と第２の値はオフセットパラメータである請求項６に記載の方法。
挙動データでオフセットパラメータの最良のあてはめ値を見出すことをさらに含む請求項６に記載の方法。
センサパラメータに関連する少なくとも１つのセンサを選択することをさらに含み、センサパラメータは、或る圧力の範囲にわたりセンサを試験することにより得られる応答曲線ヒステリシス値とを計算することにより求められる請求項１に記載の方法。
環境条件の範囲は、複数の下流側絶対圧力を含む請求項１に記載の方法。
環境条件の範囲は、複数の差圧を含む請求項１に記載の方法。
環境条件の範囲は、複数の温度を含む請求項１に記載の方法。
複数の流体から流体を選択することをさらに含み、それによって、コンポーネントとオフセットパラメータが、選択された流体の関連する挙動データだけで処理される請求項１に記載の方法。
流体を制御するための情報で質量流量装置を提供する方法であって、
規制部材に関連する規制部材情報、および少なくとも１つのセンサに関連するセンサ情報を特定することを有し、ここで規制部材情報とセンサ情報が規制部材とセンサの特性をそれぞれ規定するものであり、
流体に関連する挙動情報を特定することを有し、
特定された規制部材とセンサの情報を挙動情報で処理して、その装置のための操作データを生成することを有し、ここで操作データは装置による流体の制御を可能とするものであり、そして
操作データを、装置にアクセスできるメモリに記憶すること
を含む方法。
試験を実施して操作データを確認することをさらに有し、その試験は、少なくとも１つの既知の流体値を使用して装置の精度レベルを測定するものである請求項１４に記載の方法。
少なくとも１つのデータベースから規制部材情報、センサ情報および挙動情報を取り出すことをさらに含む請求項１４に記載の方法。
挙動情報は、ある範囲の下流側絶対圧力、差圧および温度にわたる流体の挙動を表すデータを含む請求項１４に記載の方法。
流体の質量流量と装置の差圧との間の関係は非線形である請求項１７に記載の方法。
少なくとも１つの流体の流れを制御するための装置であって、
流体の流れを規制するための規制部材と、
プロセッサと、
流体の流れを制御するためにプロセッサへアクセスできるバルブと、
流体の流れを表す流れデータをつくるための少なくとも１つのセンサと、
プロセッサにアクセスできるメモリとを有し、該メモリは、
規制部材、センサおよび流体に関連する装置データと、
センサから流れデータを受けて、この受けた流れデータと装置データとに基づいて流量を計算し、そしてバルブを作動させるための命令とを含み、作動の程度が計算された流量に関連する、装置。
装置データは、規制部材の物理的パラメータと流体の挙動特性との間の関係を特定する、処理された情報を含む請求項１９に記載の装置。
底面と側面とを有するセンサを受容できるハウジングをさらに有し、該ハウジングは、
装置を通る流体のための流路を提供するために流体連通する第１及び第２の流路と、
第１と第２の流路間に配設されてセンサによりほぼ占有される空所とを有し、
流路は、空所の側面とセンサの側面とにより形成される第１の隙間により、また空所の底面とセンサの底面とにより形成される第２の隙間とにより空所を通って形成されていて、流体は、第１の流路から空所に、そして空所から第２の流路に、ほぼ非一掃式(unswept manner)で流れる請求項１９の装置。
少なくとも１つの流体の流れに関して規制部材を特徴づけるための方法であって、
流体の定格流量における規制部材の第1の圧力降下を測定することと、
測定された圧力降下に基づいて第１の因数を計算することと、
流体の定格流量の分数の流量における規制部材の第２の圧力降下を測定することと、
第２の圧力降下に基づいて第２の因数を計算することとを含み、第１と第２の因数が、規制部材の挙動を特徴づける方法。
第２の因数の計算も、第１の因数とゼロ切片値とに基づく請求項２２項に記載の方法。
定格流量の分数の流量は、定格流量の半分である請求項２２に記載の方法。
第１と第２の因数の少なくともいずれかが所定の範囲外にある場合に規制部材を不合格にすることをさらに含む請求項２２項に記載の方法。
圧力を表す第１の軸と線形性を表す第２の軸とを有する二次元配列におけるデータ点として規制部材を表すことをさらに含み、第１と第２の因数の一方は、第１の軸に関連し、また第１と第２の因数の他方は、第２の軸に関連する請求項２２の方法。