JP2020502516A - 質量流量を広範囲で検証するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工システムにおいて大きな面積を占めることなく流体搬送システムの精度を幅広い流量域にわたって検証できる質量流量検証装置を提供する。【解決手段】質量流量検証装置は、流体を収容するチャンバと、その上流でチャンバと直列に接続された臨界ノズルと、チャンバ内の流体の圧力を検出する第１の圧力センサと、臨界ノズルの上流の流体の圧力を検出する第２の圧力センサと、コントローラとを備え、該コントローラは、（ｉ）第１の流量域では、第１の圧力センサにより検出された流体圧力の上昇率に基づいて第１の流量を測定することにより流体の流量を検証し、第１の圧力センサにより検出された圧力と第２の圧力センサにより検出された圧力とに基づいて流体のガス特性関数を決定し、（ｉｉ）第２の流量域では、第２の圧力センサにより検出された圧力と決定されたガス特性関数とに基づいて第２の流量を測定して、流体の流量を検証するように構成される。【選択図】図２

Description

関連出願

本願は、２０１６年１２月１５日付出願の米国特許出願第15/380,682号の継続出願である。上記出願の全教示内容は、参照をもって本明細書に取り入れたものとする。

質量流量検証装置（ＭＦＶ）は、流体搬送・計測システムの精度を検証するために用いられる。このようなシステムには、例えば、半導体製造システムや他の材料加工システムにおける、質量流量コントローラ（ＭＦＣ）、質量流量比コントローラ（ＦＲＣ）、質量流量計（ＭＦＭ）等が含まれる。

半導体製造過程は、複数の加工工程にわたって複数種の様々なガスやガス混合物を様々な量で搬送することを伴う場合がある。一般に、ガスは加工工場のタンクに貯蔵されており、タンクから化学気相成膜リアクタ、真空スパッタマシン、プラズマエッチャーなどの加工ツールへと定量のガスを搬送するには、ガス計量システムが用いられる。他に、バルブ、圧力調整器、ＭＦＣ、ＦＲＣ、ＭＦＭ、ＭＦＶなどの付属品が、ガス計量システム又はガス計量システムから加工ツールへの流路に備わっていてもよい。ＭＦＣ、ＦＲＣ、ＭＦＭ、ＭＦＶなどの付属品は、プロセスガスの正確な搬送を確実とするために設けられている。このような加工システムではしばしばスペースの確保が大事であるので、付属品は出来る限り小型であるか又は省スペースのものであることが望ましい。

加工システムにおいて大きな底面積を占めることなく流体搬送システムの精度を幅広い流量域にわたって検証することのできる質量流量検証装置が求められている。

質量流量検証装置は、流体を収容するように構成されたチャンバと、前記チャンバと接続された臨界ノズルと、第１および第２の圧力センサと、コントローラと、を備える。前記第１の圧力センサは前記チャンバ内の流体の圧力を検出し、前記第２の圧力センサは前記臨界ノズルの上流での流体の圧力を検出する。前記コントローラは、第１の流量域では、前記第１の圧力センサにより検出された前記流体の圧力の上昇率に基づいて第１の流量を測定することによって、前記流体の流量を検証するように構成されている。前記コントローラは、さらに、第２の流量域では、前記第２の圧力センサにより検出された圧力に基づいて第２の流量を測定することによって、流体の流量を検証するように構成されている。前記臨界ノズルは、前記チャンバと直列に接続されていてもよく、前記チャンバの上流に配置されていてもよい。

流量を検証する方法は、第１の流量域における流量については：流体を前記質量流量検証装置のチャンバ内へと導入する過程、およびチャンバ内の流体の圧力を経時的に検出する過程、を備える。前記第１の流量は、チャンバ内の流体の圧力の上昇率に基づいて算出される。この方法は、さらに、第２の流量域における流量については：前記質量流量検証装置の臨界ノズルの上流における流体の圧力を検出する過程、および検出された上流における圧力に基づいて前記第２の流量を算出する過程、を備える。

ときには、試験対象のガス又はガス混合物が未知の場合もあるので、未知のガス又はガス混合物（あるいは、ガス以外の流体や流体混合物）の流量を検証し得る質量流量検証装置も所望されている。このような場合、臨界ノズルを通過する流量が、質量流量検証装置のチャンバ内で、ガス又はガス混合物の、ガス特性関数を得るために検出される流量と同一であると見なしてもよい。ガス又はガス混合物が既知の場合にも、ガス特性関数を決定し得る質量流量検証装置は、臨界ノズル法を用いて行われる質量流量検証の精度を向上させることができる。

質量流量検証装置のコントローラは、さらに、第１の流量域内の流量の検証時に、第１の圧力センサおよび第２の圧力センサにより検出された圧力に基づいて流体のガス特性関数を決定するように構成されていてもよい。前記コントローラは、第２の流量域では、第２の圧力センサにより検出された圧力と決定されたガス特性関数とに基づいて第２の流量を測定するように構成されていてもよい。

流量を検証する方法は、さらに、第１の圧力センサおよび第２の圧力センサにより検出された圧力に基づいて、流体のガス特性関数を決定する過程を備えていてもよい。この方法は、さらに検出された上流での圧力と決定されたガス特性関数とに基づいて、第２の流量を算出する過程を備えていてもよい。

質量流量検証装置の検証可能な流量域を拡大する方法は、低流量については、上昇率法を用いて流体の流量を測定する過程を備える。この方法は、さらに、中流量については、上昇率法を用いて流体の流量を測定する過程、および流体のガス特性関数を決定する過程、を備える。この方法は、高流量については、臨界ノズル法および決定されたガス特性関数を用いて流体の流量を測定する過程、を備える。

質量流量検証装置のコントローラは、さらに、継続して流体の流量を検証するために、上昇率測定値と臨界ノズル測定値から選択して取得を行うように構成されていてもよい。例えば、コントローラが、低流量については上昇率測定値を選択して取得し、かつ／あるいは、高流量については臨界ノズル測定値を選択して取得するように構成されていてもよい。低流量には約１ｓｃｃｍ〜約１０００ｓｃｃｍの流量域を含むことができ、高流量には約１０００ｓｃｃｍ〜約５００００ｓｃｃｍの流量域を含むことができる。

質量流量検証装置のコントローラは、さらに、上昇率測定に従って第１の流量Ｑ_ｖを算出するように構成され得る。上昇率測定値は、下記の式１により記述できる。

式中、Ｖはチャンバの容積であり、Ｐ_ｄはチャンバ内の流体の検出される圧力であり、Ｔは検出される流体の温度である。

コントローラは、さらに、流体の温度と臨界ノズルの既知の形状とに基づいてガス特性関数を算出するように構成されていてもよい。例えば、コントローラは、流体の分子量Ｍと比熱比γとに基づくガス特性関数ｆ（Ｍ，γ）を、下記の式２に従って決定するように構成されていてもよい。

式中、Ｐ_ｕは臨界ノズルの上流で検出される流体の圧力であり、Ｃ’は臨界ノズルの流出係数であり、Ａは臨界ノズルのスロート部（最狭部）の断面積である。

第２の流量Ｑ_ｃは、臨界ノズル測定法に従って、算出できる。この臨界ノズル測定法は、下記の式３により表記できる。

第１の流量域と第２の流量域とは、重複する流量を含んでもよい。質量流量検証装置は、さらに、チャンバの出口に設置された下流バルブを備えてもよく、コントローラが、前記下流バルブを閉じてチャンバ内の流体圧力を上昇させるように構成されていてもよい。さらに温度センサが、質量流量検証装置に備わっていてもよく、検出された流体の温度にも基づいて、第１及び第２の流量を求めてもよい。質量流量検証装置のチャンバの容積は、約３Ｌ以下又は約１Ｌ以下であってもよい。チャンバには、複数の臨界ノズルが、並列して接続されていてもよく、そのうち少なくとも２つの臨界ノズルが、異なるスロート部断面積を有してもよい。コントローラは、さらに、選択した一つの臨界ノズルに対応する上流バルブを開き、他の臨界ノズルに対応する上流バルブを閉じることによって、複数の臨界ノズルから選択した一つの臨界ノズルを選択的に駆動するように構成されたものであってもよい。臨界ノズルは、さらに、例えば第１の流量の上昇率測定時に、外部体積に依存しないように構成されていてもよい。コントローラは、臨界ノズルを通過する流体の流量が略一定で、かつチャンバ内の圧力の変動の影響を実質的に受けない臨界流期間内に、第１の流量を測定するように構成されていてもよい。

流量を検証する方法は、継続して流体の流量を測定するために、上昇率測定と臨界ノズル測定値とから選択的に取得を行う過程を備えていてもよい。例えば、比較的低流量については上昇率測定値を選択でき、比較的高流量については臨界ノズル測定値を選択できる。この方法は、さらに継続して流体の流量を測定するために、複数の臨界ノズルから、臨界ノズルを選択する過程を備えていてもよい。流体は、未知のガス又はガス混合物であってもよい。チャンバ内の流体の圧力の検出は、外部体積の影響を実質的に受けない上昇率測定値が得られるように、臨界流期間内に行ってもよい。

前述の内容は、添付の図面に示す、本発明の例的な実施形態についての以下のより詳細な説明から明らかになる。異なる図をとおして、同一の参照符号は同一の構成部分を指すものとする。図面は必ずしも縮尺どおりではなく、むしろ、本発明の実施形態を図示することに重点が置かれている。

上昇率方式の流量検証時における、圧力対時間の応答を示すグラフである。 従来技術における質量流量検証装置の概略図である。 臨界ノズルおよびチャンバ空間を備える、質量流量検証装置の概略図である。 ２つの臨界ノズルおよびチャンバ空間を備える、質量流量検証装置の概略図である。 臨界ノズルを持たない流路、臨界ノズルを持つ２つの流路およびチャンバ空間を備える、質量流量検証装置の概略図である。 上昇率測定法および臨界ノズル測定法を含む、流量検証方法のフローチャートである。 ガス特性関数を決定する過程を含む、流量検証方法のフローチャートである。

以下、本発明の例的な実施形態について説明する。
上昇率（ＲＯＲ）測定法と臨界ノズル（ＣＦＮ）測定法との両方を利用した質量流量検証装置（ＭＦＶ）が提供される。後述のように、ＭＦＶは、ＲＯＲ測定に使用されるチャンバ空間と、ＣＦＮ法で使用される臨界ノズルとを備えることができる。ＭＦＶには、ＲＯＲ測定法とＣＦＮ測定法との双方で共有され得る圧力センサが備わっている。

ＲＯＲ測定法は、技術分野において知られており、既知の容積を有する空間内に導入されたガスについて、図１Ａに示すような圧力（Ｐ）対時間（ｔ）応答１００を利用する。図１Ｂに、従来技術のＭＦＶ１１０の一例を示す。従来技術のＭＦＶは、例えば質量流量コントローラ（ＭＦＣ）等の被検装置（ＤＵＴ）１５０からのガスの流量を検証するため、容積既知のチャンバ１４０、チャンバ１４０の上流に設置されたバルブ１６０、およびチャンバ１４０の下流に設置されたバルブ１８０を備えていた。

始めに、装置１１０は、上流バルブ１６０を閉じて下流バルブ１８０を開き、真空ポンプを作動することによりパージしてもよい（図１Ａのステップ１０２）。装置１１０のパージが終わると、ガス流（Ｑ_ｉ）を装置１１０に導入するため、上流バルブ１６０及び下流バルブ１８０を開くことができる。この過程は、ＤＵＴ１５０からのガス流を設定値で安定させるための初期化期間も含む（図１Ａのステップ１０４）。ついで、下流バルブ１８０を閉じて（図１Ａのステップ１０６）、所定時間（Δｔ）ガスをチャンバ１４０内に充填させると共に圧力を変化（ΔＰ）させる。この時間のあいだ、圧力センサ１２０と温度センサ１３０とによって圧力及び温度の測定値が取得される。下流バルブ１８０を開くと（図１Ａのステップ１０８）、ガス流（Ｑ_ｏ）が装置１１０から出て、ＤＵＴから加工ツールへの通常のガスの搬送が再開する。

ＲＯＲ試験中に取得された圧力測定値及び温度測定値は、ガスの流量を下記の式４で算出するために使用される。

式中、Ｑ_ｖはＭＦＶに流入するガス流量、Ｖ_ｃはＭＦＶのチャンバの容積、Ｔ_ｓｔｐは標準温度（２７３．１５°Ｋ）、Ｐ_ｓｔｐは標準圧力（１．０１３２５×１０^５Ｐａ）、Ｐ_ｄは測定されるチャンバ内の圧力、Ｔは測定温度である。ＲＯＲ測定法および装置は、米国特許第7,461,549号及び米国特許第7,757,554号（これらの全内容は、参照をもって本明細書に取り入れたものとする）に詳述されている。

ＲＯＲ測定の方法および装置では、一定時間のあいだガスの流入を溜め込むための十分大きな容積を有するチャンバが使用されるので、この方法及び装置の実用性は、比較的低流量（例えば、約１０００標準立方センチメートル毎分（ｓｃｃｍ）Ｎ_２当量以下の流量）を扱う用途にしばしば限定される。流量が高くなるほど大きなチャンバ容積が必要となるが、これはスペースの制約上、多くの加工システムにおいては実用性に欠ける場合がある。仮に大きなチャンバ容積を有するＭＦＶを収納するスペースが加工システムにあったとしても、大きなチャンバの使用は、比較的低い流量については精度の低下につながる可能性がある。そのため、ＲＯＲ法を利用したＭＦＶは、比較的狭い範囲内の流量を検証するようにしばしば調整されている。

また、ＭＦＶが、通常のように、その場（in situ）で流量検証を行うように用いられた場合、加工ツールへのガス流が一定時間中断されることになる。加工ツールへのガス流が中断される期間は、図１Ａに示すように、ラインをパージすることで最初にチャンバ空間を空にするために要する時間、ガス流を安定させるための時間、および測定値を取得する時間（すなわち、Δｔ）を含む。大きなチャンバ容積は、加工時間の中断が長くなり得るので、そのことからも比較的低い流量に対しては望ましくない場合がある。

しかし、測定対象となる具体的なガス又はガス混合物に関する知識がなくても利用できる点は、ＲＯＲ測定法の利点である。チャンバ空間におけるマスバランスと、理想気体の状態方程式の適用とから導き出された式４は、ガス種によらず、圧力（Ｐ）、温度（Ｔ）及び体積（Ｖ）の３種類の状態変数にもとづき、測定されるガスの挙動を記述できる。

臨界ノズル（流量絞りや音速ノズルとしても知られる）は、技術分野において知られており、ガス流をチョーク流れとするために用いられる。チョーク流れでは、ノズル下流での圧力が減少してもガスの質量流量が増加しない。

チョーク流れ条件を適用するには、上流圧力（Ｐ_ｕ）に対する下流圧力（Ｐ_ｄ）の比を臨界圧力比未満としなければならない。この臨界圧力比は、臨界ノズルを通って流れるガスの特性により、下記の式でもとめられる。

式中、γはガスの比熱比である。比熱比は、γ＝Ｃ_ｐ／Ｃ_ｖ（Ｃ_ｐは定圧でのガスの熱容量、Ｃ_ｖは定積でのガスの熱容量である。）として定義される。

臨界ノズルは、流量検証技術で用いられてきたものである。例えば、臨界ノズルは、米国特許第7,474,968号及び米国特許第7,757,554号に記載されているように、ＭＦＶチャンバ内への一定の流量を維持しＤＵＴに対する下流圧力の撹乱を小さくすることでＲＯＲ測定の精度を向上させるために用いられてきた。

ＣＦＮ法および装置は、ガス又はガス混合物の特性が判明しているときに、ＲＯＲベースの方法や装置とは独立して流量を検証するために用いることができる。チョーク流れノズルを通過する流量（Ｑ_ｃ）は、下記の式６により記述できる。

式中、Ｃ’はＣＦＮの流出係数、ＡはＣＦＮの断面積、Ｒは普遍気体定数、Ｍはガスの分子量、Ｔはガスの温度である。
別に式６は、以下に再掲する式３によっても記述できる。

式中、ｆ（Ｍ，γ）は、その気体固有のパラメータである分子量（Ｍ）及び比熱比（γ）に基づくガス特性関数である。
式３から分かるように、臨界ノズルを通過するガスの流量（Ｑ_ｃ）は、臨界ノズルの形状及びガス特性が判明している場合には、測定された上流でのガス圧力（Ｐ_ｕ）と測定されたガスの温度（Ｔ）とに基づいて算出できる。

加工ツールへのガスの流れを中断することなく測定値を高速で得られる点は、ＣＦＮ測定法の利点である。また、臨界ノズルは一般的に小型なので、加工システムにおいて大きなスペースを必要としない。しかし、ＣＦＮ法は、段階的に断面積を減少させた複数の臨界ノズルを用いたとしても、比較的低流量の範囲内でのガス流量測定を行うためには理想的ではない。ガス流量が低下するにつれ、チョーク流れ条件の維持は難しくなる。そのため、ＣＦＮ法は通常、ガス又はガス混合物が判明している場合に、比較的高流量域におけるガス流量を測定するために利用される。

図２に示すＭＦＶ２００は、ＣＦＮ測定法で用いる臨界ノズル２０２と、ＲＯＲ測定法で用いるチャンバ２０４との両方を備え、これによって低流量域から高流量域までの用途に適用できる。ＭＦＶ２００は、さらに、バルブ２０６，２０８、圧力センサ２１０，２１２、および温度センサ２１４を備え、これらはそれぞれ、コントローラ２３０に接続されている。上流バルブ２０６はチャンバ２０４の入口２１６と接続されており、下流バルブ２０８はチャンバ２０４の出口２１８と接続されている。

第１の流量域内の流量の場合、流量Ｑ_ｖはＭＦＶ２００により、図１Ａに示すＲＯＲ法を用いて式１（再掲）に従って求めることができる。

式中、Ｖは既知のチャンバ２０４容積、Ｐ_ｄは圧力センサ２１２で得られた圧力測定値、Ｔは温度センサ２１４で得られた温度測定値である。

第２の流量域の流量の場合、臨界ノズル２００を通過する流量Ｑ_ｃをＭＦＶ２００により、ＣＦＮ法を用いて式３（再掲）に基づいて求めることができる。

式中、Ｐ_ｕは圧力センサ２１０で得られた圧力測定値、Ｔは温度センサ２１４で得られた温度測定値、ｆ（Ｍ，γ）は試験対象のガス又はガス混合物について既知のガス特性関数である。

運転時には、必要に応じ、ＲＯＲ法又はＣＦＮ法による測定に先立って、コントローラ２３０によって上流バルブを閉じ、下流のポンプその他の手段によりＭＦＶ２００から流体を除去することにより、初期排気（真空化）工程を実施してもよい。次いで、上流バルブ２０６及び下流バルブ２０８がコントローラ２３０により開かれると、ガスは被検装置（ＤＵＴ）２５０（例えば、被検ＭＦＣ）から流れ出てチャンバ２０４の入口２１６及び出口２１８を通って流れることができる。

ＲＯＲ法により流量を検証するには、次に下流バルブ２０８を閉じて、チャンバ２０４内の圧力を所定の時間にわたって上昇させながら、温度（Ｔ）及び圧力（Ｐ_ｄ）の測定値を取得すればよい。流量検証を行うのに十分な時間が経つと、下流バルブ２０８をコントローラ２３０で開き、ガスをチャンバ２０４から放出して、通常のＤＵＴ２０５からのガス流を再開すればよい。あるいは、ＣＦＮ法を用いる場合、圧力測定値（Ｐ_ｕ）及び温度（Ｔ）測定値が取得される。これらの圧力及び温度の測定値はコントローラ２３０に送信され、コントローラ２３０で流量の検証値を算出できる。

第１の流量域は、比較的低い流量を含むことができる。その場合、例えば、ＲＯＲ法のほうが高精度となり得、かつ／またはガス特性関数が未知のために、ＣＦＮ法が実行できない場合がある。第２の流量域は、比較的高い流量を含むことができる。その場合、例えばＣＦＮ法のほうが高精度となり得、かつ／または、ガス特性関数が知られる場合がある。
第１の流量域と第２の流量域に含まれる流量は、重複していてもよく、ＭＦＶは流量検証過程において、ＲＯＲ測定値とＣＦＮ測定値とから選択を行うことができる。例えば、ガス特性関数が既知の場合には、ＣＦＮ測定値のほうがＲＯＲ測定値よりも高速で取得でき、ガス搬送の中断もないので、ＭＦＶはＲＯＲ測定値よりもＣＦＮ測定値のほうを選択すればよい。

図５に示すように、ホストコントローラから流量検証指令が発行されると（ステップ５１０）、ターゲット流量を、例えば、低（例えば、ＲＯＲ法が適切）、中（例えば、ＲＯＲ法またはＣＦＮ法が適切）、および高（例えば、ＣＦＮ法が適切）のいずれか一つとして分類できる（ステップ５２０）。マルチインレット装置（図３及び図４）の場合、さらに、ターゲット流量に基づいて、適切な入口および／または適切な寸法を有する臨界ノズルを選択できる（ステップ５２５）。流量を安定させてから（ステップ５３０）、ＲＯＲ法とＣＦＮ法とのいずれかにより、流量検証過程を開始できる（ステップ５４０）。

ＲＯＲ法を選択した場合、ＭＦＶの下流バルブを閉じることができ、ＭＦＶチャンバ内の流体の圧力及び温度の測定値が得られ、流体の圧力の上昇率に基づいて流量を算出できる（ステップ５５０）。これらの測定値を得た後、下流バルブを開いて、流体をＭＦＶから排出することができる（ステップ５７０）。ＣＦＮ法を選択した場合には、ＭＦＶの臨界ノズルより上流での流体の圧力測定値を取得して、流量を算出することができる（ステップ５６０）。ついで、ＲＯＲ法又はＣＦＮ法により検証された流量は、ホストコントローラに送信される（ステップ５８０）。

前述のように、ＣＦＮ法による流量の検証は試験対象のガス又はガス混合物の特性に依存するが、特性は、判明していない場合もあれば、判明していたとしても不正確な場合がある。ＣＦＮ測定時に与えられたガス特性情報が不正確であると、流量検証測定値も同様に不正確なものとなる。

好適には、ＭＦＶ２００は、臨界ノズル２０２を通過する流量をチャンバ２０４内のＲＯＲ測定で得られる流量と同一であると見なして、試験対象のガスのガス特性情報を取得することができる。具体的には、臨界ノズル２０２の形状が判明しているとして、ノズル２０２を通過する流量（Ｑ_ｃ）をチャンバ２０４内の流量（Ｑ_ｖ）と同一であると見なすことにより、試験対象のガスのガス特性関数を、式２（再掲）で示されるように決定できる。

第１の流量の質量流量検証時には、ＲＯＲ測定で得られる圧力（Ｐ_ｄ）及び温度（Ｔ）に加え、臨界ノズル２０２上流での圧力（Ｐ_ｕ）を取得することができる。このようにして、第１の流量の初期流量検証で、ガス特性関数ｆ（Ｍ，γ）を決定することができ、これ以後に行われる同じ流量域又は第２の流量域における流量の検証において、このガス特性関数ｆ（Ｍ，γ）をＣＦＮ法とからめて（例えば、式３に従って）利用することができる。そこで、後続の質量流量検証過程は、より高速で実行することができ、試験対象のガス又はガス混合物の知識が別途なくとも、ＣＦＮ法の利用が可能となる。

図６に示すように、ガス特性関数が未だ不明の場合や、検証済みのガス特性関数を得ることが望ましい場合には、ホストコントローラからの初期流量検証指令（ステップ６１０）により、ターゲット流量がＲＯＲ測定に適した第１の流量域内であるか否かについての判定を行うことができる（ステップ６２０）。このターゲット流量が第１の流量域外であるため、用意されたＭＦＶでＲＯＲ法を用いては、ターゲット流量を確認できない場合には、ホストコントローラに報告される（ステップ６３０）。その他の場合、ＭＦＶのチャンバを通過する流量を安定させることにより、検証過程を開始できる（ステップ６４０）。流量が安定すると、ＭＦＶにおける下流バルブを閉じて、温度測及び圧力の測定値が取得される（ステップ６５０）。そして、これらの取得された温度及び圧力の測定値は、試験対象のガスの普遍ガス特性関数（ステップ６６０）の算出と、流体の圧力の上昇率に基づく流量（ステップ６７０）の算出のために利用できる。流量が算出された後は、下流バルブが開いてガスがＭＦＶから排出（ステップ６８０）され、検証された流量はホストコントローラに送信される（ステップ６９０）。

図６に関して上述した過程を経たガス又はガス混合物については、それ以後の検証過程では、図５に示すようにＲＯＲ法とＣＦＮ法の選択を行うことができる。

所定の範囲内の流量についてチョーク流れ条件を付与するためには、臨界ノズルは、その流量域に合わせて適切に寸法決めされたものでなければならない。そこで、ＭＦＶの流量検証可能域を広げるために、複数の臨界ノズルをＭＦＶに備えることができる。例えば、それぞれ異なる断面積を有する複数の臨界ノズルをＭＦＶに備えても良い。ターゲット流量に応じて、ＭＦＶの適切な臨界ノズルを選択し、検証過程に利用することができる。

図３に、複数の臨界ノズル２０２，３０２と上流バルブ２０６，３０６とを備えるＭＦＶ３００を示す。上流バルブ２０６，３０６のそれぞれに、チャンバ２０４の入口２１６，３１６が対応付けられている。図３には２つの臨界ノズル２０２，３０２を備えたＭＦＶが示されているが、３つ以上のノズルが備わっていてもよい。例えば、ＭＦＶに、３、４、５又は６以上の臨界ノズルが備えられていてもよい。また、図３では各バルブ２０６，３０６がそれぞれの臨界ノズル２０２，３０２の上流に設置されているが、バルブ２０６，３０６はチャンバ２０４への流路において臨界ノズル２０２，３０２の後側すなわち下流に設置されてもよい。

温度センサ２１４、圧力センサ２１０，２１２、バルブ２０６，２０８，３０６、および臨界ノズル２０２，３０２は、コントローラ３３０に接続できる。流量検証過程ではコントローラ３３０が、ターゲット流量と、わかっている場合には、既知のガス種（gas type）とに基づいて適切な上流バルブ（例えば、上流バルブ３０６）を選択できる。それ以外の全ての上流バルブ（例えば、上流バルブ２０６）は、流量検証過程では閉じておけばよく、これによってＤＵＴ２５０から出たガスを、選択された臨界ノズル（例えば、ノズル３０２）を通してチャンバ２０４へと流すことができる。

図３に示すように、圧力センサ２１０，２１２と温度センサ２１４は、臨界ノズル２０２，３０２とチャンバ空間２０４との双方で共有できる。これにより、各センサは、ＣＦＮ法とＲＯＲ法との両方で使用される測定値を提供するために用いることができる。あるいは、各構成部分に、別々の圧力センサや温度センサが対応付けられていてもよい。

また、図２〜図４に示すように、適切な臨界ノズルを選択し、かつ／或いは圧力及び温度のデータを受信するように構成されたコントローラを、ＭＦＶ内部に配置してもよい。コントローラ２３０，３３０は、ＭＦＶに設けられた任意の数の圧力センサ及び温度センサから圧力及び温度の信号を受信するよう構成されてもよく、任意の数のバルブの動作を制御するように構成されてもよい。コントローラ２３０，３３０は、ガス計量又は監視システムと接続されたホストコントローラと通信するものであってもよい。

図４に示すように、ＭＦＶ４００は、ＣＦＮ法が必要とされない流量検証（例えば、過渡解析等）用に、臨界ノズルを持たない流路を備えていてもよい。上流バルブ４０６を備える流路は、チャンバ２０４の入口４１６に接続され、上流バルブ４０６を開いたときに、ＤＵＴ２５０から直接チャンバ２０４へガスを流すことができる。上流バルブ２０６，３０６と同じく、上流バルブ４０６もコントローラ３３０に接続でき、コントローラ３３０により駆動できる。

一般的にＭＦＶは、第１の流量域内の流量について、ＲＯＲ法を用いた流量の検証とガス特性関数の取得を行うように構成できる。第１の流量域には、例えば、約１ｓｃｃｍ〜約１０００ｓｃｃｍの流量が含まれる。ＭＦＶは、さらに、第２の流量域内の流量について、ＣＦＮ法を用いた流量の検証を行うように構成できる。第２の流量域には、例えば、約１０００ｓｃｃｍ〜約５００００ｓｃｃｍの流量が含まれる。

ただし、ＲＯＲ法とＣＦＮ法のいずれかが用いられる流量域は、ＭＦＶ内のチャンバの容積、ＭＦＶに含まれる臨界ノズルの数や寸法などの要因に応じて変わり得る。ＭＦＶは、約１Ｌ、約２Ｌ、約３Ｌ又は約４Ｌの容積を有するチャンバを備えてもよい。ＭＦＶは、約０．２５ｍｍ、０．５０ｍｍ又は０．７５ｍｍの寸法を有する臨界ノズルを備えてもよい。また、ＲＯＲ法とＣＦＮ法とのいずれもが適切な範囲として、中流量の重複範囲を設定しもよい。例えば、約３Ｌのチャンバ空間及び１つの臨界ノズルを備えるＭＦＶの場合には、低流量域が約１ｓｃｃｍ〜約５００ｓｃｃｍの流量を含むように定義され、中流量域が約１００ｓｃｃｍ〜約２０００ｓｃｃｍの流量を含むように定義され、高流量域が約１０００ｓｃｃｍ〜約５００００ｓｃｃｍの流量を含むように定義される。このようなMFVでは、低流量域または中流量域のターゲット流量に対し、初期にはＲＯＲ法を選択できる。

ＭＦＶの臨界ノズルの寸法は、低流量域内の流量での使用には適さなにことがあり、そのため低流量の流量検証過程ではガスの特性関数を取得できない場合がある。一方、ターゲット流量が中流量域内であれば、ガス特性関数を取得できる。一旦、ガス特性関数が取得されると、ターゲット流量が中流量域および／または高流量域内である場合、以後の検証にはＣＦＮ法を選択できる。ＣＦＮ法は高速で測定でき、ガス流の中断を必要としないので、ガスの特性が判明すれば、ＣＦＮ法のほうがＲＯＲ法よりも好適になり得る。

ＭＦＶ２００，３００，４００は、流量検証範囲を広げること（例えば、１ｓｃｃｍ〜５００００ｓｃｃｍ）に加えて、外部体積の影響を受けないものとすることができる。これについては、米国特許第7,474,968号及び米国特許第7,757,554号（これらの全内容は、参照をもって本明細書に取り入れたものとする）に詳述されている。

具体的には、ＲＯＲ測定時において、臨界ノズル（例えば、臨界ノズル２０２，３０２）が、ノズルを通過するガスの流量を一定に維持するよう構成され、これによってＤＵＴに対する下流圧力の撹乱を最小化し、ＭＦＶを、ＭＦＶとＤＵＴとの間の外部体積の影響を実質的に受けない構成とすることができる。チャンバ圧力（Ｐ_ｄ）と臨界ノズルの上流での圧力（Ｐ_ｕ）との比が臨界圧力比未満（式５）であるかぎりにおいて、ＲＯＲ測定時にＤＵＴの下流圧力がチャンバ内の圧力上昇の影響を受けなくなる。このような条件下ではＲＯＲ測定の精度が向上し、外部体積の決定及び補正（時間がかかるプロセスである）が不要となる。

ガス種がわかっており、複数の入口を備えるＭＦＶ（例えば、ＭＦＶ２００，３００）が用意されている状況下では、コントローラ２３０，３３０は、ＲＯＲ測定期間のあいだ
に用いる適切なサイズの臨界ノズルを選択し、ＲＯＲ測定期間にわたって、チャンバ圧力（Ｐ_ｄ）と上流圧力（Ｐ_ｕ）との比が臨界圧力比を超えないようにできる。

他方、最初ガス種が未知で、かつ／或いは単一の入口を備えたＭＦＶ（例えば、ＭＦＶ１００等）が用いられる状況下では、臨界ノズルが、少なくとも短時間の臨界流期間のあいだは、大半のガスに対して臨界流を付与し得る寸法とすればよい。そして、短時間の臨界流期間のあいだに、未知のガスについての初期ＲＯＲ測定を実行できる。米国特許第7,474,968号に詳述されているように、臨界流期間とは、下流バルブが完全に閉じられた瞬間と上昇するチャンバ圧力が臨界圧力比を上回った瞬間との間の期間として定義できる。つまり、ＲＯＲ測定の検証時間が臨界流期間内に収まる場合、上昇するチャンバ圧力がＤＵＴの下流圧力に影響を及ぼさずノズルを通過する流量が一定となり、外部体積に左右されないものとなる。ＳＦ_６などの分子量の大きなガスは、Ｈｅ，Ｈ_２などの分子量の小さなガスよりも臨界流期間が長いことが知られている。よって、ＭＦＶは、小さな寸法を有する臨界ノズルと、分子量が小さいガスについても臨界流期間内に収まる短時間の検証期間のあいだに初期ＲＯＲ測定値を取得するように構成されたコントローラとを備えるものとすることができる。

一旦、ガス特性関数が決定されると、複数の入口を備えるＭＦＶでは、後続のＲＯＲ測定を異なる寸法の臨界ノズルを用いて実行し、臨界流期間をより長いものとして、流量検証の精度をさらに向上させることができる。

本明細書で引用したあらゆる特許、特許出願公開公報及び刊行物の全教示内容は、参照をもって本明細書に取り入れたものとする。

本発明を例的な実施形態を参照しながら具体的に図示・説明したが、当業者であれば、添付の特許請求の範囲に包含される本発明の範囲を逸脱しない範疇で、形態や細部に様々な変更が施されてもよいことを理解するであろう。

１１０、２００、３００、４００ 質量流量検証装置（MVF）
１２０、２１０、２１２ 圧力センサ
１３０，２１４ 温度センサ
１４０、２０４、 MVFチャンバ
１５０、２５０ 被検装置
１６０、２０６、３０６、４０６ 上流バルブ
１８０ 下流バルブ
２０２、３０２ 臨界ノズル
２１８ チャンバ出口
２３０ コントローラ
２１６、３１６、４１６ チャンバ入口

本発明を例的な実施形態を参照しながら具体的に図示・説明したが、当業者であれば、添付の特許請求の範囲に包含される本発明の範囲を逸脱しない範疇で、形態や細部に様々な変更が施されてもよいことを理解するであろう。
なお、本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
〔態様１〕
流体を収容するように構成されたチャンバと、
前記チャンバの上流でチャンバと直列に接続された臨界ノズルと、
前記チャンバ内の流体の圧力を検出する第１の圧力センサと、
前記臨界ノズルの上流での流体の圧力を検出する第２の圧力センサと、
コントローラとを備え、
前記コントローラは、（ｉ）第１の流量域では、前記第１の圧力センサにより検出された前記流体の圧力の上昇率に基づいて第１の流量を測定し、前記第１の圧力センサにより検出された圧力と前記第２の圧力センサにより検出された圧力とに基づいて前記流体のガス特性関数を決定し、（ｉｉ）第２の流量域では、前記第２の圧力センサにより検出された圧力と決定された前記ガス特性関数とに基づいて第２の流量を測定することにより、前記流体の流量を検証するように構成されたものである、
質量流量検証装置。
〔態様２〕
態様１に記載の質量流量検証装置において、前記コントローラが、さらに以後の前記流体の流量を検証するために、上昇率測定値と臨界ノズル測定値とから選択して取得を行うように構成されている、質量流量検証装置。
〔態様３〕
態様２に記載の質量流量検証装置において、前記コントローラが、低流量域の流量については前記上昇率測定値の取得を選択するように構成されている、質量流量検証装置。
〔態様４〕
態様３に記載の質量流量検証装置において、前記低流量域が、約１ｓｃｃｍ〜約１０００ｓｃｃｍの流量範囲を含む、質量流量検証装置。
〔態様５〕
態様２に記載の質量流量検証装置において、前記コントローラが、高流量域の流量については前記臨界ノズル測定値の取得を選択するように構成されている、質量流量検証装置。
〔態様６〕
態様５に記載の質量流量検証装置において、前記高流量域が、約１０００ｓｃｃｍ〜約５００００ｓｃｃｍの流量範囲を含む、質量流量検証装置。
〔態様７〕
態様１から６のいずれか一態様に記載の質量流量検証装置において、前記第１の流量域と前記第２の流量域とが、重複する流量を含む、質量流量検証装置。
〔態様８〕
態様１から７のいずれか一態様に記載の質量流量検証装置において、前記コントローラが、さらに、前記流体の温度と前記臨界ノズルの既知の形状とに基づいて前記ガス特性関数を算出するように構成されている、質量流量検証装置。
〔態様９〕
態様１から８のいずれか一態様に記載の質量流量検証装置において、前記コントローラが、上昇率測定に従い、下記の式で与えられる前記第１の流量Ｑ _ｖ を算出するように構成されている、質量流量検証装置。

式中、Ｖは前記チャンバの容積、Ｐ _ｄ は前記チャンバ内の前記流体の検出された圧力、Ｔは前記流体の検出された温度である。
〔態様１０〕
態様９に記載の質量流量検証装置において、前記コントローラが、さらに、前記流体の分子量Ｍと比熱比γとに基づく前記ガス特性関数ｆ（Ｍ，γ）を、下記の式に従って決定するように構成されている、質量流量検証装置。

式中、Ｐ _ｕ は前記臨界ノズルの上流で検出された前記流体の圧力、Ｃ’は前記臨界ノズルの流出係数、Ａは前記臨界ノズルのスロート部の断面積である。
〔態様１１〕
態様１０に記載の質量流量検証装置において、前記コントローラが、臨界ノズル測定に従い、下記の式で与えられる前記第２の流量Ｑ _ｃ を算出するように構成されている、質量流量検証装置。

〔態様１２〕
態様１から１１のいずれか一態様に記載の質量流量検証装置において、さらに前記チャンバの出口に設置された下流バルブを備え、前記コントローラが、さらに、前記下流バルブを閉じて前記チャンバ内の流体圧力を上昇させるように構成されている、質量流量検証装置。
〔態様１３〕
態様１から１２のいずれか一態様に記載の質量流量検証装置において、さらに温度センサを備え、前記第１及び第２の流量が、検出された前記流体の温度にも基づいたものである、質量流量検証装置。
〔態様１４〕
態様１から１３のいずれか一態様に記載の質量流量検証装置において、前記チャンバの容積が、約３Ｌ以下である、質量流量検証装置。
〔態様１５〕
態様１から１４のいずれか一態様に記載の質量流量検証装置において、前記チャンバの容積が、約１Ｌ以下である、質量流量検証装置。
〔態様１６〕
態様１から１５のいずれか一態様に記載の質量流量検証装置において、さらに前記チャンバと接続された、互いに並列する複数の臨界ノズルを備え、少なくとも２つの前記臨界ノズルのスロート部が、異なる断面積を有している、質量流量検証装置。
〔態様１７〕
態様１６に記載の質量流量検証装置において、前記コントローラが、さらに、前記複数の臨界ノズルのうちの一つの臨界ノズルを、該臨界ノズルに対応付けられた上流バルブを開いて他の臨界ノズルに対応付けられた上流バルブを閉じることによって選択的に駆動するように構成されている、質量流量検証装置。
〔態様１８〕
態様１から１７のいずれか一態様に記載の質量流量検証装置において、前記臨界ノズルが、前記第１の流量の測定時に外部体積の影響を受けないように構成されている、質量流量検証装置。
〔態様１９〕
態様１から１８のいずれか一態様に記載の質量流量検証装置において、前記コントローラが、臨界流期間内に前記第１の流量を測定するように構成されている、質量流量検証装置。
〔態様２０〕
流量を検証する方法であって、
流体を質量流量検証装置のチャンバ内へと導入する過程と、
前記チャンバ内の前記流体の圧力を経時的に検出する過程と、
前記チャンバ内の前記流体の圧力の上昇率に基づいて第１の流量を算出する過程とを備える、第１の流量域内の流量検証プロセスと、
前記第１の圧力センサにより検出された圧力と前記第２の圧力センサにより検出された圧力とに基づいて、前記流体のガス特性関数を決定するプロセスと、
前記質量流量検証装置の臨界ノズルの上流での前記流体の圧力を検出する過程と、
検出された前記上流での圧力と、決定された前記ガス特性関数とに基づいて第２の流量を算出する過程とを備える、第２の流量域内の流量検証プロセスと、
を備える方法。
〔態様２１〕
態様２０に記載の方法において、前記流体が、未知のガス又はガス混合物である、方法。
〔態様２２〕
態様２０または２１に記載の方法において、さらに、
前記流体の後続の流量を測定するために、上昇率測定値と臨界ノズル測定値とから選択して取得を行うプロセス、
を備える、方法。
〔態様２３〕
態様２２に記載の方法において、低流量については上昇率測定値の取得が選択され、比較的高流量については臨界ノズル測定値の取得が選択される、方法。
〔態様２４〕
態様２０から２３のいずれか一態様に記載の方法において、さらに、
複数の臨界ノズルから、前記流体の後続の流量を測定するための臨界ノズルを選択する過程、
を備える、方法。
〔態様２５〕
態様２０から２４のいずれか一態様に記載の方法において、前記チャンバ内の前記流体の圧力を検出する過程が、臨界流期間内に行われる、方法。
〔態様２６〕
質量流量検証装置の検証可能流量域を拡大する方法であって、
低流量については、上昇率法を用いて流体の流量を測定する過程と、
中流量については、上昇率法を用いて前記流体の流量を測定する過程、および前記流体のガス特性関数を決定する過程と、
高流量については、決定された前記ガス特性関数を利用した臨界ノズル法を用いて前記流体の流量を測定する過程と、
を備える、方法。
〔態様２７〕
流体を収容するように構成されたチャンバと、
前記チャンバと接続された臨界ノズルと、
前記チャンバ内の流体の圧力を検出する第１の圧力センサと、
前記臨界ノズルの上流での流体の圧力を検出する第２の圧力センサと、
前記流体の流量を、（ｉ）第１の流量域では、前記第１の圧力センサにより検出された前記流体の圧力の上昇率に基づいて第１の流量を測定することにより、（ｉｉ）第２の流量域では、前記第２の圧力センサにより検出された圧力に基づいて第２の流量を測定することにより、検証するように構成されたコントローラと、
を備える、質量流量検証装置。
〔態様２８〕
流量を検証する方法であって、
第１の流量域内の流量を検証するために、
流体を質量流量検証装置のチャンバ内へと導入する過程と、
前記チャンバ内の前記流体の圧力を経時的に検出する過程と、
前記チャンバ内の前記流体の圧力の上昇率に基づいて第１の流量を算出する過程とを備え、
第２の流量域内の流量を検証するために、
前記質量流量検証装置の臨界ノズルの上流での前記流体の圧力を検出する過程と、
検出された上流での前記圧力に基づいて第２の流量を算出する過程とを備える、
方法。

Claims (28)

1. 流体を収容するように構成されたチャンバと、
   前記チャンバの上流でチャンバと直列に接続された臨界ノズルと、
   前記チャンバ内の流体の圧力を検出する第１の圧力センサと、
   前記臨界ノズルの上流での流体の圧力を検出する第２の圧力センサと、
   コントローラとを備え、
   前記コントローラは、（ｉ）第１の流量域では、前記第１の圧力センサにより検出された前記流体の圧力の上昇率に基づいて第１の流量を測定し、前記第１の圧力センサにより検出された圧力と前記第２の圧力センサにより検出された圧力とに基づいて前記流体のガス特性関数を決定し、（ｉｉ）第２の流量域では、前記第２の圧力センサにより検出された圧力と決定された前記ガス特性関数とに基づいて第２の流量を測定することにより、前記流体の流量を検証するように構成されたものである、
   質量流量検証装置。
2. 請求項１に記載の質量流量検証装置において、前記コントローラが、さらに以後の前記流体の流量を検証するために、上昇率測定値と臨界ノズル測定値とから選択して取得を行うように構成されている、質量流量検証装置。
3. 請求項２に記載の質量流量検証装置において、前記コントローラが、低流量域の流量については前記上昇率測定値の取得を選択するように構成されている、質量流量検証装置。
4. 請求項３に記載の質量流量検証装置において、前記低流量域が、約１ｓｃｃｍ〜約１０００ｓｃｃｍの流量範囲を含む、質量流量検証装置。
5. 請求項２に記載の質量流量検証装置において、前記コントローラが、高流量域の流量については前記臨界ノズル測定値の取得を選択するように構成されている、質量流量検証装置。
6. 請求項５に記載の質量流量検証装置において、前記高流量域が、約１０００ｓｃｃｍ〜約５００００ｓｃｃｍの流量範囲を含む、質量流量検証装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の質量流量検証装置において、前記第１の流量域と前記第２の流量域とが、重複する流量を含む、質量流量検証装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の質量流量検証装置において、前記コントローラが、さらに、前記流体の温度と前記臨界ノズルの既知の形状とに基づいて前記ガス特性関数を算出するように構成されている、質量流量検証装置。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の質量流量検証装置において、前記コントローラが、上昇率測定に従い、下記の式で与えられる前記第１の流量Ｑ_ｖを算出するように構成されている、質量流量検証装置。
   

   

   式中、Ｖは前記チャンバの容積、Ｐ_ｄは前記チャンバ内の前記流体の検出された圧力、Ｔは前記流体の検出された温度である。
10. 請求項９に記載の質量流量検証装置において、前記コントローラが、さらに、前記流体の分子量Ｍと比熱比γとに基づく前記ガス特性関数ｆ（Ｍ，γ）を、下記の式に従って決定するように構成されている、質量流量検証装置。
    

    

    式中、Ｐ_ｕは前記臨界ノズルの上流で検出された前記流体の圧力、Ｃ’は前記臨界ノズルの流出係数、Ａは前記臨界ノズルのスロート部の断面積である。
11. 請求項１０に記載の質量流量検証装置において、前記コントローラが、臨界ノズル測定に従い、下記の式で与えられる前記第２の流量Ｑ_ｃを算出するように構成されている、質量流量検証装置。
    

    
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の質量流量検証装置において、さらに前記チャンバの出口に設置された下流バルブを備え、前記コントローラが、さらに、前記下流バルブを閉じて前記チャンバ内の流体圧力を上昇させるように構成されている、質量流量検証装置。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の質量流量検証装置において、さらに温度センサを備え、前記第１及び第２の流量が、検出された前記流体の温度にも基づいたものである、質量流量検証装置。
14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載の質量流量検証装置において、前記チャンバの容積が、約３Ｌ以下である、質量流量検証装置。
15. 請求項１から１４のいずれか一項に記載の質量流量検証装置において、前記チャンバの容積が、約１Ｌ以下である、質量流量検証装置。
16. 請求項１から１５のいずれか一項に記載の質量流量検証装置において、さらに前記チャンバと接続された、互いに並列する複数の臨界ノズルを備え、少なくとも２つの前記臨界ノズルのスロート部が、異なる断面積を有している、質量流量検証装置。
17. 請求項１６に記載の質量流量検証装置において、前記コントローラが、さらに、前記複数の臨界ノズルのうちの一つの臨界ノズルを、該臨界ノズルに対応付けられた上流バルブを開いて他の臨界ノズルに対応付けられた上流バルブを閉じることによって選択的に駆動するように構成されている、質量流量検証装置。
18. 請求項１から１７のいずれか一項に記載の質量流量検証装置において、前記臨界ノズルが、前記第１の流量の測定時に外部体積の影響を受けないように構成されている、質量流量検証装置。
19. 請求項１から１８のいずれか一項に記載の質量流量検証装置において、前記コントローラが、臨界流期間内に前記第１の流量を測定するように構成されている、質量流量検証装置。
20. 流量を検証する方法であって、
    流体を質量流量検証装置のチャンバ内へと導入する過程と、
    前記チャンバ内の前記流体の圧力を経時的に検出する過程と、
    前記チャンバ内の前記流体の圧力の上昇率に基づいて第１の流量を算出する過程とを備える、第１の流量域内の流量検証プロセスと、
    前記第１の圧力センサにより検出された圧力と前記第２の圧力センサにより検出された圧力とに基づいて、前記流体のガス特性関数を決定するプロセスと、
    前記質量流量検証装置の臨界ノズルの上流での前記流体の圧力を検出する過程と、
    検出された前記上流での圧力と、決定された前記ガス特性関数とに基づいて第２の流量を算出する過程とを備える、第２の流量域内の流量検証プロセスと、
    を備える方法。
21. 請求項２０に記載の方法において、前記流体が、未知のガス又はガス混合物である、方法。
22. 請求項２０または２１に記載の方法において、さらに、
    前記流体の後続の流量を測定するために、上昇率測定値と臨界ノズル測定値とから選択して取得を行うプロセス、
    を備える、方法。
23. 請求項２２に記載の方法において、低流量については上昇率測定値の取得が選択され、比較的高流量については臨界ノズル測定値の取得が選択される、方法。
24. 請求項２０から２３のいずれか一項に記載の方法において、さらに、
    複数の臨界ノズルから、前記流体の後続の流量を測定するための臨界ノズルを選択する過程、
    を備える、方法。
25. 請求項２０から２４のいずれか一項に記載の方法において、前記チャンバ内の前記流体の圧力を検出する過程が、臨界流期間内に行われる、方法。
26. 質量流量検証装置の検証可能流量域を拡大する方法であって、
    低流量については、上昇率法を用いて流体の流量を測定する過程と、
    中流量については、上昇率法を用いて前記流体の流量を測定する過程、および前記流体のガス特性関数を決定する過程と、
    高流量については、決定された前記ガス特性関数を利用した臨界ノズル法を用いて前記流体の流量を測定する過程と、
    を備える、方法。
27. 流体を収容するように構成されたチャンバと、
    前記チャンバと接続された臨界ノズルと、
    前記チャンバ内の流体の圧力を検出する第１の圧力センサと、
    前記臨界ノズルの上流での流体の圧力を検出する第２の圧力センサと、
    前記流体の流量を、（ｉ）第１の流量域では、前記第１の圧力センサにより検出された前記流体の圧力の上昇率に基づいて第１の流量を測定することにより、（ｉｉ）第２の流量域では、前記第２の圧力センサにより検出された圧力に基づいて第２の流量を測定することにより、検証するように構成されたコントローラと、
    を備える、質量流量検証装置。
28. 流量を検証する方法であって、
    第１の流量域内の流量を検証するために、
    流体を質量流量検証装置のチャンバ内へと導入する過程と、
    前記チャンバ内の前記流体の圧力を経時的に検出する過程と、
    前記チャンバ内の前記流体の圧力の上昇率に基づいて第１の流量を算出する過程とを備え、
    第２の流量域内の流量を検証するために、
    前記質量流量検証装置の臨界ノズルの上流での前記流体の圧力を検出する過程と、
    検出された上流での前記圧力に基づいて第２の流量を算出する過程とを備える、
    方法。

Images