JP2021025789A - 流量測定システムおよび流量測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
むガスの時間に対する圧力変化を検出することによって流量を測定する方法である。
Q=C1・(ΔAλ/Δt)・V
Q=C1・(ΔAλ/Δt)・V
Aλ=−log10(I/I0)=αLCM ・・・(1)
P=(RT/αL)×(−ln(I/I0))
=(RT/αL)×Aλ ・・・(2)
ここで、Pは圧力、Rは気体定数、Tは温度、αは吸光係数、Lは光路長、I0は入射光強度、Iは透過光強度、Aλは吸光度(=−ln(I/I0)=ln(I0/I))である。
1(sccm)=1.689×10-3(Pa・m3/sec)
図6は、他の実施形態による流量測定システム100Aを示す。上記実施形態と同様の要素には同じ参照符号を付すとともに、詳細な説明を省略する場合がある。
n2=(RT2/αL)×Aλ2・V/RT2
=Aλ2・V/αL ・・・(6)
n3=Aλ3・V/αL ・・・(7)
Q=22400・Δn/Δt
=22400(Aλ2−Aλ3)・V/αLΔt ・・・(8)
Q=22400・Δn/Δt
=22400・V/(Δt・R)×(P2/T2−P3/T3) ・・・(9)
ここで、P2およびT2は、ビルドアップ後のガス圧力および温度であり、P3およびT3は、バルブ同時封鎖時の基準ガス圧力および基準ガス温度である。式(9)と同様の式が、例えば、特許文献5に開示されている。
Q=22400・V/(Δt・R)×(R/αL)×(ln(I0/I2)−ln(I0/I3))=22400・V/(Δt・αL)×ln(I3/I2)
・・・(10)
図8は、ビルドダウン法を利用して流量を測定するように構成された、さらに他の実施形態の流量測定システム200の例示的な構成を示す図である。流量測定システム200は、ガス供給源2に接続された上流バルブV5と、上流バルブV5の下流側に設けられた流量測定装置50と、流量測定装置50の下流側に設けられた流量制御器10と、上流バルブV5の開閉動作を制御する制御器(図示せず)とを備えている。流量制御器10の下流側は真空ポンプ6に接続されており、真空ポンプ6を用いて下流側を減圧にすることができる。なお、上記の実施形態と同様の構成要素については、同じ参照符号を付すとともに、詳細な説明を省略する場合がある。
4 プロセスチャンバ
6 真空ポンプ
8 ビルドアップ容量
10 流量制御器
20 流量測定装置
22 測定セル
24 電気ユニット
24a 光源
24b 光検出器
24c 参照光検出器
24d 処理回路
26、28 光ファイバケーブル
100 流量測定システム
V1 第1バルブ(上流バルブ)
V2 第2バルブ(下流バルブ)
Claims (11)
- 流量制御器の下流側の流路に介在しガスが流れる測定セルと、
前記測定セルに入射させる光を発生する光源と、
前記光源から前記測定セルに入射し、前記測定セルを通過した光の強度を検出する光検出器と、
前記測定セルの下流側に設けられた下流バルブと、
前記光検出器に接続された処理回路と、
を備え、
前記処理回路は、前記流量制御器によって制御された流量でガスが流れている状態から前記下流バルブを閉鎖した後に、前記光検出器で測定した前記測定セルを通過した光の強度の変化に基づいて、ガスの流量を算出する、流量測定システム。 - 前記流量制御器と前記下流バルブとの間の容量であるビルドアップ容量の容積をVとし、前記光検出器の出力から得られる吸光度をAλとし、前記下流バルブを閉鎖した後の所定期間をΔtとし、前記所定期間Δtに対応する吸光度上昇幅をΔAλとしたとき、前記処理回路は、流量Qを、定数C1を含む下記の式に従って求める、請求項1に記載の流量測定システム。
Q=C1・(ΔAλ/Δt)・V - 前記測定セルの上流側に設けられた上流バルブをさらに備え、
前記流量制御器によって制御された流量でガスが流れている状態から前記上流バルブと前記下流バルブとを同時に閉鎖した後の前記測定セルを通過した光の強度を基準強度として測定し、前記下流バルブを閉鎖した後の前記光の強度と前記基準強度とに基づいて、ガスの流量を算出する、請求項1または2に記載の流量測定システム。 - 前記流量制御器は、絞り部と、前記絞り部の上流側に設けられたコントロール弁と、前記絞り部と前記コントロール弁との間の圧力を測定する圧力センサとを有し、前記圧力センサの出力に基づいて前記コントロール弁の開度を制御することによって前記絞り部の下流側に流れるガスの流量を制御するように構成された圧力式の流量制御器であり、
前記処理回路は、前記流量制御器によって制御された前記絞り部の下流側に流れるガスの流量を、前記下流バルブを閉鎖した後の光の強度に基づいて測定する、請求項1から3のいずれかに記載の流量測定システム。 - 前記測定セルと、前記光源と、前記光検出器と、前記処理回路とを用いて、前記測定セルの内部のガスの濃度を測定可能なように構成されている、請求項1から4のいずれかに記載の流量測定システム。
- 流量制御器の下流側に設けられた測定セルと、前記測定セルに入射させる光を発生させる光源および前記測定セルを通過した光の強度を検出する光検出器とを備える流量測定装置を用いて行う流量測定方法であって、
前記流量制御器によって制御された流量でガスが流れている状態から、前記測定セルの下流側に設けられた下流バルブを閉鎖するステップと、
前記下流バルブを閉鎖した後に、前記光検出器を用いて光の強度を複数点で測定するステップと、
前記測定された前記光の強度の変化に基づいて、前記流量制御器の下流側に流れるガスの流量を算出するステップと
を含む流量測定方法。 - 前記流量制御器によって制御された流量でガスが流れている状態から、前記測定セルの上流側に設けられた上流バルブと前記測定セルの下流側に設けられた下流バルブとを同時に閉鎖するステップと、
前記上流バルブと前記下流バルブとを同時に閉鎖した後の状態における前記測定セルを通過した光の強度を基準強度として前記光検出器を用いて測定するステップと
をさらに含み、
前記下流バルブを閉鎖した後の光の強度の変化と前記基準強度とに基づいて前記流量制御器の下流側に流れるガスの流量を算出する、請求項6に記載の流量測定方法。 - 流量制御器が設けられた流路の上流側に介在しガスが流れる測定セルと、
前記測定セルに入射させる光を発生する光源と、
前記光源から前記測定セルに入射し、前記測定セルから出射した光の強度を検出する光検出器と、
前記測定セルの上流側に設けられた上流バルブと、
前記光検出器に接続された処理回路と
を備え、
前記処理回路は、前記流量制御器によって制御された流量でガスが流れている状態から前記上流バルブを閉鎖した後に、前記光検出器で測定した前記測定セルを通過した光の強度の変化に基づいて、ガスの流量を演算する、流量測定システム。 - 前記上流バルブと前記流量制御器との間の容量であるビルドダウン容量の容積をVとし、前記光検出器の出力から得られる吸光度をAλとし、前記上流バルブを閉鎖した後の所定期間をΔtとし、前記所定期間Δtに対応する吸光度減少幅をΔAλとしたとき、前記処理回路は、流量Qを、定数C1を含む下記の式に従って求める、請求項8に記載の流量測定システム。
Q=C1・(ΔAλ/Δt)・V - 前記流量制御器は、絞り部と、前記絞り部の上流側に設けられたコントロール弁と、前記絞り部と前記コントロール弁との間の圧力を測定する圧力センサとを有し、前記圧力センサの出力に基づいて前記コントロール弁の開度を制御することによって前記絞り部の下流側に流れるガスの流量を制御するように構成された圧力式の流量制御器であり、
前記処理回路は、前記流量制御器によって制御された前記絞り部の下流側に流れるガスの流量を、前記上流バルブを閉鎖した後の光の強度の変化に基づいて測定する、請求項8または9に記載の流量測定システム。 - 流量制御器の上流側に設けられた測定セルと、前記測定セルに入射させる光を発生させる光源および前記測定セルを通過した光の強度を検出する光検出器とを備える流量測定装置を用いて行う流量測定方法であって、
前記流量制御器によって制御された流量でガスが流れている状態から、前記測定セルの上流側に設けられた上流バルブを閉鎖するステップと、
前記上流バルブを閉鎖した後に、前記光検出器を用いて光の強度を複数点で測定するステップと、
前記測定された前記光の強度の変化に基づいて、前記流量制御器の下流側に流れるガスの流量を算出するステップと
を含む流量測定方法。
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