JP7105905B2 - 圧力減衰速度に基づく質量流量点検の方法、システム、及び装置 - Google Patents
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Description
[001]本出願は、2018年3月26日に出願された「METHODS,SYSTEMS,AND APPARATUS FOR MASS FLOW VERIFICATION BASED ON RATE OF PRESSURE DECAY」(代理人整理番号第44014915US01号)と題する米国特許出願第15/936428号から優先権を主張し、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれている。
上記式において、Pはガスの圧力、Vはガスの体積、nはガスの物質量(モル単位)、Rは理想的な、又は普遍的なガス定数であり、ボルツマン定数とアボガドロ定数との積に等しく、Tはガスの絶対温度である。
圧力がPoである時間toにおいてdP/dtを評価し、設置位置104における較正された流量標準器の設定値を上記式toにおけるdn/dtとして使用すると、制御領域の値が得られる。制御領域の体積が決定すると、設置位置104における較正された流量標準器がUUT MFCに置き換えられる。UUT MFCには、点検対象の設定値が付与される。dn/dtについて上記式を解けば、次の式を使用し、付与された設定値を計算された質量流量と比較することによって、UUT MFCの精度が決定され得る。
次に、MFC UUTが、テスト設定値に設定された設置位置104に取り付けられ、次に、バルブ108が開かれて、制御領域を通る流れが再び確立され、マノメータ114を介して監視領域110の圧力が測定される。定常状態を確立するのに十分な時間がたつと、UUTにおけるPoの測定が行われるまで安定した流れが通過することが可能になる。toの前の時間の間にPoが安定すると、バルブ108が閉じられ、UUTのtoの時間が確立される。次に、時間to+Δtは、減衰圧力変曲点404をdP/dtプロット402と同等の位置に位置決めすることによって決定される。次に、時間to+Δtを超えて測定されたデータ点を使用して、減衰圧力の方程式が決定される。任意の数の曲線適合アルゴリズム又は方法を使用して、曲線の方程式が決定され得る。次に、決定された式に基づいて、UUTのPoにおけるdP/dtの補正値(つまり、点406)が、測定されたデータ点から外挿される。実際の質量流量の式は次の通りである:
最後に、上記の式を使用して、UUTのPoにおけるdP/dtの補正値を使用して、実際の質量流量(dn/dt)が計算され、テスト設定値と比較してすべての誤差が決定される。幾つかの実施形態では、誤差に基づいて、UUT MFCを較正して誤差を補正し得る。
次に、MFC UUTが基準器の代わりに設置位置204に取り付けられ、テスト設定値に設定され、上記の方法を繰り返してPo´におけるdP/dtが決定される。実際の質量流量の式は次の通りである:
最後に、上記式を使用して、UUTのPo´におけるdP/dtの補正値を使用して、実際の質量流量(dn/dt)が計算され、テスト設定値と比較してすべての誤差が決定される。幾つかの実施形態では、誤差に基づいて、UUT MFCを較正して誤差を補正し得る。
次に、MFC UUTが基準器の代わりに設置位置204に取り付けられ、テスト設定値に設定され、上記の方法を繰り返してPo´におけるdP/dtが決定される。実際の質量流量の式は次の通りである:
最後に、上記式を使用して、UUTのPo´におけるdP/dtの補正値を使用して、実際の質量流量(dn/dt)が計算され、テスト設定値と比較してすべての誤差が決定される。幾つかの実施形態では、誤差に基づいて、UUT MFCを較正して誤差を補正し得る。
分子間力(パラメータa)及び有限分子サイズ(パラメータb)の気体固有の補正を上記の式に適用することにより、大気用途の理想気体の法則の代わりに使用することができる。より広い範囲の質量流量点検要件では、複数の領域サイズが使用可能である。上記の場合、適切なパーティションを有する単一の最適化された領域が使用され得る。パーティションにより、領域は小さなセグメントに分割され、パーティションを選択的に除去することで、大きな領域の複数の組み合わせが作られ得る。
Claims (13)
- 質量流量制御点検システムであって、
ガス供給源からガス流を受け入れるためのラインにおいて、テストされる較正されたガス流標準器又はマスフローコントローラ(MFC)を連結させる位置と、
前記ガス流を受け入れるための前記ラインの前記位置に直列に連結された制御領域と、
前記制御領域に直列に連結された流れ制限器と、
前記流れ制限器に直列に連結されたポンプと、
前記ガス供給源に前記質量流量制御点検システムを介してガスを流させて前記制御領域の圧力を安定させ、前記ガス供給源からの前記ガス流を停止させ、前記制御領域の経時的な圧力減衰速度を測定するように適合されたコントローラと、
前記制御領域と前記流れ制限器との間に連結され、前記制御領域の圧力を高めるように前記コントローラによって操作可能なバルブと
を備える質量流量制御点検システム。 - 前記較正されたガス流標準器又は前記MFCの前記位置と前記制御領域との間に連結され、前記ガス供給源からの前記ガス流を停止するように前記コントローラによって操作可能なバルブを更に備える、請求項1に記載の質量流量制御点検システム。
- 前記コントローラは、前記MFCの設定値を、取り付けられた前記較正されたガス流標準器で測定された前記制御領域の経時的な前記圧力減衰速度に基づいて決定された前記制御領域の体積に基づいて計算された実際の質量流量と比較することによって、前記MFCの誤差を決定するように構成される、請求項2に記載の質量流量制御点検システム。
- 前記流れ制限器は、穿孔オリフィス流れ制限器及び多孔質媒体流れ制限器のうちの少なくとも1つである、請求項1に記載の質量流量制御点検システム。
- 質量流量制御点検システムであって、
ガス供給源からガス流を受け入れるためのラインにおいて、テストされる較正されたガス流標準器又はマスフローコントローラ(MFC)を連結させる位置と、
前記ガス流を受け入れるための前記ラインの前記位置に直列に連結された制御領域と、
前記制御領域に直列に連結された流れ制限器と、
前記流れ制限器に直列に連結されたポンプと、
前記ガス供給源に前記質量流量制御点検システムを介してガスを流させて前記制御領域の圧力を安定させ、前記ガス供給源からの前記ガス流を停止させ、前記制御領域の経時的な圧力減衰速度を測定するように適合されたコントローラと、
前記制御領域に連結可能であり、前記制御領域に加圧ガスを供給することによって前記制御領域の圧力を高めるように前記コントローラによって操作可能な第2の領域と
を備える質量流量制御点検システム。 - 前記第2の領域を前記ガス供給源に連結させるための第1のバルブと、前記第2の領域を前記制御領域に連結させるための第2のバルブとを更に備える、請求項5に記載の質量流量制御点検システム。
- 電子デバイス製造システムであって、
ガス供給源と、
前記ガス供給源に連結されたマスフローコントローラ(MFC)と、
入口及び出口を有する質量流量制御点検システムであって、前記入口は前記MFCに連結されており、
ガス流を受け入れるために前記入口に直列に連結された制御領域と、
前記制御領域と前記出口に直列に連結された流れ制限器と、
前記ガス供給源に前記質量流量制御点検システムを介してガスを流させて前記制御領域の圧力を安定させ、前記ガス供給源からの前記ガス流を停止させ、前記制御領域の経時的な圧力減衰速度を測定するように適合されたコントローラと
前記制御領域と前記流れ制限器との間に連結され、前記制御領域の圧力を高めるように前記コントローラによって操作可能なバルブと
を含む前記質量流量制御点検システムと、
前記マスフローコントローラに連結された流路に連結され、前記マスフローコントローラを介して1又は複数のプロセス化学物質を受け入れるように構成されたプロセスチャンバと
を備える、電子デバイス製造システム。 - 前記質量流量制御点検システムが、前記入口と前記制御領域との間に連結されたバルブを更に含み、前記バルブは、前記ガス供給源からの前記ガス流を停止するように前記コントローラによって操作可能である、請求項7に記載の電子デバイス製造システム。
- 前記コントローラは、前記MFCの設定値を、取り付けられた較正されたガス流標準器で測定された前記制御領域の経時的な前記圧力減衰速度に基づいて決定された前記制御領域の体積に基づいて計算された実際の質量流量と比較することによって、前記MFCの誤差を決定するように構成される、請求項7に記載の電子デバイス製造システム。
- 前記流れ制限器は、穿孔オリフィス流れ制限器及び多孔質媒体流れ制限器のうちの少なくとも1つである、請求項7に記載の電子デバイス製造システム。
- マスフローコントローラ(MFC)を点検する方法であって、
ガス供給源からガスを、較正された流量標準器、制御領域、及び流れ制限器を介して前記制御領域で測定された一定の圧力で流すことと、
第1のガス圧減衰速度及び第2のガス圧減衰速度を測定する前に、前記制御領域と前記流れ制限器との間に連結されたバルブを使用して、前記制御領域の安定した圧力を増加させることと、
前記ガス供給源からのガス流を停止することと、
前記制御領域の第1のガス圧減衰速度を測定することと、
前記較正された流量標準器を前記マスフローコントローラに置き換えることと、
前記ガス供給源から前記ガスを、前記マスフローコントローラ、前記制御領域、及び前記流れ制限器を介して前記制御領域で測定された一定の圧力で流すことと、
前記ガス供給源からの前記ガス流を停止することと、
前記制御領域の第2のガス圧減衰速度を測定することと
を含む方法。 - 第1のガス圧減衰速度に基づいて前記制御領域の体積を計算することによって前記マスフローコントローラの誤差を決定することと、計算された前記体積を使用して第2のガス圧減衰速度に基づいて実際の質量流量を決定することと、前記実際の質量流量を前記MFCの設定値と比較することとを更に含む、請求項11に記載の方法。
- コンピュータ可読命令が格納される非一過性のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータ可読命令がプロセッサによって実行されると、前記プロセッサに請求項11に記載の方法を実施させる、非一過性のコンピュータ可読記憶媒体。
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