TW201837432A - 流量測量方法及流量測量裝置 - Google Patents

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Abstract

流量測量方法，是在氣體供給系統進行，該氣體供給系統具有：複數個氣體供給路，其具備第1閥；以及共通氣體供給路，其形成在複數個氣體供給路的下游側且具備流量測量裝置，該流量測量裝置具有：壓力感測器、溫度感測器、以及下游側的第2閥，該方法包含以下工序：第1工序，是使任一個第1閥與第2閥打開來流動氣體，在流動有氣體的狀態下使第2閥關閉，在經過既定時間後使任一個第1閥關閉，並測量將第1閥關閉之後的壓力及溫度；第2工序，是使任一個第1閥與第2閥打開來流動氣體，在流動有氣體的狀態下使任一個第1閥及第2閥同時關閉，並測量將第1閥及第2閥關閉之後的壓力及溫度；以及第3工序，是根據在第1工序所測量的壓力及溫度、在第2工序所測量的壓力及溫度，來演算流量。

Description

流量測量方法及流量測量裝置
本發明，是關於流量測量方法及流量測量裝置。
設在半導體製造裝置等的氣體供給系統，一般是構成為，透過設在各供給氣體種類的流量控制機器，將多種類的氣體對製程腔體等的氣體使用對象進行切換來供給。 　　且，在流量控制機器的運用中，是期望能隨時進行流量精度的確認或流量校正，作為流量計測方法，是在流量精度的確認或流量校正中使用增量法。 　　增量法，是使氣體流動於設在流量控制機器之下游之既定的基準容量(V)，並測量此時的壓力上升率(ΔP/Δt)與溫度(T)，藉此例如可由Q=22.4(ΔP/Δt)×V/RT(R為氣體常數)來演算而求出流量Q。 　　於專利文獻1，記載有增量法之流量測量的一例。在專利文獻1所記載的氣體供給裝置，是使從與各氣體供給管線連接之流量控制機器之下游側的開閉閥至設在共通氣體供給路的開閉閥為止的流路作為基準容量(增量容量)，並根據該流路的壓力上升率來測量流量。 　　且，於專利文獻2，揭示有使用增量法的流量控制器之校正方法，是將下游側的閥予以關閉來進行增量之後亦關閉上游側的閥，且經過既定時間後等槽內的氣體溫度降低之後測量壓力及溫度，藉此演算流量的方法。 [先前技術文獻] [專利文獻] 　　[專利文獻1]日本特開2006-337346號公報 　　[專利文獻2]日本特開2012-32983號公報
[發明所欲解決的課題] 　　但是，由本發明者而得知，在以往的增量法中，有著因氣體供給路而無法進行高精度之測量的情況。 　　本發明，是有鑑於上述課題而完成者，其主要的目的在於提供可對複數個氣體供給路進行精度良好的流量測量的流量測量方法及流量測量裝置。 [用以解決課題的手段] 　　本發明之實施形態的流量測量方法，是在氣體供給系統進行的流量測量方法，該氣體供給系統具有：複數個氣體供給路，是具備流量控制裝置及其下游側的第1閥；以及共通氣體供給路，是在前述複數個氣體供給路的下游側使前述複數個氣體供給路合流而形成的共通氣體供給路，且具備流量測量裝置，該流量測量裝置具有壓力感測器、溫度感測器及其下游側的第2閥，其特徵為，包含以下的工序：第1工序，是使任一個第1閥與前述第2閥打開來流動氣體，在流動有氣體的狀態下使前述第2閥關閉，在關閉前述第2閥之後，在經過既定時間後使前述任一個第1閥關閉，使用前述壓力感測器及前述溫度感測器來測量將前述第1閥關閉之後的壓力及溫度；第2工序，是使前述任一個第1閥與前述第2閥打開來流動氣體，在流動有氣體的狀態下使前述任一個第1閥及前述第2閥同時關閉，使用前述壓力感測器及前述溫度感測器來測量將前述第1閥及前述第2閥同時關閉之後的壓力及溫度；以及第3工序，是根據在前述第1工序所測量的壓力及溫度、在前述第2工序所測量的壓力及溫度，來演算流量。 　　在某實施形態中，前述第3工序，是使用以前述第1工序所測量的壓力P1 及溫度T1 和以前述第2工序所測量的壓力Pc 及溫度Tc ，依據Q=22.4・Vs・(P1 /T1 -Pc /Tc )/(R・Δt)(在此，Vs為增量容量、R為氣體常數、Δt為前述第1工序中關閉前述第2閥之後到關閉前述第1閥為止的前述既定時間)來演算流量Q。 　　本發明之實施形態的流量測量方法，是在氣體供給系統進行的流量測量方法，該氣體供給系統具有：複數個氣體供給路，是具備流量控制裝置及其下游側的第1閥；以及共通氣體供給路，是在前述複數個氣體供給路的下游側使前述複數個氣體供給路合流而形成的共通氣體供給路，且具備流量測量裝置，該流量測量裝置具有壓力感測器、溫度感測器及其下游側的第2閥，其特徵為，包含以下的工序：第1工序，是使任一個第1閥與前述第2閥打開來流動氣體，在流動有氣體的狀態下使前述第2閥關閉，在關閉前述第2閥之後，在經過第1既定時間後使前述任一個第1閥關閉，使用前述壓力感測器及前述溫度感測器來測量將前述第1閥關閉之後的壓力及溫度；第2工序，是使前述任一個第1閥與前述第2閥打開來流動氣體，在流動有氣體的狀態下使前述第2閥關閉，在關閉前述第2閥之後，在經過比前述第1既定時間還短的第2既定時間之後使前述任一個第1閥關閉，使用前述壓力感測器及前述溫度感測器來測量將前述第1閥關閉之後的壓力及溫度；以及第3工序，是根據在前述第1工序所測量的壓力及溫度、在前述第2工序所測量的壓力及溫度，來演算流量。 　　在某實施形態中，前述複數個氣體供給路，是連接於第1氣體供給管線或第2氣體供給管線之任一者，使前述第1氣體供給管線及前述第2氣體供給管線合流而連接於前述共通氣體供給管線。 　　在某實施形態中，前述複數個氣體供給路之中至少一個氣體供給路，是具備與其他氣體供給路不同的配管徑。 　　在某實施形態中，前述流量控制裝置，是含有控制閥、限縮部、以及測量前述限縮部之上游側壓力的壓力感測器的壓力式流量控制裝置。 　　本發明之實施形態的流量測量裝置，是在氣體供給系統中，與共通氣體供給路連接的流量測量裝置，該氣體供給系統具有：複數個氣體供給路，是具備流量控制裝置及其下游側的第1閥；以及前述共通氣體供給路，是在前述複數個氣體供給路的下游側使前述複數個氣體供給路合流而形成，其特徵為，具備：對前述共通氣體供給路來設置的壓力感測器及溫度感測器、設在前述壓力感測器及溫度感測器之下游側的第2閥、以及接收前述壓力感測器及前述溫度感測器之輸出的演算控制裝置，前述演算控制裝置，是使任一個第1閥與前述第2閥打開來流動氣體，在流動有氣體的狀態下使前述第2閥關閉，在關閉前述第2閥之後，在經過既定時間後使前述任一個第1閥關閉，將關閉前述第1閥之後的壓力及溫度，作為第1壓力及第1溫度，來由前述壓力感測器及前述溫度感測器接收，使前述任一個第1閥與前述第2閥打開來流動氣體，在流動有氣體的狀態使前述任一個第1閥及前述第2閥同時關閉，將關閉前述第1閥及前述第2閥之後的壓力及溫度，作為第2壓力及第2溫度，來由前述壓力感測器及前述溫度感測器接收，根據前述第1壓力、前述第1溫度、前述第2壓力、及前述第2溫度，來演算流量。 [發明的效果] 　　根據本發明的實施形態，即使是設有複數個氣體供給路的情況，亦可降低管線依存性，而進行精度良好的流量測量。
以下，雖參照圖式來說明本發明的實施形態，但本發明並不限定於以下的實施形態。 　　圖1為表示關於本發明之實施形態的氣體供給系統1。氣體供給系統1，可將來自複數個氣體供給源4的氣體，以透過對各個氣體供給源4設置的流量控制裝置10來控制過的流量，供給至半導體製造裝置的製程腔體2。 　　氣體供給系統1，是具備：可使複數個氣體供給源4連接的複數個氣體供給管線L1、中介在各氣體供給管線L1的流量控制裝置10、設在各流量控制裝置10之下游側的第1閥21、以及使氣體供給管線L1合流而形成的共通氣體供給管線L2。 　　在本實施形態中，氣體供給源4，是分成第1氣體供給源4A與第2氣體供給源4B。構成第1氣體供給源4A的複數個氣體供給源4，是對於第1氣體供給管線LA(以下有時稱為第1管線LA)共通地連接，構成第2氣體供給源4B的複數個氣體供給源4，是對於第2氣體供給管線LB(以下有時稱為第2管線LB)共通地連接。而且，使第1管線LA與第2管線LB合流而連接於下游側的共通氣體供給管線L2。 　　第1管線LA及第2管線LB，均使用來對任一個製程腔體2供給所期望的氣體。但是，在第1管線LA與第2管線LB，例如有著管的內徑或長度等不同的情況。該等的管線，多為配合各個氣體的供給目的來個別地設計。 　　在共通氣體供給管線L2設有流量測量裝置30。流量測量裝置30，是具備：第2閥22、測量第1閥21與第2閥22之間之流路壓力及溫度的壓力感測器23及溫度感測器24、以及接收來自壓力感測器23及溫度感測器24之輸出的演算控制裝置25。壓力感測器23、溫度感測器24，是在第2閥22的上游側，設在第2閥22的附近。且，流量測量裝置30的下游側是連接於真空泵31，可將第2閥22的上游側予以排氣。 　　圖1所示之本實施形態的流量測量裝置30，是從通過製程腔體2的氣體供給管線分歧出來配置，但在其他的態樣中，可配置成中介在從氣體供給源4到通過製程腔體2的氣體流路的途中。在本說明書中，有著將流動有來自第1管線LA及第2管線LB之雙方之氣體的任意之流路稱為共通氣體供給管線L2的情況，流量測量裝置30，只要是設置成與第1管線LA和第2管線LB之雙方連通的話，可以各種態樣來配置。 　　流量測量裝置30的演算控制裝置25，是與壓力感測器23、溫度感測器24、第2閥22設置成一體亦可，為設置在外部的處理裝置亦可。演算控制裝置25，典型的是內藏有CPU、ROM或RAM等之記憶體(記憶裝置)M、A/D轉換器等，且含有構成為實行後述之流量測量動作的電腦程式即可，藉由硬體及軟體的組合來實現。 　　演算控制裝置25，亦可具備電腦等之與外部裝置交換資訊用的介面，藉此，可由外部裝置對ROM進行程式及資料的寫入。演算控制裝置25的構成要件(CPU等)，沒有必要全部都在裝置內設成一體，亦可為將CPU等之一部分的構成要件配置在別的場所(裝置外)，且藉由匯流排來互相連接的構造。此時，裝置內與裝置外，亦可不是以有線而是以無線來通訊。 　　氣體供給系統1的下游側，是透過下游閥5，而連接於製程腔體2。於製程腔體2連接有真空泵3，可因應必要來對製程腔體2及氣體供給路L1、L2等抽真空。又，亦可取代使用上述真空泵31，而使流量測量裝置30的下游側共通地連接於製程腔體2下游側的真空泵3。 　　於氣體供給管線L1或共通氣體供給管線L2，設有分歧的其他氣體管線或其他的閥亦可。作為第1閥21、第2閥22，較佳為使用開閉閥(遮斷閥)，例如AOV(Air Operated Valve)等之流體動作閥，或使用電磁閥、電動閥等之電動的動作閥。在其他態樣中，第1閥21，亦可為內藏於流量控制裝置10的開閉閥。 　　圖2為表示作為本實施形態的流量控制機器10所使用之壓力式流量控制裝置10a之構造例的圖。壓力式流量控制裝置10a，具備：具有微細開口(孔口)的限縮部(例如孔口板)11、設在限縮部11之上游側的控制閥14及控制閥14的驅動部15、以及設在限縮部11與控制閥14之間的壓力感測器12及溫度感測器13。作為限縮部11，除了孔口構件之外，亦可使用臨界噴嘴或音速噴嘴。孔口或噴嘴的口徑，例如設定在10μm～500μm。 　　壓力感測器12及溫度感測器13，是透過AD轉換器而連接於控制電路16。控制電路16，亦連接於控制閥14的驅動部15，根據壓力感測器12及溫度感測器13的輸出等來生成控制訊號，藉由該控制訊號來控制控制閥14的動作。在本實施形態，控制電路16，是設在各壓力式流量控制裝置10a，但在其他態樣中，亦可對於複數個壓力式流量控制裝置10a，使共通的控制電路16設在外部。 　　壓力式流量控制裝置10a，亦可具有與以往相同的構造，可根據使用壓力感測器12來測量上游壓力PU 的結果來控制流量。壓力式流量控制裝置10a，在其他態樣中，亦可在限縮部11的下游側也具備壓力感測器，成為根據上游壓力PU 及下游壓力PD 來檢測流量的構造。且，作為流量控制機器10來使用的東西並不限於這種類型的壓力式流量控制裝置，例如，亦可為熱式流量控制裝置或其他的流量控制裝置。 　　在壓力式流量控制裝置10a，當符合臨界膨脹條件PU /PD ≧約2(其中PU ：限縮部上游側的氣體壓力(上游壓力)、PD ：限縮部下游側的氣體壓力(下游壓力)，約2為氮氣的情況)時，通過限縮部之氣體的流速會固定在音速，利用流量不是由下游壓力PD 而是由上游壓力PU 來決定的原理，來進行流量控制。在符合臨界膨脹條件時，限縮部下游側的流量Q，是藉由Q=K1 ・PU (K1 為流體的種類與依存於流體溫度的常數)來賦予，使流量Q與上游壓力PU 成比例。且，具備下游壓力感測器的情況，即使是上游壓力PU 與下游壓力PD 的差變小，而沒有符合臨界膨脹條件的情況，亦可算出流量，根據由各壓力感測器所測量到的上游壓力PU 及下游側壓力PD ，可由既定的計算式Q=K2 ・PD m (PU -PD )n (在此K2 為流體的種類與依存於流體溫度的常數、m、n為以實際的流量為基準所導出的指數)來算出流量Q。 　　為了進行流量控制，是對控制電路16輸入設定流量，控制電路16，是根據壓力感測器12的輸出(上游壓力PU )等，由上述的Q=K1 ・PU 或Q=K2 ・PD m (PU -PD )n 來以演算求出流量，並對控制閥14進行回授控制來使該流量接近所輸入的設定流量。由演算所求出的流量，亦可作為流量輸出值來表示。 　　再次參照圖1。在氣體供給系統1中，將第1閥21與第2閥22之間的流路(圖1中以粗線表示的部分)作為基準容量(增量容量)20(體積：Vs)來使用，可藉由增量法來進行流量測量，且，根據由增量法所致之流量測量結果，可校正流量控制裝置10。 　　流量控制裝置10，有著在組裝至氣體供給系統1之後流量控制特性發生變化，或是，因長年使用而使限縮部的形狀變化而使上游壓力與流量的關係性發生變化的情況。相對於此，在本實施形態的氣體供給系統1，是使用流量測量裝置30而即使是以增量法組裝於氣體供給系統1之後，亦可在任意的時機精度良好地測量流量，故可保證流量控制裝置10的精度。 　　在本實施形態中，於基準容量20，含有第1管線LA與第2管線LB之雙方。在圖示的例，雖在第2管線LB設有開閉閥26，但在進行流量測量時是使開閉閥26打開，使第1管線LA與第2管線LB之雙方，作為基準容量20來利用。因此，在第1管線LA的流量測量及在第2管線LB的流量測量之雙方，基準容量20的大小是設定成相同。如上述般，在本實施形態，是將流路的一部分使用作為基準流量(增量容量)，而沒有如專利文獻2所記載的那般使用增量槽，故可實現流量測量裝置30的小型化，且得到可在短時間進行流量測量的優點。 　　但是，由本發明者而得知，在第1管線LA所含之供給管線的流量測量、以及在第2管線LB所含之供給管線的流量測量，即使是在相同條件下以增量法進行流量測量時，其測量精度亦會有所不同。 　　圖3為表示在2個第1管線LA、1個第2管線LB分別檢測出之相對於基準流量(使用基準器所測量之正確的流量)的增量測量流量之誤差(設定點誤差：％S.P.)的大小。 　　由圖3可得知，在第2管線LB，特別是在200sccm以上的大流量時，距基準流量的誤差是與第1管線LA的情況相比之下變大。這是認為，在第1管線LA與第2管線LB，因管徑的不同等，使得氣體流動時的壓力損失大小有異，因此，即使是藉由相同的增量法根據氣體壓力來測量流量時，亦會因管線而使測量誤差的大小成為不同者。 　　在此，為了減低這種測量誤差的管線依存性，在本實施形態，是根據在沒有產生氣體流動的狀態(氣體封閉狀態)下所測量之各個管線的氣體量(氣體壓)，來修正以增量法所求出的量而進行流量測量。藉此，可更正確地求出增量時流入之實際的氣體流量，可進行更正確的流量測量。 　　圖4(a)及(b)，是分別表示第1管線LA及第2管線LB中，在增量法的壓力變化、及閥同時關閉所致之氣體封閉狀態時之壓力的圖。在圖中，亦示出氣體流動期間F與氣體封閉期間C，橫軸為1刻度5秒。且，在圖4(a)及(b)，為了參考，而在第2管線LB的1個，取代氣體供給源4及流量控制裝置10而設置有壓力感測器27(參照圖5)，且將對流量測量裝置30之上游側之氣體壓力進行測量的結果以虛線表示。 　　圖5(a)及(b)，是表示為了得到圖4(a)及(b)所示之圖表而使用的氣體供給系統1’。圖5(a)及(b)中，塗白表示的閥是成為打開的狀態，塗黑表示的閥是成為關閉的狀態。 　　如圖5(a)所示般，在測量第1管線LA的壓力變化時，第1管線LA中的例如第2條供給路的第1閥21a是選擇性地打開，從該選擇的管線經常流動有氣體的狀態來進行壓力測量。且，如圖5(b)所示般，在測量第2管線LB的壓力變化時，第2管線LB中的例如第3條供給路的第1閥21b是選擇性地打開，由該狀態進行壓力測量。 　　比較圖4(a)與圖4(b)可得知，可用恆定流來供給相同流量500sccm的氣體(在這為氮氣)，在第1管線LA與第2管線LB，流量測量裝置30的測量壓力為同等(17.9Torr)。另一方面，流量測量裝置30之上游側的氣體壓力(由壓力感測器27所測量到的壓力)，在第1管線LA為21.4Torr，相對於此，在第2管線LB為29.6Torr，變得較大。由此可判斷第2管線LB那邊的壓力損失較大。而且，該壓力損失的不同，認為是例如第2管線LB的配管徑比第1管線LA的配管徑還小所導致的。 　　而且，從氣體恆定流狀態，在時刻t0，關閉流量測量裝置30的第2閥22藉此產生壓力上升(增量)。在以往的增量法，是根據此時的壓力上升率(ΔP/Δt)來藉由演算求得流量，但有著如圖3所示般產生管線依存性而在第2管線LB有特別大流量時誤差變大的情況。 　　之後，在時刻t1，關閉第1閥21的話，氣體的流入會停止，故壓力在上升後維持著大致一定的值。而且，從該狀態，使第1閥21及第2閥22成為開狀態的話，再次讓氣體流出，並使封閉空間內的氣體壓力降低至氣體恆定流時的壓力為止。 　　在本實施形態，是基於上述增量法加上第2閥22之封閉後之壓力上升的測量，而從氣體穩定供給狀態時，到將第1閥21及第2閥22同時關閉而成為封閉狀態時(亦即，從圖5(a)所示的狀態，到同時關閉第1閥21a與第2閥22之後)的壓力以流量測量裝置來測量。 　　由圖4(a)及圖4(b)可得知，在時刻tc同時關閉第1閥21及第2閥22之後的封閉狀態下所測量的壓力，是第2管線LB(22.9Torr)比第1管線LA(21.5Torr)還要高。 　　而且，該壓力差，可認為是對應恆定流狀態下之氣體流量的管線依存性者，故將上述封閉狀態下之與壓力對應的恆定時之氣體流量分量，事先從以增量法流入的氣體增量扣除，藉此可降低管線依存性。 　　更具體來說，增量法中，是將增量後之氣體的摩爾數n1 由n1 =P1 Vs/RT1 求出，並將上述封閉狀態下之氣體的摩爾數nc 由nc =Pc Vs/RTc 求出，而求出實際流入之氣體的摩爾數Δn=n1 -nc =(P1 Vs/RT1 )-(Pc Vs/RTc )=Vs/R・(P1 /T1 -Pc /Tc )。在此，P1 、T1 ，是在增量後關閉第1閥21而停止氣體流入的時刻t1(或是在時刻t1後維持封閉狀態並經過既定時間的時刻)的壓力及溫度，Pc 、Tc ，是同時關閉第1閥21及第2閥22之後在封閉狀態的壓力及溫度。且，R為氣體常數。 　　而且，流量Q是每單位時間流入之氣體的體積，故可由Q=22.4・Δn/Δt=22.4・Vs・(P1 /T1 -Pc /Tc )/(R・Δt)求出氣體流量Q(sccm)。在此，Δt，是從關閉第2閥22來開始增量的時刻t0，到關閉第1閥21來停止氣體流入的時刻t1為止的時間。 　　在上述中，是示出了在測量增量後之氣體之壓力及溫度的工序(第1工序)之後，進行將同時關閉第1閥與第2閥之後的壓力及溫度予以測量的工序(第2工序)的態樣，但第1工序與第2工序的進行順序亦可相反。 　　圖6為表示，使用本實施形態的方法而在2個第1管線LA與1個第2管線LB各自檢測出之相對於基準流量的增量法測量流量之誤差的大小。由圖5可得知，無關於第1管線LA、第2管線LB，可遍及廣範圍的流量來精度良好地進行流量測量。與圖3比較可得知，特別是在大流量(200sccm以上)時亦可降低兩管線LA、LB的測量誤差。 　　又，如圖1所示的氣體供給系統1般，將流量控制機器10之下游側的流路使用作為基準容量20的情況，有著在將複數個流量控制機器10以配管等連接來架構氣體供給系統1之後，測量基準容量20的體積Vs為佳的情況。基準容量20的體積Vs，例如，是以設定流量Qs在基準容量20流動氣體的狀態下，測量將第2閥22關閉之後的壓力變化率，藉此可根據Qs=(ΔP/Δt)×(Vs/RT)來求得。基準容量20的體積Vs，可藉由以往(例如專利文獻1)的各種方法來測量。 　　以下，一邊參照圖7所示的流程圖，一邊說明實施形態之流量測量方法的具體例。 　　首先，如步驟S1所示般，在連接有流量測量裝置30的氣體供給系統1開始流量測量。然後，在判斷步驟H1，進入至下述流程A及流程B之中之任意一方的流程。且，如後述般，在判斷步驟H2中，是一方的流程結束之後，再次回到判斷步驟H1，在第2次實行與第1次不同之未實施的流程。 　　更具體來說，如步驟S2～步驟S4所示般，進行壓力上升的測量流程(流程A或第1工序)。且，亦進行步驟S5～步驟S6所示的氣體封閉測量流程(流程B或第2工序)。流程B，是在流程A之後進行亦可，事先在流程A之前進行亦可，由判斷步驟H1來任意地決定。 　　首先針對流程A來說明，在步驟S2，將測量流量的流路之流量控制裝置10設定成設定流量Qs，並打開對應的第1閥21及流量測量裝置30的第2閥22，以設定流量Qs來流動氣體。此時，設在第2管線LB的開閉閥26亦會開放。 　　接著，如步驟S3所示般，在以設定流量Qs使氣體流動的狀態(氣體的流動為穩定的狀態)的時刻t0，使設在流量測量裝置30的第2閥22關閉。此時，亦可使用設在流量測量裝置30的壓力感測器23來測量基準容量20的壓力P0 ，且藉由溫度感測器24來測量溫度T0 。 　　之後，如步驟S4所示般，在時刻t1關閉第1閥21而使增量結束。時刻t1，例如，是在使壓力感測器23的輸出達到既定壓力時，或從時刻t0經過既定時間時等等。而且，使用流量測量裝置30而由壓力感測器23測量增量後的壓力P1 ，並由溫度感測器24測量溫度T1 。且，此時，作為增量時間亦檢測出Δt=t1-t0。增量時間Δt，例如設定成2～20秒。 　　上述的壓力P1 及溫度T1 ，是在增量後的封閉狀態，以氣體的流入收斂的狀態來測量為佳。這是因為，在關閉第1閥21的即刻，有著因絕熱壓縮的影響而使溫度暫時上升的可能性。因此，在關閉第1閥21且經過既定時間後的氣體穩定狀態下，測量增量後的壓力P1 及溫度T1 ，藉此可進行更高精度的流量檢測。 　　且，在流程B，是如步驟S5所示般，將用來測量流量的流路之流量控制裝置10，設定成與流程A相同的設定流量Qs，並打開對應的第1閥21及流量測量裝置30的第2閥22，以設定流量Qs來流動氣體。 　　接著，如步驟S6所示般，從以設定流量Qs流動有氣體的狀態，同時或大致同時地關閉第1閥21及第2閥22。而且，在同時地關閉之後的氣體封閉狀態下，以流量測量裝置30進行壓力Pc 及溫度Tc 的測量。 　　在步驟S6中，同時關閉第1閥21及第2閥22的動作，較佳為，對第1閥21及第2閥22同時賦予關閉命令藉此來進行。但是，在實際的構造，有著無法完全同時地關閉第1閥21與第2閥22的情況。這是因為，例如閥是由AOV等所構成的情況時，有從關閉命令遲延來關閉閥的情況。但是，上述封閉狀態的壓力測量，只要能在第1閥21及第2閥22實質上同時關閉的狀態下來進行即可，第1閥21及第2閥22的關閉時機有著些許的時間差亦可。在本說明書中，亦包含這種使第1閥21及第2閥22的關閉時機在誤差範圍內偏移的情況，而記載成「同時關閉」。 　　在進行了流程A或流程B之後，在判斷步驟H2判斷流程A與流程B的雙方是否結束，在結束的情況進入至步驟S7。另一方面，在判斷步驟H2判斷出只有進行了單方流程時，回到判斷步驟H1，進行另一方的流程。 　　在雙方的流程A及B結束之後，在步驟S7，使用在步驟S4所得的測量壓力及溫度、在步驟S6所得的測量壓力及溫度，而藉由演算來求得流量。在流量演算時所使用之基準容量的體積Vs，亦可使用：使與基準值的誤差降低過之特定的流量設定Qs所求得的體積Vs。 　　如上述般所測量到的流量Q，亦可使用至與流量控制機裝置10之流量設定Qs的比較驗證，根據由上述增量法所求得的流量Q，進行任意之流量控制機器10之流量設定Qs的校正亦可。 　　以上，雖說明了本發明的實施形態，但亦可有各種的改變。例如，在上述，作為流程B，是測量了從流動有氣體的狀態到第1閥21與第2閥22同時或大致同時關閉的封閉狀態時的壓力及溫度，但亦可為在關閉第2閥22且經過既定時間Δt’之後再關閉第1閥21之後進行測量。此情況時，在流程B亦與流程A同樣地，對應既定時間Δt’而在基準容量內產生壓力上升。 　　但是，在流程B的上述既定時間Δt’，是設定成比流程A的增量時間Δt還短的時間，例如，設定成一半以下的時間。流量演算，可從流程A所求得的氣體量n，減去流程B所求得的氣體量n’，而求出Δn=n-n’，並將流入時間作為Δt-Δt’而藉由演算來求出流量。在此情況也是，降低恆定流狀態之氣體流量的管線依存，可更正確地進行流量測量。 [產業上的可利用性] 　　根據本發明之實施形態的流量測量方法，即使是在組裝於氣體供給系統之後，亦可對複數個氣體供給路精度良好地測量流量。
1‧‧‧氣體供給系統
2‧‧‧製程腔體
3‧‧‧真空泵
4‧‧‧氣體供給源
10‧‧‧流量控制機器
11‧‧‧限縮部
12‧‧‧壓力感測器
13‧‧‧溫度感測器
14‧‧‧控制閥
15‧‧‧驅動部
16‧‧‧控制電路
20‧‧‧基準容量(增量容量)
21‧‧‧第1閥
22‧‧‧第2閥
23‧‧‧壓力感測器
24‧‧‧溫度感測器
25‧‧‧演算控制裝置
30‧‧‧流量測量裝置
圖1為表示組裝有本發明之實施形態之流量測量裝置的氣體供給系統的示意圖。 　　圖2為表示本發明之實施形態中所使用之壓力式流量控制裝置之示例性構造的圖。 　　圖3為表示藉由以往的增量法來測量流量時之距基準流量之誤差的圖表，分別表示針對第1管線與第2管線的結果。 　　圖4中，(a)為表示第1管線的壓力測量結果，(b)為表示第2管線的壓力測量結果。 　　圖5為表示圖4所示之圖表之測量中所使用之氣體供給系統的示意圖，(a)為表示進行第1管線之壓力測量的情況，(b)為表示進行第2管線之壓力測量的情況。 　　圖6為表示藉由本發明之實施形態之管線依存修正過的增量法來測量流量時之距基準流量之誤差的圖表，分別表示針對第1管線與第2管線的結果。 　　圖7為表示本發明之實施形態之流量測量方法之測量步驟的流程圖。

Claims (7)

  1. 一種流量測量方法，是在氣體供給系統進行的流量測量方法，該氣體供給系統具有： 　　複數個氣體供給路，是具備流量控制裝置及其下游側的第1閥；以及 　　共通氣體供給路，是在前述複數個氣體供給路的下游側使前述複數個氣體供給路合流而形成的共通氣體供給路，且具備流量測量裝置，該流量測量裝置具有壓力感測器、溫度感測器及其下游側的第2閥， 　　其特徵為，包含以下的工序： 　　第1工序，是使任一個第1閥與前述第2閥打開來流動氣體，在流動有氣體的狀態下使前述第2閥關閉，在關閉前述第2閥之後，在經過既定時間後使前述任一個第1閥關閉，使用前述壓力感測器及前述溫度感測器來測量將前述第1閥關閉之後的壓力及溫度； 　　第2工序，是使前述任一個第1閥與前述第2閥打開來流動氣體，在流動有氣體的狀態下使前述任一個第1閥及前述第2閥同時關閉，使用前述壓力感測器及前述溫度感測器來測量將前述第1閥及前述第2閥同時關閉之後的壓力及溫度；以及 　　第3工序，是根據在前述第1工序所測量的壓力及溫度、在前述第2工序所測量的壓力及溫度，來演算流量。
  2. 如請求項1所述之流量測量方法，其中，前述第3工序，是包含使用以前述第1工序所測量的壓力P1 及溫度T1 和以前述第2工序所測量的壓力Pc 及溫度Tc ，依據Q=22.4・Vs・(P1 /T1 -Pc /Tc )/(R・Δt)(在此，Vs為增量容量、R為氣體常數、Δt為前述第1工序中關閉前述第2閥之後到關閉前述第1閥為止的前述既定時間)來演算流量Q的工序。
  3. 一種流量測量方法，是在氣體供給系統進行的流量測量方法，該氣體供給系統具有： 　　複數個氣體供給路，是具備流量控制裝置及其下游側的第1閥；以及 　　共通氣體供給路，是在前述複數個氣體供給路的下游側使前述複數個氣體供給路合流而形成的共通氣體供給路，且具備流量測量裝置，該流量測量裝置具有壓力感測器、溫度感測器及其下游側的第2閥， 　　其特徵為，包含以下的工序： 　　第1工序，是使任一個第1閥與前述第2閥打開來流動氣體，在流動有氣體的狀態下使前述第2閥關閉，在關閉前述第2閥之後，在經過第1既定時間後使前述任一個第1閥關閉，使用前述壓力感測器及前述溫度感測器來測量將前述第1閥關閉之後的壓力及溫度； 　　第2工序，是使前述任一個第1閥與前述第2閥打開來流動氣體，在流動有氣體的狀態下使前述第2閥關閉，在關閉前述第2閥之後，在經過比前述第1既定時間還短的第2既定時間之後使前述任一個第1閥關閉，使用前述壓力感測器及前述溫度感測器來測量將前述第1閥關閉之後的壓力及溫度；以及 　　第3工序，是根據在前述第1工序所測量的壓力及溫度、在前述第2工序所測量的壓力及溫度，來演算流量。
  4. 如請求項1～3中任一項所述之流量測量方法，其中，前述複數個氣體供給路，是連接於第1氣體供給管線或第2氣體供給管線之任一者， 　　使前述第1氣體供給管線及前述第2氣體供給管線合流而連接於前述共通氣體供給管線。
  5. 如請求項1～4中任一項所述之流量測量方法，其中，前述複數個氣體供給路之中至少一個氣體供給路，是具備與其他氣體供給路不同的配管徑。
  6. 如請求項1～5中任一項所述之流量測量方法，其中，前述流量控制裝置，是含有控制閥、限縮部、以及測量前述限縮部之上游側壓力的壓力感測器的壓力式流量控制裝置。
  7. 一種流量測量裝置，是在氣體供給系統中，與共通氣體供給路連接的流量測量裝置，該氣體供給系統具有：複數個氣體供給路，是具備流量控制裝置及其下游側的第1閥；以及前述共通氣體供給路，是在前述複數個氣體供給路的下游側使前述複數個氣體供給路合流而形成，其特徵為，具備： 　　對前述共通氣體供給路來設置的壓力感測器及溫度感測器、設在前述壓力感測器及溫度感測器之下游側的第2閥、以及接收前述壓力感測器及前述溫度感測器之輸出的演算控制裝置， 　　前述演算控制裝置， 　　是使任一個第1閥與前述第2閥打開來流動氣體，在流動有氣體的狀態下使前述第2閥關閉，在關閉前述第2閥之後，在經過既定時間後使前述任一個第1閥關閉，將關閉前述第1閥之後的壓力及溫度，作為第1壓力及第1溫度，來由前述壓力感測器及前述溫度感測器接收， 　　使前述任一個第1閥與前述第2閥打開來流動氣體，在流動有氣體的狀態使前述任一個第1閥及前述第2閥同時關閉，將關閉前述第1閥及前述第2閥之後的壓力及溫度，作為第2壓力及第2溫度，來由前述壓力感測器及前述溫度感測器接收， 　　根據前述第1壓力、前述第1溫度、前述第2壓力、及前述第2溫度，來演算流量。
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