TWI719552B - 流量控制系統及流量測量方法 - Google Patents

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Abstract

流量控制系統(1)的控制部(3)，是具備：將壓力感測器(P)及溫度感測器(T)的測量值記錄的記錄部(31)；及將對應壓力感測器(P)的測量值的從第1閥(V1)至第2閥(V2)為止的容積記憶的記憶部(32)；及運算部(33)，依據：將第1閥(V1)及第2閥(V2)開放將氣體流動，在氣體流動的狀態下將第1閥(V1)及第2閥(V2)同時閉鎖之後所測量的第1壓力值(P1)及第1溫度值(T1)、以及、將第1閥(V1)及第2閥(V2)開放將氣體流動，在氣體流動的狀態下將第2閥(V2)閉鎖，規定時間(Δt)經過之後，將第1閥(V1)閉鎖之後測量的第2壓力值(P2)及第2溫度值(T2)、以及、對應第2壓力值(P2)的第1閥(V1)至第2閥(V2)為止的容積值(V)，來運算流量。

Description

流量控制系統及流量測量方法
本發明，是有關於在半導體製造設備、藥品製造裝置或是化學工場設備等使用的氣體供給裝置所使用的流量控制系統及流量測量方法。
在半導體製造設備或是化學工場設備等中，要求將氣體精度佳地供給。氣體流量的控制裝置，已知質量流動控制器(熱式質量流量控制器)和壓力式流量控制系統。
在這些的流量控制系統中，有必要將流量由高精度管理，可隨時進行流量精度的確認和校正較佳。流量測量的方法，是使用由一般強化法所進行的流量測量。強化法，是藉由檢出流入已知容量內(強化容量)的每單位時間的壓力而將流量測量的方法。
強化法，是在設於流量控制器的下游的一定容積(V)的配管內或是槽桶內將氣體流動，藉由測量那時的壓力上昇率(ΔP/Δt)及溫度(T)，將氣體常數設成R時，例如，從Q=22.4×(ΔP/Δt)×V/RT求得流量Q。
在專利文獻1中記載了，使用強化法的流量測量的一例的氣體供給裝置，在專利文獻2中揭示了，有關於使用強化法的流量控制器的校正方法的流量計算方法。 [習知技術文獻] [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
[本發明所欲解決的課題]
在習知的強化法中，在一定的強化容量的配管內和槽桶內將氣體送出並檢出壓力，所測量到的流量的寬度是小的情況，藉由將強化壓力作成一定(例如100Torr)就不必要將強化容量變化。
但是通常是期望，將流量控制器複數並列配設，對於腔室供給不同流量的流體。這種情況，在強化法中的流量測量中，測量的流量的寬度有必要藉由流量控制器，例如由1sccm～2000sccm等的寬度進行流量測量。測量2000sccm時，將強化壓力設成100Torr時，將壓力上昇至強化壓力為止只要數秒即可，但是欲進行1sccm等小流量的流量測量的話的情況，將強化壓力與2000sccm相同設成100Torr的話，為了將壓力上昇所必要的時間會有拉長至數小時的情況。
如此若壓力上昇的時間過長的話，因為在實際的裝置不易現實，所以為了將強化壓力下降，將壓力上昇時間縮短，例如，測量流量1sccm的情況，是藉由將強化壓力下降至4Torr，來消解壓力上昇時間過長的問題。強化壓力變動的話測量強化壓力用的壓力計是在內部具備隔膜的靜電容量方式的情況時隔膜的變形量會成為不同，應變計方式的壓力計的情況時內部的彎曲也發生，該部分的容積會微量地變動。且，強化容積是配管等的小的容積的情況，已知壓力計內的容積的變動是對於強化容積整體成為不可忽視，會產生對於流量測量結果造成影響的問題。
本發明，是有鑑於此點，其目的是提供一種流量控制系統及流量測量方法，即使強化壓力伴隨測量流量的變更而變更仍可正確地進行流量測量。 [用以解決課題的手段]
為了達成上述目的，本發明的實施例的流量控制系統，是具備：設於流量控制器的下游側的第1閥；及流量測量裝置，具有：設於第1閥的下游側的壓力感測器、及設於溫度感測器及兩感測器的下游側的第2閥；及將第1閥及第2閥的開閉動作控制的控制部，控制部，是具有：將壓力感測器及溫度感測器的測量值記錄的記錄部；及將對應壓力感測器的測量值的從第1閥至第2閥為止的容積值記憶的記憶部；及依據：將第1閥及第2閥開放將氣體流動，在氣體流動的狀態下將第1閥及第2閥同時閉鎖，在其後所測量的第1壓力值及第1溫度值、以及、將第1閥及第2閥開放將氣體流動，在氣體流動的狀態下將第2閥閉鎖，其後，規定時間經過之後，將第1閥閉鎖之後測量的第2壓力值及第2溫度值、以及、從對應從記憶部得到的第2壓力值的第1閥至第2閥為止的容積值，來運算流量的運算部。
依據上述的流量控制系統的話，可以防止由成為強化壓力的第2壓力值的變動所產生的強化容量的變化會影響流量計算。
且為了達成相同目的，本發明的實施例的流量測量方法，是在流體控制系統中進行的流量測量方法，具備：設於流量控制器的下游側的第1閥；及流量測量裝置，具有設於第1閥的下游側的壓力感測器、及設於溫度感測器及兩感測器的下游側的第2閥；及將第1閥及第2閥的開閉動作控制的控制部，前述流量測量方法，包含：將第1閥及第2閥開放將氣體流動，在氣體流動的狀態下將第1及第2閥同時閉鎖，其後將壓力及溫度測量的第1步驟；及將第1閥及第2閥開放將氣體流動，在氣體流動的狀態下將第2閥閉鎖，其後，在規定時間經過之後測量將第1閥閉鎖之後的壓力及溫度的第2步驟；及依據在第1步驟測量的壓力及溫度、以及、在第2步驟測量的壓力及溫度、以及、對應在第2步驟測量的壓力而變動的強化容積，來運算流量的第3步驟。
依據本發明的實施例的流量控制系統及流量測量方法的話，即使在成為強化壓力的第2步驟所測量的壓力變動仍可以進行穩定的流量計算。
且此情況時，流量控制系統，是具備：在流量控制器及第1閥的下游側，且，在壓力感測器及溫度感測器的上游側時常開放狀態的第3閥。將：第2步驟的壓力測量及溫度測量之後，將第3閥閉鎖，並且將第2閥由短時間開閉之後測量的壓力；其後進一步在將第2閥閉鎖的狀態下將第3閥開放之後測量的壓力；使用在第3步驟的流量運算也可以。藉此可以消解配管溫度的影響。 [發明的效果]
依據本發明的流量控制系統及流量測量方法的話，可以將廣泛圍的流量，例如，1sccm～2000sccm的流量由短時間，且，高精度地測量。
以下，依據圖面詳細說明本發明的實施例。又，以下的實施例，本質只是較佳的例示，不是意圖限制本發明、其適用物、或是其用途的範圍者。
＜實施例1＞ 本實施例1，是本發明的流量控制系統。流量控制系統1，是如第1圖所示，具備：設於流量控制器10的下游側的第1閥V1；及流量測量裝置2，具有：設於此第1閥V1的下游側的壓力感測器P(圖例，壓力感測器是壓力感測器Pa及Pb的2基配設且總稱為壓力感測器P)、溫度感測器T、及設於壓力感測器P、溫度感測器T的下游側的第2閥V2；及將第1閥V1及第2閥V2的開閉動作控制的控制部3，控制部3，是具備：將壓力感測器P及溫度感測器T的測量值記錄的記錄部31；及將對應壓力感測器P的測量值的從第1閥V1至第2閥V2為止的容積記憶的記憶部32；及依據：將第1閥V1及第2閥V2開放將氣體流動，在氣體流動的狀態下將第1閥V1及第2閥V2同時閉鎖，其後所測量的第1壓力值P1及第1溫度值T1、以及、將第1閥V1及第2閥V2開放將氣體流動，在氣體流動的狀態下將第2閥V2閉鎖，其後，規定時間Δt經過之後，將第1閥V1閉鎖之後測量的第2壓力值P2及第2溫度值T2、以及、對應第2壓力值P2的第1閥V1至第2閥V2為止的容積值V，來運算流量的運算部33。又，壓力感測器Pa及壓力感測器Pb，除了一方是高壓用，另一方是低壓用的功能以外，安裝同值域的壓力計，使用在雙檢查用也無妨。且，壓力感測器的數量是2基以上，或是1基也無妨。
又，本申請人的國際公開第2018/147354號中揭示了，如上述依據：將第1閥V1及第2閥V2同時閉鎖之後的第1壓力值P1、及將第2閥V2閉鎖之後在規定時間Δt經過後將第1閥閉鎖之後的第2壓力值P2，來運算流量的方法。依據此方法的話，可以從第1壓力值P1求得將閥同時閉鎖時的密封時的氣體的物質量(莫耳數)，藉由將此從習知的強化法中的流入的氣體的物質量減去，就可以達成測量流量的管路依存性的減少。
在流量控制器10的上游側中連接有氣體供給源4。如第1圖所示，本實施例的流量控制系統1，是將來自複數氣體供給源4的氣體，由透過被設置於各氣體供給源4的流量控制器10所控制的流量供給至半導體製造裝置等的加工腔室5。各流量控制器10所控制的流體的流量是同一流量也無妨，但是在本實施例中各流量控制器10，是例如，將1sccm～2000sccm的範圍或是其以上的範圍的流量控制。
在本申請人以前採用的態樣中的強化法中的計算式也就是Q=22.4×((P2-P1)/(760×R‧Δt))×V/T(以下，稱為強化一般式)中，容積V是固定地計算。但是，如第4圖的圖表，成為強化壓力的P2(圖表中的密封壓力)的值，是例如，從100Torr至4Torr變化的話，會依據強化容積而有所不同，由低壓用高壓用2基的壓力計的隔膜的變形所產生的容積變化的影響是無法在計算式中被忽視。又，在上述的強化一般式中，P2，是上述的第2壓力值P2，P1是上述的第1壓力值P1，R是氣體常數，Δt是在強化過程中將第2閥V2閉鎖壓力上昇開始時至將第1閥V1閉鎖為止的時間。且，上述式，是假定為T1=T2=T的一般式。
再度參照第1圖，流量控制系統1，是具備：複數氣體供給源4可連接的氣體供給管路L1、及位在氣體供給管路L1之間的流量控制器10、及被設置在各流量控制器10的下游側的第1閥V1、及氣體供給管路L1的下游側的共通氣體供給管路L2。第1圖所示的本實施例的流量控制系統1所使用的流量測量裝置2，雖是從朝加工腔室5通過的共通氣體供給管路L2分岐配置，但是位在從氣體供給源4通過加工腔室5的氣體流路的中途處地配置(第3圖(a)參照)也無妨。且，在第1圖所示的流量控制系統1中朝加工腔室5供給流體時，是將設於在流量測量裝置2分歧的流路的開閉閥V4閉鎖，將設於通過加工腔室5的流路的開閉閥V5開放，將成為對象的其中任一的第1閥V1開放。但是，如第1圖所示流量測量裝置2是在溫度感測器T及壓力感測器P的上游側具有第3閥V3的情況，可取代開閉閥V4而使用第3閥V3，省略開閉閥V4也可以。又，朝加工腔室5供給流體時，使用與加工腔室5連接的真空泵6就可以將腔室內及第1閥V1的下游側的流路內減壓。
流量控制器10，雖無特別限定，但是在本實施例中，使用第2圖所示的周知的壓力式流量控制裝置。此壓力式流量控制裝置(流量控制器10)，是具備：設有微細開口(限流孔)的節流部11(例如限流孔托板)、及設於節流部11的上游側的控制閥14、及被設於節流部11及控制閥14之間的壓力感測器12及溫度感測器13。節流部11，是除了限流孔構件以外使用臨界噴嘴或是音速噴嘴也可以。限流孔或是噴嘴的口徑，是設定成例如10μm～500μm。控制閥14，是由閥14a及閥14a的驅動部14b(例如壓電致動器)所構成。
壓力感測器12及溫度感測器13，是透過AD轉換器與控制電路15連接。控制電路15，是也與控制閥14的驅動部14b連接，依據壓力感測器12及溫度感測器13的輸出等生成控制訊號，藉由此控制訊號而將控制閥14的動作控制。在本實施例中，控制電路15，雖是被設置在1個壓力式流量控制裝置，但是在其他的態樣中，對於複數壓力式流量控制裝置將共通的控制電路15設於外部也無妨。
在壓力式流量控制裝置中，滿足臨界膨脹條件PU /PD ≧約2(但是，PU ：節流部上游側的氣體壓力(上游壓力)，PD ：節流部下游側的氣體壓力(下游壓力)，約2是氮氣體的情況)時，通過節流部11的氣體的流速是被固定於音速，利用流量是不藉由下游壓力PD 而是藉由上游壓力PU 決定的原理進行流量控制。滿足臨界膨脹條件時，藉由給與節流部下游側的流量Q，是Q=K1 ‧PU (K1 是依存於流體的種類及流體溫度的常數)，流量Q是與上游壓力PU 成正比例。且，具備下游壓力感測器的情況，上游壓力PU 及下游壓力PD 之間的差是小，即使未滿足臨界膨脹條件情況也可以算出流量，依據藉由各壓力感測器所測量的上游壓力PU 及下游壓力PD ，就可以從規定的計算式Q=K2 ‧PD m (PU -PD )n (在此K2 是依存於流體的種類及流體溫度的常數，m、n是基於實際的流量被導出的指數)將流量Q算出。
為了進行流量控制，設定流量是被輸入控制電路15，控制電路15，是依據壓力感測器12的輸出(上游壓力PU )等，藉由從上述的Q=K1 ‧PU 或是Q=K2 ‧PD m (PU -PD )n 將流量運算而求得，以使此流量接近被輸入的設定流量的方式將控制閥14反饋控制。藉由運算而求得的流量，是作為流量輸出值顯示於外部的監視器也可以。
再度參照第1圖，在本實施例的流量控制系統1中，進行流量測量或是流量控制器10的校正時，將開閉閥V4開放，將開閉閥V5閉鎖，將成為對象的其中任一的第1閥V1開放。藉此，將第1閥V1及第2閥V2之間的流路(在第1圖中由粗線顯示的部分)作為基準容量(強化容量)使用，藉由強化法而進行流量測量。且，依據由強化法所產生的流量測量結果來校正流量控制器10。又，在本實施例中，設於流量測量裝置2的第3閥V3(壓力感測器上游側的閥)，至少在由強化法所進行的流量測量中，是被維持在開放狀態。
上述的第1閥V1、第2閥V2、第3閥V3，雖最佳是使用開閉閥(遮斷閥)，但是使用可調整開度的閥也可以。第1閥V1、第2閥V2、第3閥V3、開閉閥V4、開閉閥V5，是例如，可以使用AOV(氣動閥、Air Operated Valve)等的流體動作閥、和電磁閥或是電動閥等的電力動作閥。第1閥V1，是被內藏在流量控制器10的開閉閥也可以。
流量控制器10，是在組入流量控制系統1之後，流量控制特性若變化，且，藉由長年的使用而節流部的形狀若變化，上游壓力及流量的關係性就會具有變化的情況。對於此，在本實施例的流量控制系統1中，即使使用流量測量裝置2藉由強化法組入流量控制系統1之後，因為仍可以由任意的時間點將流量精度佳測量，所以可以保證流量控制器10的精度。
詳細說明由本實施例的流量控制系統1所進行的流量測量方法。如上述，流量控制系統1，是包含：設於流量控制器10的下游側的第1閥V1；及流量測量裝置2，具有：設於此第1閥V1的下游側的壓力感測器P、溫度感測器T、及設於壓力感測器P及溫度感測器T的下游側的第2閥V2；及將第1閥V1及第2閥V2的開閉控制的控制部3。且，第1步驟，是將第1閥V1及第2閥V2開放將氣體流動，在氣體流動的狀態下將第1閥V1及第2閥V2由時刻t1的時間點同時閉鎖，其後將壓力及溫度測量(壓力值P1、溫度值T1)。接著，第2步驟，是由時刻t2的時間點將第1閥V1及第2閥V2開放將氣體流動，從氣體流動的狀態至時刻t3的時間點將第2閥V2閉鎖，其後，在規定時間Δt經過後的時刻t4的時間點將第1閥V1閉鎖，將其後的壓力及溫度測量(壓力值P2、溫度值T2)。且，第3步驟，是依據：在第1步驟測量的壓力值P1、溫度值T1、在第2步驟測量的壓力值P2、溫度值T2以及對應在第2步驟測量的壓力值P2被決定的強化容積V，來運算流量。即，在控制部3的運算部33中，運算部33是依據：在第3圖(b)所示的時序圖的密封1及密封2的狀態下被測量的壓力值P1、P2、溫度值T1、T2、及對應被記憶於記憶部32壓力值P2的從第1閥V1至第2閥V2為止的容積V的值，來運算流量Q。運算出的流量Q是顯示於顯示裝置34。流量Q，是例如，藉由Q=22.4×V×(P2/T2-P1/T1)/(760×R‧Δt)而求得，在此，V是對應壓力值P2被決定的強化容量，R是氣體常數，Δt是在第2步驟中將第2閥V2關閉之後至將第1閥V1關閉為止的規定時間(強化時間)。又，上述式，是對應壓力值P1、P2由單位Torr被給與時的式。
被記憶於記憶部32的從第1閥V1至第2閥V2為止的容積的值，雖是依據氣體供給管路L1而不同，但是例如，如第4圖所示對於容積內的壓力具有強力的線形關係。在記憶部32中此關係式(典型(一般)是近似的一次函數的式)是被記憶，對應測量壓力值P2唯一地決定容積的值。且，依據本發明人等的實驗可明白，此值也會依據溫度而有一些的變化。與壓力變化相比影響雖小，但是在精度更高的流量計算是必要的情況時，也可使用不只壓力值P2且將了溫度值T2考慮進去的容積值V。此情況，除了利用測量的溫度值T2及最接近的溫度的圖表以外，例如，對於基準溫度(例如30℃)中的容積值V(從壓力值P2求得的值)，使用依據預先被記憶在記憶部32的基準溫度及測量溫度之間的差的修正係數來修正容積值V也可以。且，在上述中雖說明了將壓力值P2及容積值V的關係式記憶的態樣，但是不限定於此，將揭示了與複數壓力值P2對應的容積值V的關係的目錄表預先記憶在記憶部32，使用此目錄表決定容積值V也可以。
容積值V會對應強化壓力(壓力值P2)而不同的理由，是因為如上述，藉由對應強化壓力的大小的加壓力而使壓力感測器內的隔膜變形，或在應變計方式的壓力感測器中發生內部彎曲，與流路連接的壓力感測器的內部的空間容積就會變動。此情況，上述的強化壓力及容積值V的關係式，就會依據壓力感測器的構成、尺寸、設置數量等而不同。因此，在實際的態樣中，依據在流量控制系統所具備壓力感測器的態樣選擇適切的關係式等，適切地求得該系統中的容積值V較佳。又，使用於本實施例壓力感測器，是例如，可舉例具有形成有壓力檢出面的隔膜且將矽單結晶感測器晶片內藏的型式者等。
使用本發明的流量測量裝置2流量測量，是 除了機器安裝時進行以外，藉由定期檢查、對應使用時間的檢查，其他，在將使用流體變更時等的各種的時間點進行，就可以維持流量控制器10的精度。
且在上述中雖說明了，在將第1閥V1及第2閥V2同時關閉之後將壓力值P1及溫度值T1測量的過程(第1步驟)之後，將強化後的氣體的壓力值P2及溫度值T2測量的過程(第2步驟)的態樣，但是不限於此。進行第1步驟及第2步驟的順序是相反也可以。但是，在第1步驟及第2步驟中，對應開始時的設定流量壓力，是相同最佳。無論順序進行了第1步驟及第2步驟之後的話，可以進行使用：壓力值P1、P2、及溫度值T1、T2、及進一步依據壓力值P2被決定的容積值V，算出流量的過程(第3步驟)。
<實施例2>
本實施例2，是本發明的流量控制系統，機器的構成是與實施例1同樣而省略詳細的說明。在本實施例2中，在如第1圖所示的流量控制系統1中進行流量測量時，也是將開閉閥V4開放，將開閉閥V5閉鎖。
在實施例2的流量控制系統中，實施第3圖(b)所示的時序圖的密封1~密封4為止的密封過程，測量在密封3及密封4的狀態下被測量的壓力值P3、P4、溫度值T3、T4。具體而言，將：測量第2壓力值P2及第2溫度值T2之後，在將第1閥V1閉鎖的狀態下將第2閥V2比前述規定時間更短時間地開放，並且與第2閥V2的開放同時或是 在開放之前將第3閥V3閉鎖地測量的第3壓力值P3及第3溫度值T3；其後，將開放第3閥V3所測量的第4壓力值P4及第4溫度值T4考慮進去，來運算流量。藉由測量此密封3及密封4的壓力及溫度並運算，就可以進行由分壓法所產生的莫耳數修正，可以抑制從第1閥V1至第3閥V3為止的配管溫度等的影響。又，第3閥V3，如第1圖及第3圖(a)所示，是位在第1閥V1及第2閥V2之間的流路之間的閥，典型(一般)是被內藏在流量測量裝置2且設於壓力感測器P及溫度感測器T的上游側的閥。第2閥V2及第3閥V3的雙方是被內藏在流量測量裝置2的情況，可獲得容易將第2閥V2及第3閥V3之間的流路容積正確地求得的優點。
在本實施例的流量控制系統1中，也依據從流量控制器10送出的流量的不同，而使成為強化壓力的密封2的狀態中的壓力值P2變更。此情況時，容積值V及壓力值P2的關係，也藉由將由例如第4圖所示的線形關係變動的值(關係式)預先記錄在記憶部32，就可以獲得對應壓力值P2的適切的容積值V。因此，即使強化壓力的壓力值P2變動，也不會影響運算結果。
對於為了抑制配管溫度等的影響而進行的由進行密封3、密封4所產生的計算式，將第1閥V1及第3閥V3連結的配管內的容積設成Va，將第2閥V2及第3閥V3連結的配管內的容積設成Vb(第3圖(a)參照)，如以下說明。
密封2之後，藉由只有將第2閥V2短時間開閉並且將第3閥V3閉鎖而使第2閥V2及第3閥V3之間的壓力是 從P2下降至P3。但是，在密封3中壓力值P2是成為壓力值P3的部分是只有將第2閥V2及第3閥V3連結的配管內，將第1閥V1及第3閥V3連結的配管內的壓力是被維持在壓力值P2的狀態。且，藉由密封4，而將第3閥V3開放，就可使將第1閥V1及第2閥V2連結的配管內的壓力均一地成為壓力值P4。又，在密封3及密封4中，因為第1閥V1及第2閥V2皆是被維持在閉鎖狀態，所以第1閥V1及第2閥V2之間的氣體的物質量是被一定地維持。
將此關係由波義耳查爾斯定律表示的話，成為(P2‧Va)/Ta+(P3‧Vb)/T3=(P4‧Va)/Ta+(P4‧Vb)/T4。Ta是將第1閥V1及第3閥V3連結的配管內的溫度的值。且，T3≒T4，在次式由Tb≒T3≒T4計算。
強化一般式及上式之後，將測量困難的Va及Ta消去的話，成為Q=22.4×((P2-P1)/(760×R×△t))×(Vb/Tb×(P2-P3)/(P2-P4)+Vst/Tst)。Vst及Tst，是從流量控制器10至第1閥V1的閥體為止的容積及溫度，因為Tst未具備電路上溫度計而代用Tb。使用此計算式計算時在習知中Vb及Vst也利用一定的值，但是在本實施例2的流量控制系統1及流量測量方法中，藉由利用對應成為強化壓力的P2的Vb的值來正確地計算流量。與實施例1相比，在本實施例中在計算式關係的容積的值是只有Vb、即第2閥V2及第3閥V3之間的容積，此容積，是流量測量裝置2的內部配管內的容積，在本實施例中為少量。對於此，由本實施例所使用的2個壓力感測器Pa、Pb的隔膜變形所產生的容積變化的比率，是如第4圖所示成為最大0.8%，是造成大的影響，計算上發生的誤差影響的修正率是成為比實施例1更大。 [產業上的可利用性]
如以上說明，本發明的流量控制系統及流量測量方法，因為是測量的流體的流量變更時即使強化壓力變更也可以正確地計算流量，所以除了壓力式流量控制裝置以外，可以最佳使用在熱式質量流量控制裝置的流量校正的用途。
1:流量控制系統 10:流量控制器 11:節流部 12:壓力感測器 13:溫度感測器 14:控制閥 15:控制電路 2:流量測量裝置 3:控制部 31:記錄部 32:記憶部 33:運算部 34:顯示部 4:氣體供給源 5:腔室 6:真空泵 P:壓力感測器 T:溫度感測器 V1:第1閥 V2:第2閥 P1:第1壓力值 T1:第1溫度值 P2:第2壓力值 T2:第2溫度值 Δt:規定時間 V:容積值
[第1圖] 顯示本發明的實施例的流量控制系統的概略構成的示意圖。 [第2圖] 顯示在同流量控制系統所使用的流量控制器的一實施例的概略圖。 [第3圖] 顯示本發明的實施例的流量控制系統及流量測量方法的概要，(a)是將第1圖的示意圖簡略化成1系統的概略圖，(b)，是有關於測量方法的時間圖。 [第4圖] 顯示強化壓力及強化容積的關係的圖表，比率地顯示將強化壓力100Torr時的容積作為100%時的各強化壓力的容積。
1:流量控制系統
2:流量測量裝置
3:控制部
4:氣體供給源
5:腔室
6:真空泵
10:流量控制器
31:記錄部
32:記憶部
33:運算部
34:顯示部
L1:氣體供給管路
L2:共通氣體供給管路
Pa:壓力感測器
Pb:壓力感測器
T:溫度感測器
V1:第1閥
V2:第2閥
V3:第3閥
V4:開閉閥
V5:開閉閥

Claims (4)

  1. 一種流量控制系統，具備：設於流量控制器的下游側的第1閥；及流量測量裝置，具有設於前述第1閥的下游側的壓力感測器、溫度感測器、及設於兩感測器的下游側的第2閥；及將第1閥及第2閥的開閉動作控制的控制部；前述控制部，是具備：將前述壓力感測器及溫度感測器的測量值記錄的記錄部；及將對應前述壓力感測器的測量值的第1閥至第2閥為止的容積值記憶的記憶部；及運算部，依據：將第1閥及第2閥開放將氣體流動，在氣體流動的狀態下將第1閥及第2閥同時閉鎖，在其後測量的第1壓力值P1及第1溫度值T1、以及、將第1閥及第2閥開放將氣體流動，在氣體流動的狀態下將第2閥閉鎖，其後，規定時間△t經過之後，將第1閥閉鎖之後測量的第2壓力值P2及第2溫度值T2、以及、對應從前述記憶部得到的前述第2壓力值的第1閥至第2閥為止的容積值V，依據Q=22.4×V×(P2/T2-P1/T1)/(760×R‧△t)(R是氣體常數)，來運算流量Q。
  2. 如申請專利範圍第1項的流量控制系統，其中，進一步具備被配置於前述第1閥及前述第2閥之間的第 3閥，前述運算部，是將：測量前述第2壓力值P2及第2溫度值T2後，在將第1閥閉鎖的狀態下將第2閥開放比前述規定時間更短的時間，並且與第2閥的開放同時或是在開放之前將前述第3閥閉鎖，在將前述第2閥及前述第3閥閉鎖的狀態下測量的第3壓力值P3及第3溫度值T3；及將前述第3壓力值P3及第3溫度值T3測量之後，在將前述第1閥及前述第2閥閉鎖的狀態將第3閥開放地測量的第4壓力值P4及第4溫度值T4；考慮進去，依據Q=22.4×((P2-P1)/(760×R×△t))×(Vb/Tb×(P2-P3)/(P2-P4)+Vst/Tst)，(Vb是前述第2閥V2及前述第3閥之間的容積值，且是與從前述記憶部所得到的前述第2壓力值P2相對應的容積值；Tb及Tst，是與前述第3溫度值T3或第4溫度值T4同等的溫度，Vst，是從前述流量控制器至前述第1閥為止的容積)來運算流量Q。
  3. 一種流量測量方法，是在流量控制系統中進行的流量測量方法，前述流量控制系統，具備：設於流量控制器的下游側的第1閥；及流量測量裝置，具有：設於前述第1閥的下游側的壓力感測器、溫度感測器、及設於兩感測器的下游側的第2閥；及將第1閥及第2閥的開閉動作控制的控制部； 前述流量測量方法，包含：將第1閥及第2閥開放將氣體流動，在氣體流動的狀態下將第1及第2閥同時閉鎖，其後將壓力P1及溫度T1測量的第1步驟；及將第1閥及第2閥開放將氣體流動，在氣體流動的狀態下將第2閥閉鎖，其後，在規定時間△t經過之後測量將第1閥閉鎖之後的壓力P2及溫度T2的第2步驟；及依據：在第1步驟測量的壓力P1及溫度T1、以及、在第2步驟測量的壓力P2及溫度T2、以及、對應在第2步驟測量的壓力而變動的強化容積V，依據Q=22.4×V×(P2/T2-P1/T1)/(760×R‧△t)(R是氣體常數)，來運算流量Q的第3步驟。
  4. 如申請專利範圍第3項的流量測量方法，其中，前述流量控制系統，是具備：在流量控制器及第1閥的下游側，且，被配置於壓力感測器及溫度感測器的上游側的第3閥，前述第3閥，是在進行前述第1步驟及前述第2步驟的期間被打開，將：前述第2步驟的壓力測量及溫度測量之後，將前述第3閥閉鎖，並且將第2閥由短時間開閉之後測量的壓力P3及溫度T3；及其後進一步在第2閥閉鎖的狀態下將第3閥開放之後所測量的壓力P4及溫度T4；使用在第3步驟的流量運算，依據Q=22.4×((P2-P1)/(760×R×△t))×(Vb/Tb×(P2-P3)/(P2-P4)+Vst/Tst)， (Vb是前述第2閥V2及前述第3閥之間的容積值，且是與前述第2壓力值P2相對應的容積值；Tb及Tst，是與前述溫度T3或溫度T4同等的溫度，Vst，是從前述流量控制器至前述第1閥為止的容積)來運算流量Q。
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