氣體流量檢定系統(tǒng)及氣體流量檢定單元技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種氣體流量檢定系統(tǒng)及氣體流量檢定單元，該氣體流量檢定系統(tǒng)具有：多條工藝氣體管線，其將來自工藝氣體供給源的氣體經(jīng)由第一管線截止閥、第二管線截止閥和流量控制儀器向工藝腔室供給；及共用氣體管線，其為了將來自共用氣體供給源的氣體經(jīng)由第二管線截止閥和流量控制儀器排出，而與工藝氣體管線分支連接，在共用氣體管線上具備共用截止閥、測定用罐、第一壓力傳感器和壓力調(diào)整閥，關(guān)閉第一管線截止閥及共用截止閥時，利用第一壓力傳感器測定測定用罐內(nèi)的氣體的壓力降低，從而進行流量控制儀器的流量檢定，其中，壓力調(diào)整閥對該壓力調(diào)整閥的二次側(cè)壓力進行反饋控制。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
氣體流量檢定系統(tǒng)及氣體流量檢定單元
本專利技術(shù)涉及一種檢定半導(dǎo)體制造裝置中的工藝氣體等的氣體供給系統(tǒng)中使用的流量控制儀器（質(zhì)量流量控制器等）的流量的氣體流量檢定系統(tǒng)及氣體流量檢定單元。
技術(shù)介紹
在半導(dǎo)體制造工藝中的成膜裝置、干式蝕刻裝置等中，使用例如硅烷等特殊氣體、氯氣等腐蝕性氣體、及氫氣、磷化氫（phosphine）等可燃性氣體等。這些氣體流量直接影響產(chǎn)品的優(yōu)良與否，因此，必須嚴(yán)格管理該流量。特別是，伴隨著近年的半導(dǎo)體基板的層疊化、微細化，對提高工藝氣體供給系統(tǒng)的可靠性的要求比以前更高。因此，例如，專利文獻1及專利文獻2中公開了半導(dǎo)體制造工藝中的供給氣體的流量控制技術(shù)。專利文獻1的技術(shù)如下：為了以流模式和非流模式交替工作，成批地將流經(jīng)質(zhì)量流量控制器的氣體流量調(diào)節(jié)成指定流量，在質(zhì)量流量控制器的上游側(cè)設(shè)置串聯(lián)配置有截止閥、標(biāo)準(zhǔn)容器（相當(dāng)于測定用罐）、壓力傳感器、壓力調(diào)整閥的流線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)容器的壓力降低決定實際流量，從而調(diào)節(jié)質(zhì)量流量控制器的設(shè)定值。另外，專利文獻2的技術(shù)如下：為了正確地算出工藝氣體的流量，在質(zhì)量流量控制器的上游側(cè)串聯(lián)配置具備截止閥和儲熱部的已知體積部（相當(dāng)于測定用罐）、壓力傳感器和可變式壓力調(diào)整閥，根據(jù)已知體積部的壓力降低算出實際流量，在與指定流量存在差異的情況下，校對可變式壓力調(diào)整閥。而且，將已知體積部內(nèi)的壓力降低作為時間函數(shù)進行測定時，為了將氣體溫度維持為一定，從儲熱部進行導(dǎo)熱。專利文獻1：日本特表2003-529218號公報專利文獻2：日本特表2008-504613號公報但是，專利文獻1、2所述的技術(shù)存在如下問題。在專利文獻1、2的技術(shù)中，若質(zhì)量流量控制器的一次側(cè)壓力變動大，則質(zhì)量流量控制器的流量和從罐流出的流量一起變動。另外，若質(zhì)量流量控制器的一次側(cè)壓力變動小，則質(zhì)量流量控制器的流量不變動，但是從罐流出的流量變動。因此，為了使質(zhì)量流量控制器的一次側(cè)壓力一定，在質(zhì)量流量控制器的一次側(cè)配置有壓力調(diào)整閥。通過配置壓力調(diào)整閥，具有抑制質(zhì)量流量控制器的流量變動的效果。但是，本專利技術(shù)者發(fā)現(xiàn)：與質(zhì)量流量控制器的一次側(cè)壓力相當(dāng)?shù)膲毫φ{(diào)整閥和質(zhì)量流量控制器間的壓力受壓力調(diào)整閥和質(zhì)量流量控制器間的容積（也稱為“壓力調(diào)整閥二次側(cè)容積”。下同）影響而發(fā)生變動。圖9A～9C是本專利技術(shù)者的試驗結(jié)果的曲線圖。在這里，將壓力調(diào)整閥的一次側(cè)的壓力稱為壓力調(diào)整閥一次側(cè)壓力（PT1）。如圖9A、9B所示，將從壓力調(diào)整閥的一次側(cè)供給的氣體流量設(shè)為50sccm，在壓力調(diào)整閥二次側(cè)容積為20cc時（圖9A）和為150cc時（圖9B），比較壓力調(diào)整閥和質(zhì)量流量控制器間的壓力〔也稱為“壓力調(diào)整閥二次側(cè)壓力（PT2）”。下同〕，與壓力調(diào)整閥二次側(cè)容積為20cc時相比，為150cc時壓力調(diào)整閥二次側(cè)壓力（PT2）變高。因此，存在如下問題：例如，若通過半導(dǎo)體制造裝置的改造等改變壓力調(diào)整閥和質(zhì)量流量控制器間的配管長度，則壓力調(diào)整閥二次側(cè)容積發(fā)生變化，因此，影響質(zhì)量流量控制器的一次側(cè)壓力的壓力變動，其結(jié)果是，氣體流量檢定精度降低。另外，本專利技術(shù)者發(fā)現(xiàn)：即使從氣體供給源供給的氣體流量發(fā)生變動，壓力調(diào)整閥二次側(cè)壓力也變動。如圖9B、9C所示，將壓力調(diào)整閥二次側(cè)容積設(shè)為150cc，在從壓力調(diào)整閥的一次側(cè)供給的氣體流量為50sccm時（圖9B）和為10sccm時（圖9C），比較壓力調(diào)整閥二次側(cè)壓力（PT2），與氣體流量為50sccm時相比，為10sccm時的壓力調(diào)整閥二次側(cè)壓力降低。因此，存在如下問題：例如，即使半導(dǎo)體制造裝置的工作狀況變動而從氣體供給源供給的氣體流量變動，也影響質(zhì)量流量控制器的一次側(cè)壓力的壓力變動，其結(jié)果是，氣體流量檢定精度降低。另外，在專利文獻1、2的技術(shù)中，利用流路串聯(lián)連接上游側(cè)的截止閥、標(biāo)準(zhǔn)容器或已知體積部（均相當(dāng)于“測定用罐”）、壓力傳感器、壓力調(diào)整閥。關(guān)閉上游側(cè)的截止閥后，在測定用罐中儲存的工藝氣體向流路流出時，截止閥剛剛關(guān)閉后，受隔熱膨脹的影響，在流路的中途壓力傳感器測定的氣體壓力的壓力降低率在壓力開始降低之初不為一定（參照圖4的現(xiàn)有例）。因此，存在如下問題：在壓力降低率為大致一定之前不能進行氣體流量檢定，產(chǎn)生等待時間。關(guān)于這一點，在專利文獻2的技術(shù)中，做了如下工作：在已知體積部（相當(dāng)于“測定用罐”）的內(nèi)外周具備儲熱部，通過從儲熱部進行導(dǎo)熱，來避免隔熱膨脹的影響。但是，若在已知體積部的內(nèi)外周具備儲熱部，則整個裝置變大儲熱部的量，裝置成本也增加，因此不優(yōu)選。另外，若在已知體積部的內(nèi)周設(shè)置儲熱部，則在儲熱部內(nèi)殘留工藝氣體，更換為新工藝氣體時，存在與儲熱部中殘留的舊氣體混合的不良情況。另外，使用腐蝕性高的氣體的情況下，存在儲熱部自身的腐蝕問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)是為了解決上述問題而做出的，其目的在于，提供一種能夠減少壓力調(diào)整閥的二次側(cè)壓力的變動并高精度地檢定從流量控制儀器排出的氣體流量的氣體流量檢定系統(tǒng)及氣體流量檢定單元。另外，其它目的在于，提供一種將測定用罐內(nèi)的壓力降低率維持為一定的有效率的氣體流量檢定系統(tǒng)及氣體流量檢定單元。（1）為了解決上述課題，根據(jù)本專利技術(shù)的一形態(tài)，氣體流量檢定系統(tǒng)具有：多條工藝氣體管線，其將來自工藝氣體供給源的氣體經(jīng)由第一管線截止閥、第二管線截止閥和流量控制儀器向工藝腔室供給；及共用氣體管線，其與所述工藝氣體管線分支連接，以將來自共用氣體供給源的氣體經(jīng)由所述第二管線截止閥和所述流量控制儀器排出，所述共用氣體管線具備共用截止閥、測定用罐、第一壓力傳感器和壓力調(diào)整閥，關(guān)閉所述第一管線截止閥及所述共用截止閥時，利用所述第一壓力傳感器測定所述測定用罐內(nèi)的氣體的壓力降低，從而進行所述流量控制儀器的流量檢定，其特征在于，所述壓力調(diào)整閥對該壓力調(diào)整閥的二次側(cè)壓力進行反饋控制。（2）另外，根據(jù)本專利技術(shù)的其它形態(tài)，氣體流量檢定系統(tǒng)具有：多條工藝氣體管線，其將來自工藝氣體供給源的氣體經(jīng)由第一管線截止閥、第二管線截止閥和流量控制儀器向工藝腔室供給；及共用氣體管線，其與所述工藝氣體管線分支連接，以將來自共用氣體供給源的氣體經(jīng)由所述第二管線截止閥和所述流量控制儀器排出，在所述各工藝氣體管線的第一管線截止閥和第二管線截止閥之間，具備測定用罐、第一壓力傳感器和壓力調(diào)整閥，且在所述共用氣體管線上具備共用截止閥，關(guān)閉所述第一管線截止閥及所述共用截止閥時，利用所述第一壓力傳感器測定所述測定用罐內(nèi)的氣體的壓力降低，從而進行所述流量控制儀器的流量檢定，其特征在于，所述壓力調(diào)整閥對該壓力調(diào)整閥的二次側(cè)壓力進行反饋控制。（3）如（1）或（2）所述的氣體流量檢定系統(tǒng)，優(yōu)選的是，在所述壓力調(diào)整閥內(nèi)或其下游側(cè)具備計測所述壓力調(diào)整閥的二次側(cè)壓力的第二壓力傳感器，所述壓力調(diào)整閥具有控制部，該控制部基于來自所述第一壓力傳感器的第一壓力信號和來自所述第二壓力傳感器的第二壓力信號的壓力信號差進行壓力控制。（4）如（1）至（3）中任一項所述的氣體流量檢定系統(tǒng)，優(yōu)選的是，所述測定用罐設(shè)置于將所述第一壓力傳感器和所述壓力調(diào)整閥載置于上端的歧管內(nèi)，連接所述第一壓力傳感器和所述壓力調(diào)整閥的各流路分別與所述測定用罐的內(nèi)壁連通。（5）如（4）所述的氣體流量檢定系統(tǒng)，優(yōu)選的是，在所述歧管的下端設(shè)置密封所述測定用罐下端的蓋部件。（6）為了解決上述課題，根據(jù)本專利技術(shù)的其它形態(tài)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種氣體流量檢定系統(tǒng)，其特征在于，具有：多條工藝氣體管線，其將來自工藝氣體供給源的氣體經(jīng)由第一管線截止閥、第二管線截止閥和流量控制儀器向工藝腔室供給；及共用氣體管線，其與所述工藝氣體管線分支連接以將來自共用氣體供給源的氣體經(jīng)由所述第二管線截止閥和所述流量控制儀器排出，所述共用氣體管線具備共用截止閥、測定用罐、第一壓力傳感器和壓力調(diào)整閥，關(guān)閉所述第一管線截止閥及所述共用截止閥時，利用所述第一壓力傳感器測定所述測定用罐內(nèi)的氣體的壓力降低，從而進行所述流量控制儀器的流量檢定，所述壓力調(diào)整閥對該壓力調(diào)整閥的二次側(cè)壓力進行反饋控制。

【技術(shù)特征摘要】
2011.08.10 JP 2011-1748671.一種氣體流量檢定系統(tǒng)，其特征在于，具有：多條工藝氣體管線，其將來自工藝氣體供給源的氣體經(jīng)由第一管線截止閥、第二管線截止閥和流量控制儀器向工藝腔室供給；及共用氣體管線，其與所述工藝氣體管線分支連接以將來自共用氣體供給源的氣體經(jīng)由所述第二管線截止閥和所述流量控制儀器排出，所述共用氣體管線具備共用截止閥、測定用罐、第一壓力傳感器和壓力調(diào)整閥，關(guān)閉所述第一管線截止閥及所述共用截止閥時，利用所述第一壓力傳感器測定所述測定用罐內(nèi)的氣體的壓力降低，從而進行所述流量控制儀器的流量檢定，所述壓力調(diào)整閥對該壓力調(diào)整閥的二次側(cè)壓力進行反饋控制，所述測定用罐設(shè)置于將所述第一壓力傳感器和所述壓力調(diào)整閥載置于上端的歧管內(nèi)，在所述歧管內(nèi)形成為，將所述第一壓力傳感器和所述壓力調(diào)整閥分別與罐連接的各流路分別與所述測定用罐的內(nèi)壁連通。2.一種氣體流量檢定系統(tǒng)，其特征在于，具有：多條工藝氣體管線，其將來自工藝氣體供給源的氣體經(jīng)由第一管線截止閥、第二管線截止閥和流量控制儀器向工藝腔室供給；及共用氣體管線，其與所述工藝氣體管線分支連接以將來自共用氣體供給源的氣體經(jīng)由所述第二管線截止閥和所述流量控制儀器排出，在所述各工藝氣體管線的第一管線截止閥和第二管線截止閥之間，具備測定用罐、第一壓力傳感器和壓力調(diào)整閥，且在所述共用氣體管線上具備共用截止閥，關(guān)閉所述第一管線截止閥及所述共用截止閥時，利用所述第一壓力傳感器測定所述測定用罐內(nèi)的氣體的壓力降低，從而進行所述流量控制儀器的流量檢定，所述壓力調(diào)整閥對該壓力調(diào)整閥的二次側(cè)壓力進行反饋控制，所述測定用罐設(shè)置于將所述第一壓力傳感器和所述壓力調(diào)整閥載置于上端的歧管內(nèi)，在所述歧管內(nèi)形成為，將所述第一壓力傳感器和所述壓力調(diào)整閥分別與罐連接的各流路分別與所述測定用罐的內(nèi)壁連通。3.一種氣體流量檢定系統(tǒng)，其特征在于，具有：多條工藝氣體管線，其將來自工藝氣體供給源的氣體經(jīng)由第一管線截止閥、第二管線截止閥和流量控制儀器向工藝腔室供給；及共用氣體管線，其與所述工藝氣體管線分支連接以將來自共用氣體供給源的氣體經(jīng)由所述第二管線截止閥和所述流量控制儀器排出，所述共用氣體管線具備共用截止閥、測定用罐、第一壓力傳感器和壓力調(diào)整閥，關(guān)閉所述第一管線截止閥及所述共用截止閥時，利用所述第一壓力傳感器測定所述測定用罐內(nèi)的氣體的壓力降低，從而進行所述流量控制儀器的流量檢定，所述壓力調(diào)整閥對該壓力調(diào)整閥的二次側(cè)壓力進行反饋控制，在所述壓力調(diào)整閥內(nèi)或其下游側(cè)具備計測所述壓力調(diào)整閥的二次側(cè)壓力的第二壓力傳感器，所述壓力調(diào)整閥具有控制部，該控制部基于來自所述第一壓力傳感器的第一壓力信號和來自所述第二壓力傳感器的第二壓力信號的壓力信號差進行壓力控制，所述測定用罐設(shè)置于將所述第一壓力傳感器和所述壓力調(diào)整閥載置于上端的歧管內(nèi)，在所述歧管內(nèi)形成為，將所述第一壓力傳感器和所述壓力調(diào)整閥分別與罐連接的各流路分別與所述測定用罐的內(nèi)壁連通。4.一種氣體流量檢定系統(tǒng)，其特征在于，具有：多條工藝氣體管線，其將來自工藝氣體供給源的氣體經(jīng)由第一管線截止閥、第二管線截止閥和流量控制儀器向工藝腔室供給；及共用氣體管線，其與所述工藝氣體管線分支連接以將來自共用氣體供給源的氣體經(jīng)由所述第二管線截止閥和所述流量控制儀器排出，在所述各工藝氣體管線的第一管線截止閥和第二管線截止閥之間，具備測定用罐、第一壓力傳感器和壓力調(diào)整閥，且在所述共用氣體管線上具備共用截止閥，關(guān)閉所述第一管線截止閥及所述共用截止閥時，利用所述第一壓力傳感器測定所述測定用罐內(nèi)的氣體的壓力降低，從而進行所述流量控制儀器的流量檢定，所述壓力調(diào)整閥對該壓力調(diào)整閥的二次側(cè)壓力進行反饋控制，在所述壓力調(diào)整閥內(nèi)或其下游側(cè)具備計測所述壓力調(diào)整閥的二次側(cè)壓力的第二壓力傳感器，所述壓力調(diào)整閥具有控制部，該控制部基于來自所述第一壓力傳感器的第一壓力信號和來自所述第二壓力傳感器的第二壓力信號的壓力信號差進行壓力控制，所述測定用罐設(shè)置于將所述第一壓力傳感器和所述壓力調(diào)整閥載置于上端的歧管內(nèi)，在所述歧管內(nèi)形成為，將所述第一壓力傳感器和所述壓力調(diào)整閥分別與罐連接的各流路分別與所述測定用罐的內(nèi)壁連通。5.一種氣體流量檢定系統(tǒng)，其特征在于，具有：多條工藝氣體管線，其將來自工藝氣體供給源的氣體經(jīng)由第一管線截止閥、第二管線截止閥和流量控制儀器向工藝腔室供給；及共用氣體管線，其與所述工藝氣體管線分支連接以將來自共用氣體供給源的氣體經(jīng)由所述第二管線截止閥和所述流量控制儀器排出，所述共用氣體管線具備共用截止閥、測定用罐、第一壓力傳感器和壓力調(diào)整閥，關(guān)閉所述第一管線截止閥及所述共用截止閥時，利用所述第一壓力傳感器測定所述測定用罐內(nèi)的氣體的壓力降低，從而進行所述流量控制儀器的流量檢定，所述壓力調(diào)整閥對該壓力調(diào)整閥的二次側(cè)壓力進行反饋控制，在所述壓力調(diào)整閥內(nèi)或其下游側(cè)具備計測所述壓力調(diào)整閥的二次側(cè)壓力的第二壓力傳感器，所述壓力調(diào)整閥具有控制部，該控制部基于來自所述第一壓力傳感器的第一壓力信號和來自所述第二壓力傳感器的第二壓力信號的壓力信號差進行壓力控制，所述測定用罐設(shè)置于將所述第一壓力傳感器和所述壓力調(diào)整閥載置于上端的歧管內(nèi)，在所述歧管內(nèi)形成為，將所述第一壓力傳感器和所述壓力調(diào)整閥分別與罐連接的各流路分別與所述測定用罐的內(nèi)壁連通，在所述歧管的下端設(shè)置密封所述測定用罐下端的蓋部件。6.一種氣體流量檢定系統(tǒng)，其特征在于，具有：多條工藝氣體管線，其將來自工藝氣體供給源的氣體經(jīng)由第一管線截止閥、第二管線截止閥和流量控制儀器向工藝腔室供給；及共用氣體管線，其與所述工藝氣體管線分支連接以將來自共用氣體供給源的氣體經(jīng)由所述第二管線截止閥和所述流量控制儀器排出，在所述各工藝氣體管線的第一管線截止閥和第二管線截止閥之間，具備測定用罐、第一壓力傳感器和壓力調(diào)整閥，且在所述共用氣體管線上具備共用截止閥，關(guān)閉所述第一管線截止閥及所述共用截止閥時，利用所述第一壓力傳感器測定所述測定用罐內(nèi)的氣體的壓力降低，從而進行所述流量控制儀器的流量檢定，所述壓力調(diào)整閥對該壓力調(diào)整閥的二次側(cè)壓力進行反饋控制，在所述壓力調(diào)整閥內(nèi)或其下游側(cè)具備計測所述壓力調(diào)整閥的二次側(cè)壓力的第二壓力傳感器，所述壓力調(diào)整閥具有控制部，該控制部基于來自所述第一壓力傳感器的第一壓力信號和來自所述第二壓力傳感器的第二壓力信號的壓力信號差進行壓力控制，所述測定用罐設(shè)置于將所述第一壓力傳感器和所述壓力調(diào)整閥載置于上端的歧管內(nèi)，在所述歧管內(nèi)形成為，將所述第一壓力傳感器和所述壓力調(diào)整閥分別與罐連接的各流路分別與所述測定用罐的內(nèi)壁連通，在所述歧管的下端設(shè)置密封所述測定用罐下端的蓋部件...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：中田明子，
申請(專利權(quán))人：喜開理株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：