專利名稱：質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體制造裝置和發(fā)動(dòng)機(jī)排氣測(cè)定裝置等中控制氣體流量的質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年，在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣測(cè)定系統(tǒng)等的氣體分析儀中，公開有專利文獻(xiàn)1所示的通過組合氣體分配器，將以往在多個(gè)量程(> > ^ )進(jìn)行的測(cè)定在一個(gè)量程中進(jìn)行的裝置。通過使用這種氣體分配器，不僅無須量程相關(guān)和測(cè)定量程的自動(dòng)切換等操作，而且還具有可以大幅降低校準(zhǔn)氣體的使用數(shù)量的優(yōu)點(diǎn)。所述氣體分配器用于按照規(guī)定比例對(duì)已知濃度的試樣氣體和例如氮?dú)?N2)及空氣等稀釋氣體進(jìn)行混合，并取出規(guī)定濃度的氣體，所述氣體分配器的結(jié)構(gòu)包括設(shè)置有質(zhì)量流量控制器的試樣氣體管路以及設(shè)置有質(zhì)量流量控制器的稀釋氣體管路。而且，使用氮?dú)?N2)等基準(zhǔn)氣體對(duì)所述的質(zhì)量流量控制器(MFC)進(jìn)行校準(zhǔn)后，將所述的質(zhì)量流量控制器(MFC)組裝在氣體分配器上使用。特別是用于試樣氣體(成分氣體)管路的MFC，用于控制試樣氣體的流量，使用基準(zhǔn)氣體與試樣氣體之間的轉(zhuǎn)換因子(CF 值，氣體種類修正系數(shù))，將試樣氣體的目標(biāo)流量換算為基準(zhǔn)氣體流量，來設(shè)定MFC的流量設(shè)定值。此外，在以往的MFC中，每一種氣體只具有一個(gè)CF值，對(duì)于全部的流量設(shè)定值使用這一個(gè)CF值換算成基準(zhǔn)氣體流量。但是，試樣氣體的CF值因?yàn)樵嚇託怏w的每一個(gè)濃度和每一個(gè)流量值都不相同，在僅使用同一個(gè)CF值換算成基準(zhǔn)氣體流量的MFC中，存在會(huì)因所述的濃度和流量值而產(chǎn)生誤差的問題。另外，雖然可以考慮按照每種氣體校準(zhǔn)質(zhì)量流量控制器后進(jìn)行使用，但是由于氣體種類繁多，對(duì)全部的MFC進(jìn)行所述校準(zhǔn)的作業(yè)十分繁雜，此外，從成本方面考慮，在校準(zhǔn)中使用試樣氣體也不能說是有效果的技術(shù)方案。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本專利公開公報(bào)特開平11-83732號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的主要目的在于一舉解決所述問題，著眼于因基準(zhǔn)氣體的流量值不同試樣氣體的CF值不同，通過針對(duì)每個(gè)基準(zhǔn)氣體的流量值選擇最佳CF值，可以高精度地控制質(zhì)量流量控制器輸出的流量。解決技術(shù)問題的技術(shù)方案S卩，本發(fā)明提供一種質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)，包括流量控制設(shè)備，使用基準(zhǔn)氣體得到了校準(zhǔn)；以及控制設(shè)備，向所述流量控制設(shè)備輸出流量設(shè)定值，其特征在于，所述質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)還包括關(guān)系數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)關(guān)系數(shù)據(jù)，該關(guān)系數(shù)據(jù)表示基準(zhǔn)氣體的流量值與試樣氣體的CF值的對(duì)應(yīng)關(guān)系；基準(zhǔn)氣體流量換算部，使用規(guī)定的CF值將通過所述流量控制部應(yīng)該流過的試樣氣體的目標(biāo)流量換算為基準(zhǔn)氣體流量；試樣氣體流量計(jì)算部，根據(jù)通過所述基準(zhǔn)氣體流量換算部得到的所述基準(zhǔn)氣體流量和與該基準(zhǔn)氣體流量對(duì)應(yīng)的CF值計(jì)算出試樣氣體流量；以及CF值更新部，當(dāng)通過所述試樣氣體流量計(jì)算部得到的試樣氣體流量和所述目標(biāo)流量的差異超過規(guī)定范圍時(shí)，更新在所述基準(zhǔn)氣體流量換算部或所述試樣氣體流量計(jì)算部中使用的CF值。在此，基準(zhǔn)氣體的流量值可以是基準(zhǔn)氣體的流量(例如單位為ccm)，也可以是例如將滿量程作為100%時(shí)該基準(zhǔn)氣體流量的比例(％ )。按照所述的質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)，由于在關(guān)系數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)有與基準(zhǔn)氣體的流量值對(duì)應(yīng)的試樣氣體的CF值，并基于基準(zhǔn)氣體的流量值選擇CF值，所以能高精度地控制質(zhì)量流量控制器輸出的試樣氣體流量。此外，此時(shí)用于輸出目標(biāo)流量的流量設(shè)定值按照每個(gè)質(zhì)量流量控制器都各不相同，應(yīng)該輸出目標(biāo)流量的設(shè)定流量值不統(tǒng)一，因此存在不能選擇將流量設(shè)定值作為變量的CF值的問題。但是，按照本發(fā)明，通過對(duì)目標(biāo)流量和實(shí)際要輸出的流量(試樣氣體流量)進(jìn)行比較，以使通過所述比較得到的差異在規(guī)定范圍內(nèi)的方式更新CF值，可以解決所述的問題，通過針對(duì)每個(gè)基準(zhǔn)氣體的流量值選擇最佳CF值，可以高精度地進(jìn)行流量控制。作為所述CF值更新部的具體實(shí)施方式
，可以考慮所述CF值更新部使用與通過所述試樣氣體流量計(jì)算部得到的試樣氣體流量和所述目標(biāo)流量的差異相關(guān)的值，更新所述基準(zhǔn)氣體流量，并根據(jù)與更新后的基準(zhǔn)氣體流量對(duì)應(yīng)的CF值，更新在所述基準(zhǔn)氣體流量換算部中使用的CF值。由此，通過將通過試樣氣體流量計(jì)算部得到的試樣氣體流量和目標(biāo)流量的差反饋到基準(zhǔn)氣體流量，可以反映所述差地更新CF值，因此容易選擇最佳CF值。此外，可以考慮所述CF值更新部將從所述目標(biāo)流量減去通過所述試樣氣體流量計(jì)算部得到的試樣氣體流量和所述目標(biāo)流量的差而得到的流量作為新的目標(biāo)流量，向所述基準(zhǔn)氣體流量換算部輸出該目標(biāo)流量，并且更新在所述基準(zhǔn)氣體流量換算部中使用的CF 值。此外，本發(fā)明提供一種質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)的控制程序，其特征在于，所述質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)包括流量控制設(shè)備，使用基準(zhǔn)氣體得到了校準(zhǔn)；以及控制設(shè)備，向所述流量控制設(shè)備輸出流量設(shè)定值，所述質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)的控制程序使所述控制設(shè)備發(fā)揮作為下述功能部的功能關(guān)系數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)關(guān)系數(shù)據(jù)，該關(guān)系數(shù)據(jù)表示基準(zhǔn)氣體的流量值與試樣氣體的CF值的對(duì)應(yīng)關(guān)系；基準(zhǔn)氣體流量換算部，使用規(guī)定的CF值將通過所述流量控制部應(yīng)該流過的試樣氣體的目標(biāo)流量換算為基準(zhǔn)氣體流量；試樣氣體流量計(jì)算部，根據(jù)通過所述基準(zhǔn)氣體流量換算部得到的所述基準(zhǔn)氣體流量和與該基準(zhǔn)氣體流量對(duì)應(yīng)的CF值計(jì)算出試樣氣體流量；以及CF值更新部，當(dāng)通過所述試樣氣體流量計(jì)算部得到的試樣氣體流量和所述目標(biāo)流量的差異超過規(guī)定范圍時(shí)，更新在所述基準(zhǔn)氣體流量換算部或所述試樣氣體流量計(jì)算部中使用的CF值。本發(fā)明的有益效果按照所述的本發(fā)明，著眼于因基準(zhǔn)氣體的流量不同試樣氣體的CF值不同，通過針對(duì)每個(gè)基準(zhǔn)氣體的流量選擇最佳CF值，可以高精度地控制質(zhì)量流量控制器輸出的流量。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖2是與圖1為相同實(shí)施方式的控制設(shè)備的功能構(gòu)成圖。圖3是表示MFC4的20%濃度的(X)2氣體的流量-CF值關(guān)系圖。圖4是表示與圖1為相同實(shí)施方式的質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)動(dòng)作的流程圖。圖5是表示變形實(shí)施方式的標(biāo)準(zhǔn)流量設(shè)定值和流量設(shè)定值的關(guān)系圖。圖6是變形實(shí)施方式的控制設(shè)備的功能構(gòu)成圖。附圖標(biāo)記說明100…質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)2…氣體濃度調(diào)節(jié)器MFC···質(zhì)量流量控制器3…控制設(shè)備Dl…關(guān)系數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部31…接收部32…基準(zhǔn)氣體流量換算部33…流量設(shè)定值計(jì)算部34…試樣氣體流量計(jì)算部；35…CF值更新部
具體實(shí)施例方式下面參照

本發(fā)明的質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式。本實(shí)施方式的質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)100用于與半導(dǎo)體制造裝置組合后向該半導(dǎo)體制造裝置供給處理氣體，或者用于向發(fā)動(dòng)機(jī)排氣測(cè)定裝置等分析裝置供給測(cè)定氣體或校準(zhǔn)用氣體等試樣氣體。具體而言，本實(shí)施方式的質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)100，向發(fā)動(dòng)機(jī)排氣測(cè)定裝置等分析裝置供給規(guī)定濃度的校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)氣體，通過輸入濃度已知的成分氣體(校準(zhǔn)用氣體)和用于將該成分氣體稀釋到規(guī)定濃度的稀釋氣體，從而輸出規(guī)定濃度的校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)氣體。如圖 1所示，本實(shí)施方式的質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)100包括氣體濃度調(diào)節(jié)器(氣體分配器)2和控制該氣體濃度調(diào)節(jié)器2的控制設(shè)備3。氣體濃度調(diào)節(jié)器2包括空氣供給管路Li，用于流通作為稀釋氣體的空氣；氮?dú)夤┙o管路L2，用于流通作為稀釋氣體的氮?dú)? )；以及成分氣體供給管路L3，用于流通成分氣體。另外，本實(shí)施方式的氣體濃度調(diào)節(jié)器2還包括檢測(cè)管路L4，該檢測(cè)管路L4上設(shè)有臭氧發(fā)生器4，該臭氧發(fā)生器4用于檢測(cè)氮氧化物分析儀用的NOx轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)換效率。在空氣供給管路Ll和氮?dú)夤┙o管路L2的氣體入口設(shè)置有用于除去異物的過濾器 F1、F2，所述的管路L1、L2在中途匯合。在匯合點(diǎn)Pl的下游按照稀釋氣體流量控制用的質(zhì)量流量控制器(以下稱為MFC1)和開關(guān)閥Vl的順序設(shè)置有稀釋氣體流量控制用的質(zhì)量流量控制器MFCl和開關(guān)閥VI。此外，在空氣供給管路Ll的匯合點(diǎn)Pl的上游設(shè)置有開關(guān)閥 V2，在氮?dú)夤┙o管路L2的匯合點(diǎn)的上游設(shè)置有開關(guān)閥V3。另外，與成分氣體管路L3連接的流路L5與空氣供給管路Ll的開關(guān)閥V3的上游連接，在所述的流路L5上設(shè)置有開關(guān)閥V4。此外，與成分氣體管路L3連接的流路L6與氮?dú)夤┙o管路L2的開關(guān)閥V2的上游連接， 在所述流路L6上設(shè)置有開關(guān)閥V5。在成分氣體供給管路L3的氣體入口設(shè)置有用于除去異物的過濾器F3，成分氣體供給管路L3在下游分路為三個(gè)流路L31 L33，在所述的分支流路L31 L33中，按照成分氣體的流量控制用的質(zhì)量流量控制器(以下稱為MFC2 MFC4)和開關(guān)閥V6 V8的順序分別設(shè)置有成分氣體的流路控制用的質(zhì)量流量控制器MFC2 MFC4和開關(guān)閥V6 V8。所述分支流路L31 L33在開關(guān)閥V6 V8的下游匯合，在匯合點(diǎn)P2的下游，成分氣體供給管路L3與空氣供給管路Ll (氮?dú)夤┙o管路I^)匯合。設(shè)置在各分支流路L31 L33上的 MFC2 MFC4，通過N2氣(基準(zhǔn)氣體)被校準(zhǔn)，它們的流量量程不同，例如MFC2的流量量程為37ccm(N2基準(zhǔn)(通過流過N2氣而被校準(zhǔn)的流量量程))，MFC3的流量量程為420ccm(N2 基準(zhǔn))，MFC4的流量量程為4700ccmm2基準(zhǔn))。另外，圖1中的附圖標(biāo)記“L7”表示成分氣體排出管路L7。當(dāng)在所述MFC2中流過成分氣體時(shí)，為了防止因該MFC2的流量量程小而導(dǎo)致的在該MFC2的上游產(chǎn)生的氣體滯留， 所述成分氣體排出管路L7將成分氣體的一部分排出到外部。具體而言，成分氣體排出管路 L7的上游與成分氣體管路L3的MFC2的上游連接，成分氣體排出管路L7的下游與外部連接。此外，成分氣體排出管路L7上設(shè)置有開關(guān)閥V9和流阻R1，所述開關(guān)閥V9在使用MFC2 時(shí)開放，所述流阻Rl用于調(diào)整流過成分氣體排出管路L7的成分氣體流量。此外，所述的MFCl MFC4包括流量傳感器，檢測(cè)流過流路的試樣氣體的流量； 以及控制部，將流量傳感器的輸出值與后述的從控制設(shè)備3傳送來的流量設(shè)定值進(jìn)行比較計(jì)算，并基于所述比較計(jì)算的計(jì)算結(jié)果控制設(shè)置在所述氣體流路上的控制閥。所述MFC使用換算為氮?dú)饬髁康牧髁吭O(shè)定值控制流量。另外，流量傳感器可以使用熱敏式流量傳感器和差壓式流量傳感器等。此外，控制設(shè)備3能與具有所述的MFCl MFC4的氣體濃度調(diào)節(jié)器2通信，并向所述的MFCl MFC4輸出流量設(shè)定值。所述控制設(shè)備3由未圖示的具有CPU、內(nèi)部存儲(chǔ)器、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器等的數(shù)字或模擬電路；與流量控制閥等進(jìn)行通信的通信接口以及輸入接口等構(gòu)成。如圖2所示，特別是為了控制MFC2 MFC4，通過按照所述內(nèi)部存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的程序使CPU和其外圍設(shè)備協(xié)調(diào)動(dòng)作，所述控制設(shè)備3至少具備關(guān)系數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部D1、接收部31、基準(zhǔn)氣體流量換算部32、 流量設(shè)定值計(jì)算部33、試樣氣體流量計(jì)算部34以及CF值更新部35的功能。另外，下面在不區(qū)分MFC2 MFC4時(shí)，只稱為MFC。下面對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部D1、接收部31 CF值更新部35各部分進(jìn)行說明。關(guān)系數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部Dl存儲(chǔ)表示基準(zhǔn)氣體的各流量值(在本實(shí)施方式中相對(duì)于滿量程的比例(％ ))與試樣氣體CF值的對(duì)應(yīng)關(guān)系(以下稱為流量-CF值關(guān)系)的關(guān)系數(shù)據(jù)。 針對(duì)每種濃度的氣體求出所述的流量-CF值關(guān)系。圖3表示了在MFC4中以各流量值流過 20%濃度的二氧化碳(CO2)氣體時(shí)，該二氧化碳?xì)怏w的CF值。另外，這種關(guān)系數(shù)據(jù)由用戶預(yù)先存儲(chǔ)在關(guān)系數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部Dl中。在此說明CF值。通過將校準(zhǔn)對(duì)象的MFC與作為基準(zhǔn)的高精度MFC(基準(zhǔn)MFC)串聯(lián)連接，在所述的MFC中流過基準(zhǔn)氣體(N2氣)，制作成表示從校準(zhǔn)對(duì)象的MFC的流量傳感器得到的輸出值(例如電壓值)與基準(zhǔn)MFC的流量值的對(duì)應(yīng)關(guān)系的校準(zhǔn)曲線，來進(jìn)行MFC的校準(zhǔn)。如上所述使用基準(zhǔn)氣體校準(zhǔn)MFC，因此由MFC得到的流量就成為作為基準(zhǔn)氣體的流量。將所述的作為基準(zhǔn)氣體的流量轉(zhuǎn)換為試樣氣體流量的系數(shù)是CF值。另外，對(duì)于規(guī)格相同(分路、傳感器、部件的形狀等規(guī)格相同，即構(gòu)造基本相同但因機(jī)械性誤差等而各不相同)的MFC，只要試樣氣體的流量和濃度相同，CF值也是相同的值。接收部31接收目標(biāo)信號(hào)，該目標(biāo)信號(hào)用于確定應(yīng)通過MFC流動(dòng)的成分氣體的目標(biāo)流量(Qm)。具體而言，接收部31接收目標(biāo)流量信號(hào)，該目標(biāo)流量信號(hào)表示通過分配比率(成分氣體濃度)計(jì)算的目標(biāo)流量(Qm)。此外，接收部31將所述目標(biāo)流量信號(hào)輸出至基準(zhǔn)氣體流量換算部32和CF值更新部35。使用規(guī)定的CF值或后述的從CF值更新部35得到的CF值，基準(zhǔn)氣體流量換算部 32將從接收部31取得的目標(biāo)流量信號(hào)所表示的目標(biāo)流量(Qm)換算為基準(zhǔn)氣體流量Oiref gas)。具體而言，基準(zhǔn)氣體流量換算部32通過把目標(biāo)流量(Qm)除以所述的CF值，將目標(biāo)流量(Qm)換算為作為基準(zhǔn)氣體的氮?dú)?CF值=1)的流量(Q& gas)。在此，根據(jù)大致的基準(zhǔn)氣體流量決定規(guī)定的CF值(初始CF值)，例如使用由理論值與實(shí)際流量測(cè)量值的比((實(shí)際流量測(cè)量值)/(理論值))確定的單點(diǎn)校準(zhǔn)系數(shù)(α)決定規(guī)定的CF值，通過將利用基準(zhǔn)氣體校準(zhǔn)制作成的校準(zhǔn)曲線的滿量程(100%)的流量傳感器輸出0 1(ι(ι%)乘以與該流量傳感器輸出0^。％)對(duì)應(yīng)的CF值而得到所述理論值，所述實(shí)際流量測(cè)量值為在MFC中流過試樣氣體時(shí)該MFC的流量傳感器輸出達(dá)到所述流量傳感器輸出0 1(ι(ι%)的情況下，在MFC中實(shí)際流過的試樣氣體流量。具體而言，使用單點(diǎn)校準(zhǔn)系數(shù)(α)決定CF值的方法為將試樣氣體的目標(biāo)流量( )除以單點(diǎn)校準(zhǔn)系數(shù)(α )得到的值(Qm/ α )作為基準(zhǔn)氣體流量的設(shè)定值，并基于流量-CF值關(guān)系將對(duì)應(yīng)的CF值作為所述規(guī)定的CF值。流量設(shè)定值計(jì)算部33計(jì)算出用于流過通過基準(zhǔn)氣體流量換算部32換算成的基準(zhǔn)氣體流量(Qrefgas)的MFC的流量設(shè)定值。具體而言，流量設(shè)定值計(jì)算部33通過基準(zhǔn)氣體流量(If gas)/滿量程流量來計(jì)算出流量設(shè)定值(Sx)。試樣氣體流量計(jì)算部34，根據(jù)流量-CF值關(guān)系求出與通過流量設(shè)定值計(jì)算部33得到的流量設(shè)定值(Sx)對(duì)應(yīng)的CF值(CF (Sx))，并根據(jù)流量設(shè)定值(Sx)和CF值(CF(Sx))計(jì)算出試樣氣體流量Oisam gas)。另外，試樣氣體流量OLm gas)=流量設(shè)定值(Sx) X滿量程流量 XCF 值(CF(Sx))。當(dāng)通過試樣氣體流量計(jì)算部34得到的試樣氣體流量OLm gas)與目標(biāo)流量(Qm)的差超過規(guī)定范圍(例如士0.01%以內(nèi))時(shí)，CF值更新部35基于試樣氣體流量Oisamgas)與目標(biāo)流量(Qm)的比OLmgasAU，使用流量-CF值關(guān)系更新基準(zhǔn)氣體流量換算部32中使用的CF值。具體而言，將更新前的流量設(shè)定值設(shè)為Sbrftm，更新后的流量設(shè)定值設(shè)為SaftCT，CF 值更新部；35利用SaftCT = SbeforeX (QmA)sam gas)，計(jì)算出更新后的流量設(shè)定值(Safte)。然后， 基于該更新后的流量設(shè)定值(Safte)和從關(guān)系數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部Dl取得的關(guān)系數(shù)據(jù)所表示的流量-CF值關(guān)系，計(jì)算出與該更新后的流量設(shè)定值(Safte)對(duì)應(yīng)的CF值，并將表示該CF值的數(shù)據(jù)輸出至基準(zhǔn)氣體流量換算部32，來更新該基準(zhǔn)氣體流量換算部32中使用的CF值。接著，參照?qǐng)D4說明所述結(jié)構(gòu)的質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)100的動(dòng)作。首先，控制設(shè)備3從與氣體濃度調(diào)節(jié)器2連接的氣體分析儀(未圖示)接收表示分配比率(％ )的信號(hào)。然后，根據(jù)所述分配比率設(shè)定應(yīng)該流過的成分氣體的目標(biāo)流量(Qm)和稀釋氣體的目標(biāo)流量，并且基于所述成分氣體的流量選擇MFC (步驟Si)。接著，接收部31接收表示應(yīng)該流過的成分氣體的目標(biāo)流量(Qm)的目標(biāo)流量信號(hào)， 并將該信號(hào)輸出至基準(zhǔn)氣體流量換算部32。基準(zhǔn)氣體流量換算部32使用規(guī)定的CF值(初始CF值)將目標(biāo)流量(Qm)換算為基準(zhǔn)氣體流量(Qref gas)，并向流量設(shè)定值計(jì)算部33輸出基準(zhǔn)氣體流量數(shù)據(jù)(步驟S2)。接收了所述數(shù)據(jù)的流量設(shè)定值計(jì)算部33計(jì)算出用于流過基準(zhǔn)氣體流量(Q,ef gas) 的MFC的設(shè)定流量值(Sx)(步驟S3)。然后，流量設(shè)定值計(jì)算部33將所述設(shè)定流量值數(shù)據(jù)輸出至試樣氣體流量計(jì)算部34。接收到所述設(shè)定流量值數(shù)據(jù)的試樣氣體流量計(jì)算部34，根據(jù)流量設(shè)定值(Sx)和與該流量設(shè)定值(Sx)對(duì)應(yīng)的CF值(CF (Sx))計(jì)算出試樣氣體流量^sam gas)(步驟S4)。接著，CF值更新部35比較試樣氣體流量Olsamgas)和目標(biāo)流量(Qm)(步驟S5)。然后，CF值更新部；35基于試樣氣體流量^sam gas)與目標(biāo)流量(Qm)的差(Qm-Aam gas)，當(dāng)所述差在規(guī)定范圍內(nèi)(例如士0.01%以內(nèi))時(shí)，把通過所述流量設(shè)定值設(shè)定部得到的流量設(shè)定值輸出至MFC (步驟S6)。另一方面，當(dāng)所述差在規(guī)定范圍外時(shí)，CF值更新部35更新CF值，并把更新后的CF 值輸出至基準(zhǔn)氣體流量換算部32(步驟S7)。由此，在基準(zhǔn)氣體流量換算部32中使用的CF 值被更新，并在步驟2以后重復(fù)與所述的相同的步驟?！幢緦?shí)施方式的效果〉按照所述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施方式的質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)100，通過將目標(biāo)流量(Qm)與實(shí)際將要輸出的流量(試樣氣體流量Oisam gas))進(jìn)行比較，更新CF值以使所述差(Qm-Qsam gas) 成為在規(guī)定范圍以下，可以針對(duì)每個(gè)基準(zhǔn)氣體的流量值選擇最佳CF值，從而可以高精度地進(jìn)行流量控制。<其他的變形實(shí)施方式>另外，本發(fā)明不限于所述實(shí)施方式。例如，關(guān)于CF值更新部35的變形例，CF值更新部35可以將從目標(biāo)流量(Qm)減去下述差(Qm-Aam gJ得到的流量(Qm-(Qm-Qsamgas))作為新的目標(biāo)流量(Qm’)，并在將該目標(biāo)流量(Qm’ )向基準(zhǔn)氣體流量換算部32輸出的同時(shí)，更新在所述基準(zhǔn)氣體流量換算部32中使用的規(guī)定的CF值，其中，所述的差(Qm-Qsamgas)是通過試樣氣體流量計(jì)算部34得到的試樣氣體流量Oisamgas)與目標(biāo)流量(Qm)的差。此時(shí)，作為CF值的更新方法，可以采用嘗試性地直接更新的方法，以使新的目標(biāo)流量(Qm’)與通過試樣氣體流量計(jì)算部34得到的試樣氣體流量OLm gas)的差為零。此外，所述實(shí)施方式的CF值更新部，也可以不更新在基準(zhǔn)氣體流量計(jì)算部中使用的CF值，而是更新試樣氣體流量計(jì)算部中使用的CF值。此時(shí)，可以考慮與所述實(shí)施方式同樣的方式，CF值更新部根據(jù)目標(biāo)流量與通過試樣氣體流量計(jì)算部得到的試樣氣體流量的比來更新基準(zhǔn)氣體流量，并利用與該更新后的基準(zhǔn)氣體流量對(duì)應(yīng)的CF值，更新在試樣氣體流量計(jì)算部中使用的CF值。在CF值更新后，試樣氣體計(jì)算部根據(jù)更新后的CF值和基準(zhǔn)氣體流量計(jì)算新的試樣氣體流量，并且CF值更新部再次比較目標(biāo)流量與新的試樣氣體流量。接著，當(dāng)試樣氣體流量與目標(biāo)流量的差在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，CF值更新部向MFC輸出流量設(shè)定值。 另一方面，當(dāng)所述差在規(guī)定范圍外時(shí)，與所述同樣地反復(fù)更新CF值，直到試樣氣體流量與目標(biāo)流量的差收斂到規(guī)定范圍內(nèi)為止。此外，除了在更新基準(zhǔn)氣體流量后再更新CF值這種間接地更新CF值的方法以外，也可以嘗試性地直接更新CF值。此外，在流量設(shè)定值計(jì)算部33中，還可以通過以下的方法設(shè)定用于流過基準(zhǔn)氣體流量(Qrefgas)的MFC的設(shè)定流量值。當(dāng)把MFC組裝到氣體分配器上時(shí)，盡管MFC已經(jīng)以單體的方式經(jīng)過了校準(zhǔn)，但是還會(huì)產(chǎn)生新誤差。所以如圖5所示，可以再次利用基準(zhǔn)MFC對(duì)組裝到氣體分配器上的MFC進(jìn)行校準(zhǔn)，計(jì)算出與用于流過所述基準(zhǔn)氣體流量(Q& gas)的標(biāo)準(zhǔn)流量設(shè)定值(Stl)對(duì)應(yīng)的MFC的設(shè)定流量值作為&。另外，在組裝后的結(jié)構(gòu)中，通過制作二次校準(zhǔn)曲線進(jìn)行所述的設(shè)定，所述二次校準(zhǔn)曲線表示通過用基準(zhǔn)MFC校準(zhǔn)MFC單體制作成的初始校準(zhǔn)曲線與基準(zhǔn)MFC的流量值的對(duì)應(yīng)關(guān)系。此外，在試樣氣體流量計(jì)算部34中，在根據(jù)與通過設(shè)定流量值計(jì)算部33得到的流量設(shè)定值(Sx)對(duì)應(yīng)的CF值(CF(Sx))計(jì)算出試樣氣體流量Oisam gas)以外，還可以求出與通過設(shè)定流量值計(jì)算部33得到的流量設(shè)定值(Sx)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)流量設(shè)定值(Stll)，并根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)流量設(shè)定值(Stll)和與該標(biāo)準(zhǔn)流量設(shè)定值(Stll)對(duì)應(yīng)的CF值(CF(Stll))計(jì)算出試樣氣體流
里(Qsam gas) °另外，如圖6所示，作為控制設(shè)備的構(gòu)成，控制設(shè)備包括關(guān)系數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部3a、接收部北、試樣氣體流量設(shè)定值計(jì)算部3c、基準(zhǔn)氣體流量設(shè)定值計(jì)算部3d、換算流量設(shè)定值計(jì)算部:3e、試樣氣體流量計(jì)算部3f以及CF值更新部3g。另外，關(guān)系數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部3a和接收部 3b與所述實(shí)施方式的關(guān)系數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部Dl和接收部31相同。試樣氣體設(shè)定值計(jì)算部3c，根據(jù)應(yīng)該流過MFC的試樣氣體的目標(biāo)流量(Qm)和MFC 的滿量程流量(Qfull)計(jì)算出試樣氣體流量設(shè)定值(Sa = Qm/Qfull)。然后，基準(zhǔn)氣體流量設(shè)定值計(jì)算部3d，接收所述試樣氣體流量設(shè)定值數(shù)據(jù)，并根據(jù)試樣氣體流量設(shè)定值(Sa)和規(guī)定的CF值(初始CF值)計(jì)算出換算為基準(zhǔn)氣體的基準(zhǔn)氣體流量設(shè)定值( = Sa/初始CF 值)。此外，換算流量設(shè)定值計(jì)算部:3e，從基準(zhǔn)氣體流量設(shè)定值計(jì)算部3d接收基準(zhǔn)氣體流量設(shè)定值數(shù)據(jù)，并且基于從關(guān)系數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部3a取得的關(guān)系數(shù)據(jù)，根據(jù)基準(zhǔn)氣體流量設(shè)定值 (S0)和與該基準(zhǔn)氣體流量設(shè)定值(Stl)對(duì)應(yīng)的CF值(CF(Stl))計(jì)算出換算為試樣氣體的換算流量設(shè)定值( = ^XCF(Stl))。此后，試樣氣體流量計(jì)算部3f，根據(jù)換算流量設(shè)定值(Sb) 和滿量程流量(Qfull)計(jì)算出試樣氣體流量Oisamgas),并把該數(shù)據(jù)輸出至CF值更新部3g。然后，當(dāng)通過所述試樣氣體流量計(jì)算部3f得到的試樣氣體流量Oisam gas)與目標(biāo)流量(Qm)的差(OrQsam gas)超出規(guī)定范圍時(shí)，CF值更新部3g使用所述對(duì)應(yīng)關(guān)系更新在基準(zhǔn)氣體流量設(shè)定值計(jì)算部3d中使用的CF值。另外，作為更新CF值的方式，可以使用在所述實(shí)施方式中敘述過的相同的方式。此外，所述實(shí)施方式包括流量設(shè)定值計(jì)算部，通過流量設(shè)定值計(jì)算試樣氣體流量， 也可以不具備流量設(shè)定值計(jì)算部。在該情況下，試樣氣體流量計(jì)算部，根據(jù)通過基準(zhǔn)氣體流量換算部得到的基準(zhǔn)氣體流量和與該基準(zhǔn)氣體流量對(duì)應(yīng)的CF值計(jì)算出試樣氣體流量。此外，所述實(shí)施方式是應(yīng)用于氣體濃度調(diào)節(jié)器(氣體分配器)的實(shí)施方式，本發(fā)明也可以應(yīng)用于其他的使用MFC的流量控制裝置，例如與半導(dǎo)體制造裝置連接的氣體供給裝置等上。另外，所述實(shí)施方式是作為流量控制設(shè)備的質(zhì)量流量控制器與控制設(shè)備分開設(shè)置的質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)，也可以采用控制設(shè)備與作為流量控制設(shè)備的質(zhì)量流量控制器一體設(shè)置的方式。在該情況下，質(zhì)量流量控制器內(nèi)的控制部也可以作為所述控制設(shè)備發(fā)揮功能。 另外，由于組裝在MFC上的CPU的性能較低，優(yōu)選使用與MFC分開設(shè)置的控制設(shè)備進(jìn)行控制。此外，本發(fā)明不限于所述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)當(dāng)然可以進(jìn)行各種變形。工業(yè)實(shí)用性按照本發(fā)明，可以高精度地控制通過質(zhì)量流量控制器輸出的流量。
權(quán)利要求
1.一種質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)，包括流量控制設(shè)備，使用基準(zhǔn)氣體得到了校準(zhǔn)；以及控制設(shè)備，向所述流量控制設(shè)備輸出流量設(shè)定值，其特征在于，所述質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)還包括關(guān)系數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)關(guān)系數(shù)據(jù)，該關(guān)系數(shù)據(jù)表示基準(zhǔn)氣體的流量值與試樣氣體的CF 值的對(duì)應(yīng)關(guān)系；基準(zhǔn)氣體流量換算部，使用規(guī)定的CF值將通過所述流量控制部應(yīng)該流過的試樣氣體的目標(biāo)流量換算為基準(zhǔn)氣體流量；試樣氣體流量計(jì)算部，根據(jù)通過所述基準(zhǔn)氣體流量換算部得到的所述基準(zhǔn)氣體流量和與該基準(zhǔn)氣體流量對(duì)應(yīng)的CF值計(jì)算出試樣氣體流量；以及CF值更新部，當(dāng)通過所述試樣氣體流量計(jì)算部得到的試樣氣體流量和所述目標(biāo)流量的差異超過規(guī)定范圍時(shí)，更新在所述基準(zhǔn)氣體流量換算部或所述試樣氣體流量計(jì)算部中使用的CF值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)，其特征在于，所述CF值更新部使用與通過所述試樣氣體流量計(jì)算部得到的試樣氣體流量和所述目標(biāo)流量的差異相關(guān)的值，更新所述基準(zhǔn)氣體流量，并根據(jù)與更新后的基準(zhǔn)氣體流量對(duì)應(yīng)的CF值，更新在所述基準(zhǔn)氣體流量換算部中使用的CF值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)，其特征在于，所述CF值更新部將從所述目標(biāo)流量減去通過所述試樣氣體流量計(jì)算部得到的試樣氣體流量和所述目標(biāo)流量的差而得到的流量作為新的目標(biāo)流量，向所述基準(zhǔn)氣體流量換算部輸出該目標(biāo)流量，并且更新在所述基準(zhǔn)氣體流量換算部中使用的CF值。
4.一種質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)的控制程序，其特征在于，所述質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)包括流量控制設(shè)備，使用基準(zhǔn)氣體得到了校準(zhǔn)；以及控制設(shè)備，向所述流量控制設(shè)備輸出流量設(shè)定值，所述質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)的控制程序使所述控制設(shè)備發(fā)揮作為下述功能部的功能關(guān)系數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)關(guān)系數(shù)據(jù)，該關(guān)系數(shù)據(jù)表示基準(zhǔn)氣體的流量值與試樣氣體的CF 值的對(duì)應(yīng)關(guān)系；基準(zhǔn)氣體流量換算部，使用規(guī)定的CF值將通過所述流量控制部應(yīng)該流過的試樣氣體的目標(biāo)流量換算為基準(zhǔn)氣體流量；試樣氣體流量計(jì)算部，根據(jù)通過所述基準(zhǔn)氣體流量換算部得到的所述基準(zhǔn)氣體流量和與該基準(zhǔn)氣體流量對(duì)應(yīng)的CF值計(jì)算出試樣氣體流量；以及CF值更新部，當(dāng)通過所述試樣氣體流量計(jì)算部得到的試樣氣體流量和所述目標(biāo)流量的差異超過規(guī)定范圍時(shí)，更新在所述基準(zhǔn)氣體流量換算部或所述試樣氣體流量計(jì)算部中使用的CF值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)，可以高精度地控制質(zhì)量流量控制器輸出的流量。所述質(zhì)量流量控制器系統(tǒng)存儲(chǔ)表示基準(zhǔn)氣體的流量值與試樣氣體CF值的對(duì)應(yīng)關(guān)系的關(guān)系數(shù)據(jù)，使用規(guī)定的CF值將目標(biāo)流量換算為基準(zhǔn)氣體流量，根據(jù)換算得到的基準(zhǔn)氣體流量和與該基準(zhǔn)氣體流量對(duì)應(yīng)的CF值計(jì)算出試樣氣體流量，并將試樣氣體流量和目標(biāo)流量進(jìn)行比較，基于試樣氣體流量和目標(biāo)流量之間的誤差，使用對(duì)應(yīng)關(guān)系更新在基準(zhǔn)氣體流量換算或試樣氣體流量計(jì)算中使用的CF值。
文檔編號(hào)G05D7/06GK102576231SQ20108004785
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者磯部泰弘, 竹內(nèi)洋之, 米田豐 申請(qǐng)人:株式會(huì)社堀場(chǎng)Stec