專利名稱：材料氣體控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種材料氣體控制系統(tǒng)(system)，該材料氣體控制系統(tǒng)例如在半導(dǎo)體制造過程(process)中供給材料氣體(gas)，更詳細而言，本發(fā)明涉及如下的材料氣體控制系統(tǒng)，該材料氣體控制系統(tǒng)將運載氣體(carrier gas)導(dǎo)入至液體或固體的材料，使該材料氣化而形成材料氣體，接著供給包含所述材料氣體以及所述運載氣體的混合氣體。
背景技術(shù)：
在此種材料氣體控制系統(tǒng)中，如專利文獻1所示，已有如下的材料氣體控制系統(tǒng)， 該材料氣體控制系統(tǒng)對所述混合氣體中的材料氣體的濃度進行測定，以使所述測定濃度值達到預(yù)定的設(shè)定濃度值的方式，對收容著材料的收容室內(nèi)的壓力進行控制。具體而言，在導(dǎo)出管上設(shè)置調(diào)整閥(valve)，該導(dǎo)出管將所述混合氣體從所述收容室中導(dǎo)出，例如當(dāng)測定濃度值低于設(shè)定濃度值時，打開所述調(diào)整閥，使所述收容室內(nèi)的壓力下降，使材料氣體的濃度上升，從而使測定濃度值與設(shè)定濃度值的差分減小。
[現(xiàn)有技術(shù)文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2010-109305號公報
開始供給材料氣體之后，材料會氣化并逐漸減少，因此，若所述調(diào)整閥的開放程度保持不變，則會導(dǎo)致材料氣體的濃度下降。因此，為了使材料氣體的濃度保持為設(shè)定濃度值，必須逐漸打開調(diào)整閥。
然而，若逐漸打開調(diào)整閥，則調(diào)整閥會達到完全打開的狀態(tài)(全開(full open)) 而無法進一步打開，因此，有著會導(dǎo)致材料氣體的濃度無法上升的情形。因此，導(dǎo)致材料氣體的濃度稍低于設(shè)定濃度值，該材料氣體的濃度無法正常地被控制。
另外，對于以往的材料氣體控制系統(tǒng)而言，對測定濃度值與設(shè)定濃度值的差分進行監(jiān)視，若該差分處于規(guī)定范圍內(nèi)，則判斷為材料氣體濃度已正常地被控制。然而，在上述異常的控制狀態(tài)下，有著測定濃度值與設(shè)定濃度值的差分為比較小的值的情形，因此，所述值有可能處于所述規(guī)定范圍內(nèi)，導(dǎo)致控制狀態(tài)看上去為正常狀態(tài)，從而有著無法了解控制狀態(tài)為異常情況的危險。
另外，即使當(dāng)逐漸關(guān)閉調(diào)整閥時，也會引起同樣的問題。例如，在收容室的溫度上升的情況下，借由逐漸關(guān)閉調(diào)整閥來對材料氣體的濃度進行控制，但調(diào)整閥會達到完全關(guān)閉的狀態(tài)(全關(guān)(full close))，從而陷入至如上所述的異常的控制狀態(tài)。而且，對材料氣體的流量進行控制的系統(tǒng)也會產(chǎn)生同樣的問題。發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是為了解決所述問題而成的發(fā)明，本發(fā)明的主要的預(yù)期課題在于提供如下的材料氣體控制系統(tǒng)，即使在調(diào)整閥全開或全關(guān)時、材料氣體的測定濃度值或測定流量值與設(shè)定值大致一致的情況下，所述材料氣體控制系統(tǒng)也可診斷出材料氣體的濃度或流量的控制狀態(tài)是否異常。
即，本發(fā)明的材料氣體控制系統(tǒng)包括收容室，收容著材料；導(dǎo)入管，其一端在所述收容室中形成開口，將運載氣體導(dǎo)入至所述收容室；導(dǎo)出管，其一端在所述收容室中形成開口，從所述收容室導(dǎo)出混合氣體，該混合氣體包含所述材料氣化而成的材料氣體及所述運載氣體；第一調(diào)整閥，設(shè)置于所述導(dǎo)出管；測定計，對在所述導(dǎo)出管流通的所述混合氣體中的所述材料氣體的濃度或流量進行測定；以及第一閥控制部，以使所述測定計所測定出的測定濃度值或測定流量值達到預(yù)定的設(shè)定值的方式，將開放程度控制信號輸出至所述第一調(diào)整閥，所述材料氣體控制系統(tǒng)包括壓力計，對所述收容室內(nèi)的壓力進行測定；以及診斷部，當(dāng)所述開放程度控制信號的值的時間變化量、與所述壓力計所測定出的測定壓力值的時間變化量滿足預(yù)定的規(guī)定條件時，診斷出所述材料氣體的濃度或流量的控制狀態(tài)異堂巾ο
再者，“所述開放程度控制信號的值”中不僅包含第一閥控制部所產(chǎn)生的信號的值，而且包含將所述信號予以放大所得的信號的值或如下的值，該值如對施加于第一調(diào)整閥的電壓或電流進行測定所得的測定電壓值或測定電流值那樣，直接與開放程度控制信號相對應(yīng)。
如此，當(dāng)所述開放程度控制信號的值的時間變化量、與所述測定壓力值的時間變化量滿足預(yù)定的規(guī)定條件時，所述診斷部診斷出所述控制狀態(tài)異常，因此，例如在如下的情況下，可診斷出控制狀態(tài)異常，所述情況是指盡管所述第一調(diào)整閥為全開或全關(guān)，無法對所述收容室內(nèi)的壓力進行控制，且無法對所述材料氣體的濃度或流量進行控制，所述第一閥控制部仍欲進一步使所述第一調(diào)整閥開閉的情況。而且，即使在以往難以判斷控制狀態(tài)的得當(dāng)與否的情況下，即，在閥全開或全關(guān)時、材料氣體的測定濃度值或測定流量值與設(shè)定值大致一致的情況下，也可診斷出材料氣體的濃度或流量的控制狀態(tài)是否異常。結(jié)果是，可將材料氣體的濃度或流量保持為設(shè)定值，從而可提高例如使用材料氣體來制造的半導(dǎo)體晶圓(wafer)的良率。
作為診斷出所述控制狀態(tài)異常的具體的所述規(guī)定條件的例子，可列舉如下的情況，即，所述開放程度控制信號的值在單位時間內(nèi)實質(zhì)性地發(fā)生變化，且所述測定壓力值的時間變化量實質(zhì)上為0時，所述診斷部診斷出所述控制狀態(tài)異常。
當(dāng)所述控制狀態(tài)異常時，為了使所述控制狀態(tài)正常，較為理想的是，所述材料氣體控制系統(tǒng)包括溫度控制部，當(dāng)所述診斷部診斷出所述控制狀態(tài)異常時，該溫度控制部對所述收容室內(nèi)進行加熱或冷卻；或較為理想的是，所述材料氣體控制系統(tǒng)包括第二調(diào)整閥， 設(shè)置于所述導(dǎo)入管；以及第二閥控制部，當(dāng)所述診斷部判斷出所述控制狀態(tài)異常時，對第二調(diào)整閥的開放程度進行控制，使導(dǎo)入至所述收容室內(nèi)的運載氣體的流量增加或減少。
另外，所述材料氣體控制系統(tǒng)的控制方法也是本發(fā)明之一。即，本發(fā)明的材料氣體控制方法是如下的材料氣體控制系統(tǒng)的控制方法，該材料氣體控制系統(tǒng)包括收容室，收容著材料；導(dǎo)入管，其一端在所述收容室中形成開口，將運載氣體導(dǎo)入至所述收容室；導(dǎo)出管，其一端在所述收容室中形成開口，從所述收容室導(dǎo)出混合氣體，該混合氣體包含所述材料氣化而成的材料氣體及所述運載氣體；以及第一調(diào)整閥，設(shè)置于所述導(dǎo)出管。所述材料氣體控制系統(tǒng)的控制方法包括材料氣體測定步驟(step)，對在所述導(dǎo)出管流通的所述混合氣體中的所述材料氣體的濃度或流量進行測定；第一閥控制步驟，以使所述材料氣體測定步驟所測定出的測定濃度值或測定流量值達到預(yù)定的設(shè)定值的方式，將開放程度控制信號輸出至所述第一調(diào)整閥；壓力測定步驟，對所述收容室內(nèi)的壓力進行測定；以及診斷步驟， 當(dāng)所述開放程度控制信號的值的時間變化量、與所述壓力測定步驟所測定出的測定壓力值的時間變化量滿足預(yù)定的規(guī)定條件時，診斷出所述材料氣體的濃度或流量的控制狀態(tài)異常。
另外，使用在所述材料氣體控制系統(tǒng)中的程序(program)也是本發(fā)明之一。具體而言，所述程序是使用在材料氣體控制系統(tǒng)中的程序，該材料氣體控制系統(tǒng)包括收容室， 收容著材料；導(dǎo)入管，其一端在所述收容室中形成開口，將運載氣體導(dǎo)入至所述收容室；導(dǎo)出管，其一端在所述收容室中形成開口，從所述收容室導(dǎo)出混合氣體，該混合氣體包含所述材料氣化而成的材料氣體及所述運載氣體；第一調(diào)整閥，設(shè)置于所述導(dǎo)出管；測定計，對在所述導(dǎo)出管流通的所述混合氣體中的所述材料氣體的濃度或流量進行測定；第一閥控制部，以使所述測定計所測定出的測定濃度值或測定流量值達到預(yù)定的設(shè)定值的方式，將開放程度控制信號輸出至所述第一調(diào)整閥；以及壓力計，對所述收容室內(nèi)的壓力進行測定，所述程序是使電腦(computer)發(fā)揮作為診斷部的功能，當(dāng)所述開放程度控制信號的值的時間變化量、與所述壓力計所測定出的測定壓力值的時間變化量滿足預(yù)定的規(guī)定條件時，所述診斷部診斷出所述材料氣體的濃度或流量的控制狀態(tài)異常。
[發(fā)明的效果]
因此，根據(jù)本發(fā)明，即使在閥全開或全關(guān)時、材料氣體的測定濃度值或測定流量值與設(shè)定值大致一致的情況下，也可診斷出材料氣體的濃度或流量的控制狀態(tài)是否異常。


圖1是本發(fā)明的實施方式中的材料氣體控制系統(tǒng)的模式性設(shè)備構(gòu)成圖。
圖2是表示所述實施方式中的材料氣體濃度的控制順序的流程圖。
圖3是表示所述實施方式中的材料氣體濃度的控制狀態(tài)的診斷順序的流程圖。
圖4是表示所述實施方式中的材料氣體控制系統(tǒng)的控制狀態(tài)的曲線圖。
圖5是本發(fā)明的其他實施方式中的材料氣體控制系統(tǒng)的模式性設(shè)備構(gòu)成圖。
[符號的說明]
10 收容室
20 導(dǎo)入管
30 導(dǎo)出管
40 材料氣體控制器(濃度控制器)
41 機器部
42:運算部
43 分壓計
44 壓力計
45 第一調(diào)整閥
46 第一閥控制部
47 診斷部
48 溫度控制部
49 測定計(濃度計)
50 流量控制器
51 流量計
52:第二調(diào)整閥
60 溫度計
61 恒溫槽
100 材料氣體控制系統(tǒng)
A 氣相空間
M 材料/液相空間
Sl S14 步驟具體實施方式
接著，參照附圖來對本發(fā)明的實施方式的材料氣體控制系統(tǒng)100進行說明。本實施方式的材料氣體控制系統(tǒng)100例如是構(gòu)成半導(dǎo)體制造裝置的一部分，且將材料氣體供給至有機金屬化學(xué)氣相沉積(Metal-organic Chemical Vapor D印osition，M0CVD)裝置的成膜室。更詳細而言，將作為運載氣體的隊導(dǎo)入至固體的材料M即TMh (三甲基銦，trimethyl indium)，使該材料M氣化而形成材料氣體，接著供給包含所述材料氣體以及所述運載氣體的混合氣體。
如圖1所示，所述材料氣體控制系統(tǒng)100包括收容著材料M的收容室10 ；導(dǎo)入管 20，其一端在所述收容室10中形成開口，將運載氣體導(dǎo)入至所述收容室10 ；導(dǎo)出管30，其一端在所述收容室10中形成開口，從所述收容室10將混合氣體予以導(dǎo)出，該混合氣體包含所述材料M氣化而成的材料氣體及所述運載氣體；溫度計60，對所述收容室10內(nèi)的溫度進行測定；以及恒溫槽61，將所述收容室10保持為規(guī)定溫度。所述導(dǎo)入管20的另一端連接于運載氣體供給機構(gòu)(未圖示)，所述導(dǎo)出管30的另一端連接于所述MOCVD裝置的成膜室(未圖示)。而且，在所述導(dǎo)出管30上設(shè)置有濃度控制器40 (相當(dāng)于權(quán)利要求中所述的材料氣體控制器)，在所述導(dǎo)入管20上設(shè)置有流量控制器50。
所述濃度控制器40對從所述收容室10導(dǎo)出的混合氣體中的材料氣體的濃度進行控制。所述濃度控制器40主要包括機器部41以及運算部42，該運算部42進行與所述機器部41相關(guān)的運算處理。機器部41包括分壓計43，對所述收容室10內(nèi)的材料氣體的分壓進行測定；壓力計44，對所述收容室10內(nèi)的壓力(總壓)進行測定；以及第一調(diào)整閥45， 設(shè)置在所述導(dǎo)出管30中的比所述分壓計43及所述壓力計44更靠下游側(cè)處，第一調(diào)整閥45 對開放程度進行調(diào)整，而調(diào)整所述收容室10的壓力，且對從所述收容室10導(dǎo)出的混合氣體的濃度進行調(diào)整。
另外，所述分壓計43以及所述壓力計44也作為濃度計49 (相當(dāng)于權(quán)利要求中所述的測定計)而發(fā)揮功能，該濃度計49對在導(dǎo)出管30中流通的混合氣體中的材料氣體的濃度進行測定。所述濃度計49使用所述分壓計43所測定出的測定分壓值、與所述壓力計 44所測定出的測定壓力值，借由式(1)來對材料氣體的濃度進行計算。
C = Pz/Pt. . . (1)
其中，C為材料氣體的濃度，Pz為材料氣體的分壓，Pt為收容室10的總壓。7
運算部42是通用或?qū)Ｓ玫碾娔X，該運算部42將規(guī)定的程序(program)存儲于存儲器(memory)，根據(jù)所述程序來使中央處理器(Central Processing Unit, CPU)或該CPU 的周邊設(shè)備進行協(xié)同動作，借此來發(fā)揮作為第一閥控制部46以及診斷部47的功能。
第一閥控制部46是以使所述濃度計49所測定出的測定濃度值達到預(yù)定的設(shè)定值的方式，將開放程度控制信號(此處為施加于第一調(diào)整閥45的電壓信號)輸出至所述第一調(diào)整閥45。
當(dāng)所述開放程度控制信號的值的時間變化量(以下也稱為第一時間變化量)、與所述壓力計44所測定出的測定壓力值的時間變化量(以下也稱為第二時間變化量)滿足預(yù)定的規(guī)定條件時，診斷部47診斷出所述材料氣體的濃度的控制狀態(tài)異常。更具體而言， 當(dāng)所述開放程度控制信號的值在單位時間內(nèi)實質(zhì)性地發(fā)生變化，且所述測定壓力值的時間變化量實質(zhì)上為0時，所述診斷部47診斷出所述控制狀態(tài)異常。
而且，在所述實施方式中，運算部42包括溫度控制部48。當(dāng)所述診斷部47診斷出所述控制狀態(tài)異常時，所述溫度控制部48將溫度控制信號輸出至所述恒溫槽61，所述溫度控制信號是對所述收容室10內(nèi)進行加熱或冷卻的信號。
所述流量控制器50對導(dǎo)入至所述收容室10的運載氣體的流量進行控制，此處，所述流量控制器50為質(zhì)量流量控制器(Mass Flow Controller,MFC)。流量控制器50包括 流量計51，對在所述導(dǎo)入管20中流通的運載氣體的流量進行測定；以及第二調(diào)整閥52，對開放程度進行調(diào)整，從而對導(dǎo)入至所述收容室10的運載氣體的流量進行調(diào)整。
接著，對所述材料氣體控制系統(tǒng)100的動作順序進行說明。首先，參照圖2的流程圖來對材料氣體的濃度進行控制的順序進行說明。一開始，第一閥控制部46接受設(shè)定濃度值，且同時根據(jù)溫度計60所測定出的測定溫度值，而算出材料氣體的飽和蒸氣壓，接著將該飽和蒸氣壓作為材料氣體的測定分壓值而進行儲存。再者，也可利用分壓計43來直接對分壓值進行測定。而且，借由式O)，根據(jù)設(shè)定濃度值以及測定分壓值而算出目標壓力值 (步驟Si)。
Pt = Pz/C. . . (2)
其中，C為材料氣體的濃度，Pz為材料氣體的分壓，Pt為收容室10的總壓。
接著，第一閥控制部46接受所述壓力計44所測定出的測定壓力值，對該測定壓力值與所述目標壓力值進行比較(步驟S2)。若測定壓力值大于目標壓力值，則輸出使所述第一調(diào)整閥45打開的開放程度控制信號(步驟S3)，從而使收容室10的壓力下降，使材料氣體的濃度值上升。若測定壓力值小于目標壓力值，則輸出使所述第一調(diào)整閥45關(guān)閉的開放程度控制信號(步驟S4)，從而使收容室10的壓力上升，使材料氣體的濃度值下降。
接著，第一閥控制部46接受分壓計43所測定出的測定分壓值，借由式( 算出目標壓力值(步驟S5)。與步驟S2 步驟S4同樣地，對測定壓力值以及目標壓力值進行比較 (步驟S6)，根據(jù)比較結(jié)果，輸出使第一調(diào)整閥45開閉的開放程度控制信號(步驟S7、步驟 S8)，使材料氣體的濃度值接近于設(shè)定濃度值。
與所述材料氣體濃度控制流程(flow)并行地，進行材料氣體濃度控制狀態(tài)診斷流程。如圖3的流程圖所示，首先，所述診斷部47根據(jù)輸出至所述第一控制閥的開放程度控制信號的值來算出第一時間變化量，且同時根據(jù)壓力計44所測定出的測定壓力值來算出第二時間變化量(步驟S9)。再者，此處，以1秒的間隔取得開放程度控制信號的值、與測定壓力值，使跟前的10個值近似于直線，從而算出所述各時間變化量。
接著，診斷部47判定是否滿足如下的條件，該條件是指所述開放程度控制信號的值在單位時間內(nèi)實質(zhì)性地發(fā)生變化，且第二時間變化量實質(zhì)上為0 (步驟S10)。當(dāng)滿足所述條件時，判斷出材料氣體濃度的控制狀態(tài)有著異常，將警報(alarm)信號輸出至溫度控制部48 (步驟Sll)。
溫度控制部48判定第一時間變化量為正還是為負(步驟S12)。若所述第一時間變化量為正，則判定為所述第一調(diào)整閥45處于全開狀態(tài)，將所述收容室10內(nèi)加熱規(guī)定溫度的溫度控制信號輸出至所述恒溫槽61 (步驟Si； )，從而使材料氣體的分壓上升，使材料氣體的濃度上升。若所述第一時間變化量為負，則判定為所述第一調(diào)整閥45處于全關(guān)狀態(tài)， 將所述收容室10內(nèi)冷卻規(guī)定溫度的溫度控制信號輸出至所述恒溫槽61 (步驟S14)，從而使材料氣體的分壓下降，使材料氣體的濃度下降。
圖4表示使用本實施方式的材料氣體控制系統(tǒng)100來對材料氣體濃度進行控制的一例的曲線圖。如圖4(a)所示，在收容室10保持為觀度的期間，測定濃度值與設(shè)定濃度值大致一致。然而，如圖4(b)所示，在所述期間，相當(dāng)于開放程度控制信號的閥電壓值持續(xù)上升，雖欲打開第一調(diào)整閥45來使壓力下降，但測定壓力值幾乎不下降，了解到材料氣體濃度的控制狀態(tài)為異常。
因此，診斷部47判斷出控制狀態(tài)異常，溫度控制部48使收容室10的溫度上升。結(jié)果，如圖4(c)所示，與收容室10保持為觀度的情況相比較，在收容室保持為32度的情況下，測定壓力值會更準確地與設(shè)定濃度值大致一致。另外，如圖4(d)所示，測定壓力值的時間變化量對應(yīng)于閥電壓值的時間變化量，了解到控制狀態(tài)為正常。
如此，當(dāng)所述開放程度控制信號的值的時間變化量、與所述測定壓力值的時間變化量滿足預(yù)定的規(guī)定條件時，所述診斷部47診斷出所述控制狀態(tài)異常，因此，例如在如下的情況下，可診斷出控制狀態(tài)異常，所述情況是指盡管所述第一調(diào)整閥45為全開或全關(guān)， 無法對所述收容室10內(nèi)的壓力進行控制，且無法對所述材料氣體的濃度進行控制，所述第一閥控制部46仍欲進一步使所述第一調(diào)整閥45開閉的情況。而且，即使在以往難以判斷控制狀態(tài)的得當(dāng)與否的情況下，即，在第一調(diào)整閥45全開或全關(guān)時，材料氣體的測定濃度值或測定流量值與設(shè)定值大致一致的情況下，也可診斷出材料氣體的濃度或流量的控制狀態(tài)是否異常。結(jié)果是，可將材料氣體的濃度或流量保持為設(shè)定值，從而可提高例如使用材料氣體來制造的半導(dǎo)體晶圓的良率。
另外，所述診斷部47使用輸出至所述濃度控制器40的第一調(diào)整閥45的開放程度控制信號的值、與所述濃度控制器40的壓力計44所測定出的測定壓力值，對所述控制狀態(tài)進行診斷，且同時所述診斷部47構(gòu)成所述濃度控制器40的一部分，因此，可由所述濃度控制器40單體來對材料氣體濃度的控制狀態(tài)進行自我診斷。因此，不更換整個系統(tǒng)，只要將所述濃度控制器40安裝于以往的材料氣體控制系統(tǒng)100的導(dǎo)出管30，便可對所述控制狀態(tài)進行診斷。
再者，本發(fā)明并不限于所述實施方式。例如，在本實施方式中，材料氣體控制器是設(shè)為對材料氣體的濃度進行控制的濃度控制器，但也可設(shè)為對材料氣體的流量進行控制的流量控制器。具體地進行說明，如圖5所示，材料氣體控制器40的第一閥控制部46接受流量控制器50的流量計51所測定出的運載氣體的測定流量值，且同時與本實施方式同樣地，算出材料氣體的濃度。
此處，對于材料氣體的流量而言，成立了如式(3)以及對式(3)加以變形而成的式 (4)所示的關(guān)系。
C = Pz/Pt = Qz/ (Qc+Qz)... (3)
Qz = QcC/(I-C) ·· “4)
其中，C為材料氣體的濃度，內(nèi)為材料氣體的分壓，Pt為收容室的總壓，Qz為材料氣體的流量，Qc為運載氣體的流量。
第一閥控制部46借由式，根據(jù)運載氣體的測定流量值以及材料氣體的測定濃度值，而算出材料氣體的測定流量值，以使該測定流量值達到預(yù)定的設(shè)定值的方式，將開放程度控制信號輸出至所述第一調(diào)整閥45。
另外，也可并非使用運載氣體的測定流量值以及測定濃度值來算出材料氣體的流量，而是將測定計設(shè)置于所述材料氣體控制器，所述測定計對在所述導(dǎo)出管中流通的混合氣體的流量進行測定，且根據(jù)混合氣體的測定流量值以及運載氣體的測定流量值的差分， 而對所述混合氣體中的所述材料氣體的流量進行測定。
換句話說，也可并非對材料氣體的濃度或流量中的任一個進行控制，而是對材料氣體的濃度以及流量這兩個進行控制。例如，將設(shè)置于導(dǎo)出管的材料氣體控制器與本實施方式同樣地設(shè)為對材料氣體的濃度進行控制的濃度控制器，且將設(shè)置于導(dǎo)入管的流量控制器設(shè)為對材料氣體的流量進行控制的流量控制器即可。
具體而言，流量控制器包括第二閥控制部，該第二閥控制部借由式G)，根據(jù)運載氣體的測定流量值以及材料氣體的測定濃度值，而算出材料氣體的測定流量值，且同時接受材料氣體的設(shè)定流量值。而且，第二閥控制部是以使材料氣體的測定流量值達到設(shè)定流量值的方式，將開放程度控制信號輸出至所述第二調(diào)整閥。
而且，在本實施方式中設(shè)置有溫度控制部，該溫度控制部在所述診斷部診斷出所述控制狀態(tài)異常的情況下，使所述收容室的溫度發(fā)生變化，也可設(shè)置第二閥控制部，使導(dǎo)入至所述收容室內(nèi)的運載氣體的流量增加或減少；也可設(shè)置通知部，接受診斷部所輸出的警報信號，接著發(fā)出聲音或光等來通知操作員(operator)。
所述診斷部也可在第一時間變化量以及第二時間變化量的差分超過預(yù)定的規(guī)定值的情況下，診斷出所述控制狀態(tài)異常。
所述溫度控制部使溫度階段性地發(fā)生變化，直至達到規(guī)定溫度為止，但也可使溫度連續(xù)地發(fā)生變化。另外，所述溫度控制部可不將收容室加熱或冷卻規(guī)定溫度，直至所述各時間變化量不滿足所述規(guī)定條件，且診斷為所述控制狀態(tài)正常為止；也可對收容室進行加熱或冷卻，直至達到比正常與診斷時的溫度高出或低于規(guī)定值的溫度為止。也可基于第一時間變化量以及第二時間變化量、或各時間變化量的差分，而算出加熱或冷卻的溫度的值。
另外，運載氣體為隊，但不限于此，也可使用H2等的非活性化氣體。另外，所述材料設(shè)為固體，但也可設(shè)為液體(材料液)。在此情況下，如圖5所示，較為理想的是，所述導(dǎo)入管20的一端在收容室10內(nèi)的液相空間M中形成開口，且所述導(dǎo)出管30的一端在收容室 10內(nèi)的氣相空間A中形成開口。
另外，壓力計以及測定計(濃度計)設(shè)置于導(dǎo)出管，也可設(shè)置于收容室。另外，本發(fā)明不僅可使用在半導(dǎo)體的制造過程中，而且可使用在半導(dǎo)體的清洗過程中，也可使用在平板顯示器(Flat Panel Display, FPD)、光學(xué)器件(optical device)、以及微型機電系統(tǒng) (Micro Electromechanical System，MEMS)(微小電氣機械元件)等的制造過程中。此外， 在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，可進行各種變形。
權(quán)利要求
1.一種材料氣體控制系統(tǒng)，其特征在于包括 收容室，收容著材料；導(dǎo)入管，其一端在所述收容室中形成開口，將運載氣體導(dǎo)入至所述收容室； 導(dǎo)出管，其一端在所述收容室中形成開口，從所述收容室導(dǎo)出混合氣體，該混合氣體包含所述材料氣化而成的材料氣體及所述運載氣體； 第一調(diào)整閥，設(shè)置于所述導(dǎo)出管；測定計，對在所述導(dǎo)出管流通的所述混合氣體中的所述材料氣體的濃度或流量進行測定；第一閥控制部，以使所述測定計所測定出的測定濃度值或測定流量值達到預(yù)定的設(shè)定值的方式，將開放程度控制信號輸出至所述第一調(diào)整閥； 壓力計，對所述收容室內(nèi)的壓力進行測定；以及診斷部，當(dāng)所述開放程度控制信號的值的時間變化量、與所述壓力計所測定出的測定壓力值的時間變化量滿足預(yù)定的規(guī)定條件時，診斷出所述材料氣體的濃度或流量的控制狀吊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料氣體控制系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)所述開放程度控制信號的值在單位時間內(nèi)實質(zhì)性地發(fā)生變化，且所述測定壓力值的時間變化量實質(zhì)上為0時，所述診斷部診斷出所述控制狀態(tài)異常。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的材料氣體控制系統(tǒng)，其特征在于包括溫度控制部，在所述診斷部診斷出所述控制狀態(tài)異常時，對所述收容室內(nèi)進行加熱或冷 >卻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項所述的材料氣體控制系統(tǒng)，其特征在于包括 第二調(diào)整閥，設(shè)置于所述導(dǎo)入管；以及第二閥控制部，當(dāng)所述診斷部診斷出所述控制狀態(tài)異常時，對所述第二調(diào)整閥的開放程度進行控制，使導(dǎo)入至所述收容室內(nèi)的運載氣體的流量增加或減少。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的材料氣體控制系統(tǒng)，其特征在于包括 第二調(diào)整閥，設(shè)置于所述導(dǎo)入管；以及第二閥控制部，當(dāng)所述診斷部診斷出所述控制狀態(tài)異常時，對所述第二調(diào)整閥的開放程度進行控制，使導(dǎo)入至所述收容室內(nèi)的運載氣體的流量增加或減少。
6.一種材料氣體控制器，使用在材料氣體控制系統(tǒng)中，對材料氣體的濃度或流量進行控制，所述材料氣體控制系統(tǒng)包括收容室，收容著材料；導(dǎo)入管，其一端在所述收容室中形成開口，將運載氣體導(dǎo)入至所述收容室；以及導(dǎo)出管，其一端在所述收容室中形成開口，從所述收容室導(dǎo)出混合氣體，該混合氣體包含所述材料氣化而成的材料氣體及所述運載氣體，所述材料氣體控制器的特征在于包括 第一調(diào)整閥，設(shè)置于所述導(dǎo)出管；測定計，對在所述導(dǎo)出管流通的所述混合氣體中的所述材料氣體的濃度或流量進行測定；第一閥控制部，以使所述測定計所測定出的測定濃度值或測定流量值達到預(yù)定的設(shè)定值的方式，將開放程度控制信號輸出至所述第一調(diào)整閥； 壓力計，對所述收容室內(nèi)的壓力進行測定；以及診斷部，當(dāng)所述開放程度控制信號的值的時間變化量、與所述壓力計所測定出的測定壓力值的時間變化量滿足預(yù)定的規(guī)定條件時，診斷出所述材料氣體的濃度或流量的控制狀吊。
7.—種材料氣體控制方法，其是材料氣體控制系統(tǒng)的控制方法，該材料氣體控制系統(tǒng)包括收容室，收容著材料；導(dǎo)入管，其一端在所述收容室中形成開口，將運載氣體導(dǎo)入至所述收容室； 導(dǎo)出管，其一端在所述收容室中形成開口，從所述收容室導(dǎo)出混合氣體，該混合氣體包含所述材料氣化而成的材料氣體及所述運載氣體；以及第一調(diào)整閥，設(shè)置于所述導(dǎo)出管， 所述材料氣體控制系統(tǒng)的控制方法的特征在于包括材料氣體測定步驟，對在所述導(dǎo)出管流通的所述混合氣體中的所述材料氣體的濃度或流量進行測定；第一閥控制步驟，以使所述材料氣體測定步驟所測定出的測定濃度值或測定流量值達到預(yù)定的設(shè)定值的方式，將開放程度控制信號輸出至所述第一調(diào)整閥； 壓力測定步驟，對所述收容室內(nèi)的壓力進行測定；以及診斷步驟，當(dāng)所述開放程度控制信號的值的時間變化量、與所述壓力測定步驟所測定出的測定壓力值的時間變化量滿足預(yù)定的規(guī)定條件時，診斷出所述材料氣體的濃度或流量的控制狀態(tài)異常。
8.一種使用在材料氣體控制系統(tǒng)中的程序，該材料氣體控制系統(tǒng)包括 收容室，收容著材料；導(dǎo)入管，其一端在所述收容室中形成開口，將運載氣體導(dǎo)入至所述收容室； 導(dǎo)出管，其一端在所述收容室中形成開口，從所述收容室導(dǎo)出混合氣體，該混合氣體包含所述材料氣化而成的材料氣體及所述運載氣體； 第一調(diào)整閥，設(shè)置于所述導(dǎo)出管；測定計，對在所述導(dǎo)出管流通的所述混合氣體中的所述材料氣體的濃度或流量進行測定；第一閥控制部，以使所述測定計所測定出的測定濃度值或測定流量值達到預(yù)定的設(shè)定值的方式，將開放程度控制信號輸出至所述第一調(diào)整閥；以及壓力計，對所述收容室內(nèi)的壓力進行測定， 所述使用在材料氣體控制系統(tǒng)中的程序的特征在于 使電腦發(fā)揮作為診斷部的功能，當(dāng)所述開放程度控制信號的值的時間變化量、與所述壓力計所測定出的測定壓力值的時間變化量滿足預(yù)定的規(guī)定條件時，所述診斷部診斷出所述材料氣體的濃度或流量的控制狀態(tài)異常。
全文摘要
本發(fā)明提供一種材料氣體控制系統(tǒng)，即使在調(diào)整閥全開或全關(guān)時的材料氣體的濃度值或流量值與設(shè)定值大致一致的情況下，也可診斷出濃度或流量的控制狀態(tài)是否異常。材料氣體控制系統(tǒng)包括收容室；導(dǎo)入管，導(dǎo)入運載氣體；導(dǎo)出管，導(dǎo)出包含材料氣體及運載氣體的混合氣體；第一調(diào)整閥；測定計，測定材料氣體的濃度或流量；第一閥控制部，以使測定計所測定出的測定濃度值或測定流量值達到預(yù)定的設(shè)定值的方式，將開放程度控制信號輸出至第一調(diào)整閥；壓力計，測定收容室內(nèi)的壓力；以及診斷部，當(dāng)開放程度控制信號的值的時間變化量及壓力計所測定出的測定壓力值的時間變化量滿足規(guī)定條件時，診斷出所述材料氣體的濃度或流量的控制狀態(tài)異常。
文檔編號G05D11/13GK102541103SQ20111043586
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者南雅和 申請人:株式會社堀場Stec