專利名稱：從具有流量控制裝置的氣體供給設(shè)備向容器分流地供給氣體的氣體分流供給裝置及氣體 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明用于半導(dǎo)體制造裝置等，涉及從具有流量控制裝置的氣體供給設(shè)備向容器自動(dòng)分流供給氣體的方法的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
在向半導(dǎo)體制造裝置的容器供給的氣體的流量控制方面，廣泛利用叫做壓力式流量控制裝置的裝置。
圖5所示為使用壓力式流量控制裝置FCS向用于形成硅氧化膜的容器C供給處理用氣體G時(shí)的一例，通過壓力式流量控制裝置FCS向利用真空泵Vp減壓后的容器C內(nèi)供給規(guī)定流量Q的處理用氣體G，通過氣體釋放器D向支承裝置I上的晶片H釋放流量Q的處理用氣體G。
另一方面，前述壓力式流量控制裝置FCS，利用了“在保持臨界壓力條件P1＞約2×P2時(shí)，流過節(jié)流孔L的氣體流量Q，僅決定于節(jié)流孔上游側(cè)的氣體壓力P1，利用Q＝CP1(C是由節(jié)流孔L的口徑和氣體溫度決定的常數(shù))關(guān)系式表示”這點(diǎn)，通過利用控制閥CV調(diào)整前述壓力P1，從而保持節(jié)流孔L的下游側(cè)的流量Q為希望的設(shè)定值。
另外，在圖5中，P0是處理用氣體G的供給壓力，PM是壓力計(jì)，F(xiàn)是過濾器，CPU是運(yùn)算單元，Qs是流量設(shè)定的輸入信號(hào)，Qe是控制流量的輸出信號(hào)。
又，壓力式流量控制裝置本身在特開平8-338546號(hào)和特開平11-63265號(hào)等上公開過，所以在此省略其詳細(xì)說明。
在上述壓力式流量控制裝置FCS上，如前述那樣節(jié)流孔上游側(cè)的氣體壓力P1和節(jié)流孔下游側(cè)的氣體壓力P2在前述臨界壓力條件的范圍內(nèi)是必要條件，存在例如當(dāng)與節(jié)流孔上游側(cè)的氣體壓力P1相比節(jié)流孔下游側(cè)的氣體壓力P2的上升大時(shí)，臨界膨脹壓力條件破壞而不能進(jìn)行流量控制的難題。
又，當(dāng)節(jié)流孔下游側(cè)的壓力P2上升，P1/P2接近前述臨界壓力條件的界限值時(shí)，實(shí)際上流量控制精度下降。因此，存在當(dāng)節(jié)流孔下游側(cè)的壓力P2上升時(shí)，可使用的流量控制范圍受到制約的難題。
這樣，雖然在壓力式流量控制裝置對(duì)氣體流量的控制上存在當(dāng)節(jié)流孔L下游側(cè)的壓力P2上升時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種問題的難題，但向使用了該壓力式流量控制裝置FCS的容器供給氣體的方法，不僅能夠簡(jiǎn)單地進(jìn)行高精度的氣體流量控制，并且不必在氣體供給源上另外安裝高精度的壓力調(diào)整裝置，所以可大幅降低氣體供給設(shè)備費(fèi)，具有優(yōu)良的實(shí)用效果。
另一方面，近年用于半導(dǎo)體制造的硅晶片的外徑正在增大，例如晶片H的外徑如果為300mmφ，則必須分別單獨(dú)調(diào)整向晶片的中心部(中心部分)和外周緣部(邊緣部分)的處理氣體的供給量。
作為與此對(duì)應(yīng)的對(duì)策，如果設(shè)計(jì)為如圖6所示分別利用單獨(dú)的供給管線GL1、GL2進(jìn)行處理氣體向前述中心部分的供給和處理氣體向邊緣部分的供給，則即使是在使用了壓力式流量控制裝置FCS的氣體供給管線GL1、GL2上也可以以規(guī)定的流量Q1、Q2從氣體供給源S沒有問題地供給處理氣體G。
但是，對(duì)于一臺(tái)容器C，使用具有分別獨(dú)立的壓力式流量控制裝置FCS1、FCS2的氣體供給管線GL1、GL2進(jìn)行氣體的供給，不僅導(dǎo)致半導(dǎo)體制造設(shè)備的大型化和設(shè)備費(fèi)的高昂，而且也使維護(hù)等麻煩，不是優(yōu)選的對(duì)策。
因此，如圖7所示，優(yōu)選的方式是從一臺(tái)壓力式流量控制裝置FCS分出雙系統(tǒng)的氣體供給管線GL1、GL2，通過調(diào)整各氣體供給管線GL1、GL2上設(shè)置的流量控制閥V1、V2，從而控制各氣體供給管線GL1、GL2的流量Q1、Q2。
而且，現(xiàn)在通用的氣體供給設(shè)備的壓力式流量控制裝置FCS，一般多使用節(jié)流孔下游側(cè)壓力P2在0～100Torr的范圍可最佳狀態(tài)使用的流量控制特性的產(chǎn)品。因此，在這些壓力式流量控制裝置FCS上，如前述那樣當(dāng)節(jié)流孔下游側(cè)壓力P2超過大約100Torr時(shí)，從流量控制精度這點(diǎn)出發(fā)而大幅度限制了流量控制范圍。
例如現(xiàn)在，在圖7上，通過供給管線GL1及供給管線GL2以Q1＝130SCCM、Q2＝170SCCM的流量向容器C供給流量Q＝300SCCM的處理氣體G。假設(shè)氣體供給設(shè)備是不使用壓力式流量控制裝置FCS的氣體供給設(shè)備，則可采用以下方法首先關(guān)閉流量控制閥V1、V2，然后將流量控制裝置的處理氣體流量設(shè)定為Q＝300SCCM，之后調(diào)整流量控制閥V1、V2的開度，自動(dòng)或參照著流量計(jì)(圖示省)將各流量Q1、Q2調(diào)整到設(shè)定值。
但是，在氣體供給設(shè)備的流量控制裝置上，如圖7那樣使用壓力式流量控制裝置FCS時(shí)，要在全部關(guān)閉兩控制閥V1、V2的狀態(tài)下首先設(shè)定壓力式流量控制裝置FCS的流量Q(300SCCM)，之后調(diào)整兩控制閥V1、V2的開度以高精度迅速調(diào)整各分支供給管線GL1、GL2的流量Q1(130SCCM)及Q2(170SCCM)是困難的。
這是因?yàn)?，兩控制閥V1、V2的開度小時(shí)兩控制閥V1、V2的上游側(cè)壓力P1上升，P1/P2的值可能超出前述壓力式流量控制裝置FCS的臨界壓力條件的界限值，其結(jié)果，壓力式流量控制裝置FCS的控制流量Q本身變成與設(shè)定流量(Q1＝300SCCM)相差大的流量值。
因此，本發(fā)明者等為了解決上述課題，開發(fā)了從氣體供給設(shè)備向容器的氣體分流供給方法，并將此申請(qǐng)為特愿平2002-161086號(hào)。
它完全改變了從前的從這種氣體供給設(shè)備的氣體的分流供給控制上常用的方法，即從全閉或接近全閉的狀態(tài)依次打開夾設(shè)在分支管線上的各流量控制閥V1、V2的對(duì)策的想法，而將兩個(gè)流量控制閥V1、V2設(shè)為全開或接近全開的狀態(tài)，再將兩流量控制閥V1、V2向關(guān)閉方向階段性(階梯式)調(diào)整開度，從而利用壓力式流量控制裝置FCS高精度地對(duì)總流量Q進(jìn)行流量控制，且利用各分支管線GL1、GL2上設(shè)置的壓力式分流控制器FV1、FV2迅速且高精度地將各管線的流量Q1、Q2調(diào)整到希望的流量比Q1/Q2。
如果采用該方法，則即使是來自具有壓力式流量控制裝置FCS的氣體供給設(shè)備的處理用氣體，分流時(shí)壓力式流量控制裝置FCS的節(jié)流孔下游側(cè)的壓力P2都不會(huì)大幅上升，結(jié)果可與壓力式分流控制器FV1、FV2的分流控制無關(guān)地將總流量Q正確控制到希望流量值Q。其結(jié)果，可發(fā)揮壓力式流量控制裝置FCS的優(yōu)良特性，可極迅速且正確地，對(duì)且數(shù)量多的流量比Q2/Q1進(jìn)行分流控制。
如前述那樣，如果采用特愿平2002-161086號(hào)的方法，則可迅速且以高精度將各分支管線GL1、GL2的流量Q1、Q2調(diào)整到希望的流量比Q1/Q2。但是，另一方面，在該方法中，除壓力式流量控制裝置FCS以外，要使用2臺(tái)壓力式分流控制器FV1、FV2，來調(diào)整兩方的壓力，所以控制復(fù)雜，并存在設(shè)備費(fèi)高的新的問題。
專利文獻(xiàn)1特開平8-338546號(hào)公報(bào)；專利文獻(xiàn)2特開平11-632656號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明，旨在解決在從以前的圖7所示的氣體供給設(shè)備向容器分流供給氣體的方法中，控制閥V1、V2的開度小時(shí)控制閥V1、V2的上游側(cè)的壓力P2上升，臨界壓力條件超出界限值而使流量控制的精度下降的問題。
又，本發(fā)明，是解決新開發(fā)的特愿平2002-161086號(hào)的技術(shù)中，由于除壓力式流量控制裝置FCS以外還必須有2臺(tái)壓力式分流控制器FV1、FV2，所以不但設(shè)備費(fèi)增加，且流量控制過于復(fù)雜的問題的。
本發(fā)明者等，為了解決上述課題，開發(fā)了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可廉價(jià)制造，并可正確且迅速地從氣體供給設(shè)備向容器分流供給氣體的從氣體供給設(shè)備向容器分流供給氣體的氣體分流供給裝置及氣體分流供給方法。
方案1的發(fā)明的基本構(gòu)成在于在通過多條分支供給管線GL1、GL2及固定在其末端的噴淋板3、4從具有流量控制裝置QCS的氣體供給設(shè)備1以規(guī)定的流量比Q1/Q2向容器C內(nèi)分流供給規(guī)定流量Q的氣體G的裝置中，在前述多條分支供給管線GL1、GL2上，分別設(shè)置開閉閥OV1、OV2，并設(shè)置有在開閉閥OV1的下游側(cè)從分支供給管線GL1分支的旁通管線BL1、在開閉閥OV2的下游側(cè)從分支供給管線GL2分支的旁通管線BL2、連接在前述旁通管線BL1和旁通管線BL2上的壓力式分流控制器FV、測(cè)定分支供給管線GL1內(nèi)的壓力的壓力傳感器PS1、測(cè)定分支供給管線GL2內(nèi)的壓力的壓力傳感器PS2。
方案2的發(fā)明，在方案1的發(fā)明中，發(fā)明的基本構(gòu)成在于具有控制裝置CT，其比較用于達(dá)到規(guī)定的流量比Q1/Q2的分支供給管線GL1、GL2的設(shè)定壓力PI1或PI2中的某一個(gè)的設(shè)定壓力、和與之對(duì)應(yīng)的由壓力傳感器PS1或壓力傳感器PS2測(cè)定的分支供給管線GL1、GL2的實(shí)際壓力PT1或PT2，并向減小分支供給管線的實(shí)際壓力與用于達(dá)到規(guī)定的流量比Q1/Q2的設(shè)定壓力之間的差的方向，控制壓力式分流控制器FV的開度。
方案3的發(fā)明，在方案1或方案2所述的發(fā)明中，發(fā)明的基本構(gòu)成在于將開閉閥OV1和開閉閥OV2設(shè)為氣控式的開閉閥，且具有向開閉閥OV1和開閉閥OV2供給動(dòng)作用空氣的切換閥SV。
方案4的發(fā)明，在方案1、方案2或方案3所述的發(fā)明中，發(fā)明的基本構(gòu)成在于開閉閥OV1和開閉閥OV2是一體的。
方案5的發(fā)明，在方案1、方案2、方案3或方案4所述的發(fā)明中，發(fā)明的基本構(gòu)成在于使用了壓力式流量控制裝置FCS作為流量控制裝置QCS。
方案6的發(fā)明的基本構(gòu)成在于在通過多條分支供給管線GL1、GL2及固定在其末端的噴淋板3、4從具有流量控制裝置QCS的氣體供給設(shè)備1以規(guī)定的流量比Q1/Q2向容器C內(nèi)分流供給規(guī)定流量Q的氣體G的方法中，在前述多條分支供給管線GL1、GL2上分別設(shè)置開閉閥OV1、OV2，設(shè)置有在開閉閥OV1的下游側(cè)從分支供給管線GL1分支的旁通管線BL1、在開閉閥OV2的下游側(cè)從分支供給管線GL2分支的旁通管線BL2、連接在旁通管線BL1和旁通管線BL2上的壓力式分流控制器FV，還設(shè)置測(cè)定分支供給管線GL1內(nèi)的壓力的壓力傳感器PS1、測(cè)定分支供給管線GL2內(nèi)的壓力的壓力傳感器PS2，并且通過打開供給流量大的一方的分支供給管線的開閉閥，調(diào)整前述壓力式分流控制器FV的開度，并通過調(diào)整從供給流量多的一方的分支供給管線向供給流量小的一方的分支供給管線的流量，從而調(diào)整分支供給管線GL1及分支供給管線GL2的壓力，以希望的分流流量Q1、Q2向前述容器C內(nèi)分流供給總量Q＝Q1+Q2的氣體。
方案7的發(fā)明，在方案6所述的發(fā)明中，比較用于達(dá)到規(guī)定的流量比Q1/Q2的分支供給管線GL1、GL2的設(shè)定壓力PI1或PI2中的某一個(gè)的設(shè)定壓力、和與之對(duì)應(yīng)的由壓力傳感器PS1或壓力傳感器PS2測(cè)定的分支供給管線GL1、GL2的實(shí)際壓力PT1或PT2，并向減小分支供給管線的實(shí)際壓力與用于達(dá)到規(guī)定的流量比Q1/Q2的設(shè)定壓力之間的差的方向，控制壓力式分流控制器FV的開度。
方案8的發(fā)明，在方案6或方案7所述的發(fā)明中，將開閉閥OV1和開閉閥OV2設(shè)為氣控式的開閉閥，且設(shè)置向開閉閥OV1和開閉閥OV2供給動(dòng)作用空氣的切換閥SV，從而利用切換閥SV打開供給流量大的一方的分支供給管線的開閉閥。
方案9的發(fā)明，在方案6、方案7或方案8所述的發(fā)明中，使用壓力式流量控制裝置作為流量控制裝置QCS。
在本裝置發(fā)明中，提供從具有流量控制裝置的氣體供給設(shè)備向容器分流供給氣體的氣體分流供給裝置，在通過多條分支供給管線GL1、GL2及其末端固定的噴淋板3、4從具有流量控制裝置QCS的氣體供給設(shè)備1以規(guī)定的流量比Q1/Q2向容器C內(nèi)分流供給規(guī)定流量Q的氣體G的裝置上，設(shè)為以下結(jié)構(gòu)在前述氣體供給設(shè)備1與容器C之間設(shè)置分流控制裝置2，分流控制裝置2包括分別設(shè)置在前述多條分支供給管線GL1、GL2上的開閉閥OV1、OV2、在開閉閥OV1的下游側(cè)從分支供給管線GL1分支的旁通管線BL1、在開閉閥OV2的下游側(cè)從分支供給管線GL2分支的旁通管線BL2、連接在旁通管線BL1和旁通管線BL2上的壓力式分流控制器FV、測(cè)定分支供給管線GL1內(nèi)的壓力的壓力傳感器PS1、測(cè)定分支供給管線GL2內(nèi)的壓力的壓力傳感器PS2，通過固定在分支供給管線GL1、GL2的末端的噴淋板3、4，將規(guī)定流量Q的氣體以規(guī)定的流量比Q1/Q2向容器C內(nèi)分流供給。
其結(jié)果，獲得以下優(yōu)良效果極迅速且正確地，對(duì)多個(gè)流量比Q1/Q2使用僅1臺(tái)壓力式分流控制器進(jìn)行壓力控制，且設(shè)備費(fèi)用低廉。
又，在本方法發(fā)明中，提供從具有流量控制裝置的氣體供給設(shè)備向容器分流供給氣體的氣體分流供給方法，是通過多條分支供給管線GL1、GL2及其末端固定的噴淋板3、4從具有流量控制裝置QCS的氣體供給設(shè)備1以規(guī)定的流量比Q1/Q2向容器C內(nèi)分流供給規(guī)定流量Q的氣體G的方法，在前述氣體供給設(shè)備1與容器C之間，設(shè)置有由分別設(shè)置在前述多條分支供給管線GL1、GL2上的開閉閥OV1、OV2、在開閉閥OV1的下游側(cè)從分支供給管線GL1分支的旁通管線BL1、在開閉閥OV2的下游側(cè)從分支供給管線GL2分支的旁通管線BL2、連接在旁通管線BL1和旁通管線BL2上的壓力式分流控制器FV、測(cè)定分支供給管線GL1內(nèi)的壓力的壓力傳感器PS1、測(cè)定分支供給管線GL2內(nèi)的壓力的壓力傳感器PS2構(gòu)成的分流控制器2，并且通過打開供給流量大的一方的分支供給管線的開閉閥，調(diào)整前述壓力式分流控制器FV的開度，并通過調(diào)整從供給流量多的一方的分支供給管線流向供給流量小的一方的分支供給管線的氣體流量，從而調(diào)整分支供給管線GL1及分支供給管線GL2的壓力，以希望的分流流量Q1、Q2向前述容器C內(nèi)分流供給總量Q＝Q1+Q2的氣體。
其結(jié)果，獲得以下優(yōu)良效果極迅速且正確地，對(duì)數(shù)量多的流量比Q1/Q2使用僅1臺(tái)壓力式分流控制器進(jìn)行壓力控制，不但設(shè)備費(fèi)低廉，且容易控制。


圖1是說明使用了本發(fā)明的從具有流量控制裝置的氣體供給設(shè)備向容器的氣體分流供給裝置的氣體分流控制方法的整體系統(tǒng)圖。
圖2是壓力式分流控制器FV的基本構(gòu)成圖。
圖3是表示在圖1的分流供給中，將使用的噴淋板3、4的組合設(shè)為模式1時(shí)的設(shè)定壓力(PI1、PI2)與分流比Q1/Q2的關(guān)系的線圖(運(yùn)算值)。
圖4是表示將使用的噴淋板3、4的組合設(shè)為模式2時(shí)的與圖3同樣的關(guān)系的線圖(運(yùn)算值)。
圖5是表示從前的使用了壓力式流量控制裝置FCS的向容器C的處理氣體的供給方法的說明圖。
圖6是利用多個(gè)壓力式流量控制裝置從單獨(dú)的氣體供給源S向容器C分流供給處理氣體時(shí)的說明圖。
圖7是從具有壓力式流量控制裝置的氣體供給源S使用控制閥向容器C分流供給處理氣體時(shí)的說明圖。
附圖標(biāo)記說明BL1·BL2為旁通管線、C為容器、D為氣體釋放器、Dc為中心部用氣體釋放器、De為邊緣部氣體釋放器、FV為壓力式分流控制器、GL1為中心部用分支供給管線、GL2為邊緣部用分支供給管線、OV1·OV2為開閉閥、PT1·PT2為分支供給管線的壓力、P3為容器內(nèi)的壓力、PS1·PS2為分支供給管線的壓力傳感器、QCS為流量控制裝置、SV為電切換閥、1為氣體供給設(shè)備、2為分流控制裝置、3為中心部用氣體釋放器的噴淋板、3a為設(shè)于噴淋板的節(jié)流孔、4為邊緣部用氣體釋放器的噴淋板、4a為設(shè)于噴淋板的節(jié)流孔具體實(shí)施方式
以下，根據(jù)

本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1是說明使用了本發(fā)明的從具有流量控制裝置QCS的氣體供給設(shè)備向容器的氣體分流供給裝置及氣體分流供給方法的整體系統(tǒng)圖。在圖1中，1是氣體供給設(shè)備，由處理用氣體G的供給源S、氣體總閥Vo和流量控制裝置QCS等形成。
又，2是分流控制裝置，由壓力式分流控制器FV及通信控制電路CT等形成。
并且在圖1中，C是容器，D是氣體釋放器，Dc是中心部用氣體釋放器，De是邊緣部用氣體釋放器，GL1是中心部用分支(分路)供給管線，GL2是邊緣部用分支供給管線，Q是總氣體量，Q1·Q2是分流流量，PT1·PT2是分支供給管線GL1、GL2的壓力，P3是容器C內(nèi)的壓力，PS1·PS2是分支供給管線GL1、GL2的壓力傳感器，3是中心部用氣體釋放器Dc的噴淋板，3a是設(shè)置在噴淋板上的節(jié)流孔，4是邊緣部用氣體釋放器De的噴淋板，4a是設(shè)置在噴淋板上的節(jié)流孔。
另外，在圖1中，EL1·EL2是通信控制電路CT與壓力傳感器PS1·PS2的信號(hào)連接線，EL3是通信控制電路CT與壓力式分流控制器FV的信號(hào)連接線，EL4是通信控制電路CT與電切換閥SV的信號(hào)連接線，T1是電源·信號(hào)輸入端子。
前述氣體供給設(shè)備1，由處理用氣體供給源S及多個(gè)流量控制裝置QCS等形成。流量控制裝置QCS可正確且迅速地控制流量即可，但在此在流量控制裝置QCS上，使用了前述圖5所示的壓力式流量控制裝置FCS。通過向壓力式流量控制裝置FCS的控制裝置(CPU)輸入規(guī)定的流量設(shè)定信號(hào)Qs，從而利用控制閥CV調(diào)整節(jié)流孔L的上游側(cè)壓力P1，節(jié)流孔下游側(cè)的流量Q被自動(dòng)調(diào)整到設(shè)定流量Qs。
又，從控制裝置(CPU)輸出與調(diào)整后的流量對(duì)應(yīng)的控制流量輸出信號(hào)Qe，萬一流量設(shè)定輸入信號(hào)Qs與前述控制流量信號(hào)Qe之間的偏差超過規(guī)定時(shí)間，則雖然圖5上沒有圖示，但如后述那樣從CPU發(fā)出輸入·輸出偏差異常信號(hào)。
前述分流控制裝置2，由多個(gè)開閉閥OV1、OV2、壓力式分流控制器FV、控制這些的通信控制電路CT、用于開關(guān)OV1、OV2的電氣切換閥SV、連接在分支管線的末端的孔板3、4等形成。
前述壓力式分流控制器FV，如圖2所示由控制閥CV和控制閥CV的驅(qū)動(dòng)控制部(CPU)等形成，利用來自通信控制電路CT的通過管線EL3輸入的控制信號(hào)而經(jīng)由驅(qū)動(dòng)控制部(CPU)調(diào)整控制閥CV的開度。
另外，在圖2的本實(shí)施方式中，在前述壓力式分流控制器FV的控制閥CV上使用壓電驅(qū)動(dòng)行程增幅型的金屬膜片閥，即使流量Q1、Q2是大流量時(shí)也可容易對(duì)應(yīng)。
另外，通過噴淋板3的節(jié)流孔3a及噴淋板4的節(jié)流孔4a向容器C內(nèi)供給處理用氣體G時(shí)，分流流量Q1及Q2的控制，與流量控制裝置FCS的節(jié)流孔一樣，如果容器C內(nèi)的壓力P3與中心部用孔板3的節(jié)流孔3a更上游側(cè)的壓力PI1之間保持PI1＞2P3的關(guān)系，則通過調(diào)整PI1，從而利用Q1＝C1PI1控制分流流量Q1。
同樣，如果容器C內(nèi)的壓力P3與邊緣部用孔板4的節(jié)流孔4a更上游側(cè)的壓力PI2之間保持PI2＞2P3的關(guān)系，則通過調(diào)整PI2，從而利用Q2＝C2PI2控制分流流量Q2。在此C1·C2是決定于節(jié)流孔3a·4a的截面積和其形狀、氣體溫度等的常數(shù)。
參照?qǐng)D1，前述通信控制電路CT，設(shè)置有電源·信號(hào)輸入端子T1，通過信號(hào)連接管線EL3·EL4而與壓力式分流控制器FV、電氣切換閥SV連接。
開閉閥OV是氣控式，構(gòu)成不供給驅(qū)動(dòng)用空氣的狀態(tài)下為打開狀態(tài)的常開型，但通常分流控制裝置2是停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，兩開閉閥OV關(guān)閉。
通信控制電路CT，當(dāng)通過電源·信號(hào)輸入端子T1輸入啟動(dòng)信號(hào)、總流量Q、希望的流量比Q2/Q1、噴淋板3、4的組合模式等時(shí)，如表1所示的設(shè)定壓力比PI2/PI1的模式那樣，將設(shè)定壓力PI2、PI1中設(shè)定壓力設(shè)定得低的分支供給管線作為控制對(duì)象分支供給管線，剩下的另一個(gè)分支供給管線作為非控制對(duì)象分支供給管線。
通信控制電路CT，打開非控制對(duì)象分支供給管線的開閉閥，關(guān)閉控制對(duì)象分支供給管線的開閉閥。
并且，通信控制電路CT，根據(jù)給予的總流量Q和流量比求得Q1及Q2的值。
表1各設(shè)定壓力比——控制對(duì)象·開閉閥動(dòng)作指示

通過向通信控制電路CT輸入規(guī)定的信號(hào)，從而利用壓力式分流控制器FV調(diào)整控制對(duì)象分支供給管線側(cè)的壓力PT。
即，通信控制電路CT，根據(jù)由控制對(duì)象分支供給管線的壓力傳感器PS測(cè)定并輸送來的壓力信號(hào)，開始設(shè)定壓力與實(shí)際壓力的對(duì)比，并向減小該差的方向調(diào)整分流控制器FV的開度地輸出信號(hào)。具體地，對(duì)比的結(jié)果是實(shí)際壓力比設(shè)定壓力低時(shí)，分流控制器FV的開度增大，使控制對(duì)象分支管線的壓力PT上升。相反的結(jié)果，實(shí)際壓力比設(shè)定壓力高時(shí)，分流控制器FV的開度減小，使控制對(duì)象分支管線的壓力PT下降。
另外，設(shè)定壓力預(yù)先根據(jù)各噴淋板的各供給流量與壓力的關(guān)系運(yùn)算求得。
又，設(shè)定壓力比如表2及表3所示那樣由根據(jù)向分支供給管線GL1、GL2的供給流量比Q2/Q1運(yùn)算的結(jié)果求得。
表2與各流量比相對(duì)應(yīng)的[設(shè)定壓力比·分流量控制對(duì)象·開閉閥動(dòng)作指示]模式1

表3與各流量比相對(duì)應(yīng)的[設(shè)定壓力比·分流量控制對(duì)象·開閉閥動(dòng)作指示]模式2

在本實(shí)施方式中，各氣體釋放器Dc、De的噴淋板(孔板)3、4，作為前述中心部用噴淋板3準(zhǔn)備了具有420個(gè)節(jié)流孔3a的Dc1和具有480個(gè)節(jié)流孔3a的Dc2兩種。同樣，作為邊緣部用噴淋板4準(zhǔn)備了節(jié)流孔4a為360個(gè)的De1和476個(gè)的De2兩種。
并且在本實(shí)施方式中，前述流量比Q2/Q1可設(shè)定為1/1、1/2、1/3、1/4、2/1、3/1及4/1的任何一個(gè)，將基于此運(yùn)算的設(shè)定壓力(或者從氣體供給容器側(cè)指定的設(shè)定壓力)、設(shè)定壓力比向輸入端子T1輸入。
前述表2及表3所示的設(shè)定壓力、設(shè)定壓力比，如后述那樣，表示根據(jù)連接在各分支氣體供給管線的末端的噴淋板3、4的節(jié)流孔3a·4a的口徑和其數(shù)量通過運(yùn)算求得的釋放前述規(guī)定的流量Q1、Q2的氣體G所需的節(jié)流孔3a·4a的上游側(cè)的設(shè)定壓力PI1和PI2、以及進(jìn)而根據(jù)該運(yùn)算的必要的上游側(cè)的設(shè)定壓力PI2和PI1運(yùn)算求得的比PI2/PI1。
作為前述噴淋板3、4的組合，預(yù)先確定具有420個(gè)節(jié)流孔3a的噴淋板3和具有360個(gè)節(jié)流孔4a的噴淋板4的組合(以下叫做模式1)以及具有480個(gè)節(jié)流孔3a的噴淋板3和具有476個(gè)節(jié)流孔4a的噴淋板4的組合(以下叫做模式2)兩種。
另外，在此，利用下述傳導(dǎo)系數(shù)的運(yùn)算式運(yùn)算上述分流流量Q1、Q2及壓力PI1、PI2的關(guān)系。
即，在管路內(nèi)流動(dòng)的氣體的流量Q，表示為Q＝C×(P1-P2)...(1)、C＝182×D4×(P1+P2)/2×1/L...(2)。其中，C是傳導(dǎo)系數(shù)(L/sec)，D是配管直徑(cm)，L是配管長(zhǎng)度(cm)，P1是配管上游壓力(Torr)，P2是配管下游壓力(Torr)Q是流量(Torr·L/sec)。
在上述(1)及(2)中，將噴淋板的節(jié)流孔的外徑設(shè)為D，將噴淋板的節(jié)流孔的長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng)，將容器(腔室)內(nèi)壓(P3＝0015Torr)設(shè)為下游側(cè)壓力P2，將1個(gè)節(jié)流孔的流量設(shè)為流量Q，從而運(yùn)算出噴淋板的上游側(cè)的內(nèi)壓(PI1及PI2)。
又，圖3用圖表顯示了將組合使用具有內(nèi)徑0.2mmφ的節(jié)流孔420個(gè)的中心部用氣體釋放器Dc的噴淋板3以及具有內(nèi)徑0.2mmφ的節(jié)流孔360個(gè)的邊緣部用氣體釋放器De的噴淋板4時(shí)(模式1)的總流量(全流量)Q、與中心部用的控制壓力PT1與邊緣部用的控制壓力PT2的關(guān)系以流量比(E/C＝Q2/Q1)為參數(shù)運(yùn)算的數(shù)值，例如在Q2/Q1＝1下設(shè)Q＝1600、1200、800、400及100SCCM時(shí)，邊緣部用的控制壓力PI2與中心部側(cè)的控制壓力PI1之比PI2/PI1的平均值為1.041。
同樣，圖4用圖表顯示了將組合使用具有內(nèi)徑0.2mmφ的節(jié)流孔480個(gè)的中心部用氣體釋放器Dc的噴淋板3以及具有內(nèi)徑0.2mmφ的節(jié)流孔476個(gè)的邊緣部用氣體釋放器De的噴淋板4時(shí)(模式2)的運(yùn)算值，例如在Q2/Q1＝1下設(shè)Q＝1600、1200、800、400及100SCCM時(shí)，邊緣部側(cè)的控制壓力PI2與中心部側(cè)的控制壓力PI1之比PI2/PI1的平均值為1.001。
另外，表2及表3歸納了表示圖3及圖4所示的模式1及模式2中的各流量比Q2/Q1、與邊緣部側(cè)控制壓力PI2與中心部側(cè)控制壓力PI1之比PI2/PI1的關(guān)系的運(yùn)算值。例如在圖3中，顯示了使用的噴淋板3、4設(shè)為組合模式1且流量比Q1/Q2為1時(shí)邊緣部側(cè)控制壓力PI2與中心部側(cè)控制壓力PI1之比PI2/PI1通過運(yùn)算為1.041。
以下說明本申請(qǐng)發(fā)明的向容器的氣體分流供給方法。參照?qǐng)D1及圖2，在沒有向通信控制電路CT輸入啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，兩開閉閥OV1、OV2設(shè)為全閉。
為了以規(guī)定的比率Q2/Q1(例如Q2/Q1＝1/2)分流供給總流量Q的氣體G，向通信控制電路CT輸入總流量Q及連接在各分支管線GL1、GL2的末端的氣體釋放器Dc、De的噴淋板3、4的組合模式、所希望的流量比Q2/Q1。又，與各噴淋板3、4和流量比Q2/Q1對(duì)應(yīng)的控制壓力比PI2/PI1作為設(shè)定信號(hào)輸入。
然后，通信控制電路CT，根據(jù)給予的總流量Q和流量比率Q2/Q1及設(shè)定壓力PI1、PI2決定分流控制對(duì)象及非分流控制對(duì)象，打開非控制對(duì)象分支供給管線的開閉閥OV，關(guān)閉控制對(duì)象分支供給管線的開閉閥OV。
例如，通信控制電路CT，當(dāng)接收表示總流量Q為1200SCCM、噴淋板3、4的組合模式為模式1且分流比Q2/Q1＝1/2、設(shè)定壓力PI1及設(shè)定壓力PI2的信號(hào)時(shí)，將與設(shè)定壓力PI1、PI2中設(shè)定壓力設(shè)定得低的PI1對(duì)應(yīng)的分支供給管線GL1設(shè)為控制對(duì)象分支供給管線，剩下的另一個(gè)分支供給管線GL2作為非控制分支供給管線。
通信控制電路CT，打開非控制對(duì)象分支供給管線GL2的開閉閥OV2，關(guān)閉控制對(duì)象分支供給管線GL1的開閉閥OV1。
又，通信控制電路CT，根據(jù)由控制對(duì)象分支供給管線GL1的壓力傳感器PS1測(cè)定而輸送來的壓力信號(hào)，比較設(shè)定壓力PI1與實(shí)際壓力PT1。
通信控制電路CT，對(duì)比控制對(duì)象分支供給管線GL1的設(shè)定壓力PI1與實(shí)際壓力PT1，以向減小該差的方向調(diào)整分流控制器FV的開度的方式輸出信號(hào)。
即，對(duì)比的結(jié)果是實(shí)際壓力PT1＜設(shè)定壓力PI1時(shí)，分流控制器FV的開度增大，使控制對(duì)象分支管線GL1的壓力上升。相反的結(jié)果，實(shí)際壓力PT1＞設(shè)定壓力PI1時(shí)，分流控制器FV的開度減小，使控制對(duì)象分支管線GL1的壓力下降。
通信控制電路CT，對(duì)比控制對(duì)象分支供給管線GL1的設(shè)定壓力PI1與實(shí)際壓力PT1，該差值消除或收斂在預(yù)設(shè)的差值范圍時(shí)，保持分流控制器FV的開度，從而完成自動(dòng)分流控制。
即，來自氣體供給源S的規(guī)定流量Q的原料氣體G，分流為規(guī)定的流量比Q1/Q2，通過氣體釋放器Dc、De向容器C內(nèi)的晶片H供給。
另外，通信控制電路CT，對(duì)比設(shè)定壓力PI1與實(shí)際壓力PT1，該差值消除(變?yōu)?)或收斂在預(yù)設(shè)的差值范圍時(shí)，保持分流控制器FV的開度，從而完成自動(dòng)分流控制，但由于溫度變化或其他原因，實(shí)際壓力PT1變動(dòng)，與設(shè)定壓力PI1的差值超出預(yù)設(shè)的差值范圍時(shí)，通信控制電路CT再次開始分流控制器FV的開度的控制。
又，在本實(shí)施方式中，為通過電源·信號(hào)輸入端子T對(duì)通信控制電路CT輸入啟動(dòng)信號(hào)、總流量Q、希望的流量比Q2/Q1、噴淋板3、4的組合模式、設(shè)定壓力PI1、PI2等的構(gòu)成，但也可構(gòu)成為通信控制電路CT根據(jù)前述總流量Q和流量比Q2/Q1等信號(hào)和預(yù)先算出的數(shù)據(jù)、確定控制對(duì)象分支供給管線及其設(shè)定壓力。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明可應(yīng)用于在臨界壓力條件之下分流地供給流體的裝置。例如，可用在半導(dǎo)體制造裝置的容器和化學(xué)品及藥品的制造裝置的容器中。
權(quán)利要求
1.一種從具有流量控制裝置的氣體供給設(shè)備向容器分流地供給氣體的氣體分流供給裝置，從具有流量控制裝置(QCS)的氣體供給設(shè)備(1)通過多條分支供給管線(GL1、GL2)及固定在其末端的噴淋板(3、4)、以規(guī)定的流量比Q1/Q2向容器(C)內(nèi)分流地供給規(guī)定流量Q的氣體(G)，其特征在于在前述氣體供給設(shè)備(1)與容器(C)之間設(shè)置有分流控制裝置(2)，分流控制裝置(2)包括分別設(shè)置在前述多條分支供給管線(GL1、GL2)上的開閉閥(OV1、OV2)、在開閉閥(OV1)的下游側(cè)從分支供給管線(GL1)分支的旁通管線(BL1)、在開閉閥(OV2)的下游側(cè)從分支供給管線(GL2)分支的旁通管線(BL2)、連接在旁通管線(BL1)和旁通管線(BL2)上的壓力式分流控制器(FV)、測(cè)定分支供給管線(GL1)內(nèi)的壓力的壓力傳感器(PS1)、測(cè)定分支供給管線(GL2)內(nèi)的壓力的壓力傳感器(PS2)。
2.如權(quán)利要求1所述的從具有流量控制裝置的氣體供給設(shè)備向容器分流地供給氣體的氣體分流供給裝置，其特征在于具有控制裝置(CT)，其比較用于達(dá)到規(guī)定的流量比Q1/Q2的分支供給管線(GL1)的設(shè)定壓力PI1或分支供給管線(GL2)的設(shè)定壓力PI2中的某一個(gè)的設(shè)定壓力、和與之對(duì)應(yīng)的由壓力傳感器(PS1)或壓力傳感器(PS2)測(cè)定的分支供給管線(GL1)的實(shí)際壓力PT1或分支供給管線(GL2)的實(shí)際壓力PT2，并向減小分支供給管線的實(shí)際壓力與用于達(dá)到規(guī)定的流量比Q1/Q2的設(shè)定壓力之間的差的方向、控制壓力式分流控制器(FV)的開度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的從具有流量控制裝置的氣體供給設(shè)備向容器分流地供給氣體的氣體分流供給裝置，其特征在于將開閉閥(OV1)和開閉閥(OV2)設(shè)為氣控式的開閉閥，且具有向開閉閥(OV1)和開閉閥(OV2)供給動(dòng)作用空氣的切換閥(SV)。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的從具有流量控制裝置的氣體供給設(shè)備向容器分流地供給氣體的氣體分流供給裝置，其特征在于開閉閥(OV1)和開閉閥(OV2)是一體的。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的從具有流量控制裝置的氣體供給設(shè)備向容器分流地供給氣體的氣體分流供給裝置，其特征在于使用了壓力式流量控制裝置作為流量控制裝置(QCS)。
6.一種從具有流量控制裝置的氣體供給設(shè)備向容器分流地供給氣體的氣體分流方法，從具有流量控制裝置(QCS)的氣體供給設(shè)備(1)通過多條分支供給管線(GL1、GL2)及固定在其末端的噴淋板(3、4)、以規(guī)定的流量比Q1/Q2向容器(C)內(nèi)分流地供給規(guī)定流量Q的氣體(G)，其特征在于在前述氣體供給設(shè)備(1)與容器(C)之間設(shè)置有分流控制裝置(2)，分流控制裝置(2)包括分別設(shè)置在前述多條分支供給管線(GL1、GL2)上的開閉閥(OV1、OV2)、在開閉閥(OV1)的下游側(cè)從分支供給管線(GL1)分支的旁通管線(BL1)、在開閉閥(OV2)的下游側(cè)從分支供給管線(GL2)分支的旁通管線(BL2)、連接在旁通管線(BL1)和旁通管線(BL2)上的壓力式分流控制器(FV)、測(cè)定分支供給管線(GL1)內(nèi)的壓力的壓力傳感器(PS1)、測(cè)定分支供給管線(GL2)內(nèi)的壓力的壓力傳感器(PS2)；通過打開供給流量大的一方的分支供給管線的開閉閥，調(diào)整前述壓力式分流控制器(FV)的開度，并通過調(diào)整從供給流量多的一方的分支供給管線流向供給流量小的一方的分支供給管線的流量，從而調(diào)整分支供給管線(GL1)及分支供給管線(GL2)的壓力，以希望的分流流量Q1、Q2向前述容器C內(nèi)分流地供給總量Q＝Q1+Q2的氣體。
7.如權(quán)利要求6所述的從具有流量控制裝置的氣體供給設(shè)備向容器分流地供給氣體的氣體分流供給方法，其特征在于比較用于達(dá)到規(guī)定的流量比Q1/Q2的分支供給管線(GL1)的設(shè)定壓力PI1或分支供給管線(GL2)的設(shè)定壓力PI2中的某一個(gè)的設(shè)定壓力、和與之對(duì)應(yīng)的由壓力傳感器(PS1)或壓力傳感器(PS2)測(cè)定的分支供給管線(GL1)的實(shí)際壓力PT1或分支供給管線(GL2)的實(shí)際壓力PT2，并向減小分支供給管線的實(shí)際壓力與用于達(dá)到規(guī)定的流量比Q1/Q2的設(shè)定壓力之間的差的方向、控制壓力式分流控制器(FV)的開度。
8.如權(quán)利要求6或7所述的從具有流量控制裝置的氣體供給設(shè)備向容器分流地供給氣體的氣體分流供給裝置，其特征在于將開閉閥(OV1)和開閉閥(OV2)設(shè)為氣控式的開閉閥，且具有向開閉閥(OV1)和開閉閥(OV2)供給動(dòng)作用空氣的切換閥(SV)，從而利用切換閥(SV)打開供給流量大的一方的分支供給管線的開閉閥。
9.如權(quán)利要求6、7或8所述的從具有流量控制裝置的氣體供給設(shè)備向容器分流地供給氣體的氣體分流供給方法，其特征在于使用壓力式流量控制裝置作為流量控制裝置(QCS)。
全文摘要
設(shè)計(jì)為從具有流量控制裝置的氣體供給設(shè)備正確且迅速地以規(guī)定的流量比Q
文檔編號(hào)H01L21/31GK1809794SQ20048001729
公開日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2004年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月20日
發(fā)明者杉山一彥, 池田信一, 西野功二, 土肥亮介, 上野山豐己 申請(qǐng)人:株式會(huì)社富士金, 東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社