[发明专利]流体分析装置及方法、热式流量计、质量流量控制器、流体性质确定装置

说明书

本发明提供流体分析装置及方法、热式流量计、质量流量控制器、流体性质确定装置。根据作为与测量对象的流体的流量变化时的上游侧电压的变化率相关的值的上游侧参数和作为与所述测量对象的流体的流量变化时的下游侧电压的变化率相关的值的下游侧参数，计算表示与流体的热导率对应的固有的值的流体固有值。

技术领域

本发明涉及一种流体分析装置，在测量对象的流体流动的流道中设置两个电阻元件，根据为了对上述电阻元件进行加热而施加的电压，分析所述测量对象的流体的流量、种类和物性等。

背景技术

例如在半导体工序中使用的气体中，大多存在腐蚀性气体(BCl₂、 Cl₂、HCl、ClF₃等)和反应性气体(SiH₄、B₂H₆等)，在测量上述气体的流量时，使用一种不需要使传感器端子等与气体直接接触就能够间接进行流量测量的热式流量计。

所述热式流量计包括：流体阻力构件，配置在气体流动的主流道内；细管，使所述层流元件的上游侧和下游侧分路，形成相对于主流道气体以规定比率的流量流动的传感器流道；以及两个电阻元件，在该细管的外表面上设置在上游侧和下游侧。而且，控制上述上游侧电阻元件和下游侧电阻元件的施加电压，分别使其温度固定、或分别使流动的电流固定。并且，根据上述恒定温度控制或恒定电流控制施加的电压，计算传感器输出计算值，并根据该传感器输出计算值和表示传感器输出计算值和流量的关系的流量校准曲线数据，输出与传感器输出计算值对应的流量。

并且，在出厂时，在使用的气体的种类不确定的情况下，不使所述腐蚀性气体和反应性气体、而使惰性气体(N₂等)在流道内流动，并根据上述惰性气体的实际流量和所述传感器输出计算值，对所述流量校准曲线数据进行校准。因此，如果利用存储有由惰性气体进行校准的流量校准曲线数据的热式流量计，不进行任何修正就测量腐蚀性气体和反应性气体的流量，则不能准确地输出实际流量。因此，当测量与用于校准的气体不同种类的气体的流量时，利用转换因子对输出的流量进行修正，该转换因子是用于各传感器输出计算值的校准的气体的流量和当前流动的气体的流量的比。

公知的是，上述转换因子相对于流量不是固定值，伴随流量的增加，以按照每种气体种类确定的增加率变化。例如，专利文献1中将转换因子近似为流量的三次函数，按照每种气体种类预先存储上述转换因子的流量函数。并且，根据用于校准的流量校准曲线数据和各气体种类的转换因子的流量函数，计算各气体种类的流量校准曲线数据，对于任何气体种类都能够输出适当的流量。

但是，在专利文献1的热式流量计的结构中，为了能够对各气体种类计算流量校准曲线数据，需要预先通过实验确定各气体种类的转换因子的流量函数。由于在半导体制造工序中使用的气体种类非常多，所以对全部可能使用的气体种类都确定转换因子的流量函数，非常花费时间。

此外，由于以往的专利文献1中记载的热式流量计不能自动判断在流道内流动的气体种类，所以每次改变在流道内流动的气体种类时，用户需要手动改变设定，以便使用对应的气体种类的转换因子的流量函数。在半导体制造工序中，在多个流道上分别设置有热式流量计，有时在各流道内流动的气体种类不同，所以用户对各热式流量计进行上述设定变更非常麻烦。因此，即使热式流量计能够对每种气体种类修正流量校准曲线数据，也难以在实际的使用环境中运用。

专利文献1：日本专利公开公报特表2005-527819号

发明内容

鉴于如上所述的热式流量计的问题，本发明的目的在于提供一种热式流量计，仅利用热式流量计就能够确定在流道内流动的流体种类，或者能够自动计算转换因子和流量校准曲线数据这样的流体种类固有的参数，进而根据流体种类自动改变各种设定，从而能够与气体种类无关而以高流量精度输出流量。