[发明专利]对流体的流量进行控制的方法、质量流量控制装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种对流体的流量进行控制的方法、执行该方法的质量流量控制装置以及使用该质量流量控制装置的质量流量控制系统。例如，本发明涉及一种能够恰当地用于向半导体制造装置供给的工艺气体(process gas)的供给的开始和停止以及供给量的控制的对流体的流量进行控制的方法、执行该方法的质量流量控制装置以及使用该质量流量控制装置的质量流量控制系统。

背景技术

质量流量控制装置(mass flow controller)例如广泛使用于以下目的：对在半导体的制造工艺中向腔室内供给的工艺气体的流量进行控制。质量流量控制装置不仅被单独地使用，还被用作构成如下质量流量控制系统的部件：该质量流量控制系统包括多个质量流量控制装置与其它部件的组合。

一般来说，质量流量控制装置具备作为流量的测量单元的流量计、作为流量的控制单元的流量控制阀以及对它们进行控制的控制部。使用者能够在需要供给流体(例如工艺气体等)时打开流量控制阀来开始流体的供给，如果不需要供给流体则关闭流量控制阀来停止流体的供给。另外，在流量控制阀被打开的期间，能够由流量计测量流体的流量，还能够根据测量出的流量的值来控制流量控制阀的打开。

在半导体的制造工艺中，通过向腔室内供给各种工艺气体，来制造具有精密且复杂的构造的半导体装置。为了将需要的工艺气体在需要时仅供给所需量，期望尽可能地缩短从控制部向流量控制阀传递信号起到实际开始或停止流体的供给为止的时间。因此，提出了用于使质量流量控制装置的流量控制阀无延迟地高速地开闭的各种技术。

例如在专利文献1中公开了一种能够进行与本发明的申请人的提案有关的高速的流量响应的流量控制装置和程序的发明。根据该发明，例如能够通过从驱动电路向流量控制阀输出尖峰状的电压信号来缩短使流量控制阀从关闭状态成为打开状态所需的时间。

专利文献1：国际公开第2013/115298号

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，根据现有技术，能够在一定的范围内缩短流量控制阀的开闭动作所需的时间。但是，使包含机械部件的流量控制阀从关闭状态成为打开状态需要一定的时间，并且响应流量控制阀的开闭动作而流体的质量流量发生变化也需要一定的时间。因而，不可能使从质量流量控制装置的流量的设定值从0(零)变为非0(零)的值起到流体的流量达到其设定值为止的时间(以下称为“响应时间”(Response Time)。)完全为0(零)。

存在以下情况：与其使响应时间无限接近于0(零)，倒不如不依赖于流体(例如工艺气体等)的种类以及流量的设定值、温度及压力等条件(以下有时称为“设定条件”。)地使响应时间固定更为优选。作为用于实现后者的方法，例如考虑有以下方法等：对于预想使用的所有流体，预先测量各种设定条件下的响应时间，在向流量控制阀传递信号时，设置从预先决定的响应时间的目标值减去该响应时间的测量值所得到的待机时间。但是，关于这样的方法，用于测量各种设定条件下的响应时间的时间上和经济上的负担大，是不现实的。

另外，在使用多个质量流量控制装置的质量流量控制系统的情况下，可以想到即使流体的种类、设定条件相同，每个质量流量控制装置的响应时间也不同。如果存在这样的质量流量控制装置的个体差异，则作为质量流量控制系统整体而言，响应时间产生偏差，因此是不理想的。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的之一在于提供一种响应时间不因流体(例如工艺气体等)的种类和设定条件以及个体差异等而产生差的对流体的流量进行控制的方法、执行该方法的质量流量控制装置以及使用该质量流量控制装置的质量流量控制系统。

用于解决问题的方案

因此，本发明所涉及的对流体的流量进行控制的方法被应用于以下质量流量控制装置，该质量流量控制装置具备：流量计，其测量流体的流量的测量值；流量控制阀，其使所述流量增加和减少；以及控制部，其基于所述测量值来控制所述流量控制阀以调节所述流量。

并且，所述控制部具备存储以下所示的参数的存储单元。

(1)所述流量的设定值；

(2)与所述流量的所述设定值对应的所述流量的管理值；

(3)从所述流量的所述设定值从零变为非零的值时起到向所述流量控制阀输出打开信号为止的期间即待机时间W；以及