[发明专利]流体控制装置、流体控制方法和程序存储介质

说明书

本发明提供流体控制装置、流体控制方法和程序存储介质。流体控制装置能够在脉冲控制中在各打开期间对经过阀的流体的流量或压力实现比以往更高的控制精度，控制机构包括：脉冲信号发生器，向第一阀输入具有预定的脉冲高度和预定的脉冲宽度的脉冲信号；反馈值算出部，基于由压力传感器测定的压力值，计算出所述第一阀打开的打开期间在内部容积部内产生的压力下降量的时间积分值作为反馈值；以及信号修正部，基于所述反馈值与基准值的偏差，对从所述脉冲信号发生器输入所述第一阀的脉冲信号进行修正。

技术领域

本发明涉及一种流体控制装置，该流体控制装置例如用于在半导体制造装置中对各种气体的流量进行脉冲控制。

背景技术

例如，在作为半导体成膜装置的一种的原子层沉积装置(ALD：Atomic LayerDeposition)中，在短时间内交替地导入成分气体和水蒸气，意图以埃单位的膜厚实现成膜。

因此，为了能够将各种气体以形成例如一个原子程度的膜所需要的流量的方式导入成膜室内，控制导入成膜室内的各种气体的流量的质量流量控制器由脉冲控制驱动(专利文献1)。

这样的由脉冲控制驱动的质量流量控制器包括：阻力体，设置于流路；阀，设置在所述阻力体的下游侧；以及控制机构，使所述阀交替地反复处于所述阀打开的打开期间和所述阀关闭的关闭期间。更具体地说，所述质量流量控制器在关闭期间使气体流入所述阻力体与所述阀之间的流路的内部容积部，以成为预定压力的方式进行充气，并且在打开期间使充入内部容积部的气体向阀的下游侧流动。

此外，所述阀具有用于实际测量自身开度的位移传感器，并且所述控制机构在所述打开期间进行所述阀的开度反馈控制，以使由所述位移传感器测定的实际测量开度与设定开度一致，该设定开度与应流动的气体的流量相对应。

但是，本申请的发明人经过认真研究发现，即使以上述方式进行开度反馈控制，然而特别是在脉冲宽度短的情况下，实际上向所述阀的下游侧流动的流量相对于设想的流量产生误差。即，仅通过单纯的开度反馈，例如在原子层沉积装置中难以实现所要求的流量精度。

专利文献1：国际申请说明书日文译本特表2017-509793号

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种流体控制装置，能够在脉冲控制中在各打开期间对经过阀的流体的流量或压力实现比以往更高的控制精度。

即，本发明的流体控制装置的特征在于，包括：阻力体，设置于流体流动的流路；第一阀，在所述流路中设置在比所述阻力体更靠下游侧；压力传感器，在所述流路中设置在所述阻力体与所述第一阀之间，测定所述阻力体与所述第一阀之间的内部容积部内的流体的压力；以及控制机构，控制所述第一阀，所述控制机构包括：脉冲信号发生器，向所述第一阀输入具有预定的脉冲高度和预定的脉冲宽度的脉冲信号；反馈值算出部，基于由所述压力传感器测定的压力值，计算出所述第一阀打开的打开期间因所述内部容积部内的所述流体的量减少而在所述内部容积部内产生的压力下降量的时间积分值作为反馈值；以及信号修正部，基于所述反馈值与基准值的偏差，对从所述脉冲信号发生器输入所述第一阀的脉冲信号进行修正。

按照本申请的发明人首次得出的见解，与以往实际测量阀的开度并利用开度反馈对所述第一阀进行脉冲控制的情况相比，在对打开期间的压力下降量的时间积分值进行反馈而对所述第一阀进行脉冲控制的情况下，实现的流量或压力的控制精度能够得到提高。

此外，打开期间的压力下降量的时间积分值与经过所述第一阀的流体的流量显示出良好的线性关系，与开度相比更容易作为控制量进行处理。

可以认为由于以下原因可以得到这种控制特性：在对开度进行反馈时，即使所述第一阀的上游侧的压力发生变动，也不对这种信息或与实际流动的流量相关联的值进行反馈从而产生误差，对此，如果反馈的是压力下降量的时间积分值，则由于是与实际流动的流量相关联的值，所以能够对产生的流量误差进行反馈并进行修正。