[发明专利]气体质量流量控制方法及装置

说明书

本发明提供了一种气体质量流量控制方法及装置，包括：设定目标流量值；控制进气流量控制单元接通进气管路，同时控制出气流量控制单元断开出气管路，以使进气管路能够向流量控制腔室内输送气体，直至流量控制腔室的内部气体压力达到第一预设压力值；控制进气流量控制单元断开进气管路，同时控制出气流量控制单元接通出气管路；实时检测流量控制腔室的内部气体压力，并根据流量控制腔室的内部气体压力变化，实时计算流量控制腔室的当前出气流量值；控制出气流量控制单元调节流量控制腔室的当前内部气体压力，以使当前出气流量值等于目标流量值。本发明提出的气体质量流量控制方法及装置具有对信号响应快和调节速度快等优点。

技术领域

本发明涉及气体质量流量控制技术领域，特别涉及一种气体质量流量控制方法及装置。

背景技术

气体质量流量控制器(Mass Flow Controller，MFC)用于对气体质量流量进行精密测量及控制。它们在半导体和集成电路工艺、特种材料学科、化学工业、石油工业、医药、环保和真空等多种领域的科研和生产中有着重要的应用。其典型的应用场合包括:微电子工艺设备的工艺过程,如扩散、氧化、外延、CVD、等离子刻蚀、溅射、离子注入等。相关应用设备还包括镀膜设备、光纤熔炼、微反应装置、混气配气系统、气体取样、毛细管测量、气相色谱仪及其它分析仪器等。

在常规的工业应用、半导体设备中常采用热式气体质量流量控制器来对制备的半导体元器件的气体进行流量质量的控制，由于热式气体质量流量控制器的流量检测原理为热式的，即通过检测流过温度传感器的气体热量变化来检测气体的流量，但是流过温度传感器的气体温度变化比较缓慢，从而导致热式传感器检测信号变化也比较缓慢，最终导致热式气体质量流量控制器响应时间长，不能够及时控制气体流量的输入输出。此外热式气体质量流量控制器还存在温度漂移大、压力敏感等一系列问题，从而导致不能在一些控制要求比较严格微电子工艺设备中使用，进而一些半导体元器件只能够通过增加工艺过程来实现半导体元器件的制备，造成了工艺成本以及工艺时间的增加。

发明内容

本发明实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种气体质量流量控制方法及装置，其具有对信号响应快和调节速度快等优点。

为解决上述问题之一，本发明实施例提供了一种气体质量流量控制方法，应用于气体质量流量控制装置，其特征在于，所述气体质量流量控制装置包括流量控制腔室、分别与所述流量控制腔室的进气口和出气口连接的进气管路和出气管路，以及分别设置在所述进气管路和出气管路上的进气流量控制单元和出气流量控制单元；

所述气体质量流量控制方法包括以下步骤：

设定目标流量值；

控制所述进气流量控制单元接通所述进气管路，同时控制所述出气流量控制单元断开所述出气管路，以使所述进气管路能够向所述流量控制腔室内输送气体，直至所述流量控制腔室的内部气体压力达到第一预设压力值；

控制所述进气流量控制单元断开所述进气管路，同时控制所述出气流量控制单元接通所述出气管路；

实时检测所述流量控制腔室的内部气体压力，并根据所述流量控制腔室的内部气体压力变化，实时计算所述流量控制腔室的当前出气流量值；控制所述出气流量控制单元调节所述流量控制腔室的当前内部气体压力，以使所述当前出气流量值等于所述目标流量值。

可选的，根据第一公式计算获得所述当前出气流量值，所述第一公式为：