[發(fā)明專利]材料氣體控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110435861.9
• 申請日: 2011-12-22
• 公開（公告）號: CN102541103A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 南雅和
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社堀場STEC
• 主分類號: G05D11/13
• 分類號: G05D11/13
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 經(jīng)志強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種材料氣體控制系統(tǒng)(system)，該材料氣體控制系統(tǒng)例如在半導(dǎo)體制造過程(process)中供給材料氣體(gas)，更詳細(xì)而言，本發(fā)明涉及如下的材料氣體控制系統(tǒng)，該材料氣體控制系統(tǒng)將運(yùn)載氣體(carrier?gas)導(dǎo)入至液體或固體的材料，使該材料氣化而形成材料氣體，接著供給包含所述材料氣體以及所述運(yùn)載氣體的混合氣體。

背景技術(shù)

在此種材料氣體控制系統(tǒng)中，如專利文獻(xiàn)1所示，已有如下的材料氣體控制系統(tǒng)，該材料氣體控制系統(tǒng)對所述混合氣體中的材料氣體的濃度進(jìn)行測定，以使所述測定濃度值達(dá)到預(yù)定的設(shè)定濃度值的方式，對收容著材料的收容室內(nèi)的壓力進(jìn)行控制。具體而言，在導(dǎo)出管上設(shè)置調(diào)整閥(valve)，該導(dǎo)出管將所述混合氣體從所述收容室中導(dǎo)出，例如當(dāng)測定濃度值低于設(shè)定濃度值時(shí)，打開所述調(diào)整閥，使所述收容室內(nèi)的壓力下降，使材料氣體的濃度上升，從而使測定濃度值與設(shè)定濃度值的差分減小。

[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)1]日本專利特開2010-109305號公報(bào)

開始供給材料氣體之后，材料會氣化并逐漸減少，因此，若所述調(diào)整閥的開放程度保持不變，則會導(dǎo)致材料氣體的濃度下降。因此，為了使材料氣體的濃度保持為設(shè)定濃度值，必須逐漸打開調(diào)整閥。

然而，若逐漸打開調(diào)整閥，則調(diào)整閥會達(dá)到完全打開的狀態(tài)(全開(full?open))而無法進(jìn)一步打開，因此，有著會導(dǎo)致材料氣體的濃度無法上升的情形。因此，導(dǎo)致材料氣體的濃度稍低于設(shè)定濃度值，該材料氣體的濃度無法正常地被控制。

另外，對于以往的材料氣體控制系統(tǒng)而言，對測定濃度值與設(shè)定濃度值的差分進(jìn)行監(jiān)視，若該差分處于規(guī)定范圍內(nèi)，則判斷為材料氣體濃度已正常地被控制。然而，在上述異常的控制狀態(tài)下，有著測定濃度值與設(shè)定濃度值的差分為比較小的值的情形，因此，所述值有可能處于所述規(guī)定范圍內(nèi)，導(dǎo)致控制狀態(tài)看上去為正常狀態(tài)，從而有著無法了解控制狀態(tài)為異常情況的危險(xiǎn)。

另外，即使當(dāng)逐漸關(guān)閉調(diào)整閥時(shí)，也會引起同樣的問題。例如，在收容室的溫度上升的情況下，借由逐漸關(guān)閉調(diào)整閥來對材料氣體的濃度進(jìn)行控制，但調(diào)整閥會達(dá)到完全關(guān)閉的狀態(tài)(全關(guān)(full?close))，從而陷入至如上所述的異常的控制狀態(tài)。而且，對材料氣體的流量進(jìn)行控制的系統(tǒng)也會產(chǎn)生同樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明是為了解決所述問題而成的發(fā)明，本發(fā)明的主要的預(yù)期課題在于提供如下的材料氣體控制系統(tǒng)，即使在調(diào)整閥全開或全關(guān)時(shí)、材料氣體的測定濃度值或測定流量值與設(shè)定值大致一致的情況下，所述材料氣體控制系統(tǒng)也可診斷出材料氣體的濃度或流量的控制狀態(tài)是否異常。

即，本發(fā)明的材料氣體控制系統(tǒng)包括：收容室，收容著材料；導(dǎo)入管，其一端在所述收容室中形成開口，將運(yùn)載氣體導(dǎo)入至所述收容室；導(dǎo)出管，其一端在所述收容室中形成開口，從所述收容室導(dǎo)出混合氣體，該混合氣體包含所述材料氣化而成的材料氣體及所述運(yùn)載氣體；第一調(diào)整閥，設(shè)置于所述導(dǎo)出管；測定計(jì)，對在所述導(dǎo)出管流通的所述混合氣體中的所述材料氣體的濃度或流量進(jìn)行測定；以及第一閥控制部，以使所述測定計(jì)所測定出的測定濃度值或測定流量值達(dá)到預(yù)定的設(shè)定值的方式，將開放程度控制信號輸出至所述第一調(diào)整閥，所述材料氣體控制系統(tǒng)包括：壓力計(jì)，對所述收容室內(nèi)的壓力進(jìn)行測定；以及診斷部，當(dāng)所述開放程度控制信號的值的時(shí)間變化量、與所述壓力計(jì)所測定出的測定壓力值的時(shí)間變化量滿足預(yù)定的規(guī)定條件時(shí)，診斷出所述材料氣體的濃度或流量的控制狀態(tài)異常。

再者，“所述開放程度控制信號的值”中不僅包含第一閥控制部所產(chǎn)生的信號的值，而且包含將所述信號予以放大所得的信號的值或如下的值，該值如對施加于第一調(diào)整閥的電壓或電流進(jìn)行測定所得的測定電壓值或測定電流值那樣，直接與開放程度控制信號相對應(yīng)。

如此，當(dāng)所述開放程度控制信號的值的時(shí)間變化量、與所述測定壓力值的時(shí)間變化量滿足預(yù)定的規(guī)定條件時(shí)，所述診斷部診斷出所述控制狀態(tài)異常，因此，例如在如下的情況下，可診斷出控制狀態(tài)異常，所述情況是指：盡管所述第一調(diào)整閥為全開或全關(guān)，無法對所述收容室內(nèi)的壓力進(jìn)行控制，且無法對所述材料氣體的濃度或流量進(jìn)行控制，所述第一閥控制部仍欲進(jìn)一步使所述第一調(diào)整閥開閉的情況。而且，即使在以往難以判斷控制狀態(tài)的得當(dāng)與否的情況下，即，在閥全開或全關(guān)時(shí)、材料氣體的測定濃度值或測定流量值與設(shè)定值大致一致的情況下，也可診斷出材料氣體的濃度或流量的控制狀態(tài)是否異常。結(jié)果是，可將材料氣體的濃度或流量保持為設(shè)定值，從而可提高例如使用材料氣體來制造的半導(dǎo)體晶圓(wafer)的良率。