(57)【要約】  質量流量検証システムおよび装置は、チョーク流れ原理に基づいてマスフローコントローラ（ＭＦＣ）の質量流量を検証することができる。これらのシステムおよび装置は、並列に結合された複数の異なるサイズの流量制限器を含むことができる。ＭＦＣの目標値に基づいて、流量制限器の１つを通る流路を選択することで、広範囲の流量を検証することができる。質量流量は、チョーク流れ状態の下で流量制限器の上流の圧力および温度測定を介して決定することができる。他の態様と同様に、チョーク流れ原理に基づいて質量流量を検証する方法もまた提供される。【選択図】図１
2019520576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口と、
それぞれ前記入口の下流に結合された第１の圧力センサおよび温度センサと、
前記入口の下流に結合された複数の遮断バルブと、
前記入口の下流で並列に結合された複数の異なるサイズの流量制限器であって、前記複数の異なるサイズの流量制限器の各々が、前記入口および前記複数の遮断バルブのうちの対応する遮断バルブと直列に結合されている、複数の異なるサイズの流量制限器と、
前記複数の異なるサイズの流量制限器の各々の下流に、各々と直列に結合された出口と、
前記第１の圧力センサ、前記温度センサ、および前記複数の遮断バルブに結合されたコントローラであって、チョーク流れ状態の下で前記温度センサによって測定された温度および前記チョーク流れ状態の下で前記第１の圧力センサによって測定された第１の圧力に応答して質量流量を決定するように構成されているコントローラと
を備える質量流量検証システム。
【請求項２】
前記コントローラが、
前記複数の遮断バルブのうちのいくつかの遮断バルブを閉じることによって、前記複数の異なるサイズの流量制限器のうちの１つの流量制限器のみを通ってガスを流し、
前記複数の異なるサイズの流量制限器のうちの前記１つの流量制限器を通って前記ガスを流すことに応答して、前記第１の圧力センサによって圧力を測定して、測定された圧力値を取得し、
前記複数の異なるサイズの流量制限器のうちの前記１つの流量制限器を通って前記ガスを流すことに応答して、前記温度センサによって温度を測定して、測定された温度値を取得し、
前記測定された圧力値および前記測定された温度値に所定の流量制限器係数、所定のガス補正係数、および所定の温度値を適用することによって質量流量を決定する
ように構成されている、請求項１に記載の質量流量検証システム。
【請求項３】
前記コントローラが、前記測定された圧力値を
前記所定の流量制限器係数と、
前記所定のガス補正係数と、
前記測定された温度値に対する前記所定の温度値の比と
で乗ずることによって前記質量流量を決定するように構成されている、請求項２に記載の質量流量検証システム。
【請求項４】
前記複数の異なるサイズの流量制限器の各々が、前記複数の遮断バルブのうちの前記対応する遮断バルブの上流に結合されている、請求項１に記載の質量流量検証システム。
【請求項５】
前記複数の異なるサイズの流量制限器の各々が、前記複数の遮断バルブのうちの前記対応する遮断バルブの下流に結合されている、請求項１に記載の質量流量検証システム。
【請求項６】
前記第１の圧力センサおよび前記温度センサがそれぞれ、前記複数の異なるサイズの流量制限器の各々と、前記複数の遮断バルブのうちの前記対応する遮断バルブとの間に結合されている、請求項５に記載の質量流量検証システム。
【請求項７】
前記複数の遮断バルブが、サブの複数の遮断バルブを含み、
前記サブの複数の遮断バルブの各々が、前記第１の圧力センサおよび前記温度センサに結合された第１のポートを有し、前記複数の異なるサイズの流量制限器のうちの対応する流量制限器と、前記複数の遮断バルブのうちの対応する遮断バルブとの間に結合された第２のポートを有する、請求項６に記載の質量流量検証システム。
【請求項８】
前記複数の異なるサイズの流量制限器の各々の下流に、各々と直列に結合されたタンクと、
前記タンクの下流で、前記タンクと入力ポートとの間に直列に結合された真空ポンプであって、排気ポートを有する真空ポンプと
をさらに備える、請求項１に記載の質量流量検証システム。
【請求項９】
前記出口に結合された真空ポンプであって、排気ポートを有する真空ポンプを、さらに備える、請求項１に記載の質量流量検証システム。
【請求項１０】
マスフローコントローラと、
入口および出口を有し、前記入口が前記マスフローコントローラに結合されている質量流量検証システムであって、
前記入口の下流に結合された複数の遮断バルブと、
前記入口の下流で並列に結合された複数の異なるサイズの流量制限器であって、前記複数の異なるサイズの流量制限器の各々が、前記入口、前記複数の遮断バルブのうちの対応する遮断バルブ、および前記出口と直列に結合されている、複数の異なるサイズの流量制限器と
を備える質量流量検証システムと、
前記複数の遮断バルブに結合されたコントローラであって、前記複数の遮断バルブのうちの１つの遮断バルブのみを通るチョーク流れ状態の下での前記複数の異なるサイズの流量制限器の上流の圧力測定値および温度測定値を受け取るように構成され、前記圧力測定値および前記温度測定値の受け取りに応答して質量流量を決定するように、さらに構成されたコントローラと、
前記マスフローコントローラに結合された流路に結合されたプロセスチャンバであって、前記マスフローコントローラを経由して１種以上のプロセス化学物質を受け取るように構成されたプロセスチャンバと
を備える電子デバイス製造システム。
【請求項１１】
前記コントローラが、前記圧力測定値および前記温度測定値に所定の流量制限器係数、所定のガス補正係数、および所定の温度値を適用することによって質量流量を決定するように構成されている、請求項１０に記載の電子デバイス製造システム。
【請求項１２】
前記質量流量検証システムが、
前記複数の異なるサイズの流量制限器の各々の下流に、各々と直列に結合されたタンクと、
前記タンクの下流で、前記タンクと入力ポートとの間に直列に結合された真空ポンプであって、排気ポートを有する真空ポンプと
をさらに備える、請求項１０に記載の電子デバイス製造システム。
【請求項１３】
質量流量を検証する方法であって、
ガスを、チョーク流れ状態の間に複数の異なるサイズの流量制限器のうちの１つの流量制限器のみを通って流れるようにすることと、
前記チョーク流れ状態の間に、前記複数の異なるサイズの流量制限器のうちの前記１つの流量制限器の上流の圧力を測定して、測定された圧力値を取得することと、
前記チョーク流れ状態の間に、前記複数の異なるサイズの流量制限器のうちの前記１つの流量制限器の上流の温度を測定して、測定された温度値を取得することと、
前記測定された圧力値および前記測定された温度値に所定の流量制限器係数、所定のガス補正係数、および所定の温度値を適用することによって質量流量を決定することと
を含む方法。
【請求項１４】
真空ポンプと、前記複数の異なるサイズの流量制限器の下流に結合されたタンクとによって圧力を低下させて、チョーク流れ状態を作り出すことを、さらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
コンピュータ可読命令が格納されている非一過性のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータ可読命令は、プロセッサによって実行されると、請求項１３に記載の方法を前記プロセッサに実行させる、非一過性のコンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
［０００１］本願は、２０１６年６月２７日に出願された米国特許出願第１５／１９４，３６０号「ＭＥＴＨＯＤＳ，ＳＹＳＴＥＭＳ，ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＭＡＳＳ  ＦＬＯＷ  ＶＥＲＩＦＩＣＡＴＩＯＮ  ＢＡＳＥＤ  ＯＮ  ＣＨＯＫＥＤ  ＦＬＯＷ」（代理人整理番号第２４１５２／ＵＳＡ）の優先権を主張し、すべての目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
［０００２］本開示は、電子デバイス製造に関し、より詳細には、チョーク流れ原理に基づいてマスフローコントローラの質量流量を検証することに関する。
【背景技術】
【０００３】
［０００３］電子デバイス製造システムは、１つ以上のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）を含み得る。ＭＦＣは、電子デバイスの製造に使用されるプロセス化学物質の質量流量を制御する。プロセス化学物質は、その中で電子回路が半導体ウエハ、ガラスプレートなどの上に製造されることができる１つ以上のプロセスチャンバに供給される様々なガス（例えば、洗浄ガス、堆積ガス、およびエッチングガス）を含むことができる。プロセス化学物質の精密な質量流量制御は、電子デバイスの製造プロセスの１つ以上のステップで使用され得る。ＭＦＣによって提供される精密な質量流量制御は、微視的に小さい寸法を有する電子デバイスの高歩留まり生産に寄与し得る。
【０００４】
［０００４］プロセス化学物質が正確に供給されることを確実にするために、ＭＦＣの検証と較正が、定期的に実行され得る。しかしながら、ＭＦＣの検証および較正は、使用するのに時間がかかりかつ非効率的であり得る追加のかさばる高価な機器を必要とする可能性があり、小質量流量の範囲（例えば、わずか３０００ｓｃｃｍ（標準立方センチメートル毎分）までの窒素当量）に限定される可能性があり、著しいプロセス停止時間をもたらす可能性があり、および／またはプロセス化学物質の精密な質量流量制御を確実にするのに十分に正確ではない可能性がある。
【発明の概要】
【０００５】
［０００５］第１の態様によれば、質量流量検証システムが提供される。質量流量検証システムは、入口；各々入口の下流に結合されている第１の圧力センサおよび温度センサ；入口の下流に結合されている複数の遮断バルブ；入口の下流に並列に結合されている複数の異なるサイズの流量制限器であって、複数の異なるサイズの流量制限器の各々が、入口および複数の遮断バルブのうちの対応する遮断バルブと直列に結合されている、複数の異なるサイズの流量制限器；複数の異なるサイズの流量制限器の各々の下流に各々と直列に結合されている出口；第１の圧力センサ、温度センサ、および複数の遮断バルブに結合されているコントローラであって、チョーク流れ状態で温度センサによって測定された温度およびチョーク流れ状態で第１の圧力センサによって測定された第１の圧力に応答して質量流量を決定するように構成されたコントローラを備える。
【０００６】
［０００６］第２の態様によれば、電子デバイス製造システムが提供される。電子デバイス製造システムは、マスフローコントローラ；入口と出口とを有し、入口がマスフローコントローラに結合されている質量流量検証システム；コントローラ；マスフローコントローラに結合されている流路に結合され、マスフローコントローラを経由して１種以上のプロセス化学物質を受け取るように構成されたプロセスチャンバを備える。質量流量検証システムは、入口の下流に結合されている複数の遮断バルブと、入口の下流に並列に結合されている複数の異なるサイズの流量制限器とを備え、複数の異なるサイズの流量制限器の各々が、入口、複数の遮断バルブのうちの対応する遮断バルブ、および出口と直列に結合されている。コントローラは、複数の遮断バルブに結合され、複数の遮断バルブのうちの１つのみを通るチョーク流れ状態での複数の異なるサイズの流量制限器の上流の圧力測定値および温度測定値を受け取るように構成される。コントローラはまた、圧力測定値および温度測定値の受け取りに応答して質量流量を決定するように構成される。
【０００７】
［０００７］第３の態様によれば、質量流量を検証する方法が提供される。この方法は、ガスを、チョーク流れ状態の間に複数の異なるサイズの流量制限器のうちの１つの流量制限器のみを通って流れるようにすること；チョーク流れ状態の間に、測定された圧力値を得るために、複数の異なるサイズの流量制限器のうちの前記１つの流量制限器の上流の圧力を測定すること；チョーク流れ状態の間に、測定された温度値を得るために、複数の異なるサイズの流量制限器のうちの前記１つの流量制限器の上流の温度を測定すること；測定された圧力値および測定された温度値に、所定の流量制限器係数、所定のガス補正係数、および所定の温度値を適用することによって質量流量を決定することを含む。
【０００８】
［０００８］本開示のこれらおよび他の実施形態によるさらに別の態様、特徴、および利点が、以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲、および添付の図面から容易に明らかになり得る。したがって、本明細書の図面および説明は、本質的に例示的であり、限定的ではないと見なされるべきである。
【０００９】
［０００９］以下に記載される図面は、例示目的のためだけであり、必ずしも一定の縮尺で描かれていない。図面は、決して本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の実施形態による第１の質量流量検証システムを示す。
【図２】本開示の実施形態による第２の質量流量検証システムを示す。
【図３】本開示の実施形態による第３の質量流量検証システムを示す。
【図３Ａ】本開示の実施形態による第３の質量流量検証システム内の質量流量検証中のいくつかの圧力のグラフを示す。
【図４】本開示の実施形態による第４の質量流量検証システムを示す。
【図５】本開示の実施形態による電子デバイス製造システムを示す。
【図６】本開示の実施形態による質量流量検証の方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［００１７］ここで、添付の図面に示されている本開示の例示的な実施形態を詳細に参照する。可能な限り、同じまたは類似の部分を指すために、図面全体を通して同じ参照番号が使用される。
【００１２】
［００１８］微視的に小さい寸法を有する電子デバイスは、±１％もの高さの質量流量精度を有するプロセス化学物質を用いて製造され得る。多くのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）は、そのような仕様であり、新しい場合には、それらの仕様を満たすことができるが、少数のＭＦＣは、そのような仕様ではあるが、新しい場合または他の場合に、実際にはそれらを満たさないことがある。さらに、最初は正確なＭＦＣであっても、時間が経つにつれて質量流量に精度ドリフトが発生し、仕様の精度の範囲外になる可能性がある。したがって、半導体製造機器で使用されるＭＦＣなどのＭＦＣの検証および較正が、プロセス化学物質が正確に供給されることを保証するために、定期的に実行され得る。
【００１３】
［００１９］本開示の１つ以上の実施形態による質量流量検証方法、システム、および装置は、「ｓｃｃｍ」（標準立方センチメートル毎分）または「ｓｌｍ」（標準リットル毎分）の単位であり得るガス質量流量を決定するためのチョーク流れ原理に基づく。本開示の１つ以上の実施形態によるチョーク流れ原理に基づく質量流量検証方法、システム、および装置は、質量流量を計算するのに必要な変数の数を減らすことができ、検証機器の設置面積を小さくすることができ、時間効率がよく、既知のＲＯＲ（圧力上昇速度）原理に基づく質量流量検証方法、システム、および装置よりも正確ではないにしても、少なくとも同じくらい正確であり得る。
【００１４】
［００２０］ＲＯＲ原理は、質量流量を既知の囲まれた容積部内での測定された圧力上昇速度と相関させるために理想気体の法則に基づいている。質量流量が大きいほど、囲まれた容積部は大きくなる（はずである）。ＲＯＲ原理は、囲まれた容積部をガスで満たし、囲まれた容積部内の圧力上昇速度を測定するという長いプロセス（例えば、場合によっては１０時間以上）を伴うことがある。囲まれた容積部は、製造システムのプロセスチャンバであってもよいし、または外部の容積部であってもよい。プロセスチャンバまたは外部の容積部の正確な容積における不確実性は、結果の精度に悪影響を及ぼす可能性がある。ＲＯＲ原理を使用するプロセスは、圧力、温度、容積、および時間の測定を含み得る。
【００１５】
［００２１］対照的に、非ＲＯＲチョーク流れ測定は、ほぼ瞬間的であり得、チョーク流れ原理に基づいて質量流量を計算することは、２つの測定値のみ、すなわち圧力および温度を含み得る。
【００１６】
［００２２］チョーク流れ原理によれば、絞り経路（例えば、経路の最も狭い部分）を通って流れるガスの速度は、最初のうち、絞り部の前後の圧力差が増加するにつれて増加する。圧力差が、絞り部、すなわちチョークポイントでガス流速度を音の速さ（すなわち音速）まで増加させるのに十分大きくなると、チョーク流れが発生する。言い換えれば、チョークポイントの上流の圧力とチョークポイントの下流の圧力とのある特定の最小の比で、チョーク流れが発生する。チョーク流れの間、ガスの速度は、圧力差がどれほど大きくなっても、チョークポイントで音の速さを超えて増加することはない。チョークポイントは、流量制限器として知られている装置によって提供されてもよい。流量制限器は、多くの異なるサイズ（すなわち、オリフィスまたは制限器を通る流路の直径もしくは断面積）で入手可能である。
【００１７】
［００２３］チョーク流れの間に流量制限器を通る質量流量（ＭＦＲ）は、流量制限器の上流の圧力と共に線形に変化する。本開示の１つ以上の実施形態による質量流量検証は、以下の２つの式を使用することができる。
【００１８】
［００２４］  ＦｌｏｗＳＴＤ ＭＦＲ ＝ ＰＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＺＡＴＩＯＮ ＊ 
ＣＦＬＯＷＲＥＳＴＲ          （１）
【００１９】
［００２５］  Ｖｅｒｉｆｉｅｄ ＭＦＲ ＝ ＰＭＦＶ ＊ ＣＦＬＯＷＲＥＳＴＲ ＊ 
（ＴＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＺＡＴＩＯＮ／ＴＭＦＶ） ＊ ＣＧＡＳ ＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮ          （２）
【００２０】
［００２６］ここで、
【００２１】
［００２７］式（１）は、本開示の１つ以上の実施形態による質量流量検証システムで使用される異なるサイズの流量制限器のそれぞれの特性評価（後述）中に使用される。
【００２２】
［００２８］式（２）は、質量流量（すなわち、Ｖｅｒｉｆｉｅｄ  ＭＦＲ）を決定するために、ＭＦＣの質量流量検証中に使用される。
【００２３】
［００２９］温度値および圧力値は、絶対単位（すなわち、温度値についてはケルビン度、圧力値についてはトル）である。
【００２４】
［００３０］窒素が、異なるサイズの流量制限器を特性評価するために使用されるガスであり得る。
【００２５】
［００３１］ＰＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＺＡＴＩＯＮは、所与の流量制限器の特性評価中における、チョーク流れ状態で所与の流量制限器を通って既知の質量流量（すなわち、ＦｌｏｗＳＴＤ  ＭＦＲ）で流れている窒素の測定された上流圧力である。
【００２６】
［００３２］ＣＦＬＯＷＲＥＳＴＲ（流量制限器係数）は、式１で計算されるように、所与の流量制限器についての測定された圧力（ＰＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＺＡＴＩＯＮ）に対する既知の質量流量（ＦｌｏｗＳＴＤ  ＭＦＲ）の比である。特性評価された各流量制限器に対するＣＦＬＯＷＲＥＳＴＲの値は、本開示の１つ以上の実施形態による質量流量検証システムを制御するように構成されたコントローラのメモリに格納することができる。ＣＦＬＯＷＲＥＳＴＲは、Ｖｅｒｉｆｉｅｄ  ＭＦＲを求めるために、式２で使用される。
【００２７】
［００３３］ＴＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＺＡＴＩＯＮは、所与の流量制限器の特性評価中における測定された窒素温度である。特性評価された各流量制限器のＴＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＺＡＴＩＯＮの値は、本開示の１つ以上の実施形態による質量流量検証システムを制御するように構成されたコントローラのメモリに格納することができる。
【００２８】
［００３４］ＰＭＦＶは、質量流量検証中における所与の流量制限器を通るチョーク流れ状態のターゲットガス（すなわち、検証されているＭＦＣによって質量流量が制御されるプロセス化学物質）の測定された上流圧力であり、所与の流量制限器は、以前に特性評価されているはずである。
【００２９】
［００３５］ＴＭＦＶは、質量流量検証中における所与の流量制限器を通るチョーク流れ状態のターゲットガスの測定された上流温度である。
【００３０】
［００３６］ＣＧＡＳ  ＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮ（ガス補正係数）は、ターゲットガス（すなわち、検証されているＭＦＣによって質量流量が制御されるプロセス化学物質）の分子量に対する窒素の分子量の比の平方根である。この係数は、窒素と質量流量検証中に流され得る非窒素ガスとの間の差を補正し、質量流量検証中に使用され得る様々なガスについてのＣＧＡＳ  ＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮの値が、本開示の１つ以上の実施形態による質量流量検証システムを制御するように構成されたコントローラのメモリに格納され得る。
【００３１】
［００３７］本開示の１つ以上の実施形態による質量流量検証方法、システム、および装置は、電子デバイス製造システムのガス供給装置に使用されるＭＦＣの質量流量範囲に対してチョーク流れを引き起こすように並列に結合された複数の異なるサイズの流量制限器を使用し得る。チョーク流れ状態は、複数の異なるサイズの流量制限器の両端における最小の上流／下流圧力比を維持することによって作り出すことができる。チョーク流れを引き起こす最小の上流／下流圧力比は、既知であるか、または電子デバイス製造に使用される各ガスについて決定することができる。異なるサイズの流量制限器の数は、検証されるべき質量流量の範囲によって決定される。流量範囲が広いほど、より多くの異なるサイズの流量制限器が含められ得る。本明細書に記載の方法、システム、および装置の実施形態は、電子デバイス製造に使用される様々な質量流量範囲に適応するように拡張することができる。
【００３２】
［００３８］異なるサイズの流量制限器の各々が、検証されるべき１つ以上の質量流量についてチョーク流れ状態の間に生じる上流圧力を測定するための試験設定によって、特性評価され得る。これは、本開示の実施形態による質量流量検証システムで使用され得るある特定の流量制限器の上流圧力が、検証されるべきＭＦＣをスタベーション状態にすることがない、ということを保証し得る。すなわち、適切に機能するために、ＭＦＣは、その両端に一定の圧力差を有する必要がある。ある特定の流量制限器を通るある特定の質量流量から生じる上流圧力が、ＭＦＣの両端に不十分な圧力差を引き起こす場合、その流量制限器は、その質量流量においてそのＭＦＣを検証するために使用することはできない。したがって、本開示の実施形態は、検証されるべきＭＦＣをスタベーション状態にすることなく、適切な流量制限器が選択されてチョーク流路を提供することができるように、並列に結合された複数の異なるサイズの流量制限器を使用する。
【００３３】
［００３９］流量制限器を特性評価するための試験設定は、直列に結合された上流圧力センサ（例えば、マノメータ）、上流温度センサ、特性評価されるべき流量制限器、および下流圧力センサ（例えば、マノメータ）を有する流路の入口に結合された高精度ＭＦＣを含むことができる。流路の出口を真空ポンプに結合させて、出口にベース真空圧を作り出すことができ、それは例えば５トルであってもよい（他のベース真空圧が使用されてもよい）。ベース真空圧が確立されると、高精度ＭＦＣを特定の質量流量（本明細書では目標値と呼ぶ）に設定して、窒素を流路を通して流すことができる。次に、上流圧力および下流圧力を測定して、流量制限器を通ってチョーク流れを引き起こす最小の上流／下流圧力比が存在することと、上流圧力がＭＦＣをスタベーション状態にしないこととを、保証することができる。
【００３４】
［００４０］以下は、特性評価された１００ミクロン、４００ミクロン、および８００ミクロンの流量制限器の結果の例であり、各々を通って、示された質量流量範囲について５トルのベース真空圧で窒素が流される。
【００３５】
［００４１］  １００ミクロンの流量制限器
【００３６】
［００４２］  Ａ）  質量流量 ＝ ５ｓｃｃｍ
【００３７】
［００４３］  上流圧力 ＝ ７１．４トル
【００３８】
［００４４］  下流圧力 ＝ ５．０トル
【００３９】
［００４５］  Ｂ）  質量流量 ＝ ４５ｓｃｃｍ
【００４０】
［００４６］  上流圧力 ＝ ６２１．５トル
【００４１】
［００４７］  下流圧力 ＝ ５．０トル
【００４２】
［００４８］  ４００ミクロンの流量制限器
【００４３】
［００４９］  Ａ）  質量流量 ＝ ３０ｓｃｃｍ
【００４４】
［００５０］  上流圧力 ＝ ２６．２トル
【００４５】
［００５１］  下流圧力 ＝ ５．０トル
【００４６】
［００５２］  Ｂ）  質量流量 ＝ ７００ｓｃｃｍ
【００４７】
［００５３］  上流圧力 ＝ ６００．６トル
【００４８】
［００５４］  下流圧力 ＝ ５．７トル
【００４９】
［００５５］  ８００ミクロンの流量制限器
【００５０】
［００５６］  Ａ）  質量流量 ＝ ４００ｓｃｃｍ
【００５１】
［００５７］  上流圧力 ＝ ８６．１トル
【００５２】
［００５８］  下流圧力 ＝ ５．２トル
【００５３】
［００５９］  Ｂ）  質量流量 ＝ ３０００ｓｃｃｍ
【００５４】
［００６０］  上流圧力 ＝ ６４８．１トル
【００５５】
［００６１］  下流圧力 ＝ １２．７トル
【００５６】
［００６２］特性評価されたそれぞれの流量制限器に関する結果は、質量流量検証システムを制御するコントローラのメモリに格納されてもよい。これらの結果は、ＭＦＣをスタベーション状態にすることなくチョーク流れ状態の間にＭＦＣの質量流量を検証するために使用されるべき適切なサイズの流量制限器をコントローラが選択することを可能にし得る。
【００５７】
［００６３］上記の様々な態様、ならびに質量流量を検証する方法を含む他の態様を図示および説明する例示的な実施形態のさらなる詳細が、図１〜図６に関連して以下でより詳細に説明される。
【００５８】
［００６４］本開示の１つ以上の実施形態による質量流量検証方法、システム、および装置は、ここで説明するように、例えば質量流量検証システム１００および２００を使用する減圧（すなわち、真空に基づく）用途、ならびに例えば質量流量検証システム３００および４００を使用する大気圧（すなわち、周囲圧力に基づく）用途を含み得る。
【００５９】
［００６５］図１は、１つ以上の実施形態による質量流量検証システム１００を示す。質量流量検証システム１００は、小流量減圧用途で使用され得る。いくつかの実施形態において、小流量用途は、例えば、最大約２５００ｓｃｃｍまでの質量流量を含み得る。
【００６０】
［００６６］マスフローコントローラ（ＭＦＣ）９９が、質量流量検証システム１００の入口１０２で質量流量検証システム１００に結合され得る。いくつかの実施形態において、ＭＦＣ９９は、共通の出口を有する共通のマニホールドまたはヘッダを介して入口１０２に結合された複数のＭＦＣを表すことができ、下記のＭＦＣ９９は、複数のＭＦＣのうちの検証されるべき１つのＭＦＣ（すなわち、複数のＭＦＣのうちの、検証中にガスを流している唯一のＭＦＣ）を表すことができる。ＭＦＣ９９は、電子デバイス製造システムのガス供給装置の一部であってもよいし、またはそれに結合されていてもよい。ＭＦＣ９９は、電子デバイス製造システムの１つ以上のプロセスチャンバに１つ以上の指定された質量流量（すなわち、１つ以上の目標値）でガスを流すように構成され得る。質量流量検証システム１００は、チョーク流れ原理に基づいてＭＦＣ９９の指定された質量流量のうちの１つ以上を検証するように構成されている。
【００６１】
［００６７］質量流量検証システム１００は、複数の遮断バルブ１０３〜１１０、温度センサ１１１、複数の圧力センサ１１２〜１１５、複数の異なるサイズの流量制限器１１６〜１２０、ガス温度順応促進器１２１、および出口１２２を含むことができる。出口１２２は、電子デバイス製造システムのフォアライン（すなわち、システム真空ポンプへの真空ライン）に結合されて、出口１２２においてベース真空圧を確立することができる。
【００６２】
［００６８］複数の遮断バルブ１０３〜１１０は、入口１０２の下流に結合することができる。遮断バルブ１０３および１０５は、複数の異なるサイズの流量制限器１１６〜１２０を迂回する、入口１０２と出口１２２との間に結合されたバイパス流路１２３の一部であり得る。遮断バルブ１０３および１０５ならびにバイパス流路１２３は、ＭＦＣ９９を経由してガス供給装置によって供給され得る有害ガスの測定後に質量流量検証システム１００のポンピングおよびパージを可能にし得る。遮断バルブ１０４は、主検証システムバルブであり得る。遮断バルブ１０３〜１１０はそれぞれ、ガス供給装置および質量流量検証システム１００が接続されている電子デバイス製造システムによって、ならびに質量流量検証システム１００内で作り出されたチョーク流れ状態によって与えられた圧力の範囲にわたってそこを通るガス流を止めることができる任意の適切な電子制御可能な遮断バルブであり得る。
【００６３】
［００６９］複数の異なるサイズの流量制限器１１６〜１２０が、入口１０２の下流に、並列に結合されている。異なるサイズの流量制限器１１６〜１２０の各々は、そこを通る最大流量（「コンダクタンス」と呼ばれることがある）が、他の異なるサイズの流量制限器１１６〜１２０とは異なるように、構成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、流量制限器１１６を通る流量が最も大きく、一方、流量制限器１１７を通る流量は、大きいが流量制限器１１６より小さい。流量制限器１１８を通る流量は中程度であり（すなわち、流量制限器１１６および１１７より少ない）、一方、流量制限器１１９を通る流量は小さい（すなわち、流量制限器１１６〜１１８の各々より少ない）。そして、流量制限器１２０を通る流量は最も小さい（すなわち、流量制限器１１６〜１１９の各々より少ない）。いくつかの実施形態では、例えば、最も大きい流量は約５０００ｓｃｃｍであり、最も小さい流量は約５ｓｃｃｍであり得る。いくつかの実施形態では、異なるサイズの流量制限器１１６〜１２０は、高精度の流量制限器であり得る。他の実施形態では、標準的な流量制限器が使用されてもよい。
【００６４】
［００７０］図１に示すように、異なるサイズの流量制限器１１６〜１２０の各々が、入口１０２およびそれぞれの遮断バルブ１０６〜１１０と直列に結合されている。すなわち、流量制限器１１６は遮断バルブ１０６と直列に結合され、流量制限器１１７は遮断バルブ１０７と直列に結合され、流量制限器１１８は遮断バルブ１０８と直列に結合され、流量制限器１１９は遮断バルブ１０９と直列に結合され、流量制限器１２０は遮断バルブ１１０と直列に結合されている。示されているようないくつかの実施形態では、異なるサイズの流量制限器１１６〜１２０は、それらのそれぞれの遮断バルブ１０６〜１１０の上流に結合されている。
【００６５】
［００７１］他の実施形態では、質量流量検証システム１００によって検証されるべき質量流量の範囲に応じて、異なるサイズの流量制限器およびそれらのそれぞれの直列に結合された遮断バルブの数は、図示されたものより多くても少なくてもよい。検証されるべき質量流量の範囲が広いほど、直列に接続された異なるサイズの流量制限器／遮断バルブの対の数が多くなる。
【００６６】
［００７２］温度センサ１１１ならびに圧力センサ１１２および１１３はそれぞれ、入口１０２の下流でかつ異なるサイズの流量制限器１１６〜１２０の上流に結合され得る。圧力センサ１１４および１１５は、流量制限器１１６（すなわち、最も大きい流量を有する流量制限器）の下流に結合することができる。温度センサ１１１は熱電対とすることができ、圧力センサ１１２〜１１５の各々はマノメータとすることができる。いくつかの実施形態では、温度センサ１１１は、１つより多い熱電対を含んでもよく、圧力センサ１１２〜１１５のうちの１つ以上は、１つより多いマノメータを含んでもよい。いくつかの実施形態では、圧力センサ１１２および１１５は、それぞれ１００トルマノメータとすることができ、圧力センサ１１３は１０００トルマノメータとすることができ、圧力センサ１１４は１０トルマノメータとすることができる。他の実施形態は、他のトル値の圧力センサを有することができる。さらに、いくつかの実施形態は、質量流量検証システム１００によって検証されるべき質量流量の範囲に応じて、圧力センサ１１２および１１３のうちの１つのみ、ならびに圧力センサ１１４および１１５のうちの１つのみを有し得る。
【００６７】
［００７３］ガス温度順応促進器１２１が、温度センサ１１１の上流に結合され得る。    ガス温度順応促進器１２１は、流量制限器１１６〜１２０の上流で均一なガス温度分布を保証するために使用することができ、それは質量流量検証システム１００の精度を向上させることができる。ガス温度順応促進器１２１は、それを通って圧力低下が生じたとしても無視できる程度であろう最適量の表面積を有する多孔性メッシュ材料を含む不活性構造であってもよい。
【００６８】
［００７４］質量流量検証システム１００は、コントローラ１２４をさらに含み得る。コントローラ１２４は、遮断バルブ１０３〜１１０、温度センサ１１１、および圧力センサ１１２〜１１５の動作を制御し、それらに電子的に（または別の方法で）結合することができる。コントローラ１２４は、例えば、汎用コンピュータであってもよく、かつ／またはマイクロプロセッサもしくはコンピュータ可読命令／ソフトウェアルーチンを実行することができる他の適切なコンピュータプロセッサもしくはＣＰＵ（中央処理装置）を含んでもよい。コントローラ１２４は、データと、そこで実行可能なコンピュータ可読命令／ソフトウェアルーチンとを格納するためのメモリを含み得る。流量制限器の特性評価データが、コントローラ１２４のメモリに格納されてもよい。
【００６９】
［００７５］コントローラ１２４は、本明細書に記載されているように、ユーザ入力コマンドおよび格納されたコンピュータ可読命令／ソフトウェアルーチンを介して、ＭＦＣ９９の目標値を設定し、異なるサイズの流量制限器１１６〜１２０のうちの１つを通る流路を選択し、遮断バルブ１０３〜１１０の各々の開閉を制御し、温度センサ１１１および圧力センサ１１２〜１１５を介して温度測定値および圧力測定値を記録および処理し、記録された温度測定値および圧力測定値ならびに式２に基づいて質量流量を決定するように構成され得る。コントローラ１２４はまた、例えば入力／出力周辺機器、電源、クロック回路などを含む、質量流量検証システム１００の他の側面を制御するように構成されてもよい。
【００７０】
［００７６］いくつかの実施形態では、コントローラ１２４は、質量流量検証システム１００に含まれていなくてもよい。代わりに、コントローラ１２４は、例えば、質量流量検証システム１００が接続されている電子デバイス製造システムのシステムコントローラであってもよい。データおよび本明細書に記載の質量流量を検証するための質量流量検証システム１００を動作させるように構成されたコンピュータ可読命令／ソフトウェアルーチンは、例えば取り外し可能な記憶ディスクまたはデバイスなどの非一過性のコンピュータ可読媒体に格納することができる。データおよびコンピュータ可読命令／ソフトウェアルーチンは、質量流量検証を実行するために、非一過性のコンピュータ可読媒体からシステムコントローラに転送され得る。
【００７１】
［００７７］質量流量検証システム１００は、コントローラ１２４を介してＭＦＣ９９を、検証されるべき所望の質量流量（すなわち、所望の目標値）に設定し、次いでコントローラ１２４を介してガスを、最も大きい流路を通って（すなわち、流量制限器１１６を通って）流すことによって動作することができ、コントローラ１２４は、遮断バルブ１０５、１０７〜１１０を閉じ、遮断バルブ１０３、１０４（主流路１０１を通る流れに対する）および遮断バルブ１０６（流量制限器１１６を通る流れに対する）を開くことにより、最も大きい流路をＭＦＣ９９に接続することができる。圧力測定値が、下流圧力センサ１１４または１１５のうちの１つを介してコントローラ１２４によって記録され得る（これは、それに接続されたシステム真空ポンプを介して出口１２２に設定されたベース真空圧ならびに圧力センサ１１４および１１５の定格圧力に依存し得る。いくつかの実施形態では、上述のように、１０トルが、圧力センサ１１４によって測定可能な最大圧力であり得る一方で、１０００トルが、圧力センサ１１３によって測定可能な最大圧力であり得ることに留意されたい。）。同様に、圧力測定値が、圧力センサ１１２または１１３を介してコントローラ１２４によって記録され得る。次に、コントローラ１２４が、チョーク流れを引き起こすための最小の上流／下流圧力比が存在するかどうかを決定することができる。いくつかの実施形態では、これは、上流圧力が下流圧力の２倍より大きいときに起こり得る。
【００７２】
［００７８］遮断バルブ１０６〜１１０は、異なるサイズの流量制限器１１６〜１２０の下流にあるので、チョーク流れを確認するために、最も大きい流路を最初に選択して、下流圧力を測定するべきである。さらに、異なるサイズの流量制限器１１６〜１２０のそれぞれの下流に同様の圧力センサの対を結合することは、法外な費用がかかる可能性があるため、圧力センサ１１４および１１５は、最も大きい流路にしか結合されていない。
【００７３】
［００７９］チョーク流れに対する最小の上流／下流圧力比が存在すると決定したこと（すなわち、チョーク流れ状態が存在することを確証すること）に応答して、コントローラ１２４は、ＭＦＣ９９の目標値を検証するために、格納された特性評価データに基づいて異なるサイズの流量制限器１１６〜１２０のうちの適切な１つを選択し得る（対応する遮断バルブ１０３〜１１０を開閉することによって）。選択された流量制限器は、結果として生じるその流量制限器の上流圧力がＭＦＣ９９をスタベーション状態にすることなく（特性評価中に決定されたように）、検証されるべきＭＦＣ９９の目標値で、そこを通るチョーク流れを維持する流量制限器である。その後、温度センサ１１１と、圧力センサ１１２または１１３の一方を介して、上流の温度および圧力の測定を行うことができる。コントローラ１２４が、式２を用いて質量流量を決定することができる。ＭＦＣ９９の他の質量流量を検証するために、このプロセスを繰り返すことができる。決定された質量流量が、ＭＦＣ９９の指定された精度の範囲外であると判明した場合、ＭＦＣ９９は、（可能であれば）調整または交換され得る。
【００７４】
［００８０］図２は、１つ以上の実施形態による他の質量流量検証システム２００を示す。質量流量検証システム２００は、大流量減圧用途（すなわち、真空に基づく用途）で使用することができる。いくつかの実施形態では、大流量用途は、例えば最大約５０ｓｌｍまでの質量流量を含み得るが、他の実施形態では、質量流量の上限は適用されなくてもよい。代替的に、質量流量検証システム２００は、小流量減圧用途でも使用され得る。
【００７５】
［００８１］マスフローコントローラ（ＭＦＣ）９９Ｂが、質量流量検証システム２００の入口２０２で質量流量検証システム２００に結合され得る。いくつかの実施形態において、ＭＦＣ９９Ｂは、共通の出口を有する共通のマニホールドまたはヘッダを介して入口２０２に結合された複数のＭＦＣを表すことができ、下記のＭＦＣ９９Ｂは、複数のＭＦＣのうちの検証されるべき１つのＭＦＣ（すなわち、複数のＭＦＣのうちの、検証中にガスを流している唯一のＭＦＣ）を表すことができる。ＭＦＣ９９Ｂは、電子デバイス製造システムのガス供給装置の一部であってもよいし、またはそれに結合されていてもよい。ＭＦＣ９９Ｂは、電子デバイス製造システムの１つ以上のプロセスチャンバに１つ以上の指定された質量流量（すなわち、１つ以上の目標値）でガスを流すように構成され得る。質量流量検証システム２００は、チョーク流れ原理に基づいてＭＦＣ９９Ｂの指定された質量流量のうちの１つ以上を検証するように構成されている。
【００７６】
［００８２］質量流量検証システム２００は、複数の遮断バルブ２０３〜２１０および２２６〜２３０、温度センサ２１１、圧力センサ２１２および２１４、複数の異なるサイズの流量制限器２１６〜２２０、ガス温度順応促進器２２１、ならびに出口２２２を含むことができる。出口２２２は、電子デバイス製造システムのフォアライン（すなわち、システム真空ポンプへの真空ライン）に結合されて、出口２２２においてベース真空圧を確立することができる。
【００７７】
［００８３］複数の遮断バルブ２０３〜２１０および２２６〜２３０は、入口１０２の下流に結合することができる。遮断バルブ２０３および２０５は、複数の異なるサイズの流量制限器２１６〜２２０を迂回する、入口２０２と出口２２２との間に結合されたバイパス流路２２３の一部であり得る。遮断バルブ２０３および２０５ならびにバイパス流路２２３は、ＭＦＣ９９Ｂを経由してガス供給装置によって供給され得る有害ガスの測定後に質量流量検証システム２００のポンピングおよびパージを可能にし得る。遮断バルブ２０４は、主検証システムバルブであり得る。遮断バルブ２０３〜２１０および２２６〜２３０はそれぞれ、ガス供給装置および質量流量検証システム２００が接続されている電子デバイス製造システムによって、ならびに質量流量検証システム２００内のチョーク流れ状態によって与えられた圧力の範囲にわたってそこを通るガス流を止めることができる任意の適切な電子制御可能な遮断バルブであり得る。
【００７８】
［００８４］複数の異なるサイズの流量制限器２１６〜２２０が、入口２０２の下流に、並列に結合されている。異なるサイズの流量制限器２１６〜２２０の各々は、そこを通る最大流量が、他の異なるサイズの流量制限器２１６〜２２０とは異なるように、構成され得る。いくつかの実施形態では、例えば、流量制限器２１６を通る流量が最も大きく、一方、流量制限器２１７を通る流量は、大きいが流量制限器２１６より小さい。流量制限器２１８を通る流量は中程度であり（すなわち、流量制限器２１６および２１７より少ない）、一方、流量制限器２１９を通る流量は小さい（すなわち、流量制限器２１６〜２１８の各々より少ない）。そして、流量制限器２２０を通る流量は最も小さい（すなわち、流量制限器２１６〜２１９の各々より少ない）。いくつかの実施形態では、異なるサイズの流量制限器２１６〜２２０は、高精度の流量制限器であり得る。他の実施形態では、標準的な流量制限器が使用されてもよい。
【００７９】
［００８５］図２に示すように、異なるサイズの流量制限器２１６〜２２０の各々が、入口２０２およびそれぞれの遮断バルブ２０６〜２１０と直列に結合されている。すなわち、流量制限器２１６は遮断バルブ２０６と直列に結合され、流量制限器２１７は遮断バルブ２０７と直列に結合され、流量制限器２１８は遮断バルブ２０８と直列に結合され、流量制限器２１９は遮断バルブ２０９と直列に結合され、流量制限器２２０は遮断バルブ２１０と直列に結合されている。示されているようないくつかの実施形態では、異なるサイズの流量制限器２１６〜２２０は、それらのそれぞれの遮断バルブ２０６〜２１０の下流に結合されている。
【００８０】
［００８６］他の実施形態では、質量流量検証システム２００によって検証されるべき質量流量の範囲に応じて、異なるサイズの流量制限器およびそれらのそれぞれの直列に結合された遮断バルブの数は、図示されたものより多くても少なくてもよい。検証されるべき質量流量の範囲が広いほど、直列に接続された異なるサイズの流量制限器／遮断バルブの対の数が多くなる。
【００８１】
［００８７］温度センサ２１１および圧力センサ２１２はそれぞれ、入口２０２の下流でかつ異なるサイズの流量制限器２１６〜２２０の上流に結合され得る。圧力センサ２１４は、異なるサイズの流量制限器２１６〜２２０の下流に結合することができる。図２に示すように、サブの複数の遮断バルブ２２６〜２３０の各々は、温度センサ２１１および圧力センサ２１２に結合されたそれぞれの第１のポート２３６〜２３９を有する（遮断バルブ２２９と第１のポート２３９を共有する遮断バルブ２３０を除く）。サブの複数の遮断バルブ２２６〜２３０の各々はまた、それぞれの異なるサイズの流量制限器２１６〜２２０とそれぞれの遮断バルブ２０６〜２１０との間に結合された第２のポートを有する。すなわち、遮断バルブ２２６は、流量制限器２１６と遮断バルブ２０６との間に結合された第２のポート２４６を有し、遮断バルブ２２７は、流量制限器２１７と遮断バルブ２０７との間に結合された第２のポート２４７を有し、遮断バルブ２２８は、流量制限器２１８と遮断バルブ２０８との間に結合された第２のポート２４８を有し、遮断バルブ２２９は、流量制限器２１９と遮断バルブ２０９との間に結合された第２のポート２４９を有し、遮断バルブ２３０は、流量制限器２２０と遮断バルブ２１０との間に結合された第２のポート２５０を有する。
【００８２】
［００８８］いくつかの実施形態では、サブの複数の遮断バルブ２２６〜２３０は各々、温度センサ２１１および圧力センサ２１２が、異なるサイズの流量制限器２１６〜２２０の各々の上流で、対応する遮断バルブ２２６〜２３０が開いているときに、それぞれ温度および圧力を正確に測定することを可能にするように構成された適切なミニバルブであり得る。
【００８３】
［００８９］温度セン２１１は熱電対とすることができ、圧力センサ２１２および２１４は、各々マノメータとすることができる。いくつかの実施形態では、温度センサ２１１は、１つより多い熱電対を含んでもよく、圧力センサ２１２および／または２１４は、１つより多いマノメータを含んでもよい。いくつかの実施形態では、圧力センサ２１２は、１０００トルマノメータとすることができ、圧力センサ２１４は、１０トルマノメータとすることができる。他の実施形態は、質量流量検証システム２００によって検証されるべき質量流量の範囲に応じて、他のトル値の圧力センサを有してもよいし、かつ／または２つより多い圧力センサを有してもよい。
【００８４】
［００９０］ガス温度順応促進器２２１が、温度センサ２１１の上流に結合され得る。    ガス温度順応促進器２２１は、流量制限器２１６〜２２０の上流で均一なガス温度分布を保証するために使用することができ、それは質量流量検証システム２００の精度を向上させることができる。ガス温度順応促進器２２１は、それを通って圧力低下が生じたとしても無視できる程度であろう最適量の表面積を有する多孔性メッシュ材料を含む不活性構造であってもよい。
【００８５】
［００９１］質量流量検証システム２００は、コントローラ２２４をさらに含み得る。    コントローラ２２４は、遮断バルブ２０３〜２１０および２２６〜２３０、温度センサ２１１、ならびに圧力センサ２１２および２１４の動作を制御し、それらに電子的に（または別の方法で）結合することができる。コントローラ２２４は、例えば、汎用コンピュータであってもよく、かつ／またはマイクロプロセッサもしくはコンピュータ可読命令／ソフトウェアルーチンを実行することができる他の適切なコンピュータプロセッサもしくはＣＰＵ（中央処理装置）を含んでもよい。コントローラ２２４は、データと、そこで実行可能なコンピュータ可読命令／ソフトウェアルーチンとを格納するためのメモリを含み得る。流量制限器の特性評価データが、コントローラ２２４のメモリに格納されてもよい。
【００８６】
［００９２］コントローラ２２４は、本明細書に記載されているように、ユーザ入力コマンドおよび格納されたコンピュータ可読命令／ソフトウェアルーチンを介して、ＭＦＣ９９Ｂの目標値を設定し、異なるサイズの流量制限器２１６〜２２０のうちの１つを通る流路を選択し、遮断バルブ２０３〜２１０および２２６〜２３０の各々の開閉を制御し、温度センサ２１１ならびに圧力センサ２１２および２１４を介して温度測定値および圧力測定値を記録および処理し、記録された温度測定値および圧力測定値ならびに式２に基づいて質量流量を決定するように構成され得る。コントローラ２２４はまた、例えば入力／出力周辺機器、電源、クロック回路などを含む、質量流量検証システム２００の他の側面を制御するように構成されてもよい。
【００８７】
［００９３］いくつかの実施形態では、コントローラ２２４は、質量流量検証システム２００に含まれていなくてもよい。代わりに、コントローラ２２４は、例えば、質量流量検証システム２００が接続されている電子デバイス製造システムのシステムコントローラであってもよい。データおよび本明細書に記載の質量流量を検証するための質量流量検証システム２００を動作させるように構成されたコンピュータ可読命令／ソフトウェアルーチンは、例えば取り外し可能な記憶ディスクまたはデバイスなどの非一過性のコンピュータ可読媒体に格納することができる。データおよびコンピュータ可読命令／ソフトウェアルーチンは、質量流量検証を実行するために、非一過性のコンピュータ可読媒体からシステムコントローラに転送され得る。
【００８８】
［００９４］質量流量検証システム２００は、コントローラ２２４を介してＭＦＣ９９Ｂを、検証されるべき所望の質量流量（すなわち、所望の目標値）に設定し、コントローラ２２４を介して、格納された特性評価データに基づいて、異なるサイズの流量制限器２１６〜２２０のうちの１つを通る適切な流路を選択し（コントローラ２２４が、適切な遮断バルブ２０３〜２１０および２２６〜２３０を開閉する）、圧力センサ２１４を介して下流の圧力測定値を（チョーク流れを確認するため）、ならびに温度センサ２１１および圧力センサ２１２を介して上流の温度測定値および圧力測定値を取得して、コントローラ２２４を介して、式２を用いて質量流量を決定することによって、動作することができる。ＭＦＣ９９Ｂの他の質量流量を検証するために、このプロセスを繰り返すことができる。決定された質量流量が、ＭＦＣ９９Ｂの指定された精度の範囲外であると判明した場合、ＭＦＣ９９Ｂは、（可能であれば）調整または交換され得る。質量流量検証システム１００とは異なり、異なるサイズの流量制限器２１６〜２２０の各々において下流圧力が直接測定されるように圧力センサ２１４が結合されているので、質量流量検証システム２００では、最初に最も大きい流路を通ってガスを流すことは行われない。
【００８９】
［００９５］図３は、１つ以上の実施形態による他の質量流量検証システム３００を示す。質量流量検証システム３００は、大気圧用途（すなわち、非真空用途）において使用することができ、代替的に、以下にさらに記載されるように、減圧用途においても使用することができる。
【００９０】
［００９６］マスフローコントローラ（ＭＦＣ）９９Ｃが、質量流量検証システム３００の入口３０２で質量流量検証システム３００に結合され得る。いくつかの実施形態において、ＭＦＣ９９Ｃは、共通の出口を有する共通のマニホールドまたはヘッダを介して入口３０２に結合された複数のＭＦＣを表すことができ、下記のＭＦＣ９９Ｃは、複数のＭＦＣのうちの検証されるべき１つのＭＦＣ（すなわち、複数のＭＦＣのうちの、検証中にガスを流している唯一のＭＦＣ）を表すことができる。ＭＦＣ９９Ｃは、電子デバイス製造システムのガス供給装置の一部であってもよいし、またはそれに結合されていてもよい。ＭＦＣ９９Ｃは、電子デバイス製造システムの１つ以上のプロセスチャンバに１つ以上の指定された質量流量（すなわち、１つ以上の目標値）でガスを流すように構成され得る。質量流量検証システム３００は、チョーク流れ原理に基づいてＭＦＣ９９Ｃの指定された質量流量のうちの１つ以上を検証するように構成されている。
【００９１】
［００９７］質量流量検証システム３００は、複数の遮断バルブ３０３〜３１０、３３１、および３３３、温度センサ３１１、圧力センサ３１２および３１４、複数の異なるサイズの流量制限器３１６〜３２０、ガス温度順応促進器３２１、出口３２２、デッドエンドタンク３２５、真空ポンプ３３２、ならびに入力ポート３３４を含むことができる。
【００９２】
［００９８］入力ポート３３４は、ＣＤＡ（クリーンドライエア）または窒素の供給源に結合することができる。真空ポンプ３３２は、例えばベンチュリ真空発生器とすることができ、電子デバイス製造システムの除害システムまたは排出ガスを受け取るための他の適切な装置に結合することができる排気ポート３３５を有することができる。デッドエンドタンク３２５は、例えば約２５リットルの容積を有することができる。デッドエンドタンク３２５は、他の実施形態では他の容積を有してもよい。
【００９３】
［００９９］複数の遮断バルブ３０３〜３１０、３３１、および３３３は、入口３０２の下流に結合することができる。遮断バルブ３０３および３０５は、複数の異なるサイズの流量制限器３１６〜３２０を迂回する、入口３０２と出口３２２との間に結合されたバイパス流路３２３の一部であり得る。遮断バルブ３０４は、主検証システムバルブであり得る。遮断バルブ３０３〜３１０、３３１、および３３３は、真空ポンプ３３２および質量流量検証システム３００内のチョーク流れ状態によって作り出された圧力の範囲にわたってそこを通るガス流を止めることができる任意の適切な電子制御可能な遮断バルブであり得る。
【００９４】
［００１００］複数の異なるサイズの流量制限器３１６〜３２０が、入口３０２の下流に、並列に結合されている。異なるサイズの流量制限器３１６〜３２０の各々は、そこを通る最大流量が、他の異なるサイズの流量制限器３１６〜３２０とは異なるように、構成される。いくつかの実施形態では、例えば、流量制限器３１６を通る流量が最も大きく、一方、流量制限器３１７を通る流量は、大きいが流量制限器３１６より小さい。流量制限器３１８を通る流量は中程度であり（すなわち、流量制限器３１６および３１７より少ない）、一方、流量制限器３１９を通る流量は小さい（すなわち、流量制限器３１６〜３１８の各々より少ない）。そして、流量制限器３２０を通る流量は最も小さい（すなわち、流量制限器３１６〜３１９の各々より少ない）。いくつかの実施形態では、異なるサイズの流量制限器３１６〜３２０は、高精度の流量制限器であり得る。他の実施形態では、標準的な流量制限器が使用されてもよい。
【００９５】
［００１０１］図３に示すように、異なるサイズの流量制限器３１６〜３２０の各々が、入口３０２およびそれぞれの遮断バルブ３０６〜３１０と直列に結合されている。すなわち、流量制限器３１６は遮断バルブ３０６と直列に結合され、流量制限器３１７は遮断バルブ３０７と直列に結合され、流量制限器３１８は遮断バルブ３０８と直列に結合され、流量制限器３１９は遮断バルブ３０９と直列に結合され、流量制限器３２０は遮断バルブ３１０と直列に結合されている。示されているようないくつかの実施形態では、異なるサイズの流量制限器３１６〜３２０は、それらのそれぞれの遮断バルブ３０６〜３１０の下流に結合されている。
【００９６】
［００１０２］他の実施形態では、質量流量検証システム３００によって検証されるべき質量流量の範囲に応じて、異なるサイズの流量制限器およびそれらのそれぞれの直列に結合された遮断バルブの数は、図示されたものより多くても少なくてもよい。検証されるべき質量流量の範囲が広いほど、直列に接続された異なるサイズの流量制限器／遮断バルブの対の数が多くなる。
【００９７】
［００１０３］温度センサ３１１および圧力センサ３１２はそれぞれ、入口３０２の下流でかつ流量制限器３１６〜３２０の上流に結合され得る。圧力センサ３１４は、流量制限器３１６〜３２０の下流に結合することができ、詳細にはデッドエンドタンク３２５に結合することができる。温度セン３１１は熱電対とすることができ、圧力センサ３１２および３１４は、各々マノメータとすることができる。いくつかの実施形態では、温度センサ３１１は、１つより多い熱電対を含んでもよく、圧力センサ３１２および／または３１４は、１つより多いマノメータを含んでもよい。いくつかの実施形態では、圧力センサ３１２は、１０００トルマノメータとすることができ、圧力センサ３１４は、１０トルマノメータとすることができる。他の実施形態は、質量流量検証システム３００によって検証されるべき質量流量の範囲および真空ポンプ３３２によって確立されたベース真空圧に応じて、他のトル値の圧力センサを有してもよいし、かつ／または２つより多い圧力センサを有してもよい。
【００９８】
［００１０４］ガス温度順応促進器３２１が、温度センサ３１１の上流に結合され得る。ガス温度順応促進器３２１は、流量制限器３１６〜３２０の上流で均一なガス温度分布を保証するために使用することができ、それは質量流量検証システム３００の精度を向上させることができる。ガス温度順応促進器３２１は、それを通って圧力低下が生じたとしても無視できる程度であろう最適量の表面積を有する多孔性メッシュ材料を含む不活性構造であってもよい。
【００９９】
［００１０５］図３に示すように、デッドエンドタンク３２５は、出口３２２に結合され、異なるサイズの流量制限器３１６〜３２０の各々の下流で、各々と直列に結合されている。真空ポンプ３３２は、デッドエンドタンク３２５の下流で、デッドエンドタンク３２５と入力ポート３３４との間に直列に結合されている。デッドエンドタンク３２５、真空ポンプ３３２、および遮断バルブ３３１および３３３は、以下でさらに説明されるように、質量流量検証が実行されるのに十分な期間にわたって流量制限器３１６〜３２０を通るチョーク流れ状態を作り出すために、質量流量検証システム３００に含まれている。
【０１００】
［００１０６］質量流量検証システム３００は、コントローラ３２４をさらに含み得る。コントローラ３２４は、遮断バルブ３０３〜３１０、３３１、および３３３、温度センサ３１１、圧力センサ３１２および３１４、ならびに真空ポンプ３３２の動作を制御し、それらに電子的に（または別の方法で）結合することができる。コントローラ３２４は、例えば、汎用コンピュータであってもよく、かつ／またはマイクロプロセッサもしくはコンピュータ可読命令／ソフトウェアルーチンを実行することができる他の適切なコンピュータプロセッサもしくはＣＰＵ（中央処理装置）を含んでもよい。コントローラ３２４は、データと、そこで実行可能なコンピュータ可読命令／ソフトウェアルーチンとを格納するためのメモリを含み得る。流量制限器の特性評価データが、コントローラ３２４のメモリに格納されてもよい。
【０１０１】
［００１０７］コントローラ３２４は、本明細書に記載されているように、ユーザ入力コマンドおよび格納されたコンピュータ可読命令／ソフトウェアルーチンを介して、ＭＦＣ９９Ｃの目標値を設定し、異なるサイズの流量制限器３１６〜３２０のうちの１つを通る流路を選択し、遮断バルブ３０３〜３１０、３３１、および３３３の各々の開閉を制御し、真空ポンプ３３２を介してベース真空圧を設定し、温度センサ３１１ならびに圧力センサ３１２および３１４を介して温度測定値および圧力測定値を記録および処理し、記録された温度測定値および圧力測定値ならびに式２に基づいて質量流量を決定するように構成され得る。コントローラ３２４はまた、例えば入力／出力周辺機器、電源、クロック回路などを含む、質量流量検証システム３００の他の側面を制御するように構成されてもよい。
【０１０２】
［００１０８］いくつかの実施形態では、コントローラ３２４は、質量流量検証システム３００に含まれていなくてもよい。代わりに、コントローラ３２４は、例えば、質量流量検証システム３００が接続されている電子デバイス製造システムのシステムコントローラであってもよい。データおよび本明細書に記載の質量流量を検証するための質量流量検証システム３００を動作させるように構成されたコンピュータ可読命令／ソフトウェアルーチンは、例えば取り外し可能な記憶ディスクまたはデバイスなどの非一過性のコンピュータ可読媒体に格納することができる。データおよびコンピュータ可読命令／ソフトウェアルーチンは、質量流量検証を実行するために、非一過性のコンピュータ可読媒体からシステムコントローラに転送され得る。
【０１０３】
［００１０９］質量流量検証の前に、ＭＦＣ９９Ｃが、ゼロ目標値に設定され（すなわち、そこを通る流れがない）、遮断バルブ３０４、３０６〜３１０のうちのいずれか１つ、３３１、および３３３が開かれ、真空ポンプ３３２が、質量流量検証中に異なるサイズの流量制限器３１６〜３２０を通るチョーク流れ状態を作り出すのに十分なベース真空圧をデッドエンドタンク３２５内および出口３２２に作り出すように操作され得る。ベース真空圧は、いくつかの実施形態では、２００トルから１トルの範囲であり、一旦達成されると、遮断バルブ３３１および３３３が閉じられ得る。
【０１０４】
［００１１０］ベース真空圧の確立に応答して、質量流量検証システム３００は、コントローラ３２４を介してＭＦＣ９９Ｃを、検証されるべき所望の質量流量（すなわち、所望の目標値）に設定し、コントローラ３２４を介して、格納された特性評価データに基づいて異なるサイズの流量制限器３１６〜３２０のうちの１つを通る適切な流路を選択し（コントローラ３２４が、適切な遮断バルブ３０３〜３１０を開閉する）、圧力センサ３１４を介して下流圧力を測定し（ベース真空圧を測定するため）、温度センサ３１１および圧力センサ３１２を介して上流の温度および圧力を測定することによって、動作し得る。ガスが、選択された流路を通ってデッドエンドタンク３２５に流れるので、デッドエンドタンク３２５内および出口３２２で最初に確立されたベース真空圧は、一時的であり得ることに、留意されたい。したがって、選択された流路内の流量制限器を通るチョーク流れ状態も一時的なものとなり得るので、チョーク流れが維持されている間に、温度および圧力の測定を行うべきである。
【０１０５】
［００１１１］図３Ａは、本開示の１つ以上の実施形態による質量流量検証システム３００における圧力対時間のグラフ３００Ａを示す。圧力曲線３８１は、デッドエンドタンク３２５における下流圧力センサ３１４によって測定された圧力を表し、圧力曲線３８２は、上流圧力センサ３１２によって測定された圧力を表す。ガスがＭＦＣ９９Ｃを通って流れ始めた直後に（すなわち、約１秒で）、デッドエンドタンク３２５内の真空圧は、圧力曲線３８１によって示されるように、着実に上昇し始める。上流圧力センサ３１２によって測定された圧力も上昇するが、その後、圧力曲線３８２によって示されるように、いくつかの実施形態では、再び上昇する前に、約４．５秒間一定のままである。チョーク流れは、この一定圧力のチョーク流れ期間３８３の間に発生する。したがって、上流の温度および圧力の測定は、この期間の間に行われるべきであり、この期間は、いくつかの実施形態では、ＭＦＣ９９Ｃを通るガス流を開始してから、約２．０秒後から６．５秒後までの間である。
【０１０６】
［００１１２］さらに、圧力センサ３１２は、異なるサイズの流量制限器３１６〜３２０の上流にある遮断バルブ３０６〜３１０の上流に結合されているので、圧力センサ３１２によって行われる圧力測定は、異なるサイズの流量制限器３１６〜３２０のすぐ上流（すなわち、流量制限器とそのそれぞれの遮断バルブとの間）で行われた場合の測定と同じではないかもしれない。図３Ａはまた、それぞれの圧力センサが、異なるサイズの流量制限器３１６〜３２０の各々と遮断バルブ３０６〜３１０との間に配置された場合に、流量制限器３１６〜３２０のうちの１つのすぐ上流で測定されるであろう圧力を表す圧力曲線３８４を含む。圧力曲線３８２および３８４によって示されるように、２つの圧力間の差は、小さいかもしれないが（例えば、いくつかの実施形態では、約１０トル）、その差は、検証目的にとっての決定された質量流量の精度に悪影響を与えるのに十分であり得る。
【０１０７】
［００１１３］したがって、正確な質量流量を決定するために、圧力センサ３１２によって測定された圧力は、選択された流路内の流量制限器のすぐ上流に圧力センサが配置されていれば測定されたであろう圧力値に、変換され得る。いくつかの実施形態では、既知の流体力学に基づく適切なモデルベースの計算アルゴリズムを使用して、圧力センサ３１２の位置と、異なるサイズの流量制限器３１６〜３２０のそれぞれのすぐ上流の位置との間の圧力差を説明することができる。
【０１０８】
［００１１４］図３Ａに示すデータは、１秒で上昇する水素の１００ｓｌｍのＭＦＣ目標値、２．５ｍｍのオリフィスおよび０．７コンダクタンスバルブを有する２５リットルのデッドエンドタンク、１００トルの初期ベース真空圧、ならびにＭＦＣのスタベーションを防ぐために６００トル未満に維持されたＭＦＣの下流の圧力の分析に基づくことができる。
【０１０９】
［００１１５］上流温度の測定および測定された上流圧力の変換に応答して、コントローラ３２４は、式２を用いて質量流量を決定することができる。ＭＦＣ９９Ｃの他の質量流量を検証するために、このプロセスを繰り返すことができる。決定された質量流量が、ＭＦＣ９９Ｃの指定された精度の範囲外であると判明した場合、ＭＦＣ９９Ｃは、（可能であれば）調整または交換され得る。
【０１１０】
［００１１６］いくつかの実施形態では、質量流量検証システム３００は、デッドエンドタンク３２５を含まなくてもよく、真空ポンプ３３２は、出口３２２に直接結合されてもよい。これらの実施形態では、真空ポンプ３３２は、５０ｓｌｍ以上の連続流の能力があり得、これは検証中に安定したベース真空圧を維持するのに十分であり得る。
【０１１１】
［００１１７］図４は、１つ以上の実施形態による他の質量流量検証システム４００を示す。質量流量検証システム４００は、大気圧用途（すなわち、非真空用途）において使用することができ、代替的に、減圧用途においても使用することができる。
【０１１２】
［００１１８］マスフローコントローラ（ＭＦＣ）９９Ｄが、質量流量検証システム４００の入口４０２で質量流量検証システム４００に結合され得る。いくつかの実施形態において、ＭＦＣ９９Ｄは、共通の出口を有する共通のマニホールドまたはヘッダを介して入口４０２に結合された複数のＭＦＣを表すことができ、下記のＭＦＣ９９Ｄは、複数のＭＦＣのうちの検証されるべき１つのＭＦＣ（すなわち、複数のＭＦＣのうちの、検証中にガスを流している唯一のＭＦＣ）を表すことができる。ＭＦＣ９９Ｄは、電子デバイス製造システムのガス供給装置の一部であってもよいし、またはそれに結合されていてもよい。ＭＦＣ９９Ｄは、電子デバイス製造システムの１つ以上のプロセスチャンバに１つ以上の指定された質量流量（すなわち、１つ以上の目標値）でガスを流すように構成され得る。質量流量検証システム４００は、チョーク流れ原理に基づいてＭＦＣ９９Ｄの指定された質量流量のうちの１つ以上を検証するように構成されている。
【０１１３】
［００１１９］質量流量検証システム４００は、複数の遮断バルブ４０３〜４１０、４２６〜４３０、４３１、および４３３、温度センサ４１１、圧力センサ４１２および４１４、複数の異なるサイズの流量制限器４１６〜４２０、ガス温度順応促進器４２１、出口４２２、デッドエンドタンク４２５、真空ポンプ４３２、ならびに入力ポート４３４を含むことができる。
【０１１４】
［００１２０］入力ポート４３４は、ＣＤＡ（クリーンドライエア）または窒素の供給源に結合することができる。真空ポンプ４３２は、例えば小型の真空ポンプであってもよく、電子デバイス製造システムの除害システムまたは排出ガスを受け取るための他の適切な装置に結合することができる排気ポート４３５を有することができる。デッドエンドタンク４２５は、例えば約２５リットルの容積を有することができる。デッドエンドタンク４２５は、他の実施形態では他の容積を有してもよい。
【０１１５】
［００１２１］複数の遮断バルブ４０３〜４１０、４２６〜４３０、４３１、および４３３は、入口４０２の下流に結合することができる。遮断バルブ４０３および４０５は、複数の異なるサイズの流量制限器４１６〜４２０を迂回する、入口４０２と出口４２２との間に結合されたバイパス流路４２３の一部であり得る。遮断バルブ４０４は、主検証システムバルブであり得る。遮断バルブ４０３〜４１０、４２６〜４３０、４３１、および４３３は、真空ポンプ４３２および質量流量検証システム４００内のチョーク流れ状態によって作り出された圧力の範囲にわたってそこを通るガス流を止めることができる任意の適切な電子制御可能な遮断バルブであり得る。
【０１１６】
［００１２２］複数の異なるサイズの流量制限器４１６〜４２０が、入口４０２の下流に、並列に結合されている。異なるサイズの流量制限器４１６〜４２０の各々は、そこを通る最大流量が、他の異なるサイズの流量制限器４１６〜４２０とは異なるように、構成される。いくつかの実施形態では、例えば、流量制限器４１６を通る流量が最も大きく、一方、流量制限器４１７を通る流量は、大きいが流量制限器４１６より小さい。流量制限器４１８を通る流量は中程度であり（すなわち、流量制限器４１６および４１７より少ない）、一方、流量制限器４１９を通る流量は小さい（すなわち、流量制限器４１６〜４１８の各々より少ない）。そして、流量制限器４２０を通る流量は最も小さい（すなわち、流量制限器４１６〜４１９の各々より少ない）。いくつかの実施形態では、異なるサイズの流量制限器４１６〜４２０は、高精度の流量制限器であり得る。他の実施形態では、標準的な流量制限器が使用されてもよい。
【０１１７】
［００１２３］図４に示すように、異なるサイズの流量制限器４１６〜４２０の各々が、入口４０２およびそれぞれの遮断バルブ４０６〜４１０と直列に結合されている。すなわち、流量制限器４１６は遮断バルブ４０６と直列に結合され、流量制限器４１７は遮断バルブ４０７と直列に結合され、流量制限器４１８は遮断バルブ４０８と直列に結合され、流量制限器４１９は遮断バルブ４０９と直列に結合され、流量制限器４２０は遮断バルブ４１０と直列に結合されている。示されているようないくつかの実施形態では、異なるサイズの流量制限器４１６〜４２０は、それらのそれぞれの遮断バルブ４０６〜４１０の下流に結合されている。
【０１１８】
［００１２４］他の実施形態では、質量流量検証システム４００によって検証されるべき質量流量の範囲に応じて、異なるサイズの流量制限器およびそれらのそれぞれの直列に結合された遮断バルブの数は、図示されたものより多くても少なくてもよい。検証されるべき質量流量の範囲が広いほど、直列に接続された異なるサイズの流量制限器／遮断バルブの対の数が多くなる。
【０１１９】
［００１２５］温度センサ４１１および圧力センサ４１２はそれぞれ、入口４０２の下流でかつ異なるサイズの流量制限器４１６〜４２０の上流に結合され得る。圧力センサ４１４は、異なるサイズの流量制限器４１６〜４２０の下流に結合することができ、詳細にはデッドエンドタンク４２５に結合することができる。図４に示すように、サブの複数の遮断バルブ４２６〜４３０の各々は、温度センサ４１１および圧力センサ４１２に結合されたそれぞれの第１のポート４３６〜４３９を有する（遮断バルブ４２９と第１のポート４３９を共有する遮断バルブ４３０を除く）。サブの複数の遮断バルブ４２６〜４３０の各々はまた、それぞれの異なるサイズの流量制限器４１６〜４２０とそれぞれの遮断バルブ４０６〜４１０との間に結合された第２のポートを有する。すなわち、遮断バルブ４２６は、流量制限器４１６と遮断バルブ４０６との間に結合された第２のポート４４６を有し、遮断バルブ４２７は、流量制限器４１７と遮断バルブ４０７との間に結合された第２のポート４４７を有し、遮断バルブ４２８は、流量制限器４１８と遮断バルブ４０８との間に結合された第２のポート４４８を有し、遮断バルブ４２９は、流量制限器４１９と遮断バルブ４０９との間に結合された第２のポート４４９を有し、遮断バルブ４３０は、流量制限器４２０と遮断バルブ４１０との間に結合された第２のポート４５０を有する。
【０１２０】
［００１２６］いくつかの実施形態では、サブの複数の遮断バルブ４２６〜４３０は各々、温度センサ４１１および圧力センサ４１２が、異なるサイズの流量制限器４１６〜４２０の各々のすぐ上流で、対応する遮断バルブ４２６〜４３０が開いているときに、それぞれ温度および圧力を正確に測定することを可能にするように構成された適切なミニバルブであり得る。
【０１２１】
［００１２７］温度セン４１１は熱電対とすることができ、圧力センサ４１２および４１４は、各々マノメータとすることができる。いくつかの実施形態では、温度センサ４１１は、１つより多い熱電対を含んでもよく、圧力センサ４１２および／または４１４は、１つより多いマノメータを含んでもよい。いくつかの実施形態では、圧力センサ４１２は、１０００トルマノメータとすることができ、圧力センサ４１４は、１０トルマノメータとすることができる。他の実施形態は、質量流量検証システム４００によって検証されるべき質量流量の範囲に応じて、他のトル値の圧力センサを有してもよいし、かつ／または２つより多い圧力センサを有してもよい。
【０１２２】
［００１２８］ガス温度順応促進器４２１が、温度センサ４１１の上流に結合され得る。ガス温度順応促進器４２１は、流量制限器４１６〜４２０の上流で均一なガス温度分布を保証するために使用することができ、それは質量流量検証システム４００の精度を向上させることができる。ガス温度順応促進器４２１は、それを通って圧力低下が生じたとしても無視できる程度であろう最適量の表面積を有する多孔性メッシュ材料を含む不活性構造であってもよい。
【０１２３】
［００１２９］図４に示すように、デッドエンドタンク４２５は、出口４２２に結合され、異なるサイズの流量制限器４１６〜４２０の各々の下流で、各々と直列に結合されている。真空ポンプ４３２は、デッドエンドタンク４２５の下流で、デッドエンドタンク４２５と入力ポート４３４との間に直列に結合されている。デッドエンドタンク４２５、真空ポンプ４３２、および遮断バルブ４３１および４３３は、以下でさらに説明されるように、質量流量検証が実行されるのに十分な期間にわたって流量制限器４１６〜４２０を通るチョーク流れ状態を作り出すために、質量流量検証システム４００に含まれている。
【０１２４】
［００１３０］質量流量検証システム４００は、コントローラ４２４をさらに含み得る。コントローラ４２４は、遮断バルブ４０３〜４１０、４２６〜４３０、４３１、および４３３、温度センサ４１１、圧力センサ４１２および４１４、ならびに真空ポンプ４３２の動作を制御し、それらに電子的に（または別の方法で）結合することができる。コントローラ４２４は、例えば、汎用コンピュータであってもよく、かつ／またはマイクロプロセッサもしくはコンピュータ可読命令／ソフトウェアルーチンを実行することができる他の適切なコンピュータプロセッサもしくはＣＰＵ（中央処理装置）を含んでもよい。コントローラ４２４は、データと、そこで実行可能なコンピュータ可読命令／ソフトウェアルーチンとを格納するためのメモリを含み得る。流量制限器の特性評価データが、コントローラ４２４のメモリに格納されてもよい。
【０１２５】
［００１３１］コントローラ４２４は、本明細書に記載されているように、ユーザ入力コマンドおよび格納されたコンピュータ可読命令／ソフトウェアルーチンを介して、ＭＦＣ９９Ｄの目標値を設定し、異なるサイズの流量制限器４１６〜４２０のうちの１つを通る流路を選択し、遮断バルブ４０３〜４１０、４２６〜４３０、４３１、および４３３の各々の開閉を制御し、真空ポンプ４３２を介してベース真空圧を設定し、温度センサ４１１ならびに圧力センサ４１２および４１４を介して温度測定値および圧力測定値を記録および処理し、記録された温度測定値および圧力測定値ならびに式２に基づいて質量流量を決定するように構成され得る。コントローラ４２４はまた、例えば入力／出力周辺機器、電源、クロック回路などを含む、質量流量検証システム４００の他の側面を制御するように構成されてもよい。
【０１２６】
［００１３２］いくつかの実施形態では、コントローラ４２４は、質量流量検証システム４００に含まれていなくてもよい。代わりに、コントローラ４２４は、例えば、質量流量検証システム４００が接続されている電子デバイス製造システムのシステムコントローラであってもよい。データおよび本明細書に記載の質量流量を検証するための質量流量検証システム４００を動作させるように構成されたコンピュータ可読命令／ソフトウェアルーチンは、例えば取り外し可能な記憶ディスクまたはデバイスなどの非一過性のコンピュータ可読媒体に格納することができる。データおよびコンピュータ可読命令／ソフトウェアルーチンは、質量流量検証を実行するために、非一過性のコンピュータ可読媒体からシステムコントローラに転送され得る。
【０１２７】
［００１３３］質量流量検証の前に、ＭＦＣ９９Ｄが、ゼロ目標値に設定され（すなわち、そこを通る流れがない）、遮断バルブ４０４、４０６〜４１０のうちのいずれか１つ、４３１、および４３３が開かれ、真空ポンプ４３２が、質量流量検証中に異なるサイズの流量制限器４１６〜４２０を通るチョーク流れ状態を作り出すのに十分なベース真空圧をデッドエンドタンク４２５内および出口４２２に作り出すように操作され得る。ベース真空圧は、いくつかの実施形態では、２００トルから１トルの範囲であり、一旦達成されると、遮断バルブ４３１および４３３が閉じられ得る。
【０１２８】
［００１３４］ベース真空圧の確立に応答して、質量流量検証システム４００は、コントローラ４２４を介してＭＦＣ９９Ｄを、検証されるべき所望の質量流量（すなわち、所望の目標値）に設定し、コントローラ４２４を介して、格納された特性評価データに基づいて異なるサイズの流量制限器４１６〜４２０のうちの１つを通る適切な流路を選択し（コントローラ４２４が、適切な遮断バルブ４０３〜４１０および４２６〜４３０を開閉する）、圧力センサ４１４を介して下流圧力を測定し（ベース真空圧を測定するため）、温度センサ４１１および圧力センサ４１２を介して上流の温度および圧力を測定することによって、動作し得る。
【０１２９】
［００１３５］質量流量検証システム３００におけるように、これらの測定は、図３Ａのチョーク流れ期間３８３によって示されるように、チョーク流れがデッドエンドタンク４２５によって維持される期間の間に行われるべきであり、この期間は、いくつかの実施形態では、ＭＦＣ９９Ｄを通るガス流を開始してから約２．０秒後から６．５秒後までであり得る。このチョーク流れ期間は、１秒で上昇する水素の１００ｓｌｍのＭＦＣ目標値、２．５ｍｍのオリフィスおよび０．７コンダクタンスバルブを有する２５リットルのデッドエンドタンク、１００トルの初期ベース真空圧、ならびにＭＦＣのスタベーションを防ぐために６００トル未満に維持されたＭＦＣの下流の圧力の分析に基づくことができる。
【０１３０】
［００１３６］異なるサイズの流量制限器４１６〜４２０のすぐ上流で圧力測定が行われることができるように、圧力センサ４１２は結合されているので、圧力測定値は、質量流量検証システム３００のようにモデルベースの計算アルゴリズムによって変換される必要はない。
【０１３１】
［００１３７］上流の温度および圧力の測定に応答して、コントローラ４２４は、式２を用いて質量流量を決定することができる。ＭＦＣ９９Ｄの他の質量流量を検証するために、このプロセスを繰り返すことができる。決定された質量流量が、ＭＦＣ９９Ｄの指定された精度の範囲外であると判明した場合、ＭＦＣ９９Ｄは、（可能であれば）調整または交換され得る。
【０１３２】
［００１３８］いくつかの実施形態では、質量流量検証システム４００は、デッドエンドタンク３２５を含まなくてもよく、真空ポンプ４３２は、出口４２２に直接結合されてもよい。これらの実施形態では、真空ポンプ４３２は、５０ｓｌｍ以上の連続流の能力があり得、これは検証中に安定したベース真空圧を維持するのに十分であり得る。
【０１３３】
［００１３９］質量流量検証システム３００および４００は、大気圧用途のためのそれら自身の真空ポンプを含むが、それぞれが、減圧用途のためのそれ自身のシステム真空ポンプを用いる電子デバイス製造システムで使用されてもよい。いくつかの減圧用途では、電子デバイス製造システムのシステム真空ポンプから、例えば出口１２２または２２２などの質量流量検証システムの出口への接続は、直接的でないことがある。代わりに、そのような接続は、電子デバイス製造システム内にいくつかの流路の絞り部および／または他の複雑さを含むことがあり、これらは、質量流量検証システム１００または２００のいずれかにおいてチョーク流れの間に質量流量検証を可能にするための安定した満足できるベース真空圧を提供および維持するシステム真空ポンプの能力に悪影響を及ぼし得る。したがって、質量流量検証システム３００および／または４００のデッドエンドタンクおよび真空ポンプの配置により、これらのシステムをそのような減圧用途において代替的に使用して、質量流量検証のためにチョーク流れを一時的に維持する安定したベース真空圧を最初に迅速に達成することができる。
【０１３４】
［００１４０］図５は、１つ以上の実施形態による電子デバイス製造システム５００を示す。電子デバイス製造システム５００は、ＭＦＣ５９９、質量流量検証システム５６０、およびプロセスチャンバ５７０を含み得る。いくつかの実施形態において、ＭＦＣ５９９は、共通のマニホールドまたはヘッダを介して共通の出口に結合された複数のＭＦＣを表すことができ、下記のＭＦＣ５９９は、複数のＭＦＣのうちの検証されるべき１つのＭＦＣ（すなわち、複数のＭＦＣのうちの、検証中にガスを流している唯一のＭＦＣ）を表すことができる。
【０１３５】
［００１４１］プロセスチャンバ５７０は、遮断バルブ５７３を経由してマスフローコントローラ５９９に結合された流路５７２に結合され得る。プロセスチャンバ５７０は、ＭＦＣ５９９を経由して１種以上のプロセス化学物質を受け取り、減圧化学気相堆積プロセス、または減圧エピタキシプロセス、または１つ以上の堆積、酸化、窒化、エッチング、研磨、洗浄、および／もしくはリソグラフィプロセスがその中で行われるように構成され得る。
【０１３６】
［００１４２］質量流量検証システム５６０は、入口５０２と出口５２２を有することができる。入口５０２は、遮断バルブ５７３を経由してＭＦＣ５９９に結合することができる。質量流量検証システム５６０は、質量流量検証システム１００、２００、３００、または４００のうちのいずれかであってよい。
【０１３７】
［００１４３］電子デバイス製造システム５００が減圧用途で動作する実施形態において、質量流量検証システム５６０は、質量流量検証システム１００、２００、３００、または４００のうちのいずれかであってよい。質量流量検証システム５６０は、出口５２２を経由して、電子デバイス製造システム５００のシステム真空ポンプ５６５に遮断バルブ５７５を経由して結合することができる。システム真空ポンプ５６５はまた、遮断バルブ５７５を経由してプロセスチャンバ５７０に結合され得る。
【０１３８】
［００１４４］電子デバイス製造システム５００が大気圧用途で動作する実施形態において、質量流量検証システム５６０は、質量流量検証システム３００または４００であってよい。これらの実施形態では、システム真空ポンプ５６５を電子デバイス製造システム５００から除外することができる。
【０１３９】
［００１４５］電子デバイス製造システム５００および／または質量流量検証システム５６０の動作は、例えばコントローラ１２４、２２４、３２４、または４２４のうちの１つなどのコントローラによって制御され得る。
【０１４０】
［００１４６］図６は、１つ以上の実施形態による質量流量を検証する方法６００を示す。プロセスブロック６０２において、方法６００は、ガスをチョーク流れ状態の間に複数の異なるサイズの流量制限器のうちの１つのみを通って流れるようにすることを、含むことができる。例えば、図２を参照すると、コントローラ２２４は、ＭＦＣ９９Ｂを特定の質量流量に設定し、遮断バルブ２０５および２０７〜２１０を閉じ、主流路２０１を通る流れのために遮断バルブ２０３を開き、遮断バルブ２０４および２０６を開き、ガスをＭＦＣ９９Ｂから流量制限器２１６のみを通って流すことができる。
【０１４１】
［００１４７］プロセスブロック６０４において、チョーク流れ状態の間に、複数の異なるサイズの流量制限器のうちの前記１つの流量制限器の上流の圧力を測定して、測定された圧力値を得ることができる。例えば、再び図２を参照すると、コントローラ２２４は、遮断バルブ２２６を開き、遮断バルブ２２７〜２３０を閉じて、圧力センサ２１２から測定された圧力値を受け取ることができる。
【０１４２】
［００１４８］プロセスブロック６０６において、方法６００は、チョーク流れ状態の間に、複数の異なるサイズの流量制限器のうちの前記１つの流量制限器の上流の温度を測定して、測定された温度値を得ることを、含むことができる。図２の例を続けると、コントローラ２２４は、温度センサ２１１から測定された温度値を受け取ることができる。
【０１４３】
［００１４９］そして、プロセスブロック６０６において、方法６００は、所定の流量制限器係数、所定のガス補正係数、および所定の温度値を、測定された圧力値および測定された温度値に適用することによって質量流量を決定することを、含むことができる。    例えば、コントローラ２２４は、式２、ならびに流量制限器２１６およびそこを通って流れる特定のガスについての、コントローラ２２４のメモリに格納された適切な所定の流量制限器係数、所定のガス補正係数、および所定の温度値を適用することによって、圧力および温度の測定値に基づいて質量流量を決定することができる。
【０１４４】
［００１５０］方法６００の上記のプロセスブロックは、図示され説明された順序およびシーケンスに限定されない順序またはシーケンスで実行または実施され得る。    例えば、いくつかの実施形態では、プロセスブロック６０４は、プロセスブロック６０６と同時にまたはその後に実行することができる（そのような場合、温度および／または圧力の測定の前に、プロセスブロック６０４について説明したように、適切な遮断バルブ２２６〜２３０が開閉される）。
【０１４５】
［００１５１］いくつかの実施形態では、例えば取り外し可能な記憶ディスクまたはデバイスなどの非一過性コンピュータ可読媒体は、方法６００のプロセスブロック６０２、６０４、６０６、および６０８を実行するために、たとえばコントローラ１２４〜４２４などのプロセッサによって実行することができる、そこに格納されたコンピュータ可読命令を含むことができる。
【０１４６】
［００１５２］上記の説明は、本開示の例示的な実施形態のみを開示している。上記に開示されたアセンブリ、装置、システム、および方法の修正は、本開示の範囲内にあり得る。したがって、本開示の例示的な実施形態が開示されているが、他の実施形態が、以下の特許請求の範囲によって定められるような本開示の範囲内にあり得ることを、理解されたい。
【図１】
2019520576.tif 000003
【図２】
2019520576.tif 000004
【図３】
2019520576.tif 000005
【図３Ａ】
2019520576.tif 000006
【図４】
2019520576.tif 000007
【図５】
2019520576.tif 000008
【図６】
2019520576.tif 000009
【国際調査報告】
2019520576.tif 000010
2019520576.tif 000011