(57)【要約】【課題】流量測定装置に損傷や腐食等の不具合を生ぜしめることなく適正に流量制御器の実際のガス流量を測定することが可能な処理システムを提供する。【解決手段】処理容器８内へ、処理ガスをガス導入系に介設した異なる流量制御器３８Ａ〜３８Ｅを介して導入し、主制御部４４による制御下で被処理体に対して所定の処理を施すようにした処理装置と、流量測定装置とよりなる処理システムにおいて、流量測定装置は、ガス導入系とガス排気系とを連絡する検査流路５２に介設された所定の容量の検査容器５４と、検査容器内の圧力を検出する圧力計５８と、圧力計の検出値の上昇速度に基づいて流量制御器のガス流量を求める流量演算部６４と、流量測定時に全体の動作を制御する流量測定制御部６２とを備える。検査容器内へ所定の処理ガスを流す時には処理ガスを流す前、或いは後に検査容器内へ不活性ガスを流してパージ操作を行う。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス排気系により排気が可能になされた処理容器内へ、１または複数の処理ガスを、ガス導入系に介設した異なる流量制御器を介して導入し、主制御部による制御下で被処理体に対して所定の処理を施すようにした処理装置と、前記処理装置に設けた流量測定装置とよりなる処理システムにおいて、
前記流量測定装置は、
前記ガス導入系と前記ガス排気系とを連絡する検査流路に介設された所定の容量の検査容器と、
前記検査容器内の圧力を検出する圧力計と、
前記圧力計の検出値の上昇速度に基づいて前記流量制御器のガス流量を求める流量演算部と、
前記流量測定時に全体の動作を制御する流量測定制御部と、を備え、
前記主制御部は、前記検査容器内へ所定の処理ガスを流す時には、前記処理ガスを流す前に、或いは流した後に、前記検査容器内へ不活性ガスを流してパージ操作を行うように制御することを特徴とする処理システム。
【請求項２】
前記主制御部は、前記流量演算部の演算時間に見合った時間だけ早目に前記流量測定装置側への処理ガスの供給を停止するように制御することを特徴とする請求項１記載の処理システム。
【請求項３】
前記主制御部は、前記流量制御器の個体差に応じて個体差補正係数を記憶しており、前記主制御部は、前記流量演算部の演算結果を受けて、前記演算結果を前記個体差補正係数により補正するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の処理システム。
【請求項４】
前記流量測定制御部は、前記流量制御器毎の容量補正係数を記憶しており、前記流量演算部は前記容量補正係数を加味して前記ガス流量を求めることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の処理システム。
【請求項５】
前記主制御部は、前記処理ガスと前記不活性ガスとを共用して流す流量制御器が存在する場合において、前記共用の流量制御器内に不活性ガスが残留している時には残留不活性ガスを真空引きした後に、前記処理ガスを流すようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の処理システム。
【請求項６】
前記主制御部は、前記１または複数の流量制御器に対して順にそれぞれの対応する処理ガスを流して流量測定を行うようにしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の処理システム。
【請求項７】
前記不活性ガスは、Ｎ２　ガスであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の処理システム。
【請求項８】
前記流量測定装置は、他の処理システムと共用するために前記検査流路に対して着脱可能に接続されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の処理システム。
【請求項９】
前記流量測定装置は、開閉可能になされた開閉蓋を有して内部雰囲気が排気されている筐体内に収容されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の処理システム。
【請求項１０】
前記筐体には、前記開閉蓋の開閉状態を検出する第１スイッチ手段と、前記流量測定装置の有無を検出する第２スイッチ手段とが設けられており、前記主制御部は前記第１及び第２スイッチ手段の検出結果に基づいて前記処理ガスの供給を許容するか否かを判断することを特徴とする請求項９記載の処理システム。
【請求項１１】
前記主制御部は、最初に所定の設定流量で測定された実際の測定流量を初期基準測定流量とする校正動作を行い、その後の所定の設定流量で測定された実際の測定流量と前記初期基準測定流量との差を求め、誤差が所定の範囲を越えて異常と判断した時には装置の稼働を停止するようにしたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の処理システム。
【請求項１２】
前記主制御部は、前記異常と判断した時にはその旨を前記表示部に表示することを特徴とする請求項１１記載の処理システム。
【請求項１３】
前記主制御部は、所定の設定流量の時に測定された実際の測定流量と、直前に行われた所定の設定流量の時に測定された実際の測定流量との差を求め、該差が所定の範囲を越えている時には前記表示部にその旨を表示することを特徴とする請求項１１または１２記載の処理システム。
【請求項１４】
前記主制御部は、前記設定流量を異ならせて前記校正動作を複数回行って得られた複数の実際の測定流量を基準測定流量とし、実際の処理時には前記基準測定流量に基づいて前記流量制御器を制御することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載の処理システム。
【請求項１５】
前記主制御部は、前記設定流量を異ならせて測定を行った時に得られる複数の実際の測定流量より求まる基準特性直線が、前記設定流量の異なる複数の初期基準測定流量より求める初期基準特性直線よりも所定の範囲以上越えてシフトしている時には異常と判断して装置の稼働を停止することを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれかに記載の処理システム。
【請求項１６】
ガス排気系により排気が可能になされた処理容器内へ、１または複数の処理ガスを、ガス導入系に介設した異なる流量制御器を介して導入し、主制御部による制御下で被処理体に対して所定の処理を施すようにした処理装置に流すガス流量の流量測定方法において、
前記ガス導入系と前記ガス排気系とを連絡する検査流路に介設された所定の容量の検査容器に、その排出側を閉じた状態で処理ガスを流す工程と、
前記検査容器内の圧力を検出する工程と、
前記圧力の検出値の上昇速度に基づいて前記流量制御器のガス流量を演算により求める工程と、
前記検査容器内へ所定の処理ガスを流す時には、前記処理ガスを流す前に、或いは流した後に、前記検査容器内へ不活性ガスを流してパージ操作を行う工程と、を有することを特徴とする流量測定方法。
【請求項１７】
前記処理ガスを流す工程では、前記ガス流量の演算時間に見合った時間だけ早目に処理ガスの供給を停止するようにしたことを特徴とする請求項１６記載の流量測定方法。
【請求項１８】
前記演算により求められた演算結果は、前記流量制御器の個体差に応じて個体差補正係数により補正されるようにしたことを特徴とする請求項１６または１７記載の流量測定方法。
【請求項１９】
前記ガス流量を演算により求める際には、前記流量制御器毎の容量補正係数を加味して前記ガス流量を求めることを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれかに記載の流量測定方法。
【請求項２０】
前記処理ガスと前記不活性ガスとを共用して流す流量制御器が存在する場合において、前記共用の流量制御器内に不活性ガスが残留している時には残留不活性ガスを真空引きした後に、前記処理ガスを流すようにしたことを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれかに記載の流量測定方法。
【請求項２１】
前記主制御部は、前記１または複数の流量制御器に対して順にそれぞれの対応する処理ガスを流して流量測定を行うようにしたことを特徴とする請求項１６乃至２０のいずれかに記載の流量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に所定の処理を施すための処理装置と流量測定装置とを有する処理システム及び流量測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体ウエハや各種基板上に種々の集積回路を形成するためには、基板である被処理体に対して、処理装置内にて成膜処理、エッチング処理、酸化拡散処理、スパッタ処理等の各種の処理が繰り返し行われる。上述したような各種の処理を実行するためには、被処理体を加熱、或いは冷却して所定のプロセス温度に維持し、そして、各種の処理ガスを処理装置の処理容器内へ導入しつつ処理容器内の雰囲気を排気して処理容器内を所定のプロセス圧力に維持して処理を行うことになる。
上記各処理ガスの流量は、上述した成膜等の処理に対して大きな影響を与えることから、設計通りの精度の高い処理を行うために、上記各種の処理ガスは、処理ガス毎に個別に設けた、例えばマスフローコントローラのような制御精度の高い流量制御器を用いて、精度の高い流量制御を行いつつ処理容器内へ供給されている。
【０００３】
ところで、上述したような高い精度の流量制御性を有する流量制御器は、経時変化等によってその制御性に僅かに変化が生じたり、或いは不具合等によって他の流量制御器と交換したりする場合があるので、定期的に、或いは不定期に、上記流量制御器が指示通りの正しい流量のガスを精度良く流すことができるか否かを検討するための検査が行われている。
この流量制御器の検査は、処理容器の排気側の弁を閉じた状態でこの処理容器内へ指示された所定の検査流量で処理ガスを流し、この処理容器内の圧力上昇の速度と、工場出荷時に予め測定しておいた処理容器内の正確な容量とに基づいて実際のガス流量を求め、この求めた実際のガス流量が上記指示された検査流量と一致するか否かを判断することによって、流量制御器の制御性の良否を判断するようになっている。
【０００４】
しかしながら、この場合には、処理装置の長期間の使用途中において、処理容器内の種々の構造物を異なる形状（体積）のものに交換したりすることから、処理容器内の容量が変わってしまっている場合があり、処理容器内の正確な容量を把握するのが困難である。また、上記した検査時には、そのプロセス処理に合わせて処理容器内の温度をプロセス温度に調整したりすることから、検査のたびに処理容器内の温度を昇降温するのは、非常に煩雑である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、このような欠点を回避するために、処理容器のガス導入系とガス排気系との間に既知の容量の検査容器を接続しておき、流量制御器の検査時には、上記処理容器内へガスを流さないで、代わりにこの検査容器内へガスを流して貯め込んで、この時の検査容器内の圧力の上昇速度等に基づいて、前述のように実際のガス流量を求め、流量制御器の制御性の良否の判断を行うことが行われている。
【０００６】
ところで、実際の流量制御器の検査の場合には、この処理装置に設けられている複数個の全ての流量制御器についてその検査が連続的に行われるが、この場合に上記検査容器内に直前の検査時の処理ガスが残留している時がある。このような場合に、検査容器内に残留している処理ガスと、今から検査のために導入しようとする処理ガスとが互いに激しく反応するような場合、例えば残留ガスがＨ２　ガスで、今から導入しようとするガスがＯ２　ガス等の場合、或いは両ガスが反応して腐食性ガスとなるような場合、例えば残留ガスがＨ２　ガスで今から導入しようとするガスが反応により腐食性ガス（ＨＣｌ）となるＣｌ２　ガス等の場合には、装置自体が損傷を受けたり、腐食されてしまう、といった問題があった。
特に、前回の検査がエラー等により異常終了した場合には、上記検査容器内に処理ガスが残留する結果となり、この場合にも上述したと同様な問題を引き起こしてしまう。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、処理装置に設けた流量測定装置に損傷や腐食等の不具合を生ぜしめることなく適正に流量制御器の実際のガス流量を測定することが可能な処理システム及び流量測定方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、ガス排気系により排気が可能になされた処理容器内へ、１または複数の処理ガスを、ガス導入系に介設した異なる流量制御器を介して導入し、主制御部による制御下で被処理体に対して所定の処理を施すようにした処理装置と、前記処理装置に設けた流量測定装置とよりなる処理システムにおいて、前記流量測定装置は、前記ガス導入系と前記ガス排気系とを連絡する検査流路に介設された所定の容量の検査容器と、前記検査容器内の圧力を検出する圧力計と、前記圧力計の検出値の上昇速度に基づいて前記流量制御器のガス流量を求める流量演算部と、前記流量測定時に全体の動作を制御する流量測定制御部と、を備え、前記主制御部は、前記検査容器内へ所定の処理ガスを流す時には、前記処理ガスを流す前に、或いは流した後に、前記検査容器内へ不活性ガスを流してパージ操作を行うように制御することを特徴とする処理システムである。
【０００８】
これにより、流量制御器のガス流量の検査のために検査容器内へ処理ガスを流して供給する時には、前回の検査が正常終了した場合や異常終了した場合に関係なく、直前に不活性ガスを流して残留ガスを系外へ排除するようにしたので、残留ガスと今回の供給ガスとが反応するという従来の処理システムで生じていた現象がなくなり、結果的に流量測定装置に損傷や腐食等の不具合が生ずることを防止することが可能となる。
【０００９】
この場合、例えば請求項２に規定するように、前記主制御部は、前記流量演算部の演算時間に見合った時間だけ早目に前記流量測定装置側への処理ガスの供給を停止する。
これによれば、流量測定装置におけるガス流量の演算時間に見合った時間だけ早目に流量測定装置側への処理ガスの供給を停止するようにしているので、流量制御器から検査容器のガスの供給側までの配管系の圧力が異常に、例えば大気圧以上に上昇することを防止でき、ガスリーク等の発生を未然に阻止することが可能となる。
【００１０】
また、例えば請求項３に規定するように、前記主制御部は、前記流量制御器の個体差に応じて個体差補正係数を記憶しており、前記主制御部は、前記流量演算部の演算結果を受けて、前記演算結果を前記個体差補正係数により補正する。
各流量制御器メーカーの校正マスターには若干の差があるが、それに応じた個体差補正値を加味して演算結果を補正するようにしているので、流量制御器メーカー毎に生じる差に起因する演算結果のバラツキをなくすことが可能となり、測定結果の運用を容易にすることができる。
また、例えば請求項４に規定するように、前記流量測定制御部は、前記流量制御器毎の容量補正係数を記憶しており、前記流量演算部は前記容量補正係数を加味して前記ガス流量を求める。
これによれば、流量制御器毎の容量補正係数を加味してガス流量を演算して求めるようにしているので、流量制御器間の個体差、経時変化を判断し易い演算結果を得ることが可能となる。
【００１１】
また、例えば請求項５に規定するように、前記主制御部は、前記処理ガスと前記不活性ガスとを共用して流す流量制御器が存在する場合において、前記共用の流量制御器内に不活性ガスが残留している時には残留不活性ガスを真空引きした後に、前記処理ガスを流すようにしている。
これによれば、不活性ガスと処理ガスとの流量制御を共用する流量制御器内に残留する不活性ガスを真空引きした後に処理ガスを流すようにしたので、より適正な演算結果を得ることが可能となる。
また、例えば請求項６に規定するように、前記主制御部は、前記１または複数の流量制御器に対して順にそれぞれの対応する処理ガスを流して流量測定を行うようにする。
【００１２】
また、例えば請求項７に規定するように、前記不活性ガスは、Ｎ２　ガスである。
また、例えば請求項８に規定するように、前記流量測定装置は、他の処理システムと共用するために前記検査流路に対して着脱可能に接続されている。
このように、流量測定装置自体を検査流路に対して着脱可能としているので、この流量測定装置を他の処理システムでも兼用して用いることができる。従って、処理システム間において流量測定装置自体の固体差（機差）に起因する誤差の発生をなくすことができ、処理システム間におけるガス流量の誤差を解消することができる。
また、例えば請求項９に規定するように、前記流量測定装置は、開閉可能になされた開閉蓋を有して内部雰囲気が排気されている筐体内に収容されている。
このように、流量測定装置自体を収容する筐体内を排気しているので、流量測定装置の着脱時に万一、処理ガス等が漏れ出た場合にもオペレータの安全性を確保することが可能となる。
【００１３】
また例えば請求項１０に規定するように、前記筐体には、前記開閉蓋の開閉状態を検出する第１スイッチ手段と、前記流量測定装置の有無を検出する第２スイッチ手段とが設けられており、前記主制御部は前記第１及び第２スイッチ手段の検出結果に基づいて前記処理ガスの供給を許容するか否かを判断する。
このように、第１及び第２スイッチ手段を設けて筐体の開閉蓋の開閉状態や流量測定装置の有無を判断して処理ガスの供給を許容するようにしているので、誤って処理ガスが供給されることはなく、その安全性を向上させることが可能となる。
【００１４】
また例えば請求項１１に規定するように、前記主制御部は、最初に所定の設定流量で測定された実際の測定流量を初期基準測定流量とする校正動作を行い、その後の所定の設定流量で測定された実際の測定流量と前記初期基準測定流量との差を求め、誤差が所定の範囲を越えて異常と判断した時には装置の稼働を停止する。
これによれば、流量制御器の流量安定性を検査するために、これに最初にガスを流した時の測定流量を初期基準測定流量とし、その後の流量安定性の検査の時は実際の測定流量と上記初期基準測定流量とを比較して流量安定性を判断するようにしたので、異常な経時変化が生じた場合にこれを検出することが可能となる。また、このような異常を検出した時には装置自体の稼働を停止することができる。
【００１５】
また例えば請求項１２に規定するように、前記主制御部は、前記異常と判断した時にはその旨を前記表示部に表示する。
また例えば請求項１３に規定するように、前記主制御部は、所定の設定流量の時に測定された実際の測定流量と、直前に行われた所定の設定流量の時に測定された実際の測定流量との差を求め、該差が所定の範囲を越えている時には前記表示部にその旨を表示する。
これによれば、前回の流量測定と今回の流量測定とを比較して誤差が、異常ではないが大きい場合には、その旨をオペレータに示すために警報の表示を行うことができる。
【００１６】
また例えば請求項１４に規定するように、前記主制御部は、前記設定流量を異ならせて前記校正動作を複数回行って得られた複数の実際の測定流量を基準測定流量とし、実際の処理時には前記基準測定流量に基づいて前記流量制御器を制御する。
実際の流量測定で得られた測定流量を基準測定流量とし、この基準測定流量に基づいて実際の処理時には流量制御器を制御するようにしたので、処理の再現性を高めることが可能となる。
また例えば請求項１５に規定するように、前記主制御部は、前記設定流量を異ならせて測定を行った時に得られる複数の実際の測定流量より求まる基準特性直線が、前記設定流量の異なる複数の初期基準測定流量より求める初期基準特性直線よりも所定の範囲以上越えてシフトしている時には異常と判断して装置の稼働を停止する。
これによれば、実際の流量測定で求めた特性直線が初期基準特性直線より大きくシフトしている時には、異常と判断して装置の稼働を停止することが可能となる。
【００１７】
請求項１６に係る発明は、ガス排気系により排気が可能になされた処理容器内へ、１または複数の処理ガスを、ガス導入系に介設した異なる流量制御器を介して導入し、主制御部による制御下で被処理体に対して所定の処理を施すようにした処理装置に流すガス流量の流量測定方法において、前記ガス導入系と前記ガス排気系とを連絡する検査流路に介設された所定の容量の検査容器に、その排出側を閉じた状態で処理ガスを流す工程と、前記検査容器内の圧力を検出する工程と、前記圧力の検出値の上昇速度に基づいて前記流量制御器のガス流量を演算により求める工程と、前記検査容器内へ所定の処理ガスを流す時には、前記処理ガスを流す前に、或いは流した後に、前記検査容器内へ不活性ガスを流してパージ操作を行う工程と、を有することを特徴とする流量測定方法である。
【００１８】
また、例えば請求項１７に規定するように、前記処理ガスを流す工程では、前記ガス流量の演算時間に見合った時間だけ早目に処理ガスの供給を停止する。
また、例えば請求項１８に規定するように、前記演算により求められた演算結果は、前記流量制御器の個体差に応じて個体差補正係数により補正されるようにする。
また、例えば請求項１９に規定するように、前記ガス流量を演算により求める際には、前記流量制御器毎の容量補正係数を加味して前記ガス流量を求める。
また、例えば請求項２０に規定するように、前記処理ガスと前記不活性ガスとを共用して流す流量制御器が存在する場合において、前記共用の流量制御器内に不活性ガスが残留している時には残留不活性ガスを真空引きした後に、前記処理ガスを流すようにする。
また、例えば請求項２１に規定するように、前記主制御部は、前記１または複数の流量制御器に対して順にそれぞれの対応する処理ガスを流して流量測定を行うようにする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る処理システム及び流量測定方法の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
＜第１実施例＞
図１は処理装置と流量測定装置とを含む本発明の処理システムの第１実施例を示す構成図、図２は検査容器内の圧力の上昇速度とガス流量との関係を示すグラフ、図３は流量制御器の検査のための動作工程を示す図、図４は流量制御器の検査のための流量測定方法を示すフローチャートである。
図示するように、この処理システム２は、半導体ウエハ等の被処理体に対して処理ガスの存在下にて所定の処理を施すための処理装置４と、後述するマスフローコントローラのような流量制御器の流量検査を行う流量測定装置６とにより、主に構成されている。
【００２０】
まず、上記処理装置４は、ここでは一例として枚葉式の処理装置が示されており、この処理装置４は、筒体状に成形された処理容器８を有している。この処理容器８内には、被処理体として例えば半導体ウエハＷを載置するための載置台１０が設けられており、この載置台１０には、図示しない加熱ヒータ等が設けられる。また、この処理容器８の天井部には、必要な処理ガスやＮ２　ガス等の不活性ガスを内部へ導入するためのシャワーヘッド部１２が設けられており、この下面に設けた多数のガス噴射孔１４からガスを噴射するようになっている。そして、このシャワーヘッド部１２には、必要なガスを供給するガス導入系１６が接続されている。また、処理容器８の側壁には、ウエハＷをこの中へ搬出入する時に開閉されるゲートバルブ１６が設けられると共に、この処理容器８の底部には、排気口１８が設けられている。そして、この排気口１８には、ガス排気系２０が接続されて、処理容器８内を真空引き可能としている。
【００２１】
上記ガス排気系２０は、上記排気口１８に接続されたガス排気管２２を有しており、このガス排気管２２には、排気側開閉弁２４及び真空ポンプ２６や図示しない圧力調整弁等が介設されている。また、上記ガス導入系１６は、上記シャワーヘッド部１２の導入口２８に接続されたガス供給管３０を有しており、このガス供給管３０には供給側開閉弁３２が介設されている。
上記ガス供給管３０の上流側は、複数、図示例では５つの分岐管３４Ａ〜３４Ｅに分岐されており、この各分岐管３４Ａ〜３４Ｅは、それぞれ異なる種類のガスを貯留するガス源３６Ａ〜３６Ｅに接続されている。そして、上記分岐管３４Ａ〜３４Ｅの途中には、これに流れるガス流量を精度良く制御するための例えばマスフローコントローラのような流量制御器３８Ａ〜３８Ｅが介設されると共に、各流量制御器３８Ａ〜３８Ｅの直ぐ上流側及び下流側の両側には、それぞれ上流側開閉弁４０Ａ〜４０Ｅ及び下流側開閉弁４２Ａ〜４２Ｅが介設されており、各ガスの供給の開始及び停止をそれぞれ個別に制御し得るようになっている。
【００２２】
上記各弁２４、３２、４０Ａ〜４０Ｅ、４２Ａ〜４２Ｅの開閉動作及び各流量制御器３８Ａ〜３８Ｅのガス流量の設定値も含めて、この処理装置４の全体の動作は、例えばマイクロコンピュータ等よりなる主制御部４４により制御されることになり、この主制御部４４には、必要な情報を記憶するＲＯＭの如きメモリ４６、各種の情報や指令を入力するキーボード等よりなる入力部４８、必要な情報を表示する表示部５０等が接続されている。
尚、ここでは本発明の理解を容易にするために、一本のガス供給管３０に対して全てのガス源３６Ａ〜３６Ｅを接続しているが、処理内容にもよるが実際には複数のガス供給管が設けられて、それぞれにガス源が接続されることになる。ただし、流量制御器の検査時には、弁の開閉動作によって各ガスは選択的に流量測定装置６側へ流れるようになっている。
【００２３】
一方、上記流量測定装置６は、上記上流側開閉弁３２の上流側におけるガス供給管３０と、上記排気側開閉弁２４と上記真空ポンプ２６との間におけるガス排気管２２とを連通する検査流路としてのバイパス管５２を有しており、このバイパス管５２に、予め内容積が精度良く計測された既知の容量を有する中空状の検査容器５４が介設されている。この流量測定装置６としては、例えばＭＫＳ社製のＧＢＲＯＲ（登録商標）を用いることができる。この検査容器５４は、例えばアルミニウム等により形成されており、その既知の容量Ｖｏは、例えば１０００ｃｍ３　に設定されている。この検査容器５４の、上流側及び下流側のバイパス管５２には、それぞれ上流側開閉弁５６Ａ及び下流側開閉弁５６Ｂが介設されており、それぞれ個別に開閉動作を制御できるようになっている。また、この検査容器５４には、この内部の圧力を検出するための例えばキャパシタンスマノメータのような圧力計５８と、この内部温度を測定する温度計６０が設けられており、これらの圧力計５８や温度計６０での各計測値（検出値）は、この流量測定装置６の全体の動作を制御する例えばマイクロコンピュータ等よりなる流量測定制御部６２へ入力するようになっている。尚、上記各開閉弁５６Ａ、５６Ｂの開閉動作は、流量測定制御部６２側からではなく、主制御部４４側から行うようにしてもよい。
【００２４】
また、この流量測定制御部６２には、上記圧力計５８の検出値の上昇速度等に基づいてその時のガス流量を求める流量演算部６４及び必要な情報を記憶できるＲＯＭのようなメモリ６６が接続されている。尚、上記流量演算部６４の機能は、実際には流量測定制御部６２にて内包される中央演算処理ユニットでソフトウエア的に処理されることになる。
また、この流量測定装置６は、上記主制御部４４の制御下にあってこの主制御部４４との間で種々の情報の送受信を行うが、この流量測定装置６の流量測定動作自体は、上記流量測定制御部６２からの指令によって自立的に動作するようになっている。
【００２５】
次に、以上のように構成された処理システム２を用いて行われる本発明の流量測定方法について説明する。
まず、半導体ウエハＷに対する通常の処理時には、流量測定装置６のバイパス管５２に介設した上流側開閉弁５６Ａ及び下流側開閉弁５６Ｂは共に閉状態にしてこの流量測定装置６を孤立化させて、この装置６にガスが流れ込まないような状態にしておく。
そして、定期的、或いは不定期的に各流量制御器３８Ａ〜３８Ｅは精度良く正常なガス流量で各ガスを流しているか否かを検査する場合には、上述した通常の処理時とは逆に、ガス供給管３０に介設した供給側開閉弁３２及びガス排気管２２に介設した排気側開閉弁２４を共に閉状態にして処理容器８を孤立化させ、この中にガスが流れないようにする。そして、以降に説明するように、検査容器５４側へガスを流して正常なガス流量で流れているか否かを検査することになる。
【００２６】
ここでガス流量を求めるには、検査容器５４の排気側開閉弁５６Ｂを閉じた状態でこの中に一定の流量でガスを供給して導入すると、図２に示すように検査容器５４内の圧力は、直線状に比例的に上昇して行き、この時の上昇速度を求めることによってその時のガス流量を求めることができる。
図２において、Ｐ１は検査容器５４内のベース圧力、すなわちガスを流す前の圧力であり、ここでは３種類のガス流量、例えばＦ１ｓｃｃｍ、Ｆ２ｓｃｃｍ、Ｆ３ｓｃｃｍの場合の特性を示している。当然のこととして、ガス流量の大小は、Ｆ１＞Ｆ２＞Ｆ３の関係にある。
【００２７】
そして、ガス流量の計測値の精度を高めるために、検査容器５４内の容量Ｖｏは予め測定されて既知となっており、更には、個々の流量制御器３８Ａ〜３８Ｅまでのバイパス管５２、ガス供給管３０及び各分岐管３４Ａ〜３４Ｅの管内容量も精度良く予め測定されて既知となっており、各容量値は、流量測定装置６のメモリ６６に予め記憶されている。また、検査容器５４は、室温になされているが、密閉された空間内の圧力は絶対温度に比例することから、この検査容器５４内の温度は温度計６０により正確に検出されて、ガス流量の演算時に温度補正が行われる。
さて、図３も参照して、流量測定方法について説明する。ここでは、仮に、図１に示すガス源３６Ｅに不活性ガスとして例えばＮ２　ガスが貯留されているものとする。尚、Ｎ２　ガスに代えてＡｒガスやＨｅガス等を用いてもよい。
図３に示すように、まず、処理容器８側の開閉弁２４、３２を閉じて、処理容器８側へガスが流れ込まないようにする。
【００２８】
次に、流量測定装置６の検査容器５４の両側の開閉弁５６Ａ、５６Ｂを開状態にし、これにガス源３６ＥよりＮ２　ガスを流して検査容器５４内の雰囲気をパージする。次に、Ｎ２　ガス源３６Ｅの開閉弁４０Ｅ、４２Ｅを閉じてＮ２　ガスの供給を停止すると共に、真空ポンプ２６を連続運転することにより、検査容器５４内や途中の配管内を真空引きする。
次に、検査容器５４の下流側（出口側）開閉弁５６Ｂを閉じ、この状態で検査対象となっている流量制御器の両側の開閉弁を開き、主制御部４４は所定の設定流量で上記検査容器５４内へガス源のガスを供給して流し込んで行く。例えば、ここで検査対象の流量制御器がガス源３６Ａに接続されている流量制御器３８Ａであると仮定すると、この両側の開閉弁４０Ａ、４２Ａを開いて、ガス源３６Ａに貯留されているガスを検査容器５４内へ供給する。この時、検査容器５４内の圧力は圧力計５８によって常時検出されており、この検査容器５４内の圧力は図２に示したように直線的に上昇して行くことになる。
【００２９】
そして、所定の設定流量で予め定められた所定の時間ｔだけガスを流したならば、自律的に動作する流量測定制御部６２は検査容器５４の上流側開閉弁５６Ａを閉状態として、この検査容器５４内へのガスの流入を停止する。尚、上記所定の時間ｔは、検査ガス流量にもよるが、例えば数１０秒〜数分程度の範囲である。そして、流量演算部６４は、その時の圧力上昇速度や検査容器５４内の容量Ｖｏ等に基づいて演算して実際のガス流量（測定流量とも称す）を求める。この時、前述したように温度補正を加味する。
そして、演算結果が出たならば、この流量測定制御部６２は、処理装置４の主制御部４４に向けてガス流量の測定が完了した旨及びその演算結果であるガス流量を通知する。すると、主制御部４４は、上記流量制御器３４Ａの両側の開閉弁４０Ａ、４２Ａを閉状態とする。尚、これ以前に、上記上流側開閉弁５６Ａを閉状態にした時に、検査容器５４内へのガスの流入は停止されている。
【００３０】
そして、主制御部４４は、演算の結果求められた実際のガス流量の値と、上記流量制御器３８Ａに対して指令したガス流量値（以下、設定流量とも称す）とを、例えば表示部５０に表示する。これにより、オペレータは、両ガス流量値の差を認識することにより、当該流量制御器３８Ａの良否を判断することになる。尚、この判断を、主制御部４４にて自動的に行わしめて、その結果も表示するようにしてもよい。
このようにして１つの流量制御器３８Ａの検査が終了したならば、他の別の流量制御器３８Ｂ〜３８Ｅに対しても、上記した一連の操作を順次繰り返して行って行く。この場合、エラー等により検査途中で測定操作を中止した場合であっても、次の流量制御器に対して検査を実行する時には、まず、検査容器５４内へＮ２　ガスを流すＮ２　パージ工程から行うようにする。これにより、検査容器５４内には、処理ガス（Ｎ２　ガスを除く）が残留することがないので、次の検査のために処理ガスを導入しても、急激な爆発的な反応や腐食性ガスを生成する反応が生ずることを防止することが可能となる。尚、ここで測定された実際のガス流量は、主制御部４４側へ記憶され、実際の処理時にはこの記載されたガス流量を基準として上記各流量制御器３８Ａ〜３８Ｅが制御されることになる。
【００３１】
次に、以上の一連の操作を、図４に示すフローチャートを用いてより詳しく説明する。
まず、オペレータが主制御部４４に対して、流量制御器３８Ａ〜３８Ｅの流量測定を実行する旨の指示を入力すると、この主制御部４４は、処理容器８の供給側開閉弁３２と排気側開閉弁２４とを共に閉状態として処理容器８内へガスが流れ込まないようにすると共に、流量測定装置６の流量測定制御部６２に向けて流量測定の開始を指示する（Ｓ１）。
次に、流量測定制御部６２は、検査容器５４の両側の開閉弁５６Ａ、５６Ｂを共に開状態とする（Ｓ２）。そして、ガス源３６ＥからのＮ２　ガスをこの検査容器５４内に流通させてＮ２　パージを行い、検査容器５４内に残留するガスを排出する（Ｓ３）。このＮ２　パージ操作に関しては、検査途中でエラーが生じて検査が中断したり、或いは検査途中でオペレータが強制的に検査を中断させたりした後、検査を再開する時には、実際に処理ガスを流す前に必ずこのＮ２　パージ操作を行う。これにより、検査容器５４内の残留ガスと新たに導入するガスとが反応することを未然に防止することが可能となる。
【００３２】
次に、Ｎ２　ガス源３６Ｅ側の開閉弁４０Ｅ、４２Ｅを閉状態としてＮ２　ガスの供給を停止し、真空ポンプ２６を駆動し続けることで検査容器５４内及び流量制御器３８Ｅよりも下流側の関連する配管内を真空引きする（Ｓ４）。
このようにして、真空引きが完了したならば、次に、検査容器５４の直ぐ下流側の開閉弁５６Ｂを閉じる（Ｓ５）。そして、検査対象となる流量制御器、例えばここでは流量制御器３８Ａの両側の開閉弁４０Ａ、４２Ａを開き、且つ検査容器５４の直ぐ上流側の開閉弁５６Ａも開き、ガス源３６Ａの処理ガスを上記検査容器５４内へ流入させてここに貯め込んで行く。この時のガス流量は、主制御部４４から指令されて流量制御器３８Ａはこの指令されたガス流量を維持するように流量制御を行う（Ｓ６）。この時、検査容器５４内の圧力は圧力計５８によって常時検出されており、この圧力は直線的に上昇して行くことになり、そして、予め定められた所定の時間ｔだけ連続的に圧力を検出する（Ｓ７）。
このようにして、所定の時間ｔの圧力検出が終了したならば、流量測定制御部６２は検査容器５４の直ぐ上流側の開閉弁５８Ａを閉じて検査容器５４内へのＮ２　ガスの流入をストップする（Ｓ８）。
【００３３】
次に、流量演算部６４は、その時の圧力上昇速度やメモリ６６に予め記憶されている検査容器５４内の容量Ｖｏや流量制御器３８Ａまでの配管の容量（メモリ６６に予め記憶されている）等に基づいて演算することにより、実際のガス流量を求める（Ｓ９）。
このようにして、演算結果が求められたならば、流量測定制御部６２は、測定が終了したことを主制御部４４へ通知し（Ｓ１０）、更に、演算結果である実際のガス流量の値を通知する（Ｓ１１）。
そして、この通知を受けた主制御部４４は、上記検査対象となっている流量制御器３８Ａの両側の開閉弁４０Ａ、４２Ａを共に閉状態とする（Ｓ１２）。尚、前述したように、この時点では、すでに検査容器５４の上流側開閉弁５６Ａは閉状態となっているので、検査容器５４内への処理ガスの流入はストップされている。
【００３４】
上記操作と同時に、主制御部４４は、通知された演算結果である実際のガス流量の値や、上記流量制御器３８Ａに対して指令したガス流量値とを、例えば表示部５０に表示する（Ｓ１３）。これにより、オペレータは、両ガス流量値の差を認識することにより、当該流量制御器３８Ａの良否を判断することになる。尚、この判断を、主制御部４４にて自動的に行わしめて、その結果も表示するようにしてもよい。このようにして、１つの流量制御器の検査を終了して、他に別の検査すべき流量制御器が存在するならば（Ｓ１４）、ステップ２へ戻って、上述した各工程を繰り返し行い、全ての流量制御器３８Ａ〜３８Ｅについての検査を実施することになる。
尚、ここで、１つの流量制御器に対して、複数種類のガス流量で検査を行うようにしてもよい。
【００３５】
また、ここでは各流量制御器の検査を開始する時には、処理ガスを流す直前にＮ２　ガスパージを行ったが、これに限定されず、処理ガスを流した直後にＮ２　ガスパージを行うようにしてもよい。この場合、エラーによる強制終了やオペレータによる強制終了等を行った時には、検査容器５４内に処理ガスが残留しているので、次に、処理ガスを流す時には、その直前にＮ２　ガスパージを行うようにする。
また、流量制御器には、個体差があり、特に、メーカ毎の固定差は、かなり大きい場合がある。例えば図５は個体差のある２つの流量制御器を模式的に示す図であり、２つの流量制御器３８Ａ、３８Ｂを例にとって説明する。各流量制御器３８Ａ、３８Ｂとそれぞれの下流側開閉弁４２Ａ、４２Ｂとの間の分岐管３４Ａ、３４Ｂの実質的な長さＬ１、Ｌ２等が異なると、この長さ部分の容量、或いは容量差が検査容器５４における圧力の上昇速度に僅かに影響を与え、この結果、演算されたガス流量の値が微妙にシフトする恐れが生ずる。
【００３６】
このため、この長さＬ１、Ｌ２部分の容量値についても、流量制御器毎の容量補正係数として流量測定装置６のメモリ６６に予め記憶させておき、ガス流量を演算する時に、上記長さＬ１、Ｌ２の部分の容量も加味させる。これにより、より適正な精度の高いガス流量値を求めることが可能となる。
また更に、上述したように、流量制御器には、特に製造メーカ毎に、特性上の個体差が存在する場合がある。例えば図６は流量制御器の製造メーカ毎の特性上の個体差の一例を説明するための図である。例えば流量指令値に対するＡ社の特性曲線Ａは、オフセット量がｂ１であり、傾きａ１が基準線の特性Ｒｒｅｆよりも小さく、また、Ｂ社の特性曲線Ｂは、オフセット量がｂ２であり、傾きａ２が基準線の特性Ｒｒｅｆよりも大きい場合がある。例えば５００ｓｃｃｍのガス流量を指令していてもＡ社の流量制御器では４９９ｓｃｃｍのガス流量を表示して、また、Ｂ社の流量制御器では５０１ｓｃｃｍを表示するような場合もある。この時には、それぞれオフセット量ｂ１、ｂ２及び傾きａ１、ａ２が基準線の特性Ｒｒｅｆに合致するように、各流量制御器の例えば製造メーカ毎の個体差補正値を主制御部４４に接続されるメモリ４６に予め記憶させておくのがよい。そして、流量測定装置６側から通知される演算結果のガス流量値を、この個体差補正値で補正するようにする。これによれば、特に流量制御器の製造メーカ毎に発生し易い個体差に起因する演算結果のバラツキをなくすことができ、測定結果の信頼性を向上させることが可能となる。
【００３７】
尚、ここで注意されたい点は、絶対的に正しいガス流量の算出は、実際には非常に難しくて不可能に近く、ここで目的としているのは、同じ条件で、例えば同じガス流量の指令値でガスを流せば、流量制御器の特性劣化が生じていないことを条件として個体差に関係無く最終的に同じ演算結果が常に得られるようにすることが、重要な点である。
また、ここで使用する流量測定装置６は、自律的に動作するために、所定の時間ｔ（図３参照）だけ検査容器５４内へ処理ガスを供給すると直ちに上流側開閉弁５６Ａを閉状態とし、そして、演算処理を実行して測定終了を主制御部４４へ通知すると、初めてその時の検査対象となっている流量制御器、例えば流量制御器３８Ａの両側の開閉弁４０Ａ、４２Ａを閉状態としてガスの流れを遮断するようになっている。このため、流量演算部６４にて演算を行っている間は、上記検査容器５４内へはガスは流入しないが、この上流側開閉弁５６Ａより上流側に位置する配管内へは処理ガスが流入することになる。この場合、設定されている検査流量にもよるが上記上流側に位置する配管内が異常に、例えば大気圧よりも高くなる場合もあり、この処理ガスのリークが発生することも懸念される。
【００３８】
そこで、変形例として、上記流量演算部の演算時間に見合った時間だけ流量測定装置側への処理ガスの供給を早目に停止するようにしてもよい。換言すれば、主制御部は、流量測定装置６側から測定終了の信号を受けるよりも少し前に流量制御器の両側の開閉弁を閉じるようにしてもよい。
この時の本発明方法の変形例のフローチャートの一部を図７に示す。尚、図７に示す部分以外は、図４に示すフローチャートと同じである。
すなわち、ステップＳ８にて流量測定制御部６２が所定時間ｔのガス流入後に上流側開閉弁５６Ａを開状態にしたならば、次に、流量演算部６４はガス流量の演算を行うと共に、主制御部４４は検査対象の流量制御器３８Ａの両側の開閉弁４０Ｂ、４２Ａを開状態とする（Ｓ９−１）。すなわち、ここでは図４中のステップＳ９とステップＳ１２の内容を略同時に行う。この時の演算に要する時間は、例えば１秒程度であり、略この時間だけ前もって上記両開閉弁４０Ｂ、４２Ａを閉じることになる。具体的には、検査しているガス流量の大きさによって、所定の時間ｔは前述した範囲内で予め定まっているので、上記主制御部４４は検査のために処理ガスを流し初めてから所定の時間ｔ程度経過した時に、上記流量測定制御部６２から測定終了の通知を受けることなく上記両側の開閉弁４０Ａ、４２Ａを閉状態とする。
【００３９】
これ以降は、ステップＳ１０、Ｓ１１、Ｓ１３…の順序で処理を行って行く。ここでステップＳ１２（図４参照）がないのは、このステップＳ１２の処理は先のステップＳ９−１で行っているからである。
このように、演算時間に見合った時間だけ早目に流量制御器の両側の開閉弁を閉状態にすることにより、配管系内の異常な圧力上昇を防止してこれからリーク等が発生することを防止することができる。
【００４０】
＜第２実施例＞
次に、設備削減の目的で、流量制御器の使用台数を削除する場合について説明する。
図８はこのような本発明装置の第２実施例を示す構成図であり、ここではガス源３６Ｄの処理ガスを流す流量制御器３８Ｄを、不活性ガスであるＮ２　ガスの流量を制御するための流量制御器として共用している。そして、ガス源３６ＤとＮ２　ガス源３６Ｅとの選択は、上流側開閉弁４０Ｄ、４０Ｅの切り替えで行うようにする。
【００４１】
さて、このような装置で、この流量制御器３８Ｄの検査を行う場合、ガス源３６Ｄの処理ガスを流す前にはこの流量制御器３８ＤにＮ２　ガスが残留していることになり、検査時のガス流量を少し不正確にする要因となる。そこで、この流量制御器３６内に処理ガスを流す直前に、この下流側の開閉弁４２Ｄと開状態として（上流側開閉弁４０Ｄ、４０Ｅは共に閉状態）、この内部に残留するＮ２　ガスも真空引きするのが好ましい。
このように、不活性ガスと処理ガスとの流量制御を共用する流量制御器内に残留する不活性ガスを真空引きした後に処理ガスを流すようにしたので、より適正な演算結果を得ることが可能となる。
【００４２】
＜第３実施例＞
次に、本発明装置の第３実施例について説明する。
ここでは流量測定装置６自体をバイパス管５２に対して着脱可能として持ち運びできるようにし、この１台の流量測定装置６を他の処理システムと兼用できるようにしている。
図９は本発明装置の第３実施例を示す構成図、図１０は流量測定装置とこれを収容する筐体を示す構成図、図１１は流量測定装置の外観を示す概略構成図である。尚、図１に示す構成部分と同一構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。また、ここで説明する処理システムに、図１にて説明した流量測定装置を適用するようにしてもよい。
【００４３】
この図９で示す処理システムには真空排気系２０において、排気側開閉弁２４の上流側に例えばバタフライ弁よりなる圧力制御弁６８を設けており、真空ポンプとしては、上流側にターボ分子ポンプ２６Ａを、下流側にドライポンプ２６Ｂをそれぞれ設けて２台で構成している。そして、ターボ分子ポンプ２６Ａの直ぐ下流に分離用開閉弁７０を設け、この分離用開閉弁７０と上記ドライポンプ２６Ｂとの間にバイパス管５２の下流側を接続している。そして、ガス供給管３０の供給側開閉弁３２の上流側に第１の圧力計７２を設け、また、バイパス管５２の下流側開閉弁５６Ｂの下流側に第２の圧力計７４を設けており、両圧力計７２、７４の検出値は主制御部４４へ入力される。
【００４４】
一方、上記バイパス管５２の途中には、例えばアルミニウム等により形成された箱状の筐体７６が介設されており、図１０に示すようにこの筐体７６内に上記流量測定装置６の全体が着脱可能に収容される。この筐体７６の天井部には、この内部を開放するために開閉可能になされた開閉蓋７８が取り付けられている。そして、この筐体７６の天井部には、上記開閉蓋７８の開閉状態を検出するために、例えば圧力スイッチよりなる第１スイッチ手段７９が設けられる。
また、この筐体７６の底部の一側には、この内部の雰囲気を排気する排気口８０が設けられており、この排気口８０を工場排気系などに連結することにより筐体７６内の雰囲気を常時排気するようになっている。そして、この筐体７６内の底部には、上記流量測定装置６を載置するための保持台８２が設けられており、この保持台８２上に流量測定装置６を載置して保持するようになっている。そして、この保持台８２の上面には、上記流量測定装置６の有無を検出するために、例えば圧力スイッチよりなる第２スイッチ手段８４が設けられると共に、上記主制御部４４との間で電気的接続を行うための電気ジョイント８６が設けられる。尚、上記第１及び第２スイッチ手段７９、８４の検出信号は、上記主制御部４４へ送られることになる。更に、この筐体７６内へは、上記バイパス管５２の流入端と流出端が挿入されており、各流入端と流出端には、それぞれ接続ジョイント８８Ａ、８８Ｂが取り付けられている。
【００４５】
一方、図１に示すように上記流量測定装置６の検査容器５４からはガス補助管９０Ａ、９０Ｂが前後方向に延びており、各ガス補助管９０Ａ、９０Ｂの端部には、上記接続ジョイント８８Ａ、８８Ｂと自動的に接続される接続ジョイント９２Ａ、９２Ｂが取り付けられている。また、上記ガス補助管９０Ａ、９０Ｂには、図示しない加圧エアーにより動作するエアーオペレーションバルブ９４がそれぞれ介設されており（図１１参照）、必要時に上記主制御部４４からの指令によりこのエアーオペレーションバルブ９４を開閉できるようになっている。また、この流量測定装置６の天井部の下面には、上記保持台８２上の電気ジョイント８６と接続される電気ジョイント８６Ａが設けられると共に、この装置６の上部には装置６の全体を持ち運ぶ時に把持する把手９６が設けられている。尚、図１０（Ｂ）は流量測定装置６を取り外した状態の筐体７６内の様子を示している。
【００４６】
次に、図１２及び図１３を参照して上記流量測定装置の装着と取り外しについて説明する。
図１２は流量測定装置の装着と測定の流れを示すフローチャートであり、図１３は流量測定装置の取り外しの流れを示すフローチャートである。
まず、全体の流れを説明する前に、第１及び第２スイッチ手段７９、８４の検出結果と必要な開閉弁とのインターロック関係について説明する。尚、開閉弁５６Ａ、５６Ｂは主制御部４４から制御される。
まず、開閉蓋７８が開状態で、流量測定装置６が有りの場合には、両開閉弁５６Ａ、５６Ｂは閉状態で、且つ各ガスの元栓である開閉弁４０Ａ〜４０Ｅ、４２Ａ〜４２Ｅは閉状態を維持するようにインターロックされる。この理由は、開閉蓋７８が開いているのでガス漏れ等に対してオペレータの安全を確保するためである。
【００４７】
次に、開閉蓋７８が開状態で、流量測定装置６が無しの場合には、両開閉弁５６Ａ、５６Ｂは閉状態で、且つ各ガスの元栓である開閉弁４０Ａ〜４０Ｅ、４２Ａ〜４２Ｅは閉状態を維持するようにインターロックされる。この理由は、開閉蓋７８が開いているのでガス漏れ等に対してオペレータの安全を確保するためである。
次に、開閉蓋７８が閉状態で、流量測定装置６が有りの場合には、両開閉弁５６Ａ、５６Ｂは開状態で、且つ各ガスの元栓である開閉弁４０Ａ〜４０Ｅ、４２Ａ〜４２Ｅは開動作が可能な状態となるようにインターロックされる。これにより、実際のガスの流量測定が実施できるようになっている。
次に、開閉蓋７８が閉状態で、流量測定装置６が無しの場合には、両開閉弁５６Ａ、５６Ｂは閉状態で、且つ各ガスの元栓である開閉弁４０Ａ〜４０Ｅ、４２Ａ〜４２Ｅは開動作が可能な状態となるようにインターロックされる。この場合には、実際に処理容器８側へガスを流して所定の処理を実施できるようにするためである。
【００４８】
＜装置装着測定操作＞
次に、流量測定装置６の装着測定操作の流れについて図１２を参照して説明する。尚、以下に説明する動作の間は、両ポンプ２６Ａ、２６Ｂは常時動作して真空引きが行われている。
まず、各種のガスの元栓である開閉弁４０Ａ〜４０Ｅ、４２Ａ〜４２Ｅが全て閉状態であることを確認し、処理容器８内を含むガス供給管３０内を真空排気し、これらに残留するガスを排出する（Ｓ２１）。
次に、上記処理容器８内を含むガス供給管３０内にＮ２　ガスを流してこれらの中をパージする（Ｓ２２）。
【００４９】
次に、ガス供給管３０の供給側開閉弁３２を閉状態とし（Ｓ２３）、この状態でこの供給側開閉弁３２より上流側のガス供給管３０内を大気圧よりやや高め、すなわち陽圧状態にする（Ｓ２４）。これにより、装置の装着時に開閉弁５６Ａを開状態にしても、このバイパス管５２内へパーティクル等を含んだ恐れのある大気が侵入しないようにしている。
次に、図１０（Ａ）に示すように、筐体７６の開閉蓋７８を開いてこの中に携帯可能な流量測定装置６を収容して流量測定が可能なように装着し、この開閉蓋７８を閉じる（Ｓ２５）。ここで排気側開閉弁３２を閉状態としてターボ分子ポンプ２６Ａの保護を図り、また、バイパス管５２の下流側開閉弁５６Ｂを開状態としてこのバイパス管５２に設けた第２の圧力計７４が所定の圧力まで低下することを確認することによってリークチェックを行い、異常のないことを確認する。
そして、次にこの流量測定装置６に対して実際にガスを流して、先の第１実施例で説明したような流量測定を実行することになる（Ｓ２６）。
【００５０】
＜装置取り外し操作＞
次に、流量測定装置６の取り外し操作の流れについて図１３を参照して説明する。尚、以下に説明する動作の間は、両ポンプ２６Ａ、２６Ｂは常時動作して真空引きが行われている。
まず、各ガスの元栓である開閉弁４０Ａ〜４０Ｅ、４２Ａ〜４２Ｅが閉状態であることを確認する（Ｓ３１）。
次に、処理容器８内、ガス供給管３０内、バイパス管５２内及び検査容器５４内等を真空引きし（Ｓ３２）、更に、上記各部分にＮ２　ガスを流してパージする（Ｓ３３）。
【００５１】
次に、流量測定装置６の両側の開閉弁５６Ａ、５６Ｂを閉状態とし（Ｓ３４）、この開閉弁５６Ａよりも上流側のバイパス管５２内及び処理容器８内等をＮ２　ガスで大気圧以上にする（Ｓ３５）。
そして、次に筐体７６の開閉蓋７８を開いて、内部に装着されていた流量測定装置６を取り外して筐体７６内から取り出し、この開閉蓋７８を閉じる（Ｓ３６）。この取り出した流量測定装置６は、他の処理システムで兼用されて同様に使用されることになる。
このように、流量測定装置６を取り外し可能としてこれを複数の処理システムで兼用するようにしたので、装置として一台で済み、しかも、固体差（機差）による流量の誤差が入り込むことを防止することができるので、処理システム間における処理の再現性を向上させることが可能となる。
【００５２】
＜流量測定装置の校正＞
次に、流量測定装置６の測定基準の校正について説明する。
尚、以下に説明する校正操作は、図１、図８、図９で示す全ての処理システムに適用できる。
一般に、マスフローコントローラ等の流量制御器３８Ａ〜３８Ｅは、微量なガスの流量制御を高い精度で求められるが、経年変化等が原因で設定流量に対して実際に流れるガス流量が変動する場合が生じ、前述したように流量安定性のチェックが定期的、或いは不定期的に行われてオフセット処理、すなわち設定流量と実際の測定流量とが一致するようにその都度、校正が行われる。
この場合、流量制御器の工場出荷時には一応の基準となる設定流量が出荷時設定流量として定められているが、工場出荷段階では実際に使用するガス種での流量測定は行っていないのが現状である。従って、実際に処理装置へ組み込んで流量制御器を稼働させて定期的、或いは不定期的に校正処理を行う場合、実際の測定流量と基準となる出荷時設定流量との間の差が、許容量以上になる場合が多発してしまう、という問題があった。
【００５３】
また、上記したような校正方法では、流量測定装置を処理装置へ組み込んだ後の実際の稼働状態における経年変化の程度を認識することができない。
そこで、この実施例では上記問題点を解決している。すなわち、以下に説明する実施例では校正動作時の比較対象の基準を出荷時設定流量ではなく、流量制御器を処理装置へ組み込んで実際に今後使用されるガス種のガスを流して最初に流量測定を行った時の実際の測定流量を記憶し、これを以後の校正動作時の基準となる初期基準測定流量として用いる。
すなわち、最初に所定の設定流量で測定された実際の測定流量を初期基準測定流量とする校正動作を行い、その後の所定の設定流量で測定された実際の測定流量と前記初期基準測定流量との差を求め、誤差が所定の範囲を越えて異常と判断した時には装置の稼働を停止するように制御する。
図１４は初期基準測定流量を得るための初期流量校正操作を説明するためのフローチャート、図１５は初期基準測定流量を決定した後の通常の流量校正操作を説明するためのフローチャートである。
【００５４】
［初期流量校正操作］
まず、図１４を参照して初期流量校正操作について説明する。
工場出荷された流量制御器を処理装置に組み付けたならば、この初期流量校正操作を行う。尚、この初期流量校正操作は、流量制御器を今まで使用していたガス種とは異なるガス種に対して使用する場合や所定時間に渡って流量校正を行わずに流量制御器を使用したような場合等にも行うようにしてもよい。
まず、入力部４８より初期流量校正を実行する旨の指示を主制御部４４へ入力する（Ｓ４１）。そして、入力部４８より初期流量校正を行う流量制御器を選択して入力し、この時の設定流量ａも所定の流量で設定する（Ｓ４２）。尚、流量制御器の選択に関して、対象となる流量制御器が介設されたガスライン（分岐管）を選択して入力するようにしてもよい。
【００５５】
次に、実際にガスを流して流量測定実行する（Ｓ４３）。この時の流量測定の手順は、先に図１に示す第１実施例で説明した通りである。
そして、実際の測定流量ｂが得られたならば、流量測定制御部６２はこの測定結果を主制御部４４へ通知する（Ｓ４４）。
次に、上記測定結果を受けた主制御部４４は、この実際の測定流量ｂを、例えばメモリ４６に記憶して、これを初期基準測定流量Ａとして定義することになる（Ｓ４５）。この場合、上記実測の測定流量ｂ及びこの時の設定流量ａを表示部５０に表示させ、オペレータがこの測定結果を初期校正用のデータとして採用する旨の入力を行うことにより、初期基準測定流量Ａとして採用するようにしてもよい。尚、このメモリ４６には、設定流量に対応して流量制御器へ指令を発する際に参照する基準測定流量を記憶して有しており、この基準測定流量は経年変化等による流量変動を吸収するために後述するように校正操作により適宜修正乃至校正されて行く。工場出荷段階では、上記基準測定流量としては、出荷時設定流量と同じ内容が記憶されていることになる。
【００５６】
また、通常のプロセス処理では、プロセス圧力、温度、ガス種、ガス流量等を予め組み込んだプログラム、すなわちレシピを参照して主制御部４４が処理を順次進めて行く。この時、ガスを流す場合には、レシピに記載された設定流量で主制御部４４はガス流量を制御することになる。
また、上述した初期校正操作は各流量制御器３８Ａ〜３８Ｅに対してそれぞれの特有の設定流量でもって行われることになる。
【００５７】
［通常の流量校正操作］
前述のように初期基準測定流量Ａが定まると、当初はこの値が基準測定流量Ｃとして採用され、実際の製品ウエハに対する処理が継続して行われ、そして、定期的、或いは不定期的に流量制御器の経年変化等によって生ずる流量誤差を是正するために、通常の流量校正操作が流量制御器に対して行われる。
図１５は通常流量校正操作を説明するためのフローチャートである。
まず、通常流量校正操作を行うべき時期が到来したならば、入力部４８より通常の流量校正を実行する旨の指示を入力し（Ｓ５１）、更に入力部４８より通常の流量校正を行うべき流量制御器（分岐管）を選択し、その時の設定流量ａを設定する（Ｓ５２）。
【００５８】
次に、実際にガスを流して流量測定を実行する（Ｓ５３）。この時の流量測定の手順は、先に図１に示す第１実施例で説明した通りである。
そして、実際の測定流量ｂが得られたならば、流量測定制御部６２はこの測定結果を主制御部４４へ通知する（Ｓ５４）。
この測定結果を得た主制御部４４は、この時の設定流量ａ、測定結果である実際の測定流量ｂ、現在の基準測定流量Ｃ、初期基準測定流量Ａ、上記実際の測定流量ｂと初期基準測定流量Ａとの差ｘ（絶対値）及び上記実際の測定流量ｂと基準測定流量Ｃとの差ｙをそれぞれ記憶すると共に、これらの各数値をオペレータに確認させるために表示部５０に表示する（Ｓ５５）。
【００５９】
次に主制御部４４は上記差ｘと予め定めた所定の範囲Ｖとを比較し、その結果、上記差ｘが所定の範囲Ｖを越えてこれよりも大きい場合には（Ｓ５６のＹＥＳ）、経時変化が初期基準測定流量Ａよりも過度に大きくなったので異常であると判断し、その旨を表示部５０に警報Ｅ１として表示する（Ｓ５７）。尚、この警報Ｅ１は重大なエラーが発生したことを意味する。
そして、主制御部４４は、この装置全体の稼働を停止させて（Ｓ５８）、ガス流量が不安定な状態で製品ウエハが処理されないようにし、通常校正操作を終了する。尚、上記所定の範囲Ｖは、設定流量ａに対して例えば５％程度の値である。
【００６０】
また、Ｓ５６での判断がＮＯの場合には、次に上記差ｙと予め定めた所定の範囲Ｍとを比較し、その結果、上記差ｙが所定の範囲Ｍを越えてこれよりも大きい場合には（Ｓ５９のＹＥＳ）、直前の通常校正操作で得られた基準測定流量Ｃに対して過大に大きくなったので、すなわちこの間における経年変化が著しいことを意味するので、警報Ｅ２を表示部５０に表示する（Ｓ６０）。この警報Ｅ２は、装置自体の稼働を停止する程の重大なエラー（警報Ｅ１に対応）ではないが、オペレータに注意を喚起させるためにその旨を表示部５０に表示させる。そして、通常校正操作を終了する。尚、上記所定の範囲Ｍは、直前の基準測定流量に対して例えば２％程度の値である。
また、Ｓ５９での判断がＮＯの場合には、この実際の測定流量ｂの値を新たな基準測定流量Ｃとして採用するか否かをオペレータに問い（Ｓ６１）、ＹＥＳならば流量制御器は一応正常な経年変化の範囲で推移しているものと推測できるので、ここで得られた測定結果である実際の測定流量ｂの値で、現在の基準測定流量Ｃを更新するようにして記憶することによって校正が行われる（Ｓ６２）。これによって、通常校正操作を終了する。尚、ここで過去の基準測定流量の全て及び通常流量校正を行った回数等をメモリ４６に記憶させるようにしてもよい。また、この通常校正操作も全ての流量制御器３８Ａ〜３８Ｅに対して行われることになる。
【００６１】
また、上記各判断ステップＳ５６、Ｓ５９、Ｓ６１でＮＯの場合には、当然のこととして基準測定流量は校正されないでそのままの値が残ることになる。
これにより、各流量制御器は、通常流量校正操作時には常に初期基準測定流量Ａを基準としてその経年変化の程度がチェックされることになるので、経年変化の程度を適切に判断することが可能となる。
上記実施例で校正操作を行う場合、所定の設定流量ａで流量測定を行う場合について説明したが、実際には流量制御器を使用する場合、レシピによっては異なる設定流量で使用する場合があるので、流量制御器はフルレンジの異なる流量率、例えば２５％、５０％、７５％、１００％の４つの異なる設定流量ａで流量安定性のチェックを行う場合がある。尚、この流量率の設定ポイントは上記４種類に限定されず、更に増加して例えば１０ポイント程度で行ってもよい。
【００６２】
上記の場合、前記の初期流量校正操作及び通常流量校正操作では、図１６に示すような設定流量と実際の測定流量との関係を示す特性直線が得られることになる。図１６において直線Ａ１は初期流量校正操作を行った時に得られた基準特性直線を示し、他の直線ｂ１〜ｂ４は４回の通常流量校正操作を行った時に得られた基準特性直線の一例を示している。
この場合、経年変化等により初期基準特性直線Ａ１との間の誤差（オフセット）が種々変化しており、各直線は例えば平行状態で推移している。ここで、初期基準特性直線Ａ１との間のオフセット量の最大値Ｚを上限、或いは下限とし、それを越えた場合には異常であると判断し、装置自体の稼働を停止するようにしてもよい。尚、この最大値Ｚは、図１５中にて説明した所定の範囲Ｖに対応するものである。
【００６３】
そして、このような流量制御器のフルレンジに対する異なる流量率での通常流量校正操作は予めプログラムしておき、オペレータが流量率をその都度入力することなく主制御部４４により自動で行えるようにしておくのが好ましい。これによれば、オペレータを煩わすことなく、短時間で通常流量校正操作を行うことができる。
また、前述したように検査容器５４内へ所定の設定流量でガスを流し込んで圧力の上昇程度を測定する場合、圧力計５８はこの間、連続的に圧力を検出するのではなく、所定の時間間隔で、すなわち所定のサンプリング間隔で間欠的に圧力の測定を行うことになる。この場合、上記サンプリング間隔が固定であると、ガスの設定流量や校正時の真空引き終了圧力やガス安定待ち時間が異なる場合には適切な間隔で圧力上昇を検出できない場合が生ずる。そこで、実際の校正動作では、まず１回目の操作で、実際にガスを流して目標到達圧力までに要する時間を計測して、これより適切なサンプリング間隔を求める処理、すなわちサンプリング間隔決定操作を行い、次に、真空引き後に再度実際にガスを流して上記決定したサンプリング間隔でもって上昇圧力の測定を行うことによって実際の測定処理操作行うようになっている。
【００６４】
図１７はこの時のサンプリング間隔決定操作と実際の測定処理操作を連続して行う時の動作を説明するための説明図である。
図１７において、Ｔ１は真空引き終了圧力まで到達するまでに要する時間、Ｔ２はガス圧が安定化するまでのガス安定待ち時間、Ｔ３は目標到達圧への到達時間である。図示するように、１回目はサンプリング間隔決定操作を行って目標到達圧力への到達時間Ｔ３を求め、これを適当な数、例えば１０回サンプリングを行う場合には、上記到達時間Ｔ３を”１０”で割ってサンプリング間隔ＳＴを求める。そして、次の実際の測定処理操作では、一端、検査容器５４内を真空引きした後に再度ガスを流し始め、上記サンプリング間隔ＳＴでもって上昇中の圧力を検出することになる。
【００６５】
しかしながら、常時このような２回の操作を行うと、通常流量校正処理時間にかなりの時間を要してしまう、といった問題があった。
そこで、通常流量校正処理を行う場合、この時の各設定条件であるガスの設定流量、校正時の真空引き終了圧力及びガス安定待ち時間が、メモリ４６等に記憶されている過去の通常流量校正処理時におけるガスの設定流量、校正時の真空引き終了圧力及びガス安定待ち時間と全てそれぞれ同一の場合には、上記サンプリング間隔決定操作を行うことなく、実際の測定処理操作を直接行うようにする。そして、この時のサンプリング間隔ＳＴは上記各設定条件が同じ時の過去のサンプリング間隔ＳＴを用いるようにする。これにより、通常流量校正処理に要する時間を大幅に削減することが可能となる。
尚、上記説明した流量校正処理は、オフセットを求めてゼロ点調整を行うような機器には全て適用でき、例えば圧力計に対しても上記手法を適用することができる。
【００６６】
また、上記実施例では、処理装置として枚葉式の処理装置を例にとって説明したが、この処理装置が処理ガスを用いるならば、真空処理、常圧処理などのどのような処理を行う場合でも本発明を適用でき、また、枚葉式に限らず、一度に複数枚のウエハの処理を行うことができる、いわゆるバッチ式の処理装置にも本発明を適用することができる。
また、被処理体としては、半導体ウエハを処理する処理システムに限定されず、ＬＣＤ基板、ガラス基板等を処理する処理システムにも本発明を適用できるのは勿論である。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の処理システム及び流量測定方法によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
請求項１、６、７、１６及び２１に係る発明によれば、流量制御器のガス流量の検査のために検査容器内へ処理ガスを流して供給する時には、前回の検査が正常終了した場合や異常終了した場合に関係なく、直前に不活性ガスを流して残留ガスを系外へ排除するようにしたので、残留ガスと今回の供給ガスとが反応するという従来の処理システムで生じていた現象がなくなり、結果的に流量測定装置に損傷や腐食等の不具合が生ずることを防止することができる。
請求項２及び１７に係る発明によれば、流量測定装置におけるガス流量の演算時間に見合った時間だけ早目に流量測定装置側への処理ガスの供給を停止するようにしているので、流量制御器から検査容器のガスの供給側までの配管系の圧力が異常に、例えば大気圧以上に上昇することを防止でき、ガスリーク等の発生を未然に阻止することができる。
請求項３及び１８に係る発明によれば、例えば流量制御器のメーカー毎の個体差（校正マスター）に応じた個体差補正値を加味して演算結果を補正するようにしているので、個体差に起因する演算結果のバラツキをなくすことが可能となり、測定結果の信頼性を向上させることができる。
請求項４及び１９に係る発明によれば、流量制御器毎の容量補正係数を加味してガス流量を演算して求めるようにしているので、より適正な演算結果を得ることができる。
請求項５及び２０に係る発明によれば、不活性ガスと処理ガスとの流量制御を共用する流量制御器内に残留する不活性ガスを真空引きした後に処理ガスを流すようにしたので、より適正な演算結果を得ることができる。
請求項８に係る発明によれば、流量測定装置自体を検査流路に対して着脱可能としているので、この流量測定装置を他の処理システムでも兼用して用いることができる。従って、処理システム間において流量測定装置自体の固体差（機差）に起因する誤差の発生をなくすことができ、処理システム間におけるガス流量の誤差を解消することができる。
請求項９に係る発明によれば、流量測定装置自体を収容する筐体内を排気しているので、流量測定装置の着脱時に万一、処理ガス等が漏れ出た場合にもオペレータの安全性を確保することができる。
請求項１０に係る発明によれば、第１及び第２スイッチ手段を設けて筐体の開閉蓋の開閉状態や流量測定装置の有無を判断して処理ガスの供給を許容するようにしているので、誤って処理ガスが供給されることはなく、その安全性を向上させることができる。
請求項１１、１２に係る発明によれば、流量制御器の流量安定性を検査するために、これに最初にガスを流した時の測定流量を初期基準測定流量とし、その後の流量安定性の検査の時は実際の測定流量と上記初期基準測定流量とを比較して流量安定性を判断するようにしたので、異常な経時変化が生じた場合にこれを検出することができる。また、このような異常を検出した時には装置自体の稼働を停止することができる。
請求項１３に係る発明によれば、前回の流量測定と今回の流量測定とを比較して誤差が、異常ではないが大きい場合には、その旨をオペレータに示すために警報の表示を行うことができる。
請求項１４に係る発明によれば、実際の流量測定で得られた測定流量を基準測定流量とし、この基準測定流量に基づいて実際の処理時には流量制御器を制御するようにしたので、処理の再現性を高めることができる。
請求項１５に係る発明によれば、実際の流量測定で求めた特性直線が初期基準特性直線より大きくシフトしている時には、異常と判断して装置の稼働を停止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】処理装置と流量測定装置とを含む本発明の処理システムの第１実施例を示す構成図である。
【図２】検査容器内の圧力の上昇速度とガス流量との関係を示すグラフである。
【図３】流量制御器の検査のための動作工程を示す図である。
【図４】流量制御器の検査のための流量測定方法を示すフローチャートである。
【図５】個体差のある２つの流量制御器を模式的に示す図である。
【図６】流量制御器の製造メーカ毎の特性上の個体差の一例を説明するための図である。
【図７】本発明方法の変形例のフローチャートの一部を示す図である。
【図８】本発明装置の第２実施例を示す構成図である。
【図９】本発明装置の第３実施例を示す構成図である。
【図１０】流量測定装置とこれを収容する筐体を示す構成図である。
【図１１】流量測定装置の外観を示す概略構成図である。
【図１２】流量測定装置の装着と測定の流れを示すフローチャートである。
【図１３】流量測定装置の取り外しの流れを示すフローチャートである。
【図１４】初期基準測定流量を得るための初期流量校正操作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】初期基準測定流量を決定した後の通常の流量校正操作を説明するためのフローチャートである。
【図１６】設定流量と実際の測定流量との関係を示す特性直線である。
【図１７】サンプリング間隔決定操作と実際の測定処理操作を連続して行う時の動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
２　処理システム
４　処理装置
６　流量測定装置
８　処理容器
１２　シャワーヘッド部
２０　ガス排気系
２４　排気側開閉弁
３０　ガス供給管
３２　供給側開閉弁
３８Ａ〜３８Ｅ　流量制御器
４０Ａ〜４０Ｅ　上流側開閉弁
４２Ａ〜４２Ｅ　下流側開閉弁
４４　主制御部
５２　バイパス管（検査流路）
５４　検査容器
５６Ａ　上流側開閉弁
５６Ｂ　下流側開閉弁
５８　圧力計
６２　流量測定制御部
６４　流量演算部
７６　筐体
７８　開閉蓋
７９　第１スイッチ手段
８４　第２スイッチ手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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