前体供应系统和前体供应方法与流程

本发明涉及一种用于将前体供应至后面工艺的气体供应系统和供应方法。此外，本发明涉及一种用于检测前体的量的前体量检测系统和前体量检测方法。

背景技术：

为了生产微电子装置，诸如半导体集成装置和液晶面板，需要在基底上形成不同材料的膜。此外，近年来已实践的是在不同构件上形成干涂层以改进那些构件的特征，诸如强度。广泛已知的膜形成和涂覆的方法包括物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)。

随着半导体工业推进，已倾向于降低用于膜形成的前体的蒸气压，以便满足严格的膜要求。可以提及的用于膜形成的前体的实例包括铝、钡、铋、铬、钴、铜、金、铪、铟、铱、铁、镧、铅、镁、钼、镍、铌、铂、钌、银、锶、钽、钛、钨、钇和锆的有机金属化合物和无机化合物。此外，无机金属化合物通常用作干涂层的前体以便形成无碳膜。前体材料是固体材料或液体材料。

由于蒸气压是低的，所以在固体材料的情况下当这些材料被引入到膜形成室中时必须使它们升华用于供应，并且在液体材料的情况下必须使其蒸发用于供应。升高容器的温度的方法包括烘箱方法，其中将容器引入到烘箱中并且在该容器内的固体材料或液体材料被间接加热，和加热器方法，其中该容器自身通过加热器直接加热。

例如，专利文献1指明，多个托盘被布置在固体材料容器的内部以增加在其上载气接触固体材料的表面积，并且饱和量的前体被该载气夹带，由此与没有内置托盘的常规容器的情况相比更稳定地供应大量前体。

专利文献2指明，通过根据从固体材料容器引导出的载气和前体(升华气体)的流量来控制固体材料容器的加热温度来以预定浓度供应前体。

此外，固体材料和液体材料的残余量通常通过采用下述方法来检测，在该方法中检测材料容器的重量，或者通过基于预定操作时间预期消耗量(残余量)或计算消耗量来检测材料的残余量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP 2011-509351 A

专利文献2：US 2003/0072875

技术实现要素：

发明要解决的问题

然而，在专利文献1的方法的情况下该容器的结构是复杂的，并且工作涉及填充固体材料和洗涤容器。

此外，当使固体材料升华用于供应时或当使液体材料蒸发用于供应时，所供应的前体的量随着供应时间过去而减少。特别地，在固体材料的情况下升华热大于蒸发热，因此由于残余量减少而用载气夹带饱和量的前体更困难，并且因此所生成的气体的量可能随着供应时间过去而进一步降低。重要的是以预定浓度或超过预定浓度供应前体(升华气体、蒸发气体)以便形成均匀膜。

在专利文献2的方法的情况下，固体材料容器的加热器可以快速加热。然而，容器内部的前体的温度升高的速率慢于加热器的加热速率。因为在专利文献2中未提供冷却手段，因此存在该容器温度将过冲(overshoot)的担忧。此外，即使提供冷却手段，在冷却中发生时间延迟，因此存在容器内部的前体的温度将过冲的担忧。特别是，如果在短时间段内重复前体的供应和停止的膜形成工艺中存在追踪容器温度的延迟，则供应至膜形成室的前体的浓度存在波动并且这不利地影响膜形成工艺。

同时，在专利文献2中控制容器温度，因此存在以远高于工艺诸如膜形成工艺所需的前体浓度的浓度供应前体的可能性，并且还存在将不必要地消耗前体的担忧。

此外，在专利文献2中容器自身需要加热至高温，因此准确地检测由称重计检测的重量值非常困难，因为由供应管和容器自身的温度变化造成膨胀和收缩并且由称重计自身的温度变化造成零点漂移。此外，在烘箱方法的情况下，仍将称重计引入在烘箱内部，因此发生相同的问题。

此外，在计算消耗量时还存在大的误差，这纯粹是由于所计算的值，其取决于操作条件和那些操作条件的波动(例如，间歇供应等)。

本发明的目标在于提供一种使得固体材料的前体或液体材料的前体能够以不高于所需浓度并且还以预定浓度或高于预定浓度的浓度供应至后面工艺的供应系统和供应方法。此外，本发明提供了一种能够检测加热容器内部前体的量(例如，残余量)的前体量检测系统和前体量检测方法，该前体从该加热容器升华和供应。

用于解决问题的手段

根据本发明的前体供应系统包括：

容器，其用于容纳前体材料；

容器加热单元，其用于在预设定的设定温度下加热该容器；

引入管线，引入到该容器中的载气流动通过该引入管线；

载气加热单元，其被布置在该引入管线中并且加热该载气；

向外传导管线，其用于将该前体气体和该载气一起从该容器导出至后面工艺；

主测量单元，其用于获得与该前体气体相关的数据；以及

载气温度控制单元，其用于根据该主测量单元的测量结果控制该载气加热单元的温度。

该供应系统还可以包括容器加热控制单元，其用于将该容器加热单元的温度控制在从低于该设定温度的第一阈值温度至高于该设定温度的第二阈值温度的第一设定温度范围内。

上述容器可以具有在其中容纳多个托盘的结构、或不具有托盘的结构。

该容器加热单元可以是能够容纳该容器的烘箱，其可以是加热器，该加热器以与该容器周围的区域直接接触或接近(例如，容器外表面与该容器加热单元之间的间隙不大于1mm)的这样的方式安排，以便直接加热所述容器，或者其可以具有将烘箱与加热器组合的构造。

该载气加热单元例如是热交换器，并且它可以例如在20℃-300℃的温度范围内加热和冷却载气。

该引入管线和该向外传导管线可以是气体管道。该引入管线可以通过闸阀连接至载气供应源(例如，压缩气体钢瓶或类似物)。

该向外传导管线可以连接至后面工艺诸如半导体生产设备。

该主测量单元可以测量例如尤其，作为与气体相关的数据，气体流量、前体气体浓度、容器内部的压力、气体压力。该主测量单元可以具有用于测量气体流量的流量计，并且可以具有用于检测气体浓度的浓度计。

此外，该主测量单元可以具有用于测量该容器内部的气体压力的压力计。所生成的前体气体的量可以根据气体流量、前体气体浓度、容器内部的压力或气体压力来获得。

该第一设定温度范围可以根据固体或液体材料的特征来设定。它可以根据所需气体生成量来设定。

根据上述构造，载气的温度可以根据与从该容器排出的气体相关的数据(例如，流量、浓度、压力)通过从固定温度切换为可变来控制。这使得可以使高温载气与前体材料直接接触，因此可以快速响应于前体材料的温度的降低。此外，当从容器排出的气体的生成量存在相对小的减少时，这是特别有效的。

上述发明可以进一步包括：

容器温度测量单元，其用于测量该容器加热单元的温度；以及

容器温度控制单元，其用于根据由该容器温度测量单元测量的测量温度和该容器加热单元的该设定温度来控制该容器加热单元。

上述发明可以进一步包括：

容器温度可变控制单元，其用于根据该主测量单元的测量结果和/或通过该载气温度控制单元控制的该载气加热单元的温度来将该容器加热单元控制在从低于该设定温度的第三阈值温度至高于该设定温度的第四阈值温度的第二设定温度范围内；以及

切换单元，其用于在预定定时下对由该容器温度控制单元提供的对该容器加热单元的控制和由该容器温度可变控制单元提供的对该容器加热单元的控制进行切换。

该第二设定温度范围可以根据固体或液体材料的特征来设定。它可以根据所需气体生成量来设定。

该“预定定时”可以例如根据前体材料的类型来设定。例如，该切换单元可以在由来自该载气的增加的热量输入提供的前体气体生成量下降到低于阈值的定时下从对该容器加热单元的控制切换成由该容器温度可变控制单元提供的控制。

该容器温度测量单元可以被配置成用于在烘箱的情况下测量烘箱的内部，或者它可以测量该容器加热单元自身(加热器自身)的温度。对于测量手段不存在特别限制，并且它可以是接触式或非接触式温度计。

根据上述构造，可以通过该容器温度可变单元直接控制该容器的温度，因此热量易于施加到前体材料，并且与控制载气温度时相比可以增加从容器排出的气体(升华气体、蒸发气体)的生成量。

(所生成的前体量通过流量进行控制的情况)

例如，当前体是固体材料并且所生成的前体的量通过流量进行控制时实施以下项。应注意，即使前体是液体材料也可以进行相同控制，并且可以用液体材料代替以下固体材料，用液体材料温度代替固体材料温度，并且用液体蒸气压代替固体蒸气压。

目标温度计算单元使用以下等式计算目标固体蒸气压SPs。

SPs＝SQs×SPt/(SQc+SQs)

在此，SQc是载气的设定流量[sccm]，SPt是容器内部的设定压力[托]，并且SQs是升华气体的目标生成量。

该目标温度计算单元从该固体材料的目标固体蒸气压SPs和蒸气压曲线(压力[托]-温度[K]曲线)计算目标固体材料温度(STs)。

有效温度计算单元使用以下等式计算有效生成量PQs。

PQs＝(PQt–PQc)×CV

在此，PQt是通过主测量单元(对应于流量计)测量的气体流量，PQc是载气流量，并且CV是材料的换算系数。这是当流量计用载气校准时用于准确计算前体气体流量的换算系数。

该有效温度计算单元使用以下等式计算有效固体蒸气压PPs。

PPs＝PQs×PPt/(PQc+PQs)

在此，PQc是载气的流量[sccm]，PPt是容器内部的压力[托]，并且PQs是升华气体的有效生成量。对于容器内部的压力(PPt)，可以直接测量该容器内部的压力，或者可以同样测量连接至容器的引入管线或向外传导管线的管道内部的压力。

该有效温度计算单元从该固体材料的有效固体蒸气压PPs和蒸气压曲线(压力[托]-温度[K]曲线)计算有效固体材料温度(PTs)。

该载气温度控制单元根据目标固体材料温度(STs)和有效固体材料温度(PTs)以使得维持目标固体蒸气压(SPs)的这样的方式控制载气加热单元的温度。

该容器温度可变控制单元根据目标固体材料温度(STs)和有效固体材料温度(PTs)控制该容器加热单元的温度。

(所生成的前体量通过压力进行控制的情况)

例如，当前体是固体材料并且所生成的前体的量通过压力进行控制时实施以下项。应注意，即使前体是液体材料也可以进行相同控制，并且可以用液体材料代替以下固体材料，用液体材料温度代替固体材料温度，并且用液体蒸气压代替固体蒸气压。

用于测量容器内部的压力(PPt)的主测量单元(对应于压力计)被布置在通向容器的引入管线中或布置在向外传导管线中，但是当它被布置在向外传导管线中时可以更准确地测量压力。当该压力计被布置在该向外传导管线中时，其被布置在例如布置在该向外传导管线中的流量调节阀的上游。这是因为在该流量调节阀上游，该向外传导管线中的压力等同于该容器内部的压力。

容器内部的设定压力SPt[托]由以下等式表示。

SPt＝SPc+SPs

在此，SPc是处于载气以设定流量SQc[SCCM]流动的状态下的压力，并且SPs是目标固体蒸气压。

因此，目标固体蒸气压SPs可以由以下等式表示。

SPs＝SPt–SPc

容器内部的有效固体蒸气压PPs使用以下等式计算。

PPs＝PPt-PPc

在此，PPc是处于载气以流量PQc[SCCM]流动的状态下的载气压力。PQc是载气流量并且通过例如布置在引入管线中的质量流量控制器被控制为恒定流量。当将所述流量控制为恒定流量时，建立以下等式。

SPc＝PPc

该有效温度计算单元从该固体材料的有效固体蒸气压PPs和蒸气压曲线(压力[托]-温度[K]曲线)计算有效固体材料温度(PTs)。

该载气温度控制单元根据目标固体材料温度(STs)和有效固体材料温度(PTs)以使得维持目标固体蒸气压(SPs)的这样的方式控制载气加热单元的温度。

该容器温度可变控制单元根据目标固体材料温度(STs)和有效固体材料温度(PTs)控制该容器加热单元的温度。

此外，该供应系统可以实施以下(1)至(4)或重复实施(1)至(4)。

(1)当该容器加热单元通过该容器温度控制单元控制在该设定温度(例如，目标固体材料温度STs)时，该载气温度控制单元根据该有效固体材料温度(PTs)的趋势(例如，有效固体材料温度(PTs)的趋势是与时间成比例增加的情况)将该载气加热单元的温度从该设定温度(例如，目标固体材料温度STs)控制在该第二阈值温度范围内。

(2)如果有效固体材料温度(PTs)的趋势是与时间成比例增加，则当该载气温度控制单元将该载气加热单元的温度控制在未达到该第二阈值温度的温度(例如，处于从冷却中心位置(容器加热单元是处于设定温度下)至50％加热侧输出之间的温度)时，该切换单元根据该有效固体材料温度(PTs)的趋势执行从该容器温度控制单元到该容器温度可变控制单元的控制的切换。

例如，该切换单元可以在处于从冷却中心位置(容器加热单元是处于设定温度下)至50％加热侧输出之间的温度的定时下、或者在由来自载气的增加的热量输入提供的前体气体生成量下降到低于阈值的定时下从该容器温度控制单元切换至该容器温度可变控制单元。

(3)该载气温度控制单元根据该有效固体材料温度(PTs)的趋势将该载气加热单元的温度控制在该第一设定温度范围内。并且该容器温度可变控制单元根据该有效固体材料温度(PTs)的趋势将该容器加热单元控制在该第二设定温度范围内。

(4)如果有效固体材料温度(PTs)的趋势是与时间成比例地降低，则该切换单元执行从该容器温度可变控制单元到该容器温度控制单元的控制的切换，并且在切换过程中使用由该容器温度可变控制单元设定的该第二设定温度范围内的目标温度作为设定温度，该容器温度控制单元控制该容器加热单元。并且该载气温度控制单元根据该有效固体材料温度(PTs)的趋势将该载气加热单元的温度控制在该第一设定温度范围内。

根据上述构造，将载气温度控制用于响应于由前体材料生成的气体(升华气体、蒸发气体)的量的减少程度相对小的情况。当所生成的气体量的减少程度变得更大时，不再可能使用载气温度控制响应于此情况，因此将容器温度控制用于响应。还可以在正在控制容器温度的同时，同时执行载气温度控制。基于有效固体材料温度(PTs)的趋势，存在从容器温度可变控制到由容器温度控制单元提供的恒定温度控制的切换。此外，当存在所生成的气体量减少时，重复对载气温度控制的工艺。容器温度控制需要预定热传递时间，直到加热器的热量被传输至容器并且然后进一步传输至前体材料。容器越重或者托盘的数量越大，则热传递时间越长。通过还同时执行载气温度控制(较高温度、较低温度)，可以解决热传递时间的缺点。

此外，在供应系统中，可以将该第二设定温度范围内的该第四阈值温度设定在当该容器内部的前体残余量达到更换水平时的时间点，并且

所述供应系统可以进一步包括第一残余量检测单元，其用于在该容器加热单元正在该第二设定温度范围内的该第四阈值温度下执行控制的状态下，并且当该载气加热单元已在该第一设定温度范围内的该第二阈值温度下执行控制时检测到该容器内部的该前体的残余量处于更换水平下。

根据上述构造，可以准确检测容器内部的前体材料的残余量是零。

此外，供应系统可以包括：

流量控制单元(例如，质量流量控制器)，其被布置在该引入管线中并且测量该载气的流量并且控制该流量；

压力调节阀，其被布置在该引入管线中在该流量控制单元的下游并且使得该容器内部的压力恒定；以及

压力计，其被布置在该引入管线中在该载气加热单元的下游并且测量该引入管线内部的压力，

该主测量单元是用于测量该载气和该前体气体的流量的流量计(例如，质量流量计)，

并且所述供应系统可以包括流量调节阀(例如，针阀)，该流量调节阀被布置在该向外传导管线中在该流量计的上游并且调节该载气和该前体气体的流量；

该压力调节阀根据由该压力计测量的压力实施压力控制，

该流量调节阀以这样一种方式设定，即，使得在该容器内部的该前体的残余量达到该更换水平时的时间点该压力调节阀的开度是完全打开的，

并且所述供应系统可以进一步包括：

阀开度检测单元，其用于检测该压力调节阀的开度；以及

第二残余量检测单元，其用于在由该阀开度检测单元检测的阀开度超过阈值时检测到该容器内部的该前体的残余量处于更换水平下。

根据上述构造，可以准确检测容器内部的前体材料的残余量是零。

通过提供该第一残余量检测单元和该第二残余量检测单元二者，可以改进检测残余量或检测该容器是空的的准确性。

此外，供应系统可以进一步包括：

第一压力计，其被布置在该引入管线中在该载气加热单元的下游；

测量单元，当检测该容器内部的材料的残余量时，该测量单元测量直至关闭在该向外传导管线侧上的该容器的出口或在该向外传导管线侧上的容器侧阀、已经以每单位时间的固定量从该引入管线引入该载气、并且已经达到高于引入该载气之前的该容器压力的阈值压力时的时间点的引入时间；

引入量计算单元，其用于根据由该测量单元测量的该引入时间和该每单位时间的固定量计算所引入的载气量；

空间体积计算单元，其用于通过相对于在该阈值压力与引入该载气之前的该容器压力之间的差值校正该容器温度来计算该容器内部的空间体积；

前体体积计算单元，其用于根据由该空间体积计算单元计算的该空间体积和预设定的容器体积计算前体的体积；以及

第三残余量检测单元，其用于根据由该前体体积计算单元计算的该前体体积检测该容器内部的该前体的残余量。

根据上述构造，可以准确检测容器内部的前体材料的残余量。通过使用该第一残余量检测单元、该第二残余量检测单元和该第三残余量检测单元的组合，可以改进检测残余量或检测该容器是空的的准确性。

此外，供应系统可以进一步包括：

第二压力计，其被布置在该向外传导管线中；

测量单元，当检测该容器内部的该前体的残余量时，该测量单元测量直至关闭布置在该第二压力计下游的阀、已经以每单位时间的固定量从该引入管线引入该载气、并且已经达到高于引入该载气之前的该容器压力的阈值压力时的时间点的引入时间；

引入量计算单元，其用于根据由该测量单元测量的该引入时间和该每单位时间的固定量计算所引入的载气量；

空间体积计算单元，其用于通过相对于在该阈值压力与引入该载气之前的该容器压力之间的差值校正该容器温度来计算该容器内部的空间体积；

前体体积计算单元，其用于根据由该空间体积计算单元计算的该空间体积和预设定的容器体积计算前体的体积；以及

第四残余量检测单元，其用于根据由该前体体积计算单元计算的该前体体积检测该容器内部的该前体的残余量。

根据上述构造，可以准确检测容器内部的前体材料的残余量。通过使用该第一残余量检测单元、该第二残余量检测单元和该第四残余量检测单元的组合，可以改进检测残余量或检测该容器是空的的准确性。

根据另一个发明的前体供应方法包括：

加热步骤，其中通过容器加热单元在预设定的设定温度下加热容纳前体材料的容器；

主测量步骤，其中获得与该前体的气体相关的数据；以及

载气温度控制步骤，其中根据该主测量步骤中的测量结果将引入到该容器中的载气的温度控制在从低于该设定温度的第一阈值温度至高于该设定温度的第二阈值温度的第一设定温度范围内。

上述供应方法可以进一步包括：

容器温度测量步骤，其中测量了该容器加热单元的温度；以及

容器温度控制步骤，其中根据在该容器温度测量步骤中测量的测量温度和该容器加热单元的该设定温度来控制该容器加热单元。

上述供应方法可以进一步包括：

容器温度可变控制步骤，其中根据该主测量步骤中的测量结果和/或由该载气温度控制步骤提供的该载气的温度来将该容器加热单元控制在从低于该设定温度的第三阈值温度至高于该设定温度的第四阈值温度的第二设定温度范围内；以及

切换步骤，其中在预定定时下对由该容器温度控制步骤提供的对该容器加热单元的控制和由该容器温度可变控制步骤提供的对该容器加热单元的控制进行切换。

上述供应方法可以进一步包括有效温度计算步骤，其中当前体是固体材料时，有效固体材料温度(PTs)根据该固体材料的有效固体蒸气压(PPs)和蒸气压曲线计算，

其中，在该载气温度控制步骤中，可以根据该有效固体材料温度(PTs)将该载气的温度控制在该第一设定温度范围内，并且在该容器温度可变控制步骤中，可以根据该有效固体材料温度(PTs)将该容器加热单元的温度控制在该第二设定温度范围内。

在上述供应方法中，可以重复实施以下(1)至(4)。

(1)当该容器加热单元在该容器温度控制步骤中控制在该设定温度下时，在该载气温度控制步骤中，如果该有效固体材料温度(PTs)的趋势是与时间成比例增加，则将该载气的温度从该容器加热单元的该设定温度控制在该第二阈值温度的范围内。

(2)在该载气温度控制步骤中，如果该有效固体材料温度(PTs)的趋势是与时间成比例增加，则当该载气的温度控制在未达到该第二阈值温度的温度下时，在该切换步骤中，存在根据该有效固体材料温度(PTs)的趋势从该容器温度控制步骤到该容器温度可变控制步骤的切换。

(3)在该载气温度控制步骤中，根据该有效固体材料温度(PTs)的趋势将该载气加热单元的温度控制在该第一设定温度范围内，并且在该容器温度可变控制步骤中，根据该有效固体材料温度(PTs)的趋势将该容器加热单元控制在该第二设定温度范围内。

(4)在该切换步骤中，如果该有效固体材料温度(PTs)的趋势是与时间成比例降低，则存在从该容器温度可变控制步骤到该容器温度控制步骤的切换，并且在该切换过程中使用在该容器温度可变控制步骤中设定的该第二设定温度范围内的目标温度作为设定温度，该容器加热单元在该容器温度控制步骤中执行控制，并且在该载气温度控制步骤中根据该有效固体材料温度(PTs)的趋势将该载气的温度控制在该第一设定温度范围内。

根据上述供应方法，

可以将该第二设定温度范围内的该第四阈值温度设定在当该容器内部的前体残余量达到更换水平时的时间点，并且

所述供应方法可以进一步包括第一残余量检测步骤，其中在该容器加热单元正在该第二设定温度范围内的该第四阈值温度下执行控制的状态下，并且在该载气温度已被控制在该第一设定温度范围内的该第二阈值温度下时的时间点检测到该容器内部的该前体的残余量处于更换水平下。

另一个发明涉及一种前体量检测系统，其用于在加热容器内部检测在容器中升华并从该容器供应的前体的量，例如一种能够检测该前体处于或低于预定量的系统。

第一前体量检测系统是一种用于检测容器内部的前体量的前体量检测系统，所述前体量检测系统包括：

容器，其用于容纳前体材料；

引入管线，引入到该容器中的载气流动通过该引入管线；

向外传导管线，其用于将该前体气体和该载气一起从该容器导出至后面工艺；

第一压力计，其被布置在该引入管线中；

测量单元，当检测该容器内部的该前体量时，该测量单元测量直至关闭在该向外传导管线侧上的该容器的出口或在该向外传导管线侧上的容器侧阀、已经以每单位时间的固定量从该引入管线引入该载气、并且已经达到高于引入该载气之前的该容器压力的阈值压力时的时间点的引入时间；

引入量计算单元，其用于根据由该测量单元测量的该引入时间和该每单位时间的固定量计算所引入的载气量；

空间体积计算单元，其用于通过相对于在该阈值压力与引入该载气之前的该容器压力之间的差值校正该容器温度来计算该容器内部的空间体积；以及

前体体积计算单元，其用于根据由该空间体积计算单元计算的该空间体积和预设定的容器体积计算前体的体积。

第二前体量检测系统是一种用于检测容器内部的前体量的前体量检测系统，所述前体量检测系统包括：

容器，其用于容纳前体材料；

引入管线，引入到该容器中的载气流动通过该引入管线；

向外传导管线，其用于将该前体气体和该载气一起从该容器导出至后面工艺；

第二压力计，其被布置在该向外传导管线中；

测量单元，当检测该容器内部的该前体量时，该测量单元测量直至关闭布置在该第二压力计下游的阀、已经以每单位时间的固定量从该引入管线引入该载气、并且已经达到高于引入该载气之前的该容器压力的阈值压力时的时间点的引入时间；

引入量计算单元，其用于根据由该测量单元测量的该引入时间和该每单位时间的固定量计算所引入的载气量；

空间体积计算单元，其用于通过相对于在该阈值压力与引入该载气之前的该容器压力之间的差值校正该容器温度来计算该容器内部的空间体积；以及

前体体积计算单元，其用于根据由该空间体积计算单元计算的该空间体积和预设定的容器体积计算前体的体积。

第一前体量检测方法是一种用于检测容器内部的前体量的前体量检测方法，所述前体量检测方法包括：

初始压力测量步骤，其中当检测该容器内部的前体量时，通过布置在将载气引入到该容器中所通过的引入管线中的第一压力计测量该容器内部的初始压力；

引入时间测量步骤，其中测量了直至关闭在将前体气体从该容器导出所通过的向外传导管线侧上的该容器的出口或该向外传导管线侧上的容器侧阀、已经以每单位时间的固定量从该引入管线引入载气、并且已经达到高于在该初始压力测量步骤中测量的该初始压力的阈值压力时的时间点的引入时间；

引入量计算步骤，其中所引入的载气的量根据该引入时间和该每单位时间的固定量计算；

空间体积计算步骤，其中该容器内部的空间体积通过相对于在该初始压力与该阈值压力之间的差值校正该容器温度来计算；以及

前体体积计算步骤，其中该前体的体积根据在该空间体积计算步骤中计算的该空间体积和预设定的容器体积计算。

第二前体量检测方法是一种用于检测容器内部的前体量的前体量检测方法，所述前体量检测方法包括：

初始压力测量步骤，其中当检测该容器内部的前体量时，通过布置在将前体气体从该容器导出所通过的向外传导管线中的第二压力计测量该容器内部的初始压力；

测量单元，该测量单元测量直至关闭布置在该第二压力计下游的阀、已经以每单位时间的固定量从将该载气引入到该容器中所通过的引入管线引入该载气、并且已经达到高于在该初始压力测量步骤中测量的该初始压力的阈值压力时的时间点的引入时间；

引入量计算步骤，其中所引入的载气的量根据该引入时间和该每单位时间的固定量计算；

空间体积计算步骤，其中该容器内部的空间体积通过相对于在该初始压力与该阈值压力之间的差值校正该容器温度来计算；以及

前体体积计算步骤，其中该前体的体积根据在该空间体积计算步骤中计算的该空间体积和预设定的容器体积计算。

附图说明

[图1]示意性示出根据实施模式1的供应系统；

[图2]示意性示出根据实施模式2的供应系统；并且

[图3]示意性示出前体量检测系统。

用于实施本发明的模式

本发明的若干实施模式将在下文中描述。下文所述的实施模式说明了本发明的实例。本发明不以任何方式局限于以下实施模式，并且还包括在不背离本发明的本质点的范围内实施的不同变体模式。应注意，本发明在下文中描述的所有部件为本发明的必要部件方面没有限制。

(实施模式1)

图1示意性示出供应系统1。在此实施模式中，使用固体材料作为前体并且使用氮气作为载气。供应系统1包括引入管线L1，通过其将载气(N2气体)引入到容器11中。该系统包括向外传导管线L2，通过其将从容器11排出的所生成气体(升华气体)导出至一种工艺。吹扫气体引入管线L3构成用于将吹扫气体(例如，氮气)引入到容器11中的引入管线。

容器11容纳为前体的固体材料。容器11可以具有用于容纳多级托盘的结构或者它可以是无托盘的容器。引入管线L1的梢端被布置在容器11的底部区域并且载气穿过其中进行进料。载气与容器11内部的固体材料S接触。

加热器12(对应于容器加热单元)被提供在容器11周围(外部周边、底部部分)，所述加热器12以使得接近于所述容器11(例如在容器外表面与容器加热单元之间的间隙不大于1mm)并且直接加热容器11的这样的方式进行安排。加热器温度控制单元51(对应于容器温度控制单元)将加热器12的温度控制在设定温度(恒定值)下，该设定温度与固体材料或所需的气体生成量相称。例如，当固体材料是AlCl3时，将温度控制在110℃至120℃的范围内的任何值下。

加热器12配备有用于测量加热器12的温度的加热器温度计13(对应于容器温度测量单元)。在此实施模式中，加热器温度计13被布置在加热器内部。所测量的加热器测量温度被发送到控制单元50。加热器温度控制单元51根据设定温度和加热器测量温度以使得加热器测量温度变成设定温度的这样的方式控制加热器12。

质量流量控制器21被布置在引入管线L1的上游侧上。质量流量控制器21测量载气的流量并且控制所述流量。

压力调节阀22被布置在引入管线L1中在质量流量控制器21的下游。压力调节阀22具有将容器11内部的压力保持恒定的功能。

热交换器23(对应于载气加热单元)被布置在引入管线L1中在压力调节阀22的下游。热交换器23加热载气。

压力计24被布置在引入管线L1中在热交换器23的下游。压力计24测量引入管线L1内部的压力。由压力计24测量的压力值被发送至控制单元50。压力计24测量引入管线L1中的压力，但是此处的压力被认为是与容器11内部的压力相同。

质量流量计25(对应于实施模式1中的主测量单元)被布置在向外传导管线L2中。质量流量计25测量载气和固体材料S的所生成的气体(升华气体)的流量。所测量的气体流量值被发送至控制单元50。热交换控制单元52(对应于载气温度控制单元)根据气体流量控制热交换器23的温度。热交换器23的温度(换言之，载气的温度)例如控制在20℃-200℃下。随后将描述具体控制方法。

流量调节阀34被布置在向外传导管线L2中在质量流量计25的上游。流量调节阀34调整载气和前体的所生成的气体的流量。在不同实施模式中，流量调节阀34可以同样被布置在向外传导管线L2中在质量流量计25的下游。

(采用气体流量的控制方法)

实施模式1涉及一种方法，其中加热器12经受恒定值控制并且控制载气的温度，由此抑制由固体材料生成的气体量减少。

目标温度计算单元53使用以下等式计算目标固体蒸气压SPs。

SPs＝SQs×SPt/(SQc+SQs)

在此，SQc是载气的设定流量[sccm]。SPt是容器内部的设定压力[托]，并且SQs是升华气体的目标生成量。这些是根据固体材料进行预设定的。接着，目标温度计算单元53从该固体材料的目标固体蒸气压SPs和蒸气压曲线(压力[托]-温度[K]曲线)计算目标固体材料温度(STs)。该蒸气压曲线预先存储在控制单元50的存储器中。

有效温度计算单元54使用以下等式计算有效生成量PQs。

PQs＝(PQt–PQc)×CV

在此，PQt是由质量流量计25测量的载气和所生成的气体的气体流量[sccm]，PQc是由质量流量控制器21测量的载气流量[sccm]，并且CV是该材料的换算系数。例如，当用N2校准的流量计展示固体材料以1sccm流动时，那么如果实际流动量是0.25sccm，则CV是0.25。

有效温度计算单元54使用以下等式计算有效固体蒸气压PPs。

PPs＝PQs×PPt/(PQc+PQs)

在此，PQc是由质量流量控制器21控制的载气的流量[sccm]，PPt是由压力计24测量的容器内部的压力[托]，并且PQs是升华气体的有效生成量。应注意，在另一个实施模式中，容器内部的压力(PPt)可以是由布置在向外传导管线L2中在流量调节阀34(例如，针阀)上游的管道中的压力计测量的压力。

该有效温度计算单元54从该固体材料的有效固体蒸气压PPs和蒸气压曲线(压力[托]-温度[K]曲线)计算有效固体材料温度(PTs)。

热交换控制单元52根据该目标固体材料温度(STs)和有效固体材料温度(PTs)以使得维持目标固体蒸气压(SPs)的这样的方式控制热交换器23的温度。

(示例性实施例)

下文将描述根据实施模式1的具体示例性实施例1。

将固体材料AlCl3以0.06g/min供应至一种工艺。在此时需要的升华热是12.5cal/min。

载气流量：200[sccm]

容器内部的压力：大约150托

加热器设定温度：110℃(AlCl3蒸气压：大约7托)

热交换器的温度控制范围：加热侧110℃-300℃，冷却侧110℃-20℃

来自热交换器23的热量输入(Δ190℃)：大约12cal/min

固体材料AlCl3可以在上述条件下以0.06g/min供应至该工艺。

将描述不同的示例性实施例2。

将固体材料AlCl3以2g/min供应至一种工艺。在此时需要的升华热是415cal/min。

载气流量：800[sccm]

容器内部的压力：大约30托

加热器设定温度：114℃(AlCl3蒸气压：大约9托)

热交换器的温度控制范围：加热侧114℃-300℃，冷却侧114℃-20℃

来自热交换器23的热量输入(Δ180℃)：大约46cal/min

在上述条件下产生约10％的升华热并且可以抑制导致气体生成量减少10％的波动。

(实施模式2)

实施模式2具有以下构造，其中除了实施模式1的载气的温度控制之外，可变地控制加热器温度。

加热器温度可变控制单元55(对应于容器温度可变控制单元)根据由质量流量计25测量的气体流量和热交换器23的设定温度将加热器12控制在高于控制至恒定值的设定温度的温度区间内。例如，加热器温度可变控制单元55根据目标固体材料温度(STs)和有效固体材料温度(PTs)控制加热器12的温度。

切换单元56在预定定时下对由加热器温度控制单元51提供的对加热器12的温度控制和由容器温度可变控制单元55提供的对加热器12的温度控制进行切换。切换定时可以使得根据热交换器23的控制温度范围内的下限温度和上限温度进行切换。切换单元56可以根据有效固体材料温度(PTs)的趋势切换这些。

在实施模式2中，重复实施(步骤1)至(步骤4)的控制。

(步骤1)当加热器12通过加热器温度控制单元51控制在设定温度(例如，目标固体材料温度STs)下时，热交换控制单元52根据有效固体材料温度(PTs)的趋势(例如，有效固体材料温度(PTs)的趋势是与时间成比例增加的情况)将热交换器23的温度从设定温度(例如，目标固体材料温度STs)控制在第二阈值温度范围内。

(步骤2)如果有效固体材料温度(PTs)的趋势是与时间成比例增加，则当热交换控制单元52将热交换器23的温度控制在未达到第二阈值温度的温度(例如，处于从冷却中心位置至50％加热侧输出之间的温度)时，切换单元56根据有效固体材料温度(PTs)的趋势执行从加热器温度控制单元51到加热器温度可变控制单元55的控制的切换。

例如，切换单元56可以在处于从冷却中心位置(例如，加热器12的设定温度)至50％加热侧输出之间的任何温度的定时下、或者在由来自载气的增加的热量输入提供的前体气体生成量降低到低于阈值的定时下从加热器温度控制单元51切换至加热器温度可变控制单元55。

(步骤3)热交换控制单元52根据有效固体材料温度(PTs)的趋势将热交换器23的温度控制在第一设定温度范围内。并且加热器温度可变控制单元55根据有效固体材料温度(PTs)的趋势将加热器12控制在第二设定温度范围内。

热交换控制单元52可以将热交换器23的温度从冷却中心位置控制在50％加热侧输出，并且加热器温度可变控制单元55可以在从冷却中心位置至50％加热侧输出的定时下将加热器12从冷却中心位置控制至加热侧上的温度。从冷却中心位置至加热侧上的温度增加或温度降低或从冷却中心位置至冷却侧上的温度降低或温度增加可以根据固体材料的类型设定在例如0.1℃/min至5.0℃/min的范围内。

例如，由加热器12提供的热量输入是由载气提供的热量输入的约5-20倍，因此对于加热器12的温度控制而言，可以根据有效固体材料温度(PTs)的趋势(诸如过冲)从冷却中心位置至冷却侧上控制载气的温度。此外，加热器12的加热可以以使得温度降低的这样的方式控制，以便增强利用加热器12的热量输入的冷却效应。

(步骤4)如果有效固体材料温度(PTs)的趋势是与时间成比例地降低，则切换单元56执行从加热器温度可变控制单元55到加热器温度控制单元51的控制的切换，并且在切换过程中使用由加热器温度可变控制单元55设定的第二设定温度范围内的目标温度作为设定温度，加热器温度控制单元51控制加热器12。并且热交换控制单元52根据有效固体材料温度(PTs)的趋势将热交换器23的温度控制在第一设定温度范围内。

例如，切换单元56可以在冷却中心位置的定时下、或者在由来自载气的增加的热量输入提供的前体气体生成量降低到低于阈值的定时下从加热器温度可变控制单元55控制切换至加热器温度控制单元51控制。

(示例性实施例)

下文将描述根据实施模式2的具体示例性实施例。

将固体材料AlCl3以2g/min供应至一种工艺。在此时需要的升华热是415cal/min。

载气流量：800[sccm]

容器内部的压力：大约30托

加热器设定温度：110℃(AlCl3蒸气压：大约7托)

热交换器的温度控制范围：加热侧110℃-200℃，冷却侧110℃-50℃

加热器的温度控制范围：110℃-120℃

在步骤0中，将加热器设定温度设定在110℃并且将载气温度设定在110℃。有效固体材料温度(PTs)通过从由质量流量计25测量的气体流量进行上述计算来获得。

在步骤1中，根据有效固体材料温度(PTs)的趋势，将热交换器23的温度控制在从110℃至150℃。

在步骤2中，当热交换器23的温度控制达到150℃时，切换单元56从加热器温度控制单元51的控制方法切换成加热器温度可变控制单元55的控制方法。加热器温度可变控制单元55根据有效固体材料温度(PTs)的趋势从基于110℃设定温度的恒定温度控制切换成将加热器12控制在从110℃至120℃的模式。然而，如果设定温度急剧增加则存在发生过冲的可能性，因此加热器12例如以设定为0.1℃/1min的设定温度增加宽度来控制。在从加热器12到容器11的热量输入中存在时间延迟，因此为了响应于此时间延迟，使热交换器23的温度控制继续从150℃至200℃。

在步骤3中，如果完成从加热器12到容器11的热量输入，则可能发生过冲。为了避免此情况，将载气的温度控制从加热侧改变至冷却侧。即，根据有效固体材料温度(PTs)的趋势，将热交换器23的温度控制在从200℃至110℃。如果需要进一步冷却，根据有效固体材料温度(PTs)的趋势将温度降低至110℃-50℃。

在步骤4中，当热交换器23的温度控制达到110℃(在此实施模式中加热器的设定温度)时，切换单元56从加热器温度可变控制单元55的控制方法切换成加热器温度控制单元51的控制方法。在切换过程中使用由加热器温度可变控制单元55设定的目标温度作为设定温度，加热器温度控制单元51控制加热器12。程序回到步骤1并且继续温度控制。

(实施模式3)

实施模式3描述了实施模式2的供应系统中的残余量检测的构造。

在供应系统1中，将第二设定温度范围(例如110℃-120℃)内的最大目标温度(第四阈值温度)设定在容器11内部的前体残余量达到更换水平时的时间点。

在加热器12被控制在第二设定温度范围内的最大目标温度(第四阈值温度：120℃)下的状态下，并且在热交换器23被控制在第一设定温度范围(50℃-200℃)内的最大目标温度(第二阈值温度：200℃)时的时间点，第一残余量检测单元57检测到容器11内部的前体残余量处于更换水平下。输出所检测的信息(例如，通过声音、语音、光、外部传输等的输出)。

(实施模式4)

实施模式4描述了用于检测实施模式1、2和3的供应系统中的残余量的构造。

流量调节阀34(例如针阀)被布置在向外传导管线L2中在质量流量计25的上游。流量调节阀34调整载气和前体气体的流量。此外，压力调节阀22根据由压力计24测量的压力实施压力控制。流量调节阀34以这样一种方式设定，即，使得在容器11内部的前体的残余量达到更换水平时的时间点压力调节阀22的开度是完全关闭的。

阀开度检测单元(未示出)检测压力调节阀22的开度。第二残余量检测单元58在由阀开度检测单元检测的阀开度超过阈值时检测到容器11内部的前体的残余量处于更换水平下。输出所检测的信息(例如，通过声音、语音、光、外部传输等的输出)。

(实施模式5)

实施模式5描述了用于检测实施模式1、2、3和4的供应系统中的残余量的构造。此外，此实施模式也可以是前体量检测系统及其前体量检测方法的实施模式。

第一闸阀31被布置在引入管线L1中在热交换器23的下游且在压力计24的上游。第二闸阀32被布置在引入管线L1中在压力计24下游。第三闸阀33被布置在向外传导管线L2中在流量调节阀34的上游。

在供应系统1停止之后，在关闭第三闸阀33和第六闸阀36并且打开第一闸阀31和第二闸阀32以及第五闸阀35的状态下，测量单元(未示出)测量直至当通过由质量流量控制器21提供的控制以每单位时间的固定量引入载气并且达到高于在供应系统停止时的容器压力的阈值压力的时间点的引入时间。

引入量计算单元(未示出)根据由测量单元测量的引入时间和每单位时间的固定量计算所引入的载气量。

空间体积计算单元(未示出)通过从供应系统停止时的容器压力与阈值压力之间的差值校正容器温度来计算容器内部的空间体积。

前体体积计算单元(未示出)从容器体积和由空间体积计算单元计算的空间体积计算前体的体积。

第三残余量检测单元59根据由前体计算单元计算的前体体积检测容器内部的前体的残余量。所检测的信息以类似方式输出(例如，其被传输到外部装置)。

下文将描述计算空间体积的实例。

首先，基于在质量流量控制器21侧上测量的流量，如果存在以500sccm流动持续1min，则移动500cc(0℃、1atm)载气(N2)。在此，质量流量控制器21可以执行测量单元和引入量计算单元的功能。

当将载气(N2)封闭在容器11中时，对于该容器希望的是在0.2atm与1.2atm之间的压力下在120℃(由温度计13测量)的状态下测量空间体积X，例如对于500cc载气(N2)，500[cc]/273.14[K]×(273.14[K]+120[K])＝719.7[cc，1atm]。

在此，压力升高至1atm，因此容器11内部的空间体积X是719.7cc(这可以通过空间体积计算单元计算)。

如果将此空间体积X(719.7cc)从容器11的空间容量(固定值)减去，则可以获得前体的体积(残余量)(这可以通过前体体积计算单元计算)。

控制单元50包括用于存储各种类型的数据、控制参数和控制程序等的存储器；以及用于与各种元件通信的通信单元。控制单元50可以通过专用装置、专用电路、信息处理装置或处理器等形成。控制单元50包括元件51-58，但不需要配备有所有这些元件，并且可以选择任何元件来实施。

(不同的实施模式)

作为与以上所述的实施模式1-5不同的实施模式，可以采用一种构造，其中容器通过烘箱替代加热器12来加热。可以使用用于测量烘箱内部的温度的温度计代替加热器温度计13。该烘箱可以根据烘箱的设定温度和测量温度以使得烘箱的测量温度达到设定温度的这样的方式控制，而不是通过加热器温度控制单元51执行控制。其中组合加热器12和烘箱的构造同样是可行的。

作为与以上所述的实施模式1-5不同的实施模式，可以使用用于测量所生成的前体气体的浓度的浓度计代替质量流量计25。有效固体材料温度(PTs)从由该浓度计测量的浓度来计算。

有效温度计算单元使用以下等式计算有效生成量PQs。

PQs＝PQc×Cs/(1-Cs)

在此，PQc是由质量流量控制器21控制的载气的流量[ml/min]，并且Cs是由浓度计测量的值(例如50％意味着Cs＝0.5)。

接着，有效温度计算单元使用以下等式计算有效固体蒸气压PPs。

PPs＝PQs×PPt/(PQc+PQs)

在此，PQc是由质量流量控制器21控制的载气的流量[ml/min]，PPt是由压力计24测量的容器内部的压力[托]，并且PQs是升华气体的有效生成量。应注意，作为不同的实施模式，容器内部的压力(PPt)可以是由布置在向外传导管线中在流量调节阀(例如，针阀)上游的管道中的压力计(例如，图2中的压力计241)测量的压力。

接着，该有效温度计算单元从该固体材料的有效固体蒸气压PPs和蒸气压曲线(压力[托]-温度[K]曲线)计算有效固体材料温度(PTs)。

载气温度控制单元根据有效固体材料温度(PTs)的趋势控制载气加热单元的温度。容器温度可变控制单元根据浓度测量结果和/或有效固体材料温度(PTs)将容器加热单元控制在高于容器加热单元的设定温度的温度区间内。

作为与以上所述的实施模式1-5不同的实施模式，可以使用压力计241并且有效固体材料温度(PTs)可以从由如图2所示的压力计241代替使用质量流量计25测量的压力(PPt)计算。

压力计241被布置在向外传导管线L2中在第三闸阀33的位置的下游，并且被布置在针阀34的上游。压力计241实质上测量容器11内部的压力。应注意，可以采用用于使用压力计24代替使用压力计241来测量容器11的内部压力的构造。

例如，当前体是固体材料并且前体生成量由压力控制时，如下实施该程序。

容器内部的设定压力SPt[托]由以下等式表示。

SPt＝SPc+SPs

在此，SPc是处于载气以设定流量SQc[SCCM]流动的状态下的压力。SPs是目标固体蒸气压。

因此，目标固体蒸气压SPs还可以由以下等式表示。

SPs＝SPt–SPc

容器内部的有效固体蒸气压PPs使用以下等式计算。

PPs＝PPt-PPc

在此，PPc是处于载气以流量PQc[SCCM]流动的状态下的载气压力。PQc通过质量流量控制器21控制至恒定流量，因此建立以下等式。

SPc＝PPc

该有效温度计算单元从该固体材料的有效固体蒸气压PPs和蒸气压曲线(压力[托]-温度[K]曲线)计算有效固体材料温度(PTs)。

该载气温度控制单元根据目标固体材料温度(STs)和有效固体材料温度(PTs)以使得维持目标固体蒸气压(SPs)的这样的方式控制载气加热单元的温度。

该容器温度可变控制单元根据目标固体材料温度(STs)和有效固体材料温度(PTs)控制该容器加热单元的温度。

(用于使用压力计241检测前体量的方法)

下文将描述计算空间体积和前体体积(残余量)的实例。

首先通过压力计241在关闭第二闸阀32和第七闸阀37并且仅打开第三闸阀33的状态下测量容器11内部的压力，并且存储所测量的值(所存储的压力值是1；例如，100托)。

然后将质量流量控制器21的设定值设定至所需值(例如1000sccm)，并且打开第五闸阀35、第一闸阀31和第二闸阀32(第六闸阀36和第七闸阀37仍保持关闭)。其结果是，载气以质量流量控制器21的设定流量流入到容器11中。在压力计241的测量压力达到预定值(例如，550托)时的时间点，关闭第一闸阀31、32。

测量单元测量并存储载气引入时间，换言之打开第一闸阀31的时间T1(例如，1分钟)。

在关闭第一闸阀31之后，存在等待持续固定时间(例如，1分钟)，直到压力和温度稳定，在此之后存储压力计241的压力测量值(所存储的压力值是2；例如500托)。此外，测量并存储此时在温度计13处的容器11的温度(存储的温度值1，例如100℃)。所存储的压力值2大于所存储的压力值1。

在此，sccm是在0℃和760托下的流量[cc/min]，因此流入到容器11中的载气量A[cc]为质量流量控制器21的设定值(1000[sccm])×第一闸阀31的打开时间T1(1分钟)＝1000cc[在0℃、760托下](这可以通过引入量计算单元计算)。

在载气流入之前容器11内部的气体量B是：容器11内部的空间体积X[cc]×所存储的压力值1[100托]/760×273[K]/273.14[K]+所存储的温度值1(100[K])＝X×0.096303cc[在0℃、760托下]。

在载气流入之后容器11内部的气体量C是：空间体积X[cc]×所存储的压力值2[500托]/760×273[K]/273.14[K]+所存储的温度值1(100[K])＝X×0.481515cc[在0℃、760托下]。

在此，流入容器11中的载气量A、载气流入之前容器11内部的气体量B和在载气流入之后容器11内部的气体量C的关系是使得C-B＝A，因此空间体积X＝1000/(0.481515-0.096303)＝2595.971cc(这可以通过空间体积计算单元计算)。如果将上述2595.971cc从容器11的空间容量(固定值)减去，那么可以获得前体的体积(残余量)(这可以通过前体体积计算单元计算)。

在图2中，质量流量计25可以是存在或不存在的。此外，在图2中，压力计24可以是存在或不存在的。

作为与以上所述的实施模式1-5不同的实施模式，前体可以是液体材料而不是固体材料。每摩尔的热量通常是使得蒸发热比升华热小约1/4。因此，可以使用与实施模式1-5相同的载气温度控制将所需量的蒸发气体递送至一种工艺。

前体量检测系统和前体量检测方法不限于上述实施模式中所述的那些，并且图3中所示的实施模式同样是可行的。图3中的前体量检测系统300具有以下构造，其中前体S(固体或液体)被容纳在容器311中，并且容器311由加热器312加热。载气通过进入管道L301进料到容器311中，并且前体气体与载气一起通过排出管道L302递送至后面工艺。吹扫气体引入管道也可以以与实施模式1相同的方式提供。此外，用于加热载气的加热单元也可以提供在管道L301中。第一控制阀330、第一压力计324和第二控制阀332在进入管道L301中在载气流动方向上依次安排。

第三控制阀333被安排在排出管道L302中。

下文将描述前体量检测方法。

(1)在打开第二控制阀332的状态下，关闭第一控制阀330和第三控制阀333并且测量布置在管道L301中的第一压力计324的压力值P0。在此，所使用的第一压力计324的测量值可以是稳定状态下测量的值，或者其可以是预定时间内的多个测量值的平均值。

(2)打开第一控制阀330并且使载气以每单位时间的固定流量PQc[sccm]流入到容器311中。测量载气的流入时间FT1。

(3)当第一压力计324的测量值已达到预定值时，关闭第一控制阀330。一旦它被关闭并且在预定时间过去之后，测量第一压力计324的压力值P1(对应于阈值压力)。此外，此时容器311的温度T1通过温度计312测量。在此，在预定时间段过去之后测量压力的原因在于，存在使压力值稳定的等待。

(4)流入容器311中的载气量A通过以下获得：PQc×FT1。

(5)在载气流入之前容器311内部的气体量B通过以下获得：容器311内部的空间体积X[cc]×压力值P0/760[托]×273[K]/(273.14[K]+温度T1[K])。在此，sccm是在0[℃]、760[托]下的流量(cc/min)。

(6)在载气流入之后容器311内部的气体量C通过以下获得：空间体积X[cc]×压力值P1/760×273[K]/(273.14[K]+温度T1[K])。

(7)载气量A、气体量B和气体量C的关系是使得C-B＝A。空间体积X由此获得。

(8)通过将空间体积X从容器311的空间容量(固定值)减去，可以计算前体的体积。此外，可以由前体的体积和密度计算前体的重量。

在上述实施模式中，第一压力计324同样可以被布置在下游侧的排出管道L302(而不是进入管道L301)中在第三控制阀333的下游，或者直接连接至容器311以测量其内部压力的压力计同样是可行的。

符号说明

1…供应系统

11…容器

12…加热器

21…质量流量控制器

22…压力调节阀

23…热交换器

24…压力计

25…质量流量计

34…流量调节阀

51…加热器温度控制单元

52…热交换器控制单元

53…目标温度计算单元

54…有效温度计算单元

55…加热器温度可变控制单元

56…切换单元

57…第一残余量检测单元

58…第二残余量检测单元

59…第三残余量检测单元