质量流量控制器的测试系统、测试方法、测试用程序的制作方法

专利名称：质量流量控制器的测试系统、测试方法、测试用程序的制作方法
技术领域：
本发明是涉及一种气体配管系统中的质量流量控制器的测试方法，此气体配管系统中并排设置着多个具备质量流量控制器的支流气体管线(gas line)，且各支流气体管线 合流而成为一个合流后气体管线。
背景技术：
为了在半导体的制造步骤等中对处理腔体(process chamber)供给混合气体而形 成有气体配管系统，此气体配管系统中并排设置有多个连接于气体供给源、且具备质量流 量控制器的支流气体管线，且包含使各支流气体管线合流而成为连接于处理腔体的一个合 流气体管线。日本专利特表2007-525726号公报(以下称作“专利文献1”)中，揭示有一种用 以对所述气体配管系统中的各支流气体管线上所设置的质量流量控制器能否按照设定流 量进行流量控制作出测试的诊断系统。所述诊断系统如图1所示，和合流后气体管线ML并排地形成有分支流路BL，在所 述分支流路BL上设置有预先已知容积的大容量的储罐(tank)Al、以及位于所述分支流路 BL的下游侧的压力传感器A2，根据由所述压力传感器A2测定出的压力来对质量流量控制 器1进行测试。此外，在所述合流后气体管线ML上的所述合流后气体管线ML和所述分支 流路BL的连接点之间及所述分支流路BL的入口和出口附近分别设置有开闭阀。根据此种测试系统A100，使用的是称作ROR方式的质量流量控制器的测试方法。 对具体的测试步骤进行说明，在对质量流量控制器进行测试时，仅将分支流路的入口侧的 开闭阀打开而将其他开闭阀关闭，也将具有所要测试的质量流量控制器1的支流气体管线 SL以外的支流气体管线SL关闭。其后，在所要测试的质量流量控制器1中设定规定的设定 流量后，将气体流入到所述储罐中，从而压力上升。由所述压力传感器对此期间的压力变化 进行测定，并根据此压力变化来计算出作为储罐Al的容积的测试用容积。其次，将所述测 试用容积和基准容积进行比较，基准容积为已知的储罐容积和从所测试的质量流量控制器 到所述储罐为止的估算容积的和。此时，在一致的情况下，判断为质量流量控制器按照设定 流量进行流量控制，而在不一致的情况下，判断为质量流量控制器因内部流路堵塞等而未 能按照设定流量进行流量控制。然而，专利文献1所示的质量流量控制器的测试系统存在以下所述的多个问题
点ο(a)为了在用于半导体制造工序等的现存的气体配管系统中引入所述测试系统， 必须在合流后配管上新形成有如分支流路般的配管，并设置有用以构成基准容积的储罐。 有时会因工厂的布局等而难以设置新的配管及储罐，由此要结合于现存的配管系统来设计 测试系统的配管或铺设新的配管及储罐，从而导致成本相应地增大。(b)在ROR方式等的测试方法中，为了精度良好地进行质量流量控制器的测试，必 须准确地知道所述基准容积。虽然将所述测试系统测试的质量流量控制器到储罐为止的配管容积和储罐的已知容积的和作为基准容积，但通常配管容积仅是根据配管长度等来估算 的，难以计算出配管弯曲的部分及开闭阀等的内部的容积的准确值，因此基准容积并不是 太值得信赖的值。此外，如果想要可吸收和所述配管容积相关的误差，则必须使储罐的容积 为某程度的大容积。(c)如果储罐的容积变大，或基准容积变大，则不经过长时间是测定不出测试所需 的量的压力变化。因此，导致各质量流量控制器的测试所耗费的时间变长。

发明内容
本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供一种测试系统，其无须对配 管等作任何的设计变更便可低价引入到用于半导体制造工序等的现存的气体配管系统中， 且可以短时间进行基于准确的基准容积的质量流量控制器的测试。即，本发明的质量流量控制器的测试系统是一种气体配管系统中的质量流量控制 器的测试系统，所述气体配管系统中设置有1个或多个具备质量流量控制器的支流气体管 线，且在包含所述支流气体管线的多个气体管线合流之后的合流后气体管线上设置有合流 后阀，所述质量流量控制器的测试系统的特征在于包括测试用气体管线，具备流量测定机 构、流量可变阀以及压力测定机构，且和所述支流气体管线并排设置，并合流于所述合流后 气体管线，所述流量测定机构对气体的流量进行测定，所述流量可变阀以使所述流量测定 机构所测定的测定流量成为设定流量的方式对开度进行控制，所述压力测定机构对气体的 压力进行测定；基准容积计算部，在将各支流气体管线关闭、且将所述合流后阀关闭的状态 下，根据由所述压力测定机构所测定出的测定压力的时间序列数据来计算出基准容积，基 准容积是基于流量可变阀、各支流气体管线的关闭部位、以及所述合流后阀所规定的配管 内的容积；测试用参数(parameter)计算部，在将具有所要测试的质量流量控制器的支流 气体管线以外的支流气体管线在和所述基准容积计算步骤中的所述关闭部位相同的部位 上关闭、且将所述流量可变阀以及所述合流后阀关闭的状态下，根据由所述压力测定机构 所测定出的测定压力的时间序列数据来计算出测试用参数；以及比较部，将基于所述基准 容积而设定的基准参数和所述测试用参数进行比较。此外，本发明的质量流量控制器的测试方法是一种气体配管系统中的质量流量控制器的测试方法，所述气体配管系统中并排设置有1个或多个具备质量流量控制器的支流 气体管线，且在包含所述支流气体管线的多个气体管线合流之后的合流后气体管线上设置 有合流后阀，所述质量流量控制器的测试方法的特征在于包括测试用气体管线设定步骤， 在和所述支流气体管线并排设置、并合流于所述合流后气体管线的测试用气体管线上，设 置流量测定机构、流量可变阀以及压力测定机构，所述流量测定机构对流入到该测试用气 体管线中的气体的流量进行测定，所述流量可变阀以使所述流量测定机构所测定的测定流 量成为设定流量的方式对开度进行控制，所述压力测定机构对所述测试用气体管线中的气 体的压力进行测定；基准容积计算步骤，在将各支流气体管线关闭、且将所述合流后阀关闭 的状态下，根据由所述压力测定机构所测定出的测定压力的时间序列数据来计算出基准容 积，基准容积是基于流量可变阀、各支流气体管线的关闭部位、以及所述合流后阀所规定的 配管内的容积；测试用参数计算步骤，在将具有所要测试的质量流量控制器的支流气体管 线以外的支流气体管线在和所述基准容积计算步骤中的所述关闭部位相同的部位上关闭、且将所述流量可变阀及所述合流后阀关闭的状态下，根据由所述压力测定机构所测定出的 测定压力的时间序列数据来计算出测试用参数；以及比较步骤，将基于所述基准容积而设 定的基准参数和所述测试用参数进行比较。此外，本发明的质量流量控制器的测试中所使用的程序是一种用以在气体配管系 统中对质量流量控制器进行测试的程序，所述气体配管系统中并排设置有支流气体管线和 测试用气体管线，且在各支流气体管线以及所述测试用气体管线合流之后的合流后气体管 线上设置有合流后阀，所述支流气体管线设置有1个或多个且具备质量流量控制器，所述 测试用气体管线具备流量测定机构、流量可变阀以及压力测定机构，所述流量测定机构对 气体的流量进行测定，所述流量可变阀以使所述流量测定机构所测定的测定流量成为设定 流量的方式对开度进行控制，所述压力测定机构对气体的压力进行测定，且所述程序的特 征在于包括基准容积计算部，在将各支流气体管线关闭、且将所述合流后阀关闭的状态 下，根据由所述压力测定机构所测定出的测定压力的时间序列数据来计算出基准容积，基 准容积是基于流量可变阀、各支流气体管线的关闭部位、以及所述合流后阀所规定的配管 内的容积；测试用参数计算部，在将具有所要测试的质量流量控制器的支流气体管线以外 的支流气体管线在和所述基准容积计算步骤中的所述关闭部位相同的部位上关闭、且将所 述流量可变阀以及所述合流后阀关闭的状态下，对所要测试的质量流量控制器设定设定流 量，在该所要测试的质量流量控制器进行流量控制的期间根据由所述压力测定机构所测定 出的测定压力的时间序列数据来计算出测试用参数；以及比较部，将基于所述基准容积而 设定的基准参数和所述测试用参数进行比较。如果为所述的测试系统，则也可对存在于半导体制造工序等中的现存的气体配管 系统，例如在支流气体管线中的一个管线上设置所述流量测定机构、所述流量可变阀、所述 压力测定机构来变换为测试用气体管线，从而无须进行新的配管的设计及铺设，由此可大 幅降低测试系统的引入成本。此外，可通过所述基准容积计算部，来计算出由所述流量可变 阀、各支流气体管线的关闭部位、以及所述合流后阀所规定的配管内的容积，并可将此容积 作为基准容积，因此无需如以往那样将作为基准容积的来源的储罐等新设置在气体配管系 统中。而且，通过预先使所述测试气体管线中的流量控制精度以及压力测定精度值得信赖， 而可计算出值准确的基准容积并用于质量流量控制器的测试。换而言之，可一边对基准容 积进行自我测试一边进行质量流量控制器的测试，因此所述比较部可通过将基于值得信赖 的基准容积而设定的基准参数、和测试用参数进行比较，来进行可靠性始终高的质量流量 控制器的测试。进而，将基于所述流量可变阀、各支流气体管线的关闭部位、以及所述合流后阀而 规定的配管内的容积作为基准容积，因此可将所要测试的质量流量控制器和基准容积之间 的距离抑制于最小限度，由此可防止气体的温度发生变化，从而可减小对质量流量控制器 的测试的影响。此外，由于基准容积是由气体配管而构成，因此和使用储罐等的情况相比， 可扩大相对于容积的表面积，可使气体的温度变换性良好，因此容易使气体的温度等的测 定环境在每次测定时均相同。此外，由于基准容积由气体配管而构成，因此，例如，可通过在合流后气体管线上使用某任意的开闭阀作为合流后开闭阀来使基准容积呈可变。更具体而言，将不仅仅是配 管、还有甚至处理腔体所含的容积作为基准容积来进行质量流量控制器的测试，可根据测试的目的来自由地设定基准容积。反之，可根据压力测定值的时间序列数据来测定基准容积，因此可成为所需最小 限度的基准容积，从而可以有限的时间产生测试所需的压力变化量。即，也能够以短时间进 行测试，即便在对低流量的质量流量控制器进行测试的情况下，以及在流量轻微变化的情 况下，也可容易地检测此变化。此外，即便对于现存的气体配管系统，以使最终流过的气体合流在合流后气体管 线的方式，和支流气体管线并排地追加1根气体管线来形成测试用气体管线，也和在现存 的气体配管系统中通过变换来设置测试用气体管线的情况相同，可计算出基准容积，并根 据此准确的基准容积来精度良好地对质量流量控制器进行测试。为了更简单地对现存的气体配管系统设置测试用气体管线，而在所述测试用气体 管线上设置有具备所述流量测定机构、所述流量可变阀、以及所述压力测定机构的差压式 质量流量控制器，所述压力测定机构只要兼作所述流量测定机构即可。例如，在进行ROF式的质量流量控制器的测试的情况下，只要是如下的质量流量 控制器的测试系统即可，所述质量流量控制器的测试系统是一种气体配管系统中的质量流 量控制器的测试系统，所述气体配管系统中并排设置有1个或多个具备质量流量控制器的 支流气体管线，且在各支流气体管线分流之前的分流前气体管线上设置有分流前阀，所述 质量流量控制器的测试系统的特征在于包括测试用气体管线，具备流量测定机构、流量可 变阀以及压力测定机构，且和所述分流前气体管线连接，并和所述支流气体管线并排设置， 所述流量测定机构对气体的流量进行测定，所述流量可变阀以使所述流量测定机构所测定 的测定流量成为设定流量的方式对开度进行控制，所述压力测定机构对气体的压力进行测 定；基准容积计算部，在将各支流气体管线关闭、且将所述分流前阀关闭的状态下，根据由 所述压力测定机构所测定出的测定压力的时间序列数据，来计算基准容积，基准容积是出 基于流量可变阀、各支流气体管线的关闭部位、以及所述分流前阀所规定的配管内的容积； 测试用参数计算部，在将具有所要测试的质量流量控制器的支流气体管线以外的支流气体 管线在和所述基准容积计算步骤中的所述关闭部位相同的部位上关闭、且将所述流量可变 阀以及所述分流前阀关闭的状态下，根据由所述压力测定机构所测定出的测定压力的时间 序列数据来计算出测试用参数；以及比较部，将基于所述基准容积而设定的基准参数和所 述测试用参数进行比较。即便是如此的测试系统，也可起到和所述测试系统相同的效果。[发明的效果]如上所述，根据本发明的质量流量控制器的测试系统、方法、以及用于这些系统、 方法的程序，可在现存的具有多个的支流气体管线中的一个管线上，设置所述流量测定机 构、所述流量可变阀、以及所述压力测定机构来形成测试用气体管线，从而可通过此简单变 换或测试用气体管线的追加来对各支流气体管线上的质量流量控制器进行测试。而且，可 利用所述支流气体管线上的设备来计算出用于测试的基准容积，因此无须另行设置基准容 积。即，无须对现存的气体配管系统，进行新的配管及储罐等的设计及设置，因此可抑制引 入成本。此外，由于基准容积是由配管而构成的，因此基准容积和所要测试的质量流量控制 器的距离接近，从而也可尽量减小热对测试的影响。此外，基准容积可通过例如现存的气体 配管系统中所预先设置的任意的开闭阀的闭合而自由地设定，因此也可每次都设定适于目 的的基准容积，或形成所需最小限度的容积以便缩短测试时间，或即便为微小流量也可使压力变化较大以便容易地检测出异常。


图1是表示以往的质量流量控制器的测试系统的示意图。图2是表示本发明的一实施方式所涉及的质量流量控制器的测试系统的示意图。图3是表示所述实施方式的质量流量控制器的测试系统的示意图。图4是所述实施方式的差压式质量流量控制器的示意剖面图。图5是表示所述实施方式的控制箱的功能方块图的示意图。图6 (a)及图6 (b)是表示所述实施方式的ROR式测试的概念的图表。图7是表示所述实施方式的质量流量控制器的测试流程的流程图。图8是表示其它实施方式的质量流量控制器的测试系统的示意图。[符号的说明]1质量流量控制器2差压式质量流量控制器3、A3控制箱21流量测定机构22流量可变阀23温度传感器31阀开闭设定部32基准容积计算部33测试用参数计算部34比较部100、A100测试系统211、213压力测定机构212第2压力传感器214前段压力传感器Al储罐A2压力传感器BL分支流路C处理腔体KL测试用气体管线GS气体配管系统SL支流气体管线SV 2次侧开闭阀ML合流后气体管线MV合流后阀NL分流前气体管线FVl次侧阀Pl第1压力P2第2压力P3第3压力ΔΡ21、八？31第2压力传感器212的压力上升量S1-S8 步骤
具体实施例方式[实施例]以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。 如图2及图3所示，本实施方式的质量流量控制器1的测试系统100是用以对现存的气体配管系统GS中所设置的多个质量流量控制器1的各个进行测试的测试系统，所述气 体配管系统GS是用以在半导体的制造工序等中，从作为气体供给机构的多个储气瓶(gas bomb)(未图示)向处理腔体C供给各种气体。此气体配管系统GS包括储气箱(gas box)， 连接于储气瓶，且至少在质量流量控制器1及下游侧具备2次侧开闭阀SV的支流气体管线 SL并排设置有多个；以及合流后气体管线ML，作为各支流气体管线SL合流为一个管线后的气体管线，具备合流后开闭阀MV，且在下游侧和所述处理腔体C连接。另外，合流后开闭阀 MV安装在各支流气体管线SL合流之后的合流后管线ML的任意地方均可。例如，也可将供 可拆卸地安装所述处理腔体C和气体配管系统GS的充气板(gas panel)等上所设置的阀 作为合流后阀。此处，所谓“并排设置”是指独立的气体管线最终集中为一个气体管线或从 一个气体管线分成多个独立的气体管线的设置方式。如图2及图3所示，所述测试系统100包括测试用气体管线KL，在所述的气体配 管系统GS中将所述支流气体管线SL中的一个质量流量控制器1替换为作为基准的差压式 质量流量控制器2 ；以及控制箱3，从所述差压式控制器以及各支流气体管线SL上的质量流 量控制器1获取各种测定信息，并且对设定流量进行设定。所述差压式质量流量控制器2从上游起依序包括流量可变阀22、以及根据流过流 路的气体的差压来测定流量的流量测定机构21。如图4所示，所述流量可变阀22以使由所述流量测定机构21测定出的流过测试 用气体管线KL的气体的测定流量成为所设定的设定流量的方式对开度进行控制。所述流量测定机构21从上游起包括第1压力传感器211、电阻器213、第2压力传 感器212，且根据所述电阻器213的前后的流体的压力变化来测定流体的质量流量。此处， 所述第2压力传感器212的测定精度高于所述第1压力传感器211的测定精度，所述第2 压力传感器212相当于权利要求中的压力测定机构。此外，在此差压式质量流量控制器2中形成有内部流路的阻挡体内设置有温度传 感器23，此温度传感器23可对流过此差压式质量流量控制器2内的流路的气体的温度进行 测定，从而构成为可进行测定流量的温度修正。此外，在所述流量可变阀22的上游还设置 有前段压力传感器214，此前段压力传感器214是在下述的ROF型的测试的情况下使用。所述控制箱3为具有中央处理器(central processing unit，CPU)、存储体 (memory)、输入输出(1/0，input output)通道、显示器(display)等输出设备、键盘等输入 设备、及模拟数字(analogy digital, AD)转换器等的所谓的电脑，CPU及其辅助设备依照 所述存储体中存储的程序而进行动作，由此至少如图5的功能方块图所示，发挥着作为阀 开闭设定部31、基准容积计算部32、测试用参数计算部33、比较部34的功能。此外，所述 控制箱3可和各质量流量控制器1以及所述差压式质量流量控制器2电性连接，且可对各 质量流量控制器1进行设定流量的设定，或获取由所述差压式质量流量控制器2的所述第 2压力传感器212所测定的测定压力及其测定时间的集合即时间序列数据。对各部分进行说明。为了规定作为基准容积的气体配管的容积，阀开闭设定部31对所述2次侧开闭阀 SV、所述合流后阀MV、所述流量可变阀22、所述测试的质量流量控制器1内的阀设定开闭。所述基准容积计算部32，在所述阀开闭设定部31使具有所要测试的质量流量控制器1的支流气体管线SL上的2次侧开闭阀SV打开、使所要测试的质量流量控制器1内 的阀关闭、使其它各支流气体管线SL上的2次侧开闭阀SV关闭、且使所述合流后阀MV关 闭的状态下，计算出基准容积。此处，基准容积相当于由关闭着的所述各2次侧开闭阀SV、 所述合流后阀MV、所测试的质量流量控制器1内的阀、以及所述差压式的质量流量控制器1 内的所述流量可变阀22所规定的气体配管系统GS的配管容积。换而言之，基准容积是指 通过阀等形成的配管内的大致封闭的空间，且是指因气体的流入而使得压力发生变化的空间。以下的说明中，只要无特别限定，则将此配管容积称作基准容积。更具体而言，所述基 准容积计算部32构成为根据在对所述测试气体管线上的差压式质量流量控制器2进行设 定流量的设定、并由所述流量可变阀22进行流量控制的期间，由所述第2压力传感器212 测定出的测定压力的时间序列数据来计算出基准容积。对此基准容积的计算作更详细的说明，所述基准容积计算部32是以对所述差压 式质量流量控制器2设定了设定流量为触发(trigger)，之后求出例如从由所述第2压力传 感器212测定出的压力达到第1压力Pl的时序(timing)、至进而达到第1规定时间后到来 的第2压力P2的时序为止的期间的、压力值的上升量ΔΡ。在例如图6(a)的情况下，求出 区间a_b中的所述第2压力传感器212的压力上升量ΔΡ21。其次，所述基准容积计算部32，将根据在区间a_b中测定出的质量流量的时间序 列数据所计算出的质量流量积分值和所述压力上升量八 代入气体的状态方程式(式 (1))来计算出基准体积。V = nRT/ Δ P21... (1)此处，η为摩尔数(以时间对每单位时间的质量(质量流量)进行积分而得者，即 质量流量积分值)，R为气体常数(根据作为控制对象的气体而为已知)，T为温度(根据温 度传感器236的输出等而为已知)，ΔΡ21为第2压力传感器212的压力上升量。所述测试用参数计算部33，在所述阀开闭设定部31使具有所要测试的质量流量 控制器1的支流气体管线SL上以外的支流气体管线SL上的2次侧开闭阀SV关闭、使所述 合流后阀MV关闭、并且使所述差压式质量流量控制器2内的流量可变阀22关闭的状态下， 计算出测试用的参数。具体而言构成为在对所要测试的质量流量控制器1进行设定流量 的设定、且由该所要测试的质量流量控制器1进行流量控制的期间，根据由所述压力测定 机构所测定出的测定压力的时间序列数据来计算出测试用参数。对测试用参数的计算作详细的说明，所述测试用参数计算部33，以对所要测试的 质量流量控制器1设定了设定流量为触发，之后求出从由所述第2压力传感器212所测定 的压力达到和所述基准容积计算部32使用的压力相同的第1压力Pl的时序、至进而达到 第1规定时间后到来的第3压力Ρ3的时序为止的期间的、压力值的上升量ΔΡ2。在例如图 6(b)的情况下，求出区间a_b中的所述第2压力传感器212的压力上升量ΔΡ31。其次，所述测试用参数计算部33将根据在区间a_b中所设定的设定流量和经过 时间而计算出的质量流量积分值和所述压力上升量△ P31R入气体的状态方程式(式(2)) 中，来计算出测试用参数即测试用体积Vtest。Vtest = nRT/Δ P31... (2)此处，η为摩尔数(以时间对每单位时间的质量(质量流量)进行积分而得者，即 质量流量积分值)，R为气体常数(根据作为控制对象的气体而为已知)，T为温度(根据温 度传感器236的输出等而为已知)，ΔΡ31为第2压力传感器212的压力上升量。所述比较部34将基准容积和作为所述测试用参数的计算容积Vtest进行比较，在这 些容积一致或处在规定范围的值内的情况下，判断为所测试的质量流量控制器1正常，而 在这些容积不一致或为规定范围外的值的情况下，判断为所测试的质量流量控制器1存在 异常并显示此意思。另外，本实施方式中，将基准容积自身作为测试用参数，但也可根 据基 准容积来设定在其它实施方式中如下所述的参数或测试曲线。
一边参照图7的流程图一边对如此构成的质量流量控制器1的测试系统100中的 测试方法的步骤进行说明。首先，在现存的气体配管系统GS中的支流气体管线SL中的一个气体管线上设置 作为基准的差压式质量流量控制器2而形成测试用气体管线KL，将各质量流量控制器1和 所述差压式质量流量控制器2连接于控制箱3，并以可进行流量设定及获取数据的方式进 行设置(set up)(步骤Si)。其次，通过所述阀开闭设定部31而如上所述使各种阀关闭，且由气体配管自身规 定基准容积(步骤S2)。此处，所测试的质量流量控制器1为全闭，所述差压式质量流量控 制器2可进行流量控制。然后，所述基准容积计算部32对所述差压式质量流量控制器2进行设定流量的设 定(步骤S3)，并将由所述第2压力传感器212所测定的压力测定值的时间序列数据、及根 据质量流量所计算出的值代入气体的状态方程式中来计算出基准容积(步骤S4)，所述质 量流量是根据第1压力传感器211和第2压力传感器212的差压来计算出的。其次，所述阀开闭设定部31使合流后阀MV打开，在使基准容积内的压力降低后再 次使合流后阀MV关闭。此外，形成可使所述差压式质量流量控制器2的所述流量可变阀22 关闭、并且所测试的质量流量控制器1可进行流量控制的状态(步骤S5)。然后，所述测试用参数计算部33对所要测试的质量流量控制器1进行设定流量的 设定(步骤S6)，根据气体的状态方程式，来计算出基于由所述第2压力传感器212测定的 压力测定值的时间序列数据及设定流量的基准容积的值即计算容积(步骤S7)。最后，比较部34将基准容积和计算容积进行比较，来判定所测试的质量流量控制 器1是否正常(步骤S8)。根据所述的本实施方式的质量流量控制器1，仅对于现存的气体配管系统GS在支 流气体管线SL上设置差压式质量流量控制器2而形成测试用气体管线KL，便可构筑ROR式 的质量流量控制器1的测试系统100。因此，无需如以往那样为了引入ROR式的测试系统 100而例如在合流后配管上设计、设置新的流路及储罐，因此可大幅抑制引入成本。进而，由于将由2次侧开闭阀SV以及合流后阀MV所规定的配管内的容积作为基 准容积，因此可将所要测试的质量流量控制器1和基准容积之间的距离抑制在最小限度， 所以可防止气体的温度发生变化，从而可减小对质量流量控制器1的测试的影响。此外，由 于基准容积由气体配管而构成，因此和使用储罐等的情况相比，可增大相对于容积的表面 积，从而可使气体的温度变换性良好，因此容易使气体的温度等的测定环境在每次测定时 均相同。此外，通过适当地将气体配管上的各种阀关闭来由气体配管自身构成基准容积， 因此，例如，可通过适当地选择将现存的某合流后开闭阀关闭，而使基准容积为最小限度， 或者可进行包含至处理腔体C为止的流路在内的测试。例如，通过使基准容积为最小限度，则即便在质量流量控制器1可控制的流量较 小的情况下，也可以短时间使基准容积内的压力变化较大，从而即便为小流量，也可精度良 好地进行测试。此外，可由差压式质量流量控制器2对以往通过估算求出的不太值得信赖的基准容积的值进行自我测试，因此可基于更准确的值来进行测试。由此，可进一步提高质量流量控制器1的测试自身的可靠性。对其它实施方式进行说明。如图8所示的气体配管系统GS也可适用本发明，此气体配管系统GS中并排设置 有多个具备质量流量控制器1的支流气体管线SL，且在各支流气体管线SL分流之前的分流 前气体管线上设置有分流前阀。具体而言，只要是在所述支流气体管线SL上并排地设置有 具备差压式质量流量控制器2的测试用气体管线KL，并事先将此测试用气体管线KL的入口 侧连接于所述分流前气体管线NL即可。即便是图8所示的气体配管系统GS，只要将由位于所述分流前气体管线上的分流 前阀、及设置在所述质量流量控制器1的上游的1次侧阀FV所规定的配管的容积作为基准 容积，并将前段压力传感器214用作压力测定机构，则可实施ROF型的测试方法，从而可获 取和所述实施方式中的测试系统100大致相同的效果。对ROF型的测试方法作简单说明，所述ROR型的测试方法中使气体相对于基准容 积流入，并根据基准容积内的压力上升来进行质量流量控制器的测试，相对于此，ROF型为 如下方法，即，首先，预先在基准容积中滞留有气体，将具有所要测试的质量流量控制器的 支流气体管线打开并根据此时的压力降低来进行测试。具体而言，在使基准容积内成为规 定的压力之后，将测试用气体管线打开并根据由压力测定机构所测定出的此时的压力降低 来计算出基准容积。然后，使基准容积内升压为预定的压力后，将具有此次所要测试的质量 流量控制器的支流气体管线打开，并根据由压力测定机构所测定出的此时的压力降低来计 算出测试用参数，且将基于基准容积的基准参数和测试用参数进行比较，来进行质量流量 控制器的测试。所述实施方式中，比较部为将基准容积的值和计算容积的值进行比较的构件，但 也可为其它构件。例如，也可预先存储设定有某设定流量时的经过预定时间后的基准体积 内的压力上升值，且将此压力上升值、和在所要测试的质量流量控制器中设定所述设定流 量并经过预定时间后的压力上升值进行比较。此外，也可通过将压力测定值的时间序列数 据和根据基准容积所设定的测试曲线进行比较，来判断质量流量控制器的正常、异常。所述实施方式中，为了尽量不使多余的气体流入基准容积内而将2次侧开闭阀关 闭，但如果允许流入少量的多余气体，那么也可通过将质量流量控制器内的阀关闭来规定 基准容积。此外，也可在所述测试用气体管线上设置有热式质量流量控制器，并且另外设置 有压力测定机构。所述实施方式中，对流量可变阀以流过固定流量的方式进行设定流量的设定来进 行流量控制，并根据此时的基准容积内的压力上升来计算出基准容积，但在不太要求精度 的情况下，也可预先使流量可变阀打开，不进行设定流量的设定便根据此时的压力变化来 求出基准容积。此外，也可不对所要测试的质量流量控制器以流过固定流量的方式进行设定流量 的设定，而仅是预先打开便根据此时的压力变化来进行测试。此情况下，通过将根据压力变 化所计算出的参数、和所要测试的质量流量控制器内的流量测定机构所显示的流量进行比 较，虽然无法进行所述流量测定机构的校正(赋值等)，但可判定所述流量测定机构是否正常。此外，不仅可对如上所述的质量流量控制器进行测试，还可对支流气体管线上独立于质量流量控制器而设置的流量测定机构(质量流量测量器、流量计)等进行测试。此外，作为基准的测试用的质量流量控制器的内部构造并不限定于所述实施方 式。例如，也可为在比流量可变阀更上游设置有流量测定机构或压力测定机构。所述实施方式中，测试用气体管线仅设置有1个管线，但测试用气体管线也可设 置有多个管线。此外，基准容积并不仅仅限定于配管被阀等完全关闭的封闭空间。例如，只要是代替合流后阀而将音速喷嘴等的持续流过固定流量的流体抵抗视作关闭点，且由如此的流体 抵抗等规定的容积内的压力可上升、或下降的机构，就可进行ROR式或ROF式的测试。另外，只要不违反本发明的主旨则可进行各种变形及组合。
权利要求
一种质量流量控制器的测试系统，其是气体配管系统中的质量流量控制器的测试系统，所述气体配管系统中设置有1个或多个具备质量流量控制器的支流气体管线，且在包含所述支流气体管线的多个气体管线合流之后的合流后气体管线上设置有合流后阀，所述质量流量控制器的测试系统的特征在于包括测试用气体管线，具备流量测定机构、流量可变阀以及压力测定机构，且和所述支流气体管线并排设置，并合流于所述合流后气体管线，所述流量测定机构对气体的流量进行测定，所述流量可变阀以使所述流量测定机构所测定的测定流量成为设定流量的方式而对开度进行控制，所述压力测定机构对气体的压力进行测定；基准容积计算部，在将各支流气体管线关闭、且将所述合流后阀关闭的状态下，根据由所述压力测定机构所测定出的测定压力的时间序列数据来计算出基准容积，所述基准容积为基于流量可变阀、各支流气体管线的关闭部位、及所述合流后阀所规定的配管内的容积；测试用参数计算部，将具有所要测试的质量流量控制器的支流气体管线以外的支流气体管线在和所述基准容积计算步骤中的所述关闭部位相同的部位上关闭，根据由所述压力测定机构所测定出的测定压力的时间序列数据来计算出测试用参数；以及比较部，将基于所述基准容积而设定的基准参数和所述测试用参数进行比较。
2.根据权利要求1所述的质量流量控制器的测试系统，其特征在于在所述测试用气体管线上设置有具备所述流量测定机构、所述流量可变阀、以及所述 压力测定机构的差压式质量流量控制器，且所述压力测定机构兼作所述流量测定机构。
3.一种质量流量控制器的测试系统，其是气体配管系统中的质量流量控制器的测试系 统，所述气体配管系统中设置有1个或多个具备质量流量控制器的支流气体管线，且在包 含所述支流气体管线的气体管线分流之前的分流前气体管线上设置有分流前阀，所述质量 流量控制器的测试系统的特征在于包括测试用气体管线，具备流量测定机构、流量可变阀以及压力测定机构，且和所述分流前 气体管线连接，并和所述支流气体管线并排设置，所述流量测定机构对气体的流量进行测 定，所述流量可变阀以使所述流量测定机构所测定的测定流量成为设定流量的方式而对开 度进行控制，所述压力测定机构对气体的压力进行测定；基准容积计算部，在将各支流气体管线关闭、且将所述分流前阀关闭的状态下，根据由 所述压力测定机构所测定出的测定压力的时间序列数据来计算出基准容积，所述基准容积 为基于流量可变阀、各支流气体管线的关闭部位、以及所述分流前阀所规定的配管内的容 积；测试用参数计算部，在将具有所要测试的质量流量控制器的支流气体管线以外的支流 气体管线在和所述基准容积计算步骤中的所述关闭部位相同的部位上关闭、且将所述流量 可变阀及所述分流前阀关闭的状态下，根据由所述压力测定机构所测定出的测定压力的时 间序列数据来计算出测试用参数；以及比较部，将基于所述基准容积而设定的基准参数和所述测试用参数进行比较。
4.一种质量流量控制器的测试方法，其是气体配管系统中的质量流量控制器的测试方 法，所述气体配管系统中设置有1个或多个具备质量流量控制器的支流气体管线，且在包 含所述支流气体管线的气体管线合流之后的合流后气体管线上设置有合流后阀，所述质量流量控制器的测试方法的特征在于包括测试用气体管线设定步骤，在和所述支流气体管线并排设置、并合流于所述合流后气 体管线的测试用气体管线上设置流量测定机构、流量可变阀以及压力测定机构，所述流量 测定机构对流入到该测试用气体管线中的气体的流量进行测定，所述流量可变阀以使所述 流量测定机构所测定的测定流量成为设定流量的方式对开度进行控制，所述压力测定机构 对所述测试用气体管线中的气体的压力进行测定；基准容积计算步骤，在将各支流气体管线关闭、且将所述合流后阀关闭的状态下，根据 由所述压力测定机构所测定出的测定压力的时间序列数据来计算出基准容积，所述基准容 积为基于流量可变阀、各支流气体管线的关闭部位、以及所述合流后阀所规定的配管内的 容积；测试用参数计算步骤，在将具有所要测试的质量流量控制器的支流气体管线以外的支 流气体管线、在和所述基准容积计算步骤中的所述关闭部位相同的部位上关闭、且将所述 流量可变阀以及所述合流后阀关闭的状态下，根据由所述压力测定机构所测定出的测定压 力的时间序列数据来计算出测试用参数；以及比较步骤，将基于所述基准容积而设定的基准参数和所述测试用参数进行比较。
5. 一种质量流量控制器的测试用程序，其是用以在气体配管系统中对质量流量控制器 进行测试的程序，所述气体配管系统中并排设置有支流气体管线和测试用气体管线，且在 各支流气体管线以及所述测试用气体管线合流之后的合流后气体管线上设置有合流后阀， 所述支流气体管线设置有1个或多个且具备质量流量控制器，所述测试用气体管线具备流 量测定机构、流量可变阀以及压力测定机构，所述流量测定机构对气体的流量进行测定，所 述流量可变阀以使所述流量测定机构所测定的测定流量成为设定流量的方式对开度进行 控制，所述压力测定机构对气体的压力进行测定，且所述质量流量控制器的测试用程序的 特征在于包括基准容积计算部，在将各支流气体管线关闭、且将所述合流后阀关闭的状态下，根据由所述压力测定机构所测定出的测定压力的时间序列数据来计算出基准容积，所述基准容积 为基于流量可变阀、各支流气体管线的关闭部位、以及所述合流后阀所规定的配管内的容 积；测试用参数计算部，在将具有所要测试的质量流量控制器的支流气体管线以外的支流 气体管线在和所述基准容积计算步骤中的所述关闭部位相同的部位上关闭、且将所述流量 可变阀以及所述合流后阀关闭的状态下，根据由所述压力测定机构所测定出的测定压力的 时间序列数据来计算出测试用参数；以及比较部，将基于所述基准容积而设定的基准参数和所述测试用参数进行比较。
全文摘要
本发明提供一种测试系统，其无须对配管等作任何的设计变更便可低价引入到半导体制造工序等所使用的现存的气体配管系统中，且可以短时间进行基于准确的基准容积的质量流量控制器的测试。测试系统中设置有测试用气体管线(KL)，和支流气体管线(SL)并排设置，且合流于合流后气体管线(ML)；基准容积计算部(32)，计算出由气体配管系统(GS)的配管自身所规定的基准容积；测试用参数计算部(33)，根据在由所要测试的质量流量控制器(1)进行流量控制的期间由压力测定机构(213)测定的测定压力的时间序列数据来计算出测试用参数；以及比较部(33)，将根据基准容积所设定的基准参数和测试用参数进行比较。
文档编号G05B23/00GK101840232SQ201010135729
公开日2010年9月22日 申请日期2010年3月10日 优先权日2009年3月11日
发明者安田忠弘, 山口裕二 申请人:株式会社堀场Stec