CN101436069A - 质量流量控制器的在线校验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的质量流量控制器的在线校验方法，其校验过程中压力控制阀的开度或者反应腔室中的气压与气体的流量一一对应，因此可以输入预定流量的气体，待压力动态稳定后测量压力控制阀的开度或者反应腔室中的气压；然后通过待校验的质量流量控制器输入预定流量的气体，待压力再次动态稳定后测量压力控制阀的开度或者反应腔室中的气压；这样，通过比较上述两次开度或者两次气压即可得出待校验的质量流量控制器是否发生零点飘移的结论。本发明所提供校验方法所耗费的时间仅是在反应腔室中建立压力动态平衡的时间，因此可以显著缩短停机检测时间、快速得到检测结果，有利于等离子体处理设备使用效率的提高。

Description

质量流量控制器的在线校验方法

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别是涉及用于等离子体处理设备的质量流量控制器的在线校验方法。

背景技术

等离子体处理装置是在半导体制造领域得到广泛应用的加工设备。

请参考图1，图1为一种典型的等离子体处理装置的结构示意图。

等离子体处理装置1通常包括壳体11，壳体11中具有反应腔室12。反应腔室12的顶部和底部分别相对应地设有上极板13和下极板14；下极板14的顶部可以支撑待处理加工件。上述加工件应当包括晶片和玻璃基板，以及与两者具有相同加工原理的其他加工件。下文所述加工件的含义与此相同。

等离子体处理装置1工作时，通过真空泵组19或者其他真空获得装置在反应腔室12中制造并维持接近真空的状态；真空泵组19与反应腔室12之间设置压力控制阀17以及真空隔断阀18。在接近真空的状态下，通过气体输入装置向反应腔室12中输入气体，并在上极板13和下极板14之间输入适当的射频电压，从而激活所述气体，进而在放置于下极板14顶部的加工件的表面产生并维持等离子体环境。由于具有强烈的刻蚀以及淀积能力，所述等离子体可以与所述加工件发生刻蚀或者淀积等物理化学反应，以获得所需要的刻蚀图形或者淀积层。上述物理化学反应的副产物由所述真空获得装置从反应腔室12中抽出。

在上述反应过程中，需要精确确定气体的流量，各种气体通常均由质量流量控制器精确控制，例如，图1中的等离子体处理设备1包括第一质量流量控制器151和第二质量流量控制器152，两者分别串接第一气动阀161和第二气动阀162；这样即可向反应腔室中输入配比精确的气体。

然而，使用一段时间后，质量流量控制器由于多种原因可能会出现零点漂移或者其他偏差，这会造成工艺过程不稳定，进而影响基片良率或者转换效率，因此质量流量控制器的校验在至关重要。为了不影响正常的生产，通常，质量流量控制器的校验大都在线进行。

现有技术中存在若干质量流量控制器的校验方法，例如，公开号为CN 1851596A的发明专利申请公开说明书提供了一种校验方法，这种方法首先通入气体，待质量流量控制器的流量稳定后关闭摆阀，然后测量反应腔室中气压的变化量及其他参数，从而计算出所输入气体的实际流量，再将该实际流量与设定流量比较，最终确定质量流量控制器是否发生零点飘移等偏差。

为了获得较为精确的测量结果，上述校验方法需向反应腔室中输入大量的气体以使气压显著升高。

随着近年来反应腔室的容积不断加大，上述校验方法所耗费的时间越来越长，等离子体处理设备的使用效率因此将不断降低。在质量流量控制器流量较小的情况下，上述问题尤为突出。

因此，如何减少质量流量控制器校验过程所耗费的时间，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种质量流量控制器的在线校验方法，其校验过程所耗费的时间较少。

为解决上述技术问题，本发明提供一种质量流量控制器的在线校验方法，用于判断等离子体处理设备的质量流量控制器是否发生零点飘移，包括以下步骤：

11)对反应腔室抽真空，固定等离子体处理设备的压力控制阀的位置，并保持***流导不变；

12)向所述反应腔室中通入预定流量的气体，待压力稳定后测量反应腔室中的气体压力，将该压力作为该流量下的基准压力；

13)通过待校验的质量流量控制器输入预定流量的气体，待压力稳定后测量反应腔室中的气体压力，将该压力作为该流量下的实际压力；所述实际压力与同流量下的基准压力在相同的温度下测得；

14)计算所述实际压力与同流量下的基准压力之差相对于所述基准压力的比值；

15)判断所述实际压力与同流量下的基准压力之差是否达到预定程度；若是，得出待校验的质量流量控制器需要进行校准结论，若否，得出待校验的质量流量控制器不需要进行校准的结论。

上述本发明所提供的质量流量控制器的在线校验方法，其校验过程中***流导不变，反应腔室中的压力与气体流量一一对应；因此可以首先向所述反应腔室中通入预定流量的气体，待压力建立动态平衡后即可测量反应腔室中的气体压力并将其作为上述流量下的基准压力；然后通过待校验的质量流量控制器输入预定流量的气体，待压力再次建立动态平衡后即可测量反应腔室中的实际压力。由于流导不变，在温度不变的情况下，如果待校验的质量流量控制器没有发生零点飘移或者其他偏差，上述预定压力应大体等于上述实际压力；这样，通过比较上述基准压力与上述实际压力即可得出待校验的质量流量控制器是否发生零点飘移等偏差的结论。显然，本发明所提供校验方法所耗费的时间主要是在反应腔室中建立压力动态平衡的时间；与使整个反应腔室的压力显著提高所耗费的时间相比，建立压力动态平衡的时间显然要短很多，因此，本发明可以显著缩短停机检测时间，从而快速得到检测结果，有利于等离子体处理设备使用效率的提高。

在另一种实施方式中，本发明可以预先测得多种流量下的基准压力，需要在某一流量下校验质量流量控制器时仅需在同等条件下测量实际压力，并与预先测得的该流量下的基准压力进行比较即可，这样可以进一步缩短检测时间、提高等离子体处理设备的使用效率。

本发明还提供一种质量流量控制器的在线校验方法，用于判断等离子体处理设备的质量流量控制器是否发生零点飘移，包括以下步骤：

11)对反应腔室抽真空，并通过等离子体处理设备的压力控制阀固定反应腔室中气体的压力；

12)向所述反应腔室中通入预定流量的气体，待压力稳定后测量所述压力控制阀的开度，将该开度作为该流量下的基准开度；

13)通过待校验的质量流量控制器输入预定流量的气体，待压力稳定后测量所述压力控制阀的开度，将该压力作为该流量下的实际开度；所述实际开度与同流量下的基准开度在相同的温度下测得；

14)计算所述实际开度与同流量下的基准开度之差相对于所述基准开度的比值；

15)判断所述实际开度与同流量下的基准开度之差是否达到预定程度；若是，得出待校验的质量流量控制器需要进行校准的结论，若否，得出待校验的质量流量控制器不需要进行校准的结论。

上述本发明所提供的质量流量控制器的在线校验方法，其校验过程中反应腔室中气体的压力在压力控制阀的控制下保持恒定，压力控制阀的开度(即压力控制阀的位置)与气体流量一一对应。因此可以向所述反应腔室中通入预定流量的气体，待压力动态稳定后测量所述压力控制阀的开度并将其作为上述流量下的基准开度；然后通过待校验的质量流量控制器输入预定流量的气体，待压力再次动态稳定后测量所述压力控制阀的实际开度；这样，通过比较上述基准开度与上述实际开度即可得出待校验的质量流量控制器是否发生零点飘移等偏差的结论。显然，上述本发明的具体实施方式所提供校验方法所耗费的时间主要仍在反应腔室中建立压力动态平衡的时间；与使整个反应腔室的压力显著提高所耗费的时间相比，建立压力动态平衡的时间显然同样会短很多，因此，上述本发明的具体实施方式所提供校验方法同样可以显著缩短停机检测时间、实现快速得到检测结果，有利于等离子体处理设备使用效率的提高。

在另一种实施方式中，可以预先测得多种流量下的基准开度，需要在某一流量下校验质量流量控制器时仅需在同等条件下测量实际开度，并与预先测得的该流量下的基准开度进行比较即可，这样可以进一步缩短检测时间、提高等离子体处理设备的使用效率。

附图说明

图1为一种典型的等离子体处理装置的结构示意图；

图2为本发明第一种具体实施方式所提供质量流量控制器的在线校验方法的流程图；

图3为本发明第二种具体实施方式所提供质量流量控制器的在线校验方法的流程图；

图4为本发明第三种具体实施方式所提供质量流量控制器的在线校验方法的流程图；

图5为本发明第四种具体实施方式所提供质量流量控制器的在线校验方法的流程图；

图6为本发明第五种具体实施方式所提供质量流量控制器的在线校验方法的流程图；

图7为本发明第六种具体实施方式所提供质量流量控制器的在线校验方法的流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种质量流量控制器的在线校验方法，其校验过程所耗费的时间较少。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2，图2为本发明第一种具体实施方式所提供质量流量控制器的在线校验方法的流程图。

在第一种具体实施方式中，本发明所提供的质量流量控制器的在线校验方法包括如下步骤：

步骤S11：

通过真空泵组19或者其他真空获得装置对反应腔室12抽真空，并保持泵抽速恒定；同时，固定压力控制阀17(具体可以采用蝶阀、摆阀等)的位置，使其开度保持稳定。测量过程中***的压升率可以小于2mTorr/Min，以提高校验的准确性。必要时，应当采取其他措施，以保持***的流导不变。

所谓流导(CU，conductance)，是指在等温条件下，气体通过某通道时，其流量与通道两侧的平均压力差之比。因此，当流导以及一侧气压恒定时，气体的流量与另一侧的气压呈线性关系，因此两者将形成一一对应关系。

步骤S12：

向反应腔室12中通入预定流量的气体，待压力稳定后测量反应腔室12中的气体压力，将该压力作为该流量下的基准压力。

显然，上述预定流量是已知的、准确的。例如，可以打开第一气动阀161通过正常工作的第一质量流量控制器151向反应腔室12中输入气体，这样即可向反应腔室12中准确输入已知流量的气体。

在较短的时间内反应腔室12中的压力即可稳定，即建立起气压的动态平衡。由于***的流导恒定，气体输入反应腔室12的流量与反应腔室12中的气压一一对应，因此上述预定流量将在反应腔室12中引起某一特定的压力，可以将该压力作为上述预定流量下的基准压力PS1。

步骤S13：

通过待校验的质量流量控制器输入预定流量(该预定流量与步骤S12中的预定流量相同)的气体，待压力稳定(建立动态平衡)后测量反应腔室12中的气体压力，将该压力作为该流量下的实际压力P₁；实际压力P₁与同流量下的基准压力P_S1在相同的温度下测得。

所述待校验的质量流量控制器具体可以是第二质量流量控制器152；打开第二气动阀162并关闭第一气动阀161，即可由第二质量流量控制器152向反应腔室12中输入上述预定流量的气体。显然，第二质量流量控制器152输入的气体流量可能是不准确的。

在较短的时间内即可重新建立气压的动态平衡，即反应腔室12内的气压在较短的时间内即可重新稳定，测量此时的压力，并将该压力作为上述预定流量下的实际压力P₁。

如前所述，只有在温度不变的前提下气体输入反应腔室12的流量与反应腔室12中的气压才能一一对应，因此需要保证实际压力P₁与基准压力P_S1在相同的温度下测得。

步骤S14：

计算实际压力P₁与同流量下的基准压力P_S1之差(即两者的绝对值)相对于基准压力P_S1的比值PRB₁。

由于气体输入反应腔室12的流量与反应腔室12中的气压一一对应，因此如果待校验的第二质量流量控制器152仍然正常工作，两次输入气体的流量应是相等或者相差较小的，则实际压力P₁与同流量下的基准压力P_S1也应当相等或者相差较小；通过两者的偏差即可掌握待校验的第二质量流量控制器152是否正常工作。

步骤S15：

判断实际压力P₁与同流量下的基准压力P_S1之差是否达到预定程度；若是，得出待校验的第二质量流量控制器152发生零点飘移等偏差需要校准的结论；若否，得出待校验的第二质量流量控制器152未发生零点飘移等偏差不需要校准的结论。

上述比值PRB₁可以反映实际压力P₁与同流量下的基准压力P_S1之差，因此，将比值PRB₁控制在可以容忍的范围即可。

例如，当比值PRB₁小于5％时可以认为实际压力P₁与同流量下的基准压力P_S1之差尚未达到预定程度，第二质量流量控制器152尚未出现零点飘移或者其他偏差，不需进行校准；而当比值PRB₁大于或者等于5％时，可以认为实际压力P₁与同流量下的基准压力P_S1之差已经达到预定程度，第二质量流量控制器152已经发生了零点飘移或者其他偏差，需要进行校准。当然，可以灵活设定比值PRB₁的控制点，该控制点并不限于5％；可以根据实际需要设定比值PRB₁可以容忍的最大值。

通过维持***流导不变，本发明所提供的质量流量控制器的在线校验方法在气体流量与某可快速测量的参数(动态平衡时反映腔室12的气压)之间建立一一对应的关系，从而通过对上述可快速测量的参数的检测来判断气体的实际流量与设定流量之间是否存在不可接受的偏差。由于本发明所提供的质量流量控制器的在线校验方法所耗费的时间主要是在反应腔室12中建立压力动态平衡的时间；与使整个反应腔室12的压力显著提高所耗费的时间相比，建立压力动态平衡的时间显然要短很多，因此，本发明可以显著缩短停机检测时间，从而快速得到检测结果，有利于等离子体处理设备1使用效率的提高。

请参考图3，图3为本发明第二种具体实施方式所提供质量流量控制器的在线校验方法的流程图。

可以对图2所示质量流量控制器的在线校验方法进行改进。

例如，为了提高校验的准确度，可以多次改变压力控制阀17的位置，在多个位置下对质量流量控制器152进行校验，然后综合各次校验结果得出最终结论。具体地，本发明第二种具体实施方式所提供质量流量控制器的在线校验方法包括如下步骤：

步骤S21：对反应腔室12抽真空，固定等离子体处理设备1的压力控制阀17的位置，并保持***流导不变。

步骤S22：向反应腔室12中通入预定流量的气体，待压力稳定后测量反应腔室中的气体压力，将该压力作为上述流量下的基准压力P_S1。

步骤S23：通过待校验的质量流量控制器输入预定流量(该预定流量与步骤S22中的预定流量相同)的气体，待压力稳定后测量反应腔室中的气体压力，将该压力作为所述预定流量下的实际压力P₁；实际压力P₁与同流量下的基准压力P_S1在相同的温度下测得。

步骤S24：计算实际压力P₁与同流量下的基准压力P_S1之差相对于基准压力P_S1的比值PRB₁。

步骤S25：判断是否已经得到预定数目的比值；若是，转向步骤S27，若否，转向步骤S26。

可以根据实际情况设定上述比值的预定数目(即压力控制阀17位置的数目)。

步骤S26：重新设定压力控制阀17的位置，然后转向步骤S22。

这样可以获得另一压力控制阀17位置下的基准压力P_S2(或者P_S3......P_SN)、实际压力P₂(或者P₃......P_N)，以及两者之差与基准压力P_S2的比值PRB₂(或者PRB₃......PRB_N)。其中，N为大于3的自然数。

步骤S27：当实际压力与同流量下的基准压力之差达到预定程度时，得出待校验的第二质量流量控制器152发生零点飘移的结论；否则，得出待校验的第二质量流量控制器152未发生零点飘移的结论。

在本具体实施方式中，当PRB₁......PRB_N的平均值小于5％时可以认为实际压力与同流量下的基准压力之差尚未达到预定程度，第二质量流量控制器152尚未发生零点飘移等偏差；而PRB₁......PRB_N的平均值大于或者等于5％时，可以认为实际压力与同流量下的基准压力之差已经达到预定程度，第二质量流量控制器152已经发生了零点飘移等偏差，需要进行校准。这样，校验结果的准确度较高。

请参考图4，图4为本发明第三种具体实施方式所提供质量流量控制器的在线校验方法的流程图。

本发明第三种具体实施方式所提供质量流量控制器的在线校验方法是在第一种或者第二种具体实施方式的基础上所做的改进，以下仅详细描述在第一种具体实施方式的基础上改进的方案，该方案具体包括如下步骤：

步骤S31：对反应腔室12抽真空，固定等离子体处理设备的压力控制阀17的位置，并保持***流导不变。

步骤S32：向反应腔室12中通入预定流量的气体，待压力稳定后测量反应腔室12中的气体压力，将该压力作为该流量下的基准压力P_S。

步骤S33：判断基准压力P_S所对应的流量的范围是否满足预定要求，若是，则转向步骤S34，若否，则转向步骤S35。

是否满足预定要求主要考虑质量流量控制器的量程范围，通常可以在量程范围内各个重要流量下的基准压力P_S均测得后，才认为预定要求得到满足。当然，此点可以根据实际情况相对灵活地掌握。

步骤S35：改变气体的流量，并转向步骤S32。

当预定要求没有得到满足(即基准压力P_S的数目较少，部分较为重要的流量没有相对应的基准压力P_S)时，改变气流的流量，并测量该流量下的基准压力P_S；直至各重要流量都具有与一基准压力P_S与其相对应。

上述步骤S31、步骤S32、步骤S33、步骤S35可以预先完成，从而预先得到各重要流量下的基准压力P_S。需要在某一流量下校验第二质量流量控制器152时，自步骤S34开始即可。

步骤S34：通过待校验的第二质量流量控制器152输入预定流量(该流量下的基准压力P_S已在步骤S32中获得)的气体，待压力稳定后测量反应腔室12中的气体压力，将该压力作为该流量下的实际压力P_X；实际压力P_X与同流量下的基准压力P_S在相同的温度下测得。

步骤S36：计算实际压力P_X与同流量下的基准压力P_S之差相对于基准压力P_S的比值PRB_X。

步骤S37：

当实际压力P_X与同流量下的基准压力P_S之差达到预定程度时，得出待校验的第二质量流量控制器152发生零点飘移或者其他偏差的结论；否则，得出待校验的第二质量流量控制器152未发生零点飘移或者其他偏差的结论。

可以通过上述比值PRB_X反映实际压力P_X与同流量下的基准压力P_S之差，具体判断过程可以参考第一种具体实施方式，本文不再赘述。

本发明第三种具体实施方式预先测量得到量程范围内各个重要流量下的一系列基准压力P_S，这样，需要在某特定流量下校验时，仅需要通过待校验的第二质量流量控制器152向反应腔室12中输入上述特定流量的气体，并测量此时的实际压力P_X，然后在一系列基准压力P_S中查找对应于上述特定流量的基准压力P_S，将该基准压力P_S与实际压力P_X进行比较，从而即可得出校验结论。显然，这种校验方法仅需预先测得各个重要流量下的一系列基准压力P_S，此后在某特定流量下校验时仅需测得该流量下的实际压力P_X即可通过计算得出校验结论，校验过程仅耗费压力建立一次动态平衡的时间，这显然进一步提高了校验效率，进而进一步缩短了校验时间、提高了等离子体处理设备的使用效率。

请参考图5，图5为本发明第四种具体实施方式所提供质量流量控制器的在线校验方法的流程图。

在第四种具体实施方式中，本发明所提供的质量流量控制器的在线校验方法包括如下步骤：

步骤S41：

通过真空泵组19或者其他真空获得装置对反应腔室12抽真空，并保持泵抽速恒定；同时，通过压力控制阀17为反应腔室12设定固定的压力。测量过程中***的压升率可以小于2mTorr/Min，以提高校验的准确性。

由于反应腔室12的压力须固定不变，因此当向反应腔室12中输入不通流量的气体时压力控制阀17的开度(即压力控制阀17的位置)必然调整，以维持反应腔室12中的压力不变。也即，压力控制阀17的开度与气体的流量可以建立一一对应的关系。

步骤S42：

向反应腔室12中通入预定流量的气体，待压力稳定后测量压力控制阀17的开度，将该开度作为上述流量下的基准开度。

显然，上述预定流量是已知的、准确的。例如，可以打开第一气动阀161通过正常工作的第一质量流量控制器151向反应腔室12中输入气体，这样即可向反应腔室12中准确输入已知流量的气体。

在较短的时间内反应腔室12中的压力即可稳定，即建立起气压的动态平衡。由于压力控制阀17的开度与气体的流量具有一一对应的关系，因此上述预定流量将使压力控制阀17的具有某一特定的开度，可以将该开度作为上述预定流量下的基准开度T_S1。

步骤S43：

通过待校验的质量流量控制器输入预定流量(该预定流量与步骤S42中的预定流量相同)的气体，待压力稳定(建立动态平衡)后测量压力控制阀17的开度，将该开度作为该流量下的实际开度T₁；实际开度T₁与同流量下的基准开度T_S1在相同的温度下测得。

所述待校验的质量流量控制器具体可以是第二质量流量控制器152；打开第二气动阀162并关闭第一气动阀161，即可由第二质量流量控制器152向反应腔室12中输入上述预定流量的气体。显然，第二质量流量控制器152输入的气体流量可能是不准确的。

在较短的时间内即可重新建立气压的动态平衡，即反应腔室12内的气压在较短的时间内即可重新稳定，测量此时压力控制阀17的开度，并将该开度作为上述预定流量下的实际开度T₁。

步骤S44：

计算实际开度T₁与同流量下的基准开度T_S1之差(即两者的绝对值)相对于基准开度T_S1的比值PRB₁。

由于气体输入反应腔室12的流量与压力控制阀17的开度一一对应，因此如果待校验的第二质量流量控制器152仍然正常工作，两次输入气体的流量应是相等或者相差较小的，则实际开度T₁与同流量下的基准开度T_S1也应当相等或者相差较小；通过两者的偏差即可掌握待校验的第二质量流量控制器152是否正常工作。

步骤S45：

判断实际开度T₁与同流量下的基准开度T_S1之差是否达到预定程度；若是，得出待校验的第二质量流量控制器152发生零点飘移等偏差需要校准的结论；若否，得出待校验的第二质量流量控制器152未发生零点飘移等偏差不需要校准的结论。

上述比值PRB₁可以反映实际开度T₁与同流量下的基准开度T_S1之差，因此，将比值PRB₁控制在可以容忍的范围即可。

例如，当比值PRB₁小于5％时可以认为实际开度T₁与同流量下的基准开度T_S1之差尚未达到预定程度，第二质量流量控制器152尚未发生零点飘移等偏差；而当比值PRB₁大于或者等于5％时，可以认为实际开度T₁与同流量下的基准开度T_S1之差已经达到预定程度，第二质量流量控制器152已经发生了零点飘移等偏差，需要进行校准。当然，可以灵活设定比值PRB₁的控制点，该控制点并不限于5％；可以根据实际需要设定比值PRB₁可以容忍的最大值。

本发明所提供的质量流量控制器的在线校验方法在气体流量与某可快速测量的参数(动态平衡时压力控制阀17的开度)之间建立一一对应的关系，从而通过对上述可快速测量的参数的检测来判断气体的实际流量与设定流量之间是否存在不可接受的偏差。由于本发明所提供的质量流量控制器的在线校验方法所耗费的时间主要是在反应腔室12中建立压力动态平衡的时间；与使整个反应腔室12的压力显著提高所耗费的时间相比，建立压力动态平衡的时间显然要短很多，因此，本发明可以显著缩短停机检测时间，从而快速得到检测结果，有利于等离子体处理设备使用效率的提高。

请参考图6，图6为本发明第五种具体实施方式所提供质量流量控制器的在线校验方法的流程图。

可以对图5所示质量流量控制器的在线校验方法进行改进。

例如，为了提高校验的准确度，可以多次通过压力控制阀17重新设定反应腔室12中的气压，在多中反应腔室气压下对质量流量控制器152进行校验，然后综合各次校验结果得出最终结论。具体地，本发明第五种具体实施方式所提供质量流量控制器的在线校验方法包括如下步骤：

步骤S51：对反应腔室12抽真空，通过压力控制阀17固定反应腔室12中的气压。

步骤S52：向反应腔室12中通入预定流量的气体，待压力稳定后测量压力控制阀17的开度，将该开度作为上述流量下的基准开度T_S1。

步骤S53：通过待校验的质量流量控制器输入预定流量(该预定流量与步骤S52中的预定流量相同)的气体，待压力稳定后测量压力控制阀17的开度，将该开度作为所述预定流量下的实际开度T₁；实际开度T₁与同流量下的基准压力P_S1在相同的温度下测得。

步骤S54：计算实际开度T₁与同流量下的基准开度T_S1之差相对于基准开度T_S1的比值PRB₁。

步骤S55：判断是否已经得到预定数目的比值；若是，转向步骤S57，若否，转向步骤S56。

可以根据实际情况设定上述比值的预定数目(即反应腔室12中压力的数目)。

步骤S56：通过压力控制阀17重新设定反应腔室12中的气压，然后转向步骤S52。

这样可以获得另一气压下的基准开度T_S2(或者T_S3......T_SN)、实际开度T₂(或者T₃......T_N)，以及两者之差与基准开度T_S2的比值PRB₂(或者PRB₃......PRB_N)。其中，N为大于3的自然数。

步骤S57：当实际开度与同流量下的基准开度之差达到预定程度时，得出待校验的第二质量流量控制器152发生零点飘移等偏差的结论；否则，得出待校验的第二质量流量控制器152未发生零点飘移等偏差的结论。

在本具体实施方式中，当PRB₁......PRB_N的平均值小于5％时可以认为实际开度与同流量下的基准开度之差尚未达到预定程度，第二质量流量控制器152尚未发生零点飘移等偏差；而PRB₁......PRB_N的平均值大于或者等于5％时，可以认为实际开度与同流量下的基准开度之差已经达到预定程度，第二质量流量控制器152已经发生了零点飘移等偏差，需要进行校准。这样，校验结果的准确度较高。

请参考图7，图7为本发明第六种具体实施方式所提供质量流量控制器的在线校验方法的流程图。

本发明第六种具体实施方式所提供质量流量控制器的在线校验方法是在第四种或者第五种具体实施方式的基础上所做的改进，以下仅详细描述在第四种具体实施方式的基础上改进的方案，该方案具体包括如下步骤：

步骤S61：对反应腔室12抽真空，通过压力控制阀17固定反应腔室12中的气压。

步骤S62：向反应腔室12中通入预定流量的气体，待压力稳定后测量压力控制阀17的开度，将该开度作为上述流量下的基准开度TS。

步骤S63：判断基准开度T_S所对应的流量的范围是否满足预定要求，若是，则转向步骤S64，若否，则转向步骤S65。

是否满足预定要求主要考虑质量流量控制器的量程范围，通常可以在量程范围内各个重要流量下的基准压力均测得后，才认为预定要求得到满足。当然，此点可以根据实际情况相对灵活地掌握。

步骤S65：改变反应腔室12中气体的压力，并转向步骤S62。

当预定要求没有得到满足(即基准开度T_S的数目较少，部分较为重要的流量没有相对应的基准开度T_S)时，改变反应腔室12中气体的压力，并测量该流量下的基准开度T_S；直至各重要流量都具有与一基准开度T_S与其相对应。

上述步骤S61、步骤S62、步骤S63、步骤S65可以预先完成，从而预先得到各重要流量下的基准开度T_S。需要在某一流量下校验第二质量流量控制器152时，自步骤S64开始即可。

步骤S64：通过待校验的第二质量流量控制器152输入预定流量(该流量下的基准开度T_S已在步骤S62中获得)的气体，待压力稳定后测量压力控制阀17的开度，将该开度作为所述预定流量下的实际开度T_X；实际开度T_X与同流量下的基准开度T_S在相同的温度下测得。

步骤S66：计算实际开度T_X与同流量下的基准开度T_S之差相对于基准开度T_S的比值PRB_X。

步骤S67：

当实际开度T_X与同流量下的基准开度T_S之差达到预定程度时，得出待校验的第二质量流量控制器152发生零点飘移等偏差的结论；否则，得出待校验的第二质量流量控制器152未发生零点飘移等偏差的结论。

可以通过上述比值PRB_X反映实际开度T_X与同流量下的基准开度T_S之差，具体判断过程可以参考第四种具体实施方式，本文不再赘述。

本发明第六种具体实施方式预先测量得到量程范围内各个重要流量下的一系列基准开度T_S，这样，需要在某特定流量下校验时，仅需要通过待校验的第二质量流量控制器152向反应腔室12中输入上述特定流量的气体，并测量此时的实际开度T_X，然后在一系列基准开度T_S中查找对应于上述特定流量的基准开度T_S，将该基准开度T_S与实际开度T_X进行比较，从而即可得出校验结论。显然，这种校验方法仅需预先测得各个重要流量下的一系列基准开度T_S，此后在某特定流量下校验时仅需测得该流量下的实际开度T_X即可通过计算得出校验结论，校验过程仅耗费压力建立一次动态平衡的时间，这显然进一步提高了校验效率，进而进一步缩短了校验时间、提高了等离子体处理设备的使用效率。

此外，需要特别指出的是，本发明第一至第六种具体实施方式所提供的在线校验方法的共同发明构思是：在气体流量与某可快速测量的参数(动态平衡时反应腔室12中气体的压力或者动态平衡时压力控制阀17的开度)建立一一对应的关系，从而通过对上述可快速测量的参数的检测来判断气体的实际流量与设定流量之间是否存在不可接受的偏差，进而实现快速检测。因此，本发明权利要求书所要求保护的技术方案之间显然具有单一性。

以上对本发明所提供的质量流量控制器的在线校验方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1、一种质量流量控制器的在线校验方法，用于判断等离子体处理设备的质量流量控制器是否发生零点飘移，包括以下步骤：

11)对等离子体处理设备的反应腔室抽真空，固定压力控制阀的位置，并保持***流导不变；

12)向所述反应腔室中通入预定流量的气体，待压力稳定后测量反应腔室中的气体压力，将该压力作为该流量下的基准压力；

13)通过待校验的质量流量控制器输入预定流量的气体，待压力稳定后测量反应腔室中的气体压力，将该压力作为该流量下的实际压力；所述实际压力与同流量下的基准压力在相同的温度下测得；

14)计算所述实际压力与同流量下的基准压力之差相对于所述基准压力的比值；

15)判断所述实际压力与同流量下的基准压力之差是否达到预定程度；若是，得出待校验的质量流量控制器需要进行校准的结论，若否，得出待校验的质量流量控制器不需要进行校准的结论。

2、如权利要求1所述的质量流量控制器的在线校验方法，其特征在于，所述比值大于或者等于5％时，所述实际压力与同流量下的基准压力之差达到步骤15)中所述预定程度。

3、如权利要求1所述的质量流量控制器的在线校验方法，其特征在于，所述步骤14)和步骤15)之间进一步包括以下步骤：

141)判断是否已经得到预定数目的比值；若是，转向步骤15)，若否，改变等离子体处理设备的压力控制阀的位置，并转向步骤12)；

所得到的各个比值的平均值大于或者等于5％时，所述实际压力与同流量下的基准压力之差达到步骤15)中所述预定程度。

4、如权利要求1至3任一项所述的质量流量控制器的在线校验方法，其特征在于，所述步骤12)和步骤13)之间进一步包括以下步骤：

121)判断各基准压力所对应的气体流量的范围是否满足预定要求；若是，转向步骤13)，若否，改变气体的预定流量，并转向步骤12)。

5、如权利要求4所述的质量流量控制器的在线校验方法，其特征在于，测量过程中***的压升率小于2mTorr/Min。

6、一种质量流量控制器的在线校验方法，用于判断等离子体处理设备的质量流量控制器是否发生零点飘移，包括以下步骤：

11)对等离子体处理设备的反应腔室抽真空，并通过压力控制阀固定反应腔室中气体的压力；

12)向所述反应腔室中通入预定流量的气体，待压力稳定后测量所述压力控制阀的开度，将该开度作为该流量下的基准开度；

13)通过待校验的质量流量控制器输入预定流量的气体，待压力稳定后测量所述压力控制阀的开度，将该压力作为该流量下的实际开度；所述实际开度与同流量下的基准开度在相同的温度下测得；

14)计算所述实际开度与同流量下的基准开度之差相对于所述基准开度的比值；

15)判断所述实际开度与同流量下的基准开度之差是否达到预定程度；若是，得出待校验的质量流量控制器需要进行校准结论，若否，得出待校验的质量流量控制器不需要进行校准的结论。

7、如权利要求6所述的质量流量控制器的在线校验方法，其特征在于，所述比值大于或者等于5％时，所述实际开度与同流量下的基准开度之差达到步骤15)中所述预定程度。

8、如权利要求6所述的质量流量控制器的在线校验方法，其特征在于，所述步骤14)和步骤15)之间进一步包括以下步骤：

141)判断是否已经得到预定数目的比值；若是，转向步骤15)，若否，改变所述反应腔室中气体的压力，并转向步骤12)；

所得到的各个比值的平均值大于或者等于5％时，所述实际开度与同流量下的基准开度之差达到步骤15)中所述预定程度。

9、如权利要求6至8任一项所述的质量流量控制器的在线校验方法，其特征在于，所述步骤12)和步骤13)之间进一步包括以下步骤：

121)判断各基准压力所对应的气体流量的范围是否满足预定要求；若是，转向步骤13)，若否，改变气体的预定流量，并转向步骤12)。

10、如权利要求9所述的质量流量控制器的在线校验方法，其特征在于，测量过程中***的压升率小于2mTorr/Min。

Images