JP2021056806A - バルブ装置の検査システム、検査方法および半導体製造装置 - Google Patents
バルブ装置の検査システム、検査方法および半導体製造装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021056806A JP2021056806A JP2019179807A JP2019179807A JP2021056806A JP 2021056806 A JP2021056806 A JP 2021056806A JP 2019179807 A JP2019179807 A JP 2019179807A JP 2019179807 A JP2019179807 A JP 2019179807A JP 2021056806 A JP2021056806 A JP 2021056806A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow rate
- valve device
- valve
- mass flow
- conjugate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Flow Control (AREA)
Abstract
【課題】自動でバルブ装置のCv値の検査が可能であると共に、バルブ装置を組み込んだ半導体製造装置などのシステムに組み込むことが可能な、検査システム及び検査方法を提供する。【解決手段】検査対象のバルブ装置60のCv値を検査するシステムであって、検査用の流体の圧力を調整するレギュレータ10と、レギュレータ10の2次側に設けられ、流体の質量流量を測定する質量流量センサ22と該質量流量センサの1次側又は2次側の流体の流路を開閉する開閉バルブ21との結合体20と、結合体20の2次側とバルブ装置60の2次側との圧力差を検出する差圧センサ30と、結合体20の2次側に設けられ、検査対象のバルブ装置60を接続できるように構成された継手部40と、開閉バルブ21を制御すると共に、質量流量センサ30により測定された流量データを収集する制御部50と、を有する。【選択図】図1
Description
本発明は、バルブ装置の検査システム、検査方法および半導体製造装置に関する。
従来、半導体製造プロセスに用いられるプロセスガス等の流通・遮断制御や流量制御に各種バルブ装置が用いられており、特に精密な流量制御のためにダイヤフラムバルブが多く用いられている。
これらのバルブ装置は、バルブ全開時の開度を示すCv値が所定値であること、具体的には、バルブ全開状態で所定圧力差を加えたときに所定の流量の流体を流せること、が求められている。
これらのバルブ装置は、バルブ全開時の開度を示すCv値が所定値であること、具体的には、バルブ全開状態で所定圧力差を加えたときに所定の流量の流体を流せること、が求められている。
従来は、バルブ装置のこのようなCv値の検査は、例えば図10に示すように、検査用流体の圧力をレギュレータ10で調整して所定の圧力差Pを検査対象のバルブ装置60に加えた状態で、流れる流体の流量Qを質量流量制御装置の表示器23で読み取り、この流量値からCv値を算出していた(たとえば特許文献1)。
しかし、このような検査システム及び検査方法では、手動操作によるため、効率が悪く、デジタル化した測定データが得られないので、生産管理の自動化の点でも問題があった。
また、半導体製造装置などに組み込まれたバルブ装置では、非常に多数回の開閉操作によってバルブシートが摩耗・変形し、Cv値が変化するという問題もあり、バルブ装置を被搭載装置から外さずにCv値の再検査のできるシステムも求められている。
さらに、Cv値、すなわち全開時の開度、が変化しても、その開度を電気的に調整できるバルブ装置も開発され(例えば特許文献2)、検査結果に応じて開度を再調整できるシステムも求められている。
また、半導体製造装置などに組み込まれたバルブ装置では、非常に多数回の開閉操作によってバルブシートが摩耗・変形し、Cv値が変化するという問題もあり、バルブ装置を被搭載装置から外さずにCv値の再検査のできるシステムも求められている。
さらに、Cv値、すなわち全開時の開度、が変化しても、その開度を電気的に調整できるバルブ装置も開発され(例えば特許文献2)、検査結果に応じて開度を再調整できるシステムも求められている。
本発明の目的は、このような課題を解決し、検査効率が改善でき、生産管理の自動化に対応できるとともに、バルブ装置を組み込んだ半導体製造装置などのシステムに組み込むことが可能な、検査システム及び検査方法を提供することにある。
本発明の検査システムは、
検査対象のバルブ装置のCv値を検査するシステムであって、
検査用の流体の圧力を調整するレギュレータと、
前記レギュレータの2次側に設けられ、前記流体の質量流量を測定する質量流量センサと該質量流量センサの1次側又は2次側の前記流体の流路を開閉する開閉バルブとの結合体と、
前記結合体の2次側と前記検査対象のバルブ装置の2次側との圧力差を検出する差圧センサと、
前記結合体の2次側に設けられ、前記検査対象のバルブ装置を接続できるように構成された継手部と、
前記開閉バルブを制御すると共に、前記質量流量センサにより測定された流量データを収集する制御部と、
を有することを特徴とする。
この構成により、検査対象のバルブ装置を前記継手部に接続して、該バルブ装置を全開にし、前記開閉バルブを開くとともに、前記レギュレータを調整して前記差圧センサの検出値を所定値に設定した状態で、前記制御部は、前記流体の質量流量を測定値を自動的に収集できる。
検査対象のバルブ装置のCv値を検査するシステムであって、
検査用の流体の圧力を調整するレギュレータと、
前記レギュレータの2次側に設けられ、前記流体の質量流量を測定する質量流量センサと該質量流量センサの1次側又は2次側の前記流体の流路を開閉する開閉バルブとの結合体と、
前記結合体の2次側と前記検査対象のバルブ装置の2次側との圧力差を検出する差圧センサと、
前記結合体の2次側に設けられ、前記検査対象のバルブ装置を接続できるように構成された継手部と、
前記開閉バルブを制御すると共に、前記質量流量センサにより測定された流量データを収集する制御部と、
を有することを特徴とする。
この構成により、検査対象のバルブ装置を前記継手部に接続して、該バルブ装置を全開にし、前記開閉バルブを開くとともに、前記レギュレータを調整して前記差圧センサの検出値を所定値に設定した状態で、前記制御部は、前記流体の質量流量を測定値を自動的に収集できる。
好ましくは、前記レギュレータは、自動レギュレータであり、前記制御部は、前記差圧センサの検出値が所定の値になるように前記自動レギュレータを制御する構成を採用できる。
また、好ましくは、前記制御部は、前記検査対象のバルブ装置を開閉する構成を好ましく採用できる。
これらの構成により、検査行程をより自動化できる。
また、好ましくは、前記制御部は、前記検査対象のバルブ装置を開閉する構成を好ましく採用できる。
これらの構成により、検査行程をより自動化できる。
好ましくは、前記結合体として、前記質量流量センサの測定可能範囲の異なる結合体が、複数並列に接続され、前記制御部は、前記測定可能範囲が適切である結合体を検出して、該結合体の質量流量センサで質量流量を測定する、構成を採用できる。
検査装置に搭載される質量流量センサは、測定範囲が狭いので、従来は、被検査バルブ装置の種類が変わり、最大流量の仕様も変わると、検査の際に検査装置の質量流量計を付け替えなければならないという問題があった。しかし、上記構成の検査装置では、検査対象のバルブの種類が変わっても、質量流量センサを付け替えずにそのまま使用できる。
検査装置に搭載される質量流量センサは、測定範囲が狭いので、従来は、被検査バルブ装置の種類が変わり、最大流量の仕様も変わると、検査の際に検査装置の質量流量計を付け替えなければならないという問題があった。しかし、上記構成の検査装置では、検査対象のバルブの種類が変わっても、質量流量センサを付け替えずにそのまま使用できる。
好ましくは、前記測定可能範囲が適切である結合体を検出するステップは、一の結合体の質量流量センサで質量流量を測定し、検出流量が該一の結合体の測定可能範囲内であれば、該結合体を検出し、
前記検出流量が前記一の結合体の測定可能範囲外であれば、他の結合体の質量流量センサで質量流量を測定する、ことを含む構成を採用できる。
前記検出流量が前記一の結合体の測定可能範囲外であれば、他の結合体の質量流量センサで質量流量を測定する、ことを含む構成を採用できる。
好ましくは、前記一の結合体は、前記複数の結合体のうち、測定可能流量が最も大流量側にある結合体である、構成を採用できる。
代替的は、前記一の結合体は、前記複数の結合体のうち、測定可能流量が最も小流量側にある結合体である、構成を採用できる。
代替的は、前記一の結合体は、前記複数の結合体のうち、測定可能流量が最も小流量側にある結合体である、構成を採用できる。
本発明の流量検査方法は、
前記いずれかの検査システムを用い、
検査対象のバルブ装置を前記継手部に接続して、該バルブ装置を全開にし、前記開閉バルブを開くとともに、前記レギュレータを調整して前記差圧センサの検出値を所定値に設定し、前記流体の質量流量を測定することを含む、ことを特徴とする。
前記いずれかの検査システムを用い、
検査対象のバルブ装置を前記継手部に接続して、該バルブ装置を全開にし、前記開閉バルブを開くとともに、前記レギュレータを調整して前記差圧センサの検出値を所定値に設定し、前記流体の質量流量を測定することを含む、ことを特徴とする。
本発明の半導体製造装置は、密閉されたチャンバ内においてプロセスガスによる処理工程を要する半導体装置の製造プロセスに用いられる装置であって、前記プロセスガスの制御に用いるバルブ装置を含むとともに、該バルブ装置を検査するために、前記いずれかの検査システムを含むことを特徴とする。
好ましくは、前記半導体製造装置において、前記バルブ装置は、開状態の開度調整機構を有するものであり、前記制御部は、検査結果に応じて、該バルブ装置の開状態の開度を調整することを特徴とする。
本発明によれば、自動でバルブの開状態の流量の検査が可能であると共に、バルブ装置を組み込んだ半導体製造装置などのシステムに組み込むことが可能な、検査システム及び検査方法が実現できる。
(第1の実施形態)
以下、本発明の実施形態の検査システムについて図面を参照して説明する。
図1は、第1の実施形態に係る検査システムを示すブロック図である。本実施形態の検査システム100は、検査対象のバルブ装置のCv値を検査するシステムであって、質量流量センサと開閉バルブとの結合体を1つだけ含むシステムである。
以下、本発明の実施形態の検査システムについて図面を参照して説明する。
図1は、第1の実施形態に係る検査システムを示すブロック図である。本実施形態の検査システム100は、検査対象のバルブ装置のCv値を検査するシステムであって、質量流量センサと開閉バルブとの結合体を1つだけ含むシステムである。
検査システム100は、レギュレータ10と、結合体20と、差圧センサ30と、継手部40と、制御部50と、を含む。
レギュレータ10は、検査用の流体(本実施形態ではN2)の供給源と接続され、該流体の圧力を調整するものである。本実施形態では、通信手段を有し、外部からの指示で圧力設定が可能な自動レギュレータを用いている。
レギュレータ10は、検査用の流体(本実施形態ではN2)の供給源と接続され、該流体の圧力を調整するものである。本実施形態では、通信手段を有し、外部からの指示で圧力設定が可能な自動レギュレータを用いている。
結合体20は、前記レギュレータ10の2次側に設けられ、前記流体の質量流量を測定する質量流量センサ22と、その1次側の流体の流路を開閉する開閉バルブ21とが結合されたものである。
本実施形態では、この結合体20として、マスフローコントローラ(FCS)を用いている。このFCSは、質量流量センサ22と制御バルブ(21)とを含み、本来、通過する流体の質量流量を外部から指定された値に制御する装置である。本実施形態では、質量流量の制御は行わず、質量流量センサ22の計測機能と、制御バルブの流路開閉機能のみを用いている。本実施形態では、結合体20として圧力式のFCSを用いているが、熱式のFCSでもよく、その場合、制御バルブ(21)は質量流量センサ22の2次側の流路を開閉するのが一般的である。(以後、制御バルブも「開閉バルブ21」と呼ぶ。)このように、本明細書において、「開閉バルブ」とは、開閉機能を有するバルブを意味し、開状態と閉状態の切り替え機能のみを有するバルブのみならず、開度調整機能を併せ持つ制御バルブをも含むものとする。
尚、結合体20として、FCSの代わりに、マスフローメータ(22)と、その1次側又は2次側に接続された単体の開閉バルブ21との結合体を用いてもよい。以下の説明では、結合体20を「FCS20」ともいう。
本実施形態では、この結合体20として、マスフローコントローラ(FCS)を用いている。このFCSは、質量流量センサ22と制御バルブ(21)とを含み、本来、通過する流体の質量流量を外部から指定された値に制御する装置である。本実施形態では、質量流量の制御は行わず、質量流量センサ22の計測機能と、制御バルブの流路開閉機能のみを用いている。本実施形態では、結合体20として圧力式のFCSを用いているが、熱式のFCSでもよく、その場合、制御バルブ(21)は質量流量センサ22の2次側の流路を開閉するのが一般的である。(以後、制御バルブも「開閉バルブ21」と呼ぶ。)このように、本明細書において、「開閉バルブ」とは、開閉機能を有するバルブを意味し、開状態と閉状態の切り替え機能のみを有するバルブのみならず、開度調整機能を併せ持つ制御バルブをも含むものとする。
尚、結合体20として、FCSの代わりに、マスフローメータ(22)と、その1次側又は2次側に接続された単体の開閉バルブ21との結合体を用いてもよい。以下の説明では、結合体20を「FCS20」ともいう。
差圧センサ30は、後述する検査対象のバルブ装置60の2次側を基準とした前記結合体20の2次側の圧力を検出する。本実施形態では、検査対象のバルブ装置60の2次側は大気圧解放されるので、この差圧センサの2次側も大気圧解放され、これにより、結合体20の2次側の圧力が検査対象のバルブ装置に加わる差圧に等しくなる。
継手部40は、前記結合体20の2次側に設けられ、前記検査対象のバルブ装置60を接続できるように構成されている。
制御部50は、前記開閉バルブ21を制御すると共に、前記質量流量センサ22により測定された流量データを収集するものである。本実施形態では、差圧センサ30の差圧値を読み取って、これが所定圧(10kPa)になるように自動レギュレータ10を制御し、さらに検査対象のバルブ装置60とも接続されて、これを開閉操作するように構成されている。制御部50は、例えば、CPUとプログラムが記憶されたマイコンと、各種デバイスを制御するインターフェース、データ等を格納する記憶装置、操作用パネル、外部装置と通信する通信インターフェース等を備えている。
尚、後述する半導体製造装置等に組み込まれた形態の検査システムでは、制御部50は独立した装置でなくてもよく、半導体製造装置の制御部の1つのプログラムであって、装置のハードウェアインターフェースを介して、各種デバイスを駆動制御できるものでもよい。
尚、後述する半導体製造装置等に組み込まれた形態の検査システムでは、制御部50は独立した装置でなくてもよく、半導体製造装置の制御部の1つのプログラムであって、装置のハードウェアインターフェースを介して、各種デバイスを駆動制御できるものでもよい。
次に、このように構成された本実施形態の検査システム100の動作について、図2のフローチャートを参照して説明する。
準備として、検査用流体であるN2ガスの供給源からの配管を、レギュレータ10の1次側に接続する。検査対象のバルブ装置60の1次側を継手部40に接続し、バルブ装置の2次側は、大気圧解放しておく。また、バルブ装置60の駆動用配線を、制御部のコネクタ(図示省略)に接続する。
制御部50は、検査対象のバルブ装置60を全開にし(ステップ1)、FCS20の開閉バルブ21を開き(ステップ2)、差圧センサ30の差圧値を読み取って、これが10kPaになるように自動レギュレータ10を制御する(ステップ3)。
制御部50は、質量流量センサ22の流量値を読み取り(ステップ4)、この流量値から以下の式(1)でCv値を算出する(ステップ5)。
式(1)においてQg〔m3/h(標準状態)〕は標準状態(15℃、760mmHgabs)に於ける気体の流量、t〔℃〕はガスの温度、Ggはガスの比重(空気=1とした時の)、P1〔MPa abs〕は一次側絶対圧力、P2〔MPa abs〕二次側絶対圧力である。
本実施形態では、P1−P2は10kPaであり、P2は1気圧(100kPa)、Ggは約1、Qgは質量流量センサ22の流量値である。
制御部50は、このCv値等の検査結果を記憶装置に記憶するとともに、必要に応じて工場の管理システム等に送信できる。
最後に制御部50は、終了処理として、開閉バルブ21を閉じ、検査対象のバルブを閉じる(ステップ6)。
準備として、検査用流体であるN2ガスの供給源からの配管を、レギュレータ10の1次側に接続する。検査対象のバルブ装置60の1次側を継手部40に接続し、バルブ装置の2次側は、大気圧解放しておく。また、バルブ装置60の駆動用配線を、制御部のコネクタ(図示省略)に接続する。
制御部50は、検査対象のバルブ装置60を全開にし(ステップ1)、FCS20の開閉バルブ21を開き(ステップ2)、差圧センサ30の差圧値を読み取って、これが10kPaになるように自動レギュレータ10を制御する(ステップ3)。
制御部50は、質量流量センサ22の流量値を読み取り(ステップ4)、この流量値から以下の式(1)でCv値を算出する(ステップ5)。
本実施形態では、P1−P2は10kPaであり、P2は1気圧(100kPa)、Ggは約1、Qgは質量流量センサ22の流量値である。
制御部50は、このCv値等の検査結果を記憶装置に記憶するとともに、必要に応じて工場の管理システム等に送信できる。
最後に制御部50は、終了処理として、開閉バルブ21を閉じ、検査対象のバルブを閉じる(ステップ6)。
本実施形態では、この構成により、検査対象のバルブ装置を前記継手部に接続して、該バルブ装置を全開にし、前記開閉バルブを開くとともに、前記レギュレータを調整して前記差圧センサの検出値を所定値に設定した状態で、前記制御部は、前記流体の質量流量を測定値を自動的に収集できる。
(第2の実施形態)
第2の実施形態の検査システムは、前記結合体(FCS)20として、質量流量センサ22の測定可能範囲の異なる結合体20が、複数並列に接続されたシステムである。
第2の実施形態の検査システムは、前記結合体(FCS)20として、質量流量センサ22の測定可能範囲の異なる結合体20が、複数並列に接続されたシステムである。
検査装置に搭載される質量流量センサは、測定範囲が狭いので、従来は、被検査バルブ装置の種類が変わり、最大流量の仕様も変わると、検査の際に検査装置の質量流量計を付け替えなければならないという問題があった。本実施形態では、この問題に対処するために、質量流量センサ22の測定可能範囲の異なる結合体20を複数用意して、制御部が適切な測定可能範囲の結合体20を選択して測定できるようにした。
図3は、本実施形態の検査システムを示すブロック図である。
本実施形態の構成は、質量流量センサ22の測定可能範囲の異なる結合体20が、複数並列に接続された点で、第1の実施形態と異なる。
図3の一番上のFCS20aの質量流量センサ22aの測定可能範囲の最大値は200L/minであり、その下のFCS20bの前記最大値は100L/minであり、一番下のFCS20gの前記最大値は、100sccmである。
各FCS20の開閉バルブ21と質量流量センサ22は、それぞれ制御部50に接続されて、個別に制御されるようになっている。
これ以外の構成は、第1の実施形態と同じである。
本実施形態の構成は、質量流量センサ22の測定可能範囲の異なる結合体20が、複数並列に接続された点で、第1の実施形態と異なる。
図3の一番上のFCS20aの質量流量センサ22aの測定可能範囲の最大値は200L/minであり、その下のFCS20bの前記最大値は100L/minであり、一番下のFCS20gの前記最大値は、100sccmである。
各FCS20の開閉バルブ21と質量流量センサ22は、それぞれ制御部50に接続されて、個別に制御されるようになっている。
これ以外の構成は、第1の実施形態と同じである。
次に、このように構成された本実施形態の検査システム100の動作について、図4のフローチャートを参照して説明する。
事前準備および、ステップ1(検査対象バルブを全開)は、第1の実施形態と同様である。
制御部50は、一のFCS20を選択し、第1の実施形態と同様に、ステップ2(その開閉バルブ21を開く)、ステップ3(差圧の調整)及びステップ4(質量流量の測定)を行う。
事前準備および、ステップ1(検査対象バルブを全開)は、第1の実施形態と同様である。
制御部50は、一のFCS20を選択し、第1の実施形態と同様に、ステップ2(その開閉バルブ21を開く)、ステップ3(差圧の調整)及びステップ4(質量流量の測定)を行う。
ここで、制御部50は、ステップ4で検出された流量値が測定可能範囲内か否かを判定する(ステップ5)。この「測定可能範囲」とは、精度良く測定が可能な範囲で、検出可能範囲より狭い範囲である。
ステップ5の判定結果がNoである場合、制御部50は、現在のFCS20nの開閉バルブ21を閉じ(ステップ6)、FCS20を切り替えて(ステップ7)、ステップ2からステップ5までをやり直す。
ステップ5の判定結果がYesである場合、制御部50は、第1の実施形態のステップ5及び6と同様に、Cv値を算出し(ステップ8)、終了処理として、開閉バルブ21及び検査対象のバルブを閉じる(ステップ9)。
ステップ5の判定結果がNoである場合、制御部50は、現在のFCS20nの開閉バルブ21を閉じ(ステップ6)、FCS20を切り替えて(ステップ7)、ステップ2からステップ5までをやり直す。
ステップ5の判定結果がYesである場合、制御部50は、第1の実施形態のステップ5及び6と同様に、Cv値を算出し(ステップ8)、終了処理として、開閉バルブ21及び検査対象のバルブを閉じる(ステップ9)。
ここで、ステップ2の前に最初にどのFCS20を選択し、ステップ7においてどのFCS20への切り替えるかについては、様々なアルゴリズムが可能である。
図5Aのフローチャートの例は、最初に測定可能範囲が最も大流量側(最大流量300L/min)のFCS20を選択し、検出流量が測定可能範囲より小さい場合、FCS20を1段ずつ小流量側に切り替えていく例である。
図5Bのフローチャートの例は、最初に測定可能範囲が中間的な流量範囲(最大流量50L/min)のFCS20を選択し、検出流量が測定可能範囲より小さい場合、FCS20を1段ずつ小流量側に切り替えていき、一方検出流量が測定可能範囲より大きい場合、FCS20を1つずつ大流量側に切り替えていく例である。
但し、FCS20の選択及び切り替えのアルゴリズムは、上記図5A及び図5Bの例に限られない。例えば、最初に測定可能範囲が最も小流量側のFCS20を選択し、検出流量が測定可能範囲より大きい場合、FCS20を1つずつ大流量側に切り替えていってもよく、切り替えも2段以上ずつ行ってもよい。
図5Aのフローチャートの例は、最初に測定可能範囲が最も大流量側(最大流量300L/min)のFCS20を選択し、検出流量が測定可能範囲より小さい場合、FCS20を1段ずつ小流量側に切り替えていく例である。
図5Bのフローチャートの例は、最初に測定可能範囲が中間的な流量範囲(最大流量50L/min)のFCS20を選択し、検出流量が測定可能範囲より小さい場合、FCS20を1段ずつ小流量側に切り替えていき、一方検出流量が測定可能範囲より大きい場合、FCS20を1つずつ大流量側に切り替えていく例である。
但し、FCS20の選択及び切り替えのアルゴリズムは、上記図5A及び図5Bの例に限られない。例えば、最初に測定可能範囲が最も小流量側のFCS20を選択し、検出流量が測定可能範囲より大きい場合、FCS20を1つずつ大流量側に切り替えていってもよく、切り替えも2段以上ずつ行ってもよい。
本実施形態の検査システム200は、上記構成により、検査対象のバルブの種類が変わっても、質量流量センサを付け替えずにそのまま使用できる。
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態に係る半導体製造装置について説明する。
本実施形態の半導体製造装置は、成膜装置の例で、処理チャンバに供給するプロセスガスの制御に用いるバルブ装置を検査するための、本発明の検査システムを含んだものである。
次に、本発明の第3の実施形態に係る半導体製造装置について説明する。
本実施形態の半導体製造装置は、成膜装置の例で、処理チャンバに供給するプロセスガスの制御に用いるバルブ装置を検査するための、本発明の検査システムを含んだものである。
図6(a)のブロック図に示す半導体製造装置300は、複数個のFCS20a〜20cを有する第2の実施形態の検査システム200を搭載し、処理チャンバ90直前の3個のファイナルバルブ(バルブ装置60A〜60C)を、取り外さずに検査できるようになっている。
また、図6(b)のブロック図に示す半導体製造装置400は、1個のFCS20を有する第1の実施形態の検査システム100を搭載し、処理チャンバ90直前の1個のファイナルバルブ(バルブ装置60)を、取り外さずに検査できるようになっている。
また、図6(b)のブロック図に示す半導体製造装置400は、1個のFCS20を有する第1の実施形態の検査システム100を搭載し、処理チャンバ90直前の1個のファイナルバルブ(バルブ装置60)を、取り外さずに検査できるようになっている。
図6(b)の半導体製造装置400は、図6(a)の半導体製造装置300を単純化したものなので、図6(a)の半導体製造装置300を例にとって説明する、
本実施形態における検査システム200は、第2の実施形態の検査システム200と同様であるが、以下の点で異なる。
本実施形態では、検査システム200の2次側からの配管は、3つに分岐して、供給ライン71A〜71Cの途中に設けられた三方弁80A〜80Cにそれぞれ接続され、これらの三方弁80A〜80Cと供給ライン71A〜71Cを介して検査対象のバルブ装置60A〜60Cそれぞれ接続されている。
この三方弁80A〜80Cは、制御部50からの信号により、ON/OFF操作が可能で、OFF状態では、両側の供給ライン71が連通し、OFF状態では、検査システムの2次側と供給ライン71のファイナルバルブ(60A〜60C)側が連通するようになっている。
また、ファイナルバルブ(60A〜60C)も、検査時は制御部50からの信号により、開閉操作ができるようになっている。
本実施形態における検査システム200は、第2の実施形態の検査システム200と同様であるが、以下の点で異なる。
本実施形態では、検査システム200の2次側からの配管は、3つに分岐して、供給ライン71A〜71Cの途中に設けられた三方弁80A〜80Cにそれぞれ接続され、これらの三方弁80A〜80Cと供給ライン71A〜71Cを介して検査対象のバルブ装置60A〜60Cそれぞれ接続されている。
この三方弁80A〜80Cは、制御部50からの信号により、ON/OFF操作が可能で、OFF状態では、両側の供給ライン71が連通し、OFF状態では、検査システムの2次側と供給ライン71のファイナルバルブ(60A〜60C)側が連通するようになっている。
また、ファイナルバルブ(60A〜60C)も、検査時は制御部50からの信号により、開閉操作ができるようになっている。
差圧センサ30は、検査対象のバルブ装置60の2次側を基準としたFCS20a〜20cの2次側の圧力を検出する。本実施形態でも、検査時には検査対象のバルブ装置60の2次側、すなわちチャンバ90内部は大気圧解放されるので、この差圧センサの2次側も大気圧解放され、これにより、FCS20a〜20cの2次側の圧力が検査対象のバルブ装置60に加わる差圧に等しくなる。
但し、この構成に限られず、この差圧センサ30の2次側をバルブ装置60の2次側と配管等で接続して、前記バルブ装置60の2次側を大気開放しない場合でも、前記バルブ装置60に加わる差圧を検出できるようにしてもよい。
但し、この構成に限られず、この差圧センサ30の2次側をバルブ装置60の2次側と配管等で接続して、前記バルブ装置60の2次側を大気開放しない場合でも、前記バルブ装置60に加わる差圧を検出できるようにしてもよい。
図6(b)における検査システム100の場合も、供給ライン71、三方弁80、検査対象のバルブ装置60がそれぞれ1つだけである点を除いて、図6(a)の場合と同じである。
尚、制御部50は、前記のように独立した装置でなくてもよく、半導体製造装置300の制御部の1つのプログラムであって、装置のハードウェアインターフェースを介して、各種デバイスを駆動制御できるものでもよい。
次に、このように構成された本実施形態の半導体製造装置300の検査システム200の動作について、図8のフローチャートを参照して説明する。
ステップ1において、制御部50は、検査対象のバルブ装置(例えば、ファイナルバルブ)60A、が存在する供給ライン71Aの三方弁80Aを開いてから、当該ファイナルバルブ(60A)を全開にする。
その後、制御部50は、第2の実施形態と同様に、ステップ2(FCSの開閉バルブ開)からステップ8(Cv値の算出)までを行う。
ステップ9(終了処理)において、制御部50は、FCS20の開閉バルブ21と検査対象のファイナルバルブ(60A)を閉じるとともに、三方弁80Aも閉じる。
その後、制御部50は、第2の実施形態と同様に、ステップ2(FCSの開閉バルブ開)からステップ8(Cv値の算出)までを行う。
ステップ9(終了処理)において、制御部50は、FCS20の開閉バルブ21と検査対象のファイナルバルブ(60A)を閉じるとともに、三方弁80Aも閉じる。
このように構成された本実施形態の半導体製造装置300では、検査システム200を組み込んだので、処理チャンバ90直前の3個のファイナルバルブ(バルブ装置60A〜60C)を、取り外さずに検査できるようになっている。
特に図6(a)の形態では、第2の実施形態と同様に、検査対象のバルブ装置60A〜60Cの種類が異なっても、1つの検査システム200で対応できる。
特に図6(a)の形態では、第2の実施形態と同様に、検査対象のバルブ装置60A〜60Cの種類が異なっても、1つの検査システム200で対応できる。
尚、図6(a)では、複数個のFCSを有する第2の実施形態の検査システム200を用いて、3個のバルブ装置60A〜60Cを検査する構成としたが、これに限られず、1個のFCSを有する第1の実施形態の検査システム100を用いて、1個のバルブ装置60を検査することにしてもよい。
また、図6(b)では、1個のFCSを有する第1の実施形態の検査システム100を用いて、1個のバルブ装置60を検査する構成としたが、これに限られず、複数個のFCSを有する第2の実施形態の検査システム200を用いて、1個のバルブ装置60を検査することにしてもよい。
また、図6(b)では、1個のFCSを有する第1の実施形態の検査システム100を用いて、1個のバルブ装置60を検査する構成としたが、これに限られず、複数個のFCSを有する第2の実施形態の検査システム200を用いて、1個のバルブ装置60を検査することにしてもよい。
また、図6(a)および(b)の装置では、検査用流体として、N2ガス供給源から専用の供給ラインで供給されるN2ガスを用いたが、これに限られず、実際のプロセスで使用するプロセスガスやパージガス等を用いてもよい。
例えば、図7(a)および(b)に示す変形例のように、プロセスガスの供給ライン71、71A〜71Cの上流部にもそれぞれ三方弁72、72A〜72Cを設け、検査時には、制御部50は、検査対象のバルブ装置60Aのある供給ライン71Aの三方弁72を操作してプロセスガス等を検査システム100,200に導入するようにしてもよい。
例えば、図7(a)および(b)に示す変形例のように、プロセスガスの供給ライン71、71A〜71Cの上流部にもそれぞれ三方弁72、72A〜72Cを設け、検査時には、制御部50は、検査対象のバルブ装置60Aのある供給ライン71Aの三方弁72を操作してプロセスガス等を検査システム100,200に導入するようにしてもよい。
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態に係る半導体製造装置について説明する。
本実施形態の半導体製造装置は、第3の実施形態の装置と同様であるが、開状態の開度調整機構が可変のバルブ装置を有し、検査システムの制御部は、検査結果に応じて、バルブ装置の開状態の開度を調整することを特徴とする。
次に、本発明の第4の実施形態に係る半導体製造装置について説明する。
本実施形態の半導体製造装置は、第3の実施形態の装置と同様であるが、開状態の開度調整機構が可変のバルブ装置を有し、検査システムの制御部は、検査結果に応じて、バルブ装置の開状態の開度を調整することを特徴とする。
本実施形態の半導体製造装置500の構成は、図6(a)に示す第3の実施形態の半導体製造装置300と同様である。但し、検査対象のバルブ装置60A〜60Cのそれぞれは、例えば、特許文献2に記載のノーマルクローズ型のエアオペレートダイヤフラムバルブで、開状態での開度(ダイヤフラムとバルブシートの距離)が、内蔵されたピエゾアクチュエータにより調整可能になっている。
図9は、本実施形態の半導体製造装置の検査システムの動作を示すフローチャートである。この動作は、図8に示す第3の実施形態の半導体製造装置の検査システムの動作の後に、算出したCv値が適正範囲内か否かを判定するステップ(ステップ10)と、その結果がNoである場合は、検査対象のバルブ装置60A〜60Cの全開時の開度を調整するステップ(ステップ11)を加えたものである。
図9は、本実施形態の半導体製造装置の検査システムの動作を示すフローチャートである。この動作は、図8に示す第3の実施形態の半導体製造装置の検査システムの動作の後に、算出したCv値が適正範囲内か否かを判定するステップ(ステップ10)と、その結果がNoである場合は、検査対象のバルブ装置60A〜60Cの全開時の開度を調整するステップ(ステップ11)を加えたものである。
特許文献2に記載のエアオペレートダイヤフラムバルブの例では、例えば、制御部50は、ステップ11で、このバルブの開状態での開度を調整するピエゾアクチュエータへの駆動電圧のオフセット値を変更してもよい。このオフセット値は、例えば、半導体製造装置の制御部の駆動オフセットテーブルに記憶されているので、それを書き換えることにより、次回の開操作での開度が変更される。
但し、本実施形態の検査システムの動作は、これに限られず、例えば図9において、ステップ11(開度を調整するステップ)の後、ステップ2に戻ってCv値を再度検査するようにしてもよい。
但し、本実施形態の検査システムの動作は、これに限られず、例えば図9において、ステップ11(開度を調整するステップ)の後、ステップ2に戻ってCv値を再度検査するようにしてもよい。
本実施形態によれば、検査結果に応じて開度を再調整できるシステムが実現できる。
10 :レギュレータ
20,20a〜20g:結合体(FCS)
21,21a〜21g:開閉バルブ
22,22a〜22g:質量流量センサ
30 :差圧センサ
40 :継手部
50 :制御部
60 :バルブ装置
60A〜60C:バルブ装置(ファイナルバルブ)
71、71A〜71C:供給ライン
72、72A〜72C:三方弁
80,80A〜80C:三方弁
90 :処理チャンバ
100,200 :検査システム
300,400,500 :半導体製造装置
20,20a〜20g:結合体(FCS)
21,21a〜21g:開閉バルブ
22,22a〜22g:質量流量センサ
30 :差圧センサ
40 :継手部
50 :制御部
60 :バルブ装置
60A〜60C:バルブ装置(ファイナルバルブ)
71、71A〜71C:供給ライン
72、72A〜72C:三方弁
80,80A〜80C:三方弁
90 :処理チャンバ
100,200 :検査システム
300,400,500 :半導体製造装置
Claims (10)
- 検査対象のバルブ装置のCv値を検査するシステムであって、
検査用の流体の圧力を調整するレギュレータと、
前記レギュレータの2次側に設けられ、前記流体の質量流量を測定する質量流量センサと該質量流量センサの1次側又は2次側の前記流体の流路を開閉する開閉バルブとの結合体と、
前記結合体の2次側と前記検査対象のバルブ装置の2次側との圧力差を検出する差圧センサと、
前記結合体の2次側に設けられ、前記検査対象のバルブ装置を接続できるように構成された継手部と、
前記開閉バルブを制御すると共に、前記質量流量センサにより測定された流量データを収集する制御部と、
を有することを特徴とする、検査システム。 - 前記レギュレータは、自動レギュレータであり、前記制御部は、前記差圧センサの検出値が所定の値になるように前記自動レギュレータを制御する、請求項1に記載の検査システム。
- 前記制御部は、前記検査対象のバルブ装置を開閉可能である、請求項2に記載の検査システム。
- 前記結合体として、前記質量流量センサの測定可能範囲の異なる結合体が、複数並列に接続され、前記制御部は、前記測定可能範囲が適切である結合体を検出して、該結合体の質量流量センサで質量流量を測定する、請求項1〜3のいずれかに記載の検査システム。
- 前記測定可能範囲が適切である結合体を検出するステップは、一の結合体の質量流量センサで質量流量を測定し、検出流量が該一の結合体の測定可能範囲内であれば、該結合体を検出し、
前記検出流量が前記一の結合体の測定可能範囲外であれば、他の結合体の質量流量センサで質量流量を測定する、ことを含む、請求項4に記載の検査システム。 - 前記一の結合体は、前記複数の結合体のうち、測定可能流量が最も大流量側にある結合体である、請求項5に記載の検査システム。
- 前記一の結合体は、前記複数の結合体のうち、測定可能流量が最も小流量側にある結合体である、請求項5に記載の検査システム。
- 検査対象のバルブ装置のCv値を検査する方法であって、
請求項1〜7のいずれかの検査システムを用い、
検査対象のバルブ装置を前記継手部に接続して、該バルブ装置を全開にし、前記開閉バルブを開くとともに、前記レギュレータを調整して前記差圧センサの検出値を所定値に設定し、前記流体の質量流量を測定することを含む、
ことを特徴とする検査方法。 - 密閉されたチャンバ内においてプロセスガスによる処理工程を要する半導体装置の製造プロセスに用いられる装置であって、前記プロセスガスの制御に用いるバルブ装置を含むとともに、該バルブ装置を検査するために、請求項3に記載の検査システムを含むことを特徴とする、半導体製造装置。
- 前記バルブ装置は、開状態の開度調整機構を有するものであり、前記制御部は、検査結果に応じて、該バルブ装置の開状態の開度を調整することを特徴とする、請求項9に記載の半導体製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019179807A JP2021056806A (ja) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | バルブ装置の検査システム、検査方法および半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019179807A JP2021056806A (ja) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | バルブ装置の検査システム、検査方法および半導体製造装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021056806A true JP2021056806A (ja) | 2021-04-08 |
Family
ID=75272600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019179807A Pending JP2021056806A (ja) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | バルブ装置の検査システム、検査方法および半導体製造装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021056806A (ja) |
-
2019
- 2019-09-30 JP JP2019179807A patent/JP2021056806A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102093571B1 (ko) | 누설 검사 장치 및 방법 | |
KR101017285B1 (ko) | 유량검정시스템 및 유량검정방법 | |
JP6224630B2 (ja) | 質量流量制御器または質量流量計のゼロオフセットおよびゼロドリフトのリアルタイム測定および補正に減衰速度測定を用いるためのシステムおよび方法 | |
JP5002602B2 (ja) | 流量制御装置の検定方法 | |
KR102121260B1 (ko) | 유량 제어 장치 및 유량 제어 장치를 사용하는 이상 검지 방법 | |
JP5430621B2 (ja) | ガス流量検定システム及びガス流量検定ユニット | |
TWI509232B (zh) | 壓力測定儀器、壓力測定方法及工件處理裝置 | |
KR100969210B1 (ko) | 압력식 유량 제어장치의 스로틀 기구 하류측 밸브의 작동 이상 검출방법 | |
JP5433660B2 (ja) | ガス流量監視システム | |
JP3367811B2 (ja) | ガス配管系の検定システム | |
US8887549B2 (en) | Valve leakby diagnostics | |
JP2004214591A (ja) | 半導体製造装置 | |
JP2005106821A (ja) | バイパス・ループの気体の流れ校正システムおよび校正方法 | |
JP6533740B2 (ja) | ガス流量監視方法及びガス流量監視装置 | |
JP2007214406A (ja) | 流量検定機能付質量流量制御装置を搭載した半導体製造装置 | |
US10274972B2 (en) | Method of inspecting gas supply system | |
JP2021056806A (ja) | バルブ装置の検査システム、検査方法および半導体製造装置 | |
JPH10185749A (ja) | リーク検査方法及びその装置 | |
KR20160078667A (ko) | 습도 측정 장치 및 이의 측정 정도 향상 방법 | |
JP2019144062A (ja) | 判定装置 | |
US11614477B2 (en) | Inspection device and method for operating inspection device | |
KR20220037854A (ko) | 질량 유량 제어 장치 및 이의 제어방법 | |
TW202012887A (zh) | 氣體流量檢定單元 | |
JP6215120B2 (ja) | 流量制御装置の検査方法、流量制御装置の検査システム、及び、流量制御装置の検査システム用プログラム | |
JP7393143B2 (ja) | 液処理装置および流量検出部の校正方法 |