JP2720634B2 - マスフローコントローラの自己診断装置 - Google Patents

マスフローコントローラの自己診断装置

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JP2720634B2
JP2720634B2 JP15256491A JP15256491A JP2720634B2 JP 2720634 B2 JP2720634 B2 JP 2720634B2 JP 15256491 A JP15256491 A JP 15256491A JP 15256491 A JP15256491 A JP 15256491A JP 2720634 B2 JP2720634 B2 JP 2720634B2
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彰夫 伊早坂
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、気体の流量を調整する
流量制御装置に関し、特に、半導体製造装置のプロセス
ガスの流量を調整するマスフローコントローラに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のマスフローコントローラの自己診
断機能の構成は、図2に示すごとくバルブ電圧上限値・
下限値7と比較回路8と上限アラーム表示9と下限アラ
ーム表示10をマスフローコントローラに附加して構成
されている。
【0003】図2のマスフローコントローラについてさ
らに詳述する。センサー管23を流れたガスGの質量流
量は、検出回路2により出力される検出回路2の出力は
増幅回路1で信号増幅され、増幅回路1は検出値表示6
と比較制御回路3に信号を出力する。
【0004】比較制御回路3は、増幅回路1から送られ
る検出値と流量設定値5を比較処理し、バルブ4の開閉
量をコントロールして検出値表示6と流量設定値5が同
じになるように制御する。
【0005】このようにして、流量制御が行われている
マスフローコントローラの自己診断機能は、バルブの制
御電圧に注目し、入力側のガス圧と温度が一定ならば、
ある設定流量に対して比較制御回路3の出力電圧、即
ち、バルブ電圧が一定となることを利用している。すな
わち、一定流量のバルブの開量に対してバルブ電圧上限
値・下限値7の範囲を設定し監視機能を働かせている。
上記「利用する」関係を詳述すると、入力側のガス圧と
温度が一定な定常状態ならば、ある設定流量に対して、
比較制御回路3の出力電圧(バルブ電圧)が一定値にな
るという関係です。
【0006】マスフローコントローラの故障の具体例を
上げて自己診断機能を以下に詳述する。マスフローのセ
ンサー管23に異物が付着した場合には、マスフローの
流量が同じであるにも拘らず検出回路2は、流量が少な
くなったとの信号を比較制御回路3に送る。比較制御回
路3は、バルブ4の開量を大きくする信号を出力し、ガ
ス流量は増える。そして、検出値表示6は、流量設定5
と同じになるが、ガス流量は、流量設定値5よりも多く
流れて問題となる。
【0007】このとき自己診断機能の働きは、比較制御
回路3の出力とバルブ電圧上限値・下限値7とを比較回
路8で比較して異常が発生していることを検知し上限ア
ラーム表示9もしくは、下限アラーム表示10を行い作
業者に知らせる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】マスフローコントロー
ラは、半導体製造装置に取り付けられガス流量の制御を
行っており、製造する半導体ICの種類や工程によりガ
ス流量の設定値は変化する。従来のマスフローコントロ
ーラの自己診断機能は、複数の流量設定値に対して、バ
ルブ電圧の比較回路8が、1ポイントの設定しかできな
い。ここで「1ポイントの設定」とは、1組の上限値と
下限値のことです。このためガス流量が変更されると、
その都度、バルブ電圧上限値・下限値7の設定をやり直
す必要があるという問題点があった。
【0009】もしバルブ電圧の上限値・下限値7の設定
変更を忘れてガス流量を変更するとアラーム表示9・1
0が機能し、半導体製造装置を止めてアラーム表示9・
10を解除しなければならない等の問題が発生する。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、バルブ
駆動電圧の上限値と下限値を複数組設定する設定手段
と、バルブ駆動電圧の検出値を上記上限値と下限値の複
数の組と比較し複数の比較結果を出力する第1比較手段
と、複数の流量設定レベルから現在与えられている流量
設定レベルを判断し設定レベル信号を出力するレベル選
択手段と、流量設定レベルが変更されたとき該変更を検
出し一定時間遅延した遅延信号を発生するレベル設定変
化検出手段と、遅延信号で制御され設定レベル信号に基
づき複数の比較結果を検討し上限アラーム信号及び下限
アラーム信号を発生する論理回路手段と、流体の圧力及
び温度を監視する監視手段と、流体の圧力と温度が設定
範囲外になるとアラーム信号を出力する第2比較手段と
を備えたことである。
【0011】
【発明の作用】作業者が流量設定レベルを変更すると、
レベル選択手段が変更を検出し一定時間遅延させて論理
回路手段に供給する。バルブ駆動電圧は逐次第1比較手
段に送られ、複数の上限値・下限値と比較される。これ
らの比較値は論理回路手段でレベル選択手段から供給さ
れる現在の流量レベルからみて異常か否かを判断され
る。論理回路手段は流量設定レベルの変更から一定時間
後から新たなレベルで判断するので、過渡状態の誤判断
はない。
【0012】
【実施例】本発明の第1実施例の構成は、図1に示され
ている。従来例と同一構成部分は同一符号のみ付して説
明を省略する。
【0013】本実施例のマスフローコントローラは比較
回路8Aと、レベル選択回路12と、バルブ電圧上限値
・下限値7Aと、流量設定レベル範囲11と、レベル設
定変化検出回路・タイムディレー回路13と、論理回路
14と、温度センサー21と、温度範囲の比較回路15
と、温度範囲設定17と、温度アラーム表示19と、圧
力センサー22と、圧力の比較回路16と、圧力範囲設
定18と、圧力アラーム表示20と、上限アラーム表示
9と、下限アラーム表示10を有している。
【0014】比較回路8Aは、プログラムにより複数の
流量設定値5で使用することに対応したもので複数の比
較回路(A,B,C)を設け各流量設定に対して適切な
バルブ電圧の上限値・下限値の比較が行えるように構成
する。本実施例では、A・B・Cの3回路の構成例を示
す。
【0015】バルブ電圧上限値・下限値7Aは、比較回
路8Aに比較電圧を与えるものである。図では、1例と
してA・B・Cの3回路の構成例を示す。
【0016】レベル選択回路12は、比較回路8Aの中
の複数の比較回路から必要な回路を選ぶ信号を流量設定
値5より作る回路である。アナログ信号のを複数の選択
信号に変換する回路である。図では、1例としてA・B
・Cの3回路の構成例を示す。
【0017】流量設定レベル範囲11は、複数の流量設
定値5に対してレベル選択回路12へレベル選択の判断
基準となる電圧を与えるものである。
【0018】レベル設定変化検出回路・タイムディレー
回路13は、流量設定信号5が入力されてからバルブが
開閉し、ガスが安定するまで時間が数秒かかる。この間
の比較回路8Aが出力するアラーム信号をクリアする必
要がある。タイムディレー回路13の出力は、論理回路
14でアラーム表示を正しく行うための信号として働
く。
【0019】論理回路14は、比較回路8Aでレベル比
較された信号とレベル選択信号でバルブ電圧監視結果の
信号を作る。さらにタイムディレー回路13からの信号
で監視期間の有効範囲を論理処理する。
【0020】ガス入力側の圧力・温度の変化は、圧力セ
ンサー22と温度センサー21と圧力範囲設定信号18
と温度範囲設定信号17と温度比較回路15と圧力比較
回路16と温度アラーム表示19と圧力アラーム表示2
0とで構成している監視機能で管理される。
【0021】バルブ開閉電圧のモニターによるマスフロ
ー監視は、入力ガスの圧力・温度が一定であることを前
提条件としている。ガス入力側の圧力・温度が変化した
場合には、バルブの開閉量が変化しアラーム表示が行わ
れる。この時の原因がマスフローの不具合でないことを
正しく知らせるためにガス圧力・温度の監視が必要がで
ある。
【0022】本実施例のマスフローコントローラはCV
D装置・ドライエッチング装置などに適用である。
【0023】CVD装置は、半導体ICを構成する薄膜
を形成するための装置であり、ドライエッチング装置
は、薄膜を選択的に削り取りための装置である。これら
の装置は、多品種の半導体ICの製造を行っておりプロ
グラムによりガス流量を変えて使用している。
【0024】これらの複数のガス流量設定値5に対して
バルブ電圧上限値・下限値7Aのアラーム表示9・10
が働くマスフロー自己診断方式が従来なかったため作業
者の負担が重かったが、本実施例のマスフローコントロ
ーラ自己診断機能をCVD装置やドライエッチング装置
に取り付けることにより多品種の半導体ICのガス流量
条件の監視ができる。
【0025】第3図は、本発明による第2実施例を示す
ブロック図であり、第1実施例と同一部分には同一の符
号を付し説明は省略する。CVD装置やドライエッチン
グ装置などは、コンピュータによりコントロールされて
いる。バルブの駆動電圧である比較制御装置3の出力
は、A/D変換器24によりデジタル信号に変えられ
る。流量設定値に対する比較制御回路の出力電圧上限値
・下限値プログラムとストローブタイミングプログラム
26をコンピュータに与えておきA/D変換された信号
値とを演算処理部25にて処理させることにより図1に
示すマスフローコントローラの自己診断機能と同じ結果
を得ることができる。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、マスフローコントロー
ラがプログラムにより、複数の流量設定で使用される各
ポイントに対してアラーム設定ができるという効果を得
られる。すなわち複数の流量設定に対しての各アラーム
値を最初に設定しておくことによりその後の人手の介在
をせずにマスフローコントローラ監視が行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係るマスフローコントロ
ーラ自己診断装置のブロック図である。
【図2】従来例のマスフローコントローラ自己診断装置
を示すブロック図である。
【図3】本発明の第2実施例に係るマスフローコントロ
ーラ自己診断装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 増幅器 2 検出回路 3 比較制御回路 4 バルブ 5 流量設定値 6 検出値表示 7 バルブ電圧上限値・下限値 7A バルブ電圧上限値・下限値(A・B・C・) 8 比較回路 8A 比較回路(A・B・C) 9 上限アラーム表示 10 下限アラーム表示 11 流量レベル範囲(A・B・C) 12 レベル選択回路(A・B・C) 13 レベル設定変化検出回路・タイムディレー回路 14 論理回路 15 温度比較回路 16 圧力比較回路 17 温度範囲設定 18 圧力範囲設定 19 温度アラーム表示 20 圧力アラーム表示 21 温度センサー 22 圧力センサー 23 センサー管 24 A/D変換器 25 演算処理部 26 比較制御回路の上限値・下限値プログラムストロ
ーブタイミングプログラム

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バルブ駆動電圧の上限値と下限値を複数
    組設定する設定手段と、バルブ駆動電圧の検出値を上記
    上限値と下限値の複数の組と比較し複数の比較結果を出
    力する第1比較手段と、複数の流量設定レベルから現在
    与えられている流量設定レベルを判断し設定レベル信号
    を出力するレベル選択手段と、流量設定レベルが変更さ
    れたとき該変更を検出し一定時間遅延した遅延信号を発
    生するレベル設定変化検出手段と、遅延信号で制御され
    設定レベル信号に基づき複数の比較結果を検討し上限ア
    ラーム信号及び下限アラーム信号を発生する論理回路手
    段と、流体の圧力及び温度を監視する監視手段と、流体
    の圧力と温度が設定範囲外になるとアラーム信号を出力
    する第2比較手段とを備えたマスフローコントローラの
    自己診断装置。
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GB2419676B8 (en) * 2002-06-24 2008-09-03 Mks Instr Inc Mass flow calibrator

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