JP4870633B2 - 流量検定システム及び流量検定方法 - Google Patents
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Description
ガスシステム100は、ガスライン101A,101Bがガス供給ライン102に集管されて、処理槽103に接続されている。流量検定システム110は、ガスライン101A,101Bに配置されたマスフローコントローラ105A,105Bが制御するプロセスガスA,Bの流量を、圧力センサ108が測定した圧力に基づいて検定する。
(1)第1遮断弁と、前記第1遮断弁の下流側に配置された流量制御機器と、前記流量制御機器の下流側の圧力を測定する圧力センサとを有するガス配管系の流量を、前記圧力センサが測定した圧力に基づいて検定する流量検定システムにおいて、前記流量制御機器の正常時に前記圧力センサが測定する前記圧力を積算した標準値を記憶する標準値記憶手段と、前記第1遮断弁を介して前記流量制御機器に供給され、前記流量制御機器に流量を制御されたプロセスガスを、前記圧力センサに供給したときに、前記圧力センサが測定する前記圧力を積算して圧力積算値を算出し、前記圧力積算値を前記標準値と比較して、流量の異常を検知する異常検知手段と、を有する。
図1は、本発明の実施形態に係るガス供給装置1の構成を示す図である。
ガス供給装置1は、プロセスガスA,Bを供給されるガスライン2A,2Bが、ガス供給ライン3に集管され、プロセスチャンバ4に接続されている。流量検定システム16は、ガス供給装置1に適用され、プロセスガスAの流量を制御する「流量制御機器」の一例であるマスフローコントローラ8Aと、プロセスガスBの流量を制御するマスフローコントローラ8Bの流量を、マスフローコントローラ8A,8Bが流量制御を開始した直後から、圧力センサ12が測定する圧力を積算した圧力積算値を用いて検定する。
図2は、図1に示すコントローラ14の電気ブロック構成を示す図である。
コントローラ14は、流量検定を制御するマイクロコンピュータであって、公知のCPU21、ROM22、RAM23、HDD24、入出力インターフェース25、通信インターフェース26とを備える。
流量検定モード設定手段32は、マスフローコントローラ8A,8Bの流量特性を検定する「流量検定モード」を設定するものである。
測定時間調整手段35は、流量の検定に必要な圧力を圧力センサ12に測定させる圧力測定時間を、ガスライン2A,2B毎に調整するものである。
図3は、図1に示すマスフローコントローラ8Aが流量制御を開始した直後から出力する流量と、図1に示す圧力センサ12が、マスフローコントローラが流量制御を開始した直後から測定した圧力との経時変化を示す図である。横軸に時間を示し、左側縦軸に圧力変動量(ΔP)を示し、右側縦軸に流量(Q)を示す。図4は、図3に示す流量(Q)と、図3に示す圧力を積算した圧力積算値(Σp)との関係を示す図である。横軸に時間を示し、左側縦軸に圧力積算値(ΣP)を示し、右側縦軸に流量(Q)を示す。
流量検定システム16は、「標準値設定モード」と「流量検定モード」が設定されていないときには、ガスシステム1に通常動作をさせる。通常動作とは、プロセスチャンバ4でウエハに成膜やエッチング等の処理を施す動作をいう。
本実施形態では、流量検定は、第1遮断弁7A(7B)を介してマスフローコントローラ8A(8B)に供給され、マスフローコントローラ8A(8B)に流量を制御されたプロセスガスA(B)を、圧力センサ12に供給したときに、圧力センサ12が測定した圧力を積算して圧力積算値を算出した後(圧力積算値算出ステップ)、その圧力積算値を「標準値」と比較し(比較ステップ)、その後、比較結果に基づいて、流量の異常を検知する(異常検知ステップ)ことにより、行う。
ユーザは、例えば、半導体製造装置を稼働する前に、流量検定モード設定手段32を操作して「流量検定モード」を設定する。すると、コントローラ14は、ガス供給装置1に設置されたマスフローコントローラ8A,8Bについて順次流量検定を行う。ここでは、マスフローコントローラ8Aの流量を検定する方法について説明するが、マスフローコントローラ8Bの流量を検定する方法も同様に行われる。
ところで、流量検定時に使用する標準値は、流量検定動作を実行する前にコントローラ14によって算出され、マスフローコントローラ8A,8B毎に標準値記憶手段27に記憶される。尚、ここでは、マスフローコントローラ8Aの「標準値」を算出・記憶する場合について説明するが、マスフローコントローラ8Bの「標準値」の算出・記憶も同様に行われる。
また例えば、コントローラ14は、圧力測定時間中に圧力センサ12から取得した圧力をRAM23に一時的に記憶しておき、圧力測定時間経過後に圧力積算値をサンプリング時間毎に算出し、その圧力積算値をテーブル化やマップ化して標準値記憶手段27に記憶しても良い。
例えば、マスフローコントローラ8Aは、配管系の組立時(正常時)に、図3の流量(iv)に示す流量特性を示すとする。ユーザが、正常なマスフローコントローラ8Aをガスライン2Aに取りつけ、「標準値設定モード」を設定すると、コントローラ14は、流量検定を行う。コントローラ14は、マスフローコントローラ8Aに印加電圧を供給してマスフローコントローラ8Aに流量制御を開始させてから、圧力測定時間(ここでは、3sec)が経過するまでの間、圧力センサ12から一定時間間隔で圧力を取得する。この場合の圧力波形を、図3の圧力変動量X4に示す。
以上説明したように、本実施形態の流量検定システム16及び流量検定方法は、マスフローコントローラ8Aの流量特性を検定する場合には、ガスライン2Bの第2遮断弁9Bと終段遮断弁13を閉じ、ガスライン2Aの第1及び第2遮断弁7A,9Aを開いてマスフローコントローラ8Aの上流側にプロセスガスを供給し、マスフローコントローラ8Aに流量を制御されたプロセスガスAを圧力センサ12に供給する。圧力センサ12は、マスフローコントローラ8Aの下流側圧力を測定する。圧力センサ12が測定する圧力は、流量によって変動するので(図3参照)、圧力センサ12から取得した圧力を積算して圧力のバラツキを平滑化する(図4参照)。圧力積算値の変動は、流量制御開始直後からの流量積算値の変動を示し、ひいては流量の変動を示す(図4参照)。このため、流量を圧力積算値から検定することが可能である。
(1)例えば、上記実施形態では、流量制御機器としてマスフローコントローラ8A,8Bを使用した。これに対して、マスフローマノメータ等、流量を制御できるものであれば、マスフローコントローラ8A,8Bに変えて使用しても良い。
7A,7B 第1遮断弁
8A,8B マスフローコントローラ(流量制御機器)
9A,9B 第2遮断弁
12 圧力センサ
13 終段遮断弁
14 コントローラ(異常検知手段)
16 流量検定システム
27 標準値記憶手段
31 標準値設定モード設定手段
35 測定時間調整手段
Claims (6)
- 第1遮断弁と、前記第1遮断弁の下流側に配置された流量制御機器と、前記流量制御機器の下流側の圧力を測定する圧力センサとを有するガス配管系の流量を、前記圧力センサが測定した圧力に基づいて検定する流量検定システムにおいて、
前記流量制御機器の正常時に前記圧力センサが測定する前記圧力を積算した標準値を記憶する標準値記憶手段と、
前記第1遮断弁を介して前記流量制御機器に供給され、前記流量制御機器に流量を制御されたプロセスガスを、前記圧力センサに供給したときに、前記圧力センサが測定する前記圧力を積算して圧力積算値を算出し、前記圧力積算値を前記標準値と比較して、流量の異常を検知する異常検知手段と、
を有することを特徴とする流量検定システム。 - 請求項1に記載する流量検定システムにおいて、
前記流量制御機器と前記圧力センサとの間に第2遮断弁を配置し、
前記圧力センサの下流側に終段遮断弁を配置しており、
前記流量制御機器が流量制御を開始した直後から前記圧力センサにより測定した前記第2遮断弁と前記終段遮断弁との間の圧力を積算して、前記圧力積算値を算出する
ことを特徴とする流量検定システム。 - 請求項1又は請求項2に記載する流量検定システムにおいて、
前記流量制御機器を前記ガス配管系に取り付けたときに、前記流量制御機器に前記プロセスガスの流量を制御させた状態で前記圧力センサに前記圧力を測定させ、前記圧力を積算した前記圧力積算値を前記標準値として前記標準値記憶手段に記憶させる標準値設定モード設定手段を有する
ことを特徴とする流量検定システム。 - 請求項1乃至請求項3の何れか一つに記載する流量検定システムにおいて、
前記第1遮断弁と、前記流量制御機器とを備えるガスラインを複数有し、前記各ガスラインが前記圧力センサに接続されており、
前記流量の検定に必要な前記圧力を前記圧力センサに測定させる圧力測定時間を、前記ガスライン毎に調整する測定時間調整手段を有する
ことを特徴とする流量検定システム。 - 第1遮断弁と、前記第1遮断弁の下流側に配置された流量制御機器と、前記流量制御機器の下流側に配置した圧力センサとを備えるガス配管系の流量を、前記圧力センサが測定した圧力に基づいて検定する流量検定方法おいて、
前記第1遮断弁を介して前記流量制御機器に供給され、前記流量制御機器に流量を制御されたプロセスガスを、前記圧力センサに供給したときに、前記圧力センサが測定する圧力を積算して圧力積算値を算出する圧力積算値算出ステップと、
前記圧力積算値算出ステップにて算出した前記圧力積算値を、前記流量制御機器の正常時に前記圧力センサが検出する圧力を積算した標準値と比較する比較ステップと、
前記比較ステップにおける比較結果に基づいて、流量の異常を検知する異常検知ステップと、
を有することを特徴とする流量検定方法。 - 請求項5に記載する流量検定方法において、
前記流量制御機器と前記圧力センサとの間に配置された第2遮断弁と、前記圧力センサの下流側に配置された終段遮断弁との間の圧力を、前記流量制御機器が流量制御を開始してから、前記圧力センサに測定させる圧力測定ステップを有する
ことを特徴とする流量検定方法。
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