JP7248821B2 - プラズマ装置 - Google Patents

Description

本開示は、プラズマを発生させるプラズマ装置に関するものである。

従来、プラズマを発生させるプラズマ装置が種々提案されている。例えば、下記特許文献１のプラズマ装置は、一対の電極を配置した反応室に処理ガスを供給し、一対の電極間に放電を発生させ処理ガスをプラズマ化している。このプラズマ装置は、装置の状態を記憶装置に記憶している。

国際公開第ＷＯ２０１９／１４５９９０号

この種のプラズマ装置では、例えば、装置の状態に係わる情報を、一定時間ごとに履歴として記憶装置へ記憶する。プラズマ装置は、装置の異常を検出すると、異常を検出した時間から所定時間前までの履歴を、発生した異常に関連付けて記憶する。しかしながら、この記憶処理では、一定時間ごとの履歴しか記憶されないため、異常が発生した際のプラズマ装置の状態が、履歴から判断することが困難であった。

本開示は上記の課題に鑑み提案されたものであって、異常発生時の装置の状態をより正確に判断できるプラズマ装置を提供することを目的とする。

本明細書は、異常を検出する異常検出装置と、プラズマ装置の状態に係わる状態情報を、所定時間ごとに記憶する処理と、前記異常検出装置により異常を検出した際の前記プラズマ装置の状態に係わる異常状態情報を記憶する処理と、を実行し、前記状態情報と前記異常状態情報を関連付けて記憶する、制御装置と、を備えるプラズマ装置を開示する。

本開示のプラズマ装置によれば、装置の状態に係わる状態情報を所定時間ごとに記憶した情報に加え、異常を検出した際の装置の異常状態情報を記憶することができる。これにより、異常時の状態を異常状態情報により把握でき、異常の前後における状態を状態情報により把握できる。従って、異常発生時の装置の状態をより正確に判断できる。

プラズマ装置を示す図である。 プラズマヘッドの斜視図である。 電極及び本体側プラズマ通路の位置においてＸ方向及びＺ方向にプラズマヘッドを切断した断面図である。 図３のＡ－Ａ線における断面図である。 プラズマ装置の構成を示すブロック図である。 電流センサ、圧力センサ等の接続構成を示すブロック図である。 状態情報、異常状態情報、設定情報、稼動時間情報を記憶する処理を説明するための図である。 別例の状態情報、異常状態情報、設定情報、稼動時間情報を記憶する処理を説明するための図である。 操作部の表示画面を示す図である。 操作部の表示画面を示す図である。 操作部の表示画面を示す図である。 操作部の表示画面を示す図である。

以下、本開示を実施するための一形態について、図を参照しつつ詳しく説明する。図１に示すように、本実施形態のプラズマ装置１０は、プラズマヘッド１１、ロボット１３、制御ボックス１５を備えている。プラズマヘッド１１は、ロボット１３の先端部に着脱可能に取り付けられている。ロボット１３は、例えば、シリアルリンク型ロボット（多関節型ロボットと呼ぶこともできる）である。プラズマヘッド１１は、ロボット１３の先端に取り付けられた状態でプラズマガスを照射可能となっている。プラズマヘッド１１は、ロボット１３の駆動に応じて移動させられ、向きを変更させられる等し、３次元的に移動可能となっている。

制御ボックス１５は、コンピュータを主体として構成され、プラズマ装置１０を統括的に制御する。制御ボックス１５は、プラズマヘッド１１に電力を供給する電源部１５Ａ及びプラズマヘッド１１に処理ガスを供給するガス供給部１５Ｂを有している。電源部１５Ａは、電力ケーブル１６や制御ケーブル１８を介してプラズマヘッド１１と接続されている。電源部１５Ａは、制御ボックス１５の制御に基づいて、プラズマヘッド１１の電極３３（図３参照）に印加する電圧を変更する制御や、後述するヒータ４３（図４参照）の温度を制御する。

また、ガス供給部１５Ｂは、複数（本実施形態では４本）のガス供給チューブ１９を介してプラズマヘッド１１と接続されている。ガス供給部１５Ｂは、制御ボックス１５の制御に基づいて、後述する反応ガス（処理ガスの一例）、キャリアガス（処理ガスの一例）、ヒートガス（処理ガスの一例）をプラズマヘッド１１へ供給する。制御ボックス１５は、ガス供給部１５Ｂを制御し、ガス供給部１５Ｂからプラズマヘッド１１へ供給する処理ガスの量や流速などを制御する。そして、プラズマ装置１０は、制御ボックス１５の制御に基づいてロボット１３を動作させ、テーブル１７の上に載置された被処理物Ｗに対してプラズマヘッド１１からプラズマガスを照射する。

また、制御ボックス１５は、タッチパネルや各種スイッチを有する操作部１５Ｃを備えている。制御ボックス１５は、各種の設定画面や動作状態（例えば、ガス供給状態など）等を操作部１５Ｃのタッチパネルに表示する。また、制御ボックス１５は、操作部１５Ｃに対する操作入力により各種の情報を受け付ける。

プラズマヘッド１１は、ロボット１３の先端に設けられた取付板１３Ａに対して着脱可能に設けられている。これにより、プラズマヘッド１１は、種類の異なるプラズマヘッド１１に交換可能となっている。図２に示すように、プラズマヘッド１１は、プラズマ生成部２１、ヒートガス供給部２３、ノズル３５等を備えている。プラズマ生成部２１は、制御ボックス１５のガス供給部１５Ｂ（図１参照）から供給された処理ガスをプラズマ化して、プラズマガスを生成する。また、プラズマヘッド１１は、内部に設けられたヒータ４３（図４参照）によってガス供給部１５Ｂから供給された処理ガスを加熱してヒートガスを生成する。ヒートガスの温度は、例えば、６００℃から８００℃である。本実施形態のプラズマヘッド１１は、プラズマ生成部２１において生成したプラズマガスを、加熱したヒートガスとともに、図１に示す被処理物Ｗへ噴出する。プラズマヘッド１１には、図２に示す矢印の方向に上流側から下流側へと処理ガスが供給される。なお、プラズマヘッド１１は、ヒートガスを加熱するヒータ４３を備えない構成でも良い。即ち、本開示のプラズマ装置は、ヒートガスを用いない構成でも良い。

図２に示すように、プラズマヘッド１１の接続面１１Ａには、電力ケーブル１６を取り付ける取付部１１Ｂが略中央部に設けられている。また、接続面１１Ａの一端には、制御ケーブル１８を取り付ける取付部１１Ｃが設けられている。また、取付部１１Ｂを間に挟んで取付部１１Ｃとは反対側には、ガス供給チューブ１９を取り付ける取付部１１Ｄが設けられている。取付部１１Ｄは、例えば、ガス供給チューブ１９の先端に設けられた取付部材２５を接続される。取付部１１Ｄ及び取付部材２５は、例えば、所謂ワンタッチ継手であり、ガス供給チューブ１９をプラズマヘッド１１に対して着脱可能に装着する。

図３及び図４に示すように、プラズマ生成部２１は、ヘッド本体部３１、一対の電極３３、ノズル３５等を含む。尚、図３は、一対の電極３３及び後述する複数の本体側プラズマ通路７１の位置に合わせて切断した断面図であり、図４は、図３のＡ－Ａ線における断面図である。ヘッド本体部３１は、耐熱性の高いセラミックにより成形されており、そのヘッド本体部３１の内部には、プラズマガスを発生させる反応室３７が形成されている。一対の電極３３の各々は、例えば、円柱形状をなしており、その先端部を反応室３７に突出させた状態で固定されている。以下の説明では、一対の電極３３を、単に電極３３と称する場合がある。また、一対の電極３３が並ぶ方向をＸ方向、円柱形状の電極３３の軸方向をＺ方向、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向をＹ方向と称して説明する。

ヒートガス供給部２３は、ガス管４１、ヒータ４３、連結部４５等を備えている。ガス管４１及びヒータ４３は、ヘッド本体部３１の外周面に取り付けられ、図４に示すカバー４７によって覆われている。ガス管４１は、ガス供給チューブ１９（図１参照）を介して、制御ボックス１５のガス供給部１５Ｂに接続されている。ガス管４１には、ガス供給部１５Ｂから加熱用ガス（例えば、空気）が供給される。ヒータ４３は、ガス管４１の途中に取り付けられている。ヒータ４３は、ガス管４１を流れる加熱用ガスを温めてヒートガスを生成する。また、ヒータ４３には、ヒータ４３の加熱温度を検出するための熱電対９２（図５参照）が設けられている。

図４に示すように、連結部４５は、ガス管４１をノズル３５に連結するものである。ノズル３５がヘッド本体部３１に取り付けられた状態では、連結部４５は、一端部をガス管４１に接続され、他端部をノズル３５に形成されたヒートガス通路５１に接続される。ヒートガス通路５１には、ガス管４１を介してヒートガスが供給される。

図３及び図４に示すように、電極３３の一部の外周部は、セラミックス等の絶縁体で製造された電極カバー５３によって覆われている。電極カバー５３は、略中空筒状をなし、長手方向の両端部に開口が形成されている。電極カバー５３の内周面と電極３３の外周面との間の隙間は、ガス通路５５として機能する。電極カバー５３の下流側の開口は、反応室３７に接続されている。電極３３の下端は、電極カバー５３の下流側の開口から突出している。

また、ヘッド本体部３１の内部には、反応ガス流路６１と、一対のキャリアガス流路６３とが形成されている。反応ガス流路６１は、ヘッド本体部３１の略中央部に設けられ、ガス供給チューブ１９（図１参照）を介してガス供給部１５Ｂと接続され、ガス供給部１５Ｂから供給される反応ガスを反応室３７へ流入させる。また、一対のキャリアガス流路６３は、Ｘ方向において反応ガス流路６１を間に挟んだ位置に配置されている。一対のキャリアガス流路６３の各々は、一対のガス供給チューブ１９（図１参照）の各々を介してガス供給部１５Ｂと接続され、ガス供給部１５Ｂからキャリアガスが供給される。キャリアガス流路６３は、ガス通路５５を介してキャリアガスを反応室３７へ流入させる。図１及び図２に示す４本のガス供給チューブ１９は、例えば、一対のキャリアガス流路６３のそれぞれにキャリアガスを供給する２本のガス供給チューブ１９と、反応ガスを供給する１本のガス供給チューブ１９と、ヒートガス（加熱する前の加熱用ガス）を供給するガス供給チューブ１９である。

反応ガス（種ガス）としては、酸素（Ｏ２）を採用できる。ガス供給部１５Ｂは、例えば、反応ガス流路６１を介して、酸素と窒素（Ｎ２）との混合気体（例えば、乾燥空気（Ａｉｒ））を、反応室３７の電極３３の間に流入させる。以下、この混合気体を、便宜的に反応ガスと呼び、酸素を種ガスと呼ぶ場合がある。キャリアガスとしては、窒素を採用できる。ガス供給部１５Ｂは、ガス通路５５の各々から、一対の電極３３の各々を取り巻くようにキャリアガスを流入させる。

一対の電極３３には、制御ボックス１５の電源部１５Ａから交流の電圧が印加される。電圧を印加することによって、例えば、図３に示すように、反応室３７内において、一対の電極３３の下端の間に、擬似アークＡが発生する。この擬似アークＡを反応ガスが通過する際に、反応ガスは、プラズマ化される。従って、一対の電極３３は、擬似アークＡの放電を発生させ、反応ガスをプラズマ化し、プラズマガスを発生させる。

また、ヘッド本体部３１における反応室３７の下流側の部分には、複数（本実施例においては、６本）の本体側プラズマ通路７１が形成されている。複数の本体側プラズマ通路７１の上流側の端部は、反応室３７に開口しており、複数の本体側プラズマ通路７１の下流側の端部は、ヘッド本体部３１の下端面に開口している。

ノズル３５は、例えば、耐熱性の高いセラミックにより成形されている。ノズル３５は、ボルト８０により、ヘッド本体部３１の下面に固定されている。このため、ノズル３５は、ヘッド本体部３１に着脱可能とされており、種類の異なるノズルに変更することができる。ノズル３５には、上端面に開口する一対の溝８１が形成されている。一対の溝８１の各々は、例えば、ヘッド本体部３１の下端面に開口する３本の本体側プラズマ通路７１が連通している。また、ノズル３５には、Ｚ方向に貫通する複数（本実施例においては、１０本）のノズル側プラズマ通路８２が形成されている。ノズル側プラズマ通路８２の上端には、溝８１（例えば、５本ずつ）が接続されている。尚、図３及び図４に示すノズル３５の形状・構造は、一例である。

また、ノズル３５には、ノズル側プラズマ通路８２を取り囲むように、ヒートガス用通路９５が形成されている。ヒートガス用通路９５の上部は、ヒートガス通路５１を介して、ヒートガス供給部２３の連結部４５に連結されている。ヒートガス用通路９５の下端は、ノズル３５の下面において開口している。

このような構造により、反応室３７で発生したプラズマガスは、キャリアガスとともに、本体側プラズマ通路７１を経由して溝８１の内部に噴出される。そして、プラズマガスは、溝８１の内部において拡散し、複数のノズル側プラズマ通路８２の各々を経由して、ノズル側プラズマ通路８２の下端の開口８２Ａから噴出される。また、ガス管４１からヒートガス通路５１へ供給されたヒートガスは、ヒートガス用通路９５を流れる。このヒートガスは、プラズマガスを保護するシールドガスとして機能するものである。ヒートガスは、ヒートガス用通路９５を流れ、ヒートガス用通路９５の下端の開口９５Ａからプラズマガスの噴出方向に沿って噴出される。この際、ヒートガスは、ノズル側プラズマ通路８２の開口８２Ａから噴出されるプラズマガスの周囲を取り巻くように噴出される。このように、加熱したヒートガスをプラズマガスの周囲に噴出することで、プラズマガスの効能（濡れ性など）を高めることができる。

次に、制御ボックス１５の詳細な構成について説明する。図５に示すように、制御ボックス１５は、上記した電源部１５Ａ、ガス供給部１５Ｂ、操作部１５Ｃの他に、コントローラ１００、駆動回路１０５、制御回路１０６、通信部１０７、漏電検出装置１１０、電流センサ１１１、記憶装置１１６などを備えている。コントローラ１００は、不図示のＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えるコンピュータを主体として構成されている。コントローラ１００は、ＣＰＵでプログラムを実行し、電源部１５Ａ、駆動回路１０５、ガス供給部１５Ｂなどを制御することにより、プラズマヘッド１１、ヒートガス供給部２３などを制御する。尚、プログラムをＣＰＵで実行するコントローラ１００のことを、単に装置名で記載する場合がある。例えば、「コントローラ１００が」という記載は、「プログラムをＣＰＵで実行するコントローラ１００が」ということを意味する場合がある。

また、コントローラ１００は、制御回路１０６を介して、操作部１５Ｃに接続されている。コントローラ１００は、制御回路１０６を介して操作部１５Ｃのタッチパネルの表示を変更する。また、コントローラ１００は、制御回路１０６を介して操作部１５Ｃに対する操作入力を受け付ける。また、記憶装置１１６は、例えば、ハードディスクドライブ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を組み合わせて構成されている。コントローラ１００は、例えば、プラズマ装置１０の状態に係わる状態情報１１８や、異常を検出した際のプラズマ装置１０の状態に係わる異常状態情報１１９を記憶装置１１６に記憶する。また、コントローラ１００は、プラズマ装置１０の設定に係わる設定情報１２０、稼動時間情報１２１を記憶装置１１６に記憶する。状態情報１１８、異常状態情報１１９、設定情報１２０、稼動時間情報１２１の詳細については、後述する。

また、通信部１０７は、不図示のネットワークに接続する通信機器と通信を行う。通信の形態は特に限定されず、例えば、ＬＡＮ、シリアル通信などである。尚、コントローラ１００は、状態情報１１８、異常状態情報１１９、設定情報１２０、稼動時間情報１２１を制御ボックス１５内の記憶装置１１６に記憶せずに、通信部１０７を介してネットワーク上のサーバ装置等へ記憶しても良い。

漏電検出装置１１０は、電源部１５Ａとプラズマヘッド１１（電極３３）を接続する電力ケーブル１６の漏電電流を検出する装置である。漏電検出装置１１０の構成は、特に限定されない。例えば、漏電検出装置１１０は、電力ケーブル１６をシールドする導電性のシールド部材と、シールド部材を地絡させるアースケーブルとを備え、アースケーブルに流れる漏電電流を検出する。漏電検出装置１１０は、検出した漏電電流の電流値をコントローラ１００へ出力する。

図６に示すように、電源部１５Ａは、商用電源から電極３３へ給電する高周波の交流電力を生成し、生成した交流電力を電極３３へ給電する。電流センサ１１１は、電源部１５Ａから電極３３へ電力を供給するための電力ケーブル１６に流れる電流を検出する。詳しくは、電流センサ１１１は例えばカレントトランスを備え、カレントトランスにより検出された電力ケーブル１６に流れる電流値に応じた検出電圧をＡＤ変換し、電流値に応じたデジタル値をコントローラ１００へ出力する。以下、電流値に応じたデジタル値を単に電流値と記載する場合がある。

また、ガス供給部１５Ｂは、ガス発生装置１０９、複数のマスフローコントローラ１１２（図６中のＦ１～Ｆ５）、複数の圧力センサ１１３（図中の白色の四角）などを備えている。ガス発生装置１０９は、反応ガス、キャリアガス、加熱用ガスの各々を供給する供給源の装置である。ガス発生装置１０９は、例えば、窒素（Ｎ２）、酸素（Ｏ２）、空気（Ａｉｒ、乾燥空気など）を供給する。ガス発生装置１０９は、空気の供給源となるコンプレッサ、コンプレッサから供給される空気の湿気を取り除くためのドライヤ、乾燥空気から窒素や酸素を分離する分離装置等を備えている。尚、ガス発生装置１０９は、反応ガスの種ガスの酸素として、酸素を含む空気や乾燥空気を用いても良い。

ガス発生装置１０９は、反応ガス（酸素、窒素）、キャリアガス（窒素）、加熱用ガス（空気）のそれぞれを処理ガスとして供給する。複数のマスフローコントローラ１１２は、例えば、各処理ガスの各々に対応して設けられ、各処理ガスの流量を、コントローラ１００の制御に基づいて制御する。各マスフローコントローラ１１２は、調整した後の実際に供給する流量の値（測定値）をコントローラ１００に出力する。

また、複数の圧力センサ１１３は、各マスフローコントローラ１１２によって流量を調整された処理ガスの圧力値を検出する。また、圧力センサ１１３は、反応ガス（酸素、窒素）を混合器１１５で混合した混合気体の圧力値を検出する。従って、圧力センサ１１３は、反応ガス（種ガス）である酸素（Ｏ２）、酸素に混合する窒素（Ｎ２）、混合した後の混合気体（乾燥空気）のそれぞれの圧力を検出する。また、圧力センサ１１３は、一対のキャリアガス流路６３の各々に接続されたガス供給チューブ１９を流れるキャリアガスの圧力を、個別に検出する。また、圧力センサ１１３は、ガス管４１へ供給する加熱用ガス（加熱する前の空気）の圧力値を検出する。各圧力センサ１１３は、検出した圧力値をコントローラ１００に出力する。

また、図５に示すように、駆動回路１０５には、ヒータ４３、及びヒータ４３付近に取り付けられた熱電対９２が電気的に接続されている。駆動回路１０５は、熱電対９２の出力値に応じた温度をコントローラ１００へ出力する。駆動回路１０５は、コントローラ１００に指示された目標温度となるように、熱電対９２の出力値に基づき、ヒータ４３の加熱温度を制御する。温度センサ１１４は、例えば、プラズマヘッド１１内に設けられている。温度センサ１１４は、例えば熱電対を有し、プラズマガスの温度を検出し、検出した温度をコントローラ１００へ出力する。

次に、本実施形態のコントローラ１００が実行する記憶処理について説明する。コントローラ１００は、例えば、操作部１５Ｃのタッチパネルを介してプラズマ処理の開始の指示を受け付けると、プラズマ発生制御を開始する。プラズマ発生制御において、コントローラ１００は、電源部１５Ａに所定の電力を電極３３に給電する制御を開始させ、ガス供給部１５Ｂに処理ガス（キャリアガス、反応ガス、加熱用ガス）の供給を開始させる。ガス供給部１５Ｂは、設定情報１２０等に基づいて、所定のガス流量及びガス圧で、処理ガスの供給を開始する。また、コントローラ１００は、駆動回路１０５を制御して、所定の温度になるようにヒータ４３の加熱温度を制御する。

また、コントローラ１００は、プラズマ発生制御を開始すると、所定時間毎に、プラズマ装置１０の状態に係わる状態情報１１８を記憶装置１１６に記憶する。図７は、状態情報１１８、異常状態情報１１９、設定情報１２０、稼動時間情報１２１を記憶する処理の時系列を示している。コントローラ１００は、例えば、プラズマ発生制御を開始すると、１Ｓ（秒）ごとに状態情報１１８を記憶する。コントローラ１００は、例えば、状態情報１１８として、漏電検出装置１１０で検出した漏電電流の電流値、電流センサ１１１から出力される電流値、ガス供給部１５Ｂから出力される流量値、圧力センサ１１３から出力される圧力値、駆動回路１０５及び温度センサ１１４から出力される温度等を、１秒ごとの時刻に対応付けて記憶装置１１６に記憶する。コントローラ１００は、例えば、１秒ごとに状態情報１１８を記憶し、１０秒（１０回）の期間Ｔ１だけ状態情報１１８を記憶すると、最も古い状態情報１１８を新たな状態情報１１８で上書きする。これにより、コントローラ１００は、最新の１０秒（期間Ｔ１）の状態情報１１８を履歴として残すことができる。尚、上記した状態情報１１８を記憶する所定時間（１秒）や、状態情報１１８を記憶する期間Ｔ１（１０秒）は、一例である。

また、図７に示すように、コントローラ１００は、プラズマ装置１０に何らかの異状を検出すると、その異状を検出した際のプラズマ装置１０の状態情報を異常状態情報１１９として記憶する。また、コントローラ１００は、異常を検出した際の設定情報１２０や、異常を検出する時点までの稼動時間（稼動時間情報１２１）を記憶する。そして、コントローラ１００は、異常を検出すると、異常を検出する時点から（又は直前の）１０回分の状態情報１１８、即ち、最新の状態情報１１８を、異常状態情報１１９、設定情報１２０、及び稼動時間情報１２１に関連付けて記憶装置１１６に記憶する。

従って、本実施形態のコントローラ１００は、漏電検出装置１１０等の検出値により異常を検出したことに基づいて、状態情報１１８と異常状態情報１１９とを関連付けて記憶する。コントローラ１００は、異常を検出した時点から一定時間だけ前までの期間（１０秒の期間Ｔ１を含む期間）に含まれる状態情報１１８を記憶する。

これによれば、コントローラ１００は、異常を検出すると、異常時の異常状態情報１１９に状態情報１１８を関連付けて記憶する。コントローラ１００は、その状態情報１１８として、異常を検出した時点から一定時間前までの状態情報１１８を記憶する。これにより、異常が発生する前に装置がどのような状態であったのかを記憶でき、異常発生時の装置の状態をより正確に把握することができる。

尚、コントローラ１００が異常状態情報１１９と関連付けて記憶する状態情報１１８は、異常発生前の情報に限らない。例えば、図８に示すように、コントローラ１００は、異常を検出した時点を挟む１０秒間の状態情報１１８を、異常状態情報１１９に関連付けて記憶しても良い。あるいは、コントローラ１００は、異常が発生した後の１０秒（１０回分）の状態情報１１８を異常状態情報１１９に関連付けて記憶しても良い。

また、コントローラ１００は、プラズマ装置１０の設定に係わる設定情報１２０で、且つ異常を検出した際の設定情報１２０を、異常状態情報１１９に関連付けて記憶する。プラズマガスの発生状態を判定するための閾値や処理ガスの流量など、作業者がどのような設定でプラズマ装置１０を使用していたのかは、異常の原因を判断する上で重要な情報となる。このような、ユーザ側で変更可能な設定情報で、且つ異常発生時の設定情報１２０（図１１参照）を、異常状態情報１１９と関連付けて記憶する。これにより、異常発生時の装置の状態をより正確に把握することができる。

コントローラ１００は、例えば、装置の異常を検出すると、電極３３への給電を停止し、処理ガスの供給を停止し、ヒートガス供給部２３の動作を停止させ、プラズマ発生制御を終了する。これにより、プラズマ装置１０のプラズマ発生は停止される。コントローラ１００は、異常を検出しプラズマ発生制御を終了すると、操作部１５Ｃの画面に検出した異常の情報を表示させる。

図９は、異常の情報を表示した操作部１５Ｃの表示画面の一例を示している。図９に示すように、コントローラ１００は、操作部１５Ｃの表示画面１４１（タッチパネル）に、項目欄１４３、状態表示欄１４５、代表異常一覧１４７、バックボタン１４９、及びスクロールボタン１５１を表示する。項目欄１４３は、表示画面１４１に表示した画面のタイトルを示すものである。コントローラ１００は、代表異常一覧１４７を表示する画面のタイトルとして「アラーム詳細」の文字を表示する。

また、コントローラ１００は、プラズマ装置１０の現在の状態を状態表示欄１４５に表示する。状態表示欄１４５に表示される状態は、例えば、起動中、初期化中、待機中、プラズマ処理中などの各種の状態である。バックボタン１４９は、一つ前の表示状態に戻すためのボタンである。

代表異常一覧１４７は、検出した異常を時系列に表示するための表示欄である。コントローラ１００は、例えば、プラズマ装置１０が備える各種のセンサ（漏電検出装置１１０、電流センサ１１１、マスフローコントローラ１１２、圧力センサ１１３、温度センサ１１４、熱電対９２など）の少なくとも１つのセンサの検出値で異常を検出すると、プラズマ装置１０に異常が発生したと判断する。コントローラ１００は、例えば、ガス供給部１５Ｂから供給する反応ガス、キャリアガス、加熱用ガスの流量、電源部１５Ａから電極３３に印加する電圧値、電極３３に流す電流値の少なくとも一つの値が異常を示す値になると、異常が発生したと判断する。図９及び後述する図１２に示すように、コントローラ１００は、例えば、プラズマ漏電異常、ガス圧力上昇異常、ガス圧力センサ異常、低電流異常、ＭＡＩＮ（ＧＡＳ１）流量異常などを異常として検出する。プラズマ装置１０が検出する異常の種類は、特に限定されない。例えば、コントローラ１００は、漏電検出装置１１０で検出した漏電電流の電流値が、設定情報１２０の閾値を超えた場合、プラズマ漏電異常として判断する。また、例えば、コントローラ１００は、圧力センサ１１３等で検出した処理ガスの圧力値が、設定情報１２０の閾値を超えた場合、ガス圧力センサ異常として判断する。

また、コントローラ１００は、異常が発生した日時が時間順となるように代表異常一覧１４７に表示する。コントローラ１００は、例えば、最新の異常の表示名を代表異常一覧１４７の最も上に表示し、代表異常一覧１４７の上から下に順番により古い異常の表示名を表示する。コントローラ１００は、各表示名の左に、新しい異常から順番に、１，２，・・と番号を表示する。コントローラ１００は、スクロールボタン１５１に対する操作入力に基づいて、代表異常一覧１４７に表示しきれない異常の表示名等を表示する。

また、コントローラ１００は、複数の種類の異常を同時に検出した場合、複数の種類の異常のうち、一種類の異常を代表異常として選択して代表異常一覧１４７に表示する。具体的には、コントローラ１００は、例えば、状態情報１１８を記憶する１秒のサイクルよりも短い監視サイクルで、各種センサの検出値を判定する。コントローラ１００は、同一の監視サイクルで検出した複数の検出値から複数の異常を検出した場合、それらの異常を同時に発生した異常として処理する。コントローラ１００は、同時に発生（検出）した複数の異常から代表異常を選択し、選択した代表異常を代表異常一覧１４７に表示する。また、コントローラ１００は、後述する図１２の表示画面１６７で代表異常を含む同時に発生した複数の異常をまとめて表示する。コントローラ１００は、代表異常一覧１４７において、異なる時間に発生した代表異常の表示名を、時系列順に表示する。これによれば、複数の種類の異常が同時に発生した場合に、複数の種類の異常から代表的な異常を選択して代表異常一覧１４７に表示することができる。尚、本開示の同時に検出された異常とは、上記したように、２つ以上の異常を同一時間（同一タイミング）に検出したものだけでなく、例えば、１秒などの短い時間の間に連続的に検出された異常も、同時に検出された異常として取り扱っても良い。

また、複数の種類の異常から代表異常を選択する方法は、特に限定されない。例えば、プラズマ装置１０のベンダー側で異常の発生頻度の統計を取り、発生頻度がより多い異常を代表異常として表示するように、プラズマ装置１０に予め設定しても良い。あるいは、コントローラ１００は、生産ラインなどでプラズマ装置１０の実際の使用が開始されてから、その使用環境で発生した異常の種類の統計を取り、より発生頻度の高い異常、あるいは発生頻度の低い異常を代表異常として選択しても良い。また、コントローラ１００は、例えば、複数の種類の異常のうち、電流の異常、ガス、熱、などの異常の種類を分け、発生した数の多い種類から代表異常を選択しても良い。

コントローラ１００は、図９に示すように、表示画面１４１に代表異常一覧１４７を表示する状態で、代表異常一覧１４７に表示した代表異常のうち、任意の一つをタッチ操作されると、図１０に示す表示画面１５３を操作部１５Ｃに表示する。コントローラ１００は、表示画面１５３の項目欄１４３として図９の表示画面１４１で選択された代表異常の番号を表示する。図１０の項目欄１４３は、一例として、代表異常一覧１４７の一番目（プラズマ漏電異常）を選択した場合（アラーム１を選択した場合）を示している。

また、コントローラ１００は、表示画面１５３に、図９で選択された代表異常（この場合はアラーム１のプラズマ漏電異常）を検出した際の異常状態情報１１９及び状態情報１１８をまとめて一覧として異常一覧部１５５に表示する。図１０に示すように、異常一覧部１５５には、複数の行列で区画して異常状態情報１１９及び状態情報１１８が表示されている。

異常一覧部１５５の一番上には、各列の説明となる項目名が表示されている。異常一覧部１５５の一番上には、例えば、Ｔｉｍｅ、ＭＧ１（ＦＲ）、ＭＧ２（ＦＲ）、Ｓ１（ＦＲ）、Ｓ２（ＦＲ）、Ｈ（ＦＲ）、・・・・と、複数の項目名が表示される。本実施形態では、例えば、１７個の項目名が異常一覧部１５５に設定されている。図１０には、１７個の項目名のうち、６個の項目名だけが異常一覧部１５５に表示されている。コントローラ１００は、異常一覧部１５５の右側のスクロールボタン１５７が操作されることに基づいて、表示されていない右側の項目名を表示する。

項目名がＴｉｍｅの列は、一番上に異常状態情報１１９が表示され、その下に状態情報１１８の情報が表示されている。状態情報１１８は、異常が発生した時点の最新の１０秒の情報が表示される。状態情報１１８は、上から順番に、最新の情報（Ｔｉｍｅの１）、次に新しい情報（Ｔｉｍｅの２）・・・・の順に、即ち、下に行くに従って１ｓごとに古い情報が表示されている。図１０は、１０個の状態情報１１８のうち、４個の状態情報１１８だけが異常一覧部１５５に表示されている。コントローラ１００は、異常一覧部１５５の下のスクロールボタン１５９が操作されることに基づいて、表示されていない状態情報１１８（５Ｓ以前）を表示する。

また、ＭＧ１（ＦＲ）以降の項目（列）は、異常状態情報１１９及び状態情報１１８として記憶した情報を示している。ＭＧ１（ＦＲ）は、反応ガス（種ガス）の酸素（Ｏ２）に混合する窒素（Ｎ２）の流量をガス供給部１５Ｂのマスフローコントローラ１１２で検出した値である。ＭＧ２（ＦＲ）は、反応ガス（種ガス）の酸素（Ｏ２）の流量をマスフローコントローラ１１２で検出した値である。Ｓ１（ＦＲ）は、一対のキャリアガス流路６３（ガス供給チューブ１９）の一方に供給するキャリアガス（窒素（Ｎ２））の流量を検出した値であり、Ｓ２（ＦＲ）は、一対のキャリアガス流路６３の他方に供給するキャリアガス（窒素（Ｎ２））の流量を検出した値である。Ｈ（ＦＲ）は、ヒートガスとして用いる加熱用ガス（空気）の流量を検出した値である。

コントローラ１００は、上記した情報の他に、例えば、熱電対９２で検出したヒータ４３の加熱温度を異常状態情報１１９及び状態情報１１８として記憶する。同様に、コントローラ１００は、温度センサ１１４で検出したプラズマガスの温度を記憶する。また、コントローラ１００は、プラズマガスを発生させる擬似アークＡが消灯した（切れた）電流欠け回数を記憶する。コントローラ１００は、例えば、電源部１５Ａから電極３３に流れる電流値（電流センサ１１１で検出した電流値）が所定の値以上となり、擬似アークＡが発生した後、電流値が所定の判定値以下になると、擬似アークＡが消灯したと判断し、電流欠け回数を１つ増やす。コントローラ１００は、例えば、プラズマガス発生制御を開始するごとに、電流欠け回数をリセットし、新たに電流欠け回数を計測し、状態情報１１８や異常状態情報１１９として記憶する。尚、コントローラ１００は、プラズマ発生制御ごとに電流欠け回数をリセットせず、累積させて計測しても良い。

また、コントローラ１００は、混合した後の反応ガス（窒素＋酸素）の圧力、キャリアガス（ガス供給チューブ１９ごと）の圧力、加熱用ガスの圧力を、状態情報１１８や異常状態情報１１９として記憶する。コントローラ１００は、これらの圧力を圧力センサ１１３により検出することができる。

また、コントローラ１００は、漏電検出装置１１０で検出した漏電電流の電流値を記憶する。例えば、電力ケーブル１６のシールド部材からアースに流れる漏電電流は、プラズマを発生させるための電力供給時の電磁誘導等により流れる、即ち、電力ケーブル１６に断線等が起きていない正常な電力供給において一定の電流値が流れる。そこで、コントローラ１００は、正常な電力供給時の基準とする基準値、その基準値から一定の幅を有する上限値及び下限値を記憶しても良い。この上限値及び下限値は、漏電異常を判定するためのものである。尚、上記したＴｉｍｅ、ＭＧ１（ＦＲ）から上限値、下限値までの１７個の項目名は、一例であり、プラズマ装置１０の構成に応じて適宜変更できる。

従って、本実施形態のコントローラ１００は、図１０に示すように、操作部１５Ｃに対する操作入力（代表異常一覧１４７のタッチ操作）に基づいて、代表異常を検出した際の異常状態情報１１９及び状態情報１１８を行列にまとめて操作部１５Ｃに表示する。これによれば、ユーザは、操作部１５Ｃを操作することで、代表異常の異常状態情報１１９と状態情報１１８をまとめて表示させ確認できる。異常時の異常状態情報１１９や状態情報１１８を、時系列順に比較して異常な値がないかなど、状態の確認を容易に行うことができる。

コントローラ１００は、図１０に示すように、表示画面１５３に異常一覧部１５５を表示する状態で、異常一覧部１５５の下の装置情報ボタン１６１をタッチ操作されると、図１１に示す表示画面１６３を操作部１５Ｃに表示する。コントローラ１００は、表示画面１６３の項目欄１４３として図９の表示画面１４１で選択された代表異常の時間情報を表示する。

また、コントローラ１００は、設定情報１２０及び稼動時間情報１２１を表示画面１６３に表示する。図１１に示すように、コントローラ１００は、例えば、コントローラ１００のＣＰＵが実行するプログラム（プラズマ発生制御に用いる制御プログラム）のバージョン（Ｃｏｎｔｒｏｌ ｖｅｒ．）、オペレーティングのバーション（Ｓｙｓｔｅｍ ｖｅｒ．）、を設定情報１２０として記憶し、表示画面１６３に表示する。同様に、コントローラ１００は、ノズル３５の着脱によるガス圧（反応ガスの圧力など）の変化を判定するための閾値であるガス圧（ｋＰａ）、プラズマガスの目標圧力（プラズマ圧力）、ヒータ４３による暖機の完了を判断するための暖機完了圧力などを、設定情報１２０として記憶し表示する。これらの判定するための閾値や目標圧力は、ユーザによって変更可能である一方、異常の原因を判断する上で重要な情報となる。このため、コントローラ１００は、異常時の閾値等を設定情報１２０として記憶し、表示画面１６３に表示する。

また、コントローラ１００は、例えば、プラズマヘッド１１、電極３３、ノズル３５、制御ボックス１５の稼動時間を稼動時間情報１２１として記憶し、表示画面１６３に表示する。従って、稼動時間情報１２１としては、プラズマ装置１０自体の稼動時間や、プラズマ装置１０が備える各機器の稼動時間など、プラズマ装置１０に係わる様々な稼動時間を記憶する情報として採用することができる。コントローラ１００は、各機器等の稼動時間を継続して計測し、異常を検出するとそれまでの稼動時間を、稼動時間情報１２１として記憶装置１１６に記憶する。コントローラ１００は、稼動時間情報１２１を異常状態情報１１９等に関連付けて記憶し、その後、表示画面１６３に表示する。尚、図１１に示すように、コントローラ１００は、プラズマヘッド１１の定期的な清掃を通知する通知時間の残り時間を稼動時間情報１２１として表示しても良い。

また、図１１に示す設定情報１２０及び稼動時間情報１２１は、一例である。コントローラ１００は、例えば、ノズル３５の種類を示す情報、キャリアガス等の設定流量、ヒータ４３の加熱温度の設定値等を記憶し表示しても良い。コントローラ１００は、表示画面１６３に表示しきれなかった設定情報１２０及び稼動時間情報１２１を、表示画面１６３の下部に表示したＯＫボタン１６５をタッチ操作されるごとに表示する。

従って、本実施形態のコントローラ１００は、プラズマ装置１０の設定に係わる設定情報１２０で、且つ代表異常を検出した際の設定情報１２０と、代表異常を検出した際の稼動時間情報１２１を記憶する。コントローラ１００は、操作部１５Ｃに対する装置情報ボタン１６１のタッチ操作に基づいて、設定情報１２０及び稼動時間情報１２１を操作部１５Ｃに表示する。これによれば、ユーザは、操作部１５Ｃを操作することで、代表異常を検出した際の設定情報１２０や稼動時間情報１２１を確認できる。異常時の装置の状態を容易にまとめて確認することができる。

そして、コントローラ１００は、例えば、ＯＫボタン１６５をタッチ操作されるごとに切り替えた最終画面として、図１２に示す表示画面１６７を表示する。図１１及び図１２に示す例では、コントローラ１００は、例えば、ＯＫボタン１６５をタッチ操作されるごとに、表示画面の上の数字を、１／３、２／３、３／３と順番に増やして、３／３で表示画面１６７を表示する。コントローラ１００は、異常一覧１６９を、表示画面１６７に表示する。コントローラ１００は、例えば、図９の代表異常一覧１４７で選択された代表異常を異常一覧１６９の一番上（発生アラームの項目の下）に表示し、代表異常の下にその代表異常と同時に検出された他の異常の種類を順番に表示する（図１２の低電流異常、ＭＡＩＮ（ＧＳ１）流量異常など）。また、コントローラ１００は、同時に検出した異常の種類をすべて異常一覧１６９に表示できない場合、異常一覧１６９の右側に表示したスクロールボタン１７１に対するタッチ操作に応じて、表示できない他の異常の種類を表示する。コントローラ１００は、表示画面１６７のＯＫボタン１６５をタッチ操作されると、例えば、図９に示す表示画面１４１を表示する。

従って、本実施形態のコントローラ１００は、操作部１５Ｃに対するＯＫボタン１６５のタッチ操作に基づいて、同時に発生した複数の種類の異常をまとめて操作部１５Ｃに表示する。これによれば、ユーザは、操作部１５Ｃを操作することで、代表異常の他にどのような種類の異常が同時に発生したのかを一つの表示内容で確認できる。複数の異常が同時に発生した場合に、画面表示により全ての種類の異常を容易に確認できる。また、図９～図１２に示すように、ユーザは、操作部１５Ｃを操作することで、自身が選択した代表異常に係わる情報を順番に確認でき、異常に関するあらゆる情報を、簡単な操作で確認できる。換言すれば、本実施形態のプラズマ装置１０は、異常に関する様々な情報を、一元的に管理し表示することができる。

尚、上記した図９～図１２に示す表示形式は、一例である。例えば、コントローラ１００は、図１０に示す異常状態情報１１９や状態情報１１８の値を、時間軸を横にしてグラフにより表示しても良い。

因みに、操作部１５Ｃは、表示装置、受付装置の一例である。コントローラ１００は、制御装置、異常検出装置の一例である。電源部１５Ａ、ガス供給部１５Ｂ、漏電検出装置１１０、電流センサ１１１、マスフローコントローラ１１２、圧力センサ１１３、温度センサ１１４、及び熱電対９２は、異常検出装置の一例である。

以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
本実施例の一態様では、コントローラ１００は、プラズマ装置１０の状態に係わる状態情報１１８を、所定時間ごとに記憶し、状態情報１１８とは別に、異常を検出した際の異常状態情報１１９を記憶する。これによれば、装置の状態に係わる状態情報１１８を所定時間ごとに記憶した情報に加え、異常を検出した際の装置の異常状態情報１１９を記憶することができる。これにより、異常時の状態を異常状態情報１１９により把握でき、異常前における状態を状態情報１１８により把握できる。従って、異常発生時の装置の状態をより正確に判断できる。尚、コントローラ１００は、図８に示すように、異常の前後の状態情報１１８や異常後の状態情報１１８を記憶しても良い。

また、本開示の内容は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内での種々の改良、変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、コントローラ１００は、状態情報１１８、異常状態情報１１９、設定情報１２０、稼動時間情報１２１を関連付けずに記憶しても良い。この場合、ユーザは、操作部１５Ｃを操作して記憶装置１１６に記憶された別々の情報を個別に確認できる。
また、操作部１５Ｃは、表示装置と受付装置の両方の機能を備えるタッチパネルを備えたが、表示装置と、受付装置とを別々に備えても良い。
また、上記実施形態におけるガス供給チューブ１９で供給する処理ガスの種類は、一例である。例えば、処理ガスとして、酸素、窒素以外の気体を用いても良い。

１０ プラズマ装置、１５Ａ 電源部（異常検出装置）、１５Ｂ ガス供給部（異常検出装置）、１５Ｃ 操作部（表示装置、受付装置）、１００ コントローラ（制御装置、異常検出装置）、１１０ 漏電検出装置（異常検出装置）、１１１ 電流センサ（異常検出装置）、１１２ マスフローコントローラ（異常検出装置）、１１３ 圧力センサ（異常検出装置）、１１４ 温度センサ（異常検出装置）。

Claims (7)

1. 異常を検出する異常検出装置と、
   プラズマ装置の状態に係わる状態情報を、所定時間ごとに記憶する処理と、前記異常検出装置により異常を検出した際の前記プラズマ装置の状態に係わる異常状態情報を記憶する処理と、を実行し、前記状態情報と前記異常状態情報を関連付けて記憶する、制御装置と、
   を備えるプラズマ装置。
2. 前記制御装置は、
   前記異常検出装置により異常を検出したことに基づいて、前記状態情報と前記異常状態情報とを関連付けて記憶し、前記異常検出装置により異常を検出した時点から一定時間だけ前までの期間に含まれる前記状態情報を記憶する、請求項１に記載のプラズマ装置。
3. 前記制御装置は、
   前記プラズマ装置の設定に係わる設定情報で、且つ前記異常検出装置により異常を検出した際の前記設定情報を、前記異常状態情報に関連付けて記憶する、請求項１又は請求項２に記載のプラズマ装置。
4. 表示装置を備え、
   前記制御装置は、
   前記異常検出装置により複数の種類の異常を同時に検出した場合、前記複数の種類の異常のうち、一種類の異常を代表異常として選択して前記表示装置に表示する、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のプラズマ装置。
5. ユーザからの操作入力を受け付ける受付装置を備え、
   前記制御装置は、
   前記受付装置に対する操作入力に基づいて、前記代表異常を検出した際の前記異常状態情報、及び前記状態情報をまとめて前記表示装置に表示する、請求項４に記載のプラズマ装置。
6. ユーザからの操作入力を受け付ける受付装置を備え、
   前記制御装置は、
   前記プラズマ装置の設定に係わる設定情報で、且つ前記異常検出装置により前記代表異常を検出した際の前記設定情報と、前記異常検出装置により前記代表異常を検出した際の前記プラズマ装置に係わる稼動時間を記憶し、
   前記受付装置に対する操作入力に基づいて、前記設定情報及び前記稼動時間を前記表示装置に表示する、請求項４又は請求項５に記載のプラズマ装置。
7. ユーザからの操作入力を受け付ける受付装置を備え、
   前記制御装置は、
   前記受付装置に対する操作入力に基づいて、同時に検出した前記複数の種類の異常をまとめて前記表示装置に表示する、請求項４乃至請求項６の何れか１項に記載のプラズマ装置。

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