JPH06104155A - 半導体製造プロセスにおける中間制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体製造プロセスに付属する各種機器に関す
る制御命令を予め複数保有して選択的に適応することに
より、プロセスの変更などに容易に対応し得る中間制御
装置を提供する。 【構成】半導体製造プロセスと中央制御装置との間に備
えられ、プロセスに付属する複数の機器における各々の
作動を規定する複数の制御命令、複数の機器における各
々の状態量を演算する複数の制御命令が予め書き込まれ
た記憶部と、中央制御装置から入力された指令信号に基
づき、所定の機器を選択し且つ所定の制御命令を選択す
る判別部と、所定の制御命令に基づき、所定の機器など
へ補正信号を演算出力する演算部とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造プロセスに
おける中間制御装置に関するもので、詳しくは、半導体
プロセスに付属する各種の機器に関する制御命令を予め
複数保有して選択的に適応することが出来、プロセス及
びプロセスを最適化するための装置環境に変更などが生
じた場合に容易に対応し得る半導体製造プロセスにおけ
る中間制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体製造プロセスは、コンピ
ュータを含む中央制御装置によって制御される各種のプ
ロセスを含む。そして、上記のプロセスの１つとして、
エピタキシャル、ＣＶＤ、スパッタリング、エッチン
グ、アッシング等の処理プロセスが含まれ、斯かるプロ
セスは、リアクタ、および、そのリアクタでプロセスを
適切に実行するための各種の関連機器を保有している。
各種の関連機器には、例えば、材料ガス等の供給系に付
設された開閉弁や流量調整弁、装置の真空引きや反応ガ
スの排気系に付設された真空ポンプや前記同様の弁類、
或いは、装置状態監視用の圧力計、真空計などが含まれ
る。なお、上記の中央制御装置には、各種の処理プロセ
スを制御するための制御命令に加えて、上記の各種の付
属機器の制御命令、稼働状態の適／不適条件が備えられ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の処理
プロセスにあっては、例えば、リアクタに供給する材料
ガスの組成や流量、および、リアクタ内の減圧度などの
処理条件を変更することがある。また、それに伴い、運
転状態の監視基準、例えば、リーク検査における判定基
準、各種の測定器の校正条件などの変更が行われること
がある。このような変更に伴い、上記の各種の付属機器
の制御命令を変更する際、これら制御命令が各種のプロ
セスを共通的に制御する中央制御装置に備えられている
場合は、中央制御装置側の制御命令全体の手直しを行う
必要がある。例えば、流量調整弁の場合は、対象とする
流体や流量などの変更により、流体の物性値や流量レン
ジに対応させ、機器自体に備えられている制御回路のゲ
イン等を再調整し、且つ、中央制御装置側で予め設定さ
れたコンバージョンファクタを修正しなけらばならな
い。

【０００４】即ち、中央制御装置に備えられる制御命令
は、汎用的に構築されておらず、従って、このような制
御命令を変更するためには多大な労力が必要となる。ま
た、中央制御装置に予め備えられる各種の付属機器の制
御命令により、多岐の付属機器に亘って対応しようとし
た場合、中央制御装置のプログラム量が膨大となり中央
制御装置自体が大型化すると共に、保守管理の上で煩雑
化し、また、プロセスの遂行上、各種のアクセスが制限
されるという問題もある。

【０００５】本発明は、上記実情に鑑みなされたもので
あり、その目的は、半導体製造プロセスに付属する各種
の機器に関する制御命令を予め複数保有して選択的に適
応することが出来、プロセス及びプロセスを最適化する
ための装置環境に変更などが生じた場合にも容易に対応
し得る半導体製造プロセスにおける中間制御装置を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、半導体製造プロセスと当該プロセスを制御する中央
制御装置との間に備えられた半導体製造プロセスにおけ
る中間制御装置であって、当該中間制御装置には、記憶
部、判別部、演算制御部が備えられ、前記記憶部は、前
記半導体製造プロセスに付属する複数の機器における各
々の作動を規定する複数の制御命令と前記複数の付属機
器における各々の状態量を演算する複数の制御命令のい
ずれか又は双方が予め書き込まれて構成され、前記判別
部は、前記中央制御装置からの指令信号に基づき、前記
複数の付属機器の中から所定の機器を選択し、且つ、前
記複数の制御命令の中から所定の制御命令を選択するよ
うに構成され、前記演算制御部は、前記の選択された制
御命令に基づき、前記記憶部、前記の選択された付属機
器またはその他の外部装置に対し、前記の選択された付
属機器における作動を規定する信号または状態を示す信
号を出力するように構成されていることを特徴とする半
導体製造プロセスにおける中間制御装置に存する。

【０００７】

【作用】記憶部には、予め複数の制御命令が書き込まれ
ている。判別部は、中央制御装置からの指令信号に基づ
き、複数の付属機器の中から所定の機器を選択し、且
つ、記憶部に保有された制御命令の中から所定の制御命
令を選択する。そして、演算制御部は、上記の選択され
た制御命令に従って、選択された付属機器における制御
信号などの作動を規定する信号または装置状態に関する
適／不適などの状態を示す信号を、記憶部、選択された
付属機器または中央制御装置などの外部装置に対して出
力する。従って、プロセスの変更や装置監視条件の変更
などは、中央制御装置の制御命令を何ら変更することな
く、中央制御装置において指令信号のみを出力すること
により、本発明の中間制御装置の記憶部に書き込まれた
制御命令の選択または変更により対処し得る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の半導体製造プロセスにおる中
間制御装置（以下、単に中間制御装置という）の実施例
を図面に基づいて説明する。図１は、半導体製造プロセ
スと中間制御装置の位置付けを示すブロック図である。
図２は、中間制御装置の構成概念を示すブロック図であ
る。

【０００９】本発明の中間制御装置は、図１において符
号（１）にて示されており、半導体製造プロセス（Ｓ）
と当該プロセスを制御する中央制御装置（２）との間に
備えられる。また、図２に示されるように、中間制御装
置（１）は、演算処理手段（１０Ａ）として記憶部（Ｆ
１）、判別部（Ｆ２）、演算制御部（Ｆ３）が備えられ
ている。半導体製造プロセス（Ｓ）は、一般に、ガス排
気管とガス供給管とを備えたリアクタと、当該リアクタ
において所定の処理を行う関連機器とを含んでいる。

【００１０】記憶部（Ｆ１）は、半導体製造プロセス
（Ｓ）に付属する複数の機器、例えば、リアクタ
（７）、流量調整弁（３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）、真
空ポンプ（８）、真空計（６ａ）、（６ｂ）等における
各々の作動を規定する複数の制御命令（Ｐ）と、前記複
数の機器における各々の状態量を演算する複数の制御命
令（Ｐ）とのいずれか又は双方が予め書き込まれて構成
される。記憶部（Ｆ１）に書き込まれる複数の制御命令
（Ｐ）とは、上記の各機器の作動を規定し、上記の各機
器の状態量を示すための実行命令および校正条件
（Ｐ₁ ）、（Ｐ₂ ）…（Ｐｎ）である。また、予め書き
込まれる制御命令（Ｐ）は、プロセス側の装置構成に適
応させて適宜追加、変更などが行われる。

【００１１】判別部（Ｆ２）は、中央制御装置（２）か
ら指令信号（ｆ４）が入力された場合、この指令信号
（ｆ４）に基づき、上記の複数の機器、例えば、リアク
タ（７）、流量調整弁（３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）、
真空ポンプ（８）、真空計（６ａ）、（６ｂ）等の中か
ら所定の機器、例えば、流量調整弁（３ａ）を選択し、
且つ、前記複数の制御命令（Ｐ）の中から、例えば、符
号（Ｐ₁ ）、（Ｐｎ）にて示される、所定の制御命令を
選択するように構成される。なお、中央制御装置（２）
からの指令信号（ｆ４）には、プロセス始動時の中間制
御装置（１）への起動信号なども含まれる。

【００１２】そして、演算制御部（Ｆ３）は、所定の制
御命令（Ｐ₁ ）、（Ｐｎ）に基づき、例えば、上記の記
憶部（Ｆ１）、流量調整弁（３ａ）等の所定の機器、ま
たは、中央制御装置（２）等の外部装置へ前記所定の機
器における作動を規定する信号（制御信号（ｆ６））ま
たは状態を示す信号（状態信号（ｆ７））を出力するよ
うに構成される。

【００１３】また、中間制御装置（１）には、図２に示
されるように、上記の演算処理手段（１０Ａ）の他、更
に、半導体製造プロセス（Ｓ）側と信号のやり取りを行
うための信号変換手段（１０Ｂ）、および、中央制御装
置（２）と信号のやり取りを行うためのインタフェース
（１１）が設けられている。上記の信号変換手段（１０
Ｂ）は、演算処理手段（１０Ａ）から出力される制御信
号（ｆ６）をＤ／Ａ変換する変換部（１２）と、変換さ
れた制御信号（ｆ６）を半導体製造プロセス（Ｓ）側に
設置されたリアクタ（７）、流量調整弁（３ａ）、（３
ｂ）、（３ｃ）、真空ポンプ（８）、真空計（６ａ）、
（６ｂ）等の機器へ増幅して出力するドライバー（１
４）と、半導体製造プロセス（Ｓ）側の各機器からの信
号をＡ／Ｄ変換して検出信号（ｆ５）として演算処理手
段（１０Ａ）に出力する変換部（１３）と、更には、入
出力する信号を規定のレベルに変換・増幅し、例示され
ない各種の機器とのやり取りを行う汎用のコンバータ
（１５）とを有している。

【００１４】更に、中間制御装置（１）には、中央制御
装置（２）と連結するためのケーブル（９ａ）が接続さ
れるコネクタ（１７）、半導体製造プロセス（Ｓ）側と
連結するためのケーブル（９ｂ），（９ｃ），（９ｄ）
が接続されるコネクタ（１６ａ）、（１６ｂ）、（１６
ｃ）、（１８）、並びに、増設用のコネクタ（１９）が
設けられており、設置状況に適応させて適宜選択的に使
用することが出来る。また、図１に示される拡張装置
（１Ｂ）は、半導体製造プロセス（Ｓ）側における各機
器の増設に対処するために適宜設けられるものであり、
上記のコネクタ（１９）に接続されるケーブル（９ｅ）
を介して中間制御装置（１）に接続される。そして、図
示されていないが、通常、本体である中間制御装置
（１）の信号変換手段（１０Ｂ）と略同様の要素にて構
成される。なお、図２に示される符号（１ｅ）は、中間
制御装置（１）、および、増設された場合の拡張装置
（１Ｂ）に中間制御装置（１）内の母線を介して電力を
供給する電源装置である。この電源装置（１ｅ）は、図
２では、中間制御装置（１）と別体に設けられいるが、
中間制御装置（１）に内蔵されていてもよい。

【００１５】以下、本発明の中間制御装置（１）の各種
の適用例について説明する。

【００１６】〔実施例１〕本実施例は、コンバージョン
ファクタを選択的に設定して流量調整弁（３ａ）の制御
を行う場合の態様である。リアクタ（７）へ導入される
材料ガスの流量調整は、材料ガスを供給する導管（７
ａ）、（７ｃ）と導管（７ｄ）との間に介装された流量
調整弁（マスフローコントローラ）（３ａ）により行わ
れる。流量調整弁（３ａ）は、概略、駆動部が備えられ
て開度調整可能に設けられた弁体と、本体中の流路に付
設されたセンサ（３１）と、当該センサからの検出信号
と外部から入力される流量設定信号とを比較して前記駆
動部を制御する制御回路とを有している。そして、セン
サ（３１）は、一対の測温抵抗体に流体移動に伴って生
じる温度差異をブリッジ電流として検出することによ
り、流体の質量流量を計測するものである。

【００１７】このような流量調整弁（３ａ）を作動させ
る場合、上記の流量設定信号は、流体の比熱に基づいて
決定されるコンバージョンファクタにより、上記の検出
信号と同一レベルの信号に校正されている必要がある。
また、同様に、センサ（３１）にて得られる流量値を出
力する場合には、その流体に対応するコンバージョンフ
ァクタを介して実流量に換算しなければならない。従来
の半導体製造プロセスにおいて、中央制御装置、また
は、各流量調整弁（３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）…毎に
個々に設けられたコントロールユニットには、流量調整
弁（３ａ）に出力する設定信号を所定の信号に変換する
ため、予め制御すべき流体のコンバージョンファクタが
保有されている。このように、コンバージョンファクタ
が中央制御装置などに設定されている場合は、中央制御
装置またはコントロールユニット側のコンバージョンフ
ァクタは、材料ガス等流体の組成の変更の都度、書き換
える必要がある。

【００１８】そこで、本発明の中間制御装置（１）で
は、与えられた目標流量値を流量調整弁（３ａ）におけ
る流量設定信値に演算するため、流量設定プログラムで
ある実行命令（Ｐ₁ ）、および、実流量値と流量調整弁
（３ａ）における流量値との間での補正量を規定するコ
ンバージョンファクタである校正条件（Ｐｎ）が制御命
令（Ｐ）として記憶部（Ｆ１）に予め書き込まれてい
る。校正条件（Ｐｎ）のコンバージョンファクタは、係
数テーブルとして各種の流体の組成に基づいて予め多数
設定されており、入力される指令信号（ｆ４）に応じて
適宜選択される。

【００１９】本実施例において、中央制御装置（２）か
ら、例えば、〔ＣＶＤ処理〕〔モノシランガス〕〔流量
調整弁（３ａ）〕〔１００ｃｃ／分の流量〕という指令
要素を含む指令信号（ｆ４）が入力された場合、判別部
（Ｆ２）では、斯かる指令信号（ｆ４）に基づき、記憶
部（Ｆ１）に予め書き込まれた複数の制御命令
（Ｐ₁）、（Ｐ₂ ）…の中から前記要素に適合する所定
の実行命令（Ｐ₁ ）、並びに、所定の校正条件（Ｐｎ）
が選択され、且つ、所定の機器、即ち、流量調整弁（３
ａ）が選択される。上記の流量調整弁（３ａ）の選択に
は、接続すべきチャンネルの選択が含まれており、具体
的には、流量調整弁（３ａ）に制御信号として出力する
変換部（１２）及びドライバー（１４）、並びに、流量
調整弁（３ａ）に通ずるコネクタ（１６ａ）が含まれ
る。そして、演算制御部（Ｆ３）においては、選択され
た実行命令（Ｐ₁ ）、校正条件（Ｐ₂ ）、および、校正
条件（Ｐ₂ ）に設定された所定のコンバージョンファク
タに基づき、流量調整弁（３ａ）の流量設定値が演算さ
れて制御信号（流量設定信号）（ｆ６）として流量調整
弁（３ａ）に出力される。

【００２０】本実施例に示される中間制御装置（１）に
よれば、中央制御装置（２）においてプロセス遂行の１
指令である指令信号（ｆ４）のみを出力することによ
り、記憶部（Ｆ１）に予め保有した複数の制御命令（Ｐ
₁ ）、（Ｐ₂ ）…（Ｐｎ）の中から、前記指令信号（ｆ
４）に基づき、機器の補正量を規定する所定の制御命令
（Ｐ₁ ）、（Ｐｎ）が判別部（Ｆ２）にて適宜選択さ
れ、そして、演算制御部（Ｆ３）から、製造プロセス
（Ｓ）に付設された流量調整弁（３ａ）に対して制御信
号（流量設定信号）（ｆ６）を演算出力することが出来
る。従って、処理工程、ガス組成、流量レンジ等、製造
プロセス（Ｓ）に変更が生じた場合、中央制御装置
（２）側の制御命令を大幅に変更することなく、中間制
御装置（１）側の制御命令（Ｐ）の選択または変更によ
り容易に対応することが出来る。更に、従来の半導体製
造プロセスにおいて、各ライン毎に付設されていた流量
調整弁の中で、不活性ガス等の安定なガスを対象とする
ものについては、制御命令（Ｐ）の選択により、流量調
整弁（３ａ）を共用させることも可能であり、これによ
り、配管ラインを削減して設備コストを大幅に低減する
ことが出来る。

【００２１】また、中間制御装置（１）の他の態様とし
て、流量調整弁（３ａ）の制御において更に直接的な制
御を行うことも出来る。この場合、本発明の中間制御装
置（１）では、センサ（３１）から入力される計測量と
設定値とを比較してその差異を補正するように弁体の作
動を実質的に規定するための制御プログラムである実行
命令、および、上述した流量に関する補正量を規定する
コンバージョンファクタである校正条件（Ｐｎ）が制御
命令（Ｐ）として記憶部（Ｆ１）に予め書き込まれる。
また、上記の接続すべきチャンネルの選択には、上記の
変換部（１２）、ドライバー（１４）の他、センサ（３
１）から入力される計測信号を規定の信号に変換する変
換部（１３）が含まれる。

【００２２】上記の態様では、指令信号（ｆ４）に基づ
き、記憶部（Ｆ１）に書き込まれた制御命令（Ｐ）の中
から、作動を規定する所定の上記の実行命令と校正条件
（Ｐｎ）とが判別部（Ｆ２）にて選択される。そして、
これらの実行命令、校正条件（Ｐ₂ ）、および、校正条
件（Ｐ₂ ）に設定された所定のコンバージョンファクタ
に基づき、流量調整弁（３ａ）から入力される検出信号
（ｆ５）と目標値とから流量調整弁（３ａ）の駆動量が
演算制御部（Ｆ３）において演算されて流量調整弁（３
ａ）に制御信号（ｆ６）として出力される。

【００２３】このような中間制御装置（１）によれば、
中央制御装置（２）において指令信号（ｆ４）のみを出
力することにより、機器の作動および補正量を規定する
所定の制御命令（Ｐ₁ ）、（Ｐｎ）が判別部（Ｆ２）に
て適宜選択され、演算制御部（Ｆ３）から流量調整弁
（３ａ）に対し、制御信号（駆動信号）（ｆ６）を直接
演算出力することが出来る。従って、流量調整弁（３
ａ）においては、駆動部を有する弁体とセンサ（３１）
とが備えられているだけで流体の制御を行うことが出来
るため、流量調整弁（３ａ）の構造を簡素化でき、コス
トの低減などの各種の効用が得られる。

【００２４】〔実施例２〕本実施例は、流量調整弁（３
ａ）のキャリブレーションを行う場合の態様である。流
量調整弁（３ａ）に接続された導管（７ｃ）は、更に、
上流側の導管（７ｂ）に開閉弁（５ｂ）を介して連設さ
れている。導管（７ｂ）は、プロセスの終了時などに導
管（７ａ）に通じるラインから材料ガスを排出するた
め、窒素などのパージガスを供給するパージラインであ
る。そして、図示されていないが、流量調整弁（３ａ）
の上流側の導管（７ｃ）又は下流側の導管（７ｄ）に質
量流量計（マスフローメータ）が配設される。上記の流
量調整弁（３ａ）は、長期に渡る可動において、機械部
分への異物の生成付着などにより応答精度が低下するた
め、従来の半導体製造プロセスにおいては、定期点検と
して人手により基準流量計との比較を行い、補正量を中
央演算装置（２）にフィードバックする必要がある。

【００２５】これに対し、本発明の中間制御装置（１）
では、制御命令（Ｐ）として、演算処理手段（１０Ａ）
の記憶部（Ｆ１）に流量設定補正プログラムである実行
命令（Ｐ₂ ）が予め書き込まれている。上記の実行命令
（Ｐ₂ ）とは、流量調整弁（３ａ）のセンサ（３１）に
て計測される流量値と上記の質量流量計にて計測される
流量値との差異を演算し、そして、斯かる差異を流量調
整弁（３ａ）の新たな校正条件として記憶部（Ｆ１）に
保有させることを内容とするものである。また、実行命
令（Ｐ₂ ）には、例えば、所定流量のパージガスを送気
するための流量調整弁（３ａ）の駆動命令が含まれる。
更に、製造プロセス（Ｓ）のアイドルタイムにてキャリ
ブレーションを実施し、また、流量調整弁（３ａ）の上
流側から下流側へパージガスを送気する場合、開閉弁
（５ｂ）、（５ｃ）、（５ｅ）、真空ポンプ（８）等の
作動工程に関する命令が含まれる。

【００２６】本実施例の場合、中央制御装置（２）から
入力される、例えば、〔キャリブレーション〕〔流量調
整弁（３ａ）〕という指令要素を含む指令信号（ｆ４）
に基づき、判別部（Ｆ２）において、記憶部（Ｆ１）に
予め書き込まれた複数の制御命令（Ｐ₁ ）、（Ｐ₂ ）…
の中から前記指令信号（ｆ４）に適合する所定の実行命
令（Ｐ₂ ）を選択する。そして、演算制御部（Ｆ３）に
おいては、選択された実行命令（Ｐ₂ ）に基づき、流量
調整弁（３ａ）から得られた検出信号（ｆ５）と上記の
質量流量計から得られた検出信号（ｆ５）とから、上記
の質量流量計に対する流量調整弁（３ａ）の補正量が演
算され、記憶部（Ｆ１）に補正信号として入力されて新
たな校正条件として保有される。

【００２７】本実施例にて示される中間制御装置（１）
によれば、基準流量計との比較を人手により行うことが
ないため、省力化が図れる上、更に、キャリブレーショ
ンの実施周期を短くすることにより、流量調整弁（３
ａ）の精度低下を防止でき、より高精度な流量制御が可
能となる。

【００２８】更に、上記の制御命令（Ｐ₂ ）に併せ、記
憶部（Ｆ１）においては、補正量に関する所定の基準値
を予め校正条件として保有していてもよい。また、所定
基準以上に補正量が大きい場合は、これを異常と判断し
て異常検出信号を中央制御装置（１）又は外部装置へ出
力するという他の実行命令を保有していてもよい。この
場合、異常検出信号の出力により、製造プロセス（Ｓ）
の異常の一因となり得るセンサ（３１）の精度低下を迅
速に検出でき、不良品の発生を低減させることが出来
る。

【００２９】〔実施例３〕本実施例は、製造プロセス
（Ｓ）に設けられた各種の温度依存性センサにおける補
正行う場合の態様である。製造プロセス（Ｓ）には、各
工程において使用される各種の真空計、圧力計などの精
度を維持するために温度補正を行う必要がある。近年、
供給する材料ガスにＴＥＯＳ等の液化ガスの使用が増加
しており、この場合、例えば、自己加熱型抵抗体である
センサ（３１）の設定温度が非液化ガスを使用した場合
に比して相違する。上記の場合、センサ（３１）のゲイ
ン調整を行うために本発明の中間制御装置（１）が適応
される。

【００３０】本実施例では、演算処理手段（１０Ａ）の
記憶部（Ｆ１）に保有する制御命令（Ｐ）として、セン
サ（３１）が昇温した場合、計測される流量値と実際の
流量値との差異について補正量を規定する校正条件が、
所定温度範囲毎に段階的に設定された係数テーブルとし
て予め書き込まれている。更に、実施例１に示されるよ
うな指令要素に加えて、温度補正についての指令要素を
含む指令信号（ｆ４）が入力された場合、センサ（３
１）の加熱条件を読み込んで上記の校正条件の中から適
宜その温度範囲に該当する補正係数を選択し、斯かる補
正係数を演算制御部（Ｆ３）へ出力するという実行命令
が書き込まれている。

【００３１】そして、上記の構成によれば、流量調整弁
（３ａ）を制御する指令信号（ｆ４）が入力された場
合、指令信号（ｆ４）に基づき、制御命令（Ｐ）の中か
ら該当する補正係数を含む上記の校正条件および実行命
令が判別部（Ｆ２）にて選択され、これらの制御命令に
基づき、演算制御部（Ｆ３）にて、流量調整弁（３ａ）
の作動制御に補正係数が付加されて流量調整弁（３ａ）
の駆動量が演算されて流量調整弁（３ａ）に補正信号
（ｆ６）として出力される。

【００３２】このように、本実施例に示された中間制御
装置（１）によれば、記憶部（Ｆ１）において、昇温に
よる補正量が係数テーブルとして制御命令（Ｐ）に予め
書き込まれている。従って、従来の半導体製造プロセス
では、加熱温度の設定を変更する都度、流量調整弁（３
ａ）においてゲイン調整を行う必要があるのに対し、本
発明の中間制御装置（１）では、人手によることなく自
動的に且つ連続的に温度補正を行うことが出来、その結
果、高精度なプロセス制御が可能になる。

【００３３】本発明の中間制御装置（１）によるゲイン
調整は、センサ（３１）にて自己加熱を行う場合の他、
外部からの加熱に対しても行うことが出来る。即ち、プ
ロセスにおけるコンタミネーションを防止する観点か
ら、例えば、脱気を行うために配管や他の機器類と共
に、流量調整弁（３ａ）においてもベーキング処理を施
すが、斯かる加熱処理によるセンサ（３１）の検出精度
の低下を補正する。この場合、制御命令（Ｐ）には、基
準計として別途設けた質量流量計とセンサ（３１）との
差異を比較して補正する実行命令を設定する。上記の流
量調整弁（３ａ）におけるセンサ（３１）の温度補正
は、一例であり、本発明は、半導体製造プロセス（Ｓ）
に設けられた各種の温度依存性センサにおける温度補正
に対しても同様に実施することが出来る。

【００３４】〔実施例４〕本実施例は、製造プロセス
（Ｓ）に設けられた真空計（６ａ）のキャリブレーショ
ンを自動的に行う場合の態様である。製造プロセス
（Ｓ）において、リアクタ（７）に連通する導管（７
ｅ）には、前記リアクタ（７）内の真空度を示す真空計
（６ａ）が付設されている。また、上記の導管（７ｅ）
には、常時は閉状態の開閉弁（５ｄ）を介して基準計で
ある真空計（６ｂ）が付設されている。一般に、上記の
真空計（６ａ）は、キャパシタンスマノメータであり、
長期間の使用で測定値がドリフトして検出精度に低下を
来す。従来の半導体製造プロセスにおいては、真空計
（６ａ）の検出精度を補償するため、定期点検などによ
り、上記の基準計となる真空計（６ｂ）との比較検査を
人手により実施し、得られた補正量を中央制御装置
（２）へ補正データとして入力するため、手間を要する
上、実施周期が長くなった場合にはリアクタ（７）にお
ける制御精度が低下するという問題がある。

【００３５】そこで、上記の問題を解決するため、本発
明の中間制御装置（１）は、記憶部（Ｆ１）において、
制御命令（Ｐ）中に、真空計（６ｂ）を開閉弁（５ｄ）
を開として作動させるという実行命令と、真空計（６
ｂ）と真空計（６ａ）との差異を比較することにより得
られる、真空計（６ｂ）に対する真空計（６ａ）の補正
量を規定するという実行命令とが予め書き込まれてい
る。

【００３６】そして、判別部（Ｆ２）においては、中央
制御装置（２）から、例えば、〔キャリブレーション〕
〔空計（６ａ）〕という指令要素を含む指令信号（ｆ
４）が入力された場合、斯かる指令信号（４）に基づ
き、真空計（６ｂ）、真空計（６ａ）、開閉弁（５ｄ）
が選択される。この場合、例えば、開閉弁（５ｄ）が空
気作動弁である場合には、空気配管（９ｆ）にて前記開
閉弁（５ｄ）に接続された電磁弁（５ｖ）が選択され
る。更には、上記の制御命令（Ｐ）の中から真空計（６
ｂ）と真空計（６ａ）との差異を比較する上記の実行命
令が選択される。その結果、演算制御部（Ｆ３）におい
ては、選択された実行命令に基づき、補正量が演算さ
れ、記憶部（Ｆ１）側に補正信号が出力されて新たな校
正条件として保有される。

【００３７】上記の構成によれば、真空計（６ａ）の比
較校正を人手によらずに自動的に行うことが出来る。更
に、プロセス（Ｓ）側のアイドルタイム等を利用してキ
ャリブレーションの実施周期を短縮することにより、常
時、高精度の真空測定を行うことが出来る。その結果、
リアクタ（７）の制御を一層高精度に行うことが出来
る。なお、中央制御装置（２）へ出力する状態信号（７
ｆ）として、上記の補正された信号を出力することによ
り、常に正確な真空度表示が可能となる。

【００３８】〔実施例５〕本実施例は、製造プロセス
（Ｓ）に設けられたリアクタ（７）のリーク検査を自動
的に行う場合の態様である。一般に、リアクタ（７）
は、開閉弁（５ｅ）を介して真空ポンプ（８）に接続さ
れ、且つ、気密が保持されて反応時に高真空を達成し得
るように構成されている。ところが、高温、高真空を繰
り返すプロセスでは、付随する多数の継手や開閉部にて
リアクタ（７）への内部リークが生じる場合があり、半
導体を製造する上で不良品の発生を招くこととなる。そ
のため、通常は、アイドルタイム等を利用し、中央制御
装置に備えられた制御命令を起動させて、所定時間経過
後のリアクタ（７）における真空度（圧力）変化を検出
することにより、リーク検査を実施している。

【００３９】本発明の中間制御装置（１）においては、
演算処理手段（１０Ａ）の記憶部（Ｆ１）に、制御命令
（Ｐ）として、真空計（６ａ）から入力される検出信号
（ｆ５）について、当初入力された検出信号（ｆ５）と
所定時間経過後の検出信号（ｆ５）との差異から時間当
たりの真空度の変化率を演算し、予め設定された変化率
と比較してリーク量を判定するという実行命令が書き込
まれている。斯かる判定基準としては、例えば、リアク
タ（７）を真空引きした後、開閉弁（５ｃ）、（５ｅ）
を閉として、真空計（６ａ）における昇圧度を比較する
場合の基準、または、開閉弁（５ｃ）を閉として真空ポ
ンプ（８）を駆動させ、リアクタ（７）の減圧度を比較
する場合の基準、或いは、双方の基準を設定することが
出来る。更に、制御命令（Ｐ）には、得られた変化率に
基づいてリーク有りと判断された場合、中央制御装置
（２）側に異常信号として状態信号（ｆ７）をフィード
バックするという実行命令が含まれる。

【００４０】本実施例では、中央制御装置（２）から、
例えば、〔リーク検査〕〔リアクタ（７）〕という指令
要素を含む指令信号（ｆ４）が入力された場合、判別部
（Ｆ２）では、前記指令信号（ｆ４）に基づき、真空計
（６ａ）、開閉弁（５ｃ）、（５ｅ）、真空ポンプ
（８）等を選択し、且つ、複数の制御命令（Ｐ）の中か
ら上記の所定の実行命令を選択する。そして、演算制御
部（Ｆ３）においては、上記の所定の実行命令と真空計
（６ａ）からの検出信号（ｆ５）とに基づく補正信号が
状態信号（ｆ７）として中央制御装置（２）に出力され
る。なお、本実施例において、上記の指令信号（ｆ４）
としては、単に、中間制御装置（１）への起動信号また
は停止信号であってもよい。

【００４１】上記の構成によれば、通常の半導体製造プ
ロセス（Ｓ）の運転時において、運転開始時や終了時に
行われる真空引きの工程を利用して自動的にリアクタ
（７）のリーク検査を実施することが出来、また、日常
的にリーク検査を実施して装置状態を監視することが出
来るため、不良品の発生を低減させることが出来る。従
って、従来の半導体製造プロセスのように、中央制御装
置に制御命令を備えて都度これを起動する必要がない。

【００４２】〔実施例６〕本実施例は、製造プロセス
（Ｓ）に設けられたガス供給配管のリーク検査を自動的
に行う場合の態様である。上記の実施例５と同様に、各
開閉弁（５ａ）、（５ｂ）、（５ｃ）…等を含む導管７
（ａ）、（７ｂ）…等のガス供給配管におけるリーク検
査は、極めて重要な作業である。従来の半導体製造プロ
セスでは、日常的に、適宜工程を仕切り、運転終了時か
ら次回の運転開始時の間における真空度の変化、また
は、配管内に封止したパージガスの圧力の変化を測定
し、運転開始前に各所のリーク量が許容範囲内であるか
否かを点検している。そのため、多数ある開閉弁の操
作、圧力計、真空計などの確認に多大な労力を要してい
る。

【００４３】本発明の中間制御装置（１）では、全体は
図示されていないが、演算処理手段（１０Ａ）の記憶部
（１Ｆ）に、制御命令（Ｐ）として、製造プロセス
（Ｓ）の導管７（ａ）、（７ｂ）…に付設された各開閉
弁（５ａ）、（５ｂ）…、真空ポンプ（８）…における
各々の作動を実質的に規定する実行命令、並びに、各圧
力計（４）…、各真空計（６ａ）…から入力される測定
開始時と測定終了時における検出信号（ｆ５）から得ら
れる真空度（圧力）の変化率と予め設定された許容値と
を比較してリークの有無を判別するという実行命令が予
め書き込まれる。

【００４４】本実施例では、中央制御装置（２）から、
例えば、〔リーク検査〕〔配管〕という指令要素を含む
指令信号（ｆ４）が入力された場合、前記指令信号（ｆ
４）に基づき、判別部（Ｆ２）では、上記の各開閉弁
（５ａ）、（５ｂ）…、真空ポンプ（８）…、各圧力計
（４）…、各真空計（６ａ）…を選択し、且つ、記憶部
（Ｆ１）に予め書き込まれた制御命令（Ｐ）の中から、
上記の所定の実行命令が選択される。そして、演算制御
部（Ｆ３）では、上記の所定の実行命令に基づき、測定
された真空度（圧力）の変化率が予め設定された許容値
を超える場合は、リーク有りと判断して中央制御装置
（２）に異常信号として状態信号（ｆ５）が出力され
る。

【００４５】上記の構成によれば、開閉弁の操作、圧力
計、真空計の確認など、多大な労力を要する点検を自動
的に行うことが出来、且つ、点検頻度を増加させること
により、ガス供給配管に対する信頼性を向上させること
が出来る。

【００４６】〔実施例７〕本実施例は、製造プロセス
（Ｓ）に設けられた真空ポンプ（８）における排気速度
の検査を行う場合の態様である。通常、真空ポンプ
（８）では、図示されていないが、作動異常に対する監
視機能が設けられており、斯かる異常監視は、他の回転
機器などと同様に、モータの過電流、異常回転、異常振
動を検出することにより行われている。ところで、真空
ポンプ（８）が故障した場合、プロセスの停止など、製
造プロセス（Ｓ）側への影響が極めて大きいため、上記
の各異常が検出された際には、直ちに、点検修理を実施
する必要がある。本実施例では、真空ポンプ（８）のモ
ータが過電流、異常回転、異常振動を起こすに至る前に
真空ポンプ（８）の排気速度が直接変化することに着目
し、中間制御装置（２）にて前記排気速度を自動点検す
ることにより、一層計画的なプロセス管理を行うもので
ある。

【００４７】本発明の中間制御装置（１）では、真空ポ
ンプ（８）の排気側に付設されるセンサ（図示せず）か
らの入力を実質的に規定する実行命令、並びに、前記セ
ンサから入力される排気速度と設定された排気速度とを
比較し、その差異が予め設定された許容範囲を超える場
合に異常信号を出力するという実行命令が制御命令
（Ｐ）として演算処理手段（１０Ａ）の記憶部（１Ｆ）
に予め書き込まれている。更に、上記の実行命令には、
半導体製造プロセス（Ｓ）の稼働中に所定周期にて演算
を実行する条件が含まれていてもよい。上記の排気側の
センサには、各種の圧力センサが用いられ、この場合、
真空ポンプ（８）の排気速度は、圧力・流量特性として
捉えられる。また、圧力センサを応用したフローオリフ
ィスが用いられる場合には、真空ポンプ（８）の排気速
度は、流量・流速特性として捉えられる。

【００４８】本実施例では、中央制御装置（２）から、
例えば、〔排気速度〕〔真空ポンプ（８）〕という指令
要素を含む指令信号（ｆ４）が入力された場合、この指
令信号（ｆ４）に基づき、判別部（Ｆ２）においては、
上記の真空ポンプ（８）に付設されたセンサを選択し、
且つ、記憶部（Ｆ１）に予め書き込まれた制御命令
（Ｐ）の中から上記の所定の実行命令が選択される。な
お、指令信号（ｆ４）は、単に、中間制御装置（１）自
体の起動信号であってもよい。そして、演算制御部（Ｆ
３）では、上記の所定の実行命令に基づき、測定された
排気速度が予め設定された許容値を超える場合は、真空
ポンプ（８）に異常有りと判断して中央制御装置（２）
に異常信号として状態信号（ｆ５）が出力される。

【００４９】本実施例に示される上記の構成によれば、
真空ポンプ（８）の排気速度を自動的に且つ直接に監視
することにより、真空ポンプ（８）のモータが過電流、
異常回転、異常振動を起こすに至る前に異常を察知する
ことが出来る。従って、真空ポンプ（８）の点検修理を
プロセス休止中に適宜実施できるため、計画的なプロセ
ス管理を行うことが出来、真空ポンプ（８）の定常状態
を恒常的に保持することが出来るため、プロセスの再現
性を向上し得る。

【００５０】本発明の中間制御装置（１）では、上述し
た各実施例の他、半導体製造プロセス（Ｓ）における付
帯的な管理として、例えば、配管系のパージ作業を自動
的に実施してプロセスの運転準備を行い、斯かる情報を
中央制御装置（２）側へ入力することにより、中央制御
装置（２）において、プロセスの遂行命令を出力する上
での実行条件とすることも出来る等、半導体製造プロセ
ス（Ｓ）の各種の態様において装置の監視を含む実質的
な制御を行うことが可能である。

【００５１】即ち、本発明によれば、プロセスの進行に
伴い、中央制御装置（２）において指令信号（ｆ４）の
みを出力することにより、演算処理手段（１０Ａ）にお
ける記憶部（Ｆ１）に予め保有した複数の制御命令
（Ｐ）の中から、前記指令信号（ｆ４）に基づき、所定
の制御命令、例えば、制御命令（Ｐｎ）が判別部（Ｆ
２）にて適宜選択される。そして、演算制御部（Ｆ３）
からは、半導体製造プロセス（Ｓ）に付属する各種の機
器、例えば、リアクタ（７）、流量調整弁（３ａ）、
（３ｂ）、（３ｃ）、真空ポンプ（８）、真空計（６
ａ）、（６ｂ）、中央制御装置（２）、または、他の外
部装置などに対し、上記の各機器における作動を規定す
る制御信号（ｆ６）、または、上記の機器における装置
状態の適／不適などの状態を示す状態信号（ｆ７）が補
正信号として演算出力される。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の中間制御
装置によれば、半導体製造プロセスに付属する上記の各
種の機器に対する制御命令を予め複数保有しているた
め、前記制御命令の選択または変更により、上記の各種
の機器に対し、これら制御命令を選択的に適応すること
が出来る。従って、プロセス及びプロセスを最適化する
ための装置環境、或いは、装置監視条件に変更などが生
じた場合に、中央制御装置側の制御命令を変更すること
なく容易に対応し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】半導体製造プロセスと中間制御装置の位置付け
を示すブロック図である。

【図２】中間制御装置の構成概念を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ 中間制御装置 １Ｂ 拡張装置 １０Ａ 演算処理手段 １０Ｂ 信号変換手段 １１ インターフェイス １２、１３ 変換部 １４ ドライバー １５ コンバータ Ｆ１ 記憶部 Ｆ２ 判別部 Ｆ３ 演算制御部 ｆ４ 指令信号 ｆ５ 検出信号 ｆ６ 制御信号（補正信号） ｆ７ 状態信号（補正信号） Ｐ、Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐｎ 制御命令（実行命令、校正条
件） ２ 中央制御装置 ３ａ、３ｂ、３ｃ 流量調整弁 ４ 圧力計 ６ａ、６ｂ 真空計 ７ リアクタ ８ 真空ポンプ Ｓ 半導体製造プロセス

フロントページの続き (72)発明者 小林 永芳 アメリカ合衆国 カリフォルニア州 メン ロパーク インディペンデンス ドライブ 150 ウルトラ クリーン テクノロジ ー システムズ アンド サービス イン コーポレーション内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体製造プロセスと当該プロセスを制
   御する中央制御装置との間に備えられた半導体製造プロ
   セスにおける中間制御装置であって、当該中間制御装置
   には、記憶部、判別部、演算制御部が備えられ、前記記
   憶部は、前記半導体製造プロセスに付属する複数の機器
   における各々の作動を規定する複数の制御命令と前記複
   数の付属機器における各々の状態量を演算する複数の制
   御命令のいずれか又は双方が予め書き込まれて構成さ
   れ、前記判別部は、前記中央制御装置からの指令信号に
   基づき、前記複数の付属機器の中から所定の機器を選択
   し、且つ、前記複数の制御命令の中から所定の制御命令
   を選択するように構成され、前記演算制御部は、前記の
   選択された制御命令に基づき、前記記憶部、前記の選択
   された付属機器またはその他の外部装置に対し、前記の
   選択された付属機器における作動を規定する信号または
   状態を示す信号を出力するように構成されていることを
   特徴とする半導体製造プロセスにおける中間制御装置。