JPH09184600A - ガス配管系の検定システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実プロセスガスを用いて高精度にマスフロー
コントローラの流量検定ができるガス配管系の検定シス
テムを提供すること。 【解決手段】 ガスライン２３Ａ、２３Ｂにはそれぞれ
上流側から遮断弁２５Ａ、２５Ｂ、マスフローコントロ
ーラ２７Ａ、２７Ｂ、遮断弁２９Ａ、２９Ｂが備えられ
て合流し、そこに圧力センサ１１が設けられ、そして遮
断弁２１を介してプロセスチャンバ３７に至る。圧力セ
ンサ１１の取付位置を一旦排気してから遮断弁２１を閉
じ、そして遮断弁２５Ａを開くと、プロセスガスＡの流
入により圧力センサ１１の指示値が上昇し、その上昇速
度により流量検定がなされる。圧力センサ１１の取付位
置を気密状態にしたときの圧力センサ１１の指示値の変
動を見れば遮断弁の漏れも検定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体製造
設備等に用いられるガス配管系の検定システムに関し、
さらに詳細には、システム中に組み込んだ状態でマスフ
ローコントローラの流量精度の検定や遮断弁の漏れの検
定が可能なガス配管系の検定システムに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造設備中の成膜装置、乾式エッ
チング装置等においては、例えばシランやホスフィン等
のいわゆる特殊材料ガスや塩素ガス等の腐食性ガスおよ
び水素ガス等の強燃性ガス等を使用する。これらのガス
は、その流量がプロセスの良否に直接影響すること、
排気系に設置される除害装置の負担、ガス自体が高
価であること、等の理由によりその流量を極めて厳格に
管理しなければならない。そしてプロセスで使用される
実際のガス流量は、多くても５００ｓｃｃｍ程度と小さ
いので、配管中に公知のマスフローコントローラを配置
して、ガス種およびプロセスレシピごとに最適の流量を
流すようにしている。ここでマスフローコントローラに
おける流量の設定は印加電圧の調節により行う。

【０００３】ところでプロセスガスのうち特に成膜用材
料ガスは、その特性上ガスライン内でも固形物を析出す
る可能性があり、流量容量を変化させることがある。か
かる変化が起こればそのマスフローコントローラにおけ
る印加電圧と実流量との関係は当然変化し、流量設定に
変化がなくても実流量が変化するので、プロセスの安定
性を阻害することになる。現実にこのような変化が起こ
った場合には、正しいガス流量を流すべく印加電圧の設
定を修正しなければならない。このとき、マスフローコ
ントローラの流量を検定する必要が生ずる。特にマスフ
ローコントローラ内の細管部分では、他の部分と比較し
て固形物が析出する可能性や析出した場合の影響が大き
いのである。

【０００４】このマスフローコントローラの流量検定
は、基本的には膜流量計を使って行うが、この測定は配
管の一部をはずして行うものであり、測定後には再び配
管をもとの状態に組み付けて漏れチェックをしなければ
ならない。このため、作業には非常に手間がかかってし
まう。配管を組んだままの状態で流量検定を行う方法
（ビルドアップ方式）としては、プロセスチャンバに備
えられている真空計を利用することが考えられるが、こ
れも所要時間や精度の点で不十分である。

【０００５】このような測定を可能とする従来のマスフ
ローコントローラの流量検定システムとしては、特開平
７−３０６０８４号公報に記載されたものが挙げられ
る。このシステムは、測定用ガスとして窒素ガスを用
い、ガスラインが所定圧の窒素ガスで満たされた状態か
らのマスフローコントローラを通しての圧力降下速度に
より流量検定を行うものである。このため、パージ用窒
素ガスを供給するために各プロセスガスラインの他に設
けられているパージラインを利用してここに遮断弁と圧
力センサとを設けている。このシステムでは、測定しよ
うとするマスフローコントローラのラインの遮断弁を閉
じた状態でパージラインから窒素ガスを導入しておき、
そして遮断弁を閉じて窒素ガスを排気系に放出するとき
の圧力降下速度を測定する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プロセ
スガスとは異なる窒素ガスで測定を行う前記システムで
は、以下のような問題点があった。

【０００７】まず、前記システムでは窒素ガスで流量検
定した結果でマスフローコントローラの流量特性を代表
させているところ、窒素ガスで測定した流量特性と実際
に使用するプロセスガスでの流量特性とは一致するとは
限らないのである。このため、実プロセスを行っている
場合に対する検定データの信頼性が不十分な場合があ
る。また、前記システムではパージラインが不可欠であ
るが、半導体製造工程のガスシステムにはパージライン
の備えがないものも少なくない。

【０００８】さらに、パージラインを備えたシステムで
あっても、ラインに窒素ガスを導入すればその後ライン
内でのプロセスガスの純度が回復するまでに時間を要
し、システムの稼動率が低下してしまう。通常この種の
ガスシステムで実際にガスラインのパージを行うのは年
１回程度ときわめて希であり、一方マスフローコントロ
ーラの流量検定はもっと高い頻度で行う必要があるた
め、検定のためにシステムの稼動率が低下する結果とな
ってしまう。

【０００９】また、前記システムでは圧力降下速度を測
定することになっているが、実際には圧力を２回測定
し、その値の差と時間間隔とから勾配を求めているに過
ぎず、いわば２点測定なので精度が低い。特に、圧力セ
ンサからのデータ取得系にリップルがある場合や、測定
時点でノイズが乗ってしまったような場合には真の値か
ら著しくはなれた測定結果が得られる場合があった。ま
た、測定の結果マスフローコントローラの流量特性が初
期状態からずれていることがわかっても、その更正は別
途作業者が行う必要があった。

【００１０】そして、この種のガスシステムには不可避
的に多数の遮断弁が用いられているが、その漏れを検定
するためには、ブルドン管のような粗い測定しかできな
いものや、ヘリウムディテクターのような実際に稼動し
ているシステムには適用しにくいものしかなく、効率よ
くかつ微小な漏れを検知できる方法は存在しなかった。
その一方、プロセスガスのような特殊なガスを扱うガス
システムでは、ガス中に固形物等が生成しやすいことか
らその固形物を噛むことによる微小漏れが生じやすく、
問題であった。

【００１１】本発明は前記従来技術の各問題点を解決す
るためになされたものであり、（１）プロセスガスその
ものでマスフローコントローラの流量検定ができるガス
配管系の検定システムを提供すること、（２）精度の高
い流量検定ができるガス配管系の検定システムを提供す
ること、（３）マスフローコントローラの流量特性の変
化に対し自動的にこれを補償できるガス配管系の検定シ
ステムを提供すること、（４）遮断弁の漏れの有無の検
定ができるガス配管系の検定システムを提供すること、
の少なくとも１つを達成することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
第１遮断弁とその下流側のマスフローコントローラとそ
の下流側の終段遮断弁とを備えたガスラインを経由して
プロセスガス源からプロセスチャンバにプロセスガスを
供給するガス配管系の検定を行うシステムであって、前
記終段遮断弁の入側位置での圧力を計測する圧力計を有
し、前記第１遮断弁を開いて前記終段遮断弁を閉じ、前
記マスフローコントローラを通して前記終段遮断弁の上
流側にプロセスガスを導入したときの圧力上昇を前記圧
力計で測定することにより前記マスフローコントローラ
の流量を検定することを特徴とする。この発明は、前記
（１）の目的を達成するためのものである。

【００１３】この発明によれば、第１遮断弁と終段遮断
弁とをともに開けば、プロセスガス源からガスラインを
経由してプロセスチャンバにプロセスガスが供給され
る。このときのガス流量は、マスフローコントローラに
より所定の値に調整されており、従ってプロセスチャン
バにて所定の処理を行うことができる状態である。

【００１４】マスフローコントローラの流量検定をする
ときは、まず、第１遮断弁と終段遮断弁とをともに開
く。このとき、プロセスガス源からプロセスガスが供給
される一方でマスフローコントローラより下流の部分は
プロセスチャンバに連通している。この種のガス配管系
では通常、プロセスチャンバのさらに下流に排気ポンプ
が設けられていることが多く、その場合には当該部分の
圧力は真空近くにまで下がる。排気ポンプが設けられて
いない場合には大気圧近辺まで下がる。その圧力は圧力
計により計測されている。次に終段遮断弁を閉じてプロ
セスチャンバ側への排気を遮断する。すると、マスフロ
ーコントローラによりガス流量が規制されるので、マス
フローコントローラと終段遮断弁との間の部分はプロセ
スガスにより徐々に圧力が上昇する。このため圧力計の
計測値が徐々に上昇するので、この上昇によりマスフロ
ーコントローラの流量が検定される。かくしてプロセス
ガスによる流量検定がなされる。

【００１５】請求項２に係る発明は、第１遮断弁とその
下流側のマスフローコントローラとその下流側の第２遮
断弁とをそれぞれ備えた複数のガスラインを経由して複
数のプロセスガス源からプロセスチャンバにプロセスガ
スを供給するガス配管系の検定を行うシステムであっ
て、前記各ガスラインの合流点より下流に設けられた終
段遮断弁と、前記終段遮断弁の入側位置での圧力を計測
する圧力計を有し、あるガスラインの前記第１遮断弁お
よび第２遮断弁を開いて前記終段遮断弁および他のすべ
てのガスラインの前記第２遮断弁を閉じ、そのガスライ
ンの前記マスフローコントローラを通して前記終段遮断
弁の上流側にそのプロセスガスを導入したときの圧力上
昇を前記圧力計で測定することによりそのガスラインの
前記マスフローコントローラの流量を検定することを特
徴とする。この発明は、複数のプロセスガスを扱う配管
系であって終段遮断弁より上流側で各ガスラインが合流
しているものにおいて、１つの圧力計で前記（１）の目
的を達成するためのものである。

【００１６】この発明によれば、あるガスラインの第１
遮断弁と終段遮断弁とをともに開けば、そのプロセスガ
ス源からそのガスラインを経由してプロセスチャンバに
そのプロセスガスが供給される。２以上のプロセスガス
を同時に供給してもよい。このときの各ガス流量は、そ
れぞれマスフローコントローラにより所定の値に調整さ
れており、従ってプロセスチャンバにて所定の処理を行
うことができる状態である。

【００１７】マスフローコントローラの流量検定は、検
定を行うガスライン（検定ライン）を決め、検定ライン
の第２遮断弁を開き他のすべてのガスライン（非検定ラ
イン）の第２遮断弁を閉じた状態で行う。検定を行うと
きはまず、検定ラインの第１遮断弁と終段遮断弁とをと
もに開いて、プロセスガス源からプロセスガスを検定ラ
インに供給しつつマスフローコントローラ（検定コント
ローラ）より下流の部分をプロセスチャンバ側に排気す
る。その部分の圧力は圧力計により計測されている。次
に終段遮断弁を閉じて、マスフローコントローラと終段
遮断弁との間の部分の圧力をプロセスガスで上昇させ
る。このとき、マスフローコントローラによりガス流量
が規制されるので、圧力は徐々に上昇し、この上昇によ
り検定コントローラの流量が検定される。かくしてプロ
セスガスによる流量検定がなされる。ここで、非検定ラ
インの第２遮断弁がすべて閉じられているので、プロセ
スガスが他のマスフローコントローラに進入することは
ない。

【００１８】なお、請求項１または請求項２の発明にお
いては、終段遮断弁の入側位置を排気口へ連通するベン
トラインと、このベントラインに設けられたベント遮断
弁とを有していてもよい。そしてこの場合の流量検定
は、終段遮断弁とベント遮断弁との双方を閉じた状態で
第１遮断弁を開くことにより行う。そして検定後は、終
段遮断弁の上流側の部分がかなりの高圧になっており、
いきなり終段遮断弁を開くとプロセスチャンバ内での種
々の悪影響が起こりうるので、まずベント遮断弁を開い
てそのガスをベントラインに排出して圧力を下げておく
のがよい。

【００１９】請求項３に係る発明は、第１遮断弁とその
下流側のマスフローコントローラとその下流側の終段遮
断弁とをそれぞれ備えた複数のガスラインを経由して複
数のプロセスガス源からプロセスチャンバにプロセスガ
スを供給するガス配管系の検定を行うシステムであっ
て、前記各終段遮断弁の入流側位置を排気口へ連通する
ベントラインと、このベントラインに設けられたベント
遮断弁と、前記ベントラインと前記各ガスラインと間に
それぞれ設けられた第３遮断弁と、前記ベント遮断弁の
入側位置での圧力を計測する圧力計とを有し、あるガス
ラインの前記第１遮断弁および第３遮断弁を開いて前記
終段遮断弁および他のすべてのガスラインの前記第３遮
断弁および前記ベント遮断弁を閉じ、そのガスラインの
前記マスフローコントローラを通して前記ベント遮断弁
の上流側にそのプロセスガスを導入したときの圧力上昇
を前記圧力計で測定することによりそのガスラインの前
記マスフローコントローラの流量を検定することを特徴
とする。この発明は、複数のプロセスガスを扱う配管系
であってプロセスチャンバに至るまで各ガスラインが独
立しているものにおいて、１つの圧力計で前記（１）の
目的を達成するためのものである。

【００２０】この発明によれば、第３遮断弁をすべて閉
じておいてあるガスラインの第１遮断弁とそのガスライ
ンの終段遮断弁とをともに開けば、そのプロセスガス源
からそのガスラインを経由してプロセスチャンバにその
プロセスガスが供給される。２以上のプロセスガスを同
時に供給してもよい。このときの各ガス流量は、それぞ
れマスフローコントローラにより所定の値に調整されて
おり、従ってプロセスチャンバにて所定の処理を行うこ
とができる状態である。

【００２１】マスフローコントローラの流量検定は、検
定ラインを決め、検定ラインの第３遮断弁を開きすべて
の非検定ラインの第３遮断弁を閉じた状態で行う。従っ
て、検定ラインのプロセスガスが非検定ラインに進入す
ることはなく、また非検定ラインのプロセスガスのみで
実施できる処理であれば検定と並行して行うこともでき
る。

【００２２】検定を行うときはまず、検定ラインの第１
遮断弁とベント遮断弁とをともに開いて、プロセスガス
源からプロセスガスを検定ラインに導入しつつマスフロ
ーコントローラより下流の部分をベントラインに排気す
る。その部分の圧力は圧力計により計測されている。そ
してベント遮断弁を閉じて、マスフローコントローラと
ベント遮断弁との間の圧力をプロセスガスにより徐々に
上昇させる。この圧力上昇を圧力計で測定することによ
り、マスフローコントローラの流量が検定される。かく
してプロセスガスによる流量検定がなされる。なお、ベ
ント遮断弁の代わりに終段遮断弁を用いても同様の検定
が可能である。

【００２３】請求項４に係る発明は、請求項１ないし請
求項３のいずれかに記載するガス配管系の検定システム
であって、前記圧力計の指示値を所定の時間間隔でサン
プリングし、サンプリングされたデータの相関係数の絶
対値が所定の値以上になるように対象範囲を定め、前記
対象範囲内のデータについて最小二乗法により傾きを求
めてこの傾きにより前記マスフローコントローラの流量
を検定することを特徴とする。この発明は、前記（１）
の目的の他に（２）の目的をも達成するためのものであ
る。

【００２４】この発明によれば、圧力計の指示値は所定
の時間間隔でサンプリングされており、そのうちある対
象範囲内のものについて最小二乗法により傾きが求めら
れる。その対象範囲は、対象範囲内のデータの相関係数
の絶対値が所定の値以上になるように定められる。所定
の値はもちろん１に近い値であり、範囲内でデータの時
間軸に対する直線性がよくなるように対象範囲が定めら
れるのである。対象範囲の決定手順は、具体的には次の
２通りがある。第１の手順は、はじめに圧力上昇開始前
から終了後までを含む広い範囲を設定しておいて、１ス
テップずつ範囲を狭めていき、相関係数の絶対値が所定
の値を初めて超えた時点で対象範囲を確定する手順であ
る。第２の手順は、はじめに圧力上昇開始と終了とのほ
ぼ中間に狭い範囲を設定しておいて、１ステップずつ範
囲を広げていき、相関係数の絶対値が所定の値を初めて
下回った時点でその直前の範囲を対象範囲として確定す
る手順である。かくして対象範囲が確定すると、最小二
乗法により傾きが求められこの傾きによりマスフローコ
ントローラの流量検定がなされる。従って、圧力計から
のデータ取得系にリップルがある場合でも高精度で検定
できる。また、データの中にノイズが乗ったものが含ま
れていても、それにより直ちに異常な結果が出ることは
ない。

【００２５】請求項５に係る発明は、請求項１ないし請
求項４のいずれかに記載するガス配管系の検定システム
であって、前記マスフローコントローラの取付時に測定
を行いその結果を初期値として記憶し、ガス配管系稼動
後に再度測定を行いその結果の前記初期値からのずれを
補償するように前記マスフローコントローラの流量設定
を変更することを特徴とする。この発明は、前記（１）
の目的の他に（３）の目的をも達成するためのものであ
る。

【００２６】この発明によれば、ガス配管系の立ち上げ
時やマスフローコントローラを交換した時等にまず測定
が行われその結果が初期値として記憶される。そしてあ
る程度の期間ガス配管系が稼動した後に再度測定が行わ
れる。その結果が初期値とずれている場合には、マスフ
ローコントローラの流量特性が変動していることになる
ので、その流量設定が変更されてずれが補償される。従
って、マスフローコントローラの特性変動が自動的に補
償されて正しいガス流量でガス配管系の稼動を続行する
ことができる。ただし、初期値からのずれがあまりに大
きくなったマスフローコントローラをそのまま使い続け
るとプロセスチャンバでの処理に悪影響を及ぼす場合が
あるので、ずれに上限値を定めてその上限値に達した場
合には警報を発してガス配管系の稼動を停止させるよう
にしておくことが好ましい。

【００２７】請求項６に係る発明は、第１遮断弁とその
下流側のマスフローコントローラとを備えたガスライン
を経由してプロセスガス源からプロセスチャンバにプロ
セスガスを供給するガス配管系の検定を行うシステムで
あって、前記マスフローコントローラの入側位置での圧
力を計測する圧力計を備え、前記第１遮断弁を閉じ前記
マスフローコントローラを通して排気したときの圧力低
下を前記圧力計で測定しつつその指示値を所定の時間間
隔でサンプリングし、このサンプリング手段によりサン
プリングされたデータの相関係数の絶対値が所定の値以
上になるように対象範囲を定め、前記対象範囲内のデー
タについて最小二乗法により傾きを求めてこの傾きによ
り前記マスフローコントローラの流量を検定することを
特徴とする。この発明は、前記（２）の目的を達成する
ためのものである。

【００２８】この発明でマスフローコントローラの流量
検定をするときは、まず、第１遮断弁を開いてプロセス
ガス源からプロセスガスをガスラインに導入する。この
とき、マスフローコントローラによりガス流量が規制さ
れるので、ガスラインのうち第１遮断弁とマスフローコ
ントローラとの間の部分がプロセスガス源からの供給圧
に保たれ、マスフローコントローラの規制流量のガスが
プロセスチャンバ側に流れる定常状態となる。そして第
１遮断弁を閉じてプロセスガスの供給を絶つと、当該部
分の圧力は徐々に下がる。この圧力の低下はマスフロー
コントローラの流量を示すものであり、圧力計により計
測されている。

【００２９】そして圧力計の指示値は所定の時間間隔で
サンプリングされており、そのうちある対象範囲内のも
のについて最小二乗法により傾きが求められる。その対
象範囲は、対象範囲内のデータの相関係数の絶対値が所
定の値以上になるように定められる。所定の値はもちろ
ん１に近い値であり、範囲内でデータの時間軸に対する
直線性がよくなるように対象範囲が定められるのであ
る。対象範囲の決定手順は、具体的には次の２通りがあ
る。第１の手順は、はじめに圧力低下開始前から終了後
までを含む広い範囲を設定しておいて、１ステップずつ
範囲を狭めていき、相関係数の絶対値が所定の値を初め
て超えた時点で対象範囲を確定する手順である。第２の
手順は、はじめに圧力低下開始と終了とのほぼ中間に狭
い範囲を設定しておいて、１ステップずつ範囲を広げて
いき、相関係数の絶対値が所定の値を初めて下回った時
点でその直前の範囲を対象範囲として確定する手順であ
る。かくして対象範囲が確定すると、最小二乗法により
傾きが求められこの傾きによりマスフローコントローラ
の流量検定がなされる。従って、圧力計からのデータ取
得系にリップルがある場合でも高精度で検定できる。ま
た、データの中にノイズが乗ったものが含まれていて
も、それにより直ちに異常な結果が出ることはない。

【００３０】請求項７に係る発明は、第１遮断弁とその
下流側のマスフローコントローラとを備えたガスライン
を経由してプロセスガス源からプロセスチャンバにプロ
セスガスを供給するガス配管系の検定を行うシステムで
あって、前記マスフローコントローラの入側位置での圧
力を計測する圧力計を備え、前記第１遮断弁を閉じ前記
マスフローコントローラを通して排気したときの圧力低
下をマスフローコントローラの取付時に前記圧力計で測
定し、システム稼動後に再度測定を行いその結果の前記
初期値からのずれを補償するように前記マスフローコン
トローラの流量設定を変更することを特徴とする。この
発明は、前記（３）の目的を達成するためのものであ
る。なお、請求項６の発明と組み合わせてもよい。

【００３１】この発明によれば、ガス配管系の立ち上げ
時やマスフローコントローラを交換した時等にまず測定
が行われその結果が初期値として記憶される。そしてあ
る程度の期間ガス配管系が稼動した後に再度測定が行わ
れる。その結果が初期値とずれている場合には、マスフ
ローコントローラの流量特性が変動していることになる
ので、その流量設定が変更されてずれが補償される。従
って、マスフローコントローラの特性変動が自動的に補
償されて正しいガス流量でガス配管系の稼動を続行する
ことができる。ただし、初期値からのずれがあまりに大
きくなったマスフローコントローラをそのまま使い続け
るとプロセスチャンバでの処理に悪影響を及ぼす場合が
あるので、ずれに上限値を定めてその上限値に達した場
合には警報を発してガス配管系の稼動を停止させるよう
にしておくことが好ましい。

【００３２】請求項８に係る発明は、請求項６または請
求項７に記載するガス配管系の検定システムであって、
テストガス源から前記マスフローコントローラの入側位
置にテストガスを供給する遮断可能なテストガスライン
を備え、テストガスを用いて検定を行うことを特徴とす
る。この発明は、テストガスを用いて検定する配管系に
おいて前記（２）または（３）の目的を達成するための
ものである。

【００３３】この発明でマスフローコントローラの流量
検定をするときは、プロセスガスを導入する代わりに第
１遮断弁を閉じた状態にしておき、まず、テストガスラ
インからテストガスをガスラインに導入する。このと
き、マスフローコントローラによりガス流量が規制され
るので、ガスラインのうち第１遮断弁とマスフローコン
トローラとの間の部分がテストガスラインからの供給圧
に保たれ、マスフローコントローラの規制流量のテスト
ガスがプロセスチャンバ側に流れる定常状態となる。そ
してテストガスの供給を絶つと、当該部分の圧力は徐々
に下がる。この圧力の低下はマスフローコントローラの
流量を示すものであり、圧力計により計測されている。
この計測値により、請求項６または請求項７の場合のよ
うに、マスフローコントローラの流量検定がなされる。
なお、ここで「テストガス」と称しているのは、プロセ
スガス源から供給されるプロセスガスとは別のガスとい
う意味であって、一般的にはパージガス（Ｎ₂ 等）とし
て用意されているものをこれに当てることができる。

【００３４】請求項９に係る発明は、第１遮断弁とその
下流側の終段遮断弁とを備えたガスラインを経由してプ
ロセスガス源からプロセスチャンバにプロセスガスを供
給するガス配管系の検定を行うシステムであって、前記
第１遮断弁と終段遮断弁との間の位置での圧力を計測す
る圧力計を有し、前記第１遮断弁と終段遮断弁とを閉じ
た状態での前記圧力計の指示値の変化により前記第１遮
断弁または終段遮断弁の漏れを検定することを特徴とす
る。この発明は、前記（４）の目的を達成するためのも
のである。

【００３５】この発明で第１遮断弁の漏れ検定をすると
きは、まず、第１遮断弁を閉じそして終段遮断弁を開い
て、ガスラインのうち第１遮断弁と終段遮断弁との間の
部分のプロセスガスをプロセスチャンバ側に排気する。
これにより当該部分の圧力は、プロセスチャンバの下流
に排気ポンプが設けられていれば真空近くにまで下が
り、排気ポンプが設けられていなければ大気圧近辺まで
下がる。その圧力は圧力計により計測されている。次に
終段遮断弁を閉じて当該部分を低圧の気密状態にし、そ
の状態で放置する。圧力計の指示値に変化がなければ第
１遮断弁に漏れがないと判断されるが、指示値に上昇が
見られる場合には第１遮断弁に漏れが生じていると判断
される。

【００３６】終段遮断弁の漏れ検定をするときは、ま
ず、終段遮断弁を閉じそして第１遮断弁を開いて、ガス
ラインのうち第１遮断弁と終段遮断弁との間の部分にプ
ロセスガス源からプロセスガスを導入する。これにより
当該部分の圧力は、プロセスガスの供給圧まで上昇す
る。その圧力は圧力計により計測されている。次に第１
遮断弁を閉じて当該部分を高圧の気密状態にし、その状
態で放置する。圧力計の指示値に変化がなければ終段遮
断弁に漏れがないと判断されるが、指示値に下降が見ら
れる場合には終段遮断弁に漏れが生じていると判断され
る。

【００３７】この発明において、第１遮断弁と終段遮断
弁との間にマスフローコントローラが設けられていても
よく、第１遮断弁または終段遮断弁の漏れによるガス流
量はマスフローコントローラで規制される流量よりはる
かに小さいので、漏れ検定には影響しない。従ってマス
フローコントローラの位置は圧力計より上流側でも下流
側でもよい。圧力計より上流側にマスフローコントロー
ラを設けたときは、請求項１に係る発明と組み合わせて
マスフローコントローラの流量検定をも可能なようにし
てもよい。その場合に請求項４または請求項５の場合の
ような検定を行ってもよい。圧力計より下流側にマスフ
ローコントローラを設けたときは、請求項６または請求
項７に係る発明と組み合わせてマスフローコントローラ
の流量検定をも可能なようにしてもよい。その場合には
請求項８のようにテストガスラインを設けてもよい。

【００３８】請求項１０に係る発明は、第１遮断弁をそ
れぞれ備えた複数のガスラインを経由して複数のプロセ
スガス源からプロセスチャンバにプロセスガスを供給す
るガス配管系の検定を行うシステムであって、前記各ガ
スラインの合流点より下流に設けられた終段遮断弁と、
前記終段遮断弁の入側位置での圧力を計測する圧力計と
を有し、前記各第１遮断弁と前記終段遮断弁とを閉じた
状態での前記圧力計の指示値の変化により前記各第１遮
断弁のいずれかもしくは終段遮断弁の漏れを検定するこ
とを特徴とする。この発明は、複数のプロセスガスを扱
う配管系であって終段遮断弁より上流側で各ガスライン
が合流しているものにおいて、１つの圧力計で前記
（４）の目的を達成するためのものである。

【００３９】この発明で第１遮断弁の漏れ検定をすると
きは、まず、すべてのガスラインの第１遮断弁を閉じそ
して終段遮断弁を開いて、各ガスラインのうち第１遮断
弁と終段遮断弁との間の部分のプロセスガスをプロセス
チャンバ側に排気する。これにより当該部分の圧力は、
真空近くもしくは大気圧近辺まで下がる。その圧力は圧
力計により計測されている。次に終段遮断弁を閉じて当
該部分を低圧の気密状態にし、その状態で放置する。圧
力計の指示値に変化がなければ各第１遮断弁のいずれに
も漏れがないと判断されるが、指示値に上昇が見られる
場合には各第１遮断弁のいずれか１個以上に漏れが生じ
ていると判断される。

【００４０】終段遮断弁の漏れ検定をするときは、ま
ず、いずれか１つのガスラインの第１遮断弁を開きそし
て終段遮断弁及び他のすべてのガスラインの第１遮断弁
を閉じて、各ガスラインのうち第１遮断弁と終段遮断弁
との間の部分にそのガスラインのプロセスガス源からプ
ロセスガスを導入する。このとき、最も供給圧の低いガ
スラインかまたは最も反応性の低いガス種のガスライン
を選択するのがよい。これにより当該部分の圧力は、そ
のプロセスガスの供給圧まで上昇する。その圧力は圧力
計により計測されている。次に第１遮断弁を閉じて当該
部分を高圧の気密状態にし、その状態で放置する。圧力
計の指示値に変化がなければ終段遮断弁に漏れがないと
判断されるが、指示値に下降が見られる場合には終段遮
断弁に漏れが生じていると判断される。

【００４１】この発明において、各ガスラインの第１遮
断弁の下流側にマスフローコントローラとその下流側の
第２遮断弁とが設けられていてもよい。その場合には請
求項２に係る発明と組み合わせてマスフローコントロー
ラの流量検定をも可能なようにしてもよく、さらに請求
項４または請求項５の場合のような検定を行ってもよ
い。

【００４２】この場合に第１遮断弁の漏れ検定は、各ガ
スラインの第２遮断弁を開いて行う。そして、各ガスラ
インの第１遮断弁を開き第２遮断弁を閉じ、圧力計の測
定位置を低圧にした状態で終段遮断弁を閉じて放置すれ
ば、第２遮断弁の漏れ検定ができる。すなわち、圧力計
の指示値に変化がなければ各第２遮断弁のいずれにも漏
れがないと判断されるが、指示値に上昇が見られる場合
には各第２遮断弁のいずれか１個以上に漏れが生じてい
ると判断される。

【００４３】また、各第１遮断弁にはいずれも漏れがな
いが第２遮断弁のいずれかには漏れがあると判断された
場合には、あるガスラインで第１遮断弁を開いて第２遮
断弁を閉じ、他のすべてのガスラインで第１遮断弁を閉
じて第２遮断弁を開き、この状態で低圧気密状態からの
圧力上昇の有無を見ればそのガスラインの第２遮断弁の
漏れを検定できる。すなわち、圧力計の指示値に変化が
なければその第２遮断弁には漏れがないと判断される
が、指示値に上昇が見られる場合にはその第２遮断弁の
いずれかに漏れが生じていると判断される。第１遮断弁
と第２遮断弁とが逆の場合も同様である。

【００４４】この発明においてさらに、終段遮断弁の入
側位置を排気口へ連通するベントラインと、このベント
ラインに設けられたベント遮断弁とを有していてもよ
い。そしてこの場合の漏れ検定のための気密状態は、終
段遮断弁とベント遮断弁との双方を閉じた状態で行う。
なお、この場合には終段遮断弁またはベント遮断弁の漏
れ検定を行った後、ベント遮断弁を開いてガスをベント
ラインへ排気しておくのがよい。

【００４５】請求項１１に係る発明は、第１遮断弁とそ
の下流側の終段遮断弁とをそれぞれ備えた複数のガスラ
インを経由して複数のプロセスガス源からプロセスチャ
ンバにプロセスガスを供給するガス配管系の検定を行う
システムであって、前記各終段遮断弁の入側位置を排気
口へ連通するベントラインと、このベントラインに設け
られたベント遮断弁と、前記ベントラインと前記各ガス
ラインと間にそれぞれ設けられた第３遮断弁と、前記ベ
ント遮断弁の入側位置での圧力を計測する圧力計とを有
し、あるガスラインの前記第３遮断弁を開きそのガスラ
インの前記第１遮断弁および終段遮断弁と他のすべての
ガスラインの前記第３遮断弁と前記ベント遮断弁とを閉
じた状態での前記圧力計の指示値の変化によりそのガス
ラインの前記第１遮断弁または終段遮断弁の漏れを検定
することを特徴とする。この発明は、複数のプロセスガ
スを扱う配管系であってプロセスチャンバに至るまで各
ガスラインが独立しているものにおいて、１つの圧力計
で前記（４）の目的を達成するためのものである。

【００４６】この発明での漏れ検定は、検定ラインを決
め、検定ラインの第３遮断弁を開きすべての非検定ライ
ンの第３遮断弁を閉じた状態で行う。従って、検定ライ
ンのプロセスガスが非検定ラインに進入することはな
く、また非検定ラインのプロセスガスのみで実施できる
処理であれば検定と並行して行うこともできる。

【００４７】第１遮断弁の漏れ検定を行うときは、ま
ず、検定ラインの第１遮断弁および終段遮断弁を閉じそ
してベント遮断弁を開いて、検定ラインのうち第１遮断
弁と終段遮断弁との間の部分のプロセスガスを排気す
る。これにより当該部分の圧力が下がる。その圧力は圧
力計により計測されている。次にベント遮断弁を閉じて
当該部分を低圧の気密状態にし、その状態で放置する。
圧力計の指示値に変化がなければその第１遮断弁には漏
れがないと判断されるが、指示値に上昇が見られる場合
にはその第１遮断弁に漏れが生じていると判断される。

【００４８】終段遮断弁の漏れ検定をするときは、ま
ず、検定ラインの第１遮断弁を開きそのラインの終段遮
断弁およびベント遮断弁を閉じて、検定ラインのうち第
１遮断弁と終段遮断弁との間の部分にそのラインのプロ
セスガス源からプロセスガスを導入する。これにより当
該部分の圧力は、そのプロセスガスの供給圧まで上昇す
る。その圧力は圧力計により計測されている。次にその
第１遮断弁を閉じて当該部分を高圧の気密状態にし、そ
の状態で放置する。圧力計の指示値に変化がなければそ
の終段遮断弁に漏れがないと判断されるが、指示値に下
降が見られる場合にはその終段遮断弁に漏れが生じてい
ると判断される。なお、この検定を行った後、ベント遮
断弁を開いてガスをベントラインへ排気しておくのがよ
い。

【００４９】この発明において、各ガスラインの第１遮
断弁の下流側にマスフローコントローラが設けられてい
てもよい。その場合には請求項３に係る発明と組み合わ
せてマスフローコントローラの流量検定をも可能なよう
にしてもよく、さらに請求項４または請求項５の場合の
ような検定を行ってもよい。

【００５０】

【発明の実施の形態】以下、本発明のガス配管系の検定
システムを半導体製造設備におけるガスシステムに適用
して具体化した実施の形態を、図面を参照しつつ詳細に
説明する。

【００５１】［第１の実施の形態］図１に、第１の実施
の形態に係るガスシステムの構成を示す。このガスシス
テムは、プロセスガスＡ、Ｂをガスライン２３Ａ、２３
Ｂを経由して処理槽３７に供給するためのシステムであ
る。処理槽３７は、半導体ウェハに成膜やエッチング等
の処理を施すＣＶＤ装置、エッチング装置等である。プ
ロセスガスは、ＣＶＤ用としてはシラン（ＳｉＨ₄）、
ホスフィン（ＰＨ₃）、６フッ化タングステン（ＷＦ₆）
等があり、エッチング用としては塩素ガス（Ｃｌ₂）や
臭化水素ガス（ＨＢｒ）等がある。

【００５２】各ガスライン２３Ａ、２３Ｂには、上流側
から順に遮断弁２５Ａ、２５Ｂ、マスフローコントロー
ラ２７Ａ、２７Ｂ、遮断弁２９Ａ、２９Ｂが配置されて
いる。ここでマスフローコントローラ２７Ａ、２７Ｂ
は、各プロセスガスＡ、Ｂの流量調整を行うものであ
る。そして、遮断弁２９Ａ、２９Ｂの下流側でガスライ
ン２３Ａ、２３Ｂが集合管３１に合流して処理槽３７に
至るように組まれており、集合管３１にも遮断弁２１が
配置されている。遮断弁２１は、圧縮空気Ｐにより作動
するようにされており、その給排操作を行うソレノイド
バルブ１９が備えられている。

【００５３】また、集合管３１における遮断弁２１の上
流側には、圧力センサ１１及びベントライン３３が設け
られている。圧力センサ１１は、集合管３１内のガス圧
を測定するものである。ベントライン３３は、処理槽３
７を通さずに余分なプロセスガスを排気するためもので
あり、遮断弁３５を備えている。なお、図示しないが、
処理槽３７やベントライン３３の先方には排気ポンプや
除害装置等が設けられており、プロセスガスを無害化し
たうえで排出するようになっている。

【００５４】そしてこのガスシステムは制御系として、
流量モニタリングシステム１３とその上位装置である本
体コントローラ１５とを備えている。本体コントローラ
１５は、ガスシステムの全体制御を行うマイクロコンピ
ュータであって、公知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を組
み合わせて構成されている。前記したソレノイドバルブ
１９は、この本体コントローラ１５の指令により圧縮空
気Ｐの遮断弁２１への給排を行うようになっている。流
量モニタリングシステム１３は、マスフローコントロー
ラ２７Ａ、２７Ｂの流量検定を行うためのものであり、
圧力センサ１１の検出ガス圧の他、本体コントローラ１
５からソレノイドバルブ１９への指令信号をモニタする
ようになっている。本体コントローラ１５の代わりに流
量モニタリングシステム１３からソレノイドバルブ１９
へ指令信号を出力するようにしてもよい。また、流量モ
ニタリングシステム１３と本体コントローラ１５とはリ
モート信号線１７で接続されており、両者間でデータ転
送ができるようになっている。

【００５５】このガスシステムの動作を説明する。この
ガスシステムの動作には、通常のプロセス動作の他にマ
スフローコントローラ２７Ａ、２７Ｂの流量検定や遮断
弁２５Ａ、２５Ｂ、２９Ａ、２９Ｂ、２１の漏れ検定が
ある。通常のプロセス動作とは、処理槽３７で半導体ウ
ェハに成膜やエッチング等の処理を施す動作である。プ
ロセスガスＡを用いる処理であれば、遮断弁３５を閉じ
てベントライン３３を塞いでおいて、遮断弁２５Ａ、２
９Ａ、２１を開いてそしてマスフローコントローラ２７
Ａでガス流量を調整しつつ、ガスライン２３Ａ、集合管
３１を経由して処理槽３７にプロセスガスＡを導入し、
所定の処理を行う。プロセスガスＢを用いる処理であれ
ばガスライン２３Ｂについて同様の操作を行い処理槽３
７にプロセスガスＢを導入して処理を行う。プロセスガ
スＡ、Ｂの双方を用いる処理も可能である。

【００５６】次に流量検定動作について説明する。ここ
ではマスフローコントローラ２７Ａの流量検定を行う場
合について説明するが、マスフローコントローラ２７Ｂ
の流量検定も同様である。

【００５７】流量検定動作を行うときには、まず準備操
作として、遮断弁２９Ａを開き遮断弁２９Ｂを閉じる。
遮断弁２９Ｂを閉じるのは、プロセスガスＡがガスライ
ン２３Ｂに進入するのを防ぐためである。そして遮断弁
２５Ａと遮断弁３５（もしくは遮断弁２１）とをともに
開く。このとき、プロセスガスＡがガスライン２３Ａに
導入されるが、マスフローコントローラ２７Ａより下流
の部分の圧力は真空に近い低圧となっており、圧力セン
サ１１の指示値によりその圧力を知ることができる。

【００５８】そして遮断弁３５（もしくは遮断弁２１）
を閉じると、マスフローコントローラ２７Ａ以後の部分
において、プロセスガスが逃げ場を失うのでその部分の
圧力がプロセスガスによりその供給圧に達するまで上昇
する。このとき、マスフローコントローラ２７Ａにより
流量が規制されるので、圧力は徐々に上昇する。圧力セ
ンサ１１の指示値はこの徐々に上昇する圧力を示し、図
７に示すようなカーブを描く。そしてその傾きはマスフ
ローコントローラ２７Ａの流量に対応する。

【００５９】圧力センサ１１の指示値は、流量モニタリ
ングシステム１３によりモニタされている。この流量モ
ニタリングシステム１３は、０．１ｍｓｅｃ程度の時間
間隔で圧力データをサンプリングしている（図９参
照）。そして検定は、図９のグラフのうち直線性がよい
範囲について最小二乗法により傾斜を演算することによ
り行われる。傾斜算出の対象となる範囲を図９中に「ｒ
を求める範囲」で示す。

【００６０】当該範囲の決定について説明する。当該範
囲には、圧力上昇開始前や終了後を含めてはならないこ
とはもちろん、圧力上昇開始直後も含めるべきでない。
遮断弁２５Ａを開いた直後は流量が安定しないからであ
る。また、直線性がよい限りなるべく広い範囲をとった
方が検定精度はよい。

【００６１】範囲の決定は相関係数により行い、２通り
の手順がある。第１の手順は、最初に圧力上昇開始前や
終了後をも含む広い範囲を仮に設定しておいて１ステッ
プずつ範囲を狭めていくものであり、その都度範囲内の
データについて相関係数を求める。範囲が広いうちは直
線性が良くないので相関係数は１から遠い値であるが、
範囲を狭めるにつれて少しずつ相関係数が上昇してい
く。そして、相関係数があらかじめ定めた所定値（例え
ば０．９５）を初めて超えたらそのときの範囲を傾斜算
出の対象範囲として確定する。第２の手順は、逆に最初
は圧力上昇開始と終了との中間付近にごく狭い範囲を仮
に設定しておいて１ステップずつ範囲を広げていくもの
である。範囲が狭いうちは直線性が良いので相関係数は
１にごく近い値であるが、範囲を広げるにつれて少しず
つ相関係数が低下していく。そして、相関係数が前記所
定値を初めて下回ったらその直前の範囲を傾斜算出の対
象範囲として確定する。かくして、直線性が良くかつな
るべく広い範囲が決定される。

【００６２】範囲が確定したら、その範囲内のデータに
ついて最小二乗法により傾斜が算出される。そして算出
された傾斜により検定が行われる。具体的には、算出し
た傾斜を初期の値と比較することにより検定される。す
なわちこの配管系では、配管系の組立直後やマスフロー
コントローラの交換直後に上記のように流量検定をし
て、マスフローコントローラの新品時の傾斜が求められ
初期値として記録されることとなっているので、これと
比較するのである。傾斜が初期値と比べて変化していな
ければ、マスフローコントローラの流量特性には変化が
見られないことになるので、特に設定の変更をすること
なくそのままプロセスの稼動を続行してよい。傾斜が初
期値と比べて変化している場合にはマスフローコントロ
ーラの流量特性に変動が生じていることになるので、そ
の変動を相殺するようにマスフローコントローラの駆動
の設定を変更しなければならない。プロセスガスの流量
が狙いからはずれたまま実プロセスを実施すると、所定
の品質が得られないからである。

【００６３】本検定システムによる検定の精度を図１
０、図１１のグラフにより説明する。図１０は、設定流
量が５０ｓｃｃｍであるマスフローコントローラに流量
変化が起こった場合について、本検定システムによる測
定結果と膜流量計の測定値から計算した結果とを対比し
たグラフである。図１０では両者が非常によく一致して
おり、本検定システムによる検定精度が高いことを示し
ている。図１１は、設定流量が１０００ｓｃｃｍである
マスフローコントローラについて同様の測定を行ったも
のであり、こちらも優れた結果が示されている。

【００６４】そして本実施の形態ではさらに、マスフロ
ーコントローラ２７Ａの流量に変化があった場合にその
変化を相殺するように駆動信号を調整するようにしてい
る。すなわち、マスフローコントローラ２７Ａの流量が
初期値より例えば５％減少していることが検定の結果判
明した場合には、その流量を５％増加させるように本体
コントローラ１５からの駆動信号を変更させるのであ
る。この場合の信号のやりとりを図１２のブロック図で
説明する。検定により流量の変動が発見されると、流量
モニタリングシステム１３から本体コントローラ１５
へ、その旨と変動量、変動の向き（増か減か）が伝達さ
れる（図１２中のａ）。従って本体コントローラ１５は
それ以後、その変化を打ち消すようにマスフローコント
ローラ２７Ａへの駆動信号を再調整し、本来の設定流量
で実プロセスを実施できるようにする（図１２中の
ｂ）。制御系の構成によっては、流量モニタリングシス
テム１３でマスフローコントローラ２７Ａを直接制御し
て同様のことを行ってもよい（図１２中のｃ）。

【００６５】ただし、流量の初期値からの変動があまり
に大きくなった場合には、マスフローコントローラ２７
Ａがパーティクルを発生してプロセスチャンバ３７での
実プロセスに悪影響を及ぼすおそれがあるので、変動量
にある上限値を設けてこれを超えた場合にはなんらかの
警報を発してシステムを停止させるようにするのが望ま
しい。

【００６６】以上が流量検定であるが、検定後は図７、
９のグラフに見るように、集合管３１の内部が高圧にな
っているので、後の操作を行う前に遮断弁３５を開い
て、ガスをベントライン３３側へ排出しておくのがよ
い。いきなり遮断弁２１を開くと高圧のガスがプロセス
チャンバ３７に吹き込んで、内部のストレスやほこりの
巻き上げ等が起こるからである。

【００６７】次に、漏れ検定の動作について説明する。
本システムでの漏れ検定には、遮断弁２１の漏れ検定
と、遮断弁２５Ａ、２５Ｂの漏れ検定と、遮断弁２９
Ａ、２９Ｂの漏れ検定とがある。

【００６８】まず遮断弁２１の漏れ検定を説明する。ま
ず準備操作として遮断弁２１及び遮断弁３５を閉じ、そ
して遮断弁２５Ａ、２９Ａをともに開いて集合管３１に
プロセスガスＡを導入する。このとき遮断弁２９Ｂは閉
じておく。またマスフローコントローラ２７Ａは全開状
態にしておく。すると、圧力センサ１１の指示値がプロ
セスガスＡの供給圧にまで上昇する。指示値が十分に上
昇したら遮断弁２９Ａを閉じる。この状態は、圧力セン
サ１１の計測位置を含む範囲が高圧の気密状態にされた
状態である。この状態で１日程度放置し、圧力センサ１
１の指示値の低下の有無により遮断弁２１の漏れを検定
する。

【００６９】すなわち、指示値に低下がない場合には遮
断弁２１に漏れはないと判断され、指示値に低下があっ
た場合には、遮断弁２１を通してガスがプロセスチャン
バ３７の側へ逃げた、つまり閉じているはずの遮断弁２
１に漏れがあると判断される。ここで厳密には、指示値
の低下の原因が遮断弁２１でなく遮断弁３５の漏れであ
る可能性もある。しかしベントライン３３上に設けられ
ている遮断弁３５は、プロセスチャンバ３７の入口に設
けられている遮断弁２１と比較して実プロセス実施時に
おける開閉頻度が著しく低く、漏れが生じる可能性もそ
の分低い。なお、この検定をした後は集合管３１の内部
が高圧になっているので、後の操作を行う前に遮断弁３
５を開いて、ガスをベントライン３３側へ排出しておく
のがよい。

【００７０】続いて遮断弁２５Ａ、２５Ｂの漏れ検定を
説明する。まず準備操作として遮断弁２５Ａ、２５Ｂを
ともに閉じ、遮断弁２９Ａ、２９Ｂをともに開く。ま
た、マスフローコントローラ２７Ａ、２７Ｂはともに全
開状態にしておく。そして遮断弁２１または遮断弁３５
を開いて各ガスライン２３Ａ、２３Ｂ、集合管３１内の
残留ガスを排気する。すると、圧力センサ１１の指示値
が真空に近い低圧まで下がる。指示値が安定したら、遮
断弁２１および遮断弁３５をともに閉じる。この状態
は、圧力センサ１１の計測位置を含む範囲が低圧の気密
状態にされた状態である。この状態で１日程度放置し、
圧力センサ１１の指示値の上昇の有無により遮断弁２５
Ａ、２５Ｂの漏れを検定する。

【００７１】すなわち、指示値に上昇がない場合には遮
断弁２５Ａ、２５Ｂのいずれにも漏れはないと判断さ
れ、指示値に上昇があった場合には、遮断弁２５Ａ、２
５Ｂのいずれかまたは双方を通してプロセスガスが進入
した、つまり閉じているはずの遮断弁２５Ａ、２５Ｂの
いずれかまたは双方に漏れがあると判断される。なお、
遮断弁２５Ａ、２５Ｂのいずれかまたは双方から進入し
たプロセスガスは、マスフローコントローラ２７Ａ、２
７Ｂを経由して圧力センサ１１の計測位置に至るわけだ
が、マスフローコントローラ２７Ａ、２７Ｂがともに全
開状態とされているので、特に問題はない。

【００７２】続いて遮断弁２９Ａ、２９Ｂの漏れ検定を
説明する。まず準備操作として遮断弁２５Ａ、２５Ｂを
ともに開き、遮断弁２９Ａ、２９Ｂをともに閉じる。ま
た、マスフローコントローラ２７Ａ、２７Ｂはともに全
開状態にしておく。そして遮断弁２１または遮断弁３５
を開いて集合管３１内の残留ガスを排気する。すると、
圧力センサ１１の指示値が真空に近い低圧まで下がる。
指示値が十分に下がったら、遮断弁２１および遮断弁３
５をともに閉じる。この状態は、圧力センサ１１の計測
位置を含む範囲が低圧の気密状態にされた状態である。
この状態で１日程度放置し、圧力センサ１１の指示値の
上昇の有無により遮断弁２９Ａ、２９Ｂの漏れを検定す
る。

【００７３】すなわち、指示値に上昇がない場合には遮
断弁２９Ａ、２９Ｂのいずれにも漏れはないと判断さ
れ、指示値に上昇があった場合には、遮断弁２９Ａ、２
９Ｂのいずれかまたは双方を通してプロセスガスが進入
した、つまり閉じているはずの遮断弁２９Ａ、２９Ｂの
いずれかまたは双方に漏れがあると判断される。なお、
遮断弁２９Ａ、２９Ｂのいずれかまたは双方から進入し
たプロセスガスは、マスフローコントローラ２７Ａ、２
７Ｂを経由したものであるが、マスフローコントローラ
２７Ａ、２７Ｂがともに全開状態とされているので、特
に問題はない。

【００７４】上記の遮断弁２５Ａ、２５Ｂの漏れ検定で
も遮断弁２９Ａ、２９Ｂの漏れ検定でも、漏れがあると
判断された場合に、漏れのあるのは２つの遮断弁（Ａ、
Ｂ）のいずれなのかまたは双方なのかは、それだけでは
特定できない。しかし、遮断弁２５Ａ、２５Ｂにはいず
れも漏れがないが遮断弁２９Ａ、２９Ｂにはいずれかま
たは双方に漏れがあると判断された場合には、遮断弁２
５Ａ、２９Ｂを閉じ、遮断弁２５Ｂ、２９Ａを開いた状
態で同様に圧力センサ１１の指示値の上昇の有無を見れ
ば、遮断弁２９Ｂの漏れの有無を確認できる。（Ａ、
Ｂ）を逆にすれば遮断弁２９Ａの漏れの有無を確認でき
る。遮断弁２９Ａ、２９Ｂにはいずれも漏れがないが遮
断弁２５Ａ、２５Ｂにはいずれかまたは双方に漏れがあ
ると判断された場合も同様にして漏れのある弁を確認で
きる。

【００７５】以上詳細に説明したように本実施の形態に
係るガスシステムでは、各ガスライン２３Ａ、２３Ｂを
合流させた集合管３１の遮断弁２１の入側に圧力センサ
１１を設けてその位置の圧力をモニタするようにしたの
で、各マスフローコントローラを通して供給されるガス
の圧力上昇を測定することにより、１個の圧力センサで
各マスフローコントローラごとに流量検定ができるもの
である。

【００７６】そして、圧力センサ１１の指示値を流量モ
ニタリングシステム１３でサンプリングし、相関係数が
所定の値以上となるなるべく広い範囲で最小二乗法によ
り傾斜を演算して検定することとしたので、２点測定で
検定するようなシステムと比較して著しく検定精度が高
い。特に、圧力センサ１１の指示値にリップルがあるよ
うな場合や、ノイズがあるような場合にも高精度な検定
ができるものである。また、算出した傾斜をあらかじめ
測定した初期値と比較して、変動がある場合にはその変
動を相殺するように本体コントローラ１５または流量モ
ニタリングシステム１３から各マスフローコントローラ
への駆動信号を調整するようにしたので、マスフローコ
ントローラの流量特性の変動を自動的に補正して、正し
いガス流量で実プロセスを続行することができる。

【００７７】また、圧力センサ１１の取付位置を高圧ま
たは低圧の気密状態にして放置したときの指示値の変動
により各遮断弁の漏れ検定をするようにしたので、ブル
ドン管による測定よりもはるかに高精度で微小な漏れを
検出できる。また、気密状態とする部分の配管容積が既
知であればリークレートをも算出できる。また、ヘリウ
ムリークディテクタと異なり漏れ検定のために特別の配
管の接続を要することもなくかつそれより安価に構成で
きる。また、ベントライン３３が設けられているので、
検定により集合管３１の部分が高圧になっても、プロセ
スチャンバ３７に高圧ガスを流すことなく排出できるも
のである。

【００７８】なお、本実施の形態は本発明を限定するも
のではないので、図中に示した各遮断弁やマスフローコ
ントローラ、圧力センサ等に加えてさらに必要に応じて
他のユニットなどを付加してもかまわない。また、各マ
スフローコントローラの入側位置等にパージガスを供給
するパージラインを付加することを妨げない。また、ベ
ントライン３３を省略した図２のような構成にしても、
種々の検定機能自体には影響はない。

【００７９】［第２の実施の形態］図３に、第２の実施
の形態に係るガスシステムの構成を示す。このガスシス
テムは、各ガスライン２３Ａ、２３Ｂが独立したままプ
ロセスチャンバ３７に至っている点で第１の実施の形態
のものと異なるが、それ以外は大略同一である。そこで
相違点に絞って説明すると、各ガスライン２３Ａ、２３
Ｂにそれぞれ遮断弁２１Ａ、２１Ｂが設けられている。
また、マスフローコントローラ２７Ａ、２７Ｂの直後の
遮断弁２９Ａ、２９Ｂがなく、代わりに各ガスライン２
３Ａ、２３Ｂとベントライン３３との連結箇所にそれぞ
れ遮断弁３９Ａ、３９Ｂが設けられている。そして圧力
センサ１１の取付位置は、ベントライン３３の遮断弁３
５のすぐ上流側とされている。なお図示は省略するが、
本体コントローラ１５、流量モニタリングシステム１３
等の制御系は同一である。

【００８０】このガスシステムの動作を説明する。この
ガスシステムも、通常のプロセス動作の他にマスフロー
コントローラ２７Ａ、２７Ｂの流量検定や遮断弁２５
Ａ、２５Ｂ、２１Ａ、２１Ｂの漏れ検定が可能である。
通常のプロセス動作は、遮断弁３９Ａ、３９Ｂを閉じて
おいて、プロセスガスＡを用いる処理であれば、遮断弁
２５Ａ、２１Ａを開いてそしてマスフローコントローラ
２７Ａでガス流量を調整しつつ、ガスライン２３Ａを経
由して処理槽３７にプロセスガスＡを導入し、所定の処
理を行う。プロセスガスＢを用いる処理であればガスラ
イン２３Ｂについて同様の操作を行い処理槽３７にプロ
セスガスＢを導入して処理を行う。プロセスガスＡ、Ｂ
の双方を用いる処理も可能である。

【００８１】次に流量検定動作について説明する。ここ
ではマスフローコントローラ２７Ａの流量検定を行う場
合について説明するが、マスフローコントローラ２７Ｂ
の流量検定も同様である。

【００８２】流量検定動作を行うときには、まず準備操
作として、遮断弁３９Ａを開き遮断弁３９Ｂを閉じる。
遮断弁３９Ａを開くのは、圧力センサ１１の取付位置を
ガスライン２３Ａに連通させ、遮断弁２１Ａの入側位置
での圧力を計測できるようにするためである。遮断弁３
９Ｂを閉じるのは、プロセスガスＡがガスライン２３Ｂ
に進入するのを防ぐためである。そして遮断弁２５Ａと
遮断弁３５（もしくは遮断弁２１Ａ）とをともに開く。
この状態では、プロセスガスＡがガスライン２３Ａに導
入される一方、マスフローコントローラ２７Ａ以後の部
分は真空に近い低圧となっており、圧力センサ１１の指
示値によりその圧力を知ることができる。

【００８３】そして遮断弁３５（もしくは遮断弁２１
Ａ）を閉じると、マスフローコントローラ２７Ａ以後の
部分において、プロセスガスが逃げ場を失うのでその部
分の圧力がプロセスガスによりその供給圧に達するまで
上昇する。このとき、マスフローコントローラ２７Ａに
より流量が規制されるので、圧力は徐々に上昇する。圧
力センサ１１の指示値はこの徐々に上昇する圧力を示す
ので、第１の実施の形態の場合と同様に図７のようなグ
ラフが得られ、その傾斜によりマスフローコントローラ
２７Ａの流量検定がなされる。なお、この検定をした後
はガスライン２３Ａの内部が高圧になっているので、後
の操作を行う前に遮断弁３５を開いて、ガスをベントラ
イン３３側へ排出しておくのがよい。

【００８４】その検定の詳細は、第１の実施の形態で説
明したのと同様で流量モニタリングシステム１３による
データサンプリング、範囲決定および最小二乗法による
傾斜算出（図９）、初期値との比較、自動補正（図１
２）を行うものである。

【００８５】次に、漏れ検定について説明する。本シス
テムでの漏れ検定は、ガスライン２３Ａと２３Ｂとで別
々に行われる。ここではガスライン２３Ａの漏れ検定を
行う場合について説明するが、ガスライン２３Ｂの漏れ
検定も同様である。そしてガスライン２３Ａの漏れ検定
には、遮断弁２１Ａの漏れ検定と、遮断弁２５Ａの漏れ
検定とがあり、いずれも遮断弁３９Ａを開いてガスライ
ン２３Ａとベントライン３３とを連通させ、そして遮断
弁３９Ｂを閉じてガスライン２３Ｂとベントライン３３
とを切り離して行う。

【００８６】まず遮断弁２１Ａの漏れ検定を説明する。
まず準備操作として遮断弁２１Ａ及び遮断弁３５を閉
じ、そして遮断弁２５Ａを開いてガスライン２３Ａにプ
ロセスガスＡを導入する。また、マスフローコントロー
ラ２７Ａは全開状態にしておく。すると、圧力センサ１
１の指示値がプロセスガスＡの供給圧にまで上昇する。
指示値が十分に上昇したら遮断弁２５Ａを閉じる。この
状態は、圧力センサ１１の計測位置を含む範囲が高圧の
気密状態にされた状態である。この状態で１日程度放置
し、圧力センサ１１の指示値の低下の有無により遮断弁
２１Ａの漏れを検定する。

【００８７】すなわち、指示値に低下がない場合には遮
断弁２１Ａに漏れはないと判断され、指示値に低下があ
った場合には、遮断弁２１Ａを通してガスがプロセスチ
ャンバ３７の側へ逃げた、つまり閉じているはずの遮断
弁２１Ａに漏れがあると判断される。ここで厳密には、
指示値の低下の原因が遮断弁２１でなく遮断弁３５や遮
断弁３９Ｂの漏れである可能性もある。しかしベントラ
イン３３上に設けられている遮断弁３５や遮断弁３９Ｂ
は、プロセスチャンバ３７の入口に設けられている遮断
弁２１Ａと比較して実プロセス実施時における開閉頻度
が著しく低く、漏れが生じる可能性もその分低い。な
お、この検定をした後はガスライン２３Ａの内部が高圧
になっているので、後の操作を行う前に遮断弁３５を開
いて、ガスをベントライン３３側へ排出しておくのがよ
い。

【００８８】続いて遮断弁２５Ａの漏れ検定を説明す
る。まず準備操作として遮断弁２５Ａを閉じ、そして遮
断弁２１Ａまたは遮断弁３５を開いてガスライン２３Ａ
内の残留ガスを排気する。また、マスフローコントロー
ラ２７Ａは全開状態にしておく。すると、圧力センサ１
１の指示値が真空に近い低圧まで下がる。指示値が安定
したら、遮断弁２１Ａおよび遮断弁３５をともに閉じ
る。この状態は、圧力センサ１１の計測位置を含む範囲
が低圧の気密状態にされた状態である。この状態で１日
程度放置し、圧力センサ１１の指示値の上昇の有無によ
り遮断弁２５Ａの漏れを検定する。

【００８９】すなわち、指示値に上昇がない場合には遮
断弁２５Ａに漏れはないと判断され、指示値に上昇があ
った場合には、遮断弁２５Ａを通してプロセスガスが進
入した、つまり閉じているはずの遮断弁２５Ａに漏れが
あると判断される。ここで厳密には、指示値の上昇の原
因が遮断弁２５Ａでなく遮断弁３９Ｂの漏れである可能
性もある。しかしベントライン３３上に設けられている
遮断弁３９Ｂは、プロセスガスのライン上に設けられて
いる遮断弁２５Ａと比較して実プロセス実施時における
開閉頻度が著しく低く、漏れが生じる可能性もその分低
い。なお、遮断弁２５Ａから進入したプロセスガスは、
マスフローコントローラ２７Ａを経由して圧力センサ１
１の計測位置に至るわけだが、マスフローコントローラ
２７Ａが全開状態とされているので、特に問題はない。

【００９０】以上詳細に説明したように本実施の形態に
係るガスシステムでは、各ガスライン２３Ａ、２３Ｂの
遮断弁２１Ａ、２１Ｂの入側位置に連通するベントライ
ン３３上に圧力センサ１１を設けてその位置の圧力をモ
ニタするようにしたので、各マスフローコントローラを
通して供給されるガスの圧力上昇を測定することによ
り、１個の圧力センサで各マスフローコントローラごと
に流量検定ができるものである。そして、第１の実施の
形態の場合と同様に圧力センサ１１の指示値を流量モニ
タリングシステム１３でサンプリングして最小二乗法等
の手法を用いて検定することとしたので、高精度な検定
ができ、またマスフローコントローラの流量特性の変動
を自動的に補正して、正しいガス流量で実プロセスを続
行することができるものである。

【００９１】また、圧力センサ１１の取付位置を高圧ま
たは低圧の気密状態にして放置したときの指示値の変動
により各遮断弁の漏れ検定をするようにしたので、第１
の実施の形態の場合と同様に高精度にかつ簡易に漏れ検
定ができる。特に、各ガスラインごとに独立に漏れ検定
ができるので、漏れのある遮断弁を常に特定できるもの
である。

【００９２】さらに、流量検定も漏れ検定も、検定する
ガスラインと他のガスラインとを切り離した状態でなさ
れるので、あるガスラインで何らかの検定をしていると
きでも、他のガスラインは通常の稼動が可能である。従
って他のガスラインのプロセスガスのみで実施できる実
プロセスならば、検定と並行して実施可能である。ま
た、ベントライン３３が設けられているので、検定によ
りガスラインの内部が高圧になっても、プロセスチャン
バ３７に高圧ガスを流すことなく排出できるものであ
る。

【００９３】なお、本実施の形態は本発明を限定するも
のではないので、図中に示した各遮断弁やマスフローコ
ントローラ、圧力センサ等に加えてさらに必要に応じて
他のユニットなどを付加してもかまわない。また、各マ
スフローコントローラの入側位置等にパージガスを供給
するパージラインを付加することを妨げない。

【００９４】［第３の実施の形態］図４に、第３の実施
の形態に係るガスシステムの構成を示す。このガスシス
テムは、各ガスライン２３Ａ、２３Ｂが独立したままプ
ロセスチャンバ３７に至っている点で第２の実施の形態
のものと同一であるが、ベントライン３３がなく代わり
にパージライン４１が設けられている点で相違する。パ
ージライン４１は、各ガスライン２３Ａ、２３Ｂにおけ
るマスフローコントローラ２７Ａ、２７Ｂの入側にパー
ジガスであるＮ₂ を供給するラインであって、遮断弁４
３が設けられている。また、パージライン４１と各ガス
ライン２３Ａ、２３Ｂとの連結箇所にそれぞれ遮断弁４
５Ａ、４５Ｂが設けられている。また、ベントライン３
３がないことに伴い遮断弁３５、３９Ａ、３９Ｂもな
い。そして圧力センサ１１の取付位置は、パージライン
４１上の遮断弁４３の出側位置とされている。なお図示
は省略するが、本体コントローラ１５、流量モニタリン
グシステム１３等の制御系は同一である。

【００９５】このガスシステムの動作を説明する。この
ガスシステムも、通常のプロセス動作の他にマスフロー
コントローラ２７Ａ、２７Ｂの流量検定や遮断弁２５
Ａ、２５Ｂ、２１Ａ、２１Ｂの漏れ検定が可能である。
通常のプロセス動作は、遮断弁４５Ａ、４５Ｂを閉じて
おいて、プロセスガスＡを用いる処理であれば、遮断弁
２５Ａ、２１Ａを開いてそしてマスフローコントローラ
２７Ａでガス流量を調整しつつ、ガスライン２３Ａを経
由して処理槽３７にプロセスガスＡを導入し、所定の処
理を行う。プロセスガスＢを用いる処理であればガスラ
イン２３Ｂについて同様の操作を行い処理槽３７にプロ
セスガスＢを導入して処理を行う。プロセスガスＡ、Ｂ
の双方を用いる処理も可能である。

【００９６】次に流量検定動作について説明する。ここ
ではマスフローコントローラ２７Ａの流量検定を行う場
合について説明するが、マスフローコントローラ２７Ｂ
の流量検定も同様である。

【００９７】流量検定動作を行うときには、まず準備操
作として、遮断弁２５Ａと遮断弁４５Ｂとを閉じ、遮断
弁４３と遮断弁４５Ａと遮断弁２１Ａとを開く。遮断弁
４５Ｂを閉じるのは、ガスライン２３Ｂをパージライン
４１から切り離すためである。遮断弁４５Ａを開くの
は、ガスライン２３Ａをパージライン４１に連通させ、
マスフローコントローラ２７Ａの入側位置での圧力を圧
力センサ１１で計測できるようにするためである。この
とき、パージガスＮ₂ がパージライン４１からガスライ
ン２３Ａに供給され、マスフローコントローラ２７Ａと
プロセスチャンバ３７とを経由して排気される。この状
態で、流量が安定するまでしばらく待つ。流量が安定し
た状態では、圧力センサ１１はパージガスＮ₂ の供給圧
を指示しており、ガスライン２３Ａにはマスフローコン
トローラ２７Ａの規制流量のパージガスＮ₂ が流れてい
る。

【００９８】そして遮断弁４３を閉じてパージガスＮ₂
の供給を絶つと、圧力センサ１１の計測位置からはマス
フローコントローラ２７Ａを通じてパージガスＮ₂ が徐
々に排気されるので、圧力センサ１１の指示値は第１、
第２の実施の形態の場合と逆に徐々に低下する。従って
図６のようなグラフが得られる。このグラフの傾斜は図
７の場合とは逆に右下がりであるが、マスフローコント
ローラ２７Ａの流量を示していることに変わりはないの
で、これにより流量検定がなされる。その検定の内容の
詳細は、第１、第２の実施の形態で説明したのと同様で
流量モニタリングシステム１３によるデータサンプリン
グ、範囲決定および最小二乗法による傾斜算出（図
８）、初期値との比較、自動補正（図１２）を行うもの
である。なお、ここではパージガスＮ₂ を用いて流量検
定を行うこととしたが、プロセスガスＡで流量検定する
ことも可能である。

【００９９】次に、漏れ検定について説明する。本シス
テムでの漏れ検定は、ガスライン２３Ａと２３Ｂとで別
々に行われる。ここではガスライン２３Ａの漏れ検定を
行う場合について説明するが、ガスライン２３Ｂの漏れ
検定も同様である。そしてガスライン２３Ａの漏れ検定
には、遮断弁２１Ａの漏れ検定と、遮断弁２５Ａの漏れ
検定とがあり、いずれも遮断弁４５Ａを開いてガスライ
ン２３Ａとパージライン４１とを連通させ、そして遮断
弁４５Ｂを閉じてガスライン２３Ｂとパージライン４１
とを切り離して行う。

【０１００】まず遮断弁２１Ａの漏れ検定を説明する。
まず準備操作として遮断弁２５Ａを閉じ、遮断弁４３を
開き遮断弁２１Ａを閉じて、ガスライン２３Ａ内にパー
ジガスＮ₂ を導入する。また、マスフローコントローラ
２７Ａは全開状態としておく。この状態で圧力センサ１
１の指示値が安定するとその指示値はパージガスＮ₂の
供給圧となる。そして遮断弁４３を閉じると、圧力セン
サ１１の計測位置を含む範囲が高圧の気密状態にされた
状態となる。この状態で１日程度放置し、圧力センサ１
１の指示値の低下の有無により遮断弁２１Ａの漏れを検
定する。

【０１０１】すなわち、指示値に低下がない場合には遮
断弁２１Ａに漏れはないと判断され、指示値に低下があ
った場合には、遮断弁２１Ａを通してガスがプロセスチ
ャンバ３７の側へ逃げた、つまり閉じているはずの遮断
弁２１Ａに漏れがあると判断される。ここで厳密には、
指示値の低下の原因が遮断弁２１でなく遮断弁４５Ｂの
漏れである可能性もある。しかし、プロセスチャンバ３
７の入口に設けられている遮断弁２１Ａと異なり遮断弁
４５Ｂは、パージライン４１に設けられており実プロセ
ス実施時における開閉頻度が著しく低く、また扱うガス
も原則的には不活性のＮ₂ のみであるため、漏れが生じ
る可能性もその分低い。なお、遮断弁２１Ａからガスが
漏れることによる圧力低下は、マスフローコントローラ
２７Ａを経由して圧力センサ１１の計測位置に伝達され
るわけだが、マスフローコントローラ２７Ａが全開状態
とされているので、特に問題はない。また、ここではパ
ージガスＮ₂ を用いて遮断弁２１Ａの漏れ検定を行うこ
ととしたが、プロセスガスＡで検定することも可能であ
る。

【０１０２】続いて遮断弁２５Ａの漏れ検定を説明す
る。まず準備操作として遮断弁２５Ａと遮断弁４３とを
閉じ、そして遮断弁２１Ａを開いてガスライン２３Ａ内
の残留ガスを排気する。また、マスフローコントローラ
２７Ａは全開状態としておく。すると、圧力センサ１１
の指示値が真空に近い低圧まで下がる。指示値が安定し
たら遮断弁２１Ａを閉じる。この状態は、圧力センサ１
１の計測位置を含む範囲が低圧の気密状態にされた状態
である。この状態で１日程度放置し、圧力センサ１１の
指示値の上昇の有無により遮断弁２５Ａの漏れを検定す
る。

【０１０３】すなわち、指示値に上昇がない場合には遮
断弁２５Ａに漏れはないと判断され、指示値に上昇があ
った場合には、遮断弁２５Ａを通してプロセスガスが進
入した、つまり閉じているはずの遮断弁２５Ａに漏れが
あると判断される。ここで厳密には、指示値の上昇の原
因が遮断弁２５Ａでなく遮断弁４３や遮断弁４５Ｂの漏
れである可能性もある。しかし、プロセスチャンバ３７
の入口に設けられている遮断弁２１Ａと異なり遮断弁４
３や遮断弁４５Ｂは、パージライン４１に設けられてお
り実プロセス実施時における開閉頻度が著しく低く、ま
た扱うガスも原則的には不活性のＮ₂ のみであるため、
漏れが生じる可能性もその分低い。

【０１０４】以上詳細に説明したように本実施の形態に
係るガスシステムでは、各ガスライン２３Ａ、２３Ｂの
マスフローコントローラ２７Ａ、２７Ｂの入側位置に連
通するパージライン４１上に圧力センサ１１を設けてそ
の位置の圧力をモニタするようにし、そして圧力センサ
１１の指示値を流量モニタリングシステム１３でサンプ
リングして最小二乗法等の手法を用いて検定することと
したので、１個の圧力センサで各マスフローコントロー
ラごとに高精度な検定ができるものである。またマスフ
ローコントローラの流量特性の変動を自動的に補正し
て、正しいガス流量で実プロセスを続行することができ
るものである。

【０１０５】また、圧力センサ１１の取付位置を高圧ま
たは低圧の気密状態にして放置したときの指示値の変動
により各遮断弁の漏れ検定をするようにしたので、第
１、第２の実施の形態の場合と同様に高精度にかつ簡易
に漏れ検定ができる。特に、各ガスラインごとに独立に
漏れ検定ができるので、漏れのある遮断弁を常に特定で
きるものである。

【０１０６】なお、本実施の形態は本発明を限定するも
のではないので、図中に示した各遮断弁やマスフローコ
ントローラ、圧力センサ等に加えてさらに必要に応じて
他のユニットなどを付加してもかまわない。また、各マ
スフローコントローラの出側位置等からプロセスチャン
バ３７をバイパスして排気するベントラインを付加する
ことを妨げない。ベントラインがある場合には特に、あ
るガスラインでの何らかの検定と他のガスラインでの実
プロセスとを並行して実施できる利点がある。

【０１０７】［第４の実施の形態］図５に、第４の実施
の形態に係るガスシステムの構成を示す。このガスシス
テムは、各ガスライン２３Ａ、２３Ｂが独立したままプ
ロセスチャンバ３７に至っておりマスフローコントロー
ラ２７Ａ、２７Ｂの入側に圧力センサが設けられている
点で第３の実施の形態のものと同一であるが、パージラ
イン４１がない点と各ガスライン２３Ａ、２３Ｂごとに
それぞれ圧力センサ１１Ａ、１１Ｂが設けられている点
とで相違する。パージライン４１がないことにより、遮
断弁４３や遮断弁４５Ａ、４５Ｂもない。また、圧力セ
ンサが複数あるので、それらからの検知信号を取りまと
めて流量モニタリングシステム１３に入力するマルチポ
ート１４が設けられている。

【０１０８】このガスシステムの動作を説明する。この
ガスシステムも、通常のプロセス動作の他にマスフロー
コントローラ２７Ａ、２７Ｂの流量検定や遮断弁２５
Ａ、２５Ｂ、２１Ａ、２１Ｂの漏れ検定が可能である。
通常のプロセス動作は、プロセスガスＡを用いる処理で
あれば、遮断弁２５Ａ、２１Ａを開いてそしてマスフロ
ーコントローラ２７Ａでガス流量を調整しつつ、ガスラ
イン２３Ａを経由して処理槽３７にプロセスガスＡを導
入し、所定の処理を行う。プロセスガスＢを用いる処理
であればガスライン２３Ｂについて同様の操作を行い処
理槽３７にプロセスガスＢを導入して処理を行う。プロ
セスガスＡ、Ｂの双方を用いる処理も可能である。

【０１０９】次に流量検定動作について説明する。ここ
ではマスフローコントローラ２７Ａの流量検定を行う場
合について説明するが、マスフローコントローラ２７Ｂ
の流量検定も同様である。

【０１１０】流量検定動作を行うときには、まず準備操
作として、遮断弁２５Ａと遮断弁２１Ａとを開きガスラ
イン２３ＡにプロセスガスＡを流す。このときの流量は
マスフローコントローラ２７Ａの規制流量である。この
状態で、流量が安定すると、圧力センサ１１Ａはプロセ
スガスＡの供給圧力を示す。そして遮断弁２５Ａを閉じ
てプロセスガスＡの供給を絶つと、圧力センサ１１Ａの
計測位置からはマスフローコントローラ２７Ａを通じて
プロセスガスＡが徐々に排気されるので、圧力センサ１
１Ａの指示値は第３の実施の形態の場合と同様に徐々に
低下する。従って第３の実施の形態の場合と同様に図６
のようなグラフが得られ、右下がりの傾斜により流量検
定がなされる。その検定の内容の詳細は、第１、第２の
実施の形態で説明したのと同様で流量モニタリングシス
テム１３によるデータサンプリング、範囲決定および最
小二乗法による傾斜算出（図８）、初期値との比較、自
動補正（図１２）を行うものである。

【０１１１】次に、漏れ検定について説明する。本シス
テムでの漏れ検定は、ガスライン２３Ａと２３Ｂとで別
々に行われる。ここではガスライン２３Ａの漏れ検定を
行う場合について説明するが、ガスライン２３Ｂの漏れ
検定も同様である。そしてガスライン２３Ａの漏れ検定
には、遮断弁２１Ａの漏れ検定と、遮断弁２５Ａの漏れ
検定とがある。

【０１１２】まず遮断弁２１Ａの漏れ検定を説明する。
まず準備操作として遮断弁２５Ａを開いてガスライン２
３Ａ内にプロセスガスＡを導入し、遮断弁２１Ａを閉じ
る。また、マスフローコントローラ２７Ａは全開状態に
しておく。この状態で圧力センサ１１Ａの指示値が安定
するとその指示値はプロセスガスＡの供給圧となる。そ
して遮断弁２５Ａを閉じると、圧力センサ１１Ａの計測
位置を含む範囲が高圧の気密状態にされた状態となる。
この状態で１日程度放置し、圧力センサ１１Ａの指示値
の低下の有無により遮断弁２１Ａの漏れを検定する。す
なわち、指示値に低下がない場合には遮断弁２１Ａに漏
れはないと判断され、指示値に低下があった場合には、
遮断弁２１Ａを通してガスがプロセスチャンバ３７の側
へ逃げた、つまり閉じているはずの遮断弁２１Ａに漏れ
があると判断される。なお、遮断弁２１Ａからガスが漏
れることによる圧力低下は、マスフローコントローラ２
７Ａを経由して圧力センサ１１Ａの計測位置に伝達され
るわけだが、マスフローコントローラ２７Ａが全開状態
とされているので、特に問題はない。

【０１１３】続いて遮断弁２５Ａの漏れ検定を説明す
る。まず準備操作として遮断弁２５Ａを閉じ、そして遮
断弁２１Ａを開いてガスライン２３Ａ内の残留ガスを排
気する。また、マスフローコントローラ２７Ａは全開状
態にしておく。すると、圧力センサ１１Ａの指示値が真
空に近い低圧まで下がる。指示値が安定したら遮断弁２
１Ａを閉じる。この状態は、圧力センサ１１Ａの計測位
置を含む範囲が低圧の気密状態にされた状態である。こ
の状態で１日程度放置し、圧力センサ１１Ａの指示値の
上昇の有無により遮断弁２５Ａの漏れを検定する。すな
わち、指示値に上昇がない場合には遮断弁２５Ａに漏れ
はないと判断され、指示値に上昇があった場合には、遮
断弁２５Ａを通してプロセスガスが進入した、つまり閉
じているはずの遮断弁２５Ａに漏れがあると判断され
る。

【０１１４】以上詳細に説明したように本実施の形態に
係るガスシステムでは、各ガスライン２３Ａ、２３Ｂご
とに圧力センサ１１Ａ、１１Ｂを設けてその位置の圧力
をモニタするようにし、そしてその指示値を流量モニタ
リングシステム１３でサンプリングして最小二乗法等の
手法を用いて検定することとしたので、各マスフローコ
ントローラごとに高精度な検定ができるものである。ま
たマスフローコントローラの流量特性の変動を自動的に
補正して、正しいガス流量で実プロセスを続行すること
ができるものである。

【０１１５】また、圧力センサ１１の取付位置を高圧ま
たは低圧の気密状態にして放置したときの指示値の変動
により各遮断弁の漏れ検定をするようにしたので、第
１、第２の実施の形態の場合と同様に高精度にかつ簡易
に漏れ検定ができる。特に、各ガスラインごとに独立に
漏れ検定ができるので、漏れのある遮断弁を常に特定で
きるものである。

【０１１６】なお、本実施の形態は本発明を限定するも
のではないので、図中に示した各遮断弁やマスフローコ
ントローラ、圧力センサ等に加えてさらに必要に応じて
他のユニットなどを付加してもかまわない。また、各マ
スフローコントローラの出側位置等からプロセスチャン
バ３７をバイパスして排気するベントラインを付加する
ことや、各マスフローコントローラの入側位置等にパー
ジガスを供給するパージラインを付加することを妨げな
い。ベントラインがある場合には特に、あるガスライン
での何らかの検定と他のガスラインでの実プロセスとを
並行して実施できる利点がある。

【０１１７】また、各圧力センサ１１Ａ、１１Ｂをマス
フローコントローラ２７Ａ、２７Ｂの上流側に設けた
が、下流側に設けてもかまわない。ただしその場合の流
量検定は、第１、第２の実施の形態のように圧力上昇方
式（図７、図９）で行われることになる。さらに、圧力
センサの位置がガスラインごとに異なってもよく、マス
フローコントローラの上流側と下流側との双方に圧力セ
ンサを配置したガスラインがあってもよい。

【０１１８】なお、前記各実施の形態を組み合わせるこ
とも可能である。図１３に示すのはその一例であって、
２本のプロセスガスラインにより前記第３実施例のシス
テムを形成するＸ群と、２本のプロセスガスラインによ
り前記第４実施例のシステムを形成するＹ群と、３本の
プロセスガスラインにより前記第１実施例のシステムを
形成するＺ群とを１つのプロセスチャンバにつないだも
のである。

【０１１９】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように請求
項１〜５の発明によれば、プロセスガスそのものでマス
フローコントローラの流量検定ができるガス配管系の検
定システムが提供されている。特に請求項２、３の発明
によれば、複数のガスラインが併置された配管系におい
てマスフローコントローラごとに流量検定ができるガス
配管系の検定システムが提供されている。

【０１２０】また、請求項４、６の発明によれば、圧力
計のリップルやノイズ等に強く精度の高い流量検定がで
きるガス配管系の検定システムが提供されている。ま
た、請求項５、７の発明によれば、マスフローコントロ
ーラの流量特性の変化があっても自動的にこれを補償し
て正しいプロセスを実施できるガス配管系の検定システ
ムが提供されている。

【０１２１】また、請求項９〜１１の発明によれば、遮
断弁の漏れの有無の高精度な検定ができるガス配管系の
検定システムが提供されている。特に請求項１０、１１
の発明によれば、複数のガスラインが併置された配管系
においてガスラインごとに遮断弁の漏れの有無の検定が
できるガス配管系の検定システムが提供されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係るガスシステムの構成図
である。

【図２】図１のものからベントラインを省略したガスシ
ステムの構成図である。

【図３】第２の実施の形態に係るガスシステムの要部を
示す構成図である。

【図４】第３の実施の形態に係るガスシステムの要部を
示す構成図である。

【図５】第４の実施の形態に係るガスシステムの要部を
示す構成図である。

【図６】マスフローコントローラの流量検定による圧力
降下を示すグラフである。

【図７】マスフローコントローラの流量検定による圧力
上昇を示すグラフである。

【図８】マスフローコントローラの流量検定（降下方
式）による圧力計のデータを示すグラフである。

【図９】マスフローコントローラの流量検定（上昇方
式）による圧力計のデータを示すグラフである。

【図１０】マスフローコントローラの流量検定の精度を
説明するグラフである。

【図１１】マスフローコントローラの流量検定の精度を
説明するグラフである。

【図１２】マスフローコントローラとモニタリングシス
テムとのデータ転送を示すブロック図である。

【図１３】複合的なガスシステムを示す構成図である。

【符号の説明】

１１、１１Ａ、１１Ｂ 圧力センサ １３ 流量モニタリングシステム ２１、２１Ａ、２１Ｂ 遮断弁（終段遮断弁） ２３Ａ、２３Ｂ ガスライン ２５Ａ、２５Ｂ 遮断弁（第１遮断弁） ２７Ａ、２７Ｂ マスフローコントローラ ２９Ａ、２９Ｂ 遮断弁（第２遮断弁） ３３ ベントライン ３５ 遮断弁（ベント遮断弁） ３７ プロセスチャンバ ４１ パージライン（テストガスライ
ン）

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１遮断弁とその下流側のマスフローコ
   ントローラとその下流側の終段遮断弁とを備えたガスラ
   インを経由してプロセスガス源からプロセスチャンバに
   プロセスガスを供給するガス配管系の検定を行うシステ
   ムにおいて、 前記終段遮断弁の入側位置での圧力を計測する圧力計を
   有し、 前記第１遮断弁を開いて前記終段遮断弁を閉じ、前記マ
   スフローコントローラを通して前記終段遮断弁の上流側
   にプロセスガスを導入したときの圧力上昇を前記圧力計
   で測定することにより前記マスフローコントローラの流
   量を検定することを特徴とするガス配管系の検定システ
   ム。
2. 【請求項２】 第１遮断弁とその下流側のマスフローコ
   ントローラとその下流側の第２遮断弁とをそれぞれ備え
   た複数のガスラインを経由して複数のプロセスガス源か
   らプロセスチャンバにプロセスガスを供給するガス配管
   系の検定を行うシステムにおいて、 前記各ガスラインの合流点より下流に設けられた終段遮
   断弁と、 前記終段遮断弁の入側位置での圧力を計測する圧力計を
   有し、 あるガスラインの前記第１遮断弁および第２遮断弁を開
   いて前記終段遮断弁および他のすべてのガスラインの前
   記第２遮断弁を閉じ、そのガスラインの前記マスフロー
   コントローラを通して前記終段遮断弁の上流側にそのプ
   ロセスガスを導入したときの圧力上昇を前記圧力計で測
   定することによりそのガスラインの前記マスフローコン
   トローラの流量を検定することを特徴とするガス配管系
   の検定システム。
3. 【請求項３】 第１遮断弁とその下流側のマスフローコ
   ントローラとその下流側の終段遮断弁とをそれぞれ備え
   た複数のガスラインを経由して複数のプロセスガス源か
   らプロセスチャンバにプロセスガスを供給するガス配管
   系の検定を行うシステムにおいて、 前記各終段遮断弁の入側位置を排気口へ連通するベント
   ラインと、 このベントラインに設けられたベント遮断弁と、 前記ベントラインと前記各ガスラインと間にそれぞれ設
   けられた第３遮断弁と、 前記ベント遮断弁の入側位置での圧力を計測する圧力計
   とを有し、 あるガスラインの前記第１遮断弁および第３遮断弁を開
   いて前記終段遮断弁および他のすべてのガスラインの前
   記第３遮断弁および前記ベント遮断弁を閉じ、そのガス
   ラインの前記マスフローコントローラを通して前記ベン
   ト遮断弁の上流側にそのプロセスガスを導入したときの
   圧力上昇を前記圧力計で測定することによりそのガスラ
   インの前記マスフローコントローラの流量を検定するこ
   とを特徴とするガス配管系の検定システム。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記
   載するガス配管系の検定システムにおいて、 前記圧力計の指示値を所定の時間間隔でサンプリング
   し、 サンプリングされたデータの相関係数の絶対値が所定の
   値以上になるように対象範囲を定め、 前記対象範囲内のデータについて最小二乗法により傾き
   を求めてこの傾きにより前記マスフローコントローラの
   流量を検定することを特徴とするガス配管系の検定シス
   テム。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかに記
   載するガス配管系の検定システムにおいて、 前記マスフローコントローラの取付時に測定を行いその
   結果を初期値として記憶し、 ガス配管系稼動後に再度測定を行いその結果の前記初期
   値からのずれを補償するように前記マスフローコントロ
   ーラの流量設定を変更することを特徴とするガス配管系
   の検定システム。
6. 【請求項６】 第１遮断弁とその下流側のマスフローコ
   ントローラとを備えたガスラインを経由してプロセスガ
   ス源からプロセスチャンバにプロセスガスを供給するガ
   ス配管系の検定を行うシステムにおいて、 前記マスフローコントローラの入側位置での圧力を計測
   する圧力計を備え、 前記第１遮断弁を閉じ前記マスフローコントローラを通
   して排気したときの圧力低下を前記圧力計で測定しつつ
   その指示値を所定の時間間隔でサンプリングし、 このサンプリング手段によりサンプリングされたデータ
   の相関係数の絶対値が所定の値以上になるように対象範
   囲を定め、 前記対象範囲内のデータについて最小二乗法により傾き
   を求めてこの傾きにより前記マスフローコントローラの
   流量を検定することを特徴とするガス配管系の検定シス
   テム。
7. 【請求項７】 第１遮断弁とその下流側のマスフローコ
   ントローラとを備えたガスラインを経由してプロセスガ
   ス源からプロセスチャンバにプロセスガスを供給するガ
   ス配管系の検定を行うシステムにおいて、 前記マスフローコントローラの入側位置での圧力を計測
   する圧力計を備え、 前記第１遮断弁を閉じ前記マスフローコントローラを通
   して排気したときの圧力低下をマスフローコントローラ
   の取付時に前記圧力計で測定し、 システム稼動後に再度測定を行いその結果の前記初期値
   からのずれを補償するように前記マスフローコントロー
   ラの流量設定を変更することを特徴とするガス配管系の
   検定システム。
8. 【請求項８】 請求項６または請求項７に記載するガス
   配管系の検定システムにおいて、 テストガス源から前記マスフローコントローラの入側位
   置にテストガスを供給する遮断可能なテストガスライン
   を備え、 テストガスを用いて検定を行うことを特徴とするガス配
   管系の検定システム。
9. 【請求項９】 第１遮断弁とその下流側の終段遮断弁と
   を備えたガスラインを経由してプロセスガス源からプロ
   セスチャンバにプロセスガスを供給するガス配管系の検
   定を行うシステムにおいて、 前記第１遮断弁と終段遮断弁との間の位置での圧力を計
   測する圧力計を有し、 前記第１遮断弁と終段遮断弁とを閉じた状態での前記圧
   力計の指示値の変化により前記第１遮断弁または終段遮
   断弁の漏れを検定することを特徴とするガス配管系の検
   定システム。
10. 【請求項１０】 第１遮断弁をそれぞれ備えた複数のガ
    スラインを経由して複数のプロセスガス源からプロセス
    チャンバにプロセスガスを供給するガス配管系の検定を
    行うシステムにおいて、 前記各ガスラインの合流点より下流に設けられた終段遮
    断弁と、 前記終段遮断弁の入側位置での圧力を計測する圧力計と
    を有し、 前記各第１遮断弁と前記終段遮断弁とを閉じた状態での
    前記圧力計の指示値の変化により前記各第１遮断弁のい
    ずれかもしくは終段遮断弁の漏れを検定することを特徴
    とするガス配管系の検定システム。
11. 【請求項１１】 第１遮断弁とその下流側の終段遮断弁
    とをそれぞれ備えた複数のガスラインを経由して複数の
    プロセスガス源からプロセスチャンバにプロセスガスを
    供給するガス配管系の検定を行うシステムにおいて、 前記各終段遮断弁の入側位置を排気口へ連通するベント
    ラインと、 このベントラインに設けられたベント遮断弁と、 前記ベントラインと前記各ガスラインと間にそれぞれ設
    けられた第３遮断弁と、 前記ベント遮断弁の入側位置での圧力を計測する圧力計
    とを有し、 あるガスラインの前記第３遮断弁を開きそのガスライン
    の前記第１遮断弁および終段遮断弁と他のすべてのガス
    ラインの前記第３遮断弁と前記ベント遮断弁とを閉じた
    状態での前記圧力計の指示値の変化によりそのガスライ
    ンの前記第１遮断弁または終段遮断弁の漏れを検定する
    ことを特徴とするガス配管系の検定システム。