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技術 検査方法及び検査装置

出願人 東京エレクトロン株式会社
発明者 澤地淳網倉紀彦
出願日 2018年10月22日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2018-198245
公開日 2020年4月30日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-067689
状態 未査定
技術分野 弁の操作手段一般;電気駆動弁 流量の制御 気密性の調査・試験
主要キーワード オリフィス下流 例示的実施 トランデューサ 基準記録 適用ステップ 出力流量 ダイヤフラムバルブ 流量差
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重要な関連分野

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図面 (9)

課題

流量制御器制御機能検査することができる流量制御器の検査方法を提供する。

解決手段

流体流量制御を行う流量制御器の検査方法は、基準測定ステップにて測定された基準データに基づいて、第1圧力と、設定流量又は第2圧力と、圧電素子制御値とを関連付けた3次元データベースを生成及び記録する基準記録テップと、基板処理プロセスの実行時において、第1圧力検出器により検出された第1圧力と、基板処理プロセスのレシピで指定された設定流量又は第2圧力検出器により検出された第2圧力と、に対応する圧電素子の制御値を対象データとして測定する対象測定ステップと、対象データと3次元データベースに含まれる基準データとを比較することで、ダイヤフラムバルブに不具合があるか否かを判定する判定ステップと、を含む。

概要

背景

特許文献1には、流量制御を行う圧力式流量制御装置が記載されている。この装置は、オリフィスと、オリフィスの上流に設けられたコントロール弁と、を備える。コントロール弁は、オリフィス上流の圧力を調整し、オリフィス下流の流量を設定値となるように制御する。コントロール弁は、ダイヤフラム、ダイヤフラムを下方へ押圧する圧電素子及び弁座を有する。ダイヤフラムは、圧電素子を介して常時下方へ押圧されており、弁座へ当接した状態となっている。ダイヤフラムは、押圧が解除されると上方へ弾性力復帰する。ダイヤフラムが弁座から離間することで、コントロール弁が開放状態となる。

概要

流量制御器制御機能検査することができる流量制御器の検査方法を提供する。流体の流量制御を行う流量制御器の検査方法は、基準測定ステップにて測定された基準データに基づいて、第1圧力と、設定流量又は第2圧力と、圧電素子の制御値とを関連付けた3次元データベースを生成及び記録する基準記録テップと、基板処理プロセスの実行時において、第1圧力検出器により検出された第1圧力と、基板処理プロセスのレシピで指定された設定流量又は第2圧力検出器により検出された第2圧力と、に対応する圧電素子の制御値を対象データとして測定する対象測定ステップと、対象データと3次元データベースに含まれる基準データとを比較することで、ダイヤフラムバルブに不具合があるか否かを判定する判定ステップと、を含む。

目的

特開平8−338546号公報






本開示は、流量制御器の流量制御機能を検査することができる検査方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

流体流量制御を行う流量制御器検査方法であって、前記流量制御器は、前記流体の圧力である第1圧力を検出する第1圧力検出器と、前記第1圧力検出器の下流に設けられ、ダイヤフラム及び前記ダイヤフラムを駆動する圧電素子を有するダイヤフラムバルブと、前記ダイヤフラムバルブの下流に設けられ、前記流体の圧力である第2圧力を検出する第2圧力検出器と、前記第2圧力検出器の下流に設けられたオリフィスと、を備え、基板処理プロセスを実行する基板処理装置に接続され、前記基板処理装置に供給される前記流体の流量が設定流量となるように前記第2圧力に基づいて前記ダイヤフラムバルブを制御し、前記検査方法は、前記基板処理プロセスの実行前に、前記第1圧力と、前記設定流量又は前記第2圧力とを変化させつつ、それらに対応する前記圧電素子の制御値を基準データとして測定する基準測定ステップと、前記基準測定ステップにて測定された前記基準データに基づいて、前記第1圧力と、前記設定流量又は前記第2圧力と、前記圧電素子の制御値とを関連付けた3次元データベースを生成及び記録する基準記録テップと、前記基板処理プロセスの実行時において、前記第1圧力検出器により検出された前記第1圧力と、前記基板処理プロセスのレシピで指定された前記設定流量又は前記第2圧力検出器により検出された前記第2圧力と、に対応する前記圧電素子の制御値を対象データとして測定する対象測定ステップと、前記対象データと前記3次元データベースに含まれる前記基準データとを比較することで、前記ダイヤフラムバルブに不具合があるか否かを判定する判定ステップと、を含む、検査方法。

請求項2

前記基準測定ステップは、前記流体として第1流体を用い、前記対象測定ステップは、前記流体として第2流体を用い、前記判定ステップは、前記第1流体の前記基準データに対し、前記第2流体の前記基準データへと変換するフローファクターを適用し、前記第2流体の前記基準データと前記第2流体の前記対象データとの比較を行う適用ステップをさらに有する、請求項1に記載の検査方法。

請求項3

前記流量制御器は、前記オリフィスの下流に設けられ、前記流体の圧力である第3圧力を検出する第3圧力検出器をさらに備える請求項1又は2に記載の検査方法。

請求項4

流体の流量の制御を行い、前記制御に関する流量制御器の検査を行う検査装置であって、前記流量制御器は、前記流体の圧力である第1圧力を検出する第1圧力検出器と、前記第1圧力検出器の下流に設けられ、ダイヤフラム及び前記ダイヤフラムを駆動する圧電素子を有するダイヤフラムバルブと、前記ダイヤフラムバルブの下流に設けられ、前記流体の圧力である第2圧力を検出する第2圧力検出器と、前記第2圧力検出器の下流に設けられたオリフィスと、を備え、基板処理プロセスを実行する基板処理装置に接続され、前記基板処理装置に供給される前記流体の流量が設定流量となるように前記第2圧力に基づいて前記ダイヤフラムバルブを制御し、前記検査装置は、前記流量制御器に接続された検査部を有し、前記検査部は、前記基板処理プロセスの実行前に、前記第1圧力と、前記設定流量又は前記第2圧力とを変化させつつ、それらに対応する前記圧電素子の制御値を基準データとして測定する基準測定ステップと、前記基準測定ステップにて測定された前記基準データに基づいて、前記第1圧力と、前記設定流量又は前記第2圧力と、前記圧電素子の制御値とを関連付けた3次元データベースを生成及び記録する基準記録ステップと、前記基板処理プロセスの実行時において、前記第1圧力検出器により検出された前記第1圧力と、前記基板処理プロセスのレシピで指定された前記設定流量又は前記第2圧力検出器により検出された前記第2圧力と、に対応する前記圧電素子の制御値を対象データとして測定する対象測定ステップと、前記対象データと前記3次元データベースに含まれる前記基準データとを比較することで、前記ダイヤフラムバルブに不具合があるか否かを判定する判定ステップと、を実行可能に構成される、検査装置。

技術分野

0001

本開示の実施形態は、検査方法及び検査装置に関する。

背景技術

0002

特許文献1には、流量制御を行う圧力式流量制御装置が記載されている。この装置は、オリフィスと、オリフィスの上流に設けられたコントロール弁と、を備える。コントロール弁は、オリフィス上流の圧力を調整し、オリフィス下流の流量を設定値となるように制御する。コントロール弁は、ダイヤフラム、ダイヤフラムを下方へ押圧する圧電素子及び弁座を有する。ダイヤフラムは、圧電素子を介して常時下方へ押圧されており、弁座へ当接した状態となっている。ダイヤフラムは、押圧が解除されると上方へ弾性力復帰する。ダイヤフラムが弁座から離間することで、コントロール弁が開放状態となる。

先行技術

0003

特開平8−338546号公報

発明が解決しようとする課題

0004

本開示は、流量制御器流量制御機能検査することができる検査方法を提供する。

課題を解決するための手段

0005

本開示の一態様においては、検査方法が提供される。検査方法は、流体の流量制御を行う流量制御器の検査方法であって、流量制御器は、流体の圧力である第1圧力を検出する第1圧力検出器と、第1圧力検出器の下流に設けられ、ダイヤフラム及びダイヤフラムを駆動する圧電素子を有するダイヤフラムバルブと、ダイヤフラムバルブの下流に設けられ、流体の圧力である第2圧力を検出する第2圧力検出器と、第2圧力検出器の下流に設けられたオリフィスと、を備え、基板処理プロセスを実行する基板処理装置に接続され、基板処理装置に供給される流体の流量が設定流量となるように第2圧力に基づいてダイヤフラムバルブを制御し、検査方法は、基板処理プロセスの実行前に、第1圧力と、設定流量又は第2圧力とを変化させつつ、それらに対応する圧電素子の制御値を基準データとして測定する基準測定ステップと、基準測定ステップにて測定された基準データに基づいて、第1圧力と、設定流量又は第2圧力と、圧電素子の制御値とを関連付けた3次元データベースを生成及び記録する基準記録テップと、基板処理プロセスの実行時において、第1圧力検出器により検出された第1圧力と、基板処理プロセスのレシピで指定された設定流量又は第2圧力検出器により検出された第2圧力と、に対応する圧電素子の制御値を対象データとして測定する対象測定ステップと、対象データと3次元データベースに含まれる基準データとを比較することで、ダイヤフラムバルブに不具合があるか否かを判定する判定ステップと、を含む。

発明の効果

0006

本開示の一態様に係る検査方法によれば、流量制御器の制御機能を検査することができる。

図面の簡単な説明

0007

実施形態に係る検査方法の基準取得ステップの一例を示すフローチャートである。
実施形態に係る検査方法の対象測定ステップ及び判定ステップの一例を示すフローチャートである。
基板処理システムの一例を示す概要図である。
ダイヤフラムバルブの構成の一例を示す図である。
コントローラの機能の一例を示すブロック図である。
3次元データベースの内容を視覚化した一例である。
印加電圧時間変化の一例である。
変換された3次元データベースの内容を視覚化した一例である。

実施例

0008

以下、種々の例示的実施形態について説明する。

0009

流量制御器のコントロール弁においては、使用期間、使用頻度使用環境などに応じて流体の流量が設定値から乖離するおそれがある。このため、コントロール弁が、設定値に基づき流量を制御できているか否かを検査する必要がある。しかしながら、特許文献1に記載の圧力式流量制御装置は、コントロール弁の制御について検査できる機能を有していない。また、コントロール弁において、圧電素子単体の変異幅、及び圧電素子と連結されたダイヤフラムの変異幅が非常に小さいため、圧電素子単体の変位量個体差及びダイヤフラムの変位量の個体差が生じる。流量制御器同士の個体差があるため、すべての流量制御器に対して適用可能な検査の指標を設けることは難しい。また、プロセス実行時において圧電素子の検査を行うことができれば、検査のために装置を停止する必要がなくなることから、装置の可用性が向上する。

0010

本開示は、流量制御器の個体差に関係なく流量制御機能を検査することができる流量制御器の検査方法及び流量制御器を提供する。

0011

本開示の一態様においては、検査方法が提供される。検査方法は、流体の流量制御を行う流量制御器の検査方法であって、流量制御器は、流体の圧力である第1圧力を検出する第1圧力検出器と、第1圧力検出器の下流に設けられ、ダイヤフラム及びダイヤフラムを駆動する圧電素子を有するダイヤフラムバルブと、ダイヤフラムバルブの下流に設けられ、流体の圧力である第2圧力を検出する第2圧力検出器と、第2圧力検出器の下流に設けられたオリフィスと、を備え、基板処理プロセスを実行する基板処理装置に接続され、基板処理装置に供給される流体の流量が設定流量となるように第2圧力に基づいてダイヤフラムバルブを制御し、検査方法は、基板処理プロセスの実行前に、第1圧力と、設定流量又は第2圧力とを変化させつつ、それらに対応する圧電素子の制御値を基準データとして測定する基準測定ステップと、基準測定ステップにて測定された基準データに基づいて、第1圧力と、設定流量又は第2圧力と、圧電素子の制御値とを関連付けた3次元データベースを生成及び記録する基準記録ステップと、基板処理プロセスの実行時において、第1圧力検出器により検出された第1圧力と、基板処理プロセスのレシピで指定された設定流量又は第2圧力検出器により検出された第2圧力と、に対応する圧電素子の制御値を対象データとして測定する対象測定ステップと、対象データと3次元データベースに含まれる基準データとを比較することで、ダイヤフラムバルブに不具合があるか否かを判定する判定ステップと、を含む。

0012

流量制御器において、流体は、流量制御器内を通る流路内を第1圧力検出器、ダイヤフラムバルブ、第2圧力検出器、オリフィスの順に流通する。第2圧力検出器により検出されるオリフィスの上流の第2圧力が、オリフィスの下流の圧力の2倍以上である場合、オリフィスを通過する流体の流量は第2圧力に比例する。この検査方法では、基準測定ステップにおいて、基板処理プロセスの実行前に、第1圧力と、設定流量又は第2圧力とが変化させられ、それらに対応する圧電素子の制御値が基準データとして測定される。基準記録ステップにおいては、基準測定ステップにて測定された基準データに基づいて、第1圧力と、設定流量又は第2圧力と、圧電素子の制御値とを関連付けた3次元データベースが生成及び記録される。対象測定ステップにおいては、基板処理プロセスの実行時に、検出された第1圧力と、レシピで指定された設定流量又は検出された第2圧力と、に対応する圧電素子の制御値が対象データとして測定される。判定ステップにおいて、基準データと対象データとが比較される。このように、基板処理プロセス実行前に、第1圧力と、設定流量又は第2圧力との種々の組合せに対する圧電素子の制御値が予め取得され、データベース化される。この3次元データベースを用いることにより、任意の条件下における圧電素子の制御値の基準値を取得することができる。このため、流量制御器の検査方法は、ダイヤフラムバルブの異常や経年変化を、基板処理プロセス実行時であっても監視することができる。よって、この流量制御器の検査方法は、流量制御器の個体差に関係なく流量制御器の流量制御機能を検査することができる。

0013

一実施形態においては、基準取得ステップは、流体として第1流体を用い、対象測定ステップは、流体として第2流体を用い、判定ステップは、第1流体の基準データに対し、第2流体の基準データへと変換するフローファクターを適用し、第2流体の基準データと第2流体の対象データとの比較を行う適用ステップをさらに有してもよい。

0014

基準取得ステップにおいて、第1流体における基準データを取得する一方で、対象取得ステップにおいて、第2流体における対象データを測定する場合がある。この場合、判定ステップは、適用ステップを有することにより、第1流体の基準データを第2流体の基準データへと変換するフローファクターを用いることで、第2流体の基準データと第2流体の対象データとを検査することができる。よって、この流量制御器の検査方法は、基準データのガス種と異なるガス種を用いた場合であっても、流量制御器の流量制御機能を検査することができる。

0015

一実施形態においては、流量制御器は、オリフィスの下流に設けられ、流体の圧力である第3圧力を検出する第3圧力検出器をさらに備えてもよい。この場合、オリフィスの上流の圧力が下流の圧力の2倍以上でない場合であっても、オリフィスを通過する流体の流量を算出することができる。

0016

本開示の他の態様においては、検査装置が提供される。検査装置は、流体の流量の制御を行い、制御に関する流量制御器の検査を行う検査装置であって、流量制御器は、流体の圧力である第1圧力を検出する第1圧力検出器と、第1圧力検出器の下流に設けられ、ダイヤフラム及びダイヤフラムを駆動する圧電素子を有するダイヤフラムバルブと、ダイヤフラムバルブの下流に設けられ、流体の圧力である第2圧力を検出する第2圧力検出器と、第2圧力検出器の下流に設けられたオリフィスと、を備え、基板処理プロセスを実行する基板処理装置に接続され、基板処理装置に供給される流体の流量が設定流量となるように第2圧力に基づいてダイヤフラムバルブを制御し、検査装置は、流量制御器に接続された検査部を有し、検査部は、基板処理プロセスの実行前に、第1圧力と、設定流量又は第2圧力とを変化させつつ、それらに対応する圧電素子の制御値を基準データとして測定する基準測定ステップと、基準測定ステップにて測定された基準データに基づいて、第1圧力と、設定流量又は第2圧力と、圧電素子の制御値とを関連付けた3次元データベースを生成及び記録する基準記録ステップと、基板処理プロセスの実行時において、第1圧力検出器により検出された第1圧力と、基板処理プロセスのレシピで指定された設定流量又は第2圧力検出器により検出された第2圧力と、に対応する圧電素子の制御値を対象データとして測定する対象測定ステップと、対象データと3次元データベースに含まれる基準データとを比較することで、ダイヤフラムバルブに不具合があるか否かを判定する判定ステップと、を実行可能に構成される。この検査装置によれば、上述した検査方法と同一の効果を奏する。

0017

以下、図面を参照して、種々の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び各図面において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は繰り返さない。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。「上」「下」「左」「右」の語は、図示する状態に基づくものであり、便宜的なものである。

0018

図1は、実施形態に係る検査方法の基準取得ステップの一例を示すフローチャートである。図2は、実施形態に係る検査方法の対象測定ステップ及び判定ステップの一例を示すフローチャートである。図1に示す検査方法MT1と図2に示す検査方法MT2とは、流量制御器の流量制御機能を検査する方法である。検査方法MT1と検査方法MT2とは、順に実行される。

0019

検査方法MT1及びMT2の検査対象となる流量制御器を備える基板処理システムの一例を説明する。図3は、基板処理システムの一例を示す概要図である。図3に示す基板処理システム1は、基板処理装置10とコントローラ20(検査装置の一例)とを備え得る。基板処理装置10は、コントローラ20の指示に従って基板処理プロセスを実行する。基板処理装置10は、基板処理プロセスの一例として、流体を用いて基板を処理する。流体は、窒素ガスアルゴンガスなどの気体であり得る。

0020

基板処理装置10は、流路ILによって流体の供給源に接続される。流路ILは、例えば、材質ステンレススチール製のガス管内に形成される。流路ILは、流体を矢印F方向に流す。

0021

流路ILには、第1バルブVL1と、流量制御器FCと、第2バルブVL2とが配置される。第1バルブVL1は、流路ILにおいて、流量制御器FCの上流に配置される。第2バルブVL2は、流路ILにおいて、流量制御器FCの下流に配置される。第1バルブVL1と第2バルブVL2とは、開閉することによって下流への流体を導通又は遮断する。

0022

流量制御器FCは、流路ILを上流から下流へ流通する流体の流量を制御する。流量制御器FCは、流路ILによって基板処理装置10に接続される。流量制御器FCは、基板処理装置10に供給される流体の流量を、コントローラ20により設定された設定流量となるように制御する。

0023

流量制御器FCは、第1圧力検出器FP1と、ダイヤフラムバルブDVと、第2圧力検出器FP2と、オリフィスOFとを備える。流量制御器FCは、第3圧力検出器FP3と、温度検出器FTと、制御部CUとを備え得る。流量制御器FC内において、流路ILには、上流から下流に向けて、第1圧力検出器FP1、ダイヤフラムバルブDV、第2圧力検出器FP2、温度検出器FT、オリフィスOF、第3圧力検出器FP3が順に設けられている。

0024

第1圧力検出器FP1は、ダイヤフラムバルブDVの上流において、流路IL内の流体の圧力である第1圧力P1を検出する。第2圧力検出器FP2は、ダイヤフラムバルブDVとオリフィスOFとの間において、流路IL内の流体の圧力である第2圧力P2を検出する。第3圧力検出器はオリフィスOFの下流において、流路IL内の流体の圧力である第3圧力P3を検出する。第1圧力検出器FP1、第2圧力検出器FP2及び第3圧力検出器FP3は、例えば、圧力トランデューサである。第1圧力検出器FP1、第2圧力検出器FP2及び第3圧力検出器FP3は、検出した圧力値に係る情報を制御部CUに出力する。

0025

ダイヤフラムバルブDVは、第1圧力検出器FP1の下流に設けられる。より具体的な一例として、ダイヤフラムバルブDVは、第1圧力検出器FP1と第2圧力検出器FP2との間の流路IL上に設けられる。図4は、ダイヤフラムバルブの構成の一例を示す図である。ダイヤフラムバルブDVは、ダイヤフラム14及びダイヤフラム14を駆動する圧電素子12(ピエゾ素子)を有する。圧電素子12の動作により、ダイヤフラム14が流路ILを開閉する。図4に示すダイヤフラムバルブDVの一例は、制御回路11、本体13、皿バネ15、押さえ部材16、ベース部材17、球体18、及び支持部材19を有する。

0026

圧電素子12は、ダイヤフラムバルブDVの開閉動作としてダイヤフラム14を駆動させる。圧電素子12は、制御回路11により制御された印加電圧Vpに応じて伸張し、後述の弁座13dとダイヤフラム14とを接近又は離間させることでダイヤフラムバルブDVの開閉を行う。

0027

本体13は、流路13a、流路13b、弁室13c、及び弁座13dを有する。流路13a及び流路13bは、上述した流路ILの一部を構成する。ダイヤフラム14は、皿バネ15によって押さえ部材16を介して弁座13dに対して付勢されている。圧電素子12に対する印加電圧Vpがゼロである場合には、ダイヤフラム14は弁座13dに当接しており、ダイヤフラムバルブDVは閉じられた状態となる。

0028

圧電素子12の一端(図中では下端)は、ベース部材17によって支持されている。圧電素子12は、支持部材19に連結されている。支持部材19は、その一端(図中では下端)において、押さえ部材16と結合されている。圧電素子12に印加電圧Vpが印加されると、圧電素子12は伸張する。圧電素子12が伸張すると、支持部材19は弁座13dから離れる方向に移動し、これに伴い、押さえ部材16も弁座13dから離れる方向に移動する。これにより、ダイヤフラム14が弁座13dから離間し、ダイヤフラムバルブDVが開かれた状態となる。ダイヤフラムバルブDVの開度、即ち、ダイヤフラム14と弁座13dとの間の距離は、圧電素子12に印加される印加電圧Vpによって制御される。

0029

制御回路11には、制御部CUから出力流量と設定流量との流量差ΔFが入力されるようになっている。出力流量は、オリフィスOFの下流の流量である。設定流量は、予め設定された出力流量の目標値である。設定流量はコントローラ20によって設定され得る。制御回路11は、例えば、流量差ΔFが0になるように圧電素子12に印加する印加電圧Vpを制御するようになっている。制御回路11は、圧電素子12に対する印加電圧Vpを特定する信号を制御部CUへ入力するようになっている。つまり、制御部CUは、圧電素子12に対する印加電圧Vpを特定する信号(圧電素子12の制御値)を取得することができる。

0030

再び図3を参照する。オリフィスOFは、第2圧力検出器FP2と第3圧力検出器FP3との間の流路ILにおいて、流路ILの断面積を部分的に縮小させている。温度検出器FTは、ダイヤフラムバルブDVとオリフィスOFとの間の流路IL内の流体の温度を検出する。温度検出器FTは、検出した温度に係る情報を制御部CUに出力する。

0031

制御部CUは、CPUを備えたマイクロコンピュータからなる制御装置制御基板)から構成され得る。制御部CUのハードウェアは、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read OnlyMemory)、RAM(Random Access Memory)、A/D変換回路、D/A変換回路、通信用I/F(インターフェース回路を搭載した回路(制御)基板から構成され得る。制御部CUは、第1圧力検出器FP1、第2圧力検出器FP2、第3圧力検出器FP3、温度検出器FT、及び、ダイヤフラムバルブDVと通信可能に接続される。

0032

制御部CUは、第2圧力検出器FP2によって検出された第2圧力P2に基づいて出力流量を算出する。オリフィスOFの上流の第2圧力P2が、オリフィスOFの下流の第3圧力の2倍以上である場合、オリフィスOFを通過する流体の流量は第2圧力P2に比例する。このため、第2圧力P2がオリフィスOFの下流の第3圧力P3の2倍以上となる条件下で流量制御器FCを動作させることにより、流量制御器FCの出力流量は第2圧力P2に基づいて決定することができる。流量制御器FCは、第2圧力P2が第3圧力P3の2倍以上である状態で利用される場合には、第3圧力検出器FP3を有しなくてもよい。

0033

制御部CUは、温度検出器FTによって検出された温度に基づいて出力流量を補正してもよい。この場合、制御部CUは、より正確に出力流量を算出することができる。

0034

制御部CUは、第3圧力検出器FP3によって検出された第3圧力P3をさらに用いて出力流量を算出してもよい。オリフィスOFの上流の第2圧力P2が、オリフィスOFの下流の第3圧力P3の2倍以上でない場合、オリフィスOFを通過する流体の流量は第2圧力P2と第3圧力P3との差圧から導出することができる。

0035

制御部CUは、上述のとおり算出された出力流量と、コントローラ20から取得した設定流量との差分を算出することで、流量差ΔFを得る。制御部CUは、得られた流量差ΔFを制御回路11へ出力する。

0036

コントローラ20は、CPUを備えたマイクロコンピュータからなる制御装置(制御基板)から構成され得る。コントローラ20のハードウェアは、CPU、ROM、RAM、A/D変換回路、D/A変換回路、通信用I/F回路を搭載した回路(制御)基板から構成され得る。

0037

コントローラ20は、制御部CU及び基板処理装置10と通信可能に接続される。コントローラ20は、基板処理装置10へ指示を出力し、基板処理装置10に基板処理プロセスを実行させる。コントローラ20は、流量制御器FCの制御部CUへ設定流量を出力し、流量制御器FCに設定流量で流体を流させる。

0038

コントローラ20は、検査部201、レシピ記録部202及びデータベース記録部203を備える。レシピ記録部202には、基板処理プロセスのレシピが格納される。レシピは、処理ステップの時間、ガス種、設定流量などを含み得る。検査部201は、レシピを参照して、流量制御器FCの制御部CUへ設定流量を出力する。

0039

図5は、コントローラの機能の一例を示すブロック図である。コントローラ20の検査部201は、基準測定部211、基準記録部212、対象測定部213及び判定部214を有し得る。

0040

基準測定部211は、検査方法MT1における基準測定ステップ(ST1)を実行可能に構成される。基準記録部212は、検査方法MT1における基準記録ステップ(ST2)を実行可能に構成される。対象測定部213は、検査方法MT2における対象測定ステップ(ST3)を実行可能に構成される。判定部214は、検査方法MT2における判定ステップ(ST4)を実行可能に構成される。

0041

(流量制御器の検査方法)
以下、再び図1を参照し、検査方法MT1について説明する。検査方法MT1は、コントローラ20により、基板処理プロセスの実行前に予め実行される。

0042

コントローラ20の基準測定部211は、基準取得ステップ(ST1)として、第1圧力P1と、設定流量又は第2圧力P2とを変化させつつ、それらに対応する印加電圧Vpを基準データとして測定する。基準測定部211は、第1圧力P1と設定流量との任意の組合せを用意し、これらの組合せに対応する印加電圧Vpをそれぞれ取得する。あるいは、基準測定部211は、第1圧力P1と第2圧力P2との任意の組合せを用意し、これらの組合せに対応する印加電圧Vpをそれぞれ取得してもよい。

0043

コントローラ20の基準記録部212は、基準記録ステップ(ST2)として、基準測定ステップ(ST1)にて測定された基準データに基づいて、第1圧力P1と、設定流量又は第2圧力P2と、印加電圧Vpとを関連付けた3次元データベースを生成及び記録する。3次元データベースとは、第1圧力P1、設定流量又は第2圧力P2、及び印加電圧Vpを関連付けたデータベースである。基準記録部212は、一例として、第1圧力P1、設定流量、及び印加電圧Vpを軸とする3次元において基準データをプロットすることにより、3次元データベースを生成する。図6は、3次元データベースの内容を視覚化した一例である。図6に示すように、第1圧力P1、設定流量、及び印加電圧Vpの関係が視覚的に表示され得る。基準記録部212は、生成した3次元データベースをデータベース記録部203に格納する。なお、図6の設定流量は第2圧力P2としてもよい。基準記録ステップ(STB)において、3次元データベースが記録された場合、コントローラ20は、検査方法MT1を終了する。

0044

以下、再び図2を参照し、検査方法MT2について説明する。検査方法MT2は、コントローラ20により、基板処理プロセスの実行時に実行される。

0045

コントローラ20の対象測定部213は、対象測定ステップ(ST3)として、基板処理プロセスの実行時において、印加電圧Vpを対象データとして測定する。最初に、対象測定部213は印加電圧Vp測定時の第1圧力P1と、設定流量または第2圧力P2とを取得する。対象測定部213は、第1圧力検出器FP1から第1圧力P1を取得する。対象測定部213は、レシピ記録部202を参照し、レシピで指定された設定流量を取得する。あるいは、対象測定部213は、第2圧力検出器FP2から第2圧力P2を取得する。そして、対象測定部213は、印加電圧Vpを測定し、測定時における第1圧力P1と設定流量または第2圧力P2との組合せと対応させる。

0046

図7は、印加電圧の時間変化の一例である。図7においては、印加電圧Vpは、処理ステップN(Step N)において印加される。対象測定部213は、処理ステップNが開始されてから所定の期間である第1期間T1経過後に、印加電圧Vpの測定を開始する。対象測定部213は、印加電圧VpのデータDTを複数取得してもよい。この場合、対象測定部213は、複数のデータDTを取得期間T2において平均してもよい。

0047

コントローラ20の判定部214は、判定ステップ(ST4)として、対象データと3次元データベースに含まれる基準データとを比較する。判定部214は、一例として、測定時における第1圧力P1と設定流量または第2圧力P2と、図6に示される3次元データベースとに基づいて、基準データである印加電圧Vpを取得する。判定部214は、基準データである印加電圧Vpと、基板処理プロセス実行に測定された印加電圧Vpとを比較することで、ダイヤフラムバルブDVに不具合があるか否かを判定する。判定部214は、一例として、基準データである印加電圧Vpと測定された印加電圧Vpとの差が基準値以上であれば、ダイヤフラムバルブDVに不具合があると判定する。判定部214は、一例として、基準データである印加電圧Vpと測定された印加電圧Vpとの差が基準値より小さい場合、ダイヤフラムバルブDVに不具合はないと判定する。基準値は、通信のばらつき、圧電素子12単体の再現性のばらつきなどを考慮して決められる。判定部214は、判定結果を、記録装置に記録してもよいし、モニタ装置などに表示させてもよい。

0048

コントローラ20は、検査終了判定(ST5)として、検査状況終了条件を満たすか否かを判定する。例えば、基板処理プロセスの複数のステップにおいて検査を実施する場合には、対象となるステップにおいて全ての検査が終了したときに終了条件が満たされる。終了条件が満たされている場合、コントローラ20は、検査方法MT2を終了する。なお、判定ステップ(ST4)は、対象測定ステップ(ST3)において対象データがすべて測定されてから開始してもよい。その場合、終了判定ステップ(ST5)は設けなくてもよい。

0049

(フローファクターの適用)
基準測定ステップ(ST1)において、測定された基準データの流体が第1流体であり、対象測定ステップ(ST3)において、測定された対象データの流体が第2流体である場合、判定ステップ(ST4)は、適用ステップを有し得る。第1流体と第2流体とは異なる種類の流体である。適用ステップは、基準データと対象データとの比較の前に行われる。適用ステップにおいて、判定部214により、第1流体の基準データに対し、第2流体の基準データへと変換するフローファクターが適用される。フローファクターは、第1流体に対する第2流体の種類による流量表示の変化を表す数値であり得る。フローファクターは、第1流体及び第2流体に対応する密度比熱比気体定数などの特性値を含む。一例として、フローファクターは、国際規格IEC60534−1(日本工業規格JIS B 2005−1に対応)により定義される係数であってもよい。フローファクターは、1psiの圧力差で60°Fの水の流量が1分間に1ガロン/min流れるオリフィスの流量を1となるようにしたものであってもよい。なお、気体に採用する場合には、水を空気に置き換えて定義すればよい。

0050

適用ステップにおけるフローファクターの適用により、第1流体の第1圧力P1、設定流量又は第2圧力P2、及び印加電圧Vpを、第2流体の第1圧力P1、設定流量又は第2圧力P2、及び印加電圧Vpへと変換することができる。図8は、変換された3次元データベースの内容を視覚化した一例である。図8に示される3次元データベースは、図6に示される3次元データベースに対してフローファクターを適用したものである。このように、第1流体の3次元データベースに基づいて、第2流体の3次元データベースを取得することができる。判定部214は、適用ステップ後に、対象データと3次元データベースに含まれる基準データとを比較する。

0051

以上、検査方法MT1及びMT2によれば、基準測定ステップ(ST1)において、基板処理プロセスの実行前に、第1圧力P1と、設定流量又は第2圧力P2とが変化させられ、それらに対応する印加電圧Vpが基準データとして測定される。基準記録ステップ(ST2)においては、基準測定ステップ(ST1)にて測定された基準データに基づいて、第1圧力P1と、設定流量又は第2圧力P2と、印加電圧Vpとを関連付けた3次元データベースが生成及び記録される。対象測定ステップ(ST3)においては、基板処理プロセスの実行時に、検出された第1圧力P1と、レシピで指定された設定流量又は検出された第2圧力P2と、に対応する印加電圧Vpが対象データとして測定される。判定ステップ(ST2)において、基準データと対象データとが比較される。このように、基板処理プロセス実行前に、第1圧力P1と、設定流量又は第2圧力P2との種々の組合せに対する印加電圧Vpが予め取得され、データベース化される。この3次元データベースを用いることにより、任意の条件下における印加電圧Vpの基準値を取得することができる。このため、検査方法MT1及びMT2は、ダイヤフラムバルブの異常や経年変化を、基板処理プロセス実行時であっても監視することができる。よって、検査方法MT1及びMT2は、流量制御器FCの個体差に関係なく流量制御器FCの流量制御機能を検査することができる。

0052

検査方法MT1及びMT2は、フローファクターを用いることで、基準データのガス種と異なるガス種を用いた場合であっても、流量制御器FCの流量制御機能を検査することができる。

0053

以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。例えば、検査部201の機能は、制御部CUが備えてもよい。

0054

以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。

0055

1…基板処理システム、10…基板処理装置、11…制御回路、12…圧電素子、13…本体、13a…流路、13b…流路、13c…弁室、13d…弁座、14…ダイヤフラム、15…皿バネ、16…押さえ部材、17…ベース部材、18…球体、19…支持部材、20…コントローラ、201…検査部、202…レシピ記録部、203…データベース記録部、211…基準測定部、212…基準記録部、213…対象測定部、214…判定部、DV…ダイヤフラムバルブ、F…矢印、FC…流量制御器、FP1…第1圧力検出器、FP2…第2圧力検出器、FP3…第3圧力検出器、FT…温度検出器、IL…流路、MT1…検査方法、MT2…検査方法、OF…オリフィス、VL1…第1バルブ、VL2…第2バルブ、Vp…印加電圧、ΔF…流量差。

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