マスフローコントローラ、マスフローコントローラシステム、基板処理装置およびガス流量調整方法
【課題】従来に比して速やかにガス流量を変化させることができるマスフローコントローラを提供する。
【解決手段】実施形態によれば、マスフローコントローラ１００は、ガス流路構成部材１１０と、流量調整部１３０と、変位量記憶部１４４と、設定回路１４５と、を備える。流量調整部１３０は、ガス流路１１３中に配置され、ガスの流量を調整する弁１３１、および弁１３１の変位量を制御するアクチュエータ１３３を有する。変位量記憶部１４４は、処理手順を実行する前にガス流路１１３に処理手順で規定される流量のガスを流すときの弁１３１の変位量を処理手順ごとに求めた変位量情報を記憶する。設定回路１４５は、処理手順に対応する変位量を変位量記憶部１４４から取得して、取得した変位量に基づいてアクチュエータ１３３を制御する。
【解決手段】実施形態によれば、マスフローコントローラ１００は、ガス流路構成部材１１０と、流量調整部１３０と、変位量記憶部１４４と、設定回路１４５と、を備える。流量調整部１３０は、ガス流路１１３中に配置され、ガスの流量を調整する弁１３１、および弁１３１の変位量を制御するアクチュエータ１３３を有する。変位量記憶部１４４は、処理手順を実行する前にガス流路１１３に処理手順で規定される流量のガスを流すときの弁１３１の変位量を処理手順ごとに求めた変位量情報を記憶する。設定回路１４５は、処理手順に対応する変位量を変位量記憶部１４４から取得して、取得した変位量に基づいてアクチュエータ１３３を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、マスフローコントローラ、マスフローコントローラシステム、基板処理装置およびガス流量調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置などの製造プロセスでは、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）工程による多層膜加工のように、連続処理を行うため異なるガス系をチャンバ内に入れ替えるステップ処理が多数行われる。一般的に、チャンバ内に導入されるガスの流量を調整するために、マスフローコントローラが用いられる。
【０００３】
ところで、従来のマスフローコントローラは、流量検出器で検出した流量と、流量設定値とを比較し、そのずれに応じてバルブの開度を調整するフィードバック制御を行うのが一般的である。そのため、たとえばガスの流量を変化させたい場合に、流量設定値を変更してから所望の流量となるバルブの開度となるまでに、時間を要してしまうという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３０１６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一つの実施形態は、従来に比して速やかにガス流量を変化させることができるマスフローコントローラ、マスフローコントローラシステム、基板処理装置およびガス流量調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの実施形態によれば、マスフローコントローラは、ガス流路を構成するガス流路構成部材と、流量調整手段と、開度設定情報記憶手段と、設定手段と、を備える。流量調整手段は、前記ガス流路中に配置され、ガスの流量を調整する弁、および前記弁の開度を制御するアクチュエータを有する。開度設定情報記憶手段は、処理手順を実行する前に前記ガス流路に前記処理手順で規定される流量の前記ガスを流すときの前記弁の開度設定値を前記処理手順ごとに予め求めた開度設定情報を記憶する。設定手段は、処理手順に対応する開度設定値を前記開度設定情報記憶手段から取得して、取得した前記開度設定値に基づいて前記アクチュエータを制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態によるマスフローコントローラが適用される基板処理装置の構成の一例を模式的に示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態によるマスフローコントローラの構成を模式的に示す図である。
【図３】図３は、第１の実施形態による第１ステップ切替え時のガス流量調整方法の手順の一例を示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態による第１ステップ定常時のガス流量調整方法の手順の一例を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態による第２ステップ切替え時のガス流量調整方法の手順の一例を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施形態による第３ステップ定常時のガス流量調整方法の手順の一例を示す図である。
【図７】図７は、第２の実施形態によるマスフローコントローラの構成の一例を模式的に示す図である。
【図８】図８は、第２の実施形態によるガス流量調整方法の一例を模式的に示す図である。
【図９】図９は、マスフローコントローラシステムの一般的な構成を模式的に示す図である。
【図１０】図１０は、第３の実施形態によるマスフローコントローラシステムの構成の一例を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、第４の実施形態によるマスフローコントローラシステムの構成の一例を模式的に示す図である。
【図１２】図１２は、第５の実施形態によるマスフローコントローラシステムの構成の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかるマスフローコントローラ、マスフローコントローラシステム、基板処理装置およびガス流量調整方法を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態によるマスフローコントローラが適用される基板処理装置の構成の一例を模式的に示す図である。ここでは、基板処理装置として、ＲＩＥ装置１を例示している。ＲＩＥ装置１は、ウェハなどの処理対象を処理する基板処理室であるプラズマ処理室１０と、プラズマ処理室１０に所定量のガスを供給するマスフローコントローラシステム１６０と、ＲＩＥ装置１全体をプログラムにしたがって制御するプログラマブルコントローラ２００と、を備える。
【００１０】
プラズマ処理室１０は、気密に構成されたたとえばアルミニウム製のチャンバ１１によって構成される。このチャンバ１１は接地されている。チャンバ１１内には、処理対象としてのウェハ３０を静電吸着して保持する静電チャック９と下部電極１２が設けられる。静電チャック９と下部電極１２の側面および底面の周縁部を覆うように絶縁リング１３が設けられ、チャンバ１１と静電チャック９および下部電極１２との間を電気的に絶縁している。
【００１１】
下部電極１２には、高周波電力を供給する給電線２１が接続されており、この給電線２１にブロッキングコンデンサ２２、整合器２３および高周波電源２４が接続されている。高周波電源２４からは所定の周波数の高周波電力が下部電極１２に供給される。
【００１２】
チャンバ１１内には、下部電極１２と対向するように、下部電極１２の上部に上部電極として機能するシャワーヘッド１４が設けられる。シャワーヘッド１４は支持テーブル１２と平行に、支持テーブル１２から所定の距離を隔てたチャンバ１１の上部付近の側壁に固定される。このような構造によって、シャワーヘッド１４と支持テーブル１２とは、一対の平行平板電極を構成している。また、シャワーヘッド１４には、板の厚さ方向を貫通する複数の貫通孔１５が設けられており、この貫通孔１５からシャワーヘッド１４の上部に供給されたガスがチャンバ１１内へと供給される。
【００１３】
チャンバ１１の下部にはガス排気口１６が設けられており、ガス排気口１６には配管を通じて図示しない真空ポンプが接続されている。また、チャンバ１１の上部付近には、プラズマ処理時に使用される処理ガスが供給されるガス供給口１７が設けられており、ガス供給口１７にはガス配管３５を通じて図示しないガス供給装置が接続されている。ガス供給口１７とガス供給装置との間には、ガス配管３５を流れるガスの流量を調整するマスフローコントローラシステム１６０が設けられる。
【００１４】
マスフローコントローラシステム１６０は、マスフローコントローラ１００と、マスフローコントローラ１００のガス流の上流側に設けられるガスバルブ１６１と、同じく下流側に設けられるガスバルブ１６２と、を備える。
【００１５】
マスフローコントローラ１００は、詳細は後述するが、プログラマブルコントローラ２００からの指示に従って、所定の流量のガスをチャンバ１１内へと供給する。プログラマブルコントローラ２００は、使用者によって作成され、処理手順が記録されたプログラムに基づいて、マスフローコントローラ１００によるガス流量の調整やプラズマ生成のオン／オフを行う高周波電源２４や整合器２３の制御などを行う。また、ガスバルブ１６１，１６２も、プログラマブルコントローラ２００からの指示にしたがって、開閉され、ガス配管３５を流れるガス流のオン／オフを切り替える。ガスバルブ１６１，１６２は、チャンバ１１内にガスを供給する際に開かれ、チャンバ１１内にガスを供給しない場合には閉じられる。
【００１６】
このように構成されたＲＩＥ装置１での処理の概要について説明する。まず、静電チャック９上に処理対象であるウェハ３０が載置され、固定される。ついで、ガス排気口１６に接続される図示しない真空ポンプでチャンバ１１内が真空引きされる。その後、チャンバ１１内が所定の圧力に達すると、ガスバルブ１６１，１６２が開とされ、図示しないガス供給装置からのガスが、マスフローコントローラ１００によって所定の流量に調整され、シャワーヘッド１４の貫通孔１５を通じてからチャンバ１１内へと供給される。チャンバ１１内の圧力が所定の圧力に達すると、シャワーヘッド１４（上部電極）を接地した状態で、下部電極１２に高周波電圧を印加し、整合器２３でインピーダンス整合を取ることでプラズマ処理室１０内にプラズマを生成させる。ここで、下部電極には高周波電圧が印加されているので、プラズマとウェハとの間に電位勾配が生じ、プラズマガス中のイオンがウェハ３０へと加速されることになり、異方性エッチング処理が行われる。
【００１７】
図２は、第１の実施形態によるマスフローコントローラの構成を模式的に示す図である。マスフローコントローラ１００は、ガス流路構成部材１１０と、流量検出部１２０と、流量調整部１３０と、流量制御処理部１４０と、を備える。
【００１８】
ガス流路構成部材１１０は、図１の図示しないガス供給装置側からのガス配管３５と接続されるガス流入口１１１と、プラズマ処理室１０側のガス配管３５と接続されるガス流出口１１２と、ガス流入口１１１とガス流出口１１２との間のガス流路１１３と、を有する。ガス流路１１３は、主流部１１３ａから分岐したバイパス路１１３ｂに流量検出部１２０が設けられ、合流したガス流路１１３ｃの下流側に流量調整部１３０が設けられている。
【００１９】
流量調整部１３０では、ガス流路１１３ｃ，１１３ｄの間に設けられた弁１３１の開閉により流量を調整する。弁１３１の開閉は、ロッド１３２を介して接続されたアクチュエータ１３３の移動量により制御（調整）される。
【００２０】
流量検出部１２０は、たとえば熱式質量流量計からなり、バイパス路１１３ｂに設けられる２つのサーモレジスタ１２１，１２２と、２つのサーモレジスタ１２１，１２２間での抵抗変化を検出するブリッジ回路１２３と、を有する。サーモレジスタ１２１，１２２は、抵抗温度係数の大きな抵抗体からなり、バイパス路１１３ｂの上流側と下流側にそれぞれ巻きつけられている。
【００２１】
具体的には、センシングを行う場合に、バイパス路１１３ｂの上流側と下流側に設けた２つの同じ特性のサーモレジスタ１２１，１２２に電流を流し、２箇所が同じ温度となるようにバイパス路１１３ｂを加熱する。この状態でバイパス路１１３ｂに室温程度の温度のガスが流れると、上流側のサーモレジスタ１２１の温度と下流側のサーモレジスタ１２２の温度との間に温度差が生じ、抵抗値のつりあいが崩れる。そして、この抵抗値の変化がブリッジ回路１２３で検出され、流量測定値として出力される。
【００２２】
流量制御処理部１４０は、増幅回路１４１と、流量設定回路１４２と、比較制御回路１４３と、変位量記憶部１４４と、設定回路１４５と、を有する。増幅回路１４１は、ブリッジ回路１２３によって電気的に出力された流量測定値を増幅する。流量設定回路１４２は、予め設定されたガス流量を比較制御回路１４３に対して設定する。
【００２３】
比較制御回路１４３は、増幅回路１４１からの流量測定値を流量設定回路１４２で設定された流量設定値と比較し、両者に差分がある場合には、その差分を打ち消す方向に（または差分が所定の範囲内に収まるように）流量調整部１３０の開度（弁１３１の位置）を変化させる設定信号、すなわちアクチュエータ１３３によって変化させる弁１３１の変位量を算出し、設定回路１４５に出力する。また、比較制御回路１４３は、流量測定値と流量設定値との差分に対して、流量調整部１３０の開度をどの程度変化させればよいかについての開度調整情報を保持しており、この開度調整情報に基づいて変位量を出力する。
【００２４】
変位量記憶部１４４は、加工条件としてガス流量を変化させた場合の、所望のガス流量を得るための流量調整部１３０の開度、具体的には処理工程（処理手順）ごとの弁１３１の変位量、を規定した変位量情報を格納する。この変位量記憶部１４４に記憶される変位量としては、前の工程での弁１３１の位置からの変位量とすることもできるし、弁１３１の基準位置からの変位量とすることもできる。
【００２５】
設定回路１４５は、プログラマブルコントローラ２００からのつぎの処理ステップ（処理手順）に移行した信号を受けた場合、または比較制御回路１４３からの設定信号を受けた場合に、変位量記憶部１４４に記憶されているその処理工程に対応する変位量に基づいてアクチュエータ１３３を制御する。具体的には、変位量記憶部１４４に変位量が記憶されている場合には、プログラマブルコントローラ２００からステップ（処理手順）が切り替わった旨の信号を受けると、変位量記憶部１４４中の変位量情報に基づいて、アクチュエータ１３３の変位量を設定する。また、変位量記憶部１４４に変位量が記憶されていない場合には、比較制御回路１４３からの設定信号に基づいてアクチュエータ１３３の変位量を設定する。このとき、設定回路１４５は、設定した変位量を変位量記憶部１４４に記憶する。なお、変位量記憶部１４４に変位量が記憶されていない場合には、流量制御処理部１４０は、流量検出部１２０からの流量測定値が流量設定値となるまでフィードバック制御を行う。
【００２６】
また、ステップが切り替わってガス流量を変化させた後、しばらく経過して定常状態となったときに、ガス流量が流量設定値となっているかを確認するため、またはガス流量が流量設定値と異なる場合にそれを補正するために、所定の時間間隔で、流量測定値と流量設定値とを用いて変位量記憶部１４４に記憶された変位量の補正処理を行ってもよい。この場合には、比較制御回路１４３から出力された設定信号を補正量として、設定回路１４５が変位量記憶部１４４に記憶されている変位量を補正量で補正し、最終的に補正量がゼロとなるまでまたは所定の範囲内に収まるまで、補正処理が行われることが望ましい。
【００２７】
つぎに、ガス流量調整方法について説明する。図３〜図６は、第１の実施形態によるガス流量調整方法の手順の一例を示す図である。図３は、第１ステップへの切り替え時の様子を示している。まず、プログラマブルコントローラ２００は、第１ステップ（弁１３１の変位量をａとする）のプログラムを実行するが、このとき、流量設定回路１４２に、第１ステップの流量を設定する（シグナルＳ１）。また、プログラマブルコントローラ２００は、第１工程に移ったことを設定回路１４５に通知する（シグナルＳ２）。
【００２８】
設定回路１４５は、第１ステップに移ったことを検知すると、変位量記憶部１４４から第１ステップに対応する変位量（シグナルＳ３）を取得し、アクチュエータ１３３に設定する（シグナルＳ４）。アクチュエータ１３３の変位により、弁１３１が設定された変位量ａだけ変位される。
【００２９】
このように、予め流す流量に対応して求められた弁１３１の変位量となるように、弁１３１を変位させるフィードフォワード制御を行うことで、流量検出部１２０で検出された流量測定値と予め設定された流量設定値とを比較してアクチュエータ１３３をフィードバック制御する場合に比して、速やかに所望のガス流量値とすることが可能となる。
【００３０】
図４は、第１ステップの定常状態の様子を示している。具体的には、図３のガス流量の切り替え時から所定の時間が経過して、ガス流量が安定した状態である。この状態でも、図３の場合と同様に、変位量記憶部１４４に記憶されている第１ステップに対応する変位量でガス流量を調整することは可能であるが、ここでは、定常状態時に、フィードバック制御を行う場合を説明する。たとえば、シグナルＳ１，シグナルＳ２でプログラマブルコントローラ２００から指示を受けた後、ガス流量が定常状態に移行する時間以上の所定の時間が経過した後に、以下に示される設定回路１４５による制御処理が行われる。
【００３１】
バイパス路１１３ｂに流れるガス流量が抵抗変化の値としてブリッジ回路１２３で検出され、この抵抗変化の値が流量測定値として増幅回路１４１に出力される（シグナルＳ１１）。流量測定値は、増幅回路１４１で増幅され、比較制御回路１４３へと出力される（シグナルＳ１２）。
【００３２】
一方、シグナルＳ１でプログラマブルコントローラ２００から流量設定回路１４２に設定された第１ステップの流量設定値は、比較制御回路１４３へと出力される（シグナルＳ１３）。比較制御回路１４３では、流量設定値に対する流量測定値の差分を求め、その差分を打ち消す弁１３１の変位量である補正量を開度制御情報に基づいて算出し、設定回路１４５に出力する（シグナルＳ１４）。
【００３３】
設定回路１４５は、入力された補正量で変位量記憶部１４４に記憶されている変位量を補正し、新たな変位量を書き込む（シグナルＳ１５）。また、設定回路１４５は、補正量に基づいてアクチュエータを制御する（シグナルＳ１６）。このとき、補正量がゼロでない場合（または所定の範囲内に収まっていない場合）には、補正量がゼロとなるまで（所定の範囲内に収まるまで）、上記した工程を繰り返し行い、補正量がゼロである場合（または所定の範囲内に収まっている場合）には、フィードバック制御処理が終了する。
【００３４】
その後、所定の時間が経過し、プログラマブルコントローラ２００によって第２ステップが実行される。図５は、第２ステップへの切り替え時の様子を示している。まず、プログラマブルコントローラ２００は、第２ステップ（弁１３１の変位量をｂとする）のプログラムを実行するが、このとき、流量設定回路１４２に、第２ステップの流量設定値を設定する（シグナルＳ２１）。また、プログラマブルコントローラ２００は、第２ステップに移ったことを設定回路１４５に通知する（シグナルＳ２２）。
【００３５】
設定回路１４５は、第２ステップに移ったことを検知すると、変位量記憶部１４４から第２ステップに対応する変位量を取得し（シグナルＳ２３）、アクチュエータ１３３に設定する（シグナルＳ２４）。アクチュエータ１３３によって、弁１３１が変位量ｂだけ変位される。
【００３６】
図６は、第２ステップの定常状態の様子を示している。具体的には、図５のガス流量の切り替え時から所定の時間が経過して、ガス流量が安定した状態である。この状態でも、図５の場合と同様に、変位量記憶部１４４に記憶されている第２ステップに対応する変位量でガス流量を調整することは可能であるが、ここでは、定常状態時に、フィードバック制御を行う場合を説明する。たとえば、シグナルＳ２１，Ｓ２２でプログラマブルコントローラ２００から指示を受けた後、ガス流量が定常状態に移行する時間以上の所定の時間が経過した後に、以下に示される設定回路１４５による制御処理が行われる。
【００３７】
バイパス路１１３ｂに流れるガス流量が抵抗変化の値としてブリッジ回路１２３で検出され、この抵抗変化の値が流量測定値として増幅回路１４１に出力される（シグナルＳ３１）。流量測定値は、増幅回路１４１で増幅され、比較制御回路１４３へと出力される（シグナルＳ３２）。
【００３８】
一方、シグナルＳ２１でプログラマブルコントローラ２００から流量設定回路１４２に設定された第２ステップの流量設定値は、比較制御回路１４３へと出力される（シグナルＳ３３）。比較制御回路１４３では、流量設定値に対する流量測定値の差分を求め、その差分を打ち消す弁１３１の変位量である補正量を開度制御情報に基づいて算出し、設定回路１４５に出力する（シグナルＳ３４）。
【００３９】
設定回路１４５は、入力された補正量で変位量記憶部１４４に記憶されている変位量を補正し、新たな変位量を書き込む（シグナルＳ３５）。また、設定回路１４５は、補正量に基づいてアクチュエータを制御する（シグナルＳ３６）。このとき、補正量がゼロでない場合（または所定の範囲内に収まっていない場合）には、補正量がゼロとなるまで（所定の範囲内に収まるまで）、上記した工程を繰り返し行い、補正量がゼロである場合（または所定の範囲内に収まっている場合）には、フィードバック制御処理が終了する。
【００４０】
以上のように図３〜図６で説明したステップが、プログラマブルコントローラ２００に設定されたプログラムにしたがって実行される。
【００４１】
また、上記した説明では、予め実験によって各ステップの流量に対応する変位量を求め、それを変位量記憶部１４４に記憶している場合について説明したが、はじめに処理を行う際に各ステップの流量に対応する変位量を求め、変位量記憶部１４４に書き込むようにしてもよい。この場合には、１ロット目の第１ステップの開始時点で、変位量記憶部１４４には変位量についてのデータが書き込まれておらず、図４に示されるように、流量測定値がプログラマブルコントローラ２００から設定される流量設定値となるように、流量制御処理部１４０でのフィードバック制御によって第１ステップの変位量が決定され、その変位量が第１ステップの値として変位量記憶部１４４に記憶される。また、第２ステップ以降も同様に、変位量が変位量記憶部１４４に記憶される。その結果、１ロットについてのすべてのステップが終了した時点で、変位量記憶部１４４に各ステップの変位量が記憶された状態となる。そして、２ロット目以降では、上記した図３と図５のように、変位量記憶部１４４に記憶された各ステップの変位量に基づいてフィードフォワード制御を行うようにすればよい。
【００４２】
第１の実施形態では、予め流すガス流量に対して流量調整部１３０の開度を求めておき、ガス流量を切り替える際に、切り替え後のガス流量に対応する開度となるようにアクチュエータ１３３で流量調整部１３０を制御するようにした。これによって、流量検出部１２０で検出された流量測定値と予め設定された流量設定値との比較結果に基づいてアクチュエータ１３３を制御して、所望のガス流量となるように設定する場合に比して、短時間で所望の流量値とすることが可能となる。
【００４３】
また、ガス流量を切り替えて定常状態となったときに、ブリッジ回路１２３で検出した流量測定値が予め設定された流量設定値となるようにフィードバック制御を行うとともに、つぎに使用する際の流量調整部１３０の開度情報を補正するようにした。これによって、装置の経時変化にも対応して、その都度最適な流量調整部１３０の開度情報に更新することができ、ガス流量の制御の信頼性を高めることができる。
【００４４】
さらに、１ロット目に各ステップでの流量調整部１３０の開度情報をフィードバック制御によって求め、２ロット目からその開度情報を用いたフィードフォワード制御を各ステップで行うようにした。これによって、予め所望のガス流量を得るための流量調整部１３０の開度情報を求めるための実験を行う必要がない。
【００４５】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態によるマスフローコントローラの構成の一例を模式的に示す図である。第２の実施形態では、マスフローコントローラ１００のガス流路構成部材１１０Ａには、ガス流入口１１１とガス流出口１１２との間に、２系統のガス流路１１３が設けられている。すなわち、上側には第１の系統のガス流路１１３−１が設けられ、下側には第２の系統のガス流路１１３−２が設けられている。また、各系統のガス流路１１３−１，１１３−２には、ガス排気口１５３−１，１５３−２が設けられており、ガス流路１１３−１，１１３−２のガス排気口１５３−１，１５３−２の形成位置には、ガス流路１１３−１，１１３−２とガス排気口１５３−１，１５３−２の間で高速にガスの流れを切り替え可能な三方弁１５１−１，１５１−２が設けられている。さらに、三方弁１５１−１，１５１−２には同期回路１５２が接続されている。三方弁１５１−１，１５１−２は、第１の系統のガス流路１１３−１が開いて第２の系統のガス流路１１３−２が閉じた状態か、第１の系統のガス流路１１３−１が閉じて第２の系統のガス流路１１３−２が開いた状態、のいずれかとなるように、動作が同期回路１５２によって制御される。ここで、第１系統のガス流路１１３−１が開いて第２系統のガス流路１１３−２が閉じた状態とは、ガス流路１１３−１がガス流出口１１２に通じ、ガス流路１１３−２がガス排気口１５３−２に通じるように三方弁１５１−１，１５１−２が配置された状態にあることをいうものとする。また、第１系統のガス流路１１３−１が閉じて、第２系統のガス流路１１３−２が開いた状態とは、ガス流路１１３−１がガス排気口１５３−２に通じ、ガス流路１１３−２がガス流出口１１２に通じるように三方弁１５１−１，１５１−２が配置された状態にあることをいうものとする。
【００４６】
また、それぞれの系統には、流量調整部１３０−１，１３０−２、サーモレジスタ１２１−１，１２２−１，１２１−２，１２２−２、ブリッジ回路１２３−１，１２３−２、増幅回路１４１−１，１４１−２、流量設定回路１４２−１，１４２−２、比較制御回路１４３−１，１４３−２および設定回路１４５−１，１４５−２が設けられ、変位量記憶部１４４は、１台のマスフローコントローラ１００に対して１つ設けられている。なお、変位量記憶部１４４も、それぞれの系統に対して設けられる構造としてもよい。また、第１の実施形態と同一の符号には同一の符号を付して、その説明を省略している。
【００４７】
図８は、第２の実施形態によるガス流量調整方法の一例を模式的に示す図である。図８（ａ）は、第ｎステップでの状態を示しており、（ｂ）は第（ｎ＋１）ステップでの状態を示している。ここでは、第ｎステップでは、流量Ａのガスを供給する処理であり、第（ｎ＋１）ステップでは、流量Ｂのガスを供給する処理であるとする。
【００４８】
第ｎステップでは、図８（ａ）に示されるように、第１のガス流路１１３−１のガス流量がＡとなるように設定回路によって設定される。また、同期回路によって、第１のガス流路１１３−１の三方弁１５１−１が開状態とされ、第２のガス流路１１３−２の三方弁１５１−２が閉状態とされる。この第ｎステップの最中に、プログラマブルコントローラは、第２のガス流路１１３−２の設定回路につぎのステップは第（ｎ＋１）ステップであることを通知し、第２のガス流路１１３−２の設定回路は、変位量記憶部から第（ｎ＋１）ステップに対応する変位量を取得し、その変位量に基づいてアクチュエータを制御し、第２のガス流路１１３−２に流れるガス流量がＢとなるように調整する。このとき第２のガス流路１１３−２では、三方弁１５１−２は閉状態であるので、第２のガス流路１１３−２に流れるガスは、排気口から排出される。つまり、ガス流入口１１１から流入したガスは第１のガス流路１１３−１を通ってガス流出口１１２から流量Ａで流出するが、第２のガス流路１１３−２でも流量Ｂのガスが排気口から排出されている。
【００４９】
その後、図８（ｂ）に示されるように、第（ｎ＋１）ステップに処理が切り替わると、プログラマブルコントローラからの指示によって同期回路が三方弁１５１−１，１５１−２を切り替える。具体的には、第１のガス流路１１３−１の三方弁１５１−１が閉状態となり、第２のガス流路１１３−２の三方弁１５１−２が開状態となるように、同時に開閉制御を行う。これによって、ガス流入口１１１から流入したガスは、第２のガス流路１１３−２を通ってガス流出口１１２から流量Ｂで流出し、第１のガス流路１１３−１では流量Ａのガスが排気口から排出されている。
【００５０】
ここでは、２系統のガス流路１１３を設ける場合を示したが、３系統以上のガス流路を設けるようにしてもよい。また、各流路の流量調整部は、第１の実施形態のようにフィードフォワードで制御される場合を示したが、フィードバックで制御するようにしてもよい。
【００５１】
第２の実施形態では、ガス流路構成部材１１０に複数の独立したガス流路１１３−１，１１３−２を設け、第ｎステップで、第１のガス流路１１３−１で所定のガス流量となるように調整を行っている間に、つぎの第（ｎ＋１）ステップで必要なガス流量となるように他方の第２のガス流路１１３−２の流量調整部１３０−２の調整を行う。そして、第ｎステップから第（ｎ＋１）ステップに切り替わった瞬間に、第１と第２のガス流路１１３−１，１１３−２の三方弁１５１−１，１５１−２の開閉状態を同時に切り替える。具体的には第１のガス流路１１３−１の三方弁１５１−１を閉状態とし、第２のガス流路１１３−２の三方弁１５１−２を開状態とする。これによって、ステップの切り替えと同時に、ガスの供給量の切り替えを第１の実施形態の場合に比してさらに高速に行うことができるという効果を有する。
【００５２】
（第３の実施形態）
第１と第２の実施形態では、マスフローコントローラについて説明したが、第３の実施形態では、マスフローコントローラとその上下流に設けられるガスバルブとを含むマスフローコントローラシステムについて説明する。
【００５３】
図９は、マスフローコントローラシステムの一般的な構成を模式的に示す図である。この例では、マスフローコントローラ１００の上下流にエアオペレーションバルブを設ける場合を示している。マスフローコントローラ１００の上流側のガス配管３５にはエアオペレーションバルブ１７１が設けられ、下流側のガス配管３５にはエアオペレーションバルブ１７２が設けられている。また、エアオペレーションバルブ１７１のさらに上流には、ハンドバルブ１７６が設けられている。一般的な構成では、図示しないエア供給装置につながるエア配管１７３が設けられ、このエア配管１７３が分岐したエア配管１７３ａが各エアオペレーションバルブ１７１，１７２に接続されている。エア配管１７３上には、エアオペレーションバルブ１７１，１７２に供給する側のエアの圧力を一定に保つエアレギュレータ１７４が設けられており、各エア配管１７３ａにはプログラマブルコントローラ２００からの指示にしたがって開閉を行う電磁弁１７５が設けられている。
【００５４】
ガス配管３５を流れるガスの流量制御を行う際には、図示しないエア供給装置からエアを供給し、エアレギュレータ１７４で各エア配管１７３ａの空気圧を所定の値とする。そして、プログラマブルコントローラ２００で電磁弁１７５を制御して、エアオペレーションバルブ１７１，１７２の開閉を制御する。このとき、プログラマブルコントローラ２００は、マスフローコントローラ１００に対して流量制御の指示を与え、マスフローコントローラ１００は、指示にしたがってガス配管３５を流れるガスの制御を行っている。
【００５５】
このようなエアオペレーションバルブ１７１，１７２では、マスフローコントローラ１００の上下流側にガス配管３５を介して設けられるため、流路のデッドスペースが大きくなってしまうという問題点があった。そこで、第３の実施形態では、このような問題を解決することができるマスフローコントローラシステム１６０について説明する。
【００５６】
図１０は、第３の実施形態によるマスフローコントローラシステムの構成の一例を模式的に示す図である。このマスフローコントローラシステム１６０では、エアオペレーションバルブ１６１ａ，１６２ａがマスフローコントローラ１００内に配置された構成としている。エアオペレーションバルブ１６１ａは、たとえばマスフローコントローラ１００内のガス流入口１１１近傍に設けられ、エアオペレーションバルブ１６２ａは、たとえばマスフローコントローラ１００内のガス流出口１１２近傍に設けられる。なお、図９に示される構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略している。
【００５７】
このように、マスフローコントローラ１００内にエアオペレーションバルブ１６１ａ，１６２ａを設けることで、エアオペレーションバルブ１６１ａ，１６２ａとマスフローコントローラ１００内の流量調整部１３０との間の距離を短くでき、デッドスペースを減らすことができる。また、エアオペレーションバルブ１６１ａ，１６２ａの開動作の後のマスフローコントローラ１００での流量制御を、従来の一般的な構造に比して素早く行うことが可能になる。
【００５８】
第３の実施形態によれば、マスフローコントローラ１００内にエアオペレーションバルブ１６１ａ，１６２ａを設けて一体化したので、マスフローコントローラシステム１６０におけるデッドスペースを削減することができるという効果を有する。
【００５９】
（第４の実施形態）
図９に示されるように、エアオペレーションバルブ１７１，１７２を用いた一般的なマスフローコントローラシステムでは、プログラマブルコントローラ２００が、エアオペレーションバルブ１７１，１７２の開閉の指示（エアオペレーションバルブ１７１，１７２に接続される電磁弁１７５への指示）を発すると、電磁弁１７５が動作し、その後にエア配管１７３，１７３ａを流れるエアの流れがエアオペレーションバルブ１７１，１７２に到達し、エアオペレーションバルブ１７１，１７２が動作する。その結果、プログラマブルコントローラ２００が指示を出した後、電磁弁１７５とエアオペレーションバルブ１７１，１７２との間のエア配管１７３ａをエアが伝達するまでの時間だけ、エアオペレーションバルブ１７１，１７２の動作が遅れ、また動作が不安定化することになる。そこで、第４の実施形態では、このような問題点を解決することができるマスフローコントローラシステム１６０について説明する。
【００６０】
図１１は、第４の実施形態によるマスフローコントローラシステムの構成の一例を模式的に示す図である。このマスフローコントローラシステム１６０では、マスフローコントローラ１００の上下流に設けられるバルブを、電磁弁１６１ｂ，１６２ｂで構成している。なお、図９に示される構成と同一要素には同一の符号を付して、その説明を省略している。
【００６１】
このように、マスフローコントローラ１００の上下流に電磁弁１６１ｂ，１６２ｂを配置することで、プログラマブルコントローラ２００からの弁の開閉の指示は、信号として電磁弁１６１ｂ，１６２ｂへ到達する。その結果、プログラマブルコントローラ２００が指示を発してからエアオペレーションバルブ１７１，１７２にエアが伝達するまでの時間に比して、電磁弁１６１ｂ，１６２ｂへの信号の到達が速くなる。
【００６２】
第４の実施形態によれば、マスフローコントローラ１００の上下流に設けられるガスバルブとして電磁弁１６１ｂ，１６２ｂを用いるようにしたので、エアオペレーションバルブを用いる場合よりも高速にガス配管３５を流れるガスのオン／オフを切り替えることができるとともに、動作を安定化させることができるという効果を有する。
【００６３】
（第５の実施形態）
第５の実施形態では、流路のデッドスペースを小さくすることができるとともに、ガスバルブの動作を高速化および安定化させることができるマスフローコントローラシステムについて説明する。
【００６４】
図１２は、第５の実施形態によるマスフローコントローラシステムの構成の一例を模式的に示す図である。このマスフローコントローラシステム１６０では、マスフローコントローラ１００内に電磁弁１６１ｃ，１６２ｃを配置した構成を有する。電磁弁１６１ｃは、たとえばマスフローコントローラ１００内のガス流入口１１１近傍に設けられ、電磁弁１６２ｃは、たとえばマスフローコントローラ１００内のガス流出口１１２近傍に設けられる。なお、図９に示される構成と同一要素には同一の符号を付して、その説明を省略している。
【００６５】
このように、マスフローコントローラ１００内に電磁弁１６１ｃ，１６２ｃを設けることで、電磁弁１６１ｃ，１６２ｃとマスフローコントローラ１００内の流量調整部１３０との間の距離を短くでき、デッドスペースを減らすことができるとともに、プログラマブルコントローラ２００からのバルブの開閉を、従来の一般的な構造に比して速やかに行うことができる。
【００６６】
第５の実施形態によれば、マスフローコントローラ１００内に電磁弁１６１ｃ，１６２ｃを設けて一体化したので、マスフローコントローラシステム１６０におけるデッドスペースを削減することができるとともに、エアオペレーションバルブを用いる場合よりも高速にガス配管３５を流れるガスのオン／オフを切り替えることができ、動作を安定化させることができるという効果を有する。
【００６７】
なお、第３〜第５の実施形態に使用されるマスフローコントローラ１００として、第１と第２の実施形態で示したマスフローコントローラ１００を使用することができる。
【００６８】
なお、上述した説明で、プログラムに記録される処理手順としては、１種類のガスの流量を切り換える場合を例に挙げて説明したが、複数種類のガスの切り替えを行う場合にも、上記した実施形態を適用することができる。たとえば、図示した例では、チャンバ１１に１種類のガスを供給する場合が示されているが、複数種類のガスを供給する場合には、チャンバ１１に接続されるガス配管３５に、マスフローコントローラ１００を含む複数のガス供給ラインを設ければよい。そして、ガスの切り替え指示が記録された処理手順にしたがって、異なるガス供給ラインのガスの切り替えが行われる。また、複数種類のガスの切り替えを行う場合としては、第１のガス供給ラインから第１の流量で第１のガスを供給し、第２のガス供給ラインから第２の流量で第２のガスを供給して、ガスを混合してチャンバ１１内に供給する場合のように、複数種類のガスを混合する場合の処理も処理手順として記録することができる。さらに、第１と第２の実施形態において、マスフローコントローラ１００からプラズマ処理室１０までのコンダクタンスができるだけ小さいガス流路とすることが望ましい。たとえば、マスフローコントローラ１００とチャンバ１１との間の距離は１ｍ以下であり、口径が３／８以上のガス配管３５で接続することが望ましい。また、上述した説明では、基板処理装置としてＲＩＥ装置１を例示したが、これに限定されるものではなく、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置などにも適用することができる。さらに、これらのＲＩＥ装置１やプラズマＣＶＤ装置のようなプラズマ処理装置だけでなく、チャンバ１１内にガスを供給して基板に対して処理を行う装置にも適用することができる。
【００６９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７０】
１…ＲＩＥ装置、１０…プラズマ処理室、３５…ガス配管、１００…マスフローコントローラ、１１０，１１０Ａ…ガス流路構成部材、１１１…ガス流入口、１１２…ガス流出口、１１３，１１３ｃ，１１３ｄ，１１３−１，１１３−２…ガス流路、１１３ａ…主流部、１１３ｂ…バイパス路、１２０…流量検出部、１２１，１２１−１，１２１−２，１２２，１２２−１，１２２−２…サーモレジスタ、１２３，１２３−１，１２３−２…ブリッジ回路、１３０，１３０−１，１３０−２…流量調整部、１３１…弁、１３２…ロッド、１３３…アクチュエータ、１４０，１４０−１，１４０−２…流量制御処理部、１４１，１４１−１，１４１−２…増幅回路、１４２，１４２−１，１４２−２…流量設定回路、１４３，１４３−１，１４３−２…比較制御回路、１４４…変位量記憶部、１４５，１４５−１，１４５−２…設定回路、１５１−１，１５１−２…三方弁、１５２…同期回路、１５３−１，１５３−２…ガス排気口、１６０…マスフローコントローラシステム、１６１，１６２…ガスバルブ、１６１ａ，１６１ｂ，１６２ａ，１６２ｂ…エアオペレーションバルブ、１６１ｃ，１６２ｃ…電磁弁、１７３，１７３ａ…エア配管、１７４…エアレギュレータ、１７５…電磁弁、２００…プログラマブルコントローラ。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、マスフローコントローラ、マスフローコントローラシステム、基板処理装置およびガス流量調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置などの製造プロセスでは、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）工程による多層膜加工のように、連続処理を行うため異なるガス系をチャンバ内に入れ替えるステップ処理が多数行われる。一般的に、チャンバ内に導入されるガスの流量を調整するために、マスフローコントローラが用いられる。
【０００３】
ところで、従来のマスフローコントローラは、流量検出器で検出した流量と、流量設定値とを比較し、そのずれに応じてバルブの開度を調整するフィードバック制御を行うのが一般的である。そのため、たとえばガスの流量を変化させたい場合に、流量設定値を変更してから所望の流量となるバルブの開度となるまでに、時間を要してしまうという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３０１６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一つの実施形態は、従来に比して速やかにガス流量を変化させることができるマスフローコントローラ、マスフローコントローラシステム、基板処理装置およびガス流量調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの実施形態によれば、マスフローコントローラは、ガス流路を構成するガス流路構成部材と、流量調整手段と、開度設定情報記憶手段と、設定手段と、を備える。流量調整手段は、前記ガス流路中に配置され、ガスの流量を調整する弁、および前記弁の開度を制御するアクチュエータを有する。開度設定情報記憶手段は、処理手順を実行する前に前記ガス流路に前記処理手順で規定される流量の前記ガスを流すときの前記弁の開度設定値を前記処理手順ごとに予め求めた開度設定情報を記憶する。設定手段は、処理手順に対応する開度設定値を前記開度設定情報記憶手段から取得して、取得した前記開度設定値に基づいて前記アクチュエータを制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態によるマスフローコントローラが適用される基板処理装置の構成の一例を模式的に示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態によるマスフローコントローラの構成を模式的に示す図である。
【図３】図３は、第１の実施形態による第１ステップ切替え時のガス流量調整方法の手順の一例を示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態による第１ステップ定常時のガス流量調整方法の手順の一例を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態による第２ステップ切替え時のガス流量調整方法の手順の一例を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施形態による第３ステップ定常時のガス流量調整方法の手順の一例を示す図である。
【図７】図７は、第２の実施形態によるマスフローコントローラの構成の一例を模式的に示す図である。
【図８】図８は、第２の実施形態によるガス流量調整方法の一例を模式的に示す図である。
【図９】図９は、マスフローコントローラシステムの一般的な構成を模式的に示す図である。
【図１０】図１０は、第３の実施形態によるマスフローコントローラシステムの構成の一例を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、第４の実施形態によるマスフローコントローラシステムの構成の一例を模式的に示す図である。
【図１２】図１２は、第５の実施形態によるマスフローコントローラシステムの構成の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかるマスフローコントローラ、マスフローコントローラシステム、基板処理装置およびガス流量調整方法を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態によるマスフローコントローラが適用される基板処理装置の構成の一例を模式的に示す図である。ここでは、基板処理装置として、ＲＩＥ装置１を例示している。ＲＩＥ装置１は、ウェハなどの処理対象を処理する基板処理室であるプラズマ処理室１０と、プラズマ処理室１０に所定量のガスを供給するマスフローコントローラシステム１６０と、ＲＩＥ装置１全体をプログラムにしたがって制御するプログラマブルコントローラ２００と、を備える。
【００１０】
プラズマ処理室１０は、気密に構成されたたとえばアルミニウム製のチャンバ１１によって構成される。このチャンバ１１は接地されている。チャンバ１１内には、処理対象としてのウェハ３０を静電吸着して保持する静電チャック９と下部電極１２が設けられる。静電チャック９と下部電極１２の側面および底面の周縁部を覆うように絶縁リング１３が設けられ、チャンバ１１と静電チャック９および下部電極１２との間を電気的に絶縁している。
【００１１】
下部電極１２には、高周波電力を供給する給電線２１が接続されており、この給電線２１にブロッキングコンデンサ２２、整合器２３および高周波電源２４が接続されている。高周波電源２４からは所定の周波数の高周波電力が下部電極１２に供給される。
【００１２】
チャンバ１１内には、下部電極１２と対向するように、下部電極１２の上部に上部電極として機能するシャワーヘッド１４が設けられる。シャワーヘッド１４は支持テーブル１２と平行に、支持テーブル１２から所定の距離を隔てたチャンバ１１の上部付近の側壁に固定される。このような構造によって、シャワーヘッド１４と支持テーブル１２とは、一対の平行平板電極を構成している。また、シャワーヘッド１４には、板の厚さ方向を貫通する複数の貫通孔１５が設けられており、この貫通孔１５からシャワーヘッド１４の上部に供給されたガスがチャンバ１１内へと供給される。
【００１３】
チャンバ１１の下部にはガス排気口１６が設けられており、ガス排気口１６には配管を通じて図示しない真空ポンプが接続されている。また、チャンバ１１の上部付近には、プラズマ処理時に使用される処理ガスが供給されるガス供給口１７が設けられており、ガス供給口１７にはガス配管３５を通じて図示しないガス供給装置が接続されている。ガス供給口１７とガス供給装置との間には、ガス配管３５を流れるガスの流量を調整するマスフローコントローラシステム１６０が設けられる。
【００１４】
マスフローコントローラシステム１６０は、マスフローコントローラ１００と、マスフローコントローラ１００のガス流の上流側に設けられるガスバルブ１６１と、同じく下流側に設けられるガスバルブ１６２と、を備える。
【００１５】
マスフローコントローラ１００は、詳細は後述するが、プログラマブルコントローラ２００からの指示に従って、所定の流量のガスをチャンバ１１内へと供給する。プログラマブルコントローラ２００は、使用者によって作成され、処理手順が記録されたプログラムに基づいて、マスフローコントローラ１００によるガス流量の調整やプラズマ生成のオン／オフを行う高周波電源２４や整合器２３の制御などを行う。また、ガスバルブ１６１，１６２も、プログラマブルコントローラ２００からの指示にしたがって、開閉され、ガス配管３５を流れるガス流のオン／オフを切り替える。ガスバルブ１６１，１６２は、チャンバ１１内にガスを供給する際に開かれ、チャンバ１１内にガスを供給しない場合には閉じられる。
【００１６】
このように構成されたＲＩＥ装置１での処理の概要について説明する。まず、静電チャック９上に処理対象であるウェハ３０が載置され、固定される。ついで、ガス排気口１６に接続される図示しない真空ポンプでチャンバ１１内が真空引きされる。その後、チャンバ１１内が所定の圧力に達すると、ガスバルブ１６１，１６２が開とされ、図示しないガス供給装置からのガスが、マスフローコントローラ１００によって所定の流量に調整され、シャワーヘッド１４の貫通孔１５を通じてからチャンバ１１内へと供給される。チャンバ１１内の圧力が所定の圧力に達すると、シャワーヘッド１４（上部電極）を接地した状態で、下部電極１２に高周波電圧を印加し、整合器２３でインピーダンス整合を取ることでプラズマ処理室１０内にプラズマを生成させる。ここで、下部電極には高周波電圧が印加されているので、プラズマとウェハとの間に電位勾配が生じ、プラズマガス中のイオンがウェハ３０へと加速されることになり、異方性エッチング処理が行われる。
【００１７】
図２は、第１の実施形態によるマスフローコントローラの構成を模式的に示す図である。マスフローコントローラ１００は、ガス流路構成部材１１０と、流量検出部１２０と、流量調整部１３０と、流量制御処理部１４０と、を備える。
【００１８】
ガス流路構成部材１１０は、図１の図示しないガス供給装置側からのガス配管３５と接続されるガス流入口１１１と、プラズマ処理室１０側のガス配管３５と接続されるガス流出口１１２と、ガス流入口１１１とガス流出口１１２との間のガス流路１１３と、を有する。ガス流路１１３は、主流部１１３ａから分岐したバイパス路１１３ｂに流量検出部１２０が設けられ、合流したガス流路１１３ｃの下流側に流量調整部１３０が設けられている。
【００１９】
流量調整部１３０では、ガス流路１１３ｃ，１１３ｄの間に設けられた弁１３１の開閉により流量を調整する。弁１３１の開閉は、ロッド１３２を介して接続されたアクチュエータ１３３の移動量により制御（調整）される。
【００２０】
流量検出部１２０は、たとえば熱式質量流量計からなり、バイパス路１１３ｂに設けられる２つのサーモレジスタ１２１，１２２と、２つのサーモレジスタ１２１，１２２間での抵抗変化を検出するブリッジ回路１２３と、を有する。サーモレジスタ１２１，１２２は、抵抗温度係数の大きな抵抗体からなり、バイパス路１１３ｂの上流側と下流側にそれぞれ巻きつけられている。
【００２１】
具体的には、センシングを行う場合に、バイパス路１１３ｂの上流側と下流側に設けた２つの同じ特性のサーモレジスタ１２１，１２２に電流を流し、２箇所が同じ温度となるようにバイパス路１１３ｂを加熱する。この状態でバイパス路１１３ｂに室温程度の温度のガスが流れると、上流側のサーモレジスタ１２１の温度と下流側のサーモレジスタ１２２の温度との間に温度差が生じ、抵抗値のつりあいが崩れる。そして、この抵抗値の変化がブリッジ回路１２３で検出され、流量測定値として出力される。
【００２２】
流量制御処理部１４０は、増幅回路１４１と、流量設定回路１４２と、比較制御回路１４３と、変位量記憶部１４４と、設定回路１４５と、を有する。増幅回路１４１は、ブリッジ回路１２３によって電気的に出力された流量測定値を増幅する。流量設定回路１４２は、予め設定されたガス流量を比較制御回路１４３に対して設定する。
【００２３】
比較制御回路１４３は、増幅回路１４１からの流量測定値を流量設定回路１４２で設定された流量設定値と比較し、両者に差分がある場合には、その差分を打ち消す方向に（または差分が所定の範囲内に収まるように）流量調整部１３０の開度（弁１３１の位置）を変化させる設定信号、すなわちアクチュエータ１３３によって変化させる弁１３１の変位量を算出し、設定回路１４５に出力する。また、比較制御回路１４３は、流量測定値と流量設定値との差分に対して、流量調整部１３０の開度をどの程度変化させればよいかについての開度調整情報を保持しており、この開度調整情報に基づいて変位量を出力する。
【００２４】
変位量記憶部１４４は、加工条件としてガス流量を変化させた場合の、所望のガス流量を得るための流量調整部１３０の開度、具体的には処理工程（処理手順）ごとの弁１３１の変位量、を規定した変位量情報を格納する。この変位量記憶部１４４に記憶される変位量としては、前の工程での弁１３１の位置からの変位量とすることもできるし、弁１３１の基準位置からの変位量とすることもできる。
【００２５】
設定回路１４５は、プログラマブルコントローラ２００からのつぎの処理ステップ（処理手順）に移行した信号を受けた場合、または比較制御回路１４３からの設定信号を受けた場合に、変位量記憶部１４４に記憶されているその処理工程に対応する変位量に基づいてアクチュエータ１３３を制御する。具体的には、変位量記憶部１４４に変位量が記憶されている場合には、プログラマブルコントローラ２００からステップ（処理手順）が切り替わった旨の信号を受けると、変位量記憶部１４４中の変位量情報に基づいて、アクチュエータ１３３の変位量を設定する。また、変位量記憶部１４４に変位量が記憶されていない場合には、比較制御回路１４３からの設定信号に基づいてアクチュエータ１３３の変位量を設定する。このとき、設定回路１４５は、設定した変位量を変位量記憶部１４４に記憶する。なお、変位量記憶部１４４に変位量が記憶されていない場合には、流量制御処理部１４０は、流量検出部１２０からの流量測定値が流量設定値となるまでフィードバック制御を行う。
【００２６】
また、ステップが切り替わってガス流量を変化させた後、しばらく経過して定常状態となったときに、ガス流量が流量設定値となっているかを確認するため、またはガス流量が流量設定値と異なる場合にそれを補正するために、所定の時間間隔で、流量測定値と流量設定値とを用いて変位量記憶部１４４に記憶された変位量の補正処理を行ってもよい。この場合には、比較制御回路１４３から出力された設定信号を補正量として、設定回路１４５が変位量記憶部１４４に記憶されている変位量を補正量で補正し、最終的に補正量がゼロとなるまでまたは所定の範囲内に収まるまで、補正処理が行われることが望ましい。
【００２７】
つぎに、ガス流量調整方法について説明する。図３〜図６は、第１の実施形態によるガス流量調整方法の手順の一例を示す図である。図３は、第１ステップへの切り替え時の様子を示している。まず、プログラマブルコントローラ２００は、第１ステップ（弁１３１の変位量をａとする）のプログラムを実行するが、このとき、流量設定回路１４２に、第１ステップの流量を設定する（シグナルＳ１）。また、プログラマブルコントローラ２００は、第１工程に移ったことを設定回路１４５に通知する（シグナルＳ２）。
【００２８】
設定回路１４５は、第１ステップに移ったことを検知すると、変位量記憶部１４４から第１ステップに対応する変位量（シグナルＳ３）を取得し、アクチュエータ１３３に設定する（シグナルＳ４）。アクチュエータ１３３の変位により、弁１３１が設定された変位量ａだけ変位される。
【００２９】
このように、予め流す流量に対応して求められた弁１３１の変位量となるように、弁１３１を変位させるフィードフォワード制御を行うことで、流量検出部１２０で検出された流量測定値と予め設定された流量設定値とを比較してアクチュエータ１３３をフィードバック制御する場合に比して、速やかに所望のガス流量値とすることが可能となる。
【００３０】
図４は、第１ステップの定常状態の様子を示している。具体的には、図３のガス流量の切り替え時から所定の時間が経過して、ガス流量が安定した状態である。この状態でも、図３の場合と同様に、変位量記憶部１４４に記憶されている第１ステップに対応する変位量でガス流量を調整することは可能であるが、ここでは、定常状態時に、フィードバック制御を行う場合を説明する。たとえば、シグナルＳ１，シグナルＳ２でプログラマブルコントローラ２００から指示を受けた後、ガス流量が定常状態に移行する時間以上の所定の時間が経過した後に、以下に示される設定回路１４５による制御処理が行われる。
【００３１】
バイパス路１１３ｂに流れるガス流量が抵抗変化の値としてブリッジ回路１２３で検出され、この抵抗変化の値が流量測定値として増幅回路１４１に出力される（シグナルＳ１１）。流量測定値は、増幅回路１４１で増幅され、比較制御回路１４３へと出力される（シグナルＳ１２）。
【００３２】
一方、シグナルＳ１でプログラマブルコントローラ２００から流量設定回路１４２に設定された第１ステップの流量設定値は、比較制御回路１４３へと出力される（シグナルＳ１３）。比較制御回路１４３では、流量設定値に対する流量測定値の差分を求め、その差分を打ち消す弁１３１の変位量である補正量を開度制御情報に基づいて算出し、設定回路１４５に出力する（シグナルＳ１４）。
【００３３】
設定回路１４５は、入力された補正量で変位量記憶部１４４に記憶されている変位量を補正し、新たな変位量を書き込む（シグナルＳ１５）。また、設定回路１４５は、補正量に基づいてアクチュエータを制御する（シグナルＳ１６）。このとき、補正量がゼロでない場合（または所定の範囲内に収まっていない場合）には、補正量がゼロとなるまで（所定の範囲内に収まるまで）、上記した工程を繰り返し行い、補正量がゼロである場合（または所定の範囲内に収まっている場合）には、フィードバック制御処理が終了する。
【００３４】
その後、所定の時間が経過し、プログラマブルコントローラ２００によって第２ステップが実行される。図５は、第２ステップへの切り替え時の様子を示している。まず、プログラマブルコントローラ２００は、第２ステップ（弁１３１の変位量をｂとする）のプログラムを実行するが、このとき、流量設定回路１４２に、第２ステップの流量設定値を設定する（シグナルＳ２１）。また、プログラマブルコントローラ２００は、第２ステップに移ったことを設定回路１４５に通知する（シグナルＳ２２）。
【００３５】
設定回路１４５は、第２ステップに移ったことを検知すると、変位量記憶部１４４から第２ステップに対応する変位量を取得し（シグナルＳ２３）、アクチュエータ１３３に設定する（シグナルＳ２４）。アクチュエータ１３３によって、弁１３１が変位量ｂだけ変位される。
【００３６】
図６は、第２ステップの定常状態の様子を示している。具体的には、図５のガス流量の切り替え時から所定の時間が経過して、ガス流量が安定した状態である。この状態でも、図５の場合と同様に、変位量記憶部１４４に記憶されている第２ステップに対応する変位量でガス流量を調整することは可能であるが、ここでは、定常状態時に、フィードバック制御を行う場合を説明する。たとえば、シグナルＳ２１，Ｓ２２でプログラマブルコントローラ２００から指示を受けた後、ガス流量が定常状態に移行する時間以上の所定の時間が経過した後に、以下に示される設定回路１４５による制御処理が行われる。
【００３７】
バイパス路１１３ｂに流れるガス流量が抵抗変化の値としてブリッジ回路１２３で検出され、この抵抗変化の値が流量測定値として増幅回路１４１に出力される（シグナルＳ３１）。流量測定値は、増幅回路１４１で増幅され、比較制御回路１４３へと出力される（シグナルＳ３２）。
【００３８】
一方、シグナルＳ２１でプログラマブルコントローラ２００から流量設定回路１４２に設定された第２ステップの流量設定値は、比較制御回路１４３へと出力される（シグナルＳ３３）。比較制御回路１４３では、流量設定値に対する流量測定値の差分を求め、その差分を打ち消す弁１３１の変位量である補正量を開度制御情報に基づいて算出し、設定回路１４５に出力する（シグナルＳ３４）。
【００３９】
設定回路１４５は、入力された補正量で変位量記憶部１４４に記憶されている変位量を補正し、新たな変位量を書き込む（シグナルＳ３５）。また、設定回路１４５は、補正量に基づいてアクチュエータを制御する（シグナルＳ３６）。このとき、補正量がゼロでない場合（または所定の範囲内に収まっていない場合）には、補正量がゼロとなるまで（所定の範囲内に収まるまで）、上記した工程を繰り返し行い、補正量がゼロである場合（または所定の範囲内に収まっている場合）には、フィードバック制御処理が終了する。
【００４０】
以上のように図３〜図６で説明したステップが、プログラマブルコントローラ２００に設定されたプログラムにしたがって実行される。
【００４１】
また、上記した説明では、予め実験によって各ステップの流量に対応する変位量を求め、それを変位量記憶部１４４に記憶している場合について説明したが、はじめに処理を行う際に各ステップの流量に対応する変位量を求め、変位量記憶部１４４に書き込むようにしてもよい。この場合には、１ロット目の第１ステップの開始時点で、変位量記憶部１４４には変位量についてのデータが書き込まれておらず、図４に示されるように、流量測定値がプログラマブルコントローラ２００から設定される流量設定値となるように、流量制御処理部１４０でのフィードバック制御によって第１ステップの変位量が決定され、その変位量が第１ステップの値として変位量記憶部１４４に記憶される。また、第２ステップ以降も同様に、変位量が変位量記憶部１４４に記憶される。その結果、１ロットについてのすべてのステップが終了した時点で、変位量記憶部１４４に各ステップの変位量が記憶された状態となる。そして、２ロット目以降では、上記した図３と図５のように、変位量記憶部１４４に記憶された各ステップの変位量に基づいてフィードフォワード制御を行うようにすればよい。
【００４２】
第１の実施形態では、予め流すガス流量に対して流量調整部１３０の開度を求めておき、ガス流量を切り替える際に、切り替え後のガス流量に対応する開度となるようにアクチュエータ１３３で流量調整部１３０を制御するようにした。これによって、流量検出部１２０で検出された流量測定値と予め設定された流量設定値との比較結果に基づいてアクチュエータ１３３を制御して、所望のガス流量となるように設定する場合に比して、短時間で所望の流量値とすることが可能となる。
【００４３】
また、ガス流量を切り替えて定常状態となったときに、ブリッジ回路１２３で検出した流量測定値が予め設定された流量設定値となるようにフィードバック制御を行うとともに、つぎに使用する際の流量調整部１３０の開度情報を補正するようにした。これによって、装置の経時変化にも対応して、その都度最適な流量調整部１３０の開度情報に更新することができ、ガス流量の制御の信頼性を高めることができる。
【００４４】
さらに、１ロット目に各ステップでの流量調整部１３０の開度情報をフィードバック制御によって求め、２ロット目からその開度情報を用いたフィードフォワード制御を各ステップで行うようにした。これによって、予め所望のガス流量を得るための流量調整部１３０の開度情報を求めるための実験を行う必要がない。
【００４５】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態によるマスフローコントローラの構成の一例を模式的に示す図である。第２の実施形態では、マスフローコントローラ１００のガス流路構成部材１１０Ａには、ガス流入口１１１とガス流出口１１２との間に、２系統のガス流路１１３が設けられている。すなわち、上側には第１の系統のガス流路１１３−１が設けられ、下側には第２の系統のガス流路１１３−２が設けられている。また、各系統のガス流路１１３−１，１１３−２には、ガス排気口１５３−１，１５３−２が設けられており、ガス流路１１３−１，１１３−２のガス排気口１５３−１，１５３−２の形成位置には、ガス流路１１３−１，１１３−２とガス排気口１５３−１，１５３−２の間で高速にガスの流れを切り替え可能な三方弁１５１−１，１５１−２が設けられている。さらに、三方弁１５１−１，１５１−２には同期回路１５２が接続されている。三方弁１５１−１，１５１−２は、第１の系統のガス流路１１３−１が開いて第２の系統のガス流路１１３−２が閉じた状態か、第１の系統のガス流路１１３−１が閉じて第２の系統のガス流路１１３−２が開いた状態、のいずれかとなるように、動作が同期回路１５２によって制御される。ここで、第１系統のガス流路１１３−１が開いて第２系統のガス流路１１３−２が閉じた状態とは、ガス流路１１３−１がガス流出口１１２に通じ、ガス流路１１３−２がガス排気口１５３−２に通じるように三方弁１５１−１，１５１−２が配置された状態にあることをいうものとする。また、第１系統のガス流路１１３−１が閉じて、第２系統のガス流路１１３−２が開いた状態とは、ガス流路１１３−１がガス排気口１５３−２に通じ、ガス流路１１３−２がガス流出口１１２に通じるように三方弁１５１−１，１５１−２が配置された状態にあることをいうものとする。
【００４６】
また、それぞれの系統には、流量調整部１３０−１，１３０−２、サーモレジスタ１２１−１，１２２−１，１２１−２，１２２−２、ブリッジ回路１２３−１，１２３−２、増幅回路１４１−１，１４１−２、流量設定回路１４２−１，１４２−２、比較制御回路１４３−１，１４３−２および設定回路１４５−１，１４５−２が設けられ、変位量記憶部１４４は、１台のマスフローコントローラ１００に対して１つ設けられている。なお、変位量記憶部１４４も、それぞれの系統に対して設けられる構造としてもよい。また、第１の実施形態と同一の符号には同一の符号を付して、その説明を省略している。
【００４７】
図８は、第２の実施形態によるガス流量調整方法の一例を模式的に示す図である。図８（ａ）は、第ｎステップでの状態を示しており、（ｂ）は第（ｎ＋１）ステップでの状態を示している。ここでは、第ｎステップでは、流量Ａのガスを供給する処理であり、第（ｎ＋１）ステップでは、流量Ｂのガスを供給する処理であるとする。
【００４８】
第ｎステップでは、図８（ａ）に示されるように、第１のガス流路１１３−１のガス流量がＡとなるように設定回路によって設定される。また、同期回路によって、第１のガス流路１１３−１の三方弁１５１−１が開状態とされ、第２のガス流路１１３−２の三方弁１５１−２が閉状態とされる。この第ｎステップの最中に、プログラマブルコントローラは、第２のガス流路１１３−２の設定回路につぎのステップは第（ｎ＋１）ステップであることを通知し、第２のガス流路１１３−２の設定回路は、変位量記憶部から第（ｎ＋１）ステップに対応する変位量を取得し、その変位量に基づいてアクチュエータを制御し、第２のガス流路１１３−２に流れるガス流量がＢとなるように調整する。このとき第２のガス流路１１３−２では、三方弁１５１−２は閉状態であるので、第２のガス流路１１３−２に流れるガスは、排気口から排出される。つまり、ガス流入口１１１から流入したガスは第１のガス流路１１３−１を通ってガス流出口１１２から流量Ａで流出するが、第２のガス流路１１３−２でも流量Ｂのガスが排気口から排出されている。
【００４９】
その後、図８（ｂ）に示されるように、第（ｎ＋１）ステップに処理が切り替わると、プログラマブルコントローラからの指示によって同期回路が三方弁１５１−１，１５１−２を切り替える。具体的には、第１のガス流路１１３−１の三方弁１５１−１が閉状態となり、第２のガス流路１１３−２の三方弁１５１−２が開状態となるように、同時に開閉制御を行う。これによって、ガス流入口１１１から流入したガスは、第２のガス流路１１３−２を通ってガス流出口１１２から流量Ｂで流出し、第１のガス流路１１３−１では流量Ａのガスが排気口から排出されている。
【００５０】
ここでは、２系統のガス流路１１３を設ける場合を示したが、３系統以上のガス流路を設けるようにしてもよい。また、各流路の流量調整部は、第１の実施形態のようにフィードフォワードで制御される場合を示したが、フィードバックで制御するようにしてもよい。
【００５１】
第２の実施形態では、ガス流路構成部材１１０に複数の独立したガス流路１１３−１，１１３−２を設け、第ｎステップで、第１のガス流路１１３−１で所定のガス流量となるように調整を行っている間に、つぎの第（ｎ＋１）ステップで必要なガス流量となるように他方の第２のガス流路１１３−２の流量調整部１３０−２の調整を行う。そして、第ｎステップから第（ｎ＋１）ステップに切り替わった瞬間に、第１と第２のガス流路１１３−１，１１３−２の三方弁１５１−１，１５１−２の開閉状態を同時に切り替える。具体的には第１のガス流路１１３−１の三方弁１５１−１を閉状態とし、第２のガス流路１１３−２の三方弁１５１−２を開状態とする。これによって、ステップの切り替えと同時に、ガスの供給量の切り替えを第１の実施形態の場合に比してさらに高速に行うことができるという効果を有する。
【００５２】
（第３の実施形態）
第１と第２の実施形態では、マスフローコントローラについて説明したが、第３の実施形態では、マスフローコントローラとその上下流に設けられるガスバルブとを含むマスフローコントローラシステムについて説明する。
【００５３】
図９は、マスフローコントローラシステムの一般的な構成を模式的に示す図である。この例では、マスフローコントローラ１００の上下流にエアオペレーションバルブを設ける場合を示している。マスフローコントローラ１００の上流側のガス配管３５にはエアオペレーションバルブ１７１が設けられ、下流側のガス配管３５にはエアオペレーションバルブ１７２が設けられている。また、エアオペレーションバルブ１７１のさらに上流には、ハンドバルブ１７６が設けられている。一般的な構成では、図示しないエア供給装置につながるエア配管１７３が設けられ、このエア配管１７３が分岐したエア配管１７３ａが各エアオペレーションバルブ１７１，１７２に接続されている。エア配管１７３上には、エアオペレーションバルブ１７１，１７２に供給する側のエアの圧力を一定に保つエアレギュレータ１７４が設けられており、各エア配管１７３ａにはプログラマブルコントローラ２００からの指示にしたがって開閉を行う電磁弁１７５が設けられている。
【００５４】
ガス配管３５を流れるガスの流量制御を行う際には、図示しないエア供給装置からエアを供給し、エアレギュレータ１７４で各エア配管１７３ａの空気圧を所定の値とする。そして、プログラマブルコントローラ２００で電磁弁１７５を制御して、エアオペレーションバルブ１７１，１７２の開閉を制御する。このとき、プログラマブルコントローラ２００は、マスフローコントローラ１００に対して流量制御の指示を与え、マスフローコントローラ１００は、指示にしたがってガス配管３５を流れるガスの制御を行っている。
【００５５】
このようなエアオペレーションバルブ１７１，１７２では、マスフローコントローラ１００の上下流側にガス配管３５を介して設けられるため、流路のデッドスペースが大きくなってしまうという問題点があった。そこで、第３の実施形態では、このような問題を解決することができるマスフローコントローラシステム１６０について説明する。
【００５６】
図１０は、第３の実施形態によるマスフローコントローラシステムの構成の一例を模式的に示す図である。このマスフローコントローラシステム１６０では、エアオペレーションバルブ１６１ａ，１６２ａがマスフローコントローラ１００内に配置された構成としている。エアオペレーションバルブ１６１ａは、たとえばマスフローコントローラ１００内のガス流入口１１１近傍に設けられ、エアオペレーションバルブ１６２ａは、たとえばマスフローコントローラ１００内のガス流出口１１２近傍に設けられる。なお、図９に示される構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略している。
【００５７】
このように、マスフローコントローラ１００内にエアオペレーションバルブ１６１ａ，１６２ａを設けることで、エアオペレーションバルブ１６１ａ，１６２ａとマスフローコントローラ１００内の流量調整部１３０との間の距離を短くでき、デッドスペースを減らすことができる。また、エアオペレーションバルブ１６１ａ，１６２ａの開動作の後のマスフローコントローラ１００での流量制御を、従来の一般的な構造に比して素早く行うことが可能になる。
【００５８】
第３の実施形態によれば、マスフローコントローラ１００内にエアオペレーションバルブ１６１ａ，１６２ａを設けて一体化したので、マスフローコントローラシステム１６０におけるデッドスペースを削減することができるという効果を有する。
【００５９】
（第４の実施形態）
図９に示されるように、エアオペレーションバルブ１７１，１７２を用いた一般的なマスフローコントローラシステムでは、プログラマブルコントローラ２００が、エアオペレーションバルブ１７１，１７２の開閉の指示（エアオペレーションバルブ１７１，１７２に接続される電磁弁１７５への指示）を発すると、電磁弁１７５が動作し、その後にエア配管１７３，１７３ａを流れるエアの流れがエアオペレーションバルブ１７１，１７２に到達し、エアオペレーションバルブ１７１，１７２が動作する。その結果、プログラマブルコントローラ２００が指示を出した後、電磁弁１７５とエアオペレーションバルブ１７１，１７２との間のエア配管１７３ａをエアが伝達するまでの時間だけ、エアオペレーションバルブ１７１，１７２の動作が遅れ、また動作が不安定化することになる。そこで、第４の実施形態では、このような問題点を解決することができるマスフローコントローラシステム１６０について説明する。
【００６０】
図１１は、第４の実施形態によるマスフローコントローラシステムの構成の一例を模式的に示す図である。このマスフローコントローラシステム１６０では、マスフローコントローラ１００の上下流に設けられるバルブを、電磁弁１６１ｂ，１６２ｂで構成している。なお、図９に示される構成と同一要素には同一の符号を付して、その説明を省略している。
【００６１】
このように、マスフローコントローラ１００の上下流に電磁弁１６１ｂ，１６２ｂを配置することで、プログラマブルコントローラ２００からの弁の開閉の指示は、信号として電磁弁１６１ｂ，１６２ｂへ到達する。その結果、プログラマブルコントローラ２００が指示を発してからエアオペレーションバルブ１７１，１７２にエアが伝達するまでの時間に比して、電磁弁１６１ｂ，１６２ｂへの信号の到達が速くなる。
【００６２】
第４の実施形態によれば、マスフローコントローラ１００の上下流に設けられるガスバルブとして電磁弁１６１ｂ，１６２ｂを用いるようにしたので、エアオペレーションバルブを用いる場合よりも高速にガス配管３５を流れるガスのオン／オフを切り替えることができるとともに、動作を安定化させることができるという効果を有する。
【００６３】
（第５の実施形態）
第５の実施形態では、流路のデッドスペースを小さくすることができるとともに、ガスバルブの動作を高速化および安定化させることができるマスフローコントローラシステムについて説明する。
【００６４】
図１２は、第５の実施形態によるマスフローコントローラシステムの構成の一例を模式的に示す図である。このマスフローコントローラシステム１６０では、マスフローコントローラ１００内に電磁弁１６１ｃ，１６２ｃを配置した構成を有する。電磁弁１６１ｃは、たとえばマスフローコントローラ１００内のガス流入口１１１近傍に設けられ、電磁弁１６２ｃは、たとえばマスフローコントローラ１００内のガス流出口１１２近傍に設けられる。なお、図９に示される構成と同一要素には同一の符号を付して、その説明を省略している。
【００６５】
このように、マスフローコントローラ１００内に電磁弁１６１ｃ，１６２ｃを設けることで、電磁弁１６１ｃ，１６２ｃとマスフローコントローラ１００内の流量調整部１３０との間の距離を短くでき、デッドスペースを減らすことができるとともに、プログラマブルコントローラ２００からのバルブの開閉を、従来の一般的な構造に比して速やかに行うことができる。
【００６６】
第５の実施形態によれば、マスフローコントローラ１００内に電磁弁１６１ｃ，１６２ｃを設けて一体化したので、マスフローコントローラシステム１６０におけるデッドスペースを削減することができるとともに、エアオペレーションバルブを用いる場合よりも高速にガス配管３５を流れるガスのオン／オフを切り替えることができ、動作を安定化させることができるという効果を有する。
【００６７】
なお、第３〜第５の実施形態に使用されるマスフローコントローラ１００として、第１と第２の実施形態で示したマスフローコントローラ１００を使用することができる。
【００６８】
なお、上述した説明で、プログラムに記録される処理手順としては、１種類のガスの流量を切り換える場合を例に挙げて説明したが、複数種類のガスの切り替えを行う場合にも、上記した実施形態を適用することができる。たとえば、図示した例では、チャンバ１１に１種類のガスを供給する場合が示されているが、複数種類のガスを供給する場合には、チャンバ１１に接続されるガス配管３５に、マスフローコントローラ１００を含む複数のガス供給ラインを設ければよい。そして、ガスの切り替え指示が記録された処理手順にしたがって、異なるガス供給ラインのガスの切り替えが行われる。また、複数種類のガスの切り替えを行う場合としては、第１のガス供給ラインから第１の流量で第１のガスを供給し、第２のガス供給ラインから第２の流量で第２のガスを供給して、ガスを混合してチャンバ１１内に供給する場合のように、複数種類のガスを混合する場合の処理も処理手順として記録することができる。さらに、第１と第２の実施形態において、マスフローコントローラ１００からプラズマ処理室１０までのコンダクタンスができるだけ小さいガス流路とすることが望ましい。たとえば、マスフローコントローラ１００とチャンバ１１との間の距離は１ｍ以下であり、口径が３／８以上のガス配管３５で接続することが望ましい。また、上述した説明では、基板処理装置としてＲＩＥ装置１を例示したが、これに限定されるものではなく、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置などにも適用することができる。さらに、これらのＲＩＥ装置１やプラズマＣＶＤ装置のようなプラズマ処理装置だけでなく、チャンバ１１内にガスを供給して基板に対して処理を行う装置にも適用することができる。
【００６９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７０】
１…ＲＩＥ装置、１０…プラズマ処理室、３５…ガス配管、１００…マスフローコントローラ、１１０，１１０Ａ…ガス流路構成部材、１１１…ガス流入口、１１２…ガス流出口、１１３，１１３ｃ，１１３ｄ，１１３−１，１１３−２…ガス流路、１１３ａ…主流部、１１３ｂ…バイパス路、１２０…流量検出部、１２１，１２１−１，１２１−２，１２２，１２２−１，１２２−２…サーモレジスタ、１２３，１２３−１，１２３−２…ブリッジ回路、１３０，１３０−１，１３０−２…流量調整部、１３１…弁、１３２…ロッド、１３３…アクチュエータ、１４０，１４０−１，１４０−２…流量制御処理部、１４１，１４１−１，１４１−２…増幅回路、１４２，１４２−１，１４２−２…流量設定回路、１４３，１４３−１，１４３−２…比較制御回路、１４４…変位量記憶部、１４５，１４５−１，１４５−２…設定回路、１５１−１，１５１−２…三方弁、１５２…同期回路、１５３−１，１５３−２…ガス排気口、１６０…マスフローコントローラシステム、１６１，１６２…ガスバルブ、１６１ａ，１６１ｂ，１６２ａ，１６２ｂ…エアオペレーションバルブ、１６１ｃ，１６２ｃ…電磁弁、１７３，１７３ａ…エア配管、１７４…エアレギュレータ、１７５…電磁弁、２００…プログラマブルコントローラ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流路を構成するガス流路構成部材と、
前記ガス流路中に配置され、ガスの流量を調整する弁、および前記弁の開度を調整するアクチュエータを有する流量調整手段と、
処理手順を実行する前に前記ガス流路に前記処理手順で規定される流量の前記ガスを流すときの前記弁の開度設定値を前記処理手順ごとに予め求めた開度設定情報を記憶する開度設定情報記憶手段と、
処理手順に対応する開度設定値を前記開度設定情報記憶手段から取得して、取得した前記開度設定値に基づいて前記アクチュエータを制御する設定手段と、
を備えることを特徴とするマスフローコントローラ。
【請求項２】
前記開度設定値は、前記処理手順で規定される前記ガスの流量である流量設定値と、前記流量設定値にしたがって前記ガスを前記ガス流路に流すときに測定される流量測定値との差分が、所望の範囲となるように前記処理手順を実行する前に予め求められた前記弁の開度の値であることを特徴とする請求項１に記載のマスフローコントローラ。
【請求項３】
前記ガス流路を流れる前記ガスの流量である流量測定値を検出する流量測定手段と、
前記処理手順において前記ガス流路に流す前記ガスの流量である流量設定値に対する前記流量測定値の差分に基づいて、前記流量設定値となる前記弁の位置の補正量を算出する比較制御手段と、
をさらに備え、
前記設定手段は、前記開度設定情報記憶手段の前記処理手順に対応する前記開度設定値を、前記補正量で補正した新たな前記開度設定値に書き替えるとともに、前記補正量に基づいて前記アクチュエータを制御する機能をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載のマスフローコントローラ。
【請求項４】
前記ガス流路構成部材は、
１つのガス流入口と、
１つのガス流出口と、
前記ガス流入口と前記ガス流出口との間を接続する独立した複数のガス流路と、
それぞれの前記ガス流路に設けられるガス排気口と、
それぞれの前記ガス排気口の形成位置の前記ガス流路に設けられる三方弁と、
それぞれの前記ガス流路の前記三方弁の開閉制御を同期して行う同期手段と、
をさらに備え、
それぞれの前記ガス流路には前記流量調整手段および前記設定手段が設けられ、
第１のガス流路の前記三方弁が開状態で他の前記ガス流路の前記三方弁が閉状態となっているときに、前記第１のガス流路の前記設定手段は、一の処理手順にしたがって、第１のガス流量となるように前記開度設定情報記憶手段から取得した前記一の処理手順に対応する第１の開度設定値で前記第１のガス流路の前記流量調整手段を調整し、
第２のガス流路の前記設定手段は、前記開度設定情報記憶手段から取得したつぎの処理手順に対応する第２の開度設定値で前記第２のガス流路に第２のガス流量のガスが流れるように前記第２のガス流路の前記流量調整手段を調整し、
前記同期手段は、処理手順が切り替わったときに、前記第２のガス流路の前記三方弁のみ開状態とし、前記第１のガス流路を含む他のガス流路の前記三方弁を閉状態にすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のマスフローコントローラ。
【請求項５】
前記ガス流入口近傍と前記ガス流出口近傍にガスバルブをさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のマスフローコントローラ。
【請求項６】
前記ガスバルブは、エアオペレーションバルブまたは電磁弁であることを特徴とする請求項５に記載のマスフローコントローラ。
【請求項７】
ガス配管に設けられる請求項１〜４のいずれか１つに記載のマスフローコントローラと、
前記マスフローコントローラを挟んで両側の前記ガス配管に設けられる電磁弁と、
を備えることを特徴とするマスフローコントローラシステム。
【請求項８】
処理対象を保持する処理対象保持手段を有する基板処理室と、
前記基板処理室への前記ガスの供給量を弁の開度に基づいて調整するマスフローコントローラをプログラムにしたがって制御する制御手段と、
を備える基板処理装置において、
前記制御手段は、処理手順を実行する前に予め求められた、前記処理手順で規定される流量の前記ガスを前記基板処理室に流すときの弁の開度設定値に基づいて前記マスフローコントローラを制御すること、
を特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
前記マスフローコントローラをさらに備え、
前記マスフローコントローラは、
ガス流路を構成するガス流路構成部材と、
前記ガス流路中に配置され、ガスの流量を調整する弁、および前記弁の開度を制御するアクチュエータを有する流量調整手段と、
前記開度設定値を前記処理手順ごとに予め求めた開度設定情報を記憶する開度設定情報記憶手段と、
処理手順に対応する開度設定値を前記開度設定情報記憶手段から取得して、取得した前記開度設定値に基づいて前記アクチュエータを制御する設定手段と、
を有することを特徴とする請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記開度設定値は、前記処理手順で規定される前記ガスの流量である流量設定値と、前記流量設定値にしたがって前記ガスを前記ガス流路に流すときに測定される流量測定値との差分が、所望の範囲となるように前記処理手順を実行する前に予め求められた前記弁の開度の値であることを特徴とする請求項８または９に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記マスフローコントローラは、
前記ガス流路を流れる前記ガスの流量である流量測定値を検出する流量測定手段と、
前記処理手順において前記ガス流路に流す前記ガスの流量である流量設定値に対する前記流量測定値の差分に基づいて、前記流量設定値となる前記弁の位置の補正量を算出する比較制御手段と、
をさらに備え、
前記マスフローコントローラの前記設定手段は、前記開度設定情報記憶手段の前記処理手順に対応する前記開度設定値を、前記補正量で補正した新たな前記開度設定値に書き替えるとともに、前記補正量に基づいて前記アクチュエータを制御する機能をさらに有することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１つに記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記マスフローコントローラの前記ガス流路構成部材は、
１つのガス流入口と、
１つのガス流出口と、
前記ガス流入口と前記ガス流出口との間を接続する独立した複数のガス流路と、
それぞれの前記ガス流路に設けられるガス排気口と、
それぞれの前記ガス排気口の形成位置の前記ガス流路に設けられる三方弁と、
それぞれの前記ガス流路の前記三方弁の開閉制御を同期させて行う同期手段と、
をさらに備え、
それぞれの前記ガス流路には前記流量調整手段および前記設定手段が設けられ、
前記制御手段は、前記プログラム中の一の処理手順を、第１のガス流路の設定手段に通知した後、前記一の処理手順の実行中につぎの処理手順を第２のガス流路の設定手段に通知し、
前記第１のガス流路の前記三方弁が開状態で他の前記ガス流路の前記三方弁が閉状態となっているときに、前記第１のガス流路の前記設定手段は、前記一の処理手順にしたがって、第１のガス流量となるように前記開度設定情報記憶手段から取得した前記一の処理手順に対応する第１の開度設定値で前記第１のガス流路の前記流量調整手段を調整し、
前記第２のガス流路の前記設定手段は、前記開度設定情報記憶手段から取得したつぎの処理手順に対応する第２の開度設定値で前記第２のガス流路に第２のガス流量のガスが流れるように前記第２のガス流路の前記流量調整手段を調整し、
前記マスフローコントローラの前記同期手段は、前記プログラムが前記一の処理手順から前記つぎの処理手順に切り替わったときに、前記第２のガス流路の前記三方弁のみ開状態とし、前記第１のガス流路を含む他のガス流路の前記三方弁を閉状態にすることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１つに記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記マスフローコントローラは、前記ガス流入口近傍と前記ガス流出口近傍にそれぞれガスバルブを備えることを特徴とする請求項１２に記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記ガスバルブは、エアオペレーションバルブまたは電磁弁であることを特徴とする請求項１３に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記マスフローコントローラを挟んで両側のガス配管に電磁弁をさらに備えることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１つに記載の基板処理装置。
【請求項１６】
ガス流路中に配置された弁と、前記弁の開度を制御するアクチュエータと、を有する流量調整手段で、前記ガス流路中に流れるガスの流量を調整するガス流量調整方法において、
処理手順ごとにガス流量が記録されたプログラム中の第１の処理手順の実行指示を受けると、処理手順を実行する前に前記ガス流路に前記処理手順で規定される流量の前記ガスを流したときの前記弁の開度設定値を、前記処理手順ごとに予め求めた開度設定情報を記憶した開度設定情報記憶手段から前記第１の処理手順に対応する開度設定値を取得する開度設定値取得工程と、
前記開度設定値に基づいて前記アクチュエータを制御する第１流量調整工程と、
を含むことを特徴とするガス流量調整方法。
【請求項１７】
前記開度設定値は、前記処理手順で規定される前記ガスの流量である流量設定値と、前記流量設定値にしたがって前記ガスを前記ガス流路に流すときに測定される流量測定値との差分が、所望の範囲となるように前記処理手順を実行する前に予め求められた前記弁の開度の値であることを特徴とする請求項１６に記載のガス流量調整方法。
【請求項１８】
前記第１流量調整工程で、前記アクチュエータの制御を行ってから所定の時間が経過した後、
前記ガス流路を流れる前記ガスの流量である流量測定値を測定する第１流量測定工程と、
前記実行指示に含まれる前記ガス流路に流す前記ガスの流量である流量設定値に対する前記流量測定値の差分に基づいて、前記流量設定値となる前記弁の位置の補正量を算出する第１補正量算出工程と、
前記補正量で前記アクチュエータを制御し、前記弁の開度を補正する第１弁補正工程と、
を含むことを特徴とする請求項１６または１７に記載のガス流量調整方法。
【請求項１９】
前記第１弁補正工程では、前記開度設定情報中の前記処理手順に対応する前記開度設定値を前記補正量で補正した値に書き替えることを特徴とする請求項１８に記載のガス流量調整方法。
【請求項２０】
前記補正量が所定の範囲内に収まるまで、前記第１流量測定工程から前記第１補正量算出工程までの処理を繰り返し実行することを特徴とする請求項１６〜１９のいずれか１つに記載のガス流量調整方法。
【請求項２１】
前記開度設定情報記憶手段に前記プログラム中の前記処理手順に対応した前記開度設定情報が記憶されていない場合に、
前記第１の処理手順に含まれる流量設定値に基づいて前記アクチュエータを制御しガスを流すガス供給工程と、
前記ガス流路を流れる前記ガスの流量である流量測定値を測定する第２流量測定工程と、
前記実行指示に含まれる前記ガス流路に流す前記ガスの流量である第２流量設定値に対する前記流量測定値の差分に基づいて、前記流量設定値となる前記弁の位置の補正量を算出する第２補正量算出工程と、
前記補正量で前記アクチュエータを制御し、前記弁の開度を補正し、前記開度設定情報中の前記処理手順に対応する前記開度設定値を前記補正量で補正した値に書き替える第２弁補正工程と、
をさらに含み、前記補正量が所定の範囲内に収まるまで前記第２流量測定工程から前記第２弁補正工程まで繰り返し行う処理を、前記プログラム中のガスを流すすべての処理手順について実行し、前記開度設定情報を作成することを特徴とする請求項１６〜２０のいずれか１つに記載のガス流量調整方法。
【請求項２２】
前記第１流量調整工程と並行して、前記プログラム中の前記第１の処理手順のつぎの第２の処理手順に対応する開度設定値を前記開度設定情報記憶手段から取得し、前記第１の処理手順の実行指示で行われる前記ガス流路とは異なる他の一のガス流路中のアクチュエータを前記第２の処理手順に対応する前記開度設定値に基づいて制御する第２流量調整工程と、
前記第１の処理手順から前記第２の処理手順に切り替わったときに、前記ガス流路を流れるガスの流れを止め、前記他の一のガス流路のガスを流す処理を同時に行うガス流路切り替え工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１６〜２１のいずれか１つに記載のガス流量調整方法。
【請求項１】
ガス流路を構成するガス流路構成部材と、
前記ガス流路中に配置され、ガスの流量を調整する弁、および前記弁の開度を調整するアクチュエータを有する流量調整手段と、
処理手順を実行する前に前記ガス流路に前記処理手順で規定される流量の前記ガスを流すときの前記弁の開度設定値を前記処理手順ごとに予め求めた開度設定情報を記憶する開度設定情報記憶手段と、
処理手順に対応する開度設定値を前記開度設定情報記憶手段から取得して、取得した前記開度設定値に基づいて前記アクチュエータを制御する設定手段と、
を備えることを特徴とするマスフローコントローラ。
【請求項２】
前記開度設定値は、前記処理手順で規定される前記ガスの流量である流量設定値と、前記流量設定値にしたがって前記ガスを前記ガス流路に流すときに測定される流量測定値との差分が、所望の範囲となるように前記処理手順を実行する前に予め求められた前記弁の開度の値であることを特徴とする請求項１に記載のマスフローコントローラ。
【請求項３】
前記ガス流路を流れる前記ガスの流量である流量測定値を検出する流量測定手段と、
前記処理手順において前記ガス流路に流す前記ガスの流量である流量設定値に対する前記流量測定値の差分に基づいて、前記流量設定値となる前記弁の位置の補正量を算出する比較制御手段と、
をさらに備え、
前記設定手段は、前記開度設定情報記憶手段の前記処理手順に対応する前記開度設定値を、前記補正量で補正した新たな前記開度設定値に書き替えるとともに、前記補正量に基づいて前記アクチュエータを制御する機能をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載のマスフローコントローラ。
【請求項４】
前記ガス流路構成部材は、
１つのガス流入口と、
１つのガス流出口と、
前記ガス流入口と前記ガス流出口との間を接続する独立した複数のガス流路と、
それぞれの前記ガス流路に設けられるガス排気口と、
それぞれの前記ガス排気口の形成位置の前記ガス流路に設けられる三方弁と、
それぞれの前記ガス流路の前記三方弁の開閉制御を同期して行う同期手段と、
をさらに備え、
それぞれの前記ガス流路には前記流量調整手段および前記設定手段が設けられ、
第１のガス流路の前記三方弁が開状態で他の前記ガス流路の前記三方弁が閉状態となっているときに、前記第１のガス流路の前記設定手段は、一の処理手順にしたがって、第１のガス流量となるように前記開度設定情報記憶手段から取得した前記一の処理手順に対応する第１の開度設定値で前記第１のガス流路の前記流量調整手段を調整し、
第２のガス流路の前記設定手段は、前記開度設定情報記憶手段から取得したつぎの処理手順に対応する第２の開度設定値で前記第２のガス流路に第２のガス流量のガスが流れるように前記第２のガス流路の前記流量調整手段を調整し、
前記同期手段は、処理手順が切り替わったときに、前記第２のガス流路の前記三方弁のみ開状態とし、前記第１のガス流路を含む他のガス流路の前記三方弁を閉状態にすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のマスフローコントローラ。
【請求項５】
前記ガス流入口近傍と前記ガス流出口近傍にガスバルブをさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のマスフローコントローラ。
【請求項６】
前記ガスバルブは、エアオペレーションバルブまたは電磁弁であることを特徴とする請求項５に記載のマスフローコントローラ。
【請求項７】
ガス配管に設けられる請求項１〜４のいずれか１つに記載のマスフローコントローラと、
前記マスフローコントローラを挟んで両側の前記ガス配管に設けられる電磁弁と、
を備えることを特徴とするマスフローコントローラシステム。
【請求項８】
処理対象を保持する処理対象保持手段を有する基板処理室と、
前記基板処理室への前記ガスの供給量を弁の開度に基づいて調整するマスフローコントローラをプログラムにしたがって制御する制御手段と、
を備える基板処理装置において、
前記制御手段は、処理手順を実行する前に予め求められた、前記処理手順で規定される流量の前記ガスを前記基板処理室に流すときの弁の開度設定値に基づいて前記マスフローコントローラを制御すること、
を特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
前記マスフローコントローラをさらに備え、
前記マスフローコントローラは、
ガス流路を構成するガス流路構成部材と、
前記ガス流路中に配置され、ガスの流量を調整する弁、および前記弁の開度を制御するアクチュエータを有する流量調整手段と、
前記開度設定値を前記処理手順ごとに予め求めた開度設定情報を記憶する開度設定情報記憶手段と、
処理手順に対応する開度設定値を前記開度設定情報記憶手段から取得して、取得した前記開度設定値に基づいて前記アクチュエータを制御する設定手段と、
を有することを特徴とする請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記開度設定値は、前記処理手順で規定される前記ガスの流量である流量設定値と、前記流量設定値にしたがって前記ガスを前記ガス流路に流すときに測定される流量測定値との差分が、所望の範囲となるように前記処理手順を実行する前に予め求められた前記弁の開度の値であることを特徴とする請求項８または９に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記マスフローコントローラは、
前記ガス流路を流れる前記ガスの流量である流量測定値を検出する流量測定手段と、
前記処理手順において前記ガス流路に流す前記ガスの流量である流量設定値に対する前記流量測定値の差分に基づいて、前記流量設定値となる前記弁の位置の補正量を算出する比較制御手段と、
をさらに備え、
前記マスフローコントローラの前記設定手段は、前記開度設定情報記憶手段の前記処理手順に対応する前記開度設定値を、前記補正量で補正した新たな前記開度設定値に書き替えるとともに、前記補正量に基づいて前記アクチュエータを制御する機能をさらに有することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１つに記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記マスフローコントローラの前記ガス流路構成部材は、
１つのガス流入口と、
１つのガス流出口と、
前記ガス流入口と前記ガス流出口との間を接続する独立した複数のガス流路と、
それぞれの前記ガス流路に設けられるガス排気口と、
それぞれの前記ガス排気口の形成位置の前記ガス流路に設けられる三方弁と、
それぞれの前記ガス流路の前記三方弁の開閉制御を同期させて行う同期手段と、
をさらに備え、
それぞれの前記ガス流路には前記流量調整手段および前記設定手段が設けられ、
前記制御手段は、前記プログラム中の一の処理手順を、第１のガス流路の設定手段に通知した後、前記一の処理手順の実行中につぎの処理手順を第２のガス流路の設定手段に通知し、
前記第１のガス流路の前記三方弁が開状態で他の前記ガス流路の前記三方弁が閉状態となっているときに、前記第１のガス流路の前記設定手段は、前記一の処理手順にしたがって、第１のガス流量となるように前記開度設定情報記憶手段から取得した前記一の処理手順に対応する第１の開度設定値で前記第１のガス流路の前記流量調整手段を調整し、
前記第２のガス流路の前記設定手段は、前記開度設定情報記憶手段から取得したつぎの処理手順に対応する第２の開度設定値で前記第２のガス流路に第２のガス流量のガスが流れるように前記第２のガス流路の前記流量調整手段を調整し、
前記マスフローコントローラの前記同期手段は、前記プログラムが前記一の処理手順から前記つぎの処理手順に切り替わったときに、前記第２のガス流路の前記三方弁のみ開状態とし、前記第１のガス流路を含む他のガス流路の前記三方弁を閉状態にすることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１つに記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記マスフローコントローラは、前記ガス流入口近傍と前記ガス流出口近傍にそれぞれガスバルブを備えることを特徴とする請求項１２に記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記ガスバルブは、エアオペレーションバルブまたは電磁弁であることを特徴とする請求項１３に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記マスフローコントローラを挟んで両側のガス配管に電磁弁をさらに備えることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１つに記載の基板処理装置。
【請求項１６】
ガス流路中に配置された弁と、前記弁の開度を制御するアクチュエータと、を有する流量調整手段で、前記ガス流路中に流れるガスの流量を調整するガス流量調整方法において、
処理手順ごとにガス流量が記録されたプログラム中の第１の処理手順の実行指示を受けると、処理手順を実行する前に前記ガス流路に前記処理手順で規定される流量の前記ガスを流したときの前記弁の開度設定値を、前記処理手順ごとに予め求めた開度設定情報を記憶した開度設定情報記憶手段から前記第１の処理手順に対応する開度設定値を取得する開度設定値取得工程と、
前記開度設定値に基づいて前記アクチュエータを制御する第１流量調整工程と、
を含むことを特徴とするガス流量調整方法。
【請求項１７】
前記開度設定値は、前記処理手順で規定される前記ガスの流量である流量設定値と、前記流量設定値にしたがって前記ガスを前記ガス流路に流すときに測定される流量測定値との差分が、所望の範囲となるように前記処理手順を実行する前に予め求められた前記弁の開度の値であることを特徴とする請求項１６に記載のガス流量調整方法。
【請求項１８】
前記第１流量調整工程で、前記アクチュエータの制御を行ってから所定の時間が経過した後、
前記ガス流路を流れる前記ガスの流量である流量測定値を測定する第１流量測定工程と、
前記実行指示に含まれる前記ガス流路に流す前記ガスの流量である流量設定値に対する前記流量測定値の差分に基づいて、前記流量設定値となる前記弁の位置の補正量を算出する第１補正量算出工程と、
前記補正量で前記アクチュエータを制御し、前記弁の開度を補正する第１弁補正工程と、
を含むことを特徴とする請求項１６または１７に記載のガス流量調整方法。
【請求項１９】
前記第１弁補正工程では、前記開度設定情報中の前記処理手順に対応する前記開度設定値を前記補正量で補正した値に書き替えることを特徴とする請求項１８に記載のガス流量調整方法。
【請求項２０】
前記補正量が所定の範囲内に収まるまで、前記第１流量測定工程から前記第１補正量算出工程までの処理を繰り返し実行することを特徴とする請求項１６〜１９のいずれか１つに記載のガス流量調整方法。
【請求項２１】
前記開度設定情報記憶手段に前記プログラム中の前記処理手順に対応した前記開度設定情報が記憶されていない場合に、
前記第１の処理手順に含まれる流量設定値に基づいて前記アクチュエータを制御しガスを流すガス供給工程と、
前記ガス流路を流れる前記ガスの流量である流量測定値を測定する第２流量測定工程と、
前記実行指示に含まれる前記ガス流路に流す前記ガスの流量である第２流量設定値に対する前記流量測定値の差分に基づいて、前記流量設定値となる前記弁の位置の補正量を算出する第２補正量算出工程と、
前記補正量で前記アクチュエータを制御し、前記弁の開度を補正し、前記開度設定情報中の前記処理手順に対応する前記開度設定値を前記補正量で補正した値に書き替える第２弁補正工程と、
をさらに含み、前記補正量が所定の範囲内に収まるまで前記第２流量測定工程から前記第２弁補正工程まで繰り返し行う処理を、前記プログラム中のガスを流すすべての処理手順について実行し、前記開度設定情報を作成することを特徴とする請求項１６〜２０のいずれか１つに記載のガス流量調整方法。
【請求項２２】
前記第１流量調整工程と並行して、前記プログラム中の前記第１の処理手順のつぎの第２の処理手順に対応する開度設定値を前記開度設定情報記憶手段から取得し、前記第１の処理手順の実行指示で行われる前記ガス流路とは異なる他の一のガス流路中のアクチュエータを前記第２の処理手順に対応する前記開度設定値に基づいて制御する第２流量調整工程と、
前記第１の処理手順から前記第２の処理手順に切り替わったときに、前記ガス流路を流れるガスの流れを止め、前記他の一のガス流路のガスを流す処理を同時に行うガス流路切り替え工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１６〜２１のいずれか１つに記載のガス流量調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−３３１５０（Ｐ２０１２−３３１５０Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２２３９０（Ｐ２０１１−１２２３９０）
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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