(57)【要約】【課題】通常動作をしている状態であっても、ＭＦＣのデータを容易に取得することができる流量制御装置、流体制御装置、およびデータ取得方法を提供する。【解決手段】マスフローコントローラ（ＭＦＣ）２０は、ハウジング２１と、ハウジング２１の外部へ可視光を発光する発光部２７と、データに基づき発光部２７を点滅させる通信制御部２５Ｄと、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングの外部へ可視光を発光する発光部と、
データに基づき前記発光部を点滅させる通信制御部と、を備える流量制御装置。
【請求項２】
前記データは、動作状態を示すデータ、測定データ、および設定状態を示すデータの少なくともいずれか一つである、請求項１に記載の流量制御装置。
【請求項３】
前記発光部は、流量制御装置に電源が供給されている状態では、点灯または点滅している、請求項１または請求項２に記載の流量制御装置。
【請求項４】
流体が流れる流路を有し、
前記発光部は、前記ハウジングにおいて、前記流路が位置する側とは反対側に設けられている、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の流量制御装置。
【請求項５】
可視光に対して透明な窓を有する筐体と、
前記筐体内に設けられた請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の流量制御装置と、を備え、
前記発光部の光は前記窓を通過する、流体制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の流体制御装置と、可視光を受光してデータ化する受信装置とを用いたデータ取得方法であって、
前記流体制御装置を動作させ、
前記通信制御部により、前記流量制御装置に関するデータに基づき前記発光部を点滅させ、
前記受信装置により、前記窓を介して前記発光部からの可視光を受信して、前記流量制御装置に関するデータを取得する、データ取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置等に使用される流量制御装置、流体制御装置、およびデータ取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置のガス供給系には、指定された質量流量のガスを正確に送りだすためのマスフローコントローラ（ＭＦＣ：Ｍａｓｓ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）が用いられる。ＭＦＣは、流通するガスの流量を測定するセンサと、センサの測定値を元にフィードバック制御されるコントロールバルブと、フィードバックのための演算処理や通信処理などを行う制御部からなる。装置メンテナンス等でＭＦＣの動作を検証したい場合、通常、デバッグポートからの電子配線を用いて動作状態のＭＦＣの詳細な動作情報を取得する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１７５５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＭＦＣは半導体製造装置のガスボックス中に設置されるが、ガスボックスは毒性の強いガスがガスボックス外部に漏れることを防止するために、フタを開けると動作が停止するセーフティロックを有している。このため、通常動作時にＭＦＣの動作状態を装置自体に干渉を与えずにデータを取得することが難しかった。
【０００５】
そこで本発明は、通常動作をしている状態であっても、ＭＦＣのデータを容易に取得することができる技術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】
上記目的を解決するために、本発明の一態様である流量制御装置は、ハウジングと、前記ハウジングの外部へ可視光を発光する発光部と、データに基づき前記発光部を点滅させる通信制御部と、を備える。
【０００７】
前記データは、動作状態を示すデータ、測定データ、および設定状態を示すデータの少なくともいずれか一つであってもよい。
【０００８】
前記発光部は、流量制御装置に電源が供給されている状態では、点灯または点滅していてもよい。
【０００９】
流体が流れる流路を有し、前記発光部は、前記ハウジングにおいて、前記流路が位置する側とは反対側に設けられていてもよい。
【００１０】
本発明の一態様である流体制御装置は、可視光に対して透明な窓を有する筐体と、前記筐体内に設けられた上記の流量制御装置と、を備え、前記発光部の光は前記窓を通過する。
【００１１】
本発明の一態様であるデータ取得方法は、上記の流体制御装置と、可視光を受光してデータ化する受信装置とを用いたデータ取得方法であって、前記流体制御装置を動作させ、  前記通信制御部により、前記流量制御装置に関するデータに基づき前記発光部を点滅させ、  前記受信装置により、前記窓を介して前記発光部からの可視光を受信して、前記流量制御装置に関するデータを取得する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、通常動作をしている状態であっても、ＭＦＣのデータを容易に取得することができる技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るＭＦＣを備えるガスボックスの概略図である。
【図２】ＭＦＣの概略図である。
【図３】ガスボックスを備える半導体製造装置の外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態に係る流量制御装置であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ：Ｍａｓｓ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（以下、単に「ＭＦＣ」とする））２０およびそれを備える流体制御装置であるガスボックス１について、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係るＭＦＣ２０を備えるガスボックス１の概略図である。
【００１６】
ガスボックス１は、筐体２と、ベース３と、複数のガスライン４を備えている。なお、各ガスライン４の構成はほぼ同じであり、図１では複数あるうちの一つのガスライン４のみを示している。
【００１７】
筐体２は、外形が略直方体の箱状をなしている。筐体２は、ベース３が設置されるベース板２Ａと、ベース板２Ａの反対側に位置する外板２Ｂとを有する。外板２Ｂには、可視光が透過可能な窓２Ｃが設けられている。
【００１８】
ガスライン４は、複数の継手５〜７と、複数の流体制御機器１０〜１５、２０とを備える。
【００１９】
複数の継手５〜７は、プロセスガスの入口となる入口継手５と、プロセスガスの出口となる出口継手６と、入口継手５と出口継手６との間に配置される複数のブロック状の継手７とにより構成されている。複数の継手５〜７は、図示せぬボルトによりベース３に固定されている。各継手５〜７には、図示せぬガスの流路が形成され、当該流路は、対応する流体制御機器１０〜１５、２０の流路に連通している。
【００２０】
複数の流体制御機器１０〜１５、２０は、自動弁（例えば流体駆動式の自動弁）であるバルブ１０〜１３と、手動式のレギュレータ（減圧弁）１４と、圧力計１５と、流量制御装置であるＭＦＣ２０とにより構成されている。各流体制御機器１０〜１５、２０は、ボルト８（図の簡略化のため一つのボルト８にのみ参照番号を付している。）により、継手５〜７に対しそれぞれ連結されている。
【００２１】
入口継手５から流入するプロセスガスは、流体制御機器１０〜１５、２０、複数の継手７、出口継手６を通過して、図示せぬチャンバへ供給される。また、図示せぬパージガス配管から供給されるパージガス（例えば、窒素）は、バルブ１２に流入して、入口継手５側および出口継手６側へ流れる。
【００２２】
次に、本実施形態に係るＭＦＣ２０について、図１、２を参照して説明する。
図２は、本実施形態に係るＭＦＣ２０の概略図である。
【００２３】
ＭＦＣ２０は、ハウジング２１と、流路２２と、バイパス２３と、流量センサ２４と、制御部２５と、流量制御バルブ２６と、発光部２７と、コネクタ２８とを備える。
【００２４】
ハウジング２１は、ＭＦＣ２０の外枠を構成している。流路２２は、ハウジング２１内に設けられている。流路２２に、バイパス２３が設けられ、流路２２から分岐する流路に流量センサ２４が設けられている。ＭＦＣ２０に流入したガスは、バイパス２３および流量センサ２４へ所定の流量比に分流される。
【００２５】
制御部２５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２５Ａと、記憶部２５Ｂとを備える。ＣＰＵ２５Ａは、記憶部２５Ｂに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、ＭＦＣ２０の全体を制御する。記憶部２５Ｂは、各種プログラムを記憶し、当該プログラムがＣＰＵ２５Ａに読み出されて実行されることにより、ＣＰＵ２５Ａの後述の各部２５Ｃ、２５Ｄの機能が実現される。記憶部２５Ｂには、さらに、設定流量値、ＭＦＣ２０を流れるガス種、ＭＦＣ２０のファームウェアのバージョン等が記憶されている。
【００２６】
ＣＰＵ２５Ａは、流量制御部２５Ｃと、通信制御部２５Ｄとを備える。流量制御部２５Ｃは、流量センサ２４からの信号（２本のコイルにより検出された抵抗値（温度差）に関する信号の）に基づき、ガスの流量を算出し、設定流量値と算出したガス流量値とを比較して、流量制御バルブ２６の開度を制御する。流量制御バルブ２６は、ソレノイドバルブまたはピエゾバルブである。流量制御バルブ２６がピエゾバルブである場合には、流量制御バルブ２６の開度はピエゾ素子に印加される電圧値に相当する。
【００２７】
発光部２７は、ハウジング２１において、流路２２が位置する側とは反対側に設けられている。発光部２７は、例えば複数のＬＥＤを備えている。発光部２７が発光する可視光は、筐体２の窓２Ｃを通過するように構成されている。
【００２８】
通信制御部２５Ｄは、複数のＬＥＤをオン・オフする電源回路およびドライバ、信号変調用マイコン等として機能する。そして、通信制御部２５Ｄは、ＭＦＣ２０に関するデータである、測定されたガスの流量値、流量制御バルブ２６の開度、記憶部２５Ｂに記憶された設定流量値、ＭＦＣ２０を流れるガス種、流路２２直近の温度、流量の補正に使われるパラメータ、およびＭＦＣ２０のファームウェアのバージョンの少なくとも一つを示すデータに基づき、発光部２７を点滅させ、当該データを外部に送信する。すなわち、通信制御部２５Ｄは、発光部２７を点滅させて可視光通信を行う。複数のデータを送信する場合には、発光部２７を点滅させて、各データを順番にかつ繰り返し外部に送信する。流量制御バルブ２６の開度および流量の補正に使われるパラメータが動作状態を示すデータに、流量センサ２４で測定されたガスの流量および流路２２直近の温度が測定データに、記憶部２５Ｂに記憶された設定流量値、ＭＦＣ２０を流れるガス種、およびＭＦＣ２０のファームウェアのバージョンが設定状態を示すデータに相当する。可視光通信のプロトコルには公知の技術を用いることができ、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．７に規格される方式を用いることができる。
【００２９】
コネクタ２８には、ケーブルが接続され、ＭＦＣ２０に対し電力が供給される。当該電力が供給されると、発光部２７は点灯または点滅するように構成されている。半導体製造装置３０内での通常動作時の通信は当該ケーブルを通じて行われる。
【００３０】
次に、図１を参照して、受信装置２９について説明する。
受信装置２９は、例えばフォトダイオードを備える受光部２９Ａと、受光部２９Ａの出力信号を増幅する図示せぬアンプ、図示せぬ信号復調用マイコン等により構成される。当該構成により、受信装置２９は、受光部２９Ａにおいて受光した可視光をデータ化する。
【００３１】
そして、動作状態にあるＭＦＣ２０において、通信制御部２５Ｄにより、ＭＦＣ２０に関するデータに基づき発光部２７を点滅させ、受信装置２９により、窓２Ｃを介して発光部２７からの可視光を受信することにより、ＭＦＣ２０に関するデータが取得される。
【００３２】
図３は、ガスボックス１を備える半導体製造装置３０の外観斜視図を示している。
【００３３】
半導体製造装置３０は、例えば、ＣＶＤ装置であり、フレーム３１と、ガスボックス１を有する図示せぬガス供給手段と、図示せぬ真空チャンバと、図示せぬ排気手段とを有し、ウェハ上に不動態膜（酸化膜）を形成する装置である。
【００３４】
図３に示すように、ガスボックス１は、フレーム３１に装着されており、ガスボックス１の筐体２の外板２Ｂは、フレーム３１の外部に露出している。
【００３５】
上記の実施形態では、ＭＦＣ２０は、ハウジング２１の外部へ可視光を発光する発光部２７と、データに基づき発光部２７を点滅させる通信制御部２５Ｄとを備えている。そして、データは、ＭＦＣ２０の動作状態を示すデータ、ＭＦＣ２０による測定データ、ＭＦＣ２０の設定状態を示すデータである。さらに、ガスボックス１は、窓２Ｃを有する筐体２を備え、ＭＦＣ２０の発光部２７の可視光は当該窓２Ｃを透過するように構成され、受信装置２９により、窓２Ｃを介して発光部２７からの可視光を受信することにより、ＭＦＣ２０に関するデータが取得される。
【００３６】
このような構成により、ガスボックス１を搭載し半導体製造装置３０が通常動作をしている状態であっても、窓２ＣからＭＦＣ２０に関するデータを取得でき、通常のプロセスを動かしながらＭＦＣ２０のデータを取得できる。また、メンテナンス作業に不便な位置にＭＦＣ２０が取り付けてある状態であっても、ＭＦＣ２０にデバッグ用のコネクタを差す必要がなく、容易にメンテナンス可能である。また、ＭＦＣ２０の動作情報は半導体製造のレシピに関わる非常に重要な機密情報であるが、動作データが送信される先は可視光が見える範囲に限られるので、ＭＦＣ２０の動作データが配信される範囲が目視により確認でき、データ漏洩の防止が容易となる。窓２Ｃに不透明なフタをかぶせることで、データが配信される範囲をガスボックス１内に容易に制限できる。
【００３７】
また、発光部２７は、ＭＦＣ２０に電源が供給されている状態では、点灯または点滅しているので、発光部２７に電源ランプの機能を併存させることができる。ちなみに、可視光通信のための点滅速度を十分早めることで、実際には点滅していても人の目にはあたかも点灯し続けているように見せることができる。
【００３８】
また、発光部２７は、ハウジング２１において、流路２２が位置する側とは反対側に設けられているので、ガスボックス１の筐体２内において、配管等のないスペース側に発光部２７を位置させることができ、発光部２７からの可視光を窓２Ｃを介して確実に筐体２の外部へ照射することができる。図１に示した集積型ガスボックスの設計において、ＭＦＣ２０をメンテナンス等で取り外す時は必ず上方向に取り外されるため、ＭＦＣ２０の上方側には配管等を配置しないように設計される必要があることを利用している。
【００３９】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。
【００４０】
例えば、受信装置２９と同様の構成の受信部を、ＭＦＣ２０のハウジング２１に設けてもよい。当該受信部を備えることにより、外部からデータを窓２Ｃを介した可視光通信により受信することができる。例えば、ＭＦＣ２０は、熱式の流量センサ２４を持つ熱式マスフローコントローラの場合について説明したが、圧力式流量センサを持つ圧力式マスフローコントローラであってもよい。
【００４１】
なお、半導体製造装置３０は、ＣＶＤ装置の場合について説明したが、スパッタリング装置またはエッチング装置であっても良い。エッチング装置（ドライエッチング装置）は、処理室、ガス供給手段（流体制御装置）、排気手段から構成され、反応性の気体による腐食作用によって、材料表面等を加工する装置である。スパッタリング装置は、ターゲット、真空チャンバ、ガス供給手段（流体制御装置）、排気手段から構成され、材料表面を成膜する装置である。
【符号の説明】
【００４２】
１：ガスボックス、  ２：筐体、  ２Ｃ：窓、  ２０：ＭＦＣ、  ２１：ハウジング、    ２２：流路、  ２７：発光部、  ２５Ｄ：通信制御部、  ２９：受信装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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