(57)【要約】【課題】  質量流量制御装置を有する半導体制御装置にあって、質量流量の検定動作自動的に行うようにした半導体製造装置を提供する。【解決手段】  流体供給路に質量流量制御装置４０、開閉弁Ｖを有し、末端に排気装置Ｐを有する半導体製造装置１であって、前記半導体製造装置１は、前記質量流量制御装置４０、前記開閉弁Ｖ、前記排気装置Ｐ等の動作に係る制御を司る制御装置Ｃを有し、前記質量流量制御装置４０は、流量制御の検定機能を有した質量流量制御装置であることを特徴とする半導体製造装置でなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体供給路に質量流量制御装置、開閉弁を有し、末端に排気装置を有する半導体製造装置であって、前記半導体製造装置は、前記質量流量制御装置、前記開閉弁、前記排気装置等の動作に係る制御を司る制御装置を有し、前記質量流量制御装置は、流量制御の検定機能及び／又は流量校正機能を有した質量流量制御装置であることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記制御装置は、流量検定時に前記開閉弁および前記排気装置に対して所定の動作信号を出力し、同時に又はその後、前記質量流量制御装置に流量検定動作信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記質量流量制御装置は、流体を流す流路に、該流路に流れる流体の質量流量を検出して流量信号を出力する質量流量検出手段と、バルブ駆動信号により弁開度を変えることによって質量流量を制御する流量制御弁機構とを設け、外部から入力される流量設定信号と前記流量信号とに基づいて前記流量制御弁機構を制御する制御手段を設けてなる質量流量制御装置であって、
さらに前記流路に、該流路を開閉する検定用バルブ部と、所定の容量を有する検定用タンク部と、前記流体の圧力を検出して圧力検出信号を出力する圧力検出手段とをそれぞれ設け、前記検定用バルブと前記検定用タンク部と前記圧力検出手段とを用いて質量流量検定動作を行うように制御する検定制御手段を備えるように構成した質量流量制御装置であることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記質量流量制御装置は、前記流路に零点測定の時に該流路の出口側を開閉する零点測定用バルブ部が設けられている質量流量制御装置であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス等の比較的小流量の流体の質量流量を計測する質量流量制御装置を搭載した半導体製造装置に係り、特に質量流量制御の精度の検定を行うことができる質量流量制御装置を搭載した半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体集積回路等の半導体製品等を製造するためには、半導体ウエハ等に対して例えばＣＶＤ成膜やエッチング操作等が種々の半導体製造装置において繰り返し行われるが、この場合に微量の処理ガスの供給量を精度良く制御する必要から例えばマスフローコントローラのような質量流量制御装置が用いられている。
しかして、この種の質量流量制御装置にあっては、流量設定信号が示す質量流量（以下、単に「流量」とも称す）に対して実際に流量制御弁に流れる流量（以下、「実流量」とも称す）が精度良く一致することが必要であるが、供給ガス圧が変化した場合や、装置自体が経年変化した場合などには、装置の納入当初と同じバルブ駆動電圧を印加しても流れるガスの実流量が僅かに異なる場合が発生する。
【０００３】
特に、プロセスガスに利用されるシラン、ホスフィンといった腐食性ガスは、特性上ガス配管ラインを含んだ半導体製造装置の内部にも生成固形物を析出させる可能性があり、その生成固形物が、半導体製造装置内の各所の容積変化を生じさせることがある。例えば、従来技術の検定タンクを含むシステムでは、そのタンクの形状はおおよそ１０φ×２８ｍｍで、０．１ｍｍの生成物が処理室内面全体に付着したとして、その体積変化率は４．６％にすぎない。一方質量流量制御装置の細管部（センサーパイプ）への生成物付着は、付着前と付着後とのパイプの断面積比で決まるから、パイプ内径を０．５ｍｍとすると、０．１ｍｍの生成物付着による断面積変化は６４％となり、厳格に流量を管理すべき質量流量制御装置の性能が低下し、適正なガス供給が行なわれなくなってしまう。
【０００４】
このため、質量流量制御装置が設計通りに流量を制御することができるか否かを検証するために定期的、或いは不定期的に流量検定が実施されている。この流量検定の一例は、ガス管路に容量が既知の検定用タンクを別途設け、一定のガス流量を安定的に流した状態からガスの供給を停止し、この後に、上記検定用タンク内に蓄積されていたガスが流れ出る時のガスの圧力変化を、出荷時等の基準となる圧力変化と比較することにより、その正否を判断するようにしている。
【０００５】
例えば、特許文献１は、複数のプロセスガスラインと、前記プロセスガスラインから分岐接続された計測ガスラインと、前記計測ガスラインには第１圧力調整器と、遮断弁と、圧力センサと、第２圧力調整器とが順次配管され、前記遮断弁と前記第２圧力調整器との間の圧力降下を圧力センサによって測定することで質量流量制御装置を検定する流量検定システムを開示している。
また、特許文献２には、流量計と、マスフローコントローラのセンサ部でガス流量を測定し、得られた検出特性に基づいてマスフローコントローラの検出特性を補正する校正方法が開示されている。
更に、特許文献３には、プロセスガス系とは別に、流量検定用ガス源と、検定用マスフローコントローラと、開閉弁を経由し排気装置に至る配管系を有した半導体製造装置を提案している。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２２３５３８号公報
【特許文献２】特開２００４−２０３０６号公報
【特許文献３】特開平６−５３１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１に示された流量検定システムによれば、分岐された計測ガスラインを別途敷設しなければならず、また、前記計測ガスラインを操作し、検定する為の専用パソコンシステムを必要としている、という問題点がある。特許文献２においては、配管類の敷設は最小限であるが、校正用の流量計自体を別途検定しておく必要があり、更に検定時には、マスフローコントローラの上流および下流に敷設されている圧力レギュレータあるいはバルブ類を検定状態に適するよう操作をしておく必要がある、という問題点がある。また、特許文献３に示された半導体製造装置によれば、分岐された流量校正用ガスラインを別途敷設しなければならず、かつ検定用装置にマスフローコントローラで構成していることから、検定用装置と被検定装置とは同じ原理を利用した流量検定であって、同様に生成固形物が付着した検定装置での校正には誤差が大きいといった問題がある。
更には、質量流量制御装置の検定を行う時期は、末端の半導体製造装置の状態を確認する必要があり、この確認作業、ライン停止の判断、更にバルブ類の操作などの作業が煩雑になるのみならず、ガスを使用する半導体製造装置も長時間に亘って停止させなければならない、といった問題があった。
以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものであり、本発明の目的は、特別な配管敷設を必要とせず、煩雑な作業をせずとも自動的に質量流量制御装置の検定及び流量校正を実施する流量検定機能付質量流量制御装置を搭載した半導体製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、流体供給路に質量流量制御装置、開閉弁を有し、末端に排気装置を有する半導体製造装置であって、前記半導体製造装置は、前記質量流量制御装置、前記開閉弁、前記排気装置等の動作に係る制御を司る制御装置を有し、前記質量流量制御装置は、流量制御の検定機能及び／又は流量校正機能を有した質量流量制御装置である半導体製造装置である。
また、本発明において、前記制御装置は、流量検定時に前記開閉弁および前記排気装置に対して所定の動作信号を出力し、同時に又はその後、前記質量流量制御装置に流量検定動作信号を出力する半導体製造装置である。
このような構成であるから、半導体製造装置に余分な配管ラインの敷設を必要とせず、半導体製造上の適当な時期に半導体製造装置の制御装置より、ガス供給ライン系の開閉弁や排気装置を質量流量制御装置の検定に必要な状態になるよう指示信号を一元的に出し、流量検定機能付質量流量制御装置の検定機能動作指令を出すことができるので、半導体製造装置全体を短時間で、最適な状態に検定及び校正することができる。
【０００９】
また、本発明において、前記質量流量制御装置は、流体を流す流路に、該流路に流れる流体の質量流量を検出して流量信号を出力する質量流量検出手段と、バルブ駆動信号により弁開度を変えることによって質量流量を制御する流量制御弁機構とを設け、外部から入力される流量設定信号と前記流量信号とに基づいて前記流量制御弁機構を制御する制御手段を設けてなる質量流量制御装置であって、
前記流路に、該流路を開閉する検定用バルブ部と、所定の容量を有する検定用タンク部と、前記流体の圧力を検出して圧力検出信号を出力する圧力検出手段とをそれぞれ設け、前記検定用バルブと前記検定用タンク部と前記圧力検出手段とを用いて質量流量検定動作を行うように制御する検定制御手段を備えるように構成した質量流量制御装置であることが望ましい。
このように、装置自体に検定用バルブ部と検定用タンク部等を設け、この検定用バルブ部を閉じて流体の供給を停止した以降において、上記検定用タンク部から流れ出る流体の圧力変化を検出すると共に、この圧力変化を例えば基準となる基準圧力変化と比較することによって、流れる流体の質量流量を正確に制御できるか否かの検定を行うことができる。或いは、上記検定用タンク部から流れ出る流体の圧力降下量と上記質量流量検出手段の出力の積分値との比を、基準となる圧力降下量と質量流量検出手段の出力の積分値との比と比較することで検定を行うことができる。
【００１０】
前記質量流量制御装置は、前記流路に零点測定の時に該流路の出口側を開閉する零点測定用バルブ部が設けられている質量流量制御装置とすることもできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の流量検定機能付質量流量制御装置を搭載した半導体製造装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
質量流量制御装置自体に検定用バルブ部と検定用タンク部等を設け、この検定用バルブ部を閉じて流体の供給を停止した以降において、上記検定用タンク部から流れ出る流体の圧力変化を検出すると共に、この圧力変化を例えば基準となる基準圧力変化と比較することによって、流れる流体の質量流量を正確に制御できるか否かの検定を行うことができる流量検定機能付質量流量制御装置を搭載した半導体製造装置であるから、半導体製造上の適当な時期に半導体製造装置の制御装置より、ガス供給ライン系の開閉弁や排気装置を質量流量制御装置の検定に必要な状態になるよう指示信号を一元的に出し、流量検定機能付質量流量制御装置の検定機能動作指令を出すことができるので、半導体製造装置全体を短時間で、最適な状態に検定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る流量検定機能付質量流量制御装置を搭載した半導体製造装置の実施例を図1により説明する。図１において、プロセスガスは、プロセスガス源Ｌ１およびＬ２から、圧力制御装置Ｒ１およびＲ２にて適度な圧力に調整され、開閉弁Ｖ１およびＶ４を経由して流量検定機能付質量流量制御装置４０−１および４０−２の入口部に至り、流量を制御された状態で流量検定機能付質量流量制御装置４０−１および４０−２の出口部から開閉弁Ｖ２、Ｖ５およびＶ１０を経由して処理室Ｄに至る。処理室Ｄの出口は開閉弁Ｖ１２を経由して排気装置Ｐに至る。
一方、プロセスガスの置換操作時や流量検定操作時において利用する不活性ガスは、不活性ガス源Ｌ３から、圧力制御装置Ｒ３にて適度な圧力に調整され、開閉弁Ｖ７、Ｖ９およびＶ３、Ｖ６を経由して流量検定機能付質量流量制御装置４０−１および４０−２の入口部に至る。更に、流量を制御された状態で流量検定機能付質量流量制御装置４０−３の出口部から開閉弁Ｖ８およびＶ１０を経由して処理室Ｄに至る。
【００１３】
例えば、半導体製造工程は、半導体製造装置の次の動作をして行なわれる。なお、以下の動作指令信号は全て制御装置Ｃより出力される。初期状態は、開閉弁Ｖ１乃至Ｖ１２は閉である。
まず、排気装置Ｐを稼動状態にし、圧力制御装置Ｒ３において適切な圧力に制御した不活性ガス（例えば窒素）を開閉弁Ｖ２、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８、Ｖ９、Ｖ１０およびＶ１２を開にして導入する。このとき流量検定機能付質量流量制御装置４０−１、４０−２および４０−３は全開状態とし、配管管路内および処理室Ｄ内のパージを行う。
【００１４】
続いて、制御装置Ｃは、開閉弁Ｖ３、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ９を閉とし、Ｖ１を開にするとともに、流量検定機能付質量流量制御装置４０−１、および４０−３へ所定の流量制御信号を出力し、圧力制御装置Ｒ１において適切な圧力に制御したプロセスガスを流量検定機能付質量流量制御装置４０−１を介してプロセスガス源Ｌ１より導入すると共に、圧力制御装置Ｒ３において適切な圧力に制御した不活性ガスを流量検定機能付質量流量制御装置４０−３を介して導入し、プロセスガスと不活性ガスとが混合希釈された状態で処理室Ｄへ導かれる。プロセスガス源Ｌ２を用いる場合も同様である。これらの操作を繰り返し半導体製造が行なわれる。
【００１５】
しかして、質量流量制御装置の検定にあたっては、例えば流量検定機能付質量流量制御装置４０−１を検定する場合、排気装置Ｐを稼動させ、開閉弁Ｖ２、Ｖ３、Ｖ７、Ｖ９、Ｖ１０、Ｖ１２をそれぞれ開とし、不活性ガス源Ｌ３から、圧力制御装置Ｒ３にて適度な圧力に調整された状態で不活性ガスを流量検定機能付質量流量制御装置４０−１へ導入する。続いて、流量検定機能付質量流量制御装置４０−１へ検定動作モードの指示信号を出力する。或いは、排気装置Ｐを稼動させ、開閉弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ１０、Ｖ１２をそれぞれ開とし、プロセスガス源Ｌ１から、圧力制御装置Ｒ１にて適度な圧力に調整された状態でプロセスガスを流量検定機能付質量流量制御装置４０−１へ導入し、流量検定機能付質量流量制御装置４０−１へ検定動作モードの指示信号を出力することもできる。検定動作モードについては、詳細に後述する。
【００１６】
半導体製造にあたっては、クリーンルームのクリーン度やプロセスガスの流量制御の精度が半導体の良品率に直結するといわれる。中でも、オペレータが介在する作業における発塵がクリーンルームのクリーン度に大きく影響を及ぼし、遠隔操作により半導体製造装置付近を無人化にすることは、半導体製造における悲願の一つであった。本願発明は、定期的に又は半導体の不良が発生するたびに、プロセスガスの流量制御の検定、校正するために、クリーンルームにオペレータが数時間に亘って作業を行わなければならなかった従来技術の問題点を解決し、遠隔操作によって、オペレータが必要と判断する適時にプロセスガスの流量検定、校正が可能となるので、非常に有益なものである。
本願発明は上記のように、これらの圧力制御装置、開閉弁、流量検定機能付質量流量制御装置、処理室および排気装置の動作は、制御装置Ｃにより制御される。したがって、処理室の半導体製造工程や処理室の状態を監視しながら、半導体製造装置全体を一元的に操作できるので、流量検定動作は自動化され、更には半導体製造の連続運転が可能となる。特に、質量流量制御装置の検定にあたっては、検定機能を質量流量制御装置が有しているために、制御装置Ｃからは、検定動作モードの指示信号を出力するのみで良く、従来の方法と比較すると制御装置の制御プログラムは、非常に簡便となる。
【００１７】
次に、流量検定機能付質量流量制御装置の動作についての実施例を添付図面に基づいて詳述する。
＜第１実施例＞
図２は本発明に係る質量流量制御装置の第１実施例を示すブロック構成図、図３は第１実施例中の各部材の実際の配置状態を示す配置図である。
【００１８】
図示するように、この質量流量制御装置４０は、液体や気体等の流体を流す流体通路、例えばガス管４の途中に設け、この質量流量（以下、単に「流量」とも称す）を制御するようになっている。尚、このガス管４の一端に接続される半導体製造装置内は、前述のように例えば排気装置Ｐ（図１）によって真空引きされている。この質量流量制御装置４０は、質量流量制御本体４０Ａと、本発明の特徴とする質量流量の検定を行う検定本体４０Ｂとよりなる。具体的には、この質量流量制御装置４０は、例えばステンレススチール等により成形された流路６を有しており、この流体入口６Ａが上記ガス管６の上流側に接続され、流体出口６Ｂがガス管６の下流側に接続される。
【００１９】
上記質量流量制御装置４０Ａは、例えば質量流量検出手段８、流量制御弁機構１０及び例えばマイクロコンピュータ等よりなる制御手段１８を備えている。上記質量流量検出手段８は、バイパス管１２、センサ管１４、センサ回路１６等を有しており、ここで検出した流量信号Ｓ１を上記制御手段１８に向けて出力するようになっている。上記流量制御弁機構１０は、流量制御弁２０、これを駆動するアクチュエータ２６、このアクチュエータ２６に向けてバルブ駆動電圧Ｓ２を出力するバルブ駆動回路２８等を有している。そして、上記制御手段１８は、これへ半導体制御装置の制御装置Ｃ（図１）より入力される流量設定信号Ｓ０で示される流量と上記流量信号Ｓ１で示される流量とが一致するように上記流量制御弁２０の弁開度を例えばＰＩＤ制御法で制御し得るようになっている。尚、図示例では、上記流量制御弁機構１０は上記質量流量検出手段８の下流側に設定されているが、これを上記質量流量検出手段８の上流側に位置させるようにしてもよい。
【００２０】
一方、図示例では上記検定本体４０Ｂは、上記質量流量制御本体４０Ａの上流側に設置されている。この質量流量制御本体４０Ａは、上記流路６に、この流路６を開閉する検定用バルブ部４２と、所定の容量を有する検定用タンク部４４と、流体である上記ガスの圧力を検出して圧力検出信号を出力する圧力検出手段４６とを設けている。さらに、上記検定用バルブ部４２と上記検定用タンク部４４と上記圧力検出手段４６とを用いて質量流量検定動作を行うように制御する、例えばマイクロコンピュータ等よりなる検定制御手段４８とを共に備えている。
【００２１】
具体的には、上記検定用バルブ部４２は例えば空圧バルブよりなり、検定本体４０Ｂの中で流路６の最上流側に設けられて、上記検定制御手段４８からの指令であるタンクバルブ開閉信号Ｓ３により開閉されてこの流路６を必要に応じて遮断できるようになっている。上記検定用バルブ部４２を構成する空圧バルブとしては、例えば三方弁と全閉用ダイヤフラムとを内蔵したアクチュエータレス小型バルブ機構を用いることができる。
このアクチュエータレス小型バルブ機構は、作用空気入口４３（図３参照）より導入される作動空気により全閉用ダイヤフラムを屈曲させて弁口の全開状態と完全にシールされた全閉状態とを選択的に実現するものであり、図３中においては、装置筐体４５に形成した取り付け凹部４７に着脱可能に設けられている。このアクチュエータレス小型バルブ機構の構成については、後述する第２実施例で用いる零点測定用バルブ部の説明の際に説明する。また上記圧力検出手段４６は例えばキャパマノメータよりなり、上記流路６内のガスの圧力を検出してこの検出値を圧力信号Ｓ４として上記検出制御手段４８に向けて出力し得るようになっている。
【００２２】
また上記検定用タンク部４４は、例えばステンレススチール等よりなるタンク本体５０よりなり、上記検定用バルブ部４２と圧力検出手段４６との間に設けられている。このタンク本体５０は所定の流量、例えば４０ｃｍ３ 程度の容量に設定されており、この流路６の途中に介設されてタンク本体５０の底部にガスの入口５０Ａと出口５０Ｂとが設けられ、流れるガスが必ずこのタンク本体５０内を通過するようになっている。また上記タンク本体５０の近傍、すなわちここではタンク本体５０の天井部の上面には、温度検出手段５１として例えば白金温度センサが取り付けられており、ここで検出した温度を示す信号を上記検定制御手段４８へ入力できるようになっている。
【００２３】
また上記検定制御手段４８には、流量の検定動作を行う時のガス流の基準となる圧力変化（基準圧力変化）を記憶する基準用データメモリ５２Ａと、流量の検定動作を行う時に取得したガス流の圧力変化を記憶する検定用データメモリ５２Ｂとが接続されている。
更には、この検定制御手段４８には、検定結果等を表示するための例えば液晶ディスプレイ等よりなる表示手段５４及び必要時に音声や光の点滅等によって警報を発する警報手段５６がそれぞれ接続されている。
そして、この検定制御手段４８は、必要に応じて上記質量流量検出手段８のセンサ回路１６に向けて校正信号Ｓ１０を出力し、校正結果に基づいてこのセンサ回路１６を適正に校正できるようになっている。またこの検定制御手段４８と上記質量流量制御本体４０Ａの制御手段１８とは必要に応じて連動するようになっている。
【００２４】
次に以上のように構成された本発明の質量流量制御装置の動作について説明する。
まず、この質量流量制御装置４０の動作は、実際に半導体製造装置等に向けて処理ガスを流量制御しつつ流す通常動作モードと、質量流量の検定に関する動作を行う検定動作モードの２種類がある。そして、検定動作モードには、基準となる圧力変化特性を得るための基準圧力変化特性用ルーチンと、実際に検定動作を行う本検定用ルーチンとがある。
【００２５】
まず、通常動作モードについて簡単に説明する。この場合には検定本体４０Ｂ側の動作は休止状態となっている。すなわち、上記質量流量制御本体４０Ａの制御手段１８は、これへ半導体制御装置の制御装置Ｃより入力される流量設定信号Ｓ０で示される流量と上記流量信号Ｓ１で示される流量とが一致するように上記流量制御弁２０の弁開度を例えばＰＩＤ制御法で制御し続けることになる。これにより下流側の半導体製造装置等には、必要とする質量流量の処理ガスが供給されることになる。
【００２６】
次に検定動作モードについて説明する。
この検定動作モードの内、基準圧力変化特性用ルーチンは、この装置を工場から出荷する時や、この装置を出荷先のクリーンルーム等に設置した時等に主に行って基準となる圧力変化特性を得るようにしている。また検定用ルーチンは、出荷先のクリーンルーム等において定期的、或いは不定期的に行われて制御流量の精度が高く維持されているか否かの検査が行われる。図４は質量流量制御装置の検定動作モード時の各信号のタイミングチャートを示す図、図５は基準圧力変化特性用ルーチンの各ステップを示すフローチャート、図６は本検定用ルーチンの各ステップを示すフローチャート、図７は基準圧力変化特性用ルーチンと本検定用ルーチンにおける圧力信号の変化の一例を示すグラフである。
【００２７】
本検定用ルーチンは、検定流量を設定する工程と、流路６に検定用の流体（ガス）を安定的に流す工程と、上記流れる流体の圧力と検定用タンク部４４の温度とを検出してそれぞれ初期圧力と初期温度とする工程と、検定用バルブ部４２を閉じて流路６を遮断する工程と、上記検定用バルブ部４２を閉じた後に上記検定用タンク部４４から流出する流体の圧力変化を測定する工程と、上記測定された圧力変化と予め求められた基準圧力変化特性とに基づいて検定結果を求める工程と、により主に構成されるが、まず上記基準圧力変化特性を求める基準圧力変化特性用ルーチンについて説明する。
【００２８】
＜基準圧力変化特性用ルーチン＞
この基準圧力変化特性用ルーチンの主たる工程は、圧力変化同士を比較する工程を除いて本検定用ルーチンの動作と略同じである。ここでは流体として例えばＮ２ ガスを用いるが、プロセスガスを用いることも可能としている。図２、図４及び図５に示すように、まずこの基準圧力変化特性用ルーチンを開始すると、検定用バルブ部４２を開状態とする（ステップＳ１）。そして、時刻ｔ１（図４（Ａ）参照）において流量設定信号Ｓ０を最大の％、例えば１００％でフルスケール（５Ｖ：ボルト）になるように設定する（ステップＳ２）。この検定動作モードにおいては、通常動作モードとは異なり、上記流量設定信号Ｓ０は、半導体制御装置の制御装置Ｃから、検定制御手段４８を経由して制御手段１８に向けて出力される。従って、制御手段１８は、この検定制御手段４８より入力される信号を流量設定信号Ｓ０であると見做して通常の流量制御動作を行う。また一般的には、この流量制御信号Ｓ０は、０Ｖ〜５Ｖの範囲で変化させることができ、５Ｖの時が１００％のフルスケール（最大流量）となるように予め設定されている。
【００２９】
このように、流量制御信号Ｓ０として５Ｖが設定されると、制御手段１８はバルブ駆動回路２８を介してバルブ駆動電圧Ｓ２（図４（Ｃ）参照）を出力し、上記流量制御信号Ｓ０に見合った弁開度となるように流量制御弁２０を制御する。これにより、Ｎ２ ガスは下流側に流れ始めるので、その時の質量流量が質量流量検出手段８に検出され、その検出された質量流量が流量信号Ｓ１（図４（Ｄ）参照）として上記制御手段１８に入力される。そして、この流量信号Ｓ１と流量設定信号Ｓ０とが一致するように弁開度が通常動作モードのように例えばＰＩＤ制御法で制御される。この時、圧力検出手段４６でもガス流の圧力が検出されており、この圧力信号Ｓ４（図４（Ｅ）参照）が検定制御手段４８へ入力されている。
【００３０】
このようにしてガス流の流量を安定化させるために、所定の時間、例えば６秒程度経過したならば（ステップＳ３）、時刻ｔ２でその時のバルブ駆動電圧Ｓ２をその時の電圧値に固定することにより弁開度を固定する（ステップＳ４）。そして、このようにバルブ駆動電圧Ｓ２を固定して数秒経過したならば、その時の圧力検出手段４６からのガス流の圧力と温度検出手段５１からのタンク温度とを記憶し、それぞれ初期圧力ＭＰＯ及び初期温度ＭＴＯとする（ステップＳ５）。
【００３１】
このように初期圧力と初期温度とを測定して記憶したならば、直ちに時刻ｔ３においてタンクバルブ開閉信号Ｓ３をバルブが閉となるように出力し（図４（Ｂ）参照）、検定用バルブ部４２を閉状態に切り替える（ステップＳ６）。これにより、流路６が遮断されてガス供給源からのＮ２ ガスの供給が断たれるが、検定用タンク部４４のタンク本体５０内にはＮ２ ガスが十分に充填されて所定の圧力になっているので、このタンク本体５０に充填されていたＮ２ ガスが下流側に流れ出し、この結果、図４（Ｄ）及び図４（Ｅ）に示すように流量信号Ｓ１及び圧力信号Ｓ４が共に時間の経過と共に減少するような特性曲線を描くことになる。尚、この際、ガス管４の下流側は継続して真空引きされており、また流量制御弁２０の弁開度は、ステップＳ２で設定された検定流量、ここでは１００％を維持している。
【００３２】
そして、この時のガス流の圧力の変化は、例えば１ｍｓｅｃ毎に時々刻々測定されており（ステップＳ７）、この時の圧力変化特性が得られる。このガス圧力の測定は、このガス圧力が予め定められた下限値になるまで継続して行い、時刻ｔ４で下限値になったならば、ガスの流れを停止する（ステップＳ８）。そして、上記操作で得られた圧力変化データを基準圧力変化特性として基準用データメモリ５２Ａに記憶しておく（ステップＳ９）。このようにして、設定流量として弁開度１００％の基準圧力変化特性が得られることになる。
【００３３】
このような基準圧力変化特性は、複数種類の弁開度について取得する必要があり、例えば弁開度を１０％ずつ変化させてその都度、基準圧力変化特性を取得する必要がある。そこで、例えば弁開度１０％が下限と仮定すると、検定流量の設定が下限でない場合には（ステップＳ１０のＮＯ）、検定流量の設定を所定の％、例えば１０％減少させ、ここでは例えば９０％に設定する（ステップＳ１１）。そして、上記したステップＳ３〜Ｓ９を弁開度が下限になるまで繰り返し行う。このようにして、弁開度が１０％ずつ異なる基準圧力変化特性が得られてこのデータが基準用データメモリ５２Ａに全て記憶されることになり、これにより、基準圧力変化特性用ルーチンを終了する。
【００３４】
＜本検定用ルーチン＞
次に、定期的、或いは不定期的に行われる本検定用ルーチンについて説明する。定期的に行なわれる検定は、半導体製造装置の流量制御精度を確認するために実施されるもので、製造ラインの全体、又は一部を停止して行なわれる。しかしながら、従来方法では、半導体製造装置の操作をするためにオペレータが直接操作をし、検定を行なったり、質量流量制御装置を取り外してオフラインで検定を行なったりしなければならなかった。そのために長時間に亘って半導体製造装置を停止させる必要があった。又、不定期に行なわれる検定は、半導体のパターン形成に不具合が生じた場合のような突発的な場合で、その原因究明のためなどで行なわれる。従来は事実上、検定操作は不可能で、その必要が生じた場合、製造ラインが停止してしまうという問題となっていた。この本検定用ルーチンは、この質量流量制御装置４０をクリーンルームの半導体製造装置のガス供給ラインに組み込んだまま、半導体製造装置の制御手段を操作して遠隔的に行われる。また、ここでも流体としてはＮ２ ガスを用いるが、プロセスガスを用いても可能としている。
【００３５】
図６に示すフローチャートにおいて、ステップＳ２１〜Ｓ３１までは、取得した圧力変化データの名称を変えている点を除いて図５に示すフローチャートのステップＳ１〜Ｓ１１までと全く同様である。すなわち、図２、図４及び図６に示すように、まずこの本検定用ルーチンを開始すると、検定用バルブ部４２を開状態とする（ステップＳ２１）。そして、時刻ｔ１（図４（Ａ）参照）において流量設定信号Ｓ０を最大の％、例えば１００％でフルスケール（５Ｖ：ボルト）になるように設定する（ステップＳ２２）。この検定動作モードにおいては、通常動作モードとは異なり、上記流量設定信号Ｓ０は、半導体制御装置の制御装置Ｃから、検定制御手段４８を経由して制御手段１８に向けて出力される。従って、制御手段１８は、この検定制御手段４８より入力される信号を流量設定信号Ｓ０であると見做して通常の流量制御動作を行う。また前述したように一般的には、この流量制御信号Ｓ０は、０Ｖ〜５Ｖの範囲で変化させることができ、５Ｖの時が１００％のフルスケール（最大流量）となるように予め設定されている。
【００３６】
このように、流量制御信号Ｓ０として５Ｖが設定されると、制御手段１８はバルブ駆動回路２８を介してバルブ駆動電圧Ｓ２（図４（Ｃ）参照）を出力し、上記流量制御信号Ｓ０に見合った弁開度となるように流量制御弁２０を制御する。これにより、Ｎ２ ガスは下流側に流れ始めるので、その時の質量流量が質量流量検出手段８に検出され、その検出された質量流量が流量信号Ｓ１（図４（Ｄ）参照）として上記制御手段１８に入力される。そして、この流量信号Ｓ１と流量設定信号Ｓ０とが一致するように弁開度が前述のようにＰＩＤ制御法で制御される。この時、圧力検出手段４６でもガス流の圧力が検出されており、この圧力信号Ｓ４（図４（Ｅ）参照）が検定制御手段４８へ入力されている。
【００３７】
このようにしてガス流の流量を安定化させるために、所定の時間、例えば６秒程度経過したならば（ステップＳ２３）、時刻ｔ２でその時のバルブ駆動電圧Ｓ２をその時の電圧値に固定することにより弁開度を固定する（ステップＳ２４）。そして、このようにバルブ駆動電圧Ｓ２を固定して数秒経過したならば、その時の圧力検出手段４６からのガス流の圧力と温度検出手段５１からのタンク温度とを記憶し、それぞれ初期圧力ＰＯ及び初期温度ＴＯとする（ステップＳ２５）。
【００３８】
このように初期圧力と初期温度とを測定して記憶したならば、直ちに時刻ｔ３においてタンクバルブ開閉信号Ｓ３をバルブが閉となるように出力し（図４（Ｂ）参照）、検定用バルブ部４２を閉状態に切り替える（ステップＳ２６）。これにより、流路６が遮断されてガス供給源からのＮ２ ガスの供給が断たれるが、検定用タンク部４４のタンク本体５０内にはＮ２ ガスが十分に充填されて所定の圧力になっているので、このタンク本体５０に充填されていたＮ２ ガスが下流側に流れ出し、この結果、図４（Ｄ）及び図４（Ｅ）に示すように流量信号Ｓ１及び圧力信号Ｓ４が共に時間の経過と共に減少するような特性曲線を描くことになる。尚、この際、ガス管４の下流側は継続して真空引きされており、また流量制御弁２０の弁開度は、ステップＳ２２で設定された検定流量、ここでは１００％を維持している。
【００３９】
そして、この時のガス流の圧力の変化は、例えば１ｍｓｅｃ毎に時々刻々測定されており（ステップＳ２７）、この時の圧力変化特性が得られる。このガス圧力の測定は、このガス圧力が予め定められた下限値になるまで継続して行い、時刻ｔ４で下限値になったならば、ガスの流れを停止する（ステップＳ２８）。そして、上記操作で得られた圧力変化データを検定圧力変化特性として検定用データメモリ５２Ｂに記憶しておく（ステップＳ２９）。このようにして、設定流量として弁開度１００％の検定圧力変化特性が得られることになる。
【００４０】
このような検定圧力変化特性は、基準圧力変化特性の場合と同様に複数種類の弁開度について取得する必要があり、例えば弁開度を１０％ずつ変化させてその都度、検定圧力変化特性を取得する必要がある。そこで、例えば弁開度１０％が下限と仮定すると、検定流量の設定が下限でない場合には（ステップＳ３０のＮＯ）、検定流量の設定を所定の％、例えば１０％減少させ、ここでは例えば９０％に設定する（ステップＳ３１）。そして、上記したステップＳ２３〜Ｓ２９を弁開度が下限になるまで繰り返し行う。このようにして、弁開度が１０％ずつ異なる検定圧力変化特性が得られてこのデータが検定用データメモリ５２Ｂに全て記憶されることになる。
【００４１】
このように検定圧力変化特性が得られたならば、弁開度毎（検定流量の設定値毎）に基準圧力変化特性と比較し、検定処理を行う（ステップＳ３２）。
ここで図７も参照して検定結果である検定精度についての求め方について説明する。図７は弁開度が１００％の時の基準圧力変化特性用ルーチンと本検定用ルーチンにおける圧力信号４の変化の一例を示すグラフである。特性曲線Ｘ０が弁開度１００％の時の基準圧力変化を示し、特性曲線Ｘ１が弁開度１００％の時の検定圧力変化特性を示し、前述のように両特性曲線は、それぞれ基準用データメモリ５２Ａ及び検定用データメモリ５２Ｂに記憶されている。そして、予め定められた圧力範囲、すなわち上限基準圧力Ｐ１と下限基準圧力Ｐ２との間を各特性曲線Ｘ０、Ｘ１が通過する時間をそれぞれＭΔｔ及びΔｔとする。
【００４２】
この時、検定結果Ｈは下記の数式で表される。
Ｈ＝ＭΔｔ／Δｔ×ＰＯ／ＭＰＯ×（２７３＋ＭＴＯ）／（２７３＋ＴＯ）×１００（％）
ＭＴＯ：基準圧力変化特性用ルーチンにおける初期温度
ＴＯ：本検定用ルーチンにおける初期温度
ＭＰＯ：基準圧力変化特性用ルーチンにおける初期圧力
ＰＯ：本検定用ルーチンにおける初期圧力
【００４３】
ここでＭΔｔ＝１７６４０ｍｓｅｃ、Δｔ＝１１４２０ｍｓｅｃ、ＭＰＯ＝０．４００３２１０ＭＰａ（メガパスカル）、ＰＯ＝０．２５８９０５８ＭＰａ、ＭＴＯ＝２５．４℃、ＴＯ＝２４．７℃とそれぞれ仮定すると、上記数式より検定精度Ｈは次のようになる。
Ｈ＝１００．１３５％
すなわち、ここでは出荷当時と同様にガス流量を制御すると、僅かではあるが、０．１３５％の流量誤差が生ずることを意味する。
【００４４】
そして、上記したような検定処理を各弁開度毎に行って、弁開度毎の検定精度Ｈを求めることになる（ステップＳ３２）。
このように検定結果が得られたならば、これを記憶すると同時に、この検定結果を出力して例えば表示手段５４に表示するなどしてオペレータにその内容を知らせたり、半導体制御装置の制御装置Ｃへ送信したりし、制御装置Ｃは検定結果に基づき必要な処置工程の信号を出したりする（ステップＳ３３）。これと同時に必要があれば、この検定結果に基づいて質量流量検出手段８を自動的に校正して正しい質量流量Ｓ１を出力するように設定する（ステップＳ３４）。この校正処理は、例えばセンサ回路１６の増幅器である差動回路３２（図１５参照）のゲインを調整することにより行うことができる。
【００４５】
また必要ならば、本検定用ルーチンを複数回繰り返し、その平均値を求めることも可能で、平均値を用いた自動校正を行なうならば、更に校正精度を向上させることができる。また必要ならば、上記検定精度を予め設定された所定の許容範囲と比較し、検定精度がこの許容範囲以上に大きい時には警報手段５６を駆動するなどしてオペレータに注意を喚起させるようにしたり、半導体制御装置の制御装置Ｃへ送信したりしてもよい。そして上記のように自動校正が終了したならば、本検定用ルーチンを終了することになる。
このように、質量流量制御装置自体に検定用バルブ部４２と検定用タンク部４４等を設け、この検定用バルブ部４２を閉じて流体の供給を停止した以降において、上記検定用タンク部４４から流れ出る流体の圧力変化を検出すると共に、この圧力変化を例えば基準となる基準圧力変化と比較することによって、流れる流体の質量流量を正確に制御できるか否かの検定を行うことができる。
【００４６】
また質量流量制御装置４０を半導体製造装置のガス供給系等に組み込んだまま上記検定動作を行うことができるので、検定動作を極めて短時間で行うことができ、その分、半導体製造装置等の稼働率や良品率を向上させることができる。
尚、上記実施例において、弁開度（検定温度の設定値）を１０％ずつ変化させて検定動作を行ったが、この数値例に限定されるものではない。また、検出手段４６と検出用タンク部４４の流路６に対する配列順序を上流側と下流側とで逆に設置するようにしてもよい。更に、ここではタンク本体５０に対して流路６の入口５０Ａと出口５０Ｂとを別々に設けたが、これに限定されず、流路６に対して１本の分岐管を形成し、この分岐管にタンク本体５０をＴ字状に接続するようにしてもよい。
【００４７】
また本実施例で説明したような各種処理は、デジタル処理で行ってもよく、アナログ処理で行ってもよい。特にデジタル処理で行う場合には、各種のデータを取り込むサンプリング周波数によってはデータが離散的になる場合が生ずるが、この場合には、データを最下位の桁側から丸め込むことにより、例えば図７に示すグラフにおいて圧力データ等の一致点を見出すことができる。
尚、第１実施例において、零点調整を行う場合には、上記検定用バルブ部４２を弁閉状態にして流路６内のガスの流れを停止して安定化した状態において流量信号Ｓ１を求め、この値に基づいて零点調整を行う。
【００４８】
＜第２実施例＞
次に本発明に係る質量流量制御装置の第２実施例について説明する。
この第２実施例においては、精度の高い零点調整を行うことができる機能を付与したものであり、これと同時に装置自体の小型コンパクトを図るようにしたものである。
【００４９】
この種の質量流量制御装置では、経時変化により流量検出の零点が僅かずつではあるがずれることは避けられないので、定期的、或いは不定期的に零点調整が行われるが、零点調整時にはその精度を高めるために装置内部の流体（ガス、液体を含む）の流れを完全に停止させることが望ましい。この場合、ダイヤフラムを用いた流量制御弁２０に関しては、これを閉弁状態にしてもその特性上、流体の流れを完全には遮断することは困難であり、非常に僅かではあるが、極々微小量なリークが生ずることは避けられなかった。この微小量のリークは、半導体製造プロセスにおける設計ルールがそれ程厳しくない場合には、特に問題はなかったが、更なる微細化、薄膜化、及び高集積化の要請によって設計ルールがより厳しくなると、上記極々微小量なリークが無視し得なくなった。
【００５０】
この第２実施例においては、極々微小量なリークを完全になくすために、小型コンパクトな零点測定用バルブ部を設けるようにしている。この点について、以下に詳述する。
図８は本発明に係る質量流量制御装置の第２実施例を示すブロック構成図、図９は第２実施例中の各部材の実際の配置状態を示す配置図、図１０は流量制御弁と零点測定用バルブ部の取り付け状態を示す模式図、図１１は零点測定用バルブ部の全閉用ダイヤフラムを示す断面図、図１２は零点測定工程の流れを示すフローチャートである。
尚、図２及び図３に示す構成部分と同一構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。ここでは零点測定用バルブ部としては、先の検定用バルブ部４２においても用いたアクチュエータレス小型バルブ機構を用いる場合について説明する。
【００５１】
図８及び図９にも示すように、この零点測定用バルブ部６０は、流路６の最下流側に設けられ、流体出口６Ａの直前に位置される。具体的には、質量流量制御装置の装置筐体４５の下面側（図８中において）に取り付け凹部６２を設け、この取り付け凹部６２内に上記零点測定用バルブ部６０を液密、或いは気密に取り付けるようになっている。この取り付け凹部６２は、上記流量制御弁機構１０のダイヤフラム２２に対して対向する位置に配置されている。
【００５２】
図１０に示すように、上記取り付け凹部６２の奥には、装置筐体４５を更に奥深く削り取ることにより流体溜め室６４が形成されている。この流体溜め室６４の天井の中央部は、図１０において下方向へ少し突状に形成されており、この部分に上記流量制御弁機構１０側の弁口２４と連通するようにして連通路６６が形成されて、弁口２４を流れたガスがこの流体溜め室６４内へ流入できるようになっている。従って、上記流体溜め室６４に関して、この連通路６６の下端開口部が弁口となる流体入口部６８として機能することになる。また、この流体溜め室６４には、ガスが流れ出る流体出口部７０が設けられており、この流体出口部７０は、流路７２を介して流体出口６Ｂ側へ連通されている。
【００５３】
そして、上記弁口となる流体入口部６８の周囲には、例えば四フッ化エチレン樹脂等のフッ素系の耐食性のあるリング状の弾性シール部材７４が下方へ部分的に突出させて設けられており、後述するように弁閉状態の時に、この弁口となる流体入口部６８を完全に液密に、或いは気密に閉じてガスの流れを完全に遮断できるようになっている。上記流体溜め室６４の下方を区画するようにして、屈曲変形可能になされた金属製の全閉用ダイヤフラム７６が設けられている。この全閉用ダイヤフラム６は、その中心部に下方向へ凸状に曲面状に成形された曲面部７６Ａを有しており、その周辺部が、この取り付け凹部６２に密接状態で嵌装させた固定部材７８により押し付けられて固定されている。この固定部材７８は、図示しないネジ等により締め付け固定される。
【００５４】
ここで上記曲面部７６Ａは、略球殻の一部、具体的には半球殻状よりも更に平面に近い球殻の一部となるような形状になされている。尚、この全閉用ダイヤフラム６に曲面部７６Ａを設けないで、平面形状となるように形成してもよい。そして、上記固定部材７８には、上記全閉用ダイヤフラム７６を上記流体入口部６８に向けて押圧して弁口として機能するこの流体入口部６８を閉じるための押圧手段８０が設けられている。この押圧手段８０は、上記固定部材７８の上面を凹部状に成形することによって、上記全閉用ダイヤフラム７６を挟んで流体溜め室６４とは反対側（図９中では下方側）に設けられた作動空間８２と、この作動空間８２内へ加圧気体、例えば加圧空気を給排することができる弁機構８４とにより構成されている。この弁機構８４を駆動することにより、上記作動空間８２内へ必要に応じて加圧気体を給排できるようになっており、加圧気体を供給した時に上記曲面部７６Ａを有す全閉用ダイヤフラム７６を屈曲変形させて流体入口部６８を全閉できるようなっている。
【００５５】
従って、作動空間８２に加圧気体を供給していない通常時には上記気体入口部６８は全開状態となっており、ノーマリオープン形の開閉弁となっている。上記弁機構８４は、例えば電磁式の三方弁よりなり、この電磁三方弁を上記固定部材７８に内蔵させることによって、全体の小型化及びコンパクト化を図るようになっている。この場合、上記固定部材７８の周囲と取り付け凹部６２の内面との間には、Ｏリング等よりなるシール部材８６が介設され、図示せぬねじにより接続されており、上記作動空間８２内の加圧空気が外部へ洩れないようにしている。このように弁機構８４として電磁式三方弁を用いることによって、この三方弁の１方に常時加わる加圧空気を、作動空間８２内へ必要に応じて給排させることができる。上記加圧空気は作動空気入口８５から導入される。そして、このように弁機構８４として電磁式三方弁を用いることによって、零点測定用バルブ部６０として小型コンパクトなアクチュエータレス小型バルブ機構とすることができる。尚、この零点測定用バルブ部６０は、検定制御手段４８によりその動作が制御される。
【００５６】
次に、このように構成した零点測定用バルブ部６０を用いて行われる流量センサの零点測定工程について説明する。
この零点測定工程は、定期的、或いは不定期的に行われるが、特に、図５に示す基準圧力変化特性用ルーチンを実行する直前や、図６に示す本検定用ルーチンを実行する直前に行うのが好ましい。
図１２に示すように、この零点測定工程を行うには、まず、ここでは流路６の最上流に位置する検定用バルブ部４２と流路６の最下流に位置する上記零点測定用バルブ部６０とを共に閉じることによって弁閉状態とし、流路６内に流れるガスの流れを完全に遮断してこれを停止させる（Ｓ０１）。すなわち、センサ管１４内のガスの流れを完全に停止させる。この際、流量制御弁機構１０の流量制御弁２０は開状態に維持しておく（Ｓ０２）。
【００５７】
このような状態にして、所定時間が経過して流路６内、特にセンサ管１４内のガスの流れが完全に停止して安定状態になったならば（Ｓ０３）、その時のセンサ回路１６の流量信号Ｓ１を検出し、この時の検出値をゼロ点のズレ量として制御手段１８の図示しないメモリに記憶する（Ｓ０４）。換言すれば、これにより検定制御手段４８や制御手段１８内の測定系（流量センサ）を電気的に”流路ゼロ”として設定（オフセット調整）することになる。この場合、上述したように、零点測定用バルブ部６０は、ガス（流体）の洩れを完全に遮断することができるので、精度の高い零点測定を行うことができる。尚、ここでは、まだ零点調整は行わないで上記したズレ量を記憶したままにしておき、最終的に本検定用ルーチンで自動的に、或いはオペレータの指示により、零点調整を行うようにする。すなわち、図６に示す本検定用ルーチンのＳ３４にて、上記零点ズレ量と本検定用ルーチンで求めた流量ズレ量とを自動的に校正することにより、零点調整を行うと共に流量ずれ調整を行う。この場合、自動校正を行わないで測定結果の各ズレ量を表示するようにし、必要な場合にはオペレータがこれを見て指示することにより校正を行うようにしてもよい。
【００５８】
図１２へ戻って、Ｓ０４にて流量信号Ｓ１の値を記憶したならば、流量制御弁２０を通常の制御状態へ移行させ（Ｓ０５）、そして、検定用バルブ部４２及び零点測定用バルブ部６０を共に開状態にする（Ｓ０６）。そして、次に、基準圧力変化特性用ルーチンの場合は図５のＳ２へ移行し（Ｓ１は除く）、本検定用ルーチンの場合は図５のＳ２２へ移行（Ｓ２１は除く）する（Ｓ０７）。
上述の場合、図１１に示すように、全閉用ダイヤフラム７６の半球殻状の曲面部７６Ａの直径をＤ、半径Ｒ、加圧空気の圧力をＰ１、流体溜め室６４内の圧力をＰ２とすると、実験の結果、以下に示すような関係式を満足する範囲が、洩れのない全閉状態を維持できることが確認できた。
２＜Ｒ／Ｄ＜１０      （Ｐ１−Ｐ２≧０．１ＭＰａの時）
また、上記曲面部７６Ａの形状は、球殻の一部の形状、例えば半球殻状に形成したが、これに限定されず、楕円殻の一部の形状など、ガスの流れを完全に停止させる全閉状態を実現できるならば、どのような曲面でもよいし、また前述したように全閉用ダイヤフラム７６を平面形状にしてもよい。
【００５９】
また、弁機構８４として電磁式の三方弁を用いてこれを内蔵したアクチュエータレス小型バルブ機構を零点測定バルブ部６０として用いているので、小型コンパクト化及び省スペース化を実現することができる。
また装置の設計寸法にもよるが、流量制御弁機構１０に対向させて零点測定用バルブ部６０を配置するようにしたので、ダイヤフラム２２で開閉される弁口２４と流体溜め室６４の流体入口部６８とを連通する連通路６６の容積、すなわちガスを流した時に制御することができないデッドボリュームを非常に少なくすることができる。このことは、半導体製造装置の稼動初期や、プロセスガスの切替時の流量オーバーシュートを最小限に抑え、制御できない流体を排気する捨てガス量を最小限に抑えるといった効果をもたらすことができる。
【００６０】
また前述のように、このようなアクチュエータレス小型バルブ機構は、図３に示す検定用バルブ部４２に対しても適用することができる。
また上記第２実施例では、零点測定用バルブ部６０の押圧手段８０として、電磁式三方弁を内蔵したアクチュエータレス小型バルブ機構を用いたが、これに替えて、図１３に示す変形例のように、全閉用ダイヤフラム７６と接触してこれを押圧するピストン９０を有するピストン式アクチュエータを用いてもよい。このときピストン９０は、例えば別に配置する電磁式三方弁とピストン９０とを管路で接続し（図示せず）、電磁式三方弁の動作によって給排気される加圧空気の圧力で動作させる。
尚、上記零点測定用バルブ部６０は、バイパス管１２及びセンサ管１４を挟んで上記検定用バルブ部４２の反対側に設けられることになる。従って、例えば検定用バルブ部４２をバイパス管１２よりも下流側に設けた場合には、上記零点測定用バルブ部６０は、バイパス管１２よりも上流側に設けることになる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る流量検定機能付質量流量制御装置を搭載した半導体製造装置の実施例を示す概念図である。
【図２】本発明に係る質量流量制御装置の第１実施例を示すブロック構成図である。
【図３】第１実施例中の各部材の実際の配置状態を示す配置図である。
【図４】質量流量制御装置の検定動作モード時の各信号のタイミングチャートを示す図である。
【図５】基準圧力変化特性用ルーチンの各ステップを示すフローチャートである。
【図６】本検定用ルーチンの各ステップを示すフローチャートである。
【図７】基準圧力変化特性用ルーチンと本検定用ルーチンにおける圧力信号の変化の一例を示すグラフである。
【図８】本発明に係る質量流量制御装置の第２実施例を示すブロック構成図である。
【図９】第２実施例中の各部材の実際の配置状態を示す配置図である。
【図１０】流量制御弁と零点測定用バルブ部の取り付け状態を示す模式図である。
【図１１】零点測定用バルブ部の全閉用ダイヤフラムを示す断面図である。
【図１２】零点測定工程の流れを示すフローチャートである。
【図１３】ピストンを有するピストン式アクチュエータを示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１：半導体製造装置
Ｌ１、Ｌ２：プロセスガス源、Ｌ３：不活性ガス源
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３：圧力制御装置
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８、Ｖ９、Ｖ１０、Ｖ１１、Ｖ１２：開閉弁
Ｄ：処理室、Ｐ：排気装置、Ｃ：制御装置
４：ガス管（流体通路）、６：流路、８：質量流量検出手段、１０：流量制御弁機構
１２：バイパス管、１４：センサ管、１６：センサ回路、１８：制御手段、２０：流量制御弁
２８：バルブ駆動回路
４０、４０−１，４０−２，４０−３：検定機能付質量流量制御装置
４０Ａ：質量流量制御本体、４０Ｂ：検定本体
４２：検定用バルブ部、４４：検定用タンク部、４６：圧力検出手段、４８：検定制御手段
５０：タンク本体、５１：温度検出手段
５２Ａ：基準用データメモリ、５２Ｂ：検定用データメモリ
５４：表示手段、５６：警報手段、
６０：零点測定用バルブ部、６４：流体溜め室、６８：流体入口部、７０：流体出口部
７６：全閉用ダイヤフラム、７８：固定部材、８０：押圧手段、８２：作動空間、８４：弁機構
Ｓ０：流量設定信号、Ｓ１：流量信号、Ｓ２：バルブ駆動電圧、Ｓ３：タンクバルブ開閉信号
Ｓ４：圧力信号
【図１１】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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