ガス供給圧力常時監視で世界最高の応答速度&測定精度を実現

2013年11月27日


10台超の機能を1台でマルチ対応⇒圧倒的予備在庫とダウンタイム削減
半導体製造装置用ガス流量制御機器の最上位機種来月発売

当社は、半導体製造装置に搭載されるガス流量制御機器のマスフローコントローラー(以下、MFC)の新型「CRITERION(クライテリオン)D500」を12月3日より本格販売します。
本新シリーズでは、個々のガス特性に合った流量の制御と新アルゴリズムにより世界最高の流量精度・応答速度(既存製品比2割向上)を達成しました。ガスの供給圧力を常に監視する圧力センサー搭載しているので、製造装置内部のガス供給経路に今まである圧力制御部が不要となり装置全体の小型化に寄与します。さらに、同センサーを用いるとガスの種類や流量範囲は自由に設定・変更できます。つまり、1台で一般的な10種類の仕様を含め多くの仕様にマルチ対応できるため、多岐にわたるMFC予備購入コストの圧倒的な削減につながります。ウエハの超微細化に対応する一方、コストとダウンタイム削減が実現でき生産性向上につながる最上位機種です。

最先端の半導体生産技術の動向

スマートフォンやタブレットPCを活用したクラウド情報処理社会に代表されるように、生活をする上で取り扱われる電子データ量は急激に増加しており、その保存や処理に必要な半導体の量も増え続けています。加えて、医療機器や車載用制御機器など、従来のIT分野以外でも半導体チップが不可欠な時代になっていることはみなさんがご存知のとおりです。
最新の半導体チップの生産においては、高性能化を目的に超微細化技術や3次元実装技術を用いた生産手法が採用されており、使用するガス流量を”より正確に”&”より早く”制御する事が求められています。同時に、半導体製造装置の低価格化に加えダウンタイム削減等、要求が厳しくなっています。
CRITERION D500シリーズでは、性能向上と共に「流量制御機能に圧力計測機能を搭載したモジュール化」をすることで、従来ガス供給ラインごとに設置されるレギュレータを省き、低価格化要求にお応えします。また、ガス流量制御機器の不具合発生時の対処として、ガス種・流量レンジ毎に多くの仕様が違うリペア在庫をお客様に管理して頂いていますが、新開発のマルチガス/マルチレンジ機能により、標準的な仕様を管理頂き、お客様がご自身で必要な仕様へと変更できます。現在、約100種類程度のリペア在庫を管理頂いていますが、新機能により約20種程度のリペア在庫により対応でき、半導体製造装置の維持管理費用の低減が行えます。

新方式の圧力式流量計測方法

CRITERION D500シリーズ内部構造

ガス流量計測部は、一対の圧力センサーとフローリストリクタ(流量抵抗体)から構成されています。ガスがフローリストリクタを通過する際に生じる圧力差(P1-P2)よりガス流量を計測します。
CRITERION D500では、フローリストリクタの構造を改良と高性能圧力センサーの組合せにより、微少流量からフローリストリクタを通過するガスの量を確実に流量へと換算できる構造とし、流量計測精度の向上を実現しました。

新製品の特長

  1. 高精度化と高速応答化
    従来の熱式流量計では、流量センサーとバイパスを用いた構造により、流れるガスの一部を計測・換算し流量計を通過する全ガス流量としていましたが、CRITERION D500では通過するすべての流量を直接計測する事により流れるガスの流量精度を向上しました。また高速計測が可能な圧力センサーの搭載により、ガス流量制御速度の向上を行いました。
      ・流量精度:± 1.0% セットポイント  ・応答速度:0.8秒以内
  2. ガス供給系の小型化提案
    半導体製造装置に内蔵されるガス供給系では、個々のガスラインにガスの供給圧力を一定に制御するレギュレータを設置されています。D500シリーズでは、ガスの供給圧力を常に監視する圧力センサーを搭載し、急激な圧力変動においても常に安定し正確な流量を行える機能を搭載しました。レギュレーターレスのシンプルなガス供給系が構築可能で、ガス供給系の小型化に貢献します。
  3. お客様の予備品在庫数の削減提案
    半導体工場では半導体製造装置の不具合発生時の対応として、MFC等の機器を予備在庫として管理されています。MFCにおいては、使用されるガスの種類や流量レンジ毎の機器を在庫頂いています。新型の流量モジュール:D500シリーズでは、お客様ご自身で必要な仕様:ガス種・流量レンジにパソコンを用いて容易に変更できる機能を搭載しました。1台で10種類以上の仕様へと変更が行え、お客様で管理頂く予備在庫数が大幅に削減でき、新しく導入される半導体の生産設備投資時の金額を低減する事が行えます。

主な仕様

通信方式

デジタル/アナログ信号併用モデル  ・デバイスネット通信モデル

流量レンジ

50cc/分 ~10L/分 (10種類の流量レンジ)

外形寸法

105(W)×26.5(D)×127(H)mm

販売目標台数

2014年:2,000台 2015年:5,000台