堆积物状态推定装置、堆积物状态推定方法及堆积物状态推定系统的制作方法
【专利摘要】提供一种堆积物状态推定装置、堆积物状态推定方法及堆积物状态推定系统，其能够推定隔膜的受压面上所堆积的堆积物的状态。根据未堆积有堆积物(PM)的初始状态的隔膜(32)发生共振的初始电源频率(rf1)和堆积有堆积物(PM)之后的隔膜(32)发生共振的电源频率(rf2)，能够推定堆积物(PM)的状态，因此即使在隔膜(32)上仅堆积有一点点堆积物(PM)的不产生零点漂移的阶段，也能够推定堆积物(PM)的状态。
【专利说明】
堆积物状态推定装置、堆积物状态推定方法及堆积物状态推定系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种堆积物状态推定装置、堆积物状态推定方法及堆积物状态推定系统，尤其，涉及一种将受到被测定流体的压力而弯曲的传感器隔膜(隔膜)的变化作为电容的变化来进行检测的电容型压力传感器。
【背景技术】
[0002]以往，将受到被测定流体的压力而弯曲的传感器隔膜的变化作为电容的变化来进行检测的电容型压力传感器为人们所知。例如，为了对半导体制造装置等的薄膜形成工序中的真空状态的压力进行计测而利用电容型压力传感器，将用于计测该真空状态的压力的电容型压力传感器称作隔膜真空计。
[0003]该隔膜真空计包括:具有被测定流体的导入部的壳体;受到设在该壳体的内部且穿过壳体的导入部被导入的被测定流体的压力而弯曲的传感器隔膜;将该传感器隔膜弯曲时的变化作为电容的变化检测出，并将该电容的变化转换成电压值而输出的传感器单元；对将该传感器单元收纳于内侧的壳体进行覆盖的传感器箱(例如参见专利文献I)。在此，所谓传感器隔膜是指:通过在其表面受到穿过壳体的导入部被导入的被测定流体的压力而弯曲变形的隔膜。
[0004]在这种隔膜真空计中，在传感器隔膜的表面上堆积与工序对象的薄膜相同的物质及其副产物等。以下，将堆积于传感器隔膜的表面上的物质称作“堆积物”。一旦该堆积物堆积于隔膜的表面上，根据堆积物的状态就会产生压缩应力或拉伸应力等内部应力。
[0005]随着该应力的产生，与被测定流体接触的一侧的传感器隔膜的面被拉伸或被压缩，传感器隔膜的厚度方向上的力的平衡将失去。由此，传感器隔膜的被测定流体一侧的面将会弯曲成凸状或凹状。
[0006]这样，如果由于堆积物附着于传感器隔膜上而使该传感器隔膜弯曲的话，实际上，即使在传感器隔膜的被测定流体一侧的面及与被测定流体侧相反一侧的面这两侧没有压力差的状态下，也会检测到有压力差，由此产生零点误差。这种现象称为零点漂移。一旦发生零点漂移，利用隔膜真空计进行的压力测定就会产生误差，将不得不更换该隔膜真空计(例如参见专利文献2。)。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献I日本特开2014-1265021号公报
[0010]专利文献2日本特开2014-109484号公报
【发明内容】
[0011]发明要解决的课题
[0012]可是，传感器隔膜的被测定流体一侧的面是否堆积有堆积物是通过将隔膜真空计分解并调查该传感器隔膜的表面，或根据零点漂移进行推测来判断的。
[0013]但是，在通过对隔膜真空计的分解调查来判断传感器隔膜的表面是否堆积有堆积物的情况下，将产生伴随分解作业的劳力及时间。另外，存在以下问题:在通过分解调查判断为堆积有堆积物的情况下，不论堆积物的状态如何，都必须将隔膜真空计更换成新的产品O
[0014]另外，由规定的推定装置根据零点漂移自动地对传感器隔膜的表面是否堆积有堆积物进行判断的情况下，实际上如果不是零点漂移发生之后的话，则无法判断有无堆积物。
[0015]在此，在传感器隔膜的表面仅附着了一点点堆积物的程度的阶段中，内部应力为极小的状态，在该阶段中，利用隔膜真空计进行的被测定流体的压力测定不会产生误差。因此，存在以下问题:如果不是因较多堆积物的附着而使传感器隔膜弯曲这样的发生零点漂移的程度的状态的话，就无法判断传感器隔膜的表面是否附着了堆积物。
[0016]本发明是为了解决这种问题而做出的，其目的在于，提供能够对堆积在隔膜上的堆积物的状态进行推定的堆积物状态推定装置、堆积物状态推定方法及堆积物状态推定系统。
[0017]用于解决课题的手段
[0018]为了达成该目的，本发明是对堆积在压力传感器单元(30)的隔膜(32)上的堆积物(PM)的状态进行推定的堆积物状态推定装置，所述压力传感器单元(30)包括:所述隔膜(32);与该隔膜(32)相对地配置的传感器基座(33);形成在所述隔膜(32)上的可动电极(3213、32(:);形成在所述传感器基座(33)上的与所述可动电极(3213、32(3)相对的固定电极(3313、330);用于在所述可动电极(3213、32(3)与所述固定电极(3313、33(3)之间施加交流电源的电压的端子(35、36、41、45、46、)；以及将与通过所述可动电极(3213、32(3)和所述固定电极(33b、33c)而形成的电容相对应的信号(Su)输出的输出电路，所述堆积物状态推定装置包括:电源频率变更部(210)，其对施加于所述端子(35、36、41、45、46)的所述交流电源的电源频率进行变更;检测部(220)，其在对施加于所述端子(35、36、41、45、46)的所述交流电源的电源频率进行了变更时，检测所述隔膜(32)发生共振的所述电源频率(rf2);初始状态存储部(230)，其对在所述隔膜(32)上未堆积有所述堆积物(PM)的初始状态下所述隔膜(32)发生共振的初始电源频率(rf!)进行存储；以及推定部(250)，其根据由所述检测部(220)检测出的所述电源频率(rf2)和存储于所述初始状态存储部(230)的所述初始电源频率(rfl)，来推定堆积在所述隔膜(32)上的所述堆积物(PM)的状态。
[0019]在本发明中，所述堆积物状态推定装置(200)还包括输出部(260)，该输出部(260)将表示所述堆积物(PM)的状态的信息(Se I?Se3)向外部输出。
[0020]在本发明中，所述推定部(250)具有和所述电源频率(rf2)与所述初始电源频率(rf!)之差(rfA )进行比较的多个阈值(thAl?thA3)，通过将所述差(rfA)与所述多个阈值(thA I?thA 3)进行比较，来对划分为多个阶段的等级的所述堆积物(PM)的状态进行推定。
[0021]本发明涉及一种堆积物状态推定方法，其对堆积于压力传感器单元(30)的隔膜(32)上的堆积物(PM)的状态进行推定，所述压力传感器单元(30)具备:隔膜(32);与该隔膜(32)相对地配置的传感器基座(33);形成在所述隔膜(32)上的可动电极(32b、32c);形成在所述传感器基座(33)上且与所述可动电极(32b、32c)相对的固定电极(33b、33c);用于在所述可动电极(32b、32c)与所述固定电极(33b、33c)之间施加交流电源的电压的端子(35、36、41、45、46);以及将与通过所述可动电极(3215、32(3)和所述固定电极(3313、33(3)而形成的电容相对应的信号(Su)输出的输出电路，所述堆积物状态推定方法具有以下步骤:电源频率变更步骤，由电源频率变更部(210)对施加于所述端子(35、36、41、45、46)的所述交流电源的电源频率进行变更;检测步骤，在对施加于所述端子(35、36、41、45、46)的所述交流电源的电源频率进行了变更时，由检测部(220)对所述隔膜(32)发生共振的所述电源频率(rf2)进行检测;推定步骤，根据存储于初始状态存储部(230)的在所述隔膜(32)上未堆积有所述堆积物(PM)的初始状态下所述隔膜(32)发生共振的初始电源频率(rfl)和由所述检测部(220)检测出的所述电源频率(rf2)，利用推定部(250)对堆积在所述隔膜(32)上的所述堆积物(PM)的状态进行推定。
[0022]在本发明中，堆积物状态推定系统(I)包括:压力传感器单元(30)，其具备:隔膜(32)、与该隔膜(32)相对地配置的传感器基座(33)、形成在所述隔膜(32)上的可动电极(3213、32(:)、形成在所述传感器基座(33)上且与所述可动电极(3213、32(3)相对的固定电极(3313、330)、用于在所述可动电极(3213、32(3)和所述固定电极(3313、33(3)之间施加交流电源的电压的端子(35、36、41、45、46)、以及将与通过所述可动电极(3213、32(3)和所述固定电极(33b、33c)而形成的电容的相对应的信号(Su)输出的输出电路；电源频率变更部(210)，其对施加于所述端子(35、36、41、45、46)的所述交流电源的电源频率进行变更;检测部(220)，其在变更了施加于所述端子(35、36、41、45、46)的所述交流电源的电源频率时，对所述隔膜(32)发生共振的所述电源频率(rf2)进行检测；初始状态存储部(230)，其对在所述隔膜
(32)上未堆积有所述堆积物(PM)的初始状态下所述隔膜(32)发生共振的初始电源频率(rfl)进行存储；以及推定部(250)，其根据由所述检测部(220)检测出的所述电源频率(rf2)和存储于所述初始状态存储部(230)的所述初始电源频率(rf!)，来推定堆积在所述隔膜(32)上的所述堆积物(PM)的状态。
[0023]发明的效果
[0024]根据本发明，因为能够基于未堆积有堆积物(PM)的初始状态的隔膜(32)共振的初始电源频率(rf!)和堆积了堆积物(PM)的后的隔膜(32)共振的电源频率(rf2)来对堆积物(PM)的状态进行推定，所以即使在隔膜(32)上仅堆积有一点点堆积物(PM)那样的没有产生零点漂移的阶段，也能够推定堆积物(PM)的状态。
[0025]根据本发明，能够根据电源频率(rf2)与所述初始电源频率(rfl)之差(rfA)和多个阈值(th Al?thA 3)，来推定等级划分为多个阶段的堆积物(PM)的状态，所以能够使操作人员识别自初始阶段开始的堆积物(PM)的状态。
【附图说明】
[0026]图1是示出本实施方式中的堆积物状态推定系统的整体结构的框图。
[0027]图2是示出本实施方式中的电容型压力传感器(隔膜真空计)的要部的纵向截面图。
[0028]图3是示出本实施方式中的传感器单元的传感器隔膜的受压面上堆积有堆积物的状态的立体图。
[0029]图4是示出在本实施方式中，堆积物被堆积之前的传感器隔膜共振时的电源频率与堆积了堆积物之后的传感器隔膜共振时的电源频率之差的图。
[0030]图5是示出将本实施方式中的阈值与堆积物的状态(进行程度)对应起来的图表。
[0031]图6是示出将本实施方式中的初始电源频率预先存储的处理程序的流程图。
[0032]图7是示出对本实施方式中的堆积物的状态进行推定的处理程序的流程图。
【具体实施方式】
[0033]以下，一边参照附图一边对本发明的实施方式进行说明，但在此之前先对本申请发明的原理进行说明。
[0034]< 原理 >
[0035]本申请发明着眼于:在半导体制造装置的工序中所使用的电容型压力传感器的压力传感器单元的隔膜的受压面上堆积有堆积物的情况下，与该堆积物的量相应地，隔膜的杨氏模量(纵向弹性系数)外观上发生变化，隔膜的固有频率产生变化。
[0036]因此，本申请发明的特征在于:在对包括隔膜；与该隔膜相对地配置的传感器基座;形成在隔膜上的可动电极;形成在传感器基座上且与可动电极相对的固定电极；用于在可动电极与固定电极之间施加交流电源的电压的端子;输出与由可动电极和固定电极形成的电容相对应的信号的输出电路的压力传感器单元的隔膜上所堆积的堆积物的状态进行推定时，对施加于端子上的交流电源的电源频率进行变更，在变更施加于端子的交流电源的电源频率时，检测隔膜发生共振的电源频率，根据在隔膜上未堆积有堆积物的初始状态下隔膜发生共振的初始电源频率和所检测出的电源频率之差，来推定隔膜上所堆积的堆积物的状态。
[0037]<堆积物状态推定系统的整体结构>
[0038]如图1所示，堆积物状态推定系统I包括隔膜真空计100和推定装置200，该推定装置200对设在该隔膜真空计100内部的压力传感器单元30的传感器隔膜(后述)上所堆积的堆积物的状态(进行程度)进行推定。
[0039]<隔膜真空计的结构>
[0040]该隔膜真空计100包括:壳体10;容纳于壳体10内的基座板20;同样容纳于壳体10内且与基座板20的上表面接合的压力传感器单元30;直接安装在壳体10上且将壳体10内外导通连接的2个电极引线部40。
[0041]壳体10包括下壳体11、上壳体12及盖13。此外，下壳体11、上壳体12及盖13由作为耐腐蚀性金属的络镍铁合金(Incone I)构成，分别通过焊接而接合。
[0042]下壳体11具有直径不同的圆筒体的大直径部Ila和小直径部Ilb连结而成的形状。大直径部Ila具有与支承隔膜50的下表面接合的接合部，小直径部Ilb构成供被测定流体流入的导入部10A。
[0043]上壳体12具有大致圆筒体形状，借助盖13、支承隔膜50、基座板20及压力传感器单元30在壳体10内形成独立的真空的基准真空室10B。此外，基准真空室1B内具备所谓的吸气剂(未图示)的气体吸附物质，以维持室内的真空度。
[0044]另外，在上壳体12的内周面上的支承隔膜50的附近突出形成有挡块12a。此外，该挡块12a起到限制基座板20因被测定流体的压力急剧上升而过度地位移的作用。
[0045]另外，盖13由圆形的板构成，盖13的规定位置上形成有电极引线穿插孔13a。盖13的电极引线穿插孔13a中，借助气密封接件60埋入有电极引线部40，利用气密封接件60确保了埋入有电极引线部40部分的密封性。
[0046]基座板20由第I板构件21和第2板构件22构成。该基座板20被壳体10的内周面间隔开，仅借助支承隔膜50而被支承在壳体10上。
[0047]支承隔膜50由具有与壳体10的形状配合的外形形状的铬镍铁合金的薄板而形成。该支承隔膜50在被夹在第I板构件21与第2板构件22之间的状态下，其外周部(周边部)被夹在上述上壳体11与下壳体12的缘部并通过焊接等而接合。
[0048]此外，支承隔膜50的厚度在例如本实施方式的情况下，为数十微米，是比各板构件
21、22充分薄的厚度。另外，在基座板20(21、22)及支承隔膜50的中央部分形成有用于将被测定流体导入至压力传感器单元30的导入孔50a。
[0049]第I板构件21及第2板构件22由氧化铝的单晶体即蓝宝石构成，第I板构件21在离开壳体10的内表面的状态下与支承隔膜50的下表面接合，第2板构件22在离开壳体10的内表面的状态下与支承隔膜50的上表面接合。
[0050]此外，第I板构件21及第2板构件22形成相对于支承隔膜50的厚度、如上所述的充分的厚度，且具有将支承隔膜50夹成三明治状的结构。由此，防止了因支承隔膜50与基座板20的热膨胀系数不同所产生的热应力而引起该部分翘曲。
[0051]另外，在第2板构件22的上表面借助氧化铝基的接合材料接合有用氧化铝的单晶体即蓝宝石做成的俯视呈矩形状的压力传感器单元30。
[0052]压力传感器单元30以俯视有Icm见方以下的大小，具有:由在四边形型的中央部形成有貫通孔的薄板构成的隔板31;与隔板31接合的由硅构成的传感器隔膜32;以与传感器隔膜32相对配置的状态接合的传感器基座33。
[0053]传感器基座33由与隔板31同样的四角形型的薄板构成，具有与该隔板31同样的大小。另外，传感器基座33在其中央部分形成有俯视呈矩形状的凹部33a。
[0054]作为传感器隔膜32与传感器基座33接合的结果，凹部33a形成为电容室30A。该电容室30A及基准真空室1B借助穿设于传感器基座33的适当位置的未图示的连通孔一起保持相同的真空度。
[0055]此外，隔板31、传感器隔膜32及传感器基座33通过所谓的直接接合而相互接合，构成一体化的压力传感器单元30。作为该压力传感器单元30的构成要素的传感器隔膜32相当于本发明中所说的隔膜。
[0056]压力传感器单元30的电容室30A中形成有在传感器基座33的凹部33a的底面用金或铂等导体做的固定电极33b、33c。在与该固定电极33b、33c相对的传感器隔膜32的表面上形成有用金或铂等导体做的可动电极32b、32c。
[0057]另外，在压力传感器单元30的上表面形成有由金或铀构成的接触垫35、36，固定电极33b、33c与可动电极32b、32c通过接触垫35、36以及未图示的接线连接。
[0058]电极引线部40合计设有4个，分别包括电极引脚41和金属制的屏蔽壳42。屏蔽壳42在其内部借助由玻璃等绝缘性材料构成的气密封接件43埋设有电极引脚41的中央部分，保持电极引脚41的两端部间的气密状态。
[0059]电极引脚41的一端露出于壳体10的外部。2个电极引脚41的一端连接有输出电路30p，该输出电路30p将传感器隔膜32弯曲且由固定电极33b、33c和可动电极32b、32c构成的电容器的电容值(电容)变化时的与该电容值对应的传感器输出信号Su输出。另外，剩余的2个电极引脚41的一端与推定装置200的电源频率变更部210连接。
[0060]此外，在屏蔽壳42与盖13之间也夹有如上所述的气密封接件60。另外，电极引脚41的另一端连接有具有导电性的接触弹簧45、46的一端。接触弹簧45、46的另一端与接触垫35、36机械性地电连接。
[0061]接触弹簧45、46具有充分程度的柔软性，该柔软性使得即使因突然从导入部1A流入被测定流体而产生的急剧的压力上升导致支承隔膜50发生若干位移，接触弹簧45、46的作用力也不会对压力传感器单元30的测定精度造成影响。
[0062]在该隔膜真空计100中，在压力传感器单元30的传感器隔膜32和导入部1A之间、导入部1A中的被测定流体的出口处，相对配置有由铬镍铁合金构成的第I挡板71 i和由铬镍铁合金构成的第2挡板72。
[0063]第I挡板71做成圆板状，仅在该板面的中央部形成有作为被测定流体的导通路(流路)的开口 71a。
[0064]第2挡板72也做成圆板状，在该板面的周边部作为被测定流体的导通路(流路)形成有开口 72a。此外，第2挡板72形成有比第I挡板71稍大的直径。
[0065]第I挡板71的板面及第2挡板72的板面相对于被测定流体的通过方向F以正交的状态相对配置。即，在隔膜真空计100中，将第I及第2挡板71、72做成2层格局的结构，将第I挡板71配置在被测定流体的通过方向F的上游侧，将第2挡板72配置在被测定流体的通过方向F的下游侧。
[0066]<推定装置的构成>
[0067]推定装置200包括:电源频率变更部210、共振点检测部220、初始状态存储部230、比较部240、进行程度推定部250及信号输出部260。
[0068]该推定装置200通过在由CPU(Central Processing Unit中央处理单元)、存储器、接口等构成的计算机(硬件)中安装计算机程序(软件)来实现，该推定装置200的各部分的功能通过计算机的各种硬件资源和计算机程序协作来实现。
[0069]电源频率变更部210对施加在压力传感器单元30中的传感器基座33的固定电极33b、33c与传感器隔膜32的可动电极32b、32c之间的电源电压的电源频率逐渐地进行变更。
[0070]具体地，电源频率变更部210通过压力传感器单元30使该电源电压的电源频率以例如数[Hz]的单位从对传感器隔膜32未弯曲的状态的所谓O点进行测定时的电源电压的基准频率f [Hz ]向低频带或高频带逐渐地变更。
[0071]共振点检测部220在使施加在压力传感器单元30的固定电极33b、33c与传感器隔膜32的可动电极32b、32c之间的电源电压的电源频率变更时，检测出传感器隔膜32共振时的电源频率作为共振点，并将用于判别隔膜32的振动是否共振的阈值thfl保持于内部存储器。
[0072]共振点检测部220在根据电源频率的变更依次得到的传感器输出信号Su的值与其前一个值的变化量大于规定的阈值thfl的情况下，判别为传感器隔膜32共振了，将得到该传感器输出信号Su时的电源频率作为传感器隔膜32的共振点输出。
[0073]初始状态存储部230将由共振点检测部220提供的初始状态的隔膜32的电源频率rf!进行存储。另外，初始状态存储部230根据来自比较部240的要求，将初始状态的传感器隔膜32共振时的电源频率rfl输出给比较部240。
[0074]比较部240—旦从共振点检测部220接收到经过任意的累积使用时间之后的传感器隔膜32共振时的电源频率rf2，就向初始状态存储部260要求接收初始状态的隔膜32的电源频率rf I，计算出电源频率rf 1、rf 2之间的差rf Δ。该差rf Δ是电源频率rf I与电源频率rf2的频率差。比较部240将该计算出的差rf Δ输出给进行程度推定部250。
[0075]进行程度推定部250根据由比较部240所提供的差rfA，来推定堆积在传感器隔膜32的受压面32a上的堆积物PM的堆积程度(以下，将这称作“状态”。)。具体地，进行程度推定部250为了推定堆积物PM的状态，将如图5所示的表Tl存储于内部存储器。
[0076]表Tl是与由比较部240所提供的差rf Δ进行比较的多个阈值thA I?thA3(thA I<thA 2<thA 3)、表示与该阈值thA I?thA 3相对应的堆积物PM的状态的进行程度(20%、50%、80% )、及表示该进行程度的信息Sel?Se3所分别关联的表。阈值th Δ I?th Δ3和堆积物PM的进行程度(20%、50%、80%)的关系可以预先通过实验或计算求出并设定。
[0077]因此，进行程度推定部250将差rfA与阈值thAI?thA 3进行比较，根据进行程度表Tl，将意味着传感器隔膜32上所成膜的堆积物PM的进行程度的堆积信息Sel?Se3读出，将该堆积信息Se I?Se3输出给信号输出部260。
[0078]信号输出部260将由进行程度推定部250所提供的堆积信息Sel?Se3输出给外部的通知装置(未图示)。通知装置根据堆积信息Sel?Se3，向隔膜真空计100的用户进行某些通知。在此，作为通知装置，例如为警告声音产生单元或警告灯点灯单元。但并不限于此，只要是能够将压力传感器单元30的传感器隔膜32的堆积物PM的进行程度的推定结果通知用户即可，也可以是其他各种方法。
[0079]<堆积物状态推定动作>
[0080]接着，虽然对通过推定装置200来推定堆积在压力传感器单元30的传感器隔膜32的受压面上的堆积物的状态的堆积物状态推定动作进行说明，但在此之前先对传感器隔膜32的受压面上形成有堆积物的状态进行简单的说明。
[0081]图3是将图1的压力传感器单元30的传感器隔膜32及传感器基座33上下颠倒地表达的放大图。被测定流体借助第I挡板71的开口71a、第2挡板72的开口 72a及导入孔50A被从壳体10的导入部1A导入，与此相应地，堆积物PM在压力传感器单元30的隔膜32的表面形成于受到被测定流体的压力的受压面32a上。
[0082]随着被测定流体从导入孔50A被导入的时间的经过，该堆积物PM的量逐渐地变多。如果堆积在传感器隔膜32的受压面32a上的堆积物PM的量变多，则因为弯矩将变大，所以传感器隔膜32将会弯曲。在通过推定装置200对该传感器隔膜32的受压面32a上所形成的堆积物PM的状态进行推定的时候，将初始值存储阶段和堆积物状态推定阶段分开说明。
[0083]《初始值存储阶段》
[0084]初始值存储阶段是将处于堆积物PM堆积之前的初始状态的传感器隔膜32共振时的电源频率rfl(以下，将这称作“初始电源频率rfl”。)预先存储好的阶段。
[0085]如图6所示，最初，推定装置200的电源频率变更部210向处于堆积物PM被堆积之前的初始状态的传感器隔膜32的可动电极32b、32c与压力传感器单元30中的传感器基座33的固定电极33b、33c之间施加电源电压，将该电源电压的电源频率从基准频率f [Hz ]逐渐地进行变更(步骤SP1)。
[0086]这样，利用电源电压的电源频率的变动，假如传感器隔膜32的振动的频率与传感器隔膜32的固有频率一致，则该传感器隔膜32将会共振。
[0087]此时，由于传感器隔膜32的共振，来自压力传感器单元30的输出电路30p的传感器输出信号Su将急剧增大。在该传感器输出信号Su的变化率大于阈值thf I的情况下，共振点检测部220对堆积物PM被堆积之前的初始状态的传感器隔膜3 2共振时的初始电源频率rf I进行检测(步骤SP2)。
[0088]共振点检测部220将堆积物PM被堆积之前的初始状态的传感器隔膜32的初始电源频率rfl输出给初始状态存储部230，将该初始电源频率rfl存储至该初始状态存储部230作为初始值(步骤SP3)。
[0089]《堆积物状态推定阶段》
[0090]堆积物状态推定阶段是，在上述初始值存储阶段之后，在半导体制造装置的工序中隔膜真空计100任意的累积使用时间经过后的任意时间点，对被堆积在传感器隔膜32的受压面32a上的堆积物PM的状态(进行程度)进行推定的阶段。
[0091]如图7所示，电源频率变更部210将施加于传感器隔膜32的可动电极32b、32c与压力传感器单元30的固定电极33b、33c之间的电源电压的电源频率从基准频率f [Hz]逐渐地变更(步骤SPll )。
[0092]在此，传感器隔膜32虽然原本具有固有频率，但如果在半导体制造装置的过程中受压面32a上形成有堆积物PM，则与该堆积物PM的量相应地杨氏模量将明显发生变化，因而固有频率将会变化。一旦堆积有堆积物PM，则传感器隔膜32的固有频率就会从堆积物PM被形成之前的初始状态的传感器隔膜32的固有频率偏移到正侧或负侧。而且，随着堆积物PM的堆积量增大，传感器隔膜32的固有频率具有越来越偏离初始状态的传感器隔膜32的固有频率的特性。
[0093]共振点检测部220用与上述的初始值存储阶段相同的方法，在堆积物PM被形成之后的传感器隔膜32的传感器输出信号Su的变化量大于阈值thfl的情况下，对得到该传感器输出信号Su时的电源频率rf2进行检测，作为堆积物PM被形成之后的传感器隔膜32的第2共振点，将该电源频率rf2输出给比较部240(步骤SP12)。
[0094]比较部240计算出堆积物PM被堆积之前的初始电源频率rfI与堆积物PM被形成之后的电源频率rf 2之差rf △，将它输出给进行程度推定部250 (步骤SPl 3)。
[0095]进行程度推定部250在判断差rf Δ大于阈值thA 3的情况下(步骤SP14:是)，推定传感器隔膜32的受压面32a上所形成的堆积物PM的进行程度为80%，将意味着该推定结果的信息Se3从信号输出部260输出给外部的通知装置(未图示)(步骤SP15)。
[0096]由此，通知装置通过将意味着与信息Se3相应的紧急性的大音量的警告音输出，或者、使意味着紧急性的红色的警告灯点灯，向操作人员通知，传感器隔膜32的受压面32a上所堆积的堆积物PM的进行程度为80%，隔膜真空计100的更换时期迫近了。
[0097]另一方面，进行程度推定部250在判断差rfA不大于阈值thA3(步骤SP14:否)，且差rf △大于阈值thA 2的情况下(步骤SP16:是)，推定传感器隔膜32的受压面32a上所堆积的堆积物PM的进行程度为50%，将意味着该推定结果的信息Se2从信号输出部260输出给外部的通知装置(未图示)(步骤SP17)。
[0098]由此，通知装置通过将与信息Se2相应的中音量的警告音输出或使黄色的警告灯点灯，来向操作人员通知，传感器隔膜32的受压面32a上所堆积的堆积物PM的进行程度为50%，隔膜真空计100的更换时期正在靠近。
[0099]而且，进行程度推定部250在判断差rfA不大于阈值thA2(步骤SP16:否)，且差rfA大于阈值th Al的情况下(步骤SP18:是)，推定传感器隔膜32的受压面32a上所堆积的堆积物PM的进行程度为20%，并将意味着该推定结果的信息Sel从信号输出部260输出给外部的通知装置(未图示)(步骤SP19)。
[0100]由此，通知装置通过将与信息Sel相应的小音量的警告音输出或使蓝色的警告灯点灯，来向操作人员通知，传感器隔膜32的受压面32a上所堆积的堆积物PM的进行程度为20%，至更换时期还留有充分的时间，可以就这样继续使用。
[0101 ] 此外，进行程度推定部250可以对内部存储器中存储的阈值th Δ I?th Δ 3 (th Δ I<thA2<thA 3)的值进行任意变更。由此，推定装置200只要根据隔膜真空计100所使用的环境对阈值th Al?thA 3的值进行变更，就能够根据与该环境相适应的堆积物PM的进行程度，让警告音或警告灯点灯并通知操作人员。
[0102]<効果>
[0103]堆积物状态推定系统I的推定装置200利用以下的特性:与堆积物PM被形成之前的初始状态的传感器隔膜32相比，即使仅形成有一点点堆积物PM之后的传感器隔膜32的固有频率也将产生变化。
[0104]即，因为在形成堆积物PM之前的初始状态的初始电源频率rfl和形成有堆积物PM之后的电源频率rf2之间存在差rf △，所以即使形成于传感器隔膜32的受压面32a的堆积物PM的量仅为一点点，推定装置200也能够根据该差rf Δ来推定堆积物PM的状态(进行程度)。
[0105]这样，因为能够从早期阶段开始推定形成在传感器隔膜32的受压面32a上的堆积物PM的状态，所以操作人员能够对隔膜真空计100的更换时期进行适当的管理，可以使半导体制造装置的故障停机时间最优化。
[0106]另外，操作人员通过从早期阶段开始对形成于传感器隔膜32的受压面32a上的堆积物PM的状态进行认识，能够防止在隔膜真空计100的传感器隔膜32上形成有大量堆积物PM而产生零点漂移的状态下进行压力的测定，能够减少输出包含误差的压力测定结果这样的风险。
[0107]<其他实施方式>
[0108]此外，在上述实施方式中，说明了根据表Tl来推定堆积在传感器隔膜32上的堆积物PM的状态(进行程度)的情形，但本发明并不限于此，也可以根据差rfA的大小通过计算来推定堆积物PM的进行程度。
[0109]而且，在上述实施方式中，说明了将隔膜真空计(电容型压力传感器)100作为对象来进行配置的情形，但本发明并不限于此，也可以将采用了隔膜的半导体压电电阻扩散压力传感器作为对象。
[0110]而且，在上述实施方式中，说明了将隔膜真空计(电容型压力传感器)100用于半导体制造装置的工序的情形，但本发明并不限于此，也可以用于冷冻干燥装置、真空栗评价装置等其他各种使用环境中。在这种情况下，只要设定适应使用环境的阈值th △ I?th △ 3BP可。
[0111]符号说明
[0112]I……堆积物状态推定系统，10……壳体，1A……导入部，1B……基准真空室，11……下壳体，12……上壳体，13……盖，20……基座板，30……压力传感器单元，30A……电容室，30p……输出电路，31……隔板，32……传感器隔膜(隔膜)，32a……受压面，32b、32c……可动电极，33……传感器基座，33b、33c……固定电极，35、36……接触垫，40……电极引线部，41……电极引脚，42……屏蔽壳，43、60……气密封接件，45、46……接触弹簧，50……支承隔膜，71……第I挡板，72……第2挡板，100……隔膜真空计，200……推定装置，210……电源频率变更部，220……共振点检测部，230……初始状态存储部，240……比较部，250……状态推定部(推定部)，260……信号输出部(输出部)，PM……堆积物。
【主权项】
1.一种堆积物状态推定装置，其是对堆积在压力传感器单元的隔膜上的堆积物的状态进行推定的堆积物状态推定装置，所述压力传感器单元包括:所述隔膜;与该隔膜相对地配置的传感器基座;形成在所述隔膜上的可动电极;形成在所述传感器基座上且与所述可动电极相对的固定电极;用于在所述可动电极与所述固定电极之间施加交流电源的电压的端子；以及将与通过所述可动电极和所述固定电极而形成的电容相对应的信号输出的输出电路，所述堆积物状态推定装置的特征在于，包括: 电源频率变更部，其对施加于所述端子上的所述交流电源的电源频率进行变更； 检测部，其在变更了施加于所述端子的所述交流电源的电源频率时，对所述隔膜发生共振的所述电源频率进行检测； 初始状态存储部，其对在所述隔膜上未堆积有所述堆积物的初始状态下所述隔膜发生共振的初始电源频率进行存储；以及 推定部，其根据由所述检测部检测出的所述电源频率和存储于所述初始状态存储部的所述初始电源频率，来推定堆积在所述隔膜上的所述堆积物的状态。2.根据权利要求1所述的堆积物状态推定装置，其特征在于， 所述堆积物状态推定装置还包括输出部，所述输出部将表示所述堆积物的状态的信息向外部输出。3.根据权利要求1所述的堆积物状态推定装置，其特征在于， 所述推定部具有和所述电源频率与所述初始电源频率之差进行比较的多个阈值，通过对所述差与所述多个阈值进行比较，来推定划分为多个阶段的等级的所述堆积物的状态。4.一种堆积物状态推定方法，其是对堆积在压力传感器单元的隔膜上的堆积物的状态进行推定的堆积物状态推定装置，所述压力传感器单元包括:所述隔膜;与该隔膜相对地配置的传感器基座;形成在所述隔膜上的可动电极;形成在所述传感器基座上且与所述可动电极相对的固定电极;用于在所述可动电极与所述固定电极之间施加交流电源的电压的端子；以及将与通过所述可动电极和所述固定电极而形成的电容相对应的信号输出的输出电路，所述堆积物状态推定方法的特征在于，具有以下步骤: 电源频率变更步骤，利用电源频率变更部对施加于所述端子上的所述交流电源的电源频率进行变更； 检测步骤，在变更了施加于所述端子的所述交流电源的电源频率时，利用检测部对所述隔膜发生共振的所述电源频率进行检测； 推定步骤，根据存储于初始状态存储部的在所述隔膜上未堆积有所述堆积物的初始状态下所述隔膜发生共振的初始电源频率和由所述检测部检测出的所述电源频率，利用推定部来推定堆积在所述隔膜上的所述堆积物的状态。5.一种堆积物状态推定系统，其特征在于，包括: 压力传感器单元，具备:隔膜、与该隔膜相对地配置的传感器基座、形成在所述隔膜上的可动电极、形成在所述传感器基座上且与所述可动电极相对的固定电极、用于在所述可动电极和所述固定电极之间施加交流电源的电压的端子、以及将与通过所述可动电极和所述固定电极而形成的电容的相对应的信号输出的输出电路； 电源频率变更部，其对施加于所述端子的所述交流电源的电源频率进行变更； 检测部，其在变更了施加于所述端子的所述交流电源的电源频率时，对所述隔膜发生共振的所述电源频率进行检测； 初始状态存储部，其对在所述隔膜上未堆积有所述堆积物的初始状态下所述隔膜发生共振的初始电源频率进行存储；以及 推定部，其根据由所述检测部检测出的所述电源频率和存储于所述初始状态存储部的所述初始电源频率，来推定堆积在所述隔膜上的所述堆积物的状态。
【文档编号】G01L19/06GK106017776SQ201610164516
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】枥木伟伸, 石原卓也
【申请人】阿自倍尔株式会社