チャンバ内圧力制御について（半導体）

質問

はじめまして、半導体プロセスに携わっている者です。
タイトルの件で閲覧いただいている皆様にご質問があります。

現在チャンバからの排気ラインにスロットルバルブをいれ
チャンバ内の圧力が設定値になるようにＰＩＤ制御しています。
圧力センサはスロットルバルブ付近にいれてます。

問題は常温（室温）ではチャンバ内の圧力が制御できているのですが、
高温３００度以上になると圧力が振れてしまいます。（チャンバ内は
常にＮ２で置換してます）

原因として考えられることがあればご教授願えませんでしょうか？

回答No.3

guide_man · ベストアンサー

圧力センサの出力温度特性が影響していると考えられます。
縦軸に圧力センサの出力、横軸に温度のグラフをプロットしたとき、300度以上で急変するグラフになっていると思われます。このような特性のとき、
僅かな温度変動により、センサの出力値が大きく変動するので、結果として制御値もふらつくと推測できます。

PID制御との事ですので、センサ信号が正しければ、
問題なく温度制御できるはずです。

お礼

ご回答いただきありがとうございます。

返答が遅れて申し訳ありません。

センサーの信号も念のため疑ってみることにします。
（過去に温度を上げたときに温度の表示器にノイズが出て、温度がふらついたことがありますゆえ）
上記のグラフについて統計的にもあつかってみようと思います。

回答No.2

N64

全く素人で、間違っているかも知れません。粘性係数の違いが影響していないでしょうか。高温になると粘性係数がかなり大きくなるとすると、同じ流量を排気するにも、弁の開度が違ってくるような気がします。弁の特性がどうなっているか分かりませんが。

お礼

ご意見いただきありがとうございます。

当方排気ラインを横方向と下段方向の２系統つないでおります。センサで圧力の振れが大きく感知されるのは横方向の排気ラインのチャンバに近いところにセンサを取り付けた時です。
（配管の施工の関係上２ラインをスロットルバルブ手前で結合させています。）
センサで圧力の振れが弱く感知される、チャンバから遠いところのスロットルバルブ付近を流れるガスの温度は既に冷め切っている（温度測定などは行ってませんが配管を手で触れるので）と考えられバルブの開度は温度では変化しないと考えております。

ご意見重ねてお礼申し上げます。

回答No.1

Nigun

大学時に薄膜の研究で真空装置を使っていた時の経験ですが、
高温になるとチャンバー内の圧力は触れます。
理由は気体が温められた事により膨張しているためです。
窒素のみは空気(酸素や窒素など)に比べ膨張率は低いですが、
それでも300度以上にしてしまうと膨張はしてしまいます。
その所も考慮して圧力を制御してはどうでしょう。

お礼

ご回答いただきありがとうございます。
排気ラインを大きく２つ作成しており、そのうちの一つのラインは
チャンバから１，２メートルはなれたところにスロットルバルブ
がついているのですが、そこにManoセンサーをつけて制御させると
振れが少なく、もう一つの排気ラインでチャンバすぐのところにセンサをつけると振れが大きくなりました。
（使用時排気ラインは１系統のみ使用）
Ｎ２も常に一定量ながれているのであとは流量を疑ってようとおもいます。ご回答重ねてお礼申し上げます。