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新製品紹介
自己学習型マスフローコントローラ
Self Leaning Type Mass Flow Controller
Mass flow controller ：HG200 series
高集積・微細化が進む半導体にお
ており，プロセス不具合発生前に装
試験で得られた実ガスごとの固有
いて，半導体製造プロセスの流体制
置に警告を発し , 事故を予防する自
情報から計測流量や応答性を修正
御に使用されるマスフローコント
己診断技術も要求されている。開発
し，動作環境が変化しても一定の
ローラ（ 以下，MFC と示す）にも，
した MFC「HG200 シリーズ」
（ 図 1）
性能が発揮できる。図 3 に入力
微細化を実現するための厳しい性能
では既存製品からの性能向上を図る
圧変化時の応答性を，図 4 に流
が 求 め ら れ て い る。 一 般 的 に，
とともに，先述の個体差を低減した。
量精度安定性のグラフを示す。従
MFC の高性能化は高精度，高速応
また自己診断技術を開発し，これか
来は 6% であった流量誤差を 1%
答性などに代表されるが，高速応答
らの半導体プロセス革新に貢献でき
以内に低減した。
よりも製造装置間や反応炉間の機差
る製品となった。
（3）自己診断機能により制御安定性
をリアルタイムで診断。不具合があ
特 長
が問題となる場合が多く，それらは
半導体の性能のばらつきに直接影響
（1）学習機能を付加することにより
れば装置に診断結果を伝送する。
する。この機差は，MFC に関して
一定の応答性を安定して実現で
（4）SD カード機能を搭載し自己診
は流量精度や応答性の個体差に起因
きる。これにより応答性の個体
断結果や MFC 出力の履歴を保存
し，これらの低減が求められている。
差をゼロに近づけることができ
また，ウェハーの高密度化や大口径
る（ 図 2）。
することができる。
（5）EtherCAT 通信対応により次世
化によって，プロセス不具合による
（2）MFC に搭載したセンサーで計
ウェハースクラップコストが肥大し
測した温度，圧力と事前の実ガス
代半導体装置への搭載が可能。
（日立金属ファインテック株式会社）
Setpoint: 100%
MFC read out (%)
100
20 mm
0
Setpoint: 12%
Setpoint: 2%
0.2
0.4
0
1
Time (sec)
2
日立金属技報 Vol. 31（2015）
0.8
1
1.2
1.4
2
（b）
Gas quality
80
60
40
0
Set
point
0
CF4
C4F8
CHF3
-2
HG200 MFC
-4
-6
-8
Legacy MFC
0
1
2
Time (sec)
図 3 HG200 シリーズ MFC の応答性改善結果（ 供給圧力：50-450 kPa）
（a）Legacy MFC （b）HG200 MFC
Fig. 3 Response time improvement of HG200 series (Inlet pressure: 50-450
kPa) (a) Legacy MFC (b) HG200 MFC
54
0.6
図 2 学習機能による応答性学習波形（ 目標応答時間を1秒に設定した例）
Fig. 2 Response wave of learning function (target time is set to 1 sec)
20
Set
point
Setpoint: 35%
20
Flow accuracy (%SP)
Overshoot by
Legacy MFC at
high inlet pressure
40
20
40
←Target time
Response wave before learning
100
MFC read out (%)
MFC read out (%)
60
60
Time (sec)
120
（a）
100
80
Setpoint: 73%
0
図 1 HG200 シリーズ MFC 外観
（EtherCAT 通信仕様）
Fig. 1 Appearance of HG200 series MFC
(EtherCAT version)
120
80
-10
0
20
40
60
80
100
120
MFC Setpoint (%)
図 4 HG200 シリーズ MFC の流量精度安定性
（ 環境温度 25℃ → 60℃）
Fig. 4 Flow accuracy stability of HG200 series MFC
(depending on temperature change 25 to 60ʝ)