静电电容型压力传感器的异常检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种静电电容型压力传感器的异常检测方法及装置，以区分由压力引起的输出变化、与由沉积物等引起的压力以外的输出变化，从而减少不必要的零点调整。将在膜片的中央部形成压敏电容Cx的电极对(压敏侧电极对)设为第1电极对，将在膜片的外周部形成参照电容Cr的电极对(参照侧电极对)设为第2电极对。将从抽真空时的压敏侧电极对得到的压敏电容Cx的变化ΔCx、与从参照侧电极对得到的参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCx/ΔCr作为异常检测指标α进行计算，并且与表示正常时的该指标的基准值αref进行比较，从而判断在膜片是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲。

Anomaly Detection Method and Device of Electrostatic Capacitive Pressure Sensor

【技术实现步骤摘要】
静电电容型压力传感器的异常检测方法及装置
本专利技术涉及一种静电电容型压力传感器的异常检测方法及装置，所述静电电容型压力传感器具备对与被测定介质的压力相对应的静电电容进行检测的膜片构造的传感器元件。
技术介绍
一直以来，在用于半导体制造设备等中的以真空计为代表的压力传感器中，大多采用使用所谓的MEMS(MicroElectroMechanicalSystems微机电系统)技术并具有小型膜片的传感器元件。该传感器元件的主要检测原理为，利用膜片来承受压力介质的压力，并将由此产生于膜片的位移、应力转换为某种信号。例如，作为使用了这种传感器元件的压力传感器，将承受被测定介质的压力而弯曲的膜片(隔膜)的位移检测为静电电容的变化(电极间的电容的变化)的静电电容型压力传感器被广为人知。该静电电容型压力传感器没有气体类型依赖性，因此在以半导体设备为代表的工业用途中经常被使用。例如，为了计量在半导体制造装置等中的制造工序中的气体的压力而被使用，在该用途上来说，将上述的静电电容型压力传感器称为静电电容型的隔膜真空计。另外，受到被测定介质的压力而弯曲的膜片被称为压敏膜片，或者传感器膜片(例如，参照专利文献1、2、3)。作为该不依赖于气体的隔膜真空计的主要的应用，已知半导体制造工序等中的CVD(chemicalvapordeposition，化学气相沉积)、ALD(AtomicLayerDeposition，原子层沉积)、溅射等的成膜或使用等离子体的蚀刻工序。在成膜工序中，沉积于基板上的膜或与其类似的不完全的膜，在蚀刻处理中，保护层的残渣或基板在被蚀刻时生成的副产物等或多或少沉积于腔室、管道以及泵内部，会引起各种各样的麻烦。其中对工序中的气体的压力进行计量、控制的隔膜真空计，尤其是向对压力进行感知的膜片(隔膜)的上述物质的沉积，由于其应力使膜片产生与计量压力无关的弯曲，会带来即使抽真空也不表示零的零点漂移。另外，也由于沉积的膜质而使膜片看上去其厚度增加，因此施加同等的压力弯曲也会变小，这会引起压力敏感度的降低。其他也有在沉积的物质有粘性的情况下等，膜片的动作产生延迟的现象，这直接关系到传感器响应的延迟。已知像这样由于向真空计内部的沉积而引起输出的零点的漂移、压力敏感度的变化，虽然是必然的，但会对将其作为主要控制参数的成膜或蚀刻的品质带来很大影响。因此，在以往，在零点相对于某固定的规定值发生漂移的情况下，执行下述那样的调整。调整(1)：将装置整体抽至真空来对零点进行调整。调整(2)：在调整(1)无法抽至真空的情况下等，从装置取下真空计并进行重新校正。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2010-236949号公报专利文献2：日本专利特开2000-105164号公报专利文献3：日本专利特开2006-3234号公报专利文献4：日本专利特开2015-184064号公报
技术实现思路
[专利技术要解决的问题]然而，抽至真空的压力还依赖于泵的吸引能力、管道的配置等，存在实际上真空度恶化而真空计没有问题的情况。为此，在上述的调整(1)、(2)的方法中，会产生下述那样的问题。调整(1)的问题点：对正确的真空计执行不必要的零点调整，反而执行了错误的压力计量。调整(2)的问题点：如果从装置取下真空计，因为不必要的零点调整，装置会长时间停止。尽可能减少这样的调整的次数有利于装置的运转效率的提高，但实际上区分压力发生变化的情况(零点调整不必要的情况)与由于沉积物等而漂移的情况(零点调整必要的情况)非常得困难。此外，在专利文献4中，膜片的压力导入室一侧的表面的周缘部与中心部之间设置有台阶部，以该台阶部为边界来划分中央部一侧的区域(薄区域)与周缘部一侧的区域(厚区域)，并且将多个压力导入孔设置于底座板以使其开口部位于膜片的台阶部的附近(周缘部一侧的区域)，从而来抑制零点漂移。可是，该方法终归停留于零点漂移的抑制。本专利技术是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于提供一种静电电容型压力传感器的异常检测方法及装置，其能够区分由压力引起的输出变化、与由沉积物等引起的压力以外的输出变化，从而减少不必要的零点调整。[用于解决问题的技术手段]为了达成这样的目的，本专利技术是一种静电电容型压力传感器的异常检测方法，所述异常检测方法对具备多个电极对(D1、D2)的静电电容型压力传感器(100)的异常进行检测，所述多个电极对(D1、D2)的电极间的电容与根据被测定介质的压力而弯曲的膜片(101)的位移相应地发生变化，所述异常检测方法的特征在于，具备：指标计算步骤(S201)，根据所述被测定介质抽真空时的多个电极对的电容(Cx，Cr)的变化来计算异常检测的指标(α)；以及状态判断步骤(S202)，对由所述指标计算步骤计算出的异常检测的指标、与表示正常时的该指标的基准值(αref)进行比较，从而判断在所述膜片是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲。在本专利技术中，根据被测定介质抽真空时的多个电极对的电容的变化，来计算异常检测的指标，对该计算出的异常检测的指标与表示正常时的该指标的基准值进行比较，从而判断在膜片是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲。例如，将在膜片的中央部形成压敏电容Cx的电极对设为第1电极对、在膜片的外周部形成参照电容Cr的电极对设为第2电极对的情况下，将压敏电容Cx的变化ΔCx与参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCx/ΔCr作为异常检测的指标α进行计算，对该计算出的异常检测的指标α与表示正常时的该指标的基准值αref进行比较，从而判断在膜片是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲。由此，能够对由压力引起的输出变化、与由沉积物等引起的压力以外的输出变化进行区分，从而减少不必要的零点调整。此外，也可以在与向膜片导入的被测定介质的导入口相对应的位置设置形成沉积感知电容Cd的电极对，并将该电极对设为第1电极对，将沉积感知电容Cd的变化ΔCd与参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCd/ΔCr作为异常检测的指标β进行计算，对该计算出的异常检测的指标β与正常时表示该指标的基准值βref进行比较，从而判断在膜片是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲。另外，也可以在与向膜片导入的被测定介质的导入口相对应的位置设置形成沉积感知电容Cd的电极对，并将该电极对设为第3电极对，将压敏电容Cx的变化ΔCx与参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCx/ΔCr、以及沉积感知电容Cd的变化ΔCd与参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCd/ΔC作为异常检测的指标α以及β进行计算，对该计算出的异常检测的指标α、β与表示正常时的该指标的基准值αref、βref进行比较，从而判断在膜片是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲。此外，在上述说明中，作为一例，由附上括号的参照符号来表示与专利技术的构成要素相对应的附图上的构成要素。[专利技术效果]如以上所说明的，根据本专利技术，根据被测定介质抽真空时的多个电极对的电容的变化来计算异常检测的指标，将该计算出的异常检测的指标与表示正常时的该指标的基准值进行比较，从而判断在膜片是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲，因此能够对由压力引起的输出变化、与由于沉积物等引起的压力以外的输出变化进行区分，从而减少不必要的零点调整。附图说明图1是示出被施加压力时的厚度均匀的圆形膜片的挠度曲线的图。图2是示出要适用本专利技术的静本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种静电电容型压力传感器的异常检测方法，所述异常检测方法对具备多个电极对的静电电容型压力传感器的异常进行检测，所述多个电极对的电极间的电容与根据被测介质的压力而发生弯曲的膜片的位移相应地发生变化，所述异常检测方法的特征在于，具备：指标计算步骤，根据所述被测定介质抽真空时的所述多个电极对的电容的变化来计算异常检测的指标；以及状态判断步骤，对由所述指标计算步骤计算出的异常检测的指标、与表示正常时的该指标的基准值进行比较，从而判断在所述膜片是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲。

【技术特征摘要】
2018.01.23 JP 2018-0086351.一种静电电容型压力传感器的异常检测方法，所述异常检测方法对具备多个电极对的静电电容型压力传感器的异常进行检测，所述多个电极对的电极间的电容与根据被测介质的压力而发生弯曲的膜片的位移相应地发生变化，所述异常检测方法的特征在于，具备：指标计算步骤，根据所述被测定介质抽真空时的所述多个电极对的电容的变化来计算异常检测的指标；以及状态判断步骤，对由所述指标计算步骤计算出的异常检测的指标、与表示正常时的该指标的基准值进行比较，从而判断在所述膜片是否产生了由压力以外的要素引起的弯曲。2.根据权利要求1所述的静电电容型压力传感器的异常检测方法，其特征在于，所述静电电容型压力传感器具备第1电极对以及第2电极对作为所述多个电极对，所述第1电极对在所述膜片的中央部形成压敏电容Cx，所述第2电极对在所述膜片的外周部形成参照电容Cr，在所述指标计算步骤，将所述压敏电容Cx的变化ΔCx与所述参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCx/ΔCr作为所述异常检测的指标进行计算。3.根据权利要求1所述的静电电容型压力传感器的异常检测方法，其特征在于，所述静电电容型压力传感器具备第1电极对以及第2电极对作为所述多个电极对，所述第1电极对在与向所述膜片导入的所述被测定介质的导入口相对应的位置形成沉积感知电容Cd，所述第2电极对在所述膜片的外周部形成参照电容Cr，所述指标计算步骤将所述沉积感知电容Cd的变化ΔCd与所述参照电容Cr的变化ΔCr的比ΔCd/ΔCr作为所述异常检测的指标进行计算。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：石原卓也，添田将，关根正志，
申请(专利权)人：阿自倍尔株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP