JP2006337346A - Absolute flow rate calibration system in flow rate control device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable to perform an absolute flow rate calibration with high accuracy by a process gas in a flow rate control device. <P>SOLUTION: The system comprises a gas flow path 30 between a first shutoff valve 21 and a second shutoff valve 22, an evacuation flow path 31 connecting an inlet of a vacuum pump 14, a third shutoff valve 23 mounted on the evacuation flow path 31, a pressure sensor 11, a temperature sensor 12 and a fourth shutoff valve 24, and connecting the above, and a calibration control device which memorizes a volume value of a predetermined space comprising of an outlet of a mass controller 10 of compression factor data of the gas species, the second shutoff valve 22 and the third shutoff valve 23. At the first measurement and the second measurement, a mass G<SB>1</SB>is obtained from a pressure P<SB>1</SB>, a temperature T<SB>1</SB>, the first compression factor Z<SB>1</SB>corresponding to these, and a volume V, and the mass G<SB>2</SB>is obtained from the pressure P<SB>1</SB>, the temperature T<SB>2</SB>, the second compression factor Z<SB>2</SB>corresponding to these, and the volume V at the second measurement, the absolute flow rate of the mass flow controller 10 is calibrated from the difference of the mass G<SB>1</SB>and the mass G<SB>2</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体製造プロセスにおけるガスシステムに使用する流量制御機器の絶対流量を検定する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for verifying an absolute flow rate of a flow control device used in a gas system in a semiconductor manufacturing process.

半導体製造プロセス中の成膜装置や乾式エッチング装置等においては、例えばシランやホスフィン等の特殊ガスや、塩素ガス等の腐食性ガス、及び水素ガス等の可燃性ガス等を使用する。
これらのガスはその流量を厳格に管理しなければならない。
その理由として、ガス流量がプロセスの良否に直接影響することが挙げられる。すなわち、成膜プロセスにおいては膜質が、エッチングプロセスにおいては回路加工の良否が、ガス流量の精度により多大な影響を受け、半導体製品の歩留まりがそれにより決定される。
In a film forming apparatus or a dry etching apparatus in a semiconductor manufacturing process, for example, a special gas such as silane or phosphine, a corrosive gas such as chlorine gas, and a combustible gas such as hydrogen gas are used.
The flow rate of these gases must be strictly controlled.
The reason is that the gas flow rate directly affects the quality of the process. That is, the film quality in the film forming process and the quality of circuit processing in the etching process are greatly affected by the accuracy of the gas flow rate, and the yield of the semiconductor product is thereby determined.

別の理由としては、この種のガスの多くは人体や環境に対する有害性、あるいは爆発性等を有することが挙げられる。このため、使用後のこれらのガスは、直接大気に廃棄することは許されず、ガス種に応じた除害手段を備えなければならない。しかしながら、かかる除害手段は通例処理能力が限られていて、許容値以上の流量が流れると、処理しきれずに有害ガスの環境への流出や、除害手段の破損につながることがある。
また、これらのガス、特に半導体製造プロセスに使用しうる高純度かつ無塵のものは高価な上、ガス種によっては自然劣化による使用制限があるため大量保管ができないことも理由として挙げられる。
Another reason is that many of these types of gases are harmful to the human body and the environment, or explosive. For this reason, these gases after use are not allowed to be discarded directly into the atmosphere, and must be equipped with a detoxifying means corresponding to the gas type. However, such an abatement means usually has a limited processing capacity, and if a flow rate exceeding an allowable value flows, it may not be able to be treated and may lead to outflow of harmful gas to the environment or damage to the abatement means.
In addition, these gases, particularly those having a high purity and no dust that can be used in the semiconductor manufacturing process, are expensive, and depending on the type of gas, there are restrictions on use due to natural degradation, so that they cannot be stored in large quantities.

一方、半導体製造プロセスにおける機器が要求するこれらのガスの流量は、2〜2000sccm程度であり、かなり幅広い範囲で高精度に一定の流量を流すことが求められる。
従って、従来から半導体製造プロセス回路内に流量制御機器である公知のマスフローコントローラを配して、ガス種ごとに最適の流量を流すようにしている。そして、かかるマスフローコントローラは、印加電圧を変更することにより、設定流量を変更してプロセスレシピの変更に対応できるようになっている。
On the other hand, the flow rate of these gases required by equipment in the semiconductor manufacturing process is about 2 to 2000 sccm, and it is required to flow a constant flow rate with high accuracy in a considerably wide range.
Therefore, conventionally, a known mass flow controller, which is a flow rate control device, is arranged in the semiconductor manufacturing process circuit so as to flow an optimum flow rate for each gas type. And this mass flow controller can respond to a change of a process recipe by changing a setting flow rate by changing an applied voltage.

ところが、半導体製造プロセスに用いるこれらのガス、いわゆるプロセスガスのうち特に成膜用材料ガスは、その特性上ガスライン内でも固形物を析出する可能性があり、流量体積を変化させることがある。マスフローコントローラは、高精度に一定流量を供給するために内部に細管を使用しており、かかる部分に固形物が少量でも析出してしまうと、供給する流量精度が悪化する原因となる。また、エッチングプロセス等に使用する腐食性の高いガスを流すので、マスフローコントローラの内部を耐食性の高い材料、例えばステンレス材等を使用したとしても、腐食は避けられず、経年劣化が起こる可能性があり、このことによっても流量精度が悪化するとなる。
このように、印加電圧と実流量との関係が変化し、実流量が変化する可能性があるので、マスフローコントローラの流量は定期的に流量を検定し、較正される必要がある。
However, among these gases used in the semiconductor manufacturing process, so-called process gases, in particular, a film forming material gas may cause solids to be deposited in the gas line due to its characteristics, and may change the flow volume. The mass flow controller uses a thin tube inside to supply a constant flow rate with high accuracy. If a small amount of solid matter is deposited in such a portion, the flow rate accuracy to be supplied deteriorates. In addition, since highly corrosive gas used for etching processes is flowed, even if a highly corrosion-resistant material such as stainless steel is used in the mass flow controller, corrosion is inevitable and aging may occur. Yes, this also deteriorates the flow rate accuracy.
In this way, since the relationship between the applied voltage and the actual flow rate changes and the actual flow rate may change, the flow rate of the mass flow controller needs to be periodically calibrated and calibrated.

このマスフローコントローラの流量検定には、基本的に膜流量計を使って行うが、この測定は配管の一部を外して行うものであり、測定後には再び配管を元の状態に組み付けて漏れチェックをしなければならない。このため、作業には非常に手間がかかってしまう。
従って、配管から外さずに流量検定が行えることが理想的である。
配管を組んだままの状態で流量検定を行う方法としては、プロセスチャンバに備えられている真空系を利用することも考えられるが、この方法では所要時間や精度の点で不十分である。
The flow rate verification of this mass flow controller is basically performed using a membrane flow meter, but this measurement is performed with a part of the pipe removed, and after the measurement, the pipe is reassembled and checked for leaks. Have to do. For this reason, work is very troublesome.
Therefore, it is ideal that the flow rate verification can be performed without removing from the piping.
As a method of performing the flow rate verification with the pipes assembled, it may be possible to use a vacuum system provided in the process chamber, but this method is insufficient in terms of required time and accuracy.

例えば、一定容積の空間の圧力降下を計測して流量を算出する、ビルドダウン方式によってマスフローコントローラの流量を検定するシステムとして、本出願人が出願して特許された、特許文献1等の方法がある。
特許文献1には、マスフローコントローラ絶対流量検定システムについて開示されている。図14にその配管図を示す。
このシステムは、計測用ガスとして窒素ガスのような不活性ガスを用い、ガスラインが所定の計測用ガスで満たされた状態から、マスフローコントローラ10を通しての圧力降下速度を測定するものである。そのため、マスフローコントローラ10の入口と第1開閉弁100の間の配管110上に、圧力センサ11と、計測用開閉弁101を介して計測用ガスを蓄える計測用ガスタンク102が設けられており、マスフローコントローラ10へプロセスガスの供給を第1開閉弁100により遮断した後、計測用開閉弁101を開いて圧力センサ11により所定の圧力降下に要する時間Tを測定することで、マスフローコントローラ10の絶対流量を容易かつ簡便に検定できる。
For example, as a system for measuring a flow rate by measuring a pressure drop in a space of a certain volume and verifying a flow rate of a mass flow controller by a build-down method, a method such as Patent Literature 1 filed and patented by the present applicant is disclosed. is there.
Patent Document 1 discloses a mass flow controller absolute flow rate verification system. FIG. 14 shows the piping diagram.
This system uses an inert gas such as nitrogen gas as a measurement gas, and measures the pressure drop rate through the mass flow controller 10 from a state where the gas line is filled with a predetermined measurement gas. For this purpose, a pressure sensor 11 and a measurement gas tank 102 for storing measurement gas via a measurement on-off valve 101 are provided on a pipe 110 between the inlet of the mass flow controller 10 and the first on-off valve 100, and the mass flow is provided. After the process gas supply to the controller 10 is shut off by the first on-off valve 100, the measurement on-off valve 101 is opened, and the time T required for a predetermined pressure drop is measured by the pressure sensor 11, whereby the absolute flow rate of the mass flow controller 10 is measured. Can be easily and conveniently assayed.

ただし、特許文献1の方法では計測用ガスに窒素ガスのような不活性ガスを使う必要がある。これは、流量を計測するにあたって、温度を一定とし、圧力の変化に基づき、理想気体の状態方程式を利用して回路内の体積を算出し、経過時間Tと体積に基づいて流量を算出しているためである。
しかしながら、実際にラインを流れるプロセスガスは圧縮流体であり、理想気体に近い窒素ガスのような不活性ガスによって検定を行ったからといって、実際にプロセスガスを用いた場合の流量と同じとなる保証は無い。
また、このような計測をしている間はシステムを使用することができず、また、計測終了後にシステムを再起動するに当たって、ライン内のプロセスガスの純度が回復するまでに時間を要するため、システムの稼働率が低下してしまうという問題があった。
また、特許文献1の方法では、測定の結果、マスフローコントローラ10の流量特性が初期状態からずれていることがわかっても、その較正は別途システム使用者が行う必要があった。
そこで、本出願人は特許文献2のような方法も開示している。
特許文献2には、ガス配管系の検定システムについて開示されている。図15にその配管の模式図を示す。
However, in the method of Patent Document 1, it is necessary to use an inert gas such as nitrogen gas as the measurement gas. In measuring the flow rate, the temperature is kept constant, the volume in the circuit is calculated using the ideal gas state equation based on the change in pressure, and the flow rate is calculated based on the elapsed time T and the volume. Because it is.
However, the process gas that actually flows through the line is a compressed fluid, and the flow rate when the process gas is actually used is the same as when the calibration is performed with an inert gas such as nitrogen gas that is close to the ideal gas. There is no guarantee.
In addition, the system cannot be used during such measurement, and it takes time for the process gas purity in the line to recover when the system is restarted after measurement is completed. There was a problem that the operating rate of the system was lowered.
Further, in the method of Patent Document 1, even if it is found as a result of the measurement that the flow characteristic of the mass flow controller 10 is deviated from the initial state, the calibration has to be performed separately by the system user.
Therefore, the present applicant also discloses a method as described in Patent Document 2.
Patent Document 2 discloses a gas piping system verification system. FIG. 15 shows a schematic diagram of the piping.

特許文献2に係る発明は、第1遮断弁100とその下流のマスフローコントローラ10とその下流側の終段遮断弁120とを備えたガスラインを経由してプロセスガス源からプロセスチャンバ121にプロセスガスを供給するガス配管系の検定を行うシステムであり、終段遮断弁120の入口側での圧力を計測する圧力センサ11を有し、第1遮断弁100を開いて終段遮断弁120を閉じ、マスフローコントローラ10を通して終段遮断弁120の上流側にプロセスガスを導入したときの圧力上昇を圧力センサ11で測定することによりマスフローコントローラ10の流量を測定するシステムである。
このシステムにおいて、マスフローコントローラ10の流量を検定するときは、まず第1遮断弁100と終段遮断弁120とをともに開く。このとき、プロセスガス源からプロセスガスが供給される一方で、マスフローコントローラ10より下流の部分はプロセスチャンバ121の下流にある排気ポンプに連通している。
この種のガス配管系では通常、プロセスチャンバ121のさらに下流に排気ポンプが設けられていることが多く、その場合には当該部分の圧力は真空近くにまで下がる。また、排気ポンプが設けられていない場合には大気圧近辺まで下がる。そして、その圧力は圧力センサ11により計測されている。
In the invention according to Patent Document 2, a process gas is supplied from a process gas source to a process chamber 121 via a gas line including a first cutoff valve 100, a mass flow controller 10 downstream thereof, and a final cutoff valve 120 downstream thereof. The gas piping system that supplies the gas has a pressure sensor 11 that measures the pressure on the inlet side of the final cutoff valve 120, opens the first cutoff valve 100, and closes the final cutoff valve 120. This is a system for measuring the flow rate of the mass flow controller 10 by measuring the pressure rise when the process gas is introduced to the upstream side of the final shutoff valve 120 through the mass flow controller 10 by the pressure sensor 11.
In this system, when the flow rate of the mass flow controller 10 is verified, both the first cutoff valve 100 and the final cutoff valve 120 are first opened. At this time, while the process gas is supplied from the process gas source, the portion downstream of the mass flow controller 10 communicates with an exhaust pump downstream of the process chamber 121.
In this type of gas piping system, an exhaust pump is usually provided further downstream of the process chamber 121, and in this case, the pressure in that part drops to near vacuum. Moreover, when the exhaust pump is not provided, it falls to the vicinity of atmospheric pressure. The pressure is measured by the pressure sensor 11.

次に、終段遮断弁120を閉じてプロセスチャンバ121側への排気を遮断する。すると、マスフローコントローラ10によりガス流量が規制されるので、マスフローコントローラ10と終段遮断弁120との間の部分にはプロセスガスにより徐々に圧力が上昇する。このため圧力センサ11の計測値が徐々に上昇するので、この上昇によりマスフローコントローラ10の流量が検定される。
具体的には、圧力上昇の経時変化を最小二乗法によって傾斜を算出し、初期の傾斜と比較することで検定が行われる。
これによって、プロセスガスによってマスフローコントローラ10の流量検定が可能となる。
また、流量の検定の結果、マスフローコントローラ10の流量が初期よりもずれているような場合には、図示しない本体コントローラからの指令によって、流量の補正が自動的になされるため、常に設定した流量のガスの供給が可能になる。
Next, the final stage shutoff valve 120 is closed to shut off the exhaust to the process chamber 121 side. Then, since the gas flow rate is regulated by the mass flow controller 10, the pressure gradually increases in the portion between the mass flow controller 10 and the final shutoff valve 120 by the process gas. For this reason, since the measured value of the pressure sensor 11 gradually increases, the flow rate of the mass flow controller 10 is verified by this increase.
Specifically, the test is performed by calculating the slope of the change over time in the pressure increase by the least square method and comparing it with the initial slope.
As a result, the flow rate of the mass flow controller 10 can be verified by the process gas.
If the flow rate of the mass flow controller 10 deviates from the initial value as a result of the flow rate verification, the flow rate is automatically corrected by a command from a main body controller (not shown). Gas can be supplied.

なお、これらとは別の方法として、特許文献3のような方法で、流量制御機器の絶対流量を測定する方法もある。
特許文献3は、気体マスフロー測定システムについて開示されており、図16に概念図を示している。
図16では、圧力トランデューサ130に接続される入力端子134と、入力端子134と出力端子142の間に電気的に接続される温度感知性の抵抗要素138とに接続されており、固定された温度感知性の抵抗要素140は、出力端子142とグランド136との間に電気的に接続されている。
圧力トランデューサ130は、任意の比較的高精度の圧力ゲージであり、例えば測定されている気体圧力に応答する可動の金属ダイアフラムを用いるタイプのキャパシタンスマノメータである。
As another method, there is a method of measuring the absolute flow rate of the flow rate control device by a method as in Patent Document 3.
Patent Literature 3 discloses a gas mass flow measurement system, and FIG. 16 shows a conceptual diagram.
In FIG. 16, the input terminal 134 connected to the pressure transducer 130 and the temperature sensitive resistor element 138 electrically connected between the input terminal 134 and the output terminal 142 are connected and fixed. The temperature sensitive resistance element 140 is electrically connected between the output terminal 142 and the ground 136.
The pressure transducer 130 is any relatively high precision pressure gauge, for example, a capacitance manometer using a movable metal diaphragm that is responsive to the gas pressure being measured.

この圧力トランデューサ130に電気的に接続される回路によって、この抵抗要素の抵抗値は、温度とともに直接に(正比例して)変動し、温度の上昇とともに増大し、温度の低下とともに減少する。抵抗要素138と接触する気体の温度が上昇すると、その抵抗値は増大する。固定された感知性の抵抗要素140の両端に現れる出力電圧Vの大きさは、従って、減少するが、これは全体的な信号電圧のより大きな部分が温度感知性の抵抗要素138の両端で降下するからである。
従って、この圧力トランデューサ130を、図示しない気体源に接続されるマスフローコントローラ10の下流に設けられた既知の容積を有するチャンバに接続することによって、マスフローコントローラ10の、気体の平均流量を決定し較正する比較的単純な装置が提供されることになる。
特許文献3の方法によれば、チャンバ内部の気体のモル数に比例して、マスフローコントローラの流量を得ることが可能であり、被測定流体もプロセスガスそのものを測定することが可能である。なお、この際には、数学的な計算は不要となり、圧力と温度とを個別に測定することも不要となる。
特許第2635929号公報 特許第3367811号公報 特許第3022931号公報
By means of a circuit electrically connected to the pressure transducer 130, the resistance value of this resistive element varies directly (in direct proportion) with temperature, increases with increasing temperature and decreases with decreasing temperature. As the temperature of the gas in contact with the resistance element 138 increases, its resistance value increases. The magnitude of the output voltage V appearing across the fixed sensitive resistor element 140 will therefore decrease, but a larger portion of the overall signal voltage will drop across the temperature sensitive resistor element 138. Because it does.
Therefore, by connecting this pressure transducer 130 to a chamber having a known volume provided downstream of the mass flow controller 10 connected to a gas source (not shown), the average gas flow rate of the mass flow controller 10 is determined. A relatively simple device to calibrate will be provided.
According to the method of Patent Document 3, the flow rate of the mass flow controller can be obtained in proportion to the number of moles of gas inside the chamber, and the process gas itself can also be measured by the fluid to be measured. In this case, mathematical calculation is not required, and it is not necessary to separately measure pressure and temperature.
Japanese Patent No. 2635929 Japanese Patent No. 3367811 Japanese Patent No. 3022931

しかしながら、マスフローコントローラの実流体による絶対流量によっての検定を行いたいというユーザーの要請は強く、特許文献1では、計測用ガスによって絶対流量検定を行うために、プロセスガス使用時に適切な流量が流れているかどうかが保証されず、特許文献2では、実際に使うプロセスガスによってマスフローコントローラの流量検定が可能ではあるが、マスフローコントローラの流量検定を圧力上昇率の初期データとの比較によって行ういわば相対比較による流量検定なので、絶対流量検定を行うことはできない。   However, there is a strong demand from users who want to perform verification based on the actual flow rate of the mass flow controller, and in Patent Document 1, since an absolute flow rate verification is performed using the measurement gas, an appropriate flow rate flows when the process gas is used. According to Patent Document 2, the mass flow controller can be verified by the actual process gas used. However, the mass flow controller is verified by comparing it with the initial data of the rate of increase in pressure. Since it is a flow rate verification, an absolute flow rate verification cannot be performed.

特許文献3の方法では、プロセスガスを用いてのマスフローコントローラの絶対流量検定が可能であるとされているが、実際には高精度な圧力ゲージと、温度感知性の抵抗要素を用いた絶対流量の検定システムであり、高精度な流量の検定が行えるかという点においては、圧力によっての補正、及び流路内の流体の温度による補正を行っているものの、ガス種固有の係数によって補正されておらず、プロセスガスの絶対流量の値が精度良く得られるかは不明であり、それについての詳しい記載もされていない。
つまり、特許文献1乃至特許文献3の方法では、高精度な絶対流量による検定を行うことは困難であると考えられる。
According to the method of Patent Document 3, the absolute flow rate verification of the mass flow controller using process gas is possible. However, in actuality, the absolute flow rate using a highly accurate pressure gauge and a temperature sensitive resistance element is used. In terms of whether or not high-accuracy flow rate can be verified, correction by pressure and correction by the temperature of the fluid in the flow path are performed, but it is corrected by a coefficient specific to the gas type. In addition, it is unclear whether the value of the absolute flow rate of the process gas can be obtained with high accuracy, and there is no detailed description thereof.
In other words, with the methods of Patent Documents 1 to 3, it is considered difficult to perform a highly accurate absolute flow rate verification.

さらに、特許文献2の方法は、容積が一定であることが絶対条件となる。
特許文献2では、プロセスチャンバに接続する流路の終段遮断弁とマスフローコントローラとの間の空間の容積が一定である必要があり、この空間の容積が変化してしまうと、基準となるべきデータが無くなってしまい、実質的に改造以後はマスフローコントローラの較正をすることができない。
特許文献3においても同じことが言える。流量を求めるために、圧力センサをトリガーとした電気回路を用いて、既知の一定体積を有するチャンバ内の圧力上昇を計測すると記載されている。そのため、改造を行うことにより、被測定空間の容積が変化してしまっては、流量の検定が正確に行えない。また、ここで言うチャンバとは、既知の一定体積を有する配管に接続する圧力を測定するための容器のことを指しており、流路変更の影響をほとんど受けない程度に、チャンバの容積を十分大きくとったシステムにすることも考えられるが、空間的制約の厳しい半導体製造装置では、実現的でない。
しかしながら、ガス集積ユニットの改造は、製造計画や設計変更等によって頻繁に起こりうることであり、改造に対応した絶対流路測定手段の実現は、ユーザーからの要請も非常に高い。
Furthermore, in the method of Patent Document 2, it is an absolute condition that the volume is constant.
In Patent Document 2, the volume of the space between the final shutoff valve of the flow path connected to the process chamber and the mass flow controller needs to be constant. If the volume of this space changes, it should be a reference. The data is lost and the mass flow controller cannot be calibrated after the modification.
The same can be said in Patent Document 3. In order to obtain the flow rate, it is described that an increase in pressure in a chamber having a known constant volume is measured using an electric circuit triggered by a pressure sensor. Therefore, if the volume of the space to be measured is changed by remodeling, the flow rate cannot be accurately verified. In addition, the chamber here refers to a container for measuring the pressure connected to a pipe having a known constant volume, and the volume of the chamber is sufficient so that it is hardly affected by the flow path change. Although a large system can be considered, it is not feasible in a semiconductor manufacturing apparatus with severe spatial constraints.
However, remodeling of the gas integrated unit can frequently occur due to a manufacturing plan, a design change or the like, and realization of the absolute flow path measuring means corresponding to the remodeling is very demanded by the user.

そこで、本発明ではこのような問題を解決するためになされたものであり、(1)プロセスガスによってマスフローコントローラに代表される流量制御機器の高精度な絶対流量検定を可能とすること、(2)改造等によって流路の容積が変わってしまった場合にも、その容積を求めて流量制御機器の絶対流量の検定を可能とすることが実現可能な流量制御機器絶対流量検定システムの提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve such a problem. (1) It is possible to perform a high-accuracy absolute flow rate verification of a flow rate control device represented by a mass flow controller with a process gas. ) Providing an absolute flow rate verification system that can realize the verification of the absolute flow rate of the flow control device by obtaining the volume even if the volume of the flow path has changed due to modification, etc. With the goal.

前記目的を達成するために、本発明の流量制御機器絶対流量検定システムは以下のような特徴を有する。
(1)流量制御機器の出口とプロセスチャンバの入口とを連通するガス流路に設けられた第1遮断弁及び第2遮断弁とを有する流量制御ユニットにおける前記流量制御機器の絶対流量を検定する流量制御機器絶対流量検定システムにおいて、前記第1遮断弁及び前記第2遮断弁との間の前記ガス流路と真空ポンプの入口とを連通する排気流路と、前記排気流路に設けられた第3遮断弁及び第4遮断弁と、前記第3遮断弁と、前記第4遮断弁との間の前記排気流路に設けられた、圧力センサと温度センサと、前記圧力センサと前記温度センサとを接続し、ガス種固有の圧縮因子データ、及び前記流量制御機器の出口と、前記第2遮断弁と、前記第4遮断弁により形成される所定の空間の容積値を記憶する検定用制御装置と、を有し、第1計測時における、前記圧力センサによる第1圧力値と、前記温度センサによる第1温度値とに対応する第1圧縮因子値を前記検定用制御装置の前記圧縮因子データから読み出して、前記第1圧力値、前記第1温度値、前記容積値、及び前記第1圧縮因子値から第1質量を求め、第2計測時における、前記圧力センサによる第2圧力値と、前記温度センサによる第2温度値とに対応する第2圧縮因子値を前記検定用制御装置の前記圧縮因子データから読み出して、前記第2圧力値、前記第2温度値、前記容積値、及び前記第2圧縮因子値から第2質量を求め、前記第1質量と、前記第2質量との差により、前記流量制御機器の絶対流量を検定することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the flow control device absolute flow verification system of the present invention has the following characteristics.
(1) The absolute flow rate of the flow rate control device is verified in a flow rate control unit having a first shut-off valve and a second shut-off valve provided in a gas flow path that communicates the outlet of the flow rate control device and the inlet of the process chamber. In the flow rate control device absolute flow rate verification system, an exhaust passage that communicates the gas passage between the first shut-off valve and the second shut-off valve and an inlet of a vacuum pump, and the exhaust passage is provided. A pressure sensor, a temperature sensor, the pressure sensor, and the temperature sensor provided in the exhaust passage between the third cutoff valve, the fourth cutoff valve, the third cutoff valve, and the fourth cutoff valve. And control for storing the volume value of the predetermined space formed by the compression factor data specific to the gas type, the outlet of the flow rate control device, the second shut-off valve, and the fourth shut-off valve And at the time of the first measurement A first compression factor value corresponding to the first pressure value by the pressure sensor and the first temperature value by the temperature sensor is read from the compression factor data of the test control device, and the first pressure value, A first mass is obtained from the first temperature value, the volume value, and the first compression factor value, and a second pressure value by the pressure sensor and a second temperature value by the temperature sensor at the time of the second measurement are obtained. A corresponding second compression factor value is read from the compression factor data of the test control device, and a second mass is calculated from the second pressure value, the second temperature value, the volume value, and the second compression factor value. The absolute flow rate of the flow control device is verified based on the difference between the first mass and the second mass.

なお、ここでいう流体制御機器とは、マスフローコントローラなどに代表される、流体の流量を制御する機器のことを指す。
また、ここでいう圧縮因子とは、圧力P、絶対温度Tにおける気体1molの体積をV、気体定数をRとするとき、Z=PV/RTの式で表される変数を圧縮因子という。実在気体の理想気体からの偏差を表すもので、ガス種によって異なる値を示し、理想気体ではZ=1である。また、Zは圧縮係数とも呼ばれる。
Note that the fluid control device referred to here refers to a device that controls the flow rate of fluid, represented by a mass flow controller or the like.
The compression factor referred to here is a variable represented by the equation Z = PV / RT, where V is the volume of 1 mol of gas at pressure P and absolute temperature T, and R is the gas constant. This represents the deviation of the actual gas from the ideal gas, and shows a different value depending on the gas type. In the ideal gas, Z = 1. Z is also called a compression coefficient.

この圧縮因子は式に表されるように、温度と圧力の関数であり、高温、低圧時に変化が少ない傾向にあるが、半導体製造のプロセスガスに適用する場合は、常温下で用いる場合が多いので、温度及び圧力によってZの値は変化する。ただし、圧縮因子に代わるガス種固有の補正ファクターのような、より誤差の少ない変数を用いても良い。
また、ここでいう圧縮因子データとは、予め計測された温度と圧力に対をする圧縮因子の数値をデータ化したものをいい、ガス種によっても異なるデータを有する。ただし、限定したガス種についてのみの使用の場合であれば、データを持たずに計算式によって算出することも可能である。
また、ここでいうプロセスチャンバとは、その内部でプロセスガスによる半導体製造プロセスが実施されるもののことを指す。
This compression factor is a function of temperature and pressure, as expressed in the equation, and tends to change little at high temperatures and low pressures, but is often used at room temperature when applied to semiconductor manufacturing process gases. Therefore, the value of Z changes with temperature and pressure. However, a variable with less error such as a correction factor specific to the gas type instead of the compression factor may be used.
The compression factor data referred to here is data obtained by converting the numerical value of the compression factor corresponding to the temperature and pressure measured in advance, and has different data depending on the gas type. However, in the case of using only limited gas types, it is also possible to calculate by a calculation formula without having data.
The process chamber here refers to a chamber in which a semiconductor manufacturing process is performed using a process gas.

(2)(1)に記載した流量制御機器絶対流量検定システムにおいて、前記流量制御機器は、予め与えられる一定流量を流すものであり、前記第1計測時と、前記第2計測時を、経過時間を基準に決定する第1方式と、前記第1計測時と、前記第2計測時を、所定圧力を基準に決定する第2方式とを、計測時に、前記流量制御機器を通過する流体の前記一定流量によって、切り替えることを特徴とする。
ここでいう経過時間は、流量制御機器の流量検定の誤差を少なくするため、流量によって、変化するものであり、実験によって低流量であるほど長い時間を必要とすることが確認されている。
また、ここでいう所定圧力とは、経過時間に替えて流量制御機器の流量を検定するために採用する圧力値であり、検定に用いるプロセスガスの流量が多い場合、瞬時に圧力が上がってしまうため、圧力を基準に測定を行ったほうが精度良く測定することができ、実験によっても確認されている。
(2) In the flow rate control device absolute flow rate verification system described in (1), the flow rate control device is configured to flow a predetermined flow rate given in advance, and the first measurement time and the second measurement time have elapsed. A first method that is determined based on time, and a second method that is determined based on a predetermined pressure when the first measurement and the second measurement are performed. Switching is performed according to the constant flow rate.
The elapsed time here changes depending on the flow rate in order to reduce the error in the flow rate verification of the flow rate control device, and it has been confirmed by experiments that a longer time is required as the flow rate is lower.
The predetermined pressure here is a pressure value used to verify the flow rate of the flow control device instead of the elapsed time, and when the flow rate of the process gas used for verification is large, the pressure increases instantaneously. Therefore, it is possible to measure with higher accuracy by performing the measurement based on the pressure, and it has been confirmed by experiments.

(3)流量制御機器の出口とプロセスチャンバの入口とを連通するガス流路に設けられた第1遮断弁及び第2遮断弁とを有する流量制御ユニットにおける前記流量制御機器の絶対流量を検定する流量制御機器絶対流量検定システムにおいて、前記第1遮断弁及び前記第2遮断弁との間の前記ガス流路と真空ポンプの入口とを連通する排気流路と、前記排気流路に設けられた第3遮断弁及び第4遮断弁と、前記第3遮断弁と、前記第4遮断弁との間の前記排気流路に設けられた、圧力センサと温度センサと、前記圧力センサと前記温度センサとを接続する検定用制御装置と、を有し、前記第1遮断弁、前記第2遮断弁、及び前記第3遮断弁が閉じられることにより形成される第1密閉空間と、前記第3遮断弁、及び前記第4遮断弁が閉じられることにより形成され、前記第3遮断弁で前記第1密閉空間と隔てられた、容積Vが既知である第2密閉空間があって、前記第1密閉空間及び前記第2密閉空間にガスを満たして、圧力P、温度Tを測定し、前記第1密閉空間又は前記第2密閉空間を真空引きし、真空引きした後の圧力P、温度Tを測定し、前記第3遮断弁を開いて、前記第1密閉空間と前記第2密閉空間を連通し、時間後に圧力P、温度Tを測定し、前記圧力P、前記温度T、前記圧力P、前記温度T、前記圧力P、前記温度T、及び前記容積V、を基に前記第1密閉空間の容積Vを求めることを特徴とする。 (3) The absolute flow rate of the flow rate control device is verified in a flow rate control unit having a first shut-off valve and a second shut-off valve provided in a gas flow path communicating with the outlet of the flow rate control device and the inlet of the process chamber. In the flow rate control device absolute flow rate verification system, an exhaust passage that communicates the gas passage between the first shut-off valve and the second shut-off valve and an inlet of a vacuum pump, and the exhaust passage is provided. A pressure sensor, a temperature sensor, the pressure sensor, and the temperature sensor provided in the exhaust passage between the third cutoff valve, the fourth cutoff valve, the third cutoff valve, and the fourth cutoff valve. A first control space formed by closing the first shut-off valve, the second shut-off valve, and the third shut-off valve, and the third shut-off And the fourth shut-off valve is closed Is formed by the, spaced from the first sealed space in the third shut-off valve, if there is a second sealed space volume V 2 is known, the gas to the first closed space and the second closed space The pressure P 1 and the temperature T 1 are satisfied, the first sealed space or the second sealed space is evacuated, the pressure P 2 and the temperature T 2 after evacuation are measured, and the third cutoff is measured The valve is opened, the first sealed space and the second sealed space are communicated, and the pressure P 3 and the temperature T 3 are measured after time, and the pressure P 1 , the temperature T 1 , the pressure P 2 , the temperature are measured. The volume V 1 of the first sealed space is obtained based on T 2 , the pressure P 3 , the temperature T 3 , and the volume V 2 .

このような特徴を有する本発明の流量制御機器絶対流量検定システムにより、以下のような作用、効果が得られる。
(1)流量制御機器の出口とプロセスチャンバの入口とを連通するガス流路に設けられた第1遮断弁及び第2遮断弁とを有する流量制御ユニットにおける前記流量制御機器の絶対流量を検定する流量制御機器絶対流量検定システムにおいて、前記第1遮断弁及び前記第2遮断弁との間の前記ガス流路と真空ポンプの入口とを連通する排気流路と、前記排気流路に設けられた第3遮断弁及び第4遮断弁と、前記第3遮断弁と、前記第4遮断弁との間の前記排気流路に設けられた、圧力センサと温度センサと、前記圧力センサと前記温度センサとを接続し、ガス種固有の圧縮因子データ、及び前記流量制御機器の出口と、前記第2遮断弁と、前記第4遮断弁により形成される所定の空間の容積値を記憶する検定用制御装置と、を有し、第1計測時における、前記圧力センサによる第1圧力値と、前記温度センサによる第1温度値とに対応する第1圧縮因子値を前記検定用制御装置の前記圧縮因子データから読み出して、前記第1圧力値、前記第1温度値、前記容積値、及び前記第1圧縮因子値から第1質量を求め、第2計測時における、前記圧力センサによる第2圧力値と、前記温度センサによる第2温度値とに対応する第2圧縮因子値を前記検定用制御装置の前記圧縮因子データから読み出して、前記第2圧力値、前記第2温度値、前記容積値、及び前記第2圧縮因子値から第2質量を求め、前記第1質量と、前記第2質量との差により、前記流量制御機器の絶対流量を検定することを特徴とするので、理想気体に近い窒素ガスのような測定用ガスをではなく、実際にマスフローコントローラに流すプロセスガスを用いて、流量制御機器の絶対流量を検定することが可能となり、理想気体の状態方程式を、各時点での圧力値と温度値のそれぞれに対応する圧縮因子によって補正して算出するので、精度の高い絶対流量が得られ、それによって流量制御機器の絶対流量検定することが可能になるという優れた効果を奏する。
The following operations and effects can be obtained by the flow control device absolute flow verification system of the present invention having such characteristics.
(1) The absolute flow rate of the flow rate control device is verified in a flow rate control unit having a first shut-off valve and a second shut-off valve provided in a gas flow path that communicates the outlet of the flow rate control device and the inlet of the process chamber. In the flow rate control device absolute flow rate verification system, an exhaust passage that communicates the gas passage between the first shut-off valve and the second shut-off valve and an inlet of a vacuum pump, and the exhaust passage is provided. A pressure sensor, a temperature sensor, the pressure sensor, and the temperature sensor provided in the exhaust passage between the third cutoff valve, the fourth cutoff valve, the third cutoff valve, and the fourth cutoff valve. And control for storing the volume value of the predetermined space formed by the compression factor data specific to the gas type, the outlet of the flow rate control device, the second shut-off valve, and the fourth shut-off valve And at the time of the first measurement A first compression factor value corresponding to the first pressure value by the pressure sensor and the first temperature value by the temperature sensor is read from the compression factor data of the test control device, and the first pressure value, A first mass is obtained from the first temperature value, the volume value, and the first compression factor value, and a second pressure value by the pressure sensor and a second temperature value by the temperature sensor at the time of the second measurement are obtained. A corresponding second compression factor value is read from the compression factor data of the test control device, and a second mass is calculated from the second pressure value, the second temperature value, the volume value, and the second compression factor value. Since it is characterized in that the absolute flow rate of the flow control device is verified by the difference between the first mass and the second mass, a measurement gas such as nitrogen gas close to an ideal gas is not used. Mass flow control It is possible to verify the absolute flow rate of the flow control device using the process gas flowing through the roller, and the ideal gas equation of state is corrected by the compression factor corresponding to each pressure value and temperature value at each time point. Since the calculation is performed, an absolute flow rate with high accuracy can be obtained, thereby achieving an excellent effect that the absolute flow rate of the flow control device can be verified.

理想気体の状態方程式を用いて絶対流量を算出した場合、実在気体の絶対流量とはずれが生ずるので、実在気体の非理想的挙動を補正するために、特許文献3に示すような単純な補正ファクターを用いる補正をおこなっていた。しかし、非理想的挙動を示す圧縮因子は圧力と温度の関数であるので、その計測時点での圧力と温度によって圧縮因子の値が変わる。従って、第1計測時と第2計測時で、それぞれの圧力と温度に応答した第1圧縮因子と第2圧縮因子を用いることで、各計測時の適正な絶対流量を算出が可能である。
そして、このように実在気体を使用して精度の良い絶対流量を求めることが可能となるので、計測用ガスを用いて較正を行った場合のように、実際の使用状態と異なることが無く、絶対流量によって検定が可能となり、それによって較正されるので、半導体機器に供給しているガスの絶対流量を把握することができる。
When the absolute flow rate is calculated using the equation of state of the ideal gas, there is a deviation from the absolute flow rate of the real gas. Therefore, in order to correct the non-ideal behavior of the real gas, a simple correction factor as shown in Patent Document 3 is used. The correction using was performed. However, since the compression factor that exhibits non-ideal behavior is a function of pressure and temperature, the value of the compression factor varies depending on the pressure and temperature at the time of measurement. Therefore, by using the first compression factor and the second compression factor responsive to the respective pressures and temperatures during the first measurement and the second measurement, it is possible to calculate an appropriate absolute flow rate at each measurement.
And since it becomes possible to obtain an accurate absolute flow rate using real gas in this way, there is no difference from the actual use state, as in the case of calibration using measurement gas, Since the verification is possible by the absolute flow rate and the calibration is performed by the verification, the absolute flow rate of the gas supplied to the semiconductor device can be grasped.

(2)(1)に記載した流量制御機器絶対流量検定システムにおいて、前記流量制御機器は、予め与えられる一定流量を流すものであり、前記第1計測時と、前記第2計測時を、経過時間を基準に決定する第1方式と、前記第1計測時と、前記第2計測時を、所定圧力を基準に決定する第2方式とを、計測時に、前記流量制御機器を通過する流体の前記一定流量によって、切り替えることを特徴とするので、流量制御機器を通過する気体の流量にあった、精度良い検定を行うことができるという優れた効果を奏する。
ガス集積ユニットの有する流量制御機器である、例えばマスフローコントローラに流すプロセスガスの流量は、一般的にはマスフローコントローラを通過する流量で2sccm〜2000sccmと幅が有り、マスフローコントローラの絶対流量検定を行う場合にも使用状態と同じ設定の流量で検定する必要がある。
(2) In the flow rate control device absolute flow rate verification system described in (1), the flow rate control device is configured to flow a predetermined flow rate given in advance, and the first measurement time and the second measurement time have elapsed. A first method that is determined based on time, and a second method that is determined based on a predetermined pressure when the first measurement and the second measurement are performed. Since switching is performed according to the constant flow rate, there is an excellent effect that it is possible to perform an accurate test that matches the flow rate of the gas passing through the flow rate control device.
The flow rate of the process gas that flows through the mass flow controller, which is a flow control device of the gas integrated unit, for example, is generally 2 sccm to 2000 sccm in flow rate that passes through the mass flow controller, and the absolute flow rate verification of the mass flow controller is performed In addition, it is necessary to verify at the same flow rate as the usage state.

ところが、圧力と時間は比例関係にあり、流量が少ない場合には、なかなか圧力が上がらないために、時間をかけて変化を見る必要があるが、流量が多い場合には、短時間で圧力が変化することになる。この場合に機器の応答性の問題から、あまりに短時間で圧力が上がってしまう場合、経過時間を基準に圧力の測定を行うと、精度が悪化してしまう可能性がある。また、最大レンジに近い部分での測定であるので、応答精度によっては、圧力センサのレンジを振り切ってしまう可能性もある。それぞれに圧力センサを備えればよいようにも思われるが、精度の良い圧力センサは高価であるし、空間効率的にも更なる集積化を求められるガス集積ユニットにおいては問題となる。
従って、流量が少ない場合には経過時間を基準に、流量が多い場合には所定圧力を基準に測定を行い、絶対流量を検定するシステムを採用することで、低コストで、空間効率的にも優れた、精度良い流量検定が実現可能となる。
However, pressure and time are in a proportional relationship, and when the flow rate is small, it is difficult to increase the pressure.Therefore, it is necessary to observe the change over time. Will change. In this case, if the pressure increases in a short time due to the responsiveness of the device, the accuracy may be deteriorated if the pressure is measured based on the elapsed time. Further, since the measurement is performed at a portion close to the maximum range, the range of the pressure sensor may be shaken depending on the response accuracy. Although it seems to be sufficient to provide each with a pressure sensor, a pressure sensor with high accuracy is expensive, and it becomes a problem in a gas integrated unit that requires further integration in terms of space efficiency.
Therefore, by adopting a system that performs the measurement based on the elapsed time when the flow rate is low, and based on the predetermined pressure when the flow rate is high, and verifies the absolute flow rate, it is low cost and space efficient. Excellent and accurate flow rate verification can be realized.

(3)流量制御機器の出口とプロセスチャンバの入口とを連通するガス流路に設けられた第1遮断弁及び第2遮断弁とを有する流量制御ユニットにおける前記流量制御機器の絶対流量を検定する流量制御機器絶対流量検定システムにおいて、前記第1遮断弁及び前記第2遮断弁との間の前記ガス流路と真空ポンプの入口とを連通する排気流路と、前記排気流路に設けられた第3遮断弁及び第4遮断弁と、前記第3遮断弁と、前記第4遮断弁との間の前記排気流路に設けられた、圧力センサと温度センサと、前記圧力センサと前記温度センサとを接続する検定用制御装置と、を有し、前記第1遮断弁、前記第2遮断弁、及び前記第3遮断弁が閉じられることにより形成される第1密閉空間と、前記第3遮断弁、及び前記第4遮断弁が閉じられることにより形成され、前記第3遮断弁で前記第1密閉空間と隔てられた、容積Vが既知である第2密閉空間があって、前記第1密閉空間及び前記第2密閉空間にガスを満たして、圧力P、温度Tを測定し、前記第1密閉空間又は前記第2密閉空間を真空引きし、真空引きした後の圧力P、温度Tを測定し、前記第3遮断弁を開いて、前記第1密閉空間と前記第2密閉空間を連通し、時間後に圧力P、温度Tを測定し、前記圧力P、前記温度T、前記圧力P、前記温度T、前記圧力P、前記温度T、及び前記容積V、を基に前記第1密閉空間の容積Vを求めることを特徴とするので、特殊な測定機器を用いず、また、ガス集積回路の空間効率を低下させるような、計測用タンクを用いずに、流路に備えられた遮断弁を開閉し、流路内の空間をタンクに見立てて、圧力と温度を測定することで、未知体積を求めることが可能となり、改造等によって流路の体積が変化した場合であっても、流量制御機器の絶対流量の検定が可能になるという優れた効果を奏する。 (3) The absolute flow rate of the flow rate control device is verified in a flow rate control unit having a first shut-off valve and a second shut-off valve provided in a gas flow path communicating with the outlet of the flow rate control device and the inlet of the process chamber. In the flow rate control device absolute flow rate verification system, an exhaust passage that communicates the gas passage between the first shut-off valve and the second shut-off valve and an inlet of a vacuum pump, and the exhaust passage is provided. A pressure sensor, a temperature sensor, the pressure sensor, and the temperature sensor provided in the exhaust passage between the third cutoff valve, the fourth cutoff valve, the third cutoff valve, and the fourth cutoff valve. A first control space formed by closing the first shut-off valve, the second shut-off valve, and the third shut-off valve, and the third shut-off And the fourth shut-off valve is closed Is formed by the, spaced from the first sealed space in the third shut-off valve, if there is a second sealed space volume V 2 is known, the gas to the first closed space and the second closed space The pressure P 1 and the temperature T 1 are satisfied, the first sealed space or the second sealed space is evacuated, the pressure P 2 and the temperature T 2 after evacuation are measured, and the third cutoff is measured The valve is opened, the first sealed space and the second sealed space are communicated, and the pressure P 3 and the temperature T 3 are measured after time, and the pressure P 1 , the temperature T 1 , the pressure P 2 , the temperature are measured. Since the volume V 1 of the first sealed space is obtained based on T 2 , the pressure P 3 , the temperature T 3 , and the volume V 2 , without using a special measuring instrument, Without using a measuring tank that reduces the space efficiency of the gas integrated circuit, Open and close the shut-off valve provided in the above, measure the pressure and temperature as if the space in the flow path is a tank, and determine the unknown volume. If the flow volume changes due to modifications, etc. Even so, there is an excellent effect that the absolute flow rate of the flow rate control device can be verified.

流量制御機器の絶対流量を検定するためには、機器及び配管の内部の容積を正確に把握している必要がある。これは、圧縮因子によって補正した理想気体の状態方程式を用いて流量制御機器に流れる流量を計算するため、容積が正確に分かっていないと計算することができないためである。従って、このように容積を求める方法があれば、改造を行ったとしても、組み付けた状態での容積の特定が可能となり、時間短縮に貢献する他、分解して組み付ける際に発生する容積の誤差を問題にしなくてよくなるという優れた効果も生まれる。   In order to verify the absolute flow rate of the flow control device, it is necessary to accurately grasp the internal volume of the device and piping. This is because the flow rate flowing through the flow rate control device is calculated using the ideal gas equation corrected by the compression factor, and therefore cannot be calculated unless the volume is accurately known. Therefore, if there is a method for obtaining the volume in this way, it is possible to specify the volume in the assembled state even if it is modified, which contributes to shortening the time, and also causes an error in the volume that occurs when disassembled and assembled. An excellent effect is also born that does not have to be a problem.

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。最初に第1実施例の構成について説明する。
(第1実施例)
図1には、半導体製造プロセスに用いられる流量制御機器の絶対流量を検定するのに必要な最小構成の流路構成図が示されている。
流体制御機器であるマスフローコントローラ10は、その内部でプロセスガスによる半導体製造プロセスが実施されているプロセスチャンバ13の入口に接続される、ガス流路30に接続されている。また、第1遮断弁21と第2遮断弁22は、マスフローコントローラ10の出口とプロセスチャンバ13の入口とを連通する、ガス流路30上に設けられている。
さらに、第1遮断弁21と第2遮断弁22の間に、真空ポンプ14に接続される排気流路31が接続されている。さらに、この排気流路31には第3遮断弁23及び第4遮断弁24が設けられており、第3遮断弁23と第4遮断弁24の間には圧力センサ11と、温度センサ12が設けられている。なお、これら第3遮断弁23、圧力センサ11、温度センサ12、及び第4遮断弁24が排気流路31に設けられている部分を、説明の便宜上、検定ユニット20と称する。
この第1遮断弁21、第2遮断弁22、第3遮断弁23、及び第4遮断弁24は図示しない流体接続ユニットに接続されるエアオペレート式のダイアフラム弁である。この遮断弁については必ずしもエアオペレート式である必要は無いが、半導体製造プロセスにおいては、前述したように可燃性のガスを使用するケースもあるので、防爆仕様であることが望ましく、エアオペレート式のものが用いられることが多い。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the configuration of the first embodiment will be described.
(First embodiment)
FIG. 1 shows a flow path configuration diagram of a minimum configuration necessary for verifying an absolute flow rate of a flow rate control device used in a semiconductor manufacturing process.
The mass flow controller 10 that is a fluid control device is connected to a gas flow path 30 that is connected to an inlet of a process chamber 13 in which a semiconductor manufacturing process using a process gas is performed. The first shut-off valve 21 and the second shut-off valve 22 are provided on the gas flow path 30 that communicates the outlet of the mass flow controller 10 and the inlet of the process chamber 13.
Further, an exhaust passage 31 connected to the vacuum pump 14 is connected between the first cutoff valve 21 and the second cutoff valve 22. Further, the exhaust flow path 31 is provided with a third shut-off valve 23 and a fourth shut-off valve 24. Between the third shut-off valve 23 and the fourth shut-off valve 24, a pressure sensor 11 and a temperature sensor 12 are provided. Is provided. The portion where the third shut-off valve 23, the pressure sensor 11, the temperature sensor 12, and the fourth shut-off valve 24 are provided in the exhaust passage 31 is referred to as a test unit 20 for convenience of explanation.
The first shutoff valve 21, the second shutoff valve 22, the third shutoff valve 23, and the fourth shutoff valve 24 are air operated diaphragm valves connected to a fluid connection unit (not shown). This shut-off valve does not necessarily need to be air operated, but in the semiconductor manufacturing process, there are cases where flammable gas is used as described above. Things are often used.

検定ユニット20は、実際には図2に示すような回路に取り付けられることになる。
図2は、実際のラインの一部を表した配管図である。
すなわち、複数のガスライン、図2においては第1ガス供給路33、第2ガス供給路34、第3ガス供給路35の3つの流路が、マスフローコントローラ10を介してガス流路30に接続されており、第1遮断弁21と第2遮断弁22の間のガス流路30に排気流路31が接続されて設けられることになる。
なお、第1ガス供給路33、第2ガス供給路34、第3ガス供給路35には、圧力計15や、第5遮断弁28が設けられ、第1パージ弁25及び第2パージ弁26を介して接続されるパージライン32が接続されており、Nパージをする場合に用いられる。またパージライン32は、圧力計15、レギュレータ16が備えられるほか、第3パージ弁27を介してガス流路30に合流している。
そして、排気流路31には検定ユニット20である、第3遮断弁23、第4遮断弁24、圧力センサ11、及び温度センサ12が設けられ、真空ポンプ14に接続されており、ガス流路30は、プロセスチャンバ13に接続されている。
The verification unit 20 is actually attached to a circuit as shown in FIG.
FIG. 2 is a piping diagram showing a part of an actual line.
That is, a plurality of gas lines, that is, three flow paths of the first gas supply path 33, the second gas supply path 34, and the third gas supply path 35 in FIG. 2 are connected to the gas flow path 30 via the mass flow controller 10. The exhaust passage 31 is connected to the gas passage 30 between the first cutoff valve 21 and the second cutoff valve 22.
The first gas supply path 33, the second gas supply path 34, and the third gas supply path 35 are provided with a pressure gauge 15 and a fifth shut-off valve 28, and the first purge valve 25 and the second purge valve 26 are provided. The purge line 32 connected via the N2 is connected, and is used when N 2 purge is performed. The purge line 32 includes the pressure gauge 15 and the regulator 16, and joins the gas flow path 30 via the third purge valve 27.
The exhaust passage 31 is provided with a third shut-off valve 23, a fourth shut-off valve 24, a pressure sensor 11 and a temperature sensor 12, which are the verification unit 20, and is connected to the vacuum pump 14, and the gas passage 30 is connected to the process chamber 13.

次に、これらの実際の使用の例として、図3には実ラインの一例であるガス集積ユニットの構成図を示しており、図4には、その側面図を示している。
検定ユニット20は、図3に示すようにガス集積ユニットの一端に設けられており、各ブロックに設けられるマスフローコントローラ10の検定を行うことが可能である。なお、図3には図2と対応して、ガス供給路が3つしか描かれていないが、実際のガス集積ユニットには、さらに多くのガス供給路を接続することが可能である。そして、これらは1つのユニットとしてガスBoxに収められている。
Next, as an example of these actual uses, FIG. 3 shows a configuration diagram of a gas integrated unit as an example of a real line, and FIG. 4 shows a side view thereof.
As shown in FIG. 3, the verification unit 20 is provided at one end of the gas accumulation unit, and the mass flow controller 10 provided in each block can be verified. Note that FIG. 3 shows only three gas supply paths corresponding to FIG. 2, but it is possible to connect more gas supply paths to an actual gas integrated unit. And these are stored in gas box as one unit.

本発明は上記のような構成のガス集積ユニットに設けられた検定ユニット20が検定用制御装置に接続され制御されることによって、マスフローコントローラ10の絶対流量検定を可能としている。
次に、その手順について説明を行う。
最初に、流量Qを求める計算手順について示しておく。
流量Qは流入質量dGと経過時間dtの関係で求めることができ、マスフローコントローラ10の検定には温度0℃における絶対流量Qとして計算する。
従って、dG=rdtという式によって表すことができる。ここで比重量rは、物質の固有値である。
dGは、第1計測時と第2計測時の、それぞれの時点で測定した圧力と温度から、理想気体の状態方程式によって求めることが可能である。
すなわちPV=nRTとして表され、この時の気体定数Rはガス種によって決定され、圧力Pは圧力センサ11で測定され、温度Tは温度センサ12で測定され体積Vは既知である。なお、状態方程式をモル数nでなく質量Gを用いれば、PV=GRTとしても表すことができる。
The present invention enables the mass flow controller 10 to perform an absolute flow rate verification by connecting and controlling the verification unit 20 provided in the gas accumulation unit configured as described above to the verification control device.
Next, the procedure will be described.
First, a calculation procedure for obtaining the flow rate Q will be described.
Flow rate Q can be determined in relation to time and the inflow mass dG dt, calculated as an absolute flow rate Q o at temperature 0 ℃ to test the mass flow controller 10.
Therefore, it can be expressed by the equation dG = r 0 Q 0 dt. Here, the specific weight r 0 is a characteristic value of the substance.
dG can be obtained by the equation of state of the ideal gas from the pressure and temperature measured at each time point during the first measurement and the second measurement.
That is, PV = nRT, the gas constant R at this time is determined by the gas type, the pressure P is measured by the pressure sensor 11, the temperature T is measured by the temperature sensor 12, and the volume V is known. If the mass equation is used instead of the number of moles n in the state equation, it can be expressed as PV = GRT.

したがって、第1計測時に計測した圧力P及び温度Tと、第2計測時に計測した圧力P及び温度Tを用いて、2つの式を立てることが可能となり、その時点での質量G、第1計測時には質量G、第2計測時には質量G、の差分dGを式で表すことができる。
即ち、dG=G−G=(P/T−P/T)(V/R)と表される。
この式に基づいて、前述の絶対流量Qの式に代入することで、Q=(P/T−P/T)(V/R)/(rt)と表される。
しかしながら、理想気体の状態方程式は、あくまで理想気体に適用するものであり、実際の気体においては、分子間引力や、分子の大きさ、及び集合状態等、気体分子ごとに異なり、理想気体の状態方程式を補正して用いる必要がある。
この補正に用いられるのが、実在気体の非理想的挙動を示す無次元量である圧縮因子Zである。
圧縮因子Zは、Z=PV/RTの式で表され、また、Z=Z(P,T)とも表される。即ち、圧縮因子Zは圧力Pと温度Tの関数であるといえる。
Therefore, it is possible to establish two equations using the pressure P 1 and temperature T 1 measured during the first measurement and the pressure P 2 and temperature T 2 measured during the second measurement, and the mass G at that time mass G 1 during the first measurement, the time of the second measurement can be expressed by mass G 2, the difference dG formula.
That is, dG = G 2 −G 1 = (P 1 / T 1 −P 2 / T 2 ) (V / R).
Based on this formula, it is expressed as Q 0 = (P 1 / T 1 −P 2 / T 2 ) (V / R) / (r 0 t) by substituting into the formula of the absolute flow rate Q 0 described above. The
However, the ideal gas equation of state applies only to the ideal gas, and in an actual gas, it differs for each gas molecule, such as intermolecular attractive force, molecular size, and aggregation state, and the ideal gas state The equation needs to be corrected and used.
What is used for this correction is a compression factor Z, which is a dimensionless quantity indicating the non-ideal behavior of a real gas.
The compression factor Z is expressed by the equation Z = PV / RT, and is also expressed as Z = Z (P, T). That is, it can be said that the compression factor Z is a function of the pressure P and the temperature T.

この圧縮因子Zは、ガス固有の変数であるので、図5に示されるようにガスによって異なる値を示す。また、圧縮因子Zは圧力Pと温度Tの関数であるので、圧力Pや温度Tによっても変化する。それらを示したのが図6、及び図7である。
図5は、圧力300kPa、温度300K条件下における代表的なプロセスガスの圧縮因子Zの値を記載した表である。圧縮因子Zは、高圧、低温下では影響が大きく、実際に、図5に示すように、分子量の大きいものほどZ=1の理想気体の条件から外れている様子がわかる。
Since the compression factor Z is a variable unique to the gas, it shows a different value depending on the gas as shown in FIG. Further, since the compression factor Z is a function of the pressure P and the temperature T, it also changes depending on the pressure P and the temperature T. These are shown in FIG. 6 and FIG.
FIG. 5 is a table showing the values of compression factors Z of typical process gases under the conditions of a pressure of 300 kPa and a temperature of 300K. The compression factor Z has a large influence under high pressure and low temperature. In fact, as shown in FIG. 5, it can be seen that the higher the molecular weight, the more deviated from the ideal gas condition of Z = 1.

やH、N等の分子量の少ないものについては、Z=1に近く、特に不活性ガスである窒素ガスはほぼ理想気体と同じであるといってよい。しかし、NHや、SFでは、その影響は無視できないほどに大きくなる。SFでは圧縮因子Zが0.961と、0.04近くもずれている。
図6及び図7は実際にガスによって圧縮因子Zが温度と圧力が変化することによってどのように変化するかを示した図であり、図6がSFの圧縮因子Zの温度による変化を示したグラフであり、図7がHの圧縮因子Zの温度による変化を示したグラフである。
それぞれのグラフには、縦軸を圧縮因子Z、横軸を温度[℃]で示しており、20kPa、50kPa、75kPa、101.3kPa時における曲線をそれぞれ示している。
H 2 and H e, for those small molecular weight, such as N 2 is close to Z = 1, the nitrogen gas may be said to be approximately the same as the ideal gas is particularly inert gases. However, in NH 3 and SF 6 , the influence becomes so large that it cannot be ignored. In SF 6 , the compression factor Z is 0.961, which is shifted by nearly 0.04.
6 and 7 are diagrams showing how the compression factor Z actually changes due to the change in temperature and pressure due to gas, and FIG. 6 shows the change of the compression factor Z of SF 6 with temperature. FIG. 7 is a graph showing changes in the compression factor Z of H 2 with temperature.
In each graph, the vertical axis indicates the compression factor Z, the horizontal axis indicates the temperature [° C.], and the curves at 20 kPa, 50 kPa, 75 kPa, and 101.3 kPa are respectively shown.

図6に示されるSFの曲線と、図7に示されるHの曲線では、それぞれ同様に温度によって圧縮因子Zの値は1に近づき、圧力が高くなるほど、圧縮因子Zの値は1から遠ざかり、温度による変化率も激しくなっている様子がわかる。特にSFの圧縮因子Zは、温度と圧力の影響が大きいことがわかる。
したがって、前述した理想気体の状態方程式を利用するためには、PV=ZnRTというように圧縮因子Zによって補正する必要があり、これによって、正しい値の算出が可能となる。
これに従い絶対流量Qは、Q=(P/(Z)−P/(Z))(V/R)/(rt)のように表される。
Similarly, in the SF 6 curve shown in FIG. 6 and the H 2 curve shown in FIG. 7, the value of the compression factor Z approaches 1 depending on the temperature, and the value of the compression factor Z increases from 1 as the pressure increases. It can be seen that the rate of change with temperature is getting stronger. In particular, it can be seen that the compression factor Z of SF 6 is greatly affected by temperature and pressure.
Therefore, in order to use the above-described ideal gas equation of state, it is necessary to correct by the compression factor Z such that PV = ZnRT, and thereby a correct value can be calculated.
Accordingly, the absolute flow rate Q 0 is expressed as Q 0 = (P 1 / (Z 1 T 1 ) −P 2 / (Z 2 T 2 )) (V / R) / (r 0 t).

このようにして、マスフローコントローラ10の流量を算出できる。各計測時点でそれらに応答した圧縮因子Zによって補正がなされているので、つまり、第1計測時では、計測された圧力P、温度Tに応答した第1圧縮因子Z、第2計測時では、計測された圧力P、温度Tに応答した第2圧縮因子Zというように、適正な補正を行うため、真の流量に近い値を得ることが可能となり、即ちマスフローコントローラ10の絶対流量の検定を行うことが可能となる。 In this way, the flow rate of the mass flow controller 10 can be calculated. Since the correction is made by the compression factor Z responding to them at each measurement time point, that is, at the time of the first measurement, the first compression factor Z 1 and the second measurement in response to the measured pressure P 1 and temperature T 1. in time, measured pressure P 2, and so the second compression factor Z 2 in response to the temperature T 2, for performing appropriate correction, it is possible to obtain a value close to the true flow rate, i.e. the mass flow controller 10 It is possible to perform an absolute flow rate verification.

図8には、マスフローコントローラ10の絶対流量検定に圧縮因子Zを使った場合と圧縮因子Zを使わなかった場合の流量検定の精度を示している。この流量検定の精度は、流量の真性の値からの誤差率を示しており、縦軸を検定精度[%]、横軸を流量[sccm]で示している。このように、マスフローコントローラ10の絶対流量検定に圧縮因子Zを使わなかった場合に比べて、圧縮因子Zを使って絶対流量を検定した場合では、明らかにその精度に差が出ていることがわかる。そして、圧縮因子Zを使用して絶対流量を検定した場合は、目標としている精度に近づけていることがわかる。   FIG. 8 shows the accuracy of the flow rate verification when the compression factor Z is used for the absolute flow rate verification of the mass flow controller 10 and when the compression factor Z is not used. The accuracy of this flow rate verification indicates the error rate from the true value of the flow rate, and the vertical axis indicates the verification accuracy [%] and the horizontal axis indicates the flow rate [sccm]. Thus, compared with the case where the compression factor Z is not used for the absolute flow rate verification of the mass flow controller 10, when the absolute flow rate is verified using the compression factor Z, the accuracy is clearly different. Recognize. When the absolute flow rate is verified using the compression factor Z, it can be seen that the accuracy is close to the target accuracy.

ところで、実際のガス集積ユニットに備えられているマスフローコントローラ10の流量レンジは、2sccm〜2000sccmと幅が広い。これは、使用するガス種によって必要とされるガスの量が異なるためである。しかしながら、図2に示すように検定ユニット20を1つで、複数あるマスフローコントローラ10の絶対流量の検定を行う必要があるので、流量レンジが幅広いことは都合が悪い。
これは、同一の圧力センサ11にて計測する必要があるためで、基準となる容積はどのマスフローコントローラ10を計測する場合でも同一であり、流路を計測用の空間としているため、通常は例えば100cc程度の容積となる。従って、2sccmの流量でガスを供給する場合には、必要なだけの圧力変化を計測するためには時間がかかるが、2000sccmの流量でガスを供給する場合には、一瞬で圧力センサ11のゲージを振り切ってしまうほどの勢いで、圧力が変化する。一方、流量が2sccmの時に精度良く圧力を検出できる圧力センサ11を選定すると、必然的にそのレンジは決定されてしまうため、流量が2000sccmの際には、圧力センサの限界レンジに一瞬で達する結果となる。
By the way, the flow range of the mass flow controller 10 provided in the actual gas integrated unit is as wide as 2 sccm to 2000 sccm. This is because the amount of gas required varies depending on the type of gas used. However, as shown in FIG. 2, it is necessary to perform the verification of the absolute flow rate of a plurality of mass flow controllers 10 with one verification unit 20, so it is not convenient that the flow rate range is wide.
This is because it is necessary to measure with the same pressure sensor 11, and the reference volume is the same regardless of which mass flow controller 10 is measured, and the flow path is used as a measurement space. The volume is about 100cc. Therefore, when supplying a gas at a flow rate of 2 sccm, it takes time to measure a pressure change as much as necessary. However, when supplying a gas at a flow rate of 2000 sccm, the gauge of the pressure sensor 11 is instantaneously supplied. The pressure changes with such a momentum that it is shaken off. On the other hand, if the pressure sensor 11 that can accurately detect the pressure when the flow rate is 2 sccm is selected, the range is inevitably determined. Therefore, when the flow rate is 2000 sccm, the limit range of the pressure sensor is reached instantaneously. It becomes.

その様子を示したのが、図9のグラフと、図10の表である。
図9には、圧力と計測時間の関係を示したグラフを示す。また図10には、流体が窒素の場合の、ある容積の場合における、圧力と計測時間の関係を表にしたものを示す。
図9の縦軸を圧力[kPa]、横軸を計測時間[sec]としており、ここに示すように、圧力と計測時間は正比例し、測定流量が20sccmの時と、50sccmの時と、100sccmの時の変化は異なり、流量が多くなるほど傾斜がきつくなることがわかる。
図10に示す表では、測定流量が2000sccmの際には0.7秒で必要な圧力に達してしまうことがわかる。
したがって、これに対応するために、設定された供給流量の量によっては基準を切り替える必要がある。つまり、例えば設定流量が2sccm〜1000sccm未満までは経過時間dtを基準に、圧力と温度を計測し、設定流量が1000sccm〜2000sccmの場合には、圧力を基準に、温度と時間を計測するのである。このような方法をとることによって、計測精度を保つことが可能である、
なお、図10の表中、太字で書かれている数字は設定値である。例えば、ガス流量が10sccmのときは、dt=10に設定されており、計測するとその結果は、dP=3kPaであるというようになる。ガス流量が1000sccmの場合、dP=23kPaに設定されており、圧力が圧力Pから、圧力PになるまでのdPが23kPaになるまでにかかる時間が1.3secとなっている。
This is shown in the graph of FIG. 9 and the table of FIG.
FIG. 9 shows a graph showing the relationship between pressure and measurement time. FIG. 10 is a table showing the relationship between pressure and measurement time in the case of a certain volume when the fluid is nitrogen.
The vertical axis in FIG. 9 is pressure [kPa] and the horizontal axis is measurement time [sec]. As shown here, the pressure and measurement time are directly proportional, and the measurement flow rate is 20 sccm, 50 sccm, and 100 sccm. The change at the time is different, and it can be seen that the slope becomes stronger as the flow rate increases.
From the table shown in FIG. 10, it can be seen that the required pressure is reached in 0.7 seconds when the measured flow rate is 2000 sccm.
Therefore, in order to cope with this, it is necessary to switch the reference depending on the set supply flow rate. That is, for example, when the set flow rate is 2 sccm to less than 1000 sccm, the pressure and temperature are measured based on the elapsed time dt, and when the set flow rate is 1000 sccm to 2000 sccm, the temperature and time are measured based on the pressure. . By taking such a method, it is possible to maintain the measurement accuracy,
In the table of FIG. 10, the numbers written in bold are set values. For example, when the gas flow rate is 10 sccm, dt = 10 is set, and when measured, the result is dP = 3 kPa. When the gas flow rate is 1000 sccm, dP = 23 kPa is set, and the time taken until the pressure from the pressure P 1 to the pressure P 2 becomes 23 kPa is 1.3 sec.

次に、これらの手順を踏まえて実際の測定手順を、図11に示したフローを用いて説明する。
図11は、図1に示した回路による絶対流量の検定手順を示したフロー図であり、実際のラインでも同様の手順によって、絶対流量検定が行われることになる。
流量測定モードを選択すると、S1では、各遮断弁の状態の設定を行う。図1に示される第1遮断弁21、第3遮断弁23、第4遮断弁24を全て開け、第2遮断弁22を閉じた状態にして、排気流路31側に気体が流れるようにする。この際、絶対流量を検定するマスフローコントローラ10以外の第1遮断弁21は閉じておく必要がある。つまり、複数のラインが接続されている図2において、例えば第1ガス供給路33に設けられたマスフローコントローラ10の絶対流量検定を行う場合、第2ガス供給路34及び第3ガス供給路35に備えられる第1遮断弁21は閉じておく必要がある。一度に1つのマスフローコントローラ10の絶対流量検定しか行えないため、こうしておかないと第1ガス供給路33に備えられるマスフローコントローラ10の絶対流量検定を行うことができないからである。なお、他のマスフローコントローラ10の絶対流量検定を行う場合も同様のことが言える。
Next, an actual measurement procedure based on these procedures will be described using the flow shown in FIG.
FIG. 11 is a flow chart showing an absolute flow rate verification procedure by the circuit shown in FIG. 1, and the absolute flow rate verification is performed on the actual line by the same procedure.
When the flow rate measurement mode is selected, the state of each shut-off valve is set in S1. The first shut-off valve 21, the third shut-off valve 23, and the fourth shut-off valve 24 shown in FIG. 1 are all opened, and the second shut-off valve 22 is closed so that the gas flows to the exhaust passage 31 side. . At this time, the first cutoff valve 21 other than the mass flow controller 10 for verifying the absolute flow rate needs to be closed. That is, in FIG. 2 in which a plurality of lines are connected, for example, when performing an absolute flow rate verification of the mass flow controller 10 provided in the first gas supply path 33, the second gas supply path 34 and the third gas supply path 35 are connected. The provided first shutoff valve 21 needs to be closed. This is because only the absolute flow rate verification of one mass flow controller 10 can be performed at a time, and otherwise the absolute flow rate verification of the mass flow controller 10 provided in the first gas supply path 33 cannot be performed. The same applies to the absolute flow rate verification of other mass flow controllers 10.

次にS2で、絶対流量を計測するマスフローコントローラ10に設定流量状態にてプロセスガスを流す。そして、マスフローコントローラ10の流量が安定するまでプロセスガスを流した後、第4遮断弁24を閉じ、タンクと見立てた流路内の圧力が増加することになる。こうして、第4遮断弁24と第2遮断弁22、及びマスフローコントローラ10の出口が構成する空間が容積Vの袋小路となり、一方、マスフローコントローラ10からは常に一定流量のガスが流入するため、容積Vの空間内部の体積は次第に上昇することになる。
S4では、設定した圧力センサ11の圧力が、圧力Pに達したことを確認して温度センサ12にて温度Tを計測し、計測を開始する。
Next, in S2, a process gas is caused to flow in a set flow rate state to the mass flow controller 10 that measures the absolute flow rate. Then, after the process gas is flowed until the flow rate of the mass flow controller 10 is stabilized, the fourth shutoff valve 24 is closed, and the pressure in the flow channel regarded as a tank increases. Thus, the space formed by the fourth shut-off valve 24, the second shut-off valve 22, and the outlet of the mass flow controller 10 becomes a bag path having a volume V. On the other hand, a constant flow rate of gas flows from the mass flow controller 10; The volume inside the space gradually increases.
In S4, the pressure of the pressure sensor 11 set by the, the temperatures T 1 measured by the temperature sensor 12 to have reached the pressure P 1, starts measuring.

S5では、圧力センサ11の圧力が設定圧力に達したかを確認して、設定圧力に達した場合(S5:Yes)、S8で圧力が設定圧力である圧力Pに達した時の経過時間を測定する。一方、設定圧力に達せず(S5:No)、S6でチェックする設定時間に達した場合(S6:Yes)、S7でその時点での圧力Pと、温度Tを計測する。S6で設定時間に達していなければ(S6:No)、S5で再び設定圧力に達したかどうかのチェックを行う。
つまり、ここでは、先に設定圧力又は設定時間に達した場合で、計測基準が異なることになる。よって、図10で言えば、先に設定圧力となる設定圧力範囲dPである23kPaと圧力Pの和の値に先に達すれば、その時点を第2計測時とし、経過時間と、温度Tを計測する。この時の圧力Pは設定圧力と等しい。
また、先に計測時間dtが10secに達した場合、その時点を第2計測時とし、圧力P及び温度Tの計測を行う。例えば、マスフローコントローラ10の設定流量が50sccmで、使用している流体が窒素だったとして、図10に示す表によれば計測時間dtは10secであるので、圧力P計測後、10秒たった後に圧力Pと温度Tを測定する。この時の設定圧力範囲dPは10kPaであるので、圧力Pは圧力P+dPの値と等しくなる。例えば、マスフローコントローラ10の設定流量が2000sccmで、使用している流体が窒素だったとして、図10に示す表によれば、設定圧力範囲dPは23kPaであるので、圧力が23kPa上昇するのに0.7secかかることが分かる。
なお、この判断をマスフローコントローラ10に設定されている設定流量に応じて、圧力を基準に判断するか、経過時間を基準に判断するかを決定するようにしてもよい。図10で言えば、設定流量が2sccm〜1000sccm未満の場合には経過時間dtを基準に、圧力と温度を計測し、設定流量が1000sccm〜2000sccmの場合には、圧力を基準に、温度と時間を計測するのである。
In S5, to check whether the pressure in the pressure sensor 11 reaches the set pressure, when it reaches the set pressure (S5: Yes), the elapsed time when the pressure reached the pressure P 2 is the set pressure in S8 Measure. On the other hand, it does not reach the set pressure (S5: No), when it reaches the set time to check in S6 (S6: Yes), the pressure P 2 at that time in S7, the measured temperature T 2. If the set time has not been reached in S6 (S6: No), it is checked in S5 whether the set pressure has been reached again.
That is, here, the measurement standard is different when the set pressure or set time is reached first. Therefore, in FIG. 10, when the sum of 23 kPa, which is the set pressure range dP that is the set pressure first , and the pressure P 1 is reached first , the time is the second measurement time, the elapsed time, the temperature T 2 is measured. The pressure P 2 at this time is equal to the set pressure.
If the measurement time dt first reaches 10 sec, the time is set as the second measurement time, and the pressure P 2 and the temperature T 2 are measured. For example, in setting the flow rate of the mass flow controller 10 is 50 sccm, the fluid being used was nitrogen, since the measurement time dt According to the table shown in FIG. 10 is 10 sec, after the pressure P 1 measured after standing 10 seconds measuring a pressure P 2 and temperature T 2. Since the set pressure range dP at this time is 10 kPa, the pressure P 2 is equal to the value of the pressure P 1 + dP. For example, assuming that the set flow rate of the mass flow controller 10 is 2000 sccm and the fluid used is nitrogen, the set pressure range dP is 23 kPa according to the table shown in FIG. It can be seen that it takes 7 seconds.
In addition, according to the set flow rate set in the mass flow controller 10, it may be determined whether the determination is based on the pressure or the elapsed time. In FIG. 10, when the set flow rate is less than 2 sccm to less than 1000 sccm, the pressure and temperature are measured based on the elapsed time dt. When the set flow rate is 1000 sccm to 2000 sccm, the temperature and time are measured based on the pressure. Is measured.

そして、S9では、この第1計測時の圧力P、温度Tから、第1圧縮因子Zを、検定用制御機器に記憶された圧縮因子データより読み出し、第2計測時の圧力Pと、温度Tから、第2圧縮因子Zを検定用制御機器に記憶された圧縮データより読み出す。S10で気体の状態方程式に基づいて、前述したような手順によって絶対流量Qを算出する。
以上のような手順によって、マスフローコントローラ10の絶対流量検定が可能となり、この値によって、マスフローコントローラ10の較正を行うことも可能である。ただし、マスフローコントローラ10の較正は印加電圧の変更によって行われることになり、較正後は適正な流量が得られることになるわけだが、マスフローコントローラ10を製作した当初の印加電圧と実流量の関係からずれていくことになる。経験上、使用をしていると、チャンバ内のガス濃度が設計値からズレて、結果としてプロセスの歩留まりを悪化させるので、ずれの限界値を越えた時点で何らかのアラームが発せられるようにしておくことが好ましい。
Then, S9 in the pressure P 1 during the first measurement, the temperature T 1, the first compression factor Z 1, read from the compressed factor data stored in the verification control device, the pressure P 2 during the second measurement Then, the second compression factor Z 2 is read from the compressed data stored in the test control device from the temperature T 2 . In S10, the absolute flow rate Qo is calculated by the procedure as described above based on the gas state equation.
By the above procedure, the absolute flow rate verification of the mass flow controller 10 becomes possible, and the mass flow controller 10 can be calibrated with this value. However, the calibration of the mass flow controller 10 is performed by changing the applied voltage, and an appropriate flow rate can be obtained after the calibration. It will shift. Experience shows that if used, the gas concentration in the chamber will deviate from the design value, resulting in a worsening of process yield, so that an alarm should be issued when the deviation limit is exceeded. It is preferable.

次に本発明についての第2実施例についても説明を行う。
(第2実施例)
半導体製造プロセスに用いられるガス集積ユニットは、生産計画の変更や、製品の変更によって、改造されるケースが珍しくない。しかしながら、これまでの理想気体の状態方程式を圧縮因子Zで補正して、絶対流量を算出する第1実施例においても、改造によって流路構成が変わり、計算に用いるための容積Vが変更になると、流量の算出ができなくなってしまう。そこで、この問題に着目して、第1実施例の流路構成において、改造によって変わってしまった体積Vを求める方法を第2実施例として開示する。
第2実施例の構成は、前述のとおりであり第1実施例と同じであるので、構成の説明は省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
(Second embodiment)
It is not uncommon for gas integrated units used in semiconductor manufacturing processes to be modified due to changes in production plans or products. However, even in the first embodiment in which the equation of state of the ideal gas so far is corrected with the compression factor Z and the absolute flow rate is calculated, the flow path configuration changes due to modification, and the volume V used for the calculation changes. The flow rate cannot be calculated. Therefore, focusing on this problem, a method for obtaining the volume V that has changed due to the modification in the flow path configuration of the first embodiment will be disclosed as a second embodiment.
Since the configuration of the second embodiment is as described above and is the same as that of the first embodiment, description of the configuration is omitted.

ここでは説明を簡潔にする為に図1を用いて説明を行う。
図1の第1遮断弁21、第2遮断弁22、第3遮断弁23が閉じられることでガス流路30及び排気流路31の一部が形成する第1密閉空間の容積Vと、第3遮断弁23、第4遮断弁24が閉じられることで排気流路31の一部が形成する第2密閉空間の容積Vとで、第1実施例の理想気体の状態方程式に用いた容積Vの値が求まる。すなわち、V=V+Vとなる。
ただし、厳密に言えば、マスフローコントローラ10の出口から第1遮断弁21までの流路の容積Vが存在するので、V=V+V+Vとなるのだが、マスフローコントローラ10と第1遮断弁21は直近に設けられていて、容積Vは容積V、容積Vに比べて非常に小さいことと、この部分が改造されるケースはほとんど無いので、ここでは既知であるとして説明を行う。
Here, for the sake of brevity, the description will be made with reference to FIG.
Volume V 1 of the first sealed space formed by a part of the gas flow path 30 and the exhaust flow path 31 by closing the first shut-off valve 21, the second shut-off valve 22, and the third shut-off valve 23 in FIG. With the volume V 2 of the second sealed space formed by a part of the exhaust passage 31 by closing the third shut-off valve 23 and the fourth shut-off valve 24, the ideal gas state equation of the first embodiment was used. The value of volume V is obtained. That is, V = V 1 + V 2 .
However, strictly speaking, since there is a volume V 3 of the flow path from the outlet of the mass flow controller 10 to the first shut-off valve 21, V = V 1 + V 2 + V 3 , but the mass flow controller 10 and the first Since the shut-off valve 21 is provided in the immediate vicinity, the volume V 3 is very small compared to the volumes V 1 and V 2 , and there are almost no cases where this part is remodeled. I do.

ラインの拡張や機器の追加等で流路の変更があった場合、容積Vは変わる可能性がある。しかしながら、容積Vを構成する部分は、ガス集積ユニット本体を構成する部品に組み付けられており、ガス集積ユニットより取り外して容積を測定することは極めて困難である。一方、容積Vは改造される可能性はきわめて低く、ガス集積ユニットに組み付ける前に容積Vを、例えば膜流量計等の計測機器を用いて検定され、その後にガス集積ユニット本体に組み付けられるべきものである。つまり容積Vは常に既知の値として取り扱うことが可能である。 If the flow path is changed due to expansion of the line or addition of equipment, the volume V 1 may change. However, the portion constituting the volume V 1 was, are assembled to the components of the gas accumulation unit body, it is extremely difficult to measure the volume removed from the gas integrated unit. On the other hand, the possibility that the volume V 2 is modified is very low, the volume V 2 before assembling the gas integrated unit, for example, be assayed using a measuring instrument such as a membrane flowmeter, it is then assembled to the gas integrated unit body It should be. That volume V 2 is always it can be treated as known values.

したがって、組み付けられたままの状態で容積Vを測定できることが望ましい。
図12及び図13には、図1の構成において、未知である容積Vを計測する手段をフローチャートとして示している。なお、図12及び図13は、実質的には同様の手法に基づいて計算を行っている。
まず、図12から説明を行う。
容積測定モードを選択すると、S11では、各遮断弁の状態の設定を行う。図1に示される第1遮断弁21、第3遮断弁23、第4遮断弁24を全て開け、第2遮断弁22を閉じた状態にして、排気流路31側に気体が流れるようにする。この際、容積測定の対象となるマスフローコントローラ10以外の第1遮断弁21は閉じておく必要がある。つまり、複数のラインが接続されている図2において、例えば第1ガス供給路33に設けられたマスフローコントローラ10を使用して容積測定を行う場合、第2ガス供給路34及び第3ガス供給路35に備えられる第1遮断弁21は閉じておく必要がある。同時に2以上のマスフローコントローラ10を使用しての容積測定が行えないため、こうしておかないと第1ガス供給路33に備えられるマスフローコントローラ10での容積測定を行うことができないからである。なお、他のマスフローコントローラ10での容積測定を行う場合も同様のことが言える。ただし、1度容積測定を行ってしまえば、精度良く容積を求めることができるので、他のマスフローコントローラ10を用いて容積測定を行うのは確認的な意味でしかないが、より確実な容積の測定が行える可能性がある。
Therefore, it is desirable to be able to measure the volume V 1 in a state assembled.
12 and 13, in the configuration of FIG. 1, is shown as a flow chart the means for measuring the volume V 1 is unknown. Note that FIG. 12 and FIG. 13 perform calculations based on substantially the same method.
First, a description will be given from FIG.
When the volume measurement mode is selected, the state of each shut-off valve is set in S11. The first shut-off valve 21, the third shut-off valve 23, and the fourth shut-off valve 24 shown in FIG. 1 are all opened, and the second shut-off valve 22 is closed so that the gas flows to the exhaust passage 31 side. . At this time, the first shut-off valve 21 other than the mass flow controller 10 to be subjected to volume measurement needs to be closed. That is, in FIG. 2 in which a plurality of lines are connected, for example, when volume measurement is performed using the mass flow controller 10 provided in the first gas supply path 33, the second gas supply path 34 and the third gas supply path. The first shut-off valve 21 provided in 35 needs to be closed. This is because volume measurement cannot be performed using two or more mass flow controllers 10 at the same time, and volume measurement using the mass flow controller 10 provided in the first gas supply path 33 cannot be performed unless this is done. The same can be said when volume measurement is performed with other mass flow controllers 10. However, once the volume measurement is performed, the volume can be obtained with high accuracy. Therefore, the volume measurement using the other mass flow controller 10 is only a confirming meaning, but the more reliable volume can be obtained. Measurement may be possible.

次にS12では、マスフローコントローラ10の設定流量状態で、窒素ガスを流す。この場合は第1実施例と異なり、流路の容積Vがわかっていないため、理想気体に近い気体を使用して測定を行う必要があるためである。
マスフローコントローラ10を通過する窒素ガスの供給流量が安定したら、S13で第4遮断弁24を閉じる。こうすることで、第2遮断弁22及び第4遮断弁24によって流路が閉じられ、袋小路となるので、マスフローコントローラ10の出口と、第2遮断弁22と、第4遮断弁24によって形成される空間の圧力の上昇が始まる。流路内の圧力が圧力Pに達したら、S14で、第1遮断弁21を閉じ、これによって、容積V+容積Vの密閉空間が出来上がる。次に、S15で圧力P、温度Tを計測する。
Next, in S12, nitrogen gas is allowed to flow with the mass flow controller 10 at the set flow rate state. In this case, unlike the first embodiment, since the volume V 1 of the flow path is not known, because it is necessary to make measurements using the gas close to the ideal gas.
When the supply flow rate of nitrogen gas passing through the mass flow controller 10 is stabilized, the fourth shutoff valve 24 is closed in S13. By doing so, the flow path is closed by the second shutoff valve 22 and the fourth shutoff valve 24 to form a bag path, so that the outlet of the mass flow controller 10, the second shutoff valve 22, and the fourth shutoff valve 24 are formed. The space pressure starts to rise. When the pressure in the flow path reaches the pressure P 1 , the first shut-off valve 21 is closed in S 14, thereby creating a sealed space of volume V 1 + volume V 2 . Next, the pressure P 1 and the temperature T 1 are measured in S15.

計測が終わったら、S16で第3遮断弁23を閉じ、第4遮断弁24を開く。これにより、容積Vの第1密閉空間はそのままの圧力状態であり、容積Vの第2密閉空間は開放される。その後、S17で真空ポンプ14によって、真空引きをし、第4遮断弁24を再び閉じる。半導体製造プロセスに使用される真空ポンプ14は、ターボ分子ポンプ又はドライポンプのような高真空を発生するものが取り付けられているケースが多いので、ほぼ真空状態を作り上げることが可能であり、その時点で第4遮断弁24を閉めることで、容積Vの第2密閉空間は真空度の高い状態を保持することができる。S18で、この状態の圧力Pと温度Tを計測する。 When the measurement is finished, the third cutoff valve 23 is closed and the fourth cutoff valve 24 is opened in S16. Thereby, the first sealed space volume V 1 was a raw pressure conditions, a second closed space volume V 2 is opened. Thereafter, in S17, the vacuum pump 14 is evacuated and the fourth shut-off valve 24 is closed again. Since the vacuum pump 14 used in the semiconductor manufacturing process is often equipped with a high vacuum generating device such as a turbo molecular pump or a dry pump, it is possible to create a substantially vacuum state. in that close the fourth shut-off valve 24, a second sealed space volume V 2 is capable of holding a high vacuum state. In S18, the measured pressure P 2 and the temperature T 2 in this state.

そして、S19で第3遮断弁23を開けて、第1密閉空間と、第2密閉空間を連通させて、圧力Pと、温度Tを計測する。
このようにして、未知である容積Vの第1密閉空間の、圧力が圧力P、温度が温度Tである状態と、既知である容積Vの第2密閉空間の圧力が圧力P、温度が温度Tである状態と、第1密閉空間と第2密閉空間を連通した状態での空間の容積が容積V+容積Vであって、圧力が圧力P、温度が温度Tである状態が得られる。
S20では、これらに基づいて理想気体の状態方程式によって、未知である容積Vを求める。このようにして、改造後の第1密閉空間の容積Vを知ることができる。
Then, by opening the third shut-off valve 23 at S19, a first closed space and communicates a second enclosed space, the pressure P 3, for measuring the temperature T 3.
In this way, the pressure in the first sealed space with the unknown volume V 1 is the pressure P 1 , the temperature is the temperature T 1 , and the pressure in the second sealed space with the known volume V 2 is the pressure P 1. 2. The volume of the space in the state where the temperature is the temperature T 2 and the state where the first sealed space and the second sealed space are communicated is the volume V 1 + volume V 2 , the pressure is the pressure P 3 , and the temperature is A state at temperature T 3 is obtained.
In S20, the ideal gas equation based on these, determine the volume V 1 is unknown. In this way, it is possible to know the volume V 1 of the first closed space after remodeling.

なお、この理想気体の状態方程式での計算手順は以下のようになる。
前述の状態を式に表すと、P=nRT、P=nRT、P(V+V)=nRT、の3つの式が得られる。
ここで、Rは気体定数で、nはモル数である。なお、空間の密閉度が高ければ、モル数は保存されるはずであり、n+n=nであるといえる。
従って上記の式を気体定数Rについて整理し、モル数の関係によって表すと、V=(T(P−P))/(T(P−P))Vと表される。
上記式の右項は全て判明しているので容積Vを計算によって求めることが可能となる。
The calculation procedure using the ideal gas equation of state is as follows.
When the above-described state is expressed by equations, three equations are obtained: P 1 V 1 = n 1 RT 1 , P 2 V 2 = n 2 RT 2 , P 3 (V 1 + V 2 ) = n 3 RT 3 .
Here, R is a gas constant, and nx is the number of moles. Incidentally, the higher the degree of sealing space, the number of moles is should be stored, said to be n 1 + n 2 = n 3 .
Therefore, when the above equation is arranged for the gas constant R and expressed by the relationship of the number of moles, V 1 = (T 1 (P 2 T 3 −P 3 T 3 )) / (T 2 (P 3 T 1 −P 1) T 3 )) V 2 .
Since all the right terms of the above equation are known, the volume V 1 can be obtained by calculation.

次に図13の説明を行う。
容積測定モードを選択すると、S21では、各遮断弁の状態の設定を行う。図1に示される第1遮断弁21、第3遮断弁23、第4遮断弁24を全て開け、第2遮断弁22を閉じた状態にして、排気流路31側に気体が流れるようにする。この際、容積測定の対象となるマスフローコントローラ10以外の第1遮断弁21は閉じておく必要がある。この理由は図12の場合と同じである。
Next, FIG. 13 will be described.
When the volume measurement mode is selected, the state of each shut-off valve is set in S21. The first shut-off valve 21, the third shut-off valve 23, and the fourth shut-off valve 24 shown in FIG. 1 are all opened, and the second shut-off valve 22 is closed so that the gas flows to the exhaust passage 31 side. . At this time, the first shut-off valve 21 other than the mass flow controller 10 to be subjected to volume measurement needs to be closed. The reason is the same as in the case of FIG.

次にS22では、マスフローコントローラ10の設定流量状態で、窒素ガスを流す。この場合は第1実施例と異なり、流路の容積Vがわかっていないため、理想気体に近い気体を使用して測定を行う必要があるためである。
マスフローコントローラ10を通過する窒素ガスの供給流量が安定したら、S23で第4遮断弁24を閉じる。こうすることで、第2遮断弁22及び第4遮断弁24によって流路が閉じられ、袋小路となるので、マスフローコントローラ10の出口と、第2遮断弁22と、第4遮断弁24によって形成される空間の圧力の上昇が始まる。流路内の圧力が圧力Pに達したら、S24で、第3遮断弁23を閉じ、これによって、容積Vの第2密閉空間が出来上がる。次に、S15で圧力P、温度Tを計測する。
Next, in S22, nitrogen gas is allowed to flow with the mass flow controller 10 at the set flow rate state. In this case, unlike the first embodiment, since the volume V 1 of the flow path is not known, because it is necessary to make measurements using the gas close to the ideal gas.
When the supply flow rate of nitrogen gas passing through the mass flow controller 10 is stabilized, the fourth shutoff valve 24 is closed in S23. By doing so, the flow path is closed by the second shutoff valve 22 and the fourth shutoff valve 24 to form a bag path, so that the outlet of the mass flow controller 10, the second shutoff valve 22, and the fourth shutoff valve 24 are formed. The space pressure starts to rise. When the pressure in the flow path reaches the pressure P 1, in S24, it closes the third shut-off valve 23, thereby, be ready second sealed space volume V 2. Next, the pressure P 1 and the temperature T 1 are measured in S15.

計測が終わったら、S26で第1遮断弁21を閉じ、第2遮断弁22を開く。これにより、容積Vの第2密閉空間はそのままの圧力状態で保持される。その後、S27でプロセスチャンバ13の真空引きをし、第2遮断弁22を再び閉じる。半導体製造プロセスに備えられるプロセスチャンバ13には、高真空を発生させる真空ポンプ等が備え付けられている場合が多く、図12と同様にほぼ真空状態を作り上げることが可能であり、その時点で第2遮断弁22を閉めることで、容積Vの第1密閉空間は真空度の高い状態を保持することができる。 When the measurement is completed, the first cutoff valve 21 is closed and the second cutoff valve 22 is opened in S26. As a result, the second sealed space with the volume V 2 is maintained in the same pressure state. Thereafter, the process chamber 13 is evacuated in S27, and the second shut-off valve 22 is closed again. In many cases, the process chamber 13 provided for the semiconductor manufacturing process is provided with a vacuum pump or the like for generating a high vacuum, and it is possible to create a substantially vacuum state as in FIG. by closing the shut-off valve 22, the first closed space volume V 1 was capable of holding a high vacuum state.

そして、S28で第3遮断弁23を開けて、第1密閉空間と、第2密閉空間を連通させて、圧力Pと、温度Tを計測する。
このようにして、既知である容積Vの第2密閉空間の、圧力が圧力P、温度が温度Tである状態と、未知である容積Vの第1密閉空間と容積Vの第2密閉空間を連通した状態での圧力が圧力P、温度が温度Tである状態が得られる。
S20では、これらに基づいて理想気体の状態方程式によって、未知である容積Vを求める。このようにして、改造後の第1密閉空間の容積Vを知ることができる。
Then, by opening the third shut-off valve 23 at S28, a first closed space and communicates a second enclosed space, the pressure P 2, to measure the temperature T 2.
In this way, in the second sealed space of the known volume V 2 , the pressure is the pressure P 1 , the temperature is the temperature T 1 , the unknown first volume of the sealed space V 1 and the volume V 2 A state in which the pressure in the state where the second sealed space is communicated is the pressure P 2 and the temperature is the temperature T 2 is obtained.
In S20, the ideal gas equation based on these, determine the volume V 1 is unknown. In this way, it is possible to know the volume V 1 of the first closed space after remodeling.

なお、この理想気体の状態方程式での計算手順は以下のようになる。
前述の状態を式に表すと、P=nRT、P(V+V)=nRT、の2つの式が得られる。
ここで、Rは気体定数で、nはモル数である。なお、空間の密閉度が高ければ、モル数は保存されるはずであり、かつ、真空状態が高いレベルで実現されているので、n=nであるといえる。
従って上記の式を気体定数Rについて整理し、モル数の関係によって表すと、V=(P−P)/(P)Vと表される。
上記式の右項は全て判明しているので容積Vを計算によって求めることが可能となる。
The calculation procedure using the ideal gas equation of state is as follows.
When the above-described state is expressed by equations, two equations of P 1 V 2 = n 1 RT 1 and P 2 (V 1 + V 2 ) = n 2 RT 2 are obtained.
Here, R is a gas constant, and nx is the number of moles. Note that if the degree of sealing of the space is high, the number of moles should be preserved and the vacuum state is realized at a high level, so it can be said that n 1 = n 2 .
Therefore, when the above formula is arranged for the gas constant R and expressed by the relationship of the number of moles, it is expressed as V 1 = (P 1 T 1 −P 2 T 2 ) / (P 2 T 2 ) V 2 .
Since all the right terms of the above equation are known, the volume V 1 can be obtained by calculation.

このような図12及び図13に示した2つの手順は、実質上同じ考えの上に成り立っている方法であり、第1密閉空間及び第2密閉空間に窒素ガスを満たして、圧力P、温度Tを測定し、第1密閉空間又は第2密閉空間を真空引きし、真空引きした後の圧力P、温度Tを測定し、第3遮断弁を開いて、第1密閉空間と第2密閉空間を連通し、時間後に圧力P、温度Tを測定し、圧力P、温度T、圧力P、温度T、圧力P、温度T、及び容積V、によって、容積Vを算出する具体的手段である。
ただし、ユーザーの装置によっては、ガス流路30に備えられるプロセスチャンバ13に備えられている真空発生装置の能力が高くなく、高真空を発生することができなかったり、排気流路31に高真空を発生させる能力のある真空ポンプ14が接続されていなかったりといったような事態が考えうるので、上記2つの方法を提案している。
The two procedures shown in FIG. 12 and FIG. 13 are methods based on substantially the same idea. The first sealed space and the second sealed space are filled with nitrogen gas, and the pressure P 1 , The temperature T 1 is measured, the first sealed space or the second sealed space is evacuated, the pressure P 2 and the temperature T 2 after evacuation are measured, the third shut-off valve is opened, and the first sealed space and The second sealed space is communicated, and after time, the pressure P 3 and the temperature T 3 are measured, the pressure P 1 , the temperature T 1 , the pressure P 2 , the temperature T 2 , the pressure P 3 , the temperature T 3 , and the volume V 2 , by a specific means for calculating the volume V 1.
However, depending on the user's device, the capability of the vacuum generator provided in the process chamber 13 provided in the gas flow path 30 is not high, and a high vacuum cannot be generated, or a high vacuum is applied to the exhaust flow path 31. The above two methods have been proposed because there is a possibility that the vacuum pump 14 having the ability to generate the pressure is not connected.

この方法によれば、プロセスチャンバ13もしくは真空ポンプ14の何れかによって真空を作り出すことができれば、容積Vは算出しうるし、真空ポンプ14側の真空度が高くない場合にも、図12の方法であれば、誤差の少ない容積Vを算出しうるという優れた効果を奏する。
また、このように半導体製造プロセスのガス集積ユニットの改造後に出来上がってしまう未知容積を求める方法を提供することにより、ガス集積ユニット改造後であっても第1実施例の方法でのマスフローコントローラ10の絶対流量検定を行うことができる。
According to this method, if it is possible to create a vacuum by one of the process chamber 13 or vacuum pump 14, to the volume V 1 was capable of calculating, when the degree of vacuum in the vacuum pump 14 side is not high, the method of FIG. 12 if, an excellent effect of being able to calculate the small volume V 1 of the error.
In addition, by providing a method for obtaining the unknown volume that is produced after the gas integrated unit is modified in the semiconductor manufacturing process, the mass flow controller 10 according to the method of the first embodiment can be used even after the gas integrated unit is modified. Absolute flow rate verification can be performed.

以上に説明した、本発明のマスフローコントローラ絶対流量検定システムによれば、以下のような優れた作用、効果が得られる。
(1)流量制御機器であるマスフローコントローラ10の出口とプロセスチャンバ13の入口とを連通するガス流路30に設けられた第1遮断弁21及び第2遮断弁22とを有する流量制御ユニットにおけるマスフローコントローラ10の絶対流量を検定するマスフローコントローラ10絶対流量検定システムにおいて、第1遮断弁21及び第2遮断弁22との間のガス流路30と真空ポンプ14の入口とを連通する排気流路31と、排気流路31に設けられた第3遮断弁23及び第4遮断弁24と、第3遮断弁23と、第4遮断弁24との間の排気流路31に設けられた、圧力センサ11と温度センサ12と、圧力センサ11と温度センサ12とを接続し、ガス種固有の圧縮因子データ、及びマスフローコントローラ10の出口と、第2遮断弁22と、第4遮断弁24により形成される所定の空間の容積値を記憶する検定用制御装置と、を有し、第1計測時における、圧力センサ11による圧力Pと、温度センサ12による温度Tとに対応する第1圧縮因子Zを検定用制御装置の圧縮因子データから読み出して、圧力P、温度T、容積V、及び第1圧縮因子Zから質量Gを求め、第2計測時における、圧力センサ11による圧力Pと、温度センサ12による温度Tとに対応する第2圧縮因子Zを検定用制御装置の圧縮因子データから読み出して、圧力P、温度T、容積V、及び第2圧縮因子Zから質量Gを求め、質量Gと、質量Gとの差により、マスフローコントローラ10の絶対流量を検定することが可能となる。
According to the mass flow controller absolute flow rate verification system of the present invention described above, the following excellent actions and effects can be obtained.
(1) Mass flow in a flow control unit having a first shut-off valve 21 and a second shut-off valve 22 provided in a gas flow path 30 that communicates an outlet of the mass flow controller 10 that is a flow control device and an inlet of the process chamber 13. In the mass flow controller 10 absolute flow verification system that verifies the absolute flow rate of the controller 10, an exhaust flow path 31 that communicates the gas flow path 30 between the first cutoff valve 21 and the second cutoff valve 22 and the inlet of the vacuum pump 14. A pressure sensor provided in the exhaust passage 31 between the third shut-off valve 23 and the fourth shut-off valve 24 provided in the exhaust passage 31, and the third shut-off valve 23 and the fourth shut-off valve 24. 11 and the temperature sensor 12, the pressure sensor 11 and the temperature sensor 12, and the compression factor data specific to the gas type, the outlet of the mass flow controller 10, and the second shielding. A valve 22, a test control unit for storing the volume value of a predetermined space formed by the fourth shutoff valve 24 has a, in the first time of measurement, the pressure P 1 by the pressure sensor 11, temperature sensor 12 is read out from the compression factor data verification control device a first compression factor Z 1 corresponding to the temperatures T 1 by the pressure P 1, temperatures T 1, volume V, and the mass G 1 from the first compression factor Z 1 The second compression factor Z 2 corresponding to the pressure P 1 by the pressure sensor 11 and the temperature T 2 by the temperature sensor 12 at the time of the second measurement is read from the compression factor data of the test control device, and the pressure P 2 is obtained. The mass G 2 is obtained from the temperature T 2 , the volume V, and the second compression factor Z 2 , and the absolute flow rate of the mass flow controller 10 can be verified by the difference between the mass G 1 and the mass G 2 .

これにより、理想気体に近い窒素ガスのような測定用ガスをではなく、実際にマスフローコントローラ10に流すガス種のプロセスガスを用いて、マスフローコントローラ10の絶対流量を検定することが可能となり、理想気体の状態方程式を、各時点での圧力値と温度値のそれぞれに対応する圧縮因子Zによって補正して算出するので、精度の高い絶対流量が得られ、それによってマスフローコントローラ10の絶対流量検定することが可能になるという優れた効果を奏する。   This makes it possible to verify the absolute flow rate of the mass flow controller 10 using a process gas of a gas type that actually flows to the mass flow controller 10 instead of a measurement gas such as nitrogen gas close to the ideal gas. Since the equation of state of the gas is corrected and calculated by the compression factor Z corresponding to each of the pressure value and the temperature value at each time point, an absolute flow rate with high accuracy is obtained, and thereby the absolute flow rate test of the mass flow controller 10 is performed. There is an excellent effect that it becomes possible.

理想気体の状態方程式を用いて絶対流量を算出した場合、実在気体の絶対流量とはずれが生じするので、実在気体の非理想的挙動を補正するために、補正係数を加えることになるが、非理想的挙動を示す圧縮因子は圧力と温度の関数であるので、その計測時点での圧力と温度によって値が変わる。従って、単に補正係数を加えるとすると、密閉空間内の圧力降下や、圧力上昇によって絶対流量を算出する場合には、圧力の低い場合と、圧力の高くなった場合では補正すべき圧縮因子Zの値が異なってしまい、算出した絶対流量の値にずれを生ずるが、第1計測時と第2計測時で、それぞれの圧力と温度に応答した第1圧縮因子Zと第2圧縮因子Zを用いることで、各計測時の適正な絶対流量を算出が可能である。
そして、このように実在気体を使用して精度の良い絶対流量を求めることが可能となるので、計測用ガスを用いて較正を行った場合のように、実際の使用状態と異なることが無く、絶対流量によって検定が可能となり、それによって較正されるので、半導体機器に供給しているガスの絶対流量を把握することができる。
If the absolute flow rate is calculated using the equation of state of the ideal gas, it will deviate from the absolute flow rate of the real gas, so a correction factor is added to correct the non-ideal behavior of the real gas. Since the compression factor that exhibits ideal behavior is a function of pressure and temperature, the value varies depending on the pressure and temperature at the time of measurement. Therefore, if a correction coefficient is simply added, when calculating the absolute flow rate by the pressure drop in the sealed space or the pressure rise, the compression factor Z to be corrected when the pressure is low and when the pressure is high. Although the values are different and the calculated absolute flow rate is deviated, the first compression factor Z 1 and the second compression factor Z 2 responding to the respective pressures and temperatures at the first measurement time and the second measurement time. By using, it is possible to calculate an appropriate absolute flow rate at each measurement.
And since it becomes possible to obtain an accurate absolute flow rate using real gas in this way, there is no difference from the actual use state, as in the case of calibration using measurement gas, Since the verification is possible by the absolute flow rate and the calibration is performed by the verification, the absolute flow rate of the gas supplied to the semiconductor device can be grasped.

(2)(1)に記載した流量制御機器絶対流量検定システムにおいて、マスフローコントローラ10は、予め与えられる一定流量を流すものであり、第1計測時と、第2計測時を、経過時間を基準に決定する第1方式と、第1計測時と、第2計測時を、所定圧力を基準に決定する第2方式とを、計測時に、マスフローコントローラ10を通過する流体の一定流量によって、切り替えることを特徴とするので、マスフローコントローラ10を通過する気体の流量にあった、精度良い検定を行うことができるという優れた効果を奏する。
ガス集積ユニットの有する流量制御機器である、例えばマスフローコントローラ10に流すプロセスガスの流量は、マスフローコントローラ10を通過する流量で2cc〜2000ccと幅が有り、マスフローコントローラ10の絶対流量検定を行う場合にも使用状態と同じ設定の流量で検定する必要がある。
(2) In the absolute flow rate verification system for the flow rate control device described in (1), the mass flow controller 10 flows a constant flow rate given in advance, and the elapsed time is based on the first measurement time and the second measurement time. Switching between the first method to be determined and the second method to determine the first measurement time and the second measurement time based on a predetermined pressure according to a constant flow rate of the fluid passing through the mass flow controller 10 at the time of measurement. Therefore, it is possible to perform an accurate test that matches the flow rate of the gas passing through the mass flow controller 10.
For example, the flow rate of the process gas flowing through the mass flow controller 10 which is a flow rate control device of the gas integrated unit has a width of 2 cc to 2000 cc in the flow rate passing through the mass flow controller 10, and the absolute flow rate verification of the mass flow controller 10 is performed. It is also necessary to verify the flow rate with the same setting as the usage state.

ところが、圧力と時間は比例関係に有り、流量が少ない場合には、なかなか圧力が上がらないために、時間をかけて変化を見る必要があるが、流量が多い場合には、短時間で圧力が変化することになる。この場合に機器の応答性の問題から、あまりに短時間で圧力が上がってしまう場合、経過時間を基準に圧力の測定を行うと、精度が悪化してしまう可能性がある。また、最大レンジに近い部分での測定であるので、応答精度によっては、圧力センサ11のレンジを振り切ってしまう可能性もある。
従って、流量が少ない場合には経過時間を基準に、流量が多い場合には所定圧力を基準に測定を行い、絶対流量を検定することで、精度良い流量検定が実現可能となる。
However, there is a proportional relationship between pressure and time.When the flow rate is small, the pressure does not increase easily, so it is necessary to observe the change over time. Will change. In this case, if the pressure increases in a short time due to the responsiveness of the device, the accuracy may be deteriorated if the pressure is measured based on the elapsed time. Moreover, since the measurement is performed at a portion close to the maximum range, there is a possibility that the range of the pressure sensor 11 may be shaken depending on the response accuracy.
Therefore, when the flow rate is small, measurement is performed based on the elapsed time, and when the flow rate is large, measurement is performed based on a predetermined pressure, and the absolute flow rate is verified, so that accurate flow rate verification can be realized.

(3)流量制御機器であるマスフローコントローラ10の出口とプロセスチャンバ13の入口とを連通するガス流路30に設けられた第1遮断弁21及び第2遮断弁22とを有する流量制御ユニットにおけるマスフローコントローラ10の絶対流量を検定する流量制御機器絶対流量検定システムにおいて、第1遮断弁21及び第2遮断弁22との間のガス流路30と真空ポンプ14の入口とを連通する排気流路31と、排気流路31に設けられた第3遮断弁23及び第4遮断弁24と、第3遮断弁23と、第4遮断弁24との間の排気流路31に設けられた、圧力センサ11と温度センサ12と、圧力センサ11と温度センサ12とを接続する検定用制御装置と、を有し、第1遮断弁21、第2遮断弁22、及び第3遮断弁23が閉じられることにより形成される第1密閉空間と、第3遮断弁23、及び第4遮断弁24が閉じられることにより形成され、第3遮断弁23で第1密閉空間と隔てられた、容積Vが既知である第2密閉空間があって、第1密閉空間及び第2密閉空間にガスを満たして、圧力P、温度Tを測定し、第1密閉空間又は第2密閉空間を真空引きし、真空引きした後の圧力P、温度Tを測定し、第3遮断弁23を開いて、第1密閉空間と第2密閉空間を連通し、時間後に圧力P、温度Tを測定し、圧力P、温度T、圧力P、温度T、圧力P、温度T、及び容積V、を基に第1密閉空間の容積Vを求めることを特徴とするので、特殊な測定機器を用いず、また、ガス集積回路の空間効率を低下させるような、計測用タンク等を用いずに、流路に備えられた遮断弁を開閉し、流路内の空間をタンクに見立てて、圧力と温度を測定することで、未知容積を求めることが可能となり、改造等によって流路の体積が変化した場合であっても、流量制御機器の絶対流量の検定が可能になるという優れた効果を奏する。 (3) Mass flow in a flow control unit having a first shut-off valve 21 and a second shut-off valve 22 provided in a gas flow path 30 that communicates the outlet of the mass flow controller 10 that is a flow control device and the inlet of the process chamber 13. In the flow rate control device absolute flow rate verification system for verifying the absolute flow rate of the controller 10, an exhaust flow path 31 that communicates the gas flow path 30 between the first cutoff valve 21 and the second cutoff valve 22 and the inlet of the vacuum pump 14. A pressure sensor provided in the exhaust passage 31 between the third shut-off valve 23 and the fourth shut-off valve 24 provided in the exhaust passage 31, and the third shut-off valve 23 and the fourth shut-off valve 24. 11, the temperature sensor 12, and the test control device that connects the pressure sensor 11 and the temperature sensor 12, and the first cutoff valve 21, the second cutoff valve 22, and the third cutoff valve 23 are closed. A first closed space formed by the third shut-off valve 23, and the fourth shut-off valve 24 is formed by being closed and separated from the first closed space by the third shut-off valve 23, the volume V 2 There is a known second sealed space, the first sealed space and the second sealed space are filled with gas, the pressure P 1 and the temperature T 1 are measured, and the first sealed space or the second sealed space is evacuated. The pressure P 2 and the temperature T 2 after evacuation are measured, the third shut-off valve 23 is opened, the first sealed space and the second sealed space are communicated, and the pressure P 3 and the temperature T 3 are measured after time. The volume V 1 of the first sealed space is obtained based on the pressure P 1 , the temperature T 1 , the pressure P 2 , the temperature T 2 , the pressure P 3 , the temperature T 3 , and the volume V 2 . Measurements that do not use special measurement equipment and reduce the space efficiency of gas integrated circuits By opening and closing the shut-off valve provided in the flow path without using a tank, etc., it is possible to determine the unknown volume by measuring the pressure and temperature, assuming the space in the flow path as a tank, remodeling, etc. Even if the volume of the flow path is changed by the above, there is an excellent effect that the absolute flow rate of the flow rate control device can be verified.

マスフローコントローラ10の絶対流量を検定するためには、機器及び配管の内部の容積を正確に把握している必要がある。これは、理想気体の状態方程式を用いてマスフローコントローラ10に流れる流量を計算するため、容積が正確に分かっていないと計算することができないためである。従って、このように容積を求める方法があれば、改造を行ったとしても、組み付けた状態での容積の特定が可能となり、時間短縮に貢献する他、分解して組み付ける際に発生する容積の誤差を問題にしなくて良くなるという優れた効果も生まれる。   In order to verify the absolute flow rate of the mass flow controller 10, it is necessary to accurately grasp the internal volume of the equipment and piping. This is because the flow rate that flows to the mass flow controller 10 is calculated using the ideal gas equation of state, and cannot be calculated unless the volume is accurately known. Therefore, if there is a method for obtaining the volume in this way, it is possible to specify the volume in the assembled state even if the modification is performed, which contributes to shortening the time and also causes an error in the volume that occurs when disassembling and assembling. There is also an excellent effect that it is not necessary to make it a problem.

第1実施例の、流量制御機器の絶対流量を検定するのに必要な最小構成の流路構成図を示している。The flow-path block diagram of the minimum structure required in order to test | inspect the absolute flow volume of the flow control apparatus of 1st Example is shown. 第1実施例の、実際のラインに適用した場合の部分的な配管図である。It is a partial piping figure at the time of applying to an actual line of the 1st example. 第1実施例の、ガス集積ユニットの構成図の一例である。It is an example of the block diagram of the gas integration unit of 1st Example. 第1実施例の、図3に示したガス集積ユニットの側面図である。FIG. 4 is a side view of the gas integrated unit shown in FIG. 3 according to the first embodiment. 300kPa、300Kの環境下における、物質ごとの圧縮因子Zの値を示した表である。It is the table | surface which showed the value of the compression factor Z for every substance in a 300 kPa and 300K environment. 第1実施例の、ガス集積ユニットを流れるプロセスガスの一例であるSFの圧縮因子Zの温度と圧力における影響を示したグラフである。Of the first embodiment, is a graph showing the effect of temperature and pressure of the compressed factor Z of SF 6 is one example of a process gas flowing through the gas integrated unit. 第1実施例の、ガス集積ユニットを流れるパージ用のガスであるNの圧縮因子Zの温度と圧力における影響を示したグラフである。Of the first embodiment, it is a graph showing the effect of temperature and pressure of the compressed factor Z of the N 2 is the gas for purging through the gas integrated unit. 第1実施例の、圧縮因子Zを用いて絶対流量検定した場合と、圧縮因子Zを用いずに絶対流量検定した場合の精度の一例を示したグラフである。It is the graph which showed an example of the precision at the time of carrying out the absolute flow test using the compression factor Z of 1st Example, and when carrying out the absolute flow test without using the compression factor Z. 第1実施例の、圧力と計測時間の関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between a pressure and measurement time of 1st Example. 第1実施例の、流体が窒素の場合の、ある容積の場合における、圧力と計測時間の関係を表にしたものである。The relationship between pressure and measurement time in the case of a certain volume when the fluid is nitrogen in the first embodiment is shown in a table. 第1実施例の、図1に示した回路による絶対流量の検定手順を示したフロー図である。It is the flowchart which showed the verification procedure of the absolute flow by the circuit shown in FIG. 1 of 1st Example. 第2実施例の、図1の構成において、未知である容積Vを計測する1の手段をフローチャートとして示している。In the configuration of FIG. 1 of the second embodiment, one means for measuring an unknown volume V 1 is shown as a flowchart. 第2実施例の、図1の構成において、未知である容積Vを計測する別の手段をフローチャートとして示している。In the configuration of FIG. 1 of the second embodiment, another means for measuring the unknown volume V 1 is shown as a flowchart. 特許文献1の、マスフローコントローラ絶対流量検定システムの配管図を示している。The piping diagram of the mass flow controller absolute flow volume verification system of patent document 1 is shown. 特許文献2の、ガス配管系の検定システムの配管の模式図を示している。The schematic diagram of piping of the inspection system of the gas piping system of patent document 2 is shown. 特許文献3の、気体マスフロー測定システムについての概念図を示している。The conceptual diagram about the gas mass flow measurement system of patent document 3 is shown.

符号の説明Explanation of symbols

10 マスフローコントローラ
11 圧力センサ
12 温度センサ
13 プロセスチャンバ
14 真空ポンプ
15 圧力計
16 レギュレータ
20 検定ユニット
21 第1遮断弁
22 第2遮断弁
23 第3遮断弁
24 第4遮断弁
25、26、27 パージ弁
28 第5遮断弁
30 ガス流路
31 排気流路
32 パージライン
33 第1ガス供給路
34 第2ガス供給路
35 第3ガス供給路
dG 流入質量
、G 質量
dP 設定圧力範囲
、P、P 圧力
絶対流量
、T、T 温度
、V、V 容積
第1圧縮因子
第2圧縮因子
比重量
dt 経過時間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Mass flow controller 11 Pressure sensor 12 Temperature sensor 13 Process chamber 14 Vacuum pump 15 Pressure gauge 16 Regulator 20 Verification unit 21 1st cutoff valve 22 2nd cutoff valve 23 3rd cutoff valve 24 4th cutoff valves 25, 26, 27 Purge valve 28 Fifth shut-off valve 30 Gas flow path 31 Exhaust flow path 32 Purge line 33 First gas supply path 34 Second gas supply path 35 Third gas supply path dG Inflow mass G 1 , G 2 mass dP Set pressure range P 1 , P 2 , P 3 pressure Q 0 absolute flow rate T 1 , T 2 , T 3 temperature V 1 , V 2 , V 3 volume Z 1 first compression factor Z 2 second compression factor r 0 specific weight dt elapsed time

Claims (3)

流量制御機器の出口とプロセスチャンバの入口とを連通するガス流路に設けられた第1遮断弁及び第2遮断弁とを有する流量制御ユニットにおける前記流量制御機器の絶対流量を検定する流量制御機器絶対流量検定システムにおいて、
前記第1遮断弁及び前記第2遮断弁との間の前記ガス流路と真空ポンプの入口とを連通する排気流路と、
前記排気流路に設けられた第3遮断弁及び第4遮断弁と、
前記第3遮断弁と、前記第4遮断弁との間の前記排気流路に設けられた、圧力センサと温度センサと、
前記圧力センサと前記温度センサとを接続し、ガス種固有の圧縮因子データ、及び前記流量制御機器の出口と、前記第2遮断弁と、前記第4遮断弁により形成される所定の空間の容積値を記憶する検定用制御装置と、を有し、
第1計測時における、前記圧力センサによる第1圧力値と、前記温度センサによる第1温度値とに対応する第1圧縮因子値を前記検定用制御装置の前記圧縮因子データから読み出して、前記第1圧力値、前記第1温度値、前記容積値、及び前記第1圧縮因子値から第1質量を求め、
第2計測時における、前記圧力センサによる第2圧力値と、前記温度センサによる第2温度値とに対応する第2圧縮因子値を前記検定用制御装置の前記圧縮因子データから読み出して、前記第2圧力値、前記第2温度値、前記容積値、及び前記第2圧縮因子値から第2質量を求め、
前記第1質量と、前記第2質量との差により、前記流量制御機器の絶対流量を検定することを特徴とする流量制御機器絶対流量検定システム。
A flow control device for verifying an absolute flow rate of the flow control device in a flow control unit having a first shut-off valve and a second shut-off valve provided in a gas flow path communicating with an outlet of the flow control device and an inlet of the process chamber In the absolute flow verification system,
An exhaust passage communicating the gas passage between the first shut-off valve and the second shut-off valve and an inlet of a vacuum pump;
A third cutoff valve and a fourth cutoff valve provided in the exhaust flow path;
A pressure sensor and a temperature sensor provided in the exhaust flow path between the third cutoff valve and the fourth cutoff valve;
A volume of a predetermined space formed by connecting the pressure sensor and the temperature sensor, the compression factor data specific to the gas type, the outlet of the flow rate control device, the second shut-off valve, and the fourth shut-off valve A test controller for storing values,
The first compression factor value corresponding to the first pressure value by the pressure sensor and the first temperature value by the temperature sensor at the time of the first measurement is read from the compression factor data of the test control device, and the first The first mass is determined from one pressure value, the first temperature value, the volume value, and the first compression factor value,
A second compression factor value corresponding to the second pressure value by the pressure sensor and the second temperature value by the temperature sensor at the time of the second measurement is read from the compression factor data of the test control device, and the second The second mass is determined from the two pressure values, the second temperature value, the volume value, and the second compression factor value,
The flow rate control device absolute flow rate verification system, wherein the absolute flow rate of the flow rate control device is verified based on a difference between the first mass and the second mass.
請求項1に記載した流量制御機器絶対流量検定システムにおいて、
前記流量制御機器は、予め与えられる一定流量を流すものであり、
前記第1計測時と、前記第2計測時を、経過時間を基準に決定する第1方式と、
前記第1計測時と、前記第2計測時を、所定圧力を基準に決定する第2方式とを、
計測時に、前記流量制御機器を通過する流体の前記一定流量によって、切り替えることを特徴とする流量制御機器絶対流量検定システム。
In the flow control device absolute flow verification system according to claim 1,
The flow rate control device flows a constant flow rate given in advance,
A first method for determining the first measurement time and the second measurement time based on an elapsed time;
A second method for determining the first measurement time and the second measurement time based on a predetermined pressure;
A flow rate control device absolute flow rate verification system that switches according to the constant flow rate of the fluid that passes through the flow rate control device during measurement.
流量制御機器の出口とプロセスチャンバの入口とを連通するガス流路に設けられた第1遮断弁及び第2遮断弁とを有する流量制御ユニットにおける前記流量制御機器の絶対流量を検定する流量制御機器絶対流量検定システムにおいて、
前記第1遮断弁及び前記第2遮断弁との間の前記ガス流路と真空ポンプの入口とを連通する排気流路と、
前記排気流路に設けられた第3遮断弁及び第4遮断弁と、
前記第3遮断弁と、前記第4遮断弁との間の前記排気流路に設けられた、圧力センサと温度センサと、
前記圧力センサと前記温度センサとを接続する検定用制御装置と、を有し、
前記第1遮断弁、前記第2遮断弁、及び前記第3遮断弁が閉じられることにより形成される第1密閉空間と、
前記第3遮断弁、及び前記第4遮断弁が閉じられることにより形成され、前記第3遮断弁で前記第1密閉空間と隔てられた、容積Vが既知である第2密閉空間があって、
前記第1密閉空間及び前記第2密閉空間にガスを満たして、圧力P、温度Tを測定し、
前記第1密閉空間又は前記第2密閉空間を真空引きし、真空引きした後の圧力P、温度Tを測定し、
前記第3遮断弁を開いて、前記第1密閉空間と前記第2密閉空間を連通し、時間後に圧力P、温度Tを測定し、
前記圧力P、前記温度T、前記圧力P、前記温度T、前記圧力P、前記温度T、及び前記容積V、を基に前記第1密閉空間の容積Vを求めることを特徴とする流量制御機器絶対流量検定システム。
A flow control device for verifying an absolute flow rate of the flow control device in a flow control unit having a first shut-off valve and a second shut-off valve provided in a gas flow path communicating with an outlet of the flow control device and an inlet of the process chamber In the absolute flow verification system,
An exhaust passage communicating the gas passage between the first shut-off valve and the second shut-off valve and an inlet of a vacuum pump;
A third cutoff valve and a fourth cutoff valve provided in the exhaust flow path;
A pressure sensor and a temperature sensor provided in the exhaust flow path between the third cutoff valve and the fourth cutoff valve;
A controller for verification connecting the pressure sensor and the temperature sensor,
A first sealed space formed by closing the first cutoff valve, the second cutoff valve, and the third cutoff valve;
The third shut-off valve, and the fourth shut-off valve is formed by being closed, the spaced between said first closed space by the third shut-off valve, if there is a second sealed space volume V 2 is known ,
Filling the first sealed space and the second sealed space with gas, and measuring the pressure P 1 and the temperature T 1 ,
The first sealed space or the second sealed space is evacuated, and the pressure P 2 and the temperature T 2 after evacuation are measured,
Opening the third shut-off valve, communicating the first sealed space and the second sealed space, and measuring the pressure P 3 and the temperature T 3 after time;
Based on the pressure P 1 , the temperature T 1 , the pressure P 2 , the temperature T 2 , the pressure P 3 , the temperature T 3 , and the volume V 2 , the volume V 1 of the first sealed space is obtained. A flow control device absolute flow verification system characterized by that.
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