KR102162046B1 - 유량 측정 방법 및 유량 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

유량 측정 방법은 제 1 밸브를 구비한 복수의 가스 공급로와, 복수의 가스 공급로의 하류측에 형성되고, 압력 센서, 온도 센서, 하류측의 제 2 밸브를 갖는 유량 측정 장치를 구비한 공통 가스 공급로를 갖는 가스 공급 시스템에서 행해지고, 어느 하나의 제 1 밸브와 제 2 밸브를 열어 가스를 흐르게 하고, 가스가 흐르고 있는 상태에서 제 2 밸브를 닫고, 소정 시간 경과 후에 어느 하나의 제 1 밸브를 닫고, 제 1 밸브를 닫은 후의 압력 및 온도를 측정하는 제 1 공정과, 어느 하나의 제 1 밸브와 제 2 밸브를 열어 가스를 흐르게 하고, 가스가 흐르고 있는 상태에서 어느 하나의 제 1 밸브 및 제 2 밸브를 동시에 닫고, 제 1 밸브 및 제 2 밸브를 닫은 후의 압력 및 온도를 측정하는 제 2 공정과, 제 1 공정에서 측정한 압력 및 온도와, 제 2 공정에서 측정한 압력 및 온도에 의거해서 유량을 연산하는 제 3 공정을 포함한다.

Description

유량 측정 방법 및 유량 측정 장치
본 발명은 유량 측정 방법 및 유량 측정 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 장치 등에 설치된 가스 공급 시스템은 일반적으로 각 공급 가스종마다 설치된 유량 제어 장치를 통해서 다종류의 가스를 프로세스 챔버 등의 가스 사용 대상에 스위칭하여 공급하도록 구성되어 있다.
또한, 유량 제어 장치의 운용에 있어서는, 수시로 유량 정밀도의 확인이나 유량 교정을 행하는 것이 바람직하며, 유량 계측 방법으로서 빌드업법이 유량 정밀도의 확인이나 유량 교정에 이용되는 경우가 있다.
빌드업법에서는 유량 제어 장치의 하류에 설치된 소정의 기준 용량(V)으로 가스를 흐르게 하고, 그 때의 압력 상승률(ΔP/Δt)과 온도(T)를 측정함으로써, 예를 들면 Q=22.4(ΔP/Δt)×V/RT(R은 기체 정수)로부터 유량(Q)을 연산에 의해 구할 수 있다.
특허문헌 1에는 빌드업법에 의한 유량 측정의 일례가 기재되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 가스 공급 장치에서는 각 가스 공급 라인에 접속된 유량 제어 장치의 하류측의 개폐 밸브로부터 공통 가스 공급로에 설치된 개폐 밸브까지의 유로가 기준 용량(빌드업 용량)으로서 이용되고 있으며, 이 유로에 있어서의 압력 상승률에 의거해서 유량을 측정하고 있다.
또한, 특허문헌 2에는 빌드업법을 이용한 유량 제어기의 교정 방법에 있어서, 하류측의 밸브를 닫고 빌드업을 행한 후에 상류측의 밸브도 닫고, 소정 시간 경과 후에 탱크 내의 가스의 온도가 저하되고나서 압력 및 온도를 측정함으로써 유량을 연산하는 방법이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 2006-337346호 공보 일본 특허 공개 2012-32983호 공보
그러나, 종래의 빌드업법에 있어서는 가스 공급로에 따라서는 정밀도의 높은 측정이 행해지지 않는 경우가 있는 것이 본 발명자에 의해 알 수 있었다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이고, 복수의 가스 공급로에 대하여 정밀도좋게 유량 측정을 행하기 위한 유량 측정 방법 및 유량 측정 장치를 제공하는 것을 그 주된 목적으로 한다.
본 발명의 실시형태에 의한 유량 측정 방법은 유량 제어 장치 및 그 하류측의 제 1 밸브를 구비한 복수의 가스 공급로와, 상기 복수의 가스 공급로의 하류측에 있어서 상기 복수의 가스 공급로가 합류하여 형성된 공통 가스 공급로로서, 압력 센서, 온도 센서 및 그 하류측의 제 2 밸브를 갖는 유량 측정 장치를 구비한 공통 가스 공급로를 갖는 가스 공급 시스템에 있어서 행해지는 유량 측정 방법이며, 어느 하나의 제 1 밸브와 상기 제 2 밸브를 열어 가스를 흐르게 하고, 가스가 흐르고 있는 상태에서 상기 제 2 밸브를 닫고, 상기 제 2 밸브를 닫은 후, 소정 시간 경과 후에 상기 어느 하나의 제 1 밸브를 닫고, 상기 제 1 밸브를 닫은 후의 압력 및 온도를 상기 압력 센서 및 상기 온도 센서를 이용하여 측정하는 제 1 공정과, 상기 어느 하나의 제 1 밸브와 상기 제 2 밸브를 열어 가스를 흐르게 하고, 가스가 흐르고 있는 상태에서 상기 어느 하나의 제 1 밸브 및 상기 제 2 밸브를 동시에 닫고, 상기 제 1 밸브 및 상기 제 2 밸브를 닫은 후의 압력 및 온도를 상기 압력 센서 및 상기 온도 센서를 이용하여 측정하는 제 2 공정과, 상기 제 1 공정에서 측정한 압력 및 온도와 상기 제 2 공정에서 측정한 압력 및 온도에 의거해서 유량을 연산하는 제 3 공정을 포함한다.
소정 실시형태에 있어서, 상기 제 3 공정은 상기 제 1 공정에서 측정한 압력(P1) 및 온도(T1)와 상기 제 2 공정에서 측정한 압력(Pc) 및 온도(Tc)를 이용하여 Q=22.4·Vs·(P1/T1-Pc/Tc)/(R·Δt)(여기서, Vs는 빌드업 용량, R은 기체 정수, Δt는 상기 제 1 공정에 있어서 상기 제 2 밸브를 닫고나서 상기 제 1 밸브를 닫을 때까지의 상기 소정 시간)에 따라 유량(Q)을 연산한다.
본 발명의 실시형태에 의한 유량 측정 방법은 유량 제어 장치 및 그 하류측의 제 1 밸브를 구비한 복수의 가스 공급로와, 상기 복수의 가스 공급로의 하류측에 있어서 상기 복수의 가스 공급로가 합류하여 형성된 공통 가스 공급로로서, 압력 센서, 온도 센서 및 그 하류측의 제 2 밸브를 갖는 유량 측정 장치를 구비한 공통 가스 공급로를 갖는 가스 공급 시스템에 있어서 행해지는 유량 측정 방법이며, 어느 하나의 제 1 밸브와 상기 제 2 밸브를 열어 가스를 흐르게 하고, 가스가 흐르고 있는 상태에서 상기 제 2 밸브를 닫고, 상기 제 2 밸브를 닫은 후, 제 1 소정 시간이 경과 후에 상기 어느 하나의 제 1 밸브를 닫고, 상기 제 1 밸브를 닫은 후의 압력 및 온도를 상기 압력 센서 및 상기 온도 센서를 이용하여 측정하는 제 1 공정과, 상기 어느 하나의 제 1 밸브와 상기 제 2 밸브를 열어 가스를 흐르게 하고, 가스가 흐르고 있는 상태에서 상기 제 2 밸브를 닫고, 상기 제 2 밸브를 닫은 후, 상기 제 1 소정 시간보다 짧은 제 2 소정 시간이 경과 후에 상기 어느 하나의 제 1 밸브를 닫고, 상기 제 1 밸브를 닫은 후의 압력 및 온도를 상기 압력 센서 및 상기 온도 센서를 이용하여 측정하는 제 2 공정과, 상기 제 1 공정에서 측정한 압력 및 온도와 상기 제 2 공정에서 측정한 압력 및 온도에 의거해서 유량을 연산하는 제 3 공정을 포함한다.
소정 실시형태에 있어서, 상기 복수의 가스 공급로는 제 1 가스 공급 라인 또는 제 2 가스 공급 라인 중 어느 하나에 접속되어 있고, 상기 제 1 가스 공급 라인 및 상기 제 2 가스 공급 라인이 합류하여 상기 공통 가스 공급 라인에 접속되어 있다.
소정 실시형태에 있어서, 상기 복수의 가스 공급로 중 적어도 하나의 가스 공급로가 다른 가스 공급로와는 다른 배관 지름을 갖는다.
소정 실시형태에 있어서, 상기 유량 제어 장치는 컨트롤 밸브와, 스로틀부와, 상기 스로틀부의 상류측의 압력을 측정하는 압력 센서를 포함하는 압력식 유량 제어 장치이다.
본 발명의 실시형태에 의한 유량 측정 장치는 유량 제어 장치 및 그 하류측의 제 1 밸브를 구비한 복수의 가스 공급로와, 상기 복수의 가스 공급로의 하류측에 있어서 상기 복수의 가스 공급로가 합류하여 형성된 공통 가스 공급로를 구비하는 가스 공급 시스템에 있어서, 상기 공통 가스 공급로에 접속되는 유량 측정 장치이고, 상기 공통 가스 공급로에 대하여 설치된 압력 센서 및 온도 센서와, 상기 압력 센서 및 온도 센서의 하류측에 설치된 제 2 밸브와, 상기 압력 센서 및 상기 온도 센서의 출력을 수취하는 연산 제어 장치를 구비하고, 상기 연산 제어 장치는 어느 하나의 제 1 밸브와 상기 제 2 밸브를 열어 가스를 흐르게 하고, 가스가 흐르고 있는 상태에서 상기 제 2 밸브를 닫고, 상기 제 2 밸브를 닫은 후, 소정 시간 경과 후에 상기 어느 하나의 제 1 밸브를 닫고, 상기 제 1 밸브를 닫은 후의 압력 및 온도를 제 1 압력 및 제 1 온도로서 상기 압력 센서 및 상기 온도 센서로부터 수취하고, 상기 어느 하나의 제 1 밸브와 상기 제 2 밸브를 열어 가스를 흐르게 하고, 가스가 흐르고 있는 상태에서 상기 어느 하나의 제 1 밸브 및 상기 제 2 밸브를 동시에 닫고, 상기 제 1 밸브 및 상기 제 2 밸브를 닫은 후의 압력 및 온도를 제 2 압력 및 제 2 온도로서 상기 압력 센서 및 상기 온도 센서로부터 수취하고, 상기 제 1 압력, 상기 제 1 온도, 상기 제 2 압력, 및 상기 제 2 온도에 의거해서 유량을 연산한다.
(발명의 효과)
본 발명의 실시형태에 의하면, 복수의 가스 공급로가 설치되어 있는 경우에도 라인 의존성을 저감하고, 정밀도좋게 유량 측정을 행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 유량 측정 장치가 장착된 가스 공급 시스템을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 있어서 사용되는 압력식 유량 제어 장치의 예시적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 종래의 빌드업법에 의해 유량을 측정했을 때의 기준 유량으로부터의 오차를 나타내는 그래프이고, 제 1 라인과 제 2 라인의 각각에 대한 결과를 나타낸다.
도 4는 (a)는 제 1 라인에 있어서의 압력 측정 결과를 나타내고, (b)는 제 2 라인에 있어서의 압력 측정 결과를 나타낸다.
도 5는 도 4에 나타내는 그래프의 측정에 이용한 가스 공급 시스템을 나타내는 모식도이고, (a)는 제 1 라인의 압력 측정을 행하는 경우를 나타내고, (b)는 제 2 라인의 압력 측정을 행하는 경우를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 있어서의 라인 의존 보정한 빌드업법에 의해 유량을 측정했을 때의 기준 유량으로부터의 오차를 나타내는 그래프이고, 제 1 라인과 제 2 라인의 각각에 대한 결과를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시형태에 의한 유량 측정 방법에 있어서의 측정 순서를 나타내는 플로우차트이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 가스 공급 시스템(1)을 나타낸다. 가스 공급 시스템(1)은 복수의 가스 공급원(4)으로부터의 가스를, 각각의 가스 공급원(4)에 대하여 설치된 유량 제어 장치(10)를 통해 제어된 유량으로 반도체 제조 장치의 프로세스 챔버(2)에 공급할 수 있다.
가스 공급 시스템(1)은 복수의 가스 공급원(4)이 접속 가능하게 되어 있는 복수의 가스 공급 라인(L1)과, 각 가스 공급 라인(L1)에 개재하는 유량 제어 장치(10)와, 각 유량 제어 장치(10)의 하류측에 설치된 제 1 밸브(21)와, 가스 공급 라인(L1)이 합류하여 형성된 공통 가스 공급 라인(L2)을 구비하고 있다.
본 실시형태에 있어서, 가스 공급원(4)은 제 1 가스 공급원(4A)과 제 2 가스 공급원(4B)으로 나눠져 있다. 제 1 가스 공급원(4A)을 구성하는 복수의 가스 공급원(4)은 제 1 가스 공급 라인(LA)(이하, 제 1 라인(LA)이라고 칭하는 경우가 있음)에 대하여 공통으로 접속되어 있고, 제 2 가스 공급원(4B)을 구성하는 복수의 가스 공급원(4)은 제 2 가스 공급 라인(LB)(이하, 제 2 라인(LB)이라고 칭하는 경우가 있음)에 대하여 공통으로 접속되어 있다. 그리고, 제 1 라인(LA)과 제 2 라인(LB)이 합류하고 하류측의 공통 가스 공급 라인(L2)에 접속되어 있다.
제 1 라인(LA) 및 제 2 라인(LB)은 모두 프로세스 챔버(2)에의 소망 가스의 공급을 위해 사용된다. 단, 제 1 라인(LA)과 제 2 라인(LB)에서는, 예를 들면 관의 내경과 길이 등이 다른 경우가 있다. 이들 라인은 각각의 가스의 공급의 목적에 적합하도록 개별적으로 설계되어 있는 경우가 많다.
공통 가스 공급 라인(L2)에는 유량 측정 장치(30)가 설치되어 있다. 유량 측정 장치(30)는 제 2 밸브(22)와, 제 1 밸브(21)와 제 2 밸브(22) 사이의 유로의 압력 및 온도를 측정하는 압력 센서(23) 및 온도 센서(24)와, 압력 센서(23) 및 온도 센서(24)의 출력을 수취하는 연산 제어 장치(25)를 구비하고 있다. 압력 센서(23), 온도 센서(24)는 제 2 밸브(22)의 상류측에 있어서 제 2 밸브(22)의 근방에 설치되어 있다. 또한, 유량 측정 장치(30)의 하류측은 진공 펌프(31)에 접속되어 있고, 제 2 밸브(22)의 상류측을 배기하는 것이 가능하게 되어 있다.
도 1에 나타내는 본 실시형태의 유량 측정 장치(30)는 프로세스 챔버(2)로 통하는 가스 공급 라인으로부터 분기하여 배치되어 있지만, 다른 형태에 있어서 가스 공급원(4)으로부터 프로세스 챔버(2)로 통하는 가스 유로의 도중에 개재하도록 배치될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 제 1 라인(LA) 및 제 2 라인(LB)의 양쪽으로부터의 가스가 흐를 수 있는 임의의 유로를 공통 가스 공급 라인(L2)이라고 부르는 경우가 있고, 유량 측정 장치(30)는 제 1 라인(LA)과 제 2 라인(LB) 양쪽에 연통하도록 설치되어 있는 한, 다양한 형태로 배치될 수 있다.
유량 측정 장치(30)의 연산 제어 장치(25)는 압력 센서(23), 온도 센서(24), 제 2 밸브(22)와 함께 일체적으로 형성되어 있어도 좋고, 외부에 설치된 처리 장치여도 좋다. 연산 제어 장치(25)는 전형적으로는 CPU, ROM이나 RAM 등의 메모리(기억 장치)(M), A/D 컨버터 등을 내장하고 있고, 후술하는 유량 측정 동작을 실행하도록 구성된 컴퓨터 프로그램을 포함해도 좋고, 하드웨어 및 소프트웨어의 조합에 의해 실현될 수 있다.
연산 제어 장치(25)는 컴퓨터 등의 외부 장치와 정보를 교환하기 위한 인터페이스를 구비하고 있어도 좋고, 이것에 의해 외부 장치로부터 ROM으로의 프로그램 및 데이터의 라이팅 등을 행할 수 있다. 연산 제어 장치(25)의 구성 요소(CPU 등)는 모두가 장치 내에 일체적으로 형성되어 있을 필요는 없고, CPU 등의 일부의 구성 요소를 다른 장소(장치 외)에 배치하고, 버스에 의해 상호 접속하는 구성으로 해도 좋다. 그 때, 장치 내와 장비 외를 유선뿐만 아니라 무선으로 통신하도록 해도 좋다.
가스 공급 시스템(1)의 하류측은 하류 밸브(5)를 통해 프로세스 챔버(2)에 접속되어 있다. 프로세스 챔버(2)에는 진공 펌프(3)가 접속되어 있으며, 프로세스 챔버(2) 및 가스 공급로(L1, L2) 등을 필요에 따라 진공 배기할 수 있다. 또한, 상기 진공 펌프(31)를 이용하는 대신에, 유량 측정 장치(30)의 하류측이 프로세스 챔버(2) 하류측의 진공 펌프(3)에 공통으로 접속되어 있어도 좋다.
가스 공급 라인(L1)이나 공통 가스 공급 라인(L2)에는 분기된 다른 가스 라인이나 다른 밸브가 설치되어 있어도 좋다. 제 1 밸브(21), 제 2 밸브(22)로서는, 적합하게는 개폐 밸브(차단 밸브)가 사용되고, 예를 들면 AOV(Air Operated Valve) 등의 유체 동작 밸브나, 전자 밸브, 전동 밸브 등의 전기적 동작 밸브가 사용된다. 다른 형태에 있어서, 제 1 밸브(21)는 유량 제어 장치(10)에 내장된 개폐 밸브여도 좋다.
도 2는 본 실시형태의 유량 제어 장치(10)로서 사용되는 압력식 유량 제어 장치(10a)의 구성예를 나타내는 도면이다. 압력식 유량 제어 장치(10a)는 미세 개구(오리피스)를 갖는 스로틀부(예를 들면, 오리피스 플레이트)(11)와, 스로틀부(11)의 상류측에 설치된 컨트롤 밸브(14) 및 컨트롤 밸브(14)의 구동부(15)와, 스로틀부(11)와 컨트롤 밸브(14) 사이에 설치된 압력 센서(12) 및 온도 센서(13)를 구비하고 있다. 스로틀부(11)로서는, 오리피스 부재 외에 임계 노즐 또는 음속 노즐을 사용할 수도 있다. 오리피스 또는 노즐의 구경은, 예를 들면 10㎛~500㎛로 설정된다.
압력 센서(12) 및 온도 센서(13)는 AD 컨버터를 통해 제어 회로(16)에 접속되어 있다. 제어 회로(16)는 컨트롤 밸브(14)의 구동부(15)에 접속되어 있으며, 압력 센서(12) 및 온도 센서(13)의 출력 등에 의거해서 제어 신호를 생성하고, 이 제어 신호에 의해 컨트롤 밸브(14)의 동작을 제어한다. 본 실시형태에서는, 제어 회로(16)는 각 압력식 유량 제어 장치(10a)에 설치되어 있지만, 다른 형태에 있어서, 복수의 압력식 유량 제어 장치(10a)에 대하여 공통의 제어 회로(16)가 외부에 설치되어 있어도 좋다.
압력식 유량 제어 장치(10a)는 종래와 마찬가지의 구성을 갖고 있어도 좋고, 압력 센서(12)를 이용하여 상류 압력(PU)을 측정한 결과에 의거해서 유량을 제어할 수 있다. 압력식 유량 제어 장치(10a)는 다른 형태에 있어서, 스로틀부(11)의 하류측에도 압력 센서를 구비하고 있어도 좋고, 상류 압력(PU) 및 하류 압력(PD)에 의거해서 유량을 검출하도록 구성되어 있어도 좋다. 또한, 유량 제어 장치(10)로서 사용되는 것은 이러한 타입의 압력식 유량 제어 장치에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 열식 유량 제어 장치나 기타 유량 제어 장치여도 좋다.
압력식 유량 제어 장치(10a)에서는 임계 팽창 조건 PU/PD≥약 2(단, PU: 스로틀부 상류측의 가스 압력(상류 압력), PD: 스로틀부 하류측의 가스 압력(하류 압력)이고, 약 2는 질소 가스의 경우)을 충족할 때, 스로틀부를 통과하는 가스의 유속은 음속으로 고정되고, 유량은 하류 압력(PD)에 의하지 않고 상류 압력(PU)에 의해 결정된다는 원리를 이용하여 유량 제어가 행해진다. 임계 팽창 조건을 충족할 때, 스로틀부 하류측의 유량(Q)은 Q=K1·PU(K1은 유체의 종류와 유체 온도에 의존하는 정수)에 의해 주어지고, 유량(Q)은 상류 압력(PU)에 비례한다. 또한, 하류 압력 센서를 구비하는 경우, 상류 압력(PU)과 하류 압력(PD)의 차가 작아 임계 팽창 조건을 충족하지 않는 경우라도 유량을 산출할 수 있고, 각 압력 센서에 의해 측정된 상류 압력(PU) 및 하류측 압력(PD)에 의거해서, 소정의 계산식 Q=K2·PD m(PU-PD)n(여기서, K2는 유체의 종류와 유체 온도에 의존하는 정수, m, n은 실제의 유량을 바탕으로 도출되는 지수)으로부터 유량(Q)을 산출할 수 있다.
유량 제어를 행하기 위해, 설정 유량이 제어 회로(16)에 입력되고, 제어 회로(16)는 압력 센서(12)의 출력(상류 압력(PU)) 등에 의거해서, 상기 Q=K1·PU 또는 Q=K2·PD m(PU-PD)n으로부터 유량을 연산에 의해 구하고, 이 유량이 입력된 설정 유량에 가까워지도록 컨트롤 밸브(14)를 피드백 제어한다. 연산에 의해 구해진 유량은 유량 출력값으로서 표시해도 좋다.
다시, 도 1을 참조한다. 가스 공급 시스템(1)에 있어서, 제 1 밸브(21)와 제 2 밸브(22) 사이의 유로(도 1에 있어서 굵은선으로 나타내는 부분)를 기준 용량(빌드업 용량) 20(체적: Vs)으로서 사용하여 빌드업법에 의해 유량 측정을 행할 수 있고, 또한 빌드업법에 의한 유량 측정 결과에 의거해서 유량 제어 장치(10)를 교정할 수 있다.
유량 제어 장치(10)는 가스 공급 시스템(1)에 장착한 후에 유량 제어 특성이 변화되거나, 또는 오랜 사용에 의해 스로틀부의 형상이 변화되어 상류 압력과 유량의 관계성이 변화되는 경우가 있다. 이것에 대하여, 본 실시형태의 가스 공급 시스템(1)에서는 유량 측정 장치(30)를 이용하여 빌드업법에 의해 가스 공급 시스템(1)에 장착한 후에도 임의의 타이밍에서 유량을 정밀도좋게 측정할 수 있으므로 유량 제어 장치(10)의 정밀도를 보증할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 기준 용량(20)에는 제 1 라인(LA)과 제 2 라인(LB)의 양쪽이 포함된다. 도시하는 예에서는 제 2 라인(LB)에 개폐 밸브(26)가 설치되어 있지만, 유량 측정을 행할 때에는 개폐 밸브(26)가 열려 있으며, 제 1 라인(LA)과 제 2 라인(LB)의 양쪽이 기준 용량(20)으로서 이용된다. 따라서, 제 1 라인(LA)에서의 유량 측정 및 제 2 라인(LB)에서의 유량 측정의 양쪽에 있어서, 기준 용량(20)의 크기는 동일하게 설정되어 있다. 이와 같이, 본 실시형태에서는 유로의 일부를 기준 유량(빌드업 용량)으로서 사용하고, 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같은 빌드업 탱크를 사용하고 있지 않으므로, 유량 측정 장치(30)의 소형화를 실현할 수 있음과 아울러, 단시간에 유량 측정을 행할 수 있다는 이점이 얻어진다.
그런데, 본 발명자에 의하면, 제 1 라인(LA)에 포함되는 공급 라인에 있어서의 유량 측정과 제 2 라인(LB)에 포함되는 공급 라인에 있어서의 유량 측정에서는 같은 조건 하에서 빌드업법에 의한 유량 측정을 행했을 때에도, 그 측정 정밀도가 다르게 되는 것을 알 수 있었다.
도 3은 2개의 제 1 라인(LA)과, 1개의 제 2 라인(LB)의 각각에서 검출된 기준 유량(기준기를 사용하여 측정된 정확한 유량)에 대한 빌드업 측정 유량의 오차(세트 포인트 오차: %S.P)의 크기를 나타낸다.
도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이 제 2 라인(LB)에 있어서는, 특히 200sccm 이상의 대유량에서 기준 유량으로부터의 오차가 제 1 라인(LA)의 경우와 비교해서 커진다. 이것은 제 1 라인(LA)과 제 2 라인(LB)에서는 관지름의 차이 등에 의해 가스가 흘렀을 때의 압력 손실의 크기가 다르고, 이 때문에 마찬가지의 빌드업법에 따라 가스 압력에 의거해서 유량을 측정했을 때에도, 라인에 의해 측정 오차의 크기가 다른 것으로 되었기 때문이라고 생각된다.
그래서, 이러한 측정 오차의 라인 의존성을 저감하기 위해, 본 실시형태에서는 가스의 흐름이 발생하고 있지 않은 상태(가스 밀봉 상태)에서 측정되는 각각의 라인에서의 가스량(가스압)에 의거해서 빌드업법에 의해 구한 양을 보정하도록 하여 유량 측정을 행한다. 이것에 의해, 빌드업시에 흘러들어간 실제의 가스 유량을 보다 정확하게 구할 수 있어 보다 정확한 유량 측정을 행할 수 있다.
도 4(a) 및 (b)는 제 1 라인(LA) 및 제 2 라인(LB)에 있어서의 빌드업법에서의 압력 변화 및 밸브 동시 폐지에 의한 가스 밀봉 상태에서의 압력을 각각 나타내는 도면이다. 도면에서는 가스 플로우 기간(F)과, 가스 밀봉 기간(C)이 나타내어져 있으며, 가로축은 1눈금 5초이다. 또한, 도 4(a)와 (b)에는 참고를 위해 제 2 라인(LB) 의 하나에 있어서 가스 공급원(4) 및 유량 제어 장치(10) 대신에 압력 센서(27)(도 5 참조)를 설치하여 유량 측정 장치(30)의 상류측의 가스 압력을 측정한 결과도 파선으로 나타내고 있다.
도 5(a) 및 (b)는 도 4(a) 및 (b)에 나타내는 그래프를 얻기 위해 이용한 가스 공급 시스템(1')을 나타낸다. 도 5(a)와 (b)에 있어서, 흰색으로 나타내는 밸브는 열린 상태로 되어 있고, 검은색으로 나타내는 밸브는 닫혀진 상태로 되어 있다.
도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 제 1 라인(LA)의 압력 변화를 측정할 때에는 제 1 라인(LA) 중의, 예를 들면 두 번째 공급로의 제 1 밸브(21a)가 선택적으로 열리고, 이 선택된 라인에서 정상적으로 가스가 흐르고 있는 상태에서 압력 측정이 행해진다. 또한, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 제 2 라인(LB)의 압력 변화를 측정할 때에는 제 2 라인(LB) 중의, 예를 들면 세 번째 공급로의 제 1 밸브(21b)가 선택적으로 열린 상태에서 압력 측정이 행해진다.
도 4(a)와 도 4(b)를 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 같은 유량 500sccm의 가스(여기에서는 질소 가스)를 정상류로 공급하고 있을 때, 제 1 라인(LA)과 제 2 라인(LB)에서 유량 측정 장치(30)에 있어서의 측정 압력은 동등(17.9Torr)이다. 그 반면에, 유량 측정 장치(30)의 상류측의 가스 압력(압력 센서(27)에 의해 측정된 압력)은 제 1 라인(LA)에서 21.4Torr인데 반해, 제 2 라인(LB)에서는 29. 6Torr로 보다 커지고 있다. 이 때문에, 제 2 라인(LB)의 쪽이 압력 손실이 크다고 판단할 수 있다. 그리고, 이 압력 손실의 차이는, 예를 들면 제 2 라인(LB)의 배관 지름이 제 1 라인(LA) 배관 지름보다 작은 것에 기인하는 것이라고 생각된다.
그리고, 가스 정상류 상태에서 시각(t0)에 있어서, 유량 측정 장치(30)의 제 2 밸브(22)를 닫음으로써 압력 상승(빌드업)을 발생시킨다. 종래의 빌드업법에서는 이 때의 압력 상승률(ΔP/Δt)에 의거해서 유량을 연산에 의해 구할 수 있지만, 도 3에 나타낸 바와 같이 라인 의존성이 생겨 제 2 라인(LB)에서는 특히 대유량에서 오차가 커지는 경우가 있다.
그 후, 시각(t1)에 있어서, 제 1 밸브(21)를 닫으면 가스의 유입이 정지되기 때문에, 압력은 상승 후의 대략 일정 값으로 유지된다. 그리고, 이 상태에서 제 1 밸브(21) 및 제 2 밸브(22)를 개방 상태로 하면 다시 가스가 흘러나옴과 아울러, 밀봉 공간 내의 가스 압력은 가스 정상류시의 압력까지 저하한다.
본 실시형태에서는 상기 빌드업법에 의거한 제 2 밸브(22)의 폐쇄 후의 압력 상승의 측정에 추가하여, 가스 안정 공급 상태시에서 제 1 밸브(21) 및 제 2 밸브(22)를 동시에 닫고 밀봉 상태로 했을 때(즉, 도 5(a)에 나타내는 상태에서 제 1 밸브(21a)와 제 2 밸브(22)를 동시에 닫은 후)의 압력도 유량 측정 장치로 측정하도록 하고 있다.
도 4(a) 및 도 4(b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 시각(tc)에 있어서 제 1 밸브(21) 및 제 2 밸브(22)를 동시에 닫은 후의 밀봉 상태에서 측정되는 압력은 제 1 라인(LA)(21.5Torr)보다 제 2 라인(LB)(22.9Torr)의 쪽이 높아지고 있다.
그리고, 이 압력차는 정상류 상태에서의 가스 유량의 라인 의존성에 대응하는 것이라고 생각할 수 있으므로, 상기 봉지 상태에서의 압력에 대응하는 정상시의 가스 유량분을 빌드업법에 의해 유입시킨 가스 증량으로부터 감산해 둠으로써, 라인 의존성을 저감함 수 있다.
보다 구체적으로는 빌드업법에 있어서, 빌드업 후의 가스의 몰수(n1)를 n1=P1Vs/RT1로부터 구함과 아울러, 상기 밀봉 상태에서의 가스의 몰수(nc)를 nc=PcVs/RTc로부터 구하고, 실제로 유입된 가스의 몰수 Δn=n1-nc=(P1Vs/RT1)-(PcVs/RTc)=Vs/R·(P1/T1-Pc/Tc)를 구한다. 여기서, P1, T1은 빌드업 후에 제 1 밸브(21)를 닫고 가스 유입을 정지시킨 시각(t1)(또는 시각(t1) 후의 밀봉 상태를 유지하면서 소정 시간 경과한 시각)에 있어서의 압력 및 온도이고, Pc, Tc는 제 1 밸브(21) 및 제 2 밸브(22)를 동시에 닫은 후의 밀봉 상태에 있어서의 압력 및 온도이다. 또한, R은 기체 정수이다.
그리고, 유량(Q)은 단위 시간당 유입된 가스의 체적이므로, Q=22.4·Δn/Δt=22.4·Vs·(P1/T1-Pc/Tc)/(R·Δｔ)로부터 가스 유량(Q)(sccm)을 구할 수 있다. 여기서, Δt는 제 2 밸브(22)를 닫고 빌드업을 개시한 시각(t0)으로부터 제 1 밸브(21)를 닫고 가스 유입을 정지시킨 시각(t1)까지의 시간이다.
상기에는 빌드업 후의 가스의 압력 및 온도를 측정하는 공정(제 1 공정) 후에, 제 1 밸브와 제 2 밸브를 동시에 닫은 후의 압력 및 온도를 측정하는 공정(제 2 공정)을 행하는 형태를 나타냈지만, 제 1 공정과 제 2 공정을 행하는 순서는 반대여도 좋다.
도 6은 본 실시형태의 방법을 이용하여 2개의 제 1 라인(LA)과, 1개의 제 2 라인(LB)의 각각에서 검출된 기준 유량에 대한 빌드업법 측정 유량의 오차의 크기를 나타낸다. 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 1 라인(LA), 제 2 라인(LB)에 관계없이 광범위한 유량에 걸쳐 정밀도좋게 유량 측정이 행해지는 것을 알 수 있다. 도 3과 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 특히 대유량(200sccm 이상)의 경우에도 양 라인(LA, LB)에서 측정 오차가 저감되고 있다.
또한, 도 1에 나타내는 가스 공급 시스템(1)과 같이 유량 제어 장치(10)의 하류측의 유로를 기준 용량(20)으로서 사용하는 경우, 복수의 유량 제어 장치(10)를 배관 등에 의해 접속하여 가스 공급 시스템(1)을 구축한 후에, 기준 용량(20)의 체적(Vs)을 측정하는 것이 바람직한 경우가 있다. 기준 용량(20)의 체적(Vs)은, 예를 들면 설정 유량(Qs)에서 기준 용량(20)으로 가스를 흐르게 한 상태에 있어서 제 2 밸브(22)를 닫은 후의 압력 변화율을 측정함으로써 Qs=(ΔP/Δt)×(Vs/RT)에 의거해서 구할 수 있다. 기준 용량(20)의 체적(Vs)은 종래(예를 들면, 특허문헌 1)의 다양한 방법에 의해 측정하는 것이 가능하다.
이하, 도 7에 나타내는 플로우차트를 참조하면서 실시형태에 의한 유량 측정 방법의 구체예를 설명한다.
우선, 스텝 S1에 나타내는 바와 같이, 유량 측정 장치(30)가 접속된 가스 공급 시스템(1)에 있어서 유량 측정을 개시한다. 그리고, 판단 스텝 H1에 있어서 하기 플로우 A 및 플로우 B 중 임의의 한 쪽의 플로우로 진행한다. 또한, 후술하는 바와 같이, 판단 스텝 H2에 있어서 한 쪽의 플로우가 종료된 후에는 다시 판단 스텝 H1로 돌아가서 1회째와는 다른 미실시의 플로우를 2회째에 실행한다.
보다 구체적으로는 스텝 S2~스텝 S4에 나타내는 바와 같이 압력 상승의 측정 플로우(플로우 A 또는 제 1 공정)를 행한다. 또한, 스텝 S5~스텝 S6에 나타내어지는 가스 밀봉 측정 플로우(플로우 B 또는 제 2 공정)도 행한다. 플로우 B는 플로우 A 후에 행해져도 좋고, 플로우 A 전에 미리 행해져도 좋고, 판단 스텝 H1에 있어서 임의로 결정된다.
우선, 플로우 A에 대해서 설명하면, 스텝 S2에 있어서 유량을 측정하는 유로의 유량 제어 장치(10)를 설정 유량(Qs)으로 설정함과 아울러, 대응하는 제 1 밸브(21) 및 유량 측정 장치(30)의 제 2 밸브(22)를 열고, 설정 유량(Qs)에서 가스를 흐르게 한다. 이 때, 제 2 라인(LB)에 설치된 개폐 밸브(26)도 개방되어 있다.
이어서, 스텝 S3에 나타내는 바와 같이 설정 유량(Qs)에서 가스가 흐르고 있는 상태(가스의 흐름이 안정된 상태)의 시각(t0)에 유량 측정 장치(30)에 설치된 제 2 밸브(22)가 닫혀진다. 이 때, 유량 측정 장치(30)에 설치된 압력 센서(23)를 이용하여 기준 용량(20)의 압력(P0)이 측정되고, 온도 센서(24)에 의해 온도(T0)가 측정되어도 좋다.
그 후, 스텝 S4에 나타내는 바와 같이, 시각(t1)에 있어서 제 1 밸브(21)를 닫고 빌드업을 종료한다. 시각(t1)은, 예를 들면 압력 센서(23)의 출력이 소정 압력에 도달할 때나 시각(t0)으로부터 소정 시간이 경과했을 때 등이다. 그리고, 유량 측정 장치(30)를 이용하여 빌드업 후의 압력(P1)이 압력 센서(23)에 의해 측정되고, 온도 센서(24)에 의해 온도(T1)가 측정된다. 또한, 이 때, 빌드업 시간으로서 Δt=t1-t0도 검출된다. 빌드업 시간(Δt)은, 예를 들면 2~20초로 설정된다.
상기 압력(P1) 및 온도(T1)는 빌드업 후의 밀봉 상태에 있어서, 가스의 유입 이 안정된 상태에서 측정하는 것이 바람직한 경우가 있다. 이것은 제 1 밸브(21)를 닫은 직후에는 단열 압축의 영향에 의해 온도가 일시적으로 상승하고 있을 가능성이 있기 때문이다. 따라서, 제 1 밸브(21)를 닫고 소정 시간 경과 후의 가스 안정 상태에 있어서 빌드업 후의 압력(P1) 및 온도(T1)를 측정함으로써 보다 고정밀도의 유량 검출을 행할 수 있다.
또한, 플로우 B에서는 스텝 S5에 나타내는 바와 같이 유량을 측정하는 유로의 유량 제어 장치(10)를 플로우 A와 같은 설정 유량(Qs)으로 설정하고, 대응하는 제 1 밸브(21) 및 유량 측정 장치(30)의 제 2 밸브(22)를 열고, 설정 유량(Qs)으로 가스를 흘린다.
이어서, 스텝 S6에 나타내는 바와 같이 설정 유량(Qs)으로 가스가 흐르고 있는 상태에서, 제 1 밸브(21) 및 제 2 밸브(22)를 동시 또는 대략 동시에 닫는다. 그리고, 동시에 닫은 후의 가스 밀봉 상태에 있어서 유량 측정 장치(30)에 의해 압력(Pc) 및 온도(Tc)의 측정을 행한다.
스텝 S6에 있어서, 제 1 밸브(21) 및 제 2 밸브(22)를 동시에 닫는 동작은, 적합하게는 제 1 밸브(21) 및 제 2 밸브(22)에 대하여 닫힘 명령을 동시에 줌으로써 행해진다. 단, 실제의 구성에서는 제 1 밸브(21)와 제 2 밸브(22)가 완전히 동시에는 닫히지 않는 경우도 있다. 이것은 밸브가, 예를 들면 AOV 등으로 구성되어 있는 경우에 폐쇄 명령으로부터 지연되어 밸브가 닫히는 경우가 있기 때문이다. 단, 상기 밀봉 상태에 있어서의 압력 측정은 제 1 밸브(21) 및 제 2 밸브(22)가 실질적으로 동시에 닫힌 상태에서 행해지면 좋고, 제 1 밸브(21) 및 제 2 밸브(22)의 닫힘 타이밍이 약간의 시간만 어긋나 있어도 좋다. 본 명세서에서는 이러한 오차 범위에서 제 1 밸브(21) 및 제 2 밸브(22)를 닫는 타이밍이 어긋나 있는 경우도 포함하여 「동시에 닫음」이라고 기재하고 있다.
플로우 A 또는 플로우 B가 행해진 후에는 판단 스텝 H2에 있어서 플로우 A와 플로우 B의 양쪽이 종료되어 있는지를 판단하고, 종료되어 있는 경우에는 스텝 S7로 진행한다. 한편, 판단 스텝 H2에 있어서 편방의 플로우 밖에 행해지고 있지 않다고 판단된 경우에는 판단 스텝 H1로 돌아가서 다른 쪽의 플로우를 행한다.
양쪽의 플로우 A 및 B가 종료된 후, 스텝 S7에서는 스텝 S4에서 얻어진 측정 압력 및 온도와 스텝 S6에서 얻어진 측정 압력 및 온도를 이용하여, 유량이 연산에 의해 구해진다. 유량 연산시에 이용하는 기준 용량의 체적(Vs)에는 기준값과의 오차가 저감된 특정 유량 설정(Qs)에 의해 구한 체적(Vs)을 이용해도 좋다.
상기와 같이 해서 측정한 유량(Q)은 유량 제어 장치(10)의 유량 설정(Qs)과 비교 검증에 사용되어도 좋고, 상기 빌드업법에 의해 구한 유량(Q)에 의거해서 임의의 유량 제어 장치(10)의 유량 설정(Qs)의 교정을 행할 수도 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했지만, 다양한 개변이 가능하다. 예를 들면, 상기에는 플로우 B로서, 가스가 흐르고 있는 상태에서 제 1 밸브(21)와 제 2 밸브(22)를 동시 또는 대략 동시에 닫아 밀봉 상태로 했을 때의 압력 및 온도를 측정했지만, 제 2 밸브(22)를 닫고나서 소정 시간(Δt')이 경과한 후에 제 1 밸브(21)를 닫은 후에 측정하도록 해도 좋다. 이 경우, 플로우 B에 있어서도 플로우 A와 마찬가지로 소정 시간(Δt')에 대응하여 기준 용량 내에서 압력 상승이 발생된다.
단, 플로우 B에 있어서의 상기 소정 시간(Δt')은 플로우 A에 있어서의 빌드업 시간(Δt)에 비해 짧은 시간으로 설정되고, 예를 들면 절반 이하의 시간으로 설정된다. 유량 연산은 플로우 A에서 구한 가스량(n)으로부터 플로우 B에서 구한 가스량(n')을 감산하여 Δn=n-n'을 구함과 아울러, 유입 시간을 Δt-Δt'로 해서 유량을 연산에 의해 구할 수 있다. 이 경우라도, 정상류 상태에 있어서의 가스 유량의 라인 의존을 저감하고, 보다 정확한 유량 측정을 행할 수 있다.
(산업상 이용 가능성)
본 발명의 실시형태에 의한 유량 측정 방법에 의하면, 가스 공급 시스템에 장착된 후에도 복수의 가스 공급로에 대해서 유량을 정밀도높게 측정할 수 있다.
1 가스 공급 시스템 2 프로세스 챔버
3 진공 펌프 4 가스 공급원
10 유량 제어 장치 11 스로틀부
12 압력 센서 13 온도 센서
14 컨트롤 밸브 15 구동부
16 제어 회로 20 기준 용량(빌드업 용량)
21 제 1 밸브 22 제 2 밸브
23 압력 센서 24 온도 센서
25 연산 제어 장치 30 유량 측정 장치

Claims (7)

  1. 유량 제어 장치 및 그 하류측의 제 1 밸브를 구비한 복수의 가스 공급로와,
    상기 복수의 가스 공급로의 하류측에 있어서 상기 복수의 가스 공급로가 합류하여 형성된 공통 가스 공급로로서, 압력 센서, 온도 센서 및 그 하류측의 제 2 밸브를 갖는 유량 측정 장치를 구비한 공통 가스 공급로를 갖는 가스 공급 시스템 에 있어서 행해지는 유량 측정 방법으로서,
    어느 하나의 제 1 밸브와 상기 제 2 밸브를 열어 가스를 흐르게 하고, 가스가 흐르고 있는 상태에서 상기 제 2 밸브를 닫고, 상기 제 2 밸브를 닫은 후, 소정 시간 경과 후에 상기 어느 하나의 제 1 밸브를 닫고, 상기 제 1 밸브를 닫은 후의 압력 및 온도를 상기 압력 센서 및 상기 온도 센서를 이용하여 측정하는 제 1 공정과,
    상기 어느 하나의 제 1 밸브와 상기 제 2 밸브를 열어 가스를 흐르게 하고, 가스가 흐르고 있는 상태에서 상기 어느 하나의 제 1 밸브 및 상기 제 2 밸브를 동시에 닫고, 상기 제 1 밸브 및 상기 제 2 밸브를 닫은 후의 압력 및 온도를 상기 압력 센서 및 상기 온도 센서를 이용하여 측정하는 제 2 공정과,
    상기 제 1 공정에서 측정한 압력 및 온도와, 상기 제 2 공정에서 측정한 압력 및 온도에 의거해서 유량을 연산하는 제 3 공정을 포함하는 유량 측정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 공정은 상기 제 1 공정에서 측정한 압력(P1) 및 온도(T1)와, 상기 제 2 공정에서 측정한 압력(Pc) 및 온도(Tc)를 이용하여 Q=22.4·Vs·(P1/T1-Pc/Tc)/(R·Δt)(여기서, Vs는 빌드업 용량, R은 기체 정수, Δt는 상기 제 1 공정에 있어서 상기 제 2 밸브를 닫고나서 상기 제 1 밸브를 닫을 때까지의 상기 소정 시간)에 따라 유량(Q)을 연산하는 공정를 포함하는 유량 측정 방법.
  3. 유량 제어 장치 및 그 하류측의 제 1 밸브를 구비한 복수의 가스 공급로와,
    상기 복수의 가스 공급로의 하류측에 있어서 상기 복수의 가스 공급로가 합류하여 형성된 공통 가스 공급로로서, 압력 센서, 온도 센서 및 그 하류측의 제 2 밸브를 갖는 유량 측정 장치를 구비한 공통 가스 공급로를 갖는 가스 공급 시스템 에 있어서 행해지는 유량 측정 방법으로서,
    어느 하나의 제 1 밸브와 상기 제 2 밸브를 열어 가스를 흐르게 하고, 가스가 흐르고 있는 상태에서 상기 제 2 밸브를 닫고, 상기 제 2 밸브를 닫은 후, 제 1 소정 시간이 경과 후에 상기 어느 하나의 제 1 밸브를 닫고, 상기 제 1 밸브를 닫은 후의 압력 및 온도를 상기 압력 센서 및 상기 온도 센서를 이용하여 측정하는 제 1 공정과,
    상기 어느 하나의 제 1 밸브와 상기 제 2 밸브를 열어 가스를 흐르게 하고, 가스가 흐르고 있는 상태에서 상기 제 2 밸브를 닫고, 상기 제 2 밸브를 닫은 후, 상기 제 1 소정 시간보다 짧은 제 2 소정 시간이 경과 후에 상기 어느 하나의 제 1 밸브를 닫고, 상기 제 1 밸브를 닫은 후의 압력 및 온도를 상기 압력 센서 및 상기 온도 센서를 이용하여 측정하는 제 2 공정과,
    상기 제 1 공정에서 측정한 압력 및 온도와, 상기 제 2 공정에서 측정한 압력 및 온도에 의거해서 유량을 연산하는 제 3 공정을 포함하는 유량 측정 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 가스 공급로는 제 1 가스 공급 라인 또는 제 2 가스 공급 라인 중 어느 하나에 접속되어 있고,
    상기 제 1 가스 공급 라인 및 상기 제 2 가스 공급 라인이 합류하여 상기 공통 가스 공급 라인에 접속되어 있는 유량 측정 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 가스 공급로 중 적어도 하나의 가스 공급로가 다른 가스 공급로와는 다른 배관 지름을 갖는 유량 측정 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유량 제어 장치는 컨트롤 밸브와, 스로틀부와, 상기 스로틀부의 상류측의 압력을 측정하는 압력 센서를 포함하는 압력식 유량 제어 장치인 유량 측정 방법.
  7. 유량 제어 장치 및 그 하류측의 제 1 밸브를 구비한 복수의 가스 공급로와, 상기 복수의 가스 공급로의 하류측에 있어서 상기 복수의 가스 공급로가 합류하여 형성된 공통 가스 공급로를 구비하는 가스 공급 시스템에 있어서, 상기 공통 가스 공급로에 접속되는 유량 측정 장치로서,
    상기 공통 가스 공급로에 대하여 설치된 압력 센서 및 온도 센서와, 상기 압력 센서 및 온도 센서의 하류측에 설치된 제 2 밸브와, 상기 압력 센서 및 상기 온도 센서의 출력을 수취하는 연산 제어 장치를 구비하고,
    상기 연산 제어 장치는,
    어느 하나의 제 1 밸브와 상기 제 2 밸브를 열어 가스를 흐르게 하고, 가스가 흐르고 있는 상태에서 상기 제 2 밸브를 닫고, 상기 제 2 밸브를 닫은 후, 소정 시간 경과 후에 상기 어느 하나의 제 1 밸브를 닫고, 상기 제 1 밸브를 닫은 후의 압력 및 온도를 제 1 압력 및 제 1 온도로서 상기 압력 센서 및 상기 온도 센서로부터 수취하고,
    상기 어느 하나의 제 1 밸브와 상기 제 2 밸브를 열어 가스를 흐르게 하고, 가스가 흐르고 있는 상태에서 상기 어느 하나의 제 1 밸브 및 상기 제 2 밸브를 동시에 닫고, 상기 제 1 밸브 및 상기 제 2 밸브를 닫은 후의 압력 및 온도를 제 2 압력 및 제 2 온도로서 상기 압력 센서 및 상기 온도 센서로부터 수취하고,
    상기 제 1 압력, 상기 제 1 온도, 상기 제 2 압력, 및 상기 제 2 온도에 의거해서 유량을 연산하는 유량 측정 장치.
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