KR20090025828A - 진공장치에 설치된 질량유량계의 이동없는 교정/시험 장치및 그 방법 - Google Patents

진공장치에 설치된 질량유량계의 이동없는 교정/시험 장치및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 진공장치에 설치된 질량유량계의 이동없는 교정/시험 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것으로, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따르면, 진공장치에 설치된 피교정 질량유량계를 이동없이 교정/시험하기 위한 장치에 있어서, 상기 진공장치와 상기 피교정용 질량유량계를 연결하는 관로에 직열로 설치된 진공밸브 및 피교정 질량유량계 밸브와; 상기 진공밸브와 피교정 질량유량계 밸브를 연결하는 관로에 설치된 연결포트와; 상기 연결포트에 착탈 가능하게 연결된 이동형 질량유량계 교정 장치를 구비하고, 상기 이동형 질량유량계 교정 장치는 상기 연결포트에 연결된 진공챔버와; 상기 진공챔버와 연결포트를 연결하는 관로에 설치된 챔버밸브와; 상기 챔버밸브와 상기 연결포트를 연결하는 관로에 연결된 기준 질량유량계와; 상기 기준 질량유량계에서 발생된 기체유량을 개폐하는 기준 질량유량계 밸브와; 상기 진공챔버에 연결되어 기체를 배기시키는 배기장치와; 상기 진공챔버와 배기장치의 사이에 연결되어 관로를 개폐하는 게이트밸브와; 상기 진공챔버에 연결되어 진공챔버내로 흐르는 기체의 물리적 특성을 측정하는 측정수단이 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.
진공, 질량유량계, 교정, 진공게이지, 잔류기체분석기, 이온게이지

Description

진공장치에 설치된 질량유량계의 이동없는 교정/시험 장치 및 그 방법 {A calibration/test apparatus and method for mass flow controller without movement from vacuum system}
본 발명은 진공장치에 설치된 질량유량계의 교정/시험 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 질량유량계를 탈착이나 이동시키지 않고 공정 작동 중에도 질량유량계의 교정과 시험을 수행할 수 있도록 한 진공장치에 설치된 질량유량계의 이동없는 교정/시험 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 기술은 운전중인 진공장치에 부착된 질량유량계를 장치에서 분리하지 않고 이동형 교정장치에 부착된 기준 질량유량계와 비교하여 교정/시험이 가능하게 하는 기술이다.
지금까지 대부분의 질량유량계를 교정(calibration)이나 시험(test)하기 위해서는 운전중인 공정장치(예로, 반도체 제조 진공장치)를 정지하였다.
이후 공정장치에 연결된 유량계를 떼어서 시험 장소로 이동한 후 별도로 준비된 장치에서 교정이 진행되었다.
이같이 종래는 진공 장치를 정지하고 질량유량계를 이동하여 교정/시험한 다음 다시 진공장치에 부착하여 가동해야 하므로 교정 시간이 많이 필요하고, 또한 교정하는 동안 진공장치를 가동할 수 없어 경제적인 손실이 발생하였다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 창출된 것으로, 운전중인 진공장치에 부착된 질량유량계를 장치에서 분리하지 않고 이동형 교정장치에 부착된 기준 질량유량계와 비교하여 교정/시험이 가능하도록 한 진공장치에 설치된 질량유량계의 이동없는 교정/시험 장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,
진공장치에 설치된 피교정 질량유량계를 이동없이 교정/시험하기 위한 장치에 있어서,
상기 진공장치와 상기 피교정용 질량유량계를 연결하는 관로에 직열로 설치된 진공밸브 및 피교정 질량유량계 밸브와;
상기 진공밸브와 피교정 질량유량계 밸브를 연결하는 관로에 설치된 연결포트와;
상기 연결포트에 착탈 가능하게 연결된 이동형 질량유량계 교정 장치를 구비하고, 상기 이동형 질량유량계 교정 장치는,
상기 연결포트에 연결된 진공챔버와;
상기 진공챔버와 연결포트를 연결하는 관로에 설치된 챔버밸브와;
상기 챔버밸브와 상기 연결포트를 연결하는 관로에 연결된 기준 질량유량계와;
상기 기준 질량유량계에서 발생된 기체유량을 개폐하는 기준 질량유량계 밸브와;
상기 진공챔버에 연결되어 기체를 배기시키는 배기장치와;
상기 진공챔버와 배기장치의 사이에 연결되어 관로를 개폐하는 게이트밸브와;
상기 진공챔버에 연결되어 진공챔버내로 흐르는 기체의 물리적 특성을 측정하는 측정수단이 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 측정수단은 진공 게이지 또는 잔류기체분석기로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 진공챔버에는 기체를 안정되게 흐르게 하는 오리피스가 구비된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 진공챔버에는 진공압을 측정하기 위한 이온게이지가 더 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 진공장치에 설치된 피교정 질량유량계를 이동없이 교정/시험하기 위한 방법에 있어서,
상기 진공장치와 상기 피교정 질량유량계를 연결하는 관로를 진공밸브로 폐쇄시키는 단계와;
상기 피교정 질량유량계측 연결포트에 진공챔버와 기준질량 유량계를 갖는 이동형 질량유량계 교정 장치를 연결하는 단계와;
상기 연결포트와 연결되는 피교정 질량유량계 밸브, 기준 질량유량계 밸브 및 챔버 밸브를 모두 열어 놓는 단계와;
상기 진공챔버측에 연결된 게이트 밸브를 열고 배기장치를 작동시켜 모든 관로를 초기 진공상태로 형성하는 단계와;
상기 기준 질량유량계 밸브를 닫고 피교정 질량유량계로부터 원하는 기체의 유량을 발생시켜 진공챔버를 통해 흐르게 한 후 진공챔버에 연결된 진공게이지 또는 잔류기체분석기를 통해 지시값을 기록하는 단계와;
상기 피교정 질량유량계 밸브를 닫아서 진공챔버와 배관에 있는 잔류기체를 배기장치를 통해서 배출시켜 초기 진공상태를 형성하는 단계와;
상기 기준 질량유량계용 밸브를 열고 기준 질량유량계로부터 기체 유량을 발생하여 진공챔버를 통해 흐르게 한 후 진공게이지 또는 잔류기체분석기를 통해 지시값을 기록하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 진공장치에 설치된 질량유량계의 이동없는 교정/시험 장치 및 그 방법에 따르면, 운전중인 진공장치에 부착된 질량유량계를 장치에서 분리하지 않고 이동형 교정장치에 부착된 기준 질량유량계와 비교하여 교정/시험이 가능하다.
따라서 진공시스템을 운용하는 관련 산업체의 품질관리의 효율성 및 제품 수율향상에 의한 경제적인 이윤의 극대화를 꾀할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한 다.
도 1은 본 발명에 따른 진공장치에 설치된 질량유량계의 이동없는 교정/시험 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 진공장치에 설치된 질량유량계의 이동없는 교정/시험 방법의 제어흐름도이다.
도 1에서와 같이 진공장치(10)에 설치된 피교정 질량유량계(12)를 이동없이 교정/시험하기 위한 장치에 있어서, 상기 진공장치(10)와 상기 피교정용 질량유량계(12)를 연결하는 관로(13)에는 진공밸브(14) 및 피교정 질량유량계 밸브(16)가 직열로 설치되어 있다.
상기 진공장치(10)에는 통상의 게이트 밸브(9)와 배기장치(8)가 연결 설치된다.
상기 진공밸브(14)와 피교정 질량유량계 밸브(16)를 연결하는 관로(15)에는 연결포트(18)가 구비된다.
상기 연결포트(18)에는 이동형 질량유량계 교정 장치(100)가 연결된다.
상기 이동형 질량유량계 교정 장치(100)는 상기 연결포트(18)에 연결되는 진공챔버(110)가 구비된다.
상기 진공챔버(110)와 상기 연결포트(18)를 연결하는 관로(112)에 챔버 밸브(114)가 설치되고, 상기 챔버밸브(114)와 상기 연결포트(18)를 연결하는 관로(113)에는 기준 질량유량계(116)가 연결되어 있다.
상기 기준 질량유량계(116)와 상기 관로(113)가 연결되는 관로(115)에는 상기 기준 질량유량계(116)에서 발생된 기체유량을 개폐하는 기준 질량유량계 밸 브(118)가 설치되어 있다.
상기 진공챔버(110)에는 진공을 형성시키기 위한 배기장치(120)가 연결되어 있고, 상기 진공챔버(110)와 배기장치(120)의 사이에는 관로를 개폐하는 게이트밸브(122)가 설치되어 있다. 배기장치(120)는 로터리펌프와 터보펌프로 이루어진다.
상기 진공챔버(110)에는 진공챔버(110)내로 흐르는 기체의 물리적 특성(진공압 또는 부분압)을 측정하는 측정수단이 포함되어 구성된다.
상기 측정수단은 진공게이지(150)로 구성하거나 또는 잔류기체분석기(140)로 구성될 수 있다.
또한 상기 진공챔버(110)에는 압력구배를 작게 하여 기체를 안정되게 흐르게 하는 오리피스(110a)가 구비된다.
또한 상기 진공챔버(110)에는 진공압을 측정하기 위한 이온게이지(130)가 더 연결된다. 이때 진공게이지(150)는 진공챔버(110)내의 압력을 판단할 수 있도록 도와준다.
이와 같이 구성된 장치를 이용하여 피교정 질량유량계(12)를 이동없이 교정/시험하는 방법은 다음과 같다.
먼저, 상기 진공장치(10)와 상기 피교정 질량유량계(12)를 연결하는 관로(13)는 진공밸브(14)가 조작되어 폐쇄된다(S10).
다음, 상기 피교정 질량유량계(12)측 연결포트(18)에 이동형 질량유량계 교정 장치(100)를 연결한다(S20). 따라서 피교정 질량유량계(12)는 진공장치(10)에서 떼어낼 필요 없이 그 위치에서 교정을 받게 된다.
그 다음, 상기 연결포트(18)와 연결되는 피교정 질량유량계 밸브(16), 기준 질량유량계 밸브(118) 및 챔버 밸브(114)를 모두 열어 놓는다(S14). 따라서 피교정 질량유량계(12)와 기준 질량유량계(116)가 진공챔버(110)와 연결된다.
그 다음, 진공챔버(110)측 게이트 밸브(122)를 열고 배기장치(120)를 작동시켜 모든 관로를 진공상태로 형성하는 단계(S16)를 갖는다.
그 다음, 기준 질량유량계 밸브(118)를 닫고(S18), 피교정 질량유량계(12)로부터 원하는 기체의 유량을 발생시키고(S20), 진공챔버(110)를 통해 흐르게 한 후 진공게이지(150) 또는 잔류기체분석기(140)를 통해 피교정측 지시값을 기록하는 단계(S22)를 갖는다.
그 다음, 피교정 질량유량계 밸브(16)를 닫아서 진공챔버(110)와 배관에 있는 잔류기체를 배기장치(120)를 통해서 배출시켜 도달 진공도가 초기압력이 되도록 형성한다.
그 다음, 기준 질량유량계용 밸브(118)를 열고(S26), 기준 질량유량계(116)로부터 상기 피교정 질량유량계(12)에서 발생시킨 유량과 동일한 기체 유량을 발생시키고(S28), 진공챔버(110)를 통해 흐르게 한 후 유량의 흐름이 안정되면 진공게이지(150) 또는 잔류기체분석기(140)를 통해 기준측 지시값을 기록하는 단계(S30)를 갖는다.
여기서 진공챔버(110)를 흐르는 기체 유량은 오리피스(110a)를 통해 안정되게 흐른다. 또한 오리피스(110a)는 압력 구배를 작게 하여 교정의 정확도를 높이게 된다.
이같이 본 발명은 피교정 질량유량계(12)과 기준 질량유량계(116)를 하나씩 순차적으로 선택하여 기체의 유량을 발생시켜 진공챔버(110)를 안정되게 흘러 배기되로록 하면서 진공게이지(150) 또는 잔류기체 분석기(140)를 통해 각기 지시값을 얻어내고, 이를 상호 비교하여 교정을 하게 된다(S32).
이때 상기 피교정 질량유량계(12)와 기준질량유량계(116)에서 발생되는 유량을 증가시키면서 원하는 최대 유량까지 상기한 단계(S18~S32)를 순차적으로 반복하여 피교정 질량유량계(12)와 기준 질량유량계(116)를 비교 교정함이 바람직하다.
한편, 배기장치(120)를 가동한 상태에서는 이온게이지(130)로 진공챔버(110)의 압력을 측정하는 단계(S17)가 더 포함될 수 있다.
이같이 본 발명의 교정/시험 장치를 사용하게 되면 진공장치(10)에서 피교정 질량유량계(12)를 이동없이 교정/시험 받을 수 있어 교정 시간을 대폭 줄일 수 있고, 이로 인해 진공장치(10)에서 이루어지는 제작공정 및 품질관리의 효율성을 높일 수 있고, 제품 수율 향상에 의한 경제적인 이윤의 극대화를 꾀할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명에 따른 진공장치에 설치된 질량유량계의 이동없는 교정/시험 장치의 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 진공장치에 설치된 질량유량계의 이동없는 교정/시험 방법의 제어흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
14: 진공밸브
16: 피교정 질량유량계 밸브
18: 연결포트
100: 이동형 질량 유량계 교정 장치
110: 진공챔버
110a: 오리피스
114: 진공챔버 밸브
116: 기준 질량유량계
118: 기준 질량유량계 밸브
120: 배기장치
130: 이온게이지
140: 잔류기체분석기
150: 진공게이지

Claims (9)

  1. 진공장치(10)에 설치된 피교정 질량유량계(12)를 교정/시험하기 위한 장치에 있어서,
    상기 진공장치(10)와 상기 피교정용 질량유량계(12)를 연결하는 관로에 직렬로 설치된 진공밸브(14) 및 피교정 질량유량계 밸브(16)와;
    상기 진공밸브(14)와 피교정 질량유량계 밸브(16)를 연결하는 관로에 설치된 연결포트(18)와;
    상기 연결포트(18)에 착탈 가능하게 연결된 이동형 질량유량계 교정 장치(100)를 구비하고, 상기 이동형 질량유량계 교정 장치(100)는,
    상기 연결포트(18)에 연결된 진공챔버(110)와;
    상기 진공챔버(110)와 연결포트(18)를 연결하는 관로에 설치된 챔버밸브(114)와;
    상기 챔버밸브(114)와 상기 연결포트(18)를 연결하는 관로에 연결된 기준 질량유량계(116)와;
    상기 기준 질량유량계(116)에서 발생된 기체유량을 개폐하는 기준 질량유량계 밸브(118)와;
    상기 진공챔버(110)에 연결되어 기체를 배기시키는 배기장치(120)와;
    상기 진공챔버(110)와 배기장치(120)의 사이에 연결되어 관로를 개폐하는 게이트밸브(122)와;
    상기 진공챔버(110)에 연결되어 진공챔버(110)내로 흐르는 기체의 물리적 특성을 측정하는 측정수단이 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 진공장치에 설치된 질량유량계의 이동없는 교정/시험 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 측정수단은 진공게이지(130)로 구성된 것을 특징으로 하는 진공장치에 설치된 질량유량계의 이동없는 교정/시험 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 측정수단은 잔류기체분석기(140)로 구성된 것을 특징으로 하는 진공장치에 설치된 질량유량계의 이동없는 교정/시험 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 진공챔버(110)내에는 기체를 안정되게 흐르게 하는 오리피스(110a)가 구비된 것을 특징으로 하는 진공장치에 설치된 질량유량계의 이동없는 교정/시험 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 진공챔버(110)에는 진공압을 측정하기 위한 진공게이지(150)가 더 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 진공장치에 설치된 질량유량계의 이동없는 교정/시 험 장치.
  6. 진공장치(10)에 설치된 피교정 질량유량계(12)를 이동없이 교정/시험하기 위한 방법에 있어서,
    (a) 상기 진공장치(10)와 상기 피교정 질량유량계(12)를 연결하는 관로를 진공밸브(14)로 폐쇄시키는 단계와;
    (b) 상기 피교정 질량유량계(12)측 연결포트(18)에 진공챔버(110)와 기준질량 유량계(116)를 갖는 이동형 질량유량계 교정 장치(100)를 연결하는 단계와;
    (c) 상기 연결포트(18)와 연결되는 피교정 질량유량계 밸브(16), 기준 질량유량계 밸브(118) 및 챔버 밸브(114)를 모두 열어 놓는 단계와;
    (d) 상기 진공챔버(110)측에 연결된 게이트 밸브(122)를 열고 배기장치(120)를 작동시켜 모든 관로를 초기 진공상태로 형성하는 단계와;
    (e) 상기 기준 질량유량계 밸브(118)를 닫고 피교정 질량유량계(12)로부터 원하는 기체의 유량을 발생시켜 진공챔버(110)를 통해 흐르게 한 후 진공챔버(110)에 연결된 진공게이지(150) 또는 잔류기체분석기(140)를 통해 지시값을 기록하는 단계와;
    (f) 상기 피교정 질량유량계 밸브(16)를 닫아서 진공챔버(110)와 배관에 있는 잔류기체를 배기장치(120)를 통해서 배출시켜 초기 진공상태를 형성하는 단계와;
    (g) 상기 기준 질량유량계용 밸브(118)를 열고 기준 질량유량계(116)로부터 상기 (e)단계의 유량과 동일한 기체 유량을 발생하여 진공챔버(110)를 통해 흐르게 한 후 이온게이지(130) 또는 잔류기체분석기(140)를 통해 지시값을 기록하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공장치에 설치된 질량유량계의 이동없는 교정/시험 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 피교정 질량유량계(12)와 기준질량유량계(116)에서 발생되는 유량을 증가시키면서 원하는 최대 유량까지 상기 (e),(f),(g) 단계를 순차적으로 반복하여 피교정 질량유량계(12)와 기준 질량유량계(116)를 비교 교정하는 것을 특징으로 하는 진공장치에 설치된 질량유량계의 이동없는 교정/시험 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 (d)단계와 (e)단계의 사이에 진공게이지(150)로 진공챔버(110)의 압력을 측정하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 진공장치에 설치된 질량유량계의 이동없는 교정/시험 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 진공챔버(110)를 흐르는 기체 유량은 오리피스(110a)를 통해 안정되게 흐르도록 한 것을 특징으로 하는 진공장치에 설치된 질량유량계의 이동없는 교정/시험 방법.
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