KR20090043448A

KR20090043448A - 유량검정 고장 진단장치, 유량검정 고장 진단시스템, 유량검정 고장 진단방법 및 유량검정 고장 진단프로그램

Info

Publication number: KR20090043448A
Application number: KR1020080105429A
Authority: KR
Inventors: 아키코 나카다; 케이스케 카토; 아키히토 스지노; 히로키 도이
Original assignee: 씨케이디 가부시키 가이샤
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2009-05-06
Also published as: CN101424948A; TW200921757A; KR101039355B1; US20090112491A1; TWI381421B; CN101424948B; JP4598044B2; US7853416B2; JP2009109295A

Abstract

유량검정 고장 진단장치는 복수의 유량제어기구와, 압력측정수단이 측정한 압력에 기초하여 상기 각 유량제어기구의 유량을 측정하여, 유량이상을 검지하는 유량검정유닛을 구비하는 가스 공급배관계에서 이용되며, 상기 유량검정유닛이 유량이상을 검지한 경우에 상기 압력측정수단의 고장을 진단하는 모드를 구비하는 고장진단수단을 포함하기 때문에, 유량검정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

유량검정 고장 진단장치, 유량검정 고장 진단시스템, 유량검정 고장 진단방법 및 유량검정 고장 진단프로그램{FLOW RATE VERIFICATION FAILURE DIAGNOSIS APPARATUS, FLOW RATE VERIFICATION FAILURE DIAGNOSIS SYSTEM, FLOW RATE VERIFICATION FAILURE DIAGNOSIS METHOD, AND CONTROL PROGRAM PRODUCT FOR FLOW RATE VERIFICATION FAILURE DIAGNOSIS}

본 발명은 유량검정 고장 진단장치, 유량검정 고장 진단시스템, 유량검정 고장 진단방법 및 유량검정 고장 진단프로그램에 관한 것이다.

반도체 제조 프로세스 중의 성막장치나 건식 에칭 장치 등에 있어서는, 예를 들면 실란(silane)이나 포스핀(phosphine) 등의 특수 가스나, 염소가스 등의 부식성 가스 및 수소가스 등의 가연성 가스 등을 사용한다.

이들 가스는 그 유량을 엄격하게 관리해야 한다.

그 이유로서, 가스유량이 프로세스의 양부에 직접 영향을 미치는 점을 들 수 있다. 즉, 가스유량은 성막 프로세스에 있어서는 막의 질에, 또한 에칭 프로세스에 있어서는 회로가공의 양부에, 각각 많은 영향을 주어, 반도체 제품의 수득률이 가스유량의 정확도에 의해 결정된다.

다른 이유로서는, 이런 종류의 가스의 대부분이 인체나 환경에 대한 유해성, 또는 폭발성 등을 가지는 점을 들 수 있다. 이들 가스는 사용 후에 직접 대기로 폐기하는 것이 허용되지 않아서, 반도체 제조 프로세스에 사용되는 장치에는, 가스 종류에 따른 제해수단을 포함해야 한다. 그러나 이러한 제해수단은 통례 처리 능력에 한계가 있어서, 허용값 이상의 유량이 흐르면, 처리할 수 없고 유해 가스가 환경으로 유출하거나, 제해수단이 파손되는 경우가 있다.

또한, 이러한 가스, 특히 반도체 제조 프로세스에 사용할 수 있는 고순도 또한 무진의 가스는 고가인 이상, 가스 종류에 따라서는 자연열화에 의한 사용제한이 있기 때문에 대량 보관할 수 없는 것도 이유로서 들 수 있다.

그래서, 종래부터 반도체 제조 프로세스 회로 안에 유량제어기구인 공지의 매스 플로우 컨트롤러를 배치하고, 가스 종류마다 최적의 유량을 흐르도록 하고 있다. 그리고 이런 매스 플로우 컨트롤러는 인가전압을 변경하는 것에 의해, 설정유량을 변경하여 프로세스 레시피의 변경에 대응할 수 있도록 되어 있다.

그러나 반도체 제조 프로세스에서 이용되는 이들 가스, 즉 프로세스 가스 중 특히 성막 재료 가스는 그 특성상 가스 라인 안에서도 고형물을 석출할 가능성이 있어, 유량체적을 변화시키는 경우가 있다. 매스 플로우 컨트롤러는 높은 정확도로 일정유량을 공급하기 위해서 내부에 세관을 이용하고 있고, 이러한 부분에 고형물이 소량이라도 석출되면, 공급하는 유량 정확도가 악화되는 원인이 된다. 또한, 에칭 프로세스 가스 등에 사용하는 부식성이 높은 가스가 흐르기 때문에, 매스 플로우 컨트롤러의 내부를 내부식성이 높은 재료, 예를 들면 스테인리스 등을 사용한 것으로도, 부식을 피할 수 없고, 경년열화가 일어날 가능성이 있으며, 이것에 의해서도 유량 정확도가 악화되는 원인이 된다.

이와 같이, 매스 플로우 컨트롤러는 인가전압과 실유량과의 관계가 변화하여, 실유량이 변화할 가능성이 있다. 그 때문에, 매스 플로우 컨트롤러는 정기적으로 유량을 검정하고 교정할 필요가 있다.

매스 플로우 컨트롤러의 유량검정은 기초적으로 막 유량계를 사용하여 행한다. 그러나 이 측정은 배관의 일부를 제외하고 행하는 것이고, 측정 후에 다시 배관을 원상태로 조립하여 누출 체크를 해야 한다. 이 때문에, 작업에는 시간이 걸린다.

따라서, 배관에서 제외하지 않고 유량검정을 행하는 것이 이상적이다.

배관을 조립한 채의 상태에서 유량검정을 하는 방법으로서는, 예를 들면 일본공개특허 2006-337346호 공보에 기재된 것이 있다. 도 11은 종래의 유량검정시스템(100)의 개략적인 구성도이다.

종래의 유량검정시스템(100)은 제1 차단밸브(101)와 제2 차단밸브(102)와의 사이에 가스유로(103)가 형성되고, 매스 플로우 컨트롤러(110)에서 유량을 조정한 프로세스 가스를 프로세스 챔버(111)로 공급한다. 가스유로(103)는 진공펌프(104)의 입구와, 배기유로(105)를 통하여 연통하고 있다. 배기유로(105)에는 제3 차단밸브(106), 온도센서(108), 압력센서(107) 및 제4 차단밸브(109)가 배치되어 있다. 유량검정시스템(100)은 이들 기구(106, 107, 108, 109)와 접속하고, 가스 종류 고유의 압축인자 데이터 및 매스 플로우 컨트롤러(110)의 출구, 제2 차단밸브(102), 제4 차단밸브(109)와의 사이에 형성되는 소정의 공간의 용적값을 기억하는 검정용 제어장치를 포함한다.

이와 같은 유량검정시스템(100)은 제1 계측시에 압력센서(107)가 측정하는 압력(P1)과, 온도센서(108)가 측정하는 온도(T1)와, 그들 압력(P1)과 온도(T1)에 대응하는 제1 압축인자(Z1)와, 도면 중 점선으로 표시하는 용적(V)에서 질량(G1)을 구한다. 또한, 유량검정시스템(100)은 제2 계측시에 압력센서(107)가 측정하는 압력(P2)과, 온도센서(108)가 측정하는 온도(T2)와, 그들 압력(P2)과 온도(T2)에 대응하는 제2 압축인자(Z2)와, 용적(V)에서 질량(G2)을 구한다. 유량검정시스템(100)은 제1 계측시의 질량(G1)과 제2 계측시의 질량(G2)의 차이를 구하고, 그 차이에서 매스 플로우 컨트롤러(110)의 유량을 검정한다.

상기 유량검정시스템(100)은 프로세스에서 실제로 사용하는 가스를 이용하여 유량검정을 하고, 가스 종류 고유의 계수를 이용하여 계측값을 보정하기 때문에, 유량검정 정확도가 높다.

그렇지만, 종래의 유량검정시스템(100)은 가스박스 안에 배치한 압력센서(107)와 온도센서(108)의 측정결과에 기초하여 유량검정을 하기 때문에, 유량검정결과에 이상이 있다고 판단한 경우에 있어서도, 그 이상의 원인이 유량검정 중의 매스 플로우 컨트롤러(110)에 있는 경우에 한하지 않고, 압력센서(107)의 고장이나 교란(가스박스 안의 온도 변화 등)에 있는 경우가 있었다. 종래의 유량검정시스템(100)은 유량검정 중의 매스 플로우 컨트롤러에 유량의 이상이 있다는 것의 확실함을 증명하고 있어도, 그 수단이 없다. 그 때문에, 종래의 유량검정시스템(100)은 매스 플로우 컨트롤러(110)에서 배관 등을 해체하고, 매스 플로우 컨트롤러(110)를 가스박스에서 취출하여 개별적으로 고장을 검사해야 했다. 이 고장검사는 유량검정시스템(100)이 유량이상을 검출한 때와 같은 조건으로 행하지 않기 때문에, 유량이상이 유량검정 중의 매스 플로우 컨트롤러(110)의 고장만에 기인한 것인지, 유량검정시스템을 구성하는 기구의 고장에 기인한 것인지를 판별할 수 없었다. 따라서, 종래의 유량검정시스템(100)은 유량이상을 검출한 경우에, 유량검정 중의 매스 플로우 컨트롤러(110)에 이상이 있는 경우에 한하지 않아서, 유량검정의 신뢰성이 낮았다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 유량검정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 유량검정 고장 진단장치, 유량검정 고정 진단시스템, 유량검정 고정 진단방법 및 유량검정 고장 진단프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적을 성취하기 위해, 복수의 유량제어기구, 압력측정수단 및 상기 압력측정수단이 측정한 압력에 기초하여 상기 각 유량제어기구의 유량을 측정하여, 유량이상을 검지하는 유량검정유닛을 포함하는 가스 공급배관계; 및 상기 유량검정유닛이 유량이상을 검지한 경우에 상기 압력측정수단의 고장을 진단하는 모드를 포함하는 고장진단수단; 을 포함하는 유량검정 고장 진단장치를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 측면에 의하면, 유량검정 고장 진단 시스템은 복수의 유량제어기구, 압력측정수단 및 상기 각 유량제어기구에 관하여 상기 압력측정수단이 측정하는 압력에 기초하여 유량을 측정하여, 유량이상을 검지하는 유량검정유닛을 포함하는 가스 공급배관계; 및 상기 유량검정유닛이 상기 복수의 유량제어기구 전체에 유량이상이 있다고 판단한 경우에는 상기 복수의 유량제어기구 이외에 상기 유량이상의 원인이 되는 고장이 있다고 판단하고, 상기 유량검정유닛이 특정의 유량제어기구에만 유량이상이 있다고 판단한 경우에는 상기 특정의 유량제어기구에 상기 유량이상의 원인이 되는 고장이 있다고 판단하는 유량제어기구 고장진단수단; 을 포함한다.

또한 본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 복수의 유량제어기구에 관하여 제1 압력측정수단이 측정한 압력에 기초하여 유량을 측정하고, 유량검정을 행하는 유량검정유닛이 유량이상을 검지한 경우에, 상기 유량이상의 원인이 되는 고장을 진단하는 유량검정 고장 진단방법에 있어서, 상기 유량검정유닛이 특정의 유량제어기구에 관해서만 유량이상을 검지한 경우에는 상기 특정의 유량제어기구에 상기 유량이상의 원인이 되는 고장이 있다고 판단하고, 상기 유량검정유닛이 상기 복수의 유량제어기구 전체에 유량이상을 검지한 경우에는 상기 복수의 유량제어기구 이외에 상기 유량이상의 원인이 되는 고장이 있다고 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 복수의 유량제어기구; 압력측정수단; 및 상기 복수의 유량제어기구의 유량을 상기 압력측정수단이 측정하는 압력에 기초하여 측정하고 유량검정을 행하는 유량검정유닛; 을 포함하는 가스 공급배관계를 제어하는 컴퓨터에 의해 실행되는 유량검정 고장 진단 프로그램에 있어서, 상기 가스 공급배관계의 유량이상을 검지한 경우에 상기 유량이상의 원인이 되는 고장을 진단하는 유량검정 고장 진단 프로그램을 제공한다.

제1 실시형태의 유량검정 고장 진단장치(8)는 유량검정유닛(10)이 매스 플로우 컨트롤러(4)의 어떤 것에 관하여 유량이상을 검지한 경우에, 유량검정유닛(10)이 포함한 압력센서(12)의 고장을 진단하고, 압력센서(12)의 고장에 기초하여 유량이상을 매스 플로우 컨트롤러(4)의 고장에 기초한 유량이상과 구별한다. 따라서, 제1 실시형태의 유량검정 고장 진단장치(8)에 의하면, 유량이상이 압력센서(12)의 고장에 기인한 경우까지 매스 플로우 컨트롤러(4)의 고장에 기인한 것으로 오판정하지 않아, 유량검정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

특히, 제1 실시형태의 유량검정 고장 진단장치(8)는 매스 플로우 컨트롤러(4)를 가스유닛(6)에서 해체하지 않고, 유량이상 검지시와 동일한 조건으로 압력센서(12)의 고장을 진단하기 때문에, 유량 이상 원인이 압력센서(12)의 고장에 기인한 것을 유량 이상이 매스 플로우 컨트롤러(4)의 고장에 기인한 것과 명확하게 판별할 수 있다.

제1 실시형태의 유량검정 고장 진단장치(8) 및 유량검정 고장 진단시스템(26), 유량검정 고장 진단방법은 유량검정유닛(10) 안을 진공으로 한 후에 제1 및 제2 차단밸브(11, 14)를 닫아 유량검정유닛(10)을 밀폐하며, 그 후 유량검정유닛(10) 안의 압력을 압력센서(12)로 측정하여 감시한다(도 5의 S11, S12: YES, S13: YES, S14, S15, S16: YES, S31, S18: YES 참조). 유량검정 고장 진단장치(8)는 압력센서(12)가 측정한 압력을 평균한 압력평균값과, 압력평균 초기값을 비교하여 그 차이가 허용범위(본 실시형태에서는 80Pa)를 넘는 경우에, 압력센서(12)가 제로점을 쉬프트시키는 고장이 난 것으로 판단한다(도 5의 S32, S33, S34: NO, S36 참조). 따라서, 제1 실시형태의 유량검정 고장 진단장치(8)에 의하면, 유량이상이 압력센서(12)의 제로점 쉬프트에 기인한 것을 다른 고장과 구분하여 알 수 있어, 고장에 대처하기 쉽다.

제1 실시형태의 유량검정 고장 진단장치(8) 및 유량검정 고장 진단 시스 템(26), 유량검정 고장 진단방법은 유량검정유닛(10) 안을 진공으로 한 후에 제1 및 제2 차단밸브(11, 14)를 닫아 유량검정유닛(10)을 밀폐하고, 그 후 유량검정유닛(10) 안의 압력을 압력센서(12)로 측정하여 감시한다(도 4의 S11, S12: YES, S13: YES, S14, S15, S16: YES, S17, S18: YES 참조). 그러고 나서, 유량검정 고장 진단장치(8)는 압력센서(12)가 측정한 압력의 출력변동폭과 압력센서(12)의 출력변동폭 초기값을 비교하여, 그 차가 허용범위를 넘은 경우에, 압력센서(12)에 출력변동이상이 발생하여 고장이 난 것으로 판단한다(도 4의 S19, S20, S21: NO, S23 참조). 따라서, 제1 실시형태의 유량검정 고장 진단장치(8)에 의하면, 유량이상이 압력센서(12)의 출력변동 이상에 기인한 것을 다른 고장과 구별하여 알 수 있어, 고장에 대처하기 쉽다.

제1 실시형태의 유량검정 고장 진단장치(8)(상위장치(23)) 및 유량검정 고장 진단시스템(26)은 유량검정유닛(10)이 매스 플로우 컨트롤러(4)의 어떤 것에 관하여 유량이상을 검지한 경우에, 가스박스(20) 안의 온도가 변화하고 있는 때에는 유량이상이 가스박스(20) 안의 온도변화에 의해 생겼다고 판단하기 때문에, 유량이상이 가스박스(20) 안의 온도변화(교란)에 기인한 것을 다른 고장과 구분하여 알 수 있기 때문에, 고장에 대처하기 쉽다.

제1 실시형태의 유량검정 고장 진단시스템(26) 및 유량검정 고장 진단방법은 유량검정유닛(10)이 복수의 매스 플로우 컨트롤러(4)의 전체에 유량이상이 있다고 판단한 경우에는, 복수의 매스 플로우 컨트롤러(4) 이외에 유량이상의 원인이 되는 고장이 있다고 판단하고, 유량검정유닛(10)이 특정의 매스 플로우 컨트롤러(4)에만 유량이상이 있다고 판단한 경우에는, 그 특정의 매스 플로우 컨트롤러(4)에 유량이상의 원인이 되는 고장이 있다고 판단하고, 유량이상의 원인이 매스 플로우 컨트롤러에 있는 경우와 없는 경우를 구분하고 있다(도 3의 S1 참조). 따라서, 제1 실시형태의 유량검정 고장 진단시스템(26) 및 유량검정 고장 진단방법에 의하면, 매스 플로우 컨트롤러(4)를 해체하여 검사하기 전에, 유량검정시와 동일한 조건으로 유량이상의 원인이 매스 플로우 컨트롤러(4)에 있는지, 그 이외에 있는지를 판별할 수 있어, 유량검정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

제1 실시형태의 유량검정 고장 진단프로그램(30)은 복수의 매스 플로우 컨트롤러(4)의 유량을 압력센서(12)가 측정하는 압력에 기초하여 측정하고, 유량검정을 행하는 유량검정유닛(10)을 제어하는 상위장치(23)에 유량검정유닛(10)이 유량이상을 검지한 경우에, 유량이상의 원인이 되는 고장을 진단시키기 때문에(도 3 참조), 유량이상의 원인을 구분하여 판별하므로, 유량이상의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

제2 실시형태의 유량검정 고장 진단장치(8A)는 유량검정유닛(10A)이 매스 플로우 컨트롤러(59, 66A, 66B, 66C…)의 어느 것에 관하여 유량이상을 검지한 경우에, 유량검정유닛(10A)이 포함하는 제1 압력센서(44)의 고장을 진단하고, 제1 압력센서(44)의 고장에 기초한 유량이상을 매스 플로우 컨트롤러(59, 66A, 66B, 66C… )의 고장에 기초한 유량이상에서 구분한다. 따라서, 제2 실시형태의 유량검정 고장 진단장치(8A)에 의하면, 유량이상이 제1 압력센서(44)의 고장에 기인하는 경우까지 매스 플로우 컨트롤러(59, 66A, 66B, 66C…)의 고장에 기인한다고 오판정하지 않아, 유량검정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

특히, 제2 실시형태의 유량검정 고장 진단장치(8A)는 매스 플로우 컨트롤러(59, 66A, 66B, 66C…)를 가스유닛(50, 60)에서 해제하지 않고, 유량이상 검지시와 동일한 조건으로 제1 압력센서(44)의 고장을 진단하기 때문에, 유량 이상 원인이 제1 압력센서(44)의 고장에 기인한 것을, 유량 이상이 매스 플로우 컨트롤러(59, 66A, 66B, 66C… )의 고장에 기인한 것과 명확하게 판별할 수 있다.

제2 실시형태의 유량검정 고장 진단장치(8A) 및 유량검정 고장 진단시스템(26A), 유량검정 고장 진단방법은 차단밸브(41)를 닫고, 제2 배기밸브(54)와 측정용 개폐밸브(56)를 연 상태에서, 유량검정유닛(10A) 안을 진공으로 한 후, 측정용 개폐밸브(56)를 닫아 유량검정유닛(10A)을 밀폐시키고, 그 후 유량검정유닛(10A) 안의 압력을 제1 압력센서(44)로 측정하여 감시한다(도 9의 S51, S52: YES, S13: YES, S53, S15, S16: YES, S31, S18: YES 참조). 유량검정 고장 진단장치(8A) 및 유량검정 고장 진단시스템(26A), 유량검정 고장 진단방법은 제1 압력센서(44)가 측정한 압력을 평균한 압력평균값과, 압력평균 초기값을 비교하여, 그 차이가 허용범위(본 실시형태에서는 3kPa)를 넘은 경우에, 제1 압력센서(44)가 제로점을 쉬프트시키는 고장이 났다고 판단한다(도 9의 S32, S54, S55: NO, S36 참조). 따라서, 제2 실시형태의 유량검정 고장 진단장치(8A) 및 유량검정 고장 진단시스템(26A), 유량검정 고장 진단방법에 의하면, 유량이상이 제1 압력센서(44)의 제로점 쉬프트에 기인한 것을 다른 고장과 구분하여 알 수 있어, 고장에 대처하기 쉽다.

제2 실시형태의 유량검정 고장 진단장치(8A) 및 유량검정 고장 진단시스템(26A), 유량검정 고장 진단방법은 차단밸브(41)를 닫고 제2 배기밸브(54)와 측정용 개폐밸브(56)를 연 상태에서, 유량검정유닛(10A)을 진공으로 한 후, 측정용 개폐밸브(56)를 닫아 유량검정유닛(10A)을 밀폐하고, 그 후 유량검정유닛(10A) 안의 압력을 제1 압력센서(44)로 측정하여 감시한다(도 8의 S41, S12: YES, S42, S15, S16: YES, S17, S18: YES 참조). 그러고 나서, 유량검정 고장 진단장치(8A) 및 유량검정 고장 진단시스템(26A), 유량검정 고장 진단방법은 제1 압력센서(44)가 측정한 압력의 출력변동폭과, 제1 압력센서(44)의 출력변동 초기값을 비교하여, 그 차이가 허용범위를 넘는 경우에, 제1 압력센서(44)에 출력변동 이상이 생겨서 고장 났다고 판단한다(도 8의 S19, S20, S21: NO, S23 참조). 따라서, 제2 실시형태의 유량검정 고장 진단장치(8A) 및 유량검정 고장 진단시스템(26A), 유량검정 고장 진단방법에 의하면, 유량이상이 압력센서(12)의 출력변동 이상에 기인한 것을 다른 고장과 구분하여 알 수 있어서, 고장에 대처하기 쉽다.

제3 실시형태의 유량검정 고장 진단장치는 유량검정유닛(10A)이 매스 플로우 컨트롤러(59, 66A, 66B, 66C…)의 어느 것에 관하여 유량이상을 검지한 경우에, 유량검정유닛(10A)의 외부에 형성된 제2 압력센서(55)를 기준으로 하여, 유량검정유닛(10A)이 포함하는 제1 압력센서(44)의 고장을 진단하고, 제1 압력센서(44)의 고장에 기초한 유량이상을 매스 플로우 컨트롤러(59, 66A, 66B, 66C…)의 고장에 기초한 유량이상과 구분한다. 따라서, 제3 실시형태의 유량검정 고장 진단장치에 의 하면, 유량이상이 제1 압력센서(44)의 고장에 기인한 경우까지 매스 플로우 컨트롤러(59, 66A, 66B, 66C…)의 고장에 기인한다고 오판정하는 경우가 없어, 유량검정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

특히, 제3 실시형태의 유량검정 고장 진단장치는 매스 플로우 컨트롤러(59, 66A, 66B, 66C… )를 가스유닛(50, 60)에서 해체하지 않고, 유량 이상 검지시와 동일 조건으로 제1 압력센서(44)의 고장을 진단하기 때문에, 유량 이상 원인이 제1 압력센서(44)의 고장에 기인한 것을, 유량 이상이 매스 플로우 컨트롤러(59, 66A, 66B, 66C… )의 고장에 기인한 것과 명확하게 판별할 수 있다.

제3 실시형태의 유량검정 고장 진단장치 및 유량검정 고장 진단시스템, 유량검정 고장 진단방법은 차단밸브(41)를 열고, 측정용 개폐밸브(56)를 닫은 상태에서, 유량검정유닛(10A) 안에 퍼지가스(측정용 가스)를 도입하며, 유닛(10A) 안이 목표압력에 도달한 것을 제2 압력센서(55)로 확인하고 나서, 차단밸브(41)를 닫고, 차단밸브(41)와 측정용 개폐밸브(56)와의 사이로 퍼지가스를 봉입한다(도 10의 S61, 62 참조). 그 후, 유량검정 고장 진단장치 및 유량검정 고장 진단시스템, 유량검정 고장 진단방법은 차단밸브(41)와 측정용 개폐밸브(56)와의 사이의 압력을 제1 및 제2 압력센서(44, 55)로 측정하여 감시한다(도 10의 S63, S64, S65, S18: YES 참조). 유량검정 고장 진단장치 및 유량검정 고장 진단시스템, 유량검정 고장 진단방법은 유량검정유닛(10A)의 제1 압력센서(44)가 측정한 압력(PT1)을 평균 낸 압력평균값과, 유량검정유닛(10A)의 하류 쪽에 형성된 제2 압력센서(55)가 측정한 압력(PT2)을 평균 낸 압력평균값(기준값)을 비교하고, 그 차이가 허용범위(본 실시 형태에서는 3kPa)를 넘는 경우에, 제1 압력센서(44)의 스팬점이 어긋났다고 판단한다(도 5의 S66, S67, S68: NO, S70 참조). 따라서, 제3 실시형태의 유량검정 고장 진단장치 및 유량검정 고장 진단시스템, 유량검정 고장 진단방법에 의하면, 유량이상이 제1 압력센서(44)의 스팬 에러에 기인한 것을 다른 고장과 구분하여 할 수 있어서, 고장에 대처하기 쉽다.

또한, 제3 실시형태의 유량검정 고장 진단방법에 의하면, 예를 들면, 유량검정유닛(10A)이 압력 강하법에 의해 유량검정을 행한 경우에, 차단밸브(41)와 측정용 개폐밸브(56)와의 사이를 진공으로 할 수 없는 경우에도, 유랑이상의 원인이 제1 압력센서(44)의 고장에 있다는 것을 적절하게 검지할 수 있다.

본 발명을 구체화한 유량검정 고장 진단장치, 유량검정 고장 진단시스템, 유량검정 고장 진단방법 및 유량검정 고장 진단을 위한 제어 프로그램 제품의 바람직한 실시형태를 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

(제1 실시형태)

<유량검정 고장 진단장치 및 유량검정 고장 진단시스템의 전체 구성>

도 1은 유량검정 고장 진단장치(8), 가스 공급배관계(25), 유량검정 고장 진단시스템(26)의 개략적인 구성도이다.

유량검정 고장 진단장치(8) 및 유량검정 고장 진단 시스템(26)은 예를 들면 도 1에서 도시하는 가스박스(20)에 적용된다. 가스 공급배관계(25)는 가스박스(20) 안에, 복수의 가스유닛(6A, 6B, 6C…)이 배치되어 있다. 복수의 가스유닛(6A, 6B, 6C…)은 동일한 구성을 가진다. 여기서는 부호의 첨자 "A", "B", "C"…는 복수의 가스유닛 및 그것을 구성하는 유체기구, 유량제어기구 등을 구별하기 위해 편의적으로 붙인 것이며, 이하의 설명에서 특별하게 구별할 필요가 없는 경우에는 첨자 "A", "B", "C"…을 적절하게 생략한다.

복수의 가스유닛(6A, 6B, 6C…)은 가스 공급밸브(15)에 병렬로 접속되고, 각종 프로세스 가스를 처리실(미도시)로 공급한다. 유량검정유닛(10)은 가스 공급밸브(15)와 병렬로 배치되어 있다. 복수의 가스유닛(6A, 6B, 6C…)은 유량검정유닛(10)을 통해 진공펌프(미도시)에 접속되어, 프로세스 가스를 배기한다.

가스박스(20)에는 제어장치(21)와 가스박스용 온도센서(22)가 설치되어 있다. 제어장치(21)는 유량검정유닛(10)의 컨트롤러로서, 반도체 제조장치 쪽에 형성된 상위장치(23)에 접속되어 있다. 후술하는 유량검정 고장 진단 프로그램(30)은 CD-ROM 등의 기억매체에 기억되어 있다. 상위장치(23)는 유량검정 고장 진단프로그램(30)을 기억매체에서 인스톨되어 있다. 가스박스용 온도센서(22)는 가스박스(20) 안의 온도를 측정한다.

<가스유닛의 구성>

가스유닛(6)은 레귤레이터(1), 압력센서(2), 입력측 개폐밸브(3), 매스 플로우 컨트롤러(4) 및 출력측 개폐밸브(5)를 직렬로 접속한 것이다. 가스유닛(6)은 레귤레이터(1)에서 설정압력으로 조정된 프로세스 가스를 매스 플로우 컨트롤러(4)에 서 유량을 조정하고, 출력측 개폐밸브(5)에서 출력한다. 출력측 개폐밸브(5)에서 출력된 프로세스 가스는 가스 공급밸브(15)를 통해 도시하지 않은 처리실로 공급되지만, 유량검정유닛(10)을 통해 배기된다. 또한, 각 가스유닛(6)으로는 종류가 다른 프로세스 가스가 공급된다.

<유량검정유닛>

유량검정유닛(10)은 제1 차단밸브(11)와 제2 차단밸브(14)와의 사이에 압력센서(12)와 온도센서(13)가 배치되어 있다.

<제어장치의 전기 블록 구성>

도 2는 제어장치(21)의 전기 블록도이다.

제어장치(21)는 주지의 컴퓨터이다. 제어장치(21)는 데이터의 가공이나 연산을 행하는 CPU(31)와, 읽기 전용의 메모리로서 프로그램을 기억하는 ROM(32)과, 읽고 쓰기가 가능한 휘발성 메모리로서 데이터나 프로그램을 기억하는 RAM(33)과, 읽고 쓰기가 가능한 불휘발성 메모리로서 데이터나 프로그램을 기억하는 NVRAM(34)과, 가스박스(20) 안의 기구와의 사이에서 신호의 입출력을 제어하는 입출력 인터페이스(이하 "입출력 I/F"라 한다)(35)와 상위장치(23)에 접속하고 데이터의 송수신을 제어하는 통신 인터페이스(이하 "통신 I/F"이라 한다)(36)를 포함한다.

NVRAM(34)에는 압력센서 출력변동 이상 검지 프로그램(37)과 제로점 쉬프트 이상 검지 프로그램(38)이 기억되어 있다. 이러한 프로그램(37, 38)에 관하여는, 후술한다.

또한, NVRAM(34)에는 정상의 압력센서(12)가 유량검정시에 출력하는 압력의 최댓값과 최솟값의 차이를 나타내는 "출력변동폭 초기값"을 기억하는 출력변동폭 초기값 기억수단(39)과, 정상의 압력센서(12)가 유량검정시에 측정하는 압력의 평균값을 나타내는 "압력평균 초기값"을 기억하는 압력평균 초기값 기억수단(40)이 형성되어 있다. "출력변동폭 초기값"과 "압력평균 초기값"은 유량검정 고장 진단장치(8)를 반도체 제조장치에 설치한 후나, 유량검정 고장 진단장치(8)의 조립완성 후에, 후술하는 압력센서 출력변동 이상 검지 처리(도 4 참조) 및 압력센서 제로점 쉬프트 검지 처리(도 5)를 실행하여 얻어진 실측값이어도 좋고, 설계상의 이론값이여도 좋다.

입출력 I/F(35)에는 가스박스용 온도센서(22)와, 유량검정유닛(10)의 제1 차단밸브(11), 압력센서(12), 온도센서(13) 및 제2 차단밸브(12)가 접속되어 있다.

한편, 상위장치(23)에는 각 가스유닛(6)의 압력센서(2), 입력측 개폐밸브(3), 매스 플로우 컨트롤러(4) 및 출력측 개폐밸브(5)와 가스 공급밸브(15)가 접속되어 있다.

<유량검정방법>

다음으로, 제1 실시형태에 관한 가스 공급배관계(25) 및 유량검정유닛(10)에 의한 유량검정방법에 관하여 설명한다.

예를 들면, 가스유닛(6J)의 유량검정을 행하는 경우에는, 가스유닛(6A~6I)의 출력용 개폐밸브(5A~5I)와, 가스 공급밸브(15)를 닫은 상태로 하는 한편, 가스유닛(6J)의 입력측 개폐밸브(3J), 출력측 개폐밸브(5J), 유량검정유닛(10)의 제1 차단밸브(11), 제2 차단밸브(14)를 연 상태로 한다. 이 상태에서 매스 플로우 컨트롤러(4J)에 프로세스 가스 공급원(7J)으로부터 프로세스 가스를 공급한다. 매스 플로우 컨트롤러(4J)의 제어유량을 안정화시키기 위해, 가스유닛(6J)으로 프로세스 가스를 30초 동안 흘려보내고 나서, 유량검정유닛(10)의 제2 차단밸브(14)를 닫는다.

그러면, 유량검정유닛(10) 안의 압력이 상승한다. 그래서, 압력센서(12)가 압력(P1)(예를 들면, 5kPa)을 검출하고 나서 압력(P2)(예를 들면, 12kPa)을 검출할 때까지의 시간을 계측한다. 시간을 계측하는 것은 유량에 의해서 압력상승시간이 다르기 때문이다. 압력센서(12)가 13kPa을 검출하고 나서, 제2 차단밸브(14)를 열고, 다음의 유량검정을 이행한다.

제어장치(21)는 압력센서(12)와 온도센서(13)에서 측정결과를 입력하고, 다음과 같이 하여 유량을 산출한다.

제1 차단밸브(11)와 제2 차단밸브(14)와의 사이의 압력상승량(ΔP)은 압력(P2)에서 압력(P1)을 감산하는 것에 의해 알 수 있다. 압력센서(12)는 일정간격(예를 들면, 0.1초 간격)으로 압력을 검출하기 때문에, 압력센서(12)가 압력(P1)을 검출하고 나서 압력(P2)을 검출할 때까지의 압력검출횟수를 카운트하는 것에 의해, 제1 차단밸브(11)와 제2 차단밸브(14)와의 사이의 압력이 P1에서 P2까지 상승하는 계측시간(Δt)을 알 수 있다. 그리고 압력상승량(ΔP)을 계측시간(Δt)으로 나누는 것에 의해, 단위시간당 상승압력값(ΔP/Δt)을 알 수 있다. 기체정수(R)는 사용하 는 프로세스 가스의 기체정수를 그대로 사용하면 알 수 있다. 온도(T)는 온도센서(13)가 검출하는 온도에서 알 수 있다. 또한, 탱크 체적(V)은 유량검정 전에 미리 측정되어, NVRAM(34)에 기억되어 있다. 그래서, 판명하고 있는 수치(단위시간당 상승압력값(ΔP/Δt), 기체정수(R), 온도(T), 탱크 체적(V))을 하기의 수식(1)에 넣어, 유량(Q)을 산출한다.

[식 1]

유량검정유닛(10)은 산출한 유량(Q)을 매스 플로우 컨트롤러(4J)의 설정유량과 비교하여, 일치하는 경우에는 매스 플로우 컨트롤러(4J)가 적정하게 유량제어를 하고 있다(정상)고 판단하고, 일치하지 않으면 매스 플로우 컨트롤러(4J)가 적정하게 유량을 제어하고 있지 않다(이상)고 판단한다.

<유량검정 고장 진단방법>

다음으로, 상기 유량검정 고장 진단방법에 관하여, 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 도 2에 도시하는 상위장치(23)가 실행하는 유량검정 고장 진단프로그램(30)의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.

상위장치(23)는 가스박스(20) 안의 전체 매스 플로우 컨트롤러(4)에 관하여 유량검정을 완료하고, 유량이상을 검출한 때를 트리거(trigger)로서, 도 3에 도시 하는 유량검정 고장 진단프로그램(30)을 실행한다.

구체적으로는, 상위장치(23)는 도 3의 단계1(이하, "S1"라 한다)에서, 전체 매스 플로우 컨트롤러(4)(유량제어기구)에 유량이상이 있는지 여부를 판단한다. 전체 매스 플로우 컨트롤러(4)에 유량이상이 없다고 판단한 경우에는(S1: NO), 유량이상을 검출한 매스 플로우 컨트롤러(4)가 고장 났다고 판단한다.

한편, 전체 매스 플로우 컨트롤러(4)에 유량이상이 있다고 판단한 경우에는(S1: YES), S2에서 유량이상이 생긴 매스 플로우 컨트롤러(2)의 유량(Q)이 설정유량으로부터 모두 같은 방향으로 빗나가 있는지 여부를 판단한다. 유량이상이 생긴 매스 플로우 컨트롤러(4)의 유량(Q)이 설정유량에서 모두 같은 방향으로 빗나가 있지 않은 경우에는(S2: NO), S3에서 압력센서(12)의 압력변동이 정상인지 여부를 판단한다. 이 판단방법에 관하여는 후술한다. 압력센서(12)의 압력변동이 정상이 아닌 경우에는(S3: NO), 유량검정유닛(10)의 압력센서(12)에 출력변동의 이상이 있다고 판단한다. 이것에 대하여, 압력센서(12)의 압력변동이 정상인 경우에는(S3: YES), 유량검정유닛(10)이 고장이라고 판단한다.

유량이상이 생긴 매스 플로우 컨트롤러(4)의 유량(Q)이 설정유량에서 모두 같은 방향으로 빗나가 있다고 판단한 경우에는(S2: YES), S4에서 가스박스용 온도센서(22)가 측정한 온도를 제어장치(21)를 통해 입력하고, 가스박스(20) 안의 온도에 변동이 없는지 판단한다. 가스박스(20) 안의 온도변동이 있다고 판단한 경우에는(S4: NO), 가스박스(20) 안의 온도변화(장치 교란 영향)에 의해 유량이상을 검출했다고 판단한다. 또한, 가스박스(20) 안의 온도변화(교란)에 따른 고장판단은 유 량검정 고장 진단장치(8)의 제어장치(21)가 직접 행해도 좋다.

가스박스(20) 안의 온도변동이 없다고 판단한 경우에는(S4: YES), S5에서 압력센서(12)의 제로점이 쉬프트하고 있는지 여부를 검출한다. 압력센서(12)의 제로점 쉬프트의 검지처리에 관하여는 후술한다. 압력센서(12)의 제로점이 쉬프트하고 있지 않다고 판단한 경우에는(S5: NO), 유량검정유닛(10)의 압력센서(12)가 스팬 에러가 생겼기 때문에, 유량이상을 검출했다고 판단한다. 압력센서(12)의 제로점이 쉬프트했다고 판단한 경우에는(S5: YES), 유량이상검출의 원인이 압력센서(12)의 제로점이 쉬프트한 것에 있다고 판단한다.

<압력센서 출력변동 검출방법>

도 4는 도 2에서 도시한 압력센서 출력변동 검지 프로그램(37)의 플로우 차트이다.

상위장치(23)는 압력센서(12)의 출력변동이 정상인지 검지할 경우에는(도 3의 S3), 유량검정 고장 진단장치(8)의 제어장치(21)로 출력변동 검지지시를 송신한다. 제어장치(21)는 출력변동 검지지시가 입력되면, CPU(31)가 NVRAM(34)에서 압력센서 출력변동 이상 검지 프로그램(37)을 읽어 RAM(33)에 카피하여, 실행한다. 이것에 의해, 제어장치(21)는 압력센서(12)의 출력변동이 정상인지 여부를 판단한다.

구체적으로는, 상위장치(23)는 가스 공급배관계(25)의 고장을 진단하는 경우, 각 가스유닛(6)의 입력측 개폐밸브(3)와 출력측 개폐밸브(5)와 가스 공급밸브(15)를 닫아, 도시하지 않은 처리실로의 프로세스 가스의 공급을 차단하고 있다. 또한, 제어장치(21)는 제1 및 제2 차단밸브(11, 14)를 닫아, 배기라인을 차단하고 있다. 제어장치(21)는 상위장치(23)에서 출력변동 검지지시를 입력하면, 도 4의 S11에서 유량검정유닛(10)의 제1 차단밸브(11)를 닫고, 제2 차단밸브(14)를 여는 것에 의해, 제1 및 제2 차단밸브(11, 14)를 접속하는 배관으로 구성되는 탱크 안(유량검정유닛(10) 안)을 진공으로 한다.

그리고 제어장치(21)는 S12에서 압력센서(12)의 압력 검출 결과에 기초하여, 유량검정유닛(10) 안의 압력이 소정압 이하로 되었는지 여부를 판단한다. 여기서, 소정압은 진공펌프의 능력, 압력센서의 정확도, 유량검정의 정확도에 따라 결정한다. 본 실시형태에서는 소정압을 80Pa로 한다. 유량검정유닛(10) 안의 압력을 80Pa 이하까지 진공으로 한 경우에는(S12: YES), S14로 진행한다.

한편, 유량검정유닛(10) 안을 80Pa 이하까지 진공으로 하지 않은 경우에는(S12: NO), S13에서 진공 개시 시간이 1분 경과했는지 여부를 판단한다. 진공 개시 시간이 1분을 경과하지 않은 경우에는(S13: NO), S12로 복귀한다. 이것에 대하여, 유량검정유닛(10)의 압력이 80Pa 이하까지의 진공으로 되지 않아도(S12: NO), 진공 개시 시간이 1분 경과하면(S13: YES), S14로 진행한다. 예를 들면, 압력센서(12)가 고장 등에 의해 유량검정유닛(10) 안의 압력을 정확하게 측정하지 못하는 경우에, 과잉의 진공흡인에 의해서 유량검정유닛(10)이 고장 나는 것을 방지할 수 있기 때문이다.

S14에서는 제2 차단밸브(14)를 닫고, S15에서 제1 차단밸브(11)와 제2 차단밸브(15)와의 사이의 압력을 압력센서(12)로 감시하기 시작한다. 그리고 S16에서 압력 감시를 개시하고 나서 0.5초가 경과했는지 여부를 판단한다. 0.5초가 경과할 때까지는(S16: NO), 그대로 대기한다.

한편, 압력 감시 개시 후부터 0.5초가 경과하면(S16: YES), S17에서 압력센서(12)가 측정하는 압력을 RAM(33)에 기억하여 보존한다. 그리고 S18에서, 압력을 감시하기 시작하고 나서 60초가 경과했는지 여부를 판단한다. 압력을 감시하기 시작하고 나서 60초가 경과하지 않은 경우에는(S18: NO), S16으로 복귀하여, 직전에 압력센서(12)에서 압력을 입력하여 RAM(33)에 기억시키고 나서 0.5초가 경과했는지 여부를 판단한다. 0.5초가 경과하고 나서, 압력센서(12)가 측정한 압력을 다시 RAM(33)에 기억시킨다.

이와 같이 하여, 압력을 감시하기 시작하고 나서 60초의 동안에 압력을 0.5초 마다 샘플링하고 나서(S18: YES), S19에서 RAM(33)에 보존한 120개의 압력 샘플링 데이터의 최댓값과 최솟값을 구하고, 최댓값과 최솟값의 차이에서 압력변동폭을 구한다.

그리고 S20에서 압력변동폭 초기값 기억수단(39)에서 "압력변동폭 초기값"을 읽어, S19에서 구한 압력변동폭을 "압력변동폭 초기값"과 비교한다. 그리고 S21에 있어서, S19에서 구한 압력변동폭과 초기값과의 차이가 허용 변동압력폭 이내에 있는지 여부를 판단하고, 압력센서(12)의 출력값이 초기값에서 어느 정도 벗어났는지를 확인한다. 여기서, 허용 변동압력폭은 유량검정의 정확도에 따라서 설정되며, 유량검정의 정확도가 엄격할수록, 허용 변동압력폭을 작게 하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는 허용 변동압력폭을 26Pa로 한다.

S19에서 구한 압력변동폭과 "압력변동폭 초기값"과의 차이가 26Pa 이내에 있는 경우에는(S21: YES), S22에서 압력센서(12)의 출력변동이 정상이라고 판단하고, 출력변동 정상신호를 상위장치(23)로 송신한 후, 처리를 종료한다.

한편, S19에서 구한 압력변동폭과 "압력변동폭 초기값"과의 차이가 26Pa 이내에 있지 않다고 판단한 경우에는(S21: NO), S23에서 압력센서(12)의 출력변동에 이상이 있다고 판단하고, 출력변동 이상신호를 상위장치(23)로 송신한 후, 처리를 종료한다.

상위장치(23)가 도 3의 S3에서 제어장치(21)에서 출력변동 정상신호를 수신한 때에는 유량검정유닛(10)의 고장에 기인하여 유량이상이 생겼다고 판정한다.

한편, 상위장치(23)가 도 3의 S3에서 제어장치(21)에서 출력변동 이상신호를 수신한 때에는 유량검정유닛(10)의 압력센서(12)의 출력변동 이상에 기인하여 유량이상이 생겼다고 판정한다.

<압력센서 제로점 쉬프트 검출방법>

다음으로, 압력센서(12)의 제로점 쉬프트의 검출방법에 관하여 설명한다. 도 5는 도 3에 도시한 압력센서 제로점 쉬프트 검지 프로그램의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.

상위장치(23)는 도 3의 S5에서, 압력센서(12)의 제로점이 쉬프트하고 있는지 여부를 판단한 경우에, 유량검정 고장 진단장치(8)의 제어장치(21)에 제로점 쉬프트 검지 지시를 송신한다. 제로점 쉬프트 검지지시를 입력한 제어장치(21)는, CPU(31)가 NVRAM(34)에서 제로점 쉬프트 검지 프로그램(38)을 읽어내 RAM(33)에 카피하여 실행한다. 이것에 의해, 제어장치(21)는 압력센서(12)의 제로점이 정상인지 여부를 판단한다. 또한, 압력센서 제로점 쉬프트 검지 처리는 압력센서(12)가 측정한 압력의 취급을 제외하고, 기본적으로 도 4에 도시한 압력센서 출력변동 검지 처리와 동일하다. 따라서, 여기서는 도 4에 도시한 압력센서 출력변동 이상 검지 처리와 다른 점을 중심으로 설명하고, 도 4에 도시한 압력센서 출력변동 이상 검지 처리와 동일한 처리에 관하여는 도면에 같은 부호를 붙여, 설명을 적절하게 생략한다.

CPU(31)는 유량검정유닛(10) 안이 80Pa 이하의 진공상태가 되면, 또는 유량검정유닛(10) 안의 압력을 진공 흡입하기 시작하고 나서 1분이 경과하면, 제2 차단밸브(14)를 닫고, 그 후 압력센서(12)의 측정결과에 기초하여 유량검정유닛(10) 안의 압력을 감시하기 시작한다(S11, S12: YES, S13: YES, S14, S15 참조). CPU(31)는 압력 감시를 개시하고 나서 60초가 경과할 때까지, 0.5초 간격으로 압력센서(12)에서 압력 검출 결과를 취득하고, 직전까지 측정한 압력을 가산한 값에 새로이 취득한 압력을 가산하고, 가산한 값을 RAM(33)에 겹쳐 쓰기로 보존한다(S14, S16: YES, S31, S18: NO).

압력을 감시하기 시작하고 나서 60초가 경과하면(S18: YES), S32에서 RAM(33)에서 기억하고 있는 압력가산값을, 샘플링 횟수(120회)로 나누는 것에 의해, 60초 동안의 압력값의 평균(압력평균값)을 산출한다. 그리고 S33에서 압력평균 초기값 기억수단(40)에서 "압력평균 초기값"을 읽어내, S32에서 산출한 압력평균값 과 비교한다. 그리고 S34에서 S32에서 산출한 압력평균값과 "압력평균 초기값"과의 차이가 허용 압력값 이내에 있는지 여부를 판단한다. 허용 압력값은 유량검정의 정확도에 따라서 설정되며, 검정 정확도가 엄격할수록 허용 압력값을 작게 하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는 80Pa로 한다.

S32에서 산출한 압력평균값과 압력평균 초기값과의 차이가 80Pa 이내에 있다고 판단한 경우에는(S34: YES), S35에서 압력센서(12)의 제로값이 정상이라고 판단하고, 제로점 정상신호를 상위장치(23)로 송신한 후, 처리를 종료한다.

한편, S32에서 산출한 압력평균값과 압력평균 초기값과의 차이가 80Pa 이내에 있지 않다고 판단한 경우에는(S34: NO), S36에서 압력센서(12)의 제로점에 이상이 있다고 판단하고, 제로점 이상신호를 상위장치(23)로 송신한 후, 처리를 종료한다.

상위장치(23)는 도 3의 S5에서 제어장치(21)로부터 제로점 정상 신호를 수신한 때에는, 유량이상이 압력센서(12)의 스팬 에러에서 기인한다고 판단한다.

한편, 상위장치(23)는 도 3의 S5에서 제어장치(21)로부터 제로점 이상 신호를 수신한 때에는, 유량이상이 유량검정유닛(10)의 압력센서(12)의 제로점 쉬프트에 기인한다고 판단한다.

<작용효과>

제1 실시형태의 유량검정 고장 진단장치(8)는 유량검정유닛(10)이 매스 플로우 컨트롤러(4)의 어떤 것에 관하여 유량이상을 검지한 경우에, 유량검정유닛(10) 이 포함한 압력센서(12)의 고장을 진단하고, 압력센서(12)의 고장에 기초하여 유량이상을 매스 플로우 컨트롤러(4)의 고장에 기초한 유량이상과 구별한다. 따라서, 제1 실시형태의 유량검정 고장 진단장치(8)에 의하면, 유량이상이 압력센서(12)의 고장에 기인한 경우까지 매스 플로우 컨트롤러(4)의 고장에 기인한 것으로 오판정하지 않아, 유량검정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

제1 실시형태의 유량검정 고장 진단장치(8) 및 유량검정 고장 진단 시스템(26), 유량검정 고장 진단방법은 유량검정유닛(10) 안을 진공으로 한 후에 제1 및 제2 차단밸브(11, 14)를 닫아 유량검정유닛(10)을 밀폐하고, 그 후 유량검정유닛(10) 안의 압력을 압력센서(12)로 측정하여 감시한다(도 4의 S11, S12: YES, S13: YES, S14, S15, S16: YES, S17, S18: YES 참조). 그러고 나서, 유량검정 고장 진단장치(8)는 압력센서(12)가 측정한 압력의 출력변동폭과 압력센서(12)의 출력변동폭 초기값을 비교하여, 그 차가 허용범위를 넘은 경우에, 압력센서(12)에 출력변동이상이 발생하여 고장이 난 것으로 판단한다(도 4의 S19, S20, S21: NO, S23 참조). 따라서, 제1 실시형태의 유량검정 고장 진단장치(8)에 의하면, 유량이상이 압력센서(12)의 출력변동 이상에 기인한 것을 다른 고장과 구별하여 알 수 있어, 고장에 대처하기 쉽다.

(제2 실시형태)

다음으로 본 발명의 유량검정 고장 진단장치에 관한 제2 실시형태에 관하여 도면을 참조하여 설명한다.

<유량검정 고장 진단장치의 전체 구성>

도 6은 유량검정 고장 진단장치(8A) 및 유량검정 고장 진단시스템(26A)의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.

제2 실시형태의 유량검정 고장 진단장치(8A) 및 유량검정 고장 진단시스템(26A)은 유량검정유닛(10A)을 포함하는 가스 공급배관계(25A)에 적용되는 점이, 제1 실시형태의 유량검정 고장 진단장치와 상이하다. 따라서, 여기서는 제1 실시형태와 상이한 점을 중심으로 설명하고, 제1 실시형태와 공통점은 도면에 동일 부호를 붙여, 적절하게 설명을 생략한다. 또한, 도면 첨자 "A", "B", "C"…는 가스유닛 등을 구별하기 위해 편의적으로 붙인 것이고, 특별하게 구별할 필요가 없는 경우에는 첨자를 생략한다.

유량검정 고장 판단장치(8A)는 가스박스(20A) 안에 퍼지가스 유닛(50)으로부터 복수의 가스유닛(60A, 60B, 60C…)으로 퍼지가스를 공급하는 회로구성을 포함한다. 유량검정 고장 진단장치(8A)는 퍼지가스 유닛(50)이 레귤레이터(52)와 "제2 압력측정수단"의 일례인 제2 압력센서(55)와 측정용 개폐밸브(56)와, 역지밸브(57)와 퍼지가스 공급밸브(58)와, 매스 플로우 컨트롤러(59)를 직렬로 접속하여, 퍼지가스라인(71)의 일부를 구성한다. 레귤레이터(52)와 제2 압력센서(55)와의 사이에는 유량검정유닛(10A)(후술)이 배치되어 있다. 이와 같은 퍼지가스 유닛(50)의 레귤레이터(52)가 퍼지가스 공급원(51)에 접속되며, 매스 플로우 컨트롤러(59)는 도시하지 않은 처리실에 접속되어 있다. 레귤레이터(52)의 하류 쪽에는 배기라인(72)이 접속되어 있다. 배기라인(72)은 상류 쪽으로부터 제1 배기밸브(53)와 제2 배기밸브(54)가 배치되며, 도시하지 않은 진공펌프에 접속된다.

가스유닛(60)은 입력밸브(62), 레귤레이터(63), 제3 압력센서(64), 출력밸브(65) 및 매스 플로우 컨트롤러(66)를 직렬로 접속하여, 가스라인(73)의 일부를 구성한다. 가스유닛(60)은 매스 플로우 컨트롤러(66)의 상류 쪽에, 퍼지가스 라인(71)에서 분지한 퍼지가스 공급라인(74)이 접속하고 있다. 퍼지가스 공급라인(74)에는 상류 쪽으로부터 역지밸브(67)와 퍼지가스 입력밸브(68)가 배치되어 있다. 이와 같은 가스유닛(60)의 입력밸브(62)는 프로세스 가스 공급원(61)에 접속되며, 매스 플로우 컨트롤러(66)는 도시하지 않은 처리실에 접속된다. 또한, 각 가스라인(60)에는 종류가 다른 프로세스 가스(A, B, C…)가 공급된다.

<유량검정유닛>

유량검정유닛(10A)은 상류 쪽으로부터 차단밸브(41), 탱크(42), 온도센서(43), "제1 압력측정수단"의 일례인 제1 압력센서(44) 및 레귤레이터(45)를 접속한 것이다. 유량검정유닛(10A)은 레귤레이터(52)와 측정용 개폐밸브(56)와의 사이의 용적이 작기 때문에, 탱크(42)를 형성하여 압력 강하 시간의 측정에 필요한 용적을 확보하고 있다. 레귤레이터(45)는 유량검정시에 매스 플로우 컨트롤러(59, 66A, 66B, 66C… )의 일차측 압력을 일정하게 하기 위해 설치된 것이다.

<제어장치의 전기 블록 구성>

도 7은 도 6에 도시한 제어장치(21A)의 전기 블록도이다.

제어장치(21A)는 제1 실시형태와 동일한 마이크로 컴퓨터이지만, 압력 강하 법에 의해 유량검정을 행하기 때문에, 압력센서 출력변동 이상 검지 프로그램(37A)과 압력센서 제로점 쉬프트 검지 프로그램(38A)의 처리가 제1 실시형태와 다르다.

또한, 입출력 I/F(35)에는 가스박스용 온도센서(22)와 유량검정유닛(10A)의 차단밸브(41), 온도센서(43), 제1 압력센서(44)가 접속되어 있다. 또한, 입출력 I/F(35)에는 제2 배기밸브(54)와 측정용 개폐밸브(56)가 접속되어 있다.

또한, 상위장치(23)에는 제1 및 제2 배기밸브(53, 54), 퍼지가스 유닛(50)의 제2 압력센서(55), 측정용 개폐밸브(56), 퍼지가스 공급밸브(58), 매스 플로우 컨트롤러(59), 각 가스유닛(60)의 입력밸브(62), 제3 압력센서(64), 출력밸브(65), 매스 플로우 컨트롤러(66), 퍼지가스 입력밸브(68)가 접속되어 있다.

<유량검정방법>

예를 들면, 매스 플로우 컨트롤러(66A)의 유량검정을 행하는 경우에는, 상위장치(23)는 프로세스 가스 라인(73A, 73B, 73C)의 입력밸브(62A, 62B, 62C)와 출력밸브(65A, 65B, 65C)를 닫아서, 프로세스 가스(A, B, C)의 공급을 차단한다. 또한, 상위장치(23)는 퍼지가스 공급밸브(58)와 퍼지가스 입력밸브(68B, 68C)를 닫고, 차단밸브(41)와 측정용 개폐밸브(56)와 퍼지가스 입력밸브(68A)를 여는 것에 의해서, 프로세스 가스 라인(73A)에서 잔류하는 프로세스 가스를 퍼지가스로 치환한다.

퍼지가스를 치환하고 있는 동안, 레귤레이터(52)가 퍼지가스의 압력을 설정압력으로 조정한다. 상위장치(23)는 퍼지가스 라인(71)이 설정압력으로 안정화되고 나서, 차단밸브(41)를 닫아 퍼지가스의 공급을 차단한다. 그 후에도, 매스 플로우 컨트롤러(66A)에서는 퍼지가스가 출력되어, 제1 압력센서(44)의 측정값이 점차 저하된다. 이때, 레귤레이터(45)가 그 하류 쪽의 압력을 설정압력으로 조정하는 것에 의해, 역지밸브(57, 67A, 67B, 67C…)에 의한 용적변화를 없애고, 매스 플로우 컨트롤러(66A)의 유량을 안정하게 계측할 수 있다. 상위장치(23)는 제1 압력센서(44)가 목표압력을 계측할 때까지의 압력 강하 시간을 측정하고, 그 압력 강하 시간에 기초하여 매스 플로우 컨트롤러(66A)의 유량을 계측한다. 그리고 상위장치(23)는 매스 플로우 컨트롤러(66A)의 초기상태에서의 압력 강하 시간과 이번의 계측에 의한 압력 강하 시간과 비교연산되어 유량변화율을 산출하여, 매스 플로우 컨트롤러(66A)의 유량을 검정한다.

상위장치(23)는 상기 유량검정에 의해 유량이상을 검지하면, 도 3에 도시한 고장 진단프로그램을 실행한다. 이때, 압력센서 출력변동 이상 검지 처리와 압력센서 제로점 쉬프트 검지 처리는 다음과 같이 하여 행한다.

<압력센서 출력변동 이상 검지>

도 8은 도 7에 도시한 압력센서 출력변동 이상 검지 프로그램(37A)의 플로우 차트이다.

제어장치(21A)는 상위장치(23)에서 압력변동 검지지시를 입력하면, CPU(31)가 NVRAM(34)으로부터 압력센서 출력변동 이상 검지 프로그램(37A)을 읽어내고 RAM(33)에 카피하여 실행한다. 이것에 의해, 제어장치(21A)는 제1 압력센서(440의 출력변동 이상을 검지한다. 또한, 도 8에 도시한 압력센서 출력변동 이상 검지 처 리는 유량검정유닛(10A)를 포함한 가스 공급배관계(25A)에 적용되기 때문에, 제1 압력센서(44)에서 시스템(8A) 안의 압력을 감시하기 시작할 때까지의 처리가 제1 실시형태와 다르다.

상위장치(23)는 제1 압력센서(44)의 출력변동이 정상인지 여부를 판단할 때에는, 제1 및 제2 배기밸브(53, 54)와 퍼지가스 입력밸브(68A, 68B, 68C…)를 닫아, 퍼지가스의 공급 및 배기를 차단하고 있다. 또한, 상위장치(23)는 입력밸브(62A, 62B, 62C…)와 출력밸브(65A, 65B, 65C…)를 닫아, 프로세스 가스의 공급을 차단하고 있다. 이 상태에서, 제어장치(21A)는 차단밸브(41)를 닫음과 동시에 제2 배기밸브(54)와 측정용 개폐밸브(56)를 열어, 유량검정유닛(10A) 안을 진공으로 한다(S41 참조).

제어장치(21A)는 제1 압력센서(44)가 측정하는 압력이 80Pa 이하가 된 경우, 또는 진공흡입을 개시하고 나서 1분이 경과한 경우에, 측정용 개폐밸브(56)를 닫는다(S12: YES, S13: YES, S42 참조).

그 후, 제어장치(21A)는 0.5초 마다 제1 압력센서(44)로 압력을 측정하여 RAM(33)에 기억시켜서, 유닛(10A) 안의 압력을 감시한다. 압력 감시 개시 후부터 60초가 경과하면, RAM(33)에 기억한 최대 압력값과 최소 압력값에 기초하여 압력변동폭을 구하고, 압력변동폭과 압력변동폭 초기값과의 차이에 기초하여 제1 압력센서(44)의 출력변동에 이상이 있는지 여부를 판단하고, 그 판단결과를 상위장치(23)로 송신한 후, 처리를 종료한다(S15~S23 참조).

<압력센서 제로점 쉬프트 이상 검지 처리>

다음으로, 압력센서 제로점 쉬프트 이상 검지 처리에 관하여 설명한다. 도 9는 도 7에 도시한 압력센서 제로점 쉬프트 검지 프로그램(38A)의 플로우 차트이다.

도 9에 도시한 압력센서 제로점 쉬프트 검지 처리는 유량검정유닛(10A)을 포함하는 가스 공급배관계(25A)에 적용되기 때문에, 제1 압력센서(44)로 시스템(8A) 안의 압력을 감시하기 시작할 때부터의 처리나 판단기준이 되는 압력값이 제1 실시형태와 다르다.

상위장치(23)는 제1 압력센서(44)의 제로점이 쉬프트하고 있는지 여부를 판단할 때에는, 제1 및 제2 배기밸브(53, 54)와, 퍼지가스 입력밸브((68A, 68B, 68C… )를 닫아, 퍼지가스의 공급 및 배기를 차단하고 있다. 또한, 상위장치(23)는 입력밸브(62A, 62B, 62C…)와 출력밸브(65A, 65B, 65C…)를 닫아, 프로세스 가스의 공급을 차단하고 있다. 제어장치(21A)는 S51에서 제1 배기밸브(53), 퍼지가스 유닛(50)의 퍼지가스 공급밸브(58), 각 가스유닛(60)의 퍼지가스 입력밸브(68)가 닫힌 상태에서 차단밸브(41)를 닫는 한편, 제2 배기밸브(54)와 측정용 개폐밸브(56)를 연다. 이 상태에서, 도시하지 않은 진공펌프가 상위장치(23)에서 구동되어, 유량검정유닛(10A) 안을 진공흡입한다.

그리고 S52에서 제1 압력센서(44)가 측정하는 압력에 기초하여, 유닛(10A) 안의 압력이 소정값 이하가 되었는지 판단한다. 여기서, 소정값은 압력상승시(예를 들면 도 5 S12 참조)와 동일하게 결정하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는 -97kPaG로 한다.

유닛(10A) 안의 압력이 -97kPaG 이하가 된 경우에는(S52: YES), S53으로 진행한다. 한편, 유닛(10A) 안의 압력이 -97kPaG 이하가 되지 않은 경우에는(S52: NO), S13에서 진공 개시 시간이 1분이 경과했는지 여부를 판단한다. 진공 개시 시간이 1분을 경과하지 않은 경우에는(S13: NO), S52로 복귀한다. 이것에 대해, 유닛(10A) 안의 압력이 -97kPaG 이하가 아니어도, 진공 개시 시간이 1분을 경과한 경우에는(S13: YES), S53으로 진행한다.

S53에서는 측정용 개폐밸브(56)를 닫고, 차단밸브(41)와 측정용 개폐밸브(56)와의 사이에 밀폐공간을 형성한다. 그러고 나서, S15에서 제1 압력센서(44)에 의해 유닛(10A) 안의 압력을 감시하기 시작한다. 제어장치(21A)는 압력감시를 개시하고 나서 60초가 경과할 때까지, 0.5초 마다 제1 압력센서(44)에서 압력측정결과를 취득하고, 압력측정결과를 취득할 때마다, 그 압력측정 직전까지에 측정한 압력에 새로이 측정한 압력을 가산하여 압력가산값을 구하고, 먼저 RAM(33)에 기억한 압력가산값에 겹쳐 쓴다(S16: YES, S31, S18: NO 참조). 압력 감시 개시 후부터 60초가 경과하면, RAM(33)에 기억되어 있는 압력가산값을 압력의 샘플링 횟수(여기서는 120회)로 나누는 것에 의해, 압력평균값을 구하고, 구한 압력 평균값을 "압력평균 초기값"과 비교한다(S32, S54 참조).

그리고 S54에서 압력평균값과 "압력평균 초기값"과의 차이를 구하고, 압력평균값이 "압력평균 초기값"에서 빗나간 값이 허용 압력범위 이내에 있는지 여부를 판단한다. 허용 압력범위는 압력상승시와 같게 결정하는 것이 바람직하다(예를 들면, 도 5 S34 참조). 본 실시형태에서는 3kPa로 한다. 압력평균값이 "압력평균 초 기값"에서 빗나간 값이 허용 압력범위 이하인 경우에는(S54: YES), S35에서 압력센서 제로점이 정상이라는 취지의 제로점 정상신호를 상위장치(23)로 송신한 후, 처리를 종료한다. 한편, 압력평균값이 "압력평균 초기값"에서 빗나간 값이 허용 압력범위 이하가 아닌 경우에는(S54: NO), S36에서 압력센서 제로점이 이상이라는 취지의 제로점 이상신호를 상위장치(23)로 송신한 후, 처리를 종료한다.

<작용효과>

제2 실시형태의 유량검정 고장 진단장치(8A) 및 유량검정 고장 진단시스템(26A), 유량검정 고장 진단방법은 차단밸브(41)를 닫고 제2 배기밸브(54)와 측정용 개폐밸브(56)를 연 상태에서, 유량검정유닛(10A)을 진공으로 한 후, 측정용 개폐밸브(56)를 닫아 유량검정유닛(10A)을 밀폐하고, 그 후 유량검정유닛(10A) 안의 압력을 제1 압력센서(44)로 측정하여 감시한다(도 8의 S41, S12: YES, S42, S15, S16: YES, S17, S18: YES 참조). 그러고 나서, 유량검정 고장 진단장치(8A) 및 유 량검정 고장 진단시스템(26A), 유량검정 고장 진단방법은 제1 압력센서(44)가 측정한 압력의 출력변동폭과, 제1 압력센서(44)의 출력변동 초기값을 비교하여, 그 차이가 허용범위를 넘는 경우에, 제1 압력센서(44)에 출력변동 이상이 생겨서 고장 났다고 판단한다(도 8의 S19, S20, S21: NO, S23 참조). 따라서, 제2 실시형태의 유량검정 고장 진단장치(8A) 및 유량검정 고장 진단시스템(26A), 유량검정 고장 진단방법에 의하면, 유량이상이 압력센서(12)의 출력변동 이상에 기인한 것을 다른 고장과 구분하여 알 수 있어서, 고장에 대처하기 쉽다.

(제3 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제3 실시형태에 관한 유량검정 고장 진단장치에 관하여 설명한다.

제3 실시형태에 관한 유량검정 고장 진단장치는 제2 실시형태와 마찬가지로, 도 6에 도시한 가스 공급배관계(25A)에 적용된다. 제2 실시형태의 압력센서 제로점 쉬프트 검지 처리에서는 제1 압력센서(44)의 압력측정결과에 기초하여 유량검정유닛(10A) 안을 진공으로 한 후, 제로점 쉬프트의 이상을 검지하지만, 제1 압력센서(44)에 이상이 있는 경우에는, 유닛(10A) 안이 진공이 되지 않는 경우가 있다. 이 경우, 제1 압력센서(44)가 측정하는 압력에 오차가 생겨서, 정확한 제로점 검지를 행할 수 없다.

그래서, 제3 실시형태에 관한 유량검정 고장 진단장치는 제어장치(21A)의 외부 I/F(35)에 제2 배기밸브(54), 측정용 개폐밸브(56), 차단밸브(41), 온도센 서(43), 제1 압력센서(44) 외, 유량검정유닛(10A)의 하류 쪽에 설치한 제2 압력센서(55)를 접속하고 있다. 이러한 제어장치(21A)는 유량검정유닛(10A) 밖에 설치한 제2 압력센서(55)가 측정하는 압력을 기준으로, 유량검정유닛(10A) 안에 설치한 제1 압력센서(44)의 스팬에 이상이 있는지 여부를 판단하고, 스팬 이상이 없다고 판단한 경우에 제1 압력센서(44)의 제로점이 쉬프트했다고 판단하고 있다(도 10의 S68: YES, S69, 도 3의 S5 참조). 여기서는 제2 실시형태와 다른 점을 중심으로 판단하고, 제2 실시형태와 공통점은 도면과 설명에서 제2 실시형태와 동일 부호를 이용하여, 설명을 적절하게 생략한다.

도 10은 본 발명의 제3 실시형태에 관한 유량검정 고장 진단장치가 실행하는 압력센서 스팬 이상 검지 프로그램의 플로우 차트이다.

상위장치(23)는 제1 압력센서(44)가 제로점이 쉬프트하고 있는지 여부를 판단할 때에는, 제1 및 제2 배기밸브(53, 54)와 퍼지가스 입력밸브(68A, 68B, 68C…)를 닫아, 퍼지가스의 공급 및 배기를 차단하고 있다. 또한, 상위장치(23)는 입력밸브(62A, 62B, 62C…)와 출력밸브(65A, 65B, 65C…)를 닫아, 프로세스 가스의 공급을 차단하고 있다. 이 상태에서, 제3 실시형태에 관한 유량검지 고장 진단장치는 먼저, S61에서 차단밸브(41)를 열고, 측정용 개폐밸브(56)를 닫는 것에 의해, 퍼지가스를 유량검정유닛(10A) 안으로 도입한다. 유량검정유닛(10A)은 유닛(10A) 안이 500kPa가 되도록, 퍼지가스 유닛(50)의 레귤레이터(52)로 압력을 조정한다.

그러고 나서, 제어장치(21A)는 S62에서 제2 압력센서(55)가 측정하는 압력(PT2)에 기초하여, 유량검정유닛(10A) 안이 500kPa가 된 것을 검지하면, 차단밸 브(41)를 닫고, 유량검정유닛(10A) 안에 퍼지가스를 봉입한다. 그리고 S63에서 유량검정유닛(10A)의 제1 압력센서(44)와 퍼지가스 유닛(50)의 제2 압력센서(55)에 의한 압력 감시를 개시한다. 그리고 S64에서 압력 감시 개시 후부터 0.5초가 경과했는지 여부를 판단한다. 압력 감시 개시 후부터 0.5초가 경과하지 않은 경우에는(S64: NO), 그대로 대기한다.

압력 개시 후부터 0.5초가 경과한 경우에는(S64: YES), S65에서 제1 압력센서(44)가 측정한 압력(PT1)과, 퍼지가스 유닛(50)의 제2 압력센서(55)가 측정한 압력(PT2)을 입력하여, RAM(33)에 기억시킨다. 그리고 S18에서 압력 감시 개시 후부터 60초가 경과했는지 여부를 판단한다. 압력 감시 개시 후부터 60초가 경과하지 않은 경우에는(S18: NO), S64로 복귀한다. S64~S18의 처리를 반복한 것에 의해, 0.5초 마다 제1 및 제2 압력센서(44, 55)가 측정하는 압력(PT1, PT2)을 RAM(33)에 축적하여 기억하고, 압력 감시 개시 후부터 60초가 경과하면(S18: YES), S66로 진행하고, 압력 개시 후부터 60초 동안에 제1 압력센서(44)가 측정한 압력(PT1)의 평균값을 산출한다.

그리고 S67에서, S66에서 산출한 압력값의 평균을 제2 압력센서(55)가 압력 감시 개시 후부터 60초 동안에 측정한 압력(PT2)의 평균값(기준값)과 비교한다. 그리고 S68에서, S66에서 산출한 압력값의 평균과 기준값과의 빗나감이 허용 압력값 이내에 있는지 여부를 판단한다. 허용 압력값은 압력상승시와 마찬가지로 결정한다. 본 실시형태에서는 허용 압력값을 3kPa라 한다. S66에서 산출한 압력값의 평균과 기준값과의 어긋남이 허용 압력값 이내에 있는 경우에는(S68: YES), S69에서 제 1 압력센서(44)의 스팬 점이 정상이라는 취지의 스팬 점 정상신호를 상위장치(23)로 송신한 후, 처리를 종료한다. 한편, S66에서 산출한 압력값의 평균과 기준값과의 빗나감이 허용 압력값 이내가 아닌 경우에는(S68: NO), S70에서 제1 압력센서(44)의 스팬 점이 이상이라는 취지의 스팬 점 이상신호를 상위장치(23)로 송신한 후, 처리를 종료한다.

상위장치(23)가 도 3의 S5에서 제어장치(21A)에서 스팬 점 정상신호를 수신한 때에는, 유량검정유닛(10A)의 제1 압력센서(44)의 제로점이 쉬프트했다고 판단하고, 유량이상이 제1 압력센서(44)의 제로점 쉬프트에 기인한다고 판단한다.

한편, 상위장치(23)는 도 3의 S5에서 제어장치(21A)에서 스팬 점 이상신호를 수신한 때에는, 유량검정유닛(10A)의 제1 압력센서(44)의 제로점이 쉬프트하지 않았다고 판단하고, 유량이상이 유량검정유닛(10A)의 제1 압력센서(44)의 스팬 에러에 기인한다고 판단한다.

<작용효과>

본 발명은 본 발명의 정신 또는 핵심에서 벗어나지 않는 범위 안에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다.

예를 들면, 상기 실시형태에서는 도 3에 도시한 순서로 유량 이상의 고장 원인을 판단하였지만, 순서는 이에 한정되지 않는다.

예를 들면, 상기 실시형태에서는 매스 플로우 컨트롤러(4, 59, 66)를 유량제어기구의 일례로 하였지만, 매스 플로우 미터 등을 유량제어기구의 일례로 하여도 좋다.

본 발명의 바람직한 실시형태를 도시하고 기술하였지만, 이는 설명의 목적으로 개시된 것이며 첨부된 청구항에서 개시하고 있는 범위를 벗어나지 않고 다양하게 변화 및 변형될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 유량검정 고장 진단장치 및 유량검정 고장 진단 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.

도 2는 도 1에 도시한 제어장치의 전기 블록도이다.

도 3은 도 2에 도시한 상위장치가 실행하는 유량검정 고장 진단 프로그램의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.

도 4는 도 2에 도시한 압력센서 출력변동 이상 검지 프로그램의 플로우 차트이다.

도 5는 도 3에 도시한 압력센서 제로점 쉬프트 검지 프로그램의 플로우 차트이다.

도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 관한 유량검정 고장 진단장치 및 유량검정 고장 진단시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.

도 7은 도 6에 도시한 제어장치의 전기 블록도이다.

도 8은 도 6에 도시한 압력센서 출력변동 이상 검지 프로그램의 플로우 차트이다.

도 9는 도 6에 도시한 압력센서 제로점 쉬프트 검지 프로그램의 플로우 차트이다.

도 11은 종래의 유량제어시스템의 개략적인 구성도이다.

Claims

복수의 유량제어기구, 압력측정수단 및 상기 압력측정수단이 측정한 압력에 기초하여 상기 각 유량제어기구의 유량을 측정하여, 유량이상을 검지하는 유량검정유닛을 포함하는 가스 공급배관계; 및

상기 유량검정유닛이 유량이상을 검지한 경우에 상기 압력측정수단의 고장을 진단하는 모드를 포함하는 고장진단수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 유량검정 고장 진단장치.
제1항에 있어서,

상기 고장진단수단은,

상기 압력측정수단이 측정한 압력의 평균값과 기준값과의 차이가 허용범위를 넘는 경우에, 상기 압력측정수단이 제로점을 쉬프트하는 고장이 났다고 판단하는 제로점 쉬프트 검지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유량검정 고장 진단장치.
제1항에 있어서,

상기 고장진단수단은,

상기 압력측정수단이 측정한 압력의 출력변동폭과 상기 압력측정수단의 출력변동폭 초기값과의 차이가 허용범위를 넘는 경우에, 상기 압력측정수단에 출력변동이상이 생겨서 고장이 났다고 판단하는 출력변동 이상 검지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유량검정 고장 진단장치.
제2항에 있어서,

상기 고장진단수단은,

상기 압력측정수단이 측정한 압력의 출력변동폭과 상기 압력측정수단의 출력변동폭 초기값과의 차이가 허용범위를 넘는 경우에, 상기 압력측정수단에 출력변동이상이 생겨서 고장이 났다고 판단하는 출력변 동이상 검지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유량검정 고장 진단장치.
제1항에 있어서,

상기 복수의 유량제어기구와 상기 유량검정유닛을 수납하는 가스박스;

상기 가스박스 안의 온도를 측정하는 가스박스용 온도측정수단; 및

상기 유량검정유닛이 상기 유량제어기구의 어떤 것에 관하여 유량이상을 검지하고, 또한 상기 가스박스용 온도측정수단이 측정하는 온도가 변화하고 있는 경우에는, 상기 유량이상이 상기 가스박스 안의 온도변화에 의해 생겼다고 판단하는 온도변화 고장 진단수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유량검정 고장 진단장치.
제2항에 있어서,

상기 복수의 유량제어기구와 상기 유량검정유닛을 수납하는 가스박스;

상기 가스박스 안의 온도를 측정하는 가스박스용 온도측정수단; 및

상기 유량검정유닛이 상기 유량제어기구의 어떤 것에 관하여 유량이상을 검지하고, 또한 상기 가스박스용 온도측정수단이 측정하는 온도가 변화하고 있는 경우에는, 상기 유량이상이 상기 가스박스 안의 온도변화에 의해 생겼다고 판단하는 온도변화 고장 진단수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유량검정 고장 진단장치.
제3항에 있어서,

상기 복수의 유량제어기구와 상기 유량검정유닛을 수납하는 가스박스;

상기 가스박스 안의 온도를 측정하는 가스박스용 온도측정수단; 및

상기 유량검정유닛이 상기 유량제어기구의 어떤 것에 관하여 유량이상을 검지하고, 또한 상기 가스박스용 온도측정수단이 측정하는 온도가 변화하고 있는 경우에는, 상기 유량이상이 상기 가스박스 안의 온도변화에 의해 생겼다고 판단하는 온도변화 고장 진단수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유량검정 고장 진단장치.
제4항에 있어서,

상기 복수의 유량제어기구와 상기 유량검정유닛을 수납하는 가스박스;

상기 가스박스 안의 온도를 측정하는 가스박스용 온도측정수단; 및

상기 유량검정유닛이 상기 유량제어기구의 어떤 것에 관하여 유량이상을 검지하고, 또한 상기 가스박스용 온도측정수단이 측정하는 온도가 변화하고 있는 경우에는, 상기 유량이상이 상기 가스박스 안의 온도변화에 의해 생겼다고 판단하는 온도변화 고장 진단수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유량검정 고장 진단장치.
복수의 유량제어기구, 압력측정수단 및 상기 각 유량제어기구에 관하여 상기 압력측정수단이 측정하는 압력에 기초하여 유량을 측정하여, 유량이상을 검지하는 유량검정유닛을 포함하는 가스 공급배관계; 및

상기 유량검정유닛이 상기 복수의 유량제어기구 전체에 유량이상이 있다고 판단한 경우에는 상기 복수의 유량제어기구 이외에 상기 유량이상의 원인이 되는 고장이 있다고 판단하고, 상기 유량검정유닛이 특정의 유량제어기구에만 유량이상이 있다고 판단한 경우에는 상기 특정의 유량제어기구에 상기 유량이상의 원인이 되는 고장이 있다고 판단하는 유량제어기구 고장진단수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 유량검정 고장 진단시스템.
제9항에 있어서,

상기 압력측정수단의 고장을 진단하는 압력측정수단 고장 진단수단을 가지는 것을 특징으로 하는 유량검정 고장 진단시스템.
제9항에 있어서,

상기 복수의 유량제어기구와 상기 유량검정유닛을 수납하는 가스박스;

상기 가스박스 안의 온도를 측정하는 가스박스용 온도측정수단; 및

상기 가스박스용 온도측정수단이 측정하는 온도에 변동이 있다고 판단한 경우에, 상기 유량이상의 원인이 상기 가스박스 안의 온도변화에 있다고 판단하는 박 스 내 온도변동 고장 진단수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 유량검정 고장 진단시스템.
제10항에 있어서,

상기 복수의 유량제어기구와 상기 유량검정유닛을 수납하는 가스박스;

상기 가스박스 안의 온도를 측정하는 가스박스용 온도측정수단; 및

상기 가스박스용 온도측정수단이 측정하는 온도에 변동이 있다고 판단한 경우에, 상기 유량이상의 원인이 상기 가스박스 안의 온도변화에 있다고 판단하는 박스 내 온도변동 고장 진단수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 유량검정 고장 진단시스템.
복수의 유량제어기구에 관하여 제1 압력측정수단이 측정한 압력에 기초하여 유량을 측정하고, 유량검정을 행하는 유량검정유닛이 유량이상을 검지한 경우에, 상기 유량이상의 원인이 되는 고장을 진단하는 유량검정 고장 진단방법에 있어서,

상기 유량검정유닛이 특정의 유량제어기구에 관해서만 유량이상을 검지한 경우에는 상기 특정의 유량제어기구에 상기 유량이상의 원인이 되는 고장이 있다고 판단하고, 상기 유량검정유닛이 상기 복수의 유량제어기구 전체에 유량이상을 검지한 경우에는 상기 복수의 유량제어기구 이외에 상기 유량이상의 원인이 되는 고장이 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는 유량검지 고장 진단방법.
제13항에 있어서,

상기 유량검정유닛 안을 진공으로 하는 진공 공정;

상기 진공 공정에서 진공이 된 상기 유량검정유닛을 밀폐하는 밀폐 공정;

상기 밀폐 공정에서 밀폐된 상기 유량검정유닛 안의 압력을 상기 제1 압력측정수단으로 소정시간마다 측정하는 압력 감시 공정; 및

상기 압력 감시 공정에서 측정한 압력을 초기값과 비교하고, 상기 압력 감시 공정에서 측정한 압력과 상기 초기값과의 차이가 허용범위를 넘은 경우에, 상기 압력측정수단에 상기 유량이상이 원인이 되는 고장이 있다고 판단하는 압력측정수단 고장 판정 공정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 유량검정 고장 진단방법.
제13항에 있어서,

상기 제1 압력측정수단의 상류 쪽에 배치된 차단밸브를 열고, 상기 제1 압력측정수단의 하류 쪽에 배치되는 측정용 개폐밸브를 닫으며, 상기 차단밸브와 상기 측정용 개폐밸브와의 사이에 측정용 가스를 목표압력이 될 때까지 충전하는 충전 공정;

상기 차단밸브를 닫아, 상기 차단밸브와 상기 측정용 개폐밸브와의 사이에 밀폐공간을 형성하는 밀폐 공정;

상기 제1 압력측정수단, 및 상기 제1 압력측정수단과 상기 측정용 개폐밸브의 사이에 배치되는 제2 압력측정수단이 소정시간마다 압력을 측정하는 압력 감시 공정; 및

상기 압력 감시 공정에서 상기 제1 압력측정수단이 측정한 압력을 상기 제2 압력측정수단이 측정한 압력과 비교하여, 상기 제1 압력측정수단이 측정한 압력과 상기 제2 압력측정수단이 측정한 압력과의 차이가 허용범위를 넘는 경우에, 상기 제1 압력측정수단에 상기 유량이상의 원인이 되는 고장이 있다고 판정하는 압력측정수단 고장 판정 공정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 유량검정 고장 진단방법.
제13항에 있어서,

상기 복수의 유량제어기구와 상기 유량검정유닛을 수납하는 가스박스 안의 온도를 측정하고, 상기 가스박스 안의 온도변동이 있는 경우에 상기 가스박스 안의 온도변동에 상기 유량변동의 원인이 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는 유량검정 고장 진단방법.
복수의 유량제어기구; 압력측정수단; 및 상기 복수의 유량제어기구의 유량을 상기 압력측정수단이 측정하는 압력에 기초하여 측정하고 유량검정을 행하는 유량검정유닛; 을 포함하는 가스 공급배관계를 제어하는 컴퓨터에 의해 실행되는 유량검정 고장 진단 프로그램에 있어서,

상기 가스 공급배관계의 유량이상을 검지한 경우에 상기 유량이상의 원인이 되는 고장을 진단하는 것을 특징으로 하는 유량검정 고장 진단 프로그램.