KR20130031260A - 가스 공급 장치용 유량 제어기의 교정 방법 및 유량 계측 방법 - Google Patents

가스 공급 장치용 유량 제어기의 교정 방법 및 유량 계측 방법 Download PDF

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토오루 히라이
카즈유키 모리사키
코지 니시노
료스케 도히
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Abstract

피교정 유량 제어기의 출구측 개폐 밸브만을 개방하여 설정 유량의 가스를 교정 유닛(5)으로 유입시켜서 탱크 내 가스 압력 및 가스 온도가 안정된 시각(t0)에 있어서 제 1회의 탱크 내의 가스 온도(T0) 및 가스 압력(P0)을 계측하고, 그 후 교정 유닛(5)의 출구측 개폐 밸브(V2)를 폐쇄하여 탱크(BT) 내로의 가스의 빌드업을 행하고, 시각(t1)에 있어서 입구측 개폐 밸브(V1)를 폐쇄함과 아울러 상기 입구측 개폐 밸브(V1)의 폐쇄 후의 시각(t2)에 있어서 제 2회의 가스 온도(T2) 및 가스 압력(P2)을 계측하고, 각 계측값으로부터 가스 유량(Q)을 Q=(22.4V/R·Δt)×(P2/T2-P0/T0)[단, V는 탱크(BT)의 내용적, R은 가스 정수, Δt는 빌드업 시각(t1-t0)임]로 해서 연산하고, 설정 가스 유량과 연산 가스 유량(Q)의 대비에 의해 유량 교정을 행한다.

Description

가스 공급 장치용 유량 제어기의 교정 방법 및 유량 계측 방법{CALIBRATION METHOD AND FLOW-RATE MEASUREMENT METHOD FOR FLOW-RATE CONTROLLER OF GAS SUPPLYING APPARATUS}
본 발명은 반도체 제조 장치나 약품 제조 장치 등에서 이용되는 가스 공급 장치의 유량 제어기의 교정 방법 및 유량 계측 방법의 개량에 관한 것으로서, 보다 고정밀도의 유량 교정이나 유량 계측을 단시간에 신속하게 행할 수 있도록 한 가스 공급 장치용 유량 제어기의 교정 방법 및 유량 계측 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 장치 등의 가스 공급 장치는 일반적으로 다종류의 가스를 프로세스 챔버 등의 가스 사용 대상에 스위칭으로 공급하는 구성으로 되어 있고, 각 공급 가스의 종류마다 설치한 유량 제어기에 의해 유량 제어된 가스가 가스 사용 대상에 공급되어 간다.
또한, 상기 각 유량 제어기의 유량 교정이나 그 유량 계측은 일반적으로 빌드업법[또는 압력 상승률(ROR)법]에 의해 적당한 시간 간격으로 행해지고 있고, 유량 제어기의 설정 유량과 빌드업법 등에 의해 계측한 현실의 제어 유량을 대비하여 유량 제어기의 유량 교정을 행하거나, 빌드업법 등에 의한 계측값으로부터 유량을 구하는 유량 계측이 행해지고 있다.
도 12 및 도 13은 종전의 가스 공급 장치용 유량 제어기의 교정 방법의 예를 나타내는 것이다. 즉, 도 12의 교정 방법에 있어서는 우선 일정한 내용적의 빌드업 탱크(BT)와 입구 개폐 밸브(V1)와 출구 개폐 밸브(V2)와 압력 검출기(Pd) 및 가스 온도 검출기(Td)로 이루어지는 유량 교정 유닛(U)을 가스 공급로(L)에 분기 형상으로 연결한다. 이어서, 예를 들면 가스 공급 장치(GF)의 유량 제어기(MFC1)를 교정할 경우에는 우선 개폐 밸브(V02, V0n, V0)를 폐쇄하고 개폐 밸브(V01, V1 및 V2)를 개방하여 탱크(BT) 내로 가스를 유통시키고, 개폐 밸브(V1 및 V2)가 개방시 또는 개폐 밸브(V2)를 폐쇄 후의 시각(t1)에 있어서의 압력 검출값(P1), 온도 검출값(T1)을 계측한다. 이어서, 개폐 밸브(V2)를 폐쇄하고 그 Δt초 후 또는 상기 시각(t1)으로부터 Δt초 후의 압력 검출값(P2), 온도 검출값(T2)을 계측한다.
그리고, 상기 각 계측값으로부터 압력 상승률(ΔP/Δt)을 구하고, 유량(Q)을 Q=(ΔP/Δt)×(V/RT)로서 산출함과 아울러 상기 산출값을 기준으로 해서 유량 제어기(MFC1)의 유량 제어값의 적부를 판단한다. 또한, 상기 유량 계산식은 가스를 이상 기체로 가정하여 탱크(BT) 내로의 빌드업 유량을 연산하는 것이며, V는 빌드업 탱크(BT)의 내용적, R은 가스 상수, T는 탱크(BT) 내의 가스 온도이다.
한편, 도 13의 교정 방법에 있어서는 빌드업 탱크를 생략한 유량 교정 유닛(U')을 가스 공급 라인(L)에 분기 형상으로 연결한다. 그리고, 예를 들면 가스 공급 장치(GF)의 유량 제어기(MFC1)를 교정할 경우에는 우선 개폐 밸브(V0, V00, V02, V0n)를 폐쇄하고 개폐 밸브(V01, V1, V2)를 개방하여 유량 교정 유닛(U')에 유량 제어기(MFC1)로부터 설정 유량의 가스를 흘리고, 이어서 개폐 밸브(V2)를 폐쇄한다. 개폐 밸브(V2)의 폐쇄 후, 압력 검출기(Pd)의 압력 검출값이 P1이 되었을 때에 제 1 계측을 행하여 압력(P1), 온도(T1)를 측정한다. 그 후에 압력 검출기(P)의 압력 검출값이 P2가 되었을 때(또는 설정 시간 t초가 경과했을 때)에 제 2 계측을 행하여 압력(P2), 온도(T2)를 측정한다.
또한, 미리 유량 교정 유닛(U')의 상류측의 개폐 밸브(V00), 개폐 밸브(V01), 개폐 밸브(V02), 개폐 밸브(V0n)로부터 개폐 밸브(V1)까지의 가스 공급 라인(L, LS) 부분의 관로 내용적(Ve)과, 유량 교정 유닛(U')의 개폐 밸브(V1)와 개폐 밸브(V2) 사이의 유로 내용적(Vt)의 합(V)을 상기 도 12의 경우와 동일한 측정 방법에 의해 구한 압력 상승률(ΔP/Δt)과, 그때의 유량 제어기(MFC1)의 유량값(Q) 및 유량식 Q=(ΔP/Δt)×(V/RT)로부터 연산하여 상기 관로 전체 내용적(V)을 구해 둔다.
그리고, 상기 각 측정치로부터 유량 제어기(MFC1)로부터의 온도 0℃, 1atm에 있어서의 가스의 절대 유량(Q0)을 가스의 유입 질량(dG)과 경과(유입) 시간(dt)의 관계에서 구한다. 즉, 유입 질량(dG)은 dG=r0·Q0·dt[단, dt는 경과(유입) 시간, r0는 비중량임]로 나타낼 수 있다. 또한, 제 1 계측시 및 제 2 계측시의 압력(P), 온도(T)로부터 이상 기체에 대해서는 PV=nRT의 관계가 성립하기 때문에 몰수(n) 대신에 질량(G)을 이용하면 PV=GRT의 관계가 성립한다.
따라서, 지금 제 1 계측시에 계측한 가스 압력(P1), 가스 온도(T1), 가스 질량(G1)과 제 2 계측시의 가스 압력(P2), 가스 온도(T2), 가스 질량(G2)으로 하면 질량(G)의 차분[유입 질량(dG)]은 dG=G2-G1=P1/T1·V/R-P2/T2·V/R=(P1/T1-P2/T2)·V/R····(1)식이 되고, 상기 dG=r0·Q0·dt의 식으로부터 가스의 절대 유량(Q0)은 Q0=(P1/T1-P2/T2)·V/R·1/r0로서 산출할 수 있고, 상기 산출값(Q0)을 기준으로 해서 유량 제어기(MFC1)의 유량 제어성의 적부를 판정한다.
또한, 도 13의 방법은 (1) 가스 종류에 따라서는 이상 기체 방정식의 적용이 곤란해지기 때문에 압축 인자가 되는 계수를 상기 (1)식에 적용하여 산정한 기준 유량의 오차를 적게 하는 것, 및 (2) 제 1 계측 후 제 2 계측을 개시하는 타이밍을 제어 유량이 1000～2000SCCM의 범위에서는 압력 상승값을 기준으로 하고, 또한 제어 유량이 2～1000SCCM의 범위에서는 경과 시간을 기준으로 하여 결정하도록 한 것을 발명의 주된 내용으로 하는 것이다.
또한, 도 13의 방법은 유입 질량(dG)으로부터 유량(Q)을 구한다고 하는 점에서는 본원 발명과 공통의 기술 사상을 갖는 것이지만, 도 13의 방법과 본원 발명은 제 2 계측을 개시하는 시각(타이밍)의 결정 요인을 달리하는 것이다. 즉, 본원 발명에서는 가스의 빌드업 후에 빌드업 탱크(BT) 내의 가스 온도(T2)가 빌드업 전의 가스 온도(T1) 근방의 일정값이 되는 것을 기다려서 제 2 계측을 행한다고 하는 점에서 도 12의 방법과는 기본적으로 기술적 사상을 달리하는 것이다.
상기 도 12에 나타낸 빌드업 탱크(BT)를 사용하는 방법은 온도 검출기(Td)인 열전대의 세선화에 의해 그 열용량을 작게 함으로써 종전과 비교하여 탱크(BT) 내의 가스 온도를 정밀도 좋게 검출할 수 있도록 되어 있다. 그러나, (1) 탱크(BT) 내의 가스 온도의 계측값이 빌드업 탱크(BT)로의 온도 검출기(Td)의 부착 위치에 따라 크게 변동하는 것, (2) 탱크 내 가스 압력의 상승 중에 있어서의 가스 온도(T)가 현실에는 크게 변동하여 일정 온도(T)로는 되지 않은 것, (3) 외기의 온도 변화가 클 경우에는 압력 검출 중의 가스 온도가 변화하여 온도 검출값(T)의 변동이 커지는 점에 문제가 있고, 가스가 이상 기체에 가까운 것이라도 유량(Q)의 산출값의 신뢰성이 낮다고 하는 문제가 있다.
또한, 도 13의 방법에 있어서는 유량 교정 유닛(U')에 내용적이 판명된 빌드업 탱크(BT)를 설치하지 않고, 유량 제어기(MFC1)의 출구와 유량 교정 유닛(U')의 하류측 개폐 밸브(V2) 사이의 배관로 내용적(V)을 빌드업 탱크의 내용적에 상당하는 것으로 하여 유량의 연산을 행하도록 하고 있다. 그 때문에, 유량 교정시에는 우선 최초로 상기 유로 내용적(V)을 산출해야 하고, 유량 제어기(MFC)의 유량 교정에 수고가 들뿐만 아니라 제어 유량의 연산값에 온도(T)와 압력(P)과 시간(t)에 의한 측정 오차와 유로 내용적(V)에 의한 측정 오차가 상승(相乘)되게 되어 제어 유량의 연산 정밀도가 대폭 저하된다고 하는 문제가 있다.
일본 특허 공개 2006-337346호 공보 국제 공개 WO 2007/102319호 공보
본원 발명은 종전의 빌드업 또는 ROR법에 의한 유량 제어기의 교정 방법이나 유량 계측 방법에 있어서의 상술한 바와 같은 문제, 즉 (1) 내용적이 미리 판명되어 있는 빌드업 탱크를 사용하여 압력 상승률(ΔP/Δt) 및 시간(Δt)에 의거하여 제어 유량을 교정하는 방법에 있어서는 압력 상승 중의 가스 온도의 변동에 기인하는 유량의 연산 오차를 피할 수 없는 것, 또한 (2) 총 내용적이 V인 유로 내로 정상 유량의 가스를 공급하고, 일정한 시간 간격(Δt) 동안에 상기 유로(V) 내로 유입된 가스 질량의 차분(ΔG)을 구하여 유량(Q)을 연산하는 방법에 있어서는 우선 유로 내용적(V)을 어떠한 방법에 의해 구해 놓을 필요가 있어, 내용적이 기지의 빌드업용 탱크(BT)를 사용할 경우와 비교해서 유로 내용적(V)의 산출에 수고가 지나치게 든다고 하는 문제가 있다.
본원 발명자들은 상기 종전의 빌드업(또는 ROR)법에 의한 유량 제어기의 유량 교정 방법으로부터 (1) 관로 내용적(V)의 연산에 의한 수고나 내용적(V)의 연산 오차에 의거하는 유량 연산값의 오차를 적게 하기 위해서는 내용량(V)이 기지의 적당 용량의 빌드업 탱크 사용이 불가피한 것, 및 (2) 빌드업 탱크의 입구측 개폐 밸브를 빌드업에 의한 압력 상승 후에 급폐쇄함으로써 탱크(BT) 내의 가스 온도가 급격하게 실온에 가까운 일정 온도로 되돌아오는 것을 지득했다.
또한, 본원 발명자들은 상기 지득에 의거하여 빌드업 전후의 가스 압력 및 가스 온도로부터 빌드업 탱크(BT)로의 가스의 유입 몰수[유입 질량(G)]를 연산함과 아울러 고속 개폐가 가능한 개폐 밸브(예를 들면 전자밸브)를 사용하여 빌드업 시간 및 빌드업 완료 후에 빌드업 탱크(BT)의 입구측 개폐 밸브를 폐쇄하는 시간을 정확하게 제어하고, 빌드업 후의 탱크 내 가스 온도가 빌드업 전의 탱크 내 가스 온도에 근접한 시점에서 제 2 계측을 행함으로써 유량 제어기의 보다 고정밀도의 유량 교정이 가능해지는 것을 착상하고, 상기 착상에 의거하여 수많은 유량 교정 시험을 실시했다.
본원 교정 방법의 발명은 상기 유량 교정 시험의 테스트 결과를 기초로 해서 창안된 것이며, 청구항 1의 발명은 복수 종류의 가스를 각 유량 제어기를 통과시켜서 스위칭 가능하게 가스 사용 개소로 공급하는 가스 공급 장치에 있어서, 상기 가스 공급 장치의 가스 공급로(L)에 내용적(V)의 빌드업 탱크(BT)와 탱크(BT)의 입구측 개폐 밸브(V1) 및 출구측 개폐 밸브(V2)와 탱크(BT) 내 가스의 가스 압력 검출기(Pd) 및 가스 온도 검출기(Td)로 이루어지는 유량 제어기 교정 유닛(5)을 분기 형상으로 연결함과 아울러 상기 유량 제어기 교정 유닛(5)의 출구측 개폐 밸브(V2)를 진공 배기 장치에 접속하고, 우선 상기 유량 제어 장치의 각 유량 제어기의 출구측 개폐 밸브(V01～V0n) 및 가스 사용 개소의 입구 개폐 밸브(V0)를 폐쇄함과 아울러 상기 교정 유닛(5)의 출구측 개폐 밸브(V2) 및 입구측 개폐 밸브(V1)를 개방하고, 이어서 피교정 유량 제어기의 출구측 개폐 밸브만을 개방하여 설정 유량의 가스를 상기 교정 유닛(5)으로 유입시켜서 상기 탱크 내의 가스 압력 및 가스 온도가 안정된 시각에 제 1회의 탱크 내의 가스 온도(T0) 및 가스 압력(P0)을 계측하고, 그리고 시각(t0)에 있어서 상기 교정 유닛(5)의 출구측 개폐 밸브(V2)를 폐쇄하여 탱크(BT) 내로의 가스의 빌드업을 행하고, 그 후에 시각(t1)에 있어서 입구측 개폐 밸브(V1)를 폐쇄함과 아울러 상기 입구측 개폐 밸브(V1) 폐쇄 후의 시각(t2)에 있어서 제 2회의 가스 온도(T2) 및 가스 압력(P2)을 계측하고, 상기 각 계측값으로부터 가스 유량(Q)을 Q=(22.4V/R·Δt)×(P2/T2-P0/T0)[단, V는 탱크(BT)의 내용적, R은 가스 정수, Δt는 빌드업 시간(t1-t0)임]로 해서 연산하고, 상기 설정 가스 유량과 연산 가스 유량(Q)의 대비에 의해 피교정 유량 제어기의 유량 교정을 행하는 것을 발명의 기본 구성으로 하는 것이다.
본원 유량 계측 방법의 발명은 유체 공급원으로부터 흐르는 유체를 제어하는 유량 제어기의 유량을 계측하는 방법에 있어서, 상기 유량 제어기의 하류에 있는 내용적(V)의 빌드업 탱크(BT)와, 탱크(BT)의 입구측 및 출구측에 배치되는 입구측 개폐 밸브(V1) 및 출구측 개폐 밸브(V2)와, 탱크(BT) 내에 배치되는 가스 압력 검출기(Pd) 및 온도 검출기(Td)로 이루어지고, 상기 유량 제어기로부터 유체를 흘린 상태에서 입구측 개폐 밸브(V1) 및 출구측 개폐 밸브(V2)를 개방하여 가스를 탱크(BT) 내에 유입시키는 스텝, 가스 압력 및 가스 온도가 안정되었을 때의 가스 압력(P0) 및 가스 온도(T0)를 측정하는 스텝, 시각(t0)에 있어서 출구측 개폐 밸브(V2)만을 폐쇄하여 탱크(BT) 내에 가스를 충전하는 스텝, 시각(t1)에 입구측 개폐 밸브(V1)를 폐쇄하는 스텝, 그 후 시각(t2)까지 상기 입구측 개폐 밸브(V1) 및 출구측 개폐 밸브(V2)의 폐쇄를 유지하는 스텝, 상기 입구측 개폐 밸브(V1) 및 출구측 개폐 밸브(V2)의 폐쇄 중에 다시 가스 온도(T2) 및 가스 압력(P2)을 계측하는 스텝, 각 계측 결과로부터 가스 유량(Q)을 Q=(22.4V/R·Δt)×(P2/T2-P0/T0)[단, V는 탱크(BT)의 내용적, R은 가스 정수, Δt는 빌드업 시간(t1-t0)임]로 해서 연산하는 스텝을 구비하는 것을 발명의 기본 구성으로 하는 것이다.
(발명의 효과)
본 발명에 있어서는 유량 제어기 교정 유닛에 의한 제 2회 계측을 빌드업 완료 후[즉, 입구측 개폐 밸브(V1)의 폐쇄점(t1)]에 행하지 않고, 입구측 개폐 밸브(V1)의 폐쇄점(t1)으로부터 일정 시간 후의 시각(t2)에 있어서 행하도록 하고 있다. 그 결과, 제 2회 계측의 시각(t2)에 있어서는 빌드업 탱크(BT) 내의 가스 온도(T2)는 빌드업 전의 탱크 내의 가스 온도(T0)(즉, 실내 온도)에 매우 가까운 온도까지 저하되어 있고, 제 1회 계측과 제 2회 계측시의 가스 온도(T0, T2) 사이에 큰 차가 없어지고, 압력 상승 중의 온도(T)가 일정하다고 가정하여 연산을 하는 종전의 빌드업법의 경우와 비교해서 보다 고정밀도의 유량 교정을 행할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 미리 내용적이 판명되어 있는 빌드업 탱크(BT)를 사용하기 때문에 종전의 제 1회 및 제 2회 측정의 데이터로부터 연산 유량을 구하는 방법의 경우와 같이 가스 공급로의 내용적을 미리 또는 동시에 측정해 둘 필요가 없다. 그 결과, 유량 교정을 매우 간단하게 행할 수 있고 또한 가스 공급로의 내용적이 가스 공급 장치의 구성의 변경에 의해 변화해도 하등 영향을 받지 않고 신속하게 유량 제어기의 유량 교정을 행할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 유량 제어기의 교정 방법의 실시의 설명도이다.
도 2는 빌드업 탱크 내의 가스 온도나 가스 압력 등의 변화 상황을 나타내는 곡선이다.
도 3은 도 2의 결과를 모식적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 내용적 1.0996l의 빌드업 탱크(BT)를 사용한 유량 제어기의 설정 유량과 오차(%R.D)의 관계를 나타내는 선도이며, 본원 방법 발명에 의한 경우와 교정이 끝난 표준 유량계를 사용했을 경우의 설정 유량과 오차(%R.D)의 관계를 나타내는 선도이다.
도 5는 본 발명의 내용적 120.36cc의 빌드업 탱크를 사용한 제 2 실시형태에 있어서의 유량 제어기의 설정 유량과 오차(%R.D)의 관계를 나타내는 선도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 설정 유량과 빌드업 탱크 내압의 관계를 나타내는 선도이다.
도 7은 도 6의 A부의 확대도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 본 발명에 의한 경우의 유량 오차(%R.D)와 교정이 끝난 유량 제어기를 기준 유량계로 했을 경우의 유량 오차(%R.D)의 대비를 나타내는 선도이다.
도 9는 표 4에 있어서의 설정 유량과, 본 방법 발명에 의한 경우와 교정이 끝난 유량 제어기를 기준 유량계로 했을 경우의 유량 측정 오차(%R.D)의 차의 관계를 나타내는 선도이다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 반복 계측 시험(5분 간격으로 30회 반복)의 결과를 나타내는 선도이다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시형태의 설명도이다.
도 12는 종전의 빌드업법에 의한 유량 교정 방법의 설명도이다.
도 13은 종전의 다른 빌드업법에 의한 유량 교정 방법의 설명도이다.
도 1은 본 발명에 의한 가스 공급 장치용 유량 제어기의 교정 방법의 제 1 실시형태의 설명도이며, 가스 공급 장치(GF)에 설치한 유량 제어기(MFC)의 유량 교정을 행할 경우를 나타내고 있다.
도 1에 있어서 GF는 가스 공급 장치, MFC1～MFCn은 유량 제어기, G0～Gn은 공급 가스, L～Ln, Ls는 가스 공급로, V00～V0n은 개폐 밸브, V0은 개폐 밸브, V1 및 V2는 개폐 밸브, CH는 프로세스 챔버, VP는 진공 펌프, Td는 온도 검출기, Pd는 압력 검출기, BT는 빌드업 탱크, 1은 압력 조정기, 2는 압력계, 3·4는 밸브, 5는 유량 제어기 교정 유닛, CP는 연산 제어부이며, 가스 공급 장치(GF)로부터 가스 공급 유로(L), 밸브(V0)를 통과해서 프로세스 챔버(CH)로 소정의 가스가 스위칭 공급되고 있다.
유량 제어기 교정 유닛(5)은 빌드업 탱크(BT)와 입구측 개폐 밸브(V1), 출구측 개폐 밸브(V2), 탱크(BT)에 설치한 압력 검출기(Pd) 및 온도 검출기(Td) 등으로 형성되어 있고, 가스 유로(Ls)를 통해서 가스 공급 유로(L)에 분기 형상으로 접속되어 있다.
또한, 유량 제어기 교정 유닛(5)의 압력 검출기(Pd) 및 온도 검출기(Td)의 각 검출 출력, 개폐 밸브(V1) 및 개폐 밸브(V2)의 제어 신호 등은 연산 제어부(CP)로 입출력되고 있고, 후술하는 바와 같이 가스 유량값의 연산이나 유량 교정, 유량 제어 정밀도의 연산 및 표시 등이 행해진다.
우선, 본원 발명자는 도 1의 유량 제어기 교정 유닛(5)을 사용하여 빌드업에 의해 가스 압력을 상승시킨 탱크(BT) 내의 가스 온도가 빌드업 후에 입구측 개폐 밸브(V1)를 폐쇄함으로써 어떻게 변화될지를 조사했다.
즉, 도 1의 실시형태에 있어서 유량 제어기(MFC1) 대신에 표준 유량 조정기를 부착하고, 우선 개폐 밸브(V00, V02, V0n, V0)를 폐쇄하고 개폐 밸브(V1, V2)를 개방하여 N2 가스를 500sccm의 유량으로 일정 시간 유통시켜서 N2 가스의 유량, 압력, 온도의 안정을 확인한 뒤 출구측 개폐 밸브(V2)를 폐쇄하여 10초간의 빌드업을 행하고, 또한 그 직후에 입구측 개폐 밸브(V1)를 폐쇄하여 빌드업(BT) 내의 가스 온도의 변화 상태를 관찰했다.
또한, 유량 제어기에는 후지킨제의 용량 100sccm 및 1SLM의 것을 사용하고 있고, 빌드업(BT)의 내용적(V)은 1.0996L(기지)로 설정되어 있다. 또한, 가스 유량(N2)은 500sccm, 빌드업 시간은 10sec으로 설정하고 있다. 또한, 외기 온도(실내 온도)는 21.7℃였다.
도 2는 상기 빌드업 테스트에 있어서의 빌드업 탱크(BT) 내의 가스 온도나 가스 압력 등의 변화 상태를 나타내는 것이며, 곡선 A1은 유량 제어기의 유량 출력, A2는 탱크(BT) 내의 압력 검출값, A3은 탱크(BT) 내의 가스 온도 검출값, A4는 외기 온도(실내 온도), A5는 출구측 개폐 밸브(V2)의 제어 신호, A6은 입구측 개폐 밸브(V1)의 제어 신호를 나타내는 것이다.
또한, 압력 검출기(Pd)에는 MKS제의 (바라트론)커패시턴스 마노미터 TYPE627D(F.S.1000Torr)를, 또한 온도 검출기(Td)에는 2.5㎜ 지름의 열전대(와이어 타입)를, 측정 기기에는 키엔스제의 데이터로거 NR500을 사용하고 있다.
즉, 도 2에 있어서 t0점에 있어서 출구측 개폐 밸브(V2)를 폐쇄하여 빌드업을 시작하면 t1점에 있어서 탱크 내의 가스 압력은 30.6Torr로부터 94.1Torr까지 상승하고, 또한 t1점에 있어서 입구측 개폐 밸브(V1)를 급폐쇄함으로써 탱크 내 가스 온도는 급격하게 21.9℃(실내 온도 약 22℃)까지 저하되는 것을 알 수 있다.
상기 시험 결과로부터도 분명하게 나타내는 바와 같이 빌드업 후에 입구측 개폐 밸브(V1)를 급폐쇄함으로써 탱크 내 가스 온도가 실온까지 급저하되는 것을 확인할 수 있었으므로 탱크(BT)의 출구측 개폐 밸브(V2)의 폐쇄(빌드업 개시)시[시각(t0)·제 1회 계측]와, 빌드업 완료[입구측 개폐 밸브(V1) 폐쇄]로부터 일정 시간(약 1～300초, 가스의 종류, 탱크 용량, 가스 유량 등에 따라 다름) 경과한 후의 시각(t2)에 있어서 제 2회 계측을 행하여 가스 유입 질량을 연산함으로써 빌드업 중의 가스 온도 변화의 영향을 배제한 보다 정확한 가스 유량 연산이 가능해진다. 왜냐하면, 시각(t0)과 시각(t2)에 있어서의 탱크(BT) 내의 가스 온도가 거의 실내 온도에 가까운 일정값이 되어 빌드업 전후에 있어서의 가스 온도 변화에 의한 연산 오차가 생기지 않기 때문이다.
도 3은 상기 도 2의 시험 결과를 모식적으로 나타낸 것이며, 시각(t0)에서 출구측 개폐 밸브(V2)를 폐쇄 및 제 1회 검출, 시각(t1)에서 입구측 개폐 밸브(V1)를 폐쇄, 시각(t2)에서 제 2회 검출, 시각(t3)에서 출구측 개폐 밸브(V2)를 개방한다. 빌드업 중에 유입된 가스의 몰수(Δn)
Figure pct00001
을 표준 상태(0℃, 1atm)에 있어서의 가스 체적(VG)으로 환산하면
Figure pct00002
이 되고, 탱크(BT) 내로의 가스 유량(Q)은
Figure pct00003
로서 연산할 수 있다. 단, Δt는 빌드업 시간이며 Δt=t1-t0이다.
[제 1 실시형태]
도 1 및 도 2를 참조하여 가스 공급 장치(GF)의 유량 제어기의 유량 교정시에는 우선 유량 제어기 교정 유닛(5)을 가스 공급로(L)에 분기 형상으로 접속한다. 이어서, 유량 제어기(MFC1)를 교정하는 경우에는 개폐 밸브(V00, V02, V0n, V0)를 폐쇄하고, 개폐 밸브(V01, V1, V2)를 개방하여 유량 제어기(MFC1)로부터 설정 유량(Qs)의 가스류를 교정 유닛(5)으로 공급하고, 진공 펌프(VP)에 의해 배기한다.
이어서, 교정 유닛(5)의 빌드업 탱크(BT) 내의 가스 온도(T0) 및 가스 압력(P0)이 안정되면 시각(t0)에 있어서 출구측 개폐 밸브(V2)를 폐쇄하여 가스의 빌드업을 개시함과 아울러 탱크 내의 가스 온도(T0) 및 가스 압력(P0)을 검출하고, 이것을 연산 제어부(CP)에 입력한다.
탱크(BT) 내로의 가스의 빌드업이 진행되어 가스 압력이 설정값(P1)[또는 설정 시간(t1)]에 도달하면 입구측 개폐 밸브(V1)를 급폐쇄한다.
또한, 입구측 개폐 밸브(V1)의 급폐쇄[시각(t1)]로부터 미리 정한 설정 시간(약 1～300초간, 가스의 종류, 탱크 용량, 가스 유량 등에 따라 다름)이 경과해서 시각(t2)에 도달하면 탱크(BT) 내의 압력(P2) 및 온도(T2)를 검출하고, 그 검출값을 연산 제어부(CP)에 입력한다.
또한, 시각(t2)에 있어서의 제 2회째의 압력 및 온도의 검출이 끝나면 이것과 동시 또는 시각(t3)에 있어서 출구측 개폐 밸브(V2)를 개방하여 탱크(BT) 내의 가스를 배출한다.
한편, 연산 제어부(CP)에서는 상기 검출값(P0, T0, P2, T2) 및 빌드업 시간 Δt(Δt=t1-t0)을 이용해서 유량(Q)이 연산되고, 상기 유량 조정기(MFC1)의 설정 유량(Qs)과 연산 유량(Q)이 대비되어 소정의 기준에 의거하여 유량 조정기(MFC1)의 유량 제어 성능의 적부의 판정이나 교정이 행해진다.
상기와 같은 교정 조작을 각 유량 제어기(MFC1～MFCn)에 대하여 행함으로써 가스 공급 장치(GF)의 유량 조정기의 교정이 행해진다.
표 1은 피시험 유량 제어기를 교정이 끝난 유량 제어기로 했을 경우의 시험 결과를 나타내는 것이며, 빌드업 전[제 1회 계측시·시각(t0)], 빌드업 직후[시각(t1)] 및 제 2회 계측시[시각(t2)]에 있어서의 온도·압력의 측정치와, Δt 시간 내의 가스 유입 유량(Q) 및 유량 오차(%R.D)의 연산값을 나타내는 것이다.
Figure pct00004
도 4는 상기 표 1에 나타낸 본 발명의 빌드업법에 의해 구한 유량 제어기의 유량 오차(%R.D)(●표시)와 후술하는 교정이 끝난 유량 제어기 등에 의해 조정된 피교정 유량 제어기(이하, T1000 유량 제어기라고 함)를 기준 유량계로 하여 구한 유량 제어기의 유량 오차(%R.D)(■표시)를 대비한 것이며, 피측정 유량 제어기의 설정 유량의 대소에 관계없이 본 발명에 의한 빌드업법에 의한 유량 교정쪽이 T1000 유량 제어기를 기준 유량계로 했을 경우보다 유량 오차(%R.D)가 작은 것을 알 수 있다.
표 2는 피측정 유량 제어기를 본 발명에 의한 빌드업법에 의해 교정했을 경우의 유량 오차(%R.D)와 교정이 끝난 유량 제어기를 기준 유량계로 하여 교정했을 경우의 유량 오차(%R.D)의 차를 나타내는 것이다.
Figure pct00005
도 5는 상기 표 2의 오차의 차를 그래프화한 것이며, 본 발명의 교정 방법은 설정 유량이 100sccm 이하의 작은 영역에 있어서도 고정밀도의 유량 교정이 가능한 것을 알 수 있다.
표 3은 본 발명의 제 2 실시형태의 시험 결과를 나타내는 것이며, 빌드업 탱크(BT)로서 내경 20㎜φ의 챔버(내용적 170.36cc)를 사용하고, 또한 온도 검출기(Td)를 0.25㎛의 열전대, 압력 검출기(Pd)를 100Torr의 커패시턴스, 입구측 개폐 밸브(V1) 및 출구측 개폐 밸브(V2)를 CV값이 0.1인 고속 개폐 밸브로 했을 경우의 측정 및 연산값이다.
Figure pct00006
[제 2 실시형태]
제 2 실시형태에 있어서는 빌드업 탱크(BT)의 내용량이 120.36cc로 작기 때문에, 우선 공급 유량과 탱크 내압의 관계를 조사했다.
도 6은 그 조사 결과를 나타내는 것이며, 또한 도 7은 도 6의 A부의 확대도이다.
도 6 및 도 7로부터도 분명하게 나타내는 바와 같이, 빌드업 탱크(BT)의 내용적이 120.36cc 정도일 경우에는 가스 공급 유량이 1.6SLM이고 내압이 100Torr 정도로 상승한다[개폐 밸브(V1, V2)는 CV값 0.1의 개폐 밸브). 또한, T1000은 상기 교정이 끝난 유량 제어 기기 등에 의해 조정된 피교정 유량 제어기이다.
한편, 교정의 대상이 되는 유량 제어기에는 열식 유량 제어기나 압력식 유량 제어기가 있고, 또한 압력식 유량 제어기의 경우에는 출력측(2차측)의 압력값은 100Torr 이하로 할 필요가 있다. 그 때문에, 빌드업 탱크 용적이 100～150cc의 경우에는 교정 유량은 1000sccm 이하의 유량으로 할 필요가 있고, 이것들로부터 상기 표 3의 테스트에 있어서도 피측정 유량 제어기의 설정 유량을 100sccm～10sccm으로 하고 있다.
도 8은 상기 표 3에 나타낸 본 발명의 빌드업법에 의해 교정한 유량 오차(%R.D)와, 교정이 끝난 유량 제어기를 표준 유량계로 하여 교정한 유량 오차(%R.D)를 대비한 것이며, 양자는 대략 같은 유량 오차(%R.D)의 범위에 있는 것이 판명되었다.
표 4는 피교정 유량 제어기를 본 발명에 의해 교정했을 경우의 유량 오차(%R.D)와, 교정이 끝난 유량 제어기를 기준기로 하여 측정한 유량 오차(%R.D)의 차를 나타내는 것이다.
Figure pct00007
또한, 도 9는 상기 표 4에 있어서의 피교정 유량 제어기의 설정 유량과 양자의 유량 오차(%R.D)의 차의 관계를 나타내는 것이며, 설정 유량에 의해 유량 오차(%R.D)의 차가 크게 변화될 일은 없는 것을 알 수 있다.
표 5는 피교정 유량 제어기의 설정 유량(10sccm 및 100sccm 근방)과 빌드업 시간(Δt)과 연산 유량 및 유량 오차(%R.D)의 관련을 나타내는 것이며, 빌드업 시간(Δt)이 길수록 오차(%R.D)가 작아지는 것을 알 수 있다.
Figure pct00008
표 6은 피교정 유량 제어기를 교정이 끝난 유량 제어 기기에 의해 조정된 T1000으로 하고, N2 가스 100sccm을 용적 120.36cc의 빌드업 탱크로 공급하고, 빌드업 시간 Δt=t1-t2를 7.5sec으로 해서 5분 간격으로 30회 반복하여 교정 측정을 행했을 경우의 결과를 나타내는 것이다. 또한, 도 10은 표 8의 데이터를 선도화한 것으로서 ●는 유량 오차(%R.D), □는 탱크 내 가스 압력 Torr, △는 탱크 내 가스 온도 ℃로 나타내는 것이다.
Figure pct00009
도 10으로부터도 분명하게 나타내는 바와 같이, 교정 시험에서의 유량 오차 %R.D는 대략 일정값인 것을 알 수 있다.
Figure pct00010
표 7은 빌드업 탱크(BT)의 용적과 가스 베이스 압력(P0)으로부터 탱크 내압 100Torr에 도달할 때까지의 실시간의 관계를 실측한 것이며, 설정 유량 10～100sccm 및 내용적 10～200cc 정도의 범위가 빌드업 시간의 점에서 적용 가능한 범위인 것을 알 수 있다.
마찬가지로, 표 8은 빌드업 탱크(BT)의 내용적 cc와 가스의 설정 유량과 가스의 베이스 압력(P0)과 탱크(BT) 내의 가스 압력 상승률(Torr/sec)의 관계를 실측한 것이며, 일반적인 반도체 제조 장치용의 가스 공급 장치(가스 BOX)에 있어서는 피교정 유량 제어기의 실설정 유량이나 빌드업 시간(Δt), 설정 개소 등의 점에서 빌드업 탱크(BT)의 내용적은 50～200cc 정도가 최적인 것이 판명되었다.
Figure pct00011
[제 3 실시형태]
도 11은 본 발명의 제 3 실시형태에서 사용하는 유량 제어기 교정 유닛의 계통도이며, T1000은 교정이 끝난 유량 제어 기기 등에 의해 조정된 피교정 유량 제어기, ST는 버리기 챔버, V1은 빌드업 탱크(BT)의 입구측 개폐 밸브, V1S는 버리기 챔버의 입구측 개폐 밸브, V2S는 버리기 챔버의 출구측 개폐 밸브이다. 또한, 입구측 개폐 밸브(V1 및 V1S)를 2련 3방 밸브(V3)로 치환하여 사용해도 좋은 것은 물론이다.
유량 제어기의 유량 교정이나 유량 계측시에는 진공 상태로부터 유량, 압력, 온도가 안정될 때까지 일정 시간 가스를 계속해서 흘려보낼 필요가 있지만, 이 가스가 안정될 때까지 긴 시간이 걸리고 또한 가스 유량이 많을 경우, 예를 들면 유량이 수 LSM～수십 LSM의 가스를 흘리는 경우에는 가스의 소모 비용이나 배기 가스의 처리 설비 등의 점에서 문제가 발생한다.
그 때문에, 유량 제어기 교정 유닛을 도 11과 같이 버리기 챔버(ST)를 구비한 유닛으로 하여 하기와 같은 조작에 의해 유량 교정이나 유량 계측을 행한다.
우선, 빌드업 챔버(BT)의 출구측 개폐 밸브(V2) 및 버리기 챔버(ST)의 출구측 개폐 밸브(V2S)를 개방하여 양 챔버(BT, ST) 내를 진공 처리한다. 이때, 상류측의 입구측 개폐 밸브(V1) 및 입구측 개폐 밸브(V1S)는 물론 폐쇄한다. 또한, 본 실시형태에서는 빌드업 챔버(BT)의 내용량을 10L로, 버리기 챔버(ST)의 내용량을 80L로 각각 선택하고 있다.
이어서, 양 출구측 개폐 밸브(V2, V2S)를 폐쇄하고, 빌드업 챔버(BT)의 입구측 개폐 밸브(V1)를 폐쇄하고, 버리기 챔버(ST)의 입구측 개폐 밸브(V1S)를 개방하여 유량 제어기(T1000)를 통과해서 가스를 버리기 챔버(ST) 내로 공급한다. 이 유량 제어기(T1000)를 통과해서 공급 중인 가스 공급의 상태가 안정되면 버리기 챔버(ST)의 입구측 개폐 밸브(V1S)를 폐쇄하고, 빌드업 챔버(BT)의 입구측 개폐 밸브(V1)를 개방하여 상기 실시형태에서 기재한 바와 같은 제 1회째의 측정을 개시한다. 또한, 필요한 제 1회째의 측정을 행하고 있는 동안에 버리기 챔버(ST)의 출구측 개폐 밸브(V2S)를 개방하여 버리기 챔버(ST) 내의 가스를 서서히 배기한다.
그 후에 빌드업 챔버(BT)의 입구측 개폐 밸브(V1)를 폐쇄하고, 온도가 안정되도록 유지한 뒤 상기 실시형태에서 기재한 바와 같은 제 2회째의 필요한 측정을 행한다. 또한, 그 동안에도 버리기 챔버(ST) 내의 가스를 서서히 배기한다.
그 후에 빌드업 챔버(BT)의 출구측 개폐 밸브(V2)를 개방하여 내부의 가스를 서서히 배기함과 아울러 버리기 챔버(ST) 내의 가스압이 어느 정도까지 하강하면 그 후에는 단숨에 배기를 하여 상기 측정 전의 초기 상태로 되돌린다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명은 반도체 제조 장치용 가스 박스뿐만 아니라 모든 가스 공급 장치용 유량 제어기나 가스 공급계 유량 제어기의 교정 시험에 이용할 수 있는 것이다.
GF : 가스 공급 장치 MFC1～MFCn : 유량 제어기
G0～Gn : 공급 가스 종류 L, L1～Ln : 가스 공급로
V00～V0n : 개폐 밸브 CH : 프로세스 챔버
VP : 진공 펌프 Td : 온도 검출기
Pd : 압력 검출기 BT : 빌드업 탱크(빌드업 챔버)
1 : 압력 조정기 2 : 압력계
3, 4 : 개폐 밸브 5 : 유량 제어기 교정 유닛
CP : 연산 제어부
T1000 : 교정이 끝난 유량 제어 기기 등에 의해 조정된 피교정 유량 제어기
ST : 버리기 챔버 V3 : 2련 3방 밸브
V1S : 버리기 챔버의 입구측 개폐 밸브
V2S : 버리기 챔버의 출구측 개폐 밸브

Claims (3)

  1. 복수 종류의 가스를 각 유량 제어기를 통해서 스위칭 가능하게 가스 사용 개소로 공급하는 가스 공급 장치에 있어서, 상기 가스 공급 장치의 가스 공급로(L)에 내용적(V)의 빌드업 탱크(BT)와 탱크(BT)의 입구측 개폐 밸브(V1) 및 출구측 개폐 밸브(V2)와 탱크(BT) 내 가스의 가스 압력 검출기(Pd) 및 가스 온도 검출기(Td)로 이루어지는 유량 제어기 교정 유닛(5)을 분기 형상으로 연결함과 아울러 상기 유량 제어기 교정 유닛(5)의 출구측 개폐 밸브(V2)를 진공 배기 장치에 접속하고, 우선 상기 유량 제어 장치의 각 유량 제어기의 출구측 개폐 밸브(V01～V0n) 및 가스 사용 개소의 입구 개폐 밸브(V0)를 폐쇄함과 아울러 상기 교정 유닛(5)의 출구측 개폐 밸브(V2) 및 입구측 개폐 밸브(V1)를 개방하고, 이어서 피교정 유량 제어기의 출구측 개폐 밸브만을 개방하여 설정 유량의 가스를 상기 교정 유닛(5)으로 유입시켜서 상기 탱크 내의 가스 압력 및 가스 온도가 안정된 시각에 제 1회의 탱크 내의 가스 온도(T0) 및 가스 압력(P0)을 계측하고, 그리고 시각(t0)에 있어서 상기 교정 유닛(5)의 출구측 개폐 밸브(V2)를 폐쇄하여 탱크(BT) 내로의 가스의 빌드업을 행하고, 그 후에 시각(t1)에 있어서 입구측 개폐 밸브(V1)를 폐쇄함과 아울러 상기 입구측 개폐 밸브(V1)의 폐쇄 후의 시각(t2)에 있어서 제 2회의 가스 온도(T2) 및 가스 압력(P2)을 계측하고, 상기 각 계측값으로부터 가스 유량(Q)을 Q=(22.4V/R·Δt)×(P2/T2-P0/T0)[단, V는 탱크(BT)의 내용적, R은 가스 정수, Δt는 빌드업 시간(t1-t0)임]로 해서 연산하고, 상기 설정 가스 유량과 연산 가스 유량(Q)의 대비에 의해 피교정 유량 제어기의 유량 교정을 행하는 것을 특징으로 하는 가스 공급 장치용 유량 제어기의 교정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 공급 장치를 반도체 제조 장치용 가스 박스로 함과 아울러 상기 교정 유닛(5)을 상기 가스 공급 장치의 가스 박스 내에 설치하도록 한 것을 특징으로 하는 가스 공급 장치용 유량 제어기의 교정 방법.
  3. 유체 공급원으로부터 흐르는 유체를 제어하는 유량 제어기의 유량을 계측하는 방법에 있어서: 상기 유량 제어기의 하류에 있는 내용적(V)의 빌드업 탱크(BT)와, 상기 탱크(BT)의 입구측 및 출구측에 배치되는 입구측 개폐 밸브(V1) 및 출구측 개폐 밸브(V2)와, 상기 탱크(BT) 내에 배치되는 가스 압력 검출기(Pd) 및 온도 검출기(Td)로 이루어지고, 상기 유량 제어기로부터 유체를 흘린 상태에서 상기 입구측 개폐 밸브(V1) 및 출구측 개폐 밸브(V2)를 개방하여 가스를 상기 탱크(BT) 내에 유입시키는 스텝, 가스 압력 및 가스 온도가 안정되었을 때의 가스 압력(P0) 및 가스 온도(T0)를 측정하는 스텝, 시각(t0)에 있어서 상기 출구측 개폐 밸브(V2)만을 폐쇄하여 상기 탱크(BT) 내에 가스를 충전하는 스텝, 시각(t1)에 상기 입구측 개폐 밸브(V1)를 폐쇄하는 스텝, 그 후 시각(t2)까지 상기 입구측 개폐 밸브(V1) 및 출구측 개폐 밸브(V2)의 폐쇄를 유지하는 스텝, 상기 입구측 개폐 밸브(V1) 및 출구측 개폐 밸브(V2)의 폐쇄 중에 다시 가스 온도(T2) 및 가스 압력(P2)을 계측하는 스텝, 각 계측 결과로부터 가스 유량(Q)을 Q=(22.4V/R·Δt)×(P2/T2-P0/T0)[단, V는 탱크(BT)의 내용적, R은 가스 정수, Δt는 빌드업 시각(t1-t0)임]로 해서 연산하는 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 유량 계측 방법.
KR1020127030272A 2010-07-30 2011-06-28 가스 공급 장치용 유량 제어기의 교정 방법 및 유량 계측 방법 KR101492460B1 (ko)

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Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9334069B1 (en) * 2012-10-23 2016-05-10 The Boeing Company Propellant gauging at microgravity within the pressure—temperature—density inflection zone of xenon
US10810634B2 (en) * 2013-02-08 2020-10-20 The Nielsen Company (Us), Llc Methods and apparatus for efficient execution of modules
EP2848901B1 (en) 2013-09-13 2021-08-18 Air Products And Chemicals, Inc. Method of, and apparatus for, monitoring the available resources of a gas cylinder
JP5797246B2 (ja) * 2013-10-28 2015-10-21 株式会社フジキン 流量計及びそれを備えた流量制御装置
CN103730392A (zh) * 2013-11-15 2014-04-16 中微半导体设备(上海)有限公司 一种半导体处理装置的供气系统
CN104733347B (zh) * 2013-12-24 2018-03-09 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体加工设备中气体切换的装置、方法及系统
CN103900665B (zh) * 2014-03-25 2016-08-31 重庆市计量质量检测研究院 容器组合及换向阀式pVTt法气体流量装置
CN103954711A (zh) * 2014-04-01 2014-07-30 聚光科技(杭州)股份有限公司 一种质谱检测器标定装置及方法
JP6541584B2 (ja) * 2015-09-16 2019-07-10 東京エレクトロン株式会社 ガス供給系を検査する方法
JP6554404B2 (ja) 2015-11-25 2019-07-31 東京エレクトロン株式会社 ガス温度測定方法及びガス導入システム
KR102031574B1 (ko) * 2016-01-15 2019-10-14 가부시키가이샤 후지킨 유량 측정 가능한 가스 공급 장치, 유량계, 및 유량 측정 방법
JP6647905B2 (ja) * 2016-02-17 2020-02-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ 真空処理装置
US10453721B2 (en) * 2016-03-15 2019-10-22 Applied Materials, Inc. Methods and assemblies for gas flow ratio control
CN105841781B (zh) * 2016-03-16 2018-09-28 中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东分公司 一种标定汽轮机供热蒸汽流量的方法
CN105865586B (zh) * 2016-04-26 2018-12-28 中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东分公司 一种汽轮机中排供热蒸汽流量在线标定方法
JP6795832B2 (ja) * 2016-07-05 2020-12-02 株式会社フジキン 流量制御機器、流量制御機器の流量校正方法、流量測定機器および流量測定機器を用いた流量測定方法
JP6754648B2 (ja) 2016-09-15 2020-09-16 東京エレクトロン株式会社 ガス供給系の検査方法、流量制御器の校正方法、及び、二次基準器の校正方法
JP6767232B2 (ja) * 2016-10-14 2020-10-14 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置の流量制御器によって出力されるガスの出力流量を求める方法
JP6775403B2 (ja) * 2016-12-14 2020-10-28 株式会社堀場エステック 流体特性測定システム
KR102162046B1 (ko) 2017-02-10 2020-10-06 가부시키가이샤 후지킨 유량 측정 방법 및 유량 측정 장치
JP6670791B2 (ja) * 2017-03-30 2020-03-25 東京エレクトロン株式会社 流量制御器を検査する方法及び被処理体を処理する方法
CN110382103B (zh) * 2017-05-11 2022-07-22 株式会社堀场Stec 液体材料汽化供给装置和计算机可读存储介质
WO2019026700A1 (ja) * 2017-07-31 2019-02-07 株式会社フジキン 流体制御システムおよび流量測定方法
CN107421608A (zh) * 2017-08-18 2017-12-01 北京首钢自动化信息技术有限公司 一种气体流量计的系统校准方法
CN107355681B (zh) * 2017-08-23 2019-09-10 兰州空间技术物理研究所 一种用于多工质气体微流量校准的供气装置及供气方法
JP6960278B2 (ja) 2017-08-31 2021-11-05 東京エレクトロン株式会社 流量測定システムを検査する方法
JP6851953B2 (ja) 2017-10-30 2021-03-31 アークレイ株式会社 ポンプ駆動方法
CN108121370B (zh) * 2017-12-23 2020-06-02 东北大学 一种真空环境气体流量的测控方法及测控系统
JP6956014B2 (ja) 2018-01-09 2021-10-27 東京エレクトロン株式会社 ガスの流量を求める方法
CN108286625B (zh) * 2018-01-22 2024-05-28 博纳斯威阀门股份有限公司 一种排气阀的检测装置
JP7270988B2 (ja) * 2018-02-26 2023-05-11 株式会社フジキン 流量制御装置および流量制御方法
JP7042134B2 (ja) * 2018-03-29 2022-03-25 東京エレクトロン株式会社 基板処理システム及びガスの流量を求める方法
JP7144531B2 (ja) 2018-04-28 2022-09-29 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド ガスのパルスに基づく共用前駆体分配システム及び使用方法
JP7061932B2 (ja) 2018-06-08 2022-05-02 東京エレクトロン株式会社 流量測定方法および流量測定装置
JP7296699B2 (ja) * 2018-07-02 2023-06-23 東京エレクトロン株式会社 ガス供給システム、プラズマ処理装置およびガス供給システムの制御方法
WO2020026784A1 (ja) * 2018-07-30 2020-02-06 株式会社フジキン 流量制御システム及び流量測定方法
US10760944B2 (en) * 2018-08-07 2020-09-01 Lam Research Corporation Hybrid flow metrology for improved chamber matching
CN109297703A (zh) * 2018-11-30 2019-02-01 博纳斯威阀门股份有限公司 一种多级调压的检测装置
JP2020139864A (ja) * 2019-02-28 2020-09-03 株式会社堀場エステック 流量算出システム、流量算出システム用プログラム、流量算出方法、及び、流量算出装置
JP7273596B2 (ja) * 2019-04-08 2023-05-15 株式会社堀場エステック 流量算出装置、流量算出システム、及び、流量算出装置用プログラム
JP7251786B2 (ja) * 2019-07-31 2023-04-04 株式会社フジキン 流量測定システムおよび流量測定方法
JP7488524B2 (ja) * 2019-11-29 2024-05-22 株式会社フジキン 流量測定器
JP7413073B2 (ja) 2020-02-21 2024-01-15 東京エレクトロン株式会社 流量測定方法および流量測定装置
JP7432400B2 (ja) 2020-03-11 2024-02-16 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理システム
JP7306300B2 (ja) * 2020-03-13 2023-07-11 株式会社島津製作所 推定器および真空バルブ
JP7507065B2 (ja) * 2020-11-09 2024-06-27 東京エレクトロン株式会社 処理装置及び処理方法
CN112903058A (zh) * 2021-01-25 2021-06-04 北京中建建筑科学研究院有限公司 一种容积检测装置及检测方法
CN112945326B (zh) * 2021-02-23 2024-06-25 吉林大学 气体流量测量装置及方法
CN113959533B (zh) * 2021-09-16 2023-08-11 张家港氢芯电气系统科技有限公司 一种高精度高压氢气质量流量计标定方法
CN114440133A (zh) * 2021-12-17 2022-05-06 河南平高电气股份有限公司 用于sf6充气、放气回收装置的监测模块及流量计纠偏方法
CN116149385B (zh) * 2022-12-03 2024-04-09 中国科学院力学研究所 一种高精度微流量气体控制装置和标定方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2661631B2 (ja) * 1995-03-09 1997-10-08 工業技術院長 臨界ノズルの簡易校正装置及びその方法
JP3738830B2 (ja) * 2001-08-28 2006-01-25 財団法人理工学振興会 気体用機器の流量特性計測装置および流量特性計測方法
JP2005045210A (ja) * 2003-05-12 2005-02-17 Agere Systems Inc マス・フロー制御の方法、フローの検証および較正
US7137400B2 (en) * 2003-09-30 2006-11-21 Agere Systems Inc. Bypass loop gas flow calibration
JP4421393B2 (ja) * 2004-06-22 2010-02-24 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
US7082826B2 (en) * 2004-10-14 2006-08-01 Battelle Energy Alliance, Llc Gas flow meter and method for measuring gas flow rate
CN100543425C (zh) 2005-01-17 2009-09-23 东京计量株式会社 流量测定方法以及流量测定装置
JP4648098B2 (ja) 2005-06-06 2011-03-09 シーケーディ株式会社 流量制御機器絶対流量検定システム
JP2007214406A (ja) * 2006-02-10 2007-08-23 Hitachi Metals Ltd 流量検定機能付質量流量制御装置を搭載した半導体製造装置
KR101233632B1 (ko) * 2006-03-07 2013-02-15 씨케이디 가부시키 가이샤 가스유량 검정유닛
CN100473956C (zh) * 2006-11-09 2009-04-01 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 气体流量校准的方法
CN100468016C (zh) * 2006-11-10 2009-03-11 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 气体流量控制装置校验的方法
JP5054500B2 (ja) * 2007-12-11 2012-10-24 株式会社フジキン 圧力制御式流量基準器
EP2247819B1 (en) * 2008-01-18 2022-11-02 Pivotal Systems Corporation Method and apparatus for in situ testing of gas flow controllers
US7891228B2 (en) * 2008-11-18 2011-02-22 Mks Instruments, Inc. Dual-mode mass flow verification and mass flow delivery system and method
US9057636B2 (en) * 2012-09-21 2015-06-16 Horiba Stec, Co. Ltd. Self-calibrating mechanism and self-calibrating method for flow rate sensor, and diagnostic mechanism and diagnostic method for fluid sensor

Also Published As

Publication number Publication date
TW201229704A (en) 2012-07-16
US9638560B2 (en) 2017-05-02
US20130186471A1 (en) 2013-07-25
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