KR20190114840A - 기판 처리 시스템 및 가스의 유량을 구하는 방법 - Google Patents

기판 처리 시스템 및 가스의 유량을 구하는 방법 Download PDF

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야스히로 쇼지
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

일 실시형태의 기판 처리 시스템은, 기판 처리 장치 및 측정 장치를 구비한다. 기판 처리 장치는, 가스 공급부를 갖는다. 가스 공급부는, 유량 제어기 및 이차 밸브를 갖는다. 이차 밸브는, 유량 제어기의 이차 측에 접속되어 있다. 이차 밸브는, 기판 처리 시스템의 제1 제어부로부터 배선을 통하여 전압이 출력되면, 개방된다. 측정 장치는, 제1 제어부로부터의 지시에 따라 유량 제어기로부터 출력되는 가스의 유량을 측정한다. 측정 장치는, 제2 제어부를 갖는다. 측정 장치는, 상기 배선 상에 마련된 릴레이를 갖는다. 제2 제어부는, 릴레이를 제어하도록 구성되어 있다.

Description

기판 처리 시스템 및 가스의 유량을 구하는 방법{SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM AND METHOD OF DETERMINING FLOW RATE OF GAS}
본 개시의 실시형태는, 기판 처리 시스템 및 가스의 유량을 구하는 방법에 관한 것이다.
기판 처리에서는, 챔버의 내부 공간 안에 기판이 배치되고, 당해 내부 공간에 가스가 공급되며, 공급된 가스에 의하여 기판이 처리된다. 기판 처리에서는, 챔버의 내부 공간에 공급되는 가스의 유량이, 유량 제어기에 의하여 제어된다. 가스의 유량의 제어의 정밀도는, 기판 처리의 결과에 영향을 준다. 따라서, 유량 제어기에 의하여 출력되는 가스의 유량이 측정된다.
가스의 유량의 측정 방법의 하나로서, 빌드업법이 이용되고 있다. 빌드업법에 대해서는, 일본 공개특허공보 2012-32983호에 기재되어 있다. 일본 공개특허공보 2012-32983호에 기재된 빌드업법에서는, 가스 유로의 용적이 미리 구해진다. 그리고, 가스 유로 내의 압력의 상승 속도, 가스 유로 내의 온도 및 미리 구해진 용적으로부터, 유량이 구해진다.
가스 유로 내의 압력의 상승 속도를 취득하기 위하여, 유량 제어기의 이차 측에 접속된 이차 밸브가 개방된 상태에서, 가스 유로의 하류 측의 밸브가 폐쇄됨으로써, 가스 유로의 압력이 증가된다. 그리고, 이차 밸브가 폐쇄된다. 하류 측의 밸브가 폐쇄된 시점으로부터 이차 밸브가 폐쇄된 시점까지의 시간 길이로 압력의 상승량을 나눔으로써, 압력의 상승 속도가 구해진다.
가스 유로 내의 압력의 상승 속도의 산출 정밀도는, 상술한 시간 길이의 정확도에 의존한다. 따라서, 이차 밸브를 폐쇄하기 위한 신호가 출력된 시점에 대하여, 이차 밸브가 실제로 폐쇄되는 시점이 지연되면, 압력의 상승 속도를 정확하게 구할 수 없어, 가스의 유량을 양호한 정밀도로 구할 수 없다. 이러한 배경으로부터, 유량 제어기의 이차 측에 접속된 이차 밸브를 폐쇄하는 제어의 지연을 억제할 것이 요구된다.
일 양태에 있어서는, 기판 처리 시스템이 제공된다. 기판 처리 시스템은, 기판 처리 장치, 측정 장치, 제1 제어부 및 배선을 구비한다. 측정 장치는, 기판 처리 장치에 있어서 이용되는 가스의 유량을 측정하도록 구성되어 있다. 제1 제어부는, 기판 처리 장치 및 측정 장치를 제어하도록 구성되어 있다. 기판 처리 장치는, 챔버, 가스 공급부 및 배기 장치를 구비한다. 가스 공급부는, 챔버의 내부 공간에 가스를 공급하도록 구성되어 있다. 가스 공급부는, 유량 제어기, 일차 밸브, 이차 밸브 및 제1 가스 유로를 갖는다. 일차 밸브는, 유량 제어기의 일차 측에 접속되어 있다. 이차 밸브는, 유량 제어기의 이차 측에 접속되어 있다. 제1 가스 유로는, 제1 단부, 제2 단부 및 제3 단부를 포함한다. 제1 단부는, 이차 밸브에 접속되어 있고, 제3 단부는, 챔버의 내부 공간에 개폐 밸브를 통하여 접속되어 있다. 배기 장치는, 챔버의 내부 공간에 배기 유로를 통하여 접속되어 있다. 제1 제어부는, 일차 밸브 및 이차 밸브 각각의 개폐를 제어하고, 유량 제어기에 가스의 유량을 지정하며, 측정 장치에 가스의 유량의 측정을 지시하도록 구성되어 있다.
측정 장치는, 제2 가스 유로, 제3 가스 유로, 제1 밸브, 제2 밸브, 하나 이상의 압력 센서, 온도 센서 및 제2 제어부를 구비한다. 제2 가스 유로는, 제4 단부 및 제5 단부를 포함하고, 제4 단부는 가스 공급부의 제2 단부에 접속되어 있다. 제3 가스 유로는, 제6 단부 및 제7 단부를 갖는다. 제1 밸브는, 제2 가스 유로의 제5 단부와 제3 가스 유로의 제6 단부의 사이에서 접속되어 있다. 제2 밸브는, 제3 가스 유로의 제7 단부에 접속되고, 또한 배기 장치에 접속 가능하게 마련되어 있다. 하나 이상의 압력 센서는, 제3 가스 유로 내의 압력을 측정하도록 구성되어 있다. 온도 센서는, 제3 가스 유로 내의 온도를 측정하도록 구성되어 있다. 제2 제어부는, 제1 밸브 및 제2 밸브 각각의 개폐를 제어하고, 제1 제어부로부터의 지시에 근거하여 유량의 측정을 실행하도록 구성되어 있다.
상기 배선은, 제1 제어부에 접속되어 있다. 제1 제어부는, 이차 밸브를 개방하기 위하여 배선을 통하여 전압을 출력하도록 구성되어 있다. 측정 장치는, 배선 상에 마련된 릴레이를 포함한다. 제2 제어부는, 릴레이를 제어하도록 구성되어 있다.
일 양태에 관한 기판 처리 시스템에서는, 제2 제어부는, 유량의 측정을 행하는 경우에, 유량 제어기로부터 제1 가스 유로, 제2 가스 유로 및 제3 가스 유로에 가스가 공급되고 있는 상태에서, 제2 밸브를 폐쇄하기 위하여 제2 밸브를 직접적으로 제어한다. 제2 밸브가 폐쇄되면, 제3 가스 유로 안에서 압력의 상승이 초래된다. 압력의 상승 속도를 구하기 위해서는, 이어서, 이차 밸브가 폐쇄될 필요가 있다. 이차 밸브는, 제1 제어부로부터 출력되는 전압에 의하여 개방되고, 당해 전압의 출력이 정지되면 폐쇄된다. 즉, 이차 밸브는, 제1 제어부에 의하여 제어되는 밸브이다. 따라서, 이차 밸브를 폐쇄하는 요구를 제2 제어부로부터 제1 제어부에 대한 통신으로 송신함으로써, 이차 밸브를 폐쇄할 수 있다. 그러나, 제2 제어부가 요구를 송신한 시점에 대하여 제1 제어부에 의하여 이차 밸브가 폐쇄되는 시점이 지연되면, 제2 제어부는, 제3 가스 유로 안의 압력을 상승시키고 있던 기간의 시간 길이를 정확하게 얻을 수는 없다. 일 양태에 관한 기판 처리 시스템에서는, 그것을 통하여 제1 제어부로부터 상기 전압이 출력되는 배선 상에 릴레이가 마련되어 있고, 당해 릴레이가 제2 제어부에 의하여 제어된다. 따라서, 제2 제어부에 의한 제1 제어부를 통하지 않는 제어에 의하여, 즉시 이차 밸브를 폐쇄할 수 있다. 즉, 이차 밸브를 폐쇄하는 제어의 지연을 억제할 수 있다. 따라서, 일 양태에 관한 기판 처리 시스템에 의하면, 제3 가스 유로 안의 압력을 상승시키고 있던 기간의 시간 길이를 정확하게 특정할 수 있어, 당해 시간 길이에 근거하여 가스의 유량을 양호한 정밀도로 구하는 것이 가능하다.
일 실시형태에서는, 가스 공급부는, 솔레노이드 밸브를 더 구비한다. 상기 배선은, 제1 제어부와 솔레노이드 밸브를 서로 접속하고 있다. 솔레노이드 밸브는, 그 솔레노이드에 제1 제어부로부터 출력된 전압이 인가되고 있을 때에 에어를 이차 밸브에 공급하고, 솔레노이드에 전압이 인가되고 있지 않을 때에 이차 밸브에 대한 에어의 공급을 정지하도록 구성되어 있다. 이차 밸브는, 솔레노이드 밸브로부터 에어가 공급되고 있을 때에 개방되고, 솔레노이드 밸브로부터 에어가 공급되고 있지 않을 때에 폐쇄되도록, 솔레노이드 밸브로부터의 에어에 의하여 구동된다.
다른 양태에 있어서는, 상술한 일 양태 또는 실시형태에 관한 기판 처리 시스템에 있어서 가스의 유량을 구하는 방법이 제공된다. 이 방법은, (i) 유량 제어기로부터 제1 가스 유로, 제2 가스 유로 및 제3 가스 유로에 가스가 공급되고 있을 때, 이차 밸브와 제2 밸브가 폐쇄되고, 제1 밸브가 개방된 제1 상태에서, 하나 이상의 압력 센서를 이용하여, 제3 가스 유로 내의 압력의 측정값(P11)을 취득하는 공정과, (ii) 유량 제어기로부터 제1 가스 유로, 제2 가스 유로 및 제3 가스 유로에 가스가 공급되고 있을 때, 제2 제어부에 의한 제어에 의하여 제2 밸브가 폐쇄된 제2 상태를 형성함으로써, 제1 가스 유로, 제2 가스 유로 및 제3 가스 유로 안의 압력을 상승시키는 공정과, (iii) 압력을 상승시키는 공정의 실행 후, 제2 제어부에 의한 릴레이의 제어에 의하여, 이차 밸브가 폐쇄된 제3 상태를 형성하는 공정과, (iv) 제3 상태에 있어서, 하나 이상의 압력 센서 및 온도 센서를 이용하여, 제3 가스 유로 내의 압력의 측정값(P12) 및 상기 제3 가스 유로 내의 온도의 측정값(T12)을 취득하는 공정과, (v) 제2 제어부에 있어서, 측정값(P12)과 측정값(P11)의 차를 압력을 상승시키는 공정의 실행 기간의 시간 길이로 나눈 값과 측정값(T12)을 이용하여, 압력을 상승시키는 공정에 있어서 유량 제어기로부터 출력된 가스의 유량을 산출하는 공정을 포함한다. 압력을 상승시키는 공정의 실행 기간의 시간 길이는, 제2 상태가 형성된 시점으로부터, 제3 상태를 형성하기 위하여 제2 제어부에 의하여 릴레이가 제어된 시점까지의 시간 길이이다.
일 실시형태에 있어서, 방법은, 이차 밸브, 제1 밸브 및 제2 밸브가 개방되어 있는 상태에서, 제1 가스 유로, 제2 가스 유로 및 제3 가스 유로를 진공으로 배기하는 공정을 더 포함한다. 측정값(P11)은, 진공으로 배기하는 공정에 있어서 형성된 상태로부터, 유량 제어기로부터 제1 가스 유로, 제2 가스 유로 및 제3 가스 유로에 가스가 공급되고 있을 때, 제2 제어부에 의하여 제2 밸브가 폐쇄되고, 또한 제2 제어부에 의한 릴레이의 제어에 의하여 이차 밸브가 폐쇄됨으로써 형성되는 제1 상태에 있어서, 하나 이상의 압력 센서를 이용하여 측정되는 제3 가스 유로 내의 압력이다.
일 실시형태에 있어서, 방법은, (vi) 제3 상태로부터, 제2 밸브가 개방되고, 제1 밸브가 폐쇄된 제4 상태를 형성하는 공정과, (vii) 제4 상태로부터, 제2 밸브가 폐쇄된 제5 상태를 형성하는 공정과, (viii) 제5 상태에 있어서, 하나 이상의 압력 센서를 이용하여, 제3 가스 유로 내의 압력의 측정값(P13)을 취득하는 공정과, (ix) 제5 상태로부터 제1 밸브가 개방된 제6 상태를 형성하는 공정과, (x) 제6 상태에 있어서, 하나 이상의 압력 센서를 이용하여, 제3 가스 유로 내의 압력의 측정값(P14)을 취득하는 공정을 더 포함한다. 가스의 유량을 산출하는 공정에서는, 이하의 (1)식
Q=(P12-P11)/Δt×(1/R)×(V/T)…(1)
의 연산을 실행함으로써, 제2 상태에 있어서 유량 제어기로부터 출력된 가스의 유량(Q)이 구해진다. (1)식에 있어서, Δt는 압력을 상승시키는 공정의 실행 기간의 시간 길이이다. R은 기체 상수이다. (V/T)는, {V3/T12×(P12-P13)/(P12-P14)}를 포함한다. V3은 제3 가스 유로의 용적의 기정값이다.
도 1은, 일 실시형태에 관한 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타내는 도이다.
도 2는, 일례의 압력 제어식의 유량 제어기의 구조를 나타내는 도이다.
도 3은, 일 실시형태에 관한 기판 처리 시스템의 제1 제어부, 복수의 가스 공급부 및 측정 장치를 나타내는 도이다.
도 4는, 일 실시형태에 관한 가스의 유량을 구하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는, 도 4에 나타내는 방법의 공정 STA의 상세를 나타내는 흐름도이다.
도 6은, 도 4에 나타내는 방법의 공정 STB의 상세를 나타내는 흐름도이다.
도 7은, 도 4에 나타내는 방법에 관련된 타이밍 차트이다.
이하, 도면을 참조하여 다양한 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이는 것으로 한다.
도 1은, 일 실시형태에 관한 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타내는 도이다. 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템(10)은, 복수의 기판 처리 장치(11) 및 측정 장치(40)를 구비하고 있다. 기판 처리 시스템(10)에 있어서의 기판 처리 장치(11)의 개수는, N개이다. "N"은 2 이상의 정수이다. 이하의 설명 및 도면에 있어서는, 기판 처리 시스템(10)의 복수 개의 요소 중 하나의 요소를 참조하는 경우에, 당해 요소를 나타내는 참조 부호의 말미에 "i"의 아래 첨자를 부가한다. 예를 들면, 복수의 기판 처리 장치(11) 중 하나의 기판 처리 장치를 참조하는 경우에는, 참조 부호 "11i"를 이용한다. 여기에서, i는, 1 이상의 정수이다. 또한, 기판 처리 시스템(10)에 있어서의 기판 처리 장치의 개수는, 1개여도 된다.
기판 처리 시스템(10)은, 복수의 챔버(12), 복수의 가스 공급부(14) 및 복수의 배기 장치(16)를 구비하고 있다. 기판 처리 시스템(10)에 있어서, 챔버(12)의 개수 및 배기 장치(16)의 개수 각각은 N개이다. 또, 기판 처리 시스템(10)에 있어서, 가스 공급부(14)의 개수는 (N+1)개이다. 기판 처리 장치(11i)는, 동일한 번호 i를 갖는 챔버(12i), 가스 공급부(14i) 및 배기 장치(16i)를 포함하고 있다.
복수의 챔버(12) 각각의 내부 공간 안에는, 기판 처리를 위하여, 기판이 수용된다. 복수의 가스 공급부(14) 각각은, 복수의 챔버(12) 중 대응하는 챔버의 내부 공간에 가스를 공급하도록 구성되어 있다. 구체적으로, 기판 처리 시스템(10)에서는, 가스 공급부(141~14N)는 각각, 챔버(121~12N) 내에 가스를 공급하도록 구성되어 있다. 또, 가스 공급부(14N+1)는, 챔버(121) 내에 가스를 공급하도록 구성되어 있다. 또한, 가스 공급부(14N+1)는, 복수의 챔버(12) 중 챔버(121) 이외의 다른 챔버의 내부 공간에도 가스를 공급하도록 구성되어 있어도 된다.
복수의 가스 공급부(14) 각각은, 케이스(17), 복수의 유량 제어기(18), 복수의 일차 밸브(19), 복수의 이차 밸브(20) 및 제1 가스 유로(21)를 갖고 있다. 복수의 가스 공급부(14) 각각은, 밸브(22)를 더 가질 수 있다. 가스 공급부(141~14N) 각각은, M개의 유량 제어기(18), M개의 일차 밸브(19) 및 M개의 이차 밸브(20)를 갖고 있다. M은, 2 이상의 정수이다. 또, 가스 공급부(14N+1)는, 2개의 유량 제어기(18), 2개의 일차 밸브(19) 및 2개의 이차 밸브(20)를 갖고 있다. 이하의 설명 및 도면에 있어서는, 복수의 가스 공급부(14) 각각의 복수의 요소 중 하나의 요소를 참조하는 경우에, 당해 요소를 나타내는 참조 부호의 말미에 "j"의 아래 첨자를 부가한다. 예를 들면, 복수의 유량 제어기(18) 중 하나의 유량 제어기를 참조하는 경우에는, 참조 부호 "18j"를 이용한다. 여기에서, j는, 1 이상의 정수이다. 또, 복수의 가스 공급부(14) 각각의 복수의 요소에 관련된 기판 처리 시스템(10)의 복수의 관련 요소 중 하나의 관련 요소를 참조하는 경우에도, 당해 관련 요소를 나타내는 참조 부호의 말미에 "j"의 아래 첨자를 부가한다. 또한, 기판 처리 시스템(10)의 복수의 가스 공급부(14) 각각에 있어서의 유량 제어기의 개수, 일차 밸브의 개수 및 이차 밸브의 개수 각각은, 1개여도 된다.
케이스(17)는, 내부 공간을 제공하는 용기이다. 복수의 유량 제어기(18)는, 케이스(17) 내에 수용되어 있다. 복수의 가스 공급부(14)의 복수의 유량 제어기(18) 중, 가스 공급부(14N+1)의 유량 제어기(181) 이외의 유량 제어기는, 매스 플로 컨트롤러 또는 압력 제어식의 유량 제어기이다. 도 2는, 일례의 압력 제어식의 유량 제어기의 구조를 나타내는 도이다. 도 2에 나타내는 유량 제어기(FC)는, 복수의 가스 공급부(14)의 복수의 유량 제어기(18) 중, 가스 공급부(14N+1)의 유량 제어기(181) 이외의 유량 제어기로서 이용될 수 있다.
유량 제어기(FC)는, 컨트롤 밸브(CV), 유로(IL), 오리피스 부재(OF), 압력 센서(FP1), 온도 센서(FT), 압력 센서(FP2)를 갖고 있다. 유로(IL)의 일단은 일차 밸브에 접속된다. 유로(IL)의 타단은 이차 밸브에 접속된다. 오리피스 부재(OF)는, 유로(IL)의 일단과 타단의 사이에 있어서, 유로(IL)의 단면적을 부분적으로 축소시키고 있다. 오리피스 부재(OF)의 상류 측에서는, 유로(IL) 상에 컨트롤 밸브(CV)가 마련되어 있다. 압력 센서(FP1)는, 컨트롤 밸브(CV)와 오리피스 부재(OF)의 사이, 즉 오리피스 부재(OF)의 일차 측에 있어서, 유로(IL) 내의 압력을 측정하도록 구성되어 있다. 온도 센서(FT)는, 컨트롤 밸브(CV)와 오리피스 부재(OF)의 사이, 즉 오리피스 부재(OF)의 일차 측에 있어서, 유로(IL) 내의 온도를 측정하도록 구성되어 있다. 또, 압력 센서(FP2)는, 오리피스 부재(OF)와 유로(IL)의 타단의 사이에서, 유로(IL) 내의 압력을 측정하도록 구성되어 있다.
유량 제어기(FC)에서는, 오리피스 부재(OF)의 일차 측(상류 측)에 있어서의 압력이 오리피스 부재(OF)의 하류 측(이차 측)에 있어서의 유로(IL)의 압력의 2배 이상인 경우에는, 압력 센서(FP1)에 의하여 취득된 압력의 측정값으로부터 구해지는 유량과 설정 유량의 차를 감소시키도록, 제어부(CU)에 의하여 컨트롤 밸브(CV)의 개방도가 제어된다. 한편, 오리피스 부재(OF)의 일차 측(상류 측)에 있어서의 압력이 오리피스 부재(OF)의 하류 측(이차 측)에 있어서의 유로(IL)의 압력의 2배보다 작은 경우에는, 압력 센서(FP1)에 의하여 취득된 압력의 측정값과 압력 센서(FP2)에 의하여 취득된 압력의 측정값의 차로부터 구해지는 유량과 설정 유량의 차를 감소시키도록, 제어부(CU)에 의하여 컨트롤 밸브(CV)의 개방도가 제어된다. 또한, 유량 제어기(FC)는, 오리피스 부재(OF)의 일차 측(상류 측)에 있어서의 압력이 오리피스 부재(OF)의 하류 측(이차 측)에 있어서의 유로(IL)의 압력의 2배 이상인 상태에서 이용되는 경우에는, 압력 센서(FP2)를 갖고 있지 않아도 된다.
도 1을 다시 참조한다. 상술한 바와 같이, 복수의 가스 공급부(14)의 복수의 유량 제어기(18) 중, 가스 공급부(14N+1)의 유량 제어기(181) 이외의 유량 제어기 각각은, 매스 플로 컨트롤러여도 된다. 매스 플로 컨트롤러는, 압력 제어식의 유량 제어기와 동일하게 온도 센서를 갖는다. 가스 공급부(14N+1)의 유량 제어기(181)는, 매스 플로 컨트롤러이며, 또한 액체를 기화시키는 기능을 가질 수 있다.
복수의 일차 밸브(19)는 각각, 복수의 유량 제어기(18)의 일차 측에 접속되어 있다. 복수의 일차 밸브(19)는, 케이스(17) 내에 마련되어 있다. 복수의 일차 밸브(19) 중 가스 공급부(14N+1)의 일차 밸브(191) 이외의 일차 밸브 각각은, 그 일차 측(상류 측)에 마련된 대응하는 가스 소스에 접속되어 있다. 가스 공급부(14N+1)의 일차 밸브(191)는, 그 일차 측에 마련된 액체 소스에 접속되어 있다. 복수의 이차 밸브(20)는 각각, 복수의 유량 제어기(18)의 이차 측에 접속되어 있다. 복수의 이차 밸브(20)는, 케이스(17) 내에 마련되어 있다.
제1 가스 유로(21)는, 복수의 제1 단부(21a), 제2 단부(21b) 및 제3 단부(21c)를 포함하고 있다. 제1 가스 유로(21)의 제1 단부의 개수는, M개이다. 또한, 가스 공급부에 있어서의 일차 밸브의 개수, 유량 제어기의 개수 및 이차 밸브의 개수 각각이 1개인 경우에는, 제1 가스 유로(21)의 제1 단부(21a)의 개수는, 1개여도 된다.
복수의 제1 단부(21a)는 각각, 복수의 이차 밸브(20)에 접속되어 있다. 즉, 복수의 제1 단부(21a)는 각각, 복수의 이차 밸브(20)를 통하여 복수의 유량 제어기(18)의 이차 측에 접속되어 있다. 제1 가스 유로(21)는, 복수의 제1 단부(21a)로부터 연장되는 복수의 유로를 포함하고 있고, 당해 복수의 유로는 공통의 유로에 접속하고 있다. 제1 가스 유로(21)의 공통의 유로의 일단은, 제2 단부(21b)이다. 복수의 제1 단부(21a)로부터 제2 단부(21b)까지 연장되는 제1 가스 유로(21)의 부분은, 케이스(17) 내에 마련되어 있다. 제3 단부(21c)는, 케이스(17)의 외부에 마련되어 있다. 제3 단부(21c)를 포함하는 유로는 제1 가스 유로(21)의 상기의 공통의 유로에 접속하고 있다. 제3 단부(21c)는, 대응하는 개폐 밸브(30(30i))를 통하여 복수의 챔버(12) 중 대응하는 챔버의 내부 공간에 접속되어 있다. 제2 단부(21b)에는 밸브(22)가 접속되어 있다. 밸브(22)는, 케이스(17) 내에 마련되어 있다.
기판 처리 시스템(10)은, 복수의 압력 제어 밸브(32), 복수의 터보 분자 펌프(34), 복수의 배기 유로(36) 및 복수의 밸브(38)를 구비하고 있다. 복수의 기판 처리 장치(11) 각각은, 하나의 압력 제어 밸브(32), 하나의 터보 분자 펌프(34), 하나의 배기 유로(36) 및 하나의 밸브(38)를 포함하고 있다. 압력 제어 밸브(32), 터보 분자 펌프(34), 배기 유로(36) 및 밸브(38) 각각의 개수는 N개이다. 또한, 기판 처리 시스템(10)이 하나의 기판 처리 장치를 구비하는 경우에는, 압력 제어 밸브(32), 터보 분자 펌프(34), 배기 유로(36) 및 밸브(38) 각각의 개수는 1개여도 된다.
복수의 압력 제어 밸브(32) 각각은, 예를 들면 자동 압력 제어 밸브이다. 압력 제어 밸브(32i)는, 대응하는 챔버(12i)의 내부 공간의 압력을 조정하도록 구성되어 있다. 배기 유로(36i)는, 압력 제어 밸브(32i) 및 터보 분자 펌프(34i)를 통하여, 대응하는 챔버(12i)의 내부 공간에 접속되어 있다. 배기 유로(36i) 상에는, 밸브(38i)가 마련되어 있다. 밸브(38i)의 하류에서는, 배기 장치(16i)가 배기 유로(36i)에 접속되어 있다. 복수의 배기 장치(16) 각각은, 예를 들면 드라이 펌프일 수 있다.
기판 처리 시스템(10)은, 제1 제어부(MCU)를 더 구비하고 있다. 제1 제어부(MCU)는, CPU와 같은 프로세서, 메모리와 같은 기억 장치, 키보드와 같은 입력 장치, 표시 장치 등을 갖는 컴퓨터 장치일 수 있다. 제1 제어부(MCU)는, 기억 장치에 기억되어 있는 제어 프로그램을 프로세서에 의하여 실행하고, 기억 장치에 기억되어 있는 레시피 데이터에 따라 복수의 기판 처리 장치(11) 및 측정 장치(40)를 제어한다.
구체적으로, 제1 제어부(MCU)는, 선택한 유량 제어기(18i)에, 가스의 설정 유량을 지정한다. 유량 제어기(18i)는, 지정된 설정 유량에 따른 유량의 가스를 출력한다. 또, 제1 제어부(MCU)는, 복수의 일차 밸브(19), 복수의 이차 밸브(20), 복수의 밸브(22), 복수의 개폐 밸브(30), 복수의 밸브(38), 복수의 밸브(58), 복수의 배기 장치(16), 복수의 압력 제어 밸브(32) 및 복수의 터보 분자 펌프(34)를 제어한다. 또, 제1 제어부(MCU)는, 유량 제어기(18i)로부터 출력되고 있는 가스의 유량의 측정을 측정 장치(40)에 대하여 지시하도록 구성되어 있다. 제1 제어부(MCU)로부터 측정 장치(40)에 대한 가스의 유량의 측정의 지시는, 예를 들면, 측정 장치(40)의 후술하는 제2 제어부에 대한 통신에 의하여 행해진다.
도 3은, 일 실시형태에 관한 기판 처리 시스템의 제1 제어부, 복수의 가스 공급부 및 측정 장치를 나타내는 도이다. 이하, 도 1과 함께 도 3을 참조한다. 측정 장치(40)는, 복수의 유량 제어기(18) 각각에 의하여 출력되는 가스의 유량을 측정하도록 구성되어 있다. 측정 장치(40)는, 빌드업법에 따른 가스의 유량의 측정에 있어서 이용되는 가스 유로, 각종 센서 및 제어부(제2 제어부)를 제공하고 있다. 구체적으로, 측정 장치(40)는, 제2 가스 유로(42), 제3 가스 유로(43), 압력 센서(47), 압력 센서(48), 온도 센서(49), 제1 밸브(51), 제2 밸브(52) 및 제2 제어부(SCU)를 구비하고 있다.
제2 가스 유로(42)는, 복수의 제4 단부(42a) 및 제5 단부(42b)를 포함하고 있고, 복수의 제4 단부(42a)로부터 제5 단부(42b)까지 연장되어 있다. 또한, 기판 처리 시스템(10)에 있어서의 기판 처리 장치(11) 및 가스 공급부(14) 각각의 개수가 1개인 경우에는, 제4 단부(42a)의 개수는 1개여도 된다. 복수의 제4 단부(42a)는, 복수의 가스 공급부(14) 중 대응하는 가스 공급부의 제1 가스 유로(21)의 제2 단부(21b)에 접속되어 있다. 일 실시형태에서는, 복수의 제4 단부(42a)는, 복수의 가스 공급부(14) 중 대응하는 가스 공급부의 밸브(22)에 접속되어 있다. 제2 가스 유로(42)는, 복수의 제4 단부(42a)를 각각 포함하는 복수의 유로, 및 당해 복수의 유로가 접속하는 공통의 유로를 포함하고 있다. 제2 가스 유로(42)의 공통의 유로는, 제5 단부(42b)를 포함하고 있다.
제3 가스 유로(43)는, 제6 단부(43a) 및 제7 단부(43b)를 포함하고 있고, 제6 단부(43a)부터 제7 단부(43b)까지 연장되어 있다. 제1 밸브(51)는, 제2 가스 유로(42)의 제5 단부(42b)와 제3 가스 유로(43)의 제6 단부(43a)의 사이에서 접속되어 있다. 제2 밸브(52)는, 제3 가스 유로(43)의 제7 단부(43b)에 접속되어 있고, 또한 복수의 배기 장치(16)에 접속 가능하게 마련되어 있다.
압력 센서(47) 및 압력 센서(48) 각각은, 제3 가스 유로(43) 내의 압력을 측정하도록 구성되어 있다. 온도 센서(49)(제1 온도 센서)는, 제3 가스 유로(43) 내의 온도를 측정하도록 구성되어 있다. 또한, 측정 장치(40)는, 압력 센서(47) 및 압력 센서(48) 중 적어도 한쪽을 갖고 있으면 된다. 즉, 측정 장치(40)는, 제3 가스 유로(43) 내의 압력을 측정하는 하나 이상의 압력 센서를 갖고 있으면 된다.
일 실시형태에 있어서, 측정 장치(40)는, 제4 가스 유로(44), 제3 밸브(53) 및 제4 밸브(54)를 더 구비하고 있어도 된다. 제4 가스 유로(44)는, 제8 단부(44a), 제9 단부(44b) 및 제10 단부(44c)를 갖고 있다. 또, 제4 가스 유로(44)는, 제1 부분 유로(44d) 및 제2 부분 유로(44e)를 갖고 있다. 제1 부분 유로(44d)는, 제8 단부(44a)와 제9 단부(44b)의 사이에서 연장되어 있다. 제2 부분 유로(44e)는, 제1 부분 유로(44d)로부터 분기하여 제10 단부(44c)까지 연장되어 있다. 상술의 제2 밸브(52)는, 제3 가스 유로(43)의 제7 단부(43b)와 제4 가스 유로(44)의 제8 단부(44a)의 사이에서 접속되어 있다. 제3 밸브(53)는, 제4 가스 유로(44)의 제9 단부(44b)와 복수의 배기 장치(16) 각각의 사이에서 접속되어 있다. 일 실시형태에서는, 복수의 배기 유로(36)에는, N개의 밸브(58)가 각각 접속되어 있다. 제3 밸브(53)는, 밸브(58i) 및 배기 유로(36i)를 통하여 배기 장치(16i)에 접속되어 있다. 제4 밸브(54)는, 제2 부분 유로(44e) 상에 마련되어 있다.
제2 제어부(SCU)는, CPU와 같은 프로세서, 메모리와 같은 기억 장치를 갖는 컴퓨터 장치일 수 있다. 제2 제어부(SCU)는, 기억 장치에 기억되어 있는 제어 프로그램을 프로세서에 의하여 실행한다. 제2 제어부(SCU)는, 제1 제어부(MCU)로부터 가스의 유량의 측정의 지시를 받으면, 가스의 유량의 측정을 위한 제어 및 연산을 실행한다. 제2 제어부(SCU)는, 제1 밸브(51), 제2 밸브(52), 제3 밸브(53), 제4 밸브(54)를 제어한다. 또, 제2 제어부(SCU)는, 후술하는 복수의 릴레이를 제어한다. 또한, 제2 제어부(SCU)는, 압력 센서(47), 압력 센서(48) 및 온도 센서(49) 각각에 의하여 취득되는 측정값을 이용하여, 가스의 유량을 산출하기 위한 연산을 행한다. 제2 제어부(SCU)는, 제1 제어부(MCU)에 의하여 제어되는 요소의 제어를 행하기 위하여, 제1 제어부(MCU)에 대하여 요구를 송신한다.
후술하는 방법 MT에서는, 기준기(60) 및 기준 압력 센서(70)가 이용된다. 기준기(60)는, 탱크(62), 압력 센서(63), 온도 센서(64) 및 밸브(65)를 갖고 있다. 탱크(62)는, 내부 공간을 제공한다. 압력 센서(63)는, 탱크(62)의 내부 공간 안의 압력을 측정하도록 구성되어 있다. 온도 센서(64)는, 탱크(62)의 내부 공간 안의 온도를 측정하도록 구성되어 있다. 밸브(65)는, 탱크(62)에 접속되어 있다. 밸브(65)는, 기준기(60)가 제4 가스 유로(44)의 제10 단부(44c)에 접속되어 있을 때에는, 제4 밸브(54)와 탱크(62)의 내부 공간의 사이에서 접속된다.
기준 압력 센서(70)는, 탱크(62)에 접속 가능하다. 일 실시형태에서는, 기준기(60)는, 밸브(66)를 더 가질 수 있다. 기준 압력 센서(70)는, 밸브(66)를 통하여, 탱크(62)의 내부 공간에 접속될 수 있다. 기준 압력 센서(70)는, 탱크(62)의 내부 공간에 접속되어 있을 때에는, 탱크(62)의 내부 공간의 압력을 측정하도록 구성되어 있다.
상술한 바와 같이, 제1 제어부(MCU)는, 복수의 일차 밸브(19) 및 복수의 이차 밸브(20) 각각의 개폐를 제어하도록 구성되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 시스템(10)은, 복수의 배선(83)을 더 구비하고 있다. 복수의 배선(83)의 개수는, 기판 처리 시스템(10)에 있어서의 일차 밸브(19)의 개수와 동일한 수이다. 즉, 복수의 배선(83)의 개수는, N×M+2이다. 복수의 배선(83)은, 제1 제어부(MCU)에 접속되어 있다. 제1 제어부(MCU)는, 복수의 가스 공급부(14)의 복수의 일차 밸브(19)를 개방하기 위하여 복수의 배선(83)을 통하여 전압을 출력하도록 구성되어 있다.
일 실시형태에 있어서는, 복수의 가스 공급부(14) 각각은, 복수의 솔레노이드 밸브(81)를 더 갖는다. 가스 공급부(14i)의 복수의 솔레노이드 밸브(81)의 개수는, 가스 공급부(14i)의 일차 밸브(19)의 개수와 동일한 수이다. 복수의 가스 공급부(14) 각각의 복수의 솔레노이드 밸브(81)는 각각, 복수의 배선(83) 중 대응하는 배선을 통하여, 제1 제어부(MCU)에 접속되어 있다. 복수의 솔레노이드 밸브(81) 각각은, 제1 제어부(MCU)로부터 대응하는 배선(83)을 통하여, 그 솔레노이드에 전압이 인가되고 있을 때에는, 에어를 출력한다. 한편, 복수의 솔레노이드 밸브(81) 각각은, 그 솔레노이드에, 제1 제어부(MCU)로부터의 전압이 인가되고 있지 않을 때에는, 에어의 출력을 정지한다. 복수의 일차 밸브(19) 각각은, 복수의 솔레노이드 밸브(81) 중 대응하는 솔레노이드 밸브로부터 에어가 공급되고 있을 때에는 개방된다. 복수의 일차 밸브(19) 각각은, 복수의 솔레노이드 밸브(81) 중 대응하는 솔레노이드 밸브로부터 에어가 공급되고 있지 않을 때에는 폐쇄된다.
기판 처리 시스템(10)은, 복수의 배선(84)을 더 구비하고 있다. 복수의 배선(84)의 개수는, 기판 처리 시스템(10)에 있어서의 이차 밸브(20)의 개수와 동일한 수이다. 복수의 배선(84)은, 제1 제어부(MCU)에 접속되어 있다. 제1 제어부(MCU)는, 복수의 가스 공급부(14)의 복수의 이차 밸브(20)를 개방하기 위하여 복수의 배선(84)을 통하여 전압을 출력하도록 구성되어 있다.
일 실시형태에 있어서는, 복수의 가스 공급부(14) 각각은, 복수의 솔레노이드 밸브(82)를 더 갖는다. 가스 공급부(14i)의 복수의 솔레노이드 밸브(82)의 개수는, 가스 공급부(14i)의 이차 밸브(20)의 개수와 동일한 수이다. 복수의 가스 공급부(14) 각각의 복수의 솔레노이드 밸브(82)는 각각, 복수의 배선(84) 중 대응하는 배선을 통하여, 제1 제어부(MCU)에 접속되어 있다. 복수의 솔레노이드 밸브(82) 각각은, 제1 제어부(MCU)로부터 대응하는 배선(84)을 통하여, 그 솔레노이드에 전압이 인가되고 있을 때에는, 에어를 출력한다. 한편, 복수의 솔레노이드 밸브(82) 각각은, 그 솔레노이드에, 제1 제어부(MCU)로부터의 전압이 인가되고 있지 않을 때에는, 에어의 출력을 정지한다. 복수의 이차 밸브(20) 각각은, 복수의 솔레노이드 밸브(82) 중 대응하는 솔레노이드 밸브로부터 에어가 공급되고 있을 때에는 개방된다. 복수의 이차 밸브(20) 각각은, 복수의 솔레노이드 밸브(82) 중 대응하는 솔레노이드 밸브로부터 에어가 공급되고 있지 않을 때에는 폐쇄된다.
또한, 복수의 밸브(22), 복수의 개폐 밸브(30), 복수의 밸브(38) 및 복수의 밸브(58) 각각의 개폐도, 복수의 일차 밸브(19) 각각의 개폐와 동일하게, 대응하는 솔레노이드 밸브로부터의 에어에 의하여 제어되어도 된다. 복수의 밸브(22), 복수의 개폐 밸브(30), 복수의 밸브(38) 및 복수의 밸브(58) 각각에 대응하는 솔레노이드 밸브의 에어의 출력 및 그 출력의 정지는, 제1 제어부(MCU)로부터 대응하는 배선을 통하여 출력되는 전압에 의하여, 제어된다.
측정 장치(40)는, 복수의 배선(94~96)을 더 구비하고 있다. 복수의 배선(94~96)은, 제2 제어부(SCU)에 접속되어 있다. 제2 제어부(SCU)는, 제1 밸브(51)를 개방하기 위하여 배선(94)을 통하여 전압을 출력하고, 제2 밸브(52)를 개방하기 위하여 배선(95)을 통하여 전압을 출력하며, 제3 밸브(53)를 개방하기 위하여 배선(96)을 통하여 전압을 출력하도록 구성되어 있다.
일 실시형태에 있어서는, 측정 장치(40)는, 복수의 솔레노이드 밸브(91~93)를 더 갖고 있다. 복수의 솔레노이드 밸브(91~93)는 각각, 복수의 배선(94~96)을 통하여 제2 제어부(SCU)에 접속되어 있다. 복수의 솔레노이드 밸브(91~93) 각각은, 복수의 배선(94~96) 중 대응하는 배선을 통하여, 그 솔레노이드에 전압이 인가되고 있을 때에는, 에어를 출력한다. 한편, 복수의 솔레노이드 밸브(91~93) 각각은, 그 솔레노이드에, 제2 제어부(SCU)로부터의 전압이 인가되고 있지 않을 때에는, 에어의 출력을 정지한다. 복수의 솔레노이드 밸브(91~93)는 각각, 제1~제3 밸브(51~53)에 접속되어 있다. 제1~제3 밸브(51~53) 각각은, 복수의 솔레노이드 밸브(91~93) 중 대응하는 솔레노이드 밸브로부터 에어가 공급되고 있을 때에는 개방된다. 제1~제3 밸브(51~53) 각각은, 복수의 솔레노이드 밸브(91~93) 중 대응하는 솔레노이드 밸브로부터 에어가 공급되고 있지 않을 때에는 폐쇄된다.
또한, 제4 밸브(54)의 개폐도, 제1~제3 밸브(51~53) 각각의 개폐와 동일하게, 대응하는 솔레노이드 밸브로부터의 에어에 의하여 제어되어도 된다. 제4 밸브(54)에 대응하는 솔레노이드 밸브의 에어의 출력 및 그 출력의 정지는, 제2 제어부(SCU)로부터 대응하는 배선을 통하여 출력되는 전압에 의하여, 제어된다.
측정 장치(40)는, 복수의 릴레이(RL)를 더 갖고 있다. 릴레이(RL)의 개수는, 배선(84)의 개수와 동일한 수이다. 복수의 릴레이(RL)는 각각, 복수의 배선(84) 상에 마련되어 있다. 복수의 릴레이(RL)는, 측정 장치(40)의 회로 보드(CB) 내에서 복수의 배선(84) 상에 마련되어 있어도 된다. 복수의 릴레이(RL)는, 제2 제어부(SCU)에 의하여 제어된다. 제2 제어부(SCU)에 의하여 복수의 릴레이(RL) 각각이 제어되어 대응하는 배선(84)이 절단되면, 제1 제어부(MCU)로부터 대응하는 이차 밸브(20)를 개방하기 위하여 전압이 출력되고 있어도, 그 이차 밸브(20)에 대응하는 솔레노이드 밸브(82)에 제1 제어부(MCU)로부터의 전압이 인가되지 않는다. 따라서, 그 이차 밸브(20)에 대응하는 솔레노이드 밸브(82)로부터 에어가 공급되지 않고, 그 결과, 그 이차 밸브(20)가 제1 제어부(MCU)로부터의 제어를 통하지 않고 폐쇄된다.
기판 처리 시스템(10)에서는, 제2 제어부(SCU)는, 유량의 측정을 행하는 경우에, 유량 제어기(18j)로부터 제1 가스 유로(21), 제2 가스 유로(42) 및 제3 가스 유로(43)에 가스가 공급되고 있는 상태에서, 제2 밸브(52)를 폐쇄하기 위하여 제2 밸브(52)를 직접적으로 제어한다. 제2 밸브(52)가 폐쇄되면, 제3 가스 유로 안에서 압력의 상승이 초래된다. 압력의 상승 속도를 구하기 위해서는, 이어서, 유량 제어기(18j)의 이차 측에 접속되어 있는 이차 밸브(20j)가 폐쇄될 필요가 있다. 이차 밸브(20j)는, 제1 제어부(MCU)로부터 출력되는 전압에 의하여 개방되고, 당해 전압의 출력이 정지되면 폐쇄된다. 즉, 이차 밸브(20j)는, 제1 제어부(MCU)에 의하여 제어되는 밸브이다. 따라서, 이차 밸브(20j)를 폐쇄하는 요구를 제2 제어부(SCU)로부터 제1 제어부(MCU)에 대한 통신으로 송신함으로써, 이차 밸브(20j)를 폐쇄할 수 있다. 그러나, 제2 제어부(SCU)가 요구를 송신한 시점에 대하여 제1 제어부(MCU)에 의하여 이차 밸브(20j)가 폐쇄되는 시점이 지연되면, 제2 제어부(SCU)는, 제3 가스 유로(43) 안의 압력을 상승시키고 있던 기간의 시간 길이를 정확하게 얻을 수는 없다. 기판 처리 시스템(10)에서는, 배선(84j) 상에 릴레이(RLj)가 마련되어 있고, 릴레이(RLj)가 제2 제어부(SCU)에 의하여 제어된다. 따라서, 제2 제어부(SCU)에 의한 제1 제어부(MCU)를 통하지 않는 제어에 의하여, 즉시 이차 밸브(20j)를 폐쇄할 수 있다. 즉, 이차 밸브(20j)를 폐쇄하는 제어의 지연을 억제할 수 있다. 따라서, 기판 처리 시스템(10)에 의하면, 제3 가스 유로(43) 안의 압력을 상승시키고 있던 기간의 시간 길이를 정확하게 특정할 수 있어, 당해 시간 길이에 근거하여 가스의 유량을 양호한 정밀도로 구하는 것이 가능하다.
이하, 도 4를 참조하여, 일 실시형태에 관한 가스의 유량을 구하는 방법에 대하여 설명한다. 도 4는, 일 실시형태에 관한 가스의 유량을 구하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 4에 나타내는 방법 MT는, 기판 처리 시스템에 있어서의 가스의 유량을 구하기 위하여, 측정 장치를 이용하여 실행된다.
이하의 설명에서는, 하나의 가스 공급부(14i)의 하나의 유량 제어기(18j)로부터 출력된 가스의 유량이 측정되는 경우를 예로 하여, 방법 MT에 대하여 설명한다. 방법 MT의 실행 중에는, 가스 공급부(14i) 이외의 복수의 가스 공급부(14)의 밸브(22)가 폐쇄된다. 또, 복수의 밸브(58) 중 하나의 밸브 이외의 밸브가 폐쇄된다. 이하의 설명에서는, 복수의 밸브(58) 중 밸브(58i) 이외의 밸브가 폐쇄되는 것으로 한다. 하나의 가스 공급부(14i)의 유량 제어기(18j) 이외의 복수의 유량 제어기(18)에 접속된 복수의 일차 밸브(19) 및 복수의 이차 밸브(20)는 폐쇄되어 있어도 되고, 개방되어 있어도 된다.
또한, 방법 MT에 있어서의 연산은, 제2 제어부(SCU)에 의하여 실행된다. 또, 특별히 언급하지 않는 한, 방법 MT에 있어서는, 측정 장치(40)의 복수의 밸브는 제2 제어부(SCU)에 의하여 제어되고, 기판 처리 시스템(10)의 다른 밸브는 제2 제어부(SCU)로부터의 요구에 따라 제1 제어부(MCU)에 의하여 제어된다. 또, 방법 MT에서는, 유량 제어기(18j)에 대한 설정 유량의 지정은 제1 제어부(MCU)에 의하여 실행된다. 그리고, 제1 제어부(MCU)로부터 유량의 측정의 지시를 받은 제2 제어부(SCU)에 의하여, 공정 ST1 ~ 공정 ST15가 실행된다.
방법 MT는, 공정 ST1 ~ 공정 ST15를 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 방법 MT는, 공정 ST1 ~ 공정 ST15에 더하여, 공정 STA를 더 포함할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 방법 MT는, 공정 STB를 더 포함할 수 있다.
공정 STA에서는, 압력 센서(47), 압력 센서(48), 압력 센서(63), 온도 센서(49) 및 온도 센서(64)의 교정이 행해진다. 도 5는, 도 4에 나타내는 방법의 공정 STA의 상세를 나타내는 흐름도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 공정 STA는, 공정 STA1 ~ 공정 STA14를 포함한다.
공정 STA1에서는, 기준기(60)의 탱크(62)가 제4 가스 유로(44)의 제10 단부(44c)에 접속된다. 구체적으로는, 기준기(60)의 밸브(65)가, 제4 가스 유로(44)의 제10 단부(44c)에 접속된다. 이어지는 공정 STA2에서는, 기준 압력 센서(70)가 기준기(60)의 탱크(62)의 내부 공간에 접속된다. 구체적으로는, 기준 압력 센서(70)가, 밸브(66)에 접속된다.
이어지는 공정 STA3에서는, 제1 가스 유로(21), 제2 가스 유로(42), 제3 가스 유로(43), 제4 가스 유로(44) 및 탱크(62)의 내부 공간이 진공으로 배기된다. 공정 STA3에서는, 가스 공급부(14i)의 유량 제어기(18j)에 접속된 일차 밸브(19j)가 폐쇄되고, 가스 공급부(14i)의 유량 제어기(18j)에 접속된 이차 밸브(20j)가 개방된다. 또, 공정 STA3에서는, 가스 공급부(14i)의 밸브(22), 제1 밸브(51), 제2 밸브(52), 제3 밸브(53), 제4 밸브(54), 밸브(65), 밸브(66) 및 밸브(58i)가 개방된다. 그 결과, 공정 STA3에서는, 제1 가스 유로(21), 제2 가스 유로(42), 제3 가스 유로(43), 제4 가스 유로(44) 및 탱크(62)의 내부 공간이, 배기 장치(16i)에 접속되어, 진공으로 배기된다.
이어지는 공정 STA4에서는, 제1 가스 유로(21), 제2 가스 유로(42), 제3 가스 유로(43), 제4 가스 유로(44) 및 탱크(62)의 내부 공간이 진공으로 배기된 상태에서, 압력 센서(47), 압력 센서(48) 및 압력 센서(63) 각각의 측정값의 제로점이 조정된다. 즉, 공정 STA4에서는, 압력 센서(47), 압력 센서(48) 및 압력 센서(63) 각각이, 그 측정값이 제로를 나타내도록, 교정된다.
이어지는 공정 STA5에서는, 가스 공급부(14i)의 유량 제어기(18j)에 접속된 일차 밸브(19j)가 개방되고, 유량 제어기(18j)로부터 가스가 출력되고 있는 상태에서, 제3 밸브(53)가 폐쇄된다. 이어지는 공정 STA6에서는, 가스 공급부(14i)의 유량 제어기(18j)로부터의 가스의 공급이 정지되고, 제1 밸브(51)가 폐쇄된다. 그리고, 기준 압력 센서(70)의 측정값이 안정되고, 또한 온도 센서(64)의 측정값이 안정될 때까지 대기 상태가 계속된다. 기준 압력 센서(70)의 측정값은, 그 변동량이 소정값 이하인 경우에, 안정되어 있는 것이라고 판정된다. 또, 온도 센서(64)의 측정값은, 그 변동량이 소정값 이하인 경우에, 안정되어 있는 것이라고 판정된다.
공정 STA6에 있어서, 기준 압력 센서(70)의 측정값이 안정되고, 또한 온도 센서(64)의 측정값이 안정되면, 제3 가스 유로(43) 안의 압력, 제4 가스 유로(44) 안의 압력 및 탱크(62)의 내부 공간 안의 압력이 서로 동일한 압력이 되도록, 서로 연통한 제3 가스 유로(43), 제4 가스 유로(44) 및 탱크(62)의 내부 공간 안에 가스가 봉입된 상태가 형성된다. 이러한 상태에 있어서, 이어지는 공정 STA7이 실행된다. 공정 STA7에서는, 온도 센서(64)의 측정값(Tra)과 온도 센서(49)의 측정값(T1a)이 취득되어, 측정값(Tra)과 측정값(T1a)이 서로 비교된다. 구체적으로는, 측정값(Tra)과 측정값(T1a) 사이의 차의 절댓값이 소정의 허용 범위에 포함되는지 여부가 판정된다. 예를 들면, ｜T1a-Tra｜<TTHa가 충족되는지 여부가 판정된다. 여기에서, TTHa는, 소정의 허용 범위를 정하는 수치이다. 측정값(Tra)과 측정값(T1a) 사이의 차의 절댓값이 소정의 허용 범위에 포함되지 않는 경우에는, 온도 센서(49)는, 교정되거나, 교환된다.
이어지는 공정 STA8에서는, 공정 STA6에 있어서 형성된 상기 상태에 있어서, 측정값 군이 취득된다. 공정 STA8에서 취득되는 측정값 군은, 압력 센서(47)의 측정값(PA(1)), 압력 센서(48)의 측정값(PB(1)), 압력 센서(63)의 측정값(Pr(1)) 및 기준 압력 센서(70)의 측정값(PS(1))을 포함한다.
이어지는 공정 STA9에서는, 제2 밸브(52) 및 밸브(65)가 폐쇄되고, 제3 밸브(53)가 개방된다. 공정 STA9의 실행에 의하여, 제4 가스 유로(44) 내의 가스가 적어도 부분적으로 배출된다. 이어지는 공정 STA10에서는, 제3 밸브(53)가 폐쇄되고, 제2 밸브(52) 및 밸브(65)가 개방된다. 공정 STA10의 실행에 의하여, 제3 가스 유로(43) 및 탱크(62)의 내부 공간 안의 가스가, 제3 가스 유로(43), 제4 가스 유로(44) 및 탱크(62)의 내부 공간 안에서 확산한다. 그리고, 기준 압력 센서(70)의 측정값이 안정될 때까지 대기 상태가 계속된다. 기준 압력 센서(70)의 측정값은, 그 변동량이 소정값 이하인 경우에, 안정되어 있는 것이라고 판정된다.
공정 STA10에서 기준 압력 센서(70)의 측정값이 안정되어 있는 것이라고 판정되면, 제3 가스 유로(43) 안의 압력, 제4 가스 유로(44) 안의 압력 및 탱크(62)의 내부 공간 안의 압력이 서로 동일한 압력이 되도록, 서로 연통한 제3 가스 유로(43), 제4 가스 유로(44) 및 탱크(62)의 내부 공간 안에 가스가 봉입된 상태가 형성된다. 이러한 상태에 있어서, 이어지는 공정 STA11이 실행된다. 공정 STA11에서는, 측정값 군이 취득된다. 공정 STA11에서 취득되는 측정값 군은, 압력 센서(47)의 측정값(PA(k)), 압력 센서(48)의 측정값(PB(k)), 압력 센서(63)의 측정값(Pr(k)) 및 기준 압력 센서(70)의 측정값(PS(k))을 포함한다. 여기에서, k는, 후술하는 사이클의 순번을 나타내는 수치이며, 1 이상의 정수이다.
이어지는 공정 STA12에서는, 정지 조건이 충족되는지 여부가 판정된다. 공정 STA12에서는, 공정 STA9 ~ 공정 STA11을 포함하는 사이클의 실행 횟수가 소정 횟수에 이르고 있는 경우에, 정지 조건이 충족되는 것이라고 판정된다. 공정 STA12에 있어서, 정지 조건이 충족되지 않는 것이라고 판정되면, 공정 STA9 ~ 공정 STA11이 다시 실행된다. 한편, 공정 STA12에 있어서, 정지 조건이 충족되고 있다고 판정되면, 공정 STA13으로 처리가 이행한다.
공정 STA에서는, 상술한 바와 같이, 공정 STA8과, 공정 STA11의 반복이 실행된다. 공정 STA8과, 공정 STA11의 반복에 의하여, 측정값 군을 취득하는 공정이 복수의 사이클 각각에서 실행된다. 그 결과, 복수의 측정값 군이 취득된다. 복수의 사이클 중 k회째의 사이클에서는, 복수의 사이클 중 (k-1)회째의 사이클에서 제4 가스 유로(44) 안에 봉입되어 있던 가스가 배출되고, (k-1)회째의 사이클에서 제3 가스 유로(43) 및 탱크(62)의 내부 공간 안에 봉입되어 있던 가스가 제4 가스 유로(44)에 확산됨으로써, 제3 가스 유로(43), 제4 가스 유로(44) 및 탱크(62)의 내부 공간 안에 가스가 봉입된 상태가 형성된다.
공정 STA13에서는, 복수의 측정값 군 각각으로부터, 압력 센서(47), 압력 센서(48) 및 압력 센서(63) 중, 기준 압력 센서(70)의 측정값으로부터 소정의 허용 범위에 포함되지 않는 오차를 갖는 측정값을 취득한 것으로 특정되는 압력 센서가, 교정된다. 예를 들면, ｜PA(k)-PS(k)｜<PTH가 충족되지 않는 경우에는, 압력 센서(47)의 측정값은, 기준 압력 센서(70)의 측정값으로부터 소정의 허용 범위에 포함되지 않는 오차를 갖는 것이라고 판정되어, 압력 센서(47)가 교정된다. 또, ｜PB(k)-PS(k)｜<PTH가 충족되지 않는 경우에는, 압력 센서(48)의 측정값은, 기준 압력 센서(70)의 측정값으로부터 소정의 허용 범위에 포함되지 않는 오차를 갖는 것이라고 판정되어, 압력 센서(48)가 교정된다. 또, ｜Pr(k)-PS(k)｜<PTH가 충족되지 않는 경우에는, 압력 센서(63)의 측정값은, 기준 압력 센서(70)의 측정값으로부터 소정의 허용 범위에 포함되지 않는 오차를 갖는 것이라고 판정되어, 압력 센서(63)가 교정된다. 또한, PTH는, 소정의 허용 범위를 정하는 수치이다.
이어지는 공정 STA14에서는, 기준 압력 센서(70)가 분리된다. 구체적으로는, 밸브(66)가 폐쇄되고, 밸브(66)로부터 기준 압력 센서(70)가 분리된다.
이러한 공정 STA에 의하면, 압력 센서(47), 압력 센서(48) 및 압력 센서(63)가 적절히 교정된다. 그 결과, 후술하는 유량(Q)의 산출의 정밀도가 향상된다.
상술한 바와 같이, 일 실시형태에 있어서, 방법 MT는, 공정 STB를 더 포함한다. 일 실시형태에서는, 공정 STB는, 공정 STA의 실행 후에 실행된다. 공정 STB에서는, 기정값(V3)의 신뢰성이 검증된다. 기정값(V3)은, 제3 가스 유로(43)의 용적이며, 미리 정해져 있다. 도 6은, 도 4에 나타내는 방법의 공정 STB의 상세를 나타내는 흐름도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 공정 STB는, 공정 STB1 ~ 공정 STB14를 포함한다.
공정 STB1에서는, 제1 가스 유로(21), 제2 가스 유로(42), 제3 가스 유로(43), 제4 가스 유로(44) 및 탱크(62)의 내부 공간이 진공으로 배기된다. 공정 STB1에서는, 가스 공급부(14i)의 유량 제어기(18j)에 접속된 일차 밸브(19j)가 폐쇄되고, 가스 공급부(14i)의 유량 제어기(18j)에 접속된 이차 밸브(20j)가 개방된다. 또, 공정 STB1에서는, 가스 공급부(14i)의 밸브(22), 제1 밸브(51), 제2 밸브(52), 제3 밸브(53), 제4 밸브(54), 밸브(65) 및 밸브(58i)가 개방되고, 밸브(66)가 폐쇄된다. 그 결과, 공정 STB1에서는, 제1 가스 유로(21), 제2 가스 유로(42), 제3 가스 유로(43), 제4 가스 유로(44) 및 탱크(62)의 내부 공간이, 배기 장치(16i)에 접속되어, 진공으로 배기된다.
이어지는 공정 STB2에서는, 가스 공급부(14i)의 유량 제어기(18j)에 접속된 일차 밸브(19j)가 개방되고, 유량 제어기(18j)로부터 가스가 출력되고 있는 상태에서, 제3 밸브(53)가 폐쇄된다. 공정 STB2의 실행에 의하여, 제1 가스 유로(21), 제2 가스 유로(42), 제3 가스 유로(43), 제4 가스 유로(44) 및 탱크(62)의 내부 공간에 가스가 봉입된다.
이어지는 공정 STB3에서는, 가스 공급부(14i)의 유량 제어기(18j)로부터의 가스의 공급이 정지되고, 밸브(65)가 폐쇄되며, 제3 밸브(53)가 개방된다. 공정 STB3이 실행됨으로써, 탱크(62)의 내부 공간에 가스가 봉입되어 있는 상태가 형성된다. 또, 공정 STB3이 실행됨으로써, 제3 가스 유로(43) 및 제4 가스 유로(44) 안에 봉입되어 있던 가스가 배출된다.
이어지는 공정 STB4에서는, 제1 밸브(51), 제2 밸브(52) 및 제3 밸브(53)가 폐쇄된다. 또한, 제4 밸브(54)는, 개방된 채이다. 이어지는 공정 STB5에서는, 가스가 탱크(62)의 내부 공간에 봉입되어 있는 상태에서, 압력 센서(63) 및 온도 센서(64)를 이용하여, 탱크(62)의 내부 공간 안의 압력의 측정값(Pr1) 및 탱크(62)의 내부 공간 안의 온도의 측정값(Tr1)이 취득된다.
이어지는 공정 STB6에서는, 밸브(65)가 개방된다. 그리고, 압력 센서(63)의 측정값이 안정될 때까지 대기 상태가 계속된다. 압력 센서(63)의 측정값은, 그 변동량이 소정값 이하인 경우에, 안정되어 있는 것이라고 판정된다. 공정 STB6에 있어서, 압력 센서(63)의 측정값이 안정되면, 탱크(62)의 내부 공간에 봉입되어 있던 가스를 탱크(62)의 내부 공간 및 제4 가스 유로(44) 안에서 확산시킨 상태가 형성된다. 이어지는 공정 STB7에서는, 공정 STB6에 있어서 형성된 상태에 있어서, 압력 센서(63) 및 온도 센서(64)를 이용하여, 탱크(62)의 내부 공간 안의 압력의 측정값(Pr2) 및 탱크(62)의 내부 공간 안의 온도의 측정값(Tr2)이 취득된다.
이어지는 공정 STB8에서는, 제4 가스 유로(44)의 용적의 산출값(V4)이 구해진다. 공정 STB8에서는, 산출값(V4)을 구하기 위하여, 이하의 식 (2)의 연산이 실행된다. 식 (2)의 연산에 있어서는, 탱크(62)의 내부 공간의 이미 알려진 용적(Vr), 측정값(Pr1), 측정값(Tr1), 측정값(Pr2) 및 측정값(Tr2)이 이용된다.
V4=Vr×(Pr1/Tr1-Pr2/Tr2)×Tr2/Pr2…(2)
이어지는 공정 STB9에서는, 제2 밸브(52)가 개방된다. 그리고, 압력 센서(63)의 측정값이 안정될 때까지 대기 상태가 계속된다. 압력 센서(63)의 측정값은, 그 변동량이 소정값 이하인 경우에, 안정되어 있는 것이라고 판단된다. 공정 STB9에 있어서, 압력 센서(63)의 측정값이 안정되면, 탱크(62)의 내부 공간 및 제4 가스 유로(44) 안에서 확산되고 있던 가스를, 탱크(62)의 내부 공간, 제3 가스 유로(43) 및 제4 가스 유로(44) 안에서 확산시킨 상태가 형성된다. 이어지는 공정 STB10에서는, 공정 STB9에 있어서 형성된 상태에 있어서, 온도 센서(49), 압력 센서(63) 및 온도 센서(64)를 각각 이용하여, 제3 가스 유로(43) 내의 온도의 측정값(T1f), 탱크(62)의 내부 공간 안의 압력의 측정값(Pr3) 및 탱크의 내부 공간 안의 온도의 측정값(Tr3)이 취득된다.
이어지는 공정 STB11에서는, 제3 가스 유로(43)의 용적의 산출값(V3C)이 구해진다. 공정 STB11에서는, 산출값(V3C)을 구하기 위하여, 이하의 (3)식의 연산이 실행된다. 식 (3)의 연산에 있어서는, 탱크(62)의 내부 공간의 이미 알려진 용적(Vr), 측정값(Pr1), 측정값(Tr1), 산출값(V4), 측정값(Pr3), 측정값(Tr3) 및 측정값(T1f)이 이용된다.
V3C=(Vr×Pr1/Tr1-V4×Pr3/Tr3-Vr×Pr3/Tr3)×T1f/Pr3…(3)
이어지는 공정 STB12에서는, 산출값(V3C)과 기정값(V3)의 사이의 차의 절댓값이 소정의 허용 범위에 포함되는지 여부가 판정된다. 예를 들면, ｜V3C-V3｜<VTH가 충족되는지 여부가 판정된다. ｜V3C-V3｜<VTH가 충족되지 않는 경우에는, 산출값(V3C)과 기정값(V3)의 사이의 차의 절댓값이 소정의 허용 범위에 포함되지 않는 것이라고 판정된다. 또한, VTH는, 소정의 허용 범위를 정하는 수치이다. 한편, ｜V3C-V3｜<VTH가 충족되는 경우에는, 산출값(V3C)과 기정값(V3)의 사이의 차의 절댓값이 소정의 허용 범위에 포함되는 것이라고 판정된다.
공정 STB12에 있어서, 산출값(V3C)과 기정값(V3) 사이의 차의 절댓값이 소정의 허용 범위에 포함되지 않는다고 판정되면, 공정 STB13이 실행된다. 공정 STB13에서는, 공정 STB1 ~ 공정 STB11이 반복하여 실행된다. 그 결과, 복수의 산출값(V3C)이 취득된다. 이어지는 공정 STB14에서는, 복수의 산출값(V3C)의 평균값을 이용하여, 기정값(V3)이 갱신된다. 즉, 복수의 산출값(V3C)의 평균값으로, 기정값(V3)이 치환된다.
공정 STB14의 실행 후, 혹은, 공정 STB12에 있어서, 산출값(V3C)과 기정값(V3)의 사이의 차의 절댓값이 소정의 허용 범위에 포함되는 것이라고 판정되면, 공정 STB의 실행은 종료한다. 또한, 공정 STB를 종료하기 전에, 제4 밸브(54) 및 밸브(65)가 폐쇄되고, 기준기(60)가 제10 단부(44c)로부터 분리되어도 된다.
이러한 공정 STB에서는, 보일·샤를의 법칙에 근거하여, 제3 가스 유로(43)의 용적의 산출값(V3C)이 취득된다. 그리고, 산출값(V3C)과 기정값(V3)이 비교됨으로써, 기정값(V3)의 신뢰성이 검증된다. 또, 공정 STB에서는, 복수의 산출값(V3C)의 평균값에 의하여 기정값(V3)이 갱신되므로, 높은 신뢰성을 갖는 기정값(V3)이 얻어진다. 나아가서는, 후술하는 유량(Q)의 산출의 정밀도가 향상된다.
다시 도 4를 참조한다. 또, 이하의 설명에서는, 도 4와 함께 도 7을 참조한다. 도 7은, 도 4에 나타내는 방법에 관련된 타이밍 차트이다. 도 7의 타이밍 차트에 있어서, 가로축은, 시간을 나타내고 있다. 도 7의 타이밍 차트에 있어서, 세로축은, 제3 가스 유로(43)의 압력의 측정값, 가스 공급부(14i)의 유량 제어기(18j)에 접속된 이차 밸브(20j)의 개폐 상태, 제1 밸브(51)의 개폐 상태, 제2 밸브(52)의 개폐 상태 및 제3 밸브(53)의 개폐 상태를 나타내고 있다.
방법 MT의 공정 ST1에서는, 제1 가스 유로(21), 제2 가스 유로(42) 및 제3 가스 유로(43)가 진공으로 배기된다. 또한, 공정 ST1에서는, 제4 가스 유로(44)도 진공으로 배기된다. 공정 ST1에서는, 가스 공급부(14i)의 유량 제어기(18j)에 접속된 일차 밸브(19j)가 폐쇄되고, 가스 공급부(14i)의 유량 제어기(18j)에 접속된 이차 밸브(20j)가 개방된다. 또, 공정 ST1에서는, 가스 공급부(14i)의 밸브(22), 제1 밸브(51), 제2 밸브(52), 제3 밸브(53) 및 밸브(58i)가 개방된다. 또한, 제4 밸브(54)는 폐쇄되어 있다. 그 결과, 공정 ST1에서는, 제1 가스 유로(21), 제2 가스 유로(42), 제3 가스 유로(43) 및 제4 가스 유로(44)가, 배기 장치(16i)에 접속되어, 진공으로 배기된다.
이어지는 공정 ST2에서는, 가스 공급부(14i)의 유량 제어기(18j)에 접속된 일차 밸브(19j)가 개방되고, 유량 제어기(18j)로부터의 가스의 공급이 개시된다. 이어지는 공정 ST3에서는, 가스 공급부(14i)의 유량 제어기(18j)에 접속된 이차 밸브(20j)와 제2 밸브(52)가 폐쇄된다. 공정 ST3에 있어서, 제2 밸브(52)는, 제2 제어부(SCU)에 의한 제어에 의하여 폐쇄된다. 공정 ST3에 있어서, 가스 공급부(14i)의 이차 밸브(20j)는, 제2 제어부(SCU)에 의한, 대응하는 배선(84j) 상에 마련된 릴레이(RLj)의 제어에 의하여, 폐쇄된다. 공정 ST3의 실행에 의하여, 가스 공급부(14i)의 유량 제어기(18j)로부터 출력된 가스가, 가스 공급부(14i)의 이차 밸브(20j)와 제2 밸브(52)의 사이에서, 즉, 가스 공급부(14i)의 제1 가스 유로(21), 제2 가스 유로(42) 및 제3 가스 유로(43) 안에서 봉입된 제1 상태가 형성된다.
이어지는 공정 ST4에서는, 압력의 측정값(P11)이 취득된다. 측정값(P11)은, 제1 상태에 있어서의 제3 가스 유로(43) 내의 압력의 측정값이다. 측정값(P11)은, 압력 센서(47) 또는 압력 센서(48)에 의하여 취득된 측정값이다. 측정값(P11)은, 압력 센서(47)에 의하여 취득된 측정값과 압력 센서(48)에 의하여 취득된 측정값의 평균값이어도 된다. 또한, 공정 ST4에서는, 압력 센서(47) 및/또는 압력 센서(48)에 의하여 취득된 측정값이 안정되어 있을 때, 측정값(P11)이 취득될 수 있다. 압력 센서(47) 및/또는 압력 센서(48)에 의하여 취득된 측정값은, 그 변동량이 소정값 이하인 경우에, 안정되어 있는 것이라고 판단된다.
이어지는 공정 ST5에서는, 가스 공급부(14i)의 유량 제어기(18j)에 접속된 이차 밸브(20j)와 제2 밸브(52)가 개방된다. 이어지는 공정 ST6에서는, 가스 공급부(14i)의 제1 가스 유로(21), 제2 가스 유로(42) 및 제3 가스 유로(43) 안의 압력이 증가된다. 구체적으로, 공정 ST6에서는, 제2 밸브(52)가 폐쇄된다. 즉, 공정 ST6에서는, 가스 공급부(14i)의 유량 제어기(18j)로부터, 가스 공급부(14i)의 제1 가스 유로(21), 제2 가스 유로(42) 및 제3 가스 유로(43)에 가스가 공급되고, 또한 제2 밸브(52)가 폐쇄된 제2 상태가 형성된다. 이 제2 상태에서는, 가스 공급부(14i)의 제1 가스 유로(21), 제2 가스 유로(42) 및 제3 가스 유로(43) 안의 압력이 상승한다.
이어지는 공정 ST7에서는, 가스 공급부(14i)의 유량 제어기(18j)에 접속된 이차 밸브(20j)가 폐쇄된다. 공정 ST7에 있어서, 가스 공급부(14i)의 이차 밸브(20j)는, 제2 제어부(SCU)에 의한, 대응하는 배선(84j) 상에 마련된 릴레이(RLj)의 제어에 의하여, 폐쇄된다. 이 공정 ST7의 실행의 결과, 제3 상태가 형성된다.
이어지는 공정 ST8에서는, 측정값(P12) 및 측정값(T12)이 취득된다. 측정값(P12)은, 제3 상태에 있어서의 제3 가스 유로(43) 내의 압력의 측정값이다. 측정값(P12)은, 압력 센서(47) 또는 압력 센서(48)에 의하여 취득된 측정값이다. 측정값(P12)은, 압력 센서(47)에 의하여 취득된 측정값과 압력 센서(48)에 의하여 취득된 측정값의 평균값이어도 된다. 측정값(T12)은, 제3 상태에 있어서의 제3 가스 유로(43) 내의 온도의 측정값이다. 측정값(T12)은, 온도 센서(49)에 의하여 취득된 측정값이다. 또한, 공정 ST8에서는, 압력 센서(47) 및/또는 압력 센서(48)에 의하여 취득된 측정값이 안정되어 있고, 온도 센서(49)에 의하여 취득된 측정값이 안정되어 있을 때, 측정값(P12) 및 측정값(T12)이 취득될 수 있다. 압력 센서(47) 및/또는 압력 센서(48)에 의하여 취득된 측정값은, 그 변동량이 소정값 이하인 경우에, 안정되어 있는 것이라고 판단된다. 또, 온도 센서(49)에 의하여 취득된 측정값은, 그 변동량이 소정값 이하인 경우에, 안정되어 있는 것이라고 판단된다.
이어지는 공정 ST9에서는, 제1 밸브(51) 및 제3 밸브(53)가 폐쇄된다. 이어지는 공정 ST10에서는, 제2 밸브(52)가 개방된다. 즉, 공정 ST10에서는, 제2 밸브(52)가 개방되고, 제1 밸브(51)가 폐쇄됨으로써, 제3 상태로부터 제4 상태가 형성된다. 제4 상태에서는, 제3 가스 유로(43) 내의 가스가 적어도 부분적으로 배출된다. 일 실시형태의 제4 상태에서는, 제3 가스 유로(43) 내의 가스가 부분적으로 제4 가스 유로(44)에 배출된다. 다른 실시형태의 제4 상태에서는, 제3 가스 유로(43) 내의 가스가 제4 가스 유로(44)를 통하여 완전하게 배출되어도 된다.
이어지는 공정 ST11에서는, 제2 밸브(52)가 폐쇄됨으로써, 제4 상태로부터 제5 상태가 형성된다. 일 실시형태에서는, 상술의 제4 상태에 있어서 제3 가스 유로(43) 내의 가스가 부분적으로 배출됨으로써, 제5 상태에 있어서의 제3 가스 유로(43) 내의 압력이, 진공으로 배기된 제3 가스 유로(43) 내의 압력보다 높아지도록, 설정되어도 된다. 이 실시형태에서는, 제3 상태에 있어서 제3 가스 유로(43) 내에 봉입되어 있던 가스가, 부분적으로 배출됨으로써, 즉, 완전하게 배출되지 않고, 제5 상태가 형성된다. 따라서, 제3 상태로부터 제5 상태를 형성하기 위하여 필요한 시간 길이가 단축된다. 일 실시형태에서는, 공정 ST11의 후에 제3 밸브(53)를 개방하는 공정 ST11a를 추가하고, 공정 ST9 ~ 공정 ST11a를 반복함으로써, 제3 가스 유로(43) 내의 압력을 저하시켜도 된다.
이어지는 공정 ST12에서는, 압력의 측정값(P13)이 취득된다. 측정값(P13)은, 제5 상태에 있어서의 제3 가스 유로(43) 내의 압력의 측정값이다. 측정값(P13)은, 압력 센서(47) 또는 압력 센서(48)에 의하여 취득된 측정값이다. 측정값(P13)은, 압력 센서(47)에 의하여 취득된 측정값과 압력 센서(48)에 의하여 취득된 측정값의 평균값이어도 된다. 또한, 공정 ST12에서는, 압력 센서(47) 및/또는 압력 센서(48)에 의하여 취득된 측정값이 안정되어 있을 때, 측정값(P13)이 취득될 수 있다. 압력 센서(47) 및/또는 압력 센서(48)에 의하여 취득된 측정값은, 그 변동량이 소정값 이하인 경우에, 안정되어 있는 것이라고 판단된다.
이어지는 공정 ST13에서는, 제1 밸브(51)가 개방됨으로써, 제5 상태로부터 제6 상태가 형성된다. 이어지는 공정 ST14에서는, 압력의 측정값(P14)이 취득된다. 측정값(P14)은, 제6 상태에 있어서의 제3 가스 유로(43) 내의 압력의 측정값이다. 측정값(P14)은, 압력 센서(47) 또는 압력 센서(48)에 의하여 취득된 측정값이다. 측정값(P14)은, 압력 센서(47)에 의하여 취득된 측정값과 압력 센서(48)에 의하여 취득된 측정값의 평균값이어도 된다. 또한, 공정 ST14에서는, 압력 센서(47) 및/또는 압력 센서(48)에 의하여 취득된 측정값이 안정되어 있을 때, 측정값(P14)이 취득될 수 있다. 압력 센서(47) 및/또는 압력 센서(48)에 의하여 취득된 측정값은, 그 변동량이 소정값 이하인 경우에, 안정되어 있는 것이라고 판단된다.
이어지는 공정 ST15에서는, 유량(Q)이 구해진다. 유량(Q)은, 제2 상태에 있어서 가스 공급부(14i)의 유량 제어기(18j)로부터 출력된 가스의 유량이다. 공정 ST15에서는, 유량(Q)을 구하기 위하여, 이하의 식 (1)의 연산이 실행된다.
Q=(P12-P11)/Δt×(1/R)×(V/T)…(1)
(1)식에 있어서, Δt는 공정 ST6의 실행 기간의 시간 길이이다. 구체적으로, Δt는, 상술의 제2 상태가 형성된 시점, 즉 공정 ST6에 있어서 제2 밸브(52)가 폐쇄된 시점으로부터, 상술의 제3 상태를 형성하기 위하여 공정 ST7에 있어서 제2 제어부(SCU)에 의하여 릴레이(RLj)가 제어된 시점까지의 시간 길이이다. 또, (1)식에 있어서, R은 기체 상수이며, (V/T)는, {V3/T12×(P12-P13)/(P12-P14)}를 포함한다.
일 실시형태에 있어서는, 공정 ST15의 구체적인 연산은, 하기의 (1a)식의 연산이다.
Q=(P12-P11)/Δt×(1/R)×{Vst/Tst+V3/T12×(P12-P13)/(P12-P14)}…(1a)
(1a)식에 있어서, Vst는, 가스 공급부(14i)의 유량 제어기(18j)의 오리피스 부재와 이차 밸브(20j)의 밸브 몸체 사이의 유로의 용적이며, 미리 정해진 설곗값이다. Tst는, 가스 공급부(14i)의 유량 제어기(18j)의 오리피스 부재와 이차 밸브(20j)의 밸브 몸체 사이의 유로 내의 온도이며, 유량 제어기(18j)의 온도 센서에 의하여 취득된다. 또한, Tst는, 제3 상태에 있어서 취득되는 온도일 수 있다. 또한, (1a)식에 있어서, (Vst/Tst)는 생략되어도 된다.
방법 MT에서는, 제2 밸브(52)가 폐쇄된 상태에서, 하나의 가스 공급부(14i)의 하나의 유량 제어기(18j)로부터의 가스를, 가스 공급부(14i)의 제1 가스 유로(21), 제2 가스 유로(42) 및 제3 가스 유로(43)에 공급함으로써 압력 상승을 발생시킨다. 이 압력 상승의 속도, 즉, 압력의 상승 속도를, (1)식에 이용함으로써, 유량 제어기(18j)로부터 출력된 가스의 유량이 구해진다. (1)식에 있어서, V/T는, 본래적으로는, (VE/TE)와 (V3/T12)의 합을 포함해야 한다. 즉, (1)식의 연산은, 본래적으로는, 이하의 (1b)식이어야 한다.
Q=(P12-P11)/Δt×(1/R)×(Vst/Tst+VE/TE+V3/T12)…(1b)
여기에서, VE는, 가스 공급부(14i)의 제1 가스 유로(21)의 용적과 제2 가스 유로(42)의 용적의 합이며, TE는, 제3 상태에 있어서의 가스 공급부(14i)의 제1 가스 유로(21) 및 제2 가스 유로(42) 안의 온도이다.
여기에서, 보일·샤를의 법칙으로부터, 이하의 식 (4)가 성립한다.
P12×VE/TE+P13×V3/T12=P14×VE/TE+P14×V3/T12…(4)
(4)식으로부터, (VE/TE)와 (V3/T12)의 합은, 하기의 (5)식에 나타내는 바와 같이 나타난다.
VE/TE+V3/T12=V3/T12+V3/T12×(P14-P13)/(P12-P14)=V3/T12×(P12-P13)/(P12-P14)…(5)
따라서, (1)식에 있어서, (VE/TE)와 (V3/T12)의 합 대신에, V3/T12×(P12-P13)/(P12-P14)를 이용할 수 있다.
기판 처리 시스템에서는, 제1 가스 유로(21)는 케이스(17) 내에 배치되어 있으므로, 제1 가스 유로(21) 내의 온도가 주위의 환경으로부터 받는 영향은 적다. 또, 제3 가스 유로(43)는, 제2 가스 유로(42)를 통하여 제1 가스 유로(21)에 접속하고 있으므로, 복수의 챔버(12)로부터 떨어진 영역에 배치될 수 있다. 따라서, 제3 가스 유로(43) 안의 온도가 복수의 챔버(12)로부터 받는 영향은 적다. 한편, 제2 가스 유로(42)는, 주위의 환경, 예를 들면, 복수의 챔버(12) 중 어느 것의 온도의 영향을 받아, 제2 가스 유로(42) 내에서도 온도의 편차가 존재할 수 있다. 또, 그 온도의 편차를 온도 센서로 정확하게 측정하는 것은 불가능하다. 방법 MT에서는, (VE/TE)와 (V3/T12)의 합 대신에, V3/T12×(P12-P13)/(P12-P14)가 (1)식에 이용된다. 즉, 방법 MT에서는, 유량(Q)의 산출에 있어서, 주위의 환경으로부터의 온도의 영향을 받기 어려우며, 온도의 편차가 없는 지점으로부터 취득된 측정값을 이용할 수 있다. 따라서, 방법 MT에 의하면, 고정밀도로 유량(Q)을 구하는 것이 가능해진다.
또, 방법 MT에서는, 제3 상태에 있어서 제1 가스 유로(21) 및 제2 가스 유로(42) 안에 봉입된 가스를 제3 가스 유로(43)에 확산시킴으로써, 제6 상태를 형성하고, 당해 제6 상태에 있어서 측정값(P14)이 취득된다. 즉, 측정값(P12)의 취득 시의 상태의 형성을 위하여 이용된 가스가, 측정값(P14)의 취득 시의 상태의 형성을 위하여, 재이용된다. 따라서, 효율적으로 유량(Q)을 구하는 것이 가능해진다.
또, 방법 MT에서는, 공정 ST6의 실행 기간의 종료 시점을 결정하는 공정 ST7에 있어서의 이차 밸브(20j)의 폐쇄는, 제2 제어부(SCU)에 의한 릴레이(RLj)의 제어에 의하여 실현된다. 즉, 공정 ST7에 있어서의 이차 밸브(20j)의 폐쇄는, 제2 제어부(SCU)에 의한 제1 제어부(MCU)를 통하지 않는 제어에 의하여, 실현된다. 따라서, 공정 ST7에 있어서 이차 밸브(20j)를 폐쇄하는 제어의 지연이 억제된다. 그 결과, 공정 ST6의 실행 기간의 시간 길이(Δt), 즉, 제3 가스 유로(43) 안의 압력을 상승시키고 있던 기간의 시간 길이를 정확하게 특정할 수 있어, 당해 시간 길이에 근거하여 가스의 유량(Q)을 양호한 정밀도로 구하는 것이 가능해진다.
또한, 유량(Q)은, 가스 공급부(14i)의 모든 유량 제어기(18)에 대하여 구해져도 된다. 또, 복수의 가스 공급부(14)의 전체에 대하여, 방법 MT이 순서대로 실행되어도 된다. 가스 공급부(14N+1)에 대하여 방법 MT이 실행되는 경우에는, 가스 공급부(14N+1)의 유량 제어기(181)로부터 출력되는 가스의 각 가스 유로 내에 있어서의 압력은, 당해 가스의 포화 증기압보다 낮은 압력으로 설정된다. 또한, 포화 증기압보다 낮은 압력으로 설정되는 가스의 압력은, 액체의 기화에 의하여 생성된 가스가 단일체(單體)의 가스로서 이용되는 경우에는, 당해 단일체의 가스의 압력일 수 있다. 액체의 기화에 의하여 생성된 가스와, 다른 가스의 혼합 가스가 이용되는 경우에는, 포화 증기압보다 낮은 압력으로 설정되는 가스의 압력은, 액체의 기화에 의하여 생성된 가스의 분압이다.
이상, 다양한 실시형태에 대하여 설명했지만, 상술한 실시형태에 한정되지 않고 다양한 변형 양태를 구성 가능하다. 예를 들면, 변형 양태에 있어서의 기판 처리 시스템은, 가스 공급부(14N+1)를 구비하고 있지 않아도 된다.

Claims (5)

  1. 기판 처리 장치와,
    상기 기판 처리 장치에 있어서 이용되는 가스의 유량을 측정하도록 구성된 측정 장치와,
    상기 기판 처리 장치 및 측정 장치를 제어하도록 구성된 제1 제어부와,
    상기 제1 제어부에 접속된 배선을 구비하고,
    상기 기판 처리 장치는,
    챔버와,
    상기 챔버의 내부 공간에 가스를 공급하도록 구성된 가스 공급부이며,
    유량 제어기와,
    상기 유량 제어기의 일차 측에 접속된 일차 밸브와,
    상기 유량 제어기의 이차 측에 접속된 이차 밸브와,
    제1 단부, 제2 단부 및 제3 단부를 포함하는 제1 가스 유로이고, 상기 제1 단부가 상기 이차 밸브에 접속되어 있으며, 상기 제3 단부가, 상기 챔버의 상기 내부 공간에 개폐 밸브를 통하여 접속된, 상기 제1 가스 유로를 갖는, 상기 가스 공급부와,
    상기 챔버의 상기 내부 공간에 배기 유로를 통하여 접속된 배기 장치를 구비하고,
    상기 제1 제어부는, 상기 일차 밸브 및 상기 이차 밸브 각각의 개폐를 제어하며, 상기 유량 제어기에 가스의 유량을 지정하고, 상기 측정 장치에 상기 가스의 유량의 측정을 지시하도록 구성되어 있으며,
    상기 측정 장치는,
    제4 단부 및 제5 단부를 포함하고, 상기 제4 단부가 상기 가스 공급부의 상기 제2 단부에 접속된 제2 가스 유로와,
    제6 단부 및 제7 단부를 갖는 제3 가스 유로와,
    상기 제2 가스 유로의 상기 제5 단부와 상기 제3 가스 유로의 상기 제6 단부의 사이에서 접속된 제1 밸브와,
    상기 제3 가스 유로의 상기 제7 단부에 접속되며, 또한 상기 배기 장치에 접속 가능하게 마련된 제2 밸브와,
    상기 제3 가스 유로 내의 압력을 측정하도록 구성된 하나 이상의 압력 센서와,
    상기 제3 가스 유로 내의 온도를 측정하도록 구성된 온도 센서와,
    상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브 각각의 개폐를 제어하고, 상기 제1 제어부로부터의 지시에 근거하여 상기 유량의 측정을 실행하도록 구성된 제2 제어부를 구비하며,
    상기 제1 제어부는, 상기 이차 밸브를 개방하기 위하여 상기 배선을 통하여 전압을 출력하도록 구성되어 있고,
    상기 측정 장치는, 상기 배선 상에 마련된 릴레이를 포함하며,
    상기 제2 제어부는, 상기 릴레이를 제어하도록 구성되어 있는, 기판 처리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 공급부는, 솔레노이드 밸브를 더 구비하고,
    상기 배선은, 상기 제1 제어부와 상기 솔레노이드 밸브를 서로 접속하고 있으며,
    상기 솔레노이드 밸브는, 그 솔레노이드에 상기 제1 제어부로부터 출력된 상기 전압이 인가되고 있을 때에 에어를 상기 이차 밸브에 공급하고, 상기 솔레노이드에 상기 전압이 인가되고 있지 않을 때에 상기 이차 밸브에 대한 에어의 공급을 정지하도록 구성되어 있으며,
    상기 이차 밸브는, 상기 솔레노이드 밸브로부터 상기 에어가 공급되고 있을 때에 개방되고, 상기 솔레노이드 밸브로부터 상기 에어가 공급되고 있지 않을 때에 폐쇄되도록, 상기 에어에 의하여 구동되는, 기판 처리 시스템.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 기판 처리 시스템에 있어서 가스의 유량을 구하는 방법으로서,
    상기 유량 제어기로부터 상기 제1 가스 유로, 상기 제2 가스 유로 및 상기 제3 가스 유로에 가스가 공급되고 있을 때, 상기 이차 밸브와 상기 제2 밸브가 폐쇄되고, 상기 제1 밸브가 개방된 제1 상태에서, 상기 하나 이상의 압력 센서를 이용하여, 상기 제3 가스 유로 내의 압력의 측정값(P11)을 취득하는 공정과,
    상기 유량 제어기로부터 상기 제1 가스 유로, 상기 제2 가스 유로 및 상기 제3 가스 유로에 가스가 공급되고 있을 때, 상기 제2 제어부에 의한 제어에 의하여 상기 제2 밸브가 폐쇄된 제2 상태를 형성함으로써, 상기 제1 가스 유로, 상기 제2 가스 유로 및 상기 제3 가스 유로 안의 압력을 상승시키는 공정과,
    압력을 상승시키는 상기 공정의 실행 후, 상기 제2 제어부에 의한 상기 릴레이의 제어에 의하여, 상기 이차 밸브가 폐쇄된 제3 상태를 형성하는 공정과,
    상기 제3 상태에 있어서, 상기 하나 이상의 압력 센서 및 상기 온도 센서를 이용하여, 상기 제3 가스 유로 내의 압력의 측정값(P12) 및 상기 제3 가스 유로 내의 온도의 측정값(T12)을 취득하는 공정과,
    상기 제2 제어부에 있어서, 상기 측정값(P12)과 상기 측정값(P11)의 차를 압력을 상승시키는 상기 공정의 실행 기간의 시간 길이로 나눈 값과 상기 측정값(T12)을 이용하여, 압력을 상승시키는 상기 공정에 있어서 상기 유량 제어기로부터 출력된 상기 가스의 유량을 산출하는 공정을 포함하며,
    상기 시간 길이는, 상기 제2 상태가 형성된 시점으로부터, 상기 제3 상태를 형성하기 위하여 상기 제2 제어부에 의하여 상기 릴레이가 제어된 시점까지의 시간 길이인, 가스의 유량을 구하는 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 이차 밸브, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브가 개방되어 있는 상태에서, 상기 제1 가스 유로, 상기 제2 가스 유로 및 상기 제3 가스 유로를 진공으로 배기하는 공정을 더 포함하고,
    상기 측정값(P11)은, 진공으로 배기하는 상기 공정에 있어서 형성된 상기 상태로부터, 상기 유량 제어기로부터 상기 제1 가스 유로, 상기 제2 가스 유로 및 상기 제3 가스 유로에 가스가 공급되고 있을 때, 상기 제2 제어부에 의하여 상기 제2 밸브가 폐쇄되며, 또한 상기 제2 제어부에 의한 상기 릴레이의 제어에 의하여 상기 이차 밸브가 폐쇄됨으로써 형성되는 상기 제1 상태에 있어서, 상기 하나 이상의 압력 센서를 이용하여 측정되는 상기 제3 가스 유로 내의 압력인, 가스의 유량을 구하는 방법.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 제3 상태로부터, 상기 제2 밸브가 개방되고, 상기 제1 밸브가 폐쇄된 제4 상태를 형성하는 공정과,
    상기 제4 상태로부터, 상기 제2 밸브가 폐쇄된 제5 상태를 형성하는 공정과,
    상기 제5 상태에 있어서, 상기 하나 이상의 압력 센서를 이용하여, 상기 제3 가스 유로 내의 압력의 측정값(P13)을 취득하는 공정과,
    상기 제5 상태로부터 상기 제1 밸브가 개방된 제6 상태를 형성하는 공정과,
    상기 제6 상태에 있어서, 상기 하나 이상의 압력 센서를 이용하여, 상기 제3 가스 유로 내의 압력의 측정값(P14)을 취득하는 공정을 더 포함하며,
    상기 가스의 유량을 산출하는 상기 공정에서는, 이하의 (1)식
    Q=(P12-P11)/Δt×(1/R)×(V/T)…(1)
    의 연산을 실행함으로써, 상기 제2 상태에 있어서 상기 유량 제어기로부터 출력된 상기 가스의 유량(Q)이 구해지고,
    (1)식에 있어서, Δt는 압력을 상승시키는 상기 공정의 상기 실행 기간의 상기 시간 길이이며, R은 기체 상수이고, (V/T)는, {V3/T12×(P12-P13)/(P12-P14)}를 포함하며, V3은 상기 제3 가스 유로의 용적의 기정값인, 가스의 유량을 구하는 방법.
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