(57)【要約】  流量測定可能なガス供給装置は、流通するガス流量を制御する流量制御器と、前記流量制御器の下流に設けられた第１遮断弁と、第１遮断弁の下流側に連通する前記第１の流路に設けられた第２遮断弁と、前記第１の流路から分岐する第２の流路と、前記第２の流路に設けられた第３遮断弁と、前記第１、第２、及び第３の遮断弁により囲まれる流路内の圧力を検出する圧力検出器と、前記第１、第２、及び第３の遮断弁により囲まれる流路内の温度を検出する温度検出器と、前記第３遮断弁の下流に接続され既知体積を有する体積測定用タンクと、前記第１、第２、及び第３の遮断弁により囲まれる流路体積を、前記第３遮断弁の開状態と閉状態とにボイルの法則を適用することにより求めるとともに、前記流路体積と前記圧力検出器及び前記温度検出器の検出値とを用いて前記流量制御器の流量を演算する演算制御装置と、を備える。
2017122714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流通するガス流量を制御する流量制御器と、
前記流量制御器の下流に設けられた第１遮断弁と、
前記第１遮断弁の下流側に連通する第１の流路に設けられた第２遮断弁と、
前記第１遮断弁と前記第２遮断弁との間で前記第１の流路から分岐する第２の流路と、
前記第２の流路に設けられた第３遮断弁と、
前記第１遮断弁、前記第２遮断弁、及び前記第３遮断弁により囲まれる流路内の圧力を検出するための圧力検出器と、
前記第１遮断弁、前記第２遮断弁、及び前記第３遮断弁により囲まれる流路内の温度を検出するための温度検出器と、
前記第３遮断弁の下流に接続され既知体積を有する体積測定用タンクと、
演算制御装置と、を備え、
前記演算制御装置は、前記第１遮断弁、前記第２遮断弁、及び前記第３遮断弁により囲まれる流路体積を、前記第３遮断弁の開状態と閉状態とにボイルの法則を適用することにより求めるとともに、前記流路体積と前記圧力検出器及び前記温度検出器の検出値とを用いて前記流量制御器の流量を演算する、
流量測定可能なガス供給装置。
【請求項２】
前記体積測定用タンクの上流位置で前記第２の流路に設けられた着脱可能な継手を備える、請求項１に記載の流量測定可能なガス供給装置。
【請求項３】
前記第３遮断弁と前記体積測定用タンクとの間に第４遮断弁を備え、前記第３遮断弁と前記第４遮断弁との間に前記継手が設けられている、請求項２に記載の流量測定可能なガス供給装置。
【請求項４】
前記演算制御装置が、電気コネクタを介して、前記圧力検出器及び前記温度検出器と着脱可能に接続されている、請求項１に記載の流量測定可能なガス供給装置。
【請求項５】
前記圧力検出器及び前記温度検出器より上流位置で前記第２の流路に前記継手が設けられるとともに、前記継手より上流位置で前記第２の流路に第５遮断弁を備える、請求項２に記載の流量測定可能なガス供給装置。
【請求項６】
前記流量制御器を複数個備え、各流量制御器の下流に前記第１遮断弁が設けられ、各第１遮断弁の下流側が前記第１の流路に連通している、請求項１に記載の流量測定可能なガス供給装置。
【請求項７】
流通するガス流量を制御する流量制御器と、前記流量制御器の下流に設けられた第１遮断弁と、前記第１遮断弁の下流側に連通する第１の流路に設けられた第２遮断弁と、前記第１遮断弁と前記第２遮断弁との間で前記第１の流路から分岐する分岐流路と、前記分岐流路に設けられた第５遮断弁と、を備えるガス供給装置に、着脱可能とされて前記流量制御器の流量を測定するための流量計であって、
前記第５遮断弁の下流側で前記分岐流路に着脱可能な継手と、
前記継手に接続された継続流路に設けられた第３遮断弁と、
前記継続流路の内部の圧力を検出するための圧力検出器と、
前記継続流路の内部の温度を検出するための温度検出器と、
前記第３遮断弁の下流に接続され既知体積を有する体積測定用タンクと、
演算制御装置と、を備え、
前記演算制御装置は、前記継手が前記分岐流路に接続された状態で前記第１遮断弁、前記第２遮断弁、及び前記第３遮断弁により囲まれる流路体積を、前記第３遮断弁の開状態と閉状態とにボイルの法則を適用することにより求めるとともに、前記流路体積と前記圧力検出器及び前記温度検出器の検出値とを用いて前記流量制御器の流量を演算する、
前記流量計。
【請求項８】
流量制御器の下流側に接続された第１遮断弁、前記第１遮断弁の下流側に連通する第１の流路に設けられた第２遮断、及び、前記第１遮断弁と前記第２遮断弁との間で前記第１の流路から分岐する流路に設けられた第３遮断弁により囲まれる流路体積を、前記第３遮断弁の下流側に接続された既知体積を有する体積測定用タンクを用いて測定し、前記流路体積を用いてＲＯＲ法により前記流量制御器の流量を測定する流量測定方法であって、
前記第１遮断弁を閉じるとともに、前記第２遮断弁及び前記第３遮断弁を開き、前記第２遮断弁を通じて排気する第１ステップと、
前記第２遮断弁及び前記第３遮断弁を閉じる第２ステップと、
前記第１遮断弁を開き、前記流量制御器を通じて設定流量のガスを流した後に前記第１遮断弁を閉じてから、前記第１又は第２の流路内の第１の圧力を検出する第３ステップと、
前記第３遮断弁を開き、前記第１遮断弁、第２遮断弁及び第３遮断弁により囲まれる流路内の第２の圧力を検出する第４ステップと、
前記前記第１遮断弁、第２遮断弁及び第３遮断弁により囲まれる前記流路体積を、前記第１の圧力、前記第２の圧力、及び前記体積測定用の既知体積を用いてボイルの法則により演算する第５ステップと、
を含む、前記流量測定方法。
【請求項９】
前記第１遮断弁及び前記第３遮断弁を閉じるとともに、前記第２遮断弁を開き、前記第２遮断弁を通じて排気する第６ステップと、
前記第１遮断弁を開き、前記流量制御器を通じて設定流量のガスを流す第７ステップと、
前記第２遮断弁を閉じるとともに、前記第１遮断弁、第２遮断弁及び第３遮断弁により囲まれる流路内の第３の圧力を検出する第８ステップと、
前記第１遮断弁、第２遮断弁及び第３遮断弁により囲まれる流路内の温度を測定する第９ステップと、
前記第８ステップから所定時間経過後、第１遮断弁、第２遮断弁及び第３遮断弁により囲まれる流路内の第４の圧力を検出する第１０ステップと、
前記第３の圧力及び前記第４の圧力から圧力上昇率を演算し、演算した圧力上昇率と、前記第５のステップにおいて測定された流路体積と、前記第９ステップにおいて測定された温度とを用い、前記流量制御器の流量を演算する第１１ステップと、
を含む、請求項８に記載の流量測定方法。
【請求項１０】
前記流量制御器は複数が並列状に設けられるとともに、各々の前記流量制御器の下流側が前記第１の流路によって連通しており、複数の流量制御器のうちの所望の流量制御器の流量が測定される、請求項８に記載の流量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量測定可能なガス供給装置、流量計、及び流量測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造プロセス等において、プロセスガス等を所定流量で供給するため、流量制御器やバルブ等を備えるガス供給装置が用いられる。この種の流量制御器は、高精度の流量制御が要求されるため、流量を測定し制御精度を検証する必要がある。流量を測定する方法として、圧力上昇率から流量を測定するＲＯＲ（rate of rise）法（ビルドアップ法とも言う。）が広く知られている（特許文献１、２等）。【０００３】
ＲＯＲ法は、流量制御器で流量を制御したガスを流路に介在した所定の体積（Ｖ）内に流し、圧力上昇率（ΔＰ／Δｔ）と温度（Ｔ）とを測定することによりＱ＝（ΔＰ/Δt）×Ｖ/ＲＴの関係（Ｒは気体定数）を用いて流量（Ｑ）を測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００９−５４３０６１号公報
【特許文献２】特許第４８０１７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＲＯＲ法による流量の測定に必要な流路内の体積（Ｖ）は、流量制御器の配置や接続される流量制御器の個数、配管レイアウト等により一様でないため、流量を測定する前に体積（Ｖ）を予め測定する必要がある。【０００６】
しかしながら、従来のＲＯＲ法では流量制御器を用いて体積（Ｖ）が測定されており、その測定に用いる流量制御器の制御流量に誤差を含むため、測定した体積（Ｖ）に誤差を含み得る。【０００７】
また、ガス供給装置は、省スペース化が求められるが、流量測定のための付属装置を取り付けると省スペース化の妨げとなる。【０００８】
そこで、本発明は、ＲＯＲによる流量測定に必要な体積の測定誤差をよりいっそう低減し、流量制御器のより高精度の流量測定を行うことができる、流量測定可能なガス供給装置及び流量測定方法を提供することを主たる目的とする。【０００９】
併せて、ガス供給装置の省スペース化を図り得る、流量制御器の流量を測定するための流量計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の第１の態様は、流量測定可能なガス供給装置に係り、流通するガス流量を制御する流量制御器と、前記流量制御器の下流に設けられた第１遮断弁と、前記第１遮断弁の下流側に連通する第１の流路に設けられた第２遮断弁と、前記第１遮断弁と前記第２遮断弁との間で前記第１の流路から分岐する第２の流路と、前記第２の流路に設けられた第３遮断弁と、前記第１遮断弁、前記第２遮断弁、及び前記第３遮断弁により囲まれる流路内の圧力を検出するための圧力検出器と、前記第１遮断弁、前記第２遮断弁、及び前記第３遮断弁により囲まれる流路内の温度を検出するための温度検出器と、前記第３遮断弁の下流に接続され既知体積を有する体積測定用タンクと、演算制御装置と、を備え、前記演算制御装置は、前記第１遮断弁、前記第２遮断弁、及び前記第３遮断弁により囲まれる流路体積を、前記第３遮断弁の開状態と閉状態とにボイルの法則を適用することにより求めるとともに、前記流路体積と前記圧力検出器及び前記温度検出器の検出値とを用いて前記流量制御器の流量を演算する。【００１１】
本発明の第２の態様は、前記第１の態様において、前記体積測定用タンクの上流位置で前記第２の流路に設けられた着脱可能な継手が備えられ得る。【００１２】
本発明の第３の態様は、前記第２の態様において、前記第３遮断弁と前記体積測定用タンクとの間に第４遮断弁が備えられ、前記第３遮断弁と前記第４遮断弁との間に前記継手が設けられ得る。【００１３】
本発明の第４の態様は、前記第１の態様において、前記演算制御装置は、電気コネクタを介して、前記圧力検出器及び前記温度検出器と着脱可能に接続され得る。【００１４】
本発明の第５の態様は、前記第２の態様において、前記圧力検出器及び前記温度検出器より上流位置で前記第２の流路に前記継手が設けられるとともに、前記継手より上流位置で前記第２の流路に第５遮断弁が備えられ得る。【００１５】
本発明の第６の態様は、前記第１の態様において、前記流量制御器が複数個設けられ、各流量制御器の下流に前記第１遮断弁が設けられ、各第１遮断弁の下流側が前記第１の流路に連通している。【００１６】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る第７の態様は、流量計に係り、流通するガス流量を制御する流量制御器と、前記流量制御器の下流に設けられた第１遮断弁と、前記第１遮断弁の下流側に連通する第１の流路に設けられた第２遮断弁と、前記第１遮断弁と前記第２遮断弁との間で前記第１の流路から分岐する分岐流路と、前記分岐流路に設けられた第５遮断弁と、を備えるガス供給装置に、着脱可能とされて前記流量制御器の流量を測定するための流量計であって、前記流量計は、前記第５遮断弁の下流側で前記分岐流路に着脱可能な継手と、前記継手に接続された継続流路に設けられた第３遮断弁と、前記継続流路の内部の圧力を検出するための圧力検出器と、前記継続流路の内部の温度を検出するための温度検出器と、前記第３遮断弁の下流に接続され既知体積を有する体積測定用タンクと、演算制御装置と、を備え、前記演算制御装置は、前記継手が前記分岐流路に接続された状態で前記第１遮断弁、前記第２遮断弁、及び前記第３遮断弁により囲まれる流路体積を、前記第３遮断弁の開状態と閉状態とにボイルの法則を適用することにより求めるとともに、前記流路体積と前記圧力検出器及び前記温度検出器の検出値とを用いて前記流量制御器の流量を演算する。【００１７】
また、上記目的を達成するため、本発明の第８の態様は、流量測定方法に係り、流量制御器の下流側に接続された第１遮断弁、前記第１遮断弁の下流側に連通する第１の流路に設けられた第２遮断弁、及び、前記第１遮断弁と前記第２遮断弁との間で前記第１の流路から分岐する流路に設けられた第３遮断弁により囲まれる流路体積を、前記第３遮断弁の下流側に接続された既知体積を有する体積測定用タンクを用いて測定し、前記流路体積を用いてＲＯＲ法により前記流量制御器の流量を測定する流量測定方法であって、前記第１遮断弁を閉じるとともに、前記第２遮断弁及び前記第３遮断弁を開き、前記第２遮断弁を通じて排気する第１ステップと、前記第２遮断弁及び前記第３遮断弁を閉じる第２ステップと、前記第１遮断弁を開き、前記流量制御器を通じて設定流量のガスを流した後に前記第１遮断弁を閉じてから、前記第１又は第２の流路内の第１の圧力を検出する第３ステップと、前記第３遮断弁を開き、第１遮断弁、第２遮断弁及び第３遮断弁により囲まれる流路内の第２の圧力を検出する第４ステップと、第１遮断弁、第２遮断弁及び第３遮断弁により囲まれる前記流路体積を、前記第１の圧力、前記第２の圧力、及び前記体積測定用の既知体積を用いてボイルの法則により演算する第５ステップと、を含む。【００１８】
本発明の第９の態様は、前記第８の態様において、更に、前記第１遮断弁及び前記第３遮断弁を閉じるとともに、前記第２遮断弁を開き、前記第２遮断弁を通じて排気する第６ステップと、前記第１遮断弁を開き、前記流量制御器を通じて設定流量のガスを流す第７ステップと、前記第２遮断弁を閉じるとともに、前記第１遮断弁、第２遮断弁及び第３遮断弁により囲まれる流路内の第３の圧力を検出する第８ステップと、前記第１遮断弁、第２遮断弁及び第３遮断弁により囲まれる流路内の温度を測定する第９ステップと、前記第８ステップから所定時間経過後、第１遮断弁、第２遮断弁及び第３遮断弁により囲まれる流路内の第４の圧力を検出する第１０ステップと、前記第３の圧力及び前記第４の圧力から圧力上昇率を演算し、演算した圧力上昇率と、前記第５のステップにおいて測定された流路体積と、前記第９ステップにおいて測定された温度とを用い、前記流量制御器の流量を演算する第１１ステップと、を含み得る。【００１９】
本発明の第１０の態様は、前記第８の態様において、前記流量制御器は複数が並列状に設けられるとともに、各々の前記流量制御器の下流側が前記第１の流路によって連通しており、複数の流量制御器のうちの所望の流量制御器の流量が測定される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、流量の測定に必要な流路体積をボイルの法則を利用して求めるため、測定された流路体積は流量制御器の誤差に影響されない。また、第１の流路から分岐する流路に継手を介して体積測定用タンクを取外し可能とすることにより、流路体積を測定する際、例えば流量制御器の設置時のみ、体積測定用タンクを接続しておけばよく、一度、流路体積を測定した後は体積測定用タンクを取りはすことができるので、省スペース化が図られる。また、体積測定用タンクは、他の流量制御器のＲＯＲ用流路体積の測定に使用することができ、使い回すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る流量測定方法の検証用流量体積Ｖａを測定する手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る流量測定方法の流量検証手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３実施形態を示すブロック図である。
【図６】本発明の第４実施形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態について、以下に図１〜図６を参照して説明する。なお、全図を通し、同一又は類似の構成要素に同符号を付した。
【００２３】
図１は、本発明の第１実施形態を示すブロック図である。流量測定可能なガス供給装置１Ａは、流通するガス流量を制御する複数の流量制御器２と、流量制御器２の下流に設けられた第１遮断弁３と、前記第１遮断弁の下流側に連通する第１の流路５に設けられた第２遮断弁６と、第１遮断弁３と第２遮断弁６との間で第１の流路５から分岐した第２の流路７と、第２の流路７に設けられた第３遮断弁８と、第１遮断弁３、第２遮断弁６、及び第３遮断弁８で囲まれる流路内の圧力を検出する圧力検出器９と、第１遮断弁３、第２遮断弁６、及び第３遮断弁８で囲まれる第３遮断弁８の上流の第２の流路内の温度を検出する温度検出器１０と、第３遮断弁８の下流に接続された体積測定用タンク１１と、体積測定用タンク１１の上流位置で第１分岐流路７に設けられた着脱可能な継手１４と、演算制御装置１２と、を備える。
【００２４】
図１において圧力検出器９は第３遮断弁８の上流の第２の流路７に設けられているが、第１の流路５内の圧力と第２の流路内の圧力は実質的に同じであるため、図示しないが、圧力検出器９を第１の流路５に配置することによって、第１の流路５内のガスの圧力を検出してもよい。同様に、図１において温度検出器１０は第３遮断弁８の上流の第２の流路７に設けられているが、第１の流路５内の温度と第２の流路内の温度は実質的に同じであるため、図示しないが、温度検出器１０を第１の流路５に配置することによって、第１の流路５内のガスの温度を検出してもよい。
【００２５】
演算制御装置１２は、第１遮断弁３、第２遮断弁６、及び第３遮断弁８で囲まれる流路体積Ｖａ（図１に太線で示されている部分の体積）を、第３遮断弁８の開状態と閉状態とにボイルの法則を適用することにより求め、求めた流路体積Ｖａと圧力検出器９及び温度検出器１０の検出値とを用いて流量制御器２の流量を測定する。
【００２６】
流量制御器２は、公知の流量制御器を用いることができ、圧力制御式流量制御器を好適に用いることができる。圧力制御式流量制御器は、流路に設けた絞り部の上流圧力Ｐ１を制御することにより、流量を制御する。臨界膨張状態において、オリフィス等の絞り部を通過する流量が上流圧力Ｐ１（絶対圧力）にのみ比例し、絞り部の下流圧力Ｐ２に依存しないことを利用する。臨界膨張条件は、絞り部を通過する流体が音速となる条件であり、絞り部の上流圧力Ｐ１が絞り部の下流圧力Ｐ２の約２倍以上である。絞り部の上流圧力Ｐ１を圧力センサで検出し、内蔵されたコントローラが、上流圧力Ｐ１が所定圧力となるように絞り部の上流に配置した制御弁を制御することにより、流量が所定流量に制御される。制御弁には、圧電駆動式金属ダイヤフラム制御弁が用いられ得る。
【００２７】
第１遮断弁３、第２遮断弁６、及び、第３遮断弁８は、例えば、空気圧駆動弁とすることができる。駆動エアは、図示しない電磁弁を介して、其々の遮断弁に供給される。第１遮断弁３は、流量制御器２のガス出口近傍に設けられ得る。第２遮断弁６は、真空ポンプ２０に接続されている。
【００２８】
圧力検出器９は、半導体ピエゾ抵抗拡散圧力センサや静電容量形圧力センサ等の公知の圧力センサが好適に用いられる。温度検出器１０は、熱電対等の公知の温度センサが好適に用いられる。
【００２９】
体積測定用タンク１１は、既知の体積を有する。第３遮断弁８と体積測定用タンク１１との間に手動式の第４遮断弁１３が設けられている。第３遮断弁８と第４遮断弁１３との間に、着脱可能な継手１４が接続されている。図１に仮想線で示すように、継手１４を分離して外すことにより、体積測定用タンク１１を第４遮断弁１３とともに、取り外すことができる。外部空気やゴミを防ぐため、継手１４を外す前に、第３遮断弁８及び第４遮断弁１３は閉じられる。
【００３０】
演算制御装置１２は、ＣＰＵ１２ａ、メモリ１２ｂ等により構成される電気回路基板をボックス内に収容しており、電気コネクタ１６を介して、圧力検出器９及び温度検出器１０と着脱可能に配線１５により接続されている。電気コネクタ１６は、流量制御器２等を収容するカバーケース１ａに取り付けることができる。演算制御装置１２は、ＲＳ−２３２Ｃケーブル等の通信ケーブル１７を接続するための接続ポート１７ａを備え、外部のコンピュータ１８と通信ケーブル１７により接続され得る。外部のコンピュータ１８は、例えば成膜装置等の半導体製造装置を制御するコンピュータである。演算制御装置１２は、直接、または、通信ケーブル１７により接続されたコンピュータ１８を通じて、第１遮断弁３、第２遮断弁６、第３遮断弁８を操作する駆動エアをオンオフする電磁弁（付図示）を制御することができる。
【００３１】
演算制御装置１２は、メモリ１２ｂに記憶されたプログラムに従って、図１に太線で示された流路体積Ｖａを、図２に示す手順により計測する。図２のフローチャートを参照して、ステップ１において、全ての第１遮断弁３が閉じられ、第２遮断弁６、第３遮断弁８、及び第４遮断弁１３が開かれた状態で真空引きが実施される。所定時間ｔ１経過後、ステップ２において、第２遮断弁６及び第３遮断弁８が閉じられる。所定時間ｔ２経過後、ステップ３において、何れか一つの第１遮断弁３が開かれ、流量制御器２からガス、例えば窒素ガスが流される。所定時間ｔ３経過後、流路体積Ｖａ内の圧力が上昇したところで、ステップ４において、ガスを流していた流量制御器２の第１遮断弁３が閉じられる。ステップ５において、圧力検出器９により圧力Ｐａが検出される。検出された圧力Ｐａは、メモリ１２ｂに記憶される。次に、ステップ６において、第３遮断弁８が開かれ、流路体積Ｖａ内にあったガスが体積測定用タンク１１内に拡散させられる。ステップ７において、圧力検出器９により圧力Ｐｂが検出される。検出された圧力Ｐｂは、メモリ１２ｂに記憶される。体積測定用タンク１１の体積Ｖｔは既知であり、第３遮断弁８から体積測定用タンク１１迄の流路内体積Ｖｆも既知である。Ｖｔ＋Ｖｆ＝Ｖｂとする。ここでボイルの法則（ＰＶ＝一定）が適用される。
【００３２】
Ｐａ・Ｖａ＝Ｐｂ・（Ｖａ＋Ｖｂ）・・・（１）
⇔  Ｖａ＝Ｐｂ・Ｖｂ／（Ｐａ−Ｐｂ）・・・（２）
上記式（２）を用いて、流路体積Ｖａが演算され、メモリ１２ｂに記憶される（ステップ８）。
【００３３】
流路体積Ｖａがメモリ１２ｂに記憶された後、体積測定用タンク１１は、継手１４を分離させることにより、第２の流路７から取り外すことができる。
【００３４】
上記のように、流路体積Ｖａは、ボイルの法則を利用して演算しており、流量制御器２の設定流量Ｑｓに依存しない方法により測定される。従って、測定された流路体積Ｖａは、流量制御器２の個体差や流量誤差を含まない。ボイルの法則は、理想気体について成立するが、実在気体においても圧力が低い範囲で成立し得る。
【００３５】
演算制御装置１２は、メモリ１２ｂに記憶されたプログラムに従い、流路体積Ｖａを用いて、ＲＯＲにより流量制御器２の流量を演算する。具体的には図３に示すフローチャートに従って演算する。図３を参照して、ステップ１０において、全ての第１遮断弁３と第３遮断弁８とが閉じられ、第２遮断弁６が開かれた状態で真空ポンプ２０により真空引きされ、流路体積Ｖａが排気される。所定時間ｔ４が経過した後、ステップ１１において、流量測定すべき一つの流量制御器２の第１遮断弁３を開き、その一つの流量制御器２から設定流量Ｑｓでガスを流す。所定時間ｔ５が経過してガスの流れが安定した後、ステップ１２において、第２遮断弁６が閉じられる。その結果、流路体積Ｖａ内の圧力が上昇する。第２遮断弁６を閉じてから、ステップ１３において、圧力検出器９により圧力Ｐｙが測定され、温度検出器１０により温度Ｔが測定される。所定時間Δｔが経過した時に、ステップ１４において、圧力検出器９により圧力Ｐｘが検出される。時間Δｔは、圧力検出器９のサンプリング周期からカウントすることができる。ステップ１５において、Ｐｙ−Ｐｘ＝ΔＰが演算される。ステップ１６において、メモリ１２ｂに記憶された流路体積Ｖａ、温度検出器１０により測定された温度Ｔを下記式（３）にあてはめ、流量Ｑｃを測定する。下記式（３）においてＲは気体定数である。
【００３６】
Ｑｃ＝（ΔＰ/Δt）×Ｖａ/ＲＴ・・・（３）
上記のようにして測定した流量Ｑｃのデータは、例えば、外部コンピュータ１８に送られ、外部コンピュータ１８において、流量制御器２の設定された流量Ｑｓと比較検証が行われ得る。
【００３７】
上記説明から明らかなように、流路体積Ｖａは、上記式（２）により測定される。そのため、流量制御器２の個体差や誤差を含まず、従来よりも精度の高い流量の測定が可能となる。
【００３８】
また、流路体積Ｖａを測定しメモリ１２ｂに記憶させた後は、体積測定用タンク１１は不要となるので、継手１４を外すことにより、取り外すことができる。それにより、流量制御器２を収容するカバーケース１ａを小型化できる等、流量制御器２の省スペース化を図ることができるし、コストを削減することもできる。また、取り外された体積測定用タンク１１は、別のガス供給装置の流量測定時における流路体積Ｖａの測定に利用することができる。
【００３９】
さらに、演算制御装置１２は、配線１５の電気コネクタ１６を外し、外部のコンピュータ１８に接続されている通信ケーブル１７を外すことで、ガス供給装置１Ａから取り外すことができる。それにより、ガス供給装置１Ａの小型化を図ることができるし、コストを削減することもできる。取り外された演算制御装置１２は、別のガス供給装置の流量測定時における体積Ｖａの測定に利用することができる。
【００４０】
次に、本発明の第２実施形態について、以下に図４を参照して説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成要素には同符号を付している。第２実施形態は、ガス供給装置１Ｂに着脱可能な流量計１Ｃである。
【００４１】
ガス供給装置１Ｂは、流通するガス流量を制御する流量制御器２と、流量制御器２の下流に設けられた第１遮断弁３と、第１遮断弁３の下流側に連通する第１の流路５に設けられた第２遮断弁６と、第１遮断弁３と第２遮断弁６との間で第１の流路５から分岐する分岐流路７ａと、分岐流路７ａに設けられた第５遮断弁２２と、を備えている。
【００４２】
流量計１Ｃは、第５遮断弁２２の下流側で分岐流路７ｂの末端部に設けられた継手２１ａに着脱可能な継手２１ｂと、継手２１ｂに接続された継続流路７ｂに設けられた第３遮断弁８と、継続流路７ｂの内部の圧力を検出するための圧力検出器９と、継続流路７ｂの内部の温度を検出するための温度検出器１０と、第３遮断弁８の下流に接続され既知体積を有する体積測定用タンク１１と、演算制御装置１２と、を備えている。
【００４３】
継手２１ａと継手２１ｂとを連結し分岐流路７ａと継続流路７ｂとを接続することによって第１流路５から分岐する第２の流路７が形成されるとともに、流量測定可能なガス供給装置１ＢＣが構成される。
【００４４】
第２実施形態の構成によれば、継手２１ａ及び継手２１ｂを分離して外すだけで、体積測定用タンク１１、圧力検出器９、温度検出器１０、演算制御装置１２を、備える流量計１Ｃを取り外すことができる。また、第３遮断弁８、体積測定用タンク１１、圧力検出器９、温度検出器１０、演算制御装置１２を、一つのケーシング２３に組み込み、まとめて持ち運び可能とすることにより、他の半導体製造装置等に取り付けられる流量制御器の流量測定に利用することができる。
【００４５】
次に、本発明の第３実施形態について、以下に図５を参照して説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成要素には同符号を付している。第３実施形態の流量測定可能なガス供給装置１Ｄは、第１の流路５が下流端部で２本に分岐しており、一方はプロセスガスのガス排出口４ａを備え、他方はパージガスのガス排出口４ｂを備え、ガス排出口４ａ、４ｂの各々の一次側に第１遮断弁６が設けられる。第１の流路５の態様は、ガス供給装置が設置される半導体製造装置等の仕様によって様々な変更態様がある。
【００４６】
図６は、第１実施形態の変更態様としての第４実施形態を示すブロック図である。第４実施形態の流量測定可能なガス供給装置１Ｅでは、圧力検出器９及び温度検出器１０の上流位置で第２の流路７に第５遮断弁２５が設けられると共に、第５遮断弁２５と第３遮断弁８との間に既知容量のチャンバ２６が追加的に接続されている。ＲＯＲ法では、圧力上昇率を測定する際の体積が小さいと流量によっては検証精度が低下する場合があり、チャンバ２６を設けることにより、流量測定精度の低下を防ぐことができる。
【００４７】
本発明は、上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では複数の流量制御器を備えるガス供給装置を例示したが、流量制御器はガス供給装置に一つだけ備えることもできる。また、上記実施形態では、流量制御器として圧力式流量制御装置を例示したが、熱式質量流量制御器を用いることもできる。図２及び図３のフローチャートでは、時間ｔ１〜ｔ４により、次のステップに移るアルゴリズムとしたが、圧力検出器９の圧力値により次のステップに移るアルゴリズムとすることもできる。
【符号の説明】
【００４８】
１Ａ、１ＢＣ、１Ｄ、１Ｅ  流量測定可能なガス供給装置
１Ｂ  ガス供給装置
１Ｃ  流量計
２  流量制御器
３  第１遮断弁
４ａ、４ｂ  ガス排出口
５  第１の流路
６  第２遮断弁
７  第２の流路
７ａ  分岐流路
７ｂ  継続流路
８  第３遮断弁
９  圧力検出器
１０  温度検出器
１１  体積測定用タンク
１２  演算制御装置
１３  第４遮断弁
１４，２１  継手
１６  電気コネクタ
２２  第５遮断弁
Ｖａ  流路体積
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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