专利快速检索-快速检索全球专利，免费商用专利数据库-IPRDB

简体标题：流量范围可变型流量控制设备

公开(公告)号：TWI320520B

公开(公告)日：2010-02-11

申请号：TW095123000

申请日：2006-06-26

申请人：富士金股份有限公司 , 東京威力科創股份有限公司 , 國立大學法人東北大學

发明人：大見忠弘 , 齋藤雅仁 , 日野昭一 , 嶋津強 , 三浦和幸 , 西野功二 , 永瀨正明 , 杉田勝幸 , 平田薰 , 土肥亮介 , 廣瀨隆 , 篠原努 , 池田信一 , 今井智一 , 吉田俊英 , 田中久士

IPC分类号： G05D

CPC分类号： G05D7/0641 , G01F1/363 , G01F1/6842 , G01F1/6847 , G01F5/005 , G01F7/005 , G05D7/0635 , G05D7/0647 , G05D23/1927 , Y10T137/0379 , Y10T137/7759 , Y10T137/776 , Y10T137/8593 , Y10T137/86734 , Y10T137/86815 , Y10T137/87265 , Y10T137/87314 , Y10T137/8741 , Y10T137/87499 , Y10T137/87684

摘要：本發明係可藉由1台流量控制裝置進行流量域更廣之流體的高精度流量控制，藉此達成流量控制裝置小型化及設備費用削減之目的。
本發明係於使用孔口上游側壓力P1及孔口下游側壓力P2，將流通於孔口8之流體流量設為Qc=KP1(K為比例常數)或Qc=KP2 m (P1-P2) n (K為比例常數，m與n為常數)進行運算之壓力式流量控制裝置中，將該壓力式流量控制裝置之控制閥的下游側與流體供給用管路之間的流體通路設為至少2個以上並聯狀流體通路，同時分別使朝向前述各並聯狀流體通路之流體流量特性不同的孔口介於其中，在小流量域之流體的流量控制方面係使前述小流量域之流體朝一方之孔口流通，此外在大流量域之流體的流量控制方面係使前述大流量域之流體切換而朝另一方之孔口流通。【創作特點】但是，壓力式流量控制裝置若為尤其在臨界條件下，將流量Qc設為Qc=KP1而進行運算控制的方式之第7圖(a)所示之裝置時，隨著孔口二次側壓力P2(亦即為氣體供給目的地之反應室裝置等)的上升，流量控制範圍會隨之漸漸變小。其係基於由於孔口一次側壓力P1係按照流量設定值而被控制為特定壓力值，因此在P2/P1符合臨界膨脹條件之狀態下，當孔口二次側壓力P2上升時，孔口一次側壓力P1的調整範圍，亦即由P1所產生之流量Qc的控制範圍必然會變窄所致。
此外，流體之流通狀態不符合前述臨界條件時，由於流量控制精度大幅降低，結果使半導體製品的品質產生參差不齊。
換言之，在臨界條件下進行流體之流量控制之型式的壓力式流量控制裝置中，由於孔口二次側之壓力上升而可進行流量控制的範圍，會比從前之熱式質量流量控制裝置或所謂差壓式流量控制裝置大幅變窄。
結果，變成必須設置2個流量控制範圍不同的壓力式流量控制裝置，導致半導體製造裝置等之製造成本上升。
本發明係為解決以下所述之從前之流體流量控制裝置中如上所述之問題者，亦即(1)當必須為較大之流量控制範圍時，為了確保預定的控制精度，必須以並聯狀設置複數個流量範圍不同之流量控制裝置，以切換使用該等流量控制裝置，而難以削減流量控制裝置的費用，(2)當為臨界條件下以流量控制為基本之壓力式流量控制裝置時，孔口2次側的壓力上升，同時流量控制範圍遞減，為了處理該問題，必須設置複數個流量範圍不同之流量控制裝置等，發明之主要目的在提供一種適當切換控制流量控制裝置內部之流體通路，藉此使用一台流量控制裝置，即可跨及較大的流量控制範圍來進行高精度之流體的流量控制的流量範圍可變型流量控制裝置。
申請專利範圍第1項之發明係以以下作為發明之基本構成：至少設置小流量用與大流量用之流體通路作為朝向流量控制裝置之流量檢測部的流體通路，通過前述小流量用流體通路，使小流量域之流體朝流量檢測部流通，同時將流量控制部之檢測位準切換成適於檢測小流量域之檢測位準，此外，通過前述大流量用流體通路，使大流量域之流體朝前述流量檢測部流通，同時將流量控制部之檢測位準切換成適於檢測大流量域之流量的檢測位準，藉此分別切換大流量域與小流量域的流體，而進行流量控制。
申請專利範圍第2項之發明係以以下作為發明之基本構成：係使用孔口上游側壓力P1及或孔口下游側壓力P2，將流通於孔口8之流體流量設為Qc=KP1(K為比例常數)或Qc=KP2 m (P1-P2) n (K為比例常數，m與n為常數)進行運算之壓力式流量控制裝置，其特徵為構成為：將該壓力式流量控制裝置之控制閥的下游側與流體供給用管路之間的流體通路設為至少2個以上並聯狀流體通路，同時分別使朝向前述各並聯狀流體通路之流體流量特性不同的孔口介於其中，在小流量域之流體的流量控制方面係使前述小流量域之流體朝一方之孔口流通，此外在大流量域之流體的流量控制方面係使前述大流量域之流體至少朝另一方之孔口流通。
申請專利範圍第3項之發明係於申請專利範圍第2項之發明中，構成為：將並聯狀流體通路數量設為2個，而且將孔口設為大流量用孔口與小流量用孔口等2個，並藉由設在大流量用孔口之流體通路的切換閥的動作，將流體流量的控制範圍切換成小流量域與大流量域。
申請專利範圍第4項之發明係於申請專利範圍第2項之發明中，構成為：將孔口設為大流量用孔口、中流量用孔口與小流量用孔口等3種，並藉由使No1切換用閥與No2切換用閥與大流量用孔口以串聯狀介於一方的流體通路，此外使小流量用孔口與中流量用孔口介於另一方的流體通路，再者，使用以連通前述兩切換閥間的通路、與用以連通小流量用孔口與中流量用孔口間之通路相連通。
申請專利範圍第5項之發明係於申請專利範圍第2項之發明中，將流通於壓力式流量控制裝置孔口的流體設為臨界條件下的流體。
申請專利範圍第6項之發明係以以下作為發明之基本構成：係由流量控制閥、層流元件裝置部與流量感測器部等所構成，以流量感測部進行檢測與流體之質量流量成正比的溫度變化，根據該檢測溫度，對流量控制閥進行開閉控制，藉此使特定之設定流量的流體流出的熱式質量流量控制裝置，其特徵為構成為：將至流量控制閥為止的流體通路設為至少2個以上之並聯的流體通路，同時分別使朝向前述各並聯狀流體通路之粗細不同的層流元件及流量感測器介於其中，在小流量域之流體的流量控制方面係使前述小流量域之流體朝一方之層流元件流通，此外在大流量域之流體的流量控制方面係使前述大流量域之流體朝另一方之層流元件流通。
申請專利範圍第7項之發明係於申請專利範圍第6項之發明中，構成為：將並聯狀流體通路數量設為2個，而且將層流元件設為大流量用之粗層流元件與小流量用之細層流元件等2個，同時藉由分別設在各流體通路之切換閥的動作，將流體流量的控制範圍切換成小流量域與大流量域。
由於形成適當組合由大流量用孔口8c與小流量用孔口8a(或大流量用孔口8c與中流量用孔口8b與小流量用孔口8a)所為之流量控制，藉此進行流量控制的構成，因此可跨及廣大範圍之流量域，進行誤差為1%設定點(set point)以下之高精度的流量控制。
此外，藉由操作切換閥，可自動進行流量控制域之切換選擇，且亦不會導致操作複雜化。
再者，當以臨界條件下之流量流量控制為基本時，由於活用流量因數(flow factor)F.F，亦可容易對應氣體種類的變更，且可適用於各種流體供給設備之流量控制。

简体摘要：本发明系可借由1台流量控制设备进行流量域更广之流体的高精度流量控制，借此达成流量控制设备小型化及设备费用削减之目的。本发明系于使用孔口上游侧压力P1及孔口下游侧压力P2，将流通于孔口8之流体流量设为Qc=KP1(K为比例常数)或Qc=KP2 m (P1-P2) n (K为比例常数，m与n为常数)进行运算之压力式流量控制设备中，将该压力式流量控制设备之控制阀的下游侧与流体供给用管路之间的流体通路设为至少2个以上并联状流体通路，同时分别使朝向前述各并联状流体通路之流体流量特性不同的孔口介于其中，在小流量域之流体的流量控制方面系使前述小流量域之流体朝一方之孔口流通，此外在大流量域之流体的流量控制方面系使前述大流量域之流体切换而朝另一方之孔口流通。【创作特点】但是，压力式流量控制设备若为尤其在临界条件下，将流量Qc设为Qc=KP1而进行运算控制的方式之第7图(a)所示之设备时，随着孔口二次侧压力P2(亦即为气体供给目的地之反应室设备等)的上升，流量控制范围会随之渐渐变小。其系基于由于孔口一次侧压力P1系按照流量设置值而被控制为特定压力值，因此在P2/P1符合临界膨胀条件之状态下，当孔口二次侧压力P2上升时，孔口一次侧压力P1的调整范围，亦即由P1所产生之流量Qc的控制范围必然会变窄所致。此外，流体之流通状态不符合前述临界条件时，由于流量控制精度大幅降低，结果使半导体制品的品质产生参差不齐。换言之，在临界条件下进行流体之流量控制之型式的压力式流量控制设备中，由于孔口二次侧之压力上升而可进行流量控制的范围，会比从前之热式质量流量控制设备或所谓差压式流量控制设备大幅变窄。结果，变成必须设置2个流量控制范围不同的压力式流量控制设备，导致半导体制造设备等之制造成本上升。本发明系为解决以下所述之从前之流体流量控制设备中如上所述之问题者，亦即(1)当必须为较大之流量控制范围时，为了确保预定的控制精度，必须以并联状设置复数个流量范围不同之流量控制设备，以切换使用该等流量控制设备，而难以削减流量控制设备的费用，(2)当为临界条件下以流量控制为基本之压力式流量控制设备时，孔口2次侧的压力上升，同时流量控制范围递减，为了处理该问题，必须设置复数个流量范围不同之流量控制设备等，发明之主要目的在提供一种适当切换控制流量控制设备内部之流体通路，借此使用一台流量控制设备，即可跨及较大的流量控制范围来进行高精度之流体的流量控制的流量范围可变型流量控制设备。申请专利范围第1项之发明系以以下作为发明之基本构成：至少设置小流量用与大流量用之流体通路作为朝向流量控制设备之流量检测部的流体通路，通过前述小流量用流体通路，使小流量域之流体朝流量检测部流通，同时将流量控制部之检测位准切换成适于检测小流量域之检测位准，此外，通过前述大流量用流体通路，使大流量域之流体朝前述流量检测部流通，同时将流量控制部之检测位准切换成适于检测大流量域之流量的检测位准，借此分别切换大流量域与小流量域的流体，而进行流量控制。申请专利范围第2项之发明系以以下作为发明之基本构成：系使用孔口上游侧压力P1及或孔口下游侧压力P2，将流通于孔口8之流体流量设为Qc=KP1(K为比例常数)或Qc=KP2 m (P1-P2) n (K为比例常数，m与n为常数)进行运算之压力式流量控制设备，其特征为构成为：将该压力式流量控制设备之控制阀的下游侧与流体供给用管路之间的流体通路设为至少2个以上并联状流体通路，同时分别使朝向前述各并联状流体通路之流体流量特性不同的孔口介于其中，在小流量域之流体的流量控制方面系使前述小流量域之流体朝一方之孔口流通，此外在大流量域之流体的流量控制方面系使前述大流量域之流体至少朝另一方之孔口流通。申请专利范围第3项之发明系于申请专利范围第2项之发明中，构成为：将并联状流体通路数量设为2个，而且将孔口设为大流量用孔口与小流量用孔口等2个，并借由设在大流量用孔口之流体通路的切换阀的动作，将流体流量的控制范围切换成小流量域与大流量域。申请专利范围第4项之发明系于申请专利范围第2项之发明中，构成为：将孔口设为大流量用孔口、中流量用孔口与小流量用孔口等3种，并借由使No1切换用阀与No2切换用阀与大流量用孔口以串联状介于一方的流体通路，此外使小流量用孔口与中流量用孔口介于另一方的流体通路，再者，使用以连通前述两切换阀间的通路、与用以连通小流量用孔口与中流量用孔口间之通路相连通。申请专利范围第5项之发明系于申请专利范围第2项之发明中，将流通于压力式流量控制设备孔口的流体设为临界条件下的流体。申请专利范围第6项之发明系以以下作为发明之基本构成：系由流量控制阀、层流组件设备部与流量传感器部等所构成，以流量传感部进行检测与流体之质量流量成正比的温度变化，根据该检测温度，对流量控制阀进行开闭控制，借此使特定之设置流量的流体流出的热式质量流量控制设备，其特征为构成为：将至流量控制阀为止的流体通路设为至少2个以上之并联的流体通路，同时分别使朝向前述各并联状流体通路之粗细不同的层流组件及流量传感器介于其中，在小流量域之流体的流量控制方面系使前述小流量域之流体朝一方之层流组件流通，此外在大流量域之流体的流量控制方面系使前述大流量域之流体朝另一方之层流组件流通。申请专利范围第7项之发明系于申请专利范围第6项之发明中，构成为：将并联状流体通路数量设为2个，而且将层流组件设为大流量用之粗层流组件与小流量用之细层流组件等2个，同时借由分别设在各流体通路之切换阀的动作，将流体流量的控制范围切换成小流量域与大流量域。由于形成适当组合由大流量用孔口8c与小流量用孔口8a(或大流量用孔口8c与中流量用孔口8b与小流量用孔口8a)所为之流量控制，借此进行流量控制的构成，因此可跨及广大范围之流量域，进行误差为1%设置点(set point)以下之高精度的流量控制。此外，借由操作切换阀，可自动进行流量控制域之切换选择，且亦不会导致操作复杂化。再者，当以临界条件下之流量流量控制为基本时，由于活用流量因子(flow factor)F.F，亦可容易对应气体种类的变更，且可适用于各种流体供给设备之流量控制。

IPRDB

热门服务

关于我们

友情链接

联系方式