CN104350443B - 带有降落方式流量监测器的流量控制装置 - Google Patents

Abstract

具备：上游侧阀（AV），将来自具有希望的气体供给压的气体供给源的气体的流通开闭；流量控制装置，连接在上游侧阀（AV）的下游侧，具备耐供给压力变动性；温度检测传感器（T），以将上游侧阀（AV）的出口侧与流量控制装置的入口侧连通的通路的内容积为降落容量（BC），并检测在形成该降落容量（BC）的通路内流通的气体的温度；压力传感器（P），检测在形成降落容量（BC）的通路内流通的气体的压力；监测流量运算控制部（CPb），进行上游侧阀（AV）的开闭控制，并且在通过上游侧阀（AV）的开放使降落容量（BC）内的气体压力成为设定上限压力值后，通过上游侧阀（AV）的封闭在规定时间t秒后使气体压力下降到设定下限压力值，由此通过降落方式运算并输出监测流量（Q）；将上述监测流量（Q）运算为Q=1000/760×60×273/（273+T）×V×ΔP/Δt并输出。

Description

带有降落方式流量监测器的流量控制装置

技术领域

本发明涉及关于带有流量监测器的流量控制装置的改良，特别涉及通过对具备耐供给压力变动特性的热式流量控制装置或使用节流孔的压力式流量控制装置有机地组合降落方式的流量监测器、能够将动作中的流量控制装置的控制流量实时地监测的带有降落方式流量监测器的流量控制装置。

背景技术

以往，在半导体控制装置用气体供给装置中，广泛地使用热式流量控制装置MFC或压力式流量控制装置FCS，此外，近年来开始使用提高了耐供给压力变动特性的热式流量控制装置。

图33是表示上述压力式流量控制装置FCS的结构的图，该压力式流量控制装置FCS由控制阀CV、温度检测器T、压力检测器P、节流孔OL及运算控制部CD等构成。此外，该运算控制部CD由温度修正/流量运算电路CDa、比较电路CDb、输入输出电路CDc及输出电路CDd等构成，具备对于一次侧供给压的变动具有稳定的流量控制特性的优良的特性。

参照图33，来自压力检测器P及温度检测器T的检测值被变换为数字信号并向温度修正/流量运算电路CDa输入，在这里进行检测压力的温度修正及流量运算后，将流量运算值Qt向比较电路CDb输入。此外，设定流量的输入信号Qs被从端子In输入，由输入输出电路CDc变换为数字值后向比较电路CDb输入，在这里被与来自上述温度修正/流量运算电路CDa的流量运算值Qt比较。在比较的结果是流量运算值Qt比设定流量输入信号Qs大的情况下，向控制阀CV的驱动部输出控制信号Pd。由此，控制阀CV被向封闭方向驱动，被向闭阀方向驱动，直到设定流量输入信号Qs与运算流量值Qt的差（Qs－Qt）成为零。

在该压力式流量控制装置FCS中，在节流孔OL的下游侧压力P₂（即，处理腔室侧的压力P₂）与节流孔OL的上游侧压力P₁（即，控制阀CV的出口侧的压力P₁）之间保持着P₁/P₂≥约2的关系（所谓临界膨胀条件）的情况下，流通过节流孔OL的气体Go的流量Q成为Q=KP₁（其中K是常数），通过控制压力P₁，能够高精度地控制流量Q，并且具备即使控制阀CV的上游侧的气体Go的压力较大地变化、控制流量值也几乎不变化的优良的特性。

另外，由于压力式流量控制装置FCS及具备耐压力变动特性的热式流量控制装置本身是周知的，所以这里省略其详细的说明。

但是，例如在压力式流量控制装置FCS中，由于使用微小的孔径的节流孔OL，所以通过由卤素类气体带来的腐蚀、反应活性气体的析出等，引起节流孔OL的孔径老化。结果，在压力式流量控制装置FCS的控制流量值与现实流通的气体Go的实际流量值之间产生差异，为了检测该差异，需要频繁进行所谓流量监测，有给半导体制造装置的开动性及制造出的半导体的品质等带来较大影响的问题。

因此，在压力式流量控制装置的领域中，以往较多采用通过尽可能早地检测节流孔OL的孔径的变化、来防止在压力式流量控制装置FCS的控制流量值与现实流通的气体Go的实际流量值之间发生差异的对策，此外，在节流孔OL的孔径变化的检测中，较多采用使用所谓增进方式或降落方式的气体流量测量方法。

但是，以往的使用所谓增进方式或降落方式的气体流量测量必须将实际气体的供给暂时停止，结果有造成半导体制造装置的开动率的下降或给制造出的半导体的品质等带来较大影响的问题。

因此，近年来，在热式质量流量控制装置或压力式流量控制装置的领域中，不将实际气体的供给暂时停止、而能够实时地简单监测供给气体的流量控制是否被适当地进行的带有流量监测器的流量控制装置的开发正在被推进。

例如，图34是表示其一例的图，作为该热式质量流量控制装置（质量流量控制器）的带有流量监测器的流量控制装置20由流路23、上游侧压力的第1压力传感器27a、开闭控制阀24、设在其下游侧的热式质量流量传感器25、设在其下游侧的第2压力传感器27b、设在第2压力传感器27b的下游侧的节流部（声速喷嘴）26、运算控制部28a和输入输出电路28b等构成。

上述热式质量流量传感器25具有插入在流路23内的整流体25a、从该流路23分支规定的比例F/A的流量的分支流路25b和设在分支流路25b中的传感器主体25c，输出表示总流量F的流量信号Sf。

此外，节流部26是当其一次侧与二次侧的压力差为规定值以上时使与一次侧的压力对应的流量的流体流过的声速喷嘴。另外，在图34中，Spa、SPb是压力信号，Pa、Pb是压力，F是总流量，Sf是流量信号，Cp是阀开度控制信号。

上述运算控制部28a通过将来自压力传感器27a、27b的压力信号Spa、Spb及来自流量传感器25的流量控制信号Sf反馈而输出阀开度控制信号Cp，来反馈控制开闭控制阀24。即，经由输入输出电路28b向运算控制部28a输入流量设定信号Fs，调整向质量流量控制装置20流动的流体的流量F，以使其与流量设定信号Fs相符。

具体而言，运算控制部28a使用第2压力传感器27b的输出（压力信号Spb）反馈控制开闭控制阀24而控制其开闭，由此控制流过声速喷嘴26的流体的流量F，并且使用此时的热式流量传感器25的输出（流量信号Sf）进行实际流动的流量F的测量，通过将该流量F的测量值与流量F的控制值对比，来确认质量流量控制装置20的动作。

这样，在图34所示的带有流量监测器的流量控制装置20中，由于在运算控制部28a中装入了使用用来进行流量控制的第2压力传感器27b的压力式流量测量、和使用用来进行流量的监视的热式流量传感器25的流量测量这两种测量方式，所以能够简单且可靠地实时监测是否实际流动了控制流量（设定流量Fs）的流体、即在控制流量与实际流量之间是否有差异，发挥较高的实用效用。

但是，在该图34所示的带有流量监测器的流量控制装置20中，也留有许多要解决的问题。

第1个问题是，由于装入了使用用来进行流量控制的第2压力传感器27b的压力式流量测量、和使用用来进行流量的监视的热式流量传感器25的流量测量这两种不同的流量测量方式，所以带有流量监测器的流量控制装置20的构造变复杂，不能实现装置的小型化及制造成本的降低。

此外，第2个问题是，运算控制部28a为使用第2压力传感器27b的输出SPb和热式流量传感器25的流量输出Sf的两信号将开闭控制阀24开闭控制、并使用第1压力传感器27a的输出Spa将热式流量传感器25的流量输出Sf修正的结构，要使用第1压力传感器27a及第2压力传感器27b的两个压力信号Spa、SPb和来自热式流量传感器25的流量信号Sf的三个信号进行开闭控制阀24的开闭控制。因此，不仅运算控制部28a的结构变复杂，而且有作为压力式流量控制装置FCS的稳定的流量控制特性及优良的高响应性相反被削弱的问题。

专利文献1：特许第2635929号

专利文献2：特许第2982003号

专利文献3：特许第4308356号

专利文献4：特许第4137666号。

发明内容

本申请发明的主要目的是解决以下等的问题：a在使用以往的降落方式或增进方式的流量测量方法的带有流量监测器的流量控制装置的情况下，在流量监测时必须将实际气体的供给暂时停止，所以发生半导体制造装置的开动率的下降及制造的半导体的品质变动等；以及b在以往的图34那样的将热式流量计与压力式流量控制装置组合构造的带有流量监测器的流量控制装置中，不能实现流量控制装置自身的构造的简洁化及装置的小型化，而且压力式流量控制装置具有的优良的响应特性及稳定的流量控制特性被削弱；本申请发明将压力式流量控制装置FCS或耐供给压力变动型热式流量控制装置MFC与设在其上游侧的降落方式的流量测量部一体地组合，并且在被流量控制装置的上游侧压力（输入侧压力）许容的压力变动范围内使上述降落方式流量测量部动作，以至少1秒以内1次（优选的是在1秒间多次）从降落方式流量测量部发出流量监测信号，由此使得能够与流量控制装置的流量控制同时并行地进行通过降落方式流量测量部的实质上接近于实时监测的流量监测。

通过做成上述那样的结构，能够完全有效利用流量控制特性几乎不受输入侧的压力变动影响的压力式流量控制装置或耐供给压力变动型热式流量控制装置的流量特性，提供一种能够在大致接近于实时（至少1次/1秒）的状况下进行通过降落方式流量监测部的流量监测、并且能够实现运算控制部的简洁化、设备主体部的大幅的小型化及气体置换性的提高等的带有降落方式流量监测器的流量控制装置。

本申请发明者等首先用使用节流孔的压力式流量控制装置FCS构成图1所示那样的试验装置，进行根据压力式流量控制装置FCS与上游侧（一次侧）阀AV间的压力下降的斜率进行流量计算的与降落方式的流量测量有关的基础性的各种试验。

即，在图1中，N₂是气体供给源，RG是压力调整器，ECV是电磁驱动部，AV是上游侧阀，FCS是压力式流量控制装置，VP是真空泵，BC是降落容量，T是温度检测传感器，P₀是来自设在压力式流量控制装置FCS内的压力传感器的压力传感器输出，E₁是压力式流量控制装置用电源，E₂是运算控制部用电源，E₃是上游侧阀用电源，S是信号发生器，CP是运算控制部，CPa是压力式流量运算控制部，CPb是降落监测流量运算控制部，PC是运算显示部，NR是数据记录器。

上述降落容量BC是与上游侧阀AV的出口侧和压力式流量控制装置FCS的控制阀（图示省略）的入口侧之间的管路空间容积对应的量，构成为，通过调整配管路的长度内内径等、或调整夹设在该配管路中的降落用腔室（图示省略）的内容积，能够将降落容量BC切换调整为1.78cc和9.91cc、4.6～11.6cc及1.58cc～15.31cc的各容量。

另外，在使用降落用腔室的情况下，如在实施例中后述那样，将上游侧阀AV的出口与控制阀CV的入口间的流路的内径设为1.8mm，并且将降落容量BC选定为1.58cc～15.31cc。

此外，在上述运算控制部CP内的降落监测流量运算控制部CPb中，如后述那样使用降落容量BC部分的压力下降率进行需要的监测流量的运算，进而，在压力式流量运算控制部CPa中，与以往的压力式流量控制装置FCS的运算控制部同样地进行流通过节流孔（图示省略）的流量的运算及控制阀（图示省略）的开闭控制等。

另外，压力式流量控制装置FCS、上游侧阀AV、压力调整器RG及其他设备类全部是周知的，所以这里省略其说明。

此外，压力式流量运算控制部CPa一般装入在运算控制部CP内，但在图1中为了便于说明，显示为从运算控制部CP分离的状态。进而，上述上游侧阀AV由于需要将开闭在短时间内进行，所以一般希望直动型电磁阀的使用，但当然也可以是设有先导电磁阀的空气动作阀。

降落方式的流量测量部由于是不易受到气体供给压变动的影响的流量控制装置、特别是使用节流孔的压力式流量控制装置FCS，所以能够配设到其上游侧。另外，周知的是通过降落方式的流量测量能够进行高精度的流量测量。

即，在降落方式中，在降落容量BC内流通的流量Q可以通过下述的（1）式计算。

［数式1］

其中，这里V是降落容量BC的容积（l），ΔP/Δt是降落容量BC的压力下降率，T是气体温度（℃）。

首先，在图1的试验装置中，使压力式流量控制装置FCS的上游侧压力为400kPaabs，使压力差ΔP为50kPa abs以上，并使降落容量BC为4.6～11.6cc，进行降落方式的流量测量。图2是表示此时的压力下降状态的图，可知虽然流量本身能够精度比较好地测量，但因为需要压力恢复时间（a），测量流量的输出变得不连续，并且1个循环所需要的时间成为数秒以上。结果可知，在该测量条件下，成为与所谓实时流量监测相去甚远的流量监测。

即，如果设将上游侧阀AV打开、到压力成为规定值以上的压力的时间为压力恢复时间（a），此外设将上游侧阀AV关闭、压力下降到规定值以下的时间为可流量输出时间（b），则根据上述（a）和（b）的比例，能够进行流量输出的时间的比例决定。此外，由于该可流量输出时间（b）由FCS的控制流量、降落容量BC、压力下降范围ΔP决定，所以可知如果不更严密地研究FCS的控制流量、降落容量BC及压力下降范围ΔP，分别设为适当的值，则不能使降落方式的流量测量接近于实时流量监测。

另一方面，因为是实时流量监测，所以在理想上必须是连续的流量输出，但在现实的半导体制造装置等的运转中，只要能够1秒间得到至少1次以上的流量输出，就能够进行大致接近于实时的流量监测。

所以，本申请发明者等进行了以下构想：在降落方式的流量测量中，为了通过在1秒间得到至少1次以上的流量输出能够实现接近于实时的流量监测，使上述压力下降范围（压力差）ΔP及降落容量BC更小，由此使气体再填充所需要的时间（压力恢复时间（a））变短；基于该构想，进行了下述研究，并关于流量监测精度及其再现性等也进行了各种试验，所述研究为通过实现在半导体制造用装置中使用的流量控制装置的降落容量BC及上游侧的压力下降范围（压力差）ΔP的减小能否确保实时性。

［试验1］

首先，在图1的试验装置中，作为压力式流量控制装置FCS而准备了额定流量为F20、F200及F600（sccm）的三种FCS。

此外，将降落容量BC设定为约1.78cc和约9.91cc的两种。另外，9.91cc的降落容量BC通过调整配管长度及配管内径进行了容量的调整。

进而，流量输出的可检测时间（b）以0.5sec（0.25ms×2000点）为目标，并且试验环境温度为25℃±1℃。

接着，使FCS上游侧压力为370kPa abs.，设定（在FCS侧设定）为压力差ΔP=20kPaabs、流量N₂=100sccm，测量出降落流量测量时的压力恢复特性（压力恢复时间（a））。

图3是表示压力恢复特性的测量结果的图，此外，图4是其放大图。

进而，图5是表示此时的压力下降特性的图。

根据图3及图4也可知，通过使降落容量BC为1.78cc以及使压力下降范围ΔP为20kPa abs较小，在N₂流量100sccm下也能够使再填充时间（压力恢复时间（a））大幅变短，如图5所示，可以确认能够以至少1秒以内的间隔进行测量流量输出。

与试验1关联，可知上游侧阀AV的开闭速度在使压力恢复时间（a）相对于可流量输出时间（b）变小这一点上具有较大的影响。因此，可知作为上游侧阀AV优选的是电磁阀直接安装型阀。

此外，因压力下降范围ΔP及降落容量BC的容积V的减少带来的压力恢复时间（a）的缩短化导致压力下降时间（可流量输出时间（b））的缩短化，所以可知测量流量、降落容量BC和压力下降时间（b）的关系变得特别重要。

［表1］

表1表示使降落容量BC为1.78cc的情况下的测量流量（sccm）与压力下降时间（sec）的关系，可知在降落容量BC是1.78cc的情况下，通过50sccm以下的流量难以在1秒间以内进行1次以上的流量输出，难以进行相当于实时的流量监测。

另一方面，可流量输出时间（b）中的压力下降特性从测量误差这一点看需要具有直线性，能够进行流量计算的范围被限定在压力下降率为一定（即，具有直线性的部分）的范围。

图6至图8表示在试验1中调查测量流量为100、50及10sccm的情况下的压力下降特性的形态的结果，在哪种情况下，在刚降落后压力下降特性都丧失了直线性。另外，该情况下的降落容量BC是1.78cc，流体是N₂气体。

上述图6至图8所示的刚降落后的从直线性的偏离，设想是因为由伴随着压力变化的气体的隔热膨胀带来的气体内部温度变化而发生的。并且，测量流量越小，这一从直线性的偏离有变得越大的趋势，由此可知能够进行流量计算的时间幅度被缩窄。

接着，关于可流量测量的时间（b）为1秒以内的情况，通过每0.25秒测量5点来计测因压力下降特性曲线从直线性的偏差带来的流量测量误差。

即，使降落容量BC为1.78cc及9.91cc，使压力下降范围ΔP为20kPa abs，使从上游侧阀AV的关闭到流量稳定的时间为1秒，每0.25sec计算流量，研究了计算流量相对于控制流量的误差。

图9及图10是表示其结果的图，可知在哪种情况下，都通过从上游侧阀AV的封闭经过0.25sec以上而误差大幅减小。即，确认了随着压力下降特性曲线向直线接近而误差减小。

另外，表2表示降落容量BC、测量流量和压力下降时间（b）的关系，在降落容量BC=1.78cc的情况下，在流量20～50sccm时，能够以约1秒以内的间隔进行流量输出。

此外，可知在降落容量BC=9.91cc的情况下，在流量100～200sccm时能够以约1秒以内的间隔进行流量输出。

［表2］

进而，为了再现性的确认，调查了反复进行与图9对应的测量的情况下的流量精度。

即，从将上游侧阀AV关闭起在0.5～1sec间进行流量计算（3点）。另外，在下降时间不到1sec的情况下使用到距最终点为0.5sec为止的数据，此外，关于上述表2的50sccm（BC=1.78cc）及200sccm（BC=9.91cc），使用0.25秒间的数据（2点）进行流量运算。

图11表示进行反复测量（10次）的情况下的流量精度的测量数据，可知在压力下降时间（b）为0.5秒以下的情况下，由于如图7所示那样在压力下降特性曲线的非直线区域内进行流量运算，所以流量误差如图11那样有在正方向出现的趋势。

另外，降落方式的流量Q根据上述（1）式也可知，处于Q=K×（配管容量×压力下降率×1/温度）的关系。结果，设想即使通过因压力变化带来的隔热膨胀而发生温度下降，压力下降率变大，运算流量Q也为一定，但在现实中运算流量上升。设想其理由是因为，由于在压力式流量控制装置FCS的机身外表面进行气体温度的测量，所以温度计测值容易受室温支配，而且尽管气体自身的热容量较小，但由于温度检测传感器的热容量较大，所以气体温度没有被正确地测量。

本申请发明是以上述各试验的结果为基础做出的，技术方案1的发明其特征在于，具备：上游侧阀AV，将来自具有希望的气体供给压的气体供给源的气体的流通开闭；流量控制装置，连接在上游侧阀AV的下游侧，具备耐供给压力变动性；温度检测传感器T，以将上述上游侧阀AV的出口侧与上述流量控制装置入口侧连通的通路的内容积为降落容量BC，并检测在形成该降落容量BC的通路内流通的气体的温度；压力传感器P，检测在形成上述降落容量BC的通路内流通的气体的压力；和监测流量运算控制部CPb，进行上述上游侧阀AV的开闭控制，并且在通过上游侧阀AV的开放使降落容量BC内的气体压力成为设定上限压力值后，通过上游侧阀AV的封闭在规定时间t秒后使上述气体压力下降到设定下限压力值，由此通过降落方式运算并输出监测流量Q；将上述监测流量Q运算为

［数式2］

（其中，T是气体温度（℃），V是降落容量BC（l），ΔP是压力下降范围（设定上限压力值－设定下限压力值）（Torr），Δt是从上游侧阀AV的封闭到开放的时间（sec））。

技术方案2的发明在技术方案1的发明中，使具备耐供给压力变动性的流量控制装置为压力式流量控制装置FCS，所述压力式流量控制装置FCS具备控制阀CV、节流孔OL或临界喷嘴、压力传感器P1及/或压力传感器P2和流量运算控制部CPa；并且使降落容量BC为将上游侧阀AV的出口侧与压力式流量控制装置的控制阀CV的入口侧连通的通路的内容积。

技术方案3的发明在技术方案1或技术方案2的发明中，使降落容量BC为1.0～20cc，并使设定上限压力值为400～200kPa abs、以及使设定下限压力值为350kPa abs～150kPa abs，此外，使规定时间t为1秒以内。

技术方案4的发明在技术方案1或技术方案2的发明中，使降落容量BC为1.78cc，使设定上限压力值为370kPa abs，使设定下限压力值为350kPa abs，使压力差ΔP为20kPaabs，以及使规定时间t为1秒以内。

技术方案5的发明在技术方案1或技术方案2的发明中，使上游侧阀AV为流体压动作式的电磁直接安装型电动阀或电磁直动型电动阀，并且，通过阀的高速开闭，使由上游侧阀AV的打开带来的从设定下限压力值向设定上限压力值的气体压力的恢复时间比由上游侧阀AV的关闭带来的从设定上限压力值到设定下限压力值的气体压力下降时间大幅变短。

技术方案6的发明在技术方案1或技术方案2的发明中，构成为，向上游侧阀AV的出口侧与流量控制装置之间的气体流通路的内部插装棒片，改变气体流通路的通路截面积，由此实现上述降落容量BC的调整及气体压力的下降特性的直线化。

技术方案7的发明在技术方案1或技术方案2的发明中，在上游侧阀AV的出口侧与流量控制装置FCS的控制阀之间的气体通路中夹设适当的内容量的腔室，改变该腔室的内容积，由此调整降落容量BC的值。

技术方案8的发明在技术方案1或技术方案2的发明中，将流量控制装置的流量运算控制部CPa和降落监测流量的运算控制部CPb一体地形成。

技术方案9的发明在技术方案7的发明中，将腔室做成将内筒和外筒以同心状配设固定的构造，并将形成腔室的内、外筒间的间隙作为气体流通路，在该腔室中设置压力传感器P3。

技术方案10的发明在技术方案2的发明中，构成为，向上游侧阀AV的出口侧与压力式流量控制装置FCS的控制阀之间的气体通路的内部插装棒片，改变气体流通路的通路截面积。

技术方案11的发明在技术方案2的发明中，构成为，在上游侧阀AV的出口侧与压力式流量控制装置FCS的控制阀之间的气体通路中夹设适当的内容积的腔室。

技术方案12的发明在技术方案2的发明中，构成为，将压力式流量控制装置的流量运算控制部CPa和降落监测流量的运算控制部CPb一体地形成。

技术方案13的发明在技术方案9的发明中，构成为，在内筒的内部设置气体从下方朝向上方流通的气体通路，使气体从内筒的上端面向内筒与外筒的间隙内流入。

技术方案14的发明在技术方案13的发明中，使设在内筒的内部的气体通路为纵长孔与向纵长孔内部插入的圆柱状销的间隙G₁，所述纵长孔设在内筒的中央部。

技术方案15的发明在技术方案9的发明中，使内筒为在外周面上形成有螺纹的内筒。

技术方案16的发明在技术方案9的发明中，使内筒为在内部设有气体流通的狭缝的结构的内筒。

技术方案17的发明在技术方案9的发明中，使内筒为在内部设有气体流通的过滤介质的结构。

技术方案18的发明在技术方案9的发明中，使内筒为由过滤介质或多孔质陶瓷材料形成的结构。

在本申请技术方案1的发明中，构成为，在流量控制装置的上游侧设置上游侧阀AV，将上游侧阀AV与流量控制装置间的流通路作为降落容量BC，并有效利用流量控制装置对于输入侧压力变动的高响应性，使上述降落容量BC内以1秒间1次以上的比例产生与流量控制装置的输入侧压力变动被容许的范围内的气体压力差对应的压力下降ΔP，设定上述压力下降值（压力差ΔP）、压力下降时间（Δt）及降落容量BC，以便能够根据该压力下降率ΔP/Δt、降落容量BC和气体温度K在1秒间运算至少1次以上的监测流量并输出。

结果，通过将上述压力下降值（压力差）ΔP设定为大致20～30kPa abs、将压力下降时间Δt设定为0.5～0.8sec、以及将降落容量BC设定为1.8～18cc，能够以至少每1秒间1次以上的比例以高精度运算监测流量并输出，尽管利用了降落方式，但能够进行大致接近于实时的高精度的流量监测。

此外，与将以往的热式流量传感器组合的方式相比，能够实现带有监测器的流量控制装置的大幅的构造的简洁化、小型化和制造费用的降低，带有监测器的流量控制装置的附加价值显著地提高。

附图说明

图1是用来测量带有降落方式流量监测器的流量控制装置的流量监测特性的试验装置的概要结构图。

图2是降落方式的流量监测器的压力下降状态的说明图。

图3是表示降落流量测量时的压力恢复特性曲线的一例的图。

图4是图4的部分放大图。

图5是表示试验1的压力恢复特性曲线的图。

图6是表示压力下降特性的形态的图（控制流量=100sccm）。

图7是表示压力下降特性的形态的图（控制流量=50sccm）。

图8是表示压力下降特性的形态的图（控制流量=10sccm）。

图9是表示从上游侧阀AV的封闭起的经过时间与流量稳定性的关系的线图（降落容量BC=1.78cc）。

图10是表示从上游侧阀AV的封闭起的经过时间与流量稳定性的关系的线图（降落容量BC=9.91cc）。

图11是表示10次反复测量的流量精度的图。

图12是有关本发明的第1实施例的带有降落方式流量监测器的流量控制装置的正面概要图。

图13是有关本发明的第2实施例的带有降落方式流量监测器的流量控制装置的正面概要图。

图14是表示棒片Cu向流路内的插入状态的横剖面图。

图15是没有棒片Cu的情况下的压力下降特性曲线（N₂·10sccm）。

图16是插入了2mmΦ的棒片Cu的情况下的压力下降特性曲线（N₂·10sccm）。

图17是插入了3mmΦ的棒片Cu的情况下的压力下降特性曲线（N₂·10sccm）。

图18是没有棒片Cu的情况下的压力下降特性曲线（N₂·50sccm）。

图19是插入了2mmΦ的棒片Cu的情况下的压力下降特性曲线（N₂·50sccm）。

图20是插入了3mmΦ的棒片Cu的情况下的压力下降特性曲线（N₂·50sccm）。

图21是没有棒片Cu的情况下的压力下降特性曲线（N₂·100sccm）。

图22是插入了2mmΦ的棒片Cu的情况下的压力下降特性曲线（N₂·100sccm）。

图23是插入了3mmΦ的棒片Cu的情况下的压力下降特性曲线（N₂·100sccm）。

图24是表示使用棒片Cu的情况下的流量稳定时间的变化状态的线图（降落容量BC=1.78cc）。

图25是表示使用棒片Cu的情况下的流量稳定时间的变化状态的线图（降落容量BC=9.91cc）。

图26是有关本发明的第3实施例的带有降落方式流量监测器的流量控制装置的结构图。

图27是表示在由第3实施例使用的各腔室A～E中、使可测量时间为1秒以下的情况下的气体流量sccm与压力下降的斜率kPa/sec的关系的线图。

图28是表示在第3实施例中使用的各腔室A～E的压力下降的斜率为20kPa/sec时的压力下降特性的形态的图。

图29是表示在第3实施例中使用的各腔室A～E的从上游侧阀AV的封闭起的经过时间与流量稳定性的关系的线图。

图30是表示在第3实施例中使用的腔室A及腔室B的反复测量中的流量精度%S.P.与流量sccm的关系的线图。

图31是表示在第3实施例中使用的腔室A及腔室B的反复测量中的流量精度%S.P.与压力下降的斜率kPa/sec的关系的线图。

图32是表示在本发明的第3实施例中使用的腔室的第2例的纵剖面图。

图33是以往的压力式流量控制装置的基本结构图。

图34是以往的带有流量监测器的流量控制装置的基本结构图。

具体实施方式

以下，基于附图，基于各实施例说明本发明的实施方式。

［第1实施例］

图12是有关本发明的第1实施例的带有降落方式流量监测器的流量控制装置的正面概要图，在图12中，P₁是压力传感器，OL是节流孔，CV是控制阀，V₁、V₂是入口侧阀块，V₃、V₄、V₅是FCS主体块，V₆是出口侧块，V₇是气体出口接头，CP是运算控制部，AV是上游侧阀，L₁是上游侧阀的气体入口侧流路，L₂是上游侧阀的气体出口侧流路，L₃是控制阀CV的入口侧通路，L₄是控制阀CV的出口侧通路，P₀是控制阀CV的上游侧的压力传感器，T是温度检测传感器，F是过滤器。

另外，由于压力式流量控制装置本身是周知的，所以这里省略其详细的说明。此外，上述过滤器F当然是能够去除的。

上述运算控制部CP将流量运算控制部CPa和监测流量运算控制部CPb一体地组合而形成，所述流量运算控制部CPa进行压力式流量控制装置FCS的控制阀CV的开闭控制及运算流通过节流孔的流量，所述监测流量运算控制部CPb进行降落方式的监测流量运算及上游侧阀AV的开闭控制。

即，形成本发明的主要部的降落方式监测流量运算控制部CPb进行上游侧阀AV的开闭控制，以及根据压力传感器P₀、温度检测传感器T、由入口侧通路L₂及入口侧通路L₃构成的降落容量BC等运算降落流量Q并输出。

如上述那样，在运算控制部CP中，分别一体地设有运算控制部CPa和运算控制部CPb，所述运算控制部CPa进行压力式流量控制装置FCS部分的流量运算及流量控制，所述运算控制部CPb进行降落方式流量监测部的流量测量值Q的运算及压力下降率ΔP/Δt的测量、上游侧阀AV的开闭控制等；通过向运算控制部CP的指令信号及或设定信号的输入，带有降落方式流量监测器的流量控制装置将被流量控制为规定流量值的气体流体输出，并将该流量值以至少1秒间1次的比例进行监测显示。

另外，压力式流量控制装置FCS及降落方式流量测量部的构造及控制方法本身的周知的，所以这里省略其详细的说明。

此外，在监测器流量输出（从监测流量运算控制部CPb的流量输出）与压力式流量控制装置FCS的流量输出（从压力式流量运算控制部CPa的流量输出）之间发生了设定值以上的差异的情况下，发出流量异常的警报，或在需要的情况下，还能够实施所谓压力式流量控制装置FCS的流量自诊断来确定流量异常的原因及其发生处。

进而，在发生了设定值以上的流量差异的情况下，还能够自动地实施压力式流量控制装置FCS的零点调整等这一操作等。

另外，在本第1实施例中，在上游侧阀AV中使用直动型的电磁驱动阀，此外，降落容量BC选定为1.78～9.91cc的范围。进而，压力下降范围ΔP选定为20kPa abs（350～320kPaabs），做成了至少1秒间输出1次以上的监测流量的结构。

假设上述温度检测传感器T为外表面粘贴型的测温电阻式温度传感器，但也可以使用向机身块V₃内部插入的恒温器型温度计。

形成上述降落容量BC的流路L₂´、L₂及L₃被形成为1.8mmΦ～4.4mmΦ的内径，做成了通过适当选定其内径及流路长度来得到希望的降落容量BC的结构。

另外，降落容量BC的调整也可以如后述的第3实施例那样使用带有压力传感器的腔室进行。

［第2实施例］

图13是表示本发明的第2实施例的图，将形成降落容量BC的流路L₂´、L₂、L₃分别形成为2.5mmΦ、3.3mmΦ及4.4mmΦ的内径，向各流路L₂´、L₂、L₃内插装较短的棒片例如不锈钢制的棒片，模拟地使配管内径的一部分变窄而将其合计内容量BC调整为1.78cc～9.91cc，由此实现压力下降特性的改善。

另外，在图13中，除了各流路L₂´、L₂、L₃以外的其他构成部件与有关上述第1实施例的图12的情况相同。

在该第2实施例中，在各流路L₂´、L₂、L₃的内部的适当部位如图14所示那样插装着较短的棒片（长度约1～3mm）Cu，具体而言，在4.4mmΦ内径的流路L₃部分设置外径3mmΦ棒片（或外径2mmΦ棒片1处），或者在流路L₂部分设置外径2mmΦ棒片Cu。

图15～图17表示在气体N₂及流量10sccm、降落容量BC=1.78cc、压力下降ΔP=20kPa abs时、插入了棒片Cu的情况下（使流路内径变化的情况下）的压力下降特性的变化状况，图15表示没有棒片Cu的情况（即，与图8相同条件下），图16表示将2mmΦ的棒片Cu插入了1处时，图17表示将3mmΦ的棒片Cu插入了1处时。

此外，图18～图20表示使N₂气体的流量为50sccm的情况下的、与图15～图17相同的状态下的压力下降特性，进而，图21～图23表示使N₂气体流量为100sccm的情况下的压力下降特性。

根据图15与图16及图17、图18与图19及图20、图21与图22及图23的各对比也可知，在第2实施例中，通过使用棒片Cu，压力下降特性的直线性被显著地改善，结果，图9及图10所示的从上游侧阀AV的封闭起的流量稳定时间被缩短，并且图11所示的流量精度也大幅地提高。

另外，图24及图25表示使用棒片Cu的情况下的与上述图9及图10所示的流量稳定时间有关的流量误差的变化，关于降落容量BC为1.79cc及9.91cc的两者，使误差大幅地减小，即能够加快流量稳定时间、使流量检测时间增加。

［第3实施例］

图26是有关本发明的第3实施例的带有降落方式流量监测器的流量控制装置的基本结构图。该第3实施例与有关上述第1及第2实施例的带有降落方式流量监测器的流量控制装置的主要的差异点是，在降落容量BC的形成中使用带有压力传感器的腔室CH这一点；使各气体通路L₂、L₃、L₅的内径为1.8mm的细径这一点；在节流孔的下游侧另外设有压力传感器P₂这一点；及在腔室CH处设有压力传感器P₃这一点等；其他部件的结构与上述第1及第2实施例的情况大致相同。

即，在该第3实施例中，做成了以下结构：在上游侧阀AV与压力式流量控制装置FCS的控制阀CV之间设置小型的压力腔室CH，通过调整该压力腔室CH的内容积，来调整上述降落容量BC。

该压力腔室CH被形成为外筒Cha和内筒CHb的双重筒，并且内外筒Cha、CHb间的空隙G在本实施方式中被选定为1.8mm。

并且，压力腔室CH的内容积被选定为1.3～12cc左右，做成了对其附设压力传感器P₃的结构。

另外，在图26中，V₆是腔室出口侧块，P₁、P₂、P₃是压力传感器。

此外，在该第3实施例中，能够自由地选定压力腔室CH的容积，并且能够使气体流通路L₅、L₃等全部统一为相同的细径（例如1.8mmΦ），能够将降落容量BC正确且容易地设定为规定的容量值。

具体而言，作为供试用的腔室CH，制作使上述空隙G为1.8mm及3.6mm的表3那样的尺寸的5种腔室，将使用它等的图26的装置应用到图1的试验装置中，调查气体流量（sccm）、压力下降的斜率（kPa/sec）和压力下降时间（sec）等的关系等。

另外，在使用图1的试验装置的调查中，温度检测传感器T粘贴固定在腔室CH的外表面上。此外，腔室CH以外的气体流路L₃、L₅的容积是0.226cc。

［表3］

图27表示对各腔室A～E测量使图2中的压力下降时间（b）为1秒以内的情况下的气体流量（sccm）与压力下降的斜率（kPa/sec）的关系的结果，图26的压力式流量控制装置FCS等的流路L₅、L₃的容积如上述那样被选定为0.226cc，而组装在试验装置中的状态下的现实的图26中的各降落容量是2.31cc～15.45cc。

根据图27也可知，当使压力下降范围ΔP为20kPa/sec时，在腔室A的情况下能够进行25.2sccm、在腔室B中能够进行106.6sccm、在腔室E中能够进行169.0sccm的各流量测量。

图28表示在图1的试验装置中、调整气体流量以使压力下降的斜率为20kPa/sec的情况下的压力下降的直线性，是与上述图6～图8同样的线图。另外，测量数据由图1的数据记录器NR取得。

根据图28也可知，越是降落容量BC较小的腔室CH的情况（即，腔室A、B等），压力下降特性的直线性越变得良好。

此外，图29与上述图9及图10的情况同样，在1秒以内的可流量测量时间（b）内每0.25秒测量5点，来求出因压力下降特性曲线从直线性的偏离带来的流量测量误差，可知越是增进容量BC较小的腔室A、B，从压力下降开始后越早地流量误差变小（即，可以说压力下降特性的直线性较好）。

图30表示对腔室A及腔室B调查流量测量精度的再现性的结果，在与上述图11的情况同主旨下进行。

另外，在该流量测量精度的再现性试验中，为使压力下降的斜率稳定，从将上游侧阀AV关闭起隔开规定的等待时间进行测量，并且为了得到再现性而持续较长的时间进行测量，但流量输出时间都为1秒以内。

根据图30也可知，从再现性这一点看，在腔室A的情况下流量3～50sccm是可应用范围，此外，在腔室B的情况下30～300sccm是应用范围。

表4是在上述图30所示的表示流量测量精度的再现性的线图的制作中使用的基础数据，以腔室A（降落容量BC=2.31cc）及腔室B（降落容量BC=9.47cc）为试验对象。

［表4］

此外，图31是根据上述表4的数据调查腔室A及腔室B的压力下降的斜率kPa/sec与误差%S.P.的关系的图，可知如果压力下降的斜率是2～60kPa/sec的范围内，则流量测量误差%S.P.收纳在±1%的范围内。

图32是表示形成在本申请发明的第3实施例中使用的降落容量BC的腔室CH的第2例的图。有关该第2例的腔室CH由外筒CHa和内筒CHb形成，进而，在内筒CHb的中央，从上端朝向下方设有截面圆形的纵长孔1，其下方经由气体通路1a连接到上游侧阀AV的气体出口通路L₂。

此外，在上述上述内筒CHb的中央的纵长孔1内，从上方插入固定着在上端具备凸缘部2a的纵长、圆柱状的销2，经由设在该凸缘部2a上的多个小孔2b连通到形成气体通路的空隙G内，该空隙G的端部向腔室出口侧块的气体出口通路L₅连通。

即，在该第2例的压力腔室CH中，从内筒CHb的下方朝向上方流入的气体从内筒CHb的上端向外筒CHa与内筒CHb间的间隙G内流入。

另外，该腔室CH的外筒CHa与内筒CHb间的空隙G被选定为1～2mm，此外，纵长孔1与圆柱状的销或螺纹体2间的空隙G₁被选定为0.4～0.8mm，内筒CHb的高度被选定为30～35mm，主要用于内容量V=2～5cc的压力腔室CH。

此外，在本发明的第3实施例中使用的腔室CH的形态可以适当变更，例如，也可以做成在图32的腔室CH的内筒CHb的外周面上设置螺纹、通过改变该螺纹的高度或间距来调整空隙G的部分的容积的构造，或者将图32的腔室CH的内筒CHb的纵长孔1做成螺孔、在其中拧插由螺纹棒构成的圆柱状销2来调整空隙G₁的部分的容积的构造。

进而，也可以代替图32的内筒CHb的纵长孔1及圆柱状销2，而在内筒CHb的中央部分形成连通到气体通路1a的多个小径的纵向狭缝，或将纵长孔1的部分作为过滤介质。

此外，也可以做成将图32的内筒CHb的全部或向上方的突出部分作为过滤介质、使从上游侧阀AV的气体出口通路L₂流入的气体经由上述过滤介质向空隙G内流入的结构，或者将内筒CHb的全部或向上方的突出部分用多孔质陶瓷材料形成、使来自上游侧阀AV的气体出口通路L₂的气体经由该多孔质陶瓷材料向空隙G内流通。

产业上的可利用性

本发明不仅是半导体制造装置用气体供给设备，只要是使用节流孔或临界喷嘴的压力式流量控制装置就可以，能够向化学品制造装置用气体供给设备也广泛地应用。

附图标记说明

FCS 压力式流量控制装置

AV 上游侧阀

BC 降落容量

RG 压力调整器

N₂ N₂供给源

T 温度检测传感器（测温电阻体）

P₁、P₂、P₃ 压力传感器

CV 控制阀

OL 节流孔

V₁、V₂ 入口侧阀块

V₃、V₄ FCS主体块

V₅、V₆、V₈ 出口侧块

V₇ 气体出口接头

V₉ 腔室出口侧块

CP 运算控制部

CPa 流量运算控制部

CPb 监测流量运算控制部

E₁ 压力式流量控制装置用电源

E₂ 运算控制部用电源

E₃ 电磁阀用电源

ECV 电驱动部

NR 数据记录器

S 信号发生器

PC 运算显示部

L₁ 上游侧阀AV的气体入口侧通路

L₂´、L₂ 上游侧阀AV的气体出口侧通路

L₃ 控制阀CV的入口侧通路

L₄ 控制阀CV的出口侧通路

L₅ 腔室出口侧块的气体通路

Cu 棒片

Q 降落流量

CH 腔室

CHa 外筒

CHb 内筒

1 内筒的纵长孔

1a 气体通路

2 圆柱状销或螺纹体

2a 凸缘部

2b 小孔。

Claims (41)

1.一种带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

具备：上游侧阀（AV），将来自具有希望的气体供给压的气体供给源的气体的流通开闭；流量控制装置，连接在上游侧阀（AV）的下游侧，具备耐供给压力变动性；温度检测传感器（T），以将上述上游侧阀（AV）的出口侧与上述流量控制装置的入口侧连通的通路的内容积为降落容量（BC），并检测在形成该降落容量（BC）的通路内流通的气体的温度；压力传感器（P），检测在形成上述降落容量（BC）的通路内流通的气体的压力；和监测流量运算控制部（CPb），进行上述上游侧阀（AV）的开闭控制，并且在通过上游侧阀（AV）的开放使降落容量（BC）内的气体压力成为设定上限压力值后，通过上游侧阀（AV）的封闭在规定时间t秒后使上述气体压力下降到设定下限压力值，由此通过降落方式运算并输出监测流量Q；

将上述监测流量Q运算为

［数式3］

其中，T是气体温度（℃），V是降落容量（BC）（l），ΔP是压力下降范围即设定上限压力值－设定下限压力值（Torr），Δt是从上游侧阀（AV）的封闭到开放的时间（sec）；

构成为，使具备耐供给压力变动性的流量控制装置为压力式流量控制装置（FCS），所述压力式流量控制装置（FCS）具备控制阀（CV）、节流孔（OL）或临界喷嘴、第一压力传感器（P₁）及/或第二压力传感器（P₂）和流量运算控制部（CPa）；并且使降落容量（BC）为将上游侧阀（AV）的出口侧与压力式流量控制装置的控制阀（CV）的入口侧连通的通路的内容积；

有效利用流量控制装置对于输入侧压力变动的高响应性，使上述降落容量（BC）内以1秒间1次以上的比例产生与流量控制装置的输入侧压力变动被容许的范围内的气体压力差对应的压力下降范围ΔP，设定上述压力下降范围ΔP、从上游侧阀（AV）的封闭到开放的时间Δt及降落容量（BC），以便能够根据压力下降率ΔP/Δt、降落容量（BC）和气体温度（K）在1秒间运算至少1次以上的监测流量并输出。

2.如权利要求1所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

使降落容量（BC）为1.0～20cc，并使设定上限压力值为400～200kPa abs、以及使设定下限压力值为350kPa abs～150kPa abs，此外，使规定时间t为1秒以内。

3.如权利要求1所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

使降落容量（BC）为1.78cc，使设定上限压力值为370kPa abs，使设定下限压力值为350kPa abs，使压力下降范围ΔP为20kPa abs，以及使规定时间t为1秒以内。

4.如权利要求1所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

使上游侧阀（AV）为流体压动作式的电磁直接安装型电动阀或电磁直动型的电动阀，并且，通过阀的高速开闭，使由上游侧阀（AV）的打开带来的从设定下限压力值向设定上限压力值的气体压力的恢复时间比由上游侧阀（AV）的关闭带来的从设定上限压力值到设定下限压力值的气体压力下降时间变短。

5.如权利要求1所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

构成为，向上游侧阀（AV）的出口侧与流量控制装置之间的气体流通路的内部插装棒片，改变气体流通路的通路截面积，由此实现上述降落容量（BC）的调整及气体压力下降特性的直线化。

6.如权利要求1所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

构成为，在上游侧阀（AV）的出口侧与流量控制装置之间的气体通路中夹设适当的内容量的腔室，改变该腔室的内容积，由此调整降落容量（BC）的值。

7.如权利要求1所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

构成为，将流量控制装置的流量运算控制部（CPa）和降落监测流量的运算控制部（CPb）一体地形成。

8.如权利要求6所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

构成为，将腔室做成将内筒和外筒以同心状配设固定的构造，并将形成腔室的内、外筒间的间隙作为气体流通路，在该腔室中设置第三压力传感器（P₃）。

9.如权利要求1所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

构成为，向上游侧阀（AV）的出口侧与压力式流量控制装置（FCS）的控制阀之间的气体通路的内部插装棒片，改变气体流通路的通路截面积。

10.如权利要求1所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

构成为，在上游侧阀（AV）的出口侧与压力式流量控制装置（FCS）的控制阀之间的气体通路中夹设适当的内容积的腔室。

11.如权利要求1所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

构成为，将压力式流量控制装置的流量运算控制部（CPa）和降落监测流量的运算控制部（CPb）一体地形成。

12.如权利要求8所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

使内筒为在外周面上形成有螺纹的内筒。

13.一种带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

具备：上游侧阀（AV），将来自具有希望的气体供给压的气体供给源的气体的流通开闭；流量控制装置，连接在上游侧阀（AV）的下游侧，具备耐供给压力变动性；温度检测传感器（T），以将上述上游侧阀（AV）的出口侧与上述流量控制装置的入口侧连通的通路的内容积为降落容量（BC），并检测在形成该降落容量（BC）的通路内流通的气体的温度；压力传感器（P），检测在形成上述降落容量（BC）的通路内流通的气体的压力；和监测流量运算控制部（CPb），进行上述上游侧阀（AV）的开闭控制，并且在通过上游侧阀（AV）的开放使降落容量（BC）内的气体压力成为设定上限压力值后，通过上游侧阀（AV）的封闭在规定时间t秒后使上述气体压力下降到设定下限压力值，由此通过降落方式运算并输出监测流量Q；

将上述监测流量Q运算为

［数式3］

其中，T是气体温度（℃），V是降落容量（BC）（l），ΔP是压力下降范围即设定上限压力值－设定下限压力值（Torr），Δt是从上游侧阀（AV）的封闭到开放的时间（sec）；

构成为，在上游侧阀（AV）的出口侧与流量控制装置之间的气体通路中夹设适当的内容量的腔室，改变该腔室的内容积，由此调整降落容量（BC）的值；

构成为，将腔室做成将内筒和外筒以同心状配设固定的构造，并将形成腔室的内、外筒间的间隙作为气体流通路，在该腔室中设置第三压力传感器（P₃）；

构成为，在内筒的内部设置气体从下方朝向上方流通的气体通路，使气体从内筒的上端面向内筒与外筒的间隙内流入。

14.如权利要求13所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

构成为，使具备耐供给压力变动性的流量控制装置为压力式流量控制装置（FCS），所述压力式流量控制装置（FCS）具备控制阀（CV）、节流孔（OL）或临界喷嘴、第一压力传感器（P₁）及/或第二压力传感器（P₂）和流量运算控制部（CPa）；并且使降落容量（BC）为将上游侧阀（AV）的出口侧与压力式流量控制装置的控制阀（CV）的入口侧连通的通路的内容积。

15.如权利要求13所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

使降落容量（BC）为1.0～20cc，并使设定上限压力值为400～200kPa abs、以及使设定下限压力值为350kPa abs～150kPa abs，此外，使规定时间t为1秒以内。

16.如权利要求13所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

使降落容量（BC）为1.78cc，使设定上限压力值为370kPa abs，使设定下限压力值为350kPa abs，使压力下降范围ΔP为20kPa abs，以及使规定时间t为1秒以内。

17.如权利要求13所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

使上游侧阀（AV）为流体压动作式的电磁直接安装型电动阀或电磁直动型的电动阀，并且，通过阀的高速开闭，使由上游侧阀（AV）的打开带来的从设定下限压力值向设定上限压力值的气体压力的恢复时间比由上游侧阀（AV）的关闭带来的从设定上限压力值到设定下限压力值的气体压力下降时间变短。

18.如权利要求13所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

构成为，向上游侧阀（AV）的出口侧与流量控制装置之间的气体流通路的内部插装棒片，改变气体流通路的通路截面积，由此实现上述降落容量（BC）的调整及气体压力下降特性的直线化。

19.如权利要求13所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

构成为，将流量控制装置的流量运算控制部（CPa）和降落监测流量的运算控制部（CPb）一体地形成。

20.如权利要求13所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

使设在内筒的内部的气体通路为纵长孔与向纵长孔内部插入的圆柱状销的间隙（G₁），所述纵长孔设在内筒的中央部。

21.一种带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

具备：上游侧阀（AV），将来自具有希望的气体供给压的气体供给源的气体的流通开闭；流量控制装置，连接在上游侧阀（AV）的下游侧，具备耐供给压力变动性；温度检测传感器（T），以将上述上游侧阀（AV）的出口侧与上述流量控制装置的入口侧连通的通路的内容积为降落容量（BC），并检测在形成该降落容量（BC）的通路内流通的气体的温度；压力传感器（P），检测在形成上述降落容量（BC）的通路内流通的气体的压力；和监测流量运算控制部（CPb），进行上述上游侧阀（AV）的开闭控制，并且在通过上游侧阀（AV）的开放使降落容量（BC）内的气体压力成为设定上限压力值后，通过上游侧阀（AV）的封闭在规定时间t秒后使上述气体压力下降到设定下限压力值，由此通过降落方式运算并输出监测流量Q；

将上述监测流量Q运算为

［数式3］

其中，T是气体温度（℃），V是降落容量（BC）（l），ΔP是压力下降范围即设定上限压力值－设定下限压力值（Torr），Δt是从上游侧阀（AV）的封闭到开放的时间（sec）；

构成为，在上游侧阀（AV）的出口侧与流量控制装置之间的气体通路中夹设适当的内容量的腔室，改变该腔室的内容积，由此调整降落容量（BC）的值；

构成为，将腔室做成将内筒和外筒以同心状配设固定的构造，并将形成腔室的内、外筒间的间隙作为气体流通路，在该腔室中设置第三压力传感器（P₃）；

使内筒为在内部设有气体流通的狭缝的结构的内筒。

22.如权利要求21所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

构成为，使具备耐供给压力变动性的流量控制装置为压力式流量控制装置（FCS），所述压力式流量控制装置（FCS）具备控制阀（CV）、节流孔（OL）或临界喷嘴、第一压力传感器（P₁）及/或第二压力传感器（P₂）和流量运算控制部（CPa）；并且使降落容量（BC）为将上游侧阀（AV）的出口侧与压力式流量控制装置的控制阀（CV）的入口侧连通的通路的内容积。

23.如权利要求21所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

使降落容量（BC）为1.0～20cc，并使设定上限压力值为400～200kPa abs、以及使设定下限压力值为350kPa abs～150kPa abs，此外，使规定时间t为1秒以内。

24.如权利要求21所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

使降落容量（BC）为1.78cc，使设定上限压力值为370kPa abs，使设定下限压力值为350kPa abs，使压力下降范围ΔP为20kPa abs，以及使规定时间t为1秒以内。

25.如权利要求21所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

使上游侧阀（AV）为流体压动作式的电磁直接安装型电动阀或电磁直动型的电动阀，并且，通过阀的高速开闭，使由上游侧阀（AV）的打开带来的从设定下限压力值向设定上限压力值的气体压力的恢复时间比由上游侧阀（AV）的关闭带来的从设定上限压力值到设定下限压力值的气体压力下降时间变短。

26.如权利要求21所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

构成为，向上游侧阀（AV）的出口侧与流量控制装置之间的气体流通路的内部插装棒片，改变气体流通路的通路截面积，由此实现上述降落容量（BC）的调整及气体压力下降特性的直线化。

27.如权利要求21所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

构成为，将流量控制装置的流量运算控制部（CPa）和降落监测流量的运算控制部（CPb）一体地形成。

28.一种带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

具备：上游侧阀（AV），将来自具有希望的气体供给压的气体供给源的气体的流通开闭；流量控制装置，连接在上游侧阀（AV）的下游侧，具备耐供给压力变动性；温度检测传感器（T），以将上述上游侧阀（AV）的出口侧与上述流量控制装置的入口侧连通的通路的内容积为降落容量（BC），并检测在形成该降落容量（BC）的通路内流通的气体的温度；压力传感器（P），检测在形成上述降落容量（BC）的通路内流通的气体的压力；和监测流量运算控制部（CPb），进行上述上游侧阀（AV）的开闭控制，并且在通过上游侧阀（AV）的开放使降落容量（BC）内的气体压力成为设定上限压力值后，通过上游侧阀（AV）的封闭在规定时间t秒后使上述气体压力下降到设定下限压力值，由此通过降落方式运算并输出监测流量Q；

将上述监测流量Q运算为

［数式3］

其中，T是气体温度（℃），V是降落容量（BC）（l），ΔP是压力下降范围即设定上限压力值－设定下限压力值（Torr），Δt是从上游侧阀（AV）的封闭到开放的时间（sec）；

构成为，在上游侧阀（AV）的出口侧与流量控制装置之间的气体通路中夹设适当的内容量的腔室，改变该腔室的内容积，由此调整降落容量（BC）的值；

构成为，将腔室做成将内筒和外筒以同心状配设固定的构造，并将形成腔室的内、外筒间的间隙作为气体流通路，在该腔室中设置第三压力传感器（P₃）；

使内筒为在内部设有气体流通的过滤介质的结构。

29.如权利要求28所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

构成为，使具备耐供给压力变动性的流量控制装置为压力式流量控制装置（FCS），所述压力式流量控制装置（FCS）具备控制阀（CV）、节流孔（OL）或临界喷嘴、第一压力传感器（P₁）及/或第二压力传感器（P₂）和流量运算控制部（CPa）；并且使降落容量（BC）为将上游侧阀（AV）的出口侧与压力式流量控制装置的控制阀（CV）的入口侧连通的通路的内容积。

30.如权利要求28所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

使降落容量（BC）为1.0～20cc，并使设定上限压力值为400～200kPa abs、以及使设定下限压力值为350kPa abs～150kPa abs，此外，使规定时间t为1秒以内。

31.如权利要求28所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

使降落容量（BC）为1.78cc，使设定上限压力值为370kPa abs，使设定下限压力值为350kPa abs，使压力下降范围ΔP为20kPa abs，以及使规定时间t为1秒以内。

32.如权利要求28所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

使上游侧阀（AV）为流体压动作式的电磁直接安装型电动阀或电磁直动型的电动阀，并且，通过阀的高速开闭，使由上游侧阀（AV）的打开带来的从设定下限压力值向设定上限压力值的气体压力的恢复时间比由上游侧阀（AV）的关闭带来的从设定上限压力值到设定下限压力值的气体压力下降时间变短。

33.如权利要求28所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

构成为，向上游侧阀（AV）的出口侧与流量控制装置之间的气体流通路的内部插装棒片，改变气体流通路的通路截面积，由此实现上述降落容量（BC）的调整及气体压力下降特性的直线化。

34.如权利要求28所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

构成为，将流量控制装置的流量运算控制部（CPa）和降落监测流量的运算控制部（CPb）一体地形成。

35.一种带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

具备：上游侧阀（AV），将来自具有希望的气体供给压的气体供给源的气体的流通开闭；流量控制装置，连接在上游侧阀（AV）的下游侧，具备耐供给压力变动性；温度检测传感器（T），以将上述上游侧阀（AV）的出口侧与上述流量控制装置的入口侧连通的通路的内容积为降落容量（BC），并检测在形成该降落容量（BC）的通路内流通的气体的温度；压力传感器（P），检测在形成上述降落容量（BC）的通路内流通的气体的压力；和监测流量运算控制部（CPb），进行上述上游侧阀（AV）的开闭控制，并且在通过上游侧阀（AV）的开放使降落容量（BC）内的气体压力成为设定上限压力值后，通过上游侧阀（AV）的封闭在规定时间t秒后使上述气体压力下降到设定下限压力值，由此通过降落方式运算并输出监测流量Q；

将上述监测流量Q运算为

［数式3］

其中，T是气体温度（℃），V是降落容量（BC）（l），ΔP是压力下降范围即设定上限压力值－设定下限压力值（Torr），Δt是从上游侧阀（AV）的封闭到开放的时间（sec）；

构成为，在上游侧阀（AV）的出口侧与流量控制装置之间的气体通路中夹设适当的内容量的腔室，改变该腔室的内容积，由此调整降落容量（BC）的值；

构成为，将腔室做成将内筒和外筒以同心状配设固定的构造，并将形成腔室的内、外筒间的间隙作为气体流通路，在该腔室中设置第三压力传感器（P₃）；

使内筒为由过滤介质或多孔质陶瓷材料形成的结构。

36.如权利要求35所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

构成为，使具备耐供给压力变动性的流量控制装置为压力式流量控制装置（FCS），所述压力式流量控制装置（FCS）具备控制阀（CV）、节流孔（OL）或临界喷嘴、第一压力传感器（P₁）及/或第二压力传感器（P₂）和流量运算控制部（CPa）；并且使降落容量（BC）为将上游侧阀（AV）的出口侧与压力式流量控制装置的控制阀（CV）的入口侧连通的通路的内容积。

37.如权利要求35所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

使降落容量（BC）为1.0～20cc，并使设定上限压力值为400～200kPa abs、以及使设定下限压力值为350kPa abs～150kPa abs，此外，使规定时间t为1秒以内。

38.如权利要求35所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

使降落容量（BC）为1.78cc，使设定上限压力值为370kPa abs，使设定下限压力值为350kPa abs，使压力下降范围ΔP为20kPa abs，以及使规定时间t为1秒以内。

39.如权利要求35所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

使上游侧阀（AV）为流体压动作式的电磁直接安装型电动阀或电磁直动型的电动阀，并且，通过阀的高速开闭，使由上游侧阀（AV）的打开带来的从设定下限压力值向设定上限压力值的气体压力的恢复时间比由上游侧阀（AV）的关闭带来的从设定上限压力值到设定下限压力值的气体压力下降时间变短。

40.如权利要求35所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

构成为，向上游侧阀（AV）的出口侧与流量控制装置之间的气体流通路的内部插装棒片，改变气体流通路的通路截面积，由此实现上述降落容量（BC）的调整及气体压力下降特性的直线化。

41.如权利要求35所述的带有降落方式流量监测器的流量控制装置，其特征在于，

构成为，将流量控制装置的流量运算控制部（CPa）和降落监测流量的运算控制部（CPb）一体地形成。