JP2002250645A - 集積タイプのマスフローコントローラを用いた流体供給機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 流量センサ部自体にサーマルサイフォン現象
対策を行わなくてもこれを防止できる集積タイプのマス
フローコントローラを用いた流体供給機構を提供するこ
と。 【解決手段】 一対のセンサコイルから成る流量センサ
部１０を水平姿勢状態で本体ブロック１に取付けたマス
フローコントローラ３と他の構成部材同士を繋ぐ繋ぎ流
路ｔ_２，…を有する基板９１〜９４を備えた集積型マス
フローコントローラにおいて、マスフローコントローラ
の基板への取付姿勢変更に際し、サーマルサイフォン現
象回避のため、前記基板とは異なる繋ぎ流路Ｎ_１，…を
有する取替基板８０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、半導体
製造プロセスでのウェハーの膜付けや、エッチング等に
使用される半導体ガス供給装置に具備されたガス（流
体）を流すためのガス供給ラインに設置され、バルブ等
の他の構成部材と同じ取付け部を有するコンパクト化さ
れた集積タイプのマスフローコントローラを用いた流体
供給機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体の製造に用いられるパー
ジガスを含む各種のガスをウェハー等に供給する場合、
それらのガス供給ラインにマスフローコントローラをそ
れぞれ設け、これによってガス流量をそれぞれ調節する
とともに、マスフローコントローラのガス入口側および
ガス出口側に通常複数個のバルブやフィルタあるいはレ
ギュレータ等の等の構成部材が設置されている。

【０００３】そして、ガス供給ラインを小型化するため
にバイパス素子の流路方向と制御バルブの弁の作動方向
が同じとなるように前記バイパス素子および制御バルブ
を集積させることによりバルブやフィルタ等の構成部材
と同じ取付け部を持たせた図８〜図１０に示すような集
積タイプのマスフローコントローラ３が提案されている
（特願平１１−３６５４７１号明細書、図面参照）。こ
の集積タイプのマスフローコントローラ３には、ガスの
流量測定を行う流量センサ部１０を構成する平面視Ｕ字
状の細管１５が本体ブロック１のベース取付け部２の下
面（マスフローコントローラの取付け面）ｍに平行な水
平姿勢状態で本体ブロック１の一方側面ｎに設けられて
おり、この細管５の中央部分１５ａには一対のセンサコ
イル１６，１７が巻設されている。

【０００４】図８は、前記集積タイプのマスフローコン
トローラ３を用いたガス供給ラインＬを示している。こ
のガス供給ラインＬは、金属製設置板９９等にＸ方向に
並んで設置されている基板９０〜９６の上方から複数個
のバルブ５０および複数個のフィルタ５１を、基板９０
〜９６に着脱自在に取付けるとともに、集積タイプのマ
スフローコントローラ３も、基板９２，９３の上方から
基板９２，９３を跨ぐ形で着脱自在に取付けて構成され
ている。なお、前記ベース取付け部２の下面（マスフロ
ーコントローラの取付け面）ｍはＸ−Ｙ平面に平行であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図８に示す
ようなガス供給ラインＬの配置では、細管５の二つのセ
ンサコイル１６，１７が位置する中央部分１５ａがＹ方
向に沿う状態で水平になり、二つのセンサコイル１６，
１７の間に位置的に上下関係がなく二つのセンサコイル
１６，１７の高さの位置が互いに等しいので、これらの
センサコイル１６，１７の間でサーマルサイフォン現象
が生ずることはない。

【０００６】このサーマルサイフォン現象とは、分子量
の大きい流体の場合に起きる現象で、一方のセンサコイ
ル１７が他方のセンサコイル１６よりも上位に位置した
り、一方のセンサコイル１６が他方のセンサコイル１７
よりも上位に位置したりする場合に発生する。すなわ
ち、細管５内部において生じる熱対流により細管５内を
ガスが流れなくても流れているような現象が生じ、これ
によりゼロ点が変化するため、流量の測定結果に誤差が
生じるという不都合がある。

【０００７】一方、配管系統の構成上あるいは前記マス
フローコントローラ３の設置スペースなどの関係で二つ
のセンサコイル１６，１７の間に位置的に上下関係がで
きてサーマルサイフォン現象が生じることがある。

【０００８】すなわち、図８において、Ｘ軸のまわりに
右向きであれ、左向きであれガス供給ラインＬを角度θ
（０°＜θ＜１８０°）だけ回転させた場合、例えばＸ
軸のまわりに左向きに（Ｒ方向）９０°回転させた場
合、マスフローコントローラ３は、マスフローコントロ
ーラ３の基板９２，９３への取付姿勢が図１０に示した
状態から、図４（Ａ）に示すように、高さ方向（Ｚ方
向）に沿った状態になるので、二つのセンサコイル１
６，１７の間に位置的に上下関係ができてサーマルサイ
フォン現象が生じることになる。

【０００９】このサーマルサイフォン現象をなくすため
の対策として、サーマルサイフォン現象対応の補償コイ
ル（センサ）を用いることが考えられるが構造が複雑に
なる。

【００１０】この発明は上述の事柄に留意してなされた
もので、その目的は、流量センサ部自体にサーマルサイ
フォン現象対策を行わなくてもこれを防止できる集積タ
イプのマスフローコントローラを用いた流体供給機構を
提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、流量センサ部の細管のうち、一対のセ
ンサコイルを巻回してある部分が本体ブロックの取付け
面に平行な水平姿勢状態で本体ブロックに設けられてい
るマスフローコントローラと、このマスフローコントロ
ーラの流体入口側および流体出口側に位置してマスフロ
ーコントローラの流体流路とともに流体供給ラインの一
部を構成する流体流路を有するバルブ等の構成部材と、
マスフローコントローラの前記流体流路と前記構成部材
の前記流体流路ならびに前記構成部材の前記流体流路同
士を繋ぐ繋ぎ流路を有し、マスフローコントローラおよ
び前記構成部材が着脱自在に取付けられ、前記流体供給
ラインを形成するための複数の基板とを備え、更に、前
記マスフローコントローラの前記基板への取付姿勢の変
更に伴い前記流量センサ部においてサーマルサイフォン
現象が生ずるのを回避すべく、前記基板とは異なる繋ぎ
流路を有する取替基板を設けてある。

【００１２】また、この発明は別の観点から、流量セン
サ部の細管のうち、一対のセンサコイルを巻回してある
部分が本体ブロックの取付け面に平行な水平姿勢状態で
本体ブロックに設けられているマスフローコントローラ
と、このマスフローコントローラの流体入口側および流
体出口側に位置してマスフローコントローラの流体流路
とともに流体供給ラインの一部を構成する流体流路を有
するバルブ等の構成部材と、マスフローコントローラの
前記流体流路と前記構成部材の前記流体流路ならびに前
記構成部材の前記流体流路同士を繋ぐ繋ぎ流路を有し、
マスフローコントローラおよび前記構成部材が着脱自在
に取付けられ、前記流体供給ラインを形成するための複
数の基板とを備え、更に、前記マスフローコントローラ
の前記基板への取付姿勢の変更に伴い前記流量センサ部
においてサーマルサイフォン現象が生ずるのを回避すべ
く、前記基板とは異なる繋ぎ流路を有し、前記マスフロ
ーコントローラの前記取付け面および前記基板間に介装
されるアタプタを設けてある。

【００１３】また、この発明は更に別の観点から、本体
ブロックの取付け部の取付け面に流体入口と流体出口を
形成し、これら流体入口と流体出口を接続する流体流路
中に制御バルブを設け、流体入口と制御バルブとの間
に、流体をバイパスさせるバイパス素子と、流体の流量
測定を行う流量センサ部とを並列的に設け、前記バイパ
ス素子の流路方向と前記制御バルブの弁の作動方向が同
じとなるように前記バイパス素子および制御バルブを集
積させてある集積タイプのマスフローコントローラと、
前記マスフローコントローラの流体入口側および流体出
口側に位置して前記マスフローコントローラの前記流体
流路とともに流体供給ラインの一部を構成する流体流路
を有するバルブ等の構成部材と、前記マスフローコント
ローラの前記流体流路と前記構成部材の前記流体流路な
らびに前記構成部材の前記流体流路同士を繋ぐ繋ぎ流路
を有し、前記マスフローコントローラおよび前記構成部
材が着脱自在に取付けられ、前記流体供給ラインを形成
するための複数の基板とを備え、更に、前記マスフロー
コントローラの前記基板への取付姿勢の変更に伴い前記
流量センサ部においてサーマルサイフォン現象が生ずる
のを回避すべく、前記基板とは異なる繋ぎ流路を有する
取替基板を設けてある。

【００１４】更に、この発明は、本体ブロックの取付け
部の取付け面に流体入口と流体出口を形成し、これら流
体入口と流体出口を接続する流体流路中に制御バルブを
設け、流体入口と制御バルブとの間に、流体をバイパス
させるバイパス素子と、流体の流量測定を行う流量セン
サ部とを並列的に設け、前記バイパス素子の流路方向と
前記制御バルブの弁の作動方向が同じとなるように前記
バイパス素子および制御バルブを集積させてある集積タ
イプのマスフローコントローラと、前記マスフローコン
トローラの流体入口側および流体出口側に位置して前記
マスフローコントローラの前記流体流路とともに流体供
給ラインの一部を構成する流体流路を有するバルブ等の
構成部材と、前記マスフローコントローラの前記流体流
路と前記構成部材の前記流体流路ならびに前記構成部材
の前記流体流路同士を繋ぐ繋ぎ流路を有し、前記マスフ
ローコントローラおよび前記構成部材が着脱自在に取付
けられ、前記流体供給ラインを形成するための複数の基
板とを備え、更に、前記マスフローコントローラの前記
基板への取付姿勢の変更に伴い前記流量センサ部におい
てサーマルサイフォン現象が生ずるのを回避すべく、前
記基板とは異なる繋ぎ流路を有し、前記マスフローコン
トローラの前記取付け面および前記基板間に介装される
アタプタを設けてあることを特徴とする集積タイプのマ
スフローコントローラを用いた流体供給機構を提供す
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。図１〜図３は、バルブ等の他の構成部材
と同じ大きさのベース取付け部を設けることでガス供給
ラインを小型化できる集積タイプのマスフローコントロ
ーラ（図８〜図１０参照）を用いたこの発明の第１の実
施形態を示す。

【００１６】この発明の特徴的構成を説明する前に、図
８〜図１０を用いて、集積タイプのマスフローコントロ
ーラ３について説明する。図８〜図１０において、１は
本体ブロックで、平面視正方形（一辺ａの長さが例えば
３９ｍｍ）のベース取付け部２が形成されている。すな
わち、横の長さＡも縦の長さＢも同じ（Ａ＝Ｂ＝ａ）で
ある。このベース取付け部２の四隅には、半導体の製造
に用いられるパージガスを含む各種のガスをウェハー等
に供給するガス供給ラインＬを形成するためのベースと
しての基板（ベースブロック）９０〜９６にマスフロー
コントローラ３を着脱自在に取り付けて固定するための
ネジ穴５が所定のピッチｂを有して設けられている。５
ａはネジ穴５に螺合するボルトである。前記ピッチｂ
は、例えば４０ｍｍである。このピッチｂは、例えば、
半導体製造プロセスでのウェハーの膜付けやエッチング
等に使用されるガスを流すためのガス供給ラインＬにマ
スフローコントローラ３とともに設置される各種のバル
ブ５０、逆止弁あるいはフィルタ５１等の構成部材のベ
ース取付け部５２に形成されているネジ穴５５，５５間
のピッチと同一に設定してある。

【００１７】前記本体ブロック１内には、バイパス素子
７取り付け用のブロック６を介して、ガス（流体の一
例）Ｇをバイパスさせるバイパス素子７が高さ方向（Ｚ
方向）に長く設置されている。なお、この実施形態では
バイパス素子７としてキャピラリタイプのものを示して
いるが、テーパーピン、エッチングプレート等のタイプ
のものを用いてもよい（特願平１１−３０５７９５号の
明細書、図面参照）。８ａは、本体ブロック１の下面、
すなわち、ベース取付け部２の下面（取付け面）ｍに設
けた流体入口で、この流体入口８ａからバイパス素子７
の上流端７ａに至る第１流路（マスフローコントローラ
３の入口流路）９が本体ブロック１内に形成されてい
る。前記ブロック６もバイパス素子７と同様にＺ方向に
設置されている。このブロック６は、上方開口６ａと下
方開口６ｂと保持部６ｃと保持部６ｃの中央に形成され
る側面中央穴６ｄと下方開口６ｂの直上に形成される側
面下方穴６ｅを有する。前記ブロック６は本体ブロック
１内に設けたガス流路空間Ｈ内に嵌め込まれ、保持部６
ｃを介して前記ブロック６内にバイパス素子７が設置さ
れる。１００は、前記本体ブロック１の内面と前記ブロ
ック６間をシールするメタルＯリングである。

【００１８】１０は、流体の流量測定を行う流量センサ
部で、本体ブロック１の一方側面ｎに設けてある。この
側面ｎはベース取付け部２の平坦な上面ｋから垂直に、
かつ、上方に至る面であり、かつ、マスフローコントロ
ーラ３は前記側面ｎがＹ方向に沿うよう前記基板９２，
９３を跨ぐ形で取り付けられる。そして、本体ブロック
１は、これら一方側面ｎ、上面ｋを跨ぐ形で、これらの
中央に縦断面直角三角形の突出部３０を有する。この突
出部３０内には、マスフローコントローラ３の出口流路
（第７流路）２４（後述する）の一部を構成する流路が
形成されている。

【００１９】１２は、本体ブロック１の内面において、
前記ブロック６の側面下方穴６ｅに連通するよう開設さ
れた測定流路入口である。また、１３は、本体ブロック
１の内面において、前記ブロック６の側面中央穴６ｄに
連通するよう開設された測定流路出口である。

【００２０】前記流量センサ部１０は、バイパス素子７
のガス流路１１に連通するよう一端を前記測定流路入口
１２に、他端を測定流路出口１３に、それぞれ取付部材
１４，１９を介して接続されたセンサ管１５を備えてい
る。このセンサ管１５は、平面視Ｕ字状に形成された例
えば薄肉毛細管（キャピラリ）よりなる。すなわち、前
記センサ管１５は、前記側面ｎに平行なセンサ流路部分
１５ａと、この一端から直角に折れ曲がり取付部材１４
に至るセンサ流路部分１５ｂと、前記流路部分１５ａの
他端から直角に折れ曲がり取付部材１９に至るセンサ流
路部分１５ｃとよりなる。更に、前記センサ流路部分１
５ａには２つの熱式質量流量センサ素子としての自己発
熱抵抗体（以下、単にセンサコイルという）１６，１７
が巻回されており、センサコイル１６，１７はブリッジ
回路（図示してない）に接続されている。前記取付部材
１４，１９は、前記側面ｎに抵抗溶接されている。

【００２１】なお、１８は、センサ管１５およびセンサ
コイル１６，１７を覆う断熱性のカバーで、風による熱
影響を防止する。

【００２２】２０は、測定流路入口１２とセンサ流路部
分１５ｂとを繋ぐ第２流路であり、また、２１は、セン
サ流路部分１５ｃと測定流路出口１３とを繋ぐ第３流路
である。前記第２流路２０は、本体ブロック１内に上向
きに傾斜状態で形成されている。また、前記第３流路２
１は、本体ブロック１内に水平状態で、すなわち、ベー
ス取付け部２の上面ｋに平行に形成されている。２２
は、測定流路出口１３と前記上方開口６ａを繋ぐ第４流
路である。

【００２３】３１は、ガスＧの流量を制御するための制
御バルブである。この制御バルブ３１は、流量センサ部
１０からの流量測定信号と流量設定信号とを比較制御回
路（図示せず）において比較し、この比較制御回路から
出力される制御信号に基づいて制御されることにより弁
開度を変え、これによってガスＧの流量を制御するよう
に構成されている。前記制御バルブ３１は、例えば、弁
ブロック３２と、弁ブロック押さえ部材３３と、両者３
２，３３に挟まれたダイヤフラム３４と、ダイヤフラム
３４の中央に位置して弁ブロック３２の上面中央開口４
０の開度を調節する弁体３５と、この弁体３５を常時上
方に付勢するばね（図示せず）と、ばねの付勢力に抗し
て弁体３５を押圧駆動するアクチュエータ３７と、弁ブ
ロック３８に螺着された筒状のケース３９とから主とし
てなる。そして、この集積タイプのマスフローコントロ
ーラ３では、前記弁体３５の作動方向が前記バイパス素
子７のガス流路１１と同じとなるようにバイパス素子７
および制御バルブ３１を集積させてある。そのため、上
述したように、マスフローコントローラ３のベース取付
け部２に形成されるネジ穴５，５，５，５間相互のピッ
チｂを、バルブ５０、逆止弁あるいはフィルタ５１等の
構成部材のベース取付け部５２に形成されているネジ穴
５５，５５間のピッチと同一に設定できる。

【００２４】前記弁ブロック３２には、上流の第４流路
２２と前記上面中央開口４０を繋ぐ第５流路４１と、弁
ブロック３２の上面両端に位置する環状開口４２と流体
出口８ｂに至る前記出口流路（第７流路）２４を繋ぐ環
状の第６流路４３が形成されている。前記第７流路２４
は、前記突出部３０内に傾斜状態で形成されている。前
記第７流路２４は本体ブロック１の下面（取付け面）ｍ
に設けた流体出口に連通する。

【００２５】更に、前記弁ブロック３２は下部フランジ
３２ａを有し、下部フランジ３２ａには、四隅に六角穴
付ボルト４４が設けられている。一方、本体ブロック１
の上面Ｓは、下部フランジ３２ａの下面Ｐと同一形状に
なっており、上面Ｓにおける前記ボルト４４の対応位置
にボルト穴（図示せず）が形成されている。そして、制
御バルブ３１は、本体ブロック１の上面ＳにメタルＯリ
ング４６ａ，４６ｂを介して六角穴付ボルト４４で締め
付けられて固定される。なお、３ａは、マスフローコン
トローラ３のケースである。

【００２６】この実施形態においては、バイパス素子７
取り付け用のブロック６の上方開口６ａの直上に弁ブロ
ック３２の上面中央開口４０に向かう真っ直ぐな第５流
路４１を形成するように本体ブロック１の上面Ｓに制御
バルブ３１を設置してある。

【００２７】上述した構成よりなるマスフローコントロ
ーラ３では、流量センサ部１０および制御バルブ３１を
それぞれ、本体ブロック１の側面ｎおよび本体ブロック
１の上面Ｓに設置して弁体３５の作動方向が前記バイパ
ス素子７のガス流路１１と同じとなるようにバイパス素
子７および制御バルブ３１を集積させることにより、従
来流量センサ部と制御バルブとを本体ブロック側に設置
していた分だけ長くなっていたベース取付け部をコンパ
クト化できる。すなわち、マスフローコントローラ３の
ベース取付け部２を、ガス供給ラインＬに設置された各
種のバルブ５０、逆止弁あるいはフィルタ５１等の構成
部材のベース取付け部５２と同一寸法に標準化でき、よ
り集積化が行えることになり、ウェハーの大型化に対応
できる。

【００２８】以下、図１〜図４を用いてこの発明の特徴
的構成について説明する。なお、図１〜図４において、
図８〜図１０に示した符号と同一のものは、同一または
相当物である。

【００２９】図１および図２は、図８に示した前記集積
タイプのマスフローコントローラ３を用いたガス供給ラ
インＬをＸ軸のまわりでＲ方向に例えば９０°回転させ
た場合のこの発明のガス供給ラインＬ’を示している。
すなわち、前記マスフローコントローラ３の基板への取
付姿勢が両ラインＬ，Ｌ’では異なっている。また、図
３（Ａ）は、マスフローコントローラ３のガス供給ライ
ンＬにおける基板９２，９３への取付姿勢を示し、図３
（Ｃ）および図４（Ｂ）は、この発明のガス供給ライン
Ｌ’におけるマスフローコントローラ３の取付姿勢を示
し、図３（Ｂ）および図４（Ａ）は、ガス供給ラインＬ
をＸ軸のまわりに９０°回転させたことにより、二つの
センサコイル１６，１７の間に位置的に上下関係ができ
ていることを示すための図である。なお、図３（Ａ）〜
図３（Ｃ）では、二つのセンサコイル１６，１７を省略
してある。

【００３０】この発明のガス供給ラインＬ’で用いる基
板のうち、前記基板９０，９１，９４〜９６は、いずれ
も直方体にブロック形成されている。基板９０，９６
は、同一形状である。また、基板９１，９４，９５は、
いずれも直方体にブロック形成されているが、基板９
０，９６とはＸ方向の長さが異なる。なお、この発明の
ガス供給ラインＬ’で用いる基板としては直方体にブロ
ック形成されているものに限るものではなく、例えば断
面Ｔ型にブロック形成されたもの等も採用できる。

【００３１】前記基板９０は、バルブ５０のベース取付
け部５２に形成されているガス流路５２ａとフィルタ５
１のベース取付け部５２に形成されているガス流路（図
示せず）とを繋ぐ繋ぎ流路ｔ₁ を有する。この繋ぎ流路
ｔ₁ は、例えば縦断面Ｖ字状の貫通穴Ｔ₁ によって形成
されている。また、前記基板９０は、フィルタ５１の前
記ベース取付け部５２に形成されているガス流路（図示
せず）とガス導入口９８ａを連通する導入流路ｔ₀ を有
する。

【００３２】前記基板９１は、バルブ５０の前記ガス流
路５２ａと、隣接する下流側のバルブ５０のベース取付
け部５２に形成されているガス流路５２ｂとを繋ぐ繋ぎ
流路ｔ₂ を有する。この繋ぎ流路ｔ₂ は、例えば縦断面
Ｖ字状の貫通穴Ｔ₂ によって形成されている。

【００３３】そして、前記基板９４および９５は前記基
板９１と同一構成である。すなわち、前記基板９４の繋
ぎ流路ｔ₃ は、例えば縦断面Ｖ字状の貫通穴Ｔ₃ によっ
て形成されている。前記基板９５の繋ぎ流路ｔ₄ は、例
えば縦断面Ｖ字状の貫通穴Ｔ ₄ によって形成されてい
る。

【００３４】前記基板９６は、最下流端に位置するバル
ブ５０のベース取付け部５２に形成されているガス流路
５２ａと、最下流端に位置するフィルタ５１のベース取
付け部５２に形成されているガス流路（図示せず）とを
繋ぐ繋ぎ流路ｔ₅ を有する。この繋ぎ流路ｔ₅ は、例え
ば縦断面Ｖ字状の貫通穴Ｔ₅ によって形成されている。
更に、前記基板９６は、ガス導出口９８ｂとフィルタ５
１のベース取付け部５２に形成されているガス流路（図
示せず）を連通する導出流路ｔ₆ を有する。

【００３５】また、図３（Ａ）に示すガス供給ラインＬ
で用いられていた基板９２，９３は、前記基板９１，９
４，９５と同一構成であり、前記基板９２の繋ぎ流路ｔ
₇ は、例えば縦断面Ｖ字状の貫通穴Ｔ₇ によって形成さ
れている。前記基板９３の繋ぎ流路ｔ₈ は、例えば縦断
面Ｖ字状の貫通穴Ｔ₈ によって形成されている。なお、
前記繋ぎ流路ｔ₁ 〜ｔ₈ の形状は適宜設定されるもの
で、縦断面Ｌ字状等のものもある。

【００３６】また、図３（Ａ）において、９９は、前記
基板９０〜９６が着脱自在に固定設置される設置板で、
前記基板９０〜９６がＸ方向に並んで設置されている。
この設置板９９は、例えばアルミニウム等の金属板が採
用されている。

【００３７】この実施形態では、センサコイル１６，１
７の間でサーマルサイフォン現象が生ずることがないよ
う図３（Ａ）および図８に示されたガス供給ラインＬの
基板９０〜９６のうち、集積タイプのマスフローコント
ローラ３が取り付けられている二つの基板９２および９
３を設置板９９から取り外し、これら基板９２および９
３に替えて新たな基板（取替基板）８０を基板９１およ
び９４間の設置板９９上に設置し、更に、この基板８０
の一方面である当接面ｍ₁ 上に、前記マスフローコント
ローラ３のベース取付け部２の下面（取付け面）ｍの全
部を当接させて前記マスフローコントローラ３をガス供
給ラインＬ’に配置するようにしている。

【００３８】前記基板８０は直方体にブロック形成され
ているが、基板９１，９４，９５よりはＸ方向の長さが
長い。

【００３９】更に、前記基板８０は、マスフローコント
ローラ３の取付け面ｍが当接する当接面ｍ₁ に所定間隔
をおいて四つの開口８１〜８４を有するとともに、開口
８１，８２を持つ例えば縦断面Ｖ字状の貫通穴８１’
と、開口８３，８４を持つ例えば縦断面Ｖ字状の貫通穴
８３’とを有する。すなわち、前記取替基板８０は、二
つの貫通穴８１’、貫通穴８３’を有し、前記貫通穴８
１’によって前記取替基板８０の繋ぎ流路Ｎ₁ が形成さ
れるとともに、前記貫通穴８３’によって前記取替基板
８０の繋ぎ流路Ｎ₂ が形成されている。なお、貫通穴８
１’，８３’の形状は縦断面Ｖ字状に限るものではな
い。

【００４０】前記開口８２，８３は、マスフローコント
ローラ３の取付け面ｍを当接面ｍ₁に当接させたとき
に、取付け面ｍに設けた流体入口８ａが開口８２に整合
し、かつ、取付け面ｍに設けた流体出口８ｂが開口８３
に整合するよう位置している。

【００４１】一方、前記開口８１は、マスフローコント
ローラ３の直上流側に隣接するバルブ５０が基板８０と
基板９１を跨ぐ形で取り付けるときに、バルブ５０のベ
ース取付け部５２に形成されている前記ガス流路５２ｂ
（図２参照）の出口５２ｂ’と整合するよう位置してい
る。

【００４２】また、前記開口８４は、マスフローコント
ローラ３の直下流側に隣接するバルブ５０が基板８０と
基板９４を跨ぐ形で取り付けるときに、バルブ５０のベ
ース取付け部５２に形成されている前記ガス流路５２ｃ
（図２参照）の入口５２ｃ’と整合するよう位置してい
る。

【００４３】而して、図３（Ａ）に示したガス供給ライ
ンＬをＸ軸のまわりに９０°回転させたガス供給ライン
Ｌ’にセンサコイル１６，１７の間でサーマルサイフォ
ン現象が生ずることがないようマスフローコントローラ
３を取付けるには、図３（Ｂ）に示すように、（１）基
板９２，９３からマスフローコントローラ３を取り外
し、続いて、（２）二つの基板９２および９３を設置板
９９から取り外し、（３）これら基板９２および９３に
替えて新たな前記基板８０を基板９１および９４間の設
置板９９上に設置する。更に、（４）この基板８０の一
方面である当接面ｍ₁ 上に、前記マスフローコントロー
ラ３のベース取付け部２の下面（取付け面）ｍの全部を
当接させて前記マスフローコントローラ３をガス供給ラ
インＬ’に配置する。このとき、図４（Ａ）に示すよう
にセンサコイル１６，１７に上下関係がある状態で前記
マスフローコントローラ３を基板８０に取り付けたので
はサーマルサイフォン現象が生ずるので、前記マスフロ
ーコントローラ３を基板８０に取り付けるにあたり、図
３（Ｂ）に示すマスフローコントローラ３をＹ軸のまわ
りに９０°回転させてセンサ管１５の中央部分１５ａが
水平状態になるようにする。これにより、センサコイル
１６，１７に上下関係がなくなる〔図４（Ｂ）参照〕。

【００４４】このように、基板を取り替える作業と、取
り替えた基板８０にマスフローコントローラ３の位置を
取り付ける際に、サーマルサイフォン現象が生ずること
がないようマスフローコントローラ３の取り付け姿勢を
変更するだけの簡易な作業で、流量センサ部１５自体に
サーマルサイフォン現象対策を行わなくても如何なる向
きのガス供給ラインでもサーマルサイフォン現象の発生
をなくすことができ、流量測定精度を向上できる利点が
ある。

【００４５】図５、図６は、基板９２および９３に替わ
る取替基板として三つの基板部分からなる基板を用いた
この発明の第２の実施形態を示す。なお、図５におい
て、図１〜図４、図８〜図１０に示した符号と同一のも
のは、同一または相当物である。また、図５（Ａ）は、
図３（Ｂ）と同一のものである。また、図５（Ｂ）は、
図３（Ｃ）に対応している。

【００４６】図５（Ｂ）および図５（Ｃ）において、取
替基板１００は、上流側に位置する基板部分１０１と下
流側に位置する基板部分１０２と両部分１０１，１０２
の中間に位置する基板部分１０３からなる。これら基板
部分１０１，１０２，１０３はそれぞれ直方体にブロッ
ク形成されているが、基板部分１０１，１０２は同一構
成をなし、基板部分１０３と基板部分１０１，１０２は
Ｘ方向の長さが異なる。

【００４７】更に、前記基板部分１０３は、マスフロー
コントローラ３の取付け面ｍが当接する当接面ｍ₂ に所
定間隔をおいて二つの開口２００，２０１を有するとと
もに、Ｚ方向に沿う両側面にそれそれ一つの開口２０
２，２０３を有する。また、開口２００，２０２を持つ
湾曲形状の貫通穴２００’と、開口２０１，２０３を持
つ湾曲形状のの貫通穴２０１’とを有する。

【００４８】マスフローコントローラ３の取付け面ｍに
設けた流体入口８ａと流体出口８ｂの整合関係は以下の
通りである。流体入口８ａが開口２００に整合し、か
つ、流体出口８ｂが開口２０１に整合するよう開口２０
０，２０１間の間隔が設定されている。

【００４９】一方、前記基板部分１０１は、前記開口２
０２に整合する開口２１０をＺ方向に沿う下流側側面に
有するとともに、バルブ５０のベース取付け部５２に形
成されている前記ガス流路５２ｂの出口５２ｂ’〔図２
および図６参照〕と整合する開口２１１が前記基板部分
１０１のバルブ５０当接面ｍ₃ 〔図６参照〕に対応する
面ｍ₄ に形成されている。そして、前記基板部分１０１
は、開口２１０，２１１を持つＬ字形状のの貫通穴３０
０を有する。

【００５０】一方、前記基板部分１０２は、前記開口２
０３に整合する開口２１５をＺ方向に沿う上流側側面に
有するとともに、前記開口２１１に対応する開口２１６
を有する。そして、前記基板部分１０２は、開口２１
５，２１６を持つＬ字形状の貫通穴３０１を有する。

【００５１】前記開口２０２，２１１は、メタルＯリン
グ２５１を介して連通している。また、前記開口２０
３，２１５も、メタルＯリング２５２を介して連通して
いる。

【００５２】２５３は、基板部分１０１，１０３同士、
および、基板部分１０２，１０３同士をそれぞれ締付け
るためのビスで、基板部分１０１の上流側側面および基
板部分１０２の下流側側面の四隅にそれぞれ設けた貫通
穴２５３ａと、基板部分１０３の上流側側面および基板
部分１０３の下流側側面の四隅にそれぞれ設けたビス穴
２５３ｂに挿入される。そして、取替基板１００は、前
記貫通穴３００および貫通穴２００’で形成された繋ぎ
流路Ｍ₁ と、前記貫通穴３０１および貫通穴２０１’で
形成された繋ぎ流路Ｍ₂ を有する。この実施形態では、
二個の隣接する基板、すなわち、繋ぎ流路ｔ₇ を有する
基板９２と、繋ぎ流路ｔ₈ を有する基板９３とを取替基
板１００に取替えている。

【００５３】図７は、基板９２および９３と、マスフロ
ーコントローラ３との間にアタプタ４００を介装してな
るこの発明の第３の実施形態を示す。なお、図７におい
て、図１〜図６、図８〜図１０に示した符号と同一のも
のは、同一または相当物である。また、図７（Ａ）は、
図３（Ｂ）と同一のものである。また、図７（Ｂ）は、
図３（Ｃ）に対応している。

【００５４】前記アタプタ４００は、直方体にブロック
形成されており、基板９１，９２，９３，９４とほぼ同
じ大きさを有し、基板９２，９３を跨ぐように取り付け
られる。

【００５５】前記アタプタ４００は、マスフローコント
ローラ３の取付け面ｍが当接する当接面ｍ₆ に所定間隔
をおいて二つの開口４０１，４０２を有するとともに、
基板９２のアタプタ当接面ｍ₇ に形成されている開口５
００に整合する開口４０４を当接面ｍ₆ とは反対の面ｍ
₈ に有する。この反対の面ｍ₈ は、基板９３のアタプタ
当接面ｍ₉ に形成されている開口５１０に整合する開口
４０６を有する。

【００５６】更に、前記開口４０１，４０２は、マスフ
ローコントローラ３の取付け面ｍを当接面ｍ₆ に当接さ
せたときに、取付け面ｍに設けた流体入口８ａが開口４
０１に整合し、かつ、取付け面ｍに設けた流体出口８ｂ
が開口４０２に整合するよう位置している。

【００５７】また、図７（Ｃ）にも示すように、開口４
０１，４０４を持つ略直線状の貫通穴６００と、開口４
０２，４０６を持つ略直線状の貫通穴６０１とを有す
る。

【００５８】

【発明の効果】この発明では、流量センサ部の細管のう
ち、一対のセンサコイルを巻回してある部分が本体ブロ
ックの取付け面に平行な水平姿勢状態で本体ブロックに
設けられている集積タイプのマスフローコントローラの
基板への取付姿勢の変更に伴い前記マスフローコントロ
ーラの流量センサ部においてサーマルサイフォン現象が
生ずるのを回避すべく、前記基板とは異なる繋ぎ流路を
有し、前記マスフローコントローラの取付け面および前
記基板間に介装されるアタプタおよび／または前記基板
とは異なる繋ぎ流路を有する取替基板を設けているの
で、前記流量センサ部自体にサーマルサイフォン現象対
策を行わなくても如何なる向きのガス供給ラインでもサ
ーマルサイフォン現象の発生をなくすことができ、流量
測定精度を向上できる利点がある。

【００５９】また、この発明では、バイパス素子の流路
方向と前記制御バルブの弁の作動方向が同じとなるよう
に前記バイパス素子および制御バルブを集積させてある
集積タイプのマスフローコントローラの基板への取付姿
勢の変更に伴い前記マスフローコントローラの流量セン
サ部においてサーマルサイフォン現象が生ずるのを回避
すべく、前記基板とは異なる繋ぎ流路を有し、前記マス
フローコントローラの取付け面および前記基板間に介装
されるアタプタおよび／または前記基板とは異なる繋ぎ
流路を有する取替基板を設けているので、前記流量セン
サ部自体にサーマルサイフォン現象対策を行わなくても
如何なる向きのガス供給ラインでもサーマルサイフォン
現象の発生をなくすことができ、流量測定精度を向上で
きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態を示す全体斜視図で
ある。

【図２】上記実施形態における全体構成説明図である。

【図３】（Ａ）は、上記実施形態において用いた集積タ
イプのマスフローコントローラの基板への取付姿勢変更
前のガス供給ラインを示す要部斜視図である。（Ｂ）
は、前記集積タイプのマスフローコントローラの基板へ
の取付姿勢変更途中のガス供給ラインを示す要部斜視図
である。（Ｃ）は、前記集積タイプのマスフローコント
ローラの基板への取付姿勢変更後のガス供給ラインを示
す要部斜視図である。

【図４】（Ａ）は、前記集積タイプのマスフローコント
ローラの取付姿勢によっては流量センサ部においてサー
マルサイフォン現象が生ずることを説明するための図で
ある。（Ｂ）は、サーマルサイフォン現象が起こらない
状態での前記集積タイプのマスフローコントローラの取
付姿勢を示す図である。

【図５】（Ａ）は、この発明の第２の実施形態において
用いた集積タイプのマスフローコントローラの基板への
取付姿勢変更途中のガス供給ラインを示す要部斜視図で
ある。（Ｂ）は、上記第２の実施形態において用いた集
積タイプのマスフローコントローラの基板への取付姿勢
変更後のガス供給ラインを示す要部斜視図である。
（Ｃ）は、上記第２の実施形態における取替基板を示す
構成説明図である。

【図６】上記第２の実施形態におけるガス供給ラインを
示す構成説明図である。

【図７】（Ａ）は、この発明の第３の実施形態において
用いた集積タイプのマスフローコントローラの基板への
取付姿勢変更途中のガス供給ラインを示す要部斜視図で
ある。（Ｂ）は、上記第３の実施形態において用いた集
積タイプのマスフローコントローラの基板への取付姿勢
変更後のガス供給ラインを示す要部斜視図である。
（Ｃ）は、上記第３の実施形態におけるアタプタを示す
平面図である。

【図８】集積タイプのマスフローコントローラを用いた
マスフローコントローラの取付姿勢変更前のガス供給ラ
インを示す斜視図である。

【図９】この発明で用いた集積タイプのマスフローコン
トローラを示す構成説明図である。

【図１０】この発明で用いた集積タイプのマスフローコ
ントローラを示す平面図である。

【符号の説明】 １…本体ブロック、２…取付け部、３…マスフローコン
トローラ、７…バイパス素子、８ａ…流体入口、８ｂ…
流体出口、１０…流量センサ部、１１…バイパス素子の
ガス流路、１５…細管、１６，１７…センサコイル、３
１…制御バルブ、３５…弁体、９１〜９４…基板、８
０，１００…取替基板、ｎ…本体ブロックの一方側面、
ｔ₂ ，ｔ₃ ，ｔ₇ ，ｔ₈ …基板の繋ぎ流路、Ｎ₁ ，
Ｎ₂ 、Ｍ₁ ，Ｍ ₂ …取替基板の繋ぎ流路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五島 憲一 愛知県春日井市堀ノ内町850番地 シーケ ーディ株式会社内 Ｆターム(参考） 2F035 EA04 EA06 3J071 AA02 BB14 BB15 CC11 DD11 EE02 EE25 FF11 5H307 AA20 BB01 CC01 DD06 DD11 DD13 EE02 EE07 EE12 FF06 GG11 GG15 HH04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流量センサ部の細管のうち、一対のセン
   サコイルを巻回してある部分が本体ブロックの取付け面
   に平行な水平姿勢状態で本体ブロックに設けられている
   マスフローコントローラと、このマスフローコントロー
   ラの流体入口側および流体出口側に位置してマスフロー
   コントローラの流体流路とともに流体供給ラインの一部
   を構成する流体流路を有するバルブ等の構成部材と、マ
   スフローコントローラの前記流体流路と前記構成部材の
   前記流体流路ならびに前記構成部材の前記流体流路同士
   を繋ぐ繋ぎ流路を有し、マスフローコントローラおよび
   前記構成部材が着脱自在に取付けられ、前記流体供給ラ
   インを形成するための複数の基板とを備え、更に、前記
   マスフローコントローラの前記基板への取付姿勢の変更
   に伴い前記流量センサ部においてサーマルサイフォン現
   象が生ずるのを回避すべく、前記基板とは異なる繋ぎ流
   路を有する取替基板を設けてあることを特徴とする集積
   タイプのマスフローコントローラを用いた流体供給機
   構。
2. 【請求項２】 流量センサ部の細管のうち、一対のセン
   サコイルを巻回してある部分が本体ブロックの取付け面
   に平行な水平姿勢状態で本体ブロックに設けられている
   マスフローコントローラと、このマスフローコントロー
   ラの流体入口側および流体出口側に位置してマスフロー
   コントローラの流体流路とともに流体供給ラインの一部
   を構成する流体流路を有するバルブ等の構成部材と、マ
   スフローコントローラの前記流体流路と前記構成部材の
   前記流体流路ならびに前記構成部材の前記流体流路同士
   を繋ぐ繋ぎ流路を有し、マスフローコントローラおよび
   前記構成部材が着脱自在に取付けられ、前記流体供給ラ
   インを形成するための複数の基板とを備え、更に、前記
   マスフローコントローラの前記基板への取付姿勢の変更
   に伴い前記流量センサ部においてサーマルサイフォン現
   象が生ずるのを回避すべく、前記基板とは異なる繋ぎ流
   路を有し、前記マスフローコントローラの前記取付け面
   および前記基板間に介装されるアタプタを設けてあるこ
   とを特徴とする集積タイプのマスフローコントローラを
   用いた流体供給機構。
3. 【請求項３】 本体ブロックの取付け部の取付け面に流
   体入口と流体出口を形成し、これら流体入口と流体出口
   を接続する流体流路中に制御バルブを設け、流体入口と
   制御バルブとの間に、流体をバイパスさせるバイパス素
   子と、流体の流量測定を行う流量センサ部とを並列的に
   設け、前記バイパス素子の流路方向と前記制御バルブの
   弁の作動方向が同じとなるように前記バイパス素子およ
   び制御バルブを集積させてある集積タイプのマスフロー
   コントローラと、前記マスフローコントローラの流体入
   口側および流体出口側に位置して前記マスフローコント
   ローラの前記流体流路とともに流体供給ラインの一部を
   構成する流体流路を有するバルブ等の構成部材と、前記
   マスフローコントローラの前記流体流路と前記構成部材
   の前記流体流路ならびに前記構成部材の前記流体流路同
   士を繋ぐ繋ぎ流路を有し、前記マスフローコントローラ
   および前記構成部材が着脱自在に取付けられ、前記流体
   供給ラインを形成するための複数の基板とを備え、更
   に、前記マスフローコントローラの前記基板への取付姿
   勢の変更に伴い前記流量センサ部においてサーマルサイ
   フォン現象が生ずるのを回避すべく、前記基板とは異な
   る繋ぎ流路を有する取替基板を設けてあることを特徴と
   する集積タイプのマスフローコントローラを用いた流体
   供給機構。
4. 【請求項４】 本体ブロックの取付け部の取付け面に流
   体入口と流体出口を形成し、これら流体入口と流体出口
   を接続する流体流路中に制御バルブを設け、流体入口と
   制御バルブとの間に、流体をバイパスさせるバイパス素
   子と、流体の流量測定を行う流量センサ部とを並列的に
   設け、前記バイパス素子の流路方向と前記制御バルブの
   弁の作動方向が同じとなるように前記バイパス素子およ
   び制御バルブを集積させてある集積タイプのマスフロー
   コントローラと、前記マスフローコントローラの流体入
   口側および流体出口側に位置して前記マスフローコント
   ローラの前記流体流路とともに流体供給ラインの一部を
   構成する流体流路を有するバルブ等の構成部材と、前記
   マスフローコントローラの前記流体流路と前記構成部材
   の前記流体流路ならびに前記構成部材の前記流体流路同
   士を繋ぐ繋ぎ流路を有し、前記マスフローコントローラ
   および前記構成部材が着脱自在に取付けられ、前記流体
   供給ラインを形成するための複数の基板とを備え、更
   に、前記マスフローコントローラの前記基板への取付姿
   勢の変更に伴い前記流量センサ部においてサーマルサイ
   フォン現象が生ずるのを回避すべく、前記基板とは異な
   る繋ぎ流路を有し、前記マスフローコントローラの前記
   取付け面および前記基板間に介装されるアタプタを設け
   てあることを特徴とする集積タイプのマスフローコント
   ローラを用いた流体供給機構。