JP2003167630A - Flow rate controller and flow rate control method - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスの流量を調整
するための流量制御装置と流量制御方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow rate control device and a flow rate control method for adjusting the flow rate of gas.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、半導体製造装置等のガス供給シス
テムにおいては、ガスの流量をコントロールするため
に、例えば、サーマル式マスフローコントローラ、ソニ
ック型フローコントローラ、コリオリ式フローコントロ
ーラ、羽根車式フローコントローラ、超音波式フローコ
ントローラ、カルマン渦式フローコントローラなどを使
用していた。2. Description of the Related Art Conventionally, in a gas supply system such as a semiconductor manufacturing apparatus, in order to control the flow rate of gas, for example, a thermal mass flow controller, a sonic flow controller, a Coriolis flow controller, an impeller flow controller, An ultrasonic flow controller, a Karman vortex flow controller, etc. were used.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
を使用してガスの流量をコントロールするためには、例
えば、サーマル式マスフローコントローラでは、細いパ
イプを流路として使用する必要があるので、かかるパイ
プに目詰まりが発生するおそれがあり、また、コントロ
ールするガスの流量レンジに応じて、バイパス流路の大
きさを変えなければならなかった。また、ソニック型フ
ローコントローラでは、極小なオリフィスを使用する必
要があるので、デッドボリュームが生じてガスの置換性
が悪く、また、コントロールするガスの流量レンジに応
じて、オリフィス径の大きさを変えなければならなかっ
た。However, in order to control the flow rate of gas using these, for example, in a thermal mass flow controller, it is necessary to use a thin pipe as a flow path, so that such a pipe is used. There is a risk of clogging, and the size of the bypass flow path must be changed according to the flow rate range of the gas to be controlled. Also, since it is necessary to use an extremely small orifice in the sonic type flow controller, dead volume occurs and gas replacement performance is poor, and the size of the orifice diameter is changed according to the flow range of the gas to be controlled. I had to.
【０００４】そこで、本発明は、上述した問題点を解決
するためになされたものであって、細いパイプや極小な
オリフィスなどトラブルの要因となる測定子を不要とす
るとともに、部品の大きさを変更することなく、コント
ロール可能なガスの流量レンジをより広くした流量制御
装置と流量制御方法を提供することを課題とする。Therefore, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it eliminates the need for a probe that causes troubles such as a thin pipe and an extremely small orifice, and also reduces the size of parts. An object of the present invention is to provide a flow rate control device and a flow rate control method in which a controllable gas flow rate range is widened without changing.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】 この課題を解決するた
めに成された請求項１に係る発明は、ガス源に接続され
た遮断弁と、前記遮断弁に接続された比例弁と、前記遮
断弁と前記比例弁の間のガス充填容積と、前記ガス充填
容積の圧力を計測する圧力センサーと、を備える流量制
御装置であって、前記遮断弁の開閉動作を行った後に前
記比例弁の開度を操作する際に、前記圧力センサーで計
測された前記ガス充填容積の圧力に基づいて、前記比例
弁の開度を操作し、前記ガス充填容積の圧力勾配を制御
することにより、ガスの状態方程式ＰＶ＝ｎＲＴで表さ
れるＰの制御でｎを調整することを利用して、前記比例
弁から流出されるガスの質量流量を調整すること、を特
徴としている。The invention according to claim 1 made to solve this problem is a shutoff valve connected to a gas source, a proportional valve connected to the shutoff valve, and the shutoff. A flow rate control device comprising a gas filling volume between a valve and the proportional valve, and a pressure sensor for measuring the pressure of the gas filling volume, wherein the proportional valve is opened after the shutoff valve is opened and closed. When operating the degree, by operating the opening of the proportional valve based on the pressure of the gas filling volume measured by the pressure sensor, and controlling the pressure gradient of the gas filling volume, the state of the gas The mass flow rate of the gas discharged from the proportional valve is adjusted by adjusting n by controlling P represented by the equation PV = nRT.
【０００６】また、請求項２に係る発明は、請求項１に
記載する流量制御装置であって、前記ガス充填容積の温
度を計測する温度センサーを備え、前記温度センサーで
計測された前記ガス充填容積の温度に基づいて、前記比
例弁から流出されるガスの質量流量を体積流量に変更す
ること、を特徴としている。The invention according to claim 2 is the flow control device according to claim 1, further comprising a temperature sensor for measuring the temperature of the gas filling volume, wherein the gas filling is measured by the temperature sensor. The mass flow rate of the gas discharged from the proportional valve is changed to the volume flow rate based on the temperature of the volume.
【０００７】また、請求項３に係る発明は、請求項１又
は請求項２に記載する流量制御装置であって、前記ガス
充填容積の圧力勾配を常に一定に制御すること、を特徴
としている。The invention according to claim 3 is the flow control device according to claim 1 or claim 2, characterized in that the pressure gradient of the gas filling volume is always controlled to be constant.
【０００８】また、請求項４に係る発明は、請求項１乃
至請求項３のいずれか一つに記載する流量制御装置であ
って、半導体製造装置で使用されること、を特徴として
いる。The invention according to claim 4 is the flow control device according to any one of claims 1 to 3, which is used in a semiconductor manufacturing apparatus.
【０００９】また、請求項５に係る発明は、ガス源に接
続された遮断弁と、前記遮断弁に接続された比例弁と、
前記遮断弁と前記比例弁の間のガス充填容積と、前記ガ
ス充填容積の圧力を計測する圧力センサーと、を備える
流量制御方法であって、前記遮断弁の開閉動作を行った
後に前記比例弁の開度を操作する際に、前記圧力センサ
ーで計測された前記ガス充填容積の圧力に基づいて、前
記比例弁の開度を操作し、前記ガス充填容積の圧力勾配
を制御することにより、ガスの状態方程式ＰＶ＝ｎＲＴ
で表されるＰの制御でｎを調整することを利用して、前
記比例弁から流出されるガスの質量流量を調整するこ
と、を特徴としている。According to the invention of claim 5, a shutoff valve connected to the gas source, a proportional valve connected to the shutoff valve,
A flow control method comprising: a gas filling volume between the cutoff valve and the proportional valve; and a pressure sensor for measuring the pressure of the gas filled volume, wherein the proportional valve is provided after an opening / closing operation of the cutoff valve. When operating the opening of the, based on the pressure of the gas filling volume measured by the pressure sensor, by operating the opening of the proportional valve, by controlling the pressure gradient of the gas filling volume, Equation of state PV = nRT
It is characterized in that the mass flow rate of the gas flowing out from the proportional valve is adjusted by utilizing the adjustment of n by the control of P represented by.
【００１０】また、請求項６に係る発明は、請求項５に
記載する流量制御方法であって、前記ガス充填容積の温
度を計測する温度センサーを備え、前記温度センサーで
計測された前記ガス充填容積の温度に基づいて、前記比
例弁から流出されるガスの質量流量を体積流量に変更す
ること、を特徴としている。The invention according to claim 6 is the flow control method according to claim 5, further comprising a temperature sensor for measuring the temperature of the gas filling volume, wherein the gas filling measured by the temperature sensor is included. The mass flow rate of the gas discharged from the proportional valve is changed to the volume flow rate based on the temperature of the volume.
【００１１】また、請求項７に係る発明は、請求項５又
は請求項６に記載する流量制御方法であって、前記ガス
充填容積の圧力勾配を常に一定に制御すること、を特徴
としている。The invention according to claim 7 is the flow control method according to claim 5 or 6, characterized in that the pressure gradient of the gas filling volume is always controlled to be constant.
【００１２】また、請求項８に係る発明は、請求項５乃
至請求項７のいずれか一つに記載する流量制御方法であ
って、半導体製造装置で使用されること、を特徴として
いる。The invention according to claim 8 is the flow control method according to any one of claims 5 to 7, which is used in a semiconductor manufacturing apparatus.
【００１３】このような特徴を有する本発明の流量制御
装置及び流量制御方法は、以下に説明するようにして、
ガスの体積流量を調整する。すなわち、遮断弁及び比例
弁が閉状態にあるときに、遮断弁の開閉動作を行うと、
遮断弁と比例弁の間のガス充填容積の圧力が上昇する。
このとき、ガス充填容積に詰め込まれたガスの状態方程
式は、以下の式（１）である。
ＰＶ＝ｎＲＴ … 式（１）
尚、「Ｐ」は、ガス充填容積に詰め込まれたガスの圧力
である。また、「Ｖ」は、ガス充填容積に詰め込まれた
ガスの体積であるが、ここでは、ガス充填容積の容積で
ある。また、「ｎ」は、ガス充填容積に詰め込まれたガ
スのモル数である。また、「Ｒ」は気体定数である。ま
た、「Ｔ」は、ガス充填容積に詰め込まれたガスの絶対
温度である。The flow rate control device and flow rate control method of the present invention having the above-mentioned features are as described below.
Adjust the volumetric flow rate of the gas. That is, when the shutoff valve and the proportional valve are closed, when the shutoff valve is opened and closed,
The pressure of the gas filling volume between the shut-off valve and the proportional valve rises.
At this time, the equation of state of the gas packed in the gas filling volume is the following equation (1). PV = nRT Equation (1) “P” is the pressure of the gas packed in the gas filling volume. Further, “V” is the volume of the gas packed in the gas filling volume, but here is the volume of the gas filling volume. Further, “n” is the number of moles of the gas packed in the gas filling volume. Further, "R" is a gas constant. Further, “T” is the absolute temperature of the gas packed in the gas filling volume.
【００１４】そして、式（１）を時間微分して変形する
と、以下の式（２）となる。
ΔＰ／Δｔ＝（Δｎ／Δｔ）×（ＲＴ／Ｖ） … 式（２）
従って、「ＲＴ／Ｖ」が一定である場合又は一定である
とみなすことができる場合には、式（２）により、「Δ
ｎ／Δｔ」は、「ΔＰ／Δｔ」と比例関係にある。つま
り、遮断弁及び比例弁が閉状態にあるときに、遮断弁の
開閉動作を行った後、さらに、比例弁の開度を操作し
て、圧力センサーで計測されたガス充填容積の圧力に基
づき、ガス充填容積に詰め込まれたガスの圧力勾配（Δ
Ｐ／Δｔ）を制御すれば、ガス充填容積に詰め込まれた
ガスのモル数変化（Δｎ／Δｔ）、ひいては、比例弁か
ら流出されるガスの質量流量Ｑ（＝−（Δｎ／Δｔ）×
Ｍ）を調整することができる。尚、「Ｍ」は、ガスの分
子量である。When the equation (1) is time-differentiated and transformed, the following equation (2) is obtained. ΔP / Δt = (Δn / Δt) × (RT / V) Equation (2) Therefore, when “RT / V” is constant or can be considered to be constant, according to Equation (2) , `` Δ
“N / Δt” is proportional to “ΔP / Δt”. In other words, when the shutoff valve and the proportional valve are in the closed state, after performing the opening / closing operation of the shutoff valve, the opening degree of the proportional valve is further operated, and based on the pressure of the gas filling volume measured by the pressure sensor. , The pressure gradient of the gas packed in the gas filling volume (Δ
If P / Δt) is controlled, the change in the number of moles of the gas packed in the gas filling volume (Δn / Δt), and thus the mass flow rate Q (= − (Δn / Δt) × of the gas discharged from the proportional valve)
M) can be adjusted. “M” is the molecular weight of the gas.
【００１５】さらに、比例弁から流出されるガスの質量
流量Ｑは、以下の式（３）より、体積流量Ｑ´に変更で
きる。
Ｑ´＝（Ｑ／Ｍ）×（ＲＴ／Ｐ） … 式（３）
従って、温度センサーで計測されたガス充填容積の温度
に基づいて、比例弁から流出されるガスの質量流量Ｑを
体積流量Ｑ´に変更できる。Further, the mass flow rate Q of the gas flowing out from the proportional valve can be changed to the volume flow rate Q'from the following equation (3). Q ′ = (Q / M) × (RT / P) Equation (3) Therefore, based on the temperature of the gas filling volume measured by the temperature sensor, the mass flow rate Q of the gas flowing out from the proportional valve is set to the volume flow rate. Can be changed to Q '.
【００１６】すなわち、本発明の流量制御装置と流量制
御方法においては、遮断弁の開閉動作を行った後に比例
弁の開度を操作する際に、圧力センサーで計測されたガ
ス充填容積の圧力に基づいて、比例弁の開度を操作し、
ガス充填容積の圧力勾配を制御することにより、ガス充
填容積に詰め込まれたガスのモル数変化、ひいては、比
例弁から流出されるガスの質量流量を調整しているの
で、従来技術のものとは異なって、細いパイプや極小な
オリフィスなどトラブルの要因となる測定子が不要とな
り、さらに、コントロール可能なガスの流量レンジはガ
ス充填容積に充填されたガスの量で決まるので、従来技
術のものと比べれば、部品の大きさを変更することな
く、コントロール可能なガスの流量レンジをより広くす
ることができる。That is, in the flow rate control device and the flow rate control method of the present invention, when the opening degree of the proportional valve is manipulated after the opening / closing operation of the shutoff valve, the pressure of the gas filling volume measured by the pressure sensor is adjusted. Based on the operation of the proportional valve,
By controlling the pressure gradient of the gas filling volume, the molar number change of the gas packed in the gas filling volume and, by extension, the mass flow rate of the gas discharged from the proportional valve are adjusted, so that it is different from that of the prior art. Differently, it does not require a probe that causes troubles such as thin pipes and tiny orifices, and the controllable gas flow rate range is determined by the amount of gas filled in the gas filling volume. By comparison, the controllable gas flow rate range can be expanded without changing the size of the components.
【００１７】また、本発明の流量制御装置と流量制御方
法においては、上述したように、遮断弁の開閉動作を行
った後に比例弁の開度を操作する際に、圧力センサーで
計測されたガス充填容積の圧力に基づいて、比例弁の開
度を操作し、ガス充填容積の圧力勾配を制御することに
より、ガス充填容積に詰め込まれたガスのモル数変化、
ひいては、比例弁から流出されるガスの質量流量を調整
しているので、（１）ガスの乱流に影響されることがな
く、ガスの乱流を強制的に抑える層流管などの装置が不
要となり、（２）ガスの圧力や種類が制限されることが
なく、上流側に設置されるレギュレータなどの装置が不
要となって、構成パーツがシンプルになる。Further, in the flow rate control device and the flow rate control method of the present invention, as described above, when the opening degree of the proportional valve is operated after the opening / closing operation of the shutoff valve, the gas measured by the pressure sensor is measured. Based on the pressure of the filling volume, by operating the opening of the proportional valve, by controlling the pressure gradient of the gas filling volume, the change in the number of moles of the gas packed in the gas filling volume,
As a result, since the mass flow rate of the gas discharged from the proportional valve is adjusted, (1) a device such as a laminar flow pipe that is not affected by the gas turbulence and forcibly suppresses the gas turbulence is provided. It becomes unnecessary, and (2) the pressure and type of gas are not limited, and devices such as a regulator installed on the upstream side are unnecessary, and the component parts are simplified.
【００１８】特に、本発明の流量制御装置と流量制御方
法において、遮断弁の開閉動作を行った後に比例弁の開
度を操作する際中に、ガス充填容積の圧力勾配を一定に
制御させれば、比例弁から流出されるガスの質量流量や
体積流量の制御装置として機能する。Particularly, in the flow control device and the flow control method of the present invention, the pressure gradient of the gas filling volume can be controlled to be constant during the operation of the opening degree of the proportional valve after the opening / closing operation of the shutoff valve. For example, it functions as a controller for controlling the mass flow rate and volume flow rate of the gas flowing out from the proportional valve.
【００１９】また、半導体製造装置では、腐食性ガスが
使用され、ガス置換が行われ、ガス流路の切換などに遮
断弁を使用することが多いので、本発明の流量制御装置
と流量制御方法を半導体製造装置で使用すれば、（３）
細いパイプや極小なオリフィスなどの測定子を使用しな
いので、腐食による目詰まりなどの異常が発生せず、
（４）デッドボリュームがないので、ガス置換を確実に
実行でき、（５）遮断弁や比例弁をガス流路の切換など
に流用することにより、ガス流路の切換などに使用する
ための遮断弁を削減することができる。Further, in semiconductor manufacturing equipment, corrosive gas is used, gas replacement is carried out, and a shutoff valve is often used for switching gas flow paths. Therefore, the flow control device and flow control method of the present invention are used. If used in semiconductor manufacturing equipment, (3)
Since a probe such as a thin pipe or an extremely small orifice is not used, abnormalities such as clogging due to corrosion do not occur,
(4) Since there is no dead volume, gas replacement can be reliably performed. (5) By using a cutoff valve or a proportional valve for switching gas flow paths, etc., shutoff for use in switching gas flow paths, etc. The number of valves can be reduced.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照にして説明する。図４に、流量制御装置１の概要
を示す。図４では、流量制御装置１は、手動弁１１と、
遮断弁１２、ガス充填容積１３、圧力センサー１４、温
度センサー１５、比例弁１７、コントローラ１９などか
ら構成されている。この点、遮断弁１２と、圧力センサ
ー１４、温度センサー１５、比例弁１７は、コントロー
ラ１９に接続されている。従って、遮断弁１２の開閉動
作及び比例弁１７の開度は、コントローラ１９でそれぞ
れ制御することができる。また、圧力センサー１４は、
ガス充填容積１３に対して設けられており、ガス充填容
積１３の圧力を電気信号に変換するものである。さら
に、温度センサー１５は、ガス充填容積１３に対して設
けられており、ガス充填容積１３の温度を電気信号に変
換するものである。従って、コントローラ１９は、圧力
センサー１４及び温度センサー１５を介して、ガス充填
容積１３の圧力や温度を検出することができる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 shows an outline of the flow control device 1. In FIG. 4, the flow control device 1 includes a manual valve 11 and
It comprises a shutoff valve 12, a gas filling volume 13, a pressure sensor 14, a temperature sensor 15, a proportional valve 17, a controller 19 and the like. In this respect, the shutoff valve 12, the pressure sensor 14, the temperature sensor 15, and the proportional valve 17 are connected to the controller 19. Therefore, the opening / closing operation of the shutoff valve 12 and the opening degree of the proportional valve 17 can be controlled by the controller 19, respectively. Also, the pressure sensor 14
It is provided for the gas filling volume 13 and converts the pressure of the gas filling volume 13 into an electric signal. Further, the temperature sensor 15 is provided for the gas filling volume 13 and converts the temperature of the gas filling volume 13 into an electric signal. Therefore, the controller 19 can detect the pressure and temperature of the gas filling volume 13 via the pressure sensor 14 and the temperature sensor 15.
【００２１】また、ここで、ガス充填容積１３とは、遮
断弁１２及び比例弁１７がともに閉状態にあるときに、
遮断弁１２と比例弁１７との間に形成される密閉空間を
いう。具体的に言えば、例えば、図５に示すように、遮
断弁１２と比例弁１７との間を、遮断弁１２や、圧力セ
ンサー１４、比例弁１７などの各ブロック機器と、各流
路ブロック２１，２２，２３，２４とで構成する場合に
は、遮断弁１２のベースブロック１２Ｂの出口側流路
と、流路ブロック２２の流路、圧力センサー１４のベー
スブロック１４Ｂの流路、流路ブロック２３の流路、比
例弁１７のベースブロック１７Ｂの入口側流路などが、
ガス充填容積１３に相当することになる。尚、図４で
は、ガス充填容積１３の存在を強調するため、ガス充填
容積１３は、上記の定義とは若干異なる記載がなされて
いる。Here, the gas filling volume 13 means that when the shutoff valve 12 and the proportional valve 17 are both closed.
It is a closed space formed between the shutoff valve 12 and the proportional valve 17. Specifically, for example, as shown in FIG. 5, between the shutoff valve 12 and the proportional valve 17, each block device such as the shutoff valve 12, the pressure sensor 14, and the proportional valve 17, and each flow path block. When configured with 21, 22, 23, 24, the outlet side flow path of the base block 12B of the shutoff valve 12, the flow path of the flow path block 22, the flow path of the base block 14B of the pressure sensor 14, the flow path. The flow path of the block 23, the flow path on the inlet side of the base block 17B of the proportional valve 17, etc.
This corresponds to the gas filling volume 13. In FIG. 4, in order to emphasize the existence of the gas filling volume 13, the gas filling volume 13 is slightly different from the above definition.
【００２２】また、流量制御装置１は、図４に示すよう
に、半導体製造装置に組み込まれており、この点、手動
弁１１の上流側は、加圧されたプロセスガス源に接続さ
れており、また、比例弁１７の下流側は、真空引きされ
た真空槽に接続されている。そして、図４の流量制御装
置１は、コントローラ１９によって、遮断弁１２の開閉
動作を行った後に比例弁１７の開度操作を行うことによ
り、例えば、０．１〜１００Ｌ／ｍｉｎのプロセスガス
を真空槽へ供給する。As shown in FIG. 4, the flow rate control device 1 is incorporated in a semiconductor manufacturing device. In this respect, the upstream side of the manual valve 11 is connected to a pressurized process gas source. The downstream side of the proportional valve 17 is connected to a vacuum chamber that is evacuated. The flow rate control device 1 of FIG. 4 operates the opening / closing operation of the shutoff valve 12 and then operates the opening degree of the proportional valve 17 by the controller 19 to supply, for example, 0.1 to 100 L / min of process gas. Supply to the vacuum tank.
【００２３】このとき、図４の流量制御装置１では、コ
ントローラ１９において、圧力センサー１４で計測され
たガス充填容積１３のプロセスガスの圧力Ｐに基づい
て、比例弁１７の開度を操作し、例えば、図２に示すよ
うに、ガス充填容積１３の圧力勾配ΔＰ／Δｔを一定に
制御することにより、比例弁１７から流出されるガスの
質量流量Ｑを調整している。さらに、温度センサー１５
で計測されたガス充填容積１３のプロセスガスの温度Ｔ
に基づいて、比例弁１７から流出されるガスの質量流量
Ｑから体積量流量Ｑ′を求めている。At this time, in the flow control device 1 of FIG. 4, the controller 19 operates the opening degree of the proportional valve 17 based on the pressure P of the process gas in the gas filling volume 13 measured by the pressure sensor 14, For example, as shown in FIG. 2, the mass flow rate Q of the gas flowing out from the proportional valve 17 is adjusted by controlling the pressure gradient ΔP / Δt of the gas filling volume 13 to be constant. Furthermore, the temperature sensor 15
Temperature T of the process gas in the gas filling volume 13 measured by
Based on the above, the volume flow rate Q ′ is determined from the mass flow rate Q of the gas flowing out from the proportional valve 17.
【００２４】具体的に言えば、遮断弁１２及び比例弁１
７が閉状態にあるときに、遮断弁１２の開閉動作を行う
と、遮断弁１２と比例弁１７の間のガス充填容積１３の
圧力が上昇する。このとき、例えば、図２に示すよう
に、ガス充填容積１３に詰め込まれたプロセスガスの圧
力をＰとし、また、ガス充填容積１３に詰め込まれたプ
ロセスガスの絶対温度をＴとすると、ガス充填容積１３
に詰め込まれたプロセスの状態方程式は、以下の式
（１）である。
ＰＶ＝ｎＲＴ … 式（１）
尚、「Ｖ」は、ガス充填容積１３に詰め込まれたプロセ
スガスの体積であるが、ここでは、ガス充填容積１３の
容積である。また、「ｎ」は、ガス充填容積１３に詰め
込まれたプロセスガスのモル数である。また、「Ｒ」は
気体定数である。Specifically, the shutoff valve 12 and the proportional valve 1
When the shutoff valve 12 is opened and closed while the valve 7 is closed, the pressure of the gas filling volume 13 between the shutoff valve 12 and the proportional valve 17 increases. At this time, assuming that the pressure of the process gas packed in the gas filling volume 13 is P and the absolute temperature of the process gas packed in the gas filling volume 13 is T, as shown in FIG. Volume 13
The state equation of the process packed in is the following equation (1). PV = nRT Formula (1) In addition, “V” is the volume of the process gas packed in the gas filling volume 13, but here is the volume of the gas filling volume 13. Further, “n” is the number of moles of the process gas packed in the gas filling volume 13. Further, "R" is a gas constant.
【００２５】そして、式（１）を時間微分して変形する
と、以下の式（２）となる。
ΔＰ／Δｔ＝（Δｎ／Δｔ）×（ＲＴ／Ｖ） … 式（２）
従って、「ＲＴ／Ｖ」が一定である場合又は一定である
とみなすことができる場合には、式（２）により、「Δ
ｎ／Δｔ」は、「ΔＰ／Δｔ」と比例関係にある。つま
り、図２に示すように、遮断弁１２及び比例弁１７が閉
状態にあるときに、遮断弁１２の開閉動作を行った後、
さらに、比例弁１７の開度を操作して、圧力センサー１
４で計測されたガス充填容積１３の圧力に基づき、ガス
充填容積１３に詰め込まれたプロセスガスの圧力勾配
（ΔＰ／Δｔ）を制御すれば、ガス充填容積１３に詰め
込まれたガスのモル数変化（Δｎ／Δｔ）、ひいては、
比例弁１７から流出されるプロセスガスの質量流量Ｑ
（＝−（Δｎ／Δｔ）×Ｍ）を調整することができる。
尚、「Ｍ」は、プロセスガスの分子量である。When the equation (1) is time-differentiated and transformed, the following equation (2) is obtained. ΔP / Δt = (Δn / Δt) × (RT / V) Equation (2) Therefore, when “RT / V” is constant or can be considered to be constant, according to Equation (2) , `` Δ
“N / Δt” is proportional to “ΔP / Δt”. That is, as shown in FIG. 2, when the shutoff valve 12 and the proportional valve 17 are in the closed state, after the shutoff valve 12 is opened and closed,
Further, by operating the opening of the proportional valve 17, the pressure sensor 1
If the pressure gradient (ΔP / Δt) of the process gas packed in the gas filling volume 13 is controlled based on the pressure of the gas filling volume 13 measured in 4, the number of moles of the gas packed in the gas filling volume 13 changes. (Δn / Δt), and by extension,
Mass flow rate Q of process gas flowing out from the proportional valve 17
(= − (Δn / Δt) × M) can be adjusted.
In addition, "M" is a molecular weight of the process gas.
【００２６】さらに、比例弁１７から流出されるプロセ
スガスの質量流量Ｑは、以下の式（３）より、体積流量
Ｑ´に変更できる。
Ｑ´＝（Ｑ／Ｍ）×（ＲＴ／Ｐ） … 式（３）
従って、温度センサー１５で計測されたガス充填容積１
３の絶対温度に基づいて、比例弁１７から流出されるガ
スの質量流量Ｑを体積流量Ｑ´に変更できる。Further, the mass flow rate Q of the process gas flowing out from the proportional valve 17 can be changed to the volume flow rate Q'from the following equation (3). Q ′ = (Q / M) × (RT / P) Equation (3) Therefore, the gas filling volume 1 measured by the temperature sensor 15
Based on the absolute temperature of 3, the mass flow rate Q of the gas flowing out from the proportional valve 17 can be changed to the volume flow rate Q '.
【００２７】次に、図４の流量制御装置１が実施する流
量制御方法の一例について、図１に基づいて説明する。
図１に示す流量制御方法は、流量制御装置１のコントロ
ーラ１９により行われるフィードバック制御である。す
なわち、先ず、Ｓ１０において、比例弁１７から流出さ
れるプロセスガスの体積流量Ｑ′が、「流量指令値」と
して入力される。Next, an example of a flow rate control method executed by the flow rate control device 1 of FIG. 4 will be described with reference to FIG.
The flow rate control method shown in FIG. 1 is feedback control performed by the controller 19 of the flow rate control device 1. That is, first, in S10, the volume flow rate Q'of the process gas flowing out from the proportional valve 17 is input as the "flow rate command value".
【００２８】そして、Ｓ１１においては、「流量指令
値」を実現する際の、ガス充填容積１３のプロセスガス
の圧力勾配ΔＰ／Δｔが計算され、「換算圧力勾配」と
して取得される。具体的に言えば、例えば、「流量指令
値」が体積流量Ｑ′として０．１Ｌ／ｍｉｎ（標準状
態）である場合に、ガス充填容積１３の容積Ｖが０．０
５Ｌ、ガス充填容積１３に詰め込まれたプロセスガスの
温度Ｔが２０℃であるときは、式（２），（３）より、
１気圧換算で、以下の式（Ａ）が成立する。
０．１／６０＝（０．０５／０．１０１３）×ΔＰ／Δｔ … 式（Ａ）
従って、式（Ａ）により、ΔＰ／Δｔは０．００３４
（ＭＰａ／ｓｅｃ）となり、その値が「換算圧力勾配」
とされる。Then, in S11, the pressure gradient ΔP / Δt of the process gas in the gas filling volume 13 when the "flow rate command value" is realized is calculated and obtained as the "converted pressure gradient". Specifically, for example, when the “flow rate command value” is 0.1 L / min (standard state) as the volume flow rate Q ′, the volume V of the gas filling volume 13 is 0.0
When the temperature T of the process gas packed in the gas filling volume 13 of 5 L is 20 ° C., from equations (2) and (3),
The following formula (A) is established in terms of 1 atm. 0.1 / 60 = (0.05 / 0.1013) × ΔP / Δt Equation (A) Therefore, according to the equation (A), ΔP / Δt is 0.0034.
(MPa / sec), and the value is "converted pressure gradient"
It is said that
【００２９】一方、Ｓ１２では、圧力センサー１４で計
測されたガス充填容積１３のプロセスガスの圧力Ｐのデ
ータから、現在の、ガス充填容積１３のプロセスガスの
圧力勾配ΔＰ／Δｔが計算され、「計測圧力勾配」とし
て取得される。その後、Ｓ１３では、「換算圧力勾配」
と「計測圧力勾配」との差からなる制御偏差を求める。On the other hand, in S12, the current pressure gradient ΔP / Δt of the process gas in the gas filling volume 13 is calculated from the data of the pressure P of the process gas in the gas filling volume 13 measured by the pressure sensor 14, “Measured pressure gradient”. Then, in S13, the "converted pressure gradient"
And the control deviation which is the difference between the "measured pressure gradient".
【００３０】次に、Ｓ１４では、Ｓ１３で求めた制御偏
差を「０」にするように、記憶された種々のデータに基
づいて、比例弁１７の開度の値を決定し、その決定内容
を、流量制御装置１のコントローラ１９に内蔵された制
御回路に伝達する。そして、Ｓ１５では、流量制御装置
１のコントローラ１９に内蔵された比例弁回路を介し
て、比例弁１７の開度を操作する。Next, in S14, the value of the opening of the proportional valve 17 is determined based on various stored data so that the control deviation obtained in S13 is set to "0", and the determination content is , To a control circuit built in the controller 19 of the flow control device 1. Then, in S15, the opening degree of the proportional valve 17 is operated via the proportional valve circuit incorporated in the controller 19 of the flow rate control device 1.
【００３１】その後、Ｓ１６において、圧力センサー１
４で計測されたガス充填容積１３のプロセスガスの圧力
Ｐと、温度センサー１５で計測されたガス充填容積１３
のプロセスガスの温度Ｔとから、上述した式（１）〜式
（３）などにより、比例弁１７から流出されるプロセス
ガスの質量流量Ｑと体積流量Ｑ′を算出し、Ｓ１７にお
いて、流量制御装置１のコントローラ１９に内蔵された
モニタに表示する。Then, in S16, the pressure sensor 1
4, the process gas pressure P of the gas filling volume 13 measured in 4 and the gas filling volume 13 measured by the temperature sensor 15
From the temperature T of the process gas, the mass flow rate Q and the volume flow rate Q'of the process gas flowing out from the proportional valve 17 are calculated by the above-described equations (1) to (3), and the flow rate control is performed in S17. It is displayed on a monitor built in the controller 19 of the device 1.
【００３２】これにより、流量制御装置１では、比例弁
１７から流出されるプロセスガスの体積流量Ｑ′につい
て、フィードバック制御することが可能となる。As a result, the flow rate control device 1 can perform feedback control on the volumetric flow rate Q'of the process gas flowing out from the proportional valve 17.
【００３３】以上、詳細に説明したように、流量制御装
置１と、流量制御装置１で実施される流量制御方法にお
いては、遮断弁１２の開閉動作を行った後に比例弁１７
の開度を操作する際に、圧力センサー１４で計測された
ガス充填容積１３の圧力Ｐに基づいて、比例弁１７の開
度を操作し、ガス充填容積１３の圧力勾配ΔＰ／Δｔを
制御することにより（Ｓ１５）、ガス充填容積１３に詰
め込まれたプロセスガスのモル数（Δｎ／Δｔ）、ひい
ては、比例弁１７から流出されるプロセスガスの質量流
量Ｑ（＝−（Δｎ／Δｔ）×Ｍ）を調整している。As described above in detail, in the flow control device 1 and the flow control method implemented by the flow control device 1, the proportional valve 17 is operated after the shutoff valve 12 is opened and closed.
When operating the opening of the gas filling volume 13, the opening of the proportional valve 17 is operated based on the pressure P of the gas filling volume 13 measured by the pressure sensor 14 to control the pressure gradient ΔP / Δt of the gas filling volume 13. As a result (S15), the number of moles (Δn / Δt) of the process gas packed in the gas filling volume 13, and thus the mass flow rate Q (= − (Δn / Δt) × M of the process gas discharged from the proportional valve 17). ) Is being adjusted.
【００３４】従って、従来技術のものとは異なって、細
いパイプや極小なオリフィスなどトラブルの要因となる
測定子が不要となり、さらに、コントロール可能なプロ
セスガスの流量レンジはガス充填容積１３に充填された
プロセスガスの量で決まるので、従来技術のものと比べ
れば、部品の大きさを変更することなく、コントロール
可能なプロセスガスの流量レンジをより広くすることが
できる。Therefore, unlike the prior art, a probe that causes troubles such as a thin pipe and a tiny orifice is not required, and the controllable process gas flow rate range is filled in the gas filling volume 13. Since it is determined by the amount of the process gas, the controllable range of the process gas flow can be made wider without changing the size of the parts, as compared with the prior art.
【００３５】さらに、流量制御装置１と、流量制御装置
１で実施される流量制御方法においては、図４に示すよ
うに、（１）ガスの乱流に影響されることがなく、ガス
の乱流を強制的に抑える層流管などの装置が不要とな
り、（２）ガスの圧力や種類が制限されることがなく、
上流側に設置されるレギュレータなどの装置が不要とな
って、構成パーツがシンプルになる。Furthermore, in the flow rate control device 1 and the flow rate control method implemented by the flow rate control device 1, as shown in FIG. 4, (1) the gas turbulence is not affected and the gas turbulence is not affected. A device such as a laminar flow tube that forcibly suppresses the flow becomes unnecessary, and (2) the pressure and type of gas are not limited,
The equipment such as the regulator installed on the upstream side is unnecessary, and the parts are simple.
【００３６】特に、流量制御装置１と、流量制御装置１
で実施される流量制御方法においては、図２に示すよう
に、遮断弁１２の開閉動作を行った後に比例弁１７の開
度を操作する際中に、ガス充填容積１３の圧力勾配ΔＰ
／Δｔを一定に制御させれば、比例弁１７から流出され
るプロセスガスの質量流量Ｑや体積流量Ｑ′のレギュレ
ータとして働かせることができる。In particular, the flow control device 1 and the flow control device 1
In the flow rate control method implemented in step 2, the pressure gradient ΔP of the gas filling volume 13 is increased while the opening degree of the proportional valve 17 is manipulated after the shutoff valve 12 is opened and closed.
If / Δt is controlled to be constant, it can be operated as a regulator of the mass flow rate Q and the volume flow rate Q ′ of the process gas flowing out from the proportional valve 17.
【００３７】また、半導体製造装置では、腐食性ガスが
使用され、ガス置換が行われ、ガス流路の切換などに遮
断弁を使用することが多いが、この点、流量制御装置１
と、流量制御装置１で実施される流量制御方法は、図４
に示すように、半導体製造装置で使用されていることか
ら、（３）細いパイプや極小なオリフィスなどの測定子
を使用しないので、腐食による目詰まりなどの異常が発
生せず、（４）デッドボリュームがないので、ガス置換
を確実に実行でき、（５）遮断弁や比例弁をガス流路の
切換などに流用することにより、ガス流路の切換などに
使用するための遮断弁を削減することができる。Further, in semiconductor manufacturing equipment, corrosive gas is used, gas replacement is performed, and a shut-off valve is often used for switching gas passages.
And the flow rate control method implemented by the flow rate control device 1 is as shown in FIG.
As shown in (4), since it is used in semiconductor manufacturing equipment, (3) since no probe such as a thin pipe or an extremely small orifice is used, abnormalities such as clogging due to corrosion do not occur, and (4) dead Since there is no volume, gas replacement can be performed reliably, and (5) diversion valves and proportional valves are used for gas flow path switching, etc. to reduce the number of shut-off valves used for gas flow path switching. be able to.
【００３８】尚、本発明は上記実施の形態に限定される
ものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が
可能である。例えば、流量制御装置１と、流量制御装置
１で実施される流量制御方法において、遮断弁１２の開
閉動作を行った後に比例弁１７の開度を操作する際中
は、例えば、図２に示すように、ガス充填容積１３のプ
ロセスガスの圧力勾配ΔＰ／Δｔが一定となるように、
比例弁１７の開度を操作する（図１のＳ１５）。この
点、例えば、図３に示すようにして、ガス充填容積１３
のプロセスガスの圧力勾配ΔＰ／Δｔを一定に制御する
ことを、（ｔ１，ｔ２）の間ではΔＰ／Δｔを（Ｐ２−
Ｐ１）／（ｔ２−ｔ１）とし、（ｔ２，ｔ３）の間では
ΔＰ／Δｔを（Ｐ３−Ｐ２）／（ｔ３−ｔ２）とし、
（ｔ３，ｔ４）の間ではΔＰ／Δｔを（Ｐ４−Ｐ３）／
（ｔ４−ｔ３）とし、（ｔ４，ｔ５）の間ではΔＰ／Δ
ｔを（Ｐ５−Ｐ４）／（ｔ５−ｔ４）として、４段階で
行えば、比例弁１７から流出されるプロセスガスの質量
流量Ｑや体積流量Ｑ′を段階的に調整することができる
ので、遮断弁１２の開閉動作を新たに行うことなく、比
例弁１７から流出されるプロセスガスの質量流量Ｑや体
積流量Ｑ′の調整を細かに行うことができる。The present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the flow rate control device 1 and the flow rate control method implemented by the flow rate control device 1, while operating the opening degree of the proportional valve 17 after performing the opening / closing operation of the shutoff valve 12, for example, as shown in FIG. So that the pressure gradient ΔP / Δt of the process gas in the gas filling volume 13 becomes constant,
The opening degree of the proportional valve 17 is operated (S15 in FIG. 1). In this respect, for example, as shown in FIG.
In order to control the pressure gradient ΔP / Δt of the process gas of (1) to be constant, ΔP / Δt should be (P2-
P1) / (t2-t1), and between (t2, t3), ΔP / Δt is (P3-P2) / (t3-t2),
During (t3, t4), ΔP / Δt is (P4-P3) /
(T4-t3), and ΔP / Δ during (t4, t5)
If t is set to (P5-P4) / (t5-t4) in four steps, the mass flow rate Q and the volume flow rate Q'of the process gas flowing out from the proportional valve 17 can be adjusted stepwise. The mass flow rate Q and the volume flow rate Q ′ of the process gas flowing out from the proportional valve 17 can be finely adjusted without newly opening and closing the shutoff valve 12.
【００３９】また、上記実施の形態では、流量制御装置
１と、流量制御装置１で実施される流量制御方法におい
ては、遮断弁１２の開閉動作を行った後に比例弁１７の
開度を操作する一連の動作が単独で行われているが、こ
の点、遮断弁１２の開閉動作を行った後に比例弁１７の
開度を操作する一連の動作を周期的に行う一方で、コン
トローラ１９において、比例弁回路（図１のＳ１５）や
遮断弁回路１９ａ（図１参照）を介し、当該周期の変更
を行っても、比例弁１７から流出されるプロセスガスの
質量流量Ｑや体積流量Ｑ′の調整を行うことは可能であ
る。すなわち、変形例として、請求項１乃至請求項４の
いずれか一つに記載する流量制御装置であって、前記遮
断弁の開閉動作を行った後に前記比例弁の開度を操作す
る一連の動作を所定周期で行うとともに、当該所定周期
を変更すること、を特徴とする流量制御装置。また、請
求項４乃至請求項８のいずれか一つに記載する流量制御
方法であって、前記遮断弁の開閉動作を行った後に前記
比例弁の開度を操作する一連の動作を所定周期で行うと
ともに、当該所定周期を変更すること、を特徴とする流
量制御方法。Further, in the above embodiment, in the flow control device 1 and the flow control method implemented by the flow control device 1, the opening degree of the proportional valve 17 is manipulated after the opening / closing operation of the shutoff valve 12. Although a series of operations are performed independently, in this respect, a series of operations for operating the opening degree of the proportional valve 17 after the opening / closing operation of the shutoff valve 12 is periodically performed, while the controller 19 Even if the cycle is changed via the valve circuit (S15 in FIG. 1) and the shutoff valve circuit 19a (see FIG. 1), the mass flow rate Q and the volume flow rate Q'of the process gas flowing out from the proportional valve 17 are adjusted. It is possible to do That is, as a modified example, in the flow control device according to any one of claims 1 to 4, a series of operations for operating the opening degree of the proportional valve after the opening / closing operation of the shutoff valve. The flow rate control device is characterized in that the predetermined period is changed and the predetermined period is changed. The flow rate control method according to any one of claims 4 to 8, wherein a series of operations for operating the opening of the proportional valve after performing the opening / closing operation of the shutoff valve are performed in a predetermined cycle. A method of controlling flow rate, characterized in that the predetermined period is changed while being performed.
【００４０】尚、流量制御装置１と、流量制御装置１で
実施される流量制御方法においては、コントローラ１９
で開度が制御される比例弁１７として、電磁弁やエアオ
ペレート弁などが使用される。In the flow control device 1 and the flow control method implemented by the flow control device 1, the controller 19
An electromagnetic valve, an air-operated valve, or the like is used as the proportional valve 17 whose opening is controlled by.
【００４１】[0041]
【発明の効果】本発明の流量制御装置と流量制御方法に
おいては、遮断弁の開閉動作を行った後に比例弁の開度
を操作する際に、圧力センサーで計測されたガス充填容
積の圧力に基づいて、比例弁の開度を操作し、ガス充填
容積の圧力勾配を制御することにより、ガス充填容積に
詰め込まれたガスのモル数変化、ひいては、比例弁から
流出されるガスの質量流量を調整しているので、従来技
術のものとは異なって、細いパイプや極小なオリフィス
などトラブルの要因となる測定子が不要となり、さら
に、コントロール可能なガスの流量レンジはガス充填容
積に充填されたガスの量で決まるので、従来技術のもの
と比べれば、部品の大きさを変更することなく、コント
ロール可能なガスの流量レンジをより広くすることがで
きる。In the flow rate control device and flow rate control method of the present invention, when the opening degree of the proportional valve is operated after the opening / closing operation of the shutoff valve, the pressure of the gas filling volume measured by the pressure sensor is adjusted. Based on this, by operating the opening of the proportional valve and controlling the pressure gradient of the gas filling volume, the change in the number of moles of the gas packed in the gas filling volume, and thus the mass flow rate of the gas flowing out from the proportional valve, can be determined. Since it is adjusted, unlike the conventional technology, a probe that causes trouble such as a thin pipe and a tiny orifice is unnecessary, and the controllable gas flow range is filled in the gas filling volume. Since it is determined by the amount of gas, the controllable gas flow range can be made wider without changing the size of the parts, as compared with the prior art.
【００４２】また、本発明の流量制御装置と流量制御方
法においては、上述したように、遮断弁の開閉動作を行
った後に比例弁の開度を操作する際に、圧力センサーで
計測されたガス充填容積の圧力に基づいて、比例弁の開
度を操作し、ガス充填容積の圧力勾配を制御することに
より、ガス充填容積に詰め込まれたガスのモル数変化、
ひいては、比例弁から流出されるガスの質量流量を調整
しているので、（１）ガスの乱流に影響されることがな
く、ガスの乱流を強制的に抑える層流管などの装置が不
要となり、（２）ガスの圧力や種類が制限されることが
なく、上流側に設置されるレギュレータなどの装置が不
要となって、構成パーツがシンプルになる。Further, in the flow rate control device and the flow rate control method of the present invention, as described above, the gas measured by the pressure sensor when the opening degree of the proportional valve is operated after the opening / closing operation of the shutoff valve is performed. Based on the pressure of the filling volume, by operating the opening of the proportional valve, by controlling the pressure gradient of the gas filling volume, the change in the number of moles of the gas packed in the gas filling volume,
As a result, since the mass flow rate of the gas discharged from the proportional valve is adjusted, (1) a device such as a laminar flow pipe that is not affected by the gas turbulence and forcibly suppresses the gas turbulence is provided. It becomes unnecessary, and (2) the pressure and type of gas are not limited, and devices such as a regulator installed on the upstream side are unnecessary, and the component parts are simplified.
【００４３】特に、本発明の流量制御装置と流量制御方
法において、遮断弁の開閉動作を行った後に比例弁の開
度を操作する際中に、ガス充填容積の圧力勾配を一定に
制御させれば、比例弁から流出されるガスの質量流量や
体積流量の制御装置として機能する。In particular, in the flow rate control device and flow rate control method of the present invention, the pressure gradient of the gas filling volume can be controlled to be constant during the operation of the opening degree of the proportional valve after the opening / closing operation of the shutoff valve. For example, it functions as a controller for controlling the mass flow rate and volume flow rate of the gas flowing out from the proportional valve.
【００４４】また、半導体製造装置では、腐食性ガスが
使用され、ガス置換が行われ、ガス流路の切換などに遮
断弁を使用することが多いので、本発明の流量制御装置
と流量制御方法を半導体製造装置で使用すれば、（３）
細いパイプや極小なオリフィスなどの測定子を使用しな
いので、腐食による目詰まりなどの異常が発生せず、
（４）デッドボリュームがないので、ガス置換を確実に
実行でき、（５）遮断弁や比例弁をガス流路の切換など
に流用することにより、ガス流路の切換などに使用する
ための遮断弁を削減することができる。Further, in semiconductor manufacturing equipment, corrosive gas is used, gas replacement is performed, and a shut-off valve is often used for switching gas passages. Therefore, the flow control device and flow control method of the present invention are used. If used in semiconductor manufacturing equipment, (3)
Since a probe such as a thin pipe or an extremely small orifice is not used, abnormalities such as clogging due to corrosion do not occur,
(4) Since there is no dead volume, gas replacement can be reliably performed. (5) By using a cutoff valve or a proportional valve for switching gas flow paths, etc., shutoff for use in switching gas flow paths, etc. The number of valves can be reduced.
【図１】本発明の流量制御装置のフローチャート図とブ
ロック図を兼ねた図である。FIG. 1 is a view that serves as both a flow chart and a block diagram of a flow rate control device of the present invention.
【図２】本発明の流量制御装置において、ある条件の下
での、遮断弁の開閉動作及び比例弁の開度操作とガス充
填容積のプロセスガスの圧力波形の関係の一例を示した
図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a relationship between an opening / closing operation of a shutoff valve, an opening operation of a proportional valve, and a pressure waveform of a process gas having a gas filling volume under a certain condition in the flow rate control device of the present invention. is there.
【図３】本発明の流量制御装置において、ガス充填容積
のプロセスガスの圧力勾配が４段階で制御された際の、
ガス充填容積のプロセスガスの圧力波形の一例を示した
図である。FIG. 3 is a flow control device of the present invention, in which the pressure gradient of the process gas in the gas filling volume is controlled in four stages,
It is the figure which showed an example of the pressure waveform of the process gas of gas filling volume.
【図４】本発明の流量制御装置の概要を示した図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing an outline of a flow rate control device of the present invention.
【図５】本発明の流量制御装置において、ガス充填容積
の構成例を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a gas filling volume in the flow rate control device of the present invention.
１ 流量制御装置 １２ 遮断弁 １３ ガス充填容積 １４ 圧力センサー １５ 温度センサー １７ 比例弁 Ｐ ガス充填容積のプロセスガスの圧力 ΔＰ／Δｔ ガス充填容積のプロセスガスの圧力勾配 Ｑ 比例弁から流出されるプロセスガスの質量流量 Ｑ′ 比例弁から流出されるプロセスガスの体積流量 Ｔ ガス充填容積のプロセスガスの絶対温度 ｔ 比例弁の操作時間 1 Flow control device 12 shut-off valve 13 Gas filling volume 14 Pressure sensor 15 Temperature sensor 17 Proportional valve P Gas filling volume process gas pressure ΔP / Δt Pressure gradient of process gas in gas filling volume Q Mass flow rate of process gas discharged from proportional valve Q'Volume flow of process gas discharged from proportional valve Absolute temperature of process gas with T gas filling volume t Proportional valve operating time
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 縄田 徳秀 愛知県春日井市堀ノ内町850番地 シーケ ーディ株式会社春日井事業所内 (72)発明者 渡辺 雅之 愛知県春日井市堀ノ内町850番地 シーケ ーディ株式会社春日井事業所内 Ｆターム(参考） 3J071 AA02 BB14 CC11 EE02 EE24 FF11 5H307 AA20 BB01 DD01 DD18 EE02 EE04 EE26 EE36 ES06 FF02 FF12 FF15 GG04 GG11 GG15 HH01 JJ01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Norihide Nawada 850, Horinouchi Town, Kasugai City, Aichi Prefecture Hardy Co., Ltd. Kasugai Office (72) Inventor Masayuki Watanabe 850, Horinouchi Town, Kasugai City, Aichi Prefecture Hardy Co., Ltd. Kasugai Office F term (reference) 3J071 AA02 BB14 CC11 EE02 EE24 FF11 5H307 AA20 BB01 DD01 DD18 EE02 EE04 EE26 EE36 ES06 FF02 FF12 FF15 GG04 GG11 GG15 HH01 JJ01
Claims (8)
備える流量制御装置であって、 前記遮断弁の開閉動作を行った後に前記比例弁の開度を
操作する際に、前記圧力センサーで計測された前記ガス
充填容積の圧力に基づいて、前記比例弁の開度を操作
し、前記ガス充填容積の圧力勾配を制御することによ
り、ガスの状態方程式ＰＶ＝ｎＲＴで表されるＰの制御
でｎを調整することを利用して、前記比例弁から流出さ
れるガスの質量流量を調整すること、を特徴とする流量
制御装置。1. A shutoff valve connected to a gas source, a proportional valve connected to the shutoff valve, a gas filling volume between the shutoff valve and the proportional valve, and a pressure in the gas filling volume are measured. A flow rate control device comprising a pressure sensor, wherein when operating the opening of the proportional valve after performing the opening / closing operation of the shutoff valve, based on the pressure of the gas filling volume measured by the pressure sensor. Then, by operating the opening of the proportional valve and controlling the pressure gradient of the gas filling volume, the n is adjusted by controlling P represented by the equation of state of gas PV = nRT. A flow rate control device, wherein the mass flow rate of gas flowing out from the proportional valve is adjusted.
て、 前記ガス充填容積の温度を計測する温度センサーを備
え、 前記温度センサーで計測された前記ガス充填容積の温度
に基づいて、前記比例弁から流出されるガスの質量流量
を体積流量に変更すること、を特徴とする流量制御装
置。2. The flow rate control device according to claim 1, further comprising a temperature sensor that measures a temperature of the gas filling volume, wherein the temperature sensor measures the temperature of the gas filling volume based on the temperature of the gas filling volume measured by the temperature sensor. A flow rate control device, characterized in that the mass flow rate of gas flowing out from a proportional valve is changed to a volume flow rate.
御装置であって、 前記ガス充填容積の圧力勾配を常に一定に制御するこ
と、を特徴とする流量制御装置。3. The flow rate control device according to claim 1, wherein the pressure gradient of the gas filling volume is controlled to be always constant.
記載する流量制御装置であって、 半導体製造装置で使用されること、を特徴とする流量制
御装置。4. The flow control device according to claim 1, wherein the flow control device is used in a semiconductor manufacturing apparatus.
備える流量制御方法であって、 前記遮断弁の開閉動作を行った後に前記比例弁の開度を
操作する際に、前記圧力センサーで計測された前記ガス
充填容積の圧力に基づいて、前記比例弁の開度を操作
し、前記ガス充填容積の圧力勾配を制御することによ
り、ガスの状態方程式ＰＶ＝ｎＲＴで表されるＰの制御
でｎを調整することを利用して、前記比例弁から流出さ
れるガスの質量流量を調整すること、を特徴とする流量
制御方法。5. A shutoff valve connected to a gas source, a proportional valve connected to the shutoff valve, a gas filling volume between the shutoff valve and the proportional valve, and a pressure of the gas filling volume are measured. A pressure sensor, and a flow rate control method comprising: operating the opening of the proportional valve after performing the opening / closing operation of the shutoff valve, based on the pressure of the gas filling volume measured by the pressure sensor. Then, by operating the opening of the proportional valve and controlling the pressure gradient of the gas filling volume, the n is adjusted by controlling P represented by the equation of state of gas PV = nRT. A mass flow rate of the gas discharged from the proportional valve is adjusted.
て、 前記ガス充填容積の温度を計測する温度センサーを備
え、 前記温度センサーで計測された前記ガス充填容積の温度
に基づいて、前記比例弁から流出されるガスの質量流量
を体積流量に変更すること、を特徴とする流量制御方
法。6. The flow rate control method according to claim 5, further comprising a temperature sensor that measures a temperature of the gas filling volume, wherein the temperature sensor measures the temperature of the gas filling volume based on the temperature of the gas filling volume measured by the temperature sensor. A mass flow rate of the gas flowing out from the proportional valve is changed to a volume flow rate, which is a flow rate control method.
御方法であって、 前記ガス充填容積の圧力勾配を常に一定に制御するこ
と、を特徴とする流量制御方法。7. The flow rate control method according to claim 5, wherein the pressure gradient of the gas filling volume is always controlled to be constant.
記載する流量制御方法であって、 半導体製造装置で使用されること、を特徴とする流量制
御方法。8. The flow rate control method according to claim 5, wherein the flow rate control method is used in a semiconductor manufacturing apparatus.
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