JP4854348B2

JP4854348B2 - 流体混合装置

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Publication number: JP4854348B2
Application number: JP2006079083A
Authority: JP
Inventors: 敏広花田; 研郎吉野
Original assignee: Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Yukizai Corp
Priority date: 2006-03-22
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2026-03-22
Also published as: JP2007253036A

Description

本発明は２ライン以上の流体を任意の比率で混合させる流体輸送配管に使用される流体混合装置に関するものである。さらに詳しくは、フィードバック制御を行わない少なくとも一つの供給ラインの実流量とフィードバック制御を行う少なくとも一つの他の供給ラインの実流量の実比率が設定比率で一定になるように他の供給ラインの流体を制御することで各ラインの流体を任意の比率で混合させると共に、コンパクトな構成で狭いスペースに設置可能であり、設置における配管及び配線接続が容易であり、脈動した流体が流れても問題なく流体制御を行うことができる流体混合装置に関するものである。

従来、半導体製造工程の一工程として、フッ酸等の薬液を純水で希釈した洗浄水を用いてウェハ表面をエッチングする湿式エッチングが用いられている。これら湿式エッチングの洗浄水の濃度は高い精度をもって管理する必要があるとされている。近年では、洗浄水の濃度を、純水と薬液の流量比で管理する方法が主流となってきており、そのために、純水や薬液の流量を高い精度をもって管理する流体混合装置が適用されている。

流体混合装置として種々提案されているが、図２８に示される多系統流量制御装置及びその制御方法があった（例えば、特許文献１参照）。その構成は、複数の流体流入系統６０１をそれぞれ流量調整する複数のアクチュエータ６０２に対して、それぞれ、操作信号を出力して制御することで合流流体流量が目標流量となるように制御する流量制御装置において、前記流量制御装置は、前記複数のアクチュエータ６０２のうちの１つを除いた他のアクチュエータ６０２ｂ〜６０２ｎに流量が略一定となるように操作信号を出力し、前記複数のアクチュエータ６０２のうちの１つに合流流体流量が目標値となるように操作信号を出力するように構成したものであった。このとき、各々独立した複数の流体流入系統６０１から合流して流入する合流流体流量を制御する流量制御装置において、各流体流入系統６０１の検出流量の合算値と目標値との偏差からフィードバック演算して調節信号を出力する演算手段６０３と、前記演算手段６０３の調節信号が上下限の値となった場合に流体流入系統６０１を１系統選択すると共に、他のアクチュエータ６０２ｂ〜６０２ｎから前記選択された１系統のアクチュエータ６０２ａに切替えて前記調節信号を操作信号として出力する制御系統判定手段６０４を有するものであった。

特開２００４−１３３６４２号公報

しかしながら、前記従来の多系統流量制御装置及びその制御方法は、各流体流入系統６０１の流量の合計を目標流量にするものであり、各々の流体流入系統６０１が単独で制御されないため、少なくとも二つの流体を任意の比率に混合するための制御を行うことはできない。また、各流体流入系統６０１に脈動した流体が流れた場合、安定した流体制御が行えなくなる問題や、流量範囲を広くとれない構成なので幅広い流量範囲で流量を制御する用途には使いにくいという問題があった。また、制御装置の構成要素が多く分かれているため制御装置自体が大きくなり設置に場所をとる問題や、各構成要素は部材ごとに分かれており、配管接続作業、電気配線やエア配管作業をそれぞれ行なわなくてはならず、作業が複雑で時間を要し、配管や配線が煩わしくミスが起こる恐れがあるという問題があった。

本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、主としてフィードバック制御を行わない少なくとも一つの供給ラインの実流量とフィードバック制御を行う少なくとも一つの他の供給ラインの実流量の実比率が設定比率で一定になるように他の供給ラインの流体を制御することで各ラインの流体を任意の比率で混合させると共に、コンパクトな構成で狭いスペースに設置可能であり、設置における配管及び配線接続が容易であり、脈動した流体が流れても問題なく流体制御を行うことができる流体混合装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために請求項１に記載の流体混合装置は、少なくとも２つの供給ラインに流れる各々の流体を任意の比率で混合させる流体混合装置であって、前記供給ラインの少なくとも一つの供給ラインが、流体の実流量を計測し該実流量の計測値を電気信号に変換し出力する第一流量計測器を具備し、前記供給ラインの少なくとも一つの他の供給ラインが、制御用流体の圧力操作により流体の圧力を制御する流体制御弁と、流体の実流量を計測し該実流量の計測値を電気信号に変換し出力する第二流量計測器とを具備し、該第一流量計測器の実流量の計測値と該第二流量計測器の実流量の計測値との実比率と、設定比率との偏差に基づいて、該流体制御弁の開口面積を制御するための指令信号を、該流体制御弁または該流体制御弁を操作する機器へ出力する制御部とを具備し、
各々の前記供給ラインの中の任意の一つの供給ラインの最上流側に接続される開閉弁が設けられた主ラインと、他の供給ラインの最上流側に接続される開閉弁が設けられた少なくとも一つの他のラインとを具備し、主ラインの開閉弁の上流側と他のラインの開閉弁の下流側とが開閉弁を介して連通されてなるフラッシング装置を具備してなる、ことを特徴とする。

また、請求項２の発明では、各々の前記供給ラインが、流体の流れを開放又は遮断するための開閉弁を少なくとも１つさらに具備する。

また、請求項３の発明では、前記第二流量計測器を有する供給ラインが、開口面積を変化させることにより流体の流量が調節可能な絞り弁を少なくとも１つさらに具備する。

また、請求項４の発明では、前記第一流量計測器を有する供給ラインが、制御用流体の圧力操作により流体の圧力を制御する流体制御弁を少なくとも１つさらに具備する。

また、請求項５の発明では、各々の前記供給ラインの最下流側に、該供給ラインの合流部を有する。

また、請求項６の発明では、前記合流部直前の該供給ラインに、開閉弁、がそれぞれ配置されてなる。

また、請求項７の発明では、前記合流部が、該供給ラインを一つの流路に合流させるマニホールド弁とされる。

また、請求項８の発明では、前記各種弁および前記流量計測器が、独立した接続手段を用いずに直接接続されている。

また、請求項９の発明では、前記各種弁および前記流量計測器が、一つのベースブロックに配設されている。

また、請求項１０の発明では、前記各種弁および前記流量計測器が、一つのケーシング内に収納配設されている。

また、請求項１１の発明では、前記流体制御弁が、下部中央に底部まで開放して設けられた第二の空隙と第二の空隙に連通する入口流路と上部に上面が開放して設けられ第二の空隙の径よりも大きい径を持つ第一の空隙と第一の空隙に連通する出口流路と第一の空隙と第二の空隙とを連通し第一の空隙の径よりも小さい径を有する連通孔とを有し、第二の空隙の上面が弁座とされた本体と、側面あるいは上面に設けられた給気孔と排出孔とに連通した円筒状の空隙を内部に有し、下端内周面に段差部が設けられたボンネットと、ボンネットの段差部に嵌挿され中央部に貫通孔を有するバネ受けと、下端部にバネ受けの貫通孔より小径の第一接合部を有し上部に鍔部が設けられボンネットの空隙内部に上下動可能に嵌挿されたピストンと、ピストンの鍔部下端面とバネ受けの上端面で挟持支承されているバネと、周縁部が本体とバネ受けとの間で挟持固定され、本体の第一の空隙に蓋する形で第一の弁室を形成する中央部が肉厚とされた第一ダイヤフラムと、上面中央にピストンの第一接合部にバネ受けの貫通孔を貫通して接合固定される第二接合部と、下面中央に本体の連通孔と貫通して設けられた第三接合部とを有する第一弁機構体と、本体の第二の空隙内部に位置し本体の連通孔より大径に設けられた弁体と、弁体上端面に突出して設けられ第一弁機構体の第三接合部と接合固定される第四接合部と、弁体下端面より突出して設けられたロッドと、ロッド下端面より径方向に延出して設けられた第二ダイヤフラムとを有する第二弁機構体と、本体の下方に位置し第二弁機構体の第二ダイヤフラム周縁部を本体との間で挟持固定する突出部を上部中央に有し、突出部の上端部に切欠凹部が設けられると共に切欠凹部に連通する呼吸孔が設けられているベースプレートとを具備し、ピストンの上下動に伴って第二弁機構体の弁体と本体の弁座とによって形成される流体制御部の開口面積が変化するように構成されている。

また、請求項１２の発明では、前記流体制御弁が、流体の入口流路、出口流路及び、入口流路と出口流路が連通するチャンバから形成された本体部と、弁体と第一ダイヤフラム部を有する弁部材と、弁部材の下部及び上部に位置し第一ダイヤフラム部より有効受圧面積が小さい第二ダイヤフラム部及び第三ダイヤフラム部を有し、弁部材及び各ダイヤフラム部が各ダイヤフラム部の外周部が本体部に固定されることによりチャンバ内に取りつけられ、かつ各ダイヤフラム部によってチャンバを第一加圧室、第二弁室、第一弁室、及び第二加圧室に区分し、第一加圧室は第二ダイヤフラム部に対して常時内向きの一定の力を加える手段を有し、第一弁室は入口流路と連通しており、第二弁室は、弁部材の弁体に対応する弁座を有し、また弁座に対して第一ダイヤフラム部側に位置し第一ダイヤフラム部に設けられた連通孔にて第一弁室と連通している下部第二弁室と、第二ダイヤフラム部側に位置し出口流路と連通して設けられた上部第二弁室とに分かれて形成され、弁部材の上下動により弁体と弁座との間の開口面積が変化して下部第二弁室の流体圧力が制御される流体制御部を有し、第二加圧室は、第三ダイヤフラム部に対して常時内向きの一定の力を加える手段を有する。

また、請求項１３の発明では、前記絞り弁が、上部に設けられた弁室の底面に弁座面が形成され、弁座面の中心に設けられた連通口に連通する入口流路と弁室に連通する出口流路を有する本体と、ステムの軸方向の進退移動により連通口に挿入可能で接液面の中心から垂下突設された第一弁体と弁座面に接離可能にされ第一弁体から径方向へ隔離した位置に形成された円環状凸条の第二弁体と第二弁体から径方向へ連続して形成された薄膜部とが一体的に設けられた隔膜と、上部にハンドルが固着され下部内周面に雌ネジ部と外周面に雌ネジ部のピッチより大きいピッチを有する雄ネジ部を有する第一ステムと、内周面に第一ステムの雄ネジ部と螺合する雌ネジ部を有する第一ステム支持体と、上部外周面に第一ステムの雌ネジ部に螺合される雄ネジ部を有し下端部に隔膜が接続される第二ステムと、第一ステム支持体の下方に位置し第二ステムを上下移動自在かつ回動不能に支承する隔膜押さえと、第一ステムと隔膜押さえを固定するボンネットとを具備する。

また、請求項１４の発明では、前記流量計測器が、超音波流量計、カルマン渦流量計、超音波式渦流量計、羽根車式流量計、電磁流量計、差圧式流量計、容積式流量計、熱線式流量計または質量流量計とされる。

また、請求項１５の発明では、少なくとも２つの供給ラインに流れる各々の流体を任意の比率で混合させる流体混合装置であって、フッ化水素酸または塩酸並びに純水の２種の流体が、フッ化水素酸または塩酸が１に対して純水が１０〜２００の比率で混合される。

また、請求項１６の発明では、少なくとも３つの供給ラインに流れる各々の流体を任意の比率で混合させる流体混合装置であって、アンモニア水または塩酸、過酸化水素水並びに純水の３種の流体が、アンモニア水または塩酸が１〜３に対して、過酸化水素水が１〜５、純水が１０〜２００の比率で混合される。

また、請求項１７の発明では、少なくとも３つの供給ラインに流れる各々の流体を任意の比率で混合させる流体混合装置であって、フッ化水素酸、フッ化アンモニウム及び純水の３種の流体が、フッ化水素酸が１に対して、フッ化アンモニウムが７〜１０、純水が５０〜１００の比率で混合される。

本発明は以上のような構造をしており、以下の優れた効果が得られる。
（１）フィードバック制御を行わない少なくとも一つの供給ラインの実流量と、フィードバック制御を行う少なくとも一つの他の供給ラインの実流量の実比率が、設定比率で一定になるように、フィードバック制御を行わない供給ラインの流量に応じてフィードバック制御を行う供給ラインの流量を制御するため、各々の供給ラインを流れる流体を任意の比率で混合させることができると共に、流量の比率の設定値を変えることで自動的に流体を任意の比率で混合させることができる。
（２）供給ラインに本発明の流体制御弁を用いると、脈動した流体が流れたとしても流体制御弁によって圧力または流量を一定圧に安定させることができ、コンパクトな構成であるため流体混合装置を小さく設けることができる。
（３）供給ラインに開閉弁を設けると、開閉弁を閉状態にすることで流体混合装置のメンテナンス等を、流体が漏れ出ることなく容易に行なうことができると共に、流路内で何らかのトラブルが発生した際に、開閉弁で流体の緊急遮断を行なうことができる。
（４）流体混合装置に本発明の絞り弁を用いると、広い流量範囲で流量調節を行なうことができ、さらに絞り弁の微小な開度を容易に且つ精密に調節できるので流量の微調節を短時間で行なうことができると共に、高さ方向の場所をとらずにコンパクトな構造であるため流体混合装置を小さく設けることができる。
（５）合流部直前の供給ラインに、開閉弁をそれぞれ配置すると、単独の供給ラインでの流体の供給や、各々の供給ラインから流体を選んで混合することができる。また合流部にマニホールド弁を設けると、さらに流体混合装置をコンパクトに形成することができる。
（６）各々の供給ラインの最上流側にフラッシング装置を配置すると、フラッシング装置の操作により、第一供給ラインに流れる流体で他の供給ラインをフラッシングでき、容易に洗浄を行うことができる。
（７）流体混合装置の各種弁および流量計測器を直接接続すると、流体混合装置をコンパクトにして設置場所のスペースを少なくすることができ、設置作業が容易になり作業時間が短縮でき、流体混合装置内の流路が必要最小限に短くなり流体抵抗を抑えることができる。
（８）流体混合装置を流路の形成された一つのベースブロックに設けると、流体混合装置をコンパクトにして設置場所のスペースを少なくすることができ、設置作業が容易になり作業時間が短縮でき、部品点数を少ないので流体混合装置の組み立てを容易にすることができ、流体混合装置内の流路が必要最小限に短くなり流体抵抗を抑えることができる。
（９）流体混合装置が一つのケーシング内に設置すると、設置作業の作業時間が短縮でき、各弁および流量計測器がケーシングにより保護されると共に、流体混合装置をブラックボックス化することで、不慣れな利用者が流体混合装置を分解することを防ぐため、分解による不具合が生じることを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面に示す実施例を参照して説明するが、本発明が本実施例に限定されないことは言うまでもない。

以下、図１乃至図３に基づいて本発明の第一の実施例である流体混合装置について説明する。

流体混合装置は二つの供給ライン、すなわち第一供給ライン１と第二供給ライン２から形成されている。第一供給ライン１は第一流量計測器３が接続され、第二供給ライン２は第二流量計測器４、流体制御弁５の順で接続され制御部６が設けられている。第一、第二供給ライン１、２の最下流側には、該供給ライン１、２の合流部１０が設けられている。また、第一流量計測器３および第二流量計測器４の各々の超音波振動子（図示せず）から伸びた配線は制御部６の演算部７に繋がっている。その各々の構成は以下の通りである。

３、４は流体の流量を計測する超音波流量計である第一、第二流量計測器である。第一、第二流量計測器３、４は同じ構成であり、入口流路３７１と、入口流路３７１から垂設された直線流路３７２と、直線流路３７２から垂設され入口流路３７１と同一方向に平行して設けられた出口流路３７３とを有し、入口、出口流路３７１、３７３の側壁の直線流路３７２の軸線と交わる位置に、超音波振動子３７４、３７５が互いに対向して配置されている。超音波振動子３７４、３７５はフッ素樹脂で覆われており、第一流量計測器３および第二流量計測器４の各々の該振動子３７４、３７５から伸びた配線は後記制御部６の演算部７に繋がっている。なお、第一、第二流量計測器３、４の超音波振動子３７４、３７５以外はＰＦＡ製である。

５は操作圧に応じて流体圧力を制御する流体制御弁である。流体制御弁５は本体２０１、ボンネット２０２、バネ受け２０３、ピストン２０４、バネ２０５、第一弁機構体２０６、第二弁機構体２０７、ベースプレート２０８で形成される。

２０１はＰＴＦＥ製の本体であり、下部中央に底部まで開放して設けられた第二の空隙２０９と、上部に上面開放して設けられた第二の空隙２０９の径よりも大きい径を持つ第一の空隙２１０を有し、側面には第二の空隙２０９と連通している入口流路２１１と、入口流路２１１と対向する面に第一の空隙２１０と連通している出口流路２１２と、さらに、第一の空隙２１０と第二の空隙２０９とを連通し第一の空隙２１０の径よりも小さい径を有する連通孔２１３とが設けられている。第二の空隙２０９の上面部は弁座２１４とされている。

２０２はＰＶＤＦ製のボンネットであり、内部に円筒状の空隙２１５と下端内周面に空隙２１５より拡径された段差部２１６が設けられ、側面には空隙２１５内部に圧縮空気を供給するために空隙２１５と外部とを連通する給気孔２１７および給気孔２１７より導入された圧縮空気を微量に排出するための微孔の排出孔２１８が設けられている。なお、排出孔２１８は圧縮空気の供給において必要ない場合は設けなくてもかまわない。

２０３はＰＶＤＦ製で平面円形状のバネ受けであり、中央部に貫通孔２１９を有し、略上半分がボンネット２０２の段差部２１６に嵌挿されている。バネ受け２０３の側面部には環状溝２２０が設けられ、Ｏ−リング２２１を装着することによりボンネット２０２から外部への圧縮空気の流出を防いでいる。

２０４はＰＶＤＦ製のピストンであり、上部に円盤状の鍔部２２２と、鍔部２２２の中央下部より円柱状に突出して設けられたピストン軸２２３と、ピストン軸２２３の下端に設けられた雌ネジ部からなる第一接合部２２４を有する。ピストン軸２２３はバネ受け２０３の貫通孔２１９より小径に設けられており、第一接合部２２４は後記第一弁機構体２０６の第二接合部２２９と螺合により接合されている。

２０５はＳＵＳ製のバネであり、ピストン２０４の鍔部２２２下端面とバネ受け２０３の上端面とで挟持されている。ピストン２０４の上下動にともなってバネ２０５も伸縮するが、そのときの荷重の変化が少ないよう、自由長の長いものが好適に使用される。

２０６はＰＴＦＥ製の第一弁機構体であり、外周縁部より上方に突出して設けられた筒状部２２５を有した膜部２２６と肉厚部を中央部に有する第一ダイヤフラム２２７と、第一ダイヤフラム２２７の中央上面より突出して設けられた軸部２２８の上端部に設けられた小径の雄ネジからなる第二接合部２２９、および同中央下面より突出して設けられ下端部に形成された雌ネジ部からなる後記第二弁機構体２０７の第四接合部２３４と螺合される第三接合部２３０を有する。第一ダイヤフラム２２７の筒状部２２５は、本体２０１とバネ受け２０３との間で挟持固定されることで、第一ダイヤフラム２２７下面より形成される第一の弁室２３１が密封して形成されている。また、第一ダイヤフラム２２７上面、ボンネット２０２の空隙２１５はＯ−リング２２１を介して密封されており、ボンネット２０２の給気孔２１７より供給される圧縮空気が充満している気室を形成している。

２０７はＰＴＦＥ製の第二弁機構体であり、本体２０１の第二の空隙２０９内部に配設され連通孔２１３より大径に設けられた弁体２３２と、弁体２３２上端面から突出して設けられた軸部２３３と、その上端に設けられた第三接合部２３０と螺合により接合固定される雄ネジ部からなる第四接合部２３４と、弁体２３２下端面より突出して設けられたロッド２３５と、ロッド２３５下端面より径方向に延出して設けられ周縁部より下方に突出して設けられた筒状突部２３６を有する第二ダイヤフラム２３７とから構成されている。第二ダイヤフラム２３７の筒状突部２３６は後記ベースプレート２０８の突出部２３９と本体２０１との間で挟持されることにより、本体２０１の第二の空隙２０９と第二ダイヤフラム２３７とで形成される第二の弁室２３８を密閉している。

２０８はＰＶＤＦ製のベースプレートであり、上部中央に第二弁機構体２０７の第二ダイヤフラム２３７の筒状突部２３６を本体２０１との間で挟持固定する突出部２３９を有し、突出部２３９の上端部に切欠凹部２４０が設けられると共に、側面に切欠凹部２４０に連通する呼吸孔２４１が設けられており、ボンネット２０２との間で本体２０１を通しボルト、ナット（図示せず）にて挟持固定している。なお、本実施例ではバネ２０５がボンネット２０２の空隙２１５内に設けてピストン２０４、第一弁機構体２０６、第二弁機構体２０７を上方へ付勢するような構成であるが、バネ２０５をベースプレート２０８の切欠凹部２４０に設けてピストン２０４、第一弁機構体２０６、第二弁機構体２０７を上方へ付勢するような構成にしても良い。

６は制御部である。制御部６は第一供給ライン１の第一流量計測器３および第二供給ライン２の第二流量計測器４から出力された信号から各々の実流量を演算する演算部７と、フィードバック制御を行なうコントロール部８を有している。演算部７には、第一流量計測器３および第二流量計測器４の送信側の超音波振動子３７４に一定周期の超音波振動を各々出力する発信回路と、受信側の超音波振動子３７５からの超音波振動を各々受信する受信回路と、各超音波振動の伝搬時間を各々比較する比較回路と、比較回路から出力された伝搬時間差から第一供給ライン１と第二供給ライン２の流量を各々演算する演算回路とを備えている。コントロール部８には、演算部７から出力された第一供給ライン１の実流量と第二供給ライン２の実流量の実比率が、設定比率になるように後記電空変換器９の操作圧を制御する制御回路を有している。なお、本実施例では制御部６は別の場所で集中コントロールを行なうために流体混合装置と別体で設けられた構成であるが、流体混合装置と一体的に設けても良い。

９は制御部６内に配置されている圧縮空気の操作圧を調整する電空変換器である。電空変換器９は操作圧を比例的に調整するために電気的に駆動する電磁弁から構成され、前記制御部６からの制御信号に応じて流体制御弁５の操作圧を調整する。なお、電空変換器９は、制御部６内に配置せずに別体で配置してもかまわない。

次に、本発明の第一の実施例である流体混合装置の作動について説明する。

ここでは第一供給ライン１に純水を流入させ、第二供給ライン２にフッ化水素酸を流入させ、純水：フッ化水素酸＝１０：１になるように混合する。まず、第一供給ライン１に流入した純水は、流量計測器３で実流量が計測され、第二供給ライン２に流入したフッ化水素酸は、流量計測器４で実流量が計測される。純水とフッ化水素酸の流量の実比率が、設定比率である１０：１になるように、すなわち第一供給ライン１の純水の実流量に応じて第二供給ライン２の最下流のフッ化水素酸の流量が１／１０になるように制御部６で流体制御弁５の操作圧を制御し、流体制御弁５で第二供給ライン２のフッ化水素酸の流量が制御される。第一供給ライン１の純水と、第二供給ライン２で流量が制御されたフッ化水素酸は合流部１０で合流して１０：１の比率で混合される。混合された混合流体（希フッ酸）は基板の洗浄装置の処理工程で使用され、洗浄装置内で混合流体により基板の酸化膜除去が行なわれる。

次に、第一、第二流量計測器３、４、流体制御弁５、制御部６のそれぞれの作動について、図１乃至図３を参照しながら説明する。

第一供給ライン１において、第一流量計測器３に流入した純水は、直線流路３７２で流量が計測される。純水の流れに対して上流側に位置する超音波振動子３７４から下流側に位置する超音波振動子３７５に向かって超音波振動を伝播させる。超音波振動子３７５で受信された超音波振動は電気信号に変換され、制御部６の演算部７へ出力される。超音波振動が上流側の超音波振動子３７４から下流側の超音波振動子３７５へ伝播して受信されると、瞬時に演算部７内で送受信が切換えられて、下流側に位置する超音波振動子３７５から上流側に位置する超音波振動子３７４に向かって超音波振動を伝播させる。超音波振動子３７４で受信された超音波振動は、電気信号に変換され、制御部６内の演算部７へ出力される。このとき、超音波振動は直線流路３７２内の純水の流れに逆らって伝播していくので、上流側から下流側へ超音波振動を伝播させるときに比べて流体中での超音波振動の伝播速度が遅れ、伝播時間が長くなる。出力された相互の電気信号は演算部７内で伝播時間が各々計測され、伝播時間差から流量が演算される。第一流量計測器３を通過した流体は合流部１０へ流れる。

第二供給ライン２において、第二流量計測器４に流入したフッ化水素酸は、第一流量計測器３と同様に第二流量計測器４で流量が計測され、演算部７で流量が演算される。演算部７で演算された第一供給ライン１の純水と第二供給ライン２のフッ化水素酸の各々の流量は、電気信号に変換されてコントロール部８に出力される。

次に第二流量計測器４を通過したフッ化水素酸は流体制御弁５に流入する。制御部６のコントロール部８では、任意に設定された第一供給ライン１と第二供給ライン２の流量の比率の設定値１０：１に対して、リアルタイムに計測された第一供給ライン１および第二供給ライン２の流量の比率の実測値との偏差から、偏差をゼロにするように信号を電空変換器９に出力し、電空変換器９はそれに応じた操作圧を流体制御弁５に供給し駆動させる。ここで第一供給ライン１では純水の流体制御が行われないので、実際には第二供給ラインのフッ化水素酸が第一供給ラインの純水の流量に対して１／１０になるように制御される。流体制御弁５から流出するフッ化水素酸の流量は、流体制御弁５で調圧された圧力と、流体制御弁５以降の圧力損失との関係で決定されており、調圧された圧力が高いほど流量は大きくなり、逆に圧力が低いほど流量は小さくなる。このためフッ化水素酸は、純水の流量に対して常に１／１０になるように、つまり流量の比率の設定値と計測された第一供給ライン１と第二供給ライン２の流量の比率の実測値の偏差がゼロに収束されるように流体制御弁５で制御される。

ここで、電空変換器９から供給される操作圧に対する流体制御弁５の流体（純水又はフッ化水素酸）に対する作動について説明する（図３参照）。

第二弁機構体２０７の弁体２３２は、ピストン２０４の鍔部２２２とバネ受け２０３とに挟持されているバネ２０５の反発力と、第一弁機構体２０６の第一ダイヤフラム２２７下面の流体圧力により上方に付勢する力が働き、第一ダイヤフラム２２７上面の操作圧の圧力により下方に付勢する力が働いている。さらに厳密には、弁体２３２下面と第二弁機構体２０７の第二ダイヤフラム２３７上面が流体圧力を受けているが、それらの受圧面積はほぼ同等とされているため力はほぼ相殺されている。したがって、第二弁機構体２０７の弁体２３２は、前述の３つの力が釣り合う位置にて静止していることとなる。

電空変換機９から供給される操作圧力を増加させると第一ダイヤフラム２２７を押し下げる力が増加することにより、第二弁機構体２０７の弁体２３２と弁座２１４との間で形成される流体制御部２４２の開口面積が増加するため、第一の弁室２３１の圧力を増加させることができる。逆に、操作圧力を減少させると流体制御部２４２の開口面積は減少し圧力も減少する。そのため、操作圧力を調整することで任意の圧力に設定することができる。

この状態で、上流側の流体圧力が増加した場合、瞬間的に第一の弁室２３１内の圧力も増加する。すると、第一ダイヤフラム２２７の上面が操作圧による圧縮空気から受ける力より、第一ダイヤフラム２２７の下面が流体から受ける力のほうが大きくなり、第一ダイヤフラム２２７は上方へと移動する。それにともなって、弁体２３２の位置も上方へ移動するため、弁座２１４との間で形成される流体制御部２４２の開口面積が減少し、第一の弁室２３１内の圧力を減少させる。最終的に、弁体２３２の位置が前記３つの力が釣り合う位置まで移動し静止する。このときバネ２０５の荷重が大きく変わらなければ、空隙２１５内部の圧力、つまり、第一ダイヤフラム２２７上面が受ける力は一定であるため、第一ダイヤフラム２２７下面が受ける圧力はほぼ一定となる。したがって、第一ダイヤフラム２２７下面の流体圧力、すなわち、第一の弁室２３１内の圧力は、上流側の圧力が増加する前とほぼもとの圧力と同じになっている。

上流側の流体圧力が減少した場合、瞬間的に第一の弁室２３１内の圧力も減少する。すると、第一ダイヤフラム２２７の上面が操作圧による圧縮空気から受ける力より、第一ダイヤフラム２２７の下面が流体から受ける力のほうが小さくなり、第一ダイヤフラム２２７は下方へと移動する。それにともなって、弁体２３２の位置も下方へ移動するため、弁座２１４との間で形成される流体制御部２４２の開口面積が増加し、第一の弁室２３１の流体圧力を増加させる。最終的に、弁体２３２の位置が前記３つの力が釣り合う位置まで移動し静止する。したがって、上流側圧力が増加した場合と同様に、第一の弁室２３１内の流体圧力はほぼもとの圧力と同じになっている。

これにより、流体制御弁５は上記構成によりコンパクトで安定した流体の圧力制御が得られ、一定の流体圧力になることにより流体流量も一定となる。また、供給ラインに流入する流体の上流側圧力が変動しても流体制御弁５の作動により流量は自立的に一定に保たれるためポンプの脈動など瞬間的な圧力変動が発生しても安定して流量を制御することができる。

以上の作動により、流体混合装置の第一供給ライン１に流入する純水は第一流量計測器３で流量が計測され、第二供給ライン２に流入するフッ化水素酸は第二流量計測器４、流体制御弁５、制御部６によって、フィードバック制御により各々の供給ラインの流量の実比率を、応答性良く設定比率になるように制御されて合流部１０で合流し、設定比率で混合されて流出される。つまり常に一定の濃度で純水とフッ化水素酸を混合させることができる。また、制御部６の設定比率を変えることで、第二供給ライン２に流れるフッ化水素酸の流量を自動的に変化させ、任意の比率で混合させることができる。

次に、図４、図５に基づいて本発明の第二の実施例である流体混合装置について説明する。

流体混合装置は二つの供給ライン、すなわち第一供給ライン１１と第二供給ライン１２から形成されている。第一供給ライン１１は第一流量計測器１３が接続され、第二供給ライン１２は開閉弁１４、第二流量計測器１５、流体制御弁１６の順で接続され制御部１７が設けられている。第一、第二供給ライン１１、１２の最下流側には、該供給ライン１１、１２の合流部１８が設けられている。また、第一流量計測器１３および第二流量計測器１５の各々の超音波振動子（図示せず）から伸びた配線は制御部１７の演算部（図示せず）に繋がっている。その各々の構成は以下の通りである。

１４は開閉弁である。開閉弁１４は本体１０１、駆動部１０２、ピストン１０３、ダイヤフラム押さえ１０４、弁体１０５で形成される。

１０１はＰＴＦＥ製の本体であり、軸線方向上端の中央に弁室１０６と、弁室１０６と連通した入口流路１０７と出口流路１０８とを有しており、入口流路１０７は各供給ライン１１、１２の流入口に連通し、出口流路１０８は流量計測器１５に連通している。また、本体１０１の上面における弁室１０６の外側には環状溝１０９が設けられている。

１０２はＰＶＤＦ製の駆動部であり、内部に円筒状のシリンダ部１１０が設けられ、前記本体１０１の上部にボルト・ナット（図示せず）で固定されている。駆動部１０２の側面にはシリンダ部１１０の上側及び下側にそれぞれ連通された一対の作動流体供給口１１１、１１２が設けられている。

１０３はＰＶＤＦ製のピストンであり、駆動部１０２のシリンダ部１１０内に密封状態且つ軸線方向に上下動自在に嵌挿されており、底面中央にロッド部１１３が垂下して設けられている。

１０４はＰＶＤＦ製のダイヤフラム押さえであり、中央部にピストン１０３のロッド部１１３が貫通する貫通孔１１４を有しており、本体１０１と駆動部１０２の間に挟持されている。

１０５は弁室１０６に収容されているＰＴＦＥ製の弁体であり、ダイヤフラム押さえ１０４の貫通孔１１４を貫通し且つダイヤフラム押さえ１０４の下面から突出した前記ピストン１０３のロッド部１１３の先端に螺着されており、ピストン１０３の上下動に合わせて軸線方向に上下するようになっている。弁体１０５は外周にダイヤフラム１１５を有しており、ダイヤフラム１１５の外周縁は本体１０１の環状溝１０９内に嵌挿されており、ダイヤフラム押さえ１０４と本体１０１との間に挟持さている。第二の実施例のその他の構成は第一の実施例と同様なので説明を省略する。

次に、本発明の第二の実施例である流体混合装置の作動について説明する。

開閉弁１４の作動は、作動流体供給口１１２から外部より作動流体として圧縮空気が注入されると、圧縮空気の圧力でピストン１０３が押し上げられるためこれと接合されているロッド部１１３は上方へ引き上げられ、ロッド部１１３の下端部に接合された弁体１０５も上方へ引き上げられ弁は開状態となる。

一方、作動流体供給口１１１から圧縮空気が注入されると、ピストン１０３が押し下げられるのにともなって、ロッド部１１３とその下端部に接合された弁体１０５も下方へ押し下げられ、弁は閉状態となる。第二の実施例のその他の作動は第一の実施例と同様なので説明を省略する。

以上の作動により、各供給ラインに開閉弁１４を設けることにより開閉弁１４を閉状態にすると流体は開閉弁１４で遮断されるため、各供給ラインの流量計測器１３、１５、流体制御弁１６、制御部１７のメンテナンス等を容易に行なうことができる。また、流路内で何らかのトラブルが発生した際に、開閉弁１４を閉状態にすることで流体の緊急遮断することができ、例えば腐食性流体が漏れ出ることで半導体製造装置内の部品を腐食させるなどの二次災害を防止することができる。第二の実施例のその他の作動は第一の実施例と同様なので説明を省略する。

次に、図６乃至図１０に基づいて本発明の第三の実施例である流体混合装置について説明する。

流体混合装置は二つの供給ライン、すなわち第一供給ライン１９と第二供給ライン２０から形成されている。第一供給ライン１９は第一流量計測器２１が接続され、第二供給ライン２０は開閉弁２２、第二流量計測器２３、流体制御弁２４、絞り弁２５の順で接続され制御部２６が設けられている。第一、第二供給ライン１９、２０の最下流側には、該供給ライン１９、２０の合流部２７が設けられている。また、第一流量計測器２１および第二流量計測器２３の各々の超音波振動子（図示せず）から伸びた配線は制御部２６の演算部（図示せず）に繋がっている。その各々の構成は以下の通りである。

２５は開口面積が調節可能な絞り弁である。絞り弁は本体２５１、隔膜２６０、第二ステム２６９、隔膜押さえ２７１、第一ステム２７７、第一ステム支持体２８２、ボンネット２８６で形成される。

２５１はＰＴＦＥ製の本体である。本体２５１の上部に後記隔膜２６０とで形成される略すり鉢形状の弁室２５３を有しており、弁室２５３の底面には後記第二弁体２６２の圧接によって流路の全閉シールを行う弁座面２５２が形成され、弁座面２５２の中心に設けられた連通口２５４に連通する入口流路２５５と弁室２５３に連通する出口流路２５６を有している。弁室２５３の上方には後記隔膜押さえ２７１の嵌合部２７３を受容する凹部２５８が設けられていて、その底面には後記隔膜２６０の環状係止部２６４が嵌合する環状凹部２５７が設けられている。また本体２５１の上部外周面には、後記ボンネット２８６が螺着される雄ネジ部２５９が設けられている。

２６０はＰＴＦＥ製の隔膜であり、隔膜２６０の下部に接液面の中心から垂下突設された第一弁体２６１と、第一弁体２６１から径方向へ隔離した位置に形成された先端が断面円弧状の円環状凸条の第二弁体２６２と、第二弁体２６２から径方向へ連続して形成された薄膜部２６３と、薄膜部２６３の外周に断面矩形状の環状係止部２６４と、隔膜２６０の上部に後記第二ステム２６９の下端部に接続される接続部２６６が一体的に設けられている。第一弁体２６１は、下方に向かって直線部２６７とテーパ部２６８とが連続して設けられており、第一弁体２６１と第二弁体２６２の間には環状溝部２６５が形成されている。環状溝部２６５は、その空間部で流体の流れを抑制させるために、全閉時に環状溝部２６５と弁座面２５２とで形成される空間部分の体積が、全閉時に第一弁体２６１の直線部２６７と連通口２５４とで形成される空間部分の体積の２倍以上に設定される。また、図３に示すように、第一弁体２６１の直線部２６７の外径Ｄ１は、連通口２５４の内径Ｄに対して０．９７Ｄで設定され、第一弁体２６１のテーパ部２６８のテーパ角度は軸線に対して１５°で設定され、第二弁体２６２の円環状凸条の径Ｄ２は、連通口２５４の内径Ｄに対して１．５Ｄで設定されている。隔膜２６０は、環状係止部２６４を本体２５１の環状凹部２５７に嵌合された状態で本体２５１と後記隔膜押さえ２７１とで挟持固定される。

２６９はＰＰ製の第二ステムである。第二ステム２６９の上部外周面には後記第一ステム２７７の雌ネジ部２７８に螺合される雄ネジ部２７０が設けられ、下部外周は六角形状に形成され、下端部には隔膜２６０の接続部２６６が螺着により接続されている。

２７１はＰＰ製の隔膜押さえである。隔膜押さえ２７１の上部には外周が六角形状の挿入部２７２が、下部には外周が六角形状の嵌合部２７３がそれぞれ設けられており、中央部外周には鍔部２７４が設けられている。隔膜押さえ２７１の内周には六角形状の貫通孔２７５が設けられ、下端面から貫通孔２７５に向かって縮径するテーパ部２７６が設けられている。挿入部２７２は後記第一ステム支持体２８２の中空部２８４に回動不能に嵌合され、嵌合部２７３は本体２５１の凹部２５８に回動不能に嵌合される。貫通孔２７５には第二ステム２６９を挿通させ、第二ステム２６９を上下移動自在かつ回動不能に支承している。

２７７はＰＰ製の第一ステムである。第一ステム２７７の下部内周面には第二ステム２６９の雄ネジ部２７０が螺合するピッチが１．２５ｍｍの雌ネジ部２７８と、外周面にはピッチが１．５ｍｍの雄ネジ部２７９が設けられており、雄ネジ部２７９と雌ネジ部２７８のピッチ差は０．２５ｍｍであり、雄ネジ部２７９のピッチの６分の１になるように形成されている。第一ステム２７７の下部外周には径方向に突出して設けられたストッパー部２８０が設けられ、上部にはハンドル２８１が固着されている。

２８２はＰＰ製の第一ステム支持体である。第一ステム支持体２８２の上部内周面には第一ステム２７７の雄ネジ部２７９に螺合される雌ネジ部２８３が設けられており、下部内周には後記隔膜押さえ２７１の挿入部２７２を回動不能に嵌合する六角形状の中空部２８４が設けられており、下部外周には後記ボンネット２８６によって固定される鍔部２８５が設けられている。

２８６はＰＰ製のボンネットである。ボンネット２８６の上部には第一ステム支持体２８２の鍔部２８５の外径より小さい内径を有する係止部２８７が設けられ、下部内周面には本体２５１の雄ネジ部２５９に螺着される雌ネジ部２８８が設けられている。ボンネット２８６は、第一ステム支持体２８２の鍔部２８５と隔膜押さえ２７１の鍔部２７４を、係止部２８７と本体２５１の間で挟持した状態で本体２５１に螺着していることで各部品を固定することができる。第三の実施例のその他の構成は第二の実施例と同様なので説明を省略する。

次に、本発明の第三の実施例である流体混合装置の作動について説明する。

絞り弁２５が微小な開度の調節を行なう作動は、まず、本実施例の絞り弁２５が全閉状態（図９の状態）において、入口流路２５５から流入してきた流体は、弁座面２５２に圧接された第二弁体２６２によって閉止される。

ハンドル２８１を弁が開放する方向に回動させると、ハンドル２８１の回動に伴なって第一ステム２７７が外周面の雄ネジ部２７９のピッチ分だけ上昇し、逆に第一ステム２７７の内周面の雌ネジ部２７８に螺合された第二ステム２６９は第一ステム２７７の雌ネジ部２７８のピッチ分だけ下降する。ただし、第二ステム２６９は回動不能の状態で隔膜押さえ２７１の貫通孔２７５に収容されており上下方向のみに移動可能であるため、第二ステム２６９は本体２５１に対して第一ステム２７７外周面の雄ネジ部２７９と内周面の雌ネジ部２７８のピッチ差分、本実施例では第一ステム２７７の雄ネジ部２７９のピッチが１．５ｍｍ、第一ステム２７７の雌ネジ部２７８のピッチが１．２５ｍｍにしているので、第一ステム２７７に連動したハンドル２８１を１回転させることによって第二ステム２６９は０．２５ｍｍ（雄ネジ部２７９のピッチの６分の１）上昇する。これに伴って、第二ステム２６９と接続された隔膜２６０が上昇することで最初に本体２５１の弁座面２５２に圧接されていた第二弁体２６２が弁座面２５２から離間し、第一弁体２６１は隔膜の上昇に伴なって上昇し、絞り弁２５が半開状態となる（図１０の状態）。流体は入口流路２５５から弁室２５３へと流れ込み、出口流路２５６を通過して排出される。

次に上記絞り弁２５が半開状態（図１０の状態）から、さらにハンドル２８１を開方向に回動させると第一ステム２７７の下部外周のストッパー部２８０が第一ステム支持体２８２の天井面に圧接して回動は停止される。ハンドル２８１、第一ステム２７７および第二ステム２６９の回動と連動して隔膜２６０が上昇し、第一弁体２６１と第二弁体２６２は隔膜２６０の上昇に伴なって上昇し、弁は全開状態となる（図８の状態）。なお、第一弁体２６１は、全開状態でも連通口２５４から抜けることはないので、絞り弁２５は全閉から全開まで流量調節が行われる。

上記作用において、絞り弁２５が全閉から全開に至るまで、開度によって第一弁体２６１と連通口２５４とで形成される第一流量調節部２８９の開口面積Ｓ１と、第二弁体２６２と弁座面２５２とで形成される第二流量調節部２９０の開口面積Ｓ２は変化するが、Ｓ１とＳ２の大小関係によって流量を調節する作用がそれぞれ異なる。以下に絞り弁２５の開度の全閉から全開に至るまでのＳ１とＳ２の関係と流量の調節の仕組みを図８乃至図１０に基づいて説明する。

Ｓ１＞Ｓ２の場合、絞り弁２５の開度は全閉から微開の時であり、流量は第二流量調節部２９０によって、つまりＳ２の大小によって調節される。Ｓ１＞Ｓ２の範囲内では、第一流量調節部２８９は、第一弁体２６１の直線部２６７と連通口２５４で流量を一定に調節することができ、流体は第一流量調節部２８９によって流量を一定にされた後、第二流量調節部２９０に至る前にまず環状溝部２６５により形成される空間部分に流れ込む。流体は環状溝部２６５の底面に当たり、径方向へ広がって第二弁体２６２の内周面に当たり、さらに流れの向きを変えて第二流量調節部２９０に至るため、空間部分で流体の流れが一旦停滞される。そのため流体は、空間部分で流れが抑制されて急激な流量の増加を抑えることができ、第二流量調節部２９０で十分制御可能な流れで第二流量調節部２９０に至り、第二流量調節部２９０で精度良く流量が調節されるため、絞り弁２５が微開時の微小流量の調節が可能となる。このとき、第二弁体２６２の円環状凸条の径Ｄ_２は、連通口２５４の内径Ｄに対して１．１Ｄ≦Ｄ_２≦２Ｄの範囲内で設けられているため、流量の増加を抑制するのに効果的な環状溝部２６５を第一弁体２６１と第二弁体２６２の間に形成することができ、環状溝部２６５により形成される空間部分で第一流量調節部２８９からの流体の流れを抑制することができる。

Ｓ１＝Ｓ２の場合、第一流量調節部２８９の開口面積Ｓ１と第二流量調節部２９０の開口面積Ｓ２が同一となり、この時点を境に流量を調節する部分が第二流量調節部２９０から第一流量調節部２８９へと切り替わる。つまりＳ１の大小によって流量は調節される。

Ｓ１＜Ｓ２の場合、絞り弁２５の開度は微開から大きくして全開に至るまでであり、第二流量調節部２９０では細かい流量調節が困難となり、第一流量調節部２８９によって、つまりＳ１の大小によって調節される。Ｓ１＜Ｓ２の範囲内では、第一流量調節部２８９は第一弁体２６１のテーパ部２６８と連通口２５４で流量を調節しており、第一弁体２６１のテーパ部２６８は、絞り弁２５の開度に対して開口面積Ｓ１が比例して増加するように設定されているため、絞り弁２５の開度を大きくするにつれて流量は線形に比例して増加するように調節することができる。

このことから、本発明の絞り弁２５は、開度が微小なときには第二流量調節部２９０によって流量調節を行い、開度を大きくすると第二流量調節部２９０から第一流量調節部２８９に切り替わって流量調節を行うので、全閉から全開に至るまで開度に対して流量が良好な比例関係を得ることができ、微小な流量から大きな流量まで確実な流量の調節が可能となり、幅広い流量範囲で流量調節を行うことができる。

次に、絞り弁２５が全開状態からハンドル２８１を逆に閉方向に回動させた場合は、開方向に回動させた場合とは逆の作動で弁体が降下し、絞り弁２５の開度に応じて流量調節が行われる。ハンドル２８１を閉方向に回動させて全閉状態にした時には第二弁体２６２と弁座面２５２とが線接触によって確実な全閉シールを行うことができる。絞り弁２５が全閉状態のとき、第一弁体２６１は常に連通口２５４とは非接触であるため、絞り弁２５の長期的な使用により、弁体や弁座面２５２が摩耗などによって変形することがなく、長期間の使用によって流量調節特性が安定できなくなることを防止できる。

以上の作動により、第二供給ライン２０を流れる流体は絞り弁２５で流量の微調節を行なうことにより設定流量になるように安定して制御される。また絞り弁２５の開度を変化させることにより、各供給ラインを幅広い流量範囲で流量を制御することができる。さらに、絞り弁２５は微小な開度の調節を容易に行なうことができる構成であるため、開度の微調節を精密且つ短時間で行なうことができる。第三の実施例のその他の作動は第二の実施例と同様なので説明を省略する。

次に、図１１に基づいて本発明の第四の実施例である流体混合装置について説明する。

流体混合装置は二つの供給ライン、すなわち第一供給ライン２８と第二供給ライン２９から形成されている。第一供給ライン２８は開閉弁３０、第一流量計測器３１、流体制御弁３２、絞り弁３３の順で接続され、第二供給ライン２９は開閉弁３４、第二流量計測器３５、流体制御弁３６、絞り弁３７の順で接続され制御部３８が設けられている。第一、第二供給ライン２８、２９の最下流側には、該供給ライン２８、２９の合流部３９が設けられている。また、第一流量計測器３１および第二流量計測器３５の各々の超音波振動子（図示せず）から伸びた配線は制御部３８の演算部（図示せず）に繋がっている。

第一供給ライン２８の流体制御弁３２の構成は、図３で示される第二供給ライン２９の流体制御弁３６と同様の構成であるが、流体制御弁３２の駆動は制御部３８とは接続しておらず、他の制御用空気供給制御装置（図示せず）に接続されてフィードバック制御ではない流体制御が行われる。本実施例の第一供給ライン２８の他の弁および流量計測器の構成およびその他の構成は第三の実施例と同様なので説明を省略する。

次に、本発明の第四の実施例である流体混合装置の作動について説明する。

第一供給ライン２８に流れる流体は、第一流量計測器３１で流量が計測され、電気信号に変換されて、制御部３８の演算部（図示せず）へ出力される。第一流量計測器３１を通過した流体は、流体制御弁３２に流入する。流体制御弁３２では、制御用空気供給制御装置（図示せず）からの制御用空気の操作圧に応じて流体の圧力が一定に制御される。流体制御弁３２を通過した流体は、絞り弁３３に流入する。絞り弁３３では、微小な開度を変化することにより流量の微調節が行なわれる。このため、第一供給ライン２８の最下流側の流体は一定流量で安定する。本実施例の第二供給ライン２９の作動は第三の実施例と同様なので説明を省略する。

ここで、第一供給ライン２８の流体制御弁３２に供給する制御用空気の操作圧は、制御用空気供給制御装置（図示せず）で行なわれるが、流体制御弁３２の制御方法は、手動または開ループ制御することにより制御される。なお、手動とは、操作者が、流体の特性を表すパラメータ（例えば、流量、圧力等）を監視しながら、流体が該パラメータ目標値（設定流量あるいは設定圧力等）になるよう、制御用空気供給制御装置等を操作して、制御用空気の操作圧を手動により制御することを言う。また、開ループ制御とは、入力信号（流体の特性を表すパラメータ）と出力信号（該パラメータ目標値に関連付けられた制御用空気の操作圧）との関係を予めマップ化しておき、計測装置（図示せず）からの入力信号に基づき、出力信号を制御用空気供給制御装置へ送信し、制御用空気の操作圧を自動的に制御することを言う。

開ループ制御式の場合、コントロール部（図示せず）では、流体の所期設定圧力に関連付けられた制御用空気の操作圧と流量のマップに基づき、指令信号を電空変換器（図示せず）に出力し、電空変換器はそれに応じた制御用空気の操作圧を流体制御弁３２に供給し駆動させる。手動制御の場合、操作者が、表示部を監視しながら、流体が設定圧力になるよう、制御用空気供給制御装置等（図示せず）を操作して、制御用空気の操作圧を手動により制御する。

以上の作動により、第一供給ライン２８を流れる流体は流体制御弁３２で一定圧力になるように制御されることで流量が一定となり、絞り弁３３でさらに流量の微調整が行われる。第二供給ライン２９では、第一供給ライン２８の流量に応じてフィードバック制御で流体の流量の制御が行われる。また、各々の供給ラインに脈動した流体が流れても安定して流体制御を行うことができる。このため、第一供給ライン２８の流量が安定すると第二供給ライン２９の流量の制御が容易となり、流体制御弁３６にかかる負荷を低減でき、各々の供給ラインで流体制御を行えるので広い範囲で混合比率を設定して流体を混合することができる。

次に、図１２に基づいて本発明の第五の実施例である流体混合装置について説明する。

本実施例の流体混合装置は、第四の実施例において、第一供給ライン２８ａの合流部３９ａ直前には開閉弁４０が設けられ、第二供給ライン２９ａの合流部３９ａ直前には開閉弁４１が設けられた構成である。開閉弁４０、４１は図５で示される構成であり、各供給ラインの構成は第四の実施例と同様なので説明を省略する。

次に、本発明の第五の実施例である流体混合装置の作動について説明する。

ここでは第一供給ライン２８ａに純水を流入させ、第二供給ライン２９ａにフッ化水素酸を流入させ、純水：フッ化水素酸＝１０：１になるように混合する。開閉弁４０、４１が開状態のとき、第一供給ライン２８ａの流量に応じて第二供給ライン２９ａで流量が制御された純水及びフッ化水素酸は合流部３９ａで合流し、設定比率（第一供給ライン２８ａと第二供給ライン２９ａの流量の比率が１０：１）で混合されて流出される。混合された混合流体は流体混合装置から基板の洗浄装置の洗浄槽内に導入され、基板の酸化膜除去が行なわれる。開閉弁４０が開状態で開閉弁４１が閉状態のとき、第一供給ライン２８ａで制御された純水のみが流出される。開閉弁４０が閉状態で開閉弁４１が開状態のとき、第二供給ライン２９ａで制御されたフッ化水素酸のみが流出される。各供給ラインの作動は第四の実施例と同様なので説明を省略する。

以上の作動により、合流部３９ａ直前に開閉弁４０、４１を設けることにより、第一供給ライン２８ａの純水、第二供給ライン２９ａのフッ化水素酸、純水及びフッ化水素酸の混合流体を選んで供給することができ、また各々任意の流量で流出させることができる。

次に、図１３、図１４に基づいて本発明の第六の実施例である流体混合装置について説明する。

本実施例の流体混合装置は、第四の実施例において、第一、第二供給ライン２８ｂ、２９ｂの合流部にマニホールド弁４２が設けられた構成である。各構成は以下の通りである。

４２はマニホールド弁である。マニホールド弁４２は本体５０１、第一弁体５１０、第二弁体５１１、駆動部５１２、５１３で形成される。

５０１は本体であり、本体５０１の上部には連結流路５０２によって連通されている円筒状の第一弁室５０３と、第二弁室５０４が設けられている。第一弁室５０３の底部中央には第一連通口５０５が設けられ、第一連通口５０５には第一供給ライン２８ｂに連通する第一流路５０７が設けられている。第二弁室５０４の底部中央には第二連通口５０６が設けられ、第二連通口５０６には第二供給ライン２８ｂに連通する第二流路５０８が設けられている。また第一弁室５０３にはマニホールド４２弁内で混合された流体が流出する分岐流路５０９が連通して設けられている。第一流路５０７と第二流路５０８は平行に本体５０１の同じ側面に設けられ、分岐流路５０９は該流路５０７、５０８に対して直交する方向に設けられている。

５１０は第一連通口５０５を開放、遮断を行う第一弁体であり、第一弁室５０３に収容されている。５１１は第二連通口５０６を開放、遮断を行う第二弁体であり、第二弁室５０４に収容されている。５１２は第一弁体５１０の開閉動作を行う駆動部であり、５１３は第二弁体５１１の開閉動作を行う駆動部である。駆動部５１２、５１３の構成は、図５の開閉弁の駆動部１０２と同じ構成であるので説明を省略する。各供給ラインの構成は第四の実施例と同様なので説明を省略する。

次に、本発明の第六の実施例である流体混合装置の作動について説明する。

ここでは第一供給ライン２８ｂに純水を流入させ、第二供給ライン２９ｂにフッ化水素酸を流入させ、純水：フッ化水素酸＝１０：１になるように混合するマニホールド弁４２の駆動部５１２で第一弁体５１０を上昇させて第一連通口５０５を開状態とし、駆動部５１３で第二弁体５１１を上昇させて第二連通口５０６が開状態にした場合（図１４の状態）、第一供給ライン２８ｂで制御された純水は第一流路５０７を通って第一弁室５０３に流入し、第一供給ライン２８ｂの流量に応じて第二供給ライン２９ｂで制御されたフッ化水素酸は第二流路５０８を通って第二弁室５０４に流入し、第二弁室５０４で純水およびフッ化水素酸は合流し、設定比率（第一供給ライン２８ｂと第二供給ライン２９ｂの流量の比率が１０：１）で混合されて分岐流路５０９から流出される。混合された混合流体は流体混合装置から基板の洗浄装置の洗浄槽内に導入され、基板の酸化膜除去が行なわれる。

同様に駆動部５１２、５１３を駆動させて、第一連通口５０５を開状態、第二連通口５０６を閉状態にした場合、第二供給ライン２９ｂは閉止されて流れずに、第一供給ライン２８ｂで制御された純水は第一流路５０７、第一弁室５０３、第二弁室５０４を通って分岐流路５０９から流出される。

同様に駆動部５１２、５１３を駆動させて、第一連通口５０５を閉状態、第二連通口５０６を開状態にした場合、第一供給ライン２８ｂは閉止されて流れずに、第二供給ライン２８ｂで制御されたフッ化水素酸は第二流路５０８、第二弁室５０４を通って分岐流路５０９から流出される。各供給ラインの作動は第四の実施例と同様なので説明を省略する。

以上の作動により、マニホールド弁４２を設けることにより、第一供給ライン２８ｂの純水、第二供給ライン２９ｂのフッ化水素酸、純水及びフッ化水素酸の混合流体を選んで供給することができ、また各々任意の流量で流出させることができる。また、上記構成により流体混合装置をコンパクトに合流部での流路の切換を行うことができる。

次に、図１５乃至図１７に基づいて本発明の第七の実施例である流体混合装置について説明する。

本実施例の流体混合装置は、第四の実施例において、第一、第二供給ライン２８ｃ、２９ｃの最上流側にフラッシング装置４３が設けられた構成である。フラッシング装置４３の構成は以下の通りである。

４３は二つの供給ライン２８ｃ、２９ｃを有する装置の最上流側に設置されたフラッシング装置である。フラッシング装置４３は、流路が形成された本体５３１と、流路の開閉を行う駆動部Ａ５３２、駆動部Ｂ５３３、駆動部Ｃ５３４とで形成されている。その各々の構成は以下の通りである。

５３１はＰＴＦＥ製の本体である。本体５３１の上部には略すり鉢形状の弁室Ａ５３５と弁室Ｂ５３６が設けられ、本体５３１の下部には弁室C５３７が設けられており、弁室Ｂ５３６と弁室Ｃ５３７は本体５３１の上部と下部に略同一軸線上に配置されるように設けられている。弁室A５３５の底面には後記弁体Ａ５５０の圧接によって流路の全閉シールを行う弁座が形成され、弁座の中心に設けられた連通口に連通する入口流路Ａ５３８と弁室Ａ５３５に連通する出口流路Ａ５３９を有している。弁室Ｂ５３６および弁室Ｃ５３７も、弁室Ａ５３５と同様に底面に弁座が形成され、弁室Ｂ５３６にそれぞれ連通する入口流路Ｂ５４０と出口流路Ｂ５４１、弁室Ｃ５３７にそれぞれ連通する入口流路Ｃ５４２と出口流路Ｃ５４３が設けられている。

また、本体５３１の一方の側の側面には第一流入口５４４と第二流入口５４５が設けられ、他方の側の側面には第一流出口５４６と第二流出口５４７が設けられている。第一流入口５４４に連通する流路は、第一分岐部５４８で二つの流路に分かれ、入口流路Ａ５３８と入口流路Ｃ５４２とにそれぞれ連通する流路が形成されている。第一流出口５４６に連通する流路は、出口流路Ａ５３９に連通している。第二流入口５４５に連通する流路は、入口流路Ｂ５４０に連通している。第二流出口５４７に連通する流路は、第二分岐部５４９で二つの流路に分かれ、出口流路Ｂ５４１と出口流路Ｃ５４３とにそれぞれ連通する流路が形成されている。また、第一流出口５４６は第一供給ライン２８ｃに連通し、第二流出口５４７は第二供給ライン２９ｃに連通する。

このとき、第一流入口５４４から入口流路Ａ５３８、弁室Ａ５３５、出口流路Ａ５３９を通って第一流出口５４６に連通して形成される流路を主ラインである第一ラインと称し、第二流入口５４５から入口流路Ｂ５４０、弁室Ｂ５３６、出口流路Ｂ５４１を通って第二流出口５４７に連通して形成される流路を第二ラインと称し、第一分岐部５４８から入口流路Ｃ５４２、弁室Ｃ５３７、出口流路Ｃ５４３を通って第二分岐部５４９に連通して形成される流路を連結ラインと称する。

５３２、５３３、５３４はＰＶＤＦ製の駆動部Ａ、Ｂ、Ｃである。駆動部Ａ５３２、駆動部Ｂ５３３、駆動部Ｃ５３４には弁室Ａ５３５、弁室Ｂ５３６、弁室Ｃ５３７の弁座に圧接離間することで弁の開閉を行う弁体Ａ５５０、弁体Ｂ５５１、弁体Ｃ５５２が設けられている。該駆動部５３２、５３３、５３４の構成は、図５の開閉弁の駆動部１０２と同じ構成であるので説明を省略する。

ここで、図１５における開閉弁５３５ａは図１６、図１７における弁室Ａ５３５と駆動部Ａ５３２の弁体Ａ５５０によって形成される部分にあたり、開閉弁５３６ａは弁室Ｂ５３６と駆動部Ｂ５３３の弁体Ｂ５５１によって形成される部分にあたり、開閉弁５３７ａは弁室Ｃ５３７と駆動部Ｃ５３４の弁体Ｃ５５２によって形成される部分にあたる。各供給ラインの構成は第四の実施例と同様なので説明を省略する。

次に、本発明の第七の実施例である流体混合装置の作動について説明する。

ここでは第一供給ライン２８ｃに純水を流入させ、第二供給ライン２９ｃに塩酸を流入させ、純水：塩酸＝２０：１になるように混合する。通常モードにおいては、弁体Ａ５５０と弁体Ｂ５５１を上方へ引き上げて弁室Ａ５３５と弁室Ｂ５３６を開状態とし、弁体Ｃ５５２を下方（図では上方）へ押し下げて弁室Ｃ５３７を閉状態とする（図１７の状態）。このとき第一ラインと第二ラインに各々独立して純水および塩酸が流れるようになる。ここで第一流入口５４４に純水を流入させ、第二流入口５４５に塩酸を流入させると、第一流入口５４４に流入した純水は入口流路Ａ５３８、弁室Ａ５３５、出口流路Ａ５３９を通過して第一流出口５４６から第一供給ライン２８ｃに流入し、第二流入口５４５に流入した塩酸は入口流路Ｂ５４０、弁室Ｂ５３６、出口流路Ｂ５４１を通過して第二流出口５４７から第二供給ライン２９ｃに流入することになる。各供給ラインの作用は第四の実施例と同様であるので説明を省略する。このとき、第一供給ライン２８ｃの流量に応じて第二供給ライン２９ｃが制御され、第一供給ライン２８ｃと第二供給ライン２９ｃは２０：１の流量比率で混合されて流出される。流出された混合流体は流体混合装置から基板の洗浄装置の洗浄槽内に導入され、基板の酸化膜除去が行なわれる。

フラッシングモードにおいては、弁体Ａ５５０と弁体Ｂ５５１を下方へ押し下げて弁室Ａ５３５と弁室Ｂ５３６を閉状態とし、弁体Ｃ５５２を上方へ引き上げて弁室Ｃ５３７を開状態とする。このとき第一ラインと第二ラインが連結ラインによって繋がり、第一流入口５４４から第二流出口５４７に流れる流路が形成される。ここで第一供給ライン２８ｃに流れる純水が、第一流入口５４４から第一分岐部５４８、入口流路Ｃ５４２、弁室Ｃ５３７、出口流路Ｃ５４３、第二分岐部５４９を通過して、第二流出口５４７から第二供給ライン２９ｃに流れることができ、純水が流し続けられることにより第二供給ライン２９ｃを純水でフラッシングして第二供給ライン２９ｃ内の洗浄を行うことができる。

以上の作動により、本実施例のフラッシング装置４３を設けることにより、通常モードとフラッシングモードを容易に選択でき、フラッシングモードにより各供給ラインをフラッシングすることで洗浄を行うことができる。また、本実施例のフラッシング装置４３は本体５３１である一つのベースブロックに流路が形成されることにより、フラッシング装置４３を一つの部材として設けることができ、フラッシング装置４３の流路を配管などで設ける必要がないので部品点数が少なくて済み、フラッシング装置４３をよりコンパクトに形成でき、流路が短くできるので流体抵抗を抑えることができる。

次に、図１８、図１９に基づいて本発明の第八の実施例の流体混合装置について説明する。

本実施例の流体混合装置は、第四の実施例において、第一、第二供給ライン２８ｄ、２９ｄの開閉弁３０ｄ、３４ｄが一つのベースブロック４４に配設され、第一、第二供給ライン２８ｄ、２９ｄの流体制御弁３２ｄ、３６ｄおよび絞り弁３３ｄ、３７ｄが一つのベースブロック４５に配設され、流量計測器３１ｄ、３５ｄが各ベースブロック４４、４５にそれぞれ接続部材４６、４７、４８、４９を介在させて接続されている。これは別体のチューブや管を用いない場合の直接接続する方法である。各構成は以下の通りである。

４４は第一、第二供給ライン２８ｄ、２９ｄの開閉弁３０ｄ、３４ｄが配設されたベースブロックである。ベースブロック４５には、第一供給ライン２８ｄの開閉弁３０ｄの流路と、第二供給ライン２９ｄの開閉弁３４ｄの流路がそれぞれ形成されている。

４５は第一、第二供給ライン２８ｄ、２９ｄの流体制御弁３２ｄ、３６ｄおよび絞り弁３３ｄ、３７ｄが配設されたベースブロックである。ベースブロック４５には第一供給ライン２８ｄの流体制御弁３２ｄ、絞り弁３３ｄの流路と、第二供給ライン２９ｄの流体制御弁３６ｄ、絞り弁３７ｄの流路が、この順でそれぞれ連通して形成されている。また、第一供給ライン２８ｄの絞り弁３３ｄの出口流路は、第二供給ライン２９ｄの絞り弁３７ｄの出口流路と連通して合流部３９ｄを形成し、合流部３９ｄから流出口５０に連通している。なお、合流部３９ｄはベースブロック４５内に設けずに、ベースブロック４５の各供給ラインから流出した流路を合流するようにしても良い。

４６、４７、４８、４９は流路の方向転換を行う接続部材である。開閉弁３０ｄ、３４ｄの出口流路から接続部材４６、４８を介して流路の方向転換が行なわれて流量計測器３１ｄ、３５ｄの入口流路に各々直接接続され、流量計測器３１ｄ、３５ｄの出口流路から接続部材４７、４９を介して流路の方向転換が行なわれて流体制御弁３２ｄ、３６ｄの入口流路に各々直接接続されて連通している。各供給ラインの弁および流量計測器の構成と作動は第四の実施例と同様なので説明を省略する。

これにより、隣り合う弁および流量計測器が独立した接続手段であるチューブや管を用いずに直接接続されているため、流体混合装置をコンパクトにして設置場所のスペースを少なくすることができる。また、設置作業が容易になり作業時間が短縮することができ、流体混合装置内の流路を短くさせることで流体抵抗を抑えることができる。

次に、図２０、図２１に基づいて本発明の第九の実施例の流体混合装置について説明する。

本実施例の流体混合装置は、第四の実施例において、第一、第二供給ライン２８ｅ、２９ｅの開閉弁３０ｅ、３４ｅ、流量計測器３１ｅ、３５ｅ、流体制御弁３２ｅ、３６ｅおよび絞り弁３３ｅ、３７ｅが一つのベースブロック５１に配設されている。各構成は以下の通りである。

５１は第一、第二供給ライン２８ｅ、２９ｅの開閉弁３０ｅ、３４ｅ、流量計測器３１ｅ、３５ｅ、流体制御弁３２ｅ、３６ｅおよび絞り弁３３ｅ、３７ｅが配設されたベースブロックである。ベースブロック５１には、第一供給ライン２８ｅの開閉弁３０ｅ流量計測器３１ｅ、流体制御弁３２ｅおよび絞り弁３３ｅの流路が、第二供給ライン２９ｅの開閉弁３４ｅ、流量計測器３５ｅ、流体制御弁３６ｅおよび絞り弁３７ｅの流路が、この順でそれぞれ連通して形成されている。また、第一供給ライン２８ｅの絞り弁３３ｅの出口流路は、第二供給ライン２９ｅの絞り弁３７ｅの出口流路と連通して合流部３９ｅを形成し、合流部３９ｅから流出口５２に連通する。なお、合流部３９ｅはベースブロック５１内に設けずに、ベースブロック５１の各供給ラインから流出した流路を合流するようにしても良い。各供給ラインの弁および流量計測器の構成と作動は第四の実施例と同様なので説明を省略する。

これにより、流体混合装置が流路の形成された一つのベースブロック５１に配設されているため、流体混合装置をコンパクトにして設置場所のスペースを少なくすることができる。また、設置作業が容易になり作業時間が短縮でき、流体混合装置内の流路を短くさせることで流体抵抗を抑えることができ、さらに部品点数を少なくすることができるので流体混合装置の組み立てを容易にすることができる。

次に、図２２に基づいて本発明の第十の実施例の流体混合装置について説明する。なお、本実施例では図２２で示した第二供給ライン側の縦断面図のみで説明する。

本実施例の流体混合装置は、第四の実施例において、第一、第二供給ライン２９ｆの開閉弁３４ｆ、流量計測器３５ｆ、流体制御弁３６ｆおよび絞り弁３７ｆが一つのケーシング５３内に収納配設されている。各構成は以下の通りである。

５３はＰＶＤＦ製のケーシングである。ケーシング５３内には、ケーシング５３の底面に開閉弁３４ｆ、流量計測器３５ｆ、流体制御弁３６ｆ、絞り弁３７ｆがこの順でボルト、ナット（図示せず）にて固定されている。また、制御部は流量計測器３５ｆの上方にケーシング５３の上部に固定設置されている。また、絞り弁３７ｆのハンドル５４はケーシング５３から突出して設けられている。本実施例の各弁および流量計測器の接続構造は実施例７と同様であり、各供給ラインの弁および流量計測器の構成と作動は第四の実施例と同様なので説明を省略する。

これにより、流体混合装置が一つのケーシング５３内に設置されて流体混合装置が一つのモジュールとなるため、設置が容易になり、設置作業の作業時間が短縮でき、各部品がケーシングによって保護されると共に、流体混合装置をブラックボックス化することで安易に流体混合装置を分解させることを防ぎ、不慣れな利用者が流体混合装置を分解することにより不具合が生じることを防止することができる。

次に、図２３、図２４に基づいて本発明の第十一の実施例について説明する。ここでは第一の実施例の流体制御弁５が、他の流体制御弁である本実施例の流体制御弁５ａである場合を説明する。

５ａは流体制御弁である。流体制御弁５ａは本体部１２１、弁部材１３６、第一ダイヤフラム部１３７、第二ダイヤフラム部１３８、第三ダイヤフラム部１３９、第四ダイヤフラム部１４０で形成される。

本体部１２１は、内部に後記第一加圧室１２８、第二弁室１２９、第一弁室１３０及び第二加圧室１３１に区切られるチャンバ１２７と、流体が外部からチャンバ１２７へ流入するための入口流路１４５及びチャンバ１２７から流出するための出口流路１５２とを有し、上から本体Ｄ１２５、本体Ｃ１２４、本体Ｂ１２３、本体Ａ１２２、本体Ｅ１２６に分かれており、これらを一体に組みつけて構成されている。

１２２は本体部１２１の内側に位置するＰＴＦＥ製の本体Ａであり、上部に平面円形状の段差部１４１が設けられ、段差部１４１の中央には段差部１４１より小径で、下部第一弁室１３４となる開孔部１４２が、また、開孔部１４２の下には開孔部１４２の径より大径の平面円形状の下部段差部１４３が連続して設けられている。本体Ａ１２２の上面部、すなわち段差部１４１の周縁部には環状凹溝１４４が設けられ、また、側面から本体Ａ１２２の開孔部１４２に連通する入口流路１４５が設けられている。

１２３は本体Ａ１２２の上面に係合固定されているＰＴＦＥ製の本体Ｂであり、上部に平面円形状の段差部１４６が設けられ、段差部１４６の中央には段差部１４６より小径の上部第二弁室１３３となる開孔部１４７が設けられている。また、開孔部１４７の下には開孔部１４７の径より小径の開口部１４８と、本体Ａ１２２の段差部１４１と同じ径の平面円形状の下部段差部１４９が連続して設けられている。開口部１４８の下端周囲は弁座１５０となっている。本体Ｂ１２３の下面部すなわち下部段差部１４９の周縁部には本体Ａ１２２の環状凹溝１４４と相対する位置に環状凹溝１５１が設けられ、また、本体Ａ１２２の入口流路１４５と反対側に位置する本体Ｂ１２３の側面から開孔部１４７に連通する出口流路１５２が設けられている。

１２４は本体Ｂ１２３の上部に嵌合固定されているＰＴＦＥ製の本体Ｃであり、中央に本体Ｃ１２４の上下端面を貫通し上部で拡径した平面円形状のダイヤフラム室１５３と、ダイヤフラム室１５３と外部とを連通する呼吸孔１５４、及び下端面に本体Ｂ１２３の段差部１４６に嵌合される環状突部１５５がダイヤフラム室１５３を中心として設けられている。

１２５は本体Ｃ１２４の上部に位置するＰＴＦＥ製の本体Ｄであり、下部に気室１５６と、中央に上面を貫通して設けられ、外部から気室１５６へと圧縮空気を導入するための給気孔１５７が設けられている。また、側面を貫通して設けられる微孔の排出孔１８０が設けられている。なお、排出孔１８０は圧縮空気の供給において必要ない場合は設けなくてもかまわない。

１２６は本体Ａ１２２の底部に嵌合固定されるＰＶＤＦ製の本体Ｅであり、中央部には上面に開口した、第二加圧室１３１となる開孔部１５８が設けられ、開孔部１５８上面の周囲には、本体Ａ１２２の下部段差部１４３に嵌合固定される環状突部１５９が設けられている。また、本体Ｅ１２６の側面には、そこから開孔部１５８に連通する小径の呼吸孔１６０が設けられている。

以上説明した本体部１２１を構成する５つの本体Ａ１２２、本体Ｂ１２３、本体Ｃ１２４、本体Ｄ１２５、本体Ｅ１２６はボルト・ナット（図示せず）で挟持固定されている。

１３６はＰＴＦＥ製の弁部材であり、中央に鍔状に設けられた肉厚部１６１と肉厚部１６１を貫通して設けられた連通孔１６２、肉厚部１６１の外周面から径方向に延出して設けられた円形状の薄膜部１６３及び薄膜部１６３の外周縁部に上下に突出して設けられた環状リブ部１６４を有する第一ダイヤフラム部１３７と、第一ダイヤフラム部１３７の上部中央に設けられ逆すり鉢状の弁体１６５と、弁体１６５の上部より上方に突出して設けられ、上端部が略半球状に形成された上部ロッド１６６び肉厚部１６１下端面中央部より下方に突出して設けられ、下端部が略半球状に形成された下部ロッド１６７有し、かつ、一体的に形成されている。第一ダイヤフラム部１３７の外周縁部に設けられた環状リブ部１６４は本体Ａ１２２と本体Ｂ１２３に設けられた両環状凹溝１４４、１５１に嵌合され、本体Ａ１２２と本体Ｂ１２３に挟持固定されている。また、弁体１６５の傾斜面と本体Ｂ１２３の開口部１４８の下端面周縁部との間に形成される空間は流体制御部１６８になっている。

１３８はＰＴＦＥ製の第二ダイヤフラム部であり、中央に円柱状の肉厚部１６９と肉厚部１６９の下端面から径方向に延出して設けられた円形状の薄膜部１７０、及び薄膜部１７０の外周縁部に設けられた環状シール部１７１を有し、かつ一体的に形成されている。また、薄膜部１７０の周縁部の環状シール部１７１は本体Ｂ１２３の上部の段差部１４６と、本体Ｃ１２４の環状突部１５５とに挟持固定されている。なお、第二ダイヤフラム部１３８の受圧面積は、第一ダイヤフラム部１３７のそれよりも小さく設ける必要がある。

１３９はＰＴＦＥ製の第三ダイヤフラム部で、形状は第二ダイヤフラム部１３８と同一になっており、上下逆にして配置されている。肉厚部１７２の上端面は弁部材１３６の下部ロッド１６７と接触しており、また、薄膜部１７３の周縁部の環状シール部１７４は本体Ａ１２２の下部段差部１４３と本体Ｅ１２６の環状突部１５９とに挟持固定されている。なお、第三ダイヤフラム部１３９の受圧面積も上記と同様に第一ダイヤフラム部１３７のそれよりも小さく設ける必要がある。

１４０は第四ダイヤフラム部であり、周縁部に外径が本体Ｃ１２４のダイヤフラム室１５３と略同径の円筒形リブ１７５と、中央に円柱部１７６、及び円筒形リブ１７５の下端面内周と円柱部１７６の上端面外周とをつないで設けられた膜部１７７を有する。円筒形リブ１７５は本体Ｃ１２４のダイヤフラム室１５３に嵌合固定されるとともに、本体Ｂ１２３と本体Ｃ１２４の間で挟持固定され、円柱部１７６はダイヤフラム室１５３の中で上下動自在となっている。また、円柱部１７６の下部は、第二ダイヤフラム部１３８の肉厚部１６９が嵌合されている。

１７８および１７９は本体Ｅ１２６の開孔部１５８に配置されたＰＶＤＦ製のバネ受けとＳＵＳ製のバネである。両者は第三ダイヤフラム部１３９を内向き（図では上向き）に加圧している。

以上説明した各構成により本体部１２１の内部に形成されたチャンバ１２７は上から、第四ダイヤフラム部１４０及び本体Ｄ１２５気室１５６から形成された第一加圧室１２８、第一ダイヤフラム部１３７と本体Ｂ１２３の下部段差部１４９との間に形成された下部第二弁室１３２と第二ダイヤフラム部１３８と本体Ｂ１２３の開孔部１４７とから形成された上部第二弁室１３３の両者からなる第二弁室１２９、第三ダイヤフラム部１３９と本体Ａ１２２の開孔部１４２とで形成された下部第一弁室１３４と第一ダイヤフラム部１３７と本体Ａ１２２の段差部１４１とで形成された上部第一弁室１３５からなる第一弁室１３０、及び第三ダイヤフラム部１３９と本体Ｅ１２６の開孔部１５８とで形成された第二加圧室１３１に区分されていることがわかる。

次に、本発明の第十一の実施例の作動について説明する。

ここで、電空変換器（図示せず）から供給される操作圧に対する流体制御弁５ａの作動について説明する。流体制御弁５ａの本体Ａ１２２の入口流路１４５より第一弁室１３０に流入した流体は、弁部材１３６の連通孔１６２を通ることで減圧され下部第二弁室１３２に流入する。さらに、流体は、下部第二弁室１３２から流体制御部１６８を通り上部第二弁室１３３に流入する際に流体制御部１６８での圧力損失により再度減圧され出口流路１５２から流出する。ここで、連通孔１６２の直径は充分小さく設けてあるため、弁を流れる流量は連通孔１６２前後の圧力差によって決まっている。

このとき、各ダイヤフラム部１３７、１３８、１３９が流体から受ける力を見ると、第一ダイヤフラム部１３７は第一弁室１３０と下部第二弁室１３２内の流体圧力差により上方向の、第二ダイヤフラム部１３８は上部第二弁室１３３の流体圧力により上方向の、第三ダイヤフラム部１３９は第一弁室１３０内の流体圧力により下方向の力を受けている。ここで、第一ダイヤフラム部１３７の受圧面積は、第二ダイヤフラム部１３８及び第三ダイヤフラム部１３９の受圧面積よりも充分大きく設けてあるため、第二、第三ダイヤフラム部１３８、１３９に働く力は、第一ダイヤフラム部１３７に働く力に比べてほとんど無視することができる。したがって、弁部材１３６が、流体から受ける力は、第一弁室１３０と下部第二弁室１３２内の流体圧力差による上方向の力となる。

また、弁部材１３６は、第一加圧室１２８の加圧手段により下方へ付勢されており、同時に第二加圧室１３１の加圧手段により上方へ付勢されている。第一加圧室１２８の加圧手段の力を第二加圧室１３１の加圧手段の力より大きく調整しておけば、弁部材１３６が各加圧手段から受ける合力は下方向の力となる。ここで第一加圧室１２８の加圧手段とは、電空変換器から供給される操作圧によるものであり、第二加圧室１３１の加圧手段とは、バネ１７９の反発力によるものである。

したがって、弁部材１３６は、各加圧手段による下方向の合力と、第一弁室１３０と下部第二弁室１３２内の流体圧力差による上方向の力とが釣り合う位置に安定する。つまり、各加圧手段による合力と流体圧力差による力が釣り合うように、下部第二弁室１３２の圧力が流体制御部１６８の開口面積により自立的に調整される。そのため、第一弁室１３０と下部第二弁室１３２内の流体圧力差は一定となり、連通孔１６２の前後の差圧は一定と保たれることにより、弁を流れる流量は常に一定に保たれる。

ここで、流体制御弁５ａは、弁部材１３６に働く各加圧手段の合力と、第一弁室１３０と下部第二弁室１３２との圧力差による力とが釣り合って作動するため、弁部材１３６に働く各加圧手段の合力を調整変更すれば、第一弁室１３０と下部第二弁室１３２との流体圧力差はそれに対応した値となる。つまり第一加圧室の加圧手段による下方向への力、すなわち電空変換器から供給される操作圧力を調整することにより、連通孔１６２前後の差圧を変更調整することができるため、バルブを分解することなく流量を任意の流量に設定することができる。

また、第一加圧室１２８の加圧手段による力を第二加圧室１３１の加圧手段による力より小さく調整すれば、弁部材１３６に働く合力は上方向のみとなり、弁部材１３６の弁体１６５を本体Ｂ１２３の開口部１４８の弁座１５０に押圧するかたちとなり、流体を遮断することができる。すなわち、電空変換器を調整して操作圧をかけなければ流体制御弁５ａは閉塞状態となる。

これにより、流体制御弁５ａを用いることで流体混合装置の供給ラインを流れる流体は設定流量で一定になるように制御されされる。さらに、供給ラインに流入する流体の上流側圧力や下流側圧力が変動しても流体制御弁５ａの作動により流量は自立的に一定に保たれるためポンプの脈動など瞬間的な圧力変動が発生しても安定して流量を制御することができる。また、流体制御弁５ａは背圧変動の影響を受けない構成であるため、背圧が変動するような用途において好適に使用することができる。また、操作圧の調整により流体制御弁５ａは開閉弁としても使用することができる。

次に、図２５に基づいて本発明の第十二の実施例について説明する。ここでは第一の実施例の第一、第二流量計測器３、４が、他の超音波流量計である本実施例の流量計測器３ａである場合を説明する。

３ａは流体の流量を計測する流量計測器である。流量計測器３ａは、入口流路３８１と、入口流路３８１から垂設された第一立上り流路３８２と、第一立上り流路３８２に連通し入口流路３８１軸線に略平行に設けられた直線流路３８３と、直線流路３８３から垂設された第二立上り流路３８４と、第二立上り流路３８４に連通し入口流路３８１軸線に略平行に設けられた出口流路３８５とを有し、第一、第二立上り流路３８２、３８４の側壁の直線流路３８３の軸線と交わる位置に、超音波振動子３８６、３８７が互いに対向して配置されている。超音波振動子３８６、３８７はフッ素樹脂で覆われており、該振動子３８６、３８７から伸びた配線は制御部（図示せず）の演算部（図示せず）に繋がっている。なお、流量計測器３ａの超音波振動子３８６、３８７以外はＰＦＡ製である。

次に、本発明の第十二の実施例の作動について説明する。

流体計測器３ａに流入した流体は、直線流路３８３で流量が計測される。流体の流れに対して上流側に位置する超音波振動子３８６から下流側に位置する超音波振動子３８７に向かって超音波振動を伝播させる。超音波振動子３８７で受信された超音波振動は電気信号に変換され、制御部（図示せず）の演算部（図示せず）へ出力される。超音波振動が上流側の超音波振動子３８６から下流側の超音波振動子３８７へ伝播して受信されると、瞬時に演算部内で送受信が切換えられて、下流側に位置する超音波振動子３８７から上流側に位置する超音波振動子３８６に向かって超音波振動を伝播させる。超音波振動子３８６で受信された超音波振動は、電気信号に変換され、制御部内の演算部へ出力される。このとき、超音波振動は直線流路３８３内の流体の流れに逆らって伝播していくので、上流側から下流側へ超音波振動を伝播させるときに比べて流体中での超音波振動の伝播速度が遅れ、伝播時間が長くなる。出力された相互の電気信号は演算部内で伝播時間が各々計測され、伝播時間差から流量が演算される。演算部で演算された流量は電気信号に変換されてコントロール部（図示せず）に出力される。

これにより、超音波流量計である流量計測器３ａは、流体の流れ方向に対する伝播時間差から流量を計測するため、微小流量でも正確に流量を計測できる。

次に、図２６に基づいて本発明の第十三の実施例について説明する。ここでは第一の実施例の流量計測器３、４が、超音波式渦流量計である本実施例の流量計測器３ｂである場合を説明する。

３ｂは流体の流量を計測する流量計測器である。流量計測器３ｂは、入口流路３９１と、入口流路３９１内に垂設されたカルマン渦を発生させる渦発生体３９２と、出口流路３９３とを備える直線流路３９４を有し、直線流路３９４の渦発生体３９２の下流側の側壁に、超音波振動子３９５、３９６が流路軸線方向に直交する位置に互いに対向して配置されている。超音波振動子３９５、３９６はフッ素樹脂で覆われており、該振動子３９５、３９６から伸びた配線は制御部（図示せず）の演算部（図示せず）に繋がっている。流量計測器３ｂの超音波振動子３９５、３９６以外はＰＴＦＥ製である。

次に、本発明の第十三の実施例の作動について説明する。

流体計測器３ｂに流入した流体は、直線流路３９４で流量が計測される。直線流路３９４内を流れる流体に対して超音波振動子３９５から超音波振動子３９６に向かって超音波振動を伝播させる。渦発生体３９２の下流に発生するカルマン渦は、流体の流速に比例した周期で発生し、渦巻き方向が異なるカルマン渦が交互に発生するため、超音波振動はカルマン渦の渦巻き方向によってカルマン渦を通過する際に進行方向に加速、または減速される。そのため、超音波振動子３９６で受信される超音波振動は、カルマン渦によって周波数（周期）が変動する。超音波振動子３９５、３９６で送受信された超音波振動は、電気信号に変換され、制御部（図示せず）の演算部（図示せず）へ出力される。演算部では、送信側の超音波振動子３９５から出力された超音波振動と受信側の超音波振動子３９６から出力された超音波振動との位相差から得られたカルマン渦の周波数に基づいて直線流路３９４を流れる流体の流量が演算される。演算部で演算された流量は電気信号に変換されてコントロール部（図示せず）に出力される。

これにより、超音波式渦流量計は、流量が大きいほどカルマン渦は多く発生するため大流量でも正確に流量を計測でき、大流量の流体制御に優れた効果を発揮する。

実施例十二、実施例十三の作動により、超音波式渦流量計は、流量が大きいほどカルマン渦は発生するため大流量でも正確に流量を計測でき、大流量の流体制御に優れた効果を発揮する。

次に、３つの供給ラインを有する本発明の第十四の実施例について説明する。

流体混合装置は三つの供給ライン、すなわち第一供給ライン５５と第二供給ライン５６と第三供給ライン５７から形成されている（図２７参照）。第一供給ライン５５は開閉弁５８、第一流量計測器５９、流体制御弁６０、絞り弁６１の順で接続され、第二供給ライン５６は開閉弁６２、第二流量計測器６３、流体制御弁６４、絞り弁６５の順で接続され制御部６６が設けられ、第三供給ライン５７は開閉弁６７、第三流量計測器６８、流体制御弁６９、絞り弁７０の順で接続され制御部７１が設けられている。第一、第二、第三供給ライン５５、５６、５７の最下流側には、該供給ラインの合流部７２が設けられている。また、第一流量計測器５９および第二流量計測器６３の各々の超音波振動子（図示せず）から伸びた配線は制御部６６の演算部（図示せず）に繋がり、第一流量計測器５９および第三流量計測器６８の各々の超音波振動子（図示せず）から伸びた配線は制御部７１の演算部（図示せず）に繋がっている。第一供給ライン５５の構成は第四の実施例の第一供給ライン２８と、第二、第三供給ライン５６、５７の構成は第四の実施例の第二供給ライン２９と同様なので説明を省略する。

次に、本発明の第十四の実施例の作動について説明する。

ここでは第一供給ライン５５に純水を流入させ、第二供給ライン５６に過酸化水素水を流入させ、第三供給ライン５７にアンモニア水を流入させ、純水：過酸化水素水：アンモニア水＝５０：２：１になるように混合する。第一供給ライン５５に流入した純水は第一供給ライン５５で流量が制御される。第二供給ライン５６に流入した過酸化水素水は第一供給ライン５５の純水の実流量に応じて第二供給ライン５６の最下流の過酸化水素水の流量が２／５０になるように制御され、第三供給ライン５７に流入したアンモニア水は第一供給ライン５５の純水の実流量に応じて第三供給ライン５７の最下流のアンモニア水の流量が１／５０になるように制御され、合流部７２で合流して設定比率（第一供給ライン５５と第二供給ライン５６と第三供給ライン５７の流量の比率が５０：２：１）で混合されて混合流体（アンモニア過水）が流出される。

同様に、本実施例において第三供給ラインにアンモニア水ではなく塩酸を流入させ、純水：過酸化水素水：塩酸＝２０：１：１になるように混合する場合についても、設定比率で混合されて混合流体（塩酸過水）が流出される。

流出された各々の混合流体（アンモニア過水、塩酸過水）は、基板の洗浄装置の処理工程で使用される。洗浄装置内では、まず基板をアンモニア過水により異物除去の処理を行なった後、純水でリンスし、次に基板を塩酸過水により金属除去の処理を行なった後、純水でリンスし、基板を希フッ酸（実施例１記載の混合流体）により酸化膜除去の処理を行なった後、純水でリンスし、最後に基板が乾燥されるという工程が行われる。このとき、本発明の流体混合装置で混合した混合流体を各々の工程の薬液として洗浄槽内に導入することで、薬液を常に一定の混合比率で供給することができ、基板の洗浄処理が安定して行なわれる。

次に、３つの供給ラインを有する本発明の第十五の実施例について説明する。

本実施例の流体混合装置は、第十四の実施例と同様なので説明を省略する（図２７参照）。次に、本発明の第十五の実施例の作動について説明する。

ここでは第一供給ライン５５に純水を流入させ、第二供給ライン５６にフッ化アンモニウムを流入させ、第三供給ライン５７にフッ化水素酸を流入させ、純水：フッ化アンモニウム：フッ化水素酸＝５０：２：１になるように混合する。第一供給ライン５５に流入した純水は第一供給ライン５５で流量が制御される。第二供給ライン５６に流入したフッ化アンモニウムは第一供給ライン５５の純水の実流量に応じて第二供給ライン５６の最下流のフッ化アンモニウムの流量が２／５０になるように制御され、第三供給ライン５７に流入したフッ化水素酸は第一供給ライン５５の純水の実流量に応じて第三供給ライン５７の最下流のフッ化水素酸の流量が１／５０になるように制御され、合流部７２で合流して設定比率（第一供給ライン５５と第二供給ライン５６と第三供給ライン５７の流量の比率が５０：２：１）で混合されて流出される。流出された混合流体は基板のエッチング装置の処理工程で使用され、エッチング装置内で混合流体により基板の酸化膜エッチングが行なわれる。

本発明の第一、第五、第六、第七、第十四、第十五の実施例の比率で各々の流体を混合した混合流体は、半導体製造工程の前工程における基板の表面処理などを行なう際の薬液として好適に使用され、各々の流体とその混合比率は本発明の範囲内であれば半導体製造工程の前工程における各種処理に適した混合流体を得ることができる。

本発明の流体混合装置は、フィードバック制御を行わない少なくとも一つの供給ラインの実流量と、フィードバック制御を行う少なくとも一つの他の供給ラインの実流量の実比率が、設定比率で一定になるように、フィードバック制御を行わない供給ラインの流量に応じてフィードバック制御を行う供給ラインの流量を制御するため、各々の供給ラインを流れる流体を任意の比率で混合させることができ、各供給ラインの全てにフィードバック制御回路を設けなくて良いので流体混合装置が安価となり、部品点数が少なくなり配線が簡単になるので流体制御装置の製作が容易となる。

本発明において流体制御弁５は、制御用流体の操作圧により圧力制御ができるものであれば特に限定されるものではないが、図３に示すような流体の圧力制御を行なう本発明の流体制御弁５や、図２３に示すような流体の流量制御を行なう本発明の流体制御弁５ａの構成を有しているものが好ましい。なお、制御用流体とは、例えば作動空気、作動油等を言う。これは安定した流体制御を行なうことができ、脈動した流体が流れたとしても流体制御弁５、５ａによって圧力または流量を一定圧に安定させることができ、流体制御弁５、５ａのみで流路の遮断を行うことができ、コンパクトな構成であり流体混合装置を小さく設けることができるため好適である。

また、本発明は図４に示すように、流体混合装置の供給ライン１２に開閉弁１４を設けても良い。これは、開閉弁１４を設けることにより、開閉弁１４を遮断することで流体混合装置のメンテナンス等（修理、部品交換）を容易に行なうことができるため好適である。また、流体混合装置に開閉弁１４を備えておけば、流路を遮断してメンテナンス等のために流体混合装置を分解したときに、流路内に残った流体が分解した部分から漏れ出ることを最小限に抑えることができる、さらに流路内で何らかのトラブルが発生した際に、開閉弁１４で流体の緊急遮断を行なうことができるので好適である。

また、開閉弁１４は流体の流れを開放又は遮断する機能を有していれば、その構成は特に限定されるものでなく、手動によるものでも良く、エア駆動、電気駆動、磁気駆動などの自動によるものであっても良い。自動の場合、制御回路を設けて流量計測器１３、１５とリンクさせ計測値に応じて開閉弁１４を駆動させるようにしても良く、流体混合装置から独立して駆動させても良い。流体混合装置とリンクさせて駆動させる場合、流体混合装置内で一括制御を行なうことができるので好適である。流体混合装置から独立して駆動させる場合、流体混合装置にトラブルが発生した際に、開閉弁１４で流路を緊急遮断させる場合に流体混合装置のトラブルに影響せずに駆動を行うことができるため好適である。

また、開閉弁１４の設置位置は、メンテナンス等を行うためには他の弁および流量計測器より上流側に設置することが望ましい。また、開閉弁１４は、各供給ライン１１、１２のうち任意のラインにのみ設けても良く、全てのラインに設けても良い。

本発明の絞り弁２５は、開口面積が調節可能であり流路を絞って流量を安定させる構成であれば特に限定されるものではないが、図７に示すような本発明の絞り弁２５の構成を有しているものが好ましい。これは幅広い流量範囲で流量調節を行なうことができ、絞り弁２５の微小な開度を容易に且つ精密に調節できるので開度の微調節を短時間で行なうことができると共に、高さ方向の場所を取らずにコンパクトな構造であり流体混合装置を小さく設けることができるため好適である。

また、図７において絞り弁２５の第一ステム２７７の外周面に設けられた雄ネジ部２７９と下部内周面に設けられた雌ネジ部２７８のピッチ差は、雄ネジ部２７９のピッチの６分の１になるように形成されているが、ピッチ差は、雄ネジピッチの２０分の１から５分の１の範囲に設けるのが望ましい。弁体は全閉から全開までに一定範囲のリフト量を得るので、ハンドル２８１のストロークが大きくなり過ぎて弁高が大きくならないようするためにピッチ差を雄ネジピッチの２０分の１より大きくすると良く、弁を細かいオーダーで精度の良い調節を行うためにピッチ差を雄ネジピッチの５分の１より小さくすると良い。

また、図８において第一弁体２６１の直線部２６７の外径Ｄ_１は、連通口２５４の内径Ｄに対して０．９７Ｄで設定されているが、直線部２６７の外径Ｄ_１は連通口２５４の内径Ｄに対して０．９５Ｄ≦Ｄ_１≦０．９９５Ｄの範囲内であることが望ましい。第一弁体２６１と連通口２５４とを摺接させないためにＤ_１≦０．９９５Ｄが良く、流量調節をスムースに行うために０．９５Ｄ≦Ｄ_１が良い。

また、第一弁体２６１のテーパ部２６８のテーパ角度は軸線に対して１５°で設定されているが、１２°〜２８°の範囲内であることが望ましい。弁を大きくさせずに広い流量範囲を調節ずるために１２°以上が良く、開度に対して流量を急激に変化させないために２８°以下が良い。また、第二弁体２６２の円環状凸条の径Ｄ_２は、連通口２５４の内径Ｄに対して１．５Ｄで設定されているが、第二弁体２６２の円環状凸条の径Ｄ_２は、連通口２５４の内径Ｄに対して１．１Ｄ≦Ｄ_２≦２Ｄの範囲内であることが望ましい。第一弁体２６１と第二弁体２６２の間には環状溝部２６５を確実に設け環状溝部２６５に流体の流れを抑制させる空間部分を得るためには１．１Ｄ≦Ｄ_２が良く、開度に対して第二弁体２６２と弁座面２５２とで形成される開口面積の増加率を抑えるためにＤ_２≦２Ｄが良い。

本発明において第一、第二流量計測器３、４は、計測した流量を電気信号に変換して制御部６に出力されるものなら特に限定されず、流量計測器が、超音波流量計、カルマン渦流量計、超音波式渦流量計、羽根車式流量計、電磁流量計、差圧式流量計、容積式流量計、熱線式流量計、質量流量計などが好ましい。特に図２や図２５に示すような超音波流量計の場合、微小流量に対して精度良く流量測定ができるため、微小流量の流体制御に好適である。また図２６に示すような超音波式渦流量計の場合、大流量に対して精度良く流量測定ができるため、大流量の流体制御に好適である。このように、流体の流量に応じて超音波流量計と超音波式渦流量計を使い分けることで精度の良い流体制御を行うことができる。また、本実施例では制御部６は各供給ラインにそれぞれ個別に設けられているが、一箇所に集中させて設けても良い。

本発明において、第一流量計測器３を有する供給ラインに、フィードバック制御を行わない制御用空気供給制御装置（図示せず）により制御される流体制御弁３２を設けても良い。これは、流体制御弁３２で流体を安定させることで、より精度の良い比率で流体の混合を行うことができ、フィードバック制御を行う流体制御弁５にかかる負荷を低減できるので好適である。

各々の供給ライン１、２の最下流側には、各供給ライン１、２の合流部１０を有することにより、各供給ライン１、２を流れる流体の混合が行われる。また、図１２で示すように、合流部３９ａ直前の各供給ライン２８ａ、２９ａには開閉弁４０、４１がそれぞれ配置されていることが好ましい。これは、各々の供給ライン２８ａ、２９ａにおいて単独の供給ラインでの供給や、各供給ライン２８ａ、２９ａから流体を選んで混合することができ、各々任意の流量で流出させることができると共に、各供給ライン２８ａ、２９ａのメンテナンス等を行なうときに、開閉弁４０、４１を閉状態にすることで流体の逆流などが防止され、メンテナンス等を行うときに流体の漏れが確実に防止されるために好適である。また、図１３で示すように合流部がマニホールド弁４２であることが好ましい。これは前記合流部３９ａ直前の各供給ライン２８ａ、２９ａに開閉弁４０、４１を配置した場合と同様の効果が得られると共に、流体混合装置をコンパクトに形成できるため好適である。また、複数の供給ラインを設けて、開閉弁４０、４１やマニホールド弁４２を開閉することにより、各供給ラインのうち一部の流体を選んで混合することもでき、各供給ラインの流量の設定を変化させることで自由に流体とその混合比率を設定することができるので好適である。なお、各供給ライン２８ｂ、２９ｂとマニホールド弁４２は、独立した接続手段を用いずに直接接続されても良く、一つのベースブロックに配設されても良く、これにより流体混合装置をよりコンパクトに形成できるため好適である。また、合流部１０より下流に弁や計測器などを設けても良く、特に限定されない。

また、図１５で示すように、各々の供給ラインの最上流側には、本発明のフラッシング装置４３を設けることが好ましい。これにより任意の一つの供給ラインに流入する流体を洗浄に用いることができる。例えば図１５でフラッシング装置４３の開閉弁５３５ａ、５３６ａを閉止させ、開閉弁５３７ａを開放させることで他の供給ライン２９ｃに任意の一つの供給ライン２８ｃに流れる純水を流すことができ、他の供給ライン２９ｃを純水でフラッシングして洗浄を行うことができるため好適である。また、本発明のフラッシング装置４３は弁を用いて配設されたものなら構成は特に限定されないが、流路の形成された一つのベースブロックに弁が配設してなる構成であることが好ましく、特に図１６、図１７で示すように流路が形成された一つのベースブロックである本体５３１に弁体５５０、５５１、５５２の開閉駆動を行う駆動部５３２、５３３、５３４を本体５３１の上部と下部にそれぞれ設けられた構成であることがより好ましい。これは、開閉弁を集積させてフラッシング装置４３をコンパクトに設けることができ、さらに流体混合装置をコンパクトに設けることができるため好適である。

本発明の実施例では供給ラインは二本の場合であるが、供給ラインは二本以上設けても良い。このときの各々の供給ラインは、一つのフィードバック制御を行わない供給ラインと複数のフィードバック制御を行う供給ラインからなり、複数のフィードバック制御を行う各々の供給ラインの実流量とフィードバック制御を行わない供給ラインの実流量の比率が、各々設定比率になるように制御されることが基本であり、本発明の流体混合装置によって常に一定の比率で混合された流体を供給することができる。またフィードバック制御を行わない複数の供給ラインに同じ流体を流すのであれば、複数のフィードバック制御を行わない供給ラインと、該供給ラインの実流量の合計に対して各々一定の比率になるように流量を制御する複数のフィードバック制御を行う供給ラインで構成しても良く、複数のフィードバック制御を行わない供給ラインは任意の供給ラインを選んで使用しても良い。また、二本以上の供給ラインを合流させた後に他の供給ラインと合流させる構成にしても良い。また、複数の供給ラインを設けて、各供給ラインの最下流側に設けられた開閉弁４０、４１やマニホールド弁４２を開閉することにより、混合する流体を選ぶこともでき、各供給ラインの流量の設定を変化させることで自由に混合比率を設定することができるので好適である。

本発明の流体混合装置は、図１８、図１９に示すように、隣り合う弁および流量計測器が、独立した接続手段を用いずに直接接続されていることが好ましい。ここで言う独立した接続手段を用いずに直接接続されているとは、２通りの概念を持っていて、一方の概念は、別体のチューブや管を用いないことを言う。これは、図１８、図１９のようにチューブや管を設けずに別個の部材を流路のシールおよび流路の方向転換を行なうための接続部材４６、４７、４８、４９を介在させて直接接続する方法である。他方の概念は、別体の継手を用いないことを言う。これは、接続する部材の端面や該部材の接続部の端面を、シール部材を介在させることで直接接続する方法である。これにより、流体混合装置をコンパクトにして設置場所のスペースを少なくすることができ、設置作業が容易になり作業時間が短縮でき、流体混合装置内の流路を必要最小限に短くさせることができるので流体抵抗を抑えることができるため好適である。

本発明の流体混合装置は、図２０、図２１に示すように、弁および流量計測器が、流路の形成された一つのベースブロック５１に配設されていることが好ましい。これは、各構成要素が一つのベースブロック５１に配設されることにより、流体混合装置をコンパクトにして設置場所のスペースを少なくすることができ、設置作業が容易になり作業時間が短縮でき、流体混合装置内の流路を必要最小限に短くさせることができるので流体抵抗を抑えることができ、さらに部品点数を少なくすることができるので流体混合装置の組み立てを容易にすることができるため好適である。

本発明の流体混合装置は、図２２に示すように、一つのケーシング５３内に設置してなる構成であることが好ましい。これは、一つのケーシング５３内に設置してなることにより、流体混合装置が一つのモジュールとなるため、設置が容易になり、設置作業の作業時間が短縮できるため好適である。また、ケーシング５３によって弁および流量計測器が保護されると共に、流体混合装置をブラックボックス化することで、本発明のようなフィードバック制御を行なうために調整された流体混合装置を半導体製造装置などに設置したときに、半導体製造装置の利用者が流体混合装置を安易に分解することにより不具合が生じることを防止することができるため好適である。

さらに、本発明の流体混合装置は、ケーシング５３の外部に絞り弁３７ｆのハンドル５４が露出していることが望ましく、操作者が手動等によりハンドル５４を操作することが容易になるので好適である。また、必要に応じて、ケーシング５３から流量計測器３、４をケーシングから露出した構成にしても良い。

本発明の第一流量計測器３、第二流量計測器４、流体制御弁５、開閉弁１４、絞り弁２５の設置の順番は、どのような順番に設けても良く特に限定されないが、絞り弁２５が流体制御弁５及び第二流量計測器４の下流側に位置することが、流量の調整を容易に安定して行えるので好ましい。

また、本発明の流体混合装置は、少なくとも二つの供給ラインの流体の流量を任意の値で一定に制御させる必要のある用途であれば、化学などの各種工場、半導体製造分野、医療分野、食品分野など、各種産業に使用しても良いが、半導体製造装置内へ配置されることが好適である。半導体製造工程の前工程では、フォトレジスト工程、パターン露光工程、エッチング工程や平坦化工程などが挙げられ、これらの洗浄水の濃度を、純水と薬液の流量比で管理する際に本発明の流体混合装置を用いることが好適である。

また、本発明の流体混合装置で混合される流体とその比率は、少なくとも２つ以上の供給ラインを有する流体混合装置において、フッ化水素酸または塩酸並びに純水の２種の流体が、フッ化水素酸または塩酸が１に対して純水が１０〜２００の比率で混合されることが好ましい。また、少なくとも３つ以上の供給ラインを有する流体混合装置において、アンモニア水または塩酸、過酸化水素水並びに純水の３種の流体が、アンモニア水または塩酸が１〜３に対して、過酸化水素水が１〜５、純水が１０〜２００の比率で混合されることが好ましく、フッ化水素酸、フッ化アンモニウム及び純水の３種の流体が、フッ化水素酸が１に対して、フッ化アンモニウムが７〜１０、純水が５０〜１００の比率で混合されることが好ましい。これらの流体が上記比率で混合された混合流体は、半導体製造工程の前工程において基板の表面処理などを行う際の薬液として好適に使用される。

フッ化水素酸と純水を混合した混合流体や、塩酸と純水を混合した混合流体は、基板の表面処理における自然酸化膜除去、通常の酸化膜除去、または金属（メタルイオン）除去などに用いる薬液として好適である。フッ化水素酸または塩酸１に対する純水の比率は、薬液の濃度が高くなることで基板にムラが発生することを抑えるために１０以上であることが望ましく、薬液の濃度が低くなることで酸化膜除去や金属除去の処理効果が低下することを防止するために２００以下であることが望ましい。なお、この混合流体は２０℃〜２５℃の液温で効果的に使用できる。

アンモニア水と過酸化水素水と純水を混合した混合流体は、基板の表面処理における異物（パーティクル）除去などに用いる薬液として、塩酸と過酸化水素水と純水を混合した混合流体は、金属除去などに用いる薬液として好適である。アンモニア水または塩酸１〜３に対する過酸化水素水の比率は、異物除去や金属除去を効果的に行うために１〜５の範囲内であることが望ましい。アンモニア水または塩酸１〜３に対する純水の比率は、薬液の濃度が高くなることで基板にムラや表面荒れが発生することを抑えるために１０以上であることが望ましく、薬液の濃度が低くなることで異物や金属除去の処理効果が低下することを防止するために２００以下であることが望ましい。なお、この混合流体は２５℃〜８０℃の液温で効果的に使用でき、６０℃〜７０℃の液温でより効果的に使用できる。

フッ化水素酸とフッ化アンモニウムと純水を混合した混合流体は、基板の表面処理における酸化膜エッチングに好適である。フッ化水素酸に対するフッ化アンモニウムの比率は、酸化膜エッチングを効果的に行うために７〜１０の範囲内であることが望ましい。フッ化水素酸１に対する純水の比率は、薬液の濃度が高くなることで基板にムラや表面荒れが発生することを抑えるために５０以上であることが望ましく、薬液の濃度が低くなることで酸化膜エッチングの処理効果が低下することを防止するために１００以下であることが望ましい。なお、この混合流体は２０℃〜２５℃の液温で効果的に使用できる。

また、本発明の流体混合装置は、同じ流体が流れる供給ラインを複数設けた構成でも良い。これは例えば純水を流す一つの供給ラインと、塩酸を流す二つの供給ラインから構成される流体混合装置などであり、塩酸を一つの供給ラインに流す場合と二つの供給ラインに流す場合とを選択して塩酸の流量を広い範囲で設定できるようにすることで、流体混合装置で混合する純水と塩酸の混合比率を広い範囲で設定することができる。

また、本発明の第一、第二流量計測器３、４、流体制御弁５、開閉弁１４、絞り弁２５の各部品の材質は、流体に接液する流路を形成する部品には、特にポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと記す）、ポリビニリデンフルオロライド（以下、ＰＶＤＦと記す）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（以下、ＰＦＡと記す）などのフッ素樹脂であれば良く、フッ化水素酸、塩酸、過酸化水素水、アンモニア水、フッ化アンモニウムを液温が２０℃〜８０℃の範囲で流しても問題なく使用することができ、腐食性流体を流して腐食性ガスが透過したとしても弁および流量計測器の腐食の心配なく使用できるので好適である。他の材質では、ポリプロピレン（以下、ＰＰと記す）、ポリエチレン（以下ＰＥと記す）、塩化ビニル樹脂（以下、ＰＶＣと記す）などが挙げられ、ＰＰはフッ化水素酸、塩酸、アンモニア水、フッ化アンモニウムを液温が２０℃〜８０℃の範囲で流しても問題なく使用でき、ＰＥはフッ化水素酸、塩酸、過酸化水素水、アンモニア水、フッ化アンモニウムを液温が２０℃〜６０℃の範囲で流しても問題なく使用でき、ＰＶＣは塩酸やアンモニア水を液温が２０℃〜６０℃の範囲で、フッ化水素酸、過酸化水素水、フッ化アンモニウムを液温が２０℃〜２５℃の範囲で流しても問題なく使用できる。接液しない上記各部品の材質は、必要な強度を有しているのであれば特に限定されない。また、流体制御弁４、１０に用いられるバネ２０５は接液しないが、腐食性流体を流す場合にはフッ素樹脂でコーティングすることで腐食性ガスが透過したときに腐食が防止される。

本発明の流体混合装置の第一の実施例を模式的に示す構成図である。流量計測器の縦断面図である。流体制御弁の縦断面図である。本発明の流体混合装置の第二の実施例を模式的に示す構成図である。開閉弁の縦断面図である。本発明の流体混合装置の第三の実施例を模式的に示す構成図である。絞り弁の縦断面図である。図７の絞り弁が開状態を示す要部拡大図である。図７の絞り弁が閉状態を示す要部拡大図である。図７の絞り弁が半開状態を示す要部拡大図である。本発明の流体混合装置の第四の実施例を模式的に示す構成図である。本発明の流体混合装置の第五の実施例を模式的に示す構成図である。本発明の流体混合装置の第六の実施例を模式的に示す構成図である。マニホールド弁の断面図である。本発明の流体混合装置の第七の実施例を模式的に示す構成図である。本発明のフラッシング装置の流路を模式的に示す斜視図である。図１６のＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。本発明の流体混合装置の第八の実施例を模式的に示す平面図である。図１８のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明の流体混合装置の第九の実施例を模式的に示す平面図である。図２０のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。本発明の流体混合装置の第十の実施例を模式的に示す断面図である。本発明の流体混合装置の第十一の実施例の他の流体制御弁の縦断面図である。図２３に他の表示を追加した図２３と同一の図である。本発明の流体混合装置の第十二の実施例の他の流量計測器の縦断面図である。本発明の流体混合装置の第十三の実施例の他の流量計測器の縦断面図である。本発明の流体混合装置の第十四の実施例を模式的に示す構成図である。従来の流量制御装置の構成図である。

符号の説明

１第一供給ライン
２第二供給ライン
３第一流量計測器
４第二流量計測器
５流体制御弁
６制御部
１０合流部
１１第一供給ライン
１２第二供給ライン
１３第一流量計測器
１４開閉弁
１５第二流量計測器
１６流体制御弁
１７制御部
１８合流部
１９第一供給ライン
２０第二供給ライン
２１第一流量計測器
２２開閉弁
２３第二流量計測器
２４流体制御弁
２５絞り弁
２６制御部
２７合流部
２８第一供給ライン
２９第二供給ライン
３０開閉弁
３１第一流量計測器
３２流体制御弁
３３絞り弁
３４開閉弁
３５第二流量計測器
３６流体制御弁
３７絞り弁
３８制御部
３９合流部
４０開閉弁
４１開閉弁
４２マニホールド弁
４３フラッシング装置
４４ベースブロック
４５ベースブロック
４６接続部材
４７接続部材
４８接続部材
４９接続部材
５１ベースブロック
５３ケーシング
５５第一供給ライン
５６第二供給ライン
５７第三供給ライン
５８開閉弁
５９第一流量計測器
６０流体制御弁
６１絞り弁
６２開閉弁
６３第二流量計測器
６４流体制御弁
６５絞り弁
６６制御部
６７開閉弁
６８第二流量計測器
６９流体制御弁
７０絞り弁
７１制御部
７２合流部

Claims

少なくとも２つの供給ラインに流れる各々の流体を任意の比率で混合させる流体混合装置であって、
前記供給ライン（１、２）の少なくとも一つの供給ライン（１）が、流体の実流量を計測し該実流量の計測値を電気信号に変換し出力する第一流量計測器（３）を具備し、
前記供給ライン（１、２）の少なくとも一つの他の供給ライン（２）が、制御用流体の圧力操作により流体の圧力を制御する流体制御弁（５）と、流体の実流量を計測し該実流量の計測値を電気信号に変換し出力する第二流量計測器（４）とを具備し、
該第一流量計測器（３）の実流量の計測値と該第二流量計測器（４）の実流量の計測値との実比率と、設定比率との偏差に基づいて、該流体制御弁（５）の開口面積を制御するための指令信号を、該流体制御弁（５）または該流体制御弁（５）を操作する機器に出力する制御部（６）とを具備し、
各々の前記供給ラインの中の任意の一つの供給ラインの最上流側に接続される開閉弁（５３５ａ）が設けられた主ラインと、
他の供給ラインの最上流側に接続される開閉弁（５３６ａ）が設けられた少なくとも一つの他のラインとを具備し、
該主ラインの開閉弁（５３５ａ）の上流側と少なくとも一つの該他のラインの開閉弁（５３６ａ）の下流側とが開閉弁（５３７ａ）を介して連通されてなるフラッシング装置（４３）を具備してなる、
ことを特徴とする流体混合装置。
各々の前記供給ラインが、流体の流れを開放又は遮断するための開閉弁（１４）を少なくとも１つさらに具備することを特徴とする請求項１記載の流体混合装置。
各々の前記供給ラインが、開口面積を変化させることにより流体の流量が調節可能な絞り弁（２５）を少なくとも１つさらに具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流体混合装置。
前記第一流量計測器を有する供給ラインが、制御用流体の圧力操作により流体の圧力を制御する流体制御弁（３２）を少なくとも１つさらに具備することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の流体混合装置。
各々の前記供給ライン（１、２）の最下流側に、該供給ライン（１、２）の合流部（１０）を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の流体混合装置。
前記合流部直前の該供給ラインに、開閉弁（４０、４１）がそれぞれ配置されてなることを特徴とする請求項５記載の流体混合装置。
前記合流部が、該供給ラインを一つの流路に合流させるマニホールド弁（４２）であることを特徴とする請求項５記載の流体混合装置。
前記各種弁および前記流量計測器が、独立した接続手段を用いずに直接接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の流体混合装置。
前記各種弁および前記流量計測器が、一つのベースブロックに配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の流体混合装置。
前記各種弁および前記流量計測器が、一つのケーシング内に収納配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の流体混合装置。
前記流体制御弁が、
下部中央に底部まで開放して設けられた第二の空隙（２０９）と第二の空隙（２０９）に連通する入口流路（２１１）と上部に上面が開放して設けられ第二の空隙（２０９）の径よりも大きい径を持つ第一の空隙（２１０）と第一の空隙（２１０）に連通する出口流路（２１２）と第一の空隙（２１０）と第二の空隙（２０９）とを連通し第一の空隙（２１０）の径よりも小さい径を有する連通孔（２１３）とを有し、第二の空隙（２０９）の上面が弁座（２１４）とされた本体（２０１）と、
側面あるいは上面に設けられた給気孔（２１７）と排出孔（２１８）とに連通した円筒状の空隙（２１５）を内部に有し、下端内周面に段差部（２１６）が設けられたボンネット（２０２）と、
ボンネット（２０２）の段差部（２１６）に嵌挿され中央部に貫通孔（２１９）を有するバネ受け（２０３）と、下端部にバネ受け（２０３）の貫通孔（２１９）より小径の第一接合部（２２４）を有し上部に鍔部（２２２）が設けられボンネット（２０２）の空隙（２１５）内部に上下動可能に嵌挿されたピストン（２０４）と、
ピストン（２０４）の鍔部（２２２）下端面とバネ受け（２０３）の上端面で挟持支承されているバネ（２０５）と、
周縁部が本体（２０１）とバネ受け（２０３）との間で挟持固定され、本体（２０１）の第一の空隙（２１０）に蓋する形で第一の弁室（２３１）を形成する中央部が肉厚とされた第一ダイヤフラム（２２７）と、上面中央にピストン（２０４）の第一接合部（２２４）にバネ受け（２０３）の貫通孔（２１９）を貫通して接合固定される第二接合部（２２９）と、下面中央に本体（２０１）の連通孔（２１３）と貫通して設けられた第三接合部（２３０）とを有する第一弁機構体（２０６）と、
本体の第二の空隙（２０９）内部に位置し本体の連通孔（２１３）より大径に設けられた弁体（２３２）と、弁体（２３２）上端面に突出して設けられ第一弁機構体（２０６）の第三接合部（２３０）と接合固定される第四接合部（２３４）と、弁体（２３２）下端面より突出して設けられたロッド（２３５）と、ロッド（２３５）下端面より径方向に延出して設けられた第二ダイヤフラム（２３７）とを有する第二弁機構体（２０７）と、
本体（２０１）の下方に位置し第二弁機構体（２０７）の第二ダイヤフラム（２３７）周縁部を本体（２０１）との間で挟持固定する突出部（２３９）を上部中央に有し、突出部（２３９）の上端部に切欠凹部（２４０）が設けられると共に切欠凹部（２４０）に連通する呼吸孔（２４１）が設けられているベースプレート（２０８）とを具備し、
ピストン（２０４）の上下動に伴って第二弁機構体（２０７）の弁体（２３２）と本体（２０１）の弁座（２１４）とによって形成される流体制御部（２４２）の開口面積が変化するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の流体混合装置。
前記流体制御弁が、
流体の入口流路（１４５）、出口流路（１５２）及び、入口流路（１４５）と出口流路（１５２）が連通するチャンバ（１２７）から形成された本体部（１２１）と、弁体（１６５）と第一ダイヤフラム部（１３７）を有する弁部材（１３６）と、弁部材（１３６）の下部及び上部に位置し第一ダイヤフラム部（１３７）より有効受圧面積が小さい第二ダイヤフラム（１３８）部及び第三ダイヤフラム部（１３９）を有し、弁部材（１３６）及び各ダイヤフラム部（１３７、１３８、１３９）が各ダイヤフラム部（１３７、１３８、１３９）の外周部が本体部（１２１）に固定されることによりチャンバ（１２７）内に取りつけられ、かつ各ダイヤフラム部（１３７、１３８、１３９）によってチャンバ（１２７）を第一加圧室（１２８）、第二弁室（１２９）、第一弁室（１３０）、及び第二加圧室（１３１）に区分し、第一加圧室（１２８）は第二ダイヤフラム部（１３８）に対して常時内向きの一定の力を加える手段を有し、第一弁室（１３０）は入口流路（１４５）と連通しており、第二弁室（１２９）は、弁部材（１３６）の弁体（１６５）に対応する弁座（１５０）を有し、また弁座（１５０）に対して第一ダイヤフラム部（１３７）側に位置し第一ダイヤフラム部（１３７）に設けられた連通孔（１６２）にて第一弁室（１３０）と連通している下部第二弁室（１３２）と、第二ダイヤフラム部（１３８）側に位置し出口流路（１５２）と連通して設けられた上部第二弁室（１３３）とに分かれて形成され、弁部材（１３６）の上下動により弁体（１６５）と弁座（１５０）との間の開口面積が変化して下部第二弁室（１３４）の流体圧力が制御される流体制御部（１６８）を有し、第二加圧室（１３１）は、第三ダイヤフラム部（１３９）に対して常時内向きの一定の力を加える手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の流体混合装置。
前記絞り弁（２５）が、
上部に設けられた弁室（２５３）の底面に弁座面（２５２）が形成され、弁座面（２５２）の中心に設けられた連通口（２５４）に連通する入口流路（２５５）と弁室（２５３）に連通する出口流路（２５６）を有する本体（２５１）と、
ステムの軸方向の進退移動により連通口（２５４）に挿入可能で接液面の中心から垂下突設された第一弁体（２６１）と弁座面（２５２）に接離可能にされ第一弁体（２６１）から径方向へ隔離した位置に形成された円環状凸条の第二弁体（２６２）と第二弁体（２６２）から径方向へ連続して形成された薄膜部（２６３）とが一体的に設けられた隔膜（２６０）と、
上部にハンドル（２８１）が固着され下部内周面に雌ネジ部（２７８）と外周面に雌ネジ部（２７８）のピッチより大きいピッチを有する雄ネジ部（２７９）を有する第一ステム（２７７）と、
内周面に第一ステム（２７７）の雄ネジ部（２７９）と螺合する雌ネジ部（２８３）を有する第一ステム支持体（２８２）と、
上部外周面に第一ステム（２７７）の雌ネジ部（２７８）に螺合される雄ネジ部（２７０）を有し下端部に隔膜（２６０）が接続される第二ステム（２６９）と、
第一ステム支持体（２８２）の下方に位置し第二ステム（２６９）を上下移動自在かつ回動不能に支承する隔膜押さえ（２７１）と、第一ステム（２７７）と隔膜押さえ（２７１）を固定するボンネット（２８６）とを具備することを特徴とする請求項３乃至請求項１２のいずれか１項に記載の流体混合装置。
前記流量計測器が、超音波流量計、カルマン渦流量計、超音波式渦流量計、羽根車式流量計、電磁流量計、差圧式流量計、容積式流量計、熱線式流量計または質量流量計であることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の流体混合装置。
少なくとも２つの供給ラインに流れる各々の流体を任意の比率で混合させる流体混合装置であって、
フッ化水素酸または塩酸並びに純水の２種の流体が、フッ化水素酸または塩酸が１に対して純水が１０〜２００の比率で混合されることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の流体混合装置。
少なくとも３つの供給ラインに流れる各々の流体を任意の比率で混合させる流体混合装置であって、
アンモニア水または塩酸、過酸化水素水並びに純水の３種の流体が、アンモニア水または塩酸が１〜３に対して、過酸化水素水が１〜５、純水が１０〜２００の比率で混合されることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の流体混合装置。
少なくとも３つの供給ラインに流れる各々の流体を任意の比率で混合させる流体混合装置であって、
フッ化水素酸、フッ化アンモニウム及び純水の３種の流体が、フッ化水素酸が１に対して、フッ化アンモニウムが７〜１０、純水が５０〜１００の比率で混合されることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の流体混合装置。