JPS62112014A - マスフロメ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は流体の流量を計測するマスフロメータに関し、
特に半導体製造工程等における処理ガスの流量を計測し
て制御する際に用いて有効なマスフロ千メータに関する
ものである。

〔背景技術〕

一般に、半導体製造工程における拡散装置のソースキャ
ビネットに拡散ガスを供給するような場合、そのガス流
量を計測してこれを制御する必要がある。このため、前
記装置のガス供給配管の途中にマスフロ４メータを配設
してガス流量を計測することが行われており、例えば第
２図のように、本発明者が先に特願昭５９−２２７８１
号で提案したようなマスフロメータが利用されている。

このマスフロメータは、口径を絞った流入部２と流出部
３を有しかつ被計測ガスが通流される主流路ｌには仕切
板７に多数の流通孔８を開設した流量制限素子９を介挿
している。また、この流量制限素子９の上流及び下流位
置の前記主流路工には一対の膨出部４．５を夫々一体に
突出形成し、これら膨出部４．５間には前記主流路１よ
りも細径の迂回路６を連設している。この迂回路６の略
中央部には一対の自己発熱抵抗体１０ａ、１０ｂを巻装
しており、これら発熱抵抗体１０ａ、１０ｂは他の抵抗
体１０ｃ、１０ｄ及び電圧計１２とともにブリッジ回路
１３を構成している。そして、このブリッジ回路１３は
コントローラ１４を介して図外のマスフローコントロー
ルバルブに接続している。

この構成では、主流路ｌを流れるガス等の流体の一部は
、膨出部４に分流し、迂回路６を流れて下流側の膨出部
５を通って主流路１に戻る。迂回路６内を流れる流体に
よって発熱抵抗体１０ａ。

１０ｂは冷却され、その冷却の度合により抵抗が変化さ
れ、この抵抗値の変化はブリッジ回路１３に設けられた
電圧計１２によって検出される。発熱抵抗体１０ａ、’
１０ｂの冷却の度合は、流体の速度、即ち迂回路６の断
面積が一定であるから流量に比例し、かつ電圧計１２は
迂回路６の流量、即ち迂回路６と主流路１との関係が予
め規定しであることから、主流路１の流量をマスフロー
コントロールバルブのコントローラ１４に出力でキル。

ところで、この構成のマスフロ÷メータでは、計測可能
な流量は、主流路１と迂回路６を夫々通流される流体量
の比によって決定され、前記した構成のものでは、第３
図のように１０５６／ｈまでの計測は可能である。これ
以上に計測範囲を向上するためには、主流路１を大径に
するか、或いは迂回路６を更に細径にするかのいずれか
の方法が考えられる。しかしながら、主流路１を大径に
することはメータ全体の大型化を招くとともにコストア
ップの原因となる。また、迂回路６を石英等の材料で構
成している現在の構造では、迂回路６を細径にすること
は技術的に極めて難しい。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、主流路の大径化及び迂回路の細径化の
双方を行うことなく主流路と迂回路との流体量の比を大
きくして計測範囲の拡大を図ることのできるマスフロ咋
メータを提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

即ち、主流路と迂回路とを存するマスフロガメータにお
いて、迂回路の一部に迂回路よりも小径のオリフィスを
形成し、このオリフィスによって迂回路を通流する流体
の流量を実質的に絞り、これにより迂回路と主流路との
流体量比を拡大し、かつ計測範囲の拡大を達成する。

〔実施例〕

第１図は本発明のマスフロ→メータの断面構成を示して
おり、図において１は主流路、６は迂回路である。前記
主流路１は口径を絞った流入部２と流出部３を有し、か
つその途中には、仕切板７に多数の流通孔８を形成した
流量制限素子９を介挿している。また、この流量制限素
子９の上流位置及び下流位置には夫々膨出部４．５を形
成し、前記迂回路６はこれら膨出力部４，５間に亘って
連設している。そして、この例では上流側の膨出力部４
には隔壁１５を形成して主流路１と迂回路６とを隔絶す
るとともに、この隔壁１５には迂回路６よりも小径のオ
リフィス１６を開設している。

更に、前記迂回路６の途中には、自己発熱抵抗体ｌＱａ
、１０ｂを巻装し、他の抵抗体１０Ｃ，１０ｄとともに
ブリッジ回路１３を構成してコントローラ１４に接続し
、計測部を構成している。

なお、前記主流路１及び迂回路６において、ガス等の流
体に直接接触する部分は、石英ガラスによって構成して
いる。

この構成によれば、主流路１を通流する流体の一部は、
膨出部４から迂回路６に分流し、これは膨出部５を経て
再び主流路１に復流されるが、迂回路６の通流時にその
流量に応じて発熱抵抗体１０ａ、１０ｂを冷却する。そ
して、この発熱抵抗体１０ａ、１０ｂの抵抗値変化に応
じてブリッジ回路１３及びコントローラ１４によって全
体流量が計測されることはこれまでと同しである。

しかしながら、本例では迂回路６の入口部に隔壁１５と
オリフィス１６を配設しているため、迂回路６を通流さ
れる流体は、このオリフィス１６によって迂回路６の口
径以下の流量に絞られる。

これにより、迂回路６と主流路１を通流する流体の流量
比を両者の口径比以上に拡大することができ、結局マス
フロかメータにおける流体の計測範囲を増大することが
可能となる。

因みに、本発明によれば、第３図のように従来のマスフ
ロＷメータと同一サイズのものでも１５０　ｆ／ｈまで
の計測が可能とされ、しかも、本例の場合、出力電圧１
５．６ｍ　Ｖで１５０　Ｎ／ｈまで±１％以内での計測
が可能とされた。また、小流量領域での器差の改善があ
り、この領域での中だるみを解消し、軽量精度を向上す
ることもできた。

このため、迂回路６を石英ガラスによって形成してその
細径化が困難な場合でも、実質的な迂回路の細径化を図
ることができ、また主流路１の大径化を生ずることもな
い。

なお、主流路１や迂回路６の流体に接触する部分を石英
ガラスによって構成することにより、流体が特定のガス
種の場合でもマスフロイメータの腐食の恐れがないのは
言うまでもない。

〔効果〕

（１）迂回路の一部に、迂回路の口径よりも小径のオリ
フィスを形成しているので、このオリフィスによって迂
回路を通流する流体を絞り、主流路との流量比を増大で
きるので、迂回路に設けた流量計測部の計測範囲の増大
を図ることができる。

（２）迂回路に一部にオリフィスを設けて主流路との流
量比の増大を図るので、主流路の口径を大きくする必要
がないとともに迂回路の口径を小さくする必要もなく、
全体の小型化を図るとともに製造の簡易化を図ることが
できる。

（３）従来構造と比較してオリフィスを付加するのみで
良いので、既存の装置に容易に適用できる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であるこ２はいうまでもない。

例えば、計測部は他の検出素子を用いて流量を計測する
方式の構成でもよい。また、オリフィスは迂回路の出口
側に配設してもよく、その位置は任意に設定できる。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体装置の製造用
に使用する拡散装置のガス供給系に適用した場合につい
て説明したが、それに限定されるものではなく、ガスで
代表される流体の流量を計測する装置の全てに適用でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、 第２図は従来構造の断面図、 第３図は流量と出力電圧との関係を示すグラフである。 １・・・主流路、２・・・流入部、３・・・流出部、４
．５・・・膨・・・抵抗体、１３・・・ブリッジ回路、
１４・・・マスフローコラ ンドロー鯰−＃＃、１５−・・隔壁、１６・・・オリフ
ィス。 第　　１　　図 第　　２．　　図 第　　３　　図 デ童　　勾

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流体が通流される主流路と、この主流路の一部を迂
   回するように設けた迂回路と、この迂回路に設けられ流
   量を計測する計測部とを備え、前記主流路には流量制限
   素子を介挿するとともに前記迂回路の一部には迂回路よ
   りも小径のオリフィスを形成したことを特徴とするマス
   フロメータ。 ２、計測部は迂回路に巻装した発熱抵抗体を有し、この
   発熱抵抗体でブリッジ回路を構成してなる特許請求の範
   囲第１項記載のマスフロメータ。 ３、主流路及び迂回路の少なくとも流体と接触する部分
   を石英ガラスにて構成してなる特許請求の範囲第２項記
   載のマスフロメータ。