KR100418683B1 - Differential pressure type fluid mass flow controller for controlling flow gases used in semiconductor device fabrication - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 공정가스용 차압식 유량 제어기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 공정가스가 흐르는 유로에 차압을 발생하여 가스의 유량을 측정 및 제어하는 반도체 공정가스용 차압식 유량 제어기에 관한 것이다.The present invention relates to a differential pressure flow controller for a semiconductor process gas, and more particularly, to a differential pressure flow controller for a semiconductor process gas for generating a differential pressure in the flow path through which the semiconductor process gas flows to measure and control the flow rate of the gas.
주지하고 있는 바와 같이, 반도체 공정에는 가스, 예를 들어 반도체의 제조에 사용되는 도펀트(Dopant), 에천트(Etchant), 디퓨전(Diffusion) 및 퍼지(Purge) 가스 등이 사용되고 있다. 이와 같은 반도체 공정가스는 초고순도가 요구되고 있으며, 한편으로 반도체의 제조공정에서 반도체의 특성을 결정짓는 가스의 유량을 정밀하고 신속하게 제어하는 것은 상당히 중요하다.As is well known, gas, for example, dopant, etchant, diffusion, purge gas, and the like used in the manufacture of semiconductors are used. Such semiconductor process gases require ultra high purity, and on the other hand, it is very important to precisely and quickly control the flow rate of the gas that determines the characteristics of the semiconductor in the semiconductor manufacturing process.
이와 같은 반도체의 제조공정에서 가스의 유량을 제어하는 기술의 일례로 열감지식 질량유량 제어기를 살펴보면, 몸체의 유로를 흐르는 가스는 바이패스 (Bypass)를 경유하며, 바이패스는 가스를 일정한 비율로 분배하여 플로센서(Flow sensor)로 보낸다. 플로센서의 서멀레지스터(Thermal resistor)는 가스의 흐름에 따른 열전도에 의하여 온도 변화를 발생하며, 휘스톤브리지(Wheatston bridge)는 서멀레지스터의 온도 변화를 전압의 변화로 검출하여 전기신호를 출력하고, 증폭기는 휘스톤브리지의 전기신호를 증폭하여 컨트롤러에 입력한다. 컨트롤러는 입력되는 전기신호와 세트포인트(Set point) 값을 비교하고 그 결과에 따라 솔레노이드 또는 서멀액츄에이터(Thermal actuator)에 의하여 작동하는 컨트롤밸브를 여닫아 가스의 유량을 제어한다.As an example of a technology for controlling a gas flow rate in a semiconductor manufacturing process, a heat-sensitive mass flow controller is used. Gas flowing through a flow path of a body passes through a bypass, and a bypass distributes the gas at a constant rate. Send it to the flow sensor. The thermal resistor of the flow sensor generates a change in temperature due to the heat conduction according to the flow of the gas, and the Wheatston bridge detects the change in the temperature of the thermal register as a change in voltage and outputs an electrical signal. The amplifier amplifies the electrical signal of the Wheatstone Bridge and inputs it to the controller. The controller compares the input electrical signal with the set point value, and controls the gas flow rate by opening and closing a control valve operated by a solenoid or a thermal actuator according to the result.
그러나 종래의 열감지식 유량 제어기는 가스의 흐름에 따른 열용량을 플로센서의 서멀레지스터에서 온도 변화로 발생시키고, 휘스톤브리지에 의하여 서멀레지스터의 온도 변화를 전압의 변화로 검출하여 가스의 유량을 측정하는 간접 방식으로 응답성이 매우 낮은 문제가 있다. 또한, 가스의 전체 유량 범위 내에서 유량에 따른 플로센서의 기전력과의 상관 관계가 직선성을 보장하고 있지 못하며, 가스의 압력에 따라 플로센서의 감도가 변화하기 때문에 신뢰성이 크게 저하되는 문제를 수반하고 있다. 뿐만 아니라, 가스의 종류에 따라 유량의 측정에 사용되는 보상상수를 변경해야 하는 번거롭고 불편한 문제가 있다.However, the conventional thermal sensing flow controller generates heat capacity according to the flow of gas as a temperature change in the thermal register of the flow sensor, and measures the gas flow rate by detecting the temperature change of the thermal register as a change in voltage by the Wheatstone bridge. The problem is that the response is very low in an indirect manner. In addition, the correlation with the electromotive force of the flow sensor according to the flow rate does not guarantee linearity within the entire flow range of the gas, and the sensitivity of the flow sensor changes according to the pressure of the gas, thereby causing a problem of greatly deteriorating reliability. Doing. In addition, there is a cumbersome and inconvenient problem of changing the compensation constant used for measuring the flow rate according to the type of gas.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 유로를 따라 흐르는 가스에 차압을 발생시키고, 이 가스의 차압에 의하여 유량을 측정하여 응답성과 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 반도체 공정가스용 차압식 유량 제어기를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the various problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to generate a differential pressure in the gas flowing along the flow path, and to measure the flow rate by the differential pressure of the gas to respond and reliability To provide a differential pressure flow controller for a semiconductor process gas that can greatly improve the.
본 발명의 다른 목적은 빠른 응답속도와 가스의 안정된 흐름에 의하여 가스의 유량을 정밀하고 신속하게 제어할 수 있는 반도체 공정가스용 차압식 유량 제어기를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a differential pressure flow controller for a semiconductor process gas capable of precisely and quickly controlling a gas flow rate by a fast response speed and a stable flow of gas.
본 발명의 또 다른 목적은 간단한 구조에 의하여 간편하고 경제적으로 제작및 유지보수할 수 있는 반도체 공정가스용 차압식 유량 제어기를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a differential pressure flow controller for semiconductor process gas which can be manufactured and maintained simply and economically by a simple structure.
본 발명의 또 다른 목적은 유로에 설치되어 가스의 흐름에 차압을 발생하는 차압발생요소 자체의 필터링 기능에 의하여 가스의 순도를 높일 수 있는 반도체 공정가스용 차압식 유량 제어기에 있다.Still another object of the present invention is to provide a differential pressure flow controller for a semiconductor process gas that can increase the purity of the gas by the filtering function of the differential pressure generating element itself is installed in the flow path to generate a differential pressure in the flow of gas.
이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 반도체 공정가스의 유로를 갖는 몸체와; 몸체의 유로를 여닫아 가스의 흐름을 제어하는 컨트롤밸브와; 몸체의 유로에 차압을 발생시킬 수 있도록 설치되는 차압발생요소와; 차압발생요소를 기준으로 하여 유로의 상류와 하류를 연결하는 바이패스와; 차압발생요소에 의하여 발생하는 유로상의 차압을 검출할 수 있도록 바이패스에 설치되는 압력센서와; 압력센서로부터 입력되는 검출신호에 따라 가스의 유량을 산출하고, 컨트롤밸브를 제어하는 중앙처리장치로 이루어지는 반도체 공정가스용 차압식 유량 제어기에 있다.A feature of the present invention for achieving the above object is a body having a flow path of the semiconductor process gas; A control valve for controlling the flow of gas by opening and closing the flow path of the body; A differential pressure generating element installed to generate differential pressure in a flow path of the body; Bypass for connecting the upstream and downstream of the flow path based on the differential pressure generating element; A pressure sensor installed in the bypass to detect a differential pressure on the flow path generated by the differential pressure generating element; A differential pressure flow controller for semiconductor process gas comprising a central processing unit for calculating a gas flow rate in accordance with a detection signal input from a pressure sensor and controlling a control valve.
도 1은 본 발명에 따른 차압식 유량 제어기의 구성을 나타낸 정면도,1 is a front view showing the configuration of a differential pressure type flow controller according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 차압식 유량 제어기의 구성을 부분적으로 확대하여 나타낸 단면도,2 is a partially enlarged cross-sectional view of a configuration of a differential pressure type flow controller according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 차압식 유량 제어기에서 다른 예의 차압발생요소가 적용되어 있는 구성을 부분적으로 확대하여 나타낸 단면도,3 is a partially enlarged cross-sectional view showing a configuration in which a differential pressure generating element of another example is applied in a differential pressure type flow controller according to the present invention;
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 부분 확대 단면도이다.4 is a partially enlarged cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3.
♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣♣ Explanation of symbols for the main parts of the drawing ♣
10: 몸체 12: 유로10: body 12: euro
18: 가스공급장치 20: 컨트롤밸브18: gas supply device 20: control valve
22: 밸브실 24: 액츄에이터22: valve chamber 24: actuator
26: 밸브체 30: 차압발생요소26: valve body 30: differential pressure generating element
32: 다공성 물질 34: 기공32: porous material 34: pores
36: 모세관 38: 구멍36: capillary 38: hole
40: 바이패스 42: 제1 압력포트40: bypass 42: first pressure port
44: 제2 압력포트 50: 압력센서44: second pressure port 50: pressure sensor
60: 중앙처리장치 70: 케이싱60: central processing unit 70: casing
이하, 본 발명에 따른 반도체 공정가스용 차압식 유량 제어기에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a differential pressure flow controller for a semiconductor process gas according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 유량 제어기의 외관을 구성하는 몸체(10)에는 반도체의 제조에 사용되는 도펀트, 에천트, 디퓨전 및 퍼지 가스 등의 유로(12)가 형성되어 있으며, 유로(12)는 가스의 도입구(14)와 가스의 배출구(16)를 갖는다. 도입구(14)는 잘 알려진 가스공급장치(18)에 연결되어 있으며, 배출구(16)를 통하여 배출되는 가스는 반도체의 제조공정으로 공급된다. 유로(12)의 상류는 컨트롤밸브(20)의 밸브실(22)과 연결되어 있다. 컨트롤밸브(20)의 밸브실(22)에는 액츄에이터(24)의 작동에 의하여 유로(12)를 여닫아 가스의 흐름을 제어하는 밸브체(26)가 구성되어 있다. 본 실시예에 있어서 컨트롤밸브(20)의 액츄에이터(24)는 일반적인 솔레노이드로 구성할 수 있다.First, referring to Figures 1 and 2, the body 10 constituting the appearance of the flow controller according to the present invention is formed with a passage 12, such as dopants, etchant, diffusion and purge gas used in the manufacture of a semiconductor The flow path 12 has a gas inlet 14 and a gas outlet 16. Inlet 14 is connected to a well-known gas supply device 18, the gas discharged through the outlet 16 is supplied to the manufacturing process of the semiconductor. The upstream of the flow path 12 is connected to the valve chamber 22 of the control valve 20. In the valve chamber 22 of the control valve 20, a valve body 26 for controlling the flow of gas by opening and closing the flow path 12 by the operation of the actuator 24 is configured. In the present embodiment, the actuator 24 of the control valve 20 may be formed of a general solenoid.
본 발명의 유량 제어기는 유로(12)의 하류에 설치되어 가스의 흐름에 차압을 발생하는 차압발생요소(30)를 구비한다. 차압발생요소(30)는 가스의 흐름에 대하여 저항을 발생하는 다공성 물질(Porous material: 32)로 구성되어 있으며, 이 다공성 물질(32)은 다수의 미세한 기공(34)들을 갖는다. 다공성 물질(32)은 세라믹 필터 (Ceramic filter)나 스테인리스스틸 필터(Stainless steel filter)로 구성되어 있다. 세라믹 필터 및 스테인리스스틸 필터는 소결에 의하여 제작할 수 있으며, 스테인리스스틸 필터는 일렉트로폴리싱(Electropolishing)에 의하여 정밀도, 청정도, 화학적 안정성, 내식성 등이 우수한 표면을 갖도록 제작한다. 이와 같은 세라믹 필터 및 스테인리스스틸 필터에 의해서는 기공들을 통과하는 가스 속의 불순물을 효과적으로 흡착하여 제거할 수 있다.The flow controller of the present invention includes a differential pressure generating element 30 installed downstream of the flow path 12 to generate a differential pressure in the flow of gas. The differential pressure generating element 30 is composed of a porous material 32 which generates resistance to the flow of gas, and the porous material 32 has a plurality of fine pores 34. Porous material 32 is composed of a ceramic filter (Seramic filter) or stainless steel filter (Stainless steel filter). The ceramic filter and the stainless steel filter may be manufactured by sintering, and the stainless steel filter is manufactured to have a surface having excellent precision, cleanliness, chemical stability, and corrosion resistance by electropolishing. Such a ceramic filter and a stainless steel filter can effectively adsorb and remove impurities in the gas passing through the pores.
도 3과 도 4를 참조하면, 차압발생요소(30)의 다른 예로 복수의 모세관(36)들은 몸체(10)의 유로(12)에 설치되어 가스의 흐름에 저항을 발생하며, 모세관(36)들의 구멍(38)을 통과하는 가스 속의 불순물은 구멍(38)의 표면에 흡착되어 제거된다. 모세관(36)들은 다공성 물질(32)과 마찬가지로 스테인리스스틸을 소재로 제작하여 일렉트로폴리싱한다. 본 실시예에 있어서 차압발생요소(30)의 모세관(36)들은 다공판으로 대신할 수도 있으며, 모세관(36)들과 다공판의 표면은 필요에 따라 유리에 의하여 코팅할 수도 있다.3 and 4, as another example of the differential pressure generating element 30, the plurality of capillaries 36 are installed in the flow path 12 of the body 10 to generate resistance to the flow of gas. Impurities in the gas passing through the holes 38 of the field are adsorbed and removed from the surface of the holes 38. The capillaries 36 are made of stainless steel as the porous material 32 and are electropolished. In the present embodiment, the capillary tubes 36 of the differential pressure generating element 30 may be replaced by a porous plate, and the capillary tubes 36 and the surface of the porous plate may be coated by glass as necessary.
도 1을 다시 참조하면, 본 발명의 유량 제어기는 차압발생요소(30)를 기준으로 하여 유로(12)의 상류와 하류를 연결하는 바이패스(40)를 구비하며, 바이패스 (40)는 상류의 제1 압력포트(42)와 하류의 제2 압력포트(44)로 구성되어 있다. 바이패스(40)의 제1 및 제2 압력포트(42, 44) 사이에는 제1 및 제2 압력포트(42, 44)의 압력을 검출하는 압력센서(50)가 설치되어 있다. 압력센서(50)는 제1 및 제2 압력포트(42, 44) 사이의 차압을 검출하는 차압센서로 구성할 수 있다. 압력센서(50)의 감지신호는 중앙처리장치(Central Processing Unit, CPU: 60)에 입력되며, 중앙처리장치(60)는 압력센서(50)로부터 입력되는 검출신호에 따라 컨트롤밸브(20)의 액츄에이터(24)를 작동시켜 가스의 흐름을 제어한다. 컨트롤밸브(20)와 중앙처리장치(60)는 몸체(10)에 착탈할 수 있도록 부착되는 케이싱(70)에 수용되어 있다.Referring again to FIG. 1, the flow controller of the present invention includes a bypass 40 connecting upstream and downstream of the flow path 12 based on the differential pressure generating element 30, and the bypass 40 is upstream. The first pressure port 42 and the downstream second pressure port 44. Between the first and second pressure ports 42 and 44 of the bypass 40, a pressure sensor 50 for detecting the pressure of the first and second pressure ports 42 and 44 is provided. The pressure sensor 50 may be configured as a differential pressure sensor for detecting a differential pressure between the first and second pressure ports 42 and 44. The detection signal of the pressure sensor 50 is input to the central processing unit (CPU) 60, and the central processing unit 60 is connected to the control valve 20 according to the detection signal input from the pressure sensor 50. Actuator 24 is operated to control the flow of gas. The control valve 20 and the central processing unit 60 are housed in a casing 70 which is attached to and detachable from the body 10.
지금부터는 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 반도체 공정가스용 차압식 유량 제어기에 대한 작용을 설명한다.The operation of the differential pressure flow controller for semiconductor process gas according to the present invention having such a configuration will now be described.
도 1과 도 2를 참조하면, 컨트롤밸브(20)의 밸브체(26)가 열려진 상태에서 가스공급장치(18)로부터 공급되는 가스는 몸체(10)의 도입구(14)를 통하여 도입된 후, 몸체(10)의 유로(12)를 따라 흐르면서 밸브실(22)과 다공성 물질(32)의 기공 (34)들을 순차적으로 경유하게 된다. 유로(12)의 단면적보다 좁은 다공성 물질(32)의 기공(34)들을 통과함으로써 가스의 압력은 강하된다. 따라서, 다공성 물질(32)의 상류와 하류에는 압력의 차이가 발생하며, 제1 압력포트(42)와 제2 압력포트 (44) 사이에도 압력의 차이가 발생한다. 이때, 다공성 물질(32)의 기공(34)들을 통과하는 가스의 흐름이 층류유동(Laminar flow)이면 가스의 차압과 유량과의 관계는 직선으로 나타난다.1 and 2, after the gas supplied from the gas supply device 18 in the state in which the valve body 26 of the control valve 20 is opened, the gas is introduced through the inlet 14 of the body 10. In addition, the flow path 12 of the body 10 passes through the pores 34 of the valve chamber 22 and the porous material 32 sequentially. The pressure of the gas is lowered by passing through the pores 34 of the porous material 32 narrower than the cross-sectional area of the flow passage 12. Accordingly, a pressure difference occurs upstream and downstream of the porous material 32, and a pressure difference occurs between the first pressure port 42 and the second pressure port 44. At this time, if the flow of the gas passing through the pores 34 of the porous material 32 is a laminar flow, the relationship between the differential pressure and the flow rate of the gas appears as a straight line.
압력센서(50)는 제1 압력포트(42)와 제2 압력포트(44) 사이의 차압을 검출하여 검출신호를 출력하며, 중앙처리장치(60)는 압력센서(50)로부터 입력되는 검출신호를 세트포인트 값과 비교하여 가스의 유량을 구한다. 중앙처리장치(60)는 얻어진 가스의 유량이 미리 설정되어 있는 적정한 가스의 유량인가를 판단하여 가스의 유량이 적정하게 유지되도록 컨트롤밸브(20)의 액츄에이터(24)를 작동시키는 제어신호를 출력하며, 액츄에이터(24)의 작동에 의하여 밸브체(26)는 유로(12)를 여닫아 가스의 흐름을 제어한다.The pressure sensor 50 detects the differential pressure between the first pressure port 42 and the second pressure port 44 and outputs a detection signal, and the central processing unit 60 detects the detection signal input from the pressure sensor 50. The flow rate of the gas is obtained by comparing with the set point value. The central processing unit 60 determines whether the flow rate of the obtained gas is a predetermined flow rate of the preset gas, and outputs a control signal for operating the actuator 24 of the control valve 20 so that the flow rate of the gas is properly maintained. By the operation of the actuator 24, the valve body 26 opens and closes the flow path 12 to control the flow of gas.
이와 같이 다공성 물질(32)의 상류와 하류에서 발생하는 차압을 압력센서 (50)에 의하여 검출하고, 중앙처리장치(60)에 의하여 가스의 유량을 산출한 후, 컨트롤밸브(20)의 밸브체(26)에 의하여 가스의 유량을 제어하여 응답성과 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있으며, 또한 반도체의 제조에 적합하도록 가스의 유량을 정밀하고 신속하게 제어할 수 있다.In this way, the differential pressure generated upstream and downstream of the porous material 32 is detected by the pressure sensor 50, the gas flow rate is calculated by the central processing unit 60, and then the valve body of the control valve 20 By 26, the flow rate of the gas can be controlled to significantly improve responsiveness and reliability, and the flow rate of the gas can be precisely and quickly controlled to be suitable for the manufacture of semiconductors.
한편, 본 발명의 유량 제어기는 몸체(10)의 유로(12)에 다공성 물질(32)을 설치하고, 다공성 물질(32)에 의한 가스의 차압을 압력센서(50)에 의하여 검출하는 간단한 구조에 의하여 간편하고 저렴한 비용으로 제작할 수 있다. 다공성 물질(32)과 압력센서(50)는 교환이 쉽고, 수리가 용이하여 간편하고 경제적으로 유지보수할 수 있다. 그리고 다공성 물질(32)의 기공(34)들을 통과하는 가스 속에 포함되어 있는 불순물은 기공(34)들에 흡착되어 제거되므로, 가스의 순도를 효과적으로 높일 수 있다.Meanwhile, the flow controller of the present invention has a simple structure in which the porous material 32 is installed in the flow path 12 of the body 10 and the differential pressure of the gas by the porous material 32 is detected by the pressure sensor 50. It can be produced at a simple and low cost. The porous material 32 and the pressure sensor 50 are easy to exchange, easy to repair and can be easily and economically maintained. In addition, since impurities contained in the gas passing through the pores 34 of the porous material 32 are adsorbed and removed from the pores 34, the purity of the gas may be effectively increased.
도 3과 도 4를 참조하면, 차압발생요소(30)의 다른 예로 모세관(36)들의 구멍(38)을 통과한 가스의 압력은 앞에서 설명한 다공성 물질(32)에서와 마찬가지로 강하되며, 압력센서(50)는 모세관(36)들의 상류와 하류에 배치되어 있는 제1 압력포트(42)와 제2 압력포트(44) 사이의 차압을 검출하여 검출신호를 출력한다. 중앙처리장치(60)는 앞에서 설명한 것과 마찬가지로 압력센서(50)로부터 입력되는 검출신호를 세트포인트 값과 비교하여 가스의 유량을 구하고, 컨트롤밸브(20)의 액츄에이터(24)를 작동시키는 제어신호를 출력하며, 액츄에이터(24)의 작동에 의하여 밸브체(26)는 유로(12)를 여닫아 가스의 흐름을 제어한다. 그리고 모세관(36)들의 구멍(38)을 통과하는 가스 속의 불순물은 구멍(38)의 내면에 흡착되어 제거되므로, 가스의 순도를 효과적으로 높일 수 있다.3 and 4, as another example of the differential pressure generating element 30, the pressure of the gas passing through the hole 38 of the capillary tubes 36 is lowered as in the porous material 32 described above, and the pressure sensor ( 50 detects a differential pressure between the first pressure port 42 and the second pressure port 44 disposed upstream and downstream of the capillary tubes 36 and outputs a detection signal. As described above, the central processing unit 60 compares the detection signal input from the pressure sensor 50 with the set point value to obtain the flow rate of the gas, and controls the control signal for operating the actuator 24 of the control valve 20. The valve body 26 opens and closes the flow path 12 to control the flow of gas by the operation of the actuator 24. In addition, since impurities in the gas passing through the holes 38 of the capillaries 36 are adsorbed and removed from the inner surface of the holes 38, the purity of the gas can be effectively increased.
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명은 반도체 공정가스의 유량을 제어하는 것으로 설명되어 있으나, 화학 공정의 가스나 기타 유체의 유량을 제어하는데 적용할 수 있다.The embodiments described above are merely to describe preferred embodiments of the present invention, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, those skilled in the art within the spirit and claims of the present invention It will be understood that various changes, modifications, or substitutions may be made thereto, and such embodiments are to be understood as being within the scope of the present invention. In addition, the present invention is described as controlling the flow rate of the semiconductor process gas, but may be applied to control the flow rate of the gas or other fluid of the chemical process.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 공정가스용 차압식 유량 제어기에 의하면, 가스의 유로에 다공성 물질, 모세관들 등의 차압발생요소를 설치하여 유로를 따라 흐르는 가스에 차압을 발생시키고, 이 가스의 차압에 의하여 유량을 측정하여 응답성과 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있으며, 빠른 응답속도 및 가스의 안정된 흐름에 의하여 가스의 유량을 정밀하고 신속하게 제어할 수 있다. 또한, 간단한 구조에 의하여 간편하고 경제적으로 제작 및 유지보수할 수 있으며, 유로에 설치되어 가스의 흐름에 차압을 발생하는 차압발생요소 자체의 필터링 기능에 의하여 가스의 순도를 높일 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the differential pressure type flow controller for a semiconductor process gas according to the present invention, a differential pressure generating element such as a porous material, capillaries, etc. is installed in a gas passage to generate a differential pressure in a gas flowing along the passage. The response and reliability can be greatly improved by measuring the flow rate by the differential pressure of, and the flow rate of the gas can be precisely and quickly controlled by the fast response speed and the stable flow of the gas. In addition, it is possible to manufacture and maintain a simple and economical by a simple structure, it is possible to increase the purity of the gas by the filtering function of the differential pressure generating element itself is installed in the flow path to generate a differential pressure in the flow of gas.
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| JP2000075932A (en) * | 1998-08-31 | 2000-03-14 | Horiba Ltd | Gas flow rate controller |
| US6152162A (en) * | 1998-10-08 | 2000-11-28 | Mott Metallurgical Corporation | Fluid flow controlling |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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