KR20100139118A - 유량 조정기용 자동 압력 조정기 - Google Patents

유량 조정기용 자동 압력 조정기 Download PDF

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가부시키가이샤 후지킨
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Abstract

유량 조정기의 출력 유량을 변경하거나 유통하는 가스종을 변경한 경우에 그 출력측의 유량에 오버슈트가 발생하지 않도록 한다. 본 발명은 유량 조정기로 공급되는 가스 공급 압력의 자동 압력 조정기(20)로서, 압전 소자 구동형 압력 조정 밸브(15), 압력 조정 밸브(15)의 출력측에 설치된 제어압 검출기(14), 및 제어압 검출기(14)의 검출값(P2)과 제어압의 설정값(Pst)이 입력되며 압력 조정 밸브(15)의 압전 소자 구동부로 비례 제어 방식에 의해 제어 신호를 공급하여 밸브의 개도 조정을 행하는 컨트롤러(16)로 상기 자동 압력 조정기(20)를 구성함과 아울러, 적분 동작을 무효로 함으로써 컨트롤러의 상기 비례 제어 방식을 제어압에 잔류 편차를 발생시키는 제어로 한다.

Description

유량 조정기용 자동 압력 조정기{AUTOMATIC PRESSURE REGULATOR FOR FLOW REGULATOR}
본 발명은 반도체 제조용 챔버 등으로 가스를 공급하는 가스 공급 장치의 유량 조정기용 자동 압력 조정기에 관한 것이며, 공급 가스 유량의 스위칭시 등에 유량 조정기의 유량 출력에 발생되는 오버슈트(overshoot)를 거의 완전히 방지할 수 있도록 한 유량 조정기용 자동 압력 조정기에 관한 것이다.
반도체 제조 장치 등의 가스 공급 장치에 있어서는 종래부터, 도 13에 나타낸 바와 같이, 가스 공급원(SG)으로부터의 가스 공급 라인에 압력 조정기(R)를 설치하고, 이 압력 조정기(R)의 출력측의 가스 공급 관로(Lo)에 복수개의 분기 관로(La,Lb,Lc)를 설치함과 아울러, 각 분기 관로(La,Lb,Lc)에 레귤레이터(1a,1b, 1c), 입력측 압력 센서(2a,2b,2c), 출구측 압력 센서(3a,3b,3c), 및 컨트롤러(4a, 4b,4c)로 이루어지는 자동 압력 조정기(5a,5b,5c), 및 열식 질량 유량 조정기(MFC1, MFC2,MFC3)를 설치하고, 각 열식 질량 유량 조정기(MFC1,MFC2,MFC3)의 입구측 압력 센서(2a,2b,2c)와 출구측 압력 센서(3a,3b,3c)의 압력차 ΔP가 설정값의 범위 외가 되면 컨트롤러(4a,4b,4c)를 통하여 레귤레이터(1a,1b,1c)에 피드백을 걸어 각 레귤레이터(1a,1b,1c)의 출구측 압력을 조정하여 상기 압력차 ΔP가 설정값의 범위 내가 되도록 자동 제어함으로써 설정 유량의 가스를 각 가스 사용 대상(6a,6b,6c)으로 안정적으로 공급할 수 있게 하고 있다.
또한, 상기 각 컨트롤러(4a,4b,4c)에 의한 제어에는 소위 PID 제어 동작의 특성이 구비되어 있고, 입구측 압력 센서(2)와 출구측 압력 센서(3) 사이의 압력차(편차) ΔP를 보다 적은 사이클링으로 조기에 0으로 수렴시키기 위해서 P 제어 동작, I 제어 동작 및 D 제어 동작의 각 제어 동작량을 자동적으로 조정하는 오토 튜닝 기능이 구비되어 있다.
상기 도 13에 나타낸 종래의 자동 압력 조정기(5a,5b,5c)는 가스 사용 대상인 진공 챔버 등으로 공급되는 가스 유량을 고정밀도로 제어할 수 있음과 아울러, 공급 가스 유량을 변화시킨 경우에 있어서도 비교적 신속하게 가스 유량을 새로운 설정 유량으로 수렴시킬 수 있어 뛰어난 실용적 효용을 발휘하는 것이다.
그러나, 상기 도 13에 나타낸 자동 압력 조정기(5a,5b,5c)에도 해결해야 할 문제점이 많이 남아 있다. 그 중에서도 긴급하게 해결해야 할 문제는 유량 10~1000SCCM 정도의 가스를 진공 챔버(101~10-5torr)로 공급하고 있을 때에 자동 압력 조정기(5a,5b,5c)에 의해 가스 흐름을 단속시키면 가스 공급 개시시에 열식 질량 유량 조정기(MFC1,MFC2,MFC3)의 출구측 유량에 소위 오버슈트가 발생되어 가스종의 스위칭 공급이 심한 성막 장치 등에 있어서는 막의 치밀도나 막 두께 등에 변동을 초래하여 균일한 막질의 성막이 곤란해진다는 문제가 있다.
일본 특허 공개 평7-240375호 공보 일본 특허 공개 2005-339439호 공보
본 출원의 발명은 종래의 자동 압력 조정기(5a,5b,5c)에 있어서의 상술한 바와 같은 문제, 즉 가스 유량 설정의 스위칭시, 특히 가스 공급 개시시에 컨트롤러(4a,4b,4c)의 제어 특성이나 오토 레귤레이터(1a,1b,1c)의 유량 제어 특성에 의해 열식 질량 유량 조정기(MFC)에 소위 유량의 오버슈트가 발생되는 현상을 해소하여 작은 유량의 가스의 유량 제어이여도 오버슈트를 발생하지 않고 열식 질량 유량 조정기로 고정밀도의 유량 제어를 행하도록 한 유량 조정기용 자동 압력 조정기를 제공하는 것을 발명의 주목적으로 하는 것이다.
본 출원의 발명자들은 우선 최초로 수동 압력 조정기(40) 및 열식 질량 유량 조정기(17)를 사용하여, 도 1에 나타내는 바와 같은, 시험 장치를 형성하고 수동 압력 조정기(40)의 유량 응답성을 조사하였다. 즉, 수동 압력 조정기(40)에 제어압의 설정값(Pst)을 설정하고, 그 때의 열식 질량 유량 조정기(17)의 유량 출력의 스텝 응답 및 안정성을 조사하였다.
또한, 도 1에 있어서 10은 N2 가스 공급원, 11은 수동 압력 조정기, 12는 필터, 13은 공급압 검출기, 14는 제어압 검출기, 17은 열식 질량 유량 조정기, 18·19는 밸브, 40은 수동 압력 조정기, 21은 진공 펌프이다.
상기 N2 가스 공급원(10)에는 N2 충전 용기가 사용되고 있고, 수동 압력 조정기(11)에는 ERSB-2069-WE(YUTAKA 제조)가 사용되고 있다. 또한, 수동 압력 조정기(40)에는 SQMICROHF502PUPG6010(Parker 제조)이 사용되고 있고, 또한 열식 질량 유량 조정기(17)에는 FC-D98CT-BF(Aera 제조, F.S. 50SCCM)가 사용되고 있다.
구체적으로는, 우선 각 기기를 접속하여 도 1의 시험 장치를 구성한다. 이어서, 진공 펌프(21)를 운전하여 열식 질량 유량 조정기(17)의 2차측을 진공 흡인하였다. 그 후, 계속해서 수동 압력 조정기(11)의 공급압을 300㎪G로, 그리고 수동 압력 조정기(40)의 제어압을 280㎪ abs.로 각각 설정하였다.
그리고, 열식 질량 유량 조정기(17)의 입력측과 출력측의 스텝 응답을 데이터 로거에 의해 계측함과 아울러, 수동 압력 조정기(40)의 제어압을 동일하게 계측하였다. 또한, 열식 질량 유량 조정기(17)의 입·출력측의 스텝 응답 및 수동 압력 조정기(40)의 제어압의 계측은 NR-600(KEYENCE 제조)의 데이터 로거를 사용하였다.
도 2는 상기 시험에 있어서의 수동 압력 조정기(40)의 유량 응답 특성을 나타내는 것이며, 수동 압력 조정기(40)의 제어압과 열식 질량 유량 조정기(17)의 입·출력측의 스텝 응답 특성을 나타내고 있다.
즉, 도 2에 있어서 곡선(A)은 열식 질량 유량 조정기(17)의 유량 입력의 값(전압값), 곡선(B)은 유량 출력의 값(전압값)을 나타내는 것이며, 수동 압력 조정기(40)의 경우에는, 확대 부분(C)으로부터 명확해지는 바와 같이, 열식 질량 유량 조정기(17)의 입상시의 오버슈트는 풀-스케일(F.S.) 유량의 0.8%로 극히 낮은 것이 판명되었다. 또한, 수동 압력 조정기(40)에 의한 경우에는, 곡선(D)으로 나타낸 바와 같이, 정지(靜止)시와 동압(動壓)시에서 제어압에 편차가 발생하고 정지시(유량 0SCCM)와 동압시(유량 50SCCM)의 제어압의 편차 차이는 약 5㎪ 정도가 된다는 것을 알았다.
이어서, 도 1에 나타낸 수동 압력 조정기(40)를, 도 3에 나타낸 바와 같이, 압력 조정 밸브(15) 및 컨트롤러(16)로 이루어지는 PID 제어 동작에 의한 자동 압력 조정기(20)로 치환한 경우에 대해서, 상기 도 2의 경우와 마찬가지로, 자동 압력 조정기(20)의 제어압과 열식 질량 유량 조정기(17)의 입·출력측의 스텝 응답 특성을 조사하였다.
또한, 자동 압력 조정기(20)는 컨트롤러(16)에 의해 PID 제어 동작에 의한 자동 제어가 행해지므로 그 제어압의 편차는 최종적으로 0이 된다.
도 4는 그 결과를 나타내는 것이며, 컨트롤러(16)에 의한 PID 제어 동작이 행해짐으로써 자동 압력 조정기(20)의 제어압은, 곡선(D)에 나타낸 바와 같이, 그 편차가 없어지는 방향으로 조정된다. 그 결과, 열식 질량 유량 조정기(17)의 유량 출력의 값은 곡선(B)과 같이 되어, 그 확대부(C)로부터 명확해지는 바와 같이, 풀-스케일(F.S.) 유량의 약 7.8% 정도의 오버슈트가 발생된다는 것이 판명되었다.
즉, 자동 압력 조정기(20)의 제어압을 컨트롤러(16)에 의해 PID 제어 동작을 부가한 자동 피드백 제어로 함으로써 가스 유량의 입상시에 열식 질량 유량 조정기(17)의 출력값에 의해 큰 오버슈트가 기생(起生)한다는 것이 판명되었다.
본 출원의 발명은 상술한 바와 같은 지견을 기초로 하여 개발된 것이며, 자동 압력 제어기(20)의 압력 조정 밸브(15)를 피드백 제어하는 컨트롤러(16)의 제어 특성을 조정함으로써 가스 유량의 입상시에 있어서의 열식 질량 유량 조정기(17)의 출력에 기생하는 오버슈트를 방지하는 것을 착상하고, 상기 착상에 근거하여 수많은 자동 압력 제어기(20)에 대해서 압력 조정 밸브(15)와 열식 질량 유량 조정기(17)의 유량 응답 특성 시험을 실시하였다.
본 출원의 발명은 상기 유량 응답 특성 시험 결과에 근거하여 창작된 것이며, 청구항 1의 발명은 유량 조정기로 공급되는 가스 공급 압력의 자동 압력 조정기(20)로서, 압력 조정 밸브(15), 압력 조정 밸브(15)의 출력측에 설치된 제어압 검출기(14), 및 제어압 검출기(14)의 검출값(P2)과 제어압의 설정값(Pst)이 입력되며 압력 조정 밸브(15)의 구동부로 비례 제어 방식에 의해 제어 신호(Q)를 공급하여 밸브의 개도(開度) 조정을 행하는 컨트롤러(16)로 상기 자동 압력 조정기(20)를 구성함과 아울러, 상기 비례 제어 방식을 제어압에 잔류 편차를 발생시키는 비례 동작의 제어로 하도록 한 것을 발명의 기본 구성으로 하는 것이다.
상기 압력 조정 밸브(15)로서는 압전 소자 구동형 금속 다이어프램 밸브를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 유량 조정기로서는 진공 챔버로 가스를 공급하는 유량 조정기인 것이 바람직하다.
상기 압력 조정 밸브(15)의 제어압의 범위는 -0.07~0.7㎫G로 하는 것이 바람직하고, 또한 열식 질량 유량 조정기(17)의 최소 정격 유량은 1SCCM으로 하는 것이 바람직하다.
상기 비례 제어 방식은 PID 제어 가능한 상태로부터 적분 제어 동작을 무효로 함으로써 제어압에 잔류 편차를 발생시키는 비례 동작의 제어로 하는 것이 바람직하다.
<발명의 효과>
본 발명에 있어서는 자동 압력 조정기(20)의 컨트롤러(16)의 제어 방식을 적분 동작을 무효로 함으로써 제어압에 잔류 편차를 발생시키는 제어로 하여 유량 조정기의 출력측의 응답 특성에 오버슈트가 발생되는 것을 방지하는 구성으로 되어 있다. 그 결과, 미소 유량의 가스 공급에 있어서도 가스 유량의 변경이나 공급 가스종의 스위칭시의 오버슈트가 방지되게 되고, 반도체 제조 장치 등에 있어서는 제품 품질의 대폭적인 향상을 도모할 수 있음과 아울러 제품 수율이 높아지게 된다.
도 1은 수동 압력 조정기를 사용한 열식 질량 유량 조정기의 유량 응답 특성측정 장치의 설명도이다.
도 2는 도 1의 유량 응답 특성 측정 장치를 사용한 경우의 열식 질량 유량 조정기의 유량 응답 특성을 나타내는 선도이다.
도 3은 자동 압력 조정기를 사용한 열식 질량 유량 조정기의 유량 응답 특성측정 장치의 설명도이다.
도 4는 도 3의 유량 응답 특성 측정 장치의 자동 압력 조정기를 PID 제어 동작으로 한 경우의 열식 질량 유량 조정기의 유량 응답 특성을 나타내는 선도이다.
도 5는 본 발명에 의한 유량 조정기용 자동 압력 조정기의 구성을 나타내는 계통도이다.
도 6은 본 발명에서 사용하는 압력 조정 밸브의 단면 개요도이다.
도 7은 본 발명에 의한 유량 조정기용 자동 압력 조정기의 컨트롤러를 PID 제어 동작으로 한 경우의 열식 질량 유량 조정기(10SCCM)의 유량 응답 특성의 일례를 나타내는 것이다.
도 8은 본 발명에 의한 유량 조정기용 자동 압력 조정기의 컨트롤러를 PID 제어 동작으로 한 경우의 열식 질량 유량 조정기(500SCCM)의 유량 응답 특성의 일례를 나타내는 것이다.
도 9는 도 7과 마찬가지로 유량 응답 특성의 다른 예를 나타내는 것이다.
도 10은 본 발명에 의한 유량 조정기용 자동 압력 조정기의 컨트롤러를 적분 동작을 무효로 한 제어 동작으로 한 경우의 열식 질량 유량 조정기(10SCCM)의 유량 응답 특성의 일례를 나타내는 것이다.
도 11은 본 발명에 의한 유량 조정기용 자동 압력 조정기의 컨트롤러를 적분 동작을 무효로 한 제어 동작으로 한 경우의 열식 질량 유량 조정기(500SCCM)의 유량 응답 특성의 일례를 나타내는 것이다.
도 12는 도 10과 마찬가지로 유량 응답 특성의 다른 예를 나타내는 것이다.
도 13은 종래의 열식 질량 유량 조정기용 자동 압력 조정기의 일례를 나타내는 설명도이다.
이하, 도면에 의거하여 본 발명의 실시형태를 설명한다.
도 5는 본 출원의 발명의 일실시형태를 나타내는 것이다. 또한, 상기 도 5는 사용되는 열식 질량 유량 조정기(17)를 풀-스케일(F.S.) 유량이 10SCCM 및 500SCCM인 것으로 한 점, 및 컨트롤러(16)를 PID 제어 동작과 적분 동작을 무효로 함으로써 제어압에 잔류 편차를 발생시키는 제어 동작 중 어느 하나를 선택 가능한 것으로 한 점만이 상기 도 3의 경우와 다른 것이다.
또한, 주지와 같은 PID 제어 동작은 압력 조정 밸브(15)의 제어압의 제어 편차가 최종적으로 0으로 수렴하는 제어 방식이며, 적분 동작을 무효로 한 제어 동작은 제어 편차가 0이 되지 않고 어떤 일정한 편차(오프셋)를 가지고 수렴하는 제어 방식이다.
도 6은 본 발명에 의한 자동 압력 제어기(20)를 구성하는 압력 조정 밸브(15)의 단면 개요도이며, 압력 조정 밸브(15)에는 소위 피에조 구동식 메탈 다이어프램형 제어 밸브가 사용되고 있다. 즉, 상기 압력 조정 밸브(15)는 스테인리스 스틸로 제작된 밸브 본체(22), 금속 다이어프램 밸브체(23), 누름 어댑터(24), 하단부에 다이어프램 누름부(25)가 형성되어 밸브 본체(23)의 구멍부(22a) 내로 수직 형상으로 삽입 장착된 저벽을 갖는 통 형상의 압전 소자 지지 통체(26), 지지 통체(26)의 저벽 상에 배치된 접시 스프링(27), 누름 어댑터(24)를 가압하는 스플릿 베이스(split base)(28), 스플릿 베이스(28)의 플랜지부를 하방으로 가압함으로써 스플릿 베이스(28)를 밸브 본체(22)로 고정하는 통체 고정·가이드체(29), 지지 통체(26) 내에 설치한 하부 받침대(30), 지지 통체(26) 내로 삽입 장착된 압전 소자(31), 압전 소자(31)의 상단부에 설치된 베어링(32), 및 지지 통체(26)의 상방에 배치된 위치 결정재(33) 등으로 그 주요부가 구성되어 있다. 또한, 밸브 본체(22)에는 출구측(2차측)의 제어압을 검출하는 게이지압 센서(34) 및 밸브 본체(22)의 기밀성을 유지하는 롱 개스킷(35)이 설치되어 있고, 또한 밸브 본체(22)에는 유체 입구(36), 유체 출구(37), 누설 검사 구멍(38) 등이 형성되어 있다.
구동 신호가 입력되지 않을 때에는 스프링(27)의 탄성력에 의해 지지 통체(26)가 하방으로 가압되어 수지 시트로 제작된 다이어프램 누름부(25)를 통하여 밸브체(23)가 밸브 시트(39)측으로 접촉되어 유체 통로가 폐쇄된다. 또한, 구동 신호가 압전 소자(31)로 입력되면 압전 소자(31)가 신장되어 하부 받침대(30) 상에 하단부가 지지된 압전 소자(31)의 상단이 상방으로 상승되어 지지 통체(26)를 스프링(27)의 탄성력에 저항하여 상방으로 들어 올린다. 이것에 의해, 다이어프램 누름부(25)도 상방으로 이동되어 밸브체(23)가 밸브 시트(39)로부터 이격됨으로써 유체 통로가 도통된다.
또한, 상기 압력 조정 밸브(15) 그 자체의 주요 구성은 공지이며, 예를 들면 일본 특허 공개 2003-120832 등에 의해 공개되어 있으므로 여기에서는 그 상세한 설명을 생략한다.
상기 컨트롤러(16)는 제어압 검출기(14)로부터의 검출압(P2)과 압력 조정 밸브(15)의 설정압(Pst)의 편차를 연산하여 그 편차의 크기에 비례한 제어 신호(Q)를 압력 조정 밸브(15)의 구동부[압전 소자(31)]로 공급하는 것이며, 여기에서는 비례 제어 방식에 있어서의 제어 동작을 적분 동작을 무효로 함으로써 제어압에 잔류 편차를 발생시키는 제어 동작과 PID 제어 동작으로 스위칭하는 것이 가능한 컨트롤러(16)가 사용되고 있다.
도 7은 도 5에 있어서의 열식 질량 유량 조정기(17)를 풀-스케일(F.S.)이 10SCCM인 것으로 하고, 또한 압력 조정 밸브(15)의 제어압을 PID 제어 동작에 의해 컨트롤러(16)를 통하여 100㎪ abs.로 제어한 상태 하에서 열식 질량 유량 조정기(17)의 유량 설정을 0-20-40-60-80-100% 설정으로 스위칭한 경우의 열식 질량 유량 조정기(17)의 입력값과 출력값을 나타내는 것이다.
도 7의 확대 부분(C)으로부터 명확해지는 바와 같이, 압력 조정 밸브(15)의 제어압(D)이 설정값 100㎪ abs.로 복귀할 때에 열식 질량 유량 조정기(17)의 출력측의 값에 진동이 발생하는 것을 볼 수 있다. 또한, 이 사상은 발명자에게 미리 예상되어 있었던 것이다.
도 8은 도 7에 있어서의 열식 질량 유량 조정기(17)를 풀-스케일(F.S.) 유량이 500SCCM인 것으로 스위칭한 경우의 측정값을 나타내는 것이며, 도 7의 경우와 동일한 결과가 되었다.
도 9는 도 7과 동일한 조건 하에 열식 질량 유량 조정기(17)의 유량 설정을 0-100%로 스위칭한 경우를 나타내는 것이며, 열식 질량 유량 조정기(17)의 출력값에 진동이 발생한다.
도 7 내지 도 9로부터 명확해지는 바와 같이, 유량 조정기용 자동 압력 조정기(20)를 PID 제어 동작에 의한 비례 제어 방식으로 해서 작동시킨 경우에는 어느 경우에 있어서도 열식 질량 유량 조정기(17)의 출력값(B)에 진동이 발생하게 된다.
도 10은 본 출원의 발명에 의한 유량 조정기용 자동 압력 조정기(20)의 응답 특성의 주요부를 나타내는 것이며, 상기 도 7과 동일한 시험 조건 하에 컨트롤러(16)의 제어 동작을 PID 제어 동작으로부터 적분 동작을 무효로 함으로써 제어압에 잔류 편차를 발생시키는 제어 동작으로 스위칭한 경우의 시험 결과를 나타내는 것이다.
도 10에 있어서, 적분 동작을 무효로 하고 있으므로 압력 조정 밸브(15)의 제어압(D)은 유량 스위칭에 의해 편차가 발생하여도 편차가 즉시 0으로 되돌려져서 없다. 그 결과, 열식 질량 유량 조정기(17)의 출력값(B)에 진동이 발생하지 않게 되고, 시험의 결과로부터 명확해지는 바와 같이, 진동이 발생하였다고 하여도 풀-스케일(F.S.) 유량에 대한 비율은 극히 작은 것이 되어 실용상 악영향을 발생할 우려는 전혀 없다.
도 11은 상기 도 10에 있어서의 열식 질량 유량 조정기(17)를 풀-스케일(F.S.) 500SCCM인 것으로 스위칭한 경우를 나타내는 것이며, 도 10의 경우와 마찬가지로 열식 질량 유량 조정기(17)의 출력값(B)에 거의 진동을 발생하지 않는다. 즉, 프레임(C)으로 나타낸 바와 같이, 압력 조정 밸브(15)의 제어압이 스위칭전의 값으로 복귀되지 않으므로 열식 질량 유량 조정기(17)의 출력값에는 진동이 발생하지 않는다.
도 12는 상기 도 9에 있어서의 PID 제어 동작을 적분 동작을 무효로 한 제어 동작으로 스위칭한 경우를 나타내는 것이며, 가스 유량을 0-100%로 스위칭한 경우에도 열식 질량 유량 조정기(17)의 출력값에 거의 진동이 발생하지 않는 것이 나타내어져 있다.
상기 각 실시예에서는 열식 질량 유량 조정기(17)의 풀-스케일(F.S.) 유량을 10SCCM 또는 500SCCM으로 하고 있지만, 1SCCM 정도의 풀-스케일(F.S.) 유량에 있어서도 동일한 유량 특성이 얻어진다. 압력 조정 밸브(15)의 제어압에 대해서도 마찬가지이며, 상기 각 실시예에서는 100㎪ abs.으로 하고 있지만, -0.07~0.7㎫G에서도 동일한 유량 특성이 얻어진다.
<산업상의 이용 가능성>
본 발명에 의한 유량 조정기용 자동 압력 조정기는 반도체 제조 분야뿐만 아니라 화학품 제조 분야나 약품 제조 분야 등의 유량 조정기를 사용하는 가스 공급 장치에 널리 적용할 수 있는 것이며, 미소 유량의 가스 공급에 있어서도 가스 유량의 변동이나 공급 가스종의 스위칭시에 유량 조정기의 출력측에 오버슈트가 발생되지 않으므로 고정밀도의 가스 유량 제어가 행해진다.
A: 열식 질량 유량 조정기(MFC)의 입력값
B: 열식 질량 유량 조정기(MFC)의 출력값
C: 확대 부분 D: 압력 조정 밸브의 제어 압력
Pst: 제어압의 설정값 10: N2 가스
11: 압력 조정기 12: 필터
13: 공급압 검출기 14: 제어압 검출기
15: 압력 조정 밸브(레귤레이터) 16: 컨트롤러
17: 열식 질량 유량 조정기 18·19: 밸브
20: 유량 조정기용 자동 압력 조정기(오토 레귤레이터)
21: 진공 펌프 22: 밸브 본체
22a: 밸브 본체의 구멍부 23: 다이어프램 밸브체
24: 누름 어댑터 25: 다이어프램 누름부
26: 압전 소자 지지 통체 27: 접시 스프링
28: 스플릿 베이스 29: 통체 고정·가이드체
30: 하부 받침대 31: 압전 소자
32: 베어링 33: 위치 결정재
34: 게이지압 센서 35: 롱 개스킷
36: 유체 입구 37: 유체 출구
38: 누설 검사 구멍 39: 밸브 시트
40: 수동 압력 조정기

Claims (5)

  1. 유량 조정기로 공급되는 가스 공급 압력의 자동 압력 조정기로서, 압력 조정 밸브, 상기 압력 조정 밸브의 출력측에 설치된 제어압 검출기, 및 상기 제어압 검출기의 검출 값(P2)과 제어압의 설정값(Pst)이 입력되며 상기 압력 조정 밸브의 구동부로 비례 제어 방식에 의해 제어 신호를 공급하여 밸브의 개도 조정을 행하는 컨트롤러로 상기 자동 압력 조정기를 구성함과 아울러, 상기 비례 제어 방식을 제어압에 잔류 편차를 발생시키는 비례 동작의 제어로 하도록 한 것을 특징으로 하는 유량 조정기용 자동 압력 조정기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 조정 밸브를 압전 소자 구동형 금속 다이어프램 밸브로 한 것을 특징으로 하는 유량 조정기용 자동 압력 조정기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유량 조정기를 진공 챔버로 가스를 공급하는 유량 조정기로 하도록 한 것을 특징으로 하는 유량 조정기용 자동 압력 조정기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 조정 밸브의 제어압의 범위를 -0.07~0.7㎫G로 함과 아울러, 상기 유량 조정기의 최소 정격 유량을 1SCCM으로 하도록 한 것을 특징으로 하는 유량 조정기용 자동 압력 조정기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    PID 제어 가능한 상태로부터 적분 제어 동작을 무효로 함으로써 상기 제어압에 잔류 편차를 발생시키는 비례 동작의 제어로 하도록 한 것을 특징으로 하는 유량 조정기용 자동 압력 조정기.
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