TWI386770B - And a discontinuous flow rate switching control method using a fluid of the pressure type flow control device - Google Patents
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Description
本發明係關於半導體製造設備或化學產業設備、藥品產業設備等所使用之流體供應方法的改良,尤其關於在使用壓力式流量控制裝置一邊對不同流量的多種流體進行流量控制一邊供應至期望場所之流體供應系統中,可達成流體供應設備的小型化及製造成本的降低,並且可達成流量控制範圍的擴大及高流量控制精度的維持之使用壓力式流量控制裝置之流體的非連續式流量切換控制方法。
在半導體製造裝置等當中,一般係從1組的流體供應裝置(以下稱為供氣箱),一邊對多種類的氣體進行流量控制一邊切換供應至氣體使用場所。例如,在所謂的蝕刻器中,如第4圖所示,流量分別不同之各種處理用氣體,係從1組的供氣箱GX通過16組的流量控制裝置A1
~A16
被供應至蝕刻器(以下稱為處理室)C。第4圖中,S1
~S16
為氣體源,A1
~A16
為壓力式流量控制裝置,Ar~O2
為氣體種類,1600SCCM~50SCCM為換算成壓力式流量控制裝置的標準狀態之N2氣體的最大流量。
然後,在第4圖所示之往蝕刻器C供應的流體供應設備GX中,係設置16組的壓力式流量控制裝置A1
~A16
,並通過流量及氣體種類分別不同之氣體供應管線L1
~L16
,於特定的時機切換供應期望流量的氣體。
此外,各氣體供應管線L1
~L16
中,存在有複數條同種類氣體的供應管線,且於其中存在有不會同時進行氣體供應之氣體供應管線。例如,來自氣體源S10
的O2
(100SCCM)及來自氣體源S11
的O2
(2000SCCM),不會同時被供應至處理室C。來自氣體源S16
的O2
(50SCCM),可能有與前述氣體源S10
或氣體源S11
的O2
同時被供應之情況。
如上述般,由於氣體源S10
的O2
供應管線L10
及氣體源S11
的O2
供應管線L11
為不會同時進行氣體供應之管線,所以只要壓力式流量控制裝置A10
及壓力式流量控制裝置A11
的流量控制精度保持必要的精度,則可將兩氣體供應管線L10
、L11
取代為使用1組的壓力式流量控制裝置之1條O2
供應管線。
另一方面,壓力式流量控制裝置具有如第5圖(a)及(b)所示之電路構成,前者的壓力式流量控制裝置,主要是使用於孔口上游側氣體壓力P1
與孔口下游側氣體壓力P2
之比P2
/P1
等於流體的臨界值或是較流體的臨界值還低之情況(所謂氣體的流動經常處於臨界狀態下時),在孔口8中流通之氣體流量Qc,係被賦予Qc=KP1
(K為比例常數)之值。此外,後者的壓力式流量控制裝置,主要是使用於成為臨界狀態與非臨界狀態兩者的流動狀態之氣體的流量控制,在孔口8中流通之氣體流量Qc,係被賦予Qc=KP2 m
(P1
-P2
)n
(K為比例常數,m及n為常數)之值。
第5圖中,2為控制閥,3為孔口上游側配管,4為閥驅動部,5為孔口下游側配管,6、27為壓力檢測器,7為溫度檢測器,8為孔口,9為閥,13、31為流量運算電路,14為流量設定電路,16為運算控制電路,12為流量輸出電路,10、11、22、28為增幅器,15為流量轉換電路,17、18、29為A/D轉換器,19為溫度校正電路,20、30為運算電路,21為比較電路,Qc為運算流量訊號,Qe為流量設定訊號,Qo為流量輸出訊號,Qy為流量控制訊號,P1
為孔口上游側氣體壓力,P2
為孔口下游側氣體壓力,k為流量轉換率。
流量設定係以電壓值賦予流量設定訊號Qe,一般係以電壓範圍0~5V來表示上游側壓力P1
的壓力控制範圍0~3(kgf/cm2
abs),Qe=5V(滿刻度值),係成為相當於3(kgf/cm2
abs)之壓力P1
的流量Qc=KP1
之滿刻度流量。
例如,當將目前流量轉換電路15的轉換率k設定為1時,藉由流量設定訊號Qe=5V的輸入,運算流量訊號Qc成為5V,使控制閥2進行開閉操作直至上游側壓力P1
成為3(kgf/cm2
abs)為止,對應於P1
=3(kgf/cm2
abs)之流量Qc=KP1
之氣體,係在孔口8中流通。
此外,當將應控制的壓力範圍切換至0~2(kgf/cm2
abs),並以0~5(V)的流量設定訊號Qe來表示此壓力範圍時(亦即滿刻度值5V賦予2(kgf/cm2
abs)時),前述流量轉換率k被設定為2/3。
其結果為,當輸入流量設定訊號Qe=5(V)時,由於Qf=kQc,所以切換運算流量訊號Qf成為Qf=5×2/3(V),控制閥2進行開閉操作直至上游側壓力P1
成為3×2/3=2(kgf/cm2
abs)為止。
亦即,係以Qe=5V表示出相當於P1
=2(kgf/cm2
abs)之流量Qc=KP1
之方式,來轉換滿刻度流量。
在臨界狀態下,在孔口8中流通之氣體流量Qc被賦予前述Qc=KP1
,但若應進行流量控制之氣體種類改變,即使是同一孔口8,比例常數K亦改變。此情形在第5圖(b)的壓力式流量控制裝置中亦相同,即使是同一孔口8,若氣體種類改變,則比例常數K亦改變。
該壓力式流量控制裝置,不僅其構造簡單,並且在反應性或控制精度、控制的安定性、製造成本、維護性等方面,亦具備優良的特性。
然而,在第5圖(a)的壓力式流量控制裝置中,由於在臨界條件下將流量Qc運算為Qc=KP1
,所以隨著孔口二次側壓力P2
的上升使流量控制範圍逐漸變窄。此係由於孔口一次側壓力P1
隨著流量設定值而控制為一定壓力值,當孔口二次側壓力P2
在P2
/P1
在滿足臨界膨脹條件之狀態下上升時,必然會使孔口一次側壓力P1
的調整範圍,亦即依據P1
所形成之流量Qc的控制範圍變窄之故。因此,當流體的控制流量減少而脫離上述臨界條件時,流量控制精度會大幅降低。
同樣的,在第5圖(b)的壓力式流量控制裝置中,藉由適當的選擇常數m、n,可校正為使運算流量值接近於實測流量值,然而,當流體的控制流量減少時,流量控制精度的降低為不可避免。
具體而言,在臨界條件下進行流體的流量控制之第5圖(a)的壓力式流量控制裝置中,目前的流量控制精度,亦即流量控制誤差的邊限為±1.0%S.P.以內(設定訊號於10~100%的範圍內)以及±0.1%F.S.以內(設定訊號於1~10%的範圍內)。±1.0%S.P.係表示相對於設定點流量之百分比誤差,此外,±0.1%F.S.表示相對於滿刻度流量之百分比誤差。
另一方面,半導體製造裝置用的壓力式流量控制裝置,不僅要求高流量控制精度,亦須要求寬流量控制範圍。因此,在所要求的流量控制範圍較寬時,係將流量控制區域分割為複數區,並分別設置有分擔各分割區之最大流量為不同的壓力式流量控制裝置。
然而,當設置複數組的流量控制裝置時,必然導致裝置的大型化及高成本化,產生種種的缺失。
因此,本申請案的發明者,係於先前開發出可藉由第6圖所示之1台的壓力式流量控制裝置,以相對較高的精度來進行較寬流量區的流量控制之流量切換型的壓力式流量控制裝置,並加以公開。
該流量切換型壓力式流量控制裝置,如第6圖所示,係組合切換閥34與切換用電磁閥32與小流量用孔口8a與大流量用孔口8c,例如當進行最大流量2000SCCM的流量控制時,係藉由小流量用孔口8a來進行200SCCM為止之流量的流量控制,並藉由大流量用孔口8c來進行200至2000SCCM為止之流量的流量控制。
具體而言,當控制200SCCM為止的小流量時,將切換閥34保持在關閉狀態,並將在小流量用孔口8a中流通之流體流量Qs進行流量控制為Qs=KsP1
(Ks為小流量用孔口8a固有的常數)。流量特性曲線如第7圖的特性S所示。
此外,當控制流量2000SCCM以下的流體時,係透過切換用電磁閥32來開放切換閥34。藉此,流體係通過管路5a‧切換閥34‧大流量用孔口8c及小流量用孔口8a‧管路5g而流入至管路5。此時,流入至管路5之流體流量,為依據大流量用孔口8c所形成之控制流量Qc=KcP1
(Kc為大流量用孔口8c固有的常數)與依據小流量用孔口8a所形成之控制流量Qs=KsP1
(Ks為小流量用孔口8a固有的常數)之和,該流量特性曲線如第7圖的曲線L所示。
若以圖來表示前述兩流量特性S、L之控制流量區的關係,則如第8圖(a)所示者,如前述般,當設定訊號為10~100%時(亦即在小流量特性S中,於控制中流量為20~200SCCM時),由於將流量控制誤差設定在±1.0%S.P.以內,所以最小流量控制值為20SCCM。
另一方面,當使用1台切換型壓力式流量控制裝置來對前述第4圖之氣體源S10
(100SCCM)及氣體源S11
(2000SCCM)的氣體流路進行流量的切換控制時,在構成為如第8圖(a)所示之連續式範圍的流量控制時,為了將流量控制誤差保持在±1.0%S.P.以內,必須為20SCCM以上(設定訊號為10%以上)的控制流量。因此,當來自氣體源S10
的O2
供應流量為最大流量100SCCM時,在第8圖(a)所示之連續式範圍的流量控制中,流量的未控制範圍最大會到達20SCCM為止,使得小流量區的流量控制精度極端地降低。
此外,當欲提高流量控制精度時,亦可如第8圖(b)所示,將切換段數設定為3段(例如為20SCCM及200SCCM及2000SCCM的3個流量區),並將未進行流量控制的範圍設定在2SCCM以下(亦即20SCCM×10%)。然而,此時所使用的孔口8具有3種,導致切換型壓力式流量控制裝置的構造複雜化,而具有製造成本或維護管理費用增大之缺點。
[專利文獻1]日本特開2003-195948號公報
[專利文獻2]日本特開2004-199109號公報
[專利文獻3]日本特開2007-4644號公報
本發明係用以解決使用以往連續流量範圍型式的流量切換型壓力式流量控制裝置之流量控制方法所產生的上述問題,亦即,當欲提高小流量區(以下稱為第1流量區)的流量控制精度時,必須增加切換型壓力式流量控制裝置的切換段數,而導致流量控制裝置的大型化或製造成本的上升之問題,因而提供一種使用壓力式流量控制裝置之流體的非連續式流量切換控制方法,其係藉由將使用切換型壓力式流量控制裝置之流量控制設為非連續型流量控制,可在不會降低第1流量區的流量控制精度下,進行第1流量區與大流量區(以下稱為第2流量區)之切換,並可達成裝置的小型化及製造成本的大幅降低。
以往,當為了提高第1流量區的流量控制精度而將期望的流量範圍,例如0~2000SCCM的流量範圍分割為複數個流量控制區域來進行流量控制時,如前述第8圖(a)、(b)所示,係藉由使用有200~2000SCCM與20~200SCCM之2種流量區用的孔口之壓力式流量控制裝置,或是使用有200~2000SCCM與20~200SCCM與2~20SCCM之3種流量區用的孔口之壓力式流量控制裝置,而連續地將2~2000SCCM的流量範圍進行流量控制。
然而,此連續流量控制方式,為了提高第1流量區的流量控制精度,必然會增加切換段數,而須將最小流量區用的流量調整用孔口設為小流量定額者。此係由於在壓力式流量控制裝置中,可將流量控制誤差保持在1.0%S.P.以內之控制流量,被限定在定額流量之10~100%的流量範圍之故。
因此,本申請案發明者們,係思考出運用一種可消除中間流量區域的流量範圍之非連續式的流量控制方式,作為可在不需增加流量控制範圍的切換段數,亦即使用更少種類的控制用孔口來提高第1流量區的流量控制精度之對策,並根據該想法來進行為數眾多的流量控制試驗。
具體而言,如前述第1圖所示,例如當對0~2000SCCM的流量範圍進行流量控制時,係將0~2000SCCM的流量控制用孔口與10~100SCCM的流量控制用孔口組合於1組的壓力式流量控制裝置,並以具備後者的流量控制用孔口之壓力式流量控制裝置與具備前者的流量控制用孔口之壓力式流量控制裝置,分別對10~100SCCM的區域與0~2000SCCM的流量區域進行流量控制,並且將100~200SCCM的流量區域設為不對其進行流量控制之所謂的非流量控制區域而構成。
藉由設定為該非連續式的流量控制方法,可在1.0%S.P.以內的流量控制誤差下對最小1SCCM的流量進行流量控制,而能夠使用更簡單的構造之流量切換型壓力式流量控制裝置,至小流量區為止來進行高精度的流量控制。
其結果為,即使例如將前述第4圖的氣體供應管線L10
及氣體供應管線L11
合併成1條供應管線,亦可在1組的切換型壓力式流量控制裝置中,在1.0%S.P.以內的流量控制誤差(10~100%流量範圍)下,對100SCCM與2000SCCM之不同流量區的O2
進行流量控制。
本申請案的發明係經過上述過程而創作出,申請專利範圍第1項之發明,係將壓力式流量控制裝置之控制閥的下游側與流體供應用管路之間之流體通路,構成為至少2個以上的並聯狀流體通路,此壓力式流量控制裝置係從孔口上游側壓力P1
及孔口下游側壓力P2
,將在孔口中流通之流體的流量,以Qc=KP1
(K為比例常數)或Qc=KP2 m
(P1
-P2
)n
(K為比例常數,m及n為常數)進行運算;並且,使流體流量特性為不同的孔口分別中介存在於通往前述各並聯狀流體通路,在第1流量區之流體的流量控制時,使前述第1流量區的流體往一方的孔口流通,且在第2流量區之流體的流量控制時,使前述第2流量區的流體往至少另一方的孔口流通之方式,來構成為使前述第2流量區的最小流量較前述第1流量區的最大流量還大,使前述第2流量區的最小流量與前述第1流量區的最大流量之間之流量區成為非控制。
申請專利範圍第2項之發明,是在申請專利範圍第1項之發明中,將第2流量區的流量控制與第1流量區的流量控制設為不連續,對於前述第2流量區與前述第1流量區之間的流量區,係排除在流量控制的對象外。
申請專利範圍第3項之發明,是在申請專利範圍第1項之發明中,將並聯狀流體通路的數目設為2個,並且將孔口設為第2流量區用孔口及第1流量區用孔口等2個。
申請專利範圍第4項之發明,是在申請專利範圍第3項之發明中,將在孔口中流通之流體作為臨界條件下的流體,並藉由設置在第2流量區用孔口的流體通路之切換閥的動作,可將流體流量的控制範圍切換為第1流量區或第2流量區。
申請專利範圍第5項之發明,在申請專利範圍第1項之發明中,第1流量區是以在10~1000SCCM的範圍所選擇之數據作為上限值,並以1SCCM以上且較上限值還小之值作為下限值;第2流量區是以在100~5000SCCM的範圍所選擇之數據作為下限值,以10000SCCM以下且較下限值還大之值作為上限值。
本發明中,係將流量控制誤差設為流體流量是最大流量的100%~10%的範圍內之1.0%S.P.以內。
本發明中,例如將第1流量區之流體的最大流量設為50SCCM、65SCCM、100SCCM、200SCCM或1000SCCM的任一種。
本發明中,例如將第2流量區之流體的最大流量設為1000SCCM、1500SCCM、2000SCCM、3000SCCM或10000SCCM的任一種。
本申請案的發明中,藉由選擇使用適合於所需之第1流量區的流量控制範圍之流量控制用孔口,能夠使用更簡易構成的流量切換型壓力式流量控制裝置來進行第1流量區及第2流量區的高精度流量控制,且即使在中間流量區域中,雖無法保證流量控制精度,但仍可進行較粗略的流量控制,所以可獲得實用上較優良之效用。
以下根據圖面,說明本發明之實施型態。第2圖為本發明的實施中所使用之流量切換型壓力式流量控制裝置A的構成說明圖。該流量切換型壓力式流量控制裝置A者,係與前述第6圖所示之以往的流量控制裝置相同,僅在所使用之第1流量區用孔口8a'的孔口徑有所不同。
第2圖中,1為控制部,2為控制閥,3為孔口上游側(一次側)管路,4為閥驅動部,5為流體供應用管路,6為壓力感測器,8a'為第1流量區用孔口,8c為第2流量區用孔口,32為切換用電磁閥,34為切換閥。壓力式流量控制裝置的控制部1、控制閥2、閥驅動部4、壓力感測器6等,為一般所知者,於控制部1,設置有流量的輸出入訊號端子(設定流量的輸入訊號Qe、控制流量的輸出訊號Qo‧DC 0~5V)Qe、Qo,電源供應端子(±DC15V)E,控制流量切換指令訊號的輸入端子SL
‧SS
。輸出入訊號亦有藉由串列的數位訊號之通訊來進行時。
前述切換用電磁閥32為一般所知的氣動型電磁閥,藉由從控制部1輸入切換訊號C1
來供應驅動用氣體Gc(0.4~0.7MPa),使切換用電磁閥32動作。藉此,驅動用氣體Gc被供應至切換閥34的閥驅動部34a,使切換閥34進行開閉動作。此外,切換閥34的動作係藉由設置在各閥驅動部34a之限制開關34b所檢測出,並被輸入至控制部1。切換閥34可使用氣動之常時關閉型的閥。
管路5a、5c係形成孔口8a'的旁通通路,當控制流量為第1流量區時,藉由第1流量區用孔口8a'進行流量控制之流體,係通過管路5g而流通。
此外,當控制流量為第2流量區時,流體係通過管路5a往第2流量區用孔口8c流入,藉由第2流量區用孔口8c主要進行流量控制之流體,係流入至流體供應用管路5內。
目前,係設為將2000SCCM為止的流量,分割為100SCCM為止的第1流量區以及200~2000SCCM為止的第2流量區來進行流量控制。此時,在100SCCM為止的流量控制時,將切換閥34保持在關閉狀態,並將在小流量用孔口8a'中流通之流體流量Qs進行流量控制為Qs=KsP1
(Ks為孔口8a'固有的常數)。當然,孔口8a'亦可使用最大流量100SCCM者。
藉由使用該第1流量區用孔口8a'進行流量控制,當孔口下游側管路5為100Torr以下時,可在涵蓋流量100SCCM~10SCCM的範圍內,在誤差±1.0%S.P.以下的精度進行流量控制。
另一方面,在進行流量為200~2000SCCM的第2流量區之流量控制時,係透過切換用電磁閥32來開放切換閥34。藉此,流體係通過管路5a‧切換閥34‧第2流量區用孔口8c及第1流量區用孔口8a'‧管路5g而流入至管路5。
亦即,流入至管路5之流體流量,為依據第2流量區用孔口8c所形成之控制流量Qc=KcP1
(Kc為第2流量區用孔口8c固有的常數)與依據第1流量區用孔口8a'所形成之控制流量Qs=KsP1
(Ks為第2流量區用孔口8a'固有的常數)之和,當孔口8a'、8c的下游側壓力為100Torr以下時,可在涵蓋流量200SCCM~2000SCCM(10~100%流量)的流量區,在誤差1.0%S.P.以下的高精度來進行流量控制。
前述第2圖中,係使用兩個孔口8a'、8c將流量控制範圍分割成兩個流量區,但當然亦可將孔口及並聯管路設為兩個以上,將流量區分割成三個以上。
前述,第1圖為本方法的發明之非連續型流量切換式流量控制方法的說明圖,藉由切換使用採用有第1流量區用孔口8a'之最大流量100SCCM的壓力式流量控制裝置F100以及採用有第2流量區用孔口8c與第1流量區用孔口8a'兩者之最大流量2000SCCM的壓力式流量控制裝置F2L,當孔口下游側壓力為100Torr以下時,係顯現出在10SCCM的流量值為止,能夠進行誤差1.0%S.P.以內的流量控制。第1圖的流量區域B(100~200SCCM),為無法確保誤差1.0%S.P.以下的流量控制精度之範圍,係意味著在本申請案發明中所謂流量控制的非連續區域(非流量控制區域)。
上述實施例中,係說明使用有最大流量100SCCM的壓力式流量控制裝置F100以及最大流量2000SCCM的壓力式流量控制裝置F2L之非連續式的切換流量控制方法,但亦可採用如前述第3圖所示之最大流量50SCCM及最大流量1300SCCM之壓力式流量控制裝置F50、F1300的組合,或是最大流量65SCCM及最大流量2000SCCM之壓力式流量控制裝置F65、F2L的組合等。流量區域(50~130SCCM)B1及流量區域(65~200SCCM)B2為流量控制的非連續區域(非流量控制區域)。
具體而言,前述第1流量區的控制最大流量,例如可選擇50、65、100、200、1000SCCM等,但一般在10~1000SCCM的範圍內所選擇之相當於第1數據之流量,係被選擇為第1流量區的最大控制流量。此外,前述第2流量區的控制最大流量,例如可選擇1000、1300、1500、2000、3000、10000SCCM等。
此外,前述第1流量區的控制最小流量係選擇為1SCCM,此外,前述第2流量區的控制最小流量,係選擇為在100~5000SCCM的範圍內所選擇之相當於第2數據之流量。
亦即,前述第1流量區的流量範圍,為從1SCCM開始至相當於前述第1數據之流量為止的流量區,此外,前述第2流量區的流量範圍,為從相當於前述第2數據之流量開始至10000SCCM為止的流量區。
本發明可運用於半導體製造或化學產業、藥品產業、食品產業等之各種流體的流體供應。
A...流量切換型壓力式流量控制裝置
Gc...驅動用氣體
Qe...設定輸入訊號
Qo...流量輸出訊號
SL
‧SS
...流量區域切換訊號
C1
...切換訊號
P0
...供應側壓力
P1
...孔口上游側壓力
GX...流體供應裝置(供氣箱)
A1
~An...壓力式流量控制裝置
C...蝕刻器(處理室)
S1
~Sn...氣體源
Ar~O2
...處理用氣體
L1
~Ln...氣體供應管線
F100...最大流量100SCCM之壓力式流量裝置的控制區域
F2L...最大流量2000SCCM之壓力式流量裝置的控制區域
B...非流量控制區域
1...控制部
2...控制閥
3...孔口上游側管路
4...驅動部
5...孔口下游側配管
6...壓力感測器
7...溫度檢測器
8...孔口
8a'...第1流量區用孔口
8c...第2流量區用孔口
32...切換用電磁閥
34...切換閥
34a...閥驅動部
34b...近接感測器
第1圖為本發明之非連續式流量切換方法的說明圖。
第2圖為本發明中所使用之流量切換型壓力式流量控制裝置的構成說明圖。
第3圖為顯示本發明之非連續式流量切換方法的其他例子之說明圖。
第4圖為顯示以往的半導體製造裝置之蝕刻器用氣體供應說明的一例之說明圖。
第5圖(a)為顯示壓力式流量控制裝置的一例之系統圖。第5圖(b)為顯示壓力式流量控制裝置的其他例子之系統圖。
第6圖為以往的流量切換型壓力式流量控制裝置之系統圖。
第7圖為第6圖的流量切換型壓力式流量控制裝置之流量控制特性圖。
第8圖(a)為第6圖的流量切換型壓力式流量控制裝置之連續型流量控制區域的說明圖。第8圖(b)為為了提高小流量區的流量控制精度而設置3種流量切換區域時之連續型流量控制區域的說明圖。
B...非流量控制區域
F100...最大流量100SCCM之壓力式流量裝置的控制區域
F2L...最大流量2000SCCM之壓力式流量裝置的控制區域
P2
...孔口下游側氣體壓力
Claims (5)
- 一種使用壓力式流量控制裝置之流體的非連續式流量切換控制方法,其特徵為:將壓力式流量控制裝置之控制閥的下游側與流體供應用管路之間之流體通路,構成為至少2個以上的並聯狀流體通路,此壓力式流量控制裝置係從孔口上游側壓力P1 及孔口下游側壓力P2 ,將在孔口中流通之流體的流量,以Qc=KP1 (K為比例常數)或Qc=KP2 m (P1 -P2 )n (K為比例常數,m及n為常數)進行運算;並且,使流體流量特性為不同的孔口分別中介存在於通往前述各並聯狀流體通路,在第1流量區之流體的流量控制時,使前述第1流量區的流體往一方的孔口流通,且在第2流量區之流體的流量控制時,使前述第2流量區的流體往至少另一方的孔口流通之方式,來構成為使前述第2流量區的最小流量較前述第1流量區的最大流量還大,使前述第2流量區的最小流量與前述第1流量區的最大流量之間之流量區成為非控制。
- 如申請專利範圍第1項所記載之使用壓力式流量控制裝置之流體的非連續式流量切換控制方法,其中,將第2流量區的流量控制與第1流量區的流量控制設為不連續,對於前述第1流量區與前述第2流量區之間的流量區,係排除在流量控制的對象外。
- 如申請專利範圍第1項所記載之使用壓力式流量控制裝置之流體的非連續式流量切換控制方法,其中,將並聯狀流體通路的數目設為2個,並且將孔口設為第2流量區用孔口及第1流量區用孔口等2個。
- 如申請專利範圍第3項所記載之使用壓力式流量控制裝置之流體的非連續式流量切換控制方法,其中,將在孔口中流通之流體作為臨界條件下的流體,並藉由設置在第2流量區用孔口的流體通路之切換閥的動作,可將流體流量的控制範圍切換為第1流量區或第2流量區。
- 如申請專利範圍第1項所記載之使用壓力式流量控制裝置之流體的非連續式流量切換控制方法,其中第1流量區是以在10~100OSCCM的範圍所選擇之數據作為上限值,並以1SCCM以上且較上限值還小之值作為下限值;第2流量區是以在100~5000SCCM的範圍所選擇之數據作為下限值,以10000SCCM以下且較下限值還大之值作為上限值。
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CN108398965B (zh) * | 2017-02-07 | 2021-07-23 | 何巨堂 | 冲蚀料用双或多流道控制系统串行组合降压系统及降压器 |
US10632255B2 (en) | 2017-02-15 | 2020-04-28 | Milestone Scientific, Inc. | Drug infusion device |
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KR102108633B1 (ko) * | 2018-08-23 | 2020-05-07 | 한양대학교 산학협력단 | 열전소자를 이용한 온도 제어 장치 |
JP7495742B2 (ja) * | 2019-04-25 | 2024-06-05 | 株式会社フジキン | 流量制御装置および流量制御方法 |
US10646660B1 (en) | 2019-05-16 | 2020-05-12 | Milestone Scientific, Inc. | Device and method for identification of a target region |
US10921827B1 (en) * | 2019-07-25 | 2021-02-16 | Applied Materials, Inc. | Pressure regulated flow controller |
KR20230000975A (ko) * | 2021-06-25 | 2023-01-03 | 가부시키가이샤 호리바 에스텍 | 유체 제어 장치, 유체 제어 시스템, 유체 제어 장치용 프로그램 및 유체 제어 방법 |
KR102580827B1 (ko) | 2021-12-28 | 2023-09-20 | 엠케이피 주식회사 | 전자식 압력 제어기 및 이를 이용한 챔버의 압력 제어 방법 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5146941A (en) * | 1991-09-12 | 1992-09-15 | Unitech Development Corp. | High turndown mass flow control system for regulating gas flow to a variable pressure system |
US5744695A (en) * | 1997-01-10 | 1998-04-28 | Sony Corporation | Apparatus to check calibration of mass flow controllers |
US5791369A (en) * | 1995-06-12 | 1998-08-11 | Fujikin Incorporated | Pressure type flow rate control apparatus |
US6210482B1 (en) * | 1999-04-22 | 2001-04-03 | Fujikin Incorporated | Apparatus for feeding gases for use in semiconductor manufacturing |
US6752166B2 (en) * | 2001-05-24 | 2004-06-22 | Celerity Group, Inc. | Method and apparatus for providing a determined ratio of process fluids |
US20040163957A1 (en) * | 2001-06-13 | 2004-08-26 | Neyer David W. | Flow control systems |
US20040204794A1 (en) * | 2001-12-28 | 2004-10-14 | Tadahiro Ohmi | Advance pressure type flow control device |
US6848470B2 (en) * | 1999-04-16 | 2005-02-01 | Fujikin Incorporated | Parallel divided flow-type fluid supply apparatus, and fluid-switchable pressure-type flow control method and fluid-switchable pressure-type flow control system for the same fluid supply apparatus |
TW200712814A (en) * | 2005-06-27 | 2007-04-01 | Fujikin Kk | Flow rate range variable flow control device |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2627280A (en) * | 1949-04-21 | 1953-02-03 | Infilco Inc | Flow control system |
US3081942A (en) * | 1961-09-18 | 1963-03-19 | Ibm | Digital-to-analog control system |
US3831845A (en) * | 1973-08-17 | 1974-08-27 | Partek Corp Of Houston | Fluid delivery system |
USRE29383E (en) * | 1974-01-10 | 1977-09-06 | Process Systems, Inc. | Digital fluid flow rate measurement or control system |
US4089007A (en) * | 1976-05-24 | 1978-05-09 | International Business Machines Corporation | Digital flow pressure regulator |
US4644967A (en) * | 1983-11-25 | 1987-02-24 | Vapor Energy Corp. | Fluid flow control system |
JPS61138316A (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-25 | 317921 アルバ−タ リミテツド | 流量制御装置 |
US4979639A (en) * | 1989-05-23 | 1990-12-25 | The Coca-Cola Company | Beverage dispenser control valve and ratio control method therefor |
US5269334A (en) * | 1992-06-22 | 1993-12-14 | New York State Electric & Gas Corporation | Fluid flow control system |
US5329965A (en) * | 1993-07-30 | 1994-07-19 | The Perkin-Elmer Corporation | Hybrid valving system for varying fluid flow rate |
CA2183478C (en) * | 1995-08-17 | 2004-02-24 | Stephen A. Carter | Digital gas metering system using tri-stable and bi-stable solenoids |
JPH09330128A (ja) * | 1996-06-13 | 1997-12-22 | Fujitsu Ltd | マスフローコントローラ |
JP3580645B2 (ja) * | 1996-08-12 | 2004-10-27 | 忠弘 大見 | 圧力式流量制御装置 |
JP3586075B2 (ja) * | 1997-08-15 | 2004-11-10 | 忠弘 大見 | 圧力式流量制御装置 |
US6997202B2 (en) * | 2002-12-17 | 2006-02-14 | Advanced Technology Materials, Inc. | Gas storage and dispensing system for variable conductance dispensing of gas at constant flow rate |
-
2009
- 2009-03-10 JP JP2010512916A patent/JP5430007B2/ja active Active
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-
2010
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-
2013
- 2013-07-10 JP JP2013144428A patent/JP5635160B2/ja active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5146941A (en) * | 1991-09-12 | 1992-09-15 | Unitech Development Corp. | High turndown mass flow control system for regulating gas flow to a variable pressure system |
US5791369A (en) * | 1995-06-12 | 1998-08-11 | Fujikin Incorporated | Pressure type flow rate control apparatus |
US5744695A (en) * | 1997-01-10 | 1998-04-28 | Sony Corporation | Apparatus to check calibration of mass flow controllers |
US6848470B2 (en) * | 1999-04-16 | 2005-02-01 | Fujikin Incorporated | Parallel divided flow-type fluid supply apparatus, and fluid-switchable pressure-type flow control method and fluid-switchable pressure-type flow control system for the same fluid supply apparatus |
US6210482B1 (en) * | 1999-04-22 | 2001-04-03 | Fujikin Incorporated | Apparatus for feeding gases for use in semiconductor manufacturing |
US6752166B2 (en) * | 2001-05-24 | 2004-06-22 | Celerity Group, Inc. | Method and apparatus for providing a determined ratio of process fluids |
US20040163957A1 (en) * | 2001-06-13 | 2004-08-26 | Neyer David W. | Flow control systems |
US20040204794A1 (en) * | 2001-12-28 | 2004-10-14 | Tadahiro Ohmi | Advance pressure type flow control device |
TW200712814A (en) * | 2005-06-27 | 2007-04-01 | Fujikin Kk | Flow rate range variable flow control device |
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