TWI649506B - Fluid control device - Google Patents

Fluid control device Download PDF

Info

Publication number
TWI649506B
TWI649506B TW106135021A TW106135021A TWI649506B TW I649506 B TWI649506 B TW I649506B TW 106135021 A TW106135021 A TW 106135021A TW 106135021 A TW106135021 A TW 106135021A TW I649506 B TWI649506 B TW I649506B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
flow path
flow
fluid control
control unit
control device
Prior art date
Application number
TW106135021A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201818013A (zh
Inventor
平田薰
杉田勝幸
今井嵩浩
小川慎也
西野功二
池田信一
Original Assignee
日商富士金股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商富士金股份有限公司 filed Critical 日商富士金股份有限公司
Publication of TW201818013A publication Critical patent/TW201818013A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI649506B publication Critical patent/TWI649506B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • G05D7/0629—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
    • G05D7/0635—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means
    • G05D7/0641—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means using a plurality of throttling means
    • G05D7/0652—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means using a plurality of throttling means the plurality of throttling means being arranged in parallel
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • G05D7/0629—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
    • G05D7/0635—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means
    • G05D7/0641—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means using a plurality of throttling means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • G05D7/0629—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
    • G05D7/0635—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment

Abstract

流體控制裝置(1)，具備：本體區塊(10)，其具有共通流入口(11)及共通流出口(12)、以及與共通流入口及共通流出口連通的第1流路(F1)及第2流路(F2)；以及安裝在本體區塊之安裝面的第1流體控制單元(20a)及第2流體控制單元(20b)，第1流路及第2流路，在從安裝面的法線方向(D3)觀看時，是含有：沿著第1方向(D1)延伸的第1流路部分(13)、以及沿著與第1方向正交的第2方向(D2)延伸的第2流路部分(14)，第2流路部分，是藉由從本體區塊的側面沿著第2方向延伸的孔部(14’)、以及將孔部的開口部予以塞住的密封構件(15)所形成。

Description

流體控制裝置
本發明，是關於流體控制裝置，特別是關於設有複數個流路的流體控制裝置。
在半導體製造裝置或化學廠中，利用有用來控制原料氣體或蝕刻氣體等之流體的各種類型的流量計或流量控制裝置。其中，壓力式流量控制裝置，例如可藉由將壓電元件驅動型的控制閥與限縮部(限流孔板或臨界噴嘴)組合而成之比較簡單的機構來高精度地控制各種流體的流量，故被廣泛利用。
於壓力式流量控制裝置，是利用當符合臨界膨脹條件P1/P2≧約2(P1：限縮部上游側的氣體壓力(上游壓力)、P2：限縮部下游側的氣體壓力(下游壓力))時，流量就不是由下游壓力P2而是由上游壓力P1來決定的原理，來進行流量控制。這種壓力式流量控制裝置中，只要使用壓力感測器與控制閥來控制上游壓力P1，便可高精度地控制流動於限縮部下游側的氣體流量。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第5430007號
[專利文獻2]日本專利第5947659號
[專利文獻3]日本專利第3616875號
為了可在寬廣的流量範圍中以良好的精度來控制流量，已知有具備大流量用的限縮部與小流量用的限縮部的壓力式流量控制裝置。例如，於專利文獻1，記載著使用切換閥來開閉控制設有大流量用限流孔(限縮部)的流路，藉此對流路進行大流量供給與小流量供給的變更。
專利文獻1所記載的壓力式流量控制裝置中，藉由在大流量用限流孔及小流量用限流孔的上游側所共通設置的控制閥，來控制上游壓力及流量。但是，上述的壓力式流量控制裝置中，是使用單一的控制閥，且控制閥與各限流孔之間的流路為連通，故在切換小流量範圍與大流量範圍之後即刻，會有著難以將上游壓力即時控制在所期望之壓力的情況。此情況時，有引起過量與欠量等之不必要的流量變動之虞。
另一方面，於專利文獻2，記載著在形成有單一的流入通口的本體區塊中，將含有控制閥的2個流量控制單元沿著2個流路個別地設置的構造。該構造中，2個流路是獨立設置，且可獨立控制設在各流路的控制閥，故能夠更高精度地進行各流路的壓力控制。
但是，專利文獻2所記載的構造中，從流入通口朝向各流量控制單元的各個流路在俯視時為傾斜延伸地設置，故會發生在以用來形成流路的鑽頭進行開孔時不容易對位的問題。且，專利文獻2所記載的構造中，是以於寬方向擴展的方式設有從流入通口傾斜延伸的流路，故亦有著難以將本體區塊的寬及長設計成較小的問題。 　　本發明，是有鑑於上述課題而完成者，其主要的目的在於提供：在設有複數個流路的流體控制裝置中，適當地進行流路切換時的流體控制，且能將尺寸設計成精簡的構造。
根據本發明之實施形態的流體控制裝置，是具備：本體區塊，其具備共通流入口及共通流出口、以及分別與前述共通流入口及共通流出口連通的第1流路及第2流路；第1流體控制單元，是設在前述第1流路；以及第2流體控制單元，是設在前述第2流路，前述第1流體控制單元的至少一部分及前述第2流體控制單元的至少一部分，是固定在前述本體區塊的安裝面，前述第1流路及第2流路的至少任一方，是含有：第1流路部分，其在從前述安裝面的法線方向觀看時是沿著第1方向延伸；以及第2流路部分，其在從前述法線方向觀看時是沿著與前述第1方向正交的第2方向延伸，前述第2流路部分，是藉由孔部與密封構件所形成，前述孔部是從配置在前述本體區塊之前述安裝面之側方的面沿著前述第2方向延伸，前述密封構件是將前述孔部的開口部予以堵塞。 　　在某實施形態中，前述第1流體控制單元及前述第2流體控制單元的各個，具有：控制閥、設在前述控制閥之下游側的上游壓力感測器、設在前述上游壓力感測器之下游側的限縮部、以及連接於前述上游壓力感測器及前述控制閥的控制部，從而構成壓力式流量控制單元。 　　在某實施形態中，前述第1流體控制單元的前述控制閥與前述第2流體控制單元的前述控制閥，是於前述第1方向上設置在分開的位置。 　　在某實施形態中，從前述法線方向觀看時，前述第1流路與前述第2流路，是至少部分重疊。 　　在某實施形態中，前述控制部，是在前述第1流路及前述第2流路之中的一方流路流動流體時，根據設在前述一方流路之前述上游壓力感測器的輸出來控制前述控制閥的開度，並控制成將設在另一方流路的前述控制閥予以關閉。 　　在某實施形態中，前述控制部，是在前述一方流路流動流體時，檢測出將設在前述另一方流路的前述控制閥予以關閉之後的前述另一方流路的流量，並根據前述檢測出的結果，來控制設在前述一方流路的前述控制閥。 　　在某實施形態中，在前述第1流體控制單元及前述第2流體控制單元之前述限縮部的下游側中，進一步具備：於前述第1流路與前述第2流路共通地設置的下游壓力感測器。 　　在某實施形態中，前述本體區塊，是將形成有前述第1流路及前述第2流路之一部分的第1區塊部分、以及形成有前述第1流路及前述第2流路之一部分的第2區塊部分予以連接固定來形成，在前述第1區塊部分與前述第2區塊部分之間的連接部中，設有前述第1流體控制單元及前述第2流體控制單元之各自的前述限縮部。 　　在某實施形態中，前述各自的前述限縮部包含限流孔構件。 　　在某實施形態中，前述控制閥，包含樹脂製的薄片。 　　在某實施形態中，前述本體區塊，在從前述法線方向觀看時具有大致長方形的形狀，前述第1方向為前述本體區塊的長方向，前述第2方向為前述本體區塊的寬方向。 　　在某實施形態中，前述第1流路及前述第2流路，在從前述法線方向觀看時並不包含沿著與前述第1方向及前述第2方向不同的傾斜方向延伸的流路部分。 　　在某實施形態中，在包含前述第1流路及前述第2流路的流路全體中，從前述法線方向觀看時含有ㄈ字型(angular U shaped)的流路部分。
根據本發明的實施形態，在設有複數個流路的流體控制裝置中，可適當進行流路變更時的流體控制，且可成為精簡的設計。
以下，雖參照圖式來說明本發明的實施形態，但本發明並不限定於以下的實施形態。 　　圖1為表示本發明之實施形態之流體控制裝置亦即壓力式流量控制裝置1之構造的示意圖。壓力式流量控制裝置1，具有共通流入口11與共通流出口12，在該等之間設有第1流路F1與第2流路F2的2個流路。第1流路F1與第2流路F2，是連通於共通流入口11及共通流出口12，且形成為從共通流入口11分歧並往共通流出口12再次合流。又，第1流路F1與第2流路F2，是在共通流入口11與共通流出口12之間的流路中彼此分離設置的部分，對應於從共通流入口11側的流路分歧點到共通流出口12側的流路合流點為止之間所分離的2個流路。 　　壓力式流量控制裝置1的上游側是連接於氣體供給源，下游側是連接於半導體製造裝置的處理室。於處理室連接有真空泵，可對處理室內抽真空。且，在壓力式流量控制裝置1的下游側，設有未圖示的下游開閉閥，可使用下游開閉閥來遮斷對處理室的氣體供給。下游開閉閥，亦可組裝在壓力式流量控制裝置1的內部。 　　對第1及第2流路F1、F2，各自設有第1及第2壓力式流量控制單元(流體控制單元)20a、20b。第1及第2壓力式流量控制單元20a、20b，是分別具備：控制閥22a、22b；設在控制閥22a、22b之下游側的上游壓力感測器23a、23b；以及設在上游壓力感測器23a、23b之下游側的限縮部24a、24b。且，第1及第2壓力式流量控制單元20a、20b，是具備與上游壓力感測器23a、23b及控制閥22a、22b連接之共通的控制部5。 　　壓力式流量控制裝置1，作為在各流路F1、F2共通的東西，是進一步具備：設在控制閥22a、22b之上游側的流入壓力感測器21、以及設在限縮部24a、24b之下游側的下游壓力感測器25。 　　上游壓力感測器23a、23b，可測量控制閥22a、22b與限縮部24a、24b之間的流路的壓力，下游壓力感測器25，可測量限縮部24a、24b之下游側的壓力。且，流入壓力感測器21，可測量由連接於共通流入口11的氣體供給裝置(例如原料氣化器)所供給之氣體的壓力，並可用在控制氣體供給量或供給壓。 　　控制閥22a、22b，例如可為藉由作為閥機構的金屬製隔膜閥、以及作為驅動其之驅動裝置的壓電元件(壓電致動器)所構成的壓電元件驅動型控制閥。上游壓力感測器23a、23b、下游壓力感測器25、以及流入壓力感測器21，例如可為將矽單晶的感測器晶片與隔膜予以內藏者。 　　且，雖未圖示，但第1及第2壓力式流量控制單元20a、20b，可具有用來測量流動於流路F1、F2之氣體之溫度的溫度感測器。溫度感測器，亦可在上游壓力感測器23a、23b的附近對各流路F1、F2各別地設置，在流路F1、F2接近配置的情況亦可共通地設置。作為溫度感測器，例如可使用熱敏電阻。溫度感測器的輸出，是可在控制部5中用來進行更高精度的流量演算。 　　壓力式流量控制裝置1中，控制部5，是根據上游壓力感測器23a、23b的輸出，對控制閥22a、22b進行控制，而使通過限縮部24a、24b的流量成為設定流量。控制部5，是包含設在電路基板上的CPU、ROM或RAM等之記憶體(記憶裝置)M、A/D變換器等，亦可包含構成為實行後述動作的電腦程式，可藉由硬體及軟體的組合來實現。控制部5，只要可以將第1及第2壓力式流量控制單元20a、20b的動作予以獨立地控制則可設置成任意的態樣，亦可為對第1及第2壓力式流量控制單元20a、20b共通地設置而成者。 　　在本實施形態中，第1流路F1，是在流動大流量的氣體時所使用的流路，第2流路F2，是在流動小流量的氣體時所使用的流路。具體來說，設在第1流路F1之限縮部24a的口徑，是形成為比設在第2流路F2之限縮部24b的口徑還大。根據該構造，關閉設在第2流路F2的控制閥22b來遮斷第2流路F2，並使用第1壓力式流量控制單元20a來進行流量控制，藉此可透過第1流路F1將所期望的流量的氣體供給至處理室。同樣地，關閉設在第1流路F1的控制閥22a來遮斷第1流路F1，並使用第2壓力式流量控制單元20b來進行流量控制，藉此可透過第2流路F2供給所期望的流量的氣體。 　　圖2為表示流量(將最大流量設為100％時的比率)與控制壓力(對應流量的上游壓力)之間關係的圖表。在0.1％～5％流量(例如1～50sccm的小流量)時，由圖表G1可得知，在第2流路F2調整控制閥22b的開閉度來控制上游壓力，藉此可用所期望的流量來精度良好地供給氣體。同樣地，在5％～100％流量(例如50～1000sccm的大流量)時，由圖表G2可得知，在第1流路F1調整控制閥22a的開閉度來控制上游壓力，藉此可用所期望的流量來精度良好地供給氣體。又，小流量範圍與大流量範圍，並不限於上述之例，當然可設定在各種的範圍。 　　在壓力式流量控制裝置1中，是對於第1流路F1與第2流路F2，個別地設置有可獨立地動作的第1壓力式流量控制單元20a與第2壓力式流量控制單元20b，即使是在流路的切換時亦可個別地控制各控制閥22a、22b來進行高反應性的壓力調整。且，第1流路F1與第2流路F2，是使控制閥22a、22b與限縮部24a、24b之間的空間分離來設置，故在切換流路之際，一方流路的上游壓力並不會對另一方流路的上游壓力造成直接的影響。因此，可抑制流路切換時之過量與欠量的發生，可用任意的設定流量來適當地供給氣體。 　　控制部5，較佳是進行控制成為如下，在第1流路F1及第2流路F2的任一方流動流體時，根據設在該流路之上游壓力感測器等的輸出來迴授控制控制閥的開度來控制流量，且關閉設在另一方流路的控制閥，使氣體不會同時流動於雙方的流路。如此一來，只有在任一方流路流動有氣體，藉此能更容易精度良好地進行流量控制。 　　且，壓力式流量控制裝置1，為了如上述般只有在一方流路流動有氣體，使設在另一方流路的控制閥構成為可完全封閉流路為佳。因此，作為控制閥的薄片，以使用樹脂製(例如聚三氟氯乙烯(PETFE)製)的薄片為佳。使用樹脂製薄片的話，可提升關閉控制閥時的氣密性，故適合進行流路切換。 　　又，流量控制，可藉由與以往同樣的各種方法(例如專利文獻1所記載的方法)來進行。例如，在符合臨界膨脹條件(P1≧約2×P2：氬氣的情況)時，只要依據流量Q=K1P1(K1是依賴於流體種類與流體溫度的比例係數)的關係而由上游壓力感測器的輸出P1來求出演算流量，並迴授控制控制閥來使演算流量成為與設定流量相同即可。且，在非臨界膨脹條件下，只要依據流量Qc=K2P2m (P1-P2)n (K2是依賴於流體種類與流體溫度的比例係數，指數m、n是由實際的流量所導出的值)的關係而由上游壓力感測器的輸出P1及下游壓力感測器的輸出P2來求出演算流量，並迴授控制控制閥來使演算流量成為與設定流量相同即可。演算流量，亦可根據溫度感測器的輸出來補正。 　　以下，參照圖3(a)～(c)，針對由流量Q1(大流量範圍)切換至流量Q2(小流量範圍)之際的控制閥之控制的具體例進行說明。 　　圖3(a)，表示設在第1流路F1及第2流路F2之控制閥22a、22b的開閉時機。圖3(a)所示的例，是在時刻ts，與將第1流路F1的控制閥22a由開切換成閉的動作同步，而將第2流路F2的控制閥22b從閉切換成開。 　　但是，如圖3(b)所示般，在第1流路F1以流量Q1流動有氣體的情況，在時刻ts關閉控制閥22a之後，氣體流量不會瞬間降低至0，而是伴隨著上游壓力的降低來衰減地降低。這是因為，在關閉控制閥22a之後，控制閥22a與限縮部24a之間的氣體，是在上游壓力比下游壓力還高的狀態，透過限縮部24a而流出。 　　另一方面，第2流路F2的氣體流量，亦不會瞬間上升至設定流量Q2，而是隨著時間逐漸上升。又，為了防止急遽的流量變化，已知有依據公知的斜坡函數控制來控制控制閥，此情況時，使流量目標值本身與時間一起增加。 　　在此，本實施形態中，是使用上游壓力感測器23a來檢測出關閉設在第1流路F1的控制閥22a之後流動於第1流路F1的氣體流量，並根據該檢測結果，控制設在第2流路F2之控制閥22b的開度。更具體地說明的話，是使流動於第2流路F2的氣體流量增加，來配合流動於第1流路F1之氣體流量之降低的程度。藉此，如圖3(c)中實線的圖表所示般，可將流動於第1流路F1之氣體的流量與流動於第2流路F2之氣體的流量之合計流量Qtotal，從流量Q1平滑地變化至流量Q2。因此，在流量的切換時，可防止如虛線的圖表所示般之欠量U的發生或過量的發生。 　　流動於第2流路F2的氣體流量，例如，由所檢測出之第1流路F1的氣體流量來求出衰減的時間常數，根據該時間常數來決定第2流路F2之控制閥22b的控制訊號(例如斜率等)，藉此可適當地進行控制。 　　以下，參照圖4(a)及(b)來說明壓力式流量控制裝置1之具體的構成例。於圖4(a)及(b)，雖示出沒有設置圖1所示之流入壓力感測器21的態樣，但在本構成例中，當然亦可在控制閥22a、22b的上游側，使流入壓力感測器21共通地設在第1流路F1及第2流路F2。且，圖4(b)雖對應於圖4(a)的剖面圖，但為了使流路的連結變得明瞭，在圖中的中央部，表示與圖4(a)的A-A’線對應的剖面，並在圖中的兩端部，表示與圖4(a)的B-B’線對應的剖面。 　　如圖4(a)及(b)所示般，壓力式流量控制裝置1，具備形成有第1流路F1及第2流路F2的本體區塊10，在該本體區塊10的安裝面10X上，安裝有第1及第2壓力式流量控制單元20a、20b之構成要件的控制閥22a、22b及上游壓力感測器23a、23b、以及下游壓力感測器25。又，限縮部24a、24b，是如後述般，在本體區塊10的內部中介於各流路F1、F2來安裝，本說明書中，有時即使是將上述般之一部分的構成要件配置於其他場所的情況，亦記載成第1壓力式流量控制單元20a(或第1流體控制單元)及第2壓力式流量控制單元20b(或第2流體控制單元)安裝在本體區塊10的安裝面10X。 　　如圖4(a)及(b)所示般，本實施形態中，本體區塊10，是藉由將4個區塊部分10a～10d予以連接固定而構成。且，在4個區塊部分10a～10d之中的2個中間區塊部分10a、10b，是形成有第1流路F1及第2流路F2的一部分，藉由連接該等區塊部分10a、10b，來形成第1流路F1及第2流路F2。 　　本體區塊10，作為整體在俯視時具有大致長方形的形狀，如圖所示般具有長方向D1與寬方向D2。本體區塊10，可使用例如由不銹鋼(SUS310L等)等所成之金屬製的區塊部分10a～10d來製作，區塊部分彼此的連接及固定，可藉由焊接或螺鎖等來進行。 　　在兩端的區塊部分10c、10d，分別設有共通流入口11與共通流出口12。另一方面，在2個中間的區塊部分10a、10b，安裝有控制單元。且，在2個中間的區塊部分10a、10b的連接部，固定有中介於各流路F1、F2的限縮部24a、24b。 　　作為限縮部24a、24b，除了限流孔構件(限流孔板等)之外，亦可使用臨界噴嘴或音速噴嘴。限流孔或噴嘴的口徑，例如設定在10μm～500μm。 　　如上述般，在區塊部分10a、10b的連接部配置限縮部24a、24b的構造，是可比較容易進行限縮部24a、24b的安裝或交換。因此，即使發生堆積物所致之限流孔的堵塞，或是腐蝕所致之限流孔徑的擴大等，亦可交換限縮部24a、24b來迅速地處理異常情況。又，作為設在區塊部分10a、10b之連接部的限縮部，以使用可提升氣密性的密封墊圈限流孔為佳。使用密封墊圈限流孔的話，可防止在區塊部分之連接部的洩漏，且可得到比較容易進行交換的優點。
以下，針對設在本體區塊10的第1流路F1及第2流路F2進行詳細說明。
如圖4(a)所示般，本實施形態的第1流路F1及第2流路F2，在從安裝面10X的法線方向D3觀看時，含有沿著本體區塊10之長方向D1(有時稱為第1方向)延伸的第1流路部分13、以及沿著本體區塊10之寬方向D2(有時稱為第2方向)延伸的第2流路部分14。且，第1流路F1及第2流路F2，在從法線方向D3觀看時並不含有沿著斜方向(與長方向D1及寬方向D2不同的方向)延伸的流路部分。
又，上述的長方向D1與寬方向D2是彼此正交的方向，但在本說明書中，正交的方向是代表著以約80°~90°的角度來交錯的方向。亦即，第1流路部分13與第2流路部分14，即使因加工誤差等而從90°往稍微偏離的方向交差的情況，亦將該等當成形成正交的方向。
沿著長方向D1延伸的第1流路部分13，可從構成本體區塊10的區塊部分10a~10d的連接面或底面等，沿著長方向D1使用鑽頭等開出細孔，之後，藉由將區塊部分10a~10d予以連接及固定來形成。另一方面，第2流路部分14，可從本體區塊10的側面10Y，沿著寬方向D2使用鑽頭等開出孔部14’，並將孔部14’的開口部14a予以密封來形成。
作為將構成第2流路部分14的孔部14’的開口部14a予 以密封的密封構件15，可使用各種東西。例如，如後述般，以盲栓般的東西來密封開口部14a亦可。又，於專利文獻3，記載著從金屬區塊的側面穿孔，並塞住開口部藉此形成流路的方法。在本發明的實施形態中，亦可利用與專利文獻3所記載的方法相同的方法，來形成第2流路部分14。
如以上所述，本實施形態中，第1流路F1及第2流路F2，是由複數個區塊部分來構成本體區塊，且在從法線方向D3觀看時是將沿著長方向D1及寬方向D2延伸的流路部分予以組合而形成，一般來說，全體流路中包含有ㄈ字型的流路部分。
然後，根據本實施形態的構造，不會如設置斜方向的流路時那般難以進行鑽頭開孔的位置對位，可正確地形成流路。且，形成斜流路的情況所必要之確保長方向與寬方向之雙方的流路形成用空間，將成為不必要。因此，可僅用必要最小限度的分量沿著寬方向來設置流路，不會在長方向使尺寸變大，可將壓力式流量控制單元以各種態樣來精簡地搭載。
以下，參照圖5~圖9，說明壓力式流量控制裝置1之更具體的構成例。以下所說明的構成例中，第1流路F1與第2流路F2(參照圖8及圖9)，在從法線方向D3觀看時是對於沿著長方向D1的中心軸形成為非對稱，採用如上述般僅用必要最小限度的分量沿著寬方向D2來設置流路部分的構造。藉此，在本體區塊10上精簡地配置有控制單元或壓力 感測器，比起在寬方向D2分離且平行地設置第1流路F1及第2流路F2時，可使本體區塊10的寬度狹窄化。
又，圖5~圖9所示的壓力式流量控制裝置1中，針對與上述所說明的構成要件相同的構成要件，有著附上相同的參考符號，並省略詳細說明的情況。
圖5為從安裝面10X的法線方向觀看時之本體區塊10的俯視圖。且，圖6表示沿著圖5所示之C-C’線的剖面，圖7表示沿著圖5所示之D-D’線的剖面。但是，於圖6及圖7，表示出安裝有壓力式流量控制單元的狀態。
且，圖8及圖9，是將圖5~圖7所示之流體控制裝置的流路予以示意表示的透視圖。在圖8及圖9，雖以箭頭表示出氣體在第1流路F1流動的樣子及氣體在第2流路F2流動的樣子，但關於流路等的構造是圖示出相同者。如圖8所示般，在氣體流動於第1流路F1時，來自共通流入口11的氣體，是如箭頭A1所示般通過控制閥22a，並透過限縮部24a如箭頭A2所示般往共通流出口12流動。此時，第2流路F2的控制閥22b是關閉，氣體不會透過控制閥22b及限縮部24b來流動。另一方面，如圖9所示般，在氣體流動於第2流路F2時，來自共通流入口11的氣體，是如箭頭B1所示般通過控制閥22b，之後，透過限縮部24b如箭頭B2所示般往共通流出口12流動。此時，第1流路F1的控制閥22a是關閉，氣體不會透過控制閥22a及限縮部24a來流動。且，如圖8及圖9所示般，不管是氣體流動於第1流路F1及第2流路F2之任一者的情況，如箭頭A3、B3所示般使氣體流動於 流入壓力感測器21故可檢測出流入側壓力，且如箭頭A4、B4所示般使氣體流動於下游壓力感測器25故可檢測出下游壓力。
如圖5~圖9所示般，在本體區塊10中，在共通流入口11與共通流出口12之間，雖設有第1流路F1及第2流路F2，但該等流路F1、F2，在從安裝面10X的法線方向D3觀看時，是組合沿著長方向D1延伸的第1流路部分13、以及沿著寬方向D2延伸的第2流路部分14而構成，並不含有於斜方向設置的流路部分。且，沿著寬方向D2延伸的流路部分14，僅設在第2流路F2，其如圖5、圖8及圖9所示般，是藉由使開口在本體區塊之側面10Y的孔部14’，以密封構件15(在此為盲栓)密封而形成。
又，如圖7所示般，在設在第2流路F2的控制閥22b的附近，在圖示的剖面中雖形成有設成斜方向的流路部分16，但該流路部分16，在從法線方向D3觀看時是沿著長方向D1延伸的流路部分。
在本實施形態中，設在第1流路F1的控制閥22a與設在第2流路F1的控制閥22b，是在長方向D1上設置在分離的位置，並非如圖4所示的態樣那般在寬方向D2並排配置。同樣地，設在第1流路F1的上游壓力感測器23a與設在第2流路F2的上游壓力感測器23b，亦非並排在寬方向D2，而是沿著長方向D1並排配置。又，流入壓力感測器21及下游壓力感測器25，在本構成例中也是，在第1流路F1及第2流路F2共通地設置。
且，上述的控制閥22a與控制閥22b，是使用不同態樣者。更具體來說，作為控制閥22a是使用適合大流量控制的大型控制閥，作為控制閥22b是使用適合小流量控制的小型控制閥。由於如上述般使用小型控制閥22b，故可實現省空間化。 　　此外，如圖5、圖8及圖9所示般，在本實施形態中，從法線方向D3觀看時，第1流路F1與第2流路F2是形成為部分地重疊，與此對應，限縮部24a、24b亦沿著法線方向D3並排地配置。 　　在以上的構造中，可在本體區塊10的寬方向中央部分將流路或控制單元予以集中配置，故可使本體區塊10的寬度變小。 　　以上，雖說明了本發明的實施形態，但亦可有各種的改變。例如，雖於上述說明了設有第1流路F1與第2流路F2之2個流路的流體控制裝置，但亦可設有3個以上的流路。即使是設有3個以上的流路的情況，流路亦以僅由沿著上述正交的2方向來延伸的流路部分所構成為佳。 　　且，作為限縮部，亦可使用限流孔內藏閥，其具有使限流孔構件與遮斷閥接近來形成一體的構造。若是使用限流孔內蔵閥，則可上升下降特性良好地供給氣體，亦適合進行對處理室之短時間的(脈衝式)氣體供給。 　　且，雖於上述說明了設置用來切換小流量與大流量之2個流路的態樣，但亦可以其他目的來設置複數個流路，例如，亦可用在因應氣體的種類或溫度來選擇流路的情況。且，並不限於壓力式流量控制裝置，可將本發明適用在設有複數個流路之各種的流體控制裝置。 [產業上的可利用性] 　　關於本發明之實施形態的流體控制裝置，例如，適合利用在連接於半導體製造之氣體供給線來進行流量控制。
1‧‧‧壓力式流量控制裝置(流體控制裝置)
5‧‧‧控制部
10‧‧‧本體區塊
10X‧‧‧安裝面
10Y‧‧‧側面
11‧‧‧共通流入口
12‧‧‧共通流出口
13‧‧‧第1流路部分
14‧‧‧第2流路部分
14’‧‧‧孔部
14a‧‧‧開口部
15‧‧‧密封構件
20a‧‧‧第1壓力式流量控制單元(第1流體控制單元)
20b‧‧‧第2壓力式流量控制單元(第2流體控制單元)
21‧‧‧流入壓力感測器
22a、22b‧‧‧控制閥
23a、23b‧‧‧上游壓力感測器
24a、24b‧‧‧限縮部
25‧‧‧下游壓力感測器
F1‧‧‧第1流路
F2‧‧‧第2流路
D1‧‧‧長方向(第1方向)
D2‧‧‧寬方向(第2方向)
D3‧‧‧法線方向
圖1為表示本發明之實施形態之流體控制裝置(壓力式流量控制裝置)之構造的示意圖。 　　圖2為表示使用第2流路來流動小流量時之流量與控制壓力的關係，以及，使用第1流路來流動大流量時之流量與控制壓力的關係的圖表。 　　圖3為用來說明本發明之實施形態之流路切換時之流體控制單元之動作例的圖，(a)表示第1流路(大流量)F1及第2流路(小流量)F2之控制閥的開閉時機，(b)表示流動在各流路F1、F2之氣體流量的變化，(c)表示合計流量的變化。 　　圖4為說明本發明之實施形態之流體控制裝置之構成例的示意圖，(a)為俯視圖，(b)為(a)之沿著A-A’線及B-B’線的剖面圖，是在中央部表示沿著A-A’線的剖面、在兩端部表示沿著B-B’線的剖面的合成剖面圖。 　　圖5為表示本發明之實施形態之流體控制裝置之更具體的構造的俯視圖。 　　圖6為沿著圖5之C-C’線的剖面圖。 　　圖7為沿著圖5之D-D’線的剖面圖。 　　圖8為將圖5～圖7所示之流體控制裝置的流路予以示意表示的透視圖，將氣體在第1流路流動的情況以箭頭表示。 　　圖9為將圖5～圖7所示之流體控制裝置的流路予以示意表示的透視圖，將氣體在第2流路流動的情況以箭頭表示。

Claims (13)

  1. 一種流體控制裝置，其特徵為，具備：本體區塊，其具備共通流入口及共通流出口、以及分別與前述共通流入口及共通流出口連通的第1流路及第2流路；第1流體控制單元，是設在前述第1流路；以及第2流體控制單元，是設在前述第2流路，前述第1流體控制單元的至少一部分及前述第2流體控制單元的至少一部分，是固定在前述本體區塊的安裝面，前述第1流路及第2流路的至少任一方，是含有：第1流路部分，其在從前述安裝面的法線方向觀看時是沿著第1方向延伸；以及第2流路部分，其在從前述法線方向觀看時是沿著與前述第1方向正交的第2方向延伸，前述第2流路部分，是藉由孔部與密封構件所形成，前述孔部是從配置在前述本體區塊之前述安裝面之側方的面沿著前述第2方向延伸，前述密封構件是將前述孔部的開口部予以堵塞。
  2. 如請求項1所述之流體控制裝置，其中，前述第1流體控制單元及前述第2流體控制單元的各個，具有：控制閥、設在前述控制閥之下游側的上游壓力感測器、設在前述上游壓力感測器之下游側的限縮部、以及連接於前述上游壓力感測器及前述控制閥的控制部，從而構成壓力式流量控制單元。
  3. 如請求項2所述之流體控制裝置，其中，前述第1流體控制單元的前述控制閥與前述第2流體控制單元的前述控制閥，是於前述第1方向上設置在分開的位置。
  4. 如請求項2或3所述之流體控制裝置，其中，從前述法線方向觀看時，前述第1流路與前述第2流路，是至少部分重疊。
  5. 如請求項2或3所述之流體控制裝置，其中，前述控制部，是在前述第1流路及前述第2流路之中的一方流路流動流體時，根據設在前述一方流路之前述上游壓力感測器的輸出來控制前述控制閥的開度，並控制成將設在另一方流路的前述控制閥予以關閉。
  6. 如請求項5所述之流體控制裝置，其中，前述控制部，是在前述一方流路流動流體時，檢測出將設在前述另一方流路的前述控制閥予以關閉之後的前述另一方流路的流量，並根據前述檢測出的結果，來控制設在前述一方流路的前述控制閥。
  7. 如請求項2或3所述之流體控制裝置，其中，在前述第1流體控制單元及前述第2流體控制單元之前述限縮部的下游側中，進一步具備：於前述第1流路與前述第2流路共通地設置的下游壓力感測器。
  8. 如請求項2或3所述之流體控制裝置，其中，前述本體區塊，是將形成有前述第1流路及前述第2流路之一部分的第1區塊部分、以及形成有前述第1流路及前述第2流路之一部分的第2區塊部分予以連接固定來形成，在前述第1區塊部分與前述第2區塊部分之間的連接部中，設有前述第1流體控制單元及前述第2流體控制單元之各自的前述限縮部。
  9. 如請求項8所述之流體控制裝置，其中，前述各自的前述限縮部包含限流孔構件。
  10. 如請求項2或3所述之流體控制裝置，其中，前述控制閥，包含樹脂製的薄片。
  11. 如請求項1至3中任一項所述之流體控制裝置，其中，前述本體區塊，在從前述法線方向觀看時具有大致長方形的形狀，前述第1方向為前述本體區塊的長方向，前述第2方向為前述本體區塊的寬方向。
  12. 如請求項1至3中任一項所述之流體控制裝置，其中，前述第1流路及前述第2流路，在從前述法線方向觀看時並不包含沿著與前述第1方向及前述第2方向不同的傾斜方向延伸的流路部分。
  13. 如請求項1至3中任一項所述之流體控制裝置，其中，在包含前述第1流路及前述第2流路的流路全體中，從前述法線方向觀看時含有ㄈ字型的流路部分。
TW106135021A 2016-10-14 2017-10-13 Fluid control device TWI649506B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-202539 2016-10-14
JP2016202539 2016-10-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201818013A TW201818013A (zh) 2018-05-16
TWI649506B true TWI649506B (zh) 2019-02-01

Family

ID=61905567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106135021A TWI649506B (zh) 2016-10-14 2017-10-13 Fluid control device

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11226641B2 (zh)
JP (1) JP7054207B2 (zh)
KR (1) KR102208101B1 (zh)
CN (1) CN109791415A (zh)
TW (1) TWI649506B (zh)
WO (1) WO2018070464A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10665430B2 (en) * 2016-07-11 2020-05-26 Tokyo Electron Limited Gas supply system, substrate processing system and gas supply method
WO2019107215A1 (ja) * 2017-11-30 2019-06-06 株式会社フジキン 流量制御装置
WO2019188240A1 (ja) * 2018-03-26 2019-10-03 日立金属株式会社 流量制御装置
JP7197897B2 (ja) * 2018-11-29 2022-12-28 株式会社フジキン コントロール弁のシートリーク検知方法
JPWO2020218138A1 (zh) * 2019-04-25 2020-10-29
WO2021013355A1 (de) * 2019-07-25 2021-01-28 Siemens Aktiengesellschaft Förderanordnung mit zwei parallel geschalteten förderelementen
TWI730699B (zh) * 2020-03-27 2021-06-11 先豐通訊股份有限公司 噴盤檢測系統及其檢測方法
JPWO2022190711A1 (zh) * 2021-03-11 2022-09-15
WO2024004535A1 (ja) * 2022-06-29 2024-01-04 株式会社フジキン コントロール弁のシートリーク検知方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW384365B (en) * 1998-10-07 2000-03-11 Tokyo Electron Ltd Pressure type flow rate control apparatus
JP2011180992A (ja) * 2010-03-03 2011-09-15 Yokogawa Electric Corp 流体分配装置及びマイクロプラント
JP2014032635A (ja) * 2012-08-06 2014-02-20 Horiba Ltd 流量制御装置
CN204201181U (zh) * 2014-10-27 2015-03-11 上海理工大学 流量控制装置
JP2015146163A (ja) * 2014-02-04 2015-08-13 アドバンス電気工業株式会社 流量制御弁及びこれを用いた流量制御装置
TW201604949A (zh) * 2014-05-02 2016-02-01 Tokyo Electron Ltd 基板處理裝置、基板處理方法及記憶媒體

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5430007B2 (zh) 1971-10-27 1979-09-27
US3893469A (en) * 1972-08-07 1975-07-08 Brunswick Corp Rotary plug valve
NO143261C (no) 1976-06-08 1981-01-07 Alf Mathiesen Fremgangsmaate ved fremstilling av hjulringer av cellulaer gummi
JPS616875A (ja) 1984-06-21 1986-01-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 印刷・焼成方式太陽電池の製造方法
JP3586075B2 (ja) * 1997-08-15 2004-11-10 忠弘 大見 圧力式流量制御装置
DE69917837T2 (de) * 1998-07-17 2005-06-23 Horiba Ltd. Vorrichtung zur Regelung des Durchflusses eines Gases
JP3360133B2 (ja) * 1998-11-11 2002-12-24 株式会社フジキン 流体制御装置用継手部材およびその製造方法
WO2000063756A1 (fr) * 1999-04-16 2000-10-26 Fujikin Incorporated Dispositif d'alimentation en fluide du type derivation parallele, et procede et dispositif de commande du debit d'un systeme de pression du type a fluide variable utilise dans ledit dispositif
JP3616875B2 (ja) 2002-07-19 2005-02-02 株式会社フジキン 流体制御装置用継手部材およびその製造方法
JP4814706B2 (ja) * 2006-06-27 2011-11-16 株式会社フジキン 流量比可変型流体供給装置
CN101903840B (zh) * 2007-12-27 2012-09-05 株式会社堀场Stec 流量比率控制装置
WO2009141947A1 (ja) 2008-05-21 2009-11-26 株式会社フジキン 圧力式流量制御装置を用いた流体の非連続式流量切替制御方法
JP5177864B2 (ja) * 2008-06-04 2013-04-10 株式会社フジキン 熱式質量流量調整器用自動圧力調整器
JP2010169657A (ja) * 2008-12-25 2010-08-05 Horiba Stec Co Ltd 質量流量計及びマスフローコントローラ
CN101853034B (zh) * 2009-04-03 2013-04-10 阿自倍尔株式会社 流量控制装置
JP5665793B2 (ja) * 2012-04-26 2015-02-04 株式会社フジキン 可変オリフィス型圧力制御式流量制御器
CN104350443B (zh) 2012-05-31 2018-02-16 株式会社富士金 带有降落方式流量监测器的流量控制装置
JP5797246B2 (ja) * 2013-10-28 2015-10-21 株式会社フジキン 流量計及びそれを備えた流量制御装置
JP6372998B2 (ja) * 2013-12-05 2018-08-15 株式会社フジキン 圧力式流量制御装置
CN204374787U (zh) * 2015-02-02 2015-06-03 西安宝科流体技术有限公司 一种可实现大调节比的气体质量流量控制器
CN104898713A (zh) * 2015-06-29 2015-09-09 安徽汉威电子有限公司 一种具有自动流量控制的三通阀

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW384365B (en) * 1998-10-07 2000-03-11 Tokyo Electron Ltd Pressure type flow rate control apparatus
JP2011180992A (ja) * 2010-03-03 2011-09-15 Yokogawa Electric Corp 流体分配装置及びマイクロプラント
JP2014032635A (ja) * 2012-08-06 2014-02-20 Horiba Ltd 流量制御装置
JP2015146163A (ja) * 2014-02-04 2015-08-13 アドバンス電気工業株式会社 流量制御弁及びこれを用いた流量制御装置
TW201604949A (zh) * 2014-05-02 2016-02-01 Tokyo Electron Ltd 基板處理裝置、基板處理方法及記憶媒體
CN204201181U (zh) * 2014-10-27 2015-03-11 上海理工大学 流量控制装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190016572A (ko) 2019-02-18
WO2018070464A1 (ja) 2018-04-19
JP7054207B2 (ja) 2022-04-13
JPWO2018070464A1 (ja) 2019-08-15
US20190243391A1 (en) 2019-08-08
CN109791415A (zh) 2019-05-21
US11226641B2 (en) 2022-01-18
TW201818013A (zh) 2018-05-16
KR102208101B1 (ko) 2021-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI649506B (zh) Fluid control device
CN108369425B (zh) 流量控制装置以及使用流量控制装置的异常检测方法
TWI624744B (zh) Pressure type flow control device and abnormality detecting method thereof
KR101424783B1 (ko) 압력 센서, 차압식 유량계 및 유량 제어기
JP2005196788A (ja) 流体の流量を制御する装置、方法及びシステム
TWI654508B (zh) 壓力式流量控制裝置
TWI796417B (zh) 具有絕對和差分壓力變換器之質量流量控制器及其相關方法
JP5665794B2 (ja) 半導体製造装置のガス分流供給装置
US11269362B2 (en) Flow rate control method and flow rate control device
EP2910908B1 (en) Differential pressure type flowmeter and flow controller provided with the same
JP7197897B2 (ja) コントロール弁のシートリーク検知方法
US11914407B2 (en) Flow rate control device
KR102162046B1 (ko) 유량 측정 방법 및 유량 측정 장치
KR101268524B1 (ko) 유량제어장치
JP5465703B2 (ja) 流量センサ
KR20240052061A (ko) 유량 제어 장치
US8997555B2 (en) System and method for generating a change in pressure proportional to fluid viscosity
KR20230110179A (ko) 유체 제어 장치, 유체 제어 방법, 및 유체 제어 프로그램
JP2020107113A (ja) 流量圧力制御装置
JPH01219616A (ja) 気体制御弁の流量制御装置
JP2003329211A (ja) 蒸気減温装置