TWI676759B - 流體供給線路及動作解析系統 - Google Patents

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TWI676759B
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Ryutaro TANNO
相川献治
Kenji AIKAWA
原田章弘
Akihiro Harada
鈴木裕也
Yuya Suzuki
Takahiro Matsuda
米華克典
Katsunori Komehana
落石将彦
Masahiko OCHIISHI
篠原努
Tsutomu Shinohara
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日商富士金股份有限公司
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Abstract

本發明的目的在於精密監視藉由複數個流體控制機器所構成之流體供給線路整體。此外，其目的在於抑制每一流體控制機器之動作的參差不齊而提升流體供給線路的精確度。
由以不滲漏流體之方式連通的複數個流體控制機器F1、V11至V14所構成的流體供給線路L1係具有：第一連接手段、及第二連接手段，該第一連接手段係連接流體供給線路L1外的機構、與流體供給線路L1上的流體控制機器F1，而該第二連接手段係在流體供給線路L1中從第一連接手段分支，且連接於其他的流體控制機器F1、V11至V14。

Description

流體供給線路及動作解析系統
本發明係關於一種精密監視具有複數個流體控制機器之流體供給線路整體的技術。
在供給半導體製造過程所使用之製程流體的流體供給線路中，係使用自動閥體等的流體控制機器。
近年來，ALD(Atomic Layer Deposition，原子層沉積)等、半導體製造過程高度化，已要求要比以往更能夠微細控制製程流體的流體供給線路。再者，為了滿足高度化之半導體製造過程的要求，已提出一種例如能夠更精密地監視閥之狀態的流體控制機器。
此點，在專利文獻1中已揭示一種閥，係具備：基體(body)、及閥體，該基體(body)係形成有第1流路及第2流路的，該閥體係連通或阻斷第1流路與第2流路之間；其中，基體係具有：基部、第1連結部、及第2連結部；該基部係具有位於閥體側的第1面、及位於第1面之相反側的第2面，該第1連結部係具有與第2面形成段差部的第3面，該第2連結部係具有與第1面形成段差 部的第4面；而第1流路係具有第1-1流路與第1-2流路，第1-1流路的第1-1端口(port)係在第3面開口，第1-2流路的第1-3端口係連通於第1-1流路的第1-2端口，而且朝向閥體開口，第1-2流路的第1-4端口係在第4面開口，前述第1流路與前述第2流路係可透過第1-3端口連通，第1連結部係連結於另一閥之基體中之相當於第2連結部的部分，第1-1流路與另一閥之基體中之相當於第1-2流路的流路連通。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2016-223533號公報
然而，在藉由複數個流體控制機器所構成的流體供給線路中，各流體控制機器會受到其他流體控制機器的開閉動作或流量變化等所造成的影響。因此，僅依靠單獨控制或監視各流體控制機器，並無法滿足近年之高度化後之半導體製造過程的要求。
此外，當電氣配線或空氣管(air tube)因為流體控制機器的高功能化而變得複雜化時，除了已複雜化的電氣配線會引起雜訊或指示信號之傳送速度的延遲外，而且空氣管之內容積的增加會使流體控制機器的開閉速度降低，或使各流體控制機器的開閉速度產生誤差。
因此本發明之目的之一為精密監視藉由複數個流體控制機器所構成之流體供給線路整體。此外，本發明之另一目的為抑制每一流體控制機器之動作的參差不齊而提升流體供給線路的精確度。
為了達成上述目的，本發明之一態樣的流體供給線路，係由以不滲漏流體之方式連通的複數個流體控制機器所構成；該流體供給線路係具有：第一連接手段，係連接前述流體供給線路外的機構、與前述流體供給線路上之預定的流體控制機器；及第二連接手段，係在前述流體供給線路中從前述第一連接手段分支，且連接於其他的流體控制機器。
此外，亦可設為前述第一連接手段及前述第二連接手段，係為從前述流體供給線路外的機構供給要用於驅動前述流體控制機器之驅動流體的驅動壓供給路。
此外，亦可設為前述第一連接手段及前述第二連接手段為使前述流體供給線路外的機構可與前述流量控制裝置進行通訊的電氣配線。
此外，前述流體供給線路係並排設置複數個而構成氣體單元；前述第一連接手段係在前述氣體單元附近依複數個前述流體供給線路之每一者做分支，且依前述複數個流體供給線路上的每一個預定的流量控制裝置做連接。
此外，亦可設為前述預定的流量控制裝置 係流量範圍(range)可變型流量控制裝置，並前述流量範圍可變型流量控制裝置係至少設置小流量用與大流量用的流體通路以作為流往流量控制裝置之流量檢測部的流體通路，且透過前述小流量用流體通路而使小流量區域的流體流通至流量檢測部，並且依據是否有驅動壓的供給而將流量控制部的檢測位準切換為適於小流量區域之檢測的檢測位準，此外，透過前述大流量用流體通路而使大流量區域的流體流通至前述流量檢測部，並且依據是否有驅動壓的供給而將流量控制部的檢測位準切換為適於大流量區域之流量之檢測的檢測位準，藉此分別切換大流量區域與小流量區域的流體而進行流動控制。
此外，亦可設為供給至前述流量範圍可變型流量控制裝置的驅動壓，係透過前述流量範圍可變型流量控制裝置而供給至其他的流體控制機器。
此外，亦可設為前述預定的流量控制機器係差壓式流量控制裝置，並前述差壓式流量控制裝置係具有：具備閥驅動部的操縱閥部；設於前述操縱閥之下游側的孔口(orifice)；前述孔口之上游側之流體壓力的檢測器；前述孔口之下游側之流體壓力的檢測器；前述孔口之上游側之流體溫度的檢測器；及控制演算電路，係具備流量比較電路，該流量比較電路使用來自前述各檢測器之檢測壓力及檢測溫度而演算流體流量，並且對演算流量與設定流量之差進行演算。
此外，亦可設為在前述複數個流體控制機 器中，安裝有取得前述流體控制機器之動作資訊的動作資訊取得機構。
此外，亦可設為前述流體供給線路係構成為可與線路外的資訊處理裝置進行通訊，而前述預定的流體控制機器係具有傳送手段，該傳送手段係匯集構成相同之線路之其他流體控制裝置的動作資訊，且將匯集後的動作資訊傳送至前述資訊處理裝置。
此外，本發明之另一態樣之動作解析系統係具有前述流體供給線路，前述資訊處理裝置係根據前述匯集後的動作資訊，從線路整體的動作來解析各流體控制機器的動作或狀態。
依據本發明，可精密監視藉由複數個流體控制機器所構成的流體供給線路整體。可抑制每一流體控制機器之動作的參差不齊，而可提升流體供給線路的控制精確度。
1、2‧‧‧氣體單元
3‧‧‧閥本體
3a‧‧‧驅動壓導入口
4‧‧‧驅動壓控制裝置
10、10a、10b、10c‧‧‧主纜線
101、102‧‧‧分支纜線
11、12、13‧‧‧延長纜線
40‧‧‧外殼
44‧‧‧排氣通路
45‧‧‧配線
51‧‧‧隔膜
52‧‧‧推壓適配器(adapter)
53‧‧‧軸桿
111、112、113、114‧‧‧副纜線
121、122、123、124‧‧‧副纜線
131、132、133、134‧‧‧副纜線
20、20a、20b、20c‧‧‧主管
21、22、23‧‧‧延長管
211、212、213‧‧‧延長管
214、215、216、217、218‧‧‧副管
221、222、223‧‧‧延長管
224、225、226、227、228‧‧‧副管
231、232、233‧‧‧延長管
234、235、236、237、238‧‧‧副管
411、412‧‧‧自動閥體
421、422‧‧‧閥體驅動部
431、432、433‧‧‧驅動壓導入路
L1、L2、L3‧‧‧流體供給線路
C1、C2、C3‧‧‧分支連接器
F(F1、F2、F3)‧‧‧流量控制裝置
J1‧‧‧分支接頭
J11、J111、J112、J113‧‧‧接頭
J12、J121、J122、J123‧‧‧接頭
J13、J131、J132、J133‧‧‧接頭
A‧‧‧裝置外
E‧‧‧電源供給源
FV‧‧‧閥
G‧‧‧驅動壓供給源
M‧‧‧磁鐵
Q‧‧‧指示信號發送源
S‧‧‧磁性感測器
V(V11至V14、V21至V24、V31至V34)‧‧‧閥
第1圖係顯示藉由本發明之實施形態之流體供給線路所構成之氣體單元的外觀立體圖。
第2圖係顯示藉由本發明之實施形態之流體供給線路所構成之氣體單元的俯視圖。
第3圖係顯示藉由本實施形態之流體供給線路所構成之氣體單元的側視圖。
第4圖係顯示針對構成本實施形態之流體供給線路的閥，使之具備磁性感測器(sensor)時之內部構造的剖面圖，第4圖(a)係整體圖，第4圖(b)係部分放大圖。
第5圖係為在藉由本實施形態之流體供給線路所構成的氣體單元中，顯示出纜線之配線構造的示意圖。
第6圖係為在藉由本實施形態之流體供給線路所構成的氣體單元中，顯示出驅動壓供給路之連接構造的示意圖。
第7圖係為在藉由本實施形態之變形例之流體供給線路所構成的氣體單元中，顯示出驅動壓供給路之連接構造的示意圖。
第8圖係顯示購成本實施形態之流體供給線路之流體控制裝置之內部構成的示意構成圖。
第9圖係顯示藉由本發明之另一實施形態之流體供給線路所構成之氣體單元的外觀立體圖。
第10圖係為在藉由本發明之另一實施形態之流體供給線路所構成之氣體單元中，顯示出纜線之配線構造的示意圖。
第11圖係為在藉由本發明之另一實施形態之流體供給線路所構成之氣體單元中，顯示出驅動壓供給路之連接構造的示意圖。
第12圖係顯示適用於本實施形態之流體供給線路之閥之內部構造的示意圖。
以下說明本發明之實施形態的流體供給線路及動作解析系統。
如第1圖至第3圖所示，氣體單元1係具備本實施形態之三個流體供給線路L1、L2、L3。
在此，所謂「流體供給線路(L1、L2、L3)」，係指氣體單元的構成單位之一，並為藉由供製程流體流通的路徑、及配設於該路徑上的一群流體控制機器所構成，而可達成控制製程流體，且獨立地處理被處理體的最小構成單位。氣體單元通常係並排設置複數個該流體供給線路而構成。此外，以下說明中所提及的「線路外」，係指不構成該流體供給線路的部分或機構，並在線路外的機構中，包含構成為可與供給流體供給線路之驅動所需之電力的電力供給源或供給驅動壓的驅動壓供給源、流體供給線路進行通訊的裝置等。
流體供給線路L1、L2、L3係分別使複數個流體控制機器以不滲漏流體之方式連通者，流體控制機器係藉由閥(V11至V14、V21至V24、V31至V34)、流量控制裝置(F1至F3)而構成。另外，在以下的說明中，會有將閥(V11至V14、V21至V24、V31至V34)統稱為閥V，而流量控制裝置(F1至F3)則統稱為流量控制裝置F的情形。
流量控制裝置F係在各流體供給線路L1、L2、L3中控制流體之流量的裝置。
該流量控制裝置F係例如可藉由流量範圍可變型流量控制裝置所構成。流量範圍可變型流量控制裝置係可藉由 切換閥體的操作從而自動地切換選擇流量控制域的裝置。
該流量範圍可變型流量控制裝置係例如具有小流量用與大流量用的流體通路，以作為往流量控制裝置之流量檢測部的流體通路。流量控制係藉由下述方式分別切換大流量區域與小流量區域的流體而進行之：透過小流量用流體通路而使小流量區域的流體流通至流量檢測部，並且將流量控制部的檢測位準切換為適於小流量區域之檢測的檢測位準，及透過大流量用流體通路而使大流量區域的流體流通至前述流量檢測部，並且將流量控制部的檢測位準切換為適於大流量區域之流量之檢測的檢測位準。
另外，亦可設為在構成作為流量範圍可變型流量控制裝置的流量控制裝置F中，流量控制區域之切換選擇的控制，係依據是否有對於流量控制裝置F的驅動部供給驅動壓而執行。
此外，供給至流量控制裝置F的驅動壓，係可透過暫時被供給的流量控制裝置F，而供給至連接於流量控制裝置F之閥V等之其他的流體控制機器。
此外，在此種流量範圍可變型流量控制裝置中，在使用孔口上游側壓力P1及/或孔口下側壓力P2，並將流通孔口之流體的流量設為Qc=KP1(K係比例常數)或Qc=KP2 m(P1-P2)n(K係比例常數，m與n為常數)進行演算的壓力式流量控制裝置中，亦可將該壓力式流量控制裝置之操縱閥體的下游側與流體供給用管路之間的流體通路設為至少二個以上並聯狀的流體通路，並且使流體流量特性 不同的孔口分別介置至各並聯狀的流體通路。此時，在小流量區域之流體的流量控制中，係使小流量區域的流體流通至一方的孔口，此外在大流量區域之流體的流量控制中，係至少使大流量區域的流體流通至另一方的孔口。
此外，亦可將流量的範圍設為三階段。此時，將孔口設為大流量用孔口、中流量用孔口、與小流量用孔口之三種，並且使第一切換用閥、第二切換用閥及大流量孔口呈串聯狀介置於一方的流體通路，此外使小流量孔口與中流量孔口介置於另一方的流體通路，再者，使連通兩切換閥間的通路、與連通小流量孔口與中流量孔口間的通路連通。
依據此流量範圍可變型流量控制裝置，既可擴大流量控制範圍，又可維持較高的控制精確度。
此外，在其他例中，係可藉由差壓控制式流量控制裝置來構成流量控制裝置F。差壓控制式流量控制裝置係使用從白努利(Bernoulli)定理所導出的流量演算式作為基礎，且對此加上各種的修正，藉此演算流體流量，且進行控制的裝置。
此差壓式流量控制裝置係具有：操縱閥部、孔口、孔口之上游側的流體壓力P1的檢測器、孔口之下游側的流體壓力P2的檢測器、及孔口之上游側的流體溫度T的檢測器；其中，該操縱閥部係具備閥驅動部，而該孔口係設於操縱閥的下游側。再者，藉由內建的控制演算電路，從而使用來自各檢測器的檢測壓力及檢測溫度並藉由Q=C1‧P1/ √T‧((P2/P1)m-(P2/P1)n)1/2(惟C1係比例常數，m及n係常數)進行演算流體流量Q，並且對演算流量與設定流量之差進行演算。
依據差壓式流量控制裝置，可在線上(inline)的形態而且不會受到安裝姿勢限制下使用，再加上控制流量相對於壓力的變動亦幾乎不受到影響，可即時(real time)進行高精確度的流量測量或流量控制。
此種流量控制裝置F係具備：動作資訊取得機構、資訊處理模組，該動作資訊取得機構係取得流量控制裝置F之動作資訊，而該資訊處理模組係能夠匯集形成相同線路之閥V的動作資訊而監視閥V，並且控制各閥V。
另外，關於藉由流量控制裝置F可執行的處理等將於後詳述，但動作資訊取得機構係例如可藉由內建於流量控制裝置F的各種感測器、進行流量控制的演算裝置、及執行此等感測器或演算裝置等之資訊之處理的資訊處理模組等而構成。此外，針對構成相同之流體供給線路L1、L2、L3的閥V，係經由流量控制裝置F而使之從線路外的機構供給驅動壓、或使之能夠進行通訊，從而可將各閥V的動作資訊匯集於流量控制裝置F。結果，總合各閥V的動作資訊與流量控制裝置F的動作資訊並構成線路整體的動作資訊。
閥V係隔膜閥等、流體控制裝置之氣體線路中所使用的閥。
在此閥V中，係於預定的部位安裝有壓力感測器、溫度感測器、限位開關(limit switch)、或磁性感測器等以作為取得閥V之動作資訊的動作資訊取得機構；而且還內建有用以處理經由此等壓力感測器、溫度感測器、限位開關、或磁性感測器等所檢測出之資料的資訊處理模組。
另外，動作資訊取得機構的安裝位置不予限制，有時會考量其功能而安裝於驅動壓供給路上及/或電氣配線上等的閥V外。
在此，壓力感測器係藉由檢測預定空間內之壓力變化的感壓元件、將經由感壓元件所檢測出之壓力的檢測值轉換為電氣信號的轉換元件等所構成，以檢測出密閉之內部空間的壓力變化。
此外，溫度感測器係例如測量流體之溫度的感測器，且設置於流路的附近以測量該部位的溫度，從而可將該設置部位的溫度，視為流通於流路內之流體的溫度。
此外，限位開關係例如固定於活塞(piston)的附近，依據活塞的上下動作而切換開關。藉此，可偵測出閥V的開閉次數或開閉頻率、開閉速度等。
此外，磁性感測器係偵測與被安裝在預定位置之磁鐵之間的距離變化，藉此不僅可檢測出閥V的開閉狀態，而且可檢測出開度。
更具體而言，如第4圖之例所示，磁性感測器S係安裝在推壓隔膜51之周緣的推壓適配器(adapter)52的內側，並與軸桿(stem)53相對向之面。此外，在對應閥V之開閉 動作而滑動之軸桿53的推壓適配器52附近，係安裝有磁鐵M。
在此，磁性感測器S係具有平面線圈(coil)、振盪電路、及累計電路，振盪頻率會依據與位於與相對向位置之磁鐵M的距離變化而變化。並且，藉由累計電路來轉換此頻率而求出累計值，藉此不僅可測量出閥V的開閉狀態，而且可測量出開閥時的開度。
經由閥V內之資訊取得機構所取得的資訊，係使之匯集至構成相同之流體供給線路L1、L2、L3的流量控制裝置F之後，與流量控制裝置F的動作資訊一同傳送至設於線路外之預定的資訊處理裝置。
氣體單元1係與藉由供給驅動壓的驅動壓供給源、供給電力的電力供給源、及進行通訊的通訊裝置等所構成之線路外的機構連接。
在此，構成氣體單元1的流體控制機器係藉由第一連接手段與第二連接手段而連接，該第一連接手段係直接連接線路外的機構與預定的流體控制機器，而該第二連接手段係從該第一連接手段分支，或經由該第一連接手段所連接之流體控制機器，而連接線路外的機構與其他的流體控制機器。具體而言，若為流體供給線路L1的情形，於之後要詳述的第5圖中，就來自線路外的電力供給及與線路外的通訊而言，係由主纜線(main cable)10與延長纜線11構成第一連接手段，且由副纜線111、112、113、114構成第二連接手段。此外，在之後要詳述的第6圖中，就來自 線路外之驅動壓的供給而言，係由主管(main tube)20、延長管21、及副管214構成第一連接手段，且由延長管211、212、213、副管215、216、217、218構成第二連接手段。
電力之供給及與線路外的通訊，如第5圖所示，係可藉由連接線路外的機構與氣體單元1的主纜線10而達成。
主纜線10係藉由設於氣體單元1附近的分支連接器C1而分支為延長纜線11與分支纜線101，而分支纜線101係藉由分支連接器C2而分支為延長纜線12與分支纜線102，而分支纜線102係經由分支連接器C3而連接於延長纜線13。
另外，在此之所以將設置分支連接器C1的位置設為「氣體單元1附近」，係為了要將分支纜線101、102或延長纜線11、12、13的長度盡可能地縮短。因此，作為供分支連接器C1設置之位置的「氣體單元1附近」所意味之處，係指至少連結線路外的機構、及主纜線10經由延長纜線11、12、13而連接之流量控制裝置F1、F2、F3之路徑當中，偏靠於流量控制裝置F1、F2、F3的位置。更適宜者係為在將連接於各流量控制裝置F1、F2、F3的延長纜線11、12、13及/或分支纜線101、102予以設為連接各機器等所需最小限度的長度時供分支連接器C1設置的位置。
針對各流體供給線路L1、L2、L3觀之，就流體供給線路L1而言，延長纜線11係連接於流量控制裝 置F1。從延長纜線11所連接著的流量控制裝置F1，係導出副纜線111、112，副纜線111係連接於閥V11，而副纜線112係連接於閥V12。
此外，從副纜線112所連接著的閥V12，係導出副纜線113，副纜線113係連接於閥V13。再者，從副纜線113所連接著的閥V13，係導出副纜線114，副纜線114係連接於閥V14。
流體供給線路L2係亦藉由與流體供給線路L1相同的構成而與線路外的機構連接。
亦即，延長纜線12係連接於流量控制裝置F2。從延長纜線12所連接著的流量控制裝置F2，係導出副纜線121、122，副纜線121係連接於閥V21，而副纜線122係連接於閥V22。
此外，從副纜線122所連接著的閥V22，係導出副纜線123，副纜線123係連接於閥V23。再者，從副纜線123所連接著的閥V23，係導出副纜線124，副纜線124係連接於閥V24。
流體供給線路L3係亦藉由與流體供給線路L1相同的構成而與線路外的機構連接。
亦即，延長纜線13係連接於流量控制裝置F3。從延長纜線13所連接著的流量控制裝置F3，係導出副纜線131、132，副纜線131係連接於閥V31，而副纜線132係連接於閥V32。
此外，從副纜線132所連接著的閥V32，係導出副纜 線133，副纜線133係連接於閥V33。再者，從副纜線133所連接著的閥V33，係導出副纜線134，副纜線134係連接於閥V34。
在此，關於流體供給線路L1，延長纜線11係連接於流量控制裝置F1，從流量控制裝置F1雖導出了副纜線111、112，但在流量控制裝置F1內連接有延長纜線11與副纜線111、112。連接係可設為透過設於流量控制裝置F1內的資訊處理模組而成者，亦可設為使延長纜線11分支者。
此外，在閥V12、V13中亦為：副纜線112與副纜線113連接、副纜線113與副纜線114連接。關於此副纜線112、113、114的連接，亦可設為經由設於閥V12、V13內的資訊處理模組而成者，亦可設為使副纜線112、113分支者。
無論哪一種連接，若為閥V11、V12、V13、V14係經由流量控制裝置F1以可通訊之方式與線路外的機構連接，並且形成為供給電力即可。
另外，關於其他流體供給線路L2、L3中的連接亦復相同，閥V21、V22、V23、V24係藉由主纜線10、延長纜線12、及副纜線121、122、123、124，從而經由流量控制裝置F2而與線路外的機構連接。此外，閥V31、V32、V33、V34係藉由主纜線10、延長纜線13、及副纜線131、132、133、134，從而經由流量控制裝置F3而與線路外的機構連接。
如第6圖所示，驅動壓係從線路外的機構藉由主管20而供給至氣體單元1。
主管20係藉由設於氣體單元1附近的分支接頭J1，從而分支為用以依每一流體供給線路L1、L2、L3供給驅動壓的延長管21、22、23。
針對各流體供給線路L1、L2、L3觀之，就流體供給線路L1而言，延長管21係藉由接頭J11而分支為延長管211與副管214。副管214係連接於流量控制裝置F1，藉此對流量控制裝置F1供給驅動壓。
延長管211係進一步藉由接頭J111而分支為延長管212與副管215。副管215係連接於閥V11，藉此對閥V11供給驅動壓。
同樣地，延長管212係進一步藉由接頭J112而分支為延長管213與副管216。副管216係連接於閥V12，藉此對閥V12供給驅動壓。
此外，延長管213係進一步藉由接頭J113分支為副管217與副管218。副管217係連接於閥V13，藉此對閥V13供給驅動壓。此外，副管218係連接於閥V14，藉此對閥V14供給驅動壓。
流體供給線路L2係亦藉由與流體供給線路L1相同的構成而供給驅動壓。
亦即，延長管22係藉由接頭J12而分支為延長管221與副管224。副管224係連接於流量控制裝置F2，藉此對流量控制裝置F2供給驅動壓。
延長管221係進一步藉由接頭J121而分支為延長管222與副管225。副管225係連接於閥V21，藉此對閥V21供給驅動壓。
同樣地，延長管222係進一步藉由接頭J122而分支為延長管223與副管226。副管226係連接於閥V22，藉此對閥V22供給驅動壓。
此外，延長管223係進一步藉由接頭J123而分支為副管227與副管228。副管227係連接於閥V23，藉此對閥V23供給驅動壓。此外，副管228係連接於閥V24，藉此對閥V24供給驅動壓。
流體供給線路L3係亦藉由與流體供給線路L1相同的構成而供給驅動壓。
亦即，延長管23係藉由接頭J13而分支為延長管231與副管234。副管234係連接於流量控制裝置F3，藉此對流量控制裝置F3供給驅動壓。
延長管231係進一步藉由接頭J131而分支為延長管232與副管235。副管235係連接於閥V31，藉此對閥V31供給驅動壓。
同樣地，延長管232係進一步藉由接頭J132分支為延長管233與副管236。副管236係連接於閥V32，藉此對閥V32供給驅動壓。
此外，延長管233係進一步藉由接頭J133而分支為副管237與副管238。副管237係連接於閥V33，藉此對閥V33供給驅動壓。此外，副管238係連接於閥V34，藉此 對閥V34供給驅動壓。
在此，關於流體供給線路L1，流量控制裝置F1與閥V11、V12、V13、V14係皆經由接頭J11、J111、J112、J113、延長管211、212、213、及副管214、215、216、217、218而與延長管21或其之前的主管20連接，但不限定於此，亦可如第7圖所示，在連接延長管21與流量控制裝置F1之後，從流量控制裝置F1將驅動壓供給至各閥V11、V12、V13、V14。此時，亦可在流量控制裝置F1內，設置用以將從主管20所供給的驅動壓，分配至各閥V11、V12、V13、V14的機構，亦可使引入至流量控制裝置F1內的主管在流量控制裝置F1內分支。
另外，關於流體供給線路L2、L3，亦可與此同樣地進行。
依據此種流體供給線路L1、L2、L3的構成，用以進行電力供給或通訊的纜線即變得簡易，可減低雜訊，並且可抑制指示信號之傳送速度的延遲。此外，由於可減小供給驅動壓之管的內容積，因此可維持閥V或流量控制裝置F之各流體控制機器的開閉速度，並且不會使各流體控制機器的開閉速度產生誤差。結果，可抑制每一流體控制機器之動作的參差不齊，而可提升流體供給線路L1、L2、L3的控制精確度。
此外，在此種流體供給線路L1、L2、L3中，流量控制裝置F係可例如第8圖所示構成。另外，第8圖雖顯示了構成流體供給線路L1之流量控制裝置F1的構 造，但關於構成其他的流體供給線路L2、L3各者的流量控制裝置F2、F3亦復相同。
在此例中，係在流體供給線路L1中，形成以流量控制裝置F1為主控裝置(master)、複數個閥V11、V12、V13、V14為從屬裝置(slave)的菊鏈(daisy chain)。再者，此時，藉由利用菊鏈的狀態，不僅各個閥V或流量控制裝置F，而且可建構將線路整體視為一個裝置而解析動作的系統。
首先，當提及流量控制裝置F1內的構成時，感測器係構成取得流量控制裝置F1之動作資訊的動作資訊取得機構者，其如上所述以單獨或組合複數個壓力感測器、溫度感測器、或磁性感測器等之方式構成。此外，演算裝置係為進行流量控制裝置F1之流量控制的裝置。此外，閥FV係從驅動壓供給源G接收驅動壓的供給，並且將該驅動壓供給至閥V11、V12、V13、V14。
資訊處理模組係與感測器或演算裝置連接而收集流量控制裝置F1的動作資訊，且對於該收集的動作資訊執行預定的資訊處理。再者，資訊處理模組亦連接成可與構成流體供給線路L1的閥V11、V12、V13、V14進行通訊，其可匯集各閥V11、V12、V13、V14的動作資訊，並且可主動發出預定的指示信號而控制各閥V11、V12、V13、V14。
在以此方式構成流量控制裝置F1時，可個別識別構成相同線路之各閥V11、V12、V13、V14而診斷是否有異常，或解析以線路整體觀之的各閥V11、V12、 V13、V14的動作。
具體而言，流量控制裝置F1所進行之各閥V11、V12、V13、V14的診斷，係例如在流量控制裝置F1或各閥V的上游及下游設置壓力測量手段，而適當控制各閥V的開閉，以測量在預定位置的壓力。藉由從該壓力的測量值，檢測出若是關閉預定的閥V就不可能會被檢測出的壓力，或無法檢測出若是打開預定的閥V就可能會被檢測出壓力，從而可診斷閥V的異常。此外，藉由將在對應閥V之開閉狀態之切換的預定位置的壓力下降特性，對比正常狀態下的壓力下降特性，亦可診斷閥座洩漏(seat leakage)等之閥V的缺失。另外，各壓力測量手段所進行的測量值，可以設為匯集於流量控制裝置F的資訊處理模組。
另外，不僅可診斷流量控制裝置F有無異常或解析動作，還可將匯集於流量控制裝置F之各流體供給線路L1、L2、L3的動作資訊，經由主纜線10而傳送至外部的資訊處理裝置，且在該資訊處理裝置中診斷有無異常或解析動作。以此方式構成，亦可根據從氣體單元1所取得的動作資訊而解析各流體供給線路L1、L2、L3的動作。另外，外部的資訊處理裝置，係可為構成線路外之機構的一部分者，亦可為連接成可與線路外之機構進行通訊者。此外，該外部的資訊處理裝置係可藉由所謂的伺服器電腦等而構成。
藉此，在複數個流體控制機器緊密集聚集的氣體單元1中，不需從線路拆下閥V，就可個別識別並 診斷其動作狀態。此外，由於各閥V依每一流體供給線路L1、L2、L3經由流量控制裝置F而與線路外的機構連接，因此配置複數個閥V的流量控制裝置F、或構成為可與流量控制裝置F進行通訊的資訊處理裝置，係可一面根據複數個閥V整體的動作一面監視各閥V的動作狀態。結果，不僅可依每一閥V或流量控制裝置F解析動作資訊，還可精密地監視線路整體。
另外，線路整體之動作的解析之所以有助於流體供給線路L1、L2、L3之精密的監視，係例如關於構成流體供給線路L1的複數個閥V11、V12、V13、V14，即使針對一部分的閥V13、V14執行開閉動作，而針對其餘的閥V11、V12不執行開閉動作時，閥V11、V12也會受到閥V13、V14所進行之開閉動作之影響之故。
再者，若根據流體供給線路L1整體的動作資訊，與閥V11、V12、V13、V14連接的流量控制裝置F1在某時段中，可掌握閥V11、V12未執行開閉動作，另一方面閥V13、V14則執行了開閉動作，而可精密解析在閥V11、V12之單獨的動作下所無法掌握之閥V11、V12的狀態。
此外，此種線路整體之動作資訊的解析結果，係例如可進行資料探勘(data mining)而利用在流體供給線路L1、L2、L3之有無異常的判別或異常的預期等。具體而言，可掌握在線路整體之閥V或流量控制裝置F的動作時間、預定的閥V實際進行開閉動作的次數及受到其他閥V之開閉動作之影響的時間等，因此可根據在線路整 體的動作時間而判定維修或部件更換的時期，或比較同一線路上之每一閥V的開閉速度而偵測出異常。
另外，上述的流體供給線路L1、L2、L3亦可構成第9圖至第11圖所示的氣體單元2。
不同於氣體單元1，構成氣體單元2的流體供給線路L1、L2、L3係分別另與線路外的機構連接。
亦即，如第10圖所示，氣體單元2與電力的供給及線路外的通訊，可藉由連接線路外之機構與流體供給線路L1的主纜線10a、連接線路外之機構與流體供給線路L2的主纜線10b、及連接線路外之機構與流體供給線路L3的主纜線10c而達成。
另外，在各流體供給線路L1、L2、L3中，從流量控制裝置F對於閥V的連接，係與氣體單元1相同。
此外，如第11圖所示，驅動壓係從線路外的機構，依各流體供給線路L1、L2、L3藉由主管20a、20b、20c而供給至氣體單元2。
另外，在各流體供給線路L1、L2、L3中，從接頭J11、J12、J13對於流量控制裝置F或閥V的連接，係與氣體單元1相同。
另外，第12圖係顯示在上述之本實施形態之流體供給線路L1、L2、L3中適用的閥V。
閥V係具備閥本體3與連結於閥本體3的驅動壓控制裝置4。
閥本體3係例如為隔膜閥(diaphragm valve) 等，在流體控制裝置之氣體線路中所使用的閥，其至少具備用以將從外部所供給的驅動壓導入至內部的驅動壓導入口3a。
驅動壓控制裝置4係連結於閥本體3的驅動壓導入口3a，將從線路外之驅動壓供給源G所供給之驅動壓供給至閥本體3。
在驅動壓控制裝置4中，係具備有驅動壓導入路431、432、433，該驅動壓導入路431、432、433係作為從線路外的驅動壓供給源G將驅動壓導入至閥本體3的導入路。驅動壓導入路431係連接於線路外的驅動壓供給源G。驅動壓導入路432係透過自動閥體411及自動閥體412而連結了驅動壓導入路431與驅動壓導入路433。驅動壓導入路433係連結於閥本體3的驅動壓導入口3a。
此外，在驅動壓控制裝置4中，係設有：N.C.(Normal Close：常關)的自動閥體411，係對驅動壓導入路431予以開閉；及N.O.(Normal Open：常開)的自動閥體412，係與自動閥體411連動而對驅動壓導入路433予以開閉，並且對要從驅動壓導入路433將驅動壓排出至裝置外A的排氣通路44予以開閉。
自動閥體411、412係分別被閥體驅動部421、422開閉。閥體驅動部421、422係從電源供給源E及指示信號發送源Q經由配線45接受電源的供給並且接收指示動作的信號，而執行根據指示信號的動作。
另外，自動閥體411、412皆可藉由通常的電磁閥體或 空氣作動型電磁閥體、或是電磁閥體等各種的閥體來構成。
此驅動壓控制裝置4之自動閥體411、412、閥體驅動部421、422、驅動壓導入路431、432、433等係被中空之帽蓋(cap)狀的外殼(casing)40所覆蓋，藉由使外殼40覆蓋閥本體3之方式，而與閥本體3形成一體化。
另外，閥本體3與外殼40係可適當地藉由以螺固或接著劑所進行之接著等的手段而一體化。
在由此種構成而成的驅動壓控制裝置4中，不論自動閥體411、412的開閉狀態，從線路外之驅動壓供給源G所供給的驅動壓都會一直經由驅動壓導入路431而供給至自動閥體411之處。
茲說明驅動壓控制裝置4的開閉動作，首先，當自動閥體411被閥體驅動部421開閥時，已被供給至自動閥體411的驅動壓會經由驅動壓導入路432而被導出至自動閥體412。此外，自動閥體412係與自動閥體411連動，會隨著自動閥體411的開閥而閉閥而使排氣通路44關閉，且經由驅動壓導入路433而將驅動壓供給至閥本體3。
另一方面，當自動閥體411被閥體驅動部421閉閥時，從驅動壓供給源G供給的驅動壓會被自動閥體411阻斷。此外，與自動閥體411連動的自動閥體412係開閥，使排氣通路44開啟並排出閥本體3內的驅動壓。
依據此種閥V，由於驅動壓控制裝置4與閥 本體3係一體連結，因此可簡化連接於閥V的配線。
此外，驅動壓係被供給至總是與閥本體3一體連結之驅動壓控制裝置4之自動閥體411之處，而在接近閥本體3之驅動壓導入口3a之處，維持驅動壓被提高至一定壓力的狀態。結果，閥本體3在開閉時，不易受到驅動壓的壓力變化影響，而可將開閉速度保持為一定，進而可提升材料氣體之控制的精確度。
另外，上述的閥V，雖設為使驅動壓控制裝置4連結於閥本體3的構造，但不限定於此，亦可確保用以使驅動壓控制裝置4內建於閥本體3內的空間，而使驅動壓控制裝置4內建於該空間。
另外，關於上述的本實施形態，雖已設為氣體單元1、2均藉由三個流體供給線路L1、L2、L3所構成，但本發明之應用並不限定於線路的數量。
此外，本發明之實施形態並不限定於上述的實施形態，若為該業業者，可在不脫離本發明之範圍的範圍下，進行各種構成、手段或功能的變更或追加等。

Claims (6)

  1. 一種流體供給線路，係由以不滲漏流體之方式連通的流量控制裝置及複數個閥所構成；該流體供給線路係具有：主管，係連接前述流體供給線路外的驅動壓供給源、與前述流體供給線路上之前述流量控制裝置，而對前述流量控制裝置供給驅動壓；副管，係連接前述流量控制裝置與前述複數個閥，並將經由主管從前述驅動壓供給源供給而來之驅動壓供給給前述複數個閥；主纜線，係連接前述流體供給線路外的資訊處理裝置與前述流體供給線路上的前述流量控制裝置，而使前述流體供給線路外的機構與前述流量控制裝置能夠進行通訊；以及副纜線，係連接前述流量控制裝置與前述複數個閥，而使前述流量控制裝置與前述複數個閥能夠進行通訊；前述流量控制裝置係具有：閥，係經由前述主管從前述驅動壓供給源接受驅動壓之供給，並且對藉由前述副管而連接之複數個閥供給該驅動壓；以及資訊處理模組，係從藉由前述副纜線而連接之複數個閥匯集動作資訊，經由前述主纜線將該動作資訊傳送至前述資訊處理裝置，並且對藉由前述副纜線而連接之複數個閥發出預定的指示信號來進行控制。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之流體供給線路，其中，前述複數個閥分別具有：軸桿，係因應閥的開閉動作而滑動；推壓適配器，係推壓隔膜的周緣；磁鐵，係安裝於前述推壓適配器的附近的預定位置；磁性感測器，係檢測與前述磁鐵之距離變化，並安裝於前述推壓適配器的內側之與前述軸桿相對向之面；以及傳送手段，係將前述磁性感測器所檢測之與前述磁鐵之間的距離變化所相關之資訊作為動作資訊，而傳送至前述流量控制裝置；前述流量控制裝置係從前述複數個閥匯集前述動作資訊，並依據所匯集的前述動作資訊，來個別地識別前述複數個閥並診斷有無異常。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之流體供給線路，其中，前述流體供給線路係並排設置複數個而構成氣體單元；前述第一連接手段係在前述氣體單元附近依複數個前述流體供給線路之每一者做分支，且依前述複數個流體供給線路上的每一個前述流量控制裝置做連接。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之流體供給線路，其中，前述流量控制裝置係流量範圍可變型流量控制裝置；前述流量範圍可變型流量控制裝置係至少設置小流量用與大流量用的流體通路以作為流往流量控制裝置之流量檢測部的流體通路；且透過前述小流量用流體通路而使小流量區域的流體流通至流量檢測部，並且依據是否有驅動壓的供給而將流量控制部的檢測位準切換為適於小流量區域之檢測的檢測位準，此外，透過前述大流量用流體通路而使大流量區域的流體流通至前述流量檢測部，並且依據是否有驅動壓的供給而將流量控制部的檢測位準切換為適於大流量區域之流量之檢測的檢測位準，藉此分別切換大流量區域與小流量區域的流體而進行流量控制。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之流體供給線路，其中，前述流量控制裝置係差壓式流量控制裝置；前述差壓式流量控制裝置係具有：具備閥驅動部的操縱閥部；設於前述操縱閥之下游側的孔口；前述孔口之上游側之流體壓力的檢測器；前述孔口之下游側之流體壓力的檢測器；前述孔口之上游側之流體溫度的檢測器；及控制演算電路，係具備流量比較電路，該流量比較電路係使用來自前述各檢測器之檢測壓力及檢測溫度而演算流體流量，並且對演算流量與設定流量之差進行演算。
  6. 一種動作解析系統，係具有前述申請專利範圍第1項或第2項所述之流體供給線路；前述資訊處理裝置係根據前述匯集後的動作資訊，從線路整體的動作來解析各閥的動作或狀態。
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