JP2008292484A

JP2008292484A - 集積タイプのマスフローコントローラを用いた流体供給機構

Info

Publication number: JP2008292484A
Application number: JP2008131030A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Kimura; 美良木村; Kenichi Goshima; 憲一五島
Original assignee: CKD Corp; Horiba Stec Co Ltd
Current assignee: CKD Corp; Horiba Stec Co Ltd
Priority date: 2008-05-19
Filing date: 2008-05-19
Publication date: 2008-12-04

Abstract

【課題】流量センサ部自体にサーマルサイフォン現象対策を行わなくてもこれを防止できる集積タイプのマスフローコントローラを用いた流体供給機構を提供する。
【解決手段】一対のセンサコイルからなる流量センサ１０が水平姿勢状態で本体ブロック１に設けられているマスフローコントローラ３と流体供給ラインＬの一部を構成するバルブ等とを繋ぐ繋ぎ流路ｔ_２，ｔ_３，ｔ_７，ｔ_８を有する複数の基板９１〜９４とを備えた集積タイプのマスフローコントローラにおいて、前記マスフローコントローラ３の前記基板９１〜９４への取付姿勢の変更に伴い前記流量センサ部１０においてサーマルサイフォン現象が生ずるのを回避すべく、前記基板９１〜９４とは異なる繋ぎ流路Ｎ_１，Ｎ_２を有する取替基板８０を設ける。
【選択図】図３

Description

この発明は、例えば、半導体製造プロセスでのウェハーの膜付けや、エッチング等に使用される半導体ガス供給装置に具備されたガス（流体）を流すためのガス供給ラインに設置され、バルブ等の他の構成部材と同じ取付け部を有するコンパクト化された集積タイプのマスフローコントローラを用いた流体供給機構に関する。

例えば、半導体の製造に用いられるパージガスを含む各種のガスをウェハー等に供給する場合、それらのガス供給ラインにマスフローコントローラをそれぞれ設け、これによってガス流量をそれぞれ調節するとともに、マスフローコントローラのガス入口側およびガス出口側に通常複数個のバルブやフィルタあるいはレギュレータ等の等の構成部材が設置されている。

そして、ガス供給ラインを小型化するためにバイパス素子の流路方向と制御バルブの弁の作動方向が同じとなるように前記バイパス素子および制御バルブを集積させることによりバルブやフィルタ等の構成部材と同じ取付け部を持たせた図８〜図１０に示すような集積タイプのマスフローコントローラ３が提案されている（特願平１１−３６５４７１号明細書、図面参照）。この集積タイプのマスフローコントローラ３には、ガスの流量測定を行う流量センサ部１０を構成する平面視Ｕ字状の細管１５が本体ブロック１のベース取付け部２の下面（マスフローコントローラの取付け面）ｍに平行な水平姿勢状態で本体ブロック１の一方側面ｎに設けられており、この細管５の中央部分１５ａには一対のセンサコイル１６，１７が巻設されている。

図８は、前記集積タイプのマスフローコントローラ３を用いたガス供給ラインＬを示している。このガス供給ラインＬは、金属製設置板９９等にＸ方向に並んで設置されている基板９０〜９６の上方から複数個のバルブ５０および複数個のフィルタ５１を、基板９０〜９６に着脱自在に取付けるとともに、集積タイプのマスフローコントローラ３も、基板９２，９３の上方から基板９２，９３を跨ぐ形で着脱自在に取付けて構成されている。なお、前記ベース取付け部２の下面（マスフローコントローラの取付け面）ｍはＸ−Ｙ平面に平行である。

ところで、図８に示すようなガス供給ラインＬの配置では、細管５の二つのセンサコイル１６，１７が位置する中央部分１５ａがＹ方向に沿う状態で水平になり、二つのセンサコイル１６，１７の間に位置的に上下関係がなく二つのセンサコイル１６，１７の高さの位置が互いに等しいので、これらのセンサコイル１６，１７の間でサーマルサイフォン現象が生ずることはない。

このサーマルサイフォン現象とは、分子量の大きい流体の場合に起きる現象で、一方のセンサコイル１７が他方のセンサコイル１６よりも上位に位置したり、一方のセンサコイル１６が他方のセンサコイル１７よりも上位に位置したりする場合に発生する。すなわち、細管５内部において生じる熱対流により細管５内をガスが流れなくても流れているような現象が生じ、これによりゼロ点が変化するため、流量の測定結果に誤差が生じるという不都合がある。

一方、配管系統の構成上あるいは前記マスフローコントローラ３の設置スペースなどの関係で二つのセンサコイル１６，１７の間に位置的に上下関係ができてサーマルサイフォン現象が生じることがある。

すなわち、図８において、Ｘ軸のまわりに右向きであれ、左向きであれガス供給ラインＬを角度θ（０°＜θ＜１８０°）だけ回転させた場合、例えばＸ軸のまわりに左向きに（Ｒ方向）９０°回転させた場合、マスフローコントローラ３は、マスフローコントローラ３の基板９２，９３への取付姿勢が図１０に示した状態から、図４（Ａ）に示すように、高さ方向（Ｚ方向）に沿った状態になるので、二つのセンサコイル１６，１７の間に位置的に上下関係ができてサーマルサイフォン現象が生じることになる。

このサーマルサイフォン現象をなくすための対策として、サーマルサイフォン現象対応の補償コイル（センサ）を用いることが考えられるが構造が複雑になる。

この発明は上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、流量センサ部自体にサーマルサイフォン現象対策を行わなくてもこれを防止できる集積タイプのマスフローコントローラを用いた流体供給機構を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明は、流量センサ部の細管のうち、一対のセンサコイルを巻回してある部分が本体ブロックの取付け面に平行な水平姿勢状態で本体ブロックに設けられているマスフローコントローラと、このマスフローコントローラの流体入口側および流体出口側に位置してマスフローコントローラの流体流路とともに流体供給ラインの一部を構成する流体流路を有するバルブ等の構成部材と、マスフローコントローラの前記流体流路と前記構成部材の前記流体流路ならびに前記構成部材の前記流体流路同士を繋ぐ繋ぎ流路を有し、マスフローコントローラおよび前記構成部材が着脱自在に取付けられ、前記流体供給ラインを形成するための複数の基板とを備え、更に、前記マスフローコントローラの前記基板への取付姿勢の変更に伴い前記流量センサ部においてサーマルサイフォン現象が生ずるのを回避すべく、前記基板とは異なる繋ぎ流路を有する取替基板を設けてある。

また、この発明は別の観点から、流量センサ部の細管のうち、一対のセンサコイルを巻回してある部分が本体ブロックの取付け面に平行な水平姿勢状態で本体ブロックに設けられているマスフローコントローラと、このマスフローコントローラの流体入口側および流体出口側に位置してマスフローコントローラの流体流路とともに流体供給ラインの一部を構成する流体流路を有するバルブ等の構成部材と、マスフローコントローラの前記流体流路と前記構成部材の前記流体流路ならびに前記構成部材の前記流体流路同士を繋ぐ繋ぎ流路を有し、マスフローコントローラおよび前記構成部材が着脱自在に取付けられ、前記流体供給ラインを形成するための複数の基板とを備え、更に、前記マスフローコントローラの前記基板への取付姿勢の変更に伴い前記流量センサ部においてサーマルサイフォン現象が生ずるのを回避すべく、前記基板とは異なる繋ぎ流路を有し、前記マスフローコントローラの前記取付け面および前記基板間に介装されるアタプタを設けてある。

また、この発明は更に別の観点から、本体ブロックの取付け部の取付け面に流体入口と流体出口を形成し、これら流体入口と流体出口を接続する流体流路中に制御バルブを設け、流体入口と制御バルブとの間に、流体をバイパスさせるバイパス素子と、流体の流量測定を行う流量センサ部とを並列的に設け、前記バイパス素子の流路方向と前記制御バルブの弁の作動方向が同じとなるように前記バイパス素子および制御バルブを集積させてある集積タイプのマスフローコントローラと、前記マスフローコントローラの流体入口側および流体出口側に位置して前記マスフローコントローラの前記流体流路とともに流体供給ラインの一部を構成する流体流路を有するバルブ等の構成部材と、前記マスフローコントローラの前記流体流路と前記構成部材の前記流体流路ならびに前記構成部材の前記流体流路同士を繋ぐ繋ぎ流路を有し、前記マスフローコントローラおよび前記構成部材が着脱自在に取付けられ、前記流体供給ラインを形成するための複数の基板とを備え、更に、前記マスフローコントローラの前記基板への取付姿勢の変更に伴い前記流量センサ部においてサーマルサイフォン現象が生ずるのを回避すべく、前記基板とは異なる繋ぎ流路を有する取替基板を設けてある。

更に、この発明は、本体ブロックの取付け部の取付け面に流体入口と流体出口を形成し、これら流体入口と流体出口を接続する流体流路中に制御バルブを設け、流体入口と制御バルブとの間に、流体をバイパスさせるバイパス素子と、流体の流量測定を行う流量センサ部とを並列的に設け、前記バイパス素子の流路方向と前記制御バルブの弁の作動方向が同じとなるように前記バイパス素子および制御バルブを集積させてある集積タイプのマスフローコントローラと、前記マスフローコントローラの流体入口側および流体出口側に位置して前記マスフローコントローラの前記流体流路とともに流体供給ラインの一部を構成する流体流路を有するバルブ等の構成部材と、前記マスフローコントローラの前記流体流路と前記構成部材の前記流体流路ならびに前記構成部材の前記流体流路同士を繋ぐ繋ぎ流路を有し、前記マスフローコントローラおよび前記構成部材が着脱自在に取付けられ、前記流体供給ラインを形成するための複数の基板とを備え、更に、前記マスフローコントローラの前記基板への取付姿勢の変更に伴い前記流量センサ部においてサーマルサイフォン現象が生ずるのを回避すべく、前記基板とは異なる繋ぎ流路を有し、前記マスフローコントローラの前記取付け面および前記基板間に介装されるアタプタを設けてあることを特徴とする集積タイプのマスフローコントローラを用いた流体供給機構を提供する。

この発明では、流量センサ部の細管のうち、一対のセンサコイルを巻回してある部分が本体ブロックの取付け面に平行な水平姿勢状態で本体ブロックに設けられている集積タイプのマスフローコントローラの基板への取付姿勢の変更に伴い前記マスフローコントローラの流量センサ部においてサーマルサイフォン現象が生ずるのを回避すべく、前記基板とは異なる繋ぎ流路を有し、前記マスフローコントローラの取付け面および前記基板間に介装されるアタプタおよび／または前記基板とは異なる繋ぎ流路を有する取替基板を設けているので、前記流量センサ部自体にサーマルサイフォン現象対策を行わなくても如何なる向きのガス供給ラインでもサーマルサイフォン現象の発生をなくすことができ、流量測定精度を向上できる利点がある。

また、この発明では、バイパス素子の流路方向と前記制御バルブの弁の作動方向が同じとなるように前記バイパス素子および制御バルブを集積させてある集積タイプのマスフローコントローラの基板への取付姿勢の変更に伴い前記マスフローコントローラの流量センサ部においてサーマルサイフォン現象が生ずるのを回避すべく、前記基板とは異なる繋ぎ流路を有し、前記マスフローコントローラの取付け面および前記基板間に介装されるアタプタおよび／または前記基板とは異なる繋ぎ流路を有する取替基板を設けているので、前記流量センサ部自体にサーマルサイフォン現象対策を行わなくても如何なる向きのガス供給ラインでもサーマルサイフォン現象の発生をなくすことができ、流量測定精度を向上できる利点がある。

以下、この発明の実施の形態について説明する。
図１〜図３は、バルブ等の他の構成部材と同じ大きさのベース取付け部を設けることでガス供給ラインを小型化できる集積タイプのマスフローコントローラ（図８〜図１０参照）を用いたこの発明の第１の実施形態を示す。

この発明の特徴的構成を説明する前に、図８〜図１０を用いて、集積タイプのマスフローコントローラ３について説明する。
図８〜図１０において、１は本体ブロックで、平面視正方形（一辺ａの長さが例えば３９ｍｍ）のベース取付け部２が形成されている。すなわち、横の長さＡも縦の長さＢも同じ（Ａ＝Ｂ＝ａ）である。このベース取付け部２の四隅には、半導体の製造に用いられるパージガスを含む各種のガスをウェハー等に供給するガス供給ラインＬを形成するためのベースとしての基板（ベースブロック）９０〜９６にマスフローコントローラ３を着脱自在に取り付けて固定するためのネジ穴５が所定のピッチｂを有して設けられている。５ａはネジ穴５に螺合するボルトである。前記ピッチｂは、例えば４０ｍｍである。このピッチｂは、例えば、半導体製造プロセスでのウェハーの膜付けやエッチング等に使用されるガスを流すためのガス供給ラインＬにマスフローコントローラ３とともに設置される各種のバルブ５０、逆止弁あるいはフィルタ５１等の構成部材のベース取付け部５２に形成されているネジ穴５５，５５間のピッチと同一に設定してある。

前記本体ブロック１内には、バイパス素子７取り付け用のブロック６を介して、ガス（流体の一例）Ｇをバイパスさせるバイパス素子７が高さ方向（Ｚ方向）に長く設置されている。なお、この実施形態ではバイパス素子７としてキャピラリタイプのものを示しているが、テーパーピン、エッチングプレート等のタイプのものを用いてもよい（特願平１１−３０５７９５号の明細書、図面参照）。
８ａは、本体ブロック１の下面、すなわち、ベース取付け部２の下面（取付け面）ｍに設けた流体入口で、この流体入口８ａからバイパス素子７の上流端７ａに至る第１流路（マスフローコントローラ３の入口流路）９が本体ブロック１内に形成されている。前記ブロック６もバイパス素子７と同様にＺ方向に設置されている。このブロック６は、上方開口６ａと下方開口６ｂと保持部６ｃと保持部６ｃの中央に形成される側面中央穴６ｄと下方開口６ｂの直上に形成される側面下方穴６ｅを有する。前記ブロック６は本体ブロック１内に設けたガス流路空間Ｈ内に嵌め込まれ、保持部６ｃを介して前記ブロック６内にバイパス素子７が設置される。１００は、前記本体ブロック１の内面と前記ブロック６間をシールするメタルＯリングである。

１０は、流体の流量測定を行う流量センサ部で、本体ブロック１の一方側面ｎに設けてある。この側面ｎはベース取付け部２の平坦な上面ｋから垂直に、かつ、上方に至る面であり、かつ、マスフローコントローラ３は前記側面ｎがＹ方向に沿うよう前記基板９２，９３を跨ぐ形で取り付けられる。そして、本体ブロック１は、これら一方側面ｎ、上面ｋを跨ぐ形で、これらの中央に縦断面直角三角形の突出部３０を有する。この突出部３０内には、マスフローコントローラ３の出口流路（第７流路）２４（後述する）の一部を構成する流路が形成されている。

１２は、本体ブロック１の内面において、前記ブロック６の側面下方穴６ｅに連通するよう開設された測定流路入口である。また、１３は、本体ブロック１の内面において、前記ブロック６の側面中央穴６ｄに連通するよう開設された測定流路出口である。

前記流量センサ部１０は、バイパス素子７のガス流路１１に連通するよう一端を前記測定流路入口１２に、他端を測定流路出口１３に、それぞれ取付部材１４，１９を介して接続されたセンサ管１５を備えている。このセンサ管１５は、平面視Ｕ字状に形成された例えば薄肉毛細管（キャピラリ）よりなる。すなわち、前記センサ管１５は、前記側面ｎに平行なセンサ流路部分１５ａと、この一端から直角に折れ曲がり取付部材１４に至るセンサ流路部分１５ｂと、前記流路部分１５ａの他端から直角に折れ曲がり取付部材１９に至るセンサ流路部分１５ｃとよりなる。更に、前記センサ流路部分１５ａには２つの熱式質量流量センサ素子としての自己発熱抵抗体（以下、単にセンサコイルという）１６，１７が巻回されており、センサコイル１６，１７はブリッジ回路（図示してない）に接続されている。前記取付部材１４，１９は、前記側面ｎに抵抗溶接されている。

なお、１８は、センサ管１５およびセンサコイル１６，１７を覆う断熱性のカバーで、風による熱影響を防止する。

２０は、測定流路入口１２とセンサ流路部分１５ｂとを繋ぐ第２流路であり、また、２１は、センサ流路部分１５ｃと測定流路出口１３とを繋ぐ第３流路である。前記第２流路２０は、本体ブロック１内に上向きに傾斜状態で形成されている。また、前記第３流路２１は、本体ブロック１内に水平状態で、すなわち、ベース取付け部２の上面ｋに平行に形成されている。２２は、測定流路出口１３と前記上方開口６ａを繋ぐ第４流路である。

３１は、ガスＧの流量を制御するための制御バルブである。この制御バルブ３１は、流量センサ部１０からの流量測定信号と流量設定信号とを比較制御回路（図示せず）において比較し、この比較制御回路から出力される制御信号に基づいて制御されることにより弁開度を変え、これによってガスＧの流量を制御するように構成されている。前記制御バルブ３１は、例えば、弁ブロック３２と、弁ブロック押さえ部材３３と、両者３２，３３に挟まれたダイヤフラム３４と、ダイヤフラム３４の中央に位置して弁ブロック３２の上面中央開口４０の開度を調節する弁体３５と、この弁体３５を常時上方に付勢するばね（図示せず）と、ばねの付勢力に抗して弁体３５を押圧駆動するアクチュエータ３７と、弁ブロック３８に螺着された筒状のケース３９とから主としてなる。
そして、この集積タイプのマスフローコントローラ３では、前記弁体３５の作動方向が前記バイパス素子７のガス流路１１と同じとなるようにバイパス素子７および制御バルブ３１を集積させてある。そのため、上述したように、マスフローコントローラ３のベース取付け部２に形成されるネジ穴５，５，５，５間相互のピッチｂを、バルブ５０、逆止弁あるいはフィルタ５１等の構成部材のベース取付け部５２に形成されているネジ穴５５，５５間のピッチと同一に設定できる。

前記弁ブロック３２には、上流の第４流路２２と前記上面中央開口４０を繋ぐ第５流路４１と、弁ブロック３２の上面両端に位置する環状開口４２と流体出口８ｂに至る前記出口流路（第７流路）２４を繋ぐ環状の第６流路４３が形成されている。前記第７流路２４は、前記突出部３０内に傾斜状態で形成されている。前記第７流路２４は本体ブロック１の下面（取付け面）ｍに設けた流体出口に連通する。

更に、前記弁ブロック３２は下部フランジ３２ａを有し、下部フランジ３２ａには、四隅に六角穴付ボルト４４が設けられている。一方、本体ブロック１の上面Ｓは、下部フランジ３２ａの下面Ｐと同一形状になっており、上面Ｓにおける前記ボルト４４の対応位置にボルト穴（図示せず）が形成されている。そして、制御バルブ３１は、本体ブロック１の上面ＳにメタルＯリング４６ａ，４６ｂを介して六角穴付ボルト４４で締め付けられて固定される。なお、３ａは、マスフローコントローラ３のケースである。

この実施形態においては、バイパス素子７取り付け用のブロック６の上方開口６ａの直上に弁ブロック３２の上面中央開口４０に向かう真っ直ぐな第５流路４１を形成するように本体ブロック１の上面Ｓに制御バルブ３１を設置してある。

上述した構成よりなるマスフローコントローラ３では、流量センサ部１０および制御バルブ３１をそれぞれ、本体ブロック１の側面ｎおよび本体ブロック１の上面Ｓに設置して弁体３５の作動方向が前記バイパス素子７のガス流路１１と同じとなるようにバイパス素子７および制御バルブ３１を集積させることにより、従来流量センサ部と制御バルブとを本体ブロック側に設置していた分だけ長くなっていたベース取付け部をコンパクト化できる。すなわち、マスフローコントローラ３のベース取付け部２を、ガス供給ラインＬに設置された各種のバルブ５０、逆止弁あるいはフィルタ５１等の構成部材のベース取付け部５２と同一寸法に標準化でき、より集積化が行えることになり、ウェハーの大型化に対応できる。

以下、図１〜図４を用いてこの発明の特徴的構成について説明する。なお、図１〜図４において、図８〜図１０に示した符号と同一のものは、同一または相当物である。

図１および図２は、図８に示した前記集積タイプのマスフローコントローラ３を用いたガス供給ラインＬをＸ軸のまわりでＲ方向に例えば９０°回転させた場合のこの発明のガス供給ラインＬ’を示している。すなわち、前記マスフローコントローラ３の基板への取付姿勢が両ラインＬ，Ｌ’では異なっている。また、図３（Ａ）は、マスフローコントローラ３のガス供給ラインＬにおける基板９２，９３への取付姿勢を示し、図３（Ｃ）および図４（Ｂ）は、この発明のガス供給ラインＬ’におけるマスフローコントローラ３の取付姿勢を示し、図３（Ｂ）および図４（Ａ）は、ガス供給ラインＬをＸ軸のまわりに９０°回転させたことにより、二つのセンサコイル１６，１７の間に位置的に上下関係ができていることを示すための図である。なお、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）では、二つのセンサコイル１６，１７を省略してある。

この発明のガス供給ラインＬ’で用いる基板のうち、前記基板９０，９１，９４〜９６は、いずれも直方体にブロック形成されている。基板９０，９６は、同一形状である。また、基板９１，９４，９５は、いずれも直方体にブロック形成されているが、基板９０，９６とはＸ方向の長さが異なる。なお、この発明のガス供給ラインＬ’で用いる基板としては直方体にブロック形成されているものに限るものではなく、例えば断面Ｔ型にブロック形成されたもの等も採用できる。

前記基板９０は、バルブ５０のベース取付け部５２に形成されているガス流路５２ａとフィルタ５１のベース取付け部５２に形成されているガス流路（図示せず）とを繋ぐ繋ぎ流路ｔ_１を有する。この繋ぎ流路ｔ_１は、例えば縦断面Ｖ字状の貫通穴Ｔ_１によって形成されている。また、前記基板９０は、フィルタ５１の前記ベース取付け部５２に形成されているガス流路（図示せず）とガス導入口９８ａを連通する導入流路ｔ_０を有する。

前記基板９１は、バルブ５０の前記ガス流路５２ａと、隣接する下流側のバルブ５０のベース取付け部５２に形成されているガス流路５２ｂとを繋ぐ繋ぎ流路ｔ_２を有する。この繋ぎ流路ｔ_２は、例えば縦断面Ｖ字状の貫通穴Ｔ_２によって形成されている。

そして、前記基板９４および９５は前記基板９１と同一構成である。すなわち、前記基板９４の繋ぎ流路ｔ_３は、例えば縦断面Ｖ字状の貫通穴Ｔ_３によって形成されている。前記基板９５の繋ぎ流路ｔ_４は、例えば縦断面Ｖ字状の貫通穴Ｔ_４によって形成されている。

前記基板９６は、最下流端に位置するバルブ５０のベース取付け部５２に形成されているガス流路５２ａと、最下流端に位置するフィルタ５１のベース取付け部５２に形成されているガス流路（図示せず）とを繋ぐ繋ぎ流路ｔ_５を有する。この繋ぎ流路ｔ_５は、例えば縦断面Ｖ字状の貫通穴Ｔ_５によって形成されている。更に、前記基板９６は、ガス導出口９８ｂとフィルタ５１のベース取付け部５２に形成されているガス流路（図示せず）を連通する導出流路ｔ_６を有する。

また、図３（Ａ）に示すガス供給ラインＬで用いられていた基板９２，９３は、前記基板９１，９４，９５と同一構成であり、前記基板９２の繋ぎ流路ｔ_７は、例えば縦断面Ｖ字状の貫通穴Ｔ_７によって形成されている。前記基板９３の繋ぎ流路ｔ_８は、例えば縦断面Ｖ字状の貫通穴Ｔ_８によって形成されている。
なお、前記繋ぎ流路ｔ_１〜ｔ_８の形状は適宜設定されるもので、縦断面Ｌ字状等のものもある。

また、図３（Ａ）において、９９は、前記基板９０〜９６が着脱自在に固定設置される設置板で、前記基板９０〜９６がＸ方向に並んで設置されている。この設置板９９は、例えばアルミニウム等の金属板が採用されている。

この実施形態では、センサコイル１６，１７の間でサーマルサイフォン現象が生ずることがないよう図３（Ａ）および図８に示されたガス供給ラインＬの基板９０〜９６のうち、集積タイプのマスフローコントローラ３が取り付けられている二つの基板９２および９３を設置板９９から取り外し、これら基板９２および９３に替えて新たな基板（取替基板）８０を基板９１および９４間の設置板９９上に設置し、更に、この基板８０の一方面である当接面ｍ_１上に、前記マスフローコントローラ３のベース取付け部２の下面（取付け面）ｍの全部を当接させて前記マスフローコントローラ３をガス供給ラインＬ’に配置するようにしている。

前記基板８０は直方体にブロック形成されているが、基板９１，９４，９５よりはＸ方向の長さが長い。

更に、前記基板８０は、マスフローコントローラ３の取付け面ｍが当接する当接面ｍ_１に所定間隔をおいて四つの開口８１〜８４を有するとともに、開口８１，８２を持つ例えば縦断面Ｖ字状の貫通穴８１’と、開口８３，８４を持つ例えば縦断面Ｖ字状の貫通穴８３’とを有する。すなわち、前記取替基板８０は、二つの貫通穴８１’、貫通穴８３’を有し、前記貫通穴８１’によって前記取替基板８０の繋ぎ流路Ｎ_１が形成されるとともに、前記貫通穴８３’によって前記取替基板８０の繋ぎ流路Ｎ_２が形成されている。
なお、貫通穴８１’，８３’の形状は縦断面Ｖ字状に限るものではない。

前記開口８２，８３は、マスフローコントローラ３の取付け面ｍを当接面ｍ1に当接させたときに、取付け面ｍに設けた流体入口８ａが開口８２に整合し、かつ、取付け面ｍに設けた流体出口８ｂが開口８３に整合するよう位置している。

一方、前記開口８１は、マスフローコントローラ３の直上流側に隣接するバルブ５０が基板８０と基板９１を跨ぐ形で取り付けるときに、バルブ５０のベース取付け部５２に形成されている前記ガス流路５２ｂ（図２参照）の出口５２ｂ’と整合するよう位置している。

また、前記開口８４は、マスフローコントローラ３の直下流側に隣接するバルブ５０が基板８０と基板９４を跨ぐ形で取り付けるときに、バルブ５０のベース取付け部５２に形成されている前記ガス流路５２ｃ（図２参照）の入口５２ｃ’と整合するよう位置している。

而して、図３（Ａ）に示したガス供給ラインＬをＸ軸のまわりに９０°回転させたガス供給ラインＬ’にセンサコイル１６，１７の間でサーマルサイフォン現象が生ずることがないようマスフローコントローラ３を取付けるには、図３（Ｂ）に示すように、（１）基板９２，９３からマスフローコントローラ３を取り外し、続いて、（２）二つの基板９２および９３を設置板９９から取り外し、（３）これら基板９２および９３に替えて新たな前記基板８０を基板９１および９４間の設置板９９上に設置する。更に、（４）この基板８０の一方面である当接面ｍ_１上に、前記マスフローコントローラ３のベース取付け部２の下面（取付け面）ｍの全部を当接させて前記マスフローコントローラ３をガス供給ラインＬ’に配置する。このとき、図４（Ａ）に示すようにセンサコイル１６，１７に上下関係がある状態で前記マスフローコントローラ３を基板８０に取り付けたのではサーマルサイフォン現象が生ずるので、前記マスフローコントローラ３を基板８０に取り付けるにあたり、図３（Ｂ）に示すマスフローコントローラ３をＹ軸のまわりに９０°回転させてセンサ管１５の中央部分１５ａが水平状態になるようにする。これにより、センサコイル１６，１７に上下関係がなくなる〔図４（Ｂ）参照〕。

このように、基板を取り替える作業と、取り替えた基板８０にマスフローコントローラ３の位置を取り付ける際に、サーマルサイフォン現象が生ずることがないようマスフローコントローラ３の取り付け姿勢を変更するだけの簡易な作業で、流量センサ部１５自体にサーマルサイフォン現象対策を行わなくても如何なる向きのガス供給ラインでもサーマルサイフォン現象の発生をなくすことができ、流量測定精度を向上できる利点がある。

図５、図６は、基板９２および９３に替わる取替基板として三つの基板部分からなる基板を用いたこの発明の第２の実施形態を示す。なお、図５において、図１〜図４、図８〜図１０に示した符号と同一のものは、同一または相当物である。また、図５（Ａ）は、図３（Ｂ）と同一のものである。また、図５（Ｂ）は、図３（Ｃ）に対応している。

図５（Ｂ）および図５（Ｃ）において、取替基板１００は、上流側に位置する基板部分１０１と下流側に位置する基板部分１０２と両部分１０１，１０２の中間に位置する基板部分１０３からなる。これら基板部分１０１，１０２，１０３はそれぞれ直方体にブロック形成されているが、基板部分１０１，１０２は同一構成をなし、基板部分１０３と基板部分１０１，１０２はＸ方向の長さが異なる。

更に、前記基板部分１０３は、マスフローコントローラ３の取付け面ｍが当接する当接面ｍ_２に所定間隔をおいて二つの開口２００，２０１を有するとともに、Ｚ方向に沿う両側面にそれそれ一つの開口２０２，２０３を有する。また、開口２００，２０２を持つ湾曲形状の貫通穴２００’と、開口２０１，２０３を持つ湾曲形状のの貫通穴２０１’とを有する。

マスフローコントローラ３の取付け面ｍに設けた流体入口８ａと流体出口８ｂの整合関係は以下の通りである。流体入口８ａが開口２００に整合し、かつ、流体出口８ｂが開口２０１に整合するよう開口２００，２０１間の間隔が設定されている。

一方、前記基板部分１０１は、前記開口２０２に整合する開口２１０をＺ方向に沿う下流側側面に有するとともに、バルブ５０のベース取付け部５２に形成されている前記ガス流路５２ｂの出口５２ｂ’〔図２および図６参照〕と整合する開口２１１が前記基板部分１０１のバルブ５０当接面ｍ_３〔図６参照〕に対応する面ｍ_４に形成されている。そして、前記基板部分１０１は、開口２１０，２１１を持つＬ字形状のの貫通穴３００を有する。

一方、前記基板部分１０２は、前記開口２０３に整合する開口２１５をＺ方向に沿う上流側側面に有するとともに、前記開口２１１に対応する開口２１６を有する。そして、前記基板部分１０２は、開口２１５，２１６を持つＬ字形状の貫通穴３０１を有する。

前記開口２０２，２１１は、メタルＯリング２５１を介して連通している。また、前記開口２０３，２１５も、メタルＯリング２５２を介して連通している。

２５３は、基板部分１０１，１０３同士、および、基板部分１０２，１０３同士をそれぞれ締付けるためのビスで、基板部分１０１の上流側側面および基板部分１０２の下流側側面の四隅にそれぞれ設けた貫通穴２５３ａと、基板部分１０３の上流側側面および基板部分１０３の下流側側面の四隅にそれぞれ設けたビス穴２５３ｂに挿入される。
そして、取替基板１００は、前記貫通穴３００および貫通穴２００’で形成された繋ぎ流路Ｍ_１と、前記貫通穴３０１および貫通穴２０１’で形成された繋ぎ流路Ｍ_２を有する。この実施形態では、二個の隣接する基板、すなわち、繋ぎ流路ｔ_７を有する基板９２と、繋ぎ流路ｔ_８を有する基板９３とを取替基板１００に取替えている。

図７は、基板９２および９３と、マスフローコントローラ３との間にアタプタ４００を介装してなるこの発明の第３の実施形態を示す。なお、図７において、図１〜図６、図８〜図１０に示した符号と同一のものは、同一または相当物である。また、図７（Ａ）は、図３（Ｂ）と同一のものである。また、図７（Ｂ）は、図３（Ｃ）に対応している。

前記アタプタ４００は、直方体にブロック形成されており、基板９１，９２，９３，９４とほぼ同じ大きさを有し、基板９２，９３を跨ぐように取り付けられる。

前記アタプタ４００は、マスフローコントローラ３の取付け面ｍが当接する当接面ｍ_６に所定間隔をおいて二つの開口４０１，４０２を有するとともに、基板９２のアタプタ当接面ｍ_７に形成されている開口５００に整合する開口４０４を当接面ｍ_６とは反対の面ｍ_８に有する。この反対の面ｍ_８は、基板９３のアタプタ当接面ｍ_９に形成されている開口５１０に整合する開口４０６を有する。

更に、前記開口４０１，４０２は、マスフローコントローラ３の取付け面ｍを当接面ｍ_６に当接させたときに、取付け面ｍに設けた流体入口８ａが開口４０１に整合し、かつ、取付け面ｍに設けた流体出口８ｂが開口４０２に整合するよう位置している。

また、図７（Ｃ）にも示すように、開口４０１，４０４を持つ略直線状の貫通穴６００と、開口４０２，４０６を持つ略直線状の貫通穴６０１とを有する。

この発明の第１の実施形態を示す全体斜視図である。上記実施形態における全体構成説明図である。（Ａ）は、上記実施形態において用いた集積タイプのマスフローコントローラの基板への取付姿勢変更前のガス供給ラインを示す要部斜視図である。（Ｂ）は、前記集積タイプのマスフローコントローラの基板への取付姿勢変更途中のガス供給ラインを示す要部斜視図である。（Ｃ）は、前記集積タイプのマスフローコントローラの基板への取付姿勢変更後のガス供給ラインを示す要部斜視図である。（Ａ）は、前記集積タイプのマスフローコントローラの取付姿勢によっては流量センサ部においてサーマルサイフォン現象が生ずることを説明するための図である。（Ｂ）は、サーマルサイフォン現象が起こらない状態での前記集積タイプのマスフローコントローラの取付姿勢を示す図である。（Ａ）は、この発明の第２の実施形態において用いた集積タイプのマスフローコントローラの基板への取付姿勢変更途中のガス供給ラインを示す要部斜視図である。（Ｂ）は、上記第２の実施形態において用いた集積タイプのマスフローコントローラの基板への取付姿勢変更後のガス供給ラインを示す要部斜視図である。（Ｃ）は、上記第２の実施形態における取替基板を示す構成説明図である。上記第２の実施形態におけるガス供給ラインを示す構成説明図である。（Ａ）は、この発明の第３の実施形態において用いた集積タイプのマスフローコントローラの基板への取付姿勢変更途中のガス供給ラインを示す要部斜視図である。（Ｂ）は、上記第３の実施形態において用いた集積タイプのマスフローコントローラの基板への取付姿勢変更後のガス供給ラインを示す要部斜視図である。（Ｃ）は、上記第３の実施形態におけるアタプタを示す平面図である。集積タイプのマスフローコントローラを用いたマスフローコントローラの取付姿勢変更前のガス供給ラインを示す斜視図である。この発明で用いた集積タイプのマスフローコントローラを示す構成説明図である。この発明で用いた集積タイプのマスフローコントローラを示す平面図である。

符号の説明

１本体ブロック
２取付け部
３マスフローコントローラ
７バイパス素子
８ａ流体入口
８ｂ流体出口
１０流量センサ部
１１バイパス素子のガス流路
１５細管
１６，１７センサコイル
３１制御バルブ
３５弁体
９１〜９４基板
８０，１００取替基板
ｎ本体ブロックの一方側面
ｔ_２，ｔ_３，ｔ_７，ｔ_８基板の繋ぎ流路
Ｎ_１，Ｎ_２、Ｍ_１，Ｍ_２取替基板の繋ぎ流路

Claims

流量センサ部の細管のうち、一対のセンサコイルを巻回してある部分が本体ブロックの取付け面に平行な水平姿勢状態で本体ブロックに設けられているマスフローコントローラと、このマスフローコントローラの流体入口側および流体出口側に位置してマスフローコントローラの流体流路とともに流体供給ラインの一部を構成する流体流路を有するバルブ等の構成部材と、マスフローコントローラの前記流体流路と前記構成部材の前記流体流路ならびに前記構成部材の前記流体流路同士を繋ぐ繋ぎ流路を有し、マスフローコントローラおよび前記構成部材が着脱自在に取付けられ、前記流体供給ラインを形成するための複数の基板とを備え、更に、前記マスフローコントローラの前記基板への取付姿勢の変更に伴い前記流量センサ部においてサーマルサイフォン現象が生ずるのを回避すべく、前記基板とは異なる繋ぎ流路を有する取替基板を設けてあることを特徴とする集積タイプのマスフローコントローラを用いた流体供給機構。
流量センサ部の細管のうち、一対のセンサコイルを巻回してある部分が本体ブロックの取付け面に平行な水平姿勢状態で本体ブロックに設けられているマスフローコントローラと、このマスフローコントローラの流体入口側および流体出口側に位置してマスフローコントローラの流体流路とともに流体供給ラインの一部を構成する流体流路を有するバルブ等の構成部材と、マスフローコントローラの前記流体流路と前記構成部材の前記流体流路ならびに前記構成部材の前記流体流路同士を繋ぐ繋ぎ流路を有し、マスフローコントローラおよび前記構成部材が着脱自在に取付けられ、前記流体供給ラインを形成するための複数の基板とを備え、更に、前記マスフローコントローラの前記基板への取付姿勢の変更に伴い前記流量センサ部においてサーマルサイフォン現象が生ずるのを回避すべく、前記基板とは異なる繋ぎ流路を有し、前記マスフローコントローラの前記取付け面および前記基板間に介装されるアタプタを設けてあることを特徴とする集積タイプのマスフローコントローラを用いた流体供給機構。
本体ブロックの取付け部の取付け面に流体入口と流体出口を形成し、これら流体入口と流体出口を接続する流体流路中に制御バルブを設け、流体入口と制御バルブとの間に、流体をバイパスさせるバイパス素子と、流体の流量測定を行う流量センサ部とを並列的に設け、前記バイパス素子の流路方向と前記制御バルブの弁の作動方向が同じとなるように前記バイパス素子および制御バルブを集積させてある集積タイプのマスフローコントローラと、前記マスフローコントローラの流体入口側および流体出口側に位置して前記マスフローコントローラの前記流体流路とともに流体供給ラインの一部を構成する流体流路を有するバルブ等の構成部材と、前記マスフローコントローラの前記流体流路と前記構成部材の前記流体流路ならびに前記構成部材の前記流体流路同士を繋ぐ繋ぎ流路を有し、前記マスフローコントローラおよび前記構成部材が着脱自在に取付けられ、前記流体供給ラインを形成するための複数の基板とを備え、更に、前記マスフローコントローラの前記基板への取付姿勢の変更に伴い前記流量センサ部においてサーマルサイフォン現象が生ずるのを回避すべく、前記基板とは異なる繋ぎ流路を有する取替基板を設けてあることを特徴とする集積タイプのマスフローコントローラを用いた流体供給機構。
本体ブロックの取付け部の取付け面に流体入口と流体出口を形成し、これら流体入口と流体出口を接続する流体流路中に制御バルブを設け、流体入口と制御バルブとの間に、流体をバイパスさせるバイパス素子と、流体の流量測定を行う流量センサ部とを並列的に設け、前記バイパス素子の流路方向と前記制御バルブの弁の作動方向が同じとなるように前記バイパス素子および制御バルブを集積させてある集積タイプのマスフローコントローラと、前記マスフローコントローラの流体入口側および流体出口側に位置して前記マスフローコントローラの前記流体流路とともに流体供給ラインの一部を構成する流体流路を有するバルブ等の構成部材と、前記マスフローコントローラの前記流体流路と前記構成部材の前記流体流路ならびに前記構成部材の前記流体流路同士を繋ぐ繋ぎ流路を有し、前記マスフローコントローラおよび前記構成部材が着脱自在に取付けられ、前記流体供給ラインを形成するための複数の基板とを備え、更に、前記マスフローコントローラの前記基板への取付姿勢の変更に伴い前記流量センサ部においてサーマルサイフォン現象が生ずるのを回避すべく、前記基板とは異なる繋ぎ流路を有し、前記マスフローコントローラの前記取付け面および前記基板間に介装されるアタプタを設けてあることを特徴とする集積タイプのマスフローコントローラを用いた流体供給機構。