KR20160040285A - 압력식 유량 제어 장치 및 그 유량 제어 개시 시의 오버슈트 방지 방법 - Google Patents

압력식 유량 제어 장치 및 그 유량 제어 개시 시의 오버슈트 방지 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 압력식 유량 제어 장치는 유체 입구와 유체 출구 사이를 연통하는 유체 통로 및 유체 통로와 배기 출구 사이를 연통하는 배기 통로를 설치한 본체와, 본체의 유체 입구측에 고정되어 유체 통로의 상류측을 개폐하는 압력 제어용 컨트롤 밸브와, 그 하류측의 유체 통로 내압을 검출하는 제 1 압력 센서와, 상기 배기 통로의 분기 개소보다 하류의 유체 통로 내에 설치한 오리피스와, 상기 제 1 압력 센서의 하류측의 유체 통로를 개폐하는 개폐 밸브와, 상기 배기 통로를 개폐하는 배기용 밸브를 구비한다. 상기 압력식 유량 제어 장치에 의한 유량 제어 개시 전에 배기용 밸브를 작동해서 압력 제어용 컨트롤 밸브와 개폐 밸브 사이의 유체 통로 공간 내를 강제 배기함으로써 유량 제어 개시 시의 오버슈트를 방지할 수 있다.

Description

압력식 유량 제어 장치 및 그 유량 제어 개시 시의 오버슈트 방지 방법{PRESSURE-TYPE FLOW CONTROL DEVICE AND METHOD FOR PREVENTING OVERSHOOTING AT START OF FLOW CONTROL PERFORMED BY SAID DEVICE}
본 발명은 압력식 유량 제어 장치의 개량에 관한 것이며, 유량 제어의 추종성의 향상 및 유량 상승 시나 유량 하강 시의 응답성을 높임으로써 반도체 제조 장치용 등의 원료 가스 공급 장치의 작동 성능을 대폭 높이는 것을 가능하게 한 압력식 유량 제어 장치와, 그 유량 제어 개시 시의 오버슈트를 방지하는 방법에 관한 것이다.
종전부터 반도체 제조 장치용 등의 원료 가스 공급 장치에 있어서는 공급 가스 유량의 제어에 열식 유량 제어 장치나 압력식 유량 제어 장치가 널리 이용되고 있다. 특히, 후자의 압력식 유량 제어 장치(FCS)는 도 5에 나타내는 바와 같이 컨트롤 밸브(CV), 온도 검출기(T), 압력 검출기(P), 오리피스(OL) 및 연산 제어부(CD) 등으로 구성되어 있고, 1차측 공급압이 크게 변동해도 안정된 유량 제어가 행해진다는 우수한 유량 특성을 구비하고 있다.
즉, 도 5의 압력식 유량 제어 장치(FCS)에 있어서는 그 연산 제어부(CD)가 온도 보정·유량 연산 회로(CDa)와 비교 회로(CDb)와 입출력 회로(CDc)와 출력 회로(CDd) 등으로 구성되어 있다. 그리고, 압력 검출기(P) 및 온도 검출기(T)로부터의 검출값이 온도 보정·유량 연산 회로(CDa)에 입력되고, 여기서 검출 압력의 온도 보정과 유량 연산이 행해져 유량 연산값(Qt)이 비교 회로(CDb)에 입력된다.
또한, 설정 유량에 대응하는 입력 신호(Qs)가 단자(In)로부터 입력되어 입출력 회로(CDc)를 통해 비교 회로(CDb)에 입력되고, 여기서 상기 온도 보정·유량 연산 회로(CDa)로부터의 유량 연산값(Qt)과 비교된다. 비교의 결과, 설정 유량 입력 신호(Qs)와 유량 연산값(Qt) 사이에 차이가 있으면 컨트롤 밸브(CV)의 구동부에 제어 신호(Pd)가 출력되고, 이것에 의해 컨트롤 밸브(CV)가 구동되어 설정 유량 입력 신호(Qs)와 연산 유량값(Qt)의 차(Qs-Qt)가 0이 되도록 자동 조정된다.
또한, 상기 압력식 유량 제어 장치(FCS)에서는 오리피스(OL)의 하류측 압력(P2)과 상류측 압력(P1) 사이에 P1/P2≥약 2의 소위 임계 팽창 조건이 유지되어 있으면 오리피스(OL)를 유통하는 가스 유량(Q)은 Q=KP1(단 K는 정수)로 나타내어지고, 또한 임계 팽창 조건이 만족되어 있지 않으면 오리피스(OL)를 유통하는 가스 유량(Q)은 Q=KP2 m(P1-P2)n(단 K, m, n은 정수)로서 산출된다.
따라서, 압력(P1)을 제어함으로써 유량(Q)을 고정밀도로 제어할 수 있고, 또한 컨트롤 밸브(CV)의 상류측 가스(Go)의 압력이 크게 변화해도 제어 유량값이 거의 변화되지 않는다는 우수한 특성을 발휘할 수 있다.
또한, 상기 가스 유량(Q)을 Q=KP1(단 K는 정수)로서 연산하는 방식의 압력식 유량 제어 장치는 일반적으로 FCS-N형이라고 불리고 있으며, 또한 가스 유량(Q)을 Q=KP2 m(P1-P2)n(단 K, m, n은 정수)로서 연산하는 방식의 압력식 유량 제어 장치는 FCS-WR형이라고 부르고 있다.
또한, 이 종류의 압력식 유량 제어 장치에는 이 외에 상기 FCS-N형의 오리피스를 병렬 형상으로 연결한 복수의 오리피스(OL)를 스위칭 밸브에 의해 임의로 선택하는 구조의 오리피스로 하여 유량 제어 범위를 변경할 수 있게 한 것(FCS-SN형)이나, 동일한 오리피스 기구를 상기 FCS-WR형의 오리피스로서 사용한 것(FCS-SWR형)이 존재한다.
도 6은 상기 FCS-N형(일본특허공개 평 8-338546호 등), FCS-SN형(일본특허공개 2006-330851호 등), FCS-WR형(일본특허공개 2003-195948호 등) 및 FCS-SWR형(일본특허출원 2010-512916호 등)의 구성 계통도이며, 그 구성이나 작동 원리 등은 이미 공지이기 때문에 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도 6에 있어서 P1, P2는 압력 센서, CV는 컨트롤 밸브, OL은 오리피스, OL1은 소구경 오리피스, OL2는 대구경 오리피스, ORV는 오리피스 스위칭 밸브이다.
원료 가스 공급에 있어서는 이 종류의 압력식 유량 제어 장치(FCS)를 사용하여 원료 가스를 소정량 공급하는 것이 가능하지만 보다 정밀한 원료 가스의 공급을 행하기 위해서 유량의 상승이나 하강 특성을 개량한 소위 펄스 제어를 행하는 것이 요구되고 있다.
도 7은 상기 펄스 제어가 가능한 압력식 유량 제어 장치의 구성 계통도이며, 오리피스(OL)와 개폐 밸브(Vp) 사이의 내용적을 극소화함으로써 양호한 상승 및 하강 특성이 얻어져 고정밀한 펄스 제어를 행하는 것이 가능해진다.
그러나, 종전의 압력식 유량 제어 장치에 있어서 오리피스 하류측에 개폐 밸브를 설치해서 이것을 개폐 제어함으로써 펄스 유량 제어를 행하는 경우, 컨트롤 밸브(CV)를 폐쇄해서 유량 제어를 중지했을 경우에 그 컨트롤 밸브로부터의 원료 가스의 미소 리크에 의해 유체 통로 내압이 높아지는 경우가 있다. 그 결과, 재차 유량 제어를 개시했을 때에 유체 통로 내압이 높아져 있는 것에 의해 상승 시의 제어 유량값에 소위 오버슈트가 생긴다는 문제가 있다.
일본특허공개 평 8-338546호 일본특허공개 평 10-55218호 일본특허공개 2003-195948호 일본특허공개 2006-330851호 일본특허출원 2010-512916호 일본특허공개 2000-213667호
본 발명은 펄스 유량 제어 가능한 압력식 유량 제어 장치 및 그 유량 제어 개시 시의 오버슈트 방지 방법을 제공하는 것을 발명의 주목적으로 하는 것이다. 즉, 종전의 압력식 유량 제어 장치의 오리피스 하류측에 개폐 밸브를 설치하고, 이것을 개폐 제어함으로써 펄스 유량 제어를 행하는 것이 가능해지지만 유량 제어를 행하고 있지 않은 상태에서는 제어 밸브로부터의 원료 가스의 미소 리크에 의해 유체 통로 내압이 높아지고, 그 때문에 유량 제어 개시 시의 유체 통로 내압이 설정값보다 커져 오버슈트가 발생한다.
본 발명은 유량 제어 개시 시의 상기 오버슈트의 문제를 해결하고자 하는 경이며, 펄스 유량 제어 가능한 압력식 유량 제어 장치 및 그 유량 제어 개시 시의 오버슈트 방지 방법의 제공을 발명의 주요한 과제로 하는 것이다.
본 발명은 종전의 압력식 유량 제어 장치의 오리피스 하류측에 개폐 밸브를 설치하고, 이 개폐 밸브를 개폐 제어함으로써 펄스 유량 제어가 가능한 압력식 유량 제어 장치에 있어서 유량 제어의 개시 시에 오버슈트가 생긴다는 상기 과제를 해결하기 위해서 오리피스 상류측에 벤트 라인을 설치하고, 유량 제어의 개시 전에 미리 배기 통로로부터 배기를 행해 오리피스 하류측의 압력을 낮춤으로써 유량 제어 개시 시의 오버슈트를 방지한다.
즉, 본 발명에 의한 압력식 유량 제어 장치는 유체 입구와 유체 출구 사이를 연통하는 유체 통로 및 그 유체 통로로부터 분기되어 그 유체 통로와 배기 출구 사이를 연통하는 배기 통로를 설치한 본체와, 그 본체의 상기 유체 입구측에 고정되어 상기 유체 통로의 상류측을 개폐하는 압력 제어용 컨트롤 밸브와, 그 압력 제어용 컨트롤 밸브의 하류측의 상기 유체 통로 내압을 검출하는 제 1 압력 센서와, 상기 배기 통로의 분기 개소보다 하류의 상기 유체 통로 내에 설치한 오리피스와, 상기 제 1 압력 센서의 하류측의 상기 유체 통로를 개폐하는 개폐 밸브와, 상기 배기 통로를 개폐하는 배기용 밸브를 구비하는 것을 기본 구성으로 한다. 상기 압력식 유량 제어 장치에 의한 유체 유량의 제어 개시 전에 압력 제어용 컨트롤 밸브와 배기용 밸브를 작동해서 압력 제어용 컨트롤 밸브와 개폐 밸브 사이의 유체 통로 공간 내를 강제 배기함으로써 유량 제어 개시 시의 오버슈트를 방지하는 것을 가능하게 한다.
유량 제어 시에 상기 개폐 밸브를 개폐함으로써 유량의 펄스 제어를 행할 수 있다.
상기 개폐 밸브는 상기 오리피스의 하류측에 설치될 수 있다.
상기 배기용 밸브는 제어 밸브일 수 있다.
상기 본체에 상기 오리피스 하류측의 상기 유체 통로 내압을 검출하는 제 2 압력 센서를 설치할 수 있다.
상기 제 2 압력 센서를 상기 오리피스와 상기 개폐 밸브 사이의 상기 유체 통로 내압을 검출하는 센서로 할 수 있다.
상기 오리피스 및 상기 개폐 밸브를 오리피스와 개폐 밸브를 일체적으로 맞붙여 고정한 구성의 오리피스 내장형 밸브로 할 수 있다.
상기 오리피스의 복수를 병렬 형상으로 연결하고, 스위칭 밸브에 의해 적어도 하나의 상기 오리피스에 유체를 유통시키는 구성으로 할 수 있다.
상기 오리피스의 복수를 병렬 형상으로 연결하고, 스위칭 밸브에 의해 적어도 하나의 상기 오리피스에 유체를 유통시킴과 아울러 그 오리피스 하류측의 상기 유체 통로 내압을 검출하는 압력 센서를 구비할 수도 있다.
상기 압력 제어용 컨트롤 밸브 및 상기 배기용 밸브는 피에조 소자 구동형의 금속 다이어프램식 제어 밸브일 수 있다.
상기 개폐 밸브는 공기압 구동 밸브 또는 전자 구동 밸브일 수 있다.
상기 배기 출구에 접속된 진공펌프에 의해 배기 통로 내를 강제 배기하는 구성으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 방법은 유체 입구와 유체 출구 사이를 연통하는 유체 통로 및 그 유체 통로로부터 분기되어 그 유체 통로와 배기 출구 사이를 연통하는 배기 통로를 설치한 본체와, 그 본체의 상기 유체 입구측에 고정되어 상기 유체 통로의 상류측을 개폐하는 압력 제어용 컨트롤 밸브와, 그 압력 제어용 컨트롤 밸브의 하류측의 유체 통로 내압을 검출하는 제 1 압력 센서와, 상기 배기 통로의 분기 개소보다 하류의 상기 유체 통로 내에 설치한 오리피스와, 상기 오리피스의 하류측의 상기 유체 통로를 개폐하는 개폐 밸브와, 상기 배기 통로를 개폐하는 배기용 밸브를 구비하는 압력식 유량 제어 장치의 오버슈트 방지 방법으로서, 상기 압력식 유량 제어 장치에 의한 유량 제어 개시 전에 상기 배기용 밸브를 작동해서 상기 압력 제어용 컨트롤 밸브와 상기 오리피스 사이의 상기 유체 통로 공간 내를 강제 배기함으로써 유량 제어 개시 시의 오버슈트를 방지하는 상기 방법이다.
(발명의 효과)
본 발명에 있어서는 압력식 유량 제어 장치가 유체 입구와 유체 출구 사이를 연통하는 유체 통로 및 상기 유체 통로와 배기 출구 사이를 연통하는 배기 통로를 설치한 본체와, 상기 본체의 유체 입구측에 고정되어 상기 유체 통로의 상류측을 개폐하는 압력 제어용 컨트롤 밸브와, 그 압력 제어용 컨트롤 밸브의 하류측의 유체 통로 내압을 검출하는 제 1 압력 센서와, 상기 배기 통로의 분기 개소보다 하류의 상기 유체 통로 내에 설치한 오리피스와, 상기 제 1 압력 센서의 하류측의 상기 유체 통로를 개폐하는 개폐 밸브와, 상기 배기 통로를 개폐하는 배기용 밸브를 구비한다. 상기 압력식 유량 제어 장치에 의한 유체 유량의 제어 개시 시에 상기 압력 제어용 컨트롤 밸브와 상기 배기용 밸브를 작동해서 상기 압력 제어용 컨트롤 밸브와 상기 개폐 밸브 사이의 유체 통로 공간 내를 강제 배기함으로써 유량 제어 개시 시의 오버슈트를 방지할 수 있다.
그 결과, 본 발명에 의한 압력식 유량 제어 장치에서는 제어 유량의 변동 시로 있어서의 제어 응답성이 높아지고, 유량 제어의 상승 시간이나 하강 시간을 대폭 단축할 수 있을 뿐만 아니라 그 시간 조정도 용이하게 행할 수 있어 압력식 유량 제어 장치의 소위 가스 치환성의 향상과 이것에 의한 설비 가동률의 향상, 반도체 제품의 품질 향상 등이 가능해진다.
또한, 유체 공급 통로에 설치하는 개폐 밸브를 오리피스 내장형 개폐 밸브 로 함으로써 압력식 유량 제어 장치의 한층 더 소형화를 도모함과 아울러 배기용 밸브를 폐쇄함으로써 통상의 압력식 유량 제어 장치로서도 적용할 수 있다.
추가하여, 유체 통로에 설치한 개폐 밸브를 사용하여 유체 유량의 소위 펄스 유량 제어를 행하는 경우에 있어서도 오리피스 상류측의 유체 통로 내압이 감압되어 있는 것에 의해 제어의 추종성이 대폭 향상되게 된다.
도 1은 본 발명에 의한 압력식 유량 제어 장치의 기본 구성을 나타내는 계통도이다.
도 2는 본 발명에 의한 압력식 유량 제어 장치의 기본 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 압력식 유량 제어 장치의 평면도(a), 정면도(b) 및 오리피스 내장형 개폐 밸브의 부분 확대 단면도(c)이다.
도 4는 본 발명에 의한 압력식 유량 제어 장치를 적용한 가스 공급 박스의 구성을 나타내는 계통도이다.
도 5는 종전의 압력식 유량 제어 장치(FCS-N형)의 기본 구성도이다.
도 6은 종전의 각종 형식의 압력식 유량 제어 장치의 개략적인 구성도이며, (a)는 FCS-N형, (b)는 압력식 유량 제어 장치(FCS-WR형), (c)는 FCS-SN형, (d)는 FCS-SWR형을 나타내는 것이다.
도 7은 종전의 압력식 유량 제어 장치(FCS-N형)와 개폐 밸브에 의한 펄스 유량 제어를 조합한 시스템의 구성도이다.
이하, 도면에 의거하여 본 발명의 실시형태를 설명한다.
도 1은 본 발명의 압력식 유량 제어 장치의 기본 구성을 나타내는 계통도이며, 도 2는 본 발명에 의한 압력식 유량 제어 장치의 기본 구성을 나타내는 종단면도, 도 3은 본 발명에 의한 압력식 유량 제어 장치의 평면도(a)와 정면도(b) 및 오리피스 내장형 개폐 밸브의 부분 확대 단면도(c)이다.
또한, 도 4는 본 발명에 의한 압력식 유량 제어 장치를 사용한 가스 공급 박스의 구성을 나타내는 계통도이다.
도 1~도 3을 참조하여 본 발명에 의한 압력식 유량 제어 장치(1)는 본체(2), 압력 제어용 컨트롤 밸브(6), 배기용 밸브(7), 공기압 구동형의 개폐 밸브(8), 제 1 압력 센서(P1), 제 2 압력 센서(P2), 오리피스(OL) 등으로 구성되어 있다. 또한, 도 2의 실시형태에서는 1개의 오리피스(OL)와 제 1 압력 센서(P1) 및 제 2 압력 센서(P2)와 공기압 구동형의 개폐 밸브(8)를 사용한 FCS-WR형의 압력식 유량 제어 장치로 되어 있으며, 오리피스(OL)를 유통하는 유체가 임계 상태 또는 비임계 상태 중 어느 것이어도 압력 제어용 컨트롤 밸브(6)에 의한 압력 조정에 의해 유량 제어가 가능한 구성으로 되어 있다.
또한, 도 1~도 3에 있어서 2a 밸브 시트, 3은 입구측 블록, 4는 본체 블록, 5는 출구측 블록, 8은 공기압 구동형의 개폐 밸브, 8a는 공기압형 밸브 구동부, 9는 유체 입구, 10a는 유체 통로, 10b는 배기 통로, 11은 유체 출구, 12는 배기 출구, 13은 개스킷, 14는 제어용의 패널 컨트롤 보드, 15는 케이싱, 16은 접속용 커넥터이다.
상기 본체(2)는 입구측 블록(3), 본체 블록(4) 및 출구측 블록(5)을 고정 볼트(도시 생략)에 의해 서로 맞붙여 일체화한 것이며, 압력 제어용 컨트롤 밸브(6), 배기용 밸브(7), 제 1 압력 센서(P1) 및 제 2 압력 센서(P2) 등은 본체(2)에 각각 나사 고정되어 있다. 또한, 제 2 압력 센서(P2)는 출구측 블록(5)의 내측면의 하부에 배치되어 있고, 배기 통로(10b)와의 교차를 피해 유체 통로(10a)로 연통되어 있다.
상기 압력 제어용 컨트롤 밸브(6)는 공지의 금속제 다이어프램을 밸브체(20)로 하는 피에조 구동 소자(6a)를 사용한 개폐 밸브이며, 피에조 구동 소자(6a)에의 통전에 의해 이것이 신장하고, 원통체(17)를 탄성체(18)의 탄력에 저항하여 상방으로 밀어 올림으로써 밸브체 프레서(19)가 상방으로 이동하고, 다이어프램 밸브체(20)의 자기 탄성력에 의해 밸브체(20)가 밸브 시트(2a)로부터 이좌(離座)되어 밸브가 개방된다. 또한, 밸브 개도는 피에조 구동 소자(6a)에의 인가 전압을 변동 시킴으로써 조절된다.
또한, 배기용 밸브(7)의 구조 및 작동은 압력 제어용 컨트롤 밸브(6)의 경우와 동일하게 할 수 있고, 피에조 구동 소자(7a)의 신장량 조절에 의해 밸브 개도 제어를 행할 수 있다.
또한, 배기용 밸브(7)에는 상기 피에조 구동식 금속 다이어프램형 개폐 밸브 대신에 공지의 공기압 구동식이나 전자 구동식의 개폐 제어 밸브를 사용하는 것도 가능하며, 또한 컨트롤 밸브가 아니라 개폐 밸브를 사용하는 것도 가능하다.
또한, 상기 압력 제어용 컨트롤 밸브(6), 배기용 밸브(7) 및 개폐 밸브(8) 등의 작동 제어는 패널 컨트롤 보드(14)를 통해 전부 자동적으로 행해질 수 있는 것은 종전의 이 종류 압력식 유량 제어 장치의 경우와 마찬가지이다.
상기 도 2에 나타낸 FCS-WR형의 압력식 유량 제어 장치에서는 장치의 소형화 및 유체 통로 용적의 삭감을 도모하기 위해서 오리피스(OL)와 개폐 밸브(8)를 일체적으로 맞붙인 구조의 오리피스 내장형의 개폐 밸브를 사용하고 있다. 상기 오리피스 내장형 개폐 밸브(8) 그것의 구조는 공지(특허문헌 6·일본특허공개 2000-213667호 등)이기 때문에 여기서는 그 상세한 설명을 생략하지만 도 3(c)에 나타내는 바와 같이 출구측 블록(5)의 상면에 밸브 기구를 수납하는 구멍부(34)를 설치하고, 그 내부에 오리피스(OL), 밸브 시트 링(30), 밸브체(금속 다이어프램)(20), 누름통체(33), 밸브체 프레서(19), 스템(31), 스프링(32) 등의 밸브 기구의 구성 부재를 배치하고, 본체(2)를 구성하는 출구측 블록(5) 상애 개폐 밸브(8)를 고정 설치하는 구성으로 한 것이다.
오리피스 내장형 개폐 밸브를 사용함으로써 오리피스와 밸브체 사이의 내용적을 극소하게 할 수 있어 밸브 개폐 시의 유량의 상승 특성 및 하강 특성이 개량된다.
또한, 오리피스 내장형 개폐 밸브에 대해서는 상류측에 오리피스가, 하류측에 밸브체가 설치되어 있지만 이 경우 하강 특성은 개폐 밸브의 동작만의 영향을 받고, 또한 내용적이 극소하기 때문에 상승 특성에 있어서의 내용적의 영향이 작다. 오리피스 내장형 개폐 밸브의 부착 방향을 반대로 함으로써 상류측에 밸브체가, 하류측에 오리피스가 설치되지만 이 경우는 상승 특성은 개폐 밸브의 동작만의 영향을 받고, 하강 특성에 있어서의 내용적의 영향이 작다.
도 4는 본 발명에 의한 압력식 유량 제어 장치를 사용한 가스 공급 박스의 구성을 나타내는 계통도이며, 3종의 실가스 G1~G3 및 G2 가스를 각각 단독으로, 또는 적당한 가스종을 소정의 비율로 혼합하여 프로세스 챔버(29)에 공급하는 것이다. 또한, 배기용 밸브(7)(도시 생략)를 통해 FCS-N의 내부 공간 가스가 배기 라인(27)의 출구측 개폐 밸브(24)를 통해 진공펌프(28)에 의해 강제 배기(진공 배기)되는 것은 상술한 바와 같다.
또한, 도 4에 있어서 21은 가스 공급구, 22는 공급측 스위칭 밸브, 23은 출구측 스위칭 밸브, 26은 혼합 가스 공급 라인이다.
상기 도 1~도 3의 실시형태에 있어서는 도 3의 (c)에 나타낸 오리피스 내장형의 개폐 밸브(8)를 사용한 FCS-WR형의 압력식 유량 제어 장치에 의거하여 설명을 했지만 압력식 유량 제어 장치로서는 FCS-N형, FCS-SN형, FCS-SWR형이어도 좋은 것은 물론이며, 도 5에 나타낸 종전의 각 형식의 압력식 유량 제어 장치는 어느 것이나 본 발명의 실시에 적용할 수 있는 것이 가능한 것이다.
또한, 본 발명에 의한 압력식 유량 제어 장치에서 펄스 유량 제어를 행하는 경우에는 수 10~수 100msec의 펄스 간격으로 고정밀도의 펄스 유량 제어를 행할 수 있다.
또한, 압력식 유량 제어 장치의 작동 원리나 구성은 이미 공지이기 때문에 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 반도체 제조 장치용의 가스 공급 설비나 가스 공급 장치뿐만 아니라 화학산업이나 식품산업 등의 모든 가스 공급 설비의 유량 제어 장치에 적용할 수 있는 것이다.
1 압력식 유량 제어 장치 2 본체
2a 밸브 시트 3 입구측 블록
4 본체 블록 5 출구측 블록
6 압력 제어용 컨트롤 밸브 6a 피에조 구동 소자
7 배기용 밸브 7a 피에조 구동 소자
8 공기압 구동형의 개폐 밸브 8a 공기압형 밸브 구동부
9 유체 입구 10a 유체 통로
10b 배기 통로 10c 누설 검사용 통로
11 유체 출구 12 배기 출구
13 개스킷 14 패널 컨트롤 보드
15 케이싱 16 접속용 커넥터
17 원통체 18 탄성체
19 밸브체 프레서 20 밸브체
21 가스 공급구 22 공급측 스위칭 밸브
23 출구측 개폐 밸브 24 출구측 개폐 밸브
26 혼합 가스 공급 라인 27 진공 배기 라인
28 진공펌프 29 프로세스 챔버
30 밸브 시트용 링 31 스템
32 스프링 33 누름통체
34 구멍부 P1 제 1 압력 센서
P2 제 2 압력 센서 OL 오리피스
G1~G3 실가스

Claims (13)

  1. 유체 입구와 유체 출구 사이를 연통하는 유체 통로와, 그 유체 통로로부터 분기되어 그 유체 통로와 배기 출구 사이를 연통하는 배기 통로를 설치한 본체와,
    상기 본체의 상기 유체 입구측에 고정되어 상기 유체 통로의 상류측을 개폐하는 압력 제어용 컨트롤 밸브와,
    상기 압력 제어용 컨트롤 밸브의 하류측의 유체 통로 내압을 검출하는 제 1 압력 센서와,
    상기 배기 통로의 분기 개소보다 하류의 상기 유체 통로 내에 설치한 오리피스와,
    상기 제 1 압력 센서의 하류측의 상기 유체 통로를 개폐하는 개폐 밸브와,
    상기 배기 통로를 개폐하는 배기용 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 압력식 유량 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    유량 제어 시에 상기 개폐 밸브를 개폐함으로써 유량의 펄스 제어가 이루어지는 압력식 유량 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 개폐 밸브는 상기 오리피스의 하류측에 설치되는 압력식 유량 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기용 밸브를 제어 밸브로 한 압력식 유량 제어 장치
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체에 오리피스 하류측의 상기 유체 통로 내압을 검출하는 제 2 압력 센서를 설치한 압력식 유량 제어 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 압력 센서는 상기 개폐 밸브의 하류측의 상기 유체 통로 내압을 검출하는 센서인 압력식 유량 제어 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 오리피스 및 상기 개폐 밸브는 오리피스와 개폐 밸브를 일체적으로 맞붙여 고정한 구성의 오리피스 내장형 밸브인 압력식 유량 제어 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    복수의 오리피스를 병렬 형상으로 연결하고, 스위칭 밸브에 의해 적어도 하나의 오리피스에 유체를 유통시키도록 구성한 압력식 유량 제어 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    복수의 오리피스를 병렬 형상으로 연결하고, 스위칭 밸브에 의해 적어도 하나의 오리피스에 유체를 유통시킴과 아울러 오리피스 하류측의 유체 통로 내압을 검출하는 압력 센서를 구비하는 압력식 유량 제어 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 제어용 컨트롤 밸브는 피에조 소자 구동형의 금속 다이어프램식 제어 밸브인 압력식 유량 제어 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 개폐 밸브는 공기압 구동 밸브 또는 전자 구동 밸브인 압력식 유량 제어 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기 출구에 접속된 진공펌프에 의해 상기 배기 통로 내를 강제 배기하는 구성으로 한 압력식 유량 제어 장치.
  13. 유체 입구와 유체 출구 사이를 연통하는 유체 통로 및 그 유체 통로로부터 분기되어 그 유체 통로와 배기 출구 사이를 연통하는 배기 통로를 설치한 본체와, 상기 본체의 유체 입구측에 고정되어 상기 유체 통로의 상류측을 개폐하는 압력 제어용 컨트롤 밸브와, 그 압력 제어용 컨트롤 밸브의 하류측의 유체 통로 내압을 검출하는 제 1 압력 센서와, 상기 배기 통로의 분기 개소보다 하류의 유체 통로 내에 설치한 오리피스와, 상기 제 1 압력 센서의 하류측의 상기 유체 통로를 개폐하는 개폐 밸브와, 상기 배기 통로를 개폐하는 배기용 밸브를 구비하는 압력식 유량 제어 장치의 오버슈트 방지 방법으로서, 상기 압력식 유량 제어 장치에 의한 유량 제어 개시 전에 상기 배기용 밸브를 작동해서 상기 압력 제어용 컨트롤 밸브와 개폐 밸브 사이의 유체 통로 공간 내를 강제 배기함으로써 유량 제어 개시 시의 오버슈트를 방지하는 상기 방법.
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