[发明专利]压力式流量控制装置

说明书

本发明提供一种压力式流量控制装置(100)，其具备：控制阀(12)；压力传感器(P1)，其设置于控制阀的下游侧；流孔内置阀(16)，其设置于压力传感器的下游侧；以及控制部(5)，其连接到控制阀和压力传感器，流孔内置阀具有：阀机构(15)，其具有用于进行流路的开闭的阀座体和阀体；驱动机构(18)，其驱动阀机构；以及流孔部件(14)，其接近于阀机构而设置，并且具备用于检测阀机构的开闭状态的开闭检测机构(20)，控制部以从开闭检测机构接收检测信号的方式构成。

技术领域

本发明涉及一种压力式流量控制装置，特别涉及一种具备流孔内置阀的压力式流量控制装置。

背景技术

在半导体制造装置或化工厂中，为了控制原料气体或蚀刻气体等流体，利用各种类型的流量计或流量控制装置。其中，压力式流量控制装置，通过组合了例如压电元件驱动型的控制阀和节流部(流孔板或临界喷嘴)的比较简单的机构，能够以高精度控制各种流体的流量，因此被广泛利用。

在压力式流量控制装置中，当满足临界膨胀条件P₁/P₂≧约2(P₁：节流部上游侧的气体压力，P₂：节流部下游侧的气体压力)时，有时会利用流量不依赖于下游侧气体压力P₂，而是由上游侧气体压力P₁所决定的原理，进行流量控制。在这种压力式流量控制装置中，仅使用压力传感器和控制阀控制上游侧压力P₁，就能够以高精度控制流动于节流部下游侧的气体的流量。

专利文献1中公开了一种具备内置有作为节流部的流孔部件的开闭阀(流孔内置阀)的压力式流量控制装置。在具备流孔内置阀的压力式流量控制装置中，由于流孔上游侧的压力由控制阀进行控制，并且气体的流出由流孔内置阀进行控制，因此能够供给上升和下降特性良好地被流量控制的气体。

另外，近年来，期望在ALD(原子层沉积)工序或者是ALE(原子层蚀刻)工序中，仅以短时间(脉冲状)向处理腔室供给气体，并期望活用设置有流孔内置阀的压力式流量控制装置。

现有的技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特许第4137267号公报

专利文献2：日本专利特开2003-316442号公报

专利文献3：日本专利特开2011-154433号公报

作为开闭阀的阀机构，已知的结构为使用介于流量控制装置的气体流路中的空气作动阀(AOV：AirOperatedValve)，并且设置控制压缩空气向该空气作动阀的供给的电磁阀(例如专利文献2)。可以在流孔内置阀中采用该结构，在此情况下，流孔内置阀的开闭动作由对电磁阀的开闭信号控制，能够通过该开闭信号来判断阀的开闭状态。

然而，存在对电磁阀输出的开闭信号与流孔内置阀的实际的开闭动作不同的情况。例如，当压缩空气向AOV的供给系统发生故障时，存在即使电磁阀处于打开状态AOV也不动作的情况。另外，由于AOV通过压缩空气的供给来动作，因此根据空气供给系统的设计(例如，空气管的直径、长度)，有时AOV的开闭滞后于电磁阀的开闭。因此，输入到电磁阀的开闭信号和AOV的实际的开闭动作不同步的情形多。

在使用流孔内置阀的近年来的用途(例如，上述ALD工序)中，虽然切换并供给多个种类的气体，但是该气体切换的时机设定得非常快。因此，能够以良好的上升、下降特性控制气体流量，并且能够实时且正确地确认实际的气体流量变得重要起来。因此，如上所述，当无法检测AOV的实际的开闭动作时，存在难以适用于近年来的用途的情况。

另外，在具备流孔内置阀的压力式流量控制装置中，虽然有时根据流孔上游的气体压力通过运算求取流量，但是在关闭流孔内置阀之后，通常，流孔上游的气体压力上升。因此，虽然实际上为阀关闭且气体不流动的状态，但有时会将与上升的气体压力对应的流量作为运算流量而予以输出。