[发明专利]具备压力式流量控制装置的气体供给设备

说明书

技术领域

本发明涉及在半导体制造装置与化学品制造设备等方面使用的具备压力式流量控制装置的气体供给设备的改进，是涉及取得气体供给设备的小型化与提高流量控制性能等的气体供给设备。

背景技术

在半导体制造设备用气体供给设备方面，一直多采用质量流量控制装置作为流量控制装置。

但是，对于质量流量控制装置来说，存在着装置本身价格高，而且应答速度低、每个制品在制造精度上有差别、缺乏控制的稳定性等问题，在实用上产生种种障碍。

同样，在控制由气体供给设备向加工过程供给气体所用的控制阀方面，自从前一直多采用空气驱动式的金属隔膜阀。但是，由于该控制阀开闭动作速度缓慢，存在着在制成的半导体制品等的质量上可靠性低，半导体制品等的制造效率不能提高的问题。

另一方面，本发明申请人等，作为一举解决上述现有的气体供给设备方面的各项问题的一步，开发了利用压力式流量控制装置与高速电磁动作型金属隔膜阀的气体供给设备，在特开平8-338546号与特开平10-55218号公报上将其公开。

图11是表示具有现有的压力式流量控制装置的气体供给设备的结构框图，图12是表示形成其主要部的控制阀与节流孔对应阀的组装状况的纵向剖视图。

在图11与图12中，1是压力式流量控制装置，2是控制阀，3是压力检测器，4是温度检测器，5是节流孔，6是运算控制装置，6a是温度补偿电路，6b是流量运算电路，6c是比较电路，6d是放大电路，7a、7b是放大器，8a、8b是A/D转换器，9是节流孔对应阀，9a是阀主体，12是阀主体，Qs是流量指令信号，Qc是流量运算信号，Qr是控制信号，在将节流孔上游侧压力P1保持成为下游侧压力P2的约2倍以上的状态下，利用压力检测器3检测节流孔5与控制阀2之间的流体压力，根据该检测压力P1在运算控制装置6中将流量Qc作为Qc＝KP1(式中K为常数)进行运算，同时将流量指令信号Qs与运算得出的流量信号Qc之差作为控制信号Qy向控制阀2的驱动部10输出，通过控制阀2的开闭来调节节流孔5上游侧压力P1，由此将节流孔5下游侧流量自动控制成为指令流量Qs。

前述控制阀2与节流孔对应阀9如图12所示，各自是作为独立体而形成的，通过管接头12a与装配螺钉13a将两者连接起来，构成气体供给设备的主要部分。

另外，作为节流孔对应阀9是使用空气动作型的金属隔膜阀或是电磁动作型金属隔膜阀。

而且，在图11与图12中，11a是气体出口侧，11b是气体入口侧，12a与12b是管接头，13b与13a是装配螺钉。

具有前述图11与图12所示的众所周知的压力式流量控制装置的气体供给设备与使用现有的质量流量控制装置的设备相比较，不仅能大幅度地降低制造成本，而且在应答性方面也特别优异。另外，在控制精度方面，与现有的设备比较也不逊色，能取得优异的实用功效。

但是，在具有上述众所周知的压力式流量控制装置的气体供给设备上也还残存有应予解决的问题，其中特别急需解决的问题有以下各点：①谋求设备的更加小型化，②要使构成机器的构造成为接触气体部的表面处理容易进行的构造，提高构成机器类的稳定性与可靠性，③改善过度流量特性，防止发生流体的所谓过调节(过度的流入)与混合气体成分比的变化，提高半导体制品等的质量稳定性，④使供给气体的切换速度更快，提高半导体制品等的生产效率等。

发明的公开

本发明的目的在于解决具备众所周知的压力式流量控制装置的气体供给设备上的如上所述的问题，提供一种具备压力式流量控制装置的气体供给设备，它可以①谋求气体供给设备的更加小型化，同时采取接触气体部的表面处理容易进行的构造，②能改善过度流量特性，提高半导体制品的质量的稳定性，同时使供给气体的切换速度快，提高半导体生产效率。

因此，在本发明中，采取使控制阀2与节流孔对应阀可为一体化的构造，因此取得设备的更加小型化与接触气体部的表面处理容易化。另外，将节流孔5的安装位置确定于节流孔对应阀9的下游侧，因此改善了流体的过度流量特性。而且，将节流孔对应阀9作成小型、高速动作型的金属隔膜阀，因此能实现供给气体的高速切换。