[发明专利]质量流量控制装置

说明书

执行向流量控制阀输出控制信号来控制阀开度以使由流量计测量的气体的测量流量与设定流量一致的流量控制的控制单元以由温度计测量的气体的测量温度相比于基准温度越高则使阀开度的变更量的绝对值越大的方式调整控制信号的强度，以测量温度相比于基准温度越低则使阀开度的变更量的绝对值越小的方式调整控制信号的强度。由此，能够减少由于气体的测量温度不同于基准温度而引起的流量控制阀的阀开度的变更中的响应时间的变化。

技术领域

本发明涉及一种能够适合使用于半导体制造装置等的质量流量控制装置。

背景技术

质量流量控制装置(mass flow controller)例如广泛使用于对向半导体制造装置供给的气体的流量进行控制、或者开始或停止气体的供给等目的。质量流量控制装置具备流量控制阀、流量计以及控制单元。

按照控制单元所输出的控制信号来变更(增减)流量控制阀的阀开度。在此，“阀开度”是指气体在流量控制阀的内部所通过的路径中的最狭窄的部分的截面积所对应的值。流量控制阀的阀开度被控制为从上述截面积的最小值所对应的最小值(例如零)至上述截面积的最大值所对应的最大值之间的任意的值。在阀开度为最小值(例如零)时，气体不流动。在阀开度最大时，质量流量控制装置所供给的气体的流量最大。

流量计对通过流量控制阀的气体的流量进行测量。一般在某个基准温度(例如22℃)下使用基准气体(例如氮气)来进行流量计的校准(calibration)。在对与基准气体种类不同的气体的流量进行控制的情况下，气体的物理属性值(例如比热等)与基准气体的物理属性值不同，因此由流量计测量的气体的流量产生误差。在该情况下，能够使用按气体的种类来预先求出的换算系数(Conversion Factor：CF)来对误差进行校正(例如参照专利文献1)。另外，在气体的温度不同于基准温度的情况下，能够基于气体的温度来对由流量计测量的气体的流量进行校正(例如参照专利文献2)。

控制单元向流量控制阀输出控制信号来控制阀开度，以使由流量计测量出的气体的流量与设定流量一致。在所谓的常闭型的流量控制阀的情况下，在控制信号的强度(电压强度或电流强度)最小(零)时阀开度为最小(零)，气体的流量也为零，在控制信号的强度最大时阀开度为最大，气体的流量也为最大。另一方面，在所谓的常开型的流量控制阀的情况下，在控制信号的强度(电压强度或电流强度)最小时阀开度为最大，气体的流量也为最大，在控制信号的强度最大时阀开度为最小(例如零)，气体的流量也为最小(例如零)。这样，根据控制信号的强度，流量控制阀的阀开度被变更，通过流量控制阀的气体的流量也发生变化。作为控制气体的流量的方法，控制单元能够执行使由流量计测量的气体的流量为控制量(controlled variable)的反馈控制。

例如，在使用压电元件来变更常闭型的流量控制阀的阀开度的情况下，阀开度与施加于压电元件的电压强度成比例。例如，在阀开度最大时施加于压电元件的电压强度为最大值50V、且此时的气体的流量为1slm(standard litter per minute：标准升每分钟)的情况下，如果使施加于压电元件的电压强度为25V(最大值的50％)，则阀开度为最大的时的50％，气体的流量为0.5slm。另一方面，在使用压电元件来变更常开型的流量控制阀的阀开度的情况下，在施加于压电元件的电压强度为零时阀开度最大，随着施加于压电元件的电压强度升高，阀开度变小。例如，在为了使阀开度为零而施加于压电元件的最小的电压强度为50V的情况下，当使施加于压电元件的电压强度为25V时，阀开度为最大时的50％，气体的流量为0.5slm。此外，在上述说明中示出的施加于压电元件的电压强度(控制信号的强度)与阀开度的对应关系不过是一个例子，本发明的范围不被这些具体的数值所限定。

专利文献1：日本特开平8-54268号公报

专利文献2：日本特开2004-93174号公报

发明内容

发明要解决的问题