质量流量控制装置制造方法及图纸

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。

Mass flow control device

The control of the output control signal of the flow control valve to control the valve opening to make the control unit of the flow controlled by the flow of the gas measured by the flowmeter to control the flow of the flow in accordance with the set flow. The higher the measuring temperature of the gas measured by the thermometer, the higher the absolute value of the change of the valve opening degree is, the greater the control of the change of the valve opening. The intensity of the signal is used to adjust the intensity of the control signal in order to measure the absolute value of the change of the valve opening when the temperature is lower than the reference temperature. Thereby, the response time variation in the change of valve opening caused by the temperature of the gas is different from that of the reference temperature.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】质量流量控制装置
本专利技术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。
技术介绍
质量流量控制装置(massflowcontroller)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(ConversionFactor：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(controlledvariable)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(standardlitterperminute：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，本专利技术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
技术实现思路
专利技术要解决的问题如上所述，根据以往技术，关于流量计，即使在通过质量流量控制装置的气体的温度不同于对流量计进行校准时的基准温度的情况下，也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，由此求出气体的准确的流量。然而，关于流量控制阀的阀开度，对于气体的温度变化没有特别考虑。其结果，虽然阀开度固定，但是当气体的温度上升时气体的密度减少，因此通过流量控制阀的气体的质量流量减少，当气体的温度下降时气体的密度增加，因此通过流量控制阀的气体的质量流量增加。即使在如上所述那样由于气体的温度变化而通过流量控制阀的气体的密度和质量流量发生变化的情况下，只要基于气体的温度来正确地校正由流量计测量的气体的质量流量，就能够通过反馈控制来将气体的质量流量控制成与设定流量一致。但是，当气体的温度发生变化时，例如，设定流量从零变化为不是零的值时的气体的流量的上升所需的时间(响应时间)发生变化。在该情况下，例如，与气体的温度为基准温度时的响应时间相比，气体的温度高于基准温度时的响应时间变长。反之，与气体的温度为基准温度时的响应时间相比，气体的温度低于基准温度时的响应时间变短。因此，实际向半导体制造装置供给气体的时机根据气体的温度而发生变化，因此例如可能导致质量管理上的问题等。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种即使在气体的温度不同于基准温度的情况下也能够减少流量控制阀的阀开度的变更中的响应时间的变化的质量流量控制装置。用于解决问题的方案本专利技术所涉及的质量流量控制装置具有：流量控制阀，其构成为能够变更阀开度；流量计，其构成为对通过流量控制阀的气体的流量进行测量；以及控制单元，其构成为向流量控制阀输出控制信号来控制阀开度。控制单元构成为执行以下的流量控制：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质量流量即测量流量与被设定为气体的质量流量的目标值的设定流量一致。并且，本专利技术所涉及的质量流量控制装置还具有构成为对气体的温度进行测量的温度计。除此以外，控制单元构成为在上述的流量控制中执行信号校正处理。在信号校正处理中，在由温度计测量的气体的温度即测量温度高于规定的基准温度的情况下，控制单元以如下方式调整控制信号：从测量温度减去基准温度所得到的差即温度差的绝对值越大，则使上述流量控制中的阀开度的变更量的绝对值越大。另一方面，在测量温度低于基准温度的情况下，控制单元以如下方式调整控制信号：上述温度差的绝对值越大，则使上述流量控制中的阀开度的变更量的绝对值越小。以后有时将像这样调整后的控制信号称为“校正控制信号”。根据具有上述结构的本专利技术所涉及的质量流量控制装置，调整后的控制信号(校正控制信号)被输出到流量控制阀，因此，流量控制阀的阀开度被调整成使因测量温度与基准温度之差引起的气体的流量之差消失。其结果，在开始流量控制后紧接着流量控制阀被控制为更适当的阀开度的状态下气体流动，因此能够减轻响应时间根据气体的温度而变化的问题。在本专利技术的优选实施方式中，流量控制阀构成为控制信号的强度越大则使阀开度越大。在该情况下，控制单元构成为：在上述的信号校正处理中，将对上述温度差的值乘以温度校正系数所得到的值与调整前的控制信号的强度的值相加所得到的值设定为校正控制信号的强度的值。或者，流量控制阀构成为控制信号的强度越小则阀开度越大。在该情况下，控制单元构成为：在上述的信号校正处理中，将从调整前的控制信号的强度的值减去对上述温度差的值乘以温度校正系数所得到的值而得到的值设定为校正控制信号的强度的值。通过这种结构，能够通过简单的过程来进行控制信号的强度的调整(信号校正处理)。在本专利技术的另一优选实施方式中，控制单元构成为通过所谓的反馈控制来执行上述流量控制。具体地说，控制单元构成为：在上述的流量控制中，在从设定流量减去测量流量所得到的差本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种质量流量控制装置，具有：流量控制阀，其构成为能够变更阀开度；流量计，其构成为对通过所述流量控制阀的气体的流量进行测量；以及控制单元，其构成为向所述流量控制阀输出控制信号来控制所述阀开度，其中，所述控制单元构成为执行以下的流量控制：向所述流量控制阀输出所述控制信号来控制所述阀开度，以使由所述流量计测量的所述气体的质量流量即测量流量与被设定为所述气体的质量流量的目标值的设定流量一致，所述质量流量控制装置还具有构成为对所述气体的温度进行测量的温度计，所述控制单元构成为执行输出校正控制信号的信号校正处理，所述校正控制信号是以如下方式进行调整后的控制信号：在由所述温度计测量的所述气体的温度即测量温度高于规定的基准温度的情况下，从所述测量温度减去所述基准温度所得到的差即温度差的绝对值越大，则使所述流量控制中的所述阀开度的变更量的绝对值越大，在所述测量温度低于所述基准温度的情况下，所述温度差的绝对值越大，则使所述流量控制中的所述阀开度的变更量的绝对值越小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.11 JP 2015-1792231.一种质量流量控制装置，具有：流量控制阀，其构成为能够变更阀开度；流量计，其构成为对通过所述流量控制阀的气体的流量进行测量；以及控制单元，其构成为向所述流量控制阀输出控制信号来控制所述阀开度，其中，所述控制单元构成为执行以下的流量控制：向所述流量控制阀输出所述控制信号来控制所述阀开度，以使由所述流量计测量的所述气体的质量流量即测量流量与被设定为所述气体的质量流量的目标值的设定流量一致，所述质量流量控制装置还具有构成为对所述气体的温度进行测量的温度计，所述控制单元构成为执行输出校正控制信号的信号校正处理，所述校正控制信号是以如下方式进行调整后的控制信号：在由所述温度计测量的所述气体的温度即测量温度高于规定的基准温度的情况下，从所述测量温度减去所述基准温度所得到的差即温度差的绝对值越大，则使所述流量控制中的所述阀开度的变更量的绝对值越大，在所述测量温度低于所述基准温度的情况下，所述温度差的绝对值越大，则使所述流量控制中的所述阀开度的变更量的绝对值越小。2.根据权利要求1所述的质量流量控制装置，其特征在于，所述流量控制阀构成...

【专利技术属性】
技术研发人员：园田真志，岸根裕次，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP