特許 5881467 ガス分流供給装置及びこれを用いたガス分流供給方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5881467

(24)【登録日】2016年2月12日

(45)【発行日】2016年3月9日

(54)【発明の名称】ガス分流供給装置及びこれを用いたガス分流供給方法

(51)【国際特許分類】

   G05D 7/06 20060101AFI20160225BHJP

   G05D 11/13 20060101ALI20160225BHJP

【ＦＩ】

   G05D7/06 B

   G05D11/13 D

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-43090(P2012-43090)

(22)【出願日】2012年2月29日

(65)【公開番号】特開2013-178709(P2013-178709A)

(43)【公開日】2013年9月9日

【審査請求日】2014年12月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】390033857

【氏名又は名称】株式会社フジキン

(74)【代理人】

【識別番号】100082474

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 丈夫

(74)【代理人】

【識別番号】100129540

【弁理士】

【氏名又は名称】谷田 龍一

(72)【発明者】

【氏名】澤田 洋平

(72)【発明者】

【氏名】池田 信一

(72)【発明者】

【氏名】土肥 亮介

(72)【発明者】

【氏名】西野 功二

【審査官】 後藤 健志

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−２４０３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２１７８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−００５３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３１８１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３０５６３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｄ ７／０６

Ｇ０５Ｄ １１／１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧力式流量制御装置（４）と、圧力式流量制御装置（４）からのガスをプロセスチャンバ（１５）へ分流供給する並列に接続した複数の分流路（Ｌ_１〜Ｌ_ｎ）と、各分流路（Ｌ_１〜Ｌ_ｎ）に介設した熱式流量センサ（６ａ〜６ｎ）と、熱式流量センサ（６ａ〜６ｎ）の下流側に設けた電動弁（７ａ〜７n）と、各電動弁（７ａ〜７n）の開閉を制御する切換型コントローラ（１６ａ〜１６ｎ）とを備えると共に、前記切換型コントローラ（１６ａ〜１６ｎ）を、前記圧力式流量制御装置（４）が未流量制御状態下では弁開度制御指令信号（Ｓp）により前記電動弁（７ａ〜７ｎ）を所定の一定弁開度に保持する弁開度制御と、前記圧力式流量制御装置（４）が流量制御状態下では分流量制御指令信号（Ｓｓ）により前記熱式流量センサ（６ａ〜６ｎ）の流量検出信号（Ｓｍ）に基づくフィードバック制御により前記電動弁（７ａ〜７ｎ）の開度を調節する分流量制御とに、自動又は手動切換え可能な構成としたことを特徴とするガス分流供給装置。

【請求項2】

設定流量下で定常運転中の電動弁（７）の弁開度（％）を予め読み取りすると共に、予め読み取りした弁開度を、弁開度制御時の予め定めた弁開度とするようにした請求項１に記載のガス分流供給装置。

【請求項3】

分流路の数を２〜４とした請求項１に記載のガス分流供給装置。

【請求項4】

圧力式流量制御装置（４）と、圧力式流量制御装置（４）からのガスをプロセスチャンバ（１５）へ分流供給する並列に接続した複数の分流路（Ｌ_１〜Ｌ_ｎ）と、各分流路（Ｌ_１〜Ｌ_ｎ）に介設した熱式流量センサ（６ａ〜６ｎ）と、熱式流量センサ（６ａ〜６ｎ）の下流側に設けた電動弁（７ａ〜７n）と、各電動弁（７ａ〜７n）の開閉を制御する切換型コントローラ（１６ａ〜１６ｎ）とを備えると共に、前記切換型コントローラ（１６ａ〜１６ｎ）を、弁開度制御指令信号（Ｓp）により前記電動弁（７ａ〜７ｎ）を所定の一定弁開度に保持する弁開度制御と、分流量制御指令信号（Ｓｓ）により前記熱式流量センサ（６ａ〜６ｎ）の流量検出信号（Ｓｍ）に基づくフィードバック制御により前記電動弁（７ａ〜７ｎ）の開度を調節する分流量制御とに、切換え可能な構成としたガス分流供給装置を用いた分流ガス供給に於いて、圧力式流量制御装置（４）が稼動する前には、切換型コントローラ（１６）を介して電動弁（７ａ〜７ｎ）の開度を予め定めた一定開度に保持し、その後、流量制御装置（４）が稼動して総流量（Ｑ）の流量制御が行われた時点で、前記切換型コントローラ（１６）を介して電動弁（７ａ〜７ｎ）の開度を熱式流量センサ（６ａ〜６ｎ）からの流量検知信号（Ｓｍ）に基づくフィードバック制御にし、設定流量の分流量（Ｑ_１〜Ｑｎ）を供給するようにしたガス分流供給方法。

【請求項5】

分流路の数を２〜４とすると共に、弁開度制御時の電動弁（７）の弁開度を全開時の４０〜７０％とするようにした請求項４に記載のガス分流供給方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガス供給源側に設けた圧力式流量制御装置から熱式流量センサを設けた複数のガス分流供給路へガスを分流供給するようにしたガス分流供給システムの改良に関するものであり、各ガス分流供給路へのガス供給開始初期に於ける所謂ガスの過剰な流れ込み（オーバーシュート）の発生を簡単且つ確実に防止できるようにしたガス分流供給装置とこれを用いたガス分流供給方法に関するものである。

【0002】

近年、半導体製造装置関係の分野に於いては、プロセスチャンバの大型化に伴って所謂ガスの分流供給システムが多く採用されるようになりつつあり、様々な形式のガス分流供給システムが開発されている。
図５は、従前の熱式流量制御装置ＭＦＣ（マスフローコントローラ）又は圧力式流量制御装置ＦＣＳを用いたガス分流供給装置の一例を示すものであり、ガス供給源ＳからのガスＧが流量制御装置を通してプロセスチャンバＣへ流量Ｑ_１、Ｑ_２の割合で分流供給されて行く。

【0003】

ところで、流量制御装置ＭＦＣ（又はＦＣＳ）に於いては、ガス供給開始時に所謂ガスの流れ込み現象（オーバーシュート現象）を生じ易く、特に熱式流量制御装置ＭＦＣの場合には、前記オーバーシュートの発生が不可避の状態にある。

【0004】

例えば、本願発明者等が、図６に示すような構成のガス供給装置を用いて、ガス供給開始直後に生ずる流体のオーバーシュート現象の発生原因を解析した結果によれば、従前のマスフローコントローラを用いたガス供給装置５０に於いては、ａ各切換弁Ｖ_１〜Ｖ_３と各マスフローコントローラＭＦＣ_１〜ＭＦＣ_３とを連結する管路Ｌ_１〜Ｌ_３内に滞留しているガスが、オーバーシュートするガスの大部分を占めていること、及び、ｂマスフローコントローラＭＦＣ_１〜ＭＦＣ_３の構造そのものが前記オーバーシュートの原因となるガスの滞留を増加させるようになっていることを見出した。尚、５１はチャンバである。

【0005】

即ち、図７は従前のマスフローコントローラの基本構造を示すブロック図であるが、一次側から流入したガスは層流バイパス部５９とセンサーバイパス部６０に分流され、センサー６１によりガスの質量流量をこれに比例した温度変化としてとらえると共に、この温度変化をブリッジ回路６２で電気信号に変換し、増幅回路６３等を経てリニヤー電圧信号として表示器６４と比較制御回路６５へ出力される。また、外部からの設定信号は設定器６６から比較制御回路６５へ入力され、ここで前記検出信号との差が演算されると共に、当該差信号をバルブ駆動部６７へ送り、この差信号が零となる方向に流量制御バルブ６８が開閉制御される。尚、６９は電源部である。

【0006】

今、マスフローコントローラの使用中に二次側に設けた切換弁Ｖ_１を急閉すると、センサー６１内を流通するガス流が止まるため、マスフローコントローラの制御系は過渡的にガスの流れを増加する方向に作動し、流量制御弁６８が開放される。その結果、二次側ラインＬ_１内のガス圧が上昇し、ここにガスが滞留することになる。そして、この滞留ガスが、次に切換弁Ｖ_１を開放した際に急激に切換弁Ｖ_１を通してチャンバ側へ流れ込み、前記ガスのオーバーシュート現象を引き起こすことになる。

【0007】

而して、ガス分流供給装置に於ける上記のようなガスのオーバーシュートの発生は、必然的に半導体製造設備の稼動率の低下や製品の品質低下を招くことになる。そのため、オーバーシュートの発生は可能な限り防止する必要がある。

【0008】

一方、近年この種の半導体製造装置のガス分流供給装置に於いては、ガス分流供給装置の小型化や低コスト化に対する要望が高まっている。
これ等の要望に対応するものとして、図８に示すように、圧力式流量制御装置（ＦＣＳ）４を用いてガス供給源からの供給ガス総量Ｑの流量制御を行うと共に、各分流供給路Ｌ_１〜Ｌｎの分流ガス流量Ｑ_１〜Ｑｎ流量制御を行うようにしたガス分流供給装置が開発されている。

【0009】

尚、図８に於いて、１はガス供給源、２は圧力調整器、３は圧力センサ、４は圧力式流量制御装置（ＦＣＳ）、５ａ・５ｂは圧力計、６は熱式流量センサ（ＭＦＭ）、７は電動弁、８は弁駆動部、９は真空ポンプ、１０は絞り弁、１１は信号発生器、１２はPIDコントローラ、１３はプロセスチャンバ、Ｓｍは流量検出信号、Ｓａは流量設定信号、Ｓｖは弁駆動信号である。

【0010】

上記図８のガス分流供給装置にあっては、圧力式流量制御装置４で流量制御された総流量Ｑのガスが、分流路Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌｎへ夫々分流量Ｑ_１、Ｑ_２、Ｑｎでもって供給される。即ち、各分流路Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌｎを流れる分流流量Ｑ_１、Ｑ_２、Ｑｎは、例えば分流路Ｌ_１のように、流量センサ６からの流量検出信号Ｓｍによりコントローラ１２を介して電動弁７をフィードバック制御することにより、信号発生器１１からの流量設定信号Ｓａに等しい分流量Ｑ_１に制御され、チャンバ１３へ供給されて行く。尚、図８に於いては、分流路Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌｎの分流量制御機構は省略されている。

【0011】

しかし、当該ガス分流供給装置に於いても、例えば、信号発生器１１から流量設定信号Ｓａを入力し、圧力式流量制御装置ＦＣＳ４を起動して分流路Ｌ_１へのガス導入を開始した直後には（ガスの供給導入時と呼ぶ）、図９に示すように熱式流量センサ（ＭＦＭ）６の流量検出信号ＳｍにピークＳｍpが表れることになり、所謂分流路Ｌ_１の流量Ｑ_１にオーバーシュートが発生することになる。

【0012】

即ち、図９に示すように、点ｔ_０に於いてコントローラ１２へ定格流量（１００％Ｆ．Ｓ流量出力）に相当する流量設定信号Ｓａが入力され、その後熱式流量センサ（ＭＦＭ）６へ点ｔ_１に於いてガスが供給されて流量検出信号Ｓｍがコントローラ１２へ入力されるような場合には、流量検出信号ＳｍにピークＳｍｐが発生し、分流流量Ｑ_１にオーバーシュートが発生する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】ＷＯ２００４−１１４０３８号公報

【特許文献2】特開平１１−２１２６５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

本願発明は、従前のガス分流供給装置に於ける上述の如き問題、即ち分流路へのガス導入開始時に生ずるガスのオーバーシュートを簡単且つ安価に、しかもほぼ完全に防止できるようにしたガス分流供給装置の提供を発明の主たる目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本願発明者等は、前記図８のガス分流供給装置に於けるガス導入開始初期に生ずるオーバーシュートを解析するため、図１に示すような評価試験装置を作成し、ガス導入時の装置の作動状況等を検討した。尚、図１の評価試験装置は、実質的に前記図８の分流量制御装置と同じ構造のものである。

【0016】

その結果、得られた試験結果も前記図９の場合と同様であり、図９に示されているように、点ｔｏに於いて、図１のコントローラ１２へ１００％流量に相当する流量設定信号Ｓａが入力されることにより、コントローラ１２から弁駆動信号Ｓvが弁駆動部８へ入力され、電動弁７は瞬時に全開状態に保持される。そしてこの電動弁７の全開状態は、熱式流量センサ（ＭＦＭ）６から流量検出信号Ｓｍがコントローラ１２へ入力され、フィードバック制御によって前記弁駆動信号Ｓvが調整されるまで保持される。

【0017】

いま、圧力式流量制御装置（ＦＣＳ）４が作動され、この圧力式流量制御装置（ＦＣＳ）４の流量出力Ｓｆが点ｔ_１に於いて１００％流量に相当する値になると、即ち圧力式流量制御装置による流量制御が開始されて熱式流量センサ（ＭＦＭ）６へガス供給が始まると、熱式流量センサ（ＭＦＭ）６からの流量検出信号Ｓｍが増加し、コントローラ１２に於いて所謂フィードバック制御が行われることにより、流量設定信号Ｓａに対応する設定流量のガスが流通するように弁駆動信号Ｓvが調整され、電動弁７の開度が全開状態から所定開度まで開度制御される事になる。
即ち、熱式流量センサ(ＭＦＭ)６の流量検出値Ｓｍと流量設定信号Ｓａとが一致する点で弁駆動信号Ｓvが０となり、電動弁７の開度が設定流量Ｑが流通する一定の開度に保持される。

【0018】

換言すれば、熱式流量センサ（ＭＦＭ）６へのガス供給が点ｔｏから点ｔ_１のあいだ遅れることにより、電動弁７は流量設定信号Ｓａによってその開度が支配され、全開状態に保持される。この全開状態の電動弁７が流量検出信号Ｓｍの入力により順次閉鎖方向へ駆動され、所定の設定流量Ｓａに相当する弁開度に到達するまでに時間遅れが在るため、この遅れ時間内に全開状態の電動弁７に流れ込むガスが、所謂オーバーシュートとして現出することになることが判明した。

【0019】

本願発明は、前記図１に示した評価試験装置を用いて得られたデータの解析結果を基にして創作されたものであり、従前のように、各分流路に設けた電動弁７の弁開度をガス導入開始時に全開状態とせずに、予め定めた所定の弁開度に保持するようにすることにより、電動弁７の制御時間遅れに起因するガス導入開始時のオーバーシュートを防止せんとするものであり、請求項１の発明は、圧力式流量制御装置４と、圧力式流量制御装置４からのガスをプロセスチャンバ１５へ分流供給する並列に接続した複数の分流路Ｌ_１〜Ｌ_ｎと、各分流路Ｌ_１〜Ｌ_ｎに介設した熱式流量センサ６ａ〜６ｎと、熱式流量センサ６ａ〜６ｎの下流側に設けた電動弁７ａ〜７nと、各電動弁７ａ〜７nの開閉を制御する切換型コントローラ１６ａ〜１６ｎとを備えると共に、前記切換型コントローラ１６ａ〜１６ｎを、前記圧力式流量制御装置４が未流量制御状態下では弁開度制御指令信号Ｓpにより前記電動弁７ａ〜７ｎを所定の一定弁開度に保持する弁開度制御と、前記圧力式流量制御装置４が流量制御状態下では分流量制御指令信号Ｓｓにより前記熱式流量センサ６ａ〜６ｎの流量検出信号Ｓｍに基づくフィードバック制御により前記電動弁７ａ〜７ｎの開度を調節する分流量制御とに、自動又は手動切換え可能な構成としたものである。

【0020】

請求項２の発明は、請求項１の発明に於いて、設定流量下で定常運転中の電動弁７の弁開度（％）を予め読み取りすると共に、予め読み取りした弁開度を、弁開度制御時の予め定めた弁開度とするようにしたものである。

【0021】

請求項３の発明は、請求項１の発明に於いて、分流路の数を２〜４としたものである。

【0022】

請求項４の発明は、圧力式流量制御装置４と、圧力式流量制御装置４からのガスをプロセスチャンバ１５へ分流供給する並列に接続した複数の分流路Ｌ_１〜Ｌ_ｎと、各分流路Ｌ_１〜Ｌ_ｎに介設した熱式流量センサ６ａ〜６ｎと、熱式流量センサ６ａ〜６ｎの下流側に設けた電動弁７ａ〜７nと、各電動弁７ａ〜７nの開閉を制御する切換型コントローラ１６ａ〜１６ｎとを備えると共に、前記切換型コントローラ１６ａ〜１６ｎを、弁開度制御指令信号Ｓpにより前記電動弁７ａ〜７ｎを所定の一定弁開度に保持する弁開度制御と、分流量制御指令信号Ｓｓにより前記熱式流量センサ６ａ〜６ｎの流量検出信号Ｓｍに基づくフィードバック制御により前記電動弁７ａ〜７ｎの開度を調節する分流量制御とに、切換え可能な構成としたガス分流供給装置を用いた分流ガス供給に於いて、圧力式流量制御装置４が稼動する前には、切換型コントローラ１６を介して電動弁７ａ〜７ｎの開度を予め定めた一定開度に保持し、その後、流量制御装置４が稼動して総流量Ｑの流量制御が行われた時点で、前記切換型コントローラ１６ａ〜１６ｎを介して電動弁７ａ〜７ｎの開度を熱式流量センサ６ａ〜６ｎからの流量検知信号Ｓｍに基づくフィードバック制御にし、設定流量の分流量Ｑ_１〜Ｑｎを供給するようにしたガス分流供給方法。

【0023】

請求項５の発明は、請求項４の発明に於いて、分流路の数を２〜４とすると共に、弁開度制御時の電動弁７の弁開度を全開時の４０〜７０％とするようにしたものである。

【発明の効果】

【0024】

本願発明に於いては、各分流路の熱式流量センサ６ａ〜６ｎの下流側に設けた電動弁７ａ〜７ｎの開閉制御を、総流量Ｑを制御する圧力式流量制御装置７が未稼働の状態下にあるときには、その開度を全開状態ではなしに予め定めた一定開度に保持すると共に、前記圧力式流量制御装置７が稼動状態下にあって総流量Ｑが流量制御された状態になれば、各電動弁７ａ〜７ｎを熱式流量センサ６ａ〜６ｎの流量検出信号Ｓｍに基づいて、フィードバック制御による分流量制御に切換えする構成としている。

【0025】

その結果、各分流路Ｌ_１〜Ｌ_ｎへのガス導入開始時の分流ガスの過渡的な流れ込み（オーバーシュート）が完全に防止されることになり、高精度な分流量制御下で各分流路Ｌ_１〜Ｌ_ｎを通してプロセスチャンバ１３へガスを供給することができ、より高品質な半導体製品の製造が可能になる。

【0026】

また、切換型コントローラ１６そのものも構造の簡単なものでよく、製造コスト等の大幅な上昇を来たすこともない。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明に係る基礎試験装置に係る系統図である。

【図2】本発明の実施形態に係るガス分流供給装置の説明図である。

【図3】本発明で使用する切換型コントローラの構成及び作動の説明図である。

【図4】本発明の実施形態に係るガス導入時のガス分流量特性の説明図である。

【図5】従前のガス分流供給装置の一例を示す系統図である。

【図6】従前の熱式流量制御装置（マスフローコントローラ）を用いたガス供給装置の一例を示す系統図である。

【図7】熱式流量制御装置の構成を示す説明図である。

【図8】従前のＰＩＤコントローラを用いたガス分流供給装置の一例を示す説明図である。

【図9】図８のガス分流供給装置に於けるガス導入開始時のガス分流量特性の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
図２は、本発明に係るガス分流供給装置の全体構成図であり、本実施形態に於いては一つの大型プロセスチャンバ１５へ４系統（ｎ＝４）の分流路Ｌ_１〜Ｌ_４を通して所定流量Ｑ_１〜Ｑ_４のガスＧが供給されている。
尚、図２の装置に於いて、前記図１及び図８等と共通する部位、部材には、これと同一の参照番号が付されている。
また、図２に於いて、１５は大型プロセスチャンバ、１６ａ〜１６ｄは切換型コントローラ、Ｓv_１〜Ｓv_４は弁駆動信号、Ｓｋ_１〜Ｓｋ_４は弁開度制御信号である。

【0029】

図２を参照して、定常状態に於いては、ガス供給源１から圧力調整器２により圧力３００〜５００Ｋｐａａｂｓに調整されたガスＧが、圧力式流量制御装置４に於いて所望の設定流量Ｑ（例えば１０００〜３０００ｓｃｃｍ）に流量制御されて、各分流路Ｌ_１〜Ｌ_４へ供給される。

【0030】

各分流路Ｌ_１〜Ｌ_４に於いては、分流量制御指令信号Ｓｓの入力により、フィードバック分流量制御が行われる切換型コントローラ１６ａ〜１６ｄから弁駆動信号Ｓv_１〜Ｓv_４が弁駆動部８ａ〜８ｂへ入力され、電動弁７ａ〜７ｄが駆動されることにより、流量設定信号Ｓａ_１〜Ｓａ_４に対応する分流流量Ｑ_１〜Ｑ_４がチャンバ１５へ供給されて行く。
即ち、弁駆動信号Ｓv_１〜Ｓv_４が、熱式流量センサ６ａ〜６ｄからの流量検出信号Ｓｍ_１〜Ｓｍ_４によってフィードバック制御されることにより、各分流量Ｑ_１〜Ｑ_４が流量設定信号Ｓａ_１〜Ｓａ_４に対応する設定分流量に制御されることになる。

【0031】

また、ガスＧの供給を一時中止したあと再度ガス供給を行う場合（即ち、ガスの導入開始時）のように、圧力式流量制御装置４が流量未制御の状態下で各分流路Ｌ_１〜Ｌ_４へガス供給を行う場合には、先ず、各切換型コントローラ１６ａ〜１６ｄへ開度制御指令信号Ｓｐが入力され、これによって切換型コントローラ１６ａ〜１６ｄが電動弁７ａ〜７ｂを開度制御の状態に保持することになる。

【0032】

その結果、後述するように、各電動弁７ａ〜７ｄの弁駆動部８ａ〜８ｄへ切換型コントローラ１６ａ〜１６ｄから弁開度制御信号Ｓｋ_１〜Ｓｋ_４が出力され、各電動弁７ａ〜７ｄは全開されるのではなしに、予め定められた弁開度まで絞られた状態の開弁に保持される。

【0033】

一定時間（例えば0.１〜1秒間）が経過して圧力式流量制御装置４による流量制御が行われ、流量制御された制御流量Ｑのガスが供給される状態になれば、切換型コントローラ１６ａ〜１６ｄは自動的（又は手動）に弁開度制御状態から分流量制御状態に切換えられ、前述の如く熱式流量センサ６ａ〜６ｄからの流量検出信号Ｓｍ_１〜Ｓｍ_４によるフィードバック制御により、各分流路Ｌ_１〜Ｌ_４の分流量Ｑ_１〜Ｑ_４の制御が行われる。

【0034】

尚、前記予め設定される弁開度制御信号Ｓｋ_１〜Ｓｋ_４は、圧力式流量制御装置４の流量や分流比（Ｑ１／Ｑ２／Ｑ３／Ｑ４）等により適宜に選定されることになる。
また、本実施形態に於いては、電動弁７ａ〜７ｄとしてパルスモータを駆動源とするカム駆動型開閉弁が用いられている。

【0035】

図３は、本実施形態で用いた切換型コントローラ１６の構成説明図であり、図３に於いて、１７は弁開度制御指令信号発信器、１８は分流量制御指令信号発信器、１９は制御切換ユニット、２０は弁開度制御ユニット、２１は熱式流量センサ６からの流量検出信号Ｓｍによる分流量制御ユニット、２３は流量検出信号Ｓｍの入力端子、２４は圧力式流量制御装置４からの制御切換信号Ｓxの入力端子である。

【0036】

ガスの導入開始時（圧力式流量制御装置４が未流量制御の状態下で分流路へガスを供給する場合）には、先ず、弁開度制御指令信号発信器１７から開度制御指令信号Ｓｐが弁開度制御ユニット２０へ入力され、ここに予め設定されている弁開度信号（例えば、４０％開度、５０％開度等）Ｓｋがユニット２０から弁駆動部８へ入力され、電動弁７が所定の弁開度に保持される。
尚、前記弁開度制御指令信号発信器１７には、弁開度設定信号Ｓｋの入力機構が付設されている事は勿論である。

【0037】

前記圧力式流量制御装置４による流量制御が実行されると、端子２４から制御切換信号Ｓｘが制御切換ユニット１９へ入力され、これにより分流量制御指令信号Ｓｓが発信されて分流量制御ユニット２１が作動し、熱式流量センサ６からの流量検出信号Ｓｍと分流量制御指令信号発信器１８に付設された流量設定機構からの流量設定信号Ｓａにより、弁駆動信号Ｓｖのフィードバック制御が行われ、電動弁７による分流量制御が行われる。

【0038】

尚、上記分流量制御ユニット２１による分流量制御への切換は、弁開度制御ユニット２０の作動後一定時間が経過すると自動的に制御切換信号Ｓｘを発信して行うことも可能であり、また、分流量制御指令信号発信器１８から指令信号Ｓｓを入力することにより、分流量制御に切換えしてもよいことは勿論である。

【0039】

図４は、本発明を実施したガスの導入開始時における分流量制御の結果を示すものであり、先ず、弁開度制御ユニット２０により弁開度を全開（１００％）から５２％開度に保持したあと、時刻t_１において、分流量制御ユニット２１により分流量Ｑ_１〜Ｑ_４を流量制御（フィードバック流量制御）するようにした場合を示すものである。

【0040】

図４からも明らかなように、熱式流量センサの流量検出信号Ｓｍには、従前の図９に示した開度制御を行わない場合の特性曲線のようなピークが見られず、電動弁７の開度を適宜に絞ることによって、分流路に於けるガスのオーバーシュートを完全に防止できることが判別できる。
尚、図４に於いて、曲線Ｓｆは、圧力式流量制御装置４の流量出力曲線である。

【0041】

また、図４の試験に於いては、弁開度を５２％としているが、当該弁開度（即ち、弁開度制御信号Ｓｋ）の設定は、当該ガス分流供給装置を用いて目標流量（設定流量Ｓａ）の流量制御を行っている時の電動弁７の弁開度をメモリしておき、これを弁開度制御ユニット２０に，弁開度制御信号Ｓｋとして予め設定入力しておくのが望ましい。

【産業上の利用可能性】

【0042】

本発明は、半導体製造装置用のガス分流供給装置のみならず、総流量の制御に流量制御装置を用いる装置であれば、化学品製造装置用ガス供給設備等へも広く適用できるものである。

【符号の説明】

【0043】

Ｑ 総流量
Ｑ_１、Ｑｎ 分流流量
Ｌ_１、Ｌｎ 分流路
Ｓｓ 分流量制御検出信号
Ｓｍ 流量検出信号
Ｓｍｐ 流量検出信号のピーク
Ｓａ 流量設定信号
Ｓv 弁駆動信号
Ｓｋ 弁開度制御信号
ｔ_０ 流量設定信号Ｓａの入力時点
ｔ_１ 流量検出信号Ｓｍの入力時点
Ｓｆ 圧力式流量制御装置の流量出力曲線
１ ガス供給源
２ 圧力調整器
３ 圧力センサ
４ 圧力式流量制御装置ＦＣＳ
５ａ・５ｂ 圧力計
６ 熱式流量センサ
７ 電動弁
８ 弁駆動部
９ 真空ポンプ
１０・１０ａ 絞り弁
１１ 信号発信器
１２ ＰＩＤコントローラ
１３ プロセスチャンバ
１４ 真空ポンプ
１５ 大型プロセスチャンバ
１６ａ〜１６ｄ 切換型コントローラ
１７ 弁開度指令信号発信器
１８ 分流量制御指令発信器
１９ 制御切換ユニット
２０ 弁開度制御ユニット
２１ 分流量制御ユニット
Ｓv_１〜Ｓv_４ 弁駆動信号
Ｓｋ_１〜Ｓｋ_４ 弁開度制御信号
Ｓｐ 開度指令信号
Ｓｓ 分流量制御指令信号
Ｓｘ 制御切換信号
Ｓｆ 圧力式流量制御出力信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】