特開 2022-109675 圧力制御システム、圧力制御方法、及び、圧力制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022109675

(43)【公開日】2022-07-28

(54)【発明の名称】圧力制御システム、圧力制御方法、及び、圧力制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   G05D 16/20 20060101AFI20220721BHJP

   G05D 7/06 20060101ALI20220721BHJP

【ＦＩ】

G05D16/20 A

G05D7/06 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021005110

(22)【出願日】2021-01-15

(71)【出願人】

【識別番号】000127961

【氏名又は名称】株式会社堀場エステック

(74)【代理人】

【識別番号】100121441

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 竜平

(74)【代理人】

【識別番号】100154704

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 真大

(74)【代理人】

【識別番号】100129702

【弁理士】

【氏名又は名称】上村 喜永

(72)【発明者】

【氏名】徳永 和弥

【テーマコード（参考）】

5H307

5H316

【Ｆターム（参考）】

5H307AA02

5H307BB01

5H307DD04

5H307EE02

5H307FF12

5H307FF27

5H307GG03

5H307JJ01

5H316AA02

5H316BB01

5H316DD04

5H316EE02

5H316FF01

5H316FF22

5H316FF37

5H316GG03

(57)【要約】

【課題】流体抵抗が設けられた閉空間の収束圧力を、流体抵抗の上流側に設けられた上流側バルブにより、オーバーシュートを抑えつつ高速で制御する。
【解決手段】閉空間を構成する流路２００に流体抵抗１０ｄが設けられており、流体抵抗１０ｄの上流側に設けられた上流側バルブ１０ｂを制御して閉空間の圧力を制御する圧力制御システム１００であって、流路２００における流体抵抗１０ｄの上流側圧力Ｐ_１又は下流側圧力Ｐ_２の少なくとも一方を用いて、上流側バルブ１０ｂを全閉した場合の閉空間の収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶを演算する収束圧力演算部４０と、演算された収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶと所定の目標収束圧力Ｐ_{Ｔ＿ＣＯＮＶ}とを比較して、その比較結果に基づいて、上流側バルブ１０ｂを全閉するバルブ制御部３０とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

閉空間を構成する流路に流体抵抗が設けられており、当該流体抵抗の上流側に設けられた上流側バルブを制御して前記閉空間の圧力を制御する圧力制御システムであって、
前記流路における前記流体抵抗の上流側圧力又は下流側圧力の少なくとも一方を用いて、前記上流側バルブを全閉した場合の前記閉空間の収束圧力を演算する収束圧力演算部と、
演算された収束圧力と所定の目標収束圧力とを比較して、その比較結果に基づいて、前記上流側バルブを全閉するバルブ制御部とを備える、圧力制御システム。

【請求項2】

前記バルブ制御部は、演算された収束圧力が所定の目標収束圧力以上となった場合に、前記上流側バルブを全閉する、請求項１に記載の圧力制御システム。

【請求項3】

前記流路において前記流体抵抗の下流側に設けられた下流側バルブを更に備えており、当該下流側バルブを全閉することにより前記流体抵抗の下流側に閉空間が形成されるものであり、
前記収束圧力演算部は、前記流体抵抗の上流側圧力と、前記流体抵抗の下流側圧力と、前記流体抵抗及び前記上流側バルブの間の流路容積と、前記流体抵抗及び前記下流側バルブの間の流路容積とを用いて、前記収束圧力を演算するものである、請求項１又は２に記載の圧力制御システム。

【請求項4】

前記収束圧力演算部は、以下の式を用いて前記収束圧力を演算するものである、請求項３に記載の圧力制御システム。

ここで、Ｐ_ＣＯＮＶは前記収束圧力であり、Ｐ_１は前記流体抵抗の上流側圧力であり、Ｐ_２は前記流体抵抗の下流側圧力であり、Ｖ_１は前記流体抵抗及び前記上流側バルブの間の流路容積であり、Ｖ_２は前記流体抵抗及び前記下流側バルブの間の流路容積である。

【請求項5】

前記流路において前記流体抵抗の下流側に密閉容器が接続されることにより前記流体抵抗の下流側に閉空間が形成されるものであり、
前記収束圧力演算部は、前記流体抵抗の上流側圧力と、前記流体抵抗の下流側圧力と、前記流体抵抗及び前記上流側バルブの間の流路容積と、前記流体抵抗の下流側の流路及び前記密閉容器の容積とを用いて、前記収束圧力を演算するものである、請求項１又は２に記載の圧力制御システム。

【請求項6】

前記収束圧力演算部は、前記流路における前記流体抵抗の上流側圧力又は下流側圧力の少なくとも一方を用いて、リアルタイムで前記収束圧力を演算する、請求項１乃至５の何れか一項に記載の圧力制御システム。

【請求項7】

前記収束圧力演算部は、前記閉空間又は前記流路の容積の経時変化を補正して前記収束圧力を演算する、請求項１乃至６の何れか一項に記載の圧力制御システム。

【請求項8】

前記上流側バルブには、弁座に対する弁体の位置を検出するポジションセンサが設けられている、請求項１乃至７の何れか一項に記載の圧力制御システム。

【請求項9】

前記下流側バルブには、弁座に対する弁体の位置を検出するポジションセンサが設けられている、請求項３若しくは４、又は、請求項３若しくは４を引用する請求項６乃至８の何れか一項に記載の圧力制御システム。

【請求項10】

閉空間を構成する流路に流体抵抗が設けられており、当該流体抵抗の上流側に設けられた上流側バルブを制御して前記閉空間の圧力を制御する圧力制御方法であって、
前記流路における前記流体抵抗の上流側圧力又は下流側圧力の少なくとも一方を用いて、前記上流側バルブを全閉した場合の前記閉空間の収束圧力を演算する収束圧力演算ステップと、
演算された収束圧力と所定の目標収束圧力とを比較して、その比較結果に基づいて、前記上流側バルブを全閉するバルブ制御ステップとを備える、圧力制御方法。

【請求項11】

閉空間を構成する流路に流体抵抗が設けられており、当該流体抵抗の上流側に設けられた上流側バルブを制御して前記閉空間の圧力を制御する圧力制御システムに用いられる圧力制御プログラムであって、
前記流路における前記流体抵抗の上流側圧力又は下流側圧力の少なくとも一方を用いて、前記上流側バルブを全閉した場合の前記閉空間の収束圧力を演算する収束圧力演算部と、
演算された収束圧力と所定の目標収束圧力とを比較して、その比較結果に基づいて、前記上流側バルブを全閉するバルブ制御部と、としての機能をコンピュータに発揮させる、圧力制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧力制御システム、圧力制御方法、及び、圧力制御プログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に示すように、流体が流れる流路に設けられた流体抵抗の上流側に上流側バルブ、及び、流体抵抗の下流側に下流側バルブを設けた構成において、上流側バルブ及び下流側バルブを制御することにより、流路を流れる流体の流量をコントロールする流体制御装置が考えられている。

【0003】

この流体制御装置では、流路を遮断する場合には、上流側バルブ及び下流側バルブの両方を全閉にする。ここで、その後の流量制御を開始する場合に、上流側バルブ及び下流側バルブの間（流体抵抗を含む閉空間）の圧力がその都度ばらついていると、流量制御を鑑定して開始することができない。そのため、流量制御を安定して開始する場合には、上流側バルブ及び下流側バルブの間（流体抵抗を含む閉空間）の圧力を所定の収束圧力にしておくことが望ましい。

【0004】

このため従来では、上流側バルブ及び下流側バルブの両方を全閉にした後に、上流側バルブを開けて流体を流し込み、流体抵抗の上流側圧力が所定の目標圧力に到達した時点で上流側バルブを閉じることが行なわれている。

【0005】

しかしながら、流体抵抗の上流側圧力が所定の目標圧力に到達した時点で上流側バルブを閉じる構成では、流体抵抗の下流側において流体が流れる流路が閉塞されているので、流体抵抗を含む閉空間の圧力が所定の収束圧力を超えてしまう（図４（ａ）参照）。なお、所定の収束圧力を超えた状態で流量制御を開始すると、流量測定の精度が悪くなってしまい、その結果、流量制御の制御性が悪くなってしまう。また、上流側圧力が所定の収束圧力を超えないように、上流側バルブをオンオフ制御することも考えられるが、そうすると、上流側圧力を収束圧力に収束させるまでの時間が長くなってしまう（図４（ｂ）参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００４－２８０６８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

そこで、本発明は、上記の問題点を解決すべくなされたものであり、流体抵抗が設けられた閉空間の収束圧力を、流体抵抗の上流側に設けられた上流側バルブにより、オーバーシュートを抑えつつ高速で制御することをその主たる課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

すなわち、本発明に係る圧力制御システムは、閉空間を構成する流路に流体抵抗が設けられており、当該流体抵抗の上流側に設けられた上流側バルブを制御して前記閉空間の圧力を制御する圧力制御システムであって、前記流路における前記流体抵抗の上流側圧力又は下流側圧力の少なくとも一方を用いて、前記上流側バルブを全閉した場合の前記閉空間の収束圧力を演算する収束圧力演算部と、演算された収束圧力と所定の目標収束圧力とを比較して、その比較結果に基づいて、前記上流側バルブを全閉するバルブ制御部とを備える。

【0009】

このような圧力制御システムであれば、流体抵抗の上流側圧力又は下流側圧力の少なくとも一方を用いて、上流側バルブを全閉した場合の閉空間の収束圧力を演算し、演算された収束圧力と所定の目標収束圧力とを比較して、その比較結果に基づいて、上流側バルブを全閉するので、閉空間の収束圧力のオーバーシュートを抑えつつ高速で制御することができる。ここで、所定の目標収束圧力は、バルブを開けて流量制御を開始した直後からフルスケール（１００％）の設定流量を流すことができる圧力に基づいて設定される。

【0010】

前記バルブ制御部は、演算された収束圧力が所定の目標収束圧力以上となった場合に、前記上流側バルブを全閉することが望ましい。

【0011】

本発明の圧力制御システムは、前記流路において前記流体抵抗の下流側に設けられた下流側バルブを更に備えており、当該下流側バルブを全閉することにより前記流体抵抗の下流側に閉空間が形成されるものであることが考えられる。
この構成において、前記収束圧力演算部は、前記流体抵抗の上流側圧力と、前記流体抵抗の下流側圧力と、前記流体抵抗及び前記上流側バルブの間の流路容積と、前記流体抵抗及び前記下流側バルブの間の流路容積とを用いて、前記収束圧力を演算するものであることが望ましい。

【0012】

前記収束圧力演算部は、以下の式を用いて前記収束圧力を演算するものであることが望ましい。

【0013】

【数1】

ここで、Ｐ_ＣＯＮＶは前記収束圧力であり、Ｐ_１は前記流体抵抗の上流側圧力であり、Ｐ_２は前記流体抵抗の下流側圧力であり、Ｖ_１は前記流体抵抗及び前記上流側バルブの間の流路容積であり、Ｖ_２は前記流体抵抗及び前記下流側バルブの間の流路容積である。

【0014】

また、本発明の圧力制御システムは、前記流路において前記流体抵抗の下流側に密閉容器が接続されることにより前記流体抵抗の下流側に閉空間が形成されるものであり、前記収束圧力演算部は、前記流体抵抗の上流側圧力と、前記流体抵抗の下流側圧力と、前記流体抵抗及び前記上流側バルブの間の流路容積と、前記流体抵抗の下流側の流路及び前記密閉容器の容積とを用いて、前記収束圧力を演算するものであっても良い。

【0015】

前記収束圧力演算部は、前記流路における前記流体抵抗の上流側圧力又は下流側圧力の少なくとも一方を用いて、リアルタイムで前記収束圧力を演算することが望ましい。

【0016】

前記収束圧力演算部は、前記閉空間又は前記流路の容積の経時変化を補正して前記収束圧力を演算することが望ましい。

【0017】

前記上流側バルブに、弁座に対する弁体の位置を検出するポジションセンサが設けられていることが望ましい。また、下流側バルブを有する構成の場合には、当該下流側バルブに、弁座に対する弁体の位置を検出するポジションセンサが設けられていることが望ましい。

【0018】

また、本発明に係る圧力制御方法は、閉空間を構成する流路に流体抵抗が設けられており、当該流体抵抗の上流側に設けられた上流側バルブを制御して前記閉空間の圧力を制御する圧力制御方法であって、前記流路における前記流体抵抗の上流側圧力又は下流側圧力の少なくとも一方を用いて、前記上流側バルブを全閉した場合の前記閉空間の収束圧力を演算する収束圧力演算ステップと、演算された収束圧力と所定の目標収束圧力とを比較して、その比較結果に基づいて、前記上流側バルブを全閉するバルブ制御ステップとを備えることを特徴とする。

【0019】

さらに、本発明に係る圧力制御プログラムは、閉空間を構成する流路に流体抵抗が設けられており、当該流体抵抗の上流側に設けられた上流側バルブを制御して前記閉空間の圧力を制御する圧力制御システムに用いられる圧力制御プログラムであって、前記流路における前記流体抵抗の上流側圧力又は下流側圧力の少なくとも一方を用いて、前記上流側バルブを全閉した場合の前記閉空間の収束圧力を演算する収束圧力演算部と、演算された収束圧力と所定の目標収束圧力とを比較して、その比較結果に基づいて、前記上流側バルブを全閉するバルブ制御部と、としての機能をコンピュータに発揮させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0020】

以上に述べた本発明によれば、流体抵抗が設けられた閉空間の収束圧力を、流体抵抗の上流側に設けられた上流側バルブにより、オーバーシュートを抑えつつ高速で制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態に係る流体制御装置（圧力制御システム）を示す模式図である。

【図2】同実施形態の収束圧力の制御方法を示すグラフである。

【図3】変形実施形態に係る流体制御装置（圧力制御システム）を示す模式図である。

【図4】従来の収束圧力の制御方法を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下に、本発明の圧力制御システムを有する流体制御装置について、図面を参照して説明する。

【0023】

＜装置構成＞
本実施形態の流体制御装置１００は、例えば半導体製造プロセスにおいてチャンバ３００に対して流体であるガスを設定流量で供給するために用いられるものである。ここで、設定流量は、ある流量値から別の流量値へ階段状に立ち上がる、又は、立ち下がるステップ信号である。このような設定流量に対して流体制御装置１００が実現する流量が所定時間内に追従するとともに、定常状態におけるノイズの大きさが許容範囲内となるようにしてある。

【0024】

具体的に流体制御装置１００は、図１に示すように、ガスが流れる流路２００に設けられたセンサ及びバルブ等の流体機器１０ａ～１０ｆと、当該流体機器１０ａ～１０ｆの制御を司る制御機構ＣＯＭとを備えている。

【0025】

本実施形態の流体機器１０ａ～１０ｆは、供給圧センサ１０ａ、上流側バルブ１０ｂ、上流側圧力センサ１０ｃ、流体抵抗１０ｄ、下流側圧力センサ１０ｅ、及び、下流側バルブ１０ｆであり、これらが流路２００に対して上流側から順番に設けてある。ここで、流体抵抗Ｒは例えば層流素子であり、その前後に流れるガス流量に応じた差圧を発生するものである。

【0026】

供給圧センサ１０ａは、上流側から供給されるガスの圧力をモニタリングするためのものである。なお、供給圧センサ１０ａについては供給圧が安定していることが保証されている場合等には省略してもよい。

【0027】

上流側圧力センサ１０ｃは、流路２００における流体抵抗１０ｄの上流側圧力Ｐ_１を測定するものである。具体的に上流側圧力センサ１０ｃは、流路２００において上流側バルブ１０ｂと流体抵抗１０ｄとの間の容積である上流側容積Ｖ_１内にチャージされているガスの圧力である上流側圧力Ｐ_１を測定するものである。

【0028】

下流側圧力センサ１０ｅは、流路２００における流体抵抗１０ｄの下流側圧力Ｐ_２を測定するものである。具体的に下流側圧力センサ１０ｅは、流路２００において流体抵抗１０ｄと下流側バルブ１０ｆとの間の容積である下流側容積Ｖ_２にチャージされているガスの圧力である下流側圧力Ｐ_２を測定するものである。

【0029】

上流側バルブ１０ｂ及び下流側バルブ１０ｆは、本実施形態では同型のものであり、例えばピエゾ素子等のアクチュエータによって弁体が弁座に対して接離可能に駆動されるピエゾバルブである。上流側バルブ１０ｂ及び下流側バルブ１０ｆはそれぞれ操作量として入力される電圧に応じて弁開度が変更される。また、上流側バルブ１０ｂ及び下流側バルブ１０ｆには、弁座に対する弁体の位置を検出するポジションセンサ１０１が設けられている。このポジションセンサ１０１の検出位置を用いることにより、上流側バルブ１０ｂ又は下流側バルブ１０ｆによる流量制御を高精度に行うことができる。

【0030】

制御機構ＣＯＭは、例えばＣＰＵ、メモリ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、入出力手段等を具備するいわゆるコンピュータであって、メモリに格納されている流量制御プログラムが実行されて各種機器が協働することにより、少なくとも流量算出部２０、バルブ制御部３０としての機能を発揮する。

【0031】

流量算出部２０は、上流側圧力Ｐ_１及び下流側圧力Ｐ_２から流量値を算出するものである。ここで、流量算出部２０は、上流側圧力Ｐ_１及び下流側圧力Ｐ_２から既存の算出式を用いて流体抵抗１０ｄを流れるガス流量である抵抗流量を算出する。その他、流量算出部２０は、抵抗流量及び上流側圧力Ｐ_１に基づいて上流側バルブ１０ｂを流れるガス流量である上流側バルブ流量を算出しても良いし、抵抗流量及び下流側圧力Ｐ_２に基づいて下流側バルブ１０ｆを流れるガス流量である下流側バルブ流量を算出しても良い。

【0032】

バルブ制御部３０は、流量算出部２０で算出された流量値が、予め定められた流量目標値に近づくように上流側バルブ１０ｂ又は下流側バルブ１０ｆの少なくとも一方をフィードバック制御するものである。その他、バルブ制御部３０は、上流側バルブ１０ｂを流量制御することなく、上流側圧力センサ１０ｃにより得られた上流側圧力Ｐ_１が予め定められた圧力目標値に近づくように上流側バルブ１０ｂをフィードバック制御しても良い。また、バルブ制御部３０は、下流側バルブ１０ｆを流量制御することなく、下流側圧力センサ１０ｅにより得られた下流側圧力Ｐ_２が予め定められた圧力目標値に近づくように下流側バルブ１０ｆをフィードバック制御しても良い。

【0033】

＜閉空間の収束圧力制御＞
然して、本実施形態の流体制御装置１００の制御機器ＣＯＭは、上流側バルブ１０ｂ及び下流側バルブ１０ｆを全閉した場合に形成される閉空間の収束圧力を制御する機能を有している。ここで、閉空間の収束圧力は、上流側バルブ１０ｂ及び下流側バルブ１０ｆを閉じた後に、所定時間経過後に安定した圧力である。

【0034】

具体的に制御機器ＣＯＭは、流路２００における流体抵抗１０ｄの上流側圧力Ｐ_１又は下流側圧力Ｐ_２の少なくとも一方を用いて、上流側バルブ１０ｂを全閉した場合の閉空間の収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶを演算する収束圧力演算部４０をさらに備えている。そして、バルブ制御部３０は、演算された収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶと所定の目標収束圧力Ｐ_{Ｔ＿ＣＯＮＶ}とを比較して、その比較結果に基づいて、上流側バルブ１０ｂを全閉する。

【0035】

収束圧力演算部４０は、流路２００における流体抵抗１０ｄの上流側圧力Ｐ_１又は下流側圧力Ｐ_２の少なくとも一方を用いて、プロセス制御中に逐次（リアルタイムで）収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶを演算する。具体的に収束圧力演算部４０は、流体抵抗１０ｄの上流側圧力とＰ_１、流体抵抗１０ｄの下流側圧力Ｐ_２と、流体抵抗１０ｄ及び上流側バルブ１０ｂの間の流路容積（上流側容積）Ｖ_１と、流体抵抗１０ｄ及び下流側バルブ１０ｆの間の流路容積（下流側容積）Ｖ_２とを用いて、収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶを演算する。

【0036】

本実施形態の収束圧力演算部４０は、以下の式を用いて、上流側バルブ１０ｂ及び下流側バルブ１０ｆの間に形成される閉空間の収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶを演算する。なお、収束圧力演算部５０による収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶの演算は、以下の演算式を用いたものに限られず、ルックアップテーブルを用いたものであっても良い。ここで、ルックアップテーブルを用いる場合には、上流側圧力Ｐ_１、下流側圧力Ｐ_２、閉空間の収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶの３つのパラメータを各軸にとったものを使用することが考えられる。

【0037】

【数1】

ここで、Ｐ_ＣＯＮＶは閉空間の収束圧力であり、Ｐ_１は流体抵抗１０ｄの上流側圧力であり、Ｐ_２は流体抵抗１０ｄの下流側圧力であり、Ｖ_１は流体抵抗１０ｄ及び上流側バルブ１０ｂの間の流路容積であり、Ｖ_２は流体抵抗１０ｄ及び下流側バルブ１０ｆの間の流路容積である。

【0038】

バルブ制御部３０は、図２に示すように、演算された収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶが所定の目標収束圧力Ｐ_{Ｔ＿ＣＯＮＶ}以上となった場合に、上流側バルブ１０ｂを全閉する。ここで、所定の目標収束圧力Ｐ_{Ｔ＿ＣＯＮＶ}は、上流側バルブ１０ｂ及び下流側バルブ１０ｆを開けた直後からフルスケール（１００％）の設定流量を流すことができる圧力に基づいて設定される。

【0039】

次に、上流側バルブ１０ｂ及び下流側バルブ１０ｆの間の閉空間を目標収束圧力Ｐ_{Ｔ＿ＣＯＮＶ}に制御する一連の動作について説明する。

【0040】

まず、流路２００にガスが流れている通常のガス供給状態から上流側バルブ１０ｂ及び下流側バルブ１０ｆを全閉にすることによってガスの流れを遮断する。ここでは、上流側バルブ１０ｂを全閉にした後に下流側バルブ１０ｆを全閉にしている。

【0041】

そして、上流側バルブ１０ｂ及び下流側バルブ１０ｆを全閉して流路２００を遮断した後に、上流側バルブ１０ｂを開けて、上流側バルブ１０ｂ及び下流側バルブ１０ｆの間の空間にガスを流し込む。このとき、上流側圧力センサ１０ｃは上流側圧力Ｐ_１を検出し、下流側圧力センサ１０ｅは下流側圧力Ｐ_２を検出している。

【0042】

これら上流側圧力Ｐ_１及び下流側圧力Ｐ_２を取得した収束圧力演算部４０は、上流側バルブ１０ｂ及び下流側バルブ１０ｆの間の空間にガスが流れ込んでいる間、リアルタイムで収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶを演算する。バルブ制御部３０は、収束圧力演算部４０により演算された収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶを逐次取得して、所定の目標収束圧力Ｐ_{Ｔ＿ＣＯＮＶ}と比較する。そして、バルブ制御部３０は、演算された収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶが所定の目標収束圧力Ｐ_{Ｔ＿ＣＯＮＶ}となったときに、上流側バルブ１０ｂに全閉にする（図２参照）。これにより、上流側バルブ１０ｂ及び下流側バルブ１０ｆの間の閉空間の圧力が、所定時間経過後に、所定に目標収束圧力Ｐ_{Ｔ＿ＣＯＮＶ}に収束する。なお、その後、チャンバへのガスの供給を開始する場合には、所定の設定流量に基づいて上流側バルブ１０ｂ及び下流側バルブ１０ｆの制御が開始される。

【0043】

＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態の流体制御装置１００によれば、流体抵抗１０ｄの上流側圧力Ｐ_１又は下流側圧力Ｐ_２の少なくとも一方を用いて、上流側バルブ１０ｂを全閉した場合の閉空間の収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶを演算し、演算した収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶと所定の目標収束圧力Ｐ_{Ｔ＿ＣＯＮＶ}とを比較して、その比較結果に基づいて、上流側バルブ１０ｂを全閉するので、閉空間の収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶのオーバーシュートを抑えつつ高速で制御することができる。

【0044】

＜その他の実施形態＞
例えば、前記実施形態では、流体抵抗１０ｄの上流側圧力Ｐ_１と、流体抵抗１０ｄの下流側圧力Ｐ_２と、流体抵抗１０ｄ及び上流側バルブ１０ｂの間の流路容積Ｖ_１と、流体抵抗１０ｄ及び下流側バルブ１０ｆの間の流路容積Ｖ_２とを用いて収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶを演算しているが、流体抵抗１０ｄの上流側圧力Ｐ_１又は流体抵抗１０ｄの下流側圧力Ｐ_２の一方のみを用いて収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶを演算するようにしても良い。この場合、流体抵抗１０ｄの上流側圧力Ｐ_１又は流体抵抗１０ｄの下流側圧力Ｐ_２の一方と収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶとの関係を予め求めておき、その関係に基づいて収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶを演算することになる。

【0045】

また、前記実施形態では、収束圧力を制御する際に、演算された収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶが所定の目標収束圧力Ｐ_{Ｔ＿ＣＯＮＶ}と一致した場合に、上流側バルブ１０ｂを全閉する構成であったが、演算された収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶが目標収束圧力Ｐ_{Ｔ＿ＣＯＮＶ}を超えた場合や、所定の目標収束圧力Ｐ_{Ｔ＿ＣＯＮＶ}を基準とした判定幅を設定しておき、演算した収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶが判定幅に入った場合に、上流側バルブ１０ｂを全閉にする構成としても良い。

【0046】

さらに、前記実施形態では、下流側バルブ１０ｆを全閉にすることによって上流側バルブ１０ｂから下流側に閉空間が形成される構成であったが、下流側バルブ１０ｆを全閉することなく、上流側バルブ１０ｂの下流側に閉空間が形成される構成であっても良い。例えば、図３に示すように、流体抵抗１０ｄが設けられた流路２００が密閉容器４００に接続されている構成であり、これにより流体抵抗１０ｄの下流側に閉空間が形成される構成であっても良い。この構成の場合、収束圧力演算部４０は、流体抵抗１０ｄの上流側圧力と、流体抵抗１０ｄの下流側圧力と、流体抵抗１０ｄ及び上流側バルブ１０ｂの間の流路容積と、流体抵抗１０ｄの下流側の流路及び密閉容器４００の容積とを用いて、収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶを演算するものであっても良い。

【0047】

前記実施形態の収束圧力演算部４０は、閉空間又は流路２００の容積の経時変化を補正して、収束圧力Ｐ_ＣＯＮＶを演算しても良い。また、閉空間又は流路２００の容積の経時変化を考慮して、目標収束圧力を変更しても良い。さらに、演算された収束圧力に基づいて収束圧力を制御した結果、閉空間の収束圧力が目標収束圧力に対して所定値以上の差がある場合に、アラーム信号を出力するアラーム出力部を備えさせても良い。

【0048】

また、流体抵抗（層流素子）の加工精度により流体抵抗の端部の位置精度が変わり、結果として上流側容積Ｖ_１及び下流側容積Ｖ_２に変動が生じる場合がある。この場合には、収束圧力演算部４０は、流体抵抗（層流素子）の加工精度による前後の容積変化を補正するように構成しても良い。

【0049】

その上、前記実施形態では、上流側バルブ１０ｂ及び下流側バルブ１０ｆを有するツインバルブ方式のものであったが、上流側バルブ１０ｂのみを有するシングルバルブ方式のものであっても良い。

【0050】

加えて、前記実施形態では、圧力制御システムが組み込まれた流体制御装置について説明したが、流体制御装置に組み込まれていない圧力制御システム単体であっても良い。

【0051】

さらに加えて、前記実施形態の流体抵抗Ｒは、層流素子であったが、流路に差圧を生じさせる抵抗体であればよく、例えばオリフィスであっても良い。

【0052】

その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な実施形態の変形や組み合わせを行っても構わない。

【符号の説明】

【0053】

１００・・・流体制御装置（圧力制御システム）
２００・・・流路
１０ｂ・・・上流側バルブ
１０ｃ・・・上流側圧力センサ
１０ｄ・・・流体抵抗
１０ｅ・・・下流側圧力センサ
１０ｆ・・・下流側バルブ
１０１・・・ポジションセンサ
３０・・・バルブ制御部
４０・・・収束圧力演算部
Ｐ_１・・・上流側圧力
Ｐ_２・・・下流側圧力
Ｐ_ＣＯＮＶ・・・収束圧力
Ｐ_{Ｔ＿ＣＯＮＶ}・・・目標収束圧力
Ｖ_１・・・上流側容積
Ｖ_２・・・下流側容積

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】