特許 7376919 流体制御機器の選定システム、流体制御機器の選定方法、およびコンピュータプログラム

(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】

(24)【登録日】2023-10-31

(45)【発行日】2023-11-09

(54)【発明の名称】流体制御機器の選定システム、流体制御機器の選定方法、およびコンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   F16K 37/00 20060101AFI20231101BHJP

【ＦＩ】

F16K37/00 D

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020032886

(22)【出願日】2020-02-28

(65)【公開番号】P2021134876

(43)【公開日】2021-09-13

【審査請求日】2022-11-01

(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】100103872

【弁理士】

【氏名又は名称】粕川 敏夫

(74)【代理人】

【識別番号】100088856

【弁理士】

【氏名又は名称】石橋 佳之夫

(74)【代理人】

【識別番号】100149456

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 喜幹

(74)【代理人】

【識別番号】100194238

【弁理士】

【氏名又は名称】狩生 咲

(72)【発明者】

【氏名】丹野 竜太郎

(72)【発明者】

【氏名】岡崎 航大

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 秀信

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 裕也

(72)【発明者】

【氏名】篠原 努

【審査官】橋本 敏行

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００７／０１３４６８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－０４８２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－００９３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５２７５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５０３４４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ ３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも流体制御の制御態様を設定可能な調査用流体制御機器の動作情報に基づいて、流体制御機器を選定するシステムであって、
前記調査用流体制御機器が備える動作情報取得機構によって取得された前記動作情報を収集する動作情報収集装置と、
被選定候補となる前記流体制御機器の識別情報と、当該流体制御機器の仕様値と、を互いに対応付ける機器テーブルと、
前記機器テーブルを参照し、前記調査用流体制御機器の前記制御態様、および当該制御態様が設定されているときに収集される前記動作情報の内容に応じて、前記流体制御機器を選定する決定処理部と、
を備える、
流体制御機器の選定システム。

【請求項2】

前記機器テーブルは、前記調査用流体制御機器の識別情報と、当該調査用流体制御機器に対して互換性のある前記流体制御機器の識別情報と、が互いに対応付けられて記憶されていて、前記決定処理部は、前記動作情報が収集される前記調査用流体制御機器の識別情報を参照して、前記互換性のある流体制御機器の中から前記流体制御機器を選定する、
請求項１記載の流体制御機器の選定システム。

【請求項3】

前記決定処理部は、前記動作情報の収集が不足している場合に、当該不足している動作情報を補完するために必要な作業をユーザに通知する、
請求項１又は２記載の流体制御機器の選定システム。

【請求項4】

前記流体制御機器が、前記動作情報収集装置を備える、
請求項１乃至３いずれかの項に記載の、流体制御機器の選定システム。

【請求項5】

前記流体制御機器と前記動作情報収集装置とが通信可能に構成されている、
請求項１乃至３いずれかの項に記載の、流体制御機器の選定システム。

【請求項6】

少なくとも流体制御の制御態様を設定可能な調査用流体制御機器の動作情報に基づいて、流体制御機器を選定する方法であって、
前記調査用流体制御機器が備える動作情報取得機構によって取得された前記動作情報を収集するステップと、
被選定候補となる前記流体制御機器の識別情報と、当該流体制御機器の仕様値と、を互いに対応付ける機器テーブルを参照し、前記調査用流体制御機器の前記制御態様、および当該制御態様が設定されているときに収集される前記動作情報の内容に応じて、前記流体制御機器を選定するステップと、
を含む、
流体制御機器の選定方法。

【請求項7】

少なくとも流体制御の制御態様を設定可能な調査用流体制御機器の動作情報に基づいて、流体制御機器を選定するコンピュータプログラムであって、
前記調査用流体制御機器が備える動作情報取得機構によって取得された前記動作情報を収集する命令と、
被選定候補となる前記流体制御機器の識別情報と、当該流体制御機器の仕様値と、を互いに対応付ける機器テーブルを参照し、前記調査用流体制御機器の前記制御態様、および当該制御態様が設定されているときに収集される前記動作情報の内容に応じて、前記流体制御機器を選定する命令と、
をコンピュータに実行させる、
流体制御機器の選定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体制御機器の選定システム、流体制御機器の選定方法、およびコンピュータプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体ウエハの表面に薄膜を形成する成膜処理においては薄膜の微細化が求められ、近年では原子レベルや分子レベルの厚さで薄膜を形成するALD (Atomic Layer Deposition)という成膜方法が使われている。
薄膜の微細化に伴い流体制御機器の高精度化が求められている。形成する薄膜の種類や、同時に使用する周辺機器の種類および個体差に対応するため、多種多様な仕様の流体制御機器が製造されている。これに伴い、薄膜の形成システムにおいて、流体制御機器の適切な選定が必要とされている。

【0003】

この点、特許文献１では、流体制御機器に取り付けたセンサによって動作情報を取得し、当該動作情報に基づいて流体制御機器の動作を分析するシステムが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】ＷＯ２０１８／１６８８７３

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載のシステムでは、流体制御機器から動作情報を取得することはできるが、動作情報の活用方法に関しては示されていない。

【0006】

そこで本発明は、簡易な構成で流体制御機器の適切な選定を行うことを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明の一の観点に係る流体制御機器の選定システムは、少なくとも流体制御の制御態様を設定可能な調査用流体制御機器の動作情報に基づいて、流体制御機器を選定するシステムであって、前記調査用流体制御機器が備える動作情報取得機構によって取得された前記動作情報を収集する動作情報収集装置と、被選定候補となる前記流体制御機器の識別情報と、当該流体制御機器の仕様値と、を互いに対応付ける機器テーブルと、前記機器テーブルを参照し、前記調査用流体制御機器の前記制御態様、および当該制御態様が設定されているときに収集される前記動作情報の内容に応じて、前記流体制御機器を選定する決定処理部と、を備える。

【0008】

前記機器テーブルは、前記調査用流体制御機器の識別情報と、当該調査用流体制御機器に対して互換性のある前記流体制御機器の識別情報と、が互いに対応付けられて記憶されていて、前記決定処理部は、前記動作情報が収集される前記調査用流体制御機器の識別情報を参照して、前記互換性のある流体制御機器の中から前記流体制御機器を選定するものとしてもよい。

【0009】

前記決定処理部は、前記動作情報の収集が不足している場合に、当該不足している動作情報を補完するために必要な作業をユーザに通知するものとしてもよい。

【0010】

前記流体制御機器が、前記動作情報収集装置を備えるものとしてもよい。

【0011】

前記流体制御機器と前記動作情報収集装置とが通信可能に構成されているものとしてもよい。

【0012】

上記目的を達成するため、本発明の別の観点に係る流体制御機器の選定方法は、少なくとも流体制御の制御態様を設定可能な調査用流体制御機器の動作情報に基づいて、流体制御機器を選定する方法であって、前記調査用流体制御機器が備える動作情報取得機構によって取得された前記動作情報を収集するステップと、被選定候補となる前記流体制御機器の識別情報と、当該流体制御機器の仕様値と、を互いに対応付ける機器テーブルを参照し、前記調査用流体制御機器の前記制御態様、および当該制御態様が設定されているときに収集される前記動作情報の内容に応じて、前記流体制御機器を選定するステップと、を含む。

【0013】

上記目的を達成するため、本発明の一の観点に係る流体制御機器の選定プログラムは、少なくとも流体制御の制御態様を設定可能な調査用流体制御機器の動作情報に基づいて、流体制御機器を選定するコンピュータプログラムであって、前記調査用流体制御機器が備える動作情報取得機構によって取得された前記動作情報を収集する命令と、被選定候補となる前記流体制御機器の識別情報と、当該流体制御機器の仕様値と、を互いに対応付ける機器テーブルを参照し、前記調査用流体制御機器の前記制御態様、および当該制御態様が設定されているときに収集される前記動作情報の内容に応じて、前記流体制御機器を選定する命令と、をコンピュータに実行させる。

【0014】

なお、コンピュータプログラムは、インターネット等のネットワークを介したダウンロードによって提供したり、コンピュータ読み取り可能な各種の記録媒体に記録して提供したりすることができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、簡易な構成で流体制御機器の適切な選定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係る流体制御機器の選定システムにおいて、動作情報を収集する流体制御機器を示した（ａ）外観斜視図、（ｂ）平面図である。

【図2】本発明の実施形態に係る流体制御機器の選定システムにおいて、動作情報を収集する流体制御機器の内部構造を示したＡ－Ａ断面図であって、（ａ）弁閉状態、（ｂ）弁開状態を示す。

【図3】本発明の実施形態に係る流体制御機器の選定システムにおいて、動作情報を収集する流体制御機器の内部構造を示したＢ－Ｂ断面図であって、（ａ）弁閉状態、（ｂ）弁開状態を示す。

【図4】本発明の実施形態に係る流体制御機器の選定システムにおいて、動作情報を収集する流体制御機器を示した分解斜視図である。

【図5】本発明の実施形態に係る流体制御機器の選定システムにおいて、動作情報を収集する流体制御機器を示した分解斜視図である。

【図6】本発明の実施形態に係る流体制御機器の選定システムにおいて、動作情報を収集する流体制御機器を示した分解斜視図である。

【図7】本発明の実施形態に係る流体制御機器の選定システムの構成を示した機能ブロック図である。

【図8】本発明の実施形態に係る流体制御機器の選定システムが有する、本導入可能な流体制御機器の識別情報と、流体制御機器の仕様とが対応付けられる機器テーブルの１例である。

【図9】本発明の実施形態に係る流体制御機器の選定システムが機器を選定する処理の流れを示すシーケンス図である。

【図10】本発明の実施形態に流体制御機器の選定システムの構成の他の例を示した機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態に係る流体制御機器の選定システム１００（以下、「本システム１００」ともいう。）について、図を参照して説明する。本システムは、ガスユニットに導入する流体制御機器を適切に選定するためのシステムである。本システムでは、流体制御の制御態様を設定可能な調査用の流体制御機器（以下、「調査用機器」ともいう。）をガスユニットに仮導入させ、調査用機器の動作情報に基づいて、本導入する流体制御機器を選定する。

【0018】

まず、動作情報の収集が可能な調査用機器の一例について図を参照して説明する。
なお、調査用機器に関する以下の説明では、便宜的に図面上での方向によって部材等の方向を上下左右と指称することがあるが、これらは本発明の実施あるいは使用の際の部材等の方向を限定するものではない。

【0019】

●流体制御機器Ｖ
図１に示される流体制御機器Ｖは、エア作動式のダイレクトダイヤフラムバルブであり、他の流体制御機器や流量制御装置等とガスユニットを構成して、プロセス流体を制御し、被処理体を処理する。この流体制御機器Ｖは、図１～図３に示されるように、バルブボディ１、ボンネット部２、カバー部３、アクチュエータ部４を備える。

【0020】

バルブボディ１は図２及び図３に示されるように、流路が形成された基台部１１と、基台部１１上に設けられた略円筒形状の円筒部１２とからなる。
基台部１１は平面視矩形状からなり、複数の流体制御機器Ｖによってガスユニットを構成する場合には、基板あるいはマニホールドブロック上に設置される部分となる。

【0021】

円筒部１２は図４に示されるように、ボンネット部２が配設される側の端面が開口した中空形状からなり、中空の内部はボンネット部２が収容される凹部１２ａを構成する。
この円筒部１２には、軸心方向に長さを有し、ボンネット部２が配設される側であって基台部１１とは反対側の一端が開口すると共に、外側から凹部１２ａ側へ貫通したスリット１２ｂが設けられている。このスリット１２ｂを介して、ボンネットウォール２５から延び出したフレキシブルケーブル２６が内側から外側へ導出される。

【0022】

凹部１２ａの下方及び基台部１１内には、流体が流入する流入路１１１と流体が流出する流出路１１３、及び当該流入路１１１と流出路１１３に連通する弁室１１２が形成されている。流入路１１１、流出路１１３、及び弁室１１２は、流体が流通する流路を一体的に構成している。

【0023】

環状のシート２１は、弁室１１２における流入路１１１の開口部周縁に設けられている。シート２１にダイヤフラム２２を当接離反させることによって流入路１１１から流出路１１３へ流体を流通させたり、流通を遮断させたりすることができる。

【0024】

ダイヤフラム２２は、ステンレス、Ni-Co系合金等の金属からなると共に、中心部が凸状に膨出した球殻状の部材であり、流路とアクチュエータ部４が動作する空間とを隔離している。このダイヤフラム２２は、ダイヤフラム押え２３により押圧されていない状態では、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示されるように、シート２１から離反しており、流入路１１１と流出路１１３とが連通した状態となる。一方、ダイヤフラム押え２３により押圧された状態では、図２（ａ）及び図３（ａ）に示されるように、ダイヤフラム２２の中央部が変形してシート２１に当接しており、流入路１１１と流出路１１３が遮断された状態となる。

【0025】

ダイヤフラム押え２３は、ダイヤフラム２２の上側に設けられ、ピストン４３の上下動に連動してダイヤフラム２２の中央部を押圧する。
このダイヤフラム押え２３は、図５に示されるように、略円柱状の基体部２３１と、ダイヤフラム２２に当接する側の一端側において拡径した拡径部２３２からなる。

【0026】

基体部２３１には、軸心方向に長さを有し、拡径部２３２とは反対側の一端が開口した有底の条溝２３１ａが形成されている。この条溝２３１ａには、ボンネットウォール２５のネジ孔２５ｃにねじ込まれたネジ２５ｄの軸棒部分が摺動可能に嵌合する。条溝２３１ａとネジ２５ｄは、ダイヤフラム押え２３の周方向の回動を規制する回動規制手段を構成し、これによりダイヤフラム押え２３は、ピストン４３に連動して上下動しつつも、周方向の回動を規制される。

【0027】

また、基体部２３１には、磁石Ｍ１が取り付けられている。この磁石Ｍ１は、本実施例では、基体部２３１の条溝２３１ａの反対側に取り付けられているが、位置センサＭ２が磁石Ｍ１の磁力を検出するのに支障がなく、また、流体制御機器Ｖの動作に支障がない限り、基体部２３１上の他の位置に取り付けることもできる。

【0028】

ボンネット２４は、略円筒状からなり、バルブボディ１の凹部１２ａ内に収容される。
ダイヤフラム２２の周縁はボンネット２４の下端部とバルブボディ１との間に挟持されており、この部分でダイヤフラム２２とバルブボディ１との間のシールが形成される。
ボンネット２４の内部には、ダイヤフラム押え２３が貫挿される貫挿孔２４１ａが中心部に形成された略円盤状の仕切部２４１が設けられている。
仕切部２４１の上方ないしは、アクチュエータ部４が配設される側に形成される凹部２４ａには、ボンネットウォール２５が収容される。仕切部２４１とボンネットウォール２５にはそれぞれ、互いに対応する位置にネジ穴２４１ｂと貫通孔２５ｅが設けられており、ボンネット２４にボンネットウォール２５がボルト２５ｆによって螺設される。

【0029】

ボンネット２４の仕切部２４１は、一定の厚みを有しており、仕切部２４１に形成されている貫挿孔２４１ａの内周面とダイヤフラム押え２３の間にはＯリングＯ１が介装されている。これにより、仕切部２４１、ダイヤフラム２２、及びダイヤフラム押え２３によって画定される閉空間Ｓ２の気密性が確保されている。
また、ボンネット２４の仕切部２４１には、ボンネットウォール２５に取り付けられている圧力センサＰに連通する連通孔２４１ｄが設けられている。連通孔２４１ｄを介して圧力センサＰが設けられていることにより、仕切部２４１、ダイヤフラム２２、及びダイヤフラム押え２３によって画定された閉空間Ｓ２内の圧力を測定することができる。

【0030】

また、ボンネット２４の側面には、内側に収容したボンネットウォール２５から導出されたフレキシブルケーブル２６を外側へ導出させるための貫通孔２４１ｃが設けられている。

【0031】

ボンネットウォール２５は、ボンネット２４内に配設される部材である。このボンネットウォール２５は肉厚の略円盤状の部材を平面視略Ｃ字状に刳り貫いた形状からなる。このボンネットウォール２５の中心には、ダイヤフラム押え２３の基体部２３１を貫挿させる貫挿孔２５ａが設けられている。また、貫挿孔２５ａをボンネットウォール２５の半径方向外側に向かって開口させる開口部２５ｂが設けられている。

【0032】

ボンネットウォール２５の厚み部分の所定の箇所には、貫挿孔２５ａから半径方向外側に向かってねじ切られたネジ孔２５ｃが形成されている。このネジ孔２５ｃには外側からネジ２５ｄが螺合し、螺合したネジ２５ｄの軸心部分は、貫挿孔２５ａ側へ抜け出して、貫挿孔２５ａに貫挿されたダイヤフラム押え２３の条溝２３１ａに摺動可能に嵌合する。

【0033】

ボンネットウォール２５には、ボンネット２４のネジ穴２４１ｂに対応する位置に貫通孔２５ｅが設けられている。ネジ穴２４１ｂと貫通孔２５ｅには、ボンネット２４の仕切部２４１上にボンネットウォール２５が配設された状態でボルト２５ｆが螺合し、これによりボンネット２４にボンネットウォール２５が固定される。

【0034】

ボンネットウォール２５の外周面のうち、開口部２５ｂ近傍には、開口部２５ｂを塞ぐように掛け渡して固定された平板状の位置センサＭ２が取り付けられている。この位置センサＭ２は、ダイヤフラム押え２３に取り付けられた磁石Ｍ１との間の距離変化をセンシングする磁気センサであり、センシングにより、流体制御機器Ｖの開閉状態のみならず、開度を計測することができる。なお、ボンネットウォール２５に取り付けられた位置センサＭ２は、流体制御機器Ｖの開閉操作に伴うピストン４３やダイヤフラム押え２３の上下動にかかわらず、所定の位置に固定されている。

【0035】

カバー部３は図６に示されるように、アクチュエータボディ４１とバルブボディ１を挟圧して一体的に保持すると共に、回路基板２７及び回路基板２７に設けられたコネクタ２８を流体制御機器Ｖに固定する固定手段を構成する。
このカバー部３は、カバー３１と平板状のプレート３２、３３を備える。

【0036】

カバー３１は、略Ｕ字状からなり、その内側にはアクチュエータボディ４１とバルブボディ１の端部が嵌め込まれる。
カバー３１の両側面には、アクチュエータボディ４１が嵌め込まれる位置に対応してネジ孔３１ａが設けられている。これにより、バルブボディ１が内側にはめ込まれた状態でネジ孔３１ａにネジ３１ｂを螺入させ、ネジ３１ｂの先端をバルブボディ１に圧接させると、バルブボディ１をカバー３１の内側に挟持することができる。

【0037】

また、カバー３１の厚み部分には、ネジ穴３１ｃが設けられている。このネジ穴３１ｃに、ネジ３１ｄがプレート３２、３３の貫通孔３２ｂ、３３ｂを介して螺合することで、カバー３１にプレート３２、３３が取り付けられる。

【0038】

プレート３２、３３は、カバー３１の内側にアクチュエータボディ４１とバルブボディ１の端部を嵌めた状態でカバー３１とネジ止め固定され、固定された状態においては、カバー３１との間にアクチュエータボディ４１とバルブボディ１を挟圧保持する。
このプレート３２の下方には、舌片状に切り欠いた切欠部３２ａが形成されており、フレキシブルケーブル２６はこの切欠部３２ａを介して、コネクタ２８が設けられた回路基板２７へ導出される。

【0039】

プレート３３は、プレート３２との間に回路基板２７を介装させた状態でプレート３２及びカバー３１にネジ止め固定され、プレート３２との間に回路基板２７を挟圧保持する。
このプレート３３には、中央部に略矩形状の貫通孔３３ａが設けられており、回路基板２７に設けられたコネクタ２８はこの貫通孔３３ａから外側へ抜け出る。

【0040】

ここで、基台部１１が平面視矩形状からなるところ、カバー部３は図１（ｂ）に示されるように、コネクタ２８を矩形状の基台部１１の対角線方向に向けて流体制御機器Ｖに固定している。このような向きにコネクタ２８を固定するのは以下の理由による。即ち、複数の流体制御機器Ｖによってガスユニットを構成する場合には、集積化の要請から、隣り合う矩形状の基台部１１の向きを揃えてできる限り隙間をなくし、基盤あるいはマニホールドブロック上に流体制御機器Ｖを配設するのが好適である。他方、このように配設して集積させた場合には、コネクタ２８に端子等を接続しにくくなる。そのため、コネクタ２８を基台部１１の対角線方向に向けることで、真横に配設されている流体制御機器Ｖの方に向ける場合と比べ、接続するスペースを広く取ることができる。その結果、コネクタ２８に端子等を接続するのが容易であるし、端子等の折れや撚れによる断線等の不具合を防いだり、端子等が流体制御機器Ｖに当たって流体制御機器Ｖの動作に異常をもたらすといった不具合を防ぐこともできる。

【0041】

アクチュエータ部４は、ボンネット部２上に配設される。
このアクチュエータ部４は図４に示されるように、アクチュエータボディ４１、アクチュエータキャップ４２、ピストン４３、バネ４４を備える。なお、図４においては、アクチュエータ部４の内部構造を省略しているが、内部構造は図２及び図３に示されるとおりである。

【0042】

アクチュエータボディ４１は、ピストン４３とボンネット２４の間に介装される。
このアクチュエータボディ４１は図４に示されるように略円柱形状からなり、中心部には、ピストン４３とダイヤフラム押え２３が貫挿される貫挿孔４１ａが長さ方向に沿って設けられている。図２及び図３に示されるように、貫挿孔４１ａ内ではピストン４３とダイヤフラム押え２３が当接しており、ダイヤフラム押え２３はピストン４３の上下動に連動して上下動する。

【0043】

ピストン４３が配設される側の上端面には、環状の突条からなる周壁４１１が形成されており、周壁４１１の内側の平坦な水平面とピストン４３の拡径部４３１の下端面との間には、駆動圧が導入される駆動圧導入室Ｓ１が形成される。

【0044】

また、アクチュエータボディ４１のピストン４３が配設される側の外周面上には、雄ネジが切られており、アクチュエータキャップ４２の内周面に切られた雌ネジと螺合することにより、アクチュエータボディ４１はアクチュエータキャップ４２の一端に取り付けられる。

【0045】

アクチュエータボディ４１の長さ方向の中心部は、断面視略六角形状に形成されており、当該断面視六角形状の部分とバルブボディ１の上端部分は、カバー３１によって一体的に挟圧される。

【0046】

アクチュエータキャップ４２は、下端部が開口したキャップ状の部材であり、内部にピストン４３とバネ４４を収容している。
アクチュエータキャップ４２の上端面には、ピストン４３の駆動圧導入路４３２に連通する開口部４２ａが設けられている。
アクチュエータキャップ４２の下端部は、アクチュエータボディ４１の上部が螺合して閉止されている。

【0047】

ピストン４３は、駆動圧の供給と停止に応じて上下動し、ダイヤフラム押え２３を介してダイヤフラム２２をシート２１に当接離反させる。
このピストン４３の軸心方向略中央は円盤状に拡径しており、当該箇所は拡径部４３１を構成している。ピストン４３は、拡径部４３１の上面側においてバネ４４の付勢力を受ける。また、拡径部４３１の下端側には、駆動圧が供給される駆動圧導入室Ｓ１が形成される。

【0048】

また、ピストン４３の内部には、上端面に形成された開口部４３ａと、拡径部４３１の下端側に形成される駆動圧導入室Ｓ１とを連通させるための駆動圧導入路４３２が設けられている。ピストン４３の開口部４３ａはアクチュエータキャップ４２の開口部４２ａまで連通しており、外部から駆動圧を導入するための導入管が開口部４２ａに接続され、これにより駆動圧導入室Ｓ１に駆動圧が供給される。

【0049】

ピストン４３の拡径部４３１の外周面上には、ＯリングＯ２１が取り付けられており、このＯリングＯ２１はピストン４３の拡径部４３１の外周面とアクチュエータボディ４１の周壁４１１の間をシールしている。また、ピストン４３の下端側にもＯリングＯ２２が取り付けられており、このＯリングＯ２２はピストン４３の外周面とアクチュエータボディ４１の貫挿孔４１ａの内周面の間をシールしている。これらのＯリングＯ２１、Ｏ２２により、ピストン４３内の駆動圧導入路４３２に連通する駆動圧導入室Ｓ１が形成されると共に、この駆動圧導入室Ｓ１の気密性が確保されている。

【0050】

バネ４４は、ピストン４３の外周面上に巻回されており、ピストン４３の拡径部４３１の上面に当接してピストン４３を下方、即ちダイヤフラム２２を押下する方向に付勢している。

【0051】

ここで、駆動圧の供給と停止に伴う弁の開閉動作について言及する。開口部４２ａに接続された導入管（図示省略）からエアが供給されると、エアはピストン４３内の駆動圧導入路４３２を介して駆動圧導入室Ｓ１に導入される。これに応じて、ピストン４３はバネ４４の付勢力に抗して上方に押し上げられる。これにより、ダイヤフラム２２がシート２１から離反して開弁した状態となり、流体が流通する。
一方、駆動圧導入室Ｓ１にエアが導入されなくなると、ピストン４３がバネ４４の付勢力に従って下方に押し下げられる。これにより、ダイヤフラム２２がシート２１に当接して閉弁した状態となって、流体の流通が遮断される。

【0052】

流体制御機器Ｖは、機器内の動作情報を取得する動作情報取得機構として、圧力センサＰと、位置センサＭ２を備えている。
圧力センサＰは図３に示されるように、ボンネットウォール２５の下面、ないしは流路側に取り付けられており、連通孔２４１ｄを介して、ダイヤフラム２２、ボンネット２４の仕切部２４１、及びダイヤフラム押え２３によって画定された閉空間Ｓ２に連通している。この圧力センサＰは、圧力変化を検出する感圧素子や、感圧素子によって検出された圧力の検出値を電気信号に変換する変換素子等によって構成される。これにより圧力センサＰは、ダイヤフラム２２、ボンネット２４の仕切部２４１、及びダイヤフラム押え２３によって画定された閉空間Ｓ２内の圧力を検出することができる。
なお、圧力センサＰが連通孔２４１ｄに通じる箇所にはパッキン２９が介装されており、気密状態が担保されている。
なお、圧力センサＰは、ゲージ圧あるいは大気圧のいずれを検出するものでもよい。

【0053】

位置センサＭ２は、ダイヤフラム押え２３に取り付けられた磁石Ｍ１との間の距離変化をセンシングすることにより、流体制御機器Ｖの開閉状態を把握するのみならず、リフト量を計測することができる。
この位置センサＭ２によって以下の通り、弁の開閉動作検知することができる。即ち、磁石Ｍ１がダイヤフラム押え２３の上下動に応じて上下動するのに対し、位置センサＭ２はボンネットウォール２５及びボンネット２４と共にバルブボディ１内に固定されている。この結果、ダイヤフラム押え２３の上下動に従って上下動する磁石Ｍ１と、位置が固定されている位置センサＭ２との間に発生する磁界の変化に基づき、ダイヤフラム押え２３の動作、ひいては弁の開閉動作を検知したり、リフト量を計測したりすることができる。

【0054】

なお、位置センサＭ２には各種のものを用いることができるが、その一例に係る位置センサＭ２は平面コイル、発振回路、及び積算回路を有しており、対向する位置にある磁石Ｍ１との距離変化に応じて発振周波数が変化する。そして、この周波数を積算回路で変換して積算値を求めることにより、流体制御機器Ｖの開閉状態と共に、リフト量を計測することができる。

【0055】

なお、本実施形態では磁気センサからなる位置センサＭ２を用いたが、これに限らず、上述した位置センサＭ２と同様、ダイヤフラム押え２３とボンネット２４の位置関係、あるいはこれらの部材の所定の箇所同士の距離を測定することができる位置センサであれば、光学式の位置センサ等、他の種類のセンサを用いることもできる。
また、本実施形態に係る流体制御機器Ｖにおいても、位置センサＭ２を含む位置センサには、位置検出精度が±０．０１ｍｍから±０．００１ｍｍに収まるものを選定することが望ましい。当該半導体製造プロセス向けのバルブとしては微細な流体制御を実現するために±０．０１ｍｍ程度の微細な開度制御が必要になる半面、±０．００１ｍｍを超える検出精度を用いるとバルブ近傍の真空ポンプ等が発生させる振動を検出しノイズを生じてしまうためである。

【0056】

本例では、圧力センサＰと位置センサＭ２にそれぞれ、可撓性を有する通信用のフレキシブルケーブル２６の一端が接続しており、フレキシブルケーブル２６の他端は、流体制御機器Ｖの外側に設けられた回路基板２７に接続している。回路基板２７には、情報の送受信を実行する処理モジュールが構成されており、これにより、コネクタ２８に接続された外部端末に対し、圧力センサＰや位置センサＭ２から検出した情報を送信することができる。

【0057】

なお、流体制御機器Ｖにおいて、フレキシブルケーブル２６と回路基板２７にはフレキシブル基板（ＦＰＣ）が用いられ、フレキシブルケーブル２６、回路基板２７、及びコネクタ２８は一体的に構成されている。フレキシブルケーブル２６と回路基板２７にフレキシブル基板を用いることにより、配線経路として部材間の隙間を利用することが可能になり、その結果、被覆線を用いる場合に比べて流体制御機器Ｖ自体を小型化することができる。
また、処理モジュールは回路基板２７とは別に、流体制御機器Ｖ内に格納されていてもよいし、圧力センサＰ又は位置センサＭ２の一部として構成されていてもよい。
また、コネクタ２８の種類や形状は、各種の規格に応じて適宜に設計し得る。

【0058】

また、上述した圧力センサＰや位置センサＭ２によって実現される動作情報取得機構としては他に、駆動圧を検出する駆動圧センサ、流路内の温度を測定する温度センサ、ピストン４３あるいはダイヤフラム押え２３の挙動を検知するリミットスイッチなどを設けることもできる。

【0059】

以上の流体制御機器Ｖでは、ピストン４３とダイヤフラム押え２３が別体で構成されているが、磁石Ｍ１はダイヤフラム押え２３に取り付けられている。これにより、ダイヤフラム押え２３の動作不良を判別することができる。即ち、通常であれば、弁開操作によってダイヤフラム押え２３はピストン４３に追随して上昇するが、弁閉時に弁室１１２が真空付近まで減圧されることでダイヤフラム２２がシート２１に吸着されることで、ピストン４３が上昇したにもかかわらず、ダイヤフラム押え２３がピストン４３に追随せずにダイヤフラム２２に当接したままとなる場合がある。この結果、ダイヤフラム２２が流路を遮断したままになってしまう場合がある。しかし、このような場合でも、流体制御機器Ｖでは磁石Ｍ１がダイヤフラム押え２３と連動しているため、位置センサＭ２による検出値から、ダイヤフラム押え２３の動作を判別し、動作不良を判別することができる。

【0060】

なお、このようなダイヤフラム押え２３の動作不良の判別は、位置センサＭ２が、流体制御機器Ｖの開閉動作に応じてピストン４３やダイヤフラム押え２３のように上下動しないダイヤフラム押え２３に取り付けられていることで、ダイヤフラム押え２３の相対的な動作を識別できるために可能となっている。したがって、ダイヤフラム押え２３の動作を識別し、動作不良を判別可能とする点において、位置センサＭ２が取り付けられるべき部材は、流体制御機器Ｖの開閉動作にかかわらず所定の位置に固定されているものであればよい。

【0061】

なお、流体制御機器Ｖには、動作情報などを表示するための液晶パネル等の情報表示手段を設けてもよい。また、内蔵するソフトウェアによる処理結果等に応じて、報知音を出力したり、発光したりする報知手段を設けてもよい。

【0062】

以上の構成からなる流体制御機器Ｖは通常、複数、集積して、流量制御装置等と共に流体制御装置（ガスユニット）を構成する。
このように、複数の流体制御機器Ｖによって流体制御装置を構成する場合、流体制御機器Ｖは密集して配設される。そのため、各流体制御機器Ｖにおけるデータを表示するためのパネルを設ける場合には、容易に視認できるよう、アクチュエータ部４の上面、少なくとも上方に設けられるのが好適である。

【0063】

●動作情報収集装置６の機能構成
図７は、動作情報を収集する動作情報収集装置６が組み込まれた、調査用機器Ｖ１と、動作情報の提供を受けると共に、当該調査用機器Ｖ１の動作情報に応じて、当該調査用の流体制御機器が設置されている箇所に適した製品を選定して提示する機器選定装置７の機能構成を示している。

【0064】

調査用機器Ｖ１の構成は、本導入される流体制御機器Ｖと略同等である。ただし、本導入される流体制御機器Ｖにおいては後述する調整機構５０を有さなくてもよい。この構成によれば、本導入される流体制御機器Ｖを調査用機器Ｖ１よりも安価に構成でき、調整代によるずれ等が発生しないため、長期間の使用においても安定して使用できる。

【0065】

調査用機器Ｖ１は、動作情報取得機構５と、調整機構５０と、動作情報収集装置６と、を備える。調査用機器Ｖ１は、動作情報取得機構５として、開閉動作を検出可能な機器動作や状態変化を検出する圧力センサＰと位置センサＭ２を備えている。

【0066】

調整機構５０は、調査用機器Ｖ１において、流体制御機器の制御態様を調整する機構である。制御態様とは、流体制御機器Ｖを選定する上で要求仕様となる項目を含む概念であり、例えばダイヤフラム押え２３のリフト量、調査用機器Ｖ１の開度、ピストン４３の推力、平均移動速度等の開閉時の特性等である。調整機構５０は、各制御態様を、ハード的又はソフト的に変更可能である。調整機構５０により調整される制御態様は、当該制御態様を設定しているときに収集される動作情報とともに機器選定装置７に送信される。

【0067】

動作情報収集装置６は、圧力センサＰと位置センサＭ２によって検出された検出値を動作情報として収集する。動作情報収集装置６は、収集処理部６１、通信処理部６３、及び動作情報記憶部６５からなる機能ブロックを構成している。

【0068】

収集処理部６１は、動作情報取得機構５による検出値を動作情報として収集し、収集した動作情報を動作情報記憶部６５に登録する。本実施形態では例えば、圧力センサＰや位置センサＭ２により、閉空間Ｓ２の圧力やダイヤフラム押え２３のリフト量、調査用機器Ｖ１の開度といった動作情報を収集できる。
なお、これらの動作情報は一例であって、温度センサなど、圧力センサＰや位置センサＭ２以外の動作情報取得機構を調査用機器Ｖ１に備えさせることにより、他の種類の動作情報を取得することができる。

【0069】

なお、収集処理部６１による動作情報の登録は、収集処理部６１によって取得された検出値をそのまま動作情報として登録するものであってもよいし、適宜に加工したデータとして登録するものであってもよい。ここにいう加工は例えば、検出値を時系列による変化割合に変換したり、ピストン４３の推力や平均移動速度といった値を求めるべく検出値に基づいた所定の計算を実行したり、所定の閾値との比較によって適宜に取捨したりするものである。
また、収集処理部６１によって登録される動作情報には、動作情報取得機構５による検出値、あるいは当該検出値に基づく加工データのほか、調査用機器Ｖ１を識別可能な識別情報、検出値を取得した時間や調査用機器Ｖ１の使用期間といったログ情報、使用した流体の種類やユーザによって適宜に変更される設定等の設定情報、調査用機器Ｖ１に接続されている周辺機器から得られる駆動電圧や駆動圧といった周辺機器情報、あるいは外部環境の温度や湿度といった使用環境情報などが含まれる。

【0070】

通信処理部６３は、所定の通信プロトコルに基づいたデータ通信を可能とする機能部であり、インターネット等の公衆回線や専用回線等の所定の通信網を介して機器選定装置７に動作情報を送信することができる。

【0071】

また、通信処理部６３は、調査用機器Ｖ１の識別情報を機器選定装置７に送信する。この構成によれば、機器選定装置７において、当該調査用機器Ｖ１と互換性のある流体制御機器Ｖを抽出し、抽出されるラインナップの中から、本導入に適した機器を選定することができる。なお、通信処理部６３は、調査用機器Ｖ１の識別情報に代えて、調査用機器Ｖ１の仕様に関する情報、又は調査用機器Ｖ１と互換可能な流体制御機器Ｖに関する情報を送信してもよい。

【0072】

さらに、通信処理部６３は、調査用機器Ｖ１の制御態様を、動作情報と対応付けて機器選定装置７に送信する。

【0073】

動作情報記憶部６５は、調査用機器Ｖ１の動作情報を記憶する記憶部である。
この動作情報記憶部６５に記憶される動作情報は、収集処理部６１によって収集されたものであり、機器選定装置７に提供される。また、動作情報記憶部６５は、当該動作情報を記録したときの制御態様を合わせて記憶する。

【0074】

●機器選定装置７の機能構成
機器選定装置７は、出力部７０、決定処理部７１、通信処理部７３、動作情報記憶部７４、および機器テーブル７６からなる機能ブロックを構成している。

【0075】

出力部７０は、調査用機器Ｖ１の動作情報および制御態様の内容に基づいて決定される、本導入する機器の選定結果を出力する機能部である。出力部７０の出力先装置は、例えばディスプレイや投影装置である。また、出力部７０の出力先装置は、調査用機器Ｖ１に配設される表示部であってもよい。

【0076】

決定処理部７１は、動作情報収集装置６から提供された制御態様および動作情報の内容に応じて、本導入する機器を選定する。

【0077】

また、決定処理部７１は、複数の調査用機器Ｖ１の動作情報を取得し、当該複数の調査用機器Ｖ１の動作情報に基づいて、本導入する流体制御機器Ｖを決定してもよい。また、決定処理部７１は、動作情報を取得した調査用機器Ｖ１の個数に基づいて、本導入する流体制御機器Ｖを決定してもよい。

【0078】

通信処理部７３は、所定の通信プロトコルに基づいたデータ通信を可能とする機能部であり、インターネット等の公衆回線や専用回線等の所定の通信網を介して動作情報収集装置６から各動作条件および動作情報を受信することができる。

【0079】

動作情報記憶部７４は、動作情報収集装置６から提供を受けた動作情報を記憶する記憶部である。

【0080】

図８に示されるように、機器テーブル７６は、被選定候補となる流体制御機器Ｖの識別情報と、当該流体制御機器Ｖの仕様値と、が互いに対応付けられるテーブルである。流体制御機器Ｖの仕様値は、調査用機器Ｖ１において調整される制御態様に対応している。したがって、機器テーブル７６によれば、調整された調査用機器Ｖ１と同様の制御態様を実現する流体制御機器Ｖを抽出することができる。

【0081】

また、機器テーブル７６は、調査用機器Ｖ１の識別情報と、当該調査用流体制御機器Ｖ１に対して互換性のある流体制御機器Ｖの識別情報と、が互いに対応付けられて記憶されている。決定処理部７１は、動作情報が収集される調査用機器Ｖ１の識別情報を参照して、当該調査用機器Ｖ１の仮導入箇所に本導入可能な流体制御機器Ｖを抽出することができる。

【0082】

なお、決定処理部７１は、要求仕様に合致する流体制御機器Ｖを複数選定し、出力部７０を介してユーザに提示してもよい。この構成によれば、ユーザが機器選定の最終判断を行うことができる。また、価格、耐久年数等、機器選定における優先順位を予め記憶し、優先順位に応じて流体制御機器Ｖを選定してもよい。当該優先順位は、ユーザにより入力されるものであってよい。さらに、本システムを使用する別のユーザの購入結果を参照し、別のユーザに多く購入されている機器を選定してもよい。

【0083】

決定処理部７１は、複数種類の調査用機器Ｖ１の動作情報に基づいて１つの流体制御機器Ｖを選定してもよい。複数種類の調査用機器Ｖ１は、いずれも選定する流体制御機器Ｖと互換可能であり、互いに異なる調整範囲を有する。この構成によれば、１つの調査用機器Ｖ１が有する調整範囲よりも広範囲における動作情報に基づいて流体制御機器Ｖの選定ができる。なお、複数の調査用機器Ｖ１が直列又は並列になるよう接続され、流路となる調査用機器Ｖ１がハードウェア的に又はソフトウェア的に切替可能になっていてもよい。この構成によれば、調査用機器Ｖ１の取り換え作業を行わなくても、簡易な構成で複数種類の調査用機器Ｖ１における動作情報を収集することができる。

【0084】

決定処理部７１は、調査用機器Ｖ１の動作情報に基づいて、ガスユニット内又はその周辺で使用される、流体制御機器以外の周辺機器を選定し、提案してもよい。

【0085】

決定処理部７１は、ガスユニットが複数の使用条件下で使用されることを想定して、当該複数の条件のいずれにおいても要求仕様に合致する流体制御機器Ｖを選定可能であってもよい。例えば、各制御態様および動作情報を記憶した上で、本導入すべき流体制御機器Ｖを選定してもよい。このとき、ユーザインターフェース装置を介して、使用条件が複数ある旨を受け付けてもよい。

【0086】

決定処理部７１は、所定以上の時間又は所定以上のデータ量の動作情報の収集が行われたときに、流体制御機器Ｖの決定を行ってよい。また、例えば温湿度等の外部環境など異なる稼働条件における動作情報の収集が不足している場合には、流体制御機器Ｖの決定を行わなくてもよい。動作情報の収集が十分でない場合、ユーザインターフェース装置を介してその旨を通知してもよい。さらに、収集が不十分な動作情報を補完するために必要な作業をユーザに通知し、動作情報の適切な収集を促してもよい。当該必要な作業とは、例えば所定時間稼働を継続することであってもよいし、稼働条件を変更することであってもよい。

【0087】

なお、以上の本実施形態では、動作情報の提供は、動作情報収集装置６が備える通信処理部６３と機器選定装置７が備える通信処理部７３により、所定の通信網を介して実行されるが、これに限らず、他の態様によることができる。
例えば、調査用機器Ｖ１が備えるコネクタ２８に接続した外部メモリを介して、あるいは当該コネクタ２８に本実施形態に係る機器選定装置７を直接、接続して提供することができる。

【0088】

また、通信処理部６３により、インターネット等の公衆回線や専用回線等の所定の通信網を介して機器選定装置７に動作情報を送信する場合についても、調査用機器Ｖ１と機器選定装置７の間に中継装置を介在させ、調査用機器Ｖ１と中継装置の間の通信は、Bluetooth（登録商標）、赤外線通信、あるいはZigbee（登録商標）といった短距離無線通信によって構成し、中継装置と機器選定装置７の間は、インターネット等の公衆回線で構成することもできる。

【0089】

なお、動作情報の提供は、１時間や１日等の任意に設定された所定の周期で行われるものであってもよいし、収集処理部６１によって動作情報収集装置６に動作情報が登録されたタイミングで行われるものであってもよい。

【0090】

また、調査用機器Ｖ１の動作情報の収集と提供は、調査用機器Ｖ１自身による例に限らず、図１０に示されるように、一又は複数の調査用機器Ｖ１の動作を制御、管理等するコントローラＣに備えさせた動作情報収集装置６によって実行させることもできる。
この例では、コントローラＣは、一又は複数の調査用機器Ｖ１とネットワークＮＷを介して通信可能に構成され、当該一又は複数の調査用機器Ｖ１を管理、制御等する機能部に加えて、動作情報収集装置６を備える。

【0091】

この場合、調査用機器Ｖ１とコントローラＣとの間のネットワークＮＷ２は、データの送受信を可能とするためのものであれば特に限定されず、赤外線通信、ZigBee（登録商標）、Bluetooth（登録商標）、LAN（Local Area Network）、所定の専用回線や通信ケーブルなどによって構成され、有線又は無線のいずれであるかを問われることもない。

【0092】

このようなコントローラＣから機器選定装置７に対する動作情報の提供は、インターネット等の公衆回線や専用回線等の通信網ＮＷ１を介して行うことができる。なお、これにかかわらず、外部メモリを媒介して行うこともできる。

【0093】

●処理フロー
本システムによる処理の流れについて、図９を参照して説明する。
調査用機器Ｖ１では、動作情報取得機構５を構成する圧力センサＰや位置センサＭ２により、閉空間Ｓ２の圧力やダイヤフラム押え２３のリフト量、調査用機器Ｖ１の開度といった検出値が動作情報として得られる（Ｓ１０１）。

【0094】

動作情報収集装置６は、収集処理部６１により当該動作情報を収集し（Ｓ１０２）、動作情報記憶部６５に記憶する（Ｓ１０３）。

【0095】

動作情報収集装置６は所定のタイミングで、動作情報および制御態様を機器選定装置７に対して送信する（Ｓ１０４）。
また、動作情報を抽出し、機器選定装置７に送信するタイミングは、任意に設定された所定の周期でもよいし、動作情報が収集される都度であってもよい。

【0096】

機器選定装置７は、動作情報収集装置６から受信した動作情報を動作情報記憶部７４に記憶する（Ｓ１０５）。
これにより、動作情報が機器選定装置７に蓄積される。決定処理部７１が動作情報記憶部７４を参照し、動作情報収集装置６から提供された動作情報および各制御態様の内容に応じて、本導入する流体制御機器Ｖを決定する（Ｓ１０６）。

【0097】

このような構成によれば、ユーザの使用条件に合致した流体制御機器Ｖを適切に選定することができる。すなわち、ユーザは、オーバースペックで高価な機器を導入する必要がなくなるため、ガスユニットを安価に構成できる。また、ユーザおよび導入業者にとって、選定にかかる時間が短縮できる。

【符号の説明】

【0098】

５ 動作情報取得機構
６ 動作情報収集装置
６１ 収集処理部
６５ 動作情報記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】