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公開番号2024053813
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-16
出願番号2022160251
出願日2022-10-04
発明の名称流量制御装置、気化供給装置および流量制御装置の製造方法
出願人株式会社フジキン
代理人個人,個人
主分類G05D 7/06 20060101AFI20240409BHJP(制御;調整)
要約【課題】高温ガスであってもリークを生じさせることなく広い圧力範囲で精度よく流量制御を行うことが可能な圧力式の流量制御装置を提供する。
【解決手段】
流量制御装置20は、コントロール弁22と、コントロール弁下流側の第1圧力センサ24と、第1圧力センサ下流側の絞り部28と、絞り部下流側の第2圧力センサ26と、コントロール弁、第1圧力センサを担持する第1流路ブロックBL1と、第2圧力センサを担持する第2流路ブロックBL2とを備え、第1流路ブロックと第2流路ブロックとの接続部にガスケット部材が挟持され、第1流路ブロックに対面する第1穴部分H1とより大きい断面積を有し外側に延びる第2穴部分H2とを含む接続穴Hが第2流路ブロックに形成され、第1穴部分H1の長さLaが、第1、第2流路ブロック接続面BLSから第2圧力センサのシール端部までの距離Lbよりも短い。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
コントロール弁と、
前記コントロール弁の下流側の流路に設けられた第１圧力センサと、
前記第１圧力センサの下流側の流路に設けられた絞り部と、
前記絞り部の下流側の流路に設けられた第２圧力センサと、
前記コントロール弁および前記第１圧力センサを担持する第１流路ブロックと、
前記第１流路ブロックに隣接して設けられ前記第２圧力センサを担持する第２流路ブロックと
を備え、前記第１流路ブロックと前記第２流路ブロックとの接続部においてガスケット部材が挟持されている流量制御装置であって、
前記第２流路ブロックは、前記第１流路ブロックに向かって延びる接続穴を有し、前記接続穴は、第１の断面積を有し前記第１流路ブロックに対面する第１穴部分と、前記第１の断面積よりも大きい第２の断面積を有し前記第１穴部分から延長されて外側に延びる第２穴部分とを含み、前記第１穴部分と前記第２穴部分との境界に段差面が形成されており、
前記接続穴に配置されたブロック固定部材の拡径部が前記接続穴の前記段差面を押圧することによって、前記第２流路ブロックが前記第１流路ブロックに対して固定されており、
前記接続穴の前記第１穴部分の長さが、前記第１流路ブロックと前記第２流路ブロックとの接続面から前記第２圧力センサのシール端部までの距離よりも短い、流量制御装置。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
前記第２圧力センサのシール端部は、前記第２圧力センサをシールするために配置された環状のガスケットの外周面によって規定される、請求項１に記載の流量制御装置。
【請求項３】
前記ガスケット部材は、前記絞り部を含む構造を有している、請求項１に記載の流量制御装置。
【請求項４】
前記ガスケット部材は、ガスケット型オリフィス部材である、請求項３に記載の流量制御装置。
【請求項５】
前記第２流路ブロックには４本の前記接続穴が設けられており、各接続穴に前記ブロック固定部材が配置されている、請求項１から４のいずれかに記載の流量制御装置。
【請求項６】
４本の接続穴は、前記第２流路ブロックの前記第２圧力センサ取り付け面に近い側に設けられた２本の接続穴と、遠い側に設けられた２本の接続穴とを含み、前記第２流路ブロックの内部に形成された流路であって前記ガスケット部材から延びる流路が、前記第２圧力センサ取り付け面に近い側の２本の接続穴と前記第２圧力センサ取り付け面に遠い側の２本の接続穴との間の位置を通っている、請求項５に記載の流量制御装置。
【請求項７】
前記接続穴の前記第１穴部分は、前記第２流路ブロックの側面に対して閉じており、前記第２穴部分は、前記第２流路ブロックの側面に対して開いている、請求項１から４のいずれかに記載の流量制御装置。
【請求項８】
気化器と、
前記気化器の下流側において隣接して接続された請求項１から４のいずれかに記載の流量制御装置と
を備える気化供給装置。
【請求項９】
請求項１から４のいずれかに記載の流量制御装置の製造方法であって、
前記第１流路ブロック、前記第２流路ブロック、前記ブロック固定部材および前記第２圧力センサを用意する工程と、
前記第２流路ブロックに形成された前記接続穴に配置された前記ブロック固定部材を用いて、前記第２流路ブロックを前記第１流路ブロックに対して固定する工程と、
前記第２流路ブロックを前記第１流路ブロックに固定する工程の後に、前記第２圧力センサを前記第２流路ブロックに固定する工程と
を含む、流量制御装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量制御装置およびこれを備える気化供給装置ならびに流量制御装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体製造設備又は化学プラント等において、原料ガスやエッチングガスを所望の流量でプロセスチャンバに供給することが求められている。ガス流量の制御装置としては、マスフローコントローラ（熱式質量流量制御器）や圧力式流量制御装置が知られている。
【０００３】
圧力式流量制御装置は、コントロール弁と絞り部（例えばオリフィスプレートや臨界ノズル）とを組み合せた比較的簡単な構成によって各種流体の質量流量を高精度に制御することができるので広く利用されている。圧力式流量制御装置は、一次側の供給圧力が大きく変動したときにも安定して流量制御が行えるという優れた流量制御特性を有している。
【０００４】
圧力式流量制御装置には、コントロール弁と絞り部の間の流体圧力（以下、上流圧力Ｐ１と呼ぶことがある）を制御することによって、絞り部の下流側に流れる流体の流量を調整するものがある。上流圧力Ｐ１は、流路に設けた圧力センサによって測定されており、圧力センサの出力に基づいてコントロール弁の開度を調整することによって、上流圧力Ｐ１ひいては質量流量を所望値に制御することができる。
【０００５】
また、圧力式流量制御装置としては、上流圧力Ｐ１および下流圧力Ｐ２（絞り部の下流側の流体圧力）に基づいて流量を制御することができるものも知られている（例えば、特許文献１）。このタイプの流量制御装置では、上流圧力Ｐ１が下流圧力Ｐ２に比べて臨界比以上に大きくなく、臨界膨張条件を満たしていないときにも、流量制御を精度よく行うことができる。
【０００６】
一方、特許文献２には、気化器に導入された液体材料を加熱し、生成したガスを流量制御して供給する気化供給装置が開示されている。気化器では、液体原料や固体原料をヒータによって加熱して半導体素子製造に用いる所望のプロセスガスを生成することができる。生成されたガスは、気化器の下流側に配置された流量制御装置によって流量が制御されたうえでプロセスチャンバに供給される。このような気化供給装置は、例えば有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）により成膜を行うときに用いられる。
【０００７】
気化器で生成したガスの流量制御も、上述した圧力式の流量制御装置を用いて行うことができる。特許文献２および３には、気化器の下流側に圧力式流量制御装置が隣接配置された一体型の気化供給装置が開示されている。
【０００８】
気化器で生成したガスは、比較的高温（例えば１５０℃以上）のガスであることが多い。このため、流量制御装置も高温ガスに対応していることが好ましい。特許文献２に記載の流量制御装置では、高温ガスによってもコントロール弁（典型的にはピエゾ素子駆動型バルブ）が損傷しないように、ピエゾアクチュエータが放熱スペーサを介してガス流路から離れて配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
国際公開第０３／０５８３６３号
国際公開第２０１６／１７４８３２号
国際公開第２０１９／０２１９４８号
国際公開第２０２２／１３７８１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
気化器を用いて生成した高温ガスの流量制御を、上流圧力Ｐ１および下流圧力Ｐ２の両方の測定に基づいて行うことが可能である。ただし、下流圧力Ｐ２の測定も行う場合、絞り部の上流側だけでなく、絞り部の下流側にも圧力センサを配置する必要がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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