壓力式流量控制裝置的製作方法

2023-06-02 16:09:26

專利名稱：壓力式流量控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及在半導體製造裝置等中使用的壓力式流量控制裝置的改良。詳細地講，涉及通過對檢測壓力檢測器周邊的流體溫度的溫度傳感器的安裝位置和安裝構造加以改良、能夠通過使用以往的溫度檢測器的溫度修正進行高精度的氣體流量控制的高溫流體用的壓力式流量控制裝置。
背景技術：
所謂基於流體壓力及流體溫度進行高溫流體的流量控制的裝置，以往周知有將壓電元件作為驅動源的壓力式流量控制裝置。

圖16是表示其一例的圖，該壓力式流量控制裝 置的基本結構為在閥部V的下遊側設置具有適當的口徑的小孔的節流機構S (以下，稱作節流孔S)，檢測節流孔上、下遊側的流體壓力P:、P2和流體溫度T，通過Qc=KP2111 (P1 - P2) n(K是比例常數，m和n是常數)運算壓力比(P2/Pi)超過臨界壓力比的非臨界區域(下遊側的流速是比聲速慢的速度的亞聲速區域)中的壓縮性流體的通過節流孔S的流體流量Qc，並且在壓力比(P2A31)是臨界壓力比以下的臨界條件(r ( rc)下通過Qc=KP1運算，進而使用上述流體溫度T進行流量的溫度修正及流量的零點修正。另外，在圖16中，C是運算控制部，D是閥驅動部，Qs是設定流量，A Q是流量調整信號。圖17是表示壓力式流量控制裝置的一例的縱剖視圖，在圖17中，VD是閥身，V是閥部，S是構成節流機構的節流孔，P是壓力檢測器(在圖17中，僅表示了壓力P1的壓力檢測器P，檢測節流孔S下遊側的壓力P2的壓力檢測器省略了圖示)，PE是壓電元件，K是殼體，流入的流體(以下，也有稱作氣體的情況)從閥部V通過節流孔S向下遊側流出。閥部V的開度通過構成閥驅動部的壓電元件PE的伸縮程度調整，由此，控制節流孔S的上遊側壓力P1而調整在節流孔S中流通的流體流量。此外，圖16的氣體壓力P1J2的檢測器或氣體溫度T的檢測器、節流孔S等如圖18所示那樣一體地組裝到適當的形狀的閥身VD中，上述氣體溫度T如圖18所示，通過從閥身VD的側面插入熱敏電阻溫度檢測器TC、使其前端位於流體通路的附近來檢測，現實上檢測閥身VD的內方的溫度，將其假定為氣體溫度T。專利文獻I :特開平8 - 338546號公報 專利文獻2 :特開2003 - 195948號公報
專利文獻3 :特開2003 — 120832號公報 專利文獻4 :特開2005 — 10108號公報 專利文獻5 :特許4082901號公報。

發明內容
在圖17那樣的流量控制裝置中，如果被測量氣體的溫度上升，則氣體體積增加。現在，如果假定氣體是比熱容比I. 5的理想氣體、其溫度從(TC絕熱變化為250°C，則通過下述式8，250°C時的氣體的體積V25tl為(TC時的體積Vtl的I. 384倍。
[數式I]
權利要求
1.一種壓力式流量控制裝置，其特徵在於， 具有: 閥身，形成有流體通路； 閥部，夾設在上述流體通路中； 閥驅動部，驅動上述閥部而將上述流體通路開閉； 節流機構，設在上述流體通路的上述閥部的下遊側； 溫度檢測器，檢測上述閥部與上述節流機構之間的氣體溫度； 壓力檢測器，檢測上述閥部與上述節流機構之間的氣體壓力； 運算控制裝置，基於上述溫度檢測器及壓力檢測器的各檢測值運算在節流機構中流通的氣體流量並且控制上述閥驅動部； 上述溫度檢測器插裝在從上述閥身的上表面側朝向其內方穿設在上述閥部與節流機構之間的出口側流體通路的正上方的位置處的安裝孔內。
2.如權利要求I所述的壓力式流量控制裝置，其特徵在於， 上述溫度檢測器是熱敏電阻溫度檢測器； 上述運算控制裝置包括 檢測值修正機構，將上述熱敏電阻溫度檢測器的溫度檢測值的誤差修正； 壓力修正機構，基於由該檢測值修正機構修正後的修正值，將由上述壓力檢測器檢測出的壓力值修正。
3.如權利要求2所述的壓力式流量控制裝置，其特徵在於，上述檢測值修正機構基於關於上述熱敏電阻溫度檢測器的檢測溫度的溫度特性，將由上述熱敏電阻溫度檢測器檢測出的氣體溫度的誤差修正。
4.如權利要求3所述的壓力式流量控制裝置，其特徵在於，上述溫度特性通過由兩個以上的不同的溫度得到的近似式建立了關係。
5.如權利要求3所述的壓力式流量控制裝置，其特徵在於， 上述近似式是下述式1， Y=aX+b ■ ■ ■(式 I) (其中，Y是與熱敏電阻溫度檢測器帶來的檢測溫度對應的溫度，X是與熱電偶或白金測溫電阻器帶來的氣體測量溫度對應的溫度，a及b是按照熱敏電阻溫度檢測器的個體決定的常數)。
6.如權利要求5所述的壓力式流量控制裝置，其特徵在於，在上述式I中，利用在20 26°C的範圍中假定為Y=X的假設。
7.如權利要求I所述的壓力式流量控制裝置，其特徵在於，將上述閥身設為下述結構的閥身由閥主體、固定在該閥主體的一個側面上的具有流體入口側接頭的流體入口側連接部、和固定在上述閥主體的另一側面上的具有流體出口側接頭的流體出口側連接部形成，並且，在上述閥主體的與流體入口側連接部對置的位置上設有過濾器保持部，此外在上述閥主體的與流體出口側連接部對置的位置上設有節流機構保持部。
8.如權利要求I所述的壓力式流量控制裝置，其特徵在於，還具備設在上述閥身的外側面上、用來將在上述流體通路中流通的氣體的溫度保持為設定溫度的加熱用加熱器。
9.如權利要求8所述的壓力式流量控制裝置，其特徵在於，上述加熱用加熱器是將上述閥身加熱到50°C 500°C的平板狀的加熱器或夾套型的加熱器。
10.如權利要求I所述的壓力式流量控制裝置，其特徵在於，使設在上述出口側流體通路的正上方的溫度檢測器的安裝孔為具有規定的深度的孔，並且使其底面與出口側流體通路的上壁面的距離為O. I 5. 0mm。
11.如權利要求I所述的壓力式流量控制裝置，其特徵在於，具備在氣體溫度為50°C 500°C的範圍中流量誤差為I. 0%F. S.以下的流量控制精度。
12.如權利要求I所述的壓力式流量控制裝置，其特徵在於，上述閥驅動部是層疊型壓電元件，通過將保持該閥驅動部的筒體保持件安裝在上述閥身上、並且在向上述安裝孔內插裝的溫度檢測器的上方載置襯墊、將該襯墊的上表面通過設在上述筒體保持件上的凸緣部分推壓固定，將上述溫度檢測器向上述閥身固定。
13.如權利要求I所述的壓力式流量控制裝置，其特徵在於，壓力檢測器及溫度檢測器與上述閥身分體構成，為組合到閥身上的結構。
全文摘要
提供一種即使是溫度為100℃～500℃的高溫氣體、也能夠使用以往的溫度檢測器進行誤差為1.0%F.S.以下的高精度的流量控制的高溫氣體用壓力式流量控制裝置。具有閥身(VD)，形成有流體通路(15、16)；閥部(V)，夾設在流體通路中；閥驅動部(PE、21)，驅動閥部(V)將流體通路開閉；節流機構，設在流體通路的閥部的下遊側；溫度檢測器(TC)，檢測閥部與節流機構之間的氣體溫度；壓力檢測器(P)，檢測閥部與節流機構之間的氣體壓力；運算控制裝置，基於溫度檢測器及壓力檢測器的各檢測值運算在節流機構中流通的氣體流量並且控制閥驅動部；將溫度檢測器(TC)插裝到從上述閥身的上表面側朝向其內方穿設在閥部與節流機構之間的出口側流體通路的正上方的位置處的安裝孔內。
文檔編號G01F1/00GK102640070SQ20108005433
公開日2012年8月15日 申請日期2010年8月2日 優先權日2009年12月1日
發明者土肥亮介, 日高敦志, 永瀨正明, 池田信一, 西野功二 申請人:株式會社富士金