流体制御装置
【課題】 コストを減少するとともに、スペースの減少も可能とした流体制御装置を提供する。
【解決手段】 流体制御装置1は、流体制御部2と流体導入部3とを有している。流体導入部3は、３つに分けられており、入口側に配置されてそれぞれ２×Ｎ／２個の開閉弁23からなる第１および第２入口側遮断開放部5,6と、４×Ｍ個の開閉弁23からなり、第１および第２入口側遮断開放部5,6と流体制御部2との間に配置された流体制御部側遮断開放部7とからなる。
【解決手段】 流体制御装置1は、流体制御部2と流体導入部3とを有している。流体導入部3は、３つに分けられており、入口側に配置されてそれぞれ２×Ｎ／２個の開閉弁23からなる第１および第２入口側遮断開放部5,6と、４×Ｍ個の開閉弁23からなり、第１および第２入口側遮断開放部5,6と流体制御部2との間に配置された流体制御部側遮断開放部7とからなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体製造装置等に使用される流体制御装置に関し、特に、複数の流体制御機器が集積化されて形成される流体制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置で使用される流体制御装置においては、複数の流体制御機器が直列状に配されてパイプや継手を介さずに接続されることによって形成された複数のラインをベース部材上に並列状に設置するという集積化が進んでいる（特許文献１および特許文献２）。
【０００３】
特許文献１の流体制御装置においては、図７に示すように、１つの流量制御器(21)を基本構成要素として１列のプロセスガス制御ライン（流体制御ライン）が構成され、複数（流量制御器(21)の数と同じ）のプロセスガス制御ラインＬ１〜Ｌ１６が並列に配置されることで、流体制御装置が構成されている。流体制御ラインＬ１〜Ｌ１６にさらに並列に追加されているラインＰは、パージガスラインである。
【０００４】
図７において、各プロセスガス制御ラインＬ１〜Ｌ１６は、入口側から、フィルタ(24)、入口側の２つの開閉弁(23)、流量制御器（マスフローコントローラ）(21)および出口側の開閉弁(25)を有しており、各プロセスガス制御ラインＬ１〜Ｌ１６に共通の出口部分にも、開閉弁(26)が設けられている。
【０００５】
このような流体制御装置においては、全てのプロセスガス制御ラインＬ１〜Ｌ１６に常に流体（ガス）が流されているわけではなく、２〜３ラインを使用して、異なる種類や異なる流量のガスが順次切り換えられ、流量調整器(21)によってその流量が調整されて、下流側のチャンバーへと送られる。流量調整器(21)として使用されるマスフローコントローラは、流量センサおよびコントロール弁などを内蔵したもので、高価でかつ頻繁なメンテナンスが必要であり、全体のコストを増加させる要因となっている。一方、半導体製造装置で使用される流体制御装置では、流体種類が増加する傾向にあり、それに伴って、スペースおよびコストが増加するという問題がある。
【０００６】
また、特許文献２の流体制御装置においては、１つの流量制御器を基本構成要素として入口および出口を１つずつ有する１列の流体制御ラインがＭ列配置された流体制御部と、複数の開閉弁によって入口数がＮ（＞Ｍ）で出口数がＭとなるように構成された流体導入部とを有し、流体導入部のＭ個の出口と流体制御部のＭ個の入口とがそれぞれ１：１で接続されている。
【０００７】
この特許文献２のものを図７に示した従来の流体制御装置に対応させると、図６に示すように、Ｍ個（図示は８個）の流量制御器(21)を基本構成要素とする流体制御ラインＬ１〜Ｌ８がＭ列配置された流体制御部(2)と、複数の開閉弁(23)によって入口数がＮ（図示は１６個）で出口数がＭとなるように構成された流体導入部(3)とを有しているものとなる。
【０００８】
同図において、各流体制御ラインＬ１〜Ｌ８は、プロセスガスを制御するラインであり、これらに並列となるように、１列のパージガスラインＰが設けられている。
【０００９】
流量制御器(21)としては、マスフローコントローラが使用されている。マスフローコントローラ(21)は、流量調整可能範囲が比較的狭いため、同じ種類の流体であってもその流量調整範囲が異なる場合には別のマスフローコントローラ(21)が使用されており、Ｍ列の流体制御ラインＬ１〜Ｌ８によって、Ｍ種類のプロセスガス（同じプロセスガスで流量が異なるものを含む）の流量を調整することができる。
【００１０】
流体導入部(3)は、Ｎ×Ｍ個の開閉弁(23)からなり、流体導入部(3)のＭ個の出口と流体制御部(2)のＭ個の入口とは、それぞれ１：１に対応するように接続されている。
【００１１】
流体導入部(3)のＮ個の各入口には、フィルタ(24)および手動弁(27)がそれぞれ設けられている。Ｍ列の各流体制御ラインＬ１〜Ｌ８には、それぞれ２つの出口側開閉弁(25)が設けられている。また、流体制御部(2)の出口側には、各流体制御ラインＬ１〜Ｌ８に共通の圧力スイッチ(28)、フィルタ(24)および開閉弁(26)が設けられている。
【００１２】
なお、流量制御器としては、マスフローコントローラの他に、圧力式のものも知られている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−２０６７００号公報
【特許文献２】特開２０００−３２３４６４号公報
【特許文献３】特許第３３８７８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記の図６に示す流体制御装置によると、図７に示す流体制御装置に比べて、相対的にコストが高くメンテナンスが面倒な流量制御器(21)を含む流体制御ラインが１６列（Ｎ列）から８列（Ｍ列）に減らされるという利点があるが、開閉弁(23)の数が大幅に増加するため、入口の数を多くしたい場合には、利点が十分に生かされないという問題がある。
【００１５】
この発明の目的は、コストを減少するとともに、スペースの減少も可能とした流体制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明による流体制御装置は、１つの流量制御器を基本構成要素として入口および出口を１つずつ有する１列の流体制御ラインがＭ列配置された流体制御部と、複数の開閉弁によって入口数がＮ（＞Ｍ）で出口数がＭとなるように構成された流体導入部とを有し、流体導入部のＭ個の出口と流体制御部のＭ個の入口とがそれぞれ１：１で接続されている流体制御装置において、流体導入部は、複数の開閉弁からなり入口側に配置されて入口の総数がＮ個で出口の総数がＫ個である入口側遮断開放部と、複数の開閉弁からなり入口側遮断開放部と流体制御部との間に配置されて入口の総数がＫ個で出口の総数がＭ個である流体制御部側遮断開放部とに分けられるとともに、入口側遮断開放部は、それぞれ２以上の所要数の開閉弁を有する複数のグループに分けられていることを特徴とするものである。
【００１７】
この流体制御装置は、入口数がＮ個、出口数がＭ個であり、Ｍ列の流体制御ライン（例えばＬ１〜Ｌ８）を使用してＮ種類の流体の流量を調整することができる。
【００１８】
１列の流体制御ラインは、流量制御器単独または流量制御器に所要の流体制御機器が接続されることで形成される。ここで、流体制御機器は、流量制御器（マスフローコントローラまたは流体可変型流量制御装置）以外の流体制御装置構成要素を意味し、流体制御機器としては、開閉弁（流体通路の遮断・開放を行う弁）、減圧弁、圧力表示機、フィルタ、圧力スイッチなどが適宜使用される。流体制御装置に必要な流体制御機器は、流体導入部のＮ個の入口にそれぞれ設けられるものと、Ｍ列の流体制御ラインのそれぞれに設けられるものと、流体制御部の出口にＭ列の流体制御ラインに共通のものとして設けられるものとに分けられて、適宜な箇所に配置される。
【００１９】
１つの流体制御ラインは、例えば、下段層となる複数のブロック状継手部材がおねじ部材によって可動レールに取り付けられ、隣り合う継手部材にまたがるように上段層となる複数の流体制御機器および流量制御器が上方からのねじ部材によって継手部材に取り付けられたものとされる。
【００２０】
一般的には、入口の総数がＮ個で出口の総数がＫ個である入口側遮断開放部は、Ｎ×Ｋ個の開閉弁からなるものとされ、Ｋ個で出口の総数がＭ個である流体制御部側遮断開放部は、Ｋ×Ｍ個の開閉弁からなるものとされるが、入口側遮断開放部がそれぞれ２以上の所要数の開閉弁を有する複数（例えば２つまたは４つ）のグループに分けられていることで、入口側遮断開放部の開閉弁の総数が、２つのグループに分けられている場合には、Ｎ×Ｋ／２個に、４つのグループに分けられている場合には、Ｎ×Ｋ／４個に減少する。
【００２１】
例えば、流体導入部は、それぞれＮ１×２個および（Ｎ−Ｎ１）×２個の開閉弁からなる第１および第２の入口側遮断開放部と、４×Ｍ個の開閉弁からなる流体制御部側遮断開放部とからなることがある。Ｎ１は、例えばＮ／２とされる。Ｎは入口数で、Ｍは出口数であり、この場合には、第１および第２入口側遮断開放部によって、入口数Ｎ個に対して出口数が４個（流体種類は、最大で各入口側遮断開放部に２種類ずつ計４種類に限定）とされ、流体制御部側遮断開放部によって４種類の流体がＭ個の出口のいずれかに分配される。このようにすることで、流体導入部を構成するのに必要な開閉弁の数を減少することができる。
【００２２】
また、流体導入部は、Ｎ＝Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３＋Ｎ４として、それぞれＮ１，Ｎ２，Ｎ３およびＮ４個の開閉弁からなる第１から第４までの入口側遮断開放部と、４×Ｍ個の開閉弁からなる流体制御部側遮断開放部とからなることがある。例えば、Ｎ１＝Ｎ２＝Ｎ３＝Ｎ４＝Ｎ／４とされる。Ｎは入口数で、Ｍは出口数であり、この場合には、第１から第４までの入口側遮断開放部によって、入口数Ｎ個に対して出口数が４個（流体種類は、最大で各入口側遮断開放部に１種類ずつ計４種類に限定）とされ、流体制御部側遮断開放部によって４種類の流体がＭ個の出口のいずれかに分配される。このようにすることで、流体導入部を構成するのに必要な開閉弁の数をより一層減少することができる。
【００２３】
また、流体導入部は、それぞれＮ／４個の開閉弁からなる第１から第４までの入口側遮断開放部と、それぞれ２×Ｍ／２個の開閉弁からなる第１および第２の流体制御部側遮断開放部とからなることがある。Ｎは入口数で、Ｍは出口数であり、この場合には、第１から第４までの入口側遮断開放部によって、入口数Ｎ個に対して出口数が４個（流体種類は、最大で各入口側遮断開放部に１種類ずつ計４種類に限定）とされ、第１および第２の流体制御部側遮断開放部によって４種類の流体がＭ個の出口のいずれかに分配される。このようにすることで、流体制御部側遮断開放部の開閉弁を減らすことができ、流体導入部を構成するのに必要な開閉弁の数をより一層減少することができる。
【００２４】
流量制御器としては、例えば、マスフローコントローラを使用することができ、マスフローコントローラは、入口通路および出口通路が形成された本体と、本体に取り付けられた流量センサおよびピエゾ圧電素子式コントロール弁とからなるものとされることがあり、また、開閉制御弁、圧力センサ、絞り部、流量センサおよび制御部からなるものとされることがある。
【００２５】
流量制御器としては、圧力式のもの（圧力式流量制御装置）とされることがあり、このような流量制御器としては、例えば、オリフィスの上流側圧力を下流側圧力の約２倍以上に保持した状態で流体の流量制御を行なう圧力式のものであって、金属薄板に微小な孔を穿設して形成されかつ所要の流量特性を具備したオリフィスと、オリフィスの上流側に設けたコントロール弁と，コントロール弁とオリフィス間に設けた圧力検出器と、圧力検出器の検出圧力Ｐから流量ＱｃをＱｃ＝Ｋ×Ｐ（但しＫは定数）として演算するとともに、流量指令信号Ｑｓと前記演算した流量信号Ｑｃとの差を制御信号Ｑｙとしてコントロール弁の駆動部へ出力する演算制御装置とから構成され、コントロール弁の開閉によりオリフィス上流側圧力を調整し、オリフィス下流側流量を制御するものがある。
【００２６】
この圧力式流量制御器によると、１台の圧力式流量制御器によって複数種類の流体の流量を調整することが可能であり、したがって、Ｍ個の流量制御器を有するＭ列の流体制御ラインがｍ（＜Ｍ）個の該圧力式流量制御器を有するＭ列の流体制御ラインで置き換え可能となる。このようにすることで、入口数および出口数を同じに保って、流体制御部で使用される流量制御器の数を減少することができる。
【発明の効果】
【００２７】
この発明の流体制御装置によると、Ｎ個の入口数に対応して、Ｍ（＜Ｎ）列の流体制御ラインが対応させられているので、コスト増加要因となる流量制御器を減少することができ、全体のコストを下げることができる。また、複数の開閉弁からなる流体導入部の開閉弁の数の増加が抑えられているので、より一層のコスト低減ができるとともに、全体としての設置スペースも減少する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、この発明による流体制御装置の第１実施形態を示すフロー図である。
【図２】図２は、この発明による流体制御装置の第２実施形態を示すフロー図である。
【図３】図３は、この発明による流体制御装置の第３実施形態を示すフロー図である。
【図４】図４は、この発明による流体制御装置の第４実施形態を示すフロー図である。
【図５】図５は、この発明による流体制御装置の第４実施形態で使用されている流量制御器を示すブロック図である。
【図６】図６は、この発明による流体制御装置の比較例となる従来の流体制御装置を示すフロー図である。
【図７】図７は、従来の流体制御装置の他の例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。以下の説明において、図６に示したものと同じ構成には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３０】
図１は、この発明の流体制御装置の第１実施形態を示している。
【００３１】
この実施形態の流体導入部(3)は、３つに分けられており、入口側に配置されてそれぞれ２×Ｎ／２個の開閉弁(23)からなる第１および第２入口側遮断開放部(5)(6)と、４×Ｍ個の開閉弁(23)からなり、第１および第２入口側遮断開放部(5)(6)と流体制御部(2)との間に配置された流体制御部側遮断開放部(7)とからなる。
【００３２】
第１および第２入口側遮断開放部(5)(6)は、Ｎ個の入口を２つの入口側遮断開放部に分けるもので、それぞれＮ／２個の入口と２個の出口とを有している。これにより、第１および第２入口側遮断開放部(5)(6)を合わせた出口数（流体制御部側遮断開放部(7)にとっては入口数）は、（２＋２）個となり、この計４個の出口数に対応して、流体制御部側遮断開放部(7)を４×Ｍ個の開閉弁(23)によって構成することで、流体導入部(3)全体としては、Ｍ個の出口が得られ、流体導入部(3)のＭ個の出口と流体制御部(2)のＭ個の入口とが、それぞれ１：１に対応するように接続されている。
【００３３】
図６に示したものでは、流体制御部(2)へは最大でＭ種類（８種類）の流体を同時に導入することができる。しかしながら、実用的には、流体制御部(2)へは最大で４種類の流体を同時に導入することができればよく、この条件下では、第１実施形態のようにすることで、開閉弁(23)の数の減少が可能となる。なお、この実施形態では、第１および第２入口側遮断開放部(5)(6)ともに出口数は２つであり、４種類の流体を同時に導入するに際しては、第１および第２入口側遮断開放部(5)(6)のいずれか一方に４種類とも導入することはできないので、第１および第２入口側遮断開放部(5)(6)にそれぞれ２種類ずつの流体が導入されることになる。
【００３４】
こうして、第１実施形態のものによると、図６のものに比べて、開閉弁(23)の数がＮ×Ｍ個から（２Ｎ＋４×Ｍ）個に減らされている。
【００３５】
図２は、この発明の流体制御装置の第２実施形態を示している。
【００３６】
この実施形態の流体導入部(3)は、５つに分けられており、入口側に配置されてそれぞれＮ／４個の開閉弁(23)からなる第１から第４までの入口側遮断開放部(8)(9)(10)(11)と、４×Ｍ個の開閉弁(23)からなり、第１から第４までの入口側遮断開放部(8)(9)(10)(11)と流体制御部(2)との間に配置された流体制御部側遮断開放部(7)とからなる。
【００３７】
流体制御部側遮断開放部(7)は、第１実施形態のものと同じ構成とされている。第１実施形態との相違点は、第１実施形態における第１および第２入口側遮断開放部(5)(6)がそれぞれさらに分割されて４つの入口側遮断開放部(8)(9)(10)(11)に分けられている点にある。第２実施形態のものによると、第１から第４までの各入口側遮断開放部(8)(9)(10)(11)にそれぞれ１種類ずつの流体が導入されることで、第１実施形態と同様に、第１から第４までの入口側遮断開放部(8)(9)(10)(11)の総出口数（流体制御部側遮断開放部(7)にとっては入口数）は、（１＋１＋１＋１）の４個となり、この計４個の出口数を４×Ｍ個の開閉弁(23)からなる流体制御部側遮断開放部(7)の各入口に対応させることで、流体導入部(3)全体としては、Ｍ個の出口が得られ、流体導入部(3)のＭ個の出口と流体制御部(2)のＭ個の入口とが、それぞれ１：１に対応するように接続されている。
【００３８】
こうして、第２実施形態のものによると、第１実施形態のものに比べて、開閉弁(23)の数がＮ個さらに減らされている。
【００３９】
図３は、この発明の流体制御装置の第３実施形態を示している。
【００４０】
この実施形態の流体導入部(3)は、６つに分けられており、入口側に配置されてそれぞれＮ／４個の開閉弁(23)からなる第１から第４までの入口側遮断開放部(8)(9)(10)(11)と、それぞれ２×Ｍ／２個の開閉弁(23)からなり、第１から第４までの入口側遮断開放部(8)(9)(10)(11)と流体制御部(2)との間に配置された第１および第２の流体制御部側遮断開放部(12)(13)とからなる。
【００４１】
第１から第４までの入口側遮断開放部(8)(9)(10)(11)は、第２実施形態のものと同じ構成とされている。第３実施形態の第２実施形態との相違点は、第２実施形態における流体制御部側遮断開放部(7)がそれぞれ分割されて２つの流体制御部側遮断開放部(12)(13)とされている点にある。第１および第２の流体制御部側遮断開放部(12)(13)は、全体として、入口数が４個、出口数がＭ個であり、これは、第２実施形態と同じである。
【００４２】
したがって、第３実施形態のものによると、第１から第４までの各入口側遮断開放部(8)(9)(10)(11)にそれぞれ１種類ずつの流体が導入されることで、第３実施形態と同様に、第１から第４までの入口側遮断開放部(8)(9)(10)(11)の総出口数（流体制御部側遮断開放部(12)(13)にとっては入口数）は、（１＋１＋１＋１）の４個となり、この計４個の出口数を第１流体制御部側遮断開放部(12)の２個の入口および第２流体制御部側遮断開放部(13)の２個の入口にそれぞれ対応させることで、流体制御部側遮断開放部(12)(13)全体（流体導入部(3)全体）としては、Ｍ個の出口が得られ、流体導入部(3)のＭ個の出口と流体制御部(2)のＭ個の入口とが、それぞれ１：１に対応するように接続されている。
【００４３】
こうして、第３実施形態のものによると、第２実施形態のものに比べて、流体制御部側遮断開放部(12)(13)の開閉弁(23)の数が半分（Ｍ／２個）に減らされている。
【００４４】
図４は、この発明の流体制御装置の第４実施形態を示している。第４実施形態のものは、第３実施形態のものと流体制御部(2)(4)の構成が相違している。
【００４５】
第４実施形態のものでは、流量制御器(22)が、マスフローコントローラ(21)に代えて、圧力式のものとされている。
【００４６】
この流量制御器(21)は、図５に示すように、コントロール弁(31)、その駆動部(32)、圧力検出器(33)、オリフィス(34)、流体取出用継手(35)、流量演算回路(36)、流体種類選択回路(37)、流量設定回路(38)、比ＦＦ記憶部(39)、流量演算部(40)、流量表示部(41)および演算制御回路(42)からなる。
【００４７】
流量演算回路(36)は、温度検出器(44)、増幅回路(43)(45)、Ａ／Ｄ変換器(46)(47)、温度補正回路(48)および演算回路(49)からなる。また、演算制御回路(42)は比較回路(50)および増幅回路(51)からなる。
【００４８】
コントロール弁(31)には、所謂ダイレクトタッチ型のメタルダイヤフラム弁が使用されており、また、その駆動部(32)には圧電素子型駆動装置が使用されている。なお、これらの駆動部としてはこの他に、磁歪素子型駆動装置やソレノイド型駆動装置、モータ型駆動装置、空気圧型駆動装置、熱膨張型駆動装置が用いられる。
【００４９】
圧力検出器(33)には半導体歪型圧力センサーが使用されているが、圧力検出器としてはこの他に、金属箔歪型圧力センサーや静電容量型圧力センサー、磁気抵抗型圧力センサー等の使用も可能である。温度検出器(44)には熱電対型温度センサーが使用されているが、測温抵抗型温度センサー等の公知の各種温度センサーが使用できる。
【００５０】
オリフィス(34)は、所要の流量特性を具備するように、金属薄板製ガスケットに切削加工によって微小な孔を穿設して形成されている。オリフィスとしてはこの他に、エッチング及び放電加工により金属膜に孔を形成したオリフィスを使用することができる。
【００５１】
流体種類選択回路(37)は、流体を選択するもので、流量設定回路(38)はその流量設定信号Ｑe を演算制御回路(42)に指令する。比ＦＦ記憶部(39)はＮ２ガスに対する比ＦＦを記憶したメモリーである。流量演算部(40)では比ＦＦのデータを用いて、流通している流体種類の流量ＱをＱ＝比ＦＦ×ＱＮ（ＱＮ は相当Ｎ２ガス流量）で演算し、この値を流量表示部(41)に表示する。
【００５２】
この流量制御器(22)では、上流側圧力を下流側圧力の約２倍以上に保持しながら特定の流体に関し下流側の流量ＱｃをＱｃ＝Ｋ×Ｐ（Ｋ：定数）で演算できるように設定し、この演算流量Ｑｃと設定流量Ｑｓとの差信号によりコントロール弁(31)が開閉制御される。
【００５３】
ここで、流体種類毎にフローファクターＦＦは、次式で計算される。
【００５４】
ＦＦ＝（ｋ／γ）｛２／（κ＋１）｝１／（κ−１）［κ／｛（κ＋１）Ｒ｝１／２
γ：流体の標準状態に於ける密度、κ：流体の比熱比、Ｒ：流体定数、ｋ：流体種類に依存しない比例定数。
【００５５】
そして、比ＦＦ記憶部(39)に記憶された流体種類Ｂの流体種類Ａに対する比フローファクターを使用して、流量演算部(40)において、基準となる流体種類Ａの演算流量がＱａの場合に、同一オリフィス、同一上流側圧力および同一上流側温度の条件下で流体種類Ｂを流通させたとき、その演算流量ＱｂがＱｂ＝比フローファクター×Ｑａとして算出される。
【００５６】
これにより、１台の流量制御器(22)を複数の流体種類に対応させることができ、第４実施形態のものでは、これを使用することで、第３実施形態のものに比べて、Ｍ個の流量制御器(21)をｍ個（例えば半分）の流量制御器(22)とすることが可能となる。減らされる流量制御器(22)の数は、流体の種類や流量範囲によって適宜変更される。
【００５７】
この第４実施形態の流体制御部(4)は、第１から第３までの実施形態の流体制御装置(1)にも適用可能であり、これにより、各実施形態から流量制御器(21)の数を減らすことができる。
【符号の説明】
【００５８】
(1) 流体制御装置
(2)(4) 流体制御部
(3) 流体導入部
(5)(6) 第１および第２入口側遮断開放部
(7) 流体制御部側遮断開放部
(8)(9)(10)(11)第１〜第４入口側遮断開放部
(12)(13) 第１および第２流体制御部側遮断開放部
(21)(22) 流量制御器
(23) 開閉弁
(31) コントロール弁
(32) 駆動部
(33) 圧力検出器
(34) オリフィス
(42) 演算制御回路（演算制御装置）
Ｌ１〜Ｌ８ 流体制御ライン
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体製造装置等に使用される流体制御装置に関し、特に、複数の流体制御機器が集積化されて形成される流体制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置で使用される流体制御装置においては、複数の流体制御機器が直列状に配されてパイプや継手を介さずに接続されることによって形成された複数のラインをベース部材上に並列状に設置するという集積化が進んでいる（特許文献１および特許文献２）。
【０００３】
特許文献１の流体制御装置においては、図７に示すように、１つの流量制御器(21)を基本構成要素として１列のプロセスガス制御ライン（流体制御ライン）が構成され、複数（流量制御器(21)の数と同じ）のプロセスガス制御ラインＬ１〜Ｌ１６が並列に配置されることで、流体制御装置が構成されている。流体制御ラインＬ１〜Ｌ１６にさらに並列に追加されているラインＰは、パージガスラインである。
【０００４】
図７において、各プロセスガス制御ラインＬ１〜Ｌ１６は、入口側から、フィルタ(24)、入口側の２つの開閉弁(23)、流量制御器（マスフローコントローラ）(21)および出口側の開閉弁(25)を有しており、各プロセスガス制御ラインＬ１〜Ｌ１６に共通の出口部分にも、開閉弁(26)が設けられている。
【０００５】
このような流体制御装置においては、全てのプロセスガス制御ラインＬ１〜Ｌ１６に常に流体（ガス）が流されているわけではなく、２〜３ラインを使用して、異なる種類や異なる流量のガスが順次切り換えられ、流量調整器(21)によってその流量が調整されて、下流側のチャンバーへと送られる。流量調整器(21)として使用されるマスフローコントローラは、流量センサおよびコントロール弁などを内蔵したもので、高価でかつ頻繁なメンテナンスが必要であり、全体のコストを増加させる要因となっている。一方、半導体製造装置で使用される流体制御装置では、流体種類が増加する傾向にあり、それに伴って、スペースおよびコストが増加するという問題がある。
【０００６】
また、特許文献２の流体制御装置においては、１つの流量制御器を基本構成要素として入口および出口を１つずつ有する１列の流体制御ラインがＭ列配置された流体制御部と、複数の開閉弁によって入口数がＮ（＞Ｍ）で出口数がＭとなるように構成された流体導入部とを有し、流体導入部のＭ個の出口と流体制御部のＭ個の入口とがそれぞれ１：１で接続されている。
【０００７】
この特許文献２のものを図７に示した従来の流体制御装置に対応させると、図６に示すように、Ｍ個（図示は８個）の流量制御器(21)を基本構成要素とする流体制御ラインＬ１〜Ｌ８がＭ列配置された流体制御部(2)と、複数の開閉弁(23)によって入口数がＮ（図示は１６個）で出口数がＭとなるように構成された流体導入部(3)とを有しているものとなる。
【０００８】
同図において、各流体制御ラインＬ１〜Ｌ８は、プロセスガスを制御するラインであり、これらに並列となるように、１列のパージガスラインＰが設けられている。
【０００９】
流量制御器(21)としては、マスフローコントローラが使用されている。マスフローコントローラ(21)は、流量調整可能範囲が比較的狭いため、同じ種類の流体であってもその流量調整範囲が異なる場合には別のマスフローコントローラ(21)が使用されており、Ｍ列の流体制御ラインＬ１〜Ｌ８によって、Ｍ種類のプロセスガス（同じプロセスガスで流量が異なるものを含む）の流量を調整することができる。
【００１０】
流体導入部(3)は、Ｎ×Ｍ個の開閉弁(23)からなり、流体導入部(3)のＭ個の出口と流体制御部(2)のＭ個の入口とは、それぞれ１：１に対応するように接続されている。
【００１１】
流体導入部(3)のＮ個の各入口には、フィルタ(24)および手動弁(27)がそれぞれ設けられている。Ｍ列の各流体制御ラインＬ１〜Ｌ８には、それぞれ２つの出口側開閉弁(25)が設けられている。また、流体制御部(2)の出口側には、各流体制御ラインＬ１〜Ｌ８に共通の圧力スイッチ(28)、フィルタ(24)および開閉弁(26)が設けられている。
【００１２】
なお、流量制御器としては、マスフローコントローラの他に、圧力式のものも知られている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−２０６７００号公報
【特許文献２】特開２０００−３２３４６４号公報
【特許文献３】特許第３３８７８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記の図６に示す流体制御装置によると、図７に示す流体制御装置に比べて、相対的にコストが高くメンテナンスが面倒な流量制御器(21)を含む流体制御ラインが１６列（Ｎ列）から８列（Ｍ列）に減らされるという利点があるが、開閉弁(23)の数が大幅に増加するため、入口の数を多くしたい場合には、利点が十分に生かされないという問題がある。
【００１５】
この発明の目的は、コストを減少するとともに、スペースの減少も可能とした流体制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明による流体制御装置は、１つの流量制御器を基本構成要素として入口および出口を１つずつ有する１列の流体制御ラインがＭ列配置された流体制御部と、複数の開閉弁によって入口数がＮ（＞Ｍ）で出口数がＭとなるように構成された流体導入部とを有し、流体導入部のＭ個の出口と流体制御部のＭ個の入口とがそれぞれ１：１で接続されている流体制御装置において、流体導入部は、複数の開閉弁からなり入口側に配置されて入口の総数がＮ個で出口の総数がＫ個である入口側遮断開放部と、複数の開閉弁からなり入口側遮断開放部と流体制御部との間に配置されて入口の総数がＫ個で出口の総数がＭ個である流体制御部側遮断開放部とに分けられるとともに、入口側遮断開放部は、それぞれ２以上の所要数の開閉弁を有する複数のグループに分けられていることを特徴とするものである。
【００１７】
この流体制御装置は、入口数がＮ個、出口数がＭ個であり、Ｍ列の流体制御ライン（例えばＬ１〜Ｌ８）を使用してＮ種類の流体の流量を調整することができる。
【００１８】
１列の流体制御ラインは、流量制御器単独または流量制御器に所要の流体制御機器が接続されることで形成される。ここで、流体制御機器は、流量制御器（マスフローコントローラまたは流体可変型流量制御装置）以外の流体制御装置構成要素を意味し、流体制御機器としては、開閉弁（流体通路の遮断・開放を行う弁）、減圧弁、圧力表示機、フィルタ、圧力スイッチなどが適宜使用される。流体制御装置に必要な流体制御機器は、流体導入部のＮ個の入口にそれぞれ設けられるものと、Ｍ列の流体制御ラインのそれぞれに設けられるものと、流体制御部の出口にＭ列の流体制御ラインに共通のものとして設けられるものとに分けられて、適宜な箇所に配置される。
【００１９】
１つの流体制御ラインは、例えば、下段層となる複数のブロック状継手部材がおねじ部材によって可動レールに取り付けられ、隣り合う継手部材にまたがるように上段層となる複数の流体制御機器および流量制御器が上方からのねじ部材によって継手部材に取り付けられたものとされる。
【００２０】
一般的には、入口の総数がＮ個で出口の総数がＫ個である入口側遮断開放部は、Ｎ×Ｋ個の開閉弁からなるものとされ、Ｋ個で出口の総数がＭ個である流体制御部側遮断開放部は、Ｋ×Ｍ個の開閉弁からなるものとされるが、入口側遮断開放部がそれぞれ２以上の所要数の開閉弁を有する複数（例えば２つまたは４つ）のグループに分けられていることで、入口側遮断開放部の開閉弁の総数が、２つのグループに分けられている場合には、Ｎ×Ｋ／２個に、４つのグループに分けられている場合には、Ｎ×Ｋ／４個に減少する。
【００２１】
例えば、流体導入部は、それぞれＮ１×２個および（Ｎ−Ｎ１）×２個の開閉弁からなる第１および第２の入口側遮断開放部と、４×Ｍ個の開閉弁からなる流体制御部側遮断開放部とからなることがある。Ｎ１は、例えばＮ／２とされる。Ｎは入口数で、Ｍは出口数であり、この場合には、第１および第２入口側遮断開放部によって、入口数Ｎ個に対して出口数が４個（流体種類は、最大で各入口側遮断開放部に２種類ずつ計４種類に限定）とされ、流体制御部側遮断開放部によって４種類の流体がＭ個の出口のいずれかに分配される。このようにすることで、流体導入部を構成するのに必要な開閉弁の数を減少することができる。
【００２２】
また、流体導入部は、Ｎ＝Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３＋Ｎ４として、それぞれＮ１，Ｎ２，Ｎ３およびＮ４個の開閉弁からなる第１から第４までの入口側遮断開放部と、４×Ｍ個の開閉弁からなる流体制御部側遮断開放部とからなることがある。例えば、Ｎ１＝Ｎ２＝Ｎ３＝Ｎ４＝Ｎ／４とされる。Ｎは入口数で、Ｍは出口数であり、この場合には、第１から第４までの入口側遮断開放部によって、入口数Ｎ個に対して出口数が４個（流体種類は、最大で各入口側遮断開放部に１種類ずつ計４種類に限定）とされ、流体制御部側遮断開放部によって４種類の流体がＭ個の出口のいずれかに分配される。このようにすることで、流体導入部を構成するのに必要な開閉弁の数をより一層減少することができる。
【００２３】
また、流体導入部は、それぞれＮ／４個の開閉弁からなる第１から第４までの入口側遮断開放部と、それぞれ２×Ｍ／２個の開閉弁からなる第１および第２の流体制御部側遮断開放部とからなることがある。Ｎは入口数で、Ｍは出口数であり、この場合には、第１から第４までの入口側遮断開放部によって、入口数Ｎ個に対して出口数が４個（流体種類は、最大で各入口側遮断開放部に１種類ずつ計４種類に限定）とされ、第１および第２の流体制御部側遮断開放部によって４種類の流体がＭ個の出口のいずれかに分配される。このようにすることで、流体制御部側遮断開放部の開閉弁を減らすことができ、流体導入部を構成するのに必要な開閉弁の数をより一層減少することができる。
【００２４】
流量制御器としては、例えば、マスフローコントローラを使用することができ、マスフローコントローラは、入口通路および出口通路が形成された本体と、本体に取り付けられた流量センサおよびピエゾ圧電素子式コントロール弁とからなるものとされることがあり、また、開閉制御弁、圧力センサ、絞り部、流量センサおよび制御部からなるものとされることがある。
【００２５】
流量制御器としては、圧力式のもの（圧力式流量制御装置）とされることがあり、このような流量制御器としては、例えば、オリフィスの上流側圧力を下流側圧力の約２倍以上に保持した状態で流体の流量制御を行なう圧力式のものであって、金属薄板に微小な孔を穿設して形成されかつ所要の流量特性を具備したオリフィスと、オリフィスの上流側に設けたコントロール弁と，コントロール弁とオリフィス間に設けた圧力検出器と、圧力検出器の検出圧力Ｐから流量ＱｃをＱｃ＝Ｋ×Ｐ（但しＫは定数）として演算するとともに、流量指令信号Ｑｓと前記演算した流量信号Ｑｃとの差を制御信号Ｑｙとしてコントロール弁の駆動部へ出力する演算制御装置とから構成され、コントロール弁の開閉によりオリフィス上流側圧力を調整し、オリフィス下流側流量を制御するものがある。
【００２６】
この圧力式流量制御器によると、１台の圧力式流量制御器によって複数種類の流体の流量を調整することが可能であり、したがって、Ｍ個の流量制御器を有するＭ列の流体制御ラインがｍ（＜Ｍ）個の該圧力式流量制御器を有するＭ列の流体制御ラインで置き換え可能となる。このようにすることで、入口数および出口数を同じに保って、流体制御部で使用される流量制御器の数を減少することができる。
【発明の効果】
【００２７】
この発明の流体制御装置によると、Ｎ個の入口数に対応して、Ｍ（＜Ｎ）列の流体制御ラインが対応させられているので、コスト増加要因となる流量制御器を減少することができ、全体のコストを下げることができる。また、複数の開閉弁からなる流体導入部の開閉弁の数の増加が抑えられているので、より一層のコスト低減ができるとともに、全体としての設置スペースも減少する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、この発明による流体制御装置の第１実施形態を示すフロー図である。
【図２】図２は、この発明による流体制御装置の第２実施形態を示すフロー図である。
【図３】図３は、この発明による流体制御装置の第３実施形態を示すフロー図である。
【図４】図４は、この発明による流体制御装置の第４実施形態を示すフロー図である。
【図５】図５は、この発明による流体制御装置の第４実施形態で使用されている流量制御器を示すブロック図である。
【図６】図６は、この発明による流体制御装置の比較例となる従来の流体制御装置を示すフロー図である。
【図７】図７は、従来の流体制御装置の他の例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。以下の説明において、図６に示したものと同じ構成には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３０】
図１は、この発明の流体制御装置の第１実施形態を示している。
【００３１】
この実施形態の流体導入部(3)は、３つに分けられており、入口側に配置されてそれぞれ２×Ｎ／２個の開閉弁(23)からなる第１および第２入口側遮断開放部(5)(6)と、４×Ｍ個の開閉弁(23)からなり、第１および第２入口側遮断開放部(5)(6)と流体制御部(2)との間に配置された流体制御部側遮断開放部(7)とからなる。
【００３２】
第１および第２入口側遮断開放部(5)(6)は、Ｎ個の入口を２つの入口側遮断開放部に分けるもので、それぞれＮ／２個の入口と２個の出口とを有している。これにより、第１および第２入口側遮断開放部(5)(6)を合わせた出口数（流体制御部側遮断開放部(7)にとっては入口数）は、（２＋２）個となり、この計４個の出口数に対応して、流体制御部側遮断開放部(7)を４×Ｍ個の開閉弁(23)によって構成することで、流体導入部(3)全体としては、Ｍ個の出口が得られ、流体導入部(3)のＭ個の出口と流体制御部(2)のＭ個の入口とが、それぞれ１：１に対応するように接続されている。
【００３３】
図６に示したものでは、流体制御部(2)へは最大でＭ種類（８種類）の流体を同時に導入することができる。しかしながら、実用的には、流体制御部(2)へは最大で４種類の流体を同時に導入することができればよく、この条件下では、第１実施形態のようにすることで、開閉弁(23)の数の減少が可能となる。なお、この実施形態では、第１および第２入口側遮断開放部(5)(6)ともに出口数は２つであり、４種類の流体を同時に導入するに際しては、第１および第２入口側遮断開放部(5)(6)のいずれか一方に４種類とも導入することはできないので、第１および第２入口側遮断開放部(5)(6)にそれぞれ２種類ずつの流体が導入されることになる。
【００３４】
こうして、第１実施形態のものによると、図６のものに比べて、開閉弁(23)の数がＮ×Ｍ個から（２Ｎ＋４×Ｍ）個に減らされている。
【００３５】
図２は、この発明の流体制御装置の第２実施形態を示している。
【００３６】
この実施形態の流体導入部(3)は、５つに分けられており、入口側に配置されてそれぞれＮ／４個の開閉弁(23)からなる第１から第４までの入口側遮断開放部(8)(9)(10)(11)と、４×Ｍ個の開閉弁(23)からなり、第１から第４までの入口側遮断開放部(8)(9)(10)(11)と流体制御部(2)との間に配置された流体制御部側遮断開放部(7)とからなる。
【００３７】
流体制御部側遮断開放部(7)は、第１実施形態のものと同じ構成とされている。第１実施形態との相違点は、第１実施形態における第１および第２入口側遮断開放部(5)(6)がそれぞれさらに分割されて４つの入口側遮断開放部(8)(9)(10)(11)に分けられている点にある。第２実施形態のものによると、第１から第４までの各入口側遮断開放部(8)(9)(10)(11)にそれぞれ１種類ずつの流体が導入されることで、第１実施形態と同様に、第１から第４までの入口側遮断開放部(8)(9)(10)(11)の総出口数（流体制御部側遮断開放部(7)にとっては入口数）は、（１＋１＋１＋１）の４個となり、この計４個の出口数を４×Ｍ個の開閉弁(23)からなる流体制御部側遮断開放部(7)の各入口に対応させることで、流体導入部(3)全体としては、Ｍ個の出口が得られ、流体導入部(3)のＭ個の出口と流体制御部(2)のＭ個の入口とが、それぞれ１：１に対応するように接続されている。
【００３８】
こうして、第２実施形態のものによると、第１実施形態のものに比べて、開閉弁(23)の数がＮ個さらに減らされている。
【００３９】
図３は、この発明の流体制御装置の第３実施形態を示している。
【００４０】
この実施形態の流体導入部(3)は、６つに分けられており、入口側に配置されてそれぞれＮ／４個の開閉弁(23)からなる第１から第４までの入口側遮断開放部(8)(9)(10)(11)と、それぞれ２×Ｍ／２個の開閉弁(23)からなり、第１から第４までの入口側遮断開放部(8)(9)(10)(11)と流体制御部(2)との間に配置された第１および第２の流体制御部側遮断開放部(12)(13)とからなる。
【００４１】
第１から第４までの入口側遮断開放部(8)(9)(10)(11)は、第２実施形態のものと同じ構成とされている。第３実施形態の第２実施形態との相違点は、第２実施形態における流体制御部側遮断開放部(7)がそれぞれ分割されて２つの流体制御部側遮断開放部(12)(13)とされている点にある。第１および第２の流体制御部側遮断開放部(12)(13)は、全体として、入口数が４個、出口数がＭ個であり、これは、第２実施形態と同じである。
【００４２】
したがって、第３実施形態のものによると、第１から第４までの各入口側遮断開放部(8)(9)(10)(11)にそれぞれ１種類ずつの流体が導入されることで、第３実施形態と同様に、第１から第４までの入口側遮断開放部(8)(9)(10)(11)の総出口数（流体制御部側遮断開放部(12)(13)にとっては入口数）は、（１＋１＋１＋１）の４個となり、この計４個の出口数を第１流体制御部側遮断開放部(12)の２個の入口および第２流体制御部側遮断開放部(13)の２個の入口にそれぞれ対応させることで、流体制御部側遮断開放部(12)(13)全体（流体導入部(3)全体）としては、Ｍ個の出口が得られ、流体導入部(3)のＭ個の出口と流体制御部(2)のＭ個の入口とが、それぞれ１：１に対応するように接続されている。
【００４３】
こうして、第３実施形態のものによると、第２実施形態のものに比べて、流体制御部側遮断開放部(12)(13)の開閉弁(23)の数が半分（Ｍ／２個）に減らされている。
【００４４】
図４は、この発明の流体制御装置の第４実施形態を示している。第４実施形態のものは、第３実施形態のものと流体制御部(2)(4)の構成が相違している。
【００４５】
第４実施形態のものでは、流量制御器(22)が、マスフローコントローラ(21)に代えて、圧力式のものとされている。
【００４６】
この流量制御器(21)は、図５に示すように、コントロール弁(31)、その駆動部(32)、圧力検出器(33)、オリフィス(34)、流体取出用継手(35)、流量演算回路(36)、流体種類選択回路(37)、流量設定回路(38)、比ＦＦ記憶部(39)、流量演算部(40)、流量表示部(41)および演算制御回路(42)からなる。
【００４７】
流量演算回路(36)は、温度検出器(44)、増幅回路(43)(45)、Ａ／Ｄ変換器(46)(47)、温度補正回路(48)および演算回路(49)からなる。また、演算制御回路(42)は比較回路(50)および増幅回路(51)からなる。
【００４８】
コントロール弁(31)には、所謂ダイレクトタッチ型のメタルダイヤフラム弁が使用されており、また、その駆動部(32)には圧電素子型駆動装置が使用されている。なお、これらの駆動部としてはこの他に、磁歪素子型駆動装置やソレノイド型駆動装置、モータ型駆動装置、空気圧型駆動装置、熱膨張型駆動装置が用いられる。
【００４９】
圧力検出器(33)には半導体歪型圧力センサーが使用されているが、圧力検出器としてはこの他に、金属箔歪型圧力センサーや静電容量型圧力センサー、磁気抵抗型圧力センサー等の使用も可能である。温度検出器(44)には熱電対型温度センサーが使用されているが、測温抵抗型温度センサー等の公知の各種温度センサーが使用できる。
【００５０】
オリフィス(34)は、所要の流量特性を具備するように、金属薄板製ガスケットに切削加工によって微小な孔を穿設して形成されている。オリフィスとしてはこの他に、エッチング及び放電加工により金属膜に孔を形成したオリフィスを使用することができる。
【００５１】
流体種類選択回路(37)は、流体を選択するもので、流量設定回路(38)はその流量設定信号Ｑe を演算制御回路(42)に指令する。比ＦＦ記憶部(39)はＮ２ガスに対する比ＦＦを記憶したメモリーである。流量演算部(40)では比ＦＦのデータを用いて、流通している流体種類の流量ＱをＱ＝比ＦＦ×ＱＮ（ＱＮ は相当Ｎ２ガス流量）で演算し、この値を流量表示部(41)に表示する。
【００５２】
この流量制御器(22)では、上流側圧力を下流側圧力の約２倍以上に保持しながら特定の流体に関し下流側の流量ＱｃをＱｃ＝Ｋ×Ｐ（Ｋ：定数）で演算できるように設定し、この演算流量Ｑｃと設定流量Ｑｓとの差信号によりコントロール弁(31)が開閉制御される。
【００５３】
ここで、流体種類毎にフローファクターＦＦは、次式で計算される。
【００５４】
ＦＦ＝（ｋ／γ）｛２／（κ＋１）｝１／（κ−１）［κ／｛（κ＋１）Ｒ｝１／２
γ：流体の標準状態に於ける密度、κ：流体の比熱比、Ｒ：流体定数、ｋ：流体種類に依存しない比例定数。
【００５５】
そして、比ＦＦ記憶部(39)に記憶された流体種類Ｂの流体種類Ａに対する比フローファクターを使用して、流量演算部(40)において、基準となる流体種類Ａの演算流量がＱａの場合に、同一オリフィス、同一上流側圧力および同一上流側温度の条件下で流体種類Ｂを流通させたとき、その演算流量ＱｂがＱｂ＝比フローファクター×Ｑａとして算出される。
【００５６】
これにより、１台の流量制御器(22)を複数の流体種類に対応させることができ、第４実施形態のものでは、これを使用することで、第３実施形態のものに比べて、Ｍ個の流量制御器(21)をｍ個（例えば半分）の流量制御器(22)とすることが可能となる。減らされる流量制御器(22)の数は、流体の種類や流量範囲によって適宜変更される。
【００５７】
この第４実施形態の流体制御部(4)は、第１から第３までの実施形態の流体制御装置(1)にも適用可能であり、これにより、各実施形態から流量制御器(21)の数を減らすことができる。
【符号の説明】
【００５８】
(1) 流体制御装置
(2)(4) 流体制御部
(3) 流体導入部
(5)(6) 第１および第２入口側遮断開放部
(7) 流体制御部側遮断開放部
(8)(9)(10)(11)第１〜第４入口側遮断開放部
(12)(13) 第１および第２流体制御部側遮断開放部
(21)(22) 流量制御器
(23) 開閉弁
(31) コントロール弁
(32) 駆動部
(33) 圧力検出器
(34) オリフィス
(42) 演算制御回路（演算制御装置）
Ｌ１〜Ｌ８ 流体制御ライン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの流量制御器を基本構成要素として入口および出口を１つずつ有する１列の流体制御ラインがＭ列配置された流体制御部と、複数の開閉弁によって入口数がＮ（＞Ｍ）で出口数がＭとなるように構成された流体導入部とを有し、流体導入部のＭ個の出口と流体制御部のＭ個の入口とがそれぞれ１：１で接続されている流体制御装置において、
流体導入部は、複数の開閉弁からなり入口側に配置されて入口の総数がＮ個で出口の総数がＫ個である入口側遮断開放部と、複数の開閉弁からなり入口側遮断開放部と流体制御部との間に配置されて入口の総数がＫ個で出口の総数がＭ個である流体制御部側遮断開放部とに分けられるとともに、入口側遮断開放部は、それぞれ２以上の所要数の開閉弁を有する複数のグループに分けられていることを特徴とする流体制御装置。
【請求項２】
流体導入部は、それぞれＮ１×２個および（Ｎ−Ｎ１）×２個の開閉弁からなる第１および第２入口側遮断開放部と、４×Ｍ個の開閉弁からなる流体制御部側遮断開放部とからなる請求項１の流体制御装置。
【請求項３】
流体導入部は、Ｎ＝Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３＋Ｎ４として、それぞれＮ１，Ｎ２，Ｎ３およびＮ４個の開閉弁からなる第１から第４までの入口側遮断開放部と、４×Ｍ個の開閉弁からなる流体制御部側遮断開放部とからなる請求項１の流体制御装置。
【請求項４】
流体導入部は、それぞれＮ／４個の開閉弁からなる第１から第４までの入口側遮断開放部と、それぞれ２×Ｍ／２個の開閉弁からなる第１および第２の流体制御部側遮断開放部とからなる請求項１の流体制御装置。
【請求項５】
流量制御器は、オリフィスの上流側圧力を下流側圧力の約２倍以上に保持した状態で流体の流量制御を行なう圧力式のものであって、金属薄板に微小な孔を穿設して形成されかつ所要の流量特性を具備したオリフィスと、オリフィスの上流側に設けたコントロール弁と，コントロール弁とオリフィス間に設けた圧力検出器と、圧力検出器の検出圧力Ｐから流量ＱｃをＱｃ＝Ｋ×Ｐ（但しＫは定数）として演算するとともに、流量指令信号Ｑｓと前記演算した流量信号Ｑｃとの差を制御信号Ｑｙとしてコントロール弁の駆動部へ出力する演算制御装置とから構成され、コントロール弁の開閉によりオリフィス上流側圧力を調整し、オリフィス下流側流量を制御するものとされており、Ｍ個の流量制御器を有するＭ列の流体制御ラインがｍ（＜Ｍ）個の該圧力式流量制御器を有するＭ列の流体制御ラインで置き換えられていることを特徴とする請求項１から４までのいずれかの流体制御装置。
【請求項１】
１つの流量制御器を基本構成要素として入口および出口を１つずつ有する１列の流体制御ラインがＭ列配置された流体制御部と、複数の開閉弁によって入口数がＮ（＞Ｍ）で出口数がＭとなるように構成された流体導入部とを有し、流体導入部のＭ個の出口と流体制御部のＭ個の入口とがそれぞれ１：１で接続されている流体制御装置において、
流体導入部は、複数の開閉弁からなり入口側に配置されて入口の総数がＮ個で出口の総数がＫ個である入口側遮断開放部と、複数の開閉弁からなり入口側遮断開放部と流体制御部との間に配置されて入口の総数がＫ個で出口の総数がＭ個である流体制御部側遮断開放部とに分けられるとともに、入口側遮断開放部は、それぞれ２以上の所要数の開閉弁を有する複数のグループに分けられていることを特徴とする流体制御装置。
【請求項２】
流体導入部は、それぞれＮ１×２個および（Ｎ−Ｎ１）×２個の開閉弁からなる第１および第２入口側遮断開放部と、４×Ｍ個の開閉弁からなる流体制御部側遮断開放部とからなる請求項１の流体制御装置。
【請求項３】
流体導入部は、Ｎ＝Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３＋Ｎ４として、それぞれＮ１，Ｎ２，Ｎ３およびＮ４個の開閉弁からなる第１から第４までの入口側遮断開放部と、４×Ｍ個の開閉弁からなる流体制御部側遮断開放部とからなる請求項１の流体制御装置。
【請求項４】
流体導入部は、それぞれＮ／４個の開閉弁からなる第１から第４までの入口側遮断開放部と、それぞれ２×Ｍ／２個の開閉弁からなる第１および第２の流体制御部側遮断開放部とからなる請求項１の流体制御装置。
【請求項５】
流量制御器は、オリフィスの上流側圧力を下流側圧力の約２倍以上に保持した状態で流体の流量制御を行なう圧力式のものであって、金属薄板に微小な孔を穿設して形成されかつ所要の流量特性を具備したオリフィスと、オリフィスの上流側に設けたコントロール弁と，コントロール弁とオリフィス間に設けた圧力検出器と、圧力検出器の検出圧力Ｐから流量ＱｃをＱｃ＝Ｋ×Ｐ（但しＫは定数）として演算するとともに、流量指令信号Ｑｓと前記演算した流量信号Ｑｃとの差を制御信号Ｑｙとしてコントロール弁の駆動部へ出力する演算制御装置とから構成され、コントロール弁の開閉によりオリフィス上流側圧力を調整し、オリフィス下流側流量を制御するものとされており、Ｍ個の流量制御器を有するＭ列の流体制御ラインがｍ（＜Ｍ）個の該圧力式流量制御器を有するＭ列の流体制御ラインで置き換えられていることを特徴とする請求項１から４までのいずれかの流体制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２０４８９９（Ｐ２０１０−２０４８９９Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４９０４５（Ｐ２００９−４９０４５）
【出願日】平成２１年３月３日（２００９．３．３）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【出願人】（３９００３３８５７）株式会社フジキン (148)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３日（２００９．３．３）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【出願人】（３９００３３８５７）株式会社フジキン (148)
【Ｆターム（参考）】
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