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WO2009141947A1 - 圧力式流量制御装置を用いた流体の非連続式流量切替制御方法 - Google Patents

圧力式流量制御装置を用いた流体の非連続式流量切替制御方法 Download PDF

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WO2009141947A1
WO2009141947A1 PCT/JP2009/001069 JP2009001069W WO2009141947A1 WO 2009141947 A1 WO2009141947 A1 WO 2009141947A1 JP 2009001069 W JP2009001069 W JP 2009001069W WO 2009141947 A1 WO2009141947 A1 WO 2009141947A1
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flow rate
fluid
flow
control
range
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PCT/JP2009/001069
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大見忠弘
西野功二
土肥亮介
永瀬正明
杉田勝幸
平田薫
広瀬隆
篠原努
池田信一
吉田俊英
田中久士
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tohoku University NUC
Tokyo Electron Ltd
Fujikin Inc
Original Assignee
Tohoku University NUC
Tokyo Electron Ltd
Fujikin Inc
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Publication date
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    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • G05D7/0629—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
    • G05D7/0635—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • G01F1/40—Details of construction of the flow constriction devices
    • G01F1/42—Orifices or nozzles
    • G—PHYSICS
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    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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    • Y10T137/0318—Processes
    • Y10T137/0324—With control of flow by a condition or characteristic of a fluid
    • Y10T137/0379—By fluid pressure

Definitions

  • the present invention relates to an improvement of a fluid supply method used in semiconductor manufacturing equipment, chemical industry equipment, pharmaceutical industry equipment, etc., and desired flow rate control of various types of fluids using a pressure type flow control device.
  • the pressure type flow rate control device that can reduce the size of the fluid supply facility and reduce the manufacturing cost, and can expand the flow rate control range and maintain high flow rate control accuracy.
  • the present invention relates to a fluid non-continuous flow rate switching control method.
  • a variety of gases are switched and supplied from a single fluid supply device (hereinafter referred to as a gas box) to a gas use location while controlling the flow rate.
  • a gas box a single fluid supply device
  • various processing gases having different flow rates pass through 16 gas flow control devices A 1 to A 16 from one gas box GX, and etchers (hereinafter referred to as process chambers). Called) C.
  • S 1 to S 16 are gas sources
  • a 1 to A 16 are pressure type flow rate control devices
  • Ar to O 2 are gas types
  • 1600 SCCM to 50 SCCM are in the standard state of the pressure type flow rate control device. It is the maximum flow rate of the converted N 2 gas.
  • the conventional fluid supply equipment GX for the etcher C shown in FIG. 4 is provided with 16 pressure type flow rate control devices A 1 to A 16 , and gas supply lines L 1 to L 16 of different flow rates and gas types, respectively. 16 , a gas having a desired flow rate is switched and supplied at a predetermined timing.
  • each of the gas supply lines L 1 to L 16 there are a plurality of the same kind of gas supply lines, and among them, there are gas supply lines that are not simultaneously supplied with gas.
  • O 2 (100 SCCM) from the gas source S 10 and O 2 (2000 SCCM) from the gas source S 11 are not supplied to the process chamber C at the same time.
  • O 2 (50 SCCM) from the gas source S 16 may be supplied simultaneously with the O 2 of the gas source S 10 or the gas source S 11 .
  • O 2 supply line L 11 of the O 2 supply line L 10 and the gas source S 11 of the gas source S 10 is a line that does not perform simultaneous supply, if the pressure flow rate control device A 10 and the pressure-flow control If the flow control accuracy of the apparatus A 11 is sufficient, the two gas supply lines L 10 and L 11 are replaced with one O 2 supply line using a single pressure flow control device. be able to.
  • the pressure type flow rate control device are those having such circuit configuration of FIG. 5 (a) and (b), the former pressure type flow rate control device, an orifice upstream side gas pressure P 1 and the downstream side of an orifice gas pressure is intended the ratio P 2 / P 1 and P 2 is mainly used to equal to the critical value of the fluid, or if this lower (when the flow of so-called gas always under critical conditions), flows through the orifice 8
  • 2 is a control valve
  • 3 is an orifice upstream piping
  • 4 is a valve drive unit
  • 5 is an orifice downstream piping
  • 6 and 27 are pressure detectors
  • 7 is a temperature detector
  • 8 is an orifice.
  • 9 are valves
  • 13 and 31 are flow rate calculation circuits
  • 14 is a flow rate setting circuit
  • 16 is a calculation control circuit
  • 12 is a flow rate output circuit
  • 10, 11, 22, and 28 are amplifiers
  • 15 is a flow rate conversion circuit
  • 17 and 18 29 is an A / D converter
  • 19 is a temperature correction circuit
  • 20 and 30 are arithmetic circuits
  • 21 is a comparison circuit
  • Qc is an arithmetic flow rate signal
  • Qe is a flow rate setting signal
  • Qo is a flow rate output signal
  • Qy is a flow rate control signal.
  • P 1 is the orifice upstream gas pressure
  • k is the flow rate conversion rate.
  • the flow rate setting is given as a voltage value as the flow rate setting signal Qe.
  • the conversion rate k of the flow rate conversion circuit 15 is set to 1
  • the proportionality constant K changes even in the same orifice 8. This also applies to the pressure type flow rate control device of FIG. 5B. Even if the orifice 8 is the same, the proportionality constant K changes if the gas type changes.
  • the pressure type flow rate control device not only has a simple structure, but also has excellent characteristics in terms of responsiveness, control accuracy, control stability, manufacturing cost, maintainability, and the like.
  • the flow rate control range Kitsugi Narrow is because the orifice primary side pressure P 1 is controlled to a constant pressure value according to the flow rate set value, and therefore when the orifice secondary side pressure P 2 rises under the condition that P 2 / P 1 satisfies the critical expansion condition.
  • the current flow rate control accuracy that is, the limit of the flow rate control error is ⁇ 1.0% S. . P. (Within 10 to 100% of setting signal) and ⁇ 0.1% F. S. (Within the range of 1 to 10% of the setting signal).
  • ⁇ 1.0% S.E. P. Indicates the percent error relative to the setpoint flow rate
  • ⁇ 0.1% F.S. S. Indicates the percent error relative to the full scale flow rate, respectively.
  • a pressure type flow control device for semiconductor manufacturing equipment requires not only high flow control accuracy but also a wide flow control range. For this reason, when the required flow rate control range is wide, the flow rate control region is divided into a plurality of regions, and pressure type flow rate control devices having different maximum flow rates are provided to share each divided region.
  • the flow rate switching type pressure type flow rate control device combines a switching valve 34, a switching solenoid valve 32, a small flow rate orifice 8a and a large flow rate orifice 8c, for example, a flow rate control with a maximum flow rate of 2000 SCCM.
  • the flow rate up to 200 SCCM is controlled by the small flow rate orifice 8a
  • the flow rate from 200 to 2000 SCCM is controlled by the large flow rate orifice 8c.
  • the flow rate is controlled as a specific constant).
  • the flow characteristic curve is indicated by the characteristic S in FIG.
  • the switching valve 34 is opened via the switching electromagnetic valve 32. Thereby, the fluid flows into the pipeline 5 through the pipeline 5a, the switching valve 34, the large flow orifice 8c, the small flow orifice 8a, and the pipeline 5g.
  • S K S P 1 (where K S is a constant inherent to the small flow orifice 8a), and its flow characteristic curve is shown by a curve L in FIG.
  • the number of switching stages is set to 3 (for example, 3 flow areas of 20 SCCM, 200 SCCM, and 2000 SCCM), and the non-flow control range is 2 SCCM or less (ie, as shown in FIG. 8B). 20 SCCM ⁇ 10%).
  • the number of switching stages is set to 3 (for example, 3 flow areas of 20 SCCM, 200 SCCM, and 2000 SCCM), and the non-flow control range is 2 SCCM or less (ie, as shown in FIG. 8B). 20 SCCM ⁇ 10%).
  • there are three types of orifices 8 to be used which complicates the structure of the switching pressure type flow rate control device and increases the manufacturing cost and maintenance cost.
  • the present invention relates to the above-described problem in the flow rate control method using the conventional continuous flow range type flow rate switching type pressure type flow rate control device, that is, the small flow rate range (hereinafter referred to as the first flow rate range).
  • the first flow rate range the small flow rate range
  • it is necessary to increase the number of switching stages of the switching type pressure type flow control device, and it is intended to solve the problem of increasing the size of the flow control device and increasing the manufacturing cost.
  • the flow rate control using the switching type pressure type flow rate control device is a non-continuous type flow rate control, so that the flow rate control accuracy in the first flow rate range is not lowered and the first flow rate range and the large flow rate range (
  • a fluid discontinuous flow rate switching control method using a pressure-type flow rate control device that can be switched to a second flow rate range) and that enables downsizing of the device and significant reduction in manufacturing cost. It is to provide.
  • a flow rate control is performed by dividing a desired flow rate range, for example, a flow rate range of 0 to 2000 SCCM into a plurality of flow rate control regions.
  • pressure type flow control devices using orifices for two flow ranges of 200 to 2000 SCCM and 20 to 200 SCCM, or three types of 200 to 2000 SCCM, 20 to 200 SCCM and 2 to 20 SCCM
  • the flow rate range of 2 to 2000 SCCM was continuously controlled by a pressure type flow rate control device using an orifice for a flow rate range of 2 to 2000 SCCM.
  • the inventors of the present application do not increase the number of switching stages of the flow rate control range, that is, as a measure for improving the flow rate control accuracy in the first flow rate range by using a smaller type of control orifice,
  • the idea was to use a non-continuous flow control method that would eliminate the flow control in the region, and many flow control tests were conducted based on this idea.
  • a flow control orifice of 0 to 2000 SCCM and a flow control orifice of 10 to 100 SCCM are used as one pressure.
  • the pressure flow rate control device with the flow control range of 10 to 100 SCCM as the pressure flow control device with the latter flow control orifice and the flow rate range of 200 to 2000 SCCM with the former flow control orifice
  • Each of the control devices controls the flow rate, and the flow rate region of 100 to 200 SCCM is a so-called non-flow rate control region that does not perform flow rate control.
  • the flow rate of 1 SCCM is reduced to 1.0% S.C. P.
  • the flow rate can be controlled with a flow rate control error within the range, and the flow rate switching type pressure type flow rate control device having a simpler structure can be used to perform highly accurate flow rate control up to a small flow rate range.
  • the flow rate switching type pressure type flow rate control device having a simpler structure can be used to perform highly accurate flow rate control up to a small flow rate range.
  • the fluid passages between the fluid supply pipes and the fluid supply pipes are at least two parallel fluid passages, and orifices having different fluid flow characteristics are interposed in the parallel fluid passages, respectively.
  • the fluid in the first flow region is circulated to one orifice for flow control of the fluid in the region, and the fluid in the second flow region is supplied to at least the other orifice for flow control of the fluid in the second flow region.
  • Circulate
  • the minimum flow rate of the second flow rate range is greater than the maximum flow rate of the first flow rate range, and is between the minimum flow rate of the second flow rate range and the maximum flow rate of the first flow rate range. It is characterized in that the flow rate range can be freely switched without being controlled.
  • the flow rate control in the second flow rate range and the flow rate control in the first flow rate range are discontinuous, and the second flow rate range and the first flow rate range are defined.
  • the flow rate range between the flow rate ranges is excluded from the target of flow rate control.
  • the number of parallel fluid passages is two, and the number of orifices is two, that is, the first flow area orifice and the second flow area orifice. It is a thing.
  • the fluid flowing through the orifice is a fluid under a critical condition
  • the fluid flow rate is controlled by the operation of the switching valve provided in the fluid passage of the second flow rate orifice.
  • the control range is switched between the first flow rate range and the second flow rate range.
  • the invention according to claim 5 is the first flow rate according to claim 1, wherein the upper limit value is a value selected in the range of 10 to 1000 SCCM, and the lower limit value is 1 SCCM or more and smaller than the upper limit value. And the lower limit value is a numerical value selected in the range of 100 to 5000 SCCM, and the upper limit value is 10000 SCCM or less and the second flow rate range is larger than the lower limit value.
  • the flow rate control error is 1.0% S.D. when the fluid flow rate is in the range of 100% to 10% of the maximum flow rate. P. Try to be within.
  • the maximum flow rate of the fluid in the first flow rate region is set to one of 50 SCCM, 65 SCCM, 100 SCCM, 200 SCCM, or 1000 SCCM.
  • the maximum flow rate of the fluid in the second flow rate range is set to 1000 SCCM, 1500 SCCM, 2000 SCCM, 3000 SCCM, or 10,000 SCCM.
  • the use of the flow rate switching type pressure type flow rate control device having a simpler configuration can be used. Highly accurate flow rate control in the flow rate range and the second flow rate range can be performed, and although flow rate control accuracy is not guaranteed even in the intermediate flow rate range, rough flow rate control can be performed, and a practically excellent utility can be obtained.
  • FIG. 1 is a configuration explanatory diagram of a flow rate switching type pressure type flow rate control device used in the present invention.
  • FIG. It is explanatory drawing which shows the other example of the discontinuous type flow switching method by this invention. It is explanatory drawing which shows an example of gas supply description for an etcher in the conventional semiconductor manufacturing apparatus.
  • A is a systematic diagram showing an example of a pressure type flow control device.
  • B is a systematic diagram showing another example of a pressure type flow control device. It is a systematic diagram of a conventional flow rate switching type pressure type flow rate control device.
  • FIG. 7 is a flow control characteristic diagram of the flow rate switching type pressure flow control device of FIG. 6.
  • FIG. (A) is explanatory drawing of the continuous flow control area
  • (B) is an explanatory view of a continuous flow rate control region when three types of flow rate switching regions are provided in order to increase the flow rate control accuracy in a small flow rate region.
  • A is a flow rate switching type pressure type flow control device
  • Gc is a driving gas
  • Qe is a setting input signal
  • Qo is a flow rate output signal
  • S L / S S is a flow rate region switching signal
  • C 1 is a switching signal
  • P 0 is a supply Side pressure
  • P 1 is the pressure upstream of the orifice
  • GX is a fluid supply device (gas box)
  • a 1 to An are pressure flow control devices
  • C is an etcher (process chamber)
  • S 1 to Sn are gas sources
  • Ar to O 2 is a processing gas
  • L 1 to Ln are gas supply lines
  • F100 is a control region with a pressure flow device with a maximum flow rate of 100 SCCM
  • F2L is a control region with a pressure flow device with a maximum flow rate of 2000 SCCM
  • B is a non-flow control region.
  • 1 is a control unit
  • 2 is a control valve
  • 3 is an orifice upstream pipe
  • 4 is a drive unit
  • 5 is an orifice downstream pipe
  • 6 is a pressure sensor
  • 7 is a temperature detector
  • 8 is an orifice
  • 8a ′ Is a first flow area orifice
  • 8c is a second flow area orifice
  • 32 is a switching solenoid valve
  • 34 is a switching valve
  • 34a is a valve drive unit
  • 34b is a proximity sensor.
  • FIG. 2 is a configuration explanatory view of a flow rate switching type pressure type flow rate control device A used in the practice of the present invention.
  • the flow rate switching type pressure flow control device A itself is the same as the conventional flow rate control device shown in FIG. 6, and only the orifice diameter of the first flow rate region orifice 8a ′ used is different.
  • 1 is a control unit
  • 2 is a control valve
  • 3 is an orifice upstream (primary side) conduit
  • 4 is a valve drive unit
  • 5 is a fluid supply conduit
  • 6 is a pressure sensor
  • 8a ' is the first.
  • control unit 1 is a flow area orifice
  • 8c is a second flow area orifice
  • 32 is a switching solenoid valve
  • 34 is a switching valve.
  • the control unit 1, control valve 2, valve drive unit 4, pressure sensor 6, etc. of the pressure type flow rate control device are well known, and the control unit 1 has a flow rate input / output signal terminal (set flow rate input signal Qe, control flow rate).
  • Flow rate output signals Qo ⁇ DC 0 to 5 V) Qe, Qo, power supply terminal ( ⁇ DC 15 V) E, and control flow rate switching command signal input terminals S L , S S are provided.
  • input / output signals are transmitted by serial digital signals.
  • the switching solenoid valve 32 is a known air-operated solenoid valve, and when the switching signal C 1 is input from the control unit 1, the driving gas Gc (0.4 to 0.7 MPa) is supplied.
  • the switching solenoid valve 32 operates.
  • the driving gas Gc is supplied to the valve driving portion 34a of the switching valve 34, and the switching valve 34 is opened and closed.
  • the operation of the switching valve 34 is detected by a limit switch 34b provided in each valve driving unit 34a and input to the control unit 1.
  • a pneumatically-operated normally closed valve is used as the switching valve 34.
  • the pipelines 5a and 5c form a bypass passage of the orifice 8a ′.
  • the control flow rate is the first flow rate range
  • the fluid whose flow rate is controlled by the first flow rate orifice 8a ′ is It circulates through the pipe line 5g.
  • the control flow rate is in the second flow rate range
  • the fluid flows into the second flow rate range orifice 8c through the pipe 5a, and the fluid whose flow rate is mainly controlled by the second flow rate range orifice 8c. , Flows into the fluid supply line 5.
  • the flow control up to 2000 SCCM is divided into a first flow range up to 100 SCCM and a second flow range up to 200 to 2000 SCCM.
  • Ks KsP 1
  • the orifice 8a ' is used for a maximum flow rate of 100 SCCM.
  • Flow control is performed with the following accuracy.
  • the switching valve 34 is opened via the switching electromagnetic valve 32.
  • the control flow rate Q S K S P 1 (where K S is a constant specific to the second flow rate orifice 8a) and the downstream pressure of the orifices 8c and 8a ′. Is 100 Torr or less, the error is 1.0% S.D. over the flow rate range of 200 to 2000 SCCM (10 to 100% flow rate). P.
  • the following highly accurate flow rate control is performed. In FIG. 2, the flow rate control range is divided into two flow rate ranges using two orifices 8a 'and 8c, but the flow rate range is set to three or more with two or more orifices and parallel pipes. Of course, it may be divided into two.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a non-continuous flow switching type flow control method according to the present invention.
  • a pressure type flow control device F100 having a maximum flow rate of 100 SCCM using a first flow range orifice 8a ′ By switching and using the pressure flow rate control device F2L having a maximum flow rate of 2000 SCCM using both the flow rate orifice 8c and the first flow rate orifice 8a ′, 10 SCCM when the orifice downstream pressure is 100 Torr or less.
  • the flow rate control within can be performed.
  • the discontinuous switching flow rate control method using the pressure type flow rate control device F100 having a maximum flow rate of 100 SCCM and the pressure type flow rate control device F2L having a maximum flow rate of 2000 SCCM has been described. It is also possible to adopt a combination of pressure type flow control devices F50 and F1300 with a maximum flow rate of 50 SCCM and a maximum flow rate of 1300 SCCM, a combination of pressure type flow control devices F65 and F2L with a maximum flow rate of 65 SCCM and a maximum flow rate of 2000 SCCM, and the like. .
  • the flow rate region (50 to 130 SCCM) B1 and the flow rate region (65 to 200 SCCM) B2 are non-continuous regions (non-flow rate control region) of the flow rate control.
  • 50, 65, 100, 200, 1000 SCCM or the like is selected as the maximum control flow rate in the first flow rate range, but generally corresponds to the first numerical value selected in the range of 10 to 1000 SCCM. Is selected as the maximum control flow rate in the first flow rate range. Further, 1000, 1300, 1500, 2000, 3000, 10,000 SCCM, etc. are selected as the maximum control flow rate in the second flow rate range.
  • 1 SCCM is selected as the minimum control flow rate in the first flow rate range
  • the minimum control flow rate in the second flow rate range corresponds to the second numerical value selected in the range of 100 to 5000 SCCM.
  • the flow rate is selected as the control minimum flow rate in the second flow rate range.
  • the flow rate range of the first flow rate range is a flow rate range from 1 SCCM to the flow rate corresponding to the first numeric value
  • the flow rate range of the second flow rate range is the second numeric value.
  • the flow rate range is from the corresponding flow rate to 10,000 SCCM.
  • the present invention is applied to fluid supply of various fluids in semiconductor manufacturing, chemical industry, pharmaceutical industry, food industry and the like.

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Abstract

本発明は、圧力式流量制御装置のコントロール弁の下流側と流体供給用管路との間の流体通路を少なくとも二つ以上の並列状の流体通路とすると共に、前記各並列状の流体通路へ流体流量特性の異なるオリフィスを夫々介在させ、第１の流量域の流体の流量制御には一方のオリフィスへ前記第１の流量域の流体を流通させ、また第２の流量域の流体の流量制御には少なくとも他方のオリフィスへ前記第２の流量域の流体を流通させるようにした流量レンジ可変型圧力式流量制御装置を用いた流体の流量制御方法に於いて、前記小流量の第１の流量域の流体の最大制御流量が、前記大流量の第２の流量域の最大制御流量の１０％より小さくなるように前記各オリフィスの流量特性を選定し、所定の流量制御誤差内で流量制御が可能な第１の流量域における最小流量を引き下げる。

Description

圧力式流量制御装置を用いた流体の非連続式流量切替制御方法
　本発明は半導体製造設備や化学産業設備、薬品産業設備等で使用する流体供給方法の改良に関するものであり、圧力式流量制御装置を用いて異なる流量の多種類の流体を流量制御しつつ所望の箇所へ供給する流体供給システムに於いて、流体供給設備の小型化と製造コストの引下げを可能にすると共に、流量制御範囲の拡大と高い流量制御精度の維持を図れるようにした圧力式流量制御装置を用いた流体の非連続式流量切替制御方法に関するものである。
　半導体製造装置等では、一般に一基の流体供給装置（以下、ガスボックスと呼ぶ）から多種類のガスがガス使用箇所へ流量制御しつつ切替え供給されている。例えば、所謂エッチャーに於いては、図４に示すように一基のガスボックスＧＸから１６基の流量制御装置Ａ１～Ａ１６を通して夫々流量の異なる各種の処理用ガスがエッチャー（以下プロセスチャンバーと呼ぶ）Ｃへ供給されている。尚、図４に於いて、Ｓ１～Ｓ１６はガス源、Ａ１～Ａ１６は圧力式流量制御装置、Ａｒ～Ｏ２はガス種、１６００SCCM～５０SCCMは圧力式流量制御装置の標準状態に換算したＮ２ガスの最大流量である。
　而して、図４に示した従前のエッチャーＣへの流体供給設備ＧＸでは１６基の圧力式流量制御装置Ａ１～Ａ１６を設け、夫々異なる流量及びガス種のガス供給ラインＬ１～Ｌ１６を通して、所望流量のガスを所定のタイミングで切替え供給するようにしている。
　また、各ガス供給ラインＬ１～Ｌ１６の中には、同種ガスの供給ラインが複数存在しており、且つその中には、同時にガス供給が行われることのないガス供給ラインが存在する。例えば、ガス源Ｓ１０からのＯ２（１００ＳＣＣＭ）とガス源Ｓ１１からのＯ２（２０００ＳＣＣＭ）とは、同時にプロセスチャンバーＣへ供給されることが無いものである。尚、ガス源Ｓ１６からのＯ２（５０ＳＣＣＭ）は前記ガス源Ｓ１０又はガス源Ｓ１１のＯ２と同時に供給される場合がある。
　上述のように、ガス源Ｓ１０のＯ２供給ラインＬ１０とガス源Ｓ１１のＯ２供給ラインＬ１１は同時供給を行わないラインであるから、もしも圧力流量制御装置Ａ１０及び圧力流量制御装置Ａ１１の流量制御精度が必要な精度を保持するものであれば、両ガス供給ラインＬ１０、Ｌ１１を一基の圧力式流量制御装置を用いた一つのＯ２供給ラインに置き替えすることができる。
　一方、圧力式流量制御装置は、図５（ａ）及び（ｂ）の如き回路構成を有するものであり、前者の圧力式流量制御装置は、オリフィス上流側気体圧力Ｐ１とオリフィス下流側気体圧力Ｐ２との比Ｐ２／Ｐ１が流体の臨界値に等しいか、若しくはこれより低い場合（所謂気体の流れが常に臨界状態下にあるとき）に主として用いられるものであり、オリフィス８を流通する気体流量Ｑｃは、Ｑｃ＝ＫＰ１（但し、Ｋは比例定数）で与えられる。また、後者の圧力式流量制御装置は、臨界状態と非臨界状態の両方の流れ状態となる気体の流量制御に主として用いられるものであり、オリフィス８を流れる気体の流量は、Ｑｃ＝ＫＰ２ ｍ（Ｐ１－Ｐ２）ｎ（Ｋは比例定数、ｍとｎは定数）として与えられる。
　尚、図５に於いて、２はコントロール弁、３はオリフィス上流側配管、４は弁駆動部、５はオリフィス下流側配管、６、２７は圧力検出器、７は温度検出器、８はオリフィス、９はバルブ、１３、３１は流量演算回路、１４は流量設定回路、１６は演算制御回路、１２は流量出力回路、１０、１１、２２、２８は増幅器、１５は流量変換回路、１７、１８、２９はＡ／Ｄ変換器、１９は温度補正回路、２０、３０は演算回路、２１は比較回路、Ｑｃは演算流量信号、Ｑｅは流量設定信号、Ｑｏは流量出力信号、Ｑｙは流量制御信号、Ｐ１はオリフィス上流側気体圧力、Ｐ２オリフィス下流側気体圧力、ｋは流量変換率である。
　流量設定は、流量設定信号Ｑｅとして電圧値で与えられ、通常は上流側圧力Ｐ１の圧力制御範囲０～３（ｋｇｆ／ｃｍ２　ａｂｓ）が電圧範囲０～５Ｖで表示され、Ｑｅ＝５Ｖ（フルスケール値）は、３（ｋｇｆ／ｃｍ２　ａｂｓ）の圧力Ｐ１における流量Ｑｃ＝ＫＰ１に相当するフルスケール流量となる。
　例えば、いま流量変換回路１５の変換率ｋが１に設定されていると、流量設定信号Ｑｅ＝５Ｖの入力により、演算流量信号Ｑｃは５Ｖとなり、上流側圧力Ｐ１が３（ｋｇｆ／ｃｍ２　ａｂｓ）になるまでコントロール弁２が開閉操作され、Ｐ１＝３（ｋｇｆ／ｃｍ２　ａｂｓ）に対応する流量Ｑｃ＝ＫＰ１のガスがオリフィス８を流通する。
　また、制御すべき圧力範囲を０～２（ｋｇｆ／ｃｍ２　ａｂｓ）に切替え、この圧力範囲を０～５（Ｖ）の流量設定信号Ｑｅで表示する場合（即ち、フルスケール値５Ｖが２（ｋｇｆ／ｃｍ２　ａｂｓ）を与える場合）には、前記流量変換率ｋは２／３に設定される。
　その結果、流量設定信号Ｑｅ＝５（Ｖ）が入力されると、Ｑｆ＝ｋＱｃから、切替演算流量信号ＱｆはＱｆ＝５×２／３（Ｖ）となり、上流側圧力Ｐ１が３×２／３＝２（ｋｇｆ／ｃｍ２　ａｂｓ）になるまで、コントロール弁２が開閉操作される。
　即ち、Ｑｅ＝５Ｖが、Ｐ１＝２（ｋｇｆ／ｃｍ２　ａｂｓ）に相当する流量Ｑｃ＝ＫＰ１を表すようにフルスケールの流量が変換される。
　臨界状態下においては、オリフィス８を流通する気体流量Ｑｃは、前記Ｑｃ＝ＫＰ１で与えられるが、流量制御すべきガス種が変れば、同一オリフィス８であっても比例定数Ｋが変化する。尚、このことは、図５（ｂ）の圧力式流量制御装置においても同様であり、オリフィス８が同一であってもガス種が変われば比例定数Ｋが変化する。
　当該圧力式流量制御装置は、構造の簡素であるだけでなく、応答性や制御精度、制御の安定性、製造コスト、メンテナンス性等の点でも優れた特性を具備している。
　しかし、図５（ａ）の圧力式流量制御装置においては、臨界条件下で流量ＱｃをＱｃ＝ＫＰ１として演算するため、オリフィス二次側圧力Ｐ２が上昇するにつれて、流量制御範囲が斬次狭くなる。何故ならオリフィス一次側圧力Ｐ１は流量設定値に従って一定圧力値に制御されているため、Ｐ２／Ｐ１が臨界膨張条件を満たしている状態の下でオリフィス二次側圧力Ｐ２が上昇すると、必然的にオリフィス一次側圧力Ｐ１の調整範囲、即ちＰ１による流量Ｑｃの制御範囲が狭くなるからである。そのため、流体の制御流量が減少して前記臨界条件を外れると、流量制御精度が大幅に低下することになる。
　同様に、図５（ｂ）の圧力式流量制御装置にあっても、定数ｍ、ｎを適宜に選定することにより演算流量値が実測流量値に近づくように補正されているものの、流体の制御流量が減少すると流量制御精度の低下が不可避となる。
　具体的には、臨界条件下で流体の流量制御を行う図５（ａ）の圧力式流量制御装置にあっては、現在の流量制御精度、即ち流量制御誤差の限界は±１．０％Ｓ．Ｐ．以内（設定信号が１０～１００％の範囲内に於いて）及び±０．１％Ｆ．Ｓ．以内（設定信号が１～１０％の範囲内に於いて）である。尚、±１．０％Ｓ．Ｐ．はセットポイント流量に対するパーセント誤差を、また、±０．１％Ｆ．Ｓ．はフルスケール流量に対するパーセント誤差を、夫々示すものである。
　一方、半導体製造装置用の圧力式流量制御装置は、高い流量制御精度のみならず広い流量制御範囲を必要とされる。そのため、要求される流量制御範囲が広いときには流量制御域を複数域に分割し、各分割域を分担する最大流量の異なる圧力式流量制御装置を夫々設けるようにしている。
　しかし、複数基の流量制御装置を設ける場合には、必然的に装置の大型化や高コスト化を招き、様々な不都合を生ずることになる。
　そのため、本願発明者は先に図６のような１台の圧力式流量制御装置により広い流量域の流量制御を比較的高精度で行えるようにした流量切替型の圧力式流量制御装置を開発し、これを公開している。
　当該流量切替型圧力式流量制御装置は、図６に示すように切替バルブ３４と切替用電磁弁３2と小流量用オリフィス８ａと大流量用オリフィス８ｃとを組み合せ、例えば、最大流量２０００ＳＣＣＭの流量制御を行う場合には、小流量用オリフィス８ａにより２００ＳＣＣＭまでの流量を、また大流量用オリフィス８ｃにより２００から２０００ＳＣＣＭまでの流量を夫々流量制御するものである。
　具体的には、２００ＳＣＣＭまでの小流量を制御する場合には切替弁３４を閉の状態に保持し、小流量オリフィス８ａを流通する流体流量ＱｓをＱｓ＝ＫｓＰ１（但し、Ｋｓはオリフィス８ａに固有の定数）として流量制御する。流量特性曲線は図７の特性Ｓで示される。
　また、流量２０００ＳＣＣＭ以下の流体を制御する場合には、切替用電磁弁３２を介して切替バルブ３４を開放する。これにより、流体は管路５ａ・切替弁３４・大流量オリフィス８ｃ及び小流量オリフィス８ａ・管路５ｇを通して管路５へ流入する。この場合、管路５へ流入する流体流量は、大流量オリフィス８ｃによる制御流量ＱＣ＝ＫＣＰ１（但し、Ｋｃは大流量オリフィス８ｃに固有の定数）と小流量オリフィス８ａによる制御流量ＱＳ＝ＫＳＰ１（但しＫＳは小流量オリフィス８ａに固有の定数）との和となり、その流量特性曲線は図７の曲線Ｌで示されたものとなる。
　前記両流量特性Ｓ、Ｌの制御流量域の関係を図示すれば図８の（ａ）のようになり、前述のように設定信号が１０～１００％のときに（即ち、小流量特性Ｓで制御中の場合には,流量が２０～２００ＳＣＣＭのときに）流量制御誤差を±１．０%Ｓ．Ｐ．以内とするためには、最小流量制御値が２０ＳＣＣＭとなる。
　一方、前記図４のガス源Ｓ１０（１００ＳＣＣＭ）及びガス源Ｓ１１（２０００ＳＣＣＭ）のガス流路を１台の切替型圧力式流量制御装置を用いて流量を切替制御する場合に、図８の（ａ）の如き連続式レンジの流量制御とした場合には、流量制御誤差を±１．０％Ｓ．Ｐ．以内に保持するためには２０ＳＣＣＭ以上（設定信号１０％以上）の制御流量を必要とすることになる。そのため、ガス源Ｓ１０からのＯ２供給流量が最大流量１００ＳＣＣＭの場合には、図８の（ａ）の如き連続式レンジの流量制御では流量の未制御範囲が最大で２０ＳＣＣＭにまで達することになり、小流量域に於ける流量制御精度が極端に低下することとなる。
　また、流量制御精度を高めようとすれば、図８（ｂ）に示すように切替段数を３段（例えば、２０ＳＣＣＭと２００ＳＣＣＭと２０００ＳＣＣＭの３流量領域）として、未流量制御範囲を２ＳＣＣＭ以下(即ち、２０ＳＣＣＭ×１０%)とすることも可能である。しかし、この場合には使用するオリフィス８が３種類となって切替型圧力式流量制御装置の構造が複雑化し、その製造コストや維持管理費が増大すると云う難点がある。
特開２００３－１９５９４８号公報 特開２００４－１９９１０９号公報 特開２００７－４６４４号公報
本発明は、従前の連続流量レンジタイプの流量切替型圧力式流量制御装置を用いた流量制御方法に於ける上述の如き問題、即ち、小流量域（以下、第１の流量域と呼ぶ）の流量制御精度を高めようとすると、切替型圧力式流量制御装置の切替段数を増やす必要があり、流量制御装置の大型化や製造コストの上昇を招くと云う問題を解決せんとするものであり、切替型圧力式流量制御装置を用いた流量制御を非連続型流量制御とすることにより、第１の流量域に於ける流量制御精度を低下させることなしに第１の流量域と大流量域（以下、第２の流量域と呼ぶ）との切替えができ、且つ装置の小型化と製造コストの大幅な削減を可能にした圧力式流量制御装置を用いた流体の非連続式流量切替制御方法を提供するものである。
　従前から、第１の流量域の流量制御精度を高めるために所望の流量範囲、例えば０～２０００ＳＣＣＭの流量範囲を複数の流量制御領域に分割して流量制御を行う場合には、前記図８（ａ）、（ｂ）に示すように２００～２０００ＳＣＣＭと２０～２００ＳＣＣＭの２種の流量域用のオリフィスを用いた圧力式流量制御装置、或いは２００～２０００ＳＣＣＭと２０～２００ＳＣＣＭと２～２０ＳＣＣＭの３種の流量域用のオリフィスを用いた圧力式流量制御装置によって、２～２０００ＳＣＣＭの流量範囲を連続的に流量制御するようにしていた。
　しかし、このような連続流量制御方式にあっては、第１の流量域における流量制御精度を高めるためには必然的に切替段数を増加して最小流量域用の流量調整用オリフィスを小流量定格のものにすることが必要となる。何故なら、圧力式流量制御装置に於いては、流量制御誤差を１．０％Ｓ．Ｐ．以内に保持できる制御流量が定格流量の１０～１００％の流量範囲に限定されるからである。
　そこで、本願発明者等は流量制御範囲の切替段数を増加することなしに、即ち、より少ない種類の制御用オリフィスの使用でもって第１の流量域の流量制御精度を高める方策として、中間の流量領域の流量制御を削除するようにした非連続式の流量制御方式の利用を着想し、そして、当該着想に基づいて数多くの流量制御試験を行った。
　具体的には、前記図１に示すように、例えば０～２０００ＳＣＣＭの流量範囲を流量制御する場合に、０～２０００ＳＣＣＭの流量制御用オリフィスと１０～１００ＳＣＣＭの流量制御用オリフィスとを１基の圧力式流量制御装置に組み合せ、１０～１００ＳＣＣＭの領域を後者の流量制御用オリフィスを備えた圧力式流量制御装置として、また、２００～２０００ＳＣＣＭの流量領域を前者の流量制御用オリフィスを備えた圧力式流量制御装置として夫々流量制御すると共に、１００～２００ＳＣＣＭの流量領域は流量制御を行わない所謂非流量制御領域とする構成としたものである。
　当該非連続式の流量制御の方法とすることにより、最小１ＳＣＣＭの流量を１．０％Ｓ．Ｐ．以内の流量制御誤差でもって流量制御することができ、より簡単な構造の流量切替型圧力式流量制御装置の使用でもって、小流量域まで高精度な流量制御を行える。
　その結果、例えば前記図４のガス供給ラインＬ１０とガス供給ラインＬ１１とを一本の供給ラインにまとめたとしても、１００ＳＣＣＭと２０００ＳＣＣＭの異なる流量域のＯ２を１基の切替型圧力式流量制御装置でもって、しかも１．０％Ｓ．Ｐ．以内の流量制御誤差（１０～１００％流量範囲）でもって流量制御することができる。
　本願発明は上述の如き過程を経て創作さえたものであり、請求項１の発明は、オリフィス上流側圧力Ｐ１及び又はオリフィス下流側圧力Ｐ２から、オリフィスを流通する流体の流量をＱｃ＝ＫＰ１（Ｋは比例定数）又はＱｃ＝ＫＰ２ ｍ（Ｐ１－Ｐ２）ｎ（Ｋは比例定数、ｍとｎは定数）として演算するようにした圧力式流量制御装置のコントロール弁の下流側と流体供給用管路との間の流体通路を少なくとも二つ以上の並列状の流体通路とすると共に、前記各並列状の流体通路へ流体流量特性の異なるオリフィスを夫々介在させ、第１の流量域の流体の流量制御には一方のオリフィスへ前記第１の流量域の流体を流通させ、また第２の流量域の流体の流量制御には少なくとも他方のオリフィスへ前記第２の流量域の流体を流通させるようにし、前記第２の流量域の最小流量は、前記第１の流量域の最大流量よりも大きく、前記第２の流量域の最小流量と前記第１の流量域の最大流量との間の流量域を非制御として自在に切替えられるようにしたことを特徴とする。
　請求項２の発明は、請求項１の発明に於いて、第２の流量域の流量制御と第１の流量域の流量制御とを不連続とし、前記第２の流量域と前記第１の流量域との間の流量域については流量制御の対象外とするようにしたものである。
　請求項３の発明は、請求項１の発明において、並列状の流体通路の数を２個に、またオリフィスを第１の流量域用オリフィスと第２の流量域用オリフィスの２個とするようにしたものである。
　請求項４の発明は、請求項３の発明において、オリフィスを流通する流体を臨界条件下の流体とすると共に、第２の流量域用オリフィスの流体通路に設けた切替バルブの作動により流体流量の制御範囲を第１の流量域と第２の流量域に切替えするようにしたものである。
　請求項５の発明は、請求項１の発明に於いて、上限値を１０～１０００ＳＣＣＭの範囲で選ばれた数値とし、下限値を１ＳＣＣＭ以上で且つ上限値よりも小さい値とした第１の流量域と、下限値を１００～５０００ＳＣＣＭの範囲で選ばれた数値とし、上限値を１００００ＳＣＣＭ以下で且つ下限値よりも大きい値とした第２の流量域とするようにしたものである。
　本発明では、流量制御誤差を流体流量が最大流量の１００％～１０％の範囲内において１．０％Ｓ．Ｐ．以内とするようにしている。
　本発明では、例えば、第１の流量域の流体の最大流量を５０ＳＣＣＭ、６５ＳＣＣＭ、１００ＳＣＣＭ、２００ＳＣＣＭ又は１０００ＳＣＣＭの何れかとするようにしている。
　本発明は、例えば、第２の流量域の流体の最大流量を１０００ＳＣＣＭ、１５００ＳＣＣＭ、２０００ＳＣＣＭ、３０００ＳＣＣＭ又は１００００ＳＣＣＭとするようにしたものである。
　本願発明では、必要とする第１の流量域の流量制御範囲に適応した流量制御用オリフィスを選定使用することにより、より簡単な構成の流量切替型圧力式流量制御装置の使用でもって第１の流量域及び第２の流量域の高精度な流量制御が行えると共に、中間流量領域においても流量制御精度は保証されないものの、おおまかな流量制御を行うことができ、実用上優れた効用が得られる。
本発明による非連続式流量切替方法の説明図である。 本発明で使用する流量切替型圧力式流量制御装置の構成説明図である。 本発明による非連続式流量切替方法の他の例を示す説明図である。 従前の半導体製造装置に於けるエッチャー用ガス供給説明の一例を示す説明図である。 （ａ）は圧力式流量制御装置の一例を示す系統図である。（ｂ）は圧力式流量制御装置の他の例を示す系統図である。 従前の流量切替型圧力式流量制御装置の系統図である。 図６の流量切替型圧力式流量制御装置の流量制御特性図である。 （ａ）は図６の流量切替型圧力式流量制御装置による連続型流量制御領域の説明図である。（ｂ）は小流量域に於ける流量制御精度を高めるために３種類の流量切替領域を設けた場合の連続型流量制御領域の説明図である。
符号の説明
　Ａは流量切替型圧力式流量制御装置、Ｇｃは駆動用ガス、Ｑｅは設定入力信号、Ｑｏは流量出力信号、ＳＬ・ＳＳは流量領域切替信号、Ｃ１は切替信号、Ｐ０は供給側圧力、Ｐ１はオリフィス上流側圧力、ＧＸは流体供給装置（ガスボックス）、Ａ１～Ａｎは圧力式流量制御装置、Ｃはエッチャー（プロセスチャンバー）、Ｓ１～Ｓｎはガス源、Ａｒ～Ｏ２は処理用ガス、Ｌ１～Ｌｎはガス供給ライン、Ｆ１００は最大流量１００ＳＣＣＭの圧力式流量装置による制御領域、Ｆ２Ｌは最大流量２０００ＳＣＣＭの圧力式流量装置による制御領域、Ｂは非流量制御領域、１は制御部、２はコントロール弁、３はオリフィス上流側管路、４は駆動部、５はオリフィス下流側配管、６は圧力センサ、７は温度検出器、８はオリフィス、８ａ’は第１の流量域用オリフィス、８ｃは第２の流量域用オリフィス、３２は切替用電磁弁、３４は切替弁、３４ａは弁駆動部、３４ｂは近接センサ。
　以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図２は本発明の実施に使用する流量切替型圧力式流量制御装置Ａの構成説明図である。当該流量切替型圧力流量制御装置Ａそのものは、前記図６に示した従前の流量制御装置と同じであり、使用する第１の流量域用のオリフィス８ａ’のオリフィス径のみが異なるだけである。
　図２に於いて１は制御部、２はコントロール弁、３はオリフィス上流側（一次側）管路、４は弁駆動部、５は流体供給用管路、６は圧力センサ、８ａ’は第１の流量域用オリフィス、８ｃは第２の流量域用オリフィス、３２は切替用電磁弁、３４は切替弁である。圧力式流量制御装置の制御部１、コントロール弁２、弁駆動部４、圧力センサ６等は公知のものであり、制御部１には流量の入出力信号端子（設定流量の入力信号Ｑｅ、制御流量の出力信号Ｑｏ・ＤＣ　０～５Ｖ）Ｑｅ、Ｑｏ、電源供給端子（±ＤＣ１５Ｖ）Ｅ、制御流量切替指令信号の入力端子ＳＬ、ＳＳが設けられている。入出力信号はシリアルのデジタル信号での通信で行う場合もある。
　前記切替用電磁弁３２は公知のエアー作動型電磁弁であり、制御部１から切替信号Ｃ１、が入力されることにより、駆動用ガスＧｃ（０．４～０．７ＭＰａ）が供給され、切替用電磁弁３２が作動する。これによって駆動用ガスＧｃが切替弁３４の弁駆動部３４ａへ供給され、切替弁３４が開閉作動される。また、切替弁３４の作動は各弁駆動部３４ａに設けたリミットスイッチ３４ｂにより検出され、制御部１へ入力される。尚、切替弁３４として空気圧作動の常時閉鎖型バルブが使用されている。
　管路５ａ、５ｃ、はオリフィス８ａ’のバイパス通路を形成するものであり、制御流量が第１の流量域の場合には、第１の流量域用オリフィス８ａ’により流量制御された流体が、管路５ｇを通して流通する。
　また、制御流量が第２の流量域の場合には、流体は管路５ａを通して第２の流量域用オリフィス８ｃへ流入し、第２の流量域用オリフィス８ｃにより主に流量制御された流体が、流体供給用管路５内へ流入する。
　今、２０００ＳＣＣＭまでの流量を１００ＳＣＣＭまでの第１の流量域と、２００～２０００ＳＣＣＭまでの第２の流量域とに分割して流量制御するとする。この場合１００ＳＣＣＭまでの流量制御に際しては、切替弁３４を閉の状態に保持し、小流量オリフィス８ａ’を流通する流体流量ＱｓをＱｓ＝ＫｓＰ１（但し、Ｋｓはオリフィス８ａ’に固有の定数）として流量制御する。勿論、オリフィス８ａ’としては最大流量１００ＳＣＣＭ用のものが使用されている。
　当該第１の流量域用オリフィス８ａ’を用いた流量制御により、オリフィス下流側管路５が１００Ｔｏｒｒ以下の場合には流量１００ＳＣＣＭ～１０ＳＣＣＭの範囲に亘って誤差±１．０％Ｓ．Ｐ．以下の精度でもって、流量制御が行われる。
　一方、流量が２００～２０００ＳＣＣＭの第２の流量域を流量制御する場合には、切替用電磁弁３２を介して切替バルブ３４を開放する。これにより、流体は管路５ａ・切替弁３４・第２の流量域用オリフィス８ｃ及び第１の流量域用オリフィス８ａ’・管路５ｇを通して管路５へ流入する。
　即ち、管路５へ流入する流体流量は、第２の流量域用オリフィス８ｃによる制御流量ＱＣ＝ＫＣＰ１（但し、Ｋｃは第２の流量域用オリフィス８ｃに固有の定数）と第１の流量域用オリフィス８ａ’による制御流量ＱＳ＝ＫＳＰ１（但しＫＳは第２の流量域用オリフィス８ａに固有の定数）との和となり、オリフィス８ｃ、８ａ’の下流側圧力が１００Ｔｏｒｒ以下の場合には流量２００～２０００ＳＣＣＭ（１０～１００％流量）の流量域に亘って、誤差１．０％Ｓ．Ｐ．以下の高精度流量制御が行われる。
　尚、前記図２に於いては、二つのオリフィス８ａ’、８ｃを用いて流量制御範囲を二つの流量域に分割しているが、オリフィス及び並列管路を二以上として、流量域を三以上に分割するようにしてもよいことはも勿論である。
　前記、図１は、本方法発明による非連続型流量切替式流量制御方法の説明図であり、第１の流量域用オリフィス８ａ’を使用した最大流量１００ＳＣＣＭの圧力式流量制御装置Ｆ１００と、第２の流量域用オリフィス８ｃと第１の流量域用オリフィス８ａ’の両方を使用した最大流量２０００ＳＣＣＭの圧力流量制御装置Ｆ２Ｌとを切替え使用することにより、オリフィス下流側圧力１００Ｔｏｒｒ以下の場合に、１０ＳＣＣＭの流量値まで誤差１．０％Ｓ．Ｐ．以内の流量制御が可能になることを示すものである。尚、図１に於ける流量領域Ｂ（１００～２００ＳＣＣＭ）は、誤差１．０％Ｓ．Ｐ．以下の流量制御精度を確保できない範囲であり、本願発明で云う流量制御の非連続領域（非流量制御領域）を意味するものである。
　尚、上記実施例では最大流量１００ＳＣＣＭの圧力式流量制御装置Ｆ１００と最大流量２０００ＳＣＣＭの圧力式流量制御装置Ｆ２Ｌとを用いた非連続式の切替流量制御方法について説明をしたが、前記図３に示す如く最大流量５０ＳＣＣＭと最大流量１３００ＳＣＣＭの圧力式流量制御装置Ｆ５０、Ｆ１３００との組み合せや、最大流量６５ＳＣＣＭと最大流量２０００ＳＣＣＭの圧力式流量制御装置Ｆ６５、Ｆ２Ｌとの組み合せ等を採用することも可能である。尚、流量領域（５０～１３０ＳＣＣＭ）Ｂ１及び流量領域（６５～２００ＳＣＣＭ）Ｂ２は流量制御の非連続領域（非流量制御領域）である。
　具体的には、前記第１の流量域の制御最大流量としては、例えば５０、６５、１００、２００、１０００ＳＣＣＭ等が選ばれるが、一般に１０～１０００ＳＣＣＭの範囲で選ばれた第１の数値に該当する流量が、第１の流量域の最大制御流量として選定される。また、前記第２の流量域の制御最大流量としては１０００、１３００、１５００、２０００、３０００、１００００ＳＣＣＭ等が選ばれる。
　また、前記第１の流量域の制御最小流量としては１ＳＣＣＭが選定され、また、前記第２の流量域の制御最小流量としては、１００～５０００ＳＣＣＭの範囲で選ばれた第２の数値に該当する流量が第２の流量域の制御最小流量として選定される。
　即ち、前記第１の流量域の流量範囲は、１ＳＣＣＭから前記第１の数値に該当する流量までの流量域であり、また、前記第２の流量域の流量範囲は、前記第２の数値に該当する流量から１００００ＳＣＣＭまでの流量域である。
　本発明は、半導体製造や化学産業、薬品産業、食品産業等における各種流体の流体供給に適用されるものである。

Claims (5)

  1. 　オリフィス上流側圧力Ｐ１及び又はオリフィス下流側圧力Ｐ２から、オリフィスを流通する流体の流量をＱｃ＝ＫＰ１（Ｋは比例定数）又はＱｃ＝ＫＰ２ ｍ（Ｐ１－Ｐ２）ｎ（Ｋは比例定数、ｍとｎは定数）として演算するようにした圧力式流量制御装置のコントロール弁の下流側と流体供給用管路との間の流体通路を少なくとも二つ以上の並列状の流体通路とすると共に、前記各並列状の流体通路へ流体流量特性の異なるオリフィスを夫々介在させ、第１の流量域の流体の流量制御には一方のオリフィスへ前記第１の流量域の流体を流通させ、また第２の流量域の流体の流量制御には少なくとも他方のオリフィスへ前記第２の流量域の流体を流通させるようにし、前記第２の流量域の最小流量は、前記第１の流量域の最大流量よりも大きく、前記第２の流量域の最小流量と前記第１の流量域の最大流量との間の流量域を非制御としたことを特徴とする圧力式流量制御装置を用いた流体の非連続式流量切替制御方法。
  2. 　第２の流量域の流量制御と第１の流量域の流量制御とを不連続とし、前記第１の流量域と前記第２の小流量域との間の流量域については流量制御の対象外としたことを特徴とする請求項１に記載の圧力式流量制御装置を用いた流体の非連続式流量切替制御方法。
  3. 　並列状の流体通路の数を２個に、またオリフィスを第２の流量域用オリフィスと第１の流量域用オリフィスの２個とするようにした請求項１に記載の圧力式流量制御装置を用いた流体の非連続式流量切替制御方法。
  4. 　オリフィスを流通する流体を臨界条件下の流体とすると共に、第２の流量域用オリフィスの流体通路に設けた切替バルブの作動により流体流量の制御範囲を第１の流量域と第２の流量域に切替えするようにした請求項３に記載の圧力式流量制御装置を用いた流体の非連続式流量切替制御方法。
  5. 　上限値を１０～１０００ＳＣＣＭの範囲で選ばれた数値とし、下限値を１ＳＣＣＭ以上で且つ上限値よりも小さい値とした第１の流量域と、下限値を１００～５０００ＳＣＣＭの範囲で選ばれた数値とし、上限値を１００００ＳＣＣＭ以下で且つ下限値よりも大きい値とした第２の流量域とする請求項１に記載の圧力式流量制御装置を用いた流体の非連続式流量切替制御方法。
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