壓力式流量控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及壓力式流量控制裝置的改良，特別涉及通過提高下降時的響應(yīng)性，可大幅提高半導(dǎo)體制造裝置用等的原料氣體供給裝置的動作性能的壓力式流量控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，在半導(dǎo)體制造裝置用等的原料氣體供給裝置中，將熱式流量控制裝置和壓力式流量控制裝置廣泛利用于供給氣體的流量控制。特別，如圖6所示，壓力式流量控制裝置FCS包括以下部件而構(gòu)成:壓力控制用控制閥CV、溫度檢測器T、壓力傳感器P、流孔0L、由溫度校正.流量運算電路⑶a與比較電路⑶b與輸入輸出電路⑶c與輸出電路⑶d等構(gòu)成的運算控制部CD等，具備即使一次側(cè)供給壓力大幅變動，仍能進行穩(wěn)定的流量控制的優(yōu)良的流量特性。
[0003]即，在圖6的壓力式流量控制裝置FCS中，將來自壓力傳感器P及溫度檢測器T的檢測值輸入到溫度校正.流量運算電路CDa，在此進行檢測壓力的溫度校正與流量運算，將流量運算值Qt輸入至比較電路⑶b。并且，對應(yīng)于設(shè)定流量的輸入信號Qs是從端子In輸入，經(jīng)由輸入輸出電路⑶c輸入至比較電路⑶b，在此與來自溫度校正.流量運算電路⑶a的流量運算值Qt進行比較。比較的結(jié)果，在設(shè)定流量輸入信號Qs小于流量運算值Qt的情況下，向控制閥CV的驅(qū)動部輸出控制信號Pd。由此將控制閥CV朝關(guān)閉方向驅(qū)動，直到在設(shè)定流量輸入?目號Qs與運算流量值Qt的差(Qs-Qt)成為O之前，朝閉閥方向驅(qū)動。
[0004]在壓力式流量控制裝置FCS中，在流孔OL的下游側(cè)壓力P2與上游側(cè)壓力P1間保持Ρι/Ρ2 >約2的所謂臨界膨脹條件時，流過流孔OL的氣體流量Q成為Q = KPJ其中，K是常數(shù))，并且，如果不滿足臨界膨脹條件時，流過流孔OL的氣體流量Q成為QzKPAP1-Pdl其中，K、m、n為常數(shù))。
[0005]因此，通過控制壓力Pjg夠以高精度控制流量Q，并且，即使控制閥CV的上游側(cè)氣體Go的壓力大幅度變化，也能夠發(fā)揮控制流量值幾乎沒有變化的優(yōu)良特性。
[0006]氣體流量Q以Q= KPK其中，K為常數(shù))運算的方式的壓力式流量控制裝置，稱作FCS-N型，并且，氣體流量Q以QzKPAP1-Pdl其中，K、m、n為常數(shù))運算的方式的壓力式流量控制裝置，稱作FCS-WR型。
[0007]另外，這種壓力式流量控制裝置，除此之外還存在稱為如下型號的壓力式流量控制裝置= FCS-SN型，其將如下的流孔機構(gòu)作為上述FCS-N型的流孔使用:多個流孔OL并列狀(并聯(lián))地連接，由切換閥使氣體流過至少一個流孔的流孔結(jié)構(gòu)，例如，將兩個流孔并列狀地連接，在一個流孔的入口側(cè)設(shè)置切換閥，通過使其開或閉來變更流量控制范圍的流孔結(jié)構(gòu)；以及將相同的流孔機構(gòu)作為上述FCS-WR型的流孔使用的FCS-SWR型。
[0008]并且，由于所述FCS-N型、FCS-SN型、FCS-WR型及FCS-SWR型的各壓力式流量控制裝置本身的結(jié)構(gòu)及動作原理等為現(xiàn)有的公知技術(shù)，因此在此省略其詳細(xì)的說明(日本專利特開平8-338546號、日本專利特開2003-195948號等)。
[0009]并且，如圖7所示，在壓力式流量控制裝置FCS中，存在如下型號的壓力式流量控制裝置:如(a)的結(jié)構(gòu)的將臨界條件下的氣體流體作為對象的壓力式流量控制裝置FCS(以下，稱作FCS-N型，日本專利特開平8-338546號等)；(b)的將臨界條件下與非臨界條件下的兩氣體流體作為對象的FCS-WR型(日本專利特開2003-195948號等)；(c)的將臨界條件下的氣體流體作為對象的流量切換型的FCS-S型(日本專利特開2006-330851號等)；及(d)的將臨界條件下與非臨界條件下的兩氣體流體作為對象的流量切換型的FCS-SWR型(國際公開W02009/141947號小冊子等)。
[0010]并且，在圖7中，P1、P2是壓力傳感器、CV是控制閥、OL是流孔、01^是小口徑流孔、OL2是大口徑流孔、ORV是流孔切換閥。
[0011]圖8表示以往的壓力式流量控制裝置(FCS-WR型)的截面圖，5A為主體、2為流體入口、CV為壓力控制用控制閥、Pl、P2為壓力傳感器、OL為流孔、3為流體出口。
[0012]并且，在這種壓力式流量控制裝置FCS中，由于使用微小孔徑的流孔0L，造成氣體的置換性變差，在關(guān)閉壓力式流量控制裝置FCS的壓力控制用控制閥CV且開放輸出側(cè)的情況下，存在控制閥CV與流孔OL間的空間部的氣體的排出花費很多時間，所述氣體的下降響應(yīng)性極差的冋題。
[0013 ]圖9為表示以往的壓力式流量控制裝置FCS-N型的連續(xù)步驟時的下降的響應(yīng)特性的一例的圖，在開放流孔OL的下游側(cè)的氣動閥(圖示省略)且經(jīng)由壓力式流量控制裝置供給一定流量的氣體中，在氣體供應(yīng)量呈階梯狀下降的情況下，與大流量用的壓力式流量控制裝置的情況(線A)比較，在小流量用的壓力式流量控制裝置的情況(線B)中，現(xiàn)狀是下降至規(guī)定的流量為止需要1.5秒以上的時間。
[0014]更具體的是，在FCS-N型及FCS-WR型的情況下，流孔OL的下游側(cè)壓力為10Torr，流量從100%下降至1%及從100%下降至4%時，分別需要約I秒以上，從半導(dǎo)體制造裝置(例如，蝕刻機(etcher))方面考慮，要求在I秒以下的時間內(nèi)流量從100 %下降至I %。
[0015]并且，在FCS-S型及FCS-SWR型的情況下，流孔01^的下游側(cè)壓力為10Torr，流量從100%下降至10%及從100%下降至0.16%，分別需要大約1.2秒以上，從半導(dǎo)體制造裝置(例如，蝕刻機)方面考慮，要求在1.2秒以下的時間內(nèi)流量從100 %下降至1 %。
[0016]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0017]專利文獻
[0018]專利文獻1:日本專利特開平8-338546號
[0019]專利文獻2:日本專利特開平10-55218號
[0020]專利文獻3:日本專利特開2003-195948號
[0021]專利文獻4:日本專利特開2006-330851號
[0022]專利文獻5:國際公開第W02009/141947號小冊子

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023]本發(fā)明的主要目的是提供一種壓力式流量控制裝置，以改善在以往的壓力式流量控制裝置中的上述問題，其能夠在流量控制中提高下降響應(yīng)性，即，能夠進一步縮短流量控制中的下降時間。
[0024]為了達到上述目的，本發(fā)明涉及的壓力式流量控制裝置的特征在于，其具備:主體，所述主體設(shè)置有連通流體入口與流體出口之間的流體通路;壓力控制用控制閥，所述壓力控制用控制閥固定于該主體且開閉所述流體通路;流孔，所述流孔插入設(shè)置于所述壓力控制用控制閥的下游側(cè)的所述流體通路;和壓力傳感器，所述壓力傳感器固定于所述主體，且檢測該壓力控制用控制閥與所述流孔之間的所述流體通路的內(nèi)壓，所述流體通路具備:第一通路部，所述第一通路部連接所述壓力控制用控制閥與所述壓力傳感器的壓力檢測面上的壓力檢測室;及第二通路部，所述第二通路部與該第一通路部分離，且連接所述壓力檢測室與所述流孔，由此以經(jīng)由所述壓力檢測室的方式構(gòu)成所述流體通路。
[0025]優(yōu)選，在所述壓力控制用控制閥的下方配設(shè)有所述壓力傳感器，所述第一通路部以從所述壓力控制用控制閥下垂至所述壓力檢測室的方式構(gòu)成。
[0026]優(yōu)選，所述壓力控制用控制閥具備金屬制隔膜閥體，所述第一通路部以從所述壓力控制用控制閥的所述金屬制隔膜閥體的中心部下垂的方式構(gòu)成。
[0027]優(yōu)選，所述第一通路部連接于所述壓力檢測室的端部。
[0028]優(yōu)選，所述第二通路部連接于所述壓力檢測室的端部。
[0029]優(yōu)選，所述第二通路部連接于所述壓力檢測室的與所述第一通路部相反側(cè)的端部。
[0030]并且，本發(fā)明涉及的壓力式流量控制裝置的特征在于，其具備:主體，所述主體設(shè)置有連通流體入口與流體出口之間的流體通路;壓力控制用控制閥，所述壓力控制用控制閥固定于該主體，且開閉所述流體通路;流孔，所述流孔插入設(shè)置于所述壓力控制用控制閥的下游側(cè)的所述流體通路;和壓力傳感器，所述壓力傳感器固定于所述主體，且檢測所述壓力控制用控制閥與所述流孔之間的所述流體通路的內(nèi)壓，所述壓力傳感器配置在所述壓力控制用控制閥的下方，所述流體通路具備:第一通路部，所述第一通路部從所述壓力控制用控制閥下垂至所述壓力傳感