(57)【要約】【課題】  環境振動があっても流量測定誤差や流量制御誤差の問題が生じにくいマスフローコントローラの提供。【解決手段】  本発明のマスフローコントローラは、マスフローコントローラ本体１と、制振ユニット１０とを有し、制振ユニット１０は、設置面に配置される下部ボディ１１と、下部ボディに、少なくとも上下方向に変位可能に保持され、上面にマスフローコントローラ本体が搭載される上部ボディ１２と、上部ボディに加わる加速度を検出する加速度センサ１３と、上部ボディの位置を少なくとも上下方向に駆動する制振アクチュエータ１４と、加速度センサ１３により検出された前記加速度に基づいて、上部ボディ１２の振動を低減するように制振アクチュエータ１４を制御する制御部１６と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスフローコントローラ本体と、該マスフローコントローラ本体の振動を低減する制振ユニットとを有し、
前記制振ユニットは、
設置面に配置される下部ボディと、
前記下部ボディに、少なくとも上下方向に変位可能に保持され、上面にマスフローコントローラ本体が搭載される上部ボディと、
前記上部ボディに加わる加速度を検出する加速度センサと、
前記上部ボディの位置を少なくとも上下方向に駆動する制振アクチュエータと、
前記加速度センサにより検出された前記加速度に基づいて、前記上部ボディの振動を低減するように前記制振アクチュエータを制御する制御部と、
を有することを特徴とする、マスフローコントローラ。
【請求項２】
前記制御部は、前記加速度センサにより検出された前記加速度から、前記上部ボディの振動波形を演算し、該振動波形を打ち消す駆動波形で前記上部ボディの位置を駆動するように前記制振アクチュエータを制御する、請求項１に記載のマスフローコントローラ。
【請求項３】
前記制御部は、マスフローコントローラ本体の制御バルブの駆動時に発生する振動データを記憶しておき、その後の前記制御バルブの駆動の都度、前記振動データに基づいて算出した駆動波形で前記上部ボディの位置を駆動するように前記制振アクチュエータをフィードフォワード制御する機能をさらに有する、請求項２に記載のマスフローコントローラ。
【請求項４】
前記制振アクチュエータはピエゾアクチュエータである、請求項１〜３のいずれかに記載のマスフローコントローラ。
【請求項５】
前記下部ボディと前記制振アクチュエータとの間に振動吸収部材を設けた、請求項１〜４のいずれかに記載のマスフローコントローラ。
【請求項６】
前記振動吸収部材は板バネである、請求項５に記載のマスフローコントローラ。
【請求項７】
前記マスフローコントローラ本体は、流量検出のためのダイヤフラム式圧力センサを有し、前記圧力センサのダイヤフラムの法線方向が、前記制振ユニットの制振方向と同方向である、請求項１〜６のいずれかに記載のマスフローコントローラ。
【請求項８】
前記上部ボディは、前記下部ボディから突設されたガイド棒に挿通されて、上下方向に変位可能に保持されている、請求項１〜７のいずれかに記載のマスフローコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスフローコントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造プロセス、特にＡｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ等の微細プロセスにおいては、プロセスガスの精密な流量制御や圧力制御が要求される。
このようなプロセスガスの流量制御装置として、マスフローコントローラ（質量流量制御装置：ＭＦＣ）が用いられており、従来から実績のあるサーマル式ＭＦＣと、ガスの種類の制約が少なくレスポンスの速い圧力式ＭＦＣが広く用いられている（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
圧力式ＭＦＣでは、例えば、図９に示す構成を有し、流体流路２に設けられたオリフィス５（「音速ノズル」「制限器」「抵抗」「リストリクタ」とも呼ぶ）の１次側の圧力Ｐ１と２次側の圧力Ｐ２との圧力比Ｐ２／Ｐ１から流量を算出し、この流量が所定値になるように流量制御バルブ３により流量を制御する（例えば特許文献１）。
【０００４】
サーマル式ＭＦＣは、例えば、図１０に示す構成を有し、ＭＦＣを通過する流体の一部を流すセンサ流路１２１の途中の上流側と下流側に設けた発熱抵抗体１２１ａ，１２１ｂで通電加熱し、両発熱抵抗体の抵抗値差として検出される温度差から、センサ流路１２１を流れる流体の質量流量を測定する。
センサ流路１２１は、他の大部分の流体を流すバイパス流路１１２と並列に接続され、センサ流路１２１とバイパス流路１１２との流量の比率は既知で圧力によらずほぼ一定であるため、センサの検出流量から、ＭＦＣを流れる流体の質量流量が算出できる。この流量が所定値になるように流量制御バルブ１０４により流量を制御する（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４８５６９０５号
【特許文献２】特開２０１６−１６２０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなＭＦＣが使用される環境、例えば、半導体製造装置の設置環境では、半導体工場設備（モータ、ポンプ等）から発生する振動が存在する場合がある。このような環境振動により、流量センサの測定誤差や制御バルブの制御誤差を招く可能性がある。
例えば、図９の圧力式ＭＦＣの場合、図９の上下方向の振動により、ダイヤフラム式の圧力センサ７，８のダイヤフラムが振動して、検出圧力Ｐ１，Ｐ２が変動し、その結果、流量測定値の誤差が生じうる。
また、図１０のサーマル式ＭＦＣの場合、図１０の上下方向の振動が加わると、バイパス流路１１２やセンサ流路１２１内の層流に乱れが生じ、発熱抵抗体１２１ａ，１２１ｂによる流量測定値やバイパス流路１１２とセンサ流路１２１との流量比が変化して、測定誤差が生じうる。
【０００７】
また、サーマル式ＭＦＣ及び圧力式ＭＦＣとも、上下方向は、流量制御バルブ３，１０４の開閉方向と同方向であるため、流量制御バルブ３，１０４の開度が変動して、制御流量が変動しやすく、その影響が大きい。
さらに振動が大きくなると、機器内部の制御基板や流量センサなどに不具合が生ずる可能性もある。
【０００８】
本発明の目的は、上記課題を解決し、環境振動があっても流量測定誤差や流量制御誤差の問題が生じにくいマスフローコントローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のマスフローコントローラは、マスフローコントローラ本体と、該マスフローコントローラ本体の振動を低減する制振ユニットとを有し、
前記制振ユニットは、
設置面に配置される下部ボディと、
前記下部ボディに、少なくとも上下方向に変位可能に保持され、上面にマスフローコントローラ本体が搭載される上部ボディと、
前記上部ボディに加わる加速度を検出する加速度センサと、
前記上部ボディの位置を少なくとも上下方向に駆動する制振アクチュエータと、
前記加速度センサにより検出された前記加速度にもとづいて、前記上部ボディの振動を低減するように前記制振アクチュエータを制御する制御部と、
を有することを特徴とする。
【００１０】
好適には、前記制御部は、前記加速度センサにより検出された前記加速度から、前記上部ボディの振動波形を演算し、該振動波形を打ち消す駆動波形で前記上部ボディの位置を駆動するように前記制振アクチュエータを制御する、構成を採用できる。
【００１１】
好適には、前記制御部は、マスフローコントローラ本体の制御バルブの駆動時に発生する振動データを記憶しておき、その後の前記制御バルブの駆動の都度、前記振動データに基づいて算出した駆動波形で前記上部ボディの位置を駆動するように前記制振アクチュエータをフィードフォワード制御する機能をさらに有する、構成を採用できる。
【００１２】
好適には、前記制振アクチュエータはピエゾアクチュエータである、構成を採用できる。
【００１３】
好適には、前記下部ボディと前記制振アクチュエータとの間に振動吸収部材を設けた、構成を採用できる。
【００１４】
好適には、前記振動吸収部材は板バネである、構成を採用できる。
【００１５】
好適には、前記マスフローコントローラ本体は、流量検出のためのダイヤフラム式圧力センサを有し、前記圧力センサのダイヤフラムの法線方向が、前記制振ユニットの制振方向と同方向である、構成を採用できる。
【００１６】
好適には、前記上部ボディは、前記下部ボディから突設されたガイド棒に挿通されて、上下方向に変位可能に保持されている、構成を採用できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）が制振ユニットを備え、加速度センサにより検出された加速度から、振動波形を演算し、該振動波形を打ち消す駆動波形で、マスフローコントローラ本体を搭載した上部ボディの位置を駆動する構成を採用したので、環境振動があっても流量測定誤差や流量制御誤差の問題が生じにくいＭＦＣを提供できる。
【００１８】
また、前記加速度センサは、ＭＦＣの流量制御バルブの動作によって生じた振動も検知するので、このＭＦＣの流量制御バルブの動作によって生じた振動が外部環境、例えば半導体製造装置等、に伝播しないように、フィードフォワード制御で打消すことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る制振ユニットを備えたＭＦＣを示す縦断面図。
【図２】図１のＭＦＣの制振ユニットを示す分解説明図。
【図３】図２の制振ユニットの下部ボディを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は底面図。
【図４】図２の制振ユニットの上部ボディを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は平面図。
【図５】ピエゾアクチュエータを示す概略断面図。
【図６Ａ】第１の実施形態の制振ユニットの制御システム構成を示すブロック図。
【図６Ｂ】第２の実施形態の制振ユニットの制御システム構成を示すブロック図。
【図７】本発明の第３の実施形態の制振ユニットを示す概念図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。
【図８】第３の実施形態の制振ユニットの制御システム構成を示すブロック図。
【図９】従来の圧力式ＭＦＣを示す概略断面図。
【図１０】従来のサーマル式ＭＦＣを示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１の実施形態）
本実施形態は、圧力式ＭＦＣに１軸制振ユニットを備えた実施形態である。
図１に示すように、本ＭＦＣは、ＭＦＣ本体１と、制振ユニット１０からなる。
ＭＦＣ本体１は、流体流路２と、流量制御バルブ３と、第１の圧力センサ７と、オリフィス５と、第２の圧力センサ８と、制御部４を主に備える。
【００２１】
流体流路２は、流体を通過させるものである。
【００２２】
流量制御バルブ３は、前記流体流路２を通過する流体の流量を調整するものである。本実施形態では、応答性に優れた、ピエゾアクチュエータ３Ｂで駆動されるダイヤフラムバルブ３Ａを用いる。
【００２３】
第１の圧力センサ７は、流体流路２の流量制御バルブ３の２次側（オリフィス５の１次側）に設けられ、流体流路２ｂの圧力Ｐ１を検出するものである。
【００２４】
オリフィス５は、流体流路２の第１の圧力センサ７の２次側に設けられ、流体流路２を通過する流体の流量を絞るものである。オリフィス５は、流体流路２内の障壁に設けた微小な貫通孔で形成されている。
【００２５】
第２の圧力センサ８は、流体流路２のオリフィス５の２次側に設けられ、流体流路２ｃの圧力Ｐ２を検出するものである。
【００２６】
制御部４は、所定のプログラムを実行するＣＰＵを含むマイコン、外部との通信インターフェース、流量制御バルブ３を駆動するドライバ回路、第１及び第２の圧力センサ７,８の圧力信号を入力する入力インターフェース等を含む。
【００２７】
ここで、本実施形態のＭＦＣは、制振ユニット１０を有する。
制振ユニット１０は、図２に示すように、下部ボディ１１と、上部ボディ１２と、加速度センサ１３と、ピエゾアクチュエータ１４と、板バネ１５と、制振ユニット制御部１６（図１参照）と、を主に含んで構成される。
【００２８】
下部ボディ１１は、設置面に配置され、図３に示すように、略矩形平板状の土台部１１ａと、その上面から突設するブロック状の凸部１１ｂからなる。この凸部１１ｂの上面から２本のガイド棒１７が突設されている。
【００２９】
この２本のガイド棒１７に、まず、上に凸状に湾曲し２つの長孔１５ａを有する板バネ１５が、それぞれの長孔１５ａが挿通されて配置されている。この板バネ１５は、外部の環境振動をある程度吸収して、上部ボディ１２とそれに取り付けられたＭＦＣ本体１に伝達される振動、特に高周波振動、を低減するものである。
長孔１５ａの寸法は、ガイド棒１７の直径に対しＭＦＣ本体１の流路方向に余裕があり、この余裕が、板バネ１５の振動吸収部材としての伸縮時の上死点、下死点を決めるストッパとなる。
【００３０】
下部ボディ１１及び板バネ１５の上側には、上部ボディ１２が配置されている。
上部ボディ１２は、図４に示すように、平面視で下部ボディ１１と同じ外径寸法の略ブロック状を成し、底面の中央部には、前記下部ボディ１１の凸部１１ｂを収容できるように、矩形の凹部１２ａが形成されている。この凹部１２ａの底面から、上方に２つのガイド挿入孔１２ｂが穿設され、前記２つのガイド棒１７が挿入されることにより、上部ボディ１２は、下部ボディ１１に対して上下方向に移動可能に支持されている。
前記凹部１２ａには、さらにピエゾアクチュエータ挿入部１２ｃが上方に凹設され、ここにピエゾアクチュエータ１４が、その先端部１４ｃが下側に突出するように配置されている。
【００３１】
このピエゾアクチュエータ１４は、上部ボディ１２の位置を少なくとも上下方向に変位させる制振アクチュエータとして用いるものであり、図５に示すように、円筒状のケース１４ａに積層された圧電素子１４ｂを内蔵している。ケース１４ａは、ステンレス合金等の金属製で、小円筒状の先端部１４ｃ側の端面および基端部１４ｄ側の端面が閉塞している。ケース１４ａは、積層された圧電素子１４ｂに電圧を印加して伸長させることで、ケース１４ａの先端部１４ｃ側の端面が弾性変形し、小円筒状の先端部１４ｃが長手方向に変位する。すなわち、ケースは、積層された圧電素子１４ｂに電圧を印可することで、先端部１４ｃから基端部１４ｄまでの全長Ｌが伸びる。
したがって、ピエゾアクチュエータに印加する電圧を調節することで、長さＬを調節することができる。
ピエゾアクチュエータ１４の先端部１４ｃは、前記板バネ１５の中央部と、例えばネジ止めにより連結されている。
【００３２】
上部ボディ１２の上面側には、加速度センサ取付用凹部１２ｄが形成され、加速度センサ１３が配置されている。
加速度センサ１３は、上部ボディ１２及びこれに搭載されるＭＦＣ本体１に加わる加速度を検出するもので、本実施形態では、市販の静電容量検出方式のＭＥＭＳ型の３軸加速度センサを用いている。この加速度センサ１３は、ＭＥＭＳ型のセンサ部分がＡＤ変換器やＳＰＩインターフェース等と共に１つのＩＣチップとして形成されているもので、小さな回路ボードに実装されている。本実施形態では、３軸の検出軸のうち上下方向の１軸のみを検出に使用する。
ただし、加速度センサ１３としては、これに限られず、１軸以上の検出軸を有し、マスフローコントローラに実装できるサイズのものであれば、いずれでもよい。
検出方式としては、静電容量方式に限らず、ピエゾ抵抗検出方式や熱流体方式などでもよい。形態としては、ＩＣチップの形式に限らず、小さな筐体に入ったもの等でもよい。
【００３３】
上部ボディ１２には、さらに、ＭＦＣボディを固定する２つのボルト用の貫通穴１２ｅが穿設され、２本のボルトにより、ＭＦＣ本体１と連結されている。
【００３４】
ピエゾアクチュエータ１４の駆動電圧供給ライン及び加速度センサ１３の信号出力ラインは、それぞれ上部ボディ１２内の通路（図示省略）を通って、ＭＦＣ本体１の、制御部４の基板内にある、制振ユニット制御部１６へ接続されている。
【００３５】
この制振ユニット制御部１６は、前記加速度センサ１３により検出された前記加速度から、前記上部ボディ１２の振動波形を演算し、該振動波形を打ち消す駆動波形で前記上部ボディの位置を駆動するものである。
図６Ａは、制振ユニット制御部１６を含む制振ユニット１０の制御システム構成を示す。
制振ユニット制御部１６は、物理的に独立したユニットではなく、ＭＦＣ本体１の制御部４の一部をなすもので、加速度センサ信号の入力インターフェース（図示省略）、振動波形演算部１６ａ、駆動波形演算部１６ｂ、ドライバ回路１６ｃ、を含む。
【００３６】
加速度センサ信号の入力インターフェースは、加速度センサ１３に電圧を供給するとともに上下方向の加速度信号（デジタル信号）を入力するインターフェースである。
【００３７】
振動波形演算部１６ａは、上記加速度信号から、上部ボディ１２の振動波形、すなわち上部ボディ１２の上下方向位置の時間変化、を算出するユニットである。振動波形は、通常ある程度一定性があるので、所定時間加速度データをサンプリングし、平均的な振動波形を算出する。
【００３８】
駆動波形演算部１６ｂは、前記算出された平均的な振動波形から、駆動すべき駆動波形、すなわち平均的な振動波形を打ち消す波形、を算出する。この駆動波形を、加速度センサ１３により検出される振動波形に同期させて、ドライバ回路１６ｃへ出力する。
【００３９】
ドライバ回路１６ｃは、ピエゾアクチュエータ１４に電圧を供給し、かつその電圧を制御する回路である。
なお、これらの振動波形演算部１６ａと駆動波形演算部１６ｂは、制御部４のマイコンＣＰＵ（図示省略）により実行されるプログラムであり、物理的なユニットではない。
【００４０】
次に、このように構成された本実施形態の制振ユニットを備えたＭＦＣの動作について、図１と図６Ａを参照して説明する。
（流量制御動作）
ＭＦＣ本体１の制御部４は、第１の圧力センサ７の検出圧力Ｐ１と第２の圧力センサ８の検出圧力Ｐ２とを読み込み、該検出圧力Ｐ１とＰ２に基づいて流体の流量Ｑｃを演算する。このとき、例えば、非臨界膨張条件下において検出圧力Ｐ１とＰ２から流体の流量をＱｃ＝ＫＰ２ｍ（Ｐ１−Ｐ２）ｎ（但しＫは比例定数、ｍとｎは定数）として演算することができる。
この式による演算により、臨界膨張条件のみならず、２次側の圧力Ｐ２が無視できない非臨界膨張条件でも流量Ｑｃを算出でき、流量制御に使用できる。
制御部４は、前記流量Ｑｃが前記設定流量Ｑｓに等しくなるように、流量Ｑｃと設定流量Ｑｓとの差分Ｑｙに応じて前記流量制御バルブ３の開度を制御する流量制御を実施する。この制御は、差分Ｑｙに基づく比例制御でもよいが、差分Ｑｙの積分値と微分値も考慮したＰＩＤ制御が好ましい。
【００４１】
（制振動作）
環境振動は、設置面から下部ボディ１１に伝達され、板バネ１５で減衰された後、ピエゾアクチュエータ１４を通って、上部ボディ１２とそれに搭載されたＭＦＣ本体１に伝達される。また、ＭＦＣの流量制御バルブ３の動作に伴う振動も発生する。
加速度センサ１３は、これらに起因する上部ボディ１２の振動を加速度信号として検知し、制振ユニット制御部１６に入力する。
【００４２】
この制振ユニット制御部１６の振動波形演算部１６ａは、上記加速度信号から、上部ボディ１２の振動波形、すなわち上部ボディ１２の上下方向位置の時間変化、を算出する。振動波形は、上記のように、通常ある程度一定性があるので、所定時間加速度データをサンプリングし、平均的な振動波形を算出する。
【００４３】
駆動波形演算部１６ｂは、前記算出された平均的な振動波形を打ち消す駆動波形（最初は、平均的な振動波形を上下反転した駆動波形）を算出する。この駆動波形を、加速度センサ１３により検出される振動波形に同期させて、ピエゾアクチュエータドライバ回路へ出力する。
【００４４】
ドライバ回路１６ｃは、駆動波形を駆動電圧波形に変換して、ピエゾアクチュエータ１４に印加する。これにより、ピエゾアクチュエータ１４が駆動波形に従って伸縮することにより、上部ボディ１２とそれに搭載されたＭＦＣ本体１が、従来の振動を打ち消すように上下動し、振動が低減される。
【００４５】
このピエゾアクチュエータ１４による制振駆動を行った状態で、まだ加速度センサ１３により検出される振動（残存振動）が残る場合、上記アルゴリズムでこの残存振動から駆動波形を算出し、もとの駆動波形に加算して、ピエゾアクチュエータ１４を駆動する。  これにより、さらなる振動低減を図ることができる。
【００４６】
（第２の実施形態）
本実施形態は、第１の実施形態において、ＭＦＣ本体の制御バルブの駆動により発生する振動を制振アクチュエータのフィードフォワード制御で低減する機能を追加した形態である。機械的構成は第１の実施形態と同一なので、その説明は省略する。
【００４７】
図６Ｂは、本実施形態の制振ユニット制御部１６を含む制振ユニット１０の制御システム構成を示すブロック図である。
制振ユニット制御部１６は、第１の実施形態の各構成要素に加えて、目標値情報記憶部１６ｄとフィードフォワード駆動波形演算部１６ｅを含む。
また、ＭＦＣ本体１の制御部４のうち流量制御バルブ３の制御を行う機能部分であるＭＦＣコントローラ１８も、本実施形態では制振制御に関与する。
【００４８】
目標値情報記憶部１６ｄは、ＭＦＣ本体１の流量制御バルブ３の駆動により発生する振動データを記憶する記憶部である。この振動データとは、例えば、流量制御バルブ３の動作方向（開動作・閉動作）及び動作量ごとの発生する振動波形、またはそれを打ち消すための駆動波形である。これらのデータは、予め加速度センサ１３で測定されたものである。
【００４９】
フィードフォワード駆動波形演算部１６ｅは、ＭＦＣコントローラ１８から流量制御バルブ３の駆動信号が出力されたとき、その動作方向及び動作量に対応する振動に関連するデータを目標値情報記憶部１６ｄから検索し、制振ユニットが駆動すべき駆動波形を算出する。この駆動波形を、ＭＦＣコントローラ１８から出力された前記駆動信号から遅れないように、瞬時にドライバ回路１６ｃへ出力する。
【００５０】
一方、振動波形演算部１６ａと駆動波形演算部１６ｂは、第１の実施形態と同様に加速度センサ１３により検出された加速度に基づく駆動波形を出力しているので、前記フィードフォワード駆動波形演算部１６ｅから出力された駆動波形は、これと加算されてドライバ回路１６ｃへ送られる。
但し、これに限られず、前記フィードフォワード駆動波形演算部１６ｅ等の制御動作（「フィードフォワード制御動作」ともいう）実施中は、上記駆動波形演算部１６ｂ等による制御動作（「フィードバック制御動作」ともいう）を中止してもよい。
【００５１】
ドライバ回路１６ｃは、ピエゾアクチュエータ１４に電圧を供給し、かつその電圧を制御することにより、ピエゾアクチュエータ１４を駆動して制振動動作を実行する。
【００５２】
なお、目標値情報記憶部１６ｄは、実際には制御部４の記憶部の一部であり、フィードフォワード駆動波形演算部１６ｅは、制御部４のマイコンＣＰＵ（図示省略）により実行されるプログラムであって、物理的なユニットではない。
【００５３】
上記「フィードフォワード制御動作」は、制御バルブ３による振動が収束するまでの所定時間実施し、終了する。
【００５４】
（第３の実施形態）
本実施形態は、圧力式ＭＦＣ本体に３軸制振ユニットを備えた形態ある。
本ＭＦＣは、ＭＦＣ本体１と、３軸制振ユニット２０からなる。
ＭＦＣ本体１は、実施形態１と同様なので、その説明は省略する。
本実施形態の３軸制振ユニット２０は、その概念図を図７に示すように、下部ボディ２１と、上部ボディ２２と、押え板２３と、Ｘ方向，Ｙ方向，Ｚ方向の各ピエゾアクチュエータ２４と、加速度センサ２５と、コイルバネ２６と、制振ユニット制御部２７（図８参照）とからなる。
【００５５】
下部ボディ２１は、設置面に配置される固定部で、底板部２１ａ、前面壁２１ｂ、背面壁２１ｃ、右側面壁２１ｄ、左側面壁２１ｅからなる、上が開いた略箱型を成す。
上部ボディ２２は、ＭＦＣ本体１を搭載する可動部で、上板部２２ａと右板部２２ｂと背板部２２ｃからなり、下部ボディ２１内部に収容されて配置され、上板部２２ａにＭＦＣ本体搭載部２２ｄが設けられている。
押え板２３は、下部ボディ２１の右側面壁２１ｄと左側面壁２１ｅからそれぞれ中央に向かって張り出し、上部ボディ２２が、上方向に外れるのを防いでいる。
【００５６】
Ｘ方向，Ｙ方向，Ｚ方向の各ピエゾアクチュエータ２４は、下部ボディに対する上部ボディ２２の位置を駆動するもので、下部ボディ２１の左側面壁２１ｅ、前面壁２１ｂ、底板部２１ａと、上部ボディ２２の右板部２２ｂ、背板部２２ｃ、上板部２２ａとの間にそれぞれ配置されている。各ピエゾアクチュエータ２４は、図５に示したものと同様であるが、両側の先端部は半球状に形成され、各壁面とは点接触して、各ピエゾアクチュエータ２４の方向ブレを許すようになっている。尚、図７では図示は省略するが、各ピエゾアクチュエータ２４は、保持機構によって脱落しないように保持されている。
【００５７】
加速度センサ２５は、上部ボディ２２上に配置され、ＸＹＺの３軸方向の加速度を検出する。第１の実施形態と同様、市販の静電容量検出方式のＭＥＭＳ型の３軸加速度センサを用いている。
【００５８】
コイルバネ２６は、上部ボディ２２を各ピエゾアクチュエータ２４に押しつけるものて、下部ボディ２１の右側面壁２１ｄ、背面壁２１ｃ、押え板２３と、上部ボディ２２の右板部２２ｂ、背板部２２ｃ、上板部２２ａとの間に、それぞれ２本ずつ配置されている。図７（ａ）の上方のコイルバネ２６は、紙面と垂直方向の２カ所に配置されている。右板部２２ｂ、背板部２２ｃ、上板部２２ａのそれぞれを付勢する２本のコイルバネ２６は、これらの位置の中点が各ピエゾアクチュエータ２４の作用点と一致するように配置され、回転モーメントが生じないようにしている。
【００５９】
制振ユニット制御部２７は、第１の実施形態と同様に、加速度センサ２５により検出された前記加速度から、上部ボディの振動波形を演算し、該振動波形を打ち消す振動波形で前記上部ボディの位置を駆動するものである。
図８は、本実施形態の３軸制振ユニット２０の制御システム構成を示す。
制振ユニット制御部２７は、第１の実施形態と同様に、ＭＦＣ本体の制御部４の一部をなすもので、加速度センサ信号の入力インターフェース（図示省略）、振動波形演算部２７ａ、駆動波形演算部２７ｂ、ドライバ回路２７ｃを含む。
これらの機能は、第１の実施形態の対応する構成要素と同様であるが、本実施形態では、ＸＹＺの各振動軸ごとに、加速度を検出し、上部ボディの振動波形を演算し、該振動波形を打ち消す振動波形で前記上部ボディの位置を駆動する。
これにより、第１の実施形態で対応したＺ方向のみならず、Ｘ方向及びＹ方向に振動を低減でき、振動がＭＦＣに与える弊害等をより効果的に防ぐことができる。
【００６０】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。
例えば、上記各実施形態では、制振ユニットを圧力式ＭＦＣに適用したが、サーマル式ＭＦＣや、コリオリ式のＭＦＣにも適用することもできる。
また、第２の実施形態で説明した「フィードフォワード制御動作」を第３の実施形態の３軸制御に適用してもよい。
また、上記実施形態では、１軸、３軸の制振制御の例を説明したが、これ以外にも、２軸の制振制御や、回転方向を加えた、４〜６軸の制振制御を行ってもよい。
また、上記実施形態では、アクチュエータとしてピエゾアクチュエータを用いたが、例えば、ソレノイドアクチュエータを用いてもよい。
また、振動吸収部材として、板バネを用いたが、その代わりに、空気バネ等を用いてもよい。
振動吸収部材は、第１の実施形態の１軸の制振制御の場合のみならず、２軸、３軸の制振制御に適用してもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１    ：マスフローコントローラ（ＭＦＣ）本体
２    ：流体流路
２ａ，２ｂ,２ｃ  ：流体流路
３    ：流量制御バルブ
３Ｂ  ：ピエゾアクチュエータ（流量制御用）
３Ａ  ：ダイヤフラムバルブ
４    ：制御部
５    ：オリフィス
７    ：第１の圧力センサ
８    ：第２の圧力センサ
１０      ：制振ユニット
１１      ：下部ボディ
１１ａ    ：土台部
１１ｂ    ：凸部
１２      ：上部ボディ
１２ａ    ：凹部
１２ｂ    ：ガイド挿入孔
１２ｃ    ：ピエゾアクチュエータ挿入部
１２ｄ    ：加速度センサ取付用凹部
１２ｅ    ：貫通穴
１３      ：加速度センサ
１４      ：ピエゾアクチュエータ
１４ａ    ：ケース
１４ｂ    ：圧電素子
１４ｃ    ：先端部
１４ｄ    ：基端部
１５      ：板バネ
１５ａ    ：長孔
１６      ：制振ユニット制御部
１６ａ    ：振動波形演算部
１６ｂ    ：駆動波形演算部
１６ｃ    ：ドライバ回路
１６ｄ    ：目標値情報記憶部
１６ｅ    ：フィードフォワード駆動波形演算部
１７      ：ガイド棒
１８      ：ＭＦＣコントローラ
２０      ：３軸制振ユニット
２１      ：下部ボディ
２１ａ    ：底板部
２１ｂ    ：前面壁
２１ｃ    ：背面壁
２１ｄ    ：右側面壁
２１ｅ    ：左側面壁
２２      ：上部ボディ
２２ａ    ：上板部
２２ｂ    ：右板部
２２ｃ    ：背板部
２２ｄ    ：ＭＦＣ本体搭載部
２３      ：押え板
２４      ：ピエゾアクチュエータ
２５      ：加速度センサ
２６      ：コイルバネ
２７      ：制振ユニット制御部
２７ａ    ：振動波形演算部
２７ｂ    ：駆動波形演算部
２７ｃ    ：ドライバ回路
Ｋ        ：比例定数
Ｌ        ：ピエゾアクチュエータの長さ
ｍ,ｎ    ：定数
Ｐ１,Ｐ２  ：圧力
Ｑｃ      ：流量
Ｑｓ      ：設定流量
Ｑｙ      ：差分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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