(57)【要約】      （修正有）【課題】流体の圧力等の条件変動の影響を受けにくい流量制御を実現する。【解決手段】  流体流制御装置５は、装置に流体を流入させるための注入口１２０と、装置から流体を流出させるための排出口１２５を含んでいる。この装置は、流体を受け取ってその流体を制御された圧力で送出するように構成された圧力調整部１５も含んでいる。更に、圧力調整部により送出された流体を受け取って、その流体を制御された流量で送出するように構成された流量制御弁調節部を更に含んでいる。更に、流体の流量を測定するように構成された流量計２５と、少なくとも流量計により測定された流量に従って少なくとも流量制御弁調節部を制御する制御装置１１５とを含んでいる。本装置は、流体を半導体処理工具に流入させるため及び／又は複数の流体を配合するために使用される。【選択図】          図１
2006059322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体流制御装置において、
前記装置に流体を流入させるための注入口と、
前記装置から前記流体を流出させるための排出口と、
前記流体を受け取って、前記流体を制御された圧力で送出するように構成された圧力調整部と、
前記圧力調整部により送出された流体を受け取って、前記流体を制御された流量で送出するように構成された流量制御弁調節部と、
前記流体の流量を測定するように構成された流量計と、
少なくとも前記流量計により測定された流量に従って、少なくとも流量制御弁調節部を制御する制御装置と、を備えている流体流制御装置。
【請求項２】
前記圧力調整部は、圧力調整器と、前記圧力調整器を空圧制御する調整器パイロット弁と、を備えている、請求項１に記載の流体流制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は前記調整器パイロット弁を制御する、請求項２に記載の流体流制御装置。
【請求項４】
前記流体の圧力を測定するように構成された圧力計を更に備えており、前記制御装置は、少なくとも前記圧力計により測定された圧力に従って、前記調整器パイロット弁を制御する、請求項３に記載の流体流制御装置。
【請求項５】
前記流量制御弁調節部は、流量制御弁と、前記流量制御弁を制御するステッパモーターと、を備えている、請求項１に記載の流体制御装置。
【請求項６】
前記制御装置は前記ステッパモーターを制御する、請求項５に記載の流体流制御装置。
【請求項７】
前記流量計は、前記流量制御弁から上流の流体の流量を測定する、請求項１に記載の流体流制御装置。
【請求項８】
所望の流体流量を入力するための手段を更に備えており、前記制御装置は、少なくとも前記所望の流量と前記測定された流量とに従って、前記流量制御弁を制御する、請求項１に記載の流体流制御装置。
【請求項９】
前記入力された所望の流量と前記測定された流量を表示する表示装置を更に備えている、請求項８に記載の流体流制御装置。
【請求項１０】
前記排出口を通して吸引を掛けるように構成された流出弁調節部を更に備えている、請求項１に記載の流体流制御装置。
【請求項１１】
前記流出弁調節部は、吸い戻し弁と、前記吸い戻し弁を空圧制御するパイロット弁と、を備えている、請求項１０に記載の流体流制御装置。
【請求項１２】
流出弁調節部を更に備えており、前記制御装置は、前記圧力調整部と前記流量制御弁調節部が所望の流れの状態を求めて設定されると、前記流出弁調節部が流体遮断位置から流体流通位置に切り替わるように前記流出弁調節部を制御する、請求項１に記載の流体流制御装置。
【請求項１３】
パージ媒体用の注入口と、少なくとも前記排出口を備えている装置の少なくとも一部を通るパージ媒体の流れを制御するように構成されたパージ媒体弁調節部と、を更に備えている、請求項１に記載の流体流制御装置。
【請求項１４】
前記パージ媒体弁調節部は、パージ媒体弁と、前記パージ媒体弁を空圧制御するパイロット弁と、を備えている、請求項１３に記載の流体流制御装置。
【請求項１５】
前記装置からの流体の流れを前記注入口を介して制限するように構成された逆止弁を更に備えている、請求項１に記載の流体流制御装置。
【請求項１６】
加圧物質用の流入口を更に備えており、前記圧力調整部は、前記加圧物質を使用して空圧制御されるように構成されている、請求項１に記載の流体流制御装置。
【請求項１７】
流体流制御装置において、
前記装置に流体を流入させるための注入口と、
前記装置から前記流体を流出させるための排出口と、
前記流体を受け取って、前記流体を制御された圧力で送出するように構成された圧力調整部であって、圧力調整器と、前記圧力調整器を空圧制御する調整器パイロット弁と、を備えている圧力調整部と、
前記圧力調整部により送出された流体を受け取って、前記流体を制御された流量で送出するように構成された流量制御弁調節部であって、流量制御弁と、前記流量制御弁を制御するステッパモーターと、を備えている流量制御弁調節部と、
前記流体の流量を測定するように構成された流量計と、
前記ステッパモーターと前記調整器パイロット弁とを制御する制御装置であって、少なくとも前記流量計によって測定された流量に従って少なくともステッパモーターを制御する制御装置と、を備えている流体流制御装置。
【請求項１８】
前記流体の圧力を測定するように構成された圧力計を更に備えており、前記制御装置は、少なくとも前記圧力計によって測定された圧力に従って前記調整器パイロット弁を制御する、請求項１７に記載の流体流制御装置。
【請求項１９】
半導体処理に使用されるシステムにおいて、
請求項１に記載の少なくとも１つの流体流制御装置と、
少なくとも１つの半導体処理工具であって、前記少なくとも１つの流体流制御装置からの流体を受け取る半導体処理工具と、を備えているシステム。
【請求項２０】
複数の流体の流れを制御するのに使用されるシステムにおいて、
第１流体流制御装置と、
第２流体流制御装置と、を備えており、
前記第１流体流制御装置と前記第２流体流制御装置は、それぞれ、前記請求項１に記載の流体流制御装置に従って構成されており、
前記第１流体流制御装置と前記第２流体流制御装置は互いに連通している、システム。
【請求項２１】
前記第１流体流制御装置は、雄コネクタを更に備えており、前記第２流体流制御装置は、前記雄コネクタに連結されるように構成された雌コネクタを更に備えている、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記システムが制御ユニットと通信できるようにするよう構成されたバスモジュールを更に備えており、前記バスモジュールは、前記第２流体流制御装置の雄コネクタに連結するように構成された雌コネクタを更に備えている、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記第１及び第２流体流制御装置は、それぞれ、所望の流体流量を入力するための手段を更に備えている、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２４】
前記第１及び第２流体流制御装置は、それぞれ、入力された前記所望の流量と前記測定された流量とを表示する表示装置を更に備えている、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
複数の流体を配合するのに使用するシステムにおいて、
第１流体流制御装置と、
第２流体流制御装置と、を備えており、
前記第１流体流制御装置と前記第２流体流制御装置は、それぞれ、前記請求項１に記載の流体流制御装置に従って構成されており、
前記システムは、更にミキサーを備えており、前記第１及び前記第２流体流制御装置それぞれの排出口が前記ミキサーに流体連結されている、システム。
【請求項２６】
前記システムは、前記第１及び第２流体流制御装置を制御して、前記ミキサーに複数の流体の流れを供給するように構成されており、前記各流体の流れは、制御された流量と制御された流量の持続時間を有している、請求項２５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流れを制御するための装置に関する。本発明の幾つかの代表的な態様は、半導体の処理工程に流体を送出するように構成された流量制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体の流れを制御するために現在利用可能な装置は、そのような制御を必要とする用途が多岐に及んでいるのと同じく多種多様である。或る場合には、流体流制御は難問となりうる。例えば、用途によっては、流体供給の変動又はその流体の出力条件の変動により、流体の流量を正確且つ反復可能に制御することが困難になる場合がある。そのような変動があると、流体圧力及び流量の変動を調整するのも難しくなる。
【０００３】
以上のような問題により、既存の流体流制御装置のなかには、正確且つ反復性のある流体送出が不可能な装置もある。事実、既存の流体流制御装置では、上流又は下流の変動を補償する能力に限界があり、また装置内で変動する流体の条件に順応するのにあまり適していないものもある。或る種の現在の設計の性能に限界があるのは、複数の要因による。例えば、或る種の装置に使用されている弁は、流体の流量を制御するには十分であるが、流れを出したり止めたりするのに特に適しているわけではない。同様に、或る種の装置に使用されている構成要素は、流体の流れ又は圧力を測定することができても、流体の流れ又は圧力の変動により測定があまり正確でないものもある。
【０００４】
既存の装置の中には、変化する流れの制御条件に迅速に対応できないものもある。場合によっては、流量の変化とその変化の検出の間に比較的認識できる程度の遅れが存在することもある。その結果、フィードバック制御ループは、流量計又は使用されているその他の測定装置と同程度の対応能力しかないことになる。
【０００５】
本開示は、既存の装置の上記欠点の幾つか又は全てを少なくとも部分的には回避することのできる流体流制御装置に関する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下の説明により、本発明の幾つか態様と実施形態が明らかになるであろう。なお、本発明は、その広範な意味において、これら態様及び実施形態の１つ又はそれ以上の特徴が無くても実施することができるものと理解されたい。換言すると、これらの態様及び実施形態は代表例を示しているに過ぎないということである。
【０００７】
本発明の或る態様によれば、流体流制御装置は、流体を装置に流入させる注入口と、流体を装置から流出する排出口とを含んでいる。この流体流制御装置は、更に、流体を受け取ってその流体を制御された圧力で送出するように構成された圧力調整部も含んでいる。本装置は、更に、圧力調整部により送出された流体を受け取って、その流体を制御された流量で送出するように構成された流量制御弁調節部を含んでいる。更には、本装置は、流体の流量を測定するように構成された流量計、及び少なくとも当該流量計により測定された流量に従って少なくともこの流量制御弁調節部を制御する制御装置を含んでいる。
【０００８】
別の態様では、本装置の圧力調整部は、圧力調整器と、この圧力調整器を空圧制御する圧力調整器パイロット弁を含んでいる。流体流制御装置は、更に、流体の圧力を測定するように構成された圧力計も含んでいる。制御装置は、調整器パイロット弁を制御し、且つ少なくとも圧力計により測定された圧力に従って調整器パイロット弁を制御するようにも構成されている。
【０００９】
更に別の態様では、流量制御弁調節部は、流量制御弁と、この流量制御弁を制御するステッパモーターとを含んでいる。例えば、制御装置はステッパモーターを制御し、流量計は流量制御弁から上流の流体の流量を測定する。
【００１０】
更に別の態様では、流体流制御装置は、更に、所望の流体流量を入力するための手段を含んでいる。制御装置は、少なくとも所望の流体流量と測定された流量とに従って流量制御弁を制御する。流体流制御装置は、更に、入力、所望の流量、及び測定された流量を表示する表示装置も含んでいる。
【００１１】
更に別の態様では、流体流制御装置は、更に、流出弁部も含んでいる。当該部は、流出口を介して吸引をかけるように構成されており、流出弁（例えば、吸い戻し弁）と、流出弁を空圧制御するパイロット弁を更に含んでいてもよい。或る例では、制御装置は、圧力調整部と流量制御弁調節部が所望の流量条件になるように設定されると、流出弁調節部が流体遮断位置から流体流通位置に替わるように、流出弁調節部を制御する。
【００１２】
別の態様では、流体流制御装置は、更に、パージ媒体用の流入口と、少なくとも出口を含む装置の少なくとも一部を通るパージ媒体の流れを制御するように構成されたパージ媒体弁調節部も含んでいる。パージ媒体弁調節部は、パージ媒体弁と、このパージ媒体弁を空圧制御するパイロット弁を含んでいる。
【００１３】
更に別の態様では、流体流制御装置は、更に、装置からの流体の流れを注入口を介して制限するように構成された逆止弁も含んでいる。装置は、更に、加圧された物質のための流入口も含んでいる。圧力調整部は、加圧された物質を使用して空圧制御されるように構成されている。
【００１４】
また別の態様では、流体流制御装置は、更に、流体の圧力を測定するように構成された圧力計を含んでいる。制御装置は、少なくとも圧力計によって測定された圧力に従って、調整器パイロット弁を制御する。
【００１５】
更に別の態様は、半導体の処理に使用する場合のシステムに関する。本システムは、少なくとも１つの流体流制御装置と、少なくとも１つの半導体処理工具を含んでいる。半導体処理工具は、少なくとも１つの流体流制御装置から流体を受け取る。
【００１６】
更に別の態様は、第１流体流制御装置と第２流体流制御装置を含んでいる、複数の流体の流量制御に使用するためのシステムに関する。両装置は互いに連通している。第１流体流制御装置は雄コネクタを含んでおり、第２流体流制御装置は雄コネクタに連結されるように構成された雌コネクタを含んでいる。
【００１７】
本システムは、更に、システムと制御ユニットとの連絡を可能にするよう構成されたバスモジュールも含んでいる。バスモジュールは、第２流体流制御装置の雄コネクタに連結されるように構成された雌コネクタを含んでいる。更に、第１及び第２流体流制御装置は、それぞれ、所望の流体流量を入力するための手段も含んでいる。各装置は、入力された所望の流量と測定された流量を表示するための表示装置を、更に含んでいる。
【００１８】
更に別の態様は、複数の流体を配合する際に使用するためのシステムに関する。本システムは、第１流体流制御装置と、第２流体流制御装置と、ミキサーとを備えており、第１及び第２各流体制御装置それぞれの排出口は、ミキサーに流体結合している。例えば、本システムは、第１及び第２流体流制御装置を制御して、ミキサーに複数の流体の流れを供給するように構成されており、各流体の流れは、制御された流量と制御された流量の持続時間を有している。
【００１９】
上記構造の装置の他にも、本発明は、以下に説明するものの様な数多くの他の装置も含んでいる。なお、これまでの説明並びに以下の説明は例示のみを目的としている旨理解されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
添付図面は、本明細書に組み込まれており、その一部を構成する。図面は、代表的な実施形態を示しており、以下の記述とともに、本発明の幾つかの原理を説明するためのものである。
【００２１】
本開示の幾つかの実施形態について、以下詳しく説明する。各図を通して、可能な場合には、同じ又は同様の部分を指すのに同一の符号を使用している。
図１と図２は、注入口１２０と排出口１２５を有する流体流制御装置５の或る実施形態を示している。注入口１２０は、図５に示すように流体源８０に流体連通しており、流体が流体流制御装置５に流入できるように構成されている。流体流制御装置５で制御される流体は、流体の流れを制御できるようにするのに適した特性を有しているのであれば、どの様な流体でもよい。この流体は、液体、スラリー、気体状をしていてもよく、粘性と反応性は共に比較的低い。流体の例を幾つか挙げると、限定するわけではないが、水、溶融シリコン、プラチナ、銅、又は半導体製造技術において使用されるあらゆる他の流体の様なその他の流体がある。
【００２２】
排出口１２５は、図５に示すように構成要素８１に流体連通しており、流体が流体流制御装置５から流出することができるように構成されている。構成要素８１は、処理工具でもよいし、又は流体を受け取るように構成された他の種類の構成要素でもよい。排出口１２５に接続されている構成要素８１の種類は、流体流制御装置５が使用される装置によって異なる。１つの代表的な構成要素８１は、例えば、吹きつけ工具、スピン工具、又はウェーハ処理チャンバ、真空チャンバ、又は当技術で既知の他の環境に流体を分与する工具の様な半導体処理工具である。
【００２３】
流体流制御装置５は、更に、制御装置１１５（図１及び図７に図示）、圧力調整部１０、流量計２５、及び流量制御弁調節部３０を含んでいる。圧力調整部１０、流量計２５、及び流量制御弁調節部３０は、図５に概略図示している。圧力調整部１０は、圧力調整器１５と、調整器パイロット弁２０とを含んでおり、流体の流れを受け取り、その流体を制御された圧力で送出するように構成されている。圧力調整器１５は、例えば、ドーム式圧力調整器又は当該技術で既知のどの様な他の方法で作動する圧力調整器でもよい。圧力調整器１５は、圧力調整部１０の下流の流体の圧力を管理するために使用され、フィードバックループを通して流体の下流の圧力に応答する。圧力調整器１５は、空圧制御されるように構成された弁調整器であってもよい。
【００２４】
図５に示すように、調整器パイロット弁２０は、加圧物質供給源６５に流体連結している。調整器パイロット弁２０は、供給源６５から圧力調整器１５への加圧物質の加圧された流れを制御して、調整器１５を空圧で作動させ、調整器１５に、調整器１５から下流に特定の流体圧力を確立させる。調整器パイロット弁２０は、制御装置１１５から電気信号を受信し、その信号に従って、調整器１５が特定の圧力の加圧物質を供給するのに対応する量だけ作動するようにして、圧力調整器１５を作動させる。この様に、パイロット弁２０は、制御装置１１５から電気信号を受け取り、加圧物質の調整された圧力が電気信号に基づいて圧力調整器１０に作用するようにする。圧力調整器１５は、そのオリフィス又は他の通路を対応する量だけ開くことにより加圧物質に対応して、圧力調整部１０の下流の流体の圧力を調整する。こうして、圧力調整器１５の下流の流体は、管理された圧力を有することになる。
【００２５】
加圧物質としては、限定するわけではないが、窒素、酸素、空気、又は空圧弁又は他の流体流制御要素を作動させるのに適した当技術では既知の他の気体が挙げられる。
随意的に、流体流制御装置５は、更に、図５に示すように１つ又は複数の圧力計２４を含んでいる。圧力計２４ａを、圧力調整部１０の上流に配置してもよい。このような例では、圧力計２４ａは、流体が圧力調整器１５に入る前の流体の圧力を測定し、測定信号を制御装置１１５に送って、制御装置１１５が、感知された圧力に従って調整器のパイロット弁２０を制御できるようにしている。これにより、圧力調整器１５を、上流で発生する流体圧力の変動に対して調整できるようになる。
【００２６】
圧力計２４ｂを、圧力調整部１０の下流にも（又は代わりに下流に）配置してもよい。下流の圧力計２４ｂは、制御装置１１５にフィードバックを掛けて、制御装置１１５が、圧力調整器１５によって流体の圧力がどれほど良好に制御されているかを判定できるようにする。上流の圧力計２４ａと同じように、下流の圧力計２４ｂによって測定された圧力は、圧力調整器１５を制御するために使用される。
【００２７】
図１及び図５に示すように、流体流制御装置５の流量制御弁調節部３０は、モーター４０で制御される流量制御弁３５を含んでいる。流量制御弁３５は、調整部１０により制御された圧力の流体を受け取り、当該流体が流れ制御装置５を通過して出て行く際の流量を調整する。或る例では、流量制御弁３５を制御しているモーター４０は、制御装置１１５から電気信号を受け取り、その信号に基づいて弁３５を機械的に作動させて流体流量を制御する。モーター４０は、ステッパモーター、サーボモーター、又は当技術で既知のどの様な種類の電気モーター（例えば、精密電気モーター）であってもよい。同様に、流量制御弁３５は当技術で一般に知られているどの様な形態のモーター駆動式流量制御弁であってもよい。
【００２８】
先に言及し、図１、図２、図５に示したように、流体流制御装置５は、流量計２５も含んでいる。流体が管理された圧力で圧力調整器１５を出た後、流量計２５は、流量制御弁３５の上流の流体の流量を測定する。(代わりに、流量計２５は流量制御弁３５の下流に配置してもよい。)  流量計２５は、流量測定信号を制御装置１１５に送信する。制御装置１１５は、測定された流量に従って、圧力調整部１０と、流量制御弁調節部３０を制御する。
【００２９】
流量計２５は、ドップラー偏移又は飛行時間型測定により、キャリブレートされた管内の流れの速度を検出することのできる超音波流量計である。代わりに、流量計２５は、圧力差動型、コリオリ型、渦流発生型、熱線型、又は当技術で既知のその他の型式の流量計であってもよい。
【００３０】
或る例では、流量計２５は、圧力調整器１５の下流の流体流を測定し、測定信号を制御装置１１５に送る。制御装置１１５は、流体に対する所望の流量に関係する信号の様な追加の信号も恐らくは受信するが、これに加えて測定信号を受信する。制御装置１１５は、次いで、対応する圧力信号と流量信号を、調整器パイロット弁２０とモーター４０にそれぞれ送る。この様にして、流量計２５は制御装置１１５と連絡して、流体流制御装置５の他の構成要素を制御するための継続的フィードバックループを形成する。図７は、このフィードバックループに関係付けられる構成要素の間の通信リンクの一例を示している。
【００３１】
他の例では（図示せず）、フィードバックループは、流量計２５、モーター４０、及び制御装置１１５しか含んでいない。
更に別の例では、フィードバックループは、それぞれ制御装置１１５に流量測定値と圧力測定値を送る流量計２５と圧力計２４ａ及び／又は２４ｂとの両方を含んでいる。この様な例では、制御装置１１５は、この入力並びに他の入力（例えば、所望の流量）に従って、圧力及び流量コマンド信号を決め、次に、対応する圧力信号と流量信号を、調整器パイロット弁２０とステッパモーター４０にそれぞれ送る。
【００３２】
更に別の例では（図示せず）、流体流制御装置５は、更に、圧力調整部１０に似ているが流量制御弁調節部３０の下流に位置する第２圧力調整部を含んでいる。この第２圧力調整部は、背圧調整器として機能し、下流の圧力状態のあらゆる変動を流量計及び圧力計２５、２４ａ及び／又は２４ｂから隔離する。
【００３３】
流体流制御装置５は、流出弁調節部４６を更に備えており、これには随意的にパイロット弁５０ｃにより制御される流出弁４５が含まれている。流出弁４５は、流体流制御装置５の排出口１２５近くに位置している。或る例では、流出弁４５は、排出口１２５を通して吸引を掛け、排出口１２５を通して装置５内に少なくとも幾らかの流体を引き込むように構成された吸い戻し弁である。或る代表的な装置では、吸引力により、流体の液滴又は残分の形成、又は構成要素８１に関係する他の流体に関連する問題を制限することができる。例えば、構成要素８１が、分注ノズル、噴霧器、又は他の何らかの形態の流体分注器を有する半導体処理工具である場合、吸い戻し弁は、この構成要素の流体分注器に伴う流体の液滴又は残分の形成を制限する。吸い戻し弁４５は、下流の処理（例えば、半導体処理工具８１の形態をした構成要素８１）が流体を要求するのを止めると、作動する。吸い戻し弁４５は、作動すると、流体流制御装置５の排出口１２５を通して少なくとも幾らかの流体を引き込む。その結果、吸い戻し弁４５は、流体流が停止されている間に流れに関する問題が発生するのを制限することができる。例えば、構成要素が流体噴霧ノズルを有している場合、吸い戻し弁は、流体流が再開した際に噴霧ノズルからの清浄な流体の噴霧を保証できるようにする。
【００３４】
他の例では、流出弁４５は、遮断弁又は流体制御技術では広く知られている他の型式の二方向弁であり、弁４５は、流体が一旦排出口２５を通過してしまうと、又は流体の流れが停止した後は、その流体が装置５に逆流するのを防ぐように構成されている。流出弁４５は、流体流制御装置５の構成要素を、下流の真空又は他の異常な流体条件により発生する損傷から保護するようにもなっている。
【００３５】
或る例では、流出弁４５は、圧力調整部１０と流量制御弁調節部３５が、所望の流れを許容する位置に入るように制御され、下流の工程（例えば、構成要素８１）が流れを要求する場合にのみ、（例えば、制御装置１１５を介して）開くように設定されている。流出弁４５は、他の全ての条件では閉じたままの状態に留まるように設定されており、また、下流の処理工具８１が流体を要求するのを止めると直ぐに閉じるように設定されている。他の例では、流出弁４５は、流体流の開始時及び停止時には圧力調整器１５と流量制御弁３５が調和した位置を維持して、流れの変動を減らすことができるようにしている。
【００３６】
図５に示すように、流出弁調節部４６のパイロット弁５０ｃは、加圧物質供給源６５に連結され、供給源６５から流出弁４５への加圧物質の流れを制御するように構成されている。パイロット弁５０ｃは、電気ソレノイド弁でもよいし、当技術では既知のその他の種類の開／閉空圧弁でもよい。代わりに、パイロット弁５０ｃではなく、ステッパモーター、サーボモーター、又は当技術では既知のその他の種類の電気モーター（例えば、精密電気モーター）を、流出弁４５を作動させるのに使用してもよい。流出弁４５が吸い戻し弁である例では、パイロット弁５０ｃ又は代わりに上記の電気モーターの１つを使用して、排出口１２５を通して流体を装置５内に引き戻す吸引量と吸引速度を制御する。
【００３７】
流出弁４５を作動させる場合、制御装置１１５は、パイロット弁５０ｃに電気信号を送り、弁５０ｃに、加圧物質が流出弁４５を空圧作動させることができるようにさせる。こうして、流出弁４５は空圧作動して、流体の流れを遮断するか、又は流体が排出口１２５から流出できるようにするか、或は流体を装置５に引き戻すかの何れかを行う。
【００３８】
図２と図５に示すように、流体流制御装置５は、逆止弁７５を更に含んでいる。逆止弁は、流体流制御装置５の注入口１２０又はその付近にあり、流体が流体供給源８０から装置５に流入できるようにすると共に、流体流が注入口１２０を通って装置５から流出するのを防ぐ。逆止弁７５は、当技術で既知のどの様な種類の一方向弁でもよい。
【００３９】
流体流制御装置５は、パージ媒体弁調節部５５と遮断弁調節部６５を更に含んでいる。パージ媒体弁調節部５５は、パイロット弁５０ｂにより制御されるパージ媒体弁６０を含んでいる。同様に、遮断弁調節部６５は、パイロット弁５０ａにより制御される遮断弁７０を含んでいる。パージ媒体弁６０と遮断弁７０は、遮断弁でもよいし、流体制御技術では広く知られている他の型式の二方向弁でもよい。
【００４０】
パージ媒体弁６０は、パージ媒体供給源９０に流体連結されており、パージ媒体が流体流制御装置５に流入して、恐らくは排出口１２５を通過して工具８１に流入できるように構成されている。パージ媒体は、限定するわけではないが、脱イオン水、蒸留水、又は希釈された漂白剤の様な流体制御技術では既知の比較的純度の高いパージ媒体(例えば、洗浄剤)である。図５に示すように、パージ媒体弁６０は、パージ媒体の流体流制御装置５内の行程を最大化するために、圧力調整部１０の上流に配置されている。こうして、パージ媒体弁調節部５５は、パージ媒体が少なくとも排出口１２５を含む少なくとも装置５の一部を通って流れることができるようにしている。このパージ媒体の流れは、流体が処理工具８１に送し出される前又は後、又は新しい流体が装置５に導入される前であるのが望ましい。
【００４１】
遮断弁７０は、パージ媒体弁６０の上流又は下流に配置され、流体流制御装置５の他の構成要素に対する流体の流れを開始及び停止するように構成されている。パージ媒体弁６０と遮断弁７０は、空圧制御され、パイロット弁５０ｂと５０ａにより作動する。パイロット弁５０ｂと５０ａは、加圧物質供給源６５に連結され、供給源６５からパージ媒体弁６０と遮断弁７０それぞれへの加圧物質の流れを制御するように構成されている。パイロット弁５０ｂと５０ａは、電気ソレノイド弁でもよいし、当技術では広く知られている他の型式の開／閉空圧弁でもよい。弁６０、７０の何れかを作動させる場合、制御装置１１５は、電気信号を各パイロット弁５０ｂ、５０ｃに送り、弁５０ｂ、５０ｃに、加圧物質がパージ媒体弁６０又は遮断弁７０を空圧作動することができるようにさせる。
【００４２】
図２に示すように、流体制御装置５は、パージ媒体用の流入口１４０と、加圧物質用の流入口１４５を含んでいる。パージ媒体流入口１４０は、パージ媒体供給源９０からのパージ媒体の流れを受け入れて、パージ媒体が流体流制御装置５のパージ媒体弁調節部５５に流れることができるように構成されている。幾つか例を挙げると、パージ媒体供給源９０としては、限定するわけではないが、流体タンク、水溜、流体ヘッダ、又は当技術では既知のその他の型式のパージ媒体供給源容器がある。
【００４３】
加圧物質流入口１４５は、加圧物質供給源６５からの加圧物質の流れを受け入れるように構成されている。加圧物質供給源６５としては、限定するわけではないが、高圧ガスタンク、加圧ガスヘッダ、加圧ガスレール、又は当技術では既知のその他の型式の加圧物質供給源容器が挙げられる。流入口１４５は、加圧物質が、装置５内で使用されているパイロット弁５０ａ、５０ｂ、５０ｃの何れにも、並びに調整器パイロット弁２０にも、流れることができるようにしている。
【００４４】
図４に示すように、本発明の或る実施形態では、複数の流体流制御装置５を一体に接続して互いに連通状態に配置している。このように接続すると、装置５は、複数の流体の流量制御に使用するシステムとして一体的に機能する。図２に示すように、各装置は、１つの装置５を別の装置５に相互連通状態に接続するのに使用できる雄コネクタ１５０と雌コネクタ１５５を含んでいる。隣接する対の装置５の間を物理的に接続する他にも、コネクタ１５０と１５５は、装置５同士の間に、電気的、空圧的、流体的、及び／又は他の接続を形成することができる。
【００４５】
図４に示すシステムは、随意的に、システムが制御ユニット（図示せず）と通信できるように構成されたバスモジュール９５を備えている。例えば、制御ユニットは、パーソナルコンピュータ、サーバ、プログラム可能論理制御装置、又は流体制御又は他のシステムの制御に使用される当技術では既知の何らかの他の装置であってもよい。この通信を円滑に行うために、バスモジュール９５は、インターネットポート１０５とイーサネット（登録商標）ポート１１０を備えている。バスモジュール９５は、更に、例えば、装置ポート、電源ポート、又は電気的構成要素の接続用として当技術では既知の何らかの他の接続ポートや構造を備えていてもよい。
【００４６】
或る代わりの事例では、複数の流体流制御装置５が、バスモジュール９５を使用することなく互いに連通状態になるように接続されている。例えば、バスモジュール９５以外の１つ又は複数の構成要素を使用して、装置５のシステムを制御ユニットと通信可能状態にすることもできる。
【００４７】
図４に示すように、少なくとも１つのバスモジュール９５が、複数の流体流制御装置５を制御するために使用され、接続用に作られた雌コネクタ１６０（図３）を使って、装置５の１つの雄コネクタ１５０に連結されている。このように接続すると、バスモジュール９５は、システム内の全ての装置５と通信できる状態になり、所望の流量を設定するのに使用することができる。バスモジュール９５は、この通信を円滑に行うためＰＣボード１００を含んでいる。或る例では、ＰＣボード１００は、システム内の全ての装置５から、又は制御ユニット又はホストから、信号、圧力測定値、又は流量測定値を受信する。ＰＣボード１００は、受信した全ての信号又は測定値の処理も行って、制御信号をシステム内の全ての装置５に送信する。この様に、バスモジュール９５は、システム内の装置５を個別に又は互いに組み合わせて制御して、複数の流体を異なる流量で供給する。
【００４８】
例えば、半導体製造工程では、複数の流体を、それぞれ異なる流量で、また恐らくは変化する流量で供給するのが望ましい。この動的な流体の配合を実現するために、バスモジュール９５は、各装置５を同時制御して、各供給流体毎に異なる流量を提供する。各流量は時間に伴って変化するように制御される。そのような筋書きでは、各装置５は、半導体処理工程において所望の相対的時間に所望の相対量の流体を供給することができる。
【００４９】
図４に示すように、各流体流制御装置５は、所望の流体流量を入力するための手段１３０と表示装置１３５を更に含んでいる。図４には、代表的な所望の流体流量を入力するための手段１３０として、再設定及び設定ボタン、並びにアップ／ダウンボタンを示している。しかしながら、代わりの入力装置として、多種多様な形態が可能であると理解されたい。例えば、手段１３０としては、限定するわけではないが、デジタル制御パッド、タッチスクリーン、ボタンパネル、キーボード又はキーパッド、インターネット接続、イーサネット（登録商標）、デバイスネット又はパーソナルコンピュータポート、ワイヤレス又は赤外線信号受信器、又は装置にデータを入力するための広く知られた他の手段などが挙げられる。或る例では、工具８１が所望の流量に関する情報を供給する。図４に示す様な他の例では、ユーザーが所望の流量を手動で入力する。
【００５０】
制御装置１１５は、所望の流体流量を入力するための手段１３０を通して入力された所望の流量に従って流量制御弁調節部３０及び／又は圧力調整部１０を制御するように構成されている。例えば、制御装置１１５は、装置５の構成要素を制御して、（流量計２５により測定された）実測流体流量を入力された所望の流量にできる限り近づけて維持する。
【００５１】
表示装置１３５は、入力された所望の流量、（流量計２５により測定された）実測流量、又は、制御装置１１５又はＰＣボード１００の何れか、ホスト、ユーザー又は流体流制御装置５の構成要素の何れかに関係付けられた何らかの他の情報、を表示する。表示装置１３５としては、限定するわけではないが、ＬＣＤスクリーン、デジタル読み出し、光アレイ、モニター、又は情報の出力に使用される何らかの他の型式の表示装置などが挙げられる。なお、表示装置１３５はカラーでもモノクロでもよいし、また、図４に示す表示装置とは大きさ、形状、及び／又は構成が異なっていてもよい。
【００５２】
図６は、半導体処理工程に使用されるシステムのまた別の実施形態を概略的に示している。この代表的システムは、少なくとも１つの流体流制御装置（例えば、装置５ａと装置５ｂ）、及び少なくとも１つの装置から流体を受け取る少なくとも１つの構成要素８１を含んでいる。なお、図６では２つの装置５ａと５ｂを示しているが、このような実施形態では、１つの構成要素８１又は複数の構成要素８１に流体を供給するために、任意の数の流体流制御装置５を使用することができる。
【００５３】
或る例では、図６に示す構成要素８１は半導体処理工具である。他にも、工具以外（例えば、半導体処理工具以外）の構成要素を有する例も考えられる。例えば、図６の構成要素８１は、ミキサー（例えば、スタティックミキサー）であり、その場合、装置５ａと５ｂの排出口は、複数の流体が配合できるようにミキサーに流体連結されている。例えば、各装置５ａと５ｂは、各供給流体毎に異なる流量を提供するように制御されている。各流量は、時間につれて変化するように制御してもよい。そのような例では、各装置５ａ及び５ｂは、所望の相対量の流体を所望の相対時間に供給することになる。
【００５４】
当業者には自明のように、これまで説明した構造に対しては、様々な変更及び変形を加えることができる。従って、本発明はこの明細書に論じた主題に限定されない旨理解頂きたい。そうではなくて、本発明はそのような変更及び変形を包含するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明による流体流制御装置の一の実施形態の側面破断図である。
【図２】図１の装置の上面破断図である。
【図３】図１の装置で使用する代表的なバスモジュールの側面図である。
【図４】複数の流体流制御装置とバスモジュールを含んでいるシステムの一の実施形態の側面図である。
【図５】図１の流体流制御装置の概略図である。
【図６】構成要素に連結されている流体流制御装置を含んでいるシステムの他の実施形態の概略図である。
【図７】図１の装置の代表的な制御装置の概略図であり、制御装置は複数のパイロット弁、調整器パイロット弁、ステッパモーター、流量計、及び圧力計と連通状態にある状態を示している。
【符号の説明】
【００５６】
５          流体流制御装置
１０        圧力調整部
１５        圧力調整器
２０        調整器パイロット弁
２４ａ／ｂ  圧力計
２５        流量計
３０        流量制御弁調節部
３５        流量制御弁
４０        モーター
４５        流出弁
４６        流出弁調節部
５０ａ／ｂ／ｃ      パイロット弁
５５        パージ媒体弁調節部
６０        パージ媒体弁
６５        加圧物質供給源
６５        遮断弁調節部
７０        遮断弁
７５        逆止弁
８０        流体源
９０        パージ媒体供給源
９５        バスモジュール
１００      ＰＣボード
１１５      制御装置
１２０      注入口
１２５      排出口
１３５      表示装置
１４０      パージ媒体流入口
１４５      加圧物質流入口
１５０      雄コネクタ
１５５／１６０      雌コネクタ
【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６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年8月26日(2005.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006059322.tif 000013
【図５】
2006059322.tif 000014
【図６】
2006059322.tif 000015
【図７】
2006059322.tif 000016
【外国語明細書】
2006059322000001.pdf