以下、本発明の第一実施形態について図� ��を参照して説明する。

 図1は、本実施形態に係る流量比率制御装 置100を示す模式的概略図である。この流量比 率制御装置100は、例えば、半導体製造用の原 料ガスを所定比率に分流して、半導体プロセ スチャンバに供給するものであり、図示しな い半導体製造システムの一部を構成する。し かしてこのものは、メイン流路MLの終端から� ��岐させた2つの分岐流路BL1、BL2上に、同一の 流量制御装置たるマスフローコントローラMFC 1、MFC2をそれぞれ設けて、それらマスフロー� ��ントローラMFC1、MFC2を制御するための制御� �理機構Cを備えたものである。

 前記マスフローコントローラMFC1(MFC2)は、 図2に示すように、その内部流路L1(L2)を流れ� �流体流量を制御する流量制御バルブV1(V2)と� �第1圧力センサP11(P12)と、流体抵抗R1(R2)と、� �2圧力センサP21(P22)とをこの順で直列に配置� �たものである。通常の使用方法では、前記� �体抵抗R1(R2)の前後で発生する差圧を第1圧力� ��ンサP11(P12)と第2圧力センサP21(P22)によって� �知し、その流体抵抗R1(R2)を通過する流体の� �量流量を算出して、前記流量制御バルブV1(V2 )の制御に用いるように構成してある。

 片方の分岐流路BL1には、図1に示すように 、前記マスフローコントローラMFC1を通常の� �用方法とは逆向きになるように第2圧力セン� ��P21が上流側になるように配置してあり、も� ��片方の分岐流路BL2には、前記マスフローコ� ��トローラMFC2を通常の使用方法と同じ向きに なるように、前記流量制御バルブV2が上流に� ��るように配置してある。

 前記制御処理機構Cは、少なくとも、ハー ドウェア構成としては、CPU、メモリ、各種ド ライバ回路などを具備したものであり、前記 メモリに記憶させたプログラムに従って、前 記CPUや周辺機器が共同することで種々の機能 を発揮する。

 次に、この流量比率制御装置の動作につ� ��て説明する。以下、説明の便宜上、2つのマ スフローコントローラMFC1、MFC2を第1マスフロ ーコントローラMFC1、第2マスフローコントロ� ��ラMFC2と分けて記述するが、それぞれは全く 同じマスフローコントローラである。

 前記制御処理機構Cは、第2圧力センサP21� �上流側になるように配置した第1マスフロー� ��ントローラMFC1について、この第2圧力セン� �P21によって検知する圧力と、前記メモリに� �納してある目標圧力との偏差を用いて、こ� �第1マスフローコントローラMFC1の流量制御バ ルブV1をフィードバック制御する。合わせて� ��前記制御処理機構Cは、第2圧力センサP21と� �1圧力センサP11によって検知される前記流体� ��抗R1において発生する圧力差から、この第1� ��スフローコントローラMFC1の内部流路L1を流� ��る質量流量を算出する。

 前記制御処理機構Cは、流量制御バルブV2� ��上流側になるように配置した第2マスフロー コントローラMFC2について、第1圧力センサP12� ��第2圧力センサP22によって検知される前記流 体抵抗R2において発生する圧力差から、この� ��2マスフローコントローラMFC2の内部を流れ� �質量流量を算出する。そして、各分岐流路BL 1、BL2を流れる流体の質量流量と、前記メモ� �に格納してある各分岐流路BL1、BL2の目標流� �比率とから、この第2マスフローコントロー� ��MFC2に流すべき目標質量流量を前記制御処理 機構Cは算出する。前記制御処理機構Cは、第2 マスフローコントローラMFC2の内部流路L2を流 れる質量流量と目標質量流量の偏差を用いて 、第2マスフローコントローラMFC2の流量制御� ��ルブV2をフィードバック制御する。

 このようなものであれば、全く同じマス� ��ローコントローラMFC1、MFC2だけを用いて、� �量比率制御装置100を構成することができ、� �品種類数を低減することによる、コストダ� �ンを図りつつも、高い精度で流量比率を制� �することができる。

 さらに、全く同じマスフローコントロー� ��MFC1、MFC2の一つを通常とは逆向きに取り付� �るだけという非常に簡単な取付方法の変更� �行うだけで、流量比率を制御することがで� �る。

 しかも、差圧式の質量流量測定のみを行� ��ているので、サーマル式の測定方法を用い� ��場合と比べると、マスフローコントローラM FC1、MFC2に流れ込む流体の圧力変化が大きい� �合でも常に精度よく流量比率を制御するこ� �ができる。

 次に本発明の第2実施形態について図3を� �照しながら説明する。第1実施形態に対応す� ��部材には、同じ符号を付すこととする。

 この実施形態での流量制御装置たるマス� ��ローコントローラMFC1、MFC2は、図4に示すよ� ��に、内部流路L1、L2上に、初段圧力センサP01 、P02、当該内部流路L1、L2を流れる流体流量� �制御する流量制御バルブV1、V2、第1圧力セン サP11、P12、流体抵抗R1、R2及び第2圧力線をこ� ��順で直列に配列したものである。

 第二実施形態の流量比率制御装置100は、� ��3に示すように、メイン流路MLの終端から分� ��させた2つの分岐流路BL1、BL2上に初段圧力セ ンサP01、P02を上流にしてマスフローコントロ ーラMFC1、MFC2をそれぞれ設け、それらマスフ� ��ーコントローラMFC1、MFC2を制御するための� �御処理機構Cを備えたものである。

 次に動作について説明する。ここでも、� ��明の便宜上、2つのマスフローコントローラ MFC1、MFC2を第1マスフローコントローラMFC1、� �2マスフローコントローラMFC2と分けて記述す るが、それぞれは全く同じマスフローコント ローラである。

 前記制御処理機構Cは、第1マスフローコ� �トローラMFC1について、初段圧力センサP01に� ��って検知する圧力と、前記メモリに格納し� ��ある目標圧力との偏差を用いて、この第1マ スフローコントローラMFC1の流量制御バルブV1 をフィードバック制御する。合わせて、前記 制御処理機構Cは、第1圧力センサP11と第2圧力 センサP21によって検知される前記流体抵抗R1� ��おいて発生する圧力差から、この第1マスフ ローコントローラMFC1の内部流路L1を流れる質 量流量を算出する。

 前記制御処理機構Cは、第2マスフローコ� �トローラMFC2について、第1圧力センサP12と第 2圧力センサP22によって検知される前記流体� �抗R2において発生する圧力差から、この第2� �スフローコントローラMFC2の内部流路L2を流� �る質量流量を算出する。そして、各分岐流� �BL1、BL2を流れる流体の質量流量と、前記メ� �リに格納してある各分岐流路BL1、BL2の目標� �量比率とから、この第2マスフローコントロ� ��ラMFC2に流すべき目標流量を前記制御処理機 構Cは算出する。前記制御処理機構Cは、第2マ スフローコントローラMFC1、MFC2の内部を流れ� ��質量流量と目標流量の偏差を用いて、第2マ スフローコントローラMFC2の流量制御バルブV2 をフィードバック制御する。

 このようなものであっても、部品の種類� ��を低減することによって、コストダウンを� ��りながら、各分岐流路BL1、BL2の質量流量比� ��を高い精度で制御することができる。しか� ��、この第2実施形態の場合は、マスフローコ ントローラMFC1、MFC2の向きを変えるという手� ��すら省くことができ、全ての流路に同じマ� ��フローコントローラMFC1、MFC2を設けるだけ� �よい。

 また、差圧式の質量流量測定のみを行っ� ��いるので、マスフローコントローラMFC1、MFC 2の前後における圧力変化が大きい場合でも� �常に精度よく流量比率を制御することがで� �る。

 なお、本発明は前記実施形態に限られるも� ��ではない。
 例えば、本実施形態では、分岐流路の数は2 つであったが、さらに複数の分岐流路が設け られていても構わない。この場合、各分岐流 路に設けてある流量制御装置たるマスフロー コントローラのうち、1つが圧力を基準とし� �制御するものであればよい。

 前記実施形態では、制御処理機構は、各� ��量制御装置に設けられるものであり、それ� ��れの制御処理機構が協業して、流量比率を� ��御するものであっても構わない。

 さらに、本発明は半導体製造プロセスの� ��ならず、その他のガスに適用可能であるし� ��気体の他、液体にも適用して前記実施形態� ��同様の作用効果を奏し得るものである。

 その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲� ��、種々の変形が可能である。