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JP3535566B2 - Method and apparatus for producing mixed gas of predetermined concentration - Google Patents
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JP3535566B2 - Method and apparatus for producing mixed gas of predetermined concentration - Google Patents

Method and apparatus for producing mixed gas of predetermined concentration

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JP3535566B2
JP3535566B2 JP09871494A JP9871494A JP3535566B2 JP 3535566 B2 JP3535566 B2 JP 3535566B2 JP 09871494 A JP09871494 A JP 09871494A JP 9871494 A JP9871494 A JP 9871494A JP 3535566 B2 JP3535566 B2 JP 3535566B2
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flow rate
gas
concentration
ratio
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泰光 水口
貴彦 来島
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の分野】本発明は2種又は2種以上のガスを所定
濃度に混合する装置及び方法に関する。 【0002】 【発明の背景】半導体産業において、SiH4 、PH3
等の特殊材料ガスが使用されている。これらのSiH
4 、PH3 ガスは通常H2 、N2 、He、Ar等のバラ
ンスガスで希釈しシリンダー容器に充填して使用されて
いる。この場合製造プロセスの条件を変動させることな
く得られた半導体の供給品質を一定に保持するために所
定濃度では2つのガスの混合割合の変動は0あるいは最
少の許容範囲内に抑えられなければならない。例えばH
2 10容量部に対しPH3 1容量部を含む混合ガスを得
ようとする時、常にPH3 :H2 は10:1(容量基
準)で混合されなければならないということである。 【0003】従来、例えばPH3 等のドーパントとH2
等の希釈ガスとを図1に示されるような装置で混合され
ていた。しかしながら従来の方法では常に一定濃度のド
ーパントガスと希釈ガスとの混合ガスは得られなかっ
た。例えば希釈ガス10リットルに対し、ドーパントガ
ス1リットルの混合物を得ようとしても、常に容量比で
10:1の混合物が得られるとは限らない。 【0004】そのため従来では予め一定割合を持ったガ
ス混合物が充填されたボンベを使用して、半導体の製造
を行なっていた。しかしこれではいろいろな割合のドー
パントガスと希釈ガスとの混合ガスを得るためには複数
本の混合ガスボンベを用意しなければならなかった。又
混合ガスを使用するためにボンベの変換を比較的に頻繁
に行なわなければならない上に、シリンダー容器交換の
たびに混合ガス濃度の変動が相対濃度にして±5%の範
囲内で発生していた。 【0005】 【本発明の概要】本発明は2種以上のガスそれぞれが単
独で充填されているボンベから所定の割合で混合する装
置及び方法に関する。 【0006】本発明は、第1流体に対して第2流体を所
定比率で混合する方法において、第1流体のガス流量を
計測し、第1流体の計測流量に基づく信号により、濃度
補正の相関関係式y=axb +c(式中x{l/min]は
第1流体の計測流量、y{l/min]は第2流体の設定流
量、a及びbおよびcは第2流体対第1流体の比によっ
て変化するが、2つの流体の一定の濃度比率において
は、実験的に求められた定数である)に基づいて算出し
た値を第2流体のガス流量の設定流量としリアルタイム
にコントロールすることを特徴とする第1流体及び第2
流体を所定比率で混合する方法に関する。 【0007】第1流体に対して第2流体を所定比率で混
合する方法を実施する装置は、第1流体が流通する第1
流路、第2流体が流通する第2流路、第1流体のガス流
量を計測する手段、第1流体の計測流量に基づく信号を
発生する手段、その手段からの信号により第2流体のガ
ス流量を設定しリアルタイムでコントロールするコント
ロール手段を含み、該コントロ−ル手段が、第2流体の
設定流量を濃度補正の相関関係式y=axb +c(式
中x{l/min]は、第1流体の計測流量、y{l/min]は第
2流体の設定流量、a及びbおよびcは第2流体対第1
流体の比によって変化するが、2つの流体の一定の濃度
比率においては、実験的に求められた定数である)に従
って算出した値にコントロールするものであることを特
徴とする。 【0008】本発明を図面によって説明する。図2にお
いて、第1流路からH2 、He等の希釈ガスを流し、第
2流路からSiH4 、PH3 等のドーパントガスを流
し、MFMからの出力電圧によって y=axb +c (式中xは、第1流体の流量、yは第2流体の流量、a
及びb及びcは第2流体対第1流体の比によって変化す
るが、2つの流体の一定の比率においては実験的に求め
られた定数である)によってドーパントガスの流量をリ
アルタイムにコントロールする。 【0009】例えば希釈ガスがH2 であり、そしてドー
パントガスがPH3 であり、そしてドーパーンガス濃度
が10%である混合物を得ようとする時、例えばa=
0.992、b=0.995となる。濃度が20%とな
る時は例えばa=0.823、b=0.854、c=0
となる。このデータは時間の経過と共に少しずつ変化す
るので零点チェックを1〜2時間毎に行なうことが好ま
しい。零点チェックとはガスの供給を停止し、第1流体
の流量に基づく信号を発生する手段からの信号により、
上記aおよび/またはbおよび/またはcの更正を行な
う。 【0010】図2についてさらに詳しい説明をする。1
は希釈ガス用の第1流路、2はドーパントガス用の第2
流路、3は弁、4はフィルター、5は弁、6はMFM
(マスフローメータ)、7は弁、8は弁、9はフィル
タ、10は弁、11はマスフローコントローラ、12は
弁、13はパージガス用の弁、14は内圧測定用の圧力
計、15はバッファータンク、16は混合ガスの圧力を
調整のための電子調圧器。 【0011】希釈ガスは弁3、フィルター4,弁5を通
り、MFM7で流量が計測される。一方ドーパントガス
は弁8、フィルター9、弁10を通りMFC11で流量
が制御される。これらの希釈ガスとドーパントガスはそ
れぞれ弁11と弁12を通過し、弁内の合流点において
混合攪拌が行なわれ、バッファータンクへ導入される。
この場合、希釈ガスラインのMFM12における流量を
出力電圧として演算回路へ入力し、ドーパントガスライ
ンのMFCにおいて、添加すべき流量に相当する電圧を
演算し、MFCに入力する。この制御方法により、ユー
スポイント(半導体製造装置側)における需要流量に追
従して、常時一定濃度の混合ガスを発生させることが可
能となる。バッファータンク15からの混合ガスは電子
調圧器16により圧力が調整され、弁17を通り、ユー
スポイントに送られる。装置を停止した時、系内に残留
するドーパントガスを追い出すためにパージガスを導入
する。 【0012】本発明は1種類のガスに対し2種類又はそ
れ以上のガスを混合する態様をも包含する。これは、図
3に示される態様となる。図3に示される装置はガスA
についてガスB及びガスCを均一に混合する。この場合
ガスAとガスBとの関係は式 y=axb +c (式中xは、ガスAの流量、yはガスBの流量、a及び
b及びcはガスB、ガスAの比によって変化するが、2
つの流体の一定の比率においては、実験的に求められた
定数である)となる。又ガスAとガスCとの関係は式 y′=a′xb ′+c′─── (式中xは、ガスAの流量、y′はガスCの流量、a′
及びb′及びc′はガスC対ガスAの比によって変化す
るが、2つの流体の一定の比率においては、実験的に求
められた定数である)となる。 【0013】このような第1流体(ガスA)に対し混合
すべきガスは何種類あっても、図3に示されるガスCと
同じ系を第1流路1に接続すれば良い。図3において2
8は弁、29はフィルター、30は弁、31はガスC用
のMFC、27は弁、33はガスC用のパージガス弁で
ある。 【0014】図2で示される装置はドーパントガス(S
iH4 )と希釈ガス(He)の例を示したが本発明にお
いてガスの種類は問わない。 【0015】ユースポイントでの使用を停止すると配管
内圧が上限値に達し、または第1流路の流量が下限値に
達し、その時、両方のガスの供給を停止する。そのユー
スポイントの使用を開始した時、配管内圧が下限値に達
し、その時両方のガスの供給を開始する。 【0016】ある期間(例えば1年に1回)ごとに基準
濃度分析計をつなぎ込むことにより、2台の流量制御装
置の出力値を読み取り、上記aおよびbおよびcの更正
を行なう。 【0017】本発明の実施例を以下に示す。ただし、発
明内容の1例であり、本発明はこの内容に限定されるも
のではない。 【0018】実施例1 本実施例は流量の比例制御方式(希釈ガスのMFM流量
に対し、成分ガスのMFCを濃度一定となるように流量
制御する方法)の混合装置に於いてMFMの流量読値と
MFCの流量設定値の相関関係を明確にし、またその関
係式を用いて比例制御した時の発生濃度が一定となるこ
とを確認した事例である。 【0019】希釈ガスとしてHe、成分ガスとしてSi
4 を用い、Heガスの供給圧力をレギュレーターRV
−2で3.5kg/cm2 Gに、SiH4 ガスの供給圧
力をRV−1で4kg/cm2 Gに調整した。そのシス
テムフローを図4に示す。 【0020】分析計には超音波発信式混合ガス濃度計を
用いた。またMFC−2により分析計には常に500c
c/minの流量の混合ガスがサンプリングされるよう
に調整した。MFC−3により混合ガス発生流量を0〜
7l/minの範囲において500cc/minピッチ
で調整した。 【0021】各混合ガス発生流量に対し、既定の発生濃
度(20%)となるようにMFC−1によりSiH4
ス添加流量を調整した。発生濃度が既定の発生濃度と一
致した時のHeガスの流量読み値(X)とSiH4 ガス
の流量設定値(Y)を最小限乗法により回帰した。回帰
の方法はべき数(Y=axb +c)で回帰した。回帰し
た結果Y=0.982x-0.968の相関関係を得た。 【0022】上述の方法により得られた相関式を用いて
比例制御する方法と従来の流量の設定値通りの比例制御
の方法とで発生濃度の比較を行った。 【0023】後段側のMFC−3により、流量を0〜7
l/minまで変化させた時の発生濃度(図5参照)
は、相関式を用いた比例制御では流量の変化に対し常に
一定であることが確認された。 【0024】濃度を10%、30%、40%とした時も
同様の方法を用いて発生濃度の確認を行った。各濃度で
の流量と発生濃度の関係を図6に示す。 【0025】実施例2 自動運転のための混合装置のフローを図7に示す。 【0026】自動運転とは、ユースポイントにおいて混
合ガスの使用を停止した場合、MFMの流量指示値が3
00cc/min以下になったときに空圧弁AV−3,
4,5,6を閉め、混合ガスの供給を停止する。またユ
ースポイントに於いて混合ガスを使用し始めると、配管
内圧が低下したことを圧力センサー(P)が検知し、そ
の指示値が3.3kg/cm2 G以下の指示値になった
ときに空圧弁AV−3,4,5,6を開け供給を開始す
る。また混合ガスの供給圧力はオートプレッシャーレギ
ュレーター(UR)により3kg/cm2 Gとし、発生
濃度設定値を20%にした。 【0027】希釈ガスとしてHeを用い供給圧力を3.
5kg/cm2 Gに調整し、成分ガスとしてSiH4
用い供給圧力を4.0kg/cm2 Gに調整した。 【0028】装置出口にMFCを設置してユースポイン
トに於ける流量変動を模擬的に発生させ、混合装置の混
合ガス発生流量を7→5→3→1→0.5→0→0.5
→1→3→5→7l/minと変化させた。流量の変化
に係わらず発生濃度は一定である事が確認された。(図
8参照)。 【0029】実施例3実施例1で相関式の関係を得たと
きのMFM及びMFCのゼロ点出力(ガスの流れがない
状態での出力電圧)を共に0mVとする。 【0030】このときのゼロ点の出力を基準電圧とし、
この電圧値が経時的に変化し、ガスの流れがない状態に
於いてMFMの出力電圧がemV及びMFCの出力電圧
がdmVになった時元の相関式のY=ax の演算式
をY−d=a(x−e) に書き換えて、新しい演算
式としゼロ点を校正する。 【0031】 Y=axb +c → Y=axb +c′ 従来の方法と上述の方法による制御を用いて発生濃度の
経時変化の確認を行った。 【0032】確認の方法として希釈ガスにHe、成分ガ
スとしてSiH4 を用いて、発生濃度を20%に設定し
発生流量を3l/minに調整した。 【0033】12カ月間2カ月おきに発生濃度の確認を
行ったところ、ゼロ点の校正を行わない場合には発生濃
度の設定を20%にしても発生濃度に1.2%のズレが
発生した。しかしゼロ点の変化にともないゼロ点を校正
した演算式の書き換えによる制御方法では、この期間に
おける発生濃度に変化はみられなかった。(図9参照)
本発明の実施態様は、次のとおりである。1。第1流体
に対して第2流体を所定比率で混合する装置であり、第
1流体が流通する第1流路、第2流体が流通する第2流
路、第1流体のガス流量を検出する手段、第1流体の流
量に基づく信号を発生する手段、その手段からの信号に
より第2流体のガス流量をリアルタイムでコントロール
するコントロール手段を含み第2流体の流量はy=ax
+c(式中xは、第1流体の流量、yは第2流体の
流量、a及びbおよびcは第2流体対第1流体の比によ
って変化するが、2つの流体の一定の比率においては、
実験的に求められた定数である)に従ってコントロール
される2つの流体を所定比率で混合する装置。2.配管
内圧が上限値に達した時、または第1流路の流量が下限
値に達した時に両方のガスの供給を停止し、配管内圧が
下限値に達した時、両方のガスの供給を開始する上記1
記載の装置。3.ガスの供給が停止した時に、第1流体
の流量に基づく信号を発生する手段からの信号により、
上記aおよび/またはbおよび/またはcの更正を行な
う上記1記載の装置。4.ある期間ごとに基準濃度分析
計をつなぎ込むことにより、2台の流量制御装置の出力
値を読み取り、上記aおよび/またはbおよび/または
cの更正を行なう上記1記載の装置。5.第1流体に対
して第2流体を所定比率で混合する方法において、第1
流体のガス流量を検出し、第1流体の流量に基づく信号
により、式y=ax +c (式中xは第1流体の流
量、yは第2流体の流量、a及びbおよびcは第2流体
対第1流体の比によって変化するが、2つの流体の一定
の比率においては、実験的に求められた定数である)に
基づいて第2流体のガス流量をリアルタイムにコントロ
ールすることを特徴とする第1流体及び第2流体を所定
比率で混合する方法。6.第1流体に対して2種類以上
の第2流体それぞれを所定比率で混合する方法におい
て、第1流体のガス流量を検出し、第1流体の流量に基
づく信号を、第2流体の流量を制御するそれぞれの手段
に送り、第2流体それぞれについて、式y=ax
c , y′=a′x ′+c′───(式中xは第
1流体の流量、y,y′──は第2流体それぞれの流
量、a,a′──及びb,b′──及びc,c′──は
第2流体各々対第1流体の比によって変化するが、2つ
の流体の一定の比率においては、実験的に求められた定
数である)に基づいて第2流体それぞれのガス流量をリ
アルタイムにコントロールすることを特徴とする第1流
体と第2流体それぞれとを所定比率で混合する方法。
7.第1流体に対して2種以上の第2流体を所定比率で
混合する装置であり、第1流体が流通する第1流路、複
数の第2流体のそれぞれが流通する第2流路、第1流体
のガス流量を検出する手段、第1流体の流量に基づく信
号を発生する手段、その手段からの信号により複数の第
2流体それぞれのガス流量をリアルタイムでコントロー
ルするコントロール手段を含み第2流体それぞれの流量
はy=ax +c , y′=a′x ′+c′─
──(式中xは第1流体の流量、y,y′──は第2流
体それぞれの流量、a,a′──及びb,b′──及び
c,c′──は第2流体各々対第1流体の比によって変
化するが、2つの流体の一定の比率においては、実験的
に求められた定数である)に従ってコントロールされる
第1流体と第2流体それぞれとを所定比率で混合する装
置。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for mixing two or more gases to a predetermined concentration. BACKGROUND OF THE INVENTION In the semiconductor industry, SiH 4 , PH 3
And other special material gases are used. These SiH
4 , PH 3 gas is usually used after being diluted with a balance gas such as H 2 , N 2 , He, Ar and filled in a cylinder container. In this case, in order to keep the supply quality of the obtained semiconductor constant without changing the conditions of the manufacturing process, the fluctuation of the mixing ratio of the two gases at a predetermined concentration must be suppressed to zero or a minimum allowable range. . For example, H
When an attempt is made to obtain a mixed gas containing PH 3 1 parts by volume with respect to 2 10 parts by volume, always PH 3: H 2 is 10: 1 is that it must be mixed with (volume basis). Conventionally, for example, a dopant such as PH 3 and H 2
And the like were mixed in an apparatus as shown in FIG. However, in the conventional method, a mixed gas of a dopant gas and a diluent gas having a constant concentration cannot always be obtained. For example, even if an attempt is made to obtain a mixture of 1 liter of dopant gas with respect to 10 liter of dilution gas, a mixture having a volume ratio of 10: 1 is not always obtained. Conventionally, semiconductors have been manufactured using cylinders previously filled with a gas mixture having a predetermined ratio. However, in this case, in order to obtain a mixed gas of the dopant gas and the diluent gas at various ratios, a plurality of mixed gas cylinders must be prepared. In addition, conversion of cylinders must be performed relatively frequently in order to use the mixed gas. In addition, every time the cylinder container is replaced, the mixed gas concentration fluctuates within a range of ± 5% in relative concentration. Was. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to an apparatus and method for mixing two or more gases at a predetermined rate from a single filled cylinder. According to the present invention, in a method of mixing a second fluid with a first fluid at a predetermined ratio, a gas flow rate of the first fluid is measured, and a correlation based on the measured flow rate of the first fluid is used for correlation of concentration correction. The relational expression y = ax b + c (where x {l / min] is the measured flow rate of the first fluid, y {l / min] is the set flow rate of the second fluid, and a, b, and c are the second fluid versus the first fluid. The value varies based on the ratio of the fluids, but at a constant concentration ratio of the two fluids, it is an experimentally determined constant) and the value calculated based on the gas flow rate of the second fluid is controlled in real time. A first fluid and a second fluid.
The present invention relates to a method for mixing fluids at a predetermined ratio. An apparatus for implementing a method of mixing a second fluid with a first fluid at a predetermined ratio comprises a first fluid through which a first fluid flows.
A flow path, a second flow path through which the second fluid flows, a means for measuring a gas flow rate of the first fluid, a means for generating a signal based on the measured flow rate of the first fluid, and a gas for the second fluid based on a signal from the means. The control means includes means for setting a flow rate and controlling the flow rate in real time, and the control means adjusts the set flow rate of the second fluid to a concentration correction correlation expression y = ax b + c (where x {l / min) The measured flow rate of one fluid, y {l / min] is the set flow rate of the second fluid, and a, b, and c are the second fluid versus the first fluid
It varies depending on the ratio of the fluids, but at a constant concentration ratio of the two fluids, it is an experimentally determined constant). The present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 2, a diluent gas such as H 2 , He or the like flows from the first flow path, a dopant gas such as SiH 4 or PH 3 flows from the second flow path, and y = ax b + c (expression) according to the output voltage from the MFM. Where x is the flow rate of the first fluid, y is the flow rate of the second fluid, a
And b and c vary with the ratio of the second fluid to the first fluid, but are constants determined experimentally at a constant ratio of the two fluids) to control the flow rate of the dopant gas in real time. For example, when trying to obtain a mixture in which the diluent gas is H 2 , the dopant gas is PH 3 , and the dope gas concentration is 10%, for example, a =
0.992 and b = 0.959. When the concentration becomes 20%, for example, a = 0.823, b = 0.854, c = 0
It becomes. Since this data changes little by little over time, it is preferable to perform a zero check every 1-2 hours. Zero check means that the supply of gas is stopped and a signal from a means for generating a signal based on the flow rate of the first fluid is used.
The above a and / or b and / or c are corrected. FIG. 2 will be described in more detail. 1
Is a first flow path for a dilution gas, and 2 is a second flow path for a dopant gas.
Flow path, 3 is valve, 4 is filter, 5 is valve, 6 is MFM
(Mass flow meter), 7 is a valve, 8 is a valve, 9 is a filter, 10 is a valve, 11 is a mass flow controller, 12 is a valve, 13 is a valve for purge gas, 14 is a pressure gauge for measuring internal pressure, and 15 is a buffer tank. , 16 are electronic pressure regulators for adjusting the pressure of the mixed gas. The dilution gas passes through the valve 3, the filter 4, and the valve 5, and the flow rate is measured by the MFM 7. On the other hand, the flow rate of the dopant gas is controlled by the MFC 11 through the valve 8, the filter 9, and the valve 10. The diluent gas and the dopant gas pass through the valves 11 and 12, respectively, and are mixed and agitated at a junction in the valves, and are introduced into the buffer tank.
In this case, the flow rate of the dilution gas line in the MFM 12 is input to the arithmetic circuit as an output voltage, and in the MFC of the dopant gas line, a voltage corresponding to the flow rate to be added is calculated and input to the MFC. According to this control method, it becomes possible to constantly generate a mixed gas having a constant concentration following the demand flow rate at the use point (semiconductor manufacturing apparatus side). The pressure of the mixed gas from the buffer tank 15 is adjusted by an electronic pressure regulator 16 and is sent to a use point through a valve 17. When the apparatus is stopped, a purge gas is introduced to drive out the dopant gas remaining in the system. The present invention also includes an embodiment in which one gas is mixed with two or more gases. This is the mode shown in FIG. The device shown in FIG.
, Gas B and gas C are uniformly mixed. In this case, the relationship between the gas A and the gas B is expressed by the formula y = ax b + c (where x is the flow rate of the gas A, y is the flow rate of the gas B, and a, b, and c vary depending on the ratio of the gas B and the gas A). Yes, but 2
For a given ratio of two fluids, this is an experimentally determined constant). The gas A and the relationship between the gas C is the formula y '= a'x b' + c'─── (x in the formula, the flow rate of the gas A, y 'is the flow rate of the gas C, a'
And b 'and c' vary with the ratio of gas C to gas A, but for a constant ratio of the two fluids, are empirically determined constants). Regardless of the type of gas to be mixed with the first fluid (gas A), the same system as the gas C shown in FIG. In FIG. 3, 2
Reference numeral 8 denotes a valve, 29 denotes a filter, 30 denotes a valve, 31 denotes an MFC for gas C, 27 denotes a valve, and 33 denotes a purge gas valve for gas C. The apparatus shown in FIG. 2 uses a dopant gas (S
Although examples of iH 4 ) and the diluent gas (He) are shown, the type of gas is not limited in the present invention. When the use at the use point is stopped, the internal pressure of the pipe reaches the upper limit, or the flow rate of the first flow path reaches the lower limit, at which time the supply of both gases is stopped. When the use point starts to be used, the internal pressure of the pipe reaches the lower limit, at which time the supply of both gases is started. By connecting a reference concentration analyzer every certain period (for example, once a year), the output values of the two flow controllers are read, and the above a, b and c are corrected. An embodiment of the present invention will be described below. However, this is only an example of the content of the invention, and the present invention is not limited to this content. Embodiment 1 This embodiment is based on a flow rate proportional control method (a method of controlling the flow rate of the component gas MFC so that the concentration thereof is constant with respect to the dilution gas MFM flow rate) in a mixing apparatus. This is an example of clarifying the correlation between the flow rate and the set value of the MFC, and confirming that the generated concentration becomes constant when the proportional control is performed using the relational expression. He as a diluent gas and Si as a component gas
Using H 4 , adjust the supply pressure of He gas to the regulator RV
-2 to 3.5 kg / cm 2 G, and the supply pressure of the SiH 4 gas to 4 kg / cm 2 G by RV-1. FIG. 4 shows the system flow. An ultrasonic transmission type mixed gas concentration meter was used as the analyzer. In addition, the analyzer always has 500c by MFC-2.
It was adjusted so that a mixed gas having a flow rate of c / min was sampled. The mixed gas generation flow rate is set to 0 by MFC-3.
Adjustment was performed at a pitch of 500 cc / min in the range of 7 l / min. The flow rate of addition of SiH 4 gas was adjusted by MFC-1 so that a predetermined generation concentration (20%) was obtained for each mixed gas generation flow rate. The He gas flow reading (X) and the SiH 4 gas flow setting (Y) when the generated concentration matched the predetermined generated concentration were regressed by the least square method. The regression method was a regression using a power number (Y = ax b + c). As a result of the regression, a correlation of Y = 0.982x -0.968 was obtained. The generated concentration was compared between the method of performing proportional control using the correlation equation obtained by the above method and the conventional method of proportional control according to the set value of the flow rate. The flow rate is set to 0 to 7 by the MFC-3 on the subsequent stage.
Generated concentration when changed to 1 / min (see Fig. 5)
It was confirmed that in the proportional control using the correlation equation, it was always constant with the change in the flow rate. When the concentrations were 10%, 30%, and 40%, the generated concentration was confirmed using the same method. FIG. 6 shows the relationship between the flow rate and the generated concentration at each concentration. Embodiment 2 FIG. 7 shows a flow of a mixing apparatus for automatic operation. The automatic operation means that when the use of the mixed gas is stopped at the use point, the flow rate indicated by the MFM is 3
When the pressure falls below 00 cc / min, the pneumatic valve AV-3,
4, 5, and 6 are closed, and the supply of the mixed gas is stopped. When the mixed gas is started to be used at the point of use, the pressure sensor (P) detects that the pressure in the pipe has decreased, and when the indicated value becomes an indicated value of 3.3 kg / cm 2 G or less. The pneumatic valves AV-3, 4, 5, 6 are opened to start supply. The supply pressure of the mixed gas was set to 3 kg / cm 2 G by an auto pressure regulator (UR), and the generated concentration set value was set to 20%. [0027] He is used as the diluent gas and the supply pressure is set to 3.
It was adjusted to 5kg / cm 2 G, to adjust the supply pressure using SiH 4 as a component gas to 4.0kg / cm 2 G. An MFC is installed at the outlet of the device to simulate the flow rate fluctuation at the use point, and the mixed gas generation flow rate of the mixing device is 7 → 5 → 3 → 1 → 0.5 → 0 → 0.5
→ 1 → 3 → 5 → 7 l / min. It was confirmed that the generated concentration was constant regardless of the change in the flow rate. (See FIG. 8). Embodiment 3 The zero point output (output voltage in the absence of gas flow) of the MFM and the MFC when the correlation is obtained in the embodiment 1 is set to 0 mV. The output at the zero point at this time is set as a reference voltage,
This voltage value changes over time, the arithmetic expression of the correlation equation Y = ax b of Tokimoto the output voltage of MFM In the absence of flow of the gas output voltage of emV and MFC became DMV Y −d = a (x−e) Rewrite to b and use a new arithmetic expression to calibrate the zero point. Y = ax b + c → Y = ax b + c ′ A change with time in the generated concentration was confirmed using the conventional method and the control by the above-described method. As a method of confirmation, He was used as a diluent gas and SiH 4 was used as a component gas, the generation concentration was set to 20%, and the generation flow rate was adjusted to 3 l / min. When the generated concentration was checked every two months for 12 months, if the calibration of the zero point was not performed, a deviation of 1.2% was generated even if the generated concentration was set to 20%. did. However, in the control method by rewriting the arithmetic expression in which the zero point was calibrated with the change of the zero point, no change was observed in the generated concentration during this period. (See Fig. 9)
Embodiments of the present invention are as follows. 1. An apparatus that mixes a second fluid with a first fluid at a predetermined ratio, and detects a first flow path through which the first fluid flows, a second flow path through which the second fluid flows, and a gas flow rate of the first fluid. Means for generating a signal based on the flow rate of the first fluid, and control means for controlling the gas flow rate of the second fluid in real time by a signal from the means, wherein the flow rate of the second fluid is y = ax
b + c (where x is the flow rate of the first fluid, y is the flow rate of the second fluid, a and b and c vary with the ratio of the second fluid to the first fluid, but at a constant ratio of the two fluids Is
An apparatus that mixes two fluids controlled in accordance with a predetermined ratio according to an experimentally determined constant. 2. When the pipe internal pressure reaches the upper limit, or when the flow rate of the first flow path reaches the lower limit, supply of both gases is stopped, and when the pipe internal pressure reaches the lower limit, supply of both gases is started. 1 above
The described device. 3. When the gas supply is stopped, the signal from the means for generating a signal based on the flow rate of the first fluid,
The apparatus according to the above item 1, wherein the correction of a and / or b and / or c is performed. 4. The apparatus according to the above item 1, wherein the output values of the two flow control devices are read by connecting a reference concentration analyzer every certain period, and the values a and / or b and / or c are corrected. 5. In a method of mixing a second fluid with a first fluid at a predetermined ratio,
The gas flow rate of the fluid is detected, and a signal based on the flow rate of the first fluid is used to calculate the equation y = ax b + c (where x is the flow rate of the first fluid, y is the flow rate of the second fluid, and a and b and c are It varies with the ratio of the two fluids to the first fluid, but at a constant ratio of the two fluids, it is an experimentally determined constant. Mixing the first fluid and the second fluid at a predetermined ratio. 6. In a method of mixing two or more types of second fluids at a predetermined ratio with respect to a first fluid, a gas flow rate of the first fluid is detected, a signal based on the flow rate of the first fluid, and a flow rate of the second fluid are controlled. And for each of the second fluids, the equation y = ax b +
c, y '= a'xb' + c '{where x is the flow rate of the first fluid, y, y'} is the flow rate of each of the second fluids, a, a 'and b, b And {circumflex over (c)} vary depending on the ratio of each of the second fluid to the first fluid, but for a constant ratio of the two fluids, is an empirically determined constant). A method of mixing a first fluid and a second fluid at a predetermined ratio, wherein a gas flow rate of each of the two fluids is controlled in real time.
7. An apparatus for mixing two or more second fluids at a predetermined ratio with respect to a first fluid, a first flow path through which the first fluid flows, a second flow path through which each of the plurality of second fluids flows, A second fluid including a means for detecting a gas flow rate of one fluid, a means for generating a signal based on the flow rate of the first fluid, and a control means for controlling a gas flow rate of each of the plurality of second fluids in real time by a signal from the means each flow rate y = ax b + c, y '= a'x b' + c'─
{(Where x is the flow rate of the first fluid, y, y ′} is the flow rate of each of the second fluids, a, a ′} and b, b ′} and c, c ′} are the second. The ratio varies depending on the ratio of each fluid to the first fluid, but at a fixed ratio of the two fluids, it is a constant determined experimentally). Mixing equipment.

【図面の簡単な説明】 【図1】従来技術の2種類のガスの混合装置の概略図。 【図2】本発明の混合装置の概略図。 【図3】本発明の別の態様の混合装置の概略図。 【図4】実施例1を実施するためのシステムフローの概
略図。 【図5】流量と発生濃度との関係を示すグラフ。 【図6】各種濃度における流量と発生濃度との関係を示
すグラフ。 【図7】本発明の自動運転のための装置の概略図。 【図8】時間と流量と発生濃度との関係を示すグラフ。 【図9】時間と発生濃度との関係を示すグラフ。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a conventional two-gas mixing apparatus. FIG. 2 is a schematic diagram of a mixing device of the present invention. FIG. 3 is a schematic view of a mixing apparatus according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram of a system flow for implementing the first embodiment. FIG. 5 is a graph showing a relationship between a flow rate and a generated concentration. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the flow rate and the generated concentration at various concentrations. FIG. 7 is a schematic view of an apparatus for automatic driving according to the present invention. FIG. 8 is a graph showing the relationship between time, flow rate, and generated concentration. FIG. 9 is a graph showing the relationship between time and generated concentration.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 茂樹 埼玉県東松山市新郷75−1 大阪酸素工 業株式会社開発センター内 (56)参考文献 特開 昭64−82208(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05D 11/13 B01F 3/02 B01F 15/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Shigeki Hayashi 75-1 Shingo, Higashimatsuyama-shi, Saitama Osaka Oxygen Industry Co., Ltd. Development Center (56) References JP-A-64-82208 (JP, A) (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G05D 11/13 B01F 3/02 B01F 15/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】第1流体に対して第2流体を所定比率で混
合する方法において、 第1流体のガス流量を計測し、 第1流体の計測流量に基づく信号により、濃度補正の相
関関係式y=axb +c(式中x l/min]は第1流体
計測流量、y l/min]は第2流体の設定流量、a及び
bおよびcは第2流体対第1流体の比によって変化する
が、2つの流体の一定の濃度比率においては、実験的に
求められた定数である)に基づいて算出した値を第2流
体のガス流量の設定流量としリアルタイムにコントロー
ルすることを特徴とする第1流体及び第2流体を所定比
率で混合する方法。
(57) [Claim 1] In a method of mixing a second fluid with a first fluid at a predetermined ratio, a gas flow rate of the first fluid is measured , and the gas flow rate is measured based on the measured flow rate of the first fluid. Depending on the signal, the phase of density correction
The relational expression y = ax b + c (where x l / min] is the measured flow rate of the first fluid, y l / min] is the set flow rate of the second fluid, and a, b and c are the second fluid versus the second fluid. It changes depending on the ratio of one fluid, but at a constant concentration ratio of two fluids, it is an experimentally determined constant) and the value calculated based on the gas flow rate of the second fluid is set in real time and controlled. Mixing the first fluid and the second fluid at a predetermined ratio.
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