MFCを含んだ配管のバルブ操作の順番

質問

1次側は0.2MPa程度に減圧された材料ガス、エアオペバルブ
(1次バルブ)、500 SCCM のMFC(マスフローコントローラ)、
その下流にはエアオペバルブ(2次バルブ)を介して、真空チャ
ンバーに繋がっており、チャンバーはターボポンプで排気され
ています。MFCはClose機能の無いもの。流量設定を0にしても
少量流れてしまう。

バルブの操作手順ですが、「開けるときは下流から」「閉める
時は上流から」と習いました。

まず、閉める時。
1. 1次バルブを閉める。(配管内の材料ガスはすべて排気され、
真空になる)
2. MFCの設定流量をゼロにする。
3. 2次バルブを閉める。
で、良いと思います。

では、開ける時。
1. 2次バルブを開ける。
2. MFCを設定流量(例えば50SCCM)にする。(1次バルブが閉なの
で、配管内は真空のまま)
3. 1次バルブを開ける。
この時ですが、2-1.で設定流量に対し、実流量が無いので、MFC
はフルオープンに近い状態になっていると考えられます。そこで
急に3-1.で1次バルブを開けると、過大流量(オーバーシュート)が
チャンバーに流れることになります。
かと言って、実際に2-1.の変わりに、
2.でMFC設定はゼロのまま、1次バルブを開けても、オーバーシュ
ートはあるようです。

このような、1次バルブ-MFC-2次バルブという配管系の操作手順
で正しい方法とその理由を教えてください。

以上

回答No.1

BACKHAND · ベストアンサー

こんばんは
某半導体メーカ　プラズマCVDエンジニアです。
質問内容は、”オーバーシュートすることがない、正しい
操作方法は、何か？”と言うことでしょうか？
それならば、かなりむずかしいのでは・・
なぜなら、最初の方に書いてあるように、Close
しても少量流れる（いわゆる、”出流れ”）
が起きているからです。特にTMPで引いているので
チャンバ側はかなりの高真空ですのでなおさらです。
したがって、
1.MFCを交換する。もしくは設置方向を変える。
（メーカによっては、これが大きい。出流れの原因の
ひとつ）
2.そして、上記手順でMFC設定0→Maxへとすこしづつ
開ける
のが良い方法ではないでしょうか。
また、どのようなシステムでも少なからずオーバシュートは
あるので、最適なMFC(例えばデジタル制御だとか、
設置方向に依存しないとか）を選ぶ必要があると
思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。
やはり仕方が無いのですね。

出流れについてですが、寧ろ次のようなことを考えています。
1次バルブを閉めて、排気してMFCの両側が真空の場合、差圧もありませんし、
流れもありません。従って、MFCとしては無理にCloseしようとしなくても
流量ゼロなので、実際には閉まっていないのではないかと考えたのです。
そのため、その状態で1次バルブを開けるとオーバーシュートが生じるのでは
ないかと。ひとたびオーバーシュートすれば、MFCは流量をしぼり、所謂「出流れ」
状態(Max流量の5%程度でしょうか)に落ち着くという感じです。

で、とりあえず、現状ではMFC設定ゼロで1次バルブを開けた場合と、
一定の(例えば50SCCM)設定で開けた場合で、オーバーシュートの
量は異なるのでしょうか?

MFC設定ゼロでバルブを開けた場合でも、一瞬、表示が500SCCMとなる
ことがあります。

一定の(例えば50SCCM)設定で開けたことはありません。もしやった
とすると、もっとオーバーシュートは大きくなってしまうのでしょうか?

よろしかったら、お願い致します。
ありがとうございました。
以上

回答No.2

ie-

基本的には、MFCをcloseにしておけばガスは流れない
様に感じます。一度MFCのメーカに問い合わせてみては
どうでしょうか?参考程度に、対応策としてなんですが、2次とMFCの間にバリアブルリークバルブ(VLV)を入れてみてはどうでしょうか?VLVでゆっくりガスを入れてあげればオーバシュートはないと思います。(多分・・・)ただし面倒くさいのでお勧めできません(笑)

お礼

ご回答ありがとうございます。

まさに、VLVを入れたいところですが、面倒ですね。

使用しているMFCにはClose機能は無く、#1様へのお礼に書いたような、
現象でオーバーシュートが起っていると思います。これまでに使用
したことのある、MFCは全てこのタイプでした。

ご回答ありがとうございました。
以上