中古オリフィスコントローラーの在庫・価格

オリフィスコントローラーは、真空装置へプロセスガスを導入する際に、細孔(オリフィス)やノズルを流量決定要素として使い、その上流側の圧力を制御することでガス流量を調整する機器です。フローコントローラーの一種として扱われ、オリフィスを組み込んだ流路ブロックと、制御弁・圧力センサー・制御回路をまとめたユニットで構成されます。熱式マスフローコントローラーと並び、スパッタリングやプラズマ処理装置のガス導入系で使われてきました。
動作の基礎は臨界流(チョーク流)です。オリフィス上流の絶対圧が下流の絶対圧のおよそ2倍以上になると、孔を通るガスの流速が音速に達します。この状態では流量が下流圧にほとんど左右されず、上流圧にほぼ比例します(Q=K×P1)。比例係数Kはオリフィスの有効断面積、ガスの分子量や比熱比、温度で決まります。例えば上流圧を10倍にすれば流量もほぼ10倍になります。装置側では、上流の制御弁(ソレノイド弁やピエゾ弁など)の開度を、隔膜式などの絶対圧センサーの値と設定値とが一致するようにフィードバック制御し、結果として流量を一定に保ちます。下流が真空チャンバーであれば圧力比の条件は容易に満たせるため、真空プロセスとの相性がよい方式です。
特徴として、まず一次側の供給圧が変動しても、上流圧を制御している限り流量への影響を受けにくい点が挙げられます。従来の熱式MFCで必要だった一次側の圧力調整器や圧力センサーを省き、ガスラインを小型化できる利点もあります。構造が単純で、熱式センサーのような温度平衡を待つ必要がないため、応答が比較的速いのも利点です。一方で、流量の精度は上流圧をどれだけ正確に制御・計測できるかで決まり、高精度用途ではPa単位で制御できる圧力制御系が求められます。また下流圧が上がって圧力比が臨界条件を外れると比例関係が崩れるため、チャンバー圧の高い条件では使える範囲を確認する必要があります。流量レンジはオリフィス径でほぼ決まり、ガス種を変える場合は換算係数による補正が必要です。オリフィスに反応生成物や微粒子が付着すると有効断面積が変わり流量がずれるため、定期的な流量校正やオリフィスの点検・交換が保守の要点になります。
真空工学では、オリフィスは排気系のコンダクタンスを制限する要素としても使われます。分子流領域では、厚みの無視できる面積1cm2の孔のコンダクタンスは空気・室温で約11.7L/sが目安です。ガス導入側の流量制御とあわせて、排気側のコンダクタンスを調整して圧力を制御する考え方も実務でよく使われます。
主な用途は、スパッタリング、プラズマCVD、ドライエッチングなど半導体・電子部品製造装置へのガス供給、研究用真空チャンバーへの微量ガス導入、差動排気系での圧力設定などです。臨界ノズルは流量標準の移転器としても使われ、校正分野でも重要です。中古品を選ぶ際は、対応ガスとフルスケール流量、オリフィスの状態、圧力センサーのゼロ点、制御信号の仕様、校正記録の有無を確認するのが実務的です。