(57)【要約】【課題】フィードバック制御へ切り替えた後に、チャンバ圧力を目標圧力へ速やかに収束させることができるバルブ制御装置の提供。【解決手段】バルブ制御装置２は、設定圧Ｐset1を生成する設定圧生成部２０と、目標圧力Ｐsに基づいて第１の開度制御であるオープン制御を行い、第１の開度制御の後に、設定圧Pset1と真空チャンバの圧力Ｐrとの差εに基づいてフィードバック制御する第２の開度制御を行う開度制御部２１と、を備え、設定圧生成部２０は、第１の開度制御から第２の開度制御への切り替え時の真空チャンバの圧力から目標圧力Ｐsへと所定の時定数で収束する設定圧軌道に基づいて、設定圧Ｐset1を生成する。【選択図】図３
2020135731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバと真空ポンプとの間に設けられた真空バルブに対し第１の開度制御と第２の開度制御とを順に行って、前記真空チャンバのチャンバ圧力を目標圧力へ制御するバルブ制御装置であって、
第１の設定圧信号を生成する生成部と、
前記目標圧力に基づいて第１の開度制御を行い、前記第１の開度制御の後に、前記第１の設定圧信号と前記チャンバ圧力との差に基づいてフィードバック制御する第２の開度制御を行う開度制御部と、を備え、
前記生成部は、前記第１の開度制御から前記第２の開度制御への切り替え時のチャンバ圧力から目標圧力へと所定の時定数で収束する第１の設定圧軌道に基づいて、前記第１の設定圧信号を生成する、バルブ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバルブ制御装置において、
前記時定数は、前記切り替え時におけるチャンバ圧力および該チャンバ圧力の時間微分値と、前記目標圧力とに基づいて算出される、バルブ制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のバルブ制御装置において、
前記生成部は、
前記第１の設定圧軌道の時定数を、前記第１の設定圧信号の時間変化および前記チャンバ圧力の時間変化に基づいて制御周期ごとに補正し、
補正後時定数で前記目標圧力へ収束する第２の設定圧軌道に基づいて第２の設定圧信号を生成し、
前記開度制御部は、
前記第２の開度制御に代えて、前記第２の設定圧信号とチャンバ圧力との差に基づいてフィードバック制御する第３の開度制御を行う、バルブ制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のバルブ制御装置において、
前記補正後時定数は、
前記第１の設定圧信号の時間変化の大きさが前記チャンバ圧力の時間変化の大きさよりも小さい場合には補正前の時定数より小さく設定され、
前記第１の設定圧信号の時間変化の大きさが前記チャンバ圧力の時間変化の大きさよりも大きい場合には補正前の時定数より大きく設定され、
前記第１の設定圧信号の時間変化の大きさが前記チャンバ圧力の時間変化の大きさと等しい場合には補正前の時定数と等しく設定される、バルブ制御装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のバルブ制御装置において、
前記目標圧力をＰs、前記チャンバ圧力をＰr、前記切り替え時のチャンバ圧力をＰr0と表した場合に、
前記時定数は式「|(Ｐs−Ｐr0)|／|(ｄＰr/ｄｔ|0)|」により算出される、バルブ制御装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のバルブ制御装置において、
前記生成部は、
前記時定数を前記第１の開度制御の制御誤差に基づいて補正した時定数を、前記時定数に代えて使用し、
前記補正した時定数で前記目標圧力へ収束する設定圧軌道に基づいて前記第１の設定圧信号を生成する、バルブ制御装置。
【請求項７】
弁体と、
前記弁体を開閉駆動する弁体駆動部と、
前記弁体駆動部による開閉駆動を制御する請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のバルブ制御装置と、を備える真空バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブ制御装置および真空バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているバルブ装置では、バルブ弁体開度を自動制御してチャンバ圧力を目標圧力へ速やかに収束させるために、目標圧力近傍までオープン制御による粗調整で圧力を近づけ、さらにクローズ制御に切り替えて目標圧力まで微調整にて追い込むようにしている。また、バルブ装置におけるクローズ制御としては、特許文献２に記載のような、目標圧力Ｐsと検出されたチャンバ圧力Ｐrとの圧力偏差信号をゼロに収束させるようにフィードバック制御する開度制御が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−１０６７１８号公報
【特許文献２】特開２０１８−１１２９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１における切り替え後のクローズ制御において、特許文献２に記載のクローズ制御を適用した場合、目標圧力近傍までオープン制御で制御してクローズ制御に切り替える際に、計測される圧力Ｐrと目標圧力Ｐsと差Δ＝|Ｐr−Ｐs|はゼロではないので、切り替え前後でクローズ制御の圧力偏差信号が不連続にステップ状に変化することになる。その結果、クローズ制御において大きなオーバーシュートが発生して、調圧時間が長くなるおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の好ましい態様によるバルブ制御装置は、真空チャンバと真空ポンプとの間に設けられた真空バルブに対し第１の開度制御と第２の開度制御とを順に行って、前記真空チャンバのチャンバ圧力を目標圧力へ制御するバルブ制御装置であって、第１の設定圧信号を生成する生成部と、前記目標圧力に基づいて第１の開度制御を行い、前記第１の開度制御の後に、前記第１の設定圧信号と前記チャンバ圧力との差に基づいてフィードバック制御する第２の開度制御を行う開度制御部と、を備え、前記生成部は、前記第１の開度制御から前記第２の開度制御への切り替え時のチャンバ圧力から目標圧力へと所定の時定数で収束する第１の設定圧軌道に基づいて、前記第１の設定圧信号を生成する。
さらに好ましい態様では、前記時定数は、前記切り替え時におけるチャンバ圧力および該チャンバ圧力の時間微分値と、前記目標圧力とに基づいて算出される。
さらに好ましい態様では、前記生成部は、前記第１の設定圧軌道の時定数を、前記第１の設定圧信号の時間変化および前記チャンバ圧力の時間変化に基づいて制御周期ごとに補正し、補正後時定数で前記目標圧力へ収束する第２の設定圧軌道に基づいて第２の設定圧信号を生成し、前記開度制御部は、前記第２の開度制御に代えて、前記第２の設定圧信号とチャンバ圧力との差に基づいてフィードバック制御する第３の開度制御を行う。
さらに好ましい態様では、前記補正後時定数は、前記第１の設定圧信号の時間変化の大きさが前記チャンバ圧力の時間変化の大きさよりも小さい場合には補正前の時定数より小さく設定され、前記第１の設定圧信号の時間変化の大きさが前記チャンバ圧力の時間変化の大きさよりも大きい場合には補正前の時定数より大きく設定され、前記第１の設定圧信号の時間変化の大きさが前記チャンバ圧力の時間変化の大きさと等しい場合には補正前の時定数と等しく設定される。
さらに好ましい態様では、前記目標圧力をＰs、前記チャンバ圧力をＰr、前記切り替え時のチャンバ圧力をＰr0と表した場合に、前記時定数は式「|(Ｐs−Ｐr0)|／|(ｄＰr/ｄｔ|0)|」により算出される。
さらに好ましい態様では、前記生成部は、前記時定数を前記第１の開度制御の制御誤差に基づいて補正した時定数を、前記時定数に代えて使用し、前記補正した時定数で前記目標圧力へ収束する設定圧軌道に基づいて前記第１の設定圧信号を生成する。
本発明の好ましい態様による真空バルブは、弁体と、前記弁体を開閉駆動する弁体駆動部と、前記弁体駆動部による開閉駆動を制御する上記態様のいずれか一に記載のバルブ制御装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、フィードバック制御へ切り替えた後に、チャンバ圧力を目標圧力へ速やかに収束させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、バルブ制御装置が設けられた真空装置の模式図である。
【図２】図２は、真空バルブの吸気口側を示す図である。
【図３】図３は、真空バルブおよびバルブ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本実施の形態における開度調整動作を説明するフローチャートである。
【図５】図５は、比較例における圧力応答および開度出力の一例を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施の形態の設定圧を適用した場合の圧力応答と開度出力とを示す図である。
【図７】図７は、目標開度推定値に誤差がある場合に、開度を目標開度推定値に維持したときの圧力応答を示す図である。
【図８】図８は、目標開度推定値に誤差がある場合に、第１の実施の形態の設定圧を適用したときの圧力応答を示す図である。
【図９】図９は、第２の実施の形態における真空バルブおよびバルブ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、第２の実施の形態における圧力応答の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、第２の実施の形態における圧力応答の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
−第１の実施の形態−
図１は本発明のバルブ制御装置を説明する図であり、バルブ制御装置２で制御される真空バルブ１を備える真空装置１００の模式図である。真空装置１００は、例えば、ＣＶＤ装置等の半導体製造装置であり、半導体処理の処理プロセスが行われる真空チャンバ３を備えている。真空チャンバ３は、真空バルブ１を介して装着された真空ポンプ４によって真空排気される。  真空チャンバ３には、チャンバ内圧力を計測する真空計３１、および真空チャンバ３に導入されるガスの流量Ｑinを制御する流量制御器３２が設けられている。真空バルブ１はバルブ制御装置２によってコントロールされる。真空ポンプ４には、例えば、ターボ分子ポンプ等が用いられる。
【０００９】
真空バルブ１は、バルブプレート１１と、バルブプレート１１を開閉駆動するバルブモータ１２とを備えている。真空バルブ１は、バルブ制御装置２に入力される目標圧力Ｐsと真空計３１により計測された真空チャンバ３の圧力Ｐrとに基づいて、真空チャンバ３の圧力Ｐrを目標圧力Ｐsへと調整する自動圧力調整バルブである。目標圧力Ｐsは、例えば、真空装置１００のコントローラ（不図示）からバルブ制御装置２に入力される。
【００１０】
図２は、真空バルブ１の吸気口側を示す図である。バルブプレート１１は真空バルブ１のバルブボディ１３内に納められており、バルブボディ１３の吸気側には開口１３１を有する吸気口フランジ１３２が設けられている。なお、バルブボディ１３の排気側（吸気側とは反対側）には、真空ポンプ４が取り付けられる排気口フランジ（不図示）が吸気口フランジ１３２と同軸で設けられている。バルブモータ１２を正方向および逆方向に回転駆動してバルブプレート１１を揺動駆動させると、バルブプレート１１が水平方向にスライドしてバルブ開閉動作が行われる。バルブプレート１１は、開口１３１の全体に対向する開度０％の位置と開口１３１から退避した開度１００％の位置との間で、開閉駆動される。
【００１１】
（バルブ制御装置２）
図３は、真空バルブ１およびバルブ制御装置２の構成を示すブロック図である。真空バルブ１のバルブモータ１２には、バルブプレート１１の開度を検出するためのエンコーダ１４が設けられている。エンコーダ１４の検出信号（以下では、単に開度θrと称す）および真空計３１で計測された真空チャンバ３の圧力Ｐrは、バルブ制御装置２に入力される。
【００１２】
バルブ制御装置２は、設定圧生成部２０、開度制御部２１およびモータ制御器２５を備えている。開度制御部２１は、目標開度推定器２２，フィードフォワード制御器２３およびフィードバック制御器２４を備えている。バルブ制御装置２は、開度制御前期においてバルブプレート１１の開度を素早く粗調整する第１の開度制御と、第１の開度制御の後の開度制御後期において開度を高精度に微調整する第２の開度制御を実行する。
【００１３】
本実施の形態では、第１の開度制御として、目標圧力Ｐsに基づくオープン制御がフィードフォワード制御器２３によって行われ、第２の開度制御として、圧力Ｐrと設定圧生成部２０で生成された設定圧Ｐset1との差分である圧力偏差εに基づくクローズ制御がフィードバック制御器２４によって行われる。フィードフォワード制御器２３からの開度設定出力Δθ1とフィードバック制御器２４からの開度設定出力Δθ2とは加算され、開度設定出力θsetとしてモータ制御器２５に入力される。モータ制御器２５は、開度設定出力θsetに基づいてバルブモータ１２を駆動制御する。
【００１４】
目標開度推定器２２の記憶部２２１には開度θと圧力Ｐとの相関関係が記憶され、目標開度推定器２２の演算部２２０は、目標圧力Ｐsと相関関係とに基づいて目標開度推定値θseを推定演算する。目標開度推定値θseの推定演算方法については後述する。フィードフォワード制御器２３は、目標開度推定器２２で推定演算された目標開度推定値θseに基づいて開度設定出力Δθ1を出力する。このように、オープン制御では、目標圧力Ｐsになるような目標開度推定値θseを別途求め、最終的に目標開度推定値θseになるように適切に決めた経路でもって開度設定を出力する。オープン制御によって最終的に開度θrが目標開度推定値θseになると、フィードフォワード制御器２３から出力される開度設定出力Δθ1は目標開度推定値θseに固定されたまま、開度制御はオープン制御からクローズ制御へと切り替わる。
【００１５】
設定圧生成部２０は、目標圧力Ｐsと真空計３１から入力された圧力Ｐrとに基づいて、圧力偏差εを算出する際の設定圧を生成する。開度制御前期のオープン制御の際には、設定圧として圧力Ｐrが設定圧生成部２０から出力される。クローズ制御の際には、設定圧生成部２０は、オープン制御からクローズ制御に切り替えたタイミングにおける圧力Ｐr0と目標圧力Ｐsとに基づいて設定圧軌道を推定演算し、設定圧軌道に基づく設定圧Ｐset1を出力する。設定圧Ｐset1の算出方法の詳細は後述する。
【００１６】
フィードバック制御器２４は、圧力偏差ε＝Ｐr−（設定圧）に基づく開度設定出力Δθ2を出力する。通常、フィードバック制御器２４は、比例ゲイン、積分ゲイン（所謂ＰＩゲイン）で構成される。上述したように、オープン制御の際には圧力Ｐrが設定圧として設定圧生成部２０から出力されるので、圧力偏差ε＝０がフィードバック制御器２４に入力されることになり、Δθ2＝０がフィードバック制御器２４から出力される。一方、フィードフォワード制御器２３から出力される開度設定出力Δθ1が目標開度推定値θseに固定されてオープン制御からクローズ制御に切り替わると、設定圧生成部２０から設定圧Ｐset1が出力される。その結果、圧力偏差ε＝Ｐr−Ｐset1がフィードバック制御器２４に入力され、フィードバック制御器２４は圧力偏差εに基づいて開度設定出力Δθ2を出力する。モータ制御器２５は、開度設定出力θset＝Δθ1（固定）＋Δθ2に基づいて開度を制御する。
【００１７】
（相関関係の一例）
上述したように、目標開度推定器２２の演算部２２０では、記憶部２２１に記憶されている開度と真空チャンバ３の圧力との相関関係と、入力された目標圧力Ｐsとに基づいて、目標開度推定値θseを推定演算する。ここでは、開度θと圧力Ｐとの相関関係として次式（１）で定義されるプラントゲインＧpを使用する場合を例に説明する。式（１）から分かるように、プラントゲインＧpは開度θの変化に対する圧力応答特性を表している。なお、|(ΔＰ／Δθ)|は、(ΔＰ／Δθ)の絶対値を示している。
Ｇp＝|(ΔＰ／Δθ)|／Ｐ      …（１）
【００１８】
開度を入力とし真空チャンバ３の圧力を出力とした場合、開度変化に対する圧力変化つまり（ΔＰ／Δθ）を圧力Ｐで規格化した量（（ΔＰ／Δθ）／Ｐ）は、プラントである真空チャンバ３内の希薄ガスの圧力応答の静的なゲイン特性を表している。ここでは、（ΔＰ／Δθ）／Ｐの絶対値|(ΔＰ／Δθ)|／ＰをプラントゲインＧpと呼ぶことにする。なお、式（１）で表されるプラントゲインＧpは、圧力Ｐ(θ)の対数値（LogｅＰ(θ)）を開度θで微分した量と考えることもできる。
【００１９】
プラントゲインＧpは真空バルブ１、真空チャンバ３および真空ポンプ４から成るシステムの特性であって、真空バルブ１が同じであっても真空チャンバ３や真空ポンプ４が異なればプラントゲインＧpは若干異なる。
【００２０】
真空バルブ１の開度制御には、真空チャンバ３の実効排気速度Ｓeが一般的に用いられる。通常、真空バルブ１を真空チャンバ３に装着して使用する際には、実効排気速度Ｓeに関する初期校正操作、すなわちバルブ制御に関する初期校正操作が行われる。一般に、適用するプロセス条件の代表的なガス、あるいは平均的なガス条件（ガス種、ガス流量）にした状態にて、真空チャンバ３の容積、バルブプレート１１の感度等に応じて制御器のゲイン校正が行われる。平均的な条件としては、例えば、混合ガスの平均分子量を求め、取扱が比較的容易なガス種で代用されることが多い。
【００２１】
記憶部２２１にはプラントゲインＧpの初期値（データテーブル）が記憶されているが、プラントゲインＧpについても、実効排気速度Ｓeを用いて制御を行う従来の場合と同様に初期校正が必要となる。初期校正により、予め決めておいた特定ガス種および流量値条件における各開度θiごとのプラントゲインＧpiを求め、得られたデータテーブル（θi，Ｇpi）を校正後のプラントゲインＧpとして記憶部２２１に記憶させる。
【００２２】
（目標開度推定値θseの算出）
次に、目標開度推定値θseの算出方法の一例について説明する。ここでは、現在の調圧状態（θ，Ｐ）を（θ0，Ｐ0）と表し、移行すべき次の調圧状態を（θ1，Ｐ1）と表すことにする。上述したように、記憶部２２１には、開度θとプラントゲインＧpとの関係を表すデータテーブル（θ，Ｇp）が記憶されている。すなわち、プラントゲインＧpは開度θの関数Ｇp(θ)のように表すことができる。式（１）の定義式を用いると、開度変化Δθと圧力変化ΔＰとの関係は、式（２）のように表される。開度θが増加すると圧力Ｐは減少するので、式（２）の右辺にはマイナス符号が付く。
ΔＰ＝−Ｐ×Ｇｐ(θ)×Δθ      …（２）
【００２３】
現在の調圧状態（θ0，Ｐ0）と次の調圧状態（θ1，Ｐ1）との関係は次式（３），（４）で表せる。
θ1＝θ0＋∫dθ    （積分範囲はθ0からθ1まで）  …（３）
Ｐ1＝Ｐ0＋∫dＰ    （積分範囲はＰ0からＰ1まで）  …（４）
【００２４】
式（３），（４）の積分は、実際には調圧状態（θ0，Ｐ0）から調圧状態（θ1，Ｐ1）までの各準静的状態における開度の増分Δθと圧力の増分ΔＰをそれぞれ加算したものとして表されるので、θ1およびＰ1は次式（５），（６）のように表すことができる。なお、式（５）におけるΔθ_n(θ_n)は、開度θ_nにおける開度増分Δθ_nであることを表しており、例えば、Δθ_1(θ_1)は開度θ０から開度θ_1に変化した場合の開度増分である。同様に、ΔＰ_n(p_n)は、圧力Ｐ_nにおける圧力増分を表している。
θ1＝θ0＋ΣΔθ_n(θ_n)      …（５）
Ｐ1＝Ｐ0＋ΣΔＰ_n(Ｐ_n)      …（６）
【００２５】
式（５）のΔθ_n(θ_n)に関しては、式（７）のように各開度θ_nに従って増分Δθ_n(θ_n)を与えれば良い。式（６）のΔＰ_n(Ｐ_n)に関しては、開度θと圧力Ｐとの相関関係を用いて開度θ_nにおける増分Δθ_n(θ_n)に対応する圧力Ｐ_nにおける増分ΔＰ_n(Ｐ_n)を与えれば良い。相関関係としてプラントゲインＧpを用いる場合には、圧力Ｐ_nにおける増分ΔＰ_n＝ΔＰ_n(Ｐ_n)は、上述の式（２）を適用して次式（８）のように表される。なお、式（８）において、Δθ_n＝Δθ_n(θ_n)であり、Ｇp_n＝Ｇp(θ_n)である。
Δθ_n＝Δθ_n(θ_n)    …（７）
ΔＰ_n＝ΔＰ_n(Ｐ_n)＝−Ｐ_n×Ｇp_n×Δθ_n    …（８）
【００２６】
式（７），（８）を式（５），（６）に代入して累積演算すれば、調圧状態（θ1，Ｐ1）における開度値θ1、圧力値Ｐ1へおおよそ到達できる。また、式（５），（６）を変形して下記のように表せば、逐次演算することができる。
θ_n+1 = θ_n＋Δθ_n    …（９）
P_n+1 = P_n＋ΔP_n      …（１０）
【００２７】
現在の調圧状態（θ0，Ｐ0）において次の調圧条件として目標圧力Ｐsがバルブ制御装置２に入力されると、その時点で、少なくとも現在の目標圧力に対して次の目標圧力が高いか低いかが判る。従って、次の目標圧力Ｐsが高くなる場合（Ｐs＝Ｐ1＞Ｐ0）は、極端に流量が変化しない限り、弁体駆動方向は現在よりも開度を小さくする方向である。逆に、次の目標圧力Ｐsが低くなる場合（Ｐs＝Ｐ1＜Ｐ0）は、弁体駆動方向は開度を現在よりも大きくする方向となる。つまり、次の調圧条件（目標圧力Ｐs）がバルブ制御装置２に入力されると、現在の調圧状態（θ0，Ｐ0）から開度増分を単調に増やす方向か、単調に減らす方向か決定できる。
【００２８】
目標開度推定器２２の演算処理能力が高ければ、式（７）におけるΔθ_nの値を可能な限り微小量とすることで演算精度が上げられる。例えば、フル開度１００％に対してΔθ_nを０．１％以下に設定する。調圧状態（θ0，Ｐ0）から単調に＋０．１％、あるいは単調に−０．１％として式（７），（９）から開度θが累積演算され、式（８），（１０）から圧力Ｐが逐次累積演算される。そして、圧力の累積演算値である式（６）の右辺の値「Ｐ0＋ΣΔＰ_n(Ｐ_n)」が次ぎの圧力値（目標圧力値）Ｐ1に達したならば（あるいは越えたならば）、演算を終了する。この圧力値Ｐ1に達したときの累積演算された開度が、目標開度推定値θseに相当する。以上が目標開度推定値θseの算出方法の一例であるが、前述した通りプラントゲインが圧力の対数値を開度で微分した量でもあることから、詳述しないが、対数演算あるいは指数演算を適用しても求めることができる。
【００２９】
（開度調整動作）
図４は、本実施の形態における開度調整動作を説明するフローチャートである。ステップＳ１０では、バルブ制御装置２に目標圧力Ｐsが入力されたか否かを判定し、目標圧力Ｐsが入力されるとステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、オープン制御による開度調整を行う。すなわち、設定圧生成部２０からは圧力Ｐrが出力されてフィードバック制御器２４の開度設定出力Δθ2はΔθ2＝０となり、フィードフォワード制御器２３から出力される開度設定出力Δθ1による開度制御が行われる。
【００３０】
ステップＳ１２では、開度θrが目標開度推定値θseに到達したか否かを判定し、到達していない場合にはステップＳ１３へ進み、到達している場合にはステップＳ１４へ進む。ステップＳ１３では、制御周期（サンプリング周期）である所定時間Δｔが経過したか否かを判定し、経過したと判定されるとステップＳ１１へ戻る。
【００３１】
一方、ステップＳ１２で開度θrが目標開度推定値θseに到達したと判定されてステップＳ１４に進んだ場合には、目標開度推定値θseへ固定した状態でオープン制御を終了し、続いてステップＳ１４においてクローズ制御による開度調整を行う。すなわち、設定圧生成部２０から出力された設定圧Ｐset1と圧力Ｐrとの圧力偏差ε＝Ｐr−Ｐset1がフィードバック制御器２４に入力され、フィードバック制御器２４から出力される開度設定出力Δθ2に基づく開度制御が行われる。
【００３２】
ステップＳ１５では、制御周期（サンプリング周期）である所定時間Δｔが経過したか否かを判定し、経過したと判定されるとステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６では、目標圧力Ｐsが変更されたか否かを判定する。目標圧力Ｐsが変更された場合にはステップＳ１５からステップＳ１１へ戻り、再びオープン制御による開度調整から始める。一方、目標圧力Ｐsが変更されない場合には、ステップＳ１４へ戻りクローズ制御を継続する。
【００３３】
（比較例）
本実施の形態におけるクローズ制御では、設定圧生成部２０により設定圧Ｐset1を生成し、その設定圧Ｐset1と圧力Ｐrとの圧力偏差ε＝Ｐr−Ｐset1に基づいてフィードバック制御する点が従来と異なる。従来のクローズ制御では、例えば、特開２０１８−１２２６３号公報の図３に記載されているように、目標圧力Ｐsと計測された圧力Ｐrとの差分に基づいて開度制御を行っている。これは、図３の設定圧生成部２０からは、本実施形態の設定圧Ｐset1ではなく目標圧力Ｐsが出力されることに相当する。
【００３４】
図５は、本発明の比較例を説明する図である。比較例では、オープン制御からクローズ制御へ切り替えた際に、目標圧力Ｐsと計測された圧力Ｐrとの差分に基づいてクローズ制御を開始する。図５（ａ）は圧力応答の一例を示し、図５（ｂ）はそのときの開度出力（θr）を示す。比較例の場合も、オープン制御が終了すると開度θrはΔθ1の最終値である目標開度推定値θseで固定される。引き続きクローズ制御が開始される。そのため、設定圧生成部２０から出力される設定圧がクローズ制御開始直前の圧力Ｐr0から目標圧力Ｐsへと変更されるので、それまで０であった圧力偏差εがクローズ制御開始直後には急激に増加し、開度θrは目標開度推定値θseからずれることになる。
【００３５】
図５は、目標開度推定値θseの精度が極めて良好な場合を示したものであり、目標開度推定値θseが目標開度θs（目標圧力Ｐsとなる開度）と等しい場合を示している。このような場合でも、オープン制御からクローズ制御に切り替わった際にラインＬ１１のように設定圧がＰr0からＰsetへステップ状に変化するので、圧力応答（ラインＬ１２）に大きなオーバーシュートが発生し調圧時間が長くなるという欠点があった。クローズ制御開始直後に圧力偏差εがゼロから急激に増加するため、図５（ｂ）のラインＬ１３で示す開度θrは、クローズ制御開始直後にいったん低下した後、徐々に目標開度推定値θse（＝θs）へと戻る。
【００３６】
本実施の形態では、設定圧生成部２０から出力される設定圧Ｐset1を、以下に説明するような設定圧とすることで、図５（ａ）に示すようなオーバーシュート等の発生を防止し、調圧時間の短縮を図るようにした。
【００３７】
（設定圧Ｐset1の算出方法）
真空装置１００が、例えば半導体プロセスを行う装置である場合、真空チャンバ３へ導入されるガスのガス種、流量および目標圧力Ｐsが異なる種々のプロセス条件が、所定時間ごとに切り替え変更される多数の調圧イベントが実施される。各調圧イベントでは、開始直後に流量制御器３２にて流量が所定流量値に収束され、並行して真空バルブ１の開度を調整して排気系の実効排気速度を制御することで真空チャンバ３の圧力Ｐrが目標圧力Ｐsへと収束される。真空チャンバ３の圧力Ｐrに対しては、次式（１１）に示す排気の式が成立している。式（１１）において、Ｖは真空チャンバ３の容積、Ｓeは真空バルブ１のコンダクタンスを含む排気系の実効排気速度、Ｑinは真空チャンバ３に導入されるガスの流量である。
Ｖ×（ｄＰr/ｄｔ）＋Ｓe×Ｐr＝Ｑin      …（１１）
【００３８】
一般のプロセスでは、流量制御器３２による流量制御収束完了のタイミングは、真空バルブ１による圧力制御収束完了のタイミングより早い。そのため、クローズ制御の開始タイミングにおいては、導入されるガスの流量Ｑinは既に所定の流量Ｑin0に収束しているものと考えて良い。また、クローズ制御開始前において、開度θrはオープン制御の最終開度値（目標開度推定値θse）に固定されるので、クローズ制御の開始タイミングでは実効排気速度Ｓeも一定の値Ｓe0になっていると考えて良い。
【００３９】
オープン制御では、開度θrは、圧力Ｐrが目標圧力Ｐsの近傍になるような最終開度値（目標開度推定値θse）に制御される。上記のＳe0は、この開度値θse における実効排気速度である。開度θと実効排気速度Ｓeとの相関関係は、予め記憶部２２１（図３参照）に記憶されている。圧力Ｐrが目標圧力Ｐsになっていて、そのときの実効排気速度は上記よりほぼＳe0であるとみなせるので、流量はそれらの積Ｐs×Ｓe0で表される。そのため、クローズ制御開始タイミングにおける流量Ｑin0も、ほぼＱin0＝Ｐs×Ｓe0と見做すことができる。
【００４０】
一方、クローズ制御開始タイミングにおける排気の式（１１）は、式（１２）のように表される。式（１２）において、「ｄＰr/ｄｔ|0」は、クローズ制御開始タイミングにおける圧力の時間微分「ｄＰr/ｄｔ」の値である。
Ｖ×(ｄＰr/ｄｔ|0)＋Ｓe0×Ｐr0＝Ｑin0      …（１２）
【００４１】
式（１２）にＱin0＝Ｐs×Ｓe0を適用すると、次式（１３）が求まる。
Ｖ/Ｓe0＝(Ｐs−Ｐr0)／(ｄＰr/ｄｔ|0)      …（１３）
式（１３）の左辺＝Ｖ/Ｓe0は、クローズ制御開始タイミングにおける時定数τ0である。すなわち、時定数τ0は、クローズ制御開始タイミングにおける圧力Ｐr（＝Ｐr0）および圧力の時間微分値（ｄＰr/ｄｔ|0）を用いて、次式（１４）により算出することができる。なお、圧力の時間微分値（ｄＰr/ｄｔ|0）は、制御周期Δｔの間の圧力差分（ΔＰｒ）を用いてΔＰｒ/Δｔで算出できる。
τ0＝(Ｐs−Ｐr0)／(ｄＰr/ｄｔ|0)      …（１４）
【００４２】
なお、圧力の時間微分値（ｄＰr/ｄｔ）はノイズの影響を強く受けるので、検出信号に混入するノイズレベルに応じて平滑処理（移動平均などのフィルタリング）を行うと良い。上述のように、式（１４）を用いることにより、バルブ制御装置２側では未知であるガス種および流量によらず、時定数τ0を算出することができる。
【００４３】
ここで、図５において、開度θrがオープン制御の最終開度値（目標開度推定値θse）に制御された後にクローズ制御を開始せずに、図５（ｂ）のラインＬ１４のように開度θrを目標開度推定値θseに維持した場合を考える。その場合、真空チャンバ３の圧力Ｐrは、Ｐr0から上述した時定数τ0で上昇することになる。目標開度推定値θseは目標開度θsに一致すると仮定しているので、圧力Ｐrは、図５（ａ）のラインＬ１５のように目標圧力Ｐsに収束することになる。この時の圧力応答Ｐr_openは次式（１５）で表される。なお、次式（１５）では、Ｑin0＝Ｐs×Ｓe0を用いた。
Ｐr_open＝Ｐr0 exp(−ｔ/τ0)＋(Ｑin0/Ｓe0)[１−exp(−ｔ/τ0)] 
＝Ｐr0 exp(−ｔ/τ0)＋Ｐs[１−exp(−ｔ/τ0)]         …（１５）
【００４４】
式（１５）は、目標開度推定値θseが誤差なく算出されて理想的な目標圧力Ｐsと一致する場合の、クローズ制御無しでオープン制御のみで目標圧力Ｐsへ収束する圧力応答である。つまり、クローズ制御にて不必要な圧力偏差を生じない設定圧Ｐset1として最適値と解釈できる。本実施の形態では、図５（ａ）のラインＬ１５を設定圧Ｐset1を生成する際の設定圧軌道に採用する。実際の信号は離散信号なので、式（１６）のような漸化式で表す。ｉ＝１をクローズ制御の開始タイミングとし、制御周期Δｔが進むに従ってｉが＋１される。なお、Ｐset_0＝Ｐr0とする。
Ｐset1_i＝Ａ×Ｐset_i-1＋Ｐs×(１−Ａ)    ｉ≧１      …（１６）
ただし、Ａ＝exp(-Δt/τ0)
【００４５】
図６（ａ）のラインＬ２０は、上述した式（１６）で示した設定圧Ｐset1_i、すなわち図５（ａ）のラインＬ１５で示す設定圧軌道となるような設定圧Ｐset1_iを設定圧生成部２０から出力したときの、圧力応答を示す図である。また、図６（ｂ）のラインＬ２１は開度出力を示す。目標開度推定値θseは理想的な目標圧力Ｐsと一致すると仮定したのでθse＝θsであり、設定圧Ｐset1_iは計測される圧力Ｐrと同じになる。そのため、圧力偏差εはゼロで、フィードバック制御器２４の出力Δθ2は常にゼロとなる。
【００４６】
クローズ制御時にはフィードフォワード制御器２３の開度設定出力Δθ1は目標開度推定値θseに固定されているので、モータ制御器２５に入力される開度設定出力θset（＝Δθ1＋Δθ2）もθseとなり、開度θrは図６（ｂ）のラインＬ２１のように一定（θes）に維持される。また、図６（ａ）に示すラインＬ２０は、図５（ａ）に示すラインＬ１５と一致する。すなわち、クローズ制御においては、式（１６）を満たす設定圧Ｐset1を設定圧生成部２０から出力することにより、図５（ａ）のラインＬ１２のようなオーバーシュートが生じない圧力応答（ラインＬ２０）で、真空チャンバ３の圧力Ｐrを目標圧力Ｐsへ速やかに収束させることができる。
【００４７】
上述したように、本実施の形態では、オープン制御からクローズ制御へ切り替えるタイミングにて、図５に示した比較例のように目標圧力Ｐsに不連続（ステップ状）に設定変更するのではなく、切り替えタイミングにおける圧力Ｐr0から目標圧力Ｐsに向けておおよそオープン制御単独による圧力軌道となる連続な設定圧軌道（図５（ａ）のラインＬ１５）の設定圧Ｐset1の信号を生成し、その設定圧Ｐset1でクローズ制御するようにしている。そのため、クローズ制御における圧力応答のオーバーシュートが抑えられ、調圧時間を低減することができる。
【００４８】
なお、上述した説明では、目標圧力Ｐsが調圧開始の圧力よりも高い場合（以下、アップケースと呼ぶ）を例に説明したが、当然ながら、目標圧力Ｐsが調圧開始の圧力よりも低い場合（以下、ダウンケースと呼ぶ）についても同様に適用することができ、同様の効果が得られる。
【００４９】
−第２の実施の形態−
第１の実施の形態の図５（ａ）のラインＬ１５および図６に示した例では、オープン制御の最終的な目標開度推定値θseが目標開度θsに一致するという理想的な場合について説明した。そのような場合、圧力応答を示すラインＬ２０は、設定圧Ｐset1の設定圧軌道（図５（ａ）のラインＬ１５）と一致する。
【００５０】
しかしながら、現実には目標開度推定値θseは誤差を有する。その誤差が無視できないほど大きい場合、開度θrを目標開度推定値θseの状態に維持した状態とすると、図５（ａ）のラインＬ１５のような目標圧力Ｐsに収束する圧力応答とならず、図７に示すラインＬ３０，Ｌ３１のように目標圧力Ｐsに収束しない圧力応答となる。ラインＬ３０の場合には目標圧力Ｐsよりも高い圧力に収束し、ラインＬ３１の場合には目標圧力Ｐsよりも低い圧力に収束している。
【００５１】
図８は、開度θrをオープン制御の最終的な目標開度推定値θseに維持したときの圧力応答が図７のラインＬ３０，Ｌ３１である場合に、クローズ制御において第１の実施の形態の設定圧Ｐset1を適用したときの圧力応答を示す図である。図８（ａ）はラインＬ３０の場合を示し、図８（ｂ）はラインＬ３１の場合を示す。図８（ａ）のラインＬ４０は設定圧Ｐset1の設定圧軌道を示し、ラインＬ４２はその場合の圧力応答を示す。また、図８（ｂ）のラインＬ４１は設定圧Ｐset1の設定圧軌道を示し、ラインＬ４３はその場合の圧力応答を示す。
【００５２】
図８（ａ）において、設定圧Ｐset1に関するラインＬ４０はクローズ制御開始圧力Ｐr0から目標圧力Ｐsへと収束しているが、圧力応答を示すラインＬ４２にはオーバーシュートが生じている。図８（ｂ）においても、設定圧Ｐset1に関するラインＬ４１は、クローズ制御開始圧力Ｐr0から目標圧力Ｐsへと収束している。しかし、圧力応答を示すラインＬ４３はラインＬ４１よりもゆっくりと目標圧力Ｐsに収束しており、図６（ａ）に示す理想的な場合と比べて調圧時間が長くなっている。なお、クローズ制御開始タイミングでは、オープン制御の最終開度値（目標開度推定値θse）による圧力応答の最終値が目標圧力Ｐsに対して、過大になるか過小になるかは不明である。
【００５３】
そこで、第２の実施の形態では、オープン制御の最終的な目標開度推定値θseに誤差を含んでいる場合でも、適切に速やかに目標圧力Ｐsに収束できる設定圧を与えるようにした。図９は、第２の実施の形態におけるバルブ制御装置２の構成を示すブロック図である。図３に示したブロック図と比較した場合、設定圧生成部２０Ａの構成が異なり、その他の構成は同様である。以下では異なる部分を中心に説明する。
【００５４】
設定圧生成部２０Ａは、入力された目標圧力Ｐsと圧力Ｐrとに基づいて、上述した設定圧Ｐset1に加えて、さらに設定圧Ｐset1に基づく第２の設定圧Ｐset2を生成する。設定圧生成部２０Ａは、開度制御前期のオープン制御の際には圧力Ｐrを設定圧として出力し、クローズ制御の際には設定圧Ｐset2を出力する。
【００５５】
（設定圧Ｐset2の算出方法）
上述したように、クローズ制御開始タイミングでは、図７のラインＬ３０，Ｌ３１で示すオープン制御の最終開度値（目標開度推定値θse）による圧力応答の最終値が、目標圧力Ｐsに対して過大になるか過小になるかは不明である。そこで、第２の実施の形態では、クローズ制御開始タイミングの条件Ｐr0，(ｄＰr/ｄｔ|0)で設定圧Ｐset1を生成し、その設定圧Ｐset1を基準にして、クローズ制御開始後の状況により軌道修正した設定圧Ｐset2をクローズ制御の設定圧として生成する。設定圧Ｐset2は次式（１７）のように設定される。時定数τ0は式（１４）で算出される。
Ｐset2_i＝Ａ_i×Ｐset2_i-1＋Ｐs×（１−Ａ_i)    ｉ≧１    …（１７）
ただし、Ａ_i＝exp(−Δt・α_i /τ0)
【００５６】
式（１７）において、α_i＝１の場合にはＡ_iは式（１６）のＡと同一となり、設定圧Ｐset2は設定圧Ｐset1と一致する。τ0/α_iは設定圧Ｐset2に関する時定数に相当し、α_i＞１のときは時定数τ0の場合よりも速く変化する設定圧軌道の時定数を表しており、α_i＜１のときは時定数τ0の場合よりもゆっくり変化する設定圧軌道の時定数を表している。なお、式（１７）に示した設定圧Ｐset2の漸化式は、次式（１８）に示す圧力応答の設定圧軌道に基づいて導出される。
Ｐr_open＝Ｐr0 exp(−ｔ・α_i/τ0)＋Ｐs[１−exp(−ｔ・α_i/τ0)]    …（１８）
【００５７】
α_iは制御周期Δｔ毎に決定される係数値であり、基準となる設定圧Ｐset1の制御タイミングｉにおける変化率(ΔＰset1_i/Δｔ)と、制御タイミングｉにおける圧力Ｐrの変化率(ΔＰr_i/Δｔ)とを比較して、次式（１９ａ）〜（１９ｃ）のように設定する。なお、ｉ＝０の場合のα_0はα_0＝１とし、Δαは正の定数である。
|(ΔＰset1_i/Δｔ)| ＜ |(ΔＰr_i/Δｔ)|の場合、α_i＝α_i-1−Δα  …（１９ａ）
|(ΔＰset1_i/Δｔ)| ＝ |(ΔＰr_i/Δｔ)|の場合、α_i＝α_i-1        …（１９ｂ）
|(ΔＰset1_i/Δｔ)| ＞ |(ΔＰr_i/Δｔ)|の場合、α_i＝α_i-1＋Δα  …（１９ｃ）
【００５８】
式（１９ａ）は、設定圧Ｐset1の変化率よりも実際の圧力Ｐrの変化率の方が大きい場合であって、例えば、図８（ａ）のラインＬ４０とラインＬ３０とが対応している。その場合には、α_i＜１に設定して時定数（τ0/α_i）をτ0よりも大きくする。図１０は、図８（ａ）に示したラインＬ４０およびラインＬ３０と、設定圧Ｐset2の設定圧軌道（ラインＬ５０）および設定圧Ｐset2を用いた場合の圧力応答（ラインＬ５１）とを示す図である。α_i＜１と設定することで、設定圧Ｐset2の設定圧軌道（ラインＬ５０）は、設定圧Ｐset1の設定圧軌道（ラインＬ４０）よりも低圧側へと修正され、ラインＬ４０よりもゆっくりと目標圧力Ｐsに近づくようになる。その結果、圧力応答（ラインＬ５１）は、ほぼオーバーシュートすることなく目標圧力Ｐsに収束する。
【００５９】
式（１９ｃ）は、設定圧Ｐset1の変化率よりも実際の圧力Ｐrの変化率の方が小さい場合であって、例えば、図８（ｂ）のラインＬ４１とラインＬ３１とが対応している。その場合には、α_i＞１に設定して時定数（τ0/α_i）をτ0よりも小さくする。図１１は、図８（ｂ）に示したラインＬ４１およびラインＬ３１と、設定圧Ｐset2の設定圧軌道（ラインＬ６０）および設定圧Ｐset2を用いた場合の圧力応答（ラインＬ６１）とを示す図である。α_i＞１と設定することで、設定圧Ｐset2の設定圧軌道（ラインＬ６０）は、設定圧Ｐset1の設定圧軌道（ラインＬ４１）よりも高圧側へと修正され、ラインＬ４１よりも速く目標圧力Ｐsに近づくようになる。その結果、圧力応答（ラインＬ６１）は、図８（ｂ）の圧力応答（ラインＬ４３）よりも速く目標圧力Ｐsに収束する。
【００６０】
上述した第１および第２の実施の形態に対して、以下のような変形例１，２を適用することができる。
(変形例１)
目標開度推定値θseの誤差や外乱等によりクローズ制御開始タイミングの圧力Ｐr0が、アップケースの場合に目標圧力Ｐsよりも大きくなってしまったり、ダウンケースの場合に目標圧力Ｐsよりも小さくなってしまったりすると、式（１４）で計算される時定数τ0がマイナスの値になる。その場合、設定圧Ｐset1が目標圧力Ｐsから乖離する方向に設定されてしまい、調圧時間が長くなってしまうことになる。
【００６１】
そこで、変形例１では、式（１４）に代えて次式（２０）を時定数τ0の算出に用いる。
τ0＝|(Ｐs−Ｐr0)|／|(ｄＰr/ｄｔ|0)|      …（２０）
式（２０）により時定数τ0を算出することで、クローズ制御開始タイミングに乱れが生じた場合でも時定数は必ずプラスの値となり、適切な設定圧Ｐset1が出力されて調圧の信頼性が向上する。
【００６２】
(変形例２)
変形例２は、目標開度推定器２２において、オープン制御による仮想応答が図７のラインＬ３０（または、ラインＬ３１）となるような目標開度推定値θseが算出される傾向がある場合の対応策である。そのような算出誤差傾向がある場合には、予めそれを考慮して、上述した第１および第２の実施の形態における設定圧Ｐset1を、式（１６）のＡをＡ2に置き換えた次式（２１）で算出するようにしても良い。
Ｐset1_i＝Ａ2×Ｐset1_i-1＋Ｐs×(１−Ａ2)    ｉ≧１      …（２１）
ただし、Ａ2＝exp(-Δt・β/τ0)  、  β≠１
なお、式（２１）に示す設定圧Ｐset1の漸化式も式（１７）に示した設定圧Ｐset2の漸化式の場合と同様に、次式（２２）に示す圧力応答の設定圧軌道に基づいて導出される。
Ｐr_open＝Ｐr0 exp(−ｔ・β/τ0)＋Ｐs[１−exp(−ｔ・β/τ0)]    …（２２）
【００６３】
図７のラインＬ３０のように仮想応答が目標圧力Ｐsを越える傾向が強いことが予め分かっている場合には、β＜１に設定する。その結果、設定圧Ｐset1による設定圧軌道の傾きが低めに設定され、オーバーシュートが低減される。逆に、図７のラインＬ３１のように仮想応答が目標圧力Ｐsを下回る傾向が強いことが予め分かっている場合には、β＞１に設定する。その結果、設定圧Ｐset1による設定圧軌道の傾きが高めに設定され、収束の即応性を改善される。
【００６４】
上述した実施の形態および変形例の作用効果をまとめると、以下のようになる。
（１）第１の実施の形態で説明したように、図３のバルブ制御装置２は、第１の設定圧Ｐset1を生成する設定圧生成部２０と、目標圧力Ｐsに基づいて第１の開度制御であるオープン制御を行い、第１の開度制御の後に、設定圧Pset1と真空チャンバ３の圧力Ｐrとの差εに基づいてフィードバック制御する第２の開度制御を行う開度制御部２１と、を備え、設定圧生成部２０は、第１の開度制御から第２の開度制御への切り替え時の真空チャンバ３の圧力Ｐr0から目標圧力Ｐsへと所定の時定数τ0で収束する設定圧軌道、例えば、図５（ａ）のラインＬ１５に示すような設定圧軌道に基づいて、設定圧Ｐset1を生成する。
【００６５】
このように、第２の開度制御における設定圧Pset1を、第２の開度制御へ切り替え時の真空チャンバ３の圧力Ｐr0から目標圧力Ｐsへと所定の時定数τ0で収束する設定圧軌道に基づいて生成するようにしたので、図５（ａ）のラインＬ１２に示すようなクローズ制御切り替え後における圧力応答のオーバーシュートを抑制することができ、調圧時間を低減することができる。
【００６６】
なお、上述した実施形態では、第１の開度制御がオープン制御（フィードフォワード制御）である場合を例に説明したが、オープン制御に限定されない。例えば、第１の開度制御で粗調整のフィードバック制御を行い、第２の開度制御で微調整のフィードバック制御を行うような場合においても、上述のような設定圧Ｐset1を適用することができる。
【００６７】
（２）上述した所定の時定数τ0としては、例えば、第１の開度制御から第２の開度制御に切り替えた時の真空チャンバ３の圧力Ｐr（＝Ｐr0）および圧力Ｐrの時間微分値（ｄＰr/ｄｔ|0））と、目標圧力Ｐsとに基づいて算出するのが好ましい。それにより、第２の開度制御における設定圧軌道（すなわち、式（１５）で示される設定圧軌道）を、オープン制御単独による圧力軌道とほぼ同じにすることができる。
【００６８】
（３）さらに、第２の実施の形態のように式（１９ａ）〜（１９ｃ）を適用して、すなわち、設定圧Ｐset1の時間変化および真空チャンバ３の圧力Ｐrの時間変化に基づいて、設定圧Ｐset1に関する第１の設定圧軌道（すなわち、式（１５）で示される設定圧軌道）の時定数τ0を、制御周期Δｔごとに（τ0/α_i）のように補正し、補正後時定数（τ0/α_i）で目標圧力Ｐsへ収束する第２の設定圧軌道（すなわち、式（１８）で示される設定圧軌道）に基づいて第２の設定圧Pset2を生成する。そして、設定圧Ｐset1を用いる第２の開度制御に代えて、設定圧Pset2と真空チャンバ３の圧力Ｐrとの差εに基づいてフィードバック制御する第３の開度制御を行うのが好ましい。
【００６９】
オープン制御（第１の開度制御）における最終開度値（目標開度推定値θse）に誤差が発生した場合、図８のラインＬ４０，Ｌ４１のように設定圧Ｐset1に基づいて開度制御しても、ラインＬ４２のようにオーバーシュートが発生したり、ラインＬ４３のように目標圧力Ｐsへの収束速度が低下したりする。しかし、上述の第３の開度制御を行うことにより、オーバーシュートの可能性がある場合には、設定圧Pset2は図１０のラインＬ５０のように設定圧Ｐset1よりも低めに設定される。逆に、収束速度低下の可能性がある場合には、設定圧Pset2は図１１のラインＬ６０のように設定圧Ｐset1よりも高めに設定される。その結果、圧力Ｐrがより速やかに目標圧力Ｐsに収束するようになる。
【００７０】
（４）上述した補正後時定数（τ0/α_i）は、式（１９ａ）のように、設定圧Ｐset1の時間変化の大きさが真空チャンバ３の圧力Ｐrの時間変化の大きさよりも小さい場合には時定数τ0より小さく設定され、設定圧Ｐset1の時間変化の大きさが真空チャンバ３の圧力Ｐrの時間変化の大きさよりも大きい場合には時定数τ0より大きく設定され、設定圧Ｐset1の時間変化の大きさが真空チャンバ３の圧力Ｐrの時間変化の大きさと等しい場合には時定数τ0と等しく設定されるのが好ましい。
【００７１】
（５）さらに、時定数τ0は式「τ0＝|(Ｐs−Ｐr0)|／|(ｄＰr/ｄｔ|0)|」により算出するのが好ましい。その結果、クローズ制御開始タイミングに乱れが生じた場合でも時定数τ0は必ずプラスの値となり、適切な設定圧Ｐset1が出力されて調圧の信頼性が向上する。
【００７２】
（６）また、第１の開度制御（オープン制御）の制御誤差が予め分かっている場合には、時定数τ0をその制御誤差に基づいて補正した時定数(τ0/β)を、時定数τ0に代えて使用し、補正した時定数(τ0/β)で真空チャンバ３の圧力Ｐrに収束する設定圧軌道（式（２２）で示される設定圧軌道）に基づいて第１の設定圧Pset1を生成するのが好ましい。その結果、第１の開度制御の制御誤差の影響を抑えることができる。
【００７３】
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。例えば、バルブプレート１１が揺動駆動されて開度が変化する真空バルブ１を例に説明したが、他の構成の自動調圧式の真空バルブにも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１…真空バルブ、２…バルブ制御装置、３…真空チャンバ、４…真空ポンプ、１１…バルブプレート、１２…バルブモータ、２０，２０Ａ…設定圧生成部、２１…開度制御部、２２…目標開度推定器、２３…フィードフォワード制御器、２４…フィードバック制御器、２５…モータ制御器、３１…真空計、３２…流量制御器、１００…真空装置、Ｐs…目標圧力、Ｐset1，Ｐset2…設定圧
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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