(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造ライン上に設けられた真空チャンバと、前記真空チャンバ内のガスを排出する真空ポンプと、前記真空チャンバと前記真空ポンプとを接続する配管上にあって弁開度を変化させることにより前記真空チャンバ内の真空圧力を変化させるとともにポペット式の弁構造を持った真空比例開閉弁と、前記真空チャンバ内の真空圧力を計測する真空圧力センサーと、前記真空圧力センサーで計測された前記真空チャンバ内の真空圧力値と外部から与えられた目標真空圧力値との制御偏差に応じて外部コマンドを発生させるコントローラと、前記外部コマンドに従って前記真空比例開閉弁の弁開度を操作するサーボ機構と、前記サーボ機構を構成する第１電磁弁及び第２電磁弁と、前記サーボ機構を構成するとともに前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁よりも小さな径のオリフィスを設けた電空比例弁と、を有し、前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁、前記電空比例制御弁の動作により、前記真空比例開閉弁の駆動源となる空気圧シリンダを排気ライン又は給気ラインに連通させて、大気圧から高真空圧までの範囲で前記真空チャンバ内の真空圧力をフィードバック制御する真空圧力制御システムにおいて、
前記コントローラは、
前記制御偏差の絶対値が所定値より大きい場合には、前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁を介して前記空気圧シリンダを前記排気ライン又は前記給気ラインに連通させる一方、前記制御偏差の絶対値が所定値より小さい場合には、前記電空比例弁を介して前記空気圧シリンダを前記排気ライン又は前記給気ラインに連通させること、
を特徴とする真空圧力制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載する真空圧力制御システムであって、
前記所定値を、前記真空圧力センサーのフルスケール値と所定比率との積とすること、を特徴とする真空圧力制御システム。
【請求項３】
半導体製造ライン上に設けられた真空チャンバと、前記真空チャンバ内のガスを排出する真空ポンプと、前記真空チャンバと前記真空ポンプとを接続する配管上にあって弁開度を変化させることにより前記真空チャンバ内の真空圧力を変化させるとともにポペット式の弁構造を持った真空比例開閉弁と、前記真空チャンバ内の真空圧力を計測する真空圧力センサーと、前記真空圧力センサーで計測された前記真空チャンバ内の真空圧力値と外部から与えられた目標真空圧力値との制御偏差に応じて発生する外部コマンドと、前記外部コマンドに従って前記真空比例開閉弁の弁開度を操作するサーボ機構と、前記サーボ機構を構成する第１電磁弁及び第２電磁弁と、前記サーボ機構を構成するとともに前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁よりも小さな径のオリフィスを設けた電空比例弁と、を有する真空圧力制御システムで使用されるとともに、前記外部コマンドを発生させて、前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁、前記電空比例制御弁を動作させることにより、前記真空比例開閉弁の駆動源となる空気圧シリンダを排気ライン又は給気ラインに連通させて、大気圧から高真空圧までの範囲で前記真空チャンバ内の真空圧力をフィードバック制御するコントローラにおいて、
前記制御偏差の絶対値が所定値より大きい場合には、前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁を介して前記空気圧シリンダを前記排気ライン又は前記給気ラインに連通させる一方、前記制御偏差の絶対値が所定値より小さい場合には、前記電空比例弁を介して前記空気圧シリンダを前記排気ライン又は前記給気ラインに連通させること、を特徴とするコントローラ。
【請求項４】
請求項３に記載するコントローラであって、
前記所定値を、前記真空圧力センサーのフルスケール値と所定比率との積とすること、を特徴とするコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造ライン（特に、枚葉装置）で使用される真空圧力制御システム及びコントローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、半導体製造装置のＣＶＤ装置においては、反応室内を減圧状態、すなわち、真空状態に保ちながら、薄膜材料を構成する元素からなる材料ガスを、ウエハー上に供給している。このとき、反応室内の真空圧力を一定に保持する必要があるが、その一定値は、種々の条件によって変わり、大気圧又は大気圧に近い低真空から高真空までの広いレンジに渡る。そこで、本出願人は、特開平１０−３３７５４３号公報において、大気圧に近い低真空から高真空までの広いレンジに渡って、真空圧力を精度良く一定に保持できる真空圧力制御システムを開示している。
【０００３】
そこで、ここでは、かかる真空圧力制御システムを具体的に説明する。図６のブロック図に示すように、かかる真空圧力制御システムは、コントローラ２０、空気圧制御部３０、操作部４０である真空比例開閉弁１６、検出部６０である真空圧力センサー１４、１５などから構成されている。
【０００４】
コントローラ２０は、インターフェイス回路２１、真空圧力制御回路２２、シーケンス制御回路２３などからなる。インターフェイス回路２１は、コントローラ２０のフロントパネルのボタンを介した現場入力による信号、及び、コントローラ２０のバックパネルのコネクタを介した遠隔入力による信号を、真空圧力制御回路２２やシーケンス制御回路２３などに適した信号に変換するものである。
【０００５】
真空圧力制御回路２２は、上述した反応室に該当する真空チャンバ内の真空圧力に対するフィードバック制御をＰＩＤ制御で行わせる回路である。シーケンス制御回路２３は、インターフェイス回路２１から与えられた動作モードに従って、空気圧制御部３０内の第１電磁弁３４の駆動コイルＳＶ１と第２電磁弁３５の駆動コイルＳＶ２とに対し、予め定められた動作をさせる回路である。
【０００６】
空気圧制御部３０は、位置制御回路３１、パルスドライブ回路３２、電空比例弁３３、第１電磁弁３４、第２電磁弁３５などからなる。位置制御回路３１は、真空圧力制御回路２２から与えられた弁開度指令値と、真空比例開閉弁１６に設けられたポテンショメータ１８からアンプ１９を介して与えられた弁開度計測値とを比較して、真空比例開閉弁１６の弁の位置を制御するものである。パルスドライブ回路３２は、位置制御回路３１からの制御信号に基づいて、電空比例弁３３へパルス信号を送信するものである。
【０００７】
電空比例弁３３は、図示しない給気側比例弁及び排気側比例弁を内蔵するものであって、パルスドライブ回路３２からのパルス信号に応じて、給気側比例弁及び排気側比例弁を時間開閉動作させるものであり、第１電磁弁３４と第２電磁弁３５を介して、真空比例開閉弁１６の空気圧シリンダ４１（後述する図７、図８参照）内の空気圧力を調整するものである。
【０００８】
操作部４０である真空比例開閉弁１６は、上述した反応室に該当する真空チャンバから真空ポンプまでの排気系のコンダクタンスを変化させるものである。図７、図８に真空比例開閉弁１６の断面を示す。図に示すように、その中央には、ピストンロッド４３が設けられている。そして、ピストンロッド４３に対し、真空比例開閉弁１６の上部である空気圧シリンダ４１内において、ピストン４４が固設され、真空比例開閉弁１６の下部であるベローズ式ポペット弁４２内において、ポペット弁体４５が固設されている。従って、空気圧シリンダ４１によりポペット弁体４５を移動させることができる。
【０００９】
この真空比例開閉弁１６では、空気圧シリンダ４１内に供給ポート１８Ａを介して圧縮空気が供給されず、空気圧シリンダ４１内が排気ポート１８Ｂを介して排気ラインと連通するときは、空気圧シリンダ４１内の復帰バネ４６による下向きの付勢力がピストン４４に作用するので、図７に示すように、ポペット弁体４５は弁座４７に密着し、真空比例開閉弁１６は遮断した状態となる。
【００１０】
一方、空気圧シリンダ４１内に給気ポート１８Ａを介して圧縮空気が供給されるときは、空気圧シリンダ４１内の復帰バネ４６による下向きの付勢力と、空気圧シリンダ４１内の圧縮空気による上向きの圧力とがピストン４４に同時に作用するので、そのバランスに応じて、図８に示すように、ポペット弁体４５は弁座４７から離間し、真空比例開閉弁１６は開いた状態となる。
【００１１】
よって、ポペット弁体４５が弁座４７から離間する距離は、弁のストローク（リフト量）として、空気圧シリンダ４１に対する圧縮空気の供給と排気で操作することができる。尚、ポペット弁体４５が弁座４７から離間する距離は、弁のストローク（リフト量）として、ピストン４４に連結されたスライドレバー４８を介して、ポテンショメータ１８で計測されるものであり、真空比例開閉弁１６の弁開度に相当するものである。
【００１２】
検出部である真空圧力センサー１４、１５は、上述した反応室に該当する真空チャンバ内の真空圧力を計測するキャパシタンスマノメータである。ここでは、計測される真空圧力のレンジに応じて、２個のキャパシタンスマノメータを使い分けている。
【００１３】
このような構成を持つ真空圧力制御システムでは、動作モードとして、強制クローズモード（ＣＬＯＳＥ）を、コントローラ２０で選択すると、シーケンス制御回路２３は、第１電磁弁３４及び第２電磁弁３５を図６に示すように動作させる。これにより、空気圧シリンダ４１内には圧縮空気が供給されず、空気圧シリンダ４１内は排気ラインと連通するので、空気圧シリンダ４１内の空気圧が大気圧となり、真空比例開閉弁１６は遮断した状態となる。
【００１４】
また、動作モードとして、真空圧力コントロールモード（ＰＲＥＳＳ）を、コントローラ２０で選択すると、シーケンス制御回路２３は、第１電磁弁３４を動作させることによって、電空比例弁３３と空気圧シリンダ４１とを連通させる。これにより、真空比例開閉弁１６の空気圧シリンダ４１内の空気圧力が調整され、弁のストローク（リフト量）が、空気圧シリンダ４１で操作できる状態となる。
【００１５】
また、このとき、真空圧力制御回路２２は、現場入力又は遠隔入力で指示された目標真空圧力値を目標値とするフィードバック制御を開始する。すなわち、真空圧力センサー１４、１５で真空チャンバ内の真空圧力値を計測し、それと目標真空圧力値との差（制御偏差）に応じて、真空比例開閉弁１６の弁のストローク（リフト量）を操作し、排気系のコンダクタンスを変化させることによって、真空チャンバ内の真空圧力を目標真空圧力値に一定に保持する。
【００１６】
そして、真空圧力制御回路２２においては、フィードバック制御の制御偏差が小さいときは、予め調整された時定数に段階的に移行するので、真空チャンバ内の真空圧力を安定した状態で維持することができる。
【００１７】
もっとも、電空比例弁３３のオリフィス径は、真空比例開閉弁１６の弁のストローク（リフト量）を微細に操作できるようにするため、第１電磁弁３４や第２電磁弁３５のものと比べて小さくできている。そのため、電空比例弁３３による真空圧力制御では、フィードバック制御の制御偏差が大きいと、図１０や図１１に示すように、真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）を目標真空圧力値（目標値）に到達させるまでに、かなりの時間を要していた。
【００１８】
例えば、コントローラ２０へ信号が入力された結果、真空比例開閉弁１６の弁開度を全閉から全開にしなければならない場合には、図１２に示すように、コントローラ２０へ信号が入力されてから真空比例開閉弁１６の弁開度が全開になるまでに要する時間ｐは、約７秒であった。また、コントローラ２０へ信号が入力された結果、真空比例開閉弁１６の弁開度を全開から全閉にしなければならない場合には、図１３に示すように、コントローラ２０へ信号が入力されてから真空比例開閉弁１６の弁開度が全閉になるまでに要する時間ｑは、約１２．７秒であった。
【００１９】
従って、これでは、半導体製造装置における枚葉装置の要求仕様を十分に満たすことができないので、本出願人は、特開平１０−２５２９４２号公報において、真空比例開閉弁１６の弁開度が全開である場合又はしきい値より大きい場合に限り、真空比例開閉弁１６の空気圧シリンダ４１内の圧縮空気を急速に排気させる技術を提案している。これにより、真空圧力制御回路２２においては、フィードバック制御の制御偏差が大きいときでも、フィードバック制御の操作量を最大にさせているので、フィードバック制御の速応性が十分に確保されている。
【００２０】
具体的には、図９のフローチャートに示すように、先ず、Ｓ１１１において、真空比例開閉弁１６の弁開度が全開であるか否かを判断する。ここで、真空比例開閉弁１６の弁開度が全開であると判断した場合には（Ｓ１１１：Ｙｅｓ）、Ｓ１１２で第１電磁弁３４をＯＦＦさせ、さらに、Ｓ１１３で第２電磁弁３５をＯＦＦさせることにより、第１電磁弁３４及び第２電磁弁３５をノーマル位置とした後に（図６参照）、Ｓ１１１に戻る。一方、真空比例開閉弁１６の弁開度が全開であると判断しない場合には（Ｓ１１１：Ｎｏ）、Ｓ１１４に進む。
【００２１】
Ｓ１１４では、真空比例開閉弁１６の弁開度がしきい値より大きいか否かを判断する。ここで、真空比例開閉弁１６の弁開度がしきい値より大きいと判断した場合には（Ｓ１１４：Ｙｅｓ）、Ｓ１１６で第１電磁弁３４をＯＦＦさせ、さらに、Ｓ１１６で第２電磁弁３５をＯＦＦさせることにより、第１電磁弁３４及び第２電磁弁３５をノーマル位置とした後に（図６参照）、Ｓ１１１に戻る。
【００２２】
一方、真空比例開閉弁１６の弁開度がしきい値より大きいと判断しない場合には（Ｓ１１４：Ｎｏ）、Ｓ１１７で第１電磁弁３４をＯＮさせ、さらに、Ｓ１１８で第２電磁弁３５をＯＦＦさせることにより、第２電磁弁３５のみをノーマル位置として、電空比例弁３３による真空圧力制御が行われる状態（Ｓ１１９）にした後に（図６参照）、Ｓ１１１に戻る。
【００２３】
従って、真空比例開閉弁１６の弁開度が全開である場合（Ｓ１１１：Ｙｅｓ）又はしきい値より大きい場合（Ｓ１１４：Ｙｅｓ）には、第１電磁弁３４及び第２電磁弁３５をノーマル位置にすることにより、真空比例開閉弁１６の空気圧シリンダ４１内を排気ラインと連通させて（図６参照）、真空比例開閉弁１６の空気圧シリンダ４１内の圧縮空気を急速に排気させることができる。
【００２４】
そのため、例えば、図１４に示すように、真空比例開閉弁１６の弁開度が全開である場合に、目標真空圧力値（目標値）が変更され、フィードバック制御の制御偏差が大きくなっても、真空比例開閉弁１６の弁開度がしきい値になるまでの時間は、第１電磁弁３４及び第２電磁弁３５による真空圧力制御が行われる時間ｔであって、真空比例開閉弁１６の空気圧シリンダ４１内の圧縮空気が急速に排気されるから、短時間で、真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）を目標真空圧力値（目標値）の近辺にまで変化させ、その後に、電空比例弁３３による真空圧力制御を行うことができる。
【００２５】
これにより、真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）と目標真空圧力値（目標値）の差（制御偏差）が大きくても、比較的短時間で、真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）を目標真空圧力値（目標値）にまで大きく変化させることができるので、半導体製造装置における枚葉装置の要求仕様を満たすことが可能となる。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第１電磁弁３４及び第２電磁弁３５による真空圧力制御と、電空比例弁３３による真空圧力制御のいずれを行うかは、図９に示すように、真空比例開閉弁１６の弁開度に対するしきい値で決定されるため（Ｓ１１１、Ｓ１１４）、しきい値の設定次第では、フィードバック制御の制御偏差が大きい場合でも、かかる制御偏差の全部又は殆どを、電空比例弁３３による真空圧力制御で無くさなければならない事態になるおそれがあった。
【００２７】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、第１電磁弁及び第２電磁弁による真空圧力制御により、真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）を目標真空圧力値（目標値）の近辺にまで大きく変化させ、その後に、電空比例弁による真空圧力制御により、真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）を目標真空圧力値（目標値）に到達させることを、真空比例開閉弁の弁開度に関係なく行うことができる真空圧力制御システム及びコントローラを提供することを課題とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために成された請求項１に係る発明は、半導体製造ライン上に設けられた真空チャンバと、前記真空チャンバ内のガスを排出する真空ポンプと、前記真空チャンバと前記真空ポンプとを接続する配管上にあって弁開度を変化させることにより前記真空チャンバ内の真空圧力を変化させるとともにポペット式の弁構造を持った真空比例開閉弁と、前記真空チャンバ内の真空圧力を計測する真空圧力センサーと、前記真空圧力センサーで計測された前記真空チャンバ内の真空圧力値と外部から与えられた目標真空圧力値との制御偏差に応じて外部コマンドを発生させるコントローラと、前記外部コマンドに従って前記真空比例開閉弁の弁開度を操作するサーボ機構と、前記サーボ機構を構成する第１電磁弁及び第２電磁弁と、前記サーボ機構を構成するとともに前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁よりも小さな径のオリフィスを設けた電空比例弁と、を有し、前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁、前記電空比例制御弁の動作により、前記真空比例開閉弁の駆動源となる空気圧シリンダを排気ライン又は給気ラインに連通させて、大気圧から高真空圧までの範囲で前記真空チャンバ内の真空圧力をフィードバック制御する真空圧力制御システムにおいて、前記コントローラは、前記制御偏差の絶対値が所定値より大きい場合には、前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁を介して前記空気圧シリンダを前記排気ライン又は前記給気ラインに連通させる一方、前記制御偏差の絶対値が所定値より小さい場合には、前記電空比例弁を介して前記空気圧シリンダを前記排気ライン又は前記給気ラインに連通させること、を特徴としている。
【００２９】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載する真空圧力制御システムであって、前記所定値を、前記真空圧力センサーのフルスケール値と所定比率との積とすること、を特徴としている。
【００３０】
また、請求項３に係る発明は、半導体製造ライン上に設けられた真空チャンバと、前記真空チャンバ内のガスを排出する真空ポンプと、前記真空チャンバと前記真空ポンプとを接続する配管上にあって弁開度を変化させることにより前記真空チャンバ内の真空圧力を変化させるとともにポペット式の弁構造を持った真空比例開閉弁と、前記真空チャンバ内の真空圧力を計測する真空圧力センサーと、前記真空圧力センサーで計測された前記真空チャンバ内の真空圧力値と外部から与えられた目標真空圧力値との制御偏差に応じて発生する外部コマンドと、前記外部コマンドに従って前記真空比例開閉弁の弁開度を操作するサーボ機構と、前記サーボ機構を構成する第１電磁弁及び第２電磁弁と、前記サーボ機構を構成するとともに前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁よりも小さな径のオリフィスを設けた電空比例弁と、を有する真空圧力制御システムで使用されるとともに、前記外部コマンドを発生させて、前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁、前記電空比例制御弁を動作させることにより、前記真空比例開閉弁の駆動源となる空気圧シリンダを排気ライン又は給気ラインに連通させて、大気圧から高真空圧までの範囲で前記真空チャンバ内の真空圧力をフィードバック制御するコントローラにおいて、前記制御偏差の絶対値が所定値より大きい場合には、前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁を介して前記空気圧シリンダを前記排気ライン又は前記給気ラインに連通させる一方、前記制御偏差の絶対値が所定値より小さい場合には、前記電空比例弁を介して前記空気圧シリンダを前記排気ライン又は前記給気ラインに連通させること、を特徴としている。
【００３１】
また、請求項４に係る発明は、請求項３に記載するコントローラであって、前記所定値を、前記真空圧力センサーのフルスケール値と所定比率との積とすること、を特徴としている。
【００３２】
このような特徴を有する本発明の真空圧力制御システム及びコントローラでは、真空圧力センサーで計測された真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）と外部から与えられた目標真空圧力値（目標値）との制御偏差の絶対値が所定値より大きい場合には、第１電磁弁及び第２電磁弁を介して、真空比例開閉弁の駆動源となる空気圧シリンダを排気ライン又は給気ラインに連通させる一方、制御偏差の絶対値が所定値より小さい場合には、電空比例弁を介して空気圧シリンダを排気ライン又は給気ラインに連通させるが、この点、第１電磁弁及び第２電磁弁のオリフィス径は電空比例弁よりも大きいので、このとき、第１電磁弁及び第２電磁弁による急速な真空圧力制御により、真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）を目標真空圧力値（目標値）の近辺にまで大きく変化させ、その後に、電空比例弁による微細な真空圧力制御により、真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）を目標真空圧力値（目標値）に到達させることができ、さらに、この真空圧力制御では、第１電磁弁及び第２電磁弁による真空圧力制御と、電空比例弁による真空圧力制御のいずれを行うかは、制御偏差の絶対値と所定値の大小関係で決定されるため、真空比例開閉弁の弁開度に関係なく行うことができる。
【００３３】
従って、本発明の真空圧力制御システム及びコントローラでは、殆どの場合で、制御偏差の大部分を、第１電磁弁及び第２電磁弁による急速な真空圧力制御で無くすことができ、従来技術のものと比べて、真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）が目標真空圧力値（目標値）に到達するまでの時間を短縮できるので、圧力応答性が向上し、半導体製造のプロセス時間の短縮にも貢献することができる。
【００３４】
特に、制御偏差の絶対値の比較対象となる所定値を、真空圧力センサーのフルスケール値と所定比率との積とすれば、真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）が目標真空圧力値（目標値）に到達するまでの時間を短縮させることを、この真空圧力制御の分解能に適合させつつつも、臨機応変に対応させることが可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。本実施の形態は、従来技術の欄で述べたものと同様な構成を持つものである（図６〜図８）。従って、その詳細は、従来技術の欄に記載されているので省略し、その真空制御の動作について詳細に説明する。
【００３６】
すなわち、図１のフローチャートに示すように、先ず、Ｓ１１において、真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）と目標真空圧力値（目標値）の差（以下、「制御偏差」という）が、真空圧力センサー１４、１５のフルスケール値のＸ％の値ｓよりも大きいか否かを判断する。
尚、真空圧力センサー１４、１５は、計測される真空圧力のレンジに応じて、２個のキャパシタンスマノメータを使い分けているので、Ｓ１１では、目標真空圧力値（目標値）の際に使用する真空圧力センサー１４、１５のフルスケール値を用いる。
【００３７】
ここで、「制御偏差」が値ｓよりも大きいと判断した場合には（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、Ｓ１２で第１電磁弁３４をＯＮさせ、さらに、Ｓ１３で第２電磁弁３５をＯＮさせることにより、空気圧シリンダ４１内を給気ポート１８Ａを介して給気ラインと連通させた後に（図６〜図８参照）、Ｓ１１に戻る。一方、「制御偏差」が値ｓよりも大きいと判断しない場合には（Ｓ１１：Ｎｏ）、Ｓ１４に進む。
【００３８】
Ｓ１４では、「制御偏差」がマイナスの値ｓよりも小さいか否かを判断する。ここで、「制御偏差」がマイナスの値ｓより小さいと判断した場合には（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、Ｓ１２で第１電磁弁３４をＯＦＦさせ、さらに、Ｓ１３で第２電磁弁３５をＯＦＦさせることにより、空気圧シリンダ４１内を排気ポート１８Ｂを介して排気ラインと連通させた後に（図６〜図８参照）、Ｓ１１に戻る。一方、「制御偏差」がマイナスの値ｓより小さいと判断しない場合には（Ｓ１４：Ｎｏ）、Ｓ１７に進む。
【００３９】
一方、「制御偏差」がマイナスの値ｓより小さいと判断しない場合には（Ｓ１４：Ｎｏ）、Ｓ１７で第１電磁弁３４をＯＮさせ、さらに、Ｓ１８で第２電磁弁３５をＯＦＦさせることにより、空気圧シリンダ４１内を電空比例弁３３を介して給気ライン及び排気ラインと連通させて、電空比例弁３３による真空圧力制御が行われる状態（Ｓ１９）にした後に（図６〜図８参照）、Ｓ１１に戻る。
【００４０】
従って、「制御偏差」が値ｓよりも大きいと判断した場合には（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、真空比例開閉弁１６の空気圧シリンダ４１内を給気ラインと連通させて（図６参照）、真空比例開閉弁１６の空気圧シリンダ４１内に圧縮空気を急速に給気させることができる。そのため、例えば、真空圧力制御中に目標真空圧力値（目標値）が変更されても、図２に示すように、真空比例開閉弁１６の現在の弁開度に関係なく、「制御偏差」が値ｓよりも小さくなるまでの時間は、第１電磁弁３４及び第２電磁弁３５による真空圧力制御が行われる時間ｔであって、真空比例開閉弁１６の空気圧シリンダ４１内に圧縮空気が急速に給気されるから、短時間で、真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）を目標真空圧力値（目標値）の近辺にまで変化させ、その後に（Ｓ１４：Ｎｏ）、電空比例弁３３による微細な真空圧力制御を行うことができる。
【００４１】
これにより、例えば、コントローラ２０へ信号が入力された結果、真空比例開閉弁１６の弁開度を全閉から全開にしなければならない場合には、図４に示すように、コントローラ２０へ信号が入力されてから真空比例開閉弁１６の弁開度が全開になるまでに要する時間は、約０．５秒であった。
【００４２】
また、「制御偏差」がマイナスの値ｓより小さいと判断した場合には（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、真空比例開閉弁１６の空気圧シリンダ４１内を排気ラインと連通させて（図６参照）、真空比例開閉弁１６の空気圧シリンダ４１内の圧縮空気を急速に排気させることができる。そのため、例えば、真空圧力制御中に目標真空圧力値（目標値）が変更されても、図３に示すように、真空比例開閉弁１６の現在の弁開度に関係なく、「制御偏差」がマイナスの値ｓよりも大きくなるまでの時間は、第１電磁弁３４及び第２電磁弁３５による真空圧力制御が行われる時間ｔであって、真空比例開閉弁１６の空気圧シリンダ４１内の圧縮空気が急速に排気されるから、短時間で、真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）を目標真空圧力値（目標値）の近辺にまで変化させ、その後に（Ｓ１４：Ｎｏ）、電空比例弁３３による微細な真空圧力制御を行うことができる。
【００４３】
これにより、例えば、コントローラ２０へ信号が入力された結果、真空比例開閉弁１６の弁開度を全開から全閉にしなければならない場合には、図５に示すように、コントローラ２０へ信号が入力されてから真空比例開閉弁１６の弁開度が全閉になるまでに要する時間は、約１．２秒であった。
【００４４】
尚、Ｓ１１及びＳ１４における値ｓを求めるために使用される百分率Ｘの値は、１０（％）であるが、コントローラ２０への入力により変更させることが可能である。
【００４５】
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、真空圧力センサー１４、１５で計測された真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）と外部から与えられた目標真空圧力値（目標値）との「制御偏差」の絶対値が、真空圧力センサー１４、１５のフルスケール値のＸ％の値ｓ（所定値）より大きい場合には（Ｓ１１：Ｙｅｓ又はＳ１４：Ｙｅｓ）、第１電磁弁３４及び第２電磁弁３５を介して、真空比例開閉弁１６の駆動源となる空気圧シリンダ４１を排気ライン又は給気ラインに連通させる一方、「制御偏差」の絶対値が値ｓ（所定値）以下である場合には（Ｓ１１：Ｎｏ且つＳ１４：Ｎｏ）、電空比例弁３３を介して空気圧シリンダ４１を排気ライン又は給気ラインに連通させる。
【００４６】
この点、第１電磁弁３４及び第２電磁弁３５のオリフィス径は電空比例弁３３よりも大きいので、このとき、第１電磁弁３４及び第２電磁弁３５による急速な真空圧力制御により、真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）を目標真空圧力値（目標値）の近辺にまで大きく変化させ、その後に、電空比例弁３３による微細な真空圧力制御により、真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）を目標真空圧力値（目標値）に到達させることができ（図２、図３参照）、さらに、この真空圧力制御では、第１電磁弁３４及び第２電磁弁３５による真空圧力制御と、電空比例弁３３による真空圧力制御のいずれを行うかは、「制御偏差」の絶対値と値ｓ（所定値）の大小関係で決定されるため（Ｓ１１、Ｓ１４）、真空比例開閉弁１６の弁開度に関係なく行うことができる。
【００４７】
従って、本実施の形態では、図２及び図３に示すように、殆どの場合で、「制御偏差」の大部分を、第１電磁弁３４及び第２電磁弁３５による急速な真空圧力制御で無くすことができるので、従来技術のものと比べて、真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）が目標真空圧力値（目標値）に到達するまでの時間を短縮できるので、圧力応答性が向上し、半導体製造のプロセス時間の短縮にも貢献することができる。
【００４８】
例えば、コントローラ２０へ信号が入力された結果、真空比例開閉弁１６の弁開度を全閉から全開にしなければならない場合には、コントローラ２０へ信号が入力されてから真空比例開閉弁１６の弁開度が全開になるまでに要する時間は、従来技術では約７秒であったが（図１２参照）、本実施の形態では約０．５秒であった（図４参照）。
また、コントローラ２０へ信号が入力された結果、真空比例開閉弁１６の弁開度を全開から全閉にしなければならない場合には、コントローラ２０へ信号が入力されてから真空比例開閉弁１６の弁開度が全閉になるまでに要する時間は、図１５に示すように、従来技術（図１４の技術）では、しきい値Ｒの設定次第により、約１．２秒（Ｒ＝０．５ｍｍ）〜１２．３秒（Ｒ＝２７．５ｍｍ）であったが、本実施の形態では約１．２秒であった（図５参照）。
【００４９】
特に、本実施の形態では、「制御偏差」の絶対値の比較対象となる値ｓ（所定値）を、真空圧力センサー１４、１５のフルスケール値と百分率Ｘの値（所定比率）との積としており、さらに、百分率Ｘの値（所定比率）はコントローラ２０への入力により自由に設定変更が可能であるから、真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）が目標真空圧力値（目標値）に到達するまでの時間を短縮させることを、この真空圧力制御の分解能に適合させつつつも、臨機応変に対応させることが可能となる。
【００５０】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、図１のＳ１１及びＳ１４における値ｓを求めるために使用される百分率Ｘの値は、目標真空圧力値（目標値）の際に使用する真空圧力センサー１４、１５ごとに設定してもよい。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の真空圧力制御システム及びコントローラでは、真空圧力センサーで計測された真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）と外部から与えられた目標真空圧力値（目標値）との制御偏差の絶対値が所定値より大きい場合には、第１電磁弁及び第２電磁弁を介して、真空比例開閉弁の駆動源となる空気圧シリンダを排気ライン又は給気ラインに連通させる一方、制御偏差の絶対値が所定値より小さい場合には、電空比例弁を介して空気圧シリンダを排気ライン又は給気ラインに連通させるが、この点、第１電磁弁及び第２電磁弁のオリフィス径は電空比例弁よりも大きいので、このとき、第１電磁弁及び第２電磁弁による急速な真空圧力制御により、真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）を目標真空圧力値（目標値）の近辺にまで大きく変化させ、その後に、電空比例弁による微細な真空圧力制御により、真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）を目標真空圧力値（目標値）に到達させることができ、さらに、この真空圧力制御では、第１電磁弁及び第２電磁弁による真空圧力制御と、電空比例弁による真空圧力制御のいずれを行うかは、制御偏差の絶対値と所定値の大小関係で決定されるため、真空比例開閉弁の弁開度に関係なく行うことができる。
【００５２】
従って、本発明の真空圧力制御システム及びコントローラでは、殆どの場合で、制御偏差の大部分を、第１電磁弁及び第２電磁弁による急速な真空圧力制御で無くすことができ、従来技術のものと比べて、真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）が目標真空圧力値（目標値）に到達するまでの時間を短縮できるので、圧力応答性が向上し、半導体製造のプロセス時間の短縮にも貢献することができる。
【００５３】
特に、制御偏差の絶対値の比較対象となる所定値を、真空圧力センサーのフルスケール値と所定比率との積とすれば、真空チャンバ内の真空圧力値（現在圧力値）が目標真空圧力値（目標値）に到達するまでの時間を短縮させることを、この真空圧力制御の分解能に適合させつつつも、臨機応変に対応させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフローチャート図である。
【図２】本発明の真空圧力制御の一例を示した図である。
【図３】本発明の真空圧力制御の一例を示した図である。
【図４】本発明において、真空比例開閉弁の弁開度を全閉から全開にしなければならない場合に（フルストローク３０ｍｍ）、コントローラへ信号が入力されてから真空比例開閉弁の弁開度が全開になるまでに要する時間を示した図である。
【図５】本発明において、真空比例開閉弁の弁開度を全開から全閉にしなければならない場合に（フルストローク３０ｍｍ）、コントローラへ信号が入力されてから真空比例開閉弁の弁開度が全閉になるまでに要する時間を示した図である。
【図６】本発明及び従来技術の概略を示したブロック図である。
【図７】本発明及び従来技術で使用される真空比例開閉弁が遮断した状態にあるときの断面図である。
【図８】本発明及び従来技術で使用される真空比例開閉弁が開いた状態にあるときの断面図である。
【図９】従来技術のフローチャート図である。
【図１０】従来技術の真空圧力制御の一例を示した図である。
【図１１】従来技術の真空圧力制御の一例を示した図である。
【図１２】従来技術において、真空比例開閉弁の弁開度を全閉から全開にしなければならない場合に（フルストローク３０ｍｍ）、コントローラへ信号が入力されてから真空比例開閉弁の弁開度が全開になるまでに要する時間を示した図である。
【図１３】従来技術において、真空比例開閉弁の弁開度を全開から全閉にしなければならない場合に（フルストローク３０ｍｍ）、コントローラへ信号が入力されてから真空比例開閉弁の弁開度が全閉になるまでに要する時間を示した図である。
【図１４】従来技術の真空圧力制御の一例を示した図である。
【図１５】しきい値を用いた従来技術において、真空比例開閉弁の弁開度を全開から全閉しなければならない場合に（フルストローク３０ｍｍ）、コントローラへ信号が入力されてから真空比例開閉弁の弁開度が全閉になるまでに要する時間を示した図である。
【符号の説明】
１４、１５  真空圧力センサー
１６  真空比例開閉弁
２０  コントローラ
３３  電空比例弁
３４  第１電磁弁
３５  第２電磁弁
４１  空気圧シリンダ
ｓ  所定値
Ｘ  所定比率
【図１】
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【図２】
0003590030.tif 000003
【図３】
0003590030.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003590030.tif 000007
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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