(57)【要約】【課題】より簡単な構成で真空容器内の圧力を制御することが可能な真空圧力制御システムを提供する。【解決手段】弁開度制御回路３０よりパイロット圧調整機構２０に弁開度制御信号が供給され、給気用電磁弁１６が弁開状態となり且つ排気用電磁弁１８が弁閉状態となれば、ボリュームブースタ１４よりパイロット室３６に流体が供給されてパイロット圧が急速に増大し、弁体７４は全閉状態より全開状態に速やかに変化する。一方、前記パイロット圧調整機構２０に弁開度制御信号が供給されて、前記給気用電磁弁１６が弁閉状態となり且つ前記排気用電磁弁１８が弁開状態となれば、前記ボリュームブースタ１４は前記パイロット室３６の排気を行う。この結果、前記パイロット圧は急速に減少して、前記弁体７４の弁開度は全開状態より所望の弁開度に速やかに変化する。【選択図】図２
2006195733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器と真空ポンプとを接続する真空バルブのパイロット室のパイロット圧を変化させて、該真空バルブの弁体の弁開度を変化させることにより、前記真空容器内を所定圧力に制御する真空圧力制御システムにおいて、
給気用電磁弁、排気用電磁弁及びボリュームブースタを備えるパイロット圧調整機構と、
前記真空バルブに配設され、且つ前記弁開度を検出して弁開度検出信号を生成する弁開度検出手段と、
前記弁開度検出信号に基づいて前記弁開度を制御する弁開度制御信号を生成して前記パイロット圧調整機構に出力する弁開度制御手段と、
を有し、
前記パイロット圧調整機構は、前記弁開度制御信号に基づいて前記給気用電磁弁が弁開状態となり且つ前記排気用電磁弁が弁閉状態となった場合、流体供給源より供給された流体の流量を前記ボリュームブースタにより増幅して、前記流量が増幅された流体を前記パイロット室に供給する一方で、前記弁開度制御信号に基づいて前記給気用電磁弁が弁閉状態となり且つ前記排気用電磁弁が弁開状態となった場合、前記ボリュームブースタにより前記パイロット室の排気を行う
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記載の真空圧力制御システムにおいて、
前記給気用電磁弁及び前記排気用電磁弁のうち、少なくとも１つの電磁弁は、ノーマルクローズ型の電磁弁である
ことを特徴とする真空圧力制御システム。
【請求項３】
請求項１記載の真空圧力制御システムにおいて、
前記給気用電磁弁及び前記排気用電磁弁のうち、少なくとも１つの電磁弁は、ノーマルオープン型の電磁弁である
ことを特徴とする真空圧力制御システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の真空圧力制御システムにおいて、
前記ボリュームブースタは、前記流体供給源に接続された入力ポートと前記パイロット室に接続された出力ポートとの連通状態を制御して、前記流体供給源より供給された流体の流量を増幅する流量調整用弁体を備え、
前記流量調整用弁体のサイズは、前記パイロット室の容積に応じて変化させる
ことを特徴とする真空圧力制御システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の真空圧力制御システムにおいて、
前記真空容器内の圧力を検出して圧力検出信号を生成する圧力検出手段と、
前記圧力検出信号及び前記真空容器の圧力目標値を示す圧力指令信号を比較し、比較結果を前記圧力を制御する圧力制御信号として前記弁開度制御手段に出力する圧力制御手段と、
をさらに有し、
前記弁開度制御手段は、前記圧力制御信号と前記弁開度検出信号とを比較し、比較結果を前記弁開度制御信号として前記パイロット圧調整機構に出力する
ことを特徴とする真空圧力制御システム。
【請求項６】
請求項５記載の真空圧力制御システムにおいて、
前記弁開度制御信号は、前記給気用電磁弁及び前記排気用電磁弁をＰＷＭ制御させるためのパルス信号であり、
前記弁開度制御手段は、前記圧力制御信号が前記真空容器内は前記圧力目標値よりも低真空である場合、前記給気用電磁弁に出力するパルス信号のデューティ比を増加させ、前記圧力制御信号が前記真空容器内は前記圧力目標値よりも高真空である場合、前記排気用電磁弁に出力するパルス信号のデューティ比を増加させる
ことを特徴とする真空圧力制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空容器内を所定圧力に制御する真空圧力制御システムに関し、より詳細には、半導体の製造工程で、半導体用のウエハを収容する前記真空容器内に導入されるウエハ処理用ガスの圧力制御に好適な真空圧力制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術に係る真空圧力制御システムでは、半導体の製造工程において、半導体用のウエハを収容する真空容器内に半導体プロセス用のガスを導入しながら該真空容器内を所定圧力に制御するようにしている（特許文献１参照）。
【０００３】
図７に示す特許文献１に開示された真空圧力制御システム１００において、図示しない真空チャンバは真空バルブ１０２を介して真空ポンプに接続され、該真空バルブ１０２の弁体１０４に連結されたシャフト１０６の位置、すなわち該シャフト１０６に連結された前記弁体１０４の弁座部１０８に対する離間位置（弁開度）は、変位センサ１１０により検出されてコントローラ１１２に出力される。前記コントローラ１１２は、前記入力された弁開度に基づいて第１電磁弁１１４及び第２電磁弁１１６やパイロット圧調整機構１１８の給気用電磁弁１２０及び排気用電磁弁１２２に対して、前記各電磁弁１１４、１１６、１２０、１２２をオン状態又はオフ状態に変化させる制御信号を出力する。
【０００４】
ここで、前記制御信号に基づいて第１電磁弁１１４及び前記第２電磁弁１１６がオン状態となり、空気圧源１２４と前記第１電磁弁１１４及び前記第２電磁弁１１６とが連通すれば、該空気圧源１２４より供給された流体が真空バルブ１０２のパイロット室１２６に供給され、該パイロット室１２６のパイロット圧が増大する。これにより、前記パイロット室１２６を画成するピストン１２８、シャフト１０６及び弁体１０４が、ばね１３０の弾発力に抗して図７の左側に変位し、該弁体１０４は弁座部１０８より離間する。さらに、前記弁体１０４が前記弁座部１０８に対して最も離間した位置において、前記真空バルブ１０２は全開状態となり、前記真空容器に供給されている半導体プロセス用のガスが該真空バルブ１０２を介して真空ポンプにより吸引される。
【０００５】
また、真空圧力制御システム１００では、弁体１０４の弁開度を前記全開状態より弁座部１０８寄りの所望の弁開度に変化させた状態で前記真空容器内の圧力を制御する場合、下記の第１制御及び第２制御を実行する。
【０００６】
先ず、前記第１制御において、給気用電磁弁１２０及び排気用電磁弁１２２は、前記制御信号に基づいてオフ状態を保持し、第１電磁弁１１４及び第２電磁弁１１６はオン状態よりオフ状態に変化する。これにより、パイロット室１２６が前記第１電磁弁１１４を介して排気され、この結果、前記パイロット圧が減少し、ピストン１２８、シャフト１０６及び弁体１０４は、ばね１３０の弾発力によって図７の右側に急速に変位する。
【０００７】
前記第２制御において、排気用電磁弁１２２は、制御信号に基づいてオフ状態よりオン状態に変化する一方で、第１電磁弁１１４はオフ状態よりオン状態に変化し、さらに、給気用電磁弁１２０及び第２電磁弁１１６はオフ状態を保持する。これにより、前記パイロット室１２６は、前記第１電磁弁１１４、前記第２電磁弁１１６及び前記排気用電磁弁１２２を介して排気され、弁体１０４は所望の弁開度にまで変位する。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２４１８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した特許文献１に開示されている真空圧力制御システム１００では、給気用電磁弁１２０及び排気用電磁弁１２２のみで弁体１０４を全開状態の弁開度より所望の弁開度に変位させる場合に長時間を要するので、急速排気弁としての第１電磁弁１１４及び第２電磁弁１１６を用いて前述した第１制御及び第２制御を行うことで時間の短縮を図っている。
【００１０】
しかしながら、真空圧力制御システム１００では、給気用電磁弁１２０及び排気用電磁弁１２２の他に第１電磁弁１１４及び第２電磁弁１１６が必要とされるので、コントローラ１１２は、前記給気用電磁弁１２０及び前記排気用電磁弁１２２や前記第１電磁弁１１４及び前記第２電磁弁１１６を制御しなければならず、システム全体の構成が複雑になるという問題がある。
【００１１】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、より簡単な構成で真空容器内の圧力を制御することが可能な真空圧力制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る真空圧力制御システムは、真空容器と真空ポンプとを接続する真空バルブのパイロット室のパイロット圧を変化させて、該真空バルブの弁体の弁開度を変化させることにより、前記真空容器内を所定圧力に制御する真空圧力制御システムにおいて、給気用電磁弁、排気用電磁弁及びボリュームブースタを備えるパイロット圧調整機構と、前記真空バルブに配設され且つ前記弁開度を検出して弁開度検出信号を生成する弁開度検出手段と、前記弁開度検出信号に基づいて前記弁開度を制御する弁開度制御信号を生成して前記パイロット圧調整機構に出力する弁開度制御手段とを有し、前記パイロット圧調整機構は、前記弁開度制御信号に基づいて前記給気用電磁弁が弁開状態となり且つ前記排気用電磁弁が弁閉状態となった場合、流体供給源より供給された流体の流量を前記ボリュームブースタにより増幅して、前記流量が増幅された流体を前記パイロット室に供給する一方で、前記弁開度制御信号に基づいて前記給気用電磁弁が弁閉状態となり且つ前記排気用電磁弁が弁開状態となった場合、前記ボリュームブースタにより前記パイロット室の排気を行うことを特徴とする。
【００１３】
上記した構成によれば、前記給気用電磁弁が弁開状態となり且つ前記排気用電磁弁が弁閉状態となった場合、前記ボリュームブースタより前記パイロット室に前記流量が増幅された流体が供給されるので、前記パイロット圧は急速に増大し、前記弁体は全閉状態より全開状態に速やかに変化する。一方、前記給気用電磁弁が弁閉状態となり且つ前記排気用電磁弁が弁開状態となった場合、前記ボリュームブースタは前記パイロット室の排気を行って前記パイロット圧を急速に減少させるので、前記弁体は全開状態より所定の弁開度に速やかに変化し、前記真空容器内は所望の圧力に制御される。
【００１４】
従って、本発明に係る真空圧力制御システムでは、従来技術に係る真空圧力制御システムと比較して、前記パイロット圧調整機構内に前記ボリュームブースタを配置することにより急速排気弁が不要となる。この結果、前記弁開度制御手段によって制御される電磁弁は、前記給気用電磁弁及び前記排気用電磁弁のみとなり、より簡単なシステム構成で前記真空容器内を所望の圧力に速やかに制御することが可能となる。
【００１５】
また、前記弁開度検出手段は、前記弁開度制御手段に前記弁開度検出信号をフィードバックし、前記弁開度制御手段は、前記フィードバックされた弁開度検出信号に基づいて前記弁開度制御信号を生成し、該弁開度制御信号を前記パイロット圧調整機構に出力している。すなわち、前記弁開度検出手段によって検出された前記真空バルブの弁開度に基づき前記弁開度制御信号が生成されるので、前記パイロット圧調整機構は、前記パイロット圧を正確に調整して前記弁体の弁開度をより高精度に制御することができる。さらに、前記弁開度検出手段を前記真空バルブに配設することにより、前記弁開度検出信号に対する外乱の影響を排除し、前記弁体を所望の弁開度に容易に制御することが可能となる。
【００１６】
ここで、前記給気用電磁弁及び前記排気用電磁弁のうち、少なくとも１つの電磁弁は、ノーマルクローズ型の電磁弁であることが好ましい。
【００１７】
前記給気用電磁弁がノーマルクローズ型の電磁弁であれば、前記弁開度制御手段に対する電力供給が停止した場合、あるいは前記弁開度制御手段より前記給気用電磁弁に出力される前記弁開度制御信号が遮断された場合、前記給気用電磁弁は急速に弁閉状態に変化し、前記ボリュームブースタより前記パイロット室への流体の供給が停止する。この結果、前記排気用電磁弁を弁開状態に変化させると、前記弁体を所望の弁開状態又は全開状態に変化させることができる。
【００１８】
一方、前記排気用電磁弁がノーマルクローズ型の電磁弁であれば、前記弁開度制御手段に対する電力供給が停止した場合、あるいは前記弁開度制御手段より前記排気用電磁弁に出力される前記弁開度制御信号が遮断された場合、前記排気用電磁弁は急速に弁閉状態に変化して、前記ボリュームブースタによる前記パイロット室の排気が停止する。この結果、前記給気用電磁弁を弁開状態に変化させると、前記ボリュームブースタより前記パイロット室に前記流量の増幅された流体が供給され、前記弁体を全開状態に変化させることができる。
【００１９】
また、前記給気用電磁弁及び前記排気用電磁弁のうち、少なくとも１つの電磁弁は、ノーマルオープン型の電磁弁であることが好ましい。
【００２０】
前記給気用電磁弁がノーマルオープン型の電磁弁であれば、前記弁開度制御手段に対する電力供給が停止した場合、あるいは前記弁開度制御手段より前記給気用電磁弁に出力される前記弁開度制御信号が遮断された場合、前記給気用電磁弁は急速に弁開状態に変化し、前記ボリュームブースタより前記パイロット室に前記流量が増幅された流体が供給され、前記弁体は急速に全開状態に至る。この結果、前記弁開度制御手段に対する電力供給の停止又は前記弁開度制御信号の遮断が発生しても、前記真空容器内に半導体プロセス用のガスを前記真空バルブを介して前記真空ポンプで吸引することが可能となる。
【００２１】
一方、前記排気用電磁弁がノーマルオープン型の電磁弁であれば、前記弁開度制御手段に対する電力供給が停止した場合、あるいは前記弁開度制御手段より前記排気用電磁弁に出力される前記弁開度制御信号が遮断された場合、前記排気用電磁弁は急速に弁開状態に変化して、前記ボリュームブースタによる前記パイロット室の排気が行われ、前記弁体は急速に全閉状態に至る。この結果、前記弁開度制御手段に対する電力供給の停止又は前記弁開度制御信号の遮断が発生しても、前記弁体を全閉状態に保持することが可能となる。
【００２２】
そして、前記ボリュームブースタは、前記流体供給源に接続された入力ポートと前記パイロット室に接続された出力ポートとの連通状態を制御して、前記流体供給源より供給された流体の流量を増幅する流量調整用弁体を備え、前記流量調整用弁体のサイズは、前記パイロット室の容積に応じて変化させることが好ましい。これにより、前記真空バルブのサイズと無関係に、前記パイロット室に供給される流体の流量をより正確に調整することが可能となる。
【００２３】
また、前記真空容器内の圧力を検出して圧力検出信号を生成する圧力検出手段と、前記圧力検出信号及び前記真空容器の圧力目標値を示す圧力指令信号を比較し、比較結果を前記圧力を制御する圧力制御信号として前記弁開度制御手段に出力する圧力制御手段とをさらに有し、前記弁開度制御手段は、前記圧力制御信号と前記弁開度検出信号とを比較し、比較結果を前記弁開度制御信号として前記パイロット圧調整機構に出力することが好ましい。
【００２４】
上記した構成によれば、前記圧力検出手段は、前記圧力制御手段に前記圧力検出信号をフィードバックし、前記圧力制御手段は、前記フィードバックされた圧力検出信号に基づいて前記圧力制御信号を生成して前記弁開度制御手段に出力し、該弁開度制御手段は、前記圧力制御信号と前記弁開度検出信号とを比較して、前記弁開度制御信号を前記パイロット圧調整機構に出力している。すなわち、前記弁開度検出手段によって検出された前記真空バルブの弁開度と、前記圧力検出手段によって検出された前記真空容器内の圧力とに基づき前記弁開度制御信号が生成されるので、前記パイロット圧調整機構は、前記パイロット圧をより正確に調整し、前記弁体の弁開度をより高精度に制御することが可能となる。
【００２５】
さらにまた、前記弁開度制御信号は、前記給気用電磁弁及び前記排気用電磁弁をＰＷＭ制御させるためのパルス信号であり、前記弁開度制御手段は、前記圧力制御信号が前記真空容器内は前記圧力目標値よりも低真空である場合、前記給気用電磁弁に出力するパルス信号のデューティ比を増加させ、前記圧力制御信号が前記真空容器内は前記圧力目標値よりも高真空である場合、前記排気用電磁弁に出力するパルス信号のデューティ比を増加させることが好ましい。
【００２６】
前記給気用電磁弁に出力されるパルス信号のデューティ比が増加すれば、前記パイロット室に供給される流体の流量が増加して前記パイロット圧が増大する。これにより、前記弁体の弁開度が増大して、前記真空容器内のガスを前記真空バルブを介して前記真空ポンプでさらに吸引し、該真空容器内の圧力を前記圧力目標値に速やかに制御することが可能となる。一方、前記排気用電磁弁に出力されるパルス信号のデューティ比が増加すれば、前記ボリュームブースタを介して前記パイロット室がさらに排気され、前記パイロット圧が減少する。これにより、前記弁体の弁開度が減少して、前記真空ポンプによる前記ガスの吸引が抑制され、前記真空容器内の圧力を前記圧力目標値に速やかに制御することが可能となる。従って、前記給気用電磁弁及び前記排気用電磁弁に出力されるパルス信号のデューティ比を変化させることにより、前記真空容器内の圧力をより正確に制御することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る真空圧力制御システムによれば、給気用電磁弁が弁開状態となり且つ排気用電磁弁が弁閉状態となった場合、ボリュームブースタよりパイロット室に流量が増幅された流体が供給されるので、前記パイロット室のパイロット圧は急速に増大し、真空バルブの弁体は全閉状態より全開状態に速やかに変化する。一方、前記給気用電磁弁が弁閉状態となり且つ前記排気用電磁弁が弁開状態となった場合、前記ボリュームブースタは前記パイロット室の排気を行って前記パイロット圧を急速に減少させるので、前記弁体は全開状態より所定の弁開度に速やかに変化し、前記真空容器内は所望の圧力に制御される。
【００２８】
従って、本発明に係る真空圧力制御システムでは、従来技術に係る真空圧力制御システムと比較して、パイロット圧調整機構内に前記ボリュームブースタを配置することにより急速排気弁が不要となる。この結果、弁開度制御手段によって制御される電磁弁は、前記給気用電磁弁及び前記排気用電磁弁のみとなり、より簡単なシステム構成で前記真空容器内を所望の圧力に速やかに制御することが可能となる。
【００２９】
また、弁開度検出手段は、前記弁開度制御手段に弁開度検出信号をフィードバックし、前記弁開度制御手段は、前記フィードバックされた弁開度検出信号に基づいて弁開度制御信号を生成し、該弁開度制御信号を前記パイロット圧調整機構に出力している。すなわち、前記弁開度検出手段によって検出された前記真空バルブの弁開度に基づき前記弁開度制御信号が生成されるので、前記パイロット圧調整機構は、前記パイロット圧を正確に調整して前記弁体の弁開度をより高精度に制御することができる。さらに、前記弁開度検出手段を前記真空バルブに配設することにより、前記弁開度検出信号に対する外乱の影響を排除し、前記弁体を所望の弁開度に容易に制御することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明に係る真空圧力制御システムについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本実施形態に係る真空圧力制御システム１０の制御ブロック図であり、図２〜図５は、真空バルブ１２及びボリュームブースタ１４の縦断面図を含む前記真空圧力制御システム１０のブロック図である。
【００３２】
本実施形態に係る真空圧力制御システム１０は、ボリュームブースタ１４、ノーマルクローズ型の電磁弁である給気用電磁弁１６及び排気用電磁弁１８を備えたパイロット圧調整機構２０と、真空バルブ１２に配設された位置センサ（弁開度検出手段）２２と、真空チャンバ（真空容器）２４又は該真空チャンバ２４と前記真空バルブ１２とを接続する図示しない配管に配設された真空圧力センサ（圧力検出手段）２６と、真空圧力制御回路（圧力制御手段）２８と、弁開度制御回路（弁開度制御手段）３０とから構成される。
【００３３】
ボリュームブースタ１４には、空気圧源（流体供給源）３２に接続される入力ポート３４ａと、真空バルブ１２のパイロット室３６に接続される出力ポート３４ｂとが各々形成され、前記入力ポート３４ａと前記出力ポート３４ｂとを連通させる通路３８内には、給気口４０を開閉する流量調整用弁体４２が配設されている。前記流量調整用弁体４２は、ばね４４の弾発力によって前記給気口４０を常時閉塞する方向（図２〜図５の上方向）に付勢されている。なお、給気口４０及び流量調整用弁体４２の直径は、パイロット室３６の容積に応じて変化させる。
【００３４】
また、ボリュームブースタ１４には、出力ポート３４ｂに連通する排気ポート４６が形成され、該排気ポート４６と前記出力ポート３４ｂとの間には、排気口４８を開閉する排気用弁体５０が配設されている。該排気用弁体５０は、ばね５２の弾発力によって前記排気口４８を常時閉塞する方向（図２〜図５の下方向）に付勢されている。
【００３５】
さらに、ボリュームブースタ１４の内部には、ステム５４が上下方向に配設され、その一端部は流量調整用弁体４２に当接し、他端部はダイヤフラム５６と一体的に連結されている。また、前記ステム５４の外周部には、排気用弁体５０の底部に当接する環状突起５８が形成されている。前記ステム５４が上方へ変位すれば、前記環状突起５８は、前記排気用弁体５０をばね５２に抗して上方に変位させ、排気口４８を閉塞状態から開放状態に変化させる。
【００３６】
さらにまた、ダイヤフラム５６を収容する室は、該ダイヤフラム５６により第１ダイヤフラム室６０ａと第２ダイヤフラム室６０ｂとに区画され、前記第１ダイヤフラム室６０ａは、給気用電磁弁１６の出力ポート６２ｂ及び排気用電磁弁１８の入力ポート６４ａに連通し、前記第２ダイヤフラム室６０ｂは出力ポート３４ｂに連通している。なお、給気用電磁弁１６の入力ポート６２ａは、前記ボリュームブースタ１４の入力ポート３４ａに連通している。
【００３７】
給気用電磁弁１６は、弁開度制御回路３０より駆動信号（弁開度制御信号）が入力される電磁コイル１６ａと、入力ポート３４ａと第１ダイヤフラム室６０ａとの間で該第１ダイヤフラム室６０ａに対する流体の供給量を増減する弁体１６ｂと、ばね１６ｃとを備えている。一方、排気用電磁弁１８は、前記弁開度制御回路３０より駆動信号が入力される電磁コイル１８ａと、前記第１ダイヤフラム室６０ａより出力ポート６４ｂを介して外部に流体を排気させる弁体１８ｂと、ばね１８ｃとを備えている。
【００３８】
ここで、前記駆動信号に基づいて電磁コイル１６ａ、１８ａに通電されれば、弁体１６ｂ、１８ｂは、前記電磁コイル１６ａ、１８ａの電磁作用下にばね１６ｃ、１８ｃの弾発力に抗して弁閉状態より弁開状態に変化する。一方、前記駆動信号に基づいて前記電磁コイル１６ａ、１８ａの通電が停止すれば、前記弁体１６ｂ、１８ｂは、前記ばね１６ｃ、１８ｃの弾発力によって弁開状態より弁閉状態に変化する。
【００３９】
真空バルブ１２において、入力ポート６６ａは真空チャンバ２４に連通し、出力ポート６６ｂは真空源としての真空ポンプ６８に連通すると共に、前記入力ポート６６ａと前記出力ポート６６ｂとを連通させる室７０には、シャフト７２の一端部に連結された弁体７４が配設されている。前記弁体７４は、前記シャフト７２と同軸に配設されたばね７６の弾発力によって、シール部材７８を介して弁座部８０に着座し、前記入力ポート６６ａと前記室７０とを遮断する方向（図２〜図５に示す右方向）に付勢されている。また、ばね７６の外方には、前記弁体７４に連結するベローズ８２が配設されている。
【００４０】
真空バルブ１２のバルブボディ９２内にはシリンダ室８４が形成され、該シリンダ室８４内には、ピストン８６がシャフト７２の外周面に装着され、前記シリンダ室８４と前記ピストン８６とによってパイロット室３６が区画形成される。
【００４１】
位置センサ２２は、シャフト７２の他端部を囲繞するように真空バルブ１２に配設され、前記シャフト７２の変位、すなわち、該シャフト７２に連結された弁体７４の弁座部８０に対する離間距離（弁開度）を検出し、検出結果を弁開度検出信号として弁開度制御回路３０に出力する。この場合、前記弁開度を検出するためには、シャフト７２内に磁性体（金属）を配設する一方で、前記位置センサ２２内に前記シャフト７２を囲曉する検出コイルを配置し、該位置センサ２２が、前記磁性体の変位による前記検出コイルのインピーダンス変化を検出し、検出結果に基づいて前記弁開度検出信号を生成するコイルインピーダンス方式が好適である。
【００４２】
なお、位置センサ２２による前記弁開度の検出方式は、上記したコイルインピーダンス方式以外にも、前記弁開度を検出し、検出結果をアナログ信号（前記弁開度検出信号）として出力可能な方式であればよいことは勿論である。
【００４３】
真空圧力センサ２６は、真空チャンバ２４内の真空圧力を検出し、検出結果を圧力検出信号として真空圧力制御回路２８に出力する。なお、前記真空チャンバ２４には、図示しない半導体用のウェーハが収容され、ガス源８８より供給された半導体プロセス用のガスの流量は、マスフローコントローラ９０において調整され、前記流量が調整されたガスが前記真空チャンバ２４に導入される。
【００４４】
真空圧力制御回路２８は、真空圧力センサ２６より入力された前記圧力検出信号と、外部より入力された指令信号とを比較し、比較結果を真空チャンバ２４内の圧力を制御する圧力制御信号として弁開度制御回路３０に出力する。
【００４５】
ここで、前記指令信号には、真空バルブ１２の弁体７４を全閉状態（図２参照）より全開状態（図３参照）に変化させる指示内容（ケース１）、前記弁体７４を前記全開状態より全閉状態（図４参照）に変化させる指示内容（ケース２）、前記弁体７４を前記全開状態より所望の弁開度（図５参照）にまで変化させる指示内容（ケース３）、及び真空チャンバ２４内の圧力を所望の圧力（圧力目標値）に制御する指示内容（ケース４）を含むものである。
【００４６】
弁開度制御回路３０は、位置センサ２２より入力された前記弁開度検出信号と前記圧力制御信号とを比較し、比較結果を給気用電磁弁１６の弁体１６ｂ及び排気用電磁弁１８の弁体１８ｂの弁開状態及び弁閉状態を制御するための駆動信号（弁開度制御信号）として電磁コイル１６ａ及び電磁コイル１８ａに出力する。
【００４７】
前記ケース１の場合、弁体１６ｂを弁閉状態より弁開状態に変化させ且つ弁体１８ｂを弁閉状態に保持する駆動信号が、前記電磁コイル１６ａ及び前記電磁コイル１８ａに出力される。また、前記ケース２及び前記ケース３の場合、前記弁体１６ｂを弁開状態より弁閉状態に変化させ且つ前記弁体１８ｂを弁閉状態より弁開状態に変化させる駆動信号が、前記電磁コイル１６ａ及び前記電磁コイル１８ａに出力される。
【００４８】
さらに、前記ケース４では、前記圧力目標値が前記指令信号として真空圧力制御回路２８に入力される。この場合、前記圧力目標値と前記真空圧力センサ２６によって検出された前記真空チャンバ２４内の圧力との偏差が、前記圧力制御信号として弁開度制御回路３０に出力される。そして、前記弁開度制御回路３０は、前記弁開度検出信号と前記圧力制御信号とを比較し、前記偏差を０とするような弁体７４の弁開度の変化量をＰＩＤ（比例・積分・微分）制御処理に基づいて算出し、前記算出された変化量に対応するパルス信号を駆動信号として前記給気用電磁弁１６及び前記排気用電磁弁１８に出力する。
【００４９】
その際、前記弁開度制御回路３０は、前記給気用電磁弁１６及び前記排気用電磁弁１８に出力される前記パルス信号のデューティ比を前記弁開度の変化量に応じて変化させることにより、前記給気用電磁弁１６及び前記排気用電磁弁１８に対してＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行うことが可能である。例えば、前記給気用電磁弁１６及び前記排気用電磁弁１８に供給されるパルス信号のデューティ比を増加させると、電磁コイル１６ａ、１８ａの通電時間が増加して、弁体１６ｂ、１８ｂが弁開状態にある時間が増加する。
【００５０】
なお、真空ポンプ６８の排気速度、マスフローコントローラ９０より真空チャンバ２４に供給されるガスの流量、前記真空ポンプ６８と真空バルブ１２と前記真空チャンバ２４と前記マスフローコントローラ９０とを接続する各配管の断面積及び長さによって、前記真空チャンバ２４より前記真空バルブ１２を介して前記真空ポンプ６８に吸引されるガスの排気特性が変化するので、前記所望の弁開度は、上述した条件に合わせて適宜変更することが好ましい。
【００５１】
本実施形態に係る真空圧力制御システム１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作（ケース１〜４）について、図１〜図５を参照しながら説明する。
【００５２】
なお、前記ケース１では、給気用電磁弁１６及び排気用電磁弁１８に駆動信号が供給されていない場合、弁体１６ｂ、１８ｂは弁閉状態である。また、前記ケース２では、前記ケース１における真空バルブ１２の全開状態（図３参照）を全閉状態（図４参照）に変化させる場合について説明する。さらに、前記ケース３では、前記ケース１における前記全開状態を所望の弁開度の状態（図５参照）にまで変化させる場合について説明する。さらにまた、前記ケース４では、前記弁開度を、外部より真空圧力制御回路２８に入力された圧力目標値に対応する弁開度に変化させる場合について説明する。
【００５３】
前記ケース１において、外部より真空圧力制御回路２８に真空バルブ１２の弁体７４を全閉状態（図２参照）から全開状態（図３参照）に変化させる指令信号が入力された場合、前記真空圧力制御回路２８は、この指示内容を圧力制御信号として弁開度制御回路３０に出力する。前記弁開度制御回路３０は、前記入力された圧力制御信号に基づいて、給気用電磁弁１６を弁閉状態より弁開状態に変化させ且つ排気用電磁弁１８を弁閉状態に保持させる駆動信号を生成し、前記駆動信号を電磁コイル１６ａ、１８ａに出力する。
【００５４】
前記電磁コイル１６ａは、前記駆動信号に基づいて、ばね１６ｃの弾発力に抗して弁体１６ｂを弁閉状態より弁開状態に変化させ、一方で、前記電磁コイル１８ａは、前記駆動信号に基づいて、弁体１８ｂの弁閉状態を保持させる（図２参照）。
【００５５】
これにより、空気圧源３２より入力ポート３４ａに供給された流体は、給気用電磁弁１６の入力ポート６２ａ、弁体１６ｂ及び出力ポート６２ｂを通過して第１ダイヤフラム室６０ａに導入される。そして、前記第１ダイヤフラム室６０ａの圧力が第２ダイヤフラム室６０ｂの圧力より高くなると、ダイヤフラム５６が前記第２ダイヤフラム室６０ｂ側（図２の下方向）に変位すると共に、ステム５４は、前記ダイヤフラム５６に連動して下方に変位し、且つばね４４の弾発力に抗して流量調整用弁体４２を下方に変位させる（図３参照）。
【００５６】
この結果、流量調整用弁体４２は給気口４０を開放させ、入力ポート３４ａと出力ポート３４ｂとを連通させる。これにより、前記入力ポート３４ａより前記給気口４０を通過した流体の流量は、該給気口４０と排気用弁体５０との間に形成される室内で増幅され、前記流量が増幅された流体が、前記出力ポート３４ｂより真空バルブ１２のパイロット室３６に供給される。
【００５７】
前記流体の供給によって前記パイロット室３６のパイロット圧は増大し、該パイロット圧が、シリンダ室８４におけるピストン８６左方の室の圧力よりも高くなると、前記ピストン８６及びシャフト７２が位置センサ２２側（図３の左方側）に変位すると共に、前記シャフト７２に連結された弁体７４が、ばね７６の弾発力に抗して前記位置センサ２２側に変位して弁座部８０より離間し、前記弁体７４に連結するベローズ８２も前記位置センサ２２側に縮小される。
【００５８】
そして、前記ピストン８６がバルブボディ９２に当接する位置まで変位すると、前記弁体７４の弁開度が最大となる全開状態に至る。この結果、ガス源８８よりマスフローコントローラ９０を介して真空チャンバ２４に供給された半導体プロセス用のガスは、真空バルブ１２の入力ポート６６ａ、室７０及び出力ポート６６ｂを介して真空ポンプ６８により吸引される。
【００５９】
次いで、前記ケース２において、外部より真空圧力制御回路２８に真空バルブ１２の弁体７４を全開状態（図３参照）から全閉状態（図４参照）に変化させる指令信号が入力された場合、前記真空圧力制御回路２８は、この指示内容を圧力制御信号として弁開度制御回路３０に出力する。前記弁開度制御回路３０は、前記入力された圧力制御信号に基づいて、給気用電磁弁１６を弁開状態より弁閉状態に変化させ且つ排気用電磁弁１８を弁閉状態より弁開状態に変化させる駆動信号を生成し、前記駆動信号を電磁コイル１６ａ、１８ａに出力する。
【００６０】
前記電磁コイル１６ａが、前記駆動信号に基づいて弁体１６ｂを弁開状態より解除させると、該弁体１６ｂは、ばね１６ｃの弾発力によって弁閉状態に変化し、一方で、前記電磁コイル１８ａは、前記駆動信号に基づいて、ばね１８ｃの弾発力に抗して弁体１８ｂを弁閉状態より弁開状態に変化させる。
【００６１】
これにより、空気圧源３２より第１ダイヤフラム室６０ａへの流体の供給が停止され、前記第１ダイヤフラム室６０ａ内部の流体は、排気用電磁弁１８の入力ポート６４ａ、弁体１８ｂ及び出力ポート６４ｂを介して外部に排気される。そして、前記第１ダイヤフラム室６０ａの圧力が第２ダイヤフラム室６０ｂの圧力より低くなると、ダイヤフラム５６が前記第１ダイヤフラム室６０ａ側に変位し（図４の上方向）、ステム５４は、前記ダイヤフラム５６に連動して上方に変位する。この結果、流量調整用弁体４２は、ばね４４の弾発力によって上方に変位して給気口４０を閉塞し、入力ポート３４ａと出力ポート３４ｂとの連通状態を遮断させる。
【００６２】
前記第１ダイヤフラム室６０ａの圧力がさらに低下して、ダイヤフラム５６及びステム５４が上方に変位すると、環状突起５８が排気用弁体５０の底面に当接し、該排気用弁体５０は、前記環状突起５８の変位作用下にばね５２の弾発力に抗して上方に変位すると共に、排気口４８を開放させて出力ポート３４ｂと排気ポート４６とを連通させる。この結果、パイロット室３６に供給された前記流量が増幅された流体は、前記出力ポート３４ｂ、前記排気口４８及び前記排気ポート４６を介して外部に排気される。
【００６３】
前記流体の排気によって前記パイロット室３６のパイロット圧は減少し、該パイロット圧が、シリンダ室８４におけるピストン８６左方の室の圧力よりも低くなると、ピストン８６及びシャフト７２が弁座部８０側（図４の右方側）に変位すると共に、前記シャフト７２に連結された弁体７４が、ばね７６の弾発力によって前記弁座部８０側に変位し、前記弁体７４に連結するベローズ８２も前記弁座部８０側に伸張される。
【００６４】
そして、前記弁体７４がシール部材７８を介して弁座部８０に着座すると、真空バルブ１２は全閉状態に至る。この結果、真空チャンバ２４と真空ポンプ６８とは遮断され、前記真空ポンプ６８による前記真空チャンバ２４内のガスの吸引は停止する。
【００６５】
次いで、前記ケース３において、外部より真空圧力制御回路２８に真空バルブ１２の弁体７４を全開状態（図３参照）より所望の弁開度（図５参照）に変化させる指令信号が入力された場合、前記真空圧力制御回路２８は、この指示内容を圧力制御信号として弁開度制御回路３０に出力する。前記弁開度制御回路３０は、前記入力された圧力制御信号の示す前記所望の弁開度と、位置センサ２２より入力された弁体７４の全開状態における弁開度との差を算出し、算出結果に基づいて給気用電磁弁１６を弁開状態より弁閉状態に変化させ且つ排気用電磁弁１８を弁閉状態より所定の弁開度に変化させる駆動信号を生成し、前記駆動信号を電磁コイル１６ａ、１８ａに出力する。
【００６６】
前記電磁コイル１６ａが、前記駆動信号に基づいて、弁体１６ｂを弁開状態より解除させると、該弁体１６ｂは、ばね１６ｃの弾発力によって弁閉状態に変化し、一方で、前記電磁コイル１８ａは、前記駆動信号に基づいて、ばね１８ｃの弾発力に抗して弁体１８ｂを弁閉状態より所定の弁開度まで変化させる。
【００６７】
これにより、空気圧源３２より第１ダイヤフラム室６０ａへの流体の供給が停止され、前記第１ダイヤフラム室６０ａ内部の流体は、排気用電磁弁１８の入力ポート６４ａ、弁体１８ｂ及び出力ポート６４ｂを介して外部に排気される。そして、前記第１ダイヤフラム室６０ａの圧力が第２ダイヤフラム室６０ｂの圧力より低くなると、ダイヤフラム５６が前記第１ダイヤフラム室６０ａ側に変位し（図５の上方向）、ステム５４は、前記ダイヤフラム５６に連動して上方に変位する。この結果、流量調整用弁体４２は、ばね４４の弾発力によって上方に変位して給気口４０を閉塞し、入力ポート３４ａと出力ポート３４ｂとの連通状態を遮断させる。
【００６８】
前記第１ダイヤフラム室６０ａの圧力が、さらに弁体１８ｂの弁開度に対応した所定圧力にまで低下して、ダイヤフラム５６及びステム５４が上方の所定位置にまで変位すると、環状突起５８が排気用弁体５０の底面に当接し、該排気用弁体５０は、前記環状突起５８の変位作用下にばね５２の弾発力に抗して上方の所定位置にまで変位すると共に、排気口４８を開放させて出力ポート３４ｂと排気ポート４６とを連通させる。これにより、パイロット室３６に供給された前記流量が増幅された流体は、前記出力ポート３４ｂ、前記排気口４８及び前記排気ポート４６を介して外部に排気される。
【００６９】
前記流体の排気によって前記パイロット室３６のパイロット圧は減少し、該パイロット圧が、シリンダ室８４におけるピストン８６左方の室の圧力よりも低くなると、ピストン８６及びシャフト７２が弁座部８０側（図５の右方側）に変位すると共に、前記シャフト７２に連結された弁体７４が、ばね７６の弾発力に抗して前記弁座部８０側に変位し、前記弁体７４に連結するベローズ８２も前記弁座部８０側に伸張される。
【００７０】
そして、前記弁体７４は、排気用電磁弁１８の弁体１８ｂの弁開度に応じた所望の弁開度で停止し、真空チャンバ２４内における半導体プロセス用のガスは、真空バルブ１２を介して真空ポンプ６８により吸引され、前記真空チャンバ２４内は、前記所望の弁開度に対応する所定圧力に制御される。
【００７１】
図６は、ケース３（図５参照）における弁体７４の弁開度と真空チャンバ２４内部の圧力（真空圧力）との関係を示す。なお、図６において、ａ〜１０ａ［ｓｌｍ］は、マスフローコントローラ９０（図１〜図５参照）より真空チャンバ２４に供給されるガスの流量を示す。
【００７２】
前記真空圧力が大気圧側である場合（例えば、ガスの流量がａであって、前記真空圧力がＰ以上で弁開度が０．２ｄ以下である場合）、弁体７４（図２〜図５参照）が弁座部８０に対して僅かに離間しただけで前記真空圧力は大きく変化する。すなわち、前述した場合には、弁体７４を全開状態より弁座部８０寄りの位置に僅かに変位させただけで、真空チャンバ２４内の圧力を所定圧力に制御することが可能である。
【００７３】
一方、前記真空圧力が低い場合（例えば、ガスの流量がａの場合、圧力がＰ未満で弁開度が０．２ｄ以上の領域）には、前記弁開度の変化量に対して前記真空圧力はあまり変化しない。この場合、弁体７４を全開状態より全閉状態に近い所望の弁開度にまで大きく変位させることにより、弁開度の変化に対する真空圧力の変化の応答性を向上することが可能である。
【００７４】
次いで、前記ケース４（図５参照）において、外部より圧力目標値を示す指令信号が入力された場合、前記真空圧力制御回路２８は、前記圧力目標値と、真空圧力センサ２６で検出された真空チャンバ２４内の圧力との偏差を算出し、前記算出された偏差を圧力制御信号として弁開度制御回路３０に出力する。
【００７５】
前記弁開度制御回路３０は、前記入力された圧力制御信号と、位置センサ２２より入力された弁開度検出信号とに基づいて、前記偏差を０とするために必要な弁開度の変化量をＰＩＤ制御処理に基づいて算出し、前記変化量に対応したパルス信号を生成して給気用電磁弁１６及び排気用電磁弁１８に出力する。
【００７６】
この場合、弁開度制御回路３０は、電磁コイル１６ａ、１８ａを通電させる時間帯にのみパルスが発生するパルス信号を給気用電磁弁１６及び排気用電磁弁１８に出力すると共に、前記弁開度の変化量に対応して前記各パルス信号のデューティ比を変化させる。すなわち、前記弁開度制御回路３０は、前記圧力目標値に対して真空チャンバ２４内が低真空（大気圧側）である場合、前記給気用電磁弁１６に供給されるパルス信号のデューティ比を増加させ、一方で、前記圧力目標値に対して前記真空チャンバ２４内が高真空である場合、前記排気用電磁弁１８に供給されるパルス信号のデューティ比を増加させる。
【００７７】
なお、電磁コイル１６ａに入力されるパルス信号は、電磁コイル１８ａに入力されるパルス信号に対して位相が反転したパルス信号であり、前記電磁コイル１６ａが通電する時間帯（第１時間帯）では、前記電磁コイル１８ａは通電せず、一方で、前記電磁コイル１６ａが通電しない時間帯（第２時間帯）では、前記電磁コイル１８ａは通電している。
【００７８】
ここで、電磁コイル１６ａ、１８ａに上述したパルス信号が入力された場合、前記第１時間帯では、弁体１６ｂは、前記電磁コイル１６ａの電磁作用下に弁閉状態より弁開状態に変化し、一方で、弁体１６ｂは弁閉状態を保持するので、真空圧力制御システム１０はケース１の状態となり、弁体７４は前記所望の弁開度より位置センサ２２側に変位する。
【００７９】
一方、前記第２時間帯では、弁体１６ｂは、電磁コイル１６ａに対する通電の停止とばね１６ｃの弾発力とによって弁開状態より弁閉状態に変化し、一方で、弁体１８ｂは、前記電磁コイル１８ａの電磁作用下に弁閉状態より弁開状態に変化するので、真空圧力制御システム１０はケース２の状態に変化し、弁体７４は前記所望の弁開度より弁座部８０側に変位する。
【００８０】
従って、真空チャンバ２４内が前記圧力目標値よりも低真空（大気圧側）である場合、電磁コイル１６ａに出力されるパルス信号のパルス幅（前記第１時間帯におけるパルスのパルス幅）が、電磁コイル１８ａに出力されるパルス信号のパルス幅（前記第２時間帯におけるパルスのパルス幅）よりも長いので、弁体７４は、前記所望の弁開度よりも位置センサ２２側に変位する。この結果、前記弁体７４の弁開度が増大して、前記真空チャンバ２４内のガスは、真空バルブ１２を介して真空ポンプ６８にさらに吸引され、該真空チャンバ２４内の圧力は前記圧力目標値まで速やかに低下する。
【００８１】
一方、真空チャンバ２４内が前記圧力目標値よりも高真空であれば、電磁コイル１６ａに出力されるパルス信号のパルス幅が、電磁コイル１８ａに出力されるパルス信号のパルス幅よりも短いので、弁体７４は、前記所望の弁開度よりも弁座部８０側に変位する。この結果、前記弁体７４の弁開度は減少し、真空ポンプ６８による前記真空チャンバ２４内のガスの吸引が抑制され、該真空チャンバ２４内の圧力は前記圧力目標値まで速やかに変化する。
【００８２】
このように、本実施形態に係る真空圧力制御システム１０では、給気用電磁弁１６が弁開状態となり且つ排気用電磁弁１８が弁閉状態となった場合、ボリュームブースタ１４よりパイロット室３６に流量が増幅された流体が供給されるので、パイロット圧は急速に増大し、真空バルブ１２の弁体７４は全閉状態より全開状態に速やかに移行する。また、前記給気用電磁弁１６が弁閉状態となり且つ前記排気用電磁弁１８が弁開状態となった場合、前記ボリュームブースタ１４が前記パイロット室３６の排気を行うことにより前記パイロット圧が急速に減少するので、前記弁体７４は全開状態より所定の弁開度に速やかに移行し、真空チャンバ２４内は所望の圧力に制御される。
【００８３】
従って、真空圧力制御システム１０では、従来技術に係る真空圧力制御システム１００と比較して、パイロット圧調整機構２０内にボリュームブースタ１４を配置することにより急速排気弁が不要となる。この結果、弁開度制御回路３０が制御する電磁弁は、給気用電磁弁１６及び排気用電磁弁１８のみとなり、より簡単なシステム構成で真空チャンバ２４内を所望の圧力に速やかに制御することが可能となる。
【００８４】
また、位置センサ２２は、弁開度制御回路３０に弁開度検出信号をフィードバックし、前記弁開度制御回路３０は、前記フィードバックされた弁開度検出信号に基づいて弁開度制御信号を生成し、該弁開度制御信号をパイロット圧調整機構２０の給気用電磁弁１６及び排気用電磁弁１８に出力している。すなわち、前記位置センサ２２によって検出された真空バルブ１２の弁体７４の弁開度に基づき前記弁開度制御信号が生成されるので、前記パイロット圧調整機構２０は、前記パイロット圧を正確に調整して、弁体７４の弁開度を高精度に制御することができる。さらに、シャフト７２の他端部を囲曉するように前記位置センサ２２を真空バルブ１２に配設することにより、前記弁開度検出信号に対する外乱の影響を排除し、前記弁体７４を所望の弁開度に容易に制御することが可能となる。
【００８５】
ここで、給気用電磁弁１６及び排気用電磁弁１８のうち、少なくとも１つの電磁弁をノーマルクローズ型の電磁弁にすると好適である。
【００８６】
すなわち、給気用電磁弁１６をノーマルクローズ型の電磁弁とすれば、弁開度制御回路３０に対する電力供給が停止した場合、あるいは前記弁開度制御回路３０より該給気用電磁弁１６に出力される前記弁開度制御信号が遮断された場合、前記給気用電磁弁１６が急速に弁閉状態に変化して、ボリュームブースタ１４よりパイロット室３６への前記流量が増幅された流体の供給が停止するので、排気用電磁弁１８を弁開状態に変化させると、弁体７４を所望の弁開状態又は全開状態に変化させることができる。
【００８７】
一方、排気用電磁弁１８をノーマルクローズ型の電磁弁とすれば、前記弁開度制御回路３０に対する電力供給が停止した場合、あるいは前記弁開度制御回路３０より前記排気用電磁弁１８に出力される前記弁開度制御信号が遮断された場合、前記排気用電磁弁１８は急速に弁閉状態に変化して、ボリュームブースタ１４によるパイロット室３６の排気が停止する。この結果、給気用電磁弁１６を弁開状態に変化させると、前記ボリュームブースタ１４より前記パイロット室３６に前記流量の増幅された流体が供給され、弁体７４を全開状態に変化させることができる。
【００８８】
また、給気口４０及び流量調整用弁体４２のサイズを、パイロット室３６の容積に応じて変化させることにより、真空バルブ１２のサイズと無関係に、前記パイロット室３６に供給される流体の流量をより正確に調整することが可能となる。
【００８９】
さらに、真空圧力センサ２６は、真空圧力制御回路２８に圧力検出信号をフィードバックし、前記真空圧力制御回路２８は、前記フィードバックされた圧力検出信号に基づいて圧力制御信号を生成して弁開度制御回路３０に出力し、該弁開度制御回路３０は、前記圧力制御信号と前記弁開度検出信号とを比較して、前記弁開度制御信号をパイロット圧調整機構２０に出力している。すなわち、前記位置センサ２２によって検出された弁体７４の弁開度と、前記真空圧力センサ２６によって検出された真空チャンバ２４内の圧力とに基づき前記弁開度制御信号が生成されるので、前記パイロット圧調整機構２０は、前記パイロット圧をより正確に調整し、弁体７４の弁開度をより高精度に制御することができる。
【００９０】
さらにまた、ケース４において、給気用電磁弁１６に出力されるパルス信号のデューティ比が増加すれば、パイロット室３６に供給される流体の流量が増加して前記パイロット圧が増大する。これにより、弁体７４の弁開度が増大して、真空チャンバ２４内のガスを真空バルブ１２を介して真空ポンプ６８でさらに吸引し、該真空チャンバ２４内の圧力を前記圧力目標値に速やかに制御することが可能となる。一方、排気用電磁弁１８に出力されるパルス信号のデューティ比が増加すれば、ボリュームブースタ１４を介して前記パイロット室３６はさらに排気され、前記パイロット圧が減少する。これにより、前記弁体７４の弁開度が減少して、前記真空ポンプ６８による前記ガスの吸引が抑制され、前記真空チャンバ２４内の圧力を前記圧力目標値に速やかに制御することが可能となる。従って、前記給気用電磁弁１６及び前記排気用電磁弁１８に出力されるパルス信号のデューティ比を変化させることにより、前記真空チャンバ２４内の圧力をより正確に制御することが可能となる。
【００９１】
本実施形態に係る真空圧力制御システム１０では、給気用電磁弁１６及び排気用電磁弁１８のうち、少なくとも１つの電磁弁を、上述したノーマルクローズ型の電磁弁に代えて、ノーマルオープン型の電磁弁にすると好適である。
【００９２】
すなわち、給気用電磁弁１６をノーマルオープン型の電磁弁とすれば、弁開度制御回路３０に対する電力供給が停止した場合、あるいは前記弁開度制御回路３０より該給気用電磁弁１６に出力される前記弁開度制御信号が遮断された場合、前記給気用電磁弁１６が急速に弁開状態に変化することにより、ボリュームブースタ１４よりパイロット室３６に前記流量が増幅された流体が供給されて、弁体７４は急速に全開状態に至る。この結果、前記弁開度制御回路３０に対する電力供給の停止又は前記弁開度制御信号の遮断が発生しても、真空チャンバ２４内のガスを真空バルブ１２を介して真空ポンプ６８により継続して吸引可能である。
【００９３】
一方、排気用電磁弁１８をノーマルオープン型の電磁弁とすれば、前記弁開度制御回路３０に対する電力供給が停止した場合、あるいは前記弁開度制御回路３０より前記排気用電磁弁１８に出力される前記弁開度制御信号が遮断された場合、前記排気用電磁弁１８は急速に弁開状態に変化することにより、ボリュームブースタ１４によるパイロット室３６の排気が行われ、弁体７４は急速に全閉状態に至る。この結果、前記弁開度制御回路３０に対する電力供給の停止又は前記弁開度制御信号の遮断が発生しても、真空バルブ１２を全閉状態に保持することが可能である。
【００９４】
なお、本発明に係る真空圧力制御システムは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本実施形態に係る真空圧力制御システムの制御ブロック図である。
【図２】ボリュームブースタ及び真空バルブの縦断面図を含む真空圧力制御システムのブロック図であって、前記真空バルブの全閉状態を示すブロック図である。
【図３】真空バルブの弁体を図２の全閉状態より全開状態に変化させた場合を示すブロック図である。
【図４】真空バルブの弁体を図３の全開状態より全閉状態に変化させた場合を示すブロック図である。
【図５】真空バルブの弁体を図３の全開状態より所望の弁開度に変化させた場合を示すブロック図である。
【図６】弁体を図３の全閉状態より図５の弁開度の状態に変化させた場合における弁開度と真空容器内の圧力との関係を示す特性図である。
【図７】従来技術に係る真空圧力制御システムのブロック図である。
【符号の説明】
【００９６】
１０…真空圧力制御システム        １２…真空バルブ
１４…ボリュームブースタ          １６…給気用電磁弁
１６ａ、１８ａ…電磁コイル        １６ｂ、１８ｂ、７４…弁体
１８…排気用電磁弁                ２０…パイロット圧調整機構
２２…位置センサ                  ２４…真空チャンバ
２６…真空圧力センサ              ２８…真空圧力制御回路
３０…弁開度制御回路              ３２…空気圧源
３４ａ、６２ａ、６４ａ、６６ａ…入力ポート
３４ｂ、６２ｂ、６４ｂ、６６ｂ…出力ポート
４２…流量調整用弁体              ４６…排気ポート
５０…排気用弁体                  ５６…ダイヤフラム
５８…環状突起                    ６０ａ、６０ｂ…ダイヤフラム室
６８…真空ポンプ                  ７２…シャフト
８０…弁座部                      ８６…ピストン
８８…ガス源                      ９０…マスフローコントローラ
【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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