(57)【要約】【課題】チャンバ室の圧力を目標圧力降下勾配に近づけるように電動真空弁の弁開度を切り換える設定点を簡単かつ安価に設定できる電動真空弁による排気速度制御方法を提供すること。【解決手段】電動真空弁２１の弁開度を等比倍数に従って段階的に制御し、弁開度毎に、真空ポンプ１３により粘性流領域から排気を行わせ、圧力センサ１５によりチャンバ室の真空圧力を測定して圧力降下カーブＹ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４を実測した後、圧力降下カーブＹ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４を目標圧力降下勾配Ｘに近似させるように時間的にずらし、圧力降下カーブ同士の交点を電動真空弁２１の弁開度を切り換える設定点Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３に決定し、その後、設定点Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３に基づいて電動真空弁２１の弁開度を切り換え、粘性流領域における排気速度を制御する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ室と真空ポンプを接続する排気配管系に配設された電動真空弁の弁開度を制御することにより、排気速度を制御する電動真空弁による排気速度制御方法において、
前記電動真空弁の弁開度を等比倍数に従って段階的に制御し、弁開度毎に、前記真空ポンプにより粘性流領域から排気を行わせ、圧力センサにより前記チャンバ室の真空圧力を測定して圧力降下カーブを実測する圧力実測工程と、
前記圧力実測工程で実測した弁開度別の前記圧力降下カーブを目標圧力降下勾配に近似させるように時間的にずらし、前記圧力降下カーブ同士の交点を前記電動真空弁の弁開度を切り換える設定点に決定する排気速度決定工程と、
前記排気速度決定工程で決定した前記設定点に基づいて前記電動真空弁の弁開度を切り換え、前記粘性流領域における前記排気速度を制御する真空圧力制御工程と
を有することを特徴とする電動真空弁による排気速度制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載する電動真空弁による排気速度制御方法において、
前記等比倍数を設定する等比倍数設定工程を有する
ことを特徴とする電動真空弁による排気速度制御方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する電動真空弁による排気速度制御方法において、
前記目標圧力降下勾配を設定する目標圧力降下勾配設定工程を有する
ことを特徴とする電動真空弁による排気速度制御方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載する電動真空弁による排気速度制御方法において、
前記真空圧力制御工程は、前記圧力センサに前記チャンバ室の圧力を測定させ、前記圧力センサが前記設定点に対応する真空圧力を測定した場合に、前記電動真空弁の弁開度を切り換える
ことを特徴とする電動真空弁による排気速度制御方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載する電動真空弁による排気速度制御方法において、
前記電動真空弁と並列に設けられて前記チャンバ室に接続されるものであって、前記電動真空弁より大流量を制御可能な大口径真空遮断弁を有し、
前記真空圧力制御工程にて、前記粘性流領域においては前記大口径真空遮断弁を弁閉した状態で前記電動真空弁の弁開度を切り換えて前記排気速度を制御し、前記粘性流領域から脱した後、又は、前記粘性流領域の粘性が低くなった後に前記大口径真空遮断弁の弁開度を調整して前記排気速度を制御する
ことを特徴とする電動真空弁による排気速度制御方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載する電動真空弁による排気速度制御方法において、
前記真空圧力制御工程にて、前記粘性流領域から脱した後に前記電動真空弁の弁開度を調整して前記排気速度を制御する
ことを特徴とする電動真空弁による排気速度制御方法。
【請求項７】
チャンバ室と真空ポンプを接続する排気配管系に配設された電動真空弁の弁開度を制御することにより、排気速度を制御する排気速度制御システムにおいて、
チャンバ室の圧力を測定する圧力センサと、
前記電動真空弁の弁開度を等比倍数に従って段階的に制御し、弁開度毎に、前記真空ポンプにより粘性流領域から排気を行わせ、前記圧力センサにより前記チャンバ室の真空圧力を測定して圧力降下カーブを実測する圧力実測手段と、
前記圧力実測手段が実測した弁開度別の前記圧力降下カーブを目標圧力降下勾配に近似させるように時間的にずらし、前記圧力降下カーブ同士の交点を前記電動真空弁の弁開度を切り換える設定点に決定する排気速度決定手段と、
前記排気速度決定手段が決定した前記設定点に基づいて前記電動真空弁の弁開度を切り換え、前記粘性流領域における前記排気速度を制御する真空圧力制御手段と
を有することを特徴とする排気速度制御システム。
【請求項８】
請求項７に記載する排気速度制御システムにおいて、
前記電動真空弁と並列に設けられて前記チャンバ室に接続されるものであって、前記電動真空弁より大流量を制御可能な大口径真空遮断弁を有し、
前記真空圧力制御手段は、前記粘性流領域においては前記大口径真空遮断弁を弁閉した状態で前記電動真空弁の弁開度を切り換えて前記排気速度を制御し、前記粘性流領域から脱した後、又は、前記粘性流領域の粘性が低くなった後に前記大口径真空遮断弁の弁開度を調整して前記排気速度を制御する
ことを特徴とする排気速度制御システム。
【請求項９】
チャンバ室と真空ポンプを接続する排気配管系に配設された電動真空弁の弁開度を制御することにより排気速度を制御する場合における前記電動真空弁の弁開度を切り換える設定点を決定する弁開度設定点決定方法であって、
前記電動真空弁の弁開度を等比倍数に従って段階的に制御し、弁開度毎に、前記真空ポンプにより粘性流領域から排気を行わせ、圧力センサが測定した前記チャンバ室の真空圧力から圧力降下カーブを求める圧力実測工程と、
前記圧力実測工程で求められた弁開度別の前記圧力降下カーブを目標圧力降下勾配に近似させるように時間的にずらし、前記圧力降下カーブ同士の交点を前記電動真空弁の弁開度を切り換える設定点に決定する排気速度決定工程と、
を有することを特徴とする弁開度設定点決定方法。
【請求項１０】
チャンバ室と真空ポンプを接続する排気配管系に配設された電動真空弁の弁開度を制御することにより排気速度を制御する場合における前記電動真空弁の弁開度を切り換える設定点を設定する排気速度決定プログラムであって、
コンピュータを、
前記電動真空弁の弁開度を等比倍数に従って段階的に制御し、弁開度毎に、前記真空ポンプにより粘性流領域から排気を行わせ、圧力センサが測定した前記チャンバ室の真空圧力から圧力降下カーブを求める圧力実測手段と、
前記圧力実測手段が求めた弁開度別の前記圧力降下カーブを目標圧力降下勾配に近似させるように時間的にずらし、前記圧力降下カーブ同士の交点を前記電動真空弁の弁開度を切り換える設定点に決定する排気速度決定手段として機能させる
ことを特徴とする排気速度決定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャンバ室と真空ポンプとの間に配置される電動真空弁の弁開度設定を変化させ、排気速度を制御する電動真空弁による排気速度制御方法、電動真空弁による排気速度制御システム、排気速度制御に用いられる電動真空弁の弁開度設定点決定方法、及び、排気速度制御に用いられる排気速度決定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、真空技術は、多方面で使われている。例えば、半導体製造工程では、パーティクルや汚染物質の回避や副生成物の発生防止等を目的として、真空技術を使ってチャンバ室の真空圧力を管理している。すなわち、チャンバ室と真空ポンプとの間に配設される真空排気弁の弁開度を徐々に広げることによりチャンバ室からガスを排気する排気速度を制御し、チャンバ室内の堆積物を巻き上げないようにチャンバ室からの排気流量・排気圧力を制御している。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載される排気速度制御方法は、真空排気弁に、大流量を制御する親弁と、小流量を制御する小弁を備えるバルブを使用する。この方法では、図２６に示すように、排気開始時から所定時間が経過するまでは、親弁を閉じ、小弁を開くことにより、排気速度を遅くしてゆっくり少量ずつ排気を行い、排気開始時から所定時間が経過した後に、親弁を全開状態にすることにより、排気速度を速くして大流量で排気を行う。このような方法によれば、親弁のみで排気速度を制御する場合と比較して、真空圧力をゆっくりリニアに近い状態で降下させることができる。
【０００４】
また、例えば、特許文献２に記載される排気速度制御方法は、外部から与えられた又はコントローラに予め設定された目標真空圧力変化速度に基づいて算出される真空圧力値をコントローラで内部コマンドとして順次発生させていき、順次発生する内部コマンドをフィードバック制御の目標値として順次変更させることにより、圧力センサで測定した真空圧力実測値を目標値と比較してフィードバック制御を追従制御として実行する。この方法によれば、真空圧力変化速度（排気速度）Ｒ３を一定に制御して、大気圧からの粘性流領域Ｖ１〜Ｖ６において、真空圧力を所望の圧力降下勾配でリニアに変化させることができる（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１６６６６５号公報
【特許文献２】特開２０００−１６３１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載の排気速度制御方法は、小弁により調節されたコンダクタンスと、親弁を全開状態にしたコンダクタンスとの２つの状態しかないため、粘性流領域においてプロセスに影響が出ない真空圧力・排気速度条件を得ることと、排気時間を短縮することに、限界があった。
また、特許文献２記載の排気速度制御方法では、フィードバック制御を行うために、複雑な制御基板や制御プログラムなどを必要とし、装置コストがかかっていた。
【０００７】
近年、半導体が色々な分野で使用され、チャンバ室内の排気速度制御に対する要求が多様化している。そのため、特許文献２に記載される排気速度制御方法より安価で、特許文献１に記載される排気速度制御方法と特許文献２に記載される排気速度制御方法の間くらいの制御精度を実現できる排気速度制御方法が、産業界から求められている。しかし、このニーズに応える上で問題となるのは、排気配管系によって制御成績（精度、応答性、安定性など）が異なること、及び、粘性流領域において排気速度によるプロセスへの悪影響（堆積物の巻き上げやワークに形成した膜への影響等）が発生する可能性があることである。排気配管系の制御成績は、現場で実測しなければ確認できない。また、プロセスへの悪影響を排除するように排気速度を現場で調整することは、専門知識を必要とし、誰でも簡単にできることではない。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、チャンバ室の圧力を目標圧力降下勾配に近づけるように電動真空弁の弁開度を切り換える設定点を簡単かつ安価に設定できる電動真空弁による排気速度制御方法、電動真空弁による排気速度制御システム、排気速度制御に用いられる電動真空弁の弁開度設定点決定方法、及び、排気速度制御に用いられる排気速度決定プログラ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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る電動真空弁による排気速度制御方法の一態様は、チャンバ室と真空ポンプを接続する排気配管系に配設された電動真空弁の弁開度を制御することにより、排気速度を制御する電動真空弁による排気速度制御方法において、前記電動真空弁の弁開度を等比倍数に従って段階的に制御し、弁開度毎に、前記真空ポンプにより粘性流領域から排気を行わせ、圧力センサにより前記チャンバ室の真空圧力を測定して圧力降下カーブを実測する圧力実測工程と、前記圧力実測工程で実測した弁開度別の前記圧力降下カーブを目標圧力降下勾配に近似させるように時間的にずらし、前記圧力降下カーブ同士の交点を前記電動真空弁の弁開度を切り換える設定点に決定する排気速度決定工程と、前記排気速度決定工程で決定した前記設定点に基づいて前記電動真空弁の弁開度を切り換え、前記粘性流領域における前記排気速度を制御する真空圧力制御工程とを有する。
【００１０】
上記構成の発明は、前記等比倍数を設定する等比倍数設定工程を有することが好ましい。
【００１１】
上記構成の発明は、前記目標圧力降下勾配を設定する目標圧力降下勾配設定工程を有することが好ましい。
【００１２】
上記構成の発明は、前記真空圧力制御工程が、前記圧力センサに前記チャンバ室の圧力を測定させ、前記圧力センサが前記設定点に対応する真空圧力を測定した場合に、前記電動真空弁の弁開度を切り換えることが好ましい。
【００１３】
上記構成の発明は、前記電動真空弁と並列に設けられて前記チャンバ室に接続されるものであって、前記電動真空弁より大流量を制御可能な大口径真空遮断弁を有し、前記真空圧力制御工程にて、前記粘性流領域においては前記大口径真空遮断弁を弁閉した状態で前記電動真空弁の弁開度を切り換えて前記排気速度を制御し、前記粘性流領域から脱した後、又は、前記粘性流領域の粘性が低くなった後に前記大口径真空遮断弁の弁開度を調整して前記排気速度を制御することが好ましい。
【００１４】
上記構成の発明は、前記真空圧力制御工程にて、前記粘性流領域から脱した後に前記電動真空弁の弁開度を調整して前記排気速度を制御することが好ましい。
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明に係る排気速度制御システムの一態様は、チャンバ室と真空ポンプを接続する排気配管系に配設された電動真空弁の弁開度を制御することにより、排気速度を制御する排気速度制御システムにおいて、チャンバ室の圧力を測定する圧力センサと、前記電動真空弁の弁開度を等比倍数に従って段階的に制御し、弁開度毎に、前記真空ポンプにより粘性流領域から排気を行わせ、前記圧力センサにより前記チャンバ室の真空圧力を測定して圧力降下カーブを実測する圧力実測手段と、前記圧力実測手段が実測した弁開度別の前記圧力降下カーブを目標圧力降下勾配に近似させるように時間的にずらし、前記圧力降下カーブ同士の交点を前記電動真空弁の弁開度を切り換える設定点に決定する排気速度決定手段と、前記排気速度決定手段が決定した前記設定点に基づいて前記電動真空弁の弁開度を切り換え、前記粘性流領域における前記排気速度を制御する真空圧力制御手段とを有する。
【００１６】
上記構成の発明では、前記電動真空弁と並列に設けられて前記チャンバ室に接続されるものであって、前記電動真空弁より大流量を制御可能な大口径真空遮断弁を有し、前記真空圧力制御手段は、前記粘性流領域においては前記大口径真空遮断弁を弁閉した状態で前記電動真空弁の弁開度を切り換えて前記排気速度を制御し、前記粘性流領域から脱した後、又は、前記粘性流領域の粘性が低くなった後に前記大口径真空遮断弁の弁開度を調整して前記排気速度を制御することが好ましい。
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明に係る弁開度設定点決定方法の一態様は、チャンバ室と真空ポンプを接続する排気配管系に配設された電動真空弁の弁開度を制御することにより排気速度を制御する場合における前記電動真空弁の弁開度を切り換える設定点を決定する弁開度設定点決定方法であって、前記電動真空弁の弁開度を等比倍数に従って段階的に制御し、弁開度毎に、前記真空ポンプにより粘性流領域から排気を行わせ、圧力センサが測定した前記チャンバ室の真空圧力から圧力降下カーブを求める圧力実測工程と、前記圧力実測工程で求められた弁開度別の前記圧力降下カーブを目標圧力降下勾配に近似させるように時間的にずらし、前記圧力降下カーブ同士の交点を前記電動真空弁の弁開度を切り換える設定点に決定する排気速度決定工程と、を有する。
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明に係る排気速度決定プログラムの一態様は、チャンバ室と真空ポンプを接続する排気配管系に配設された電動真空弁の弁開度を制御することにより排気速度を制御する場合における前記電動真空弁の弁開度を切り換える設定点を設定する排気速度決定プログラムであって、コンピュータを、前記電動真空弁の弁開度を等比倍数に従って段階的に制御し、弁開度毎に、前記真空ポンプにより粘性流領域から排気を行わせ、圧力センサが測定した前記チャンバ室の真空圧力から圧力降下カーブを求める圧力実測手段と、前記圧力実測手段が求めた弁開度別の前記圧力降下カーブを目標圧力降下勾配に近似させるように時間的にずらし、前記圧力降下カーブ同士の交点を前記電動真空弁の弁開度を切り換える設定点に決定する排気速度決定手段として機能させる。
【発明の効果】
【００１９】
上記発明は、真空ポンプやチャンバ室や排気配管系による制御成績を排気速度に直接反映させるために、電動真空弁の弁開度を等比倍数に従って段階的に制御し、弁開度毎に、真空ポンプにより粘性流領域から排気を行わせ、圧力センサによりチャンバ室の真空圧力を測定して圧力降下カーブを実測する。つまり、電動真空弁の設置先の装置を使って弁開度別に圧力降下カーブを実測する。そして、実測した弁開度別の圧力降下カーブを目標圧力降下勾配に近似させるように時間的にずらすと、圧力降下カーブが直前の弁開度の圧力降下カーブと交差する。そこで、圧力降下カーブ同士の交点を電動真空弁の弁開度を切り換える設定点に決定する。このように、弁開度を等比倍数に従って変化させると、各弁開度に対応する圧力降下カーブの目標圧力降下勾配に近似する部分がオーバーラップしないため、設定点が無駄に設定されない。真空圧力制御時には、設定点に基づいて電動真空弁の弁開度を切り換えることにより、排気配管系のコンダクタンスを変更し、粘性流領域における排気速度を制御する。このとき、電動真空弁は、チャンバ室の圧力が目標圧力降下勾配に近似する部分から外れると同時に弁開度を等比倍数分だけ広げられ、チャンバ室の圧力を目標圧力降下勾配に再び近づけて降下させるため、チャンバ室の圧力は粘性流領域でも目標圧力降下勾配に近似した状態で降下する。
【００２０】
このように、上記発明では、粘性流領域における圧力降下カーブを、電動真空弁の設置先であるチャンバ室、真空ポンプ及び排気配管系を使用して実測するので、電動真空弁の設置先の制御成績や粘性流領域におけるプロセスへの悪影響を、電動真空弁の弁開度を切り換える設定点の決定に反映させることが可能である。そして、弁開度の設定点を決定する者は、プロセスの悪影響を排除するための専門知識を持っていなくても、圧力降下カーブを実測して目標圧力降下勾配に近似させて圧力降下カーブを時間的にずらすだけで、チャンバ室の圧力を目標圧力降下勾配に近づけるように弁開度の設定点を決定することが可能である。その結果、上記発明は、粘性流領域において親弁と子弁により弁開度を２段制御して排気速度を制御する場合よりも、粘性流領域においてプロセスに影響しないように真空圧力・排気制御条件を得たり、排気速度を短縮することが可能になる。そして、上記発明は、排気速度をフィードバック制御する場合のようにチャンバ室の圧力を直線状に降下させることができないものの、複雑な制御基板や制御プログラム等を使用しなくても、子弁と親弁で排気速度を制御するものよりチャンバ室の圧力を直線的に降下させるように排気速度を制御することが可能になる。
よって、上記発明によれば、チャンバ室の圧力を目標圧力降下勾配に近づけるように電動真空弁の弁開度を切り換える設定点を簡単かつ安価に設定できる。
【００２１】
上記発明は、等比倍数を任意に設定できる。そのため、例えば、等比倍数を小さく設定すれば、電動真空弁の弁開度を切り換える設定点の数を増やして、設定点を目標圧力降下勾配に近い位置に決定し、チャンバ室の圧力を滑らかに変化させることが可能である。一方、例えば、等比倍数を大きく設定すれば、実測する圧力降下カーブの数が減り、弁開度の設定点を決定する時間を短縮することが可能である。よって、上記発明によれば、等比倍数の設定値によって、チャンバ室の圧力を滑らかに変化させる程度や、弁開度の設定点を取得するための確保できる時間を調整することが可能になり、ユーザの個々の要求を排気速度制御に反映させることができる。
【００２２】
上記発明は、目標圧力降下勾配を任意に設定できる。そのため、例えば、排気時間を短くしたい場合には、傾斜角度を大きくするように目標圧力降下勾配を設定すれば良い。一方、ゆっくり排気したい場合には、傾斜角度を小さくするように目標圧力降下勾配を設定すれば良い。よって、上記発明によれば、目標圧力降下勾配の設定によって、排気時間やチャンバ室の圧力変化の程度を調整することが可能になり、ユーザの個々の要求を排気速度制御に反映させることができる。
【００２３】
上記発明は、真空圧力制御を行う場合に、チャンバ室の圧力を圧力センサで測定して監視しており、チャンバ室の圧力が弁開度の設定点に対応する圧力を測定した場合に、電動真空弁の弁開度を切り換える。このため、上記発明は、外乱等により弁開度の設定点が時間的にずれた場合に、そのずれに合わせて当該弁開度の設定点以降の弁開度の設定点をずらす補正を行わなくても、チャンバ室の圧力をリニアな目標圧力降下勾配に近似させた状態で排気速度を制御することができる。
【００２４】
上記発明は、電動真空弁と並列に大口径真空遮断弁を設けてチャンバ室に接続しており、粘性流領域では電動真空弁の弁開度を切り換えて排気速度を制御し、粘性流領域を超えた後、又は、前記粘性流領域の粘性が低くなった後に、電動真空弁より大流量を制御できる大口径真空遮断弁の弁開度を調整して排気速度を制御する。このように、堆積物を巻き上げやすい粘性流領域では電動真空弁によりゆっくり排気を行い、粘性流領域を超えて堆積物の巻き上げの虞が低くなると、大口径真空遮断弁により速い排気を行うので、チャンバ室の圧力を大気圧から目標真空圧力まで短時間で到達させることができる。
【００２５】
上記構成の発明では、粘性流領域から脱した後も、電動真空弁の弁開度を調整して排気速度を制御するので、堆積物の巻き上げをより確実に防止して排気速度を制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る排気速度制御システムの概略構成図である。
【図２】電動真空弁の断面図であって、弁閉状態を示す。
【図３】大気圧近傍の粘性流領域において、弁開度を同じ割合で変化させた場合の圧力降下カーブを示す図である。縦軸に真空圧力を示し、横軸に時間を示す。
【図４】図３に示す圧力降下カーブを目標圧力降下勾配に近似させるように時間的にずらした状態を示す図である。縦軸に真空圧力を示し、横軸に時間を示す。
【図５】大気圧近傍の粘性流領域において、弁開度を２倍等比倍数に従って変化させた場合の圧力降下カーブを示す図である。縦軸に真空圧力を示し、横軸に時間を示す。
【図６】図５に示す圧力降下カーブを目標圧力降下勾配に近似させるように時間的にずらした状態を示す図である。縦軸に真空圧力を示し、横軸に時間を示す。
【図７】大気圧近傍の粘性流領域において、弁開度を√２倍等比倍数に従って変化させた場合の圧力降下カーブを示す図である。縦軸に真空圧力を示し、横軸に時間を示す。
【図８】図７に示す圧力降下カーブを目標圧力降下勾配に近似させるように時間的にずらした状態を示す図である。縦軸に真空圧力を示し、横軸に時間を示す。
【図９】排気速度決定プログラムのダウンロード動作のフロー図である。
【図１０】ダウンロード確認画面の一例を示す図である。
【図１１】等比倍数設定画面の一例を示す図である。
【図１２】目標圧力降下勾配設定画面の一例を示す図である。
【図１３】設定内容確認画面の一例を示す図である。
【図１４】ＵＳＢメモリ挿入指示画面の一例を示す図である。
【図１５】コピー進捗状況表示画面の一例を示す図である。
【図１６】コピー完了通知画面の一例を示す図である。
【図１７】排気速度決定プログラムのフロー図である。
【図１８】真空圧力制御プログラムのフロー図である。
【図１９】本発明の第２実施形態に係る排気速度制御システムの概略構成図である。
【図２０】排気速度決定プログラムのフロー図である。
【図２１】圧力実測データ入力画面の一例を示す図である。
【図２２】排気速度制御データ確認画面の一例を示す図である。
【図２３】記憶媒体セット指示画面の一例を示す図である。
【図２４】排気速度決定完了画面の一例を示す図である。
【図２５】減圧乾燥装置の概略構成を示す図である。
【図２６】２段排気による排気速度制御方法を示す図である。
【図２７】フィードバック制御による電動真空弁の排気速度制御方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
（第１実施形態）
図２５は、減圧乾燥装置１の概略構成を示す図である。
本実施形態の排気速度制御方法は、例えば図２５に示す減圧乾燥装置１に使用される。減圧乾燥装置１は、チャンバ室１０内を減圧状態、すなわち、真空状態に保ちながら、基板の塗膜乾燥を行うものである。減圧乾燥装置１は、チャンバ室１０と真空ポンプ１３との間に排気配管系１６が設けられている。排気配管系１６は、電動真空弁２１と大口径真空遮断弁１２が並列に設けられている。減圧乾燥装置１は、排気配管系１６と大口径真空遮断弁１２と電動真空弁２１の設置数が、チャンバ室１０の大きさにより増減される。このような減圧乾燥装置１は、電動真空弁２１と大口径真空遮断弁１２によりチャンバ室１０から真空ポンプ１３へガスを排気する排気流量を制御する。
【００２９】
チャンバ室１０の真空圧力の管理は、主に、真空ポンプ１３の能力に依存する。真空ポンプ１３の能力は、真空ポンプ１３の排気速度Ｓと到達真空圧力Ｐで決定される。一般に、大気圧（１０5Ｐａ）以下１０0Ｐａ以上の粘性流領域においては、真空ポンプ１３の排気速度Ｓはほぼ一定で、チャンバ室１０内の気体の流速は、チャンバ室１０の形状と真空ポンプ１３の排気速度Ｓと排気配管系１６のコンダクタンスＣで決定される。また、真空ポンプ１３の呼び径を基準に排気配管系１６を構成すると、実効排気速度は、ほぼ真空ポンプ１３の排気速度Ｓに近くなる。言い換えると、排気配管系１６のコンダクタンスＣが大きくなる。
【００３０】
そのため、本実施形態の減圧乾燥装置１では、排気配管系１６が真空ポンプ１３の呼び径を基準に構成されている。そして、電動真空弁２１は、粘性流領域での排気速度Ｓをコントロールするために、チャンバ室１０と真空ポンプ１３とを接続する排気配管系１６に設置されている。このような場合、電動真空弁２１のコンダクタンスの大きさが、真空ポンプ１３の排気速度Ｓの支配的要素となる。具体的には、排気配管系１６のコンダクタンスＣおよび真空ポンプ１３の排気速度Ｓは電気回路で言う並列抵抗の合成の式で決定される。つまり、排気配管系１６のコンダクタンスＣより弁開度を十分絞った領域で電動真空弁２１を使用した場合には、排気配管系１６のコンダクタンスＣは、ほぼ電動真空弁２１のコンダクタンスで決まり、電動真空弁２１を全開付近で使用して排気配管系１６のコンダクタンスＣに近い条件とした場合には、電動真空弁２１のコンダクタンスより排気配管系１６のコンダクタンスＣが低下するという状態になる。
【００３１】
ところで、チャンバ室１０を大気圧（１０5Ｐａ）から低真空（１０5Ｐａ未満１０2Ｐａ以上）、中真空（１０2Ｐａ未満１０-1Ｐａ以上）、高真空（１０-1Ｐａ未満）へと真空引きすると、排気配管系１６を流れるガスの流れは、粘性流、中間流、分子流へと変化する。大気圧から真空引きを開始した直後の粘性流領域（大気圧（１０5Ｐａ）以下１０0Ｐａ以上）では、電動真空弁２１や大口径真空遮断弁１２の弁開度をいきなり全開付近に制御すると、チャンバ室１０内の堆積物を巻き上げ、基板に付着させたり、基板そのものを損傷させる虞がある。一方、チャンバ室１０内の堆積物を巻き上げないように電動真空弁２１や大口径真空遮断弁１２の弁開度を十分小さくすると、排気速度が遅くなり、チャンバ室１０内の真空圧力を目標真空圧力に到達させるのに長時間を要する。
【００３２】
そのため、図２５に示す減圧乾燥装置１は、大口径真空遮断弁１２を開く前に、電動真空弁２１の弁開度を多段的に変化させることにより、チャンバ室１０内の真空圧力を大気圧状態から真空状態までリニアな目標圧力降下勾配に近い状態で降下させるように、チャンバ室１０からガスを排気する排気速度を制御している。減圧乾燥装置１は、チャンバ室１０の真空圧力を圧力センサ１５により測定しており、圧力センサ１５の圧力測定結果からチャンバ室１０内の真空圧力が所定圧力に達したことを検出すると、大口径真空遮断弁１２を開いて排気流量を増加させる。このような排気速度制御により、減圧乾燥装置１は、大気圧状態から真空状態にするときに、チャンバ室１０内の堆積物を巻き上げ、基板に付着させたり、基板そのものを損傷させたりしないように、排気量の調節を行うと共に、排気時間の短縮を図っている。
【００３３】
＜排気速度制御システムの概略構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る排気速度制御システム６６の概略構成図である。
図１に示す排気速度制御システム６６は、サーバ６１と、インターネット６２と、パーソナルコンピュータ（以下「パソコン」という。）６３と、減圧乾燥装置１のコントローラ６５と、圧力センサ１５と、電動真空弁２１と、真空ポンプ１３とから構成されている。
【００３４】
図１に示すサーバ６１には、チャンバ室１０からガスを排気する排気速度を制御する場合に電動真空弁２１の弁開度を切り換える設定点を決定するための排気速度決定プログラムが記憶されている。サーバ６１は、インターネット６２を介してパソコン６３と通信可能に接続される。
パソコン６３は、周知のコンピュータである。パソコン６３は、サーバ６１に接続して、排気速度決定プログラムをダウンロードする。また、パソコン６３は、排気速度を制御する場合に電動真空弁２１の弁開度を変化させる等比倍数と、チャンバ室１０の圧力を降下させる目標圧力降下勾配を、設定するために用いられる。パソコン６３は、ダウンロードした排気速度決定プログラムと、設定された等比倍数と、設定された目標圧力降下勾配とをＵＳＢメモリ６４に記憶させる。
【００３５】
図１に示すコントローラ６５は、ＵＳＢメモリ６４が接続され、排気速度決定プログラムと、設定された等比倍数と、設定された目標圧力降下勾配がＵＳＢメモリ６４からコピーされる。コントローラ６５には、電動真空弁２１の弁開度を切り換える設定点を決定する準備モードと、準備モードで決定された設定点に基づいて排気速度を制御し、プロセスを行う実行モードを選択する選択手段６５ａが設けられている。
【００３６】
コントローラ６５は、選択手段６５ａにより準備モードが選択されると、排気速度決定プログラムを実行する。この場合、コントローラ６５は、電動真空弁２１の弁開度を等比倍数に従って段階的に制御するように電動真空弁２１に弁開度制御信号を出力する。コントローラ６５は、弁開度毎に、真空ポンプ１３を駆動して粘性流領域から排気を行わせ、圧力センサ１５が測定した圧力測定データを取得する。その後、コントローラ６５は、取得した圧力測定データからチャンバ室１０の圧力と時間との関係を示す圧力降下カーブ（例えば図５のＹ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４参照）を弁開度別に求め、弁開度別の圧力降下カーブを目標圧力降下勾配（例えば図６のＸ参照）に近似させるように時間的にずらし、圧力降下カーブの交点を電動真空弁２１の弁開度を切り換える設定点（例えば図６のＰ１１，Ｐ１２，Ｐ１３参照）に決定する。
【００３７】
そして、コントローラ６５は、選択手段６５ａにより実行モードが選択されると、決定された設定点Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３（例えば図６参照）に基づいて電動真空弁２１の弁開度を切り換える弁開度切換信号を電動真空弁２１に出力し、粘性流領域における真空ポンプ１３の排気速度を制御する。
このようなコントローラ６５は、「圧力実測手段」と「排気速度決定手段」と「真空圧力制御手段」の一例に該当する。
【００３８】
＜電動真空弁の構成＞
図２は、電動真空弁２１の断面図であって、弁閉状態を示す。
電動真空弁２１は、バルブボディ２４とシリンダボディ２５がボルト５５で一体化され、シリンダボディ２５とカバー２６とステッピングモータ２７がボルト２８で一体化され、外観が構成されている。
弁部２２は、バルブボディ２４に開口する第１ポート５１と第２ポート５２が弁室５３を介して連通している。弁室５３は、第１ポート５１が開口する開口部外周に、弁座５４が平坦に設けられている。弁室５３には、弁座５４に当接又は離間する弁体４２が収納されている。
【００３９】
弁部２２は、バルブボディ２４に開口する第１ポート５１と第２ポート５２が弁室５３を介して連通している。弁室５３内の第１ポート５１が開口する開口部外周に、弁座５４が平坦に設けられている。弁室５３には、弁座５４に当接又は離間する弁体４２が収納されている。
駆動部２３は、ステッピングモータ２７の回転運動を直線運動に変換して弁体４２に伝達する。ステッピングモータ２７の出力軸３０は、カバー２６とシリンダボディ２５との間に形成される収納空間部３１に突出している。カバー２６とシリンダボディ２５の間には、ベアリング３２が挟持され、そのベアリング３２にホルダー３３が回転自在に保持されている。ホルダー３３は、上端部に出力軸３０がカップリング５８に連結され、下端部に送りねじナット３４が複数の固定ねじ３５で固定されており、送りねじナット３４の回転量をステッピングモータ２７の回転量により制御できるようになっている。
【００４０】
駆動シャフト３７は、シリンダボディ２５に固定ねじ３９で固定された回転止めナット３８に挿通されている。駆動シャフト３７は、断面六角形状をなす回転止め軸部３７ａが、回転止めナット３８に形成された六角形状の回転止め穴３８ａに挿通され、回転を制限された状態で軸方向へ往復直線運動する。送りねじシャフト３６は、送りねじナット３４に螺合されて駆動シャフト３７の上端部に接合され、送りねじナット３４の回転運動を軸方向への直線運動に変換して駆動シャフト３７に伝達する。
【００４１】
駆動シャフト３７の下端部には、弁体４２が、連結部材４０を介して連結されている。弁体４２は、ベローズディスク４７とバルブディスク４８とスカート４９を備え、これらを重ね合わせて連結ナット４３で連結部材４０に一体的に固定することにより、構成されている。環状シール部材５０は、弾性変形可能な材質からなり、ベローズディスク４７とバルブディスク４８との間に形成されるアリ溝に装着されている。復帰ばね４４は、ばね受け４５との間に縮設されて、弁体４２を弁座５４方向へ常時付勢している。連結部材４０は、駆動シャフト３７に対して軸方向へのガタを持って結合ピン４１で連結されており、復帰ばね４４のバネトルクによりシール荷重が付与されるようになっている。ベローズ４６は、上端部がシリンダボディ２５とバルブボディ２４に挟持される挟持部４６ａに溶接され、下端部がベローズディスク４７に溶接されており。弁体４２の上下動に応じて弁室５３内で伸縮して、駆動シャフト３７の摺動部等で発生するパーティクルが流路内へ流出しないようにしている。
【００４２】
ここで、ステッピングモータ２７には、図示しないロータの機械的回転変位量を計測するためのエンコーダ２９が固定されている。エンコーダ２９は、減圧乾燥装置１のコントローラ６５に通信可能に接続され、計測結果をコントローラ６５に出力する。コントローラ６５は、ステッピングモータ２７の図示しないコイルに接続され、エンコーダ２９の計測信号に基づいて図示しないコイルへ電力（弁開度制御信号）を供給し、電動真空弁２１の弁開度を制御する。
【００４３】
このような電動真空弁２１は、通常、弁体４２が弁座５４に当接して第１ポート５１と第２ポート５２との間を遮断している。この状態から、ステッピングモータ２７が正方向へ回転すると、送りねじナット３４がホルダー３３を介して出力軸３０と一体的に回転し、その回転運動が図中上方向（弁開方向）への直線運動に変換されて送りねじシャフト３６に伝達される。駆動シャフト３７は、送りねじシャフト３６と一体的に上昇し、連結部材４０を介して弁体４２を引き上げる。これにより、弁体４２が弁座５４から離間して第１及び第２ポート５１，５２を連通させる。電動真空弁２１は、環状シール部材５０の弾性変形量を変化させる領域では、流体漏れにより微小流量を制御でき、さらに、弁体４２が弁座５４から離間する領域では、離間量に応じて排気流量が制御される。この弁開度は、ステッピングモータ２７の図示しないロータの回転量により制御される。
【００４４】
一方、ステッピングモータ２７が負方向に回転すると、送りねじナット３４が出力軸３０と一体的に負方向に回転し、送りねじシャフト３６を下降させる。駆動シャフト３７は、送りねじシャフト３６と一体的に下降し、連結部材４０を介して弁体４２を弁座５４に当接させる。このとき、弁体４２が弁座５４に当接した後、復帰ばね４４が、連結部材４０と結合ピン４１のガタ分だけ弁体４２を弁座５４側へ押し下げて環状シール部材５０を弁座５４に密着させ、シールを行う。
【００４５】
＜圧力降下カーブについて＞
図３は、大気圧近傍の粘性流領域（大気圧（１０5Ｐａ）以下１０0Ｐａ以上）において、弁開度を同じ割合で変化させた場合の圧力降下カーブＹ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４，Ｙ５，Ｙ６，Ｙ７，Ｙ８を示す図である。縦軸に真空圧力（Ｐａ）を示し、横軸に時間（ｓｅｃ）を示す。図４は、図３に示す圧力降下カーブＹ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４，Ｙ５，Ｙ６，Ｙ７，Ｙ８を目標圧力降下勾配Ｘに近似させるように時間的にずらした状態を示す図である。縦軸に真空圧力を示し、横軸に時間を示す。
図３及び図４の縦軸に記載する真空圧力が無次元化してあり、１．０が大気圧で１．０１３２５×１０5Ｐａとしている。また、図３の横軸に記載する時間の数字は便宜的に付けており、必ずしも、この時間に限定されるものではない。図３及び図４に示すＹ１〜Ｙ８は、電動真空弁２１の弁開度を一定の大きさで広げた場合の弁開度別の圧力降下カーブを示す。圧力降下カーブＹ１〜Ｙ８は、電動真空弁２１の能力を無次元化して表しており、アルファベットＹに添えた数字の大きさが流せる能力の大きさを示している。図４のＸは、チャンバ室１０の圧力の目標変化率を示す目標圧力降下勾配である。図３及び図４のＸ１〜Ｘ８は、圧力降下カーブＹ１〜Ｙ８のうち目標圧力降下勾配Ｘに近似する部分を探した結果を示している。
【００４６】
図３に示すように、圧力降下カーブＹ１から圧力降下カーブＹ８へ向かって電動真空弁２１の弁開度を一定の大きさで（例えば１ｍｍずつ）段階的に広げていくと、圧力降下カーブＹ１〜Ｙ８のうち目標圧力降下勾配Ｘに近似する近似部分Ｘ１〜Ｘ８が、弁開度を広げるに従って減少している。これは、弁開度を広げるほど、真空圧力の圧力が大きなカーブを描きながら降下するからである。
【００４７】
また、図３に示すように、圧力降下カーブＹ１〜Ｙ８の近似部分Ｘ１〜Ｘ８は、弁開度を広げる程、オーバーラップする部分を増加させている。すなわち、圧力降下カーブＹ２，Ｙ３，Ｙ４の近似部分Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４を比較すると、圧力降下カーブＹ３の近似部分Ｘ３は、圧力降下カーブＹ２の近似部分Ｘ２と部分的にオーバーラップすると共に、圧力降下カーブＹ４の近似部分Ｘ４と部分的にオーバーラップしている。また、圧力降下カーブＹ４〜Ｙ８の近似部分Ｘ４〜Ｘ８は、互いにオーバーラップしている。
【００４８】
このため、図４に示すように、圧力降下カーブＹ２〜Ｙ８を目標圧力降下勾配Ｘに近似させるように時間軸に沿って移動させた場合、電動真空弁２１の弁開度を圧力降下カーブＹ１に対応する弁開度から圧力降下カーブＹ２に対応する弁開度へ広げた後、圧力降下カーブＹ２の目標圧力降下勾配Ｘ２の途中で、電動真空弁２１の弁開度を圧力降下カーブＹ２に対応する弁開度から圧力降下カーブＹ３に対応する弁開度に広げることになる。そしてその後、電動真空弁２１の弁開度を圧力降下カーブＹ３に対応する弁開度から圧力降下カーブＹ４に対応する弁開度に広げた後直ぐに、電動真空弁２１の弁開度を圧力降下カーブＹ５に対応する弁開度から圧力降下カーブＹ６に対応する弁開度に広げ、さらにその後直ぐに、電動真空弁２１の弁開度を圧力降下カーブＹ６に対応する弁開度から、圧力降下カーブＹ７に対応する弁開度に広げる。そして更に、電動真空弁２１の弁開度を圧力降下カーブＹ７に対応する弁開度から圧力降下カーブＹ８に対応する弁開度に広げ、チャンバ室１０を絶対真空に真空引きする。つまり、図４に示すように、電動真空弁２１の弁開度を一定の大きさで広げていった場合、弁開度の設定点を変更した直後に次の弁開度に変更しなければならない設定点が何点か生じていた。そのような設定点は、排気制御に実質的に用いられず、無駄な設定点であった。
【００４９】
＜真空圧力特性について＞
上記のように、電動真空弁２１の弁開度を変更して圧力降下カーブを実測するうちに、発明者らは、弁開度を等比倍数で広げ、各弁開度で得られる圧力降下カーブを目標圧力降下勾配Ｘに近似させるように、電動真空弁２１の弁開度を切り換えるタイミングを設定すれば、圧力降下カーブのうち目標圧力降下勾配Ｘに近似する部分をオーバーラップさせることなく、チャンバ室１０内の圧力を目標圧力降下勾配Ｘに近似させた状態で降下させるように排気速度を制御できることを発見した。以下、具体的に説明する。
【００５０】
図５は、大気圧近傍の粘性流領域において、弁開度を２倍等比倍数に従って変化させた場合の圧力降下カーブＹ１，Ｙ２，Ｙ４，Ｙ８を示す図である。縦軸に真空圧力を示し、横軸に時間を示す。図６は、図５に示す圧力降下カーブＹ１，Ｙ２，Ｙ４，Ｙ８を目標圧力降下勾配Ｘに近似させるように時間的にずらした状態を示す図である。縦軸に真空圧力を示し、横軸に時間を示す。
図５のＹ１，Ｙ２，Ｙ４，Ｙ８は、電動真空弁２１の弁開度を２倍等比倍数に従って設定し、チャンバ室１０の圧力を圧力センサ１５で測定した結果を示す圧力降下カーブである。図６のＸは、チャンバ室１０の圧力の目標変化率を示す目標圧力降下勾配である。図５のＸ１，Ｘ２，Ｘ４，Ｘ８は、圧力降下カーブＹ１，Ｙ２，Ｙ４．Ｙ８のうち目標圧力勾配Ｘに近似する部分を探した結果を示す。圧力降下カーブＹ１，Ｙ２，Ｙ４，Ｙ８は、電動真空弁２１の能力を無次元化して表しており、アルファベットＹに添えた数字の大きさが流せる能力の大きさとして表している。
【００５１】
図６に示すように、圧力降下カーブＹ１，Ｙ２，Ｙ４，Ｙ８を目標圧力降下勾配Ｘに近似させるように時間的にずらすと、図５に示す圧力降下カーブＹ１，Ｙ２，Ｙ４，Ｙ８の近似部分Ｘ１，Ｘ２，Ｘ４，Ｘ８をオーバーラップさせずに、弁開度の設定点Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３が設定される。すなわち、図６の設定点Ｐ１１に示すように、真空引きを開始してから時間ｔ１１が経過する間（又は真空圧力が大気圧から圧力Ｑ１１まで低下する間）は電動真空弁２１の弁開度を圧力降下カーブＹ１に対応する弁開度に設定し、図中弁開度の設定点Ｐ１２に示すように、時間ｔ１１から時間ｔ１２まで経過する間（又は真空圧力が圧力Ｑ１１から圧力Ｑ１２まで低下する間）は電動真空弁２１の弁開度を圧力降下カーブＹ２に対応する弁開度に設定し、図中弁開度の設定点Ｐ１３に示すように、時間ｔ１２から時間ｔ１３まで経過する間（又は真空圧力が圧力Ｑ１２から圧力Ｑ１３まで低下する間）は電動真空弁２１の弁開度を圧力降下カーブＹ４に対応する弁開度に設定し、図中弁開度の設定点Ｐ１４に示すように、時間ｔ１３以降（真空圧力が圧力Ｑ１３まで低下してから）は電動真空弁２１の弁開度を圧力降下カーブＹ８に対応する弁開度に設定すれば、電動真空弁２１の弁開度を４段階で広げることにより真空圧力を大気圧から絶対真空まで目標圧力降下勾配Ｘに近い状態で真空引きを行うことが可能である。
【００５２】
図７は、大気圧近傍の粘性流領域において、弁開度を√２倍等比で変化させた場合の圧力降下カーブＹ１，Ｙ１．４１，Ｙ２，Ｙ２．８２，Ｙ４，Ｙ５．６４，Ｙ８を示す図である。縦軸に真空圧力を示し、横軸に時間を示す。図８は、図７に示す圧力降下カーブＹ１，Ｙ１．４１，Ｙ２，Ｙ２．８２，Ｙ４，Ｙ５．６４，Ｙ８を目標圧力降下勾配に近似させるように時間的にずらした状態を示す図である。縦軸に真空圧力を示し、横軸に時間を示す。
図７のＹ１，Ｙ１．４１，Ｙ２，Ｙ２．８２，Ｙ４，Ｙ５．６４，Ｙ８は、電動真空弁２１の弁開度を√２倍等比倍数に従って設定し、チャンバ室１０の圧力を圧力センサ１５で測定した結果を示す圧力降下カーブである。図８のＸは、チャンバ室１０の圧力の目標変化率を示す目標圧力降下勾配である。図７のＸ１，Ｘ１．４１，Ｘ２，Ｘ２．８２，Ｘ４，Ｘ５．６４，Ｘ８は、圧力降下カーブＹ１，Ｙ１．４１，Ｙ２，Ｙ２．８２，Ｙ４，Ｙ５．６４，Ｙ８のうち目標圧力勾配Ｘに近似する部分を探した結果を示す。図７及び図８の圧力降下カーブＹ１，Ｙ１．４１，Ｙ２，Ｙ２．８２，Ｙ４，Ｙ５．６４，Ｙ８は、電動真空弁２１の能力を無次元化して表しており、アルファベットＹに添えた数字の大きさが流せる能力の大きさとして表している。
【００５３】
図８に示すように、圧力降下カーブＹ１，Ｙ１．４１，Ｙ２，Ｙ２．８２，Ｙ４，Ｙ５．６４，Ｙ８を目標圧力降下勾配Ｘに近似させるように時間的にずらすと、図７に示す圧力降下カーブＹ１，Ｙ１．４１，Ｙ２，Ｙ２．８２，Ｙ４，Ｙ５．６４，Ｙ８の近似部分Ｘ１，Ｘ１．４１，Ｘ２，Ｘ２．８２，Ｘ４，Ｘ５．６４，Ｘ８をオーバーラップさせずに、弁開度の設定点Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５，Ｐ２６が設定される。すなわち、図８の弁開度の設定点Ｐ２１に示すように、真空引きを開始してから時間ｔ２１が経過するまでの間（又は真空圧力が大気圧から圧力Ｑ２１まで低下する間）は電動真空弁２１の弁開度を圧力降下カーブＹ１に対応する弁開度に設定し、図中弁開度の設定点Ｐ２２に示すように、時間ｔ２１から時間ｔ２２までの間（又は真空圧力が圧力Ｑ２１から圧力Ｑ２２まで低下する間）は電動真空弁２１の弁開度を圧力降下カーブＹ１．４１に対応する弁開度に設定し、図中弁開度の設定点Ｐ２３に示すように、時間ｔ２２から時間ｔ２３までの間（又は真空圧力が圧力Ｑ２２から圧力Ｑ２３まで低下する間）は電動真空弁２１の弁開度を圧力降下カーブＹ２に対応する弁開度に設定し、図中弁開度の設定点Ｐ２４に示すように、時間ｔ２３から時間ｔ２４までの間（又は真空圧力が圧力Ｑ２３から圧力Ｑ２４に低下するまでの間）は電動真空弁２１の弁開度を圧力降下カーブＸ２．８２に対応する弁開度に設定し、図中弁開度の設定点Ｐ２５に示すように、時間ｔ２４から時間ｔ２５までの間（又は真空圧力が圧力Ｑ２４から圧力Ｑ２５まで低下する間）は電動真空弁２１の弁開度を圧力降下カーブＹ４に対応する弁開度に設定し、図中弁開度の設定点Ｐ２６に示すように、時間ｔ２５から時間ｔ２６までの間（又は真空圧力が圧力Ｑ２５から圧力Ｑ２６まで低下する間）は電動真空弁２１の弁開度を圧力降下カーブＹ５．６４に対応する弁開度に設定し、時間ｔ２６以降（又は真空圧力が圧力Ｑ２６まで低下してから）は電動真空弁２１の弁開度を圧力降下カーブＹ８に対応する弁開度に設定すれば、電動真空弁２１の弁開度を７段階で広げることにより真空圧力を大気圧から絶対真空まで目標圧力降下勾配Ｘに近い状態で真空引きを行うことが可能である。
【００５４】
よって、図６及び図８に示すように、電動真空弁２１の弁開度を等比倍数で設定し、設定された弁開度毎に得られる圧力降下カーブを目標圧力降下勾配Ｘに近似させるように時間軸をずらせば、圧力降下カーブの目標圧力降下勾配Ｘに近似する部分をオーバーラップさせることなく、弁開度を切り換える設定点を決定できることがわかる。すなわち、直線の目標圧力降下勾配Ｘに近似させてチャンバ室１０のガスを真空ポンプ１３に排気させるには、電動真空弁２１の弁開度を等比に設定すればよいことが分かった。そして、等比倍数（または弁開度を何点で切り換えるか）を決めれば、弁開度の設定ポイントは、設定された目標圧力降下勾配Ｘに従って必然的に決まることになり、敢えて設定する必要はないことが分かった。
【００５５】
図６及び図８に示すグラフを比較すると、等比倍数の値を小さく設定すれば、図中弁開度の設定点Ｐ１１〜Ｐ１３及び弁開度の設定点Ｐ２１〜Ｐ２６に示すように、圧力降下カーブのつながる部分が目標圧力降下勾配Ｘに近づき、圧力降下カーブのつながりに無駄がなくなることがわかる。すなわち、等比倍数の値を小さく設定して、電動真空弁２１の弁開度を切り換える回数を多くするほど、真空圧力の低下する直線性が良くなるように排気速度を制御できる。
【００５６】
また、図６及び図８に示すように、等比倍数の値を大きく設定すれば、実測する圧力降下カーブの数が少なくて済む。具体的には、等比倍数を２倍に設定した場合の圧力降下カーブは４本必要であるのに対して、等比倍数を√２倍に設定した場合の圧力降下カーブは７本必要であり、等比倍数を２倍に設定する方が、等比倍数を√２倍に設定する場合より、圧力降下カーブの数が３本少なくて済む。圧力降下カーブは、電動真空弁２１の弁開度を等比倍数に従った弁開度に設定し、大気圧から絶対真空まで真空引きを行うことにより取得されるため、圧力降下カーブの取得に時間がかかる。よって、等比倍数の値を大きく設定して取得すべく圧力降下カーブの数を減らせば、圧力降下カーブの取得時間が短くなり、目標圧力降下勾配Ｘに近似させるように電動真空弁２１の弁開度を決定する時間を短縮できる。
【００５７】
＜電動真空弁による排気速度制御方法：排気速度制御データ生成動作＞
上記真空圧力特性を利用した電動真空弁による排気速度制御方法について説明する。図９は、排気速度決定プログラムのダウンロード動作のフロー図である。図１０〜図１６は、ディスプレイ６３ａに表示される画面の一例を示す図である。図１７は、排気速度決定プログラムのフロー図である。図１８は、真空圧力制御プログラムのフロー図である。
パソコン６３は、ユーザからの要求に従い、図９のステップ１（以下「Ｓ１」と略記する。）において、パソコン６３のディスプレイ６３ａに、図１０に示すダウンロード確認画面を表示させる。ダウンロード確認画面には、「排気速度決定プログラムをダウンロードしますが、よろしいですか？」と表示されているので、ダウンロードするならば、ユーザは「はい」のボタンＢ１をマウス等でクリックする。すると、パソコン６３は、インターネット６２を介してサーバ６１に接続し、サーバ６１から排気速度決定プログラムをダウンロードし始める。パソコン６３は排気速度決定プログラムのダウンロードが完了するまで待機する（図９のＳ２：Ｎｏ）。
【００５８】
排気速度決定プログラムのダウンロードが完了すると（Ｓ２：Ｙｅｓ）、パソコン６３は、図９のＳ３において、図１１に示す等比倍数設定画面をディスプレイ６３ａに表示する。等比倍数設定画面には、等比倍数入力欄Ｂ３が設けられている。ユーザは、パソコン６３のキーボードから所望の等比倍数（ここでは２倍とする。）を等比倍数入力欄Ｂ３に入力し、ＯＫボタンＢ４をマウス等でクリックする。
【００５９】
パソコン６３は、ＯＫボタンＢ４がクリックされることにより、弁開度の等比倍数が設定されたと判断し（図９のＳ４）、Ｓ５において、図１２に示す目標圧力降下勾配設定画面をディスプレイ６３ａに表示する。目標圧力降下勾配設定画面には、大気圧から絶対真空まで真空圧力をリニアに低下させる目標圧力降下勾配Ｘを入力するための目標圧力降下勾配入力欄Ｂ５と、排気時間を入力するための排気時間入力欄Ｂ６が設けられている。ユーザは、目標圧力降下勾配入力欄Ｂ５に所望の目標圧力降下勾配Ｘをマウスでドラッグするなどして手入力するか、排気時間入力欄Ｂ６に所望の排気時間を入力することにより、目標圧力降下勾配Ｘを決定する。例えば、排気時間を短くしたい場合には、図中Ｘａに示すように、目標圧力降下勾配入力欄Ｂ５に表示される目標圧力降下勾配Ｘの傾斜を大きし、一方、排気時間を長したい場合には、図中Ｘｂに示すように、目標圧力降下勾配入力欄Ｂ５に表示される目標圧力降下勾配Ｘの傾斜を小さくする。また、例えば、排気時間入力欄Ｂ６に入力する時間によって、排気時間の長短を設定しても良い。排気時間が入力された場合には、大気圧からの目標圧力降下勾配Ｘが排気時間に応じて目標圧力降下勾配入力欄Ｂ５に自動表示されるようにすることが好ましい。目標圧力降下勾配Ｘ又は排気時間の設定が完了したら、ユーザはＯＫボタンＢ７をマウスでクリックする。
【００６０】
パソコン６３は、ＯＫボタンＢ７がクリックされると、目標圧力降下勾配Ｘが設定されたと判断し（Ｓ６：Ｙｅｓ）、図９のＳ７において、図１３に示す設定内容確認画面をディスプレイ６３ａに表示する。設定内容確認画面には、設定表示欄Ｂ８に、ユーザによって設定された弁開度の等比倍数とユーザによって設定された目標圧力降下勾配Ｘとが表示されている。ユーザは、設定表示欄Ｂ８の表示内容が正しいことを確認したら、「はい」のボタンＢ９をマウスでクリックする。尚、ユーザは、設定表示欄Ｂ８の表示内容を変更したい場合には、「変更」のボタンＢ１０をマウスでクリックする。この場合（図９のＳ８：変更）、パソコン６３は、図９のＳ３に戻り、図１１に示す等比倍数設定画面が再表示される。
【００６１】
設定内容確認画面の「はい」のボタンＢ９がクリックされると（図９のＳ８：ＯＫ）、パソコン６３は、図１４に示すＵＳＢメモリ挿入指示画面をディスプレイ６３ａに表示する。ＵＳＢメモリ挿入指示画面には、例えば、「排気速度決定プログラムと、設定された等比倍数と、設定された目標圧力降下勾配をＵＳＢメモリにコピーしますので、ＵＳＢメモリをＵＳＢポートに挿入して下さい。」との指示が表示される。ユーザは、指示に従ってＵＳＢメモリ６４をパソコン６３のＵＳＢポートに挿入した後、ＵＳＢメモリ挿入指示画面のＯＫボタンＢ１１をクリックする。パソコン６３は、ＵＳＢメモリ６４を検出するまでは（図９のＳ１１：Ｎｏ）、そのまま待機している。一方、パソコン６３は、ＵＳＢメモリ６４を検出すると（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、図９のＳ１２において、ＵＳＢメモリ６４に排気速度決定プログラムと、設定された弁開度の等比倍数と、設定された目標圧力降下勾配Ｘとをコピーし始める。コピーの進捗状況は、図１５に示すコピー進捗状況表示画面に表示される。パソコン６３は、コピーが完了すると、図９のＳ１３において、図１６に示すコピー完了通知画面を表示する。コピー完了通知画面には、例えば、「コピーが完了しました。ＵＳＢメモリをＵＳＢポートから抜いて下さい。そして、抜いたＵＳＢメモリをチャンバ室の圧力を制御するコントローラに接続し、排気速度決定プログラムと、設定された等比倍数と、設定された目標圧力降下勾配をコントローラにコピーして下さい。その後、コントローラの選択手段により準備モードを選択して弁開度の設定点を決定した後、選択手段により実行モードを選択してプロセスを実行して下さい。」との指示が表示される。ユーザは、表示内容からその後の作業手順を理解したら、コピー完了通知画面のＯＫボタンＢ１２をクリックする、すると、パソコン６３は、図９の処理を終了し、ディスプレイ６３ａの表示画面を初期画面に戻す。
【００６２】
ユーザは、ＵＳＢメモリ６４を持って、コントローラ６５がある場所へ移動する。そして、ＵＳＢメモリ６４をコントローラ６５のＵＳＢポートに接続し、ＵＳＢメモリ６４からコントローラ６５へ排気速度制御プログラムと、設定された等比倍数と、設定された目標圧力降下勾配Ｘをコピーする。コピーが終了したら、ユーザは、選択手段６５ａにより準備モードを選択する。すると、コントローラ６５は、コピーされた排気速度決定プログラムを実行する。図１７は、排気速度決定プログラムのフロー図である。
【００６３】
図１７のＳ１５に示すように、コントローラ６５は、排気速度を決定する処理を実行中であることを、表示ランプ等でユーザに報知する。この表示ランプ等による報知により、ユーザは、減圧乾燥装置１にプロセスを実行させることができないことを認識する。
【００６４】
そして、Ｓ１６において、コントローラ６５は、設定された弁開度の等比倍数を読み出し、圧力降下カーブを順次取得して記憶する。すなわち、コントローラ６５は、ＵＳＢメモリ６４からコピーした等比倍数に従い、電動真空弁２１の弁開度を求める。具体的には、等比倍数が２倍に設定された場合、電動真空弁２１の弁開度は、弁閉位置から全開位置までのストロークの１２．５％、２５％、５０％、１００％と求められる。そして、求めた弁開度毎に圧力降下カーブを求める。すなわち、コントローラ６５は、例えば、電動真空弁２１の弁開度を弁閉位置から全開位置までのストロークの１２．５％に設定する弁開度制御指令を電動真空弁２１に送信し、真空ポンプ１３を駆動してチャンバ室１０の圧力を大気圧から絶対真空まで低下させる。このとき、コントローラ６５は、チャンバ室１０内の圧力を測定するための圧力センサ１５から圧力測定データを入力する。そして、コントローラ６５は、例えば図５のＹ１に示すように、入力された圧力測定データから、チャンバ室１０の真空圧力と時間の関係を示す圧力降下カーブを求め、求めた圧力降下カーブを設定された弁開度１２．５％に関連付けて記憶領域に記憶する。これと同様に、コントローラ６５は、電動真空弁２１の弁開度を、弁閉位置から全開位置までのストロークの２５％、５０％、１００％にそれぞれ設定して圧力測定データを取得し、取得した圧力測定データから求められた図５の圧力降下カーブＹ２，Ｙ４，Ｙ８を設定された弁開度２５％、５０％、１００％に関連付けて記憶領域にそれぞれ記憶する。
【００６５】
そして、Ｓ１７において、設定された目標圧力降下勾配Ｘと取得した圧力降下カーブに基づいて排気速度制御データを生成し、記憶する。ここで、排気速度制御データとは、弁開度を切り換える設定点を決定した結果を示すデータをいう。弁開度の設定点は、真空圧力と時間の関係から求められる。排気速度制御データの生成方法をより具体的に説明する。取得した圧力降下カーブｙ１，Ｙ２，Ｙ４，Ｙ８別に、目標圧力降下勾配Ｘに近似する部分を探すと、図５の近似部分Ｘ１，Ｘ２，Ｘ４，Ｘ８に示すようになる。図６に示すように、目標圧力降下勾配Ｘに近似するように圧力降下カーブＹ１，Ｙ２，Ｙ４，Ｙ８を時間軸に沿ってずらすと、真空引き開始後から時間ｔ１１が経過し、且つ、真空圧力が大気圧から圧力Ｑ１１に低下した場合に、圧力降下カーブＹ１，Ｙ２が交差する。また、真空引き開始後から時間ｔ１２が経過し、且つ、真空圧力が圧力Ｑ１２に低下した場合に、圧力降下カーブＹ２，Ｙ３が交差する。また、真空引き開始後から時間ｔ１３が経過し、且つ、真空圧力が圧力Ｑ１３に低下した場合に、圧力降下カーブＹ４，Ｙ８が交差する。そこで、圧力降下カーブＹ１，Ｙ２の交点を、弁開度を１２．５％から２５％に切り換える設定点Ｐ１１に設定し、圧力降下カーブＹ２，Ｙ４の交点を、弁開度を２５％から５０％に切り換える設定点Ｐ１２に設定し、圧力降下カーブＹ４，Ｙ８の交点を、弁開度を５０％から１００％に切り換える設定点Ｐ１３に設定する。そして、真空圧力と時間で特定される設定点Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３を排気速度制御データとして作成する。
【００６６】
排気速度制御データの生成・記憶が終了したら、Ｓ１８において、表示ランプを消灯するなどして、排気速度決定動作が終了したことを報知し、処理を終了する。これにより、ユーザは、プロセスを実行できるようになったことを認識する。
【００６７】
＜電動真空弁による排気速度制御方法：真空圧力制御動作＞
図１８は、コントローラ６５に記憶された真空圧力制御プログラムのフロー図である。
ユーザがコントローラ６５の選択手段６５ａにより実行モードを選択すると、コントローラ６５は、図１８に示す真空圧力制御プログラムを起動する。そして、まずＳ２０において、チャンバ室１０にウエハを搬入する。そして、Ｓ２１において、排気速度制御データにより設定される弁開度の設定点（図６のＰ１１〜Ｐ１３）に従って電動真空弁２１の弁開度を切り換え、チャンバ室１０の圧力を大気圧から絶対真空へ減圧させる。具体的には、図６に示すように、コントローラ６５は、電動真空弁２１の弁開度を１２．５％に設定する弁開度制御信号を電動真空弁２１に送信し、電動真空弁２１を弁開させ、大気圧から真空引きを開始する。真空引きを開始してから弁開度切換時間ｔ１１が経過すると、コントローラ６５は、電動真空弁２１の弁開度を２５％に設定する弁開度制御信号を電動真空弁２１に送信し、電動真空弁２１の弁開度を直前の弁開度の２倍に広げ、排気系のコンダクタンスを大きくする。そして、コントローラ６５は、真空引きを開始してから弁開度切換時間ｔ１２が経過すると、電動真空弁２１の弁開度を５０％に設定する弁開度制御信号を電動真空弁２１に送信し、電動真空弁２１の弁開度を直前の弁開度の２倍に広げ、排気系のコンダクタンスを大きくする。そして、コントローラ６５は、真空引きを開始してから弁開度切換時間ｔ１３が経過すると、電動真空弁２１の弁開度を１００％に設定する弁開度制御信号を電動真空弁２１に送信し、電動真空弁２１の弁開度を直前の弁開度の２倍に広げ、排気系のコンダクタンスを大きくする。この結果、チャンバ室１０の圧力は、図６に示すように、ユーザが設定した目標圧力降下勾配Ｘに近似した状態で大気圧から絶対真空へ減圧される。
【００６８】
そして、Ｓ２２において、圧力センサ１５が測定する圧力測定データに基づいて、チャンバ室１０の圧力が粘性流領域を超えたか否かを判断する。粘性流領域を超えるまでは（Ｓ２２：Ｎｏ）、Ｓ２１において、電空真空弁２１を使用して排気速度を制御する。一方、チャンバ室１０の圧力が粘性流領域を超えた場合には（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、大口径真空遮断弁１２の弁開度を調整して排気速度を制御する。大口径真空遮断弁１２は、電動真空弁２１より弁座口径が大きく、大流量を制御できるため、電動真空弁２１のみで排気制御を行う場合より速く排気を行うことができる。
【００６９】
コントローラ６５は、チャンバ室１０内のウエハに対するプロセスが終了すると（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、Ｓ２５において、ウエハをチャンバ室１０から搬出する。そして、コントローラ６５は、Ｓ２６において、プロセス終了ボタンの押下等により真空圧力制御を終了する指示が入力されたか否かにより真空圧力制御を終了するか否かを判断する。指示が入力されず、真空圧力制御を続行する場合には（Ｓ２６：Ｎｏ）、Ｓ２７において、チャンバ室１０を大気圧にしてから、Ｓ２４において次のウエハを搬入する。一方、指示が入力されて真空圧力制御を終了する場合には（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００７０】
尚、コントローラ６５は、上記真空圧力制御動作中、表示ランプ等によりプロセス中であることを報知するようにしても良い。
また、弁開度の設定点の最大段数（ここでは弁開度１００％の場合）において、系のコンダクタンスの影響を受ける領域（例えば中間流領域）に入ることがある。しかしこの場合、図６の圧力降下カーブＹ４に示すように、少なくとも、排気速度が、設定された目標圧力降下勾配Ｘを超えて速くなることはなく、安全サイドへ速度がずれるのみである。
【００７１】
上記説明では、ユーザが等比倍数を２倍に設定した場合を例に挙げたが、例えばユーザが弁開度の等比倍数を√２倍に設定した場合には、上記と同様の処理により、図８に示すように弁開度の設定点Ｐ２１〜Ｐ２６が決定され、排気速度がより直線的に制御される。
【００７２】
＜作用効果＞
従って、上記実施形態の電動真空弁による排気速度制御方法、排気速度制御システム６６、弁開度決定方法、弁開度決定プログラムは、以下の作用効果を奏する。
真空ポンプ１３やチャンバ室１０や排気配管系１６による制御成績を排気速度に直接反映させるために、電動真空弁２１の弁開度を等比倍数に従って段階的に制御し、弁開度毎に、真空ポンプ１３により粘性流領域から排気を行わせ、圧力センサ１５がチャンバ室１０の圧力を測定した圧力測定データを取得する。つまり、電動真空弁２１の設置先の装置を使って弁開度別に圧力測定データを実測する。弁開度別に実測した圧力測定データから圧力降下カーブＹ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４を求め、圧力降下カーブＹ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４を目標圧力降下勾配Ｘに近似させるように時間的にずらすと、圧力降下カーブＹ２，Ｙ３，Ｙ４が直前の弁開度の圧力降下カーブＹ１，Ｙ２，Ｙ３とそれぞれ交差する。そこで、圧力降下カーブ同士の交点を電動真空弁２１の弁開度を切り換える設定点Ｐ１１．Ｐ１２，Ｐ１３に決定する。このように、弁開度を等比倍数に従って変化させると、各弁開度に対応する圧力降下カーブＹ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４の目標圧力降下勾配Ｘに近似する部分がオーバーラップしないため、設定点Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３が無駄に設定されない。真空圧力制御時には、設定点Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３に基づいて電動真空弁２１の弁開度を切り換えることにより、排気配管系１６のコンダクタンスを変更し、粘性流領域における排気速度を制御する。このとき、電動真空弁２１は、チャンバ室１０の圧力が目標圧力降下勾配Ｘに近似する部分から外れると同時に弁開度を等比倍数分だけ広げられ、チャンバ室１０の圧力を目標圧力降下勾配に再び近づけて降下させるため、チャンバ室１０の圧力は粘性流領域でも目標圧力降下勾配Ｘに近似した状態で降下する。
【００７３】
このように、上記実施形態では、粘性流領域における圧力降下カーブＹ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４を、電動真空弁２１の設置先であるチャンバ室１０、真空ポンプ１３及び排気配管系１６を使用して実測するので、電動真空弁２１の設置先の制御成績や粘性流領域におけるプロセスへの悪影響を、電動真空弁２１の弁開度を切り換える設定点Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３の決定に反映させることが可能である。そして、弁開度の設定点Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３を決定する者は、プロセスの悪影響を排除するための専門知識を持っていなくても、圧力降下カーブＹ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４を実測して目標圧力降下勾配Ｘに近似させて圧力降下カーブＹ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４を時間的にずらすだけで、チャンバ室１０の圧力を目標圧力降下勾配Ｘに近づけるように弁開度の設定点Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３を決定することが可能である。その結果、上記実施形態は、粘性流領域において親弁と子弁により弁開度を２段制御して排気速度を制御する場合（図２６参照）よりも、粘性流領域においてプロセスに影響しないように真空圧力・排気制御条件を得たり、排気速度を短縮することが可能になる。そして、上記実施形態は、排気速度をフィードバック制御する場合（図２７参照）のようにチャンバ室の圧力を直線状に降下させることができないものの、複雑な制御基板や制御プログラム等を使用しなくても、子弁と親弁で排気速度を制御するもの（図２６参照）よりチャンバ室１０の圧力を直線的に降下させるように排気速度を制御することが可能になる。
【００７４】
よって、上記実施形態の電動真空弁による排気速度制御方法、排気速度制御システム６６、弁開度決定方法、弁開度決定プログラムによれば、チャンバ室１０の圧力を目標圧力降下勾配Ｘに近づけるように電動真空弁２１の弁開度を切り換える設定点Ｐ１１．Ｐ１２，Ｐ１３を簡単かつ安価に設定できる。
【００７５】
上記実施形態の電動真空弁による排気速度制御方法は、等比倍数設定画面上で等比倍数を設定できる。そのため、例えば、等比倍数設定画面上で等比倍数を小さく設定すれば（例えば√２倍）、図８に示すように、電動真空弁の弁開度を切り換える設定点の数を増やして、設定点を目標圧力降下勾配に近い位置に決定し、チャンバ室の圧力を滑らかに変化させることが可能である。一方、例えば、等比倍数設定画面上で等比倍数を大きく設定すれば（例えば２倍）、図６に示すように、実測する圧力降下カーブの数が減り、弁開度の設定点を決定する時間を短縮することが可能である。よって、上記実施形態の電動真空弁による排気速度制御方法によれば、等比倍数の設定値によって、チャンバ室１０の圧力を滑らかに変化させる程度や、弁開度の設定点を取得するための確保できる時間を調整することが可能になり、ユーザの個々の要求を排気速度制御に反映させることができる。
【００７６】
上記実施形態の電動真空弁による排気速度制御方法は、目標圧力降下勾配設定画面上で目標圧力降下勾配Ｘを設定できる。そのため、例えば、排気時間を短くしたい場合には、目標圧力降下勾配設定画面において傾斜角度を大きくするように目標圧力降下勾配Ｘを設定すれば良い。一方、ゆっくり排気したい場合には、目標圧力降下勾配設定画面において傾斜角度を小さくするように目標圧力降下勾配Ｘを設定すれば良い。よって、上記実施形態の電動真空弁による排気速度制御方法によれば、目標圧力降下勾配Ｘの設定によって、排気時間やチャンバ室１０の圧力変化の程度を調整することが可能になり、ユーザの個々の要求を排気速度制御に反映させることができる。
【００７７】
上記実施形態の電動真空弁による排気速度制御方法及び排気速度制御システム６６は、電動真空弁２１と並列に大口径真空遮断弁１２を設けてチャンバ室１０に接続しており、粘性流領域では電動真空弁２１の弁開度を切り換えて排気速度を制御し、粘性流領域を超えた後に、電動真空弁２１より大流量を制御できる大口径真空遮断弁１２の弁開度を調整して排気速度を制御する。このように、堆積物を巻き上げやすい粘性流領域では電動真空弁２１によりゆっくり排気を行い、粘性流領域を超えて堆積物の巻き上げの虞が低くなると、大口径真空遮断弁１２により速い排気を行うので、チャンバ室１０の圧力を大気圧から目標真空圧力まで短時間で到達させることができる。このような方法及びシステム６６は、特に、チャンバ室１０の容量が大きい場合に有効である。
【００７８】
（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。図１９は、本発明の第２実施形態に係る排気速度制御システム７２の概略構成図である。
本実施形態の排気速度制御システム７２は、コントローラ７１が実測した圧力測定データを用いて圧力降下カーブを求め、その圧力降下カーブを用いてパソコン６３が弁開度の設定点を決定し、決定した設定点に従いコントローラ７１がチャンバ室１０の真空圧力を制御する。この意味で、パソコン６３とコントローラ７１は「圧力実測手段」の一例となり、パソコン６３は「排気速度決定手段」の一例となり、コントローラ７１は「真空圧力制御手段」の一例となる。本実施形態の排気速度制御システム７２は、弁開度の設定点を決定する方法が第１実施形態と相違している。ここでは第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と共通する点は図面及び説明に第１実施形態と同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【００７９】
図１９に示すように、パソコン６３は、インターネット６２を介してサーバ６１に接続し、サーバ６１から排気速度決定プログラムをダウンロードする。ユーザがパソコン６３上で排気速度制御プログラムを実行すると、パソコン６３は、図２０に示す処理を実行し、弁開度の設定点を決定する。図２０は、排気速度決定プログラムのフロー図である。
【００８０】
パソコン６３は、Ｓ３１において、図９のＳ３と同様に等比倍数設定画面（図１１）を表示し、Ｓ３２において、弁開度の等比倍数が設定されたか否かを判断する。等比倍数設定画面の等比倍数入力欄Ｂ３に等比倍数が入力され、ＯＫボタンＢ４がクリックされると、パソコン６３は、弁開度の等比倍数が設定されたと判断し（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、Ｓ３３において、図２１に示す圧力実測データ入力画面を表示する。圧力実測データ入力画面には、例えば、「チャンバ室の真空圧力を制御するコントローラに以下の弁開度を設定してチャンバ室の圧力変化を実測し、その実測結果を入力して下さい。」との指示が表示される。そして、圧力実測データ入力画面には、Ｓ３１で設定された等比倍数（ここでは２倍）に基づいて求められた弁開度１２．５％、２５％、５０％、１００％が表示されている。そこで、ユーザは、ＵＳＢメモリ６４を持ってコントローラ７１の設置場所へ行き、ＵＳＢメモリ６４をコントローラ７１に接続する。そして、ユーザは、コントローラ７１の弁開度設定手段７１ａに弁開度１２．５％を設定する。すると、コントローラ７１は、チャンバ室１０の圧力を大気圧から絶対真空に減圧させ、圧力センサ１５からコントローラ７１に入力された圧力測定データをＵＳＢメモリ６４に記憶させる。ユーザは、弁開度２５％、５０％、１００％についても、それぞれ同様に圧力測定データをＵＳＢメモリ６４に記憶させる。このようにして、弁開度１２．５％，２５％、５０％、１００％の圧力測定データがＵＳＢメモリ６４に記憶されたら、ユーザは、ＵＳＢメモリ６４をコントローラ７１から抜いてパソコン６３へ戻り、ＵＳＢメモリ６４をパソコン６３へ接続してＵＳＢメモリ６４に記憶された圧力測定データをパソコン６３にコピーする。コピーが完了したら、ユーザは、圧力実測データ入力画面の入力ボタンＢ２１をマウス等でクリックする。
【００８１】
パソコン６３は、入力ボタンＢ２１がクリックされると、弁開度の等比倍数に従って圧力降下カーブの実測値が入力されたと判断し（Ｓ３４：Ｙｅｓ）、Ｓ３５において、図９のＳ５と同様に目標圧力降下勾配設定画面（図１２参照）をディスプレイ６３ａに表示する。ユーザが目標圧力降下勾配設定画面に目標圧力降下勾配Ｘを設定すると（Ｓ３６：Ｙｅｓ）、パソコン６３は、Ｓ３７において、排気速度制御データを作成する。排気速度制御データの作成方法は、図１７のＳ２２と同様であるので、説明を省略する。
【００８２】
そして、パソコン６３は、Ｓ３８において、例えば図２２に示す排気速度制御データ確認画面をディスプレイ６３ａに表示し、ユーザに排気速度制御データの内容を確認させる。排気速度制御データ確認画面には、弁開度の設定点がわかるグラフＢ２２と、弁開度毎の弁開時間Ｂ２３が表示されている。ユーザは、弁開度の設定点を変更したい場合には、変更ボタンＢ２５をクリックする。この場合（Ｓ３９：変更）、パソコン６３は、Ｓ３１に戻り、等比倍数と目標圧力降下勾配Ｘをユーザに再設定させる。
【００８３】
一方、ユーザは、排気速度制御データに変更がない場合には、「はい」のボタンＢ２４をクリックする（Ｓ３９：ＯＫ）。すると、パソコン６３は、Ｓ４０において、例えば図２３に示す記憶媒体セット指示画面をディスプレイ６３ａに表示する。記憶媒体セット指示画面には、例えば、「弁開度の設定点をコピーしますので、ＵＳＢメモリをＵＳＢポートに差し込んだら、「セット」をクリックして下さい。」との指示が表示されている。そこで、ユーザは、ＵＳＢメモリ６４をパソコン６３のＵＳＢポートに差し込み、記憶媒体セット指示画面のセットボタンＢ２６をクリックする。パソコン６３は、ＵＳＢメモリ６４を検出すると（Ｓ４１：Ｙｅｓ）、Ｓ４２において、排気速度制御データをＵＳＢメモリ６４にコピーする。パソコン６３は、排気速度制御データをＵＳＢメモリ６４にコピーし終わると、Ｓ４３において、例えば図２４に示す排気速度決定完了画面をディスプレイ６３ａに表示し、処理を終了する。排気速度決定完了画面には、例えば、「弁開度の設定点をＵＳＢメモリにコピーしました。ＵＳＢメモリの弁開度の設定点を真空圧力制御システムのコントローラにコピーし、プロセス開始スイッチを操作して下さい。」との指示が表示される。そこで、ユーザは、ＵＳＢメモリ６４をパソコン６３から抜き、排気速度決定完了画面のはいボタンＢ２７をマウス等でクリックする。これにより、パソコン６３は図１７に示す処理を終了する。
【００８４】
そして、ユーザは、排気速度制御データ（弁開度の設定点）が記憶されたＵＳＢメモリ６４を持ってコントローラ７１の設置場所へ移動する。そして、コントローラ７１にＵＳＢメモリ６４を接続して、排気速度制御データ（弁開度の設定点）をコントローラ７１に記憶させる。その後、ユーザは、コントローラ７１のプロセス開始スイッチ７１ｂを操作し、排気速度制御データに基づくプロセスをコントローラ７１に実行させる。
【００８５】
＜作用効果＞
従って、本実施形態の排気速度制御方法は、第１実施形態で説明した作用効果に加え、パソコン６３上で決定した弁開度の設定点をコントローラ７１にコピーするので、コントローラ７１が自動的に圧力測定データを取得して弁開度の設定点を決定する必要がなく、コントローラ７１の回路構成を第１実施形態のコントローラ６５より単純且つ安価にすることができる。
【００８６】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
第３実施形態の排気速度制御方法は、真空圧力制御工程を除き、第１実施形態の排気速度制御方法と同様である。よって、ここでは、第１実施形態と相違する点を中心に説明する。
【００８７】
本実施形態の排気速度制御方法は、排気速度制御データ（例えば図６参照）に従って電動真空弁２１の弁開度を切り換えるタイミングを、圧力センサ１５の圧力測定データに基づいて行う点が第１実施形態と相違している。すなわち、コントローラ６５は、例えば図６に示す排気速度制御データを用いて真空圧力制御を行う場合、電動真空弁２１の弁開度を１２．５％に設定して真空引きを開始すると同時に、圧力センサ１５から圧力測定データを入力し、チャンバ室１０の圧力を監視する。コントローラ６５は、圧力センサ１５の圧力測定データが圧力Ｑ１１になったことを検出すると、電動真空弁２１の弁開度を１２．５％から２５％に切り換える。そして、コントローラ６５は、圧力センサ１５の圧力測定データが圧力Ｑ１２になったことを検出すると、電動真空弁２１の弁開度を２５％から５０％に切り換える。更に、コントローラ６５は、圧力センサ１５の圧力測定データが圧力Ｑ１３になったことを検出すると、電動真空弁２１の弁開度を５０％から１００％に切り換える。
【００８８】
＜作用効果＞
上記排気速度制御方法は、圧力センサ１５の圧力測定データを排気速度制御データに照合し、弁開度を切り換える。そのため、上記排気速度制御方法が、排気速度制御データに設定された弁開度の設定点Ｐ１１が外乱（コンダクタンスの合成等）により時間的にずれた場合に、そのずれに合わせて当該設定点Ｐ１１以降の弁開度の設定点Ｐ１２，Ｐ１３をずらす補正を行わなくても、チャンバ室１０の圧力をリニアな目標圧力降下勾配Ｘに近似させた状態で排気速度を制御することができる。
【００８９】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
（１）例えば、上記実施形態では、電動真空弁による排気速度制御方法を減圧乾燥装置１に使用したが、半導体製造分野のＣＶＤ装置やプラズマ装置など他の作業工程に使用される装置や、半導体製造分野と異なる分野の装置（例えば、食用パンを袋に詰めて袋内を真空にする装置や乾燥食品用の乾燥装置）などに使用しても良い。
（２）例えば、上記実施形態では、電動真空弁２１の駆動部２３にステッピングモータ２７を使用したが、駆動部２３は、ソレノイド式やエアオペレイト式であっても良い。
（３）例えば、上記実施形態では、排気速度制御データをマッピングデータとして取得したが、テーブルや関数による排気速度制御データを取得しても良い。
（４）例えば、上記実施形態では、排気速度決定プログラムを用いて排気速度制御データをパソコン６３やコントローラ６５に作成させた。これに対して、ユーザが、カタログの説明などを見ながら排気速度制御データを作成しても良い。例えば、ユーザは、電動真空弁２１の弁開度を所望の等比倍数に従って切り換えて圧力降下カーブを実測し、取得した圧力降下カーブを所望の目標圧力降下勾配Ｘに照らし合わせて近似する部分を探索し、探索した部分から弁開度の設定点を手作業で設定して排気速度制御データを作成しても良い。この場合、排気速度決定プログラムが不要となり、コストを安くできる。逆に、排気速度決定プログラムを予めコントローラ６５に記憶させておき、コントローラ６５の排気速度制御データ取得モードを設定すれば、自動的に等比倍数に従って電動真空弁２１の弁開度が制御されて圧力降下カーブが取得され、排気速度制御データが作成されるようにしても良い。この場合、排気速度制御データの作成にユーザが携わる時間が短くなり、使い勝手が良い。
（５）例えば、上記実施形態では、粘性流領域における排気速度制御を電動真空弁２１に行わせ、粘性流領域を超えたら、大口径真空遮断弁１２により排気速度を制御することにより、排気時間の短縮を図っている。これに対して、例えば、チャンバ容量が小さい場合には、電動真空弁２１だけをチャンバに接続し、電動真空弁２１のみで排気速度を制御するようにしても良い。この場合、電動真空弁２１が大気圧から粘性流領域を超える目標真空圧力までチャンバ室１０の圧力を制御することにより、より確実に堆積物の巻き上げ等を防止して排気速度を制御できるようにしても良い。
（６）例えば、上記実施形態では、粘性流領域を脱した後に大口径真空遮断弁１２の弁開度を調整して真空圧力を制御した。これに対して、粘性流領域の粘性が低下するのに従い、パーティクルが巻き上がりにくくなるので、粘性流領域の粘性が低くなった後に大口径真空遮断弁１２の弁開度を調整して真空圧力を制御するようにしても良い。この場合、粘性流領域を脱した後に大口径真空遮断弁１２により真空圧力を制御する場合と比べ、大口径真空遮断弁１２を早く使用し、排気速度をより一層短縮させることができる。
【符号の説明】
【００９０】
１０  チャンバ室
１３  真空ポンプ
１５  圧力センサ
２１  電動真空弁
６３  パソコン（圧力実測手段、排気速度決定手段の一例）
６５  コントローラ（圧力実測手段、排気速度決定手段、真空圧力制御手段の一例）
６６  排気速度制御システム
７１  コントローラ（真空圧力制御手段の一例）
７２  排気速度制御システム
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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