(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器と、
前記真空容器内のガスを吸引する真空ポンプと、
前記真空容器と前記真空ポンプとの間に接続し、動力源として、流体供給源から供給される流体により、開度を変化させて前記真空容器内の真空圧力を制御する真空開閉弁と、
前記真空開閉弁を制御する真空圧力制御装置と、
前記真空開閉弁の前記開度を制御するサーボ弁と、を備えること、
前記サーボ弁は、前記流体供給源と接続する第１ポート、前記真空開閉弁と接続する第２ポート、及び、排気側流路と接続する第３ポートを有し、
前記真空圧力制御装置は、
前記第１ポートから前記第２ポートへ流れる前記流体の流量と、前記第２ポートから前記第３ポートへ流れる前記流体の流量との差がゼロとなる、サーボ弁指令値をゼロ指令信号値として記憶す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に記載の真空圧力制御システムにおいて、
真空圧力制御システムを実際に稼働させる生産ラインに設置したときに、前記ゼロ指令信号値を検出するためのティーチングプログラムを備え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２に記載する真空圧力制御システムにおいて、
前記真空圧力制御装置が、記憶している前記ゼロ指令信号値に基づいて、サーボ弁指令値を出力することにより、前記サーボ弁を制御す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に記載の真空圧力制御システムにおいて、
前記真空開閉弁は、
弁座と、
前記流体供給源からの前記流体により、該弁座に対して当接・離間可能であり、それによって弁開閉方向に前記開度を変化させる弁体と、
該弁体を閉弁方向に付勢する弾性部材と、を有し、
前記開度は、前記弾性部材の付勢力に抗するのに必要な最低の、前記流体による押圧力で、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に記載の真空圧力制御システムにおいて、
当該真空圧力制御システムを運転しない状態にあるときに、流体供給源から流体が前記サーボ弁に流入するのを遮断する流体流通防止弁を備える、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１に記載の真空圧力制御システムにおいて、
前記真空開閉弁が、前記サーボ弁を通じず、前記真空開閉弁の前記開度を手動で調節できる弁開度調節部を備える、ことを特徴とする真空圧力制御システム。
【請求項７】
請求項１に記載の真空圧力制御システムにおいて、
前記真空開閉弁の前記開度を非接触で計測する変位センサを備える、ことを特徴とする真空圧力制御システム。
【請求項８】
請求項１に記載の真空圧力制御システムにおいて、
前記真空開閉弁は、
弁座と、
該弁座当接・離間可能な弁体と、
前記流体供給源からの流体により、該弁体を移動させるアクチュエータと、
該アクチュエータの内圧を計測する圧力センサを備える、
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、半導体製造工程で使用される真空容器内において、給気したガスを正確な真空圧力値で保持すると共に、このガスを真空容器外に迅速に排気させる真空圧力制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造工程において、ウエハを配置した真空チャンバ内に、プロセスガスとパージガスとを交互に給気・排気させる様々な真空圧力制御システムが提案されている。このような真空圧力制御システムの中には、真空チャンバ内に供給されたガスを密閉または排気するにあたり、このガスの流通を、電磁バルブ及び電空比例弁を用いて制御するものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特願平９−７２４５８号公報
【０００４】
この特許文献１に開示された真空圧力制御システムについて、図１２〜図１５を用いて簡単に説明する。図１２は、真空圧力制御システムの構成を説明する説明図である。図１３は、真空圧力制御システムに用いた真空比例開閉弁３１８を示す断面図である。図１４は、真空比例開閉弁３１８を制御する制御装置の構成を説明するためのブロック図である。図１５は、時間開閉動作弁３６２を説明するためのブロック図である。
特許文献１の真空圧力制御システムは、真空チャンバ３１１、圧力センサ３１７、真空ポンプ３１９及び、この真空ポンプ３１９と真空チャンバ３１１との間に接続された真空比例開閉弁３１８等から構成されている。この真空比例開閉弁３１８は、弁座３３６に対し、駆動エアによりピストン３４１を駆動させポペット弁体３３３を上下方向に移動して、ポペット弁体３３３と弁座３３６とのなす隙間の有無によって、開弁、閉弁できるようになっている。この真空圧力制御システムでは、急速給気用の第１電磁弁３６０及び急速排気用の第２電磁弁３６１に、電磁バルブがそれぞれ用いられている。
【０００５】
この真空圧力制御システムでは、ガスを真空チャンバ３１１外に排気する場合、第２電磁弁３６１において第１入力ポート６１１を出力ポート６１３に接続し、第１電磁弁３６０において第２入力ポート６０２を出力ポート６０３に接続すると、駆動エアが真空比例開閉弁３１８に供給される。これにより、ポペット弁体３３３が開弁し、真空ポンプ３１９で真空チャンバ３１１内のガスが吸引される。
一方、真空チャンバ３１１内にガスを密閉する場合には、第２電磁弁３６１における第２入力ポート６１２を出力ポート６１３に接続し、第１電磁弁６０において第２入力ポート６０２を出力ポート６０３に接続する。これにより、真空比例開閉弁３１８には駆動エアは供給されず、ポペット弁体３３３は閉弁したまま、ガスは真空チャンバ３１１内で密閉される。
【０００６】
また、この真空圧力制御システムでは、ポペット弁体３３３が完全に開弁した状態から、あるいは、ポペット弁体３３３が閉弁した状態から、真空チャンバ３１１内に密閉したガスを目標の真空圧力値に変化させるときには、まず第１電磁弁３６０及び第２電磁弁３６１を用いて、真空チャンバ３１１内にガスを急速的に給気または排気し、目標の真空圧力値に近いところまで真空圧力を変化させる。ガスが密閉された状態の真空チャンバ３１１内では、目標値として設定した真空圧力値（設定値）と、圧力センサ３１７により計測した真空圧力値（実測値）とが異なるので、さらに真空圧力の微調整を行う。
この真空圧力の微調整は、真空圧力制御回路３６７により時間開閉動作弁３６２を駆動させ、真空チャンバ３１１内の真空圧力値（実測値）を設定値に一致させる調整である。
この時間開閉動作弁３６２は、いずれも２ポートの電空比例弁である給気側比例弁３７４及び排気側比例弁３７５からなる。この給気側比例弁３７４及び排気側比例弁３７５では、ガスが流通する流路の有効断面積が、第１電磁弁３６０及び第２電磁弁３６１よりも小さくなっている。
【０００７】
給気側比例弁３７４の入力ポート３７４aは供給エア源に、給気側比例弁３７４の出力
ポート３７４ｂは排気側比例弁３７５の入力ポート３７５ｂに、それぞれ接続している。一方、排気側比例弁３７５の出力ポート３７４aは、排気側に接続しており、この排気側
比例弁３７５の入力ポート３７５ｂと給気側比例弁３７４の出力ポート３７４ｂとは、いずれも第１電磁弁３６０の第１入力ポート６０１に接続している。給気側比例弁３７４及び排気側比例弁３７５は、それぞれ真空圧力制御回路３６７による制御によってオンオフが切替えられ、パルスドライブ回路３６８を通じて印加するパルス電圧で駆動するようになっている。
これにより、第１電磁弁３６０及び第２電磁弁３６１で急速給気及び急速排気するときのポペット弁体３３３の開度よりも小さい弁開度で、ピストン３４１を正確な位置に停止させ、高い応答速度でポペット弁体３３３の開閉を正確に制御している。このため、ガスの真空圧調整が高い精度でできるようになっている。
【０００８】
具体的には、真空チャンバ３１１内の真空圧力の実測値が設定値よりも高圧側にある場合には、駆動エアの一部を排気側比例弁３７５から排気しつつ、主に給気側比例弁３７４に供給される駆動エアの量を調節しながら、第１電磁弁３６０を通じてポペット弁体３３３を移動させている。これにより、ポペット弁体３３３の開度は閉弁状態から少しだけ開弁した状態にして、真空チャンバ３１１内のガスを、真空圧力が設定値になるまで真空ポンプ３１９で吸引する。
一方、真空チャンバ３１１内の真空圧力の実測値が設定値よりも絶対真空圧側にある場合には、主に駆動エアの一部を排気側比例弁３７５を通じて排気しつつ、その残りの駆動エアを給気側比例弁３７４に供給して、第１電磁弁３６０に供給する駆動エアの量を調節しながら、第１電磁弁３６０を通じてポペット弁体３３３を移動させている。これにより、ポペット弁体３３３を閉弁状態よりも微少量だけ隙間を有した状態にしておき、この状態で、真空チャンバ３１１内のガスを流して、真空圧力を設定値と一致するように調節する。
【０００９】
特許文献１の真空圧力制御システムのように、従来の真空圧力制御システムは、電磁バルブを介してガスを急速的に給排気する機能を有するほか、真空チャンバ内に供給し密閉したプロセスガスの真空圧力を、正確に所定の真空圧力値になるように電空比例弁で制御する構成となっている。このため、半導体製造工程においてこの真空圧力制御システムを用いた表面処理法で、ウエハに表面処理を行うと、精度の高い表面処理が実現できる。
その一方で、この表面処理法では、真空チャンバ内で密閉するプロセスガスの真空圧力を、電空比例弁を用いて正確に制御（微調整）しているので、プロセスガスの真空圧力を所定の真空圧力値にするまでに十数秒の時間がかかる。
【００１０】
ところで、近年、半導体製造工程では、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｏｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）プロセスによる処理手法が用いられるようになった。
従来の表面処理法と同様、このＡＬＤプロセスによる処理手法は、真空チャンバ内に密閉したプロセスガスを、設定した真空圧力値に高い精度で調整することが要求される手法である。その一方、従来の表面処理法とは異なり、ＡＬＤプロセスによる処理手法では、真空チャンバ内にパージガスを導入してからプロセスガスを排気するまでの所要時間を、概ね１、２秒間とすることが要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の真空圧力制御システムでは、電空比例弁を通じて、プロセスガスの真空圧力を所定の真空圧力値に調整するのに、十数秒間もの時間が必要となっている。
このような時間を必要とする理由として、電空比例弁におけるポペット弁体のストロークを、電磁バルブにおける弁体のストロークよりも短く、プランジャ及びオリフィスも小さくしているので、電空比例弁は、高い周波数で開閉できるようになっている。このため、真空チャンバ内に向けて流れるプロセスガスの流量が正確に制御でき、プロセスガスの真空圧力を高い精度で調整できる。その一方で、この電空比例弁では、ポペット弁体のストロークが短く、プランジャ及びオリフィスも小さくなっているので、給気時または排気時に、単位時間当たりに電空比例弁を流れるプロセスガスの流量は電磁バルブよりも少ない。このため、プロセスガスが真空チャンバ内を出入りするのに余分に時間がかかり、その結果、真空圧力の微調整に十数秒間の時間がかかる。
このため、１、２秒間で、パージガスとプロセスガスとを置換させるＡＬＤプロセスによる表面処理法には、従来の真空圧力制御システムを用いることができなかった。したがって、ＡＬＤプロセスによる半導体製造工程にも適した、真空チャンバ内にパージガスを導入してからプロセスガスを排気するまでの所要時間を、短時間で、例えば１、２秒内でできる真空圧力制御システムの開発が必要となっていた。
【００１２】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、半導体製造工程で使用する真空圧力制御システムにおいて、給気したガスを正確な真空圧力値で迅速に保持できると共に、このガスを真空容器外に迅速に排気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】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の真空圧力制御システムは、次の構成を有している。
（１）真空容器と、前記真空容器内のガスを吸引する真空ポンプと、前記真空容器と前記真空ポンプとの間に接続し、動力源として、流体供給源から供給される流体により、開度を変化させて前記真空容器内の真空圧力を制御する真空開閉弁と、前記真空開閉弁を制御する真空圧力制御装置と、前記真空開閉弁の前記開度を制御するサーボ弁と、を備える。
【００１４】
（２）（１）に記載の真空圧力制御システムにおいて、前記サーボ弁は、前記流体供給源と接続する第１ポート、前記真空開閉弁と接続する第２ポート、及び、排気側流路と接続する第３ポートを有し、前記真空圧力制御装置は、前記第１ポートから前記第２ポートへ流れる前記流体の流量と、前記第２ポートから前記第３ポートへ流れる前記流体の流量との差がゼロとなる、サーボ弁指令値をゼロ指令信号値として記憶することを特徴とする。
（３）（２）に記載の真空圧力制御システムにおいて、真空圧力制御システムを実際に稼働させる生産ラインに設置したときに、前記ゼロ指令信号値を検出するためのティーチングプログラムを備えることを特徴とする。
【００１５】
（４）（３）に記載する真空圧力制御システムにおいて、前記真空圧力制御装置が、記憶している前記ゼロ指令信号値に基づいて、サーボ弁指令値を出力することにより、前記サーボ弁を制御することを特徴とする。
（５）（１）に記載の真空圧力制御システムにおいて、前記真空開閉弁は、弁座と、前記流体供給源からの前記流体により、該弁座に対して当接・離間可能であり、それによって弁開閉方向に前記開度を変化させる弁体と、該弁体を閉弁方向に付勢する弾性部材と、を有し、前記開度は、前記弾性部材の付勢力に抗するのに必要な最低の、前記流体による押圧力で、変化させる、ことを特徴とする。
【００１６】
（６）（１）に記載の真空圧力制御システムにおいて、当該真空圧力制御システムを運転しない状態にあるときに、流体供給源から流体が前記サーボ弁に流入するのを遮断する流体流通防止弁を備える、ことを特徴とする。
（７）（１）に記載の真空圧力制御システムにおいて、前記真空圧開閉弁が、前記サーボ弁を通じず、前記真空開閉弁の前記開度を手動で調節できる弁開度調節部を備える、ことを特徴とする。
【００１７】
（８）（１）に記載の真空圧力制御システムにおいて、前記真空開閉弁の前記開度を非接触で計測する変位センサを備える、ことを特徴とする。
（９）（１）に記載の真空圧力制御システムにおいて、前記真空開閉弁は、弁座と、該弁座当接・離間可能な弁体と、前記流体供給源からの流体により、該弁体を移動させるアクチュエータと、該アクチュエータの内圧を計測する圧力センサを備える、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
一般に、サーボ弁の中には、例えば、流体をサーボ弁内に流入させる第１ポート、制御された流量で流体を供給先側へ流出させる第２ポート、及び、流体をサーボ弁内からサーボ弁外へ排気させる第３ポート等を有した構成のものがある。このように構成されたサーボ弁の中でもさらに、例えば、通電方向が互いに反対同士である２つのコイルと、マグネットを備えたスプール等の弁体とを有したものがある。このサーボ弁では、一方のコイルへの通電により、この一方のコイルに生じる電磁力とマグネットによる磁力により、弁体はシリンダ内をストローク方向一方側に向けて駆動し、通電量に対応した位置に正確に停止する。その一方で、他方のコイルへの通電により、この他方のコイルに生じる電磁力とマグネットによる磁力により、弁体はシリンダ内をストローク方向他方側に向けて駆動し、通電量に対応した位置に正確に停止する。
【００１９】
したがって、制御装置により両方のコイルへの通電量を適切に制御した指令信号がサーボ弁の制御部に入力されると、弁体は、この指令信号に基づいて、ストローク方向に弁内を高い応答性でかつ迅速に駆動し、所定位置に正確に停止する。
このようなサーボ弁では、弁体は、ストローク方向、すなわち第２ポートを挟んで第１ポートと第３ポートとを結ぶ方向に、弁内を移動する。
弁体がシリンダ内のストローク方向一端側の位置で停止すると、第３ポートと第２ポートの連通流路が遮断した状態となる一方、第１ポートの流路は全開するので、第１ポートに流入した流体を、第２ポートから供給先側に急速的に流すことができるようになる。また、弁体がストローク方向他端側の位置で停止すると、第１ポートと第２ポートの連通流路が遮断した状態になる一方、第３ポートと第２ポートの連通流路は全開するので、第２ポートを流れる流体を、第３ポートからサーボ弁外へ急速的に排気できるようになる。
【００２０】
さらに、サーボ弁では、弁体が、第１ポートの流路と第３ポートの流路との間の微妙な位置に停止して、第１ポートの流路及び第３ポートの流路におけるそれぞれ一部を精度良く塞ぐこともできる。これにより、例えば、第１ポートと第２ポートとが連通する流路を少し大きくしたり、あるいは、第２ポートと第３ポートとが連通する流路を少し大きくしたりする等、第１ポートから第２ポートに向けて流れる流体の流量と、第２ポートから第３ポートに向けて流れる流体の流量とを、微妙に調整することが、高い応答性で迅速にかつ精度良くできる。
【００２１】
本発明の真空圧力制御システムでは、真空容器内の真空圧力を制御するにあたり、真空開閉弁は、流体供給源から供給される流体により開度を変化させている。この真空開閉弁の開度の制御には、サーボ弁が用いられている。
サーボ弁では、前述したように、第１ポートに流入した流体を、第２ポートから供給先側に急速的に流すことや、第２ポートを流れる流体を第３ポートから急速的に排気することが、高い応答性で精度良くできる。しかも、第１ポートから第２ポートに向けて流れる
流体の流量と、第２ポートから第３ポートに向けて流れる流体の流量との、微妙な流量調整が、高い応答性で精度良くできる。
このため、真空開閉弁の開度を変化させる流体をこのサーボ弁で制御することで、ガスを真空容器内に急速的に給気すること、及び、真空容器内からガスを急速的に排気することが、適切にできる。しかも、真空容器内に給気するガスの給気量と、真空容器内から排気さするガスの排気量との微妙な流量調整も、迅速にかつ正確にできる。
【００２２】
これにより、従来の真空圧力制御システムでは、電磁バルブによりガスの急速的な給排気を行い、ポペット弁体を高い周波数で開閉できる電空比例弁により真空容器内のガスの真空圧力を微調整するのに十数秒の時間がかかっていたものが、本発明の真空圧力制御システムでは、真空容器内にパージガスを導入してからプロセスガスを排気するのを１、２秒間で行うことができる。
したがって、本発明の真空圧力制御システムは、給気したガスを正確な真空圧力値で迅速に保持できると共に、このガスを真空容器外に迅速に排気でき、例えば、真空チャンバ内にパージガスを導入してからプロセスガスを排気するまでの所要時間を１、２秒間とする、ＡＬＤプロセスによる半導体製造工程等にも適したシステムとなる。
【００２３】
ところで、サーボ弁では、例えばスプール等の弁体は、シリンダ内を摺動しながら駆動し、指令信号に基づいた所定の位置まで移動して停止する。このため、サーボ弁には、弁体の外周面とシリンダの内周面との間に僅かな隙間がある。
このような隙間があると、例えば、真空開閉弁を閉弁するための指令信号がサーボ弁に入力され、弁体が、第１ポートと第２ポートとの間の流路、及び、第２ポートと第３ポートとの流路をそれぞれ塞ぐ位置に正確に停止しても、第１ポートから隙間を通じて漏れ出した流体が第２ポートに流れ込むことがある。すると、真空開閉弁は完全に閉弁せず、第２ポートへ漏れた流体により真空開閉弁は開弁状態となる。あるいは、第２ポートから隙間を通じて漏れ出した流体が第３ポートに流れ込むこともある。すると、真空開閉弁を閉弁して、ガスが真空容器内に所定の真空圧力値で密閉された状態を保持したい場合であっても、第３ポートに漏れた流体により真空開閉弁が開弁状態になってしまう。
このように、真空開閉弁の開度をサーボ弁で制御すると、たとえ真空開閉弁を閉弁するための指令信号をサーボ弁に入力しても、サーボ弁内において弁体の外周面とシリンダの内周面との間に生じる隙間に流体が流れしまう。このときの流体の漏れ量は、僅かな量であり、通常の弁の用途では問題とならない程度である。
【００２４】
しかしながら、真空圧力制御システムでは、例えば、ピストン等の駆動により真空開閉弁を開閉させており、真空開閉弁の開閉の応答性を高めるため、ピストンの摺動抵抗は低くなっている。このため、サーボ弁内で漏れた流体がほんの僅かな量であっても、漏れた流体によりピストンが駆動する。すると、制御開始時に真空開閉弁が瞬間的に開弁して、真空容器内のガスが真空ポンプに引かれガスの真空圧力の降下（真空圧力値が高真空側に変化）が発生したり、あるいは、真空開閉弁が必要外に比較的高い周波数で開閉を繰り返して、真空開閉弁の開度を正確に制御することができず、結果的に、真空容器内に密閉したガスの真空圧力を所定の真空圧力値に正確に一致させることができない問題も生じ得る。
【００２５】
これに対し、本発明の真空圧力制御システムでは、真空圧力制御装置は、サーボ弁に出力するサーボ弁指令信号により、第１ポートから前記第２ポートへ流れる流体の流量と、第２ポートから前記第３ポートへ流れる流体の流量との差を調整し、真空開閉弁が全閉状態から所定の開度となるような値を、サーボ弁に出力するサーボ弁指令信号を検出して記憶し、このサーボ弁指令信号に基づいてサーボ弁の作動を制御するティーチングプログラムを備えている。
これにより、真空開閉弁において、サーボ弁の第２ポートから真空開閉弁内に流れる流体の流量と、真空開閉弁から第２ポートへ流れる流体の流量との差を調整しておき、真空開閉弁を閉弁状態にしてから、真空開閉弁を所定の開度に調節したサーボ弁指令信号に基
づいてサーボ弁の作動を制御すれば、サーボ弁において、たとえ弁体の外周面とシリンダの内周面との隙間を通じて流体が漏れていても、真空開閉弁の開度を正確に制御することができる。したがって、真空開閉弁は、高い精度でかつ正確な位置で開弁できるようになる。
【００２６】
一方で、本発明の真空圧力制御システムを使用する工場に、当該真空圧力制御システムを据え付けた状態では、例えば、流体供給源からサーボ弁に流体を流す配管の長さや配管径のほか、この流体供給源から当該真空圧力制御システム以外の設備に供給する流体の使用量等の当該真空圧力制御システムの使用環境は、用途によって様々である。このため、サーボ弁内で漏れる流体の量も、各用途の当該真空圧力制御システム毎にそれぞれ異なり、いわゆる真空開閉弁の基準弁位置は、本発明の真空圧力制御システムの一つ一つで微妙に異なる。
しかしながら、本発明の真空圧力制御システムでは、真空圧力制御装置はティーチングプログラムを備えている。これにより、当該真空圧力制御システムを実際に使用する工場の生産ライン等に据え付けた後でも、当該真空圧力制御システムの実稼働前に、当該真空圧力制御システムの使用環境に適合する最適なサーボ弁指令信号を検出して記憶すれば、実稼動と同じ条件で当該真空圧力制御システムの運転条件を事前に得ることができる。
【００２７】
真空開閉弁の開度を変化させるのに、真空開閉弁の構造上、流体の圧力は、真空開閉弁の開度を制御するのに最低必要とする圧力値（必要圧力値）を満たしていれば足り、真空開閉弁の中には、その必要圧力値より大きい圧力値になっていたところで、開度の制御に何ら支障をきたさないものがある。
このような構造の真空開閉弁では、必要圧力値よりも大きな供給圧力で流体が真空開閉弁に供給されていると、例えば、真空開閉弁が最も大きい開度で開弁した状態から真空開閉弁を閉弁する場合等、真空開閉弁を閉弁側へ開度を制御するときに、むしろ、流体を、供給圧力値から必要圧力値まで減圧するまでに余分な時間がかかる。
【００２８】
これに対し、本発明の真空圧力制御システムでは、真空開閉弁は、弁座と、流体供給源からの流体により、該弁座に対して当接・離間可能であり、それによって弁開閉方向に開度を変化させる弁体と、該弁体を閉弁方向に付勢する弾性部材を有している。この真空圧力制御システムでは、真空開閉弁の開度は、弾性部材の付勢力に抗するのに必要な最低の、流体による押圧力で変化させているので、弾性部材の付勢力が流体の押圧力よりも大きくなるように流体を減圧することが迅速にできる。したがって、真空開閉弁の開度を閉弁側に制御することが迅速にできる。
【００２９】
前述したように、サーボ弁に内蔵した例えばスプール等の弁体とこの外周を覆うシリンダの内周面との間には僅かな隙間があり、流体がこの隙間を通じて外部に漏れ出してしまうことがある。
このため、真空圧力制御システムを運転しないとき等、サーボ弁への流体を供給を必要としないときに、流体が流体供給源からサーボ弁に向けて供給された状態になっていると、流体は、この隙間を通じて無駄に消費されてしまう。
これに対し、本発明の真空圧力制御システムでは、流体供給源から流通する流体がサーボ弁に流入するのを抑止する流体流通防止弁を備えているので、当該真空圧力制御システムを運転しない状態にあるときに、サーボ弁への流体の供給が完全に遮断できる。したがって、このような状態において、流体を無駄に消費することが防止できる。
【００３０】
また、本発明の真空圧力制御システムでは、サーボ弁を通じず、真空開閉弁の開度を手動で調節できる弁開度調節部を備えているので、例えば、当該真空圧力制御システムのメンテナンスを実施する場合等において、弁開度調節部を操作するだけで、真空開閉弁の開度を簡単に変えることができる。
また、本発明の真空圧力制御システムでは、真空開閉弁の開度を非接触で計測する変位センサを備えているので、真空開閉弁の開度を計測するにあたり、変位センサの一部と真空開閉弁との接触による摩擦は生じない。このため、この摩擦による摩耗粉に起因した変位センサの接触不良のトラブルがなく、変位センサにより真空開閉弁の開度を良好に計測することができる。
【００３１】
また、本発明の真空圧力制御システムでは、前記真空開閉弁は、弁座と、該弁座当接・離間可能な弁体と、前記流体供給源からの流体により、該弁体を移動させるアクチュエータと、該アクチュエータの内圧を計測する圧力センサを備えるので、真空開閉弁のアクチュエータを駆動させるための流体が流体収容室内に供給されているかどうかの確認ができる。しかも、当該圧力センサによりアクチュエータを駆動させる流体の圧力を検出した圧力信号を真空圧力制御装置にフィードバックし、真空圧力制御装置でこの圧力信号に基づいてサーボ弁へのサーボ弁指令信号を適切な状態に補正すると、たとえ上記流体の圧力に変動が生じた場合でも、サーボ弁を適切に制御することができるので、真空開閉弁の開度の制御に与える影響はなく、真空開閉弁の開度を適切に制御することができる。
なお、アクチュエータとしては、例えば、真空開閉弁の流体収容室に供給された流体により、真空開閉弁の開度を変化させるために駆動させるピストン等が挙げられる。このようなアクチュエータの場合、アクチュエータの内圧とは、流体収容室内の圧力を意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明に係る真空圧力制御システムを具体化した実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、真空圧力制御システム１の構成を説明する説明図である。本実施形態の真空圧力制御システム１は、半導体製造工程でウエハ１５０を表面処理するにあたり、ウエハ１５０を配置した真空チャンバ１１内にプロセスガスとパージガスとを交互に給気・排気させる真空圧力制御システムである。
この真空圧力制御システム１は、図１に示すように、真空容器である真空チャンバ１１、真空ポンプ１５、エア供給源２０（流体供給源）、真空開閉弁３０、サーボ弁６０（図５参照）、及び、真空開閉弁３０等と電気的に接続する真空圧力制御装置７０等から構成されている。この真空圧力制御システム１では、真空開閉弁３０を開閉させる動力源として、エア供給源２０から供給される駆動エアＡＲを流体として用いている。
【００３３】
真空チャンバ１１のガス給入口１１ａには、真空チャンバ１１内に配置したウエハ１５０に表面処理をするときに用いるプロセスガスの供給源と、真空チャンバ１１内のプロセスガスをパージするのに用いる窒素ガスの供給源とが並列に接続している。
一方、真空チャンバ１１のガス排気口１１ｂには、後に詳述する真空開閉弁３０の第１ポート３９が接続している。この真空開閉弁３０は、配管によりエア供給源２０と接続していると共に、エア供給源２０との間に、流体流通防止弁であるストップバルブ２１及び弁開度調節部であるハンドバルブ１４と接続している（図５参照）。また、ガス排気口１１ｂと真空開閉弁３０との間には、遮断弁１３を介してチャンバ用圧力センサ１２が接続し、このチャンバ用圧力センサ１２は、真空圧力制御装置７０のうち、後述する真空圧力制御回路８３と電気的に接続している。この真空開閉弁３０の第２ポート４０は真空ポンプ１５と接続している。
【００３４】
はじめに、真空圧力制御装置７０について、図２及ぶ図３を用いて説明する。
図２は、真空圧力制御装置７０の構成を説明するブロック図である。図３は、真空圧力制御装置７０のシステムコントローラ部８０のうち、弁開度制御回路８４における制御方法を説明するためのブロック図である。
この真空圧力制御装置７０は、システムコントローラ部８０及び空気圧制御部１００を有し、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等公知の構成のマイクロコンピュータ（図示しない）を
備えている。マイクロコンピュータには、ＲＯＭ等に記憶された後述するティーチングプログラムや、その他のプログラムをＣＰＵにロードすることにより、所定の動作、例えば、サーボ弁６０等の駆動、真空チャンバ１１内におけるプロセスガスの真空圧力の制御等を行う。
システムコントローラ部８０は、さらにインターフェース回路８１、シーケンス回路８２、真空圧力制御回路８３及び弁開度制御回路８４を有し、マイクロコンピュータとも接続している。インターフェース回路８１は、シーケンス回路８２及び真空圧力制御回路８３と接続している。この真空圧力制御回路８３は、弁開度制御回路８４を介して空気圧制御部１００のドライブ回路１０１と接続している。
【００３５】
システムコントローラ部８０のうち、弁開度制御回路８４は、真空圧力制御回路８３とそれぞれ並列に接続する比例回路８５、積分回路８６及び微分回路８７と、ピストン加速度制御回路８８、ピストン動作制御回路８９、真空開閉弁内圧フィードバック制御回路９０及びサーボ弁駆動補正制御回路９１とを有している。弁開度制御回路８４は、マイクロコンピュータによって制御されている。
弁開度制御回路８４では、後述する変位センサ５１（図４参照）から出力された変位検出信号と、上位にあるインターフェース回路８１または真空圧力制御回路８３から出力された制御信号との差が、比例回路８５、積分回路８６及び微分回路８７に入力される。また、この変位検出信号は、比例回路８５、積分回路８６及び微分回路８７の出力側にピストン加速度制御回路８８を通じて入力されると共に、ピストン動作制御回路８９を通じてピストン加速度制御回路８８の出力側にも入力される。さらに、後述するように、開閉弁圧力センサ５２により真空開閉弁３０の供給エア収容室ＡＳ内の圧力を検出した圧力検出信号も、真空開閉弁内圧フィードバック制御回路９０を通じて、ピストン動作制御回路８９及びピストン加速度制御回路８８の出力側に入力される。そして、ピストン加速度制御回路８８、ピストン動作制御回路８９及び真空開閉弁内圧フィードバック制御回路９０から出力される出力信号は、サーボ弁駆動補正制御回路９１に入力されてこのサーボ弁駆動補正制御回路９１で補正される。補正後、このサーボ弁駆動補正制御回路９１から、すなわち弁開度制御回路８４から出力される弁開度制御信号は、空気圧制御部１００のドライブ回路１０１に向けて出力される。
【００３６】
なお、ピストン加速度制御回路８８は、ピストン４１における駆動時の加速度が必要以上にならないように、加速度の大きさを規制する回路である。このピストン加速度制御回路８８を設けることにより、ピストン４１の駆動に伴い、ベローズ３８やベロフラム５０が必要以上の速度で動くことに起因した、損傷や、早期劣化等の不具合の発生が抑制できる。
また、ピストン動作制御回路８９では、真空開閉弁３０の復帰バネ４２の応答特性に電気的に補正を加える回路である。すなわち、真空開閉弁３０では、ピストン４１は、復帰バネ４２の付勢力に抗して、弁リフト方向の開弁側に移動する。このため、駆動エアＡＲによる開弁側への押圧力が復帰バネ４２の付勢力より大きい場合でも、バネの特性上、復帰バネ４２には、押圧力に対し復帰バネ４２がリニアに応答（収縮）しないところがある。すると、真空開閉弁３０は、適切な押圧力に基づく正確な弁開度ＶＬで開弁できない。ピストン動作制御回路８９は、駆動エアＡＲによる押圧力と復帰バネ４２の付勢力とのバランスをリニアに制御するため、バイアス値をかけるものである。
なお、本実施形態において、「開弁側」とは図において上側、「閉弁側」とは図において下側を指すこととする。
また、サーボ弁駆動補正制御回路９１では、サーボ弁６０の制御部６８に印加する指令電圧として、弁開度制御信号から、ティーチングプログラムにより得たティーチング指令電圧値に補正するための回路である。
【００３７】
次に、真空開閉弁３０について、図２を参照しつつ、図４〜図６を用いて説明する。
図４は、真空開閉弁３０の閉弁状態を示す断面図である。図５は、図４の側面図である。図６は、真空開閉弁３０の開弁状態を示す断面図である。
真空開閉弁３０は、ポペット弁体３３Ａが開閉する弁リフト方向（図４及び図６中、上下方向）の開弁側（図４及び図６中、上方）に位置するパイロットシリンダ部３２、及び閉弁側（図４及び図６中、下方）に位置するベローズ式ポペット弁部３１からなる。
パイロットシリンダ部３２は、さらにピストン４１（アクチュエータ）、復帰バネ４２、単動空気圧シリンダ４３、ベロフラム５０及び変位センサ５１等からなる。一方、ベローズ式ポペット弁部３１は、ポペット弁体３３Ａ、Ｏリング保持部材３３Ｂ、弁座３６、ベローズ３８、真空チャンバ１１に接続する第１ポート３９、及び、真空ポンプ１５に接続する第２ポート４０等からなる。
【００３８】
パイロットシリンダ部３２では、ピストン４１は、復帰バネ４２により弁リフト方向の閉弁側に付勢されている。また、このピストン４１は、単動空気圧シリンダ４３との間にベロフラム５０を介して単動空気圧シリンダ４３内を弁リフト方向に移動可能に収容されている。なお、このピストン４１は、ベロフラム５０を介して単動空気圧シリンダ４３内を駆動するようになっているので、ピストン４１のスティックスリップが発生せず、ピストン４１は、高い応答性と正確な位置精度で単動空気圧シリンダ４３内を駆動することができる。
また、パイロットシリンダ部３２には、ピストン４１が弁リフト方向に移動したとき、ピストン４１の下死点の位置から変位した分のピストン４１の変位量、すなわち真空開閉弁３０の開弁度ＶＬを非接触で計測する変位センサ５１が設けられている（図２参照）。この変位センサ５１は、真空圧力制御装置７０のうち、システムコントローラ部８０の弁開度制御回路８４及び空気圧制御部１００のドライブ回路１０１と電気的に接続している。
【００３９】
ベロフラム５０は、例えば、ポリエステル、ポリアミド、アラミド等の基布をゴムに一体成形した有底円筒形状のダイヤフラムである。このベロフラム５０の中央部は、ピストン４１の閉弁側端部に固着されている。また、このベロフラム５０は、外周部をシリンダ室壁４４に固定し、このシリンダ室壁４４に近いところで深く折り返されている。これにより、弁リフト方向にストロークを有し、ピストン４１の開弁側の移動と共に追従できるようになっている。このベロフラム５０では、弁リフト方向におけるピストン４１とシリンダ室壁４４との間、つまり図６に示す供給エア収容室ＡＳ内に駆動エアＡＲが供給されると、ベロフラム５０において駆動エアＡＲによる有効受圧面積が一定不変に保持されるようになっている。
【００４０】
また、この供給エア収容室ＡＳには、供給された駆動エアＡＲの圧力を計測する開閉弁圧力センサ５２が配設されている（図５参照）。開閉弁圧力センサ５２は、真空圧力制御装置７０のうち、システムコントローラ部８０の弁開度制御回路８４及び空気圧制御部１００のドライブ回路１０１と電気的に接続している。
本実施形態の真空圧力制御システム１では、真空開閉弁３０の弁開度ＶＬを制御するのに、ピストン４１の駆動に最低限必要な駆動エアＡＲの供給圧力値は、開閉弁圧力センサ５２の計測値で０．３５ＭＰａとなっている。すなわち、供給エア収容室ＡＳ内に供給される駆動エアＡＲの供給圧力が０．３５ＭＰａ以上で、ピストン４１は、復帰バネ４２の付勢力に抗して、弁リフト方向の開弁側に移動できるようになっている。その反対に、駆動エアＡＲの供給圧力が０．３５ＭＰａよりも小さいと、ピストン４１は、駆動エアＡＲによる開弁側への押圧力が復帰バネ４２の付勢力よりも小さくなるので、開弁側へ移動できない。
このため、本実施形態の真空圧力制御システム１では、真空開閉弁３０の弁開度ＶＬは、復帰バネ４２の付勢力に抗するのに必要な最低の、供給圧力０．３５ＭＰａの駆動エアＡＲによる押圧力で変化させているので、復帰バネ４２の付勢力が駆動エアＡＲの押圧力よりも大きくなるように駆動エアＡＲを減圧することが迅速にできる。したがって、真空開閉弁３０の弁開度ＶＬを閉弁側に制御することが迅速にできる（図１０参照）。
【００４１】
ピストン４１の径方向中央部には、ピストンロッド３７が固設されており、ピストン４１の弁リフト方向の駆動に伴って、ピストンロッド３７も一緒に同方向に動くようになっている。このピストンロッド３７は、ベローズ式ポペット弁部３１に向けて延伸し、ピストンロッド３７の、図において下側端部でポペット弁体３３Ａと連結している。ベローズ３８は、その軸方向の一端部をポペット弁体３３Ａに取り付け、ピストンロッド３７の径方向外側を覆う形態で、ポペット弁体３３Ａの弁リフト方向の駆動に伴って伸縮するように付設されている。
【００４２】
ポペット弁体３３ＡとＯリング保持部材３３Ｂとは、ポペット弁体３３Ａの閉弁側で固定され、ポペット弁体３３ＡとＯリング保持部材３３Ｂとの隙間にＯリング取付部３４が設けられている。Ｏリング３５は、Ｏリング取付部３４に取付けられ、弁座３６と接触可能となっている。
真空圧力制御システム１では、ポペット弁体３３Ａは、復帰バネ４２によりピストン４１を介して弁リフト方向の閉弁側に付勢されている。このため、エア供給源２０より、サーボ弁６０を通じて駆動エアＡＲが供給エア収容室ＡＳに供給されないときには、Ｏリング３５は、ポペット弁体３３Ａ及び弁座３６により押圧される。これにより、第１ポート３９がポペット弁体３３Ａで塞がれて、真空開閉弁３０は閉弁（弁開度ＶＬ＝０）する。
一方、駆動エアＡＲが供給エア収容室ＡＳに供給されると、ポペット弁体３３Ａは、ピストン４１を介し、復帰バネ４２による付勢力に抗して、弁リフト方向の開弁側に移動する。ポペット弁体３３Ａが開弁側に移動すると、Ｏリング３５と弁座３６とが離間して、第１ポート３９と第２ポートとが連通し、真空開閉弁３０は開弁（弁開度ＶＬ＞０）する。これにより、真空チャンバ１１内にあるプロセスガスまたは窒素ガスを真空ポンプ１５で吸引することができる。
【００４３】
この真空開閉弁３０の供給エア収容室ＡＳとエア供給源２０との間には、ハンドバルブ１４が接続されている。このハンドバルブ１４は、サーボ弁６０とは別に、供給エア収容室ＡＳへの駆動エアＡＲの吸気、及び、供給エア収容室ＡＳからの駆動エアＡＲの排気を、マニュアル操作で行う弁である。
真空圧力制御システム１のメンテナンスを実施する場合等において、このハンドバルブ１４の操作により、供給エア収容室ＡＳにおける駆動エアＡＲの吸排気を行えば、サーボ弁６０を用いることなく、真空開閉弁３０を簡単に開閉させることができる。これにより、メンテナンスの作業性は、サーボ弁６０を通じて真空開閉弁３０の開閉を行う場合に比べて向上する。
【００４４】
前述したように、真空圧力制御システム１には、ストップバルブ２１が設けられている（図２参照）。このストップバルブ２１の入力側は、エア供給源２０、排気側流路ＥＸ及び真空開閉弁３０の供給エア収容室ＡＳに接続し、出力側は、サーボ弁６０の第１，第３ポート６１，６３に接続している。このストップバルブ２１は、入力側でエア供給源２０と接続するポートを通じて、出力側でサーボ弁６０の第１ポート６１と接続するポートに向けて駆動エアＡＲが流れないよう切換え可能な５ポートの弁である。このストップバルブ２１は、真空圧力制御装置７０のうち、システムコントローラ部８０のシーケンス回路８２と電気的に接続している。
【００４５】
このストップバルブ２１を設けることにより、真空圧力制御システム１を運転しないとき等、サーボ弁６０に駆動エアＡＲを供給しないときに、駆動エアＡＲがエア供給源２０からサーボ弁６０に向けて供給された状態になっていても、駆動エアＡＲはストップバルブ２１により遮断され、サーボ弁６０に供給されない。したがって、サーボ弁６０内で駆動エアＡＲが無駄に消費されることが防止できる。
【００４６】
次に、サーボ弁６０について、図７及び図８を用いて説明する。
図７は、サーボ弁６０の構成を説明するための説明図である。図８は、サーボ弁６０においてスプール６４の位置を制御する指令電圧と、駆動エアＡＲの流通方向及び流量との関係についての流量特性を示す図である。なお、図７中、点線による線図が、第１，第２，第３ポート６１，６２，６３の各ポート間において駆動エアＡＲの漏れを考慮しない場合の流量特性を示し、実線による線図が、ティーチングプログラムを用いたサーボ弁６０を制御した場合の流量特性を示す。
このサーボ弁６０は、ストップバルブ２１を介してエア供給源２０に接続する第１ポート６１、真空開閉弁３０の供給エア収容室ＡＳに接続する第２ポート６２、及び、このストップバルブ２１を介して排気側流路ＥＸに接続する第３ポート６３を有している（図２参照）。第２ポート６２は、サーボ弁６０のストローク方向（図７中、左右方向）において、第１ポート６１と第３ポート６３との間に位置している。また、サーボ弁６０は、サーボ弁シリンダ６５、このサーボ弁シリンダ６５の外周に周設され、通電方向が互いに反対同士の第１コイル６６Ａ及び第２コイル６６Ｂ、ストローク方向一端側（図７中、左方）でマグネット６７と連結するスプール６４、及び制御部６８を有している。このサーボ弁６０の制御部６８は、真空圧力制御装置７０のシステムコントローラ部８０と電気的に接続している。
【００４７】
このサーボ弁６０では、第１コイル６６Ａへの通電により、この第１コイル６６Ａに生じる電磁力とマグネット６７による磁力により、スプール６４はサーボ弁シリンダ６５をストローク方向一端側（図７中、左方）に向けて駆動し、指令電圧値に対応した位置に正確に停止する。その一方で、第２コイル６６Ｂへの通電により、この第２コイル６６Ｂに生じる電磁力とマグネット６７による磁力により、スプール６４はサーボ弁シリンダ６５をストローク方向他端側（図７中、右方）に向けて駆動し、指令電圧値に対応した位置に正確に停止する。
したがって、真空圧力制御装置７０により第１，第２コイル６６Ａ，コイル６６Ｂへの指令信号に相当する指令電圧値Ｖｃがサーボ弁６０の制御部６８に入力されると、スプール６４は、この指令電圧値Ｖｃに基づいて、高い応答性でかつ迅速に駆動する。そして、スプール６４は、サーボ弁シリンダ６５内を摺動しながら、この指令電圧値Ｖｃに対応する所定位置までストローク方向に移動し、正確な位置で停止する。
【００４８】
このサーボ弁６０では、スプール６４は、ストローク方向（図７中、左右方向）、すなわち第２ポート６２を挟んで第１ポート６１と第３ポート６３とを結ぶ方向に、サーボ弁シリンダ６５を移動する。
具体的には、スプール６４がサーボ弁シリンダ６５内のストローク方向一端側（図７中、右方）に位置で停止すると、第１ポート６１と第２ポート６２との連通流路が遮断した状態になる一方、第３ポート６３と第２ポート６２との連通流路は全開する。これにより、第２ポート６２から第３ポート６３を通じて排気側流路ＥＸへ流れる駆動エアＡＲは、急速的に排気できるようになる。また、スプール６４がサーボ弁シリンダ６５内のストローク方向他端側（図７中、右方）の位置で停止すると、第３ポート６３と第２ポート６２との連通流路が遮断した状態になる一方、第１ポート６１と第２ポート６２との連通流路は全開する。これにより、駆動エアＡＲが、第１ポート６１から第２ポート６２を通じて真空開閉弁３０の供給エア収容室ＡＳへ急速的に流出できるようになる。
さらに、スプール６４が第１ポート６１と第３ポート６３との間の微妙な位置に停止して、第１ポート６１の流路及び第３ポート６３の流路におけるそれぞれ一部を精度良く塞ぐこともできる。これにより、例えば、第１ポート６１と第２ポート６２とが連通する流路を少し大きくしたり、あるいは、第２ポート６２と第３ポート６３とが連通する流路を少し大きくしたりする等、第１ポート６１から第２ポート６２に向けて流れる駆動エアＡＲの流量と、第２ポート６２から第３ポート６３に向けて流れる駆動エアＡＲの流量とを、微妙に調整することが、高い応答性で迅速にかつ精度良くできる。
したがって、サーボ弁６０では、第１ポート６１に流入した駆動エアＡＲを第２ポート
６２を通じて真空開閉弁３０の供給エア収容室ＡＳに急速的に供給できることや、この供給エア収容室ＡＳから第２ポート６２に流れる駆動エアＡＲを第３ポート６３を通じて排気側流路ＥＸへ急速的に排気できる。さらに、第１ポート６１を流れる駆動エアＡＲの流量と、第３ポート６３を流れる駆動エアＡＲの流量とを同時に精度良く調整することもできる。
【００４９】
真空圧力制御システム１では、真空開閉弁３０の開弁量、すなわち弁開度ＶＬは、サーボ弁６０によって制御されている。
具体的には、本実施形態では、図８中、点線の流量特性に示すように、指令電圧が指令電圧値Ｖｃ＝０（Ｖ）の場合、スプール６４はストローク方向の一端側に位置し、第１ポート６１を閉弁した状態とする一方、第２ポート６２と第３ポート６３との流路が全開した状態で連通する。すると、供給エア収容室ＡＳ内にある駆動エアＡＲが、第２ポート６２及び第３ポート６３を通じて排気側流路ＥＸに急速に排気され、真空開閉弁３０は、開弁される。
また、指令電圧値Ｖｃ＝５（Ｖ）の場合には、スプール６４は、図７に示すように、第１ポート６１と第２ポート６２との間を連通する流路、及び、第３ポート６３と第２ポート６２との間を連通する流路を、いずれも塞ぐ位置に停止する。
また、指令電圧値Ｖｃ＝１０（Ｖ）の場合、スプール６４はストローク方向の他端側（図７中、左方）に位置し、第３ポート６３を閉弁した状態とする一方、第１ポート６１と第２ポート６２との流路が全開した状態で連通する。すると、駆動エアＡＲが供給エア収容室ＡＳ内に急速に供給され、真空開閉弁３０は、最大弁開度ＶＬで開弁される。
【００５０】
また、指令電圧値Ｖｃが０（Ｖ）より大きく５（Ｖ）未満の範囲（０＜Ｖｃ＜５）にある場合には、第２ポート６２から第３ポート６３に向けて流れる駆動エアＡＲの流量は、指令電圧値Ｖｃが大きくなるにつれて減少する。また、指令電圧値Ｖｃが５（Ｖ）を越え、１０（Ｖ）未満の範囲（５＜Ｖｃ＜１０）にある場合には、第１ポート６１から第２ポート６２に向けて流れる駆動エアＡＲの流量は、指令電圧値Ｖｃの増加と共に増加する。
【００５１】
ここで、真空圧力制御装置７０によるサーボ弁６０の制御方法について説明する。
真空圧力制御システム１では、チャンバ用圧力センサ１２により計測した真空チャンバ内の真空圧力計測値が真空圧力制御回路８３にフィードバックされ、この真空圧力計測値と真空圧力指令値とを比較計算して得られた弁開度指令値が出力される。続いて、真空開閉弁３０の弁開度ＶＬについて、変位センサ５１により計測した変位検出信号（弁開度ＶＬの計測値）は、弁開度制御回路８４にフィードバックされ、上記弁開度指令値と比較して、弁開度制御回路８４の比例回路８５、積分回路８６及び微分回路８７に入力される。その後、弁開度制御回路８４において制御された指令電圧が、サーボ弁６０への指令信号として、ドライブ回路１０１を通じてサーボ弁６０の制御部６８に印加される。
【００５２】
ところで、サーボ弁６０では、スプール６４は、サーボ弁シリンダ６４内を摺動しながら駆動し、指令信号に基づいた所定の位置まで移動して停止する。このため、サーボ弁６０では、スプール６４の外周面とサーボ弁シリンダ６４の内周面との間に僅かな隙間がある。
このような隙間があると、例えば、真空開閉弁３０を閉弁するための指令信号がサーボ弁６０の制御部６８に入力され、スプール６４が、第１ポート６１と第２ポート６２との間の流路、及び、第２ポート６２と第３ポート６３との流路をそれぞれ塞ぐ位置に正確に停止しても、次のような問題が生じる。例えば、第１ポート６１から隙間を通じて漏れ出した駆動エアＡＲが第２ポート６２に流れ込むことがある。すると、真空開閉弁３０は完全に閉弁せず、第２ポート６２へ漏れた駆動エアＡＲにより真空開閉弁３０は開弁状態となる。あるいは、第２ポート６２から隙間を通じて漏れ出した駆動エアＡＲが第３ポート６３に流れ込むこともある。すると、真空開閉弁３０を閉弁して、プロセスガスが真空チャンバ１１内に所定の真空圧力値で密閉された状態を保持したい場合であっても、第３ポート６３に漏れた駆動エアＡＲにより真空開閉弁３０が開弁状態になってしまう。
【００５３】
このように、真空開閉弁３０の弁開度ＶＬをサーボ弁６０で制御すると、たとえ真空開閉弁３０を閉弁するための指令信号をサーボ弁６０に入力しても、サーボ弁６０内においてスプール６４の外周面とサーボ弁シリンダ６４の内周面との間に生じる隙間に駆動エアＡＲが流れてしまう。このときの駆動エアＡＲの漏れ量は、僅かな量であり、通常の弁の用途では問題とならない程度である。
しかしながら、真空圧力制御システム１では、ピストン４１の駆動により真空開閉弁３０を開閉させており、真空開閉弁３０の開閉の応答性を高めるため、ベロフラム５０を介在させることによりピストン４１の摺動抵抗は低くなっている。このため、サーボ弁６０内で漏れた駆動エアＡＲがほんの僅かな量であっても、漏れた駆動エアＡＲによりピストン４１が駆動する。すると、制御開始時に真空開閉弁３０が瞬間的に開弁して、真空チャンバ１１内のガスが真空ポンプ１５に引かれこのガスの真空圧力の降下（真空圧力値が高真空圧側に変化）が発生したり、あるいは、真空開閉弁３０が必要外に比較的高い周波数で開閉を繰り返して、真空開閉弁３０の弁開度ＶＬを正確に制御することができない。その結果、真空チャンバ１１内に密閉したプロセスガスの真空圧力を所定の真空圧力値に正確に一致させることができない問題も生じ得る。
【００５４】
しかしながら、真空圧力制御システム１では、真空圧力制御装置７０は、ティーチングプログラムを備えている。このティーチングプログラムは、サーボ弁６０における第１ポート６１と第２ポート６２との間を流れる駆動エアＡＲの流量と、第２ポート６２と第３ポート６３との間を流れる駆動エアＡＲの流量との差が相対的にゼロとなるように調整し、真空開閉弁３０が全閉状態から所定の弁開度ＶＬ（しきい値ＶＬｔｈ）になるときの、サーボ弁６０に出力するティーチング指令電圧値（サーボ弁指令信号）を検出して記憶する。このティーチング指令電圧値に基づいてサーボ弁６０のスプール６４の作動を制御するプログラムである。
【００５５】
そこで、ティーチングプログラムを用いたサーボ弁６０の制御方法について、参照する図８と図９とを用いて説明する。
図９は、真空圧力制御装置７０に構成されたティーチングプログラムによりサーボ弁６０の作動を制御する手法を示すフローチャートである。
【００５６】
はじめに、サーボ弁６０は、初期状態として、指令電圧が制御部６８に印加されれば、スプール６４が駆動できる状態となっている。
ステップＳ１では、駆動エアＡＲが真空開閉弁３０の供給エア収容室ＡＳ内に供給されず、真空開閉弁３０が閉弁状態にあるときの指令電圧の指令電圧値Ｖｃを、初期指令電圧値として設定する。具体的には、指令電圧値Ｖｃ＝０（Ｖ）が初期指令電圧値であり、指令電圧値ＶｃがＶｃ＝０（Ｖ）のときには、スプール６４が第２ポート６２と第３ポート６３との流路が全開状態で連通する位置に停止する一方、第１ポート６１と第２ポート６２とを結ぶ流路を塞ぐ位置に停止する。すなわち、駆動エアＡＲは、第１ポート６１から第２ポート６２に向けて流れることはないが、第２ポート６２から第３ポート６３に向けて流れることができる状態となっている。
次いで、ステップＳ２では、真空圧力制御装置７０によりサーボ弁６０に印加する指令電圧を、初期指令電圧値（電圧値Ｖｃ＝０）から徐々にゆっくりと上昇させる。これにより、指令電圧値Ｖｃの増大に伴い、スプール６４がストローク方向の他端側（図７中、左方）に移動し、第２ポート６２から第３ポート６３に向けて流れる流路の断面積は指令電圧値Ｖｃの増大に伴って小さくなる。つまり、第２ポート６２と第３ポート６３とを結ぶ流路を流れることができる駆動エアＡＲの流量は少なくなる。
【００５７】
次いで、ステップＳ３では、真空開閉弁３０の弁開度ＶＬが、しきい値ＶＬｔｈ以上にあるか否かを判別する。弁開度ＶＬがしきい値ＶＬｔｈ以上（ＶＬ≧ＶＬｔｈ）の場合には、ステップＳ４に進む。なお、しきい値ＶＬｔｈとは、真空開閉弁３０が、例えば開弁直後の状態等、所定の開度で開弁した位置をいう。
弁開度ＶＬがしきい値ＶＬｔｈ以上になると、スプール６４は第２ポート６２と第３ポート６３との間を完全に塞ぎつつ、その一方で、指令電圧値Ｖｃの増大に伴い、第１ポート６１から第２ポート６２に向けて流れる流路が開通し始める。この流路が開通し始めたら、指令電圧値Ｖｃを上昇させる調節を止め、このときの指令電圧値Ｖｃを第１検知指令電圧値としてマイクロコンピュータに記憶する。
一方、弁開度ＶＬがしきい値ＶＬｔｈ以上（ＶＬ≧ＶＬｔｈ）の条件を満たさない場合には、ステップＳ５において、弁開度ＶＬがしきい値ＶＬｔｈ以上になる指令電圧値Ｖｃを再度設定し、ステップＳ２に戻り、再度設定した指令電圧値Ｖｃまで指令電圧を上昇させる。
【００５８】
ステップＳ４では、第１検知指令電圧値よりも小さい指令電圧値Ｖｃを再度設定し、この設定した指令電圧値Ｖｃに基づいてスプール６４をストローク方向の他方側（図７中、右方）に移動させ、第２ポート６２と第３ポート６３との流路が開通する直前状態となるようにする。
次いで、ステップＳ６では、サーボ弁６０に印加する指令電圧を、第１指令電圧値からステップＳ４で設定した指令電圧値Ｖｃまでゆっくりと下降させる。これにより、指令電圧値Ｖｃの減少に伴い、スプール６４がストローク方向の一端側（図７中、右方）の移動し、第１ポート６２から第２ポート６２に向けて流れる流路を閉鎖させる。
【００５９】
次いで、ステップＳ７では、真空開閉弁３０の弁開度ＶＬが、真空開閉弁３０がしきい値ＶＬｔｈ以下にあるか否かを判別する。弁開度ＶＬがしきい値ＶＬｔｈ以下（ＶＬ≦ＶＬｔｈ）の場合には、ステップＳ８に進む。
弁開度ＶＬがしきい値ＶＬｔｈ以下になると、スプール６４は第１ポート６１と第２ポート６２との間の流路を塞ぎつつ、その一方で、電圧値Ｖｃの減少に伴い、第２ポート６１から第３ポート６３に向けて流れる流路が再び開通し始める。
一方、弁開度ＶＬがしきい値ＶＬｔｈ以下（ＶＬ≦ＶＬｔｈ）の条件を満たさない場合には、ステップＳ９において、弁開度ＶＬがしきい値ＶＬｔｈ以下になる指令電圧値Ｖｃを再度設定し直し、ステップＳ６に戻り、再度設定した電圧値Ｖｃまで指令電圧を下降させる。
【００６０】
ステップＳ８では、ステップＳ４で設定した指令電圧値Ｖｃに対応したスプール６４の位置でこの流路が開通し始めたら、この指令電圧値Ｖｃを第２検知指令電圧値してマイクロコンピュータに記憶する。すなわち、このとき第２検知指令電圧値が、図８の実線で示す流量特性線図のうち、ティーチング指令電圧値Ｖｃｔであり、このティーチング指令電圧値Ｖｃｔをマイクロコンピュータに記憶する。
かくして、サーボ弁６０に出力する指令電圧値Ｖｃとして、サーボ弁６０における第１ポート６１と第２ポート６２との間を流れる駆動エアＡＲと、第２ポート６２と第３ポート６３との間を流れる駆動エアＡＲとの流量の差が相対的にゼロとなるように調整し、真空開閉弁３０において全閉状態から弁開度ＶＬをしきい値ＶＬｔｈとなるティーチング指令電圧値Ｖｃｔが検出される。そして、このティーチング指令電圧値Ｖｃｔに基づいてスプール６４の作動を制御すれば、真空開閉弁３０は弁開度ＶＬ＝ＶＬｔｈとなる。
【００６１】
本実施形態の真空圧力制御システム１では、真空チャンバ１１内の真空圧力を制御するにあたり、真空開閉弁３０は、エア供給源２０から供給される駆動エアＡＲにより弁開度ＶＬを変化させている。この真空開閉弁３０の弁開度ＶＬの制御には、サーボ弁６０が用いられている。
このサーボ弁６０では、第１ポート６１から供給エア収容室ＡＳへの駆動エアＡＲの急速的な供給、第２ポート６２から第３ポート６３を通じた急速的な排気、及び、第１ポート６１と第２ポート６２間を流れる駆動エアＡＲの流量と、第２ポート６２と第３ポート６３間を流れる駆動エアＡＲの流量との微妙な流量調整が、高い応答性で精度良くできる。
このため、真空開閉弁３０の弁開度ＶＬを変化させる駆動エアＡＲをこのサーボ弁６０で制御することにより、ガスを真空チャンバ１１内に急速的に給気できる状態にすることや、真空チャンバ１１内からガスを急速的に排気することが、いずれも、精度良くにかつ迅速にできる。また、真空チャンバ１１内に給気するガスの給気量と、真空チャンバ１１内から排気させるガスの排気量との微妙な流量調整も、正確にかつ迅速にできる。
これにより、従来の真空圧力制御システムでは、電磁バルブによりガスの急速的な給排気を行い、ポペット弁体を高い周波数で開閉できる電空比例弁により真空容器内のガスの真空圧力を微調整するのに十数秒の時間がかかっていたものが、本実施形態の真空圧力制御システム１では、真空チャンバ１１内にパージガスを導入してからプロセスガスを排気するのを１、２秒間で行うことも可能になる。
したがって、本実施形態の真空圧力制御システム１は、例えば、真空チャンバ１１内にパージガスを導入してからプロセスガスを排気するまでの所要時間を１、２秒間とする、ＡＬＤプロセスによる半導体製造工程等にも適したシステムとなる。
【００６２】
また、本実施形態の真空圧力制御システム１では、真空圧力制御装置７０は、サーボ弁６０に出力するティーチング指令電圧値Ｖｃｔを検出して記憶するティーチングプログラムを備えている。
これにより、真空開閉弁３０において、サーボ弁６０の第２ポート６２から真空開閉弁３０内に流れる駆動ＡＲの流量と、真空開閉弁３０から第２ポート６２へ流れる駆動ＡＲの流量との差を調整しておき、真空開閉弁３０を閉弁状態にしてから真空開閉弁３０が所定の弁開度ＶＬｔｈに調節した際に得られたティーチング指令電圧値Ｖｃｔに基づいてサーボ弁６０の作動を制御すれば、サーボ弁６０において、たとえスプール６４の外周面とサーボ弁シリンダ６５の内周面との隙間を通じて駆動エアＡＲが漏れていても、真空開閉弁３０の弁開度ＶＬを正確に制御することができる。したがって、真空開閉弁３０（ポペット弁体３３Ａ）は、高い精度でかつ正確な位置で開弁できるようになる。
【００６３】
一方で、本実施形態の真空圧力制御システム１を使用する工場に、この真空圧力制御システム１を据え付けた後、例えば、エア供給源２０からサーボ弁６０に駆動エアＡＲを流す配管の長さや配管径のほか、このエア供給源２０から真空圧力制御システム１以外の設備に供給する駆動エアＡＲの使用量等による真空圧力制御システム１の使用環境は、用途によって様々である。このため、サーボ弁６０内で漏れる駆動エアＡＲの量も、各用途の真空圧力制御システム１によってそれぞれ異なり、いわゆる真空開閉弁３０の基準弁位置は、真空圧力制御システム１の一つ一つで微妙に異なる。
しかしながら、本実施形態の真空圧力制御システム１では、真空圧力制御装置７０はティーチングプログラムを備えている。これにより、この真空圧力制御システム１を実際に使用する工場の生産ライン等に据え付けた後でも、この真空圧力制御システム１の運転前に、真空圧力制御システム１の使用環境に適合する最適なティーチング指令電圧値Ｖｃｔを検出して記憶すれば、実稼動と同じ条件で当該真空圧力制御システム１の運転条件を事前に得ることができる。
【００６４】
また、本実施形態の真空圧力制御システム１では、真空開閉弁３０の弁開度ＶＬを非接触で計測する変位センサ５１を備えているので、真空開閉弁３０の弁開度ＶＬを計測するにあたり、変位センサ５１の一部と真空開閉弁３０との接触による摩擦は生じない。このため、この摩擦による摩耗粉に起因した変位センサ５１の接触不良のトラブルがなく、変位センサ５１により真空開閉弁３０の弁開度ＶＬを良好に計測することができる。
【００６５】
また、本実施形態の真空圧力制御システム１では、真空開閉弁３０のうち、ピストン４
０を駆動するための駆動エアＡＲを収容する供給エア収容室ＡＳ内に開閉弁圧力センサ５２を備えているので、この供給エア収容室ＡＳに駆動エアＡＲがエア供給源２０から供給されているかどうかが確認できる。
しかも、この開閉弁圧力センサ５２により供給エア収容室ＡＳ内の駆動エアＡＲの圧力を検出した圧力検出信号を、真空圧力制御装置７０のうち、システムコントローラ部８０の弁開度制御回路８４及び空気圧制御部１００のドライブ回路１０１にフィードバックしている。そして、弁開度制御回路８４内のサーボ弁駆動補正制御回路９１で補正された弁開度制御信号を、空気圧制御部１００のドライブ回路１０１を通じてサーボ弁６０の制御部６８に入力している。
これにより、たとえ供給エア収容室ＡＳ内の駆動エアＡＲに供給圧力０．３５ＭＰａを越える範囲で圧力の変動が生じた場合でも、サーボ弁６０を適切に制御できるので、弁開度ＶＬの制御に与える影響はなく、真空開閉弁３０の弁開度ＶＬを適切に制御することができる。
【００６６】
ここで、本実施形態の真空圧力制御システム１の効果について、従来の真空圧力制御システムと比較した２つの調査を行った（図７及び図１３，１５参照）。
第１の調査は、真空圧力制御システム１及び従来の真空圧力制御システムにおける真空開閉弁３０、３１８のポペット弁体３３Ａ，３３３を、最大の弁開度で開弁した全開位置から閉弁した閉弁位置まで変化させるのに必要な時間をそれぞれ比較したものである。図１０は、第１の調査において、ポペット弁体３３Ａ，３３３が閉弁するまでに必要な時間を示すグラフである。
なお、第１の調査の条件を、設定以下の通りとした。
（１）真空圧力制御システム１では、真空開閉弁３０における最大の弁開度ＶＬをＶＬ＝４２（ｍｍ）とする一方、従来の真空圧力制御システムでは、真空開閉弁３１８における最大の弁開度ＶＬをＶＬ＝３２（ｍｍ）とした。
（２）真空圧力制御システム１では、真空開閉弁３０の弁開度ＶＬを制御するときの駆動エアＡＲの供給圧力値を０．３５（ＭＰａ）とする一方、従来の真空圧力制御システムでは、真空開閉弁３１８の開度を制御するときの駆動エアＡＲの供給圧力値を０．５５（ＭＰａ）とした。
（３）弁開度を変化させるのにあたり、真空圧力制御装置７０等内のプログラムに生じるプログラムのタイムラグは、真空圧力制御システム１及び従来の真空圧力制御システムのいずれもｔ＝約０．０５（ｓｅｃ）である。
【００６７】
第１の調査の結果を図１０に示す。
この第１の調査結果より、真空圧力制御システム１では、ポペット弁体３３Ａが全開位置から閉弁位置まで変化するのに必要な時間はｔ＝約０．３６（ｓｅｃ）であるのに対し、従来の真空圧力制御システムでは、閉弁位置するまでの時間はｔ＝約１．０５（ｓｅｃ）となっている。
このように、真空圧力制御システム１の弁開度ＶＬが従来の真空圧力制御システムより大きいのにも拘わらず、真空圧力制御システム１のポペット弁体３３Ａが従来の真空圧力制御システムよりも短時間で閉弁する理由は、次の通りである。
つまり、従来の真空圧力制御システムでは、第１，第２電磁弁３６０，３６１及びこれらよりもガス流路の有効断面積が小さい時間開閉動作弁３６２を用いて制御していたので、真空開閉弁３１８を閉弁するまでにこのような時間がかかっていた。
これに対し、真空圧力制御システム１では、真空開閉弁３０の弁開度ＶＬをサーボ弁６０を用いて制御している。ポペット弁体３３Ａを全開位置から閉弁位置に変化させるときには、このサーボ弁６０の第３ポート６３の流路は全開するので、供給エア収容室ＡＳにある駆動エアＡＲは、第２ポート６２から第３ポート６３を通じて排気側流路ＥＸに急速的に排気できるからである。
しかも、真空圧力制御システム１では、真空開閉弁３０の弁開度ＶＬは、復帰バネ４２
の付勢力に抗するのに必要な最低の、供給圧力０．３５ＭＰａの駆動エアＡＲによる押圧力で変化させている。このため、駆動エアＡＲの押圧力が復帰バネ４２の付勢力よりも小さくなるまで駆動エアＡＲを排気させる時間、いわゆる排気による無駄時間が生じないからである。
【００６８】
第２の調査は、真空圧力制御システム１及び従来の真空圧力制御システムにおける真空開閉弁３０、３１８のポペット弁体３３Ａ，３３３を、最大の弁開度で開弁した全開位置から弁開度ＶＬをＶＬ＝１４（ｍｍ）まで変化させるのに必要な時間をそれぞれ比較したものである。図１１（ａ）は、真空開閉弁の弁開度ＶＬを全開位置からＶＬ＝１４ｍｍに変化させたときにかかる時間を比較したグラフである。また、真空開閉弁３０、３１８のポペット弁体３３Ａ，３３３を、閉弁した閉弁位置から弁開度ＶＬをＶＬ＝１４（ｍｍ）まで変化させるのに必要な時間をそれぞれ比較したものである。図１１（ｂ）は、真空開閉弁の弁開度ＶＬを閉弁位置からＶＬ＝１４ｍｍに変化させときにかかる時間を比較したグラフである。
なお、第２の調査の条件は、第１の調査の条件と同様である。
【００６９】
第２の調査の結果を図１１（ａ）及び図１１（ｂ）にそれぞれ示す。
第２の調査のうち、弁開度ＶＬを全開位置からＶＬ＝１４（ｍｍ）まで変化させた調査によると、図１１（ａ）より、従来の真空圧力制御システムでは、ポペット弁体３３３がＶＬ＝１４（ｍｍ）まで変化するのに必要な時間はｔ＝約９．０（ｓｅｃ）となっている。これに対し、本実施形態の真空圧力制御システム１では、ポペット弁体３３Ａが全開位置からＶＬ＝１４（ｍｍ）まで変化するのに必要な時間はｔ＝約０．２（ｓｅｃ）となっている。
また、弁開度ＶＬを全閉位置からＶＬ＝１４（ｍｍ）まで変化させた調査によると、図１１（ｂ）より、従来の真空圧力制御システムでは、ポペット弁体３３３がＶＬ＝１４（ｍｍ）まで変化するのに必要な時間はｔ＝約３．５０（ｓｅｃ）となっている。これに対し、真空圧力制御システム１では、ポペット弁体３３Ａが全閉位置からＶＬ＝１４（ｍｍ）まで変化するのに必要な時間はｔ＝約０．２（ｓｅｃ）となっている。
【００７０】
このように、真空圧力制御システム１と従来の真空圧力制御システムとの間で、弁開度ＶＬが変化するのに要する時間が異なる。
その理由として、従来の真空圧力制御システムでは、真空チャンバ３１１内に密閉したガスを目標の真空圧力値にするときには、まず第１電磁弁３６０及び第２電磁弁３６１を用いて、真空チャンバ３１１内にガスを急速的に給気または排気し、目標の真空圧力値に近いところまで真空圧力を変化させる。ガスが密閉された状態の真空チャンバ３１１内では、目標値として設定した真空圧力値（設定値）と、圧力センサ３１７により計測した真空圧力値（実測値）とが異なるので、さらに時間開閉動作弁３６２により真空圧力の微調整を行い、この微調整に時間がかかるからである。
一方、真空圧力制御システム１では、真空開閉弁３０の弁開度ＶＬをサーボ弁６０を用いて制御している。サーボ弁６０では、駆動エアＡＲを第２ポート６２を通じて真空開閉弁３０の供給エア収容室ＡＳに急速的に供給できることや、この供給エア収容室ＡＳから第２ポート６２に流れる駆動エアＡＲを第３ポート６３を通じて排気側流路ＥＸへ急速的に排気できる。さらに、第１ポート６１を流れる駆動エアＡＲの流量と、第３ポート６３を流れる駆動エアＡＲの流量とを同時に精度良く、迅速に調整することもできるからである。つまり、サーボ弁６０を用いることにより、真空開閉弁３０の供給エア収容室ＡＳとサーボ弁６０との間を流れる駆動エアＡＲについて、比較的少量から大量まで幅広い範囲で正確にかつ迅速に流量調整をすることができるからである。
このように、真空圧力制御システム１では、サーボ弁６０で真空開閉弁３０の弁開度ＶＬを制御することにより、真空チャンバ１１内に給気したガスを正確な真空圧力値で迅速に保持できると共に、このガスを真空容器１１外に迅速に排気できる真空圧力制御システ
ムとなることが確認できた。
かくして、真空圧力制御システム１は、非常に短い時間、例えば、１、２秒間で、パージガスとプロセスガスとを置換させるＡＬＤプロセスによる表面処理法に適用できる真空圧力制御システムとすることができる。
【００７１】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、本実施形態では、スプール６４が自転を伴わずサーボ弁シリンダ６５内を摺動しながらストローク方向に移動する構成のサーボ弁６０を例示した。しかしながら、サーボ弁は、スプール等の弁体がその軸を中心に自転しながら、流体の流量を調整する構成のものであっても良い。
【００７２】
例えば、本実施形態では、サーボ弁６０の駆動電源が停電した時に、スプール６４は、図７に示す位置で停止する。そうすると、第１ポート６１から第２ポート６２への駆動エアＡＲの漏れがあるため、真空開閉弁３０の供給エア収容室ＡＳに駆動エアＡＲが入って誤動作する恐れがある。それを防止するために、サーボ弁６０の駆動電源が停電した時の、スプール６４の位置を、図１６に示す位置にすれば、第２ポート６２と第３ポート６３とが常に連通しているため、第１ポート６１から第２ポート６２に駆動エアＡＲが漏れた場合でも、漏れた駆動エアＡＲは、第３ポート６３に流れるため、第２ポート６２に駆動エアＡＲが流れることはなく、真空開閉弁３０が誤動作することがない。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本実施形態の真空圧力制御システムの構成を説明する説明図である。
【図２】本実施形態の真空圧力制御装置の構成を説明するブロック図である。
【図３】本実施形態の真空圧力制御装置のシステムコントローラ部のうち、弁開度ポジション制御回路における制御方法を説明するためのブロック図である。
【図４】本実施形態の真空開閉弁の閉弁状態を示す断面図である。
【図５】本実施形態の真空開閉弁の側面図である。
【図６】本実施形態の真空開閉弁の開弁状態を示す断面図である。
【図７】本実施形態の真空圧力制御システムに用いたサーボ弁の構成を説明するための説明図である。
【図８】本実施形態のサーボ弁においてスプールの位置を制御する指令電圧と、駆動エアの流通方向及び流量との関係についての流量特性を示す図である。
【図９】本実施形態の真空圧力制御装置に構成されたティーチングプログラムによりサーボ弁の作動を制御する手法を示すフローチャートである。
【図１０】第１の調査の結果を示すグラフである。
【図１１】第１の調査の結果を示すグラフであり、（ａ）は全開位置から変化させたとき、（ｂ）閉弁位置から変化させたときを示す。
【図１２】従来の真空圧力制御システムの構成を説明する説明図である。
【図１３】従来の真空圧力制御システムに用いた真空比例開閉弁を示す断面図である。
【図１４】従来の真空圧力制御システムにおける真空比例開閉弁の弁制御を説明するためのブロック図である。
【図１５】従来の真空圧力制御システムにおける真空比例開閉弁の弁制御を説明するためのブロック図である。
【図１６】本実施形態のサーボ弁の停止位置を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  真空圧力制御システム
１１  真空チャンバ（真空容器）
１４  ハンドバルブ（弁開度調節部）
１５  真空ポンプ
２０  エア供給源（流体供給源）
２１  ストップバルブ（流体流通防止弁）
ＡＲ  駆動エア（流体）
ＥＸ  排気側流路
２９  弁開度調節弁（弁開度調節部）
３０  真空開閉弁
４１  ピストン（アクチュエータ）
ＶＬ  弁開度
ＶＬｔｈ  しきい値
６０  サーボ弁
６１  第１ポート
６２  第２ポート
６３  第３ポート
７０  真空圧力制御装置
【図１】
0005086166.tif 000002
【図２】
0005086166.tif 000003
【図３】
0005086166.tif 000004
【図４】
0005086166.tif 000005
【図５】
0005086166.tif 000006
【図６】
0005086166.tif 000007
【図７】
0005086166.tif 000008
【図８】
0005086166.tif 000009
【図９】
0005086166.tif 000010
【図１０】
0005086166.tif 000011
【図１１】
0005086166.tif 000012
【図１２】
0005086166.tif 000013
【図１３】
0005086166.tif 000014
【図１４】
0005086166.tif 000015
【図１５】
0005086166.tif 000016
【図１６】
0005086166.tif 000017