CN111981145B - 真空开闭阀 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种能够抑制阀芯进行动作时产生的振动的真空开闭阀。本发明的真空开闭阀(30)配设在真空腔室(11)与真空泵(15)之间，通过提升阀芯(33A)的开闭动作来进行真空腔室的排气，具备真空压力控制装置(70)和伺服阀(60)，真空压力控制装置进行指定提升阀芯的开度的开度指示，伺服阀使阀芯动作到与开度指示所指定的开度相对应的位置，该真空开闭阀中，伺服阀进行使提升阀芯的位置在规定时间内从第一位置(开度X1)动作到第二位置(开度X2)的开度控制用的开度指示是指定与第一位置与第二位置之间的第三位置(开度X3)相对应的开度，之后从与第三位置相对应的开度逐渐变动到与第二位置相对应的开度。

Description

真空开闭阀
技术领域
本发明涉及真空开闭阀，其配设在真空腔室与真空泵之间，通过阀芯的开闭动作来进行真空腔室的排气，具备控制装置和控制阀，所述控制装置进行指定阀芯的开度的开度指示，所述控制阀根据开度指示使阀芯动作到与指定的开度相对应的位置。
背景技术
在半导体制造装置中，在配置有晶圆的真空腔室与真空泵之间配设有真空开闭阀，进行真空腔室的压力控制。近年来，原子层沉积法(ALD：Atomic Layer Deposition)的普及使得半导体的制造周期加快，真空腔室的压力控制是在高速下进行，因此，真空开闭阀也是高速地进行阀芯的开闭。此时，考虑使用专利文献1揭示那样的真空压力控制系统。该真空压力控制系统中使用的真空开闭阀在阀芯的开度的控制中使用的是响应性高的伺服阀，能使真空开闭阀的阀芯高精度地进行高速动作。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本专利第5086166号公报
发明内容
【发明要解决的问题】
然而，上述现有技术存在如下问题。
申请人通过实验发现，当真空开闭阀高速地进行阀芯的开闭时，在真空开闭阀的内部会发生急剧的内压的变动，由此导致真空开闭阀产生振动。
例如，在以往的真空开闭阀中，在使阀芯的开度从X1变为X2的情况(例如从闭阀状态变为完全开阀状态的情况)下，伺服阀是像图11所示那样从控制装置接收开度指示C21以使阀芯的开度变为X2(时间点t0)。伺服阀根据该开度指示C21来控制阀芯，阀芯像图11或图12的波形PV21所示那样在时间点t1上朝X2开始驱动。继而，在时间点t2达到X2。该阀芯的运动速度极高，因此，在阀芯运动起来的时间点t1上，真空开闭阀的内压发生急剧变动。内压的变动示于图12所示的波形P21，显然，在阀芯运动起来的时间点t1上发生了急剧变动。该内压的急剧变动导致真空开闭阀产生振动。
若真空开闭阀产生振动，则存在该振动因在管道中传播而传递至真空腔室、有真空腔室的内壁面上附着的微粒剥落之虞这一问题。当剥落下来的微粒附着在晶圆表面时，会导致半导体的缺陷等对半导体制造的良率产生不良影响，因此，业界在寻求能够尽可能抑制振动的真空开闭阀。
再者，以往即便真空开闭阀产生了振动也不是大问题，但近年来随着ALD的普及，出于减少所使用的气体的浪费等目的而推进半导体制造装置的小型化，上述问题便显现了出来。其原因在于，半导体制造装置的小型化使得半导体制造装置内部不断高密度化，真空开闭阀的配设位置变得比以往靠近真空腔室，由此导致真空开闭阀产生的振动容易传递至真空腔室。
本发明是为了解决上述问题，其目的在于提供一种能够抑制阀芯进行动作时产生的振动的真空开闭阀。
【解决问题的技术手段】
为了解决上述问题，本发明的真空开闭阀具有如下构成。
(1)一种真空开闭阀，其配设在真空腔室与真空泵之间，通过阀芯的开闭动作来进行真空腔室的排气，具备控制装置和控制阀，所述控制装置进行指定阀芯的开度的开度指示，所述控制阀使阀芯动作到与开度指示所指定的开度相对应的位置，该真空开闭阀的特征在于，控制阀进行使阀芯的位置在规定时间内从第一位置动作到第二位置的开度控制用的开度指示是指定与第一位置与第二位置之间的第三位置相对应的开度，之后从与第三位置相对应的开度逐渐变动到与第二位置相对应的开度。
(2)根据(1)所述的真空开闭阀，其特征在于，第三位置为第一位置与第二位置的大致中间位置，逐渐变动是花费规定时间的大致一半的时间来进行。
(3)根据(1)或(2)所述的真空开闭阀，其特征在于，逐渐变动是与时间经过成比例地从与第三位置相对应的开度逐渐变动到与第二位置相对应的开度。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的真空开闭阀，其特征在于，真空开闭阀用于使用原子层沉积法的半导体制造装置，与真空腔室靠近配设。
【发明的效果】
本发明的真空开闭阀通过具有上述构成而具有如下作用、效果。
根据(1)所述的真空开闭阀，能够抑制阀芯进行动作时产生的振动。
以往的真空开闭阀中，在使阀芯从第一位置动作到第二位置的情况下，控制装置只是对控制阀指定与第二位置相对应的开度作为开度指示。这样的话，阀芯会朝第二位置急剧动作，因此真空开闭阀的内压发生急剧变动，导致真空开闭阀产生振动。
另一方面，本发明中，在使阀芯从第一位置动作到第二位置的情况下，控制装置对控制阀首先指定与第一位置与第二位置之间的第三位置相对应的开度作为开度指示。其后，使指定的开度从与第三位置相对应的开度逐渐变动到与第二位置相对应的开度。通过如此进行控制，阀芯并不是朝第二位置急剧动作，而是首先朝第三位置开始动作，之后按照逐渐变动的开度指示动作到第二位置。因此，阀芯不会进行急剧的动作，可以防止真空开闭阀的内压的急剧变动，从而能抑制真空开闭阀产生的振动。只要能抑制真空开闭阀产生的振动，传递至真空腔室的振动也会得到抑制，使得真空腔室内壁上附着的微粒剥落而对半导体制造的良率产生不良影响的可能性降低。
根据(2)所述的真空开闭阀，可以在不对阀芯进行动作的周期时间产生影响的情况下抑制阀芯进行动作时产生的振动。
在使阀芯从第一位置动作到第二位置的情况下，控制装置对控制阀首先指定与第一位置与第二位置之间的大致中间位置相对应的开度作为开度指示。其后，使指定的开度从与大致中间位置相对应的开度逐渐变动到与第二位置相对应的开度。通过如此进行控制，阀芯并不是朝第二位置急剧动作，而是首先朝大致中间位置开始动作，之后按照逐渐变动的开度指示动作到第二位置。因此，阀芯不会进行急剧的动作，可以防止真空开闭阀的内压的急剧变动，从而能抑制真空开闭阀产生的振动。
此外，申请人通过实验发现，通过花费阀芯从第一位置动作到第二位置的规定时间的大致一半的时间来进行大致中间位置起到第二位置为止的开度指示的逐渐变动，可以在不对阀芯从第一位置动作到第二位置的时间产生影响的情况下抑制真空开闭阀产生的振动。
例如，在将使阀芯从第一位置动作到第二位置的时间(周期时间)设为1秒的情况下，在以往的真空开闭阀中，控制装置只是对控制阀指定与第二位置相对应的开度作为开度指示，使阀芯在1秒内进行动作。
另一方面，在本发明中，控制装置对控制阀首先指定与第一位置与第二位置之间的第三位置相对应的开度作为开度指示。其后，花费0.5秒左右使指定的开度从与第三位置相对应的开度逐渐变动到与第二位置相对应的开度。通过如此进行控制，能使阀芯在1秒左右内从第一位置动作到第二位置，因此，一方面能防止真空开闭阀产生振动，另一方面能确保与以往的真空开闭阀同等的周期时间。
根据(3)所述的真空开闭阀，开度指示所指定的开度是与时间经过成比例地从与第三位置相对应的开度逐渐变动到与第二位置相对应的开度，因此阀芯得以平顺地进行动作，从而能更可靠地抑制阀芯进行动作时产生的振动。
根据(4)所述的真空开闭阀，本发明的真空开闭阀能够抑制阀芯进行动作时产生的振动，从而能防止振动传递至靠近的真空腔室。因此，真空腔室的内壁面上附着的微粒剥落之虞得以降低，从而降低了当剥落下来的微粒附着在晶圆表面时导致半导体的缺陷等对半导体制造的良率产生不良影响之虞。
附图说明
图1为表示使用本实施方式的真空开闭阀的真空压力控制系统的构成的说明图。
图2为表示本实施方式的真空开闭阀的闭阀状态的截面图。
图3为本实施方式的真空开闭阀的侧视图。
图4为表示本实施方式的真空开闭阀的开阀状态的截面图。
图5为表示本实施方式的真空开闭阀中使用的伺服阀的构成的说明图。
图6为表示本实施方式的真空压力控制装置进行的开度指示和提升阀芯的行为的图表。
图7为表示给予伺服阀的指令信号的图表。
图8为表示本实施方式的提升阀芯的行为和真空开闭阀的内压的变动的图表。
图9为表示本实施方式的真空开闭阀产生的X方向的振动的图表。
图10为表示本实施方式的真空开闭阀产生的Z方向的振动的图表。
图11为表示以往的真空压力控制装置进行的开度指示和提升阀芯的行为的图表。
图12为表示以往的提升阀芯的行为和真空开闭阀的内压的变动的图表。
图13为表示以往的真空开闭阀产生的X方向的振动的图表。
图14为表示以往的真空开闭阀产生的Z方向的振动的图表。
图15为表示真空开闭阀产生的振动的测定方法的说明图。
图16为表示本实施方式的真空压力控制装置进行的开度指示和提升阀芯的行为的图表。
图17为表示本实施方式的提升阀芯的行为和真空开闭阀的内压的变动的图表。
图18为表示本实施方式的真空开闭阀产生的X方向的振动的图表。
图19为表示本实施方式的真空开闭阀产生的Z方向的振动的图表。
图20为表示以往的真空压力控制装置进行的开度指示和提升阀芯的行为的图表。
图21为表示以往的提升阀芯的行为和真空开闭阀的内压的变动的图表。
图22为表示以往的真空开闭阀产生的X方向的振动的图表。
图23为表示以往的真空开闭阀产生的Z方向的振动的图表。
附图标记说明
11-真空腔室，15-真空泵，33A-提升阀芯，60-伺服阀(控制阀的一例)，70-真空压力控制装置(控制装置的一例)。
具体实施方式
一边参考附图，一边对本发明的真空开闭阀30的实施方式进行详细说明。
图1为说明使用真空开闭阀30的真空压力控制系统1的构成的说明图。在使用ALD的半导体制造装置中对晶圆150进行表面处理时，真空压力控制系统1向配置有晶圆150的真空腔室11内交替给送、排放工艺气体与吹扫气体(例如氮气N2)。
如图1所示，该真空压力控制系统1由身为真空容器的真空腔室11、真空泵15、空气供给源20、真空开闭阀30、伺服阀60(参考图3、图5)以及与真空开闭阀30等电性连接的真空压力控制装置70等构成。在该真空压力控制系统1中，作为使真空开闭阀30开闭的动力源，是以流体形式使用从空气供给源20供给的驱动空气AR(参考图5)。
对真空腔室11内配置的晶圆150进行表面处理时使用的工艺气体的供给源和真空腔室11内的工艺气体的吹扫时使用的氮气N2的供给源并列连接到真空腔室11的气体送入口11a。
另一方面，后文叙述的真空开闭阀30的第1端口39连接到真空腔室11的气体排气口11b。该真空开闭阀30通过管道与空气供给源20连接在一起，而且在与空气供给源20之间与身为防流体流通阀的截止阀21(参考图3)以及身为阀开度调节部的手动阀14(参考图3)连接在一起。此外，在气体排气口11b与真空开闭阀30之间经由断流阀13连接有腔室用压力传感器12，该腔室用压力传感器12与真空压力控制装置70电性连接在一起。再有，真空开闭阀30的第2端口40与真空泵15连接在一起。
接着，使用图2～图4，对真空开闭阀30进行说明。
图2为表示真空开闭阀30的闭阀状态的截面图。图3为图2的侧视图。图4为表示真空开闭阀30的开阀状态的截面图。
真空开闭阀30由位于提升阀芯33A的阀升程方向(图2及图4中为上下方向)的开阀侧(图2及图4中为上方)的先导缸部32以及位于闭阀侧(图2及图4中为下方)的波纹管式提升阀部31构成。
先导缸部32具备在图2中的上下方向上闭塞的单作用气动缸43，在单作用气动缸43的内部配备有活塞41，所述活塞41隔着波纹密封件50以能沿阀升程方向在单作用气动缸43内移动的方式加以收容。并且，活塞41朝闭阀侧被复位弹簧42施力。
再者，由于该活塞41隔着波纹密封件50在单作用气动缸43内驱动，因此不会产生活塞41的粘滑运动(stick slip)，活塞41能以高响应性和准确的位置精度在单作用气动缸43内驱动。
此外，先导缸部32上设置有位移传感器51，所述位移传感器51以不接触的方式测量活塞41在开闭方向上移动时从活塞41的下死点的位置起进行了位移的量的活塞41的位移量，也就是真空开闭阀30的开度。该位移传感器51与真空压力控制装置70电性连接在一起。
波纹密封件50例如是将聚酯、聚酰胺、芳族聚酰胺等基布一体成型在橡胶中得到的有底圆筒形状的膜片。该波纹密封件50的中央部固接在活塞41的闭阀侧端部。此外，该波纹密封件50的外周部被单作用气动缸43的图2中的下端面和汽缸室壁44的图2中的上端面夹持固定，从而在活塞41的外周面与单作用气动缸43的内周面之间朝图2中的上方较深地回折起来。由此，在阀升程方向上具有行程，从而能跟随活塞41的开阀侧的移动。在该波纹密封件50中，当驱动空气AR供给至阀升程方向上的活塞41与汽缸室壁44之间也就是图4所示的供给空气收容室AS内时，波纹密封件50上驱动空气AR所产生的有效受压面积保持固定不变。
此外，该供给空气收容室AS上连接有测量所供给的驱动空气AR的压力的开闭阀压力传感器52(参考图3)。开闭阀压力传感器52与真空压力控制装置70电性连接在一起。
在活塞41的径向中央部固设有活塞杆37，该活塞杆37延伸到波纹管式提升阀部31内部。
波纹管式提升阀部31在内部具有提升阀芯33A，活塞杆37的图2中的下侧端部与提升阀芯33A连结在一起。随着活塞41的阀升程方向的驱动，活塞杆37也朝相同方向被驱动，因此得以进行活塞杆37上连结的提升阀芯33A的开阀或闭阀动作。此外，以覆盖活塞杆37的径向外侧的方式配设的波纹管38中，其轴向的一端部安装在提升阀芯33A上，随着提升阀芯33A的阀升程方向的驱动而伸缩。
提升阀芯33A与O形圈保持构件33B在提升阀芯33A的闭阀侧相固定，在提升阀芯33A与O形圈保持构件33B的间隙内设置有O形圈安装部34。O形圈35安装在O形圈安装部34中，O形圈安装部34的内壁呈倒楔状，因此O形圈35不会脱落。
提升阀芯33A经由活塞41朝阀升程方向的闭阀侧被复位弹簧42施力。因此，在不从空气供给源20通过伺服阀60将驱动空气AR供给至供给空气收容室AS时，O形圈35被提升阀芯33A及阀座36挤压。由此，第1端口39被提升阀芯33A堵住，真空开闭阀30闭阀。
另一方面，当将驱动空气AR供给至供给空气收容室AS时，供给空气收容室AS内的压力不断升高。继而，当该压力超过复位弹簧42的作用力时，活塞41抵抗复位弹簧42的作用力而朝阀升程方向的开阀侧移动，伴随于此，提升阀芯33A朝阀升程方向的开阀侧移动。当提升阀芯33A朝开阀侧移动时，O形圈35与阀座36分开，第1端口39与第2端口40连通，真空开闭阀30开阀。由此，可以利用真空泵15来抽吸处于真空腔室11内的工艺气体或氮气N2。
在真空开闭阀30的供给空气收容室AS与空气供给源20之间连接有手动阀14。该手动阀14是区别于伺服阀60而另行以手动操作来进行驱动空气AR向供给空气收容室AS的进气以及驱动空气AR从供给空气收容室AS的排气的阀。
在实施真空压力控制系统1的维护等情况下，只须通过该手动阀14的操作来进行供给空气收容室AS内的驱动空气AR的进排气，便能在不使用伺服阀60的情况下简单地开闭真空开闭阀30。由此，与通过伺服阀60来进行真空开闭阀30的开闭的情况相比，维护的作业性提高。
如前文所述，真空压力控制系统1中设置有截止阀21(参考图3)。该截止阀21的输入侧连接到空气供给源20、排气侧流路以及真空开闭阀30的供给空气收容室AS，输出侧连接到伺服阀60的第1端口61、第3端口63。该截止阀21为如下5端口阀：能以驱动空气AR不通过在输入侧与空气供给源20连接的端口向在输出侧与伺服阀60的第1端口61连接的端口流动的方式进行切换。该截止阀21与真空压力控制装置70电性连接在一起。
通过设置该截止阀21，在不运转真空压力控制系统1时等无须对伺服阀60供给驱动空气AR时，即便变成了驱动空气AR从空气供给源20向伺服阀60流动的状态，驱动空气AR也会被截止阀21截断而不会供给至伺服阀60。因而，能防止驱动空气AR在伺服阀60内被白白消耗这一情况。
接着，使用图5，对伺服阀60进行说明。
图5为用于说明伺服阀60的构成的说明图。
伺服阀60具有经由截止阀21连接至空气供给源20的第1端口61、连接至真空开闭阀30的供给空气收容室AS的第2端口62、以及经由截止阀21向排气侧流路进行供给空气收容室AS的排气的第3端口63。第2端口62在伺服阀60的行程方向(图5中为左右方向)上位于第1端口61与第3端口63之间。此外，伺服阀60具有伺服阀缸65、绕线管69、环绕设置在绕线管69外周且通电方向彼此相反的第1线圈66A及第2线圈66B、在行程方向一端侧(图5中为左方)与磁铁67连结的滑阀64、以及控制部68。该伺服阀60的控制部68与真空压力控制装置70电性连接在一起。
伺服阀60中，当对第1线圈66A通电时，该第1线圈66A产生的电磁力和磁铁67的磁力使得滑阀64在伺服阀缸65内朝行程方向一端侧(图5中为左方)驱动，并准确地停在与指令电压值相对应的位置上。另一方面，当对第2线圈66B通电时，该第2线圈66B产生的电磁力和磁铁67的磁力使得滑阀64在伺服阀缸65内朝行程方向另一端侧(图5中为右方)驱动，并准确地停在与指令电压值相对应的位置上。
因而，当由真空压力控制装置70将相当于对第1线圈66A、第2线圈66B的指令信号的指令电压输入至伺服阀60的控制部68时，滑阀64根据该指令电压的值以高响应性迅速地进行驱动。于是，滑阀64一边在伺服阀缸65内滑动一边沿行程方向移动到与该指令电压的值相对应的规定位置，在准确的位置上停下。
图5中，滑阀64将第1端口61及第3端口63堵住，处于不进行向供给空气收容室AS的进气以及从供给空气收容室AS的排气的状态，滑阀64通过沿行程方向(图5中为左右方向)也就是隔着第2端口62连结第1端口61与第3端口63的方向在伺服阀缸65内滑动来进行第1端口61或第3端口63的开闭。
真空开闭阀30的开度由伺服阀60控制。
具体而言，当滑阀64在伺服阀缸65内的行程方向一端侧(图5中为左方)的位置上停下时，第1端口61与第2端口62的连通流路变为截断状态。另一方面，第3端口63全开，第3端口63与第2端口62的连通流路全开。由此，可以从供给空气收容室AS经第2端口62并通过第3端口63将驱动空气AR急速排出。当从供给空气收容室AS排出驱动空气AR时，复位弹簧42的作用力使得活塞41朝闭阀方向动作，伴随于此，提升阀芯33A朝闭阀方向动作，因此真空开闭阀30得以闭阀。
此外，当滑阀64在伺服阀缸65内的行程方向另一端侧(图5中为右方)的位置上停下时，第3端口63与第2端口62的连通流路变为截断状态。另一方面，第1端口61全开，第1端口61与第2端口62的连通流路全开。由此，可以将驱动空气AR从第1端口61通过第2端口62急速给送至真空开闭阀30的供给空气收容室AS。当对供给空气收容室AS送气时，供给空气收容室AS的压力不断上升，在该压力超过了复位弹簧42的作用力时，活塞41朝开阀方向动作。伴随于此，提升阀芯33A朝开阀方向动作，因此真空开闭阀30得以开阀。
进而，滑阀64不仅能使第1端口61或第3端口63全开，还能高精度地将第1端口61或第3端口63的一部分堵住。由此，能以高响应性迅速且高精度地调整从第1端口61向第2端口62流动的驱动空气AR的流量和从第2端口62向第3端口63流动的驱动空气AR的流量。
因而，在伺服阀60中，可以将流入到第1端口61的驱动空气AR通过第2端口62急速供给至真空开闭阀30的供给空气收容室AS。此外，可以将从该供给空气收容室AS流至第2端口62的驱动空气AR通过第3端口63急速排出。进而，还能对流过第1端口61的驱动空气AR的流量和流过第3端口63的驱动空气AR的流量同时进行高精度的调整。通过调整驱动空气AR的流量来调整供给空气收容室AS的压力，从而控制真空开闭阀30的开度。
此处，对真空压力控制装置70对伺服阀60的控制方法进行说明。
在真空压力控制系统1中，由腔室用压力传感器12测量出的真空腔室11内的真空压力测量值被反馈至真空压力控制装置70，对该真空压力测量值与作为目标的真空压力值进行比较计算，得到开度指示并加以输出。所谓开度指示，是指定提升阀芯33A的开度的信息。
进而，通过位移传感器51测量真空开闭阀30的开度得到的位移检测信号(开度的测量值)被反馈至真空压力控制装置70，与上述开度指示进行比较，算出对伺服阀60的指令信号。该指令信号为电压值，被施加至伺服阀60的控制部68，由此，伺服阀60的滑阀64移动至与电压值相应的位置。
以往，用于使提升阀芯33A沿开阀方向从某一开度X1移动到某一开度X2的开度指示像图11所示那样只是输出开度X2的开度指示C21。此处，例如若将开度X1设为闭阀状态、将开度X2设为最大开阀状态，则在使提升阀芯33A从闭阀状态动作到最大开阀状态的情况下，只是进行与最大开阀状态相对应的开度的开度指示C21。伴随于此，施加至控制部68的指令信号S21像图7所示那样在输出开度指示C21的时间点t0上急剧地施加出来。
提升阀芯33A的行为示于图11及图12中的波形PV21中。
在时间点t0上输出了开度指示C21后，从时间点t1起开始动作，在时间点t2达到开度X2。在时间点t1上，波形PV21以接近直角的角度急剧上升，因此得知提升阀芯33A是急剧地开始移动的。
由于提升阀芯33A急剧地开始移动，因此真空开闭阀30的内压发生急剧变动。内压的变动示于图12所示的波形P21中。从提升阀芯33A开始动作的时间点t1起，内压从Y1向Y2逐渐增加，但显然，在时间点t1上，波形P21发生了急剧变动。
于是，因急剧的内压的变动而导致真空开闭阀30产生振动。
再者，该振动是通过图15所示那样的试验方法测量出的。具体而言，在真空开闭阀30的第1端口39上连接长度600mm的试验用管道71并横置在试验用夹具72A、72B上，在该状态下使真空开闭阀30动作。在试验用管道71的与连接到第1端口39的端部相反那一侧的端部安装有加速度计73。加速度计73可以测量真空开闭阀30进行动作时产生的X方向(图15中为左右方向)及Z方向(图15中为上下方向)的振动。
X方向的振动示于图13所示的振动波形VX21中，Z方向的振动示于图14所示的振动波形VZ21中。观察这些振动波形VX21、VZ21得知，在提升阀芯33A开始动作的时间点t1上，振动产生的程度较大。
若真空开闭阀产生振动，则存在该振动通过管道等传递至真空腔室11、有真空腔室11的内壁面上附着的微粒剥落之虞这一问题。当剥落下来的微粒附着在晶圆150的表面时，会导致半导体的缺陷等对半导体制造的良率产生不良影响，因此业界在寻求能够尽可能抑制振动的真空开闭阀。
尤其是近年来半导体制造装置的小型化使得上述问题显现了出来。其原因在于，半导体制造装置的小型化使得半导体制造装置内部不断高密度化，真空开闭阀30的配设位置变得比以往靠近真空腔室11，由此导致真空开闭阀30产生的振动容易传递至真空腔室11。
另一方面，在本实施方式的真空开闭阀30中，用于使提升阀芯33A从某一开度X1移动到某一开度X2的开度指示并不是像图11那样输出开度X2的开度指示C21，而是像图6所示那样首先输出开度X1与开度X2的大致中间的开度X3作为开度指示C11。其后，开度指示C11中指定的开度随着时间经过成比例地从开度X3向开度X2逐渐增加，在时间点t3达到X2。此处，时间点t0起到时间点t3为止的时间约为时间点t0起到时间点t2为止的时间的一半。通过输出这种开度指示C11，施加至控制部68的指令信号S11像图7所示那样以电压值逐渐增大的方式进行施加。
提升阀芯33A的行为示于图6及图8中的波形PV11中。在时间点t0上输出了开度指示C11后，从时间点t1起开始动作，在时间点t2达到开度X2。时间点t0起到时间点t2为止的时间与以往相同。
与以往的波形PV21相比，波形PV11从时间点t1起以较缓的角度上升，从而得知提升阀芯33A急剧地开始移动这一情况得到了防止。
通过防止提升阀芯33A的急剧移动，得以防止以往真空开闭阀30产生的内压的急剧变动。内压的变动示于图8所示的波形P11中。波形P11中，从提升阀芯33A开始动作的时间点t1起，内压从Y1向Y2逐渐增加，而在时间点t1上，与波形P21相比上升较为平缓，显然未发生急剧变动。
通过波形P11所示的内压的急剧变动的抑制，真空开闭阀30产生振动这一情况得以防止。
X方向的振动示于图9所示的振动波形VX11中，得知，在提升阀芯33A开始动作的时间点t1上几乎未产生振动。此外，Z方向的振动示于图10所示的振动波形VZ11中，得知，在提升阀芯33A开始动作的时间点t1上略微产生了振动，但与以往的振动波形VZ21相比已有大幅改善。
再者，上文中是对开度X1到开度X2也就是提升阀芯33A的开阀方向进行的说明，但也可运用于开度X2到开度X1的闭阀方向。
以往，用于使提升阀芯33A沿闭阀方向从开度X2移动到开度X1的开度指示像图20所示那样只是输出开度X1的开度指示C22。例如，若此处将开度X2设为最大开阀状态、将开度X1设为闭阀状态，则在使提升阀芯33A动作以从最大开阀状态变为闭阀状态的情况下，只是进行与闭阀状态相对应的开度的开度指示C22。
提升阀芯33A的行为示于图20及图21中的波形PV22中。在时间点t0上输出了开度指示C22后，从时间点t1起开始动作，在时间点t2达到开度X1。伴随于此，真空开闭阀30的内压像波形P22所示那样从提升阀芯33A开始动作的时间点t1上的Y3逐渐减少到时间点t2上的Y4。
在时间点t1上，提升阀芯33A朝开度X1急剧地开始移动，因此，在真空开闭阀30中，像图22、图23所示的振动波形VX22、VZ22那样产生了X方向的振动、Z方向的振动。继而，当提升阀芯33A急剧地闭阀时，O形圈35碰撞至阀座36，因此在提升阀芯33A达到开度X2的时间点t2上也产生了X方向的振动、Z方向的振动。再者，真空开闭阀30产生的振动是通过图15所示的试验方法测量出的。
另一方面，在本实施方式的真空开闭阀30中，用于使提升阀芯33A从开度X2移动到开度X1的开度指示并不是像以往那样输出开度X1的开度指示C22，而是像图16所示那样首先输出开度X2与开度X1的大致中间的开度X3作为开度指示C12。其后，开度指示C12中指定的开度随着时间经过成比例地从开度X3向开度X1逐渐减少，在时间点t3达到X1。此处，时间点t0起到时间点t3为止的时间约为时间点t0起到时间点t2为止的时间的一半。
进行了这种开度指示C12时的提升阀芯33A的行为示于图16及图17中的波形PV12中。在时间点t0上输出了开度指示C12后，提升阀芯33A从时间点t1起开始动作，在时间点t4达到开度X1。伴随于此，真空开闭阀30的内压像波形P12所示那样从提升阀芯33A开始动作的时间点t1上的Y3逐渐减少到时间点t4上的Y4。
通过首先指示开度X3，提升阀芯33A急剧地开始移动这一情况得以防止，像图18、图19所示的振动波形VX12、VZ12那样，得知时间点t1上振动得到了抑制。进而，提升阀芯33A达到开度X1时的O形圈35抵接至阀座36时的冲击缓和下来，从而得知时间点t4上的振动也得到了抑制。
因此得知，通过将上述构成运用于闭阀方向，也能减轻真空开闭阀30产生的振动。但是，时间点t0起到时间点t4为止的时间比以往的时间点t0起到时间点t2为止的时间略长，提升阀芯33A的动作有比以往慢的倾向。因此，在提升阀芯33A的动作不会变慢的开阀方向上实施本发明是最理想的。
(1)如以上所说明，根据本实施方式的真空开闭阀30，其配设在真空腔室11与真空泵15之间，通过阀芯(提升阀芯33A)的开闭动作来进行真空腔室11的排气，具备控制装置(真空压力控制装置70)和控制阀(伺服阀60)，所述控制装置(真空压力控制装置70)进行指定阀芯(提升阀芯33A)的开度的开度指示，所述控制阀(伺服阀60)使阀芯动作到与开度指示所指定的开度相对应的位置，该真空开闭阀30中，控制阀(伺服阀60)进行使阀芯(提升阀芯33A)的位置在规定时间内从第一位置(开度X1)动作到第二位置(开度X2)的开度控制用的开度指示是指定与第一位置与第二位置之间的第三位置(开度X3)相对应的开度，之后从与第三位置(开度X3)相对应的开度逐渐变动到与第二位置(开度X2)相对应的开度。因此，能够抑制阀芯(提升阀芯33A)进行动作时产生的振动。
以往的真空开闭阀中，在使阀芯(提升阀芯33A)从第一位置(开度X1)动作到第二位置(开度X2)的情况下，控制装置(真空压力控制装置70)只是对控制阀(伺服阀60)指定与第二位置(开度X2)相对应的开度作为开度指示。这样的话，阀芯(提升阀芯33A)会朝第二位置(开度X2)急剧动作，因此真空开闭阀的内压发生急剧变动，导致真空开闭阀产生振动。
另一方面，在本发明中，在使阀芯(提升阀芯33A)从第一位置(开度X1)动作到第二位置(开度X2)的情况下，控制装置(真空压力控制装置70)对控制阀(伺服阀60)首先指定与第一位置(开度X1)与第二位置(开度X2)之间的第三位置(开度X3)相对应的开度作为开度指示。其后，使指定的开度从与第三位置(开度X3)相对应的开度逐渐变动到与第二位置(开度X2)相对应的开度。通过如此进行控制，阀芯并不是朝第二位置(开度X2)急剧动作，而是首先朝第三位置(开度X3)开始动作，之后按照逐渐变动的开度指示动作到第二位置(开度X2)。因此，阀芯不会进行急剧的动作，可以防止真空开闭阀30的内压的急剧变动，从而能抑制真空开闭阀30产生的振动。只要能抑制真空开闭阀30产生的振动，传递至真空腔室11的振动也会得到抑制，使得真空腔室11内壁上附着的微粒剥落而对半导体制造的良率产生不良影响的可能性降低。
(2)根据(1)所述的真空开闭阀30，其中，第三位置(开度X3)为第一位置(开度X1)与第二位置(开度X2)的大致中间位置，逐渐变动是花费规定时间的大致一半的时间来进行。因此，可以在不对阀芯(提升阀芯33A)进行动作的周期时间产生影响的情况下抑制阀芯(提升阀芯33A)进行动作时产生的振动。
在使阀芯(提升阀芯33A)从第一位置(开度X1)动作到第二位置(开度X2)的情况下，控制装置(真空压力控制装置70)对控制阀(伺服阀60)首先指定与第一位置(开度X1)与第二位置(开度X2)之间的大致中间位置相对应的开度作为开度指示。其后，使指定的开度从与大致中间位置相对应的开度逐渐变动到与第二位置(开度X2)相对应的开度。通过如此进行控制，阀芯(提升阀芯33A)并不是朝第二位置(开度X2)急剧动作，而是首先朝大致中间位置开始动作，之后按照逐渐变动的开度指示动作到第二位置(开度X2)。因此，阀芯不会进行急剧的动作，可以防止真空开闭阀30的内压的急剧变动，从而能抑制真空开闭阀30产生的振动。
此外，申请人通过实验发现，通过花费阀芯从第一位置(开度X1)动作到第二位置(开度X2)的规定时间的大致一半的时间来进行大致中间位置起到第二位置(开度X2)为止的开度指示的逐渐变动，可以在不对阀芯(提升阀芯33A)从第一位置(开度X1)动作到第二位置(开度X2)的时间产生影响的情况下抑制真空开闭阀30产生的振动。
例如，在将使阀芯从第一位置(开度X1)动作到第二位置(开度X2)的时间(周期时间)设为1秒的情况下，在以往的真空开闭阀中，控制装置(真空压力控制装置70)只是对控制阀(伺服阀60)指定与第二位置(开度X2)相对应的开度作为开度指示，使阀芯(提升阀芯33A)在1秒内进行动作。
另一方面，在本发明中，控制装置(真空压力控制装置70)对控制阀(伺服阀60)首先指定与第一位置(开度X1)与第二位置(开度X2)之间的第三位置(开度X3)相对应的开度作为开度指示。其后，花费0.5秒左右使指定的开度从与第三位置(开度X3)相对应的开度逐渐变动到与第二位置(开度X2)相对应的开度。通过如此进行控制，能使阀芯(提升阀芯33A)在1秒左右内从第一位置(开度X1)动作到第二位置(开度X2)，因此，一方面能防止真空开闭阀30产生振动，另一方面能确保与以往的真空开闭阀同等的周期时间。
(3)根据(1)或(2)所述的真空开闭阀30，其中，逐渐变动是与时间经过成比例地从与第三位置(开度X3)相对应的开度逐渐变动到与第二位置(开度X2)相对应的开度。因此，开度指示所指定的开度与时间经过成比例地从与第三位置(开度X3)相对应的开度逐渐变动到与第二位置(开度X2)相对应的开度，所以阀芯(提升阀芯33A)得以平顺地进行动作，从而能更可靠地抑制阀芯(提升阀芯33A)进行动作时产生的振动。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的真空开闭阀30，其中，真空开闭阀30用于使用原子层沉积法的半导体制造装置，与真空腔室11靠近配设。因此，本发明的真空开闭阀30能够抑制阀芯(提升阀芯33A)进行动作时产生的振动，从而能防止振动传递至靠近的真空腔室11。因此，真空腔室11的内壁面上附着的微粒剥落之虞得以降低，从而降低了当剥落下来的微粒附着在晶圆150的表面时造成半导体的缺陷等对半导体制造的良率产生不良影响之虞。
再者，本实施方式只是示例，对本发明无丝毫限定。因而，本发明当然可以在不脱离其主旨的范围内进行各种改良、变形。
例如，在本实施方式中，伺服阀60的滑阀64是通过沿长边方向滑动来控制驱动空气AR的流量，但也可通过进行以长边方向的中心轴为中心的自转来控制驱动空气AR的流量。

Claims (5)

1.一种真空开闭阀，其配设在真空腔室与真空泵之间，通过阀芯的开闭动作来进行所述真空腔室的排气，具备控制装置和控制阀，所述控制装置与所述真空开闭阀电性连接，并进行指定所述阀芯的开度的开度指示，所述控制阀使所述阀芯动作到与所述开度指示所指定的开度相对应的位置，该真空开闭阀的特征在于，
所述控制阀进行使所述阀芯的位置在规定时间内从第一位置动作到第二位置的开度控制用的所述开度指示是由所述控制装置指定与所述第一位置与所述第二位置之间的第三位置相对应的开度，之后从与所述第三位置相对应的开度逐渐变动到与所述第二位置相对应的开度。
2.根据权利要求1所述的真空开闭阀，其特征在于，
所述第三位置为所述第一位置与所述第二位置的大致中间位置，
所述逐渐变动是花费所述规定时间的大致一半的时间来进行。
3.根据权利要求1所述的真空开闭阀，其特征在于，
所述逐渐变动是与时间经过成比例地从与所述第三位置相对应的开度逐渐变动到与所述第二位置相对应的开度。
4.根据权利要求2所述的真空开闭阀，其特征在于，
所述逐渐变动是与时间经过成比例地从与所述第三位置相对应的开度逐渐变动到与所述第二位置相对应的开度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的真空开闭阀，其特征在于，
真空开闭阀用于使用原子层沉积法的半导体制造装置，与所述真空腔室靠近配设。
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