JP2007011984A

JP2007011984A - 排気装置の圧力制御システム

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Publication number: JP2007011984A
Application number: JP2005195315A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Nanbu; 正博南部
Original assignee: Advanced Energy Japan KK
Current assignee: Advanced Energy Japan KK
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2005-07-04
Publication date: 2007-01-18
Also published as: US20080264494A1; KR20080026603A; CN100549893C; WO2007005461A3; EP1899784A2; WO2007005461A2; US7823604B2; EP1899784A4; CN101238422A

Abstract

【課題】チェインバを大気中に解放したときにパーティクルが流入するのを防止する。
【解決手段】入口ポート２２、出口ポート２４及びパイロット室を具えた本体２０と、ばね４８によって本体２０上部に取付けられ、滑り面２９ａ，２９ｂに対して軸方向に摺動可能に保持されたスプールと、入口ポート２２の気体の圧力を検知する絶対圧センサＳＡ及び入口ポート２２の気体の圧力と大気圧との差を検知する差圧センサＳＢと、パイロット室に圧力調整用ガスを供給する制御バルブＶと、各センサＳＡ，ＳＢの切換信号を送り、各センサＳＡ又はＳＢの出力に基づいて制御バルブＶを駆動する制御回路からなる。成膜時には、絶対圧センサＳＡで検知した入口ポート２２の圧力Ｐ１を用いて入口ポート２２の絶対圧が制御され、チェインバ解放時には、差圧センサＳＢの出力を用いて、チェインバ内部の圧力が大気圧に戻される。
【選択図】図２

Description

本発明は、排気装置の排気圧力を制御する圧力制御システム、特に、気圧センサを用いた絶対圧制御システムの技術分野に属する。

酸化・拡散・ＣＶＤ装置等では、各種の気体をチェインバ内に供給して反応させた後、排気装置によって反応後の気体を排気するようになっている。
このとき、チェインバの内部圧力が急激に変化すると、チェインバ内部における反応に悪影響を及ぼすため、排気装置には圧力制御システムが設けられ、排気される気体の流量変化、及び排気装置下流の圧力変化によらず、排気される気体の圧力が常に一定になるようにコントロールされている。

このような圧力制御システムとして、出願人が先に出願した排気装置の圧力制御システムがある（特許文献１）。図９は、この圧力制御システムの構成図である。図９に示すように、圧力制御システム１００は、気体の入口ポート２２と出口ポート２４が形成された本体２０と、本体２０の滑り面に受け入れられたスプール４０とを有し、入口ポート２２には、酸化・拡散・ＣＶＤ装置等のチェインバの排気ポート（図示せず。）が連結されている。なお、スプール４０は、ばねによって本体上部に取付けられている。
本体２０上部にはパイロット室３０が設けられており、パイロット室３０は、ブリードポート３４を介して外部と連通している。また、本体２０外部には、入口ポート２２の圧力を測定する差圧センサＳと、差圧センサＳの出力に基づいて制御バルブＶを駆動する制御回路Ｃが取付けられている。差圧センサＳは、高圧ポートＲが大気圧につながれ、低圧ポートが入口ポート２２の圧力Ｐｉにつながれ、これら２つの圧力差に基づいて制御バルブＶが駆動される。パイロット室３０には、パイロット通路を介して制御バルブＶから調整用ガスが供給され、入口ポート２２の気体の圧力Ｐｉが一定になるようにパイロット室３０の内部圧力Ｐｐが調整されている。

特許文献１に詳しく説明されているように、この圧力制御システム１００において、入口ポート２２の気体の圧力Ｐｉを一定にするためには、ばねの弾性力を一定に保持した状態で、パイロット室３０の内部圧力Ｐｐが所定の圧力になるように、制御バルブＶから供給される調整ガスの供給量を調整すればよい。
しかし、この圧力制御システム１００は、大気圧を基準とした差圧制御システムであるため、気象状態の変化や標高差等により大気圧が変動すると、排気圧も変動してしまい、半導体製造工程において膜厚に影響を及ぼすという問題がある。

絶対圧センサを用いて排気圧制御を行なえば大気圧変動の影響を受けないため、上記の問題を解決することができるが、工場排気ダクトの排気能力は大気圧から−５〜−１０ｈＰａ程度しかないため、大気圧が１０ｈＰａ上昇した場合には真空に制御できないことになる。例えば、大気圧が１０００ｈＰａのとき、制御設定圧を９９８ｈＰａとした場合、工場排気ダクトの圧力は９９０〜９９５ｈＰａであるが、大気圧が１０１０ｈＰａに上昇すると工場排気ダクトの圧力は１０００〜１００５ｈＰａになり、制御設定圧を上回り、真空に制御できなくなる。そこで、エジェクタ（真空発生器）を圧力制御システムの下流側に設け、常時一定の圧力を保つ方式を用いた絶対圧制御が一般的に行なわれている。

特開２００１−５５３６号公報

しかし、絶対圧制御の場合、半導体製造装置のチェインバからウエハーを取出す際に、圧力差により大量の空気がチェインバに流入しパーティクルが発生するのを防止するために、チェインバ内部を大気圧と同圧にする必要がある。
チェインバ内部を大気圧に戻すには、以下の２つの方法がある。第１の方法としては、圧力制御システム出口側に設けたエジェクタで得られる圧力がチェインバ上流側に影響しないように、エジェクタを停止する（すなわち、エジェクタへ窒素を供給するのを停止する）。圧力制御システムは開けたままにしておく。チェインバと圧力制御システム間に設けられた差圧センサでチェインバの排気圧を測定しながら、チェインバ内部に窒素を供給して、大気圧に戻す。なお、差圧センサは、腐食防止のために設けられた開閉バルブを開いて接続されるが、成膜時は閉じられている。

第２の方法としては、エジェクタを停止せず、圧力制御システムを閉じたままにする。圧力制御システムとチェインバとの間には工場排気ダクトへつながる配管及び開閉バルブが設けられ、開閉バルブを開いた状態で、チェインバと圧力制御システム間に設けられた差圧センサでチェインバの排気圧を測定しながら、チェインバ内部に窒素を供給して、大気圧に戻す。

しかし、第１の方法では、エジェクタへの窒素供給を停止するためのバルブと、バルブに制御信号を送るための回路が必要となる。
また、第２の方法では、チェインバの内部圧力を大気圧と同圧にするための専用バルブと配管の設置及びそれらと排気圧力制御システムとのマッチングをとらなくてはならず、設備が複雑で高価になるという問題がある。
さらに、第１及び第２いずれの方法においても、差圧センサの腐食防止のための開閉バルブが必要であり、絶対圧制御をするときと、チェインバ内部を大気圧に戻すときにおいて、開閉バルブを自動的に切換える必要がある。

本発明は、上述の問題に鑑み、制御気体の流量変化に対して優れた応答性・安定性・精度を有するとともに、チェインバを大気中に解放したときにパーティクルが流入するのを防止することができる、簡易な圧力制御システムを提供することを目的とする。

本発明は、入口ポートと出口ポートが形成されパイロット室を具えた本体と、バルブ部、上方摺動部及び下方摺動部を具えたスプールからなり、
該スプールがばねによって前記本体上部に取付けられるとともに、前記上方摺動部及び前記下方摺動部によって、前記入口ポートと前記出口ポートを連結する滑り面に対して軸方向に摺動可能に保持された排気装置の圧力制御システムであって、
前記入口ポートにおける圧力を検知する絶対圧センサ及び前記入口ポートにおける圧力と大気圧との差を検知する差圧センサと、前記パイロット室に圧力調整用ガスを供給する制御バルブと、前記絶対圧センサと前記差圧センサの切換信号を送り、前記絶対圧センサ又は差圧センサの出力に基づいて前記制御バルブを駆動する制御回路とを有することを特徴とする排気装置の圧力制御システムにより、前記の課題を解決した。
本発明の圧力制御システムでは、前記パイロット室に供給される圧力調整用ガスの一部を前記絶対圧センサ及び前記差圧センサを保護するためのパージガスとし、前記パイロット室と前記絶対圧センサ及び差圧センサと前記入口ポートを結ぶパージガスの流路を設けた構成としてもよい。
また、前記スプールの側面に溝を形成し、前記スプールの動きを滑らかにするためのガスを前記溝に供給する構成、及び、前記入口ポート側の前記スプール内部に、前記バルブ部の開度を調整するためのガスを供給する構成としてもよい。さらに、これらのガスを前記溝と前記入口ポート側の前記スプール内部に供給するための流路を設け、前記流路を流れるガスの一部を、前記絶対圧センサ及び差圧センサを保護するためのパージガスとし、前記流路と前記絶対圧センサ及び差圧センサと前記入口ポートを結ぶパージガスの流路を設けた構成としてもよい。

本発明では、入口ポートの圧力を検知する絶対圧センサと、入口ポートの圧力と大気圧との差を検知する差圧センサを設けることにより、大気圧に影響されない排気圧制御と、チェインバを大気中に解放した際のパーティクルの流入防止を、１つの簡易な圧力制御システムで行なうことができる。すなわち、成膜時には、絶対圧センサで検知した入口ポートの圧力が制御回路にフィードバックされることにより、入口ポートの絶対圧を制御することができる。また、チェインバからウエハーを取り出す際には、差圧センサで検知した入口ポートの圧力と大気圧との差圧が制御回路にフィードバックされることにより、入口ポートの圧力を大気圧と等しくし、その結果、チェインバを大気中に解放したときにパーティクルが流入するのを防止することができる。
従って、１つの制御回路で２つのセンサのフィードバック制御ができるため、チェインバ内部を大気圧に戻すために追加の設備を設けたり、エジェクタを停止させたりする必要がなくなり、排気装置の圧力制御が簡略化される。
また、圧力センサで入口ポートの気体の圧力を検知し、出力をフィードバックさせているので、入口ポートにおける気体の流量変化に対して優れた応答性・安定性・精度を有する。
さらに、請求項２以下の発明によれば、圧力センサ用配管にパージガスを流すことにより、腐食性ガスが２つのセンサに直接触れることなく、圧力を測定することができる。

本発明の排気装置の圧力制御システムを図面に基づいて説明する。
図１は本発明の圧力制御システム１０の設置の一例を示した図である。図１に示すように、酸化・拡散・ＣＶＤ装置等のチェインバの排気管が圧力制御システム１０の入口ポート２２に接続され、排気管の途中から、圧力センサ用配管ＳＰにて排気圧力が圧力制御システム１０に導かれている。圧力制御システム１０の出口ポート２４にはエジェクタが接続されており、エジェクタの出口は工場排気ダクトに接続されている。エジェクタには、吸引力発生用の窒素ガスが供給される。
圧力制御システム１０内部には、ガス供給口Ｐ_INから窒素等のガスが供給される。ガス供給口Ｐ_INから供給されたガスは、後述する圧力調整用ガス、センサを保護するためのパージガス、スプールの動きを滑らかにするためのガス、バルブ部の開度を調整するためのガスとして用いられる。本体下部には、チェインバから排出された水蒸気等が冷却されて液体が溜まる場合に備えて液体排出用ドレインポート１０が設けられ、ドレインポート１０はドレインチューブにてドレインタンクに接続されている。

図２は、本発明の第１実施形態による排気装置の圧力制御システム１０の構成を示す図である。
圧力制御システム１０は、本体２０に気体の入口ポート２２と出口ポート２４が形成され、入口ポート２２と出口ポート２４を連結する滑り面２９ａ，２９ｂにはスプール４０が受け入れられ、本体上部（スプール上部）には上部蓋２８で覆われたパイロット室３０が設けられている。
本体２０の外部には、入口ポート２２における圧力を検知する絶対圧センサＳＡ及び入口ポート２２における圧力と大気圧との差を検知する差圧センサＳＢ、パイロット通路３２を介してパイロット室３０に窒素等の圧力調整用ガスを供給する制御バルブＶ、絶対圧センサＳＡ及び差圧センサＳＢの切換え及び絶対圧センサＳＡ又は差圧センサＳＢの出力に基づいて制御バルブＶを駆動させる制御回路Ｃが取付けられている。

圧力制御システム１０の構造及び基本動作については、特許文献１で詳細に説明されているので、以下では簡単な説明にとどめる。スプール４０は、ばね４８によって本体上部に取付けられており、スプール４０の上方及び下方に形成された上方摺動部４２及び下方摺動部４４によって、本体２０の滑り面２９ａ，２９ｂに対して軸方向に摺動可能となっている。また、スプール４０の軸方向中心部分には、本体２０に形成されたバルブシート（弁座）２６に対応するバルブ部４６が具えられており、スプール４０が軸方向上側に摺動するバルブ部４６とバルブシート２６との間に隙間が生じ、入口ポート２２と出口ポート２４とが連通する。スプール４０を保持するばね４８の弾性力Ｆは、ばね調整ねじ４８ａで調整することができる。

パイロット室３０にはパイロット通路３２を介して制御バルブＶから圧力調整用ガスが供給されており、パイロット室３０の内部圧力がδＰになるように保持されている。圧力制御システム１０において、ばねの弾性力をＦ、スプールの重量をＷ、入口ポート２２の気体の圧力をＰ１、出口ポート２４の気体の圧力をＰ２、スプール４０のバルブ径をｄ、パイロット室３０の内部圧力をδＰとすると、スプール４０が平衡状態にある場合、
Ｐ１＝４/πｄ²・（Ｗ−Ｆ）＋δＰ
が成り立つ。従って、入口ポート２２を通過する気体の圧力Ｐ１は、出口ポート２４の気体の圧力Ｐ２とは無関係であり、ばねの弾性力Ｆ及びパイロット室３０の内部圧力δＰで決定され、δＰを一定にするように制御バルブＶからの圧力調整用ガスの供給量を調整することにより、バルブ部４６の開度が制御され、入口ポート２２の気体の圧力Ｐ１が設定値に保たれる。

入口ポート２２における圧力Ｐ１が設定値より高くなると、スプール４０の下方摺動部４４が押上げられてスプール４０が軸方向に上昇し、バルブ部４６の開度が大きくなる。その結果、入口ポート２２からより多くの気体が出口ポート２４側に流出するようになり、その結果、入口ポート２２における圧力Ｐ１が再び設定値に戻る。

図２に示すように、圧力制御システム１０では、チェインバからの排気圧力が、圧力センサ用配管ＳＰを介して同時に２つのセンサＳＡ及びＳＢに導かれている。
通常制御時、すなわち、成膜時は、絶対圧センサＳＡで検知した入口ポート２２の圧力Ｐ１が制御回路Ｃにフィードバックされることにより、入口ポートの絶対圧を制御する。このとき、差圧センサＳＢは、入口ポートの圧力Ｐ１と大気圧との差圧を計測し、チェインバ内部が陽圧にならないように監視するために用いられる。

チェインバからウエハーを取り出すためにチェインバ内部を大気圧に戻すときには、センサ切換信号を入れることにより、差圧センサＳＢの出力でフィードバックがかけられる。チェインバ内部には、チェインバ内部圧力を大気圧に戻すための窒素が供給される。設定圧力Ｐ１を大気圧にする信号（すなわち、入口ポート２２の圧力と大気圧との差圧を０にする信号）を制御回路Ｃに送ることにより、制御バルブＶからの圧力調整用ガスの供給量が調整され、チェインバ内部の圧力が大気圧に戻される。その結果、チェインバを大気に解放したときにパーティクルが流入するのを防止することができる。

図３に制御回路Ｃの一例を示す。絶対圧センサＳＡと差圧センサＳＢの電圧出力は３番と８番に常時出ており、入口ポート２２の圧力が常時検出可能となっている。通常制御時（成膜時）は絶対圧制御をするので、センサＳＡの電圧出力は、３番に出ていると同時に制御回路内の比較制御回路に取込まれ、１１番を通して外部から与えられた設定信号と比較しながら制御バルブＶの圧力調整用ガスを調整してバルブ部４６を制御する。チェインバ内部を大気圧にする場合は、５番にセンサ切換信号を入れることにより、比較制御回路に取込むセンサを絶対圧センサＳＡから差圧センサＳＢに切換え、差圧センサＳＢの大気圧に相当する電圧を９番に与え、制御バルブＶが調整される。再び通常制御に戻る場合は、５番のセンサ切換信号を切ることにより、比較制御回路に取込むセンサを差圧センサＳＢから絶対圧センサＳＡに切換え、絶対圧制御に戻る。通常制御時において、差圧センサＳＢの出力を８番にて常に監視すれば、例えば、台風等により気圧が低下した場合に、チェインバ内部が大気圧よりも高い圧力にならないよう警報出力を出して未然に防ぐことができる。

図４は、本発明の第２実施形態による排気装置の圧力制御システム１１の構成を示す図である。
圧力制御システム１１は、パイロット室に供給される圧力調整用ガスの一部を絶対圧センサＳＡ及び差圧センサＳＢを保護するためのパージガスとすることで、絶対圧センサＳＡ及び差圧センサＳＢに腐食性ガスが直接触れない構成としている。
圧力制御システム１１では、パイロット室３０からパージ用流路６０が、圧力センサ用配管ＳＰからセンサ用流路６２がそれぞれ延びており、パージ用流路６０とセンサ用流路６２が互いに連結されることにより、パイロット室３０と絶対圧センサＳＡ及び差圧センサＳＢと入口ポート２２とを結ぶパージガスの流路が形成される。

パイロット室の圧力δＰは入口ポート２２の圧力Ｐ１よりも高く設定され、パイロット室３０の圧力δＰと入口ポート２２の圧力Ｐ１との圧力差δＰ−Ｐ１によって、パイロット室３０内に供給された圧力調整用ガスの一部がパージガスとしてパージ用流路６０内に流れ込み、センサ用流路６２及び圧力センサ用配管ＳＰを介して入口ポート２２のガスと合流する。さらに、圧力センサ用配管ＳＰの管径をパージ用流路６０の管径よりも大きくしたり、パージ用流路６０又はセンサ用流路６２に絞り（図示せず。）を設けることによって、圧力センサ用配管ＳＰでの圧力損失を小さくすることにより、絶対圧センサＳＡ及び差圧センサＳＢでは、入口ポート２２の圧力Ｐ１とほぼ等しい圧力が検知されることになる。
従って、圧力制御システム１１では、入口ポート２２を通過する気体が圧力センサ用配管ＳＰ内を流過することがないので、入口ポート２２を通過する気体が腐食性ガスであっても、絶対圧センサＳＡ及び差圧センサＳＢに直接触れることなく、且つ、正確に、その圧力を測定することができる。

図５は、本発明の第３実施形態による排気装置の圧力制御システム１２の構成を示す図である。
圧力制御システム１２は、以下に説明するように、ガス供給口Ｐ_INにパージ用流路６０’が連結され、ガス供給口Ｐ_INから直接、圧力センサ用配管ＳＰにパージガスが供給される構造となっている。従って、制御バルブＶが閉じ、パイロット室３０に圧力調整用ガスが供給されないときでも、常時圧力センサ用配管ＳＰにパージガスを流すことができる。

圧力制御システム１２では、ガス供給口Ｐ_INからパージ用流路６０’が、圧力センサ用配管ＳＰからセンサ用流路６２’がそれぞれ延びており、パージ用流路６０’とセンサ用流路６２’が互いに連結されることにより、ガス供給口Ｐ_INと絶対圧センサＳＡ及び差圧センサＳＢと入口ポート２２とを結ぶパージガスの流路が形成される。
センサ用流路６２’には絞りＲ１が設けられ、絶対圧センサＳＡ又は差圧センサＳＢで検知される圧力と、入口ポートの圧力Ｐ１が等しくなるように、絞りＲ１が調節してある。パージガスはガス供給口Ｐ_INからパージ用流路６０’内に流れ込み、センサ用流路６２’及び圧力センサ用配管ＳＰを介して入口ポート２２のガスと合流する。
従って、圧力制御システム１２でも、入口ポート２２を通過する気体（腐食性ガス）が圧力センサ用配管ＳＰ内を流過することがないので、絶対圧センサＳＡ及び差圧センサＳＢに腐食性ガスが直接触れることなく圧力を測定することができる。

図６は、本発明の第４実施形態による排気装置の圧力制御システム１３の構成を示す図である。
圧力制御システム１３では、スプール４０’の上方摺動部４２’及び下方摺動部４４’の側面に、軸に沿って溝４２０，４４０が形成されている。
溝４２０，４４０と、入口ポート２２側のスプール内部には、ガス供給口に連結された配管５０を介して、ガス供給口Ｐ_INからガスが供給される。配管５０には、図６に示すように絞りＲ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５が設けられ、各絞りによってガス供給口Ｐ_INから供給されるガスの供給量が調節される。

圧力制御システム１３では、スプール４０’の各摺動部４２’，４４’の側面に形成された溝４２０，４４０の間にガスが均一に供給されることにより、スプール４０’と滑り面２９ａ，２９ｂとの間に塵埃等が侵入するのを防ぐとともに、スプール４０’と滑り面２９ａ，２９ｂとの摺動摩擦を低減させ、スプールの動きを滑らかにする。
また、入口ポート２２を通過する気体が少なく、入口ポートの圧力Ｐ１によってバルブ部４６の所定の開度が得られない場合には、入口ポート２２側のスプール４０’内部にガスが供給されることにより、バルブ部４６の開度が調整され、一定量のバルブ開度が保持される。

さらに、圧力制御システム１３では、配管５０の途中からパージ用流路６０''が、圧力センサ用配管ＳＰからセンサ用流路６２''がそれぞれ延びており、パージ用流路６０''とセンサ用流路６２''が互いに連結されることにより、ガス供給口Ｐ_INと絶対圧センサＳＡ及び差圧センサＳＢと入口ポート２２とを結ぶパージガスの流路が形成され、配管５０に供給されるガスの一部を、絶対圧センサＳＡ及び差圧センサＳＢを保護するためのパージガスとすることで、絶対圧センサＳＡ及び差圧センサＳＢに腐食性ガスが直接触れない構成としている。

センサ用流路６２''には絞りＲ６が設けられ、絶対圧センサＳＡ又は差圧センサＳＢで検知される圧力と、入口ポートの圧力Ｐ１が等しくなるように、絞りＲ６が調節してある。パージガスはガス供給口Ｐ_INから配管５０を介してパージ用流路６０''内に流れ込み、センサ用流路６２''及び圧力センサ用配管ＳＰを介して入口ポート２２のガスと合流する。
従って、第３実施形態の圧力制御システム１２と同様に、制御バルブＶが閉じ、パイロット室３０に圧力調整用ガスが供給されないときでも、常時圧力センサ用配管ＳＰにパージガスを流すことができ、絶対圧センサＳＡ及び差圧センサＳＢに腐食性ガスが直接触れることなく圧力を測定することができる。

図７（ａ）は、第４実施形態の圧力制御システム１３において、絶対圧センサＳＡから差圧センサＳＢへ切換えた場合の圧力制御特性を示したグラフであり、図７（ｂ）は差圧センサＳＢから絶対圧センサＳＡへ切換えた場合の圧力制御特性を示したグラフである。なお、入口ポートの圧力Ｐ１の設定値は９７０ｈＰａ、大気圧は９８８ｈＰａ、制御気体の流量は５slmである。
図７（ａ）より、絶対圧制御から大気圧を基準とした差圧制御に切換えた後に、圧力が不安定になることがなく、入口ポートの圧力が速やかに大気圧に収束することが分かる。また、図７（ｂ）より、大気圧を基準とした差圧制御から絶対圧制御に切換えた後にも、速やかに圧力Ｐ１の設定値９７０ｈＰａに戻ることが分かる。

図８は通常制御時（絶対圧制御時）の制御気体の流量変化（５slm→５０slm→５slm→５０slm）に対する圧力安定性の特性を示したグラフである。図８より、圧力制御システム１１では、流量変化に対する圧力の変動が少なく、また、流量変化に対する応答時間が極めて短く、制御気体の流量変化に対して優れた応答性・安定性・精度を有することが分かる。

以上説明したように、本発明の排気装置の圧力制御システムによれば、成膜時には絶対圧センサの出力が入口ポートの設定圧力と等しくなるように制御回路にフィードバックがかけられ、また、チェインバからウエハーを取り出す際には差圧センサの出力でフィードバックがかけられ、設定圧力を大気圧にすることで、チェインバを大気中に解放したときにパーティクルが流入するのを防止することができる。
従って、チェインバを大気中に解放する際に、従来のようにエジェクタを停止させたり、チェインバの内部圧力を大気圧と等しくするための専用バルブや配管を設置する必要がなくなり、排気装置の圧力を簡易に制御することができる。
さらに、圧力センサ用配管にパージガスを流すことにより、腐食性ガスがセンサに直接触れることがなくなるので、差圧センサの腐食防止のための開閉バルブ等を設ける必要がなくなる。

本発明の圧力制御システムの設置の一例を示した図。本発明の第１実施形態による排気装置の圧力制御システムの構成を示す図。制御回路の一例を示す図。本発明の第２実施形態による排気装置の圧力制御システムの構成を示す図。本発明の第３実施形態による排気装置の圧力制御システムの構成を示す図。本発明の第４実施形態による排気装置の圧力制御システムの構成を示す図。図７（ａ）は、第２実施形態の圧力制御システムにおいて、絶対圧センサから差圧センサへ切換えた場合の圧力制御特性を示したグラフ、図７（ｂ）は差圧センサから絶対圧センサへ切換えた場合の圧力制御特性を示したグラフ。絶対圧制御時の制御気体の流量変化に対する圧力安定性の特性を示したグラフ。従来の排気装置の圧力制御システムの構成図。

符号の説明

１０，１１：圧力制御システム
２０：本体
２２：入口ポート
２４：出口ポート
２９ａ，２９ｂ：滑り面
３０：パイロット室
４０：スプール
４２：上方摺動部
４４：下方摺動部
４６：バルブ部
４８：ばね
５０：流路（配管）
４２０，４４０：溝
ＳＡ：絶対圧センサ
ＳＢ：差圧センサ
Ｖ：制御バルブ
Ｃ：制御回路
Ｐ_IN：ガス供給口

Claims

入口ポートと出口ポートが形成されパイロット室を具えた本体と、バルブ部、上方摺動部及び下方摺動部を具えたスプールからなり、
該スプールがばねによって前記本体上部に取付けられるとともに、前記上方摺動部及び前記下方摺動部によって、前記入口ポートと前記出口ポートを連結する滑り面に対して軸方向に摺動可能に保持された排気装置の圧力制御システムであって、
前記入口ポートにおける圧力を検知する絶対圧センサ及び前記入口ポートにおける圧力と大気圧との差を検知する差圧センサと、前記パイロット室に圧力調整用ガスを供給する制御バルブと、前記絶対圧センサと前記差圧センサの切換信号を送り、前記絶対圧センサ又は差圧センサの出力に基づいて前記制御バルブを駆動する制御回路とを有することを特徴とする、
排気装置の圧力制御システム。
前記パイロット室に供給される圧力調整用ガスの一部を、前記絶対圧センサ及び差圧センサを保護するためのパージガスとするとともに、前記パイロット室と前記絶対圧センサ及び差圧センサと前記入口ポートを結ぶパージガスの流路を有する、請求項１の排気装置の圧力制御システム。
前記本体内部にガスを供給するガス供給口と前記絶対圧センサ及び差圧センサが連結された、請求項１の排気装置の圧力制御システム。
前記スプールの側面に溝が形成され、前記スプールの動きを滑らかにするためのガスが前記溝に供給される、請求項１の排気装置の圧力制御システム。
前記入口ポート側の前記スプール内部に、前記バルブ部の開度を調整するためのガスが供給される、
請求項４の排気装置の圧力制御システム。
請求項４及び５に記載されたガスを、前記溝と前記入口ポート側の前記スプール内部に供給するための流路が設けられ、前記流路を流れるガスの一部を、前記絶対圧センサ及び差圧センサを保護するためのパージガスとするとともに、前記流路と前記絶対圧センサ及び差圧センサと前記入口ポートを結ぶパージガスの流路を有する、請求項４又は５の排気装置の圧力制御システム。