JP5166655B2 - 真空制御バルブ、真空制御装置、およびコンピュータプログラム - Google Patents
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Description
前記真空容器と前記真空ポンプとを接続するバルブボディ流路と、前記バルブボディ流路に形成されている弁座とを有する制御バルブ本体と、
直線運動によって前記弁座との間の距離であるリフト量を調整して前記弁開度の操作を行う弁体と、前記弁体に直線運動を行わせるための駆動力を発生させる直線駆動部と、前記直線駆動部から前記弁体に前記駆動力を伝達させる円柱型のロッドと、前記ロッドの摺動範囲を覆う円筒型の円筒型部材と、前記円筒型部材を摺動させつつ、前記バルブボディ流路側と前記バルブボディ流路の外部側との間を封止する摺動封止部と、を有するアクチュエータと、
を備え、
前記摺動範囲は、前記リフト量の操作によって、前記バルブボディ流路側から前記バルブボディ流路の外部側に移動可能な範囲を含み、
前記円筒型部材は、前記ロッドの外表面よりも単位面積当たりの気体の吸着量が少ない外周面を有する真空制御バルブ。
所定の隙間を空けて前記外表面を覆う円筒部材と、
前記ロッドの作動方向において離隔して配置され、前記所定の隙間を封止している弾性を有する2個の弾性封止部材と、
を有する手段1乃至6のいずれか1つに記載の真空制御バルブ。
前記円筒型部材が摺動する摺動面を有する摺動部と、
前記摺動面のうち第1の摺動封止部材と第2の摺動封止部材とによって封止されている空間である真空摺動室と、
前記真空摺動室から真空引きを行なうための流路である真空引き流路と、
を有し、
前記第1の摺動封止部材は、前記真空摺動室と前記バルブボディ流路との間を封止しており、
前記第2の摺動封止部材は、前記真空摺動室と前記外部との間を封止しており、
前記真空摺動室は、前記第1の摺動封止部材から前記第2の摺動封止部材まで前記ロッドの作動方向に渡って形成されている筒状の空間を有する手段1乃至7のいずれか1つに記載の真空制御バルブ。
二股に分岐することによって形成されている一対のリップを有する弾性部材と、
前記一対のリップを広げる方向に付勢する付勢部と、
を有する手段8又は9に記載の真空制御バルブ。
手段8乃至10のいずれか1つに記載の真空制御バルブを制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記バルブボディ流路側から前記真空摺動室の外部側へ移動する領域が前記真空摺動室の範囲内に入るように前記リフト量の操作が制限されているコンダクタンス操作モードを有する真空制御装置。
作動流体が流通するシリンダと、
前記シリンダ内に作動室を形成し、前記作動室の作動流体の圧力に応じて荷重を発生させるピストンと、
前記リフト量が小さくなる方向に前記ピストンを付勢する付勢部と、
を備え、
前記ロッドは、前記弁体と前記ピストンとを結合するピストンロッドである手段1乃至10のいずれか1つに記載の真空制御バルブ。
以下、本発明を具体化した第1の実施形態を図面に従って説明する。本実施形態は、プラズマを使用するエッチングプロセスを実行する半導体製造装置にて使用される新規な真空制御バルブとその制御装置について具体化している。
図1は、非通電時(バルブ全閉)の真空制御バルブ10の構成を示す断面図である。図2は、非通電時の真空制御バルブ10が有する摺動部60の構成を示す拡大断面図である。図3は、バルブ全開時の真空制御バルブ10の構成を示す断面図である。真空制御バルブ10は、制御バルブ本体40と、シリンダ部70と、動作部30と、摺動部60とを備えている。なお、シリンダ部70、動作部30、および摺動部60は、アクチュエータとも呼ばれる。
次に、本発明者によって新たに見出された作動流体の吸着運搬のメカニズムを説明する。本実施形態では、作動流体として作動エア(空気)を例示して説明する。空気は、窒素と酸素とを主成分とし、図3(弁全開状態)に示されるように弁開度操作室36の内部で動作部30に対して吸着(たとえば物理吸着や化学吸着)することになる。動作部30に吸着した空気は、弁閉時においては、図1に示されるようにバルブボディ流路46の内部で脱離することになる。
(1)本実施形態の真空制御バルブ10は、遮断機能を有し、プラズマを使用する真空容器の真空引きの初期段階から高真空領域までの真空制御を単一の真空制御バルブ10で実現することができる。
(2)真空制御バルブ10は、ポペット方式の真空制御弁なので、その特性を活かしてエッチングガスの小流量化(微小域)に対応することが可能である。
本発明は上記実施形態に限らず、例えば次のように実施されてもよい。
Claims (14)
- プラズマを発生させる真空容器と真空ポンプとの間に接続され、弁開度の操作によって前記真空容器内の真空圧力を制御する真空制御バルブであって、
前記真空容器と前記真空ポンプとを接続するバルブボディ流路と、前記バルブボディ流路に形成されている弁座とを有する制御バルブ本体と、
直線運動によって前記弁座との間の距離であるリフト量を調整して前記弁開度の操作を行う弁体と、前記弁体に直線運動を行わせるための駆動力を発生させる直線駆動部と、前記直線駆動部から前記弁体に前記駆動力を伝達させる円柱型のロッドと、前記ロッドの摺動範囲を覆う円筒型の円筒型部材と、前記円筒型部材を摺動させつつ、前記バルブボディ流路側と前記バルブボディ流路の外部側との間を封止する摺動封止部と、を有するアクチュエータと、
を備え、
前記摺動範囲は、前記リフト量の操作によって、前記バルブボディ流路側から前記バルブボディ流路の外部側に移動可能な範囲を含み、
前記円筒型部材は、前記ロッドの外表面よりも単位面積当たりの気体の吸着量が少ない外周面を有する真空制御バルブ。 - 前記円筒型部材は、絶縁性を有する非金属材料が熱処理によって焼き固められた絶縁性の焼結体を有する請求項1記載の真空制御バルブ。
- 前記焼結体は、酸化アルミニウムが焼き固められたセラミックスからなる請求項2記載の真空制御バルブ。
- 前記ロッドは、金属材料からなる請求項2又は3記載の真空制御バルブ。
- 前記ロッドは、アルミニウムからなる請求項4記載の真空制御バルブ。
- 前記円筒型部材は、陽極酸化皮膜の形成された前記ロッドの外表面よりも単位面積当たりの気体の吸着量が少ない外周面を有する請求項4又は5記載の真空制御バルブ。
- 前記円筒型部材は、
所定の隙間を空けて前記外表面を覆う円筒部材と、
前記ロッドの作動方向において離隔して配置され、前記所定の隙間を封止している弾性を有する2個の弾性封止部材と、
を有する請求項1乃至6のいずれか1項に記載の真空制御バルブ。 - 前記摺動封止部は、
前記円筒型部材が摺動する摺動面を有する摺動部と、
前記摺動面のうち第1の摺動封止部材と第2の摺動封止部材とによって封止されている空間である真空摺動室と、
前記真空摺動室から真空引きを行なうための流路である真空引き流路と、
を有し、
前記第1の摺動封止部材は、前記真空摺動室と前記バルブボディ流路との間を封止しており、
前記第2の摺動封止部材は、前記真空摺動室と前記外部との間を封止しており、
前記真空摺動室は、前記第1の摺動封止部材から前記第2の摺動封止部材まで前記ロッドの作動方向に渡って形成されている筒状の空間を有する請求項1乃至7のいずれか1項に記載の真空制御バルブ。 - 前記真空摺動室は、前記リフト量の操作によって前記バルブボディ流路側から前記真空摺動室の外部側へ移動する領域を全て覆う範囲に形成されている請求項8に記載の真空制御バルブ。
- 前記第1の摺動封止部材は、
二股に分岐することによって形成されている一対のリップを有する弾性部材と、
前記一対のリップを広げる方向に付勢する付勢部と、
を有する請求項8又は9に記載の真空制御バルブ。 - 真空制御バルブを制御する真空制御装置であって、
請求項8乃至10のいずれか1項に記載の真空制御バルブを制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記バルブボディ流路側から前記真空摺動室の外部側へ移動する領域が前記真空摺動室の範囲内に入るように前記リフト量の操作が制限されているコンダクタンス操作モードを有する真空制御装置。 - 前記制御部は、前記コンダクタンス操作モードの開始前において前記バルブボディ流路側から前記真空摺動室の外部側へ移動した範囲を、前記真空摺動室内に予め設定された所定時間だけ配置する脱離モードを有する請求項11記載の真空制御装置。
- 前記直線駆動部は、
作動流体が流通するシリンダと、
前記シリンダ内に作動室を形成し、前記作動室の作動流体の圧力に応じて荷重を発生させるピストンと、
前記リフト量が小さくなる方向に前記ピストンを付勢する付勢部と、
を備え、
前記ロッドは、前記弁体と前記ピストンとを結合するピストンロッドである請求項1乃至10のいずれか1項に記載の真空制御バルブ。 - 真空制御バルブの制御を制御装置に実現させるコンピュータプログラムであって、
請求項11又は12に記載の真空制御バルブの制御機能を前記制御装置に実現させるコンピュータプログラムを含み、
前記コンピュータプログラムは、前記バルブボディ流路側から前記真空摺動室の外部側への移動となるリフト量の操作が制限されているコンダクタンス操作機能を前記制御装置に実現させるプログラムを備えるコンピュータプログラム。
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