JP5498151B2 - スロー排気機能付き真空制御バルブ - Google Patents
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Description
図1は、実施形態における真空装置10を示す説明図である。真空装置10は、真空排気制御バルブ100と、真空容器200と、真空ポンプ300と、真空制御装置500と、を備えている。真空制御装置500は、真空容器200の内部圧力を計測する圧力センサ510と、コントローラ520と、を備えている。
図3は、実施形態の真空排気制御バルブ100の弁全開状態における構成を示す断面図である。図4は、実施形態の真空排気制御バルブ100の弁全閉状態における構成を示す断面図である。真空排気制御バルブ100は、スロー排気コントローラ150と、真空容器200と真空ポンプ300とを接続する流路140と、流路140を開閉する開閉弁110と、開閉弁110を操作する電空制御部130と、を備えている。開閉弁110は、ポペット弁体112と、付勢バネ113と、弾性シール部材114と、弁座115と、を備えている。弁座115と流路140は、バルブハウジング111に形成されている。流路140は、真空容器200側に接続される上流側流路141と、真空ポンプ300側に接続される下流側流路142とを有している。なお、本実施形態では、弾性シール部材114としてOリングを使用している。
図9は、実施形態の真空排気制御バルブ100による真空引きの制御ブロック図である。真空引き制御は、閉弁領域と開弁領域とで制御対象の物理的な特性が変わるので、閉弁領域における閉弁モード制御系CL1と開弁領域における閉弁モード制御系CL2の2つのモードの制御系として機能する。ただし、スロー排気コントローラ150が有する制御則Lは、共通の制御則を利用しても良いし、あるいは各モードに適する制御則に切り替えるようにしても良い。
(1)弾性シール部材114のつぶし量の減少(シリンダ圧低下、図4参照)
(2)弾性シール部材114でのガス漏洩の発生。
(3)圧力センサ120の計測面121近傍の圧力が降下。
(4)圧力センサ120が圧力降下を検知(計測圧力の低下)。
(5)偏差δ(=目標値−計測圧力:負の値)の大きさが減少(図9参照)
(6)弾性シール部材114のつぶし量が増大(シリンダ圧上昇、図4参照)
(7)弾性シール部材114でのガス漏洩停止(あるいは低減)
(8)圧力センサ120の計測面121近傍の圧力が上昇。
(9)圧力センサ120が圧力上昇を検知(計測圧力の上昇)
(10)偏差δ(=目標値−計測圧力:負の値)の大きさが増大(図9参照)
(11)(1)に戻る。
上述の(8)工程では、弁開閉による振動的な圧力変動を想定しているが、振動的な圧力変動が発生しない場合には、(10)工程においては、目標値の降下によって偏差δの大きさが増大することになる。
図10は、実施形態の真空排気制御バルブ100による真空引きからプロセスの開始までの作動シーケンスを示すフローチャートである。このオペレーションは、真空容器200の内部が大気圧の状態から、プロセス用の真空制御が開始されるまでの処理の内容を示している。ステップS100では、コントローラ520は、開始信号送信処理を実行する。開始信号送信処理とは、コントローラ520から真空排気制御バルブ100に真空引きを開始させるための開始信号を送信する処理である。開始信号は、真空引きの開始のトリガーとなるものであれば良いので、親子弁Vfが有するバイパス弁Vsへの「バルブ開」の指令信号を利用することもできる。コントローラ520は、容器圧力制御部とも呼ばれる。
Claims (6)
- 真空装置が備える真空容器と真空ポンプとの間に接続されるための真空制御バルブであって、
前記真空容器に接続されるための上流側流路と、前記真空ポンプに接続されるための下流側流路と、を含む流路と、
弁開度を操作することによって、前記上流側流路と前記下流側流路との間のコンダクタンスを変化させる開閉弁と、
前記上流側流路の内部の圧力を計測する圧力センサと、
前記上流側流路の目標圧力値を予め設定された時間関数として変化させ、前記計測された圧力と前記目標圧力値との間の偏差に応じて前記開度を操作する制御部と、
を備え、
前記開閉弁は、ポペット弁体と、弁座と、前記ポペット弁体と前記弁座との間をシールする弾性シール部材と、を有し、
前記圧力センサは、前記ポペット弁体の外表面であって、前記上流側流路に面する位置に計測面を有し、
前記制御部は、
前記真空制御バルブの外部からの開始入力に応じて、前記コンダクタンスを操作することによって前記偏差を小さくする制御を開始し、
前記ポペット弁体と前記弁座との間の距離であるリフト量を変化させて前記コンダクタンスを操作し、
前記コンダクタンスは、ゼロから予め設定された範囲までの連続した範囲で操作することができ、
前記弁開度の操作は、前記リフト量が前記弾性シール部材に変形を生じさせる値を少なくとも一部に含む範囲において、前記リフト量を変動させることによって操作される操作モードを有する真空制御バルブ。 - 請求項1記載の真空制御バルブであって、
前記リフト量の操作は、前記ポペット弁体の位置が前記弾性シール部材に変形を生じさせる範囲において行われる真空制御バルブ。 - 請求項1または2記載の真空制御バルブであって、
前記ポペット弁体は、前記上流側流路に露出する先端部を有し、
前記圧力センサは、前記先端部に計測面を有する真空制御バルブ。 - 請求項1ないし3のいずれか一項に記載の真空制御バルブであって、
前記制御部は、真空引き目標圧力への到達完了に応じて、完了信号を外部に出力する真空制御バルブ。 - 請求項1ないし4のいずれか一項に記載の真空制御バルブであって、さらに
前記時間関数の内容を変更するための情報を入力して、前記制御部に伝達するための外部インターフェースを備える真空制御バルブ。 - 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の真空制御バルブであって、
前記制御部は、
前記目標圧力値を予め設定された時間関数として変化させるためのデータを格納する記憶部と、
前記記憶部から読み出されたデータに基づいて、前記目標圧力値を変化させる目標値生成部と、
を有する真空制御バルブ。
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