JPH076962A - ガス圧制御方法およびガス圧制御装置 - Google Patents

ガス圧制御方法およびガス圧制御装置

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JPH076962A
JPH076962A JP14586493A JP14586493A JPH076962A JP H076962 A JPH076962 A JP H076962A JP 14586493 A JP14586493 A JP 14586493A JP 14586493 A JP14586493 A JP 14586493A JP H076962 A JPH076962 A JP H076962A
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JP
Japan
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pipe valve
gas introduction
opening
introduction pipe
ballast gas
Prior art date
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JP14586493A
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English (en)
Inventor
Yasuo Matsumiya
康夫 松宮
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガス圧制御方法およびガス圧制御装置に関
し、コンダクタンス制御方式のバルブとガスバラスト制
御方式のバルブの両方を一括して制御することによっ
て、広い範囲にわたってガス圧を高速に制御する手段を
提供する。 【構成】 反応チャンバー１と排気ポンプ５の間を接続
する排気管７3 に排気管バルブ３を設け、この排気管に
接続されるバラストガス導入管７2 にバラストガス導入
管バルブ４を設け、反応チャンバー１内のガス圧が設計
値より小さくなるとバラストガス導入管バルブ４の開度
を大きくし、反応チャンバー１内のガス圧が設計値より
大きくなるとバラストガス導入管バルブ４の開度を小さ
くし、バラストガス導入管バルブ４の開度が下限設定値
より小さくなると排気管バルブ３の開度を大きくし、バ
ラストガス導入管バルブ４の開度が上限設定値より大き
くなると排気管バルブ３の開度を小さくするように制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体薄膜を形成する
場合等に用いられる減圧ＣＶＤ装置等の反応チャンバー
内のガス圧を設定値に維持するためのガス圧制御方法と
ガス圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、減圧ＣＶＤ装置等の反応チャ
ンバー内のガス圧をガス圧設定値に維持するための制御
方式としては、コンダクタンス制御方式とガスバラスト
制御方式の２つの方式が用いられている。コンダクタン
ス制御方式は、排気ポンプと反応チャンバーを接続する
配管に設けられたコンダクタンスバルブの開度を調節す
ることによって排気ポンプの排気速度を制御する方式
で、広い範囲にわたってガス圧を制御することが可能で
あるが、その構造から応答速度を速くすることが困難で
ある。
【０００３】また、ガスバラスト制御方式は、排気ポン
プと反応チャンバーを接続する配管内に、不活性ガス、
水素ガス、窒素ガス等のバラストガスを導入して排気ポ
ンプの到達ガス圧を制御する方式で、バラストガスの流
量制御を行うバルブを小型にすることができるため、応
答速度を高速化することが可能であるが、広い範囲にわ
たってガス圧を制御することは困難である。
【０００４】したがって、従来、広い範囲にわたって反
応チャンバー内のガス圧を制御することができ、かつ、
応答を高速化することが要求される場合には、コンダク
タンスバルブ制御方式とガスバラスト制御方式を併せて
採用し、コンダクタンスバルブ制御方式によって反応チ
ャンバー内のガス圧を粗制御し、ガスバラスト制御方式
によって反応チャンバー内のガス圧を微制御していた。
この際、両方式の制御を自動的に行う場合、双方の制御
が干渉を起こして制御不能になるのを避けるため、コン
ダクタンス制御方式のバルブの開度を一定にして実行し
ていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、コンダクタン
スバルブ制御方式とガスバラスト制御方式を併せて採用
した場合は、ガスバラスト制御方式のみでは制御できな
い大きなガス圧の変動が生じた場合、原理的には、コン
ダクタンス制御方式のバルブとガスバラスト制御方式の
バルブの両方を調節することで対応することが可能であ
るが、上記のようにコンダクタンス制御方式のバルブが
固定されているため、このバルブの開度の調節は手動に
よらざるを得ず、自動的に反応チャンバー内のガス圧を
ガス圧設定値に制御することができないという問題があ
った。
【０００６】また、薄膜を堆積する工程中に、反応チャ
ンバー内のガス圧を異なるガス圧設定値に設定する必要
がある場合には、コンダクタンス制御方式のバルブとガ
スバラスト制御方式のバルブの両方に新たな設定値を与
えることが必要で、この際、コンダクタンス制御方式の
バルブの調節は手動によらざるを得なかった。本発明
は、コンダクタンス制御方式のバルブとガスバラスト制
御方式のバルブの両方を一括して制御することにより、
広い範囲にわたって反応チャンバー内のガス圧を高速に
制御することができる圧力制御方法と圧力制御装置を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるガス圧制
御方法においては、反応チャンバーと排気ポンプの間を
接続する排気管に１以上の排気管バルブを設け、該排気
管に接続されたバラストガス導入管に１以上のバラスト
ガス導入管バルブを設け、該反応チャンバー内のガス圧
がガス圧設定値より小さくなると該バラストガス導入管
バルブの開度を大きくし、該反応チャンバー内のガス圧
がガス圧設定値より大きくなると該バラストガス導入管
バルブの開度を小さくし、該バラストガス導入管バルブ
の開度が予め定められたバラストガス導入管バルブ開度
下限設定値より小さくなると該排気管バルブの開度を大
きくし、該バラストガス導入管バルブの開度が予め定め
られたバラストガス導入管バルブ開度上限設定値より大
きくなると該排気管バルブの開度を小さくすることによ
って該反応チャンバー内のガス圧をガス圧設定値に維持
する過程を採用した。
【０００８】この場合、バラストガス導入管バルブの開
度がバラストガス導入管バルブ開度下限設定値より小さ
くなって排気管バルブの開度が大きくなった後は、バラ
ストガス導入管バルブの開度が該バラストガス導入管バ
ルブ開度下限設定値より大きい第２のバラストガス導入
管バルブ開度下限設定値より大きくなるまで排気管バル
ブの開度が大きい状態に維持することができる。
【０００９】またこの場合、バラストガス導入管バルブ
の開度がバラストガス導入管バルブ開度上限設定値より
大きくなって排気管バルブの開度が小さくなった後は、
バラストガス導入管バルブの開度が該バラストガス導入
管バルブ開度上限設定値より小さい第２のバラストガス
導入管バルブ開度上限設定値より小さくなるまで排気管
バルブの開度が小さい状態に維持することができる。
【００１０】また、本発明にかかるガス圧制御装置にお
いては、反応チャンバーと排気ポンプの間を接続する排
気管に１以上の排気管バルブを有し、該排気管に接続さ
れたバラストガス導入管に１以上のバラストガス導入管
バルブを有し、該反応チャンバー内のガス圧がガス圧設
定値より小さくなると該バラストガス導入管バルブの開
度を大きくし、該反応チャンバー内のガス圧がガス圧設
定値より大きくなると該バラストガス導入管バルブの開
度を小さくするバラストガス導入管バルブ開度制御回路
を有し、該バラストガス導入管バルブの開度が予め決め
られたバラストガス導入管バルブ開度下限設定値より小
さくなると該排気管バルブの開度を大きくし、該バラス
トガス導入管バルブの開度が予め決められたバラストガ
ス導入管バルブ開度上限設定値より大きくなると該排気
管バルブの開度を小さくする排気管バルブ開度制御回路
を有する構成を採用した。
【００１１】この場合、反応チャンバーと排気ポンプの
間を接続する排気管に排気管バルブを設け、該排気管の
該反応チャンバーと該排気管バルブの間にバラストガス
導入管バルブを有するバラストガス導入管を接続するこ
とができる。
【００１２】またこの場合、バラストガス導入管バルブ
の開度がバラストガス導入管バルブ開度下限設定値より
小さくなって排気管バルブの開度が大きくなった後は、
バラストガス導入管バルブの開度が該バラストガス導入
管バルブ開度下限設定値より大きい第２のバラストガス
導入管バルブ開度下限設定値より大きくなるまで排気管
バルブの開度が大きい状態に維持することができ、また
は、バラストガス導入管バルブの開度がバラストガス導
入管バルブ開度上限設定値より大きくなって排気管バル
ブの開度が小さくなった後は、バラストガス導入管バル
ブの開度が該バラストガス導入管バルブ開度上限設定値
より小さい第２のバラストガス導入管バルブ開度上限設
定値より小さくなるまで排気管バルブの開度が小さい状
態に維持するようにすることができ、この両者を併用す
ることができる。
【００１３】
【作用】図１は、本発明のガス圧制御装置の構成説明図
である。この図の１は反応チャンバー、２はガス圧セン
サー、３は排気管バルブ、４はバラストガス導入管バル
ブ、５は排気ポンプ、６は反応チャンバーガス圧制御回
路、６1 は排気管バルブ開度制御回路、６2 はバラスト
ガス導入管バルブ開度制御回路、７1 は反応ガス導入
管、７2 はバラストガス導入管、７3 は排気管である。
【００１４】本発明のガス圧制御装置においては、反応
ガス導入管７1 を有する反応チャンバー１に、この反応
チャンバー１中のガス圧を測定し電気信号に変換するガ
ス圧センサー２が設けられ１反応チャンバー１と排気ポ
ンプの間がコンダクタンス制御用の排気管バルブ３を有
する排気管７3 によって接続されており、排気管７3の
排気ポンプ５と反応チャンバー１の間に、バラストガス
導入管バルブ４を有しバラストガスが導入されるバラス
トガス導入管７2 が接続されている。
【００１５】そして、ガス圧センサー２の出力信号であ
るガス圧情報を反応チャンバーガス圧制御回路６のバラ
ストガス導入管バルブ開度制御回路６2 によって処理し
た結果得られるバラストガス導入管バルブ開度情報
（ｂ）によってバラストガス導入管バルブ４の開度を制
御し、このバラストガス導入管バルブ４の開度に相当す
る出力信号を排気管バルブ開度制御回路６1 によって処
理した結果得られる排気管バルブ開度情報（ａ）によっ
て排気管バルブ３の開度を制御するようになっている。
【００１６】図２は、本発明のガス圧制御装置の動作原
理説明図である。この動作原理説明図によって図１に示
された構成を有する本発明のガス圧制御装置の動作を説
明する。反応ガス導入管７1 を通して反応チャンバー１
に導入された反応ガスは、バラストガス導入管バルブ４
を通して排気管７3 に導入されたバラストガスとともに
排気ポンプによって排気される。
【００１７】この際、反応チャンバーガス圧制御回路６
のバラストガス導入管バルブ開度制御回路６2 は、ガス
圧センサー２の出力信号であるガス圧情報がガス圧設定
値より大きくなるとバラストガス導入管バルブ開度情報
（ｂ）によってバラストガス導入管バルブ４の開度を小
さくし、逆に、ガス圧センサー２の出力信号であるガス
圧情報がガス圧設定値より小さくなるとバラストガス導
入管バルブ４の開度を大きくして、反応チャンバー１の
ガス圧をガス圧設定値に近づける。
【００１８】また、反応チャンバー１のガス圧が高くな
り、反応チャンバーガス圧制御回路６のバラストガス導
入管バルブ開度制御回路６2 のバラストガス導入管バル
ブ開度情報（ｂ）が全閉になると、排気管バルブ開度制
御回路６1 は排気管バルブ開度情報（ａ）によって排気
管バルブ３の開度を大きくして排気量を増大することに
よって、反応チャンバー１のガス圧を下げてガス圧設定
値に近づける。また、これとは逆に、反応チャンバー１
のガス圧が低くなり、反応チャンバーガス圧制御回路６
のバラストガス導入管バルブ開度制御回路６2 のバラス
トガス導入管バルブ開度情報（ｂ）が全開になると、排
気管バルブ開度制御回路６1 は排気管バルブ開度情報
（ａ）によって排気管バルブ３の開度を小さくして排気
容量を減少することによって、反応チャンバー１のガス
圧を上げてガス圧設定値に近づける。
【００１９】これを、図２の動作原理説明図についてみ
ると、このタイミングチャートは反応ガス導入管７1 を
通して導入された原料ガスの流量の変動等によって反応
チャンバー１内のガス圧が変動が生じた場合に、反応チ
ャンバーガス圧制御回路６が排気管バルブ３とバラスト
ガス導入管バルブ４をどのように開閉するかを示してい
る。
【００２０】反応チャンバー１内に、ガスバラスト方式
のみで対応することができるような小さいガス圧の変動
が生じた場合は、この図のタイミング１から２にかけて
示されているように、ガス圧の上昇にしたがって、バラ
ストガス導入管バルブ開度制御回路６2 の開度情報
（ｂ）が小さくなり、その結果、バラストガス導入管バ
ルブ４の開度が小さくなるため、バラストガスの導入量
が減少して反応チャンバー１内のガス圧がガス圧設定値
に戻る。この場合は、排気管バルブ開度制御回路６1 の
開度情報（ａ）は一定に保たれるために開度の変化はな
い。
【００２１】反応チャンバー１内にガスバラスト方式の
みでは対応することができないような大きなガス圧の上
昇が生じた場合は、この図のタイミング３から５にかけ
て示されているように、ガス圧の上昇にしたがって、バ
ラストガス導入管バルブ開度制御回路６2 のバラストガ
ス導入管バルブ開度情報（ｂ）が小さくなり、その結
果、バラストガス導入管バルブ４の開度が小さくなり、
バラストガスの導入量が減少して反応チャンバー１内の
ガス圧をガス圧設定値に戻す方向に動作する。
【００２２】そして、バラストガス導入管バルブ開度制
御回路６2 のバラストガス導入管バルブ開度情報（ｂ）
がバラストガス導入管バルブ４が全閉する状態になる
と、排気管バルブ開度制御回路６1 の排気管バルブ開度
情報（ａ）によって排気管バルブ３が開きはじめ、タイ
ミング５においてガスバラスト方式のみで対応すること
ができる範囲に入ると、以後、排気管バルブ３の開度は
一定に保たれ、ガスバラスト方式のみで反応チャンバー
１内のガス圧をガス圧設定値に維持する。
【００２３】同様に、タイミング６から８には、反応チ
ャンバー１内に、ガスバラスト方式のみでは対応するこ
とができないような大きなガス圧の降下が生じた場合を
示しており、ガス圧の降下にしたがって、バラストガス
導入管バルブ開度制御回路６ 2 のバラストガス導入管バ
ルブ開度情報（ｂ）が大きくなり、その結果、バラスト
ガス導入管バルブ４の開度が大きくなり、バラストガス
の導入量を増加して反応チャンバー１内のガス圧をガス
圧設定値に戻す方向に動作する。
【００２４】そして、バラストガス導入管バルブ開度制
御回路６2 のバラストガス導入管バルブ開度情報（ｂ）
がバラストガス導入管バルブ４を全開する状態になる
と、排気管バルブ開度制御回路６1 の排気管バルブ開度
情報（ａ）によって排気管バルブ３が閉じはじめ、タイ
ミング８においてガスバラスト方式のみで対応すること
ができる範囲に入ると、以後、排気管バルブ３の開度は
一定に保たれ、ガスバラスト方式のみで反応チャンバー
１内のガス圧をガス圧設定値に維持する。このようにし
て、排気管バルブ３とバラストガス導入管バルブ４を連
動して制御することによって広範囲にわたって高速で反
応チャンバー１内のガス圧をガス圧設定値に維持するこ
とができる。
【００２５】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 （第１実施例）図３は、第１実施例のガス圧制御装置の
構成説明図である。この図の１１はバラストガス導入管
バルブ開度制御回路、１１1 は第１の比較回路、１１2
は第２の比較回路、１１3 は第１のバラストガス導入管
バルブ開度出力回路、１２は排気管バルブ開度制御回
路、１２1 は第３の比較回路、１２2は第４の比較回
路、１２3 は第２の排気管バルブ開度出力回路である。
【００２６】この構成説明図によって第１実施例のガス
圧制御装置を説明する。この実施例のガス圧制御装置に
おいては、反応チャンバーガス圧制御回路以外は先に図
１によって説明したものと同様である。排気ポンプとし
ては、油回転真空ポンプやドライポンプ等を使用し、排
気管バルブとしてはバタフライバルブやアングルバルブ
等を使用し、バラストガス導入管バルブとしてはピエゾ
バルブや電磁バルブ等を使用し、ガス圧センサーとして
は半導体歪ゲージや静電容量型センサー等を使用するこ
とができる。
【００２７】バラストガス導入管バルブ開度制御回路１
１は、ガス圧センサーからの出力であるガス圧情報を予
め設定されているガス圧下限設定値と比較し、ガス圧情
報がガス圧下限設定値より小さい場合にバラストガス導
入管バルブ開度増信号を出力する第１の比較回路１１1
と、ガス圧センサーからの出力であるガス圧情報を予め
設定されているガス圧上限設定値と比較し、ガス圧情報
がガス圧下限設定値より大きい場合にバラストガス導入
管バルブ開度減信号を出力する第２の比較回路１１
2 と、このバラストガス導入管バルブ開度増信号とバラ
ストガス導入管バルブ開度減信号に基づいてバラストガ
ス導入管バルブの開度を変化させるバラストガス導入管
バルブ開度情報（ｂ）を出力する第１のバラストガス導
入管バルブ開度出力回路１１3 によって構成されてい
る。
【００２８】また、排気管バルブ開度制御回路１２は、
第１のバラストガス導入管バルブ開度出力回路１１3 に
よって出力されるバラストガス導入管バルブ開度情報
（ｂ）の値を、予め設定されているバラストガス導入管
バルブ開度下限設定値と比較して、バラストガス導入管
バルブ開度情報（ｂ）の値がバラストガス導入管バルブ
開度下限設定値より小さい場合には排気管バルブ開度増
信号を出力する第３の比較回路１２1 と、第１のバラス
トガス導入管バルブ開度出力回路１１3 によって出力さ
れるバラストガス導入管バルブ開度情報（ｂ）の値を、
予め設定されているバラストガス導入管バルブ開度上限
設定値と比較して、バラストガス導入管バルブ開度情報
（ｂ）の値がバラストガス導入管バルブ開度下限設定値
より大きい場合には排気管バルブ開度減信号を出力する
第４の比較回路１２2 と、この排気管バルブ開度増信号
と排気管バルブ開度減信号に基づいて排気管バルブの開
度を変化させる排気管バルブ開度情報（ａ）を出力する
第２の排気管バルブ開度出力回路１２3 によって構成さ
れている。
【００２９】ガス圧下限設定値とガス圧上限設定値は圧
力制御の目標となる値で、ガス圧下限設定値がガス圧上
限設定値よりも小さい任意の値に設定する。また、バラ
ストガス導入管バルブ開度下限設定値とバラストガス導
入管バルブ開度上限設定値は、ガス圧制御装置固有の値
で、ガス圧制御時は固定し、バラストガス導入管バルブ
開度下限設定値をバラストガス導入管バルブ開度上限設
定値よりも小さく設定する。
【００３０】上記のように、ガス圧情報がガス圧下限設
定値より小さくなると、第１の比較回路１１1 からバラ
ストガス導入管バルブ開度増信号が出力されて、第１の
バラストガス導入管バルブ開度出力回路１１3 からバラ
ストガス導入管バルブ開度情報（ｂ）が出力されてバラ
ストガス導入管バルブの開度を大きくする。さらに、ガ
ス圧情報が小さくなってバラストガス導入管バルブの開
度がバラストガス導入管バルブ開度上限設定値よりも大
きくなり、バラストガス導入管バルブで制御できない状
態になると、第４の比較回路１２2 から排気管バルブ開
度減信号が出力され、第２の排気管バルブ開度出力回路
１２3 から排気管バルブ開度情報（ａ）が出力されて、
排気管バルブの開度を小さくする。
【００３１】また、ガス圧情報がガス圧上限設定値より
大きくなると、第２の比較回路１１ 2 からバラストガス
導入管バルブ開度減信号が出力されて、第１のバラスト
ガス導入管バルブ開度出力回路１１3 からバラストガス
導入管バルブ開度情報（ｂ）が出力されてバラストガス
導入管バルブの開度を小さくする。さらに、ガス圧情報
が大きくなってバラストガス導入管バルブの開度がバラ
ストガス導入管バルブ開度下限設定値よりも小さくな
り、バラストガス導入管バルブで制御できない状態にな
ると、第３の比較回路１２1 から排気管バルブ開度増信
号が出力され、第２の排気管バルブ開度出力回路１２3
から排気管バルブ開度情報（ａ）が出力されて、排気管
バルブの開度を大きくする。
【００３２】上記の第１実施例においては、ガス圧上限
設定値をガス圧下限設定値より大きくして設定したが、
このガス圧上限設定値とガス圧下限設定値を同一の値に
設定することができ、その場合、反応チャンバー内のガ
ス圧をガス圧設定値から大きく外れないように制御する
ことができる。また、排気管バルブ３とバラストガス導
入管バルブ４として、開度制御範囲が異なる２つ以上の
バルブを並列または直列に接続して、微調整可能な調節
範囲を拡大し、あるいは、直列接続して１つのバルブに
かかる圧力を低減することもできる。
【００３３】（第２実施例）図４は、第２実施例のガス
圧制御装置の構成説明図である。この図の１１はバラス
トガス導入管バルブ開度制御回路、１１1 は第１の比較
回路、１１2 は第２の比較回路、１１3 は第１のバラス
トガス導入管バルブ開度出力回路、１３は排気管バルブ
開度制御回路、１３1 は第３の比較回路、１３2は第４
の比較回路、１３5 は第１の状態保持回路、１３3 は第
５の比較回路、１３4 は第６の比較回路、１３4 は第６
の比較回路、１３6 は第２の状態保持回路、１３7 は排
気管バルブ開度出力回路である。
【００３４】この構成説明図によって第２実施例のガス
圧制御装置を説明する。この実施例のガス圧制御装置に
おいても、反応チャンバーガス圧制御回路以外は先に図
１によって説明したものと同様である。また、バラスト
ガス導入管バルブ開度制御回路１１は第１実施例で説明
したバラストガス導入管バルブ開度制御回路１１と同じ
である。
【００３５】この実施例のガス圧制御装置の排気管バル
ブ開度制御回路１３は、バラストガス導入管バルブ開度
情報（ｂ）とバラストガス導入管バルブ開度第１下限設
定値を比較する第３の比較回路１３1 と、バラストガス
導入管バルブ開度情報（ｂ）とバラストガス導入管バル
ブ開度第２下限設定値を比較する第４の比較回路１３ 2
と、第３の比較回路１３1 の出力信号と第４の比較回路
１３2 の出力信号に基づいて排気管バルブ開度増信号を
出力する第１の状態保持回路１３5 と、バラストガス導
入管バルブ開度情報（ｂ）とバラストガス導入管バルブ
開度第１上限設定値を比較する第５の比較回路１３
3 と、バラストガス導入管バルブ開度情報（ｂ）とバラ
ストガス導入管バルブ開度第２上限設定値を比較する第
６の比較回路１３4 と、第５の比較回路１３3 の出力信
号と第６の比較回路１３4 の出力信号に基づいて排気管
バルブ開度減信号を出力する第２の状態保持回路１３6
と、バルブ開度増信号とバルブ開度減信号によって排気
管バルブ開度情報（ａ）を出力する排気管バルブ開度出
力回路１３7 から構成されている。
【００３６】この実施例において、バラストガス導入管
バルブ開度第１下限設定値とバラストガス導入管バルブ
開度第１上限設定値は、第１実施例におけるバラストガ
ス導入管バルブ開度下限設定値とバラストガス導入管バ
ルブ開度上限設定値にそれぞれ相当する。また、バラス
トガス導入管バルブ開度第２下限設定値を、バラストガ
ス導入管バルブ開度第１下限設定値より大きく設定し、
バラストガス導入管バルブ開度第２上限設定値を、バラ
ストガス導入管バルブ開度第１下限設定値より小さく設
定し、それぞれバラストガス導入管バルブが充分にガス
圧制御できる開度に選定することが望ましく、代表的な
値としては、バラストガス導入管バルブの全開と全閉の
中間の値に設定することができる。
【００３７】この実施例のガス圧制御装置において、バ
ラストガス導入管バルブ開度情報（ｂ）がバラストガス
導入管バルブ開度第１下限設定値より小さくなると、第
３の比較回路１３1 が第１の状態保持回路１３5 にセッ
ト信号を出力し、第１の状態保持回路１３5 が排気管バ
ルブ開度増信号を出力する。また、バラストガス導入管
バルブ開度情報（ｂ）がバラストガス導入管バルブ開度
第２下限設定値より大きくなると、第４の比較回路１３
2 が第１の状態保持回路１３5 にリセット信号を出力
し、第１の状態保持回路１３5 の排気管バルブ開度増信
号が止まる。
【００３８】同様に、バラストガス導入管バルブ開度情
報（ｂ）がバラストガス導入管バルブ開度第１上限設定
値より大きくなると、第５の比較回路１３3 が第２の状
態保持回路１３6 にセット信号を出力し、第１の状態保
持回路１３5 が排気管バルブ開度減信号を出力する。ま
た、バラストガス導入管バルブ開度情報（ｂ）がバラス
トガス導入管バルブ開度第２上限設定値より小さくなる
と、第６の比較回路１３4 が第１の状態保持回路１３5
にリセット信号を出力し、第１の状態保持回路１３5 の
排気管バルブ開度減信号が止まる。
【００３９】この実施例においては、反応ガス導入量等
の変動が少ない場合、ガス圧下限設定値およびガス圧上
限設定値を変更した後に、短時間でバラストガス導入管
バルブが排気管バルブを制御しやすい状態に設定される
ため、ガス圧設定値が頻繁に変更される場合には第１実
施例のガス圧制御装置より有効である。
【００４０】図５は、第２実施例のガス圧制御装置の動
作説明図である。この動作説明図によって第２実施例に
示された構成を有するガス圧制御装置の動作を、図１を
参照して説明する。
【００４１】このタイミングチャートは反応ガス導入管
７1 を通して導入された原料ガスの流量の変動等によっ
て反応チャンバー１内のガス圧が変動が生じた場合に、
反応チャンバーガス圧制御回路６が排気管バルブ３とバ
ラストガス導入管バルブ４をどのように開閉するかを示
している。
【００４２】反応チャンバー１内に、ガスバラスト方式
のみで対応することができるような小さいガス圧の変動
が生じた場合は、この図のタイミング１から２にかけて
示されているように、ガス圧の上昇にしたがって、バラ
ストガス導入管バルブ開度制御回路６2 のバラストガス
導入管バルブ開度情報（ｂ）が小さくなり、その結果、
バラストガス導入管バルブ４の開度が小さくなるため、
バラストガスの導入量が減少して反応チャンバー１内の
ガス圧がガス圧設定値に戻る。この場合は、排気管バル
ブ開度制御回路６1 の排気管バルブ開度情報（ａ）は一
定に保たれるために開度の変化はない。
【００４３】反応チャンバー１内に、ガスバラスト方式
のみでは対応することができないような大きなガス圧の
上昇が生じた場合は、この図のタイミング３から６にか
けて示されているように、ガス圧の上昇にしたがって、
バラストガス導入管バルブ開度制御回路６2 のバラスト
ガス導入管バルブ開度情報（ｂ）が小さくなり、バラス
トガス導入管バルブ４の開度が小さくなり、バラストガ
スの導入量が減少して反応チャンバー１内のガス圧をガ
ス圧設定値に戻す方向に動作する。
【００４４】そして、タイミング４において、バラスト
ガス導入管バルブ開度制御回路６2のバラストガス導入
管バルブ開度情報（ｂ）がバラストガス導入管バルブ第
１下限設定値に達し、バラストガス導入管バルブ４が全
閉する状態になると、排気管バルブ開度制御回路６1 の
排気管バルブ開度情報（ａ）によって排気管バルブ３が
開きはじめる。
【００４５】そのため、タイミング５においてバラスト
ガス導入管バルブ開度情報（ｂ）はバラストガス導入管
バルブ第１下限設定値より大きくなるが、排気管バルブ
３は依然として開きつつあり、タイミング６においてバ
ラストガス導入管バルブ開度情報（ｂ）がバラストガス
導入管バルブ第２下限設定値まで上昇してガスバラスト
方式のみで対応することができる範囲に入ると、排気管
バルブ３の開度は一定に保たれ、ガスバラスト方式のみ
で反応チャンバー１内のガス圧をガス圧設定値に維持す
る。
【００４６】同様に、タイミング７から１０には、反応
チャンバー１内に、ガスバラスト方式のみでは対応する
ことができないような大きなガス圧の降下が生じた場合
を示しており、ガス圧の降下にしたがって、バラストガ
ス導入管バルブ開度制御回路６2 のバラストガス導入管
バルブ開度情報（ｂ）が大きくなり、その結果、バラス
トガス導入管バルブ４の開度が大きくなり、バラストガ
スの導入量を増加して反応チャンバー１内のガス圧をガ
ス圧設定値に戻す方向に動作する。
【００４７】そして、タイミング８において、バラスト
ガス導入管バルブ開度制御回路６2のバラストガス導入
管バルブ開度情報（ｂ）が第１上限設定値に達してバラ
ストガス導入管バルブ４を全開する状態になると、排気
管バルブ開度制御回路６1 の排気管バルブ開度情報
（ａ）によって排気管バルブ３が閉じはじめ、タイミン
グ９においてバラストガス導入管バルブ開度情報（ｂ）
が第１上限設定値より小さくなっても、排気管バルブ３
は閉じつつある状態を維持する。
【００４８】そして、タイミング１０において、バラス
トガス導入管バルブ開度情報（ｂ）が第２上限設定値よ
り小さくなると、以後、排気管バルブ３の開度は一定に
保たれ、ガスバラスト方式のみで反応チャンバー１内の
ガス圧をガス圧設定値に維持する。
【００４９】このタイムチャートにもみられるように、
この実施例によると、短時間でバラストガス導入管バル
ブが排気管バルブを制御しやすい状態に設定され、ガス
圧の変動に迅速に応答する。
【００５０】（第３実施例）図６は、第３実施例のガス
圧制御装置の構成説明図である。この図の１１はバラス
トガス導入管バルブ開度制御回路、１１1 は第１の比較
回路、１１2 は第２の比較回路、１１3 は第１のバラス
トガス導入管バルブ開度出力回路、１３は排気管バルブ
開度制御回路、１３1 は第３の比較回路、１３2は第４
の比較回路、１３5 は第１の状態保持回路、１３3 は第
５の比較回路、１３6 は第２の状態保持回路、１３7 は
排気管バルブ開度出力回路である。
【００５１】この構成説明図によって第３実施例のガス
圧制御装置を説明する。この実施例のガス圧制御装置に
おいても、反応チャンバーガス圧制御回路以外は先に図
１によって説明したものと同様である。また、バラスト
ガス導入管バルブ開度制御回路１１は第１実施例で説明
したバラストガス導入管バルブ開度制御回路１１と同じ
である。
【００５２】この実施例のガス圧制御装置の排気管バル
ブ開度制御回路１３が第２実施例のガス圧制御装置１３
と異なる点は、第２実施例におけるバラストガス導入管
バルブ開度情報（ｂ）とバラストガス導入管バルブ開度
第２下限設定値を比較する第４の比較回路１３2 と、バ
ラストガス導入管バルブ開度情報（ｂ）とバラストガス
導入管バルブ開度第２上限設定値を比較する第６の比較
回路１３4 を一体にし、バラストガス導入管バルブ開度
第２下限設定値とバラストガス導入管バルブ開度第２上
限設定値を同一の値であるバラストガス導入管バルブ開
度第２設定値とすることだけであるから、その構成と動
作の詳細な説明は省略する。
【００５３】この実施例によると、上記のように比較回
路を１つ減らすことができるという利点を有している。
【００５４】（第４実施例）図７は、第４実施例のガス
圧制御装置の構成説明図である。この図の１３は排気管
バルブ開度制御回路、１３1 は第３の比較回路、１３2
は第４の比較回路、１３5 は第１の状態保持回路、１３
3 は第５の比較回路、１３6 は第２の状態保持回路、１
３7 は排気管バルブ開度出力回路、１４はバラストガス
導入管バルブ開度制御回路、１４1 はＰＩＤ制御回路で
ある。
【００５５】この構成説明図によって第４実施例のガス
圧制御装置を説明する。この実施例の圧力制御装置にお
いても、反応チャンバーガス圧制御回路以外は先に図１
によって説明したものと同様である。また、排気管バル
ブ開度制御回路１３は第３実施例で説明した排気管バル
ブ開度制御回路１３と同じであるから、その構成と動作
の説明は省略する。
【００５６】この実施例のガス圧制御装置においては、
バラストガス導入管バルブ開度制御回路１４としてＰＩ
Ｄ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｄ
ｅｖｉａｔｉｖｅ）制御回路１４1 を用いている。この
実施例においては、バラストガス導入管バルブの開度
が、反応チャンバー内のガス圧の偏差に比例する出力を
出す比例動作（Ｐ）と、反応チャンバー内のガス圧の偏
差の積分に比例する出力を出す積分動作（Ｉ）と、反応
チャンバー内のガス圧の偏差の微分に比例する出力を出
す微分動作（Ｄ）の和で制御されるため、前に説明した
第３実施例のガス圧制御装置よりも信頼性の高い制御が
可能である。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
コンダクタンス制御方式とガスバラスト制御方式の両方
の利点を利用して、広い範囲で高速にガス圧制御を行う
ことができ、従来のコンダクタンス制御方式、ガスバラ
スト制御方式、コンダクタンスバルブ固定のガスバラス
ト制御方式を用いる場合に比較して、薄膜の製造コスト
低減と信頼性の確保に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス圧制御装置の構成説明図である。
【図２】本発明のガス圧制御装置の動作原理説明図であ
る。
【図３】第１実施例のガス圧制御装置の構成説明図であ
る。
【図４】第２実施例のガス圧制御装置の構成説明図であ
る。
【図５】第２実施例のガス圧制御装置の動作説明図であ
る。
【図６】第３実施例のガス圧制御装置の構成説明図であ
る。
【図７】第４実施例のガス圧制御装置の構成説明図であ
る。
【符号の説明】
１ 反応チャンバー ２ ガス圧センサー ３ 排気管バルブ ４ バラストガス導入管バルブ ５ 排気ポンプ ６ 反応チャンバーガス圧制御回路 ６1 排気管バルブ開度制御回路 ６2 バラストガス導入管バルブ開度制御回路 ７1 反応ガス導入管 ７2 バラストガス導入管 ７3 排気管 １１ バラストガス導入管バルブ開度制御回路 １１1 第１の比較回路 １１2 第２の比較回路 １１3 第１のバラストガス導入管バルブ開度出力回路 １２ 排気管バルブ開度制御回路 １２1 第３の比較回路 １２2 第４の比較回路 １２3 第２の排気管バルブ開度出力回路 １３ 排気管バルブ開度制御回路 １３1 第３の比較回路 １３2 第４の比較回路 １３5 第１の状態保持回路 １３3 第５の比較回路 １３4 第６の比較回路 １３6 第２の状態保持回路 １３7 排気管バルブ開度出力回路 １４ バラストガス導入管バルブ開度制御回路 １４1 ＰＩＤ制御回路

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 反応チャンバーと排気ポンプの間を接続
    する排気管に１以上の排気管バルブを設け、該排気管に
    接続されたバラストガス導入管に１以上のバラストガス
    導入管バルブを設け、該反応チャンバー内のガス圧がガ
    ス圧設定値より小さくなると該バラストガス導入管バル
    ブの開度を大きくし、該反応チャンバー内のガス圧がガ
    ス圧設定値より大きくなると該バラストガス導入管バル
    ブの開度を小さくし、該バラストガス導入管バルブの開
    度が予め定められたバラストガス導入管バルブ開度下限
    設定値より小さくなると該排気管バルブの開度を大きく
    し、該バラストガス導入管バルブの開度が予め定められ
    たバラストガス導入管バルブ開度上限設定値より大きく
    なると該排気管バルブの開度を小さくすることによって
    該反応チャンバー内のガス圧をガス圧設定値に維持する
    ことを特徴とするガス圧制御方法。
  2. 【請求項２】 バラストガス導入管バルブの開度がバラ
    ストガス導入管バルブ開度下限設定値より小さくなって
    排気管バルブの開度が大きくなった後は、バラストガス
    導入管バルブの開度が該バラストガス導入管バルブ開度
    下限設定値より大きい第２のバラストガス導入管バルブ
    開度下限設定値より大きくなるまで排気管バルブの開度
    が大きい状態に維持することを特徴とする請求項１に記
    載されたガス圧制御方法。
  3. 【請求項３】 バラストガス導入管バルブの開度がバラ
    ストガス導入管バルブ開度上限設定値より大きくなって
    排気管バルブの開度が小さくなった後は、バラストガス
    導入管バルブの開度が該バラストガス導入管バルブ開度
    上限設定値より小さい第２のバラストガス導入管バルブ
    開度上限設定値より小さくなるまで排気管バルブの開度
    が小さい状態に維持することを特徴とする請求項１に記
    載されたガス圧制御方法。
  4. 【請求項４】 バラストガス導入管バルブ開度下限設定
    値とバラストガス導入管バルブ開度上限設定値が同じ値
    であることを特徴とする請求項１から請求項３までのい
    ずれか１項に記載されたガス圧制御方法。
  5. 【請求項５】 バラストガス導入管バルブ開度下限設定
    値をバラストガス導入管バルブの全閉に設定し、バラス
    トガス導入管バルブ開度上限設定値をバラストガス導入
    管バルブの全開に設定することを特徴とする請求項１か
    ら請求項４までのいずれか１項に記載されたガス圧制御
    方法。
  6. 【請求項６】 バラストガス導入管バルブの開度がバラ
    ストガス導入管バルブ開度下限設定値より小さくなって
    排気管バルブの開度が大きくなった後は、バラストガス
    導入管バルブの開度が該バラストガス導入管バルブ開度
    下限設定値より大きい第２のバラストガス導入管バルブ
    開度下限設定値より大きくなるまで排気管バルブの開度
    を大きい状態に維持し、バラストガス導入管バルブの開
    度がバラストガス導入管バルブ開度上限設定値より大き
    くなって排気管バルブの開度が小さくなった後は、バラ
    ストガス導入管バルブの開度が該バラストガス導入管バ
    ルブ開度上限設定値より小さい第２のバラストガス導入
    管バルブ開度上限設定値より小さくなるまで排気管バル
    ブの開度を小さい状態に維持することを特徴とする請求
    項１に記載されたガス圧制御方法。
  7. 【請求項７】 第２のバラストガス導入管バルブ開度下
    限設定値と第２のバラストガス導入管バルブ開度上限設
    定値を同じ値にすることを特徴とする請求項６に記載さ
    れたガス圧制御方法。
  8. 【請求項８】 反応チャンバーと排気ポンプの間を接続
    する排気管に１以上の排気管バルブを有し、該排気管に
    接続されたバラストガス導入管に１以上のバラストガス
    導入管バルブを有し、該反応チャンバー内のガス圧がガ
    ス圧設定値より小さくなると該バラストガス導入管バル
    ブの開度を大きくし、該反応チャンバー内のガス圧がガ
    ス圧設定値より大きくなると該バラストガス導入管バル
    ブの開度を小さくするバラストガス導入管バルブ開度制
    御回路を有し、該バラストガス導入管バルブの開度が予
    め決められたバラストガス導入管バルブ開度下限設定値
    より小さくなると該排気管バルブの開度を大きくし、該
    バラストガス導入管バルブの開度が予め決められたバラ
    ストガス導入管バルブ開度上限設定値より大きくなると
    該排気管バルブの開度を小さくする排気管バルブ開度制
    御回路を有することを特徴とするガス圧制御装置。
  9. 【請求項９】 反応チャンバーと排気ポンプの間を接続
    する排気管に排気管バルブを有し、該排気管の該反応チ
    ャンバーと該排気管バルブの間にバラストガス導入管バ
    ルブを有するバラストガス導入管が接続されていること
    を特徴とする請求項８に記載されたガス圧制御装置。
  10. 【請求項１０】 バラストガス導入管バルブ開度下限設
    定値とバラストガス導入管バルブ開度上限設定値が同じ
    値であることを特徴とする請求項８または請求項９に記
    載されたガス圧制御装置。
  11. 【請求項１１】 バラストガス導入管バルブ開度下限設
    定値がバラストガス導入管バルブの全閉に設定され、バ
    ラストガス導入管バルブ開度上限設定値がバラストガス
    導入管バルブの全開に設定されていることを特徴とする
    請求項８または請求項９に記載されたガス圧制御装置。
  12. 【請求項１２】 バラストガス導入管バルブの開度がバ
    ラストガス導入管バルブ開度下限設定値より小さくなっ
    て排気管バルブの開度が大きくなった後は、バラストガ
    ス導入管バルブの開度が該バラストガス導入管バルブ開
    度下限設定値より大きい第２のバラストガス導入管バル
    ブ開度下限設定値より大きくなるまで排気管バルブの開
    度が大きい状態に維持されることを特徴とする請求項８
    または請求項９に記載されたガス圧制御装置。
  13. 【請求項１３】 第２のバラストガス導入管バルブ開度
    下限設定値がバラストガス導入管バルブの全開と前閉の
    中間に相当する値であることを特徴とする請求項１２に
    記載されたガス圧制御装置。
  14. 【請求項１４】 バラストガス導入管バルブの開度がバ
    ラストガス導入管バルブ開度上限設定値より大きくなっ
    て排気管バルブの開度が小さくなった後は、バラストガ
    ス導入管バルブの開度が該バラストガス導入管バルブ開
    度上限設定値より小さい第２のバラストガス導入管バル
    ブ開度上限設定値より小さくなるまで排気管バルブの開
    度が小さい状態に維持されることを特徴とする請求項８
    または請求項９に記載されたガス圧制御装置。
  15. 【請求項１５】 第２のバラストガス導入管バルブ開度
    上限設定値がバラストガス導入管バルブの全開と前閉の
    中間に相当する値であることを特徴とする請求項１４に
    記載されたガス圧制御装置。
  16. 【請求項１６】 バラストガス導入管バルブの開度がバ
    ラストガス導入管バルブ開度下限設定値より小さくなっ
    て排気管バルブの開度が大きくなった後は、バラストガ
    ス導入管バルブの開度が該バラストガス導入管バルブ開
    度下限設定値より大きい第２のバラストガス導入管バル
    ブ開度下限設定値より大きくなるまで排気管バルブの開
    度が大きい状態に維持され、バラストガス導入管バルブ
    の開度がバラストガス導入管バルブ開度上限設定値より
    大きくなって排気管バルブの開度が小さくなった後は、
    バラストガス導入管バルブの開度が該バラストガス導入
    管バルブ開度上限設定値より小さい第２のバラストガス
    導入管バルブ開度上限設定値より小さくなるまで排気管
    バルブの開度が小さい状態に維持されることを特徴とす
    る請求項８または請求項９に記載されたガス圧制御装
    置。
  17. 【請求項１７】 第２のバラストガス導入管バルブ開度
    下限設定値と第２のバラストガス導入管バルブ開度上限
    設定値が同じ値であることを特徴とする請求項１６に記
    載されたガス圧制御装置。
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