JPS60138291A - ガス圧力制御装置 - Google Patents

ガス圧力制御装置

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JPS60138291A
JPS60138291A JP24470683A JP24470683A JPS60138291A JP S60138291 A JPS60138291 A JP S60138291A JP 24470683 A JP24470683 A JP 24470683A JP 24470683 A JP24470683 A JP 24470683A JP S60138291 A JPS60138291 A JP S60138291A
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JP
Japan
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speed
gas
mechanical booster
pressure
vacuum container
Prior art date
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Pending
Application number
JP24470683A
Other languages
English (en)
Inventor
Noboru Kuriyama
昇 栗山
Reiichiro Sensui
泉水 礼一郎
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Tokuda Seisakusho Co Ltd
Original Assignee
Tokuda Seisakusho Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokuda Seisakusho Co Ltd filed Critical Tokuda Seisakusho Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/20Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
    • G05D16/2006Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means
    • G05D16/208Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using a combination of controlling means as defined in G05D16/2013 and G05D16/2066
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B37/00Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
    • F04B37/10Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use
    • F04B37/14Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use to obtain high vacuum
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06Control using electricity

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、所定流量のガスが供給される真空容器内のガ
ス圧力を制御するガス圧力制御装置に係り、特に真空容
器内の気体を排出するためにメカニカルブースタを用い
たガス圧力制御装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般に、エツチング装置、スパッタリング装置、CVD
(Chemical Vapour Depositi
on )装置等に用いられる真空容器は、その真空容器
内を例えば10〜1O−8torlO高真空状態に保ち
つつ、その真空容器内にキャリアガス等のガスを供給し
て真空容器内のガス圧力を一定に制御したり、あるいは
ステップ状に制御する必要がある。
このために用いられるガス圧力制御装置として、従来、
例えば第1図に示されるようなものが提案されている。
すなわち、第1図の装置において、1はガス供給装置で
あり、このガス供給装置1から供給されるガスは、開閉
弁2及び制御弁3を介して真空容器4に与えられる。真
空容器4の排気口には開閉弁5を介して主真空ポンプで
あるメカニカルブースタ6、及びこれを補助する油回転
真空ポンプ、液封真空ポンプ等の補助真空ポンプ7が連
結される。ここで、メカニカルブースタ6とは、後段に
補助真空ポンプ7を用いて高真空で作用させるルーツ真
空ポンプをいい、10〜10 torr の広い作動範
囲をもっている。そして、このメカニカルブースタ6及
び補助真空ポンプ7により真空容器4内を高真空状態に
すると共に、ガス供給装置1から真空容器4内へガスを
供給する。真空容器4内の圧力は圧力計8により検出さ
れ、この検出信号が圧力設定器9で設定される設定圧力
信号とともに演算増幅器10に与えられる。演算増幅器
10は検出信号と設定圧力信号との偏差をめ、この偏差
が零となるような制御信号を制御弁駆動回路(図示せず
)に与えるため、この制御弁駆動回路を介して制御弁3
の弁開度が変化してガス供給量が制御される。
しかしながら、この種のガス圧力制御装置にあっては、
真空容器4の排気流量を一定にしてガス供給量を可変す
ることにより真空容器4内のガス圧力を制御するように
しているため、ガス供給量とガス圧力とが独立したパラ
メータでないため、ガス圧力の制御自由度が劣るという
欠点がある。
そこで、高精度なガス圧力制御が要求されるエツチング
装置等にあっては、第2図に示されるようなものが提案
されている。このガス圧力制御装置にあっては、ガス供
給装置1から真空容器4へのガス供給路に流量計11及
び制御弁12を設け、流量計11の検出信号と流量設定
器13で設定される設定流量信号とを演算増幅器14に
与え、この演算増幅器14により検出信号と設定流量信
号との偏差をめてその偏差が零となるような制御信号を
制御弁駆動回路(図示せず)に与える。するとこの制御
弁駆動回路により制御弁12の弁開度が変化してガス供
給量が設定流量と一致するように制御される。さらに、
真空容器4からメカニカルブースタ6への排気路には絞
り弁15を設け、真空容器4内の圧力を検出する圧力計
16の検出信号と圧力設定器17で設定される設定圧力
信号とを演算回路18に与える。すると演算回路18は
両人力信号の偏差をめてその偏差が零となるような制御
信号を絞り弁駆動回路(図示せず)に与えるため、この
絞り弁駆動回路により絞り弁15の弁開度が変化して真
空容器4の排気速度が制御される。
この第2図の装置にあっては、ガス供給量と真空容器4
内のガス圧力とをそれぞれ独立に制御するため、第1図
のものよりもガス圧力の制御精度を向上できるという利
点を有する。しかしながら、絞り弁15の特性上、弁開
度とそれを通過する排気速度とが比例せずに非線形とな
るため、この非線形を考慮した弁開度の制御が必要とな
る。例えば、真空容器4内の圧力、排気速度、及び絞り
弁15の弁開度の相互関係を予め測定結果よりめておき
、これらの関数関係に基づいて、ガス圧力が設定圧力と
一致するように、絞り弁15の弁開度及びその開閉速度
を変化させる機能を、前記演算回路18等に持たせてお
く必要がある。しかし、このような機能を持った演算回
路18、この演算回路18により駆動される絞り弁駆動
回路、及び絞り弁15のそれぞれの構成がいきおい複雑
化する恐れがあり、しかもガス圧力の制御精度、応答速
度及び再現性を格段に向上させることが困難であった。
〔発明の目的〕
本発明は、上記のような従来技術の欠点を除去するため
になされたもので、第2図のような装置のもつ利点を生
かしつつ、簡易的確にガス圧力の制御を行ないつるガス
圧力制御装置を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するために、本発明は、所定の流量のガ
スが供給される真空容器内の気体を吸込して該真空容器
内を真空状態にするメカニカルプ−スタ及びこの後段に
設けられる補助真空ポンプを備え、前記真空容器の排気
速度を可変して該真空容器内のガス子方を制御するガス
圧力制御装置において、前記真空容器内の圧力を検出し
設定圧力値との偏差値をめるとその偏差値を零にするよ
うな信号を出力する回路と、この回路の出力信号をAM
 記メカニカルブースタの基準回転速度値に変換する変
換回路と、前記メカニカルブースタの回転速度値を検出
し、この検出値が前記基準回転速度値と一致するように
負帰還制御を行l工う帰還回路とを備えたことを特徴と
する。
〔発明の実施例〕
以下、第3図を参照しつつ本発明の一実施例を説明する
第3図はこの実施例に係るガス圧力制御装置の構成図で
あり、前記第2図と同一の要素には同一の符号が付され
ている。そしてこの装置が第2図と異なる点は、真空容
器4の排気路に絞り弁15を設けfに、メカニカルブー
スタ6の回転速度を制御して排気路中の排気速度を変え
、真空容器4内のガス圧力を制御するように構成したこ
とである。
すなわち、メカニカルブースタ6はその排気速度が回転
速度に対して略比例する線形特性をもつ。
そこで真空容器4内の圧力を検出する圧力計16の検出
信号と、圧力設定器17で設定した設定圧力信号とを、
演算増幅器20に与える。演算増幅器20は前記両人力
信号の偏差値をめ、その偏差値を零にするような信号を
出力して速度コントローラ21に与える。速度コントロ
ーラ21は主真空ポンプであるメカニカルブースクロの
回転速度を制御するもので、前記演算増幅器20の出力
信号をメカニカルブースタ4の基準回転速度信号に変換
する変換回j1322と、メカニカルブースタ6の回転
速度を検出し、この検出値が前記基準回転速度信号と一
致するように負帰還制御を行なう帰還回路23とより構
成される。ここで、例えば、変換回路22は、圧力信号
を基準回転速度信号に変換する関数発生器で構成され、
また帰還回路23は、メカニカルブースクロ0回転速度
を検出する速度計と、この検出信号と前記基準回転速度
信号とを入力し、これらの偏差をめてその偏差が零とな
るような制御信号を出力する演算増幅回路と、前記制御
信号をパルス(周波数)変調するインバータとより構成
される。そしてこのインバータの出力信号によりテクニ
カルブースタ駆動用誘導電動機の回転速度が変えられ、
テクニカルブースタ60回転速度が制御される。
以上の構成において、真空容器4内のガス圧力を、例え
ば一定値に制御するには、流量計11、流量設定器13
、演算増幅器14及び制御弁12からなる負舟還制御ル
ープを用いて、流量設定器13で設定された流量のガス
をガス供給装ff11から真空容器4内へ与える。さら
に、真空容器4内のガス圧力を圧力計16で検出してそ
の検出信号を、圧力設定器17で設定した設定圧力信号
とともに演算増幅器20に与える。演算増幅器20は前
記両人力信号の偏差値をめてそれを零とするような信号
を変換回路22に与えるため、該変換回路22により前
記演算増幅器20の出力信号が基準回転速度信号に変換
されて帰還回路23に与えられる。すると帰還回路23
は基準回転速度信号と一致するように、メカニカルブー
スタ6の駆動用電動機の回転速度を負帰還制御するため
、真空容器4の排気速度が変化して真空容器4内のガス
圧力が圧力設定器17で設定された値と一致するように
制御される。このように、この実施例ではメカニカルブ
ースタ6の回転速度を変えてこれと比例して真空容器4
の排気速度を変化させ、真空容器4内のガス圧力が設定
値になるように制御したため、ガス圧力の制御が容易と
なり、しかも制御の応答速度と制御精度を著しく向上さ
せることが可能となる。また、演算増幅器20及び速度
コントローラ21をマイクロプロセッサを用いて構成す
れば、回路の小型化と低廉化が計れる。また予測制御を
することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、メカニカルブー
スタにおける排気速度と回転数との線形特性を利用し、
メカニカルブースタの回転速度を負帰還制御して該回転
速度に比例して真空容器の排気速度を変化させ、真空容
器内のガス圧力を制御するようにしたため、メカニカル
ブースタの回転速度を制御することにより前記排気速度
を簡易的確に制御でき、従ってガス圧力の制御精度を著
しく向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は従来のガス圧力制御装置の構成図、
第3図は本発明の一実施例に係るガス圧力制御装置の構
成図である。 1・・・ガス供給装置、6・・・メカニカルブースタ、
7・・・補助真空ポンプ、11・・・流量計、12・・
・制御弁、13・・・流量設定器、14・・・演算増幅
器、16・・・圧力計、17・・・圧力設定器、20・
・・演算増幅器、22・・・変換回路、23・・・帰還
回路。 出願人代理人 猪 股 清 (11)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)所定の流量ガスが供給される真空容器内の気体を
    吸込して該真空容器内を真空状態にするメカニカルブー
    スタ及びこの後段に設けられる補助真空ポンプを備え、
    前記真空容器の排気速度を可変して該真空容器内のガス
    圧力を制御するガス圧力制御装置において、 前記真空容器内の圧力を検出し設定圧力値との偏差値を
    めてその偏差値を零にするような信号を出力する回路と
    、この回路の出力信号を前記メカニカルブースタの基準
    回転速度値に変換する変換回路と、前記メカニカルブー
    スタの回転速度値を検出し、この検出値が前記基準回転
    速度値と一致するように負帰還制御を行なう帰還回路と
    を備えたことを特徴とするガス圧力制御装置。 (2、特許請求の範囲第け)項記載の装置において、前
    記演算回路、変換回路及び帰還回路をマイクロプロセッ
    サで構成したことを特徴とするガス圧力制御装置。
JP24470683A 1983-12-27 1983-12-27 ガス圧力制御装置 Pending JPS60138291A (ja)

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