TWI441001B - The exhaust speed control method of the electric vacuum valve is controlled by the exhaust speed control system of the electric vacuum valve, the valve opening degree determination point determination method for the electric vacuum valve for the exhaust speed control, and the exhaust speed control method for the exhaust speed control Determination of exhaust speed - Google Patents

Description

藉由電動真空閥的排氣速度控制方法、藉由電動真空閥的排氣速度控制系統、用於排氣速度控制之電動真空閥的閥開度設定點決定方法以及用於排氣速度控制的排氣速度決定方法

本發明是關於一種藉由電動真空閥之排氣速度控制方法、藉由電動真空閥之排氣速度控制系統、用於排氣速度控制之電動真空閥之閥開度設定點決定方法以及用於排氣速度控制之排氣速度決定程式，可使配置於反應室與真空泵之間的電動真空閥的閥開度設定產生變化，以控制排氣速度。

過去以來，真空技術使用於多方面。例如，在半導體製程中，為達到避開粒子、污染物質及防止副生成物產生等目的，使用真空技術來管理反應室之真空壓力。亦即，藉由慢慢擴張配設於反應室與真空泵之間的真空排氣閥之閥開度，來控制從反應室排出氣體的排氣速度，在不捲起反應室內之堆積物的情況下，控制來自反應室之排氣流量及排氣壓力。

例如，專利文獻1所記載之排氣速度控制方法使用一種閥，其具備可在真空排氣閥中控制大流量的母閥與控制小流量的子閥。在此方法中，如第26圖所示，從排氣開始之後的既定時間中，藉由關閉母閥並開啟子閥，使排氣速度變慢，以慢速進行少量之排氣，從排氣開始時經過既定時間後，藉由使母閥變為全開狀態，加速排氣速度，進行大流量之排氣。根據此種方法，相較於僅藉由母閥控制排氣速度的情況，可在使真空壓力慢慢近似線性的狀態下下降。

又例如，在專利文獻2所記載之排氣速度控制方法中，將根據從外部給予或預先設定於控制器的目標真空壓力變化速度來算出的真空壓力值，在控制器中作為內部控制指令依序產生，再將依序產生之內部指令作為回饋控制之目標值依序變更，藉此，使壓力感測器所測定出之真空壓力實測值與目標值作比較，將回饋控制作為追蹤控制來進行。根據此方法，將真空壓力變化速度(排氣速度)R3控制為一定，在來自大氣壓力之黏性流場V1~V6中，可根據所要之壓力下降梯度使真空壓力產生線性變化(參照專利文獻2)。

[專利文獻1]特開平11-166665號公報

[專利文獻2]特開2000-163137號公報

然而，在專利文獻1中所記載之排氣速度控制方法中，只有藉由子閥所調節的電導係數和使母閥在全開狀態的電導係數這2個狀態，所以，若要得到在黏性流場中不影響處理程序的真空壓力排氣速度條件並縮短排氣時間，會有限制。

又，在專利文獻2中所記載之排氣速度控制方法中，為了進行回饋控制，需要複雜之控制基板及控制程式等，裝置成本相當高。

近年來，半導體使用於各種領域，針對反應室內之排氣速度控制的要求變得多樣化。因此，藉由專利文獻2之排氣速度控制方法而更低價且藉由專利文獻1之排氣速度控制方法與專利文獻2之排氣速度控制方法之間之控制精度得以實現的排氣速度控制方法，一直是產業界所求。不過，為了回應此種需求而產生的問題是，可能控制績效(精度、應答性、穩定性等)因排氣配管群而異，而且排氣速度可能在黏性流場對處理程序產生不良影響(捲起堆積物或對在工件上形成之薄膜有影響)。排氣配管群之控制績效必須在現場實測才能確認。又，為了排除對處理程序的不良影響，在現場調整排氣速度需要專門知識，不是任何人皆能簡單地勝任此工作。

本發明為解決上述問題點，目的在提供一種藉由電動真空閥之排氣速度控制方法、藉由電動真空閥之排氣速度控制系統、用於排氣速度控制之電動真空閥之閥開度設定點決定方法以及用於排氣速度控制之排氣速度決定程式，其可以簡單且低價之方式設定用來切換電動真空閥之閥開度的設定點，以使反應室之壓力近似目標壓力下降梯度。

為解決上述課題，本發明其中一個型態中之藉由電動真空閥之排氣速度控制方法，藉由控制配設於連接反應室與真空泵之排氣配管群的電動真空閥之閥開度，控制排氣速度，其特徵在於：具有壓力實測程序，根據等比倍數階段性控制上述電動真空閥之閥開度，對每個閥開度皆藉由上述真空泵從黏性流場進行排氣，並藉由壓力感測器測定上述反應室之真空壓力，以實測壓力下降曲線；具有排氣速度決定程序，為使上述壓力實測程序所實測出之各個閥開度之上述壓力下降曲線近似目標壓力下降梯度，產生相位差，將上述各個壓力下降曲線之交點決定為切換上述電動真空閥之閥開度的設定點；又具有真空壓力控制程序，根據上述排氣速度決定程序所決定之上述設定點，切換上述電動真空閥之閥開度，以控制上述黏性流場中之上述排氣速度。

上述構造宜具有用來設定上述等比倍數之等比倍數設定程序。

上述構造宜具有用來設定上述目標壓力下降梯度之目標壓力下降梯度設定程序。

在上述構造中，當上述真空壓力控制程序使上述壓力感測器測定上述反應室之壓力且上述壓力感測器測定與上述設定點對應之真空壓力時，宜切換上述電動真空閥之閥開度。

上述構造宜具有與上述電動真空閥並列設置而連接至上述反應室且可藉由上述真空閥控制大流量的大口徑真空遮斷閥，在上述真空壓力控制程序中，於上述黏性流場關閉上述大口徑真空遮斷閥之狀態下，切換上述電動真空閥之閥開度以控制上述排氣速度，從上述黏性流場脫離後，或者，上述黏性流場之黏性變低後，調整上述大口徑真空遮斷閥之閥開度，以控制上述排氣速度。

上述構造宜在上述真空壓力控制程序中，從上述黏性流場脫離後，調整上述電動真空閥之閥開度，以控制上述排氣速度。

為解決上述課題，本發明其中一個型態之排氣速度控制系統，藉由控制配設於連接反應室與真空泵之排氣配管群的電動真空閥之閥開度，控制排氣速度，其特徵在於：具有壓力感測器，測定反應室之壓力；具有壓力實測裝置，根據等比倍數階段性控制上述電動真空閥之閥開度，對每個閥開度皆藉由上述真空泵從黏性流場進行排氣，並藉由壓力感測器測定上述反應室之真空壓力，以實測壓力下降曲線；具有排氣速度決定裝置，為使上述壓力實測裝置所實測出之各個閥開度之上述壓力下降曲線近似目標壓力下降梯度，產生相位差，將上述各個壓力下降曲線之交點決定為切換上述電動真空閥之閥開度的設定點；又具有真空壓力控制裝置，根據上述排氣速度決定裝置所決定之上述設定點，切換上述電動真空閥之閥開度，以控制上述黏性流場中之上述排氣速度。

上述構造宜具有與上述電動真空閥並列設置而連接至上述反應室且可藉由上述電動真空閥控制大流量的大口徑真空遮斷閥，上述真空壓力控制裝置於上述黏性流場關閉上述大口徑真空遮斷閥之狀態下，切換上述電動真空閥之閥開度以控制上述排氣速度，從上述黏性流場脫離後，或者，上述黏性流場之黏性變低後，調整上述大口徑真空遮斷閥之閥開度，以控制上述排氣速度。

為解決上述課題，本發明其中一個型態之閥開度設定點決定方法，藉由控制配設於連接反應室與真空泵之排氣配管群的電動真空閥之閥開度，決定將要切換控制排氣速度時之上述電動真空閥之閥開度的設定點，其特徵在於：具有壓力實測程序，根據等比倍數階段性控制上述電動真空閥之閥開度，對每個閥開度皆藉由上述真空泵從黏性流場進行排氣，從壓力感測器所測定出之上述反應室之真空壓力求出壓力下降曲線；又具有排氣速度決定程序，為使上述壓力實測程序所求出之各個閥開度之上述壓力下降曲線近似目標壓力下降梯度，產生相位差，將上述各個壓力下降曲線之交點決定為切換上述電動真空閥之閥開度的設定點。

為解決上述課題，本發明其中一個型態之排氣速度決定程式，藉由控制配設於連接反應室與真空泵之排氣配管群的電動真空閥之閥開度，決定將要切換控制排氣速度時之上述電動真空閥之閥開度的設定點，其特徵在於：電腦作為下面兩個裝置來運作，其中一個為壓力實測裝置，根據等比倍數階段性控制上述電動真空閥之閥開度，對每個閥開度皆藉由上述真空泵從黏性流場進行排氣，從壓力感測器所測定出之上述反應室之真空壓力求出壓力下降曲線；另一個為排氣速度決定裝置，為使上述壓力實測裝置所求出之各個閥開度之上述壓力下降曲線近似目標壓力下降梯度，產生相位差，將上述各個壓力下降曲線之交點決定為切換上述電動真空閥之閥開度的設定點。

上述發明為了使真空泵、反應室及排氣配管群所產生之控制成效直接反映在排氣速度上，根據等比倍數階段性控制電動真空閥之閥開度，對每個閥開度皆藉由真空泵從黏性流場進行排氣，並藉由壓力感測器測定反應室之真空壓力，以實測出壓力下降曲線。亦即，使用電動真空閥設置所在之裝置，針對每一個閥開度實測壓力下降曲線。然後，為使實測出之每個閥開度之壓力下降曲線近似目標壓力下降梯度，產生相位差，此時，壓力下降曲線與其前一個閥開度之壓力下降曲線交叉。因此，將這些壓力下降曲線之交點決定為用來切換電動真空閥之閥開度的設定點。如此，當根據等比倍數使閥開度產生變化時，與各個閥開度對應之壓力下降曲線與目標壓力下降梯度近似的部分不會重疊，所以，設定點不會設定得無意義。當進行真空壓力控制時，根據設定點切換電動真空閥之閥開度，藉此，變更排氣配管群之電導係數，控制黏性流場中之排氣速度。此時，電動真空閥在從反應室之壓力近似目標壓力下降梯度之部分解除的同時，以等比倍數擴張閥開度，再次使反應室之壓力近似目標壓力下降梯度並使其下降，所以，反應室之壓力即使在黏性流場中也會在近似目標壓力下降梯度的狀態下下降。

如此，在上述發明中，黏性流場中之壓力下降曲線藉由使用電動真空閥設置所在之反應室、真空泵及排氣配管群來進行實測，所以，電動真空閥設置所在的控制績效、 對黏性流場中之處理程序所產生的不良影響等等可能會反映在用來切換電動真空閥之閥開度的設定點的決定上。另外，決定閥開度之設定點的人員即使不具備可排除對處理程序產生不良影響的專門知識，可僅藉由實測壓力下降曲線並使其近似目標壓力下降梯度以使壓力下降曲線產生相位差，決定閥開度之設定點以使反應室之壓力近似目標壓力下降梯度。結果，上述發明相較於在黏性流場藉由母閥與子閥對閥開度進行2段控制以控制排氣速度的情況，可在黏性流場中不影響處理程序，得到真空壓力之排氣控制條件，縮短排氣時間。另外，上述發明如同對排氣速度進行回饋控制的情況，無法使反應室之壓力以直線狀下降，但即使不使用複雜之控制基板、控制程式等，相較於以子閥及母閥控制排氣速度，也可控制排氣速度，使反應室之壓力直線下降。

因此，根據上述發明，可簡單而低價地設定用來切換電動真空閥之閥開度的設定點，以使反應室之壓力近似目標壓力下降梯度。

上述發明可任意設定等比倍數。因此，若將等比倍數設定得較小，可增加用來切換電動真空閥之閥開度的設定點的數目，將設定點決定在靠近目標壓力下降梯度的位置，使反應室之壓力產生平滑順暢的變化。另一方面，若將等比倍數設定得較大，將實測之壓力下降曲線的數目減少，可縮短決定閥開度之設定點的時間。因此，根據上述發明，可藉由等比倍數之設定值，調整使反應室之壓力平滑順暢變化的程度、可確保取得閥開度之設定點的時間，進而將使用者之個別要求反映在排氣速度控制上。

上述發明可任意設定目標壓力下降梯度。因此，若想將排氣時間縮短，可以加大傾斜角度之方式設定目標壓力下降梯度。另一方面，若想要慢慢排氣，可以縮小傾斜角度之方式設定目標壓力下降梯度。因此，根據上述發明，可藉由目標壓力下降梯度之設定，調整排氣時間及反應室之壓力變化之程度，進而將使用者之個別要求反映在排氣速度控制上。

上述發明在進行真空壓力控制時，藉由壓力感測器測定並監控反應室之壓力，當測定了反應室之壓力對應於閥開度之設定點的壓力之後，切換電動真空閥之閥開度。因此，上述發明在因外部干擾而導致閥開度之設定點產生相位差時，即使不配合該錯開來校正該閥開度之設定點之後的閥開度設定點，也可在反應室之壓力近似線性目標壓力下降梯度的狀態下控制排氣速度。

在上述發明中，與電動真空閥並列設置大口徑真空遮斷閥，並連接至反應室，在黏性流場中，切換電動真空閥之閥開度以控制排氣速度，超出黏性流場後，或者，上述黏性流場之黏性變低後，調整可比電動真空閥控制更大流量之大口徑真空遮斷閥，以控制排氣速度。如此，在容易捲起堆積物之黏性流場中，可進行比電動真空閥更慢之排氣動作，當超出黏性流場以至於捲起堆積物之疑慮變低時，進行比大口徑真空遮斷閥更快之排氣動作，所以，可使反應室之壓力在短時間內從大氣壓力到達目標真空壓力。

在上述構造之發明中，從黏性流場脫離後，也可調整電動真空閥之閥開度以控制排氣速度，所以，可在進一步確實防止堆積物被捲起的情況下控制排氣速度。

以下一邊參照圖面，一邊說明本發明之實施型態。

(第1實施型態)

第25圖表示減壓乾燥裝置1的概略構造。

本實施型態之排氣速度控制方法使用於第25圖所示之減壓乾燥裝置1。減壓乾燥裝置1一方面在反應室10內保持減壓狀態，亦即，真空狀態，一方面進行基板之塗膜乾燥程序。減壓乾燥裝置1在反應室10與真空泵13之間設置排氣配管群16。排氣配管群16與電動真空閥21及大口徑真空遮斷閥12並列設置。在減壓乾燥裝置1中，排氣配管群16、大口徑真空遮斷閥12及電動真空閥21之設置數目根據反應室10之大小而增減。此種減壓乾燥裝置1藉由電動真空閥21及大口徑真空遮斷閥12，控制從反應室10排氣至真空泵13中的排氣流量。

反應室10之真空壓力之管理主要依賴真空泵13之能力。真空泵13之能力根據真空泵13之排氣速度S及到達真空壓力P來決定。一般而言，在大氣壓力(105Pa)以下、100Pa以上之黏性流場中，真空泵13之排氣速度S近乎固定，反應室10內之氣體之流速根據反應室10之形狀、真空泵13之排氣速度S及排氣配管群16之電導係數C來決定。又，當以真空泵13之公稱外徑為基準來構成排氣配管群16時，實效排氣速度幾乎接近真空泵13之排氣速度S。換言之，排氣配管群16之電導係數C變大。

因此，在本實施型態之減壓乾燥裝置1中，排氣配管群16以真空泵13之公稱外徑為基準而構成。另外，電動真空泵21為了控制黏性流場中之排氣速度S，設置於用來連接反應室10與真空泵13的排氣配管群16上。在此種情況下，電動真空泵21之電導係數之大小成為真空泵13之排氣速度S之支配要素。具體來說，排氣配管群16之電導係數C及真空泵13之排氣速度S根據被稱為電子電路的並聯電阻的合成式來決定。亦即，當藉由排氣配管群16之電導係數C在充分窄縮閥開度之流場使用電動真空閥21時，排氣配管群16之電導係數C幾乎藉由電動真空閥21之電導係數來決定，當以將近全開之狀態使用電動真空閥21而設定為近似排氣配管群16之電導係數C的條件時，會變成電動真空閥21之電導係數會導致排氣配管群16之電導係數C下降的狀態。

然而，當對反應室10從大氣壓力(105Pa)開始抽出低真空(105Pa以下，102Pa以上)、中真空(102Pa以下，101Pa以上)、高真空(101Pa以下)時，在排氣配管群16中流動的氣體流產生了黏性流、中間流、分子流的變化。在從大氣壓力開始抽真空之後隨即出現的黏性流場(大氣壓力(105Pa)以下，100Pa以上)中，若突然將電動真空閥21、大口徑真空遮斷閥12之閥開度控制在全開附近，會捲起反應室10內之堆積物，附著於基板上，有可能損傷基板本身。另一方面，當使電動真空閥21、大口徑真空遮斷閥12之閥開度變得足夠小以避免捲起反應室10內之堆積物時，排氣速度變慢，需要長時間才能使反應室10內之真空壓力到達目標真空壓力。

因此，第25圖所示之減壓乾燥裝置1在開啟大口徑真空遮斷閥12之前，藉由多段變化電動真空閥21之閥開度，使反應室10內之真空壓力從大氣壓力狀態，以到真空狀態近似線性目標壓力下降梯度的狀態下降，如此，控制從反應室10排出氣體的排氣速度。減壓乾燥裝置1藉由壓力感測器15測定反應室10之真空壓力，當從壓力感測器15之壓力測定結果檢測出反應室10內之真空壓力已經到達既定壓力時，開啟大口徑真空遮斷閥12以增加排氣流量。藉由此種排氣速度控制，減壓乾燥裝置1可在從大氣壓力狀態到真空狀態時，不捲起反應室10內之堆積物而使其附著於基板上、損傷基板本身等，在此情況下，進行排氣量之調節並縮短排氣時間。

<排氣速度控制系統之概略構造>

第1圖為本發明第1實施型態之排氣速度控制系統66的概略構造圖。

第1圖所示之排氣速度控制系統66由伺服器61、網際網路62、個人電腦63、減壓乾燥裝置1之控制器65、壓力感測器15、電動真空閥21及真空泵13所構成。

在第1圖所示之伺服器61中，儲存有排氣速度決定程式，當控制從反應室10排出氣體的排氣速度時，其用來決定切換電動真空閥21之閥開度的設定點。伺服器61透過網際網路62以可通信之狀態連接至個人電腦63。

個人電腦63為一般習知的電腦。個人電腦63連接至伺服器61，下載排氣速度決定程式。又，個人電腦63用來設定控制排氣速度時使電動真空閥21之閥開度產生變化的等比倍數、使反應室10之壓力下降的目標壓力下降梯度。個人電腦63將所下載之排氣速度決定程式、設定好之等比倍數、設定好之目標壓力下降梯度儲存於USB記憶體64中。

第1圖所示之控制器65與USB記憶體64連接，從排氣速度決定程式、設定好之等比倍數、設定好之目標壓力下降梯度從USB記憶體64複製過來。在控制器65上，設有用來決定切換電動真空閥21之閥開度之設定點的準備模式、根據準備模式所決定之設定點控制排氣速度並選取用來進行處理程序之執行模式的選取裝置65a。

控制器65在藉由選取裝置65a選取出準備模式時，執行排氣速度決定程式。在此情況下，控制器65根據等比倍數階段性控制電動真空閥21之閥開度，以此種方式對電動真空閥21輸出閥開度控制信號。控制器65針對每個閥開度驅動真空泵13並從黏性流場進行排氣，取得壓力感測器15測定出之壓力測定資料。之後，控制器65從所取得之壓力測定資料針對每個閥開度求出能夠表示出反應室10之壓力與時間之關係的壓力下降曲線(參照第5圖之Y1,Y2,Y4, Y8)，使每個閥開度之壓力下降曲線近似目標壓力下降梯度(參照第6圖之X)，產生相位差，將壓力下降曲線之交點決定為用來切換電動真空閥21之閥開度的設定點(參照第6圖之P11,P12,P13)。

另外，當控制器65藉由選取裝置65a選取出執行模式時，根據決定好之設定點P11,P12,P13(參照第6圖)，將用來切換電動真空閥21之閥開度的閥開度切換信號輸出至電動真空閥21，控制黏性流場中之真空泵13的排氣速度。

此種控制器65相當於「壓力實測裝置」、「排氣速度決定裝置」及「真空壓力控制裝置」之一例。

<電動真空閥之構造>

第2圖為電動真空閥21的剖面圖，表示閉閥狀態。

在電動真空閥21中，球體24與汽缸體25藉由螺栓55一體化，汽缸體25、上蓋26及步進馬達27藉由螺栓28一體化，以構成外觀。

在閥部22上，開口於球體24之第一連接埠51與第二連接埠52透過閥室53來連通。

在閥室53中有第一連接埠51開口之開口部外周上，以平坦狀態設置閥座54。閥室53收納有銜接至閥座54或與之分離的閥體42。

在閥部22上，開口於球體24之第一連接埠51與第二連接埠52透過閥室53來連通。

在閥室53內之第一連接埠51開口之開口部外周上，以平坦狀態設置閥座54。閥室53收納有銜接至閥座54或與之分離的閥體42。

驅動部23將步進馬達27之旋轉運動轉換為直線運動，傳達至閥體42。步進馬達27之輸出軸30突出至上蓋26與汽缸體25之間形成的收納空間部31。在上蓋26與汽缸體25之間，夾持有軸承32，該軸承32使夾具33以自由旋轉之狀態受到支持。在夾具33之上端部，輸出軸30連結至耦合器58，在下端部，以複數個固定釘35固定輸送釘螺帽34，於是輸送釘螺帽34之旋轉量可藉由步進馬達27之旋轉量控制。

驅動軸37插通旋轉中止螺帽38，其以固定釘39固定於汽缸體25上。在驅動軸37上，剖面形狀形成六角形之旋轉中止軸部37a插通在旋轉中止螺帽38上形成的六角形旋轉中止孔38a，在限制旋轉之狀態下朝軸方向進行往復直線運動。輸送釘軸36螺合至輸送釘螺帽34，與驅動軸37之上端部接合，將輸送釘螺帽34之旋轉運動轉換為朝向軸方向之直線運動，傳達至驅動軸37。

在驅動軸37之下端部，閥體42透過連結元件40與其連結。閥體42具備波紋軟管圓盤47、球體圓盤48及擋板49，其構成方式為，將它們重疊起來，藉由連結螺帽43固定至連結元件40上，以成為一體。環狀密封元件50由彈性可變形之材質所構成，裝載於在波紋軟管圓盤47與球體圓盤48之間所形成的桶頂槽上。回歸彈簧44收縮設置於彈簧座45之間，平常將閥體42偏置於閥座54那個方向。連結元件40緊緊地扣住軸方向，以結合銷41連結至驅動軸37，藉由回歸彈簧44之彈簧扭力賦予密封負荷。波紋軟管46之上端部溶接至汽缸體25與球體24被夾持之夾持部46a，下端部溶接至波紋軟管圓盤47。隨著閥體42之上下移動，在閥室53內伸縮，在驅動軸37之滑動部等部位所產生的粒子不會流到流道內。

在此，於步進馬達27上，固定有用來量測未圖示出之轉子之機械旋轉變位量的編碼器29。編碼器29以可通信之狀態連接至減壓乾燥裝置1之控制器65上，將量測結果輸出至控制器65。控制器65連接至步進馬達27之未圖示出之線圈，根據編碼器29之量測信號對未圖示出之線圈供給電力(閥開度控制信號)，以控制電動真空閥21之閥開度。

在此種電動真空閥21上，通常閥體42銜接至閥座54，在第一連接埠51及第二連接埠52之間產生遮斷作用。當步進馬達27從此狀態旋轉至正方向時，輸送釘螺帽34透過夾具33與輸出軸30為一體地旋轉，該旋轉運動轉換為朝向圖中上方(閥開方向)之直線運動，傳達至輸送軸36。驅動軸37與輸送釘軸36為一體地上升，透過連結元件40拉上閥體42。藉此，閥體42與閥座54分離，使第一及第二連接埠51,52連通。電動真空閥21在使環狀密封元件50之彈性變形量產生變化的流場中，可藉由流體洩漏來控制微小流量。再者，在閥體42與閥座54分離的流場，可根據分離量控制排氣流量。此閥開度藉由步進馬達27之未圖示出之轉子之旋轉量來控制。

另一方面，當步進馬達27朝負方向旋轉時，輸送釘螺帽34與輸出軸30為一體地朝負方向旋轉，使輸送釘軸36下降。驅動軸37與輸送釘軸36為一體地下降，透過連結元件40使閥體42銜接至閥座54。此時，在閥體42銜接至閥座54後，回歸彈簧44將閥體42向下推向閥座54那側，達到連結元件40與結合銷41之緊密接合程度，使環狀密封元件50密合至閥座54上，進行密封。

<關於壓力下降曲線>

第3圖表示在大氣壓力附近之黏性流場(大氣壓力(105Pa)以下，100Pa以上)中使閥開度以相同比率變化時之壓力下降曲線Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,Y8。縱軸代表真空壓力(Pa)，橫軸代表時間(sec)。第4圖表示第3圖所示之使壓力下降曲線Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,Y8近似目標壓力下降梯度X而產生相位差的狀態。縱軸代表真空壓力，橫軸代表時間。

第3圖及第4圖之縱軸上所記載之真空壓力沒有維度，1.0在大氣壓力下作為1.01325×105Pa。又，第3圖之橫軸上所記載之時間之數字是為方便而附加上的，實際上不一定要限定於這樣的時間。第3圖及第4圖所示之Y1～Y8代表將電動真空閥21之閥開度擴張至一定之大小時對每個閥開度的壓力下降曲線。壓力下降曲線Y1～Y8以無維度表示電動真空閥21之能力，在字母Y後添加的數字的大小代表產生流動能力之大小。第4圖之X為表示反應室10之壓力之目標變化率的目標壓力下降梯度。第3圖及第4圖之X1～X8代表找到壓力下降曲線Y1～Y8中近似目標壓力下降梯度X之部分的結果。

如第3圖所示，當從壓力下降曲線Y1朝向壓力下降曲線Y8使電動真空閥21之閥開度以一定之大小階段性(例如每次1mm)擴張時，壓力下降曲線Y1～Y8中近似目標壓力下降梯度X之近似部分X1～X8隨著閥開度之擴張而減少。這是因為閥開度越是擴張，真空壓力之壓力越是描繪出更大之曲線而顯出下降之趨勢。

又，如第3圖所示，壓力下降曲線Y1～Y8之近似部分X1～X8在閥開度擴張得越大時，就越增加重疊之部分。亦即，若壓力下降曲線Y2,Y3,Y4之近似部分X2,X3,X4，壓力下降曲線Y3之近似部分X3與壓力下降曲線Y2之近似部分X2部分重疊，同時，與壓力下降曲線Y4之近似部分X4部分重疊。又，壓力下降曲線Y4～Y8之近似部分X4～X8相互重疊。

因此，如第4圖所示，在使壓力下降曲線Y2～Y8近似目標壓力下降梯度X而沿著時間軸移動的情況下，使電動真空閥21之閥開度從與壓力下降曲線Y1對應之閥開度擴張到與壓力下降曲線Y2對應之閥開度後，在壓力下降曲線Y2之目標壓力下降梯度X2之中途，使電動真空閥21之閥開度從與壓力下降曲線Y2對應之閥開度擴張到與壓力下降曲線Y3對應之閥開度。然後，在使電動真空閥21之閥開度從與壓力下降曲線Y3對應之閥開度擴張至與壓力下降曲線Y4對應之閥開度後，隨即使電動真空閥21之閥開度從與壓力下降曲線Y5對應之閥開度擴張至與壓力下降曲線Y6對應之閥開度，然後又隨即使電動真空閥21之閥開度從與壓力下降曲線Y6對應之閥開度擴張至與壓力下降曲線Y7對應之閥開度。再進一步，使電動真空閥21之閥開度從與壓力下降曲線Y7對應之閥開度擴張至與壓力下降曲線Y8對應之閥開度，從反應室10抽出絕對真空。亦即，如第4圖所示，當將電動真空閥21之閥開度擴張至一定之大小時，必須在變更閥開度之設定點之後隨即變更下一個閥開度的設定點為哪一點的問題在此產生。此種設定點在實質上無益於排氣控制，為無意義的設定點。

<關於真空壓力特性>

如上所述，在變更電動真空閥21之閥開度並實測壓力下降曲線的過程中，發明團隊發現，以等比倍數擴張閥開度，使針對各個閥開度所得到之壓力下降曲線近似目標壓力下降梯度X，若設定用來切換電動真空閥21之閥開度的時間點，可不使壓力下降曲線中近似目標壓力下降梯度X的部分重疊，使反應室10內之壓力在近似目標壓力下降梯度X的狀態下下降，以控制排氣速度。以下，將進行具體的說明。

第5圖為表示在大氣壓力附近之黏性流場使閥開度根據2倍等比倍數變化時之壓力下降曲線Y1,Y2,Y4,Y8。縱軸代表真空壓力，橫軸代表時間。第6圖表示使第5圖所示之壓力下降曲線Y1,Y2,Y4,Y8近似目標壓力下降梯度X而產生相位差的狀態。縱軸代表真空壓力，橫軸代表時間。

第5圖之Y1,Y2,Y4,Y8為壓力下降曲線，表示出根據2倍等比倍數設定電動真空閥21之閥開度並以壓力感測器15測定出反應室10之壓力的結果。第6圖之X表示反應室10 之壓力之目標變化率的目標壓力下降梯度。第5圖之X1,X2,X4,X8表示找到壓力下降曲線Y1,Y2,Y4,Y8中近似目標壓力下降梯度X之部分的結果。壓力下降曲線Y1,Y2,Y4,Y8以無維度表示電動真空閥21之能力，在字母Y之後添加的數字的大小代表產生流動能力的大小。

如第6圖所示，當使壓力下降曲線Y1,Y2,Y4,Y8近似目標壓力下降梯度X而產生相位差時，不使第5圖所示之壓力下降曲線Y1,Y2,Y4,Y8之近似部分X1,X2,X4,X8相互重疊，閥開度之設定點P11,P12,P13得以設定。亦即，如第6圖之設定點P11所示，在開始抽真空之後到時間t11之前的期間(或真空壓力從大氣壓力下降至壓力Q11的期間)，將電動真空閥21之閥開度設定為與壓力下降曲線Y1對應的閥開度，如圖中閥開度之設定點P12所示，從時間t11到t12所經過的期間(或真空壓力從壓力Q11下降至壓力Q12的期間)，將電動真空閥21之閥開度設定為與壓力下降曲線Y2對應的閥開度，如圖中閥開度之設定點P13所示，從時間t12到t13所經過的期間(或真空壓力從壓力Q12下降至壓力Q13的期間)，將電動真空閥21之閥開度設定為與壓力下降曲線Y4對應的閥開度，如圖中閥開度之設定點P14所示，從時間t13以後(真空壓力下降之壓力Q13之後)，若將電動真空閥21之閥開度設定為與壓力下降曲線Y8對應的閥開度，可藉由使電動真空閥21之閥開度經過4階段之擴張而使真空壓力在近似目標壓力下降梯度X的狀態下從大氣壓力抽真空變成絕對真空。

第7圖表示在大氣壓力附近之黏性流場使閥開度根據√2倍等比倍數變化時之壓力下降曲線Y1,Y1.41,Y2,Y2.82,Y4,Y5.64,Y8。縱軸代表真空壓力，橫軸代表時間。第8圖表示使第7圖所示之壓力下降曲線Y1,Y1.41,Y2,Y2.82,Y4,Y5.64,Y8近似目標壓力下降梯度而產生相位差的狀態。縱軸代表真空壓力，橫軸代表時間。

第7圖之Y1,Y1.41,Y2,Y2.82,Y4,Y5.64,Y8為壓力下降曲線，表示出根據√2倍等比倍數設定電動真空閥21之閥開度並以壓力感測器15測定出反應室10之壓力的結果。第8圖之X表示反應室10之壓力之目標變化率的目標壓力下降梯度。第7圖之X1,X1.41,X2,X2.82,X4,X5.64,X8表示找到壓力下降曲線Y1,Y1.41,Y2,Y2.82,Y4,Y5.64,Y8中近似目標壓力下降梯度X之部分的結果。第7圖及第8圖之壓力下降曲線Y1,Y1.41,Y2,Y2.82,Y4,Y5.64,Y8以無維度表示電動真空閥21之能力，在字母Y之後添加的數字的大小代表產生流動能力的大小。

如第8圖所示，當使壓力下降曲線Y1,Y1.41,Y2,Y2.82,Y4,Y5.64,Y8近似目標壓力下降梯度X而產生相位差時，不使第7圖所示之壓力下降曲線Y1,Y1.41,Y2,Y2.82,Y4,Y5.64,Y8之近似部分X1,X1.41,X2,X2.82,X4,X5.64,X8相互重疊，閥開度之設定點P21,P22,P23,P24,P25,P26得以設定。亦即，如第8圖之閥開度設定點P21所示，在開始抽真空之後到時間t21之前的期間(或真空壓力從大氣壓力下降至壓力Q21的期間)，將電動真空閥21 之閥開度設定為與壓力下降曲線Y1對應的閥開度，如圖中閥開度之設定點P22所示，從時間t21到t22所經過的期間(或真空壓力從壓力Q21下降至壓力Q22的期間)，將電動真空閥21之閥開度設定為與壓力下降曲線Y1.41對應的閥開度，如圖中閥開度之設定點P23所示，從時間t22到t23所經過的期間(或真空壓力從壓力Q22下降至壓力Q23的期間)，將電動真空閥21之閥開度設定為與壓力下降曲線Y2對應的閥開度，如圖中閥開度之設定點P24所示，從時間t23到t24所經過的期間(或真空壓力從壓力Q23下降至壓力Q24的期間)，將電動真空閥21之閥開度設定為與壓力下降曲線Y2.82對應的閥開度，如圖中閥開度之設定點P25所示，從時間t24到t25所經過的期間(或真空壓力從壓力Q24下降至壓力Q25的期間)，將電動真空閥21之閥開度設定為與壓力下降曲線Y4對應的閥開度，如圖中閥開度之設定點P26所示，從時間t25到t26所經過的期間(或真空壓力從壓力Q25下降至壓力Q26的期間)，將電動真空閥21之閥開度設定為與壓力下降曲線Y5.64對應的閥開度，從時間t26以後(或真空壓力下降至壓力Q26之後)，若將電動真空閥21之閥開度設定為與壓力下降曲線Y8對應的閥開度，可藉由使電動真空閥21之閥開度經過7階段之擴張而使真空壓力在近似目標壓力下降梯度X的狀態下從大氣壓力抽真空變成絕對真空。

因此，如第6圖及第8圖所示，可知若以等比倍數設定電動真空閥21之閥開度並使針對設定好之每個閥開度所得到的壓力下降曲線近似目標壓力下降梯度X而產生相位差，可在壓力下降曲線之近似目標壓力下降梯度X的部分不重疊的情況下，決定用來切換閥開度之設定點。亦即，可知若要近似直線之目標壓力下降梯度X以使反應室10之氣體排出至真空泵13，可以等比倍數設定電動真空閥21的閥開度。另外，可知若決定等比倍數(或在哪一點切換閥開度)，閥開度之設定點必然根據設定好之目標壓力下降梯度X來決定，不需要冒風險來進行設定。

當比較第6圖及第8圖之圖表時，發現若將等比倍數的值設定得較小，如圖中閥開度之設定點P11～P13及閥開度之設定點P21～P26所示，壓力下降曲線之連接部分近似目標壓力下降梯度X，不會在壓力下降曲線的連接部分產生浪費。亦即，越是等比倍數的值設定得較小，使切換電動真空閥21之閥開度的次數越多，就越能以真空壓力下降時之直線性良好的方式控制排氣速度。

又，如第6圖及第8圖所示，若將等比倍數的值設定得較大，將實測之壓力下降曲線的數目就會少掉。具體來說，將等比倍數設定為2倍時的壓力下降曲線需要4條，相對於此，將等比被數設定為√2倍時的壓力下降曲線需要7條，將等比倍數設定為2倍時比將等比倍數設定為√2倍時要少掉3條壓力下降曲線。壓力下降曲線是藉由將電動真空閥21之閥開度設定為根據等比倍數的閥開度並從大氣壓力抽真空變成絕對真空而取得，所以，壓力下降曲線的取得需要時間。因此，只要將等比倍數的值設定得較大，而減少應取得的壓力下降曲線的數目，就可縮短壓力下降曲線之取得時間，縮短以近似目標壓力下降梯度X之方式決定電動真空閥21之閥開度的時間。

<藉由電動真空閥之排氣速度控制方法：排氣速度控制資料產生動作>

在此說明利用上述真空壓力特性的藉由電動真空閥之排氣速度控制方法。第9圖為排氣速度決定程式之下載動作的流程圖。第10圖至第16圖表示螢幕63a上所顯示之畫面之一例。第17圖為排氣速度決定程式的流程圖。第18圖為真空壓力控制程式的流程圖。

個人電腦63根據來自使用者之要求，在第9圖之步驟1(以下簡略記為「S1」)，在個人電腦63之螢幕63a上，顯示出第10圖所示之下載確認畫面。在下載確認畫面中，顯示「正要下載排氣速度決定程式，確定下載嗎？」，所以，若要進行下載，使用者以滑鼠等點選「確定」按鈕B1。於是，個人電腦63透過網際網路62連接至伺服器61，從伺服器61開始下載排氣速度決定程式。個人電腦63會一直待機到排氣速度決定程式下載完畢(第9圖之S2：否)。

當排氣速度決定程式下載完畢時(S2：是)，個人電腦63在第9圖之S3中，將第11圖所示之等比倍數設定畫面顯示於螢幕63a上。在等比倍數設定畫面中，設置有等比倍數輸入欄B3。使用者從個人電腦63之鍵盤將所要之等比倍數(在此為2倍)輸入等比倍數欄B3，再以滑鼠等點選確認鈕B4。

個人電腦63在確認鈕B4被點選時，判斷已設定好閥開度之等比倍數(第9圖之S4)，在S5中，將第12圖之目標壓力下降梯度設定畫面顯示於螢幕63a中。在目標壓力下降梯度設定畫面中，設置有目標壓力下降梯度輸入欄B5，用來輸入從大氣壓力使真空壓力線性下降至絕對真空的目標壓力下降梯度X，又設置有用來輸入排氣時間的排氣時間輸入欄B6。使用者在目標壓力下降梯度輸入欄B5以拖曳滑鼠等方式手動輸入所要之目標壓力下降梯度X，或者，藉由在排氣時間輸入欄B6輸入所要之排氣時間來決定目標壓力下降梯度X。例如，若希望排氣時間較短，如圖中Xa所示，使顯示於目標壓力下降梯度輸入欄B5之目標壓力下降梯度X之傾斜變大，另一方面，若希望排氣時間較長，如圖中Xb所示，使顯示於目標壓力下降梯度輸入欄B5之目標壓力下降梯度X之傾斜變小。又例如，亦可根據輸入排氣時間輸入欄B6的時間設定排氣時間的長短。若能在輸入排氣時間後，使從大氣壓力開始之目標壓力下降梯度X根據排氣時間自動顯示於目標壓力下降梯度輸入欄B5，則更好。當目標壓力下降梯度X或排氣時間之設定一結束，使用者以滑鼠點選確認鈕B7。

個人電腦63在確認鈕被點選時，判斷目標壓力下降梯度X已設定好(S6：是)，在第9圖之S7中，將第13圖所示之設定內容確認畫面顯示於螢幕63a上。在設定內容確認畫面中之設定顯示欄B8中，顯示出使用者所設定好之閥開度之等比倍數及使用者所設定好之目標壓力下降梯度X。當使用者確認設定顯示欄B8之顯示內容為正確時，以滑鼠點選「確定」按鈕B9。又，使用者若想變更設定顯示欄B8之顯示內容，以滑鼠點選「變更」按鈕B10。在此情況下(第9圖之S8：變更)，個人電腦63返回第9圖之S3，再度顯示第11圖所示之等比倍數設定畫面。

當設定內容確認畫面之「確定」按鈕被B9點選(第9圖之S8：確定)，個人電腦63將第14圖所示之USB記憶體插入指示畫面顯示於螢幕63a上。在USB記憶體插入指示畫面中，顯示出「排氣速度決定程式、設定好之等比倍數及設定好之目標壓力下降梯度將要複製於USB記憶體中，請將USB記憶體插入USB埠。」之類的指示。使用者遵照指示將USB記憶體64插入個人電腦63之USB埠之後，點選USB記憶體插入指示畫面的確認鈕B11。個人電腦63在檢測出USB記憶體64之前(第9圖之S11：否)，會持續待機。另一方面，當個人電腦63檢測出USB記憶體64時(S11：是)，在第9圖之S12中，會開始在USB記憶體64中複製排氣速度決定程式、設定好之閥開度之等比倍數及設定好之目標壓力下降梯度X。複製進度顯示於第15圖所示之複製進度顯示畫面中。當個人電腦63複製完畢時，在第9圖之S13中，顯示第16圖所示之複製完畢通知畫面。在複製完畢通知畫面中，顯示「複製完畢。請將USB記憶體從USB埠拔出。另外，請將拔出之USB記憶體連接至用來控制反應室壓力的控制器上，以將排氣速度決定程式、設定好之等比倍數及設定好之目標壓力下降梯度複製至控制器中。之後，在藉由設置於控制器上之選取裝置選取準備模式並決定閥開度之設定點後，請藉由選取裝置選取執行模式，執行處理程序。」之類的指示。當使用者從顯示內容理解之後的作業步驟時，點選複製完畢通知畫面的確認鈕B12，此時，個人電腦63結束第9圖的處理，使螢幕63a之顯示畫面恢復至初始畫面。

使用者帶著USB記憶體64，控制器65移動至某個場所。然後，將USB記憶體64連接至控制器65之USB埠上，從USB記憶體64將排氣速度決定程式、設定好之等比倍數及設定好之目標壓力下降梯度X複製到控制器65中。當複製完畢時，使用者藉由選取裝置65a選取準備模式。此時，控制器65執行所複製之排氣速度決定程式。第17圖為排氣速度決定程式的流程圖。

如第17圖之S15所示，控制器65以顯示燈通知使用者決定排氣速度的處理正在執行中。藉由此顯示燈等之通知，使用者辨識出無法在減壓乾燥裝置1中執行處理程序。

另外，在S16中，控制器65讀取設定好之閥開度之等比倍數，依次取得並儲存壓力下降曲線。亦即，控制器65根據從USB記憶體64複製過來的等比倍數，求出電動真空閥21之閥開度。具體來說，當等比倍數設定為2倍時，求出電動真空閥21之閥開度從閉閥位置到全開位置的行程的12.5%,25%,50%,100%。然後，針對所求出之每個閥開度，求出壓力下降曲線。亦即，控制器65把將電動真空閥21之閥開度設定從閉閥位置到全開位置之行程之12.5%的閥開度控制指令傳送至電動真空閥21，驅動真空泵13，使反應室10之壓力從大氣壓力下降至絕對真空。此時，控制器65從用來測定反應室10內之壓力的壓力感測器15輸入壓力測定資料。然後，控制器65如第5圖之Y1所示，從所輸入之壓力測定資料，求出用來表示反應室10之真空壓力與時間之關係的壓力下降曲線，使所求出之壓力下降曲線與設定好之閥開度12.5%關聯，並儲存於記憶區中。相同於此，控制器65將電動真空閥21之閥開度分別設定為從閉閥位置到全開位置之行程之25%,50%,100%並取得壓力測定資料，使從所取得之壓力測定資料求出的第5圖之壓力下降曲線Y2,Y4,Y8與設定好之閥開度25%,50%,100%關聯，並分別儲存於記憶區中。

然後，在S17中，根據設定好之目標壓力下降梯度X與所取得之壓力下降曲線產生並儲存排氣速度控制資料。在此所謂排氣速度控制資料，是指表示出決定用來切換閥開度之設定點之結果的資料。閥開度之設定點從真空壓力與時間的關係求得。在此更具體地說明排氣速度控制資料之產生方法。當針對所取得之壓力下降曲線Y1,Y2,Y4,Y8分別找出近似目標壓力下降梯度X的部分時，就會在第5圖之近似部分X1,X2,X4,X8出現。如第6圖所示，當近似目標壓力下降梯度X而沿著時間軸錯開壓力下降曲線Y1,Y2,Y4,Y8時，在開始抽真空後到時間t11的期間而且真空壓力從大氣壓力下降至壓力Q11的情況下，壓力下降曲線Y1,Y2交叉。又，在開始抽真空後到時間t12的期間而且真空壓力下降至壓力Q12的情況下，壓力下降曲線Y2,Y4交叉。又，在開始抽真空後到時間t13的期間而且真空壓力下降至壓力Q13的情況下，壓力下降曲線Y4,Y8交叉。因此，將壓力下降曲線Y1,Y2之交點設定為閥開度從12.5%切換至25%的設定點P11，將壓力下降曲線Y2,Y4之交點設定為閥開度從25%切換至50%的設定點P12，將壓力下降曲線Y4,Y8之交點設定為閥開度從50%切換至100%的設定點P13。然後，將真空壓力和時間被選定之設定點P11,P12,P13製作成排氣速度控制資料。

當排氣速度控制資料之產生及儲存結束時，在S18中，熄滅顯示燈等，以告知排氣速度決定動作結束，處理完畢。藉此，使用者辨識出可執行處理程序。

<藉由電動真空閥之排氣速度控制方法：真空壓力控制動作>

第18圖為儲存於控制器65之真空壓力控制程式的流程圖。

當使用者藉由控制器65之選取裝置65a選取執行模式時，控制器65啟動第18圖所示之真空壓力控制程式。然後，首先在S20中，朝向反應室10搬入晶圓。然後，在S21中，根據排氣速度控制資料所設定之閥開度設定點(第6圖之P11～P13)切換電動真空閥21之閥開度，將反應室10之壓力從大氣壓力減壓至絕對真空。具體來說，如第6圖所示，控制器65將電動真空閥21之閥開度設定在12.5%的閥開度控制信號傳送至電動真空閥21，使電動真空閥21開啟，從大氣壓力開始抽真空。在開始抽真空後到閥開度切換時間t11的期間，控制器65將電動真空閥21之閥開度設定在25%的閥開度控制信號傳送至電動真空閥21，將電動真空閥21之閥開度擴張為前面一個閥開度的2倍，增大排氣系統之電導係數。然後，控制器65在開始抽真空後到閥開度切換時間t12的期間，控制器65將電動真空閥21之閥開度設定在50%的閥開度控制信號傳送至電動真空閥21，將電動真空閥21之閥開度擴張為前面一個閥開度的2倍，增大排氣系統之電導係數。然後，控制器65在開始抽真空後到閥開度切換時間t13的期間，控制器65將電動真空閥21之閥開度設定在100%的閥開度控制信號傳送至電動真空閥21，將電動真空閥21之閥開度擴張為前面一個閥開度的2倍，增大排氣系統之電導係數。結果，反應室10之壓力如第6圖所示，在近似使用者所設定之目標壓力下降梯度X的狀態下，從大氣壓力減壓至絕對真空。

然後，在S22中，根據壓力感測器15所測定之壓力測定資料，判斷反應室10之壓力是否超出黏性流場。在超過黏性流場之前(S22：否)，於S21中，使用電動真空閥21來控制排氣速度。另一方面，在反應室10之壓力超過黏性流場後(S22：是)，調整大口徑真空遮斷閥12之閥開度來控制排氣速度。大口徑真空遮斷閥12之閥座口徑大於電動真空閥21，可控制大流量，所以，相較於僅藉由電動真空閥21來進行排氣控制的情況下，可更快速進行排氣。

控制器65在對反應室10內之晶圓的處理結束時(S24：是)，於S25中，將晶圓從反應室10搬出。然後，控制器65在S26中，根據處理程序結束鈕是否被按下等來判斷是否輸入了結束真空壓力控制的指示，判斷真空壓力控制是否終了。當未輸入指示而繼續真空壓力控制時(S26：否)，在S27中，使反應室10之壓力為大氣壓力之後，在S24中搬入下一個晶圓。另一方面，當輸入指示以結束真空壓力控制時(S26：是)，則結束處理。

又，控制器65在上述真空壓力控制動作中，可藉由顯示燈等告知程序正在處理中。

又，閥開度之設定點之最大段數(在此為閥開度100%的情況)中，有時會進入受到系統之電導係數之影響的流場(例如中間流場)。不過，在此情況下，如第6圖之壓力下降曲線Y4所示，至少排氣速度可在不會超過設定好之目標壓力下降梯度X而變快的情況下，只有速度稍稍偏離的安全點。

在上述說明中，舉例說明了使用者將等比倍數設定為2倍的情況，例如，在使用者將閥開度之等比倍數設定為√2的情況下，藉由與上述相同之處理，如第8圖所示，閥開度之設定點P21～P26得以決定，排氣速度以更線性之方式得到控制。

<作用效果>

於是，上述實施型態之藉由電動真空閥之排氣速度控制方法、排氣速度控制系統66、閥開度決定方法、閥開度決定程式可達成以下之作用效果。為了使真空泵13、反應室10、排氣配管群16所產生之控制績效直接反映在排氣速度上，根據等比倍數對電動真空閥21之閥開度進行階段性控制，針對每個閥開度，使用真空泵13從黏性流場進行排氣，取得壓力感測器15測定反應室10之壓力的壓力測定資料。亦即，使用電動真空閥21設置所在之裝置針對每個閥開度實測壓力測定資料。從針對每個閥開度所實測出之壓力測定資料求出壓力下降曲線Y1,Y2,Y3,Y4，當使壓力下降曲線Y1,Y2,Y3,Y4近似目標壓力下降梯度X而產生相位差時，壓力下降曲線Y2,Y3,Y4分別與前一個閥開度之壓力下降曲線Y1,Y2,Y3交叉。因此，將各個壓力下降曲線之交點決定為用來切換電動真空21之閥開度的設定點P11,P12,P13。如此，當根據等比倍數使閥開度產生變化時，與各個閥開度對應之壓力下降曲線Y1,Y2,Y3,Y4近似目標壓力下降梯度X的部分不重疊，所以，設定點P11,P12,P13不會設定得無意義。當進行真空壓力控制時，根據設定點P11,P12,P13切換電動真空閥21之閥開度，藉此，變更排氣配管群16之電導係數，控制黏性流場中之排氣速度。此時，電動真空閥21在從反應室10之壓力近似目標壓力下降梯度X的部分釋出的同時，將閥開度擴張為等比倍數，使反應室10之壓力再次近似目標壓力下降梯度，所以，反應室10之壓力即使在黏性流場中也可在近似目標壓力下降梯度X的狀態下下降。

如此，在上述實施型態中，黏性流場中之壓力下降曲線Y1,Y2,Y3,Y4使用電動真空閥21設置所在的反應室10、真空泵13及排氣配管群16進行實測，所以，電動真空閥21設置所在之控制績效、對黏性流場中之處理程序的不良影響可能會反映在用來切換電動真空閥21之閥開度的設定點P11,P12,P13的決定上。另外，決定閥開度之設定點P11,P12,P13的人員即使不具備用來排除處理程序之不良影響的專門知識，也可僅藉由實測壓力下降曲線Y1,Y2,Y3,Y4，使其近似目標壓力下降梯度X，並使壓力下降曲線Y1,Y2,Y3,Y4產生相位差，使反應室10之壓力近似目標壓力下降梯度X而決定閥開度之設定點P11,P12,P13。結果，上述實施型態相較於在黏性流場中以母閥與子閥對閥開度進行2段控制以控制排氣速度的情況(參照第26圖)，可在黏性流場中不影響處理程序的情況下得到真空壓力排氣控制條件，並縮短排氣時間。

另外，上述實施型態如同對排氣速度進行回饋控制的情況(參照第27圖)，無法使反應室之壓力以直線狀下降，但即使不使用複雜之控制基板、控制程式等，相較於以子閥與母閥控制排氣速度的情況(參照第26圖)，也可以使反應室10之壓力直線下降之方式控制排氣速度。

因此，根據上述實施型態之藉由電動真空閥之排氣速度控制方法、排氣速度控制系統66、閥開度決定方法、閥開度決定程式，可以簡單且低價之方式設定用來切換電動真空閥21之閥開度的設定點P11,P12,P13，使反應室10之壓力近似目標壓力下降梯度X。

上述實施型態之藉由電動真空閥之排氣速度控制方法可在等比倍數設定畫面中設定等比倍數。因此，若在等比倍數設定畫面中將等比倍數設定得較小(例如√2倍)，如第 8圖所示，可增加切換電動真空閥之閥開度的設定點的數目，將設定點決定在靠近目標壓力下降梯度的位置，使反應室之壓力產生平滑順暢的變化。另一方面，若在等比倍數設定畫面中將等比倍數設定得較大(例如2倍)，如第6圖所示，要實測之壓力下降曲線的數目減少，可縮短用來決定閥開度之設定點的時間。於是，根據上述實施型態之藉由電動真空閥之排氣速度控制方法，藉由等比倍數之設定值，可調整使反應室10之壓力平滑順暢地變化的程度、可確保取得閥開度之設定點的時間，進而可將使用者之個別要求反映在排氣速度控制上。

上述實施型態之藉由電動真空閥之排氣速度控制方法可在目標壓力下降梯度設定畫面中設定目標壓力下降梯度X。因此，若想要排氣時間變短，可在目標壓力下降梯度設定畫面中增大傾斜角度來設定目標壓力下降梯度X。另一方面，若想要慢慢排氣，可在目標壓力下降梯度設定畫面中縮小傾斜角度來設定目標壓力下降梯度X。於是，根據上述實施型態之藉由電動真空閥之排氣速度控制方法，藉由目標壓力下降梯度X之設定，可調整排氣時間、反應室10之壓力變化的程度，進而可將使用者之個別要求反映在排氣速度控制上。

在上述實施型態之藉由電動真空閥之排氣速度控制方法及排氣速度控制系統66中，以與電動真空閥21並列之方式設置大口徑真空遮斷閥12，並連接至反應室10，在黏性流場中切換電動真空閥21之閥開度以控制排氣速度，超出黏性流場後，調整相較於電動真空閥21可控制大流量的大口徑真空遮斷閥12的閥開度，以控制排氣速度。如此，在容易捲起堆積物之黏性流場進行比電動真空閥21更慢的排氣，當超出黏性流場而使堆積物被捲起的可能性降低時，藉由大口徑真空遮斷閥12進行較快的排氣，所以，可使反應室10之壓力在短時間內從大氣壓力到達目標真空壓力。此種方法及系統66在反應室10之容積較大時特別有效。

(第2實施型態)

接著，說明本發明之第2實施型態。第19圖為本發明第2實施型態之排氣速度控制系統72的概略構造圖。

在本實施型態之排氣速度控制系統72中，使用控制器71所實測之壓力測定資料求出壓力下降曲線，個人電腦63使用該壓力下降曲線決定閥開度之設定點，控制器71根據決定好之設定點控制反應室10之真空壓力。就此意義而言，個人電腦63及控制器71是「壓力實測裝置」之一例，個人電腦63是「排氣速度決定裝置」之一例，控制器71是「真空壓力控制裝置」之一例。本實施型態之排氣速度控制系統72用來決定閥開度之設定點的方法與第1實施型態不同。在此，以與第1實施型態的不同點為中心來進行說明，與第1實施型態的共通點在圖面及說明中使用與第1實施型態相同的符號，並適當地省略其說明。

如第19圖所示，個人電腦63透過網際網路62連接至伺服器61，從伺服器61下載排氣速度決定程式。當使用者在個人電腦63上執行排氣速度控制程式時，個人電腦63執行第20圖所示之處理，決定閥開度之設定點。第20圖為排氣速度決定程式的流程圖。

個人電腦63在S31中，與第9圖之S3相同，顯示等比倍數設定畫面(第11圖)，在S32中，判斷閥開度之等比倍數是否已設定好。當等比倍數設定畫面之等比倍數輸入欄B3被輸入等比倍數且確認鈕B4被點選時，個人電腦63判斷出閥開度之等比倍數已設定好(S32：是)，在S33中，顯示第21圖所示之壓力實測資料輸入畫面。在壓力實測資料輸入畫面中，顯示「請對用來控制反應室之真空壓力的控制器設定以下之閥開度以實測反應室之壓力變化，並輸入該實測結果。」之類的指示。然後，在壓力實測資料輸入畫面中，顯示根據在S31中所設定之等比倍數(在此為2倍)所求出的閥開度12.5%,25%,50%,100%。因此，使用者帶著USB記憶體64去控制器71之設置場所，將USB記憶體64連接至控制器71。然後，使用者對控制器71之閥開度設定裝置71a設定閥開度12.5%。此時，控制器71使反應室10之壓力從大氣壓力減壓至絕對真空，將從壓力感測器15輸入至控制器71的壓力測定資料儲存至USB記憶體64。使用者針對閥開度25%,50%,100%，分別同樣地將壓力測定資料儲存至USB記憶體64。如此，當閥開度12.5%,25%,50%,100%之壓力測定資料被儲存至USB記憶體64之後，使用者從控制器71拔出USB記憶體64，返回個人電腦63，將USB記憶體64連接至個人電腦63，將儲存於USB記憶體64的壓力測定資料複製到個人電腦63中。當複製完畢時，使用者以滑鼠等點選壓力實測資料輸入畫面之輸入鈕B21。

當個人電腦63被點選輸入鈕B21時，根據閥開度之等比倍數判斷壓力下降曲線之實測值是否被輸入(S34：是)，在S35中，與第9圖之S5相同，將目標壓力下降梯度設定畫面(參照第12圖)顯示於螢幕63a上。當使用者在目標壓力下降梯度設定畫面中設定目標壓力下降梯度X時(S36：是)，個人電腦63在S37中產生排氣速度控制資料。排氣速度控制資料之產生方法與第17圖之S22相同，所以在此省略說明。

然後，個人電腦63在S38中，將第22圖所示之排氣速度控制資料確認畫面顯示於螢幕63a中，讓使用者確認排氣速度控制資料的內容。在排氣速度控制資料確認畫面中，顯示標示有閥開度之設定點的圖表B22及針對每個閥開度的閥開時間B23。使用者，若想變更閥開度之設定點，可點選變更鈕B25。在此情況下(S39：變更)，個人電腦63返回S31，讓使用者再次設定等比倍數及目標壓力下降梯度X。

另一方面，使用者若不想在排氣速度控制資料進行變更，可點選「確定」按鈕B24(S39：確定)。此時，個人電腦63在S40中，將第23圖所示之記憶媒體設定指示畫面顯示於螢幕63a上。在記憶媒體設定指示畫面中，顯示「將複製閥開度之設定點，請在USB記憶體插入USB埠時，點選『設定』。」之類的指示。因此，使用者將USB記憶體插入個人電腦63之USB埠，點選記憶媒體設定指示畫面之設定鈕B26。當個人電腦63檢測出USB記憶體64(S41：是)，在S42中將排氣速度控制資料複製到USB記憶體64中。當個人電腦63對USB記憶體64所進行之排氣速度控制資料之複製完畢時，在S43中將第24圖所示之排氣速度決定結束畫面顯示於螢幕63a，結束處理。在排氣速度決定結束畫面中，顯示「閥開度之設定點已複製至USB記憶體中。請將USB記憶體之閥開度之設定點複製至真空壓力控制系統之控制器中，並操作處理程序開始開關。」之類的指示。因此，使用者將USB記憶體64從個人電腦63拔出，以滑鼠等點選排氣速度決定結束畫面的確認鈕B27。藉此，個人電腦63結束第19圖所示之處理。

然後，使用者帶著儲存有排氣速度控制資料(閥開度之設定點)之USB記憶體64，移動到控制器71之設置場所。然後，在控制器71上連接USB記憶體64，將排氣速度控制資料(閥開度之設定點)儲存至控制器71中。之後，使用者操作控制器71之處理程序開始開關71b，根據排氣速度控制資料使處理程序在控制器71中執行。

<作用效果>

於是，本實施型態之排氣速度控制方法除了在第1實施型態中所說明過之作用效果，還能將在個人電腦63上所決定之閥開度之設定點複製到控制器71中，所以，控制器71會自動取得壓力測定資料，不需要決定閥開度之設定點，於是可以比第1實施型態之控制器65更單純且低價之方式得到控制器71之電路構造。

(第3實施型態)

接著，說明本發明之第3實施型態。

第3實施型態之排氣速度控制方法除了真空壓力控制程序之外，其它程序與第1實施型態之排氣速度控制方法相同。所以，在此以與第1實施型態之不同點為中心來進行說明。

在本實施型態之排氣速度控制方法中，使根據排氣速度控制資料(參照第6圖)切換電動真空閥21之閥開度的時間點根據壓力感測器15之壓力測定資料來進行，此點與第1實施型態不同。亦即，在控制器65使用第6圖所示之排氣速度控制資料進行真空壓力控制的情況下，將電動真空閥21之閥開度設定為12.5%且開始抽真空的同時，從壓力感測器15輸入壓力測定資料，監控反應室10之壓力。當控制器65檢測出壓力感測器15之壓力測定資料變為壓力Q11時，將電動真空閥21之閥開度從12.5%切換至25%。然後，當控制器65檢測出壓力感測器15之壓力測定資料變為壓力Q12時，將電動真空閥21之閥開度從25%切換至50%。再者，當控制器65檢測出壓力感測器15之壓力測定資料變為壓力Q13時，將電動真空閥21之閥開度從50%切換至100%。

<作用效果>

在上述排氣速度控制方法中，使壓力感測器15之壓力測定資料與排氣速度控制資料對照，來切換閥開度。因此，上述排氣速度控制方法在排氣速度控制資料被設定之閥開度之設定點P11因外在干擾(電導係數之合成等)而產生相位差時，即使不配合該相位差而對該設定點P11之後之閥開度之設定點P12,P13進行校正，也可使反應室10之壓力在近似線性目標壓力下降梯度X的狀態下控制排氣速度。

又，本發明不受上述實施型態限定，可實現各種應用。

(1)例如，在上述實施型態中，雖然藉由電動真空閥之排氣速度控制方法使用於減壓乾燥裝置1中，但其亦可使用於半導體製造領域之CVD裝置、電漿裝置等使用於其它作業工程的裝置、與半導體領域不同之領域的裝置(例如，將食用麵包封裝於袋中再使袋內變成真空的裝置、乾燥食品用之乾燥裝置)等。

(2)例如，在上述實施型態中，電動真空閥21之驅動部23使用了步進馬達27，但驅動部23亦可為螺線管式、風動式等。

(3)例如，在上述實施型態中，將排氣速度控制資料作為映射資料來取得，但亦可取得表格、函數所產生的排氣速度控制資料。

(4)例如，在上述實施型態中，使用排氣速度決定程式使排氣速度控制資料在個人電腦63、控制器65中產生。相對於此，使用者可一邊看著目錄之說明等，一邊製作排氣速度控制資料。例如，使用者可根據所要之等比倍數切換電動真空閥21之閥開度以實測壓力下降曲線，使所取得之壓力下降曲線與所要之目標壓力下降梯度X進行對照，探索出近似之部分，從探索出之部分以手動作業設定閥開度之設定點，製作出排氣速度控制資料。在此情況下，不需要排氣速度決定程式，可使成本變得便宜。相反地，若將排氣速度決定程式預先儲存於控制器65中並設定控制器65之排氣速度控制資料取得模式，會自動根據等比倍數控制電動真空閥21之閥開度並取得壓力下降曲線，製作出排氣速度控制資料。在此情況下，排氣速度控制資料之製作讓使用者投入的時間變短，使用上很方便。

(5)例如，在上述實施型態中，使黏性流場中之排氣速度控制在電動真空閥21中進行，當超出黏性流場時，藉由大口徑真空遮斷閥12控制排氣速度，藉此，縮短排氣時間。相對於此，當反應室容積較小時，可僅電動真空閥21連接至反應室，並僅藉由電動真空閥21來控制排氣速度。在此情況下，電動真空閥21從大氣壓力到超出黏性流場之目標真空壓力皆控制反應室10之壓力，所以，可更確實地防止堆積物被捲起等情況並控制排氣速度。

(6)例如，在上述實施型態中，脫離黏性流場後，調整大口徑真空遮斷閥12之閥開度以控制真空壓力。相對於此，隨著黏性流場之黏性下降，粒子變得不易被捲起，所以，可在黏性流場之黏性降低後，調整大口徑真空遮斷閥12之閥開度以控制真空壓力。在此情況下，相較於在脫離黏性流場後藉由大口徑真空遮斷閥12控制真空壓力的情況，可早一點使用大口徑真空遮斷閥12，進一步縮短排氣時間。

10．．．反應室

12．．．真空遮斷閥

13．．．真空泵

15．．．壓力感測器

16．．．排氣配管群

21．．．電動真空閥

22．．．閥部

23．．．驅動部

24．．．球體

25．．．汽缸體

26．．．上蓋

27．．．步進馬達

28．．．螺栓

30．．．輸出軸

31．．．收納空間部

32．．．軸承

33．．．夾具

34．．．輸送釘螺帽

35．．．固定釘

36．．．輸送釘軸

37．．．驅動軸

37a．．．旋轉中止軸部

38．．．旋轉中止螺帽

38a．．．旋轉中止孔

39．．．固定釘

40．．．連結元件

41．．．結合銷

42．．．閥體

43．．．連結螺帽

44．．．回歸彈簧

45．．．彈簧座

46．．．波紋軟管

46a．．．夾持部

47．．．波紋軟管圓盤

48．．．球體圓盤

49．．．擋板

50．．．環狀密封元件

51．．．第一連接埠

52．．．第二連接埠

53．．．閥室

54．．．閥座

58．．．耦合器

61．．．伺服器

62．．．網際網路

63．．．個人電腦(壓力實測裝置、排氣速度決定裝置之一例)

63a．．．螢幕

64．．．USB記憶體

65．．．控制器(壓力實測裝置、排氣速度決定裝置、真空壓力控制裝置之一例)

65a．．．選取裝置

66．．．排氣速度控制系統

71．．．控制器(真空壓力控制裝置之一例)

71a．．．閥開度設定裝置

71b．．．處理程序開始開關

72‧‧‧排氣速度控制系統

第1圖為本發明第1實施型態之排氣速度控制系統的概略構造圖。

第2圖為電動真空閥的剖面圖，表示閉閥狀態。

第3圖表示在大氣壓力附近之黏性流場以相同比例變化閥開度時的壓力下降曲線。縱軸代表真空壓力，橫軸代表時間。

第4圖表示為了使第3圖所示之壓力下降曲線近似目標壓力下降梯度而產生相位差的狀態。縱軸代表真空壓力，橫軸代表時間。

第5圖表示在大氣壓力附近之黏性流場根據2倍等比倍數變化閥開度時的壓力下降曲線。縱軸代表真空壓力，橫軸代表時間。

第6圖表示為了使第5圖所示之壓力下降曲線近似目標壓力下降梯度而產生相位差的狀態。縱軸代表真空壓力，橫軸代表時間。

第7圖表示在大氣壓力附近之黏性流場根據√2倍等比倍數變化閥開度時的壓力下降曲線。縱軸代表真空壓力，橫軸代表時間。

第8圖表示為了使第7圖所示之壓力下降曲線近似目標壓力下降梯度而產生相位差的狀態。縱軸代表真空壓力，橫軸代表時間。

第9圖為排氣速度決定程式之下載動作的流程圖。

第10圖表示下載確認畫面之一例。

第11圖表示等比倍數設定畫面之一例。

第12圖表示目標壓力下降梯度設定畫面之一例。

第13圖表示設定內容確認畫面之一例。

第14圖表示USB記憶體插入指示畫面之一例。

第15圖表示複製進度顯示畫面之一例。

第16圖表示複製完畢通知畫面之一例。

第17圖為排氣速度決定程式的流程圖。

第18圖為真空壓力控制程式的流程圖。

第19圖為本發明第2實施型態之排氣速度控制系統的概略構造圖。

第20圖為排氣速度決定程式的流程圖。

第21圖表示壓力實測資料輸入畫面之一例。

第22圖表示排氣速度控制資料確認畫面之一例。

第23圖表示記憶媒體設定指示畫面之一例。

第24圖表示排氣速度決定完畢畫面之一例。

第25圖表示減壓乾燥裝置的概略構造。

第26圖表示藉由2段排氣的排氣速度控制方法。

第27圖表示藉由回饋控制之電動真空閥的排氣速度控制方法。

Claims (10)

1. 一種藉由電動真空閥之排氣速度控制方法，藉由控制配設於連接反應室與真空泵之排氣配管群的電動真空閥之閥開度，控制排氣速度，其特徵在於具有：壓力實測程序，根據等比倍數階段性控制上述電動真空閥之閥開度，對每個閥開度皆藉由上述真空泵從黏性流場進行排氣，並藉由壓力感測器測定上述反應室之真空壓力，以實測壓力下降曲線；排氣速度決定程序，為使上述壓力實測程序所實測出之各個閥開度之上述壓力下降曲線近似目標壓力下降梯度，產生相位差，將上述各個壓力下降曲線之交點決定為切換上述電動真空閥之閥開度的設定點；及真空壓力控制程序，根據上述排氣速度決定程序所決定之上述設定點，切換上述電動真空閥之閥開度，以控制上述黏性流場中之上述排氣速度。
2. 如申請專利範圍第1項之藉由電動真空閥之排氣速度控制方法，其中，具有用來設定上述等比倍數之等比倍數設定程序。
3. 如申請專利範圍第1項之藉由電動真空閥之排氣速度控制方法，其中，具有用來設定上述目標壓力下降梯度之目標壓力下降梯度設定程序。
4. 如申請專利範圍第1項之藉由電動真空閥之排氣速度控制方法，其中，當上述真空壓力控制程序使上述壓力 感測器測定上述反應室之壓力且上述壓力感測器測定與上述設定點對應之真空壓力時，切換上述電動真空閥之閥開度。
5. 如申請專利範圍第1項之藉由電動真空閥之排氣速度控制方法，其中，具有與上述電動真空閥並列設置而連接至上述反應室且可藉由上述真空閥控制大流量的大口徑真空遮斷閥，在上述真空壓力控制程序中，於上述黏性流場關閉上述大口徑真空遮斷閥之狀態下，切換上述電動真空閥之閥開度以控制上述排氣速度，從上述黏性流場脫離後，或者，上述黏性流場之黏性變低後，調整上述大口徑真空遮斷閥之閥開度，以控制上述排氣速度。
6. 如申請專利範圍第1項之藉由電動真空閥之排氣速度控制方法，其中，在上述真空壓力控制程序中，從上述黏性流場脫離後，調整上述電動真空閥之閥開度，以控制上述排氣速度。
7. 一種排氣速度控制系統，藉由控制配設於連接反應室與真空泵之排氣配管群的電動真空閥之閥開度，控制排氣速度，其特徵在於具有：壓力感測器，測定反應室之壓力；壓力實測裝置，根據等比倍數階段性控制上述電動真空閥之閥開度，對每個閥開度皆藉由上述真空泵從黏性流場進行排氣，並藉由壓力感測器測定上述反應室之真空壓力，以實測壓力下降曲線； 排氣速度決定裝置，為使上述壓力實測裝置所實測出之各個閥開度之上述壓力下降曲線近似目標壓力下降梯度，產生相位差，將上述各個壓力下降曲線之交點決定為切換上述電動真空閥之閥開度的設定點；及真空壓力控制裝置，根據上述排氣速度決定裝置所決定之上述設定點，切換上述電動真空閥之閥開度，以控制上述黏性流場中之上述排氣速度。
8. 如申請專利範圍第7項之排氣速度控制系統，其中，具有與上述電動真空閥並列設置而連接至上述反應室且可藉由上述真空閥控制大流量的大口徑真空遮斷閥，上述真空壓力控制裝置於上述黏性流場關閉上述大口徑真空遮斷閥之狀態下，切換上述電動真空閥之閥開度以控制上述排氣速度，從上述黏性流場脫離後，或者，上述黏性流場之黏性變低後，調整上述大口徑真空遮斷閥之閥開度，以控制上述排氣速度。
9. 一種閥開度設定點決定方法，藉由控制配設於連接反應室與真空泵之排氣配管群的電動真空閥之閥開度，決定將要切換控制排氣速度時之上述電動真空閥之閥開度的設定點，其特徵在於具有：壓力實測程序，根據等比倍數階段性控制上述電動真空閥之閥開度，對每個閥開度皆藉由上述真空泵從黏性流場進行排氣，從壓力感測器所測定出之上述反應室之真空壓力求出壓力下降曲線；及 排氣速度決定程序，為使上述壓力實測程序所求出之各個閥開度之上述壓力下降曲線近似目標壓力下降梯度，產生相位差，將上述各個壓力下降曲線之交點決定為切換上述電動真空閥之閥開度的設定點。
10. 一種排氣速度決定方法，藉由控制配設於連接反應室與真空泵之排氣配管群的電動真空閥之閥開度，決定將要切換控制排氣速度時之上述電動真空閥之閥開度的設定點，其特徵在於：電腦作為下面兩個裝置來運作：壓力實測裝置，根據等比倍數階段性控制上述電動真空閥之閥開度，對每個閥開度皆藉由上述真空泵從黏性流場進行排氣，從壓力感測器所測定出之上述反應室之真空壓力求出壓力下降曲線；及排氣速度決定裝置，為使上述壓力實測裝置所求出之各個閥開度之上述壓力下降曲線近似目標壓力下降梯度，產生相位差，將上述各個壓力下降曲線之交點決定為切換上述電動真空閥之閥開度的設定點。