CN109958814A - 阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种阀装置，在真空室的压力目标值已变更的情况下，能够迅速且稳定地进行压力调整。阀装置的阀控制器(2)基于压力当前值(Pr)与开度当前值(θr)，以使压力当前值(Pr)接近于压力目标值(Ps)的方式，对阀板(12)的开度进行控制。阀控制器(2)根据压力当前值(Pr)及由编码器(130)检测的开度当前值(θr)，进行对阀板(12)的开度进行粗调整的打开控制及对阀板(12)的开度进行微调整的关闭控制中的任一个控制。在打开控制中，推断预先设定的现在之前的预测对象时间中的压力预测推断值(Pp)，基于所述压力预测推断值(Pp)与压力目标值(Ps)进行粗调整。

Description

阀装置

技术领域

本发明涉及一种阀装置，其设置在真空室与真空泵之间，用以对真空室的压力进行调整。

背景技术

在蚀刻(etching)装置等真空处理装置中，通常，腔室内压力会根据处理工艺的阶段(例如工艺中或工艺前后)而有所不同。因此，在此种真空处理装置中，在真空室与真空泵之间设置流导(conductance)可变的阀，对压力进行调整。作为此种阀的例子，已知有专利文献1所记载的阀。

而且，在变更了真空室的目标压力设定的情况下，需要尽快达到变更后的目标压力值并保持稳定。作为此种方法，已知有专利文献2所记载的方法。在专利文献2所记载的方法中，在真空泵的下游侧设置气体导入装置来另外导入气体，由此，使真空泵的排气速度降低，从而应对变更了目标压力值时的压力的超调(overshoot)现象。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利第4630994号公报

[专利文献2]美国专利第8070459号说明书

发明内容

[发明所要解决的问题]

但是，专利文献2所记载的发明的缺点在于需要新设置气体导入装置。另外，为了决定气体导入的流量及导入期间，前提条件是已知的反复进行的工艺。而且，对于搭载有阀的真空室来说，需要预先对气体流量及导入期间进行调整或设定，因此非常繁琐。

[解决问题的技术手段]

本发明的优选实施方式的阀装置设置在真空室与真空泵之间，使阀体的开度发生变化而控制阀流导，所述阀装置包括：开度检测部，对所述阀体的开度进行检测；以及控制部，输入有所述真空室的压力值及压力目标值，基于所述压力值与由所述开度检测部检测出的开度，以使所述压力值接近于所述压力目标值的方式，对所述阀体的开度进行控制，所述控制部根据所述压力值及由所述开度检测部检测的检测开度，进行对所述阀体的开度进行粗调整的打开(open)控制及对所述阀体的开度进行微调整的关闭(close)控制中的任一个控制，在所述打开控制中，推断预先设定的现在之前的预测对象时间中的压力预测推断值，并基于所述压力预测推断值与压力目标值进行所述粗调整，在所述关闭控制中，基于所述压力目标值与所述压力值进行所述微调整。

在更优选的实施方式中，所述控制部基于对应于所述压力目标值的基准开度与所述检测开度之间的大小关系、及所述压力目标值与所述压力值之间的大小关系，进行所述打开控制及所述关闭控制中的开度控制。

在更优选的实施方式中，所述控制部根据通过由所述基准开度及所述压力目标值表示的目标坐标点的压力坐标轴及开度坐标轴，将由开度坐标及压力坐标表示的开度、压力坐标平面划分为第一象限、第二象限、第三象限及第四象限这四个区域，根据由所述检测开度及所述压力值表示的坐标点处于从所述第一象限到所述第四象限为止的哪一个象限，使开度控制不同。

在更优选的实施方式中，在所述打开控制中，根据与所述坐标点的位置对应的第一开度控制模式、第二开度控制模式及第三开度控制模式中的任一个开度控制模式来进行开度控制，在所述第一开度控制模式中，在所述第一象限中，当所述压力预测推断值超过所述压力目标值时，使所述阀体的开度增加或静止，当所述压力预测推断值为所述压力目标值以下时，使所述阀体的开度减小，在所述第二象限中，使所述阀体的开度增加，在所述第四象限及所述第三象限中，使所述阀体的开度减小，在所述第二开度控制模式中，在所述第三象限中，当所述压力预测推断值超过所述压力目标值时，使所述阀体的开度增加，当所述压力预测推断值为所述压力目标值以下时，使所述阀体的开度减小或静止，在所述第四象限中，使所述阀体的开度减小，在所述第一象限及所述第二象限中，使所述阀体的开度增加，在所述第三开度控制模式中，在所述第一象限中，当所述压力预测推断值超过所述压力目标值时，使所述阀体的开度增加或静止，当所述压力预测推断值为所述压力目标值以下时，使所述阀体的开度减小，在所述第三象限中，当所述压力预测推断值超过所述压力目标值时，使所述阀体的开度增加，当所述压力预测推断值为所述压力目标值以下时，使所述阀体的开度减小或静止，在所述第二象限中，使所述阀体的开度增加，在所述第四象限中，使所述阀体的开度减小。

在更优选的实施方式中，所述控制部根据包含所述目标坐标点且通过规定开度阈值及规定压力阈值设定的区域中是否包含所述坐标点，决定进行所述关闭控制及所述打开控制中的哪一个控制。

在更优选的实施方式中，通过所述规定压力阈值设定的区域是以所述压力目标值为中心的规定压力偏差的范围，所述控制部根据所述压力值是否处于所述规定压力偏差内，进行所述关闭控制与所述打开控制之间的切换，在从所述打开控制向所述关闭控制切换的情况下，使所述第一象限及所述第三象限中的所述规定压力偏差小于所述第二象限及所述第四象限中的所述规定压力偏差。

在更优选的实施方式中，使用假设所述压力值因所述阀体的开度变化而达到所述压力目标值时的目标开度推断值作为所述基准开度。

在更优选的实施方式中，所述控制部根据所述检测开度是否包含于以所述目标开度推断值为中心的规定开度幅度内，决定从所述打开控制向所述关闭控制切换，所述目标开度推断值的推断精度越低，则将所述规定开度幅度设定得越大。

在更优选的实施方式中，所述控制部在通过所述打开控制，使所述阀体的开度变化为所述基准开度为止之后，进行所述关闭控制。

在更优选的实施方式中，若在通过所述关闭控制进行微调整时，所述压力值与所述压力目标值之差的大小大于规定压力阈值，则所述控制部会从所述关闭控制切换为所述打开控制。

在更优选的实施方式中，将开度规划值、与根据排气公式“V×(dP/dt)+S×P＝Qin”而求出的导入气体流量推断值、或从阀装置以外输入的作为导入气体流量信息的导入气体流量输入值应用于使满足所述排气公式的通解离散化所得的关系式，对所述压力预测推断值进行运算，所述开度规划值表示从所述检测开度到所述基准开度为止的开度变化路径内，临时设定为直到所述预测对象时间为止的路径。其中，V是所述真空室的容积，P是所述真空室的压力，S是与开度对应的排气速度，Qin是导入至所述真空室的气体的流量。

在更优选的实施方式中，在所述预测对象时间的期间，固定所述检测开度的当前值，且固定所述导入气体流量输入值或所述导入气体流量推断值的现在的推断值，设定并运算所述压力预测推断值。

在更优选的实施方式中，所述预测对象时间是以阀流导的最小值与最大值之间的阀体开度变化所需的驱动时间为基准，被设定为所述驱动时间的1倍～0.1倍。

[发明的效果]

根据本发明，不采用气体导入等的新装置，在真空室的压力目标值已变更时，能够迅速且稳定地进行压力调整。

附图说明

图1是表示阀装置的概略结构的方框图。

图2是阀单元的平面图。

图3是对第一实施方式中的开度调整动作进行说明的流程图。

图4(a)与图4(b)是对控制模式判定进行说明的图。

图5是对打开控制及关闭控制中的开度调整动作的一例进行说明的图。

图6(a)与图6(b)是定性地对本实施方式中的开度调整的特征进行说明的图。

图7是详细地对图4(b)所示的判定动作进行说明的图。

图8是表示第二实施方式中的坐标点的轨道的图。

图9是表示第二实施方式中的开度调整动作的流程图。

图10(a)与图10(b)是对由导入气体流量的变化引起的坐标点(θr，Pr)的移动进行说明的图。

图11(a)与图11(b)是对变形例中的坐标点移动时的控制进行说明的图。

图12是表示变形例中的开度调整动作的流程图。

【主要元件符号说明】

1：阀单元 2：阀控制器

3：真空室 4：真空泵

11：外壳 12：阀板

13：马达 21：控制部

22：马达驱动器部 23：存储部

31：真空计 32：流量控制器

50：圆 110a：凸缘面

111：阀开口部 130：编码器

211：推断运算部 212：调压控制部

A、A1、A2、B1、B2a、B2b、B3a、B3b：坐标点

B4、B5、B6、B7：点 B8：移动目的地

C：关闭控制 C1：完全敞开位置

C2：完全遮挡位置 L1～L4、L11、L21、L31、L41：线

M：死区控制 O：打开控制

P、P1～P4：压力 Pp：压力预测推断值

Pr：压力当前值 Ps：压力目标值

Qin：导入气体流量 R1、R11：死区控制区域

R2、R21～R24：关闭控制区域 R3、R31：打开控制区域

S1～S6、S10～S15、S20：步骤 t1、t2：时刻

θ、θ1、θ2、θ3：开度 θr：开度当前值

θse：目标开度推断值 ΔP1：压力幅度

具体实施方式

以下，参照图来对用以实施本发明的方式进行说明。

-第一实施方式-

图1是表示本发明的阀装置的第一实施方式的图，且是表示阀装置的概略结构的方框图。阀装置包含阀单元(valve unit)1与对阀单元1进行控制的阀控制器(valvecontroller)2。在图1所示的例子中，阀单元1安装于真空装置的真空室3，真空泵4固定于所述阀单元1。即，经由阀单元1，通过真空泵4对真空室3进行排气。

图2是从真空室侧观察阀单元1的平面图。在阀单元1的外壳(housing)11内，设置有通过马达(motor)13而受到摇动驱动的阀板(valve plate)12。在外壳11中形成有固定于真空室3的凸缘面110a。虽未图示，但在外壳11的相反侧(固定真空泵4的一侧)形成有固定真空泵4的凸缘面。形成于所述一对凸缘面的各开口同心配置，构成气体流路即阀开口部111。

阀板12通过马达13而受到摇动驱动，能够使阀板12滑动移动至完全遮挡位置C2与完全敞开位置C1之间的任意位置，所述完全遮挡位置C2是阀板12与整个阀开口部111相向且流导最小的位置，所述完全敞开位置C1是阀板12完全不与阀开口部111相向且流导最大的位置。阀板12对于阀开口部111的遮挡状态由称为开度的参数(parameter)表示。开度利用百分比来表示比＝(阀板的摇动角)：(从完全遮挡状态到阀开口部111完全敞开为止的摇动角)。图2的完全遮挡位置C2的开度＝0％，完全敞开位置C1的开度＝100％。即，本实施方式的阀单元1能够通过对阀板12的开度进行调整来控制流导。

返回至图1，在马达13中设置有用以对阀板12的摇动角度进行检测的编码器(encoder)130。编码器130的检测信号输入至阀控制器2。工艺气体(process gas)等气体经由流量控制器32而导入至真空室3。流量控制器32具有对所导入的气体的流量Qin进行检测的功能，流量检测值输入至设置于真空装置的主控制部(未图示)。真空室3的压力由真空计31测量。所述真空计31的压力测量值(以下，有时也称为压力当前值)Pr输入至阀控制器2。

对阀单元1进行控制的阀控制器2包括控制部21、马达驱动器部22及存储部23。控制部21中设置有推断运算部211及调压控制部212。通过马达驱动器部22来控制马达13的旋转，由此，控制阀板12的开度。

在真空室内进行蚀刻工艺或成膜工艺的情况下，利用与各工艺对应的压力(压力目标值)进行处理。接着，在变更了真空室的压力目标值的设定的情况下，需要尽快达到变更后的压力目标值并保持稳定。此种压力目标值的变更是通过变更设置在真空室与真空泵之间的阀(流导可变型的阀)的流导来进行。当然，因为导入气体的流量也变更为与工艺对应的气体流量，所以难以对阀的流导进行控制而迅速达到所期望的压力目标值。在本发明中，通过进行以下所说明的控制，使达到压力目标值所耗费的时间缩短。

如图1所示，在真空泵4与真空室3之间设置有阀单元1的情况下，在对于真空室3的有效排气速度Se、与真空泵4的排气速度Sp及阀单元1的流导Cv之间，下式(1)的关系成立。

1/Se＝1/Sp+1/Cv…(1)

因此，以下式(2)的方式表示有效排气速度Se。若将导入至真空室3的气体的流量设为Qin，则以下式(3)的方式表示压力稳定的状态下的真空室3内的压力P。即，只要增大阀单元1的流导Cv，则压力P会下降，相反地，能够通过减小流导Cv来使压力P上升。

Se＝Sp/{1+(Sp/Cv)}…(2)

P＝Qin/Se＝(Qin/Sp)·{1+(Sp/Cv)}…(3)

其次，对本实施方式中的调压控制进行说明。详情后述，但若对本实施方式的调压控制的概要进行叙述，则如下所述，

(A)对未来(设为预测对象时间的t秒后：例如0.4秒)的压力预测推断值进行逐次运算(此处，逐次运算是按采样周期Δt1秒(例如10msec)进行)。

(B)基于算出的压力预测推断值与压力目标值，决定调压控制中的开度变化方向。

(C)在真空计31所测量的真空室3的现在的压力值大幅背离压力目标值的情况下，进行利用打开控制的粗调整，使压力迅速变化至压力目标值的附近为止。另一方面，若所测量的压力值处于压力目标值附近区域，则进行利用关闭控制的微调整，使现在的压力值接近于压力目标值并保持稳定。

图3是对本实施方式中的开度调整动作进行说明的流程图。此处，使用图3对与开度调整动作的一系列的流程相关的概况进行说明，各步骤中的处理的详情将后述。阀控制器2的电源接通后，控制部21开始进行图3的控制。在步骤S1中，判定是否输入了装置侧控制器所设定的压力目标值Ps，若输入了压力目标值Ps，则向步骤S2前进。在步骤S2中，将从编码器130所测量的开度当前值θr到假设压力值达到压力目标值时的推断开度即目标开度推断值θse为止的开度变化路径内的直到t秒前为止的路径临时设定为开度规划值，基于所述开度规划值，对以现在为基点的t秒前的压力预测推断值Pp进行运算。所述压力预测推断值及目标开度推断值的运算由图1的推断运算部211进行。压力预测推断值及目标开度推断值的运算的详情将后述。

在步骤S3中，基于压力目标值Ps、由真空计31测量的压力当前值Pr、编码器130所测量的开度当前值θr、由推断运算部211运算出的目标开度推断值θse，判定利用打开控制(O)、关闭控制(C)及死区控制(M)中的哪一个控制进行开度调整的控制模式。控制模式的判定方法的详情将后述。

若在步骤S3中判定为打开控制(O)，则向步骤S4前进，并进行利用打开控制的开度调整，若判定为关闭控制(C)，则向步骤S5前进，并进行利用关闭控制的开度调整。另外，若在步骤S3中判定为死区控制(M)，则维持开度，并向步骤S6前进。在步骤S6中，判定是否从步骤S2的压力预测推断值运算开始起经过了规定时间Δt1，若判定为经过了规定时间Δt1，则向步骤S2前进。

这样，从步骤S2到步骤S6为止的一系列的处理按采样周期即规定时间Δt1的间隔反复进行。而且，即使在压力当前值Pr达到压力目标值Ps后，仍反复进行从步骤S2到步骤S6为止的处理，以使真空室3内的压力(压力当前值Pr)始终维持于压力目标值Ps的方式进行控制。另外，在压力目标值已变更的情况下，基于变更后的压力目标值Ps进行步骤S2的压力预测推断值运算，以迅速使压力当前值Pr达到压力目标值Ps的方式进行开度调整。

(步骤S2：压力预测推断值运算)

对在步骤S2中进行的压力预测推断值运算的详情进行说明。使用由下式(4)表示的排气公式来算出压力预测推断值。在式(4)中，V是真空室3的容积，P是真空室3内的压力，Qin是导入至真空室3的气体流量，S是有效排气速度。

V×(dP/dt)+S×P＝Qin…(4)

再者，有效排气速度S与所述有效排气速度Se相同。有效排气速度Se依赖于阀单元1的开度θ及导入气体流量Qin。另外，真空室3的容积V已预先求出且存储于存储部23。例如，在启动整个真空装置时的阀单元1的自动调校(auto tuni ng)时，将气体导入至腔室内，并通过叠加法(build up method)进行测定。以下式(5)的方式表示式(4)的通解(generalsolution)。

[数学式1]

…(5)

作为通过式(5)来算出以当前为基点的t秒后的压力预测推断值Pp的方法，例如使用如下所述的离散化关系式(6)、离散化关系式(7)。使用式(6)、式(7)，求出直到以当前为基点的t秒前为止的各Δt的递推公式，从而求出t秒前的压力预测推断值Pp。此处，若设为k＝1～99，并将t秒前设为0.4秒，则Δt＝4msec。

P(Δt前)＝Cp(现在)×P(现在)+Cq(现在)×{Qine(现在)+A×Δt}…(6)

P((k+1)×Δt)＝Cp(k)×P(k×Δt)+Cq(k)×{Qine(现在)+A×k×Δt}…(7)

其中，

Cp(k)＝exp{(-S(k×Δt)/V)×Δt}

Cq(k)＝(1/V)×{1/(-S(k×Δt)/V)}×(Cp(k)－1)

为了使用式(6)、式(7)来算出t秒前的压力预测推断值Pp，需要从现在到t秒后为止的流量推断值Qine、与从现在到t秒后为止的排气速度S。例如，在式(7)中，{Qine(现在)+A×k×Δt}表示从现在到k×Δt秒后为止的流量推断值，此处，假设了流量以A×k×Δt的方式发生变化的情况。A是常数，A＝{Qine(现在)－Qine(过去)}/Δt2。此处，Δt2是固定时间。Δt2、A将后述。再者，式(6)、式(7)中的排气速度S(k×Δt)依赖于开度的规划值，因此，为了获得从现在到t秒后为止的排气速度S，需要从现在到t秒后为止的开度规划值。

(流量推断值Qine(现在)的运算)

在流量推断值运算中，使用式(4)来推断现在的流量推断值Qine(现在)。如上所述，对于真空室3的排气速度S(有效排气速度)依赖于阀单元1的开度θ。另外，也依赖于流入至真空室3的气体的流量Qin。存储部23中预先存储有表示如上所述的流量Qin、开度θ及排气速度S之间的关系的函数式或者使所述函数式离散化所得的映射(以下称为排气速度映射S(Qin，θ))。通常，与压力目标值Ps不同，与流量Qin相关的信息不会从装置控制器输入至阀控制器2，因此，需要利用阀控制器2对压力预测推断值的运算所需的流量Qin进行推断运算。在此情况下，使用排气速度映射S(Qin，θ)进行推断。而且，在特别地从装置控制器获得流量Qin的信息(导入气体流量输入值)的情况下，只要将所获得的导入气体流量输入值就此用作流量Qin的值即可。

推断运算部211根据所输入的现在的开度(开度当前值)θr与流量推断值Qine，参照排气速度映射S(Qin，θ)来提取现在的排气速度S(现在)。此处，使用前一次的采样周期中的压力预测推断值运算时所使用的流量推断值Qine(过去)作为流量推断值Qine。再者，因为按采样周期进行流量推断运算，所以方便起见，初次值可设为Qine＝0。

其次，通过下式(8)算出现在的压力值Pr(现在)与在固定时间间隔Δt1前所测量出的压力值Pr(过去)之间的压力差分值dP/dt(现在)。再者，在初次的压力预测推断值运算的情况下，设为dP/dt(现在)＝0。接着，通过将所述压力差分值dP/dt(现在)、所提取的排气速度S(现在)及压力值Pr(现在)代入至所述式(4)，以下式(9)的方式算出现在的流量推断值Qine(现在)。

dP/dt(现在)＝{Pr(现在)－Pr(过去)}/Δt1…(8)

Qine(现在)＝V×(dP/dt(现在))+S(现在)×Pr(现在)…(9)

(直到t秒前为止的流量推断值的运算)

首先，将所述现在的流量推断值Qine(现在)与过去的固定时间间隔Δt2的流量推断值Qine(过去)之间的差分值设为流量变化的斜率。利用下式(10)算出流量差分值ΔQine/Δt2。再者，在初次的压力预测推断值运算的情况下，与Qine＝0同样地，设为ΔQine/Δt2＝0。

ΔQine/Δt2＝{Qine(现在)－Qine(过去)}/Δt2…(10)

此处，进行将流量推断值Qine(现在)设为当前值，并将所述流量差分值ΔQine/Δt2设为斜率的线性外推(linear extrapolation)，由此，按Δt确定直到t秒前为止的流量推断值。即，以Qine(现在)、Qine(现在)+(ΔQine/Δt2)×Δt、Qine(现在)+(ΔQine/Δt2)×2Δt、…的方式进行设定。在所述式(6)、式(7)中，利用符号A来表示ΔQine/Δt2。再者，因为线性外推，所以考虑到误差变动，将Δt2设为采样周期Δt1的数次～数十次左右的较长的时间间隔。

(目标开度推断值θse的运算)

如上所述，式(6)、式(7)的系数Cp(k)、系数Cq(k)中包含各Δt的排气速度S(k×Δt)。排气速度S(k×Δt)依赖于开度θ，因此，为了求出从现在到t秒后为止的排气速度S(k×Δt)，需要从现在到t秒后为止的开度规划值。在本实施方式中，算出压力值达到压力目标值Ps时的开度作为目标开度推断值θse。接着，在从现在的开度值到目标开度推断值θse为止的开度路径内，根据已预先掌握的马达驱动速度，按Δt秒规划即将临时设定的直到t秒前为止的开度规划值。

首先，将流量推断值Qine(现在)除以压力目标值Ps，由此，算出作为达到压力目标值Ps时的大概的排气速度的排气速度推断值Sse(＝Qine(现在)/Ps)。在所述内容中，假设即使在压力达到压力目标值的时间点，流量值也几乎未从现在的推断流量值起发生变化。

而且，参照现在之前的一次的流量推断值Qine(过去)及排气速度推断值Sse与排气速度映射S(Qin，θ)来提取开度，将所提取的开度设为目标开度推断值θse。再者，在通过函数式获得S的情况下，逆向算出Sse＝S(Qine(过去)，θ)，从而求出θ(＝θse)。

(t秒前的压力预测推断值Pp的运算)

如上所述，在从所测量的当前开度值θr到目标开度推断值θse为止的开度路径内，根据已预先掌握的马达驱动速度，按Δt秒规划即将临时设定的直到t秒前为止的开度规划值。结果是从现在到t秒前为止，按Δt秒确定开度规划值。使用所述开度规划值、所述直到t秒前为止的流量推断值及排气速度映射S(Qin，θ)来提取排气速度，由此，能够按Δt秒求出直到t秒前为止的排气速度S(k×Δt)。通过将按Δt秒求出的流量推断值Qine及排气速度S(k×Δt)代入至式(6)、式(7)，从现在起，依次求出各Δt秒的压力预测推断值，最终获得t秒前的压力预测推断值Pp。

一般来说，在压力控制中，压力值能够大致达到压力目标值时的时间至少需要与阀体从完全遮挡位置单纯地摇动至完全敞开位置为止所需的驱动时间相同级别的程度。另一方面，使式(5)离散化所得的式(6)、式(7)并非是与压力相关的单纯的线性外推，因此，能够进行与阀体从完全遮挡位置摇动至完全敞开位置为止所需的驱动时间相同程度的较长时间前的预测。即，能够以与压力达到压力目标值为止所需的时间相同的程度，充分地进行预测。

[开度调整逻辑的说明]

其次，详细地对图3的开度调整动作中的开度调整逻辑进行说明。

(1.控制模式判定)

首先，对图3的步骤S3的判定处理进行说明。在步骤S3的判定处理中，基于压力当前值Pr、开度当前值θr、压力目标值Ps及目标开度推断值θse对开度调整的控制模式进行判定。

图4(a)与图4(b)是对控制模式判定进行说明的图。在如图4(a)与图4(b)所示的将开度值为目标开度推断值θse，且压力值为压力目标值Ps的点(θse，Ps)设为坐标原点O的(开度，压力)坐标系中，根据由开度当前值θr及压力当前值Pr表示的点(θr，Pr)(以下称为坐标点)位于哪一个区域，进行控制模式判定。在开始进行图3的控制并首次执行步骤S3的处理的情况下，基于图4(a)进行控制模式判定。

在图4(a)中，压力范围为“Ps－ΔP1/2≦P≦Ps+ΔP1/2”的区域R1是死区控制区域，压力范围为“Ps－ΔP1/2＞P≧Ps－ΔP2/2”及压力范围为“Ps+ΔP1/2＜P≦Ps+ΔP2/2”的区域R2是关闭控制区域，压力范围为“P＜Ps－ΔP2/2及P＞Ps+ΔP2/2”的区域R3是打开控制区域。

在坐标点(θr，Pr)包含于打开控制区域R3的情况下，通过如下所述的打开控制来进行开度调整。在坐标点(θr，Pr)包含于关闭控制区域R2的情况下，通过如下所述的关闭控制来进行开度调整。另外，在坐标点(θr，Pr)包含于死区控制区域R1的情况下，维持开度，不使此开度发生变化。死区控制区域R1是被看作压力当前值Pr大致为压力目标值Ps的压力区域，死区控制区域R1的压力幅度ΔP1例如被设定为压力目标值Ps的百分之一(1％)左右。另外，ΔP2被设定为死区控制区域R1的压力幅度ΔP1的数倍～100倍左右。

在图3的控制开始后，反复执行从步骤S2到步骤S6为止的处理。此时，在初次的步骤S3的处理中判定为打开控制的情况下，在第二次的步骤S3的处理中，使用图4(b)进行判定。另一方面，在初次的步骤S3的处理中判定为关闭控制或死区控制的情况下，在第二次的步骤S3的处理中，重新使用图4(a)进行判定。接着，若在第二次的步骤S3的处理中判定为打开控制，则在第三次的步骤S3的处理中，使用图4(b)进行判定。以下同样地，在判定为关闭控制或死区控制后的下一次的步骤S3的判定中，使用图4(a)，在判定为打开控制后的下一次的步骤S3的判定中，使用图4(b)。

在图4(b)中，区域R11是死区控制区域，区域R21～区域R24是关闭控制区域，无影线的区域R31是打开控制区域。死区控制区域R11的开度范围是“θse－Δθ/2≦θ≦θse+Δθ/2”。关闭控制区域R21、关闭控制区域R24的开度范围是“θse≦θ≦θse+Δθ/2”。关闭控制区域R22、关闭控制区域R23的开度范围是“θse－Δθ/2≦θ＜θse”。此处，Δθ被设定为θse的1/10倍左右。

另外，关闭控制区域R21的压力范围是“Ps+ΔP1/2＜P≦Ps+ΔP3/2”，关闭控制区域R23的压力范围是“Ps－ΔP3/2≦P＜Ps－ΔP1/2”。关闭控制区域R22的压力范围是“Ps+ΔP1/2＜P≦Ps+ΔP2/2”，关闭控制区域R24的压力范围是“Ps－ΔP2/2≦P＜Ps－ΔP1/2”。此处，ΔP3小于ΔP2，且被设定为死区控制区域R1的压力幅度ΔP1的1倍～数倍左右。

如上所述，在通过上一次的步骤S3的判定而判定为打开控制后的下一次的步骤S3的处理中，使用图4(b)进行判定。接着，在坐标点(θr，Pr)包含于关闭控制区域R21～关闭控制区域R24的情况下，通过后述的关闭控制来进行开度调整。另外，在坐标点(θr，Pr)包含于死区控制区域R11的情况下，开度不发生变化而维持于现状状态。接着，在判定为关闭控制或死区控制的情况下，在下一次的步骤S3的判定处理中，使用图4(a)进行判定。

另一方面，在坐标点(θr，Pr)包含于打开控制区域R31的情况下，通过后述的打开控制来进行开度调整。接着，在下一次的步骤S3的判定处理中，重新使用图4(b)进行判定。在下一次以后，仍判定为打开控制的期间，使用图4(b)，若判定为关闭控制或死区控制，则在下一次的步骤S3中，使用图4(a)。

(2.关闭控制)

图5是对打开控制及关闭控制中的开度调整动作的一例进行说明的图。在坐标点(θr，Pr)包含于图4(a)的关闭控制区域R2或图4(b)的关闭控制区域R21～关闭控制区域R24的情况下，向图5的显示为(关闭)的虚线矩形框内的箭头所示的方向进行开度调整。在关闭控制中，在压力当前值Pr大于压力目标值Ps的情况下，向开度增大的方向进行开度调整。即，在(压力当前值Pr)＞(压力目标值Ps)，且坐标点(θr，Pr)处于比横轴更靠上侧的第一象限及第二象限的情况下，以使压力减小的方式进行开度调整。相反地，在(压力当前值Pr)＜(压力目标值Ps)，且坐标点(θr，Pr)处于比横轴更靠下侧的第三象限及第四象限的情况下，以使压力增加的方式，向开度减小的方式进行开度调整。

(3.打开控制)

在所述关闭控制的情况下，单纯地在压力当前值Pr大于压力目标值Ps的情况下增大开度，在压力当前值Pr小于压力目标值Ps的情况下减小开度。另一方面，在打开控制的情况下，基于压力预测推断值Pp与压力目标值Ps进行开度调整。在此情况下，第二象限及第四象限与关闭控制的情况相同，但第一象限及第三象限的开度调整与关闭控制的情况不同。

在坐标点(θr，Pr)处于第二象限的情况下，向开度增大的方向进行开度调整。在此情况下，向开度目标推断值θse的方向增大开度，由此，压力当前值Pr向压力目标值Ps的方向减小。另外，在坐标点(θr，Pr)处于第四象限的情况下，向开度减小的方向进行开度调整。在此情况下，向开度目标推断值θse的方向减小开度，由此，压力当前值Pr向压力目标值Ps的方向增加。

在第一象限的情况下，根据压力预测推断值Pp与压力目标值Ps之间的大小关系来设定开度调整的方向。在此情况下，在以Pp＞Ps的方式，压力预测推断值Pp向大于压力目标值Ps的方向背离的情况下，向增大开度的方向(向右的箭头所示的方向)进行开度调整，或者如圆50所示，就此维持开度值。相反地，在Pp≦Ps，压力预测推断值Pp向与压力目标值Ps相同的程度或小于压力目标值Ps的方向背离的情况下，向减小开度的方向(向左的箭头所示的方向)进行开度调整。在第三象限的情况下，根据压力预测推断值Pp与压力目标值Ps之间的大小关系来设定开度调整的方向。在此情况下，在以Pp＞Ps的方式，压力预测推断值Pp向大于压力目标值Ps的方向背离的情况下，向增大开度的方向(向右的箭头所示的方向)进行开度调整。相反地，在Pp≦Ps，压力预测推断值Pp向与压力目标值Ps相同的程度或小于压力目标值Ps的方向背离的情况下，向减小开度的方向(向左的箭头所示的方向)进行开度调整，或者如圆50所示，就此维持开度值。

如上所述，在本实施方式中，通过基于压力预测推断值Pp与压力目标值Ps的打开控制来进行开度调整，直到真空室3内的压力值处于压力目标值Ps的附近区域(图4(a)的区域R2或图4(b)的区域R21～区域R24)为止，若压力值处于压力目标值Ps的附近区域内，则进行以往的关闭控制。结果是即使在开度调整开始时的压力值与压力目标值Ps大幅背离的情况下，也能够迅速使腔室内压力变化至压力目标值Ps附近为止，从而能够缩短达到压力目标值Ps所耗费的时间。

图6(a)与图6(b)是定性地对本实施方式中的开度调整的特征进行说明的图。此处，为了便于说明，表示了如下情况：不使导入气体流量发生变化而将其设为固定值，对阀体的开度进行调整，使腔室内压力从P1变化至P2。图6(a)表示开度的变化，图6(b)表示压力的变化。压力P1时的开度是θ1，压力P2时的开度是θ2。

图6(a)的线L1表示在从时刻t＝0到时刻t1为止的期间，使开度从θ1变化至θ2的情况。图6(b)的线L11表示使开度以线L1的方式发生变化时的压力变化。即使在使开度在短时间内从θ1变化至θ2的情况下，腔室内压力也不会急剧地从压力P1向压力P2发生变化，而是需要某程度的时间来达到压力P2。再者，在像以往那样，通过关闭控制从压力P1变化至压力P2为止的情况下，基于腔室内压力与目标压力P2之间的差分来调整开度，因此，如点划线的线L2所示，开度会比线L1的情况更缓慢地发生变化。因此，压力的线L21也会比线L11更平稳地上升。

另外，图6(b)的压力P3是变化至比开度θ2更大的开度θ3时的压力。在以图6(a)的线L3的方式，在从时刻t＝0到时刻t1为止的期间，使开度从θ1变化至θ3的情况下，压力以图6(b)的线L31的方式发生变化。此处，若观察直到时刻t2为止的压力变化，则线L31的压力变化大于线L11的压力变化。因此，通过以图6(a)的虚线所示的线L4的方式使开度发生变化，能够使腔室内压力以图6(b)的线L41的方式，更迅速地达到压力P2。对于线L4，在从时刻t＝0到时刻t1为止的期间，使开度从θ1变化至θ3为止，在从时刻t1到时刻t2为止维持于开度θ3后，使开度向θ2减小。结果是腔室内压力在快速上升至压力P4为止之后，从压力P4缓慢地变化至压力P2为止。

在本实施方式中，利用包含如图4(a)与图4(b)、图5所示的打开控制的控制逻辑来进行开度调整，由此，能够进行如图6(a)的线L4所示的开度调整，并以图6(b)的线L41的方式，使腔室内压力迅速达到所期望的目标压力P2。

再者，此处，作为开度规划值，为了易于说明，临时设定为以现在为基点，直到t秒后为止停留于当前开度位置，对压力预测推断值Pp进行运算(运算详情省略)。如上所述的停留于当前开度位置的设定对于阀体驱动速度快的阀特别有效。原因在于：在预测出的t时间后，实际上能够充分地使阀体从当前开度位置驱动至目标开度推断值的开度位置为止。

一般来说，开度调整开始时的压力当前值Pr大幅背离压力目标值Ps，关于开度，在多数情况下，开度当前值θr也大幅背离开度目标推断值θse。因此，开度调整开始时的坐标点(θr，Pr)包含于图4(a)的第二象限或第四象限的打开控制区域R3。例如，在如图7所示，位于第四象限的关闭控制区域R24附近的坐标点A(θr，Pr)的情况下，如图5所示，通过打开控制向减小开度的方向进行开度调整后，坐标点(θr，Pr)的位置会向关闭控制区域R24内移动。然后，只要坐标点(θr，Pr)未从所述关闭控制区域R24移动至打开控制区域R31，则通过关闭控制，向压力目标值Ps的方向增加压力。

另外，在远离关闭控制区域R24的坐标点B1(θr，Pr)的情况下，当通过打开控制向减小开度的方向进行了开度调整时，所述坐标点B1(θr，Pr)移动至第三象限的打开控制区域R31。例如，通过如图5所示的第四象限的打开控制，向坐标点B2a(θr，Pr)或坐标点B2b(θr，Pr)的位置移动。

在已移动至坐标点B2a(θr，Pr)的情况下，因为较靠近压力目标值且压力上升率大，所以Pp＞Ps，向增大下一次的开度的方向进行开度调整。因此，压力上升率减小，并向目标开度推断值θse的方向移动。在此情况下，坐标点B3a(θr，Pr)包含于第四象限的关闭控制区域R24，只要坐标点(θr，Pr)未从所述关闭控制区域R24移动至打开控制区域R31，则压力会通过关闭控制而达到压力目标值Ps。

在已移动至坐标点B2b(θr，Pr)的情况下，因为远离压力目标值且压力上升率小，所以Pp≦Ps，向减小下一次的开度的方向进行开度调整。在此情况下，从坐标点B3b(θr，Pr)起，进一步若干次地通过打开控制来进行减小开度的调整，直到Pp≦Ps的关系反转为Pp＞Ps的关系为止。在所述过程中，若到达开度下限的完全遮挡位置，则无法进一步减小开度，因此，维持开度0％的位置(点B4)。在此情况下，在Pp≦Ps持续的期间，维持开度0％，在压力逐渐上升并变化为Pp＞Ps的时间点(点B5)，调整方向变为增大开度的方向。在通过打开控制来增大开度的过程(点B6)中，压力的上升率被缓和，最终移动至第三象限的关闭控制区域R23(点B7)。从此，通过第三象限或第四象限的关闭控制向压力目标值Ps靠近。以上，图7所示的点B1→点B2b→点B3b→点B4→点B5→点B6→点B7的当前开度值θr及压力当前值Pr分别成为图6(a)与图6(b)的L4、L41曲线上的点(未图示)。再者，在图7中，点B4表示了开度下限(开度位置0％)的情况，但与图6(a)与图6(b)的θ3同样地，也可以维持于大于0％的开度值。

-第二实施方式-

图8、图9是对本发明的第二实施方式进行说明的图。在所述第一实施方式中，如图4(a)与图4(b)所示，在将点(θse，Ps)设为坐标原点O的(开度，压力)坐标系中，设定死区控制区域R1、关闭控制区域R2及打开控制区域R3，并根据坐标点(θr，Pr)包含于哪一个区域来选择控制模式。另一方面，在第二实施方式中，如图8所示，不在(θr，Pr)坐标系中设定如上所述的区域R1～区域R3，而是通过打开控制，在开度当前值θr的值达到目标开度推断值θse后，切换为关闭控制来进行调压。

图8中，在第四象限的坐标点B1(θr，Pr)为开度调整开始的情况下，通过打开控制向减小开度的方向调整开度，例如向第三象限的坐标点B2a(θr，Pr)移动。在已移动至坐标点B2a(θr，Pr)的情况下，较靠近压力目标值且压力上升率大，因此，以坐标点B2a(θr，Pr)为基点而算出的t秒后的压力预测推断值Pp为Pp＞Ps。因此，从坐标点B2a(θr，Pr)起，向增大开度的方向进行开度调整，压力上升率减小，并向目标开度推断值θse的方向移动。在从坐标点B2a(θr，Pr)算起的移动目的地B3a的开度θr达到目标开度推断值θse后，结束打开控制，并切换为关闭控制。

另外，在通过打开控制，从坐标点B1(θr，Pr)向第三象限的坐标点B2b(θr，Pr)移动的情况下，如图5的说明所述，在算出的压力预测推断值Pp为Pp≦Ps的期间，向减小开度的方向进行开度调整，或者就此维持开度值。若变为Pp＞Ps，则向增大开度的方向进行开度调整。通过如上所述的打开控制，坐标点(θr，Pr)以B2b→B3b→B4→B5→B6的方式移动，进一步在移动目的地B8的开度达到目标开度推断值θse后，结束打开控制，并切换为关闭控制。图示虽省略，但即使在调压开始时(压力目标值变更时)的坐标点(θr，Pr)处于第一象限及第二象限的情况下，仍根据图5的逻辑，采用达到基准开度即目标开度推断值θse的轨道。

再者，在从像坐标点A1那样更靠近开度轴的位置开始进行开度调整的情况下，根据图5的逻辑，从坐标点A1向开度减小的方向开始进行调整，但因为压力预测推断值Pp已处于Pp＞Ps的状态，所以不会进入至第三象限，而是直到第三象限与第四象限之间的边界(开度为目标开度推断值θse的压力轴)的坐标点A2为止，结束打开控制。图示虽省略，但即使在第二象限中，处于Pp≦Ps的状态的情况下，仍同样地直到第一象限及第二象限的边界为止，结束打开控制。而且，所谓打开控制结束，预先补充了如下内容：在由打开控制产生的输出开度保持固定的情况下，开始进行关闭控制。

图8的A1→A2的情况是开度以恰当的驱动速度减小的情况。假设在相同情况下，当开度以极慢的驱动速度减小时，因为第四象限位于目标开度推断值θse的右侧，所以有可能会缓慢地达到压力目标值Ps。为了应对此种罕见的情况，例如，在判定为压力预测推断值Pp的信号为压力目标值Ps以下，且取得了极大值(即，压力上升大致为0的信号)的情况下，迅速加快驱动速度而达到目标开度推断值(压力轴)，由此，能够避免响应恶化。对于第二象限中的罕见情况，也只要同样地进行应对即可。即，在判定为压力预测推断值Pp的信号为压力目标值Ps以上，且取得了极小值(即，压力减小大致为0的信号)的情况下，迅速加快驱动速度而达到目标开度推断值(压力轴)。

在第二实施方式中，例如以图9的方式来变更第一实施方式的图3所示的流程图。在图9中，步骤S1及步骤S2与图3的步骤S1及步骤S2的处理相同。即，在步骤S1中判定为输入了压力目标值Ps，向步骤S2前进后，在步骤S2中，算出目标开度推断值θse及压力预测推断值Pp。后续的步骤S10的处理与图3的步骤4的处理相同，通过打开控制来进行开度调整。通过打开控制进行的开度调整与第一实施方式的情况相同，基于图5来决定开度调整的方向。

在步骤S11中，判定是否从步骤S2的压力预测推断值运算开始起经过了规定时间Δt1，若判定为经过了规定时间Δt1，则向下一个步骤S12前进。在步骤S12中，判定移动目的地的开度(开度当前值θr)是否已达到目标开度推断值θse，且压力预测推断值Pp是否满足Pp＞Ps。若在步骤S12中判定为均已满足(是)，则向步骤S13前进，在未满足任一个条件(否)的情况下，返回至步骤S2。例如，在从图8的点B1向第三象限方向移动，θr＝θse的情况下，因为Pp≦Ps，所以从步骤S12向步骤S2前进。另一方面，在从点P6向点P8移动的情况下，因为θr＝θse且Pp＞Ps，所以从步骤S12向步骤S13前进。

步骤S13的处理与图3的步骤4的处理相同，通过关闭控制来进行开度调整。在步骤S14中，判定是否从步骤S14的处理开始(即，开度变更开始)起经过了规定时间Δt1，若判定为经过了规定时间Δt1，则向步骤S15前进。在步骤S15中，判定压力目标值Ps是否已变更。在压力目标值Ps已变更的情况下，从步骤S15返回至步骤S2，并重新通过打开控制来进行开度调整。另一方面，在压力目标值Ps未变更的情况下，返回至步骤S13，并继续进行关闭控制。

从图8所示的坐标点B1起开始进行开度调整后，反复进行图9的从步骤S2到步骤S12为止的处理，并以B1→B2b→B3b→B4→B5→B6→B8的方式进行移动。移动至坐标点B8后，在图9的步骤S12中，判定为开度当前值θr已达到目标开度推断值θse，从步骤S12向步骤S13前进。然后，以步骤S13→步骤S14→步骤S15→步骤S13…的方式，反复地通过关闭控制来进行开度调整，并到达坐标原点(θse，Ps)。理想上，通过压力轴上到达作为目标的坐标原点(θse，Ps)，但即使在目标开度推断值θse存在推断误差的情况下，也是通过压力轴附近到达坐标原点(θse，Ps)。

在所述第一实施方式中，例如，如图4(b)所示，设定了打开控制的区域R31与关闭控制的区域R21～区域R24，因此，必须决定具体的阈值。另一方面，在第二实施方式中，并未设定如上所述的区域，而是在通过打开控制，使开度变化至基准开度(即目标开度推断值θse)为止后，进行关闭控制，因此，在实用的通用性方面优异。

(变形例)

在所述第二实施方式中，在达到θr＝θse、Pr＝Ps后，仍通过关闭控制来维持此状态。然后，在压力目标值Ps变更后，通过图9的步骤S15的处理，向步骤S2前进，并开始新条件(压力目标值Ps)下的打开控制。而且，即使在压力目标值Ps未变更的情况下，若气体导入量或等离子(p l asma)的点亮、熄灭等环境条件发生变化，则表示现在的状态的坐标点(θr，Pr)也会偏离坐标原点。

图10(a)与图10(b)是对因所导入的气体的流量发生变化而引起的坐标点(θr，Pr)的移动进行说明的图。图10(a)表示导入气体流量增加的情况。虚线所示的圆是流量增加前的坐标点(θr，Pr)，黑圈是流量增加后的坐标点(θr，Pr)。若导入气体流量增加，则所测量的压力当前值Pr会增加而变得大于压力目标值Ps。因此，表示坐标点(θr，Pr)的黑圈如箭头所示，从开度轴(横轴)向图示上方移动。另外，流量Qin的增加会使基于此流量而算出的目标开度推断值θse增加。因此，压力轴(纵轴)如留白箭头所示，向图示右侧移动。结果是坐标点(θr，Pr)移动至第二象限。

另一方面，图10(b)表示导入气体流量减少的情况。若导入气体流量减少，则所测量的压力当前值Pr会降低，因此，由黑圈表示的坐标点(θr，Pr)如箭头所示，从开度轴(横轴)向图示下方移动。另外，若流量Qin减少，则所算出的目标开度推断值θse会降低，因此，压力轴(纵轴)如留白箭头所示，向图示左侧移动。结果是表示现在的状态的坐标点(θr，Pr)移动至第四象限。

在所述第二实施方式的情况下，坐标点(θr，Pr)到达原点(θse，Ps)后，反复进行图9的从步骤S13到步骤S15为止的处理，因此，当如图10(a)与图10(b)所示，坐标点(θr，Pr)移动至第二象限或第四象限时，通过关闭控制来进行开度调整。但是，在压力变动过大的情况下，坐标点会大幅远离开度轴(横轴)，因此，关闭控制有可能响应性差且无法恰当地应对。

在变形例中，根据压力当前值Pr与压力目标值Ps之差ΔP＝|Pr－Ps|的大小，使开度调整的控制方法不同。如图11(a)所示，当坐标点(θr，Pr)因气体导入量减少而移动至第四象限时，在压力变化即差ΔP相对于预先设定的阈值ΔP1为ΔP≦ΔP1的情况下，继续进行关闭控制，通过关闭控制，以使压力当前值Pr达到压力目标值Ps的方式进行开度调整。

另一方面，在如图11(b)所示的ΔP＞ΔP1的情况下，切换为利用打开控制的开度调整。结果是与所述第二实施方式的情况同样地，通过打开控制开始进行开度调整，在开度θr达到目标开度推断值θse且压力预测推断值Pp为Pp＞Ps的情况下，切换为关闭控制，通过关闭控制，向压力目标值Ps进行开度调整。结果是即使在压力变动过大的情况下，也能够迅速向压力目标值Ps进行调压。再者，阈值ΔP1的基准是压力目标值Ps的10％左右。

图12表示了变形例的情况下的控制流程的一例。在图9所示的流程图中，新增了步骤S20。在步骤S20中，判定是否从ΔP＝|Pr－Ps|≦ΔP1的状态起，偏差ΔP超过了ΔP1，即判定是否变为ΔP＝|Pr－Ps|＞ΔP1，在判定为ΔP≦ΔP1，或者状态从ΔP＞ΔP1变化为ΔP≦ΔP1的情况下，向步骤S13前进，并继续进行关闭控制。另一方面，在判定为状态已从ΔP≦ΔP1变化为ΔP＞ΔP1的情况下，向步骤S2前进，并切换为打开控制。

与第二实施方式的情况同样地，若在步骤S12中判定为是，向步骤S13前进，则从打开控制切换为关闭控制，并依次执行步骤S13、步骤S14及步骤S15的处理。若压力目标值Ps未变更，则从步骤S15向步骤S20前进，执行步骤S20的判定处理。例如，在气体流量未增加或减少的情况下，不会产生如图10(a)与图10(b)所示的坐标点的移动，因此，判定为ΔP≦ΔP1，从步骤S20向步骤S13前进，并继续进行关闭控制。如上所述，在变形例中，当在继续进行关闭控制的过程中，因流量变动等而从ΔP≦ΔP1变化为ΔP＞ΔP1时，向步骤S2前进，并切换为打开控制，在压力目标值Ps已变更的情况下，从步骤S15向步骤S2前进，并切换为打开控制。

再者，图11(a)与图11(b)中说明了坐标点(θr，Pr)移动至第四象限的情况，但即使在如图10(b)所示，坐标点(θr，Pr)移动至第二象限的情况下，也进行同样的处理。

(与目标开度推断值θse的误差相关的说明)

如上所述，基于流量推断值Qine(现在)算出图4(a)与图4(b)、图5中的坐标原点O(θse，Ps)的目标开度推断值θse。因此，在开度调整动作中的导入气体流量未发生变化的情况下，会算出稳定的目标开度推断值θse，但实际上，导入至真空室3内的气体的流量Qin会发生变化，因此，每当进行反复运算时，目标开度推断值θse的运算结果不同。即，在所述运算误差的范围内，图4(a)与图4(b)、图5的纵轴会左右地偏移。在目标开度推断值θse以所述方式发生了变化的情况下，坐标点(θr，Pr)的位置会处于第三象限，或处于第四象限。在第一象限与第二象限之间也相同。因此，使用目标开度推断值θse的平均值(移动平均值)等作为坐标原点O(θse，Ps)的θse，由此，能够减小压力坐标轴(纵轴)的偏移。

另外，代替使用基于目标开度推断值θse与压力目标值Ps的点(θse，Ps)作为坐标原点O，也可以使用基于固定的基准开度θs与压力目标值Ps的点(θs，Ps)作为坐标原点O。例如，在已知利用压力目标值Ps并以此程度的开度进行使用的情况下，也可以将此开度用作基准开度θs。作为具体的一例，在从装置控制器向阀控制器输入导入气体流量值的情况下，因为导入气体流量是已知量(导入气体流量输入值)，所以无需推断，只要压力目标值及流量设定不变更，则θs为固定值。

此外，在每次运算，目标开度推断值θse发生变化，图4(a)与图4(b)、图5的纵轴左右地大幅偏移的情况下，压力当前值Pr有可能不会收敛于压力目标值Ps。因此，也可以根据目标开度推断值θse的偏移的大小来设定图4(b)的阈值Δθ。例如，求出逐次算出的目标开度推断值θse的移动平均值，并将其用作坐标原点O(θse，Ps)的开度θse，进一步算出目标开度推断值θse的标准偏差。接着，标准偏差越大，则越增大阈值Δθ，在早期阶段从打开控制向关闭控制转变。

如以上的说明所述，构成阀装置的控制部的阀控制器2与对阀板12的开度进行检测的编码器130，输入有真空室3的压力当前值Pr及压力目标值Ps，基于压力当前值Pr与由编码器130检测出的开度当前值θr，以使压力当前值Pr接近于压力目标值Ps的方式，对阀板12的开度进行控制。阀控制器2根据压力当前值Pr及由编码器130检测的开度当前值θr，进行对阀板12的开度进行粗调整的打开控制及对阀板12的开度进行微调整的关闭控制中的任一个控制。

接着，在打开控制中，推断预先设定的以现在为基点的t时间前即预测对象时间中的压力预测推断值Pp，并基于所述压力预测推断值Pp与压力目标值Ps进行粗调整。以所述方式，基于所推断出的压力预测推断值Pp与压力目标值Ps进行粗调整，由此，能够使真空室内的压力迅速变化至压力目标值Ps的附近为止。

再者，如图4(a)与图4(b)所示，优选基于对应于压力目标值Ps的基准开度(图4(a)与图4(b)中为目标开度推断值θse)与开度当前值θr之间的大小关系、及压力目标值Ps与压力当前值Pr之间的大小关系，进行打开控制及关闭控制中的开度控制。通过进行此种控制，能够切实地进行使压力当前值Pr达到压力目标值Ps的控制。

例如，如图5所示，根据通过由基准开度及压力目标值表示的坐标点的压力坐标轴及开度坐标轴，将由开度坐标及压力坐标表示的开度、压力坐标平面划分为第一象限、第二象限、第三象限及第四象限这四个区域，并根据由开度当前值θr及压力当前值Pr表示的点处于所述第一象限～第四象限中的哪一个象限，使开度控制不同。

而且，优选在打开控制中，在坐标点(θr，Pr)处于第一象限的情况下，当压力预测推断值Pp为压力目标值Ps以上时，使阀板12的开度增加或静止，当压力预测推断值Pp不足压力目标值Ps时，使阀板12的开度减小，在坐标点(θr，Pr)处于第三象限的情况下，当压力预测推断值Pp为压力目标值Ps以上时，使阀板12的开度增加，当压力预测推断值Pp不足压力目标值Ps时，使阀板12的开度减小或静止，在坐标点(θr，Pr)处于第二象限的情况下，使阀板12的开度增加，在坐标点(θr，Pr)处于第四象限的情况下，使阀板12的开度减小。通过进行此种控制，即使在坐标点(θr，Pr)处于第一象限或第三象限的情况下，也能够切实地转变为关闭控制，使真空室内压力达到压力目标值Ps。

优选根据包含由基准开度(例如目标开度推断值θse)及压力目标值Ps表示的点且通过规定开度阈值及规定压力阈值设定的区域中是否包含坐标点(θr，Pr)，决定在各象限中进行关闭控制及所述打开控制中的哪一个控制。

例如，在将通过规定压力阈值设定的区域设为以压力目标值Ps为中心的规定压力偏差的范围，并从打开控制向所述关闭控制切换的情况下，优选如图4(b)所示，使第一象限及第三象限中的规定压力偏差(ΔP3)小于第二象限及第四象限中的规定压力偏差(ΔP2)。通过以所述方式进行设定，能够从第一象限及第三象限迅速且切实地向压力目标值Ps收敛。

另外，如图4(b)所示，在根据开度当前值θr是否包含于以目标开度推断值θse为中心的规定开度幅度(±Δθ/2)内，决定从打开控制向关闭控制切换的情况下，优选目标开度推断值θse的推断精度越高，则将所述规定开度幅度(±Δθ/2)设定得越小。在目标开度推断值θse的推断误差大的情况下，将所述规定开度幅度(±Δθ/2)设定得较大，以更切实地收敛于压力目标值Ps的方式，提前选择关闭控制。

优选将开度规划值、与根据排气公式“V×(dP/dt)+S×P＝Qin”而求出的导入气体流量推断值应用于使满足排气公式的通解离散化所得的关系式，对压力预测推断值Pp进行运算，所述开度规划值表示从所述检测开度到所述目标开度推断值为止的开度变化路径内，临时设定为直到所述预测对象时间为止的路径。通过进行此种运算，能够推断出精度更高的压力预测推断值Pp。

另外，关于开度规划值，虽然设定自由度大，但作为简单的开度规划值的获得方法，可考虑如下情况，即，固定检测开度的当前值，且固定所述导入气体流量推断值的现在的推断值、或导入气体流量输入值。再者，在以所述方式，将检测开度及导入气体流量这两者均固定为当前值的情况下，无需开度规划的概念，只要在所述预测对象时间的期间，固定检测开度及导入气体流量，对所述压力预测推断值进行运算即可。

再者，以上的说明仅是一例，在对发明进行解释时，所述实施方式的记载事项与权利要求书的记载事项的对应关系无任何限定及限制。例如，所述阀装置使阀板12滑动移动而使开度发生变化，但只要是使开度发生变化而控制流导的类型的阀装置，就能够应用本发明。

再者，图5所示的开度控制模式是在第一象限及第三象限中，使用压力预测推断值进行特征性判定，但打开控制中的开度控制模式并不限定于图5所示的开度控制模式。例如，也可以使用将图5的第三象限的开度控制更换为与第四象限的情况同样的使开度减小的控制而成的开度控制模式，也可以使用将图5的第一象限的开度控制更换为与第二象限的情况同样的使开度减小的控制而成的开度控制模式。另外，在使用所述压力预测推断值进行的特征性判定中，也可以适当变更压力预测推断值的预测对象时间而进行设定。

另外，关于关闭控制，表示了相对于压力当前值与压力目标值的偏差的比例控制(P控制)例，但也可以是以往的比例积分控制(PI控制)比例积分微分控制(PID控制)，而且，关闭控制也可以应用本发明的打开控制中所使用的压力预测推断值来代替关闭控制的微分控制。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (13)

1.一种阀装置，其设置在真空室与真空泵之间，使阀体的开度发生变化而控制阀流导，所述阀装置的特征在于包括：

开度检测部，对所述阀体的开度进行检测；以及

控制部，输入有所述真空室的压力值及压力目标值，基于所述压力值与由所述开度检测部检测出的开度，以使所述压力值接近于所述压力目标值的方式，对所述阀体的开度进行控制，

所述控制部根据所述压力值及由所述开度检测部检测的检测开度，进行对所述阀体的开度进行粗调整的打开控制及对所述阀体的开度进行微调整的关闭控制中的任一个控制，

在所述打开控制中，推断预先设定的现在之前的预测对象时间中的压力预测推断值，并基于所述压力预测推断值与压力目标值进行所述粗调整，

在所述关闭控制中，基于所述压力目标值与所述压力值进行所述微调整。

2.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于：

所述控制部基于对应于所述压力目标值的基准开度与所述检测开度之间的大小关系、及所述压力目标值与所述压力值之间的大小关系，进行所述打开控制及所述关闭控制中的开度控制。

3.根据权利要求2所述的阀装置，其特征在于：

所述控制部根据通过由所述基准开度及所述压力目标值表示的目标坐标点的压力坐标轴及开度坐标轴，将由开度坐标及压力坐标表示的开度、压力坐标平面划分为第一象限、第二象限、第三象限及第四象限这四个区域，

根据由所述检测开度及所述压力值表示的坐标点处于从所述第一象限到所述第四象限为止的哪一个象限，使开度控制不同。

4.根据权利要求3所述的阀装置，其特征在于：

在所述打开控制中，根据与所述坐标点的位置对应的第一开度控制模式、第二开度控制模式及第三开度控制模式中的任一个开度控制模式来进行开度控制，

在所述第一开度控制模式中，在所述第一象限中，当所述压力预测推断值超过所述压力目标值时，使所述阀体的开度增加或静止，当所述压力预测推断值为所述压力目标值以下时，使所述阀体的开度减小，在所述第二象限中，使所述阀体的开度增加，在所述第四象限及所述第三象限中，使所述阀体的开度减小，

在所述第二开度控制模式中，在所述第三象限中，当所述压力预测推断值超过所述压力目标值时，使所述阀体的开度增加，当所述压力预测推断值为所述压力目标值以下时，使所述阀体的开度减小或静止，在所述第四象限中，使所述阀体的开度减小，在所述第一象限及所述第二象限中，使所述阀体的开度增加，

在所述第三开度控制模式中，在所述第一象限中，当所述压力预测推断值超过所述压力目标值时，使所述阀体的开度增加或静止，当所述压力预测推断值为所述压力目标值以下时，使所述阀体的开度减小，在所述第三象限中，当所述压力预测推断值超过所述压力目标值时，使所述阀体的开度增加，当所述压力预测推断值为所述压力目标值以下时，使所述阀体的开度减小或静止，在所述第二象限中，使所述阀体的开度增加，在所述第四象限中，使所述阀体的开度减小。

5.根据权利要求3或4所述的阀装置，其特征在于：

所述控制部根据包含所述目标坐标点且通过规定开度阈值及规定压力阈值设定的区域中是否包含所述坐标点，决定进行所述关闭控制及所述打开控制中的哪一个控制。

6.根据权利要求5所述的阀装置，其特征在于：

通过所述规定压力阈值设定的区域是以所述压力目标值为中心的规定压力偏差的范围，

所述控制部根据所述压力值是否处于所述规定压力偏差内，进行所述关闭控制与所述打开控制之间的切换，

在从所述打开控制向所述关闭控制切换的情况下，使所述第一象限及所述第三象限中的所述规定压力偏差小于所述第二象限及所述第四象限中的所述规定压力偏差。

7.根据权利要求3所述的阀装置，其特征在于：

使用假设所述压力值因所述阀体的开度变化而达到所述压力目标值时的目标开度推断值作为所述基准开度。

8.根据权利要求7所述的阀装置，其特征在于：

所述控制部根据所述检测开度是否包含于以所述目标开度推断值为中心的规定开度幅度内，决定从所述打开控制向所述关闭控制切换，

所述目标开度推断值的推断精度越低，则将所述规定开度幅度设定得越大。

9.根据权利要求4所述的阀装置，其特征在于：

所述控制部在通过所述打开控制，使所述阀体的开度变化为所述基准开度为止之后，进行所述关闭控制。

10.根据权利要求9所述的阀装置，其特征在于：

若在通过所述关闭控制进行微调整时，所述压力值与所述压力目标值之差的大小大于规定压力阈值，则所述控制部会从所述关闭控制切换为所述打开控制。

11.根据权利要求2所述的阀装置，其特征在于：

将开度规划值、与根据排气公式“V×(dP/dt)+S×P＝Qin”而求出的导入气体流量推断值、或从阀装置以外输入的作为导入气体流量信息的导入气体流量输入值应用于使满足所述排气公式的通解离散化所得的关系式，对所述压力预测推断值进行运算，所述开度规划值表示从所述检测开度到所述基准开度为止的开度变化路径内，临时设定为直到所述预测对象时间为止的路径，其中，V是所述真空室的容积，P是所述真空室的压力，S是与开度对应的排气速度，Qin是导入至所述真空室的气体的流量。

12.根据权利要求11所述的阀装置，其特征在于：

在所述预测对象时间的期间，固定所述检测开度的当前值，且固定所述导入气体流量输入值或所述导入气体流量推断值的现在的推断值，设定并运算所述压力预测推断值。

13.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于：

所述预测对象时间是以阀流导的最小值与最大值之间的阀体开度变化所需的驱动时间为基准，被设定为所述驱动时间的1倍～0.1倍。