JP3606753B2

JP3606753B2 - 真空圧力制御弁

Info

Publication number: JP3606753B2
Application number: JP33688098A
Authority: JP
Inventors: 雅之纐纈; 哲兒郎河野
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2018-11-27
Also published as: JP2000163136A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置で使用される真空圧力制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、半導体製造装置のＣＶＤ装置においては、反応室内を減圧状態、すなわち、真空状態に保ちながら、薄膜材料を構成する元素からなる材料ガスを、ウエハー上に供給している。例えば、図１６に示すＣＶＤ装置においては、真空容器である反応室１０内のウエハーに対して、反応室１０の入口１１から材料ガスを供給するとともに、反応室１０の出口１２から真空ポンプ１３で排気することによって、反応室１０内を真空状態に保っている。
【０００３】
このとき、反応室１０内の真空圧力を一定に保持する必要があるが、その一定値は、種々の条件によって変わり、大気圧又は大気圧に近い定真空から高真空までの広いレンジに渡る。そこで、本出願人は、特許公報第２６７７５３６号において、大気圧又は大気圧に近い低真空から高真空までの広いレンジに渡って、真空圧力を精度良く、一定に保持できる真空圧力制御システムを開示している。
【０００４】
かかる真空圧力制御システムは、図１６について言えば、真空圧力センサー１４、１５で反応室１０内の真空圧力を計測し、それと外部から与えられた目標真空圧力値との差に応じて、真空比例開閉弁１６の開度を操作し、反応室１０から真空ポンプ１３までの排気系のコンダクタンスを変化させることによって、反応室１０内の真空圧力をフィードバック制御するものである。
【０００５】
これにより、真空比例開閉弁１６の開度を操作することによって、排気系のコンダクタンスを幅広く確実に変化させることができるので、大気圧又は大気圧に近い低真空から高真空までの広いレンジに渡って、反応室１０内の真空圧力を精度良く目標真空圧力値に一定に保持することができる。
【０００６】
また、弾性シール部材であるＯリングが真空比例開閉弁１６のポペット弁体に設けられており、真空比例開閉弁１６が遮断状態になると、ポペット弁体に設けられたＯリングは真空比例開閉弁１６の弁座に押圧されて密接するので、反応室１０内の状態が高真空であっても、その真空圧を維持することができる。従って、上述した真空圧力制御システムの真空比例開閉弁１６は、高真空遮断機能（１．３３×１０^−９Ｐa・ｍ^３／ｓｅｃ）を有するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の半導体製造装置の分野では、反応室１０内のウエハーに形成される薄膜の品質を一層向上させるため、反応室１０内でパーティクルが巻き上がることを防止する観点から、反応室１０内の真空圧力を大気圧又は大気圧に近い低真空から目標真空圧力値にまで到達させる真空引き過程において、反応室１０内からガスが排出される進行過程をゆっくりと行わせたいとの要請があった。
【０００８】
この要請に対しては、従来技術の真空圧力制御システムでは、真空比例開閉弁１６を遮断状態から微小な開度となるように操作すれば、排気系のコンダクタンスは「０」から非常に小さな値へと変化し、反応室１０内からガスが排出される進行過程をゆっくりと行わせることができるので、対応することも可能となる。
【０００９】
しかし、従来技術の真空圧力制御システムでは、真空比例開閉弁１６が遮断状態になると、真空比例開閉弁１６内において、ポペット弁体に設けられたＯリングが弁座と密接するだけでなく、さらに、反応室１０内から排出される材料ガスの析出などが要因となって、ポペット弁体に設けられたＯリングが弁座と密着することがあった。
【００１０】
そのため、真空比例開閉弁１６を遮断状態から微小な開度となるように操作させた際において、Ｏリングを設けたポペット弁体は弁座から滑らかに離間することができず、ポペット弁体に設けられたＯリングが弁座との密着から解放された時点で、Ｏリングを設けたポペット弁体は弁座から勢いよく離間することとなり、真空比例開閉弁１６の開度が瞬間的に飛び出すことがあった。
【００１１】
その結果、排気系のコンダクタンスも瞬間的に大きくなり、反応室１０内からガスが排出される進行過程は当初予定していたものよりもかなり速くなって、反応室１０内のガス流れの速度が瞬間的に大きくなることから、反応室１０内でパーティクルが巻き上がることを防止することができないことがあった。
【００１２】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、真空比例開閉弁の高真空遮断機能を確保しつつ、真空容器内でパーティクルが巻き上がることを防止できる真空圧力制御システムを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために成された請求項１に係る発明は、真空容器と真空ポンプとを接続する配管上にあって開度を変化させることにより前記真空容器内の真空圧力を変化させる真空圧力制御弁において、中空状の本体部の一端に形成された、径が縮小する径縮小部と、小径中空状のフランジ部と、前記径縮小部の内側表面に形成された弁座と、前記フランジ部分に取り付けられたヒーターとを有することを特徴とする。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
このような特定事項を有する本発明の真空圧力制御システムでは、真空ポンプが真空容器内のガスを吸引して、真空容器内を真空にする。ここで、真空ポンプは一定の吸引を行っており、真空比例開閉弁が開度を変化させることにより、真空容器内から真空ポンプが吸引するガス量を調整し、真空容器内の真空圧力を変化させている。また、真空圧力センサーは、真空容器内の真空圧力を計測する。そして、目標真空圧力値と真空圧力センサーの出力が一致するように真空比例開閉弁の開度を制御する。
【００１８】
従って、真空容器内の真空圧力を大気圧又は大気圧付近から僅かに絶対真空圧側に変化させたい場合には、真空比例開閉弁を遮断状態から微小な開度に制御する。このとき、真空比例開閉弁が遮断状態にある場合には、真空容器内から排出されるガスの析出などが要因となって、弁体に設けられた弾性部材が弁座と密着するが、弁座を加熱することにより、弁体に設けられた弾性シール部材が弁座と密着することは解消される。
【００１９】
よって、弾性シール部材を設けた弁体は弁座から滑らかに離間することとなり、真空比例開閉弁の開度が瞬間的に飛び出すことを抑制できる。これにより、真空容器内の真空圧力を大気圧又は大気圧付近から僅かに絶対真空圧側に変化させた場合に、真空比例開閉弁を遮断状態から微小な開度に制御しても、真空比例開閉弁の開度が瞬間的に飛び出すことが抑制されるので、真空容器内でパーティクルが巻き上がることを防止する観点から見て、真空容器内のガス流れの速度が瞬間的に大きくなることがない。
【００２０】
尚、真空比例開閉弁を遮断すると、弁体に設けられた弾性シール部材が弁座に押圧されて密接するので、真空ポンプでガスが排出された真空容器内の真空圧力を、高真空圧の状態でも維持することができる。
【００２１】
すなわち、本発明の真空圧力制御システムは、真空容器内の真空圧力を変化させる真空比例開閉弁の弁座を加熱することにより、真空比例開閉弁が遮断状態において、弁体に設けられた弾性シール部材が弁座と密着することは解消されて、弾性シール部材を設けた弁体は弁座から滑らかに離間することができるので、真空容器内の真空圧力を大気圧又は大気圧付近から僅かに絶対真空圧側に変化させた場合に、真空比例開閉弁を遮断状態から微小な開度に制御しても、真空比例開閉弁の開度が瞬間的に飛び出すことが抑制され、真空容器内のガス流れの速度が瞬間的に大きくなることがないので、真空容器内でパーティクルが巻き上がることを防止できる。
【００２２】
また、加熱された弁座においては、真空容器内から排出されるガスが析出することがないので、真空比例開閉弁の高真空遮断機能をも持続させることができる。
【００２３】
また、真空比例開閉弁の構造がポペット式である場合には、真空比例開閉弁のボディの外側に取り付けたヒーターで弁座を加熱すると、ヒーターの熱が効率よく弁座に伝導するので、弁座の温度をヒーターで管理しやすくなる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。本実施の形態の真空圧力制御システムは、以下において指摘する異なる点を除いて、特許公報第２６７７５３６号に記載された真空圧力制御システムと同様な構成を持つものである。ここでは、その詳細は、特許公報第２６７７５３６号に記載されているので省略し、その概略について簡単に説明する。
【００２５】
図１５に、従来技術の欄で示した図１６に対する、本実施の形態の真空圧力制御システムのブロック図を示す。本実施の形態の真空圧力制御システムは、コントローラ２０、空気圧制御部３０、操作部４０である真空比例開閉弁１６、検出部６０である真空圧力センサー１４、１５から構成される。
【００２６】
コントローラ２０は、インターフェイス回路２１、真空圧力制御回路２２、シーケンス制御回路２３からなる。インターフェイス回路２１は、コントローラ２０のフロントパネルのボタンを介した現場入力による信号、及び、コントローラ２０のバックパネルのコネクタを介した遠隔入力による信号を、真空圧力制御回路２２やシーケンス制御回路２３などに適した信号に変換するものである。
【００２７】
真空圧力制御回路２２は、図１６の反応室１０内の真空圧力に対するフィードバック制御をＰＩＤ制御で行わせる回路である。シーケンス制御回路２３は、インターフェイス回路２１から与えられた動作モードに従って、空気圧制御部３０内の第１電磁弁３４の駆動コイルＳＶ１と第２電磁弁３５の駆動コイルＳＶ２とに対し、予め定められた動作をさせる回路である。
【００２８】
空気圧制御部３０は、位置制御回路３１、パルスドライブ回路３２、時間開閉動作弁３３、第１電磁弁３４、第２電磁弁３５からなる。位置制御回路３１は、真空圧力制御回路２２から与えられた弁開度指令値と、真空比例開閉弁１６に設けられたポテンショメータ１８からアンプ１９を介して与えられた弁開度計測値とを比較して、真空比例開閉弁１６の弁の位置を制御するものである。パルスドライブ回路３２は、位置制御回路３１からの制御信号に基づいて、時間開閉動作弁３３へパルス信号を送信するものである。
【００２９】
時間開閉動作弁３３は、図示しない給気側比例弁及び排気側比例弁を内蔵するものであって、パルスドライブ回路３２からのパルス信号に応じて、給気側比例弁及び排気側比例弁を時間開閉動作させるものであり、第１電磁弁３４を介して、真空比例開閉弁１６の空気圧シリンダ４１（後述する図１４参照）内の空気圧力を調整するものである。
【００３０】
操作部４０である真空比例開閉弁１６はポペット式の構造を持つものであり、図１６について言えば、反応室１０から真空ポンプ１３までの排気系のコンダクタンスを変化させるものである。図１４に真空比例開閉弁１６の断面を示す。図１４に示すように、その中央には、ピストンロッド４３が設けられている。そして、ピストンロッド４３に対し、真空比例開閉弁１６の上部である空気圧シリンダ４１内において、ピストン４４が固設され、真空比例開閉弁１６の下部であるベローズ式ポペット弁４２内において、ポペット弁体４５が固設されている。従って、空気圧シリンダ４１によりポペット弁体４５を移動させることができる。
【００３１】
この真空比例開閉弁１６では、空気圧シリンダ４１内に供給ポート１８Ａを介して圧縮空気が供給されず、空気圧シリンダ４１内が排気ポート１８Ｂを介して排気ラインと連通するときは、空気圧シリンダ４１内の空気圧が大気圧となり、空気圧シリンダ４１内の復帰バネ４６による下向きの付勢力がピストン４４に作用するので、図１４に示すように、ポペット弁体４５は弁座４７に密接し、真空比例開閉弁１６は遮断した状態となる。尚、このとき、ポペット弁体４５に設けられたＯリング５０も弁座４７に密接するので、反応室１０内の状態が高真空であっても、その真空圧を維持することができる。その高真空遮断機能は、従来技術の欄で述べたように、１．３３×１０^−９Ｐa・ｍ^３／ｓｅｃである。
【００３２】
一方、空気圧シリンダ４１内に給気ポート１８Ａを介して圧縮空気が供給されるときは、空気圧シリンダ４１内の復帰バネ４６による下向きの付勢力と、空気圧シリンダ４１内の圧縮空気による上向きの圧力とがピストン４４に同時に作用するので、そのバランスに応じて、図４に示すように、ポペット弁体４５は弁座４７から離間し、真空比例開閉弁１６は開いた状態となる。
【００３３】
よって、ポペット弁体４５が弁座４７から離間する距離は、弁のリフト量として、空気圧シリンダ４１に対する圧縮空気の供給と排気で操作することができる。尚、ポペット弁体４５が弁座４７から離間する距離は、弁のリフト量として、ピストン４４に連結されたスライドレバー４８を介して、ポテンショメータ１８で計測されるものであり、真空比例開閉弁１６の開度に相当するものである。
【００３４】
検出部である真空圧力センサー１４、１５は、図１６の反応室１０内の真空圧力を計測するキャパシタンスマノメータである。ここでは、計測される真空圧力のレンジに応じて、２個のキャパシタンスマノメータを使い分けている。
【００３５】
このような構成を持つ本実施の形態の真空圧力制御システムでは、動作モードとして、強制クローズモード（ＣＬＯＳＥ）を、コントローラ２０で選択すると、シーケンス制御回路２３は、第１電磁弁３４及び第２電磁弁３５を図１５に示すように動作させる。これにより、空気圧シリンダ４１内には圧縮空気が供給されず、空気圧シリンダ４１内は排気ラインと連通するので、空気圧シリンダ４１内の空気圧が大気圧となり、真空比例開閉弁１６は遮断した状態となる。
【００３６】
また、動作モードとして、真空圧力コントロールモード（ＰＲＥＳＳ）を、コントローラ２０で選択すると、シーケンス制御回路２３は、第１電磁弁３４を動作させることによって、時間開閉動作弁３３と空気圧シリンダ４１とを連通させる。これにより、真空比例開閉弁１６の空気圧シリンダ４１内の空気圧力が調整され、弁のリフト量が、空気圧シリンダ４１で操作できる状態となる。
【００３７】
このとき、真空圧力制御回路２２は、現場入力又は遠隔入力で指示された目標真空圧力値を目標値とするフィードバック制御を開始する。すなわち、図１６において、真空圧力センサー１４、１５で反応室１０内の真空圧力値を計測し、それと目標真空圧力値との差に応じて、真空比例開閉弁１６の開度（弁のリフト量）を操作し、排気系のコンダクタンスを変化させることによって、反応室１０内の真空圧力を目標真空圧力値に一定に保持することができる。
【００３８】
さらに、本実施の形態の真空圧力制御システムでは、真空比例開閉弁１６の弁座４７を加熱することができる。図１に、弁座４７を加熱する一態様を示した真空比例開閉弁１６の断面を示す。図１の真空比例開閉弁１６においては、ボディ４９の外側に取り付けたシリコンラバーヒーター５１Ａで弁座４７を加熱できる。
【００３９】
シリコンラバーヒーター５１Ａの取付方法は、図１に示すように、弁座４７の裏側に位置するボディ４９の外側に、固定金具５３（材質：ＳＵＳ３０４−ＣＰ、厚さ２ｍｍ）で固定することにより行う。そのためには、ボディ４９の外側に溶接された取付ナット５４に対し、固定金具５３の取付孔を通した取付ボルト５５をねじ込むことによって行う。尚、図２に、そのときの真空比例開閉弁１６の外観の斜視図を示す。また、図３に、固定金具５３の斜視図を示す。
【００４０】
また、シリコンラバーヒーター５１Ａは、サーモスタットや温度ヒューズなどの温度センサーが取り付けられており、加熱温度を最高２００℃にまで自由に調節することができる。また、シリコンラバーヒーター５１Ａと固定金具５３との間には、断熱材５２Ａが施されており、シリコンラバーヒーター５１Ａの放熱を防止している。尚、図４に、シリコンラバーヒーター５１Ａと断熱材５２Ａの上面図を示す。また、図５に、シリコンラバーヒーター５１Ａと断熱材５２Ａの斜視図を示す。
【００４１】
また、図６の真空比例開閉弁１６の断面図が示すように、弁座４７と隣接するボディ４９のフランジ部分５８に、シリコンラバーヒーター５１Ｂを取り付けて、弁座４７を加熱することもできる。このとき、シリコンラバーヒーター５１Ｂは、ボディ４９のフランジ部分５８の全周に巻き付けられ、機械ファスナー５７で固定される。図１の固定金具５３でシリコンラバーヒーター５１Ａを取り付ける場合と比べて、シリコンラバーヒーター５１Ｂの着脱がしやすく、製作コストも有利である。尚、図７に、そのときの真空比例開閉弁１６の外観の斜視図を示す。
【００４２】
シリコンラバーヒーター５１Ｂは、上述したシリコンラバーヒーター５１Ａと同様にして、サーモスタットや温度ヒューズなどの温度センサーが取り付けられており、加熱温度を最高２００℃にまで自由に調節することができる。また、シリコンラバーヒーター５１Ｂとボディ４９のフランジ部分５８の間には、薄板状のメタル５６が施されており、シリコンラバーヒーター５１Ｂの熱がボディ４９のフランジ部分５８に伝わりやすいようにしている。また、シリコンラバーヒーター５１Ｂの外側には、断熱材５２Ｂが施されており、シリコンラバーヒーター５１Ｂの放熱を防止している。尚、図８に、シリコンラバーヒーター５１Ｂと断熱材５２Ｂとメタル５６の上面図を示す。また、図９に、シリコンラバーヒーター５１Ｂと断熱材５２Ｂとメタル５６の斜視図を示す。
【００４３】
そして、本実施の形態の真空圧力制御システムでは、ボディ４９の外側に取り付けたシリコンラバーヒーター５１Ａ、５１Ｂで弁座４７を加熱した際に、シリコンラバーヒーター５１Ａ、５１Ｂの熱が効率よく伝わるようにするために、例えば、図１０の断面図で示すように、ボディ４９で形成された弁座４７の構造が工夫されている。
【００４４】
このような構成をもった本実施の形態の真空圧力制御システムで、真空ポンプ１３でガスが排出される反応室１０内の真空圧力を、大気圧又は大気圧に近い低真空から目標真空圧力値にまで到達させる真空引き過程において、反応室１０内でパーティクルが巻き上がることを防止する観点から、反応室１０内からガスが排出される進行過程をゆっくりと行わせるためには、例えば、反応室１０内の真空圧変化速度が３．３×１０^２（Ｐａ／ｓｅｃ）で一律に移行するように、真空比例開閉弁１６を遮断状態から微小な開度（弁のリフト量）に操作する。
【００４５】
図１３は、大気圧状態にあった反応室１０内の真空圧変化速度が３．３×１０^２（Ｐａ／ｓｅｃ）で一律に移行するように、真空比例開閉弁１６が遮断状態から微小な開度に操作した場合における、弁座４７の平均温度（℃）と真空比例開閉弁１６の開度（弁のリフト量）の飛び出し量（ｍｍ）の関係を示した図である。図１３によれば、弁座４７の平均温度（℃）が高いほど、真空比例開閉弁１６の開度（弁のリフト量）の飛び出し量（ｍｍ）が小さいことがわかる。このように、弁座４７の平均温度（℃）が高くなると、真空比例開閉弁１６の開度（弁のリフト量）の飛び出し量が抑制されるのは、遮断状態にある真空比例開閉弁１６では、ポペット弁体４５に設けられたＯリング５０が弁座４７に対して密接しているが、弁座４７が加熱されることによって、ポペット弁体４５に設けられたＯリング５０が弁座４７に対して密着することが解消され、真空比例開閉弁１６を遮断状態から微小な開度（弁のリフト量）となるように操作しても、Ｏリング５０を設けたポペット弁体４５が弁座４７から勢いよく離間することがないためと考えられる。
【００４６】
また、図１２に、大気圧状態にあった反応室１０内の真空圧変化速度が３．３×１０^２（Ｐａ／ｓｅｃ）で一律に移行するように、真空比例開閉弁１６が遮断状態から微小な開度（弁のリフト量）に操作した場合（図１３と同じ条件）における、真空比例開閉弁１６の開度（弁のリフト量）の飛び出し量（ｍｍ）と反応室１０内の真空圧力に対するアンダーシュート値（Ｐａ）の関係を示した図である。図１２によれば、真空比例開閉弁１６の開度（弁のリフト量）の飛び出し量（ｍｍ）が小さいほど、反応室１０内の真空圧力に対するアンダーシュート値（Ｐａ）が小さいことがわかる。これは、真空比例開閉弁１６の開度（弁のリフト量）の飛び出し量（ｍｍ）が、反応室１０から真空ポンプ１３までの排気系のコンダクタンスの増加となるためである。
【００４７】
また、図１１に、大気圧状態にあった反応室１０内の真空圧変化速度が３．３×１０^２（Ｐａ／ｓｅｃ）で一律に移行するように、真空比例開閉弁１６が遮断状態から微小な開度（弁のリフト量）に操作した場合（図１２と図１３と同じ条件）における、反応室１０内の真空圧力に対するアンダーシュート値（Ｐａ）と弁座４７の平均温度（℃）の関係を示した図である。図１１によれば、弁座４７の平均温度（℃）が高いほど、反応室１０内の真空圧力に対するアンダーシュート値（Ｐａ）が小さいことがわかる。反応室１０内の真空圧力に対するアンダーシュート値（Ｐａ）が小さくなれば、反応室１０内のガス流れの流速が瞬間的に大きくなることが防止できることから、弁座４７を加熱すれば、反応室１０内の真空圧力を大気圧又は大気圧付近から僅かに絶対真空圧側に変化させた際に、反応室１０内でパーティクルが巻き上がることを防止できる。尚、図１１〜１３の条件においては、反応室１０内のウエハーの品質を向上させるためには、アンダーシュート値（Ｐａ）が３３０Ｐａ以下になれば、反応室１０内でパーティクルが巻き上がることを防止したと言えるので、弁座４７を余裕も考慮し９０℃以上に加熱する。
【００４８】
以上詳細に説明したように、本実施の形態の真空圧力制御システムでは、真空ポンプ１３が反応室１０内のガスを吸引して、反応室１０内を真空にする。ここで、真空ポンプ１３は一定の吸引を行っており、真空比例開閉弁１６が開度（弁のリフト量）を変化させることにより、反応室１０内から真空ポンプ１３が吸引するガス量を調整し、反応室１０内の真空圧力を変化させている。また、真空圧力センサー１４、１５は、反応室１０内の真空圧力を計測する。そして、目標真空圧力値と真空圧力センサー１４、１５の出力が一致するように真空比例開閉弁１６の開度（弁のリフト量）を制御する。
【００４９】
従って、反応室１０内の真空圧力を大気圧又は大気圧付近から僅かに絶対真空圧側に変化させたい場合には、真空比例開閉弁１６を遮断状態から微小な開度（弁のリフト量）に制御する。このとき、真空比例開閉弁１６が遮断状態にある場合には、反応室１０内から排出されるガスの析出などが要因となって、ポペット弁体４５に設けられたＯリング５０が弁座４７と密着するが、弁座４７をシリコンラバーヒーター５１Ａ、５２Ｂで加熱することにより（図１、図６参照）、ポペット弁体４５に設けられたＯリング５０が弁座４７と密着することは解消される。
【００５０】
よって、Ｏリング５０を設けたポペット弁体４５は弁座４７から滑らかに離間することとなり、真空比例開閉弁１６の開度（弁のリフト量）が瞬間的に飛び出すことを抑制できる。これにより、反応室１０内の真空圧力を大気圧又は大気圧付近から僅かに絶対真空圧側に変化させた場合に、真空比例開閉弁１６を遮断状態から微小な開度（弁のリフト量）に制御しても、真空比例開閉弁１６の開度（弁のリフト量）が瞬間的に飛び出すことが抑制されるので、反応室１０内でパーティクルが巻き上がることを防止する観点から見て、反応室１０内のガス流れの速度が瞬間的に大きくなることがない（図１１〜１３参照）。
【００５１】
尚、真空比例開閉弁１６を遮断すると、ポペット弁体４５に設けられたＯリング５０が弁座４７に復帰バネ４６で押圧されて密接するので（図１４参照）、真空ポンプ１３でガスが排出された反応室１０内の真空圧力を、高真空圧の状態でも維持することができる。
【００５２】
すなわち、本実施の真空圧力制御システムは、反応室１０内の真空圧力を変化させる真空比例開閉弁１６の弁座４７を加熱することにより、真空比例開閉弁１６が遮断状態において、ポペット弁体４５に設けられたＯリング５０が弁座４７と密着することは解消されて、Ｏリング５０を設けたポペット弁体４５は弁座４７から滑らかに離間することができるので、反応室１０内の真空圧力を大気圧又は大気圧付近から僅かに絶対真空圧側に変化させた場合に、真空比例開閉弁１７を遮断状態から微小な開度（弁のリフト量）に制御しても、真空比例開閉弁１７の開度（弁のリフト量）が瞬間的に飛び出すことが抑制され、反応室１０内のガス流れの速度が瞬間的に大きくなることがないので、反応室１０内でパーティクルが巻き上がることを防止できる。
【００５３】
また、加熱された弁座４７においては、反応室１０内から排出されるガスが析出することがないので、真空比例開閉弁１６の高真空遮断機能（１．３３×１０^−９Ｐa・ｍ^３／ｓｅｃ）をも持続させることができる。
【００５４】
また、真空比例開閉弁１６の構造がポペット式であり、真空比例開閉弁１６のボディ４９の外側に取り付けたシリコンラバーヒーター５１Ａ、５２Ｂで弁座４７を加熱すると、シリコンラバーヒーター５１Ａ、５２Ｂの熱が効率よく弁座４７に伝導するので、弁座４７の温度をシリコンラバーヒーター５１Ａ、５２Ｂで管理しやすくなる。
【００５５】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態の真空圧力制御システムでは、ＣＶＤ装置の反応室１０内の真空圧力を変化させるものであったが、ＣＶＤ装置の反応室１０以外のその他の半導体製造ラインの真空容器についても、実施することは可能である。
また、本実施の形態の真空圧力制御システムでは、真空比例開閉弁１７のポペット弁体４５に設けられた弾性シール部材はＯリング５０であったが、真空比例開閉弁１７の高真空遮断機能を維持できるものであり、弁座４７を加熱することによって弁座４７に対して密着することが解消されるものであれば、Ｏリング５０以外のものであってもよい。
【００５６】
【発明の効果】
本発明の真空圧力制御システムは、真空容器内の真空圧力を変化させる真空比例開閉弁の弁座を加熱することにより、真空比例開閉弁が遮断状態において、弁体に設けられた弾性シール部材が弁座と密着することは解消されて、弾性シール部材を設けた弁体は弁座から滑らかに離間することができるので、真空容器内の真空圧力を大気圧又は大気圧付近から僅かに絶対真空圧側に変化させた場合に、真空比例開閉弁を遮断状態から微小な開度に制御しても、真空比例開閉弁の開度が瞬間的に飛び出すことが抑制され、真空容器内のガス流れの速度が瞬間的に大きくなることがないので、真空容器内でパーティクルが巻き上がることを防止できる。
【００５７】
また、加熱された弁座においては、真空容器内から排出されるガスが析出することがないので、真空比例開閉弁の高真空遮断機能をも持続させることができる。
【００５８】
また、真空比例開閉弁の構造がポペット式である場合には、真空比例開閉弁のボディの外側に取り付けたヒーターで弁座を加熱すると、ヒーターの熱が効率よく弁座に伝導するので、弁座の温度をヒーターで管理しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】真空比例開閉弁の弁座をシリコンラバーヒーターで加熱する態様の一例を示した断面図である。
【図２】図１の真空比例開閉弁の外観を示した斜視図である。
【図３】図１のシリコンラバーヒーターを真空比例開閉弁のボディに取り付ける固定金具である。
【図４】図１のシリコンラバーヒーターと断熱材の上面図である。
【図５】図１のシリコンラバーヒーターと断熱材の斜視図である。
【図６】真空比例開閉弁の弁座をシリコンラバーヒーターで加熱する態様の一例を示した断面図である。
【図７】図２の真空比例開閉弁の外観を示した斜視図である。
【図８】図２のシリコンラバーヒーターと断熱材の上面図である。
【図９】図３のシリコンラバーヒーターと断熱材の斜視図である。
【図１０】真空比例開閉弁の弁座とフランジ部を含んだボディの断面図である。
【図１１】真空比例開閉弁の弁座の平均温度とアンダーシュートの値の関係を示した図である。
【図１２】真空比例開閉弁の飛出しストロークとアンダーシュートの値の関係を示した図である。
【図１３】真空比例開閉弁の弁座の平均温度と真空比例開閉弁の飛出しストロークとの関係を示した図である。
【図１４】真空比例開閉弁が遮断状態にあるときの断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態の真空圧力制御システムの概略を示したブロック図である。
【図１６】ＣＶＤ装置及びその排気系の概要を示した図である。
【符号の説明】
１０反応室
１３真空ポンプ
１４、１５真空圧力センサー
１６真空比例開閉弁
４５真空比例開閉弁の弁体
４７真空比例開閉弁の弁座
４９真空比例開閉弁のボディ
５０真空比例開閉弁の弁体に設けられたＯリング
５８真空比例開閉弁のボディのフランジ部分
５１Ａ、５１Ｂシリコンラバーヒーター

Claims

真空容器と真空ポンプとを接続する配管上にあって開度を変化させることにより前記真空容器内の真空圧力を変化させる真空圧力制御弁において、
中空状の本体部の一端に形成された、径が縮小する径縮小部と、小径中空状のフランジ部と、
前記径縮小部の内側表面に形成された弁座と、
前記フランジ部分に取り付けられたヒーターとを有することを特徴とする真空圧力制御弁。