圧力制御装置
【課題】精密かつ高速に圧力制御を行なうことができる圧力制御装置を提供すること。
【解決手段】実施形態の圧力制御装置は、バルブと、前記バルブに接続されている軸部と、ソレノイド部と、マイクロメータ部と、制御部と、を備えている。前記ソレノイド部は、前記軸部をソレノイド駆動によって軸方向に移動させることにより、前記軸部を介して前記バルブのゲート開度を調整し、前記マイクロメータ部は、前記軸部に着脱自在に取り付けられるとともに、前記軸部に取り付けられた場合には前記軸部をねじ機構によって軸方向に移動させることにより、前記軸部を介して前記バルブのゲート開度を調整する。前記制御部は、前記マイクロメータ部を用いて前記ガス圧力を制御する際には、前記マイクロメータ部を前記軸部に取り付け、前記ガス圧力を制御する際には、前記マイクロメータ部を前記軸部から取り外す。
【解決手段】実施形態の圧力制御装置は、バルブと、前記バルブに接続されている軸部と、ソレノイド部と、マイクロメータ部と、制御部と、を備えている。前記ソレノイド部は、前記軸部をソレノイド駆動によって軸方向に移動させることにより、前記軸部を介して前記バルブのゲート開度を調整し、前記マイクロメータ部は、前記軸部に着脱自在に取り付けられるとともに、前記軸部に取り付けられた場合には前記軸部をねじ機構によって軸方向に移動させることにより、前記軸部を介して前記バルブのゲート開度を調整する。前記制御部は、前記マイクロメータ部を用いて前記ガス圧力を制御する際には、前記マイクロメータ部を前記軸部に取り付け、前記ガス圧力を制御する際には、前記マイクロメータ部を前記軸部から取り外す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、圧力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造に用いられる半導体製造装置では、プロセスガスをプロセスチャンバ内に流す際のガス圧力を正確に制御する必要がある。
【０００３】
しかしながら、ソレノイドバルブを用いた圧力制御では、半導体製造装置毎に圧力制御のばらつきが生じていたので、精密な圧力制御が困難であるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１１６３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、精密かつ高速に圧力制御を行なうことができる圧力制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、圧力制御装置が提供される。圧力制御装置は、バルブと、前記バルブに接続されている軸部と、ソレノイド部と、マイクロメータ部と、制御部と、を備えている。前記バルブは、上流側ガス配管と下流側ガス配管との間のゲート開度を調整することによって前記上流側ガス配管内または前記下流側ガス配管内のガス圧力を調整する。前記ソレノイド部は、前記軸部をソレノイド駆動によって軸方向に移動させることにより、前記軸部を介して前記バルブのゲート開度を調整する。前記マイクロメータ部は、前記軸部に着脱自在に取り付けられるとともに、前記軸部に取り付けられた場合には前記軸部をねじ機構によって軸方向に移動させることにより、前記軸部を介して前記バルブのゲート開度を調整する。前記制御部は、前記上流側ガス配管内または前記下流側ガス配管内のガス圧力が所望のガス圧力となるよう、前記ソレノイド部および前記マイクロメータ部を制御する。また、前記制御部は、前記マイクロメータ部を用いて前記ガス圧力を制御する際には、前記マイクロメータ部を前記軸部に取り付けるとともに、前記ソレノイド部を用いて前記ガス圧力を制御する際には、前記マイクロメータ部を前記軸部から取り外す。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態に係る圧力制御装置を備えた半導体製造装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係る圧力制御装置の構成を示す図である。
【図３】図３は、実施形態に係るマイクロメータの構成例を示す図である。
【図４】図４は、軸部の移動制御を説明するための図である。
【図５】図５は、ソレノイドバルブを用いた圧力制御特性を示す図である。
【図６】図６は、軸部の中央部で軸部を回転させる場合の回転機構を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、実施形態に係る圧力制御装置を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。
【０００９】
（実施形態）
図１は、実施形態に係る圧力制御装置を備えた半導体製造装置の構成を示す図である。半導体製造装置１００は、プロセスチャンバＣと、配管（上流側ガス配管）６Ｐと、圧力制御装置１と、配管（下流側ガス配管）６Ｑと、排気ポンプ３０と、を備えている。本実施形態の圧力制御装置１は、所望のタイミングで、マイクロメータ４０による配管内のガス圧力制御と、ソレノイドコイル３による配管内のガス圧力制御と、を切替える。圧力制御装置１は、例えば、配管内のガス圧力が所定値よりも低い場合には、マイクロメータ４０によって配管内のガス圧力を制御し、配管内のガス圧力が所定値よりも高い場合には、ソレノイドコイルによって配管内のガス圧力を制御する。
【００１０】
プロセスチャンバＣは、半導体装置（半導体集積回路）が形成される基板（ウェハ）に対し、ウェハ上に薄膜を形成する処理室である。プロセスチャンバＣへは、真空状態でプロセスガスが導入されてウェハ上に薄膜が形成される。そして、プロセスチャンバＣからは、所定量のガスが排ガスとして排出される。プロセスチャンバＣからの排ガスは、配管６Ｐ，６Ｑを介して排気ポンプ３０に送られ、排気ポンプ３０を介して外部（排ガス処理装置）などに送られる。
【００１１】
半導体製造装置１００では、配管６Ｐと配管６Ｑとの間に圧力制御装置１が設けられており、圧力制御装置１によって配管６Ｐ内のガス圧力が制御される。そして、配管６Ｐ内のガス圧力が制御されることにより、プロセスチャンバＣ内のプロセスガス圧力が制御される。
【００１２】
本実施形態の圧力制御装置１は、バルブ２１と、ソレノイドコイル３と、マイクロメータ４０と、切替部５と、を有している。ソレノイドコイル３は、配管６Ｐ，６Ｑ内のバルブ２１をソレノイド駆動によって軸方向に移動させることにより、配管６Ｐから配管６Ｑへの排ガス流量を調整する。マイクロメータ４０は、ねじ機構によってバルブ２１を軸方向に移動させることにより、配管６Ｐから配管６Ｑへのガス排出量を調整する。
【００１３】
切替部５は、ソレノイドコイル３、マイクロメータ４０に接続されている。切替部５は、バルブ２１の動作を制御するマイコン１０Ｘを備えている。マイコン１０Ｘは、ソレノイドコイル３、マイクロメータ４０のそれぞれに、動作指示（ＯＮ／ＯＦＦの切替え）を送ることにより、ソレノイドコイル３、マイクロメータ４０の動作を制御する。
【００１４】
本実施形態のマイコン１０Ｘは、ソレノイドコイル３によるバルブ２１の開閉制御と、マイクロメータ４０によるバルブ２１の開閉制御と、を切替える。マイコン１０Ｘは、例えば、配管６Ｐから配管６Ｑへ少量の排ガスを排出させる場合にマイクロメータ４０によってバルブ２１を動作させ、配管６Ｐから配管６Ｑへ多量の排ガスを排出させる場合にソレノイドコイル３によってバルブ２１を動作させる。これにより、少量の排ガスを排出させる場合には、マイクロメータ４０によって精密な排圧制御が可能となり、多量の排ガスを排出させる場合には、ソレノイドコイル３によって高速な排圧制御が可能となる。
【００１５】
つぎに、圧力制御装置１の構成について説明する。図２は、実施形態に係る圧力制御装置の構成を示す図である。圧力制御装置１は、配管６Ｐと配管６Ｑとの間に配置され、配管６Ｐから配管６Ｑへの排ガス流量を制御する。
【００１６】
圧力制御装置１は、筐体２５と、軸部１１，１２，１３と、ソレノイドコイル３と、バルブ２１と、真空シールド２２と、マイクロコンピュータ（マイコン）１０Ｘと、ガイド部４Ｘと、モータＭと、を備えている。軸部１１〜１３、ガイド部４Ｘ、モータＭを用いてマイクロメータ４０が構成されている。
【００１７】
軸部１１，１２，１３は、同軸上に並ぶよう棒状部材で一体に形成されており、その一方の先端部（図２では軸部１１の左端部）にバルブ２１が配置されている。軸部１１〜１３は、軸部１１〜１３の軸方向（図内の左右方向）に移動することにより、バルブ２１を軸部１１の軸方向に移動させる。
【００１８】
バルブ２１は、配管６Ｐ，６Ｑ内で軸部１１〜１３の軸方向に移動することにより、配管６Ｐと配管６Ｑとの間の隙間量を調節する。例えば、バルブ２１が図内の左側に移動することにより、配管６Ｐと配管６Ｑとの間の隙間（ゲート開度）は狭くなる。これにより、配管６Ｐから配管６Ｑに流れる排ガス流量が少なくなり、その結果、プロセスチャンバＣ内の圧力が上昇する。また、バルブ２１が図内の右側に移動することにより、配管６Ｐと配管６Ｑとの間の隙間は広くなる。これにより、配管６Ｐから配管６Ｑに流れる排ガス流量が多くなり、その結果、プロセスチャンバＣ内の圧力が減少する。
【００１９】
配管６Ｐ内には、バラトロンセンサＳが設けられている。バラトロンセンサＳは、配管６Ｐ内のガス圧力を計測する。バラトロンセンサＳは、ガス圧力の計測結果をマイコン１０Ｘに送る。
【００２０】
真空シールド２２は、配管６Ｐ，６Ｑと筐体２５とが接合される接合位置に配置されている。真空シールド２２は、軸部１１，１２を貫通させる貫通孔を有しており、貫通孔に軸部１１，１２が貫通自在（挿入自在）に挿入されている。真空シールド２２は、配管６Ｐ，６Ｑと筐体２５との間で気体の流出入が起こらないよう気密を保ちつつ軸部１１，１２を軸方向に移動可能なよう構成されている。本実施形態では、説明の便宜上、軸部のうち真空シールド２２とバルブ２１との間の軸部を軸部１１とし、真空シールド２２とガイド部４Ｘとの間の軸部を軸部１２とし、ガイド部４Ｘよりもソレノイドコイル３側の軸部を軸部１３として説明する。したがって、軸部１２，１３の間には、ガイド部４Ｘが配置され、軸部１３の右端側には、ソレノイドコイル３が巻きつけられている。
【００２１】
ソレノイドコイル３は、ソレノイド駆動によって軸部１１〜１３を軸方向に移動させる。ソレノイドコイル３は、マイコン１０Ｘからの指示（信号Ｃｘ）に従って、軸部１３を軸方向に移動させる。ソレノイドコイル３は、信号Ｃｘに応じた位置に軸部１３を移動させる。
【００２２】
モータＭは、マイコン１０Ｘからの指示（信号Ａｘ）に従い、回転動力を用いて軸部１３を軸回転させる。モータＭは、例えば、軸部１３の端部側（軸部１２と反対側）（図２では右端部側）に接続されており、軸部１３を端部側から回転させる。ガイド部４Ｘは、マイコン１０ＸからモータＭへの信号Ａｘに応じた位置に軸部１３を移動させる。
【００２３】
本実施形態のガイド部４Ｘは、２つの半円筒状部材で構成された開閉機構を有している。２つの半円筒状部材は、その内壁面が軸部１２，１３の外周部を囲うように配置されており、マイコン１０Ｘからガイド部４Ｘへの信号Ｂｘに応じて開閉する。ガイド部４Ｘは、半円筒状部材を軸部１２，１３に近付けることにより閉状態となり、半円筒状部材を軸部１２，１３から遠ざけることにより開状態となる。
【００２４】
ガイド部４Ｘを用いて軸部１３を移動させる際には、半円筒状部材が閉状態となり、ソレノイドコイル３を用いて軸部１３を移動させる際には、半円筒状部材が開状態となる。
【００２５】
軸部１２，１３の外壁面には、おねじのねじ溝が設けられており、半円筒状部材の内壁面には、めねじのねじ溝が設けられている。換言すると、軸部１２，１３は、ボルトとして機能し、半円筒状部材はナットとして機能する。半円筒状部材を閉状態にする場合、各半円筒状部材のねじ溝が軸部１２，１３のねじ溝へ嵌め合わされる。軸部１２，１３は、モータＭの回転により、ねじ溝に沿って回転し、ねじ溝に沿った回転により軸方向に移動する。
【００２６】
マイコン１０Ｘは、バラトロンセンサＳからの圧力値（ガス圧力）に基づいて、配管６Ｐ内が所望のガス圧力となるようソレノイドコイル３、モータＭ、ガイド部４Ｘに指示を送る。具体的には、マイコン１０Ｘは、ソレノイドコイル３に軸部１３の移動指示（信号Ｃｘ）を送信する。また、マイコン１０Ｘは、モータＭに軸部１３の移動指示（信号Ａｘ）を送信し、ガイド部４Ｘに開閉指示（信号Ｂｘ）を送信する。
【００２７】
マイコン１０Ｘは、軸部１３の移動指示をモータＭに送信する際には、半円筒状部材を閉状態にする指示をガイド部４Ｘに送信する。また、マイコン１０Ｘは、軸部１３の停止指示をモータＭに送信する際には、半円筒状部材を開状態にする指示をガイド部４Ｘに送信する。
【００２８】
また、マイコン１０Ｘは、軸部１３の移動指示をソレノイドコイル３に送信する際には、軸部１３の停止指示をモータＭに送信するとともに、半円筒状部材を開状態にする指示をガイド部４Ｘに送信する。
【００２９】
筐体２５は、概略筒状をなしており、軸部１２，１３、ソレノイドコイル３、真空シールド２２、ガイド部４Ｘ、モータＭを格納する。筐体２５は、真空シールド２２を介して配管６Ｐ，６Ｑに接続されている。
【００３０】
圧力制御装置１では、ガイド部４Ｘおよびソレノイドコイル３の何れか一方の動作が軸部１２に伝えられることによって軸部１２が軸方向に移動する。これにより、軸部１１が軸方向に移動し、バルブ２１が、軸部１１の軸方向に移動する。
【００３１】
このように、バルブ２１は、マイコン１０Ｘからの指示に応じた位置に移動する。そして、配管６Ｐ内の排ガスは、バルブ２１の位置に応じて設けられた配管６Ｐと配管６Ｑとの間の隙間から配管６Ｑへ流れていく。
【００３２】
本実施形態では、所望の位置、所望のタイミングでガイド部４Ｘによる圧力制御とソレノイドコイル３による圧力制御が切替えられる。例えば、マイコン１０Ｘは、精密な圧力制御を行なう場合にガイド部４Ｘに圧力制御を行なわせ、高速な圧力制御を行なう場合にソレノイドコイル３に圧力制御を行なわせる。具体的には、配管６Ｐ，６ＱのＡＰＣ（Air Pressure Control）開度が所定値よりも低い場合（配管６Ｐ内のガス圧力が所定値よりも低い場合）には、ガイド部４Ｘによって配管６Ｐ内の圧力が制御される。また、配管６Ｐ，６ＱのＡＰＣ開度が所定値よりも高い場合（配管６Ｐ内のガス圧力が所定値よりも高い場合）には、ソレノイドコイル３によって配管６Ｐ内の圧力を制御される。
【００３３】
つぎに、ガイド部４Ｘの構成について説明する。図３は、実施の形態に係るガイド部の構成例を示す図である。ガイド部４Ｘは、半円筒状部材４Ａ，４Ｂを含んで構成されている。図３の上側に示した半円筒状部材が半円筒状部材４Ａであり、下側に示した半円筒状部材が半円筒状部材４Ｂである。半円筒状部材４Ａ，４Ｂは、円筒部材を、中心軸を含む平面で切断した形状をなしている。
【００３４】
半円筒状部材４Ａ，４Ｂは、中心軸方向に近付く方向または遠ざかる方向に移動可能なよう構成されている。換言すると、半円筒状部材４Ａ，４Ｂは、着脱自在に軸部１２，１３に取り付けられている。半円筒状部材４Ａ，４Ｂは、互いに中心軸方向に近付くことにより当接すると、半円筒状部材４Ａと半円筒状部材４Ｂとで円筒形状をなす。このとき、半円筒状部材４Ａ，４Ｂは、自身の内壁面で軸部１２，１３を挟み込む。
【００３５】
半円筒状部材４Ａ，４Ｂの内壁面には、ねじ山が設けられており、軸部１２，１３に設けられているねじ溝と嵌め合わされる。なお、半円筒状部材４Ａ，４Ｂのねじ山と、軸部１２，１３のねじ溝と、の嵌め合わせにずれが生じている場合には、モータＭが軸部１３を回転させることによって嵌め合わせ位置の調整を行なってもよい。
【００３６】
本実施形態では、ガイド部４Ｘを用いて軸部１２，１３を移動させる場合には、半円筒状部材４Ａ，４Ｂが中心軸方向に近付けられ、これにより、半円筒状部材４Ａ，４Ｂのねじ山と、軸部１２，１３のねじ溝とが嵌め合わされる。一方、ソレノイドコイル３を用いて軸部１２，１３を移動させる場合には、半円筒状部材４Ａ，４Ｂが中心軸方向から遠ざけられ、これにより、半円筒状部材４Ａ，４Ｂのねじ山が軸部１２，１３のねじ溝から外される。
【００３７】
半円筒状部材４Ａ，４Ｂが軸部１２，１３に嵌め合わされた状態では、軸部１２，１３が、半円筒状部材４Ａ，４Ｂのねじ山に沿って回転しながら軸方向に移動する。一方、半円筒状部材４Ａ，４Ｂが軸部１２，１３から外された状態では、軸部１２，１３が、半円筒状部材４Ａ，４Ｂとは無関係に移動する。
【００３８】
図４は、軸部の移動制御を説明するための図である。図４の（ａ）は、軸部１３が停止している状態を示している。また、図４の（ｂ）は、軸部１３をソレノイドコイル３によって移動させている状態を示し、図４の（ｃ）は、軸部１３をガイド部４Ｘによって移動させている状態を示している。
【００３９】
図４の（ａ）に示すように、モータＭへ送る信号Ａｘ、ソレノイドコイル３へ送る信号Ｃｘ、ガイド部４Ｘへ送る信号Ｂｘを、それぞれをＯＦＦにすることにより、軸部１３は停止する。これにより、バルブ２１の開閉動作も停止する。
【００４０】
図４の（ｂ）に示すように、モータＭへ送る信号ＡｘをＯＦＦにし、且つ半円筒状部材４Ａ，４Ｂを開にした状態でガイド部４Ｘへ送る信号ＢｘをＯＦＦにし、且つソレノイドコイル３へ送る信号ＣｘをＯＮにすることにより、軸部１３はソレノイドコイル３によって移動させられる。このとき、ソレノイドコイル３へは、バルブ２１を移動させる位置に応じた信号Ｃｘが送られる。これにより、バルブ２１の開閉動作は、ソレノイドコイル３によって制御されることとなる。
【００４１】
図４の（ｃ）に示すように、モータＭへ送る信号Ａｘ、ガイド部４Ｘへ送る信号Ｂｘを、それぞれをＯＮにし、且つソレノイドコイル３へ送る信号ＣｘをＯＦＦにすることにより、軸部１３はガイド部４ＸおよびモータＭによって移動させられる。このとき、ガイド部４Ｘへは、バルブ２１を移動させる位置に応じた信号Ａｘが送られる。これにより、バルブ２１の開閉動作は、ガイド部４ＸおよびモータＭによって制御されることとなる。
【００４２】
このように、本実施形態では、ガイド部４Ｘによるバルブ２１の開閉動作と、ソレノイドコイル３によるバルブ２１の開閉動作と、が切替えられる。これにより、半導体製造装置１００では、ガイド部４Ｘおよびソレノイドコイル３の何れかを一方を用いた圧力制御が行なわれる。
【００４３】
例えば、ソレノイドバルブのみを用いた圧力制御では、半導体製造装置毎に圧力制御のばらつきを生じる場合がある。図５は、ソレノイドバルブを用いた圧力制御特性を示す図である。図５では、横軸がＡＰＣ開度であり、縦軸が炉内圧力（チャンバ内の圧力）である。ソレノイドバルブのみを用いてチャンバ内の圧力を制御した場合、ＡＰＣ開度（ゲート開度）が低い場合に、第１の半導体製造装置の圧力特性ａと第２の半導体製造装置の圧力特性ｂとで異なる特性を示している。
【００４４】
本実施形態では、ＡＰＣ開度が所定値よりも低い場合には、ガイド部４Ｘによって圧力を制御することができるので、精密な圧力制御が可能となる。また、ＡＰＣ開度が所定値よりも高い場合には、ソレノイドコイル３によって圧力を制御することができるので、高速な圧力制御が可能となる。
【００４５】
なお、本実施形態では、バラトロンセンサＳを配管６Ｐ内に配置する場合について説明したが、バラトロンセンサＳは、配管６Ｑ内に配置してもよい。この場合、バラトロンセンサＳは、配管６Ｑ内のガス圧力を計測し、圧力制御装置１は、配管６Ｑ内の圧力を制御する。また、半導体製造装置１００において、圧力制御装置１をプロセスガス導入側の配管上に配置してもよい。また、ソレノイドコイル３をガイド部４Ｘよりもバルブ２１側に配置してもよい。
【００４６】
また、本実施の形態では、モータＭが軸部１３を端部側（軸部１２と反対側）から回転させる場合について説明したが、軸部１３をガイド部４Ｘとソレノイドコイル３との間（軸部１３の中央部）から回転させてもよい。また、モータＭは、軸部１２の中央部から軸部１２を回転させてもよい。ここで、モータＭが軸部１２や軸部１３を中央部から回転させる場合について説明する。
【００４７】
図６は、軸部の中央部で軸部を回転させる場合の回転機構を説明するための図である。図６では、軸部１２を軸部１２の端部以外の箇所（中央部）で回転させる場合の回転機構を示している。回転機構は、モータＭと、回転駆動部２０Ａ，２０Ｂと、を含んで構成されている。
【００４８】
回転駆動部２０Ａ，２０Ｂは、概略円柱状（円板状）をなしている。回転駆動部２０Ａ，２０Ｂは、モータＭに接続されており、モータＭにより、柱軸を回転軸として回転させられる。回転駆動部２０Ａ，２０Ｂは、軸部１２の近傍に配置されており、モータＭを用いて軸部１２を回転させる際には、回転駆動部２０Ａ，２０Ｂの側面が軸部１２に当接させられる。一方、モータＭを用いた軸部１２の回転を行わない場合には、回転駆動部２０Ａ，２０Ｂの側面が軸部１２から遠ざけられる。
【００４９】
回転駆動部２０Ａ，２０Ｂの側面には、例えば滑り止め材を配置しておく。また、回転駆動部２０Ａ，２０Ｂの側面には、軸部１２との間で摩擦力を大きくするための溝を設けておく。この構成により、回転駆動部２０Ａ，２０Ｂの側面が軸部１２に当接した状態で回転駆動部２０Ａ，２０Ｂが回転すると、回転駆動部２０Ａ，２０Ｂと軸部１２との間の摩擦力により、軸部１２が回転する。なお、ここでは回転駆動部が、回転駆動部２０Ａ，２０Ｂの２つである場合について説明したが、回転駆動部は、１つでもよいし、３つ以上であってもよい。
【００５０】
半導体装置（半導体集積回路）を製造する際には、種々の半導体製造装置でウェハ処理が行われる。具体的には、成膜装置（半導体製造装置１００など）が、ウェハ上に膜を成膜し、その後、レジスト塗布装置がウェハにレジストを塗布する。そして、露光装置がマスクを用いてウェハに露光を行なう。その後、現像装置がウェハを現像してウェハ上にレジストパターンを形成する。そして、レジストパターンをマスクとしてエッチング装置がウェハの下層側をエッチングする。これにより、レジストパターンに対応する実パターンがウェハ上に形成される。半導体装置を製造する際には、成膜処理、レジスト塗布処理、露光処理、現像処理、エッチング処理などがレイヤ毎に繰り返される。
【００５１】
このように実施形態によれば、ガイド部４Ｘを軸部１２，１３に着脱自在な半円筒状部材４Ａ，４Ｂで構成しているので、所望のタイミングでガイド部４Ｘ（マイクロメータ４０）による圧力制御とソレノイドコイル３による圧力制御とを、切替えることができる。したがって、精密かつ高速な圧力制御を行なうことが可能となる。
【００５２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５３】
１…圧力制御装置、３…ソレノイドコイル、４Ａ，４Ｂ…半円筒状部材、４Ｘ…ガイド部、５…切替部、６Ｐ，６Ｑ…配管、１０Ｘ…マイコン、１１〜１３…軸部、２０Ａ，２０Ｂ…回転駆動部、２１…バルブ、４０…マイクロメータ、１００…半導体製造装置、Ｍ…モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、圧力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造に用いられる半導体製造装置では、プロセスガスをプロセスチャンバ内に流す際のガス圧力を正確に制御する必要がある。
【０００３】
しかしながら、ソレノイドバルブを用いた圧力制御では、半導体製造装置毎に圧力制御のばらつきが生じていたので、精密な圧力制御が困難であるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１１６３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、精密かつ高速に圧力制御を行なうことができる圧力制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、圧力制御装置が提供される。圧力制御装置は、バルブと、前記バルブに接続されている軸部と、ソレノイド部と、マイクロメータ部と、制御部と、を備えている。前記バルブは、上流側ガス配管と下流側ガス配管との間のゲート開度を調整することによって前記上流側ガス配管内または前記下流側ガス配管内のガス圧力を調整する。前記ソレノイド部は、前記軸部をソレノイド駆動によって軸方向に移動させることにより、前記軸部を介して前記バルブのゲート開度を調整する。前記マイクロメータ部は、前記軸部に着脱自在に取り付けられるとともに、前記軸部に取り付けられた場合には前記軸部をねじ機構によって軸方向に移動させることにより、前記軸部を介して前記バルブのゲート開度を調整する。前記制御部は、前記上流側ガス配管内または前記下流側ガス配管内のガス圧力が所望のガス圧力となるよう、前記ソレノイド部および前記マイクロメータ部を制御する。また、前記制御部は、前記マイクロメータ部を用いて前記ガス圧力を制御する際には、前記マイクロメータ部を前記軸部に取り付けるとともに、前記ソレノイド部を用いて前記ガス圧力を制御する際には、前記マイクロメータ部を前記軸部から取り外す。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態に係る圧力制御装置を備えた半導体製造装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係る圧力制御装置の構成を示す図である。
【図３】図３は、実施形態に係るマイクロメータの構成例を示す図である。
【図４】図４は、軸部の移動制御を説明するための図である。
【図５】図５は、ソレノイドバルブを用いた圧力制御特性を示す図である。
【図６】図６は、軸部の中央部で軸部を回転させる場合の回転機構を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、実施形態に係る圧力制御装置を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。
【０００９】
（実施形態）
図１は、実施形態に係る圧力制御装置を備えた半導体製造装置の構成を示す図である。半導体製造装置１００は、プロセスチャンバＣと、配管（上流側ガス配管）６Ｐと、圧力制御装置１と、配管（下流側ガス配管）６Ｑと、排気ポンプ３０と、を備えている。本実施形態の圧力制御装置１は、所望のタイミングで、マイクロメータ４０による配管内のガス圧力制御と、ソレノイドコイル３による配管内のガス圧力制御と、を切替える。圧力制御装置１は、例えば、配管内のガス圧力が所定値よりも低い場合には、マイクロメータ４０によって配管内のガス圧力を制御し、配管内のガス圧力が所定値よりも高い場合には、ソレノイドコイルによって配管内のガス圧力を制御する。
【００１０】
プロセスチャンバＣは、半導体装置（半導体集積回路）が形成される基板（ウェハ）に対し、ウェハ上に薄膜を形成する処理室である。プロセスチャンバＣへは、真空状態でプロセスガスが導入されてウェハ上に薄膜が形成される。そして、プロセスチャンバＣからは、所定量のガスが排ガスとして排出される。プロセスチャンバＣからの排ガスは、配管６Ｐ，６Ｑを介して排気ポンプ３０に送られ、排気ポンプ３０を介して外部（排ガス処理装置）などに送られる。
【００１１】
半導体製造装置１００では、配管６Ｐと配管６Ｑとの間に圧力制御装置１が設けられており、圧力制御装置１によって配管６Ｐ内のガス圧力が制御される。そして、配管６Ｐ内のガス圧力が制御されることにより、プロセスチャンバＣ内のプロセスガス圧力が制御される。
【００１２】
本実施形態の圧力制御装置１は、バルブ２１と、ソレノイドコイル３と、マイクロメータ４０と、切替部５と、を有している。ソレノイドコイル３は、配管６Ｐ，６Ｑ内のバルブ２１をソレノイド駆動によって軸方向に移動させることにより、配管６Ｐから配管６Ｑへの排ガス流量を調整する。マイクロメータ４０は、ねじ機構によってバルブ２１を軸方向に移動させることにより、配管６Ｐから配管６Ｑへのガス排出量を調整する。
【００１３】
切替部５は、ソレノイドコイル３、マイクロメータ４０に接続されている。切替部５は、バルブ２１の動作を制御するマイコン１０Ｘを備えている。マイコン１０Ｘは、ソレノイドコイル３、マイクロメータ４０のそれぞれに、動作指示（ＯＮ／ＯＦＦの切替え）を送ることにより、ソレノイドコイル３、マイクロメータ４０の動作を制御する。
【００１４】
本実施形態のマイコン１０Ｘは、ソレノイドコイル３によるバルブ２１の開閉制御と、マイクロメータ４０によるバルブ２１の開閉制御と、を切替える。マイコン１０Ｘは、例えば、配管６Ｐから配管６Ｑへ少量の排ガスを排出させる場合にマイクロメータ４０によってバルブ２１を動作させ、配管６Ｐから配管６Ｑへ多量の排ガスを排出させる場合にソレノイドコイル３によってバルブ２１を動作させる。これにより、少量の排ガスを排出させる場合には、マイクロメータ４０によって精密な排圧制御が可能となり、多量の排ガスを排出させる場合には、ソレノイドコイル３によって高速な排圧制御が可能となる。
【００１５】
つぎに、圧力制御装置１の構成について説明する。図２は、実施形態に係る圧力制御装置の構成を示す図である。圧力制御装置１は、配管６Ｐと配管６Ｑとの間に配置され、配管６Ｐから配管６Ｑへの排ガス流量を制御する。
【００１６】
圧力制御装置１は、筐体２５と、軸部１１，１２，１３と、ソレノイドコイル３と、バルブ２１と、真空シールド２２と、マイクロコンピュータ（マイコン）１０Ｘと、ガイド部４Ｘと、モータＭと、を備えている。軸部１１〜１３、ガイド部４Ｘ、モータＭを用いてマイクロメータ４０が構成されている。
【００１７】
軸部１１，１２，１３は、同軸上に並ぶよう棒状部材で一体に形成されており、その一方の先端部（図２では軸部１１の左端部）にバルブ２１が配置されている。軸部１１〜１３は、軸部１１〜１３の軸方向（図内の左右方向）に移動することにより、バルブ２１を軸部１１の軸方向に移動させる。
【００１８】
バルブ２１は、配管６Ｐ，６Ｑ内で軸部１１〜１３の軸方向に移動することにより、配管６Ｐと配管６Ｑとの間の隙間量を調節する。例えば、バルブ２１が図内の左側に移動することにより、配管６Ｐと配管６Ｑとの間の隙間（ゲート開度）は狭くなる。これにより、配管６Ｐから配管６Ｑに流れる排ガス流量が少なくなり、その結果、プロセスチャンバＣ内の圧力が上昇する。また、バルブ２１が図内の右側に移動することにより、配管６Ｐと配管６Ｑとの間の隙間は広くなる。これにより、配管６Ｐから配管６Ｑに流れる排ガス流量が多くなり、その結果、プロセスチャンバＣ内の圧力が減少する。
【００１９】
配管６Ｐ内には、バラトロンセンサＳが設けられている。バラトロンセンサＳは、配管６Ｐ内のガス圧力を計測する。バラトロンセンサＳは、ガス圧力の計測結果をマイコン１０Ｘに送る。
【００２０】
真空シールド２２は、配管６Ｐ，６Ｑと筐体２５とが接合される接合位置に配置されている。真空シールド２２は、軸部１１，１２を貫通させる貫通孔を有しており、貫通孔に軸部１１，１２が貫通自在（挿入自在）に挿入されている。真空シールド２２は、配管６Ｐ，６Ｑと筐体２５との間で気体の流出入が起こらないよう気密を保ちつつ軸部１１，１２を軸方向に移動可能なよう構成されている。本実施形態では、説明の便宜上、軸部のうち真空シールド２２とバルブ２１との間の軸部を軸部１１とし、真空シールド２２とガイド部４Ｘとの間の軸部を軸部１２とし、ガイド部４Ｘよりもソレノイドコイル３側の軸部を軸部１３として説明する。したがって、軸部１２，１３の間には、ガイド部４Ｘが配置され、軸部１３の右端側には、ソレノイドコイル３が巻きつけられている。
【００２１】
ソレノイドコイル３は、ソレノイド駆動によって軸部１１〜１３を軸方向に移動させる。ソレノイドコイル３は、マイコン１０Ｘからの指示（信号Ｃｘ）に従って、軸部１３を軸方向に移動させる。ソレノイドコイル３は、信号Ｃｘに応じた位置に軸部１３を移動させる。
【００２２】
モータＭは、マイコン１０Ｘからの指示（信号Ａｘ）に従い、回転動力を用いて軸部１３を軸回転させる。モータＭは、例えば、軸部１３の端部側（軸部１２と反対側）（図２では右端部側）に接続されており、軸部１３を端部側から回転させる。ガイド部４Ｘは、マイコン１０ＸからモータＭへの信号Ａｘに応じた位置に軸部１３を移動させる。
【００２３】
本実施形態のガイド部４Ｘは、２つの半円筒状部材で構成された開閉機構を有している。２つの半円筒状部材は、その内壁面が軸部１２，１３の外周部を囲うように配置されており、マイコン１０Ｘからガイド部４Ｘへの信号Ｂｘに応じて開閉する。ガイド部４Ｘは、半円筒状部材を軸部１２，１３に近付けることにより閉状態となり、半円筒状部材を軸部１２，１３から遠ざけることにより開状態となる。
【００２４】
ガイド部４Ｘを用いて軸部１３を移動させる際には、半円筒状部材が閉状態となり、ソレノイドコイル３を用いて軸部１３を移動させる際には、半円筒状部材が開状態となる。
【００２５】
軸部１２，１３の外壁面には、おねじのねじ溝が設けられており、半円筒状部材の内壁面には、めねじのねじ溝が設けられている。換言すると、軸部１２，１３は、ボルトとして機能し、半円筒状部材はナットとして機能する。半円筒状部材を閉状態にする場合、各半円筒状部材のねじ溝が軸部１２，１３のねじ溝へ嵌め合わされる。軸部１２，１３は、モータＭの回転により、ねじ溝に沿って回転し、ねじ溝に沿った回転により軸方向に移動する。
【００２６】
マイコン１０Ｘは、バラトロンセンサＳからの圧力値（ガス圧力）に基づいて、配管６Ｐ内が所望のガス圧力となるようソレノイドコイル３、モータＭ、ガイド部４Ｘに指示を送る。具体的には、マイコン１０Ｘは、ソレノイドコイル３に軸部１３の移動指示（信号Ｃｘ）を送信する。また、マイコン１０Ｘは、モータＭに軸部１３の移動指示（信号Ａｘ）を送信し、ガイド部４Ｘに開閉指示（信号Ｂｘ）を送信する。
【００２７】
マイコン１０Ｘは、軸部１３の移動指示をモータＭに送信する際には、半円筒状部材を閉状態にする指示をガイド部４Ｘに送信する。また、マイコン１０Ｘは、軸部１３の停止指示をモータＭに送信する際には、半円筒状部材を開状態にする指示をガイド部４Ｘに送信する。
【００２８】
また、マイコン１０Ｘは、軸部１３の移動指示をソレノイドコイル３に送信する際には、軸部１３の停止指示をモータＭに送信するとともに、半円筒状部材を開状態にする指示をガイド部４Ｘに送信する。
【００２９】
筐体２５は、概略筒状をなしており、軸部１２，１３、ソレノイドコイル３、真空シールド２２、ガイド部４Ｘ、モータＭを格納する。筐体２５は、真空シールド２２を介して配管６Ｐ，６Ｑに接続されている。
【００３０】
圧力制御装置１では、ガイド部４Ｘおよびソレノイドコイル３の何れか一方の動作が軸部１２に伝えられることによって軸部１２が軸方向に移動する。これにより、軸部１１が軸方向に移動し、バルブ２１が、軸部１１の軸方向に移動する。
【００３１】
このように、バルブ２１は、マイコン１０Ｘからの指示に応じた位置に移動する。そして、配管６Ｐ内の排ガスは、バルブ２１の位置に応じて設けられた配管６Ｐと配管６Ｑとの間の隙間から配管６Ｑへ流れていく。
【００３２】
本実施形態では、所望の位置、所望のタイミングでガイド部４Ｘによる圧力制御とソレノイドコイル３による圧力制御が切替えられる。例えば、マイコン１０Ｘは、精密な圧力制御を行なう場合にガイド部４Ｘに圧力制御を行なわせ、高速な圧力制御を行なう場合にソレノイドコイル３に圧力制御を行なわせる。具体的には、配管６Ｐ，６ＱのＡＰＣ（Air Pressure Control）開度が所定値よりも低い場合（配管６Ｐ内のガス圧力が所定値よりも低い場合）には、ガイド部４Ｘによって配管６Ｐ内の圧力が制御される。また、配管６Ｐ，６ＱのＡＰＣ開度が所定値よりも高い場合（配管６Ｐ内のガス圧力が所定値よりも高い場合）には、ソレノイドコイル３によって配管６Ｐ内の圧力を制御される。
【００３３】
つぎに、ガイド部４Ｘの構成について説明する。図３は、実施の形態に係るガイド部の構成例を示す図である。ガイド部４Ｘは、半円筒状部材４Ａ，４Ｂを含んで構成されている。図３の上側に示した半円筒状部材が半円筒状部材４Ａであり、下側に示した半円筒状部材が半円筒状部材４Ｂである。半円筒状部材４Ａ，４Ｂは、円筒部材を、中心軸を含む平面で切断した形状をなしている。
【００３４】
半円筒状部材４Ａ，４Ｂは、中心軸方向に近付く方向または遠ざかる方向に移動可能なよう構成されている。換言すると、半円筒状部材４Ａ，４Ｂは、着脱自在に軸部１２，１３に取り付けられている。半円筒状部材４Ａ，４Ｂは、互いに中心軸方向に近付くことにより当接すると、半円筒状部材４Ａと半円筒状部材４Ｂとで円筒形状をなす。このとき、半円筒状部材４Ａ，４Ｂは、自身の内壁面で軸部１２，１３を挟み込む。
【００３５】
半円筒状部材４Ａ，４Ｂの内壁面には、ねじ山が設けられており、軸部１２，１３に設けられているねじ溝と嵌め合わされる。なお、半円筒状部材４Ａ，４Ｂのねじ山と、軸部１２，１３のねじ溝と、の嵌め合わせにずれが生じている場合には、モータＭが軸部１３を回転させることによって嵌め合わせ位置の調整を行なってもよい。
【００３６】
本実施形態では、ガイド部４Ｘを用いて軸部１２，１３を移動させる場合には、半円筒状部材４Ａ，４Ｂが中心軸方向に近付けられ、これにより、半円筒状部材４Ａ，４Ｂのねじ山と、軸部１２，１３のねじ溝とが嵌め合わされる。一方、ソレノイドコイル３を用いて軸部１２，１３を移動させる場合には、半円筒状部材４Ａ，４Ｂが中心軸方向から遠ざけられ、これにより、半円筒状部材４Ａ，４Ｂのねじ山が軸部１２，１３のねじ溝から外される。
【００３７】
半円筒状部材４Ａ，４Ｂが軸部１２，１３に嵌め合わされた状態では、軸部１２，１３が、半円筒状部材４Ａ，４Ｂのねじ山に沿って回転しながら軸方向に移動する。一方、半円筒状部材４Ａ，４Ｂが軸部１２，１３から外された状態では、軸部１２，１３が、半円筒状部材４Ａ，４Ｂとは無関係に移動する。
【００３８】
図４は、軸部の移動制御を説明するための図である。図４の（ａ）は、軸部１３が停止している状態を示している。また、図４の（ｂ）は、軸部１３をソレノイドコイル３によって移動させている状態を示し、図４の（ｃ）は、軸部１３をガイド部４Ｘによって移動させている状態を示している。
【００３９】
図４の（ａ）に示すように、モータＭへ送る信号Ａｘ、ソレノイドコイル３へ送る信号Ｃｘ、ガイド部４Ｘへ送る信号Ｂｘを、それぞれをＯＦＦにすることにより、軸部１３は停止する。これにより、バルブ２１の開閉動作も停止する。
【００４０】
図４の（ｂ）に示すように、モータＭへ送る信号ＡｘをＯＦＦにし、且つ半円筒状部材４Ａ，４Ｂを開にした状態でガイド部４Ｘへ送る信号ＢｘをＯＦＦにし、且つソレノイドコイル３へ送る信号ＣｘをＯＮにすることにより、軸部１３はソレノイドコイル３によって移動させられる。このとき、ソレノイドコイル３へは、バルブ２１を移動させる位置に応じた信号Ｃｘが送られる。これにより、バルブ２１の開閉動作は、ソレノイドコイル３によって制御されることとなる。
【００４１】
図４の（ｃ）に示すように、モータＭへ送る信号Ａｘ、ガイド部４Ｘへ送る信号Ｂｘを、それぞれをＯＮにし、且つソレノイドコイル３へ送る信号ＣｘをＯＦＦにすることにより、軸部１３はガイド部４ＸおよびモータＭによって移動させられる。このとき、ガイド部４Ｘへは、バルブ２１を移動させる位置に応じた信号Ａｘが送られる。これにより、バルブ２１の開閉動作は、ガイド部４ＸおよびモータＭによって制御されることとなる。
【００４２】
このように、本実施形態では、ガイド部４Ｘによるバルブ２１の開閉動作と、ソレノイドコイル３によるバルブ２１の開閉動作と、が切替えられる。これにより、半導体製造装置１００では、ガイド部４Ｘおよびソレノイドコイル３の何れかを一方を用いた圧力制御が行なわれる。
【００４３】
例えば、ソレノイドバルブのみを用いた圧力制御では、半導体製造装置毎に圧力制御のばらつきを生じる場合がある。図５は、ソレノイドバルブを用いた圧力制御特性を示す図である。図５では、横軸がＡＰＣ開度であり、縦軸が炉内圧力（チャンバ内の圧力）である。ソレノイドバルブのみを用いてチャンバ内の圧力を制御した場合、ＡＰＣ開度（ゲート開度）が低い場合に、第１の半導体製造装置の圧力特性ａと第２の半導体製造装置の圧力特性ｂとで異なる特性を示している。
【００４４】
本実施形態では、ＡＰＣ開度が所定値よりも低い場合には、ガイド部４Ｘによって圧力を制御することができるので、精密な圧力制御が可能となる。また、ＡＰＣ開度が所定値よりも高い場合には、ソレノイドコイル３によって圧力を制御することができるので、高速な圧力制御が可能となる。
【００４５】
なお、本実施形態では、バラトロンセンサＳを配管６Ｐ内に配置する場合について説明したが、バラトロンセンサＳは、配管６Ｑ内に配置してもよい。この場合、バラトロンセンサＳは、配管６Ｑ内のガス圧力を計測し、圧力制御装置１は、配管６Ｑ内の圧力を制御する。また、半導体製造装置１００において、圧力制御装置１をプロセスガス導入側の配管上に配置してもよい。また、ソレノイドコイル３をガイド部４Ｘよりもバルブ２１側に配置してもよい。
【００４６】
また、本実施の形態では、モータＭが軸部１３を端部側（軸部１２と反対側）から回転させる場合について説明したが、軸部１３をガイド部４Ｘとソレノイドコイル３との間（軸部１３の中央部）から回転させてもよい。また、モータＭは、軸部１２の中央部から軸部１２を回転させてもよい。ここで、モータＭが軸部１２や軸部１３を中央部から回転させる場合について説明する。
【００４７】
図６は、軸部の中央部で軸部を回転させる場合の回転機構を説明するための図である。図６では、軸部１２を軸部１２の端部以外の箇所（中央部）で回転させる場合の回転機構を示している。回転機構は、モータＭと、回転駆動部２０Ａ，２０Ｂと、を含んで構成されている。
【００４８】
回転駆動部２０Ａ，２０Ｂは、概略円柱状（円板状）をなしている。回転駆動部２０Ａ，２０Ｂは、モータＭに接続されており、モータＭにより、柱軸を回転軸として回転させられる。回転駆動部２０Ａ，２０Ｂは、軸部１２の近傍に配置されており、モータＭを用いて軸部１２を回転させる際には、回転駆動部２０Ａ，２０Ｂの側面が軸部１２に当接させられる。一方、モータＭを用いた軸部１２の回転を行わない場合には、回転駆動部２０Ａ，２０Ｂの側面が軸部１２から遠ざけられる。
【００４９】
回転駆動部２０Ａ，２０Ｂの側面には、例えば滑り止め材を配置しておく。また、回転駆動部２０Ａ，２０Ｂの側面には、軸部１２との間で摩擦力を大きくするための溝を設けておく。この構成により、回転駆動部２０Ａ，２０Ｂの側面が軸部１２に当接した状態で回転駆動部２０Ａ，２０Ｂが回転すると、回転駆動部２０Ａ，２０Ｂと軸部１２との間の摩擦力により、軸部１２が回転する。なお、ここでは回転駆動部が、回転駆動部２０Ａ，２０Ｂの２つである場合について説明したが、回転駆動部は、１つでもよいし、３つ以上であってもよい。
【００５０】
半導体装置（半導体集積回路）を製造する際には、種々の半導体製造装置でウェハ処理が行われる。具体的には、成膜装置（半導体製造装置１００など）が、ウェハ上に膜を成膜し、その後、レジスト塗布装置がウェハにレジストを塗布する。そして、露光装置がマスクを用いてウェハに露光を行なう。その後、現像装置がウェハを現像してウェハ上にレジストパターンを形成する。そして、レジストパターンをマスクとしてエッチング装置がウェハの下層側をエッチングする。これにより、レジストパターンに対応する実パターンがウェハ上に形成される。半導体装置を製造する際には、成膜処理、レジスト塗布処理、露光処理、現像処理、エッチング処理などがレイヤ毎に繰り返される。
【００５１】
このように実施形態によれば、ガイド部４Ｘを軸部１２，１３に着脱自在な半円筒状部材４Ａ，４Ｂで構成しているので、所望のタイミングでガイド部４Ｘ（マイクロメータ４０）による圧力制御とソレノイドコイル３による圧力制御とを、切替えることができる。したがって、精密かつ高速な圧力制御を行なうことが可能となる。
【００５２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５３】
１…圧力制御装置、３…ソレノイドコイル、４Ａ，４Ｂ…半円筒状部材、４Ｘ…ガイド部、５…切替部、６Ｐ，６Ｑ…配管、１０Ｘ…マイコン、１１〜１３…軸部、２０Ａ，２０Ｂ…回転駆動部、２１…バルブ、４０…マイクロメータ、１００…半導体製造装置、Ｍ…モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側ガス配管と下流側ガス配管との間のゲート開度を調整することによって前記上流側ガス配管内または前記下流側ガス配管内のガス圧力を調整するバルブと、
前記バルブに接続された軸部と、
前記軸部をソレノイド駆動によって軸方向に移動させることにより、前記軸部を介して前記バルブのゲート開度を調整するソレノイド部と、
前記軸部に着脱自在に取り付けられるとともに、前記軸部に取り付けられた場合には前記軸部をねじ機構によって軸方向に移動させることにより、前記軸部を介して前記バルブのゲート開度を調整するマイクロメータ部と、
前記上流側ガス配管内または前記下流側ガス配管内のガス圧力が所望のガス圧力となるよう、前記ソレノイド部および前記マイクロメータ部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記マイクロメータ部を用いて前記ガス圧力を制御する際には、前記マイクロメータ部を前記軸部に取り付けるとともに、前記ソレノイド部を用いて前記ガス圧力を制御する際には、前記マイクロメータ部を前記軸部から取り外し、
前記ゲート開度が所定値以下の場合に、前記マイクロメータ部によって前記バルブのゲート開度を調整させ、前記ゲート開度が前記所定値よりも大きい場合に、前記ソレノイド部によって前記バルブのゲート開度を調整させ、
前記マイクロメータ部は、２つの半円筒状部材を含んで構成され、前記マイクロメータ部が前記軸部に取り付けられる際には、前記軸部の外壁面が前記半円筒状部材の内壁面に嵌め合わされ、
前記半円筒状部材の内壁面には、めねじのねじ溝が設けられ、前記軸部の外壁面には、おねじのねじ溝が設けられていることを特徴とする圧力制御装置。
【請求項２】
上流側ガス配管と下流側ガス配管との間のゲート開度を調整することによって前記上流側ガス配管内または前記下流側ガス配管内のガス圧力を調整するバルブと、
前記バルブに接続された軸部と、
前記軸部をソレノイド駆動によって軸方向に移動させることにより、前記軸部を介して前記バルブのゲート開度を調整するソレノイド部と、
前記軸部に着脱自在に取り付けられるとともに、前記軸部に取り付けられた場合には前記軸部をねじ機構によって軸方向に移動させることにより、前記軸部を介して前記バルブのゲート開度を調整するマイクロメータ部と、
前記上流側ガス配管内または前記下流側ガス配管内のガス圧力が所望のガス圧力となるよう、前記ソレノイド部および前記マイクロメータ部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記マイクロメータ部を用いて前記ガス圧力を制御する際には、前記マイクロメータ部を前記軸部に取り付けるとともに、前記ソレノイド部を用いて前記ガス圧力を制御する際には、前記マイクロメータ部を前記軸部から取り外すことを特徴とする圧力制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記ゲート開度が所定値以下の場合に、前記マイクロメータ部によって前記バルブのゲート開度を調整させ、前記ゲート開度が前記所定値よりも大きい場合に、前記ソレノイド部によって前記バルブのゲート開度を調整させることを特徴とする請求項２に記載の圧力制御装置。
【請求項４】
前記マイクロメータ部は、２つの半円筒状部材を含んで構成され、前記マイクロメータ部が前記軸部に取り付けられる際には、前記軸部の外壁面が前記半円筒状部材の内壁面に嵌め合わされることを特徴とする請求項２または３に記載の圧力制御装置。
【請求項５】
前記半円筒状部材の内壁面には、めねじのねじ溝が設けられ、前記軸部の外壁面には、おねじのねじ溝が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の圧力制御装置。
【請求項１】
上流側ガス配管と下流側ガス配管との間のゲート開度を調整することによって前記上流側ガス配管内または前記下流側ガス配管内のガス圧力を調整するバルブと、
前記バルブに接続された軸部と、
前記軸部をソレノイド駆動によって軸方向に移動させることにより、前記軸部を介して前記バルブのゲート開度を調整するソレノイド部と、
前記軸部に着脱自在に取り付けられるとともに、前記軸部に取り付けられた場合には前記軸部をねじ機構によって軸方向に移動させることにより、前記軸部を介して前記バルブのゲート開度を調整するマイクロメータ部と、
前記上流側ガス配管内または前記下流側ガス配管内のガス圧力が所望のガス圧力となるよう、前記ソレノイド部および前記マイクロメータ部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記マイクロメータ部を用いて前記ガス圧力を制御する際には、前記マイクロメータ部を前記軸部に取り付けるとともに、前記ソレノイド部を用いて前記ガス圧力を制御する際には、前記マイクロメータ部を前記軸部から取り外し、
前記ゲート開度が所定値以下の場合に、前記マイクロメータ部によって前記バルブのゲート開度を調整させ、前記ゲート開度が前記所定値よりも大きい場合に、前記ソレノイド部によって前記バルブのゲート開度を調整させ、
前記マイクロメータ部は、２つの半円筒状部材を含んで構成され、前記マイクロメータ部が前記軸部に取り付けられる際には、前記軸部の外壁面が前記半円筒状部材の内壁面に嵌め合わされ、
前記半円筒状部材の内壁面には、めねじのねじ溝が設けられ、前記軸部の外壁面には、おねじのねじ溝が設けられていることを特徴とする圧力制御装置。
【請求項２】
上流側ガス配管と下流側ガス配管との間のゲート開度を調整することによって前記上流側ガス配管内または前記下流側ガス配管内のガス圧力を調整するバルブと、
前記バルブに接続された軸部と、
前記軸部をソレノイド駆動によって軸方向に移動させることにより、前記軸部を介して前記バルブのゲート開度を調整するソレノイド部と、
前記軸部に着脱自在に取り付けられるとともに、前記軸部に取り付けられた場合には前記軸部をねじ機構によって軸方向に移動させることにより、前記軸部を介して前記バルブのゲート開度を調整するマイクロメータ部と、
前記上流側ガス配管内または前記下流側ガス配管内のガス圧力が所望のガス圧力となるよう、前記ソレノイド部および前記マイクロメータ部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記マイクロメータ部を用いて前記ガス圧力を制御する際には、前記マイクロメータ部を前記軸部に取り付けるとともに、前記ソレノイド部を用いて前記ガス圧力を制御する際には、前記マイクロメータ部を前記軸部から取り外すことを特徴とする圧力制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記ゲート開度が所定値以下の場合に、前記マイクロメータ部によって前記バルブのゲート開度を調整させ、前記ゲート開度が前記所定値よりも大きい場合に、前記ソレノイド部によって前記バルブのゲート開度を調整させることを特徴とする請求項２に記載の圧力制御装置。
【請求項４】
前記マイクロメータ部は、２つの半円筒状部材を含んで構成され、前記マイクロメータ部が前記軸部に取り付けられる際には、前記軸部の外壁面が前記半円筒状部材の内壁面に嵌め合わされることを特徴とする請求項２または３に記載の圧力制御装置。
【請求項５】
前記半円筒状部材の内壁面には、めねじのねじ溝が設けられ、前記軸部の外壁面には、おねじのねじ溝が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の圧力制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−８０７６１（Ｐ２０１３−８０７６１Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１８８６８（Ｐ２０１１−２１８８６８）
【出願日】平成２３年１０月３日（２０１１．１０．３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３日（２０１１．１０．３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]