JP4140742B2 - 圧力及び流量の制御方法並びにその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧力及び流量の制御方法並びにその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体製造装置の製造工程においては、半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス等の被処理体（以下にウエハ等という）を薬液やリンス液（洗浄液）等の処理液が貯留された処理槽に順次浸漬して洗浄を行う洗浄処理方法が広く採用されている。また、このような洗浄処理装置においては、洗浄後のウエハ等の表面に例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等の揮発性を有する溶剤の蒸気からなる乾燥ガスを接触させ、乾燥ガスの蒸気を凝縮あるいは吸着させて、ウエハ等の水分の除去及び乾燥を行う乾燥処理装置が装備されている。
【０００３】
従来のこの種の乾燥処理装置として、例えば図２２に示すように、複数枚例えば５０枚のウエハＷを収容する処理室ａと、この処理室ａ内に配設される乾燥ガス供給ノズルｂに連通する乾燥ガス供給管路ｃを介して接続される蒸気発生器ｄとを具備してなり、乾燥ガス供給管路ｃに、開閉弁ｅとニードル弁ｆを組み合わせた第１の管路ｇと、１つの開閉弁ｈを配列した第２の管路ｉとを平行に配列した操作部ｊを介設し、また、蒸気発生器ｄにキャリアガス例えば窒素（Ｎ2）ガスの供給源ｋと、乾燥ガス例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の供給源ｍを接続してなる構造のものが使用されている。
【０００４】
上記のように構成される従来の乾燥処理装置によれば、目標圧以下例えば減圧雰囲気下におかれる処理室ａ内を目標圧例えば大気圧雰囲気にすべく処理室ａ内にいきなり乾燥ガスを供給することによるウエハのダメージを抑制するために、第１ステップとして、第１の管路ｇの開閉弁ｅとニードル弁ｆを開操作して処理室ａ内に少量の乾燥ガスを供給した後、第２ステップとして第２の管路ｉの開閉弁ｈを開操作して乾燥ガスを処理室ａ内に供給している。
【０００５】
また、上記乾燥処理装置以外の例えば真空雰囲気下で処理を行う例えばＣＶＤ装置やエッチング装置等においても、上記と同様に真空状態から標準圧状態に戻す際に、所定圧力のガスを供給して予め設定した気圧雰囲気に戻すようにした処理装置が知られている（特開平４−３５２３２６号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第１ステップにおいて開閉弁ｅを開放すると同時に、差圧が１気圧の圧力差を持って減圧された処理室ａに乾燥ガスが流入するため、図２３に示すように、開閉弁ｅを開とした際にスパイク状の高速流が生じる。このスパイク状の高速流によりパーティクルの舞い上がりが生じ、パーティクルがウエハＷに付着するという問題があった。また、第１の管路ｇの開閉弁ｅとニードル弁ｆのラインから第２の管路ｉの開閉弁ｈのラインへ切り換える際にも同様にスパイク状の高速流が発生し、同様にパーティクルが舞い上がり、ウエハＷに付着するという問題があった。
【０００７】
更には、処理室ａ内が目標圧例えば大気圧雰囲気下にある場合において、比較的大流量の乾燥ガスの供給が必要とされる場合にも、大流量の乾燥ガスを処理室ａ内に供給すると、同様にスパイク状の高速流が生じ、同様の問題が生じると共に、ウエハＷに振動を与え、この振動によりウエハＷにダメージを与える虞れもあった。
【０００８】
上記のような問題は、乾燥処理の他に、上記特開平４−３５２３２６号公報に記載された加工装置や例えば真空雰囲気下で成膜処理を施す成膜装置等真空を用いた処理室内に流体を供給する装置全般についても同様の問題である。
【０００９】
また、処理室内が目標圧以上の雰囲気例えば大気圧雰囲気にある場合、処理室内を急速に目標圧例えば減圧雰囲気にすると、処理室内のガスは瞬間的に高速流動状態となり、同様にパーティクルが舞い上がり、一方、断熱膨張によるガス中の水分の結露により発生するパーティクルが、ウエハ等に付着するという問題がある。
【００１０】
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、減圧雰囲気下又は大気圧雰囲気下の処理室内を目標圧にすべく処理室内に流体を供給又は流体を排出する際の流体圧力を制御して処理室内の被処理体のダメージを抑制するようにした圧力及び流量の制御方法並びにその装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、目標圧以上又は以下の雰囲気下の処理室内を上記目標圧雰囲気にする圧力及び流量の制御方法であって、 上記処理室内に連通する流体供給管路に介設される開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が低下し始める臨界値までの期間又は流体の流速が上昇し始める臨界値までの期間では、予め定められた二次曲線を理想値として制御し、 上記臨界値から上記目標圧に達するまでの期間では、予め定められた直線を理想値として制御して、上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項１記載の発明において、上記開度調整手段の起動時に、操作手段から開度調整手段に供給される操作流体の圧力を検出すると共に、その検出信号を操作手段にフィードバックして開度調整手段の開度速度を制御する方が好ましい（請求項２）。この場合、上記開度調整手段の起動時点の操作量を所定量ずつ徐々に変化させると共に、その変化状態を検知し、その検知された操作量の変化が規定量を超えた情報に基づいて上記開度調整手段が動作開始するまでの起動時間を設定する方が更に好ましい（請求項３）。
【００１４】
また、請求項１記載の発明において、上記開度調整手段の動作毎に、上記開度調整手段の動作開始までの起動時間を検知し、その検知の値が開度調整手段の二次曲線を理想値とする制御の開始基準値の許容変化量を超えたとき、上記開度調整手段の起動時間を上記許容変化量内に修正制御する方が好ましい（請求項４）。
【００１５】
請求項５記載の発明は、目標圧以下又は以上の雰囲気下の処理室内を上記目標圧雰囲気にする圧力及び流量の制御方法であって、 上記処理室が上記目標圧以下の雰囲気下に有る場合は、上記処理室内に連通する流体供給管路に介設される第１の開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が低下し始める臨界値までの期間では、予め定められた第１の二次曲線を理想値として制御し、 上記臨界値から上記目標圧に達するまでの期間では、予め定められた第１の直線を理想値として制御して、上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御し、 上記処理室が上記目標圧以上の雰囲気下に有る場合は、上記処理室内に連通する流体排出管路に介設される第２の開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が上昇し始める臨界値までの期間では、予め定められた第２の二次曲線を理想値として制御し、 上記臨界値から上記目標圧に達するまでの期間では、予め定められた第２の直線を理想値として制御して、上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体排出管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明において、少なくとも上記第１及び第２の開度調整手段のいずれか一方の動作毎に、上記いずれか一方の開度調整手段の動作開始までの起動時間を検知し、その検知の値が開度調整手段の二次曲線を理想値とする制御の開始基準値の許容変化量を超えたとき、上記いずれか一方の開度調整手段の起動時間を上記許容変化量内に修正制御する方が好ましい（請求項６）。
【００１７】
また、請求項７記載の発明は、請求項１記載の圧力及び流量の制御方法において、 上記処理室が上記目標圧以上の雰囲気下に有る場合に、熱エネルギー補給ガスを上記処理室に供給しながら上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項８記載の発明は、請求項５記載の圧力及び流量の制御方法において、上記処理室が目標圧以上の雰囲気下に有る場合に、熱エネルギー補給ガスを上記処理室に供給しながら上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体排出管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することを特徴とする。
【００１９】
上記請求項７又は８記載の圧力及び流量の制御方法において、上記処理室に熱エネルギー補給ガスを供給しながら上記処理室を真空排気することが可能である（請求項９）。また、上記請求項７ないし９のいずれかに記載の圧力及び流量の制御方法において、上記熱エネルギー補給ガスは窒素ガスである方が好ましい（請求項１０）。
【００２０】
また、請求項１１記載の発明は、目標圧以上又は以下の雰囲気下の処理室内に連通する流体供給管路に介設される開度調整手段と、 上記開度調整手段の開度を制御する操作手段と、 上記処理室内の圧力を検出し検出信号を出力する検出手段と、 上記検出信号に応答して、上記操作手段を介して上記開度調整手段の開度速度を制御する制御手段と、を具備し、 上記制御手段は、上記開度調整手段の起動から流体の流速が低下し始める臨界値までの期間又は流体の流速が上昇し始める臨界値までの期間では、予め定められた二次曲線を理想値として制御し、上記臨界値から上記目標圧に達するまでの期間では、予め定められた直線を理想値として制御して、上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することを特徴とする。
【００２１】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の圧力及び流量の制御装置において、上記操作手段から開度調整手段に供給される操作流体の圧力を検出すると共に、その検出信号を操作手段にフィードバックする圧力検出手段を更に具備し、上記開度調整手段の起動時に、操作手段から開度調整手段に供給される操作流体の圧力を上記圧力検出手段により検出すると共に、その検出信号を操作手段にフィードバックして開度調整手段の開度速度を制御することを特徴とする。
【００２３】
請求項１３記載の発明は、請求項１１記載の圧力及び流量の制御装置において、上記制御手段は、上記開度調整手段の動作毎に、上記開度調整手段の動作開始までの起動時間を検知し、その検知の値が開度調整手段の二次曲線を理想値とする制御の開始基準値の許容変化量を超えたとき、上記開度調整手段の起動時間を上記許容変化量内に修正制御することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１４記載の発明は、目標圧以下又は以上の雰囲気下の処理室内に連通する流体供給管路に介設される第１の開度調整手段と、 上記処理室内に連通する流体排出管路に介設される第２の開度調整手段と、 上記第１及び第２の開度調整手段の開度を制御する操作手段と、 上記処理室内の圧力を検出し検出信号を出力する検出手段と、 上記検出信号に応答して、上記操作手段を介して上記第１及び第２の開度調整手段の開度速度を制御する制御手段と、を具備し、 上記制御手段は、上記処理室が上記目標圧以下の雰囲気下に有る場合は、上記第１の開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が低下し始める臨界値までの期間では、予め定められた第１の二次曲線を理想値として制御し、上記臨界値から上記目標圧に達するまでの期間では、予め定められた第１の直線を理想値として制御して、上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御し、 上記処理室が上記目標圧以上の雰囲気下に有る場合は、上記第２の開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が上昇し始める臨界値までの期間では、予め定められた第２の二次曲線を理想値として制御し、上記臨界値から上記目標圧に達するまでの期間では、予め定められた第２の直線を理想値として制御して、上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体排出管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することを特徴とする。
【００２５】
この発明において、上記目標圧とは、現状の圧力雰囲気から変化する状態の所定の圧力雰囲気をいい、例えば大気圧雰囲気，減圧雰囲気あるいは加圧下又は減圧下における所定の圧力雰囲気をいう。
【００２６】
この発明によれば、処理室内に連通する流体供給管路に介設される開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が低下し始める臨界値までの期間又は流体の流速が上昇し始める臨界値までの期間では、予め定められた二次曲線を理想値として制御し、上記臨界値から目標圧に達するまでの期間では、予め定められた直線を理想値として制御して、処理室内が目標圧に達するよう流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することにより、開度調整手段の起動時における圧力の急激な上昇を抑制することができると共に、減圧雰囲気下又は大気圧雰囲気下において、大流量の流体の供給又は大流量の流体の排出の際に生じるスパイク状の高速流を抑制することができる（請求項１，１１）。
【００２７】
また、処理室が目標圧以下の雰囲気下に有る場合は、処理室内に連通する流体供給管路に介設される第１の開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が低下し始める臨界値までの期間では、予め定められた第１の二次曲線を理想値として制御し、上記臨界値から目標圧に達するまでの期間では、予め定められた第１の直線を理想値として制御して、処理室内が目標圧に達するよう流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御し、処理室が目標圧以上の雰囲気下に有る場合は、処理室内に連通する流体排出管路に介設される第２の開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が上昇し始める臨界値までの期間では、予め定められた第２の二次曲線を理想値として制御し、上記臨界値から目標圧に達するまでの期間では、予め定められた第２の直線を理想値として制御して、処理室内が目標圧に達するよう流体排出管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することにより、例えば減圧雰囲気下と大気雰囲気下の双方の圧力及び流量制御を行うことができると共に、装置の小型化を図ることができる（請求項５，１４）。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。この実施形態では半導体ウエハの洗浄・乾燥処理システムに適用した場合について説明する。
【００２９】
図１はこの発明に係る圧力及び流量の制御装置を乾燥処理部に適用した洗浄・乾燥処理システムの一例を示す概略平面図、図２はその概略側面図である。
【００３０】
上記洗浄・乾燥処理システムは、被処理体である半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）を水平状態に収納する容器例えばキャリア１を搬入、搬出するための搬送部２と、ウエハＷを薬液、洗浄液等の液処理すると共に乾燥処理する処理部３と、搬送部２と処理部３との間に位置してウエハＷの受渡し、位置調整及び姿勢変換等を行うインターフェース部４とで主に構成されている。
【００３１】
上記搬送部２は、洗浄・乾燥処理システムの一側端部に併設して設けられる搬入部５と搬出部６とで構成されている。また、搬入部５及び搬出部６のキャリア１の搬入口５ａ及び搬出口６ｂには、キャリア１を搬入部５、搬出部６に出入れ自在のスライド式の載置テーブル７が設けられている。また、搬入部５と搬出部６には、それぞれキャリアリフタ８が配設され、このキャリアリフタ８によって搬入部間又は搬出部間でのキャリア１の搬送を行うことができると共に、空のキャリア１を搬送部２の上方に設けられたキャリア待機部９への受け渡し及びキャリア待機部からの受け取りを行うことができるように構成されている（図２参照）。
【００３２】
上記インターフェース部４は、区画壁４ｃによって搬入部５に隣接する第１の室４ａと、搬出部６に隣接する第２の室４ｂとに区画されている。そして、第１の室４ａ内には、搬入部５のキャリア１から複数枚のウエハＷを取り出して搬送する水平方向（Ｘ，Ｙ方向），垂直方向（Ｚ方向）及び回転（θ方向）可能なウエハ取出しアーム１０と、ウエハＷに設けられたノッチを検出するノッチアライナー１１と、ウエハ取出しアーム１０によって取り出された複数枚のウエハＷの間隔を調整する間隔調整機構１２を具備すると共に、水平状態のウエハＷを垂直状態に変換する第１の姿勢変換装置１３が配設されている。
【００３３】
また、第２の室４ｂ内には、処理済みの複数枚のウエハＷを処理部３から垂直状態のまま受け取って搬送するウエハ受渡しアーム１４と、ウエハ受渡しアーム１４から受け取ったウエハＷを垂直状態から水平状態に変換する第２の姿勢変換装置１３Ａと、この第２の姿勢変換装置１３Ａによって水平状態に変換された複数枚のウエハＷを受け取って搬出部６に搬送された空のキャリア１内に収納する水平方向（Ｘ，Ｙ方向），垂直方向（Ｚ方向）及び回転（θ方向）可能なウエハ収納アーム１５が配設されている。なお、第２の室４ｂは外部から密閉されており、図示しない不活性ガス例えば窒素（Ｎ2）ガスの供給源から供給されるＮ2ガスによって室内が置換されるように構成されている。
【００３４】
一方、上記処理部３には、ウエハＷに付着するパーティクルや有機物汚染を除去する第１の処理ユニット１６と、ウエハＷに付着する金属汚染を除去する第２の処理ユニット１７と、ウエハＷに付着する酸化膜を除去すると共に乾燥処理する洗浄・乾燥処理ユニット１８及びチャック洗浄ユニット１９が直線状に配列されており、これら各ユニット１６〜１９と対向する位置に設けられた搬送路２０に、Ｘ，Ｙ方向（水平方向）、Ｚ方向（垂直方向）及び回転（θ）可能なウエハ搬送アーム２１（搬送手段）が配設されている。
【００３５】
上記洗浄・乾燥処理ユニット１８は、図３に示すように、キャリアガス例えば窒素（Ｎ2）ガスの供給源３０に供給路３１ａを介して接続するＮ2ガス加熱手段としてのＮ2ガス加熱器３２（以下に単に加熱器という）と、この加熱器３２に供給路３１ｂを介して接続する一方、乾燥ガス用液体例えばＩＰＡの供給源３３に供給路３１ｃを介して接続する蒸気発生手段としての蒸気発生器３４と、この蒸気発生器３４と乾燥処理室３５（以下に単に処理室という）とを接続する流体供給管路である乾燥ガス供給管路３１ｄに配設されるこの発明に係る圧力及び流量の制御装置３６とを具備してなる。
【００３６】
この場合、Ｎ2ガス供給源３０と加熱器３２とを接続する供給路３１ａには開閉弁３７ａが介設されている。また、ＩＰＡ供給源３３と加熱器３２とを接続する供給路３１ｃには開閉弁３７ｂが介設され、この開閉弁３７ｂのＩＰＡ供給源側には分岐路３８及び開閉弁３７ｃを介してＩＰＡ回収部３９が接続されている。また、図３に二点鎖線で示すように、蒸気発生器３４には、必要に応じてＩＰＡのドレン管４０が接続され、このドレン管４０にドレン弁４１が介設されると共に、チェッキ弁４２を介設する分岐路４０ａが接続されている。このようにドレン管４０、ドレン弁４１等を接続することにより、蒸気発生器３４内をクリーニングする際の洗浄液等の排出に便利となる。
【００３７】
蒸気発生器３４は、キャリアガスの供給路３１ｂに接続する例えばステンレス鋼製のパイプ状部材にて形成されており、このパイプ状部材の内周面にキャリアガスの流れ方向に沿って漸次狭小となる狭小テーパ面と、この狭小テーパ面の狭小部から流れ方向に沿って徐々に拡開する拡開テーパ面とからなる衝撃波形成部３４ａが形成されている。この衝撃波形成部３４ａは、衝撃波形成部３４ａの流入側圧力（一次圧力）と流出側圧力（二次圧力）との圧力差によって衝撃波が形成される。例えば、一次圧力（Kgf/cm2G）とＮ2ガスの通過流量（Nl/min）を適宜選択することによって衝撃波を形成することができる。この場合、衝撃波形成部３４ａの一次側と二次側を接続する分岐路３４ｂに圧力調整弁３４ｃを介設して、この圧力調整弁３４ｃの調節によって衝撃波の発生条件を適宜設定している。
【００３８】
また、衝撃波形成部３４ａの拡開テーパ面の途中にはＩＰＡ供給口が開設されて、供給路３１ｃを介してＩＰＡ供給源３３が接続されている。また、拡開テーパ面の流出側のパイプ状部材内に内筒ヒータ３４ｄが挿入され、その外側には外筒ヒータ３４ｅが配設されている。
【００３９】
上記のように構成することにより、ＩＰＡ供給源３３から供給されるＩＰＡを衝撃波形成部３４ａの供給口から供給すると、衝撃波形成部３４ａで形成された衝撃波によってＩＰＡが霧状にされ、その後ヒータ３４ｄ，３４ｅの加熱によってＩＰＡ蒸気が生成される。
【００４０】
上記圧力及び流量の制御装置３６は、図３ないし図４に示すように、乾燥ガス供給管路３１ｄに介設される開度調整手段例えばダイヤフラム弁５０と、処理室３５内の圧力を検出する検出手段である圧力センサ５１からの信号と予め記憶された情報とを比較演算する制御手段例えばＣＰＵ５２（中央演算処理装置）と、ＣＰＵ５２からの信号に基づいてダイヤフラム弁５０の開度を制御する操作手段例えばマイクロバルブ５３と、このマイクロバルブ５３の操作信号例えば二次側圧力を検出すると共に、その検出信号をマイクロバルブ５３にフィードバックする検出手段例えば圧力変換器５４と図示しない制御回路とからなるマイクロバルブ５３の制御ボード５４Ａを具備してなる。
【００４１】
この場合、上記ダイヤフラム弁５０は、図６及び図７に示すように、乾燥ガス供給管路３１ｄに接続する一次側ポート５０ａと二次側ポート５０ｂとを連通する通路５０ｃ中に弁座５０ｄを具備すると共に、この弁座５０ｃに対して就座すべく上下方向に変位可能な常時弁開側に***するメタルダイヤフラム５０ｅを具備してなる。また、ダイヤフラム弁５０は、メタルダイヤフラム５０ｅの上面側と、上方に向かって開口する操作流体すなわち空気の供給ポート５０ｆに連通する室５０ｇ内に、操作調整用弁体５０ｈを摺動自在に配設すると共に、この操作調整用弁体５０ｈを常時下方に押圧する操作調整用スプリング５０ｉを具備してなり、操作調整用スプリング５０ｉの弾発力によって常時メタルダイヤフラム５０ｅが閉塞され、供給ポート５０ｆに流入する操作流体すなわち空気の流量に追従してメタルダイヤフラム５０ｅが弁座５０ｃから離隔し、弁座５０ｃの外周側に配置されたシートホルダ５０ｊに設けられた流通孔５０ｋを乾燥ガスが流れるように構成されている。
【００４２】
このように構成されるダイヤフラム弁５０によれば、図６（ａ），（ｂ）に示す閉塞状態において、上記マイクロバルブ５３から供給される操作流体すなわち空気が供給ポート５０ｆに供給され、その供給流量が増えて供給圧が操作調整用スプリング５０ｉの弾発力に打ち勝つと、操作調整用弁体５０ｈが上昇し、それに伴なってメタルダイヤフラム５０ｅも上昇して弁座５０ｃから離隔する（図７（ａ），（ｂ）参照）。これにより、一次側ポート５０ａと二次側ポート５０ｂが連通し、一次側ポート５０ａから乾燥ガスが二次側ポート５０bに流れ、処理室３５に供給される。
【００４３】
また、上記マイクロバルブ５３は、例えば図８に示すように、ダイヤフラム弁５０の操作流体例えば空気の流入路５５に排出路５６を連通し、この排出路５６と対向する面に可撓性部材５７を介して制御液体例えば熱伸縮性オイル５８を収容する室５９を形成すると共に、室５９における可撓性部材５７と対向する面に配設される複数の抵抗ヒータ６０を配設してなる。なおこの場合、可撓性部材５７は、上部材５３ａと下部材５３ｃとの間に介在される中部材５３ｂを有すると共に、下部材５３ｃと接合する台座５３ｄを有しており、可撓性部材５７の撓み変形によって中部材５３ｂが排出路５６を開閉し得るように構成されている。なお、このマイクロバルブ５３は全体がシリコンにて形成されている。
【００４４】
このように構成することにより、ＣＰＵ５２からの信号及び制御ボード５４Ａの制御信号をデジタル／アナログ変換させて抵抗ヒータ６０に伝達すると、抵抗ヒータ６０が加熱されると共に、制御液体すなわちオイル５８が膨脹収縮し、これにより可撓性部材５７が流入側に出没移動して排出路５６の上部が開状態となり、操作流体すなわち空気圧力を調節することができる。したがって、マイクロバルブ５３によって遅延制御された操作流体すなわち空気によってダイヤフラム弁５０を作動して予め記憶された情報と、マイクロバルブ５３の二次側圧力又は処理室３５内の圧力を比較し、ダイヤフラム弁５０の開度を制御してＮ2ガスを処理室３５内に供給することができ、処理室３５内の圧力回復の時間制御を行うことができる。
【００４５】
なお、乾燥ガス供給管路３１ｄには、上記ダイヤフラム弁５０の下流側（二次側）にフィルタ６１が介設されており、パーティクルの少ない乾燥ガスを供給できるように構成されている。また、乾燥ガス供給管路３１ｄの外側には保温用ヒータ６２が配設されてＩＰＡガスの温度を一定に維持し得るように構成されている。更に、乾燥ガス供給管路３１ｄの処理室３５側にはＩＰＡガスの温度センサ６３（温度検出手段）が配設されて、乾燥ガス供給管路３１ｄ中を流れるＩＰＡガスの温度が測定されるようになっている。
【００４６】
また、図５に示すように、上記ＣＰＵ５２はＤ／Ａ変換器及び増幅器（ＡＭＰ）を介して上記マイクロバルブ５３に電気的に接続されると共に、上記圧力センサ５１，圧力変換器５４に増幅器（ＡＭＰ）やＡ／Ｄ変換器等を介してこれらセンサ５１，圧力変換器５４からの検出信号と、ウォッチ・ドグ・タイマ（ＷＤＴ），ＲＯＭ及びＲＡＭ等より予め記憶された情報に基づいて比例動作、積分動作及び微分動作の３動作を含むＰＩＤ制御が可能に構成されている。また、ＣＰＵ５２には、３つのデジタルスイッチ（圧力１，時間１及び２）と、５つの発光素子表示（アラーム，全閉，スローパージ，全開及びスローオープン）と、６つのリレー出力信号（全閉，スローパージ，全開，スローオープン，ＣＰＵ異常及び電源異常）と、４つのフォトカプラ（スローパージ，全開，スローオープンアラームリセット）が接続されている。
【００４７】
次に、この発明に係る圧力及び流量の制御方法について、図９ないし図１５を参照して説明する。まず、適宜洗浄処理されたウエハＷを処理室３５内に移動し、目標圧以下の雰囲気下すなわち減圧雰囲気下の処理室３５内で乾燥処理が終了した状態で、図１３に示すオープン／クローズモードのように、マイクロバルブ５３を作動させると共に、ＣＰＵ５２からの信号に基づいてダイヤフラム弁５０を制御する。この際、図１４に示すスローパージモードのように、処理室３５内が目標圧例えば大気圧に達するまで予め設定された複数例えば２つの目標値に段階的に遅延制御し、その制御信号に基づいてダイヤフラム弁５０を追従させて開度速度を制御し、乾燥ガス供給管路３１ｄを流れるＮ2ガスを処理室３５内に供給する。また、処理室３５内が大気圧に達した状態において、図１５に示すスローオープンモードのように、ダイヤフラム弁５０の開度速度を緩やかにしてＮ2ガスを処理室３５内に供給する。
【００４８】
この場合、マイクロバルブ５３は所定の電圧が印加されるまでオフセット状態であり、所定電圧が印加された後、上述したように抵抗ヒータ６０が加熱されてオイル５８が膨脹収縮することにより、可撓性部材５７が流入側に出没移動して操作流体すなわち空気がダイヤフラム弁５０の供給ポート５０ｆに流入し、ダイヤフラム弁５０が開状態となる。この際、マイクロバルブ５３の起動時（立ち上がり時）にマイクロバルブ５３の二次側圧力を圧力変換器５４にて検出すると共に、その検出信号をマイクロバルブ５３にフィードバックしてダイヤフラム弁５０の開度速度を制御（第１の制御）することにより、ダイヤフラム弁５０のオフバランスの固有のばらつきの範囲内でダイヤフラム弁５０を緩やかに開状態とすることができる（図９及び図１０の▲１▼参照）。次に、適宜関数近似線例えば二次曲線を理想値としてこれに対して所定目標値｛第１の目標値；例えば乾燥ガスの流速が低下し始める臨界値（Ｐ2，Ｔ2）｝までＰＩＤ制御（第２の制御）した後｛第１の期間；（図１０の▲２▼参照）｝、所定目標値（Ｐ2，Ｔ2）から処理室３５内が大気圧雰囲気｛第２の目標値；（Ｐ3，Ｔ3）｝に達するまで適宜関数近似例えば直線近似するように制御（第３の制御）する｛第２の期間；（図１０の▲３▼参照）｝。
【００４９】
また、図１１に示すように、処理室３５内が大気圧に達した状態において、ダイヤフラム弁５０の開度速度を緩やかに制御することにより、比較的大流量の乾燥ガスの供給が必要とされる場合においても、スパイク状の高速流の発生を防止することができる。
【００５０】
このように、ダイヤフラム弁５０の立ち上がり時にマイクロバルブ５３の二次側圧力を監視してマイクロバルブ５３を制御することにより、処理室３５の容積が大きいがために制御できない初期の段階すなわちダイヤフラム弁５０の立ち上がり時における圧力を抑制することができ、処理室３５内へのＮ2ガスの急激な供給によるスパイク状の高速流の発生を防止することができると共に、パーティクルの舞い上がりによるウエハＷへの付着を防止することができる。また、その後、所定目標値｛例えば乾燥ガスの流速が低下し始める臨界値（Ｐ2，Ｔ2）｝まで例えば二次曲線的にＰＩＤ制御することにより、処理室３５内が減圧雰囲気であるがために乾燥ガスが急激に供給されるのを抑制してウエハＷの振動によるダメージを抑制することができる（図１２参照）。また、乾燥ガスの流速が低下し始め臨界値に達した後、例えば直線近似するように制御することにより、乾燥ガスの供給を早めて乾燥の促進を図ることができる。
【００５１】
また、処理室３５内が大気圧に達した状態において、ダイヤフラム弁５０の開度速度を緩やかに制御することにより、大気圧雰囲気下における大流量のＮ2ガスの供給の際に生じるスパイク状の高速流の発生を防止することができると共に、パーティクルの舞い上がりによるウエハＷへの付着を防止することができる。
【００５２】
上記のようにして減圧雰囲気下の処理室３５を目標圧例えば大気圧まで制御することができる。しかし、装置の立ち上げ時やマイクロバルブ５３の交換時においては、ダイヤフラム弁５０のオフバランス（弁の開き始めの操作空気圧）が変わってしまうので、ダイヤフラム弁５０が開くまでの時間｛起動時間：図１０（ａ）のＴ1までの経過時間｝が変化してしまい、これによって、二次曲線近似の特性が変化してしまうことがある。
【００５３】
これを防ぐために、この発明においては以下に示すようなオート・リセットモードが設けられている。このオート・リセットモードは、開度調整手段であるダイヤフラム弁５０の操作空気圧力を徐々に変化させ、ダイヤフラム弁５０の開きはじめの操作空気圧力（オートバランス）を検知し、ＣＰＵ５２内の値を書き換える動作を行うものである。すなわち、図１６に示すように、ダイヤフラム弁５０の操作空気圧力の時間軸での変化は２つの直線を組み合わせた形態でＣＰＵ５２に制御され、その交点Ｐ1はモード開始より約１０秒の時間をもってダイヤフラム弁５０のオフバランスの９０％となるように設定される。更に、交点Ｐ1通過後において、５秒の繰り返し時間もってダイヤフラム弁５０の操作空気圧力が０．０３Kｇｆ／ｃｍ2ずつ増加していくように設定される。このオート・リセットモードにおけるダイヤフラム弁５０の実際のオフバランス値の判断は、圧力センサ５１の変化をＣＰＵ５２がモード中常時監視し、その変化が規定量を超えたとき（例えば圧力センサ５１の出力値の変化量が１０ｍＶを超えたとき）にダイヤフラム弁５０の開き始めと判断することによって行い、このときのダイヤフラム弁５０の操作空気圧力を、ダイヤフラム弁５０の実際のオフバランス値とする。そして、ここで求められたダイヤフラム弁５０の実際のオフバランス値を、既に設定されているオフバランス値に対してＣＰＵ５２内で上書き保存することにより、次回より理想的（最適）な処理室３５内の圧力の変化特性が得られる。
【００５４】
また、ダイヤフラム弁５０は、長期間の繰り返し動作によって徐々にオフバランスが変化していくことがあり得る。このオフバランス変化もまた上記と同様に二次曲線近似の特性変化の原因となる。これを防ぐために、この発明においては、ダイヤフラム弁５０の動作毎に、そのオフバランスを検知し、ある定められた範囲を逸脱したとき、ＣＰＵ５２内の制御定数を変化させ、オフバランス変化に追従しながら理想的（最適）な処理室３５内の圧力変化特性を維持する制御機能（学習機能）を具備している。
【００５５】
この学習機能は、図１７に示すように、判断基準点を（ｔ0，Ｐ0）におき、圧力Ｐ0到達時間が、ｔ1−ｔ0＜ｔ2又はｔ1−ｔ0＞ｔ2となった時、設定オフバランス値を増減させて、ダイヤフラム弁５０のオフバランスの時間的変化に追従することにより、ダイヤフラム弁５０の起動時間を修正制御する機能である。具体的に説明すると、この学習機能は、圧力変化曲線のスタート基準（図１７中のｔ0，Ｐ0の点）例えば動作開始２０秒後に圧力センサ５１の出力変化量が１０ｍＶとする基準に対し、実際のスタートがその許容変化量±３秒（図１７中の２×ｔ2の幅）を超える（図１７中のｔ1，Ｐ0の点）状況となった場合に、設定オフバランス値を増減（例えば、既に設定されているオフバランス値に対して０．０３Kｇｆ／ｃｍ2 を増減）させて、この増減したオフバランス値にてＣＰＵ５２内で上書き保存することにより、次回より理想的（最適）な処理室３５内の圧力変化特性を得ることができる。
【００５６】
なお、上記実施形態では、操作手段が電気信号を操作流体例えば空気の流量に変換するマイクロバルブの場合について説明したが、操作手段は必しもマイクロバルブである必要はなく、電気信号を操作流体例えば空気の流量に変換する弁であれば例えば図１８に示すような比例電磁弁を用いてもよい。
【００５７】
上記比例電磁弁８０は、図８に示すように、乾燥ガス供給管路３１ｄに接続する一次側ポート８１ａと二次側ポート８１ｂとを連通する通路８１ｃ中に弁座８１ｄを具備するバルブ本体８１と、弁座８１ｄに就座するバルブシート８２を有すると共に、スプリング８３の弾発力によって常時弁座８１ｄに就座する方向すなわち弁閉側に押圧されるバルブステム８４と、このバルブステム８４に一体に装着されるソレノイド８５と、ソレノイド８５を囲繞するようにバルブ本体８１上に装着されるコイル８６とで主に構成されている。なお、バルブステム８４とバルブ本体８１との間には、Ｏリング８７が介在されて、通路８１ｃ側とコイル８６とが気水密に遮断されている。
【００５８】
このように構成される比例電磁弁８０において、コイル８６が通電されると、ソレノイド８５が励磁されて、バルブステム８４をスプリング８３の弾発力に抗して図において上昇させ、これに伴なってバルブシート８２が弁座８１ｄから離隔する。これにより、一次側ポート８１ａと二次側ポート８１ｂが連通し、一次側ポート８１ａから乾燥ガスが二次側ポート８１ｂに流れ、処理室３５に供給される。
【００５９】
また、上記実施形態では、圧力センサ５１を処理室３５側に配設して、処理室３５内の圧力を検出し、その検出信号に基づいてマイクロバルブ５３及びダイヤフラム弁５０を制御する場合について説明したが、図３に二点鎖線で示すように、ダイヤフラム弁５０と処理室３５の間の乾燥ガス供給管路３１ｄの途中に圧力センサ５１Ａを介設して、ダイヤフラム弁５０の二次側の圧力を検出し、その検出信号に基づいてマイクロバルブ５３及びダイヤフラム弁５０を制御するようにしてもよい。この場合、圧力センサ５１と５１Ａを併設してもよく、あるいは、いずれか一方を配設したものであってもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、目標圧以下の雰囲気例えば減圧雰囲気下の処理室３５を目標圧例えば大気圧に復帰させる場合について説明したが、必ずしもこのような場合に限定されるものではなく、目標圧以上の雰囲気例えば大気圧雰囲気下の処理室３５内を目標圧例えば真空等の減圧雰囲気に復帰させる場合にも適用できる。
【００６１】
すなわち、図１９に示すように、処理室３５の底部に接続する流体排出管路７０に開度調整手段であるダイヤフラム式の真空排気弁５０Ａを介設して真空排気手段例えば真空ポンプ７１に接続して、真空排気弁５０Ａの開閉動作に基づいて処理室３５内を目標圧例えば大気圧雰囲気から目標圧以下の所定の圧力例えば減圧雰囲気に復帰させる減圧システムにも適用できる。この場合、上記真空排気弁５０Ａは上記ダイヤフラム弁５０と同様に構成されており、上記実施形態と同様に、圧力センサ５１からの検出信号及び操作手段例えばマイクロバルブ５３の圧力変換器（図示せず）からフィードバックされた制御信号に基づいて真空排気弁５０Ａが制御されるように構成されている。
【００６２】
上記のように構成することにより、予め複数の目標値（処理室圧力、真空排気時間）を設定し、真空排気弁５０Ａを制御することができる。すなわち、マイクロバルブ５３の起動時（立ち上がり時）にマイクロバルブ５３の二次側圧力を圧力変換器（図示せず）にて検出すると共に、その検出信号をマイクロバルブ５３にフィードバックして真空排気弁５０Ａの開度速度を制御（第１の制御）することにより、真空排気弁５０Ａのオフバランスの固有のばらつきの範囲内で真空排気弁５０Ａを緩やかに開状態にすることができる（図２１の▲１▼参照）。次いで、二次曲線を理想値としてこれに対して所定目標値｛例えば、乾燥ガスの流速が上昇し始める臨界値（Ｐ2a，Ｔ2a）｝までＰＩＤ制御（第２の制御）した後｛第１の期間；（図２１の▲２▼参照）｝、所定目標値（Ｐ2a，Ｔ2a）から処理室３５内が減圧雰囲気（Ｐ0，Ｔ3a）に達するまで適宜関数近似例えば直線近似するように制御（第３の制御）することができる｛第２の期間；（図２１の▲３▼参照）｝。
【００６３】
したがって、処理室３５内が大気圧下の状態から真空排気弁５０Ａを開き急速に真空排気することにより、処理室３５内のガスが瞬間的に高速流動状態になるのを抑制することができ、パーティクルの発生とウエハＷの振動を防止することができる。
【００６４】
なお、図１９において、その他の部分は図３に示す第一実施形態と同じであるので、同一部分には、同一符号を付して、その説明は省略する。
【００６５】
また、上記実施形態では、目標圧以下例えば減圧雰囲気下の処理室３５を目標圧例えば大気圧に復帰させる場合（図３，図４参照）と、目標圧以上例えば大気圧雰囲気の処理室３５内を目標圧例えば真空等の減圧雰囲気に復帰させる場合（図１９参照）の単独の装置について説明したが、これら両方を１つの装置に組み込むことも可能である。
【００６６】
すなわち、図２０に示すように、処理室３５の頂部に接続する流体供給管路３１ｄに介設される開度調整手段であるダイヤフラム弁５０と、処理室３５の底部に接続する流体排出管路７０に介設される別の開度調整手段であるダイヤフラム式の真空排気弁５０Ａを、上記実施形態と同様に、圧力センサ５１からの検出信号と、圧力センサ５１からの検出信号と予め記憶された情報とを比較演算する制御手段であるＣＰＵ５２及び操作手段例えばマイクロバルブ５３の圧力変換器５４からフィードバックされた制御信号に基づいて制御すると共に、ダイヤフラム弁５０と真空排気弁５０Ａを切換手段例えば電磁切換弁９０によって選択的に制御させるようにしてもよい。
【００６７】
この場合、ダイヤフラム弁５０と真空排気弁５０Ａは、それぞれ第１又は第２の操作信号伝達路９１，９２を介してマイクロバルブ５３の操作信号側に、接続されると共に、操作信号伝達路９１，９２に介設される電磁切換弁９０の切換操作によって、操作信号である操作流体例えば空気がダイヤフラム弁５０又は真空排気弁５０Ａに付与されてダイヤフラム弁５０又は真空排気弁５０Ａが制御されるように構成されている。
【００６８】
上記のように構成することにより、電磁切換弁９０の切換操作によって、目標圧以下の雰囲気例えば減圧雰囲気下の処理室３５を目標圧の雰囲気例えば大気圧雰囲気に復帰させることと、目標圧以上の雰囲気例えば大気圧雰囲気下の処理室３５を目標圧例えば真空等の減圧雰囲気に復帰させることを選択的に行うことができる。したがって、この発明に係る圧力制御装置を広範囲に使用することができると共に、装置の小型化を図ることができる。
【００６９】
なお、図２０において、その他の部分は、図３，図４及び図１９に示す実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して、説明は省略する。
【００７０】
また、上記実施形態では、この発明に係る圧力制御方法及び圧力制御装置を半導体ウエハの洗浄・乾燥処理システムに適用した場合について説明したが、洗浄・乾燥処理の他に、例えば真空雰囲気下で成膜処理を施す成膜装置等真空を用いた処理室内に流体を供給する処理システムについても同様に適用できることは勿論である。
【００７１】
なお、図１９を参照して目標圧例えば大気圧雰囲気から目標圧以下の所定の圧力例えば減圧雰囲気に復帰させる減圧システムについて説明したが、大気圧雰囲気から急速に真空排気すると、処理室３５内のガスが断熱膨張する。このとき、ガス温度が急速に低下し、内部に存在する水分は結露する。水分以外の液体でも凝固点が低下したガス温度の範囲に有れば結露する。これによって処理室３５内の不純物を濃縮付着させることになり、例えば半導体ウエハを洗浄乾燥等の処理をした場合、半導体デバイスの歩留まりの低下につながる。
【００７２】
この発明では、図１９に示すように常温窒素ガス、アルゴンガス等の熱エネルギー補給用ガスをガス供給源９５から、絞り弁９６、ダイアフラム弁９７を介しガス供給管路９８を経由してフィルタ６１と温度センサ６３間の乾燥ガス供給管路３１dに供給することにより上記問題を解決するようにしている。
【００７３】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、以下のような優れた効果が得られる。
【００７４】
１）請求項１又は１１記載の発明によれば、処理室内に連通する流体供給管路に介設される開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が低下し始める臨界値までの期間又は流体の流速が上昇し始める臨界値までの期間では、予め定められた二次曲線を理想値として制御し、上記臨界値から目標圧に達するまでの期間では、予め定められた直線を理想値として制御して、処理室内が目標圧に達するよう流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することにより、開度調整手段の起動時における圧力の急激な上昇を抑制することができると共に、減圧雰囲気下又は大気圧雰囲気下において、大流量の流体の供給又は大流量の流体の排出の際に生じるスパイク状の高速流を抑制することができる。したがって、パーティクルが例えば半導体ウエハに付着するという問題を解決することができる。
【００７５】
２）請求項５又は１４記載の発明によれば、処理室が目標圧以下の雰囲気下に有る場合は、処理室内に連通する流体供給管路に介設される第１の開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が低下し始める臨界値までの期間では、予め定められた第１の二次曲線を理想値として制御し、上記臨界値から目標圧に達するまでの期間では、予め定められた直線を理想値として制御して、処理室内が目標圧に達するよう流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御し、処理室が目標圧以上の雰囲気下に有る場合は、処理室内に連通する流体排出管路に介設される第２の開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が上昇し始める臨界値までの期間では、予め定められた第２の二次曲線を理想値として制御し、上記臨界値から目標圧に達するまでの期間では、予め定められた第２の直線を理想値として制御して、処理室内が目標圧に達するよう流体排出管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することにより、上記１）に加えて例えば減圧雰囲気下と大気雰囲気下の双方の圧力及び流量制御を行うことができると共に、装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る圧力制御装置を乾燥処理部に適用した洗浄・乾燥処理システムの概略平面図である。
【図２】上記洗浄・乾燥処理システムの概略側面図である。
【図３】この発明に係る圧力及び流量の制御装置を有する洗浄・乾燥処理ユニットの概略構成図である。
【図４】この発明に係る圧力制御装置の要部の構成図である。
【図５】この発明に係る圧力制御装置の制御系を示す概略構成図である。
【図６】この発明におけるダイヤフラム弁の閉塞状態の断面図（ａ）及びその要部拡大断面図（ｂ）である。
【図７】この発明におけるダイヤフラム弁の開放状態の断面図（ａ）及びその要部拡大断面図（ｂ）である。
【図８】この発明における操作手段の一例であるマイクロバルブの概略断面図である。
【図９】上記マイクロバルブの時間と電圧との関係を示すグラフである。
【図１０】上記マイクロバルブの時間と圧力との関係を示すグラフ（ａ）及び（ａ）の▲１▼を拡大して示すグラフ（ｂ）である。
【図１１】この発明におけるオープンモードにおける圧力と時間との関係を示すグラフである。
【図１２】この発明の圧力制御方法による時間、圧力及び流量の関係を示すグラフである。
【図１３】この発明におけるオープン／クローズモードの制御入出力信号のタイムチャートである。
【図１４】この発明におけるスローパージモードの制御入出力信号のタイムチャートである。
【図１５】この発明におけるスローオープンモードの制御入出力信号のタイムチャートである。
【図１６】この発明におけるオート・リセットモードにおける圧力と時間の関係を示すグラフである。
【図１７】この発明における理想的な処理室の圧力変化特性を維持する制御機能を示す圧力と時間の関係のグラフである。
【図１８】この発明における操作手段の別の例である比例電磁弁の概略断面図である。
【図１９】この発明に係る圧力及び流量制御装置の別の実施形態を示す概略構成図である。
【図２０】この発明に係る圧力及び流量制御装置の更に別の実施形態を示す概略構成図である。
【図２１】この発明におけるマイクロバルブの別の時間と圧力の関係を示すグラフである。
【図２２】従来の圧力制御装置の概略構成図である。
【図２３】従来の圧力制御装置の制御方法による時間、圧力及び流量の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
３１ｄ 乾燥ガス供給管路（流体供給管路，流体管路）
３５ 処理室
５０ ダイヤフラム弁（開度調整手段）
５０Ａ 真空排気弁（開度調整手段）
５１ 圧力センサ（圧力検出手段）
５２ ＣＰＵ（制御手段）
５３ マイクロバルブ（操作手段）
５４ 圧力変換器（圧力検出手段）
５４Ａ 制御ボード
７０ 流体排出管路（流体管路）
７１ 真空ポンプ（真空排気手段）
８０ 比例電磁弁（操作手段）
９０ 電磁切換弁（切換手段）
９１ 第１の操作信号伝達路
９２ 第２の操作信号伝達路
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧力及び流量の制御方法並びにその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体製造装置の製造工程においては、半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス等の被処理体（以下にウエハ等という）を薬液やリンス液（洗浄液）等の処理液が貯留された処理槽に順次浸漬して洗浄を行う洗浄処理方法が広く採用されている。また、このような洗浄処理装置においては、洗浄後のウエハ等の表面に例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等の揮発性を有する溶剤の蒸気からなる乾燥ガスを接触させ、乾燥ガスの蒸気を凝縮あるいは吸着させて、ウエハ等の水分の除去及び乾燥を行う乾燥処理装置が装備されている。
【０００３】
従来のこの種の乾燥処理装置として、例えば図２２に示すように、複数枚例えば５０枚のウエハＷを収容する処理室ａと、この処理室ａ内に配設される乾燥ガス供給ノズルｂに連通する乾燥ガス供給管路ｃを介して接続される蒸気発生器ｄとを具備してなり、乾燥ガス供給管路ｃに、開閉弁ｅとニードル弁ｆを組み合わせた第１の管路ｇと、１つの開閉弁ｈを配列した第２の管路ｉとを平行に配列した操作部ｊを介設し、また、蒸気発生器ｄにキャリアガス例えば窒素（Ｎ2）ガスの供給源ｋと、乾燥ガス例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の供給源ｍを接続してなる構造のものが使用されている。
【０００４】
上記のように構成される従来の乾燥処理装置によれば、目標圧以下例えば減圧雰囲気下におかれる処理室ａ内を目標圧例えば大気圧雰囲気にすべく処理室ａ内にいきなり乾燥ガスを供給することによるウエハのダメージを抑制するために、第１ステップとして、第１の管路ｇの開閉弁ｅとニードル弁ｆを開操作して処理室ａ内に少量の乾燥ガスを供給した後、第２ステップとして第２の管路ｉの開閉弁ｈを開操作して乾燥ガスを処理室ａ内に供給している。
【０００５】
また、上記乾燥処理装置以外の例えば真空雰囲気下で処理を行う例えばＣＶＤ装置やエッチング装置等においても、上記と同様に真空状態から標準圧状態に戻す際に、所定圧力のガスを供給して予め設定した気圧雰囲気に戻すようにした処理装置が知られている（特開平４−３５２３２６号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第１ステップにおいて開閉弁ｅを開放すると同時に、差圧が１気圧の圧力差を持って減圧された処理室ａに乾燥ガスが流入するため、図２３に示すように、開閉弁ｅを開とした際にスパイク状の高速流が生じる。このスパイク状の高速流によりパーティクルの舞い上がりが生じ、パーティクルがウエハＷに付着するという問題があった。また、第１の管路ｇの開閉弁ｅとニードル弁ｆのラインから第２の管路ｉの開閉弁ｈのラインへ切り換える際にも同様にスパイク状の高速流が発生し、同様にパーティクルが舞い上がり、ウエハＷに付着するという問題があった。
【０００７】
更には、処理室ａ内が目標圧例えば大気圧雰囲気下にある場合において、比較的大流量の乾燥ガスの供給が必要とされる場合にも、大流量の乾燥ガスを処理室ａ内に供給すると、同様にスパイク状の高速流が生じ、同様の問題が生じると共に、ウエハＷに振動を与え、この振動によりウエハＷにダメージを与える虞れもあった。
【０００８】
上記のような問題は、乾燥処理の他に、上記特開平４−３５２３２６号公報に記載された加工装置や例えば真空雰囲気下で成膜処理を施す成膜装置等真空を用いた処理室内に流体を供給する装置全般についても同様の問題である。
【０００９】
また、処理室内が目標圧以上の雰囲気例えば大気圧雰囲気にある場合、処理室内を急速に目標圧例えば減圧雰囲気にすると、処理室内のガスは瞬間的に高速流動状態となり、同様にパーティクルが舞い上がり、一方、断熱膨張によるガス中の水分の結露により発生するパーティクルが、ウエハ等に付着するという問題がある。
【００１０】
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、減圧雰囲気下又は大気圧雰囲気下の処理室内を目標圧にすべく処理室内に流体を供給又は流体を排出する際の流体圧力を制御して処理室内の被処理体のダメージを抑制するようにした圧力及び流量の制御方法並びにその装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、目標圧以上又は以下の雰囲気下の処理室内を上記目標圧雰囲気にする圧力及び流量の制御方法であって、 上記処理室内に連通する流体供給管路に介設される開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が低下し始める臨界値までの期間又は流体の流速が上昇し始める臨界値までの期間では、予め定められた二次曲線を理想値として制御し、 上記臨界値から上記目標圧に達するまでの期間では、予め定められた直線を理想値として制御して、上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項１記載の発明において、上記開度調整手段の起動時に、操作手段から開度調整手段に供給される操作流体の圧力を検出すると共に、その検出信号を操作手段にフィードバックして開度調整手段の開度速度を制御する方が好ましい（請求項２）。この場合、上記開度調整手段の起動時点の操作量を所定量ずつ徐々に変化させると共に、その変化状態を検知し、その検知された操作量の変化が規定量を超えた情報に基づいて上記開度調整手段が動作開始するまでの起動時間を設定する方が更に好ましい（請求項３）。
【００１４】
また、請求項１記載の発明において、上記開度調整手段の動作毎に、上記開度調整手段の動作開始までの起動時間を検知し、その検知の値が開度調整手段の二次曲線を理想値とする制御の開始基準値の許容変化量を超えたとき、上記開度調整手段の起動時間を上記許容変化量内に修正制御する方が好ましい（請求項４）。
【００１５】
請求項５記載の発明は、目標圧以下又は以上の雰囲気下の処理室内を上記目標圧雰囲気にする圧力及び流量の制御方法であって、 上記処理室が上記目標圧以下の雰囲気下に有る場合は、上記処理室内に連通する流体供給管路に介設される第１の開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が低下し始める臨界値までの期間では、予め定められた第１の二次曲線を理想値として制御し、 上記臨界値から上記目標圧に達するまでの期間では、予め定められた第１の直線を理想値として制御して、上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御し、 上記処理室が上記目標圧以上の雰囲気下に有る場合は、上記処理室内に連通する流体排出管路に介設される第２の開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が上昇し始める臨界値までの期間では、予め定められた第２の二次曲線を理想値として制御し、 上記臨界値から上記目標圧に達するまでの期間では、予め定められた第２の直線を理想値として制御して、上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体排出管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明において、少なくとも上記第１及び第２の開度調整手段のいずれか一方の動作毎に、上記いずれか一方の開度調整手段の動作開始までの起動時間を検知し、その検知の値が開度調整手段の二次曲線を理想値とする制御の開始基準値の許容変化量を超えたとき、上記いずれか一方の開度調整手段の起動時間を上記許容変化量内に修正制御する方が好ましい（請求項６）。
【００１７】
また、請求項７記載の発明は、請求項１記載の圧力及び流量の制御方法において、 上記処理室が上記目標圧以上の雰囲気下に有る場合に、熱エネルギー補給ガスを上記処理室に供給しながら上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項８記載の発明は、請求項５記載の圧力及び流量の制御方法において、上記処理室が目標圧以上の雰囲気下に有る場合に、熱エネルギー補給ガスを上記処理室に供給しながら上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体排出管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することを特徴とする。
【００１９】
上記請求項７又は８記載の圧力及び流量の制御方法において、上記処理室に熱エネルギー補給ガスを供給しながら上記処理室を真空排気することが可能である（請求項９）。また、上記請求項７ないし９のいずれかに記載の圧力及び流量の制御方法において、上記熱エネルギー補給ガスは窒素ガスである方が好ましい（請求項１０）。
【００２０】
また、請求項１１記載の発明は、目標圧以上又は以下の雰囲気下の処理室内に連通する流体供給管路に介設される開度調整手段と、 上記開度調整手段の開度を制御する操作手段と、 上記処理室内の圧力を検出し検出信号を出力する検出手段と、 上記検出信号に応答して、上記操作手段を介して上記開度調整手段の開度速度を制御する制御手段と、を具備し、 上記制御手段は、上記開度調整手段の起動から流体の流速が低下し始める臨界値までの期間又は流体の流速が上昇し始める臨界値までの期間では、予め定められた二次曲線を理想値として制御し、上記臨界値から上記目標圧に達するまでの期間では、予め定められた直線を理想値として制御して、上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することを特徴とする。
【００２１】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の圧力及び流量の制御装置において、上記操作手段から開度調整手段に供給される操作流体の圧力を検出すると共に、その検出信号を操作手段にフィードバックする圧力検出手段を更に具備し、上記開度調整手段の起動時に、操作手段から開度調整手段に供給される操作流体の圧力を上記圧力検出手段により検出すると共に、その検出信号を操作手段にフィードバックして開度調整手段の開度速度を制御することを特徴とする。
【００２３】
請求項１３記載の発明は、請求項１１記載の圧力及び流量の制御装置において、上記制御手段は、上記開度調整手段の動作毎に、上記開度調整手段の動作開始までの起動時間を検知し、その検知の値が開度調整手段の二次曲線を理想値とする制御の開始基準値の許容変化量を超えたとき、上記開度調整手段の起動時間を上記許容変化量内に修正制御することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１４記載の発明は、目標圧以下又は以上の雰囲気下の処理室内に連通する流体供給管路に介設される第１の開度調整手段と、 上記処理室内に連通する流体排出管路に介設される第２の開度調整手段と、 上記第１及び第２の開度調整手段の開度を制御する操作手段と、 上記処理室内の圧力を検出し検出信号を出力する検出手段と、 上記検出信号に応答して、上記操作手段を介して上記第１及び第２の開度調整手段の開度速度を制御する制御手段と、を具備し、 上記制御手段は、上記処理室が上記目標圧以下の雰囲気下に有る場合は、上記第１の開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が低下し始める臨界値までの期間では、予め定められた第１の二次曲線を理想値として制御し、上記臨界値から上記目標圧に達するまでの期間では、予め定められた第１の直線を理想値として制御して、上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御し、 上記処理室が上記目標圧以上の雰囲気下に有る場合は、上記第２の開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が上昇し始める臨界値までの期間では、予め定められた第２の二次曲線を理想値として制御し、上記臨界値から上記目標圧に達するまでの期間では、予め定められた第２の直線を理想値として制御して、上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体排出管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することを特徴とする。
【００２５】
この発明において、上記目標圧とは、現状の圧力雰囲気から変化する状態の所定の圧力雰囲気をいい、例えば大気圧雰囲気，減圧雰囲気あるいは加圧下又は減圧下における所定の圧力雰囲気をいう。
【００２６】
この発明によれば、処理室内に連通する流体供給管路に介設される開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が低下し始める臨界値までの期間又は流体の流速が上昇し始める臨界値までの期間では、予め定められた二次曲線を理想値として制御し、上記臨界値から目標圧に達するまでの期間では、予め定められた直線を理想値として制御して、処理室内が目標圧に達するよう流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することにより、開度調整手段の起動時における圧力の急激な上昇を抑制することができると共に、減圧雰囲気下又は大気圧雰囲気下において、大流量の流体の供給又は大流量の流体の排出の際に生じるスパイク状の高速流を抑制することができる（請求項１，１１）。
【００２７】
また、処理室が目標圧以下の雰囲気下に有る場合は、処理室内に連通する流体供給管路に介設される第１の開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が低下し始める臨界値までの期間では、予め定められた第１の二次曲線を理想値として制御し、上記臨界値から目標圧に達するまでの期間では、予め定められた第１の直線を理想値として制御して、処理室内が目標圧に達するよう流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御し、処理室が目標圧以上の雰囲気下に有る場合は、処理室内に連通する流体排出管路に介設される第２の開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が上昇し始める臨界値までの期間では、予め定められた第２の二次曲線を理想値として制御し、上記臨界値から目標圧に達するまでの期間では、予め定められた第２の直線を理想値として制御して、処理室内が目標圧に達するよう流体排出管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することにより、例えば減圧雰囲気下と大気雰囲気下の双方の圧力及び流量制御を行うことができると共に、装置の小型化を図ることができる（請求項５，１４）。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。この実施形態では半導体ウエハの洗浄・乾燥処理システムに適用した場合について説明する。
【００２９】
図１はこの発明に係る圧力及び流量の制御装置を乾燥処理部に適用した洗浄・乾燥処理システムの一例を示す概略平面図、図２はその概略側面図である。
【００３０】
上記洗浄・乾燥処理システムは、被処理体である半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）を水平状態に収納する容器例えばキャリア１を搬入、搬出するための搬送部２と、ウエハＷを薬液、洗浄液等の液処理すると共に乾燥処理する処理部３と、搬送部２と処理部３との間に位置してウエハＷの受渡し、位置調整及び姿勢変換等を行うインターフェース部４とで主に構成されている。
【００３１】
上記搬送部２は、洗浄・乾燥処理システムの一側端部に併設して設けられる搬入部５と搬出部６とで構成されている。また、搬入部５及び搬出部６のキャリア１の搬入口５ａ及び搬出口６ｂには、キャリア１を搬入部５、搬出部６に出入れ自在のスライド式の載置テーブル７が設けられている。また、搬入部５と搬出部６には、それぞれキャリアリフタ８が配設され、このキャリアリフタ８によって搬入部間又は搬出部間でのキャリア１の搬送を行うことができると共に、空のキャリア１を搬送部２の上方に設けられたキャリア待機部９への受け渡し及びキャリア待機部からの受け取りを行うことができるように構成されている（図２参照）。
【００３２】
上記インターフェース部４は、区画壁４ｃによって搬入部５に隣接する第１の室４ａと、搬出部６に隣接する第２の室４ｂとに区画されている。そして、第１の室４ａ内には、搬入部５のキャリア１から複数枚のウエハＷを取り出して搬送する水平方向（Ｘ，Ｙ方向），垂直方向（Ｚ方向）及び回転（θ方向）可能なウエハ取出しアーム１０と、ウエハＷに設けられたノッチを検出するノッチアライナー１１と、ウエハ取出しアーム１０によって取り出された複数枚のウエハＷの間隔を調整する間隔調整機構１２を具備すると共に、水平状態のウエハＷを垂直状態に変換する第１の姿勢変換装置１３が配設されている。
【００３３】
また、第２の室４ｂ内には、処理済みの複数枚のウエハＷを処理部３から垂直状態のまま受け取って搬送するウエハ受渡しアーム１４と、ウエハ受渡しアーム１４から受け取ったウエハＷを垂直状態から水平状態に変換する第２の姿勢変換装置１３Ａと、この第２の姿勢変換装置１３Ａによって水平状態に変換された複数枚のウエハＷを受け取って搬出部６に搬送された空のキャリア１内に収納する水平方向（Ｘ，Ｙ方向），垂直方向（Ｚ方向）及び回転（θ方向）可能なウエハ収納アーム１５が配設されている。なお、第２の室４ｂは外部から密閉されており、図示しない不活性ガス例えば窒素（Ｎ2）ガスの供給源から供給されるＮ2ガスによって室内が置換されるように構成されている。
【００３４】
一方、上記処理部３には、ウエハＷに付着するパーティクルや有機物汚染を除去する第１の処理ユニット１６と、ウエハＷに付着する金属汚染を除去する第２の処理ユニット１７と、ウエハＷに付着する酸化膜を除去すると共に乾燥処理する洗浄・乾燥処理ユニット１８及びチャック洗浄ユニット１９が直線状に配列されており、これら各ユニット１６〜１９と対向する位置に設けられた搬送路２０に、Ｘ，Ｙ方向（水平方向）、Ｚ方向（垂直方向）及び回転（θ）可能なウエハ搬送アーム２１（搬送手段）が配設されている。
【００３５】
上記洗浄・乾燥処理ユニット１８は、図３に示すように、キャリアガス例えば窒素（Ｎ2）ガスの供給源３０に供給路３１ａを介して接続するＮ2ガス加熱手段としてのＮ2ガス加熱器３２（以下に単に加熱器という）と、この加熱器３２に供給路３１ｂを介して接続する一方、乾燥ガス用液体例えばＩＰＡの供給源３３に供給路３１ｃを介して接続する蒸気発生手段としての蒸気発生器３４と、この蒸気発生器３４と乾燥処理室３５（以下に単に処理室という）とを接続する流体供給管路である乾燥ガス供給管路３１ｄに配設されるこの発明に係る圧力及び流量の制御装置３６とを具備してなる。
【００３６】
この場合、Ｎ2ガス供給源３０と加熱器３２とを接続する供給路３１ａには開閉弁３７ａが介設されている。また、ＩＰＡ供給源３３と加熱器３２とを接続する供給路３１ｃには開閉弁３７ｂが介設され、この開閉弁３７ｂのＩＰＡ供給源側には分岐路３８及び開閉弁３７ｃを介してＩＰＡ回収部３９が接続されている。また、図３に二点鎖線で示すように、蒸気発生器３４には、必要に応じてＩＰＡのドレン管４０が接続され、このドレン管４０にドレン弁４１が介設されると共に、チェッキ弁４２を介設する分岐路４０ａが接続されている。このようにドレン管４０、ドレン弁４１等を接続することにより、蒸気発生器３４内をクリーニングする際の洗浄液等の排出に便利となる。
【００３７】
蒸気発生器３４は、キャリアガスの供給路３１ｂに接続する例えばステンレス鋼製のパイプ状部材にて形成されており、このパイプ状部材の内周面にキャリアガスの流れ方向に沿って漸次狭小となる狭小テーパ面と、この狭小テーパ面の狭小部から流れ方向に沿って徐々に拡開する拡開テーパ面とからなる衝撃波形成部３４ａが形成されている。この衝撃波形成部３４ａは、衝撃波形成部３４ａの流入側圧力（一次圧力）と流出側圧力（二次圧力）との圧力差によって衝撃波が形成される。例えば、一次圧力（Kgf/cm2G）とＮ2ガスの通過流量（Nl/min）を適宜選択することによって衝撃波を形成することができる。この場合、衝撃波形成部３４ａの一次側と二次側を接続する分岐路３４ｂに圧力調整弁３４ｃを介設して、この圧力調整弁３４ｃの調節によって衝撃波の発生条件を適宜設定している。
【００３８】
また、衝撃波形成部３４ａの拡開テーパ面の途中にはＩＰＡ供給口が開設されて、供給路３１ｃを介してＩＰＡ供給源３３が接続されている。また、拡開テーパ面の流出側のパイプ状部材内に内筒ヒータ３４ｄが挿入され、その外側には外筒ヒータ３４ｅが配設されている。
【００３９】
上記のように構成することにより、ＩＰＡ供給源３３から供給されるＩＰＡを衝撃波形成部３４ａの供給口から供給すると、衝撃波形成部３４ａで形成された衝撃波によってＩＰＡが霧状にされ、その後ヒータ３４ｄ，３４ｅの加熱によってＩＰＡ蒸気が生成される。
【００４０】
上記圧力及び流量の制御装置３６は、図３ないし図４に示すように、乾燥ガス供給管路３１ｄに介設される開度調整手段例えばダイヤフラム弁５０と、処理室３５内の圧力を検出する検出手段である圧力センサ５１からの信号と予め記憶された情報とを比較演算する制御手段例えばＣＰＵ５２（中央演算処理装置）と、ＣＰＵ５２からの信号に基づいてダイヤフラム弁５０の開度を制御する操作手段例えばマイクロバルブ５３と、このマイクロバルブ５３の操作信号例えば二次側圧力を検出すると共に、その検出信号をマイクロバルブ５３にフィードバックする検出手段例えば圧力変換器５４と図示しない制御回路とからなるマイクロバルブ５３の制御ボード５４Ａを具備してなる。
【００４１】
この場合、上記ダイヤフラム弁５０は、図６及び図７に示すように、乾燥ガス供給管路３１ｄに接続する一次側ポート５０ａと二次側ポート５０ｂとを連通する通路５０ｃ中に弁座５０ｄを具備すると共に、この弁座５０ｃに対して就座すべく上下方向に変位可能な常時弁開側に***するメタルダイヤフラム５０ｅを具備してなる。また、ダイヤフラム弁５０は、メタルダイヤフラム５０ｅの上面側と、上方に向かって開口する操作流体すなわち空気の供給ポート５０ｆに連通する室５０ｇ内に、操作調整用弁体５０ｈを摺動自在に配設すると共に、この操作調整用弁体５０ｈを常時下方に押圧する操作調整用スプリング５０ｉを具備してなり、操作調整用スプリング５０ｉの弾発力によって常時メタルダイヤフラム５０ｅが閉塞され、供給ポート５０ｆに流入する操作流体すなわち空気の流量に追従してメタルダイヤフラム５０ｅが弁座５０ｃから離隔し、弁座５０ｃの外周側に配置されたシートホルダ５０ｊに設けられた流通孔５０ｋを乾燥ガスが流れるように構成されている。
【００４２】
このように構成されるダイヤフラム弁５０によれば、図６（ａ），（ｂ）に示す閉塞状態において、上記マイクロバルブ５３から供給される操作流体すなわち空気が供給ポート５０ｆに供給され、その供給流量が増えて供給圧が操作調整用スプリング５０ｉの弾発力に打ち勝つと、操作調整用弁体５０ｈが上昇し、それに伴なってメタルダイヤフラム５０ｅも上昇して弁座５０ｃから離隔する（図７（ａ），（ｂ）参照）。これにより、一次側ポート５０ａと二次側ポート５０ｂが連通し、一次側ポート５０ａから乾燥ガスが二次側ポート５０bに流れ、処理室３５に供給される。
【００４３】
また、上記マイクロバルブ５３は、例えば図８に示すように、ダイヤフラム弁５０の操作流体例えば空気の流入路５５に排出路５６を連通し、この排出路５６と対向する面に可撓性部材５７を介して制御液体例えば熱伸縮性オイル５８を収容する室５９を形成すると共に、室５９における可撓性部材５７と対向する面に配設される複数の抵抗ヒータ６０を配設してなる。なおこの場合、可撓性部材５７は、上部材５３ａと下部材５３ｃとの間に介在される中部材５３ｂを有すると共に、下部材５３ｃと接合する台座５３ｄを有しており、可撓性部材５７の撓み変形によって中部材５３ｂが排出路５６を開閉し得るように構成されている。なお、このマイクロバルブ５３は全体がシリコンにて形成されている。
【００４４】
このように構成することにより、ＣＰＵ５２からの信号及び制御ボード５４Ａの制御信号をデジタル／アナログ変換させて抵抗ヒータ６０に伝達すると、抵抗ヒータ６０が加熱されると共に、制御液体すなわちオイル５８が膨脹収縮し、これにより可撓性部材５７が流入側に出没移動して排出路５６の上部が開状態となり、操作流体すなわち空気圧力を調節することができる。したがって、マイクロバルブ５３によって遅延制御された操作流体すなわち空気によってダイヤフラム弁５０を作動して予め記憶された情報と、マイクロバルブ５３の二次側圧力又は処理室３５内の圧力を比較し、ダイヤフラム弁５０の開度を制御してＮ2ガスを処理室３５内に供給することができ、処理室３５内の圧力回復の時間制御を行うことができる。
【００４５】
なお、乾燥ガス供給管路３１ｄには、上記ダイヤフラム弁５０の下流側（二次側）にフィルタ６１が介設されており、パーティクルの少ない乾燥ガスを供給できるように構成されている。また、乾燥ガス供給管路３１ｄの外側には保温用ヒータ６２が配設されてＩＰＡガスの温度を一定に維持し得るように構成されている。更に、乾燥ガス供給管路３１ｄの処理室３５側にはＩＰＡガスの温度センサ６３（温度検出手段）が配設されて、乾燥ガス供給管路３１ｄ中を流れるＩＰＡガスの温度が測定されるようになっている。
【００４６】
また、図５に示すように、上記ＣＰＵ５２はＤ／Ａ変換器及び増幅器（ＡＭＰ）を介して上記マイクロバルブ５３に電気的に接続されると共に、上記圧力センサ５１，圧力変換器５４に増幅器（ＡＭＰ）やＡ／Ｄ変換器等を介してこれらセンサ５１，圧力変換器５４からの検出信号と、ウォッチ・ドグ・タイマ（ＷＤＴ），ＲＯＭ及びＲＡＭ等より予め記憶された情報に基づいて比例動作、積分動作及び微分動作の３動作を含むＰＩＤ制御が可能に構成されている。また、ＣＰＵ５２には、３つのデジタルスイッチ（圧力１，時間１及び２）と、５つの発光素子表示（アラーム，全閉，スローパージ，全開及びスローオープン）と、６つのリレー出力信号（全閉，スローパージ，全開，スローオープン，ＣＰＵ異常及び電源異常）と、４つのフォトカプラ（スローパージ，全開，スローオープンアラームリセット）が接続されている。
【００４７】
次に、この発明に係る圧力及び流量の制御方法について、図９ないし図１５を参照して説明する。まず、適宜洗浄処理されたウエハＷを処理室３５内に移動し、目標圧以下の雰囲気下すなわち減圧雰囲気下の処理室３５内で乾燥処理が終了した状態で、図１３に示すオープン／クローズモードのように、マイクロバルブ５３を作動させると共に、ＣＰＵ５２からの信号に基づいてダイヤフラム弁５０を制御する。この際、図１４に示すスローパージモードのように、処理室３５内が目標圧例えば大気圧に達するまで予め設定された複数例えば２つの目標値に段階的に遅延制御し、その制御信号に基づいてダイヤフラム弁５０を追従させて開度速度を制御し、乾燥ガス供給管路３１ｄを流れるＮ2ガスを処理室３５内に供給する。また、処理室３５内が大気圧に達した状態において、図１５に示すスローオープンモードのように、ダイヤフラム弁５０の開度速度を緩やかにしてＮ2ガスを処理室３５内に供給する。
【００４８】
この場合、マイクロバルブ５３は所定の電圧が印加されるまでオフセット状態であり、所定電圧が印加された後、上述したように抵抗ヒータ６０が加熱されてオイル５８が膨脹収縮することにより、可撓性部材５７が流入側に出没移動して操作流体すなわち空気がダイヤフラム弁５０の供給ポート５０ｆに流入し、ダイヤフラム弁５０が開状態となる。この際、マイクロバルブ５３の起動時（立ち上がり時）にマイクロバルブ５３の二次側圧力を圧力変換器５４にて検出すると共に、その検出信号をマイクロバルブ５３にフィードバックしてダイヤフラム弁５０の開度速度を制御（第１の制御）することにより、ダイヤフラム弁５０のオフバランスの固有のばらつきの範囲内でダイヤフラム弁５０を緩やかに開状態とすることができる（図９及び図１０の▲１▼参照）。次に、適宜関数近似線例えば二次曲線を理想値としてこれに対して所定目標値｛第１の目標値；例えば乾燥ガスの流速が低下し始める臨界値（Ｐ2，Ｔ2）｝までＰＩＤ制御（第２の制御）した後｛第１の期間；（図１０の▲２▼参照）｝、所定目標値（Ｐ2，Ｔ2）から処理室３５内が大気圧雰囲気｛第２の目標値；（Ｐ3，Ｔ3）｝に達するまで適宜関数近似例えば直線近似するように制御（第３の制御）する｛第２の期間；（図１０の▲３▼参照）｝。
【００４９】
また、図１１に示すように、処理室３５内が大気圧に達した状態において、ダイヤフラム弁５０の開度速度を緩やかに制御することにより、比較的大流量の乾燥ガスの供給が必要とされる場合においても、スパイク状の高速流の発生を防止することができる。
【００５０】
このように、ダイヤフラム弁５０の立ち上がり時にマイクロバルブ５３の二次側圧力を監視してマイクロバルブ５３を制御することにより、処理室３５の容積が大きいがために制御できない初期の段階すなわちダイヤフラム弁５０の立ち上がり時における圧力を抑制することができ、処理室３５内へのＮ2ガスの急激な供給によるスパイク状の高速流の発生を防止することができると共に、パーティクルの舞い上がりによるウエハＷへの付着を防止することができる。また、その後、所定目標値｛例えば乾燥ガスの流速が低下し始める臨界値（Ｐ2，Ｔ2）｝まで例えば二次曲線的にＰＩＤ制御することにより、処理室３５内が減圧雰囲気であるがために乾燥ガスが急激に供給されるのを抑制してウエハＷの振動によるダメージを抑制することができる（図１２参照）。また、乾燥ガスの流速が低下し始め臨界値に達した後、例えば直線近似するように制御することにより、乾燥ガスの供給を早めて乾燥の促進を図ることができる。
【００５１】
また、処理室３５内が大気圧に達した状態において、ダイヤフラム弁５０の開度速度を緩やかに制御することにより、大気圧雰囲気下における大流量のＮ2ガスの供給の際に生じるスパイク状の高速流の発生を防止することができると共に、パーティクルの舞い上がりによるウエハＷへの付着を防止することができる。
【００５２】
上記のようにして減圧雰囲気下の処理室３５を目標圧例えば大気圧まで制御することができる。しかし、装置の立ち上げ時やマイクロバルブ５３の交換時においては、ダイヤフラム弁５０のオフバランス（弁の開き始めの操作空気圧）が変わってしまうので、ダイヤフラム弁５０が開くまでの時間｛起動時間：図１０（ａ）のＴ1までの経過時間｝が変化してしまい、これによって、二次曲線近似の特性が変化してしまうことがある。
【００５３】
これを防ぐために、この発明においては以下に示すようなオート・リセットモードが設けられている。このオート・リセットモードは、開度調整手段であるダイヤフラム弁５０の操作空気圧力を徐々に変化させ、ダイヤフラム弁５０の開きはじめの操作空気圧力（オートバランス）を検知し、ＣＰＵ５２内の値を書き換える動作を行うものである。すなわち、図１６に示すように、ダイヤフラム弁５０の操作空気圧力の時間軸での変化は２つの直線を組み合わせた形態でＣＰＵ５２に制御され、その交点Ｐ1はモード開始より約１０秒の時間をもってダイヤフラム弁５０のオフバランスの９０％となるように設定される。更に、交点Ｐ1通過後において、５秒の繰り返し時間もってダイヤフラム弁５０の操作空気圧力が０．０３Kｇｆ／ｃｍ2ずつ増加していくように設定される。このオート・リセットモードにおけるダイヤフラム弁５０の実際のオフバランス値の判断は、圧力センサ５１の変化をＣＰＵ５２がモード中常時監視し、その変化が規定量を超えたとき（例えば圧力センサ５１の出力値の変化量が１０ｍＶを超えたとき）にダイヤフラム弁５０の開き始めと判断することによって行い、このときのダイヤフラム弁５０の操作空気圧力を、ダイヤフラム弁５０の実際のオフバランス値とする。そして、ここで求められたダイヤフラム弁５０の実際のオフバランス値を、既に設定されているオフバランス値に対してＣＰＵ５２内で上書き保存することにより、次回より理想的（最適）な処理室３５内の圧力の変化特性が得られる。
【００５４】
また、ダイヤフラム弁５０は、長期間の繰り返し動作によって徐々にオフバランスが変化していくことがあり得る。このオフバランス変化もまた上記と同様に二次曲線近似の特性変化の原因となる。これを防ぐために、この発明においては、ダイヤフラム弁５０の動作毎に、そのオフバランスを検知し、ある定められた範囲を逸脱したとき、ＣＰＵ５２内の制御定数を変化させ、オフバランス変化に追従しながら理想的（最適）な処理室３５内の圧力変化特性を維持する制御機能（学習機能）を具備している。
【００５５】
この学習機能は、図１７に示すように、判断基準点を（ｔ0，Ｐ0）におき、圧力Ｐ0到達時間が、ｔ1−ｔ0＜ｔ2又はｔ1−ｔ0＞ｔ2となった時、設定オフバランス値を増減させて、ダイヤフラム弁５０のオフバランスの時間的変化に追従することにより、ダイヤフラム弁５０の起動時間を修正制御する機能である。具体的に説明すると、この学習機能は、圧力変化曲線のスタート基準（図１７中のｔ0，Ｐ0の点）例えば動作開始２０秒後に圧力センサ５１の出力変化量が１０ｍＶとする基準に対し、実際のスタートがその許容変化量±３秒（図１７中の２×ｔ2の幅）を超える（図１７中のｔ1，Ｐ0の点）状況となった場合に、設定オフバランス値を増減（例えば、既に設定されているオフバランス値に対して０．０３Kｇｆ／ｃｍ2 を増減）させて、この増減したオフバランス値にてＣＰＵ５２内で上書き保存することにより、次回より理想的（最適）な処理室３５内の圧力変化特性を得ることができる。
【００５６】
なお、上記実施形態では、操作手段が電気信号を操作流体例えば空気の流量に変換するマイクロバルブの場合について説明したが、操作手段は必しもマイクロバルブである必要はなく、電気信号を操作流体例えば空気の流量に変換する弁であれば例えば図１８に示すような比例電磁弁を用いてもよい。
【００５７】
上記比例電磁弁８０は、図８に示すように、乾燥ガス供給管路３１ｄに接続する一次側ポート８１ａと二次側ポート８１ｂとを連通する通路８１ｃ中に弁座８１ｄを具備するバルブ本体８１と、弁座８１ｄに就座するバルブシート８２を有すると共に、スプリング８３の弾発力によって常時弁座８１ｄに就座する方向すなわち弁閉側に押圧されるバルブステム８４と、このバルブステム８４に一体に装着されるソレノイド８５と、ソレノイド８５を囲繞するようにバルブ本体８１上に装着されるコイル８６とで主に構成されている。なお、バルブステム８４とバルブ本体８１との間には、Ｏリング８７が介在されて、通路８１ｃ側とコイル８６とが気水密に遮断されている。
【００５８】
このように構成される比例電磁弁８０において、コイル８６が通電されると、ソレノイド８５が励磁されて、バルブステム８４をスプリング８３の弾発力に抗して図において上昇させ、これに伴なってバルブシート８２が弁座８１ｄから離隔する。これにより、一次側ポート８１ａと二次側ポート８１ｂが連通し、一次側ポート８１ａから乾燥ガスが二次側ポート８１ｂに流れ、処理室３５に供給される。
【００５９】
また、上記実施形態では、圧力センサ５１を処理室３５側に配設して、処理室３５内の圧力を検出し、その検出信号に基づいてマイクロバルブ５３及びダイヤフラム弁５０を制御する場合について説明したが、図３に二点鎖線で示すように、ダイヤフラム弁５０と処理室３５の間の乾燥ガス供給管路３１ｄの途中に圧力センサ５１Ａを介設して、ダイヤフラム弁５０の二次側の圧力を検出し、その検出信号に基づいてマイクロバルブ５３及びダイヤフラム弁５０を制御するようにしてもよい。この場合、圧力センサ５１と５１Ａを併設してもよく、あるいは、いずれか一方を配設したものであってもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、目標圧以下の雰囲気例えば減圧雰囲気下の処理室３５を目標圧例えば大気圧に復帰させる場合について説明したが、必ずしもこのような場合に限定されるものではなく、目標圧以上の雰囲気例えば大気圧雰囲気下の処理室３５内を目標圧例えば真空等の減圧雰囲気に復帰させる場合にも適用できる。
【００６１】
すなわち、図１９に示すように、処理室３５の底部に接続する流体排出管路７０に開度調整手段であるダイヤフラム式の真空排気弁５０Ａを介設して真空排気手段例えば真空ポンプ７１に接続して、真空排気弁５０Ａの開閉動作に基づいて処理室３５内を目標圧例えば大気圧雰囲気から目標圧以下の所定の圧力例えば減圧雰囲気に復帰させる減圧システムにも適用できる。この場合、上記真空排気弁５０Ａは上記ダイヤフラム弁５０と同様に構成されており、上記実施形態と同様に、圧力センサ５１からの検出信号及び操作手段例えばマイクロバルブ５３の圧力変換器（図示せず）からフィードバックされた制御信号に基づいて真空排気弁５０Ａが制御されるように構成されている。
【００６２】
上記のように構成することにより、予め複数の目標値（処理室圧力、真空排気時間）を設定し、真空排気弁５０Ａを制御することができる。すなわち、マイクロバルブ５３の起動時（立ち上がり時）にマイクロバルブ５３の二次側圧力を圧力変換器（図示せず）にて検出すると共に、その検出信号をマイクロバルブ５３にフィードバックして真空排気弁５０Ａの開度速度を制御（第１の制御）することにより、真空排気弁５０Ａのオフバランスの固有のばらつきの範囲内で真空排気弁５０Ａを緩やかに開状態にすることができる（図２１の▲１▼参照）。次いで、二次曲線を理想値としてこれに対して所定目標値｛例えば、乾燥ガスの流速が上昇し始める臨界値（Ｐ2a，Ｔ2a）｝までＰＩＤ制御（第２の制御）した後｛第１の期間；（図２１の▲２▼参照）｝、所定目標値（Ｐ2a，Ｔ2a）から処理室３５内が減圧雰囲気（Ｐ0，Ｔ3a）に達するまで適宜関数近似例えば直線近似するように制御（第３の制御）することができる｛第２の期間；（図２１の▲３▼参照）｝。
【００６３】
したがって、処理室３５内が大気圧下の状態から真空排気弁５０Ａを開き急速に真空排気することにより、処理室３５内のガスが瞬間的に高速流動状態になるのを抑制することができ、パーティクルの発生とウエハＷの振動を防止することができる。
【００６４】
なお、図１９において、その他の部分は図３に示す第一実施形態と同じであるので、同一部分には、同一符号を付して、その説明は省略する。
【００６５】
また、上記実施形態では、目標圧以下例えば減圧雰囲気下の処理室３５を目標圧例えば大気圧に復帰させる場合（図３，図４参照）と、目標圧以上例えば大気圧雰囲気の処理室３５内を目標圧例えば真空等の減圧雰囲気に復帰させる場合（図１９参照）の単独の装置について説明したが、これら両方を１つの装置に組み込むことも可能である。
【００６６】
すなわち、図２０に示すように、処理室３５の頂部に接続する流体供給管路３１ｄに介設される開度調整手段であるダイヤフラム弁５０と、処理室３５の底部に接続する流体排出管路７０に介設される別の開度調整手段であるダイヤフラム式の真空排気弁５０Ａを、上記実施形態と同様に、圧力センサ５１からの検出信号と、圧力センサ５１からの検出信号と予め記憶された情報とを比較演算する制御手段であるＣＰＵ５２及び操作手段例えばマイクロバルブ５３の圧力変換器５４からフィードバックされた制御信号に基づいて制御すると共に、ダイヤフラム弁５０と真空排気弁５０Ａを切換手段例えば電磁切換弁９０によって選択的に制御させるようにしてもよい。
【００６７】
この場合、ダイヤフラム弁５０と真空排気弁５０Ａは、それぞれ第１又は第２の操作信号伝達路９１，９２を介してマイクロバルブ５３の操作信号側に、接続されると共に、操作信号伝達路９１，９２に介設される電磁切換弁９０の切換操作によって、操作信号である操作流体例えば空気がダイヤフラム弁５０又は真空排気弁５０Ａに付与されてダイヤフラム弁５０又は真空排気弁５０Ａが制御されるように構成されている。
【００６８】
上記のように構成することにより、電磁切換弁９０の切換操作によって、目標圧以下の雰囲気例えば減圧雰囲気下の処理室３５を目標圧の雰囲気例えば大気圧雰囲気に復帰させることと、目標圧以上の雰囲気例えば大気圧雰囲気下の処理室３５を目標圧例えば真空等の減圧雰囲気に復帰させることを選択的に行うことができる。したがって、この発明に係る圧力制御装置を広範囲に使用することができると共に、装置の小型化を図ることができる。
【００６９】
なお、図２０において、その他の部分は、図３，図４及び図１９に示す実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して、説明は省略する。
【００７０】
また、上記実施形態では、この発明に係る圧力制御方法及び圧力制御装置を半導体ウエハの洗浄・乾燥処理システムに適用した場合について説明したが、洗浄・乾燥処理の他に、例えば真空雰囲気下で成膜処理を施す成膜装置等真空を用いた処理室内に流体を供給する処理システムについても同様に適用できることは勿論である。
【００７１】
なお、図１９を参照して目標圧例えば大気圧雰囲気から目標圧以下の所定の圧力例えば減圧雰囲気に復帰させる減圧システムについて説明したが、大気圧雰囲気から急速に真空排気すると、処理室３５内のガスが断熱膨張する。このとき、ガス温度が急速に低下し、内部に存在する水分は結露する。水分以外の液体でも凝固点が低下したガス温度の範囲に有れば結露する。これによって処理室３５内の不純物を濃縮付着させることになり、例えば半導体ウエハを洗浄乾燥等の処理をした場合、半導体デバイスの歩留まりの低下につながる。
【００７２】
この発明では、図１９に示すように常温窒素ガス、アルゴンガス等の熱エネルギー補給用ガスをガス供給源９５から、絞り弁９６、ダイアフラム弁９７を介しガス供給管路９８を経由してフィルタ６１と温度センサ６３間の乾燥ガス供給管路３１dに供給することにより上記問題を解決するようにしている。
【００７３】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、以下のような優れた効果が得られる。
【００７４】
１）請求項１又は１１記載の発明によれば、処理室内に連通する流体供給管路に介設される開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が低下し始める臨界値までの期間又は流体の流速が上昇し始める臨界値までの期間では、予め定められた二次曲線を理想値として制御し、上記臨界値から目標圧に達するまでの期間では、予め定められた直線を理想値として制御して、処理室内が目標圧に達するよう流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することにより、開度調整手段の起動時における圧力の急激な上昇を抑制することができると共に、減圧雰囲気下又は大気圧雰囲気下において、大流量の流体の供給又は大流量の流体の排出の際に生じるスパイク状の高速流を抑制することができる。したがって、パーティクルが例えば半導体ウエハに付着するという問題を解決することができる。
【００７５】
２）請求項５又は１４記載の発明によれば、処理室が目標圧以下の雰囲気下に有る場合は、処理室内に連通する流体供給管路に介設される第１の開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が低下し始める臨界値までの期間では、予め定められた第１の二次曲線を理想値として制御し、上記臨界値から目標圧に達するまでの期間では、予め定められた直線を理想値として制御して、処理室内が目標圧に達するよう流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御し、処理室が目標圧以上の雰囲気下に有る場合は、処理室内に連通する流体排出管路に介設される第２の開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が上昇し始める臨界値までの期間では、予め定められた第２の二次曲線を理想値として制御し、上記臨界値から目標圧に達するまでの期間では、予め定められた第２の直線を理想値として制御して、処理室内が目標圧に達するよう流体排出管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することにより、上記１）に加えて例えば減圧雰囲気下と大気雰囲気下の双方の圧力及び流量制御を行うことができると共に、装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る圧力制御装置を乾燥処理部に適用した洗浄・乾燥処理システムの概略平面図である。
【図２】上記洗浄・乾燥処理システムの概略側面図である。
【図３】この発明に係る圧力及び流量の制御装置を有する洗浄・乾燥処理ユニットの概略構成図である。
【図４】この発明に係る圧力制御装置の要部の構成図である。
【図５】この発明に係る圧力制御装置の制御系を示す概略構成図である。
【図６】この発明におけるダイヤフラム弁の閉塞状態の断面図（ａ）及びその要部拡大断面図（ｂ）である。
【図７】この発明におけるダイヤフラム弁の開放状態の断面図（ａ）及びその要部拡大断面図（ｂ）である。
【図８】この発明における操作手段の一例であるマイクロバルブの概略断面図である。
【図９】上記マイクロバルブの時間と電圧との関係を示すグラフである。
【図１０】上記マイクロバルブの時間と圧力との関係を示すグラフ（ａ）及び（ａ）の▲１▼を拡大して示すグラフ（ｂ）である。
【図１１】この発明におけるオープンモードにおける圧力と時間との関係を示すグラフである。
【図１２】この発明の圧力制御方法による時間、圧力及び流量の関係を示すグラフである。
【図１３】この発明におけるオープン／クローズモードの制御入出力信号のタイムチャートである。
【図１４】この発明におけるスローパージモードの制御入出力信号のタイムチャートである。
【図１５】この発明におけるスローオープンモードの制御入出力信号のタイムチャートである。
【図１６】この発明におけるオート・リセットモードにおける圧力と時間の関係を示すグラフである。
【図１７】この発明における理想的な処理室の圧力変化特性を維持する制御機能を示す圧力と時間の関係のグラフである。
【図１８】この発明における操作手段の別の例である比例電磁弁の概略断面図である。
【図１９】この発明に係る圧力及び流量制御装置の別の実施形態を示す概略構成図である。
【図２０】この発明に係る圧力及び流量制御装置の更に別の実施形態を示す概略構成図である。
【図２１】この発明におけるマイクロバルブの別の時間と圧力の関係を示すグラフである。
【図２２】従来の圧力制御装置の概略構成図である。
【図２３】従来の圧力制御装置の制御方法による時間、圧力及び流量の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
３１ｄ 乾燥ガス供給管路（流体供給管路，流体管路）
３５ 処理室
５０ ダイヤフラム弁（開度調整手段）
５０Ａ 真空排気弁（開度調整手段）
５１ 圧力センサ（圧力検出手段）
５２ ＣＰＵ（制御手段）
５３ マイクロバルブ（操作手段）
５４ 圧力変換器（圧力検出手段）
５４Ａ 制御ボード
７０ 流体排出管路（流体管路）
７１ 真空ポンプ（真空排気手段）
８０ 比例電磁弁（操作手段）
９０ 電磁切換弁（切換手段）
９１ 第１の操作信号伝達路
９２ 第２の操作信号伝達路
Claims (14)
- 目標圧以上又は以下の雰囲気下の処理室内を上記目標圧雰囲気にする圧力及び流量の制御方法であって、
上記処理室内に連通する流体供給管路に介設される開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が低下し始める臨界値までの期間又は流体の流速が上昇し始める臨界値までの期間では、予め定められた二次曲線を理想値として制御し、
上記臨界値から上記目標圧に達するまでの期間では、予め定められた直線を理想値として制御して、上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することを特徴とする圧力及び流量の制御方法。 - 請求項１記載の圧力及び流量の制御方法において、
上記開度調整手段の起動時に、操作手段から開度調整手段に供給される操作流体の圧力を検出すると共に、その検出信号を操作手段にフィードバックして開度調整手段の開度速度を制御することを特徴とする圧力及び流量の制御方法。 - 請求項２記載の圧力及び流量の制御方法において、
上記開度調整手段の起動時点の操作量を所定量ずつ徐々に変化させると共に、その変化状態を検知し、その検知された操作量の変化が規定量を超えた情報に基づいて上記開度調整手段が動作開始するまでの起動時間を設定することを特徴とする圧力及び流量の制御方法。 - 請求項１記載の圧力及び流量の制御方法において、
上記開度調整手段の動作毎に、上記開度調整手段の動作開始までの起動時間を検知し、その検知の値が開度調整手段の二次曲線を理想値とする制御の開始基準値の許容変化量を超えたとき、上記開度調整手段の起動時間を上記許容変化量内に修正制御することを特徴とする圧力及び流量の制御方法。 - 目標圧以下又は以上の雰囲気下の処理室内を上記目標圧雰囲気にする圧力及び流量の制御方法であって、
上記処理室が上記目標圧以下の雰囲気下に有る場合は、上記処理室内に連通する流体供給管路に介設される第１の開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が低下し始める臨界値までの期間では、予め定められた第１の二次曲線を理想値として制御し、
上記臨界値から上記目標圧に達するまでの期間では、予め定められた第１の直線を理想値として制御して、上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御し、
上記処理室が上記目標圧以上の雰囲気下に有る場合は、上記処理室内に連通する流体排出管路に介設される第２の開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が上昇し始める臨界値までの期間では、予め定められた第２の二次曲線を理想値として制御し、
上記臨界値から上記目標圧に達するまでの期間では、予め定められた第２の直線を理想値として制御して、上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体排出管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することを特徴とする圧力及び流量の制御方法。 - 請求項５記載の圧力及び流量の制御方法において、
少なくとも上記第１及び第２の開度調整手段のいずれか一方の動作毎に、上記いずれか一方の開度調整手段の動作開始までの起動時間を検知し、その検知の値が開度調整手段の二次曲線を理想値とする制御の開始基準値の許容変化量を超えたとき、上記いずれか一方の開度調整手段の起動時間を上記許容変化量内に修正制御することを特徴とする圧力及び流量の制御方法。 - 請求項１記載の圧力及び流量の制御方法において、
上記処理室が上記目標圧以上の雰囲気下に有る場合に、熱エネルギー補給ガスを上記処理室に供給しながら上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することを特徴とする圧力及び流量の制御方法。 - 請求項５記載の圧力及び流量の制御方法において、
上記処理室が目標圧以上の雰囲気下に有る場合に、熱エネルギー補給ガスを上記処理室に供給しながら上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体排出管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することを特徴とする圧力及び流量の制御方法。 - 請求項７又は８記載の圧力及び流量の制御方法において、
上記処理室に熱エネルギー補給ガスを供給しながら上記処理室を真空排気することを特徴とする圧力及び流量の制御方法。 - 請求項７ないし９のいずれかに記載の圧力及び流量の制御方法において、
上記熱エネルギー補給ガスは窒素ガスであることを特徴とする圧力及び流量の制御方法。 - 目標圧以上又は以下の雰囲気下の処理室内に連通する流体供給管路に介設される開度調整手段と、
上記開度調整手段の開度を制御する操作手段と、
上記処理室内の圧力を検出し検出信号を出力する検出手段と、
上記検出信号に応答して、上記操作手段を介して上記開度調整手段の開度速度を制御する制御手段と、を具備し、
上記制御手段は、上記開度調整手段の起動から流体の流速が低下し始める臨界値までの期間又は流体の流速が上昇し始める臨界値までの期間では、予め定められた二次曲線を理想値として制御し、上記臨界値から上記目標圧に達するまでの期間では、予め定められた直線を理想値として制御して、上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することを特徴とする圧力及び流量の制御装置。 - 請求項１１記載の圧力及び流量の制御装置において、
上記操作手段から開度調整手段に供給される操作流体の圧力を検出すると共に、その検出信号を操作手段にフィードバックする圧力検出手段を更に具備し、上記開度調整手段の起動時に、操作手段から開度調整手段に供給される操作流体の圧力を上記圧力検出手段により検出すると共に、その検出信号を操作手段にフィードバックして開度調整手段の開度速度を制御することを特徴とする圧力及び流量の制御装置。 - 請求項１１記載の圧力及び流量の制御装置において、
上記制御手段は、上記開度調整手段の動作毎に、上記開度調整手段の動作開始までの起動時間を検知し、その検知の値が開度調整手段の二次曲線を理想値とする制御の開始基準値の許容変化量を超えたとき、上記開度調整手段の起動時間を上記許容変化量内に修正制御することを特徴とする圧力及び流量の制御装置。 - 目標圧以下又は以上の雰囲気下の処理室内に連通する流体供給管路に介設される第１の開度調整手段と、
上記処理室内に連通する流体排出管路に介設される第２の開度調整手段と、
上記第１及び第２の開度調整手段の開度を制御する操作手段と、
上記処理室内の圧力を検出し検出信号を出力する検出手段と、
上記検出信号に応答して、上記操作手段を介して上記第１及び第２の開度調整手段の開度速度を制御する制御手段と、を具備し、
上記制御手段は、
上記処理室が上記目標圧以下の雰囲気下に有る場合は、上記第１の開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が低下し始める臨界値までの期間では、予め定められた第１の二次曲線を理想値として制御し、上記臨界値から上記目標圧に達するまでの期間では、予め定められた第１の直線を理想値として制御して、上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体供給管路を流れる流体の圧力及び流量を制御し、
上記処理室が上記目標圧以上の雰囲気下に有る場合は、上記第２の開度調整手段の開度速度を、開度調整手段の起動から流体の流速が上昇し始める臨界値までの期間では、予め定められた第２の二次曲線を理想値として制御し、上記臨界値から上記目標圧に達するまでの期間では、予め定められた第２の直線を理想値として制御して、上記処理室内が上記目標圧に達するよう上記流体排出管路を流れる流体の圧力及び流量を制御することを特徴とする圧力及び流量の制御装置。
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