CN111007885A - 推断装置以及阀控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种推断装置以及阀控制装置，其推断真空阀的调压时所使用的实效排气速度。推断装置(5)包括：激振部(52)，使开度信号(θs)与激振信号重叠，开度信号(θs)用于驱动自动压力控制阀(1)的阀体(11)，激振信号用于对阀体(11)进行激振，所述自动压力控制阀(1)设置在对腔室(3)进行排气的真空泵(4)与腔室(3)之间；以及推断部(51)，根据激振时的腔室内压力的压力响应，推断与经由自动压力控制阀(1)而被排气的气体相关的实效排气速度(Se)。

Description

推断装置以及阀控制装置

技术领域

本发明涉及一种推断装置以及阀控制装置。

背景技术

在干式蚀刻等半导体工艺中，一边使工艺气体流入腔室一边将腔室内压力维持成规定的压力来进行工艺。朝腔室中导入的工艺气体的多个气体种类的混合比、流量等工艺条件被事先决定，并以变成所述条件的方式由流量控制器进行调节。另外，腔室压力也是重要的工艺条件之一，通常在腔室与真空泵之间设置压力调整用的自动压力调整阀(也被称为自动压力控制(Automatic Pressure Control，APC)阀)(例如，参照专利文献1)。腔室压力由真空计来测量，通过以变成事先决定的规定的压力值的方式控制阀的阀体开度位置，而将腔室的压力保持成规定压力值。在自动压力控制阀中事先存储真空排气装置的排气特性数据，根据所述排气特性数据进行调压动作。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2014-093497号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

但是，事先存储的排气特性数据通常是基于与实际使用的工艺气体不同的标准的气体(例如，氮气或氩气)的数据。包含自动压力控制阀与真空泵的排气系统的排气特性也依存于气体种类，因此若排气特性数据的气体种类与工艺气体不同，则存在压力调整的精度下降这一问题。

[解决问题的技术手段]

根据本发明的优选的形态的推断装置包括：激振部，使开度信号与激振信号重叠，所述开度信号用于驱动真空阀的阀体，所述激振信号用于对所述阀体进行激振，所述真空阀设置在对腔室进行排气的真空泵与所述腔室之间；以及推断部，根据激振时的腔室内压力的压力响应，推断与经由所述真空阀而被排气的气体相关的排气特性。

在更优选的形态中，所述推断部根据所述激振信号的激振振幅、所述压力响应、以及表示所述阀体的开度变化与腔室内压力的变化的关系的设备增益(plant gain)，推断与经由所述真空阀而被排气的气体相关的实效排气速度。

在更优选的形态中，所述激振部以表示所述阀体的开度变化与腔室内压力的变化的关系的设备增益与所述激振信号的激振振幅的积为固定的方式，设定所述激振振幅。

在更优选的形态中，所述排气特性是与经由所述真空阀而被排气的气体相关的实效排气速度，且当将所述腔室的容积设为V，将所述实效排气速度的推断开度范围的上限开度中的实效排气速度设为Semax，将所述激振信号的角频率设为ω时，所述激振部以ω＞Semax/V的方式设定所述激振信号的角频率。

根据本发明的优选的形态的阀控制装置包括生成真空阀的阀体的开度信号的调压部，且所述调压部根据由所述形态的任一者中记载的推断装置所推断的所述排气特性，生成所述开度信号。

根据本发明的优选的形态的阀控制装置包括：存储部，存储与经由安装在腔室的真空阀而被排气的气体相关的实效排气速度及腔室容积；调压部，根据已被存储在所述存储部的实效排气速度及腔室容积，生成所述真空阀的阀体的开度信号；校正部，根据将安装在导入有规定分子量及规定流量的气体的所述腔室的所述真空阀控制成多个开度时的腔室内压力，校正已被存储在所述存储部的实效排气速度及腔室容积；以及判定部，根据由所述形态的任一者中记载的推断装置所推断的所述排气特性，判定所述气体的分子量及流量是否与所述规定分子量及所述规定流量一致。

[发明的效果]

根据本发明，可谋求提升利用真空阀进行调压时的压力调整响应的稳定性。

附图说明

图1是表示包括自动压力控制阀的真空系统的概略结构的框图。

图2是说明自动压力控制阀的调压控制系统的图。

图3是表示开度θ与实效排气速度Se的关系的图。

图4是表示开度θ与实效排气速度的开度偏微分值

的关系的图。

图5是表示开度θ与设备增益Gp的关系的图。

图6是表示校正处理的一例的流程图。

图7是表示校正处理时的开度θ及腔室内压力的图。

图8是表示开度-压力特性的图。

图9是表示开度-排气速度特性的图。

图10是表示开度-设备增益特性的图。

图11是表示校正部的详细情况的框图。

符号的说明

1：自动压力控制阀

1a：阀本体

1b：阀控制装置

3：腔室

4：真空泵

5：推断装置

11：阀体

21：调压部

23：校正部

51：推断部

52：激振部

231：开度生成部

232：运算部

233：判定部

具体实施方式

以下，参照图对用于实施本发明的形态进行说明。图1是表示包括自动压力控制阀(以下，记载为自动压力控制阀)的真空系统的概略结构的框图。自动压力控制阀1包含安装在腔室3的阀本体1a、及对阀本体1a进行驱动控制的阀控制装置1b。进行各种反应工艺的腔室3由包含阀本体1a与真空泵4的排气系统进行真空排气。在图1中，表示将涡轮分子泵用于真空泵4时的例子，但作为真空泵4，并不限定于涡轮分子泵，可使用各种真空泵。

在阀本体1a，设置有用于调整阀电导(valve conductance)的阀体11、对阀体11进行驱动的马达12、及用于测量阀体11的开度θ的编码器13。编码器13的开度测量值θr被输入阀控制装置1b及推断装置5。工艺气体等经由流量控制器32而流入腔室3。腔室3的压力由真空计31来测量。由真空计31所测量的压力测量值Pg被输入阀控制装置1b及推断装置5。推断装置5的详细情况将后述。另外，在本实施方式中，将推断装置5与自动压力控制阀1分开来独立地设置，但也可以将推断装置5设置在阀控制装置1b内。

图2是说明自动压力控制阀1的调压控制的概略的图。如图2所示，控制系统被分成控制对象(设备)与控制部件(控制器)。作为设备输出的腔室压力由真空计31来检测，但其信号(压力测量值Pg)被反馈，并以变成作为目标所设定的规定压力值(压力目标值Ps)的方式得到控制。若对与图1的结构的对应进行说明，则设备是将阀体11的开度θ设为输入并将压力测量值Pg设为输出的阀本体1a的气体排气部。控制器是包含阀控制装置1b及对阀体11进行驱动的马达12的致动器部，控制器输入是压力目标值Ps与压力测量值Pg的偏差，控制器输出是开度θ，由编码器13来检测。

回到图1，阀控制装置1b包括调压部21、马达驱动部22、校正部23及存储部24。调压部21根据压力测量值Pg与压力目标值Ps、及腔室3的容积V等调压所需要的控制参数，将用于调压控制的开度信号θs输入马达驱动部22。马达驱动部22根据开度信号θs对马达12进行驱动。

例如，若从压力目标值Ps＝Ps0的状态变更成导入气体为流量Qin、Ps＝Ps1的状态，则调压部21根据下式(1)中所示的排气的式子，生成如使腔室3的压力P接近Ps1的开度信号θs。在腔室3的压力到达Ps1的附近后，以相对于压力目标值Ps的压力测量值Pg的偏差变成零的方式进行反馈控制。在式(1)中，V是腔室3的容积，Se是由腔室结构及阀电导与真空泵4的排气速度所决定的实效排气速度。

Qin＝V×(dP/dt)十Se×P…(1)

调压控制所需要的控制参数被存储在存储部24。虽然控制参数的具体的构成将后述，但控制参数依存于安装有自动压力控制阀1的腔室3的容积或进行排气的气体的种类等。因此，为了进行高精度的调压控制，必须获取已将包含自动压力控制阀1与真空泵4的排气系统安装在腔室3的状态下的控制参数。校正部23进行用于将已被存储在存储部24的控制参数校正成适合于实际的真空系统的控制参数的校正处理。

如后述那样，在校正处理中，实际地驱动阀体11并针对各规定开度获取必要数据(例如，压力值)，因此需要长时间。因此，以并非在每日的生产步骤中频繁地实施，而在定期维护时实施的程度的频度来进行校正处理。因此，气体种类的混合比、流量、压力因工艺条件而与校正时的条件大不相同。因此，存在如下的担忧：仅通过以往的校正处理无法发挥最合适的调压性能，停留在如压力值在规定的目标压力附近变成振动响应，或有点过衰减，至规定目标压力为止需要长时间这样的不适当的调压性能。

因此，在本实施方式中，在工艺时的调压控制时通过图1中所示的推断装置5来推断实效排气速度等控制参数，并将其推断结果用于阀控制装置1b的调压控制，由此谋求调压精度的提升。推断装置5包括推断部51、激振部52及检测部53。在推断控制参数时，从推断装置5的激振部52朝阀控制装置1b输入激振振幅Δθ的激振信号。在此情况下，从调压部21中输出使开度信号θs与激振振幅Δθ的激振信号重叠而成的信号。激振振幅Δθ的激振信号是对阀体11赋予微小振动成分(例如，正弦波振动或三角波振动)的开度信号，在被检测的压力(压力测量值Pg)中也产生对应于激振振幅Δθ的压力响应。检测部53从压力测量值Pg中提取对应于激振振幅Δθ的压力响应。推断部51根据由检测部53所提取的压力响应，推断控制参数。

(控制参数推断的说明)

阀体11的开度θ与实效排气速度Se的开度-实效排气速度特性(实效排气速度Se(θ))通常处于如图3所示的单调递增曲线的关系。在某一平衡状态0的附近，以微小变化量将式(1)中所示的排气的式子线性化。若相对于平衡状态0的腔室压力P0、流量Qin0、实效排气速度Se0、开度θ0，将微小变化量分别设为ΔP、ΔQin、ΔSe、Δθ，则在平衡状态0的附近，只要将P＝P0+ΔP、Qin＝Qin0+ΔQin、Se＝Se0+ΔSe、θ＝θ0+Δθ代入排气的式(1)即可。

此处，在平衡状态0中，Qin0＝Se0×P0、dP0/dt＝0，进而，若将ΔSe×ΔP设为二次微小量而忽视，则平衡状态0的附近的经线性化的排气的式子变成如下式(2)那样。进而，在平衡状态0的附近，可表示成

因此式(2)可如式(3)那样表示。另外，

表示是平衡状态0的

Qin＝V×(dP/dt)+Se×P…(1)

Qin0+ΔQin＝V×(d(P0+ΔP)/dt)+(Se0+ΔSe)×(P0+ΔP)

ΔQin＝V×(d(ΔP)/dt)+Se0×ΔP+P0×ΔSe…(2)

若对式(3)进行拉普拉斯变换(Laplace transform)，则变换成d/dt→S(拉普拉斯变换的复变数)，因此变换后的式子如下式(4)那样表示。另外，在式(4)中，将拉普拉斯变换后的各量的表述设为与变换前相同的表述。

式(4)表示输入ΔQin及Δθ与压力变动振幅(压力响应)ΔP的关系。在本实施方式中，着眼于相对于输入Δθ的压力变动振幅(压力响应)ΔP，使用在式(4)中设为ΔQin＝0的下式(5)。在通常的调压过程中，被重叠的激振振幅Δθ的激振信号(例如，正弦波信号)为稀少的信号形态，因此在ΔQin中包含与激振信号相同的干扰信号极其稀少，此处，无需考虑ΔQin。

在式(5)中，使用角频率ω及虚数j来设为S＝jω时的

是将Δθ设为激振输入，将ΔP/P0设为输出进行观测时的传递函数。传递函数

包含实效排气速度Se，因此若在同一开度中气体种类、流量不同，则传递函数的振幅值及相位值分别采用不同的值。即，关于作为基准的气体，事先针对各开度存储振幅值、相位值，并将经实测的振幅值、相位值与基准气体的振幅值、相位值进行比较，由此可推测实效排气速度Se的值。

以下，考虑处理变得简单的ω→0的情况与ω→+∞的情况。

(ω→0的场合)

在此情况下，在传递函数

中，V×jω的部分变成V×jω→0，因此传递函数的振幅值的极限值变成

其与被称为设备增益Gp者(例如，参照日本专利特开20181-112263号公报)相同。即，可以说在ω→0的极限所获得的传递函数

是静态的设备增益，传递函数

是动态的设备增益。已知静态的设备增益Gp(θ)在各气体种类及流量中的差异小，差异的检测并不容易。

(ω→+∞的场合)

在ω→+∞的情况下为(V×ω)＞＞Se0，因此振幅值的极限值变成

如图3所示，实效排气速度Se在各气体中差异大，如图4所示，若去除θ极其小的开度区域及θ极其大的开度区域，则实效排气速度的开度偏微分值

具有与实效排气速度值的大小相关的大小关系。因此，在图4的由箭头所示的范围(推断实施范围)内，实效排气速度的开度偏微分值

在各气体中的差异显著地显现，可高精度地进行推断。

在ω→+∞的情况下，若将式(5)改写成与振幅值相关的式子，则平衡状态0的实效排气速度的开度偏微分值

如下式(6)那样表示。因此，赋予ω比较高的激振振幅Δθ的激振信号来测定压力变动振幅ΔP，并将它们代入式(6)，由此可获取

的值。

但是，若ω过高，则所测定的压力振幅与ω成反比例地减少，因此检测变得困难。因此，最好以比对象气体之中，时间常数最短的气体(图3所示的例子中为氦气)时间常数的倒数略高的ω进行检测。例如，以ω＝(Se/V)×几倍左右的方式进行设定。Se根据开度θ而不同，因此此处的Se是大概的值，例如为平均值。当将图3中所示的推断执行范围的上限(开度θ2)处的实效排气速度Semax的值用作实效排气速度Se的值时，只要以ω＞Semax/V的方式进行设定即可。

在阀控制装置1b的存储部24，事先存储有成为基准的表示实效排气速度的开度偏微分值

与开度的关系的数据集。推断部51将所述基准的数据集与所述测定数据(实效排气速度的开度偏微分值

)进行比较，由此推断对应于经排气的气体的实效排气速度Se。

例如，考虑已被存储在存储部24的基准的数据集为与氦气(He)相关的数据集，实际进行了排气的气体为氙气(Xe)的情况。若在图4的开度θ1中获取了由激振振幅Δθ的激振信号所产生的压力变动振幅ΔP，则通过将Δθ及ΔP代入式(6)，可获得氙气的实效排气速度的开度偏微分值(此处，记载为

)。开度θ1的氦气的实效排气速度的开度偏微分值为

静态的设备增益

如所述那样，由气体的种类的不同所引起的差异小。此处，若假定氦气的设备增益GpHe与氙气的设备增益GpXe相等，则在

与实效排气速度Se之间，下式(7)的关系成立。即，可看作实效排气速度的开度偏微分值

的比与实效排气速度的比大致相等。

因此，推断部51算出已获取的数据

与基准气体的数据，

的比率，并将已算出的比率乘以基准气体的实效排气速度SeHe，由此算出现实的实效排气速度SeXe。算出结果(SeXe)被发送至阀控制装置1b，用于由调压部21所进行的调压控制。在此情况下，设为在存储部24存储有与基准气体(He)相关的数据

及SeHe。

另外，当在存储部24存储有作为基准气体(He)的数据的设备增益GpHe时，由于GpHe≈GpXe的关系成立，因此可根据设备增益GpHe的数据与式(6)而直接算出实际的实效排气速度(对于氙气的实效排气速度)。如上所述，

因此式(6)可如下式(8)那样变形。通过将与激振相关的角频率ω及激振振幅Δθ、以及经测量的压力变动振幅ΔP与压力测量值Pg代入式(8)，可获得开度θ1的现实的实效排气速度Se(＝SeXe)。

Se＝(ΔP/Pg)×ω×V/(Gp×Δθ)…(8)

另一方面，设备增益Gp也与激振振幅Δθ及压力变动振幅ΔP相关，也可以如下式(9)那样表达。另外，|(ΔP/Δθ)|表示(ΔP/Δθ)的绝对值。

Gp＝|dP/dθ|/P…(9)

如图5所示，已知设备增益Gp(θ)在开度小的区域取得最大值。在图5中，如θ_Gp_max这样表述设备增益Gp(θ)变成最大的开度。如此，在θ_Gp_max处压力振幅变大，因此以与Gp的灵敏度成反比例的方式设定Δθ值，由此不论开度均可获得稳定的压力振幅。即，以(Gp(θ)×Δθ)的值变成固定的方式设定激振振幅Δθ，由此所测定的压力振幅值ΔP大体上变成相同的程度，因此在测定精度方面合理。

(激振条件的具体例)

继而，使用具体的数值对激振的条件进行说明。在存储部24存储有与基准气体相关的控制参数，但实际上被导入腔室3的工艺气体通常与基准气体不同。此处，对基准气体为氦气，实际上流入的气体为氙气的情况进行说明。当导入腔室3的气体的流量Qin为100[sccm]左右时，在比较小的开度区域中控制阀体11。

包含自动压力控制阀1与真空泵4的排气系统的实效排气速度Se在阀体开度小的区域中，自动压力控制阀1的电导占支配地位。当将气体的分子量设为M时，自动压力控制阀1的电导与1/√M成比例，因此在电导占支配地位的区域中，实效排气速度Se也大致与1/√M成比例。由于氦气的分子量为4，氙气的分子量为131，因此对于氦气的实效排气速度SeHe变成对于氙气的实效排气速度SeXe的6倍左右。另一方面，在阀开度大的区域中，真空泵4的排气速度占支配地位，因此实效排气速度的比SeHe/SeXe变得与真空泵4的排气速度Sp的比SpHe/SpXe大致相等。但是，此处为了使说明变得简单，假定实效排气速度的比SeHe/SeXe在阀开度大的区域中也大致相似地维持6倍左右这一关系。

另外，在将包含多种气体的混合气体作为工艺气体导入的情况下，使用将混合气体中所包含的气体的各自的分子量平均化而成者。

此处，将基准气体的从最小开度至最大开度为止的实效排气速度SeHe设为30[L/s]～3000[L/s]，将校正时所获取的腔室3的容积V设为V＝100[L]。当将激振的角频率ω如所述那样设定成ω＝(Se/V)×几倍左右时，氦气的时间常数V/Se比氙气的时间常数V/Se短，因此由氦气的时间常数来决定角频率ω的上限。即，由于SeHe为30[L/s]～3000[L/s]，因此SeHe/V＝0.3[rad/s]～30[rad/s]。若将进行激振的角频率ω设定成其2倍，则变成ω＝0.6[rad/s]～60[rad/s]。

进而，若将

的值设为3[L/(s·％)]～300[L/(s·％)]，则传递函数的振幅值

变成

通常，若朝压力目标值Ps的收敛误差为±1％以内(1/100以下)，则也可以看作调压完成的情况多，因此对于调压而言可充分忽视ΔP/P0的压力变动的不良影响(比收敛误差小)，且若将压力变动设为可观测的0.1％，则0.001＝ΔP/P0＝Δθ/(20～2000)。为了满足此条件，Δθ＝0.02％～2％(氙气中，1/6的值的范围)，且可知阀体11的激振也可以通过通常的驱动机构来进行。

另外，在调压条件及系统的振动条件苛刻的情况下，例如在如被容许的收敛误差严格且在激振频率附近存在结构物的共振点的情况下，并非进行激振至调压完成为止，例如即便在调压操作的开始时间点等压力变动小的时机仅进行短时间激振，也可以进行检测。在ω＝60[rad/s]的情况下，一个周期为100ms左右，因此也可以是几个周期(例如，两个周期左右(200ms))左右的激振。在调压过程中，即便在响应比进行激振的角频率ω慢且压力变动大的情况下，只要利用滤波器来提取ω成分，则也可以进行检测。

如上所述，在本实施方式中，可在气体排气中推断

因此，也可以在校正处理中推断

并将其推断结果用于判定是否适当地进行了校正处理。首先，对校正处理进行说明，其次，对校正处理的推断结果的利用方法进行说明。

(校正处理)

图11是表示校正部23的详细情况的框图。校正部23包括开度生成部231、运算部232及判定部233。开度生成部231将校正用的开度信号θc输出至马达驱动部22。运算部232根据利用开度信号θc进行了开闭控制时所获得的压力测量值Pg取得开度-压力特性，并算出实效排气速度Se(θ)、开度-设备增益特性、腔室3的容积V。判定部233进行与已被导入腔室3的气体的气体种类及流量相关的判定。另外，在本实施方式中，将进行校正处理的校正部23设置在自动压力控制阀1的阀控制装置1b，但也可以不将校正部23设置在自动压力控制阀1内，而作为独立的校正装置来设置。

图6是表示由阀控制装置1b的校正部23所执行的校正处理的一例的流程图。另外，图7是表示校正处理时的开度θ及腔室内压力的图。在图7中，线L31表示开度测量值θr(％)，线L32表示由真空计31所测量的压力测量值Pg(Pa)。

在图6的步骤S1中，使经指定的气体种类的气体从流量控制器32朝腔室3内仅流入规定流量Qin。而且，等到压力测量值Pg稳定为止。关于校正处理时的气体种类或规定流量Qin，例如设定在自动压力控制阀1的手册等，操作员按照手册的记载使规定的气体朝腔室3内仅流入规定流量Qin。

在步骤S2中，进行获取多个开度测量值θr(i)的压力的处理。另外，i＝1～N(正的整数)。在校正处理中，通过校正部23的指令，从开度生成部231朝马达驱动部22输入校正用的开度信号θc。在图7所示的例子中，在θr＝100％且压力测量值Pg稳定的时刻t1处，将开度信号θc从100％变更成0％。

压力测量值Pg通过开度变更而上升，但若压力测量值Pg稳定并大致变成固定值，则获取真空计31的压力测量值Pg(1)。同样地，在图7的时刻t2、时刻t3、……、时刻tN处，以开度信号θc(2)、开度信号θc(3)、……、开度信号θc(N)的顺序输出开度信号θc，并相对于多个开度测量值θr(2)、开度测量值θr(3)、……、开度测量值θr(N)＝100％，获取压力测量值Pg(2)、压力测量值Pg(3)、……、压力测量值Pg(N)。

在步骤S3中，通过增层法来求出腔室3的容积V。具体而言，在图7的时刻ta处，将开度信号θc从100％变更成0％，并获取多个变更后的压力测量值Pg。由于开度为0％，因此在腔室3的压力P与气体流量Qin及容积V之间，下式(10)的关系成立。因此，可根据在时刻ta之后所测量的压力测量值Pg的变化来算出腔室3的容积V。

Qin＝V×(dP/dt)…(10)

在步骤S4中，算出自动压力控制阀1的开度θ的实效排气速度Se(θ)。根据流入腔室3的气体的流量Qin的值与在步骤S2所获取的开度θr(1)～开度θr(N)的压力测量值Pg(2)～压力测量值Pg(N)，可获得如图8所示的开度-压力特性(即，P(θ))。实效排气速度Se(θ)在平衡状态下，下式(11)的关系成立。根据图8中所示的开度-压力特性(即，P(θ))与式(11)，可获得图9中所示的开度-实效排气速度特性(即，实效排气速度Se(θ))。

Se(θ)＝Qin/P(θ)…(11)

在步骤S5中，根据图8中所示的开度-压力特性与式(9)来算出设备增益Gp(θ)。其结果，可获得如图10所示的开度-设备增益特性。在步骤S6中，将通过校正处理所获取的控制参数，即腔室3的容积V、开度-实效排气速度特性(实效排气速度Se(θ))及开度-设备增益特性(设备增益Gp(θ))存储在自动压力控制阀1的存储部24。当在存储部24事先存储有控制参数时，利用通过校正处理所获取的控制参数对所述控制参数进行修正、或直接改写。

(校正处理的推断结果的利用)

为了提升校正处理的精度，如上所述，必须朝腔室3导入如经指定那样的流量Qin，关于气体种类，也优选流入经指定的气体。由此，可高精度地进行腔室容积V或实效排气速度Se的校正。以下，将激振振幅Δθ的激振信号赋予至开度信号来获取压力变动振幅ΔP，由此通过推断装置5来推断校正用气体的气体种类(气体的分子量)及流量。在校正部23的判定部233中，根据推断装置5的推断结果来判定是否以适当的流量导入了适当的气体，并向操作员提示其判定结果。其结果，可防止进行不适当的校正处理。

如图11所示，在校正部23设置有进行与气体种类及流量相关的判定的判定部233。当进行判定时，校正部23要求激振振幅Δθ的激振信号的输出，并使推断装置5进行实效排气速度Se的推断。判定部233根据由推断装置5所推断的实效排气速度Se，判定已被导入腔室3的气体的气体种类及流量是否为设定在手册的气体种类及流量。

在图6所示的校正处理中，在步骤S2中获取多个开度测量值θr(i)的压力，但在获取所述压力时赋予激振振幅Δθ的激振信号来使推断装置5推断实效排气速度。例如，在获取开度测量值θr(i)的压力测量值Pg(i)后，从激振部52仅在规定时间内输出激振信号，并根据激振振幅Δθi及经测量的压力变动振幅ΔPi来算出实效排气速度的开度偏微分值。算出后将开度变更成开度测量值θr(i+1)，并同样地算出压力测量值Pg(i+1)与实效排气速度的开度偏微分值。其结果，相对于多个开度测量值θr(2)、开度测量值θr(3)、……、开度测量值θr(N)，分别获取实效排气速度的开度偏微分值。实效排气速度的推断只要在1～N的任一个时机进行即可。

作为说明的前提条件，假定在自动压力控制阀1的输出时，在存储部24存储有与氩气相关的控制参数(实效排气速度Se(θ)Ar)。另外，在自动压力控制阀1的手册中，作为校正时的设定条件，记载有气体种类为氩气且将流量设定成流量Qin。

推断装置5若从校正部23输入激振的指令，则从激振部52输出激振振幅Δθ的激振信号。推断装置5的推断部51推断实效排气速度Se。通过将开度测量值θr(i)的压力测量值Pg(i)、激振时的角频率ω、激振振幅Δθi以及压力变动振幅ΔPi代入所述式(6)，而如下式(12)那样算出开度测量值θr(i)的实效排气速度的开度偏微分值

如此，在开度测量值θr(i)中，获取压力测量值Pg(i)与实效排气速度的开度偏微分值

进而，推断部51读出已被存储在阀控制装置1b的存储部24的作为基准数据的实效排气速度Se(θi)Ar，并离散地算出开度θi的实效排气速度的开度全微分值(dSe/dθ)Ar(θi)。而且，根据下式(13)，算出获取数据ΔPi时的开度测量值θr(i)的实效排气速度Se(i)。已算出的实效排气速度Se(i)被输出至校正部23。

校正部23的判定部233根据作为实测数据的实效排气速度Se(i)，通过下式(14)来算出已被导入腔室的气体的流量Qin(i)。进而，通过式(15)来算出已被导入的气体的分子量Mi。

Qin(i)＝Se(i)×Pg(i)…(14)

Mi＝MAr×{Se(θi)Ar/Se(i)}²…(15)

在校正时，若已被导入腔室3的气体如手册的指示那样为氩气，则通过式(15)所算出的分子量Mi变成与氩气的分子量MAr大致相等的值。在阀的电导占支配地位的小的开度区域中，理想的是应变成Mi＝MAr，但算出因检测误差等而略微背离的值的Mi。若通过式(15)所算出的分子量Mi与氩气的分子量MAr＝40的差为容许范围内，则判定部233判定已被导入的校正用的气体是如手册那样的氩气，即一致。另外，若通过式(14)所算出的流量Qin(i)与设定在手册中的流量Qin的差为容许范围内，则判定已被设定成如手册那样的流量，即一致。

另一方面，在分子量Mi与氩气的分子量MAr＝40的差超过容许范围的情况下、及在流量Qin(i)与流量Qin的差超过容许范围的情况下，从校正部23输出警报，使操作员知道气体种类或流量的设定不适当。

根据所述实施方式，可获得以下的作用效果。

(1)图1中所示的推断装置5包括：激振部52，使开度信号θs与激振信号重叠，开度信号θs用于驱动自动压力控制阀1的阀体11，激振信号用于对阀体11进行激振，所述自动压力控制阀1设置在对腔室3进行排气的真空泵4与腔室3之间；以及推断部51，根据激振时的腔室内压力的压力响应(例如，压力变动振幅ΔP)，推断与经由自动压力控制阀1而被排气的气体相关的排气特性。作为排气特性，例如有实效排气速度Se、或实效排气速度的开度偏微分值

或设备增益Gp、或气体的分子量等。

其结果，可获取实际进行了排气的气体的排气特性，例如实效排气速度Se。通过使用由推断装置5所推断的实效排气速度进行利用自动压力控制阀1的调压，即便在未事先准备对应于工艺气体的控制参数的情况下，也可以谋求提升压力调整响应的稳定性。

(2)进而，也可以根据激振信号的激振振幅Δθ、作为压力响应的压力变动振幅ΔP、以及表示阀体11的开度变化与腔室内压力的变化的关系的设备增益Gp，通过式(8)来推断与经由自动压力控制阀1而被排气的气体相关的自动压力控制阀1的实效排气速度Se。

(3)以表示阀体11的开度变化与腔室内压力的变化的关系的设备增益Gp(θ)与激振信号的激振振幅Δθ的积(Gp(θ)×Δθ)为固定的方式，设定激振振幅Δθ，由此可不论开度均获得相同程度的值的稳定的压力振幅值ΔP。

(4)在赋予激振振幅Δθ的激振信号来获取压力变动振幅ΔP的情况下，优选赋予ω比较高的激振振幅Δθ的激振信号来测定压力变动振幅ΔP。但是，若ω过高，则所测定的压力振幅与ω成反比例地减少，检测变得困难，因此当将腔室3的容积设为V，将实效排气速度的推断开度范围(图3中所示的推断实施范围)的上限开度θ2的实效排气速度设为Semax时，理想的是以ω＞Semax/V的方式设定激振信号的角频率ω。

(5)阀控制装置1b包括：存储部24，存储安装在腔室3的自动压力控制阀1的实效排气速度Se及腔室容积V；调压部21，根据已被存储在存储部24的实效排气速度Se及腔室容积V，生成自动压力控制阀1的阀体11的开度信号θs；校正部23，根据将安装在导入有规定分子量及规定流量Qin的气体的腔室3的自动压力控制阀1控制成多个开度时的腔室内压力(压力测量值Pg)，校正已被存储在存储部24的实效排气速度Se及腔室容积V；以及判定部233，根据由推断装置5所推断的实效排气速度，判定气体的分子量及流量是否与规定分子量及规定流量一致。

通过利用判定部233的判定结果，可识别是否在正确的设定条件(气体种类、流量)下进行了将校正用气体导入腔室3来进行的校正处理。由此，可高精度地进行已被存储在存储部24的实效排气速度Se及腔室容积V的校正，可谋求提升压力调整响应的稳定性。

以上对各种实施方式及变形例进行了说明，但本发明并不限定于这些内容。在本发明的技术思想的范围内可想到的其他形态也包含在本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种推断装置，其特征在于，包括：

激振部，使开度信号与激振信号重叠，所述开度信号用于驱动真空阀的阀体，所述激振信号用于对所述阀体进行激振，所述真空阀设置在对腔室进行排气的真空泵与所述腔室之间；以及

推断部，根据激振时的腔室内压力的压力响应，推断与经由所述真空阀而被排气的气体相关的排气特性。

2.根据权利要求1所述的推断装置，其中所述推断部根据所述激振信号的激振振幅、所述压力响应、以及表示所述阀体的开度变化与腔室内压力的变化的关系的设备增益，推断与经由所述真空阀而被排气的气体相关的实效排气速度。

3.根据权利要求1或2所述的推断装置，其中所述激振部以表示所述阀体的开度变化与腔室内压力的变化的关系的设备增益与所述激振信号的激振振幅的积为固定的方式，设定所述激振振幅。

4.根据权利要求1或2所述的推断装置，其中所述排气特性是与经由所述真空阀而被排气的气体相关的实效排气速度，且

当将所述腔室的容积设为V，将所述实效排气速度的推断开度范围的上限开度的实效排气速度设为Semax，将所述激振信号的角频率设为ω时，所述激振部以ω＞Semax/V的方式设定所述激振信号的角频率。

5.一种阀控制装置，其特征在于，包括生成真空阀的阀体的开度信号的调压部，且

所述调压部根据由根据权利要求1至4中任一项所述的推断装置所推断的所述排气特性，生成所述开度信号。

6.一种阀控制装置，其特征在于，包括：

存储部，存储与经由安装在腔室的真空阀而被排气的气体相关的实效排气速度及腔室容积；

调压部，根据已被存储在所述存储部的实效排气速度及腔室容积，生成所述真空阀的阀体的开度信号；

校正部，根据将安装在导入有规定分子量及规定流量的气体的所述腔室的所述真空阀控制成多个开度时的腔室内压力，校正已被存储在所述存储部的实效排气速度及腔室容积；以及

判定部，根据由根据权利要求1至4中任一项所述的推断装置所推断的所述排气特性，判定所述气体的分子量及流量是否与所述规定分子量及所述规定流量一致。

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