CN111295540A - 先进的真空过程控制 - Google Patents

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Abstract

用于按规定处理物体的真空处理系统,具有可抽真空的真空处理空间(1)、真空阀(10)、设计用于至少部分提供规定的过程状态的外围单元(4,21‑25)和调节控制单元(11)。真空阀(10)具有限定开口轴线的阀开口和环绕阀开口的第一密封面的阀座、具有对应于第一密封面的第二密封面的阀关闭件和与阀关闭件相连的驱动单元,驱动单元被设计成阀关闭件可按规定被改变和调节以提供各自阀开口状态。调节控制单元(11)设计用于多次执行过程循环,包括如此控制控制阀(4,21‑25),可提供规定的过程状态的至少一部分,通过驱动单元的控制来执行提供阀开口状态的有针对性的改变或设定的调节循环,在此基于当前针对过程参数所规定的调节变量和基于目标变量。外围单元(4,21‑25)的控制和调节循环的执行在过程循环范围内能在过程循环范围内以规定的时间关系进行。

Description

先进的真空过程控制
本发明涉及由真空阀、处理室、外围单元和用于在真空条件下处理过程的控制和调节运行的控制调节单元构成的系统。
通常,用于调节体积流或质量流和用于基本气密关闭延伸经过形成在阀壳体内的开口的流路的真空阀的不同实施方式由现有技术公开了并且尤其应用在IC处理、半导体处理或基片处理领域内的真空室系统中,其必须发生在尽量不存在污染颗粒的保护气氛中。这样的真空室系统尤其包括至少一个设置用于容放待处理或待制造的半导体元件或基片的可抽真空的真空室,其具备至少一个真空室开口,该半导体元件或其它基片经此可被送入和送出真空室,以及包括至少一个用于抽真空该真空室的真空泵。例如在用于半导体晶圆或液晶基片的处理设备中,高度敏感的半导体元件或液晶元件依次经过多个工艺真空室,位于工艺真空室中的零部件分别借助一个处理装置被处理。不仅在工艺真空室内的处理过程期间里,也在室与室之间输送期间内,高度敏感的半导体元件或基片必须总是处于保护气氛中、尤其是排空空气的环境中。
为此,一方面采用外围单元用于启闭气体输入或排出,另一方面采用转移阀用于启闭真空室的转移开口以送入和送出部件。
半导体件所经过的真空阀因为所述应用领域和与之相关的尺寸设定被称为真空转移阀,因为其多件式矩形开口横截面也被称为矩形阀,因为其常见工作方式也被称为滑阀、矩形滑阀或转移滑阀。
外围单元尤其用来控制或调节在一个真空室与一个真空泵或另一个真空室之间的气体流动。外围单元例如处于工艺真空室或或转移室与真空泵、大气或另一个工艺真空室之间的管系内。也称为泵阀的这种阀的开口横截面一般小于在真空转移阀中情况。因为外围单元与应用领域相关地不仅通过在全开位置和气密的关闭位置之间连续调节该开口横截面被用于开口的全开和全闭、也用于控制或调节流通量,故它们也被称为调节阀。一种可能的用于控制或调节气流的外围单元是摆阀。
在例如由US6,089,537(Olmsted)公开的典型摆阀中,在第一步骤中使一般为圆形的阀盘从放开开口的位置到达覆盖开口的中间位置地回转摆动到一般也是圆形的开口上方。在例如由US6,416,037(Geiser)或US6,056,266(Blecha)所述的滑阀情况下,阀盘还有开口大多设计成矩形并且在该第一步骤中从放开开口的位置线性移动到覆盖开口的中间位置。在中间位置中,摆阀或滑阀的阀盘与包围开口的阀座间隔对置。在第二步骤中,阀盘与阀座之间距离被缩小,从而阀盘和阀座均匀地相互压紧并且开口被基本气密封闭。第二优选运动基本在垂直于阀座的方向上进行。所述密封例如可以通过设置在阀盘的封闭侧的被压紧到围绕开口的阀座上的密封环进行,或是通过在阀座上的密封环进行,阀盘的封闭侧被压紧到阀座上。通过在第二步骤中进行的关闭过程,在阀盘与阀座之间的密封环几乎未遇到将会损坏密封环的剪切力,因为在第二步骤中的阀盘运动基本笔直垂直于阀座进行。
不同的密封装置由现有技术、例如由US6,629,682B2(Duelli)公开了。适用于真空阀中的密封环和密封的材料是例如也称为FKM的含氟橡胶、尤其是以商品名“Viton”称呼的含氟弹性体,以及简称为FFKM的全氟橡胶。
从现有技术中知道了不同的驱动系统用于获得在摆阀中回转地且在滑阀中平移地阀盘平行运动到开口上方与垂直于开口的基本平移运动的组合,例如由US6,089,537(Olmsted)中针对摆阀和由US6,416,037(Geiser)中针对滑阀。
将阀盘压紧到阀座必须如此进行,不仅在整个压力范围内保证所需要的气密性,也避免密封体、尤其是呈O形环形式的密封环因过大的压力载荷而受损。为了保证这一点,已知的阀规定了依据存在于两个阀盘侧面之间的压差被调节的阀盘压紧压力调节。但特别是在大的压力波动时或负压切换至正压或反向切换时,无法再保证沿着密封环的整个周边的均匀力分布。通常将力求使密封环脱离因加载于阀上的压力而存在的支承力。在US6,629,682(Duelli)中,例如为此提出一种具有密封体的真空阀,密封体由密封环和并排的支承环组成,从而该密封环基本摆脱支承力。
为了获得或许不仅针对正压也针对负压的所需要的气密性,作为第二运动步骤的补充或替代,许多已知的摆阀或滑阀规定了可垂直于阀盘移动的、围绕该开口的阀环,阀环被压向阀盘以气密关闭阀。这种具有可相对于阀盘主动移动的阀环的阀例如由DE1264191B1、DE3447008C2、US3,145,969(von Zweck)和DE7731993U公开了。在US5,577,707(Brida)描述了一种摆阀,其具有带有开口的阀壳体和可平行摆动到开口上方的用于控制流通经开口的阀盘。包围该开口的阀环可借助多个弹簧和压缩空气缸主动垂直运动向阀盘。在US2005/0067603A1(Lucas等人)中提出了该摆阀的一种可能改进方案。
因为上述阀尤其被用在制造高度敏感的半导体元件时,故尤其由阀的操作和由阀关闭芯件的机械载荷造成的颗粒生成和在阀室内的游离颗粒数量必须保持尽量少。颗粒生成主要是摩擦造成的,例如因为金属-金属接触和磨损。
如上所述,真空调节阀被用于调节出在处理室内的规定的工艺过程环境。所述调节在此一般依据提供关于室内压力的信息的压力信号和目标变量即目标压力进行,目标压力应该借助所述调节来达到。于是,阀关闭件(阀盘)的位置在所述调节范围内被改变,从而在规定时间内达到目标压力。
作为调节的替代方式,真空调节阀也可以依据已知的过程参数例如像该处理室内要获得的目标压力在预定时间里被可控操作。为此,例如提供与此相关的阀盘用目标位置,该位置在也预定的时间内被接近。
以上两种方法具有其具体的优缺点。因此,可以借助预定的控制在比较短的时间里设定处理室内的目标压力,但因为一般反馈不足(例如当前压力信息),只能有所保留地作出对实际存在的压力的说明。可能有的不希望的对生产过程的影响例如像变化的气体输入或处理室泄漏仍然全无所知,于是一般导致处理质量降低。
不同于控制,处理室内的压力的调节是时间密集的。一般由测量当前存在的室压力的压力传感器产生的反馈信号以必然的延迟被获得和处理。基于此的调节因此以相应延迟进行,导致相应晚些调节该目标压力。而目标压力的调节能够即便在变化的气体输入或者处理室内有压力波动时也可靠地调节它。因为由与重要的室内压力相关的更可靠的工艺过程安全性,故在大多数情况下优选采用阀的调节。
此外,典型的处理过程由一连串单独步骤构成,装载所述室,关闭所述室,抽真空,用工艺过程气体填充该室等。属于这些步骤的尤其还有借助真空阀调节该是室内的目标压力或期望质量流。通过一般分散协调一些步骤,针对这种工艺过程的控制复杂且易出错并且伴随有在一些步骤之间的一定延时。例如调节阀得到应该何时以压力调节开始的信号。在达到目标压力之后,又必须输出一个信号用于随后的工艺过程步骤。
本发明因此基于以下任务,即,提供一种改进的真空过程,其能够克服上述缺点。
尤其是,本发明的任务是提供改进的真空过程,其具有改善的、即更快速、可靠和简单的物体处理。
该任务通过实现独立权利要求的特征部分特征来完成。由从属权利要求中得到以替代方式或有利方式改进本发明的特征。
本发明的基本构想是用于这种处理系统的真空阀的控制或调节不再独自进行,即阀的控制不再仅获得用于启动压力调节的信号,而是用于该系统的调节控制单元不是仅调节该阀,而是主动控制至少另一个步骤,进而处理过程的另一个组成部分。通过多个组成部分的这种中央控制和调节,可以导致几个单独过程步骤更好地协调。例如可以优化地将压力调节的开始与气体输入阀的控制同步化,由此准备好更快速调节到期望的目标压力。或者,例如调节器可以识别预计何时将达到目标压力,并且可以相应地时间优化控制外围单元如等离子体生成电极。也由此可以实现重要的时间节约。
在多次重复一个过程循环时,可以利用该系统的其它优点。在真空阀及其调节部分,例如可以生成允许说明过程状态的信息。例如可以将当前记录的调节曲线与存储的调节曲线相比较,并且依据这两条曲线的可能偏差进行该工艺过程的可控调整。为此,例如可以在下一循环中减少空气输入。在此例如可以从持续过久的调节时间中得知在先输入的气体量过多。
即,本发明涉及一种用于在真空条件下限定地处理物体的真空处理系统。该系统具有可抽真空的真空处理空间,物体可被送入其中进行处理,还具有用于调节来自真空处理空间的体积流或质量流和/或用于气密关闭真空处理空间的真空阀、设计用于在真空处理空间内至少部分提供规定的过程状态的外围单元和调节控制单元。规定的过程状态的部分提供是指可以提供过程决定的诸多变量中的至少一个(如室压或工艺过程气体类型)。
真空处理空间例如是处理室,其根据需要可被气密关闭并且该物体例如借助机器人可被送入处理室中和被取出。该物体例如可以是待涂覆基片或晶圆(半导体晶圆)。
外围单元可以通过设置用于处理过程的各种不同可控的部件构成。尤其是,气体输入单元(例如气体输入阀或气化器)、用于等离子体生成的等离子体装置或转移阀可形成该外围单元。顶销器也可以被视为这种外围单元。
真空阀具有阀座,阀座具有限定出开口轴线的阀开口和围绕阀开口的第一密封面。另外,阀关闭件设置用于用对应于第一密封面的第二密封面基本气密封闭阀开口。该阀还具备与阀关闭件相连的如此设计的驱动单元,即该阀关闭件可按规定被改变和调节以提供各自阀开口状态并且从打开位置移动到关闭位置和可回调,在打开位置中该阀关闭件至少部分放开阀开口,在关闭位置中第一密封面被压紧到第二密封面上并且基本气密关闭阀开口。
该调节控制单元设计用于多次执行过程循环。该过程循环包括至少一个这样的外围单元控制,即可以提供规定的过程状态的至少一部分的(例如规定的工艺过程气体),以及通过驱动单元的控制执行提供阀开口状态的有针对性的改变或设定的调节循环,在此基于当前针对过程参数所确定的调节变量并基于目标变量,尤其由此通过如此造成阀关闭件的状态变化可使调节变量接近目标变量。
外围单元的控制和调节循环的执行在过程循环范围内能以规定的时间关系执行和控制。
外围单元控制和借助阀的调节的两个步骤因此能以时间协调的方式即以已知的预定错时或者同步地被启动或执行。在此,错时与要获得的过程状态(如规定的恒定内压或层流)相关地被选择。
通过抽走将被控室压与可变的阀设定和例如借助气化系统的气体喷入的同步化允许提供均匀压力或李东以及比较快速的体积抽真空,例如在执行了一个工艺过程步骤之后和在启动下一个步骤之前。
另外,可以提供目的明确所期望的气体量用于沉积原子层(ADL:原子层沉积)或蚀刻表面(ALE:原子层蚀刻)。在此情况下,一般遵守在精确限定的少数几毫秒范围内的工艺过程时间。这种具有相同过程的步骤的多次重复可能是具体制造所需要的。此时可能重要的是,总是准确遵守工艺过程时间,以便例如能稳定保持所施加的原子层或一些原子的数量,并且没有沉积过少或过多的层或原子。本发明的系统能够以改善方式控制该工艺过程,因为不仅可以借助外围单元(如气化,也可以协调地调节所需室压的设定。
因此,调节(闭环)在此可能是有利的,因为由此可以不同于开环控制地避免针对可能的系统错误的漂移作用。
通过附加的监测单元比如像压力传感器,可以调设或优化所述外围单元的和真空阀的时间控制。
在一个实施方式中,调节控制单元设计用于多次执行该过程循环,包括通过外围单元的所述控制执行提供外围单元的有针对性的改变或设定的调节循环,在此基于当前针对外围单元过程参数确定的外围单元调节变量和基于外围单元目标变量,在这里,该调节循环的执行和外围单元调节循环的执行在过程循环范围内能以规定的时间关系进行。
这意味着,外围单元控制可以基于要由调节控制单元执行的调节。因此,除了阀开口状态的变化/调节外,也可以通过调节控制单元改变/调节外围单元状态,即该外围单元可以被调节。
例如可以调节作为外围单元的工艺过程气体供应单元,从而仅应需作为外围单元过程参数调节出用于工艺过程气体供应(即例如质量流通量)的预定值或预定值曲线,而是工艺过程气体供应处于反馈影响且进而有效地和/或高效地有助于获得当前力求的外围单元状态的变化过程。用于被调节的外围单元的另一个例子是真空泵,其中在这里比如可以调节泵功率或转速。因此该调节控制单元也可以通过控制每个外围单元来调节各不同的外围单元的一个或多个状态。
通过共同调节多个系统部件如真空阀和工艺过程气体供应单元,可获得处理过程的就直至达到期望的处理状态(例如在处理空间内的压力和工艺过程气体量)的时间而言的显著优化。工艺过程步骤可以由此以更高的顺序频率进行。
在另一个实施方式中,在调节循环中可以考虑一个或多个外围单元过程参数。附加地或替代地,也可以在外围单元调节循环中考虑一个或多个过程参数。
就是说,信息流在各自调节循环中是双向的,由此,可以在此获得过程循环的更高效率。即,驱动单元的调节可以被当作外围单元的反馈参数,并且相反,外围单元的调节也可以取决于真空阀的参数。
例如在质量流控制单元的调节中(即工艺过程气体供应单元广义讲是外围单元)可以考虑当前如何造成真空阀盘位置、真空阀打开或者真空阀盘位置的变化曲线。接着,从真空阀信息中可以例如改变/调节工艺过程气体的输入时刻和/或流通量。也可以在真空泵调节时依据上述的或其它可通过真空阀调用的信息来调整其功率。
另一方面,例如可以在真空阀的调节中考虑关于气体供应的信息,比如当前通过过程气体供应单元所测量的流通气体的压力和/或当前测量温度。在真空阀调节时比如也可以考虑当前的真空泵转速或温度。例如可以在真空阀调节时也可以考虑等离子生成装置的电压值或频率值。
在另一个实施方式中,调节控制单元被该真空阀或外围单元包围。就是说,调节控制单元可以作为实体部件被集成在真空阀或外围单元中。
在另一个实施方式中,该外围单元具有外围单元控制单元。这种外围单元控制单元可以例如设置用于控制外围单元。具体在此实施方式中,外围单元控制单元现在可以如此设计,该调节控制单元通过外围单元控制单元体现。这尤其意味着,外围单元控制单元在功能上接管调节控制单元的角色,即设计用于控制和/或调节外围单元,但也用于调节真空阀。
调节控制单元因此也可以按照与其中一个外围单元成一体的结构形式来构成,即,调节控制单元通过且利用相应的外围单元提供,待调节的真空阀与该调节控制单元相连。
在一个实施方式中,该调节控制单元具有尤其是过程循环交叠的更新功能,其如此设计,在其执行时在第一过程循环期间推导出一个过程信息,随后的第二过程循环基于该过程信息被调整。过程信息例如可以是与用于工艺过程的规定的正常状态的偏差,例如在用工艺过程气体通风时的过度压力升高。过程信息可以从阀的各自调节行为中抽取。结果,可以在随后的过程循环中经过调整地控制用于气体入口的阀,从而压力升高不超过理论水平。
在过程循环中过去还出现的偏差因此可以在下一个循环中被减小或完全避免。
调节控制单元还可以如此配置,更新功能可连续进行,尤其在生产过程中经过多个调节循环。
过程信息可以依据推导出的调节偏差的表现来产生,尤其在这里如果调节偏差超出预定阈值产生该过程信息。
过程信息还可以包括输出信号,其中该输出信号以声音或目视的方式产生。此外,过程信息可以具有说明调节循环质量的质量信息,并且依据该质量信息,可以产生用户输出、尤其是错误信息或报警信号。
基于过程信息,还可以识别不希望有的过程状态,尤其在调节循环期间内的不希望有的测量进流,尤其在这里可以识别出存在处理空间的泄漏。
尤其是,可以通过在执行第一过程循环时获得调节变量作为过程信息推导出实际调节曲线,将实际调节曲线与所存的参考调节曲线相比较,且推导出调节偏差(先进的过程信息),并且第二过程循环的调整基于推导出的调节偏差的体现进行。对于第二过程循环,可以例如调整用于阀关闭件的能可控启动的预调位置,或者可以修正用于气体入口的开始时刻。
预调位置可以在调节循环被分为两个子步骤时被启用。在第一子步骤中,阀关闭件根据已知的调节被可控地置于所述位置,其理想地已经靠近要通过单纯调节来设定的位置。在第二子步骤中进行室内压力的单纯调整。通过预调位置的直接控制,可以补救并减少可能源于压力传感器的延迟信息的延迟。
在一个实施方式中,通过在执行第一过程循环时获得调节变量可以推导出过程信息,并且基于过程信息来调整用于第二过程循环的外围单元控制。从通过当前阀调节可推导出的过程状态信息,由此可以通过直接控制该外围单元使该工艺过程、即随后的过程循环适配于理论设定条件,即不必依据阀调节用调节参数完成改变。即,阀调节也可以在此被采用和设计用于检查和检测工艺过程。
基于在先循环所调整的外围单元控制可以作为用于过程循环的(新)当前控制被提供和/或存储,尤其在这里,外围单元控制的调整基于至少部分可预测的对调节变量的作用进行。由此提供重复调适过程循环。
尤其是跟在第一过程循环地进行第二过程循环。
在一个实施方式中可以如此设计该调节控制单元,参考调节曲线通过在执行多个调节循环时获得该调节变量可以产生或存储,尤其在这里进行针对规定的时间间隔或调节步骤的某个时刻所获得的调节变量的求平均。这可以被理解为是一种用于所述调节的学习功能并且允许生成目标调节过程。
此外,该调节控制单元可具有一种用于产生参考过程变化曲线的替代的学习功能,在此如此配置学习功能,在学习功能执行以进行许多基本相同的过程循环时,根据用于过程循环的目标运行获知经过各自过程循环的至少各自一个时间段的各自阀关闭件用目标位置和/或各自外围单元控制用调整参数。所获的目标位置和/或控制变量可关于过程循环的各自时间段作为参考过程曲线被存储。即,学习功能并不仅局限于调节循环,而是可以涉及由调节控制单元管理或输出的所有控制指令。
在此情况下,尤其是各自时刻与控制信号输出相关。通过知晓各自相对时刻、即相对于在先控制信号的时刻,可以获得在工艺过程运行中的优化和进而工艺过程时间的缩短。
参考调节曲线可以依据目标变量和允许用于执行调节循环且尤其是要执行的过程循环的时间来限定。
根据一个具体实施方式,该调节控制单元可被设计用于输出用于外围单元控制的开始信号和以与开始信号有规定错时地启动调节循环。这例如在外围单元是可控的气体输入单元并且随着气体输入开始而应该采用内压调节时是有利的。不同于由一个主控制器输出气体输入用信号至该阀且该阀随后等候压力传感器的反馈信号的现有技术的布置,所述调节可以在经过时间调整地以气体输入开始。尤其是,可以在第一调节阶段中进行阀关闭件的有针对性的调节并且接着完成基于收到的压力信息的单纯调节。
通过循环的两级性,所述调节例如以一定的错时开始(由在先进行的阀关闭件被控移动产生且匹配于开始时刻),由此,于是对于所述调节已经存在来自处理空间的当前压力数据,且所述调节因此可以直接开始。
过程参数尤其可以通过用于真空处理空间的压力信息来体现。目标变量可以是要在真空处理空间中获得的目标压力,当前确定的调节变量可以代表真空处理空间内的当前压力。在此情况下,它于是是处理空间的压力调节。
例如,响应于处理室内的测定压力地朝向一个规定方向调节阀的开口横截面,在这里,在横截面增大时预期有压力降低,在横截面缩小时预期有压力升高(可预测性)。如果工艺过程结构是众所熟知的,则除了压力变化方向(压力增减)外也可以至少粗略知晓由此造成的压力变化值。
在本发明的一个变型中,该目标变量可以是要在真空处理空间中获得的目标压力,其中,当前确定的调节变量例如除了压力信息外还说明进入真空处理空间的当前介质进流,尤其在这里,当前确定的调节变量考虑了当前压力输入变量。利用该附加信息,能以更高的精度和效率进行目标压力的调节。
尤其是可以用当前确定的调节变量来存储或当前确定流出信息,在这里,流出信息表明多少质量的介质或多少体积的介质(例如工艺过程气体)在单位时间里从处理空间且根据阀闭位置流出。流出信息此时可以主要与由真空泵提供的抽出功率相关。
调节控制单元例如可以连接至压力传感器,其中压力传感器的输出信号提供当前确定的调节变量(处理室内的当前压力)。替代地或附加地,调节控制单元可以与质量流测量计或质量流控制单元相连,并且所述质量流测量计或质量流控制单元的输出信号提供当前确定的调节变量(例如作为关于单位时间的工艺过程气体进流量的信息)。在第二种情况下,调节变量因此不必是室压,而是也可以代表当前气体进流量。
优选地,实际调节曲线和参考调节曲线以各自调节曲线形式被获得。
在一个实施方式中,该真空阀和该调节控制单元以整体构型形式构成。
或者,该调节控制单元可以在结构上设计成与真空阀分开并且与真空阀通信连接,尤其在这里存在无线的无线电通信或连线通信。
在相应的实施方式中,该外围单元可以设计成
-工艺过程气体供应单元,尤其是呈气化器、气体喷入阀或质量流通调节器形式,
-尤其是特别以至少13MHz的频率可高频换极的电极形式,
-用于真空处理空间的装卸载的真空转移阀形式,
-用于在处理室或物体处调节出规定温度的温控单元形式,
-用于将物体送入和/或送出真空处理空间的机器人单元形式,
-真空泵形式,或者
-用于在处理状态中尤其是处理位置中提供物体的销举升装置尤其是顶销器。
根据一个规定的实施方式,可以通过作为工艺过程气体供应单元构成的外围单元的控制来提供用于真空处理空间内的过程循环的规定气体量并因此可至少部分提供规定的过程状态。
本发明还涉及一种用于真空处理系统的调节控制单元,其中该真空处理系统具有至少一个真空阀,该真空阀设计用于调节体积流或质量流和/或用于气密封闭处理空间(1)并且具有借助驱动单元可移动的阀关闭件,并且还具有可抽真空的物体可被送入其中以便其处理的真空处理空间、以及设计用于在真空处理空间中至少部分提供规定的过程状态的外围单元。所述真空阀、外围单元和真空室可以根据在此所述的实施方式来构成。
该调节控制单元被设计和配置用于多次执行过程循环。该过程循环包括如此控制该外围单元,即可以提供规定的过程状态的至少一部分,并且包括通过驱动单元的控制执行提供阀开口状态的有针对性的变化或设定的调节循环,在此基于当前针对过程参数所确定的调节变量和基于目标变量,尤其是由此通过如此造成的阀关闭件状态变化使调节变量接近目标变量。外围单元的控制和调节循环的执行在过程循环范围内能以规定的时间关系执行。
该调节控制单元能与所述该系统的另一个可控部件处于连线的或无线的通信连接中。
该调节控制单元还可以具有用于调整或更新其软件或算法的和/或用于读出协议数据的(逻辑和/或物理)接口。
本发明还涉及一种用真空处理系统执行过程循环的方法,其中该真空处理系统至少具有:
-真空阀,其设计用于调节体积流或质量流和/或气密封闭处理空间并具有借助驱动单元可移动的阀关闭件,
-可抽真空的真空处理空间,物体可被送入其中以便其处理,和
-设计用于在真空处理空间中至少部分提供规定的过程状态的外围单元。
在方法范围内尤其多次执行一个过程循环。该过程循环至少包括:
-如此控制该外围单元,即提供规定的过程状态的至少一部分,
-通过驱动单元的控制执行提供阀开口状态的有针对性的改变或调设的调节循环,在此基于当前针对过程参数所确定的调节变量和基于目标变量,尤其是由此通过如此造成的阀关闭件状态变化可使调节变量接近目标变量。
外围单元的控制和调节循环的执行在过程循环范围内以规定的时间关系执行。
本发明还涉及尤其在上述调节控制单元中的计算机程序产品,其被存储在机读载体上并且包含用于时间协调地执行或控制上述方法的以下步骤的程序码:
-外围单元的控制,和
-伴随阀开口状态的可控改变或设定地执行该调节循环,
尤其是,该程序或程序码在真空处理系统的电子数据处理单元、尤其是调节控制单元中或在调节控制单元中执行。就是说,可以通过执行相应的(计算机执行的)算法进行(整个)过程循环的控制和调节。
以下,结合如图示意所示的具体实施例来单纯举例详述根据本发明的装置和根据本发明的方法,在此,也介绍本发明的其它优点,具体示出了:
图1示出用于过程循环的根据本发明的受控调节运行的真空处理系统的第一实施方式的示意图;
图2示出用于本发明的真空处理系统的另一个实施方式;和
图3a至图3c示出根据本发明的可调节的摆阀状真空阀的实施方式。
图1示意性示出根据本发明的用于在真空条件下加工物体例如半导体晶圆的系统的结构。该结构具有真空处理室1和进入处理室1的供应管路1a,其中该供应管路1a与外围单元2(在此是气体流量计或气体流量调节器)相连,并且进而能测量流入处理室1的气体量或者相应调节流入气体量。此外,设置有压力传感器3,其容许确定处理空间1内的压力(室压)。
在处理室1的出口侧,真空泵4连接至室1以便其抽真空。在真空泵4和室1之间设置有可调节的真空阀10用于控制或调节流出的质量流。(受控的)可调节性此时例如可以借助机动化的、气动的或液压的阀驱动机构来实现。
根据本发明,该系统具有调节控制单元11,其一方面与外围单元2相连并且容许该单元的直接控制和调节,另一方面与阀10相连并且提供至少一个依据相应的输入变量12(调节变量)和目标变量13(目标值)被调节的阀10的控制。为了提供输入变量12,可以在调节控制单元11部分获得压力传感器3的信号。因而,室压此时可以用作相关的待调节过程参数。
调节控制单元11借此能允许该系统的用于物体处理执行的主要部件设置用于共同控制和调节该真空阀和气体输入2。该布置的优点在于,能够显著减小或完全避免在现有技术中一般在气体输入、压力测量和室压调节之间的一定延迟。所述延迟迄今基于所述阀的控制或调节没有主动控制外围设备2,而是阀调节器已经一般获得用于工艺过程开始或气体输入的开始信号并且由此出现用于压力调节的自然出现的延迟。因为用于这些单独处理步骤的过程时间总是在进一步缩短(有时在毫秒范围),故与本发明相关的关于调节出所要求的工艺过程条件(室压、温度、等离子体点燃等)的持续时间的改善导致了总处理时间的明显改善。待处理物体的流通量可以相应提高。
可用该系统执行的过程循环可以通过调节控制单元11被启动,做法是该单元11发送信号17至外围单元2。信号17此时例如能呈用于预定进行的外围单元2的动作(例如流入气体量变化)的开始信号形式,或者呈连续传输的用于也连续有针对性地控制外围单元2的控制变量的形式。换言之,或是可以单独地输出一个开始信号,接着,外围单元2的功能自动预定进行,或是外围单元2的状态(例如流入气体量)主动通过调节控制单元11经过一定时间来调节。
借助调节控制单元11,可由此启动预定的过程循环。预定量的工艺过程气体可被送入室1,或者说预定的质量流或体积流可以被引导经过该室。
通过调节控制单元11,可以依据循环开始的时刻或外围单元2的控制也启动阀位置的调节。调节控制单元11为此获得压力传感器3的当前压力信号12。所述调节能以规定的错时来启动。
通过了解通过外围单元2的控制而开始工艺过程的时刻,例如可以首先在阀10上时间协调地执行受控的预调步骤,即便没有获得压力信号12。例如将该阀关闭件有针对性地置于预调位置,其如已知地接近对应于预期的初始调节位置。在所述可控错移之后,可以转为(切换至)依据压力信号12的调节。
速度提升也源自自然出现的用于现有技术的单纯调节系统的信号延迟(延迟)。例如压力传感器3需要一定时间直至确定当前室压且用于相应的信号产生和输出。即,调节系统也以所述延迟接收所需的调节变量,由此得到用于期望目标压力的调节和达到的这种延迟。通过预控所述阀,信号延迟可被补救。
借助所述预控,可以没有反馈信号(当前压力)地开动阀关闭件的第一调节行程,随后过渡至调节步骤即阀关闭件的可调节运动。由此,可以减小或避免上述的延迟,因为所述压力传感器的信号例如已经以晚些的调节阶段开始而存在且接着可被调节器直接处理。
在两个步骤之间的切换可以根据外围单元2或阀10的预定的已知控制特性进行。因为所述切换在此在预定时间到期之后自动进行,故为此不需要其它的反馈信号。
在这种实施例中,过程循环原则上具有三个接连进行的如下阶段。
a)在第一阶段中,在外围设备2的主动控制中控制气体输入。
b)在第二阶段、即预调步骤中,阀关闭件依据已知的中间目标位置(预调节位置)被置入所述位置。预调步骤通过开始信号17被引起或触发。开始信号17由调节控制单元11产生。
c)从预调步骤过渡至调节步骤,调节步骤形成过程循环的第三阶段,其在到达预调位置时或与开始信号有已知的时间差地自动进行。预调位置的到达例如可以通过当前且连续确定的阀关闭位置和将该位置与预定的预调位置的比较来识别。相应的当前关闭位置信息14可以由阀10或阀驱动机构传输至调节控制单元11。
尤其是进行这种信息传输至调节控制单元11的调节优化模块15(由逻辑箭头14的虚线延长线表示)。一旦到达了预调位置,则进行从预调运行(控制)切换至真实调节运行(调节步骤)。
显然,替代地,但也时间协调地,例如该工艺过程的第二阶段已经可以在工艺过程的第一阶段之前进行。另外,在一个替代实施方式中该过程循环可以分两个阶段进行,在这里,可以省掉阀10的预先控制。
在由调节控制单元11提供的调节步骤中,作为输入变量12,即作为当前确定的调节变量连续获得压力传感器3的当前压力信号12,借此知晓或提供处理室1内的当前压力状态。调节控制单元11还作为目标变量或目标值13被提供目标压力或目标压力曲线用于相应的处理过程。依据该输入变量,用调节控制单元11产生调节信号并将其输出至机动化的阀10。
即,为了在处理室1内调节出期望的内压,在调节循环范围内改变真空阀10的阀开口,使得气体如此流出处理室,即,当前内压可接近目标压力,在第一步骤中借助被控制的一下子移动该阀关闭件至预调位置并且在第二步骤中依据连续获得的调节变量借助可调节地改变阀闭位置。此时尤其基本上可以预测通过阀关闭件的规定的位置变化造成的对调节变量的作用,由此可以提供有针对性的高效调节。
例如,应该在处理过程的第一时间段内将阀开口设定为打开比较大,以便进行内压的尽量快速降低,并且在所述调节的进一步进程中将阀开口设定为打开不太大,以便在随后一个时间段内可通过单位时间内可控流出较少气体来调节和保持期望的内压,在这里尤其存在气体层流或分子气体流或者还有两者的混合形式。对于其中两个时间段、即对于每个要设定的目标压力,可以存储一个具有不同调整的参数的调节循环。
通过改变阀位置,即阀关闭件相对于阀开口的位置,处理室1内部的压力被改变且进而针对每个调节循环限定一个调节变化、尤其是调节曲线,即在规定时间间隔内的各自时刻的压力和/或阀位置。处理室内的处理过程一般多次重复地在过程循环(也多次执行调节过程或调节循环)中执行,在这里,压力调节于是总是应该相应定期相同地执行。
此外,借助调节控制单元11,例如给处理室装载待加工的工件如半导体晶圆和随后提供规定气氛或点燃处理室内的等离子体可被控制。为了这种工艺过程气氛,一般将规定的工艺过程气体尤其是通过气体流通量计或气体流通量调节器输入处理室10,并且依据真空抽吸及其利用阀的调节而将处理室内的压力置于预定水平。
根据本发明,调节控制单元11还可以具有更新功能。更新功能可以在经历调节循环期间或者至少在调节步骤期间进行。在此情况下,接收到的调节变量12(例如压力传感器信号)至少暂时被获得并且基于此推导出实际调节曲线。即,例如推导出压力曲线和/或在获得作为调节变量的一部分的阀闭位置信息17时的关闭位置变化曲线,即关于调节时刻的室内压力值和关闭位置值。
在借助更新功能更新调节循环的范围内,可以将记录的实际调节曲线与参考调节曲线相比较,并且基于此推导出调节偏差。参考调节曲线此时可以代表在先获得的和或许有针对性地且在规定的被控条件下执行的调节循环或调节步骤。例如存储呈理论调节曲线形式的参考调节曲线。
于是,根据推导出的调节偏差的表现并基于基本可预测的对调节变量12的作用,可完成例如预调位置的调整或外围单元2控制的调整。换言之,例如气体输入可被如此重新调节,使得实际调节曲线在计算偏差范围内接近参考曲线。
可如此配置调节控制单元11,即,连续地尤其是经过一个生产过程期间的多个调节循环地执行更新功能。
即,图1所示的系统一方面容许快速调节出处理室1内的期望压力状态(通过总体被控的过程循环的至少两级性),并且还容许如此连续调整另一个工艺过程单元2(外围单元)的调节曲线和/或控制,即,例如在或许出现与期望调节的偏差时能例如通过再调该调节参数(例如预调位置)或调整另一个工艺过程单元2的主动控制来自动进行过程循环的修正。
为了验证工艺过程完整性和/或工艺过程质量,还可以规定检查功能或监测功能。
依据关于所述调节的参考曲线的信息,现在可以将当前获得的调节曲线与理论曲线相比较,并且基于该比较结果推导出所述调节是否已在设定极限内例如在容许误差范围内执行的信息。
另外,调节控制单元11可具有学习功能,借此可形成与外围单元2控制或参考调节相关的信息。为此,将以设定的目标条件(例如目标压力、理论温度、压力变化过程、温度变化过程等)多次执行生产循环,并且利用调节控制单元11通过气体输入2和阀位置调节设定室1内压力以获得目标压力。在经历此生产循环期间,气体入口2的状态和尤其是还有在经历工艺过程时间的这些循环中的阀位置被存储。接着,从如此可产生的数据量中例如借助补偿计算或模拟推导出融合这些数据组(每个过程循环有一个数据组)的理论过程信息。
调节控制单元11还具备输出信道16。借此可以输出信号,该信号具有关于当前过程状态的信息。因此,使用者例如可以识别工艺过程是否在其预定的极限内进行或者是否有其偏差。替代地或补充地,该信号可以被提供给计算单元或上级的过程控制装置,由此例如可以进行整个工艺过程的自动调整。例如可以由调节控制单元11控制地改变要输入的气体量或室温度。
通过这种检查功能,因此可以检查是否遵守针对一种工艺过程所限定的边界条件。如果例如确定在当前记录的调节曲线与针对该工艺过程所存储的理论调节曲线之间有偏差,则可以依据该偏差例如推断出处理室内存在泄漏或者偏差的气体输入。
显然,外围单元2例如设计成气化系统,借此产生期望的工艺过程气体量并且可被送入或吹入所述室。气体施加例如可以脉动进行,即对于每个工艺过程步骤施加一个脉冲,或对于单独工艺过程步骤进行气体量的逐步脉动增加。
图2示出用于本发明的真空处理系统的另一个实施方式。为此,又将处理室1连接至真空泵4,在这里,借助真空调节阀10可设定和/或可调节可由泵4提供的来自室1的体积流。压力信号12提供关于室1内气氛状态的信息。
如此设计调节控制单元11,即,室1的内压可依据压力信息12并借助阀10的开口横截面的可调节性来调节。
阀10为此从调节控制单元11获得相应的控制信号18。室1内的实际状态(在此是实际压力)通过所述调节(在此是有针对性的从室1排出气体)来接近理论状态(在此是预定目标压力)。
该系统具备设置用于有针对性地处理物体(如半导体晶圆)的其它部件。外围单元通过用于在处理室1中产生等离子体的电极机构21、用于经由第一气体供应管路提供工艺过程气体或前驱气体的气化和/或气体喷入装置22(不仅可以脉动、也可以根据需要来运行)、液罐和/或前驱体罐23、可温控的和/或可调节的物体用支座24以及其它的可控气体供应管路25体现。
调节控制单元11与每个外围单元21-25相连接。调节控制单元11还设计用于根据预定的过程循环有针对性地控制每个单元21-25并且因此可以在根据(规定)配方进行处理过程。通过过程循环的集中控制和调节,可以获得有利的工艺过程速度。因为工艺过程的主要步骤全都基于同一基础来控制和执行,故可以实现与在单独步骤之间的潜在延迟相关的优化。
尤其是,一些子工艺过程比如用规定的工艺过程气体填充所述室(借助气体供应单元22、23)、设定规定的工艺过程压力(借助阀调节器)和生成等离子体(通过电极21)的执行可以在规定的压力下以时间协调匹配的方式进行。由此,可以获得与现有技术的这种工艺过程相比的处理时间缩短。
在另一个实施方式(仅部分示出)中,调节控制单元11设计用于从至少其中一个外围单元获得其它的过程信息。此时,信息(例如状态信息和控制信息)可以双向传输。换句话说,例如可以从真空泵4获得关于泵管路的信息,或者从气化和/或气体喷入装置22获得关于进气量的信息,并且该信息被处理以便控制或调节该真空阀、其中一个可控的气体供应管路25(例如MFC-质量流控制器、质量流测量计)或气体喷入装置22本身。
调节控制单元11此时本身可以作为气化和/或气体喷入装置22的一部分来实现。
利用图3a至图3c来示出作为本发明处理工系统的一部分的呈摆阀形式的真空阀的一个可能实施方式。用于基本气密中断流路的阀具备阀壳体31,阀壳体具有开口33。该开口具有圆形横截面。在阀盘(阀闭合件)38的关闭位置中,开口33借助阀盘38被气密关闭。阀盘38的打开位置O在图3b和图3c中被示出。
开口33被阀座包围。
阀座被在轴向上朝向阀盘38的且横向于开口轴线34延伸的呈圆环状的密封面35形成,密封面形成在阀壳体31中。
另外,该阀具有可枢转的且还基本平行于开口轴线34可移动的阀盘38。
阀盘38通过侧设在盘体上的垂直于开口轴线34延伸的臂39与电驱动机构40(电机)相连接。臂39在阀盘38的关闭位置中处于该开口33的沿开口轴线34几何形状投影的开口横截面外。
电驱动机构40通过使用相应的传动机构如此构成,即,阀盘38就像在摆阀中常见的那样借助驱动机构40的横向运动x横向于开口轴线34且基本平行地经过开口33的横截面且垂直于开口轴线34以绕枢转轴41的枢转运动形式在打开位置O与中间位置之间枢转,并且借助驱动机构40的平行于开口轴线34进行的纵向运动y可线性移动。在打开位置O中,阀盘38就位在设于第一开口33侧旁的滞留部处,使得开口33和流路被开通。在中间位置中,阀盘38有间隔地就位在第一开口33上方并且覆盖开口33的开口横截面。在关闭位置中,开口33被气密关闭且流路被中断,做法是在阀关闭件38(阀盘)和阀座的密封面35之间存在气密接触。
为了实现阀的自动的受控的开启和关闭,阀规定了电子调节控制单元,其如此设计且与驱动机构40相连,使得阀盘38可相应移动以气密封闭处理空间或调节所述空间的内压力。这种调节控制单元与阀、处理空间和外围单元一起形成根据本发明的阀系统。
阀盘38的位置将根据调节变量和输出的控制信号被可变调节。作为输入信号,获得例如关于在与阀相连的处理空间内的当前压力状态的信息。另外,可以给调节器提供另一个输入变量如进入该空间的质量进流。接着,依据所述变量并依据应针对所述体积来设定或达到的预定目标压力,进行经过一个调节循环的时间的阀的可控调节,从而来自该空间的质量排流可借助阀经由该时间来调节。为此,在阀之后一般设置一个真空泵,即该阀布置在处理室和泵之间。因此可以调节出期望的压力曲线。
通过该阀关闭件38的调节,调节用于阀开口33的各自开口横截面,进而调节可在单位时间里从处理空间中抽排出的可能的气体量。阀关闭件38为此可以具有并非圆形的形状,尤其为了获得尽可能是层状的介质流。
为了开口横截面的调节,阀盘38通过调节控制单元借助驱动机构40的横向运动x可从打开位置O移动到中间位置,并借助驱动机构40的纵向运动y而从中间位置移动到关闭位置。为了流路的全开,阀盘38通过控制装置借助驱动机构40的纵向运动y可从关闭位置被移动到中间位置,并从那里借助驱动机构40的横向运动x从中间位置移动到打开位置O。
在本实施例中,驱动机构40被设计成电动机,在此,传动机构可如此切换,即驱动机构40的驱动或是造成横向运动x,或是造成纵向运动y。驱动机构40和传动机构由调节装置电子控制。从现有技术中知道了这样的尤其具备滑槽切换部件的传动机构。还可行的是采用多个驱动机构来实现横向运动x和纵向运动y,在这里,所述控制装置担负驱动机构的控制。
利用所述摆阀的流通量的精确调节或调设不是只通过阀盘38借助横向运动x在打开位置O与中间位置之间的枢转调节实现,而是主要通过阀盘38借助纵向运动y沿开口轴线34在中间位置和关闭位置之间的线性移动实现。所述的摆阀可以被用于精确的调节任务。
阀盘38和阀座分别具有一个密封面35,第一密封面和第二密封面。第一密封面35还具有一个密封。所述密封例如可以作为聚合物借助硫化被硫化至阀座。或者,该密封例如可以设计成在阀座的槽内的O形环。密封材料也可以被粘接至阀座,由此体现出所述密封。在一个替代实施方式中,该密封可以布置在阀盘38部分、尤其在第二密封面上。也可以想到所述实施方式的组合。
替代所示摆阀地,本发明的真空处理系统能以另一种真空阀例如瓣阀、滑阀或所谓的蝶形调节阀形式实现。尤其是,具有压力调节阀的系统设计用于在真空区域内使用。此外,同样可采用摆阀,其封闭件只能在一个方向上被调节。
调节控制单元例如能以与真空阀成整体的结构形式来构成,即调节控制单元通过且利用阀来提供,并且要用调节控制单元来控制的其它外围设备与所述阀或其调节控制单元相连。
显然,所示附图仅示意性表示可能的实施例。各不同的做法根据本发明也可以相互组合以及与现有技术的用于真空过程的的压力调节或控制的方法和装置组合。

Claims (23)

1.一种用于按规定处理物体的真空处理系统,该真空处理系统至少具有:
●能够抽真空的真空处理空间(1),所述物体能被送入所述真空处理空间以便处理所述物体,
●真空阀(10),所述真空阀(10)用于调节来自所述真空处理空间(1)的体积流或质量流和/或用于气密封闭所述真空处理空间(1),
●外围单元(2,4,21-25),所述外围单元被设计用于至少部分提供所述真空处理空间(1)内的规定的过程状态,和
●调节控制单元(11),
其中所述真空阀(10)具有:
●阀座,所述阀座具有限定出开口轴线(34)的阀开口(33)和环绕所述阀开口(33)的第一密封面(35),
●阀关闭件(38),所述阀关闭件用于以对应于所述第一密封面(35)的第二密封面基本气密关闭所述阀开口(33),和
●与所述阀关闭件(38)相连的驱动单元(40),所述驱动单元被设计成使所述阀关闭件(38)
□能按规定改变和调节以便提供相应的阀开口状态,和
□能从打开位置(O)调节到关闭位置以及能回调,所述阀关闭件(38)在所述打开位置中至少部分开放所述阀开口(33),在关闭位置中,所述第一密封面(35)被压紧到所述第二密封面上且基本气密关闭所述阀开口(33),
其特征是,所述调节控制单元(11)被设计用于多次执行过程循环,包括
●对所述外围单元(2,4,21-25)进行控制,使得能提供规定的过程状态的至少一部分,和
●通过所述驱动单元(40)的控制来执行提供所述阀开口状态的有针对性的变化或调设的调节循环,在此基于当前针对过程参数所确定的调节变量(12)并基于目标变量(13),尤其是由此通过如此造成的所述阀关闭件(38)的状态变化使所述调节变量(12)能接近所述目标变量(13),其中所述外围单元(2,4,21-25)的控制和所述调节循环的执行能在所述过程循环范围内以确定的时间关系进行。
2.根据权利要求1所述的真空处理系统,其中,所述调节控制单元(11)被设计用于多次执行所述过程循环,包括:
●通过所述外围单元的所述控制来执行提供所述外围单元的有针对性的变化或调设的外围单元调节循环,在此基于当前针对外围单元过程参数所确定的外围单元调节变量并基于外围单元目标变量,其中所述调节循环的执行和所述外围单元调节循环的执行能在过程循环范围内以确定的时间关系进行。
3.根据权利要求2所述的真空处理系统,其中在所述调节循环中能考虑一个或多个外围单元过程参数,和/或其中在所述外围单元调节循环内能考虑一个或多个过程参数。
4.根据前述权利要求中任一项所述的真空处理系统,其中所述调节控制单元被所述真空阀或所述外围单元包围。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的真空处理系统,其中所述外围单元具有外围单元控制单元,并且所述外围单元控制单元被设计成,使得所述调节控制单元通过所述外围单元控制单元体现。
6.根据前述权利要求中任一项所述的真空处理系统,其特征是,所述调节控制单元(11)具有更新功能,尤其是跨过程循环的更新功能,该更新功能被设计成,在执行所述更新功能时
●在第一过程循环期间推导出一个过程信息,和
●基于所述过程信息,对随后的第二过程循环作出调整。
7.根据权利要求6所述的真空处理系统,其特征是,
●通过在执行所述第一过程循环时获得所述调节变量(12)而作为过程信息推导出实际调节曲线(21,51),
●将所述实际调节曲线与所存储的参考调节曲线相比较并且推导出一个调节偏差,并且
●对所述第二过程循环的调整基于所推导出的所述调节偏差的表现来进行。
8.根据权利要求7所述的真空处理系统,其特征是,所述调节控制单元(11)被设计成,使得所述参考调节曲线能够通过在执行多个调节循环期间获得所述调节变量(12)而产生和存储,尤其在这里进行针对确定的时间间隔或针对调节步骤的规定时刻所获得的所述调节变量的求平均。
9.根据前述权利要求中任一项所述的真空处理系统,其特征是,
●通过在执行所述第一过程循环期间获得所述调节变量(12)来推导出所述过程信息,和
●基于所述过程信息来调整用于所述第二过程循环的所述外围单元(2,4,21-25)的控制,尤其在这里,经过调整的所述外围单元(2,4,21-25)的所述控制作为用于所述过程循环的当前控制而被提供和/或存储,尤其是在这里,所述外围单元(2,4,21-25)的所述控制的调整基于对所述调节变量(12)的至少部分可预测的效果进行。
10.根据前述权利要求中任一项所述的真空处理系统,其特征是,所述调节控制单元(11)具有用于产生参考过程曲线的学习功能,其中所述学习功能被配置成,在执行所述学习功能时,
●为了执行多个基本相同的过程循环,根据一个用于所述过程循环的目标运行
□获得用于所述阀关闭件(38)的相应目标位置,和/或
□获得用于经过各自过程循环的至少各自一个时间段控制所述外围单元(2,4,21-25)的各自控制变量,和
●所获得的所述目标位置和/或所述控制变量关于所述过程循环的各自时间段作为参考过程曲线被存储。
11.根据前述权利要求中任一项所述的真空处理系统,其特征是,所述调节控制单元(11)被设计用于
●输出用于所述外围单元(2,4,21-25)的所述控制的开始信号(5),和
●以与所述开始信号相关的规定错时来启动调节循环。
12.根据前述权利要求中任一项所述的真空处理系统,其特征是,
●所述过程参数通过用于所述真空处理空间(1)的压力信息来体现,
●所述目标变量(13)是要在所述真空处理空间(1)中获得的目标压力,和
●当前确定的所述调节变量(12)代表所述真空处理空间(1)内的当前压力。
13.根据前述权利要求中任一项所述的真空处理系统,其特征是,
●所述目标变量(13)是要在所述真空处理空间(1)内获得的目标压力,和
●当前确定的所述调节变量(12)说明进入所述处理空间(1)的当前介质进流,尤其在这里,当前确定的所述调节变量考虑了当前压力输入变量。
14.根据前述权利要求中任一项所述的真空处理系统,其特征是,所述外围单元(2,4,21-25)被设计成
●工艺过程气体供应单元(2,22,23,25),尤其呈气化器、气体输入阀或质量流通量调节器形式,
●等离子体发生器(21),尤其是可高频换极的电极,尤其具有至少13MHz的频率,
●用于装载和/或卸载所述真空处理空间的真空转移阀,
●用于在所述真空处理空间内或所述物体上调节出规定温度的温控单元(24),
●真空泵(4),
●用于将所述物体送入和/或送出所述真空处理空间的机器人单元,或者
●用于在处理状态尤其是处理位置提供所述物体的销举升装置,尤其是顶销器。
15.根据权利要求14所述的真空处理系统,其特征是,通过对作为工艺过程气体供应单元构成的所述外围单元(2,4,21-25)的控制能提供规定气体量,用于所述真空处理空间(1)中的过程循环并因此至少部分能提供所述规定的过程状态。
16.根据前述权利要求中任一项所述的真空处理系统,其特征是,所述调节控制单元(11)被连接至
●压力传感器(3),并且所述压力传感器的输出信号提供当前确定的所述调节变量(12),和/或
●质量流测量计(2)或质量流控制单元(2),并且所述质量流测量计或所述质量流控制单元的输出信号提供当前确定的调节变量(12)。
17.一种用于真空处理系统的调节控制单元(11),其中所述真空处理系统至少具有:
●能够抽真空的真空处理空间(1),物体能被送入所述真空处理空间中以便处理所述物体,
●真空阀(10),所述真空阀被设计用于调节体积流或质量流和/或用于气密封闭所述真空处理空间(1)并且具有能借助驱动单元(40)被调节的阀关闭件,
●外围单元(2,4,21-25),所述外围单元被设计用于在所述真空处理空间(1)中至少部分提供规定的过程状态,
其特征是,所述调节控制单元(11)被设计和配置用于多次执行一个过程循环,包括:
●对所述外围单元(2,4,21-25)进行控制,使得能提供所述规定的过程状态的至少一部分,和
●通过所述驱动单元(40)的控制来执行提供所述阀开口状态的有针对性的改变或调设的调节循环,在此基于针对过程参数的当前确定的调节变量(12)并基于目标变量(13),尤其是由此通过如此造成的所述阀关闭件(38)的状态变化使所述调节变量(12)接近所述目标变量(13),其中所述外围单元(2,4,21-25)的控制和所述调节循环的执行能在所述过程循环范围内以确定的时间关系进行。
18.根据权利要求17所述的调节控制单元(11),所述调节控制单元被设计用于多次执行过程循环,包括:
●通过所述外围单元的所述控制来执行提供所述外围单元的有针对性的变化或调设的外围单元调节循环,在此基于当前针对外围单元过程参数所确定的外围单元调节变量并基于外围单元目标变量,在这里,所述调节循环的执行和所述外围单元调节循环的执行能在所述过程循环范围内以确定的时间关系进行。
19.根据权利要求18所述的调节控制单元(11),其中在所述调节循环中考虑一个或多个外围单元过程参数,和/或在所述外围单元调节循环中能考虑一个或多个过程参数。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的调节控制单元(11),其中所述调节控制单元被所述真空阀或所述外围单元包围。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的调节控制单元(11),其中,所述外围单元具有外围单元控制单元,并且所述外围单元控制单元被设计成,使得所述调节控制单元通过所述外围单元控制单元体现。
22.一种用真空处理系统执行过程循环的方法,其中所述真空处理系统至少具有:
●能够抽真空的真空处理空间(1),物体能被送入所述真空处理空间中以便处理所述物体,
●真空阀(10),所述真空阀被设计用于调节体积流或质量流和/或用于气密封闭所述真空处理空间(1)并且具有能借助驱动单元被调节的阀关闭件,和
●被设计用于在所述真空处理空间(1)内至少部分提供规定的过程状态的外围单元(2,4,21-25),
其中在所述方法范围内尤其多次执行一个过程循环,并且所述过程循环至少包括:
●控制所述外围单元(2,4,21-25),从而提供规定的过程状态的至少一部分,和
●通过控制所述驱动单元(40)来执行提供所述阀开口状态的有针对性的改变或调设的调节循环,在此基于当前针对过程参数所确定的调节变量(12)并基于目标变量(13),尤其是由此通过如此造成的所述阀关闭件(38)的状态变化使所述调节变量(12)能接近所述目标变量(13),
其中所述外围单元(2,4,21-25)的控制和所述调节循环的执行在所述过程循环的范围内以确定的时间关系执行。
23.一种尤其在根据权利要求1至21中任一项所述的调节控制单元中的计算机程序产品,所述计算机程序产品被存储在机读载体上,并具有用于执行或控制根据权利要求22所述的方法的至少以下步骤的程序码:
●控制所述外围单元(2,4,21-25),和
●伴随阀开口状态的被控改变或调设执行调节循环,尤其在这里在根据权利要求1至21中任一项所述的真空处理系统的电子数据处理单元尤其是调节控制单元(11)中执行所述程序。
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