JP2018189230A - 真空弁のための真空弁による最適化された圧力調整 - Google Patents

Abstract

【課題】真空弁と調整及び制御ユニットとを含む弁システムであって、真空弁の閉鎖体がそれぞれの閉鎖体位置を提供するために既定の方法で変動可能かつ調節可能であるように構成する。
【解決手段】調整及び制御ユニットは、弁閉鎖体のための事前調整ステップ（５３ａ）及び調整ステップ（５３ｂ）を伴う調整サイクルの実行のために構成され、事前調整ステップ（５３ａ）の間に、弁閉鎖体は、既定の現時点の事前調整位置へ移動し、調整ステップ（５３ｂ）の間に、閉鎖体位置の特定の変動が、現時点で決定された制御変数及び標的値に基づいて実行される。調整及び制御ユニットは、その実行の間に、制御変数が調整サイクルの少なくとも一部の間に記録されて現時点の調整プロファイル（５１）が導出され、現時点の事前調整位置の適合が行われて適合された事前調整位置が調整サイクルのための現時点の事前調整位置として提供される、更新機能を有する。
【選択図】図３ｂ

Description

分野
本発明は、真空調整弁と真空条件下における加工プロセスの圧力調整された動作のための制御及び調整ユニットとを含むシステムに関する。

発明の背景
一般に、容積又は質量流量を調整し、弁ハウジングに形成された開口に通じる流路を実質的に気密閉鎖するための真空弁は、様々な実施形態で従来技術から公知であり、特に、汚染粒子が存在しない可能な限り保護された気圧において行われなければならないＩＣ、半導体又は基板製造の分野における真空チャンバシステムで使用される。このような真空チャンバシステムは、特に、加工又は製造される半導体素子又は基板を受ける少なくとも１つの排気可能な真空チャンバを含み、真空チャンバは、そこを通って真空チャンバ内及び外へ半導体素子又は他の基板が誘導され得る少なくとも１つの真空チャンバ開口、並びに真空チャンバを排気する少なくとも１つの真空ポンプを有する。例えば、半導体ウエハ又は液晶基板の製造プラントにおいて、非常に繊細な半導体又は液晶素子が、複数のプロセス真空チャンバを順に通り、チャンバでは、プロセス真空チャンバ内側に位置する部材が、いずれの場合においても加工装置によって加工される。プロセス真空チャンバ内側の加工プロセス、及びチャンバからチャンバへの搬送の間に、非常に繊細な半導体素子又は基板は、多くの場合、保護された気圧、特に無気環境に位置しなくてはならない。

この目的のために、一方で、気体供給又は放出口を開閉する外周弁が使用され、他方で、真空チャンバの切換開口を開閉する切換弁が、部材を導入及び除去するために使用される。

半導体部材が通過する真空弁はまた、説明された適用分野及び関連する寸法取りから真空切換弁とされ、主に矩形の開口断面から矩形弁とされ、通常の動作モードからスライド弁、矩形スライダ、又は切換スライド弁とされる。

外周弁は、特に、真空チャンバと真空ポンプ又は別の真空チャンバとの間の気体流を制御又は調整するために使用される。外周弁は、例えば、プロセス真空チャンバ又は切換チャンバと、真空ポンプ、大気、又は別のプロセス真空チャンバとの間の配管システムの内側に位置する。ポンプ弁としても知られるこのような弁の開口断面は、通常、真空切換弁の場合の開口断面より小さい。外周弁は、適用分野に応じて、開口の完全な開閉のためだけでなく、完全な開放位置と気密閉鎖位置との間の開口断面の連続的な調節による流れの制御又は調整のためにも使用されるので、これらの弁はまた調整弁とされる。気体流を制御又は調整するための可能な外周弁は、振子弁である。

例えばUS 6,089,537（Olmsted）から公知のような、典型的な振子弁では、第１のステップにおいて、通常円形の弁頭が、開口を露出させる位置から開口を覆う中間位置へ、同様に通常円形の開口の上で回転旋回する。US 6,416,037（Geiser）又はUS 6,056,266（Blecha）において説明されるような、スライド弁の場合には、弁頭、更に開口は、矩形であるように通常構成され、第１のステップにおいて、開口を露出させる位置から開口を覆う中間位置へ、直線的に押される。この中間位置において、振子弁又はスライド弁の弁頭は、開口を取り囲む弁座に対して間隔を置いた反対の位置にある。第２のステップにおいて、弁頭及び弁座が互いに均一に押圧されて、開口が実質的に気密閉鎖されるように、弁頭と弁座との間の距離が低減する。この第２の運動は、好ましくは、実質的に弁座に対して垂直な位置で行われる。例えば、シーリングは、開口を取り巻く弁座上に向かって押圧される弁頭の閉鎖側に配置されたシールリングか、又は弁頭の閉鎖側が押圧される弁座上のシールリングを介して、実現され得る。２つのステップで行われる閉鎖プロセスの結果として、第２のステップにおける弁頭の運動が弁座に対して垂直に実質的に直線で行われるので、シールリングは、弁頭と弁座との間のシールリングを破壊する可能性のある剪断力をほとんど受けない。

種々のシーリングプロセスが、従来技術、例えば、US 6,629,682 B2 (Duelli)から公知である。真空弁におけるシールリング及びシールに好適な材料は、例えば、ＦＫＭとしても知られるフルオロゴム、特に商品名「Viton」で知られるフルオロエラストマ、並びにパーフルオロゴム、略してＦＦＫＭである。

開口の上の平行な、振子弁の場合には弁頭の回転運動、スライド弁の場合には弁頭の並進運動と、開口に対して垂直な実質的な並進運動との組み合わせを達成する様々な駆動システムが、例えば、振子弁のためのUS 6,089,537（Olmstead）及びスライド弁のためのUS 6,416,037（Geiser）から公知である。

必要な気密性が圧力範囲全体において確保され、かつ過度の圧力負荷によるシール媒体、特にＯリングの形のシールリング、の任意の破損が回避されるように、弁頭の弁座上への押圧は実現されなければならない。これを回避するために、公知の弁は、２つの弁頭側部の間に広がる圧力差に応じて調整される、弁頭の接触圧力調整を提供する。しかしながら、特に、大きな圧力変動の場合には、又は負圧から正圧へ若しくはその逆へ変化するときには、シールリングの周囲全体に沿った均一な力配分は多くの場合確保されない。一般に、弁に加えられる圧力から生じる支持力からシールリングを切り離す努力がなされている。US 6,629,682（Duelli）では、この目的のために、例えば、シールリング及び隣接して位置する支持リングから構成されたシール媒体を有する真空弁が提案され、シールリングが支持力から実質的に解放される。

任意に正圧、更に負圧の両方に対して、必要な気密性を達成するために、第２の運動ステップに加えて又は代えて、いくつかの公知の振子弁又はスライド弁は、弁頭に対して垂直に変位可能な、開口を取り囲む弁リングであって、弁の気密閉鎖のために弁頭上に押圧される弁リングを提供する。弁頭に対して能動的に変位可能な弁リングを有するこのような弁は、例えばDE 1 264 191 B1、DE 34 47 008 C2、US 3,145,969（von Zweck）、及びDE 77 31 993 Uから公知である。US 5,577,707（Brida）は、開口を有する弁筺と、開口を通る流れを制御するために開口の上で平行に旋回可能な弁頭とを有した振子弁を説明する。開口を囲む弁リングは、複数のバネ及び圧縮空気シリンダによって、弁頭の方向に能動的に垂直運動可能である。この振子弁の可能な更なる発展が、US 2005/0067603 A1（Lucasら）において提案される。

前記弁はとりわけ非常に繊細な半導体素子の製造において使用されるので、特に弁の動作及び弁閉鎖部材の機械的負荷により生じる粒子の生成や、弁チャンバにおける自由粒子の数が、可能な限り低く保たれなければならない。粒子の生成は、主として、例えば金属−金属間接触及び擦れによる、摩擦によって引き起こされる。

上で説明されたように、真空調整弁は、プロセスチャンバにおいて既定のプロセス環境を調節するために使用される。調整は、典型的に、チャンバ内圧に関する情報を提供する圧力信号、及び標的値、すなわち調整により達成されなければならない所望の圧力、によって、ここで実現される。所望の圧力が一定の時間間隔内に達成されるように、弁閉鎖体（弁頭）の位置が、次いで調整の間に変動する。

調整に代えて、真空調整弁はまた、例えば所定の時間でプロセスチャンバにおいて達成される所望の圧力などの、既知のプロセスパラメータにより、制御されて動作することができる。この目的のために、例えば、弁頭のための関連した所望の位置が提供され、この位置に同様に所定の時間で接近する。

上記の両方法は、特定の利点及び欠点を有する。例えば、プロセスチャンバにおける所望の圧力は、所定の制御によって比較的短い時間で設定され得るが、フィードバック（例えば現在の圧力情報）が典型的にない結果として、現在の圧力に関する予測が、条件付きで行われ得るだけである。例えば変化した気体流入又はプロセスチャンバの漏れなどの生産プロセスに対する任意の不所望の影響が、完全に未確認のままであり、結果として、典型的に、製造品質の低減がもたらされる。

制御とは対照的に、プロセスチャンバにおける圧力の調整は、非常に時間がかかる。フィードバック信号は、−現時点で加えられるチャンバ圧力を測定する圧力センサによって典型的に生成されるが−、自然な遅延を伴って記録及び処理される。これに基づく調整は、結果的に、対応する遅延を伴って行われ、対応して遅れた所望の圧力の設定がもたらされる。他方で、所望の圧力の調整は、プロセスチャンバにおける気体流入の変動又は圧力変動があったとしても、信頼性の高い圧力の設定を行うことができる。確定的なチャンバ内圧を考慮した信頼性の高いプロセスの安全性の結果として、ほとんどの場合、弁の調整が、好ましくは使用される。

概要
したがって、本発明の目的は、前記欠点を回避することが可能である調整を伴う改善された真空弁を提供することである。

特に、本発明の目的は、改善された、すなわち迅速で信頼性の高い、調整挙動を呈した調整を伴う改善された真空弁を提供することである。

これらの目的は、独立請求項の特徴的特性を実施することによって解決される。代替的に又は有利に本発明を更に発展させる特性は、従属請求項から導き出され得る。

本発明の基本的な着想は、チャンバ圧力を決定する閉鎖体位置決めのための加速を達成するために、実行される調整プロセスを２つの部分的なステップに分割することである。第１の部分的なステップにおいて、弁閉鎖体が予め定められた事前調整位置に制御されて移動し、第２の部分的なステップにおいて、チャンバ圧力の調整が次いで実現される。更に、特に多重実行される調整サイクルが、対応する参照と比較するために、その都度モニタ及び記録される。この比較に基づいて、事前調整位置の適合が、次いで、次のサイクルのために行われ得る。

結果として、一方で、所望の圧力が迅速に達成され、第２に、自律的な自己適合調整システムが提供され得る。

新しい作業点（例えばプロセスチャンバにおける新しい所望の圧力）の調節を時間的に最適化するために、ある作業点から別の作業点への推移フェーズは、調整ではなく好適な位置決めシーケンスによって制御される。位置決めシーケンス（事前調整ステップ）は、新しい作業点の近傍に、時間的に最適に圧力を接近させる。位置決めシーケンスの後に、次いで精密に圧力を調節及び維持するために、閉ループモードへの切り替えが行われる。

事前調整ステップの時期及び使用される事前調整位置は、例えば閉ループモードにおける調整である参照サイクル（単数又は複数）から得られる。

位置決めシーケンスパラメータ、特に事前調整位置又は事前調整時間は、次のサイクルのために各々の調整サイクルの後に最適化され得る。

好ましくは、位置決めシーケンスは、流量コントローラ制御と同期する、すなわち、流量コントローラの決定された動作によって事前調整は停止し又は位置決めシーケンスは開始する。

事前位置決めのために、例えば、以下のパラメータが必要とされる。
−（例えば、事前調整位置に対応する）新しい圧力のための調節された閉鎖体位置、
−弁閉鎖体の現在の位置、及び
−現在の位置から調節された位置へ変化することになる基準。

特に先行のサイクルにおける弁閉鎖体の現在の位置が、使用される。次のサイクルのために、位置が例えば先行のサイクルの終わりに決定されるか、又は（例えば１００msを超える）位置平均が形成される。

次の設定点（作業点）の前に決定された最後の平均が、次いで記憶される。調整モードにおける一定の時間の後に達成される位置を記憶することも可能である。結果として、チャンバにおける流速変動による又はプラズマ点火による影響が、現在のステップにおいて排除され得る。

事前調整位置は、例えばチャンバ内圧が可能な限り迅速に新しい所望の値に接近するように、選択される。他方で、調整及び制御ユニットが効率的に調節を可能にし得るように、接近は迅速過ぎてはならない。

したがって、本発明は、容積又は質量流量を調整しかつプロセス容積を気密シールする少なくとも１つの真空弁と調整及び制御ユニットとを含む弁システムに関する。真空弁は、開口軸を定める弁開口と弁開口を取り巻く第１のシーリング表面とを有する弁座を含み、第１のシーリング表面に対応する第２のシーリング表面を有し、弁開口の実質的な気密閉鎖のための弁閉鎖体を有する。

加えて、弁閉鎖体に結合された駆動ユニットが提供され、それぞれの閉鎖体位置を提供するために弁閉鎖体が既定の方法で変動可能かつ調節可能であるように、かつ弁閉鎖体が弁開口を少なくとも部分的に露出させる開放位置から、第１のシーリング表面が第２のシーリング表面上へ押圧され弁開口を実質的に気密閉鎖する閉鎖位置へ、及びその逆へ弁閉鎖体が調節可能であるように、駆動ユニットは構成される。

調整及び制御ユニットは、弁閉鎖体のための事前調整ステップ及び次の調整ステップを伴う調整サイクルを実行するために構成される。このような調整サイクルは、特に繰り返し多重実行され、他のプロセスステップ又はサイクルが、２つのこのようなサイクルの間に実行され得る。

調整サイクルを実行するとき、事前調整ステップの間に、弁閉鎖体は、調整及び制御ユニットによって制御されて、特に開放位置から既定の現在の事前調整位置へ、駆動ユニットの対応する動作によって移動する。したがって、事前調整ステップにおいて、弁位置の真の調整は行われないが、弁閉鎖体は、特に、特定の状態に−現在の事前調整位置に−制御により搬送される。所定の事前調整は、原則的にサイクルごとに変動可能であり、閉鎖体位置の対応する調節は、いずれの場合においても、現在定められた事前調整位置によって行われる。

調整ステップの間に、閉鎖体位置の特定の変動又は調節が、プロセスパラメータに対する現在決定された制御変数及び標的値に基づいて駆動ユニットを動作させることによって、現在の事前調整位置に応じて実行される。特に、制御変数は、標的値に近づけられ得る。制御変数に基づく弁閉鎖体の既定の位置変化によってもたらされる効果は、少なくとも部分的に予測され得る。この次のステップにおいて、閉鎖体位置の真の調整された（閉ループ）調節が、行われる。

例えば、プロセスチャンバにおける測定された圧力に応じて、弁の開口断面は、断面の増加に応じて圧力低下が予期される特定の方向に、断面の減少の場合に圧力上昇が予期される特定の方向に（予測可能性）調節される。プロセス構造が既知の場合には、圧力変動の方向（圧力の増減）に加えて、これによりもたらされる圧力変動の大きさを少なくとも大まかに知ることができる。

調節サイクルの二段階性の結果として、調整は、例えば、（前に行われた弁閉鎖体の制御された調節によって生成される）オフセットされた一定の時間間隔で開始され、その結果、プロセス容積からの現在の圧力データが既に利用可能であり、したがって調整がすぐに開始され得る。

本発明によれば、調整及び制御ユニットは、その実行の間に、制御変数が調整サイクルの少なくとも一部の間に記録され、これに基づいて現時点の調整プロファイルが導出されるように構成された、更新機能を有する。現時点の調整プロファイルは、参照調整プロファイルと比較され、調整偏差が導出される。差異、特に差異の程度が、決定される。

現在の事前調整位置の適合は、導出された調整偏差に応じて、制御変数に対する少なくとも部分的に予測可能な効果に基づいて行われる。換言すれば、これは、例えば特定の閾値を超える決定された偏差の場合に、偏差に反作用するように事前調整位置の適合が行われ得ることを意味する。

適合された事前調整位置は、調整サイクルのための現在の事前調整位置として提供及び／又は記憶される。したがって、現在の事前調整位置は再設定されて、結果的に次の調整サイクルの事前調整ステップにおける現在の事前調整として設定される。このようにして、調整サイクルにおける前に発生した偏差は、次のサイクルにおいて低減するか又は完全に回避され得る。

調整及び制御ユニットは、追加的に、更新機能が、特にプロセス容積による生産プロセスの間の複数の調整サイクルにわたって、連続的に実行され得るように構成される。

一実施形態では、更新機能は、第１の調整サイクル又は第１の調整ステップの実行の間に制御変数を記録することによって、参照調整プロファイルを生成及び記憶し、第２の調整サイクル又は第２の調整ステップの実行の間に制御変数を記録することによって、現時点の調整プロファイルを導出するように、構成される。特に、第２の調整サイクル又は第２の調整ステップは、第１の調整サイクル又は第１の調整ステップの後に実行される。

参照調整プロファイルは、例えば、前の単一のサイクルにおいて記録された調整プロファイルである。代替的に、参照調整プロファイルは、複数の前に実行されたサイクルに基づくか、又は特定の学習プロセスによって生成され得る。

換言すれば、一実施形態では、調整及び制御ユニットは、複数の調整サイクル又は複数の調整ステップの実行の間に制御変数を記録することによって参照調整プロファイルを生成及び記憶するように、構成され、調整ステップの特定の時間間隔又は特定の時点に対して記録された制御変数の平均化が実現される。

調整及び制御ユニットは、参照調整プロファイルを生成するための学習機能を更に有することができる。学習機能は、その実行の間に、調整サイクルのための所望の動作に対応する多数の実質的に同一の調整サイクルを実行するために、弁閉鎖体のためのそれぞれの所望の位置を、それぞれの調整サイクルの少なくとも１つの時間セクションにわたって記録し、記録された弁閉鎖体のための所望の位置を、参照調整プロファイルとして、調整サイクルのそれぞれの時間セクションに関連して記憶するように構成される。

参照調整プロファイルは、標的値に応じて、及び調整サイクル又は事前調整ステップ若しくは調整ステップ、特に実行されるプロセスステップ、を実行する信頼性の高い時間に応じて、定められ得る。

本発明の一実施形態によれば、調整及び制御ユニットは、方向及び／又は大きさに関して既定の方法で調整偏差に反作用する制御変数又はプロセスパラメータに対する効果が適合された事前調整位置によって生成されるように現在の事前調整位置を適合させるよう構成される。したがって、例えば低過ぎるチャンバ圧力が低減した弁開口によって予め補償されるように、事前調整位置は調節され得る。

制御変数によって記録されるプロセスパラメータは、例えばプロセス容積のための圧力情報であり、標的値が、プロセス容積において到達される所望の圧力であり、現在決定された制御変数が、プロセス容積における現在の圧力を表す。この時、これは、プロセス容積のための圧力調整を伴う。

本発明の一変形形態では、標的値は、プロセス容積において到達される所望の圧力であり、現在決定された制御変数が、−例えば圧力情報に加えて−プロセス容積への媒体流入を特定し、特に現在決定された制御変数が、現在の圧力流入サイズを考慮に入れる。この追加的な情報によって、所望の圧力は、増加した確度及び効率で調整され得る。

特に、流出情報が、現在の決定された制御変数と共に記憶されるか又は現在決定され、どの程度の質量又は容積の媒体（例えばプロセス気体）がプロセス容積から単位時間当たり閉鎖体位置に応じて流れるかを特定する。流出情報は、この場合、真空ポンプによって提供される抽出容量に大きく左右され得る。

調整サイクルを実行するために、一実施形態によれば、トリガ又は開始信号が受け取られる。したがって、事前調整ステップは、開始信号の受け取りに応じて開始又は実行され得る。開始信号が調整及び制御ユニットによって受け取られ処理されるとすぐに、調整サイクル又は事前調整ステップは実行される。

好ましくは、開始信号は、上位プロセスコントローラによって生成され、プロセスコントローラが、同じタイプの多様な製品のためのプロセス容積による生産プロセスを制御するように構成され、調整サイクルが、複数回繰り返される生産プロセスの一部を適宜に表し、開始信号が、生産プロセスの間に複数回適宜に出力される。

プロセスコントローラはまた、これに関連して、開始信号出力の同期、例えばプロセス気体の供給又は供給変化、を提供することができる。結果として、調整プロセスは、特定のプロセスステップと合致して開始され、事前調整位置への制御された調節が、それぞれのプロセスステップの始まりと共に、例えばプロセス気体の導入と共に行われる。

調整及び制御ユニットは、例えば圧力センサに接続され、圧力センサの出力信号が、現在決定された制御変数（プロセスチャンバにおける現在の圧力）を提供する。代替的に又は追加的に、調整及び制御ユニットは、質量流量計又は質量流量モニタユニットに接続され、質量流量計の又は質量流量モニタユニットの出力信号が、（例えば時間当たりのプロセス気体の流入の量に関する情報として）現在決定された制御変数を提供する。したがって、第２の場合には、制御変数は、チャンバ圧力である必要はなく、現在の気体流入を表すこともできる。

好ましくは、現時点の調整プロファイル及び参照調整プロファイルは、参照調整曲線の形で記録される。

一実施形態では、真空弁並びに調整及び制御ユニットは、統合設計で実行される。

代替的に、調整及び制御ユニットは、真空弁とは構造的に別個に構成されて、真空弁と通信することができ、無線接続又は有線接続が存在する。

更なる機能では、調整及び制御ユニットは、現時点の調整プロファイルの参照調整プロファイルとの比較に応じてプロセス情報を生成することができるように構成され得る。

プロセス情報は、導出された調整偏差に応じて生成され、特に、調整偏差が所定の閾値を超える場合に、プロセス情報は生成される。

プロセス情報は出力信号を更に含むことができ、出力信号は音響的に又は視覚的に生成される。加えて、プロセス情報は、調整サイクルの品質をもたらす品質情報を含むことができ、この品質情報によって、ユーザ出力、特にエラー情報又は警報信号が、生成され得る。

プロセス情報に基づいて、不所望なプロセス状態、特に調整サイクルの間の不所望な質量流入、が追加的に確認されて、特にプロセス容積の漏れの存在が確認され得る。

本発明は、追加的に、真空弁のための調整及び制御ユニットであって、真空弁が、容積若しくは質量流量を調整し及び／又はプロセス容積を気密シールするために構成され、調節可能な弁閉鎖体を有する、調整及び制御ユニットに関する。

本発明によれば、調整及び制御ユニットは、弁閉鎖体のための事前調整ステップ及び次の調整ステップを伴う調整サイクルの、特に複数の、実行のために構成される。調整サイクルを実行するとき、事前調整ステップの間に、弁閉鎖体は、調整及び制御ユニットによって制御されて、特に開放位置から既定の現在の事前調整位置へ、駆動ユニットの対応する動作によって移動する。調整ステップの間に、閉鎖体位置の特定の変動又は調節が、プロセスパラメータに対する現在決定された制御変数及び標的値に基づいて駆動ユニットを動作させることによって、現在の事前調整位置に応じて実行され、特に、これにより、制御変数が、標的値に近づけられ得る。制御変数に基づく弁閉鎖体の既定の位置変化によってもたらされる効果は、少なくとも部分的に予測され得る。

調整及び制御ユニットは、その実行の間に、制御変数が調整サイクルの少なくとも一部の間に記録され、これに基づいて現時点の調整プロファイルが導出されるように構成された、更新機能を有する。現時点の調整プロファイルは、参照調整プロファイルと比較され、調整偏差が導出される。調整偏差の導出はまた、偏差が存在しないランダム設定を含む。

現在の事前調整位置の適合は、導出された調整偏差に応じて、制御変数に対する少なくとも部分的に予測可能な効果に基づいて行われ、適合された事前調整位置は、調整サイクルのための現在の事前調整位置として提供及び／又は記憶される。したがって、偏差がゼロである場合には、現在の事前調整位置が実質的に同一の新しい事前調整位置に置き換えられるように適合が同様に行われ得ることが理解される。

調整及び制御ユニットは、更新機能が、特にプロセス容積による生産プロセスの間の複数の調整サイクルにわたって、連続的に実行され得るように構成される。

本発明は、更に、真空弁を用いて生産サイクルを実行する方法であって、真空弁が、容積又は質量流量、特にプロセス容積からの容積又は質量流量、を調整するために、かつプロセス容積を気密シールするために構成及び配置される、方法に関する。真空弁は、開口軸を定める弁開口と弁開口を取り巻く第１のシーリング表面とを有する弁座を含み、追加的に、第１のシーリング表面に対応する第２のシーリング表面を有し，弁開口の実質的な気密閉鎖のための弁閉鎖体を有する。弁閉鎖体に結合された駆動ユニットは、それぞれの閉鎖体位置を提供するために弁閉鎖体が既定の方法で変動可能かつ調節可能であるように、かつ弁閉鎖体が弁開口を少なくとも部分的に露出させる開放位置から、第１のシーリング表面が第２のシーリング表面上へ押圧され弁開口を実質的に気密閉鎖する閉鎖位置へ、及びその逆へ弁閉鎖体が調節され得るように、構成される。

方法の間に、弁閉鎖体のための調整サイクルが、特に複数回、実行され、調整サイクルは、弁閉鎖体の制御された運動、及び閉鎖体位置の調整された変動又は調節を少なくとも含む。弁閉鎖体の制御された運動は、駆動ユニットの標的を定めた動作によって、開始信号の受け取りに応じて、特に開放位置から既定の現在の事前調整位置へ、実現され、続いて、閉鎖体位置の調整された変動又は調節が、プロセスパラメータに対する現在決定された制御変数及び標的値に基づいて駆動ユニットを動作させることによって、現在の事前調整位置に応じて実現されて、特にこれにより制御変数が標的値に近づけられる。制御変数に対して弁閉鎖体の既定の位置変化によってもたらされる効果を、この場合には、知るか又は少なくても部分的に予測することができる。

制御変数は、調整サイクルの少なくとも一部の間に記録され、これに基づいて現時点の調整プロファイルが導出される。現時点の調整プロファイルは、参照調整プロファイルと比較され、調整偏差が導出される。 現在の事前調整位置の適合は、導出された調整偏差に応じて、制御変数に対する少なくとも部分的に予測可能な効果に基づいて行われ、適合された事前調整位置は、調整サイクルのための現在の事前調整位置として提供及び／又は記憶される。

本発明の主題は、更に、前記方法の少なくとも特定のステップを実行又は制御するプログラムコードを有した、機械可読キャリア上に、特に上で説明された弁システムの記憶ユニットに又は該調整及び制御ユニットに、記憶されるコンピュータプログラム製品である。ステップとしては、
弁閉鎖体の制御された運動ステップと、
閉鎖体位置の調整された変動又は調節ステップと、
現時点の調整プロファイルの導出及び参照調整プロファイルとの比較ステップと、
調整偏差の導出ステップと、
導出された調整偏差に応じた、制御変数に対する少なくとも部分的に予測可能な効果に基づく、事前調整位置の適合ステップと、
調整サイクルのための現在の事前調整位置としての、適合された事前調整位置の提供ステップと、が挙げられる。

特に、プログラム又はプログラムコードは、電子データ処理ユニット、特に弁システムの調整及び制御ユニット、において又は調整及び制御ユニットにおいて実行される。したがって、対応する調整サイクルの更新は、対応する（コンピュータ実施）アルゴリズムを実行することによって実現され得る。

本発明による機器及び本発明による方法が、図面において概略的に示される特定の例示的な実施形態を参照して、単に一例として以下に詳細に説明され、本発明の更なる利点が同様に述べられる。

本発明によるプロセスチャンバの制御−調整された動作のための真空システムの第１の実施形態の概略図である。 新しい作業点を設定する真空弁における調整プロセスを示す。 新しい作業点を設定する真空弁における調整プロセスを示す。 可変流によってチャンバ圧力を調整又は維持する真空弁における調整プロセスを示す。 可変流によってチャンバ圧力を調整又は維持する真空弁における調整プロセスを示す。 振子弁としての本発明による調整可能な真空弁の一実施形態を示す。 振子弁としての本発明による調整可能な真空弁の一実施形態を示す。 振子弁としての本発明による調整可能な真空弁の一実施形態を示す。

図１は、真空条件下で物体、例えば半導体ウエハ、を加工するシステムの構造を概略的に示す。構造は、プロセスチャンバ１及びプロセスチャンバへの供給部を含み、供給部には気体流量計又は調整器２が提供され、プロセスチャンバ内に流れ込む気体の量を測定するか又は流入気体量を調整することができる。更に、プロセスチャンバ内側の圧力（チャンバ圧力）を決定することを可能にする圧力センサ３が提供される。

プロセスチャンバ１の出口側には、真空ポンプ４が、排気のためにチャンバ１に接続される。流出質量流量を制御又は調整する調節可能な真空弁１０は、真空ポンプ４とチャンバ１との間に配置される。（制御された）調節能力が、例えば弁のモータ式、空気圧、又は油圧駆動装置によって、ここで達成され得る。

システムは、本発明によれば、弁１０に接続されて対応する入力量１２及び所望の量１３による又は真空弁１０の弁閉鎖体のための既知の事前調整位置による調整及び制御された弁１０の動作を提供する調整及び制御ユニット１１を有する。事前調整位置は、例えば調整及び制御ユニット１１の内部メモリに調節位置の形で、記憶され得る。

調整及び制御ユニット１１は、調整サイクルの形で弁のための本発明による制御を提供する。調整サイクルは、連続して実行される２つの段階を含む。第１の段階−事前調整ステップ−において、弁閉鎖体が、以前から既知の中間の所望の位置（事前調整位置）に置かれる。事前調整ステップは、開始信号５によって開始又はトリガされる。開始信号５は、典型的に、ホストコントローラによって出力され、このコントローラが上位生産プロセスの制御を提供する。

ホストコントローラは、例えば、プロセスチャンバへの加工される工作物、例えば半導体ウエハ、の準備、及びプロセスチャンバにおける既定の気圧の生成を制御する。このようなプロセス気圧のために、典型的に、既定のプロセス気体が、プロセスチャンバ１０内に−特に気体流量計又は調整器２を介して−弁１０による真空抽出及び調整によって供給され、内圧が、所定のレベルにされる。開始信号５の生成及び出力は、好ましくは、ホストコントローラによるプロセス制御と同期する。例えば、開始信号５は、準備後プロセス気体の流入と共に出力される。

最適化された、すなわち迅速なプロセスサイクルのために、事前調整ステップが、第１に実現される。これにより、弁閉鎖体は、調整なしで直接制御のみによって−ここではモータ式弁１０に対する調節信号１４の出力によって、事前調整位置に搬送される。例えば、弁閉鎖体の開放位置に対する対応するオフセットが、記憶され、弁閉鎖体の開放位置に最接近させることができるこのような事前調整又は位置に基づく事前制御の利点は、所望の抽出容量の著しく速い達成であり、その結果、調整サイクル全体にわたって見たときに、サイクルが、対応した短いサイクル時間で実行され得る。

速度の増加はまた、自然に与えられる純粋な調整システムに対する信号遅延（単数又は複数）から生じる。例えば、圧力センサ３は、現在のチャンバ圧力の確立前に対応する信号生成及び出力のために一定の時間を必要とする。すなわち、調整システムはまた、この遅延を伴った必要な制御変数を受け、その結果、所望の圧力の調整及び達成のためのまさにこのような遅延がもたらされる。

事前調整によって、弁閉鎖体のための第１の調節セクションが、フィードバック信号（現在の圧力）なしで進行し、次いで調整ステップ、すなわち弁閉鎖体の調整された運動、に移行することができる。これにより、圧力センサの信号が、例えば、次の調整フェーズの初めに既に存在し、次いで調整器によって直接処理され得るので、上で説明された遅延が低減され得る。

事前調整ステップから調整サイクルの第２の段階を形成する調整ステップへの推移は、事前調整位置に到達するとすぐに生じる。事前調整位置への到達は、例えば、広く連続的に決定される閉鎖体位置及び閉鎖体位置と所定の事前調整位置との比較によって、確認され得る。対応する現在の閉鎖体位置情報１７は、弁１０又は弁駆動装置から調整及び制御ユニット１１へ伝達され得る。特に、このような情報は、調整及び制御ユニット１１の調整及び最適化モジュール１５へ伝達される（論理的な矢印１７の点線の延長部によって指示される）。事前調整位置に到達するとすぐに、事前調整モード（制御）から真の調整モード（調整ステップ）への切り替えが生じる。代替的に、切り替えは、弁の既知の動作挙動から導出され得る事前調整ステップの所定の期間の後に、２つのステップの間に生じ得る。事前調整ステップのために提供される時間が経過した後に切り替えがここで自動的に生じるので、更なるフィードバック信号がこのために必要とされない。

その時の予め設定された事前調整位置から出発して、圧力センサ３の現在の圧力信号１２が、入力量１２として、すなわち現在決定された制御変数として、調整ステップにおいて連続的に得られ、その結果、プロセスチャンバ１内の現在の圧力状態が知らされるか又は準備される。調整及び制御ユニット１１には、追加的に、所望の値又は標的値１３としてそれぞれの加工プロセスための所望の圧力又は所望の圧力プロファイルが提供される。これらの入力量によって、調節信号１４が、調整及び制御ユニット１１によって、生成され、モータ式弁１０へ出力される。

したがって、調整サイクルの間にプロセスチャンバ１における所望の内圧を設定するために、−事前調整位置への弁閉鎖体の制御された一度限りの調節による第１のステップ、及び連続的に記録された制御変数を使用した閉鎖体位置の調整された変動による第２のステップにおいて、気体流がプロセスチャンバから生じ現在の内圧を標的圧力に近づけることができるように真空弁１０の弁開口は変動する。ここで、特に、制御変数に対して弁閉鎖体の既定の位置変化によってもたらされる効果が、実質的に予測され、これにより、特定の効率的な調整が提供され得る。

例えば、加工プロセスの最初のセクションにおいて、内圧が可能な限り速く低下するように、弁開口は比較的全開に設定されなければならなく、次のステップにおいて単位時間当たりの小さな気体量の制御された流出によって所望の内圧が設定及び保持され得るように、調整の間に更に、弁開口は全開より狭く設定されなければならないが、特に、気体の層流若しくは分子流又は両方の混合形が存在する。これらの両方のセクションのために、すなわち設定される所望の圧力ごとに、事前制御及び次の調整を有する本発明による調整サイクルは、記憶され得る。

弁位置、すなわち弁開口に対する弁閉鎖体の位置、を変動させることによって、プロセスチャンバ１内側の圧力は変動し、したがって調整サイクルごとに、調整プロファイル、特に調整曲線、すなわち特定の時間間隔のそれぞれの時点のための圧力及び／又は弁位置が定められる。調整プロファイルの第１の部分セクションは、いずれの場合においても本発明により事前調整ステップと定められる。プロセスチャンバにおける加工プロセスは、典型的に、調整サイクルにおいて複数回繰り返され（調整プロファイルの複数の実行）、圧力調整が、いずれの場合においても対応するサイクルで同じ様式で実行されなければならない。本発明によれば、調整及び制御ユニット１１は、更新機能を有する。更新機能は、調整サイクルの間に又は少なくとも調整ステップの間に実行される。ここで、受け取った制御変数１２（例えば圧力センサの信号）が、少なくとも断続的に記録され、現時点の調整プロファイルが、これに基づいて導出される。したがって、例えば、圧力プロファイル及び／又は−制御変数の一部として閉鎖体位置情報１７を受け取ったときの−閉鎖体位置プロファイル、すなわちチャンバ内圧の値及び調整時点に関する閉鎖体位置の値が、導出される。

更新機能による調整サイクルの更新の間に、記録された現時点の調整プロファイルが参照調整プロファイルと比較され、調整偏差がこれに基づいて導出される。参照調整プロファイルは、この場合、予め記録された、既定の制御された状況下で特定の方法で任意に実行された調整サイクル又はステップを表すことができる。例えば、参照調整プロファイルは、所望の調整曲線の形で記憶される。

事前調整位置が、次いで、導出された調整偏差に応じて、制御変数１２に対する実質的に予測可能な効果に基づいて適合される。換言すれば、計算された偏差の枠内で現時点の調整プロファイルが参照プロファイルに接近するように、事前調整位置は再設定され得る。事前調整位置の適合のために、同様に記録可能な閉鎖体位置情報１７がまた、実行された調整ステップを通じて考慮され得る。結果として、弁位置に関する追加的な情報が調整ステップを越えてアクセス可能であり、導出された調整偏差とこれに関連した閉鎖体位置との間で参照がなされ得る。結果として、チャンバ１における圧力レベルに対する特定の閉鎖体位置の効果を知ることで、調整の間の特定の時点における調整参照の標的とされる効率的な適合又は補正が可能である。

更新機能が、特に生産プロセスの間の複数の調整サイクルにわたって、連続的に実行されるように、調整及び制御ユニット１１は構成され得る。

したがって、図１によって示されるシステムは、一方で、例えば、所望の調整からの任意の偏差が生じた場合に、調整サイクルが、例えば事前調整位置又は他の調整パラメータの再調節によって自動的に補正され得るような、（調整の二段階性の結果としての）プロセスチャンバ１における所望の圧力状態の迅速な調節、更に調整プロファイルの連続的な適合を可能にする。

プロセス完全性及び／又は品質を検査するために、チェック又はモニタ機能がまた提供され得る。調整の調整プロファイルに関する情報によって、現在記録された調整プロファイルが所望のプロファイルと比較され、この比較に基づいて、設定限界内で、例えば許容範囲内で、調整が実行されたか否かの情報が導出され得る。

調整及び制御ユニット１１は、参照調整に関する情報を生成することができる学習機能を更に含むことができる。この目的のために、生産サイクルが、設定された所望の状況（例えば、所望の圧力、所望の温度、圧力プロファイル、温度プロファイルなど）で数回実行され、調整及び制御ユニット１１によって、チャンバ１における圧力が、所望の圧力を達成するために、弁位置を介して調整されて、設定される。これらの生産サイクルの間に、個々のサイクルにおける弁位置が、調整時間にわたり記憶される。次いで、個々のデータ設定（調整サイクル当たり１つのデータ設定）を組み合わせた所望の調整情報が、例えば補償計算又はモデル化によって、生成され得るデータ量から導出される。

チェック機能は、例えば、調整において確立された偏差が次の調整サイクルにおいて補償されるように調整プロセスに影響を与えるために、記録された現在の調整プロファイルに応じて、到達される標的値の適合を行うように更に構成され得る。換言すれば、チェック機能は、特に経時変化させずに標的値を出力し、この形で標的値を制御回路に導入することができる。

したがって、同様に、チェック機能は、現在測定された制御変数（例えば測定された圧力）に作用することができる。例えば、現時点で測定された圧力よりも高い圧力の存在は、内圧の迅速な減少を引き起こすようにシミュレートされ得る。

チェック機能による調整プロセスへの介入は、特に調整器への直接入力によって、例えば制御パラメータを適合させることによって、実現され得る。

調整及び制御ユニット１１は、追加的に、出力チャネル１６を有する。これにより、現在の調整状態に関する情報を含む信号が、出力され得る。したがって、例えば、ユーザは、プロセスが所定の限界内で生じているかどうか、又は限界からの偏差が存在するか否かを確認することができる。代替的に又は追加的に、信号は加工ユニット又は上位プロセス制御に提供され、これにより、例えば、プロセス全体の自動適合が行われ得る。

したがって、チェック機能によって、弁１０のために提供された調整プロセスが着実に実行されるか否かがチェックされ得るだけでなく、更に、加工プロセス自体がその既定の境界条件内で生じているか否かが予測され得る。例えば、現在の記録された調整曲線とプロセスのために記憶された所望の調整曲線との間の偏差が決定される場合に、この偏差によって、例えば、調整サイクルを適合させずに、プロセスチャンバにおける漏れの存在、プロセスチャンバへの供給の存在、及びこれらにより不良と特徴づけられるプロセスの存在が判定され得る。本発明によるチェック機能がない場合には、このような漏れは単純に「過調整」され得る、すなわち、外部で確立されたプロセスプロファイルにおける欠陥を伴わずに所定の時間で所望の圧力に到達するように、弁を動作させることになる。

図２ａ及び図２ｂは、各々、新しい作業点、すなわち新しい圧力設定点、を設定するための真空弁における調整プロセスを例示する。これにより、真空チャンバの内圧を変化させなければならないことが、システムに予め定められる。これは、例えば特定のプロセスステップを実行するために、必要であり得る。典型的に、到達すべき標的圧力は、このようなステップのための所望の値として予め定められる。

それぞれの上の曲線１２１、２１は、時間ｔにわたる真空チャンバの圧力プロファイルを表す。圧力曲線１２１、２１より下に示される第２の曲線１２２、２２は、示された期間にわたる弁閉鎖体の位置決め又は位置を表す。

図２ａは、閉鎖体位置の排他調整による新しい圧力の設定を示す。このような調整は、原則的に従来技術から公知である。

ここでは、圧力の所望の変化が、時間ｔ０で規定される。この特定に応じて、弁閉鎖体の位置は変動する。曲線１２２において、これは、ｔ０の直後の曲線１２２のレベル低下で例示される。したがって、弁閉鎖体のこの新しい位置の結果として、チャンバ内の圧力は、最初に迅速に増加して（ｔ０の後の曲線１２１）、必要な圧力レベルに接近する。示されるように、チャンバ内圧が所望の圧力を越えて増加しないように、弁閉鎖体の対抗運動が調整によって開始される。

Δｔ_１に示される時間セクションにおいて、チャンバ圧力は、所望のレベルで安定する。この安定化は、弁閉鎖体の調整された運動の結果である。圧力が増加する傾向にある、例えば所望の圧力より上である、場合には、真空ポンプによって提供される負圧が増加するように、「対抗運動」が弁によって開始される、すなわち典型的に露出される弁開口が増加するように設定される。閉鎖体のこの調整運動に応じて、次の任意の低過ぎる内圧の傾向に反作用するように、反対の運動が再度生じる。

本発明によるシーケンス調整との直接比較のために、図２ｂは、（図２ａと）同じ所望の圧力を達成するための、制御された事前調整ステップ（第１のシーケンス）及び次の調整ステップ（第２のシーケンス）を有するこのようなシーケンス調整を例示する。

したがって、ここでは、時間ｔ０で、弁閉鎖体の調整された運動がすぐに始まらずに、閉鎖体が、第１のステップにおける所定の弁位置に置かれる（曲線２２）。この位置のために、好ましくは、達成され得る（曲線２１）内圧に対する付随効果が、事前に知られ、関連づけられる。したがって、弁閉鎖体がこの事前調整位置に搬送される場合には、内圧は、最終的に達成される圧力レベルに、迅速に最接近する。

この位置は、例えば制御のために前もって実行された学習プロセスによって、決定され得る。頻繁にサイクルで繰り返される真空チャンバにおけるプロセスステップの結果として、説明されるチャンバにおける圧力変化が、複数の同一の製品の特定の生産の間に繰り返して極めて頻繁に行われ得る。したがって、事前調整位置の教示は、この点で特に有利である。

閉鎖体位置の能動的調整は、例えば、事前調整位置への閉鎖体の制御された調節の後に始められるだけである。弁閉鎖体の制御された運動と調整された運動との重複も可能である。したがって、調整は、例えば閉鎖体位置又は新しい所望の圧力に到達する直前に、開始され得る。

したがって、次の調整ステップは、本発明の枠内で、限定的ではないが時間的に完全に別個のステップとして視認され得るが、時間内に事前調整の後に開始されるだけである。

はっきりと視認することができるように、新しい圧力を設定するために本発明によって達成され得る時間Δｔ_２は、Δｔ_１と比較して著しく低減する。所望の圧力周辺への調整に基づく圧力の安定化プロセスは、事前調整位置への制御された接近によって、低減するか又は大幅に回避される。これにより、制御された事前調整ステップ及び次の古典的な調整ステップ全体による所望の圧力の迅速な達成がもたらされる。

更に、本発明は、事前調整位置の連続的な更新を提供する。これは、例えば特定の基板の連続生産の間の、典型的に繰り返し実行される調整プロセスに特に有利である。ここでは、調整サイクルごとの事前調整位置が、先行の又はいくつかの先行のサイクルから得られたデータを使用して、設定され得る。

好ましくは、現在の調整サイクルの圧力プロファイル２１は、記録され、先行の圧力プロファイルと、又は別の参照プロファイルと比較され得る。この比較によって、設定された事前調整位置の補正又は適合が、次いで行われ得る。適合は、特に２つのプロファイル間で決定された偏差によってここで実現される、すなわち、偏差が一定の許容範囲を越える場合に、偏差に対する対抗効果が提供されるように、事前調整位置の再設定が方向及び大きさに関して行われる。特に、（例えば特定の調整時点において単位時間当たりで）もたらされ得る、圧力変化に対する事前調整位置の特定の変動の効果を知り、したがって、特に既知のプロセスシステムのために、予測することができる。この知識により、事前調整位置は、非常に正確に、最適な効果を有するように更新され得る。

図３ａ及び図３ｂは、各々、例えばプロセス気体の、可変流によってチャンバ圧力を調整又は維持するための真空弁における調整プロセスを例示する。これにより、真空チャンバの内圧が一定に保たれなければならないことが、システムに予め定められる。これは、例えば、異なるプロセス気体が確実に使用されるがチャンバ内の圧力が加工のために同じレベルに保たれなければならない特定の連続したプロセスステップを実行するために必要であり得る。

図３ａ及び図３ｂは、いくつかのプロセスサイクルにわたる真空チャンバにおける加工のシーケンスを示す。示される変形形態では、２つの異なる加工、例えばコーティングプロセス、が、交互に実行される。これは、２つのシーケンスＡ及びＢで例示される。各々のプロセスステップは時間単位にわたり、シーケンスＡは、各々同じプロセスパラメータによって生じ、シーケンスＢもまた、特にＡとは異なる同じプロセスパラメータ（例えば異なるプロセス気体の流入）によって生じる。

図３ａは、弁閉鎖体の位置の調整された設定によるチャンバ圧力の古典的な排他調整の場合における圧力プロファイル１５１及び位置プロファイル１５２を示す。

チャンバ内圧のプロファイルにおいて、それぞれのシーケンスＡとＢとの間の切り替えが、はっきりと確認され得る。切り替えプロセス、すなわちチャンバにおける気体流の変化の略直後に、曲線１５１はそれぞれの振れを示す。プロセスサイクルＡからサイクルＢへの推移の際に、例えば多くのプロセス気体が単位時間当たりチャンバ内に供給されるので、圧力は比較的迅速に増加する。

測定された圧力上昇に対する直接の応答として、弁閉鎖体の位置が、調整されて変化する。ＡからＢへの推移の際に、真空弁上の流れ開口の増加が、この目的のために生じる、すなわち弁閉鎖体の位置が正方向に変化する。これは、位置曲線１５２によって導出され得る。圧力が、次いで、再度低下して、短い時間間隔で所望の圧力よりも下に下がる。再度急激な低下に応じて、プロセスサイクルＢのために、本来のチャンバ圧力（所望の圧力）が、変化した弁開口によって保持されるように、閉鎖体の位置が再調整される。

プロセスサイクルＢからサイクルＡへの推移の際に、圧力は比較的迅速に減少し、弁位置は、反対の方向に（弁流れ開口の低減）、原則的にＡからＢへの推移の際と同様に、調整される。

したがって、調整ステップは、プロセス期間全体にわたって頻繁に繰り返される（ここでは：１１プロセスサイクル）。

これらの推移の間、所望の圧力に到達する前の時間が、比較的長い。それぞれの調整サイクルの大部分は、ここでは安定化プロセスΔｔ_Ａ及びΔｔ_Ｂによって占められる。所望の圧力は、サイクルの比較的小さい部分においてのみ実質的に一定である。

図３ｂは、他方で、制御された事前調整ステップ及び次の調整ステップを有する本発明による調整サイクルの繰り返し実行の間の、圧力５１及び弁位置５２のプロファイルを示す。プロセスサイクルＡ及びＢのためのフレームパラメータは、図３ａにおけるプロセスＡ及びＢのフレームパラメータと同様である。

プロセス全体にわたってここで達成される圧力プロファイル５１の均一性の増加が、はっきりと確認され得る。ある調整サイクルから次の調整サイクルへのそれぞれの推移の間、チャンバにおける所望の圧力の急激な増加又は減少が、大幅に低減するか又は回避される。この改善は、先行の事前調整ステップによって完全に達成される。

例えばある調整サイクルＢからサイクルＡに推移する場合に、本発明によって構成された調整及び制御ユニットは、例えばプロセスコントローラから、対応するトリガ信号を受け取る。トリガ信号又はその生成は、特にサイクルＡのための開始点に左右される。トリガサイクルにより、それぞれの調整サイクルは開始される。特に、調整サイクルが、例えば追加的なプロセス気体の供給に又は時間当たりの多くの量の気体に、合致して生じ得るように、トリガ信号は、気体流入システムと同期する。

代替的に、調整及び制御ユニットが気体流量計又は調整器から信号を直接受け取ることも可能であり、この信号に基づいて、弁位置の対応する調整が開始される。

一実施形態では、調整サイクルを実行するためのデータは、例えば調整及び制御ユニット又はこのユニットと通信するメモリに、記憶され得る。データは、典型的に、制御されて接近する事前調整位置、及び事前調整ステップから調整ステップへの推移のためのパラメータ（例えば時点）を含む。

したがって、最初に生じる事前調整ステップの結果として、閉鎖体位置は、設定される所望の圧力に既に少なくとも接近するか又は所望の圧力が略達成された状態まで、ここで既に移動する。所望の圧力は、次いで、精密に設定されて、実行された調整ステップによって保持される。

必要な所望の圧力が再度達成され、流量変動の間、チャンバにおいて保持されるまでの時間は、本発明による方法によって著しく短縮する、すなわち、所望の圧力は迅速に安定化する（図３ａ参照）。これにより、対応する時間の節約、したがって、全体として、短縮されて効率的なプロセスステップがもたらされる。これは、例えば、サイクルＢにおける所望の圧力の設定のために必要とされる時間Δｔ_Ｂによって示される。サイクルＢからＡへの推移の際に、事前制御は既に、所望の圧力の任意の偏差がほとんど存在せず、所望の圧力が実質的に変化せずに維持される程度に正確かつ好適である。

図示されるバー５３は、調整サイクルの間の、弁閉鎖体が事前調整位置に置かれる事前制御フェーズ５３ａ及び実際の「真の」調整フェーズ５３ｂの時間分布を示す。事前制御フェーズ５３ａの時間延長は、サイクルＡ及びＢにおいて異なる。

本発明によれば、それぞれの調整サイクルのための更新は、プロセス期間全体にわたり、すなわち１１つの図示されたサイクルの実行の間に、実行される。２つのサイクルＡ及びＢのために、更新機能が、すなわちサイクルＡのための更新機能及びサイクルＢのための更新機能が、ここで提供される。一例として、サイクルＢのための更新機能が、以下で説明される。

サイクルＢの第１の実行の間に、弁閉鎖体は、事前調整ステップにおける所定の位置に搬送される。この事前調整位置は、例えば先行の学習プロセスによって決定されるか又は手動で適合され得る。事前調整ステップの次に、閉鎖体位置の連続的に調整された設定が続く。このサイクルＢのために、調整プロファイル、すなわち圧力プロファイル曲線５１及び／又は位置プロファイル曲線５２が記録される。このように指示された調整プロファイルを使用して、サイクルＢのための所望の調整プロファイルとの、特に所望の調整との比較が行われ、この比較に基づいて、所望の調整プロファイルからの任意の偏差が決定され得る。導出された偏差に応じて、事前調整位置の適合が、サイクルＢの次の実行（単数又は複数）のために行われ得る。適合は、特に許容差より大きい偏差を対象とする。

サイクルＢの当初からの圧力上昇が本来提供されるものよりも強く定められるような偏差が決定されたときに、サイクルＢに入る際に弁の拡大された開放位置を提供する新しい事前調整位置が決定及び記憶されるように、事前調整位置の適合は行われ得る。結果として、過度の圧力上昇に反作用することができる。加えて、事前調整位置が、開放方向に適合され得るだけでなく、変動の大きさが、偏差の決定された程度によって更新され得る。

サイクルＢの第２の実行の間に、すなわち中間のサイクルＡの後に、弁閉鎖体は、制御されて生じる事前調整ステップにおいて、このように新しく定められた事前調整位置へ移動する。調整ステップが、適宜に生じる。調整プロファイルが、この第２の実行の間に再度記録される。このプロファイルは、本来の所定の参照調整と又は先行のサイクルＢのプロファイルと、ここで任意に再度比較され得る。換言すれば、所望の調整プロファイルが、所定の参照調整によって又は先行のサイクルＢのプロファイルによって表される。

例えば調整プロファイルの比較によって、過度の圧力上昇にもかかわらず、所望の圧力への安定化までの時間が減少すると決定される場合には、事前調整位置の更新はまた、特に、参照調整からの、最初に増加した偏差（例えば大きな既定の圧力変動）を対象とすることができる。したがって、大きな調整偏差を一時的に受け入れることによって、短いプロセス時間を達成することができる。

加えて、調整サイクルＢに対するプラスの効果が事前調整の先行の変動の結果として導出され、したがって、事前調整位置によってもたらされる効果の予測可能性が決定され得る。

図４ａ〜４ｃは、振子弁の形で本発明による弁の可能な実施形態を示す。流路の実質的な気密遮断のための弁は、開口３３を有した弁ハウジング３１を備える。開口は、円形の断面を有する。弁頭３８（弁閉鎖体）の閉鎖位置において、開口３３は、弁頭３８によって気密閉鎖される。弁頭３８の開放位置Ｏが、図４ｂ及び図４ｃに例示される。

開口３３は、弁座によって囲まれる。軸方向に弁頭３８の方向に向き、開口軸３４に対して横断方向に広がり、かつ弁ハウジング３１において形成される円形のリングの形状を有したシーリング表面３５によって、この弁座は形成される。

加えて、弁は、開口軸３４と実質的に平行に同様に調節可能である旋回可能な弁頭３８を備える。

弁頭３８は、弁頭上に横方向に配置されかつ開口軸３４に対して垂直に延在するアーム２８を介して、電気駆動装置４０（モータ）に接続される。このアーム３９は、開口軸３４に沿って幾何学的に突出した開口３３の開口断面の外側で、弁頭３８の閉鎖位置に位置する。

弁頭３８が、−振子弁においてよくあるように−開口軸３４に対して横断方向で、開口３３の断面にわたり実質的に平行で、開口軸３４に対して垂直である、開放位置Ｏと中間位置との間の旋回軸４１を中心とした旋回運動の形の、駆動装置４０の横断方向運動ｘによって旋回可能であり、かつ開口軸３４に対して平行な駆動装置４０の長手方向運動ｙによって直線変位可能であるように、電気駆動装置４０は、対応する伝達を使用することによって構成される。開放位置において、開口３３及び流路が解放されるように、弁頭３８は、第１の開口３３に隣接して横方向に配置された停留セクションに位置付けられる。中間位置において、弁頭３８は、第１の開口３３より上に距離を置いて位置付けられ、開口３３の開口断面を覆う。閉鎖位置において、開口３３が気密閉鎖され、流路が遮断されることによって、気密接触が弁閉鎖体３８（弁頭）と弁座のシーリング表面３５との間に存在する。

弁の自動化及び調整された開放及び閉鎖を可能にするために、弁頭３８がプロセス容積の気密閉鎖又はこの容積の内圧の調整のために調節可能であるように、弁は、このように構成された、駆動装置４０と通信する電子調整及び制御ユニットを提供する。このような調整ユニットは、弁と共に、本発明による弁システムを形成する。

上で説明されたように、弁頭３８は、最初に、制御されて既定の事前調整位置に移動する。弁頭３８の位置は、この時、制御変数及び出力制御変数によって可変に設定される。弁に接続されたプロセス容積における現在の圧力状態に関する情報が、入力信号として得られる。加えて、別の入力量、例えば容積への質量流量が、調整器に提供され得る。次いで、これらの量によって、及び容積のために設定又は達成されなければならない所定の所望の圧力によって、容積からの質量流量が弁によって時間とともに調整され得るように、弁の調整された設定が、調整サイクルの時間にわたり行われる。この目的のために、真空ポンプが弁の下流に提供される、すなわち、弁は、プロセスチャンバとポンプとの間に配置される。このように、所望の圧力プロファイルは、安定化され得る。

弁閉鎖体３８を設定することによって、それぞれの開口断面が弁開口３３のために設定され、したがって、プロセス容積から単位時間当たりに排気され得る気体の可能量が設定される。この目的のために、弁閉鎖体３８は、特に可能な限り層状である媒体流を達成するように、円形とは異なる形状を有することができる。

開口断面を設定するために、弁頭３８は、開放位置Ｏから中間位置への駆動装置４０の横断方向運動ｘによって、中間位置から閉鎖位置への駆動装置４０の長手方向運動ｙによって、調整及び制御ユニット１１により調節され得る。流路の完全な開放のために、弁頭３８は、閉鎖位置から中間位置への駆動装置４０の長手方向運動ｙによって、及び中間位置から開放位置Ｏへの駆動装置４０の横断方向運動ｘによって、制御により調節され得る。

例示的な本実施形態において、駆動装置４０は、電気モータとして構成され、駆動装置４０の駆動により横断方向運動ｘ又は長手方向運動ｙがもたらされるように伝達は切り替えられ得る。駆動装置４０及び伝達は、調整により電子的に動作する。特にゲートシフトを伴う、このような伝達は、従来技術から公知である。横断方向運動ｘ及び長手方向運動ｙをもたらすためにいくつかの駆動装置を使用することが更に可能であり、制御が、駆動装置の動作にわたり行われる。

説明される振子弁を使用した流れの精密な調整又は設定は、横断方向運動ｘによる開放位置Ｏと中間位置との間の弁頭３８の旋回調節だけでなく、主として長手方向運動ｙによる中間位置と閉鎖位置との間の開口軸３４に沿った弁頭３８の線形調節によって、可能である。説明される振子弁は、精密な調整作業のために使用され得る。

弁頭３８、更には弁座は、各々、シーリング表面３５−第１及び第２のシーリング表面−を有する。第１のシーリング表面３５は、シールを追加的に有する。このシールは、例えば、弁座上への加硫により、ポリマーとして加硫され得る。代替的に、シールは、例えば弁座の溝にＯリングとして設計され得る。シーリング材料がまた、弁座上に接着され、これによりシールを実施することができる。代替的な実施形態において、シールは、弁頭３８の側に、特に第２のシーリング表面上に、配置され得る。これらの設計の組み合わせもまた、可能である。

示されるような振子弁の代替として、本発明による真空弁システムは、異なるタイプの真空弁、例えばフラップ弁、スライド弁、又は所謂バタフライ調整弁、によって実施され得る。特に、圧力調整弁を有するシステムが、真空領域における使用のために構成される。更に、閉鎖体が一方向に調節され得るだけである振子弁を使用することもできる。

示された図面が可能な例示的な実施形態を概略的に図示するだけであることが理解される。様々なアプローチがまた、本発明により、互いに、並びに真空プロセスのための圧力調整の従来技術の方法及び装置と、組み合わせられ得る。

Claims (15)

1. 容積又は質量流量を調整し及び／又はプロセス容積（１）を気密シールする真空弁（１０）と調整及び制御ユニット（１１）とを含む弁システムであって、
   真空弁（１０）が、
   開口軸（３４）を定める弁開口（３３）と弁開口（３３）を取り巻く第１のシーリング表面（３５）とを有する弁座と、
   第１のシーリング表面（３５）に対応する第２のシーリング表面を有し、弁開口（３３）の実質的な気密閉鎖のための弁閉鎖体（３８）と、
   弁閉鎖体（３８）に結合された駆動ユニット（４０）であって、弁閉鎖体（３８）が、それぞれの閉鎖体位置を提供するために既定の方法で変動可能かつ調節可能であり、弁閉鎖体（３８）が弁開口（３３）を少なくとも部分的に解放する開放位置（Ｏ）から、第１のシーリング表面（３５）が第２のシーリング表面上へ押圧され弁開口（３３）を実質的に気密閉鎖する閉鎖位置へ、及びその逆へ調節され得るように構成される駆動ユニット（４０）と、を含む弁システムであり、
   調整及び制御ユニット（１１）が、弁閉鎖体（３８）のための事前調整ステップ（５３ａ）及び次の調整ステップ（５３ｂ）を伴う調整サイクルの特に複数の実行のために構成され、
   調整サイクルを実行するとき、
   事前調整ステップ（５３ａ）の間に、弁閉鎖体（３８）が、調整及び制御ユニット（１１）によって制御されて、特に開放位置（Ｏ）から既定の現時点の事前調整位置へ、駆動ユニット（４０）の対応する動作によって移動し、
   調整ステップ（５３ｂ）の間に、閉鎖体位置の特定の変動又は調節が、プロセスパラメータに対する現時点で決定された制御変数（１２）及び標的値（１３）に基づいて駆動ユニット（４０）を動作させることによって、現時点の事前調整位置に応じて実行され、これにより、特に制御変数（１２）を、標的値（１３）に近づけることができ、制御変数（１２）に基づく弁閉鎖体（３８）の既定の位置変化によって引き起こされる効果が、少なくとも部分的に予測可能であり、
   調整及び制御ユニット（１１）が、その実行の間に、
   制御変数（１２）が調整サイクルの少なくとも一部の間に記録され、これに基づいて現時点の調整プロファイル（２１、５１）が導出され、
   現時点の調整プロファイル（２１、５１）が参照調整プロファイルと比較されて、調整偏差が導出され、
   現時点の事前調整位置の適合が、導出された調整偏差に応じて、制御変数（１２）に対する少なくとも部分的に予測可能な効果に基づいて行われ、
   適合された事前調整位置が、調整サイクルのための現時点の事前調整位置として提供及び／又は記憶される、
   ように構成される更新機能を有し、
   更新機能が、特にプロセス容積（１）による生産プロセスの間の複数の調整サイクルにわたって、連続的に実行され得るように、調整及び制御ユニット（１１）が構成される、
   ことを特徴とする弁システム。
2. 更新機能が、
   参照調整プロファイルが、第１の調整サイクル又は第１の調整ステップの実行の間に制御変数（１２）を記録することによって、生成及び記憶され、
   現時点の調整プロファイル（２１、５１）が、第２の調整サイクル又は第２の調整ステップの実行の間に制御変数（１２）を記録することによって、導出される、
   ように構成され、
   特に、第２の調整サイクル又は第２の調整ステップが、第１の調整サイクル又は第１の調整ステップの後に実行される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の弁システム。
3. 調整及び制御ユニット（１１）が、複数の調整サイクル又は複数の調整ステップの実行の間に制御変数（１２）を記録することによって参照調整プロファイルが生成及び記憶されるように構成され、
   特に、調整ステップの特定の時間間隔又は特定の時点に対して記録された制御変数の平均化が実現される、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の弁システム。
4. 調整及び制御ユニット（１１）が、参照調整プロファイルを生成するための学習機能を有し、
   学習機能が、その実行の間に、
   調整サイクルのための所望の動作に対応する多数の実質的に同一の調整サイクルを実行するために、弁閉鎖体（３８）のためのそれぞれの所望の位置が、それぞれの調整サイクルの少なくとも１つの時間セクションにわたって記録され、
   記録された弁閉鎖体（３８）のための所望の位置が、参照調整プロファイルとして、調整サイクルのそれぞれの時間セクションに関連して記憶される、
   ように構成される、
   ことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれかに記載の弁システム。
5. 方向及び／又は大きさに関して既定の方法で調整偏差に反作用する制御変数（１２）に対する効果が適合された事前調整位置によって生成されるように現時点の事前調整位置を適合させるよう、
   調整及び制御ユニット（１１）が構成されるに、
   ことを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれかに記載の弁システム。
6. 事前調整ステップ（５３ａ）が、開始信号（５）の受け取りに応じて開始又は実行される、
   ことを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれかに記載の弁システム。
7. 開始信号（５）が上位プロセスコントローラによって生成されて、
   上位プロセスコントローラが、同じタイプの多様な製品のためのプロセス容積による生産プロセスを制御するように構成され、
   調整サイクルが、複数回繰り返される生産プロセスの一部を適宜に表し、
   開始信号（５）が、生産プロセスの間に複数回適宜に出力される、
   ことを特徴とする請求項６に記載の弁システム。
8. 現時点の調整プロファイル（２１、５１）及び／若しくは参照調整プロファイルが、調整曲線の形で記録され、並びに／又は
   参照調整プロファイルが、標的値（１３）、及び調整サイクルの若しくは事前調整ステップ（５３ａ）若しくは調整ステップ（５３ｂ）の許容時間に応じて定められる、
   ことを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれかに記載の弁システム。
9. プロセスパラメータが、プロセス容積（１）のための圧力情報によって表現され、
   標的値（１３）が、プロセス容積（１）において到達される所望の圧力であり、
   現時点で決定された制御変数（１２）が、プロセス容積（１）における現時点の圧力を表す、
   ことを特徴とする請求項１〜８のうちのいずれかに記載の弁システム。
10. 標的値（１３）が、プロセス容積（１）において到達される所望の圧力であり、
    現時点で決定された制御変数（１２）が、プロセス容積（１）への現時点の媒体流入を特定し、特に現時点で決定された制御変数が、現時点の圧力流入サイズを考慮に入れる、
    ことを特徴とする請求項１〜９のうちのいずれかに記載の弁システム。
11. 流出情報が、現時点の決定された制御変数（１２）と共に、記憶されるか又は現時点で決定され、
    流出情報が、どの程度の質量又は容積の媒体がプロセス容積（１）から単位時間当たり閉鎖体位置に応じて流れ出るかを特定する、
    ことを特徴とする請求項１〜１０のうちのいずれかに記載の弁システム。
12. 調整及び制御ユニット（１１）が、
    圧力センサ（３）に接続され、圧力センサの出力信号が、現時点で決定された制御変数（１２）を提供し、及び／又は
    質量流量計（２）又は質量流量モニタユニット（２）に接続され、質量流量計の又は質量流量モニタユニットの出力信号が、現時点で決定された制御変数（１２）を提供する、
    ことを特徴とする請求項１〜１１のうちのいずれかに記載の弁システム。
13. 真空弁（１０）のための調整及び制御ユニット（１１）であって、真空弁（１０）が、容積若しくは質量流量を調整し及び／又はプロセス容積（１）を気密シールするために構成され、調節可能な弁閉鎖体を有する、調整及び制御ユニットであり、
    調整及び制御ユニット（１１）が、弁閉鎖体（３８）のための事前調整ステップ（５３ａ）及び次の調整ステップ（５３ｂ）を伴う調整サイクルの、特に複数の実行のために構成され、
    調整サイクルを実行するときに、
    事前調整ステップ（５３ａ）の間に、弁閉鎖体（３８）が、調整及び制御ユニット（１１）によって制御されて、特に開放位置（Ｏ）から既定の現時点の事前調整位置へ、駆動ユニット（４０）の対応する動作によって移動し、
    調整ステップ（５３ｂ）の間に、閉鎖体位置の特定の変動又は調節が、プロセスパラメータに対する現時点で決定された制御変数（１２）及び標的値（１３）に基づいて駆動ユニット（４０）を動作させることによって、現時点の事前調整位置に応じて実行され、これにより、特に制御変数（１２）を、標的値（１３）に近づけることができ、制御変数（１２）に基づく弁閉鎖体（３８）の既定の位置変化によって引き起こされる効果が、少なくとも部分的に予測可能であり、
    調整及び制御ユニット（１１）が、その実行の間に、
    制御変数（１２）が調整サイクルの少なくとも一部の間に記録され、これに基づいて現時点の調整プロファイル（２１、５１）が導出され、
    現時点の調整プロファイル（２１、５１）が参照調整プロファイルと比較されて、調整偏差が導出され、
    現時点の事前調整位置の適合が、導出された調整偏差に応じて、制御変数（１２）に対する少なくとも部分的に予測可能な効果に基づいて行われ、
    適合された事前調整位置が、調整サイクルのための現時点の事前調整位置として提供及び／又は記憶される、
    ように構成される更新機能を有し、
    更新機能が、特にプロセス容積（１）による生産プロセスの間の複数の調整サイクルにわたって、連続的に実行され得るように、調整及び制御ユニット（１１）が構成される、
    ことを特徴とする調整及び制御ユニット（１１）。
14. 真空弁（１０）を用いて生産サイクルを実行する方法であって、
    真空弁（１０）が、
    容積若しくは質量流量を調整するために及び／又はプロセス容積（１）を気密シールするために構成され、
    開口軸（３４）を定める弁開口（３３）と弁開口（３３）を取り巻く第１のシーリング表面（３５）とを有する弁座と、
    第１のシーリング表面（３５）に対応する第２のシーリング表面を有し、弁開口（３３）の実質的な気密閉鎖のための弁閉鎖体（３８）と、
    弁閉鎖体（３８）に結合された駆動ユニット（４０）であって、
    弁閉鎖体（３８）が、それぞれの閉鎖体位置を提供するために既定の方法で変動可能かつ調節可能であり、
    弁閉鎖体（３８）が弁開口（３３）を少なくとも部分的に解放する開放位置（Ｏ）から、第１のシーリング表面（３５）が第２のシーリング表面上へ押圧され弁開口（３３）を実質的に気密閉鎖する閉鎖位置へ、及びその逆へ調節され得る、
    ように構成される駆動ユニット（４０）と、を含み、
    方法の間に、
    弁閉鎖体のための調整サイクルが、特に複数回実行され、
    調整サイクルが、
    駆動ユニット（４０）の標的を定めた動作による、開始信号の受け取りに応じた、特に開放位置から既定の現在の事前調整位置への、弁閉鎖体の制御された運動と、
    続く、プロセスパラメータに対する現時点で決定された制御変数（１２）及び標的値（１３）に基づいた駆動ユニット（４０）の動作による、現時点の事前調整位置に応じた、閉鎖体位置の調整された変動又は調節であって、特にこれにより制御変数（１２）が標的値（１３）に近づけられ、制御変数に対して弁閉鎖体の既定の位置変化によってもたらされる効果が、少なくても部分的に予測され得る、閉鎖体位置の調整された変動又は調節と、
    を少なくとも含み、
    制御変数（１２）が調整サイクルの少なくとも一部の間に記録され、これに基づいて現時点の調整プロファイル（２１、５１）が導出され、
    現時点の調整プロファイル（２１、５１）が参照調整プロファイルと比較されて、調整偏差が導出され、
    現時点の事前調整位置の適合が、導出された調整偏差に応じて、制御変数（１２）に対する少なくとも部分的に予測可能な効果に基づいて行われ、
    適合された事前調整位置が、調整サイクルのための現時点の事前調整位置として提供及び／又は記憶される方法。
15. 請求項１４に記載の方法の少なくとも
    弁閉鎖体の制御された運動ステップと、
    閉鎖体位置の調整された変動又は調節ステップと、
    現時点の調整プロファイルの導出及び参照調整プロファイルとの比較ステップと、
    調整偏差の導出ステップと、
    導出された調整偏差に応じた、制御変数に対する少なくとも部分的に予測可能な効果に基づく、事前調整位置の適合ステップと、
    調整サイクルのための現時点の事前調整位置としての、適合された事前調整位置の提供ステップと、
    を実行又は制御するプログラムコードを有し、
    機械可読キャリア上に、特に請求項１〜１２のうちのいずれかに記載の弁システムの記憶ユニットに、又は請求項１３に記載の調整及び制御ユニット（１１）に、記憶されるコンピュータプログラム製品であって、
    特に、プログラムが、電子データ処理ユニット、特に請求項１〜１２のうちのいずれかに記載の弁システムの調整及び制御ユニット（１１）、において又は請求項１３に記載の調整及び制御ユニット（１１）において実行される、
    コンピュータプログラム製品。