JP2021064068A - Valve control device and estimation device - Google Patents

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Abstract

To provide a valve control device capable of improving accuracy of pressure adjustment control.SOLUTION: In a valve control device 1b, a calculation unit 210 fixes opening θr of a valve element 12 to be constant at the time of gas introduction into a chamber, and estimates exhaust information of a vacuum valve 1 based on change information of a pressure measurement value Pr when the opening θr of the valve element 12 is fixed to be constant. A pressure adjustment control unit 21 controls the opening of the valve element 12 based on the exhaust information, and performs pressure adjustment control of the chamber.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、バルブ制御装置および推定装置に関する。 The present invention relates to a valve control device and an estimation device.

ドライエッチング等の半導体プロセスにおいて、チャンバへ導入されるプロセスガスは、ガス種、流量Qinなどの条件が予め定められ、その条件になるように流量制御器で調節される。チャンバ圧力Prは重要なプロセス条件の1つであり、予め定められた所定の圧力値になるようにバルブの弁体開度位置を制御することで、チャンバ圧力Prが所定圧力値に保たれる。そのようなバルブとしては、特許文献1に記載のバルブのように弁体をモータで駆動制御する、自動圧力調整バルブ(APCバルブとも呼ばれる)が使用される。 In a semiconductor process such as dry etching, conditions such as gas type and flow rate Qin are predetermined for the process gas introduced into the chamber, and the flow rate controller adjusts the conditions so as to meet the conditions. The chamber pressure Pr is one of the important process conditions, and the chamber pressure Pr is maintained at a predetermined pressure value by controlling the valve body opening position of the valve so as to have a predetermined predetermined pressure value. .. As such a valve, an automatic pressure adjusting valve (also referred to as an APC valve) that drives and controls the valve body with a motor like the valve described in Patent Document 1 is used.

特開2018−106718号公報JP-A-2018-106718

特許文献1に記載のバルブでは、予め記憶している実効排気速度データに基づいて調圧動作が行われる。しかしながら、実際に流されるガス種は予め記憶しているデータのガス種と同じとは限らず、ガス種が異なる場合には調圧制御の精度が低下するという問題がある。 In the valve described in Patent Document 1, the pressure adjusting operation is performed based on the effective exhaust speed data stored in advance. However, the gas type actually flowed is not always the same as the gas type of the data stored in advance, and there is a problem that the accuracy of the pressure regulation control is lowered when the gas type is different.

本発明の第1の態様によるバルブ制御装置は、真空バルブが装着されたチャンバの圧力計測値と前記チャンバの圧力目標値とに基づいて弁体開度を制御し、前記チャンバの調圧を行うバルブ制御装置において、前記チャンバへのガス導入時に前記弁体開度を一定に固定する開度設定部と、前記弁体開度が一定に固定されているときの前記圧力計測値の変化情報に基づいて、前記真空バルブの排気情報を推定する推定部と、を備え、前記排気情報に基づいて前記弁体開度を制御し、前記チャンバの調圧制御を行う。
本発明の第2の態様による推定装置は、チャンバに装着された真空バルブの排気情報を推定する推定装置であって、前記真空バルブの弁体開度が一定のときの前記チャンバの圧力計測値の変化情報に基づいて、バルブ排気速度、前記チャンバに導入されているガスの流量および前記ガスのガス種情報の少なくとも一つを前記排気情報として推定する。
The valve control device according to the first aspect of the present invention controls the valve body opening degree based on the pressure measurement value of the chamber equipped with the vacuum valve and the pressure target value of the chamber, and adjusts the pressure of the chamber. In the valve control device, the opening setting unit that fixes the valve body opening constant when gas is introduced into the chamber and the change information of the pressure measurement value when the valve body opening is fixed constant. Based on this, an estimation unit that estimates the exhaust information of the vacuum valve is provided, the valve body opening degree is controlled based on the exhaust information, and the pressure adjustment control of the chamber is performed.
The estimation device according to the second aspect of the present invention is an estimation device that estimates the exhaust information of the vacuum valve mounted on the chamber, and is a pressure measurement value of the chamber when the valve body opening degree of the vacuum valve is constant. At least one of the valve exhaust speed, the flow rate of the gas introduced into the chamber, and the gas type information of the gas is estimated as the exhaust information based on the change information of the above.

本発明によれば、調圧制御の精度向上を図ることができる。 According to the present invention, the accuracy of pressure regulation control can be improved.

図1は、真空処理装置に装着された真空バルブの概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a vacuum valve mounted on a vacuum processing apparatus. 図2は、真空バルブ1の機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of the vacuum valve 1. 図3は、オープン制御における調圧ロジックを説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a pressure regulation logic in open control. 図4は、オープン制御による状態(θr、Pr)の推移を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a transition of states (θr, Pr) by open control. 図5は、開度推移グラフおよび圧力推移グラフを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an opening degree transition graph and a pressure transition graph. 図6は、ガス種と実効排気速度との関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the gas type and the effective exhaust speed. 図7は、ガス種が異なる場合の圧力推移を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a pressure transition when different gas types are used. 図8は、実際に流れているガスの実効排気速度に対して記憶されている実効排気速度の値がずれている場合の軌跡を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a locus when the value of the stored effective exhaust speed deviates from the effective exhaust speed of the gas actually flowing. 図9は、信頼性が十分に確保されている場合の実効排気速度比の算出例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a calculation example of the effective exhaust speed ratio when the reliability is sufficiently ensured. 図10は、信頼性が不十分な場合の実効排気速度比の算出例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of calculating the effective exhaust speed ratio when the reliability is insufficient. 図11は、実効排気速度比の調圧制御への適用例を示す図であり、実際に流れているガスの実効排気速度が記憶されている実効排気速度よりも小さい場合を示す。FIG. 11 is a diagram showing an example of application of the effective exhaust speed ratio to pressure regulation control, and shows a case where the effective exhaust speed of the gas actually flowing is smaller than the stored effective exhaust speed. 図12は、実効排気速度比の調圧制御への適用例を示す図であり、実際に流れているガスの実効排気速度が記憶されている実効排気速度よりも大きい場合を示す。FIG. 12 is a diagram showing an example of application of the effective exhaust speed ratio to pressure regulation control, and shows a case where the effective exhaust speed of the gas actually flowing is larger than the stored effective exhaust speed. 図13は、校正モードにおける一連の処理を示すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart showing a series of processes in the calibration mode. 図14は、図13の処理に続く処理を示すフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart showing a process following the process of FIG. 図15は、校正処理時における開度計測値θr(ラインL31)と、圧力計測値Pr(ラインL32)とを示す図である。FIG. 15 is a diagram showing an opening degree measurement value θr (line L31) and a pressure measurement value Pr (line L32) at the time of calibration processing.

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図1は、真空処理装置に装着された真空バルブ1の概略構成を示すブロック図である。真空バルブ1は調圧用のバルブであって、弁体12が設けられたバルブ本体1aと、弁体12の開閉駆動を制御するバルブ制御装置1bとを備えている。バルブ本体1aは真空処理装置の真空チャンバ3に装着され、バルブ本体1aの排気側には真空ポンプ4が装着されている。真空チャンバ3には、流量コントローラ32を介してプロセスガス等のガスが導入される。流量コントローラ32は真空チャンバ3に導入されるガスの流量Qinを制御する装置であり、真空処理装置のメインコントローラMCにより制御される。真空チャンバ3内の圧力(チャンバ圧力)は真空計31によって計測され、その圧力計測値Prはバルブ制御装置1bに入力される。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a vacuum valve 1 mounted on a vacuum processing apparatus. The vacuum valve 1 is a valve for pressure regulation, and includes a valve body 1a provided with a valve body 12 and a valve control device 1b for controlling opening / closing drive of the valve body 12. The valve body 1a is mounted in the vacuum chamber 3 of the vacuum processing device, and the vacuum pump 4 is mounted on the exhaust side of the valve body 1a. A gas such as a process gas is introduced into the vacuum chamber 3 via the flow rate controller 32. The flow rate controller 32 is a device that controls the flow rate Qin of the gas introduced into the vacuum chamber 3, and is controlled by the main controller MC of the vacuum processing device. The pressure in the vacuum chamber 3 (chamber pressure) is measured by the vacuum gauge 31, and the pressure measurement value Pr is input to the valve control device 1b.

バルブ本体1aには、弁体12を開閉駆動するモータ13が設けられている。弁体12は、モータ13により開閉駆動される。モータ13には、弁体12の開閉角度を検出するためのエンコーダ130が設けられている。エンコーダ130の検出信号は、弁体12の開度信号θr(以下では、開度計測値θrと称することにする)としてバルブ制御装置1bに入力される。 The valve body 1a is provided with a motor 13 for opening and closing the valve body 12. The valve body 12 is opened and closed by the motor 13. The motor 13 is provided with an encoder 130 for detecting the opening / closing angle of the valve body 12. The detection signal of the encoder 130 is input to the valve control device 1b as an opening degree signal θr of the valve body 12 (hereinafter, referred to as an opening degree measurement value θr).

バルブ本体1aを制御するバルブ制御装置1bは、調圧制御部21およびモータ駆動部22を備えている。バルブ制御装置1bには、上述した圧力計測値Prおよび開度計測値θrに加えて、上述した真空処理装置のメインコントローラMCから真空チャンバ3の圧力目標値Psが入力される。モータ駆動部22はモータ駆動用のインバータ回路とそれを制御するモータ制御部と備え、エンコーダ130からの開度計測値θrが入力される。調圧制御部21には、真空計31で計測されたチャンバ圧力Prが入力されると共に、上述した真空処理装置のメインコントローラMCから真空チャンバ3の圧力目標値Psが入力される。一方、調圧制御部21からメインコントローラMCへは、後述する判定結果Dが送信される。 The valve control device 1b that controls the valve body 1a includes a pressure adjusting control unit 21 and a motor drive unit 22. In addition to the pressure measurement value Pr and the opening degree measurement value θr described above, the pressure target value Ps of the vacuum chamber 3 is input to the valve control device 1b from the main controller MC of the vacuum processing device described above. The motor drive unit 22 includes an inverter circuit for driving the motor and a motor control unit that controls the motor, and the opening degree measurement value θr from the encoder 130 is input. The chamber pressure Pr measured by the vacuum gauge 31 is input to the pressure adjusting control unit 21, and the pressure target value Ps of the vacuum chamber 3 is input from the main controller MC of the vacuum processing device described above. On the other hand, the determination result D, which will be described later, is transmitted from the pressure regulation control unit 21 to the main controller MC.

バルブ制御装置1bは、例えば、CPU,メモリ(ROM,RAM)および周辺回路等を有するマイコン等の演算処理装置を備え、ROMに記憶されているソフトウェアプログラムにより、調圧制御部21およびモータ駆動部22のモータ制御部の機能を実現する。また、マイコンに代えて、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のデジタル演算器とその周辺回路により構成しても良い。 The valve control device 1b includes, for example, an arithmetic processing device such as a microcomputer having a CPU, a memory (ROM, RAM), a peripheral circuit, and the like, and a pressure adjustment control unit 21 and a motor drive unit are provided by a software program stored in the ROM. The functions of the 22 motor control units are realized. Further, instead of the microcomputer, it may be configured by a digital arithmetic unit such as FPGA (Field Programmable Gate Array) and its peripheral circuit.

図2は、真空バルブ1の機能ブロック図である。調圧制御部21は、演算部210、フィードフォワード制御器220、フィードバック制御器230および記憶部240を備えている。記憶部240には、調圧制御に必要なパラメータ(例えば、後述する実効排気速度Se等に関するデータ)が記憶される。エンコーダ130で検出された開度計測値θrは、モータ駆動部22および演算部210に入力される。 FIG. 2 is a functional block diagram of the vacuum valve 1. The pressure adjusting control unit 21 includes a calculation unit 210, a feedforward controller 220, a feedback controller 230, and a storage unit 240. The storage unit 240 stores parameters required for pressure regulation control (for example, data related to the effective exhaust speed Se and the like described later). The opening degree measurement value θr detected by the encoder 130 is input to the motor drive unit 22 and the calculation unit 210.

本実施の形態においても、上述した特許文献1の発明と同様に、圧力目標値近傍までオープン制御による粗調整を行い、さらにクローズ制御に切り替えて圧力目標値まで微調整にて追い込む。調圧制御部21において、演算部210およびフィードフォワード制御器220がオープン制御部に相当し、偏差ε(=Pr−Ps)を生成する減算器229およびフィードバック制御器230がクローズ制御部に相当する。 Also in the present embodiment, as in the invention of Patent Document 1 described above, rough adjustment is performed by open control up to the vicinity of the pressure target value, and further, the control is switched to close control and fine adjustment is performed to reach the pressure target value. In the pressure regulation control unit 21, the calculation unit 210 and the feedforward controller 220 correspond to the open control unit, and the subtractor 229 and the feedback controller 230 that generate the deviation ε (= Pr-Ps) correspond to the close control unit. ..

演算部210には、圧力計測値Pr、圧力目標値Psおよび開度計測値θrが入力される。演算部210は、圧力計測値Pr、圧力目標値Psおよび開度計測値θrに基づいて、目標開度推定値θse、予測圧Pp、およびバルブ本体1aの排気情報(詳細は後述する)を演算する。一般に、弁体開度を一定の値に固定しても、チャンバ圧力がその弁体開度に対応する圧力平衡値に到達するまでにはある程度の時間を要する。そして、予測圧Ppは、圧力計測値Prが計測された時点からΔt秒経過後(例えば、t=0.4秒のように制御サイクルよりも長い時間)の圧力推定値である。予測圧Ppの求め方については後述する。 The pressure measurement value Pr, the pressure target value Ps, and the opening degree measurement value θr are input to the calculation unit 210. The calculation unit 210 calculates the target opening degree estimated value θse, the predicted pressure Pp, and the exhaust information (details will be described later) of the valve body 1a based on the pressure measured value Pr, the pressure target value Ps, and the opening degree measured value θr. To do. Generally, even if the valve body opening is fixed at a constant value, it takes a certain amount of time for the chamber pressure to reach the pressure equilibrium value corresponding to the valve body opening. The predicted pressure Pp is an estimated pressure value after Δt seconds have elapsed from the time when the measured pressure value Pr is measured (for example, a time longer than the control cycle such as t = 0.4 seconds). The method of obtaining the predicted pressure Pp will be described later.

フィードフォワード制御器220は、目標開度推定値θseに基づいて開度設定θ1を出力する。また、フィードバック制御器230は、偏差ε=Pr−Psに基づいて開度設定θ2を出力する。出力された開度設定θ1と開度設定θ2とは加算器225で加算され、その加算結果が開度設定θsetとしてモータ駆動部22に入力される。モータ駆動部22は、開度設定θsetとエンコーダ130から入力された開度計測値θrとに基づいてモータ13を駆動する。 The feedforward controller 220 outputs the opening degree setting θ1 based on the target opening degree estimated value θse. Further, the feedback controller 230 outputs the opening degree setting θ2 based on the deviation ε = Pr−Ps. The output opening degree setting θ1 and opening degree setting θ2 are added by the adder 225, and the addition result is input to the motor drive unit 22 as the opening degree setting θset. The motor drive unit 22 drives the motor 13 based on the opening degree setting θset and the opening degree measurement value θr input from the encoder 130.

オープン制御によって最終的に開度計測値θrが目標開度推定値θseになると、図2のフィードフォワード制御器220から出力される開度設定θ1はその値に固定されたまま、オープン制御からクローズ制御へと切り替わる。クローズ制御へと切り替わると図2の減算器229には圧力目標値Psが入力され、フィードバック制御器230は偏差ε=Pr−Psに基づいて開度設定θ2を出力する。通常、フィードバック制御器230は、比例ゲイン、積分ゲイン(所謂PIゲイン)で構成される。モータ駆動部22は、開度設定θset=θ1(固定)+θ2に基づいて開度を制御する。開度計測値θrは、弁体12が高速で動いていない限りθr=θ1+θ2となる。 When the measured opening value θr finally becomes the estimated target opening degree θse by the open control, the opening degree setting θ1 output from the feedforward controller 220 in FIG. 2 remains fixed at that value and is closed from the open control. Switch to control. When the control is switched to the close control, the pressure target value Ps is input to the subtractor 229 in FIG. 2, and the feedback controller 230 outputs the opening degree setting θ2 based on the deviation ε = Pr−Ps. Usually, the feedback controller 230 is composed of a proportional gain and an integrated gain (so-called PI gain). The motor drive unit 22 controls the opening degree based on the opening degree setting θset = θ1 (fixed) + θ2. The opening measurement value θr is θr = θ1 + θ2 unless the valve body 12 is moving at high speed.

なお、クローズ制御開始までは、減算器229には圧力目標値Psの代わりに圧力計測値Prが入力されるように構成されている。そのため、オープン制御の際には圧力偏差ε=0がフィードバック制御器230に入力されることになり、開度設定θ2=0がフィードバック制御器230から出力される。 Until the start of the close control, the subtractor 229 is configured to input the pressure measurement value Pr instead of the pressure target value Ps. Therefore, at the time of open control, the pressure deviation ε = 0 is input to the feedback controller 230, and the opening degree setting θ2 = 0 is output from the feedback controller 230.

(予測圧Ppの求め方)
予測圧Ppの求め方としては、一例として、特開2018−106718号公報の段落0024等に記載のような方法がある。ここでは、その要点のみを説明する。真空チャンバ3の圧力計測値Prに関して、次式(1)で表される排気の式が成立している。
V×(dPr/dt)+Se×Pr=Qin …(1)
式(1)において、Vは真空チャンバ3を含むチャンバ容積、Seは真空バルブ1のコンダクタンスを含む排気系の実効排気速度、Qinは真空チャンバ3に導入されるガスの流量である。実効排気速度Seの情報は、真空バルブ1の開度θと実効排気速度Seとの相関関係Se(θ)として与えられる。
(How to find the predicted pressure Pp)
As an example of how to obtain the predicted pressure Pp, there is a method as described in paragraph 0024 of JP-A-2018-106718. Here, only the main points will be described. Regarding the pressure measurement value Pr of the vacuum chamber 3, the exhaust equation represented by the following equation (1) is established.
V × (dPr / dt) + Se × Pr = Qin… (1)
In the formula (1), V is the chamber volume including the vacuum chamber 3, Se is the effective exhaust velocity of the exhaust system including the conductance of the vacuum valve 1, and Qin is the flow rate of the gas introduced into the vacuum chamber 3. The information of the effective exhaust speed Se is given as the correlation Se (θ) between the opening degree θ of the vacuum valve 1 and the effective exhaust speed Se.

調圧制御においては、式(1)に基づいて推定される実効排気速度Seが用いられる。また、予測圧の算出には、上述した排気の式(1)が用いられる。式(1)の一般解は次式(2)のように表される。

Figure 2021064068
…(2) In the pressure regulation control, the effective exhaust speed Se estimated based on the equation (1) is used. Further, the above-mentioned exhaust equation (1) is used for calculating the predicted pressure. The general solution of equation (1) is expressed as the following equation (2).
Figure 2021064068
… (2)

現在を基点としたt秒後の予測圧Ppを式(2)により算出する方法として、例えば、下記に示すような離散化関係式(3),(4)を用いる。式(3),(4)を用いて、現在を基点とするt秒先までのΔt刻みの漸化式を求めて、t秒先の予測圧Ppを求める。例えば、k=1〜99とし、t秒先を0.4秒とすると、Δt=4msecとなる。
P(Δt先)=Cp(現在)×P(現在)
+Cq(現在)×{Qin(現在)+A×Δt} …(3)
P((k+1)×Δt)=Cp(k)×P(k×Δt)
+Cq(k)×{Qin(現在)+A×k×Δt} …(4)
ただし、
Cp(k)=exp{(−Se(k×Δt)/V)×Δt}
Cq(k)=(1/V)×{1/(−Se(k×Δt)/V)}×(Cp(k)−1)
式(3)、(4)を用いてt秒先の予測圧Ppを算出するためには、現在からt秒後までの流量推定値と、現在からt秒後までの実効排気速度Seが必要である。例えば、式(4)では{Qin(現在)+A×k×Δt}が現在からk×Δt秒後の流量推定値を表しており、ここでは、流量がA×k×Δtのように変化する場合を仮定し、Aは定数である。
As a method of calculating the predicted pressure Pp after t seconds from the present as the base point by the equation (2), for example, the discretization relational equations (3) and (4) as shown below are used. Using the equations (3) and (4), the recurrence formula in Δt increments up to t seconds ahead from the present is obtained, and the predicted pressure Pp t seconds ahead is obtained. For example, if k = 1 to 99 and t seconds ahead is 0.4 seconds, then Δt = 4 msec.
P (Δt destination) = Cp (current) × P (current)
+ Cq (current) × {Qin (current) + A × Δt}… (3)
P ((k + 1) × Δt) = Cp (k) × P (k × Δt)
+ Cq (k) × {Qin (current) + A × k × Δt}… (4)
However,
Cp (k) = exp {(−Se (k × Δt) / V) × Δt}
Cq (k) = (1 / V) × {1 / (−Se (k × Δt) / V)} × (Cp (k) -1)
In order to calculate the predicted pressure Pp t seconds ahead using equations (3) and (4), the flow rate estimate from the present to t seconds later and the effective exhaust velocity Se from the present to t seconds later are required. Is. For example, in equation (4), {Qin (current) + A × k × Δt} represents the estimated flow rate after k × Δt seconds from the present, and here, the flow rate changes as A × k × Δt. Assuming a case, A is a constant.

予測圧Ppを用いた判定は、図3に示す調圧ロジックに従って行われる。図3に示す座標系は、状態(θr、Pr)を座標点とするθr-Pr座標系であり、原点は状態(θse、Ps)を表す。θse、Psは、上述した目標開度推定値、圧力目標値である。このようなθr-Pr座標系において、状態(θr、Pr)が第1〜4象限のいずれにあるか、および、予測圧Ppと圧力目標値Psとの大小関係に基づいて、弁体12の開度θを開方向および閉方向のいずれに制御するかを決定する。 The determination using the predicted pressure Pp is performed according to the pressure adjusting logic shown in FIG. The coordinate system shown in FIG. 3 is a θr-Pr coordinate system having a state (θr, Pr) as a coordinate point, and the origin represents a state (θse, Ps). θse and Ps are the above-mentioned target opening degree estimation value and pressure target value. In such a θr-Pr coordinate system, the valve body 12 is based on which of the first to fourth quadrants the state (θr, Pr) is in, and the magnitude relationship between the predicted pressure Pp and the pressure target value Ps. It is determined whether the opening degree θ is controlled in the opening direction or the closing direction.

開度変更前の状態(θr、Pr)が第2象限および第4象限にある場合には、開度θを目標開度推定値θseの方向に調整する。その結果、圧力計測値Prが圧力目標値Psの方向に変化する。すなわち、第2象限の場合は圧力が減少し、第4象限の場合には圧力が上昇する。制御開始の起点は第2または第4象限のいずれかであり、起点の圧力Psttから圧力が上昇するアップケースの場合は第4象限、起点の圧力Psttから圧力が降下するダウンケースの場合は第2象限となる。 When the states (θr, Pr) before the opening change are in the second quadrant and the fourth quadrant, the opening θ is adjusted in the direction of the target opening estimated value θse. As a result, the measured pressure value Pr changes in the direction of the pressure target value Ps. That is, in the case of the second quadrant, the pressure decreases, and in the case of the fourth quadrant, the pressure increases. The starting point of the control start is either the 2nd or 4th quadrant, the 4th quadrant in the case of the up case where the pressure rises from the starting pressure Pstt, and the 1st in the case of the down case where the pressure drops from the starting pressure Pstt. There are two quadrants.

一方、開度変更前の状態(θr、Pr)が第1象限および第3象限にある場合には、予測圧Ppと圧力目標値Psとの大小関係に応じて開度調整の方向を設定する。第1象限では、Pp>Psのように予測圧Ppが圧力目標値Psよりも大きい場合には、開度を大きくしてチャンバ圧力を下げる方向(右向きの矢印で示す方向)に開度調整を行うか、あるいは円50で示すように開度値をそのまま維持する。逆に、Pp≦Psである場合には、開度を小さくしてチャンバ圧力を上げる方向(左向きの矢印で示す方向)に開度調整を行う。第3象限では、Pp>Psの場合には開度を大きくしてチャンバ圧力を下げる方向(右向きの矢印で示す方向)に開度調整を行う。逆に、Pp≦Psである場合には、開度を小さくしてチャンバ圧力を上げる方向(左向きの矢印で示す方向)に開度調整を行うか、あるいは円50で示すように開度値をそのまま維持する。 On the other hand, when the states (θr, Pr) before the opening change are in the first quadrant and the third quadrant, the opening adjustment direction is set according to the magnitude relationship between the predicted pressure Pp and the pressure target value Ps. .. In the first quadrant, when the predicted pressure Pp is larger than the pressure target value Ps such as Pp> Ps, the opening is adjusted in the direction of increasing the opening and lowering the chamber pressure (the direction indicated by the arrow pointing to the right). This is done, or the opening value is maintained as it is as indicated by the circle 50. On the contrary, when Pp ≦ Ps, the opening degree is adjusted in the direction in which the opening degree is reduced and the chamber pressure is increased (the direction indicated by the arrow pointing to the left). In the third quadrant, when Pp> Ps, the opening degree is adjusted in the direction of increasing the opening degree and lowering the chamber pressure (the direction indicated by the arrow pointing to the right). On the contrary, when Pp ≤ Ps, the opening is adjusted in the direction of reducing the opening and increasing the chamber pressure (the direction indicated by the arrow pointing to the left), or the opening value is set as shown by the circle 50. Keep it as it is.

(オープン制御の制御例)
図4、5を参照して、オープン制御における状態(θr、Pr)の変化について説明する。図4は、制御開始の起点の状態(θstt、Pstt)が点B1のように第4象限にある場合の、オープン制御による状態(θr、Pr)の推移の一例を示したものである。なお、点B2における状態を(θse0、Pra)と表し、点B3における状態を(θse0、Prb)と表す。図5の上側のグラフは圧力計測値Pr(実線)と予測圧Pp(破線)との関係を示す圧力推移グラフであり、縦軸は圧力P、横軸は時間tである。図5の下側のグラフは開度計測値θrの時間変化を示す開度推移グラフであり、縦軸は開度θ、横軸は時間tである。
(Control example of open control)
The change of the state (θr, Pr) in the open control will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 shows an example of the transition of the state (θr, Pr) by the open control when the state (θstt, Pstt) of the starting point of the control start is in the fourth quadrant as in the point B1. The state at the point B2 is represented by (θse0, Pra), and the state at the point B3 is represented by (θse0, Prb). The upper graph of FIG. 5 is a pressure transition graph showing the relationship between the measured pressure value Pr (solid line) and the predicted pressure Pp (broken line), with the vertical axis representing the pressure P and the horizontal axis representing the time t. The lower graph of FIG. 5 is an opening degree transition graph showing a time change of the opening degree measurement value θr, where the vertical axis represents the opening degree θ and the horizontal axis represents the time t.

図5の開度推移グラフに示すように、オープン制御により開度が点B1の開度θsttから点B2の開度θse0へ変更されると、圧力計測値は点B1におけるPsttから上昇を開始する。開度変更後、開度は一時的にθ=θse0に固定される。図5の圧力推移グラフは開度θがθse0(時刻t0)に変更され、その後、θ=θse0の状態を継続した場合のt=t0以後の圧力推移を示したものである。開度をθsttからθse0に変更すると、圧力計測値PrはラインL1AのようにPsttから上昇を開始する。 As shown in the opening degree transition graph of FIG. 5, when the opening degree is changed from the opening degree θstt of the point B1 to the opening degree θse0 of the point B2 by the open control, the pressure measurement value starts to increase from Pstt at the point B1. .. After changing the opening, the opening is temporarily fixed at θ = θse0. The pressure transition graph of FIG. 5 shows the pressure transition after t = t0 when the opening degree θ is changed to θse0 (time t0) and then the state of θ = θse0 is continued. When the opening degree is changed from θstt to θse0, the pressure measurement value Pr starts to rise from Pstt like the line L1A.

さらに十分な時間が経過すると、圧力計測値Prは、開度θse0における圧力平衡値(平衡状態の圧力値)Pe(θse0) に収束する。なお、開度θse0は、圧力目標値Psに対応する目標開度θsよりも小さく設定されており、ラインL1Aが収束する圧力平衡値Pe(θse0)は圧力目標値Psよりも高い。 When a sufficient time elapses, the measured pressure value Pr converges to the pressure equilibrium value (pressure value in the equilibrium state) Pe (θse0) at the opening degree θse0. The opening degree θse0 is set smaller than the target opening degree θs corresponding to the pressure target value Ps, and the pressure equilibrium value Pe (θse0) at which the line L1A converges is higher than the pressure target value Ps.

このように、図5の圧力推移グラフにおけるラインL1Aは、t=t0に開度をθse0に固定した後の圧力計測値Prの推移を示したものである。ラインL1Bは、ラインL1Aに対する予測圧Ppを示したものである。予測圧Ppは圧力計測値Prを計測した時点からΔt秒(例えば、0.4秒)経過後の圧力予測値であり、Δt秒後の圧力計測値Prを正確に予測していると仮定した場合には、ラインL1BはラインL1Aを−Δtだけずらしたものになっている。ラインL1Aが圧力平衡値Pe(θse0)に収束すると、予測圧PpのラインL1BもPe(θse0) に収束する。 As described above, the line L1A in the pressure transition graph of FIG. 5 shows the transition of the pressure measurement value Pr after the opening degree is fixed to θse0 at t = t0. The line L1B shows the predicted pressure Pp with respect to the line L1A. The predicted pressure Pp is a pressure predicted value after Δt seconds (for example, 0.4 seconds) have elapsed from the time when the pressure measured value Pr is measured, and it is assumed that the pressure measured value Pr after Δt seconds is accurately predicted. In this case, the line L1B is the line L1A shifted by −Δt. When the line L1A converges to the pressure equilibrium value Pe (θse0), the line L1B of the predicted pressure Pp also converges to Pe (θse0).

図4の点B2(θse0、Pra)は、開度をθse0に固定した直後のP=Praに上昇した時点を示している。図5の圧力推移グラフにおける予測圧PpのラインL1Bを見ると、t=taにおける予測圧PpaはPpa≦Psであり、図3のロジックに従って、弁体12の開度は点B2の位置の開度に維持される。なお、図3の第3象限においては、Pp≦Psの場合には開度を小さくする方向(左向きの矢印で示す方向)に開度調整を行うか、あるいは開度値をそのまま維持することになるが、θse0<θsに設定されているので開度θse0を開度制御の下限値として扱い、「開度値をそのまま維持する」をPp≦Psの場合のロジックとして採用する。 Point B2 (θse0, Pra) in FIG. 4 indicates a time point when the opening degree rises to P = Pra immediately after fixing the opening degree to θse0. Looking at the line L1B of the predicted pressure Pp in the pressure transition graph of FIG. 5, the predicted pressure Ppa at t = ta is Ppa ≦ Ps, and the opening degree of the valve body 12 is the opening of the position of the point B2 according to the logic of FIG. It is maintained every time. In the third quadrant of FIG. 3, when Pp ≦ Ps, the opening is adjusted in the direction of reducing the opening (the direction indicated by the arrow pointing to the left), or the opening value is maintained as it is. However, since θse0 <θs is set, the opening degree θse0 is treated as the lower limit value of the opening degree control, and “maintaining the opening degree value as it is” is adopted as the logic when Pp ≦ Ps.

θ=θse0が維持され、圧力計測値Prがさらに上昇すると状態(θr、Pr)を示す軌跡は点B2から上方に移動し、Pr=Prbとなるt=tbにおいて点B3に達する。ラインL1Aの上昇に伴って予測圧PpのラインL1Bも上昇し、圧力計測値Prが点B3の圧力力計測値Prbに達すると、予測圧PpがPp>Psとなり。その結果、図3のロジックに従って値が大きくなる方向へ開度θが変更され、状態(θr、Pr)の軌跡は点B3から目標開度推定値θseの近傍の点B4へ移動する。 When θ = θse0 is maintained and the pressure measurement value Pr further rises, the locus indicating the state (θr, Pr) moves upward from the point B2 and reaches the point B3 at t = tb where Pr = Prb. As the line L1A rises, the line L1B of the predicted pressure Pp also rises, and when the pressure measured value Pr reaches the pressure force measured value Prb at the point B3, the predicted pressure Pp becomes Pp> Ps. As a result, the opening degree θ is changed in the direction in which the value increases according to the logic of FIG. 3, and the locus of the state (θr, Pr) moves from the point B3 to the point B4 in the vicinity of the target opening degree estimated value θse.

上述したように、予測圧Ppは、記憶部240に記憶されている排気特性データに基づいて算出される。この排気特性データは、予め記憶部240に記憶されているアルゴンガス等の標準ガスに関するバルブコンダクタンスデータや、図1のようにユーザの真空装置に真空バルブ1を装着した状態で校正用ガスを流して取得された実効排気速度に関する初期校正データなどである。しかしながら、真空チャンバ3に導入されるガスのガス種は、記憶部240に記憶されている排気特性データのガス種と同じとは限らない。ガス種が異なると、式(2)に基づく予測圧Ppの演算結果が異なり、図3のロジックに基づくオープン制御に悪影響を及ぼす。 As described above, the predicted pressure Pp is calculated based on the exhaust characteristic data stored in the storage unit 240. This exhaust characteristic data includes valve conductance data related to a standard gas such as argon gas stored in the storage unit 240 in advance, and a calibration gas flowing in a state where the vacuum valve 1 is attached to the user's vacuum device as shown in FIG. This is the initial calibration data related to the effective exhaust speed obtained in the above. However, the gas type of the gas introduced into the vacuum chamber 3 is not always the same as the gas type of the exhaust characteristic data stored in the storage unit 240. If the gas type is different, the calculation result of the predicted pressure Pp based on the equation (2) is different, which adversely affects the open control based on the logic of FIG.

また、調圧制御は式(1)の排気の式に基づいて行われるが、排気の式(1)には排気特性データの一つである実効排気速度Seが含まれる。そのため、記憶部240に記憶されている実効排気速度Seのガス種が実際に流れているガス種と異なると、調圧制御の精度低下を招く。 Further, the pressure regulation control is performed based on the exhaust formula of the formula (1), and the exhaust formula (1) includes the effective exhaust speed Se, which is one of the exhaust characteristic data. Therefore, if the gas type of the effective exhaust speed Se stored in the storage unit 240 is different from the gas type actually flowing, the accuracy of the pressure regulation control is lowered.

(ガス種と予測圧Ppとの関係)
前述したように、真空バルブ1のコンダクタンスを含む排気系の実効排気速度は、真空バルブ1の開度θと実効排気速度Seとの相関関係Se(θ)として与えられる。図6は、ガス種と実効排気速度との関係を示す図であり、縦軸は実効排気速度Se、横軸は開度θである。ラインL11はアルゴンガスの実効排気速度Se(θ)を示しており、ラインL12はヘリウムガスの実効排気速度Se(θ)を示しており、ラインL13はキセノンガスの実効排気速度Se(θ)を示している。開度θに応じて実効排気速度Se(θ)は変化するが、ガス種による実効排気速度Se(θ)の大小関係は、開度θによらずL12>L11>L13となっている。
(Relationship between gas type and predicted pressure Pp)
As described above, the effective exhaust speed of the exhaust system including the conductance of the vacuum valve 1 is given as the correlation Se (θ) between the opening degree θ of the vacuum valve 1 and the effective exhaust speed Se. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the gas type and the effective exhaust speed, in which the vertical axis represents the effective exhaust speed Se and the horizontal axis represents the opening degree θ. Line L11 shows the effective exhaust rate Se (θ) of argon gas, line L12 shows the effective exhaust rate Se (θ) of helium gas, and line L13 shows the effective exhaust rate Se (θ) of xenon gas. Shown. The effective exhaust speed Se (θ) changes according to the opening degree θ, but the magnitude relationship of the effective exhaust gas speed Se (θ) depending on the gas type is L12>L11> L13 regardless of the opening degree θ.

一般に、排気系の実効排気速度Se(θ)は、ガス種ごとに、真空ポンプ4の排気速度Spと真空バルブ1のバルブコンダクタンスC(θ)と真空チャンバ3の構造によってほぼ決まる。実効排気速度Se(θ)は、開度θが大きい領域を除いて真空バルブ1のバルブコンダクタンスCが支配的になり、調圧制御が行われる低開度領域θ=0%〜約20%ではバルブコンダクタンスC(θ)でほぼ決まる。なお、実効排気速度Seは開度θだけでなくガス流量Qinにも依存するが、ガス流量Qin の影響は開度θよりも小さいので、本実施の形態における説明では、実効排気速度Seは開度θのみの関数として扱うことにする。 Generally, the effective exhaust speed Se (θ) of the exhaust system is substantially determined by the exhaust speed Sp of the vacuum pump 4, the valve conductance C (θ) of the vacuum valve 1, and the structure of the vacuum chamber 3 for each gas type. The effective exhaust speed Se (θ) is dominated by the valve conductance C of the vacuum valve 1 except in the region where the opening degree θ is large, and in the low opening degree region θ = 0% to about 20% where pressure regulation control is performed. It is almost determined by the valve conductance C (θ). The effective exhaust gas speed Se depends not only on the opening degree θ but also on the gas flow rate Qin, but the influence of the gas flow rate Qin is smaller than the opening degree θ. Therefore, in the description in the present embodiment, the effective exhaust gas speed Se is open. It will be treated as a function of only degree θ.

図7は、ガス流量Qin一定でガス種が異なる場合の圧力推移を示す。ラインL1Aは図5に示したラインL1Aと同一のものであり、その場合の実効排気速度をSe1とする。ラインL2Aの実効排気速度Se2はSe2>Se1を満たし、ラインL3Aの実効排気速度Se3はSe1>Se3を満たしている。実効排気速度Se2(>Se1)のラインL2Aの圧力平衡値Pe2(θse0)はラインL1Aの圧力平衡値Pe(θse0)よりも低く、逆に、実効排気速度Se3(<Se1)のラインL3Aの圧力平衡値Pe3(θse0)は圧力平衡値Pe(θse0)よりも高い。また、破線で示したラインL1Bは、ラインL1Aの予測圧Ppを表している。 FIG. 7 shows the pressure transition when the gas flow rate Qin is constant and the gas type is different. The line L1A is the same as the line L1A shown in FIG. 5, and the effective exhaust speed in that case is Se1. The effective exhaust gas velocity Se2 of the line L2A satisfies Se2> Se1, and the effective exhaust gas velocity Se3 of the line L3A satisfies Se1> Se3. The pressure equilibrium value Pe2 (θse0) of the line L2A of the effective exhaust velocity Se2 (> Se1) is lower than the pressure equilibrium value Pe (θse0) of the line L1A, and conversely, the pressure of the line L3A of the effective exhaust velocity Se3 (<Se1). The equilibrium value Pe3 (θse0) is higher than the pressure equilibrium value Pe (θse0). The line L1B shown by the broken line represents the predicted pressure Pp of the line L1A.

ここで、実際に流れているガスの実効排気速度がSe1で、記憶部240に記憶されている実効排気速度がSe2であった場合を考える。t=t10における圧力計測値はPr0である。実際に流れているガスに対する実効排気速度はSe1であるので、その場合の予測圧はラインL1Aの予測圧を示すラインL1Bに基づいて予測されるべきである。 Here, consider a case where the effective exhaust speed of the gas actually flowing is Se1 and the effective exhaust speed stored in the storage unit 240 is Se2. The measured pressure value at t = t10 is Pr0. Since the effective exhaust velocity for the gas actually flowing is Se1, the predicted pressure in that case should be predicted based on the line L1B indicating the predicted pressure of the line L1A.

しかしながら、記憶部240に記憶されている実効排気速度はSe2であり、Se2に基づいて推定演算される予測圧は、Se1に基づく本来の予測圧を示すラインLIBより下方となり、t=t10ではPr4となる。すなわち、記憶部240に記憶されている実効排気速度Se2に、実際に流れているガスの実効排気速度Se1に対してSe2>Se1のような誤差があると、圧力計測値PrのラインL1Aに対する予測圧のラインは、ラインL1Bよりも下方のラインL1Cのようになる。逆に、実効排気速度Se3(<Se1)が記憶部240に記憶されている場合には、圧力計測値のラインL1Aに対する予測圧はラインL1Bよりも上方のラインL1Dのようになる。 However, the effective exhaust speed stored in the storage unit 240 is Se2, and the predicted pressure estimated and calculated based on Se2 is lower than the line LIB indicating the original predicted pressure based on Se1, and Pr4 at t = t10. It becomes. That is, if the effective exhaust gas speed Se2 stored in the storage unit 240 has an error such as Se2> Se1 with respect to the effective exhaust gas speed Se1 of the gas actually flowing, the prediction of the pressure measurement value Pr with respect to the line L1A. The pressure line becomes like the line L1C below the line L1B. On the contrary, when the effective exhaust velocity Se3 (<Se1) is stored in the storage unit 240, the predicted pressure of the pressure measurement value with respect to the line L1A becomes like the line L1D above the line L1B.

図7において、ラインL1Aで示す圧力計測値PrがPr>Psとなるタイミングに対して、ラインL1B,L1C,L1Dが圧力目標値Psを超えるタイミングを比較する。ラインL1Bで示す予測圧が圧力目標値Psを超えるタイミングは、Pr>PsとなるタイミングよりもΔt秒前となる。一方、ラインL1C,L1Dが圧力目標値Psを超えるタイミングをそれぞれΔt1秒前、Δt2秒前とすると、図7からΔt1<Δt<Δt2であることが分かる。ラインL1Cを用いた場合には予測時間がΔtよりも短くなって、ラインL1Bの場合よりも予測タイミングが遅れてしまう。逆に、ラインL1Dを用いた場合には予測時間がΔtよりも長くなり、ラインL1Bの場合よりも早くPr>Psとなるタイミングを予測できる。 In FIG. 7, the timing at which the lines L1B, L1C, and L1D exceed the pressure target value Ps is compared with the timing at which the pressure measurement value Pr indicated by the line L1A is Pr> Ps. The timing at which the predicted pressure indicated by the line L1B exceeds the pressure target value Ps is Δt seconds before the timing at which Pr> Ps. On the other hand, assuming that the timing at which the lines L1C and L1D exceed the pressure target value Ps is Δt1 second before and Δt2 seconds before, respectively, it can be seen from FIG. 7 that Δt1 <Δt <Δt2. When the line L1C is used, the prediction time is shorter than Δt, and the prediction timing is delayed as compared with the case of the line L1B. On the contrary, when the line L1D is used, the prediction time becomes longer than Δt, and the timing when Pr> Ps can be predicted earlier than the case of the line L1B can be predicted.

このように、実際に流れているガスの実効排気速度に対して記憶部240に記憶されている実効排気速度の値がずれている場合、図4に示した状態(θr、Pr)の軌跡は、図8に示すような軌跡に変化する。破線で示す軌跡は記憶部240に実効排気速度Se2(>Se1)が記憶されている場合であって、予測圧Ppが目標圧力値Psを越えるタイミング、すなわち開度θを増加方向に反転させるタイミングがSe1の場合よりも遅れる。そのため、圧力目標値Psよりも過大な圧力にオーバーシュートする可能性が高くなる。逆に、記憶部240に実効排気速度Se3(<Se1)が記憶されている場合には、一点鎖線で示すように開度θを減少方向に反転させるタイミングがSe1の場合よりも早くなる。そのため、座標原点(θse、Ps)から大きく離れた状態からクローズ制御を開始することになり、調圧時間が長くなってしまう。 In this way, when the value of the effective exhaust speed stored in the storage unit 240 deviates from the effective exhaust speed of the gas actually flowing, the locus of the state (θr, Pr) shown in FIG. 4 is , The locus changes as shown in FIG. The locus shown by the broken line is the case where the effective exhaust speed Se2 (> Se1) is stored in the storage unit 240, and the timing when the predicted pressure Pp exceeds the target pressure value Ps, that is, the timing when the opening degree θ is reversed in the increasing direction. Is later than in the case of Se1. Therefore, there is a high possibility of overshooting to a pressure larger than the pressure target value Ps. On the contrary, when the effective exhaust velocity Se3 (<Se1) is stored in the storage unit 240, the timing of reversing the opening degree θ in the decreasing direction is earlier than that in the case of Se1 as shown by the alternate long and short dash line. Therefore, the close control is started from a state far away from the coordinate origins (θse, Ps), and the pressure adjustment time becomes long.

(調圧途中における実効排気速度推定)
上述したように、記憶部240に予め記憶されている実効排気速度と実際に流れているガスの実効排気速度との間に誤差があると、オーバーシュートが発生したり、調圧時間が長くなったりするという問題が生じる。このような課題に対して、本実施の形態では、実効排気速度を調圧の途中で推定することで、実際に流れているガスに対応する実効排気速度を求めるようにした。そのように取得した実効排気速度を予測圧の演算や調圧制御に用いることで、調圧応答の改善を図るようにした。
(Estimation of effective exhaust speed during pressure regulation)
As described above, if there is an error between the effective exhaust speed stored in advance in the storage unit 240 and the effective exhaust speed of the gas actually flowing, overshoot occurs or the pressure regulation time becomes long. There is a problem of memory. In response to such a problem, in the present embodiment, the effective exhaust speed corresponding to the actually flowing gas is obtained by estimating the effective exhaust speed in the middle of pressure regulation. By using the effective exhaust velocity obtained in this way for the calculation of the predicted pressure and the pressure regulation control, the pressure regulation response is improved.

調圧用の真空バルブ1が使用される半導体プロセスでは、チャンバへ導入されるガス種、ガス流量Qin、目標圧力値Ps等の条件が所定時間ごとに変更される多数の調圧イベントから構成される。各調圧イベントでは、開始直後に流量コントローラ32にてガス流量Qinが所定流量値に収束され、並行して真空バルブ1の弁体開度を調整して実効排気速度Seを制御することで圧力計測値(チャンバ圧力)Prが目標圧力値Psへ収束される。 In the semiconductor process in which the vacuum valve 1 for pressure regulation is used, it is composed of a large number of pressure regulation events in which conditions such as the gas type introduced into the chamber, the gas flow rate Qin, and the target pressure value Ps are changed at predetermined time intervals. .. In each pressure adjustment event, the gas flow rate Qin is converged to a predetermined flow rate value by the flow rate controller 32 immediately after the start, and the pressure is controlled by adjusting the valve body opening of the vacuum valve 1 in parallel to control the effective exhaust speed Se. The measured value (chamber pressure) Pr is converged to the target pressure value Ps.

一般に、流量コントローラ32による流量制御収束完了タイミングは、真空バルブ1による圧力制御収束完了タイミングより早い。さらに、調圧制御処理において実効排気速度を推定するタイミングにおいても、早々に流量値Qinは一定の値Qin0にほぼ収束する。ガス種についても、変更後のガス種に置き換わるとみなすことができる。 Generally, the flow rate control convergence completion timing by the flow rate controller 32 is earlier than the pressure control convergence completion timing by the vacuum valve 1. Further, even at the timing of estimating the effective exhaust velocity in the pressure regulation control process, the flow rate value Qin almost converges to a constant value Qin0 at an early stage. The gas type can also be regarded as replacing the changed gas type.

ここで、上記の圧力制御収束完了タイミング付近において開度θが固定される期間を設けると、すなわち、図5の開度θse0に固定される期間(t≧t0)を設けると、ガス種、流量、開度が一定なので実効排気速度Seも一定の値Se0であると考えて良い。その場合、開度θが固定されている期間中の任意の時点t1,t2において次式(5),(6)が成り立つ。Pr1およびPr2はt=t1、t2における圧力計測値であり、dPr1/dtおよびdPr2/dtはt=t1、t2における圧力計測値の時間的な圧力変化率である。Vはチャンバ容積であり、初期校正等により求められ記憶部240に記憶されている。
Qin0=V×dPr1/dt+Se0×Pr1 …(5)
Qin0=V×dPr2/dt+Se0×Pr2 …(6)
Here, if a period during which the opening degree θ is fixed near the pressure control convergence completion timing is provided, that is, if a period during which the opening degree θ is fixed at the opening degree θse0 in FIG. 5 (t ≧ t0) is provided, the gas type and flow rate Since the opening degree is constant, it can be considered that the effective exhaust speed Se is also a constant value Se0. In that case, the following equations (5) and (6) hold at arbitrary time points t1 and t2 during the period when the opening degree θ is fixed. Pr1 and Pr2 are pressure measurement values at t = t1 and t2, and dPr1 / dt and dPr2 / dt are the temporal pressure change rates of the pressure measurement values at t = t1 and t2. V is the chamber volume, which is obtained by initial calibration or the like and is stored in the storage unit 240.
Qin0 = V × dPr1 / dt + Se0 × Pr1… (5)
Qin0 = V × dPr2 / dt + Se0 × Pr2… (6)

式(5),(6)から、上述した実効排気速度Se0は次式(5)で表せる。
Se0=−V×(dPr2/dt−dPr1/dt) /(Pr2−Pr1) …(7)
式(7)を用いることにより、時刻t1、t2において計測される圧力計測値Pr1,Pr2および圧力変化率dPr1/dt,dPr2/dtと記憶部240に記憶されているチャンバ容積Vとから、実効排気速度Se0を推定することができる。
From the equations (5) and (6), the above-mentioned effective exhaust velocity Se0 can be expressed by the following equation (5).
Se0 = −V × (dPr2 / dt−dPr1 / dt) / (Pr2-Pr1)… (7)
By using the equation (7), it is effective from the pressure measurement values Pr1, Pr2 measured at times t1 and t2, the pressure change rates dPr1 / dt, dPr2 / dt, and the chamber volume V stored in the storage unit 240. The exhaust speed Se0 can be estimated.

(実効排気速度比a_gs)
通常、圧力変化率dPr1/dt,dPr2/dtは直接計測することはできないので、圧力計測値の差分値で代用される。式(5)の右辺分子=(dPr2/dt−dPr1/dt)は圧力変化率の差分であるため圧力計測のノイズの影響を受け易く、そのままでは信頼性が低い。そこで、本実施の形態では下記のような処置を施す。
(Effective exhaust speed ratio a_gs)
Normally, the pressure change rates dPr1 / dt and dPr2 / dt cannot be measured directly, so the difference value of the pressure measurement value is used instead. Since the numerator on the right-hand side of equation (5) = (dPr2 / dt−dPr1 / dt) is the difference in the rate of change in pressure, it is easily affected by the noise of pressure measurement, and its reliability is low as it is. Therefore, in the present embodiment, the following measures are taken.

記憶部240には実効排気速度等に関するデータが記憶されている。例えば、初期校正で得られる実効排気速度と開度との相関関係Se(θ)、あるいは、予め出荷時に記憶部240に記憶されるバルブコンダクタンスC(θ)が記憶されている。前述したように、調圧制御が行われる開度領域では実効排気速度はほぼバルブコンダクタンスと同じであると考えることができるので、記憶部240に記憶されているデータ(Se(θ)、C(θ))をSer(θ)のように表し、基準排気速度と呼ぶことにする。この基準排気速度Ser(θ)は既知のガス種に関する実効排気速度である。 Data related to the effective exhaust speed and the like are stored in the storage unit 240. For example, the correlation Se (θ) between the effective exhaust speed and the opening degree obtained in the initial calibration, or the valve conductance C (θ) stored in advance in the storage unit 240 at the time of shipment is stored. As described above, since the effective exhaust speed can be considered to be almost the same as the valve conductance in the opening region where the pressure regulation control is performed, the data (Se (θ), C () stored in the storage unit 240. θ))) is expressed as Ser (θ) and is called the reference exhaust speed. This reference exhaust rate Ser (θ) is an effective exhaust rate for a known gas type.

式(7)で算出される実効排気速度Se0は、固定された開度θse0における実効排気速度である。ガス種が未知であるこの実効排気速度Se0は、ガス種が既知の基準排気速度Ser(θ)を用いて次式(8)のように表すことができる。式(8)において、係数a_gsを実効排気速度比と呼ぶことにする。式(7)を用いると、実効排気速度比a_gsは次式(9)のように表される。
Se0=a_gs×Ser(θ) …(8)
a_gs=−(V/Ser(θ))×(dPr2/dt−dPr1/dt) /(Pr2−Pr1) …(9)
The effective exhaust velocity Se0 calculated by the equation (7) is the effective exhaust velocity at a fixed opening degree θse0. This effective exhaust gas velocity Se0 for which the gas type is unknown can be expressed by the following equation (8) using the reference exhaust gas velocity Ser (θ) for which the gas type is known. In equation (8), the coefficient a_gs is called the effective exhaust speed ratio. Using equation (7), the effective exhaust velocity ratio a_gs is expressed as in equation (9) below.
Se0 = a_gs × Ser (θ)… (8)
a_gs = − (V / Ser (θ)) × (dPr2 / dt−dPr1 / dt) / (Pr2-Pr1)… (9)

(予測圧Pp)
開度θをθse0に固定してから以後の予測圧Ppは、実効排気速度S(θse0)=Se0に基づいて算出される。上述したように流量Qinも所定の流量値Qin0に収束しているとみなせるので、式(3),(4)の定数AはA=0となる。また、式(4)のCp(k)、 Cq(k)に含まれる実効排気速度Se(k×Δt)は開度の計画値に依存しているが、図5のt=t0において開度θが固定されているので、Se(k×Δt)には開度θse0における実効排気速度Se0が用いられる。また、実効排気速度比a_gsと既知の基準排気速度Ser(θ)を用いて、Se0=a_gs×Ser(θ)を採用しても良い。さらに、式(5)から、Qin(現在)=Qin0=V×dPr1/dt+Se0×Pr1と表せる。これらを式(3)、(4)に適用することによりΔt秒先の予測圧Ppを算出することができる。
(Predicted pressure Pp)
After fixing the opening degree θ to θse0, the predicted pressure Pp thereafter is calculated based on the effective exhaust velocity S (θse0) = Se0. Since it can be considered that the flow rate Qin also converges to the predetermined flow rate value Qin0 as described above, the constants A in the equations (3) and (4) are A = 0. Further, the effective exhaust velocity Se (k × Δt) included in Cp (k) and Cq (k) of the equation (4) depends on the planned value of the opening degree, but the opening degree at t = t0 in FIG. Since θ is fixed, the effective exhaust velocity Se0 at the opening degree θse0 is used for Se (k × Δt). Further, Se0 = a_gs × Ser (θ) may be adopted by using the effective exhaust rate ratio a_gs and the known reference exhaust rate Ser (θ). Further, from the equation (5), it can be expressed as Qin (current) = Qin0 = V × dPr1 / dt + Se0 × Pr1. By applying these to the equations (3) and (4), the predicted pressure Pp ahead of Δt seconds can be calculated.

(実効排気速度Se0および実効排気速度比a_gsの信頼性判定)
上述したように、調圧制御が行われる開度領域θ=0%〜約20%では、実効排気速度はバルブコンダクタンスでほぼ決定される。特に、開度θがθ<約5%のような低開度である場合には、バルブコンダクタンスはガスの分子量Mに対して√Mに反比例する。例えば、分子量M=40のアルゴン(Ar)ガスを排気したときの実効排気速度を基準排気速度Ser(θ)とした場合、分子量M=2の水素(H)ガスに関する実効排気速度比a_gsは約4.5で、分子量M=131のキセノン(Xe)ガスに関する実効排気速度比a_gsは約0.55である。よって、分子量M=2から分子量M=131までのガス種に関する実効排気速度比a_gsは、だいたいa_gs =0.55〜4.5となる。なお、高開度領域では真空ポンプの排気速度が支配的であるが、ターボ分子ポンプを用いた場合には、高開度領域における実効排気速度比a_gsはa_gs =0.55〜4.5の範囲内に収まる。
(Reliability judgment of effective exhaust speed Se0 and effective exhaust speed ratio a_gs)
As described above, in the opening region θ = 0% to about 20% where the pressure regulation control is performed, the effective exhaust speed is almost determined by the valve conductance. In particular, when the opening degree θ is as low as θ <about 5%, the valve conductance is inversely proportional to √M with respect to the molecular weight M of the gas. For example, when the effective exhaust rate when an argon (Ar) gas having a molecular weight M = 40 is exhausted as the reference exhaust rate Ser (θ), the effective exhaust rate ratio a_gs for the hydrogen (H 2) gas having a molecular weight M = 2 is At about 4.5, the effective exhaust rate ratio a_gs for xenone (Xe) gas with a molecular weight of M = 131 is about 0.55. Therefore, the effective exhaust rate ratio a_gs for the gas species from the molecular weight M = 2 to the molecular weight M = 131 is approximately a_gs = 0.55 to 4.5. The exhaust speed of the vacuum pump is dominant in the high opening region, but when a turbo molecular pump is used, the effective exhaust speed ratio a_gs in the high opening region is a_gs = 0.55 to 4.5. It fits within the range.

よって、式(9)で算出される実効排気速度比a_gsが0.55〜4.5の範囲内であれば、算出された実効排気速度比a_gsの信頼性が高いと判定することができる。算出された実効排気速度比a_gsが0.55〜4.5の範囲内であればその実効排気速度比a_gsを採用し、範囲外の場合には不採用とすることで、実効排気速度比a_gsの信頼性を確保することができる。 Therefore, if the effective exhaust rate ratio a_gs calculated by the equation (9) is within the range of 0.55 to 4.5, it can be determined that the calculated effective exhaust rate ratio a_gs is highly reliable. If the calculated effective exhaust rate ratio a_gs is within the range of 0.55 to 4.5, the effective exhaust rate ratio a_gs is adopted, and if it is out of the range, it is not adopted, so that the effective exhaust rate ratio a_gs The reliability of the can be ensured.

なお、演算式(7)で算出される実効排気速度Se0は、開度一定の場合の実効排気速度であるので、式(9)で算出される実効排気速度比a_gsも理想的には一定となる。そこで、算出される実効排気速度比a_gsがその許容範囲(0.55〜4.5)に所定の時間留まれば、あるいは、許容範囲を複数に分割した分割区間の各々に所定の時間留まれば、算出された実効排気速度比a_gsは信頼性ありと判定して採用するのがより好ましい。 Since the effective exhaust speed Se0 calculated by the calculation formula (7) is the effective exhaust speed when the opening degree is constant, the effective exhaust speed ratio a_gs calculated by the formula (9) is ideally constant. Become. Therefore, if the calculated effective exhaust rate ratio a_gs stays in the permissible range (0.55 to 4.5) for a predetermined time, or if the permissible range stays in each of the divided sections divided into a plurality of parts for a predetermined time, It is more preferable that the calculated effective exhaust rate ratio a_gs is determined to be reliable and adopted.

また、式(9)で算出される実効排気速度比a_gsは、(dPr2/dt−dPr1/dt)の部分が圧力計測値Prのノイズの影響を受け易い。そこで、このノイズの影響を低減するために、圧力変化率(圧力計測値の差分)の移動平均処理、さらには実効排気速度比a_gsそのものの移動平均処理を行い、滞在判定を行えば、信頼性の向上をより図れる。ただし、圧力応答が極端に速い条件では上記滞在時間を十分に確保できず、採用成立の割合と信頼性確保はトレードオフするので、そのことに留意して適宜判定閾値を定めることになる。 Further, in the effective exhaust speed ratio a_gs calculated by the equation (9), the portion of (dPr2 / dt−dPr1 / dt) is easily affected by the noise of the pressure measurement value Pr. Therefore, in order to reduce the influence of this noise, if the moving average processing of the pressure change rate (difference of the pressure measurement value) and the moving average processing of the effective exhaust speed ratio a_gs itself are performed and the stay judgment is performed, the reliability can be determined. Can be further improved. However, under the condition that the pressure response is extremely fast, the above-mentioned staying time cannot be sufficiently secured, and there is a trade-off between the ratio of successful hiring and the securing of reliability.

図9,10は、図5に示すような起点の圧力Psttから圧力が上昇するアップケースの典型的な応答関係における、実効排気速度比a_gsの算出例を示したものである。図9は実効排気速度比a_gsの信頼性が十分に確保されている場合を示し、図10は信頼性が不十分な場合を示す。図9では、算出される実効排気速度比a_gsが許容範囲(0.55〜4.5)に十分な時間以上滞在しており、a_gs=3であると推定される。 FIGS. 9 and 10 show an example of calculating the effective exhaust velocity ratio a_gs in a typical response relationship of an up case in which the pressure rises from the pressure Pstt at the starting point as shown in FIG. FIG. 9 shows a case where the reliability of the effective exhaust speed ratio a_gs is sufficiently secured, and FIG. 10 shows a case where the reliability is insufficient. In FIG. 9, it is estimated that the calculated effective exhaust rate ratio a_gs stays in the allowable range (0.55 to 4.5) for a sufficient time or more, and a_gs = 3.

一方、図10の場合には、算出される実効排気速度比a_gsの変動が大きく許容範囲(0.55〜4.5)に入ったり出たりしており、信頼性が確保できない。このような場合には、記憶部240に記憶されている基準ガス種に関する基準排気速度Ser(θ)に基づいて、すなわち実効排気速度比a_gsがa_gs=1であるとして調圧制御を行う。 On the other hand, in the case of FIG. 10, the calculated effective exhaust speed ratio a_gs fluctuates greatly and goes in and out of the permissible range (0.55 to 4.5), and reliability cannot be ensured. In such a case, pressure adjustment control is performed based on the reference exhaust gas speed Ser (θ) for the reference gas type stored in the storage unit 240, that is, assuming that the effective exhaust gas speed ratio a_gs is a_gs = 1.

なお、実効排気速度Se0の推定演算は開度固定条件が必要なため、図9、10の時刻t0以降からa_gs信号が出力される。ちなみに、図10の例のように推定値が確定できないケースは、圧力応答が極端に速い条件や、圧力信号(圧力計測値Pr)のSNが悪い場合に発生し易い。 Since the estimation calculation of the effective exhaust speed Se0 requires a fixed opening condition, the a_gs signal is output from the time t0 or later in FIGS. 9 and 10. Incidentally, the case where the estimated value cannot be determined as in the example of FIG. 10 is likely to occur under the condition that the pressure response is extremely fast or when the SN of the pressure signal (pressure measurement value Pr) is bad.

(a_gsの適用例)
図11,12は、推定した実効排気速度比a_gsの調圧制御への適用例を示す図である。上述したように確定された実効排気速度比a_gsを予測圧Ppの演算に用いることにより、予測圧Ppが補正されることになる。
(Application example of a_gs)
FIGS. 11 and 12 are diagrams showing an example of application of the estimated effective exhaust speed ratio a_gs to pressure regulation control. By using the effective exhaust gas velocity ratio a_gs determined as described above in the calculation of the predicted pressure Pp, the predicted pressure Pp is corrected.

図11は、図7のラインL1A,L1B,L2AおよびL1Cを示したものであり、実際に流れているガスに関する実効排気速度がSe1で、記憶部240に記憶されている実効排気速度がSe2(>Se1)の場合について説明する。例えば、実際に流れているガスはXeであるが、記憶部240に記憶されている基準排気速度Ser(θ)(=Se2)がArに関する実効排気速度である場合に相当する。t=t20は実効排気速度比a_gsが確定された時刻である。 FIG. 11 shows the lines L1A, L1B, L2A and L1C of FIG. 7, where the effective exhaust speed of the gas actually flowing is Se1 and the effective exhaust speed stored in the storage unit 240 is Se2 ( > The case of Se1) will be described. For example, the gas actually flowing is Xe, but it corresponds to the case where the reference exhaust gas velocity Ser (θ) (= Se2) stored in the storage unit 240 is the effective exhaust gas velocity with respect to Ar. t = t20 is the time when the effective exhaust rate ratio a_gs is determined.

圧力計測値Prは、実効排気速度Se1の場合のラインL1Aで表される。実効排気速度比a_gsが確定されるまでは、すなわちt<t20においては記憶部240に記憶されている基準排気速度Ser(θ)=Se2に基づいて予測圧Ppが算出される。すなわち、実効排気速度比a_gs はa_gs=1であって、そのときの予測圧Ppは、ラインL1Aに対する予測圧のラインL1B(Pp’)ではなくて、圧力計測値Pr(ラインL1A)に実効排気速度Se2の場合の予測圧を適用した場合のラインL1C(Pp)で与えられる。そのため、算出される予測圧Ppには誤差が生じており、ラインL1B(Pp’)を用いた場合の予測圧Pp’よりも小さな値となる。 The pressure measurement value Pr is represented by the line L1A in the case of the effective exhaust speed Se1. Until the effective exhaust velocity ratio a_gs is determined, that is, at t <t20, the predicted pressure Pp is calculated based on the reference exhaust velocity Ser (θ) = Se2 stored in the storage unit 240. That is, the effective exhaust rate ratio a_gs is a_gs = 1, and the predicted pressure Pp at that time is not the predicted pressure line L1B (Pp') with respect to the line L1A, but the effective exhaust to the pressure measurement value Pr (line L1A). It is given at the line L1C (Pp) when the predicted pressure for the velocity Se2 is applied. Therefore, there is an error in the calculated predicted pressure Pp, which is smaller than the predicted pressure Pp'when the line L1B (Pp') is used.

推定された実効排気速度Se0に基づいて、t=t20において実効排気速度比sがa_gs(=Se0/Ser(θ)=Se1/Se2<1)のように確定される。t=t20に実効排気速度比a_gsが確定されると、予測圧は確定された実効排気速度比a_gsすなわち実効排気速度Se1(=a_gs×Se2)に基づいて算出されるので、ラインL1B(Pp’)で表される誤差の無いPp’に補正される。t≧t20においては、予測圧Pp’を用いて予測圧が判定閾値(=Ps)を越えたか否かを判定することになる。 Based on the estimated effective exhaust velocity Se0, the effective exhaust velocity ratio s is determined as a_gs (= Se0 / Ser (θ) = Se1 / Se2 <1) at t = t20. When the effective exhaust gas velocity ratio a_gs is determined at t = t20, the predicted pressure is calculated based on the determined effective exhaust gas velocity ratio a_gs, that is, the effective exhaust gas velocity Se1 (= a_gs × Se2). ) Is corrected to Pp'with no error. When t ≧ t20, it is determined whether or not the predicted pressure exceeds the determination threshold value (= Ps) by using the predicted pressure Pp'.

図12は、図7のラインL1A,L1B,L3AおよびL1Dを示したものであり、実際に流れているガスに関する実効排気速度がSe1で、記憶部240に記憶されている実効排気速度がSe3(<Se1)の場合について説明する。例えば、実際に流れているガスはHeであるが、記憶部240に記憶されている基準排気速度Ser(θ)(=Se3)がArに関する実効排気速度である場合に相当する。t=t20は実効排気速度比a_gsが確定された時刻である。 FIG. 12 shows the lines L1A, L1B, L3A and L1D of FIG. 7, where the effective exhaust speed of the gas actually flowing is Se1 and the effective exhaust speed stored in the storage unit 240 is Se3 ( The case of <Se1) will be described. For example, the gas actually flowing is He, but it corresponds to the case where the reference exhaust gas velocity Ser (θ) (= Se3) stored in the storage unit 240 is the effective exhaust gas velocity with respect to Ar. t = t20 is the time when the effective exhaust rate ratio a_gs is determined.

圧力計測値Prは、実効排気速度Se1の場合のラインL1Aで表される。実効排気速度比a_gsが確定されるまでは、すなわちt<t20においては記憶部240に記憶されている基準排気速度Ser(θ)=Se3に基づいて予測圧が算出される。すなわち、実効排気速度比a_gs はa_gs=1であって、そのときの予測圧は、ラインL1Aに対する予測圧Pp'のラインL1B(Pp')ではなくて、圧力計測値Pr(ラインL1A)に実効排気速度Se3の場合の予測圧Ppを適用した場合のラインL1D(Pp)で与えられる。そのため、算出される予測圧Ppには誤差が生じており、ラインL1B(Pp')を用いた場合の予測圧Pp'よりも大きな値となる。 The pressure measurement value Pr is represented by the line L1A in the case of the effective exhaust speed Se1. Until the effective exhaust velocity ratio a_gs is determined, that is, at t <t20, the predicted pressure is calculated based on the reference exhaust velocity Ser (θ) = Se3 stored in the storage unit 240. That is, the effective exhaust velocity ratio a_gs is a_gs = 1, and the predicted pressure at that time is effective not on the line L1B (Pp') of the predicted pressure Pp'with respect to the line L1A but on the pressure measurement value Pr (line L1A). It is given by the line L1D (Pp) when the predicted pressure Pp in the case of the exhaust speed Se3 is applied. Therefore, there is an error in the calculated predicted pressure Pp, which is larger than the predicted pressure Pp'when the line L1B (Pp') is used.

推定された実効排気速度Se0に基づいて、t=t20において実効排気速度比sがa_gs(=Se0/Ser(θ)=Se1/Se3>1)のように確定される。t=t20に実効排気速度比a_gsが確定されると、予測圧は確定された実効排気速度比a_gsすなわち実効排気速度Se1(=a_gs×Se3)に基づいて算出されるので、ラインL1B(Pp')で表される誤差の無いPp’に補正される。t≧t20においては、予測圧Pp’を用いて予測圧が判定閾値(=Ps)を越えたか否かを判定することになる。 Based on the estimated effective exhaust velocity Se0, the effective exhaust velocity ratio s is determined as a_gs (= Se0 / Ser (θ) = Se1 / Se3> 1) at t = t20. When the effective exhaust gas velocity ratio a_gs is determined at t = t20, the predicted pressure is calculated based on the determined effective exhaust gas velocity ratio a_gs, that is, the effective exhaust gas velocity Se1 (= a_gs × Se3). ) Is corrected to Pp'with no error. When t ≧ t20, it is determined whether or not the predicted pressure exceeds the determination threshold value (= Ps) by using the predicted pressure Pp'.

なお、圧力応答が速い条件ほど、採用成立のタイミングにおける圧力計測値Prは目標圧力値Psにより近づく。そのため、場合によっては予測圧Ppが判定閾値(例えば、目標圧力値Ps)を越えた後にa_gs値が確定され、補正処理が間に合わないこともある。その場合には、記憶部240に記憶されている基準ガスデータ(基準排気速度Ser(θ))を適用した予測圧、すなわち、Se0=a_gs×Ser(θ)においてa_gs=1を適用した予測圧Ppを用いて判定閾値を越えたか否かの判定を継続することになる。
以上、圧力の目標値Psが起点の圧力Psttよりも大きい場合について説明したが、逆に、圧力の目標値Psが起点の圧力Psttよりも小さい場合についても同様に推定して調圧への適用が可能であり、調圧制御の精度向上を図ることができる。
It should be noted that the faster the pressure response is, the closer the pressure measurement value Pr at the timing of establishment of adoption approaches the target pressure value Ps. Therefore, in some cases, the a_gs value is determined after the predicted pressure Pp exceeds the determination threshold value (for example, the target pressure value Ps), and the correction process may not be in time. In that case, the predicted pressure to which the reference gas data (reference exhaust gas speed Ser (θ)) stored in the storage unit 240 is applied, that is, the predicted pressure to which a_gs = 1 is applied in Se0 = a_gs × Ser (θ). The determination of whether or not the determination threshold has been exceeded will be continued using Pp.
The case where the target value Ps of pressure is larger than the pressure Pstt of the starting point has been described above, but conversely, the case where the target value Ps of pressure is smaller than the pressure Pstt of the starting point is also estimated and applied to pressure regulation. It is possible to improve the accuracy of pressure regulation control.

(Se0、a_gsの初期校正処理への適用)
上述した実施の形態では、調圧中に開度θをθse0に固定したときに実効排気速度Se0や実効排気速度比a_gsを求め、それらを用いて予測圧を補正したり、それらを調圧制御へ適用したりすることで、調圧応答の改善を図るようにした。以下では、実効排気速度Se0や実効排気速度比a_gsの初期校正処理への適用について説明する。
(Application of Se0 and a_gs to the initial calibration process)
In the above-described embodiment, when the opening degree θ is fixed to θse0 during pressure regulation, the effective exhaust velocity Se0 and the effective exhaust velocity ratio a_gs are obtained, and the predicted pressure is corrected or the pressure regulation is controlled by using them. By applying it to, the pressure regulation response was improved. In the following, the application of the effective exhaust speed Se0 and the effective exhaust speed ratio a_gs to the initial calibration process will be described.

初期校正処理とは、記憶部240に記憶されている基準ガスデータ(基準排気速度Ser(θ))を、実際の真空系に適したデータに校正するための処理である。校正処理の指令が外部装置(例えば、真空処理装置のメインコントローラ)から調圧制御部21に入力されると、調圧制御部21は通常の調圧モードから校正モードになって一連の校正処理を行う。例えば、ユーザが、校正処理のマニュアルに従って真空処理装置のメインコントローラの操作部を操作して指令をバルブ制御装置1bに送信し、調圧制御部21に校正処理を行わせる。 The initial calibration process is a process for calibrating the reference gas data (reference exhaust gas speed Ser (θ)) stored in the storage unit 240 to data suitable for an actual vacuum system. When a calibration process command is input to the pressure regulation control unit 21 from an external device (for example, the main controller of the vacuum processing device), the pressure regulation control unit 21 changes from the normal pressure regulation mode to the calibration mode and performs a series of calibration processes. I do. For example, the user operates the operation unit of the main controller of the vacuum processing device according to the manual of the calibration process to transmit a command to the valve control device 1b, and causes the pressure regulation control unit 21 to perform the calibration process.

図13、14は校正モードにおける一連の処理を示すフローチャートである。また、図15は、校正処理時においてエンコーダ130で検出される開度計測値θr(ラインL31)と、真空計31により計測される圧力計測値Pr(ラインL32)とを示す図である。図13、14のフローチャートは調圧制御部21により実行され、校正処理の指令が外部装置から調圧制御部21に入力されるとスタートする。 13 and 14 are flowcharts showing a series of processes in the calibration mode. Further, FIG. 15 is a diagram showing an opening degree measurement value θr (line L31) detected by the encoder 130 during the calibration process and a pressure measurement value Pr (line L32) measured by the vacuum gauge 31. The flowcharts of FIGS. 13 and 14 are executed by the pressure regulation control unit 21, and start when a command for calibration processing is input to the pressure regulation control unit 21 from an external device.

図13のステップS10では、記憶部240に真空チャンバ3のチャンバ容積Vが記憶されているか否かを判定する。記憶部240にチャンバ容積Vが記憶されていない場合には、ステップS12へ進んでチャンバ容積Vの送信を要求する指令を外部装置へ送信する。以下では、外部装置が真空装置のメインコントローラMCであるとして説明する。メインコントローラMCはチャンバ容積Vの要求指令があることをメインコントローラMCの表示装置等に表示して、ユーザにチャンバ容積Vの入力を促す。ステップS14では、メインコントローラMCからはチャンバ容積Vを受信したか否かを判定し、受信した場合(yes)にはステップS16において記憶部240に記憶させ、その後、ステップS20へ進む。 In step S10 of FIG. 13, it is determined whether or not the chamber volume V of the vacuum chamber 3 is stored in the storage unit 240. If the chamber volume V is not stored in the storage unit 240, the process proceeds to step S12 to transmit a command requesting transmission of the chamber volume V to the external device. Hereinafter, the external device will be described as the main controller MC of the vacuum device. The main controller MC displays on the display device or the like of the main controller MC that there is a request command for the chamber volume V, and prompts the user to input the chamber volume V. In step S14, it is determined whether or not the chamber volume V has been received from the main controller MC, and if it is received (yes), it is stored in the storage unit 240 in step S16, and then the process proceeds to step S20.

ステップS10において記憶部240にチャンバ容積Vが記憶されていると判定された場合、もしくは、ステップS16でチャンバ容積Vを記憶した場合には、ステップS20において開度をθ=100%に設定する。すなわち、図2の演算部210から開度指令θ=100%を出力する。ここではθ=100%に設定したが、100%でなくても構わない。図15においてt=t1にθ=100%に設定されると、圧力計測値Pr(ラインL32)は減少する。 When it is determined in step S10 that the chamber volume V is stored in the storage unit 240, or when the chamber volume V is stored in step S16, the opening degree is set to θ = 100% in step S20. That is, the opening command θ = 100% is output from the calculation unit 210 of FIG. Here, θ = 100% is set, but it does not have to be 100%. In FIG. 15, when t = t1 is set to θ = 100%, the pressure measurement value Pr (line L32) decreases.

ステップS30では、所定のガス種を所定の流量Qin0だけ流入させる指令をメインコントローラMCに送信する。ユーザは、校正処理のマニュアルで指定されているガス種のガスを、指定されている所定流量Qin0だけ流入させる命令をメインコントローラに入力する。ステップS40では、圧力計測値Prの上昇からガスが流入されたか否かを検知する。ステップS40でガス流入が検知された場合には、ステップS50に進んで開度θをθ=100%から所定の開度θtestへと減少させる。図15では、t=t3にガス流入が検知されて開度θがθ=θtestに設定される。この開度θtestは図5の固定された開度θse0に相当するものである。 In step S30, a command for flowing a predetermined gas type by a predetermined flow rate Qin0 is transmitted to the main controller MC. The user inputs to the main controller an instruction to inflow the gas of the gas type specified in the manual of the calibration process by the specified predetermined flow rate Qin0. In step S40, it is detected whether or not gas has flowed in from the rise in the pressure measurement value Pr. When the gas inflow is detected in step S40, the process proceeds to step S50 to reduce the opening degree θ from θ = 100% to a predetermined opening degree θtest. In FIG. 15, the gas inflow is detected at t = t3, and the opening degree θ is set to θ = θtest. This opening degree θtest corresponds to the fixed opening degree θse0 in FIG.

ステップS50の処理が終了すると、図14のステップS60へと進む。ステップS60では、上述した式(5),(6)に基くガス流量Qin0の算出、および、式(9)により算出される実効排気速度比a_gsに基づくガス種の推定を行う。式(5)の両辺にPr2を乗じたものと式(6)の両辺にPr1を乗じたものとの差分を取ることにより、流量Qin0が次式(10)により算出される。
Qin0=V×(Pr2×dPr1/dt−Pr1×dPr2/dt)/(Pr2−Pr1) …(10)
ちなみに、式(6)と式(8)よりQin0=V×dPr2/dt+a_gs×Ser(θtest)×Pr2から算出して求めても良い。
When the process of step S50 is completed, the process proceeds to step S60 of FIG. In step S60, the gas flow rate Qin0 is calculated based on the above equations (5) and (6), and the gas type is estimated based on the effective exhaust gas velocity ratio a_gs calculated by the equation (9). The flow rate Qin0 is calculated by the following equation (10) by taking the difference between the one obtained by multiplying both sides of the equation (5) by Pr2 and the one obtained by multiplying both sides of the equation (6) by Pr1.
Qin0 = V × (Pr2 × dPr1 / dt-Pr1 × dPr2 / dt) / (Pr2-Pr1)… (10)
Incidentally, it may be calculated from equations (6) and (8) from Qin0 = V × dPr2 / dt + a_gs × Ser (θtest) × Pr2.

また、式(9)において、記憶部240に記憶されている基準排気速度Ser(θ)がバルブコンダクタンスC(θ)であった場合、実効排気速度比a_gsは次式(11)により算出される。開度θtestが小さい場合には、実効排気速度におけるバルブコンダクタンスの影響が支配的になり、実効排気速度SeはバルブコンダクタンスCに近い値となる。
a_gs=−(V/C(θtest))×(dPr2/dt−dPr1/dt) /(Pr2−Pr1) …(11)
Further, in the equation (9), when the reference exhaust velocity Ser (θ) stored in the storage unit 240 is the valve conductance C (θ), the effective exhaust velocity ratio a_gs is calculated by the following equation (11). .. When the opening degree θtest is small, the influence of the valve conductance on the effective exhaust speed becomes dominant, and the effective exhaust speed Se becomes a value close to the valve conductance C.
a_gs = − (V / C (θtest)) × (dPr2 / dt−dPr1 / dt) / (Pr2-Pr1)… (11)

なお、式(11)により算出される実効排気速度比a_gsは、バルブコンダクタンスCを基準とするものである。記憶部240に初期状態で記憶されているバルブコンダクタンスCとしては、Arガスに関するコンダクタンス用いるのが一般的であり、以下では、Arガスを流した場合のコンダクタンスであるとして説明する。そのため、マニュアルに記載のガス種は、バルブコンダクタンスCのガス種と同一のものが記載されている。式(11)で算出される実効排気速度比a_gsがほぼ1であれば、指示通りArガスが導入されていると判定することができる。なお、実効排気速度比a_gsの演算誤差を考慮して判定基準に1±Δのような許容範囲Δを設けても良く、1−Δ≦a_gs≦1+ΔであればArガスが導入されていると判定する。 The effective exhaust speed ratio a_gs calculated by the equation (11) is based on the valve conductance C. As the valve conductance C stored in the storage unit 240 in the initial state, the conductance related to Ar gas is generally used, and the conductance when the Ar gas is flowed will be described below. Therefore, the gas type described in the manual is the same as the gas type of valve conductance C. If the effective exhaust rate ratio a_gs calculated by the formula (11) is approximately 1, it can be determined that Ar gas is introduced as instructed. In consideration of the calculation error of the effective exhaust speed ratio a_gs, a permissible range Δ such as 1 ± Δ may be provided as a judgment criterion, and if 1-Δ ≤ a_gs ≤ 1 + Δ, Ar gas is introduced. judge.

ステップS70では、ステップS60で推定されたガス流量Qin0およびガス種が、マニュアルに記載されている条件を満足しているか否かを判定する。条件を満足している場合にはステップS80へ進む。一方、条件を満足していない場合、すなわちガス流量Qin0およびガス種の少なくとも一方がマニュアルの記載と異なっている場合には、ステップS72へ進んでガス導入条件を確認すべき指令DをメインコントローラMCへ送信し、図13のステップS40へ戻る。 In step S70, it is determined whether or not the gas flow rate Qin0 and the gas type estimated in step S60 satisfy the conditions described in the manual. If the conditions are satisfied, the process proceeds to step S80. On the other hand, if the conditions are not satisfied, that is, if at least one of the gas flow rate Qin0 and the gas type is different from the description in the manual, the main controller MC issues a command D to proceed to step S72 and confirm the gas introduction conditions. And returns to step S40 of FIG.

一方、ステップS70からステップS80へ進んだ場合には、複数の開度θ(i)における圧力計測値Prを取得する処理を行う。なお、i=1〜N(正の整数)である。校正処理においては、演算部210から校正用の開度指令θ(i)が出力される。図15に示す例では、t=t11に開度θが100%から0%へと変更される。開度変更により圧力計測値Prは上昇するが、圧力計測値Prが安定してほぼ一定値となった時点で圧力計測値Pr(1)を取得する。同様に、図15の時刻t12,t13,・・・,t1Nにおいて開度指令θ(i)をθ(2),θ(3),・・・,θ(N)の順に出力し、それぞれに対して圧力計測値Pr(2),Pr(3),・・・,Pr(N)を取得する。すなわち、N個の開度θ(i)に対して圧力計測値Pr(θ(i))が得られる。 On the other hand, when the process proceeds from step S70 to step S80, a process of acquiring the pressure measurement value Pr at a plurality of openings θ (i) is performed. It should be noted that i = 1 to N (a positive integer). In the calibration process, the calculation unit 210 outputs a calibration opening command θ (i). In the example shown in FIG. 15, the opening degree θ is changed from 100% to 0% at t = t11. Although the pressure measurement value Pr increases due to the change in the opening degree, the pressure measurement value Pr (1) is acquired when the pressure measurement value Pr becomes stable and almost constant. Similarly, at the times t12, t13, ..., T1N in FIG. 15, the opening command θ (i) is output in the order of θ (2), θ (3), ..., θ (N), and each of them is output. On the other hand, the pressure measurement values Pr (2), Pr (3), ..., Pr (N) are acquired. That is, the pressure measurement value Pr (θ (i)) is obtained for N opening degrees θ (i).

ステップS90では、ガス流量Qin0と取得された圧力計測値Pr(θ(i))とを用いて、次式(12)により実効排気速度Se(θ(i))を算出する。式(11)は厳密には平衡状態において成り立つ式であるが、図15におけるt11,t12,t13,・・・,t1Nの時間間隔を十分大きく設定することで、ほぼ平衡状態を満たす。
Se(θ)=Qin0/P(θ) …(12)
In step S90, the effective exhaust gas velocity Se (θ (i)) is calculated by the following equation (12) using the gas flow rate Qin0 and the acquired pressure measurement value Pr (θ (i)). Strictly speaking, equation (11) is an equation that holds in the equilibrium state, but by setting the time intervals of t11, t12, t13, ..., T1N in FIG. 15 to be sufficiently large, the equilibrium state is substantially satisfied.
Se (θ) = Qin0 / P (θ)… (12)

なお、ステップS80およびS90における実効排気速度の計算では、開度変更後の圧力計測値Prがほぼ収束するまで待って、その値から式(12)より実効排気速度Se(θ)を算出したが、圧力変化率を取得して式(7)により実効排気速度Se(θ)を算出しても良い。この場合、圧力計測値Prがほぼ収束するまで待つ必要が無いので、校正処理に要する時間の短縮を図ることができる。 In the calculation of the effective exhaust velocity in steps S80 and S90, the effective exhaust velocity Se (θ) was calculated from the equation (12) after waiting until the pressure measurement value Pr after the opening change was almost converged. , The pressure change rate may be acquired and the effective exhaust velocity Se (θ) may be calculated by the equation (7). In this case, since it is not necessary to wait until the pressure measurement value Pr is substantially converged, the time required for the calibration process can be shortened.

ステップS100では、校正処理によって取得された実効排気速度Se(θ(i))を調圧制御部21の記憶部240に記憶する。なお、記憶部240に予め実効排気速度Seが記憶されている場合には、その実効排気速度Seを校正処理により取得された実効排気速度Se(θ(i))で補正したり、あるいは、そのまま書き替える。 In step S100, the effective exhaust velocity Se (θ (i)) acquired by the calibration process is stored in the storage unit 240 of the pressure regulation control unit 21. If the effective exhaust speed Se is stored in the storage unit 240 in advance, the effective exhaust speed Se may be corrected by the effective exhaust speed Se (θ (i)) obtained by the calibration process, or as it is. Rewrite.

上述のように、ステップS70,S72を設けて、ユーザがマニュアル通りのガス種を所定の流量Qin0だけ流入させているか確認することで、間違ったガス種や流量で校正処理が行われてしまうのを防止することができる。ガス種や流量でマニュアル通りでないと調圧精度が低下するが、上述のような校正処理を行うことにより、そのような調圧精度が低下を防止できる。 As described above, by providing steps S70 and S72 and confirming whether the user is inflowing the gas type according to the manual by a predetermined flow rate Qin0, the calibration process is performed with the wrong gas type and flow rate. Can be prevented. If the gas type and flow rate do not follow the manual, the pressure regulation accuracy will decrease, but by performing the calibration process as described above, such pressure adjustment accuracy can be prevented from decreasing.

なお、図13に示すフローチャートでは、ステップS10〜ステップS16までの処理を設けて、記憶部240にチャンバ容積Vが記憶されていない場合にユーザに入力させるようにしたが、ビルドアップ法によりチャンバ容積を推定演算して記憶部240に記憶させるようにしても良い。ビルドアップ法では、弁体開度を0%にするだけでなく弁体を押しつけて完全に密閉状態とした状態(実効排気速度=0)にて、ガス導入量Qinを固定したときの圧力変化率dP/dtとから、チャンバ容積Vが次式(13)により算出される。
V=Qin/(dP/dt) …(13)
In the flowchart shown in FIG. 13, the processes from step S10 to step S16 are provided so that the user can input the chamber volume V when the chamber volume V is not stored in the storage unit 240. However, the chamber volume is input by the build-up method. May be estimated and stored in the storage unit 240. In the build-up method, not only the valve body opening is set to 0%, but also the pressure change when the gas introduction amount Qin is fixed in the state where the valve body is pressed and completely sealed (effective exhaust speed = 0). From the rate dP / dt, the chamber volume V is calculated by the following equation (13).
V = Qin / (dP / dt)… (13)

また、校正用のガス種をArガスに限定せず、例えば、Arガスおよび窒素ガスからガス種を選択できるようにしても良い。その場合、記憶部240に記憶されているバルブコンダクタンスCはArガスを流したときの値なので、記憶部240にArガスの場合の実効排気速度比a_gs=1と、Arガスを基準とする窒素ガスの実効排気速度比a_gs=1.2とを記憶させておく。そして、導入するガス種としてユーザがArガスを選択した場合には、その選択情報に基づいて、ガス種判定に用いる実効排気速度比a_gsとして窒素ガス用のa_gs=1.2を選択する。すなわち、ステップS60で算出された実効排気速度比a_gsの値がほぼ1.2である場合には、ユーザが申告した通りの窒素ガスが導入されたと、導入条件を満足していると判定できる。 Further, the gas type for calibration is not limited to Ar gas, and for example, the gas type may be selected from Ar gas and nitrogen gas. In that case, since the valve conductance C stored in the storage unit 240 is a value when Ar gas is flowed, the effective exhaust rate ratio a_gs = 1 in the case of Ar gas in the storage unit 240 and nitrogen based on Ar gas. The effective exhaust rate ratio of gas a_gs = 1.2 is stored. When the user selects Ar gas as the gas type to be introduced, a_gs = 1.2 for nitrogen gas is selected as the effective exhaust gas rate ratio a_gs used for determining the gas type based on the selection information. That is, when the value of the effective exhaust gas rate ratio a_gs calculated in step S60 is approximately 1.2, it can be determined that the introduction conditions are satisfied if the nitrogen gas as declared by the user is introduced.

上述した例示的な実施の形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。 It will be understood by those skilled in the art that the above-described exemplary embodiments are specific examples of the following embodiments.

[1]一態様に係るバルブ制御装置は、真空バルブが装着されたチャンバの圧力計測値と前記チャンバの圧力目標値とに基づいて弁体開度を制御し、前記チャンバの調圧を行うバルブ制御装置において、前記チャンバへのガス導入時に前記弁体開度を一定に固定する開度設定部と、前記弁体開度が一定に固定されているときの前記圧力計測値の変化情報に基づいて、前記真空バルブの排気情報を推定する推定部と、を備え、前記排気情報に基づいて前記弁体開度を制御し、前記チャンバの調圧制御を行う。 [1] The valve control device according to one aspect is a valve that controls the valve body opening degree based on a pressure measurement value of a chamber equipped with a vacuum valve and a pressure target value of the chamber, and adjusts the pressure of the chamber. In the control device, based on the opening setting unit that fixes the valve body opening constant when the gas is introduced into the chamber, and the change information of the pressure measurement value when the valve body opening is fixed constant. Therefore, an estimation unit for estimating the exhaust information of the vacuum valve is provided, the valve body opening degree is controlled based on the exhaust information, and the pressure adjustment control of the chamber is performed.

例えば、図2の演算部210は推定部および開度設定部として機能し、演算部210は、弁体開度が一定値θse0に固定されているときの圧力計測値の変化情報、すなわち、圧力変化率dPr1/dt,dPr2/dtに基づいて、式(7)より算出される実効排気速度Se0、式(9)により算出される実効排気速度比a_gs、および式(10)により算出される流量Qin0を排気情報として推定する。それらは、実際に流れているガスのガス種に応じた排気情報であるので、推定された排気情報に基づいて予測圧Ppの演算や調圧制御を行うことにより、調圧制御の精度向上を図ることができる。 For example, the calculation unit 210 of FIG. 2 functions as an estimation unit and an opening degree setting unit, and the calculation unit 210 is information on changes in the pressure measurement value when the valve body opening degree is fixed at a constant value θse0, that is, pressure. The effective exhaust speed Se0 calculated by the formula (7), the effective exhaust speed ratio a_gs calculated by the formula (9), and the flow rate calculated by the formula (10) based on the rate of change dPr1 / dt and dPr2 / dt. Estimate Qin0 as exhaust information. Since these are exhaust information according to the type of gas actually flowing, the accuracy of pressure adjustment control can be improved by calculating the predicted pressure Pp and performing pressure adjustment control based on the estimated exhaust information. Can be planned.

[2]上記[1]に記載のバルブ制御装置において、前記排気情報に基づいて、前記圧力計測値に対する所定時間経過後の圧力予測値を算出する予測圧演算部をさらに備え、前記圧力予測値が上限閾値を越えると前記弁体開度を増加させる、あるいは前記圧力予測値が下限閾値を越えると前記弁体開度を減少させる。 [2] The valve control device according to the above [1] further includes a predicted pressure calculation unit that calculates a predicted pressure value after a lapse of a predetermined time with respect to the measured pressure value based on the exhaust information, and further includes the predicted pressure value. When the pressure exceeds the upper limit threshold value, the valve body opening degree is increased, or when the pressure predicted value exceeds the lower limit threshold value, the valve body opening degree is decreased.

図11のt≧t20のように、推定された実効排気速度は、実際に流れているガスのガス種に対応した実効排気速度Se1となり、その実効排気速度Se1を用いて算出される圧力予測値(予測圧)は、ラインL1Bで表される誤差の無い予測圧Pp’となる。その結果、弁体開度θを増加方向に反転させるタイミングが遅れたり、早まったりするのを防止でき、圧力応答においてオーバーシュートが発生したり、逆に、調圧時間が長くなったりするのを防止できる。なお、推定される実効排気速度(Se0)と実効排気速度比a_gsと式(8)の関係があるので、排気情報としてガス種情報である実効排気速度比a_gsを推定し、推定された実効排気速度比a_gsと式(8)とから圧力予測値を算出しても良い。 As shown in FIG. 11 t ≧ t20, the estimated effective exhaust speed is the effective exhaust speed Se1 corresponding to the gas type of the gas actually flowing, and the pressure predicted value calculated using the effective exhaust speed Se1. (Predicted pressure) is the predicted pressure Pp'with no error represented by the line L1B. As a result, it is possible to prevent the timing of reversing the valve body opening θ in the increasing direction from being delayed or advanced, and overshooting occurs in the pressure response, and conversely, the pressure adjusting time becomes long. Can be prevented. Since there is a relationship between the estimated effective exhaust gas speed (Se0), the effective exhaust gas speed ratio a_gs, and the equation (8), the effective exhaust gas speed ratio a_gs, which is gas type information, is estimated as the exhaust information, and the estimated effective exhaust gas. The predicted pressure value may be calculated from the velocity ratio a_gs and the equation (8).

[3]上記[1]に記載のバルブ制御装置において、前記排気情報は前記チャンバに導入されているガスのガス種情報を含み、前記推定部は、基準ガスに関する基準排気速度と前記変化情報とに基づいて前記ガス種情報を推定する。排気情報の一つである実効排気速度比a_gsは、式(8)で示すように真空チャンバ3に導入されているガスのガス種に応じた値であって、式(9)のように、基準ガス(例えば、Arガス)に関する基準排気速度Serと圧力Pr1,Pr2と圧力変化率dPr1/dt,dPr2/dtとに基づいて推定される。 [3] In the valve control device according to the above [1], the exhaust information includes gas type information of the gas introduced into the chamber, and the estimation unit includes the reference exhaust rate and the change information regarding the reference gas. The gas type information is estimated based on the above. The effective exhaust rate ratio a_gs, which is one of the exhaust information, is a value corresponding to the gas type of the gas introduced into the vacuum chamber 3 as shown in the equation (8), and is a value according to the gas type as shown in the equation (9). It is estimated based on the reference exhaust rate Ser for the reference gas (for example, Ar gas), the pressures Pr1 and Pr2, and the pressure change rates dPr1 / dt and dPr2 / dt.

[4]上記[1]に記載のバルブ制御装置において、前記排気情報は、前記チャンバへ導入されるガスの流量およびガス種の少なくとも一方に関する情報を含み、推定した前記排気情報が基準流量および基準ガス種と一致するか否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果を出力する出力部と、を備える。 [4] In the valve control device according to the above [1], the exhaust information includes information on at least one of the flow rate and the gas type of the gas introduced into the chamber, and the estimated exhaust information is the reference flow rate and the reference. It includes a determination unit for determining whether or not the gas type matches, and an output unit for outputting the determination result of the determination unit.

図13、14に示す校正処理に示すように、真空チャンバ3へ導入されるガスの流量およびガス種を排気情報として推定し(ステップS60)、その推定結果に基づいて、推定されたガス流量およびガス種がマニュアルで指定されているガス流量(基準流量)およびガス種(基準ガス種)と一致するか否かを判定し(ステップS70)、その判定結果を出力する(ステップS72)。ユーザは、その判定結果(条件確認指令D)により、導入したガスの導入条件(ガス流量およびガス種)が基準導入条件(基準流量および基準ガス種)と異なっていることを認識することができ、校正処理を正しいガス導入条件で行うことができる。 As shown in the calibration process shown in FIGS. 13 and 14, the flow rate and gas type of the gas introduced into the vacuum chamber 3 are estimated as exhaust information (step S60), and the estimated gas flow rate and the estimated gas flow rate and the gas flow rate are based on the estimation result. It is determined whether or not the gas type matches the gas flow rate (reference flow rate) and the gas type (reference gas type) specified in the manual (step S70), and the determination result is output (step S72). The user can recognize that the introduction conditions (gas flow rate and gas type) of the introduced gas are different from the reference introduction conditions (reference flow rate and reference gas type) based on the determination result (condition confirmation command D). , The calibration process can be performed under the correct gas introduction conditions.

[5]一態様に係る推定装置は、チャンバに装着された真空バルブの排気情報を推定する推定装置であって、前記真空バルブの弁体開度が一定のときの前記チャンバの圧力計測値の変化情報に基づいて、バルブ排気速度、前記チャンバに導入されているガスの流量および前記ガスのガス種情報の少なくとも一つを前記排気情報として推定する。その推定結果をバルブ制御に利用することにより、推定された排気情報に基づいて予測圧Ppの演算や調圧制御を行うことができ、調圧制御の精度向上を図ることができる。なお、推定装置はバルブ制御装置と独立して構成されても良いし、バルブ制御装置に組み込まれた構成としても良い。 [5] The estimation device according to one aspect is an estimation device that estimates the exhaust information of the vacuum valve mounted on the chamber, and is a pressure measurement value of the chamber when the valve body opening degree of the vacuum valve is constant. Based on the change information, at least one of the valve exhaust speed, the flow rate of the gas introduced into the chamber, and the gas type information of the gas is estimated as the exhaust information. By using the estimation result for valve control, the predicted pressure Pp can be calculated and the pressure adjustment control can be performed based on the estimated exhaust information, and the accuracy of the pressure adjustment control can be improved. The estimation device may be configured independently of the valve control device, or may be configured to be incorporated in the valve control device.

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。例えば、上述した実施の形態では、校正処理をバルブ制御装置1bの調圧制御部21で行う構成したが、バルブ制御装置1bとは別に独立した校正装置を設けて、その校正装置の指令により校正処理を行うようにしても良い。 Although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these contents. Other aspects conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the calibration process is performed by the pressure adjusting control unit 21 of the valve control device 1b, but a calibration device independent of the valve control device 1b is provided and calibrated according to the command of the calibration device. The processing may be performed.

1…真空バルブ、1a…バルブ本体、1b…バルブ制御装置、3…真空チャンバ、12…弁体、21…調圧制御部、210…演算部、Pr…圧力計測値、Ps…圧力目標値、Pp…予測圧 1 ... Vacuum valve, 1a ... Valve body, 1b ... Valve control device, 3 ... Vacuum chamber, 12 ... Valve body, 21 ... Pressure regulation control unit, 210 ... Calculation unit, Pr ... Pressure measurement value, Ps ... Pressure target value, Pp ... Predicted pressure

Claims (5)

真空バルブが装着されたチャンバの圧力計測値と前記チャンバの圧力目標値とに基づいて弁体開度を制御し、前記チャンバの調圧を行うバルブ制御装置において、
前記チャンバへのガス導入時に前記弁体開度を一定に固定する開度設定部と、
前記弁体開度が一定に固定されているときの前記圧力計測値の変化情報に基づいて、前記真空バルブの排気情報を推定する推定部と、を備え、
前記排気情報に基づいて前記弁体開度を制御し、前記チャンバの調圧制御を行うバルブ制御装置。
In a valve control device that controls the valve body opening degree based on the pressure measurement value of the chamber equipped with the vacuum valve and the pressure target value of the chamber to adjust the pressure of the chamber.
An opening setting unit that fixes the valve body opening constant when gas is introduced into the chamber, and an opening setting unit.
It is provided with an estimation unit that estimates the exhaust information of the vacuum valve based on the change information of the pressure measurement value when the valve body opening degree is fixed to be constant.
A valve control device that controls the valve body opening degree based on the exhaust information and controls the pressure adjustment of the chamber.
請求項1に記載のバルブ制御装置において、
前記排気情報に基づいて、前記圧力計測値に対する所定時間経過後の圧力予測値を算出する予測圧演算部をさらに備え、
前記圧力予測値が上限閾値を越えると前記弁体開度を増加させる、あるいは前記圧力予測値が下限閾値を越えると前記弁体開度を減少させる、バルブ制御装置。
In the valve control device according to claim 1,
Further, a predicted pressure calculation unit for calculating a pressure predicted value after a lapse of a predetermined time with respect to the pressure measured value based on the exhaust information is provided.
A valve control device that increases the valve body opening degree when the pressure predicted value exceeds the upper limit threshold value, or decreases the valve body opening degree when the pressure predicted value exceeds the lower limit threshold value.
請求項1に記載のバルブ制御装置において、
前記排気情報は前記チャンバに導入されているガスのガス種情報を含み、
前記推定部は、基準ガスに関する基準排気速度と前記変化情報とに基づいて前記ガス種情報を推定する、バルブ制御装置。
In the valve control device according to claim 1,
The exhaust information includes gas type information of the gas introduced into the chamber.
The estimation unit is a valve control device that estimates the gas type information based on the reference exhaust speed with respect to the reference gas and the change information.
請求項1に記載のバルブ制御装置において、
前記排気情報は、前記チャンバへ導入されるガスの流量およびガス種の少なくとも一方に関する情報を含み、
推定した前記排気情報が基準流量および基準ガス種と一致するか否かを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果を出力する出力部と、を備えるバルブ制御装置。
In the valve control device according to claim 1,
The exhaust information includes information about at least one of the flow rate and the gas type of the gas introduced into the chamber.
A determination unit for determining whether or not the estimated exhaust information matches the reference flow rate and the reference gas type, and
A valve control device including an output unit that outputs a determination result of the determination unit.
チャンバに装着された真空バルブの排気情報を推定する推定装置であって、
前記真空バルブの弁体開度が一定のときの前記チャンバの圧力計測値の変化情報に基づいて、バルブ排気速度、前記チャンバに導入されているガスの流量および前記ガスのガス種情報の少なくとも一つを前記排気情報として推定する、推定装置。
It is an estimation device that estimates the exhaust information of the vacuum valve installed in the chamber.
At least one of the valve exhaust speed, the flow rate of the gas introduced into the chamber, and the gas type information of the gas, based on the change information of the pressure measurement value of the chamber when the valve body opening degree of the vacuum valve is constant. An estimation device that estimates one as the exhaust information.
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