真空阀及推断装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种真空阀及推断装置，可精度良好地推断测量延迟量，从而可更适当地进行调压控制。真空阀包括：阀主体，装设于真空泵与真空腔室之间；调压控制部，基于由真空计测量的真空腔室的压力测量值，对阀主体的阀体开度进行控制；以及推断部，基于包含压力测量值的二阶微分项且表示真空排气系统相对于真空腔室的有效排气速度与压力测量值的关系的排气式子、以及在使阀体开度阶段变化时的压力响应中测量的压力测量值，推断相对于真空腔室的压力的压力测量值的测量延迟时间，调压控制部基于由推断部推断的测量延迟时间，对阀体开度进行控制。控制。控制。

【技术实现步骤摘要】
真空阀及推断装置


[0001]本专利技术涉及一种真空阀及推断装置。

技术介绍

[0002]在半导体工艺(干式蚀刻等)中，工艺气体经由流量控制器而被导入腔室。在腔室内，利用所导入的气体对晶片表面施以蚀刻、成膜等物理、化学处理，并向腔室下游排出。被导入腔室的工艺气体预先决定了气体种类、导入气体流量Qin等条件，且通过流量控制器进行调节以达到所述条件。腔室压力Pr也是重要的工艺条件之一。腔室压力由真空计测量，且通过对阀的阀体开度位置进行控制来调节排气流量以使其达到预先决定的规定压力值，并保持于规定压力值。
[0003]通常，工艺条件在不同的条件下有多个阶段，所述各阶段中的条件(条件1、条件2、
…
)各自按各个规定时间进行切换处理。此时，为了确保制造工艺的均一性，需要在阶段之间的切换时间点迅速且顺畅地收敛为下一规定的压力值(目标压力值)。因此，作为阀，使用通过马达对阀体进行驱动控制的自动压力调整阀(APC(automatic pressure control)阀)。
[0004]在APC阀中，作为使用时的准备而进行初始校正处理。一般来说，腔室容积V的推断(或测量)运算及各个阀体开度下的有效排气速度的测量运算处理大多利用容易处理的单一稀有气体(He、Ar等)进行。另外，在用户的各个真空工艺装置中腔室容积不同，像这样，在腔室压力的测量中产生的延迟时间也不同，因此，关于测量延迟时间，有时也在校正处理时进行推断(或测量)运算(参照专利文献1、专利文献2)。
[0005]在专利文献1、专利文献2的任一者中，均根据排气式子(Qin＝V
×
dP/dt+Se(θ)
×
P)以及因真空计的量计配管产生的延迟时间所形成的一阶延迟要素，推导出考虑了延迟的排气式子，进而近似化为忽略了压力的二阶的微分量的式子。然后，基于所述近似化的排气式子，根据使开度增加时及使开度减少时各自的压力响应达到最终平衡压力值的63％的时间点的时间测定、以及事先获取的腔室容积值及事先测定获取的有效排气速度值，推断了测量延迟量。
[0006][现有技术文献][0007][专利文献][0008][专利文献1]日本专利特开2020
‑
009111号公报
[0009][专利文献2]日本专利特开2020
‑
021476号公报

技术实现思路

[0010][专利技术所要解决的问题][0011]然而，在专利文献1、专利文献2中有以下问题：由于近似化为忽略了压力的二阶的微分量的式子，因此推断误差大，仅可适用于作为推断对象的测量延迟量比较大的情况。
[0012][解决问题的技术手段][0013]基于本专利技术的第一形态的真空阀包括：阀主体，装设于真空泵与真空腔室之间；开度控制部，基于由真空计测量的所述真空腔室的压力测量值，对所述阀主体的阀体开度进行控制；以及推断部，基于(a)包含所述压力测量值的二阶微分项且表示真空排气系统相对于所述真空腔室的有效排气速度与压力测量值的关系的排气式子、以及(b)在使阀体开度阶段变化时的压力响应中测量的压力测量值，推断相对于所述真空腔室的压力的压力测量值的测量延迟信息，所述开度控制部基于由所述推断部推断的测量延迟信息，对阀体开度进行控制。
[0014]基于本专利技术的第二形态的推断装置是一种对于经由真空阀而由真空泵排气的真空腔室的压力，推断测量所述真空腔室的压力的真空计的压力测量值的测量延迟信息的推断装置，其中，所述推断装置基于(a)包含所述压力测量值的二阶微分项且表示真空排气系统相对于所述真空腔室的有效排气速度与压力测量值的关系的排气式子、以及(b)在使阀体开度阶段变化时的压力响应中测量的压力测量值，推断所述测量延迟信息。
[0015][专利技术的效果][0016]根据本专利技术，可精度良好地推断测量延迟量，从而可更适当地进行调压控制。
附图说明
[0017]图1是表示装设于真空处理装置的真空阀的概略结构的框图。
[0018]图2是表示本实施方式的真空阀的调压控制系统的框图。
[0019]图3是表示开度θ与有效排气速度Se的关系的图。
[0020]图4是说明有效排气速度Se(θ)的特性的图。
[0021]图5的(a)及(b)是表示使开度θ自高开度(100％)阶段变化为低开度(0％)时的开度θ及压力测量值Pm的变化的图。
[0022]图6是表示图5的(a)及(b)的推断运算实施区间中Pm、dPm/dt、d(dPm/dt)/dt的变化的图。
[0023]图7的(a)及(b)是表示使开度θ自低开度(0％)阶段变化为高开度(100％)时的开度θ及压力测量值Pm的变化的图。
[0024]图8是表示图7的(a)及(b)的推断运算实施区间中Pm、dPm/dt、d(dPm/dt)/dt的变化的图。
[0025]图9是表示流导率与压力之间的关系的图。
[0026]图10是表示测量延迟要素的传递函数的增益的伯德图。
[0027]图11的(a)及(b)是表示不适当的延迟修正的一例的图。
[0028]图12的(a)及(b)是表示适当的延迟修正的一例的图。
[0029][符号的说明][0030]1：真空阀
[0031]3：真空腔室
[0032]4：真空泵
[0033]10：阀主体
[0034]12：阀体
[0035]20：阀控制器
[0036]21：调压控制部
[0037]23：存储部
[0038]31：真空计
[0039]210：推断部
具体实施方式
[0040]以下，参照图式对本专利技术的具体实施方式进行说明。图1是表示装设于真空处理装置的真空阀的概略结构的框图。真空阀1为APC阀，包括设置有阀体12的阀主体10以及对阀体驱动进行控制的阀控制器20。阀主体10装设于真空腔室3与真空泵4之间。经由流量控制器32向真空腔室3导入工艺气体等气体。流量控制器32是对导入真空腔室3的气体的流量Qin进行控制的装置，由设置有真空腔室3的真空处理装置的主控制器(未图示)控制。真空腔室3内的压力(腔室压力Pc)由真空计31测量。
[0041]在阀主体10设置有对阀体12进行开闭驱动的马达13。此外，在图1所示的例子中，设为使阀体12滑动来进行开闭驱动的结构，但本专利技术并不限于此，可适用于各种开闭形态的真空阀。阀体12由马达13摆动驱动。在马达13设置有用于检测阀体12的开闭角度的编码器130。编码器130的检测信号作为阀体12的开度信号θr(以下，称为开度测量值θr)被输入至阀控制装置2。
[0042]对阀主体10进行控制的阀控制器20包括调压控制部21、马达驱动部22及存储部23。在存储部23存储有进行阀控制所必需的参数，例如关于预先作为基准的气体种类的阀体开度θ和有效排气速度Se的关联数据Se(θ)。马达驱动部22包括马达驱动用的逆变器电路以及对其进行控制的马达控制电路，且被输入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种真空阀，其特征在于，包括：阀主体，装设于真空泵与真空腔室之间；开度控制部，基于由真空计测量的所述真空腔室的压力测量值，对所述阀主体的阀体开度进行控制；以及推断部，基于包含所述压力测量值的二阶微分项且表示真空排气系统相对于所述真空腔室的有效排气速度与压力测量值的关系的排气式子、以及在使阀体开度阶段变化时的压力响应中测量的压力测量值，推断相对于所述真空腔室的压力的压力测量值的测量延迟信息，所述开度控制部基于由所述推断部推断的测量延迟信息，对阀体开度进行控制。2.根据权利要求1所述的真空阀，其特征在于，还包括存储部，所述存储部存储有阀体开度以及与已知的气体种类相关的有效排气速度的关联数据，所述推断部在推断所述测量延迟信息的基础上，进而基于所述关联数据推断所述真空腔室中所导入的气体的气体种类特性值，所述开度控制部基于所推断的所述测量延迟信息以及所述气体种类特性值，对阀体开度进行控制。3.根据权利要求1所述的真空阀，其特征在于，所述推断部基于在所述排气式子中应用与已知的气体种类相关的有效排气速度而经线性化的排气式子、以及在使所述阀体开度减少时的压力响应中测量的压力测量值，在推断所述测量延迟信息的基础上，进而推断所述真空腔室中所导入的气体的气体种类特性值及所述真空腔室的容积，所述开度控制部基于所推断的所述测量延迟信息以及所述气体种类特性值，对阀体开度进行控制。...

【专利技术属性】
技术研发人员：小崎纯一郎，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：