(57)【要約】  対象物を所定のように処理するための真空プロセスシステムであって、この真空プロセスシステムは、真空化可能な真空プロセス体（１）と、真空バルブ（１０）と、所定のプロセス状態を少なくとも部分的に提供するために構成されている周辺ユニット（４，２１−２５）と、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット（１１）とを有している。真空バルブ（１０）は、開口軸を定めるバルブ開口部及びバルブ開口部を取り囲む第１の密閉面を有しているバルブシートと、第１の密閉面に対応する第２の密閉面を備えるバルブ閉鎖部材と、バルブ閉鎖部材と結合されている駆動ユニットとを有しており、駆動ユニットは、バルブ閉鎖部材が各バルブ開放状態を提供するために所定のように可変かつ設定可能であるように構成されている。閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット（１１）は、プロセスサイクルを複数回実行するように構成されており、かつ、所定のプロセス状態の少なくとも一部が提供可能であるように周辺ユニット（４，２１−２５）を駆動制御すること、及び、プロセスパラメータに対する、現在決定されている閉ループ制御量に基づいてかつ目標量に基づいて、駆動ユニットの駆動制御によって、バルブ開放状態の所期の変更又は設定を提供する閉ループ制御サイクルを実行することを伴う。周辺ユニット（４，２１−２５）の駆動制御及び閉ループ制御サイクルの実行は、所定の時間関係を伴ってプロセスサイクルの範囲において実行可能である。
2021501993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を所定のように処理するための真空プロセスシステムであって、前記真空プロセスシステムは、少なくとも、
−前記対象物の処理のために前記対象物を入れることが可能な、真空化可能な真空プロセス体（１）と、
−前記真空プロセス体（１）からの体積流量又は質量流量を閉ループ制御するための、及び／又は、前記真空プロセス体（１）を気密性に閉鎖するための真空バルブ（１０）と、
−前記真空プロセス体（１）において所定のプロセス状態を少なくとも部分的に提供するように構成されている周辺ユニット（２，４，２１−２５）と、
−閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット（１１）と、
を有しており、
前記真空バルブ（１０）は、
−開口軸（３４）を定めるバルブ開口部（３３）及び前記バルブ開口部（３３）を取り囲む第１の密閉面（３５）を備えるバルブシートと、
−前記第１の密閉面（３５）に対応する第２の密閉面によって前記バルブ開口部（３３）を実質的に気密性に閉鎖するバルブ閉鎖部材（３８）と、
−前記バルブ閉鎖部材（３８）と結合されている駆動ユニット（４０）と、
を有しており、前記駆動ユニット（４０）は、前記バルブ閉鎖部材（３８）が
・各バルブ開放状態を提供するために所定のように可変かつ設定可能であり、
・前記バルブ閉鎖部材（３８）が前記バルブ開口部（３３）を少なくとも部分的に解放する開放位置（Ｏ）から、前記第１の密閉面が前記第２の密閉面に押し付けられており、前記バルブ開口部（３３）を実質的に気密性に閉鎖する閉鎖位置へ、及び、前記閉鎖位置から前記開放位置（Ｏ）へ変位可能であるように構成されている、
真空プロセスシステムにおいて、
前記閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット（１１）は、プロセスサイクルを複数回実行するように構成されており、前記プロセスサイクルは、
−前記所定のプロセス状態の少なくとも一部が提供可能であるように前記周辺ユニット（２，４，２１−２５）を駆動制御すること、及び、
−プロセスパラメータに対する、現在決定されている閉ループ制御量（１２）に基づいてかつ目標量（１３）に基づいて、前記駆動ユニット（４０）を駆動制御することによって、前記バルブ開放状態の所期の変更又は設定を提供する閉ループ制御サイクルを実行することを伴い、特に、これによって、前記バルブ閉鎖部材（３８）のこのようにして生じた状態変化によって、前記閉ループ制御量（１２）が前記目標量（１３）に近づくことが可能であり、
前記周辺ユニット（２，４，２１−２５）の前記駆動制御及び前記閉ループ制御サイクルの前記実行は、所定の時間関係を伴って前記プロセスサイクルの範囲において実行可能である、
ことを特徴とする真空プロセスシステム。
【請求項２】
前記閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット（１１）は、前記プロセスサイクルを複数回実行するように構成されており、前記プロセスサイクルは、
−周辺ユニットプロセスパラメータに対する、現在決定されている周辺ユニット閉ループ制御量に基づいてかつ周辺ユニット目標量に基づいて、前記周辺ユニットの前記駆動制御によって、前記周辺ユニットの所期の変更又は設定を提供する周辺ユニット閉ループ制御サイクルを実行することを伴い、
前記閉ループ制御サイクルの前記実行及び前記周辺ユニット閉ループ制御サイクルの前記実行は、所定の時間関係を伴って前記プロセスサイクルの範囲において実行可能である、
請求項１に記載の真空プロセスシステム。
【請求項３】
前記閉ループ制御サイクルにおいて、１つ又は複数の周辺ユニットプロセスパラメータを考慮することが可能であり、及び／又は、前記周辺ユニット閉ループ制御サイクルにおいて、１つ又は複数のプロセスパラメータを考慮することが可能である、
請求項２に記載の真空プロセスシステム。
【請求項４】
前記閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットは、前記真空バルブ又は前記周辺ユニットに含まれる、
請求項１から３までのいずれか１項に記載の真空プロセスシステム。
【請求項５】
前記周辺ユニットは、周辺ユニット開ループ制御ユニットを有しており、
前記周辺ユニット開ループ制御ユニットは、前記閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットが前記周辺ユニット開ループ制御ユニットによって具現化されるように構成されている、
請求項１から３までのいずれか１項に記載の真空プロセスシステム。
【請求項６】
前記閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット（１１）は、特に複数のプロセスサイクルにまたがる更新機能を有しており、前記更新機能は、その実行の際に、
−第１のプロセスサイクルの間にプロセス情報が導出され、
−後続の第２のプロセスサイクルが、前記プロセス情報に基づいて整合されるように構成されている、
請求項１から５までのいずれか１項に記載の真空プロセスシステム。
【請求項７】
−前記第１のプロセスサイクルの実行の際に前記閉ループ制御量（１２）を検出することによって、実際の閉ループ制御プロファイルがプロセス情報として導出され、
−前記実際の閉ループ制御プロファイルが、保存されている基準閉ループ制御プロファイルと比較されて、閉ループ制御偏差が導出され、
−導出された前記閉ループ制御偏差の特徴に基づいて前記第２のプロセスサイクルの整合が行われる、
請求項６に記載の真空プロセスシステム。
【請求項８】
前記閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット（１１）は、閉ループ制御サイクルを複数回実行する間に、前記閉ループ制御量（１２）を検出することによって、前記基準閉ループ制御プロファイルが生成可能かつ保存可能であるように構成されており、
特に、前記閉ループ制御ステップの特定の時間間隔に対して又は特定の時点に対して検出された前記閉ループ制御量の平均化を行う、
請求項７に記載の真空プロセスシステム。
【請求項９】
−前記第１のプロセスサイクルの実行の際に前記閉ループ制御量（１２）を検出することによって前記プロセス情報が導出され、
−前記プロセス情報に基づいて、前記第２のプロセスサイクルに対して、前記周辺ユニット（２，４，２１−２５）の前記駆動制御が整合され、
特に、整合された、前記周辺ユニット（２，４，２１−２５）の前記駆動制御が、現在の駆動制御として、前記プロセスサイクルに対して提供され及び／又は保存され、
特に前記周辺ユニット（２，４，２１−２５）の前記駆動制御の前記整合が、前記閉ループ制御量（１２）に対する、少なくとも部分的に予測可能な影響に基づいて行われる、
請求項１から８までのいずれか１項に記載の真空プロセスシステム。
【請求項１０】
前記閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット（１１）は、基準プロセスプロファイルを生成するための学習機能を有しており、
前記学習機能は、その実行の際に、
−前記プロセスサイクルに対する目標動作に対応して、多数の実質的に同種のプロセスサイクルの実行に対して、
・前記バルブ閉鎖部材（３８）の各目標位置、及び／又は、
・前記周辺ユニット（２，４，２１−２５）の駆動制御のための各開ループ制御量が、
各プロセスサイクルの少なくとも１つの各時間区間にわたって検出され、
−検出された前記目標位置及び／又は開ループ制御量が、前記プロセスサイクルの各時間区間に関して、前記基準プロセスプロファイルとして保存される、
ように構築されている、
請求項１から９までのいずれか１項に記載の真空プロセスシステム。
【請求項１１】
前記閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット（１１）は、
−前記周辺ユニット（２，４，２１−２５）の前記駆動制御のために開始信号（５）を出力するように、かつ、
−前記開始信号に関して所定の時間オフセットを伴って前記閉ループ制御サイクルを開始するように構成されている、
請求項１から１０までのいずれか１項に記載の真空プロセスシステム。
【請求項１２】
−前記プロセスパラメータは、前記真空プロセス体（１）に対する圧力情報によって具現化され、
−前記目標量（１３）は、前記真空プロセス体（１）内で達成されるべき目標圧力であり、
−前記現在決定されている閉ループ制御量（１２）は、前記真空プロセス体（１）内の現在の圧力を表している、
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の真空プロセスシステム。
【請求項１３】
−前記目標量（１３）は、前記真空プロセス体（１）内で達成されるべき目標圧力であり、
−前記現在決定されている閉ループ制御量（１２）は、前記真空プロセス体（１）への現在の媒体流入を示し、特に前記現在決定されている閉ループ制御量は現在の圧力流入量を考慮する、
請求項１から１２までのいずれか１項に記載の真空プロセスシステム。
【請求項１４】
前記周辺ユニット（２，４，２１−２５）は、
−特に蒸発器として、ガス流入バルブとして又は質量流量閉ループ制御器としての、プロセスガス供給ユニット（２，２２，２３，２５）として、
−プラズマ生成器（２１）として、特に少なくとも１３ＭＨｚの周波数を有する、特に高周波の可逆性電極として、
−前記真空プロセス体の充填及び／又は放出のための真空搬送バルブとして、
−前記真空プロセス体内で又は前記対象物で所定の温度を設定するための温度調節ユニット（２４）として、
−真空ポンプ（４）として、
−前記対象物を前記真空プロセス体に搬入するための、及び／又は、前記対象物を前記真空プロセス体から搬出するためのロボットユニットとして、又は、
−処理状態、特に処理位置に前記対象物を提供するためのピンリフティング装置として、特にピンリフターとして、
構成されている、
請求項１から１３までのいずれか１項に記載の真空プロセスシステム。
【請求項１５】
プロセスガス供給ユニットとして構成されている前記周辺ユニット（２，４，２１−２５）の前記駆動制御によって、所定量のガスが、プロセスサイクルに対して、前記真空プロセス体（１）内に提供可能であり、これによって、所定のプロセス状態が少なくとも部分的に提供可能である、
請求項１４に記載の真空プロセスシステム。
【請求項１６】
前記閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット（１１）は、
−圧力センサ（３）と接続されており、前記圧力センサの出力信号は、前記現在決定されている閉ループ制御量（１２）を提供し、及び／又は、
−質量流量計（２）又は質量流量コントロールユニット（２）と接続されており、前記質量流量計又は前記質量流量コントロールユニットの出力信号は、前記現在決定されている閉ループ制御量（１２）を提供する、
請求項１から１５までのいずれか１項に記載の真空プロセスシステム。
【請求項１７】
真空プロセスシステムのための閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット（１１）であって、前記真空プロセスシステムは、少なくとも、
−対象物の処理のために前記対象物を入れることが可能な、真空化可能な真空プロセス体（１）と、
−体積流量又は質量流量を閉ループ制御するように、及び／又は、前記真空プロセス体（１）を気密性に閉鎖するように構成されており、かつ、駆動ユニット（４０）によって変位可能なバルブ閉鎖部材を有している真空バルブ（１０）と、
−前記真空プロセス体（１）において所定のプロセス状態を少なくとも部分的に提供するように構成されている周辺ユニット（２，４，２１−２５）と、
を有している、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット（１１）において、
前記閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット（１１）は、プロセスサイクルを複数回実行するように構成及び構築されており、前記プロセスサイクルは、
−前記所定のプロセス状態の少なくとも一部が提供可能であるように前記周辺ユニット（２，４，２１−２５）を駆動制御すること、及び、
−プロセスパラメータに対する、現在決定されている閉ループ制御量（１２）に基づいてかつ目標量（１３）に基づいて、前記駆動ユニット（４０）の駆動制御によって、前記バルブ開放状態の所期の変更又は設定を提供する閉ループ制御サイクルを実行することを伴い、特に、これによって、前記バルブ閉鎖部材（３８）のこのようにして生じた状態変化によって、前記閉ループ制御量（１２）が前記目標量（１３）に近づくことが可能であり、
前記周辺ユニット（２，４，２１−２５）の前記駆動制御及び前記閉ループ制御サイクルの前記実行は、所定の時間関係を伴って前記プロセスサイクルの範囲において実行可能である、
ことを特徴とする閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット（１１）。
【請求項１８】
前記閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット（１１）は、前記プロセスサイクルを複数回実行するように構成されており、前記プロセスサイクルは、
−周辺ユニットプロセスパラメータに対する、現在決定されている周辺ユニット閉ループ制御量に基づいてかつ周辺ユニット目標量に基づいて、前記周辺ユニットの前記駆動制御によって、前記周辺ユニットの所期の変更又は設定を提供する周辺ユニット閉ループ制御サイクルを実行することを伴い、
前記閉ループ制御サイクルの前記実行及び前記周辺ユニット閉ループ制御サイクルの前記実行は、所定の時間関係を伴って前記プロセスサイクルの範囲において実行可能である、
請求項１７に記載の閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット（１１）。
【請求項１９】
前記閉ループ制御サイクルにおいて、１つ又は複数の周辺ユニットプロセスパラメータを考慮することが可能であり、及び／又は、前記周辺ユニット閉ループ制御サイクルにおいて、１つ又は複数のプロセスパラメータを考慮することが可能である、
請求項１８に記載の閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット（１１）。
【請求項２０】
前記閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットは、前記真空バルブ又は前記周辺ユニットに含まれる、
請求項１７から１９までのいずれか１項に記載の閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット（１１）。
【請求項２１】
前記周辺ユニットは、周辺ユニット開ループ制御ユニットを有しており、
前記周辺ユニット開ループ制御ユニットは、前記閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットが前記周辺ユニット開ループ制御ユニットによって具現化されるように構成されている、
請求項１７から２０までのいずれか１項に記載の閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット（１１）。
【請求項２２】
真空プロセスシステムによってプロセスサイクルを実行する方法であって、
前記真空プロセスシステムは、少なくとも、
−対象物の処理のために前記対象物を入れることが可能な、真空化可能な真空プロセス体（１）と、
−体積流量又は質量流量を閉ループ制御するように、及び／又は、前記真空プロセス体（１）を気密性に閉鎖するように構成されており、かつ、駆動ユニットによって変位可能なバルブ閉鎖部材を有している真空バルブ（１０）と、
−前記真空プロセス体（１）において所定のプロセス状態を少なくとも部分的に提供するように構成されている周辺ユニット（２，４，２１−２５）と、
を有している、
真空プロセスシステムによってプロセスサイクルを実行する方法において、
前記方法の範囲において、プロセスサイクルが特に複数回実行され、前記プロセスサイクルは、少なくとも、
−前記所定のプロセス状態の少なくとも一部が提供されるように前記周辺ユニット（２，４，２１−２５）を駆動制御すること、及び、
−プロセスパラメータに対する、現在決定されている閉ループ制御量（１２）に基づいてかつ目標量（１３）に基づいて、前記駆動ユニット（４０）の駆動制御によって、前記バルブ開放状態の所期の変更又は設定を提供する閉ループ制御サイクルを実行することを含み、特に、これによって、前記バルブ閉鎖部材（３８）のこのようにして生じた状態変化によって、前記閉ループ制御量（１２）が前記目標量（１３）に近づくことが可能であり、
前記周辺ユニット（２，４，２１−２５）の前記駆動制御及び前記閉ループ制御サイクルの前記実行は、所定の時間関係を伴って前記プロセスサイクルの範囲において実行される、
ことを特徴とする、真空プロセスシステムによってプロセスサイクルを実行する方法。
【請求項２３】
コンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータプログラム製品は、特に、請求項１から２１までのいずれか１項に記載の閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット内の機械可読担体上に記憶されており、少なくとも、請求項２２に記載の方法の以下のステップ、すなわち、
−前記周辺ユニット（２，４，２１−２５）の駆動制御と、
−前記バルブ開放状態の閉ループ制御された変更又は設定を伴う前記閉ループ制御サイクルの実行と、
を実行又は開ループ制御するためのプログラムコードを有しており、
特に前記プログラムは、請求項１から２１までのいずれか１項に記載の真空プロセスシステムの電子データ処理ユニット、特に閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット（１１）において実行される、
コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空バルブ、プロセスチャンバ、周辺ユニット及び真空条件下での処理プロセスの開ループ制御された（ｇｅｓｔｅｕｅｒｔｅｎ）動作及び閉ループ制御された（ｇｅｒｅｇｅｌｔｅｎ）動作のための開ループ制御ユニット及び閉ループ制御ユニットから成るシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、体積流量又は質量流量を閉ループ制御し、バルブハウジング内に形成された開口部を通って流れる流路を実質的に気密性に閉鎖する真空バルブは、さまざまな実施形態において従来技術から知られており、特にＩＣ製造、半導体製造又は基板製造の分野において真空チャンバシステムで使用されている。これらの製造は、可能な限り、汚染粒子が存在してない、保護された雰囲気内で行われる必要がある。この種の真空チャンバシステムは、特に、処理又は製造されるべき半導体要素又は基板を受容するために設けられている少なくとも１つの、真空化可能な真空チャンバ、及び、真空チャンバを真空化するための少なくとも１つの真空ポンプを含む。真空チャンバは、それを通して半導体要素又は他の基板を真空チャンバに出し入れすることができる少なくとも１つの真空チャンバ開口部を有している。たとえば、半導体ウェーハ又は液晶基板の製造設備においては、繊細な半導体要素又は液晶要素が、複数のプロセス真空チャンバを順次通走する。プロセス真空チャンバにおいて、プロセス真空チャンバ内に存在する部品がそれぞれ処理装置によって処理される。プロセス真空チャンバ内での処理プロセス中にも、チャンバからチャンバへの輸送中にも、繊細な半導体要素又は基板は常に保護された雰囲気、特に空気のない環境内に存在している必要がある。
【０００３】
このために、一方ではガス供給口又はガス排出口を開閉するために周辺バルブが使用され、他方では部品を出し入れするための真空チャンバの搬送開口部を開閉するために搬送バルブが使用される。
【０００４】
半導体部品によって通走される真空バルブは、記載された適用分野とそれに関連する寸法とに基づいて真空搬送バルブと称され、その主に長方形の開口断面に基づいて長方形バルブとも称され、その通常の作用に基づいて、スライドバルブ、長方形スライダー又は搬送スライドバルブとも称される。
【０００５】
周辺バルブは特に、ある真空チャンバと真空ポンプ又は他の真空チャンバとの間のガス流を開ループ制御又は閉ループ制御するために使用される。周辺バルブは、たとえば、プロセス真空チャンバ又は搬送チャンバと真空ポンプ、雰囲気又は他のプロセス真空チャンバとの間のパイプシステム内に存在する。ポンプバルブとも称されるこの種のバルブの開口断面は通常、真空搬送バルブのそれよりも小さい。周辺バルブは、使用領域に関連して、開口部を完全に開閉するためだけに使用されるのではなく、開口断面を完全開放位置と気密の閉鎖位置との間で連続的に変えることによって流量を開ループ制御又は閉ループ制御するためにも使用されるので、閉ループ制御バルブとも称される。ガス流を開ループ制御又は閉ループ制御するための可能な周辺バルブは振り子バルブである。
【０００６】
たとえば、米国特許第６，０８９，５３７号明細書（ＵＳ６，０８９，５３７）（Ｏｌｍｓｔｅｄ）から知られているような、典型的な振り子バルブでは、第１のステップにおいて、通常は円形のバルブディスクが、通常は同様に円形の開口部を介して、開口部を解放する位置から開口部を遮蔽する中間位置に回転して旋回させられる。たとえば、米国特許第６，４１６，０３７号明細書（ＵＳ６，４１６，０３７）（Ｇｅｉｓｅｒ）又は米国特許第６，０５６，２６６号明細書（ＵＳ６，０５６，２６６）（Ｂｌｅｃｈａ）に記載されているようなスライドバルブの場合、開口部と同様にバルブディスクは主に長方形に形成されており、このような第１のステップにおいて、開口部を解放する位置から開口部を遮蔽する中間位置に線形にシフトされる。このような中間位置においては、振り子バルブ又はスライドバルブのバルブディスクは、開口部を取り囲むバルブシートに対して、離れた、反対の位置にある。第２のステップにおいては、バルブディスクとバルブシートとの間の間隔が短くなり、これによって、バルブディスクとバルブシートとが互いに均等に押し付けられ、開口部が実質的に気密性に閉鎖される。このような第２の運動は、有利には実質的に、バルブシートに対して垂直な方向において行われる。シールは、たとえば、バルブディスクの閉鎖側に配置されているシールリングを介して行われ、このシールリングは、開口部を取り囲むバルブシート上に押し付けられる。又はシールは、バルブディスクの閉鎖側に押し付けられた、バルブシート上の密封リングを介して行われる。２つのステップで行われる閉鎖過程によって、バルブディスクとバルブシートとの間のシールリングが、シールリングを破壊し得るせん断力にさらされることがほぼなくなる。なぜなら、第２のステップにおけるバルブディスクの運動は実質的に直線状に、バルブシートに垂直に行われるからである。
【０００７】
従来技術から、たとえば米国特許第６，６２９，６８２号明細書（ＵＳ６，６２９，６８２Ｂ２）（Ｄｕｅｌｌｉ）から、種々の密閉装置が知られている。真空バルブの密閉リング及び密閉部のための適当な材料は、たとえば、ＦＫＭとも称されるフッ素ゴム、特に「Ｖｉｔｏｎ」の商品名で知られているフッ素エラストマー及びパーフロロゴム、略してＦＦＫＭである。
【０００８】
振り子バルブの場合には回転運動であり、スライドバルブの場合には開口部に平行な並進運動であるバルブディスクの運動と、開口部に垂直な実質的な並進運動とのこのような組合せを実現するために、従来技術から種々の駆動システムが知られており、これらの従来技術は、たとえば、振り子バルブの場合には米国特許第６，０８９，５３７号明細書（ＵＳ６，０８９，５３７）（Ｏｌｍｓｔｅｄ）であり、スライドバルブの場合には米国特許第６，４１６，０３７号明細書（ＵＳ６，４１６，０３７）（Ｇｅｉｓｅｒ）である。
【０００９】
全圧力範囲内において必要な気密性が保証され、さらに過度に大きい圧力要求によるシール媒体、特にＯリングの形態のシールリングの損傷も回避されるように、バルブディスクをバルブシートに押し付ける必要がある。これを保証するために、既知のバルブには、２つのバルブディスク側面の間の圧力差に応じて、バルブディスクの閉ループ制御されたプレス圧力閉ループ制御が設けられている。しかし、特に、圧力変動が大きい場合、又は、負圧から正圧への変化時、又は、正圧から負圧への変化時には、シールリングの全周に沿って、力の均一な分布が常に保証されるとは限らない。一般的には、バルブに加えられた圧力から生じる支持力からシールリングを切り離すことが目指される。米国特許第６，６２９，６８２号明細書（ＵＳ６，６２９，６８２Ｂ２）（Ｄｕｅｌｌｉ）においては、これに対して、たとえば、シールリングと、それに隣接する支持リングとから構成され、それによってシールリングが支持力から実質的に解放されている、シール媒体を備えた真空バルブが提案される。
【００１０】
場合によっては正圧に対しても負圧に対しても必要な気密性を実現するために、第２の運動ステップに対して付加的又は選択的に、多くの既知の振り子バルブ又はスライドバルブにおいては、バルブディスクに対して垂直にシフト可能であり、開口部を取り囲むバルブリングが設けられている。このバルブリングは、バルブを気密性に閉鎖するために、バルブディスクに押し付けられる。バルブディスクに対して相対的に、能動的にシフト可能なバルブリングを備えたこの種のバルブは、たとえば、独国特許出願公告第１２６４１９１号明細書（ＤＥ１２６４１９１Ｂ１）、独国特許発明第３４４７００８号明細書（ＤＥ３４４７００８Ｃ２）、米国特許第３，１４５，９６９号明細書（ＵＳ３，１４５，９６９）（ｖｏｎ  Ｚｗｅｃｋ）及び西独国実用新案第７７３１９９３号明細書（ＤＥ７７３１９９３Ｕ）から知られている。米国特許第５，５７７，７０７号明細書（ＵＳ５，５７７，７０７）（Ｂｒｉｄａ）には、開口部を有しているバルブハウジングと、この開口部を通る流量を開ループ制御するための、開口部に平行に旋回可能なバルブディスクとを有する振り子バルブが記載されている。開口部を取り囲むバルブリングは、複数のばねと圧縮空気シリンダーとを用いて、バルブディスクの方向に垂直に能動的に運動可能である。このような振り子バルブの可能な発展形態は、米国特許出願公開第２００５／００６７６０３号明細書（ＵＳ２００５／００６７６０３Ａ１）（Ｌｕｃａｓ等）において提案されている。
【００１１】
上述したバルブは、特に繊細な半導体要素の製造時に使用されるので、特に、バルブの操作によって及びバルブ閉鎖部材の機械的な負荷によって生じる粒子の生成及びバルブ空間内の遊離粒子の数は、可能な限り低く抑制されるべきである。粒子の生成は、主に、たとえば、金属同士の接触及び研磨による摩擦によるものである。
【００１２】
上述したように、真空閉ループ制御バルブは、プロセスチャンバ内の所定のプロセス環境を設定するために使用される。閉ループ制御は、ここでは典型的には、チャンバ内部圧力に関する情報を提供する圧力信号に基づいて、かつ、目標量、すなわち、閉ループ制御によって達成されるべき目標圧力に基づいて行われる。次に、閉ループ制御の範囲において、バルブ閉鎖部材（バルブディスク）の位置が、所定の時間内に目標圧力に到達するように変えられる。
【００１３】
閉ループ制御に対して選択的に、真空閉ループ制御バルブを、たとえば、所定の時間内にプロセスチャンバ内で達成されるべき目標圧力等の既知のプロセスパラメータに基づいて開ループ制御して動かすこともできる。このため、たとえば、バルブディスクに対する関連する目標位置が提供され、同様に予め定められた時間でこの位置に近づく。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第６，０８９，５３７号明細書（ＵＳ６，０８９，５３７）（Ｏｌｍｓｔｅｄ）
【特許文献２】米国特許第６，４１６，０３７号明細書（ＵＳ６，４１６，０３７）（Ｇｅｉｓｅｒ）
【特許文献３】米国特許第６，０５６，２６６号明細書（ＵＳ６，０５６，２６６）（Ｂｌｅｃｈａ）
【特許文献４】米国特許第６，６２９，６８２号明細書（ＵＳ６，６２９，６８２Ｂ２）（Ｄｕｅｌｌｉ）
【特許文献５】独国特許出願公告第１２６４１９１号明細書（ＤＥ１２６４１９１Ｂ１）
【特許文献６】独国特許発明第３４４７００８号明細書（ＤＥ３４４７００８Ｃ２）
【特許文献７】米国特許第３，１４５，９６９号明細書（ＵＳ３，１４５，９６９）（ｖｏｎ  Ｚｗｅｃｋ）
【特許文献８】西独国実用新案第７７３１９９３号明細書（ＤＥ７７３１９９３Ｕ）
【特許文献９】米国特許第５，５７７，７０７号明細書（ＵＳ５，５７７，７０７）（Ｂｒｉｄａ）
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００５／００６７６０３号明細書（ＵＳ２００５／００６７６０３Ａ１）（Ｌｕｃａｓ等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述した２つの方法には、それぞれ固有の利点と欠点とがある。たとえば、予め定められた開ループ制御を用いて、プロセスチャンバ内の目標圧力を比較的短時間で設定することができるが、典型的には、フィードバック（たとえば、現在の圧力情報）が不足しているため、実際に存在する圧力に関する情報には、留保条件が伴う。場合によって生じる、生産プロセスへの不所望な影響、たとえば、変更されたガス流入又はプロセスチャンバの漏洩箇所は、完全に識別されないままであり、典型的には製造の質の低下につながる。
【００１６】
開ループ制御とは異なり、プロセスチャンバ内の圧力の閉ループ制御には時間がかかる。フィードバック信号、典型的には現在加えられているチャンバ圧力を測定する圧力センサによって生成されるフィードバック信号は、必然的な遅延を伴って検出及び処理される。これに基づく閉ループ制御は、結果として、対応する遅延を伴って実行され、相応する、目標圧力の遅れた設定につながる。これに対して、目標圧力の閉ループ制御によって、プロセスチャンバ内のガス流入又は圧力変動が変化しても、これを確実に設定することができる。基準となるチャンバ内部圧力に関するより確実なプロセス安全性のために、多くの場合、バルブの閉ループ制御が好んで使用される。
【００１７】
さらに、典型的な処理プロセスは、チャンバの備え付け、チャンバの閉鎖、チャンバの真空化及びプロセスガスの充填等の一連の個々のステップから構成される。これらのステップには特に、真空バルブを用いたチャンバ内の目標圧力又は所望の質量流量の設定も含まれる。個々のステップの典型的な分散した調整によって、この種のプロセスの開ループ制御は、複雑であり、エラーが発生しやすく、かつ、個々のステップ間の一定の時間遅延を伴う。たとえば、閉ループ制御バルブは、圧力閉ループ制御が開始されるべきタイミングを示す信号を受け取る。目標圧力に到達した後、同様に、後続のプロセスステップに対して信号が出力されなければならない。
【００１８】
したがって、本発明の課題は、上述した欠点を克服することができる、改良された真空プロセスを提供することである。
【００１９】
特に、本発明の課題は、改良された、すなわち、より迅速、より確実かつより容易な、対象物の処理を伴う、改良された真空プロセスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上述の課題は、独立請求項の特徴的な特徴を実現することによって解決される。選択的な又は有利な方法により本発明を発展させる特徴は、従属請求項に記載されている。
【００２１】
本発明の基本的な考えは、そのような処理システムのための真空バルブの開ループ制御又は閉ループ制御がもはや独立して実行されるのではないということである。すなわち、バルブの開ループ制御部は、圧力設定を開始するための信号だけを受信するのではなく、システムの閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットはバルブだけを閉ループ制御するのではなく、処理プロセスの少なくとも１つのさらなるステップ、ひいては他のコンポーネントを能動的に開ループ制御する。複数のコンポーネントのそのような中央開ループ制御及び閉ループ制御によって、個々のプロセスステップの調整が改良される。たとえば、圧力閉ループ制御の開始を、ガス流入バルブの駆動制御と最適に同期させることができ、それによって、所望の目標圧力へのより迅速な調整が実現される。選択的に、たとえば、閉ループ制御器は、目標圧力に到達するであろうタイミングを識別し、相応に時間最適化された方法により周辺ユニット（プラズマ生成用電極等）を駆動制御することができる。これによっても、時間を大幅に節約することができる。
【００２２】
プロセスサイクルが複数回繰り返される場合、このシステムのさらなる利点が活用可能である。真空バルブとその閉ループ制御とによって、たとえば、プロセスの状態に関して述べることを可能にする情報を生成することができる。たとえば、現在記録されている閉ループ制御曲線を記憶されている閉ループ制御曲線と比較し、これら２つの曲線の生じ得る偏差に基づいて、プロセスの開ループ制御された整合を行うことができる。このために、たとえば、次のサイクルにおいて、開ループ制御してガス流入を減らすことができる。閉ループ制御時間が過度に長い場合、ここでは、たとえば、前に許容されたガス量が多すぎだったことが察知される。
【００２３】
すなわち、本発明は、真空条件下で対象物を所定のように処理するための真空プロセスシステムに関する。このシステムは、対象物の処理のために対象物を入れることが可能な、真空化可能な真空プロセス体と、真空プロセス体からの体積流量又は質量流量を閉ループ制御するための、及び／又は、真空プロセス体を気密性に閉鎖するための真空バルブと、真空プロセス体において所定のプロセス状態を少なくとも部分的に提供するように構成されている周辺ユニットと、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットとを有している。所定のプロセス状態の部分的な提供とは、プロセス決定量（たとえば、チャンバ圧力又はプロセスガスの種類）の少なくとも１つが提供可能であることと理解することができる。
【００２４】
真空プロセス体は、たとえば、必要に応じて気密性に閉鎖可能なプロセスチャンバであり、たとえばロボットを用いてその中に対象物を入れかつそこから出すことができる。対象物は、たとえば、コーティングされるべき基板又はウェーハ（半導体ウェーハ）であり得る。
【００２５】
周辺ユニットは、処理プロセス用に設けられている、さまざまな駆動制御可能なコンポーネントによって形成可能である。特に、ガス流入ユニット（たとえば、ガス流入バルブ又は蒸発器）、プラズマ生成のためのプラズマ装置又は搬送バルブが、周辺ユニットを形成する。ピンリフターも同様にこの種の周辺ユニットとみなすことができる。
【００２６】
真空バルブは、開口軸を定めるバルブ開口部とバルブ開口部を取り囲む第１の密閉面とを備えるバルブシートを有している。さらに、第１の密閉面に対応する第２の密閉面によってバルブ開口部を実質的に気密性に閉鎖するバルブ閉鎖部材が設けられている。バルブはさらに、バルブ閉鎖部材と結合されている駆動ユニットを有している。この駆動ユニットは、バルブ閉鎖部材が、各バルブ開放状態を提供するために所定のように可変かつ設定可能であり、開放位置から閉鎖位置へ、及び、閉鎖位置から開放位置へ変位可能であるように構成されている。開放位置においては、バルブ閉鎖部材がバルブ開口部を少なくとも部分的に解放し、閉鎖位置においては、第１の密閉面が第２の密閉面に押し付けられており、バルブ開口部を実質的に気密性に閉鎖する。
【００２７】
閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットは、プロセスサイクルを複数回実行するように構成されている。プロセスサイクルは、少なくとも、所定のプロセス状態（たとえば、所定のプロセスガス）の少なくとも一部が提供可能であるように周辺ユニットを駆動制御すること、及び、プロセスパラメータに対する、現在決定されている閉ループ制御量に基づいてかつ目標量に基づいて、駆動ユニットを駆動制御することによって、バルブ開放状態の所期の変更又は設定を提供する閉ループ制御サイクルを実行することを伴う。特に、これによって、バルブ閉鎖部材のこのようにして生じた状態変化によって、閉ループ制御量が目標量に近づくことが可能である。
【００２８】
周辺ユニットの駆動制御及び閉ループ制御サイクルの実行は、所定の時間関係を伴ってプロセスサイクルの範囲において実行可能かつ開ループ制御可能である。
【００２９】
すなわち、周辺ユニットの駆動制御及びバルブを用いた閉ループ制御の２つのステップを、時間的に調整して開始又は実行することができる。すなわち、これらを既知の、予め定められた時間オフセットを伴って、又は、同期して開始又は実行することができる。時間オフセットは、ここで、得られるべきプロセス状態（たとえば、所定の、一定の内部圧力又は層流）に応じて選択される。
【００３０】
可変バルブ設定によるポンピング排出、及び、たとえば蒸発システムを用いたガス注入による、閉ループ制御されたチャンバ圧力の同期によって、均一な圧力又は流れが提供され、比較的迅速に、たとえば、プロセスステップを実行した後、かつ、次のステップを開始する前に、プロセス体を真空化することができる。
【００３１】
さらに、原子層の堆積（ＡＤＬ：原子層堆積）又は表面のエッチング（ＡＬＥ：原子層エッチング）に対する、所期の所望されている量のガスを供給することができる。ここでは典型的には、数ミリ秒の範囲の正確に定められたプロセス時間が守られるべきである。特定の製造の場合には、同様のシーケンスでこのようなステップを複数回繰り返すことが要求され得る。この際に、たとえば、適用される原子層又は個々の原子の数を一定に保つことができ、堆積される層又は原子が少なすぎたり多すぎたりしないように、プロセス時間がそれぞれ正確に守られることが重要であり得る。本発明に係るシステムは、これらのプロセスを改善された方法により開ループ制御することができる。なぜなら、必要なプロセスガスの供給を周辺ユニット（たとえば、蒸発器）によって開ループ制御することができ、さらに、必要なチャンバ圧力の設定を調整して閉ループ制御することができるからである。
【００３２】
したがって、閉ループ制御（Ｃｌｏｓｅｄ−Ｌｏｏｐ制御）は、ここでは有利であり得る。なぜなら、これによって、開ループ制御（Ｏｐｅｎ−Ｌｏｏｐ制御）とは異なり、起こり得るシステムエラーに対するドリフト作用を回避することができるからである。
【００３３】
たとえば圧力センサ等の付加的な監視ユニットによって、周辺ユニット及び真空バルブの時間的な駆動制御を設定又は最適化することができる。
【００３４】
ある実施形態においては、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットは、プロセスサイクルを複数回実行するように構成されており、これは周辺ユニットの所期の変更又は設定を提供する周辺ユニット閉ループ制御サイクルを実行することを伴う。この周辺ユニット閉ループ制御サイクルは、周辺ユニットプロセスパラメータに対する、現在決定されている周辺ユニット閉ループ制御量に基づいてかつ周辺ユニット目標量に基づいて、周辺ユニットを上述したように駆動制御することによって行われる。ここで、閉ループ制御サイクルの実行及び周辺ユニット閉ループ制御サイクルの実行は、所定の時間関係を伴ってプロセスサイクルの範囲において実行可能である。
【００３５】
これは、周辺ユニットの駆動制御が、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットによって実行される閉ループ制御に基づくことができることを意味する。すなわち、バルブ開放状態の変更／設定に加えて、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットによって、周辺ユニットの状態を変更する／設定することもできる。すなわち、周辺ユニットを閉ループ制御することができる。
【００３６】
たとえば、プロセスガス供給ユニットを、周辺ユニットとして閉ループ制御することができ、それによって、要求に応じて、プロセスガス供給（すなわち、たとえば質量流量）の事前に定められた値又は事前に定められた値曲線が周辺ユニットプロセスパラメータとして設定されるだけでなく、プロセスガス供給は、フィードバックの影響を受け、したがって、現在望まれている周辺ユニット状態を得るのに、より効果的及び／又は効率的に寄与するプロファイルをたどる。閉ループ制御された周辺ユニットの他の例は、真空ポンプであり、この場合、ここでは、たとえばポンプの出力又は回転数を閉ループ制御することができる。たとえば、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットは、それらの周辺ユニットを駆動制御することによって、さまざまな周辺ユニットの１つ又は複数の状態を閉ループ制御することもできる。
【００３７】
複数のシステムコンポーネント、たとえば真空バルブとプロセスガス供給ユニットの共通した閉ループ制御によって、所望の処理状態（たとえば、プロセス体内の圧力及びプロセスガス量）に到達するまでの時間に関して、処理プロセスの大幅な最適化を実現することができる。これによって、プロセスステップを、より高いシーケンス頻度で実行することができる。
【００３８】
他の実施形態においては、閉ループ制御サイクルにおいて、１つ又は複数の周辺ユニットプロセスパラメータを考慮することが可能である。付加的又は選択的に、周辺ユニット閉ループ制御サイクルにおいて、１つ又は複数のプロセスパラメータも考慮することが可能である。
【００３９】
これは、各閉ループ制御サイクルにおける情報の流れが双方向であることを意味している。これによって、プロセスサイクルの効率が再び向上する。すなわち、駆動ユニットの閉ループ制御は、フィードバックとして、周辺ユニットのパラメータを考慮することが可能であり、これとは逆に、周辺ユニットの閉ループ制御が、真空バルブのパラメータに関連することもできる。
【００４０】
たとえば、質量流量コントロールユニット（すなわち、周辺ユニットとしてのプロセスガス供給ユニットの大略的な意味における）を閉ループ制御する場合、真空バルブのディスク位置、真空バルブの開口が現在どのようであるか、又は、真空バルブのディスク位置のプロファイル曲線がどのような性質であるのかを考慮することができる。次に、真空バルブの情報から、たとえば、プロセスガスの流入時点及び／又は流量を変更する／設定することができる。真空ポンプを閉ループ制御する場合、その出力を、上述した情報又は真空バルブを介して呼び出すことができる他の情報に関連して調整することもできる。
【００４１】
他方では、たとえば、真空バルブを閉ループ制御する場合、流れているガスの、プロセスガス供給ユニットによって現在測定されている圧力及び／又は現在測定されている温度等のガス供給に関する情報を考慮することができる。真空バルブの閉ループ制御時には、たとえば、真空ポンプの現在の回転数又は温度も考慮することができる。たとえば、真空バルブの閉ループ制御時には、プラズマ生成部の電圧値又は周波数値も考慮することができる。
【００４２】
他の実施形態においては、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットは、真空バルブ又は周辺ユニットに含まれている。これは、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットが物理的なコンポーネントとして真空バルブ又は周辺ユニット内に統合されていてよいことを意味する。
【００４３】
他の実施形態においては、周辺ユニットは、周辺ユニット開ループ制御ユニットを有している。このような周辺ユニット開ループ制御ユニットは、たとえば、周辺ユニットを開ループ制御するために設けられていてよい。特にこのような実施形態においては、周辺ユニット開ループ制御ユニットは、ここで、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットが周辺ユニット開ループ制御ユニットによって具現化されるように構成されていてよい。これは特に、周辺ユニット開ループ制御ユニットが機能的に閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットの役割を担うことを意味している。すなわち、周辺ユニットを開ループ制御及び／又は閉ループ制御し、さらに真空バルブを閉ループ制御するようにも構成されている。
【００４４】
すなわち、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットを、周辺ユニットの１つと統合された構造態様により構成することもできる。すなわち、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットは、相応する周辺ユニットによって提供され、また、相応する周辺ユニットとともに提供され、閉ループ制御されるべき真空バルブは、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットと接続されている。
【００４５】
ある実施形態においては、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットは、特に、その実行の際に、第１のプロセスサイクルに間にプロセス情報が導出され、後続の第２のプロセスサイクルが、プロセス情報に基づいて整合されるように構成されている、プロセスサイクルにまたがる更新機能を有している。プロセス情報は、たとえば、プロセスの、予め定められた通常状態からの偏差であってよく、たとえば、プロセスガスを充填する際の過剰な圧力上昇であってよい。プロセス情報は、バルブの各閉ループ制御動作から抽出可能である。その結果、圧力上昇が目標レベルを超えないように、後続のプロセスサイクル時にガス流入に対するバルブを、整合して駆動制御することができる。
【００４６】
したがって、プロセスサイクルにおいて以前発生した偏差を、次のサイクルにおいて低減させ又は完全に回避することができる。
【００４７】
これに加えて、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットは、更新機能が継続的に、特に生産プロセス中に多数の閉ループ制御サイクルにわたって実行可能であるように構築されていてよい。
【００４８】
プロセス情報は、導出された閉ループ制御偏差の特徴に応じて生成可能であってよく、特に、ここでは、閉ループ制御偏差が予め定められた閾値を超える場合にプロセス情報が生成される。
【００４９】
プロセス情報はさらに、音響的又は視覚的に生成されている出力信号を含み得る。さらに、プロセス情報は、閉ループ制御サイクルの質を示すクオリティ情報を有することができ、このようなクオリティ情報を用いて、ユーザ出力、特にエラー情報又はアラーム信号が生成可能であてよい。
【００５０】
これに加えて、プロセス情報に基づいて、不所望なプロセス状態が識別可能であり、特に、閉ループ制御サイクル中の不所望な測定流入、特にここではプロセス体の漏洩箇所の存在が識別可能である。
【００５１】
特に、第１のプロセスサイクルの実行の際に閉ループ制御量を検出することによって、実際の閉ループ制御プロファイルをプロセス情報として導出することができ、この実際の閉ループ制御プロファイルを、保存されている基準閉ループ制御プロファイルと比較して閉ループ制御偏差（拡張されたプロセス情報）を導出することができ、導出された閉ループ制御偏差の特徴に基づいて、第２のプロセスサイクルの整合を行うことができる。第２のプロセスサイクルに対して、たとえば、バルブ閉鎖部材に対する、開ループ制御された、近づくことが可能なプレ閉ループ制御位置が整合可能であり、又は、ガス流入に対する開始時点が修正可能である。
【００５２】
閉ループ制御サイクルを２つのサブステップに分割する場合に、プレ閉ループ制御位置に近づくことができる。第１のサブステップにおいては、バルブ閉鎖部材が、既知の設定に従って開ループ制御されて、この位置に動かされる。この位置は、理想的には既に、純粋な閉ループ制御によって設定されるべき位置の近傍にある。第２のサブステップにおいて、チャンバ内部圧力が純粋に調整される。プレ閉ループ制御位置を直接的に駆動制御することによって、圧力センサの遅延を伴う情報に起因し得る遅延を解消すること及び低減させることができる。
【００５３】
ある実施形態においては、第１のプロセスサイクルの実行の際に閉ループ制御量を検出することによってプロセス情報を導出することができ、プロセス情報に基づいて、第２のプロセスサイクルに対して、周辺ユニットの駆動制御を適合させることができる。これによって、バルブの現在の閉ループ制御によって導出可能な、プロセス状態に関する情報から、周辺ユニットを直接的に駆動制御することによって、プロセス、すなわち、後続のプロセスサイクルを目標設定に整合させることができる。すなわち、バルブを閉ループ制御するために閉ループ制御パラメータを変更する必要はない。すなわち、ここでは、バルブ閉ループ制御を、プロセスの検査及び監視のためにも使用及び構成することができる。
【００５４】
先行するサイクルに基づいて整合された、周辺ユニットの駆動制御は、（新たな）現在の駆動制御として、プロセスサイクルに対して提供可能であり及び／又は保存可能である。特にここで、周辺ユニットの駆動制御は、閉ループ制御量に対する、少なくとも部分的に予測可能な影響に基づいて整合される。これによって、プロセスサイクルが繰り返し整合される。
【００５５】
特に、第２のプロセスサイクルは、第１のプロセスサイクルの後に実行される。
【００５６】
ある実施形態においては、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットは、閉ループ制御サイクルを複数回実行する間に、閉ループ制御量を検出することによって、基準閉ループ制御プロファイルが生成可能かつ保存可能であるように構成されていてよく、特にここでは、閉ループ制御ステップの特定の時間間隔に対して又は特定の時点に対して検出された閉ループ制御量の平均化が行われる。これは、閉ループ制御に対する一種の学習機能として理解することができ、目標閉ループ制御プロファイルの生成を可能にする。
【００５７】
さらに、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットは、基準プロセスプロファイルを生成するための、選択的な学習機能を有しており、ここで、この学習機能は次のように構築されている。すなわち、その実行の際に、プロセスサイクルに対する目標動作に対応して、多数の実質的に同種のプロセスサイクルの実行に対して、バルブ閉鎖部材の各目標位置及び／又は周辺ユニットの駆動制御のための各開ループ制御量が、各プロセスサイクルの少なくとも１つの各時間区間にわたって検出されるように構築されている。検出された目標位置及び／又は開ループ制御量は、プロセスサイクルの各時間区間に関して、基準プロセスプロファイルとして保存可能である。したがって、学習機能は閉ループ制御サイクルのみに限定されず、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットによって管理又は出力されるすべての開ループ制御命令に関係し得る。
【００５８】
ここでは、開ループ制御信号の出力に対する各時点が特に関連している。各関連する時点、すなわち、先行する開ループ制御信号に対して相対的な時点を学習することによって、プロセスフローの最適化、ひいてはプロセス時間の短縮を実現することができる。
【００５９】
基準閉ループ制御プロファイルは、閉ループ制御サイクル、特に、実行されるべきプロセスサイクルの実行に対する目標量及び許容される持続時間に関連して定められていてよい。
【００６０】
特定の実施形態においては、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットは、周辺ユニットの駆動制御のために開始信号を出力するように、かつ、開始信号に関して所定の時間オフセットを伴って閉ループ制御サイクルを開始するように構成されていてよい。これは、たとえば、周辺ユニットが開ループ制御可能なガス流入ユニットであり、ガス流入の開始によって、内部圧力の閉ループ制御を開始するべき場合に有利である。ガス流入に対する信号がホストコントローラからバルブに出力され、次いでバルブが圧力センサのフィードバック信号を待つ従来技術の装置とは異なり、閉ループ制御を、時間的に整合して、ガス流入によって開始することができる。特に、第１の閉ループ制御段階において、バルブ閉鎖部材を所期のように変位させることができ、次に、受け取った圧力情報に基づく純粋な閉ループ制御を開始することができる。
【００６１】
２段階のサイクルによって、閉ループ制御は、たとえば、ある程度の時間的なオフセット（これは、その前に実行された、バルブ閉鎖部材の開ループ制御された変位によって生成され、開始時点に整合される）を伴って開始し、これによって、閉ループ制御のために、プロセス体からの現在の圧力データが既に存在し、閉ループ制御を直接的に開始することができる。
【００６２】
プロセスパラメータを、特に、真空プロセス体に対する圧力情報によって具現化することができる。目標量は、真空プロセス体内で達成されるべき目標圧力であってよく、現在決定されている閉ループ制御量は、真空プロセス体内の現在の圧力を表していてよい。これは、プロセス体に対する圧力閉ループ制御である。
【００６３】
たとえば、プロセスチャンバ内の測定された圧力に応じて、バルブの開口断面が特定の方向に調整される。ここで、断面が拡大される場合には、圧力降下が予期され、断面が縮小される場合には、圧力上昇が予期されるべきである（予測可能性）。プロセス構造が極めてよく知られている場合には、圧力変化の方向（圧力の増大及び減少）に加えて、これにより引き起こされる圧力変化の量も、少なくとも大略的に既知であり得る。
【００６４】
本発明の変形例においては、目標量は、真空プロセス体内で達成されるべき目標圧力であってよく、現在決定されている閉ループ制御量は、たとえば、圧力情報に加えて、真空プロセス体への現在の媒体流入を示し、特に現在決定されている閉ループ制御量は現在の圧力流入量を考慮する。このような付加的な情報を用いて、目標圧力をより高い精度及び効率で閉ループ制御することができる。
【００６５】
特に、現在決定されている閉ループ制御量とともに、流出情報が記憶されてよく、又は、現在決定されてよい。ここで、この流出情報は、単位時間あたりに、媒体（たとえば、プロセスガス）がプロセス体から、閉鎖位置に応じて流出する質量又は体積を示している。流出情報は、ここで、真空ポンプによって提供される吸引力に大きく関連する。
【００６６】
閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットは、たとえば、圧力センサと接続されていてよい。ここで、圧力センサの出力信号は、現在決定されている閉ループ制御量（プロセスチャンバ内の現在の圧力）を提供する。選択的又は付加的に、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットは、質量流量計又は質量流量コントロールユニットと接続されていてよく、質量流量計又は質量流量コントロールユニットの出力信号は、現在決定されている閉ループ制御量を（たとえば、時間あたりのプロセスガスの流入量に関する情報として）提供する。すなわち、第２のケースにおいては、閉ループ制御量は、チャンバ圧力である必要はなく、現在のガス流入を表すこともできる。
【００６７】
有利には、実際の閉ループ制御プロファイル及び基準閉ループ制御プロファイルは、各閉ループ制御曲線の形態で検出されている。
【００６８】
ある実施形態においては、真空バルブと閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットとは、統合された構造態様により構成されている。
【００６９】
選択的に、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットは、構造的に真空バルブから分離されて構成されていてよく、真空バルブと通信接続されていてよく、特にここでは、無線のワイヤレス接続又は有線接続が生じる。
【００７０】
相応する実施形態においては、周辺ユニットは、以下のものとして、すなわち、
−特に蒸発器として、ガス流入バルブとして又は質量流量閉ループ制御器としてのプロセスガス供給ユニット、
−プラズマ生成器、特に少なくとも１３ＭＨｚの周波数を有する、特に高周波の可逆性電極、
−真空プロセス体の充填及び放出のための真空搬送バルブ、
−プロセスチャンバ内で又は対象物で所定の温度を設定するための温度調節ユニット、
−対象物を真空プロセス体に搬入するための、及び／又は、対象物を真空プロセス体から搬出するためのロボットユニット、
−真空ポンプ、又は、
−処理状態、特に処理位置に対象物を提供するためのピンリフティング装置、特にピンリフター
として構成されていてよい。
【００７１】
特定の実施形態においては、プロセスガス供給ユニットとして構成されている周辺ユニットの駆動制御によって、所定量のガスを、プロセスサイクルに対して、真空プロセス体内に提供可能であり、これによって、所定のプロセス状態が少なくとも部分的に提供可能である。
【００７２】
本発明はさらに、真空プロセスシステムのための閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットに関し、ここで、真空プロセスシステムは少なくとも１つの真空バルブを有しており、この真空バルブは、体積流量又は質量流量を閉ループ制御し、及び／又は、プロセス体を気密性に閉鎖するように構成されており、かつ、駆動ユニットによって変位可能なバルブ閉鎖部材を有している。真空プロセスシステムはさらに、対象物の処理のために対象物を入れることが可能な、真空化可能な真空プロセス体と、真空プロセス体において所定のプロセス状態を少なくとも部分的に提供するように構成されている周辺ユニットとを有している。真空バルブ、周辺ユニット及び真空プロセス体は、本明細書に記載の実施形態に従って構成されていてよい。
【００７３】
閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットは、プロセスサイクルを複数回実行するように構成及び構築されている。このプロセスサイクルは、所定のプロセス状態の少なくとも一部が提供可能であるように周辺ユニットを駆動制御すること、及び、プロセスパラメータに対する、現在決定されている閉ループ制御量に基づいてかつ目標量に基づいて、駆動ユニットの駆動制御によって、バルブ開放状態の所期の変更又は設定を提供する閉ループ制御サイクルを実行することを含み、特に、これによって、バルブ閉鎖部材のこのようにして生じた状態変化によって、閉ループ制御量が目標量に近づくことが可能である。周辺ユニットの駆動制御及び閉ループ制御サイクルの実行は、所定の時間関係を伴ってプロセスサイクルの範囲において実行可能である。
【００７４】
閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットは、システムの他の開ループ制御可能なコンポーネントと有線又は無線通信接続されていてよい。
【００７５】
閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットはさらに、そのソフトウェア又はアルゴリズムを整合又は更新するための、及び／又は、プロトコルデータを読み出すための、（論理的及び／又は物理的）なインタフェースを有することができる。
【００７６】
本発明はさらに、真空プロセスシステムを用いてプロセスサイクルを実行する方法に関し、ここで、真空プロセスシステムは、少なくとも、
−体積流量又は質量流量を閉ループ制御するように、及び／又は、プロセス体を気密性に閉鎖するように構成されており、駆動ユニットによって変位可能なバルブ閉鎖部材を有している真空バルブと、
−対象物の処理のために対象物を入れることが可能な、真空化可能な真空プロセス体と、
−真空プロセス体において所定のプロセス状態を少なくとも部分的に提供するように構成されている周辺ユニットと、
を有する。
【００７７】
方法の範囲においてにプロセスサイクルが特に複数回実行される。プロセスサイクルは、少なくとも、
−所定のプロセス状態の少なくとも一部が提供されるように周辺ユニットを駆動制御することと、
−プロセスパラメータに対する、現在決定されている閉ループ制御量に基づいてかつ目標量に基づいて、駆動ユニットの駆動制御によって、バルブ開放状態の所期の変更又は設定を提供する閉ループ制御サイクルを実行することと、
を含み、特に、これによって、バルブ閉鎖部材のこのようにして生じた状態変化によって、閉ループ制御量が目標量に近づくことが可能である。
【００７８】
周辺ユニットの駆動制御及び閉ループ制御サイクルの実行は、所定の時間関係を伴ってプロセスサイクルの範囲において実行される。
【００７９】
本発明はさらに、コンピュータプログラム製品に関し、このコンピュータプログラム製品は、特に上述した閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット内の機械可読担体上に記憶されており、これは、上述した方法の少なくとも以下のステップ、すなわち、
−周辺ユニットの駆動制御、及び、
−バルブ開放状態の閉ループ制御された変更又は設定を伴う閉ループ制御サイクルの実行の時間的に調整された実行又は開ループ制御のためのプログラムコードを備えている。
【００８０】
特に、プログラム又はプログラムコードは、真空プロセスシステムの、特に閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットの電子データ処理ユニットにおいて、又は、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットにおいて実行される。すなわち、（全体的な）プロセスサイクルを、相応する（コンピュータ実装された）アルゴリズムを実行することによって開ループ制御及び閉ループ制御することができる。
【００８１】
本発明に係る装置及び本発明に係る方法を、以下において、図面に概略的に示されている具体的な実施例に基づいて、純粋に例としてより詳細に説明する。ここで、本発明のさらなる利点も説明される。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係る、プロセスサイクルの開ループ制御された−閉ループ制御された動作のための真空プロセスシステムの第１の実施形態の概略図を示す。
【図２】本発明に係る真空処理システムの他の実施形態を示す。
【図３ａ】振り子バルブとしての、本発明に対応して閉ループ制御可能な真空バルブの実施形態を示す。
【図３ｂ】振り子バルブとしての、本発明に対応して閉ループ制御可能な真空バルブの実施形態を示す。
【図３ｃ】振り子バルブとしての、本発明に対応して閉ループ制御可能な真空バルブの実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００８３】
図１は、真空条件下で、対象物、たとえば半導体ウェーハを処理するための本発明に係るシステムの構造を概略的に示している。この構造は、真空プロセスチャンバ１とプロセスチャンバ１への供給線路１ａとを有しており、ここで、供給線路１ａは、周辺ユニット２、ここではガス流量計又はガス流量閉ループ制御器と結合されており、これによって、プロセスチャンバ１に流入するガス量を測定し、又は、流入するガス量を相応に閉ループ制御することができる。さらに、圧力センサ３が設けられており、これによって、プロセス体１の内部の圧力（チャンバ圧力）を決定することができる。
【００８４】
プロセスチャンバ１の出口側においては、真空化のために真空ポンプ４がチャンバ１と接続されている。流出する質量流量を開ループ制御又は閉ループ制御するために、設定可能な真空バルブ１０が、真空ポンプ４とチャンバ１との間に配置されている。ここで、たとえば、バルブの電動式、空気圧式又は油圧式の駆動によって、（開ループ制御による）設定の可能性が実現されていてよい。
【００８５】
このシステムは、本発明に対応して、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１を有している。これは、一方では周辺ユニット２と接続されており、このようなユニットの直接的な駆動制御及び設定を可能にし、他方ではバルブ１０と接続されており、相応する入力量１２（閉ループ制御量）及びターゲット量１３(目標量)に基づいて、バルブ１０の少なくとも１つの閉ループ制御された駆動制御を提供する。入力量１２を提供するために、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１によって、圧力センサ３の信号が受信される。すなわち、チャンバ圧力をここでは、関連する、閉ループ制御されるべきプロセスパラメータとして用いることができる。
【００８６】
閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１は、これによって、対象物処理を実行するために設けられている、システムの主要構成要素と、真空バルブ１０と、ガス流入２とをまとめて開ループ制御又は閉ループ制御することができる。このような装置の利点は、従来技術において典型的に生じる、ガス流入と、圧力測定と、チャンバ圧力の閉ループ制御との間の遅延を格段に低減させ又は完全に回避することができるということである。このような遅延は、これまで、バルブの開ループ制御又は閉ループ制御が周辺機器２を能動的に駆動制御するのではなく、バルブの閉ループ制御器が典型的には、プロセス開始又はガス流入に対する開始信号を受信しており、これによって、必然的に、圧力閉ループ制御に対する遅延が発生しているということに基づいている。個々の処理ステップに対する処理時間（部分的にはミリ秒の領域）はますます短くなっているので、本発明に付随する、必要なプロセス条件（チャンバ圧力、温度、プラズマ点弧等）の設定に対する持続時間に関する改善によって、全体的な処理時間が格段に改善される。それに応じて、処理されるべき対象物のスループットを向上させることができる。
【００８７】
このシステムによって実行可能なプロセスサイクルは、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１によって開始可能である。これは、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１が信号１７を周辺ユニット２に送信することによって行われる。信号１７はここでは、たとえば、周辺ユニット２の、予め定められているように進行する行動（たとえば、流入するガス量の変更）のための開始信号の形態であってよく、又は、継続して伝達される開ループ制御量の形態であってよい。この開ループ制御量は、周辺ユニット２の同様に継続する所期の駆動制御のためのものである。言い換えると、開始信号のみが出力され、次に、周辺ユニット２の機能が自動的に、予め定められたように進行し、又は、周辺ユニット２の状態（たとえば、流入するガス量）が所定の時間期間にわたって閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１によって能動的に設定される。
【００８８】
したがって、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１によって、予め定められたプロセスサイクルを開始することができる。予め定められた量のプロセスガスをチャンバ１に入れることができ、又は、予め定められた質量流量若しくは体積流量を、チャンバを通して導入することができる。
【００８９】
閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１によって、サイクル開始の時点又は周辺ユニット２の開ループ制御に応じて同様に、バルブ位置の閉ループ制御を開始することができる。このために、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１は、圧力センサ３の現在の圧力信号１２を受信する。この閉ループ制御を、所定の時間的なオフセットを伴って開始することができる。
【００９０】
周辺ユニット２を駆動制御することによってプロセスが開始する時点が既知であることによって、たとえば、はじめに、バルブ１０での開ループ制御されたプレ閉ループ制御ステップを、圧力信号１２を受信することなく、時間的に調整して実行することができる。たとえば、バルブ閉鎖部材が所期のようにプレ閉ループ制御位置に動かされる。このプレ閉ループ制御位置は、既知のように、予期されるべき初期閉ループ制御位置に近い。このような開ループ制御された移動に続いて、次に、圧力信号１２に基づく閉ループ制御への移行（切り替え）が行われる。
【００９１】
速度の上昇は、従来技術の純粋な閉ループ制御システムの場合には、必然的な信号遅延（遅延）からも生じる。たとえば、圧力センサ３は、現在のチャンバ圧力が決定されるまで、さらに相応する信号生成及び出力のためにある程度の時間を必要とする。すなわち、閉ループ制御システムは、必要な閉ループ制御量を、同様に、このような遅延を伴って受信し、ここから、閉ループ制御及び所望の目標圧力に到達するための同様の遅延が生じる。バルブを事前開ループ制御することによって、このような信号遅延を解消することができる。
【００９２】
事前開ループ制御によって、フィードバック信号（現在の圧力）を用いずにバルブ閉鎖部材に対する最初の変位区間が遂行され、次に閉ループ制御ステップ、すなわち、バルブ閉鎖部材の閉ループ制御された運動に移行することができる。これによって、上述した遅延が低減又は回避される。なぜなら、たとえば、後の閉ループ制御段階の開始とともに既に圧力センサの信号が存在しており、この信号が閉ループ制御器によって直接的に処理可能だからである。
【００９３】
２つのステップ間の切り替えは、周辺ユニット２又はバルブ１０の予め定められた駆動制御動作の後に、及び、周辺ユニット２又はバルブ１０の既知の駆動制御動作から行われる。ここで、所定の時間が経過すると、自動的に切り替えが行われるので、このためにさらなるフィードバック信号は必要ない。
【００９４】
そのような実施例において、プロセスサイクルは基本的に、以下のような、連続して進行する３つの段階を有している。
ａ）第１段階、すなわち、周辺機器２の能動的な駆動制御において、ガス流入が開ループ制御される。
ｂ）第２段階、すなわち、プレ閉ループ制御ステップにおいて、バルブ閉鎖部材が、既知の中間目標位置（プレ閉ループ制御位置）に基づいて、この中間目標位置に置かれる。プレ閉ループ制御ステップは、開始信号１７によって開始又はトリガされる。開始信号１７は、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１によって生成される。
ｃ）プロセスサイクルの第３段階を形成する、プレ閉ループ制御ステップから閉ループ制御ステップへの移行が、プレ閉ループ制御位置に到達したときに、又は、開始信号に対する既知の時間差で、自動的に行われる。プレ閉ループ制御位置への到達は、たとえば、現在の、継続的に決定される閉鎖位置及び予め定められたプレ閉ループ制御位置とこの位置との比較によって識別可能である。対応する現在の閉鎖位置情報１４は、バルブ１０又はバルブ駆動部から閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１に伝達可能である。特に、このような情報は、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１の閉ループ制御モジュール及び最適化モジュール１５に伝達される（これは、論理的な矢印１４の破線による延長によって示されている）。プレ閉ループ制御位置に到達すると直ちに、プレ閉ループ制御モード（開ループ制御）から実際の閉ループ制御モード（閉ループ制御ステップ）に切り替わる。
【００９５】
選択的に、しかし、同様に時間的に調整されて、たとえば、プロセスの第２段階を、既に、プロセスの第１段階の前に行うことができることが自明である。さらに、選択的な実施形態においては、プロセスサイクルを２つの段階で行うことができ、この場合には、バルブ１０の事前開ループ制御を省くことができる。
【００９６】
閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１によって提供される閉ループ制御ステップにおいては、継続して、入力量１２として、すなわち、現在決定されている閉ループ制御量として、圧力センサ３の現在の圧力信号１２が受信され、それによって、プロセスチャンバ１内の現在の圧力状態が、既知になる又は提供される。開ループ制御ユニット及び閉ループ制御ユニット１１にはさらに、ターゲット量又は目標量１３として、各処理プロセスの目標圧力又は目標圧力プロファイルが提供される。これらの入力量に基づいて、開ループ制御ユニット及び閉ループ制御ユニット１１によって制御信号が生成され、電動バルブ１０に出力される。
【００９７】
すなわち、プロセスチャンバ１内に所望の内部圧力を設定するために、閉ループ制御サイクルの範囲において、真空バルブ１０のバルブ開放は、現在の内部圧力が目標圧力に近づくことができるようにガスがプロセスチャンバから流出するように変えられ、これは第１のステップにおいては、プレ閉ループ制御位置へのバルブ閉鎖部材の、開ループ制御された一度の変位を用いて行われ、第２のステップにおいては、継続的に検出された閉ループ制御量に基づく閉鎖位置の閉ループ制御された変更を用いて行われる。ここでは特に、バルブ閉鎖部材の所定の位置変化によって引き起こされた、閉ループ制御量への影響が実質的に予測可能であり、その結果、所期の、効率的な閉ループ制御を提供することができる。
【００９８】
たとえば、処理プロセスの第１の時間区間においては、バルブの開放が比較的広く開くように設定されるべきであり、これによって、内部圧力が可能な限り迅速に下がり、閉ループ制御のその後の過程においては、バルブの開放はそれほど広く開くように設定されず、これによって、後の時間区間において所望の内部圧力が、時間単位あたり比較的小さいガス量のコントロールされた流出によって設定及び保持可能である。ここで、特に、層状の又は分子のガス流又はこれらの２つの混合形態も存在する。これら２つの時間区間、すなわち、設定されるべき各目標圧力に対して、異なって整合されたパラメータを有する閉ループ制御サイクルが保存されていてよい。
【００９９】
バルブの位置を変えることによって、すなわち、バルブ開放に対して相対的なバルブ閉鎖部材の位置を変えることによって、プロセスチャンバ１の内部の圧力が変化し、したがって、各閉ループ制御サイクルに対して、閉ループ制御プロファイル、特に閉ループ制御曲線が定められ、すなわち、圧力及び／又はバルブの位置が、各時点において、所定の時間間隔で定められる。プロセスチャンバ内の処理プロセスは、典型的には、プロセスサイクルにおいて複数回繰り返して実行され（閉ループ制御プロファイル又は閉ループ制御サイクルも複数回実行され）、ここで、圧力閉ループ制御は、それぞれ対応して周期的に同様に実行されるべきである。
【０１００】
さらに、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１によって、たとえば、プロセスチャンバへの、処理されるべきワークピース、たとえば半導体ウェーハの装填と、これに続く、プロセスチャンバにおける所定の雰囲気の実現又はプラズマの点弧とを開ループ制御することができる。そのようなプロセス雰囲気の場合、典型的には、所定のプロセスガスがプロセスチャンバ１に（特にガス流量計又はガス流量閉ループ制御器２を介して）導かれ、プロセスチャンバ内の内部圧力が、真空吸引とバルブ１０によるその閉ループ制御とに基づいて、予め定められたレベルにされる。
【０１０１】
本発明においては、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１はさらに、更新機能を有することができる。更新機能は、閉ループ制御サイクルの実行中に、又は、少なくとも閉ループ制御ステップの間に、実行可能である。ここでは、受信された閉ループ制御量１２（たとえば、圧力センサの信号）が、少なくとも一時的に検出され、これに基づいて実際の閉ループ制御プロファイルが導出される。すなわち、たとえば、圧力プロファイル、及び／又は、閉ループ制御量の一部として閉鎖位置情報１７を得る場合には、閉鎖位置プロファイルが導出される。すなわち、閉ループ制御時点に関するチャンバ内部圧力の値及び閉鎖位置の値である。
【０１０２】
更新機能を用いた閉ループ制御サイクルの更新の範囲において、検出された実際の閉ループ制御プロファイルを基準閉ループ制御プロファイルと比較し、これに基づいて閉ループ制御偏差を導出することができる。基準閉ループ制御プロファイルは、ここで事前に検出されていてもよく、場合によっては所期のように、コントロールされた所定の条件下で実行された閉ループ制御サイクル又は閉ループ制御ステップを表すことができる。たとえば、基準閉ループ制御プロファイルは、目標閉ループ曲線の形態で保存されている。
【０１０３】
導出された閉ループ制御偏差の特徴に応じて、及び、閉ループ制御量１２に対する実質的に予測可能な影響に基づいて、たとえば、プレ閉ループ制御位置の整合又は周辺ユニット２の駆動制御の整合を行うことができる。言い換えれば、たとえば、ガス流入を、実際の閉ループ制御プロファイルが、計算された偏差の範囲内において基準プロファイルに近づくように、再度、設定することができる。
【０１０４】
閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１を、更新機能が継続的に、特に生産プロセス中に多数の閉ループ制御サイクルにわたって実行されるように構築することができる。
【０１０５】
すなわち、図１によって示されたシステムは、一方では、（全体的にコントロールされたプロセスサイクルが少なくとも２段階であることによって）プロセスチャンバ１内の所望の圧力状態の迅速な調整を可能にし、さらに、たとえば、所望の閉ループ制御からの、あらゆるケースで発生する偏差の際に、プロセスサイクルの修正を、たとえば、閉ループ制御パラメータ（たとえば、プレ閉ループ制御位置）を再設定することによって又は他のプロセスユニット２の能動的な駆動制御を整合することによって行うことができるような、他のプロセスユニット２（周辺ユニット）の閉ループ制御プロファイル及び／又は駆動制御の継続的な整合を可能にする。
【０１０６】
プロセスが完全な状態であること及び／又はプロセスの質を検証するために、さらに、検査機能又は監視機能が設けられていてよい。
【０１０７】
閉ループ制御の基準プロファイルに関する情報に基づいて、ここで、現在検出されている閉ループ制御プロファイルを目標プロファイルと比較することができ、このような比較に基づいて、閉ループ制御が設定された範囲内において実行されたか否か、たとえば、許容範囲内において実行されたか否かに関する情報を導出することができる。
【０１０８】
閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１はさらに学習機能を有することができ、学習機能を用いて、周辺ユニット２の駆動制御又は基準閉ループ制御に関する情報を作成することができる。このために、設定された目標条件（たとえば、目標圧力、目標温度、圧力プロファイル、温度プロファイル等）で生産サイクルが複数回実行され、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１によって、チャンバ１内の圧力が、ガス流入２及びバルブ位置を介して、目標圧力に到達するように、閉ループ制御されて設定される。このような生産サイクルを実行している間、ガス流入２の状態、特に個々のサイクルにおけるバルブ位置もプロセス時間にわたって記憶される。このようにして生成可能なデータ量から、次に、たとえば、補償計算又はモデリングを用いて、個々のデータセット（プロセスサイクルごとに１つのデータセット）を統合する目標プロセス情報が導出される。
【０１０９】
閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１はさらに、出力チャネル１６を有している。これによって、現在のプロセス状態に関する情報を有している信号を出力することができる。たとえば、ユーザは、プロセスが所定の範囲内において進行しているか否か又は所定の範囲からの偏差が存在しているか否かを識別することができる。選択的に又は付加的に、この信号を、計算ユニット又は上位のプロセス開ループ制御部に提供することができ、これによって、たとえば、プロセス全体の自動的な整合を行うことができる。たとえば、入れるべきガス量又はチャンバ温度を、開ループ制御されて、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１によって変えることができる。
【０１１０】
したがって、そのような検査機能によって、プロセスに対して所定の境界条件が守られているか否かを検査することができる。たとえば、現在検出されている閉ループ制御曲線とこのプロセスに対して保存されている目標閉ループ制御曲線との間に偏差が確認されると、このような偏差に基づいて、たとえば、プロセスチャンバ内の漏洩箇所の存在又は偏差しているガス導入を推測することができる。
【０１１１】
周辺ユニット２が、たとえば、蒸発システムとして構成されており、これによって、所望の量のプロセスガスが生成され、これをチャンバ内に入れる又は吹き込むことができることが自明である。ガスの供給を、たとえばパルス状に行うことができ、すなわち、各プロセスステップに対する１つのパルスで、又は、個々のプロセスステップに対するガス量の段階的なパルス状の増加で行うことができる。
【０１１２】
図２は、本発明に対応する真空処理システムの他の実施形態を示している。このために同様に、プロセスチャンバ１は真空ポンプ４と接続されており、ここで、真空閉ループ制御バルブ１０を用いて、ポンプ４によって提供されることが可能な、チャンバ１からの体積流量が設定可能及び／又は閉ループ制御可能である。圧力信号１２は、チャンバ１内の雰囲気状態に関する情報を提供する。
【０１１３】
閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１は、チャンバ１内の内部圧力が圧力情報１２に基づいて、及び、バルブ１０の開口断面が設定可能であることを用いて、閉ループ制御できるように構成されている。
【０１１４】
このために、バルブ１０は、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１から対応する開ループ制御信号１８を受信する。チャンバ１内の実際の状態（ここでは実際の圧力）が、閉ループ制御によって（ここでは、チャンバ１からの所期のガス流出）、目標状態（ここでは、予め定められた目標圧力）に近づく。
【０１１５】
このシステムは、対象物（たとえば、半導体ウェーハ）の所期の処理のために設けられている他のコンポーネントを有している。これらの周辺ユニットは、プロセスチャンバ１におけるプラズマ生成のための電極装置２１によって具現化され、第１のガス供給線路を介してプロセスガス又は前駆体ガスを提供するガス化装置及び／又はガス噴射装置２２（これはパルス状に動作させられてもよく、又は、必要に応じて動作させられてもよい）によって具現化され、液体タンク及び／又は前駆体タンク２３によって具現化され、対象物用の温度調整可能な及び／又は変位可能な収容部２４によって具現化され、並びに、他の開ループ制御可能なガス供給線路２５を介して具現化される。
【０１１６】
閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１は、これらの周辺ユニット２１−２５のそれぞれと接続されている。閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１はさらに、予め定められたプロセスサイクルに従ってこれらのユニット２１−２５のそれぞれを所期のように駆動制御し、これによって、（定められた）作業方法に従って処理プロセスが進行されるように構成されている。プロセスサイクルのこのような、一本化された駆動制御と閉ループ制御とによって、有利なプロセス速度を実現することができる。プロセスの主要なステップはすべて、共通のベースでコントロール及び実行されるので、個々のステップ間の潜在的な遅延に関する最適化を実現することができる。
【０１１７】
特に、個々のサブプロセス、たとえば、（ガス供給ユニット２２、２３を用いた）所定のプロセスガスによるチャンバの充填、（バルブ閉ループ制御を用いた）所定のプロセス圧力の設定及び（電極２１による）プラズマの生成を特定の圧力のもとで、時間的にコーディネート及び調整して実行することができる。これによって、従来技術のこの種のプロセスと比較して、処理時間を短縮することができる。
【０１１８】
他の構成（部分的にのみ示されている）においては、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１は、周辺ユニットの少なくとも１つから他のプロセス情報を受け取るように構成されている。ここで、情報（たとえば、状態情報及び開ループ制御情報）は、双方向において伝達可能である。言い換えれば、たとえば、真空ポンプ４から、ポンプ線路に関する情報が、又は、ガス化装置及び／又はガス噴射装置２２から、ガス流入に関する情報が検出され、このような情報は、真空バルブ、開ループ制御可能なガス供給線路２５の１つ（たとえば、ＭＦＣ−マスフローコントローラ、質量流量計）又はガス噴射装置２２自体の開ループ制御若しくは閉ループ制御のために処理される。
【０１１９】
閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニット１１自体は、ここで、ガス化装置及び／又はガス噴射装置２２の一部として実装されていてよい。
【０１２０】
図３ａから図３ｃによって、本発明に係る処理システムの一部としての振り子バルブの形態の真空バルブの可能な実施形態が示されている。流路を実質的に気密性に中断するバルブは、開口部３３を備えたバルブハウジング３１を有している。開口部の断面は円形である。バルブディスク３８（バルブ閉鎖部材）の閉鎖位置においては、開口部３３は、バルブディスク３８によって気密性に閉鎖されている。バルブディスク３８の開放位置Ｏは、図３ｂ及び図３ｃに示されている。
【０１２１】
開口部３３は、バルブシートによって取り囲まれている。このようなバルブシートは、密閉面３５によって形成されており、密閉面は、軸方向において、バルブディスク３８の方向を指しており、かつ、開口軸３４に対して横向きに延在しており、円形リングの形状を有しており、バルブハウジング３１内に形成されている。
【０１２２】
さらに、バルブは、旋回可能であり、さらに、開口軸３４に対して実質的に平行に変位可能なバルブディスク３８を有している。
【０１２３】
バルブディスク３８は、ディスクの側方に配置されており、開口軸３４に対して垂直に延在しているアーム３９を介して電気駆動部４０（モータ）と接続されている。このようなアーム３９は、バルブディスク３８の閉鎖位置において、開口軸３４に沿って、幾何学形状的に投影された、開口部３３の開口断面の外側に位置している。
【０１２４】
電気駆動部４０は、バルブディスク３８が、振り子バルブにおいては通常のように、開口軸３４を横切る、開口部３３の断面にわたって実質的に平行であり、かつ、開口軸３４に対して垂直な、駆動部４０の横方向運動ｘを用いて、旋回軸４１を中心とした旋回運動の形態で、開放位置Ｏと中間位置との間で旋回可能であり、かつ、開口軸３４に対して平行に行われる、駆動部４０の長手方向運動ｙを用いて、線形にシフト可能であるように、相応する変速機を使用することによって構成されている。開放位置Ｏにおいては、バルブディスク３８は、第１の開口部３３の隣に側方に配置された滞留区間に位置付けられており、その結果、開口部３３及び流路が解放されている。中間位置においては、バルブディスク３８は、第１の開口部３３の上方に、間隔を空けて配置されており、開口３３の開口断面を遮蔽する。閉鎖位置においては、開口部３３は気密性に閉鎖され、バルブ閉鎖部材３８（バルブディスク）とバルブシートの密閉面３５との間の気密性の接触によって流路が中断される。
【０１２５】
バルブの自動化されかつ閉ループ制御された開閉を可能にするために、バルブに電子的な閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットが設けられており、これは、次のように構成され、駆動部４０と接続されている。すなわち、バルブディスク３８が、プロセス体の気密性の閉鎖又はこのようなプロセス体の内部圧力の閉ループ制御のために、相応に変位可能であるように構成され、駆動部４０と接続されている。このような閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットは、バルブ、プロセス体及び周辺ユニットとともに、本発明に対応するバルブシステムを形成する。
【０１２６】
バルブディスク３８の位置は、閉ループ制御量及び出力された開ループ制御信号に基づいて可変に設定される。入力信号として、たとえば、バルブと接続されているプロセス体内の現在の圧力状態に関する情報が得られる。さらに、閉ループ制御器には他の入力量、たとえば、プロセス体内への質量流入量が提供される。このような量に基づいて、かつ、プロセス体に対して設定又は達成されるべき、予め定められた目標圧力に基づいて、バルブの閉ループ制御された設定が閉ループ制御サイクルの時間にわたって行われ、これによって、プロセス体からの質量流出量を、バルブを用いて、時間にわたって閉ループ制御することができる。このために、バルブの後方に、典型的には、真空ポンプが設けられている。すなわち、バルブは、プロセスチャンバとポンプとの間に配置されている。したがって、所望の圧力プロファイルを調整することができる。
【０１２７】
バルブ閉鎖部材３８を設定することによって、バルブ開口部３３に対する各開口断面が設定され、これによって、単位時間当たりにプロセス体から排出され得る可能なガス量が設定される。この目的のために、特に可能な限り層状の媒体の流れを実現するために、バルブ閉鎖部材３８は、円形形状とは異なる形状を有することができる。
【０１２８】
開口断面を設定するために、バルブディスク３８は、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットによって、開放位置Ｏから中間位置への駆動部４０の横方向運動ｘを用いて、かつ、中間位置から閉鎖位置への駆動部４０の長手方向運動ｙを用いて変位可能である。流路を完全に開放するために、バルブディスク３８は、閉鎖位置から中間位置への駆動部４０の長手方向運動ｙを用いた、かつ、そこからの、中間位置から開放位置Ｏへの駆動部４０の横方向運動ｘを用いた開ループ制御によって変位可能である。
【０１２９】
この実施例においては、駆動部４０は、電気モータとして構成されており、ここで、駆動部４０を駆動することによって横方向運動ｘ又は長手方向運動ｙのいずれかを引き起こすように変速機が切り替え可能である。駆動部４０及び変速機は、閉ループ制御部によって電子的に駆動制御される。特にスプリッタ回路を備えたこの種の変速機は、従来技術から知られている。さらに横方向運動ｘ及び長手方向運動ｙを生じさせるために複数の駆動部を使用することが可能であり、この場合には、開ループ制御部が駆動部の駆動制御を担う。
【０１３０】
記載された振り子バルブによる流量の正確な閉ループ制御又は設定は、横方向運動ｘによる開放位置Ｏと中間位置との間のバルブディスク３８の旋回式の変位によるだけでなく、特に、長手方向運動ｙによる中間位置、閉鎖位置間の開口軸３４に沿ったバルブディスク３８の線形の変位によって可能である。記載された振り子バルブは、正確な閉ループ制御タスクに使用可能である。
【０１３１】
バルブディスク３８及びバルブシートの両方はそれぞれ、密閉面３５、すなわち、第１の密閉面及び第２の密閉面を有している。第１の密閉面３５はさらに、密閉部を有している。このような密閉部は、たとえば、ポリマーとして加硫を用いてバルブシート上に加硫されていてよい。選択的に、密閉部は、たとえば、バルブシートの溝内のＯリングとして構成されていてよい。密閉材料がバルブシート上に接着されていてもよく、これによって、密閉部を具現化することができる。選択的な実施形態においては、密閉部が、バルブディスク３８の側において、特に第２の密閉面上に配置されていてよい。これらの構成を組み合わせることも可能である。
【０１３２】
図示されたような振り子バルブに対して選択的に、本発明に係る真空プロセスシステムは、他のタイプの真空バルブ、たとえば、フラップバルブ、スライドバルブ又はいわゆるバタフライ閉ループ制御バルブによって実現されていてよい。特に、このシステムは、真空領域において使用するための圧力閉ループ制御バルブによって構成されている。さらに同様に、その閉鎖部材が一方向においてしか変位可能でない振り子バルブが使用可能である。
【０１３３】
閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットを、たとえば、真空バルブと一体の構造態様により構成することができる。すなわち、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットは、バルブによって及びバルブとともに提供され、閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットによって駆動制御されるべきさらなる周辺機器は、バルブ又はその閉ループ制御ユニット及び開ループ制御ユニットと接続されている。
【０１３４】
示された図は、可能な実施例を概略的に示しているだけであることが自明である。本発明に対応して、種々のアプローチを互いに組み合わせること、並びに、従来技術の真空プロセスのための及び従来技術の真空プロセスの圧力閉ループ制御又は開ループ制御のための方法及び装置と組み合わせることができる。
【図１】
2021501993.tif 000003
【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
2021501993.tif 000007
【国際調査報告】
2021501993.tif 000008
2021501993.tif 000009
2021501993.tif 000010
2021501993.tif 000011