本发明涉及一种系统，其由两个真空阀、一个工艺过程室和一个用于加工过程在真空条件下被调节控制的运行的控制和调节单元组成。
背景技术：
1、通常，用于调节体积流量或质量流量且用于基本上气密关闭穿过形成在阀体内的开口的流动路径的真空阀的各不同实施例由现有技术公开了并且尤其被用在ic、半导体或基片生产的领域中的真空室系统内，其必须在保护气氛中发生，如果可能的话在没有污染微粒的情况下。这样的真空室系统尤其是包括至少一个可抽空的真空室，其设置用于保持待处理或制造的半导体元件或基片并且具有至少一个真空室开口，半导体元件或其它基片可被引导穿过它地进出真空室，以及还包括至少一个用于抽空真空室的真空泵。例如在半导体晶圆或液晶基片的生产系统中，高度敏感的半导体或液晶元件依次经过几个过程真空室，位于过程真空室内的元件均通过处理装置被处理。在过程真空室内的处理过程期间内和在室之间输送期间内，高度敏感的半导体元件或基片必须总是处于保护气氛中，尤其在无空气环境中。
2、外围阀被用来打开和关闭气体入口或出口，转移阀被用来打开和关闭真空室的转移开口以便插入和取出零件。
3、半导体零件所穿过的真空阀由于所述应用领域和相关尺寸被称为真空转移阀，也由于其大多呈矩形的开口横截面被称为矩形阀，以及也因为其常见操作模式被称为滑阀、方形滑阀或转移滑阀。
4、外围阀尤其被用来控制或调节在真空室与真空泵或另一真空室之间的气流。外围阀例如就位于在过程真空室或转移室与真空泵、大气或另一过程真空室之间的管道系统内。这样的也称为泵阀的阀的开口横截面通常小于真空转移阀的横截面。外围阀不仅被用来根据应用全开和全闭开口，也被用来通过在全开位置和气密关闭位置之间连续调节开口横截面来控制或调节流动，它们也被称为调节阀。一种用于控制或调节气体流动的可能外围阀是摆阀。
5、在例如由us6,089,537(olmsted)公开的典型的摆阀中，在第一步骤中，使总体圆形的阀盘从释放开口的位置枢转经过一个总体也为圆形的开口地到达覆盖开口的中间位置。在例如如us6,416,037(geiser)或us6,056,266(blecha)所述的滑阀的情况下，阀盘就像开口那样通常是矩形的并且在第一步骤中从释放开口的位置被线性推移到覆盖开口的中间位置。在此中间位置中，摆阀或滑阀的阀盘处于与围绕开口的阀座相对的间隔位置中。在第二步骤中，阀盘与阀座之间距离被缩短，使得阀盘和阀座被均匀相互压紧，并且开口被基本上气密关闭。这种第二运动优选主要在垂直于阀座的方向上发生。例如可以通过布置在被压紧到围绕开口的阀座上的阀盘关闭侧的密封圈获得密封，或者可以通过阀座上的密封圈获得密封，阀盘的密封侧被压紧到阀座上。由于两步关闭过程，阀盘和阀座之间的密封圈几乎不受到任何会损坏密封圈的剪切力，因为阀盘在第二步骤中的运动主要沿垂直于阀座的直线。
6、各种不同的密封装置由现有技术例如us6,629,682b2(duelli)公开了。适用于真空阀内密封圈的材料例如是也称为fkm的氟化橡胶，尤其是以商品名"viton"称呼的氟化弹性体以及简写为ffkm的过氟化橡胶。
7、由于上述阀尤其被用在高度敏感的半导体元件的制造中，故尤其因阀作动和作用于阀封闭件件的机械载荷所造成的微粒生成和阀室内的微粒数量必须保持尽量少。微粒生成主要是摩擦例如通过金属对金属接触和磨损造成的。
8、如上所述，真空控制阀被用来设定在处理室内的规定的过处环境。所述调节一般基于提供关于内室压力的信息的压力信号和目标值、即要通过调节达到的目标压力。接着，阀封闭件(阀盘)的位置作为调节的一部分被改变，使得在一定期间内达到目标压力。
9、作为调节的替代方式，真空调节阀也可以利用已知的过程参数例如在规定时间内要在处理室内达到的目标压力被可控操作。为此，例如相关的目标位置被提供给阀盘，该位置也在预定时间被接近。
10、上述两种方法都具有其特有的优缺点。例如处理室内的目标压力可在相对短的时间内利用预定控制系统被设定，但由于一般缺少反馈(如当前压力信息)，只能有所保留地作出关于实际压力的说明。对生产过程的任何不希望的影响例如变化的气体入口或处理室内泄漏始终完全未被检测并且一般导致生产质量下降。
11、不同于该控制系统，调节处理室内压力更耗时。一般由测量当前室压的压力传感器产生的反馈信号被记录下来并且以自然延迟被处理。基于此的调节因此以相应延迟进行并导致相应晚些的目标压力设定。但是，压力的调节能够可靠设定它，即便伴随变化的气体入口或处理室内压力波动。由于有关于决定性内室压力的更可靠的过程安全性，在大多数情况下优选阀调节。
12、另外，现代的处理周期不仅需要规定具体目标压力，也要求经过预定压力曲线、即在这样周期内的期望的室内压力临时变化。例如在用于真空室内基片的处理段期间内，不同的涂覆或准备步骤需要不同的压力。每个步骤应该在特定压力下进行。
13、可以针对这样的过程明确规定特定压力曲线。例如伴随在不同压力水平或压力点的降低压力进行这样的过程周期的步骤。故对于这样的过程周期的调节，不仅重要的是在一定时间后要达到一定室压，还重要的是相应调节室内压力的全程或在全程期间内提供不同的压力。
14、已知用于提供这样的压力曲线的做法基于当前存在于该室内的压力(实际压力)和要获得的目标压力追随调节做法。例如该压力被确定用于抽空该室并且与目标压力相比较。如果所存在的偏差使得目标压力小于实际压力，则设于该室出口侧的阀被打开以减小室内压力。该阀被连接至例如真空泵。
15、伴随此调节，实际压力一般经常降低到低于目标压力，室内压力因此一开始大于目标压力，接着小于目标压力。当出现此状态时，关闭阀以防止负压力进一步增大。接着最好一直等到室压已返至目标压力水平。接着，可以开始处理过程。
16、由于实际压力的所述(多次)水平化，故根据现有技术的所述调节需要可观的时间来提供期望的过程条件。
技术实现思路
1、因此，本发明所基于的目的是提供一种改善的真空过程，其能够克服上述缺点。
2、本发明的目的尤其是提供一种改善的真空系统，其允许改善的、即更快速的、更可靠且更简单的物体处理。
3、本发明的基本构思是要调整真空过程的控制或调节，从而能获得与处理室内实际压力的设定相关的改善的多样性。为此提出提供一种通风阀(上游)和抽空阀(下游)的组合控制用于抽空或通风过程。为了更快速地获得期望的目标压力，应该可以同时以可靠且精确控制的方式打开这两个阀。
4、在排空该室时，例如排空阀被首先打开以便提供一定的室内压力的增大。目的是用于压力增大能尽量近似地对应于规定的目标压力(如目标压力曲线)或尽量接近它。通过增大实际压力，实际压力在某个时刻超过针对此时可所定的目标压力。不同于现有技术，当该正压力条件出现时，不仅通风阀被关闭且等待，抽空阀也除了通风阀外还被打开以抵制压力增大。这允许更快速达到目标压力。同样情况适用于抽空该室。
5、另外，此做法也可被用来产生压力曲线，该压力曲线不仅表示压力变化的中的单个方向、例如仅有正梯度或负梯度，也表明交替表明压力增大和压力减小的曲线。因此可以提供包含负压力变化和正压力变化的压力曲线。这允许例如在处理周期内在处理室中的可控微粒管理和可控清理过程。
6、根据本发明的这样的处理系统因此不再提供仅一个阀孤立的整体综合控制和调节，而是这样的控制和调节单元主动调节控制至少另一个阀并接收压力传感器的信息。几个部件的这种中央化控制和调节可能导致个别过程步骤的更好执行。作为另一例子，控制器能识别出何时有可能达到目标压力并且能在达到目标压力之前控制第二阀，以便例如达到实际压力曲线平缓逼近目标压力曲线和减小目标压力的超标或不达标。这也可以节约相当多的时间。
7、本发明因此涉及用于处理物体的真空系统。真空系统具有至少一个可抽空的真空体积，尤其是处理室，其至少具有第一开口和第二开口。该物体可被送入真空体积以便处理它。
8、真空处理室例如是如下处理室，其可根据需要被气密密封且物体可通过例如机械手被插入其中和移除。该物体可以例如是待涂覆基片或晶圆(半导体晶圆)。
9、该系统也具有带有第一阀座和第一阀封闭件的第一真空阀，其中第一真空阀被连接至第一开口且设置用于在真空体积内提供第一压力变化。此外，设有带有第二阀座和第二阀封闭件的第二真空阀，其中第二真空阀被连接至第二开口且设置用于在真空体积内提供抵制第一压力变化的第二压力变化。
10、该系统也具有如此连接至真空体积的压力传感器，即，压力传感器可以被用来确定真空体积内的实际压力。
11、调节和控制单元被连接至第一真空阀、第二真空阀和压力传感器。调节和控制单元可被设计为单独单元且具有与其它部件的连线或无线通信连接。
12、根据本发明，调节和控制单元被设计成基于真空体积的预定目标压力调节实际压力，此时目标压力限定负压力范围和正压力范围。所述调节尤其作为处理过程的一部分或用于处理物体的周期发生。
13、预定目标压力例如可以由用户明确限定，被存储在存储器单元或调节和控制单元中，或是外部提供的，例如在网络或数据云中提供。尤其是，预定目标压力可以作为目标压力曲线(压力曲线)来提供。
14、作为由调节和控制单元提供的调节的一部分，实际压力通过压力传感器被连续检测，负压力或正压力基于测定实际压力和预定目标压力被确定为第一压力差，并且第一或第二真空阀被打开以改变真空体积内的压力，使得第一压力差减小。
15、如果例如正压力在计划的腔室抽空期间内被测定为第一压力差，则连接至真空泵的阀可被打开。
16、压力差的检测尤其基于测定实际压力与规定的目标压力的比较。尤其是，该比较在处理周期内连续执行。
17、第一压力差也被监视。尤其是，偏差的减小、即实际压力接近目标压力被监视。
18、此外，不同于第一压力差的第二压力差被检测。尤其是第二压力差与第一压力差相反，尤其就负压力和正压力而言。压力差的差异例如能以量著称，即，所述偏差或压力差的不同量度，或者就压力特性而言，即相比于正压力的负压力。
19、也可以有另一个尤其是第二或第一真空阀的附加打开以改变真空体积内的压力，使得第二压力差减小。
20、两个真空阀的同时打开、即第二阀的附加打开可以主动补偿压力差。这可以尤其通过与压力曲线相关地产生相反运动来获得，即，例如在正压力情况下主动可控地减小压力或者在负压力情况下主动可靠增大压力。
21、补偿尤其可以通过减小实际压力曲线的一个区域的梯度大小来获得。
22、在一个实施例中，第一真空阀可设置用于真空体积内压力增大，尤其是其中第一真空阀被连接至流体源、尤其过程气体源，且第二真空阀可设置用于提供真空体积内的压力减小，尤其是其中第二真空阀被连接至真空泵。
23、因此，第一真空阀可以是上游的阀，即，阀设置在处理室的入口侧且能允许或调节流体流入室。第二真空阀因此可以是下游的阀，即，设置在处理室的出口侧且能允许或调节流体自所述室流出的阀。
24、根据一个实施例，调节和控制单元可以具有用于排空真空体积或增大真空体积内压力的通风功能。在通风功能的一个实施例中，负压力被测定为第一压力差，第一真空阀被打开以增大实际压力，正压力随后被测定为第二压力差(尤其是正压力与实际压力增大相关)，并且在第一真空阀打开的情况下第二真空阀被打开以减小实际压力。
25、作为过程周期的一部分的两个阀的这种主动控制意味着可以在既存在第一压力差且也存在第二压力差时快速达到目标压力。调节室内实际压力所需的过程时间可被相应缩短。
26、尤其当执行排空功能时，另一负压力可被探测为第三压力差，尤其是其中另一负压力是第二真空阀打开的结果，并且在第一真空阀打开的情况下，第二真空阀可被关闭以增大实际压力或者其开口可被减小。
27、在一个实施例中，调节和控制单元可以具有用于抽空该真空体积或减小真空体积体内压力的抽空功能。当实施抽空功能时，正压力被测定为第一压力差，第二真空阀被打开以减小实际压力，负压力随后被测定为第二压力差(尤其是负压力与实际压力减小相关)，并且在第二真空阀打开的情况下，第一真空阀被打开以增大实际压力。
28、尤其在执行抽空功能时，另一正压力可被测定为第三压力差，尤其是其中另一正压力是打开第一真空阀的结果，并且在第二真空阀打开的情况下，第一真空阀被关闭以减小实际压力或其开口(开口横截面或质量流量或体积流量)被减小。
29、在一个实施例中，调节和控制单元可以具有提供特定体积状态的体积清理功能。当体积清理功能被执行时：
30、-第二真空阀被打开以减小实际压力，
31、-真空体积内的压力降被测定为第一压力差，
32、-在第二真空阀打开的情况下，第一真空阀被快速打开以便断续排空真空体积，和
33、-相对压力增大被检测为第二压力差。
34、体积清理功能因此提供体积内微粒管理，使得可能有的杂质可通过间歇式通风从所述室被去除或从该室的相关的处理区被冲走或移走。相关处理区例如可以是该室内的等离子体生成区。
35、第一真空阀尤其可根据实际压力存在于允许排空压力范围内被打开，特别是其中该允许排空压力范围由与目标压力相关联的压力容差范围限定。第一真空阀仅在处理室内压力已经例如以容忍偏差达到目标压力时被打开。
36、在一个实施例中，第一和/或第二真空阀可被设计成真空控制阀。打开第一或第二真空阀在此情况下牵涉到增大流过真空阀的体积流量或质量流量，和/或关闭第一或第二真空阀牵涉到减小流过真空阀的体积流量或质量流量。
37、阀的打开或关闭不应被理解为排他状态(打开，关闭)，而是尤其在调节阀的语境内已经涉及到此状态的变化。
38、在一个实施例中，目标压力可以将目标压力时间曲线明确限定为目标压力曲线，压力差可以明确限定实际压力与由目标压力曲线针对特定时刻所提供的目标压力之差。目标压力可以作为压力曲线被存储。真空体积(处理室)内的期望压力变化于是可以由压力曲线代表。目标压力因此可以针对过程周期内的每个时刻被明确限定。处理室内的压力进展应该尽量精确地追随并且对应于此目标压力曲线。
39、在一个实施例中，目标压力可以通过目标压力曲线来提供，目标压力曲线将负压力范围与正压力范围分开。在时间-压力曲线图中高于目标压力曲线的范围可被理解为正压力范围，低于目标压力曲线的范围因此可被理解为负压力范围。
40、在一个实施例中，至少一部分实际压力曲线的梯度可以提供第一和/或第二压力差，和/或第一和/或第二压力差可以作为第一和/或第二实际压力曲线来提供。
41、因而，第一压力差可以由于在实际压力曲线中的不同梯度而不同于第二压力差。这尤其适用于恒定的目标压力。
42、本发明也涉及一种用于上述真空系统的调节和控制单元。真空系统具有至少一个至少有第一开口和第二开口的可抽空的真空体积，物体可被送入该真空体积中以便其加工处理。此外，真空系统具有带有第一阀座和第一阀封闭件的第一真空阀，其中第一真空阀被连接至第一开口且设置用于在真空体积中提供第一压力变化，还具有带有第二阀座和第二阀封闭件的第二真空阀，其中第二真空阀被连接至第二开口且设置用于在真空体积内提供抵制第一压力变化的第二压力变化。该系统也具有如此连接至真空体积的压力传感器，即，真空体积内的实际压力可用压力传感器来确定。
43、调节和控制单元被设计用于基于用于真空体积的预定目标压力调节实际压力，其中目标压力限定负压力范围和正压力范围。尤其是，调节和控制单元可以为此具有相应设计的调节功能。如此进行调节，用该压力传感器连续检测实际压力，基于测定实际压力和预定目标压力确定作为第一压力差的负压力或正压力，针对该真空体积内的这样的压力变化打开第一真空阀或第二真空阀，使得第一压力差减小，监视第一压力差、尤其是其减小，确定不同于第一压力差且尤其是(尤其就负压力或正压力而言)与第一压力差相反的第二压力差，针对该真空体积内的这样的压力变化附加打开另一个且尤其是第二或第一真空阀，使得第二压力差减小。
44、本发明也涉及一种用于调节真空体积内压力的方法，其中真空体积至少具有第一可关闭的开口和第二可关闭的开口，该方法包括以下步骤：
45、-预定的目标压力、尤其是目标压力曲线，其中该目标压力限定负压力范围和正压力范围，
46、-连续检测该真空体积内的实际压力，
47、-基于测定实际压力和预定目标压力确定负压力或正压力为第一压力差，
48、-通过打开第一或第二可关闭的开口来在真空体积中产生这样的压力变化，使得第一压力差减小，
49、-监视第一压力差、尤其是其减小，
50、-确定不同于第一压力且尤其是尤其就负压力或正压力而言与第一压力差相反的第二压力差，和
51、-通过附加打开另一可关闭的开口、尤其是第二或第一开口来在真空体积中附加产生这样的压力变化，使得第二压力差减小，尤其伴随第一和第二可关闭的开口的打开。
52、在一个实施例中，各自压力变化均可以通过真空阀来产生，其中第一真空阀设置用于提供真空体积内的压力增大，尤其是其中第一真空阀被连接至流体源、尤其是过程气体源，第二真空阀设置用于提供真空体积内的压力减小，尤其是其中第二真空阀被连接至真空泵。真空体积可以通过确定负压力为第一压力差、打开第一真空阀以增大实际压力、随后确定正压力为第二压力差(尤其是其中正压力与实际压力增大相关)并在第一真空阀打开的情况下打开第二真空阀以减小实际压力被排空。
53、在一个实施例中，各自压力变化可以通过各自真空阀来产生，其中第一真空阀设置用于提供真空体积内的压力增大，尤其是其中第一真空阀被连接至流体源、尤其是过程气体源，第二真空阀设置用于提供真空体积内的压力减小，尤其是其中第二真空阀被连接至真空泵。真空体积可以通过检测到作为第一压力差的正压力、打开第二真空阀以减小实际压力、随后检测到作为第二压力差的负压力(尤其是在此该负压力与实际压力减小相关)并在第二真空阀打开的情况下打开第一真空阀以增大实际压力被抽空。
54、本发明进一步涉及一种计算机程序产品，其存储在可机读载体上、尤其是上述的调节和控制单元中，包括用于至少执行或控制上述方法的以下步骤的程序代码：
55、-连续检测该真空体积内的实际压力，
56、-基于测定实际压力和预定目标压力确定负压力或正压力为第一压力差，
57、-打开第一或第二可关闭的开口以在真空体积中产生这样的压力变化，使得第一压力差减小，
58、-监视第一压力差，
59、-确定不同于第一压力差的第二压力差，和
60、-附加打开另一可关闭的开口以在真空体积中产生这样的压力变化，使得第二压力差减小。
61、尤其是，该程序或程序代码在真空系统的电子数据处理单元、尤其是调节和控制单元中或者在调节和控制单元中运行。因此可以通过运行相应的(计算机实施)算法来控制并调节(整个)过程周期。
1.一种用于处理物体(5)的真空系统(1)，所述真空系统(1)至少包括：
2.根据权利要求1所述的真空系统(1)，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的真空系统(1)，其特征在于，所述调节和控制单元(50,51)具有通风功能，所述通风功能用于将所述真空体积排风或增大所述真空体积内的压力，其中，在执行所述通风功能时，
4.根据权利要求3所述的真空系统(1)，其特征在于，当执行通风功能时，
5.根据权利要求2所述的真空系统(1)，其特征在于，所述调节和控制单元(50,51)具有用于将所述真空体积抽空或减小所述真空体积内压力的抽空功能，其中，当执行所述抽空功能时，
6.根据权利要求5所述的真空系统(1)，其特征是，当执行所述抽空功能时，
7.根据前述权利要求中任一项所述的真空系统(1)，其特征在于，所述调节和控制单元(50,51)具有用于提供特定体积状态的体积清理功能，其中，在其执行中，
8.根据权利要求7所述的真空系统(1)，其特征在于，所述第一真空阀(20,70)的打开与在允许的排风压力范围内的实际压力的存在相关地发生，尤其是其中，所述允许的排风压力范围由与目标压力关联的压力容差范围限定。
9.根据前述权利要求中任一项所述的真空系统(1)，其特征在于，所述第一真空阀(20,70)和/或所述第二真空阀(30,70)被设计为真空调节阀(70)，其中，
10.根据前述权利要求中任一项所述的真空系统(1)，其特征在于，
11.根据前述权利要求中任一项所述的真空系统(1)，其特征在于，所述目标压力通过目标压力曲线来提供，并且所述目标压力曲线将所述负压力范围与所述正压力范围分开。
12.根据前述权利要求中任一项所述的真空系统(1)，其特征在于，
13.一种用于根据前述权利要求中任一项所述的真空系统(1)的调节和控制单元(50,51)，其中，所述真空系统(1)至少包括：
14.一种用于调节真空体积(10)内压力的方法，其中，所述真空体积(10)至少具有第一可关闭的开口和第二可关闭的开口，所述方法包括以下步骤：
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，
17.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品被存储在可机读载体上、尤其是根据权利要求1至13中任一项所述的调节和控制单元(50,51)中，所述计算机程序产品包括用于至少执行或控制根据权利要求14至16中任一项所述的方法的以下步骤的程序代码：
