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KR20190077369A - 진공 프로세스의 조절된 작동을 위한 진공 밸브 시스템 - Google Patents

진공 프로세스의 조절된 작동을 위한 진공 밸브 시스템 Download PDF

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KR20190077369A
KR20190077369A KR1020197012648A KR20197012648A KR20190077369A KR 20190077369 A KR20190077369 A KR 20190077369A KR 1020197012648 A KR1020197012648 A KR 1020197012648A KR 20197012648 A KR20197012648 A KR 20197012648A KR 20190077369 A KR20190077369 A KR 20190077369A
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valve
target
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variable
closing portion
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크리스토프 보엠
다니엘 자이츠
Original Assignee
배트 홀딩 아게
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Publication date
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Abstract

본 발명은 진공 밸브와 조절 유닛으로 구성된 밸브 시스템에 관한 것이다. 진공 밸브는 밸브 개구 및 상기 밸브 개구 둘레를 주행하는 제1 시일링 표면을 갖는 밸브 시트를 구비하고, 진공 밸브는 상기 제1 표면에 대응하는 제2 시일링 표면으로 실질적인 기밀 방식으로 상기 밸브 개구를 폐쇄하기 위한 밸브 폐쇄부를 구비한다. 밸브 폐쇄부에 커플링된 드라이브 유닛은 밸브 폐쇄부의 각각의 상태에 의존하는 각각의 밸브 개방 상태를 제공하도록 정의된 방식으로 가변적이고 조정될 수 있도록 설계된다. 조절 유닛은 프로세스 파라미터에 대해 현재 결정된 조절 변수 및 타겟 변수에 기초하여 드라이브 유닛을 작동시킴으로써 밸브 개방 상태의 특정 변화 또는 설정을 제공하는 조절 프로세스를 수행하도록 설계된다. 조절 유닛은 조절 프로세스를 모니터링하기 위한 체킹 기능을 가지며, 이러한 기능은 밸브 폐쇄부의 상태들의 시리즈가 조절 프로세스의 일부로서 체킹 기능이 수행될 때 조절 프로세스의 적어도 하나의 시간 주기 동안 검출되고 이 상태는 현재 조절 데이터(21a)로서 저장되도록 구성되고, 현재 조절 데이터(21a)는 특정 타겟 조절 데이터(20, 20a)와 비교되고, 및 현재 조절 데이터(21a)와 타겟 조절 데이터(20, 20a)의 비교에 기초하여 프로세스 정보가 생성된다.

Description

진공 프로세스의 조절된 작동을 위한 진공 밸브 시스템
본 발명은 진공 상태 하에서의 처리 프로세스의 조절된 작동을 위한 진공 제어 밸브 및 조절 유닛으로 구성된 시스템에 관한 것이다.
부피 또는 질량 흐름을 조절하고 밸브 하우징에 형성된 개구를 통해 흐르는 흐름 유로를 본질적으로 기밀(gas-tight) 폐쇄를 위한 진공 밸브는 일반적으로 종래 기술과 다양한 실시예들에서 알려져 있고, 특히 가능한 오염 입자가 존재하지 않는 보호된 환경에서 이루어져야 하는 IC, 반도체 또는 기판 제조 분야의 진공 챔버 시스템에 사용된다. 이러한 진공 챔버 시스템은, 특히 처리되거나 제조될 반도체 소자들 또는 기판들을 수용하기 위해 제공되고 반도체 소자들 또는 다른 기판들이 진공 챔버 안팎으로 안내될 수 있고 적어도 하나의 진공 챔버 개구를 가지는 적어도 하나의 진공배기 가능한(evacuatable) 진공 챔버, 및 진공 챔버를 진공배기하기 위한 적어도 하나의 진공 펌프를 포함한다. 예를 들어, 반도체 웨이퍼들 또는 액정 기판들을 위한 제조 플랜트에 있어서, 고감도 반도체 또는 액정 소자들은 프로세스 진공 챔버들 내에 위치된 부품들(parts)이 각각의 처리 장치에 의해 처리되는 복수의 프로세스 진공 챔버들을 순차적으로 통과한다. 프로세스 진공 챔버들 내에서의 처리 프로세스 중 및 챔버에서 챔버로의 이송 중 모두에서, 고감도 반도체 소자들 또는 기판들은 항상 보호된 환경에, 특히 진공 환경에 놓여야 한다.
이러한 목적을 위해, 주변 밸브들(peripheral valves)은 가스 입구 또는 출구를 개폐하기 위해 사용되고, 이송 밸브들(transfer valves)은 부품들을 삽입 및 제거하기 위해 진공 챔버들의 이송 개구들(transfer opening)을 개방 및 폐쇄하는 데 사용된다.
반도체 부품들이 통과하는 진공 밸브들은 설명된 적용 분야 및 관련된 치수화(dimensioning) 때문에 진공 이송 밸브들로서 불리고, 이들 대부분의 직사각형 개구 단면 때문에 직사각형 밸브(rectangular valve)로서 불리고, 또한 이들의 통상의 기능 때문에 슬라이드 밸브, 직사각형 슬라이드 또는 이송 슬라이드 밸브로서 불린다.
주변 밸브들이 특히 진공 챔버와 진공 펌프 또는 다른 진공 챔버 사이의 가스 흐름을 제어하거나 조절하기 위해 사용된다. 예를 들어 주변 밸브들은 프로세스 진공 챔버 또는 이송 챔버(transfer chamber) 및 진공 펌프, 환경 또는 다른 프로세스 진공 챔버 사이의 파이프 시스템 내에 위치된다. 펌프 밸브들로도 불리는 이와 같은 밸브들의 개구 단면은 일반적으로 진공 이송 밸브의 그것보다 작다. 주변 밸브들은 조절 밸브들로도 불리며, 용도에 따라 개구를 완전히 개방하고 폐쇄할뿐만 아니라 완전 개방 위치와 기밀 폐쇄 위치 사이에서 개구 단면을 연속 조정하여 흐름을 제어하거나 조절하는 데 사용된다. 가스 흐름을 제어하거나 조절하기 위한 하나의 가능한 주변 밸브는 펜쥴럼 밸브(pendulum valve)이다.
예를 들어 US　6,089,537 (Olmsted)에 알려진 전형적인 펜쥴럼 밸브에 있어서, 제 1 단계는 개구를 해제하는 위치로부터 개구를 덮는 중간 위치로 일반적으로 둥근 밸브 디스크를 마찬가지로 보통 둥근 개구를 통해 회전시키는 것이다. US　6,416,037 (Geiser) 또는 US　6,056,266 (Blecha)에 개시된 바와 같은 슬라이드 밸브의 경우에 있어서, 개구 뿐만 아니라 밸브 디스크는 보통 직사각형으로 구현되고, 이러한 제 1 단계에서, 개구를 해제하는 위치로부터 개구를 덮는 중간 위치로 선형적으로 가압된다. 이러한 중간 위치에서, 펜쥴럼 또는 슬라이드 밸브의 밸브 디스크는 개구를 둘러싸는 밸브 시트로부터 일정 거리에 위치된다. 제 2 단계에서, 밸브 디스크와 밸브 시트 사이의 거리가 감소되어 밸브 디스크와 밸브 시트는 균일하게 서로를 향해 가압되고 개구는 실질적으로 기밀 방식으로 폐쇄된다. 이러한 제 2 이동은 바람직하게는 밸브 시트에 대해 실질적으로 수직인 방향에서 실행된다. 시일링은 예컨대 밸브 디스크의 폐쇄 측면 위에 배열된 시일링 링에 의해 - 상기 시일링 링은 개구를 원주방향에서 둘러싸는 밸브 시트를 향해 가압되고 -, 또는 밸브 디스크의 폐쇄 측면이 가압되는 밸브 시트 위의 시일링 링 모두에 의해 실행될 수 있다. 2단계로 실행되는 폐쇄 프로세스에 의해, 밸브 디스크와 밸브 시트 사이의 시일링 링은 시일링 링을 파괴할 수도 있는 어떠한 전단력(shear forces)도 거의 받지 않는 데, 그 이유는 제 2 단계에서의 밸브 디스크의 이동이 밸브 시트에 대해 실질적으로 직선으로 수직으로 일어나기 때문이다.
예를 들어 US　6,629,682　B2 (Duelli)로부터의 다양한 시일링 장치들이 종래 기술로부터 알려져 있다. 시일링 링들 및 진봉 밸브를 시일링하기 위한 적절한 재료는 예를 들어 FKM이라고도 칭하는 불소 고무(fluororubbe), 특히 "Viton"이라고 알려진 불소 탄성체(fluoroelastomer), 및 과불소 고무(perfluororubber), 축약하여 FFKM이다.
종래 기술로부터, 펜쥴럼 밸브의 회전 운동과, 개구에 평행한 밸브 디스크의 병진(translational) 운동 및 개구에 수직한 실질적으로 병진 운동의 조합을 달성하기 위한 상이한 엑츄에이터 시스템이, 예를 들어 펜쥴럼 밸브에 대한 US　6,089,537 (Olmsted) 및 슬라이드 밸브에 대한 US　6,416,037 (Geiser)로부터 알려져 있다.
밸브 디스크는 모든 압력 범위 내에서 요구되는 기밀성이 보장되고, 과도한 압력 스트레스로 인한 시일링 매체, 특히 O-링 형태의 시일링 링에 대한 손상을 회피되는 방식으로 밸브 시트에 대해 압력이 가해져야 한다. 이를 보장하기 위해, 잘 알려진 밸브는 2개의 밸브 디스크 측면 사이의 압력 차의 함수로서 밸브 디스크의 조절된 접촉 압력 제어를 제공한다. 특히 큰 압력 변동 또는 과압으로의 변화 또는 그 반대의 경우로 인해, 시일링 링의 전체 주위를 따라 균일한 힘의 분포가 언제나 보장되는 것은 아니다. 일반적으로, 밸브에 가해지는 압력으로 인한 지지력으로부터 시일링 링을 커플링 해제시키는 것이 목적이다. US 6,629,682 (Duelli)에서, 예를 들어, 시일링 링과 인접한 지지 링으로 구성되는 시일링 매체를 갖는 진공 밸브가 이러한 경우에 제안되며, 시일링 링이 지지력으로부터 실질적으로 자유롭게 된다.
선택적으로 양압(positive pressure) 및 음압(negative pressure) 모두에 대해 요구되는 기밀성을 달성하기 위해, 제2 이동 단계에 부가적으로 또는 대안적으로 소정의 잘 알려진 펜쥴럼 밸브들 또는 슬라이드 밸브들이 밸브 디스크에 수직으로 변위 가능하고 개구를 둘러싸는 밸브 링을 제공하며, 이는 밸브의 기밀식 폐쇄를 위해 밸브 디스크 상에 가압된다. 밸브 디스크에 대해 능동적으로 변위 가능한 밸브 링을 갖는 이러한 밸브들은 예를 들어, DE 1 264 191 B1, DE 34 47 008 C2, US 3,145,969 (von Zweck) 및 DE 77 31 993 U 로부터 알려져 있다. US 5,577,707 (Brida)는 개구를 갖는 밸브 하우징 및 개구를 통한 흐름을 제어하기 위해 개구를 가로 질러 평행하게 피봇 가능한 밸브 디스크를 갖는 펜쥴럼 밸브를 개시한다. 개구를 둘러싸는 밸브 링은 몇몇의 스프링과 압축 공기 실린더에 의해 밸브 디스크의 방향으로 수직하게 이동할 수 있다. 이러한 펜쥴럼 밸브의 가능한 추가적인 개발이 US 2005/0067603 A1(Lucas 등)에 제안되어 있다.
전술한 밸브들은 무엇보다도, 높은 감도의 반도체 소자들의 제조에서 사용되기 때문에, 특히 밸브의 작동 및 밸브 폐쇄부 부재의 기계적 부하 및 밸브 챔버 내의 자유 입자의 수에 의해 초래되는 입자 생성은 가능한 한 적게 유지되어야 한다. 입자 생성은 주로 금속 대 금속 접촉으로 의한 및 마모로 인한 마찰의 결과이다.
전술한 바와 같이, 진공 조절 밸브는 프로세스 챔버에서 정의된 프로세스 환경을 조정하기 위해 사용된다. 여기서 조절은 전형적으로, 챔버 내부 압력에 관한 정보를 제공하는 압력 신호에 의해 및 타겟 변수, 즉 조절에 의해 달성되어야 하는 타겟 압력에 의해 달성된다. 그 다음, 밸브 폐쇄부(밸브 디스크)의 위치는 조절 내에서 변경되어 특정 시간의 주기 내에 타겟 압력에 도달한다.
이러한 조절 프로세스에서 프로세스에서의 원하지 않는 외부 영향의 경우에도 불구하고, 현재의 압력 값만을 기초로하여 조절이 수행되므로, 불리한 외부 영향은 "과다 조절(overregulated)"되어 결정되지 않는다는 문제가 있다. 예를 들어 프로세스 챔버에 누출이 있는 경우, 프로세스 챔버 내의 가스 혼합물이 더 이상 특정 타겟 사양에 부합하지 않더라도 조절은 타겟 압력을 계속 설정할 수 있다.
따라서, 본 발명은 조절 가능한 개선된 진공 밸브를 제공하는 것을 목적으로 하며, 한편으로는 프로세스 챔버의 (압력) 조절 작동을 가능하게 하고, 다른 한편으로는 조절 프로세스의 요구되는 품질에 대한 신뢰성을 높인다.
특히, 본 발명의 목적은 조절 밸브 시스템에 기초하여 운전 조절 또는 처리 프로세스의 체크를 제공하는 것이다.
이러한 목적들은 독립항의 특징적인 특징들의 실현에 의해 달성된다. 대안적인 또는 유리한 방식으로 본 발명을 추가로 발전시키는 특징들은 종속항들에서 찾을 수 있다.
본 발명의 기본 아이디어는 실행된 조절 프로세스를 기록하고, 기록된 데이터를 조절 프로세스에 대한 타겟 데이터와 비교하는 것이다. 이를 통해 프로세스 진행 과정에 대한 진술을 추론하고 정의된 타겟 조절의 편차를 추론할 수 있다. 특히, 이는 처리 프로세스에서 급격한 장애를 검출하는 데 사용될 수 있을 뿐만 아니라 프로세스 조건(예를 들어, 표류에 기인한)에서의 장기적인(long-term) 변화들을 검출할 수 있다.
본 발명은 체적 또는 질량 흐름을 조절하고 프로세스 체적(process volume)을 기밀 폐쇄하기 위한 진공 밸브 및 조절 유닛을 포함하는 밸브 시스템에 관한 것이다. 상기 진공 밸브는, 개구 축을 정의하는 밸브 개구 및 상기 밸브 개구를 둘러싸는 제1 시일링 표면을 갖는 밸브 시트를 갖는다. 또한, 진공 밸브는 상기 제1 시일링 표면에 대응하는 제2 시일링 표면으로 상기 밸브 개구의 실질적인 기밀 폐쇄를 위한 또는 현재 개구의 사이즈를 설정하기 위한 밸브 폐쇄부를 갖는다.
게다가 밸브 폐쇄부에 커플링되고, 상기 밸브 폐쇄부의 각각의 상태(예를 들어, 밸브 시트 또는 밸브 하우징에 상대적인 상기 폐쇄부의 위치 또는 각도 위치)에 영향을 받을 수 있는 각각의 밸브 개방 상태를 제공하기 위해 밸브 폐쇄부가 사용되도록 설계된 드라이브 유닛은 정의된 방식으로 가변적이고 조정가능하며, 상기 밸브 폐쇄부는 적어도 부분적으로 상기 밸브 개구를 해제하는 개방 위치로부터, 상기 제1 시일링 표면이 상기 제2 시일링 표면에 대해 가압되고 실질적으로 기밀 방식으로 다시 상기 밸브 개구를 폐쇄하는 폐쇄 위치로 조정될 수 있다.
특히, 밸브 폐쇄부는 적어도 실질적으로 종 방향 폐쇄 방향으로 기하학적 종축을 따라 조정될 수 있고, 및/또는 상기 폐쇄부는 특히 중간 위치로의 횡 방향 폐쇄 방향으로 종축에 평행하게 연장되는 기하학적 피봇 축에 의해 조정될 수 있고, 상기 밸브 폐쇄부는 진공 밸브 개구를 덮고 밸브 폐쇄부의 하나의 폐쇄 측면은 상기 밸브 시트에 대해 이격된 반대 위치에 위치되고, 다시 원상태로 돌아온다(펜쥴럼 밸브 참조).
상기 밸브 시스템의 상기 조절 유닛은 프로세스 파라미터에 대해 현재 결정된 조절 변수 및 타겟 변수에 기초하여 상기 드라이브 유닛을 작동시킴으로써 상기 밸브 개방 상태의 특정 변화 또는 설정을 제공하는 조절 프로세스를 수행하도록 설계되고, 특히 상기 밸브 폐쇄부의 상태의 그러한 변화에 의해 상기 조절 변수가 상기 타겟 변수에 근사될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 조절 유닛은 상기 조절 프로세스를 모니터링 하기 위한 체킹 기능(checking functionality)을 가지며, 상기 체킹 기능은 상기 체킹 기능이 상기 조절 프로세스의 실행의 프레임워크 내에서 실행될 때와 같은 방식으로 수행될 때, 밸브 폐쇄부의 상태들의 시리즈는 상기 조절 프로세스의 적어도 하나의 시간 세그먼트에 걸쳐 검출되고, 이들 상태는 현재 조절 데이터로서 저장된다(예를 들어 전류 조절 곡선 또는 현재 조절 과정). 상기 현재 조절 데이터는 결정된 타겟 조절 데이터와 비교되고, 프로세스 정보는 현재 조절 데이터와 타겟 조절 데이터의 비교를 기반으로 생성된다.
따라서 조절 프로세스의 모니터링은 예를 들어, 전체 조절 사이클에 대한 데이터를 기반으로 하거나 또는 상기 사이클의 파트-타임 세그먼트 동안 기록된 데이터를 기반으로 한다. 이를 위해, 모니터링은 현재 조절 데이터와 타겟 조절 데이터를 상응하는 비교를 보장하며, 각각은 대응하는 시간 주기에 할당된다. 예를 들어 상기 비교는 조절 곡선의 일부를 기준으로 수행할 수 있으며, 상기 곡선의 이 일부가 공칭 조절 범위의 일부와 호환되는지 여부를 확인하고, 특히 상기 곡선의 일부는 상기 공칭 조절 범위의 한계 내에서 연속적으로 위치한다.
특히, 프로세스 파라미터는 프로세스 체적에 대한 압력 정보에 의해 구현되며, 여기서 타겟 변수는 프로세스 체적의 특정 작동 상태에 대한 타겟 압력을 나타내고, 상기 현재의 특정 조절 변수는 상기 프로세스 체적 내의 현재 압력이다. 조절 프로세스는 따라서 타겟 압력에 가능한 한 가깝게 대응하는 방식으로 프로세스 챔버 내의 압력을 조절한다. 이 조절은 또한 조절을 위한 시작 신호로 시작하는, 예를 들어 프로세스 가스의 유입의 시작을 나타내는 신호, 특정 조절 시간 주기를 명시함으로써 수행될 수 있는데, 즉 조절은 원하는 타겟 압력이 특정 시간 주기 후에 설정되거나 설정되어야 하는 방식으로 수행된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 타겟 변수는 프로세스 체적의 특정 작동에 대한 타겟 압력이고, 현재의 결정된 조절 변수는 현재의 미디어가 프로세스 체적으로 유입되는 것을 나타내며, 특히 현재의 결정된 조절 변수는 현재의 압력 입구 변수에 의해 구현된다. 압력 입구 변수는 예를 들어, 시간 단위당 질량 유량을 나타낼 수 있거나 또는 입구 밸브의 개방 위치에 대한 정보를 제공할 수 있다.
일반적으로, 이 목적을 위해 제공된 프로세스 체적 내의 특정 프로세스 가스에 대한 압력 곡선에 대한 타겟 압력 또는 타겟 곡선은 진공 또는 저압 조건에서 생산 단계를 수행하기 위해 특정된다. 이 타겟 압력 또는 곡선은 압력 조절의 프레임워크 내에서 맵핑(mapped)되어야 한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 조절 유닛은 상기 타겟 조절 데이터를 생성하기 위한 학습 기능(learning functionality)을 가지며, 상기 학습 기능은 다수의 조절 사이클이 수행되는 동안, 특히 조절 프로세스를 위한 타겟 작동으로서, 상기 밸브 폐쇄부(38)의 각각의 타겟 상태들은 상기 조절 프로세스를 위한 타겟 작동에 대응하는 다수의 조절 사이클들의 각각 적어도 하나의 시간 세그먼트에 걸쳐 검출되고, 상기 밸브 폐쇄부(38)의 상기 검출된 타겟 상태들은 상기 타겟 조절 데이터와 같은 상기 조절 사이클의 각 시간 세그먼트들을 참조하여 저장된다.
학습 기능의 범위 내에서 개별 조절 곡선을 각 조절 사이클 마다 기록할 수 있으며, 조절 곡선들의 수를 타겟 곡선과 결합할 수 있다. 예를 들어, 균등화 계산(equalization calculations)이나 개별 곡선들을 기준으로 한 평균화(averaging)를 통해 요약을 수행할 수 있다. 타겟 조절 곡선은 타겟 조절 데이터를 나타낸다.
선택적으로 또는 부가적으로, 타겟 조절 범위는 기록된 밸브 상태, 예를 들어 밸브 위치에 대한 허용 가능한 위치 범위는 각각의 조절 시간에 의해 정의될 수 있다. 따라서 타겟 조절 범위는 또한 타겟 조절 데이터를 나타낼 수 있다.
특히, 본 발명은 프로세스 정보가 조절 프로세스에 대한 프로세스 무결성에 관한 정보를 포함하는 방식으로 현재 조절 데이터와 상기 현재 조절 데이터와 상기 결정된 타겟 조절 데이터의 비교에 의해 상기 프로세스 정보가 생성되도록 한다.
특히 바람직하지 않은 프로세스 상태는 상기 프로세스 정보, 특히 조절 프로세스 동안 바람직하지 않은 대량의 유입, 특히 프로세스 체적에서의 누출의 존재가 식별 가능한 것을 토대로 식별될 수 있다.
상기 조절 데이터 또는 타겟 조절 데이터는 바람직하게는 각각의 (표적) 조절 과정의 경과를 나타내고, 및/또는 바람직하게는 조절 곡선의 형태로 기록된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세스 정보는 출력 신호를 포함하고, 상기 출력 신호는 음향적으로 또는 시각적으로 생성된다. 특히, 신호는 경고 신호일 수 있다. 상기 프로세스 정보는 또한 조절 프로세스의 품질을 나타내는 품질 정보를 포함할 수 있으며, 이 품질 정보에 기초하여 사용자 출력, 특히 오류 정보 또는 경고 신호가 생성될 수 있다.
일 실시 예에서, 출구 정보는 상기 현재 결정된 조절 변수와 함께 저장되거나 또는 상기 정보가 현재 결정되고, 상기 출구 정보는 시간의 단위당 상기 프로세스 체적으로부터 그리고 상기 밸브 폐쇄부의 상태의 함수로서 매체(medium)의 어느 질량 또는 어느 체적이 유출되는지를 특정한다. 특히, 이 정보는 체적으로 유입되는 정보와 함께 타겟 조절 작동에 적합한 작동 변수를 형성할 수 있다.
프로세스를 모니터링하는 것에 더하여, 체킹 기능은 상기 프로세스 정보에 따라, 상기 현재 결정된 조절 변수 또는 타겟 변수를 구체적으로 변경함으로써, 특히 오프셋을 설정함으로써 조절 프로세스가 자동으로 적응되는 방식으로 수행될 수 있다. 즉, 체킹 기능은 조절 프로세스에 개입하는 것을 허용하고, 예를 들어 실제로 측정된 압력 값 대신에, 프로세스 챔버 내의 압력에 대한 조정된 가상의 값이 시스템에 공급될 수 있다. 그런 다음 레귤레이터는 이러한 인공 압력 값을 사용하여 밸브 위치를 조절하고 이에 따라 조정한다.
상기 밸브 폐쇄부의 상태는 특히 드라이브 유닛에 의해 야기된 밸브 폐쇄부의 위치에 의해 결정된다. 이는 바람직하게는 밸브 폐쇄부, 예를 들어 밸브 시트 또는 밸브 하우징에 대한 밸브 디스크의 위치이다. 이 위치는 예를 들어, 드라이브 유닛(예를 들어, 모터)의 엔코더 또는 밸브 자체를 통해 결정될 수 있다.
선택적으로 또는 부가적으로, 밸브 폐쇄부의 현재 상태는 밸브 개구의 현재 개방 단면으로, 예를 들어 밸브 폐쇄부의 위치에 따라 특정될 수 있다.
특히 진공 밸브와 조절 장치는 통합된 디자인이다. 따라서 두 요소는 하나의 유닛으로서 형성되고, 예를 들어 하나의 공통 하우징 내에서 실현된다.
선택적으로, 조절 유닛은 진공 밸브와 구조적으로 분리될 수 있으며, 특히 무선 라디오 연결(WLAN, Bluetooth, 등) 또는 유선 연결로 진공 밸브와 통신 연결(communication connection)될 수 있다. 조절 유닛은, 예를 들어, 별도의 제어기로서 설계될 수 있으며, 제어기는 밸브 폐쇄부의 위치와 관련하여 조절 변수, 타겟 변수 및 선택적으로 피드백을 수신하고, 이 입력 데이터 및 타겟 조절에 대한 지식에 기초하여 밸브 모터에 대한 제어 출력 신호를 계산 및 제공하고, 특히 모터에 직접 제공한다.
특정 구성에서, 조절 유닛은 압력 센서에 연결될 수 있고 압력 센서로부터의 출력 신호는 현재 결정된 조절 변수를 제공한다. 특히, 압력 센서는 프로세스 챔버 내부의 압력이 측정될 수 있도록, 특히 연속적으로 또는 특정 업데이트 빈도로 측정될 수 있는 방식으로 구성된다. 이 압력 정보는 센서 출력 신호로서 조절 시스템에 입력되어 그곳에서 추가로 처리될 수 있다.
조절 유닛은 또한 예를 들어 질량 유량계 또는 질량 유량 제어 유닛(“가스 유량계” 또는 “질량 유량 제어기”)에 연결될 수 있으며, 질량 유량계 또는 질량 유량 제어 유닛으로부터 출력 신호는 현재 결정된 조절 변수를 제공한다. 이는 밸브 위치가 프로세스 챔버로 흐르는 가스에 관한 정보에 기초하여 조절될 수 있음을 의미한다. 따라서, 밸브의 개방 단면은 가스 유입에 적합한 시간 단위 당 가스의 양이 흘러 나오도록 조절될 수 있으며, 특히 그것에 해당한다.
또한, 본 발명은 진공 밸브의 조절된 작동을 체킹하는 방법에 관한 것으로, 진공 밸브는 체적 또는 질량 흐름을 조절하고 기밀 방식으로 프로세스 체적을 폐쇄하도록 설계된다. 진공 밸브는 개구 축을 정의하는 밸브 개구 및 상기 밸브 개구를 둘러싸는 제1 시일링 표면을 갖는 밸브 시트를 갖는다. 또한, 상기 제1 시일링 표면에 대응하는 제2 시일링 표면을 갖는 상기 시일링 개구의 실질적인 기밀 폐쇄를 위한 밸브 폐쇄부가 제공된다. 또한, 밸브는 상기 밸브 폐쇄부에 커플링되는 드라이브 유닛을 가지며, 상기 드라이브 유닛은, 상기 밸브 폐쇄부(38)의 각각의 상태에 의존하는 각각의 밸브 개방 상태를 제공하기 위해 정의된 방식으로 가변적이고 조정가능하도록 설계되고, 상기 밸브 폐쇄부의 적어도 부분적으로 상기 밸브 개구를 해제하는 개방 위치로부터, 상기 제1 시일링 표면이 상기 제2 시일링 표면에 대해 가압되고 실질적으로 기밀 방식으로 다시 상기 밸브 개구를 폐쇄하는 폐쇄 위치로 조정될 수 있고, 다시 원상태로 돌아온다.
특히, 드라이브 유닛은 적어도 실질적으로 종 방향 폐쇄 방향으로 기하학적 종축을 따라 조정될 수 있고, 및/또는 중간 위치로의 횡 방향 폐쇄 방향으로 기하학적 횡축을 따라 실질적으로 또는 그 주위에 밸브 배쇄부의 이동성의 결과로서, 상기 밸브 폐쇄부는 진공 밸브 개구를 덮고 밸브 폐쇄부의 하나의 폐쇄 측면은 상기 밸브 시트에 대해 이격된 반대 위치에 위치되고, 다시 원상태로 돌아온다.
이 방법의 범위 내에서, 조절 프로세스는 프로세스 파라미터 및 타겟 변수에 대해 현재 결정된 조절 변수에 기초하여 드라이브 유닛을 작동시킴으로써 수행되며, 특히, 이러한 방식으로 생성된 밸브 폐쇄부의 상태를 변경함으로써 조절 변수를 타겟 변수에 근사시킴으로써 달성된다. 이는 밸브 개방 상태의 특정 변수 또는 설정을 제공한다.
본 발명에 따르면, 밸브 폐쇄부의 상태들의 시리즈는 상기 조절 프로세스의 실행 과정 동안 조절 프로세스의 적어도 하나의 시간 주기에 걸쳐 기록되고, 상태는 현재 조절 데이터(예를 들어, 조절 곡선으로서)로서 저장된다. 현재 조절 데이터는 (사전에) 결정된(알려진) 타겟 조절 데이터와 비교되고, 프로세스 정보는 현재 조절 데이터와 타겟 조절 데이터의 비교를 기반으로 생성된다.
본 발명의 목적은 머신 판독 가능 캐리어(machine-readable carrier), 특히 전술한 밸브 시스템의 메모리 유닛에 저장된 컴퓨터 프로그램 제품이다. 컴퓨터 프로그램 제품은 적어도 상기 방법의 다음 단계들을 수행하거나 제어하기 위한 프로그램 코드를 갖는다.
· 조절 프로세스의 실행하는 단계,
· 상기 밸브 폐쇄부의 상태의 시리즈를 현재 제어 데이터로 기록하는 단계,
· 현재 조절 데이터와 특정 타겟 데이터를 비교하는 단계,
· 프로세스 정보 생성 단계.
특히, 프로그램은 밸브 시스템의 전자 데이터 처리 유닛, 특히 조절 유닛에서 실행된다. 따라서 조절 프로세스는 해당(컴퓨터 구현) 알고리즘을 실행하여 확인할 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 도면에 개략적으로 나타낸 구체적인 예시적인 실시 예를 참조하여 순전히 예로서 보다 상세히 후술되며, 본 발명의 추가적인 이점이 또한 논의된다. 도면은 이하를 상세히 나타낸다:
도 1은 본 발명에 따른 프로세스 챔버의 조절된 작동을 위한 제1 실시 예의 진공 시스템의 개략도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 타겟 조절 곡선과 현재 기록된 조절 곡선의 비교를 나타낸다.
도 3a 내지 3c는 펜쥴럼 밸브로서 조절 밸브의 실시 예를 나타낸다.
도 1은 진공 조건 하에서 물체를 처리하기 위한 프로세스 시스템의 구조를 개략적으로 도시한다. 이 구조는 프로세스 챔버(1) 및 프로세스 챔버로의 공급 라인을 포함하며, 공급 라인에는 가스 유량계 또는 조절기(2)가 제공되어 프로세스 챔버로 유동하는 가스의 양이 측정될 수 있거나 그에 따라 유입 가스양이 조절될 수 있다. 또한, 프로세스 챔버 내부의 압력(챔버 압력)이 결정되도록 허용하는 압력 센서(3)가 제공된다.
프로세스 챔버(1)의 하나의 출구 측에는, 이의 배기를 위해 진공 펌프(4)가 챔버(1)에 연결된다. 유출되는 질량 흐름을 제어 또는 조절하기 위한 조정가능한 진공 밸브(10)가 진공 펌프(4)와 챔버(1) 사이에 배열된다. 여기서 (제어되는) 가분성(divisibility)은 예를 들어, 전동식, 공압식 또는 유압식 밸브 드라이브에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면 시스템은, 밸브(10)에 연결되고 대응하는 입력 변수(12) 및 타겟 변수(13)에 의해 또는 진공 밸브(10)의 밸브 폐쇄부에 대한 공지된 사전 조절 위치에 의해 밸브(10)의 조절된 및 제어된 활성화 둘 모두를 제공하는 조절 유닛(11)을 갖는다.
도시된 실시 예에서, 압력 센서(3)의 현재의 압력 신호(12)는 입력 변수(12)로서, 즉 현재 결정된 제어 변수로서 연속적으로 획득되고, 그 결과 프로세스 챔버(1)의 현재의 압력 상태가 공지되거나 제공된다. 또한, 조절 유닛(11)은 타겟 또는 셋포인트(setpoint) 변수(13)로서 특정 처리 프로세스에 대한 타겟 압력 또는 타겟 압력 곡선이 제공된다. 이러한 입력 변수들에 의해, 제어 신호(14)가 생성되고 조절 유닛(11)에 의해 전동식 밸브(10)에 출력된다.
프로세스 챔버(1)에서 원하는 내부 압력을 설정하기 위해, 조절 사이클 동안 진공 밸브(10)의 밸브 개방은 가스가 프로세스 챔버로부터 배출되어 현재의 내부 압력이 타겟 압력에 근사화될 수 있는 방식으로 조절 사이클 동안 변화된다. 예를 들어 처리 프로세스의 제1 시간 세그먼트에서, 밸브 개방은 상대적으로 넓게 개방되어, 내부 압력이 가능한 한 빨리 낮춰지고, 조절의 추가 과정에서 밸브 개방은 덜 넓게 개방된 상태로 설정되어, 이후의 시간 세그먼트에서 원하는 내부 압력은 시간 단위당 더 적은 양의 가스의 제어된 유출에 의해 설정되고, 유지될 수 있고, 특히 층류 또는 분자 가스 흐름 또는 이들의 혼합된 형태가 존재한다.
밸브 위치, 즉 밸브 개구에 대한 밸브 폐쇄부의 위치를 변화시킴으로써, 조절 코스, 특히 조절 커브가 각각의 조절 사이클, 즉 일정 시간 간격의 각 시간에서의 밸브 위치에 대해 정의된다. 프로세스 챔버에서의 처리 프로세스는 일반적으로 조절 사이클들에서 여러번 반복되며, 압력 조절은 각 경우에 동일한 방식으로 수행되어야 한다.
본 발명에 따르면, 조절 유닛은 프로세스 무결성(integrity) 및/또는 품질을 검증하기 위한 체킹 또는 모니터링 기능(15)을 갖는다. 이 기능은 조절 사이클을 수행하는 방법을 규정하는 타겟 규정을 정의한다. 타겟 조절은 예를 들어 타겟 조절 곡선의 형태로 저장될 수 있다.
조절의 타겟 과정에 대한 정보를 바탕으로, 현재 기록된 조절 과정을 타겟 과정과 비교할 수 있으며, 이러한 비교를 기반으로, 고절이 설정된 한계 내에서 수행되었는지 여부에 대한 정보, 예를 들어 허용 범위 내인지, 아닌지 여부를 얻을 수 있다.
조절 유닛(11)은 또한 타겟 조절에 관한 정보를 생성하는데 사용될 수 있는 학습 기능을 가질 수 있다. 생산 사이클은 설정된 타겟 조건들(예를 들어, 타겟 압력, 타겟 온도, 압력 곡선, 온도 곡선 등)으로 여러 번 수행되고, 챔버(1)의 압력은 타겟 압력을 달성하기 위해 밸브 위치를 통해 조절 유닛(11)으로 조정된다. 이러한 생산 사이클들을 거치면서, 개별 사이클들의 밸브 위치가 조절 시간에 걸쳐 저장된다. 그런 다음 개별 데이터 레코드(조절 사이클 당 하나의 데이터 레코드)들을 결합하는 타겟 조절 정보가 예를 들어 소거 계산 또는 모델링을 통한 이러한 방식으로 생성될 수 있는 데이터 세트에서 파생된다.
체킹 기능(15)은 또한, 예를 들어 조절에서 검출된 편차가 후속 조절 사이클들에서 보상되는 방식으로 조절 프로세스에 영향을 주기 위해, 기록된 전류 조절 프로세스의 함수로서 달성될 타겟 변수를 순차적으로 적용하도록 설계될 수 있다. 즉, 체킹 기능은, 특정 시간에 따라 수정된 방식으로, 타겟 변수를 출력할 수 있으며, 이를 이 형태로 조절 회로에 도입할 수 있다.
유사한 방식으로, 체킹 기능(15)은 현재 측정된 조절 변수(예를 들어, 측정된 압력)에 상응하는 효과를 가질 수 있다. 예를 들어, 실제로 측정된 것보다 더 큰 압력이 존재하면 내부 압력을 더 빠르게 감소시킬 수 있다.
체킹 기능(15)에 의한 조절 프로세스에 대한 개입(intervention)은 예를 들어 조절 파라미터를 조정함으로써, 특히 조절기로의 직접 입력에 의해 수행될 수 있다.
체킹 모듈(15)은 또한 현재의 조절 상태에 관한 정보를 포함하는 신호를 출력하는데 사용될 수 있는 출력 채널(16)을 갖는다. 예를 들어, 사용자는 프로세스가 명시된 제한 내에서 실행중인지 또는 그들에서 편차가 있는지 여부를 볼 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 컴퓨팅 유닛 또는 상위 프로세스의 제어 신호가 제공될 수 있으며, 예를 들어, 이에 의해 전체 프로세스의 자동 조정이 이루어질 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 체킹 기능은 밸브(10)에 대한 조절 프로세스가 고착되는지 여부를 확인하는 것뿐만 아니라 조절 프로세스 자체가 그 정의된 경계 조건 내에서 작동하는지에 관한 진술 또한 가능하게 한다. 만약, 예를 들어, 현재 기록된 조절 곡선과 프로세스에 대해 저장된 타겟 조절 곡선 사이에 편차가 발견되는 경우, 이 편차는, 예를 들어 프로세스 챔버 또는 프로세스 챔버로의 공급 라인에 누설이 있는지 여부를 결정하기 위해 사용될 수 있으며, 프로세스에 결함이 있음을 표시할 수 있다. 본 발명에 따른 체킹 기능이 없다면, 이러한 누수는 간단히 "과잉조절(overregulated)"될 것이며, 즉, 밸브는 프로세스 중에 어떠한 외부 결함도 검출되지 않고 명시된 시간 내에 타겟 압력에 도달하는 방식으로 작동될 것이다.
도 2는 조절 사이클에 대해 정의된 타겟 조절 범위(20) 및 이 조절 프로세스를 위해 기록된 현재 조절(21a)을 도시한다.
타겟 조절 범위(20) 내에서, 실행될 처리 단계에 대한 학습 과정의 프레임 워크 내에서 개별적으로 기록된 다수의 조절 곡선으로부터 도출된 조절 곡선(20a)이 일 예로서 도시되어 있다. 이 곡선(20a)의 과정에 기초하여, 포락선(envelope)은 원하는 조절에 대한 허용 범위(20)를 정의하는 곡선(20a)에 대해 생성된다. 학습 프로세스 및 도시된 유도된 곡선(20a)으로부터 기록된 조절 곡선들은 조절 사이클의 시간(t) 동안 구동 유닛(모터, 공기 작용, 유압 등)에 의해 설정된 밸브 위치(x, y) 또는 (각) 위치(°)를 나타낸다.
곡선(21a)에 의해 도시된 조절은 학습 프로세스와 독립적으로 실행되는 현재의 생산 조절 사이클을 나타낸다. 이 곡선(21a)에 대해 여기에 도시된 포락선(21)은 수행된 조절 프로세스의 주어진 편차를 도시한다. 곡선(21a)은 과정 상에 공칭 조정 범위(20)에 대응하고, 육안 검사를 위해 시간축을 따라 시프트되는, 즉 타겟 조절 범위(20)를 나타내는 20'으로 설명된 허용 가능한 조절 범위 내에 있지 않다.
범위들(20, 20', 21)과 곡선(21, 21a)의 과정을 비교함으로써, 밸브 폐쇄부가 현재의 조절 프로세스에서 상당히 빠르게 조정되는 것으로 결정될 수 있고, 즉, 폐쇄 위치가 타겟 조절에 제공된 것보다 시간이 경과함에 따라 더 빨리 변화한다. 이러한 과정의 편차는 예를 들어, 가스 유량 조절기의 오작동으로 인해 발생할 수 있는 예상보다 프로세스 체적의 낮은 압력 증가를 나타낼 수 있다.
대안적으로, 과정으로부터의 편차는, 예를 들어 보다 많은 양의 가스가 보다 짧은 시간 내에 프로세스 체적으로부터 추출되어야 하는 경우, 예를 들어 밸브가 장시간 동안 개방된 상태에서, 가스 누설의 징후가 될 수 있다. 이러한 경우는 일반적으로 조절 곡선의 느린 증가와 관련된다.
허용 가능한 타겟 조절 범위(20)에 대한 한계는, 예를 들어 곡선을 둘러싼 범위를 설정함으로써, 타겟 조절의 시퀀스에 대한 기준 곡선(예를 들어, 20a)에 의해 전술한 바와 같이 결정될 수 있다. 범위는 곡선에 대해 일정한 허용 오차를 가질 수 있으며, 즉, 범위는 곡선의 각 로컬 또는 글로벌 최대값 또는 최소값으로부터 특정 거리를 가질 수 있다.
대안적으로, 타겟 조절 범위(20)는 예를 들어 조절 프로세스를 모델링하거나 시뮬레이션함으로써 결정될 수 있으며, 예를 들어 예상 가스 유입, 이에 기초한 압력 변화 및 이 목적을 위해 제공될 가스 유출이 시뮬레이션되거나 계산된다. 보다 단순한 경우에, 밸브에 대한 타겟 조절 곡선은 유입 가스량(시간 함수로서) 및 특히 시스템 구조에 대한 지식을 가지고 직접 결정될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 펜쥴럼 밸브 형태의 본 발명에 따른 밸브의 가능한 실시 예를 도시한다. 흐름 경로의 본질적으로 기밀식 차단을 위한 밸브는 개구(33)를 갖는 밸브 하우징(31)을 구비한다. 개구는 원형 단면을 갖는다. 밸브 디스크(38)의 폐쇄 위치에서, 개구(33)는 밸브 디스크(38)에 의해 기밀식으로 폐쇄된다. 밸브 디스크(38)의 개방 위치(O)가 도 3b 및 도 3c에 도시되어 있다.
개구(33)는 밸브 시트에 의해 둘러싸여 있다. 이러한 밸브 시트는, 밸브 디스크(38)의 방향으로 축 방향으로 대면하고, 개구 축(34)을 가로지르며, 원형 링 형상을 갖고, 밸브 하우징(31) 내에 형성되는 시일링 표면(35)에 의해 형성된다.
또한, 밸브는 개구 축(34)에 본질적으로 평행하게 조정될 수 있는 피봇팅 밸브 디스프(38)를 갖는다.
밸브 디스크(38)는 디스크의 측면 상에 배치되고 개구 축(34)에 수직으로 연장되는 아암(39)을 통해 전기 드라이브(모터)(40)에 연결된다. 밸브 디스크(38)의 폐쇄 위치에서, 이 아암(39)은 개구 축(34)을 따라 기하학적으로 돌출된 개구(44)의 개구 단면 외부에 위치된다.
전기 드라이브(40)는 밸브 디스크(38) - 팬쥴럼 밸브와 함께 보통 그렇듯이 - 가 개구 축(34)을 가로지르는 드라이브(40)의 횡방향 운동(x)에 의해 피봇될 수 있는 방식으로 대응하는 기어를 사용함으로써 설계되고, 개구(33)의 단면에 걸쳐 실질적으로 평행하고 개방 위치(O)와 중간 위치 사이에서 피봇 축(41)을 중심으로 피봇 운동의 형태로 개구 축(34)에 수직하고 개구 축(34)에 평행하게 발생하는 드라이브(40)의 종방향 운동(y)에 의해 선형적으로 변위될 수 있다. 개방 위치(O)에서, 밸브 디스크(38)는 개구(33) 및 흐름 경로가 해제되도록 제1 개구(33)에 옆으로 이웃하게 위치하는 드웰 섹션에 위치되어 개구(33) 및 유로가 해제된다. 중간 위치에서, 밸브 디스크(38)는 제1 개구(33) 보다 멀리 위치되고, 개구(33)의 개구 단면을 커버한다. 폐쇄 위치에서, 개구(33)는 기밀식으로 폐쇄되고, 밸브 폐쇄부(밸브 디스크)(38)와 밸브 시트의 시일링 표면(35) 사이에 기밀 접촉이 존재하기 때문에 유로가 차단된다.
밸브의 자동 및 조절된 개방 및 폐쇄를 가능하도록, 밸브는 프로세스 체적의 기밀 폐쇄 또는 이 체적의 내부 압력을 조절하기 위해 밸브 디스크(38)가 그에 따라 조정될 수 있는 방식으로 드라이브(40)에 설계되고 연결된 전자 조절 시스템이 제공된다. 밸브와 함께 이러한 조절 유닛은 본 발명에 따른 밸브 시스템을 형성한다.
밸브 디스크(38)의 위치는 조절 변수 및 출력 제어 신호에 기초하여 가변적으로 조정된다. 입력 신호는 밸브에 연결도니 프로세스 체적의 현재 압력 상태에 대한 정보이다. 또한, 레귤레이터에는 추가의 입력 변수, 예를 들어, 체적으로의 질량 흐름이 제공될 수 있다. 이러한 변수에 기초하여 그리고 체적에 대해 설정되거나 도달되어야 하는 명시된 타겟 압력에 기초하여, 밸브는 조절 사이클의 시간에 걸쳐 조절된 방식으로 설정되어, 체적으로부터의 질량 유출은 밸브에 의해 시간이 지남에 따라 조절될 수 있다. 이를 위해, 진공 펌프가 밸브 뒤에 제공되고, 즉, 밸브는 프로세스 챔버와 펌프 사이에 배치된다. 따라서 타겟 압력 곡선을 조정할 수 있다.
밸브 폐쇄부(38)를 설정함으로써, 각각의 개구 단면이 밸브 개구(33)에 대해 설정되고, 따라서 시간 단위당 프로세스 체적으로부터 배출될 수 있는 가스의 가능한 양이 설정된다. 이 목적을 위해, 밸브 폐쇄부(38)는 특히 가능한 엷은 층인 미디어 흐름을 달성하기 위해 원형으로부터 벗어나는 형상을 가질 수 있다.
개방 단면을 조절하기 위해, 밸브 디스크(38)는 드라이브(40)의 횡방향 운동(x)을 사용하여 조절 유닛에 의해 개방 위치(O)로부터 중간 위치로 조정될 수 있고, 종방향 운동(y)을 사용하여 중간 위치로부터 폐쇄 위치로 조정될 수 있다. 유로를 완전히 개방하기 위해, 밸브 디스크(38)는 드라이브(40)의 종방향 운동(y)에 의해 폐쇄 위치로부터 중간 위치로 이동될 수 있고, 드라이브(40)의 횡방향 운동(x)에 의해 중간 위치로부터 개방 위치(O)로 이동될 수 있다.
이 실시 예에서, 드라이브(40)는 전기 모터로서 설계되며, 드라이브(40)의 구동이 횡방향 운동(x) 또는 종방향 운동(y)을 일으키는 방식으로 기어가 전환될 수 있다. 드라이브(40) 및 기어는 레귤레이터에 의해 전자적으로 제어된다. 이러한 기어는, 특히 게이트-타입 기어 시프트와 함께 사용되고, 종래 기술로부터 알려져 있다. 또한, 횡방향 운동(x) 및 종방향 운동(y)을 수행하기 위해 여러 개의 드라이브를 사용할 수 있으며, 제어부는 드라이브의 제어를 가정한다.
위에서 전술한 팬쥴럼 밸브를 사용한 유량의 정확한 조절은 횡방향 운동(x)에 의해 개방 위치(O)와 중간 위치 사이에서 밸브 디스크(38)의 피봇팅 조정의 결과로서 가능할뿐만 아니라, 무엇보다 중간 위치 사이의 개구 축(34)을 따른 밸브 디스크(38)의 선형 조정에 의해, 종방향 운동(y)에 의한 폐쇄 위치로 유지된다. 설명된 팬쥴럼 밸브는 정확한 조절 작업에 사용될 수 있다.
밸브 디스크(38) 및 밸브 시트는 각각 제1 및 제2 시일링 표면인 시일링 표면(35)을 갖는다. 제1 시일링 표면(35)은 또한 시일을 갖는다. 이 시일은 예를 들어, 가황(vulcanization)의 수단으로 폴리머로서 밸브 시트 상에 가황될 수 있다. 선택적으로, 시일은 예를 들어, 밸브 시트의 홈에 O-링으로서 설계될 수 있다. 시일링 재료는 또한 밸브 시트에 결합되어 시일을 구현할 수 있다. 다른 실시 예에서, 시일은 밸브 디스크(38)의 측면, 특히 제2 시일링 표면 상에 배치될 수 있다. 이러한 디자인의 조합도 고려할 수 있다.
도시된 바와 같은 팬쥴럼 밸브에 대한 대안으로서, 본 발명에 따른 진공 밸브 시스템은 다른 유형의 진공 밸브, 예를 들어 플랩 밸브(flap valve), 슬라이드 밸브 또는 소위 버터플라이 조절 밸브(butterfly regulating valve)일 수 있다. 특히, 시스템은 진공 영역에서 사용하기 위한 압력 조절 밸브로 설계된다. 또한, 팬쥴럼 밸브를 사용할 수 있고, 폐쇄는 한 방향으로만 조절할 수 있다.
나타낸 도면은 단지 가능한 예시적인 실시 예를 개략적으로 나타내는 것으로 이해된다. 다양한 접근법은 종래 기술에 따른 진공 프로세스들을 위한 압력 제어를 위한 프로세스 및 장치뿐만 아니라 서로 결합될 수 있다.

Claims (15)

  1. 체적 또는 질량 흐름을 조절하고 프로세스 체적(1) 및 조절 유닛을 기밀 폐쇄하기 위한 진공 밸브(10)를 포함하는 밸브 시스템으로서,
    상기 진공 밸브(10)는,
    · 개구 축(34)을 정의하는 밸브 개구(33) 및 상기 밸브 개구(33)를 둘러싸는 제1 시일링 표면(35)을 갖는 밸브 시트;
    · 상기 제1 시일링 표면(35)에 대응하는 제2 시일링 표면으로 상기 밸브 개구(33)의 실질적인 기밀 폐쇄를 위한 밸브 폐쇄부(38); 및
    · 상기 밸브 폐쇄부(38)에 커플링되는 드라이브 유닛(40);을 포함하고,
    상기 드라이브 유닛(40)은, 상기 밸브 폐쇄부(38)가,
    o 상기 밸브 폐쇄부(38)의 각각의 상태에 의존하는 각각의 밸브 개방 상태를 제공하기 위해 정의된 방식으로 가변적이고 조정가능하고,
    o 상기 밸브 폐쇄부(38)가 적어도 부분적으로 상기 밸브 개구(33)를 해제하는 개방 위치(O)로부터, 상기 제1 시일링 표면(35)이 상기 제2 시일링 표면에 대해 가압되고 실질적으로 기밀 방식으로 다시 상기 밸브 개구(33)를 폐쇄하는 폐쇄 위치로 조정될 수 있는 그러한 방식으로 구성되고,
    상기 조절 유닛은 프로세스 파라미터 및 타겟 변수(13)에 대해 현재 결정된 조절 변수(12)에 기초하여 상기 드라이브 유닛(40)을 작동시킴으로써 상기 밸브 개방 상태의 특정 변화 또는 설정을 제공하는 조절 프로세스를 수행하도록 설계되고, 특히 그 결과로서 상기 조절 변수(12)는 이러한 방식으로 상기 밸브 폐쇄부(38)의 상태의 변화에 의해 상기 타겟 변수(13)에 근사될 수 있고,
    상기 조절 유닛은 상기 조절 프로세스를 모니터링 하기 위한 체킹 기능을 가지며, 상기 체킹 기능은 상기 체킹 기능이 수행될 때
    · 밸브 폐쇄부(38)의 상태들의 시리즈는 상기 조절 프로세스의 실행 과정에서 상기 조절 프로세스의 적어도 하나의 시간 세그먼트에 걸쳐 검출되고, 이 시리즈는 현재 조절 데이터(21a)로서 저장되고,
    · 상기 현재 조절 데이터(21a)는 결정된 타겟 조절 데이터(20, 20a)와 비교되고, 및
    · 프로세스 정보는 현재 제어 데이터(21a)와 타겟 조절 데이터(20, 20a)의 비교를 기반으로 생성되는 밸브 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    · 상기 프로세스 파라미터는 상기 프로세스 체적(1)에 대한 압력 정보로 구현되며,
    · 상기 타겟 변수(13)는 상기 프로세스 체적(1)의 특정 작동에 대한 타겟 압력이며,
    · 상기 현재 결정된 조절 변수(21a)는 프로세스 체적(1)의 현재 압력을 나타내는 밸브 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    · 상기 타겟 변수(13)는 상기 프로세스 체적(1)의 특정 작동에 대한 타겟 압력이며,
    · 상기 현재 결정된 조절 변수(12)는 현재 미디어가 상기 프로세스 체적(1)으로 유입되는 것을 나타내며, 특히 현재 결정된 조절 변수는 현재 압력 입구 변수로 구현되는 밸브 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조절 유닛은 상기 타겟 조절 데이터(20, 20a)를 생성하기 위한 학습 기능을 가지며, 상기 학습 기능은 이것이 수행될 때,
    · 상기 밸브 폐쇄부(38)의 각각의 타겟 상태들은 상기 조절 프로세스를 위한 타겟 작동에 대응하는 다수의 조절 사이클들을 수행하기 위한 각각의 조절 사이클의 각각 적어도 하나의 시간 세그먼트에 걸쳐 검출되고,
    · 상기 밸브 폐쇄부(38)의 상기 검출된 타겟 상태들은 상기 타겟 조절 데이터(20, 20a)와 같은 상기 조절 사이클의 각 시간 세그먼트들을 참조하여 저장되는 밸브 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세스 정보는 상기 프로세스 정보가 상기 조절 프로세스에 대한 프로세스 무결성에 관한 정보를 갖는 방식으로 상기 현재 조절 데이터(21a)와 상기 결정된 타겟 조절 데이터(20, 20a)의 비교에 의해 생성되며, 특히 바람직하지 않은 프로세스 상태가 상기 프로세스 정보, 특히 조절 프로세스 동안 바람직하지 않은 대량의 유입, 특히 프로세스 체적(1)에서의 누출의 존재가 식별될 수 있는 것에 의하여 식별될 수 있는 밸브 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 현재 조절 데이터(21a) 및/또는 상기 타겟 조절 데이터(20, 20a)는
    · 상기 현재 과정 또는 조절 프로세스의 타겟 과정을 나타내고, 및/또는
    · 각각의 조절 곡선의 형태로 기록되는 밸브 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세스 정보는
    · 출력 신호를 포함하고, 상기 출력 신호는 음향적으로 또는 시각적으로 생성되고, 및/또는
    · 조절 프로세스의 품질을 나타내는 품질 정보를 가지며, 사용자 출력, 특히 오류 정보 또는 경고 신호가 이 품질 정보를 기반으로 생성될 수 있는 밸브 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    출구 정보는 상기 현재 결정된 조절 변수(12)와 함께 저장되거나 현재 결정되며, 상기 출구 정보는 프로세스 체적(1)으로부터 매체(medium)의 어느 질량 또는 어느 체적이 유출되는지를 단위 시간 당 및 상기 밸브 폐쇄부(38)의 상태의 함수로서 나타내는 밸브 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 체킹 기능은, 상기 프로세스 정보에 따라, 특히 오프셋을 설정함으로써, 상기 현재 결정된 조절 변수(12) 또는 타겟 변수(13)를 선택적으로 변경함으로써 조절 프로세스가 자동으로 적응되는 방식으로 구성되는 밸브 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 폐쇄부(18)의 상태는
    · 상기 밸브 시트에 대한 상기 드라이브 유닛의 상기 밸브 폐쇄부(38)의 위치를 나타내고, 및/또는
    · 상기 밸브 폐쇄 위치의 함수로서 상기 밸브 입구(33)의 현재 개방 단면을 나타내는 밸브 시스템.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공 밸브(10)와 상기 조절 유닛은 통합된 디자인인 밸브 시스템.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조절 유닛은 상기 진공 밸브(10)로부터 구조적으로 분리되어 형성되고 진공 밸브(10)와 연결되어 있으며, 특히 무선 라디오 연결 또는 유선 연결이 제공되는 밸브 시스템.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조절 유닛은,
    · 압력 센서(3)에 연결되고 상기 압력 센서의 출력 신호는 상기 현재 결정된 조절 변수(12)를 제공하고, 및/또는
    · 질량 유량계(2) 또는 질량 유량 제어 유닛(2)에 연결되고 질량 유량계 또는 질량 유량 제어 유닛의 출력 신호는 현재 결정된 조절 변수(12)를 제공하는 밸브 시스템.
  14. 진공 밸브(10)의 조절된 작동을 체킹하는 방법으로서,
    상기 진공 밸브(10)는 체적 또는 질량 흐름을 조절하고, 프로세스 체적(1)의 기밀 방식으로 폐쇄하도록 설계되며,
    · 개구 축(34)을 정의하는 밸브 개구(33) 및 상기 밸브 개구(33)를 둘러싸는 제1 시일링 표면(35)을 갖는 밸브 시트;
    · 상기 제1 시일링 표면에 대응하는 제2 시일링 표면으로 상기 밸브 개구(33)의 실질적인 기밀 폐쇄를 위한 밸브 폐쇄부(38); 및
    · 상기 밸브 폐쇄부(38)에 커플링되는 드라이브 유닛(40);을 포함하고,
    상기 드라이브 유닛(40)은, 상기 밸브 폐쇄부(38)가,
    o 상기 밸브 폐쇄부(38)의 각각의 상태에 의존하는 각각의 밸브 개방 상태를 제공하기 위해 정의된 방식으로 가변적이고 조정가능하고,
    o 상기 밸브 폐쇄부(38)가 적어도 부분적으로 상기 밸브 개구(33)를 해제하는 개방 위치(O)로부터, 상기 제1 시일링 표면(35)이 상기 제2 시일링 표면에 대해 가압되고 실질적으로 기밀 방식으로 다시 상기 밸브 개구(33)를 폐쇄하는 폐쇄 위치로 조정될 수 있는 그러한 방식으로 구성되고,
    프로세스 파라미터 및 타겟 변수(13)에 대해 현재 결정된 조절 변수(12)에 기초하여 상기 드라이브 유닛을 작동시킴으로써 조절 프로세스가 수행되고, 상기 밸브 개방 상태의 특정 변수 또는 설정이 제공되고, 특히 그 결과로서 상기 조절 변수는 이러한 방식으로 상기 밸브 폐쇄부의 상태의 변화에 의해 상기 타겟 변수에 근사되고,
    · 밸브 폐쇄부(38)의 상태의 시리즈는 상기 조절 프로세스의 실행 과정에서 상기 조절 프로세스의 적어도 하나의 시간 세그먼트에 걸쳐 검출되고, 이 시리즈는 현재 조절 데이터(21a)로서 저장되고,
    · 상기 현재 조절 데이터(21a)는 결정된 타겟 조절 데이터(20, 20a)와 비교되고, 그리고
    · 프로세스 정보는 현재 제어 데이터(21a)와 타겟 조절 데이터(20, 20a)의 비교를 기반으로 생성되는 진공 밸브(10)의 조절된 작동을 체킹하는 방법.
  15. 제14항에 따른 상기 방법의 적어도 다음의 단계들을 수행 또는 제어하기 위한 프로그램 코드를 갖는, 머신 판독 가능 캐리어 상에, 특히 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 밸브 시스템의 메모리 유닛에 저장되는 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 특히 상기 프로그램이 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 밸브 시스템의 전자 데이터 처리 유닛, 특히 조절 유닛에서 실행되는, 컴퓨터 프로그램 제품:
    · 조절 프로세스를 실행하는 단계,
    · 상기 밸브 폐쇄부(38)의 상태의 시리즈를 기록하는 단계,
    · 상기 현재 조절 데이터(21a)를 상기 타겟 조절 데이터(20, 20a)와 비교하는 단계,
    · 상기 프로세스 정보를 생성하는 단계.
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