本发明涉及一种系统，该系统包括真空调节阀以及用于在真空条件下进行处理过程的压力调节操作的控制调节单元。
背景技术：
通常，用于调节体积流或质量流并用于大致气密闭合引导经过形成在阀壳体中的开口的流动路径的真空阀在现有技术的各种实施方式中是已知的，特别是用于必须尽可能地发生在受保护气氛中的集成电路、半导体或基板制造领域中的真空腔室系统而不会出现受污染的颗粒。这样的真空腔室系统特别是包括用于接收待处理或制造的半导体元件或基板的至少一个可抽空的真空腔室，其具有使半导体元件或其他基板可以引导进出真空腔室的至少一个真空腔室开口以及用于抽空真空腔室的至少一个真空泵。例如，在用于半导体晶片或液晶基板的生产设备中，高度敏感的半导体或液晶元件依次通过多个处理真空腔室，其中在每种情况下借助处理装置处理位于处理真空腔室内侧的零件。在处理真空腔室内侧进行处理过程期间还有从腔室输送到腔室期间，高度敏感的半导体元件或基板必须始终位于受保护气氛中(特别是无空气环境)。
出于该目的，一方面用于打开和闭合气体供应或排放的外围阀另一方面用于打开和闭合真空腔室传输开口的传输阀用于引入和移除零件。
使半导体零件从中穿过的真空阀由于所描述应用领域和关联设计也被称为真空传输阀，由于其大部分矩形开口横截面被称为矩形阀，由于其通常的操作模式被称为滑阀、矩形滑动器或传输滑阀。
外围阀特别是用于控制或调节真空腔室与真空泵或另一真空腔室之间的气体流。外围阀位于例如处理真空腔室或传输腔室与真空泵、气氛或另一处理真空腔室之间的管道系统内侧。这种阀(也被称为泵阀)的开口横截面通常小于真空传输阀的情况。因为使用了外围阀，基于应用领域，不仅为了完全打开和闭合开口而且为了经由连续调整完全打开位置与气密闭合位置之间的开口横截面来控制或调节流动，它们也被称为调节阀。用于控制或调节气体流的可行的外围阀是摆动阀。
在例如从us6,089,537(olmsted)已知的典型摆动阀中，在第一步骤中，通常圆形的阀盘能旋转地枢转越过也通常呈圆形的开口，从开口暴露位置进入覆盖开口的中间位置。在诸如us6,416,037(geiser)或us6,056,266(blecha)描述的滑阀的情况下，阀盘还有开口通常被配置成矩形并且在该第一步骤中从开口暴露位置线性地推入覆盖开口的中间位置。在该中间位置中，摆动阀或滑阀的阀盘位于与围绕开口的阀座相对间隔开的位置中。在第二步骤中，阀盘和阀座之间的距离减小，使得阀盘和阀座被均匀按压到彼此之上并且开口以大致气密的方式闭合。该第二运动优选地基本上发生在与阀座垂直的位置中。例如，或者经由布置在阀盘的按压到围绕开口延伸的阀座上的闭合侧上的密封环，或者经由抵靠阀盘闭合侧的阀座上的密封环，可以完成密封。由于发生在两个步骤中的闭合过程，密封环几乎不经受将破坏阀盘和阀座之间的密封环的剪切力，因为阀盘在第二步骤中的运动基本上直线垂直地发生在阀座上。
不同的密封过程从现有技术获知，例如从us6,629,682b2(duelli)获知。例如，真空阀中的密封环和密封件的合适材料是氟橡胶(也被称为fkm)，特别是以商品名“viton”已知的含氟弹性体以及全氟橡胶(简称ffkm)。
用于实现阀盘的旋转运动(在摆动阀的情况下)和阀盘的平行于开口的平移运动(在滑阀的情况下)以及垂直于开口的大致平移运动的这种组合的各种驱动系统例如从涉及摆动阀的us6,089,537(olmstead)以及涉及滑阀的us6,416,037(geiser)中已知。
将阀盘按压到阀座上必须以这样的方式完成，使得既需要在整个压力范围内确保气密性，也避免由于过大压力负载而造成对密封介质(特别是采取o形环的形式的密封环)的任何损伤。为了避免这一点，已知的阀提供基于存在于阀盘两侧之间的压差调节的阀盘的接触压力调节。特别在压力波动大的情况下或者当从负压改变为正压(或者相反地)时，然而不能始终确保沿着密封环的整个圆周的力分布均匀。通常，力图将密封环与因施加到阀的压力所产生的支撑力分离。在us6,629,682(duelli)中，出于该目的，例如提出具有密封介质的真空阀，其由密封环和相邻定位的支撑环构成，使得密封环基本上不受支撑力的影响。
为了实现需要的气密性，可选地针对正压和负压两者，除第二运动步骤之外或替代第二运动步骤，一些已知的摆动阀或滑阀提供围绕开口的阀环，其能垂直于阀盘移位、按压到阀盘上以使阀气密闭合。能相对于阀盘主动移位的带阀环的这类阀例如从de1264191b1、de3447008c2、us3,145,969(vonzweck)和de7731993u中已知。us5,577,707(brida)描述了一种具有阀外壳的摆动阀，阀外壳具有开口以及能平行于开口枢转以控制经过开口的流量的阀盘。封闭开口的阀环是能借助多个弹簧和压缩空气气缸在阀盘方向主动垂直移动。us2005/0067603a1(lucas等人)提出了该摆动阀的可能的进一步发展。
因为上述阀特别用于制造高度敏感的半导体元件，特别是通过阀的致动并且通过阀闭合件构件的机械加载而产生的颗粒以及阀腔室中的自由颗粒数量应该保持尽可能小。颗粒产生主要是例如由于金属-金属接触以及由于磨损导致的摩擦的结果。
如上所述，真空调节阀用于调整处理腔室中的限定工艺环境。通常在此借助提供与腔室内部压力相关的信息的压力信号以及借助目标值(即应该借助调节实现的期望压力)来完成调节。然后，在调节过程中改变阀闭合件位置(阀盘)，使得在特定的时间间隔内实现期望压力。
作为调节的替代，真空调节阀也可以借助已知的工艺参数(诸如，在预定时间内在处理腔室中实现的期望压力)以受控的方式操作。出于该目的，例如提供阀盘的相关期望位置，并且同样以预定的次数接近该位置。
上述两种方法均具有其特定的优点和缺点。由此，处理腔室中的期望压力可以在相对较短的时间内借助预定控制进行设定，但由于通常缺乏的反馈(例如，当前压力信息)，对当前主要压力的预测仅可以有保留地作出。对生产过程的任何非期望影响(诸如，变化的气体入口或处理腔室的泄漏)仍然完全未被识别，然后通常导致制造质量下降。
与控制相比，调节处理腔室的压力是更加耗时的。反馈信号(通常因测量实际施加的腔室压力的压力传感器而产生)以自然延迟记录并处理。基于此的调节因此以对应的延迟作出并且导致期望压力对应较晚的设定。另一方面，期望压力的调节可甚至用处理腔室中变化的气体入口或压力波动可靠地进行设定。由于鉴于确定的腔室内部压力的更可靠的处理安全性，在大多数情况下优选地使用阀的调节。
技术实现要素：
因此，本发明的目的是提供一种具有能够避免上述缺点的调节器的改进型真空阀。
特别是，本发明的目的是提供一种具有呈现改进的(即更快速且更可靠的)调节行为的调节器的改进型真空阀。
本发明的基本想法是将执行的调节过程分为两个部分步骤以便实现闭合件定位的加速，以确定腔室压力。在第一部分步骤中，所述阀闭合件以受控的方式移动到预先确定的预先调节位置，而在第二部分步骤中，然后完成腔室压力的调节。此外，在每种情况下监测和记录特别是多次执行的调节周期，以便与对应的参考值比较。基于这种比较，然后能针对后面的周期来修正预先调节位置。
结果，一方面，能更快速地实现期望压力，其次能提供自主的自修正调节系统。
为了在时间上优化新工作点(例如处理腔室中的新期望压力)的调整，通过合适的定位序列替代调节来控制从一个工作点到另一个工作点的过渡阶段。定位序列(预先调节步骤)将压力时间最佳地带到新工作点附近。在定位序列之后，切换到闭环模式以便然后精确地调整和维持压力。
例如从在闭环模式下调节的一个参考周期或几个参考周期获得所使用的预先调节步骤和预先调节位置的时机。
能在每个调节周期之后针对下一个周期优化定位序列参数，特别是预先调节位置或预先调节时间。
优选地，定位序列与流量控制器控制同步，即预先调节停止或者定位序列启动并且确定启动流量控制器。
针对预先定位，例如，需要以下参数：
-针对新压力调整的闭合位置(例如，对应于预先调节位置)；
-阀闭合件的当前位置；以及
-标准，根据该标准而从当前位置向调整位置作出改变。
所述阀闭合件的当前位置特别是用在前一周期中。对于后一周期，例如在前一周期结束时确定位置或者形成位置平均值(例如，100ms内)。
然后储存在下一个设定点(工作点)之前确定的最后平均值。还将可行的是，储存在调节模式下的特定时间之后实现的位置。结果，在当前步骤内，能消除由于通量变化或者由于腔室中发生等离子点火而导致的影响。
选择预先调节位置，例如，使得腔室内部压力尽可能快速地接近新期望值。另一方面，所述接近不应该发生得太快，使得调节控制单元能够有效地实现调整。
因此，本发明涉及一种包括至少一个真空阀和调节控制单元的阀系统，所述至少一个真空阀用于调节体积流或质量流和用于气密密封处理容积。所述真空阀包括：阀座，所述阀座具有限定开口轴线的阀开口以及围绕所述阀开口延伸的第一密封表面；阀闭合件，所述阀闭合件用于大致气密地闭合所述阀开口，具有对应于所述第一密封表面的第二密封表面。
另外，设置有驱动单元，所述驱动单元联接到所述阀闭合件，被配置成使得所述阀闭合件：以限定的方式可变和可调整以提供相应的闭合位置；并且能从打开位置调整到闭合位置中，在所述打开位置中，所述阀闭合件至少部分地暴露所述阀开口，在所述闭合位置中，所述第一密封表面被按压到所述第二密封表面上并且使阀开口以大致气密的方式闭合。
所述控制调节单元被配置成利用针对所述阀闭合件的预先调节步骤和随后调节步骤执行调节周期。这样的调节周期能特别是多次重复地执行，其中能在两个这样的周期之间执行其他过程步骤或周期。
当执行所述调节周期时，在所述预先调节步骤过程中，所述阀闭合件通过所述驱动单元的相应启动特别是从所述打开位置移动到受所述调节控制单元控制的限定的当前预先调节位置中。因此在所述预先调节步骤中，不发生阀位置的真正调节，但所述阀闭合件具体地借助控制而进入特定状态，即进入所述当前预先调节位置。所述预定的预先调节位置是原则上从周期到周期的变量，并且所述闭合位置的对应调整在每种情况下借助当前限定的预先调节位置作出。
在所述调节步骤过程中，通过基于工艺参数的当前确定的控制变量以及目标值来启动所述驱动单元，根据所述当前预先调节位置执行所述闭合位置的特定变化或调整。特别是，所述控制变量能接近所述目标值。能至少部分地预测因所述阀闭合件的限定位置变化对所述控制变量造成的影响。在该后一步骤中，现在发生所述闭合位置真正的调节(闭环)调整。
例如，响应于处理腔室的测量压力，在特定的方向上调整所述阀的开口横截面，其中期望随着横截面的增加而使压力下降并且期望在横截面减小的情况下使压力上升(可预测性)。如果处理结构是公知的，则除压力变化方向(压力的增加和降低)之外，能至少粗略知晓由此引起的压力变化的幅度。
由于调整周期的两阶段性质，例如利用特定时间偏移(因之前发生的所述阀闭合件的受控调整而产生)来启动调节，其结果是，已经可访问来自所述处理容积的当前压力数据并且能由此直接启动调节。
根据本发明，所述调节控制单元具有更新功能，所述更新功能被配置成使得在执行期间，至少在所述调节周期的一部分期间记录所述控制变量，并且基于此导出实际调节廓线(profile)。将所述实际调节廓线与参考调节廓线比较，并且导出调节偏差。确定差异特别是差异程度。
根据所述导出的调节偏差的表现并基于对所述控制变量的可至少部分预测的影响来修正所述当前预先调节位置。换句话说，这意味着，在例如超过特定阈值的确定偏差的情况下，能修正所述预先调节位置使得由此抵消偏差。
修正的预先调节位置被设置和/或储存为所述调节周期的所述当前预先调节位置。所述当前预先调节位置因此被相应地重新设定并且因此被设定为下一个调节周期中的预先调节步骤的当前预先调节位置。能在下一个周期中由此减小或完全避免所述调节周期中之前发生的偏差。
所述调节控制单元被另外配置成使得特别是在具有处理容积的生产过程期间在多个调节周期中能连续地执行所述更新功能。
在一个实施方式中，所述更新功能被配置成使得：通过在执行第一调节周期或第一调节步骤期间记录所述控制变量来产生和储存所述参考调节廓线；并且通过在执行第二调节周期或第二调节步骤期间记录所述控制变量来导出所述实际调节廓线。
特别是，在所述第一调节周期或所述第一调节步骤之后执行所述第二调节周期或所述第二调节步骤。
所述参考调节廓线例如是记录在单个之前的周期中的调节廓线。替代地，所述参考调节廓线能基于多个之前执行的周期或者借助特定的学习过程产生。
换句话说，在一个实施方式中，所述调节控制单元能被配置成使得通过在执行多个调节周期或多个调节步骤期间记录所述控制变量来产生和储存所述参考调节廓线，特别是其中完成针对调节步骤的特定时间间隔或特定时间点记录的控制变量的平均。
所述调节控制单元此外能具有用于产生所述参考调节廓线的学习功能。所述学习功能被配置成使得在执行期间：为了进行与所述调节周期的期望操作对应的多次大致相同的调节周期，在相应调节周期的至少一个时间段内记录用于所述阀闭合件的相应期望位置；并且参考所述调节周期的相应时间段，将用于所述阀闭合件的记录的期望位置储存为所述参考调节廓线。
所述参考调节廓线能根据所述目标值以及用于执行所述调节周期或预先调节步骤或调节步骤(特别是待执行过程步骤)的可靠时间来限定。
根据本发明的一个实施方式，所述调节控制单元被配置成使得所述当前预先调节位置被修正，使得利用所述修正的预先调节位置产生在方向和/或幅度方面以限定的方式抵消所述调节偏差的对所述控制变量或工艺参数的影响。能由此调整所述预先调节位置，使得例如过低的腔室压力借助减小的阀开口来预先补偿。
由所述控制变量记录的工艺参数可以例如是所述处理容积的压力信息，其中所述目标值可以是所述处理容积中要达到的期望压力，并且当前确定的控制变量表示所述处理容积的当前压力。然后这涉及针对处理容积的压力调节。
在本发明的一个变型中，所述目标值可以是所述处理容积中要达到的期望压力，其中例如除压力信息之外，当前确定的控制变量指定进入所述处理容积的实际介质流入量，特别是其中当前确定的控制变量考虑到实际压力入口大小。借此额外信息，所述期望压力能以增加的准确性和效率进行调节。
特别是，出口信息能利用所述当前确定的控制变量储存或当前地被确定，其中所述出口信息指定每单位时间从所述处理容积并基于所述闭合位置流出多少质量或体积的介质(例如处理气体)。在这种情况下，所述出口信息能至关紧要地依赖于由真空泵提供的提取能力。
为了执行所述调节周期，根据一个实施方式，接收触发或启动信号。因此，能根据启动信号的接收来启动或执行所述预先调节步骤。只要所述启动信号被接收并被所述调节控制单元处理，就执行所述调节周期或所述预先调节步骤。
优选地，由上级处理控制器产生所述启动信号，其中所述处理控制器被配置成针对相同类型的多种产品来控制具有所述处理容积的生产过程；所述调节周期表示相应地多次重复出现的生产过程的一部分；并且在生产过程中相应地多次输出所述启动信号。
在此背景下，所述处理控制器还能提供启动信号输出的同步化，例如处理气体的供应或供应变化。结果，能与特定过程步骤匹配地启动调节过程，并且在相应过程步骤开始(例如与引入处理气体一起)时受控地调整到所述预先调节位置。
例如，所述调节控制单元能连接到压力传感器，其中所述压力传感器的输出信号提供所述当前确定的控制变量(所述处理腔室中的当前压力)。替代或另外地，所述调节控制单元能连接到质量流量计或质量流量监测单元，并且所述质量流量计或所述质量流量监测单元的输出信号提供所述当前确定的控制变量(例如与每次处理气体的流入量相关的信息)。在第二种情况下，因此，所述控制变量不必是所述腔室压力，而是还能表示当前气体流入量。
优选地，采取参考调节曲线的形式记录所述实际调节廓线和/或所述参考调节廓线。
在一个实施方式中，所述真空阀和所述调节控制单元以一体式设计执行。
替代地，所述调节控制单元能被配置成与所述真空阀结构分离且与所述真空阀连通，其中存在无线电连接或有线连接。
在另一种功能中，所述调节控制单元能被配置成使得能根据所述实际调节廓线与所述参考调节廓线的比较来产生处理信息。
能根据导出的调节偏差的表现来产生所述处理信息，特别是其中在所述调节偏差超过预定阈值的情况下产生所述处理信息。
所述处理信息此外能包括输出信号，其中从听觉或视觉角度产生所述输出信号。另外，所述处理信息能包括提供所述调节周期质量的质量信息，并且借助该质量信息，能产生用户输出，特别是误差信息或报警信号。
基于所述处理信息，能另外识别非期望过程状态，特别是在所述调节周期期间非期望的质量流入量，特别是其中能识别出所述处理容积泄漏的存在。
本发明另外涉及一种用于真空阀的调节控制单元，其中所述真空阀被配置成用于调节体积流或质量流和/或用于气密密封处理容积并且具有可调整的阀闭合件。
根据本发明，所述调节控制单元被配置成特别是多次执行针对所述阀闭合件的预先调节步骤和随后调节步骤的调节周期。当执行所述调节周期时，在所述预先调节步骤过程中，所述阀闭合件通过所述驱动单元的相应启动特别是从所述打开位置移动到受所述调节控制单元控制的限定的当前预先调节位置中。在所述调节步骤过程中，通过基于工艺参数的当前确定的控制变量以及目标值来启动所述驱动单元，根据所述当前预先调节位置执行所述闭合位置的特定变化或调整，特别是由此所述控制变量能接近所述目标值。能至少部分地预测因所述阀闭合件的限定位置变化对所述控制变量造成的影响。
所述调节控制单元具有更新功能，所述更新功能被配置成使得在执行期间，至少在所述调节周期的一部分期间记录所述控制变量，并且基于此导出实际调节廓线。将所述实际调节廓线与参考调节廓线比较，并且导出调节偏差。导出调节偏差还包括随机建立不存在偏差。
根据所述导出的调节偏差的表现并基于对所述控制变量的可至少部分预测的影响来修正所述当前预先调节位置；并且修正的预先调节位置被设置和/或储存为所述调节周期的所述当前预先调节位置。相应地应理解的是，倘若偏差为零，也能进行修正，使得所述当前预先调节位置替换为大致相同的新预先调节位置。
所述调节控制单元被配置成使得特别是在具有所述处理容积的生产过程期间在多个调节周期中能连续地执行所述更新功能。
本发明进一步涉及一种利用真空阀进行生产周期的方法，其中所述真空阀被配置和布置成用于调节体积流或质量流(特别是来自处理容积的体积流或质量流)和用于气密密封处理容积。所述真空阀包括阀座，所述阀座具有限定开口轴线的阀开口以及围绕所述阀开口延伸的第一密封表面；所述真空阀另外具有阀闭合件，所述阀闭合件用于大致气密地闭合所述阀开口，具有对应于所述第一密封表面的第二密封表面。联接到所述阀闭合件的驱动单元被配置成使得所述阀闭合件：以限定的方式可变和可调整以提供相应的闭合位置；并且能从打开位置调整到闭合位置中，在所述打开位置中，所述阀闭合件至少部分地暴露所述阀开口，在所述闭合位置中，所述第一密封表面被按压到所述第二密封表面上并且使阀开口以大致气密的方式闭合。
在所述方法的过程中，特别是多次执行所述阀闭合件的调节周期，并且所述调节周期至少包括所述阀闭合件的受控运动以及所述闭合位置的调节变化或调整。所述阀闭合件的受控运动是根据通过所述驱动单元的针对性启动接收到启动信号完成的，特别是从所述打开位置移动到限定的当前预先调节位置；随后，所述闭合位置的调节变化或调整是基于工艺参数的当前确定的控制变量以及目标值来启动所述驱动单元，根据所述当前预先调节位置实现的，特别是由此所述控制变量接近所述目标值。在这种情况下已知或者能至少部分地预测因所述阀闭合件的限定位置变化对所述控制变量造成的影响。
至少在一部分所述调节周期期间记录所述控制变量，并且基于此导出实际调节廓线。将所述实际调节廓线与参考调节廓线比较，并且导出调节偏差。根据所述导出的调节偏差的表现并基于对所述控制变量的可至少部分预测的影响来修正所述实际预先调节位置；并且修正的预先调节位置被设置和/或储存为所述调节周期的所述当前预先调节位置。
本发明的主题进一步涉及一种存储在机器可读载体上的计算机程序产品，所述计算机程序产品特别是存储在上述阀系统的存储单元中或所述调节控制单元中，具有用于执行或控制上述方法的至少特定步骤的程序代码。步骤如下：
·使阀闭合件受控运动；
·使所述闭合位置调节变化或调整；
·导出实际调节廓线并与参考调节廓线比较；
·导出调节偏差；
·根据所述导出的调节偏差的表现并基于对所述控制变量的可至少部分预测的影响来修正所述预先调节位置；以及
·将所述修正的预先调节位置设置为所述调节周期的所述当前预先调节位置。
特别是，在电子数据处理单元中执行程序或程序代码，特别是在阀系统的调节控制单元或调节控制单元中执行程序或程序代码。
能因此通过执行对应(计算机实施的)算法来完成对应调节周期的更新。
附图说明
下文中仅仅作为示例参考图中示意性地示出的特定示例性实施方式详细地描述根据本发明的设备和根据本发明的方法，其中也讨论了本发明的进一步优点。在图中详细说明：
图1示出了用于根据本发明的处理腔室的控制调节操作的真空系统的第一实施方式的示意图；
图2a至图2b各示出了用于设定新工作点的真空阀的调节过程；
图3a至图3b各示出了用于调节或维持具有可变流量的腔室压力的真空阀的调节过程；以及
图4a至图4c示出了作为摆动阀的根据本发明的可调节真空阀的一个实施方式。
具体实施方式
图1示意性地示出了用于在真空条件下处理物体(例如，半导体晶片)的系统的结构。所述结构包括处理腔室1以及进入处理腔室的进料部，其中进料部设置有气体流量计或调节器2，因此可以测量流入处理腔室的一定量的气体或者可以相应地调节流入的气体量。此外，设置有压力传感器3，其允许确定处理腔室内侧的压力(腔室压力)。
在处理腔室1的出口侧，真空泵4连接到腔室1以对其进行抽空。用于控制或调节流出质量流量的可调式真空阀10布置在真空泵4与腔室1之间。(受控的)可调整性可以在此例如借助阀的电动、气动或液压驱动来实现。
根据本发明，所述系统具有调节控制单元11，调节控制单元11连接到阀10并且借助对应输入量12和期望量13或者借助用于对真空阀10进行阀闭合件的已知预先调节位置来提供阀10的调节控制启动。预先调节位置可以例如采取调整位置的形式储存在调节控制单元11的内部存储器中。
根据本发明，调节控制单元11提供对阀的控制(采取调节周期的形式)。调节周期包括两个连续运行的阶段。在第一阶段(预先调节步骤)中，阀闭合件借助之前已知的中间期望位置(预先调节位置)放置在该位置中。预先调节步骤由启动信号5启动或触发。启动信号5通常由主控制器输出，其中该控制器提供对上级生产过程的控制。
例如，主控制器控制为处理腔室配备待处理工件(例如，半导体晶片)，然后在处理腔室中产生限定的气氛，对于这样的处理气氛，通常限定的处理气体特别是经由气体流量计或调节器2并且借助真空提取及其利用阀10的调节被馈送到处理腔室10中，内部压力达到预定的水平。优选地，启动信号5的产生和输出与主控制器的处理控制同步。例如，启动信号5在配备之后并且与处理气体的入口一起输出。
对于优化的(即，快速的)处理周期，首先完成预先调节步骤。通过这种手段，在没有调节的情况下并且仅借助直接控制(在此通过将调整信号14输出到电动阀10)使阀闭合件进入预先调节位置。例如，储存相对于阀闭合件打开位置的对应偏移量，其可以具体地接近。这样的预先调节或基于位置的预先控制的优点在于显著更快地获得期望的提取能力，其结果是，当在整个调节周期中观察时，这可以以对应更短的周期时间进行。
对于纯调节系统，速度的增加也是因自然给定信号延迟(延迟)引起的。例如，压力传感器3需要建立当前腔室压力之前的特定时间以及对应信号产生和输出。也就是说，调节系统还接收具有这种延迟的需要的控制变量，导致刚好这种调节延迟并获得期望压力。
借助预先调节，阀闭合件的第一调整部分可以在没有反馈信号的情况下行进(当前压力)，然后传输到调节步骤，即阀闭合件的调节运动。通过这种手段，上述延迟可以减小，因为压力传感器的信号例如已经存在于随后调节阶段开始时然后可以由调节器直接处理。
从预先调节步骤向调节步骤(形成调节周期的第二阶段)的过渡发生在到达预先调节位置时。到达预先调节位置可以例如借助当前连续确定的闭合位置并且将该位置与预定的预先调节位置进行比较来识别。对应的当前闭合位置信息17可以从阀10或阀驱动器传输到调节控制单元11。特别是，这样的信息传输发生到调节控制单元11的调节优化模块15(由逻辑箭头17的虚线延长线表示)。只要到达预先调节位置，从预先调节模式(控制)切换到真正的调节模式(调节步骤)。
替代地，可以在预先调节步骤的预定持续时间(可以从阀的已知启动行为导出)之后的两个步骤之间切换。因为在为预先调节步骤提供的时间过去之后自动地切换，所以为此不需要进一步反馈信号。
从当时预先设定的预先调节位置开始，在调节步骤中连续地获得压力传感器3的当前压力信号12作为输入量12，即作为当前确定的控制变量，其结果是，处理腔室1中的当前压力状态是已知的或准备好的。调节控制单元11另外被提供有用于相应处理过程的期望压力或期望压力分布，作为期望值或目标值13。借助这些输入量，调整信号14被调节控制单元11产生并输出到电动阀10。
为了设定处理腔室1中的期望内部压力，在调节周期过程中，因此改变真空阀10的阀开口，使得从处理腔室发生气体流动，使得当前内部压力可以接近目标压力，在第一步骤中借助阀闭合件的受控一次性调整而调整到预先调节位置，并且在第二步骤中使用连续记录的控制变量借助闭合位置的调节变化进行调节。这里特别是，可以基本上预测因控制变量上的阀闭合件的限定位置变化引起的效果，由此可以提供特定而有效的调节。
例如，在处理过程的第一时间段中，阀开口的开口度应该设定得相对较大，使得内部压力尽可能快地下降，并且在另一调节过程中，阀开口的开口度应该设定得较小，使得在随后时间步骤中，期望内部压力可以通过控制每单位时间流出较小量气体来设定和保持，其中特别是存在层流或分子气体流或二者的混合形式。对于这两个时间段，即为了设定每个期望压力，可以储存具有预先控制和随后调节的根据本发明的调节周期。
通过改变阀位置，即阀闭合件相对于阀开口的位置，改变了处理腔室1内侧的压力，因此对于每个调节周期，限定了调节廓线(特别是调节曲线)，即特定时间间隔中的相应时间点的压力和/或阀位置。根据本发明，调节廓线的第一局部区段在每种情况下被限定为预先调节步骤。处理腔室中的处理过程在调节周期中通常重复多次(多次执行调节廓线)，其中然后应该在每种情况下以相同的方式按照对应的周期方式执行压力调节。
根据本发明，调节控制单元11具有更新功能。在通过调节周期期间或者至少在调节步骤期间执行更新功能。这里至少间歇地记录被接收的控制变量12(例如压力传感器的信号)并且基于此导出实际调节廓线。因此，例如，导出压力分布和/或在接收闭合位置信息17作为控制变量的一部分时的闭合位置廓线，即关于调节时间点的腔室内部压力的值和闭合位置的值。
在借助更新功能更新调节周期的过程中，将记录的实际调节廓线与参考调节廓线比较并且在此基础上导出调节偏差。在这种情况下，参考调节廓线可以表示预先记录的调节周期，或者可选地以特定的方式并且在限定且受控的条件下执行的步骤。例如，参考调节廓线采取期望调节曲线的形式储存。
然后基于导出的调节偏差的表现并基于控制变量12的基本可预测效果来修正预先调节位置。换句话说，预先调节位置可以被重新设定，使得在计算偏差的框架内，实际调节廓线接近参考廓线。
为了修正预先调节位置，也可以在执行的调节步骤中考虑同样可记录的闭合位置信息17。结果，除调节步骤之外，能获得关于阀位置的额外信息，并且可以在导出的调节偏差和与之关联的闭合位置之间作出参考。结果，知道特定闭合位置对腔室1中的压力水平的效果，可以在调节期间对特定时间点的调节基准作出有针对性且有效的修正或校正。
调节控制单元11可以被配置成使得特别是在生产过程期间在多个调节周期中连续地执行更新功能。
一方面，图1示出的系统因此能够快速地调整处理腔室1中的期望压力状态(由于调节的两阶段性质)，此外能够连续地修正调节廓线，使得例如在与期望调节有任何偏差的情况下，可以例如通过重新调整预先调节位置或其他调节参数自动地校正调节周期。
为了验证过程完整性和/或质量，还可以提供检查或监测功能。借助与调节的调节廓线相关的信息，当前记录的调节廓线可以与期望廓线比较，并且基于这种比较，可以导出关于在设定的限度内是否已经进行调节(例如是否在公差范围内)的信息。
调节控制单元11可以进一步包括学习功能，借助学习功能，可以创建与参考调节相关的信息。出于该目的，以设定期望条件(例如，期望压力、期望温度、压力分布、温度曲线等)并且利用调节控制单元11多次执行生产周期，腔室1中的压力以调节的方式经由阀位置来设定以实现期望压力。在经历这些生产周期期间，单独周期中的阀位置会在调节时间内进行储存。然后，组合单独数据组(每个调节周期一个数据组)的期望调节信息然后从可以由此例如借助补偿计算或建模产生的数据量导出。
检查功能可以进一步配置成基于记录的当前调节廓线来执行对要达到的目标值的修正，以便例如影响调节过程，使得在调节中建立的偏差在随后的调节周期中被补偿。换句话说，检查功能可以特别是以时间依赖性不变的方式输出目标值并将该目标值引入到这种形式的控制电路中。
以类似的方式，检查功能可以相应地作用在当前测量的控制变量(例如，测量压力)上。例如，可以模拟比实际测量更高的压力，以便更快速地降低内部压力。
借助检查功能对调节过程的干预可以特别是借助直接输入到调节器中(例如通过修正调节参数)来完成。
调节控制单元11另外具有输出通道16。借此，可以输出信号，该信号包括与当前调节状态相关的信息。由此，例如用户可以识别过程是否发生在其预定限度内或者与其是否存在偏差。替代或另外地，信号可以提供给处理单元或上级处理控制装置，由此，例如，可以进行整个过程的自动修正。
借助检查功能，不仅可以因此检查是否遵守为阀10提供的调节过程，而且此外可以预测处理过程本身是否发生在其限定边界条件内。例如，如果确定偏差介于当前记录的调节曲线和为该过程储存的期望调节曲线之间，则借助该偏差，可以推断出例如处理腔室中存在泄漏或者向处理腔室进料并且该过程相应地表征为有缺陷，而不修正调节周期。在没有根据本发明的检查功能的情况下，这样的泄漏可以简单地“过调节”，即将相应地启动阀，使得在预定时间内达到期望压力，而在外部建立的过程分布图中没有缺陷。
图2a和图2b各图示了为了设定新工作点(即新压力设定点)的真空阀的调节过程。由此系统预定义的是，应该改变真空腔室的内部压力。这可能例如对于执行特定的过程步骤是必要的。通常，要达到的目标压力被预定义为该步骤的期望值。
相应上面的曲线121、21表示时间t内真空腔室中的压力分布。在压力曲线121、21下面示出的第二曲线122、22表示阀闭合件在示出的时间段内的定位或位置。
图2a示出了借助对闭合位置的专门调节来设定新压力。原则上，这样的调节从现有技术中是已知的。
这里，时间t0规定了期望压力变化。响应于这个规范，改变阀闭合件的位置。在曲线122中，这通过紧接在t0之后的曲线122的水平下降来说明。由于阀闭合件的该新位置，腔室中的压力首先相应地快速增加(t0之后的曲线121)并且接近需要的压力水平。如示出的，借助调节来启动阀闭合件的反向运动，使得腔室内部压力不会增加超过期望压力。
在示出的时间段δt1中，腔室压力在期望水平处平衡。这种平衡是阀闭合件的调节运动的结果。如果压力趋于增加，例如超过期望压力，则由阀启动“反向运动”，即通常设定暴露的阀开口增加，使得真空泵所提供的负压增加。基于闭合件的这种调节运动的表现，相对运动随后再次发生以便抵消任何以下内部压力过低的趋势。
为了与根据本发明的随后调节直接比较，图2b图示了这样的随后调节，其具有受控的预先调节步骤(第一顺序)和随后调节步骤(第二顺序)以实现相同的期望压力(如图2a)。
因此，在时间t0，阀闭合件的调节运动不是在此直接开始，而是在第一步骤中将闭合件放置到预定阀位置中(曲线22)。对于该位置，优选地可以由此实现(曲线21)的内部压力上的关联效果已经知晓并且关联起来。如果阀闭合件因此进入该预先调节位置，则内部压力相应地快速地且具体地接近最终要实现的压力水平。
该位置可以例如借助为了进行控制而预先执行的学习过程来确定。由于真空腔室中经常周期重复的过程步骤，腔室中描述的压力变化可以经常在多个相同产品的特定生产期间重复地进行。预先调节位置的教导因此在这里是特别有利的。
例如，闭合位置的主动调节仅在闭合件进入预先调节位置的受控调整之后启动。阀闭合件的受控运动和调节运动的重叠也是可能的。可以因此例如在到达闭合位置或新期望压力之前不久启动调节。
随后调节步骤可以因此在本发明的框架内看到，不是专门作为在时间上完全分离的步骤，而是仅在预先调节之后启动。
如可以清楚看出的，可以利用本发明实现的用于设定新压力的时间δt2与δt1比较显著减小。期望压力附近的基于调节的压力平衡过程由于受控接近预先调节位置而减小或大大避免。这样导致在受控预先调节步骤和以下经典调节步骤的总和中更快速地获得期望压力。
此外，本发明提供了预先调节位置的连续更新。这特别是针对在例如特定基板的批量生产过程中通常重复执行的调节过程是特别有利的。这里，每个调节周期的预先调节位置可以使用从前面或几个前面周期获得的数据来设定。
优选地，当前调节周期的压力廓线21可以被记录并与前面的压力廓线或另一参考廓线比较。借助这种比较，则可以进行设定预先调节位置的校正或修正。这里特别是基于两个廓线之间的确定偏差来完成修正，即如果偏差超过特定公差范围，则可以利用方向和幅度重新设定预先调节位置，使得由此提供对偏差的反作用。特别是，可能由此(例如在特定的调节时间点和每单位时间)引起的压力变化的预先调节位置的特定变化的效果是已知的，即特别是针对已知的过程系统可以相应地预测。借此知识，预先调节位置的更新可以非常准确地并以优化的效果进行。
图3a和图3b各图示了在例如处理气体的可变流量情况下调节或维持腔室压力的真空阀处的调节过程。由此系统预定义的是，真空腔室的内部压力应该保持恒定。这例如对于执行特定的连续过程步骤可能是必要的，其中当然使用不同的处理气体，但腔室中的压力应该保持相同的处理水平。
图3a和图3b示出了几个处理周期中的真空腔室的处理顺序。在示出的变型中，交替地进行两种不同处理(例如，涂覆过程)。这通过两个序列a和b的顺序说明。每个过程步骤均在一个时间单元中延伸，其中序列a各自以相同的工艺参数发生，而序列b也以相同的工艺参数发生，特别是与a不同(例如是不同的处理气体的流入)。
图3a示出了在借助对阀闭合件位置的调节设定实现腔室压力的经典排他调节的情况下的压力廓线151和位置廓线152。
在腔室内部压力的廓线中，可以清楚地识别相应序列a和b之间的切换。几乎紧接在切换过程(即腔室中的气体流改变)之后，曲线151示出了相应的偏转。在从处理周期a过渡到周期b时，压力相对快速地增加，因为例如更多的处理气体在每单位时间里被馈送到腔室中。
作为测量压力上升的直接响应，阀闭合件的位置以调节的方式改变。在从a过渡到b时，出于该目的真空阀上的流动开口增加，即阀闭合件的位置变化表现在正方向上。这可以借助位置曲线152导出。然后，压力再次下降并且在短时间间隔内降到期望压力以下。再次响应于严重下降，重新调整闭合件的位置，使得针对处理周期b，以改变的阀开口保持原始腔室压力(期望压力)。
在从处理周期b过渡到周期a时，原则上类似于从a过渡到b的情况，压力相对快速地降低并且在相反方向(使阀流动开口度减小)上调节阀位置。
在整个过程持续时间内相应地重复调节步骤(这里：11个处理周期)。
在这些过渡期间，在达到期望压力之前的时间相对较长。这里通过平衡过程δta和δtb占据相应调节周期的大部分。期望压力仅在周期的相对较小部分中基本恒定。
另一方面，图3b示出了在利用受控的预先调节和随后调节步骤重复执行根据本发明的调节周期期间的压力廓线51和阀位置廓线52。处理周期a和b的框架参数类似于图3a中的过程a和b。
可以清楚地识别这里在整个过程中实现的压力廓线51的均匀性的增加。在从一个调节周期相应地过渡到随后调节周期期间，大大减小或避免了腔室中的期望压力的急剧增加或降低。通过前面的预先调节步骤至关紧要地实现了这种改进。
例如如果从一个调节周期b过渡到周期a，则根据本发明配置的调节控制单元接收例如来自处理控制器的对应触发信号。触发信号或其产生特别是依赖于周期a的启动点。利用触发周期，启动相应的调节周期。特别是，触发信号与气体流入系统同步，使得调节周期可以匹配于例如每次供应额外处理气体或更大量气体。
替代地，另外可行地，调节控制单元直接接收来自气体流量计或调节器的信号，并且基于该信号，启动阀位置的对应调节。
在一个实施方式中，执行调节周期的数据可以储存在例如调节控制单元或与此单元连通的存储器中。数据通常包括以受控的方式接近的预先调节位置以及从预先调节步骤过渡到调节步骤的参数(例如时间点)。
由于首先发生的是预先调节步骤，闭合位置在这里因此已经移动到待设定期望压力已经至少接近或大致实现的状态下。然后，期望压力被精确地设定并由执行的调节步骤保持。
直到所需期望压力被再次实现并且在流动变化期间保持在腔室中的时间利用根据本发明的方法显著缩短，即期望压力被更快速地平衡(参照图3a)。这导致对应的时间节省，因此总体上缩短且更有效的过程步骤。这例如用在周期b中设定期望压力所需的时间δtb示出。在从周期b过渡到a时，预先控制已经如此精确且合适使得几乎不出现期望压力的任何偏差并且期望压力基本上维持不变。
描绘的杆53示出了预先控制阶段53a的时间分布，其中阀闭合件在调节周期期间被置于预先调节位置和实际“真正”调节阶段53b中。预先控制阶段53a的时间延长在周期a和b中是不同的。
根据本发明，相应调节周期的更新在整个过程持续时间内进行，即在执行11个所描绘周期期间进行。对于两个周期a和b，这里提供更新功能，即周期a的更新功能和周期b的更新功能。作为示例，在下文针对周期b描述更新功能。
在首次执行周期b期间，阀闭合件在预先调节步骤中置于预定位置。该预先调节位置可以例如借助前面的学习过程确定或者手动修正。预先调节步骤之后是连续调节设定闭合位置。对于该周期b，记录调节廓线，即压力走向曲线51和/或位置走向曲线52。使用由此表示的调节廓线，可以与周期b的期望调节廓线比较，特别是与期望调节比较，并且基于这种比较，可以确定与期望调节廓线的任何偏差。基于导出的偏差，可以针对下一次执行或下一个执行周期b来修正预先调节位置。修正特别是经受比允许的公差大的偏差。
预先调节位置的修正可以这样进行，即确定偏差时使得开始周期b之后的压力上升比原始提供更强烈地限定，确定并储存新预先调节位置，其提供阀在进入周期b时的放大打开位置。结果，可以相应地抵消过大的压力上升。另外，不仅可以在其方向上修正预先调节位置而且可以借助确定程度的偏差更新变化幅度。
在第二次执行周期b期间，即在中间周期a之后，阀闭合件在预先调节步骤中移动到由此新限定的预先调节位置中(以受控的方式发生)。相应地发生调节步骤。针对该第二次执行再次记录调节廓线。现在，该廓线可以可选地再次与原始预定的参考调节比较或者与前一周期b的廓线比较。换句话说，期望调节廓线由预定参考调节或前一周期b的廓线表示。
如果例如通过调节廓线的比较确定，尽管压力上升过大，但是平衡到期望压力之前的时间减少，则预先调节位置的更新也可以具体地意味着与参考调节的偏差开始增加(例如更多限定的压力波动)。通过暂时接受较大的调节偏差，可以由此实现更短的过程次数。
另外，可以导出由于预先调节的前述变化对调节周期b的积极影响，由此可以确定由预先调节位置引起的影响的可预测性。
图4a至图4c示出了采取摆动阀的形式的根据本发明的阀的可行实施方式。使流动路径大致气密中断的阀具有阀壳体31，阀壳体31具有开口33。开口具有圆形横截面。在阀盘38(阀闭合件)的闭合位置中，开口33借助阀盘38以气密的方式闭合。图4b和图4c图示了阀盘38的打开位置o。
开口33被阀座封闭。该阀座由密封表面35形成，密封表面35轴向指向阀盘38的方向且横向于开口轴线34延伸，该阀座具有圆环形状且形成在阀壳体31中。
另外，阀具有也能大致平行于开口轴线34调整的可枢转的阀盘38。
经由侧向配置在盘上且垂直于开口轴线34延伸的臂将阀盘38连接到电驱动器40(马达)。该臂39位于阀盘38的闭合位置中，在开口33的开口横截面外侧在几何形状上沿着开口轴线34突出。
电驱动器40通过使用对应的变速器进行配置，使得阀盘38(如通常用于摆动阀)能借助驱动器40的横向运动x(横向于开口轴线34且大致平行于开口33的横截面)枢转并垂直于开口轴线34采取围绕枢转轴线41在打开位置o和中间位置之间枢转运动的形式，并且能借助驱动器40的平行于开口轴线34的纵向运动y线性移位。在打开位置中，阀盘38定位在停留区段中，侧向邻近第一开口33配置，使得开口33和流动路径被释放。在中间位置中，阀盘38定位在第一开口33之上的距离处并且覆盖开口33的开口横截面。在闭合位置中，开口33以气密的方式闭合且流动路径被中断，由此在阀闭合件38(阀盘)和阀座的密封表面35之间存在气密接触。
为了实现阀的自动且受调节的打开和闭合，阀提供了电子调节控制单元，电子调节控制单元以这样的方式配置并且与驱动器40连通使得阀盘38可调整以相应地气密闭合处理容积或者调节该容积的内部压力。这样的调节单元与阀一起形成根据本发明的阀系统。
如上所述，阀盘38开始以受控的方式移动到限定的预先调节位置中。然后借助控制变量和输出的控制变量可变地设定阀盘38的位置。获得与连接到阀的处理容积的当前压力状态相关的信息作为输入信号。另外，另一输入量(例如容积中的质量流量)可以提供给调节器。借助这些量且借助应该为容积设定或实现的预定期望压力，然后在调节周期的时间内发生阀的调节设定，使得来自容积的质量流量可以借助阀随着时间的推移来调节。出于该目的，真空泵设置在阀的下游，即阀布置在处理腔室和泵之间。由此，可以平衡期望压力分布。
通过设定阀闭合件38，为阀开口33设定相应的开口横截面，由此设定可以从处理容积每单位时间抽空的一定量气体。出于该目的，阀闭合件38可以具有不同于圆形的形状，特别是实现尽可能层流的介质流动。
为了设定开口横截面，借助驱动器40从打开位置o至中间位置的横向运动x以及借助驱动器40从中间位置至闭合位置的纵向运动y，阀盘38可以由调节控制单元11调整。为了完全打开流动路径，借助驱动器40从闭合位置向中间位置的纵向运动y以及借助驱动器40从中间位置向打开位置o的横向运动x，阀盘38可以由控制单元调整。
在本示例性实施方式中，驱动器40被配置为电动马达，其中变速器可以切换，使得驱动器40的驱动或者引起横向运动x或者引起纵向运动y。驱动器40和变速器通过调节而电子启动。特别是具有换挡的这种变速器根据现有技术是已知的。可以进一步使用几个驱动器来实现横向运动x和纵向运动y，其中控制单元接管驱动器的启动。
使用所描述摆动阀对流体的精确调节或设定不仅通过阀盘38借助横向运动x在打开位置o和中间位置之间的枢转调整来实现，而且主要通过阀盘38借助纵向运动y沿着开口轴线34在中间位置和闭合位置之间的线性调整来实现。描述的摆动阀可以用于精确调节任务。
阀盘38还有阀座均具有密封表面35，即第一密封表面和第二密封表面。第一密封表面35另外具有密封件。该密封件可以例如作为聚合物借助硫化而被硫化到阀座上。替代地，密封件可以例如设计为阀座凹槽中的o形环。密封材料也可以粘到阀座上，由此实现密封。在替代实施方式中，密封件可以布置在阀盘38的侧面(特别是第二密封表面)上。这些设计的组合也是可行的。
作为示出的摆动阀的替代，根据本发明的真空阀系统可以用不同类型的真空阀实施，例如瓣阀、滑阀或所谓的蝶式调节阀。特别是，具有压力调节阀的系统被配置用于真空区域。此外，也可以使用摆动阀，其闭合可以仅在一个方向上调整。
应理解，所描绘的附图仅示意性地描绘可能的示例性实施方式。根据本发明，各种方法也可以彼此组合以及与用于真空过程的压力调节的现有技术方法和装置组合。