JP7306300B2 - 推定器および真空バルブ - Google Patents

Description

本発明は、推定器および真空バルブに関する。

ドライエッチング等の半導体プロセスが行われるチャンバは、バルブを介して設けられた真空ポンプ（例えば、ターボ分子ポンプ）により真空排気される。チャンバに導入されるプロセスガスは、ガス種、ガス流量などの条件が予め定められ、その条件になるように流量制御器で調節される。チャンバ圧力も重要なプロセス条件の１つであり、予め定められた所定の圧力値になるようにバルブの弁体開度位置を制御することで、チャンバ圧力が所定圧力値に保たれる。

通常、プロセス条件は異なる条件にて複数ステップあり、これら各ステップにおける条件が各々所定時間ごとに切り替わり処理が進められる。その際、ステップ間の切り替わりタイミングで次の所定の圧力値（目標圧力値）に速やかに収束され、また各ステップ区間内で圧力変動を極力少なくすることが、プロセスの均一性を確保するために必要とされる。そのため、バルブとしては、弁体をモータで駆動制御する自動圧力調整バルブが使用される。

通常、装置に装着された自動圧力調整バルブの使用開始に際して、初期校正操作が行われる。初期校正操作では、チャンバ容積の推定演算または計測、および、弁体開度ごとの実効排気速度の計測演算処理が行われる。その際にチャンバに流入されるガスは、一般的に、実際に使用されるプロセスガスではなく、取扱が容易な単一のガス（例えば、ヘリウムやアルゴン等の希ガス）で行われることが多い。

例えば、特許文献１に記載の圧力制御システムでは、圧力計測値と圧力動力学に基づく式とを用いて、チャンバ容積を推定演算する。そして、推定したチャンバ容積と、複数の弁体開度のそれぞれにおける圧力計測値とに基づいて、各弁体開度における実効排気速度を推定演算している。なお、特許文献１に記載の推定演算では、ガス流量と、弁体が全閉に近い状態における実効排気速度が必要であり、それらは既知として予め与えられている。

特許第５０８７０７３号公報

上述のように、特許文献１に記載の推定演算では、チャンバに導入するガスの流量値が既知であるだけでなく、全閉に近い状態における実効排気速度も既知である必要がある。一般に、実効排気速度は、バルブ自体のコンダクタンス値と真空ポンプの排気速度値から決定されるが、全閉に近い状態ではコンダクタンス値のみで決定される。自動圧力調整バルブの弁体開度とコンダクタンス値との関係は、予め特定のガス種についてバルブメーカから情報として得ることができる。しかしながら、その情報を利用する場合、ユーザが校正操作で流すガスの種類がその特定のガス種に制限されることになる。そのため、ユーザがその特定ガス種のガスを流すことができない場合に問題となる。

本発明の第１の態様による推定器は、真空チャンバを排気する真空ポンプと、前記真空ポンプの吸気口側に設けられて前記真空チャンバのチャンバ圧力を調整する真空バルブとを備える真空排気装置に対して、排気しているガスに関する前記真空排気装置の第１実効排気速度と所定既知ガスに関する前記真空排気装置の第２実効排気速度との比であるガス種特性値、および、前記真空チャンバの第１チャンバ容積推定値を推定する推定器であって、前記真空バルブの弁体開度とその弁体開度における前記チャンバ圧力とから成るデータ対を、複数取得する取得部と、前記第２実効排気速度、前記真空チャンバに導入されるガスの流量、チャンバ容積およびチャンバ圧力の間の関係を表す排気の式と、前記取得部で取得した複数のデータ対と、前記所定既知ガスに関する前記弁体開度と前記第２実効排気速度との相関データとに基づいて、前記ガス種特性値および前記第１チャンバ容積推定値を演算する演算部と、を備える。
本発明の第２の態様による真空バルブは、真空チャンバとその真空チャンバを排気する真空ポンプとの間に設けられ、前記真空チャンバのチャンバ圧力を調整する真空バルブにおいて、前記推定器で演算された前記チャンバ容積に基づいて、前記真空チャンバのチャンバ圧力を調整する。

本発明によれば、流入させるガスのガス種に関係なくチャンバ容積を求めることができる。

図１は、推定器が設けられた真空排気システムの一例を示す図である。 図２は、ガス種が異なる場合の実効排気速度と弁体開度との関係を示す図である。 図３は、弁体開度の開度変化を示す図である。 図４は、弁体開度が図３のようにステップ状に変化した場合の圧力応答の一例を示す図である。 図５は、第１の実施の形態における校正処理手順を示すフローチャートである。 図６は、第２校正処理の一例を示すフローチャートである。 図７は、校正動作における弁体開度θの推移を示す図である。 図８は、校正動作におけるチャンバの圧力Ｐの推移を示す図である。 図９は、弁体開度θを開度大→開度小と駆動させた場合の圧力変化を示す図である。 図１０は、第２の実施の形態における校正処理手順を示すフローチャートである。 図１１は、第２の実施の形態の校正動作における弁体開度θの推移を示す図である。 図１２は、第２の実施の形態の校正動作におけるチャンバの圧力Ｐの推移を示す図である。 図１３は、第３の実施の形態の校正動作における弁体開度θの推移を示す図である。 図１４は、第３の実施の形態の校正動作におけるチャンバの圧力Ｐの推移を示す図である。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
－第１の実施の形態－
図１は、実施の形態の推定器１が設けられた真空排気システムの一例を示す図である。真空排気システムは、プロセス処理が行われるチャンバ２を備えている。チャンバ２には、チャンバ２を真空排気するための排気系１００として、自動圧力調整バルブ３（以下では、単にバルブと称することにする）、ターボ分子ポンプ４および補助ポンプ５が接続されている。高真空用の真空ポンプであるターボ分子ポンプ４には、補助ポンプ５が排気側に接続されている。

バルブ３は、開閉駆動される弁体３１と、制御部３２と、記憶部３３とを備えている。制御部３２は弁体３１の開閉動作を制御するデジタル演算器であり、例えば、中央演算装置（CPU）、読み出し専用メモリ（ROM）、ランダムアクセスメモリ（RAM）、及び入出力インタフェース（ I/O インタフェース）を備えたマイクロコンピュータやＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等で構成される。記憶部３３はＲＡＭやＲＯＭで構成され、制御に用いられるプログラムやデータ等が記憶される。図示していないが、バルブ３には、弁体３１の開度（以下では、弁体開度と呼ぶ）θを計測する開度計測器（例えば、エンコーダ等）が設けられている。

チャンバ２には、マスフローコントローラ等の流量制御器６を介してガスが導入される。チャンバ２に導入されるガスの流量Ｑinは、流量制御器６によって制御される。チャンバ２の圧力は真空計７によって計測され、その圧力計測値Ｐｍはバルブ３に入力される。推定器１は、弁体開度θと圧力計測値Ｐｍとから成るデータ対（θ，Ｐｍ）をバルブ３から取得し、取得したデータ対（θ，Ｐｍ）を記憶部１２に記憶する。詳細は後述するが、推定器１の演算部１１では、取得したデータ対（θ，Ｐｍ）に基づいてガス種特性値ａ０およびチャンバ容積推定値Ｖ０の推定演算が行われる。演算された推定値（ａ０，Ｖ０）はバルブ３へ出力される。バルブ３の制御部３２は、推定値（ａ０，Ｖ０）に基づいて後述する校正動作を行う。推定器１は、例えば、中央演算装置（CPU）、読み出し専用メモリ（ROM）、ランダムアクセスメモリ（RAM）、及び入出力インタフェース（ I/O インタフェース）を備えたマイクロコンピュータやＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等で構成される。

チャンバ２に流入するガスの流量Ｑinと、チャンバ２に接続された排気系１００の実効排気速度Ｓｅとチャンバ２の圧力Ｐとの間には、次式（１）で表される排気の式が成立する。式（１）において、Ｖはチャンバ２の容積、(ｄＰ/ｄｔ)は圧力Ｐの時間微分である。
Ｑin＝Ｖ×(ｄＰ/ｄｔ)＋Ｓｅ×Ｐ …（１）
式（１）から分かるように、圧力Ｐが変化している状況（(ｄＰ/ｄｔ) ≠０）では、圧力Ｐはチャンバ容積Ｖの影響を受ける。また、チャンバ２の圧力Ｐが平衡状態（(ｄＰ/ｄｔ) ＝０）の場合には、そのときの圧力Ｐと流量Ｑinとから排気系１００の実効排気速度Ｓｅ（＝Ｑin/Ｐ）が算出できる。

チャンバ２に流入したガスはチャンバ２を通って排気系１００により排気されるので、実効排気速度Ｓｅは、チャンバ２の構造に依存するチャンバ２のコンダクタンスの影響を受ける。例えば、流量Ｑinが同一値であっても、チャンバ２のコンダクタンスが小さい場合には、コンダクタンスが大きい場合にくらべて圧力Ｐが大きくなる。

一般に、バルブと真空ポンプとからなる排気系１００の実効排気速度は、バルブのコンダクタンスＣと真空ポンプの排気速度Ｓとを合成計算した実効排気速度で表される。しかし、チャンバ２に対する排気系１００の実効排気速度は上述のようにチャンバ２の構造の影響も受けるので、合成計算された実効排気速度と実際の実効排気速度との間に差が生じる。そのため、図１に示すような真空排気システムでは、使用開始する前にチャンバ２の容積および排気系１００の実効排気速度に関する校正動作が行われるのが一般的である。

校正動作には、チャンバ容積を演算する第１校正処理と、バルブ３の各開度位置における排気系１００の実効排気速度を演算する第２校正処理とがある。第１の実施の形態では、推定器１で推定されたチャンバ容積推定値Ｖ０をチャンバ容積に適用し、第２校正処理では各開度位置で計測された圧力計測値に基づいて実効排気速度を演算する。第１の実施の形態では、上述の第１校正処理は省略される。

推定器１による推定演算を含む校正動作は、ユーザの指令により実行される。ユーザは、校正動作の際にチャンバ２に導入するガスの流量Ｑinを、校正動作に用いるデータとしてバルブ３および推定器１に入力する。または、校正動作時の流量Ｑinがバルブ３および推定器１に予め設定されていて、ユーザはその設定に従って流量Ｑinのガスをチャンバ２に流入させるようにしても良い。流入させるガスのガス種については限定されない。すなわち、バルブ３および推定器１は、ガス流量に関しては既知であるが、ガス種については未知であるとみなされる。

（推定器１における推定演算の説明）
推定器１におけるガス種特性値ａ０およびチャンバ容積推定値Ｖ０の推定原理について説明する。推定器１における推定演算は、チャンバ２の圧力Ｐが変化している状況（圧力応答時）における圧力計測値Ｐｍに基づいて行われる。上述したように、圧力Ｐに関して排気の式（１）が成立する。バルブ３のコンダクタンスは弁体開度θに応じて変化するので、弁体開度θの変化に対して排気系１００の実効排気速度Ｓｅは、例えば、図２に示すような単調増加曲線で表される。

排気系１００の実効排気速度Ｓｅはガス種にも依存し、図２のラインＬ１１はアルゴン（Ａｒ）ガスを排気した場合の実効排気速度Ｓｅを示し、ラインＬ１２，Ｌ１３は、それぞれヘリウム（Ｈｅ）ガスおよびキセノン（Ｘｅ）ガスを排気した場合の実効排気速度Ｓｅを示す。なお、実効排気速度Ｓｅは流量Ｑinの影響も受けるが、弁体開度θの影響に比べて小さいので、以下では、実効排気速度Ｓｅは弁体開度θのみの関数とみなし、Ｓｅ(θ)のように表現する。

弁体開度θとバルブ３のコンダクタンス値との相関関係を表すコンダクタンスＣ(θ)は、一般的に、アルゴンガスなどの特定のガス種（以下では、基準ガスと呼ぶことにする）に関してバルブメーカから情報として得ることができる。バルブ３の記憶部３３には、基準ガスに関する、コンダクタンスＣ(θ)とターボ分子ポンプ４の排気速度とから合成計算される実効排気速度が、排気系１００の実効排気速度として予め記憶されている。記憶部３３に記憶される実効排気速度は、弁体開度θと実効排気速度とを対応付ける相関データとして記憶されており、以下では、その相関データはＳｅ基準(θ)のように表され、Ｓｅ基準(θ)を実効排気速度と呼ぶことにする。なお、この合成計算された実効排気速度Ｓｅ基準(θ)においては、チャンバ２の構造の影響は考慮されていない。

基準ガスに対するＳｅ基準(θ)に対して、校正で用いる校正用ガスに対する実効排気速度をＳｅ校正(θ)とし、Ｓｅ校正(θ)を次式（２）のように表すことにする。
Ｓｅ校正(θ)＝ａ×Ｓｅ基準(θ) …（２）
式（２）における係数ａは、校正用ガスの実効排気速度と基準ガスの実効排気速度との比を表しており、以下では係数ａをガス種特性値と呼ぶことにする。校正用ガスとして基準ガスと同一のガス種を用いた場合、ガス種特性値ａはａ＝１となる。上述したように、Ｓｅ校正(θ)およびＳｅ基準(θ)のいずれも、バルブ３のコンダクタンスとターボ分子ポンプ４の排気速度とから合成計算される排気系単体の実効排気速度であり、排気の式（１）における実効排気速度Ｓｅのように、接続されているチャンバ２の構造までは考慮されていない。

ガスが通り抜ける弁体隙間が狭い低開度においては、バルブ３のコンダクタンスＣ(θ)は一般に分子流領域のコンダクタンスとみなすことができ、コンダクタンスＣ(θ)はガスの分子量Ｍを用いてＣ(θ) ∝１/√Ｍのように表される。また、排気系１００の実効排気速度もバルブ３のコンダクタンスＣ(θ)が支配的となる。そのため、実効排気速度の大小については、コンダクタンスＣ(θ)の場合のＣ(θ) ∝１/√Ｍのような比例関係は薄れるが、広い開度範囲において１/√Ｍの大小と同じような大小関係となる。すなわち、ガス種特性値ａは、ａ ∝１/√Ｍの傾向を有するガス種を表すパラメータであると言っても差し支えない。式（１）の実効排気速度Ｓｅに式（２）のａ×Ｓｅ基準(θ)を適用すると、式（１）は式（１Ａ）のようになる。
Ｑin＝Ｖ×(ｄＰ/ｄｔ)＋ａ×Ｓｅ基準(θ)×Ｐ …（１Ａ）

推定器１では、式（１Ａ）を用いてガス種特性値およびチャンバ容積推定値を推定演算する。推定演算された結果を、ガス種特性値ａ０およびチャンバ容積推定値Ｖ０と表すことにする。推定演算の際には、流量Ｑinおよび圧力Ｐとして、校正時の流量Ｑin（既知）および圧力計測値Ｐｍをそれぞれ使用する。また、（ｄＰ/ｄｔ）は、圧力計測値Ｐｍの差分値で代用する。

Ｓｅ基準(θ)としては、バルブ３の記憶部３３に予め記憶されている基準ガスに関するコンダクタンスＣ(θ)とターボ分子ポンプ４の排気速度とから合成計算されるＳｅ基準(θ)を用いても良いし、圧力計測時の弁体開度θが小さい場合にはコンダクタンスＣ(θ)を用いても良い。コンダクタンスＣ(θ)やＳｅ基準(θ)はバルブ３の記憶部３３に予め記憶されており、推定器１は、推定演算に用いるコンダクタンスＣ(θ)やＳｅ基準(θ)をバルブ３から取得して、記憶部１２に予め記憶させておく。また、ユーザが、推定器１の記憶部１２にコンダクタンスＣ(θ)やＳｅ基準(θ)を記憶させるようにしても良い。

上述のように、式（１Ａ）において、Ｑinには既知の流量が、Ｐには圧力計測値Ｐｍが、（ｄＰ/ｄｔ）には圧力計測値Ｐｍから算出される差分値が用いられる。Ｓｅ基準(θ)には、バルブ３から取得される弁体開度θと記憶部３３に記憶されている相関データとから求まる値が用いられる。その結果、式（１Ａ）はａ，Ｖを変数とする式であると解釈できる。また、校正用ガスには１種類のガスまたは複数のガスから成る混合ガスが用いられ、校正動作中はガス種や混合比が変化せず同一で、チャンバ容積Ｖも不変である。そのため、計測されるＰや（ｄＰ/ｄｔ）が変化しても、ａ，Ｖは式（１Ａ）を満たす一定値ａ０，Ｖ０となることがわかる。

このことを幾何学的に説明すると、校正処理中にチャンバ圧力（圧力計測値）が時間的に変化していく過程の任意の時刻で、常に式（１Ａ）が成立しながらａ，Ｖの係数が刻々と変化する。そのため、（ａ，Ｖ）座標において式（１Ａ）で表される直線は傾きおよび切片を刻々と変化させるが、それらの直線は全て一点（ａ０，Ｖ０）において交わることになる。つまり、（ａ０，Ｖ０）が求めるべきガス種特性値およびチャンバ容積推定値である。

なお、本実施の形態では、弁体開度θを固定した状態における圧力応答時の圧力計測値Ｐｍに基づいて（ａ０，Ｖ０）を推定演算するが、弁体開度θが変化している状況における圧力計測値Ｐｍを用いた場合でも、同様に推定値（ａ０，Ｖ０）が求まる。すなわち、推定器１におけるガス種特性値ａ０およびチャンバ容積推定値Ｖ０の演算は、入力されるデータ対（θ，Ｐｍ）の弁体開度θが一定に固定される場合に限らず、弁体開度θが変化している場合にも適用することができる。

一般に計測値は誤差を有し、特に、圧力の１階微分値（ｄＰ/ｄｔ）は圧力計測値Ｐｍの差分値から求めるためノイズの影響により誤差が大きく、上述した交点（ａ０，Ｖ０）は厳密には存在しえない。従って、統計的に確からしい交点を推定する。まず、応答途中の圧力計測値Ｐｍを複数サンプリングする。例えば、図３のラインＬ２１に示すように時刻ｔ０からｔ１までに弁体開度θをθ１（例えば、最大開度θmax）からθ２（例えば、最小開度θmin）へ切り替えて、その圧力応答中において複数の圧力計測値Ｐｍを計測し、複数のデータ対（θ，Ｐmk）に対応して複数のサンプルｋ（ただし、ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）を取得する。図４のラインＬ２２は圧力応答を示しており、応答初期期間Δｔ０において複数の圧力計測値Ｐmkを計測する。

サンプルｋは式（１Ａ）で表される一つの直線に対応する。サンプルｋのサンプリング時刻をｔｋとし、そのときの弁体開度をθ|t=tkと表すと、サンプルｋには、式（１Ａ）のａの係数であるＳｅ基準(θ|t=tk)×Ｐ|t=tk、Ｖの係数である（ｄｐ/ｄｔ|t=tk）および定数項Ｑin|t=tkが含まれる。Ｋ個のサンプルｋに対応する（ａ，Ｖ）座標上のＫ個の直線と点（ａ０，Ｖ０）との間の距離の式を誘導し、各々の距離をＬkとする。定式化の式は省略するが、（ａ，Ｖ）を消去し（ａ０，Ｖ０）を未知数として定式化できる。そして、距離Ｌkの２乗の総和（ΣＬk^２）を最小にする（ａ０，Ｖ０）が統計的に確からしい妥当な交点と言える。これを求めるには、最小２乗法の場合と同様に、（ΣＬk^２）をａ０，Ｖ０で各々偏微分したものが０になる連立方程式を解けば良い。なお、複数のデータ対（θｋ，Ｐmk）から（ａ０，Ｖ０）を求める方法は、ここに記載した方法に限定されず、他の方法により推定演算しても良い。

（複数の圧力計測値Ｐmk計測期間について）
圧力計測値Ｐmkは圧力応答期間中の計測値であればよいので、図４の応答初期期間Δｔ０は圧力応答期間内に任意に設定することができる。例えば、開度θ２における時定数τ(＝Ｖ/Ｓｅ(θ2))の１倍程度以下の短い期間でよい。ただし、推定開始時点では、ガス種およびチャンバ容積は未知であって時定数τも未知なので、十分に大きい分子量を想定したガス種特性値ａminと、想定されるチャンバ２の容積上限値Ｖmaxとを用いて、時定数τの上限τmax（＝Ｖmax/{ａmin×Ｓｅ基準(θ2)}）を予め定めておき、これを最長時間(タイムアウト時間)とする。

推定演算が進むにつれて、（ａ０，Ｖ０）が一定値へ収束した時点で確定値と判断して演算処理を終了する。つまり、軽いガス種が流され、チャンバ容積が小さい場合はタイムアウト時間の数分の１の時間で処理を完了できる。圧力計測系のノイズが多い場合でも、短期間内で計測するタイミングを増やして推定演算に適用するサンプル数を増やすことでランダムノイズの影響を低減できる。なお、演算終了前にタイムアウト時間に到達した場合は、その時点までの収束結果を推定値ａ０，Ｖ０として後工程へ適用する。

（校正動作の説明）
次に、第１の実施の形態における校正動作について説明する。前述したように、排気系１００の校正動作には、一般的に、チャンバ容積推定値Ｖ１を演算する第１校正処理と、実効排気速度Ｓｅを演算する第２校正処理とがある。第１の実施の形態では、推定器１で推定演算されたチャンバ容積推定値Ｖ０をチャンバ容積推定値Ｖ１に適用することで第１校正処理は省略し、実効排気速度Ｓｅを演算する第２校正処理を行う。

図５、６は、第１の実施の形態における校正処理手順を示すフローチャートである。ユーザは、予め指定された流量Ｑinの校正用ガスをチャンバ２に導入し、その後、校正動作開始の指令をバルブ３に入力して、校正動作を開始させる。バルブ３の制御部３２（図１参照）は、校正動作開始の指令が入力されると、記憶部３３に記憶されている図５、６の処理に関する校正処理プログラムを実行する。図７は、校正動作における弁体開度θの推移を示す図である。図８は、チャンバ圧力Ｐの推移を示す図である。

制御部３２は、図５のステップＳ１で弁体開度θを最大開度θmaxに設定してチャンバ２の圧力をいったん低下させた後、ステップＳ２において弁体開度θを最小開度θminに切り替える。その結果、チャンバ２の圧力Ｐは図８に示すように、推定処理開始の時刻ｔ１においては既に上昇開始している。ステップＳ３では、時系列的に複数の圧力計測値Ｐmkを取得する。ステップＳ４では、ステップＳ３で取得した複数の圧力計測値Ｐmkを推定器１へ出力する。推定器１では、上述したように、複数の圧力計測値Ｐmkに基づいてガス種特性値ａ０およびチャンバ容積推定値Ｖ０を演算する。

ステップＳ５では、（ａ０，Ｖ０）が各々予め定めた一定レベルに収束したか否か、あるいは、タイムアウト時間が経過した否かを判定する。ステップＳ５で一定レベルに収束していない、あるいは、タイムアウト時間が経過していないと判定されるとステップＳ３へ戻る。一方、ステップＳ５において、一定レベルに収束したと判定されると、一定レベルに収束した時点で確定値と判断して演算処理を終了する。あるいは、タイムアウト時間が経過したと判定されると、その時点までの演算結果を確定値（ａ０，Ｖ０）として後工程へ適用する。

次いで、ステップＳ６で弁体開度θを最大開度θmaxに切り替えると（時刻ｔ２）、図８に示すように圧力Ｐは降下し、最大開度θmaxにおける平衡圧へと急速に近づく。ステップＳ７では、推定器１からガス種特性値ａ０およびチャンバ容積推定値Ｖ０が入力されたか否かを判定する。ステップＳ７で入力有りと判定されると、ステップＳ８へ進んで第２校正処理を実行する。図８において、Δｔｅで示す期間が、（ａ０、Ｖ０）の推定処理期間である。

図６は、第２校正処理の詳細を示すフローチャートである。第２校正処理では、図７に示すように弁体開度θを複数の開度位置θj（ｊ＝１、２、・・・、Ｍ）に階段状に駆動停止させ、停止中に取得される圧力計測値Ｐmjと既知の流量Ｑinとに基づいて、各開度位置θjにおける実効排気速度Ｓｅ(θj)を演算する。ところで、上述した排気の式（１）の一般解は次式（２）のように表され、流量Ｑinが一定の場合には式（２）は式（３）のようになる。Ｐ０は初期圧力であり、時間の経過とともに圧力Ｐは初期圧力Ｐ０から上昇または減少する。

…（２）
Ｐ(ｔ)＝[Ｑin/Ｓｅ＋(Ｐ０－Ｑin/Ｓｅ)×exp{－(Ｓｅ/Ｖ)×ｔ}] …（３）

第２校正処理において、弁体開度θを開度が減少する方向の開度位置θ０に駆動停止させた場合、圧力Ｐは、開度位置θ０に変更した時刻ｔ０（圧力Ｐ０）から、式（３）に従って図９のように変化する。十分な時間が経過した平衡状態では、圧力Ｐは平衡圧Ｐ＝Ｑin/Ｓｅ(θ０)となる。この場合の圧力応答特性である時定数τはτ＝Ｖ/Ｓｅ(θ０)である。算出されたガス種特性値ａ０およびチャンバ容積推定値Ｖ０を用いると、開度位置θjに停止させた場合の時定数τjは、次式（４）により算出される。Ｓｅ基準(θj)は弁体開度θjが大きいほど大きいので、時定数τjは弁体開度θjが大きいほど小さくなる。
τj＝Ｖ０/｛ａ０×Ｓｅ基準(θj)｝ …（４）

図６のステップＳ７１では、式（４）に基づいて、予め設定されている各開度位置θjに対応する時定数τjをそれぞれ演算する。ステップＳ７２では、ステップＳ７１で算出した時定数τjに基づいて、弁体開度θを開度位置θjに停止させる停止継続時間である固定時間Δｔjを開度位置θjごとに設定する。固定時間Δｔjは平衡圧とみなせる圧力に達するまでの時間に設定され、例えば、時定数τjの定数倍のように設定する。各開度位置θjにおいて平衡圧計測が行えるためには、定数倍として５倍を目安に設定するのが望ましい。固定時間Δｔjを時定数τjの５倍に設定した場合、圧力Ｐは平衡圧の約９９％に達する。推定演算される実効排気速度Ｓｅの精度よりも第２校正処理の処理時間短縮をより重視する場合には、固定時間Δｔjを時定数の４倍に設定しても良く、この場合でも圧力Ｐが平衡圧の約９８％に達する。

また、想定ガス種を分子量２～２００程度および想定チャンバ容積を２（Ｌ）～２００（Ｌ）とした場合の時定数と、標準のガス種をＡｒ（Ｍ＝４０）および標準のチャンバ容積を２０（Ｌ）に設定した場合の時定数との比は、０．０２２～２２と３桁も幅がある。そのため、実用上、各開度位置θｊにおける固定時間Δｔｊを最大値Ｔmax、最小値Ｔminで上限および下限の制限を設けても良い。例えば、Δｔｊ＝max(Ｔmin , min(Ｔmax , ５×τj(θj))のように設定する。

次いで、ステップＳ７３でｊを初期値ｊ＝１に設定したならば、ステップＳ７４において弁体開度θを開度位置θｊに駆動する。ステップＳ７５では、開度位置θｊに停止している時間が、ステップＳ７２で設定した固定時間Δｔjを経過したか否かを判定する。ステップＳ７５において停止時間が固定時間Δｔjを経過したと判定されると、ステップＳ７６へ進んで、圧力計測値Ｐmjを取得する。ステップＳ７７では、弁体開度θjにおける実効排気速度Ｓｅ(θj)を、既知の流量Ｑinと取得された圧力計測値ＰmjとからＳｅ(θj)＝Ｑin/Ｐmjのように算出する。

ステップＳ７８ではｊが所定数Ｍに達したか否かを判定し、ｊ＝Ｍの場合は図６の第２校正処理をして図５へ戻り、校正動作を終了する。一方、ステップＳ７８でｊ＜Ｍと判定された場合には、ステップＳ７９へ進んでｊを１だけ増加させた後にステップＳ７４へ戻る。このように、図６に示す第２校正処理により、Ｍ個の開度位置θj（ｊ＝１、２、・・・、Ｍ）における実効排気速度Ｓｅ(θj)が算出される。

前述した特許文献１に記載の発明では、流量Ｑinが既知でガス種が特定のガスであることが前提であるため、校正時に使用できるガス種がその特定のガスに限定されてしまうという問題点があった。一方、上述した第１の実施の形態では、どのようなガス種を校正用ガスとして用いた場合でも、例えば、ガス種が未知であったり、混合ガスやプロセスガスを校正用ガスとして用いた場合であっても、チャンバ容積推定値Ｖ０を推定演算することができる。

さらに、第１の実施の形態では、ガス種特性値ａ０およびチャンバ容積推定値Ｖ０の推定演算が可能なので、得られたガス種特性値ａ０およびチャンバ容積推定値Ｖ０に基づいて第２校正処理における時定数τj＝Ｖ０/{ａ０×Ｓｅ基準(θj)}を計算し、その時定数τjから固定時間Δｔjを最適設定することができる。その結果、実効排気速度演算の演算精度低下を防止しつつ、第２校正処理期間の短縮を図ることができる。

特許文献１に記載の実効排気速度の演算方法では、算出したチャンバ容量と圧力計測値の差分値とガス流量とから実効排気速度を算出している。ただし、特定のガス種しか校正用ガスとして使えないので、特定のガス種に対してしか実効排気速度を算出できない。この場合、圧力計測値の差分値を用いているので、算出するための処理時間は短くて済むが、圧力計測のノイズの影響を受け易く算出精度に難点がある。すなわち、特定のガス種のガスを使用して校正をしても精度が悪い。

一方、第１の実施の形態では、弁体開度固定時に圧力Ｐがほぼ平衡圧になるまで待って、その時の圧力計測値Ｐmjと流量Ｑinと式「Ｓｅ＝Ｑin/Ｐmj」とから実効排気速度を算出した。そのため、特許文献１のように圧力計測値の差分値を用いる場合に比べて処理時間は長くなるが演算精度は高くなる。調圧制御の精度を確保するためには精度良い実効排気速度が好ましい。

なお、上述した実施の形態では、各開度位置θｊにおける実効排気速度Ｓｅ(θj)の演算を行う第２校正処理は、弁体開度θを固定時間Δｔｊだけ停止させてから平衡圧としての圧力計測値Ｐmjを取得して、実効排気速度Ｓｅ(θj)の演算を行ったが、第２校正処理に特許文献１に開示されている計算方法を適用しても良い。その場合、推定器１による推定演算により（ａ０、Ｖ０）が求まりガス種およびチャンバ容積が既知であるので、特許文献１の計算方法をそのまま適用することができ、固定時間Δｔｊは時定数τｊの１倍程度でよく、例えば、Δｔｊ＝max(Ｔmin , min(Ｔmax , １×τj(θj))のように設定する。

第１の実施の形態では、推定器１で推定演算したガス種特性値ａ０およびチャンバ容積推定値Ｖ０から時定数τjを求め、その時定数τjに基づいて固定時間Δｔjを開度位置毎に最適設定した。それに対して、校正用ガスにおける時定数τjが未知である場合には、弁体開度θを固定してから平衡圧になるまでの時間を十分に確保する必要から、推定値（ａ０、Ｖ０）に基づく時定数τjから固定時間Δｔjを設定する場合に比べて、開度固定時の待ち時間が長くなりやすいという問題が生じる。

例えば、ガス種およびチャンバ容積が未知である場合、平衡圧まで待つ場合の時定数τとしては、想定される最も長い上限値τmaxを使用する必要がある。すなわち、時定数τはチャンバ容積と実効排気速度に依存するので、ユーザが使用する可能性のあるガス種およびチャンバの容積から算出される時定数τの内の上限値τmaxを用いる。時定数τjは、チャンバ容積Ｖが大きい程、実効排気速度Ｓｅが小さい程長くなる。前述したように、最小開度θminにおける実効排気速度Ｓｅは、実質的にバルブ３のコンダクタンスＣ(θ)と等しくなり、コンダクタンスＣ(θ)はＣ(θ) ∝１/√Ｍのように表される。分子量が大きいガス種ほど最小開度θminにおける実効排気速度Ｓｅ(θmin)は小さくなり、時定数τもより長くなる。

例えば、ユーザが使用する可能性のある最も分子量Ｍの大きなガスがＸｅ（Ｍ＝１３１）であれば、Ｘｅガスに対する実効排気速度Ｓｅ(θmin)を想定して時定数上限値τmaxを設定する。チャンバ容積については、想定可能な容積上限値Ｖmaxを用いる。すなわち、時定数上限値τmax＝Ｖmax/Ｓｅ(θmin)を前提に固定時間Δｔが定められる。

そのため、ユーザにおける状況（チャンバ容量およびガス種）が時定数上限値τmaxの設定状況に近ければ、時定数上限値τmaxは固定時間Δｔを設定するための時定数として適切といえる。しかしながら、校正されるチャンバの容積が想定した容積上限値Ｖmaxよりも小さく、また、想定したガス種（例えば、Ａｒ(Ｍ＝４０)）に対して使用されるガス種が軽いガス（例えば、Ｈｅ(Ｍ＝４)）である場合には、最適な時定数τは時定数上限値τmaxよりも短く、不必要に長い時間を校正に費やしてしまうことになる。

一方、第１の実施の形態では、推定器１により算出されるガス種特性値ａ０およびチャンバ容積推定値Ｖ０から時定数τjを求め、その時定数τjに基づいて固定時間Δｔjを開度位置毎に設定するので、ユーザの状況（チャンバ容量およびガス種）に最適な固定時間Δｔjに設定することができる。例えば、ガス種特性値は１/√Ｍに比例するので、Ｈｅ（Ｍ＝４）ガスのガス種特性値はＸｅ（Ｍ＝１３１）のガス種特性値の約６倍となる。そのため、Ｈｅガスの場合の時定数はＸｅガスの場合の時定数の約１/６となり、時定数が短くなる分だけ第２校正処理期間の時間が短くて済む。

－第２の実施の形態－
前述したように、バルブ３の校正動作には、チャンバ容積推定値Ｖ１を演算により求める第１校正処理と、実効排気速度Ｓｅを演算する第２校正処理とがあり、第１の実施の形態では、推定器１で推定されたチャンバ容積推定値Ｖ０をチャンバ容積推定値Ｖ１に適用することで、第１校正処理を省略した。一方、以下に説明する第２の実施の形態では、校正動作として第１校正処理および第２校正処理を行う。そして、第１および第２校正処理を行う前に、推定器１によるガス種特性値ａ０およびチャンバ容積推定値Ｖ０の推定演算を行い、第１および第２校正処理において弁体３１を駆動停止させる動作を行う際の固定時間Δｔを、推定値（ａ０、Ｖ０）を用いて算出される時定数τに基づいて最適設定するようにした。第２の実施の形態における第２校正処理は第１の実施の形態の場合と同一であり、処理方法については説明を省略する。

（第１校正処理）
先ず、チャンバ容積推定値Ｖ１を演算により求める第１校正処理について説明する。第２の実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、校正用ガスのガス種は上述した基準ガスに限定されず、ユーザの状況に応じたガス種を用いることができる。図９で説明した場合のように、弁体開度θを開度位置θ０へステップ変化した場合の圧力応答は式（５）で表される。Ｓe(θ0)は、開度位置θ０における実効排気速度である。
Ｐ(ｔ)＝[Ｑin/Ｓe(θ0)＋(Ｐ０－Ｑin/Ｓe(θ0))×exp{－(Ｓe(θ0)/Ｖ)×ｔ}]
…（５）

図９において、圧力が変化している応答途中の任意の時刻ｔ１、ｔ２における圧力計測値をＰm1、Ｐm2とした場合、これらの値を式（５）に代入することにより、チャンバ容積値Ｖは式(６)で算出される。式（６）において、Ｐendは開度位置θ０における平衡圧であり、Ｓe(θ0)＝Ｑin/Ｐendの関係がある。平衡圧Ｐendとしては、弁体開度θを開度位置θ０に停止してから十分な時間が経過した後の圧力計測値Ｐｍを用いることができる。
Ｖ１＝Ｓe(θ0)×(ｔ２－ｔ１)/ln{(Ｐm1－Ｐend)/(Ｐm2－Ｐend)} …（６）
このように、式（６）を用いることで、校正用ガスのガス種に関係なくチャンバ容積推定値Ｖ１を算出することができる。

図１０は、第２の実施の形態における校正処理手順を示すフローチャートである。図１１、１２は第２の実施の形態の校正動作を説明する図であり、図１１は弁体開度θの推移を示し、図１２はチャンバ圧力Ｐの推移を示す。

図１０のステップＳ１００における演算処理では、図５のステップＳ１からステップＳ６までの処理と同様の処理が行われる。すなわち、制御部３２は、弁体開度θを開度位置θmaxから開度位置θminへとステップ状に変更し、圧力応答中の圧力計測値Ｐmkを複数取得し、複数のデータ対（θmin，Ｐmk）を推定器１へ出力する。そして、推定器１で推定演算されたガス種特性値ａ０およびチャンバ容積推定値Ｖ０が、推定器１からバルブ３へ入力される。すなわち、図１２の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの圧力応答中に取得された複数の圧力計測値Ｐmkに基づいて、ガス種特性値ａ０およびチャンバ容積推定値Ｖ０が算出される。

次いで、ステップＳ１１０からステップＳ１１６までの第１校正処理により、チャンバ容積推定値Ｖ１を求める。ステップＳ１１０では、算出されたガス種特性値ａ０およびチャンバ容積推定値Ｖ０に基づいて、弁体開度θを開度位置θminに駆動停止させた場合の時定数τminを次式（７）により算出する。
τmin＝Ｖ０/{ａ０×Ｓｅ基準(θmin)} …（７）

ステップＳ１１１では、ステップＳ１１０で算出した時定数τminに基づいて、第１校正処理における弁体停止の固定時間Δｔminを設定する。例えば、ここでも、上記と同様に時定数の５倍、すなわち、Δｔmin＝５×τminに設定する。ステップＳ１１２では、弁体開度θを開度位置θmaxから開度位置θminに駆動する（時刻ｔ４０）。ステップＳ１１３では、圧力応答中の時刻ｔ４１、ｔ４２において圧力計測値Ｐm1，Ｐm2を取得する。

ステップＳ１１４では、開度位置θminに停止している時間が、ステップＳ１１１で設定した固定時間Δｔminを経過したか否かを判定する。ステップＳ１１１において停止時間が固定時間Δｔminを経過したと判定されると、ステップＳ１１５へ進んで、圧力計測値Ｐｍを取得する（時刻ｔ４３）。ステップＳ１１６では、時刻ｔ４１、ｔ４２に取得した圧力計測値Ｐm1，Ｐm2と、ステップＳ１１５で取得した圧力計測値Ｐｍと、流量Ｑinと、式（６）とに基づいて、チャンバ容積推定値Ｖ１を演算する。具体的には、式（６）のｔ１、ｔ２には時刻ｔ４１、ｔ４２を代入し、ＰendにはステップＳ１１５で取得した圧力計測値Ｐｍを代入し、Ｓe(θ0)にはＳe(θmin)＝Ｑin/Ｐｍで算出される実効排気速度Ｓe(θmin)を代入する。

ステップＳ１２０では、第１の実施の形態と同様の処理で第２校正処理が行われる。その際、弁体停止の固定時間Δθｊの設定は、ステップＳ１００で算出されたガス種特性値ａ０とステップＳ１１６で演算されたチャンバ容積推定値Ｖ１とを用いて算出される時定数τｊ＝Ｖ１/{ａ０×Ｓｅ基準(θj)}に基づいて行われる。なお、ステップＳ１１６で演算されたチャンバ容積推定値Ｖ１に代えて、ステップＳ１００で算出されたチャンバ容積推定値Ｖ０を用いて時定数τｊを計算しても構わない。

第２の実施の形態では、第１校正処理および第２校正処理の前段階において、推定器１によるガス種特性値ａ０およびチャンバ容積推定値Ｖ０の演算を行い、第１校正処理および第２校正処理における弁体停止時間（固定時間Δｔmin，Δｔｊ）を、ガス種特性値ａ０およびチャンバ容積推定値Ｖ０を用いて算出される時定数τに基づいて最適設定するようにした。その結果、校正用ガスに用いるガス種に依らず適切な平衡圧を取得することができ、チャンバ容積および実効排気速度を精度良く算出することができる。また、校正用ガスに分子量の小さなガス種を用いた場合に、第１校正処理および第２校正処理に要する時間の短縮を図ることができる。

－第３の実施の形態－
第３の実施の形態では、チャンバ容積推定値Ｖ１を演算する第１校正処理期間の初期において推定器１による推定演算を行い、第１および第２校正処理において弁体３１を駆動停止させる動作を行う際の固定時間Δｔを、推定値（ａ０、Ｖ０）を用いて算出される時定数τに基づいて最適設定するようにした。すなわち、図１０に示したステップＳ１００における推定値（ａ０，Ｖ０）の演算処理を、第１校正処理期間において行うようにした。第２校正処理に関しては、第１および第２の実施の形態の場合と同様である。

図１３、１４は第３の実施の形態の校正動作を説明する図であり、図１３は弁体開度θの推移を示し、図１４はチャンバ圧力Ｐの推移を示す。第３の実施の形態では、弁体開度θが開度位置θmaxから開度位置θminにステップ状に変化する時刻ｔ４０から開始される第１校正処理の期間Ａにおいて、複数の圧力計測値Ｐmkを取得し、その複数の圧力計測値Ｐmkに基づくガス種特性値ａ０およびチャンバ容積推定値Ｖ０を推定器１で推定演算する。そして、算出した（ａ０，Ｖ０）に基づいて時定数τminを計算し、その時定数τminに基づいて固定時間Δｔminを最適設定して、平衡圧に相当する圧力計測値Ｐｍを取得する（時刻ｔ４３）。そのため、期間Ａは第１校正処理の初期期間、例えば、開度位置θminに固定してからの経過時間が時定数τminに相当する時間に達するまでの期間に設定するのが好ましい。第１校正処理におけるチャンバ容積推定値Ｖ１の演算は、第２の実施の形態の場合と同様に行われる。

このように、第３の実施の形態では、第１校正処理期間の期間Ａにおいて推定値（ａ０，Ｖ０）に関する計測・演算処理を行うようにしたので、第２の実施の形態のように第１および第２校正処理とは別に、図８のように推定値（ａ０，Ｖ０）を推定演算するための推定処理期間Δｔｅを設ける必要がない。その結果、第２の実施の形態に比べて校正動作全体の処理時間短縮を図ることができる。なお、図１４に示す例では、チャンバ容積推定値Ｖ１を演算するための圧力計測値Ｐm1，Ｐm2を取得する時刻ｔ４１、ｔ４２を期間Ａの後に設定しているが、期間Ａにおいて取得される複数の圧力計測値Ｐｍの内の２つを、上記圧力計測値Ｐm1，Ｐm2に採用するようにしても構わない。

なお、第２および第３の実施の形態では、弁体開度をθminからθmaxへ一旦開度を切り替えてから第２校正処理を開始する例を説明した。したがって、第２校正処理において開度位置を高開度（θmax）から低開度（θmin）へ階段状に下げていく駆動方向としたが、上記方向に制限があるわけではない。つまり、第２校正処理において開度位置を低開度（θmin）から高開度（θmax）へ階段状に上げていく駆動方向も有効であり、この場合は、前工程の第１校正処理から後工程の第２校正処理へ移行する際に弁体開度を切り替えることもなく移行でき、さらに、校正処理時間の短縮を図ることができる（不図示）。

上述した例示的な実施の形態および変形例は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

［１］一態様に係る推定器は、真空チャンバを排気する真空ポンプと、前記真空ポンプの吸気口側に設けられて前記真空チャンバのチャンバ圧力を調整する真空バルブとを備える真空排気装置に対して、排気しているガスに関する前記真空排気装置の第１実効排気速度と所定既知ガスに関する前記真空排気装置の第２実効排気速度との比であるガス種特性値、および、前記真空チャンバの第１チャンバ容積推定値を推定する推定器であって、前記真空バルブの弁体開度とその弁体開度における前記チャンバ圧力とから成るデータ対を、複数取得する取得部と、前記所定既知ガスに関する前記弁体開度と前記第２実効排気速度との相関データが記憶される記憶部と、前記第２実効排気速度、前記真空チャンバに導入されるガスの流量、チャンバ容積およびチャンバ圧力の間の関係を表す排気の式と、前記取得部で取得した複数のデータ対と、前記相関データとに基づいて、前記ガス種特性値および前記第１チャンバ容積推定値を演算する演算部と、を備える。

推定器１の記憶部１２には、バルブ３からから取得して記憶されている複数のデータ対（θ，Ｐｍ）、および、弁体開度θと第２の実効排気速度Ｓｅ基準(θ)との相関データ（Ｓｅ基準(θj)）が記憶されている。演算部１１は、複数のデータ対（θ，Ｐｍ）、相関データ（Ｓｅ基準(θj)）および排気の式（１Ａ）とに基づいて、排気しているガスのガス種特性値ａ０および第１のチャンバ容積推定値Ｖ０を演算する。
Ｑin＝Ｖ×(ｄＰ/ｄｔ)＋ａ×Ｓｅ基準(θ)×Ｐ …（１Ａ）
そのため、真空排気装置である排気系１００が排気しているガスのガス種が未知であっても、第１のチャンバ容積推定値Ｖ０を推定演算することができる。

［２］一態様に係る真空バルブは、真空チャンバとその真空チャンバを排気する真空ポンプとの間に設けられ、前記真空チャンバのチャンバ圧力を調整する真空バルブにおいて、上記［１］に記載の推定器で演算された前記第１チャンバ容積推定値に基づいて、前記真空チャンバのチャンバ圧力を調整する。排気の式（１）から分かるように、チャンバ２の圧力変化はチャンバ２の容積にも依存するので、推定器１で演算された第１のチャンバ容積推定値Ｖ０を用いることで、バルブ３による圧力調整をより高精度に行うことができる。

［３］上記［２］に記載の真空バルブにおいて、真空バルブの開度を所定開度値に固定し、前記所定開度値において計測される前記真空チャンバのチャンバ圧力に基づいて前記真空チャンバの第２チャンバ容積推定値を演算する、第１校正部を備え、前記第１校正部は、前記弁体開度が前記所定開度値に固定される時間を、前記推定器で演算された前記ガス種特性値および前記第１チャンバ容積推定値に基づく前記真空チャンバの圧力応答特性に基づいて設定する。

第１校正部として機能するバルブ３の制御部３２は、弁体開度θが図１１の開度位置θminに固定される時間Δｔminを、演算されたガス種特性値ａ０および第１のチャンバ容積推定値Ｖ０に基づいて算出される圧力応答特性である時定数τminに基づいて設定する。その結果、第１校正部で演算される第２のチャンバ容積値Ｖ１の演算精度の低下を抑えつつ、第１校正部による校正処理時間の短縮を図ることができる。

［４］上記［３］に記載の真空バルブにおいて、前記推定器による前記ガス種特性値および前記第１チャンバ容積推定値の演算に用いられる前記複数のデータ対は、前記所定開度値の期間において取得される。第１校正部の校正処理が行われる所定開度値θminの期間において、ガス種特性値ａ０および第１のチャンバ容積推定値Ｖ０の演算に用いられるデータ対（θ，Ｐｍ）を取得するので、ガス種特性値ａ０および第１のチャンバ容積推定値Ｖ０を演算するための処理期間を別に設ける必要がない。その結果、校正動作全体の処理時間の短縮を図ることができる。

［５］上記［２］から［４］までのいずれかに記載の真空バルブにおいて、前記弁体開度を複数の開度値に順に固定し、前記複数の開度値の各開度値において計測される前記真空チャンバのチャンバ圧力に基づいて、前記第１実効排気速度を演算する第２校正部を備え、前記第２校正部は、前記推定器で演算された前記ガス種特性値および前記第１チャンバ容積推定値に基づいて前記真空チャンバの圧力応答特性を算出し、算出された圧力応答特性に基づいて前記弁体開度が前記複数の開度値の各々に固定される時間をそれぞれ設定する。

例えば、図７，８に示す第２校正処理のように、弁体開度θを開度値θｊに固定して計測される圧力計測値（チャンバ圧力）Ｐmjに基づいて第１の実効排気速度（Ｓｅ(θ)）を演算する場合に、弁体開度θが開度値θｊに固定される固定時間Δｔｊを、ガス種特性値ａ０および第１のチャンバ容積推定値Ｖ０を用いて算出される圧力応答特性τに基づいて設定する。その結果、算出される第１の実効排気速度（Ｓｅ(θ)）の演算精度を確保しつつ、第２校正処理の処理時間の短縮を図ることができる。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。例えば、上述した実施の形態では、推定器１とバルブ３とを別々に設けたが、推定器１の構成をバルブ３に含めて、推定器１とバルブ３とを一体化しても良いし、真空排気システム全体をコントロールする上位コントローラに含めても良い。

１…推定器、２…チャンバ、３…自動圧力調整バルブ（バルブ）、４…ターボ分子ポンプ、１１…演算部、１２，３３…記憶部、３１…弁体、３２…制御部、１００…排気系、ａ０…ガス種特性値、Ｖ０，Ｖ１…チャンバ容積推定値

Claims (6)

1. 真空チャンバを排気する真空ポンプと、前記真空ポンプの吸気口側に設けられて前記真空チャンバのチャンバ圧力を調整する真空バルブとを備える真空排気装置に対して、
   排気しているガスに関する前記真空排気装置の第１実効排気速度と所定既知ガスに関する前記真空排気装置の第２実効排気速度との比であるガス種特性値、および、前記真空チャンバの第１チャンバ容積推定値を推定する推定器であって、
   前記真空バルブの弁体開度とその弁体開度における前記チャンバ圧力とから成るデータ対を、複数取得する取得部と、
   前記第２実効排気速度、前記真空チャンバに導入されるガスの流量、チャンバ容積およびチャンバ圧力の間の関係を表す排気の式と、前記取得部で取得した複数のデータ対と、前記所定既知ガスに関する前記弁体開度と前記第２実効排気速度との相関データとに基づいて、前記ガス種特性値および前記第１チャンバ容積推定値を演算する演算部と、を備える推定器。
2. 真空チャンバとその真空チャンバを排気する真空ポンプとの間に設けられ、前記真空チャンバのチャンバ圧力を調整する真空バルブにおいて、
   請求項１に記載の推定器で演算された前記第１チャンバ容積推定値に基づいて、前記真空チャンバのチャンバ圧力を調整する、真空バルブ。
3. 請求項２に記載の真空バルブにおいて、
   真空バルブの開度を所定開度値に固定し、前記所定開度値において計測される前記真空チャンバのチャンバ圧力に基づいて前記真空チャンバの第２チャンバ容積推定値を演算する、第１校正部を備え、
   前記第１校正部は、前記弁体開度が前記所定開度値に固定される時間を、前記推定器で演算された前記ガス種特性値および前記第１チャンバ容積推定値に基づく前記真空チャンバの圧力応答特性に基づいて設定する、真空バルブ。
4. 真空チャンバとその真空チャンバを排気する真空ポンプとの間に設けられ、前記真空チャンバのチャンバ圧力を調整する真空バルブであって、
   真空バルブの開度を所定開度値に固定し、前記所定開度値において計測される前記真空チャンバのチャンバ圧力に基づいて前記真空チャンバの第２チャンバ容積推定値を演算する、第１校正部を備え、
   前記第１校正部にて演算された前記第２チャンバ容積推定値に基づいて、前記真空チャンバのチャンバ圧力を調整し、
   前記第１校正部は、前記弁体開度が前記所定開度値に固定される時間を、請求項１に記載の推定器で演算された前記ガス種特性値および前記第１チャンバ容積推定値に基づく前記真空チャンバの圧力応答特性に基づいて設定する、真空バルブ。
5. 請求項３または４に記載の真空バルブにおいて、
   前記推定器による前記ガス種特性値および前記第１チャンバ容積推定値の演算に用いられる前記複数のデータ対は、前記所定開度値の期間において取得される、真空バルブ。
6. 請求項２から請求項５までのいずれか一項に記載の真空バルブにおいて、
   前記弁体開度を複数の開度値に順に固定し、前記複数の開度値の各開度値において計測される前記真空チャンバのチャンバ圧力に基づいて、前記第１実効排気速度を演算する第２校正部を備え、
   前記第２校正部は、前記推定器で演算された前記ガス種特性値および前記第１チャンバ容積推定値に基づいて前記真空チャンバの圧力応答特性を算出し、算出された圧力応答特性に基づいて前記弁体開度が前記複数の開度値の各々に固定される時間をそれぞれ設定する、真空バルブ。

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