[发明专利]使用真空压力控制阀的预测诊断系统和方法

说明书

校准真空系统中的阀并使用该校准在真空系统中提供诊断指示包括测量根据角度阀位置所述阀的传导率并且生成传导率校准图或函数，以供在阀操作期间使用。基于接收到设定点角度阀位置以及测量出的传导率与相对于角度阀位置的预定义的传导率度量之间的差来设置实际角度阀位置。确定实际系统传导率以及系统的实际系统传导率与参考系统传导率之间的差。基于阀的实际角度阀位置以及系统的实际系统传导率与参考系统传导率之间的差，生成对系统中的故障的诊断指示。

背景技术

1、技术领域

本公开涉及真空压力控制阀，并且特别地涉及使用关于真空压力控制阀的预测诊断的系统和方法。

2、相关技术讨论

典型的基于真空的处理系统(诸如例如半导体处理系统)通常包括被定位在处理腔室下游的一个或多个阀以及真空泵，以用于控制通过腔室的流体流动。流过腔室的这些流体可以包括例如用于蚀刻或涂覆腔室中的半导体晶圆的反应气体。真空泵在阀的上游位置和阀的下游位置之间创建压力差。通过改变阀被打开/关闭的程度来改变阀的传导率(conductance)以控制通过腔室的流量。

蝶形阀通常用于真空压力控制系统，诸如半导体制造系统中采用的那些真空压力控制系统。蝶形阀或“挡板阀”通常包括同轴地设置在通过阀壳体的通道内的薄挡板。挡板通过跨通道横向延伸的可旋转阀轴而被固定到阀组件上。阀轴的旋转控制挡板相对于阀壳体的位置。通过改变挡板在打开(100％开度)和关闭(0％开度)位置之间的位置来控制蝶形阀的传导率。

在这样的处理系统中，各种因素可能导致系统性能随时间推移而降低。例如，在沉积工具中，沉积副产物可能在阀和/或泵送管线中积聚。这种积聚可能改变真空系统的一个或多个部件的流体传导率。此外，挡板和阀体之间的柔性密封件会随着时间推移而磨损，这也可能改变真空系统(并且特别是阀)的传导率性能。

发明内容

根据第一方面，提供了一种用于校准真空系统中的阀的方法。根据该方法，测量根据角度阀位置的阀的传导率。通过将测量出的阀传导率与相对于角度阀位置的预定义的传导率度量进行比较来确定阀的传导率图或函数。存储传导率校准图或函数以供在阀的操作期间使用。

测量出的阀传导率与相对于角度阀位置的预定义的传导率度量之间的差可以被用于确定传导率图或函数。在操作期间，可以接收基于阀的期望的传导率的设定点角度阀位置。可以基于接收到的设定点角度阀位置以及测量出的阀传导率与相对于角度阀位置的预定义的传导率度量之间的差来设置阀的实际角度阀位置。可以确定实际系统传导率以及系统的实际系统传导率与参考系统传导率之间的差。可以基于阀的实际角度阀位置以及系统的实际系统传导率与参考系统传导率之间的差，生成对系统中的故障的诊断指示。如果在低传导率阀中，实际角度阀位置相对较低并且实际系统传导率大于参考系统传导率，则诊断指示可以为低传导率阀的挡板密封件被磨损。如果在非密封阀中，实际角度阀位置相对较低并且实际系统传导率小于参考系统传导率，则诊断指示可以为沉积副产物已经被积聚在阀的阀壁和挡板中的至少一个上。相对较低的角度阀位置可以低于20度。如果在低传导率阀中，实际角度阀位置相对较高并且实际系统传导率小于参考系统传导率，则诊断指示可以为系统的导管中至少部分堵塞和系统中的泵劣化中的至少一个。如果在非密封阀中，实际角度阀位置相对较高并且实际系统传导率小于参考系统传导率，则诊断指示可以为系统的导管中至少部分堵塞和系统中的泵劣化中的至少一个。相对较高的角度阀位置可以大于50度。

根据另一方面，提供了一种用于在使用阀的真空系统中提供诊断指示的方法。根据该方法，接收基于所述阀的期望的传导率的设定点角度阀位置。基于接收到设定点角度阀位置以及测量出的阀传导率与相对于角度阀位置的预定义的传导率度量之间的差来设置阀的实际角度阀位置。确定实际系统传导率以及系统的实际系统传导率与参考系统传导率之间的差。基于阀的实际角度阀位置以及系统的实际系统传导率与参考系统传导率之间的差，生成对系统中的故障的诊断指示。