KR102311940B1 - 로드 락 챔버 벤트 방법, 로드 락 시스템 및 컴퓨터 판독가능한 스토리지 매체 - Google Patents

Abstract

반도체 프로세싱 툴의 로드 락 챔버로 반도체 기판들의 로딩 및 언로딩 동안에 미립자의 오염을 줄이기 위한 로드 락 챔버 벤트 방법 및 로드 락 시스템이 제공된다. 로드 락 시스템은 로드 락의 내부와 바깥쪽 대기사이의 차동 압력을 측정하는 하나의 센서를 포함한다. 방법은 도어가 개방될 때마다 작은, 양의, 반복가능한 압력 버스트가 전달되도록 로드 락 밴드를 중지시킬 때를 예견하는 알고리즘을 사용한다. 이 알고리즘은 시스템 벤트 컴포넌트들의 응답시간들 및 벤트율에서의 변화들을 자동으로 조정할 것이다. 로드 락 챔버 벤트에 수반되는 명령을 포함하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 스토리지 매체가 또한 제공된다.

Description

로드 락 챔버 벤트 방법, 로드 락 시스템 및 컴퓨터 판독가능한 스토리지 매체{METHOD OF VENTING LOAD LOCK CHAMBER, LOAD LOCK SYSTEM AND COMPUTER READABLE STORAGE MEDIUM}

본 출원은 2014년 12월 1일에 출원된 U.S. 가특허 출원 일련 번호. 62/086,004의 우선권을 주장하고, 이의 개시는 그 전체가 참조로서 본 출원에 통합된다.

기술분야

본 발명은 가장 일반적으로, 로드 락 챔버 벤트 방법, 로드 락 시스템 및 컴퓨터 판독가능한 스토리지 매체에 관한 것이다. 시스템은 동일한 툴 상에서 시간이 흐르면서 툴들간에 벤트율(vent rate) 및 벤트 컴포넌트 응답 시간들에 발생할 수 있는 변화들을 조정하고 자동교정(autocorrect)하는 것이다.

반도체 제조 설비에 많은 툴들은 고 진공 환경에서 웨이퍼들을 프로세스한다. 웨이퍼들이 대기(atmosphere)에서 하나의 툴에서 다른 툴로 이동하기 때문에, 각각의 툴은 웨이퍼들이 그것의 고 진공 환경으로 기계에 의해 핸들링되기 전에 공기 압력을 제거하기 위해 전환 진공 챔버(transitional vacuum chamber) (로드 락(load lock))로 웨이퍼들을 로딩하는 방법을 가진다. 반대로, 이 동일한 로드 락은 전형적으로 프로세스된 후에는 제거를 위해 고 진공 환경으로부터 대기로 다시 웨이퍼들을 리턴시키기 위해 사용된다.

툴 안으로 그리고 툴 밖으로 이동하는 동안, 웨이퍼들은 그것들의 표면상에 입자들을 증착시킬 수 있고 잠재적으로 섞을 수 있는 많은 프로세스들을 거치게 될 것이다. 모든 고 진공 프로세싱 툴들에 대하여, 벤트 후에 로드 락 도어를 개방할 때 발생하는 압력 버스트는 미립자 오염의 발생으로 이어질 수 있다. 이 오염은 웨이퍼들의 상단에 반도체 디바이스들을 파괴할 수 있고 그것들의 피처 사이즈들이 계속 줄어듦에 따라, 디바이스 수율에 관한 이 입자 영향은 확대된다.

마이크로 전자 디바이스들의 임계 치수들이 실리콘 웨이퍼들상에서 계속 줄어듦에 따라, 반도체 제조 장비상에 프로세스들사이에서 웨이퍼들이 핸들링될 때 웨이퍼들상에 공기로 운반되는(airborne) 입자들의 양을 줄이려는 노력이 계속해서 증가해 오고 있다. 앞에서 언급된 바와 같이, 웨이퍼들상에 입자의 주요 잠재적인 소스는 기계로부터 제거되기 전에 대기압으로 다시 돌아가는 웨이퍼들이 프로세스되는 반도체 툴의 고 진공 사이의 전환 동안에 있다는 것이 잘 알려져 있다. 이 전환의 끝에서 로드 락 도어가 개방될 때, 상당한 압력 버스트는 표면들 근처로부터 먼지 입자(dust particle)들을 제거할 수 있다. 먼지 입자들이 제거되는 때에 이들 먼지 입자들은 웨이퍼들상에 증착될 수 있다.

로드 락은 전형적으로 질소로 벤트된다. 만약, 도어를 개방하기 전에, 로드 락내 N₂ 압력이 바깥쪽 공기보다 더 크면, 양의 (positive) 압력 버스트가 결론될 것이다. 만약 이 버스트가 충분히 크면, 버스트 흐름은 로드 락 내부 및 도어 주변에 표면들 근처로부터 먼지 입자들을 들어 올릴 수 있다. 그런다음, 웨이퍼들이 로드 락 안으로 그리고 로드 락 밖으로 핸들링될 때, 입자들은 웨이퍼들의 상단에 내려 앉을 수 있다. N₂ 압력이 바깥쪽 공기 압력보다 상당히 작을 때 도어 밸브가 개방되면 반대 방향에 압력 버스트가 생성될 수 있다. 이 시나리오는 바깥쪽 공기가 도어의 o-링들을 지나 난입할 때, 먼지 입자들을 들어 올리고 그리고 웨이퍼들 상에 그리고 로드 락 표면들 내부에 먼지 입자들을 증착시키는 것은 오염을 악화시키는 것으로 이어질 수 있다는 연구들이 있어 왔다.

일반적으로, 도어가 개방될 때 N₂ 및 공기의 교란(도어 개방전에)을 최소로 유지하는 것이 바람직하다. 이론적으로, 만약 안쪽 및 바깥쪽 공기의 압력이 같았다면, 교란은 없을 것이고 입자 오염의 위험은 최소화될 것이다. 실제로, 센서들의 정확도 및 밸브 응답 지연들로, 도어 개방전에 압력 차이를 제로 근방으로 하는 것이 어려울 수 있다. 또한, 웨이퍼들이 가능한 한 빨리 도입되고, 프로세스되고 그런다음 기계로부터 제거되는 반도체 제조의 고-스루풋 환경에서 긴 압력 안정화 지연 시간들 추가는 회피되어야 한다.

요약하면, 고 스루풋에서의 동작동안 압력 버스트들을 최소화하는 로드 락 시스템 및 방법이 존재한다면 유익할 것이다. 더구나, 만약 시스템 및 방법이 시스템의 동적 벤트 응답에 변화들에 적응된다면 유익할 것이다.

반도체 프로세싱 툴에 로드 락 챔버를 벤트하기 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 상기 시스템 및 방법은 상기 로드 락 내부와 바깥쪽 대기 사이의 상기 압력 차이를 측정하기 위해 상기 로드 락 내부에 단일 압력 게이지의 사용을 포함한다. 상기 벤트 사이클의 상이한 파트들에서 이 압력을 측정함으로써, 상기 도어가 개방되기 전에 상기 로드 락 벤트를 언제 중지할지를 결정하는 것이 가능하다. 작은, 양의(positive), 타겟 압력 버스트가 상기 시스템의 알고리즘에 제공된다. 툴마다 상기 조정된 벤트 압력 또는 벤트 라인 파이프 차이들과 같은 상기 시스템의 동적 벤트 응답에서의 변화들에 상관없이 상기 동일한 타겟 압력 버스트가 제공될 수 있도록 이 알고리즘은 자동교정되고 있다. 이 시스템 및 방법은 또한 고려한 상기 시스템내 반도체 툴들 및 고유의 하드웨어 지연들에 점점 더 높은 벤트율들이 상기 압력 상승율을 검출하는 것이 필요하고 대기압이 달성되기 전에 상기 벤트 밸브를 폐쇄하기 시작하는 로드 락들에 반복가능한 압력 버스트들을 또한 고려한다.

일 실시예에 따라, 반도체 프로세싱 툴에 로드 락 챔버를 벤트하기 위한 방법이 개시된다. 상기 방법은 벤트 밸브를 통하여 가스를 상기 로드 락 챔버로 공급하는 단계; 상기 가스가 공급되고 있는 동안 상기 로드 락 챔버내에 압력 상승율을 측정하는 단계; 측정된 압력 상승율에 기초하여 상기 벤트 밸브를 디스에이블(disable)할 때를 정의하는 벤트 중지 지연 시간(vent stop delay time)을 결정하는 단계; 상기 벤트 중지 지연 시간 후에 상기 벤트 밸브를 폐쇄하는 단계; 및 상기 로드 락 챔버의 도어를 개방하는 단계를 포함하되, 상기 도어가 개방된 때 압력 버스트가 생성된다.

다른 실시예에 따른, 로드 락 시스템이 개시된다. 상기 로드 락(load lock)시스템은 도어를 갖는 로드 락 챔버; 벤트 밸브를 통하여 상기 로드 락 챔버와 통신하는 가스 소스; 상기 로드 락 챔버와 대기 사이의 차동 압력을 측정하기 위해 상기 로드 락 챔버상에 배치된 압력 센서; 및 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 상기 로드 락 챔버로 가스를 공급하기 위해 상기 벤트 밸브를 작동시키고; 상기 가스가 공급되고 있는 동안 상기 압력 센서를 이용하여 상기 로드 락 챔버내에 압력 상승율을 측정하고; 측정된 압력 상승율에 기초하여 상기 벤트 밸브를 디스에이블(disable)할 때를 정의하는 벤트 중지 지연 시간(vent stop delay time)을 결정하고; 상기 벤트 중지 지연 시간 후에 상기 벤트 밸브를 폐쇄하고; 및 상기 로드 락 챔버의 도어를 개방하고, 상기 도어가 개방된 때 압력 버스트가 생성한다.

다른 실시예에 따른, 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체가 개시된다. 상기 컴퓨터 판독가능한 스토리지 매체는 명령들을 포함하고, 상기 명령들이 제어기에 의해 실행될 때, 상기 제어기는: 로드 락 챔버로 가스를 공급하기 위해 벤트 밸브를 작동시키고; 상기 가스가 공급되고 있는 동안 압력 센서를 이용하여 상기 로드 락 챔버내에 압력 상승율을 측정하고; 측정된 압력 상승율에 기초하여 상기 벤트 밸브를 디스에이블(disable)할 때를 정의하는 벤트 중지 지연 시간(vent stop delay time)을 결정하고; 상기 벤트 중지 지연 시간 후에 상기 벤트 밸브를 폐쇄하고; 및 상기 로드 락 챔버의 도어를 개방하게 하고, 상기 도어가 개방된 때 압력 버스트가 생성된다. 추가 실시예에서, 상기 컴퓨터 판독가능한 스토리지 매체는 명령들을 더 포함하고, 상기 명령들이 제어기에 의해 실행될 때, 상기 제어기는: 상기 압력 버스트의 크기 및 방향을 압력 버스트 타겟에 비교하고,및 상기 압력 버스트의 크기 및 방향, 및 상기 압력 버스트 타겟 사이의 비교에 기초하여 상기 벤트 중지 지연 시간을 변경하게 한다.

본 발명의 더 나은 이해를 위해, 참조로서 본원에 통합된 첨부 도면들에 도면번호가 제공된다.
도 1 은 일 실시예에 따른 로드 락 챔버 및 다양한 컴포넌트들을 예시하는 시스템 개략도이다.
도 2a, 2b 및 2c는 본 개시의 실시예를 수행하기 위한 예시적인 이벤트들의 시퀀스를 예시하는 플로우 차트들이다.
도 3a 및 3b는 저 및 고 레귤레이터 압력 설정을 갖는 예시적인 로드 락의 벤트를 예시하는 신호 챠트들이다.

로드 락 도어가 제조 영역 환경에 개방될 때 입자 오염을 줄이는 방법 및 시스템이 개시된다. 이것은 벤트를 중지할 때를 예측함으로써 달성되어 도어가 개방될 때마다 작은, 반복가능한, 양의(positive) 압력 버스트가 생성된다. 시스템 및 방법은 도어가 처음에 개방된 때 그리고 도어가 개방되어 있는 동안 주기적으로 벤트 사이클의 끝에 로드 락 안쪽에 단일 차동 압력 게이지(single differential pressure gauage)로부터 신호를 측정한다.

더구나, 도어가 개방될 때 반복가능한, 작은, 바깥쪽으로의 압력 버스트가 생성되도록 벤트 밸브(들)이 폐쇄될 수 있는 정확한 시간을 결정하기 위해 로드 락이 벤트되는 동안 차동 압력 신호를 모니터링하기 위한 시스템이 제공된다.

도 1은 반도체 프로세싱 툴 부분에 연결된 로드 락 챔버를 도시한다. 로드 락 (13)은 반도체 툴 (18)의 일부를 형성하고 로드 락 (13)의 도어 (15)를 통하여 반도체 툴 (18)으로 로딩될 반도체 기판들, 예컨대 웨이퍼들을 고려한다. 반도체 툴 (18)은 반도체 제조 산업에 사용되는 임의의 다양한 프로세싱 장비 툴들일 수 있다. 반도체 툴 (18)은 웨이퍼들이 거의 진공 상태들에서 또는 매우 낮은 압력들에서 프로세스되는 고 진공 툴이다. 반도체 툴 (18)은 반도체 디바이스 제조 산업에 사용되는 이온 주입기, 에칭 툴, 증착 툴 또는 임의의 다양한 다른 툴들일 수 있다. 반도체 툴 (18)의 유형은 이 개시에 의해 제한되지 않는다.

전형적으로 웨이퍼들의 형태인 반도체 기판들은 반도체 툴 (18)의 고 진공 프로세싱 부분에 도달하기 위해서 로드 락 (13)을 먼저 통과한다. 먼저, 로봇 암 또는 다른 기계적 디바이스로 프로세스되지 않은 웨이퍼들이 안쪽에 삽입되는 것을 허용하기 위해 도어 (15)가 개방된다. 다음, 도어 (15)가 폐쇄되고 로드 락 (13)내 공기는 로드 락 (13)의 챔버를 러프 펌프(rough pump) (17)에 연결하는 러프 밸브(rough valve) (16)를 먼저 개방함으로써 제거된다. 이런 시스템은 전형적으로 러프 밸브 (16)를 폐쇄하고 로드 락 (13)의 챔버를 터보 펌프 (미도시)에 개방함으로써 고 진공으로 전환된다. 일단 로드 락 (13) 안쪽에 챔버가 고 진공으로 펌핑되어진 후에, 슬롯 밸브(slot valve) (19)가 로봇 암이 로드 락 (13)로부터 웨이퍼들을 추출하고 웨이퍼들을 프로세스를 위한 반도체 툴 (18)의 프로세스 챔버로 넣는 것을 허용하기 위해 개방된다. 웨이퍼들이 프로세스되고 로드 락 (13)으로 리턴된 후에, 슬롯 밸브 (19)는 폐쇄되고 로드 락 (13)의 챔버는 반도체 툴 (18)로부터 제거를 위해 대기압으로 다시 챔버를 리턴시키기 위해 벤트된다.

이 실시예에서, 차동 압력 센서(differential pressure sensor) (14)는 로드 락 (13) 안쪽 압력을 측정하고 로드 락 (13) 안쪽과 바깥쪽 사이의 압력의 차이를 측정하는 것이 가능한 임의 유형의 센서일 수 있다. 다른 실시예에서, 이 차동 압력은 블렌드(blended) 게이지의 상단 범위로부터 결정될 수 있다. 블렌드 게이지는 게이지의 상단 범위는 내부의 상대적 압력 센서로부터의 차동 압력 측정의 결과이고 게이지의 하단 범위는 절대 압력 센서로부터의 절대 압력 측정의 결과인 하이브리드 압력 게이지이다.

벤팅 사이클 동안에, 벤트 밸브 (11)는 그것의 내부의 압력이 바깥쪽 공기의 압력까지 증가할 때까지 불활성 가스, 예컨대 질소가 로드 락 (13)으로 흐르는 것을 허용하도록 개방된다. 대부분의 툴들에서, 툴 내부에서의 프로세싱 및 웨이퍼 전송의 모든 스테이지들은 어떤 시간의 양에 가능한 한 많은 기판들을 프로세스할 수 (스루풋(throughput)) 있도록 최대 속도에 대하여 최적화된다. 전형적으로, 벤트 스테이지 설정에서 질소 흐름을 희망하는 비율로 유지하기 위해, 생산 전에 툴이 셋 업될 때 레귤레이터 (12)는 어떤 압력으로 수동으로 조절된다. 스루풋을 증가시키기 위한 벤트 사이클 속도를 올리기 위해, 이 레귤레이터 (12)는 때때로 가능한 한 높은 압력으로 설정된다.

제어기 (10)는 차동 압력 센서 (14), 벤트 밸브 (11), 로드 락 (13)의 도어 (15)를 제어하는 도어 밸브 및 러프 밸브 (16)와 통신 상태에 있다. 차동 압력 센서 (14)는 압전 센서 유형 또는 압력 진공 챔버의 안쪽과 바깥쪽 공기 사이의 압력에서의 차이를 정확하게 측정할 수 있는 유사한 어떤 것일 수 있다. 일부 실시예들에서, 절대 압력 측정 대신 상대적 압력 측정을 전달하는 센서가 사용될 수 있다. 제어기 (10)는 프로세싱 유닛, 예컨대 범용 컴퓨터, 구체적으로 디자인된 마이크로컨트롤러, 또는 임의의 다른 적절한 프로세싱 유닛을 포함한다. 프로세싱 유닛은 또한 컴퓨터 메모리로 지칭되는 프로세싱 유닛에 의해 실행될 명령들을 저장하는 메모리 소자와 통신상태에 있다. 이들 명령들은 제어기 (10)가 본 출원에서 설명된 방법을 수행하는 것을 허용할 수 있다. 이들 명령들은 임의의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 스토리지 매체상에 저장될 수 있다. 동작시에, 제어기 (10)는 차동 압력 센서 (14)로부터 압력 판독들을 수신하고, 벤트 밸브 (11)를 조절하는 제어 신호들을 출력하고 이하에 보다 상세하게 설명될 로드 락 (13)의 도어 (15)와 관련된 도어 밸브를 제어한다. 컴퓨터 메모리는 동작 동안 다양한 파라미터 값들을 저장하는데 또한 사용될 수 있다.

도면들 2a, 2b 및 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 동작들의 시퀀스를 보여주는 플로우 차트를 예시한다. 이 동작들의 시퀀스는 제어기 (10)에 의해 수행될 수 있다. 이 동작들의 시퀀스는, 프로세싱 유닛에 의해 실행될 때, 알고리즘으로 지칭될 수 있다.

프로세스 (100)에서, 로드 락 (13)의 도어 (15)이 개방되고 로드 락 (13)은 비어있고 그리고 펌프다운(pumpdown) 동안 프로세스되지 않은 웨이퍼들을 받아들일 준비를 한다. 이 도어-개방 시간 동안에, P_DoorOpen로 지칭되는 차동 압력은 그것이 안정한 것을 확실히 하기 위해 규칙적 간격, 예컨대 매 10 초에 기록된다. 또한 적어도 10 초 동안 도어가 개방되었을 때 샘플링 될 것이고 그런다음 다시 폐쇄되기 시작한다. 이것은 차동 압력 게이지이고 도어가 개방되기 때문에, 압력은 0 torr의 차동 압력이 기록되어야 한다. 만약 이 P_DoorOpen 값이 도어가 개방된 동안에 게이지 드리프트(gauge drift) 때문에 상당한 레벨에서 변화하면, 시스템은 운영자에게 경고를 발행할 수 있다. 도어가 개방된 동안 샘플링되었던 최신 P_DoorOpen 값은 로드 락 (13)이 벤트 업될 때 알고리즘으로 나중 사용을 위해 컴퓨터 메모리로 로딩된다.

프로세스 (101)에서, 프로세스되지 않은 웨이퍼들이 로드 락 (13)으로 전송된다. 전송 후에, 도어 밸브가 작동되어 로드 락 (13)의 도어 (15)를 폐쇄한다.

프로세스 (102)에서, 로드 락 (13)은 일반적으로 러프 펌프 (17)에 연결된 러프 밸브 (16)를 개방시킴으로써 고 진공으로 펌프 다운(pump down)된다. 러프 사이클 후에, 로드 락 시스템은 일반적으로 프로세스 챔버일 수 있는 반도체 툴 (18)내 고 진공 압력에 근접한 압력으로 로드 락을 내리기 위해 터보 펌프로 펌핑의 제 2 스테이지로 스위치 오버될 것이다. 다양한 적절한 러프/하이박(hivac) 시스템들이 관련 기술 분야에서 이용 가능하고 사용될 수 있다.

프로세스 (103)에서, 프로세싱을 위해 로봇 암들에 의해 웨이퍼들이 프로세스 챔버로 핸들링 될 수 있도록 로드 락 (13)과 반도체 툴 (18) 사이의 슬롯 밸브 (19)가 개방된다. 프로세싱 후에, 웨이퍼들은 로드 락으로 리턴되고 슬롯 밸브 (19)는 폐쇄된다. 로드 락과 프로세스 챔버 사이에서 웨이퍼를 이동시키고 서로 챔버들을 격리시키는 다양한 적절한 방법들이 관련 기술 분야에서 이용가능하고 사용될 수 있다.

프로세스 (104)에서, 제어기 (10)는 로드 락 압력을 대기압으로 다시 올리기 위해서 벤트 사이클을 시작하기 위해 벤트 밸브(들) (11)을 개방한다. 예컨대 질소 또는 다른 불활성 가스로 퍼징(purging)함으로써 로드 락 챔버를 벤트하기 위해 통상의 시스템들이 사용될 수 있다. 다양한 적절한 퍼지/벤팅 시스템들이 관련 기술 분야에서 이용 가능하고 사용될 수 있다. 벤트의 비율은 일반적으로 레귤레이터 (12)의 압력에 의해 설정된다.

프로세스 (105)에서, 방법은 로드 락의 내부와 바깥쪽 대기 사이의 차동 압력이 사전 설정한 차이, P_SubATM내에 있도록 대기한다. 이것은 도어가 개방될 희망하는 크로스오버(crossover) 압력보다 낮다. 이것은 시스템이 로드 락 (13)내 압력의 상승의 비율을 모니터링하기 시작할 임계 압력(threshold pressure)이다. 일부 실시예들에서, 원한다면 다른 값들이 사용될 수 있지만 P_SubATM의 값은 -50 torr일 수 있다.

프로세스 (106)에서, 로드 락 (13) 내에 압력과 대기간의 차이가 P_SubATM 레벨내에 있도록 압력이 상승된다. 이 지점에서, 압력의 R_SubATM의 상승 비율은 나중 사용을 위해 메모리에 기록된다. torr/sec로 측정된 이 비율은, 상이한 필터들 또는 타임 윈도우들로 생성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세스 (105)의 일 초의 시간 동안에 평균 압력 상승일 수 있다. P_SubATM 레벨에 대하여 비교하기 위해 사용되는 차동 압력 신호는 벤트를 중지하는 압력이 바람직하게는 가능한 한 실제 압력에 근접하기 때문에 고도로 필터링되지 않을 수 있다. 더욱이, 비율은 P_SubATM 레벨이 달성되기 전에 계산될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, R_SubATM는 1 초동안 매 50 mSec에 취해진 20 필터링되지 않은 압력 샘플들을 통하여 최소 자승법 피팅 라인(least square fit line)을 계산함으로써 계산된다. 이 비율은 벤트 사이클의 시작에서 매 50 mSec 업데이트를 시작하여 P_SubATM 레벨이 도달된 시간까지, 정확한 비율이 마지막 초 내에 이미 측정되었다. 다른 실시예들에서, 상이한 절차가 압력의 상승 R_SubATM 의 비율을 계산하기 위해 사용될 수 있다.

프로세스 (107)에서, 압력에서 상승의 비율 R_SubATM은 P_SubATM 레벨을 초과하여 갈 때 체크된다. 그것의 하드웨어 또는 동적 응답에서 변화들을 가지지 않은 소정의 시스템에 대하여, 이 R_SubATM는 앞에서 측정된 것과 동일하여야 한다. 다시 말해서, 하드웨어 또는 시스템의 동적 응답에 변화들이 없으면 대기압에 근접할 때 로드 락내에서 압력 증가의 비율은 반복가능할 수 있다.

프로세스 (108)에서, 만약 이 R_SubATM이 시스템이 처음에 캘리브레이트되었던 때와 상당히 다르다면, 운영자는 어떤 것이 바뀐 것이 경고될 수 있고 그리고 벤팅 시스템, 특별히 레귤레이터 설정을 조사하도록 프롬프트될 수 있다. 예를 들어, 만약 레귤레이터 (12)가 몇 주 전 캘리브레이션 루틴 동안에 6 PSI 로 설정되었고, 그리고 해당 시간에 벤트 사이클 동안에 측정된 R_SubATM이 10 torr/sec이었다면, 시스템은 압력이 P_SubATM을 크로스 오버 할때 후속 벤트들 또한 비율 10 torr/sec의 비율로 측정되리라 예측한다. 그러나, 캘리브레이션 후에, 다른 운영자가 캘리브레이션 루틴 재 운용 없이 제 1 설정, 예컨대 6 PSI로부터 제 2 설정, 예컨대 50 PSI으로 레귤레이터 (12)의 설정을 변경할 수 있다. 이것은 동일한 P_SubATM에서 증가된 상승의 비율, 예컨대 약 54 torr/sec로 귀결될 것이다. 결과적으로, 만약 시스템이 그에 따라서 벤트 중지 지연(vent stop delay)을 단축시키지 않으면 도어가 개방될 때 매우 큰 압력 버스트를 유발할 것이다. 프로세스 (111)는 시스템이 어떻게 이 변화를 수용할 것인지 그럼에도 불구하고 도어가 희망하는 작은, 양의 압력 버스트로 개방되도록 순간적으로 새로운 벤트 중지 지연 D_VentStop를 생성할 것인지를 설명한다. 그러나, 레귤레이터 (12)에 대한 설정이 6에서 50 PSI로 변화된 후에 동일한 압력 버스트를 유지하기 위해 설사 시스템이 자동으로 그 자체를 조절한다 할지라도, 운영자는 시스템에서의 이 물리적 변화에 주의를 갖도록 또한 통지될 수 있다.

프로세스 (109)에서, 시스템은 만약 R_SubATM이 반복 윈도우 내에 있는지를 조사하기 위해 체크할 것이다. 이 반복 윈도우(repeatability window)는 프로세스 (107)에서 체크된 캘리브레이션 윈도우보다 적을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 비록 다른 값들이 사용될 수 있지만, 반복 윈도우는 +/- 3 torr/sec 일 수 있다. 그것의 하드웨어 또는 동적 응답에서 변화들을 가지지 않은 소정의 시스템에 대하여, 이 R_SubATM는 앞에서와 동일할 수 있다.

프로세스 (110)에서, 만약 이 R_SubATM이 반복 윈도우 바깥쪽에 있다면, 시스템은 시스템내 어떤 것이 바뀌었다고 결정하고 시스템이 마지막에 사용했던 벤트 중지 지연 D_VentStop은 신뢰될 수 없다. 예를 들어, 만약 운영자가 새로운 캘리브레이션 루틴을 운영하지 않고 10 PSI 에서 50 PSI로 레귤레이터 압력을 바꾸었다면, 이 프로세스는 비율이 예상되는 비율보다 갑자기 헐씬 더 커졌다는 것을 감지할 것이다.

프로세스 (111)에서, 이 가압(pressurization) 비율, R_SubATM이 반복 윈도우의 경계들 바깥쪽에 있기 때문에, 시스템은 자동으로 다음과 같이 새로운 이론적인 D_VentStop을 다시 계산할 것이다:

D_VentStop = [(P_DoorOpen + P_BurstTarget) - P_SubATM] / R_SubATM

여기서, P_DoorOpen는 도어가 마지막 개방되었을 때 가장 최근의 차동 압력 측정값이고, 이는 이론적으로 제로(0)이어야 한다. P_BurstTarget는 압력 버스트 타겟이고, 이는 약 4 torr일 수 있고, 이는 고객 또는 툴 운영자에 의해 설정된 수락할 수 있는 버스트 범위의 중간지점(midpoint)이도록 계산될 수 있다. P_SubATM는 이 계산이 수행되어 미리 선택된 차동 압력이고, 이는, 상기에서 설명된 것 처럼, 약 -50 torr일 수 있고 R_SubATM는 이 때에 압력 상승의 비율 torr/sec이다. 이 계산은 벤트 밸브 공압의 응답 지연 및 게이지 필터링 지연을 다루기 위한 작은 음의 오프셋(offset)을 또한 포함할 수 있다.

계산으로 R_SubATM 비율을 취득함으로써, 시스템은 레귤레이터 압력에 변화들, 또는 다른 설정들에 대한 변화들에 기인할 수 있는 비율에서의 상당한 변화들에 대하여 자동교정한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 레귤레이터 (12)에 전달된 질소의 실제 압력은 변화할 수 있다. 이 경우에서, 레귤레이터 (12)의 설정은 들어오는 질소의 실제 압력을 반영하지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 벤트 밸브 (11) 또는 도어 (15)를 폐쇄하기 위한 시간은 시간이 흐르면서 변화할 수 있고, 캘리브레이션 루틴이 실행되었던 때 존재하던 것에서 드리프트(drift)될 수 있다. 추가하여, 질소를 전달하기 위해 사용된 튜브들에서 차이들은 로드 락 (13)에 존재하는 실제 압력에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 만약 레귤레이터 (12)가 로드 락 (13)로부터 멀리 배치되면, 로드 락 (13)에서 압력은 레귤레이터 (12)에 의해 표시된 것보다 작을 수 있다.

프로세스 (112)에서, D_VentStop 지연 타이머가 시작되었고 시스템은 이 타이머가 만료될 때까지 대기할 것이다. 이 D_VentStop 지연은 만약 R_SubATM 비율이 반복 윈도우내에 있었다면 최종 벤트 사이클 동안에 사용되었던 동일한 지연이거나 또는 그것은 프로세스 (111)에서 계산된 새로운 값일 것이다.

프로세스 (113)에서, D_VentStop 지연 타이머가 만료되었고 시스템은 벤트 밸브(들) (11)를 폐쇄하기 위한 제어 신호를 발송한다. 밸브를 폐쇄하기 위해 제어 신호를 발송하는 것과 실제 흐름을 중지하고 폐쇄하는 것 사이의 지연 시간 때문에, 로드 락 (13)내에서 압력은 계속 상승할 것이다. 이 압력 상승 오버슈트(overshoot)는 레귤레이터 압력이 높은 값으로 설정된 때와 같이 더 높은 벤트율을 가져서 더 중요해질 수 있다.

프로세스 (114)에서, 압력 새그(sag)가 차동 압력 버스트 타겟 P_BurstTarget 아래로 떨어지지 않는 한 시스템은 고정된 안정(settling) 시간의 양을 대기하고, 이는 약 2 초일 수 있다.

프로세스 (115)에서, P_{VentStop _Sag}로 나타낸 안정 시간동안 압력에서의 새그가 측정된다.

프로세스 (116)에서, 도어가 개방되기 전에 차동 압력이 측정된다.

프로세스 (117)에서, 로드 락 (13)의 도어 (15)가 개방된다.

프로세스 (118)에서, 방법은 안정화를 위한 필터링된 차동 압력 측정을 대기한다. 이 필터링된 차동 압력 측정값은 제어기 (10)를 이용함으로써 획득될 수 있고 차동 압력 센서 (14)로부터 판독된 압력 판독들상에 필터링 기능을 수행한다. 이 대기 기간은 임의의 적절한 값, 예컨대 약 5 초일 수 있다.

프로세스 (119)에서, 이 필터링된 차동 압력 측정값이 취해지고 P_DoorOpen로서 저장된다. 일부 실시예들에서, 벤트 사이클 동안에 P_SubATM 레벨과 비교하는데 사용되는 차동 압력 신호는 그것의 값이 가급적 실제 압력에 근접할 수 있기 때문에 헤비 필터(heavy filter)를 갖는다. 그러나, 도어가 개방된 때, 차동 압력 측정값은 제로일 것으로 예상되고 임의의 변동은 아마 라인 잡음 또는 게이지 드리프트(gauge drift) 때문이다. 따라서, 헤비 필터가 개선된 정확도를 위해 이 신호상에 사용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 도어가 개방된 때 이 신호를 필터링되지 않을 수 있다.

프로세스 (120)에서, 최근 P_DoorOpen 차동 압력 측정값이 제공되었기 때문에 P_Burst가 계산될 수 있다. P_Burst는 단순히 도어가 개방되기 전에 압력 측정값에서의 차이이고 그 후에는 DoorOpen 압력이다.

프로세스 (121)에서, 시스템은 P_Burst 값이 고객 또는 툴 운영자에 의해 설정된 수락할 수 있는 버스트 범위 바깥쪽에 있는지를 조사하기 위해 체크한다.

프로세스 (122)에서, 만약 버스트, P_Burst가 수락할 수 있는 버스트 범위 바깥쪽에 있으면 새로운 D_VentStop가 계산된다. 이 새로운 D_VentStop는 다음과 같이 계산될 수 있다:

D_BurstAdjust = (P_Burst - P_BurstTarget) / R_SubATM

T_{VentStopCalculted}= [(P_DoorOpen + P_BurstTarget) - P_SubATM] / R_SubATM

D_VentStop = T_{VentStopCalculted}- D_{Burst _Adjust}

D_VentStopNew = 0.5*(D_VentStop + D_VentStopOld)

이 D_VentStop는 실제 측정된 압력 버스트 바로 직후에 수행되기 때문에, 그것은 다음번에 대한 정확도를 개선하기 위해 압력 버스트의 크기 및 방향을 포함할 수 있다. 방법은 P_Burst 를 측정하고, 다음 벤트 사이클을 위해 압력 버스트를 압력 버스트 타겟, P_BurstTarget에 더 가깝게 하기 위해 새로운 D_VentStop 지연을 수정함으로써 비정상적으로 큰 압력 버스트들을 자동교정한다. 단지 이 P_Burst의 부분과 함께 새로운 D_VentStop을 수정함으로써 표준 자동교정 필터링이 수행될 수 있다. 시스템은 또한 P_Burst이 수락할 수 있는 버스트 범위 바깥쪽에 있는 경우에 연속적인 도어 개방의 수를 카운트한다.

프로세스 (123)에서, 어떤 이유 때문에 수락할 수 있는 버스트 범위 바깥쪽에 압력 버스트로 귀결되는 너무 많은 벤트 사이클들이 연이어 있으면, 시스템은 운영자에 경고 또는 에러 메시지를 개시할 수 있다. 이것은 수락할 수 있는 버스트 범위가 너무 엄격하게 설정되거나 또는 높은 레귤레이터 압력이 벤트 동안에 압력 판독을 비정상적으로 잡음이 있게 (noisy) 하는 경우에 발생할 수 있다. 이들 경우들에서, 운영자는 시스템을 조사할 수 있고, 수락할 수 있는 버스트 범위 조정 및 / 또는 레귤레이터 압력 조정과 같은 변화를 만들 수 있다.

프로세스 (124)에서, 압력 버스트, P_Burst는 수락할 수 있는 버스트 범위내에 있었다. 이 경우에서, D_VentStop는 변화하지 않은 상태로 있을 것이다.

프로세스 (125)에서, 시스템은 밴트 새그가 수락할 수 있는 윈도우 바깥쪽에 있는지를 조사하기 위해 밴트 새그의 크기를 체크한다. 이 벤트 새그(vent sag)는 벤트 밸브 지연 시간 및 이 초과압력을 완화시키는 가능한 도어 밸브 시일 누설(seal leak) 및 벤트 밸브 지연 시간에 기인한 압력 오버슈트의 조합이다. 그것은 또한 차동 압력 센서 내부에 배치된 압전 센서의 이완(relaxation)에 기인한 아티팩트일 수 있다. 일부 실시예들에서, 이 새그는 비정상적으로 높은 압력 버스트를 피하기 위하여 도어 개방전에 안정되는 것이 허용될 수 있다. 만약 새그가 실제로 센서 아티팩트(artifact)이라면, 도어 개방전에 그것의 안정을 허용하는 것이 이 비정상적으로 높은 압력 버스트 측정값을 회피하게 할 것이다.

프로세스 (126)에서, 운영자는 만약 벤트 새그 크기가 너무 크면 시스템에 의해 경고될 수 있다. 일부 실시예들에서, 비록 다른 값들이 사용될 수 있지만 벤트 새그에 대한 임계값은 약 12 torr일 수 있다. 이 경우에, 운영자는 도어 밸브가 적절하게 정렬된 지를 확인하기 위해 체크할 수 있고 로드 락이 적정한 초과압력을 유지할 수 있도록 도어 밸브 시일들이 깨끗한지 누설이 없는지를 확인하기 위해 체크할 수 있다.

프로세스 (127)에서, 시스템은 도어 개방 압력이 수락할 수 있는 범위내에 있는 것을 확인하기 위해 도어 개방 압력 P_DoorOpen 을 체크한다. 이것은 차동 압력 게이지이기 때문이고 절대 대기압에 상관없이 도어가 개방된 때 그것은 제로 근처에 있어야 한다.

프로세스 (128)에서, P_DoorOpen 도어 개방 압력이 수락할 수 있는 범위(즉, +/- 5 torr) 바깥쪽에 드리프트되기 때문에 운영자는 차동 압력 게이지를 재캘리브레이트할 것을 시스템에 의해 경고될 수 있다. 이것은 또한 고장난 게이지 때문일 수 있다. 재캘리브레이트 또는 대체후에 게이지 압력 버스트 캘리브레이션 루틴은 재운용될 수 있다.

운영자가 경고를 수신한 각각의 경우에, 시스템은 많은 방식들로 운영자에게 경고할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어기 (10)는 디스플레이 디바이스 (미도시)와 통신상태에 있고, 경고가 디스플레이 디바이스상에 디스플레이된다. 다른 실시예들에서, 제어기 (10)는 통신 네트워크와 통신상태에 있을 수 있고, 메시지들, 예컨대 이메일 메시지들 또는 텍스트 메시지들이 운영자에 발송될 수 있다. 물론, 운영자에 경고를 전달하는 다른 방법들이 또한 사용될 수 있다.

도 3a는 저 레귤레이터 압력을 갖는 로드 락의 예시적인 벤트를 보여주는 신호 응답 추이를 예시한다.

시간 (200)에서, 레귤레이터 압력이 낮기 때문에 로드 락은 약 6 torr/sec와 같은 저속(slow rate)에서 벤팅 업된다. 이 예에서, 레귤레이터 압력은 약 10 PSI일 수 있다.

시간 (201)에서, 차동 압력은 캘리브레이션 P_SubATM(C)에서 수립된 로드 락내 압력과 대기압 사이의 현재 차이에 도달한다. 이 시간에, 로드 락내 압력은 대기 평형으로부터 50 torr 떨어져 있을 수 있다.

시간 (202)에서, 시스템은 벤트 시작 이후에 연속적으로 업데이트된 필터링된 상승 비율 R_{SubATM (1)} 신호의 샘플을 취한다. 이 예에서, 상승의 비율은 약 6 torr/sec이다.

시간 (203), 시스템은 캘리브레이션에서 결정된 상승의 비율의 약 +/-5% 내과 같이 R_SubATM(1)이 임의 허용 오차내 인지를 조사하기 위해 체크한다. 이 예에서, 시스템의 동적 응답, 예컨대 레귤레이터 압력에 어떤 변화도 이루어지지 않았다. 따라서, R_SubATM 는 시스템 캘리브레이션 동안에 수립된 예상되는 허용 오차 윈도우내에 머무른다.

시간 (204)에서, 시스템은 D_{VentStop (0)} 지연 타이머를 시작하고 만료까지 그것을 대기한다. 시스템은 이 시간 동안 대기 쪽으로 계속 벤트 업(vent up)한다.

시간 (205)에서, D_VentStop(0)가 만료되고 시스템은 벤트 밸브를 폐쇄하기 시작한다.

시간 (206)에서, 벤트 밸브 하드웨어 및 제어 시스템은 상당한 지연 시간들을 가질 수 있기 때문에, 밸브들을 폐쇄하는 명령어가 발송된 후에 로드 락에 압력은 계속 상승할 수 있다. 예를 들어, 6 torr/sec의 느린 벤트율에서, 500mSec의 공압 벤트 밸브 지연은 밸브를 폐쇄하는 명령어가 발행된 후에 3 torr 압력 상승으로 귀결될 수 있다. 이 3 torr 압력 상승은 +/- 2 torr보다 작은 것과 같은 작은 버스트 타겟 허용 오차들을 활용할 수 있는 반도체 제조 장비에 로드 락 시스템들의 압력 버스트 허용 오차들과 비교되었을 때 상당하다.

시간 (207)에서, 벤트 밸브는 물리적으로 폐쇄되고 압력은 상승되는 것을 중지한단.

시간 (208)에서, 시스템은 고정된 압력 안정 지연(settle delay), 예컨대 약 2 초를 대기한다. 시스템은 이 지연이 만료된 후에 또는 새그(sag)에 기인한 압력이 압력 버스트 타겟 아래로 떨어지면 로드 락 도어를 개방하기 시작할 것이다.

시간 (209)에서, 안정 지연이 만료되고 시스템은 도어를 개방하려고 한다. 이 지점에서, 시스템은 벤트 밸브가 폐쇄되도록 명령된 후에 P_{VentStopSag(1)}를 측정한다. 이것은 피크 압력 밸브가 폐쇄되도록 명령된 후와 도어가 개방되기 바로 전 압력 사이의 차이이다. 이 새그 압력은 누설이 있는 도어 밸브 시일들에 기인할 수 있고 만약 이 새그의 크기가 과도하면, 예컨대 20 torr보다 더 큰 운영자에게 경고하기 위해 사용될 수 있다. 새그는 또한 벤팅이 중지된 때 압전 차동 압력 센서의 이완으로부터의 아티팩트 때문일 수 있다. 이 경우에, 이 새그 크기는 그것은 정상 시스템 동작의 아티팩트이기 때문에 운영자에게 경고하는데 사용되지 않을 것이다. 일부 실시예들에서, 새그는 측정되지 않을 수 있다.

시간 (210)에서, 도어를 개방하는 명령어가 발송된다. 도어 개방 압력 버스트 크기 및 방향이 나중에 계산될 수 있도록 이 명령어가 발송되기 바로 전에 차동 압력이 측정된다.

시간 (211)에서, 시스템은 도어가 완전히 개방되고 고정된 도어 개방 지연 타이머를 시작한지를 감지한다. 반도체 툴은 이 지점에서 로드 락으로부터 그리고 로드 락으로 재료를 전송할 수 있다.

시간 (212), 도어 개방 지연 타이머가 만료되고 차동 압력 센서의 필터링된 샘플이 도어 개방 압력 P_DoorOpen(1)을 결정하기 위해 취해진다. 이론적으로, 이것은 항상 0 torr이어야 하지만 그러나 게이지 센서 드리프트 때문에 시간이 흐르면서 게이지내 작은 오프셋들이 축적될 수 있다.

시간 (213)에서, 도어 개방 압력 버스트 P_Burst(1)의 크기 및 방향이 측정된다. 이것은 도어가 개방되기 바로 전 샘플링된 차동 압력과 도어 개방 압력 P_DoorOpen(1) 간의 차이이다.

시간 (214)에서, 버스트 P_Burst(1)와 캘리브레이션에서 수립된 희망하는 압력 버스트 타겟 P_{BurstTarget (C)} 간의 차이가 측정된다. 이 경우에서, 차이는 캘리브레이션에서 수립된 버스트 반복 허용 오차(예컨대 +/- 3 torr)내에 있어서 다음 벤트 사이클에 대하여 벤트 중지 지연 D_VentStop에 아무 변화도 이루어지지 않는다. 간단하게, 시스템은 캘리브레이트된 허용 오차들내에 있고 버스트는 타겟에 근접하여서 다음번에는 아무 변화도 이루어지지 않는다.

시간 (215)에서, 다음 벤트 사이클을 위하여 사용되는 새로운 벤트 중지 지연 D_VentStop(1)는 현재 D_VentStop(0)와 동일하다.

도 3b는 임의의 캘리브레이션 루틴을 운영하지 않고 운영자가 레귤레이터 (12) 를 저압에서 고압으로 바꾼 후에 예시적인 로드 락의 벤트를 보여주는 신호 응답 추이를 예시한다. 이 도면은 이 시스템의 자동교정(autocorrect) 특징의 예시이다. 도면은 어떻게 시스템이 자동으로 더 빠른 벤트율로 조정하고, 큰 압력 버스트를 회피하고, 새로운 벤트율을 학습하고 운영자에게 경고하는지를 예시한다. 이 예에서, 벤팅 비율은 50 torr/sec로 설정되는데 이는 레귤레이터 압력이 높은 값, 예컨대 50 PSI으로 설정되었기 때문이다.

시간 (300)에서, 로드 락은 레귤레이터 압력이 높기 때문에 빠른 비율에서 벤팅 업된다.

시간 (301)에서, 차동 압력은 캘리브레이션 P_SubATM(C)에서 수립된 로드 락내 압력과 대기압 사이의 현재 차이에 도달한다. 이 시간에, 로드 락내 압력은 대기 평형으로부터 50 torr 떨어져 있을 수 잇다.

시간 (302)에서, 시스템은 벤트 시작 이후에 연속적으로 업데이트된 필터링된 상승 비율 R_{SubATM (2)} 신호의 샘플을 취한다. 이 예에서, 상승의 비율은 약 50 torr/sec이다.

시간 (303)에서, 시스템은 R_SubATM(2)가 비율이 측정된 마지막 시간의 임의 허용 오차내인지를 조사하기 위해 체크한다 (즉, 도 3a에서 R_{SubATM (1)}). 이 예에서, 운영자가 레귤레이터 벤트 압력을 바꾸었기 때문에 벤트율에서 큰 증가가 있었다. R_SubATM(2)가 시스템 캘리브레이션 동안에 수립된 예상되는 허용 오차 윈도우 바깥쪽에 있기 때문에, 운영자는 경고 또는 에러 메시지가 통지될 수 있다. 그러나, 반도체 툴들은 흔히 운영자들 없이 원격 제어하에 있고 재료가 또한 기계로부터 제거되기 때문에, 벤트 루틴은 지속될 것으로 예상된다. 이 경우에, 시스템은 상당한 변화가 로드 락 벤트율에 수행되었고 수락할 수 있는 허용 오차들내의 압력 버스트를 전달하기 위해 D_VentStop(1) 지연을 더 이상 신뢰할 수 없다는 것을 인지한다.

시간 (304a)에서, R_SubATM(2)는 허용 오차 밖에 있기 때문에, 시스템은 저 레귤레이터 압력 (도 3a 참조)으로 수립되었던 D_{VentStop (1)} 지연을 사용하지 않는다. 만약 이 지연이 사용되면, 로드 락은 경험 심한 초과가압 그리고 그 결과로 생긴 도어 개방 압력 버스트를 경험할 수 있다.

시간 (304b)에서, 시스템은 프로세스 (111)에서 설명된 대로 이론적인 벤트 중지 지연 D_VentStop(T)을 계산한다. 다음으로, 시스템은 이 벤트 지연 타이머를 시작하고 만료까지 그것을 대기한다. 이 예에서, 이 더 높은 벤트 압력에 대한 이 벤트 지연, D_VentStop(T)은 저 벤트 압력에 대하여 수립된 D_{VentStop (1)} 지연보다 상당히 작다. 시스템은 이 시간 동안 대기 쪽으로 계속 벤트 업(vent up)한다.

시간 (305)에서, D_VentStop(T)가 만료되고 시스템은 벤트 밸브를 폐쇄하기 시작한다.

시간 (306)에서, 벤트 밸브 하드웨어 및 제어 시스템은 상당한 지연 시간들을 가질 수 있기 때문에, 밸브들을 폐쇄하는 명령어가 발송된 후에 로드 락에 압력은 계속 상승할 수 있다. 이 예에 대하여, 50 torr/sec의 빠른 벤트율에서, 500mSec의 공압 벤트 밸브 지연은 밸브를 폐쇄하는 명령어가 발송된 후에 25 torr 압력 상승으로 귀결될 수 있다. 이 25 torr 압력 상승은 +/- 2 torr보다 작은 것과 같은 버스트 타겟 허용 오차들을 활용할 수 있는 반도체 제조 장비에 로드 락 시스템들의 압력 버스트 허용 오차들과 비교되었을 때 심하다.

시간 (307)에서, 벤트 밸브는 물리적으로 폐쇄되고 압력은 상승되는 것을 중지한단.

시간 (308)에서, 시스템은 고정된 압력 안정 지연(settle delay)을 대기한다. 시스템은 이 지연이 만료된 후에 또는 새그(sag)에 기인한 압력이 압력 버스트 타겟 아래로 떨어지면 로드 락 도어를 개방하기 시작할 것이다. 이 경우에서, 압력이 P_{BurstTarget(C)}의 압력 버스트 타겟 레벨 아래로 새그되어서 안정 지연 타이머가 만료되는 것을 대기하기 전에 도어는 이 때에 개방되기 시작한다.

시간 (309)에서, 시스템은 도어를 막 개방하려고 한다. 이 지점에서, 시스템은 벤트 밸브가 폐쇄되도록 명령된 후에 P_{VentStopSag(2)}를 측정한다.

시간 (310)에서, 도어를 개방하는 명령어가 발송된다.

시간 (311)에서, 시스템은 도어가 완전히 개방되고 고정된 도어 개방 지연 타이머를 시작한지를 감지한다.

시간 (312), 도어 개방 지연 타이머가 만료되고 차동 압력 센서의 필터링된 샘플이 도어 개방 압력 P_DoorOpen(2)을 결정하기 위해 취해진다.

시간 (313)에서, 도어 개방 압력 버스트 P_Burst(2)의 크기 및 방향이 측정된다.

시간 (314)에서, 버스트 P_Burst(2)와 캘리브레이션에서 수립된 희망하는 압력 버스트 타겟 P_{BurstTarget (C)} 간의 차이가 측정된다. 이 경우에서, 차이는 캘리브레이션에서 수립된 버스트 반복 허용 오차내에 있어서 다음 벤트 사이클에 대하여 벤트 중지 지연 D_VentStop(T)에 아무 변화도 이루어지지 않는다. 간단하게, 심지어 레귤레이터 압력이 바뀌었기 때문에 시스템이 벤트율 허용 오차들 바깥쪽에 있을지라도 시스템은 버스트 허용 오차들내에 있고 버스트는 타겟에 근접하여서 다음번에는 아무 변화도 이루어지지 않는다.

시간 (315)에서, 다음 벤트 사이클을 위하여 새로운 벤트 중지 지연 D_VentStop(2)는 새로운 D_VentStop(T)으로 설정된다. 이 예에서, 이 시스템의 자동교정 특징은 시스템의 새로운 벤트율 R_SubATM(2)에서 자동으로 계산된 이 훨씬 더 적은 D_VentStop(2)로 명백해진다. 시간 (303)에서 언급된 것과 같이, 벤트율이 저 압력 레귤레이터 캘리브레이션 동안에 수립된 한계들 바깥쪽에 있는 각각의 벤트 사이클 동안에 운영자는 연속적으로 경고될 수 있다. 그것들은 차례로, 하드웨어를 조사하고 시스템을 재캘리브레이트하고 레귤레이터를 재조정할 수 있다. 그 동안에, 툴은 운영자 개입 없이 수락할 수 있는 허용 오차들내에 압력 버스트들로 고 레귤레이터 압력에서 계속 운용할 수 있다.

이 시스템 및 방법은 로드 락 도어 개방을 포함하고 로드 락 도어 개방으로 이어지는 시퀀스를 최적화하여 임의의 결과적인 압력 버스트는 제어되고, 입자 오염을 최소화한다.

시스템은 도어가 개방될 때 마다 작은, 반복가능한 양의 압력 버스트를 생성하는 능력을 가진다. 일부 실시예들에서, 압력 버스트는 약 4 torr이다. 이 버스트는 로드 락으로 음의 압력 흐름이 회피되고 도어가 개방될 때 제조 영역 환경으로 로드 락으로부터 로드 락 압력 흐름을 최소화하는 것을 보장한다.

한가지 측면은 로드 락 벤트율에서의 변화들을 조정하는 시스템의 능력이다. 압력에서 상승 비율은 로드 락으로의 불활성 가스의 흐름에 주로 의존한다. 이 유량(flow rate)은 차례로, 라인들의 전도도 및 가스의 압력에 의존하고, 이는 전형적으로 레귤레이터 (12)에 의해 설정된다. 반도체 산업의 고 스루풋 요구들 때문에, 프로세스된 웨이퍼들은 전형적으로 기계 가능한 한 빨리 기계로부터 제거된다. 따라서, 운영자들은 벤트 사이클이 더 짧은 시간이 걸리도록 가능한 한 높은 레귤레이터 압력으로 턴 업 할 수 있다. 그러나, 만약 제어 시스템이 챔버가 바깥쪽 대기압보다 상당히 더 높은 압력을 달성하기 전에 벤트 밸브 (11)를 폐쇄하지 못하면 로드 락을 너무 빠르게 벤트하는 것은 도어가 개방된 때 큰 압력 버스트들로 이어질 수 있다. 이 고 스루풋과 최소 압력 버스트들 간의 트레이드-오프(trade-off)는 상이한 고객 사이트들에서 그리고 심지어 동일한 고객 사이트에서도 기계마다 동일한 툴 유형에 대하여 광범위한 레귤레이터 압력 설정들로 이어질 수 있다. 벤트율에서의 변화들에 상관없이 동일한, 작은 양의(positive) 압력 버스트가 달성될 수 있도록 이 시스템의 자동 교정 알고리즘이 고려될 것이다.

이 시스템의 다른 측면은 로드 락이 이상적인 압력 버스트로 귀결될 수 있는 특정 크로스오버 압력을 달성하기 전에 벤트를 중지하는 동작이 일어나기 시작하도록 벤트 밸브 폐쇄의 응답 시간 및 압력 게이지 응답 시간에서의 고유의 지연들을 고려할 것이라는 것이다. 고 스루풋 시스템들에서, 벤트율들이 너무 높아서 심지어 제어 시스템이 밸브를 폐쇄하는 명령어를 발송한 후에도 로드 락은 계속 가압하도록 될 수 있다. 예를 들어, 공압 밸브는 실제로 폐쇄하는데 약 500mSec가 걸릴 수 있다. 전형적인 벤트율 50 torr/sec에서, 시스템이 밸브를 폐쇄하는 명령어를 발송한 후에 로드 락내 압력은 이미 또 다른 25 torr가 상승되었다. 게이지 압력 신호상에 필터링은 실제 압력이 벤트 동안에 측정된 것보다 더 높다는 것을 의미한다. 이 실제와 측정된 것간의 차이는 더 높은 벤트율들에서 더 표명된다. 간단하게, 밸브 지연 및 게이지 압력 센서 필터링의 조합은 측정된 로드 락 압력이 희망하는 크로스오버 압력에 있기 전에 시스템이 벤팅을 중지하는 명령어를 발송하는 것이 필요하다는 것을 의미한다. 본 시스템은 이들 지연들을 고려하고 그에 따라서 조절한다.

본 발명은 본 명세서에 기술된 특정 실시예에 의해 그 범위가 제한되지 않는다. 오히려, 본 명세서에 기술된 이러한 실시예들에 더하여, 본 발명의 다른 다양한 실시예들 및 이에 대한 변형들이 당업자들에게 전술한 설명 및 첨부된 도면들로부터 명백해질 것이다. 그러므로, 그러한 다른 실시예들 및 변경들은 본 발명의 개시된 범위 내에 들어가도록 의도된다. 또한, 본 발명이 본 명세서에서 특정 목적을 위한 특정 환경에서의 특정 구현의 맥락에서 기술되었으나, 당업자들은 본 발명의 유용성이 그에 한정되지 한고, 본 발명이 임의의 수의 목적들을 위한 임의의 수의 환경들 내에서 유익하게 구현될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 이하에 개시되는 청구항들은 본 출원에서 설명되는 본 발명의 전체 효과와 취지에서 해석되어야 한다.

Claims (15)

1. 반도체 프로세싱 툴의 로드 락 챔버(load lock chamber)를 벤트하기 위한 방법에 있어서,
   벤트 밸브를 통하여 가스를 상기 로드 락 챔버로 공급하는 단계;
   상기 가스가 공급되고 있는 동안 상기 로드 락 챔버내에 압력 상승율을 측정하는 단계;
   측정된 압력 상승율에 기초하여 상기 벤트 밸브를 언제 디스에이블(disable)할지를 정의하는 벤트 중지 지연 시간(vent stop delay time)을 결정하는 단계;
   상기 벤트 중지 지연 시간 후에 상기 벤트 밸브를 폐쇄하는 단계; 및
   상기 로드 락 챔버의 도어를 개방하는 단계를 포함하되, 상기 도어가 개방된 때 압력 버스트(pressure burst)가 생성되는, 반도체 프로세싱 툴의 로드 락 챔버를 벤트하기 위한 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 측정하는 단계는 상기 로드 락 챔버와 대기(atmosphere)사이의 차동 압력(differential pressure)이 미리 결정된 값에 도달 한 때 수행되는, 반도체 프로세싱 툴의 로드 락 챔버를 벤트하기 위한 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 벤트 밸브를 폐쇄시키는 것과 상기 도어의 개방시키는 것 사이의 안정 지연(settle dealy)을 대기하는 단계; 및
   상기 안정 지연 동안에 상기 차동 압력을 모니터링하는 단계를 더 포함하는, 반도체 프로세싱 툴의 로드 락 챔버를 벤트하기 위한 방법.
4. 청구항 3에 있어서, 만약 상기 차동 압력이 압력 버스트 타겟 아래로 떨어지면 상기 안정 지연 전에 상기 도어를 개방하는 단계를 더 포함하는, 반도체 프로세싱 툴의 로드 락 챔버를 벤트하기 위한 방법.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 압력 버스트의 크기 및 방향은 상기 도어가 개방되기 전에 상기 로드 락 챔버와 대기 사이의 차동 압력을 결정함으로써 측정되는, 반도체 프로세싱 툴의 로드 락 챔버를 벤트하기 위한 방법.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 압력 버스트의 상기 크기 및 방향은 압력 버스트 타겟에 비교되고, 상기 벤트 중지 지연 시간은 상기 압력 버스트 타겟과 상기 압력 버스트의 크기 및 방향의 기초하여 변경되는, 반도체 프로세싱 툴의 로드 락 챔버를 벤트하기 위한 방법.
7. 청구항 1에 있어서, 만약 상기 측정된 압력 상승율이 미리 결정된 반복 윈도우내에 있으면 상기 벤트 중지 지연 시간의 종전 값(previous value)이 사용되는, 반도체 프로세싱 툴의 로드 락 챔버를 벤트하기 위한 방법.
8. 청구항 7에 있어서, 만약 상기 측정된 압력 상승율이 미리 결정된 반복 윈도우 바깥쪽에 있으면 상기 벤트 중지 지연 시간의 새로운 값이 계산되는, 반도체 프로세싱 툴의 로드 락 챔버를 벤트하기 위한 방법.
9. 로드 락(load lock)시스템에 있어서,
   도어를 갖는 로드 락 챔버;
   벤트 밸브를 통하여 상기 로드 락 챔버와 통신하는 가스 소스;
   상기 로드 락 챔버와 대기 사이의 차동 압력을 측정하기 위해 상기 로드 락 챔버상에 배치된 압력 센서; 및
   제어기를 포함하되, 상기 제어기는:
   상기 로드 락 챔버로 가스를 공급하기 위해 상기 벤트 밸브를 작동시키고;
   상기 가스가 공급되고 있는 동안 상기 압력 센서를 이용하여 상기 로드 락 챔버내에 압력 상승율을 측정하고;
   측정된 압력 상승율에 기초하여 상기 벤트 밸브를 언제 디스에이블(disable)할지를 정의하는 벤트 중지 지연 시간(vent stop delay time)을 결정하고;
   상기 벤트 중지 지연 시간 후에 상기 벤트 밸브를 폐쇄하고; 및
   상기 로드 락 챔버의 도어를 개방하고, 상기 도어가 개방된 때 압력 버스트가 생성되는, 로드 락 시스템.
10. 청구항 9에 있어서, 상기 압력 버스트의 크기 및 방향은 상기 도어가 개방되기 전에 상기 로드 락 챔버와 대기 사이의 차동 압력에 기초하여 상기 제어기에 의해 측정되고, 상기 제어기는 상기 압력 버스트의 크기 및 방향을 압력 버스트 타겟에 비교하고, 상기 제어기는 상기 압력 버스트 타겟과 상기 압력 버스트의 크기 및 방향의 비교에 기초하여 상기 벤트 중지 지연 시간을 변경하는, 로드 락 시스템.
11. 청구항 10에 있어서, 상기 벤트 중지 지연 시간은 상기 벤트 중지 지연 시간, 상기 압력 버스트의 크기 및 방향, 및 상기 압력 버스트 타겟 사이의 수학적 관계에 따라 변경되는, 로드 락 시스템.
12. 청구항 9에 있어서, 상기 제어기는 상기 벤트 중지 지연 시간을 저장하고, 만약 상기 측정된 압력 상승율이 미리 결정된 반복 윈도우내에 있으면 상기 벤트 중지 지연 시간의 미리 저장된 값이 사용되는, 로드 락 시스템.
13. 청구항 12에 있어서, 만약 상기 측정된 압력 상승율이 미리 결정된 반복 윈도우 바깥쪽에 있으면 상기 제어기에 의해 상기 벤트 중지 지연 시간의 새로운 값이 계산되는, 로드 락 시스템.
14. 명령들을 포함하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 스토리지 매체에 있어서, 상기 명령들이 제어기에 의해 실행될 때, 상기 제어기가:
    로드 락 챔버로 가스를 공급하기 위해 벤트 밸브를 작동시키고;
    상기 가스가 공급되고 있는 동안 압력 센서를 이용하여 상기 로드 락 챔버내에 압력 상승율을 측정하고;
    측정된 압력 상승율에 기초하여 상기 벤트 밸브를 언제 디스에이블(disable)할지를 정의하는 벤트 중지 지연 시간(vent stop delay time)을 결정하고;
    상기 벤트 중지 지연 시간 후에 상기 벤트 밸브를 폐쇄하고; 및
    상기 로드 락 챔버의 도어를 개방하게 하고, 상기 도어가 개방된 때 압력 버스트가 생성되게 하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 스토리지 매체.
15. 청구항 14에 있어서, 상기 명령들이 제어기에 의해 실행될 때, 상기 제어기가:
    상기 압력 버스트의 크기 및 방향을 압력 버스트 타겟에 비교하고, 및
    상기 압력 버스트의 크기 및 방향, 및 상기 압력 버스트 타겟 사이의 비교에 기초하여 상기 벤트 중지 지연 시간을 변경하게 하는 명령들을 더 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 스토리지 매체.

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