KR20070017508A - 원격영역 내의 압력을 제어하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

원격영역 내의 압력을 제어하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배관을 통해 i개의 영역들로 각각 연결가능한 i개의 관로들을 통과하는 유체 유동을 제어하기 위한 시스템에 관한 것이고, 상기 i=1,2,...,N이다. 상기 시스템은 i개의 관로 각각에 적어도 하나의 밸브 및 압력 변환기, 상기 밸브를 제어하기 위한 제어장치, 및 영역 압력 산정기를 포함한다. 상기 영역 압력 산정기는 상기 압력 변환기에 연결되고 i개의 영역 각각에 산정된 압력을 계산하고 상기 제어장치에 상기 산정된 압력을 제공하도록 프로그래밍된다.
유체 유동, 영역, 관로, 제어, 시스템, 밸브, 압력 변환기, 영역 압력 산정기

Description

원격영역 내의 압력을 제어하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING PRESSURE IN REMOTE ZONES}
본 발명은 압력 제어시스템에 관한 것으로, 특히 반도체 공정 장비에 구비된 원격영역과 같은 원격 챔버 또는 영역을 가압 및 진공화하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 상기 원격영역은 견고한 벽(rigid wall) 또는 유연한 벽(flexible wall)을 가지고, 연결되거나 분리될 수 있다.
많은 기계장치 및 장비는 동작하는 동안 가압되거나 진공화되는 챔버 또는 영역들을 포함한다. 여기에 설명한 바와 같이, 영역은 밀폐된 체적이다. 상기 원격영역들은 유연한 벽 또는 견고한 벽을 가지고, 서로 연결되거나 분리된다.
여러 영역들 사이의 연결은 영역벽들이 유연하고 하나의 영역이 팽창하여 다른 영역에 대하여 가압하는 경우 발생하는 체적연결로 이루어질 수 있다. 출구연결은 상기 영역들에 연결된 진공압력이 편류하여 출구유동을 변화시키고 유동천이를 초래하는 경우 발생한다. 입구연결은 동일한 공급원에 의해 공급된 모든 다른 영역들에 영향을 미치는 관로 압력의 하강(천이거동)을 초래하는 다지관(manifold)으로 유동의 충분한 유입이 존재하는 경우 발생한다.
화학적 기계적 연마(CMP) 기계장치는 사용하는 동안 가압되거나 진공화되는 영역들을 포함하는 기계장치의 예이다. CMP는 반도체 제조공정의 일부로서 특히 실리콘 웨이퍼와 같은 기판을 평면화하는 방법이다. 이러한 기판은 일반적으로 전도층, 반도체층, 또는 절연층의 일련의 증착과 회로특성을 형성하도록 증착 다음에 상기 층들을 에칭함으로써 형성된다. 일련의 층들은 연속적으로 증착되고 에칭되기 때문에, 기판의 외면 또는 최상면은 점점 비평면화된다. 이에 따라, 기판의 표면을 주기적으로 평면화하는 것이 필요하다.
일반적으로 평면화 방법은 기판이 CMP 기계장치의 캐리어 또는 연마 헤드에 설치되는 것이 요구된다. 기판의 노출면은 캐리어 헤드의 회전 연마 패드와 마주 대하여 배치되고, 상기 캐리어 헤드는 상기 연마 패드와 마주 대하는 기판을 가압하도록 기판에 제어가능한 압력을 제공한다. 어떤 경우에 적어도 하나의 화학반응제 및 연마입자를 포함하는 연마 슬러리는 회전 연마 패드의 표면에 공급된다.
일반적인 캐리어 헤드의 내부챔버 또는 영역들은 가압되는 영역들에 따라 팽창되고 상기 영역들 내의 진공화에 의해 발생되는 진공에 따라 수축되는 복원력 있는 블래더에 의해 적어도 일부분에 형성된다. 예를 들면, 캐리어 헤드 내의 영역을 가압하는 것은 회전 연마 패드와 마주 대하는 기판을 가압하는데 사용될 수 있다. 상기 영역 내의 진공을 발생시키는 것은 기판을 연마 패드까지 이송하는 동안 상기 캐리어 헤드와 마주 대하는 기판을 잡고 유지하기 위한 흡입력을 제공하는데 사용될 수 있다. 상기 연마 패드가 캐리어 헤드에 의해 잡혀 유지된 기판에 소정의 힘 을 가할 수 있도록 각 영역에서의 압력은 제어될 수 있다.
상기 캐리어 헤드의 원격영역 내의 압력을 제어하기 위한 공압제어시스템은 압력변환기들 및 제어가능한 밸브들을 구비한 유동 제어 관로들을 포함할 수 있다. 상기 공압제어시스템의 유동 제어 관로들은 각각 1미터 이상의 긴 배관을 통해 상기 캐리어 헤드의 영역에 연결된다. 상기 공압제어시스템은 적어도 하나의 진공원 및 적어도 하나의 압력원에 상기 캐리어 헤드의 영역을 연결하고, 상기 압력 변환기로부터 측정값을 전달받고 상기 진공원 및 압력원에 상기 캐이어 헤드의 원격영역을 선택적으로 연결하는 밸브를 명령하도록 프로그래밍된 컴퓨터에 적절하게 연결된다. 이에 따라, 상기 캐리어 헤드를 공압적으로 작동시킨다.
종래의 공압제어시스템은 그 공압제어시스템의 유동 제어 관로에 배치된 변환기에 의해 측정된 압력에만 의존하게 되는 문제점이 있다. 상기 변환기는 상기 캐리어 헤드의 원격으로 연결된 영역이 아닌 시스템의 압력만을 측정할 수 있다. 그 결과, 상기 제어시스템은 상기 공압제어시스템의 압력이 상기 캐리어 헤드의 원격으로 연결된 영역의 압력과 동일하다고 가정한다. 이러한 경우는 명확하지는 않지만, 상기 공압제어시스템에 국부압력천이가 발생하는 경우 시스템 성능의 저하를 초래하게 된다.
따라서, CMP 캐리어 헤드의 챔버와 같이 원격으로 연결된 영역들을 가압하고 진공화하는 것에 제한되지 않고 상기 영역들에 원격으로 연결된 관로에서 수행되는 압력측정을 보상하도록 사용 가능한 새롭고 향상된 압력제어시스템 및 방법이 여전히 요구된다. 바람직하게, 상기 새롭고 향상된 공압제어시스템은 다중영역 시스템 을 가압하고 진공화하기 위해 사용될 수 있다. 상기 영역들은 견고하거나 유연한 벽들을 가지고, 또한 상기 영역들은 연결되거나 분리된다.
본 발명은 다중영역 시스템에 대한 압력제어 해결책으로 사용될 수 있는 압력 관찰자에 기반을 둔 모델을 제공하는 것이다. 여기서, 상기 영역의 수 i는 1부터 N까지 변할 수 있다. 또한, 이러한 영역들은 견고하거나 유연한 벽들을 가질 수 있고, 상기 영역들은 연결되거나 분리될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 배관을 통해 i개의 영역들로 각각 연결가능한 i개의 관로들을 통과하는 유체유동을 제어하기 위한 것으로서 상기 i=1,2,...,N인 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 상기 i개의 관로들 각각에 적어도 하나의 밸브 및 압력 변환기, 상기 밸브를 제어하기 위한 제어장치, 및 상기 i개의 영역들에서 압력을 산정하기 위한 영역 압력 산정기를 포함한다.
상기 영역 압력 산정기는 상기 압력 변환기 및 제1입력장치에 연결되고, 상기 압력 변환기로부터 유동관로에서 측정된 압력(Pb), 상기 영역들에 상기 관로들을 연결하는 배관과 관련된 제1입력장치 상수들(Ctube ,i 및 τtube,i), 각각의 영역의 체적(Vz ,i), 표준온도압력 조건하에서 각각의 영역의 초기체적(Vz0 ,i), 체적팽창수축 시간상수(τυ), 영역i의 팽창수축계수(γii), 및 영역i와 영역j 사이의 커플링계수(γij)를 전달받으며 영역i의 산정된 압력 중 n번째 표본을 계산하도록 프로그래밍된다. 여기서, n은 시간에 의존하고, 상기 산정된 압력은 후술되는 식에 따라 계산된다.
상기 제어장치는 상기 관로들의 밸브들, 영역 압력 변환기, 및 제2입력장치에 연결된다. 상기 제어장치는 상기 제2입력장치로부터 i개의 영역 각각에 대한 n번째 압력 설정값을 전달받고 상기 영역 압력 산정기로부터 i개의 영역 각각에 대한 산정된 압력 중 n번째 표본을 전달받도록 프로그래밍된다. 또한 상기 제어장치는 상기 i개의 영역 각각에 대한 n번째 압력 설정값과 영역 압력산정값 중 n번째 표본을 비교하도록 프로그래밍된다. 만일 n번째 표본이 n번째 설정값과 동일하지 않은 경우에는 상기 표본이 상기 설정값과 동일해 질 때까지 상기 밸브가 동작한다.
본 발명의 한 관점에 따르면, 다중영역 시스템의 모든 영역들은 단일 공급원에 의해 공급되고 단일 진공배기관으로 배기하며, 상기 영역들의 체적은 팽창 및 수축될 수 있고, 상기 영역들의 체적은 서로 상호작용(상호 가압)한다.
본 발명의 다른 관점 및 장점들에서, 상기 시스템은 원격으로 연결된 CMP 캐리어 헤드의 챔버와 같은 다중영역들을 가압하고 진공화하는 것에 제한되지 않고 사용될 수 있다. 상기 시스템은 상기 영역들에 원격으로 연결된 관로에서 수행되는 압력측정을 보상하고, 다중영역 시스템을 가압하고 진공화하기 위해 사용될 수 있다. 상기 영역들은 견고하거나 유연한 벽을 가지고, 상기 영역들은 연결되거나 분리된다.
본 발명의 추가적인 관점 및 장점들은 첨부한 도면들에 의거하여 전술한 실시예들에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 보다 분명해질 것이다. 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예들을 생각해 낼 수 있을 것이다. 이러한 균등한 실시예들 또한 본 발명의 특허청구범위 내에 포함되는 것으로 보아야 함은 극히 당연한 것이므로 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 결정되어야 할 것이다.
명세서 전반에 걸쳐 동일한 구성요소는 첨부된 도면에 동일한 도면부호로 나타낸다.
도1은 CMP 기계장치와 같은 기계장치의 원격영역에 진공원 및 압력원을 연결하는 공압제어시스템을 제어하기 위한 것으로서, 본 발명에 따른 시스템 및 방법의 바람직한 실시예를 나타낸 다이아그램.
도2는 원격영역에 진공원 및 압력원을 연결하는 유동 제어 관로들을 포함하고 서로 연결된 상태를 나타낸 것으로서, 도1의 시스템의 다지관의 바람직한 실시예를 나타낸 다이아그램.
도3은 도1의 공압제어시스템에 회전접합관을 통해 연결되는 원격영역을 포함하는 CMP 기계장치의 예를 나타낸 부분 측단면도.
도4 내지 도7은 도1의 공압제어시스템 및 종래의 공압제어시스템의 다양한 체적 및 압력에 대한 압력-시간 그래프.
도1은 화학적 기계적 평면화(CMP) 기계장치(10)와 같은 기계장치의 원격영역들(Zi)에 진공원(30) 및 압력원(40)을 연결하는 공압 다지관(110)을 제어하기 위한 본 발명에 따른 시스템(100)의 바람직한 실시예를 나타낸 것이다. 여기서, i는 1 내지 N이다. 상기 영역들(Zi)은 견고하거나 유연한 벽을 가지고, 상기 영역들(Zi)은 연결되거나 분리된다.
상기 다지관(110) 이외에도, 도1의 시스템(100)은 영역 압력 산정기(120) 및 제어장치(130)를 포함한다. 상기 영역 압력 산정기(120) 및 제어장치(130) 모두 분리되어 제공되거나 일체화된 장치로 제공되는 컴퓨터로 이루어진다. 예를 들면, 본 발명의 영역 압력 산정기(120)는 분리장치로서 제공되고 부품시장의 부품으로서 현존하는 압력제어시스템에 추가되거나, 새롭게 제조된 압력제어시스템에서 제어장치(130)와 일체화된 장치로서 제공될 수 있다.
도2에 나타낸 바와 같이, 시스템 다지관(110)은 유동 제어 관로들(bi)을 포함하고 원격영역들(Zi)의 수에 대응한다. 여기서 i는 1 내지 N이다. 상기 유동 제어 관로들(bi)은 벤투리를 가지는 입구 다지관 "L" 및 다지관 "man" 사이에 연결되고, 상기 원격영역들(Zi)에 진공원(30) 및 압력원(40)을 연결한다. 각 유동 제어 관로 들(bi)은 원격영역들(Zi)에 압력원(40)을 연결하기 위한 입구밸브(112), 유동 제어 관로들(bi)에서 압력을 측정하기 위한 압력 변환기(114), 및 진공원(30)에 원격영역들(Zi)을 연결하기 위한 출구밸브(116)를 포함한다.
도1의 영역 압력 산정기(zone pressure estimator)(120)는 도2에 나타낸 바와 같이, 시스템 다지관(110)의 변환기(114)로부터 압력측정값을 전달받고 상기 시스템(100)의 물리적인 파라미터들을 전달받도록 프로그래밍된다. 상기 물리적인 파라미터들은 작동기에 의해 도1에 나타낸 바와 같이, 제1입력장치(122)를 통해 유입된다. 상기 입력장치(122)는 예를 들면, 키보드, 마우스, 및 모니터로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 영역 압력 산정기(120)는 상기 압력측정값 및 상기 물리적인 파라미터들을 계산하는데 사용하고 후술하는 바와 같이 알고리즘을 사용하여 각 영역들(Zi)에 대한 압력 산정값을 제공하도록 프로그래밍 된다.
도1의 시스템 제어장치(130)은 영역 압력 산정기(120)으로부터 영역 압력 산정값을 전달받고 원격영역들(Zi) 각각에 대한 압력 설정값을 전달받도록 프로그래밍되며, 도2에 나타낸 바와 같이 시스템 다지관(110)의 밸브들(112,116)을 제어하는데 상기 영역 압력 산정값 및 압력 설정값을 사용한다. 상기 압력 설정값은 제2입력장치(또는 제1입력장치)를 사용하는 작동기에 의해 입력될 수 있고, 또는 도1에 나타낸 바와 같이 공정기계장치의 제어장치(20)에 의해 입력될 수 있다.
도2의 바람직한 실시예에서, 모든 영역들(Zi)은 단일 압력원에 의해 공급되 고 단일 진공배기관(30)으로 배기된다. 상기 원격영역들(Zi)은 팽창하고 수축할 수 있는 체적을 가지고, 상기 영역들(Zi)의 체적은 서로 상호작용(상호 가압)한다.
본 발명의 시스템에 대한 사용예로서, 도3은 CMP 기계장치(10)의 캐리어 헤드(16)의 회전접합관(rotary union)(18)에 연결된 도1의 공압제어시스템(100)을 나타낸 것이다. 상기 캐리어 헤드(16)는 그 자신의 축 둘레를 회전하고 상기 캐리어 헤드(16)에 회전모터(14)를 연결하는 캐리어 구동축(12)을 가진다. 상기 구동모터(14)의 최상부에서 회전접합관(18)은 원격영역들(Zi)의 수에 대응하는 상기 구동축(12)내 채널들(Ci)에 유체 관로들(Fi)을 연결한다. 이때, i는 1 내지 N이다. 상기 채널들(Ci)은 상기 캐리어 헤드(16)에 포함된 원격영역들(Zi)에 차례로 각각 연결된다.
비록 명확하게 나타나지는 않지만, 상기 캐리어 헤드(16)의 원격영역들(Zi)은 가압되는 영역들(Zi)로 인해 팽창되고 상기 영역들(Zi) 내에 발생되는 진공으로 인해 수축되는 복원력인 있는 블래더에 의해 적어도 일부분에 형성된다. 예를 들면, 상기 캐리어 헤드(16)에서 영역(Zi)을 가압하는 것은 회전 연마 패드와 마주 대하는 기판을 가압하는데 사용될 수 있고, 상기 영역(Zi)에서 진공을 발생시키는 것은 상기 연마 패드로 기판을 이송하는 동안 상기 캐리어 헤드(16)와 마주 대하는 기판을 잡고 유지하기 위한 흡입력을 제공하는 데 사용될 수 있다. 또한, 상기 연 마 패드가 상기 캐리어 헤드(16)에 의해 잡혀 유지되는 기판의 소정 힘을 적용하도록 각 영역(Zi)에서의 압력은 제어될 수 있다. 공압제어시스템(100)은 상기 회전 커플링(18)으로부터 진공원(30) 및 압력원(40)까지 연장되는 유체관로들(Fi)을 연결하고, 상기 시스템(100)의 제어장치(130)는 상기 진공원(30) 및 압력원(40)으로 상기 캐리어 헤드(16)의 원격영역들(Zi)을 선택적으로 연결하는 제어가능한 밸브들(112,116)을 동작시키도록 프로그래밍되고, 이에 따라 상기 캐리어 헤드(16)를 공압적으로 작동시킨다.
종래의 공압제어시스템은 상기 다지관(110)의 유동 제어 관로(bi)에 배치된 변환기(114)에 의해 측정된 압력에만 의존하게 되는 문제점이 있다. 상기 변환기(114)는 상기 캐리어 헤드(16)의 원격으로 연결된 영역(Zi)이 아닌 관로에서 압력만을 측정할 수 있다. 그 결과로서, 상기 제어시스템(130)은 상기 유동 제어 관로(bi)의 압력이 상기 캐리어 헤드(16)의 원격으로 연결된 영역(Zi)의 압력과 동일하다고 가정한다. 이러한 경우는 명확하지는 않지만, 상기 유동 제어 관로(bi)에 국부압력천이가 발생하는 경우 시스템 성능의 저하를 초래하게 된다.
본 발명은 CMP 캐리어 헤드(16)와 같은 반도체 공정장비의 원격으로 연결된 영역들(Zi)을 가압하고 진공화하는 것에 제한되지 않고, 상기 영역들(Zi)에 원격으로 연결된 유동 제어 관로(bi)에서 수행되는 압력측정을 보상하도록 사용될 수 있는 새롭고 향상된 압력 제어시스템(100)을 제공한다. 상기 새롭고 향상된 공압 제어시스템(100)은 다중영역 시스템을 가압하고 진공화하는데 사용될 수 있다. 여기서, 영역들(Zi)의 수는 1부터 N까지 변경할 수 있다. 또한, 상기 새롭고 향상된 공압 제어시스템(100)은 견고하거나 유연한 벽을 가지고 서로 연결되거나 분리되는 원격으로 연결된 영역들(Zi)과 함께 사용될 수 있다.
상기 다양한 영역들(Zi) 사이의 연결은 세가지 방법으로 이루어질 수 있다. 상기 영역에서 체적연결은 체적 팽창/수축 및 체적간의 상호작용으로 인해 발생한다. 예를 들면, 상기 상호작용은 한 영역이 다른 영역에 대하여 팽창하고 가압함으로써 발생되는데, 이로 인해 제2영역내에 압력이 증가하게 된다. 이러한 경우에 영역벽들은 유연해진다(그리고 팽창 및 수축할 수 있다).
출구연결은 진공압력레벨이 출구유동의 변화를 일으키도록 편차지는 경우 발생하고 극단적인 경우에 초크(choked) 및 언초크(unchoked) 사이의 유동천이를 초래하게 된다. 이것은 벤투리관로로 배기되는 고속유동을 가지는 벤투리 펌프의 경우에 특히 심각하다. 이러한 경우 상기 영역벽은 견고하거나 유연하게 될 수 있다.
입구연결은 한 영역에서 설정값이 관로압력의 하강(천이거동)을 초래하는 다지관으로 유동의 충분한 유입이 있도록 매우 높게 설정되면 발생한다. 이러한 관로 압력하강은 압력원에 의해 공급되는 모든 다른 영역들에 영향을 미친다. 또한, 상기 영역벽은 견고하거나 유연하게 될 수 있다.
오직 하나의 영역과 견고한 벽을 가지는 시스템은 "분리된 단일영역 시스템" 으로서 간주된다. 독립적인 입구에 의해 공급되고 독립적인 배기관으로 배기되는 이러한 견고한 영역 대신에 다중영역은 "분리된 다중영역 시스템"의 예가 된다. 팽창하거나 수축하는 유연한 벽을 가지는 단일영역은 "연결된 단일영역 시스템"으로 간주된다. 도1 및 도2에 나타낸 시스템(100)은 "연결된 다중영역 시스템"이다. 여기서 연결의 정도는 입구, 출구, 및 체적연결에 근거하여 정량화될 수 있다.
영역 압력 산정기(120)는 시스템 다지관(110)에서 변환기(114)의 압력 측정값, 시스템(100)의 물리적인 파라미터, 및 영역들(Zi)의 압력을 정확하게 산정하는 알고리즘에 기초한 모델을 사용함으로써 영역들(Zi) 각각의 압력을 산정하는데 사용된다. 직접적인 결과로서, 영역들(Zi)에서 압력을 제어하기 위한 폐쇄루프에 영역 압력 산정기(120)를 사용하는 제어시스템(100)은 상기 영역들(Zi)에서 발생하지 않는 시스템 다지관(110)에서의 국부압력천이를 극복한다. 이에 따라, 충분히 향상된 폐쇄루프 제어성능을 가지게 된다.
또한, 영역 압력 산정기(120)는 진보된 제어시스템으로 쉽게 일체화되고 입구 압력/유동, 출구 압력/유동, 및 영역 체적 상호작용의 정적 및/또는 동적 연결을 나타내는 다중영역들(Zi)을 보상한다. 상기 영역 압력 산정기(120)는 원격영역들(Zi)의 크기에 제한되지 않고 배치된다. 또한, 상기 영역 압력 산정기(120)는 고정된/견고한 벽을 가지는 영역들(Zi) 뿐 아니라 유연한 벽을 가지는 영역들과 함께 사용될 수 있다. 상기 영역 압력 산정기(120)는 다른 범위의 압력 설정값에 대해서 도 효과적이고 진보된 제어시스템과 통합되는 경우 일관된 천이 및 정상상태의 거동을 확보할 수 있다.
상기 영역 압력 산정기를 작동시키는데 사용되는 알고리즘에 기초한 모델은 시스템 다지관(110)의 동역학, 및 상기 원격영역(Zi)의 동역학 및 체적연결을 기초로 한다.
<시스템 다지관 동역학(system manifold dynamics)>
시스템 다지관의 각 유동관로(bi) 내부의 유효압력은 다음과 같이 정의된다.
Figure 112006071081995-PCT00001
여기서, Pb ,i는 i번째 영역에 대한 측정챔버에서 변환기(114)에 의해 측정된 압력이고, PSTP는 표준온도압력(STP) 조건에서의 압력이며, Qin ,i는 유입유동이고, Qo,i및 Qz ,i는 유출유동이다. 특히, Qo ,i는 i번째 유동관로(bi)로부터 벤투리 다지관까지의 유동이고, Qz ,i는 i번째 영역으로의 유동이다. 식(1)에서, Vb ,i는 i번째 영역에 대한 유동관로(bi) 체적이다.
벤투리 다지관 "man"으로의 유출유동은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006071081995-PCT00002
여기서, dorifice ,i는 벤투리 다지관에 공급하는 측정유동관로(bi)에 고정된 오리피스의 직경이고, Pman은 진공펌프(30)에 연결된 벤투리 다지관에서의 압력이다. 상기 오리피스를 통과하는 유동은 상기 고정된 오리피스를 가로지르는 압력차에 따라 초크(choked) 또는 언초크(unchoked) 될 수 있다.
<영역 동역학 및 체적연결(zone dynamics and volumetric coupling)>
각 영역(Zi)으로의 유동은 다음의 (Navier-Stokes식으로부터 유도된)동역학식에 의해 나타낼 수 있다.
Figure 112006071081995-PCT00003
여기서, Qz ,i 및 Pz ,i는 각각 i번째 영역으로의 유입유동 및 i번째 영역에서의 압력이고, Ctube ,i 및 τtube,i는 측정유동관로(bi)로부터 영역(Zi)까지의 배관과 관련된 상수들이다.
각 영역(Zi) 내의 압력 동역학은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006071081995-PCT00004
여기서, 각 영역(Zi)의 체적은 Vz ,i로 표시되고, 다중영역들(Zi) 사이의 연결 로 인한 동적 체적 상호작용은 다음과 같이 수학적으로 나타낼 수 있다.
Figure 112006071081995-PCT00005
여기서, Vz0 ,i는 표준온도압력(STP) 조건하에서 각 영역의 초기체적이고, τυ는 체적팽창/수축 시간상수이며, γii는 팽창수축계수이고, γij는 영역i와 영역j 사이의 커플링계수이다. 질량/관성 효과는 무시된다고 가정한다.(따라서, 가속도 항은 없다.)
<영역 압력 산정기 >
제어의 목적은 원격영역(Zi) 내의 압력을 조절하기 위한 것이다. 그러나, 압력변환기(114)는 (상기 영역과 마주대하는)시스템 다지관(110)의 유동관로(b)에 수용된다. 도1에 나타낸 바와 같이, 시스템 다지관(110)은 긴 배관(Fi)에 의해 원격영역(Zi)으로부터 분리된다.
하나의 해(solution)는 이산화 형태(discrete form)로 영역 유동방정식(식(3))을 다음과 같이 변경할 수 있다.
Figure 112006071081995-PCT00006
여기서,
Figure 112006071081995-PCT00007
는 i번째 영역에 대한 유동 산정값의 n번째 표본이다. Pb는 유동관로 압력 변환기(114)에 의해 측정된 압력이다.
식(5)에 대한 이산 해(discrete solution)는 다음과 같이 구해진다.
Figure 112006071081995-PCT00008
여기서,
Figure 112006071081995-PCT00009
는 i번째 영역에 대한 체적 산정값의 n번째 표본이다. 식(4),(6), 및 (7)을 기초로 하여, 압력 산정기(120)의 알고리즘은 다음과 같이 이루어진다.
Figure 112006071081995-PCT00010
여기서,
Figure 112006071081995-PCT00011
는 i번째 영역의 압력 산정값의 n번째 표본이고,
Figure 112006071081995-PCT00012
는 식(6)에서 정의된 유동 산정값으로부터 얻어지거나 사용가능한 경우 직접 유동측정 값 Qz에 의해 대체될 수 있으며,
Figure 112006071081995-PCT00013
는 식(7)로부터 얻어진다.
이러한 구성에 의해 체적팽창이 나타나지 않는 고정된 체적(즉, 견고한 벽)에 대해서는 어떠한 체적연결
Figure 112006071081995-PCT00014
도 나타나지 않는다. 그 결과로서, 식(5)는 Vz ,i = Vz0 ,i 및
Figure 112006071081995-PCT00015
로 축소된다. 따라서, 식(8)로부터 견고한 벽을 가지는 고정된 체적에 대한 산정 압력
Figure 112006071081995-PCT00016
은 다음과 같이 변경할 수 있다.
Figure 112006071081995-PCT00017
상기 산정기 식들의 이산화 구현은 양함수 또는 음함수로 표시될 수 있고, 상기 이산화 구현이 잘 알려진 안정조건을 만족시킨다면 시스템 성능에 어떠한 식별가능한 충격도 가지지 않게 한다.
<제어 알고리즘>
영역 압력 산정기(120)의 성능을 확인하기 위해서, 식(6),(7), 및 (8)에 정의된 계산식들은 상기 영역 압력 산정기(120)에 프로그래밍된 제어 알고리즘에 통합되고, 다음의 실험들은 도1에 나타낸 시스템(100) 및 종래기술에 따라 구성된 시스템(즉, 영역 압력 산정기(120)을 포함하지 않는)을 사용하여 수행된다. 도4 내지 도7은, 도1의 제어장치(100)에 기반을 둔 산정기의 X로 지시된 선으로 표시된 정상상태의 성능이 체적 및 압력 설정값의 범위에 대한 종래기술에 따라 구성된 시스템의 Y로 지시된 선으로 표시된 정상상태의 성능보다 훨씬 더 우수한 것을 나타내고 있다. 상기 제어장치(100)에 기반을 둔 산정기는 무시할 만한 진동과 극히 미소한 정상상태 편차를 보인다.
질소용 4㎜ 내부 직경을 가지는 1.2m 길이의 배관에 의해 각각의 측정챔버들에 연결된 원격영역(Zi)에 대한 시스템 파라미터들의 예는 아래 목록과 같다.
PSTP = 14,7 psia 표준온도압력(STP) 조건에서 압력
ρSTP = 1.16 ㎏/㎥ 표준온도압력(STP) 조건에서 밀도
γ = 1.4 비열
TI = 300°K 작동온도
R = 297J/㎏·K 이상기체상수
μ = 1.77×10-4 poise 점성계수
Ctube = 65400 ㎏/㏄ 배관 파라미터
τtube = 3ms 배관 시간상수
상기 제어장치(130)는 CMP 기계장치(10)의 제어장치(20)와 같은 영역 압력 산정기(120) 및 제2입력장치의 관로들(bi)의 밸브들(112,116)에 연결된다. 일반적으 로, 상기 제어장치(130)는 상기 제2입력장치(20)로부터 i개의 영역 각각에 대한 n번째 압력 설정값을 전달받고 상기 영역 압력 산정기(120)로부터 i개의 영역 각각에 대한 영역 압력 산정값 중 n번째 표본을 전달받으며 상기 i개의 영역 각각에 대한 n번째 압력 설정값과 영역 압력산정값 중 n번째 표본을 비교하도록 프로그래밍되는데, 만일 상기 표본이 상기 설정값과 동일하지 않은 경우에는 상기 표본이 상기 설정값과 동일해 질 때까지 상기 밸브들(112,116)이 동작한다.
따라서, 본 발명은 CMP 캐리어 헤드(10)와 같은 반도체 공정장비의 원격으로 연결된 체적을 가압하고 진공화하는 것에 제한되지 않고, 상기 체적에 원격으로 연결된 챔버에서 수행되는 압력측정을 보상하도록 사용할 수 있는 새롭고 향상된 공압 제어시스템(100)을 제공한다. 또한, 본 발명의 공압 제어시스템(100)은 다중체적 시스템을 가압하고 진공화하는데 사용될 수 있다. 여기서, 체적들 또는 영역들의 수는 1부터 N까지 변경할 수 있다. 또한, 상기 영역들은 견고하거나 유연한 벽을 가지고 서로 연결되거나 분리된다.
본 발명의 공압제어시스템(100)은 CMP 기계장치와 함께, 또는 CMP 기계장치의 일부로서 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 공압제어시스템(100)은 CMP 기계장치와 함께, 또는 CMP 기계장치의 일부로서 사용되는 것에 제한되지 않고, 상기 공압제어시스템으(100)은 CMP 기계장치 이외의 공압적으로 작동되는 기계장치들, 장치들 또는 용품의 원격영역과 함께 사용될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치 환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (35)

  1. 배관을 통해 i개의 영역들로 각각 연결가능한 i개의 관로들을 통과하는 유체 유동을 제어하기 위한 시스템으로서,
    i개의 관로들 각각에 구비되는 적어도 하나의 밸브;
    상기 i개의 관로들 각각에 동작가능하게 연결된 압력 변환기;
    상기 시스템의 특성을 전달받기 위한 제1입력장치;
    상기 압력 변환기 및 제1입력장치에 연결되고, 상기 i개의 관로들 각각에 대해서 상기 압력 변환기로부터 상기 관로i 내의 측정된 압력을 전달받고 상기 시스템의 특성을 상기 제1입력장치로부터 전달받으며 상기 영역i의 압력 산정값을 계산하도록 프로그래밍되는 영역 압력 산정기;
    상기 i개의 영역들 각각에 대한 압력 설정값을 전달받기 위한 제2입력장치;
    상기 i개의 관로들의 밸브들, 상기 영역 압력 산정기 및 상기 제2입력장치에 연결되고, 상기 제2입력장치로부터 상기 영역i에 대한 압력 설정값을 전달받고 상기 영역 압력 산정기로부터 상기 영역i의 압력 산정값을 전달받으며 상기 영역i에 대한 압력 설정값과 상기 영역i의 압력 산정값을 비교하도록 프로그래밍된 제어장치를 포함하되,
    상기 i=1,2,...,N이고,
    상기 압력 산정값이 상기 압력 설정값과 동일하지 않은 경우에는 상기 압력 산정값이 상기 압력 설정값과 동일해 질 때까지 상기 관로들i의 밸브가 동작하는
    유체 유동 제어시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 i개의 관로들 입구에 연결되는 압력 다지관을 더 포함하는
    유체 유동 제어시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 i개의 관로들 출구에 연결되는 진공 다지관을 더 포함하는
    유체 유동 제어시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 i개의 관로들 각각의 밸브는 상기 관로와 압력원을 연결하기 위한 입구밸브 및 상기 관로와 진공원을 연결하기 위한 출구밸브를 포함하고,
    상기 제어장치는 상기 입구밸브들 및 상기 출구밸브들에 연결되고 상기 압력 산정값이 상기 압력 설정값과 동일하게 될 때까지 상기 관로들i의 입구밸브들 및 출구밸브들을 동작시키도록 프로그래밍된
    유체 유동 제어시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 입구밸브들에 연결되는 압력원을 더 포함하는
    유체 유동 제어시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 입구밸브들에 상기 압력원을 연결하는 압력 다지관을 더 포함하는
    유체 유동 제어시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 출구밸브들에 연결되는 진공원을 더 포함하는
    유체 유동 제어시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 출구밸브들에 상기 진공원을 연결하는 진공 다지관을 더 포함하는
    유체 유동 제어시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 진공 다지관은 벤투리(venturi)를 포함하는
    유체 유동 제어시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 i개의 영역들은 견고한 벽을 가지는
    유체 유동 제어시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 i개의 영역들은 유연한 벽을 가지는
    유체 유동 제어시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 i개의 영역들은 연결되는
    유체 유동 제어시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 i개의 영역들은 분리되는
    유체 유동 제어시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1입력장치는 키보드를 포함하는
    유체 유동 제어시스템.
  15. 청구항1의 시스템을 포함하고,
    i개의 관로들에 각각 배관을 통해 연결되는 i개의 영역들을 더 포함하되,
    상기 i=1,2,...,N인
    기계장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2입력장치에 연결되고, 상기 i개의 영역들 각각에 대해 압력 설정값을 제공하도록 프로그래밍된 기계 제어장치를 더 포함하는
    기계장치.
  17. 제15항에 있어서,
    i개의 영역들을 포함하는 화학적 기계적 연마 캐리어 헤드를 더 포함하는
    기계장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 캐리어 헤드의 영역들은 유연하게 복원되는 블래더에 의해 적어도 일부분에 형성되는
    기계장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 캐리어 헤드의 영역들은 서로에 대하여 가압하는
    기계장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 시스템의 특성은
    상기 영역i에 상기 관로i를 연결하는 배관과 관련된 상수들(Ctube ,i 및 τtube,i), 각각의 영역i의 체적(Vz ,i), 표준온도압력 조건하에서 각각의 영역i의 초기체적(Vz0 ,i), 체적팽창/수축 시간상수(τυ), 영역i의 팽창수축계수(γii), 및 영역i와 영역j 사이의 커플링계수(γij)를 포함하는
    유체 유동 제어시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 압력 산정기는 상기 영역i의 압력 산정값의 n번째 표본인
    Figure 112006071081995-PCT00018
    을 계산하도록 프로그래밍되고,
    n은 시간에 의존하며,
    Figure 112006071081995-PCT00019
    Figure 112006071081995-PCT00020
    이고, Pb는 측정된 압력이며,
    상기 제어장치는 제2입력장치로부터 각각의 i개의 영역에 대한 n번째 압력 설정값을 전달받고 상기 영역 압력 산정기로부터 상기 i개의 영역 각각에 대해 압력 산정값의 n번째 표본을 전달받으며 i개의 영역 각각에 대한 n번째 압력 설정값을 상기 영역i의 압력 산정값의 n번째 표본과 비교하도록 프로그래밍되되,
    상기 n번째 표본이 상기 n번째 설정값과 동일하지 않은 경우에는 상기 표본이 상기 설정값과 동일해 질 때까지 상기 밸브가 동작하는
    유체 유동 제어시스템.
  22. 배관을 통해 i개의 영역들로 각각 연결가능한 i개의 유동관로들을 통과하는 유체 유동을 제어하기 위한 방법으로서,
    상기 유동관로에서 측정된 압력을 전달받고;
    시스템의 특성들을 전달받으며;
    상기 시스템의 특성들을 기초로 하여 영역i의 압력 산정값을 계산하고;
    상기 i개의 영역들 각각에 대한 압력 설정값을 전달받으며;
    상기 i개의 영역들 각각에 대한 압력 설정값을 상기 i개의 영역들 각각에 대한 압력 산정값과 비교하되,
    상기 i=1,2,...,N이고,
    상기 압력 산정값이 상기 설정값과 동일하지 않은 경우에는 상기 압력 산정값이 상기 설정값과 동일해 질 때까지 상기 관로i를 통과하는 유동을 변경시키는
    유체 유동 제어방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 i개의 영역들은 견고한 벽을 가지는
    유체 유동 제어방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 i개의 영역들은 유연한 벽을 가지는
    유체 유동 제어방법.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 i개의 영역들은 연결되는
    유체 유동 제어방법.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 i개의 영역들은 분리되는
    유체 유동 제어방법.
  27. 제22항에 있어서,
    상기 시스템의 특성은
    상기 영역들i에 상기 관로들을 연결하는 배관과 관련된 상수들(Ctube ,i 및 τtube,i), 각각의 영역의 체적(Vz ,i), 표준온도압력 조건하에서 각각의 영역의 초기체적(Vz0 ,i), 체적팽창수축 시간상수(τυ), 영역i의 팽창수축계수(γii), 및 영역i와 영역j 사이의 커플링계수(γij)를 포함하는
    유체 유동 제어방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 영역i의 압력 산정값의 n번째 표본인
    Figure 112006071081995-PCT00021
    은
    Figure 112006071081995-PCT00022
    로 계산되며, n은 시간에 의존하고, Pb는 측정된 압력이며,
    각각의 i개의 영역에 대한 n번째 압력 설정값을 전달받고 i개의 영역 각각에 대한 n번째 압력 설정값을 상기 영역i의 압력 산정값의 n번째 표본과 비교하되,
    상기 n번째 표본이 상기 n번째 설정값과 동일하지 않은 경우에는 상기 표본이 상기 설정값과 동일해 질 때까지 상기 관로를 통과하는 유동을 변경시키는
    유체 유동 제어방법.
  29. i개의 영역들로 각각 연결가능한 각각의 i개의 관로들 내의 대응 압력을 제 어함으로써 각각의 i개의 영역들 내의 압력을 원격 제어하기 위한 시스템으로서,
    각 관로를 통과하는 유체의 유동을 제어하도록 연결된 적어도 하나의 제어밸브;
    각 관로 내의 압력을 측정하도록 연결된 압력 변환기;
    상기 압력 변환기에 연결되고, 상기 i개의 관로들 각각에 대해서 상기 압력 변환기로부터 상기 관로i 내의 측정된 압력을 전달받고 상기 시스템의 소정의 특성의 함수로서 영역i 내의 산정된 압력과 상기 압력 변환기에 의해 제공된 측정된 압력을 계산하도록 프로그래밍되는 영역 압력 산정기; 및
    상기 영역 압력 산정기 및 대응 관로i의 각 밸브에 연결되고, 압력 설정값의 함수로서 대응 관로i 내의 유체 유동과 상기 영역 압력 산정기로부터 영역i 내의 산정된 압력을 제어하기 위해서 상기 밸브를 동작시키도록 프로그래밍된 제어장치를 포함하되,
    상기 i=1,2,...,N인
    압력 원격 제어시스템.
  30. 청구항 29의 제어시스템을 포함하고, 상기 i개의 관로들에 각각 연결되는 i개의 영역들을 더 포함하는
    기계장치.
  31. 제31항에 있어서,
    상기 제어장치에 연결되고, 상기 i개의 영역들 각각에 대해 압력 설정값을 제공하도록 프로그래밍된 기계 제어장치를 더 포함하는
    기계장치.
  32. 제31항에 있어서,
    i개의 영역들을 포함하는 화학적 기계적 연마 캐리어 헤드를 더 포함하는
    기계장치.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 캐리어 헤드의 영역들은 유연하게 복원되는 블래더에 의해 적어도 일부분에 형성되는
    기계장치.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 캐리어 헤드의 영역들은 서로에 대하여 가압하는
    기계장치.
  35. i개의 영역들로 각각 연결가능한 각각의 i개의 관로들 내의 대응 압력을 제어함으로써 각각의 i개의 영역들 내의 압력을 원격 제어하기 위한 방법으로서,
    적어도 하나의 제어밸브를 가지는 각 관로를 통과하는 유체의 유동을 제어하고;
    각 관로의 압력을 측정하며;
    상기 시스템의 소정의 특성들의 함수로서 상기 영역i 내의 산정된 압력과 대응 관로i에서 측정된 압력을 계산하고;
    설정값의 함수로서 상기 대응 관로i에서 유체의 유동 및 상기 영역i 내의 산정된 압력을 제어하기 위해 상기 밸브를 동작시키되,
    상기 i=1,2,...,N인
    압력 원격 제어방법.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4454964B2 (ja) * 2003-06-09 2010-04-21 東京エレクトロン株式会社 分圧制御システム及び流量制御システム
US8037896B2 (en) * 2004-03-09 2011-10-18 Mks Instruments, Inc. Pressure regulation in remote zones
JP4550507B2 (ja) * 2004-07-26 2010-09-22 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
US7984002B2 (en) * 2005-04-29 2011-07-19 Charles River Analytics, Inc. Automatic source code generation for computing probabilities of variables in belief networks
US20080216901A1 (en) * 2007-03-06 2008-09-11 Mks Instruments, Inc. Pressure control for vacuum processing system
US20090137192A1 (en) * 2007-11-28 2009-05-28 Mks Instruments, Inc. Multi-zone pressure control system
WO2009085395A1 (en) * 2007-12-31 2009-07-09 Exxonmobil Upstream Research Company Methods and systems for determining near-wellbore characteristics and reservoir properties
TW201029807A (en) * 2009-02-06 2010-08-16 Inotera Memories Inc A pressure control system for a wafer polish machine
GB2474892B (en) * 2009-10-30 2011-09-21 Siemens Vai Metals Tech Ltd Flow control valve
US9127361B2 (en) * 2009-12-07 2015-09-08 Mks Instruments, Inc. Methods of and apparatus for controlling pressure in multiple zones of a process tool
US8347920B2 (en) * 2010-01-29 2013-01-08 Flexibility Engineering, Llc Pressurized fluid positioner control system
US8820341B2 (en) * 2011-01-25 2014-09-02 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus to detect the presence of hydraulic pressure in a transmission
MX358404B (es) * 2013-06-28 2018-08-15 Sitepp Sist Y Tecnologia Para El Petroleo S A De C V Sistema y metodo para mejorar la produccion de los niveles de pozos.
CN106547283B (zh) * 2016-12-06 2019-04-12 四川大学 一种自动爆破性高压气体发生系统
DE102017215625A1 (de) * 2017-09-05 2019-03-07 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Bremsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Bremsvorrichtung
US11320843B2 (en) * 2019-10-17 2022-05-03 Dongguan Hesheng Machinery & Electric Co., Ltd. Air compression system with pressure detection
CN112536718B (zh) * 2020-11-24 2022-03-18 北京工研精机股份有限公司 一种高精度立式磨床的流体控制系统

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0535338A (ja) * 1991-07-26 1993-02-12 Hitachi Zosen Corp 合流管路系のフアン回転数制御方法
US5551770A (en) * 1994-10-27 1996-09-03 Ford Motor Company Method for estimating pressure in a pressure actuated controller
US5762539A (en) * 1996-02-27 1998-06-09 Ebara Corporation Apparatus for and method for polishing workpiece
DE19651761A1 (de) * 1996-12-12 1998-06-18 Wacker Siltronic Halbleitermat Verfahren und Vorrichtung zum Polieren von Halbleiterscheiben
US5957751A (en) * 1997-05-23 1999-09-28 Applied Materials, Inc. Carrier head with a substrate detection mechanism for a chemical mechanical polishing system
US5964653A (en) 1997-07-11 1999-10-12 Applied Materials, Inc. Carrier head with a flexible membrane for a chemical mechanical polishing system
US5916016A (en) * 1997-10-23 1999-06-29 Vlsi Technology, Inc. Methods and apparatus for polishing wafers
US6080050A (en) 1997-12-31 2000-06-27 Applied Materials, Inc. Carrier head including a flexible membrane and a compliant backing member for a chemical mechanical polishing apparatus
US6435956B1 (en) 1999-02-02 2002-08-20 Ebara Corporation Wafer holder and polishing device
US6368189B1 (en) * 1999-03-03 2002-04-09 Mitsubishi Materials Corporation Apparatus and method for chemical-mechanical polishing (CMP) head having direct pneumatic wafer polishing pressure
DE19956553B4 (de) * 1999-11-24 2010-11-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Abschätzen des Druckes in einem Radbremszylinder und Steuereinheit zur Durchführung des Verfahrens
US6506105B1 (en) 2000-05-12 2003-01-14 Multi-Planar Technologies, Inc. System and method for pneumatic diaphragm CMP head having separate retaining ring and multi-region wafer pressure control
ATE468874T1 (de) * 2000-12-29 2010-06-15 Resmed Ltd Charakterisierung von maskensystemen
US6837774B2 (en) 2001-03-28 2005-01-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Linear chemical mechanical polishing apparatus equipped with programmable pneumatic support platen and method of using
KR20050030204A (ko) * 2002-07-19 2005-03-29 마이크롤리스 코포레이션 유체유동측정 및 비례유체유동 제어장치
JP2004090744A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Hitachi Unisia Automotive Ltd ブレーキ圧力推定装置

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