KR20230132805A

KR20230132805A - 로드락 게이지

Info

Publication number: KR20230132805A
Application number: KR1020237026938A
Authority: KR
Inventors: 제라르도 에이. 브루커
Original assignee: 엠케이에스 인스트루먼츠 인코포레이티드
Priority date: 2021-01-21
Filing date: 2022-01-20
Publication date: 2023-09-18
Also published as: TW202303110A; US20220228939A1; US20240019332A1; JP2024506807A; EP4281739A1; US11802806B2; WO2022159572A1; CN116802467A

Abstract

로드락 압력 게이지는 로드락 진공 챔버에 결합되도록 구성된 하우징을 포함한다. 하우징은 고진공 압력 범위에 걸쳐 순간 고진공 압력 신호를 제공하는 절대 진공 압력 센서, 및 로드락 압력과 주변 압력 사이의 순간 차압 신호를 제공하는 차동 다이어프램 압력 센서를 지지한다. 하우징은 절대 주변 압력 센서를 추가로 지지한다. 저진공 절대 압력은 순간 차압 신호와 순간 주변 압력 신호로부터 연산된다. 하우징 내 제어기는 로드락 내 일상적인 압력 사이클을 갖는 압력 게이지의 정상 동작 동안 측정된 주변 압력과 센서의 측정된 전압에 기초하여 차동 다이어프램 압력 센서를 재교정할 수 있다.

Description

로드락 게이지

관련 출원

본 출원은 미국 출원 번호 17/154,698(출원일: 2021년 1월 21일)의 연속 출원이다. 위 출원 문헌의 전체 내용은 본 명세서에 병합된다.

로드락(load lock)은 산업 및 실험용 진공 공정 챔버의 표준 특징부이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 로드락이 주변 압력(대기압)으로 배기되는 동안 샘플(102)이 로드락 포트(104)를 통해 로드락(106) 내로 로딩된다. 대부분의 로드락은 주변 압력에 노출될 때 입자가 없는 상태로 유지될 것으로 예상된다. 샘플이 들어가 고정되면 로드락 포트가 닫히고 진공 펌프(108)를 통해 고진공으로 펌프다운이 시작된다. 로드락 내의 압력이 충분히 낮을 때, 자체 진공 펌프(112)와 압력 게이지(107)를 갖는 공정 챔버(112)에 로드락 챔버(106)를 연결하기 위해 전달 포트(110)가 개방된다. 그런 다음 샘플은 전달 포트를 통해 샘플이 처리되는 공정 챔버로 전달된다. 공정이 완료되면, 샘플은 여전히 고진공 상태인 로드락으로 다시 전달되고, 전달 포트는 닫히고, 로드락 포트가 주변 압력 또는 전방 개방 통합 포드(FOUP)로 열리면 처리된 샘플을 제거할 수 있도록 로드락이 배기된다.

적절한 로드락 동작 동안 몇 가지 중요한 요구 사항이 있다.

로드락에는 항상 입자가 없는 상태로 유지되어야 한다. 이를 위해 로드락 포트가 열릴 때 주변 압력에 비해 약간의 포지티브 압력이 있어야 한다. 이것은 로드락 포트가 열릴 때 임의의 공기 흐름이 챔버 밖으로 나가 실내의 먼지 입자가 로드락 챔버로 들어가는 것을 방지하는 것을 보장한다. 주변 공기의 유입이 없으면 먼지 입자의 침입이 방지된다. 로드락 챔버 내의 압력이 주변 압력보다 높을 때에만 로드락 포트가 열리는 것을 보장하기 위해 로드락 챔버와 주변 압력 사이의 정확한 차압을 측정하는 것이 필요하다. 로드락 압력 게이지는 매우 정확한 차압 측정을 제공할 것으로 예상된다.

또한 로드락 압력은 펌프다운 동안 주의 깊게 모니터링되어야 한다. 전달 포트는 로드락 챔버로부터 공정 챔버로의 먼지 입자의 전달을 제거하는 충분히 낮은 압력에서만 열린다. 일반적으로, 전이 동안 고진공 공정 챔버로 먼지 입자가 들어올려지는 것을 제거하기 위해 로드락 챔버에는 1 Torr 미만의 압력이 필요하다. 로드락 챔버 내 고진공 상태에서 정확한 절대 압력 측정이 필요하며 로드락 작업자에 의해 요구된다.

따라서, 로드락 챔버에는 다음과 같은 두 개의 모두 중요한 측정을 고정확도로 수행할 수 있는 고정확도의 압력 측정 게이지가 장착되어야 한다:

a. 로드락 포트를 주변 상태로 열기 전에 로드락 챔버와 주변 사이의 차압을 측정한다.

b. 특히 전달 포트를 특히 공정 챔버로 열기 전에, 로드락 챔버 내 고진공 상태에서 절대 압력을 측정한다.

로드락 챔버의 압력 모니터링 및 제어에 사용되는 게이지는 종종 로드락 게이지라고도 한다.

위의 요구 사항을 충족하는 로드락 게이지가 미국 특허 6,672,171에 개시되어 있다. 이 게이지에는 마이크로 전기 기계 시스템(MEMS) 피라니(Pirani) 센서 형태의 고진공 절대 압력 센서, 구체적으로 MicroPirani^TM 게이지, 및 로드락의 압력에 노출된 다이어프램의 일면과, 주변 압력에 노출된 다이어프램의 반대쪽 면을 갖는 차동 다이어프램 센서 형태의 차압 센서가 모두 포함되어 있다. 디바이스가 위의 요구 사항을 충족했더라도 전달 포트를 제어하는 데 필요한 고진공 압력에서 고정확도를 제공하는 MEMS 피라니 게이지는 주변 압력에서 약 +/-25%의 정확도만을 갖는다. 그러나 일부 공정 엔지니어는 주변 압력으로부터 고진공까지의 압력 범위에 걸쳐 로드락의 정확한 절대 압력 측정을 기대했다. 미국 특허 6,909,975는 이러한 추가 요구 사항을 다루었다.

미국 특허 6,909,975의 일 실시예에서, 차압 센서는 두 개의 절대 압력 센서, 즉 로드락의 저진공 압력에서 정확한 절대 압전 저항 다이어프램 압력 센서, 및 로드락 외부의 주변 압력에서 정확한 절대 압력 센서로 대체되었다. 그런 다음 로드락 포트를 열기 위한 차압 요구 사항은 저진공 압력 센서와 주변 압력 센서 간의 차이를 계산함으로써 충족되었다. 전체 절대 압력 범위는 고진공에서 피라니 센서, 저진공에서 절대 압전 저항 다이어프램 센서, 및 중간 진공 수준에서 두 출력의 혼합에 의존하여 얻어졌다. 이 실시예의 초기 구현은 MKS 390 압력 게이지였다. MKS 390 게이지에는 MEMS 피라니 센서, 절대 압전 저항 다이어프램 센서 및 기압계가 포함되어 있다. 이 게이지에는 피라니 센서가 지원할 수 있는 것보다 훨씬 더 고진공에서 매우 고진공의 절대 압력 판독값을 제공하기 위해 미국 특허 6,909,975에서도 제안된 이온화 압력 게이지가 추가로 포함되었다.

관심 있는 차압을 연산하기 위해 별도의 절대 게이지를 사용하는 것의 어려움은 관심 있는 차압을 직접 감지하지 않고 개별 센서의 감지된 압력에 기초하여 계산하는 데 오류가 있다는 것이다. 공정 엔지니어는 차동 다이어프램 센서의 매우 신뢰성 있는 직접 차동 판독값을 선호한다.

미국 특허 6,909,975는 차동 다이어프램 압력 센서 출력을 사용하여 저진공 압력에서 정확한 절대 압력 판독값을 제공할 수 있는 방법을 제시했다. 이를 위해, 챔버 내의 절대 압력을 정확하고 신뢰성 있게 측정할 수 있는, 절대 압력과 차압 측정 사이의 상관 계수를 취하고 상관 계수를 저장했다. 이후, 차압 측정을 가상 절대 압력 측정을 제공하기 위해 상관 계수로 조정하였다. 이 상관 계수는 차압이 0으로 측정될 때 대기압에서 취해져 저장될 수 있지만, 선호하는 방법은 네거티브 주변 압력과 같은 고진공에서 차압 센서의 출력을 측정하고 절대 값을 상관 계수로 저장하는 것이었다. 그런 다음 이 상관 계수를 차압 센서의 차동 출력에 추가하여 로드락의 전체 압력 범위에 걸쳐 절대 압력 판독값을 제공할 수 있었다. 이후, 피라니 센서의 출력은 정확한 고진공 절대 압력 판독값을 제공했고, 차압 센서 출력으로부터 연산된 가상 절대 압력은 저진공에서 절대 압력을 제공했으며, 이 2개의 압력의 혼합은 중간 진공 압력에서 절대 압력을 제공했다. 이 접근 방식은 10년 이상 업계에서 가장 널리 사용되는 로드락 게이지인 매우 성공적인 MKS 901P 게이지에 사용되었다.

MKS 901P 게이지는 절대 고진공 (저압) 출력을 위한 MEMS 피라니 센서, 및 차동 출력 및 저진공 가상 압력 출력을 위한 차동 압전 저항 다이어프램(DPRD) 센서에 의존한다. 로드락이 약 1 Torr 미만으로 펌핑될 때마다 차압의 절대값이 측정되어 고정 크기의 포티지브 수로 메모리에 저장된다. 이것은 기본적으로 고정확도로 DPRD 자체로 수행되는 주변 압력의 새로운 측정이다. 그때부터, DPRD의 모든 차등 판독값을 이 상수 값으로부터 감산하여 로드락 챔버의 절대 압력을 제공할 수 있다. DPRD는 (펌프다운 동안) 주변 압력의 저장된 값을 생성하는 데 사용된 다음, 배기 동안 로드락 챔버 압력을 계산하는 데 사용되기 때문에 판독값은 피라니 센서가 제공하는 것보다 저진공에서 보다 정확하다.

MKS 901P 게이지는 미국 특허 6,909,975의 가상 압력 접근 방식을 사용하여 전달 포트를 제어하기 위한 피라니 센서로부터 요구되는 매우 고정확도의 고진공 압력, 로드락 포트를 제어하기 위한 고정확도의 차압, 및 또한 저진공에서도 고정확도의 절대 압력을 제공한다. 고정확도의 저진공 절대 압력을 유지하기 위해 상관 계수는 실제 주변 압력에 대응하는 것이 중요하다. 따라서 로드락 압력이 고진공으로 감소될 때마다 상관 계수가 업데이트된다. 그러나, +/-10 Torr의 주변 압력의 변동이 하루 종일 발생할 수 있다. 상관 계수가 충분히 자주 업데이트되지 않으면 주변 압력의 변동으로 인해 저진공 절대 압력 판독값이 부정확해질 수 있다. 이러한 판독값은 전달 포트 또는 로드락 포트의 동작에 중요하지는 않지만 최적이지는 않다. 저진공 압력에서도 훨씬 더 높은 정확도를 제공하기 위해, MKS 390 제품에 사용되는 절대 압전 저항 다이어프램 센서와 같은 다른 절대 압력 센서가 게이지에 추가될 수 있다. 그러나, 이러한 센서는 전체 게이지의 비용을 크게 추가시키고 자체적으로 바람직하지 않은 히스테리시스의 단점을 갖는다.

합리적인 비용으로 차동 다이어프램 압력 센서로부터 유도된 절대 저진공 압력 판독값의 정확도를 개선하기 위해 절대 주변 압력 센서가 게이지에 추가된다. 이러한 게이지에는 일면에서 기준 진공에 노출되고 반대쪽 면에서 주변 압력에 노출되는 다이어프램이 포함된다. 이 게이지는 고도계와 같은 기압계로 널리 사용되어 낮은 추가 비용으로 매우 정확한 주변 압력 판독값을 제공한다. 게이지에 주변 압력 센서를 포함하면 더 이상 특정 공정 상태의 상관 계수를 저장할 필요가 없다. 오히려, 전체 로드락 압력 범위에 걸쳐 매우 정확한 차압에 정확한 순간 주변 압력을 추가할 수 있다. 게이지에 주변 압력 센서를 포함하면 감지된 주변 압력에 기초하여 정상 동작 사이클 동안 주변 압력에서 피라니 게이지를 동기화하고 차압 센서를 자동으로 재교정할 수 있다.

압력 게이지는 진공 챔버에 결합되도록 구성된 하우징을 포함한다. 하우징 내의 절대 진공 압력 센서는 진공 챔버에 노출되도록 구성되고, 고진공 압력 범위에 걸쳐 정확한 순간 고진공 압력 신호를 제공하도록 고진공에서 동작 가능하다. 하우징 내의 차동 다이어프램 압력 센서는 순간 차압 신호를 제공하기 위해 일면에서 진공 챔버에 노출되고 반대쪽 면에서 주변 압력에 노출되도록 구성된 다이어프램을 포함한다. 하우징 내의 절대 주변 압력 센서는 순간 주변 압력 신호를 제공하기 위해 주변 압력에 노출된다. 하우징 내의 제어기는 절대 진공 압력 센서로부터의 고진공 압력 신호, 차동 다이어프램 압력 센서로부터의 차압 신호, 및 주변 압력 센서로부터의 주변 압력 신호를 수신한다. 제어기는 모두 저진공 압력 범위에 걸쳐 감지된 순간 차압 신호와 순간 주변 압력 신호로부터 진공 챔버의 연산된 절대 압력을 연산한다. 제어기는 차동 다이어프램 압력 센서 신호로부터의 차압 출력, 고진공에서 절대 진공 압력 센서 신호로부터 취해진 절대 진공 압력 출력, 및 저진공에서 연산된 절대 압력으로부터의 절대 진공 압력 출력을 출력으로 제공한다.

제어기는 진공 챔버가 주변 압력에 있을 때 차동 다이어프램 압력 센서의 주변 압력 브리지 전압, 진공 챔버가 풀 스케일(full scale) 고진공에 있을 때 차동 다이어프램 압력 센서의 풀 스케일 브리지 전압, 및 진공 챔버가 풀 스케일 고진공에 있을 때 절대 주변 압력 센서로 측정된 풀 스케일 주변 압력에 기초하여 차동 다이어프램 압력 센서를 교정하도록 추가로 구성될 수 있다.

제어기는 진공 챔버가 주변 압력에 있을 때 차동 다이어프램 압력 센서의 주변 압력 브리지 전압을 측정하고, 진공 챔버가 풀 스케일 고진공에 있을 때 차동 다이어프램 압력 센서의 풀 스케일 브리지 전압을 측정하고, 진공 챔버가 풀 스케일 고진공에 있을 때 절대 기압 센서로 풀 스케일 주변 압력을 측정함으로써 차동 다이어프램 압력 센서를 교정하도록 구성될 수 있다. 제어기는 주변 압력 브리지 전압, 풀 스케일 브리지 전압 및 풀 스케일 주변 압력으로부터 차동 다이어프램 압력 센서의 이득을 결정할 수 있다. 이후 순간 차압 신호는 순간 브리지 전압, 주변 압력 브리지 전압 및 이득으로부터 결정될 수 있다. 이득은,

으로부터 연산될 수 있고, 여기서 a는 이득이고, V_b,0은 주변 압력 브리지 전압이고, V_b,FS는 풀 스케일 브리지 전압이고, P_amb,FS는 풀 스케일 주변 압력이다. 차압은,

=

으로부터 연산될 수 있고, 여기서 P_D는 순간 차압이고, V_b는 차동 다이어프램 압력 신호로부터의 순간 전압이다.

압력 게이지는 절대 주변 압력 신호로부터 순간 주변 압력의 출력을 추가로 제공할 수 있다.

절대 진공 압력 센서는 5 Torr의 고진공 압력에서 7% 이상의 정확도를 가질 수 있다. 순간 차압 판독값으로부터 연산된 절대 압력은 60 Torr에서 1% 이상의 정확도를 가질 수 있다.

제어기는 순간 고진공 압력 신호와 연산된 절대 압력으로부터 중간 진공 압력에서 혼합된 압력을 연산하도록 구성될 수 있다. 제어기는 고진공 압력 범위에 걸쳐 순간 고진공 압력 신호, 저진공 압력 범위에 걸쳐 연산된 절대 압력, 및 중간 진공 압력에서 혼합된 압력을 챔버 압력 신호로서 출력할 수 있다.

제어기는 주변 압력에서 절대 진공 압력 신호를 제로(zero)화하도록 구성될 수 있다.

절대 진공 압력 센서는 MEMS 피라니 센서와 같은 열 전도율 센서일 수 있다. 차동 다이어프램 압력 센서는 차동 압전 저항 다이어프램 압력 센서일 수 있다. 다른 차동 다이어프램 게이지도 사용될 수 있지만, 압전 저항 게이지는 작고 저렴하다는 이점이 있다. 절대 주변 압력 센서는 일면에서 기준 진공에 노출되고 반대쪽 면에서 주변 압력에 노출되는 다이어프램을 포함할 수 있다.

로드락의 로드락 포트와 전달 포트를 제어하는 방법으로서, 절대 진공 압력 센서로부터 순간 고진공 압력 신호가 제공될 수 있다. 일면에서 로드락에 노출되고 반대쪽 면에서 주변 압력에 노출되는 다이어프램을 갖는 차동 다이어프램 압력 센서로부터 순간 차압 신호가 제공될 수 있다. 절대 주변 압력 센서로부터 순간 주변 압력 신호가 제공될 수 있다. 전자 제어기에서, 연산된 절대 주변 압력은 순간 차압 신호와 순간 주변 압력 신호로부터 연산될 수 있다. 로드락이 절대 진공 압력 센서로부터의 순간 고진공 압력 신호가 지시한 충분히 낮은 압력에 도달한 후에만 전달 포트는 고진공 챔버로 열린다. 차동 다이어프램 압력 센서로부터의 순간 차압 신호가 적어도 주변 압력만큼 높은 로드락 압력을 지시한 후에만 로드락 포트는 주변 압력으로 열린다. 제어기로부터의 절대 진공 압력 출력은 고진공에서 절대 진공 압력 센서로부터 그리고 저진공에서 연산된 절대 압력으로부터 취해진 절대 진공 압력 출력이다.

전술한 내용은 여러 도면에 걸쳐 동일한 참조 부호가 동일한 부분을 나타내는 첨부된 도면에 예시된 바와 같이 예시적인 실시예에 대한 다음의 보다 구체적인 설명으로부터 명백해질 것이다. 도면은 반드시 축척에 맞게 그려진 것은 아니고, 대신 실시예를 예시하는 데 중점을 둔다.
도 1은 로드락 게이지를 갖는 로드락의 개략도로서, 로드락이 공정 챔버에 결합된 것을 도시한다.
도 2는 본 발명을 구현하는 로드락 압력 게이지의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 로드락의 3개의 다른 압력 상태에서 도 2의 차동 다이어프램 압력 센서의 단면 개략도이다.
도 4는 도 2의 주변 압력 센서의 개략 단면도이다.
도 5는 도 2의 MEMS 피라니 게이지의 개략 단면도이다.
도 6은 도 2의 게이지의 압력 측정 루프의 흐름도이다.
도 7은 차압에 대해 도시된 도 3a 내지 도 3c의 차압 센서로부터 출력되는 브리지 전압의 그래프이다.
도 8a는 차압 센서의 오프셋을 결정하기 위한 압력 게이지 제어기 마이크로프로세서의 흐름도이다.
도 8b는 차압 센서의 기울기 결정 및 풀 스케일 교정을 위한 제어기 마이크로프로세서의 흐름도이다.
도 9는 도 1과 유사하지만 로드락에 결합된 추가 초고진공 압력 센서를 갖는 시스템의 개략도이다.

예시적인 실시예에 대한 설명은 다음과 같다.

다중 센서 게이지는 현재 디바이스의 제한 없이 전체 압력 범위에 걸쳐 로드락 챔버의 절대 압력과 차압을 모두 정확하게 측정할 수 있는 능력을 제공한다. MEMS 피라니 센서는 전달 포트 제어를 위해 고진공 절대 압력을 제공한다. 차동 압전 저항 다이어프램(DPRD) 압력 센서는 업계에서 MKS 901P 및 그 로드락 스위치에서 기대하는 단일 센서 차압 측정을 제공한다.

기압계를 추가하면 주변 압력 측정을 실시간으로 새로 고침하여 차압 센서로부터 로드락 챔버 내의 최신 절대 압력, 901P에 의해 저장되고 로드락 펌프다운 동안에만 새로 고침되는 고정된 주변 압력 상관 계수에 대한 개선을 제공할 수 있다. 주변 압력을 알고 DPRD 측정으로부터 정확한 로드락 챔버 절대 압력을 계산하기 위해 하루 종일 반복적인 펌프다운을 할 필요는 없다.

또한 센서를 동기화할 가능성도 있다.

차동 센서는 로드락 챔버 내의 고진공이 약 0.5 Torr 미만일 때마다 주변 센서와 동기화될 수 있다. 절대 압력이 기압계의 대략 일반적인 정확도인 0.5 Torr 미만인 경우 주변 센서와 DPRD가 0.5 Torr 정도 내에서 동일한 값으로 판독될 수 있다. 그렇지 않은 경우, 차압 센서는 아래 설명된 바와 같이 자동으로 재교정될 수 있다. 주변 센서는 전방으로 이동하며 주변 압력을 고정밀도로 계속해서 추적하고 로드락 챔버 절대 압력의 올바른 계산을 보장한다. 주변 센서는 사용 전에 미세하게 교정되고, 주변 압력의 신뢰성 있는 측정을 위해 전체 동작에 의존할 수 있다.

로드락 챔버가 주변 압력으로 배기될 때마다 MEMS 피라니 대기압 판독이 동기화될 수 있다. 이 시점에서 차동 센서는 제로 차압을 판독하고, 피라니는 기압계와 동기화된다. 이것은 거의 주변 압력에서 피라니 센서의 정확도를 향상시킨다.

도 2는 MKS 901P 게이지에 기초하지만 이를 개선한 로드락 게이지로서 특정 응용을 갖는 압력 게이지를 도시한다. 블록(202)은 게이지를 로드락 챔버의 측면에 장착하기 위해 플랜지(204)를 갖는다. 블록 내의 체적(206)은 로드락 챔버에 노출된다. 체적(206)으로부터 블록을 통과하는 도관(208)은 튜브(210)를 로드락 압력에 노출시킨다. 튜브(210)는 차동 압전 저항 다이어프램 센서(DPRD)일 수 있는 차압 센서(212)까지 연장된다. (게이지는 도 2에서 솔리드 블록으로만 도시되어 있으며; 보다 자세한 사항은 도 3a 내지 도 3c에 제시되어 있다.) 차동 센서(212)는 센서 보드(213)에 장착된다. 센서는 게이지의 외부로부터의 주변 압력에 차동 센서가 노출되는 것을 허용하는 보호 캔(215)을 포함한다.

블록(202)의 제2 도관(214)은 MEMS 피라니 절대 압력 센서(218)가 노출되는 체적(216)까지 연장된다. (센서(218)는 이 도면에서 솔리드 블록으로만 도시되어 있고 도 5와 관련하여 추가 설명될 것이다.) 피라니 게이지(218)는 전기 핀(219)에 의해 센서 보드(213) 아래에 매달려 있다.

901P 게이지에서 이용할 수 없는 추가 센서는 기존의 기압계일 수 있는 주변 압력 센서(220)이다. 센서(220)는 주변 압력에만 노출된다. 기압계는 플러스(+) 또는 마이너스(-) 2 Torr 미만의 고정확도로 널리 이용 가능하다. 재교정을 통해 정확도는 플러스 또는 마이너스 0.5 Torr, 바람직하게는 플러스 또는 마이너스 0.25 Torr 이상으로 향상될 수 있다. 기압계에는 일반적으로 온도 보상이 포함된다.

제어기 마이크로프로세서(226)를 포함하는 추가 전자 부품이 보드(213) 및 마이크로프로세서 보드(222)에 장착된다. 센서 및 전자 부품은 보호 하우징(223) 내에 포함된다. 압력 게이지와의 통신은 전기 연결부(224)를 통해 이루어진다. 아래에서 상세히 논의되는 바와 같이, 마이크로프로세서(226)는 압력 측정 및 출력을 담당한다. 특히, 마이크로프로세서는 피라니 센서의 압력 동기화와, 차동 다이어프램 센서의 동기화 및 교정을 담당한다.

도 3a 내지 도 3c는 3개의 상이한 상태에 있는 차압 센서(212)의 개략도이다. 센서는 상부 체적(304)에서 주변 압력에 노출되는 다이어프램(302)을 포함한다. 그 반대쪽 면은 튜브(210)와 유체 연통하는 챔버(306) 내 로드락 압력에 노출된다. 다이어프램(302)은 예를 들어 실리콘으로 이루어질 수 있고, 그 위에 장착된 압전 저항 변형 요소를 가질 수 있다. 체적(304 및 306) 내 압력이 동일할 때, 다이어프램은 도 3a에 도시된 바와 같이 제로 편향을 갖고, 교정된 디바이스는 제로 차압 출력을 제공한다. 포지티브 압력이 로드락에 가해지면, 다이어프램은 포지티브 차압 출력으로 변환되는 전압 출력을 제공하기 위해 도 3b에 도시된 바와 같이 상방으로 밀려난다. 진공이 로드락에 걸리면서, 다이어프램은 도 3c에서와 같이 하방으로 당겨지고, 센서는 네거티브 차압 판독값으로 변환되는 네거티브 전압 출력을 출력한다. 이것은 가스 종에 독립적인 직접적인 차압 판독값이다.

도 4는 주변 압력 센서에 사용되는 기압계의 개략도이다. 기압계는 또한 하우징(410)의 구멍(408)을 통해 주변 압력에 노출된 체적(404)에 상부 표면이 노출되는 실리콘 다이어프램(402)과 같은 다이어프램을 포함한다. 다이어프램(402)의 하부 표면은 기준 압력에서 폐쇄된 챔버에 노출된다. 센서는 챔버(406)의 기준 압력에 대해 주변 압력에 의해 구동되는 다이어프램의 휨으로 전압 출력을 제공하는 압전 저항 다이어프램 센서일 수 있다. 적절히 교정되면 전압 출력은 주변 압력의 매우 정확한 판독값으로 변환된다.

고진공 절대 압력 센서(218)는 열 전도율 센서, 구체적으로 MEMS 피라니 센서이다. 유선 기반 피라니 센서와 같은 다른 센서가 또한 사용될 수 있다. 열 전도율 센서는 가열된 센서 저항기의 온도와 센서 저항기에 인가된 가열 전력의 양 사이의 관계에 기초하여 압력을 측정한다. 예를 들어, 얇은 와이어(센서 저항기)를 일정한 온도(T_S)로 유지하는 데 필요한 가열 전력의 양을 모니터링할 수 있다. 가스의 압력이 증가함에 따라 가스는 증가된 열 전도율을 갖고, 가열된 와이어로부터 추가 열을 빼앗아 와이어를 일정한 온도로 유지하는 데 필요한 가열 전력이 증가한다. 가열 전력과 압력의 상관 관계를 나타내는 가스 종 의존 교정 곡선은 압력을 측정할 수 있게 한다. 교정은 일반적으로 순수한 질소 가스에 대해 공장에서 수행된다. 이것은 가열 전력이 가스 압력에 비례하는 간접 압력 측정이다.

이 원리는 잘 알려진 피라니 게이지에 사용되고, 여기서 감지 요소를 가열하고 그 저항을 측정하는 역할을 하는 휘트스톤 브리지 네트워크로 열 손실을 측정한다. 피라니 게이지에서 온도에 민감한 저항은 휘트스톤 브리지의 하나의 아암으로 연결된다. 온도에 민감한 저항은 압력을 측정할 진공 환경에 노출된 챔버에 장착된다.

기존의 피라니 게이지는 가스의 압력과 브리지 전압 또는 가스에 대한 전력 손실 사이의 관계를 결정하기 위해 몇 개의 알려진 압력에 대해 교정된다. 이때 종단 손실과 복사 손실이 일정하다고 가정하면 미지의 가스 압력은 브리지 균형에서 브리지 전압과 관련하여 또는 가스에 대한 전력 손실에 의해 직접 결정될 수 있다.

여기서 사용된 특정 열 전도율 센서는 도 5에 예시된 MEMS 피라니 센서이다. 이 센서는 체적(504)과 체적(506)을 갖는 챔버에 걸쳐 연장되는 실리콘 질화물 멤브레인(502)을 포함한다. 체적(504 및 506)은 압력 게이지 내의 체적(216)과 연통하여 로드락 압력에 있다. 가열된 저항 요소는 참조 부호(508)에서 멤브레인(502) 상에 형성된다. 센서의 기하 형상으로 인해 공동 내에서 대류가 발생할 수 없으므로 센서는 장착 위치에 둔감하다. 가스 분자는 확산에 의해 가스에 대한 열 손실이 측정되는 가열 요소로만 전달된다. 기존의 피라니 게이지와 같이, 열은 참조 부호(510 및 512)에서 멤브레인(502) 상의 저항 요소로부터 가열된 저항기로부터 주변 가스로 전도된다. 기존의 피라니 센서에서와 같이 가스의 압력이 증가함에 따라 가스는 증가된 열 전도율을 갖고, 가열된 저항기에서 추가 열을 빼앗아 와이어를 일정한 온도로 유지하는 데 필요한 가열 전력이 증가한다. 교정 곡선은 가열 전력과 압력을 상관시킨다. MEMS 피라니 센서는 고진공에서 매우 정확한 압력 판독값을 제공하므로 특히 고진공 공정 챔버로의 전달 포트를 제어하는 데 적합하다. 그러나, 위에서 논의된 바와 같이 이는 주변 압력에 근접한 더 높은 압력에서는 정확도가 훨씬 떨어진다.

비싸고 아마도 덜 정확한 절대 압력 센서를 요구함이 없이 저진공에서 정확한 절대 압력 판독값을 얻기 위해 이 시스템은 DPRD 센서로 감지된 차압으로부터 로드락 압력의 절대 압력을 결정한다. 차압은 주변 압력에 대한 것이므로 절대 진공 압력은 주변 압력을 추가하여 결정될 수 있다. 이 계산은 저장된 상관 계수가 아닌 실제 순간 주변 압력이 연산에 사용된다는 점을 제외하고는 특허 6,909,975의 접근 방법과 유사하다. 차압 센서의 양면이 주변에 노출되면 차압 판독값은 0이다. 따라서 주변 압력의 차압으로부터 절대 압력을 연산하려면 기압계에서 감지한 주변 압력을 차압에 더해야 한다. 유사하게, 로드락이 더 낮은 압력으로 소기되면 이러한 절대 압력은,

P_LL = P_D + P_amb (1)

로부터 연산될 수 있고, 여기서 P_LL은 로드락 절대 압력이고, P_D는 차압이고, P_amb는 기압계에서 감지한 순간 주변 압력, 즉 연산 순간의 주변 압력이다.

로드락 압력 게이지는, 고진공(매우 낮은 압력)에서는 피라니 게이지로부터 유도되고 저진공(압력은 주변 압력에 더 가까움)에서는 DPRD 센서의 차압으로부터 유도된 로드락 압력에 기압계로부터의 주변 압력을 더한 절대 압력 출력(P_LL)을 제공한다. 로드락 압력(P_LL)에 대한 단일 출력이 피라니 측정으로부터 차동 압력에 주변 측정값을 더한 값으로 전이될 때, 로드락 내 가스가 센서를 교정하는 순수 질소 가스가 아닌 경우 두 측정값 사이의 차이를 예상할 수 있다. 이 전이에서 출력에 단차가 생기는 것을 피하기 위해 업계에서 잘 알려져 있고 MKS 901P 제품에 사용되는 기술은 압력 범위에 걸쳐 두 측정값을 혼합하는 것이다. 혼합의 일례에서, 두 개의 공장 설정 임계값은 측정이 피라니 센서로부터만 취해지거나, 차동 센서와 기압계 센서로부터만 취해지거나, 또는 이 두 센서의 혼합인 경우를 한정한다. 임계값(P_X,L) 미만에서는 피라니 측정만이 사용된다. 임계값(P_X,H)을 넘으면 P_D 및 P_amb로부터 연산된 측정값만이 사용된다. 이러한 임계값 사이에서는 일부 혼합 형태를 통해 순수 피라니로부터 순수 P_D에 P_amb 측정값을 더한 값으로 연속적으로 전이할 수 있다. 혼합은 선형 또는 비선형일 수 있지만 낮은 임계값에 가까울수록 혼합된 값은 피라니 측정값에 더 가까이 가중되고, 높은 임계값으로 갈수록 측정값은 연산된 측정값에 더 가까이 가중된다. 일반적인 낮은 임계값은 20 Torr이고 사용자가 구성할 수 있고, 상위 임계값은 60 Torr이고 사용자가 구성할 수 있다.

높은 임계값과 낮은 임계값은 동일할 수 있고 또는 간단한 값(P_X)이 예를 들어 약 40 Torr로 설정될 수 있다. 어느 경우이든 혼합이 없을 수 있으나, 압력이 상승하거나 하강할 때의 판독값과, 전이에서 압력 출력(P_LL)의 가능한 단차 사이에 급격한 전이가 발생한다.

도 6은 측정 루프를 통해 압력 게이지에서 압력을 측정하는 흐름도이다. 어떤 순서로든 로드락 압력은 참조 부호(602)에서 피라니 센서에 의해 측정되고, 로드락 압력과 주변 압력 사이의 차이는 참조 부호(604)에서 DPRD 센서에 의해 측정되고, 주변 압력은 참조 부호(606)에서 기압계에 의해 측정된다. 각각의 측정값은 측정 루프에 걸쳐 로드락 작업자가 사용할 수 있다. 참조 부호(608)에서, 피라니 압력 판독값(P_MP)이 낮은 혼합 임계값(P_X,L)보다 작은지 여부가 결정된다. 그렇다면 로드락 압력(P_LL)은 참조 부호(610)에서 P_MP와 동일하게 설정된다. 참조 부호(608)에서 피라니 압력이 하한 임계값 미만이 아닌 경우, 피라니 압력은 참조 부호(612)에서 높은 혼합 임계값(P_X,H)과 비교된다. 피라니 압력이 임계값보다 높으면 로드락 압력(P_LL)은 참조 부호(614)에서 P_D와 P_amb의 합과 같은 것으로 취해진다. 피라니 압력이 하한 임계값 미만이 아니고 상한 임계값보다 높지 않은 경우, 압력은 혼합 압력 범위에 있고 로드락 압력(P_LL)은 참조 부호(616)에서 피라니 압력(P_MP)과 연산된 압력의 혼합(P_D + P_amb)으로부터 결정된다. 단계(610, 614 또는 616)에서 정해진 압력이 사용자에게 이용될 수 있다. 그런 다음 시스템은 다른 측정 세트를 취하기 위해 루프백된다. 전체 동작에 걸쳐 피라니 센서가 제공하는 압력(P_MP), DPRD가 제공하는 차압(P_D), 기압계가 제공하는 주변 압력(P_amb), 및 결정된 로드락 압력(P_LL)은 제어 및 모니터링 목적으로 사용자에 이용될 수 있다.

DPRD 센서는 공장에서 교정되고, 플러스 또는 마이너스 1% Torr 이상의 정확도를 가진다. 센서 출력은 매우 안정적이고 선형적이며(일반적으로 압력 범위에 걸쳐 0.1% 선형성보다 우수하고, 플러스 또는 마이너스 1% 반복성보다 우수함), 센서는 교정을 잘 유지한다. 그러나, 시간이 지남에 따라 정확도를 유지하는 데 필요한 전압 오프셋 및 이득에 변화가 있을 수 있다. 전체 동작에 걸쳐 실시간 주변 압력 측정을 하면 정상 동작 동안 DPRD를 일상적으로 교정할 수 있다.

DPRD로부터의 출력 신호는 다이어프램의 차압과 실질적으로 선형 관계인 브리지 전압(V_b)이다. 브리지 전압과 차압 사이의 관계는 도 7에 도시되어 있다. P_LL이 P_amb이고, 따라서 P_D가 0이 되도록 로드락 챔버가 주변에 노출되면 브리지 전압은 어떤 오프셋(V_b,0)에 있다. 로드락이 진공 압력으로 소기되면 브리지 전압은 보다 네거티브로 된다. P_LL이 대략 0, 일반적으로 1.2 Torr 미만, 아마도 약 0.5 Torr이므로 로드락 압력을 향한 DPRD 다이어프램의 최대 네거티브 편향이 있고, 풀 스케일 브리지 전압(V_b,FS)은 -P_amb,FS와 같은 P_D에 도달한다. 언급된 바와 같이, V_b와 P_D 사이의 관계는 실질적으로 선형이어서 다음 관계가 적용된다:

V_b = V_b,0 + (2)

여기서 V_b,0은 제로 차압에서의 전압 오프셋이다. 이 수식으로부터 도 7의 기울기(a), 즉 P_D에 적용되는 이득은 다음 수식과 같음을 알 수 있다:

a = (3)

b = 오프셋 = V_b,0으로 수식 2를 단순화하면 차압(P_D)은 다음과 같다:

P_D = (4)

MKS 901P 게이지는 공장에서 교정된다. 이 교정은 일반적으로 게이지의 수명 동안 사용되지만, 게이지는 또한 통신 연결(22)을 통해 특수 코드를 사용하여, 정밀 외부 주변 압력 기준 게이지를 사용하여, 그리고 차동 압력(P_D)의 후속 측정을 위해 오프셋(b)과 기울기(a)를 결정하기 위해 주변 압력과 고압력 상태를 통해 로드락 게이지를 실행함으로써 현장에서 재교정될 수 있다. 여기에 개시된 게이지는 정상 동작 동안 자가 교정될 수 있다.

통신 입력(224)을 통해 시스템 제어기로부터 지시될 수 있는 바와 같이 로드락이 주변에 노출될 때마다 오프셋(V_b,0)이 확인될 수 있고, 저장된 값이 필요에 따라 업데이트될 수 있다. 이후 약 0의 로드락 압력에서 풀 스케일의 V_b,FS와 P_amb,FS를 모두 측정하여 기울기(이득)(a)를 연산할 수 있다. 이 방식으로 필요한 경우 각각의 동작 사이클에서 오프셋과 기울기의 DPRD 교정 파라미터를 재결정할 수 있다. 동작 동안 압력 게이지 마이크로프로세서(226)에서 수행되는 교정 절차는 공장에서 수행되는 것과 실질적으로 동일할 수 있다. 압력 게이지에 주변 압력 센서(220)를 포함하는 것의 중요한 이점은 고진공에서 차압 연산으로 지시된 절대 압력이 측정된 주변 압력의 네거티브 수와 일치하지 않는 경우와 같이 필요하다고 결정될 때마다 현장에서 절차를 자동으로 수행할 수 있다는 것이다.

도 8a는 마이크로프로세서 제어 하에 오프셋을 결정하는 것을 도시한다. 예를 들어, 시스템 제어기로부터 신호 받은 바와 같이 로드락이 참조 부호(802)에서 주변으로 배기될 때 로드락 압력(P_LL)이 주변 압력(V_amb)과 동일하고 차압(P_D)이 0임이 알려져 있다. 참조 부호(804)에서, 로드락이 배기된 상태에서 P_D = 0에서의 브리지 전압(V_b), V_b,0은 고해상도 아날로그-디지털 변환기를 통해 전압(V_b)을 판독함으로써 측정된다. 이 측정된 전압은 전압 오프셋(b)으로서 참조 부호(806)에서 교정 메모리에 저장된다.

기울기는 도 8b의 마이크로프로세서 절차에서 풀 스케일 교정을 위해 결정된다. 로드락은 정상 동작 시 피라니 센서에 의해 측정될 때 대략 기압계의 정확도 내에서 약 0의 로드락 압력으로 펌핑 다운된다. 이 압력에서 차압은 참조 부호(808)에서 -P_amb,FS와 같다. 참조 부호(810)에서, 풀 스케일 브리지 전압(V_b,FS)이 측정되고, 정확한 풀 스케일 주변 압력(P_amb,FS)이 기압계를 사용하여 측정된다. 참조 부호(812)에서, V_b,FS와 P_amb,FS는 모두 교정 메모리에 저장된다. 참조 부호(814)에서, 차압을 결정하기 위해 적용되는 이득인 도 7의 기울기가 연산된다. 이 기울기(a)는 참조 부호(816)에서 교정 메모리에 저장된다.

이후, 저장된 값(V_b,0)과 a는 수식(4)을 사용하여 차압(P_D)을 연산하기 위해 임의의 압력에서 순간 전압(V_b)과 결합된다. 로드락 압력(P_LL)은 P_D와 P_amb의 실시간 측정을 사용하여 수식(1)으로 연산될 수 있다.

901P에서와 같이 DPRD 측정의 온도 보상도 또한 제공될 수 있다.

본 명세서에 설명된 다중 센서 구현에 더하여, 본 발명의 범위는 도 9의 참조 부호(902)에 예시된 바와 같이 이온화 센서와 같은 제4 센서를 어레이에 추가하는 매우 고진공 및 초고진공 수준으로 확장될 수 있다. 이온화 게이지(저온 또는 고온 구현)가 추가되면 이제 사용자는 전달 밸브를 활성화하기 전에 피라니 센서가 모니터링할 수 있는 것보다 훨씬 낮은 압력으로 펌핑다운할 필요가 있는 로드락 챔버를 처리할 수 있다. 이러한 다중 센서는 로드락 챔버를 주변으로 정확하게 배기하는 것을 허용하고 샘플을 고진공(매우 낮은 압력)에서 공정 챔버로 전달하기 전에 고진공 수준을 체크하는 데 매우 유리하다.

본 발명은 지금까지 실시간의 중단 없는 주변 압력 측정을 제공하기 위해 표준 기압 센서를 추가하는 데 초점을 맞추었다. 기압계는 해수면과 가장 높은 산 사이의 주변 압력을 초고해상도로 측정할 수 있다는 점에서 매우 특수하다. 이 기압계는 일반적으로 고도계로 사용된다. 그러나, 본 발명의 범위는 주변 압력을 정확히 측정할 수 있는 임의의 감지 기술을 포함하여 이러한 표준 센서를 넘어 확장된다. 이것은 압전 저항, 용량적 및 광학적 편향 다이어프램 센서와 같은 고급 다이어프램 편향 센서를 포함한다.

본 시스템은 차동 압전 저항 다이어프램 센서를 사용하는 것으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 차동 다이어프램 편향의 광학적 및 용량적 측정에 의존하는 차동 다이어프램 센서를 사용하여 기기를 제작할 수도 있다. 용량적 및 광학적 다이어프램 편향 압력 센서는 예를 들어 금속, 세라믹 또는 사파이어 멤브레인으로 만들어질 수 있다.

본 명세서에 인용된 모든 특허, 공개된 출원 및 참고 문헌은 그 전체 내용이 본 명세서에 병합된다.

예시적인 실시예가 구체적으로 도시되고 설명되었지만, 당업자라면 첨부된 청구범위에 포함된 실시예의 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부사항에 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

압력 게이지로서,
진공 챔버에 결합되도록 구성된 하우징;
상기 하우징 내의 절대 진공 압력 센서로서, 상기 진공 챔버에 노출되고 순간 고진공 압력 신호를 정확히 제공하기 위해 고진공에서 동작 가능하도록 구성된 절대 진공 압력 센서;
상기 하우징 내의 차동 다이어프램 압력 센서로서, 순간 차압 신호를 제공하기 위해 일면에서 상기 진공 챔버에 노출되고 반대쪽 면에서 주변 압력에 노출되도록 구성된 다이어프램을 포함하는 차동 다이어프램 압력 센서;
상기 하우징 내의 절대 주변 압력 센서로서, 순간 주변 압력 신호를 제공하기 위해 주변 압력에 노출되는 절대 주변 압력 센서; 및
상기 하우징 내의 제어기로서, 상기 제어기는 상기 절대 진공 압력 센서로부터 고진공 압력 신호, 상기 차동 다이어프램 압력 센서로부터 차압 신호, 및 상기 주변 압력 센서로부터 주변 압력 신호를 수신하고, 상기 제어기는 모두 진공 압력 범위에 걸쳐 감지된 순간 차압 신호와 순간 주변 압력 신호로부터 진공 챔버의 연산된 절대 압력을 연산하고, 상기 제어기는 차동 다이어프램 압력 센서 신호로부터의 차압 출력, 고진공에서 절대 진공 압력 센서 신호로부터 취해진 절대 진공 압력 출력, 및 저진공에서 연산된 절대 압력으로부터의 절대 진공 압력 출력을 출력으로 제공하는, 제어기
를 포함하는, 압력 게이지.
제1항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 진공 챔버가 주변 압력에 있을 때 상기 차동 다이어프램 압력 센서의 주변 압력 브리지 전압, 상기 진공 챔버가 풀 스케일 고진공에 있을 때 상기 차동 다이어프램 압력 센서의 풀 스케일 브리지 전압, 및 상기 절대 주변 압력 센서로 측정된 풀 스케일 주변 압력에 기초하여 상기 차동 다이어프램 압력 센서를 교정하도록 추가로 구성된, 압력 게이지.
제1항에 있어서, 상기 제어기는,
상기 진공 챔버가 주변 압력에 있을 때 상기 차동 다이어프램 압력 센서의 주변 압력 브리지 전압을 측정하는 단계;
상기 진공 챔버가 풀 스케일 고진공에 있을 때 상기 차동 다이어프램 압력 센서의 풀 스케일 브리지 전압을 측정하는 단계;
상기 절대 주변 압력 센서로 풀 스케일 주변 압력을 측정하는 단계; 및
상기 주변 압력 브리지 전압, 상기 풀 스케일 브리지 전압 및 상기 풀 스케일 주변 압력으로부터 상기 차동 다이어프램 압력 센서의 이득을 결정하는 단계로서, 상기 순간 차압 신호는 이후 순간 브리지 전압, 상기 주변 압력 브리지 전압 및 상기 이득으로부터 결정되는, 단계
에 의해 상기 차동 다이어프램 압력 센서를 교정하도록 추가로 구성된, 압력 게이지.
제3항에 있어서,
이득은,

로부터 연산되고, a는 이득이고, V_b,0은 주변 압력 브리지 전압이고, V_b,FS는 풀 스케일 브리지 전압이고, P_amb,FS는 풀 스케일 주변 압력이고;
차압은,
=
로부터 연산되고, P_D는 순간 차압이고, V_b는 상기 차동 다이어프램 압력 센서로부터의 순간 전압인, 압력 게이지.
제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 절대 주변 압력 신호로부터 순간 주변 압력의 출력을 추가로 제공하는, 압력 게이지.
제1항에 있어서, 상기 절대 진공 압력 센서는 5 Torr의 고진공 압력에서 7% 이상의 정확도를 갖는, 압력 게이지.
제1항에 있어서, 순간 차압 판독값으로부터 연산된 절대 압력은 60 Torr에서 1% 이상의 정확도를 갖는, 압력 게이지.
제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 순간 고진공 압력 신호와 상기 연산된 절대 압력으로부터 중간 진공 압력에서 혼합된 압력을 연산하고, 고진공 압력 범위에 걸쳐 순간 고진공 압력 신호, 저진공 압력 범위에 걸쳐 연산된 절대 압력, 및 상기 중간 진공 압력에서 혼합된 압력을 챔버 압력 신호로 출력하도록 구성된, 압력 게이지.
제1항에 있어서, 상기 제어기는 주변 압력에서 절대 진공 압력 신호를 제로화하도록 구성된, 압력 게이지.
제1항에 있어서, 상기 절대 진공 압력 센서는 열 전도율 센서인, 압력 게이지.
제10항에 있어서, 상기 열 전도율 센서는 MEMS 피라니 센서인, 압력 게이지.
제1항에 있어서, 상기 차동 다이어프램 압력 센서는 차동 압전 저항 다이어프램 압력 센서인, 압력 게이지.
제1항에 있어서, 상기 절대 주변 압력 센서는, 일면에서 기준 진공에 노출되고 반대쪽 면에서 주변 압력에 노출되는 다이어프램을 포함하는, 압력 게이지.
로드락(load lock)의 로드락 포트와 전달 포트를 제어하는 방법으로서,
절대 진공 압력 센서로부터 순간 고진공 압력 신호를 제공하는 단계;
일면에서 상기 로드락에 노출되고 반대쪽 면에서 주변 압력에 노출된 다이어프램을 갖는 차동 다이어프램 압력 센서로부터 순간 차압 신호를 제공하는 단계;
절대 주변 압력 센서로부터 순간 주변 압력 신호를 제공하는 단계;
전자 제어기에서, 상기 순간 차압 신호와 상기 순간 주변 압력 신호로부터 연산된 절대 주변 압력을 연산하는 단계;
상기 로드락이 상기 절대 진공 압력 센서로부터의 순간 고진공 압력 신호가 지시한 충분히 낮은 압력에 도달한 후에만 상기 전달 포트를 고진공 챔버로 개방하는 단계;
상기 차동 다이어프램 압력 센서로부터의 순간 차압 신호가 적어도 주변 압력만큼 높은 로드락 압력을 지시한 후에만 상기 로드락 포트를 주변으로 개방하는 단계; 및
상기 제어기로부터의 절대 진공 압력 출력을 제공하는 단계로서, 상기 절대 진공 압력 출력은 고진공에서는 상기 절대 진공 압력 센서로부터 취해지고, 저진공에서는 연산된 절대 압력으로부터 취해지는, 단계
를 포함하는, 방법.
제14항에 있어서, 상기 제어기는 상기 로드락이 주변 압력에 있을 때 상기 차동 다이어프램 압력 센서의 주변 압력 브리지 전압, 상기 로드락이 풀 스케일 고진공에 있을 때 상기 차동 다이어프램 압력 센서의 풀 스케일 브리지 전압, 및 상기 절대 주변 압력 센서로 측정된 풀 스케일 주변 압력에 기초하여 상기 차동 다이어프램 압력 센서를 추가로 교정하는, 방법.
제14항에 있어서, 상기 제어기는,
상기 로드락이 주변 압력에 노출될 때 상기 차동 다이어프램 압력 센서의 주변 압력 브리지 전압을 측정하는 단계;
상기 로드락이 풀 스케일 고진공에 있을 때 상기 차동 다이어프램 압력 센서의 풀 스케일 브리지 전압을 측정하는 단계;
상기 로드락이 풀 스케일 고진공에 있을 때 상기 절대 주변 압력 센서로 풀 스케일 주변 압력을 측정하는 단계; 및
상기 제어기에서, 상기 주변 압력 브리지 전압, 풀 스케일 브리지 전압, 및 풀 스케일 주변 압력으로부터 상기 차동 다이어프램 압력 센서의 이득을 연산하는 단계로서, 순간 차동 판독값은 이후 순간 브리지 전압, 상기 주변 압력 브리지 전압 및 상기 이득으로부터 연산되는, 단계
에 의해 상기 차동 다이어프램 압력 센서를 추가로 교정하는, 방법.
제14항에 있어서,
이득은,

으로부터 연산되고, a는 이득이고, V_b,0은 주변 압력 브리지 전압이고, V_b,FS는 풀 스케일 브리지 전압이고, P_amb,FS는 풀 스케일 주변 압력이고;
차압은,
=
로부터 연산되고, P_D는 순간 차압이고, V_b는 상기 차동 다이어프램 압력 센서의 순간 전압인, 방법.
제14항에 있어서, 상기 제어기는 상기 순간 절대 주변 압력 신호로부터 순간 주변 압력의 출력을 추가로 제공하는, 방법.
제14항에 있어서, 상기 제어기는 상기 순간 고진공 압력 신호와 즉시 진공 압력에서 연산된 절대 압력 신호로부터 혼합된 압력을 연산하는, 방법.
제14항에 있어서, 주변 압력에서 상기 절대 진공 압력 신호를 제로화하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.