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KR100590303B1 - 유동 제어기 - Google Patents

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KR100590303B1
KR100590303B1 KR1020017009022A KR20017009022A KR100590303B1 KR 100590303 B1 KR100590303 B1 KR 100590303B1 KR 1020017009022 A KR1020017009022 A KR 1020017009022A KR 20017009022 A KR20017009022 A KR 20017009022A KR 100590303 B1 KR100590303 B1 KR 100590303B1
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air
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맥로우린로버트에프.
곤넬라죠오지엘.
제이. 킹티모시
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엔테그리스, 아이엔씨.
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Abstract

스톱/석백 밸브(10) 등의 공기 부하에 대한 압력을 디지털식으로 감시 및 제어하기 위한 제어 시스템이 개시된다. 공기 부하에 대한 압력은 공기 유체 입구 라인에서 감지(24,25)되며, 상기 압력을 소정 레벨로 유지하도록 폐루프 제어(30)가 이용된다. 다른 실시예에서, 상기 제어 시스템은 다지점 분배 장치에서의 동일한 분배를 보장하도록 이용된다. 따라서, 각각의 노즐(A,B,C)과 유체 소통하는 각 밸브(10a,10b,10c)의 하류에서 압력이 감지된다. 검출된 압력차는 적절한 밸브 조정에 의해 보정된다.

Description

유동 제어기{FLOW CONTROLLER}
본 발명은 유동 제어기에 관한 것이다.
반도체 제조 중에, 포토레지스트 액체는 처리되고 있는 웨이퍼 상에 정밀하고 정확하게 분배되어 퇴적되어야 한다. 포토레지스트 도포를 위한 종래의 장치에서, 처리될 웨이퍼는 소정량의 포토레지스트 액체를 코팅될 웨이퍼에 분배하는 적절한 노즐 아래에 배치된다. 통상적으로 웨이퍼는 그의 전면에 걸쳐 균일하게 퇴적된 액체를 분포시키도록 회전된다. 따라서, 분배 속도 및 분배되는 액체의 양이 이 과정에서 매우 중요하다.
웨이퍼 처리 중의 중간에 노즐을 통한 액체 유동이 정지될 때, 노즐에서의 포토레지스트의 액적이 형성되어 노즐 아래에 위치한 웨이퍼 상으로 떨어질 가능성이 있다. 이로써 웨이퍼 상에 형성된 패턴을 파괴하게 되어, 웨이퍼를 폐기하거나 또는 재처리를 필요로 하게 된다.
노즐에 바람직스럽지 않은 액적의 형성을 방지하도록, 일반적으로 외부 스톱/석백(suckback) 밸브가 사용된다. 이러한 밸브들은 이중의 공기압 제어식 밸브 쌍으로 되며, 하나의 밸브는 노즐로의 유체의 유동을 정지시키며, 다른 밸브는 노즐의 분배 단부 또는 출구 포트로부터 복귀하는 액체를 흡입한다. 이는 포트에서 의 액적 형성 및 드리핑(dripping) 방지 뿐만 아니라, 노즐을 막히게 하는 액체의 노출 표면의 건조를 방지하며, 출구에서의 유체 오염을 감소시킨다.
상기 스톱/석백 밸브 각각이 폐쇄 또는 개방되는 속도는 다른 방식으로 유체에 영향을 미친다. 스톱 밸브가 너무 빨리 개방 또는 폐쇄되면, 유체 컬럼이 웨이퍼 상으로의 유체의 액적을 "뿜어낼(spitting)" 수 있어서, 코팅 두께를 바람직스럽지 않게 변화시키게 된다. 석백 밸브가 너무 빠르게 변화되면, 유체 컬럼이 공동화되어, 컬럼 내에 기포를 형성함으로써, 웨이퍼 상의 코팅 두께를 다시 변화시킬 수 있다.
이 문제를 해소하기 위한 하나의 방법은 공기 입구 및 배기 라인에 연속하여 니들 밸브들을 이용하는 것이다. 상기 니들 밸브는 밸브에서의 압력 변화를 조절하는 것이다. 그러나, 이러한 밸브의 제어 방법은 여러 가지 위험이 있다. 예컨대, 제어 가스의 청결성이 문제로 되며, 이는 밸브 시트 상에 먼지를 쌓이게 할 수 있다. 유사하게, 유입 압력의 변화는 기계적 진동을 일으킬 수 있으므로 이 방법의 안정성을 감소시킬 수 있다. 시간이 경과하면, 상기 결점들 중 어느 것이 밸브 성능을 변화시킬 수 있다. 그 결과, 액체 분배는 주기적으로 감시 및 수동 조정되어야 한다. 이는 시간 낭비이고 비경제적이다.
또한, 비교적 큰 웨이퍼(예컨대, 직경 300mm 이상)의 코팅에서는 난류를 일으키게 되므로 문제가 있다. 코팅 액체가 웨이퍼의 에지에 대해 반경방향, 바깥쪽으로 도포되는 경우 웨이퍼의 중심으로부터 상기 코팅 유체를 분배시키도록 통상적으로 웨이퍼의 회전 속도를 이용하고 있다. 그러나, 이 방법은 웨이퍼상에 난류 공 기 유동을 형성하여 불균일 또는 울퉁불퉁한 코팅을 형성할 수 있다. 비교적 큰 웨이퍼에서 스핀 속도를 감소시키면 웨이퍼의 표면에서의 난류를 감소시키지만, 새로운 문제가 발생된다. 속도가 감소됨으로써, 유체가 웨이퍼에서 느리게 이동하며, 따라서 유체의 셋업 또는 건조가 시작되기 전에 웨이퍼 에지로 유체가 분배되는 문제를 유발한다.
따라서, 상기한 단점들을 갖지 않고 유체를 정밀하고, 재생가능하게 분배하는 스톱/석백 밸브 시스템을 제공함이 바람직하다. 또한, 본 발명은 임의의 공기 유체 제어 장치, 특히 유체 유동의 정밀한 제어가 바람직하거나 또는 요구되는 경우에 폭넓게 적용될 수 있다.
또한, 비교적 큰 웨이퍼를 처리할 때 발생되는 난류를 감소 또는 제거하고, 웨이퍼 상에 균일한 코팅을 제공하도록, 큰 웨이퍼 등의 기판 상에서 다 지점 분배를 허용하는 제어 시스템을 제공함이 바람직하다.
상기 종래 기술의 문제점은 스톱/석백 밸브 등의 공기 부하에 대한 압력을 감시(바람직하게는 디지털식) 및/또는 제어하는 제어 시스템을 제공하는 본 발명에 의해 극복될 수 있다. 공기 부하로의 공기 유체 입구 라인에서 압력이 감지되며, 상기 압력을 소정 레벨로 유지하도록 폐 루프 제어가 이용된다. 상기 압력은 연속 또는 계속 감시될 수 있고, 원하는 결과를 얻도록 밸브들이 조절된다. 상기 제어 시스템은 넓은 범위의 점도를 가진 유체들에 적용할 수 있고, 그 유체들을 최소한의 관련 조작자에 의해 정확하고 재생가능하게 분배할 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 제어 시스템은 다 지점 분배 장치에서 동일한 분배를 보장하도록 이용된다. 따라서, 각 노즐과 유체 소통하는 각 밸브의 하류에서 압력이 감지된다. 이 경우의 압력차는 노즐을 통한 분배 속도가 다른 상태를 나타내며, 적절한 밸브 조정에 의해 보정된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 기판 상에 코팅 유체를 동시에 또는 연속으로 분배하도록 다수의 분배 지점이 이용된다. 이로써 사용자에 의해 제어될 수 있는 기판 표면을 따라 다른 지점들에서 분배할 수 있으므로, 웨이퍼 등의 큰 기판을 코팅하는데 필요한 시간이 감소된다.
도 1은 본 발명의 제어 시스템의 개략도,
도 2는 본 발명의 제어 시스템의 프로세서를 상세하게 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 컨트롤러 타이밍의 블록도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예의 제어 시스템의 개략도,
도 5는 본 발명의 다 지점 분배 실시예를 나타낸 개략도, 및
도 6은 분배되는 유체가 중력에 의해 구동되는 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어 시스템이 도시되어 있다. 종래의 스톱/석백 밸브(10) 등의 유체 제어 장치는 액체 입구 라인(12) 및 액체 출구 라인(13)을 가진다. 액체 출구 라인(13)은 웨이퍼로 될 수 있는 기판 등의, 사용 지점으로 액체를 최종적으로 분배하도록 노즐 또는 다른 분 배 수단(도시 안됨)과 유체 소통한다. 도면에 도시된 바와 같이, 솔레노이드(20,21) 등의 한 쌍의 유동 제한부들이 상기 스톱/석백 밸브(10)에 공기 작용식으로 연결된다. 하나의 유동 제한부는 밸브의 정지 부분에 연결되고, 다른 유동 제한부는 밸브의 석백 부분에 독립적으로 됨이 바람직하다. 각 유동 제한부의 공기압 유체 출구에서, 통상의 압력 변환부(24,25)에 의해 압력이 감지된다. 각 압력 변환부(24,25)는 도 2에 도시된 바와 같이 비례, 적분 편차(PID) 피드백 성분을 가진 컨트롤러 등의 컴퓨터 프로세서 또는 제어 회로(30)와 소통한다. 각 압력 변환부(24,25)가 각각의 공기 유체 라인에서 압력을 샘플링하여, 그 샘플된 데이터를 컨트롤러(30)에 전달한다. 상기 컨트롤러(30)는 샘플된 압력을 소정치와 비교하여, 스톱 석백/밸브(10)로의 유입 라인을 공급하도록 유동 제한부를 작동시킨다. 이로써 각각의 공기 유체 라인의 압력이 서로 독립적으로 일정하게 또는 원하는 값으로 유지된다.
상기 밸브로의 압력을 제어함에 의해, 여러 가지 유체 분배 파라미터들이 제어될 수 있다. 예컨대, 분배될 액체가 저점도 액체일 때, 액체를 균일하게 분배하도록 압력을 이용하여 조심스럽게 조절될 수 있다. 유사하게, 상기 석백 밸브에 의해 분배되는 지점으로부터 액체가 흡입되는 속도를 제어하여, 액체가 분배되는 속도를 제어할 수 있다. 사용되고 있는 특정 밸브의 압력 대 체적의 관계가 특정되면, 본 발명의 시스템을 이용하여 무제한적인 융통성이 얻어질 수 있다. 실제로, 분배 압력은 분배의 질(예컨대, 균일성)을 나타내는 좋은 표시기로서 작용하지만, "이상적인" 분배 압력 프로파일은 모든 경우에서 존재하지 않으며 모든 밸브들에서 일관적이지도 않다. 본 발명의 제어 시스템을 이용하여 프로세스 엔지니어는 밸브의 특징이 알려져 있는 경우 특정 프로세스 적용에 대한 "이상적인 프로파일"을 얻을 수 있도록 분배 압력을 조정할 수 있다.
제어 유닛(30)은 각 압력 변환부(24,25)에 대한 신호 조정기를 가진다. 이 회로는 스트레인 게이지 신호를 D/A 변환기가 측정할 수 있을 정도로 충분한 양의 전기 신호(아날로그)의 상태로 되게 한다. 압력 신호는 탑재 마이크로프로세서에 의해 독출된다. 상기 마이크로프로세서는 아날로그 신호로서 D/A 변환기로 전송된 디지털 값을 계산한다. 이 아날로그 신호가 제어 솔레노이드에 전원을 공급하는 전압/전류 변환기를 구동한다.
디지털 제어 신호를 계산하는 제어 알고리즘에서는 조작자 및 공장의 변수들 및 전류 압력을 이용하여 적절한 솔레노이드 전류를 계산할 수 있다. 이는 제어기가 펌프 또는 트랙에 의해 정지하도록 신호를 보낼 때까지 10-15 밀리초 마다 반복된다. 상기 알고리즘은 PID 또는 솔레노이드 옵셋 상태의 개조된 PID 제어 루프로 될 수 있다. 기본 동작에 의해 에러 신호를 형성한다. 이 에러 신호는 프로그램된 변수들에 의해 변경되어 제어 솔레노이드의 구동 신호로 변환된다.
더 구체적으로, 계기 장비용 증폭기는 0-100 psi의 압력 변화를 ±10 볼트 까지의 압력 신호로 되게 한다. 측정된 압력은 공기 유체 제어 장치에 인가되는 전류 압력이다. 도시된 실시예에서, 공기 유체 제어 장치는 유동으로부터 유체를 정지시키는 부분 및 적하(dripping)를 방지하도록 분배 지점에서 복귀하는 유체의 전방 에지를 끌어들이는 부분 등의 2개의 부분을 가진 공기 밸브이다. A/D 변환기는 아날로그 압력 신호를 디지털 포맷으로 변화시켜 마이크로프로세서에서 독출한다. 상기 변환기에서의 압력 신호는 PID 제어 알고리즘으로 입력된다. 이 셋업 형태에서는 제어기가 요구되는 셋업 압력, 또는 설정 지점을 신속하게 변화시킬 수 있는 신속 제어 알고리즘을 이용하며, 상기 압력이 설정 지점 변화를 추적한다. 각 설정 지점 및 제어 압력은 독립적이며, 이 과정과 연관된 통상의 상호작용은 사실상 존재하지 않게 된다. 따라서, 조작자는 "스톱" 및 "석백" 동작을 분리하여 설정할 수 있다.
PID의 출력은 비례 에러(전류 압력과 전류 설정 지점 간의 차), 편차(시간 경과에 대한 압력 변화 속도), 및 적분(시간에 대한 압력 신호 변화 속도의 감쇠)의 조합인 "에러 신호"이다. 그 후, 상기 에러 신호는 솔레노이드 드라이버에 대해 보정된다. 또한, 상기 솔레노이드 드라이버는 밸브 대 밸브의 변화에 대해 조정하도록 적분 및 편차를 계산한다. 상기 보정된 에러 신호는 디지털 포맷에서 아날로그 신호로 변환되며, 이 아날로그 신호가 제어 벨브를 새로운 위치로 구동하는 전압/전류 변환기로 전송한다. 이 동작은 각 밸브에서 10-15 밀리초 마다 반복된다.
광범위한 응용예 들에 걸쳐 적절한 동작을 보장하도록 여러 가지 과정의 변수들이 설정될 수 있다. 예컨대, 스톱 밸브 "온" 압력 변수는 액체의 실제의 분배 중에 공기 밸브의 정지부에 가해지는 압력이다. 이 압력의 증가 및 감소에 의해 평균 분배 압력이 변화한다. 이 변수는 밸브가 완전 개방 위치 보다 덜 개방된 채로 작동시키는 것이 유익한 고점도 유체에서 특히 유용하다. 스톱 밸브 "지연" 변수는 밸브를 그에 대한 압력의 인가 시에 실제로 개방하기 전의 초기 압력 형성을 옵셋 시키도록 이용될 수 있다. 분배 액체가 너무 빨리 분배되도록 허용되면, "드룰링(drooling)" 현상이 발생되는 한편, 너무 높은 압력이 형성되도록 허용되면, 액체의 "뿜어냄" 현상이 발생할 수 있다. 스톱 밸브 "온 타임" 변수는 밸브 개방을 너무 빠르게 하는 경우 분배 스트림에 편차가 야기되므로, 밸브로의 압력이 변화되는 속도를 제어하도록 이용될 수 있다. 스톱 밸브 "압력 오프" 변수는 밸브의 반응 시간을 제어하도록 이용될 수 있다. 밸브의 실제적인 폐쇄 압력에 도달되면, 가해지는 압력이 약해짐에 의해 밸브의 폐쇄 특징에 대한 영향은 없지만, 반응 시간을 증가시킬 것이다.
상기 석백 밸브에 대해서도 유사한 변수들이 제공된다. 석백 밸브 "타임 오프" 변수는 압력 전이 오프에 대한 온 타임을 조정한다. 이는 밸브의 완전 연장 위치에서 석백 위치로 밸브 컬럼의 단부를 이동시키기 위한 시간이다. 이를 너무 빠르게 이동시키면 상기 컬럼이 그 컬럼 또는 공동으로 공기의 기포를 밀어넣게 된다. 석백 밸브 "온 타임"은 온 압력 전이에 대한 오프 시간을 조정한다. 이는 석백 위치로부터 완전 연장 위치로 밸브 컬럼의 단부를 이동시키도록 필요한 시간이다. 상기 이동을 너무 빠르게 하면 컬럼을 "불룩"하게 하여, 실제 분배 속도를 불리하게 변화시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 특정 실시예에서 컨트롤러 타이밍의 예를 나타낸다. 수직선(100)으로 나타낸 시간 영에서, 펌프가 트리거된다. 스톱 밸브 및 석백 밸브로의 압력이 오프된다. 일단 시스템이 트리거되면, 스톱 밸브 "온" 시간이 작용되어(110) 스톱 밸브로의 압력을 점차로 증가시키기 위해 스톱 밸브 온 지연 시간을 이용한다. 스톱 밸브 압력은 (115)에서 완전 온된다. 유사하게, 석백 밸브로의 압력을 점차로 증가시키도록 석백 밸브 온 지연 시간이 이용되며, (120)에서 완전하게 인가된다. 수직선(200)에서 t=1의 사이클의 완료 시에, 스톱 밸브 오프 지연 시간이 스톱 밸브에 대한 압력 감소를 지연시키며, 밸브가 폐쇄될때까지 점차 감소된다. 도시된 바와 같이 석백 밸브에 대해서는 약간 더 긴 지연 시간을 이용한다.
또한, 본 발명의 제어 시스템은 펌프 등의 공기압 구동 유체 분배 장치를 작동시키도록 이용될 수 있다. 도 4를 참조하면, 컨트롤러(30)의 일측으로의 제어 입력을 반전시킴에 의해, 컨트롤러(30)가 진공을 제어하도록 이용된다. 유체는 펌프 다이어프램에 진공을 형성함에 의해 (선택적인 필터(70)) 및 입구 밸브("A")를 통해 펌프(300)로 흡입된다. 펌프(300)가 유체로 채워지면, 입구 밸브("A")는 폐쇄된다. 펌프(300)로부터의 분배는 상기 다이어프램에 압력을 가하여 출구 밸브("B")를 개방함으로써 실행된다. 상기 펌프(300)는 가해지는 압력에 비례하는 속도로 유체를 분배하며 출구 밸브("B")가 개방되는 시간을 제어함에 의해, 프로그램된 유체량이 분배된다. 또한, 분배 말기의 진공 및 압력을 정밀하게 제어함에 의해 석백이 실행될 수 있다.
분배 지점으로 유체를 구동하도록 이용되는 기구는 펌프가 바람직하다. 그러나, 도 6에 도시된 바와 같이 중력 급송 시스템 등의 다른 구동원도 이용될 수 있다. 유체 저장부(45)는 분배될 유체를 포함하며, 유체가 중력에 의해 저장소에서 유출되도록 기판에 대해 상대적으로 위치된다. 유속을 제어하는 제한부로서 유동 밸브(46)가 이용된다. (솔레노이드 등의) 유동 제한부(20)는 스톱 석백 밸브(10) 등의 공기 부하 및 전술한 실시예에서와 같이 컴퓨터 프로세서 또는 제어 회로(30)와 소통한다. 상기 공기 부하는 노즐(48) 등의 분배 지점과 유체 소통하여, 기판(52)상에 유체를 분배한다. 제어 회로(30)는 유동 제한부(20)를 유체 분배의 개시 및 정지를 제어하는 정밀한 타이밍으로 작용시킨다.
다른 실시예에서, 본 발명의 제어 시스템은 단일 분배원으로부터 다지점 분배의 응용에 이용될 수 있다. 다지점 분배의 분배 정확도는 각 분배 지점의 하류의 압력에 직접적으로 영향받게 되고, 상기 하류의 압력은 펌프 등의 단일 공급원에 의해 2개(또는 그 이상)의 분배 지점으로부터 동일한 분배 체적을 유지하는데 중요한 인자이다. 따라서, (노즐 등의) 각 분배기는 스톱/석백 밸브 등의 밸브를 가진 액체 라인을 포함한다. 상기 밸브 하류의 각 라인의 적절한 압력 변환기(27)에 의해 압력이 감지된다. (밸브의 상류의 압력은 각 라인에서 동일한 것으로 한다. 이와 다르게, 더 향상된 정확도가 요구된다면 각 밸브의 상류에서의 압력도 감지할 수 있다.) 상기 압력 변환기(27)는 감지된 각각의 압력에 반응하는 컴퓨터 프로세서와 소통한다. 상기 프로세서(30)는 압력들을 비교한다. 어떤 압력차가 검출되면, 압력을 동일하게 하여 각 노즐을 통과하는 분배 속도를 동일하게 하도록 하나 이상의 밸브들(예컨대, 솔레노이드(20,21))을 조절한다. 예컨대, 상기 변환기(27)로부터 입력된 압력은 석백 밸브(10)의 "스톱" 부분의 "완전 개방" 압력을 제어할 수 있다. 스톱 밸브가 그의 완전 개방 위치에 있지 않을 때, 상기 밸브에서 압력 강하가 발생된다. 각 분배 지점 전의 각 밸브의 하류의 압력을 측정함으로써, 각 분배 지점의 스톱/석백 밸브가 "제어된 제한부"로서 이용되어 분배 압력을 균일하게 하여 균일한 분배를 실현할 수 있다. 이 실시예는 독자적으로, 또는 상기 공기 부하에 대한 제어 시스템과 조합되어 이용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 독립적으로 제어되는 다수의 분배 지점들로부터 유체를 분배하도록 다수의 분배 시스템이 사용될 수 있다. 디지털 유동 제어부 및 스톱/석백 밸브가 바람직한 밸브에 의해 제공되는 재생성 및 제어는 분배 제어 요소로서의 그들의 작용을 허용한다. "온 지연", "오프 지연", "개방 시간" 및 "폐쇄 시간"을 포함하는, 제어 시스템에서의 단일 분배 신호 및 유동 제어부들에서의 조정을 이용하여, 다수의 밸브들이 동기식으로 또는 연속으로 제어될 수 있다. 예컨대, 도 5는 웨이퍼 기판을 따라 반경방향으로 배치된 3개의 분배점(A,B,C)에서 코팅되는 비교적 큰 웨이퍼를 나타낸다. 3개의 분배 지점이 도시되어 있지만, 당업자들은 유체가 공급되는 기판 크기에 따라, 더 적거나 많은 지점들이 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 각 분배 지점은 스톱/석백 밸브(10A,10B,10C) 등의 밸브와 유체 소통한다. 각 밸브는 유체 입구 라인(12)을 통해 유체 공급원(유체는 동일하거나 또는 다를 수 있다)에서의 유체를 수용한다. 또한, 각 밸브는 각각의 공기 제어 라인을 통해 유동 제어부(DFC #1,DFC #2,DFC #3)와 소통한다. 도 1의 실시예에서와 같이, 각 유동 제어부(DFC)는 솔레노이드 등의 공기 유동 제한부를 포함한다. 스톱/석백 밸브의 경우에, 2개의 유동 제한부가 바람직하며, 하나는 밸브의 스톱 부분과 공기 소통하고, 다른 하나는 밸브의 석백 부분과 소통한다. 각 유동 제한부의 공기 출력에서 압력이 감지되며, 그에 반응하는 신호가 제어기로 보내진다. 그 후, 상기 유동 제한부가 작동된다.
각 분배 지점(A,B,C)은 동시에 분배되도록 트리거된다. 연속적이거나 또는 다른 비 동시적인 분배가 필요한 경우, 각 제어부에 대한 내부 시간 지연을 이용하여 비 동시적인 분배를 실현할 수 있다.
작동시에, 본 발명의 다중 분배 시스템의 타이밍 및 제어 정확성을 이용하여 유체의 웨이브가 형성될 수 있다. 따라서, 분배 지점(A)은 초기에 웨이퍼상에 유체를 분배할 수 있다. 분배 지점(A)에서의 유체가 분배 지점(B) 아래의 웨이퍼 영역에 도달하면, 분배 지점(B)이 웨이퍼 동작을 유지하도록 유체 분배를 개시하며, 이는 계속 이어진다. 적절한 코팅을 위해 올바른 웨이브 동작이 중요하다. 이러한 동일 공정은 요구되는 분배 지점의 수 만큼 반복될 수 있다. 램프 업 속도, 램프 다운 속도 및 최대 속도를 정확하게 제어할 수 있는 능력에 의해 사용자는 균일한 코팅을 실현할 수 있다.
당업자들은 상기 실시예에서 유동 제어부가 웨이퍼 처리에 이용될 수 있고, 통상 웨이퍼 처리는 유체를 웨이퍼 상으로 분배하기 위한 상기 제어 시스템의 트랙에서 실행된다. 이러한 다-스테이션 처리는 본 발명에 참조된 미국 특허 제 6,016,006호에 개시되어 있다.
구체예
상기 제어부는 RS232/RS485 시리얼 링크에 걸쳐 사용자에 의해 프로스램 가능하다. 사용자는 다음의 변수들을 입력한다 :
- 스톱 밸브 폐쇄 전이 시간
- 스톱 밸브 개방 전이 시간
- 석백 밸브 폐쇄 전이 시간
- 석백 밸브 개방 전이 시간
- 스톱 밸브 개방 지연 시간
- 스톱 밸브 폐쇄 지연 시간
- 입력 또는 트리거 하드웨어 형태
- 입력 또는 트리거 액티브 상태
- 출력 또는 승인 하드웨어 형태
- 출력 또는 승인 액티브 상태
또한, 시리얼 링크에 대한 공장에서의 캘리브레이션이 행해진다 :
- 제어 솔레노이드(스톱) 옵셋
- 제어 솔레노이드(석백) 옵셋
- 제어 솔레노이드(스톱) 슬로프
- 제어 솔레노이드(석백) 슬로프
- 제어 알고리즘 입력(시스템 변수, 공기 튜빙 길이, 등)
분배 펌프 또는 트랙에 의해 제어부로 개시 신호가 전송된다. 이 신호가 수신되면, 성기 제어부는 제어 솔레노이드의 출구측의 압력을 측정하여 상기 제어 솔레노이드의 전류 또는 "위치"를 계산하여 그 값을 제어 솔레노이드에 부착된 D/A 변환기에 전송한다. 이는 스톱/석백 밸브로의 정확한 압력을 유지하도록 10-15 밀리초 마다 반복된다. 상기 제어부가 프로그램된 압력에 도달했음을 감지하면, 펌프 또는 트랙으로 신호가 복귀된다. 이 압력은 개시 신호가 제거될때까지 유지될 것이다. 상기 압력이 영으로 복귀되었음을 제어부가 감지할 때, 펌프가 다시 신호를 받게 될 것이다.

Claims (20)

  1. 공기 유체 입구 및 공기 유체 출구를 가지며, 상기 공기 유체 출구는 유체 제어 장치와 유체 소통하는 유동 제한부;
    상기 공기 유체 출구의 압력을 감지하도록 배치된 압력 센서; 및
    상기 유동 제한부를 조절함에 의해 상기 공기 유체 출구의 압력을 제어하도록 상기 압력 센서에 반응하는 컴퓨터 프로세서를 포함하는 공기 유체 제어 장치용 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 2 공기 유체 입구 및 제 2 공기 유체 출구를 가지며, 상기 제 2 공기 유체 출구는 제 2 공기 제어 장치와 유체 소통하는 제 2 유동 제한부; 및
    상기 제 2 공기 유체 출구의 압력을 감지하도록 배치된 제 2 압력 센서를 더 포함하며;
    상기 컴퓨터 프로세서는 상기 제 2 유동 제한부를 조절함에 의해 상기 제 2 공기 유체 출구의 압력을 제어하도록 상기 제 2 압력 센서에 반응하는 제어 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 유동 제한부는 솔레노이드인 제어 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 유체 제어 장치가 공기 밸브인 제어 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 기판으로 액체를 분배하도록 상기 공기 벨브와 유체 소통하는 노즐을 더 포함하는 제어 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 유체 제어 장치는 공기 밸브인 제어 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 기판으로 액체를 분배하도록 상기 공기 벨브와 유체 소통하는 노즐을 더 포함하는 제어 시스템.
  8. 제 5 항 또는 7 항에 있어서, 상기 액체는 포토레지스트를 포함하고 상기 기판은 웨이퍼인 제어 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 유체는 펌프에 의해 상기 유체 제어 장치로 공급되는 제어 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 유체는 중력으로 상기 유체 제어 장치로 공급되는 제어 시스템.
  11. 유체 제어 장치를 분배기와 유체 소통하도록 제공하는 단계;
    공기 유체 입구 및 상기 유체 제어 장치와 유체 소통하는 공기 유체 출구를 가진 유동 제한부를 제공하는 단계;
    상기 공기 유체 출구의 압력을 감지하는 단계; 및
    상기 유동 제한부를 조절함에 의해 상기 공기 유체 출구에서 감지된 압력에 반응하여 공기 유체 출구의 압력을 제어하는 단계를 포함하는, 분배기로부터 사용 지점으로 액체의 분배를 제어하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 제 2 공기 유체 입구 및 제 2 공기 유체 출구를 가지며, 상기 제 2 공기 유체 출구가 제 2 유체 제어 장치와 유체 소통하는 제 2 유동 제한부를 제공하는 단계;
    상기 제 2 공기 유체 출구의 압력을 감지하는 단계; 및
    상기 제 2 유동 제한부를 조절함에 의해 상기 제 2 공기 유체 출구에서 감지된 압력에 반응하여 상기 제 2 공기 유체 출구의 압력을 제어하는 단계를 더 포함하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 유체 제어 장치가 공기 밸브인 방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 유체 제어 장치가 공기 밸브인 방법.
  15. 다수의 분배 노즐로 분배될 유체를 공급하는 유체 공급 수단으로서, 상기 노즐이 각각 밸브 및 상기 유체 공급 수단과 노즐 사이에 유체 소통을 제공하는 유체 라인을 가지는 유체 공급 수단;
    상기 밸브 하류의 상기 유체 라인 각각에 배치된 압력 감지 수단;
    상기 유체 라인 각각의 압력을 비교하여 어떠한 압력차를 나타내는 신호를 발생하도록 상기 압력 감지 수단에 반응하는 컴퓨터 프로세서; 및
    상기 신호에 반응하여 하나 이상의 상기 밸브를 조절하는 수단을 포함하는 다 지점 분배 제어 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 밸브 각각의 상류에 압력 감지 수단을 더 포함하는 다 지점 분배 제어 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 하나 이상의 밸브를 조절하는 상기 수단이 솔레노이드를 포함하는 다 지점 분배 제어 시스템.
  18. 각각 하나 이상의 밸브와 유체 소통하는 다수의 분배 출구로 분배될 적어도 하나의 유체를 공급하는 유체 공급 수단;
    각각 상기 각 밸브와 공기 소통하는 공기 유체 라인을 가진 다수의 유동 제한부;
    각각 상기 공기 유체 라인의 압력을 감지하도록 배치된 압력 센서; 및
    상기 다수의 유동 제한부 각각을 조절함에 의해 상기 공기 라인 각각의 압력을 제어하도록 상기 압력 센서 각각에 반응하는 컴퓨터 프로세서를 포함하는 적어도 하나의 유체를 기판에 분배하기 위한 다 지점 분배 제어 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 기판이 웨이퍼이고, 상기 다수의 분배 출구가 상기 웨이퍼를 따라 반경방향으로 배열된 시스템.
  20. 하나의 스테이션이 공기 유체 제어 장치용 제어 시스템을 포함하는, 웨이퍼 처리용 다 스테이션 트랙으로서, 상기 제어 시스템은 :
    공기 유체 입구 및 공기 유체 출구를 가지며, 상기 공기 유체 출구는 유체 제어 장치와 유체 소통하는 유동 제한부;
    상기 공기 유체 출구의 압력을 감지하도록 배치된 압력 센서; 및
    상기 유동 제한부를 조절함에 의해 상기 공기 유체 출구의 압력을 제어하도록 상기 압력 센서에 반응하는 컴퓨터 프로세서를 포함하는 다 스테이션 트랙.
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