專利名稱：測(cè)量?jī)x器和方法
測(cè)量?jī)x器和方法
背景
示范實(shí)施例的領(lǐng)域 本文所^^開的示范實(shí)施例涉及測(cè)量4義器，并且更具體來(lái)
說(shuō)，涉及有多個(gè)傳感器的測(cè)量?jī)x器。 相關(guān)發(fā)展簡(jiǎn)述 許多不同類型的傳感器已被用于測(cè)量各種物理量，如氣 體的壓力或密度。由于不同類型的傳感器可具有不同的操作范圍，因 此已期望將不同類型的傳感器組合成單個(gè)壓力儀器，該單個(gè)壓力儀器 具有擴(kuò)展的操作范圍。例如，當(dāng)氣壓被抽至真空，該儀器的輸出可首 先對(duì)應(yīng)傳感器中的一個(gè)的讀數(shù)。接著，當(dāng)輸出達(dá)到某一閾值時(shí)，輸出 可切換至對(duì)應(yīng)另一個(gè)傳感器的讀數(shù)，該傳感器在4支低的壓力下具有更 高的準(zhǔn)確性。雖然這種布置類型在擴(kuò)展壓力或密度范圍方面具有優(yōu) 勢(shì)，在所述壓力或密度范圍上儀器可以合適的準(zhǔn)確性操作，但也存在 缺點(diǎn)。最值得注意的是，在兩個(gè)傳感器之間切換時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。 如果在閾值處這兩個(gè)傳感器沒有產(chǎn)生相同的讀數(shù)，那么當(dāng)儀器在傳感 器之間切換時(shí)，儀器的輸出可能存在突變。即使這兩個(gè)傳感器之間的 讀數(shù)差異不大，突變也能導(dǎo)致不希望的滯后歲文應(yīng)。例如，如果輸出用 作設(shè)計(jì)為控制壓力的反饋回路的一部分，則可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。如果輸 出的導(dǎo)數(shù)用作反饋環(huán)路中的反饋信號(hào)，麻煩可能會(huì)更顯著，因?yàn)樵搶?dǎo) 數(shù)在轉(zhuǎn)變閾值處將會(huì)很高。因此，可能期望的是提供一種壓力儀器， 該壓力儀器組合來(lái)自兩個(gè)或多個(gè)傳感器的讀數(shù)，并且允許讀數(shù)之間的 平滑轉(zhuǎn)變。
6概要 在一個(gè)示范實(shí)施例中，提供了一種測(cè)量?jī)x器，該測(cè)量?jī)x 器具有處理器、第一傳感器和第二傳感器。處理器適于輸出包含物理 量的測(cè)量的測(cè)量信號(hào)。第一傳感器和第二傳感器與處理器相連，并且 可操作成分別生成物理量的第一和第二測(cè)量。處理器定義第一測(cè)量范 圍，在第一測(cè)量范圍內(nèi)測(cè)量信號(hào)取決于第一測(cè)量而不是第二測(cè)量。處 理器定義第二測(cè)量范圍，在第二測(cè)量范圍內(nèi)測(cè)量信號(hào)取決于第二測(cè)量 而不是第一測(cè)量。第一和第二范圍在預(yù)定轉(zhuǎn)變處相交(meet)。在該轉(zhuǎn) 變處，第一和第二測(cè)量是不同的，并且測(cè)量信號(hào)中包含的測(cè)量穿過(guò) (cross)轉(zhuǎn)變而無(wú)突變。 在另一個(gè)示范實(shí)施例中，壓力計(jì)包括壓力指示器。第一 壓力傳感器連接至壓力指示器，并且可操作成生成第一壓力讀數(shù)。第 二壓力傳感器連接至壓力指示器，并且可操作成生成第二壓力讀數(shù)。 當(dāng)?shù)谝粔毫ψx數(shù)高于預(yù)定壓力閾值并且正在下降時(shí)，壓力指示器配置 成響應(yīng)第一壓力讀數(shù)而指示壓力，而不是響應(yīng)于第二壓力讀數(shù)。當(dāng)?shù)?一壓力讀數(shù)低于預(yù)定壓力閾值并且正在下降時(shí)，壓力指示器配置成響 應(yīng)第二壓力讀數(shù)而指示壓力，而不是響應(yīng)于第一壓力讀數(shù)。壓力指示
器配置成將壓力指示為在包括閾值壓力的指示壓力范圍上的連續(xù)函 數(shù)，其中在第一壓力讀數(shù)實(shí)質(zhì)上等于預(yù)定壓力闊值時(shí)，第二壓力讀數(shù) 不同于第一壓力讀數(shù)。 在仍有的另一個(gè)示范實(shí)施例，壓力計(jì)包括壓力指示器。 第一壓力傳感器連接至壓力指示器，并且可操作成生成第一壓力讀 數(shù)。第二壓力傳感器連接至壓力指示器，并且可操作成生成笫二壓力 讀數(shù)。當(dāng)?shù)谝粔毫ψx數(shù)低于預(yù)定閾值壓力并且正在上升時(shí)，壓力指示 器配置成響應(yīng)第一壓力讀數(shù)而指示壓力，而不是響應(yīng)于第二壓力讀 數(shù)。當(dāng)?shù)谝粔毫ψx數(shù)高于預(yù)定闊值并且正在上升時(shí)，壓力指示器配置 成響應(yīng)第二壓力讀數(shù)而指示壓力，而不是響應(yīng)于第一壓力讀數(shù)。壓力 指示器配置成將壓力指示為在包括闊值壓力的指示壓力范圍上的連續(xù)函數(shù)，其中在第一壓力讀數(shù)實(shí)質(zhì)上等于預(yù)定壓力閾值時(shí)，第二壓力 讀數(shù)與第一壓力讀數(shù)不同。
在還有的另一個(gè)示范實(shí)施例中，方法包括用第一傳感器
產(chǎn)生可計(jì)量的物理屬性的第 一讀數(shù)。該方法還包括用第二傳感器產(chǎn)生 可計(jì)量的物理屬性的第二讀數(shù)。該方法又包括在物理量的第一范圍上 僅響應(yīng)第一讀數(shù)而指示物理屬性量度。該方法仍包括在物理量的第二 范圍上僅響應(yīng)第二讀數(shù)而指示物理屬性量度，物理量的第二范圍與第
一范圍在物理屬性的轉(zhuǎn)變量度處毗鄰(adjoin)。該方法還包括在第一或 第二區(qū)域中的至少一個(gè)中調(diào)整所指示的物理屬性量度，使得所指示的 量度在第一和第二范圍之間轉(zhuǎn)變中不會(huì)突然地改變，第一和第二讀數(shù) 在轉(zhuǎn)變量度處不同。
圖表簡(jiǎn)述
結(jié)合附圖，在下面的描述中對(duì)示范實(shí)施例作了說(shuō)明，其


圖1是結(jié)合測(cè)量?jī)x器的示范實(shí)施例的基板處理設(shè)備的
圖2是圖1的示范實(shí)施例測(cè)量?jī)x器的示意圖； 圖3是系統(tǒng)圖，示出了圖1的處理設(shè)備的各部件之間
圖4a是信號(hào)圖，示出了示范實(shí)施例中的傳感器信號(hào)； 圖4b是另一張信號(hào)圖，示出了示范實(shí)施例中的傳感器
圖5另L對(duì)應(yīng)于示范實(shí)施例的流程圖； 圖6是另一張對(duì)應(yīng)于示范實(shí)施例的信號(hào)圖。
示范實(shí)施例的詳細(xì)描述 圖1示出了示范基板處理設(shè)備100。該設(shè)備可具有壓力
中
俯視示意圖
的連4妻性;
信號(hào)；
測(cè)量?jī)x器400的示范實(shí)施例，如下進(jìn)一步所述。作為壓力測(cè)量?jī)x器400 的實(shí)例應(yīng)用來(lái)描述基板處理設(shè)備。應(yīng)理解，壓力測(cè)量?jī)x器可用于任何 合適的應(yīng)用，如用于在任何合適的壓力或真空室內(nèi)測(cè)量壓力或氣體密 度，或可獨(dú)立于任何壓力或真空室而操作。雖然示范實(shí)施例將參考圖 表中所示和下面所述的實(shí)施例來(lái)描述，^旦應(yīng)理解，這些方面可包含在 實(shí)施例的許多替換形式中。另外，可使用任何合適的大小、形狀或類 型的元件或材料。圖1中，為方便起見，設(shè)備100可描述為具有前 端200和后端300。前端200可具有框架(frame)230，并可包括在例如 控制環(huán)境105內(nèi)操作的基板傳輸設(shè)備210。傳輸設(shè)備210可具有臂215 和可操作成移動(dòng)臂的驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置220。臂215可具有用于支撐基板 的末端執(zhí)行器(end effector)250。 實(shí)例設(shè)備100的前端200也可包括加載端口 120， 125(示 出這兩個(gè)端口用于實(shí)例用途)。加載端口設(shè)有與基板盒(substrate cassette)130的接口。每個(gè)基板盒適于容納若千基板，并且可將它們?nèi)?納在密封外殼內(nèi)。加載端口 120， 125可拆卸地固定(hold)盒130，并 可包括打開盒門、允許從前端200的控制環(huán)境105內(nèi)部使用位于盒中 的基板的機(jī)械裝置(未示出)。控制環(huán)境105可由殼體包含(contain)，并 且可連接到壓力計(jì)470，用于測(cè)量控制環(huán)境105的壓力。與傳輸設(shè)備 210相對(duì)遠(yuǎn)離加載端口 120, 125的是加載閘135, 140。加載閘135, 140將前端200與后端300連接。各個(gè)加載閘135， 140具有將它連接 到前端200的控制環(huán)境105的閥405， 410以及將它連接到后端300 的傳輸室305中包含的隔離環(huán)境310的另外的閥415, 420。例如，傳 輸室305的隔離環(huán)境310可以是真空、惰性氣體(如氮?dú)?，或其他流 體。前端200的控制環(huán)境105可以是處于大氣壓力下的清潔空氣，顆 粒污染物保持在非常低的水平。因此，加載閘135, 140允許在前端 200和后端300之間通過(guò)基板，同時(shí)維持兩種環(huán)境105, 310的隔離。 在圖1中，加載閘140被示出連接到用于對(duì)加載閘增壓的進(jìn)給閥480 和用于對(duì)加載閘減壓的真空泵465 。
在實(shí)例設(shè)備100中，后端300包括定義傳輸室305的框 架315。如上所指出，傳輸室305可容納隔離環(huán)境310，如真空。壓 力計(jì)475可連接到傳輸室305以讀取隔離環(huán)境310的壓力?；鍌鬏?設(shè)備320可位于傳輸室305內(nèi)。傳輸設(shè)備320可包括連接到框架315 的驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置325和連接到末端執(zhí)行器365的一對(duì)相對(duì)臂335,340。 在圖1的實(shí)例設(shè)備100中，若干處理模塊370位于傳輸 室305的外圍。處理才莫塊370可通過(guò)各種沉積、蝕刻、拋光、清洗或 其他類型的處理對(duì)基板進(jìn)行操作以在基板上形成電路或其他所期望 的結(jié)構(gòu)，或執(zhí)行度量(metrological)或其他功能。處理模塊370連接到 室305以允許基板從傳輸室傳遞到處理才莫塊，并且反之亦然。在示范 實(shí)施例中，處理模塊可與傳輸室隔離(例如，經(jīng)由槽閥或其他合適的 門)，因此， 一個(gè)或多個(gè)處理模塊可能能夠容納與傳輸室305中的氣氛 或真空隔離的氣氛，例如惰性氣體(如氮?dú)?、氬?。 一個(gè)或多個(gè)處理 才莫塊可經(jīng)受變化的壓力，例如在工件處理期間的操作壓力(如低真空)、 加載壓力(如加載/卸載工件期間的高真空)、入口壓力(access pressure)(如用于模塊的維持的環(huán)境氣壓)。類似地，傳輸室305也可經(jīng) 受不同的壓力。在示范實(shí)施例中， 一個(gè)或多個(gè)處理it塊可具有能夠測(cè) 量處理才莫塊中的壓力的壓力計(jì)或測(cè)量?jī)x器400，如下文將進(jìn)一步描述。 加載閘140也可連接到壓力測(cè)量4義器400。加載閘135 還可連接到類似的壓力測(cè)量?jī)x器。壓力測(cè)量?jī)x器400可測(cè)量設(shè)備100 的所期望的部分(諸如加載閘140、傳輸室305或處理^^塊)內(nèi)的氣氛 450的絕對(duì)壓力。在替4奐實(shí)施例中，測(cè)量4義器可測(cè)量相對(duì)壓力或差壓， 或者兩者。在其它實(shí)施例中，儀器400可測(cè)量氣體密度或可充當(dāng)壓力 測(cè)量的代理的其他物理特性。在仍有的其它實(shí)施例中，測(cè)量?jī)x器可測(cè) 量任何合適的物理特性。 圖2是根據(jù)示范實(shí)施例的測(cè)量?jī)x器400的示意圖。在所 示示范實(shí)施例中，測(cè)量?jī)x器400可以是集成儀器，容納在例如箱體或 殼體400C中。相應(yīng)地，在示范實(shí)施例中，測(cè)量?jī)x器400可以才莫塊的形式安裝到處理設(shè)備100的所期望部分的任何一個(gè)或多個(gè)，諸如(例如) 傳輸室、處理沖莫塊或加載閘等。在替換實(shí)施例中，測(cè)量?jī)x器可^L安裝
以測(cè)量任何所期望的設(shè)備中的氣氛的所期望物理特性。在其它替換實(shí) 施例中，正如下文將進(jìn)一步描述的測(cè)量?jī)x器可集成在容納由儀器所測(cè)
量的氣氛的設(shè)備或工具內(nèi)。由圖2可見，在示范實(shí)施例中，箱體400C 可配置成定義與容納在設(shè)備100的所測(cè)量部分(例如，加載閘140或處 理模塊370)內(nèi)的氣氛450連通的壓力封套425。因此，壓力封套425 內(nèi)的壓力與加載閘140內(nèi)的壓力實(shí)質(zhì)上相同(如下文所引用，加載閘 140只^^殳備100的代表性部分)。在示范實(shí)施例中，壓力封套示為位 于殼體內(nèi)部，僅用于示例用途(例如，在帶有氣氛450的設(shè)備的內(nèi)部和 壓力封套425之間可設(shè)有孔口(port)以便于連通)。在替換實(shí)施例中， 測(cè)量?jī)x器的壓力封套可隨意地(as desired)放置，包括在儀器殼體的外 部。在所示的示范實(shí)施例中，三個(gè)壓力傳感器可連接至壓力封套，并 可操作成測(cè)量該封套內(nèi)的壓力。在替換實(shí)施例中，更多或更少的壓力 傳感器可被連接以感測(cè)壓力封套中的壓力。其它替換實(shí)施例可能有或 者可能沒有壓力封套，并且可具有任何合適數(shù)量的傳感器。在示范實(shí) 施例中，壓力傳感器435可包括壓阻式膜片(PRD)。該膜片的一側(cè)可 連接至壓力封套425。該膜片的另一側(cè)可采用高真空密封，使得PRD 是絕對(duì)膜片傳感器。PRD傳感器435可操作成檢測(cè)壓力封套425中壓 力封套425的絕對(duì)壓力。例如，壓力的變化會(huì)造成壓阻式膜片內(nèi)的應(yīng) 力、應(yīng)力變化或張力，從而影響膜片的電阻率。因此，傳感器435可 通過(guò)測(cè)量膜片中電阻的變化來(lái)感測(cè)封套425中的壓力或壓力變化。傳 感器440也可連接到壓力封套425。例如，傳感器440可以是熱損失 傳感器。熱損失傳感器440可操作成通過(guò)感測(cè)電導(dǎo)體的熱損失來(lái)感測(cè) 壓力封套425內(nèi)的絕對(duì)壓力。熱損失可對(duì)應(yīng)于壓力封套425內(nèi)的壓 力，并因此對(duì)應(yīng)于例如加載閘140內(nèi)的壓力。傳感器445也可連接到 壓力封套425。例如，傳感器445可以是電離傳感器。電離傳感器445 可發(fā)射出與所測(cè)量氣體中的氣粒相碰撞的電子。碰撞會(huì)產(chǎn)生傳導(dǎo)電流的離子。電流量可對(duì)應(yīng)于壓力封套425內(nèi)的氣體密度和氣體壓力， 并因此可對(duì)應(yīng)于加載閘140內(nèi)的壓力。 在示范實(shí)施例中，各個(gè)傳感器435， 440， 445可具有不 同的操作壓力范圍。例如，電離計(jì)(IG)445可最準(zhǔn)確地測(cè)量高真空(如 10A-10托至10八-2托)。熱損失(HL)傳感器可最準(zhǔn)確地測(cè)量中真空(如 10A-3至1000托)。PRD傳感器435可用于測(cè)量低真空至大氣壓力， 如圖2實(shí)際所示。儀器400可包括信號(hào)處理器455,它可傳達(dá)地連接 到各個(gè)傳感器435， 440, 445?？偟膩?lái)說(shuō)，信號(hào)處理器能夠接收傳感 器信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換以輸出所期望的測(cè)量信號(hào)。正如可以意識(shí)到的一 樣，測(cè)量?jī)x器400可用于在處理設(shè)備100的一個(gè)或多個(gè)所期望的室或 模塊內(nèi)測(cè)量瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)壓力，該瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)壓力的范圍可從大氣壓力 至高真空(如13個(gè)十倍程)。處理器455能夠〗吏用來(lái)自傳感器435， 440, 445的信號(hào)以生成指示范圍從大約l(KMO托至大約IOOO托的所測(cè)量 的壓力(或其它所測(cè)量的特性)的輸出測(cè)量信號(hào)，正如下面將描述的一 樣。圖3示意性地示出測(cè)量?jī)x器400與基板處理設(shè)備100的 各種連接。如之前所指出，示范實(shí)施例中的測(cè)量?jī)x器(另見圖2)可以 是集成組件(package)，該組件可以才莫塊的形式安裝或從設(shè)備100移除。 測(cè)量?jī)x器模塊可機(jī)械地連接到設(shè)備100的所期望的部分(如傳輸室 325、處理模塊370、加載閘135， 140)，使得儀器模塊的壓力封套425 與設(shè)備內(nèi)所期望的氣氛450相連通(in communication with)。例如，儀 器殼體400C可通過(guò)合適的扣件(如螺釘、快拆座等)附接(attach)到設(shè)備 100的框架。儀器模塊400還可例如經(jīng)由有線(如USB)或無(wú)線耦合458 而電連4婁到設(shè)備100進(jìn)行供電和通訊(communication)。信號(hào)處理器 455可經(jīng)由耦合458與設(shè)備100的控制系統(tǒng)460連接。在示范實(shí)施例 中，信號(hào)處理器可操作成使用來(lái)自傳感器435, 440和445的多個(gè)讀 數(shù)來(lái)生成輸出測(cè)量信號(hào)，該信號(hào)^皮傳遞給控制系統(tǒng)460。在示范實(shí)施 例中，控制系統(tǒng)460也可連接到處理設(shè)備100的其他裝置，如基板傳輸設(shè)備210和320。例如，控制系統(tǒng)也可連接到加載端口 135， 140、 處理模塊370、設(shè)備100的任何其它合適的裝置以及設(shè)備100外的任 何裝置。控制系統(tǒng)460可連接到用于調(diào)節(jié)設(shè)備的傳輸室305、模塊和 加載閘140內(nèi)壓力的真空泵或系統(tǒng)465。在示范實(shí)施例中，控制系統(tǒng) 還可連接到用于監(jiān)控前端200的控制氣氛105內(nèi)壓力的絕對(duì)壓力傳感 器470?？刂葡到y(tǒng)460可連接到用于使加載閘140通風(fēng)的通風(fēng)閥(vent valve)480,并且可連接到過(guò)程模塊和加載閘(load lock)的加載閥 (loading valve)410, 420。因此，控制系統(tǒng)460可操作成協(xié)調(diào)設(shè)備100 的操作，諸如通過(guò)加載閘135， 140和其他過(guò)程模塊進(jìn)行的基板傳輸。 儀器才莫塊的處理器455和/或控制系統(tǒng)460還可直接地或遠(yuǎn)程地連接到 合適的I/O裝置510(見圖3)，該裝置能夠向控制系統(tǒng)460和處理器 455輸入信息，并且也能夠顯示信息，如從處理器455輸出的所指示 的壓力測(cè)量(或其他測(cè)量特性)。 在處理設(shè)備100的一個(gè)實(shí)例操作中，可由傳輸設(shè)備210 將基板從在加載端口 125處"對(duì)接"(dock)的基板盒130中移除。壓 力傳感器470可測(cè)量控制環(huán)境105內(nèi)的壓力，并將所測(cè)量的壓力傳遞 纟會(huì)控制系統(tǒng)460?？刂葡到y(tǒng)460也可識(shí)別和監(jiān)控設(shè)備100所期望部分 的操作狀態(tài)。例如，控制系統(tǒng)460可使用測(cè)量?jī)x器400來(lái)確定或確認(rèn) 傳輸室305和過(guò)程才莫塊中是否存在所期望的壓力或真空條件。正如可 以意識(shí)到的一樣，如果條件與所期望的協(xié)議不符，控制系統(tǒng)可生成故 障信號(hào)，并且可例如(自動(dòng)地或通過(guò)操作員輸入)發(fā)起補(bǔ)救程序。舉例 來(lái)說(shuō)，如果控制系統(tǒng)根據(jù)測(cè)量?jī)x器400的輸出而記錄(register)傳輸室 不處于所期望的真空條件，則控制系統(tǒng)可啟動(dòng)真空泵以建立所期望的 真空。在從測(cè)量?jī)x器400接收所期望的真空已在傳輸室305中建立的 指示時(shí)，控制系統(tǒng)可自動(dòng)使真空泵不活動(dòng)(deactivate)。在i殳備100的 任何所期望的部分或才莫塊中，可類似地實(shí)施所期望的大氣條件的生成 或保持。控制系統(tǒng)460也可使用連接到加載端口的測(cè)量?jī)x器來(lái)確定加 栽閘135, 140的狀態(tài)以及控制加載閘135, 140的操作。舉例來(lái)說(shuō)，
13測(cè)量?jī)x器400可使用壓力傳感器435, 440和445來(lái)測(cè)量加載閘140 內(nèi)的壓力，并向控制系統(tǒng)460發(fā)送測(cè)量的指示(來(lái)自信號(hào)處理器455)。 控制系統(tǒng)可比較加載閘140和控制環(huán)境之間的壓力測(cè)量指示，并操作 真空泵465以控制加載閘140內(nèi)的壓力，以^便使加載閘氣氛450與控 制環(huán)境105之間的壓力均;街。由于壓力^皮均衡，可密封加載閘140的 兩個(gè)閥410, 420。在使壓力均衡中，控制系統(tǒng)可使用來(lái)自信號(hào)處理器 455的統(tǒng)一輸出以提供用于控制真空泵465的反饋信號(hào)。如上所指出 并且如下也將更詳細(xì)描述的一樣，加載閘140中的壓力變化(例如，與 傳輸室和環(huán)境前端的匹配氣氛之間)或設(shè)備的任何其他所期望的室的 壓力變化可以是這樣的(例如，幾個(gè)十倍程(decades))，使得各個(gè)傳感 器435， 440， 445的測(cè)量范圍可能不足以準(zhǔn)確測(cè)量整個(gè)壓力變化范圍 內(nèi)的壓力。因此，來(lái)自測(cè)量加載閘中壓力的測(cè)量?jī)x器的壓力指示可基 于傳感器435， 440, 445中的兩個(gè)或多個(gè)。例如，當(dāng)加載閘或任何其 它室/才莫塊處于高真空時(shí)，儀器指示的壓力可基于IG傳感器445,處 于低真空時(shí)，指示可基于HL傳感器440，處于大氣壓力時(shí)，指示可 基于PRD傳感器435。正如從圖1和圖3可意識(shí)到的一樣，在從允 許控制系統(tǒng)確定閥400兩端的壓力是平衡的處理器455接收合適的壓 力指示時(shí)，可由控制系統(tǒng)460打開加載閘140和控制環(huán)境105之間的 閥410。來(lái)自傳感器的壓力指示也可顯示在I/O裝置510上(見圖3)。 由于加載閘氣氛450和控制環(huán)境105之間的壓力實(shí)質(zhì)上相等，因此在 打開閥410時(shí)不會(huì)出現(xiàn)氣噴(mshofgas)，氣噴可能導(dǎo)致污染物散布到 基板上。接著，控制系統(tǒng)460可引導(dǎo)基板傳輸設(shè)備210在加載閘140 和前端之間傳輸基板。在完成基板傳輸時(shí)，閥410可關(guān)閉，使加載閘 氣氛被密封，與前端的控制環(huán)境105以及后端300的隔離環(huán)境310隔 離?？刂葡到y(tǒng)可通過(guò)使用真空泵465抽吸降低(pump down)加載閘內(nèi)的 壓力來(lái)使加載閘氣氛450與隔離環(huán)境310之間的壓力均衡。測(cè)量?jī)x器 400可向控制系統(tǒng)460提供可用于控制真空泵465的反饋信號(hào)?？刂?系統(tǒng)還可使用壓力傳感器475監(jiān)控隔離環(huán)境310內(nèi)的壓力。當(dāng)控制系統(tǒng)已確定在加載閘氣氛450與傳輸室305的隔離環(huán)境310之間壓力3皮 實(shí)質(zhì)上平衡時(shí)，控制系統(tǒng)可打開加載閘140與傳輸室305之間的閥， 以在加載閘與傳輸室之間傳輸基板。這個(gè)過(guò)程可根據(jù)需要(as desired) 來(lái)重復(fù)進(jìn)行，以便在設(shè)備100的前端和后端之間加載和卸載基板。類 似地，安裝在過(guò)程模塊和傳輸室中的一個(gè)或多個(gè)上的測(cè)量?jī)x器400可 促進(jìn)在傳輸室和處理期間與傳輸室隔離的過(guò)程模塊之間基板的加載/ 卸載。正如可以意識(shí)到的一樣，上述實(shí)例操作只用于示出示范實(shí)施例 測(cè)量?jī)x器400的應(yīng)用。測(cè)量?jī)x器400可用于任何合適的應(yīng)用，如其中 測(cè)量氣體壓力或氣體密度的任何合適應(yīng)用。在替換實(shí)施例中，測(cè)量?jī)x 器可測(cè)量任何合適的物理量。 如上所指出，在示范實(shí)施例中，壓力儀器400可設(shè)置成 使用三個(gè)傳感器435, 440， 445測(cè)量所期望的室/才莫塊中整個(gè)壓力變化 (如13個(gè)十倍程；從10"g至10-3托)內(nèi)的壓力(雖然在替換實(shí)施例中， 可使用更多或更少的傳感器，這取決于室內(nèi)壓力變化的范圍)。同樣如 上所指出，在示范實(shí)施例中，各傳感器435， 440， 445可具有不同的 壓力范圍，將三個(gè)壓力范圍不同的傳感器一起使用，以提供儀器400 所期望的整個(gè)測(cè)量范圍。在示范實(shí)施例中，處理器455(見圖2-3)可進(jìn) 行編程，使得它測(cè)量的壓力輸出(即來(lái)自儀器的指示壓力)是基于來(lái)自 傳感器435， 440, 445的最佳數(shù)據(jù)。相應(yīng)地，在示范實(shí)施例中，在給 定壓力下，處理器445編程使用來(lái)自傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)，該測(cè)量數(shù)據(jù) 對(duì)于給定壓力具有最高的準(zhǔn)確性(即最佳數(shù)據(jù))，正如下文所述。在示 范實(shí)施例中，各傳感器435， 440, 445的壓力范圍，或換言之，其中 各傳感器相對(duì)于儀器的其它傳感器具有最高的準(zhǔn)確性的壓力范圍可 在處理器455中編程。舉例來(lái)說(shuō)，處理器455(或處理器455可訪問(wèn)的 合適存儲(chǔ)器位置)可具有諸如合適的算法或查找表等編程456以便為 各傳感器識(shí)別和選擇壓力范圍。例如，處理器可直接或間接將校準(zhǔn)線 和實(shí)際壓力配合使用，該校準(zhǔn)線與來(lái)自各個(gè)傳感器的指示壓力相關(guān)(例 如，輸出信號(hào)是實(shí)際壓力的函數(shù))，以便建立計(jì)示壓力范圍(gagepressure range)。各特別的傳感器435， 440， 445的校準(zhǔn)信息可例如通 過(guò)全球或本地網(wǎng)絡(luò)下載，或者另外以任何其它合適的方式輸入到處理 器455。在替換實(shí)施例中，傳感器校準(zhǔn)信息可存儲(chǔ)在遠(yuǎn)程位置處(如儀 器生產(chǎn)廠處的PC處)，并且可由處理器根據(jù)需要經(jīng)由合適的雙向通信 路徑訪問(wèn)。在其它替換實(shí)施例中，校準(zhǔn)信息可由處理器455生成，其 中儀器安裝在適當(dāng)?shù)奈恢貌⑹褂靡阎獋鞲衅餍?zhǔn)技術(shù)。圖6以圖表形 式示出了兩個(gè)傳感器435, 440， 445的代表性校準(zhǔn)線(例如增益)PS1、 PS2。正如可以意識(shí)到的一樣， 一些不同類型的傳感器(如IG傳感器 445或HL傳感器440)的校準(zhǔn)圖或校準(zhǔn)線可對(duì)于不同的氣體種類(如控 制氣體、N2、氬氣)而發(fā)生變化。在示范實(shí)施例中，處理器455的編程 可設(shè)置成實(shí)施對(duì)應(yīng)于期望在室中測(cè)量的氣體種類的傳感器校準(zhǔn)信息 的選擇。例如，對(duì)于不同的氣體種類，各傳感器的校準(zhǔn)線可存儲(chǔ)在處 理器455的程序456中。處理器程序456可為各傳感器將各條校準(zhǔn)線 關(guān)聯(lián)到對(duì)應(yīng)的氣體種類，并在接收輸入(如來(lái)自1/O裝置510或任何其 它所期望的部件)時(shí)選擇適當(dāng)?shù)男?zhǔn)線，該輸入識(shí)別室中氣體種類，室 的壓力將用儀器400來(lái)測(cè)量。在替換實(shí)施例中，處理器455可在接收 識(shí)別室中氣體種類的輸入后從遠(yuǎn)程位置讀取或下載適當(dāng)?shù)男?zhǔn)線。 正如還可以意識(shí)到的一樣，對(duì)于給定類型(如IG、 HL或 PRD)的傳感器，校準(zhǔn)線也可隨傳感器不同而不同。圖6中示出的校 準(zhǔn)線PS1、 PS1，和PS2、 PS2，以圖表形式示出了可存在于相同類型 的不同傳感器的校準(zhǔn)線或增益中的變化。如上所指出，圖6中所示的 圖僅是示范性的。在所示的實(shí)例中，線PS2， PS2，可對(duì)應(yīng)于不同的 PRD傳感器，并且線PSl, PS1，可對(duì)應(yīng)于不同的HL傳感器。線PS2， PS1可分別對(duì)應(yīng)于4義器400的PRD和HL傳感器435, 440。線PS1，
PS1， ， PS2， PS2，的特性僅是示范性的，并且在替換實(shí)施例中，傳
感器的校準(zhǔn)線可具有任何其它所期望的特性。例如，不同PRD傳感器 的校準(zhǔn)線PS2， PS2，僅示為具有比校準(zhǔn)線PS1， PS1，相對(duì)更高的增 益，校準(zhǔn)線PS1， PS1，標(biāo)示出不同HL傳感器的性能。在替換實(shí)施例中，不同類型的傳感器的相對(duì)增益可不同。IG傳感器的校準(zhǔn)線(未示
出)可具有與圖6所示的校準(zhǔn)線大體(generally)相似的特性，并且例如， IG傳感器(如傳感器445)和HL傳感器(如傳感器440)的校準(zhǔn)線之間的 關(guān)系可與圖6中為校準(zhǔn)線PS2， PS2， ， PS1， PS1，而示出的關(guān)系大 體相似。在一個(gè)示范實(shí)施例中，例如，處理器455可纟皮編程為對(duì)于給 定氣體種類、根據(jù)對(duì)應(yīng)傳感器435， 440, 445的校準(zhǔn)線PS1， PS1，， PS2, PS2，計(jì)算或以其它方式識(shí)別各傳感器提供最佳數(shù)據(jù)的壓力(或 其他所測(cè)量的特性)范圍。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于處理器所記錄的氣體種類(如 上所指出)，(儀器400的)特定傳感器435， 440， 445的校準(zhǔn)線可與所 期望的閾值進(jìn)行比較，以對(duì)于給定氣體種類建立各傳感器435， 440, 445的最佳數(shù)據(jù)壓力范圍(或者以下將稱作為壓力范圍)。在替換示范實(shí) 施例中，傳感器的壓力范圍可輸入到處理器或者由處理器從遠(yuǎn)程位置 下載。正如從上文可意識(shí)到的一樣，處理器中記錄的壓力范圍可以是 傳感器特定的和種類特定的。舉例來(lái)說(shuō)，處理器編程456可包括定義 各種氣體種類所對(duì)應(yīng)各傳感器435， 440， 445的范圍信息的信息(如算 法或表格)。如上所指出，在各傳感器435， 440, 445的壓力范圍由處 理器記錄的情況下，示范實(shí)施例中的處理器455在傳感器測(cè)量室中的 壓力改變時(shí)可使用帶有適當(dāng)壓力范圍的傳感器的壓力讀數(shù)。此外，正 如可在示范實(shí)施例中意識(shí)到的一樣，當(dāng)所測(cè)量的壓力超過(guò)給定傳感器 的壓力范圍時(shí)，處理器455可在傳感器之間進(jìn)行轉(zhuǎn)變。 為了防止儀器400測(cè)量范圍產(chǎn)生間斷，可為傳感器435， 440， 445建立壓力范圍以提供所期望的重疊。因此，例如，PRD傳感 器435的壓力范圍可重疊HL傳感器440的壓力范圍，而HL傳感器 440的壓力范圍又可重疊IG傳感器445的壓力范圍。在圖4a中以圖 表形式示出了兩個(gè)傳感器435， 440， 445之間的代表性重疊區(qū)域，圖 4a示出了線501, 502，所述線501， 502描繪了對(duì)應(yīng)傳感器壓力范圍 內(nèi)的傳感器的傳感器讀數(shù)。正如可以意識(shí)到的一樣，圖4a中的傳感器 性能線501, 502(即對(duì)于各個(gè)傳感器，使傳感器讀數(shù)與實(shí)際壓力相關(guān))實(shí)質(zhì)上類似于圖6所示的傳感器校準(zhǔn)線PS1, PS2的部分。進(jìn)一步，在示范實(shí)施例中，線501, 502也可表示來(lái)自處理器的指示壓力(&一(與實(shí)際壓力相關(guān))。因此，并且正如將在下文更詳細(xì)描述的一樣，在示范實(shí)施例中，即使在重疊區(qū)域，來(lái)自處理器455的指示壓力可以是僅僅一個(gè)傳感器435, 440， 445的當(dāng)前值(即壓力讀數(shù))的函數(shù)。相應(yīng)地，正如可從圖4a中意識(shí)到的一樣，重疊的量可減至最小，且比常規(guī)系統(tǒng)的所期望的范圍重疊小得多。例如，并且正如也將在下文中進(jìn)一步描述的一樣，重疊可以如下當(dāng)一個(gè)傳感器435, 440, 445處于其范圍的末端時(shí)，來(lái)自其它傳感器的讀數(shù)是有效的，因此允許處理器在傳感器之間切換。但是，如上所指出，傳感器壓力范圍，并因此該范圍的端點(diǎn)可在(相同類型的)計(jì)之間以及在氣體種類之間變化。在示范實(shí)施例中，處理器可設(shè)置成為傳感器選擇或允許選擇壓力范圍的端點(diǎn)，并因此允許選擇處理器在傳感器之間切換的切換壓力(Pmd)，例如使得來(lái)自儀器400的壓力指示可基于使用來(lái)自僅僅一個(gè)傳感器435, 440， 445的當(dāng)前壓力讀數(shù)(值)的最佳數(shù)據(jù)。在替換實(shí)施例中，壓力指示切換傳感器的切換壓力(Psw)可由操作員例如經(jīng)由I/O裝置510(參見圖3)而輸入到處理器，或者可由處理器從遠(yuǎn)程位置下載。 再次參考圖4a，如上所指出，圖4a示出來(lái)自兩個(gè)傳感器的壓力讀數(shù)可如何相應(yīng)于實(shí)際壓力而變化的實(shí)例。在圖4a中，例如，線501可表示來(lái)自電離傳感器445的壓力讀數(shù)。例如，線502可表示來(lái)自熱損失傳感器440的壓力讀數(shù)。如上所述，熱損失傳感器440和電離傳感器445可具有不同的操作范圍。因此，可能所期望的是在壓力低于切換壓力Psw處，將來(lái)自電離傳感器445的壓力讀數(shù)作為來(lái)自儀器400的指示壓力的基礎(chǔ)來(lái)使用，以及在壓力高于閾值壓力Psw處，將來(lái)自熱損失傳感器440的壓力讀數(shù)作為指示壓力的基礎(chǔ)來(lái)使用。如圖4a中清楚所示，在來(lái)自兩個(gè)傳感器的讀數(shù)之間存在變化(也可見圖6)。因此，由于在閾值壓力Psw處傳感器440， 445可能不產(chǎn)生相同的壓力讀數(shù)，所以在切換壓力處兩個(gè)傳感器讀數(shù)之間的切換將導(dǎo)致儀器指示壓力的突然跳3夭(abmpt jump)或不連續(xù)性?？赡芙?jīng)受某種處理的 數(shù)據(jù)流中不連續(xù)性的存在是非常不希望有的。例如，處于或接近閾值 壓力Psw處使指示壓力產(chǎn)生差別(differentiate)可能隨后導(dǎo)致壓力變化 率的高量度值，這能引入壓力控制反饋系統(tǒng)的滯后，或在處理系統(tǒng)中 生成故障。例如，在監(jiān)控下降壓力的環(huán)境時(shí)，來(lái)自熱損失傳感器440 的讀數(shù)可首先用于確定指示壓力Pind。這將遵循線502。當(dāng)來(lái)自熱損 失傳感器440的讀數(shù)達(dá)到閾值壓力Psw時(shí)，來(lái)自電離傳感器445的讀 數(shù)可隨后用于確定指示壓力Pind。這將遵循線501。然而，如圖4a中 例示，當(dāng)熱損失傳感器440壓力讀數(shù)等于Psw時(shí)，實(shí)際壓力將是Pc， 而電離傳感器445的壓力讀數(shù)將為PB。由于Pb不等于Psw，指示壓力 Pind的急劇改變將會(huì)發(fā)生。壓力的這種急劇改變將不反映實(shí)際物理壓 力的改變，而將只是測(cè)量?jī)x器引入的假象(artifact)。類似的現(xiàn)象可在 上升的壓力環(huán)境中發(fā)生，其中P腸首先遵循傳感器445的線501讀數(shù)， 然后轉(zhuǎn)到遵循傳感器440的線502讀數(shù)。當(dāng)來(lái)自傳感器445的讀數(shù)達(dá) 到閾值壓力Psw時(shí)，實(shí)際壓力將是Po，而傳感器440的壓力讀數(shù)將為
Pa。由于Pa是與Psw不同的值，所以僅從一個(gè)傳感器讀數(shù)切換到另一 個(gè)可產(chǎn)生指示壓力Pnro的急劇跳i 天或不連續(xù)性。 如圖4b所示，當(dāng)處理器正從一個(gè)傳感器的讀數(shù)切換到另 一個(gè)傳感器時(shí)，可在某個(gè)范圍內(nèi)調(diào)整指示壓力P歸，以逐漸轉(zhuǎn)變 (transition)兩個(gè)傳感器壓力讀數(shù)的差異。在示范實(shí)施例中，在轉(zhuǎn)變中， 信號(hào)處理器455可使用來(lái)自(為便于描述)可被稱作為"切換自"傳感 器(例如，處理器正從其切換的傳感器)的先前壓力讀數(shù)以調(diào)整來(lái)自"切 換至"傳感器(例如，處理器正切換至的傳感器)的當(dāng)前讀數(shù)，以便產(chǎn) 生輸出信號(hào)。在一個(gè)實(shí)例中，圖4b示出了在傳感器之間的轉(zhuǎn)變中，
輸出信號(hào)PlND可如何相應(yīng)于實(shí)際壓力而變化?？梢钥闯?，當(dāng)實(shí)際壓力 較高且正在下降時(shí)，指示壓力PiND可直接對(duì)應(yīng)于并且實(shí)質(zhì)上等于來(lái)自
熱損失傳感器440的讀數(shù)，并因此可遵循線502。當(dāng)來(lái)自傳感器440 的壓力讀數(shù)下降到閾值壓力Psw以下時(shí)，則P腸可由來(lái)自傳感器445的讀數(shù)確定。然而，PiND相對(duì)于來(lái)自傳感器445("切換至，，傳感器) 的讀數(shù)進(jìn)行調(diào)整以補(bǔ)償某點(diǎn)處來(lái)自兩個(gè)傳感器的讀數(shù)的差異，在該點(diǎn)
處，PjND從由傳感器440("切換自"傳感器)讀數(shù)確定切換至由傳感器 445讀數(shù)確定。因此，當(dāng)實(shí)際壓力持續(xù)下降時(shí)，PiND遵從(follow along) 曲線504。在某個(gè)點(diǎn)處，曲線504和線501相交，并且P腸等于傳感 器445的壓力讀數(shù)。低于這個(gè)壓力時(shí)，P腸可直接對(duì)應(yīng)于并實(shí)質(zhì)上等 于傳感器445的讀數(shù)。在示范實(shí)施例中，可能不存在PiND根據(jù)兩個(gè)傳 感器435， 440， 445的當(dāng)前讀數(shù)確定的任何時(shí)間。相反地，指示壓力 P膨在儀器400的整個(gè)累積(cumulative)壓力范圍內(nèi)可僅根據(jù)一個(gè)傳感 器讀數(shù)來(lái)確定。圖4b也示出了曲線505，曲線505可表示在升壓環(huán) 境中PlND的轉(zhuǎn)變。當(dāng)壓力較低并且正在上升時(shí)，P歸可根據(jù)來(lái)自傳感 器445的壓力讀數(shù)確定，且可實(shí)質(zhì)上等于該壓力讀數(shù)，直至PiND達(dá)到 Psw以及處理器例如從傳感器445切換至傳感器440。隨后，P腸可在 壓力持續(xù)上升時(shí)遵循轉(zhuǎn)變曲線505,并且可由傳感器440的當(dāng)前壓力 讀數(shù)來(lái)確定。遵循曲線505時(shí)，PwD是相對(duì)于傳感器440的讀數(shù)的調(diào)
整值。這可防止在從PiND根據(jù)傳感器445確定的狀態(tài)轉(zhuǎn)變到Pind根據(jù)
傳感器440確定的另 一個(gè)狀態(tài)時(shí)P腸值的突變。隨著壓力持續(xù)上升， 曲線505與線502相交，并且PiND等于傳感器440的讀數(shù)。對(duì)于更高 的壓力，PiND可直接對(duì)應(yīng)于并且可實(shí)質(zhì)等于傳感器440的壓力讀數(shù)。圖5是流程圖，該流程圖示出了在根據(jù)儀器傳感器435, 440， 445的壓力讀數(shù)來(lái)生成指示壓力(諸如設(shè)備100的室的指示壓力) 中，由信號(hào)處理器455執(zhí)行的處理的一個(gè)范例。通過(guò)根據(jù)流程圖來(lái)操 作信號(hào)處理器455而產(chǎn)生的實(shí)例結(jié)果在圖6中示出。在圖5所示的示 范實(shí)施例中，標(biāo)記為PS1和PS2的塊600和605可表示來(lái)自傳感器之 一(諸如來(lái)自熱損失壓力傳感器440)的壓力讀數(shù)PS1(之前描述過(guò)，請(qǐng) 參閱圖6)。壓力讀數(shù)PS2(同樣之前描述過(guò))可以是來(lái)自另一個(gè)傳感器 (諸如來(lái)自壓阻式膜片壓力傳感器435)的壓力讀數(shù)。類似地，PS2和 PS1可以是來(lái)自HL和IG傳感器440， 445的相應(yīng)讀數(shù)。在塊6001中，系統(tǒng)可被初始化。正如可以意識(shí)到的 一樣，可在任何時(shí)間執(zhí)行系統(tǒng)初
始化，諸如在儀器400的處理器455的啟動(dòng)/引導(dǎo)時(shí)。例如，處理器可 執(zhí)行所期望的初始化例行程序(routine)，該例行程序可確認(rèn)儀器組件 (包括傳感器435， 440， 445)的正確操作。處理器可選擇操作參數(shù)，諸 如對(duì)于對(duì)應(yīng)傳感器的要由處理器利用的相應(yīng)壓力范圍和處理器要切 換傳感器讀數(shù)的轉(zhuǎn)變點(diǎn)(即Psw)，以及在傳感器之間轉(zhuǎn)變時(shí)，將用于調(diào) 整對(duì)應(yīng)傳感器的閥的程序算法(或表)。處理器455例如可通過(guò)記錄室 中的氣體種類塊600A來(lái)選擇操作參數(shù)(如上所指出，傳感器壓力范圍 并因此轉(zhuǎn)變壓力可隨氣體種類而變化)。氣體種類(例如空氣、N2、氬 氣)可例如通過(guò)經(jīng)由1/O裝置510(見圖3)或能夠?qū)怏w種類傳遞給處理 器的任何其它系統(tǒng)或裝置的操作員輸入來(lái)記錄。在氣體種類被記錄的 情況下，處理器可在塊600B中為所記錄的氣體種類選擇各傳感器 435， 440， 445的對(duì)應(yīng)壓力范圍。處理器可例如通過(guò)從將傳感器的壓 力范圍與氣體種類關(guān)聯(lián)的內(nèi)存儲(chǔ)器456訪問(wèn)查找表來(lái)實(shí)施選擇。如上 所指出，處理器可例如從遠(yuǎn)程傳感器訪問(wèn)關(guān)聯(lián)或建立針對(duì)所記錄的氣 體種類的傳感器的壓力范圍的信息。在替換實(shí)施例中，各傳感器435， 440, 445的壓力范圍可通過(guò)操作員經(jīng)由1/0裝置或任何其它選擇器而 輸入各傳感器的相應(yīng)范圍來(lái)選擇。轉(zhuǎn)變壓力Psw可通過(guò)選擇傳感器的 壓力范圍來(lái)定義。例如，如圖4a， 4b所示，轉(zhuǎn)變壓力P柳可在如之前 所述傳感器壓力范圍被確定時(shí)設(shè)置，以對(duì)應(yīng)于傳感器壓力范圍的末端 (例如，Psw可設(shè)置成等于分別以曲線502， 501表示的傳感器壓力范圍 的末端Pc， PD處的指示壓力)。轉(zhuǎn)變壓力Psw值可例如在處理器存儲(chǔ) 器456中預(yù)設(shè)以及存儲(chǔ)，或者在備選實(shí)施例中，可在處理器可訪問(wèn)的 任何存儲(chǔ)器位置預(yù)設(shè)以及存儲(chǔ)，使得在選擇傳感器的壓力范圍時(shí)，對(duì)
應(yīng)于該選擇的Psw的值變得可由處理器識(shí)別。換言之，處理器被給定 用于壓力范圍選擇的Psw的值。在替換的實(shí)施例中，處理器可被編程 為確定Psw的值，以便利用來(lái)自傳感器的最佳數(shù)據(jù)。如上所指出，(相 同類型的)不同傳感器的準(zhǔn)確性和范圍可不同(例如參見圖6)。因此，
21圍。這在圖4a中通過(guò)延伸線502a而示出，延伸線502a在端壓Pc1處 終止，該延伸線顯示了相比于線502所指示的傳感器的范圍的增加的 范圍。考慮到傳感器增加的操作范圍，可能所期望的是將圖4a中所識(shí)
別的轉(zhuǎn)變壓力建立為Psw，，以利用傳感器的更大范圍，并因此將Psw， 的值設(shè)為比(具有更小壓力范圍的傳感器的)Psw更低。舉例來(lái)說(shuō)，具有
于4義器的一個(gè)或多個(gè)其他傳感器435， 440， 445(例如更快的響應(yīng)、更 高的準(zhǔn)確性、讀數(shù)實(shí)質(zhì)上與種類無(wú)關(guān))，并因此可能所期望的是在其較 大的范圍上釆用這種傳感器。舉例來(lái)說(shuō)，PRD傳感器435可具有比 HL傳感器更快的響應(yīng)。相應(yīng)地，可能所期望的是盡可能最大程度地 使用PRD傳感器，并因此將切換壓力Psw，(對(duì)于在PRD和HL傳感 器之間切換)實(shí)質(zhì)上設(shè)在PRD傳感器的極限/末端Pc'處。因此，可用 上述選擇標(biāo)準(zhǔn)或因素對(duì)處理器455進(jìn)行編程，將(諸如PRD和HL傳 感器之間的)切換壓力Psw、Psw，的值設(shè)為PRD傳感器范圍的較低端， 并將HL傳感器所識(shí)別的壓力范圍調(diào)整為在對(duì)應(yīng)于所設(shè)的切換壓力 Psw，(如上所指出)的壓力Pd，處結(jié)束，處理器455可編程為或可能能 夠訪問(wèn)數(shù)據(jù)，用于計(jì)算值Psw、 Psw，(例如，根據(jù)所識(shí)別的端點(diǎn)Pc、 Pc，和傳感器校準(zhǔn)值)以及類似地用于調(diào)整HL傳感器的壓力范圍。處 理器455可用其它所期望的因素來(lái)編程，用于選擇傳感器之間的切換 壓力Psw,諸如將切換壓力的值設(shè)為對(duì)應(yīng)于具有較高準(zhǔn)確性或任何其 它所期望的選擇因素的傳感器。
各個(gè)絕對(duì)讀數(shù)PS1、 PS2經(jīng)由塊620充當(dāng)輸入。此外， 在塊610中， 一開始設(shè)置啟動(dòng)才莫式。在塊610中，模式設(shè)置為PS2-。 該模式指示處理器455當(dāng)前正使用的傳感器讀數(shù)以確定指示壓力Pind 以及壓力是正在上升還是下降。在此實(shí)例中，壓力一開始為高并且正 在下降，因此才莫式i殳置為PS2-，以指示Pind應(yīng) 一開始根據(jù)PS2確定(即， 例如基于PRD傳感器，而不是熱損失或電離傳感器)，以及壓力正在下降。同樣，在塊610中，處理器也可訪問(wèn)選定的轉(zhuǎn)變參數(shù)，以及將
變量KS1的值設(shè)為等于1,而將變量KS2的值設(shè)為等于0。這些變量 可結(jié)合轉(zhuǎn)變參數(shù)來(lái)用于確定其它塊中的PiND，如下所述。在塊625中， 就PS1讀數(shù)(例如，在傳感器壓力范圍內(nèi))是否有效作出確定。在此實(shí) 例中，如果PS1讀數(shù)小于預(yù)定值P朋，則它被確定為有效。P冊(cè)可以 是熱損失傳感器440操作范圍的上端點(diǎn)，高于該上端點(diǎn)，熱損失傳感 器讀數(shù)PS1可能不夠準(zhǔn)確。在塊630中，讀回當(dāng)前模式以確定壓力是 在上升還是下降。如果正在下降，則執(zhí)行塊635。在塊635中，PS2 與選定的值Psw進(jìn)行比較。如果PS2小于Psw,則執(zhí)行塊640。否貝'J， 執(zhí)行塊690,如下所述。在塊640中，沖莫式設(shè)置為PSl-，以指示P腸 當(dāng)前響應(yīng)于來(lái)自熱損失傳感器的PS1讀數(shù)。在塊645中，PS1與閾值
PL進(jìn)行比較，該閾值PL是其中PlND直接對(duì)應(yīng)于來(lái)自熱損失傳感器的
讀數(shù)PS1的區(qū)域上端點(diǎn)的值。如果PS1小于Pl，則執(zhí)行塊650。否貝'J， 執(zhí)行塊705以產(chǎn)生PjND的值，如下所述。在塊650中，PS1與闊值Pix 進(jìn)行比較，該閾值Pix可以是PDR傳感器43 5操作壓力范圍的下端點(diǎn)， 在該下端點(diǎn)之下，PRD傳感器可能不能操作成產(chǎn)生足夠準(zhǔn)確的讀數(shù)。 如果PS1小于Plx，則執(zhí)行塊655。否則，執(zhí)行塊665。在塊665中， 模式被設(shè)置為PS1+,以指示Pind當(dāng)前響應(yīng)于來(lái)自熱損失傳感器440 的壓力讀數(shù)PS1以及壓力正在下降。在塊660中，KS2 ^皮設(shè)置為 PS2-PS1。換言之，KS2被設(shè)置為從PRD傳感器435生成的壓力讀數(shù) 和來(lái)自熱損失傳感器440的壓力讀數(shù)之間的差。在步驟665中，P腸 被設(shè)置為等于PS1(來(lái)自熱損失傳感器440的讀數(shù))，并且塊620被重 新執(zhí)行。
如果在塊630處模式被確定為正，指示上升的壓力，則 執(zhí)行塊670。在塊670中，PSl與Psw進(jìn)行比較。如果Psw小于PSl, 則執(zhí)行塊675。否則，執(zhí)行塊655。在塊675中，模式被設(shè)置為PS2+, 指示所指示的壓力P腦響應(yīng)于用PRD傳感器435生成的壓力讀數(shù) PS2,以及壓力正在上升。在塊680中，PS2與PH進(jìn)行比較，Ph可以是壓力區(qū)域的端點(diǎn)，在該壓力區(qū)域內(nèi)所指示的壓力PiND直接對(duì)應(yīng)于用
PRD傳感器435生成的壓力讀數(shù)PS2。如果PS2大于PH，則執(zhí)行塊 685。否則，執(zhí)行塊710以生成P歸的值。在塊685中，PS2與P冊(cè) 進(jìn)行比較，PnH可以是熱損失傳感器440范圍的上端點(diǎn)，在該上端點(diǎn) 之上，傳感器440可能不夠準(zhǔn)確。如果PS2大于Phh,則執(zhí)行塊690。 否則，執(zhí)行塊700。在塊690, KS1 一皮設(shè)置為等于PS2與PS1的比。 在塊695中，才莫式^皮設(shè)置為PS2-,以指示P腸響應(yīng)于PS2以及它正在 下降。在塊700中，P!m^皮設(shè)置為等于PS2。隨后，塊620被重新執(zhí) 行。
當(dāng)壓力正在下降，從PRD傳感器435生成的讀數(shù)PS2 低于閾值Psw，且來(lái)自熱損失傳感器440的讀數(shù)PS1高于闊值PL時(shí)， 執(zhí)行塊705。這是其中PiND響應(yīng)于PSl而不響應(yīng)于PS2的范圍，并且
其中，PlND是PSl的調(diào)整值，調(diào)整使PlND曲線平滑并避免不連續(xù)性、
跳躍和高量度差別。塊705根據(jù)以下公式定義了 P脂的值
<formula>formula see original document page 24</formula>
當(dāng)壓力正在上升，從熱損失傳感器440生成的讀數(shù)PS1 大于閾值Psw，且從PRD傳感器435生成的讀數(shù)PS2低于闊值PH時(shí)， ，執(zhí)行塊710。這是其中P腸響應(yīng)于PS2而不響應(yīng)于PS1的范圍，并且 其中P腦是PS2的調(diào)整值，調(diào)整使P膽曲線平滑并避免不連續(xù)性、跳 躍和高量度差別。塊710根據(jù)以下公式定義了 P歸的值
<formula>formula see original document page 24</formula>
再次參考圖6，還示出有PjND的值的實(shí)例圖表，Pjnd可
從圖5的流程圖所示出的過(guò)程得出?？梢钥闯觯还軌毫κ窃谏仙€
是在下降，在閾值Psw處的指示值PjND無(wú)不連續(xù)性。因?yàn)椴淮嬖谌绻?在閾值壓力Psw處PiND簡(jiǎn)單地在PlND=PS2和PlND=PSl之間進(jìn)行切換 而將發(fā)生的PiND的突變，所以在閾值Psw處或附近(或在P腸曲線上 的別處)計(jì)算PrND的導(dǎo)數(shù)或斜率可能不會(huì)產(chǎn)生高量度的值。因此，可能 的是使用PiND的導(dǎo)數(shù)作為反饋以控制壓力，諸如(例如)加載閘氣氛450 的壓力。 如上所指出，除了 PDR傳感器435和熱損失傳感器440 外，示范測(cè)量?jī)x器還可具有電離傳感器445。來(lái)自所有這三個(gè)傳感器 的讀數(shù)可用于產(chǎn)生可在擴(kuò)展的范圍上操作的指示壓力輸出。例如，在 低于熱損失傳感器440的操作壓力范圍的壓力處，指示壓力可根據(jù)電 離傳感器445的讀數(shù)確定，電離傳感器445可操作在比傳感器440更 低的壓力范圍。其中指示壓力根據(jù)傳感器440的讀數(shù)來(lái)確定的狀態(tài)和 其中指示壓力根據(jù)傳感器445的讀數(shù)來(lái)確定的狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變可以與 之前所述(參考圖5和6,對(duì)于使用傳感器435的讀數(shù)和使用傳感器440 的讀數(shù)之間的轉(zhuǎn)變)實(shí)質(zhì)類似的方式處理。因此，測(cè)量?jī)x器可操作成在 擴(kuò)展的操作范圍上指示壓力，該擴(kuò)展的操作范圍包括電離傳感器445 的操作范圍以及熱損失傳感器440和PRD傳感器435的操作范圍。在 測(cè)量?jī)x器400的整個(gè)擴(kuò)展的操作范圍內(nèi)，指示壓力常可根據(jù)僅僅一個(gè) 傳感器的讀數(shù)來(lái)確定，但是可指示壓力而沒有通過(guò)從一個(gè)傳感器讀數(shù) 轉(zhuǎn)變到另 一個(gè)所引起的指示壓力的任何跳躍或不連續(xù)性。在其他實(shí)施 例中，測(cè)量?jī)x器可具有例如兩個(gè)傳感器，或可具有任何其它合適數(shù)量 的傳感器。在其他實(shí)施例中，任何合適的物理特性可由傳感器測(cè)量以 及由儀器指示(例如質(zhì)量、力、光強(qiáng)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度或其他物理量或特性)。 應(yīng)理解，前面的描述僅示出本發(fā)明。在不背離本發(fā)明的 情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可設(shè)計(jì)各種替換和變型。相應(yīng)地，本發(fā)明旨 在包含落在所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的所有此類替換、變型和變化。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量?jī)x器，包括處理器，適于輸出包含物理特性的測(cè)量的測(cè)量信號(hào)；第一傳感器，連接到所述處理器并且可操作成生成所述物理特性的第一測(cè)量；第二傳感器，連接到所述處理器并且可操作成生成所述物理特性的第二測(cè)量；以及轉(zhuǎn)變選擇器，連接到所述處理器并且設(shè)置成實(shí)施所述第一和第二傳感器之間的預(yù)定轉(zhuǎn)變的選擇；其中，所述處理器定義第一測(cè)量范圍，在所述第一測(cè)量范圍內(nèi)所述測(cè)量信號(hào)取決于所述第一測(cè)量而不取決于所述第二測(cè)量；以及定義第二測(cè)量范圍，在所述第二測(cè)量范圍內(nèi)，所述測(cè)量信號(hào)取決于所述第二測(cè)量而不取決于所述第一測(cè)量，第一和第二范圍在其中包含在所述測(cè)量信號(hào)中的測(cè)量在所述第一和第二范圍之間轉(zhuǎn)變的預(yù)定轉(zhuǎn)變處相交，所述第一和第二測(cè)量在所述轉(zhuǎn)變處不同，并且包含在所述測(cè)量信號(hào)中的測(cè)量穿過(guò)所述轉(zhuǎn)變而實(shí)質(zhì)上無(wú)突變。
2. 如權(quán)利要求1所述的測(cè)量?jī)x器，其中，包含在所述測(cè)量信號(hào)中的測(cè)量在所述第二范圍的至少 一部分上相對(duì)于所述第二測(cè)量進(jìn)行調(diào)整，使得所述測(cè)量在穿過(guò)從所述第一到所述第二范圍的轉(zhuǎn)變時(shí)不突然地改變。
3. 如權(quán)利要求1所述的測(cè)量?jī)x器，其中所述物理特性是壓力。
4. 如權(quán)利要求1所述的測(cè)量?jī)x器，其中所述物理特性是氣體密度。
5. 如權(quán)利要求1所述的測(cè)量?jī)x器，其中包含在所述測(cè)量信號(hào)中的測(cè)量在所述第一范圍的至少一部分上實(shí)質(zhì)上等于所述第一測(cè)量，并且其中包含在所述測(cè)量信號(hào)中的測(cè)量在所述第二范圍的至少 一部分上實(shí)質(zhì)上等于所述第二測(cè)量。
6. —種工件處理設(shè)備，包括其中具有氣氛的至少一個(gè)^f莫塊，以及權(quán)利要求1所述的測(cè)量?jī)x器，該測(cè)量?jī)x器連接到所述至少一個(gè)一莫塊，用于測(cè)量所述才莫塊中的所迷氣氛的物理特性。
7. —種壓力計(jì)，包括壓力指示器；第一壓力傳感器，連接到所述壓力指示器并且可操作成生成第一壓力讀數(shù)；和第二壓力傳感器，連接到所述壓力指示器并且可操作成生成第二壓力讀凄丈；其中，當(dāng)所述第一壓力讀數(shù)高于可選擇的預(yù)定壓力值并且正在下降時(shí)，所述壓力指示器配置成響應(yīng)所述第一壓力讀數(shù)而指示壓力，而不響應(yīng)于所述第二壓力讀數(shù)；其中，當(dāng)所述第一壓力讀數(shù)低于所述可選擇的預(yù)定壓力值并且正在下降時(shí)，所述壓力指示器配置成響應(yīng)所述第二壓力讀數(shù)而指示壓力，而不響應(yīng)于所述笫一壓力讀數(shù)；以及其中所述壓力指示器配置成在包括所述預(yù)定壓力值的指示壓力范圍上將壓力指示為實(shí)質(zhì)連續(xù)的函數(shù)，其中在所述第一壓力讀數(shù)實(shí)質(zhì)上等于所述預(yù)定壓力值時(shí)，所述第二壓力讀數(shù)與所述第 一壓力讀數(shù)不同。
8. 如權(quán)利要求7所述的壓力計(jì)，其中當(dāng)所述第一壓力讀數(shù)高于所述可選擇的預(yù)定壓力值時(shí)，所述壓力指示器配置成指示實(shí)質(zhì)上等于所述第一壓力讀數(shù)的壓力。
9. 如權(quán)利要求8所述的壓力計(jì)，其中當(dāng)所述第一壓力讀數(shù)小于低于所述預(yù)定壓力值的第二預(yù)定壓力值時(shí)，所述壓力器還配置成指示實(shí)質(zhì)上等于所述第二壓力讀數(shù)的壓力。
10. 如權(quán)利要求9所述的壓力計(jì)，其中所述第二預(yù)定壓力值可從許多不同的預(yù)定壓力值中選擇，并且其中所述壓力指示器具有用于選擇所述可選擇的預(yù)定壓力值和第二預(yù)定壓力值的選擇器。
11. 如權(quán)利要求9所述的壓力計(jì)，其中所述壓力指示器配置成將壓力指示為在包括所述第二預(yù)定壓力閾值的范圍上的連續(xù)可微的函數(shù)。
12. 如權(quán)利要求11所述的壓力計(jì)，其中所述指示壓力在所述預(yù)定 壓力值之間沒有拐點(diǎn)。
13. 如權(quán)利要求9所述的壓力計(jì)，其中所述預(yù)定壓力值定義轉(zhuǎn)變 壓力范圍的端點(diǎn)，并且其中所述壓力指示器配置成在所述轉(zhuǎn)變壓力范 圍內(nèi)指示已調(diào)整壓力讀數(shù)，所述已調(diào)整壓力讀數(shù)響應(yīng)于第二壓力并且 相對(duì)于所述第二壓力讀數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使得所述已調(diào)整壓力讀數(shù)在預(yù)定 壓力處等于所述第一壓力讀數(shù)。
14. 一種壓力計(jì)，包括 壓力指示器；第一壓力傳感器，連接到所述壓力指示器并且可操作成生成第一 壓力讀數(shù)；和第二壓力傳感器，連接到所述壓力指示器并且可操作成生成第二 壓力讀數(shù)；其中當(dāng)所述第一壓力讀數(shù)低于可選擇的預(yù)定壓力值并且正在上 升時(shí)，所述壓力指示器配置成響應(yīng)所述第一壓力讀數(shù)而指示壓力，而 不響應(yīng)于所述第二壓力讀數(shù)；其中當(dāng)所述第一壓力讀數(shù)高于所述可選擇的預(yù)定壓力值并且正 在上升時(shí)，所述壓力指示器配置成響應(yīng)所述第二壓力讀數(shù)而指示壓 力，而不響應(yīng)于所述第一壓力讀數(shù)；以及其中所述壓力指示器配置成將壓力指示為在包括所述預(yù)定壓力 值的指示壓力范圍上的連續(xù)函數(shù)，其中在所述第一壓力讀數(shù)實(shí)質(zhì)上等 于所述預(yù)定壓力值時(shí)，所述第二壓力讀數(shù)與所述第一壓力讀數(shù)不同。
15. 如權(quán)利要求14所述的壓力計(jì)，其中當(dāng)所述笫一壓力讀數(shù)低于 預(yù)定壓力值并且正在上升時(shí)，所述壓力指示器配置成指示實(shí)質(zhì)上等于 所述第一壓力讀數(shù)的壓力。
16. 如權(quán)利要求15所述的壓力計(jì)，其中當(dāng)所述第一壓力讀數(shù)小于 低于所述預(yù)定壓力值的第二預(yù)定壓力值時(shí)，壓力指示器還配置成指示 實(shí)質(zhì)上等于所述第二壓力讀數(shù)的壓力。
17. 如權(quán)利要求16所述的壓力計(jì)，其中所述壓力指示器配置成將 壓力指示為在包括所述第二預(yù)定壓力值的范圍上的連續(xù)可微函數(shù)。
18. —種方法，包括用第一傳感器產(chǎn)生可計(jì)量的物理屬性的第一讀數(shù)； 用第二傳感器產(chǎn)生所述可計(jì)量的物理屬性的第二讀數(shù)； 用處理器從許多不同可選擇的轉(zhuǎn)變量度中選擇轉(zhuǎn)變量度； 在物理特性的第一范圍上只響應(yīng)所述第一讀數(shù)而指示所述物理 屬性的量度；在所述物理特性的第二范圍上只響應(yīng)所述第二讀數(shù)而指示所述 物理屬性的量度，所述物理特性的第二范圍與所述第 一 范圍在所述物 理屬性的轉(zhuǎn)變量度處毗鄰；在第一或第二區(qū)域的至少一個(gè)中調(diào)整所述物理屬性的指示量度， 使得指示量度在所述第一和第二范圍之間轉(zhuǎn)變中不突然地改變，所述 第 一和第二讀數(shù)在所述轉(zhuǎn)變量度處不同。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中在所述物理屬性正在下降 時(shí)，所述指示量度僅在所述第二范圍中進(jìn)行調(diào)整。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中在所述物理屬性正在上升 時(shí)，所述指示量度僅在所述第一范圍中進(jìn)行調(diào)整。
21. 如權(quán)利要求1所述的測(cè)量?jī)x器，其中所述第一傳感器和所述 第二傳感器中的至少一個(gè)從壓阻式膜片(PRD)傳感器、熱損失(HL)傳 感器和電離傳感器中的至少一個(gè)中選擇。
22. 如權(quán)利要求1所述的測(cè)量?jī)x器，還包括第三傳感器，所述第 三傳感器連接到所述處理器并且可操作成生成所述物理特性的第三 測(cè)量，所述轉(zhuǎn)變選擇器設(shè)置成實(shí)施在所述第一、第二和第三傳感器之 間的預(yù)定轉(zhuǎn)變的選擇。
全文摘要
測(cè)量?jī)x器具有處理器、第一傳感器和第二傳感器。處理器適于輸出測(cè)量信號(hào)，該測(cè)量信號(hào)包含物理量的測(cè)量。第一傳感器和第二傳感器連接到處理器并且可操作成分別生成物理量的第一和第二測(cè)量。處理器定義第一測(cè)量范圍，在第一測(cè)量范圍內(nèi)，測(cè)量信號(hào)取決于第一測(cè)量，而不是第二測(cè)量。處理器定義第二測(cè)量范圍，在第二測(cè)量范圍內(nèi)，測(cè)量信號(hào)取決于第二測(cè)量，而不是第一測(cè)量。第一和第二范圍在預(yù)定轉(zhuǎn)變處相交。第一和第二測(cè)量在轉(zhuǎn)變處不同，并且包含在測(cè)量信號(hào)中的測(cè)量穿過(guò)轉(zhuǎn)變而沒有突變。
文檔編號(hào)G01L7/00GK101688813SQ200880021480
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日
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