修正值用于后續(xù)的計算中。
[0034] 步驟S3:對各壓力分區(qū)的預(yù)設(shè)壓力值進行修正以得到壓力修正值，并將壓力修正 值作為算法內(nèi)部實際參與運算的壓力設(shè)定值。
[0035] 具體地說，為消除靜態(tài)偏差，本發(fā)明的實施例在計算過程中采取分別對每一個壓 力分區(qū)對應(yīng)的預(yù)設(shè)壓力值進行修正的方法，即以各分區(qū)壓力對應(yīng)的預(yù)設(shè)壓力值除以對應(yīng)修 正系數(shù)的商作為壓力修正值，并以此壓力修正值作為實際參與運算的壓力設(shè)定值。具體地， 以第一至第五壓力分區(qū)的壓力值為2psi，保持環(huán)的壓力值為5psi為例，則本實施例中的拋 光頭各壓力分區(qū)的設(shè)定值修正系數(shù)如表2所示。同理，對于拋光頭在裝卸片時部分分區(qū)的負 壓控制亦可采取同樣的方法，此處不再贅述。
[0037]表 2
[0038]步驟S4:實時計算各路氣壓傳感器的最終輸出值與對應(yīng)壓力分區(qū)的壓力設(shè)定值之 間的偏差量。
[0039] 步驟S5:根據(jù)上述偏差量計算CMP拋光頭系統(tǒng)的相應(yīng)電氣比例閥的控制量，并根據(jù) 計算得到的控制量對相應(yīng)的電氣比例閥進行控制調(diào)節(jié)，以減小相應(yīng)氣壓傳感器的最終輸出 值與對應(yīng)壓力分區(qū)預(yù)設(shè)壓力值之間的偏差量。
[0040] 具體地說，本發(fā)明的實施例基于PID控制思想，可以較好地改善拋光頭各分區(qū)的壓 力響應(yīng)特性，減少響應(yīng)時間，并且較好地抑制相鄰分區(qū)的壓力影響。針對裝卸片等靜態(tài)動作 時，采用增量式純比例控制方式。具體包括:在實時計算時，每次計算得到的控制量為當(dāng)前 控制量的增量值，也即將當(dāng)前計算得到的控制增量與上一時刻計算得到的控制量之和作為 相應(yīng)電氣比例閥的當(dāng)前控制量，其中，控制增量的計算方法具體為：
[0041] Δ u(n) =ΚΡ · Δ e(n)，
[0042] 其中，Ae(n)為氣壓傳感器的最終輸出值與對應(yīng)壓力分區(qū)的壓力設(shè)定值的當(dāng)前偏 差量與上一時刻偏差量的差值，心為比例項系數(shù)，Au(n)為第η時刻相應(yīng)電氣比例閥的控制 增量。
[0043]進一步地，在本發(fā)明實施例的CMP拋光頭系統(tǒng)中，上層控制系統(tǒng)在進行裝卸片動作 時調(diào)用本發(fā)明實施例的控制算法同時控制拋光頭的各個壓力分區(qū)，即各壓力分區(qū)的壓力控 制共享同一計算方法，但是拋光頭的各壓力分區(qū)具有獨立的比例系數(shù)Κ Ρ，其中，在調(diào)節(jié)比例 系數(shù)心時，增大ΚΡ以改善拋光頭各壓力分區(qū)的響應(yīng)速度和靜態(tài)誤差，直到獲取較為滿意的心 值，此時各個壓力分區(qū)不存在超調(diào)量，但依然會存在一定的靜態(tài)偏差，并可根據(jù)此時的靜態(tài) 偏差量估算設(shè)定值修正系數(shù)。在本發(fā)明的一個實施例中，各壓力分區(qū)的比例系數(shù)KP例如表3 所示。
[0045] 表 3
[0046] 綜上，根據(jù)本發(fā)明實施例的多壓力分區(qū)拋光頭的靜態(tài)加壓控制算法，簡潔有效，在 程序運行時大大減少了計算量，而且參數(shù)調(diào)節(jié)方便，可較好地應(yīng)用于CMP工藝前后的裝卸片 等靜態(tài)加壓過程。
[0047]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語"中心"、"縱向"、"橫向"、"長度"、"寬度"、 "厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底" "內(nèi)"、"外"、"順時 針"、"逆時針"、"軸向"、"徑向"、"周向"等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或 位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必 須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0048]此外，術(shù)語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性 或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者 隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中，"多個"的含義是至少兩個，例如兩個，三 個等，除非另有明確具體的限定。
[0049] 在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"安裝"、"相連"、"連接"、"固定"等 術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機械連 接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi) 部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0050] 在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下"可以 是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在 第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可以是第 一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0051] 在本說明書的描述中，參考術(shù)語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不 必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任 一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié) 合和組合。
[0052] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例 性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述 實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項】
1. 一種多壓力分區(qū)拋光頭的靜態(tài)加壓控制算法，其特征在于，包括以下步驟： 分別獲取所述拋光頭的各壓力分區(qū)的平均零點偏移量； 根據(jù)所述拋光頭的各壓力分區(qū)的平均零點偏移量，分別對CMP拋光頭系統(tǒng)的各路氣壓 傳感器的測量值進行修正，并將修正后的各路氣壓傳感器的測量值作為所述各路氣壓傳感 器的最終輸出值； 對各壓力分區(qū)的預(yù)設(shè)壓力值進行修正以得到壓力修正值，并將所述壓力修正值作為算 法內(nèi)部實際參與運算的壓力設(shè)定值； 實時計算所述各路氣壓傳感器的最終輸出值與對應(yīng)壓力分區(qū)的壓力設(shè)定值之間的偏 差量；以及 根據(jù)所述偏差量計算所述CMP拋光頭系統(tǒng)的相應(yīng)電氣比例閥的控制量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多壓力分區(qū)拋光頭的靜態(tài)加壓控制算法，其特征在于，針對拋 光頭的裝卸片等靜態(tài)動作，控制算法主體采用增量式純比例控制，即將當(dāng)前計算得到的控 制增量及上一時刻計算得到的控制量之和作為所述相應(yīng)電氣比例閥的當(dāng)前控制量，其中， 控制增量的計算方法具體為： A u(n) =ΚΡ · Δ e(n), 其中，A e(n)為氣壓傳感器的最終輸出值與對應(yīng)壓力分區(qū)的壓力設(shè)定值的當(dāng)前偏差量 與上一時刻偏差量的差值，心為比例項系數(shù)，Au(n)為第η時刻相應(yīng)電氣比例閥的控制增 量。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多壓力分區(qū)拋光頭的靜態(tài)加壓控制算法，其特征在于，對各壓 力分區(qū)的預(yù)設(shè)壓力值進行修正以得到壓力修正值，具體包括： 將所述各壓力分區(qū)的預(yù)設(shè)壓力值除以對應(yīng)修正系數(shù)的商作為壓力修正值。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多壓力分區(qū)拋光頭的靜態(tài)加壓控制算法，其特征在于，所述拋 光頭各壓力分區(qū)的壓力控制共享同一計算方法，但具有獨立的比例系數(shù)Κ Ρ。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的多壓力分區(qū)拋光頭的靜態(tài)加壓控制算法，其特征在 于，所述各路氣壓傳感器與所述各壓力分區(qū)一一對應(yīng)，以分別檢測所述各壓力分區(qū)所受的 壓力。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多壓力分區(qū)拋光頭的靜態(tài)加壓控制算法，其特征在于，所述多 壓力分區(qū)包括第一至第五壓力分區(qū)及保持環(huán)。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種多壓力分區(qū)拋光頭的靜態(tài)加壓控制算法，包括獲取各壓力分區(qū)的平均零點偏移量；根據(jù)各壓力分區(qū)的平均零點偏移量，分別對各路氣壓傳感器的測量值進行修正，并將修正后的測量值作為各路氣壓傳感器的最終輸出值；合理修正各壓力分區(qū)的預(yù)設(shè)壓力值，并將壓力修正值作為實際參與運算的壓力設(shè)定值；計算各路氣壓傳感器的最終輸出值與對應(yīng)壓力分區(qū)的壓力設(shè)定值之間的偏差量；根據(jù)偏差量計算CMP拋光頭系統(tǒng)的相應(yīng)電氣比例閥的控制量；最終實現(xiàn)各分區(qū)實際壓力快速穩(wěn)定在工藝人員預(yù)設(shè)的壓力值上。本發(fā)明的控制算法簡潔有效，在程序運行時大大減少了計算量，而且參數(shù)調(diào)節(jié)方便，可較好地應(yīng)用于CMP工藝前后的裝卸片等靜態(tài)加壓過程。
【IPC分類】G06F17/50
【公開號】CN105701320
【申請?zhí)枴緾N201610133292
【發(fā)明人】李弘愷, 田芳馨, 張欣, 林達義, 王同慶, 李昆, 路新春
【申請人】天津華海清科機電科技有限公司, 清華大學(xué)
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2016年3月9日