12인치 고속 열처리 공정의 웨이퍼 온도 균일도를 위한 delta형 LQG기반의 제한조건이 적용된 반복학습제어 기법
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 이광순
- 발행년도 2009
- 학위수여년월 2009. 8
- 학위명 석사
- 학과 일반대학원 화공생명공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000045390
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교의 논문은 저작권에 의해 보호받습니다
초록/요약
고속열처리공정(RTP)의 매회 유사한 공정이 반복되는 배치공정 특성을 이용하여 LQG 기반에 모델 오차를 극복하는 반복학습제어(ILC)가 적용된 제어기법을 개발하였다. Sampling time이 매우 짧은 RTP 공정 특성상 high frequency 영역에서 정밀한 제어를 위해 delta형 LQG제어기술을 적용하였고, 개발된 반복학습제어는 다변수 제어 기법인 delta형 LQG제어기술과 결합하여 수치적으로 안정한 이득을 얻음과 동시에 모델의 오차를 극복하여 최종적으로 기준에 만족하는 웨이퍼의 온도 균일도를 보였다. 장치의 구조적인 문제 혹은 과도한 모델 오차를 이유로 최적화된 delta형 LQG의 해가 물리적으로 합리적이지 않을 가능성은 매우 높으며, 이런 경우를 위해, 반복학습제어의 출력이 물리적으로 합리적인 영역에 존재하도록 제약조건을 주었다. 또한, 불필요한 계산시간(computation time)을 방지하기 위해 cubic spline approximation을 이용하여 시변이득행렬을 근사시키는 기법을 적용하였다. 시뮬레이션 결과, 공정이 반복됨에 따라 물리적으로 합리적인 영역에서 램프 출력을 나타내면서 점차 제어성능을 향상시켜 결국 최적화된 웨이퍼의 온도 균일도를 확인하였다. 최종적으로 개발된 제어기를 상업용 RTP장치에 적용하여 그 성능을 검증하였다. 웨이퍼의 온도 균일도는 RTO mapping을 통한 질화막의 두께를 이용하여 측정하였다. 제안된 방법은 sampling time이 0.1초인 공정으로 웨이퍼 가열을 위한 10개의 텅스텐-할로겐 램프그룹과 온도의 실시간 측정을 위한 7개의 고온계를 가지는 상업용 12인치 회전 급속열처리장치를 대상으로 하였다.
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