利用非线性分量函数的质量流量控制器制造技术

公开了质量流量控制器和用于控制质量流量控制器的方法

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用非线性分量函数的质量流量控制器


[0001]本专利技术涉及质量流量传感器和质量流量控制器，并且特别地，但不是通过限制的方式，本专利技术涉及提高质量流量传感器的准确度
。

技术介绍

[0002]典型的质量流量控制器
(MFC)
是设置
、
测量和控制诸如热蚀刻和干蚀刻等的工业工艺以及其他工艺中的气体的流量的装置
。MFC
的重要部分是测量流经装置的气体的质量流率的热式流量传感器
。
[0003]与相对于气体的质量流率具有完全线性相关性的理想流量信号相反，由热式质量流量传感器输出的流量信号相对于流体的实际流率是非线性的：如图
12
所示，热式质量流量传感器的总非线性特性在较高流率处下降
。
换句话说，流量信号与流量的关系不是恒定的，并且流量信号随着流量的增加而减小
。
如本文所使用的，热式质量流量传感器的总非线性特性是指流量信号与流经
MFC
的气体的质量流率的非线性关系
。
[0004]在典型的质量流量控制器中，在稳态条件下的校准期间表征热式质量流量传感器的总非线性，然后作为非线性数据以表的形式存储在
MFC
的存储器中
。
然后，使用非线性数据来调整来自热式质量流量传感器的流量信号以提供经校正流量信号
。
然而，通常进行调整的方式包括误差并且在其他方面是有缺陷的，从而得到与正在通过
MFC
的气体的实际流率不匹配的经校正流量信号
。
在一些实例中，例如，如图
13
所示，在所测量到的流量的经校正流量信号已在设定点处时，从
MFC
输出的实际流量将需要很长时间达到设定点
。
[0005]提出了对热式质量流量传感器的总非线性进行调整的其他方法
(
诸如通过在流率转变期间对总非线性进行动态调整等
)。
然而，
MFC
可能具有多个非线性源，这些非线性源可能根据
MFC
操作条件而以不同方式单独影响总非线性
。
例如，由于
MFC
分流器性能而引起的非线性影响
(
诸如湍流等
)
在较高流率处可能成为显著的非线性源，并导致当前非线性调整方法中的误差
。
具体地，高流率可能产生导致当前非线性调整方法不正确地调整流量信号的分流器非线性影响，并且在一些情况下，产生比没有进行调整的情况更大的误差
。
[0006]因此，需要用以提供一种解决本方法在对流量信号的非线性调整方面的不足的新的创新的特征的方法和
/
或设备
。

技术实现思路

[0007]以下呈现与本文所公开的一个或多于一个方面和
/
或实施例相关的简化总结
。
如此，以下的总结不应被视为与所有设想的方面和
/
或实施例相关的广泛概述，也不应将以下的总结视为识别与所有设想的方面和
/
或实施例相关的关键或至关重要的元素
、
或者描述与任何特定的方面和
/
或实施例相关的范围
。
因此，以下的总结的唯一目的是在以下呈现的详细说明之前，以简化形式呈现与同本文所公开的机构相关的一个或多于一个方面和
/
或实施例相关的某些概念
。
[0008]本公开的一些方面可被表征为一种用于控制质量流量控制器的方法，所述方法包
括：将气体提供通过所述质量流量控制器的热式质量流量传感器；并且处理来自所述质量流量控制器的所述热式质量流量传感器的传感器信号以产生流量信号
。
所述方法还可以包括基于对所述流量信号的非线性影响来确定总非线性特性函数，其中所述总非线性特性函数至少包括基于第一非线性源的第一非线性分量函数和基于第二非线性源的第二非线性分量函数
。
所述方法还可以包括对所述总非线性特性函数进行校准并且响应于所述第一非线性源的变化而调整所述第一非线性分量函数
。
所述方法还可以包括在调整所述第一非线性分量函数之后更新所述总非线性特性函数，并且使用所述总非线性特性函数来校正所述流量信号以产生经校正流量信号
。
所述方法还可以包括使用所述经校正流量信号和设定点信号来控制所述质量流量控制器的阀
。
[0009]本公开的其他方面可被表征为一种质量流量控制器，其包括：气体所用的主流路；控制阀，用于控制通过所述主流路的气体的流率；热式质量流量传感器，其耦接到所述主流路以提供指示所述气体的质量流率的传感器信号
。
所述质量流量控制器还可以包括用于处理来自所述质量流量控制器的热式质量流量传感器的传感器信号以产生流量信号的部件；以及用于基于对所述流量信号的非线性影响来确定总非线性特性函数的部件，其中所述总非线性特性函数至少包括基于第一非线性源的第一非线性分量函数和基于第二非线性源的第二非线性分量函数
。
所述质量流量控制器还可以包括用于对所述总非线性特性函数进行校准的部件；以及用于响应于所述第一非线性源的变化而调整所述第一非线性分量函数的部件
。
所述质量流量控制器还可以包括用于在调整所述第一非线性分量函数之后更新所述总非线性特性函数的部件；以及用于使用所述总非线性特性函数来校正所述流量信号以产生经校正流量信号的部件
。
所述质量流量控制器的控制组件可以耦接到所述用于校正的部件和所述控制阀，以基于所述经校正流量信号和设定点信号来控制所述控制阀的位置
。
[0010]本公开的其他方面可被表征为一种质量流量控制器，其包括：气体所用的主流路；控制阀，用于控制通过所述主流路的气体的流率；热式质量流量传感器，其耦接到所述主流路以提供指示所述气体的质量流率的传感器信号
。
所述质量流量控制器还可以包括处理部，其用于接收并处理来自所述热式质量流量传感器的传感器信号以产生流量信号
。
所述质量流量控制器还可以包括非线性补偿器，其包括非暂态有形处理器可读存储介质，所述非暂态有形处理器可读存储介质被编码有处理器可执行指令以产生经校正流量信号
。
所述指令可以包括用于进行以下操作的指令：用于基于对所述流量信号的非线性影响来确定总非线性特性函数的指令，其中所述总非线性特性函数至少包括基于第一非线性源的第一非线性分量函数和基于第二非线性源的第二非线性分量函数
。
所述指令还可以包括用于对所述总非线性特性函数进行校准的指令；以及用于响应于所述第一非线性源的变化而调整所述第一非线性分量函数的指令
。
所述指令还可以包括用于在调整所述第一非线性分量函数之后更新所述总非线性特性函数的指令；以及用于使用所述总非线性特性函数来校正所述流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于控制质量流量控制器的方法，所述方法包括：将气体提供通过所述质量流量控制器的热式质量流量传感器；处理来自所述质量流量控制器的所述热式质量流量传感器的传感器信号以产生流量信号；基于对所述流量信号的非线性影响来确定总非线性特性函数，其中所述总非线性特性函数至少包括基于第一非线性源的第一非线性分量函数和基于第二非线性源的第二非线性分量函数；对所述总非线性特性函数进行校准；响应于所述第一非线性源的变化而调整所述第一非线性分量函数；在调整所述第一非线性分量函数之后更新所述总非线性特性函数；使用所述总非线性特性函数来校正所述流量信号以产生经校正流量信号；以及使用所述经校正流量信号和设定点信号来控制所述质量流量控制器的阀
。2.
根据权利要求1所述的方法，包括：响应于所述第二非线性源的变化
、
独立于所述第一非线性分量函数来调整所述第二非线性分量函数，并且更新所述总非线性特性函数包括：在调整所述第二非线性分量函数之后更新所述总非线性特性函数
。3.
根据权利要求1所述的方法，其中，调整所述第一非线性分量函数包括：响应于所述第一非线性源的时间相关变化而随时间动态地调整所述第一非线性分量函数，使得所述第一非线性分量函数是第一时间相关非线性分量函数
。4.
根据权利要求3所述的方法，其中，确定所述总非线性特性函数包括：确定所述第一非线性分量函数，其中所述第一非线性分量函数是传感器非线性分量函数；以及确定所述第二非线性分量函数，其中所述第二非线性分量函数是分流器非线性分量函数，以及所述调整包括：响应于所述气体的流率转变而随时间动态地调整所述第一非线性分量函数
。5.
根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述总非线性特性函数包括：确定所述总非线性特性函数即
F(f)
＝
K*f*C1(f)*C2(f)
，其中，
K
是常数，
f
是所述气体的当前流率，
C1(f)
是所述第一非线性分量函数，并且
C2(f)
是所述第二非线性分量函数
。6.
根据权利要求3所述的方法，其中，调整所述第一非线性分量函数包括：响应于所述第二非线性源的时间相关变化而随时间动态地调整所述第二非线性分量函数，使得所述第二非线性分量函数是第二时间相关非线性分量函数；以及计算各时间相关非线性分量函数即
C
D
(f,t)
＝
C(f2)+[C(f1)
‑
C(f2)]*exp(
‑
t/T)
，其中，
f1
是所述气体的初始流率，
f2
是所述气体的最终流率，
C
是非线性分量函数，
t
是时间，并且
T
是时间常数，以及更新所述总非线性特性函数包括：在调整所述第二非线性分量函数之后更新所述总非线性特性函数；以及计算所述总非线性特性函数即
F(f,t)
＝
K*f*C1(f,t)*C2(f,t)
，其中，
f
是流率，
t
是时
间，
K
是常数，
C1(f,t)
是所述第一时间相关非线性分量函数，并且
C2(f,t)
是所述第二时间相关非线性分量函数
。7.
一种质量流量控制器，包括：气体所用的主流路；控制阀，用于控制通过所述主流路的所述气体的流率；热式质量流量传感器，其耦接到所述主流路以提供指示所述气体的质量流率的传感器信号；用于处理来自所述质量流量控制器的所述热式质量流量传感器的所述传感器信号以产生流量信号的部件；确定用部件，用于基于对所述流量信号的非线性影响来确定总非线性特性函数，其中所述总非线性特性函数至少包括基于第一非线性源的第一非线性分量函数和基于第二非线性源的第二非线性分量函数；用于对所述总非线性特性函数进行校准的部件；调整用部件，用于响应于所述第一非线性源的变化而调整所述第一非线性分量函数；更新用部件，用于在调整所述第一非线性分量函数之后更新所述总非线性特性函数；校正用部件，用于使用所述总非线性特性函数来校正所述流量信号以产生经校正流量信号；以及控制组件，其耦接到所述校正用部件和所述控制阀，以基于所述经校正流量信号和设定点信号来控制所述控制阀的位置
。8.
根据权利要求7所述的质量流量控制器，其中，所述调整用部件包括用于响应于所述第二非线性源的变化而独立于所述第一非线性分量函数来调整所述第二非线性分量函数的部件，并且所述更新用部件包括用于在调整所述第二非线性分量函数之后更新所述总非线性特性函数的部件
。9.
根据权利要求7所述的质量流量控制器，其中，所述调整用部件包括用于响应于所述第一非线性源的时间相关变化而随时间动态地调整所述第一非线性分量函数
、
使得所述第一非线性分量函数是第一时间相关非线性分量函数的部件
。10.
根据权利要求9所述的质量流量控制器，其中，所述确定用部件包括：用于确定所述第一非线性分量函数的部件，其中所述第一非线性分量函数是传感器非线性分量函数；以及用于确定所述第二非线性分量函数的部件，其中所述第二非线性分量函数是分流器非线性分量函数，以及所述调整用部件包括用于响应于所述气体的流率转变而随时间动态地调整所述第一非线性分量函数的部件
。11.
根据权利要求7所述的质量流量控制器，其中，所述确定用部件包括用于确定所述总非线性特性函数即
F(f)
＝
K*f*C1(f)*C2(f)
的部件，其中，
K
是常数，
f
是所述气体的当前流...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿列克谢，
申请(专利权)人：株式会社博迈立铖，
类型：发明
国别省市：