[发明专利]利用自适应阀启动位置的质量流量控制器算法

说明书

技术领域

本发明通常涉及一种质量流量控制器。特别地而非限制性地，本发明涉及用于控制质量流量控制器的方法和系统。

背景技术

典型的质量流量控制器(MFC)是用于设置、测量并控制诸如热蚀刻和干蚀刻等的工业处理以及其它处理中的气体的流动的闭环装置。MFC的重要部件是测量流经该装置的气体的质量流速的传感器。通常，MFC的闭环控制系统将来自该传感器的输出信号与预定设置点进行比较，并且调整控制阀，以使气体的质量流速维持于该预定设置点。

在阀相对接近要求位置并且其移动使流量改变的情况下，闭环系统良好地运行，使得算法立即清楚流量响应并且相应地调整阀位置。在MFC处于零设置点(零阀位置)、然后被赋予非零设置点的情况下，阀从零位置移动至出现明显的流动并且闭环算法开始适当工作的位置需要很长时间。这导致响应延迟长并且MFC的性能差。并且迄今为止，关于改善MFC的响应时间的尝试并不成功或者并不令人满意。

发明内容

以下概述了附图所示的本发明的例示实施例。在具体实施方式部分中更加全面地说明了这些以及其它实施例。然而，应当理解，并未意图将本发明局限于该发明内容或具体实施方式所述的形式。本领域技术人员能够意识到存在落在如权利要求书所述的本发明的精神和范围内的多个变形、等同物和替代结构。

本发明的一方面的特征可被表现为一种质量流量控制器，包括：阀，其能够在关闭位置和打开位置之间进行调整，以响应于控制信号来控制流体的流速；热式质量流量传感器，用于提供所述流体的流速的指示；校准数据，其包括多个流体流速下使所述控制信号与所述流体的流速相关的数据；以及控制系统，用于在所述阀关闭以更加快速地对设置点信号作出响应的情况下，基于所述校准数据和运行时间数据来将可调非零启动控制信号提供至所述阀。

本发明的另一方面的特征可被表现为一种用于使质量流量控制器进行工作的方法，所述方法包括以下步骤：在阀关闭的情况下，接收与期望流速相对应的设置点信号；访问所述质量流量控制器上所存储的校准数据，以获得校准非零启动控制信号的值和特定流速下的校准控制信号的值；将所述值下的可调非零启动控制信号应用于所述质量流量控制器的所述阀；在所述设置点信号减小之前，在工作期间获得所述特定流速下的控制信号的测量值；将所述控制信号的测量值与所述质量流量控制器上所存储的所述特定流速下的校准控制信号的水平进行比较；以及基于该比较，将所述可调非零启动控制信号的值调整为调整值，以使得当下一次所述质量流量控制器在所述阀关闭的情况下接收到另一设置点信号时，使用所述调整值。

这里更加详细地说明这些以及其它实施例。

附图说明

通过参照结合附图考虑时的以下的具体实施方式部分和所附权利要求书，本发明的各种目的和优点以及更完整理解显而易见并且更容易被意识到，其中：

图1是根据本发明的例示实施例的质量流量控制器的功能框图；

图2是示出质量流量控制器的流量值-控制信号值的图；

图3是示出可用于图1的质量流量控制器的示例校准处理的流程图；

图4是示出质量流量控制器的流量-控制信号的工作特性的图；

图5示出示例校准数据；

图6是示出图1的质量流量控制器在运行期间可能经历的处理的流程图；

图7A～7C是示出针对不同的启动控制信号的瞬时流量状况的图；

图8是示出质量流量控制器的阀-流量特性的图；

图9是示出校准期间的阀-流量特性的图；以及

图10是示出校准期间和运行期间的阀-流量特性的图。

具体实施方式

现在参考附图，其中在几个视图中利用相同的附图标记来适当地指定相同或相似的元件，并且特别参考图1，图1是根据本发明的例示实施例的MFC100的功能框图。所例示的这些组件的配置是逻辑配置，且并不意味着实际硬件图。因而，在实际实现中，可以对这些组件进行组合、进一步分离、删除和/或补充。如本领域普通技术人员应当理解，图1所示的各组件可以以硬件、固件、软件或它们的任意组合来实现。此外，从本说明书的观点，各个体组件的结构在本领域普通技术人员的技术知识的范围内是众所周知的。

如图所示，在本实施例中，MFC100的基座105包括气体流动所经由的旁路110。旁路110指引恒定比例的气体经过主路径115和传感器管120。结果，经过传感器管120的流体(例如，气体或液体)的流速表示流经MFC100的主路径的流体的流速。