CN101495754A - 用于泵的操作的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于操作泵的系统和方法。在操作的各个阶段期间，可以将在泵中读取的压力与设定值或分布图相比较，以调节电机速度，从而控制压力。根据其它实施例，可以建立泵的一个或更多个参数的基线分布图。然后，可以通过在泵的随后操作期间记录相同组的参数的一个或更多个值来形成操作分布图。然后，可以在一个或更多个点或成组的点处对基线分布图和操作分布图的值进行比较。

Description

用于泵的操作的系统和方法

相关申请

本申请要求2006年2月28日申请的名称为“用于监控泵的操作的系统和方法”的美国专利申请No.11/364,286以及2005年12月2日申请的名称为“用于控制流体压力的系统和方法”的美国专利申请No.11/292,559的优先权，它们每个的全部内容通过参考结合入本申请，如同在这里已经全部阐述一样。

技术领域

本发明总体上涉及流体泵。更具体地，本发明的实施例涉及多级泵。甚至更具体地，本发明的实施例涉及操作泵，和/或确认用于半导体生产中的多级泵的各种操作或动作。

背景技术

在许多应用中，必需对由泵出装置分配的流体量和/或速率进行精确控制。例如，在半导体加工中，重要的是控制光化学制品(诸如光阻材料的化学制品)被施加到半导体晶片上的量和速率。在加工工艺期间，被施加到半导体片的涂层一般需要以埃为单位度量的横越晶片的表面的平面。必须对加工的化学制品被施加到晶片的速率进行控制，以确保均匀地施加加工工艺流体。

现在使用在半导体工业中的许多光化学物质是非常昂贵的，时常的消耗成本达到一升$1000。因此，优选确保使用最少但是足够量的化学制品，并且该化学制品不会被泵出装置损坏。当前，多级泵会引起在液体中尖锐的压力峰值。这种压力峰值以及随后的压降会损害流体(即，不适宜地改变该流体的物理性质)。另外，压力峰值会导致液压的增加，这会导致分配泵比预期分配更多的流体，或者以具有不利的动力学的方式分配该流体。

出现在多级泵内的其它状况也会阻止化学物质的适当分配。这些状况主要源自于加工中的时序改变。这些时序改变可能是有意的(例如方法改变)或无意的(例如信号延迟等)。

在出现这些状况时，其结果是化学物质的不适当分配。在一些情况下，可能没有化学物质分配到晶片上，而在其它情况下化学物质可能不均匀地分配在晶片的表面上。然后，晶片可能经历制造工艺的一个或更多个其余步骤，使得晶片不适于使用并且最终导致晶片作为废料抛弃。

该问题加剧是因为，在很多情况下，废晶片仅可以利用某种形式的质量控制过程来检测。然而，同时导致不适当分配并且因此导致废晶片的状况已经持续存在。因此，在第一次不适当分配和检测到由这种不正确分配所形成的废晶片之间的中间时期，在其它晶片上已经出现了很多另外的不适当沉积。这些晶片就也需要作为废料抛弃。

如同能看到的，那么，期望检测或确认已经发现了不适当的分配。这种确认在过去已经利用很多技术来实现。其中第一种技术涉及在泵的分配喷嘴处使用摄相机系统来确认已经发生了分配。然而这种方案不是最佳的，因为这些摄相机系统通常独立于泵并且因而必须分开地安装和校准。而且，在大多情况下，这些照相机系统倾向于过于昂贵。

另一种方法涉及在泵的流路中使用流量计以确认分配。这种方法也是有问题的。插入泵的流动路径中的另外部件不仅增加了泵本身的成本，而且还增大了化学物质在其流动通过泵时被污染的危险。

因而，如同能看到的，需要一种确认泵的操作和动作的方法和系统，其可以快速且精确地检测这些操作和动作的准确完成。

发明内容

本发明的实施例提供了用于控制各级泵的压力的系统和方法，其基本上避免或减少了以前研发的泵出系统和方法的缺点。更具体地，本发明的实施例提供了通过控制由上游进给泵所维持的压力量来控制下游分配泵处的压力的系统和方法。

本发明的实施例提供了用于在多级泵中控制压力的系统，所述多级泵具有第一级泵(例如进给泵)和第二级泵(例如分配泵)，并且第二级泵具有压力传感器以确定第二级泵处的流体压力。泵控制器可以通过调整第一级泵的操作来调节第二级泵处的流体压力。泵控制器与第一级泵、第二级泵和压力传感器联接(即可操作以与第一级泵、第二级泵和压力传感器通信)，并且可操作以接收来自压力传感器的压力测量值。如果来自压力传感器的压力测量值显示第二级泵处的压力已经达到第一预定阈值(例如设定值、最大压力阈值或其它压力阈值)，泵控制器可以引起第一级泵在流体上维持更低的压力(例如通过降低其电机速度、降低供给压力或者降低流体上的压力)。如果该压力测量值显示第二级泵处的压力低于阈值(例如设定值、最小压力阈值或其它压力阈值)，则控制器可以引起第一级泵在流体上维持更高的压力(例如通过增大第一级泵的电机速度或增大进给压力或者增大流体上的压力)。

本发明的另一实施例包括一种用于在多级泵中控制分配泵的流体压力的方法。该方法可以包括：在进给泵处将压力施加至流体；确定进给泵下游的分配泵处的流体压力；如果分配泵处的流体压力达到预定的最大压力阈值，则增大进给泵处流体上的压力；或者如果分配泵处的流体压力低于预定的最小压力阈值，则降低进给泵处流体上的压力。应当注意到，设定值可以用作最小和最大压力阈值。

本发明的又一实施例包括用于控制泵的计算机程序产品。该计算机程序产品可以包括存储在一个或更多个计算机可读介质上的一组计算机指令，该计算机指令包括可由一个或更多个处理器执行以进行以下操作的指令：接收来自压力传感器的压力测量值；比较压力测量值与第一预定阈值(最大压力阈值、设定值或其它阈值)；并且如果来自压力传感器的压力测量值显示第二级泵处的压力已经达到第一预定阈值，则引导第一级泵在流体上维持更低的压力，通过例如引导第一级泵降低电机速度、施加更低的进给压力或者降低由第一级泵施加到流体上的压力。另外，计算机程序产品可以包括可执行指令，以便在来自压力传感器的压力测量值显示第二级泵处的压力已经降低到第二阈值以下时引导第一级泵在流体上维持更高的压力。

本发明的另一实施例可以包括适用于半导体生产过程中的多级泵，该多级泵包括进给泵、与进给腔流体连通的过滤器、与过滤器流体连通的分配泵、位于进给泵和过滤器之间的隔离阀、位于过滤器和分配泵之间的阻隔阀、测量分配腔处压力的压力传感器、以及与进给泵、分配泵、进给泵和压力传感器联接(即可操作以与进给泵、分配泵、进给泵和压力传感器通信)的控制器。进给泵还包括进给腔、进给腔中的进给隔膜、与进给隔膜相接触以使进给隔膜移位的进给活塞、与进给活塞联接的进给丝杠以及与进给丝杠联接以将旋转传递到进给丝杠从而引起进给活塞移动的进给电机。分配泵还包括分配腔、分配腔中的分配隔膜、与分配隔膜相接触以使分配隔膜移位的分配活塞、与分配活塞联接以使分配腔中的分配活塞移位的分配丝杠、与分配活塞联接的分配丝杠、以及与分配丝杠联接以将旋转传递到分配丝杠从而引起分配活塞移动的分配电机。控制器可操作以接收来自压力传感器的压力测量值。在压力测量值显示分配腔中的流体压力已经初始达到设定值时，控制器可操作以引导分配电机以大致恒定的速率操作，以使分配活塞退回。对于随后的压力测量值，控制器可操作以在随后的压力测量值显示分配腔中的流体压力高于设定值时引导进给电机以降低的速度操作，和在随后的压力测量值低于设定值时引导进给电机以增大的速度操作。

本发明的实施例通过基于例如用户可编程的压力阈值来降低泵中的最大流体压力而提供了优点。

由本发明的实施例所提供的另一个优点在于，可以减少或避免压力峰值或急剧的压力损失，从而实现工艺流体的平缓处理。

另外，本发明的实施例提供了用于监控泵的操作的系统和方法，包括检验泵的操作或动作。可建立泵的一个或更多个参数的基线分布图。然后可通过在泵的随后操作期间记录同一组参数的一个或更多个值来形成操作分布图。然后可在一个或更多个点或成组的点处比较基线分布图和操作分布图的值。如果操作分布图与基线分布图的差异超过一定的容差，则发动警告或采取另一动作，例如可以关闭泵出系统等。

在一个实施例中，多级泵具有第一级泵(例如进给泵)和第二级泵(例如分配泵)，并且第二级泵具有压力传感器以确定第二级泵处的流体压力。泵控制器可以监控泵的操作。泵控制器与第一级泵、第二级泵和压力传感器联接(即可操作以与第一级泵、第二级泵和压力传感器通信)，并且可操作以形成与参数相对应的第一操作分布图，并且将和第一操作参数相关联的一个或更多个值的每一个与和基线分布图相关联的相应值相比较，以确定是否所述一个或更多个值的每一个都在相应值的容差内。

本发明的又一实施例包括用于控制泵的计算机程序产品。该计算机程序产品可以包括一组存储在一个或更多个计算机可读介质上的计算机指令，包括可由一个或更多个处理器执行的指令，以便形成与参数相对应的第一操作分布图，并将和第一操作分布图相关联的一个或更多个值的每一个与和基线分布图相关联的相应值相比较，以确定是否所述一个或更多个值的每一个都在相应值的容差内。

在另一个实施例中，可通过在泵的操作期间记录各个点处的参数的值来形成操作分布图。

在一个具体实施例中，这些点的间隔在1毫秒和10毫秒之间。

在其它实施例中，所述参数是流体压力。

本发明的实施例通过检测与泵出系统的操作和动作有关的很多问题提供了优点。例如，通过将一个或更多个点处的基线压力与在泵的操作期间测得的压力分布图的一个或更多个点相比较，可检测不适当的分配。类似地，通过将在泵的操作的一个或更多个阶段期间电机的操作速率与该电机的操作的基线速率相比较，可检测泵出系统中过滤器的堵塞。

由本发明的实施例所提供的另一个优点在于可检测泵的部件的故障或将要发生的故障。

在结合下面的描述和附图考虑时可以更好地领会和理解本发明的这些和其它方面。下面的描述虽然显示了本发明的各个实施例及其很多具体细节，但是却仅以示例的方式给出而非限制性的。在本发明范围内可以做出很多替代、变型、增加或重新布置，并且本发明包括所有这些替代、变型、增加或重新布置。

附图说明

伴随并构成本说明书一部分的附图被包括在内，用来描述本发明的某些方面。通过参照附图所示的示例性并且因此非限制性的实施例，对于本发明以及与本发明一起提供的系统的部件和操作的更清楚印象将变得更加明显，其中相同的附图标记表示相同的部件。注意到附图中示出的部件无需按比例绘制。

图1是泵出系统一个实施例的图示；

图2是根据本发明一个实施例的多级泵的图示；

图3是本发明一个实施例的阀和电机时序的图示；

图4和5A-5C是多级泵的一个实施例的图示；

图6是多级泵的局部组件的一个实施例的图示；

图7是多级泵的局部组件的另一个实施例的图示；

图8A是多级泵的一部分的一个实施例的图示；

图8B是图8A的多级泵的实施例的截面A-A的图示；

图8C是图8A的多级泵的实施例的截面B的图示；

图9是示出用来控制多级泵中的压力的方法的一个实施例的流程图；

图10是根据本发明一个实施例的多级泵的压力分布图；

图11是用来控制多级泵中的压力的方法的另一个实施例的流程图；

图12是多级泵的另一个实施例的图示；

图13是根据本发明的方法的一个实施例的流程图；

图14是根据本发明的一个实施例的多级泵的压力分布图；以及

图15是根据本发明一个实施例的多级泵的基线压力分布图和多级泵的操作压力分布图。

具体实施方式

在附图中描述了本发明的优选实施例，其中相同的数字用来表示不同附图中相同和对应的部件。

本发明的实施例涉及利用泵精确地分配流体的泵出系统。更具体地，本发明的实施例提供用于进给级泵的控制，以调节在下游分配级泵处的流体压力。根据本发明的一个实施例，分配级泵处的压力传感器确定分配腔中的压力。在压力达到预定阈值时，分配级泵可以开始以预定速率增大分配腔中的可利用容积(例如通过移动隔膜)，从而引起分配腔中压力下降。如果分配腔中的压力下降至最小阈值(或设定值)以下，进给级泵的操作速度可以增大，从而增大分配腔中的压力。如果压力增大至超过最大压力阈值(或设定值)，进给级泵的速度可以降低。因而，上游进给泵的速度可以被调节，以控制下游分配泵中的压力。

本发明的实施例还涉及利用泵精确地分配流体的泵出系统。更具体地，本发明的实施例涉及用于监控泵的操作的系统和方法，包括确认或检验泵的操作或动作。根据一个实施例，本发明提供一种用于检验流体从泵的精确分配、泵内过滤器的适当操作等的方法。可形成用于泵的一个或更多个参数的基线分布图。然后，可通过在泵的随后操作期间记录用于同一组参数的一个或更多个值来形成操作分布图。然后，可以在一个或更多个点或成组的点处对基线分布图和操作分布图的值进行比较。如果操作分布图与基线分布图的不同超过一定容差，可发送警告或采取另一个动作，例如，可关闭泵出系统等。

这些系统和方法可用来检测涉及泵的操作和动作的各种问题。例如，通过将一个或更多个点处的基线压力与在泵的操作期间测量的压力分布图的一个或更多个点相比较，可检测到不适当的分配。类似地，通过比较在泵的操作的一个或更多个阶段期间电机的操作速率与用于该电机的操作的基线速率，可检测到泵中过滤器的堵塞。本发明的系统和方法的这些以及其它用途将在阅读以下公开之后变得明显。

在描述本发明的实施例之前，描述本发明各个实施例可利用的泵或泵出系统的示例性实施例是有用的。图1是泵出系统10的一个这样的实施例的示意图。该泵出系统10可包括流体源15、泵控制器20和多级泵100，它们合作以将流体分配到晶片25上。多级泵100的操作可通过泵控制器20进行控制，该泵控制器可机载在多级泵100上或者经由用于传送控制信号、数据或者其它消息的一个或更多个通信链路连接到多级泵100上。另外，泵控制器20的功能可分布在机载的控制器和另一个控制器之间。泵控制器20可包括包含一组控制指令30的计算机可读介质27(例如RAM、ROM、闪速存储器、光盘、磁驱动器或者其它计算机可读介质)，以控制多级泵100的运行。处理器35(例如CPU、ASIC、RISC、DSP或者其它处理器)可执行这些指令。处理器的一个例子是德克萨斯器件TMS320F2812PGFA 16位DSP(德克萨斯器件是建立在德克萨斯州，达拉斯的公司)。在图1的实施例中，控制器20经由通信链路40和45与多级泵100通信。通信链路40和45可以是网络(例如以太网、无线网络、全球局域网络、DeviceNet网络或者在现有技术中已知或者开发的其它网络)、总线(例如SCSI总线)或者其它通信链路。控制器20可被实施作为插件PCB板、远程控制器或者其它适当的方式。泵控制器20可包括到控制器的适当接口(例如网络接口、输入/输出接口、模-数转换器及其它组件)，以与多级泵100通信。另外，泵控制器20包括在现有技术中已知的多种计算机元件，包括处理器、存储器、接口、显示设备、外围设备或者其它的计算机元件。泵控制器20可控制多级泵中不同的阀和电机，以使得多级泵精确地分配流体，该流体包括低粘度流体或者其它流体。泵控制器20还可执行可操作来实现这里所述系统和方法的实施例的指令。

图2是多级泵100的示意图。多级泵100包括进给级部分105和单独的分配级部分110。从流体流动的透视图中看出，设置在进给级部分105和分配级部分110之间的是过滤器120，以从工艺流体中过滤杂质。多个阀可控制流动通过多级泵100的流体，这些阀包括例如入口阀125、隔离阀130、阻隔阀135、清洗阀140、排气阀145和出口阀147。分配级部分110还包括压力传感器112，该压力传感器确定在分配级110处的流体压力。由压力传感器112确定的压力可用于控制各种泵的速度。示例的压力传感器包括陶瓷和聚合物压阻(pesioresistive)和电容式压力传感器，包括由德国Korb的MetalluxAG制造的压力传感器。也可以使用其它压力传感器，并且压力传感器被定位，以读取进给级腔(附加或替代分配级腔)中的压力。

进给级105和分配级110包括在多级泵100中泵出流体的旋转隔膜泵。进给级泵150(“进给泵150”)例如包括聚集流体的进给腔155、在进给腔155内部移动并使流体移位的进给级隔膜160、使进给级隔膜160移动的活塞165、丝杠170和步进电机175。丝杠170通过螺帽、齿轮或者其它的机构联接到步进电机175上，以将能量从电机传送给丝杠170。根据一个实施例，进给电机175使螺帽旋转，进而将线性运动传递给丝杠170，使得活塞165致动。分配级泵180(″分配泵180”)可类似地包括分配腔185、分配级隔膜190、活塞192、丝杠195和分配电机200。根据其它实施例，进给级105和分配级110可以是各种其它泵，可包括气压致动泵或者液压致动泵、液压泵或者其它泵。使用用于进给级的气压致动泵和步进电机驱动的液压泵的多级泵的一个例子在美国专利申请No.11/051,576中进行了描述，该申请在此通过引用而全部并入。

进给电机175和分配电机200可以为任何适当的电机。根据一个实施例，分配电机200是永磁同步电机(″PMSM″)。该PMSM可通过在电机200处的利用场定向控制(″FOC″)的数字信号处理器(″DSP″)或者其它类型的位置/速度控制器、机载在多级泵100上的控制器或者单独的泵的控制器(例如在图1中示出的)进行控制。PMSM200还包括用于实时反馈分配电机200的位置的编码器(例如精细直线旋转位置编码器)。使用位置传感器对活塞192的位置进行精确和可重复的控制，这导致对在分配腔185中的流体运动进行精确和可重复的控制。例如，利用给予8000计数到DSP上的2000直线编码器，可以精确地以0.045的旋转度数进行测量和控制。此外，PMSM可在几乎没有振动的情况下低速运行。进给电机175还可以是PMSM或者步进电机。根据本发明的一个实施例，进给级电机175可以是零件号为L1LAB-005的步进电机，并且分配级电机200可以是零件号为DA23DBBL-13E17A的无刷DC电机，这两种电机都来自美国新罕布什尔州多佛的EAD电机。

打开或关闭多级泵100的阀，以允许或限制流体流动至多级泵100的各个部分。根据一个实施例，这些阀可以是根据是否维持压力或真空而打开或关闭的气压致动(即气体驱动)隔膜阀。然而，在本发明的其它实施例中，可以使用任何适合的阀。

在操作中，多级泵100可以包括准备阶段、分配阶段、填充阶段、预过滤阶段、过滤阶段、排气阶段、清洗阶段以及静态清洗阶段。在进给阶段期间，入口阀125打开并且进给级泵150移动(例如拉动)进给级隔膜160以将流体吸入进给腔155。一旦足量的流体已经填充进给腔155，入口阀125关闭。在过滤阶段期间，进给级泵150使进给级隔膜160移动，以使流体从进给腔155移位。隔离阀130和阻隔阀135打开以允许流体流动通过过滤器120至分配腔185。根据一个实施例，可以首先打开隔离阀130(例如在预过滤阶段)，以允许在过滤器120中形成压力并且然后打开阻隔阀135以允许流体流入分配腔185。在过滤阶段期间，分配泵180可以被带入到其原始位置。如Laverdlere等人在2004年11月23日申请的名称为“System andMethod for a Variable Home Position Dispense System(用于可变原始位置分配系统的系统和方法)”的美国临时专利申请No.60/630,384和Laverdiere等人在2005年11月21日申请的名称为“System andMethod for a Variable Home Position Dispense System(用于可变原始位置分配系统的系统和方法)”的PCT申请No.PCT/US2005/04127所述，这两个申请的全部内容在此通过引用而全部并入，分配泵的原始位置可以是在分配泵处对于分配循环给出最大可利用容积、但是小于分配泵可以提供的最大可利用容积的位置。根据用于分配循环的各个参数来选择原始位置，以降低多级泵100无用的滞留容积。进给泵150可以类似地被带入提供的容积小于其最大可利用容积的原始位置。

在流体流入分配腔185时，流体压力增大。根据本发明的一个实施例，在分配腔185中的流体压力达到预定压力设定值(例如由压力传感器112所确定的)时，分配级泵180开始撤回分配级隔膜190。换言之，分配级泵180增大分配腔185的可利用容积以允许流体流入分配腔185。这例如可以通过以预定速率使分配电机200反向从而引起分配腔185中的压力降低来完成。如果分配腔185中的压力落到设定值以下(在系统的容差内)，进给电机175的速率增大以引起分配腔185中的压力达到设定值。如果压力超过设定值(在系统的容差内)，进给步进电机175的速度下降，导致下游分配腔185中压力减少。可以重复进给级电机175的速度的增大或下降的工艺，直到分配级泵达到原始位置，在该原始位置点可以停止这两个电机。

根据另一个实施例，在过滤阶段期间第一段电机的速度可以利用“静区”控制模式来进行控制。在分配腔185中的压力达到初始阈值时，分配级泵可以使分配级隔膜190移动，以允许流体更自由地流入分配腔185中，从而引起分配腔185中的压力下降。如果压力下降至最小压力阈值以下，进给级电机175的速度增加，引起分配腔185中的压力增大。如果分配腔185中的压力增加超过最大压力阈值，进给级电机175的速度降低。另外，可以重复进给级175的速度的增加或降低的工艺，直到分配级泵达到原始位置。

在排气阶段的开始时，隔离阀130打开，阻隔阀135关闭而排气阀145打开。在另一个实施例中，阻隔阀135可以在排气阶段期间保持打开并且在排气阶段的结束时关闭。在该时间段，如果阻隔阀135打开，可通过控制器获知压力，因为由压力传感器112测量的分配腔中的压力将受到过滤器120中的压力影响。进给级泵150将压力施加到流体中，以通过打开的排气阀145从过滤器120中去除气泡。可以控制进给级泵150，使得以预定速率进行排气，允许更久的排气时间和更低的排气速率，从而允许排气消耗量的精确控制。如果进给泵是气动型泵，可以在排气流体路径中设置流体流动的节流装置，并且给予不受控制的方法一定的控制，可以增大或减小施加到进给泵的压缩空气的压力，以便保持“排气”设定值压力。

在清洗阶段开始时，隔离阀130关闭，如果阻隔阀135在排气阶段打开，则该阻隔阀135会关闭，排气阀145关闭，并且清洗阀140打开，入口阀125打开。分配泵180将压力施加到分配腔185中的流体上，以通过清洗阀140排出气泡。在静态清洗阶段期间，分配泵180停止，但是清洗阀140仍然打开以持续进行清洗。在清洗或者静态清洗阶段期间，移除的任何过量的流体可从多级泵100中流出(例如，返回到流体源或者丢弃)或者再循环到进给级泵150。在准备阶段期间，隔离阀130和阻隔阀135可打开，并且清洗阀140关闭，从而使得进给级泵150达到该源(例如，该源的瓶)的环境压力。根据其它的实施例，全部的阀在准备阶段关闭。

在分配阶段期间，出口阀147打开并且分配泵180将压力施加到分配腔185中的流体中。因为出口阀147比分配泵180更缓慢地对控制作出反应，因此可首先打开出口阀147，并且在某一预时序段之后，分配电机200启动。这阻止分配泵180推动流体通过部分打开的出口阀147。而且，这会阻止由阀门打开引起的流体上移到分配喷嘴，以及随后跟随由电机的动作引起的正向流体运动。在其它实施例中，出口阀147打开并且分配泵180的分配同时开始。

可以执行另外的反吸阶段，在该反吸阶段中，去除分配喷嘴中过剩的流体。在反吸阶段期间，出口阀147关闭，并且采用辅助电机或者真空装置从出口喷嘴中抽吸过量的流体。可选择地，出口阀147可以仍然打开并且分配电机200可以反向，使得这些流体返回到分配腔中。该反吸阶段有助于防止过量的流体滴到晶片上。

简要地参见图3，该图提供了对于图1的多级泵100运行的各个阶段的阀和分配电机时序的示意图。在阶段改变期间，当几个阀显示为同时关闭时，可使阀的关闭时间略微地间隔开(例如，100毫秒)，以减少压力峰值。例如，在排气和清洗阶段之间，隔离阀130在排气阀145关闭之前不久被关闭。然而，应当指出，在本发明的多个实施例中可利用其它的阀的时序。另外，多个阶段可共同执行(例如填充/分配阶段可以被同时执行，在这种情况下，入口和出口阀两者可以在分配/填充阶段中打开)。还应该指出的是不必对每个循环重复具体的阶段。例如，可以不必每个循环都实施清洗和静态清洗阶段。同样地，可以不必每个循环都实施排气阶段。

各个阀的打开和关闭会导致在多级泵100内部流体的压力峰值。例如，在静态清洗阶段结束时，清洗阀140的关闭会导致在分配腔185中的压力增加。因为当每个阀关闭时其会使少量的流体移位，所以会发生这种情况。例如，当清洗阀140关闭时，该清洗阀140可以使少量的流体移位到分配腔185中。由于在由于清洗阀140的关闭而出现压力增加时出口阀147关闭，在随后的分配阶段期间，如果压力没有降低，则会出现流体“溅射”到晶片上。为了在静态清洗阶段、或另外的阶段期间释放该压力，可以使分配电机200反向，以使活塞192退回一预定距离，以补偿由阻隔阀135、清洗阀140的关闭所引起的任何压力增加。

压力峰值也可以由于关闭(或打开)其它阀而引起，而不仅仅是清洗阀140。还应当注意到，在准备阶段期间，分配腔185中的压力会根据隔膜的性质、温度或其它因素而改变。可以控制分配电机200以补偿这种压力漂移。

因此，本发明的实施例提供了一种具有平缓的流体操控特性的泵出装置。通过控制进给泵的操作，基于来自在分配泵处的压力传感器的实时反馈，可避免潜在损害的压力峰值。本发明的实施例还可采用其它的泵控制机构和阀衬垫，以帮助减少在工艺流体上的压力的有害影响。

图4是用于多级泵100的泵组件的一个实施例的示意图。多级泵100包括分配块205，其限定了通过多级泵100的多个流体流动路径。根据一个实施例，分配泵块205可以为PTFE、改进的PTFE或者其它材料的单一块。因为这些材料不与或者最低限度地与许多工艺流体反应，这些材料的利用可使得流体通道和泵腔被直接加工到分配块205中，同时额外的硬件最少。从而，通过提供集成的流体歧管，分配块205降低了对管道的需要。

分配块205包括不同的外部入口和出口，例如包括通过其接收流体的入口210，在排气阶段期间排出流体的排气出口215，和在分配阶段期间通过其分配流体的分配出口220。在图4的例子中，分配块205不包括外部清洗出口，因为清洗后的流体返回到进给腔中(如图5A和5B所示)。然而，在本发明的其它实施例中，流体可在外部被清洗。

分配块205将流体输送给进给泵、分配泵和过滤器120。根据本发明的一个实施例，泵盖225可以防止进给电机175和分配电机200受到损害，而活塞外壳227可对活塞165和活塞192提供保护。阀板230提供用于阀系统(例如，图2的入口阀125、隔离阀130、阻隔阀(barrier valve)135、清洗阀140和排气阀145)的阀套，该阀系统可被构造成将流体引导到多级泵100的各个部件。根据一个实施例，入口阀125、隔离阀130、阻隔阀135、清洗阀140和排气阀145的每一个被集成到阀板230中并且是隔膜阀，所述隔膜阀根据压力或者真空是否被施加到相应的隔膜上而被打开或者关闭。出口阀147在分配块205的外部。对于每个阀，PTFE、改进的PTFE、合成材料或者其它材料的隔膜被夹在阀板230和分配块205之间。阀板230包括用于每个阀的阀控制入口，以将压力或者真空施加到相应的隔膜上。例如，入口235对应于阻隔阀135，入口240对应于清洗阀140，入口245对应于隔离阀130，入口250对应于排气阀145，入口255对应于入口阀125。通过有选择性地将压力或者真空施加到入口上，打开和关闭相应的阀。

经由阀门控制供给管路260来将阀门控制气体和真空提供给阀板230，它们从阀门控制歧管(位于顶盖263下面的区域中)流出，通过分配块205到阀板230上。阀门控制气体进给入口265将压缩气体提供给阀门控制歧管，并且真空入口270将真空(或者低气压)提供到该阀门控制歧管。该阀门控制歧管用作三通阀，以经由供给管路260将压缩气体或者真空输送到阀板230的适当入口中，以致动相应的阀。

图5A是多级泵100的一个实施例的示意图，其中将分配块205制造成透明的，以显示出通过其中而限定的流体流动通道。分配块205限定用于多级泵100的多个腔和流体流动通道。根据一个实施例，进给腔155和分配腔185可以被直接加工到分配块205中。另外，多个流体通道可被加工到分配块205中。流体流动通道275(如图5C所示)从入口210通到入口阀。流体流动通道280从入口阀通到进给腔155，以完成从入口210到进给泵150的路径。在阀套230中的入口阀125调节入口210和进给泵150之间的流动。流动通道285将流体从进给泵150输送到阀板230中的隔离阀130。该隔离阀130的输出通过另一个流动通道(未示出)输送到过滤器120中。流体从过滤器120流动通过流动通道，该流动通道使过滤器120连接到排气阀145和阻隔阀135。该排气阀145的输出输送到排气出口215，同时阻隔阀135的输出经由流动通道290输送到分配泵180。在分配阶段期间，分配泵可以经由流动通道295将流体输出到出口220，或者在清洗阶段期间，使流体通过流动通道300输出到清洗阀上。在清洗阶段期间，流体可以通过流动通道305返回到进给泵150。因为流体流动通道可以直接地形成在PTFE(或者其它的材料)块中，所以分配块205可用作在多级泵100的各个部件之间的工艺流体的管路，从而避免或者减少对另外的管道的需要。在其它情况下，管道可插入到分配块205中以限定流体流动通道。图5B示出了根据一个实施例的分配块205的示意图，该分配块被制成透明的，以显示出其中的多个流动通道。

图5A还示出了被移除了泵盖225和歧管盖263以示出进给泵150的多级泵100，该多级泵100包括进给级电机190、包括分配电机200的分配泵180和阀门控制歧管302。根据本发明的一个实施例，利用插入到分配块205中相应空腔中的杆(例如，金属杆)，使进给泵150的部分、分配泵180和阀板230可与分配块205联接。每个杆可以包括一个或更多个螺纹孔以容纳螺钉。例如，分配电机200和活塞外壳227可以经由一个或更多个螺钉(例如，螺钉275和螺钉280)被安装到分配块205上，这些螺钉贯穿分配块205中的螺纹孔以拧入杆285中的相应孔中。应该注意的是，用于将部件联接到分配块205的这种机构是举例说明的并且可以采用任何适当的附接机构。

图5C是多级泵100的示意图，其示出了用于将压力或者真空提供到阀板230上的供给管路260。如结合图4进行描述，在阀板230中的阀可被构造成使流体流入多级泵100的各个组件中。阀的致动可由阀门控制歧管302控制，该阀门控制歧管302将压力或者真空引导到每个供给管路260中。每个供给管路260可以包括具有小孔(即，节流口)的配件(示例的配件以318示出)。在每个供给管路260中的孔有助于减轻施加到供给管路的压力和真空之间的剧烈的压差效应。这允许该阀可更平稳地打开和关闭。

图6是示出多级泵100的一个实施例的部分组件的图示。在图6中，如上所述，阀板230已经与分配块205联接。对于进给级泵150，具有丝杠170的隔膜160插入进给腔155，而对于分配泵180，具有丝杠195的隔膜190可以被插入分配腔185中。活塞外壳227被设置在丝杠行进穿过其中的进给腔和分配腔之上。分配电机200与丝杠195联接，并且可以通过旋转的内螺纹螺帽将线性运动传递到丝杠195。类似地，进给电机170被联接到至丝杠170上，并且也可以通过旋转的内螺纹螺帽将线性运动传递至丝杠170。垫片319可以用来使分配电机200从活塞外壳227偏移。所示实施例中的螺钉，使用具有插入到分配块205的螺纹孔的杆将进给电机175和分配电机200附接到多级泵100，如结合图5所描述的。例如，螺钉315可以被拧到杆320中的螺纹孔中并且螺钉325可以被拧到330的螺纹孔中，以与进给电机175附接。

图7是进一步示出多级泵100的一个实施例的部分组件的图示。图7示出将过滤器配件335、340和345添加至分配块205。螺帽350、355、360可以用来保持过滤器配件335、340、345。应当注意到，可以使用任何适当的配件并且所示配件以示例的方式提供。每个过滤器配件将流动通道之一引导到进给腔、排气出口或分配腔(全部经由阀板320)。压力传感器112可以被插入分配块205，同时压力传感面暴露至分配腔185。O形环365使压力传感器112与分配腔185的接口密封。压力传感器112利用螺帽367紧紧地保持就位。阀控制歧管302可以被拧到至活塞外壳227上。阀控制管路(未示出)在开口375处从阀控制歧管302的出口延伸到分配块205中，并且在分配块205的顶部延伸出来至阀板230(如图4中所示)。

图7还示出用来与泵控制器通信的多个接口(例如图1的泵控制器20)。压力传感器12经由一个或更多个导线(以380表示)将压力读数传输到控制器20。分配电机200包括电机控制接口205，以接收来自泵控制器20的信号，从而使分配电机200移动。另外，分配电机200可以将信息传输到泵控制器20，该信息包括位置信息(例如来自位置直线编码器)。类似地，进给电机175可以包括通信接口390，以接收来自泵控制器20的控制信号，并将信息传输到泵控制器20。

图8A示出包括分配块205、阀板230、活塞外壳227、丝杠170以及丝杠195的多级泵100的一部分的侧视图。图8B示出图8A的截面图，示出了分配块205、分配腔185、活塞外壳227、丝杠195、活塞192和分配隔膜109。如图8B所示，分配腔185可以至少局部地由分配块205限定。在丝杠195旋转时，活塞192可以向上移动(相对于图8B中所示的对准方向(alignment))以使分配隔膜移位，从而使分配腔185中的流体经由出口流出通道295离开该分配腔。图8C示出图8B的细节B。在图8C所示的实施例中，分配隔膜190包括装配到分配块200中的凹槽400中的夹具395。因此，在该实施例中，分配隔膜190的边缘被密封在活塞外壳227和分配块205之间。根据一个实施例，分配泵和/或进给泵150可以是旋转(rolling)隔膜泵。

应当注意到，以举例的方式提供结合图1-8C描述的多级泵100，而不构成限制，并且本发明的实施例可以被实施用于其它多级泵构造。

如上所述，本发明的实施例可以在多级泵(例如，多级泵100)操作的过滤阶段期间提供压力控制。图9是示出用于在过滤阶段期间控制压力的方法的一个实施例的流程图。可以利用存储在计算机可读介质上的可由处理器执行的软件指令来实施图9的方法，以控制多级泵。在过滤阶段开始时，电机175开始以预定速率将流体推出进给腔155(步骤405)，使流体进入分配腔185。在分配腔185中的压力达到预定设定值(如在步骤410通过压力传感器112所确定的)时，分配电机开始移动以使活塞192和隔膜190退回(步骤415)。根据一个实施例，分配电机可以以预定的速率使活塞165退回。因而，分配泵180使得在分配器腔185中的流体具有更大的可利用容积，从而使流体压力降低。

压力传感器112继续监控分配腔185中的流体压力(步骤420)。如果压力处于设定值或超过设定值，进给级电机175以降低的速度操作(步骤425)，否则进给电机175以增大的速度操作(步骤430)。可以继续根据分配腔185处的实时压力来增大或降低进给级电机175速度的工艺，直到分配泵180到达原始位置(如在步骤435所确定的)。在分配泵180到达原始位置时，进给级电机175和分配级电机200可以被停止。

可以采用多种方式确定分配腔180是否已经到达其原始位置。例如Laverdlere等人在2004年11月23日申请的名称为“System andMethod for a Variable Home Position Dispense System(用于可变原始位置分配系统的系统和方法)”的美国临时专利申请No.60/630,384和Laverdiere等人在2005年11月21日申请的名称为“System andMethod for a Variable Home Position Dispense System(用于可变原始位置分配系统的系统和方法)”的PCT申请No.PCT/US2005/04127所描述的，这两个申请的全部内容通过引用全部并入于此，这可以通过利用位置传感器确定丝杠195和隔膜190的位置来实现。在其它实施例中，分配级电机200可以是步进电机。在这种情况下，可以通过计算电机的步数来确定分配泵180是否处于其原始位置中，因为每一步将使隔膜190移位一特定的量。可以根据需要或期望重复图9的步骤。

图10示出了根据本发明的一个实施例运行多级泵时在分配腔185处的压力分布。在点440处，分配开始并且分配泵180推动流体到出口之外。在点445处，该分配结束。在分配腔185处的压力在填充阶段期间保持相当恒定，同时此阶段通常不涉及分配泵180。在点450处，过滤阶段开始并且进给级电机175以预定速率前进，以推动来自进给腔155的流体。如图10中示出，在点455处，在分配腔185中的压力开始上升达到一预定的设定值，当分配腔185中的压力达到该设定值时，分配电机200以恒定速率反转，以增加在分配腔185中的可用容积。在点455和点460之间压力分布的相对平坦的部分中，每当压力下降低于设定值时，进给电机175的速度增大，当达到设定值时，进给电机175的速度降低。这保持分配腔185中的压力在近似恒定压力处。在点460处，分配电机200达到它的原始位置并且过滤阶段结束。在点460的尖锐压力峰值是由在过滤结束时阻隔阀135的关闭引起的。

结合图9和图10所描述的控制方案使用单个设定值。然而，在本发明的其它实施例中，可以使用最小和最大压力阈值。图11是示出使用最小和最大压力阈值的方法的一个实施例的流程图。可以利用存储在计算机可读介质上的可由处理器来执行的软件指令来实施图11的方法，以控制多级泵。在过滤阶段开始时，电机175开始以预定速率将流体推出进给腔155(步骤470)，引起流体进入分配腔185。在分配腔185中的压力达到初始阈值时(如在步骤480通过压力传感器112的测量所确定的)，分配电机开始移动以使活塞192和隔膜190退回(步骤485)。该初始阈值可以与最大或最小阈值相同或不同。根据一个实施例，分配电机以预定速率使活塞165退回。因而，分配泵180退回，以使分配腔185中的流体具有更大的可利用容积，从而引起流体压力降低。

压力传感器112继续监控分配腔185中流体的压力(步骤490)。如果压力达到最大压力阈值，进给级电机175以确定的速度操作(步骤495)。如果压力降低到最小压力阈值以下，进给级电机175以增大的速度操作(步骤500)。可以继续根据分配腔185处的实时压力来增大或降低进给级电机175速度的工艺，直到分配泵180到达原始位置(如在步骤505所确定的)。在分配泵180到达原始位置时，进给级电机175和分配级电机200可以被停止。另外，可以根据需要或期望重复图11的步骤。

因此，本发明的实施例提供了一种通过控制由进给泵维持在流体上的压力来控制分配泵180处的压力的机构。当分配泵180处的压力达到预定阈值(例如设定值或最大压力阈值)时，可以降低进给级泵150的速度。当分配泵180处的压力下降到预定阈值以下时(例如设定值或最小压力阈值)时，可以增大进给级泵150的速度。根据本发明的一个实施例，进给级电机175可以根据分配腔185处的压力在预定速度之间循环。在其它实施例中，如果分配腔185中的压力高于预定阈值(例如设定值或最大压力阈值)，可以继续降低进给级电机175的速度，并且如果分配腔185中的压力下降到预定阈值以下时(例如设定值或最小压力阈值)，可以继续增加进个级电机175的速度。

如上所述，多级泵100包括具有电机175(例如步进电机、无刷DC电机或其它电机)的进给泵150，电机175可以根据分配腔185处的压力改变速度。根据本发明的另一个实施例，进给级泵可以是气压致动的隔膜泵。图12是包括气压进给泵515的多级泵510的一个实施例的图示。如同多级泵100，多级泵515包括进给级部分105和分离的分配级部分110。从流体流动的角度看，设置在进给级部分105和分配级部分110之间的是过滤器120，以过滤工艺流体的杂质。多个阀可以控制流动通过多级泵100的流体，包括例如入口阀125、隔离阀130、阻隔阀135、清洗阀140、排气阀145和出口阀147。分配级部分110可以包括压力传感器112，该压力传感器确定分配级110处的流体压力。可以利用由压力传感器112确定的压力来控制各个泵的速度，如下所述。

进给泵515包括进给腔520，该进给腔520可通过打开的入口阀125从流体供给吸入流体。为了控制流体进入或离开进给腔520，进给阀525控制是否将真空、正向进给压力或大气施加至进给隔膜530。根据一个实施例，可以采用压缩氮气来提供进给压力。为了将流体吸入进给腔520，将真空施加至隔膜530，使得隔膜相对于进给腔520的壁被拉动。为了将流体推出进给腔520，可将进给压力施加至隔膜530。

根据一个实施例，在过滤阶段期间，可以通过选择性施加到隔膜530的进给压力来调节分配腔185处的压力。在过滤开始时，进给压力施加至进给隔膜530。继续施加该压力，直到在分配腔185处达到预定压力阈值(例如初始阈值、设定值或其它预定阈值)(例如由压力传感器112所确定的)。在达到初始阈值时，分配泵180的电机200开始退回，以为分配腔185中的流体提供更大的可利用容积。压力传感器112可以继续读取分配腔185中的压力。如果流体压力超过预定阈值(例如最大压力阈值、设定值或其它阈值)，可以移除或降低进给泵515处的进给压力。如果分配腔185处的流体压力下降到预定阈值以下(例如最小压力阈值、设定值或其它预定阈值)，可以在进给泵515处再次维持进给压力。

因而，本发明的实施例提供了一种用于在过滤阶段期间通过根据分配泵处确定的压力调整进给泵的操作来调节流体压力的系统和方法。可以通过例如增大或降低进给泵电机的速度、增大或降低施加到进给泵处的进给压力来改变进给泵的操作或者调节进给泵的操作，以使下游工艺流体的压力的增大或降低。

本发明的实施例还提供用于在排气阶段期间流体压力的控制。参照图2，如果阻隔阀135在排气阶段期间保持打开，压力传感器112将确定分配腔185中流体的压力，该压力将受到过滤器120中流体压力的影响。如果压力超过预定阈值(例如最大压力阈值或设定值)，可以降低进给电机175的速度(或在图12的示例中降低进给压力)，并且如果压力下降到预定阈值(例如最小压力阈值或设定值)，可以增大进给电机175的速度(或在图12的示例中增大进给压力)。根据另一个实施例，用户可以提供排气速度(例如0.05cc/秒)和排气量(例如0.15cc或3秒)，并且进给电机可以在指定的时间量期间以适当的速度使流体移位。

如可以从前述理解到的，本发明的一个实施例提供了一种用于控制多级泵中压力的系统，所述多级泵具有第一级泵(例如进给泵)和第二级泵(例如分配泵)，并且第二级泵具有压力传感器以确定第二级泵处的流体压力。泵控制器可以通过调整第一级泵的操作来调节第二级泵处的流体压力。泵控制器与第一级泵、第二级泵和压力传感器联接(即是可操作的以与第一级泵、第二级泵和压力传感器通信)，并且是可操作的以接收来自压力传感器的压力测量值。如果来自压力传感器的压力测量值显示第二级泵处的压力已经达到第一预定阈值(例如设定值、最大压力阈值或其它压力阈值)，则泵控制器可以使第一级泵在流体上保持更低的压力(例如通过放慢其电机速度、降低进给压力或者降低流体上的压力)。如果压力测量值显示第二级泵处的压力低于阈值(例如设定值、最小压力阈值或其它阈值)，控制器可以使第一级泵在流体上保持更大的压力(例如通过增大第一级泵的电机速度或增大进给压力或者增大流体上的压力)。

本发明的另一个实施例包括一种用来控制多级泵中分配泵的流体压力的方法。该方法可以包括将压力施加至进给泵处的流体，确定进给泵下游的分配泵处的流体压力，如果分配泵处的流体压力达到预定的最大压力阈值，降低进给泵处的流体上的压力，或者如果分配泵处的流体压力低于预定的最小压力阈值，增大进给泵处的流体上的压力。应当注意到，最大和最小压力阈值都可以是设定值。

本发明的又一个实施例包括用来控制泵的计算机程序产品。该计算机程序产品可以包括存储在一个或更多个计算机可读介质上的一组计算机指令。该指令可以由一个或更多个处理器执行，以接收来自压力传感器的压力测量值，比较压力测量值与第一预定阈值(最大压力阈值、设定值或其它阈值)，并且如果来自压力传感器的压力测量值显示第二级泵处的压力达到第一预定阈值，通过例如引导第一级泵降低电机速度、施加更低的进给压力或者降低由第一级泵施加在流体上的压力来引导第一级泵，以在流体上保持更低的压力。另外，计算机程序产品可以包括可执行指令，以在如果来自压力传感器的测量值指示第二泵处的压力下降到第二阈值以下时，引导第一级泵，以在流体上保持更高的压力。

本发明的另一个实施例可以包括适用于半导体生产工艺的多级泵，该多级泵包括进给泵、与进给泵流体连通的过滤器、与过滤器流体连通的分配泵、进给泵和过滤器之间的隔离阀、过滤器和分配泵之间的阻隔阀、测量分配泵处压力的压力传感器以及与进给泵、分配泵、进给泵和压力传感器连接(即可操作以与进给泵、分配泵、进给泵和压力传感器通信)的控制器。进给泵还包括进给腔、进给腔中的进给隔膜、与进给隔膜接触以使进给隔膜移位的进给活塞、与进给活塞联接的进给丝杠以及与进给丝杠联接以将运动传递到进给丝杠从而使进给活塞移动的进给电机。分配泵还包括分配腔、分配腔中的分配隔膜、与分配隔膜接触以使分配隔膜移位的分配活塞、与分配活塞联接以使分配腔中的分配活塞移位的分配丝杠、与分配活塞联接的分配丝杠以及与分配丝杠联接以将运动传递至分配丝杠从而使分配活塞移动的分配电机。控制器是可操作的，以接收来自压力传感器的压力测量值。在该压力测量值显示分配腔中的流体压力已经初始达到设定值时，控制器引导分配电机以适当的恒定速度操作以退回分配活塞。对于随后的压力测量值，如果随后的压力测量值显示分配腔中的流体压力在设定值以下，控制器引导进给电机以降低的速度操作，并且如果随后的压力测量值在设定值以上，则引导进给电机以增大的速度操作。

虽然上述用于泵的系统和方法提供用于精确且可靠地分配流体，但是可通过泵的不适当操作来表明这些泵上的处理时序的偶然变化或正常磨损(例如停止阀故障、流体管道纽结、喷嘴阻塞、流路中的空气等)。如上面所讨论的，期望检测这些即将发生的故障状况或不适当操作。为了实现该目的，根据一个实施例，本发明提供一种用来监控泵的方法，包括检验正确操作并且检测泵的即将发生的故障状况。具体地，本发明的实施例确认流体从泵的精确分配或者泵内过滤器的适当操作，还包括其它动作或状况。

图13是示出一个这种方法的实施例的流程图，这种方法用来检测不适当操作(或相反地检验正确操作)、即将发生的故障状况、或泵中的几乎任何其它差错，包括上述泵的实施例，这种泵的一个示例是由Entegris公司生产的IG微型泵。更具体地，可对于一个或更多个参数建立基线分布图(步骤1310)。然后，在泵100的操作期间，可测量这些参数以形成操作分布图(步骤1320)。然后，将基线分布图与一个或更多相应点或部分处的操作分布图相比较(步骤1330)。如果操作分布图与基线分布图的不同大于一定的容差(步骤1340)，可存在警告状况(步骤1350)，否则泵100可继续操作。

为了对于某些参数建立基线分布图(步骤1310)，可在基线或“黄金”运行期间测量参数。在一个实施例中，泵100的操作者或用户可利用液体将泵设置到它们的技术要求、即与泵100在正常使用或泵100的操作期间泵100将利用的状态和配量基本上类似或相同的状态或配置。然后，泵100将被操作用于分配循环(如上相对于图3描述的)，以根据用户的方法分配流体。在该分配循环期间，可基本上连续地或在一组点处测量参数，以形成用于该参数的操作分布图。在一个具体实施例中，参数的取样可出现在大约1毫秒和10毫秒的间隔之间。

然后，用户可验证在该分配循环期间泵100正在正确地操作，并且在该分配循环期间由泵100产生的分配在其容差或技术要求内。如果用户满意的泵操作和分配，则该用户可通过泵控制器20显示期望利用该操作分布图(例如在分配循环期间用于获取参数的测量值)作为参数的基线分布图。这样，可为一个或更多个参数建立基线分布图。

图10示出在根据本发明一个实施例的多级泵操作期间分配腔185处的压力分布图的一个实施例。在读取上述描述之后很明显，可为用户期望使用泵100的每个方法建立一个或更多个参数的每一个的基线分布图，以使得在泵100用于该方法时，与该方法相关联的基线分布图可用于任何随后的比较。

虽然可由用户建立参数的基线分布图，但是也可使用其它方法来建立基线分布图(步骤1310)。例如，也可在泵100的校准期间、由泵100的制造商利用与将由泵100的用户利用的测试床类似的测试床来建立一个或更多个参数的基线分布图，并将该一个或更多个参数的基线分布图保存在泵控制器20中。还可通过利用操作分布图作为基线分布图来建立基线分布图，其中，在利用具体方法执行分配循环并且在该分配循环期间控制器20没有检测到误差时存储该操作分布图。实际上，在一个实施例中，可使用其中控制器20没有检测到误差的预先保存的操作分布图来定期更新基线分布图。

在建立一个或更多个参数的基线分布图之后(步骤1310)，在泵100的操作期间，可以由泵控制器20监控这些参数的每一个，以形成与所述一个或更多个参数的每一个行对应的操作分布图(步骤1320)。然后，可由控制器20存储这些操作分布图的每一个。另外，在一个实施例中，可通过以大约1毫秒和10毫秒之间的间隔对参数进行取样来形成这些操作分布图。

为了检测在泵100的操作期间已经出现的各种问题，于是，在泵100的操作期间形成的参数的操作分布图可与相应于同一参数的基线分布图相比较(步骤1330)。这些比较可由控制器20进行，并且如同可以想象的，该比较可以采取多种形式。例如，基线分布图的一个或更多个点处的参数的值与操作分布图中基本上等同的点处的参数的值相比较；基线分布图的平均值可与操作分布图的平均值相比较；参数在一部分基线分布图期间的平均值可与参数在操作分布图中基本上相同的部分期间的平均值相比较；等等。

将理解到所述比较的类型仅是示例性的，并且可利用基线分布图和操作分布图之间任何适合的比较。实际上，在许多情况下，可利用不止一个比较或比较的类型，以确定是否已经出现特定问题或状况。还将理解到，所利用的比较类型可取决于(至少部分地)试图要检测的状况。类似地，所比较的操作分布图和基线分布图的点、或部分也可取决于试图要检测的状况，也包括其它因素。另外，将意识到所利用的比较可在泵的操作期间在特定分配循环期间，或者在特定分配循环完成之后基本上实时地进行。

如果通过比较得到超出一定容差的差异(步骤1340)，则在控制器20处可记录警告(步骤1350)。该警告可由控制器20显示，或者可将该警告送到与控制器20接口的工具控制器。对于上述比较的类型，给定比较所利用的具体容差可取决于很多因素，例如相比较的分布图的点或部分、用户将使用泵100的工艺或方法、由泵100分配的流体的类型、所利用的参数、期望检测的状况或问题、用户的期望或用户对容差进行调整等。例如，容差可以是基线分布图的比较点处参数的百分比或一设定数值；在根据比较的点(或部分)比较基线分布图和操作分布图时，该容差可以是不同的，如果比较点处操作分布图的值小于基线分布图的比较点处的参数值而不是大于该值，则可以具有不同的容差，等等。

可参照具体实施例更好地理解上述系统和方法的实施例的描述。如前面所提及的，可以高度期望确认已经发生流体的精确分配。在泵100的分配阶段期间，出口阀147打开并且分配泵180将压力施加至分配腔185中的流体。由于出口阀147可以比分配泵180更慢地对控制作出反应，因此可以首先打开出口阀147，并且某个预时序间之后启动分配电机200。这防止分配泵180推动流体通过部分地打开的出口阀147。而且，这防止由于阀门打开引起的流体上移到分配喷嘴，以及随后由电机动作引起的正向流体运动。在另一个实施例，出口阀147打开并且分配泵180的分配同时开始。

由于分配电机210启动的不适当时序和/或出口阀147的时序会引起不适当的分配，在许多情况下，在泵100的分配阶段期间，分配腔185中的压力本身会显示不适当的分配。例如，假设出现出口阀147的阻塞，或在打开中出口阀147延迟。这些状况将在分配阶段开始期间引起压力峰值，或在分配电机试图迫使流体通过出口阀147时整个分配阶段中持续更高的压力。类似地，出口阀147的过早关闭也会引起分配阶段结束时的压力峰值。

因而，在一个实施例中，为了确认已经出现可接受的分配，或检测流体从泵100分配的问题，可在分配循环期间利用分配腔185中的压力参数来形成基线分布图(步骤1310)。然后，可利用压力传感器112监控在随后的分配循环期间分配腔185中的压力，以形成操作分布图(步骤1320)。然后，该操作分布图可与基线分布图比较(步骤1330)，以确定是否应当发出警告(步骤1350)。

如上所述，不适当的分配本身可在泵100的操作的分配阶段期间通过分配腔185中的压力变化而显示。更具体地，然而，由于不适当分配的原因的性质，这些压力变化在分配阶段期间在某些点处会更普遍。因而，在一个实施例中，在比较基线压力分布图和操作压力分布图时(步骤1330)，可进行四个比较。第一个比较可以是根据基线分布图在分配阶段期间压力的平均值与根据操作分布图在分配阶段期间压力的平均值的比较。该比较可用来检测在分配阶段期间可以出现的任何类型的突然阻塞。

第二个比较可以是在分配时间开始附近的点处的压力值。例如，基线分布图上通过分配阶段大约15％的一个或多个点处的压力值可与操作分布图的分配阶段中基本上相同的点处的压力值相比较。该比较可用来检测在分配开始期间由阀的不适当致动所引起的流动限制。

第三个比较可以是分配阶段中间附近的点处的压力值。例如，基线分布图上通过分配阶段大约50％的一个或更多个点处的压力值可与操作分布图中分配阶段的基本上相同的点处的压力值相比较。

最后一个比较可以是分配阶段结束附近的点处的压力值。例如，基线分布图上通过分配阶段大约90％的一个或更多个点处的压力值可与操作分布图中分配阶段中基本上相同的点处的压力值相比较。该比较可用来检测在分配阶段的结束部分期间由阀的不适当致动所引起的流动限制。

可参照图14更好地理解某些实施例中涉及的各个比较(步骤1330)其中示出了在根据本发明一个实施例的多级泵的操作期间分配腔185处的压力分布图的一个实施例。在大约点1440处，分配阶段开始并且分配泵180将流体推出出口。分配阶段结束于大约点1445处。

因而，如上所述，在本发明的系统和方法的一个实施例中，在比较基线压力分布图与操作压力分布图时，第一个比较可以是大约点1440和点1445之间的压力平均值，第二个比较可以是在通过分配阶段大约15％的大约点1410处基线压力分布图的值与操作压力分布图的值之间，第三个比较可以是在通过分配阶段大约50％的大约点1420处基线压力分布图的值和操作压力分布图的值之间，并且第四个比较可以是在通过分配阶段大约90％的大约点1430处基线压力分布图的值与操作压力分布图的值之间。

如上所述，这些比较的每个的结果可以与容差相比较(步骤1340)以确定是否应该发出警告(步骤1350)。另外，给定比较所使用的特定容差可取决于很多因素，如上所述。然而，在许多情况下，当使用的参数是分配阶段期间分配腔185中的压力时，在分配阶段期间的压力之间应当仅有较小的差异。因此，在这种情况下利用的容差可以是非常小的，例如在0.1和0.5PSI之间。换言之，如果操作分布图在给定点处的值与基线压力分布图在基本上相同点处的值的不同大于大约0.2PSI，则可发出则警告(步骤1350)。

可参照图15更好地示出基线压力分布图和操作压力分布图之间的比较，其中描述了在多级泵的一个实施例的操作期间分配腔185处的基线压力分布图和在多级泵的随后操作期间分配腔185处的操作压力分布图。在大约点1540处，分配阶段开始并且分配泵180将流体推出出口。分配阶段结束于大约点1545处。注意到，在分配阶段的部分期间操作压力分布图1550明显地不同于基线压力分布图1560，显示了在操作压力分布图1550的分配阶段期间出现的分配的可能问题。可以利用如上所述的本发明的实施例检测该种可能的问题。

具体地，使用上述比较，第一个比较可以是大约点1540和点1545之间的平均值的比较。由于在分配阶段开始和结束期间操作压力分布图1550不同于基线压力分布图1540，该比较将会产生显著的差异。第二个比较可以是在通过分配阶段大约15％的大约点1510处基线压力分布图1540的值和操作压力分布图1550的值之间。如能看到的，在点1510处，操作压力分布图1550的值与基线压力分布图1540的值相差大约1PSI。第二个比较可以是在通过分配阶段大约50％的大约点1520处的基线压力分布图1540和操作压力分布图1550之间。如能看到的，在点1520处，操作压力分布图1550的值可以与基线压力分布图1540的值大致相同。第三个比较可以是在通过分配阶段大约90％的大约点1530处的基线压力分布图1540的值和操作压力分布图1550的值之间。如能看到的，在点1530处，操作压力分布图1550的值与基线压力分布图1540的值相差大约5PSI。因而，上述四个比较的三个可得到超过一定容差的比较(步骤1340)。

因此，在图15中描述的示例中可发出警告(步骤1350)。该警告可将检测的差异警告给用户并且用来关闭泵100。可通过控制器20提供该警告，并且另外可让用户选择显示参数的基线分布图、引起要发出警告的参数的操作分布图、或者一起显示操作分布图和基线分布图，例如一个叠加在另一个上(如图15中所描述的)。在某些情况下，可在泵100将重新启动之前迫使用户清楚这种警告。通过在泵100或工艺可重新开始之前迫使用户清楚这种警告，通过迫使用户基本上在检测到或出现之后立即改善可能会引起碎屑的状况来防止碎屑。

通过使用另一个示例示出本发明的系统和方法的更大范围的能力是有利的。在泵100的操作期间，穿过泵100的流动路径的流体可如上所述在操作的一个或多个阶段期间穿过过滤器120。在这些过滤阶段之一期间，当过滤器是新的时，可能会引起过滤器120两侧的压力出现可忽略的下降。然而，通过泵100的反复操作，过滤器120、过滤器120的小孔就会堵塞，引起对流动通过过滤器120的流动的更大阻力。最终过滤器120的堵塞会引起泵100的不适当操作或损害正被分配的流体。因而，希望在过滤器120的堵塞引起问题之前检测过滤器120的堵塞。

如上所述，根据一个实施例，在过滤阶段期间，可通过选择性施加进给压力至隔膜530来调节分配腔185中的压力。在过滤阶段开始时，将进给压力施加至进给隔膜530。继续施加该压力直到在分配腔185处达到预定的压力阈值(例如初始阈值、设定值和其它预定阈值)(例如由压力传感器112所确定)。在达到初始阈值时，分配泵180的电机200开始退回以便为分配腔185中的流体提供更多的可利用容积。压力传感器112可以继续地读取分配腔185中的压力。如果流体压力超过预定阈值(例如最大压力阈值、设定值和其它阈值)，可以移除或降低进给泵515处的进给压力。如果分配腔185中的压力降低到预定阈值(例如最小压力阈值、设定值和其它预定阈值)以下，在进给泵515处可以重新维持进给压力。

因而，本发明的实施例提供了一种系统和方法，用于通过基于在分配泵处确定的压力调整进给泵的操作来调节在过滤阶段期间流体的压力。可以通过例如增大和降低进给泵电机的速度、增大或减少在进给泵处施加的进给压力或者调整进给泵的操作来改变进行泵的操作，以引起下游工艺流体的压力的增大和降低。

如能从上面描述中所看到的，于是，在过滤器120变得更堵塞，并且相应的过滤器120两侧的压力下降变得更大时，进给级电机175可能需要更快、更经常或以更高的速率操作以便在过滤阶段期间维持分配腔185中的相等压力，或者，在某些情况下，进给级电机185可能根本不可能维持分配腔中的相等的压力(例如如果过滤器完全地堵塞)。通过监控在过滤阶段期间进给级电机175的速度，则可检测到过滤器120的堵塞。

为此，在一个实施例中，为了检测过滤器120的堵塞，当过滤器120是新的时，在过滤阶段期间(或在用户确定的一些其它点等)使用进给级电机175的速度参数(或控制进给级电机175速度的信号)可形成基线分布图(步骤1310)并且将该基线分部图存储在控制器20中。然后，可由控制器20记录在随后的过滤阶段期间的进给级电机175的速度(或控制进给级电机175速度的信号)，以形成操作分布图(步骤1320)。然后，该进给级电机速度操作分布图可与进给级电机速度基线分布图相比较，以确定是否应当发出警告(步骤1350)。

在一个实施例中，该比较可采取将基线分布图的过滤阶段期间一个或更多个点处的进给级电机速度值与操作分布图的基本上相同设定值处的进给级电机速度值相比较的形式，而在其它实施例中，该比较可比较在进给级电机175的控制限制的一定距离内出现基线分布图期间的时间百分比，并且将这百分比与进给级电机175的控制限制的一定距离内出现操作分布图期间的时间百分比相比较。

类似地，可由本发明的实施例检测过滤器120中的空气。在一个实施例中，在预过滤阶段期间，进给级电机175继续施加压力，直到在分配腔185处达到预定压力阈值(例如初始阈值、设定值或其它预定阈值)(例如如由压力传感器112所确定)。如果过滤器120中有空气，流体达到分配腔185中的初始压力所需的时间更长。例如，如果过滤器120完全地准备好，可能需要进给级电机175的100步和大约100毫秒以在分配腔185中达到5PSI，然而，如果过滤器120中存在空气，该时间或步数会明显地增加。因此，通过在预过滤阶段期间监控进给级电机175运行直到分配腔185中达到初始压力阈值所需的时间，可检测过滤器120中的空气。

为此，在一个实施例中，为了检测过滤器120中的空气，可利用在预过滤阶段期间达到分配腔185中设定值压力所需时间的参数形成基线分布图(步骤1310)，并且将该基线分布图存储在控制器20中。然后，可由控制器20记录在随后的预过滤阶段期间达到分配腔185中设定值压力所需的时间，以形成操作分布图(步骤1320)。然后，该时间操作分布图可与时间基线分布图相比较(步骤1330)，以确定是否应当发出警告(步骤1350)。

本发明的其它实施例可包括通过监控分配电机200的位置来检验精确分配。如上所述，在分配阶段期间，出口阀147打开并且分配泵180将压力施加至分配腔185中的流体，直到分配完成。如能看到的，于是，在分配阶段开始时，分配电机200处于第一位置，而在分配阶段结束时，分配电机200可处于第二位置。

在一个实施例中，为了确认精确分配，在分配阶段期间可利用分配电机200的位置参数(或控制分配电机200的位置的信号)来形成基线分布图(步骤1310)。然后，可在随后的分配阶段期间由控制器20记录分配电机200的位置(或控制分配电机200的位置的信号)，以形成操作分布图(步骤1320)。然后，该分配电机位置操作分布图可与分配电机位置基线分布图相比较(步骤1330)，以确定是否应该发出警告(步骤1350)。

另外，该比较可根据很多因素采取很多形式。在一个实施例中，在基线分布图的分配阶段结束处分配电机200的位置的值可与操作分布图中分配阶段结束处的分配电机200的位置的值相比较。在另一个实施例中，根据基线分布图的分配电机200的位置的值可与在分配阶段期间根据不同点处操作分布图的分配电机200的位置的值相比较。

本发明的某些实施例还可用于检测泵100的其它各种机械部件的将要发生的故障。例如，在许多情况下，泵出系统10可以是闭环系统，以使得提供到分配电机200以使电机200移动一定距离的电流可随着分配电机200上的负载而变化。该性质可用来检测泵100内可能的电机故障或其它机械故障，例如，旋转活塞或隔膜问题、丝杠问题等等。

因此，为了检测将要发生的电机故障，本发明的系统和方法的实施例可利用在分配阶段提供至分配电机200的电流的参数(或控制提供至分配电机200的电流的信号)形成基线分布图(步骤1310)。然后，可由控制器20记录在随后的分配阶段期间提供至分配电机200的电流(或控制提供至分配电机200的电流的信号)，以形成操作分布图(步骤1330)。然后，该分配电机电流操作可与分配电机位置基线分布图相比较(步骤1330)，以确定是否应该发出警告(步骤1350)。

虽然参照上述实施例已经详细描述了本发明的系统和方法，但是将理解到本发明的系统和方法还可涵盖其它宽泛和变化的用途。例如，本发明的系统和方法可用来在泵的整个分配循环期间通过记录与分配循环的一个或更多个参数相对应的基线分布图、并且将该基线分布图与在随后的分配循环期间形成的操作分布图相比较来确认泵的操作。通过在整个分配循环上比较这两个分布图，可实现硬件故障或其它问题的较早检测。

尽管这里已经参照示例性实施例具体描述了本发明，应当理解到，该描述仅是示例性的而非构造为限制性的。因此还将理解到，对于已经阅读本描述的本领域技术人员而言，本发明的实施例以及本发明的另外实施例的细节中的很多变化将是很明显的，并且也可以做出。因此所有这些变化和另外实施例均处于以下所要求的本发明的范围内。

Claims (54)

1.一种用于监控泵的系统，包括：

第一级泵；

与所述第一级泵流体连通且在所述第一级泵下游的第二级泵；

测量流体压力的压力传感器；以及

通过调整所述第一级泵的操作来控制所述第二级泵处的流体压力的泵控制器，所述泵控制器与所述第一级泵、所述第二级泵和所述压力传感器联接，所述泵控制器可操作，以便：

形成与一参数相对应的第一操作分布图；并且

将与所述第一操作分布图相关联的一个或更多个值的每一个和与一基线分布图相关联的相应值相比较，以确定所述一个或更多个值的每一个是否在所述相应值的容差范围内。

2.根据权利要求1的系统，其中，形成所述第一操作分布图包括在所述泵的操作期间记录一组点的每一个处的所述参数的值。

3.根据权利要求2的系统，其中，这组点的间隔在大约1毫秒和10毫秒之间。

4.根据权利要求1的系统，其中，所述控制器进一步可操作，以便：

记录第二操作分布图；并且

将所述第二操作分布图存储为所述基线分布图。

5.根据权利要求1的系统，其中，所述参数是所述第一级泵的电机的速度。

6.根据权利要求1的系统，其中，所述参数是所述流体的压力。

7.根据权利要求6的系统，其中，所述一个或更多个值包括：

与分配阶段期间的所述第一操作分布图的平均值相对应的第一值；

与经过所述分配阶段大约10％的第一点相对应的第二值；

与经过所述分配阶段大约50％的第二点相对应的第三值；以及

与经过所述分配阶段大约90％的第三点相对应的第四值。

8.根据权利要求6的系统，其中所述容差在大约0.1PSI和大约0.5PSI之间。

9.根据权利要求6的系统，其中所述容差是所述相应值的百分比。

10.一种用于监控泵的方法，包括：

形成与流体泵的参数相对应的操作分布图；以及

将与所述操作分布图相关联的一个或更多个值的每一个和与基线分布图相关联的相应值相比较，以确定所述一个或更多个值的每一个是否在所述相应值的容差范围内。

11.根据权利要求10的方法，其中，形成所述第一操作分布图包括在所述泵的操作期间记录一组点的每一个处的所述参数的值。

12.根据权利要求11的方法，其中这组点的间隔在大约1毫秒和10毫秒之间。

13.根据权利要求10的方法，还包括：

记录第二操作分布图；以及

将所述第二操作分布图存储为所述基线分布图。

14.根据权利要求10的方法，其中所述参数是一电机的速度。

15.根据权利要求10的方法，其中所述参数是所述流体的压力。

16.根据权利要求15的方法，其中所述一个或更多个值包括：

与分配阶段期间的所述第一操作分布图的平均值相对应的第一值；

与经过所述分配阶段大约10％的第一点相对应的第二值；

与经过所述分配阶段大约50％的第二点相对应的第三值；以及

与经过所述分配阶段大约90％的第三点相对应的第四值。

17.根据权利要求15的方法，其中所述容差在大约0.1PSI和大约0.5PSI之间。

18.根据权利要求15的方法，其中所述容差是所述相应值的百分比。

19.一种计算机程序产品，该产品包括：存储在一个或更多个计算机可读介质上的一组计算机指令，所述一组计算机指令还包括可由一个或更多个处理器执行以进行下述操作的指令：

形成与流体泵的参数相对应的操作分布图；并且

将与所述操作分布图相关联的一个或更多个值的每一个和与基线分布图相关联的相应值相比较，以确定所述一个或更多一个值的每一个是否在所述相应值的容差范围内。

20.根据权利要求19的计算机程序产品，其中，形成所述第一操作分布图包括在泵的操作期间记录一组点的每一个处的所述参数的值。

21.根据权利要求20的计算机程序产品，其中这组点的间隔在大约1毫秒和10毫秒之间。

22.根据权利要求19的计算机程序产品，所述指令进一步可执行，以便：

记录第二操作分布图；并且

将所述第二操作分布图存储为所述基线分布图。

23.根据权利要求19的计算机程序产品，其中，所述参数是一电机的速度。

24.根据权利要求19的计算机程序产品，其中，所述参数是第二级泵处的所述流体的压力。

25.根据权利要求24的计算机程序产品，其中，所述一个或更多个值包括：

与分配阶段期间的所述第一操作分布图的平均值相对应的第一值；

与经过所述分配阶段大约10％的第一点相对应的第二值；

与经过所述分配阶段大约50％的第二点相对应的第三值；以及

与经过所述分配阶段大约90％的第三点相对应的第四值。

26.根据权利要求24的计算机程序产品，其中所述容差在大约0.1PSI和大约0.5PSI之间。

27.根据权利要求24的计算机程序产品，其中，所述容差是所述相应值的百分比。

28.一种用于控制泵中的流体压力的系统，包括：

第一级泵；

与所述第一级泵流体连通且在所述第一级泵下游的第二级泵；

测量所述第二级泵处的流体压力的压力传感器；

通过调整所述第一级泵的操作来控制所述第二级泵处的流体压力的泵控制器，所述泵控制器与第一级泵、第二级泵和压力传感器联接，所述泵控制器可操作，以便：

接收来自所述压力传感器的压力测量值；并且

如果来自所述压力传感器的压力测量值显示所述第二级泵处的压力已经达到第一预定阈值，则使所述第一级泵在所述流体上维持更低的压力。

29.根据权利要求28的系统，其中，所述泵控制器进一步可操作，以便：

如果来自所述压力传感器的压力测量值显示所述第二级泵处的压力已经下降到第二预定阈值以下，使所述第一级泵在所述流体上维持更高的压力。

30.根据权利要求29的系统，其中，所述第一预定阈值是最大压力阈值，并且所述第二预定阈值是最小压力阈值。

31.根据权利要求29的系统，其中，所述第一级泵通过增大第一级泵的电机的速度来维持更高的压力，并且通过降低所述第一级泵的电机的速度来维持更低的压力。

32.根据权利要求29的系统，其中，所述控制器进一步可操作，以便：

当来自所述压力传感器的压力测量值显示所述流体压力已经达到一初始阈值时，使所述第二级泵以一恒定速率退回。

33.根据权利要求28的系统，其中，所述第一预定阈值是一设定值。

34.根据权利要求33的系统，其中，所述泵控制器是进一步可操作的，以便在来自所述压力传感器的压力测量值显示所述流体压力低于所述设定值时，使所述第一级泵在所述流体上维持更高的压力。

35.根据权利要求34的系统，其中，所述第一级泵通过增大第一级泵的电机的速度来在所述流体上维持更高的压力，并且通过降低所述第一级泵的电机的速度来在所述流体上维持更低的压力。

36.根据权利要求34的系统，其中所述泵控制器进一步可操作，以便在来自所述压力传感器的压力测量值显示所述流体压力已经达到所述设定值时，使所述第二级泵以一恒定速率退回。

37.根据权利要求1的系统，该系统还包括被设置在所述第一级泵和所述第二泵之间的一过滤器。

38.一种用于在多级泵中控制分配泵的流体压力的方法，该方法包括：

在进给泵处将压力施加到流体；

确定所述进给泵下游的分配泵处的流体压力；

如果所述分配泵处的所述流体压力达到预定的最大压力阈值，则降低所述进给泵处的所述流体上的压力；和

如果所述分配泵处的所述流体压力低于预定的最小压力阈值，则增大所述进给泵处的所述流体上的压力。

39.根据权利要求38的方法，其中，增大所述流体上的压力包括增大一进给电机的速度，而降低所述流体上的压力包括降低所述进给电机的速度。

40.根据权利要求38的方法，其中，所述进给泵增大和降低所述流体上的压力，以维持所述分配泵处的大致恒定的压力一段时间。

41.根据权利要求38的方法，其中，所述最大压力阈值和最小压力阈值等于设定值。

42.根据权利要求41的方法，该方法还包括：

确定所述分配泵处的所述流体压力已经达到所述设定值；以及

以一恒定速率增大用于所述分配泵处的流体的可利用容积。

43.根据权利要求38的方法，该方法还包括在所述分配泵到达一原始位置时，停止所述进给泵和所述分配泵。

44.一种计算机程序产品，该产品包括存储在一个或更多个计算机可读介质上的一组计算机指令，该组计算机指令还包括可由一个或更多个处理器执行以进行以下操作的指令：

接收来自压力传感器的压力测量值；以及

将所述压力测量值和第一预定阈值相比较；

如果来自所述压力传感器的压力测量值显示第二级泵处的压力已经达到所述第一预定阈值，则引导所述第一级泵在所述流体上维持更低的压力。

45.根据权利要求44的计算机程序产品，其中，该组计算机指令还包括可执行指令，以便在来自所述压力传感器的压力测量值显示所述第二级泵处的压力已经下降到第二阈值以下时，引导所述第一级泵在所述流体上维持更高的压力。

46.根据权利要求45的计算机程序产品，其中，所述第一预定阈值是一最大压力阈值，而所述第二预定阈值是一最小压力阈值。

47.根据权利要求45的计算机程序产品，其中，所述第一级泵通过增大所述第一级泵的电机的速度来维持更高的压力，而通过降低所述第一级泵的电机的速度来维持更低的压力。

48.根据权利要求45的计算机程序产品，其中，该组计算机指令还包括可执行指令，以便：

当来自压力传感器的压力测量值显示所述流体压力已经达到一初始阈值时，引导第二级泵以一恒定速率退回。

49.根据权利要求44的计算机程序产品，其中，所述第一预定阈值是一设定值。

50.根据权利要求49的计算机程序产品，其中，该组计算机指令还包括可执行指令，以便在来自所述压力传感器的压力测量值显示所述流体压力低于所述设定值时，引导所述第一级泵在所述流体上维持更高的压力。

51.根据权利要求50的计算机程序产品，其中，所述第一级泵通过增大第一级泵的电机的速度来在所述流体上维持更高的压力，而通过降低所述第一级泵的电机的速度来在所述流体上维持更低的压力。

52.根据权利要求49的计算机程序产品，其中，该组计算机指令还包括可执行指令，以便在来自所述压力传感器的压力测量值显示所述流体压力已经达到所述设定值时，引导所述第二级泵以一恒定速率退回。

53.一种多级分配泵，该多级分配泵包括：

进给泵，该进给泵还包括：

进给腔；

在所述进给腔中的进给隔膜；

进给活塞，该进给活塞与所述进给隔膜相接触，以使所述进给隔膜移位；

进给丝杠，该进给丝杠与所述进给活塞联接；

进给电机，该进给电机与所述进给丝杠联接，以将旋转传递到所述进给丝杠，从而引起所述进给活塞移动；

过滤器，该过滤器与所述进给腔流体连通；

隔离阀，该隔离阀位于所述进给泵和所述过滤器之间，以允许或限制流体从所述进给腔流动到所述过滤器；

分配泵，该分配泵与所述过滤器流体连通，该分配泵还包括：

分配腔；

在所述分配腔中的分配隔膜；

分配活塞，该分配活塞与所述分配隔膜相接触，以使所述分配隔膜移位；

分配丝杠，该分配丝杠与所述分配活塞联接，以使所述分配腔中的所述分配活塞移位；

分配丝杠与所述分配活塞联接；

分配电机，该分配电机与所述分配丝杠联接，以将旋转传递到所述分配丝杠，从而引起所述分配活塞移动；

阻隔阀，该阻隔阀位于所述过滤器和所述分配泵之间，以允许或限制流体从所述过滤器流动到所述分配腔；

压力传感器，该压力传感器被暴露于所述分配腔，以测量所述分配腔中的流体压力；以及

控制器，该控制器与所述压力传感器、所述进给电机和所述分配电机连接，在所述隔离阀和所述阻隔阀都打开的一过滤阶段期间，该控制器可操作，以便：

接收来自所述压力传感器的压力测量值；

在压力测量值显示所述分配腔中的流体压力已经初始达到设定值时，引导所述分配电机以大致恒定的速率操作，以使所述分配活塞退回；以及

对于随后的压力测量值，如果所述随后的压力测量值显示所述分配腔中的流体压力低于所述设定值，则引导所述进给电机以降低的速度操作，如果所述随后的压力测量值高于设定值，则引导所述进给电机以增大的速度操作；

其中，所述多级泵适用于半导体生产工艺流体。

54.根据权利要求53的多级泵，其中，所述控制器进一步可操作，以便在所述分配电机到达一原始位置时，引导所述进给电机和所述分配电机停止。

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