JP2022547950A - 人工知能を用いたｉｎ－ｓｉｔｕセンサ融合 - Google Patents

Abstract

【解決手段】一実施形態では、開示されている装置は、流体リザーバ内の液体の体積を決定する液体レベルセンサと、流体リザーバおよび流体リザーバ内に含まれる液体の質量を決定する質量検出デバイスと、液体レベルセンサおよび質量検出デバイスに電気的に結合され、流体リザーバ内の液体の実際の体積を決定するプロセッサと、プロセッサに結合され、流体リザーバの上に位置決めされているシャワーヘッドとを含む、ｉｎ－ｓｉｔｕ閉ループの気泡／泡検出および低減システムである。液体レベルセンサによって決定された液体の体積が液体の実際の体積を所定の量だけ超えると、シャワーヘッドがプロセッサによってアクティブ化される。他の装置および方法もまた、開示される。【選択図】 図３

Description

優先権の主張
本出願は、２０１９年９月１０日に出願された「ＩＮ－ＳＩＴＵ ＳＥＮＳＯＲ－ＦＵＳＩＯＮ ＷＩＴＨ ＡＲＴＩＦＩＣＩＡＬ ＩＮＴＥＬＬＩＧＥＮＣＥ」と題する米国仮特許出願番号第６２／８９８，４６８号の優先権の利益を主張し、上記の出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書に開示される主題は、半導体および関連産業で使用される様々なタイプのプロセス制御機器に関する。より具体的には、開示されている主題は、化学物質リザーバまたは液体リザーバがオーバーフローしようとしているか否かを決定するために使用されるセンサに関する。開示されている主題は、化学物質リザーバまたは液体リザーバ内の気泡および泡の体積を低減する機構をさらに含む。

半導体および関連産業における多くのプロセスは、特に様々なタイプのバックエンドオブライン（ＢＥＯＬ）動作において、様々なタイプのめっきおよびパッケージング技術に依存している。ＢＥＯＬ動作は、例えば、当技術分野で知られている様々な化学的または電気化学的めっき工程によって実施される様々な相互接続および他のメタライゼーション工程を含む。しかし、開示されている主題は、例えば、フラットパネルディスプレイ、薄膜ヘッド、および以下でより詳細に説明される化学的およびめっきプロセスが利用される様々なタイプの動作を含む、半導体および関連産業における多くの用途を見つけることができる。

しかし、様々なタイプの化学的プロセスにおいて、化学物質送給システム内の様々な流量によって引き起こされる流体乱流は、処理動作中に（例えば、ケイ素ウェーハなどの基板上の）化学物質リザーバ内に気泡および／または泡を形成させる可能性がある。同時型の超音波レベルセンサは、気泡および／または泡を検出することができない。したがって、センサは、誤ったオーバーフロー警報をトリガする可能性があり、それによって、安全上の理由からリザーバにすべての化学物質を投棄する。化学物質の投棄による生産時間の損失に加えて、化学物質の費用だけでの金銭的損失は、（例えば、米ドル（ＵＳＤ）単位で）１０，０００ドル～５０，０００ドルまたはそれ以上かかる可能性がある。

さらに、超音波レベルセンサからの読み取り値は、振動をセンサに伝達して誤ったオーバーフロー警報を提示するシステム内の他の構成要素によって影響を受ける可能性がある。センサからの誤った読み取り値は、振動システム構成要素と超音波レベルセンサとの間の不十分なノイズ分離に起因することが多い。レベルセンサによって生成された信号中のノイズによる誤ったオーバーフロー警報は、安全上の理由からプロセスプログラムの実行を中止し、材料（例えば、基板）および化学物質の廃棄を引き起こす場合がある。

したがって、本明細書に記載の様々な実施形態において、開示されている主題は、適切にリザーバ内の化学物質のレベルを検出する装置およびシステムを説明する。さらに、追加の実施形態は、リザーバ内の気泡および／または泡を低減または排除するデバイスを開示する。

このセクションで説明される情報は、当業者に以下の開示されている主題についての背景を提示するために提供されており、認められた先行技術と見なされるべきではない。

例示的な実施形態では、開示されている主題は、流体リザーバ内の液体のレベルを決定するための液体レベルセンサと、流体リザーバおよび流体リザーバに含まれる液体の質量を決定するための質量検出デバイスとを含むシステムを説明する。液体レベルセンサおよび質量検出デバイスに電気的に結合されているプロセッサは、液体のレベルによって決定される液体の測定された体積を決定するためのものである。プロセッサはまた、流体リザーバ内に含まれる液体の質量に基づいて、流体リザーバ内の液体の実際の体積を決定する。シャワーヘッドがプロセッサに結合され、流体リザーバの上に位置決めされる。シャワーヘッドは、液体レベルセンサによって決定された液体の測定された体積が、質量検出デバイスによって決定される液体の実際の体積を所定の量だけ超えると、プロセッサによってアクティブ化される。それによって液体レベルセンサ、質量検出デバイス、プロセッサ、およびシャワーヘッドの組み合わせは、ｉｎ－ｓｉｔｕ閉ループの気泡／泡検出および低減システム（ｉｎ－ｓｉｔｕ， ｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｐ ｂｕｂｂｌｅ ａｎｄ ｆｏａｍ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）を構成する。

例示的な実施形態では、開示されている主題は、流体リザーバ内の液体のレベルを決定するための液体レベルセンサと、流体リザーバおよび流体リザーバに含まれる液体の質量を決定するための質量検出デバイスとを含むシステムを説明する。それによって液体レベルセンサ、質量検出デバイス、およびプロセッサの組み合わせは、ｉｎ－ｓｉｔｕ閉ループの気泡／泡検出システムを構成する。

例示的な実施形態では、開示されている主題は、流体リザーバ内の液体のレベルを決定するための液体レベルセンサと、流体リザーバおよび流体リザーバに含まれる液体の質量を決定するための質量検出デバイスとを含むシステムを説明する。液体レベルセンサおよび質量検出デバイスに電気的に結合されているプロセッサを使用して、流体リザーバ内に含まれる液体の質量に基づいて、流体リザーバ内の液体の実際の体積を決定する。プロセッサはまた、体積の決定された非線形回帰期待値に基づいて、流体リザーバ内の液体の予想体積を決定する。それによって液体レベルセンサ、質量検出デバイス、およびプロセッサの組み合わせは、ｉｎ－ｓｉｔｕ閉ループの気泡／泡検出システムを構成する。

図１Ａは、従来技術のレベルセンサを備えた化学物質リザーバシステムを示す図である。

図１Ｂは、気泡および／または泡を伴う、図１Ａに示すものなどの従来技術の化学物質リザーバシステムの一部を示す図である。

図２Ａは、不十分なノイズ分離を有する従来技術の化学物質リザーバシステムにおける超音波レベルセンサを示す図である。

図２Ｂは、図２Ａの従来技術の化学物質リザーバシステムにおける超音波レベルセンサから受信された信号に対する時間の関数としてのプロセスタンクレベルを示すグラフである。

図３は、開示されている主題による、ｉｎ－ｓｉｔｕ閉ループの気泡／泡検出および低減システムの高レベルの例示的な実施形態を示す図である。

図４は、開示されている主題による、重量スケール測定の関数としての超音波レベルセンサ読み取り値のグラフの例示的な実施形態、および適応型ニューロファジーインターフェースシステム（ＡＮＦＩＳ）非線形回帰期待値との比較を示す図である。

図５は、開示されている主題による、例えば、図４のＡＮＦＩＳ非線形回帰期待値を生成するＡＮＦＩＳアーキテクチャの例示的な実施形態を示す図である。

次に、開示されている主題は、様々な添付の図面に例示されるようないくつかの一般的かつ具体的な実施形態を参照して詳細に説明される。以下の説明では、開示されている主題の完全な理解を提供するために、多くの具体的な詳細が記載されている。しかし、当業者には、開示されている主題がこれらの具体的な詳細の一部またはすべてがなくても実施され得ることが明らかであろう。他の例では、開示されている主題を不明瞭にしないように、周知のプロセスステップ、構築技法、または構造は詳細には説明されていない。

開示されている主題は、適切にリザーバ内の化学物質のレベルを検出するシステム、装置、および方法を含む。さらに、追加の実施形態は、リザーバ内の気泡および／または泡を低減または排除するデバイスを開示する。その結果、開示されている主題は、化学物質の表面の上に形成された気泡または泡の存在による影響が少ない、リザーバ内の化学物質の実際のレベルを決定するセンサを説明する。加えて、開示されている主題は、化学物質の表面の上に形成された気泡または泡を低減または排除する機構を説明する。気泡および泡の低減機構は、別々に、または開示されているセンサ機構と組み合わせて使用することができる。例えば、以下でより詳細に説明するように、開示されているセンサは、センサがトリガされたときに気泡および泡の低減機構を制御する（例えば、必要に応じてオンまたはオフにする）ために使用することもできる。

より完全に開示されている主題を理解するために、当業者は、従来技術のシステムのより良い理解が有益であることを理解するであろう。例えば、図１Ａは、従来技術のレベルセンサを備えた化学物質リザーバシステム１００を示す。化学物質リザーバシステム１００は、第１の噴水型めっきセル１０３と、第２の噴水型めっきセル１０７とを含む。オーバーフローセンサ１０５および流体レベルセンサ１０９は、それぞれ、第１の噴水型めっきセル１０３および第２の噴水型めっきセル１０７の流体収集トラフ１１１内の液体化学物質レベルを検知する。オーバーフローセンサ１０５および流体レベルセンサ１０９の一方または両方は、上述のような超音波レベルセンサを備え得る。めっきセル１０３、１０７の各々からの共通の戻りライン１１３は、過剰な液体を流体収集トラフ１１１から収集リザーバ１３０に導く（以下の図１Ｂを参照してより詳細に説明される）。流体収集トラフ１１１にオーバーフローした液体の最上部分との間の距離ｄ₁は、例えば、約１．５メートル（約５フィート）であり得る。

基板プロセスコントローラ１０１は、セルフィード遮断弁１１５およびフローコントローラ１２１を制御する。次に、フローコントローラ１２１は、ポンプ１２５を制御し、液体を収集リザーバ１３０からフィルタ１２３を通して流量計１１９に、そしてデガッサ(脱気器)１１７を通して導いて再循環させる。セルフィード遮断弁１１５が基板プロセスコントローラ１０１によって開かれると、再循環され、濾過され、脱気された液体は、各セルにおける底部に取り付けられた入力弁を通って第１の噴水型めっきセル１０３および第２の噴水型めっきセル１０７内へと進む。さらに、明示的に示されていないが、収集リザーバ１３０はまた、オーバーフローセンサ１０５および流体レベルセンサ１０９の一方または両方と同様または同一の液体センサを含んでもよい。

流量計１１９およびオーバーフローセンサ１０５は各々、信号をフローコントローラ１２１に提供し、ポンプ１２５の体積流量を制御する。第２の噴水型めっきセル１０７上の流体レベルセンサ１０９は、流体収集トラフ１１１のレベルが所定のレベルにあるとき、信号を自動ドレン弁制御機構１２７に提供して共通の戻りライン１１３への弁を開く。次に、液体は、収集リザーバ１３０の最上面に形成される気泡および／または泡の量を低減するように、空気／液体界面レベルの間に位置する開口部を有するドレンライン１３１に入る。

ここで図１Ｂを参照すると、気泡および／または泡を伴う、図１Ａに示すものなどの従来技術の化学物質リザーバシステムの一部が示されている。図１Ｂは、図１Ａを参照して上に示され説明された収集リザーバ１３０を含む。収集リザーバ１３０は、液体１３５（例えば、めっき液）ならびに気泡および泡１３３の少なくとも１つを含む。上述のように、典型的な超音波レベルセンサは、気泡または泡を液体１３５のレベルまで通過させることができない。代わりに、超音波レベルセンサは、気泡および泡１３３の少なくとも１つによって形成された層の上部を検知する。気泡または泡が収集リザーバ１３０内の所定のレベルまで上昇すると、オーバーフロー警告を誤ってトリガする信号が送られ、それによって液体１３５の想定レベルに基づくが気泡および／または泡によって引き起こされる、収集リザーバ１３０からの液体化学物質（例えば、めっき液）の不必要な投棄を引き起こす。明示的に示されていないが、当業者は、それぞれ第１の噴水型めっきセル１０３および第２の噴水型めっきセル１０７上またはその近くに位置するオーバーフローセンサ１０５および流体レベルセンサ１０９の一方または両方が、収集リザーバ１３０上にも位置し得ることを認識するであろう。

図２Ａは、不十分なノイズ分離を有する従来技術の化学物質リザーバシステム２００における超音波レベルセンサを示す。化学物質リザーバシステム２００は、図１Ａの化学物質リザーバシステム１００の少なくとも一部と共に使用することができ、あるいは同様または同一であり得る。化学物質リザーバシステム２００は、第１の混合タンクディスプレイ２０１および第２の混合タンクディスプレイ２０５を示し、各々がそれぞれ第１のオーバーフローセンサ２０３および第２のオーバーフローセンサ２０７の１つまたは複数と関連付けられている。化学物質リザーバシステム２００は、第１の使用タンクディスプレイ２０９および第２の使用タンクディスプレイ２１１をさらに示す。ディスプレイ２０１、２０５、２０９、２１１の各々は、リットルでのディスプレイレベルＬを示すように配置される。しかし、図２Ａに示すディスプレイの各々は、電子タイプのディスプレイであり、したがって、化学物質リザーバシステム２００が存在する製作環境において、電子ノイズおよび／または他の機器（例えば、製作ツール）からの振動によって誘発される誤った読み取り値に潜在的に影響を受けやすい。

図２Ｂは、図２Ａの従来技術の化学物質リザーバシステム２００における超音波レベルセンサから受信された信号に対する時間の関数としてのプロセスタンクレベル（Ｌ）を示すグラフ２２０を示す。例えば、第１の曲線２２３は、第１のオーバーフローセンサ２０３から受信された、第１の混合タンクディスプレイ２０１によって表示される液体の体積のレベルをＬで表示する。同様に、第２の曲線２２１は、第２のオーバーフローセンサ２０７から受信された、第２の混合タンクディスプレイ２０５によって表示される液体の体積のレベルをＬで表示する。グラフ２２０上の時間１７：０５の直後に、第１の曲線２２３および第２の曲線２２１の一部は各々、グラフ２２０の領域２２５内に振動によって誘発されるノイズスパイクを示す。センサ（例えば、上述の様々な超音波レベルセンサ）のいずれかの不適切な読み取り値によって引き起こされる誤差に加えて、振動によって誘発されるノイズスパイクは、ほぼ５０％以上の誤りのある読み取り値を引き起こす可能性がある。ノイズスパイクは、例えば、図２Ａに示す左右の排気デバイスなどの化学物質リザーバシステム２００に関連する機器によってさえ引き起こされ得る。振動によって誘発されるノイズスパイクによって引き起こされた誤りのある読み取り値はまた、オーバーフロー警告を誤ってトリガし得、それによって収集リザーバ１３０からの液体化学物質（例えば、めっき液）の不必要な投棄を引き起こす（図１Ａ参照）。

説明したように、化学物質リザーバ内の気泡または泡による誤ったオーバーフロー警報は、ノイズの多いレベルセンサの読み取り値とは別々にまたは組み合わされて、不必要で高価な化学物質の投棄を引き起こす可能性がある。化学物質の投棄はまた、化学物質の投棄時またはその後に、噴水型めっきセル１０３、１０７内に位置する１つまたは複数の基板上にめっき欠陥をもたらす場合がある。基板上のめっき欠陥は、低いまたはゼロの歩留まりに起因する数十万ドルまたはそれ以上の経済的損失に関係し得る。さらに、不必要な化学物質の投棄は、製作機器（例えば、プロセスツール）の所有コスト（ＣＯＯ）と、ツールの信頼性および性能に関する顧客の信頼の両方に悪影響を及ぼす。以下で詳細に説明するように、人工知能によって融合可能にされ得るｉｎ－ｓｉｔｕセンサが、自動気泡／泡検出および／または低減、ならびにレベルセンサのノイズフィルタリングのために開示されている。

ここで図３を参照すると、開示されている主題によるｉｎ－ｓｉｔｕ閉ループの気泡／泡検出および低減システム３００の例示的な実施形態が示されている。気泡／泡検出および低減システム３００は、泡低減シャワーヘッド３１１、液体レベルセンサ３０５、流体リザーバ３０１、質量検出デバイス３１７、ポンプ３１３、および、例えば、めっきセル（明示的に示されていないが、開示されている主題を読んで理解することにより当業者には理解可能である）に結合されている流路３１５を含むことが示されている。流体リザーバ３０１は、内部に含まれる流体３０３の体積、ならびに（例えば、明示的に示されていないが、めっきセルからの）ドレンチューブを含む。

液体レベルセンサ３０５は、超音波レベルセンサまたは当技術分野で知られている他のタイプの液体レベル検知デバイスを備え得る。質量検出デバイス３１７は、デジタルスケール、アナログもしくはデジタル信号出力を備えたばね式スケール、または、例えば、ピエゾ抵抗ひずみゲージ、容量性圧力検知ゲージ、電磁圧力検知ゲージ、共鳴圧力検知ゲージ、もしくは当技術分野で知られている他のタイプの圧力検知ゲージのホストを含む、様々なタイプの他の圧力検知デバイスのいずれかを備えてもよい。質量測定値に影響を及ぼす固体チューブの影響を防止または最小化するために、流体リザーバ３０１に結合されているすべてのチューブは、固体チューブによって引き起こされる流体リザーバ３０１の構造的支持に起因する質量測定値の誤差を低減または排除する可撓性チューブを備えることができる。

プロセッサ３０９が、液体レベルセンサ３０５と質量検出デバイス３１７の両方から信号を受信する。所与の液体（例えば、めっき液）の密度が所与の動作（例えば、めっき動作）に基づいて既知であり、かつ流体リザーバ３０１の質量（空の場合）が既知であるため、プロセッサ３０９は、流体の既知の密度に基づいて、流体リザーバ３０１内の流体３０３の計算された体積を比較することができる。次に、計算された体積は、液体レベルセンサ３０５によって報告された流体３０３のレベルと比較される。液体レベルセンサ３０５によって報告された流体３０３のレベルが質量検出デバイス３１７からの計算された体積よりも大きい液体の体積を示している場合、あるレベルの気泡および／または泡が流体リザーバ３０１内に存在する（それによって、存在する気泡および／または泡のために、液体の体積が追加の体積だけ増加する）。流体リザーバ３０１内の流体３０３の実際の体積、ならびに流体リザーバ３０１内の気泡および／または泡の体積の決定に基づいて（液体レベルセンサ３０５および質量検出デバイス３１７からの受信された信号の組み合わせから決定される）、プロセッサ３０９は、泡低減シャワーヘッド３１１を制御する（例えば、アクティブ化または非アクティブ化する）信号を生成および送信することができる。泡低減シャワーヘッド３１１は、流体リザーバ３０１に結合される（例えば、ポンプ（図示せず）によって）。泡低減シャワーヘッド３１１によって噴霧される液体は、気泡および／または泡によって引き起こされる追加の体積を低減または排除する。液体レベルセンサ３０５および質量検出デバイス３１７からの受信された信号の組み合わせが所定の許容値内の相関体積を示した後（例えば、液体レベルセンサ３０５によって報告される流体３０３の体積は、質量検出デバイス３１７から決定される計算された体積の約１０％以内である）、プロセッサ３０９は、泡低減シャワーヘッド３１１を非アクティブ化する信号を送る。泡低減シャワーヘッド３１１が流体リザーバ３０１内に存在する気泡および／または泡の決定時にプロセッサ３０９によって自動的にアクティブ化されるので、図３の気泡／泡検出および低減システムは、「閉ループ」システムを備えると見なされる。

様々な実施形態において、プロセッサ３０９は、１つまたは複数のハードウェアベースのコントローラ、マイクロプロセッサ、または中央処理装置（ＣＰＵ）を備え得る。様々な実施形態において、プロセッサ３０９は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの専用プロセッサを備え得る。いくつかの実施形態では、プロセッサ３０９は、図５を参照して詳細に説明される人工知能プログラムを含む。

例えば、様々な実施形態において、プロセッサ３０９は、流体リザーバ３０１内の流体３０３の実際の計算された体積および報告された体積（気泡および／または泡による体積の増加を含む）に基づいて、泡低減シャワーヘッド３１１のアクティブ化および非アクティブ化を制御し得る。他の実施形態では、プロセッサ３０９は、予想体積（気泡および／または泡による体積の増加を含む）および流体リザーバ３０１内の流体３０３の実際の体積に基づいて、泡低減シャワーヘッド３１１のアクティブ化および非アクティブ化を制御することができる。予想体積の決定は、図５の人工知能分析を参照して以下に詳細に説明される。

さらに他の実施形態では、プロセッサ３０９は、実際の計算された体積と予想体積の組み合わせに基づいて、泡低減シャワーヘッド３１１のアクティブ化および非アクティブ化を制御することができる。この組み合わせの実施形態の一例では、実際の計算された体積または予想体積のいずれかを使用して、泡低減シャワーヘッド３１１のアクティブ化をトリガすることができる。この組み合わせの実施形態の別の例では、所定の重み付け値を実際の計算された体積および予想体積に適用し、泡低減シャワーヘッド３１１のアクティブ化をトリガすることができる。例えば、この後者の例では、重み付けの８０％は、泡低減シャワーヘッド３１１のアクティブ化をトリガする予想体積に基づくことができ、一方、重み付けの残りの２０％は、泡低減シャワーヘッド３１１のアクティブ化をトリガする実際の計算された体積に基づく。この例では、予想体積は、泡低減シャワーヘッド３１１の機構の主要なトリガアクティブ化を提供し、計算された体積は、予想体積決定スキームに対するバックアップフェイルセーフとして機能する。

さらに他の実施形態では、泡低減シャワーヘッド３１１は、めっきサイクルの実質的に全体にわたって連続的に作動するように構成され得る。この実施形態は、例えば、用いられるめっき化学物質の特定の１つまたは複数が、感度が低いか繊細でない（例えば再循環の影響に対して、または例えば、一定の再循環による酸化効果に対して感度が低いか比較的感度が低い）場合がある状況、または連続的に作動する泡低減シャワーヘッド３１１に対して感度が低いプロセスで使用することができる。プロセッサ３０９を使用するのではなく、例えばめっきセルのコントローラ内のソフトウェア、ファームウェア、またはハードウェアなどの別の要素が、各めっきサイクルの開始および終了時に泡低減シャワーヘッド３１１をアクティブおよび非アクティブにすることができる。さらに他の実施形態では、有限状態機械（ＦＳＭ）などの別のコントローラは、各めっきサイクルの開始および終了時に泡低減シャワーヘッド３１１をアクティブ化および非アクティブ化するように構成され得る。

図４は、開示されている主題による、重量スケール測定（または質量スケール測定）の関数としての超音波レベルセンサ読み取り値のグラフ４００の例示的な実施形態、および適応型ニューロファジーインターフェースシステム（ＡＮＦＩＳ）非線形回帰期待値との比較を示す。ＡＮＦＩＳデータは、アルゴリズムトレーニング曲線４０１によって示され、一方、例えば、図３のｉｎ－ｓｉｔｕ閉ループの気泡／泡検出および低減システム３００から収集された実際の測定データは、個々のドット４０３として示されている。ＡＮＦＩＳアルゴリズムの例示的な実施形態は、以下により詳細に説明される。しかし、簡単に言えば、ＡＮＦＩＳアルゴリズムは、トレーニングデータ（例えば、ある範囲の動作条件にわたって所与のツールから収集された経験的データ）の比較を通じて確立することができる。データが分類され、ＡＮＦＩＳアルゴリズムと相関されると、ＡＮＦＩＳアルゴリズムは、気泡および／または泡が図３の泡低減シャワーヘッド３１１によっていつ低減または排除される必要があり得るかを予想または予測するために使用され得る人工知能システムを提供する。ＡＮＦＩＳアルゴリズムは、例えば、プロセッサ３０９に格納され得る。

再び図３を参照し、また図４を引き続き参照すると、グラフ４００の一部は超音波レベルセンサ読み取り値における領域４１１を示し、ここでは流体リザーバ３０１内の液体がドレンチューブ３０７と接触すると増加レベルがより急速に増加し、発生する可能性のあるチューブの伸びにより、流体３０３の測定された質量が期待される速度よりもゆっくりと増加する。対照的に、グラフ４００の一部は超音波レベルセンサ読み取り値における領域４０９を示し、ここでは液体が流体リザーバ３０１とそれに結合されているチューブの大部分またはすべての両方を満たしているとき、レベルは期待よりもゆっくりと増加する。領域４０９と領域４１１との間の曲線の領域は、本質的により線形である。

矢印４０７は、アルゴリズムトレーニング曲線４０１の左側の将来のセンサ融合測定データが、検出される気泡および／または泡の体積の増加に関連していることを示している。矢印４０５は、ドレンチューブ３０７から流体流を移動させる追加の力のためにポンプ３１３（図３参照）をオンにすると、アルゴリズムトレーニング曲線４０１が右にシフトすると期待され得ることを示している。

図５は、開示されている主題による、例えば、図４のＡＮＦＩＳ非線形回帰期待値を生成するＡＮＦＩＳアーキテクチャ５００の高レベルの例示的な実施形態を示す。効果的な人工知能ベースの予測モデルは、トレーニングのためのハイブリッド学習（適応型ニューロファジーインターフェースシステム（ＡＮＦＩＳ））アプローチ、例えば、図３のｉｎ－ｓｉｔｕ閉ループの気泡／泡検出および低減システム３００の例示的な実施形態を組み込む。モデルは、図４に提示された測定データの単純化されたバージョンよりもはるかに複雑である可能性がある実際の測定データを使用することが可能である。さらに、ＡＮＦＩＳの期待される予測精度（二乗平均平方根誤差（ＲＭＳＥ）に関して）は、平均して、様々なタイプの多項式ベースの非線形回帰モデルよりも１０倍優れている。その結果、同様のレベルの精度について、ＡＮＦＩＳモデルは、人工ニューラルネットワーク（ＡＮＮ）モデルを単独で使用するよりも改善された速度、フォールトトレランスレベル、および適応性を有する。

再び図５の高レベルの例示的なＡＮＦＩＳアーキテクチャ５００を参照すると、第１の層５０１は、２つの入力を示す（簡略化のために２つの入力のみが示されている）。２つの入力の各々は、第２の層５０３によって示される３つのメンバーシップ関数を有する。メンバーシップ関数式は、第２の層５０３で生成され、例えば、三角形フィットおよび関連する式（例えば、線形フィットタイプ）、台形フィットおよび関連する式（例えば、線形フィットタイプ）、ガウスフィットおよび関連する式（例えば、非線形フィットタイプ）、一般化ベルフィットおよび関連する式（例えば、非線形フィットタイプ）、ならびにシグモイド（「Ｓ字型」）フィットおよび関連する式（例えば、非線形フィットタイプ）を含み得る。

高レベルの例示的なＡＮＦＩＳアーキテクチャ５００の第３の層５０５では、前の層（第２の層５０３）の出力が「ＡＮＤ」演算子によって乗算され、ファジールールの先行部分が満たされる程度を決定する。第４の層５０７は、ファジールールの先行部分が満たされる以前に決定された程度の重み付けを計算する。第５の層５０９は、モデルの出力を決定する際の前述のルールの各々の寄与を決定する。第６の層５１１における単一のノードは、第５の層５０９からのすべての入力信号を合計することによって全体的な出力を決定する出力ノードを提供する。最終出力関数は、第７の層５１３でモデルに利用可能である。

一般に、関連するパラメータを識別するために関連技術で知られている、勾配法と最小二乗推定（ＬＥＳ）法の組み合わせである適応型ネットワークのハイブリッド学習アルゴリズムが、高レベルの例示的なＡＮＦＩＳアーキテクチャ５００に適用される。例えば、図４の個々のドット４０３によって示すような実際の測定データは、ＡＮＦＩＳモデルをトレーニングおよび検証するために様々なグループに分割することができる。ＡＮＦＩＳモデルの検証は、モデル化および予想されたデータを実際のデータと比較し、ＡＮＦＩＳモデルの性能を評価することによって達成することができる。

したがって、開示されている主題の様々な実施形態は、少なくとも１つの液体レベルセンサ（例えば、超音波レベルセンサ）と、気泡および／または泡によって、ならびにノイズの多いレベルセンサによって、またはそれと組み合わせて引き起こされる、誤ってトリガされるオーバーフロー警報を効果的に防止することができる質量検出デバイスを組み合わせる安価なｉｎ－ｓｉｔｕセンサ融合ソリューションを含む。上記のように、気泡および泡は、液体中に空気を閉じ込めることによって形成される。したがって、気泡または泡は、液体の質量に有意な影響を及ぼすことなく、液体の検出された体積の全体的なレベルを増加させるだけである。その結果、その後の測定データが、質量曲線に対して実質的に気泡および泡がない所定のレベルを超える場合、気泡および泡を実質的にリアルタイムで検出することができる。加えて、シャワーヘッドデバイスをシステムに追加し、アクティブ化および非アクティブ化して気泡および泡を低減または排除することができる（例えば、気泡／泡リデューサ）。シャワーヘッドは、すべてまたは実質的にすべての気泡および泡が除去されるか、または体積が低減されるまで、同じ液体（例えば、液体ベースの化学めっき液）を上から液体リザーバに噴霧するように構成される。

さらに、ノイズが超音波レベルセンサに結合されると、ノイズスパイクがレベルセンサに誘導されても、液体の質量は実質的に同じままである。したがって、オーバーフロー警報が潜在的にトリガされると、上記に開示されている実施形態の１つまたは複数を用いるシステムは、オーバーフロー警報が誤った警報であることを認識し、所与のプロセスで使用される液体の投棄を防止する。

したがって、本明細書に開示される様々な実施形態に基づいて、開示されている主題は、人工知能によって可能にされる安価で効果的なｉｎ－ｓｉｔｕセンサ融合ソリューションを提供する。開示されている主題は、平均復旧時間（ＭＴＴＲ）、平均故障間隔（ＭＴＢＦ）、平均故障時間（ＭＴＴＦ）、ならびに半導体処理ツールおよび関連産業のツールの様々な他のタイプの性能測定基準を改善することができる。さらに、開示されている主題の少なくとも態様は、フラットパネルディスプレイの製作および処理、薄膜ヘッドの製作および処理、ならびに装飾品（例えば、宝石）を製造する際の様々なタイプのめっき動作；腐食抑制、摩擦の低減、ツール硬化動作、赤外線（ＩＲ）反射率、ガス田および油田の動作および関連する貯蔵および処理タンクを含む他の産業、ならびに当業者に知られている様々な他の産業への幅広い適用可能性を有する。

本明細書全体を通して、単一の事例として説明された構成要素、動作、または構造を複数の事例が実装してもよい。１つまたは複数の方法の個々の動作は別々の動作として図示し説明されているが、個々の動作の１つまたは複数が同時に実施されてもよく、各動作を例示された順序で実施する必要はない。例示的な構成において別々の構成要素として提示された構造および機能は、組み合わされた構造または構成要素として実装されてもよい。同様に、単一の構成要素として提示された構造および機能は、別々の構成要素として実装されてもよい。これらおよび他の変形、修正、追加、および改良は、本明細書の主題の範囲内に含まれる。

特定の実施形態は、論理もしくは多数の構成要素、モジュール、または機構を含むものとして本明細書に記載されている。モジュールは、ソフトウェアモジュール（例えば、機械可読媒体または伝送信号で具体化されるコード）またはハードウェアモジュールのいずれかを構成することができる。「ハードウェアモジュール」は、特定の動作を実施することが可能な有形のユニットであり、特定の物理的な方法で構成または配置することができる。様々な実施形態において、１つまたは複数のコンピュータシステム（例えば、スタンドアロンコンピュータシステム、クライアントコンピュータシステム、またはサーバコンピュータシステム）またはコンピュータシステムの１つまたは複数のハードウェアモジュール（例えば、プロセッサまたはプロセッサのグループ）が、本明細書において説明するように特定の動作を実施するように動作するハードウェアモジュールとして、ソフトウェア（例えば、アプリケーションまたはアプリケーション部分）によって構成されてもよい。

いくつかの実施形態では、ハードウェアモジュールは、機械的に、電子的に、またはそれらの任意の適切な組み合わせで実装されてもよい。例えば、ハードウェアモジュールは、特定の動作を実施するように恒久的に構成されている専用の回路または論理を含むことができる。例えば、ハードウェアモジュールは、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）またはＡＳＩＣなどの専用プロセッサであってもよい。ハードウェアモジュールは、特定の動作を実施するためにソフトウェアによって一時的に構成されているプログラマブル論理または回路も含むことができる。例えば、ハードウェアモジュールは、汎用プロセッサまたは他のプログラマブルプロセッサ内に包含されるソフトウェアを含んでもよい。ハードウェアモジュールを機械的に、専用の恒久的に構成されている回路内、または一時的に構成されている回路（例えば、ソフトウェアによって構成されている）に実装するという判定は、コストおよび時間を考慮して導出され得ることが理解されよう。

したがって、「ハードウェアモジュール」という語句は、有形のエンティティ、特定の方法で動作するように、または本明細書に記載の特定の動作を実施するように、物理的に構成され、恒久的に構成されている（例えば、ハードワイヤード）または一時的に構成されている（例えば、プログラムされた）エンティティを包含すると理解されるべきである。本明細書で使用される場合、「ハードウェア実装モジュール」は、ハードウェアモジュールを指す。ハードウェアモジュールが一時的に構成される（例えば、プログラムされる）実施形態を考慮すると、ハードウェアモジュールの各々は、時間内の任意の１つの時点で構成またはインスタンス化される必要はない。例えば、ハードウェアモジュールがソフトウェアによって専用プロセッサになるように構成されている汎用プロセッサを備える場合、汎用プロセッサは、異なる時間にそれぞれ異なる専用プロセッサ（例えば、異なるハードウェアモジュールを備える）として構成されてもよい。ソフトウェアは、それに応じて、例えば、ある時点で特定のハードウェアモジュールを構成し、異なる時点で異なるハードウェアモジュールを構成するようにプロセッサを構成することができる。

ハードウェアモジュールは、情報を他のハードウェアモジュールに提供し、他のハードウェアモジュールから情報を受信することが可能である。したがって、説明されているハードウェアモジュールは、通信可能に結合されていると見なすことができる。複数のハードウェアモジュールが同時に存在する場合、通信は、２つ以上のハードウェアモジュール間の信号伝送を通じて（例えば、適切な回路およびバスを介して）達成され得る。複数のハードウェアモジュールが異なる時間に構成またはインスタンス化される実施形態では、そのようなハードウェアモジュール間の通信は、例えば、複数のハードウェアモジュールがアクセスするメモリ構造内の情報の格納および検索を通じて達成することができる。例えば、１つのハードウェアモジュールが動作を実施し、その動作の出力を、それが通信可能に結合されているメモリデバイスに格納することができる。次に、さらなるハードウェアモジュールが後にメモリデバイスにアクセスし、格納されている出力を検索して処理することができる。ハードウェアモジュールはまた、入力デバイスまたは出力デバイスとの通信を開始することができ、リソース（例えば、情報の集合）上で動作し得る。

本明細書に記載の例示的な方法の様々な動作は、一時的に（例えば、ソフトウェアによって）構成されている、または関連する動作を実施するように恒久的に構成されている１つまたは複数のプロセッサによって少なくとも部分的に実施され得る。一時的または恒久的に構成されているか否かにかかわらず、そのようなプロセッサは、本明細書に記載の１つまたは複数の動作または機能を実施するように動作するプロセッサ実装モジュールを構成することができる。本明細書で使用される場合、「プロセッサ実装モジュール」は、１つまたは複数のプロセッサを使用して実装されているハードウェアモジュールを指す。

同様に、本明細書に記載の方法は、少なくとも部分的にプロセッサで実装され得、プロセッサは、ハードウェアの一例である。例えば、方法の動作の少なくともいくつかは、１つまたは複数のプロセッサまたはプロセッサ実装モジュールによって実施され得る。さらに、１つまたは複数のプロセッサは、「クラウドコンピューティング」環境において、または「サービスとしてのソフトウェア」（ＳａａＳ）として、関連する動作の実施をサポートするように動作することもできる。例えば、動作の少なくともいくつかは、（プロセッサを含む機械の例として）一群のコンピュータによって実施されてもよく、これらの動作は、ネットワーク（例えば、インターネット）を介して、および１つまたは複数の適切なインターフェース（例えば、アプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ））を介してアクセス可能である。

動作のうちのいくつかの実施は、単一の機械内に存在するだけでなく、複数の機械にわたって展開される１つまたは複数のプロセッサ間で分散されてもよい。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のプロセッサまたはプロセッサ実装モジュールは、単一の地理的位置（例えば、家庭環境、オフィス環境、またはサーバファーム内）に位置させることができる。他の実施形態では、１つまたは複数のプロセッサまたはプロセッサ実装モジュールは、いくつかの地理的位置にわたって分散させることが可能である。

全体として、本明細書に含まれる開示されている主題は、半導体製作環境（製作）におけるツールの動作を一般的に説明するか、またはその動作に関連している。そのようなツールは、その中で使用される１つまたは複数のタイプの処理液または冷却液を有する様々なタイプのツールを含むことができる。しかし、上記のように、開示されている主題は、半導体環境に限定されず、製造および機械加工環境などの多数の工作機械環境、ならびに様々な他の環境で使用することができる。本明細書で提供される開示を読んで理解すると、当業者は、開示されている主題の様々な実施形態が、他のタイプのプロセスツールならびに多種多様な他のツール、機器、および構成要素と共に使用され得ることを認識するであろう。

本明細書で使用される場合、「または」という用語は、包括的または排他的な意味で解釈され得る。さらに、他の実施形態は、提供される本開示を読んで理解することにより、当業者によって理解されるであろう。さらに、本明細書で提供される本開示を読んで理解すると、当業者は、本明細書で提供される技法および例の様々な組み合わせがすべて様々な構成で適用され得ることを容易に理解するであろう。

様々な実施形態が別々に論じられているが、これらの別々の実施形態は、独立した技法または設計と見なされることを意図していない。上に示したように、様々な部分の各々は相互に関連していてもよく、各々は別々に、または本明細書で論じられる他の実施形態と組み合わせて使用されてもよい。例えば、方法、動作、およびプロセスの様々な実施形態が説明されてきたが、これらの方法、動作、およびプロセスは、別々にまたは様々な組み合わせで使用することができる。

その結果、本明細書で提供される本開示を読んで理解すると当業者には明らかであるように、多くの修正および変形を行うことができる。さらに、本明細書に列挙されているものに加えて、本開示の範囲内の機能的に同等の方法およびデバイスは、前述の説明から当業者には明らかであろう。いくつかの実施形態、材料、および構築技法の部分および特徴は、他の実施形態のそれらに含まれても、または代用されてもよい。そのような修正および変形は、添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されている。したがって、本開示は、特許請求の範囲の権利が与えられる同等物の全範囲と共に、添付の特許請求の範囲の条件によってのみ限定される。本明細書で使用される専門用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、限定的であることを意図するものではないことも理解されたい。

開示されている主題の例
第１の例では、開示されている主題は、流体リザーバ内の液体のレベルを決定するための液体レベルセンサと、流体リザーバおよび流体リザーバに含まれる液体の質量を決定するための質量検出デバイスとを含むシステムを説明する。液体のレベルによって決定される液体の測定された体積を決定するために、プロセッサは、液体レベルセンサおよび質量検出デバイスに電気的に結合されている。プロセッサはまた、流体リザーバ内に含まれる液体の質量に基づいて、流体リザーバ内の液体の実際の体積を決定する。シャワーヘッドがプロセッサに結合され、流体リザーバの上に位置決めされる。シャワーヘッドは、液体レベルセンサによって決定された液体の測定された体積が、質量検出デバイスによって決定される液体の実際の体積を所定の量だけ超えると、プロセッサによってアクティブ化される。それによって液体レベルセンサ、質量検出デバイス、プロセッサ、およびシャワーヘッドの組み合わせは、ｉｎ－ｓｉｔｕ閉ループの気泡／泡検出および低減システムを構成する。

第２の例は、第１の例のシステムを含み、シャワーヘッドに流体的に結合されて流体の追加の体積を流体リザーバに提供し、気泡および泡の少なくとも１つの体積を低減するポンプをさらに含む。

第３の例は、第２の例のシステムの例を含み、可撓性チューブを用いてポンプをシャワーヘッドに結合し、質量検出デバイスによる質量測定値の誤差を低減することをさらに含む。

第４の例は、前述の例のいずれか１つを含み、システムは、流体リザーバ内の液体の既知の密度および空のときの流体リザーバの質量に基づいて、流体リザーバ内の液体の実際の体積を決定するようにさらに構成される。

第５の例は、第４の例のシステムを含み、プロセッサは、流体の既知の密度および空のときの流体リザーバの質量に基づいて、流体リザーバ内の流体の計算された体積を比較し、流体の計算された体積を、液体レベルセンサによって測定される流体リザーバ内の液体のレベルから決定される流体の体積と比較するようにさらに構成される。

第６の例は、第５の例のシステムを含み、プロセッサは、液体の計算された体積が、液体のレベルから決定される流体の体積よりも所定の量だけ大きいという決定に基づいて、シャワーヘッドを通じて流体の追加の体積を流体リザーバに提供するために、信号を生成してポンプに送信するようにさらに構成される。

第７の例では、開示されている主題は、流体リザーバ内の液体のレベルを決定するための液体レベルセンサと、流体リザーバおよび流体リザーバに含まれる液体の質量を決定するための質量検出デバイスとを含むシステムを説明する。液体レベルセンサ、質量検出デバイス、およびプロセッサの組み合わせは、それによって、ｉｎ－ｓｉｔｕ閉ループの気泡／泡検出システムを構成する。

第８の例は、第７の例のシステムを含み、流体リザーバの上に位置決めされているシャワーヘッドと、シャワーヘッドに流体的に結合され、プロセッサに電気的に結合されているポンプとをさらに含む。ポンプは、液体の予想体積が液体の実際の体積を所定の量だけ超えると、プロセッサによってアクティブ化されて液体をシャワーヘッドに供給する。

第９の例は、第７の例のシステムを含み、流体リザーバの上に位置決めされているシャワーヘッドと、シャワーヘッドに流体的に結合され、プロセッサに電気的に結合されているポンプとをさらに含む。ポンプは、液体レベルセンサによって決定された液体の測定された体積を含む少なくとも１つの体積インジケータが液体の実際の体積を所定の量だけ超え、かつ液体の予想体積が液体の実際の体積を所定の量だけ超えると、プロセッサによってアクティブ化されて液体をシャワーヘッドに供給する。

第１０の例は、前述の第７の例～第９の例のいずれか１つのシステムを含み、プロセッサは、所定の重み付け値を実際の計算された体積および予想体積に適用し、ポンプを通じて液体を供給することによってシャワーヘッドのアクティブ化をトリガするように構成される。

第１１の例は、前述の第７の例～第１０の例のいずれか１つのシステムを含み、プロセッサは、液体のレベルによって決定される液体の測定された体積を決定し、流体リザーバ内に含まれる液体の質量に基づいて、流体リザーバ内の液体の実際の体積を決定するように構成される。

第１２の例は、前述の第７の例～第１１の例のいずれか１つのシステムを含み、流体リザーバの上に位置決めされているシャワーヘッドと、シャワーヘッドに流体的に結合され、プロセッサに電気的に結合されているポンプとをさらに含み、ポンプは、プロセッサによってアクティブ化されて液体をシャワーヘッドに供給し、流体リザーバ内の気泡および泡の少なくとも１つの量を低減する。

第１３の例は、第１２の例のシステムを含み、質量検出デバイスによる質量測定値の誤差を低減するために、可撓性チューブを用いてポンプをシャワーヘッドに結合することをさらに含む。

第１４の例は、前述の第７の例～第１３の例のいずれか１つのシステムを含み、プロセッサは、流体リザーバ内の液体の既知の密度および空のときの流体リザーバの質量に基づいて、流体リザーバ内の液体の実際の体積を決定するようにさらに構成される。

第１５の例では、開示されている主題は、流体リザーバ内の液体のレベルを決定するための液体レベルセンサと、流体リザーバおよび流体リザーバに含まれる液体の質量を決定するための質量検出デバイスとを含むシステムを説明する。液体レベルセンサおよび質量検出デバイスに電気的に結合されているプロセッサを使用して、流体リザーバ内に含まれる液体の質量に基づいて、流体リザーバ内の液体の実際の体積を決定する。プロセッサはまた、体積の決定された非線形回帰期待値に基づいて、流体リザーバ内の液体の予想体積を決定する。液体レベルセンサ、質量検出デバイス、およびプロセッサの組み合わせは、それによってｉｎ－ｓｉｔｕ閉ループの気泡／泡検出システムを構成する。

第１６の例は、第１５の例のシステムを含み、決定された非線形回帰期待値は、適応型ニューロファジーインターフェースシステム（ＡＮＦＩＳ）分析に基づく。

第１７の例は、前述の第１５の例および第１６の例のいずれかのシステムを含み、流体をリザーバに分配するために、流体リザーバの上に位置決めされているシャワーヘッドをさらに含む。ポンプは、シャワーヘッドに流体的に結合され、プロセッサに電気的に結合される。ポンプは、流体リザーバ内の気泡および泡の少なくとも１つの量を低減するために、プロセッサによってアクティブ化されて液体をシャワーヘッドに供給する。

第１８の例は、第１７の例のシステムを含み、ポンプは、質量検出デバイスによる質量測定値の誤差を低減するために、可撓性チューブを用いてシャワーヘッドに結合されている。

第１９の例は、前述の第１５の例～第１８の例のいずれか１つのシステムを含み、プロセッサは、流体リザーバ内の液体の既知の密度および空のときの流体リザーバの質量に基づいて、流体リザーバ内の液体の実際の体積を決定するようにさらに構成されている。

第２０の例は、前述の第１５の例～第１９の例のいずれか１つのシステムを含み、プロセッサは、液体の計算された体積が、液体のレベルから決定される流体の体積よりも所定の量だけ大きいという決定に基づいて、流体リザーバの上に位置決めされているシャワーヘッドを通じて流体の追加の体積を流体リザーバに提供するために、信号を生成してポンプに送信する。

本開示の要約書は、読者が技術的開示の性質を迅速に確認できるようにするために提供されている。要約書は、特許請求の範囲の解釈または限定に使用されないことを理解した上で提出されている。加えて、前述の発明を実施するための形態において、本開示を合理化する目的で、様々な特徴が単一の実施形態に一緒にグループ化されてもよいことが理解され得る。本開示の方法は、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。したがって、以下の特許請求の範囲は、本明細書によって発明を実施するための形態に組み込まれ、各請求項は、別個の実施形態として自立するものである。

Claims (20)

1. 流体リザーバ内の液体のレベルを決定するように構成されている液体レベルセンサと、
   前記流体リザーバおよび前記流体リザーバに含まれる液体の質量を決定するように構成されている質量検出デバイスと、
   前記液体の前記レベルによって決定される液体の測定された体積を決定するために前記液体レベルセンサおよび前記質量検出デバイスに電気的に結合されているプロセッサと、前記プロセッサは、前記流体リザーバ内に含まれる前記液体の質量に基づいて、前記流体リザーバ内の前記液体の実際の体積をさらに決定し、
   前記プロセッサに結合され、前記流体リザーバの上に位置決めされているシャワーヘッドと、を備え、前記シャワーヘッドは、前記液体レベルセンサによって決定された前記液体の測定された体積が、前記質量検出デバイスによって決定される前記液体の前記実際の体積を所定の量だけ超えると、前記プロセッサによってアクティブ化され、それによって前記液体レベルセンサ、前記質量検出デバイス、前記プロセッサ、および前記シャワーヘッドの組み合わせは、ｉｎ－ｓｉｔｕ閉ループの気泡／泡検出および低減システムを構成する、システム。
2. 請求項１に記載のシステムであって、
   前記シャワーヘッドに流体的に結合されて前記流体の追加の体積を前記流体リザーバに提供し、気泡および泡の少なくとも１つの体積を低減するポンプをさらに備える、システム。
3. 請求項２に記載のシステムであって、
   可撓性チューブを用いて前記ポンプを前記シャワーヘッドに結合し、前記質量検出デバイスによる質量測定値の誤差を低減することをさらに含む、システム。
4. 請求項１に記載のシステムであって、
   前記プロセッサは、前記流体リザーバ内の前記液体の既知の密度および空のときの前記流体リザーバの質量に基づいて、前記流体リザーバ内の前記液体の前記実際の体積を決定するようにさらに構成されている、システム。
5. 請求項４に記載のであって、
   前記プロセッサは、
   前記流体の前記既知の密度および空のときの前記流体リザーバの前記質量に基づいて、前記流体リザーバ内の前記流体の計算された体積を比較し、
   前記流体の前記計算された体積を、前記液体レベルセンサによって測定される前記流体リザーバ内の前記液体の前記レベルから決定される前記流体の前記体積と比較する
   ようにさらに構成されている、システム。
6. 請求項５に記載のシステムであって、
   前記プロセッサは、前記液体の前記計算された体積が、前記液体の前記レベルから決定される前記流体の前記体積よりも所定の量だけ大きいという決定に基づいて、前記シャワーヘッドを通じて前記流体の追加の体積を前記流体リザーバに提供するために、信号を生成してポンプに送信するようにさらに構成されている、システム。
7. 流体リザーバ内の液体のレベルを決定するように構成されている液体レベルセンサと、
   前記流体リザーバおよび前記流体リザーバに含まれる液体の質量を決定するように構成されている質量検出デバイスと、
   前記流体リザーバ内の前記液体の実際の体積を決定するために、前記液体レベルセンサおよび前記質量検出デバイスに電気的に結合されているプロセッサと、を備え、前記液体レベルセンサ、前記質量検出デバイス、および前記プロセッサの組み合わせは、それによってｉｎ－ｓｉｔｕ閉ループの気泡／泡検出システムを構成する、システム。
8. 請求項７に記載のシステムであって、さらに、
   前記流体リザーバの上に位置決めされているシャワーヘッドと、
   前記シャワーヘッドに流体的に結合され、前記プロセッサに電気的に結合されているポンプと、を備え、前記ポンプは、液体の予想体積が前記液体の前記実際の体積を所定の量だけ超えると、前記プロセッサによってアクティブ化されて前記液体を前記シャワーヘッドに供給する、システム。
9. 請求項７に記載のシステムであって、さらに、
   前記流体リザーバの上に位置決めされているシャワーヘッドと、
   前記シャワーヘッドに流体的に結合され、前記プロセッサに電気的に結合されているポンプと、を備え、前記ポンプは、前記液体レベルセンサによって決定された液体の測定された体積を含む少なくとも１つの体積インジケータが前記液体の前記実際の体積を所定の量だけ超え、かつ液体の予想体積が前記液体の前記実際の体積を所定の量だけ超えると、前記プロセッサによってアクティブ化されて前記液体を前記シャワーヘッドに供給する、システム。
10. 請求項９に記載のシステムであって、
    前記プロセッサは、所定の重み付け値を前記実際の計算された体積および前記予想体積に適用し、前記ポンプを通じて前記液体を供給することによって前記シャワーヘッドのアクティブ化をトリガするように構成されている、システム。
11. 請求項７に記載のシステムであって、
    前記プロセッサは、さらに、
    前記液体の前記レベルによって決定される液体の測定された体積を決定し、
    前記流体リザーバ内に含まれる前記液体の質量に基づいて、前記流体リザーバ内の前記液体の実際の体積を決定する
    ように構成されている、システム。
12. 請求項７に記載のシステムであって、さらに、
    前記流体リザーバの上に位置決めされているシャワーヘッドと、
    前記シャワーヘッドに流体的に結合され、前記プロセッサに電気的に結合されているポンプと、を備え、前記ポンプは、前記プロセッサによってアクティブ化されて前記液体を前記シャワーヘッドに供給し、前記流体リザーバ内の気泡および泡の少なくとも１つの量を低減する、システム。
13. 請求項１２に記載のシステムであって、さらに、
    前記質量検出デバイスによる質量測定値の誤差を低減するために、可撓性チューブを用いて前記ポンプを前記シャワーヘッドに結合することを備える、システム。
14. 請求項７に記載のシステムであって、さらに、
    前記プロセッサは、前記流体リザーバ内の前記液体の既知の密度および空のときの前記流体リザーバの質量に基づいて、前記流体リザーバ内の前記液体の前記実際の体積を決定するように構成されている、システム。
15. 流体リザーバに結合され、前記流体リザーバ内の液体のレベルを決定するように構成されている液体レベルセンサと、
    前記流体リザーバに結合されるように構成されている質量検出デバイスと、前記質量検出デバイスは、前記流体リザーバおよび前記流体リザーバに含まれる前記液体の質量を決定するようにさらに構成され、
    前記流体リザーバ内に含まれる前記液体の質量に基づいて、前記流体リザーバ内の前記液体の実際の体積を決定するために、前記液体レベルセンサおよび前記質量検出デバイスに電気的に結合されているプロセッサと、を備え、前記プロセッサは、体積の決定された非線形回帰期待値に基づいて、前記流体リザーバ内の前記液体の予想体積をさらに決定し、前記液体レベルセンサ、前記質量検出デバイス、および前記プロセッサの組み合わせは、それによってｉｎ－ｓｉｔｕ閉ループの気泡／泡検出システムを構成する、システム。
16. 請求項１５に記載のシステムであって、
    前記決定された非線形回帰期待値は、適応型ニューロファジーインターフェースシステム（ＡＮＦＩＳ）分析に基づく、システム。
17. 請求項１５に記載のシステムであって、さらに、
    前記流体を前記リザーバに分配するために、前記流体リザーバの上に位置決めされるように構成されているシャワーヘッドと、
    前記シャワーヘッドに流体的に結合され、前記プロセッサに電気的に結合されているポンプと、を備え、前記ポンプは、前記流体リザーバ内の気泡および泡の少なくとも１つの量を低減するために、前記プロセッサによってアクティブ化されて前記液体を前記シャワーヘッドに供給する、システム。
18. 請求項１７に記載のシステムであって、
    前記ポンプは、前記質量検出デバイスによる質量測定値の誤差を低減するために可撓性チューブを用いて前記シャワーヘッドに結合されるように構成されている、システム。
19. 請求項１５に記載のシステムであって、
    前記プロセッサは、さらに、前記流体リザーバ内の前記液体の既知の密度および空のときの前記流体リザーバの質量に基づいて、前記流体リザーバ内の前記液体の前記実際の体積を決定するように構成されている、システム。
20. 請求項１５に記載のシステムであって、
    前記プロセッサは、さらに、前記液体の前記計算された体積が、前記液体の前記レベルから決定される前記流体の前記体積よりも所定の量だけ大きいという決定に基づいて、前記流体リザーバの上に位置決めされるように構成されているシャワーヘッドを通じて前記流体の追加の体積を前記流体リザーバに提供するために、信号を生成してポンプに送信するようにさらに構成されている、システム。

Images