KR20040015132A - 질량 유동 제어기와 질량 유동 계량기의 출력을 여과하는장치 및 방법 - Google Patents

질량 유동 제어기와 질량 유동 계량기의 출력을 여과하는장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20040015132A
KR20040015132A KR10-2003-7013916A KR20037013916A KR20040015132A KR 20040015132 A KR20040015132 A KR 20040015132A KR 20037013916 A KR20037013916 A KR 20037013916A KR 20040015132 A KR20040015132 A KR 20040015132A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flow
directed flow
filtered
directed
allowable deviation
Prior art date
Application number
KR10-2003-7013916A
Other languages
English (en)
Inventor
페이잘타리크
Original Assignee
마이크롤리스 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 마이크롤리스 코포레이션 filed Critical 마이크롤리스 코포레이션
Publication of KR20040015132A publication Critical patent/KR20040015132A/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00—Automatic controllers
    • G05B11/01—Automatic controllers electric
    • G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
    • G05B11/42—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining a characteristic which is both proportional and time-dependent, e.g. P. I., P. I. D.
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0205—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
    • G05B13/021—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system in which a variable is automatically adjusted to optimise the performance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Flow Control (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

본 발명은 지시 유동을 여과하는 방법 및 장치를 제공하며, 상기 장치는 중간 여과된 지시 유동(235)을 유도하고, 여과된 지시 유동(235)의 가중 제1 도함수를 유도하고, 중간 여과된 지시 유동(235)과 중간 여과된 지시 유동(235)의 가중 제1 도함수의 합으로부터 지시 유동(235)을 유도하도록 지시 유동을 위한 필터(230)를 갖도록 작동가능한 질량 유동 계량기를 포함한다.

Description

질량 유동 제어기와 질량 유동 계량기의 출력을 여과하는 장치 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR FILTERING OUTPUT IN MASS FLOW CONTROLLERS AND MASS FLOW METERS}
반도체 제조업자들에 의해 사용되는 실리콘 웨이퍼의 크기가 증가함에 따라, 제조 장비를 지나는 가스 유동의 보다 정확한 제어가 웨이퍼 상의 회로의 정확한 제조를 위해 더욱 중요하게 되었다. 질량 유동 제어기와 질량 유동 계량기는 일반적으로 반도체 제조 공구를 통하는 가스 유동을 제어하고 모니터하기 위해 사용된다. 제조 공정에서, 제어기와 모니터가 특정 제조 공구를 위한 소정의 작동 파라미터를 벗어나는 가스 압력의 변동을 검출하면, 일반적으로 알람이 작동되어 공구의 작동을 중지시킨다. 이는 종종 공구가 작동 중지할 때 진행된 웨이퍼 묶음이 일반적으로 못 쓰게 되고 처리량을 감소시키므로 제조업자들에게는 큰 손실이 된다. 웨이퍼 묶음이 못 쓰게 되거나 손상되지는 않는다 해도, 공구가 라인 상에 다시 되돌려질 때까지, 추가적인 웨이퍼 묶음이 처리되지 못하게 된다. 이는 제작 공구의 작동 중지가 잘못된 알람(즉, 중요하지 않은 일)에 의한 것일 때는, 더욱성가시고 비효율적인 일이 된다.
이와 관련하여, 종래의 질량 유동 제어기 및 질량 유동 계량기는 제조 허용한계를 초과하여 제조 공정에 충격을 주는 소음 또는 일시적인 압력의 스파이크(spike)에 의한 잘못된 알람을 종종 생성하므로 불완전하다. 질량 유동 제어기에서, 예를 들어, 열 유동 센서는 제조 공구로 가는 가스 유동을 판독한다. 그러나, 종래의 열 유동 센서는 몇가지 한계를 갖고 있고, 그 중의 하나는 장치를 통과하는 가스 유동을 판독하기 위해 열 유동 센서에 의해 사용되는 시간 상수가 유동을 제어하기 위해 필요한 바람직한 시간보다 더 길다는 것이다. 다시 말하면, 열 유동 센서가 사건을 판독하여, 가스 유동을 제어하거나 또는 장치를 작동 중지하여 사건에 대해 반응하기까지 너무 늦다는 것이다. 종래의 열 유동 센서에 의해 제공된 것보다 더 빠르게 가스 유동을 가속시키거나 또는 예측하는 한가지 방법은 열 유동 센서에 의해 발생된 신호의 가중 제1 도함수(weighted first derivative)를 유도하고 상기 신호에 가중 도함수를 더하여, 지시 유동을 생산하는 것이다. 그후, 지시 유동은 제조 공구의 설정값과 비교된다. 만일 에러가 있을 경우(예를 들어, 지시 유동이 설정값과 일치하지 않을 경우), 가스 유동값은 일반적으로 조절되어, 지시 유동이 설정값과 일치하게 0의 에러를 산출하게 하거나 또는 에러가 소정 정도보다 클 경우에는, 공구는 작동 중지된다.
도1은 가스 유동을 조절하는 종래 기술의 장치(100)를 도시하는 개략적인 도면이다. 장치(100)에서, 실제 가스 유동(105)은 열 유동 센서(110)에 의해 모니터된다. 열 유동 센서(110)는 실제 유동(105)을 표본 추출하여 실제 가스 유동(105)을 나타내는 신호(115)를 출력한다. 유동을 더 빨리 가속시키거나 예측하기 위해, 미분 제어기(120)["D-제어기"(120)]는 도함수 신호(117)를 생성하기 위해 제1 도함수 신호(115)에 소정의 이득(gain)을 곱하여 가중 제1 도함수 신호(117)를 유도한다. 그후, 도함수 신호(115)는 지시 유동(125)을 생성하도록 합산기(119)를 통해 신호(115)에 더해진다.
지시 유동(125)은 관련 제조 공구[예를 들어, 비교기(127)]의 설정값과 비교된다. 지시 유동이 설정값과 일치하지 않을 경우(예를 들어, 에러가 검출될 경우), 가스 유동값 전류 또는 액츄에이터 전류[신호(137)]가 밸브(130)를 조절하기 위해 발생되어, 실제 유동(105)을 조절하고 제로 에러를 만들어 낸다. 밸브(130)의 조절은 비례 또는 적분 제어기(135)["P & I 제어기"(135)]를 통해 달성된다. 따라서, 열 유동 센서(110)가 실제 유동(105)의 제어를 위해 원하는 것보다 더 긴 시간 스케일에서 작동하고, 열 유동 센서(110)의 출력은 더 빠른 응답을 얻도록 조작되어, 중요한 사건에 직면하게 될 때, 현재의 작업 제품에 대한 손상을 방지하는 방식으로 가스 유동을 제어하는 수단을 제공한다.
가스 유동의 감시와 제어가 개선되었지만, 이러한 종래 기술의 장치는 여전히 몇가지 결함을 갖고 있다. 열 유동 센서(110)는 실제 유동 경로(105)의 한 위치에만 위치하고 단지 국부적인 유동만을 검출한다. 따라서, 열 유동 센서(110)는 유동을 전체적으로 나타내는 것이 아닌, 실제 유동(105)의 국부적인 불안정성을 검출할 수도 있다. 예를 들어, 열 유동 센서(110)가 국부적인 난류 영역(예를 들어, 가스 유동 경로의 굴곡부 근처)에 위치할 경우, 제작 챔버의 하류에서 실제적으로발생하는 대표적인 유동이 아닌 국부적인 불안정성을 발견할 수도 있다. 또한, 센서는 그 마우쓰부에서 와류 유동을 유발할 수 있어서, 열 유동 센서(110)가 부정확하거나 시끄러운 신호(115)를 발생시키게 한다. 종래 기술의 장치는 도함수 신호(117)가 일반적으로 신호(115)에 존재하는 임의의 소음을 증진시킨다는 점에서 더 불완전하다. 따라서, 지시 유동(125)은 종종 실제 유동(105)을 나타내지 않는 증진된 소음을 포함한다.
지시 유동(125)이 [일반적으로, 지시 유동(125)이 정상 상태에 도달한 후] 공구의 설정값과 비교될 때, 지시 유동(125)과 설정값과의 불일치가 임계치보다 더 클 경우, 공구를 작동 중지하는 알람이 발생되어, 일반적으로 작업이 현재 수행되고 있는 웨이퍼 묶음을 못쓰게 한다. 이러한 불일치는 종종 실제 유동(105)의 소음 정도에 의한 것이 아니지만, 도함수 신호(117)에 존재하는 증진된 소음에 의해 유발될 수도 있다. 지시 유동(125)의 소음을 보상하기 위해, P & I 제어기(135)는 여과 성능을 포함한다. 그러나, 종래의 질량 흐름 계량기의 여과 성능은 넓은 주파수 범위에 이르는 소음을 적절히 여과하지 못하므로 제한적이다.
또한, 이러한 종래 기술의 장치는 대체로 압력의 스파이크를 잘 처리하지 못하므로 제한적이다. 실제 유동(105)에서 단시간의 압력 스파이크가 있을 경우, 스파이크가 그 허용한계를 초과하여 생산 공정에 영향을 미치지는 않는다 해도, 지시 유동(125)에서 나타나는 스파이크는 (예를 들어, 공구의 작동 중지를 유발하는) 알람 상태를 유발할 수 있다. 따라서, 종래 기술의 장치는 노이즈 또는 일시적인 압력차에 의해 불필요한 휴지 시간을 발생시킨다.
따라서, 노이즈 주파수에 대해 독립적이고 일시적인 스파이크에 영향을 덜 받고 필터가 적용되는 공구의 반응 시간을 저해하지 않는 필터에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명은 대체로 질량 유동 제어기와 질량 유동 계량기에 관한 것이고, 특히 질량 유동 제어기와 질량 유동 계량기를 위한 출력 필터에 관한 것이다.
본 명세서에 합체되어 일부를 구성하는 첨부된 도면은 본 발명의 여러 실시예를 도시하고 상세한 설명과 더불어 본 발명의 원리를 설명한다.
도1은 가스 유동을 조절하는 종래 기술의 장치를 도시하는 개략적인 도면이다.
도2는 본 발명에 따른 출력 필터의 실시예를 이용하는 질량 유동 제어기의 일 실시예를 나타내는 개략적인 도면이다.
도3은 본 발명에 따른 출력 필터의 실시예에서 지시 유동을 여과하는 공정의 일 실시예를 나타내는 그래프이다.
도4는 질량 유동 제어기와 함께 실행되는 본 발명에 따른 출력 필터의 동일한 실시예의 플로우 차트이다.
도5는 본 발명에 따른 출력 필터의 일 실시예를 수행하는 질량 유동 계량기의 개략적인 도면이다.
도6은 질량 유동 계량기를 위한 동일한 실시예에서 발생하는 여과 공정의 일 실시예에 대한 유동 대 시간의 그래프이다.
본 발명은 이러한 상황에서 이루어졌고 종래의 필터와 관련된 단점 또는 문제점을 사실상 제거 또는 감소시키는 출력 필터로서의 태양을 갖고 있다. 특히, 본 발명의 실시예는 지시 유동을 여과하는 방법을 제공한다. 본 발명의 다른 태양 및 이점은 이하의 상세한 설명 부분에서 기술되고, 설명으로부터 명백해지거나 또는 본 발명의 실시예로부터 알 수도 있다. 본 발명의 태양 및 이점은 첨부된 청구의 범위에서 특히 지적된 구성요소 및 조합에 의해 실현되고 얻어질 것이다.
본 발명의 목적에 따른 이러한 이점 및 다른 이점을 달성하기 위해, 실시되고 명백히 기술된 바와 같이, 본 발명의 일 태양에 따르면, 본 발명은 ⅰ) 지시 유동이 기준선에서 허용가능한 편차 내에 있는 지를 결정하는 단계와, ⅱ) 지시 유동이 허용가능한 편차 내에 있을 경우, 여과된 지시 유동으로서 지시 유동을 출력하는 단계와, ⅲ) 지시 유동이 허용가능한 편차 내에 있지 않을 경우, 여과된 지시 유동으로서 허용가능한 편차 내에 있는 값을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 출력 필터는 허용가능한 편차 내에 있는 지시 유동의 마지막 샘플을 출력한다. 또한, 본 발명의 실시예는 지시 유동이 버퍼(buffer)를 초과했는 지를 결정하는 단계를 포함한다. 지시 유동이 버퍼를 초과하지 않았을 경우, 본 발명의 일 실시예는 허용가능한 편차 내에 있는 값을 계속 출력한다. 그러나,지시 유동이 버퍼를 초과했을 경우, 출력 필터는 계시 한계를 갖는 타이머를 사용한다. 타이머가 계시 한계에 도달하기 전에, 지시 유동이 허용가능한 편차 내로 복귀하지 않으면, 본 발명의 실시예는 여과된 지시 유동으로서 버퍼의 외부에 존재하는 지시 유동을 출력한다.
본 발명의 다른 태양은 ⅰ) 중간 여과된 지시 유동을 얻기 위해 지시 유동을 여과하는 단계와, ⅱ) 중간 여과된 지시 유동의 가중 제1 도함수를 유도하는 단계와, ⅲ) 중간 여과된 지시 유동과 중간 여과된 지시 유동의 가중 제1 도함수의 합을 포함하는 여과된 지시 유동을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예는 지시 유동의 지속적인 변화를 출력하면서 주파수 범위에 걸쳐 노이즈를 제거하여 종래의 여과 기술에 대한 중요한 기술적 이점을 제공한다.
본 발명의 실시예는 여과된 지시 유동으로부터 일시적인 스파이크를 제거함으로써 다른 중요한 기술적 이점을 제공한다.
본 발명의 실시예는 지시 유동에서 노이즈 또는 일시적인 스파이크에 의한 잘못된 알람 상태가 발생할 가능성을 상당히 감소시킴으로써 또 다른 중요한 기술적 이점을 제공한다.
본 발명의 실시예는 본 발명이 적용될 장치의 반응 시간을 줄이지 않고 지시 유동으로부터 노이즈 및 일시적인 스파이크를 제거함으로써 또 다른 중요한 기술적 이점을 제공한다.
상기의 대체적인 설명과 이하의 상세한 설명은 설명적인 것이며 청구된 본 발명을 제한하는 것이 아님을 이해하여야 한다.
그 예들이 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 대표적인 실시예를 상세히 참조하기로 한다. 가능한 경우에는, 동일하거나 유사한 부분을 설명하면서 도면을 통해 전체적으로 동일한 도면 부호가 사용된다.
본 발명의 일 실시예는 기준선(예를 들어, 설정값)과 지시 유동을 비교하고지시 유동이 기준선의 허용가능한 편차 내에 있는 지를 결정할 수 있는 질량 유동 제어기를 포함한다. 지시 유동이 기준선으로부터 허용가능한 편차 내에 있을 경우, 질량 유동 제어기는 여과된 지시 유동으로서 지시 유동을 출력한다. 그렇지 않을 경우, 질량 유동 제어기는 여과된 지시 유동으로서 기준선으로부터 허용가능한 편차 내의 값을 출력한다.
본 발명의 다른 실시예는 ⅰ) 중간 여과된 지시 유동을 얻기 위해 지시 유동을 여과하는 단계와, ⅱ) 중간 여과된 지시 유동의 가중 제1 도함수를 유도하는 단계와, ⅲ) 중간 여과된 지시 유동과 중간 여과된 지시 유동의 가중 제1 도함수의 합을 포함하는 여과된 지시 유동을 출력하는 단계를 포함함으로써 여과된 지시 유동을 생성하는 질량 유동 계량기를 포함한다.
본 발명의 실시예는 주파수 범위에 걸쳐 지시 유동의 노이즈를 여과할 수 있는 출력 필터를 제공하고, 본 발명의 실시예는 지시 유동의 일시적인 스파이크를 여과할 수 있는 성능을 제공한다. 따라서, 지시 유동에 존재하는 노이즈 및 압력의 스파이크는 여과되어, 잘못된 알람 및/또는 불필요한 가스 유동 조작을 발생시키지 않는다. 이러한 적용의 목적을 위해, "지시 유동"은 다양한 유동 측정 및/또는 조절 장치에 의해 출력된 실제 유동을 나타내는 것이다. 지시 유동은 유동 센의 직접적인 출력 또는 조작된 출력을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지시 유동은 열 유동 센서의 출력의 가중 도함수와 더해진 열 유동 센서의 출력을 포함할 수 있다. 지시 유동은 일반적으로 유동 센서의 출력의 가중 제1 도함수를 포함하지만, 전체적으로 또는 일부에서 제2, 제3 등의 도함수 또는 다른 수학적 처리를 포함할수 있다. 또한, 지시 유동은 실제 유동을 감시하고 조절하고 또는 제어하도록 사용되는 실제 유동의 임의의 표현을 포함한다.
도2는 본 발명에 따른 출력 필터의 실시예를 사용할 수 있는 질량 유동 제어기(200)의 일 실시예의 개략적인 도면이다. 질량 유동 제어기는 디지털 및/또는 아날로그 요소를 포함하고 열 유동 센서(210)를 통해 실제 유동(205)을 측정한다. 열 유동 센서(210)는 실제 유동(205)을 나타내는 전기 신호(215)를 출력한다. 당업자에 의해 이해할 수 있는 바와 같이, 열 유동 센서(210)에 의해 사용되는 시간 상수는 실제 유동(205)을 제어하기 위해 필요한 시간 스케일보다 길 수 있으므로, 신호(215)는 더 빠른 반응 시간을 얻기 위해 (예를 들어, 미분 제어기 및 합산기를 통해) 처리된다. 따라서, 질량 유동 제어기(200)의 일 실시예의 D-제어기(220)는 제1 도함수 질량 유동 신호를 발생시키고, 도함수 신호(217)를 생성하도록 제1 도함수 질량 유동 신호에 이득을 곱한다. 합산기(219)는 지시 유동(225)을 생성하기 위해 신호(215)에 D-제어기(220)에 의해 도입된 증가된 노이즈를 포함하는 도함수 신호(217)를 더한다. 본 발명의 일 실시예에서, 지시 유동(225)은 종래 기술의 질량 유동 제어기에 의해 생산된 지시 유동(125)과 대체로 동일하다.
당업자에 의해 이해할 수 있는 바와 같이, D-제어기(220)는 질량 유동 제어기(220)의 반응 시간을 향상시킨다. 그러나, 이는 열 유동 센서(210)의 출력에서 노이즈의 향상을 희생시켜 이루어질 수 있다. 따라서, 도함수 신호(217) 그리고 지시 유동(225)은 각각 실제 유동(205)에서 통상 나타나지 않는 노이즈를 포함할 수 있다[즉, D-제어기(220)에 의해 더해진 증가된 노이즈를 포함할 수 있다]. 지시 유동(225)에서의 (압력의 스파이크와 갑작스런 유동 변화에 의한) 노이즈는 공구가 잘못된 알람을 발생시키게 하여, 생산 라인의 불필요한 작동 중지를 유발하게 한다. 그러나, 출력 필터(230)는 지시 유동(225)으로부터 노이즈 또는 스파이크를 제거시키도록 지시 유동(225)을 여과하여, 잘못된 알람과 작동 중지를 더욱 적게 발생시키는 여과된 지시 유동(235)을 생성할 수 있다. 이러한 적용을 위해, 용어 "여과된 지시 유동"은 출력이 출력 필터(230)에 의해 조작되었는 지의 여부에 관계없이 출력 필터(230)의 출력을 의미한다.
출력 필터(230)에 의해 여과되는 외에도, 지시 유동(225)은 실제 유동(205)이 조절(예를 들어, 억제 또는 증가)되어야 하는 지를 결정하기 위해 (예를 들어, 제작 공구 또는 제작 장비의 부품에서 원하는 지점과 같은) 설정값과 비교된다[비교기(227)에서]. 당업자에 의해 이해할 수 있는 바와 같이, 실제 유동(205)의 조절에 있어 한가지 고려할 사항은 본 발명이 수행되는 특정 제조 공정에서 필요한 허용한계이다. 실제 유동(205)이 지시 유동(225)과 설정값과의 비교에 따라 조절되어야 할 경우, P & I 제어기(240)는 실제 유동(205)을 억제 또는 증가시키도록 가스 유동 밸브(245)를 개방 또는 폐쇄한다. 또한, 공구의 작동 중지를 보증하면서 충분한 시간 주기동안 설정값으로부터 조건이 분명하게 벗어나는 지를 결정하기 위해, 여과된 지시 유동(235)은 제작 공구의 설정값과 비교된다. 예를 들어, 여과된 지시 유동(235)이 특정 작동 범위를 벗어날 경우, 알람 신호가 발생되어 밸브(245)를 닫는다. 그러나, 출력 필터(230)가 지시 유동(225)으로부터 노이즈 및 일시적인 스파이크를 제거하므로, 제작 공구는 이러한 형태의 잘못된 알람 상태에 의해 작동 중지할 가능성이 적어지게 된다.
본 발명에 따른 출력 필터의 일 실시예를 채택하는 질량 유동 제어기에서, 출력 필터는 피드백 루프 내에 있지 않음을 알아야 한다. 도2에 도시된 질량 유동 제어기의 형상은 단지 예시적인 것이며 질량 유동 제어기의 다른 형상도 채택될 수 있으며 본 발명의 기술에서 벗어나지 않음을 또한 알아야 한다. 본 발명에 따른 출력 필터의 실시예를 포함하는 질량 유동 제어기의 일 실시예는 본 명세서에 참조로 완전히 합체된, 발명의 명칭이 "디지털 질량 유동 제어기의 작동 장치 및 작동 방법"인 미국 특허 출원 제09/350,744호에서 발견된다. 또한, 본 발명의 실시예는 마이크로-프로세서 기초 질량 유동 제어기와 아날로그 기초 질량 유동 제어기에서 실행된다. 특히, 디지털 신호 프로세서("DSP") 플랫폼의 사용은 더욱 유선형이 달성되게 한다.
도3은 본 발명에 따른 출력 필터의 지시 유동을 처리하고 여과하기 위한 일 실시예를 나타내는 그래프이다. 유동 대 시간 그래프(300)는 본 발명에 따른 출력 필터(230)의 일 실시예의 지시 유동(225)의 여과를 나타낸다. 그래프(300)에서, 사용자 정의 설정값("SP")은 선 310으로 표시된다. 당업자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 설정값은 예를 들어, 제작 공구의 전원이 켜지거나 또는 사용자가 새로운 작동 상태를 위해 설정값을 다시 정의하기를 원할 때, 사용자에 의해 정의된다. 설정값은 기준값으로 정해지고, 출력 필터(230)는 이러한 기준값에 대해 지시 유동(225)으로부터 취해진 데이터 지점을 비교한다. 출력 필터는 지시 유동(225)이 대략적인 정상 상태를 달성하도록 특정 사건(예를 들어, 전원이 켜지거나 또는설정값의 변화) 후에 소정의 시간량(예를 들어, 선 315로 표시되는 t초)을 기다리도록 구성된다. t는 조절가능한 값이고 사용자에 의해 정의되는 것임을 이해하여야 한다. 이러한 지연 시간 "t" 동안, 지시 유동(225)은 여과된 지시 유동(235)으로서 통과된다. 지연 시간 동안 지시 유동(225)을 여과하지 않음으로써, 출력 필터(230)의 전체 반응은 증가되고, 사용자는 지시 유동이 대략적인 정상 상태에 도달하기 전에 발생될 수 있는 설정값 또는 다른 방향의 임의의 오버슈트(overshoot)를 인식할 수 있다.
도3에 도시된 실시예에서, t초[선(315)]후, 출력 필터(230)는 지시 유동(225)이 기준선으로부터 허용가능한 편차(예를 들어, 본 실시예에서 각각 선 320, 325로 표시되는 SP의 ±1%) 내에 있을 때를 결정하도록 지시 유동(225)을 모니터하기 시작한다. t 초(즉, 지연 시간이 종료하는) 후, 일단 지시 유동(225)은 점(330)으로 표시된 허용가능한 편차(예를 들어, 이 경우 SP의 ±1%) 내에 있도록 결정되면, 출력 필터(230)는 노이즈 및/또는 일시적인 스파이크를 여과하도록 관여한다. 지시 유동(225)의 여과는 실시간(예를 들어, 컴퓨터와 통신 기술이 가능한 만큼 빠른)으로 발생된다. 본 발명의 일 실시예에서, 출력 필터(230)는 지시 유동(225)이 ±1% 범위로 들어올 때의 정확한 시간에 여과를 시작하지 않을 수도 있다. 대신에, 출력 필터는 지시 유동(225)을 표본 추출하여, 지시 유동(225)의 제1 표본이 ±1% 대역(t 초가 종료되었다고 가정하여) 내에 있을 때 지시 유동(225)을 여과하기 시작한다.
일단 출력 필터(230)가 관여하면, 출력 필터(230)는 지시 유동(225)이 허용가능한 편차를 벗어나는 경우를 결정하도록 지시 유동(225)을 표본 추출한다. 다시, 도3에 도시된 바와 같이, 출력 필터(230)는 지시 유동(225)이 ±1%(즉, 각각 선 320, 325로 표시된 허용가능한 편차) 보다 더 많이 설정값으로부터 벗어났는 지를 결정하도록 지시 유동(225)을 표본 추출한다. 출력 필터(230)에 의해 취해진 표본이 지시 유동(225)이 (도3의 예에서) ±1% 대역 내에 있는 것을 지시할 때, 출력 필터(230)는 여과된 지시 유동(235)으로서 표본을 출력한다. 다시 말하면, 출력 필터(230)는 여과된 지시 유동(235)으로서 지시 유동(225)을 통과시킨다. DSP 질량 유동 제어기에서, 상기 제어기는 DSP의 출력 포트에 대해 지시 유동의 가장 최근의 표본을 통과시키는 단계를 포함한다. 이와 달리, 지시 유동(225)의 표본이 허용가능한 편차를 벗어나면, 출력 필터(230)는 여과된 지시 유동(225)으로서 허용가능한 편차 내로부터의 값을 출력한다. 예를 들어, 출력 필터(230)가 지점 343에서, 지시 유동(225)이 ±1% 대역(예를 들어, 본 예에서 선 320 위)의 밖으로 들어갔다고 결정할 때, 출력 필터(230)는 (선 355로 표시되는) 여과된 지시 유동(235)으로서 지점 342으로 나타나는 허용가능한 편차(또는 허용가능한 편차 내의 다른 임의의 값) 내에 들어오는 마지막 표본을 출력한다. 따라서, 지시 유동(225)이 설정값으로부터 허용가능한 편차를 벗어날 때, 출력 필터(230)는 허용가능한 편차 내에 들어오는 여과된 지시 유동(235)을 적어도 잠시 동안 출력한다. 본 발명의 일 실시예에서, 출력 필터(230)는 여과된 지시 유동으로서 허용가능한 편차 내에 들어오는 지시 유동(225)의 마지막 표본값을 출력한다.
본 발명의 일 실시예에서, 출력 필터는 지시 유동(225)이 버퍼를 초과하지않는 한, 허용가능한 편차(예를 들어, ±1%) 내의 값을 출력할 수 있다. 그러나, 표본[예를 들어, 지점 345에서 취해진]이 지시 유동(225)이 버퍼를 초과하는 것을 지시할 때, 이 경우 ±3%(선 335, 340으로 각각 표시되는)를 나타낼 때, 출력 필터(230)는 (도시되지 않은) 타이머를 관여하게 한다. 타이머는 상기 타이머가 그 계시 한계(예를 들어, 소정의 런 타임)에 도달하거나 또는 지시 유동(225)이 먼저 도달하는 버퍼(예를 들어, ±3% 또는 다른 소정의 범위) 내로 복귀될 때까지 작동한다.
일단 타이머가 시동되면, 적어도 세 가지 사건이 출력 필터(230)가 여과된 지시 유동으로서 통과하는 값에 영향을 미친다. 지시 유동(225)이 타이머가 다 작동되기 전에 허용가능한 편차 내로 복귀하는 경우, 지시 유동(225)이 버퍼 또는 허용가능한 편차 내로 복귀하기 전에 타이머가 다 작동되는 경우, 또는 타이머가 그 계시 한계에 도달하기 전에 지시 유동(225)이 버퍼 내로 복귀하지만 허용가능한 편차 내로 복귀하지는 않는 경우이다. 이러한 경우들 각각을 더 논의해 보면, 타이머가 계시 한계에 도달하기 전에, 지시 유동(225)이 허용가능한 편차 내로 복귀할 경우, 출력 필터(230)는 여과된 지시 유동(235)으로서 지시 유동(225)을 출력하기 시작한다. 그러나, 지점 346으로 도시된 바와 같이, 계시 한계에 도달하기 전에, 지시 유동(225)이 버퍼 내로 복귀하고 허용가능한 편차 내로는 복귀하지 않을 경우, 출력 필터(230)는 타이머를 리셋(reset)하고 여과된 지시 유동(235)으로서 양호한 값(예를 들어, 허용가능한 편차 내의 값)을 계속 통과시킨다. 이와 다르게, 지시 유동(225)이 버퍼 또는 허용가능한 편차 내로 복귀하기 전에, 타이머가 다 작동되면, 출력 필터(230)는 여과된 지시 유동(235)으로서 지시 유동(225)을 출력한다. 그러나, 이러한 마지막 경우에서, 여과된 지시 유동은 버퍼를 초과한다.
충분히 긴 계시 한계를 갖도록 타이머를 보정함으로써, 일시적인 스파이크와 노이즈는 여과된 지시 유동(235)으로부터 효과적으로 여과되고, 충분히 짧은 계시 한계를 지정함으로써, 지시 유동의 지속적인 변화가 여과된 지시 유동에 포함된다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에서, 계시 한계는 100 밀리초 정도일 수 있다. 따라서, 사용자는 고주파에서 발생하는 노이즈 및 일시적인 스파이크를 여과하는 작동 시간을 정의할 수 있지만, 저주파에서 일반적으로 발생하는 지시 유동(225)에서의 중요한 변화는 여과하지 못한다.
다른 예에서, 도3은 지시 유동(225)이 ±1% 대역의 밖으로 통과하기 바로 전에, 출력 필터(230)가 지시 유동(225)을 표본 추출하는 것을 도시하고 있다. 따라서, 출력 필터는 여과된 지시 유동(235)으로서 마지막 양호한 표본(예를 들어, 지점 360)의 값을 출력한다. 이와 동시에, 본 실시예에서, 지시 유동(225)이 ±1% 대역(지점 365) 내로 다시 들어가기 바로 전에, 출력 필터(230)는 지시 유동(225)을 표본 추출하여, 여과된 지시 유동으로서 지시 유동(225)을 출력한다. 지점 360과 지점 365 사이의 스파이크에서, 지시 유동(225)은 버퍼의 외부로 들어가지 않고, 따라서 타이머는 일시적인 스파이크를 측정하도록 작동을 개시하지 않음을 알아야 한다.
지점 370에서, 출력 필터(230)는 ±1% 대역(예를 들어, 선 320과 325)을 벗어나는 지시 유동(225)의 표본을 다시 추출하고, 따라서 출력 필터(230)는 여과된지시 유동(선 380으로 표시되는)으로서 마지막 양호한 표본(예를 들어, 지점 375에서 취해진)의 값을 전달하기 시작한다. 지점 385의 표본이 지시 유동(225)이 ±1% 대역 내에 있도록 복귀되었음을 지시할 때, 출력 필터(230)는 여과된 지시 유동(예를 들어, 선 320와 325)으로서 지시 유동(225)을 출력하기 시작한다. 다시, 여과된 지시 유동(225)은 지점 375와 385 사이에서 ±3% 버퍼(예를 들어, 선 335와 340)를 벗어나지 않고, 따라서 출력 필터(230)는 타이머를 작동 개시하지 않는다.
지점(390)에서, 지시 유동(225)의 표본은 허용가능한 편차(예를 들어, 선 320과 325)를 벗어나고, 다시 출력 필터(230)는 여과된 지시 유동(235)(선 394로 표시되는)으로서 (지점 392에서 취해진) 마지막 양호한 표본을 출력한다. 지점 395에서, 출력 필터(230)는 지시 유동(225)이 ±3% 버퍼를 벗어났음을 나타내는 표본을 추출한다. 따라서, 출력 필터(230)는 여과된 지시 유동(235)으로서 (지점 392에서 취해진) 마지막 양호한 표본을 계속 출력하는 동안 타이머를 작동 개시한다. 타이머가 ±3% 버퍼 내로 복귀하는 지시 유동(305)의 표본없이 소정량의 시간(지점 396) 동안 작동되었을 때, 출력 필터(230)는 여과된 지시 유동(선 398로 표시되는)으로서 지시 유동(225)을 출력하기 시작한다. 도3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 지시 유동(225)은 이제 버퍼를 벗어나 있다. 지시 유동(225)이 지점 395와 396 사이에서 상당한 시간량(예를 들어, 계시 한계보다 더 길게) 동안 ±3% 버퍼(예를 들어, 선 335와 340) 밖에 있으므로, 출력 필터(230)는 지시 유동(225)이 실제 유동에서 노이즈 또는 일시적인 스파이크를 나타내지 않고, 대신에 실제 유동에서 재료 변화를 지시하는 것을 결정한다. 또한, 지점 396 다음에, 여과된지시 유동(235)이 제2 소정의 범위를 벗어나는 설정값으로부터의 편차를 나타내므로, 알람 신호가 발생되거나 또는 다른 반응이 실행된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 출력 필터(230)는 선 390의 유동으로 표시되는 여과된 지시 유동을 출력하는 것에서부터 여과된 지시 유동으로서 지시 유동(225)을 출력하는 것까지 갑작스런 변화가 아니라, 여과된 지시 유동을 점차적으로 지시 유동(225)에 일치하게 한다.
도3이 ±1% 허용가능 편차와 ±3% 버퍼를 갖는 본 발명의 특정 실시예를 도시하지만, 도3은 제한적인 것이 아니며, 본 발명의 다른 실시예도 가능함을 알아야 한다. 예를 들어, 기준선으로부터의 허용가능한 편차와 버퍼는 사용자가 정의할 수 있고 기준선으로부터의 % 편차, 절대 편차 또는 기술 분야에서 알려진 다른 통계적 편차를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서는, 버퍼는 정의되지 않고, 허용가능한 편차만이 정의된다. 따라서, 예를 들어, 본 발명의 출력 필터의 실시예는 지시 유동의 표본이 ±1%(또는 다르게 정의된) 허용가능한 편차를 벗어날 때, 타이머를 작동 개시하도록 구성된다. 그러나, 버퍼는 제공되어, 매우 작은 오프셋(예를 들어, ±1% 범위 바로 밖의 오프셋)은 시계를 작동 개시하지 않고 여과된 지시 유동에서 나타나지 않는다. 또한, 허용가능한 편차와 버퍼는 기준선에 대해 비대칭이 될 수 있음을 이해하여야 한다. 일 실시예에서, 허용가능한 편차는 +1%와 -2% 등일 수 있다.
상기 예에서, 출력 필터(230)는 지시 유동을 설정값으로 정의된 기준선과 비교한다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서, 사용자는 기준선을 임의로 정의할수 있다. 또한, 사용자는 지연 시간 "t"와 타이머 계시 한계를 정의할 수 있다. 그래프(300)는 눈금자로 되어 있지 않고, t초는 초의 배수이고, 타이머 계시 한계(예를 들어, 지점 395와 지점 396 사이의 시간 차이)는 밀리초이다.
도4는 질량 유동 제어기와 함께 실행되는 본 발명에 따른 출력 필터의 일 실시예를 위한 플로우 차트를 도시하고 있다. 단계 410에서, 출력 필터는 소정의 시간 지연(예를 들어, 도3에서 t초)이 경과되었는지를 결정한다. 시간 지연이 경과되지 않았으면, 출력 필터는 여과된 지시 유동(235)(예를 들어, 단계 415)으로서 지시 유동(225)을 통과시키고, 경과되었을 경우 단계 430으로 통과하도록 제어하고, 여기서 출력 필터는 지시 유동(225)이 기준선의 허용가능한 편차 내에 들어왔는 지를 결정한다. 도4의 예에서, 단계 430에서, 출력 필터(230)는 지시 유동이 설정값의 ±1% 내에 있는 지를 결정한다. 단계 430에서, 지시 유동 신호가 허용가능한 편차 내에 있을 경우, 출력 필터는 단계 435에서 지시 유동(225)의 여과를 시작한다. 이와 달리, 지시 유동이 허용가능한 편차(단계 415) 내에 들어올 때까지, 지시 유동은 여과된 지시 유동으로서 통과된다. t초 지연을 허용하고 지시 유동이 여과 전에 기준선의 허용가능한 편차 내에 있는 지를 결정함으로써, 지시 유동(225)은 여과가 개시되기 전에 대략적인 정상 상태를 달성한다.
t초가 지나고(단계 410) 지시 유동(225)이 허용가능한 편차 내에 들어올 경우(단계 435), 단계 440에서 출력 필터(230)는 지시 유동이 기준선으로부터 허용가능한 편차를 초과하였는지의 여부를 결정한다. 초과하지 않았을 경우, 출력 필터는 여과된 지시 유동(단계 415)으로서 지시 유동을 계속 통과시킨다. 한편, 지시유동이 허용가능한 편차를 벗어나 있을 경우, 출력 필터(230)는 여과된 지시 유동(단계 450)으로서 지시 유동의 양호한 값을 통과시키고, 제어는 단계455로 넘어간다. 본 발명의 일 실시예에서, 단계 450에서, 출력 필터(230)는 여과된 지시 유동으로서 지시 유동의 양호한 표본을 통과시킨다. 본 발명의 다른 실시예에서, 지시 유동이 허용가능한 편차를 초과하는 것으로 결정될 때, 출력 필터(230)는 여과된 지시 유동으로서 허용가능한 편차 내의 임의의 값을 통과시킨다.
단계 440에서, 지시 유동이 허용가능한 편차를 초과하였을 경우, 단계 455에서, 출력 필터(230)는 지시 유동이 또한 버퍼를 초과하는 지를 결정한다. 도4의 예에서, 단계 455에서, 출력 필터(230)는 지시 유동의 값이 기준선을 3%보다 많이 초과하는 지를 결정한다. 지시 유동이 버퍼를 초과하지 않을 경우, 출력 필터(230)는 단계 440으로 복귀하고 지시 유동(또는 지시 유동의 다른 표본)이 허용가능한 편차(예를 들어, 설정값의 ±1%)를 초과하는 지를 결정한다. 단계 455에서, 반대로 출력 필터(230)는 지시 유동이 버퍼를 초과하는 지를 결정하고, 출력 필터(230)는 타이머(단계 457)를 결합시킨다. 그후, 출력 필터(230)는 지시 유동이 버퍼(단계 460) 내로 복귀하기 전에, 타이머가 그 계시 한계(즉, 소정의 작동 시간)에 도달한 지를 결정한다. 타이머가 그 계시 한계에 도달하기 전에, 지시 유동이 버퍼 내로 복귀할 경우, 출력 필터(230)는 단계 440으로 복귀한다. 그렇지 않을 경우, 출력 필터는 여가된 지시 유동으로서 적어도 시계의 작동 시간(실제 유동에서 연속적이고 지속적인 변화를 나타내는) 동안 버퍼를 벗어나 존재하는 지시 유동을 통과시킨다. 다시, 본 발명의 일 실시예에서, 출력 필터(230)는 여과된 지시 유동이 지시 유동을 위한 값을 점차적으로 충족시키게 하여, 여과된 지시 유동에서의 값의 날카로운 전이부를 통과하는 것을 방지한다. 본 발명의 일 실시예에서, 도4와 연계하여 기술된 공정은 질량 유동 제어기에 의해 이미 사용된 현행 프로그램(예를 들어, 주 프로그램)에 대한 루프식 서브루틴으로서 수행되지만, 공정은 기술 분야에서 알려진 임의의 다른 방식(예를 들어, 표준 단독 프로그램)으로 수행될 수 있다.
요약하면, 본 발명의 실시예는 지시 유동이 설정값에 대해 미리 정의된 범위 내에 있을 때(예를 들어, 지시 유동이 기준선의 허용가능한 편차 내에 있을 때), 여과된 지시 유동으로서 지시 유동을 출력할 수 있다. 그러나, 지시 유동이 미리 정의된 범위를 벗어날 때, 소정 범위 내에 있는 지시 유동의 마지막 값이 여과된 지시 유동으로서 출력된다. 또한, 설정값으로부터 (예를 들어, 버퍼를 벗어나 있는) 충분히 큰 양만큼, (예를 들어, 계시 한계 보다 큰) 충분히 긴 시간동안 벗어나면, 지시 유동은 여과된 지시 유동으로서 출력된다. 따라서, 지시 유동에서의 고주파 노이즈 또는 짧은 기간의 스파이크는 지시 유동의 마지막 양호한 값으로 나타나지만, 지시 유동의 설정값으로부터의 지속적인 편차는 또한 여과된 지시 유동에서 나타난다. 지시 유동의 지속적인 편차가 여과된 지시 유동에서 나타나는 동안, 노이즈와 일시적인 스파이크가 지시 유동으로부터 제거됨에 따라, 여과된 지시 유동은 질량 유동 계량기의 반응 시간에 영향을 미치지 않고 장치에 재료적으로 영향을 미칠 가능성이 있는 실제 유동에서의 변화의 보다 나은 이해를 제공한다. 지속적인 편차가 나타나는 동안, 노이즈와 일시적인 스파이크가 지시 유동으로부터제거되므로, 본 발명에 따른 출력 필터의 실시예는 잘못된 알람을 유발할 가능성이 적은 여과된 지시 유동을 출력한다. 또한, 제작 공구가 잘못된 알람에 의해 작동 중지될 가능성이 적으므로, 본 발명은 중지 시간을 감소시키고 웨이프 묶음이 손실되는 것을 방지하여, 상당한 비용 절감으로 이어지게 한다.
다른 실시예에서, 본 발명의 출력 필터는 여과된 지시 유동을 실질적으로 생성하지 않아도 된다. 본 실시예에서, 지시 유동이 버퍼 내로 복귀하기 전에 타이머가 그 계시 한계에 도달하였음을 출력 필터가 결정할 때까지, 본 발명은 임의의 신호를 통과시키지 않는다. 타이머가 그 계시 한계에 도달하기 전에 지시 유동이 버퍼 내로 복귀되지 않았음을 출력 필터가 결정할 경우, 그후 출력 필터는 여과된 지시 유동으로서 원래의 지시 유동을 통과시키기 시작한다. 다시 말하면, 여과된 지시 유동은 지시 유동과 동일하게 된다.
질량 유동 제어기와 함께 사용될뿐만 아니라, 본 발명에 따른 출력 필터의 실시예는 질량 유동 계량기와 함게 수행될 수 있다. 도5는 본 발명에 따른 출력 필터의 일 실시예를 실행하는 질량 유동 계량기(500)의 개략적인 도면이다. 질량 유동 계량기(500)에서, 열 유동 센서(510)는 장치를 통해 유체의 실제 유동(515)을 측정하고 실제 유동(515)을 나타내도록 전기 신호(520)를 출력할 수 있다. D-제어기(525)는 신호(520)의 제1 도함수에 이득의 배수만큼 곱함으로써 신호(520)의 제1 도함수의 가중량을 결정한다. D-제어기(525)는 지시 유동(530)을 설정하도록 신호(520)에 더해지는 도함수 신호(527)로서 신호(520)의 제1 도함수의 가중량을 출력한다. 다시, 장치의 반응 시간을 증가시키도록 신호(520)의 제1 도함수의 가중량을 결정하는 D-제어기(525)는 신호(520)에서 발견된 노이즈를 향상시킨다. 이하에 더 상세히 기술된 바와 같이, 그후, 출력 필터(540)는 ⅰ) 중간 여과된 지시 유동을 유도하기 위해 당업자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 작동 평균, FIR, IIR 또는 다른 여과 기구를 통해 지시 유동(530)을 여과하고, ⅱ) 중간 여과된 지시 유동의 도함수를 유도하고, ⅲ) D-제어기(525)에 의해 적용된 이득과 동일하거나 또는 다른 이득만큼 도함수에 곱하고, ⅳ) 여과된 지시 유동(620)을 유도하도록 이득만큼 곱해진 중간 여과된 지시 유동의 도함수에 중간 여과된 지시 유동을 더한다. 본 발명의 일 실시예에서, 출력 필터(540)는 DSP 플랫폼을 사용하여 수행된다.
도6은 본 발명의 질량 유동 계량기를 위한 출력 필터의 실시예의 여과 공정의 일 실시예의 유동 대 시간 그래프를 나타낸다. 다시, 본 발명의 일 실시예에서, 이러한 공정은 실시간으로 수행된다. 출력 필터는 선 530으로 표시된, 지시 유동을 수용한다. 상술한 바와 같이, 지시 유동(530)은 D-제어기(525)에 의해 생산된 향상된 노이즈를 포함한다. 지시 유동(530)에서 나타날 수 있는 노이즈 및 임의의 일시적인 스파이크의 향상을 보상하기 위해, 출력 필터는 여과된 지시 유동(620)을 생산하도록 지시 유동(530)을 여과시킨다. 여과된 지시 유동(620)을 유도하기 위해, 출력 필터(540)의 일 실시예는 중간 여과된 지시 유동(630)을 생성하도록 지시 유동(530)에 작동 평균, IIR, FIR 또는 당업자에 의해 이해할 수 있는 다른 기술과 같은 표준 여과 기술을 먼저 적용한다. 그후, 출력 필터는 중간 여과된 지시 유동(530)의 도함수(예를 들어, 제1 도함수)를 결정하고, 도함수에이득("K")만큼 곱하여, 가중 도함수 선(640)으로 표현된다. 그후, 출력 필터(540)는 여과된 지시 유동 신호(620)를 생산하도록 중간 여과된 지시 유동(630)과 중간 여과된 지시 유동(640)의 가중 도함수를 더한다. DSP(또는 다른 마이크로-프로세스)를 사용하여 수행될 경우, 출력 필터(230)는 여과된 지시 유동(620)을 DSP(또는 다른 마이크로-프로세스)의 출력 포트로 통과시킨다.
도6의 예로부터 알 수 있는 바와 같이, 출력 필터(540)는 지시 유동(530)에서 노이즈와 일시적인 스파이크를 제거한다. 노이즈가 지시 유동에서 제거 또는 적어도 사실상 제거되므로, 본 발명의 실시예는 제작 공구에서 잘못된 알람을 유발할 가능성이 적은 여과된 지시 유동을 생성하여, 휴지 시간과 웨이퍼 묶음 손실을 감소시킨다. 또한, 이는 질량 유동 계량기의 반응 시간을 감소시키지 않고 수행된다.
본 발명의 실시예들은 지시 유동에서 지속적인 압력 변화를 계속 나타내는 동안 지시 유동으로부터 노이즈와 일시적인 스파이크를 제거하는 출력 필터를 제공한다. 여과된 지시 유동은 설정값과 비교되고, 여과된 지시 유동이 충분히 큰 범위로 설정값으로부터 벗어날 경우, 알람이 발생되어 관련된 작동 공구를 작동 중지시킨다. 여과된 지시 유동이 노이즈와 일시적인 압력의 스파이크를 덜 포함하므로, 잘못된 알람을 유발할 가능성이 적어지게 되어 작동 공구 휴지 시간을 감소시켜 상당한 비용을 절감한다. 또한, 본 발명의 실시예는 질량 유동 제어기와 질량 유동 계량기의 반응 시간을 감소시키지 않는다.
본 명세서에서 본 발명이 예시적인 실시예를 참조하여 상세히 기술되었지만,설명은 단지 예시적인 것이며 제한적인 것이 아님을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명의 실시예의 세부 사항의 수많은 변화와 추가적인 실시예가 가능함은 명백하며, 이는 본 명세서에 개시된 본 발명의 이러한 설명과 예를 참조하여 당업자에 의해 이루어질 수 있다. 모든 이러한 변화와 추가적인 실시예들은 이하에 청구된 본 발명의 의미와 진정한 범위 내에 있는 것으로 생각된다.

Claims (25)

  1. 질량 유동 장치 내에서 실제적인 가스 유동으로 기능하는 지시 유동을 여과하는 방법이며,
    상기 지시 유동이 기준선의 허용가능한 편차 내에 있는 지를 결정하는 단계와,
    상기 지시 유동이 상기 기준선의 상기 허용가능한 편차 내에 있을 경우, 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 출력하는 단계와,
    상기 지시 유동이 상기 기준선의 상기 허용가능한 편차 내에 있지 않을 경우, 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 기준선의 상기 허용가능한 편차 내의 값을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유동이 상기 기준선의 상기 허용가능한 편차 내에 있지 않을 경우,
    계시 한계를 갖는 타이머를 작동 개시하는 단계와,
    상기 타이머가 상기 계시 한계에 도달하기 전에, 상기 지시 유동이 상기 허용가능한 편차 내로 복귀하였는 지를 결정하는 단계와,
    상기 타이머가 상기 계시 한계에 도달하기 전에, 상기 지시 유동이 상기 허용가능한 편차 내로 복귀하였을 경우, 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 출력하는 단계와,
    그렇지 않을 경우, 상기 타이머가 상기 계시 한계에 도달할 때까지는, 상기 허용가능한 편차 내의 상기 값을 출력하고, 상기 타이머가 상기 계시 한계에 도달한 후에는, 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 지연 시간 동안 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 출력하는 단계와,
    상기 여과된 지시 유동이 대략적으로 정상 상태에 도달할 때까지, 여과없이 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 계속 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 지시 유동이 버퍼를 초과하였는 지를 결정하는 단계와,
    상기 지시 유동이 상기 버퍼를 초과하였을 경우, 계시 한계를 갖는 타이머를 결합시키는 단계와,
    상기 타이머가 상기 계시 한계에 도달하기 전에, 상기 지시 유동이 상기 버퍼 내로 복귀하였는 지를 결정하는 단계와,
    상기 타이머가 상기 계시 한계에 도달하기 전에, 상기 지시 유동이 상기 버퍼 내로 복귀하였을 경우에는, 상기 지시 유동이 상기 허용가능한 편차 내에 있을 경우 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 복귀시키는 단계와, 상기 지시 유동이 상기 허용가능한 편차 내에 있지 않지만 상기 버퍼 내에 있을 경우 상기 지시 유동으로서 상기 허용가능한 편차 내의 상기 값을 복귀시키고 상기 타이머를 리셋시키는 단계와,
    상기 타이머가 상기 계시 한계에 도달하기 전에 상기 지시 유동이 상기 버퍼 내로 복귀하지 않았을 경우에는, 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 지연 시간 동안 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 출력하는 단계와,
    상기 지시 유동이 여과없이 대략적으로 정상 상태에 도달할 때까지, 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 계속 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 지연 시간 동안 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 출력하는 단계와,
    상기 여과된 지시 유동이 여과없이 대략적으로 정상 상태에 도달할 때까지, 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 계속 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 허용가능한 편차는 설정값의 적어도 ±1%인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 질량 유동 제어기에서 지시 유동을 여과하는 방법이며,
    (A) 지연 시간 동안 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 출력하는 단계와,
    (B) 상기 지시 유동이 대략적으로 정상 상태에 도달한 것이 결정될 때, 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 출력하는 단계와,
    (C) 상기 지시 유동이 기준선으로부터 허용가능한 편차 내에 존재하는 지를 결정하는 단계와,
    (D) 상기 지시 유동이 상기 허용가능한 편차 내에 존재할 경우, 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 계속 출력하는 단계와,
    (E) 상기 지시 유동이 상기 허용가능한 편차 내에 존재하지 않을 경우,
    (1) 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 허용가능한 편차 내의 값을 출력하는 단계와,
    (2) 상기 지시 유동이 버퍼를 초과하는 지를 결정하는 단계와,
    (3) 상기 지시 유동이 상기 버퍼를 초과할 경우,
    a) 계시 한계를 갖는 타이머를 결합하는 단계와,
    b) 상기 타이머가 상기 계시 한계에 도달하기 전에 상기 지시 유동이 상기 버퍼내로 복귀하였는 지를 결정하는 단계와,
    c) 상기 타이머가 상기 계시 한계에 도달하기 전에 상기 지시 유동이 상기버퍼 내로 복귀하지 않았을 경우에는, 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 출력하는 단계와,
    d) 상기 타이머가 상기 계시 한계에 도달하기 전에 상기 지시 유동이 상기 버퍼 내로 복귀하였을 경우에는,
    ⅰ) 상기 지시 유동이 상기 허용가능한 편차 내에 있을 경우, 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 출력하는 단계와,
    ⅱ) 상기 지시 유동이 상기 허용가능한 편차 내에 있지 않지만 상기 버퍼 내에 있을 경우, 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 허용가능한 편차 내의 상기 값을 계속 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 기준선은 설정값을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 허용가능한 편차 내의 상기 값은 상기 허용가능한 편차 내에 있는 상기 지시 유동의 이전의 표본 추출된 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 허용가능한 편차는 설정값의 적어도 ±1%인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 질량 유동 계량기에서 지시 유동을 여과하는 방법이며,
    중간 여과된 지시 유동을 유도하도록 상기 지시 유동을 여과하는 단계와,
    상기 중간 여과된 지시 유동의 가중 제1 도함수를 유도하는 단계와,
    여과된 지시 유동을 유도하도록 상기 중간 여과된 지시 유동과 상기 중간 여과된 지시 유동의 상기 가중 제1 도함수를 합산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 중간 여과된 지시 유동은 작동 평균을 사용하여 유도되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 중간 여과된 지시 유동은 IIR을 사용하여 유도되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 중간 여과된 지시 유동은 FIR을 사용하여 유도되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 지시 유동이 기준선의 허용가능한 편차 내에 있는 지를 결정하고,
    상기 지시 유동이 상기 허용가능한 편차 내에 있을 경우, 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 출력하고,
    상기 지시 유동이 상기 허용가능한 편차 내에 있지 않을 경우, 상기 여과된지시 유동으로서 상기 허용가능한 편차 내에 있는 값을 출력하도록 작동가능한 것을 특징으로 하는 질량 유동 제어기.
  17. 제16항의 지시 유동을 여과하는 장치이며, 상기 질량 유동 제어기는,
    상기 지시 유동이 상기 제1 소정 범위 내에 있지 않을 경우,
    계시 한계를 갖는 타이머를 결합하고,
    상기 타이머가 상기 계시 한계에 도달하기 전에 상기 지시 유동이 상기 허용가능한 편차 내로 복귀하였는 지를 결정하도록 더 작동가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제17항에 있어서, 컴퓨터 판독가능한 지시는,
    지연 시간 동안 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 출력하고,
    상기 여과된 지시 유동이 여과없이 상기 제1 소정 범위 내로 들어올 때까지, 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 계속 출력하도록 더 수행가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제16항의 지시 유동을 여과하는 장치이며, 상기 질량 유동 제어기는,
    상기 지시 유동이 버퍼를 초과하였는 지를 결정하고,
    상기 지시 유동이 버퍼를 초과하였을 경우, 계시 한계를 갖는 타이머를 작동 개시하고,
    상기 타이머가 상기 계시 한계에 도달하기 전에, 상기 지시 유동이 상기 버퍼 내로 복귀하였는 지를 결정하고,
    상기 타이머가 상기 소정의 계시 한계에 도달하기 전에, 상기 지시 유동이 상기 버퍼 내로 복귀하였을 경우에는, 상기 지시 유동이 상기 허용가능한 편차 내에 있을 경우 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 복귀시키고, 상기 지시 유동이 상기 허용가능한 편차 내에 있지 않을 경우 상기 지시 유동으로서 상기 허용가능한 편차 내의 상기 값을 복귀시키고,
    상기 타이머가 상기 소정의 계시 한계에 도달하기 전에, 상기 지시 유동이 상기 버퍼 내로 복귀하지 않았을 경우에는, 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 출력하도록 더 작동가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 질량 유동 제어기는,
    지연 시간 동안 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 출력하고,
    상기 여과된 지시 유동이 여과없이 상기 허용가능한 편차 내로 들어올 때까지, 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 계속 출력하도록 더 작동가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 질량 유동 제어기는,
    지연 시간 동안 상기 여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 출력하고,
    상기 여과된 지시 유동이 상기 허용가능한 편차 내로 들어올 때까지, 상기여과된 지시 유동으로서 상기 지시 유동을 계속 출력하도록 더 작동가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 지시 유동을 여과하는 장치이며,
    중간 여과된 지시 유동을 유도하도록 지시 유동을 여과하고,
    상기 여과된 지시 유동의 가중 제1 도함수를 유도하고,
    상기 중간 여과된 지시 유동과 상기 중간 여과된 지시 유동의 상기 가중 제1 도함수의 합으로부터 지시 유동을 유도하도록 작동가능한 질량 유동 계량기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 중간 여과된 지시 유동은 작동 평균을 사용하여 유도되는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제22항에 있어서, 상기 중간 여과된 지시 유동은 IIR을 사용하여 유도되는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제22항에 있어서, 상기 중간 여과된 지시 유동은 FIR을 사용하여 유도되는 것을 특징으로 하는 장치.
KR10-2003-7013916A 2001-04-27 2002-04-26 질량 유동 제어기와 질량 유동 계량기의 출력을 여과하는장치 및 방법 KR20040015132A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US28693401P 2001-04-27 2001-04-27
US60/286,934 2001-04-27
PCT/US2002/013207 WO2002088639A1 (en) 2001-04-27 2002-04-26 System and method for filtering output in mass flow controllers and mass flow meters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20040015132A true KR20040015132A (ko) 2004-02-18

Family

ID=23100770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-7013916A KR20040015132A (ko) 2001-04-27 2002-04-26 질량 유동 제어기와 질량 유동 계량기의 출력을 여과하는장치 및 방법

Country Status (7)

Country Link
US (2) US6865520B2 (ko)
EP (1) EP1393020A1 (ko)
JP (1) JP2005510690A (ko)
KR (1) KR20040015132A (ko)
CN (1) CN1714277A (ko)
TW (1) TW538328B (ko)
WO (1) WO2002088639A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160044996A (ko) * 2013-03-08 2016-04-26 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 질량 유동 제어기에서의 개선된 표시 유동을 위한 시스템 및 방법

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1393020A1 (en) * 2001-04-27 2004-03-03 Mykrolis Corporation System and method for filtering output in mass flow controllers and mass flow meters
KR101014314B1 (ko) * 2003-09-05 2011-02-16 마이크로 모우션, 인코포레이티드 유량계 필터 시스템 및 방법
EP4372743A2 (en) * 2006-01-27 2024-05-22 Dolby International AB Efficient filtering with a complex modulated filterbank
US7791422B2 (en) * 2007-10-17 2010-09-07 Autoliv Asp, Inc. Voltage controlled oscillator with cascaded emitter follower buffer stages
US7940188B2 (en) 2008-02-07 2011-05-10 Veltek Associates, Inc. Air sampling system having a plurality of air sampling devices with their own flow switches
US8195312B2 (en) * 2009-08-27 2012-06-05 Hitachi Metals, Ltd Multi-mode control loop with improved performance for mass flow controller
ES2886368T3 (es) 2010-02-18 2021-12-17 Veltek Ass Inc Sistema mejorado de muestreo de aire
US9939416B2 (en) 2014-08-28 2018-04-10 Veltek Assoicates, Inc. Programmable logic controller-based system and user interface for air sampling in controlled environments
US10754358B2 (en) * 2015-09-28 2020-08-25 Koninklijke Philips N.V. Methods and systems for controlling gas flow using a proportional flow valve
US20190017334A1 (en) * 2017-07-14 2019-01-17 Cameron International Corporation Horizontal offline stand building system and method of its use in drilling operations
US11429409B2 (en) * 2018-09-04 2022-08-30 Lam Research Corporation Software emulator for hardware components in a gas delivery system of substrate processing system
CN111060168A (zh) * 2019-12-26 2020-04-24 深圳市佳运通电子有限公司 一种流量信号采样方法和装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5220515A (en) * 1991-04-22 1993-06-15 Applied Materials, Inc. Flow verification for process gas in a wafer processing system apparatus and method
US5730181A (en) * 1994-07-15 1998-03-24 Unit Instruments, Inc. Mass flow controller with vertical purifier
US5741980A (en) * 1994-11-02 1998-04-21 Foster-Miller, Inc. Flow analysis system and method
US5555190A (en) * 1995-07-12 1996-09-10 Micro Motion, Inc. Method and apparatus for adaptive line enhancement in Coriolis mass flow meter measurement
US6389364B1 (en) * 1999-07-10 2002-05-14 Mykrolis Corporation System and method for a digital mass flow controller
US6814096B2 (en) * 2000-12-15 2004-11-09 Nor-Cal Products, Inc. Pressure controller and method
US6607597B2 (en) * 2001-01-30 2003-08-19 Msp Corporation Method and apparatus for deposition of particles on surfaces
US6695946B2 (en) * 2001-04-18 2004-02-24 Applied Materials Inc. Cooling system
EP1393020A1 (en) * 2001-04-27 2004-03-03 Mykrolis Corporation System and method for filtering output in mass flow controllers and mass flow meters

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160044996A (ko) * 2013-03-08 2016-04-26 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 질량 유동 제어기에서의 개선된 표시 유동을 위한 시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20050023197A1 (en) 2005-02-03
US20020161559A1 (en) 2002-10-31
EP1393020A1 (en) 2004-03-03
CN1714277A (zh) 2005-12-28
JP2005510690A (ja) 2005-04-21
WO2002088639A1 (en) 2002-11-07
US7113895B2 (en) 2006-09-26
US6865520B2 (en) 2005-03-08
TW538328B (en) 2003-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20040015132A (ko) 질량 유동 제어기와 질량 유동 계량기의 출력을 여과하는장치 및 방법
US7881829B2 (en) Mass flow controller
EP0159103B1 (en) Process control apparatus
US5541833A (en) Multivariable feedforward adaptive controller
KR101847409B1 (ko) 일관된 응답을 제공하는 온-툴(on-tool) 및 온-사이트(on-site) 질량 유량계 최적화를 위한 방법 및 시스템
EP0384437B1 (en) Method and system for changing control parameters in accordance with state of process in process control
JPH04342001A (ja) プロセス変数を制御するための装置および適応制御器を適応チューニングする方法
US5622042A (en) Method for predicting and using the exhaust gas temperatures for control of two and three shaft gas turbines
US20050126183A1 (en) Combustion temperature high speed detection device
JP3772340B2 (ja) バルブポジショナ
CN113721672A (zh) 质量流量控制器以及波动抑制方法
JP2635356B2 (ja) 水車発電機の速度制御装置
JP3124125B2 (ja) 流量制御装置
JP2689220B2 (ja) 重量式フィーダの制御方法及び装置
JPS60206028A (ja) プラズマ制御装置
JP3564596B2 (ja) 脱硝装置のアンモニア注入量制御方法
KR950010856B1 (ko) 전기적 신호에 의한 프레져 제어 장치
JPH11327604A (ja) Ｐｉｄ調整器を含む閉ループ系のプロセス制御装置
JPH0588705A (ja) プロセス制御装置
JP2024067716A (ja) 流量制御システム
JPH11286782A (ja) 基板処理装置
JP2000266304A (ja) 減温器制御装置
JPS61237104A (ja) プロセス制御方法
JP2001104755A (ja) 脱硝装置へのアンモニア注入量制御方法および装置
JPH06257711A (ja) 蒸気温度制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid