KR20220116464A - 멀티-가스 질량 유동 컨트롤러 및 방법 - Google Patents

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KR20220116464A
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알렉세이 브이. 스미르노브
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히타치 긴조쿠 가부시키가이샤
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Abstract

질량 유동 컨트롤러 및 질량 유동 컨트롤러를 제어하는 방법이 개시된다. 하나의 방법은, 질량 유동 컨트롤러의 유량 센서를 통해 프로세스 가스를 제공하는 단계, 유량 센서용의 가스 조정된 감도 계수를 취득하는 단계, 및 유량 센서용의 가스 조정된 비선형성 데이터를 취득하는 단계를 포함한다. 방법은, 또한 가스 조정된 감도 계수 및 가스 조정된 비선형성 데이터를 사용하여 유량 센서용의 가스 조정된 특성 데이터를 생성하는 단계를 포함한다. 유량 센서로부터의 유량 센서 신호를 사용하여 가스 조정된 특성 데이터로부터 유량값이 취득되며, 유량값은 설정점 신호와 함께 사용되어 질량 유동 컨트롤러의 밸브를 제어한다.

Description

멀티-가스 질량 유동 컨트롤러 및 방법
본 발명은 질량 유동 센서 및 질량 유동 컨트롤러에 관한 것으로, 특히, 비제한적으로, 본 발명은 질량 유동 센서의 정밀도를 향상시키는 것에 관한 것이다.
전형적인 질량 유동 컨트롤러(MFC)는, 다른 프로세스 중에서도, 열 및 건식 에칭 등의 공업 프로세스에서의 가스의 유량을 설정하고, 측정하며, 제어하는 장치이다. MFC의 중요한 부분은, 장치를 통해서 유동하는 가스의 질량 유량을 측정하는 열식 유량 센서이다.
(가스의 질량 유량에 대하여 완전한 선형 종속성을 갖는) 이상적인 유량 센서 신호와는 대조적으로, 열식 유량 센서에 의해 출력되는 유량 센서 신호는 유체의 실제 유량에 대하여 비선형이며; 열식 유량 센서의 감도는 더 높은 유량에서 저하된다. 바꾸어 말하면, 유량에 대한 유량 센서 신호의 감도는 일정하지 않고, 유량이 증가함에 따라서 감소한다. 여기서 사용될 때, 감도란 측정되는 가스의 질량 유량에 대한 유량 센서 신호의 비율을 지칭한다.
전형적인 질량 유동 컨트롤러에서는, 열식 유량 센서의 비선형성은 특성 가스에 의해 특징지어지며, 그 후 MFC의 메모리에 특성 데이터로서 테이블의 형태로 저장된다. 그 후, 열식 유량 센서로부터의 유량 센서 신호는 특성 데이터를 사용해서 조정되어 측정 유량을 제공한다.
프로세스 가스가 제어될 때, 특성 데이터는 프로세스 가스에 대한 생 가스 데이터(live gas data)로 조정되지만, 조정은 (각각의 질량 유동 컨트롤러의 열식 유량 센서 사이의) 차이를 고려하지 않는다. 예를 들어, 센서 구성 및 전압 조정과 같은 많은 물리적인 양태는 열식 유량 센서 사이에서 변화할 수 있고, 특성 데이터에 대한 조정의 적용은 부정확한 유량 측정을 초래한다.
따라서, 유량 센서 신호에 대한 멀티 가스 비선형성 조정에서의 현재의 방법론의 결점을 해결하는 신규하고 획기적인 특징을 제공할 수 있는 방법 및/또는 장치의 필요성이 존재한다.
일 양태는, 질량 유동 컨트롤러의 유량 센서를 통해 프로세스 가스를 제공하는 단계, 유량 센서용의 가스 조정된 감도 계수를 취득하는 단계, 및 유량 센서용의 가스 조정된 비선형성 데이터를 취득하는 단계를 포함하는, 질량 유동 컨트롤러를 제어하는 방법으로서 특징지어질 수 있다. 방법은, 또한 가스 조정된 감도 계수 및 가스 조정된 비선형성 데이터를 사용하여 유량 센서용의 가스 조정된 특성 데이터를 생성하는 단계를 포함한다. 유량 센서로부터의 유량 센서 신호를 사용하여 가스 조정된 특성 데이터로부터 유량값이 취득되며, 유량값은 설정점 신호와 함께 사용되어 질량 유동 컨트롤러의 밸브를 제어한다.
다른 양태는, 가스용의 주 유동 경로, 주 유동 경로를 통한 가스의 유량을 제어하는 밸브, 및 주 유동 경로에 결합되어 가스의 질량 유량을 나타내는 유량 센서 신호를 제공하는 유량 센서를 포함하는 질량 유동 컨트롤러로서 특징지어질 수 있다. 감도 조정 모듈이 프로세스 가스용의 변환 인자로 감도 계수를 조정하여 유량 센서용의 가스 조정된 감도 계수를 생성하도록 구성된다. 질량 유동 컨트롤러의 비선형성 조정 모듈은, 유량 센서용의 특성 가스와 연관된 비선형성 데이터를 프로세스 가스용의 비선형성 인자로 조정하여 가스 조정된 비선형성 데이터를 생성하도록 구성된다. 특성 모듈이 가스 조정된 감도 계수 및 가스 조정된 비선형성 데이터를 사용하여 유량 센서용의 가스 조정된 특성 데이터를 생성하도록 구성되며, 특성 모듈은 유량 센서로부터의 유량 센서 신호를 사용하여 가스 조정된 특성 데이터로부터 유량값을 취득하도록 구성된다. 질량 유동 컨트롤러의 컨트롤러는, 설정점 신호와 함께 유량값을 사용하여 질량 유동 컨트롤러의 밸브를 제어하도록 구성된다.
도 1은 유량 센서 신호에 대한 멀티 가스 비선형성 조정을 위한 개선된 방법론을 내장하는 질량 유동 컨트롤러(MFC)의 블록도이다.
도 2는 본 명세서에 개시된 실시형태와 관련해서 실행될 수 있는 예시적인 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 MFC의 양태를 실현하기 위해서 사용될 수 있는 MFC의 물리적인 컴포넌트를 나타내는 블록도이다.
도 4는 특성 가스와 관련한 유량 센서용의 특성 데이터를 나타내는 그래프이다.
도 5는 특성 가스와 관련한 유량 센서용의 이상적인 선형 신호를 나타내는 그래프이다.
도 6은 유량 센서용의 비선형성 데이터의 생성을 나타내는 그래프이다.
도 7은 특성 가스와 관련한 유량 센서용의 예시적인 비선형성 데이터를 나타내는 그래프이다.
도 8은 프로세스 가스와 관련한 유량 센서용의 이상적인 신호를 나타내는 그래프이다.
도 9는 프로세스 가스와 관련한 유량 센서용의 가스 조정된 비선형성 데이터를 생성하기 위한 도 7에서의 비선형성 데이터의 조정을 나타내는 그래프이다.
도 10은 유량 센서용의 가스 조정된 특성 데이터의 생성을 나타내는 그래프이다.
이제 도면을 참조하면, 도 1은 다수의 가스 타입에 걸쳐 측정 및 제어 정밀도를 개선하기 위한 방법론을 내장하는 질량 유동 컨트롤러(MFC)(100)를 도시한다. 이들 컴포넌트의 도시되는 배치는 논리상의 것이며 실제의 하드웨어 도를 의미하지 않는다. 따라서, 컴포넌트는 실제 구현시에는 조합되고, 더 분리되고, 제거되고 및/또는 추가될 수 있다. 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 도 1에 나타내는 컴포넌트는 하드웨어 또는 펌웨어 및/또는 소프트웨어와 조합되는 하드웨어에서 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서의 견지에서, 각각의 개별 컴포넌트의 구성은 본 기술분야의 통상의 기술자에게 잘 알려져 있을 것이다.
본 개시내용 전체를 통해서, 제어되는 가스에 관해서 예 및 실시형태가 설명되지만, 그러한 예 및 실시형태는 가스 또는 액체일 수 있는 유체에 일반적으로 적용가능하다는 것을 인식해야 하며, 유체는 요소의 혼합물 및/또는 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 액체는 황산일 수 있으며 가스는 질소일 수 있다. 본 적용에 의하면, MFC(100)는, 가스 상태의 유체(예를 들어, 질소), 및/또는 액체 상태의 유체(예를 들어, 염산)를, 예를 들어 반도체 시설의 도구에 전달할 수 있다. 많은 실시형태에서의 MFC(100)는, 상이한 타입의 유체를, 변화하는 온도 및 압력 하에서, 상이한 타입의 컨테이너 또는 용기에 전달하도록 구성된다.
도시되는 바와 같이, MFC(100)의 베이스(105)는 가스가 유동하는 바이패스(110)를 포함한다. 바이패스(110)는 일정한 비율의 가스를 주 경로(115)와 센서 관(120)을 통해 보낸다. 결과적으로, 센서 관(120)을 통한 가스의 유량은 MFC(100)의 주 경로(115)를 통해서 유동하는 가스의 유량을 나타낸다.
본 실시형태에서는, 센서 관(120)은 MFC(100)의 유량 센서(123)의 일부인 작은 보어의 관이다. 도시된 바와 같이, 감지 소자(125, 130)가 센서 관(120)의 외측에(예를 들어, 그 주위에 감겨서) 결합된다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 감지 소자(125, 130)는 저항-온도계 소자(예를 들어, 전도성 와이어의 코일)이지만, 다른 타입의 센서(예를 들어, 저항 온도 검출기(RTD) 및 열전대) 또한 이용될 수 있다. 또한, 다른 실시형태는 본 발명의 범위 내에서 상이한 수의 센서 및 센서로부터의 신호를 처리하기 위한 상이한 아키텍쳐를 확실히 이용할 수 있다.
도시된 바와 같이, 감지 소자(125, 130)는 감지 소자 회로(135)에 전기적으로 연결되어 있다. 일반적으로, 감지 소자 회로(135)는, (감지 소자(125, 130)로부터의 신호(146, 148)에 응답하여) 유량 센서 신호(150)를 제공하도록 구성되며, 이 유량 센서 신호(150)는 센서 관(120)을 통한 유량을 나타내며, 따라서 MFC(100)의 주 경로(115)를 통한 유량을 나타낸다.
유량 센서 신호(150)는, 감지 소자(125, 130) 사이의 온도차에 영향을 미치는 센서 관(120)을 따른 온도 프로파일에 의해 정의된다. 유량 센서 신호(150)는 유량의 범위에 걸쳐 센서 관(120)을 통한 유량에 대하여 비선형이며, 유량 센서 신호(150)의 감도는 더 높은 유량에서(더 낮은 유량에 비해) 저하된다. 예를 들어, 간결하게 도 4를 참조하면, 질소 등의 특성 가스에 대한 유량 센서 신호(150)와 유량 센서(123)를 통한 유체의 질량 유량과 관련하여 유량 센서(123)용의 예시적인 특성 데이터가 도시된다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 예시적인 특성 데이터는, 유량 센서(123)의 감도가 더 높은 유량에서(더 낮은 유량과 비교하여) 저하되는 것을 나타낸다.
도 4에 나타내는 특성 데이터는, 질량 유동 컨트롤러(100)가 고객에게 판매되기 전에 특성 프로세스 동안 생성될 수 있다. 특성 프로세스는, 예를 들어 유량 센서(123)를 통해 가스가 유동하게 하는 단계; 유량 센서(123)의 작동 범위의 0% 내지 100%의 유량값의 범위에 걸쳐 다수의 유량을 위한 정확한 질량 유랑계(도시되지 않음)를 사용해서 가스의 유량을 측정하는 단계; 및 측정 유량 각각에 대한 유량 센서 신호(150)의 값을 취득하는 단계를 포함할 수 있다. (특성 가스와 관련한 유량 센서(123)용의) 특성 데이터는, {(fi, yi) | i = 1, 2, ..., n}에 의해 표현될 수 있으며, 여기서 fi 는 유량값이고 yi 는 신호값이다.
상술한 바와 같이, 전형적인 질량 유동 컨트롤러에서, 유량 센서(123)의 비선형성은, 특성 가스에 의해 특징지어질 수 있고, 그 후 MFC(100)의 메모리에 테이블 형식으로 특성 데이터로서 저장된다. 그 후, 특성 데이터를 사용해서 유량 센서(123)로부터의 유량 센서 신호(150)를 조정하여 유량의 측정을 제공할 수 있다. 특성 데이터는 프로세스 가스용의 생 가스 데이터에 의해 조정될 수 있지만, 종래 기술의 접근법에서는, 조정은 각각의 상이한 질량 유동 컨트롤러의 열식 유량 센서 사이의 차이를 고려하지 않는다. 예를 들어, 열식 유량 센서 사이에서 센서 구성 및 전압 조정 같은 많은 물리적인 양태가 달라질 수 있으며, 특성 데이터에 대한 조정의 적용은 부정확한 유동 측정 및 정밀하지 않은 질량 유동 제어를 초래한다.
본 개시내용의 양태는 유량 센서(123)가 유량 센서(123)의 2개의 작동 양태와 관련하여 특징지어지는 것이며, 이들의 2개의 양태 각각은 측정되고 제어되는 프로세스 가스에 기초해서 조정될 수 있다. 더 상세하게는, 도 4에 나타내는 특성 데이터는, 1) (감도 계수(162)로서 나타내질 수 있는) 이상적인 신호 부분; 및 2) (비선형성 데이터(167)로서 저장될 수 있고, 이상적인 신호 데이터와 도 4의 특성 데이터 사이의 차이 값으로서 나타내질 수 있는) 비선형성 부분의 2개의 부분으로 분리된다.
도 2를 참조하면, 다수의 가스 타입에 걸쳐 개선된 측정 및 제어 정밀도를 제공하기 위한 방법을 나타내는 흐름도가 도시된다. 도시되는 바와 같이, 유량 센서(123)용의 감도 계수(162)는, 특성 데이터의 이상적인 신호 부분의 표현으로서 생성되어 MFC(100)에 저장될 수 있다(블록 200). 또한, 유량 센서(123)용의 비선형성 데이터(167)는 특성 데이터의 비선형성 부분의 표현으로서 생성되어 MFC(100)에 저장될 수 있다(블록 202). 도 5 내지 도 7은 특성 데이터를 이상적인 신호 부분과 비선형성 부분으로 나누는 예시적인 접근법을 일괄하여 나타낸다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 비선형성 데이터(167) 및 감도 계수(162)는 유량 센서(123)용의 특성 가스 데이터로서 저장된다.
도 5를 참조하면, 선형인 이상적인 유량 센서 신호를 나타내는 특성 가스용의 예시적인 이상적인 신호 부분을 나타내는 그래프가 도시된다. 이상적인 신호 부분(이상적인 신호라고도 지칭됨)은, 이상적인 신호를 나타내는 선을 따른 임의의 지점에서의 이상적인 유량 센서 신호와 질량 유량의 비인 감도 계수(SC)로서의 신호값에 의해 표현될 수 있다. 유량 센서(123)는, 실제로는 (질량 유동 컨트롤러(100)가 제어하도록 설계되는) 도 5에 도시된 바와 같은 질량 유량의 범위 내에서 이상적인 신호 부분을 출력하지 않지만, 매우 낮은 유량에서는 유량 센서(123)는 선형적인 방식으로 작동한다. 결과적으로, 감도 계수를 취득하기 위해서 낮은 유량에서 유량 센서 신호(150)를 샘플링함으로써 이상적인 신호 부분이 생성될 수 있으며, 더 높은 유량에서의 이상적인 신호값을 산출하기 위해서 감도 계수가 사용될 수 있다. 이상적인 신호 부분의 각각의 이상적인 신호값은 si = SC * fi에 의해 표현될 수 있고, SC는 감도 계수이며, fi 는 i = 1, 2, ..., n인 유량값이다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 이상적인 신호 부분의 다수의 이상적인 신호값(si) 각각과 특성 가스용의 특성 데이터의 대응하는 신호값(yi) 사이의 차이를 취득함으로써 비선형성 데이터가 생성될 수 있다. 비선형성 데이터는 {(fi, zi) | i = 1, 2, ..., n}로서 표현될 수 있고, fi는 유량값이고, zi는 특성 가스용의 유량값에 연관된 비선형성 값이며, 각각의 비선형성 값(zi)은 si - yi와 동일하다. 도 7은 결과적인 비선형성 데이터를 도시한다. 따라서, 유량 센서(123)는 유량 센서(123)용의 감도 계수(162)와 비선형성 데이터(167)와 관련하여 특징지어질 수 있다.
이러한 방법에 일치되게, 도 1은 유량 센서(123)의 저장된 감도 계수(162) 및 저장된 비선형성 데이터(167)를 나타낸다. 상술한 바와 같이, 저장된 감도 계수(162) 및 저장된 비선형성 데이터(167)는, 특성 프로세스 동안 생성될 수 있고, MFC(100)가 사용을 위해서 판매되기 전에 MFC(100)에 저장될 수 있다.
이상적인 신호 부분(예를 들어, 감도 계수(162)) 및 비선형성 부분(예를 들어, 비선형성 데이터(167))과 관련하여 MFC(100)의 유량 센서(123)를 특징짓는 것은, 사용되는 프로세스 가스의 타입에 기초해서 이들 2개의 작동 양태가 개별적으로 조정되는 것을 가능하게 한다.
또한, 변환 인자(CF)가 MFC(100)에 저장되어 저장된 변환 인자(164)를 생성한다(블록 204). 변환 인자(164) 각각은, 특성 가스와 연관된 일부 특정 파라미터용의 값 대 프로세스 가스와 연관된 특정 파라미터용의 값의 비율이다. 예를 들어, 변환 인자 각각은, 특정한 유량값에 대해서, 특성 가스용의 이상적인 신호값 대 특정한 프로세스 가스용의 이상적인 신호값의 비율을 나타낼 수 있다. 접수된 정밀도의 정도에 따라, 변환 인자 각각은, 특성 가스의 열용량 대 프로세스 가스의 열용량의 비율을 나타낼 수 있다.
또한, 가스 특유의 비선형성 인자(NLF)가 MFC에 저장되어 저장된 비선형성 인자(168)를 생성한다(블록 206). 비선형성 인자는 경험적으로 또는 실험적으로(예를 들어, 생 가스 측정으로부터) 유도될 수 있다.
블록 200 내지 206을 참조하여 설명된 단계는, MFC(100)가 최종 유저에게 이용을 위해 판매되기 전에 실행되는 특성 프로세스 동안 실시될 수 있다. 작동 동안, 프로세스 가스의 유량의 제어를 조정하기 위해서, 특성 데이터의 이상적인 신호 부분(예를 들어, 저장된 감도 계수(162)) 및 특성 데이터의 비선형성 부분(예를 들어, 비선형성 데이터(167))이 조정된다. 더 상세하게는, 저장된 감도 계수(162)는 감도 조정 모듈(160)에 의해 (프로세스 가스용의) 변환 인자(164) 중 하나에 의해 조정되어 가스 조정된 감도 계수(GASC)를 취득한다(블록 208). 상술한 바와 같이, 감도 계수는 유량 센서(123)용의 특성 데이터의 이상적인 신호 부분을 나타내고, 가스 조정된 감도 계수는 프로세스 가스용의 변환 인자로 감도 계수를 제산함으로써 취득될 수 있다(GASC=SC/CF). 도 8은, 특성 가스용의 이상적인 신호 부분의 표현과 프로세스 가스용의 이상적인 신호 부분의 표현을 나타내고 있다.
또한, 비선형성 조정 모듈(166)은, 저장되어 있는 비선형성 데이터(167)를 프로세스 가스용의 비선형성 인자(168) 중 하나에 의해 조정하여 가스 조정된 비선형성 데이터(GANL)를 취득한다(블록 210). 도 9는 가스 조정된 특성 데이터를 생성하기 위한 특성 가스용의 비선형성 데이터의 조정을 나타낸다. 가스 조정된 특성 데이터는 프로세스 가스용의 비선형성 값으로서 표현될 수 있다.
도시되는 바와 같이, 유량 센서(123)용 및 프로세스 가스용의 가스 조정된 특성 데이터(GACD)는, 가스 조정된 감도 계수(GASC)와 가스 조정된 비선형성 데이터(GANL)의 비선형성 값을 사용하여 특성 모듈(169)에 의해 생성된다(블록 212). 도 10은 가스 조정된 특성 데이터의 생성을 그래프로 나타낸다. 가스 조정된 특성 데이터는 {(fi, si/CF + NLF*zi) | i = 1, 2, ..., n}에 의해 표현될 수 있으며, 여기서 CF는 프로세스 가스용의 변환 인자이며 NLF는 가스 특유의 비선형성 인자이다.
작동 시에, 유량 센서(123)는 질량 유동 컨트롤러(100)를 통해서 유동하는 가스에 응답하여 유량 센서 신호(150)를 출력하고, 유량 센서(123)로부터의 유량 센서 신호(150)를 사용하여 가스 조정된 특성 데이터(GACD)로부터 유량값이 취득된다(블록 214). 도 10에서, 예를 들어 fs1의 값을 갖는 유량 센서 신호(150)는 fv1의 값을 갖는 유량값에 대응한다. 취득된 유량값은 설정점 신호(186)와 함께 질량 유동 컨트롤러(100)의 밸브(140)를 제어하기 위해서 사용된다. 특히, 유량값은 측정 유량 신호(flow signal)(161)에 의해 표현되고, 설정점 신호(186)는 원하는 질량 유량을 나타내므로, 유량값이 원하는 질량 유량과 동일해질 때까지 컨트롤러(170)는 밸브(140)를 제어한다.
명료화를 위해 도시되지 않지만, 특성 모듈(169)이 아날로그 대 디지털 변환기를 사용해서 유량 센서 신호(150)를 유량 센서 신호(150)의 디지털 표현으로 증폭 및 변환할 수 있다는 것을 인식해야 한다. 유량 센서 신호(150)의 디지털 표현은 유량 센서 신호(150)에 대응하는 유량값을 취득하기 위해서 사용될 수 있고, 특성 모듈(169)은 취득된 유량을 나타내는 디지털 신호로서 측정 유량 신호(161)를 출력할 수 있다.
밸브(140)는 압전식 밸브 또는 솔레노이드 밸브에 의해 실현될 수 있고, 제어 신호(180)는 전압(압전식 밸브의 경우) 또는 전류(솔레노이드 밸브의 경우)일 수 있다.
다음에 도 3을 참조하면, 도 1을 참조하여 설명되는 MFC(100)를 실현하기 위해서 이용될 수 있는 물리적인 컴포넌트를 나타내는 블록도(1100)가 도시된다. 도시되는 바와 같이, 표시부(1112) 및 비휘발성 메모리(1120)는 버스(1122)에 결합되고, 버스(1122)는 또한 랜덤 액세스 메모리("RAM")(1124), (N개의 처리 컴포넌트를 포함하는) 처리부(1126), 솔레노이드 또는 피에조형 밸브(1130)와 통신하는 밸브 구동 컴포넌트(1128), 인터페이스 컴포넌트(1132), 통신 컴포넌트(1134) 및 질량 유동 센서(1136)에 결합되어 있다. 도 3에 나타내는 컴포넌트는 물리적인 컴포넌트를 나타내지만, 도 3은 하드웨어 도인 것으로 의도되지 않으며; 따라서 도 3에 나타내는 컴포넌트의 대부분은 공통 구성에 의해 실현되거나 또는 추가의 물리적인 컴포넌트 중에 분배될 수 있다. 또한, 다른 현존하는 및 아직 개발되어 있지 않은 물리적인 컴포넌트 및 아키텍처가 도 3을 참조하여 설명되는 기능 컴포넌트를 구현하기 위해서 이용될 수 있다는 것이 확실히 고려된다.
표시부(1112)는 일반적으로 작동해서 유저에게 내용의 표시를 제공하고, 몇몇 구현예에서는 표시부(1112)는 LCD 또는 OLED 디스플레이에 의해 실현된다. 예를 들어, 표시부(1112)는 측정 유량 신호(161)의 그래프적인 또는 수적인 표현으로서 지시된 유량을 제공할 수 있다. 일반적으로, 비휘발성 메모리(1120)는, 데이터 및 도 1에 나타낸 기능 컴포넌트와 연관되는 코드를 포함하는 실행가능 코드를 저장(예를 들어, 영속적으로 저장)하도록 기능한다. 예를 들어, 일부 실시형태에서는, 비휘발성 메모리(1120)는, 부팅로더(bootloader) 코드, 소프트웨어, 작동 시스템 코드, 파일 시스템 코드, 및 도 1과 관련해서 설명된 모듈의 하나 이상의 부분의 구현을 용이하게 하기 위한 코드를 포함한다.
많은 구현예에서, 비휘발성 메모리(1120)는 플래시 메모리(예를 들어, NAND 또는 ONENAND 메모리)에 의해 실현되지만, 다른 메모리 타입이 이용될 수 있다는 것이 확실히 고려된다. 비휘발성 메모리(1120)로부터의 코드를 실행하는 것이 가능하지만, 비휘발성 메모리(1120) 내의 실행가능 코드는 전형적으로 RAM(1124)에 로딩되어서 처리부(1126) 내의 N개의 처리 컴포넌트 중 하나 이상에 의해 실행된다. 도시되는 바와 같이, 처리부(1126)는, 컨트롤러(170)에서 실행되는 기능에 의해 이용되는 아날로그 온도 및 압력 입력을 수취할 수 있다. RAM(1124)에 연결된 N개의 처리 컴포넌트는 일반적으로 작동되어 도 1에 나타내는 기능 컴포넌트를 실행시키기 위해서 비휘발성 메모리(1120)에 저장되어 있는 명령어를 실행한다.
인터페이스 컴포넌트(1132)는 일반적으로 유저가 MFC(100)와 상호작용할 수 있게 하는 하나 이상의 컴포넌트를 표현한다. 인터페이스 컴포넌트(1132)는, 예를 들어 키패드, 터치 스크린 및 하나 이상의 아날로그 또는 디지털 제어부를 포함하고, 인터페이스 컴포넌트(1132)는 유저로부터의 입력을 설정점 신호(186)로 변환하기 위해 사용될 수 있다. 그리고, 통신 컴포넌트(1134)는 일반적으로 MFC(100)가 외부 처리 도구를 포함하는 외부 네트워크 및 장치와 통신할 수 있게 한다. 예를 들어, 지시된 유량은 통신 컴포넌트(1134)를 통해서 외부 장치에 통신될 수 있다. 본 기술분야의 통상의 기술자는, 통신 컴포넌트(1134)가 다양한 무선(예를 들어, WiFi) 및 유선(예를 들어, 이더넷) 통신을 가능하게 하기 위해 (예를 들어, 집적된 또는 분산된) 컴포넌트를 포함할 수 있다는 것을 인식할 것이다.
도 3에 나타낸 질량 유동 센서(1136)는, 도 1에 나타낸 유량 센서(123)를 실현하기 위해서 본 기술분야의 통상의 기술자에게 알려진 컴포넌트의 집합을 나타낸다. 이들의 컴포넌트는 감지 소자, 증폭기, 아날로그 대 디지털 변환 컴포넌트, 및 필터를 포함할 수 있다.
이들 실시형태에 대한 다양한 변경은 본 기술분야의 통상의 기술자에게 쉽게 명확할 것이며, 본 명세서에서 규정되는 일반 원리는 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다른 실시형태에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은, 본 명세서에 나타낸 실시형태에 한정되는 것을 의도하지 않으며, 본 명세서에 개시된 원리 및 신규한 특징에 일치하는 가장 넓은 범위에 부합된다.

Claims (8)

  1. 질량 유동 컨트롤러를 제어하는 방법이며, 방법은,
    질량 유동 컨트롤러의 유량 센서를 통해 프로세스 가스를 제공하는 단계;
    유량 센서용의 가스 조정된 감도 계수를 취득하는 단계;
    유량 센서용의 가스 조정된 비선형성 데이터를 취득하는 단계;
    가스 조정된 감도 계수 및 가스 조정된 비선형성 데이터를 사용해서 유량 센서용의 가스 조정된 특성 데이터를 생성하는 단계;
    유량 센서로부터의 유량 센서 신호를 사용해서 가스 조정된 특성 데이터로부터 유량값을 취득하는 단계; 및
    설정점 신호와 함께 유량값을 사용하여 질량 유동 컨트롤러의 밸브를 제어하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 유량 센서용의 가스 조정된 감도 계수를 취득하는 단계는,
    유량 센서용의 감도 계수를 검색하는 단계로서, 감도 계수는 유량 센서가 특성 가스와 함께 사용될 때의 유량 센서의 이상적인 신호를 나타내는, 감도 계수를 검색하는 단계;
    질량 유동 컨트롤러의 메모리로부터 프로세스 가스용의 변환 인자를 검색하는 단계; 및
    감도 계수를 변환 인자로 조정하여 가스 조정된 감도 계수를 취득하는 단계를 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 유량 센서용의 가스 조정된 비선형성 데이터를 취득하는 단계는,
    유량 센서용의 특성 가스와 연관된 비선형성 데이터를 검색하는 단계;
    프로세스 가스용의 비선형성 인자를 질량 유동 컨트롤러의 메모리로부터 검색하는 단계; 및
    유량 센서용의 비선형성 데이터를 프로세스 가스용의 비선형성 인자로 조정하여 가스 조정된 비선형성 데이터를 취득하는 단계로서, 비선형성 데이터는 특성 가스와 관련하여 미리 생성되는, 가스 조정된 비선형성 데이터를 취득하는 단계를 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 가스 조정된 감도 계수는,
    특성 가스용의 감도 계수를 취득하고, 특성 가스용의 감도 계수를 프로세스 가스용의 변환 인자로 제산하는 단계에 의해 생성되는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    가스 조정된 특성 데이터는 {(fi, si/CF + NLF*zi) | i = 1, 2, ..., n}에 의해 표현되고, CF는 프로세스 가스용의 변환 인자이고, NLF는 가스 특유의 비선형성 인자이고, si = SC * fi이며, fi 는 유량값이고 SC는 유량 센서 및 특성 가스용의 감도 계수이고, zi는 si - yi와 동등한 비선형성 값이며, yi는 특성 가스용의 특성 데이터의 신호값이며, 특성 데이터는 {(fi, yi) | i = 1, 2, ..., n}에 의해 표현되는 방법.
  6. 질량 유동 컨트롤러이며,
    가스용의 주 유동 경로;
    주 유동 경로를 통한 가스의 유량을 제어하는 밸브;
    주 유동 경로에 결합되어 가스의 질량 유량을 나타내는 유량 센서 신호를 제공하는 유량 센서;
    감도 계수를 프로세스 가스용의 변환 인자로 조정해서 유량 센서용의 가스 조정된 감도 계수를 생성하도록 구성되는 감도 조정 모듈로서, 감도 계수는 유량 센서가 특성 가스와 함께 사용될 때의 유량 센서의 이상적인 신호를 나타내는, 감도 조정 모듈;
    유량 센서용의 특성 가스와 연관된 비선형성 데이터를 프로세스 가스용의 비선형성 인자로 조정하여 가스 조정된 비선형성 데이터를 생성하도록 구성되는 비선형성 조정 모듈로서, 비선형성 데이터는 특성 가스와 관련해서 미리 생성되는, 비선형성 조정 모듈;
    특성 모듈로서,
    가스 조정된 감도 계수 및 가스 조정된 비선형성 데이터를 사용해서 유량 센서용의 가스 조정된 특성 데이터를 생성하고;
    유량 센서로부터의 유량 센서 신호를 사용해서 가스 조정된 특성 데이터로부터 유량값을 취득하도록 구성되는
    특성 모듈; 및
    설정점 신호와 함께 유량값을 사용해서 질량 유동 컨트롤러의 밸브를 제어하도록 구성되는 컨트롤러를 포함하는 질량 유동 컨트롤러.
  7. 제6항에 있어서, 감도 계수, 비선형성 데이터, 변환 인자 및 비선형성 인자를 포함하는 비휘발성 메모리를 포함하는 질량 유동 컨트롤러.
  8. 제6항에 있어서, 변환 인자 및 비선형성 인자를 네트워크 접속을 통해서 수취하도록 구성되는 인터페이스 컴포넌트를 포함하는 질량 유동 컨트롤러.
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