TW538328B - System and method for filtering output in mass flow controllers and mass flow meters - Google Patents
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Description
考务明技 關,尤其 本t明一般來說與質量流控制器及質量流 是與質量流控制器及暂旦、六本 ^ 發明背i 啕關c
Ik著半‘題製造廠所使用的矽晶圓尺寸增加, 控制流過萝S初·偌沾 祕 ’則更精4 關鍵的因素。質量流控制器及質量流表通常::作電路更 半導體制、生了目ΛΑ a L衣通节用於監控流货 丰*體衣具的氣體。在製程中,若控制器或 測到C壓變仙出特定製造工具的預定操作參數外,^常 1觸動警報將工具關閉。因為當工具關閉時正在處理中的 這批晶圓通常都要報廢,所以對於製造廠商會因為產量降 低而增加成本。即使整批晶圓不用報廢或受損,*過直到 工具再次上錄運作之前都無法處理其他批晶圓。若因為假 警報(即是_重大事件)造成製造工具關閉時就更加惱人並 i無效率了。 在此方面,傳統的質量流控制器及質量流表有其缺陷, 因為它們常會因為雜訊或瞬間壓力峰值超過製造公差而衝 j到衣’送成產生假警報。例如在質量流控制器内,熱 流感應器會讀取到製造工具的氣體流。不過傳統的熱流感 應器具有許多限制,有一點就是熱流感應器要讀取流過系 統所耗費的時間要比控制氣流所需時間還要長。換言之, 到熱流感應器讀取到事件之時,就已經來不及利用控制氣 流或關閉系統來對事件做出反應了。有一種比傳統熱流感 應器能夠更怏加速或預測氣流的方法是,取得由熱流感應 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇 X 297公釐) 538328 A7 B7 五、發明説明( 器所產生的加權第一信號偏移並且將加權的偏移加入信號 中’產生一指示流。然後該指示流會與製造工具的設定點 作比較。若有錯誤(例如,若指示流與設定點不相符),通 常會調節流值,如此該指示流就會與設定點相符,產生零 錯誤’或若錯誤大於預定的程度,則將關閉工具。 圖1為說明用於調節氣流的先前技藝系統丨〇 〇之圖解圖 式。在系統100内,實際的氣流105由熱流感應器u〇所監 控。熱級感應為1 1 〇對實際氣流1 〇 5取樣並且輸出代表實際 氣* 10 5的心號1 1 5。為了更快加速或預測氣流,偏移控制 裔120 (「D控制器」120 )會將預定的增益時間乘上信號1夏5 的第一偏移來獲得加權的第一信號偏移n 7來產生偏移信號 1 1 7 ’然後偏移彳吕號1 1 7透過加總器1 1 9加到信號1 1 5内以產 生指示流1 2 5。 相示流1 25可與製造工具所牽涉到的設定點作比較(例如 在比較态1 2 7上)。若指示流與設定點不相符(例如若偵測到 錯誤)’就會產生氣流值電流或致動器電流(信號丨3 7)來調 節閥門13 0 ’藉此調節實際氣流1 〇 5並產生零錯誤。透過比 例與整體控制器135 (「P&I控制器」135)可達成闊門13〇的 調節。如此當熱流感應器丨1 〇的操作時間比實際氣流i 〇 5控 制所要的時間還要長時,熱流感應器i丨5的輸出就會受到操 控以達成較快的反應,如此提供控制器流的方法,若遭遇 至I[重大事件,在時間方面可避免傷害到目前作業中的產 品。 當在氣流的監視與控制方面有所改善時,這些先前技藝 6 - 本紙痕尺度適用中國國家樣準(CNS) A4規格(210X297公釐)
裝 η
538328 A7 B7 五、發明説明(3 糸統仍舊有許多缺點。熱流感應器11〇只裝置在實際氣流路 :二10)内’ i且只能偵測該處的氣流。如I熱流感應器 二所债測#實際氣流105内的局部不穩定並無法代表整個 乐L机例如,右熱流感應器i丨〇位於局部亂流區域内(例如 接近氣流路徑内的轉彎處),則可能感測局部的不穩定’這 亚不能代表下游製造室内實際發生的狀況。更進一步,感 應杰的感測嘴可能會自行產生旋滿,4會造成熱流感應器 11 〇產生不正確或雜訊丨15。先前技藝系統有進一步的缺 陷,就是偏移信號117通常會增強存在於信號115内的任何 雜訊。如此,包含增強雜訊的指示流125通常不能代表實際 氣流10 5。 ' 當指示流1 25與工具的設定點作比較時(通常在指示流125 到達穩定狀態之後),若指示流125與設定點之間的不相符 並且设定點大於臨界值,則會產生警報並關閉工具,如此 通¥會毁掉目前正在作業中的這一批晶圓。不相符通常不 疋因為貫際氣流1 〇 5内的雜訊程度,而是由偏移信號1 1 7内 增強的雜訊所引起。若要補償指示流125内的雜訊,p&u$ 制器13 5就要包含過渡能力。不過,因為傳統質量流表不足 以過濾跨越廣泛頻率範圍内的雜訊,因此其過濾能力有所 限制。 更進一步,因為這些先前技藝系統都無法處理好壓力峰 值’所以就會受到限制。若實-際氣流10 5内有短暫的壓力峰 值,則呈現在指示流1 2 5内的峰值會導致發出警報的條件 (例如可導致工具關閉),即使峰值並未超過公差而影響生 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 538328 4 發明説明( 產過程。如此,先前技蓺么 、省 ^ /T>㈢因為雜訊或瞬間壓力罢s 導致不必要的停機。 j ^力憂異 因此’就需要-種獨立於雜訊頻 影響並且不用妥協於工呈 不又瞬間峰值 器。 ”反應&間與所應用情況的過濾
考务明概I 本發明已經過上面細節的審視,並且其特徵為 消除或降過渡器所伴隨的缺點與問題之輸出過ίί 方面。更斗寸反吕之,本發明的 ^ 个〜乃白勺具月豆貫施例提供一種過淚一 彳曰不'"IL的方法。在下歹|J言兒明中膝八士 ·、 幻兄月中將公佈部分本發明的其他作 裝 域與優點’ ϋ且有些部分從說明中就可理解,或者熟心 發明就可知道。藉由待審中的申請專利範圍内特別點2 凡件與組合,如此就可實現並維持本發明的領域與優點。 線 若要達成這些以及其他優點並且依照具體實施與廣義現 明的本發明目的,本發明的特徵在於根據本發明一個領= 可包含步騾(i)判斷指示流是否位於允許的基線偏移範圍 内,(ii)若指示流位於允許的偏移範圍内,將輸出該指示流 作為過濾過的指示流,以及(iii)若該指示流不在允許的: 移範圍内’則輸出位於允許的偏移範圍内的值作為過渡過 的指示流。例如,輸出過濾器可輸出位於允許的偏移範圍 内最後一個指示流的樣本。本發明的具體實施例也可包含 判斷指示流是否超過緩衝區。若該指示流未超過緩衝區, 本發明的一個具體實施例可繼續輸出位於允許偏移範圍内 的值。不過,若該指示流超過緩衝區,則輸出過渡器會啟 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公爱) 538328 A7 B7 五、發明説明(5 動一個具有時間限制的計時器。若該指米流未在該計時器 到達時間限制之前回到允許的偏移範圍内,則本發明的具 體實施例就會輸出該仍舊位於緩衝區外的指示流,作為過 濾、過的指示流。 本發明的其他領域之特徵為包含步驟(υ過濾指示流以獲 知中間過濾、過的指示流’(丨丨)獲得加權的中間過慮過的指示 流之第一偏移,以及(山)輸出包含該中間過濾過的指示流 總和的過慮過的指示流以及加權的中間過濾過的指示流之 第一偏移。 本發明的具體實施例藉由消除跨頻率範圍的雜訊而輸出 持續改變的恭示流,來提供關於許多過濾技術的重大技術 優點。 本發明的具體實施例提供利用從過濾過的指示流中將瞬 間峰值去除的其他重大技術優點。 本發明的具體實施例藉由顯著降低因為指示流内的雜訊 或瞬間峰值造成的假警報條件發生之可能性,來提供仍舊 是其他重大技術優點。 本發明的具體貫施例利用消除括干户肉从 π /月丨示ί日不机内的雜訊與瞬間峰 值而不降低本發明所標榜的系統反應時間,來提供仍舊是 其他重大技術優點。 列#細說明都僅是 吾人可了解到,上列一般說明以及下 示範,並不因此限制本發明。 圖式簡單說明 附圖為併入並且構成本說明書的一部份,其說明許多本
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發明説明(6 發明的具體實施例並且在搭配内 号务明原理。 兄之俊可用來解釋本 圖1為說明用於調節氣流的先前技藝 圖2為可利用依照本發明輪出過渡器:解圖:… 控制器具體實施例之圖解圖式; 、虼例的貝 示::二 過咖指 同==?流控制_〜輪-_ 圖5為貝$匕依照本發明輪中禍、、盧哭目ja油成 之圖解圖式;以及 h具體貫施例的質量流表 圖6提供在與質量流表輸出過渡器同—個具體實施例上所 發生的過濾處理具體實施例之氣流時間圖。 、 与务明詳細說明 在此將詳細參考本發明的示範具體實施例,這呰範例將 搭配附圖做說明。無論在什麼地方,在所有圖式中將使用 才目同的芩考it碼來代表相同或相似的部分。 本發明的一個具體實施例可包含質量流控制器,可用來 比較指示流與基線(例如設定點)並且判斷指示流是否在允 許的基線偏移範圍内。若指示流位於允許的基線偏移範圍 内,則質量流控制器可輸出指示流作為過濾過的指示流。 否則,質量流控制器可輸出在允許的基線偏移範圍内之值 作為過渡過的指示流。 本發明的其他具體實施例領域包含可利用下列步驟產生 ____- 10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 538328 A7
過遽過的指示流的質量流表, 七 〜▲ H、看# 衣/、步驟為(i)過濾指系流以後 传中間匕慮過的指示流,(丨丨、雀 1 )心侍加榷的中間過滹過的私示 流之第一偏移,以及(iin銓山6人 ‘ .)輪出已έ該中間過濾過的指不流 總和的過慮過的指示流以及 乂及加板的中間過濾過的指爪流之 第一偏移。 本發明的具體實施你丨與彳 、 ’、 種可過跨濾頻率範圍的指示 流内雜訊之輸出過濾哭,开η 士〜 τ ^ 亚且本务明的具體實施例也提供 指示流内過渡器瞬間峰信的、 竽值的此力。如此,就可濾除指示流 内的雜訊與壓力峰值’這樣就不會產生假警報以及,或不必 要的氣流f控。對於此應用目的而言,「㈣^就是_ 多氣、/’〇測里以及/或調節梦罢成认 一 乂门即衣置所輸出的實際氣流之代表。指 示流可包含氣流感應11的直接輪出或操控輸出。例如,指 示流可包含熱流感應器的輸出加上熱流感應器輸出的加權 偏移。而指示流通常包含加權的氣流感應器輸出第一偏 移,其也可包含第二、第二笪癸ΑΑ μ α 一寺寺的偏移’或其他數值操控 (整個或部分)〇更進一步,γ ώ — 才曰不>;IL可包含任何用於監視、 調節或控制實際氣流的所有實際氣流代表。 圖2為可利用依照本發明輸出過濾器具體實施例的質量流 控制器20 0具體實施例之圖解圖式。質量流控制器包含數位 與/或類比挺件,並且透過熱流感應器21〇測量實際氣流 205。熱流感應器21〇輸出代表實際氣流2〇5的電子信號 2 1 5。精通此技藝的人士就合邑了# m ^ 议=7人;t就把_了解,因為熱流感應器21〇所 使用的時間常數要比控制實際氣流20 5的時間還要長’所以 可刼控信號2 15 (例如透過偏移控制器或加總器)來達到更
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快的回應時間。因此,質量流控制器2〇 〇具體實施例内的d $空制為220會產生第一偏移質量流信號,並且乘上增益來產 生偏移信號217。加總器219可將偏移信號217 (該信號可包 合由D控制器220所導入的增強雜訊)加入信號215以產生指 不流225。請注意,在本發明的一個具體實施例中,指示流 225大體上和先前質量流控制器所產生的指示流125是相同 ° 如同精通此技藝的人士所了解的,D控制器22〇可增強質 量流控制器220的反應時間,不過,這可能會付出增強熱流 感應器2丨0输出中雜訊的代價。如此,偏移信號217以及指 示流225每個都包含正常不會包含在實際氣流2〇5内的雜訊 (即疋可包含由D控制為220所加入的增強之雜訊)。指示流 225内的雜訊(由壓力峰值與突然的氣流改變所造成)會造成 工具產生假警報,藉此導致生產線不必要的停止。不過, 輪出過濾态230可過濾指示流225來去除指示流225内的雜訊 或峰值,藉此產生過濾過比較不會產生假警報並且造成停 機的指不流235。請注意,對於此應用的目的而言,「過濾 過的指示流」一詞表示輸出過濾器23〇的輸出,不管該輸出 是否受到輸出過濾器230的操縱。 除了由輸出過濾器230過濾以外,指示流225可和設定點 (例如製造工具或製造設備所要的點)作比較(在比較器227 上),以判斷實際氣流20 5是否應該調整(例如減少或增 加)。就如同精通此技勢的人士所了解到的,調整實際氣流 205的考臺之一疋其中貫施本發明的特定製程所需之公差。
538328 A7 ______ B7 五、發明説明(9 ) 若實際氣流20 5應該依照指示流225與設定點的比較結果來 调整’則P& I控制器240會開啟或關閉氣流閥門245來減少或 増加貫際氣流2 〇 5。此外,過濾過的指示流2 3 5可和製造工 具的設定點作比較,以判斷得自設定點的條件是否有足夠 的時間可以警告關閉工具。例如,若過濾過的指示流23 5落 在指定的操作範圍之外,.則會產生警報信號將閥門245關 閉。不過’因為輸出過濾器23〇可去除指示流225中的雜訊 與瞬間峰值,則製造工具比較不會因為這種假警報情況而 "ί亭機。 请注意,在運用依照本發明輸出過濾器的一個具體實施 例之I量流控制器中,輸出過濾器並未在反饋迴圈中。請 進一步注意,圖2内說明的質量流控制器組態僅供示範,並 且可用其他種質量流控制器組態並且無法獲得本發明的技 術。在美國專利申請案號0 9/350,744 ,名為r Systeni and
Method of 〇perati〇n of a Digital Mass Flow Controller」中 可發現包含依照本發明輸出過濾器具體實施例的質量流控 寺|J器之範例,該申請案在此完全併入作為參考。更進一 步’本發明的具體實施利可在微處理器式的質量流控制器 以及類比式的質量流控制器内實施。尤其是使用數位信號 處理器(「DSP」)平台更能有效率的實施。 圖3為用於處理與過濾依照本發明輸出過濾器的指示流之 具體實施例圖式。氣流與時間圖30 〇代表依照本發明的輸出 過濾器2 3 0具體實施例之指示流2 2 5過濾情況。在圖形3 〇 〇 上’由線3 1 0代表使用者定義的設定點(r Sp」)。就如同精 - —— ------------- -13 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公爱) 裝 訂
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五、發明說明 口又疋點可由使用者所定義 通此技藝人士所了 ,—八…珣π疋我,例 略=定的狀態。吾人可了解到,t為可調整值並且可由使用 者定義。在此延遲日才間「t」期間,指示流225可作為過濾 過的指示流235通過。藉由在延遲時間期間未過濾指示流, 輸出過/慮為2 3 0的整體反應就可增加,並且使用者可在指示 ml 225到達約略穩定的狀態之前將眼光放在超過設定點之處 ::衣造工具啟動或當使用者想要時,可重新定義設定點 來負責新的操作情況。設定點建立基線值,讓輸出過遽器 2 3 0可比較取自指示流2 2 5的資料點。輸出過渡器可設定成 在特定事件之後(例如開啟電源或改變設定點)等待預定時 間(例如t秒鐘,由線3丨5所表示)’以允許指示流225達到約 或其他趨勢。 在圖3所示的具體實施例内,在t秒之後(線315),輸出過 遽器230可開始監視指示流225來決定指示流225何時位於允 許的基線偏移範圍内(例如在此具體實施例中為SP加減一個 百分點’分別由線320與325所表示)。在t秒鐘之後(即是超 過延遲時間)’並且一旦判斷指示流225位於允許的偏移範 圍内(例如在此案例中為SP加減一個百分點),由點330所代 表,則輸出過濾器230會開始過濾雜訊以及/或瞬間峰值。 指示流225的過濾可即時發生(即是就像電腦與通訊技術所 允許的那般快)。在本發明的一個具體實施例内,輸出過濾 器230並不會在指示流225通過加減一個百分點範圍時就開 始過濾。而是,輸出過濾、器會對指示流2 2 5進行取樣’並且 當指示流2 2 5的第一樣本位於加減一個百分點頻帶範圍内 __________ _ 14 -
本紙張尺度適用T图囷豕格罕(CNS) A4規格(21〇 X 297公U 538328 A7 B7 五、發明説明(u
(作又设已给過t秒鐘)開始過濾指示流225。 一旦輸出遇濾器230開始過濾,輸出過濾器230就會對指 不流225取樣以判斷指示流225是否位於允許的偏移範圍之 外。再一次,如圖3所示的案例内,輸出過濾器23〇會對指 示流225取樣來判斷指示流225是否偏移設定點加減_個百 分點(即是分別由線3 2 0與3 2 5所示允許的偏移)。當輸出過 ;慮為230所取的樣本指出指示流225位於加減一個百分點頻 帶範圍内(圖3的範例内),輸出過濾器23〇就可將樣本作為 過濾過的指示流235來輸出。換言之,輸出過濾、器23〇可讓 指示流225通過而成為過濾過的指示流235。在dsp質量流控 制器内,這包括讓最新的指示流樣本通過到Dsp的輸出口。 另外’若指不流225的樣本位於允許的偏移範圍之外,輸出 過/慮為2 3 0可輸出允许的偏移範圍内之值作為過渡過的指示 流225。例如’當輸出過濾器230在點343上判斷出指示流 2 2 :)已經超出加減一個百分點頻帶(在此範例内就是高於線 3 2 0 )’輸出過濾、為2 3 0就會輸出位於允許偏移範圍内最後一 個樣本(或位於允許偏移範圍内的其他任何值),由點342所 表示’作為過濾過的指示流2 3 5 (由線3 5 5所表示)。如此, 當指示流225位於允許的設定點偏移範圍之外,輸出過遽器 2 3 0至少會暫時輸出位於允坪偏移範圍内過濾過的指示流 235。在本發明的一個具體實施例内,輸出過濾器23〇可輸 出位於允許偏移範圍内指示流_225的最後一個樣本之值作為 過濾過的指示流。 在本發明的一個具體實施例内’只要指示流225不超過緩 _-15- 本紙痕尺度適用中國國家樣準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐)
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發明說明( 衝區,輸出過濾器可輪出位 減1%)。不過,當樣本,、兀疔偏移範圍内的值(例如加
緩衝區,在此案例i為一取自點345)指出指示流225超過 所表示),_出過嗆;ϋ減二個百分點(分別由線335與MO 時器會運轉至到達時間 曰動^器(未顯示)。該計 流奶回到緩衝區内(例=(=預定的運轉時間)或指示 先到者“。⑴如力…%或其他預定範圍内),以 一旦計時器已經開始計時,目彳$ , 山、R & T ^ 則至少有三個事件可影響輸 出過渡器⑽通過作為過渡過的指示流之值:指示流奶在 計時器時間截止之前回到允許的偏移範圍内、在指示流奶 回到緩衝區或允許的偏移範圍内之前計時器的時間已經戴 止、或者在計時器的時間載止之前指示流可回到緩衝區 =,不過不在允許的偏移範圍内。進一步討論每個案例, 右指不流225在計時器到達時間限制之前回到允許的偏移範 圍内,輸出過濾裔230就可繼續輸出指示流225作為過濾過 的指示流2 3 5。不過’若指示流22 5在到達時間限制之前回 到緩衝區内,不過不在允許的偏移範圍内,如點346所示, 輸出過渡2 3 0可重設計時•並且繼續通過良好的值(例如 位於允許偏移範圍内的值)作為過濾過的指示流2 3 5。否 貝1J ’若計時器在指示流225回到緩衝區或允許偏移範圍内之 前到達時間限制’則輸出過濾器230可輸出指示流225作為 過濾過的指示流2 3 5。不過在最後一個案例中,過慮過的指 矛流會超過緩衝區。 藉由校正計時器讓它有足夠長的時間限制,如此就可有 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 χ 297公爱) A7 B7
538328 五、發明説明(13 效濾除掉過慮、過的指示流235内的瞬間峰值以及雜訊,並且 利用定義相㈤短的a守間限制,指示流内不斷的改變就可包 含在過濾過的指示流内。在本發明的一個具體實施例中, 例如該時間關可為刚毫秒。如此,使用者可定義一個可 過濾發生在高頻上的雜訊與瞬間峰值,但是不會濾掉指示 流235内重要改變(通常發生在低頻上)之時間限制。 就進一步範例而言,圖3說明就在指示流225超出加減_ 個百分點頻帶之前輸出過濾器23〇對它進行取樣。因此,輪 出過濾器會輸出最後一個良好樣本之值(例如點36〇)作為過 濾過的指示流235。在此範例中還會同時發生,冑出過遽器 2 30就在指#流225回到加減一個百分點頻帶之時對指示流 225進行取樣(點365上),如此就會回到輸出指示流225作為 過濾過的指示流。請注意,在點36〇與點365之間的峰值 内,指示流225並未超出緩衝區,因此計時器不會開始計時 測量峰值的瞬間。 在點370上,輸出過濾器230再次對位於加減一個百分點 頻帶外(例如線320與325)的指示流225取樣,因此輸出過濾 器230開始溝通最後良好樣本之值(例如取自於點375)作為 過濾過的指π流(由線3 80所表示)。當點3 85上的樣本指出 拍示流225回到加減一個百分點頻帶之時,輸出過濾器23〇 會恢復輸出相示流225作為過濾過的指示流(例如線32〇與 3 25)。同樣地,過濾過的指示,流225並未超出點375與385之 間的加減三個百分點緩衝區之外(例如線335與34〇 ),如此 輸出過濾器2 30就不會啟動計時器。
裝 訂
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發明説明 在』j9〇上,私示流225的樣本位於允許的偏移範圍外(例 泉320共32 5) ’並且輸出過濾器23〇再次輸出最後良好樣 ,之值(例如取自於點392)作為過濾過的指示流由線 \94所表不)。在點395上,輸出過濾器23〇採取樣本,指出 士曰不流225已經超出加減三個百分點緩衝區範圍外。因此, 輪出過濾器2 30啟動計時器並繼續輸出最後一個良好樣本之 值(例如點392)作為過濾過的指示流235。當計時器經過預 疋時間(點396)並未有指示流3〇 5的樣本回到加減三個百分 點緩衝區範圍之内時’輸出過濾器230會恢復輸出指示流 2 作為過濾過的指示流(例如線398)。從圖3可注意到,此 日寸指不流225仍舊位於緩衝區之外。因為指示流225仍舊位 於加減二個百分點緩衝區範圍之外(例如線33 5與3 4〇 ),點 3 9:>與396之間一段時間(例如比時間限制還長),則輸出過 遽為230就可判斷出指示流225並不代表實際氣流中的雜訊 與瞬間峰值,而是指出實際氣流内實質的改變。進一步, 口為過慮過的指示流2 3 5在點3 9 6之後會展現出位於第二預 疋範圍之外的偏移,如此會產生警報信號或其他將會實施 的回應。 在本發明的其他具體實施例内,與其突然從輸出過濾過 的指示流(甴線390流所表示)切換到輸出指示流22 5作為過 遽過的指示流,輸出過濾器23〇可逐漸將過濾過的指示流帶 向與指示流225相符。 吾人應該了解到,圖3說明本發明具有加減一個百分點的 允許偏移範圍以及加減三個百分點的緩衝區之特定具體實 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公爱) 538328
施例’圖3並非限制並且可用本發明的其他具體實施例。 如,來自基線與緩衝區的允許偏移範圍可由使用者定"例 亚且可包含偏移基線的百分點、絕對偏移或其他業界=一 知的統計偏移。此外,在本發明的一個具體實施例内,, 有定義允許的偏移範圍,並沒有定義緩衝區。如此本/、 的輸出過濾為具體實施例可設定成,當指示流的樣本位於 加減-個百分點(或其他定義)的允許偏移範圍之外就啟動 計時器。不過,提供緩衝區可讓非常少量的偏移(例如只偏 移出加減一個百分點範圍外一點點)不會啟動計時器,2且 不會呈現在過濾過的指示流内。更進一步,吾人應該了解 到允許的偏移範圍以及緩衝區可不對稱於基線。就如同有 一種範例,允許的偏移範圍可為加一個百分點以及減兩 百分點等等。 在則述犯例中,輸出過濾器23〇會與設定點所定義出來的 基線做比較。不過,在本發明的其他具體實施例中,使用 者可隨意定義基線。此外,使用者可定義延遲時間「〖」以 及計時器的時間限制。吾人應該了解到,圖形3〇〇並未依照 比例亚且t秒可以倍數秒數計,而計時器的時間限制(例如 點395與396之間的時間差異)可以毫秒計。 圖4說明依照實施質量流控制器的本發明之輸出過濾器具 體實施例之流程圖。在步驟41〇上,輸出過濾器會判斷是否 已、纟^過預疋的日^間延遲(例如圖3内的t秒)。若延遲時間未 過則輸出過’慮為會讓指示流225通過作為過遽過的指示流 235 (例如步驟415),否則控制程序會前往步驟43〇 ,其中
— ---j 538328 A7 -----------57 _ 五、發明説明(16^ 〜-- 輪出過濾器可判斷指示流225是否回到允許的基線偏移範圍 内。在圖4的範例中,在步驟43〇上輸出過濾器23〇會判斷指 不流疋否在没定點的加減一個百分點之内。若在步驟C 〇内 导旨示流信號位於允許的偏移範圍内,則輸出過濾器就會在 步驟435上過濾指示流225。否則,指示流會通過作為過濾 過的指不流,直到指示流位於允許的偏移範圍内(步驟 4 1 5)。利用允許t秒的延遲並且判斷在過濾之前指示流是否 在允迕的基線偏移範圍内,指示流225可在過濾開始之前到 達約略穩定的狀態。 右t 已過(步‘ 4 1 0 )並且指示流2 2 5位於允許的偏移範圍 内(步驟43 5),在步驟440上輸出過濾器230可判斷指示流是 否赵出允许的基線偏移範圍。若未超出,則輸出過濾器會 、、’kl績讓^示流通過而成為過渡過的指示流(步驟4 1 $)。在另 —方面,若指示流位於允許的偏移範圍之外,則輸出過濾 态230會讓指示流的良好值通過作為過濾過的指示流(步驟 4 5 0 )’並且讓控制程序前往步驟45 5。在本發明的一個具體 貫施例内,在步驟450上輸出過濾器230可讓指示流的最後 —個良好樣本通過作為過濾過的指示流。在本發明的其他 具脱貝例内,若判斷出指示流超出允許的偏移範圍,則 輸出過濾器230可讓允許偏移範圍内任何值通過作為過濾過 的指示流。 _ 在步驟440上,若指示流趁出允許的偏移範圍,在步驟 4 5 5上輸出過慮器230會判斷指示流是否也超出缓衝區。在 圖4的範例中’在步驟455上輸出過濾器230會判斷指示流之 ---- · 20 -_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公爱) ---- 538328 A7 B7 五 、發明説明(17 ) 值是否超出基線的三個百分點。若指示流並未超出缓衝 區’輸出過慮器230會回到步驟440並且判斷指示流(或指示 流的下一個樣本)是否超出允許的偏移範圍(例如設定點的 加減一個百分點)。在步驟455上,若輸出過濾器23〇相反地 判斷出指示流超出緩衝區,則輸出過濾器23〇就會啟動計時 器(步驟457)。然後輸出過濾器23〇會判斷計時器是否在指 示流回到緩衝區之前到達時間限制(即是預定的經過時 間)(步驟460 )。若指示流在計時器到達時間限制之前回到 緩衝區,則輸出過濾器230會回到步驟44〇。否則,輸出過 遽為會在日吁間截止之時讓仍售位於緩衝區外的指示流通過 (指出實際I流内持續或不斷的改變),作為過濾過的指示 流。同樣的在本發明的一個具體實施例内,輸出過濾器230 可讓過濾過的指示流逐漸符合指示流的值,藉此避免讓過 漶過的指示流内極端的數值變化通過。在本發明的一個具 體實施例内,隨圖4說明的處理可作為質量流控制器所使用 的現有程式(例如主程式)上一個迴旋的次常式來實施,不 過這些處理也可在本技蟄内熟知的其他任何方式中實施(例 士口作為獨立的程式)。 總而言之’當指示流位於設定點的預定範圍内時(例如當 才I示流位於允許的基線偏移範圍内),本發明的具體實施例 可輸出指示 作為過濾、過的指示流。不過,若指示流超出 預定範圍之外’則會輸出該指示流位於預定範圍内的最後 一個值作為過濾過的指示流:更進一步,若指示流偏移出 設定點很多(例如超出緩衝區)一段夠長的時間(例如超過時 -21 - 本纸浪尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) ^38328 A7
間限制),則可輸出指示流作 一士 乍為過慮過的指示流。因此,指 不流内最後一個良好值可呈
Me ^ ^ ^ ^ ^ , S才曰不流内的高頻雜訊或短 d峰值,而指不流内持續偏 ^ 干泣內„ ,t _ , 埚私δ又疋點也呈現在過濾過的指 不机内。當《才日不流内去除雜 3匕-力七口 , - …汛以及瞬間峰值而過濾過的 才曰不、/;IL内王現出指示流内持 ^ _ 偏移,則過濾過的指示流 矣沾G處士 „ 佳的了解,如此不用提昇質量流 表的反應時間就可大大影變李 _ ^ ^ & 曰不統。因為可從指示流中去除 亦隹汛以及瞬間峰值而呈現出掊婷 寻、’·貝的偏移,所以依日召本發明 的輸出過濾器具體實施例可輸出比依…、尽 — 掏出比較不會導致假警報的過 遽過的指示流。更進一步,因A制 _ A U马衣造工具比較不會因為假 譬報而停機,所以本發明可以试/h 私 ·』以減少停止時間並且避免損失 整批晶圓,如此可顯著節省成本。 以-個具體實施例内,本發明的輸出過渡器並不需要 確貫產生過濾過的指示流。在此具體實施例中,直到輸出 過濾器判斷在指示流回到緩衝區内之前計時器已經到達時 間限制之前’本發明不會通過任何信號。若輸出過濾器判 斷出在該計時器到達時間限制之前指示流未回到緩衝區 内,則檢出過遽器會通過原始的指示流作為過波過的指示 流。換言之,過濾過的指示流可等同於指示流。 依照本發明的輸出過濾器具體實施例除了可用於質量流 控制器外,也可用於質量流表内。圖5為實施依照本發明輸 出過遽器具體實施例的質量流表5〇〇之圖解圖式。在質量流 表500上,熱流感應器51〇可測量流經系統的液體之實際流 5 15’並輸出代表實際流515的電子信號52〇。d控制器525可 -22- 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS) A4規格(210X297公爱) 538328 A7 ________ B7 五、發明説明(19 ) 矛^用將增益乘上信號的第一偏移520,來決定信號52〇的第 一偏移之加權量。D控制器525輸出信號52〇的第一偏移之加 權量作為偏移信號527,然後加到信號52〇内建立指示流 5 3 0同樣地,為了增加糸統反應時間而決定信號5 2 〇的第 一偏移加權量之D控制器525也會增強信號52〇内的雜訊。就 如稍後會詳細說明的一樣,輸出過濾器54〇可⑺透過執行 平均(running average)、FIR、IIR或其他精通此技藝人士所 倉&了解的過濾法則來過濾指示流53〇以獲的中間過濾過的指 示流’(Π)獲得中間過濾過的指示流之偏移,(iii)將偏移乘 上增ϋ ’该i習盈可和D控制器5 2 5所供應的增益一樣或不 同,以及(iv)將中間過濾過的指示流加到已經乘上增益的中 間過濾過的指示流之偏移,來獲得過濾過的指示流62〇。在 本發明的一個具體實施例中,可使用DSP平台來實施輸出過 渡器540。 圖6提供用於本發明質量流表輸出過濾器具體實施例的過 :¾¾處理具體實施例之氣流時間圖。同樣地,在本發明的一 個具體實施例内,此處理即時執行的。輸出過濾器可接收 由線530所代表的指示流。如同先前所陳述過的,指示流 5 30會包含D控制器525所產生增強的雜訊。為了補償會出現 在指示流5 3 0内增強的雜訊以及任何瞬間峰值,輸出過濾器 可過濾指示流530以產生過濾過的指示流62〇。若要獲得過 渡過的指示流620,輸出過濾器540的具體實施例可先在指 示流530上套用標準過濾技術(像是執行平均(running average)、IIR、FIR或其他精通此技藝人士所能了解的技 ___ -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 538328
術),以產生中間過濾過的指示流630。然後輸出過渡器可 判斷中間過濾過的指示流530的偏移(例如第—偏移)並且乘 上增益(「κ」),其結果由加權的偏移線64〇所表示。然後 輸出過渡器540可將中間過濾、過的指示流63〇與中間過遽過 ^指示流的加權偏移640加在一起,以產生過濾過的指^流 信號620。若使用DSP (或其他微處理器)來實施,輸出過濾 ,230會讓過濾過的指示流62〇通過到Dsp (或其他微處理 為)的輸出口。 從圖6内的範例可注意到,輸出過濾器54〇去除了雜訊與 瞬間峰值指示流530。因為可從指示流中去除或至少實質上 減少雜訊,所以本發明的具體實施例就可建立比較不會在 製造工具中造成假警報情況的過濾過的指示流,藉此減少 k機%間以及整批晶圓的耗損。更進一步,藉由減少質量 流表的反應時間也可達成此目的。 本發明的具體實施例提供可去除指示流内雜訊與瞬間峰 值,而能夠持續顯示出指示流内持續壓力改變的輸出過濾 器。過濾過的指示流可和設定點作比較,若過濾過的指示 流偏移設定點過多,則會產生警報關閉其所伴隨的製造工 具。因為過遽過的指示流包含較少的雜訊與一些瞬間壓力 峰值,所以比較不會產生假警報,藉此減少製造工具的停 機時間並且節省可觀的花費。此外,本發明的具體實施例 並未減少質量流控制器與質量流表的反應時間。 雖然此處已經參考具體實施例詳細說明了本發明,不過 吾人應該了解到此處的說明只是範例而已,並無設限的意 ________-24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(2iqx297公爱Ϊ ' ----- 538328 A7 B7 五、發明説明(21 ) 圖。因此吾人應該進一步了解到,本發明的具體實施例以 及其他具體實施例内,可由精通此技藝的人士參考此處的 言兒明以及公佈的發明實例來進行許多改變,並且考量到這 些所有改變以及額外的具體實施例都應在以下申請專利範 圍的意圖以及領域之内。 -25- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)
Claims (1)
- 538328 8 8 8 8 A B c D 第091108684號專禾請案 中文申請專利範圍替換本(92年3月) 六、申請專利範園 1. 一種用於在質量流裝置内過濾一指示流之方法,其 指示流為一實際氣流的函數,該方法包含: "請 判斷該指示流是否位於一允許的基線偏移範圍内; 若該指示流位於該允許的基線偏移範圍内,則輪出上 才旨示流作為一過濾過的指示流;以及 ’為 若該指示流不在該允許的基線偏移範圍内,則輪出— 位於該允許的基線偏移範圍内的值作為該過濾 流。 ”曰示 2. 如申請專利範圍第1項之方法,進一步包含步驟: 若該流不在該允許的基線偏移範圍内; 啟動具有一時間限制的計時器; 判斷該指不流在該計時器到達該時間限制之前是否回 到該允許的偏移範圍内; 若該指示流在該計時器到達該時間限制之前回到該允 許的基線偏移範圍内,則輸出該指示流作為該過濾過的 指示流;以及 否則,直到該計時器到達該時間限制之前輸出該位於 該允許偏移範圍内的值,並且在該計時器到達該時間限 制時輸出該荞示流作為該過濾過的指示流。 3. 如申請專利範圍第2項之方法,進一步包含: 輸出該指示流作為該過濾過的指示流一段延遲期間; 以及 直到該過攄過的指示流到達約略穩定的狀態之前持續 輸出該未過濾的指示流作為該過濾過的指示流。 本紙張度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公楚) 538328 8 8 8 8 A BCD 申請專利範圍 4. 5. 6. 如申請專利範圍第1項之方法,谁_ 一 免步包含· 判斷該指亓流是否超出一緩衝區; · 若該指不淡超出該緩衝區,啟動— 具有 時器; 判斷該指示流在該計時器到達嗲 咬邊時間限制 到該緩衝區内; 若該指示流在該計時器到達該時 衝區内; 〖制之前回到該緩 若該指示流位於該允許的偏移範圍内, 一 流作為該過濾過的指示流;以及 、回該指不 若該指示:¾不在該允許的偏移範圍β,但是在該緩衝 區内,則傳回該位於該允許的偏移範圍内之值作為該指 示流並且重設該計時器;以及 … 若該指示流在該計時器到達該時間限制之前未回到該 緩衝區内,則輸出該指示流作為該過濾過的指示流。 如申請專利範圍第4項之方法,進一步包含·· 輸出該指示流作為該過濾過的指示流一段延遲期間; 以及 直到該未遇濾的指示流到達約略穩定的狀態之前持續 輪出該指不流作為該過遽過的指示流。 如申請專利範圍第1項之方法,進一步包含: 輸出該指示流作為該過濾過的指示流一段延遲期間; 以及 直到該未過濾的過濾過的指示流到達約略穩定的狀態 時間限制的計 之前是否回 -2- 本紙張瓦度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐) 538328申請專利範国 8 8 8 8 A B c D 之前持續輸出該指示流作為該過濾過的指示流。 7·如申請專利範圍第1項之方法,其中該允許的偏移範圍 為至4设疋點的加減一個百分點。 8* 一種用於在一質量流控制器内過濾一指示流之方法,包 含: (A) 輸出該指示流作為該過濾過的指示流一段延遲期 間; (B) 當判斷出該指示流到達約略穩定的狀態時,輸出 該指示流作為該過濾過的指示流; (C) 判斷該指示流是否位於一允許的基線偏移範圍 内; (D) 若該指示流位於該允許的偏移範圍内,則繼續輸 出該指示流作為該過濾過的指示流;以及 (E) 若遠指示流不在該允許的偏移範圍内: (1) 輸出位於該允許的偏移範圍内之值作為該過濾 過的指示流; (2) 判斷該指示流是否超出一緩衝區; (3) 若該指示流超出該緩衝區: a) 啟動一具有一時間限制的計時器; b) 判斷該指示流是否在該計時器到達該時間限 制之前回到該緩衝區内;以及 c) 若該指示流在該計時器到達該時間限制之前 未回到該緩衝區内,則輸出該指示流作為該過濾過的 指示流;以及 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱1 ' -- 538328 A8 B8 C8 ____ D8 __________ ^、、申%專利範圍 d)若該指示流在該計時器到達該時間限制之前 回到该緩衝區内: i)若該指示流位於該允許的偏移範圍内’則 輪出该指示流作為該過滤過的指不流,以及 Π)若該指示流不在該允許的偏移範圍内,但 是在該緩衝區内,則繼續輸出該位於該允許的偏移 範圍内之值作為該過濾過的指示流。 9.如申請專利範圍第8項之方法,其中該基線包含一設定 點。 10·如申請專利範圍第8項之方法,其中該位於該允許的偏 移範圍内之值包含該指示流的先前取樣值(位於該允許 的偏移範圍内)。 11 ·如申請專利範圍第8項之方法,其中該允許的偏移範圍 為至少設定點的加減一個百分點。 12· —種用於在一質量流表内過濾一指示流之方法,包含: 過濾該指示流以獲得一中間過濾過的指示流; 獲得該中間過濾過的指示流的加權第一偏移;以及 將該中間過濾過的指示流與該中間過濾過的指示流的 該加權第一偏移加在一起,以獲得一過濾過的指示流。 13·如申請專利範圍第12項之方法,其中使用執行平均法 (running average)獲得該中間過濾過的指示流。 14·如申請專利範圍第12項之方法,其中使用IIR獲得兮中 過濾過的指示流。 15•如申請專利範圍第12項之方法,其中使用Fir獲得$中 -4 -538328 六、申請專利範圍間過濾過的养示流。 16· —種質量流控制器,用於·· 判斷一指示流是否位於一允許的基線偏移範圍内· 若該指示流位於該允許的偏移範圍内,則輪出^匕一 流作為一過濾過的指示流;以及 曰7F 右4指不流不在該允許的偏移範圍内,則於 、J平則出一位於 該允許的偏移範圍内之值作為該過濾過的指示流。 17·如申請專利範圍第16項之質量流控制器, /、T该質量流 控制器進一步用於: 若該指示流不在該第一預定範圍内·· 啟動一具有一時間限制的計時器;以及 判斷該指示流是否在該計時器到達該時間限制之,。 到該允許的福移範圍内。 18·如申請專利範圍第丨7項之質量流控制器,A /、τ 進一步 執行該電腦可讀取的指令來: 輸出該指示流作為該過濾過的指示流一段延遲期門· 以及 / B ’ 直到該未過濾的過濾過的指示流位於該第一 _ 不 了貝疋乾圍 之前持續輸出該指示流作為該過濾過的指示流。 19·如申請專利範圍第16項之質量流控制器,其中該質量产 控制器進一步可用於: L 判斷該指开流是否超出一緩衝區; 若该指示流超出該緩衝區,啟動一具有時間限制的 時器; ° -5-判斷該指示流是否在該計時器到達哕主 延3時間限制之前回 到该緩衝區内; 若該指示流在該計時器到達該預定的時間限制之前回 到該緩衝區内: 若該指示流位於該允許的偏移範圍内,則傳回j f 示流作為該過濾過的指示流;以及 σ 若該指示流不在該允許的偏移範圍内,〃 1 則傳回該位 於該允許的偏移範圍内之值作為該指示流;以及 否貝:!,輸出該指示流作為該過濾過的指示流。 20·如申請專利範圍第19項之質量流控制器,其中該質量流 控制器進一步可用於: 輸出該指示流作為該過濾過的指示流一段延遲期間· 以及 ’ 直到該未過濾的過濾過的指示流位於該允許的偏移範 圍内之前持讀輸出該指示流作為該過濾過的指示流。 21·如申請專利範圍第2〇項之質量流控制器,其中該質量济 控制器進一步可用於: 輸出該指示流作為該過滤過的指示流一段延遲期間· 以及 直到該過濾過的指示流位於該允許的偏移範圍内之前 持續輸出該指示流作為該過濾過的指示流。 22· —種用於過濾一指示流之系統,該系統包含一質量流 表,用於: 過濾一指示流以獲得一中間過濾過的指示流; 6 - 本紙張足度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 8 8 8 8 A BCD 538328 六、申請專利範圍 獲得該過濾過的指示流的一加權第一偏移;以及 從該中間過;慮過的指不流與該中間過遽過的指不流的 該加權第一偏移之總和中獲得一指示流。 23. 如申請專利範圍第22項之系統,其中使用執行平均法 (running average)獲得該中間過濾過的指示流。 24. 如申請專利範圍第22項之系統,其中使用IIR獲得該中間 過濾過的指示流。 25. 如申請專利範圍第22項之系統,其中使用FIR獲得該中 間過濾過的才旨示流。 本紙張只L度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 χ 297公釐)
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