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TWI863911B - 質流控制器以及用於控制質流控制器的方法 - Google Patents

質流控制器以及用於控制質流控制器的方法 Download PDF

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TWI863911B
TWI863911B TW108114458A TW108114458A TWI863911B TW I863911 B TWI863911 B TW I863911B TW 108114458 A TW108114458 A TW 108114458A TW 108114458 A TW108114458 A TW 108114458A TW I863911 B TWI863911 B TW I863911B
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sensor
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阿列克謝・Ｖ・ 斯米爾諾夫
Original Assignee
日商桑名金屬工業股份有限公司
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Abstract

本發明揭露了一種質流控制器以及用於控制質流控制器的方法。方法包括提供通過質流控制器之一熱質流感測器的一氣體，並處理來自質流控制器之熱質流感測器的一流量感測器訊號，以生成一測得的流量訊號。當氣體之一流率改變時，藉由逐漸地應用非線性校正至測得的流量訊號而校正測得的流量訊號，以生成一校正的流量訊號。使用校正的流量訊號以及一定點訊號控制質流控制器之閥。

Description

質流控制器以及用於控制質流控制器的方法
本發明係有關於質流感測器以及質流控制器。且特別地，本發明係有關於提高質流感測器之準確度，但不限於此。
典型的質流控制器(mass flow controller,MFC)係一種在涵蓋其他製程的工業製程(例如熱蝕刻以及乾蝕刻)設定、測量以及控制氣體之流動的裝置。質流控制器之一個重要的部分係熱流感測器，其測量流過熱流感測器的氣體質量流率。
與理想化的流量感測器訊號(對氣體質量流率具有完美的線性依賴性)相反，藉由熱流感測器輸出的流量感測器訊號相對於流體之實際流量係非線性的。如第8圖所示，在較高流率下，熱流感測器之靈敏度下降。換言之，流量感測器訊號之靈敏度對於流量並非恆定的，靈敏度會隨著流量的增加而降低。在此所使用的「靈敏度」指的是流量感測器訊號與被測量的氣體質量流率之比值。
在典型的質流控制器中，在穩態(steady-state)情形下的校正期間，熱流感測器之非線性被特徵化，隨後作為非線性數據、以表格之形式儲存在質流控制器之記憶體中。然後，使用非線性數據調整來自熱流感測器的流量訊號，以提供測得的流率。但是申請人已經發現的是，調整通常以包括錯誤不 然就是不恰當的方式完成，這導致測得的流率與流過質流控制器的實際流率不匹配。在一些例子中，例如，如第9圖所示，來自質流控制器輸出的實際流量耗費一段時間才達到定點(setpoint)，而測得的流量的讀回(readback)已經處於定點。
因此，需要一種方法及/或設備以提供新的以及創新的特徵，其解決目前方法對流量訊號的非線性調整的不足。
本發明的一個方面的特徵可為一種方法，包括提供通過質流控制器之熱質流感測器的氣體以及處理來自質流控制器之熱質流感測器的流量感測器訊號，以產生測得的流量訊號。當氣體流率改變時，藉由逐漸地應用非線性校正至測得的流量訊號而校正測得的流量訊號，以產生校正的流量訊號。使用校正的流量訊號以及定點訊號控制質流控制器之閥。
本發明的另一個方面的特徵可為質流控制器，包括用於讓氣體通過的主要流動路徑、用於控制通過主要流動路徑的氣體流率的控制閥以及耦合至主要流動路徑的熱質流感測器，以提供指示氣體質量流率的流量感測器訊號。質流控制器更包括當氣體流率改變時，用於處理來自質流控制器之熱質流感測器的流量感測器訊號以產生測得的流量訊號的裝置以及藉由逐漸地應用非線性校正至測得的流量訊號而校正測得的流量訊號以產生校正的流量訊號的裝置。質流控制器之控制組件耦合至用於校正的裝置以及控制閥，以基於校正的流量訊號以及定點訊號控制控制閥之位置。
本發明的又一個方面的特徵可為質流控制器，包括用於讓氣體通過的主要流動路徑、用於控制通過主要流動路徑的氣體流率的控制閥以及耦合至主要流動路徑的熱質流感測器，以提供指示氣體質量流率的流量感測器訊 號。質流控制器之處理部接收並處理來自熱質流感測器的流量感測器訊號，以產生測得的流量訊號。質流控制器之非線性補償器包括以處理器可執行的指令編碼的非暫時性、有形的處理器可讀儲存媒介，以產生校正的流量訊號。指令包括當氣體流率改變時，藉由逐漸地應用非線性校正至測得的流量訊號而校正測得的流量訊號以產生校正的流量訊號的指令。質流控制器之控制組件耦合至非線性補償器以及控制閥，以基於校正的流量訊號以及定點訊號控制控制閥之位置。
100:質流控制器
105:基底
110:方塊圖
115:主要路徑
120:感測管
123:熱質流感測器
125、130:感測元件
135:感測元件電路
140:控制閥
146、148:訊號
150:流量感測器訊號
160:處理部
161:流量訊號
165:非線性補償器
166:非線性特徵化數據
167:流量訊號
168:感測器靈敏度模組
169、171:感測器靈敏度值
170:控制組件
172:校正模組
173:感測器靈敏度預測模組
180:控制訊號
186:定點訊號
500、502、504、506、508、510、550、552、554、556:方塊
1100:方塊圖
1112:顯示部
1120:非易失性記憶體
1122:匯流排
1124:隨機存取記憶體
1126:處理部
1128:閥驅動組件
1130:螺線管/壓力型閥
1132:介面組件
1134:通訊組件
1136:質流感測器
t:時刻
第1A圖係質流控制器(MFC)之方塊圖，納入對測得的流量訊號進行非線性調整的改良方法。
第1B圖係描繪第1A圖之非線性補償器之示例性實施例之方塊圖。
第2圖係描繪低流量下的流量感測器訊號之靈敏度之座標圖。
第3圖係描繪較高流量下(比第2圖描繪的流量更高)的流量感測器訊號之靈敏度之座標圖。
第4圖係描繪較高流量下(比第3圖描繪的流量更高)的流量感測器訊號之靈敏度之座標圖。
第5A圖係流程圖，描繪可結合在此所揭露的實施例的示例性方法。
第5B圖係另一個流程圖，描繪可結合在此所揭露的實施例的另一個示例性方法。
第6圖係描繪實際流率對於時間之座標圖，包括三條曲線，其中第1A圖之質流控制器在新的定點之後控制流量。
第7圖係描繪質流控制器之實體組件之方塊圖，可用於實現第1A圖中所描繪的質流控制器之各方面。
第8圖係描繪了理想化流量感測器訊號以及與先前技術的質流控制器一致的實際流量感測器訊號之座標圖。
第9圖係描繪定點、流量讀回訊號以及與先前技術的質流控制器一致的實際流量訊號之座標圖。
現在請參考所附圖式。第1A圖係繪示一質流控制器(MFC)100，納入對質流控制器100之一測得的流量訊號161進行非線性調整的改良方法。第1B圖繪示質流控制器100之一非線性補償器165。繪示出的這些組件之配置係合乎邏輯的，並非意指實際的硬體圖。因此，在實際的實施例中，可以組合、進一步分離、刪除及/或補充這些組件。如本技術領域具有通常知識者理解的，可用硬體或硬體結合韌體及/或軟體實行第1A圖以及第1B圖所描繪的組件。除此之外，根據本說明書，本技術領域具有通常知識者之知識中，每個單獨組件之構造係眾所周知的。
在本揭露的各方面，根據被控制的氣體描述範例以及實施例，但應認知的是，範例以及實施例通常適用於可為氣體或液體的流體，且流體可包括元素及/或化合物之混合物。例如，液體可為硫酸，且氣體可為氮氣。取決於應用，質流控制器100可將氣態(例如：氮氣)及/或液態(例如：鹽酸)的流體輸送至例如半導體設備中的工具。在許多實施例中的質流控制器100係配置成在高壓、低溫下，將流體輸送至不同型式之容器(containers)或槽(vessels)。
如圖式所描繪的，質流控制器100之一基底105包括一旁路110，且一氣體流過旁路110。旁路110引導恆定比例的氣體通過一主要路徑115以及感測管120。結果是，通過感測管120的氣體流率指示流過質流控制器100之主要路徑115的氣體流率。
在本實施例中，感測管120係小孔(small-bore)管，其係質流控制器100之一熱質流感測器123之一部分。並且如圖式所示，感測元件125以及感測元件130耦合至(例如：纏繞)感測管120之外部。在一個說明性實施例中，感測元件125以及感測元件130係電阻溫度計(resistance-thermometer)元件(例如：導線之線圈)，但亦可使用其他類型之感測器(例如：電阻溫度檢測器(resistance temperature detectors,RTD)以及熱電偶)。除此之外，其他實施例可在不脫離本發明之範疇，肯定地使用不同數量以及不同的架構的感測器處理來自感測器的訊號。
如圖式所描繪的，感測元件125以及感測元件130電連接至一感測元件電路135。通常地，感測元件電路135係被配置(因應於來自感測元件125以及感測元件130的訊號146以及訊號148)以提供一流量感測器訊號150，流量感測器訊號150指示通過感測管120的流率，而因此，指示通過質流控制器100之主要路徑115的流率。
藉由沿著感測管120的溫度剖面線界定出流量感測器訊號150，感測管120的溫度剖面線影響感測元件125以及感測元件130之間的溫度差。在跨越流率之一範圍內，流量感測器訊號150相對於通過感測管120的流率係非線性的：如第8圖所示，流量感測器訊號150之靈敏度在較高流率下(相較於較低流率)降低。
如第1A圖所示，藉由一處理部160，可處理流量感測器訊號150，以產生測得的流量訊號161，測得的流量訊號161係流量感測器訊號150之經處理的表示。例如，測得的流量訊號161可為流量感測器訊號150之數位的表示。更具體地，處理部160可使用類比至數位轉換器，將流量感測器訊號150放大並轉換為流量感測器訊號150之數位表示。如先前技術已知的，處理部160亦可包括邏輯(logic)，以提供零偏移(zero-offset)調節至流量感測器訊號150。
如圖式所示，質流控制器100亦包括一非線性特徵化數據166，其可包括在前述〔先前技術〕中所討論先前技術中已知的穩態推導的非線性特徵化數據(儲存為校正係數)。如圖式所示，處理部160亦被配置以利用非線性特徵化數據166以調整流量感測器訊號150(當熱質流感測器123上的溫度剖面線改變時)，以在穩態條件、在更高的流率下，提供不降低的(相對於實際流量)測得的流量訊號161。
例如，基於類似於第8圖中繪製的數據，可產生非線性特徵化數據166之校正係數。因此，在校正之後，例如，可調整流量感測器訊號150以補償熱質流感測器123之不準確的輸出。例如，如第8圖所示，在100%流率下，流量感測器訊號150可能超過5%不準確。因此，校正係數可包括在100%流率下增加流量感測器訊號150的係數，以匹配實際流量。
在流量改變之後，儘管在流量感測管120之感測元件125以及感測元件130上快速發生新的溫度分布，但申請人已經發現在流率改變之後，熱質流感測器123內部的新的、穩定的溫度剖面線不會立即發生：熱質流感測器123之組件(例如：絕緣體)內部的熱流需要一些時間來改變溫度，並建立新的、穩定的溫度剖面線。在一些例子中，熱傳過程之通常時間常數(在溫度剖面線變得穩定時發生)大約為二至五秒，在其他例子中為二至十秒，且在其他例子中更長。
因為流量感測器訊號150之靈敏度(在流量改變之後)僅在數秒之後才會穩定，不應立即應用(如在先前技術中應用)對應於實際流量的新的非線性校正(使用在穩定條件下產生的校正係數)至流量感測器訊號150。替代地，非線性校正應該在暫態時間內逐漸地改變。
在先前技術中，在跨越流率之一範圍下，熱質流感測器123之特徵被認為係穩態非線性曲線。例如，在穩態條件下，通常對於複數個流量值中 的每一個獲得校準數據，其中被校正的熱質流感測器123已經在每個流量值下操作數秒(例如：長於五秒或長於十秒)。因此，先前技術校準數據通常並未特徵化當質流控制器100內的溫度剖面線正在穩定時所發生的流量感測器訊號150之暫態方面。
就正式的用法而言，以方程式(1)描述流量感測器訊號150(s)，方程式(1)為：s=FNL(f)(方程式1)，其中f係實際流量，而FNL係感測器非線性函數。藉由將FNL(f)的反函數：fm=FNL -1(s)(方程式2)應用至流量感測器訊號150，以計算測得的流量訊號161，其中s係流量感測器訊號150，而fm係測得的流量訊號161。例如，如果流量從零變為100%，則立即將100%流率的非線性校正應用至流量感測器訊號150。但是，由於質流控制器之熱性質，流量感測器訊號150在一秒之後無法表現出與實際流量相同的靈敏度(相同的非線性)，而是在十秒之後完成。
在流量從0%改變至100%之後，在100%流量下，熱質流感測器123內部的溫度剖面線以及熱流需要數秒才能穩定。在此期間，流量感測器訊號150之靈敏度亦在改變。因此，應用穩態推導的非線性校準數據(通常的先前技術質流控制器)產生不準確的結果。為了產生更加準確的流量訊號，在此描述的校正方法藉由對逐漸改變的靈敏度建模(model)來考慮如何產生更加準確的流量訊號。
請參閱第2圖至第4圖，例如，表示在定點隨時間改變之後，流量感測器訊號150之靈敏度如何逐漸穩定。如第2圖所示，例如，在非常低的流量下(藉由點A、點B以及點C示出)，流量感測器訊號150之靈敏度在時刻t1(點A)、t2(點B)以及t3(點C)的三個對應點處大致上為恆定的。
但是，當流率發生改變時(如第3圖所示)，從點C改變至點D時(在此點D指的是比點C更高的流率)，流量感測器訊號150之靈敏度從時刻t4降 低至隨後的時刻t5。因此，對於點D的相同實際流量，時刻t5的流量感測器訊號150將小於時刻t4的流量感測器訊號150。
又，如第4圖所示，當質量流率再次增加，從點D的質量流率達到在時刻t6點E所指的質量流率時，流量感測器訊號150之靈敏度從時刻t6開始降低，直到流量感測器訊號150在時刻t7穩定(具有較低的靈敏度)。簡而言之，第2圖-第4圖繪示了在低流率(例如：點A、點B以及點C的流率)之間的改變期間，流量感測器訊號150之靈敏度大致上為恆定的，而當流率改變至更高流率時(例如：在時刻t4藉由點D指出的流率)，在穩定之前的數秒，流量感測器訊號150之靈敏度降低。
因此，不補償暫態數秒下(例如：在流率改變之後，質量流率達到高流率之後)降低的流量感測器訊號150之靈敏度的先前技術方法，將產生質量流率之不準確測量(在流率改變之後的暫態時間期間)。除此之外，在從相對高的質量流率(例如：90%)改變為另一個相對高的質量流率(例如：60%)之後，存在類似的問題。因為當流率減低時，流量感測器訊號150之靈敏度將逐漸地增加。當最終流率相對低時(例如：在點A、點B、點C)，靈敏度增加的效果可能不明顯，但當點E的流率轉換至點D的流率時，由於瞬間非線性校正而不是逐漸校正，可能有大的測得的流量誤差。
為了克服先前技術中的缺失，在第1A圖所示的實施例中，測得的流量訊號161被送至一非線性補償器165，在流率改變至新的流率之後(例如：點E所描繪的流率)，非線性補償器165在暫態時間期間(例如：從時刻t6至t7)逐漸地提供非線性校正。如圖式所示，藉由非線性補償器165提供的校正產出一校正的流量訊號167，其被提供給一控制組件170，且在本實施例中的控制組件170係控制系統之一部分，控制系統包括感測元件125、感測元件130、感測元件電路135、處理部160、非線性補償器165以及一定點訊號186。
雖然第1A圖描繪了直接地耦合至控制組件170的非線性補償器165，應認知的是，可在非線性補償器165以及控制組件170之間設置額外的處理元件。例如，在提供給控制組件170之前，可因應於壓力及/或溫度的測量，進一步修改校正的流量訊號167。作為另一個範例，基於被控制的氣體之組成成分，可修改校正的流量訊號167。在不脫離本發明之範疇的情況下，亦可對校正的流量訊號167執行額外類型的處理。
基於定點訊號186，控制組件170通常地被配置以產生一控制訊號180，以控制一控制閥140之位置，以提供流率。控制閥140可藉由一壓電閥(piezoelectric valve)或一電磁閥(solenoid valve)實現，且控制訊號180可為電壓(在壓電閥之情況下)或電流(在電磁閥之情況下)。
例如，在此所描述的非線性補償器165之實施例對就在流率改變之後所發生的瞬態熱方面進行補償。更具體地，為了達成這樣的補償，非線性補償器165在流率改變之後，對測得的流量訊號161做了逐漸調整。
就更正式的描述而言，引入一「感測器靈敏度函數」FS：FS(f)=FNL(f)/f(方程式3)，其中FNL係感測器非線性函數，表示質流感測器的非線性校準數據(非線性特徵化數據166)，而f係流率。對於特定的流率f，函數表示通過原點以及函數FNL(f)對應於流率f的點的直線之斜率。然後，流量感測器訊號150被定義為s=f*FS(f)(方程式4)。根據一方面的各種實施例，當實際流量f快速改變時，方程式4之「f」因子導致對應的流量感測器訊號150之快速改變(表示跨越熱質流感測器123之感測元件125以及感測元件130感測的溫度分布的快速改變)，但靈敏度函數FS(f)係逐漸改變(表示熱質流感測器123內緩慢的熱過程(thermal process))。當新的流量感測器訊號150(s)藉由處理部160接收時，藉由處理部160根據方程式2計算測得的流量訊號161(fm)。
接下來，請參考第1B圖，示出描繪非線性補償器165之示例性實 施例的方塊圖。參考第1B圖時，請同時參考第5A圖，第5A圖係描繪可結合在此所揭露的實施例的方法的流程圖。當藉由處理部160獲得流量感測器訊號150(s)時(方塊500)，藉由處理部160根據方程式2產生測得的流量訊號161(fm)(方塊502)。
如圖式所示(方塊504)，對測得的流量訊號161(fm)，一感測器靈敏度模組168以方程式3計算一感測器靈敏度值169。感測器靈敏度模組168亦接收非線性校準數據166(表示感測器非線性函數FNL)以執行方程式3。然後，感測器靈敏度預測模組173使用感測器靈敏度值169以生成一預測的感測器靈敏度值171(Sp)(方塊506)。更具體地，可基於熱質流感測器123之物理模型及/或經驗數據計算預測的感測器靈敏度值171(Sp)。
在許多實施例中，基於預測的感測器靈敏度值171之一先前值Sp_prior以及當前的感測器靈敏度值169(Sc)，在持續的基礎上計算預測的感測器靈敏度值171之一新的值Sp_new，且預測的感測器靈敏度值171(Sp)逐漸地朝向當前的感測器靈敏度值169(Sc)改變。預測的感測器靈敏度值171(Sp)之改變率可正比於在預測的感測器靈敏度值171(Sp)以及當前的感測器靈敏度值169(Sc)之間的差距。例如，可使用以下方程式獲得新的值Sp_new，其可在每個取樣時刻計算：Sp_new=k*Sc+(1-k)*Sp_prior(方程式5)，其中Sp_new係在使用方程式5計算之後，預測的感測器靈敏度值171之新的值，而Sp_prior係在使用方程式5計算之前，預測的感測器靈敏度值171之先前值，在此k=ts/T，其中ts係取樣間隔(在取樣流率之間的間隔)，且T係在熱質流感測器123內的熱處理之時間常數(其中ts以及T以秒為單位)。在此實施例中，如果流量從穩定的流率f1瞬間地改變至新的流率f2，則預測的感測器靈敏度值Sp將從初始值S1=FS(f1)指數地改變至最終值S2=FS(f2)，包括時間常數T：Sp(t)=S2+(S1-S2)*exp(-t/T)。而時間常數T可以基於f1以及f2而改變。
如圖式所示，校正模組172隨後校正測得的流量訊號161，以生成校正的流量訊號167(方塊508)。校正模組172可生成校正的流量訊號167如下：fc=fm*Sp，其中fc係校正的流量訊號167，而Sp係預測的感測器靈敏度值，且fm係測得的流量訊號161。然後，校正的流量訊號167可用於控制質流控制器之閥(方塊510)。
接下來，請參考第5B圖，第5B圖係描繪當定點改變導致流率改變時，可結合在此所揭露的實施例執行的方法的流程圖。如圖式所示，對氣體之初始流率獲得一初始定點sp1(方塊550)。初始定點sp1可對應已經操作一段時間(例如：數秒或幾分鐘)的質流控制器100的初始流率f1。為了示例之目的，初始定點sp1可為質流控制器100之最大定點的50%。當經由定點訊號186接收新的定點sp2時，流率將改變為隨後的流率f2(方塊552)。為了繼續示例，新的定點sp2可為質流控制器100之最大定點的100%。
如圖式所示，獲得來自熱質流感測器123的流量感測器訊號150(方塊554)，且藉由逐漸地應用非線性校正至流量感測器訊號150而校正流量感測器訊號150(方塊556)。在第1A圖所示的實施例中，首先藉由處理部160處理流量感測器訊號150(包括從類比訊號至數字訊號的轉換)以獲得測得的流量訊號161，並且藉由非線性補償器165逐漸地應用非線性校正至測得的流量訊號161而校正測得的流量訊號161，以獲得校正的流量訊號167。
因此，校正(方塊556)可包括數個操作，但是與先前技術不同，逐漸地調整在瞬態時期(在流率改變之後，溫度剖面線正在穩定的時期)的熱質流感測器123之靈敏度(例如，從例如第8圖所示的特徵化數據獲得)。如上所述，結果係感測器靈敏度值可從在初始流率f1下的初始值S1=FS(f1)指數地改變至隨後的流率f2下的隨後的值S2=FS(f2)，包括時間常數T：Sp(t)=S2+(S1-S2)*exp(-t/T)。時間常數T可基於初始流率f1以及隨後的流率f2改變。
參考了第6圖示出在此描述的實施例以及第5B圖中描繪的方法之優點。第6圖示出實際流率對於時間的關係之三條曲線，其中質流控制器100在新的定點sp2從較低的初始定點sp1改變至100%之後控制流量。線1示出了質流控制器100使用未校正的測得的流量訊號161控制流率的實際流率。如圖式所示，在溫度剖面線正在穩定的期間(在約0.7秒以及8秒之間)，因為測得的流率太高，故實際流率太低。
線2示出了質流控制器使用以時間常數T為1秒校正的流量訊號167控制流率的實際流率。線3示出了質流控制器使用以時間常數T為2秒校正的流量訊號167控制流率的實際流率。
三條不同的曲線最初非常相似並且快速地上升至約98%，這與感測管120上的溫度剖面線快速改變一致。但是在達到約98%(在約0.7秒)之後，熱質流感測器123之溫度剖面線緩慢地改變，直到在定點改變之後約8秒達到穩定。
接下來，請參考第7圖，第7圖示出了方塊圖1100，描繪可用於實現第1A圖以及第1B圖所描述的質流控制器100的實體組件。如圖式所示，顯示部1112以及非易失性記憶體1120耦合至一匯流排(bus)1122，匯流排1122亦耦合至一隨機存取記憶體(random access memory,RAM)1124、一處理部(包括N個處理組件)1126、與一電磁/壓力型閥1130連通的一閥驅動組件1128、一介面組件1132、一通訊組件1134以及一質流感測器1136。儘管第7圖所描繪的組件表示實體組件，但第7圖不意欲為硬體圖。因此，第7圖中所描繪的許多組件可藉由共同的構造或涵蓋在額外的實體組件中的分布所實現。除此之外，當然可預期的是，可以利用其他現有的以及尚未開發的實體組件以及架構以實行如第7圖所描述的功能組件。
顯示部1112通常被操作以向用戶提供內容之呈現，且在數個實施 例中，顯示器藉由液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)或有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diodes,OLED)顯示器實現。例如，顯示部1112可以提供指示的流量作為校正的流量訊號167之圖形或數字表示。通常地，非易失性記憶體1120功能係儲存(例如：永久儲存)數據以及可執行代碼，而可執行代碼包括與第1A圖以及第1B圖所描繪的功能組件相關的代碼。在一些實施例中，例如，非易失性記憶體1120包括引導器代碼(bootloader code)、軟體、操作系統代碼、文件系統代碼以及便於實行有關於第1A圖以及第1B圖所討論的組件之一個或多個部分的代碼。在替代性實施例中，可利用專用硬體以實行第1A圖以及第1B圖中所描繪的一個或多個組件。例如，可利用數位訊號處理器以實現第1A圖以及第1B圖中所描繪的非線性補償器165。
在許多實施例中，藉由閃存記憶體(例如：反及閘快閃記憶體(NAND flash memory)或ONENAND記憶體)實現非易失性記憶體1120，但是，當然可預期的是，可利用其他記憶體類型。儘管可能從非易失性記憶體1120執行代碼，但是非易失性記憶體1120中的可執行代碼通常被加載至隨機存取記憶體1124中，並藉由處理部1126中的N個處理組件中之一者或多者執行。如圖式所示，處理部1126可接收類比溫度以及壓力輸入，且類比溫度以及壓力輸入係藉由控制組件170執行的功能而被利用。
與隨機存取記憶體1124連接的N個處理組件通常被操作以執行儲存在非易失性記憶體1120的指令，以實現第1A圖以及第1B圖所描繪的功能組件。
介面組件1132通常表示使用戶能夠與質流控制器100相互作用的一個或多個組件。例如，介面組件1132可包括鍵盤、觸控螢幕以及一個或多個類比或數位控制，且介面組件1132可被用於將來自用戶的輸入轉換成定點訊號186。而且，通訊組件1134通常能夠使質流控制器100與包括外部處理工具的外 部網路以及裝置通訊。例如，指示的流動可經由通訊組件1134與外部裝置通訊。本技術領域具有通常知識者將理解的是，通訊組件1134可包括能夠實現各種無線(例如：無線相容認證(Wireless Fidelity,WiFi)以及有線(例如：乙太網路)通訊的組件(例如：積體式或分布式)。
第7圖所描繪的質流感測器1136描繪了包括本技術領域具有通常知識者已知的組件之集合，以實現第1A圖中所示的熱質流感測器123。這些組件可包括感測元件、放大器、類比至數位轉換組件以及濾波器。
本技術領域具有通常知識者將理解的是，可使用任何各種不同科技以及技術來表示在此所討論的資訊以及訊號。例如，在整個以上描述中可參考的數據、指令、命令、資訊、訊號、位元、符號以及晶片可藉由電壓、電流、電磁波、磁場或粒子、光場或粒子或任何前述組合表示。除此之外，除了第7圖所描繪的組件，可藉由其他替代性組件實行關於在此揭露的實施例所描述的各種說明性邏輯方塊、模組、電路以及演算法步驟。
對本技術領域具有通常知識者而言，對這些實施例的各種修改係輕易地明顯，且在不脫離本發明之精神或範疇的情形下，在此所定義的一般性原理可應用於其他實施例。因此，本發明並不意欲限於在此所示的實施例，而是與在此所揭露的原理以及新穎特徵的最寬廣範疇一致。
500、502、504、506、508、510‧‧‧方塊

Claims (15)

  1. 一種用於控制一質流控制器的方法，該方法包括：提供通過該質流控制器之一熱質流感測器的一氣體；處理來自該質流控制器之該熱質流感測器的一流量感測器訊號，以生成一測得的流量訊號fm；當該氣體之一流率改變時，藉由逐漸地應用非線性校正至該測得的流量訊號fm，校正該測得的流量訊號fm，以生成一校正的流量訊號fc；以及使用該校正的流量訊號fc以及一定點訊號控制該質流控制器之一閥；其中該處理包括利用一穩態推導的非線性特徵化數據以調整該流量感測器訊號，以生成該測得的流量訊號fm；以及該校正包括獲得該測得的流量訊號fm與一預測的感測器靈敏度值Sp之一乘積(fc=fm*Sp)，而該預測的感測器靈敏度值Sp，朝向一當前的感測器靈敏度值Sc逐漸地改變。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中藉由算式Sp_new=k*Sc+(1-k)*Sp_prior計算該預測的感測器靈敏度值Sp之一新的值Sp_new，在此Sp_prior係該預測的感測器靈敏度值Sp之一先前值，在此k=ts/T，ts係獲得流率之間的一取樣間隔，且T係一時間常數。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該時間常數T係二秒或更短。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該逐漸地應用包括調整一感測器靈敏度函數，該感測器靈敏度函數係用於調整該測得的流量訊號長至十秒。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該逐漸地應用包括調整一感測器靈敏度函數，該感測器靈敏度函數係用於調整該測得的流量訊號長至八秒。
  6. 一種質流控制器，包括：一主要流動路徑，用於讓一氣體通過；一控制閥，以控制通過該主要流動路徑的該氣體之一流率；一熱質流感測器，耦合至該主要流動路徑，以提供指示出該氣體之一質流之一流量感測器訊號；處理裝置，用於處理來自該質流控制器之該熱質流感測器的該流量感測器訊號，以生成一測得的流量訊號；校正裝置，用於校正該測得的流量訊號，當該氣體之一流率改變時，藉由逐漸地應用非線性校正至該測得的流量訊號，以生成一校正的流量訊號；一控制組件，耦合至該校正裝置以及該控制閥，以基於該校正的流量訊號以及一定點訊號控制該控制閥之一位置；其中該處理裝置包括利用一穩態推導的非線性特徵化數據以調整該流量感測器訊號，以生成該測得的流量訊號的裝置；以及該校正裝置包括獲得該測得的流量訊號與一預測的感測器靈敏度值Sp之一乘積的裝置，而該預測的感測器靈敏度值Sp，朝向一當前的感測器靈敏度值Sc逐漸地改變。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之質流控制器，其中藉由算式Sp_new=k*Sc+(1-k)*Sp_prior計算該預測的感測器靈敏度值Sp之一新的值Sp_new，在此Sp_prior係該預測的感測器靈敏度值Sp之一先前值，在此k=ts/T，ts係獲得流率之 間的一取樣間隔，且T係一時間常數。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之質流控制器，其中該時間常數T係二秒或更短。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之質流控制器，其中用於逐漸地應用的該校正裝置包括調整一感測器靈敏度函數的裝置，該感測器靈敏度函數係用於調整該測得的流量訊號長至十秒。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之質流控制器，其中用於逐漸地應用的該校正裝置包括調整一感測器靈敏度函數的裝置，該感測器靈敏度函數係用於調整該測得的流量訊號長至八秒。
  11. 一種質流控制器，包括：一主要流動路徑，用於讓一氣體通過；一控制閥，以控制通過該主要流動路徑的該氣體之一流率；一熱質流感測器，耦合至該主要流動路徑，以提供指示出該氣體之一質流之一流量感測器訊號；一處理部，以接收且處理來自該熱質流感測器的該流量感測器訊號，以生成一測得的流量訊號；一非線性補償器，包括以處理器可執行的複數指令編碼的一非暫時性、有形的處理器可讀儲存媒介，以生成一校正的流量訊號，其中該等指令包括校正該測得的流量訊號，當該氣體之一流率改變時，藉由逐漸地應用非線性校正至該測得的流量訊號，生成該校正的流量訊號的複數指令；以及一控制組件，耦合至該非線性補償器以及該控制閥，以基於該校正的流量訊號以及一定點訊號控制該控制閥之一位置； 其中該處理部係配置以利用一穩態推導的非線性特徵化數據以調整該流量感測器訊號，以生成該測得的流量訊號；以及用於校正的該等指令包括獲得該測得的流量訊號與一預測的感測器靈敏度值Sp之一乘積的複數指令，而該預測的感測器靈敏度值Sp，朝向一當前的感測器靈敏度值Sc逐漸地改變。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之質流控制器，其中藉由算式Sp_new=k*Sc+(1-k)*Sp_prior計算該預測的感測器靈敏度值Sp之一新的值Sp_new，在此Sp_prior係該預測的感測器靈敏度值Sp之一先前值，在此k=ts/T，ts係獲得流率之間的一取樣間隔，且T係一時間常數。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之質流控制器，其中該時間常數T係二秒或更短。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之質流控制器，其中該逐漸地應用包括調整一感測器靈敏度函數，該感測器靈敏度函數係用於調整該測得的流量訊號長至十秒。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之質流控制器，其中該逐漸地應用包括調整一感測器靈敏度函數，該感測器靈敏度函數係用於調整該測得的流量訊號長至八秒。
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