(57)【要約】  本発明は、指示フローをフィルタリングするための方法およびシステムを提供し、動作可能なマスフローメータを含み、中間フィルタリングされた指示フロー（２３５）を発生させるためのフィルタ（２３０）を有し、フィルタリングされた指示フロー（２３５）の重み付き（ｅｉｇｈｔｅｄ）第１の微分信号を発生させ、そして中間フィルタリングされた指示フロー（２３５）および中間フィルタリングされた指示フロー（２３５）の重み付き第１の微分信号の加算から指示フロー（２３５）を発生させる。
2005510690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスフローデバイスにおいて示された指示フローをフィルタリングするための方法であって、該指示フローは実際のガスフローの関数であり、
該指示フローが基線の許容可能な偏差内にあるかどうかを決定するステップと、
該指示フローが該基線の許容可能な偏差内にある場合、フィルタリングされた指示フローとして該指示フローを出力するステップと、
該指示フローが該基線の許容可能な偏差内にない場合、該フィルタリングされた指示フローとして該基線の許容可能な偏差内の値を出力するステップと
を含む、マスフローデバイスにおいて示された指示フローをフィルタリングするための方法。
【請求項２】
前記フローが前記基線の前記許容可能な偏差内にない場合、
クロック限界を有するタイマーを始動するステップと、
該タイマーが該クロック限界に到達する前に、該指示フローが該許容可能な偏差内に戻るかどうかを決定するステップと、
該タイマーが該クロック限界に到達する前に、該指示フローが該許容可能な偏差内に戻った場合、該フィルタリングされた指示フローとして該指示フローを出力するステップと、
他の場合では、該タイマーが該クロック限界に到達するまで、該許容可能な偏差内の該値を出力し、そして該タイマーが該クロック限界に到達した後、該フィルタリングされた指示フローとして該指示フローを出力するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の指示フローをフィルタリングするための方法。
【請求項３】
遅延期間の間に、該フィルタリングされた指示フローとして該指示フローを出力するステップと、
該フィルタリングされた指示フローがほぼ安定状態に到達するまでに、フィルタリングなしで該フィルタリングされた指示フローとして該指示フローの出力を継続するステップと
をさらに含む、請求項２に記載の指示フローをフィルタリングするための方法。
【請求項４】
前記指示フローがバッファを越えたかどうかを決定するステップと、
該指示フローが該バッファを越えた場合、クロック限界を有するタイマーと係合するステップと、
該タイマーが該クロック限界に到達する前に、該指示フローが該バッファ内に存在するように戻すかどうかを決定するステップと、
該タイマーが該クロック制限に到達する前に、該指示フローが該バッファ内に戻される場合、
該指示フローが該許容可能な偏差内にある場合、該フィルタリングされた指示フローとして該指示フローを戻すステップと、
該指示フローが該許容可能な偏差内にないが、該バッファ内にある場合、該指示フローとして該許容可能な偏差内に該値を戻し、該タイマーをリセットするステップと、
該タイマーが該クロック限界に到達する前に、該指示フローが該バッファ内に戻されない場合、該フィルタリングされた指示フローとして該指示フローを出力するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の指示フローをフィルタリングするための方法。
【請求項５】
遅延期間の間に、前記フィルタリングされた指示フローとして該指示フローを出力するステップと、
該指示フローがフィルタリングなしでほぼ安定状態に到達するまでに、該フィルタリングされた指示フローとして該指示フローの出力を継続するステップと
をさらに含む、請求項４に記載の指示フローをフィルタリングするための方法。
【請求項６】
遅延期間の間に、前記フィルタリングされたフローとして前記指示フローを出力するステップと、
該指示フローがフィルタリングなしでほぼ安定状態に到達するまでに、該フィルタリングされた指示フローとして該指示フローの出力を継続するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の指示フローをフィルタリングするための方法。
【請求項７】
前記許容可能な偏差は、設定点の少なくともプラスまたはマイナス１％である、請求項１に記載の指示フローをフィルタリングするための方法。
【請求項８】
（Ａ）遅延期間の間に、前記フィルタリングされたフローとして前記指示フローを出力するステップと、
（Ｂ）該指示フローがほぼ安定状態に到達することが決定される場合、該フィルタリングされた指示フローとして該指示フローを出力するステップと
（Ｃ）該指示フローが基線からの許容可能な偏差内に留まっているかどうかを決定するステップと、
（Ｄ）該指示フローが許容可能な偏差内に留まっている場合、該フィルタリングされた指示フローとして該指示フローの出力を継続するステップと、
（Ｅ）該指示フローが該許容可能な偏差内に留まっていない場合、
（１）該フィルタリングされた指示フローとして該許容可能な偏差内の値を出力するステップと、
（２）該指示フローが該バッファを越えているかどうかを決定するステップと、
（３）該指示フローが該バッファを越えている場合、
ａ）クロック限界を有するタイマーを係合するステップと、
ｂ）該タイマーが該クロック限界に到達する前に、該指示フローが該バッファ内に戻るかどうかを決定するステップと、
ｃ）該タイマーが該クロック限界に到達する前に、該指示フローが該バッファ内に存在するように戻らない場合、該フィルタリングされた指示フローとして該指示フローを出力するステップと、
ｄ）該タイマーが該クロック限界に到達する前に、該指示フローが該バッファ内に存在するように戻る場合、
ｉ）該指示フローが該許容可能な偏差内にある場合、該フィルタリングされた指示フローとして該指示フローを出力するステップと、
ｉｉ）該指示フローが該許容可能な偏差内にないが該バッファ内にある場合、該フィルタリングされた指示フローとして該許容可能な偏差内から該値の出力を継続するステップと
を含む、マスフローコントローラにおける指示フローをフィルタリングするための方法。
【請求項９】
前記基線は設定点を含む、請求項８に記載の指示フローをフィルタリングするための方法。
【請求項１０】
前記許容可能な偏差内からの前記値は、該許容可能な偏差内にあった該指示フローの以前のサンプリングされた値を含む、請求項８に記載の指示フローをフィルタリングするための方法。
【請求項１１】
前記許容可能な偏差は、設定点の少なくともプラスまたはマイナス１％である、請求項８に記載の指示フローをフィルタリングするための方法。
【請求項１２】
マスフローメータにおける指示フローをフィルタリングするための方法であって、
中間フィルタリングされた指示フローを発生させるために指示フローをフィルタリングするためのステップと、
該中間フィルタリングされた指示フローの重み付き第１の微分信号を発生させるステップと、
該中間フィルタリングされた指示フローおよび該中間フィルタリングされたフローの該重み付き第１の微分信号を加算して、フィルタリングされたフローを発生させるステップと
を含む、マスフローメータにおける指示フローをフィルタリングするための方法。
【請求項１３】
前記中間フィルタリング指示フローは、動作平均を用いて発生させる、請求項１２に記載の指示フローをフィルタリングするための方法。
【請求項１４】
前記中間フィルタリング指示フローは、ＩＩＲを用いて発生させる、請求項１２に記載の指示フローをフィルタリングするための方法。
【請求項１５】
前記中間フィルタリング指示フローは、ＦＩＲを用いて発生する、請求項１２に記載の指示フローをフィルタリングするための方法。
【請求項１６】
指示フローが基線の許容可能な偏差内にあるかどうかを決定し、
該指示フローが該許容可能な偏差内にある場合、該フィルタリングされた指示フローとして指示フローを出力し、
該指示フローが該許容可能な偏差内にない場合、該フィルタリングされた指示フローとして該許容可能な偏差内にある値を出力するように動作可能なマスフローコントローラ。
【請求項１７】
前記マスフローコントローラは、
前記指示フローが第１の所定の範囲内にない場合、
クロック限界を有するタイマーを係合し、
前記タイマーが前記クロック限界に到達する前に、該指示フローが該許容可能な偏差内に存在するように戻るかどうかを決定するようにさらに動作可能である、請求項１６に記載の指示フローをフィルタリングするためのシステム。
【請求項１８】
コンピュータ読み出し可能命令は、
遅延期間の間に、前記フィルタリング指示フローとして前記指示フローを出力し、
該フィルタリング指示フローがフィルタリングすることなく該第１の所定の範囲内になるまで、該フィルタリング指示フローとして該指示フローの出力を継続するようにさらに実行可能である、請求項１７に記載の指示フローをフィルタリングするためのシステム。
【請求項１９】
前記マスフローコントローラは、
前記指示フローがバッファを越えたかどうかを決定し、
該指示フローがバッファを越えた場合、クロック限界を有するタイマーを始動し、
該タイマーが該クロック限界に到達する前に、該指示フローが該バッファ内で存在するように戻されたかどうかを決定し、
該タイマーが該所定の時間限界に到達する前に、該指示フローが該バッファ内で存在するように戻された場合、
該指示フローが該許容可能な偏差内にある場合、該フィルタリングされた指示フローとして該支持フローを戻し、
該指示フローが該許容可能な偏差内にない場合、該指示フローとして該許容可能な偏差内の該値を戻し、
他の場合は、該フィルタリング指示フローとして該支持フローを出力するようにさらに動作可能である、請求項１６に記載の指示フローをフィルタリングするためのシステム。
【請求項２０】
前記マスフローコントローラは、
遅延期間の間、前記フィルタリングされた指示フローとして該指示フローを出力し、
該フィルタリングされた指示フローがフィルタリングすることなく該許容可能な偏差内になるまで、該フィルタリングされた指示フローとして該指示フローの出力を継続するようにさらに動作可能である、請求項１９に記載の指示フローをフィルタリングするためのシステム。
【請求項２１】
前記マスフローコントローラは、
遅延期間の間、前記フィルタリングされた指示フローとして該指示フローを出力し、
該フィルタリングされた指示フローが該許容可能な偏差内になるまで、該フィルタリングされた指示フローとして該指示フローの出力を継続するようにさらに動作可能である、
請求項２０に記載の指示フローをフィルタリングするためのシステム。
【請求項２２】
中間フィルタリングされた指示フローを発生させるために指示フローをフィルタリングし、
該フィルタリングされた指示フローの重み付き第１の微分信号を発生させ、
該中間フィルタリングされた指示フローおよび該中間フィルタリングされた指示フローの該重み付き第１の微分信号の加算から指示フローを発生させるのに動作可能なマスフローメータを含む指示フローをフィルタリングするためのシステム。
【請求項２３】
前記中間フィルタリングされた指示フローが動作平均を用いて発生させる、請求項２２に記載の指示フローをフィルタリングするためのシステム。
【請求項２４】
前記中間フィルタリングされた指示フローがＩＩＲを用いて発生させる、請求項２２に記載の指示フローをフィルタリングするためのシステム。
【請求項２５】
前記中間フィルタリングされた指示フローがＦＩＲを用いて発生させる、請求項２２に記載の指示フローをフィルタリングするためのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の技術分野）
本発明は、概してマスフローコントローラおよびマスフローメータに関し、より詳細には、マスフローコントローラおよびマスフローメータのための出力フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
半導体製造業者によって使用されたシリコンウエハの大きさが増加するにつれて、製造設備を流れるガスフローのより正確な制御がウエハ上の回路の精密な製造に対してより重要になってきている。マスフロー制御およびマスフローメータは、典型的には、半導体製造ツールを介してガスフローを制御かつモニタするために使用される。製造プロセスでは、コントローラまたはモニタが特定の製造ツールに対する予め規定された動作パラメータの外部にあるガス圧の変動を検出する場合、通常、アラームがそのツールをシャットダウンするようにトリガされる。しばしば、これは、スループットを低減させるため、およびツールがシャットダウンされる場合、処理されるウエハバッチが通常破壊されるために製造するには高価である。しかし、このバッチが破壊または損傷されない場合であっても、さらなるウエハバッチは、ツールがオンラインで戻されるまで処理されることができない。これは、製造ツールのシャットダウンが誤作動アラーム（すなわち、「重要でないイベント」）によるものである場合、より面倒になり、不十分になる。
【０００３】
この点では、従来のマスフローコントローラおよびマスフローメータは不十分である。なぜなら、それらは、しばしば、製造許容差を越えることによる製造プロセスに影響を与えるノイズまたは過渡的な圧力スパイクが原因である、誤作動アラームを生成する。マスフローコントローラでは、例えば、熱フローセンサは、ガスのフローを製造ツールに読み出す。しかし、従来の熱フローセンサは、いくつかの制限（これらの制限の内の１つは、システムを介してガスフローを読み出すための熱フローセンサによって使用された時定数が、このフローを制御するのに必要な所望された時間よりもはるかに長いことである）を有する。言い換えると、熱フローセンサがイベントを読み出すまでに、ガスフローを制御することによって、またはシステムをシャットダウンすることによってイベントに応答するには遅すぎることである。従来の熱フローセンサによって供給されたガスフローよりも速いガスフローを加速または予測する１つの方法は、熱フローセンサによって生成された信号の重み付きの第１の微分信号（ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）を発生させ、この重み付き微分信号をこの信号に加算し、指示フローを生成することである。次いで、指示フローは、製造ツールに対する設定点と比較される。誤差がある場合（例えば、指示フローが設定点と一致しない場合）、典型的には、指示フローが設定点と一致し、ゼロ誤差を生成するように、ガスフローバルブが絞られ、あるいは、誤差が所定のレベルよりも大きい場合、ツールがシャットダウンされる。
【０００４】
図１は、ガスフローを調整するための従来技術のシステム１００を示す概略図である。システム１００では、実際のガスフロー１０５は、熱フローセンサ１１０によってモニタリングされる。熱フローセンサ１１０は、実際のガスフロー１０５と実際のガスフロー１０５を表す出力信号１１５をサンプリングする。フローをより迅速に加速または予測するために、微分信号コントローラ１２０（「Ｄ−コントローラ」１２０）は、信号１１５の第１の微分信号を所定のゲイン時間と乗算することによって、信号１１７の重み付き第１の微分信号を発生させ、微分信号１１７を生成する。次いで微分信号１１７は、加算器１１９を介して信号１１５に加算され、指示フロー１２５を生成する。
【０００５】
指示フロー１２５は、含まれたツールを製造するために設定点と比較され得る（例えば、比較器１２７において）。指示フローが設定点と一致しない場合（例えば、エラーが検出される場合）、ガスフローバルブの電流または実際の電流（信号１３７）がスロットバルブ１３０に生成され、それにより実際のフロー１０５を調整し、ゼロ誤差を生成する。バルブ１３０の絞りは、定量および一体化（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  ａｎｄ  ｉｎｔｅｇｒａｌ）コントローラ１３５（「ＰおよびＩコントローラ１３５」）によって達成される。従って、熱フローセンサ１１０は、実際のフロー１０５の制御に対して所望された時間スケールよりも長い時間スケールで動作する間、熱フローセンサ１１５の出力がより高速な応答を達成するために操作され、それにより、現在の作業製品への損傷を避ける、良いタイミングの態様で重要なイベントに遭遇した場合、ガスフローを制御するための手段を提供する。
【０００６】
ガスフローのモニタリングおよび制御における改善の際に、これらの従来技術のシステムは、依然としていくつかの欠点を有する。熱フローセンサ１１０は、実際のフローパス１０５における１つの場所のみにおいて配置され、ローカルフローのみを検出し得る。従って、熱フローセンサ１１０は、概して、フローを表さない実際のフロー１０５における局所的な不安定性を検出し得る。例えば、熱フローセンサ１１０が、局所的な乱流（例えば、ガスフローパスにおける曲部付近）の領域において配置される場合、製造チャンバの下流において実際に発生することを表さない局所的な不安定性を選択し得る。さらに、センサ自体は、その口において渦電流を引き起こし、それにより、熱フローセンサ１１０が不正確な信号またはノイズ信号１１５を引き起こし得る。従来技術のシステムは、微分信号１１７が、典型的には、信号１１５において存在する任意のノイズを高めるという点でさらに不完全である。従って、指示フロー１２５は、しばしば実際のフロー１０５を表さない改善されたノイズを含む。
【０００７】
指示フロー１２５は、ツールに対する設定点と比較される際に（典型的には、指示フロー１２５が安定状態に達した後で）、指示フロー１２５と設定点との間の不整合がバルブの閾値（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  ｖａｌｖｅ）よりも大きい場合、アラームがツールのシャットダウンをトリガするように生成され、典型的には、作業が現在実行されているウエハのバッチを破壊する。しばしば、この不整合は、実際のフロー１０５におけるノイズのレベルによるものではないが、この不整合は、微分信号１１７において存在する改善されたノイズによって引き起こされ得る。指示フロー１２５におけるノイズを補償するために、Ｐ＆Ｉコントローラ１３５は、フィルタリング能力を含む。しかし、従来のマスフローメータのフィルタリング能力が制限される。なぜなら、フィルタリング能力は、広い周波数範囲にわたるノイズを適切にフィルタリングできないためである。
【０００８】
さらに、これらの従来技術のシステムが制限される。なぜなら、これらの従来技術のシステムは、一般的には圧力スパイクをうまく処置できないためである。実際のフロー１０５における短時間の圧力スパイクが存在する場合、指示フロー１２５において表されるスパイクが、その許容差を越えることによって生成プロセスに影響を与えなくとも、そのスパイクはアラーム状態を引き起こし得る（例えば、ツールをシャットダウンさせることができる）。従って従来技術のシステムは、ノイズまたは過渡的な圧力差による不必要なダウン時間を引き起こす。
【０００９】
従って、ノイズ周波数から独立しているフィルタに対する必要性が存在し、このフィルタは、過渡的なスパイクによってほとんど影響されず、その周波数が印加されるツールの応答時間と妥協しない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（発明の要旨）
本発明は上記環境の観点でなされ、従来のフィルタに関連した欠点および問題を実質的に除去または低減する出力フィルタとして一局面によって特徴付けられ得る。より詳細には、本発明の実施形態は、指示フローをフィルタリングするための方法を提供する。本発明のさらなる局面および利点は、以下の説明において部分的に説明され、その部分的な説明は、以下の説明から明らかであり、または本発明の実施によって確認され得る。本発明の局面および利点は、特許請求の範囲に特に指摘された要素および組み合わせによって認識かつ達成される。
【００１１】
本発明の目的に従って、これらおよび他の利点を達成するために、具現化され、かつ広く説明されたように、本発明は、以下のステップを含むものとして、本発明の一局面に従って特徴付けられ得る。このステップは、（ｉ）示されたフローが基線から許容可能な偏差内部にあるかどうかを決定するステップと、（ｉｉ）指示フローが許容可能な偏差内部にある場合、フィルタリングされた指示フローとして指示フローを出力するステップと、（ｉｉｉ）指示されたフローが許容可能な偏差内部にない場合、フィルタリングされた指示フローとして許容可能な偏差内部にある値を出力するステップとを含む。例えば、出力フィルタは、許容可能な偏差内部にある指示フローの最後のサンプルを出力し得る。本発明の実施形態はまた、指示フローがバッファを越えたかどうかを判定することを含む。指示フローがバッファを越えない場合、本発明の一実施形態が許容可能な偏差内部にある値を出力することを継続し得る。しかし、指示されたフローがバッファを越えた場合、出力フィルタは、クロック限界を有するタイマーと関係付け得る。タイマーがクロック限界に到達する前に、指示フローが許容可能な偏差内部に戻らない場合、本発明の実施形態は、指示フローを出力し得、フィルタリングされた指示フローのように、指示フローはバッファ外部に残る。
【００１２】
本発明の別の局面は、（ｉ）中間フィルタリングされた指示フローを発生させるために指示フローをフィルタリングするステップと、（ｉｉ）中間フィルタリングされた指示フローの重み付き第１の微分信号を発生させるステップと、（ｉｉｉ）中間フィルタリングされた指示フローおよび中間フィルタリングされた指示フローの重み付き第１の微分信号の合計を含むフィルタリングされた指示フローを出力するステップとを含むものとして特徴付けられ得る。
【００１３】
本発明の実施形態は、指示フローにおける持続性変化を出力しつつ、周波数の範囲にわたってノイズを除去することによって以前にフィルタリングされた技術に関する重要な技術利点を提供する。
【００１４】
本発明の実施形態は、フィルタリングされた指示フローから過渡的スパイクを除去することによって別の重要な技術的利点を提供する。
【００１５】
本発明の実施形態は、誤作動アラーム状態が指示フローにおけるノイズまたは過渡的スパイクにより発生する可能性を著しく低減させることによってさらに別の重要な技術的利点を提供する。
【００１６】
本発明の実施形態は、本発明が適用されるシステムの応答時間を低減させることなく、指示フローからノイズおよび過渡的スパイクを除去することによってさらに別の重要な技術的利点を提供する。
【００１７】
上記一般的な説明および以下の詳細な説明の両方は例示的のみであり、請求されたように本発明を制限するものではないことが理解される。
【００１８】
本明細書中に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、説明と共に本発明のいくつかの実施形態を説明し、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【００１９】
（発明の詳細な説明）
参照が本発明の例示的実施形態に対して詳細になされる。この例は、添付の図面に示される。可能ならばいつでも、同じ参照符号は同一の部分または同様の部分を参照するために図面全体にわたって使用される。
【００２０】
本発明の一実施形態は、指示フローを基線（例えば設定点）と比較し、指示フローが基線の許容可能な偏差内部にあるかどうかを決定することが可能なマスフローコントローラを含み得る。指示フローが基線から許容可能な偏差内部にある場合、マスフローコントローラは、フィルタリングされた指示フローとして指示フローを出力し得る。他の場合では、マスフローコントローラは、基線から許容可能な偏差内部にある値をフィルタリングされた指示フローとして出力し得る。
【００２１】
本発明の別の実施形態は、（ｉ）中間フィルタリングされた指示フローを発生させるために指示フローをフィルタリングすること、（ｉｉ）中間フィルタリングされた指示フローの重み付き第１の微分信号を発生させること、（ｉｉｉ）中間フィルタリングされた指示フローおよび中間フィルタリングされた指示フローの重み付き第１の微分信号を出力することによってフィルタリングされた指示フローを生成することが可能なマスフローメータを含み得る。
【００２２】
本発明の実施形態は、周波数の範囲にわたって指示フローにおけるノイズをフィルタリングすることを可能にする出力を提供し、本発明の実施形態は、指示フローにおける過渡的なスパイクをフィルタリングする可能性を提供する。従って、ノイズおよび圧力スパイクが、誤作動アラームおよび／または不必要なガスフロー操作を生成しないように、指示フローにおいて存在するノイズおよび圧力スパイクがフィルタリングされ得る。本用途の目的のために、「指示フロー」は、種々のフロー計測および／または調整デバイスによる実際のフロー出力で表わされ参照される。指示フローは、フローセンサまたは操作された出力の直接的な出力を含むことが可能である。例えば、指示フローは、熱フローセンサの出力の重み付き微分信号と共に加算された熱フローセンサの出力を含むことが可能である。典型的には、指示フローは、フローセンサの出力の重み付き第１の微分信号を含む一方で、第２、第３等の微分信号、または他の数学的操作を全体的にまたは部分的に含むことをさらに可能にする。さらに、指示フローは、モニタリングするために使用される実際のフローの任意の表現を含み得る。
【００２３】
図２は、本発明による出力フィルタの実施形態を利用することが可能であるマスフローコントローラ２００の一実施形態の概略図である。マスフローコントローラは、デジタルおよび／またはアナログコンポーネントを含み、熱フローセンサ２１０を介して実際のフロー２０５を測定する。熱フローセンサ２１０は、実際のフロー２０５を表す電気信号２１５を出力する。当業者によって理解されるように、熱フローセンサ２１０によって使用された時定数は、実際のフロー２０５を制御するために所望された時間スケールよりも長くてもよいために、信号２１５がより高速の応答時間を達成するために操作される（例えば、微分コントローラおよび／または加算器を介して）。従って、マスフローコントローラ２００の一実施形態では、Ｄ−コントローラ２２０は、第１の微分マスフロー信号を生成し、微分信号２１７を生成するように第１の微分マスフロー信号を利得で乗算する。加算器２１９は、Ｄ−コントローラ２２０によって導入された増大したノイズを含み得る微分信号２１７を信号２１５に加算し、指示フロー２２５を生成する。本発明の一実施形態では、指示フロー２２５は、従来技術のマスフローコントローラによって生成された指示フロー１２５と実質的に同じであり得ることに留意すべきである。
【００２４】
Ｄ−コントローラ２２０は、当業者によって理解されるように、マスフローコントローラ２２０の応答時間を増大し得る。しかし、これは、熱フローセンサ２１０の出力におけるノイズの増大を犠牲にしてなされ得る。したがって、微分信号２１７およびそれによる指示フロー２２５の各々は、実際のフロー２０５に通常示されないノイズを含み得る（すなわち、Ｄ−コントローラ２２０によって追加された増大したノイズを含み得る）。指示フロー２２５内のノイズ（圧力スパイクおよび／または突然のフロー変化に起因する）は、ツールに誤作動アラームを生成させ、それにより、生成ラインの不必要なシャットダウンを引き起こす。しかし、出力フィルタ２３０は、指示フロー２２５からノイズまたはスパイクを除去するために指示フロー２２５のフィルタリングを可能にし、それにより、より少ない誤作動アラームおよびシャットダウンを生成するフィルタリングされた指示フロー２３５を生成する。本願の目的のために、用語「フィルタリングされた指示フロー」は、出力が出力フィルタ２３０によって操作されたかどうかにかかわらず、出力フィルタ２３０の出力を意味することに留意すべきである。
【００２５】
出力フィルタ２３０によってフィルタリングされたことに加えて、指示フロー２２５は、設定点（例えば、製造ツールまたは製造装置の部分に対する所望された点等）と比較されて（コンパレータ２２７において）、実際のフロー２０５が調整されるべきである（例えば絞られるかまたは増大される）かどうかを決定する。当業者によって理解されるように、実際のフロー２０５を調整する際の１つの考慮は、本発明がインプリメントされる特定の製造プロセスによって必要とされた許容差である。実際のフロー２０５が指示フロー２２５の設定点に対する比較に従って調整されるべきである場合、Ｐ＆Ｉコントローラ２４０は、実際のフロー２０５を絞るかまたは増大させるためにガスフローバルブ２４５を開くかまたは閉じる。さらに、フィルタリングされた指示フロー２３５は、製造ツールに対する設定点と比較され、状態が十分な期間の間に設定点から明らかに逸脱するかどうかを決定し、ツールをシャットダウンし得る。例えば、フィルタリングされた指示フロー２３５は、特定の動作範囲の外部に含む場合、アラーム信号は、シャットバルブ２４５に生成される。しかし、出力フィルタ２３０が指示フロー２２５からノイズおよび過渡的スパイクを除去し得るために、製造ツールは、誤作動アラーム状態のこれらのタイプに起因してシャットダウンする可能性が少ない。
【００２６】
本発明による出力フィルタの一実施形態を利用するマスフローセンサにおいて、出力フィルタは、フィードバックループにはないことに留意されるべきである。図２に示されたマスフローコントローラの構成が例示的のみであり、マスフローコントローラの他の構成が利用され得、そして本発明の技術から逸脱しないことにさらに留意されるべきである。本発明による出力フィルタの実施形態を含み得るマスフローコントローラの１つの例は、「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍａｓｓ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｏｒｏｌｌｅｒ」と題された、米国特許出願第０９／３５０，７４４号に見出され得、この出願を本明細書中で十分に参考として援用する。さらに、本発明の実施形態は、マイクロプロセッサベースのマスフローコントローラおよびアナログベースのマスフローコントローラにインプリメントされ得る。デジタル信号プロセッサ（「ＤＳＰ」）プラットフォームの使用は、特に、インプリメンテーションをより効率化させ得る。
【００２７】
図３は、本発明の実施形態による出力フィルタの指示フローを処理およびフィルタリングするための一実施形態のグラフィカルな図である。フロー対グラフ３００は、本発明による出力フィルタ２３０の一実施形態の指示フロー２２５のフィルタリングを表す。グラフ３００上では、ユーザ定義の設定点（「ＳＰ」）がライン３１０によって表される。当業者によって理解されたように、設定点は、ユーザによって定義され得る（例えば、製造ツールがパワーアップされる場合、またはユーザが新しい動作状態を説明するための設定点を再定義することを望む場合）。設定点は、出力フィルタ２３０が、指示フロー２２５から得られたデータ点を比較し得る基線値に対する基線値を確立する。出力フィルタは、特定のイベント（例えば、設定点におけるパワーアップまたは変化）の後、指示フロー２２５がほぼ安定状態を達成することを可能にするように、所定量の時間（例えばライン３１５によって表されたｔ秒）だけ待機するように構成される。ｔは調整可能な値であり得、ユーザ定義され得ることが理解されるべきである。この遅延時間「ｔ」の間、指示フロー２２５は、フィルタリングされた指示フロー２３５として引き渡され得る。遅延時間の間に指示フローをフィルタリングしないことによって、出力フィルタ２３０の全体の応答が増加され、ユーザは、ほぼ安定状態に到達する指示フロー２２５の前に発生し得る、設定点の任意のオーバーシュートに対する洞察または他のトレンドを獲得し得る。
【００２８】
図３に示された実施形態では、ｔ秒後（ライン３１５）、出力フィルタ２３０は、指示フロー２２５のモニタリングを開始して、いつ指示フロー２２５が基線から許容可能な偏差の範囲内にあるかを決定し得る（例えば、本実施形態では、それぞれライン３２０および３２５によって表されたＳＰのプラスまたはマイナス１％）。ｔ秒後（遅延時間が終了する）、一旦指示フロー２２５が、点３３０によって表された許容可能な偏差（例えば、この場合、ＳＰのプラスまたはマイナス１％）内にあることが決定されると、出力フィルタ２３０は、ノイズおよび／または過渡ピークをフィルタリングすることに関係する。指示フロー２２５のフィルタリングは、リアルタイム（すなわち、コンピュータおよび通信技術が可能にするのと同じくらい速い）で発生し得る。本発明の一実施形態では、出力フィルタ２３０は、指示フロー２２５がプラスまたはマイナス１％の範囲を越える正確な時間においてフィルタリングを開始しないかもしれない。その代わりに、指示フロー２２５の第１のサンプルがプラスまたはマイナス１％の帯域内に含まれる場合（ｔ秒が経過したと想定する）、出力フィルタは、指示フロー２２５をサンプリングし得、指示フロー２２５を開始する。
【００２９】
一旦出力フィルタ２３０が係合されると、出力フィルタ２３０は、指示フロー２２５をサンプリングして、指示フロー２２５が許容可能な偏差の外部にあるかどうかを決定し得る。再度、図３に示された場合において、出力フィルタ２３０は指示フロー２２５をサンプリングして指示フロー２２５がプラスまたはマイナス１％だけ設定点から逸脱するかどうかを決定する（すなわち、ライン３２０および３２５それぞれによって示された許容可能な偏差）。出力フィルタ２３０によって取られたサンプルは、指示フロー２２５がプラスまたはマイナス１％帯域（図３の例において）内にあることを示す場合、出力フィルタ２３０は、フィルタリングされた指示フロー２３５と同じフローを出力し得る。言い換えると、出力フィルタ２３０は、フィルタリングされたフロー２３５として指示フロー２２５を引き渡し得る。ＤＳＰマスフローコントローラでは、これは、指示フローの最新のサンプルをＤＳＰの出力ポートに引き渡すことを含み得る。あるいは、指示フロー２２５のサンプルが許容可能な偏差の外部にある場合、出力フィルタ２３０は、フィルタリングされた指示フロー２２５として許容可能な偏差内部からの値を出力し得る。例えば、点３４３において、出力フィルタ２３０は、指示フロー２２５がプラスまたはマイナス１％帯域（すなわち、この例では、ライン３２０上方）の外部を越えることを決定し、出力フィルタ２３０は、フィルタリングされた指示フロー２３５（ライン３５５によって表された）ように、点３４２によって示された許容可能な偏差内部にある最後のサンプル（許容可能な偏差内部からの任意の他の値）を出力し得る。従って、指示フロー２２５が設定点からの許容可能な偏差の外部にある場合、出力フィルタ２３０は、少なくともしばらくの間、許容可能な偏差内に含まれるフィルタリングされた指示フロー２３５を出力し得る。本発明の一実施形態では、出力フィルタ２３０は、フィルタリングされた指示フローとして許容可能な偏差内部に含まれる指示フロー２２５の最後のサンプルの値を出力し得る。
【００３０】
本発明の一実施形態では、出力フィルタは、指示フロー２２５がバッファを越えない限り、許容可能な偏差（例えば、プラスまたはマイナス１％）内の値を出力することが可能である。しかし、サンプル（例えば、点３４５において取られる）は、指示フロー２２５がバッファを越えることを示す場合（この場合では、プラスまたはマイナス３％（ライン３３５および３４０それぞれによって表される）、出力フィルタ２３０は、タイマーと係合し得る（図示されない）。このタイマーは、どのフローが最初に入来したとしても、タイマーがそのクロック限界（例えば、予め定義された動作時間）に到達するまで、または指示フロー２２５がバッファ（例えば、プラスまたはマイナス３％、あるいはいくつかの所定の範囲）内に戻るまで、タイマーが動作する。
【００３１】
一旦タイマーが始動すると、少なくとも３つのイベントは、出力フィルタ２３０がフィルタリングされた指示フローとして引き渡す値に影響を与え得る。すなわち、指示フロー２２５は、タイマーが停止する前に許容可能な偏差内部に戻り得るか、タイマーは、指示フロー２２５がバッファまたは許容可能な偏差内部に戻る前に停止し得るか、またはタイマーがクロック限界に到達する前に、指示フロー２２５がバッファ内部（許容可能な偏差内部ではない）に戻り得るかである。これらの場合の各々のさらなる説明は、指示フロー２２５が許容可能な偏差内部に戻る場合、タイマーがクロック限界に到達する前に、出力フィルタ２３０が、フィルタリングされた指示フロー２３５として指示フロー２２５を出力することを再開し得る。しかし、指示フロー２２５がバッファ内部に（許容可能な偏差内部ではない）戻る場合、点３４６によって示されたように、クロック限界に到達する前に、出力フィルタ２３０は、タイマーをリセットし得、フィルタリングされた指示フロー２３５として良好な値（例えば、許容可能な偏差内部の値）を引き渡すように継続し得る。他の場合では、バッファまたは許容可能な偏差のいずれかの内部に指示フロー２２５が戻る前にタイマーが停止する場合、出力フィルタ２３０は、フィルタリングされた指示フロー２３５として指示フロー２２５を出力し得る。しかし、この最後の場合、フィルタリングされたフローは、バッファを越える。
【００３２】
タイマーを十分に長いクロック限界を有するように較正することによって、過渡的なスパイクおよびノイズは、フィルタリングされたフロー２３５を効率的にフィルタリング除去し、十分に短いクロック限界を定義することによって、指示フローにおける持続的な変化は、フィルタリングされた指示フローに含まれ得る。本発明の実施形態では、例えば、クロック限界は、１００ミリセカンドのオーダーであり得る。従って、ユーザは、より高い周波数で発生するノイズおよび過渡的なスパイクをフィルタリングアウトする実行時間を定義し得るが、典型的には、より低い周波数で発生する指示フロー２２５における同様な変化をフィルタリング除去しない。
【００３３】
さらなる例に示されたように、図３は、指示フロー２２５がプラスまたはマイナス１％帯域外部に引き渡す直前に、出力フィルタ２３０が指示フロー２２５をサンプリングすることを示す。従って、出力フィルタは、フィルタリングされた指示フロー２３５として最後の良好なサンプル（例えば、点３６０）の値を出力する。同時に、この例では、出力フィルタ２３０がプラスまたはマイナス１％帯域（点３６５において）に再度戻すように指示フロー２２５をサンプリングし、それにより、フィルタリングされた指示フロー（線３８０によって表わされる）として指示フロー２２５を出力するために戻す。点３６０と点３６５との間のスパイクにおいて、指示フロー２２５は、バッファの外部に戻らず、従って、タイマーは、スパイクの過渡性（ｔｒａｎｓｉｅｎｃｅ）を計測するための動作を開始しないことを留意すべきである。
【００３４】
点３７０において、出力フィルタ２３０は、プラスまたはマイナス１％帯域（例えば、ライン３２０および３２５）の外部にある指示フロー２２５のサンプルを再度取り、従って、出力フィルタ２３０は、フィルタリングされた指示フローとして最後の良好なサンプル（例えば、点３７５にいて取られる）値の通信を開始する。点３８５におけるサンプルは、指示フロー２２５がプラスまたはマイナス１％帯域内部に存在するように戻ることを示す場合、出力フィルタ２３０は、フィルタリングされた指示フロー（例えば、ライン３２０および３２５）として指示フロー２２５の出力を再開する。再度、フィルタリングされた指示フロー２２５は、点３７５と３８５との間のプラスまたはマイナス３％のバッファ（例えば、ライン３３５および３４０）の外部を越えず、それにより、出力フィルタ２３０は、タイマーを始動しない。
【００３５】
点３９０では、指示フロー２２５のサンプルは、許容可能な偏差の外部（例えば、ライン３２０および３２５）に含まれ、再度出力フィルタ２３０は、フィルタリングされた指示フロー２３５（ライン３９４によって表される）として最後の良好なサンプル（点３９２において取られる）出力する。点３９５において、出力フィルタ２３０は、指示フロー２２５がバッファのプラスまたはマイナス３％の外部を越えることを示すサンプルを取る。従って、出力フィルタ２３０は、タイマーを始動し、フィルタリングされた指示フロー２３５として最後の良好なサンプルの出力を継続する（点３９２において取られる）。タイマーがプラスまたはマイナス３％のバッファ内部に戻す指示フロー３０５のサンプルなしで所定の時間量（点３９６）の間に動作された場合、出力フィルタ２３０は、フィルタリングされた指示フロー（ライン３９８において表される）として指示フロー２２５の出力を再開し得る。図３から留意され得るように、ここで指示フロー２２５は、バッファ外部に留まる。指示フロー２２５が、点３９５と３９６との間の有意な時間量（例えば、クロック限界よりも長い）の間に、プラスまたはマイナス３％のバッファ（例えばライン３３５および３４０）の外部に留まるために、出力フィルタ２３０は、指示フロー２２５は、実際のフローにおけるノイズまたは過渡スパイクを示さないことを決定し得るが、その代わり、実際のフローにおける物質変化を示す。さらに、点３９６の後で、フィルタリングされた指示フロー２３５は、第２の予め定義された範囲外にある設定点からの偏差を示すため、アラーム信号が生成され得るか、または他の応答がインプリメントされる。
【００３６】
本発明の別の実施形態では、フィルタリングされた指示フローの出力から急激にスイッチングするのではなく、指示フロー２２５を出力するためにライン３９０によって表わされ、出力フィルタ２３０は、フィルタリングされた指示フローを指示フロー２２５に徐々に整合させ得る。
【００３７】
図３がプラスまたはマイナス１％の許容可能な偏差およびプラスまたはマイナス３％のバッファを有する本発明の特定の実施形態を説明するが、図３は限定されず、本発明の他の実施形態が利用可能であることが理解されるべきである。例えば、基線からの許容可能な偏差およびバッファの両方がユーザ定義可能であり得、基線からのパーセント偏差、当業者に公知の絶対偏差または他の統計偏差を含み得る。さらに、本発明の一実施形態では、許容可能な偏差（バッファではない）のみが定義され得る。従って、例えば、本発明の実施形態によるの出力フィルタの実施形態は、指示フローのサンプルがプラスまたはマイナス１％（または他の場合では定義された）の許容可能な偏差の外部にある場合、タイマーを始動するために構成され得る。しかし、バッファは、非常に小さいオフセット（例えば、プラスまたはマイナス１％の範囲のみの外部のオフセット）がクロックを始動せず、フィルタリングされた指示フロー内部に存在しないように設けられ得る。さらに、許容可能な偏差およびバッファが基線周辺で非対称であり得ることが理解されるべきである。１つのみの例のように、許容可能な偏差は、プラス１％およびマイナス２％であり得る。
【００３８】
上記例では、出力フィルタ２３０は、指示フローを設定点によって規定された基線と比較した。しかし、本発明の他の実施形態では、ユーザは、基線を任意に定義し得る。さらに、ユーザは遅延時間「ｔ」およびタイマーのクロック制限を定義し得る。グラフ３００は縮尺調整されておらず、ｔ秒は、複数の秒のオーダーで存在し得る一方で、タイマークロック限界（例えば、点３９５と点３９６との間の時間差）がミリ秒のオーダーで存在し得ることに留意されるべきである。
【００３９】
図４は、マスフローコントローラを用いてインプリメントされる、本発明に従って出力フィルタの一実施形態のためのフローチャートを示す。ステップ４１０では、出力フィルタは、所定の時間遅延（例えば、図３ではｔ秒）が引き渡されたかどうかを決定する。時間遅延が引き渡されない場合、出力フィルタは、フィルタリングされた指示フロー２３５として指示フロー２２５を引き渡し得る（例えば、ステップ４１５）。他の場合は、制御はステップ４３０に引き渡し、ここでは、出力フィルタは、指示フロー２２５が基線の許容可能な偏差内になるかどうかを決定し得る。図４の例では、ステップ４３０において、出力フィルタ２３０は、指示フローが設定点のプラスまたはマイナスパーセント内にあるかどうかを決定する。ステップ４３０では、指示フロー信号が許容可能な偏差内にある場合、出力フィルタは、ステップ４３５において指示フロー２２５のフィルタリングを開始する。他の場合では、指示フローが許容可能な偏差内になるまで、フィルタリングされた指示フローとして引き渡される（ステップ４１５）。ｔ秒の遅延を可能にし、指示フローが、フィルタリングの前に基線の許容可能な偏差内に存在するかどうかを決定することによって、指示フロー２２５は、フィルタリングが開始する前に、ほぼ安定状態を達成し得る。
【００４０】
ｔ秒が経過し（ステップ４１０）、指示フロー２２５が許容可能な偏差内になった場合（ステップ４３５）、ステップ４４０では、出力フィルタ２３０は、指示フローが基線からの許容可能な偏差を越えたかどうかを決定し得る。指示フローが基線からの許容可能な偏差を越えない場合、出力フィルタは指示フローをフィルタリングされた指示フローとして引き渡すことを継続する（ステップ４１５）。一方で、指示フローが許容可能な偏差の外部にある場合、出力フィルタ２３０は、フィルタリングされた指示フローとして指示フローの良好な値を引き渡し得（ステップ４５０）、制御をステップ４５５に引き渡す。本発明の一実施形態では、ステップ４５０では、出力フィルタ２３０は、フィルタリングされたフローとして指示されたフローの最後の良好なサンプルを引き渡し得る。本発明の他の一実施形態では、出力フィルタ２３０は、指示フローが許容可能な偏差を越えることが決定される場合、フィルタリングされたフローとして許容可能な偏差内の任意の値を引き渡し得る。
【００４１】
ステップ４４０では、指示フローは、許容可能な偏差を越える場合、ステップ４５５において、出力フィルタ２３０は、指示されたフローがまたバッファを越えるかどうかを決定し得る。図４の例では、ステップ４５５において出力フィルタ２３０は、指示フローの値が３％を越える分だけ基線を越えるかどうかを決定する。指示されたフローがバッファを越えない場合、出力フィルタ２３０は、ステップ４４０に戻り、指示フローが許容可能な偏差（例えば、設定点のプラスまたはマイナス１％）を越えるかどうかを決定し得る。ステップ４５５では、逆に、出力フィルタ２３０は、指示フローがバッファを越えるかどうかを決定する場合、出力フィルタ２３０は、タイマーと係合し得る（ステップ４５７）。次いで、出力フィルタ２３０は、指示フローがバッファ内に戻る前に、タイマーがそのクロック限界（すなわち、所定の動作時間）に到達するかどうかを決定し得る（ステップ４６０）。タイマーがそのクロック限界に到達する前に、指示フローがバッファ内に戻る場合、出力フィルタ２３０はステップ４４０に戻る。他の場合では、出力フィルタが指示フローに引き渡し得、これにより、少なくともクロックの動作時間の間、フィルタリングされた指示フローとしてバッファの外部に留まっている（実際のフローにおける連続的または持続的変化を示す）。再度、本発明の実施形態では、出力フィルタ２３０は、フィルタリングされた指示フローを、指示されたフローに対する値を徐々に満たすようにし得ることより、フィルタリングされた指示フローにおける値の鋭い遷移を避ける。このプロセスは、図４と共に説明され、本発明の一実施形態では、マスフローコントローラによって既に使用された既存のプログラム（例えば、メインプログラム）にループサブルーチンとしてインプリメントされ得るが、このプロセスは、当業者に公知の任意の態様（例えばスタンドアロンプログラム）でインプリメントされ得る。
【００４２】
要するに、本発明の実施形態は、指示フローが設定点周辺の所定の範囲内にある場合、フィルタリングされた指示フローとして指示フローを計算することを可能にする（例えば、指示フローが基線の許容可能な偏差内にある場合）。しかし、指示フローが予め定義された範囲の外部を越える場合、所定の範囲内に存在した指示フローの最後の値は、フィルタリングされた指示フローとして出力され得る。さらに、指示フローは、十分長い時間（例えば、クロック限界よりも長い）、十分大きい量（例えば、バッファの外部にある）によって設定点から逸脱する場合、指示フローは、フィルタリングされたフローとして出力され得る。従って、指示フローにおける高周波数ノイズまたは短い持続スパイクが指示フローの最後の良好な値によって提示され得る一方で、提示されたフローにおける設定点からの持続的な偏差はまた、フィルタリングされた指示フローにおいて表され得る。ノイズおよび過渡スパイクが指示フローから除去される一方で、指示フローにおける持続的な偏差がフィルタリングされた指示フローにおいて表されるため、フィルタリングされたフローは、マスフローメータの応答時間に影響を与えることなくシステムに本質的に影響を与える可能性のある実際のフローにおける変化のより良好な理解を提供する。ノイズおよび過渡的なスパイクは指示フローから除去され得る一方で、持続的な偏差が表され得るために、本発明による出力フィルタの実施形態は、誤作動アラームを引き起こす可能性がほとんどないフィルタリングされた指示フローを出力し得る。さらに、製造ツールが誤作動アラームに起因してシャットダウンされる可能性がほとんどないために、本発明は、ダウン時間を低減し、損失ウエハバッチを回避し、著しいコスト節減に至る。
【００４３】
代替の実施形態では、本発明の出力フィルタは、フィルタリングされた指示フローを実際に生成する必要がない。本実施形態では、出力フィルタは、タイマーがバッファ内に戻る指示フローの前にそのクロック限界に到達することを決定するまで、本発明は、任意の信号を引き渡さない。出力フィルタは、タイマーがそのクロック限界に到達する前に、指示フローがバッファ内部に存在するように戻されないことを決定する場合、出力フィルタは、指示フローとして元の指示フローを引き渡し得る。言い換えると、フィルタリングされた指示フローは、指示フローと同じであり得る。
【００４４】
マスフローコントローラと共に使用されることに加えて、本発明による出力フィルタの実施形態は、マスフローメータと共にインプリメントされ得る。図５は、本発明の実施形態によって出力フィルタの一実施形態をインプリメントするマスフローメータ５００の概略図である。マスフローメータ５００では、熱フローセンサ５１０は、システムを介して流体の実際のフロー５１５を計測し、実際のフロー５１５を表すために電気信号５２０を出力することが可能である。Ｄ−コントローラ５２５は、利得と信号５２０の第１の微分信号とを乗算することによって信号５２０の第１の微分信号の重み付き量を決定し得る。Ｄ−コントローラ５２５は、微分信号５２７として信号５２０の第１の微分信号の重み付き量を出力し得る。次いで微分信号５２７は信号５２０に加算されて、指示フロー５３０を確立し得る。再度、システムの応答時間を増大させるために、信号５２０の第１の微分信号の重み付き量を決定し得るＤ−コントローラ５２５は、信号５２０で見出されたノイズを増大させ得る。次いで以下により詳細に説明されたように、出力フィルタ５４０は、（ｉ）中間フィルタリングされた指示フローを発生させるために、動作平均、ＦＩＲ、ＩＩＲ、または当業者によって理解されたような他のフィルタリングスキームを介して指示フロー５３０をフィルタリングし、（ｉｉ）中間フィルタリングされた指示フローの微分信号を発生させ、（ｉｉｉ）Ｄ−コントローラ５２５によって与えられた利得と同一または異なり得る利得による微分信号を乗算し、そして（ｉｖ）フィルタリングされた指示フロー６２０を発生させるために利得によって乗算された中間フィルタリングされた指示フローの微分信号に中間フィルタリングされた指示フローを加算し得る。本発明の一実施形態では、出力フィルタ５４０は、ＤＳＰプラットフォームを用いてインプリメントされ得る。
【００４５】
図６は、本発明のマスフローメータのための出力フィルタの実施形態のフィルタリングプロセスの一実施形態についてのフロー対時間のグラフを提供する。再度、本発明の一実施形態では、このプロセスは、リアルタイムで実行され得る。この出力フィルタは、ライン５３０によって表された指示フローを受信し得る。以前に説明したように、指示フロー５３０は、Ｄ−コントローラ５２５によって生成された増大されたノイズを含み得る。指示フロー５３０において現れ得るノイズおよび任意の過渡的なスパイクの増大を補償するために、出力フィルタは、フィルタリングされたフロー６２０を生成するために指示フロー５３０をフィルタリングし得る。フィルタリングされた指示フローを導き出すように、出力フィルタ５４０の一実施形態は、中間フィルタリングされた指示フロー６３０を発生させるために、まず標準的なフィルタリング技術（動作平均、ＩＩＲ、ＦＩＲ、または当業者によって理解されたような他の技術）を指示フロー５３０に最初に適用し得る。次いで、出力フィルタは、中間フィルタリングされた指示フロー５３０の微分信号（例えば、第１の微分信号）を決定し、微分信号を利得（「Ｋ」）と乗算し得る。この結果は、重み付き微分信号ライン６４０によって表される。次いで出力フィルタ５４０は、中間フィルタリングされた指示フロー６３０および中間フィルタリングされた指示フロー６４０の重み付き微分信号を加算し、フィルタリングされた指示フロー信号６２０を生成する。ＤＳＰ（または他のマイクロプロセッサ）を用いてインプリメントされた場合、出力フィルタ２３０は、フィルタリング出力された指示フロー６２０をＤＳＰ（またはマイクロププロセッサ）の出力ポートに引き渡し得る。
【００４６】
図６の例から留意され得るように、出力フィルタ５４０は、ノイズおよび過渡的なスパイクの指示フロー５３０を除去する。ノイズが指示フローから除去されるか、または少なくとも実質的に指示フローを低減するために、本発明の実施形態は、製造ツールにおける誤作動アラーム状態を引き起こす可能性がほとんどないフィルタリングされた指示フローを生成し、それによりダウン時間およびウエハバッチ損失を低減し得る。さらに、これは、マスフローメータの応答時間を低減することなくなされ得る。
【００４７】
本発明の実施形態は、指示フローからノイズおよび過渡的なスパイクを除去し得る出力フィルタを提供する一方で、指示フローにおける持続的な圧力変化を示すことを継続する。このフィルタリングされたフローは、設定点と比較され得、そしてフィルタリングされた指示フローが十分の大きい程度だけ設定点から逸脱する場合、アラームが発生され得ることにより、製造ツールに関連付けられたシャットダウンする。フィルタリングされた指示フローは、より少量のノイズおよびより少量の過渡的な圧力スパイクを含むために、誤作動アラームを発生させる可能性がほとんどなく、これにより製造ツールのダウン時間およびかなりの費用を節減する。さらに、本発明の実施形態は、マスフローコントローラおよびマスフローメータの応答時間を低減しない。
【００４８】
本発明が、例示的な実施形態に関して、本明細書中でより詳細に説明されてきたが、説明が例示のみによるものであり、限定的な意味で構成されないことが理解されるべきである。従って、本発明の実施形態の細部の多数の変更および本発明のさらなる実施形態が明らかになり、本説明への参照および本明細書で開示された本発明の実施を有する当業者によってなされ得ることがさらに理解されるべきである。このような変化の全ておよびさらなる実施形態の全てが上掲の特許請求の範囲として本発明の意図および真の範囲内にあることが企図される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、ガスフローを調整するための従来技術のシステムを示す概略図である。
【図２】図２は、本発明による出力フィルタの実施形態を利用し得るマスフローコントローラの一次の概略図である。
【図３】図３は、本発明による出力フィルタの実施形態における指示されたフローをフィルタリングするためのプロセスの一実施形態のグラフィカルな図である。
【図４】図４は、マスフローコントローラを用いてインプリメントされる、本発明による出力フィルタの同じ実施形態に対するフローチャートを示す。
【図５】図５は、本発明による出力フィルタの一実施形態をインプリメントするマスフローメータの概略図である。
【図６】図６は、マスフローメータのための出力フィルタの同じ実施形態において発生するフィルタリングプロセスの一実施形態に対するフロー対時間のグラフを提供する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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