(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体ガス分流システムの低価格化を実現する方法を提供する。【解決手段】処理装置が、複数の初期流量設定値コマンドを決め、複数の設定値コマンド各々が、複数のバルブのうちの一つに対応する、処理装置が、複数の初期設定値コマンドの各々を、複数のバルブのうちの対応する一つに送る。処理装置が、複数のバルブの各々からフィードバックを受け取り、複数のバルブの各々からの対応するフィードバックに基づいて、複数の更新された流量設定値コマンドを決め、コマンドの各々が、複数のバルブのうちの一つに対応する。【選択図】図３
2019133681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が複数のバルブのうちの一つに対応する、複数の初期流量設定値コマンドを決めることと、
前記複数の初期流量設定値コマンドの各々を、前記複数のバルブのうちの対応する一つに送ることと、
前記複数のバルブの各々からフィードバックを受け取ることと、
各々が前記複数のバルブのうちの一つに対応する、複数の更新された流量設定値コマンドを、前記複数のバルブの各々からの前記対応するフィードバックに基づいて、処理装置によって決めることと、を含む方法。
【請求項２】
前記フィードバックは、測定された流量及び更新されたバルブ電圧を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数の更新された流量設定値コマンドを決めることは、対応する流量百分率に更に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記フィードバックは、ゲインに基づいて決められる更新された全流量を含み、前記ゲインは、前記複数のバルブの各々からの測定された流量及び対応する流量百分率に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記フィードバックは、更新されたバルブ電圧を更に含み、前記更新された全流量は、誤差に基づいて更に決められ、前記誤差は、最大バルブ電圧と前記更新されたバルブ電圧の間の差、及び比例要因に基づく、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記複数の更新された流量設定値コマンドの各々を、前記対応するバルブに送ることを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記複数の初期流量設定値コマンドの各々が、対応する流量百分率、初期全流量及び対応する初期バルブ電圧に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
各々が複数のバルブのうちの一つに対応する、複数の初期流量設定値コマンドを決めることと、
前記複数の初期流量設定値コマンドの各々を、前記複数のバルブのうちの対応する一つに送ることと、
前記複数のバルブの各々からフィードバックを受け取ることと、
各々が前記複数のバルブのうちの一つに対応する、複数の更新された流量設定値コマンドを、前記複数のバルブの各々からの前記対応するフィードバックに基づいて決めることと、
を含む命令を実行するようにプログラムされたコントローラを含むシステム。
【請求項９】
前記フィードバックは、測定された流量及び更新されたバルブ電圧を含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記複数の更新された流量設定値コマンドを決めることは、対応する流量百分率に更に基づく、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記フィードバックは、ゲインに基づいて決められる更新された全流量を含み、前記ゲインは、前記複数のバルブの各々からの測定された流量及び対応する流量百分率に基づく、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
前記フィードバックは、更新されたバルブ電圧を更に含み、前記更新された全流量は、誤差に基づいて更に決められ、前記誤差は、最大バルブ電圧と前記更新されたバルブ電圧の間の差、並びに比例要因、積分要因及び微分要因のうちの少なくとも一つに基づく、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記複数の更新された流量設定値コマンドの各々を、前記対応するバルブに送ることを更に含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１４】
前記複数の初期流量設定値コマンドの各々が、対応する流量百分率、初期全流量及び対応する初期バルブ電圧に基づく、請求項８に記載のシステム。
【請求項１５】
処理装置によって実行されるとき、
各々が複数のバルブのうちの一つに対応する、複数の初期流量設定値コマンドを決め、
前記複数の初期流量設定値コマンドの各々を、前記複数のバルブのうちの対応する一つに送り、
前記複数のバルブの各々からフィードバックを受け取り、
各々が前記複数のバルブのうちの一つに対応する、複数の更新された流量設定値コマンドを、前記複数のバルブの各々からの前記対応するフィードバックに基づいて、処理装置によって決め、
前記複数の更新された流量設定値コマンドの各々を前記対応するバルブに送ることを、
前記処理装置にさせる命令を有する、非一時的コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、流量比コントローラに関し、より詳細には、質量流量コントローラの管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体処理チャンバ用のガス供給システムは、マルチインジェクションポイントアーキテクチャ又はシェアードチャンバアーキテクチャにおいて、混合比の正確さ、反復性及び再現性を改善するために、分流方法を利用する。分流は、幾つかの用途において、ガス供給システムの費用を著しく減少させることができる。流量比コントローラ（ＦＲＣ）は、有効な分流装置となることができるが、概して非常に複雑である。
【０００３】
ＦＲＣは、ガス又は混合ガスをプロセスチャンバの中の異なるゾーンに分配するために、半導体産業において広く用いられる。しかしながら、ＦＲＣは、釣り合いの取れた過渡的流量を犠牲にして、可能な最速の方法で望ましい新しい設定値を達成するために、釣り合いの取れていない状態を作り出すアルゴリズムをしばしば利用する。加えて、ＦＲＣは、チャネルの数及び流量の範囲において、しばしば制限され、高い費用を負わずに拡張することを妨げる。更に、制御アーキテクチャが、装置内に収容され、装置を使用時点制御に制限する。
【０００４】
本開示は、添付の図面の図において、限定的でなく、例示的に示される。図中において、同様な参照番号は、同様な要素を示す。本開示における「一つの（ａｎ）」又は「一つの（ｏｎｅ）」実施形態への異なる言及は、必ずしも、同じ実施形態への言及ではなく、そのような言及は、少なくとも一つを意味する、ということに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】一実施形態による、アナログ接続を経由して多チャネル質量流量制御装置に連結されるフィードバック駆動の流量制御モジュールを利用する流量制御システムを示すブロック図である。
【図２】流量制御モジュールの一実施形態のブロック図である。
【図３】フィードバック駆動の流量制御の方法の一実施形態を示すフロー図である。
【図４】流量制御設定値を決定する方法の一実施形態を示すフロー図である。
【図５】本発明の一実施形態による、高速イーサキャット（Ｅｔｈｅｒｃａｔ）接続を経由して多チャネル質量流量制御装置に連結されるフィードフォワード駆動の流量制御モジュールを利用する流量制御システムを示すブロック図である。
【図６】バルブ制御モジュールの一実施形態のブロック図である。
【図７】フィードフォワード駆動の流量制御の方法の一実施形態を示すフロー図である。
【図８】本発明の一実施形態による、４つのＭＦＣ装置を用いる４チャネル流量比コントローラにとっての流量の過渡状態のグラフ表示を示す。
【図９】本書に記載される一つ以上の作業を実行することができるコンピュータシステムのブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本開示の実施形態は、２つ以上の質量流量コントローラ（ＭＦＣ）装置のアレイを用いる多チャネル流量比コントローラ（ＦＲＣ）を調節する方法及びシステムに向けられる。ＭＦＣ装置は、互いに並列に動作し、１チャネル当たり１つのＭＦＣで、流量比コントローラチャネルを構成する。ＭＦＣ装置のアレイが、ガス供給からガスを受け、それをガスチャンバ又はガスチャンバ内の特定のゾーンの方に向ける。ＭＦＣ装置は、任意の適当な業界標準の質量流量コントローラであってよい。ＭＦＣ装置のアレイは、個々のＭＦＣ装置への及び個々のＭＦＣ装置からの信号を処理する流量比制御システムによって管理される。信号は、個々のＭＦＣの各々についてのバルブ位置のみならず、全流量を示す電圧測定値を含むことができる。流量比制御システムは、これらの測定値を処理のために制御サーバに送る。制御サーバは、アレイ中の個々のＭＦＣの各々から測定値を受け取り、アレイを通るガスの全流量に何らかの変化を実施するための制御アルゴリズムを実行する。
【０００７】
従来のＦＲＣと異なり、実施形態は、約１０毎分標準立方センチメートル（ｓｃｃｍ）から約２００毎分標準リットル（ｓｌｍ）までの流量範囲にわたって任意の数のチャネルに容易に拡張可能であり、ガスパネル設計の自由度をもたらす。流量設定値を変更する場合に釣り合いの取れていない流量状態を作り出すＦＲＣと異なり、実施形態は、本質的に安定かつチャネル間で釣り合いの取れた制御を、より低い費用で提供する。実施形態は、バルブを可能な限り開いておきながら、流量調整中の圧力低下が最小化されるように、全ガス流をチャネルの間で分ける。
【０００８】
「約」及び「おおよそ」という言葉が、本書で用いられる場合、これらは、提示された名目値が±１０％以内で正確であるということを意味するものとする。加えて、「レシピ」という用語が本書で用いられる場合、望ましい全流量を達成するために、ＭＦＣアレイにわたって配分される流量及び／又はバルブ設定値のある特定の組合せを指すものとする。同様に、「レシピ制御アルゴリズム」という用語は、既定の流量「レシピ」を維持する役割を有する処理論理を指すものとする。
【０００９】
一実施形態において、ＭＦＣアレイは、システムが各通信サイクルで流量設定値コマンドを各ＭＦＣに送る流量設定値モードで、駆動されることができる。流量設定値コマンドは、流量比、測定された全流量及びＭＦＣバルブ電圧の関数である。流量比制御システムは、各ＭＦＣからの流量及びバルブ電圧を評価する。この情報は、制御サーバに送られることができ、そこで、更新された流量設定値が、リアルタイム閉フィードバックループで各ＭＦＣについて計算される。実施形態において、流量比制御システムは、アナログ接続を経由して、各ＭＦＣへコマンドを送り、各ＭＦＣから信号を受け取る。実施形態において、流量比制御システムは、アナログデジタルインターフェースを通ってデジタル接続を経由して、リアルタイムシステムと通信する。一実施形態において、デジタル接続は、高速イーサキャット接続であってもよい。
【００１０】
他の実施形態において、ＭＦＣアレイは、フィードフォワード制御モードで駆動されることができる。この実施形態において、アレイ中のＭＦＣは、アナログデジタルインターフェースを必要とせずに、高速イーサキャット接続などの直接のデジタル接続をサポートすることができる。デジタル接続の使用は、より大量のデータ及び制御測定値を流量比制御システムと制御サーバの間で送受信する能力を提供することができる。それ故に、流量比制御システムは、はるかにより高速かつ正確に制御サーバと通信することができる。実施形態において、流量比制御システムから流量及び電圧情報を受け取った後、制御サーバは、閉フィードバックループからブレークし、ＭＦＣの各々に直接にコマンドを送ることができる。一実施形態において、制御サーバは、制御サーバ内のフィードバック制御論理を迂回して、固定のＭＦＣ流量設定値を直接に各ＭＦＣに送ることができる。他の実施形態において、制御サーバは、ＭＦＣバルブ位置設定値を直接に各ＭＦＣに送ることができる。
【００１１】
フィードフォワード実施形態において、流量比制御システムによって以前に使用された設定値は、データ記憶に保存することができる。制御サーバは、流量比制御システム内で遭遇した特定の流量状態について、正しい流量及び／又はバルブ設定値を予測するために、データ記憶を使用することができる。過去に遭遇した可能性のある不安定な流量状態が検知された場合、制御サーバは、以前の状態を修正するように上手く実行された設定値を選択することができる。その後、制御サーバは、フィードバック制御論理にアクセスせずに、更新された設定値コマンドを直接にＭＦＣアレイに送ることができる。例えば、プロセスレシピステップが、ＭＦＣアレイ内に過渡的な流量の不安定を引き起こす場合、その問題を修正するために各チャネルに対して用いられた流量設定値が、データ記憶に保存され、将来遭遇される同様な不安定を除去するために用いられることができる。その後に、同じ又は類似の流量不安定に遭遇した場合、制御サーバは、データ記憶にアクセスし、流量の修正につながる一連の流量設定値を予測することができる。
【００１２】
図１は、アナログ接続を経由して多チャネル質量流量制御装置に連結されるフィードバック駆動の流量制御モジュールを利用する流量制御システム１００を示すブロック図であり、本書に記載される実施形態は、この中で動作することができる。流量制御システム１００は、ユーザインターフェース１０５、制御サーバ１１０、流量比制御システム１２５、及びＭＦＣアレイ１４０を含むことができる。制御サーバ１１０は、アナログデジタル通信を提供するアナログデジタルインターフェース１２０を経由して流量比制御システム１２５に連結されることができる。流量比制御システム１２５は、質量流量コントローラＭＦＣ１４０−１〜ＭＦＣ１４０−ｎのアレイからアナログ信号を受け取り、アレイにアナログ信号を送ることができる。ここで、ｎは、任意の実施形態における質量流量コントローラの総数を表す。例えば、一実施形態において、質量流量コントローラの総数は、２であってもよい。別の実施形態において、質量流量コントローラの総数は、１０であってもよい。各ＭＦＣ１４０−１〜１４０−ｎが、ガス供給１４５からガスの入力流量１４６を受け取り、チャンバ１５０へ向けられたガスの出力流量１４７を作り出す。
【００１３】
ユーザインターフェース１０５、制御サーバ１１０、及び流量比制御システム１２５に対して、サーバコンピュータ、ゲートウェイコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、ノートブックコンピュータ、ＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）、モバイル通信デバイス、携帯電話、スマートフォン、ハンドヘルドコンピュータ、又は類似の計算装置を含む任意のタイプの計算装置が、個別にホストになることができる。あるいは、ユーザインターフェース１０５、制御サーバ１１０、及び流量比制御システム１２５の任意の組合せに対して、サーバコンピュータ、ゲートウェイコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、モバイル通信デバイス、携帯電話、スマートフォン、ハンドヘルドコンピュータ、又は類似の計算装置を含む単一の計算装置が、ホストになることができる。
【００１４】
ユーザインターフェース１０５は、ユーザが制御サーバ１１０に入力を供給することを可能にするための異なる機能性を有するように、様々に構成されることができる。加えて、ユーザインターフェース１０５は、制御サーバ１１０のステータスに関する情報をユーザに提供するように構成されることができる。一実施形態において、ユーザインターフェース１０５は、望ましい全流量レシピ、現在の全流量示度、任意のＭＦＣについての個別誤差、ＭＦＣアレイについての全誤差、又はそれらの任意の組合せを表示することができる。他の実施形態において、ユーザインターフェース１０５は、ＭＦＣアレイ１４０を通る流量操作を終了させるために用いることができる。
【００１５】
制御サーバ１１０は、ＭＦＣアレイ１４０のうちの任意又は全てのステータスに関して流量比制御システム１２５から受け取るフィードバックに基づく、流量レシピの実行及び調整のためのリソース集約的なアルゴリズムを実行することができる。一実施形態において、制御サーバ１１０は、流量制御モジュール１１５を含むことができる。
【００１６】
流量制御モジュール１１５は、流量レシピの任意又は全ての構成要素の計算に関係する処理を扱うことができる。一実施形態において、流量制御モジュール１１５は、流量比制御システム１２５によって制御される各ＭＦＣ１４０に流量設定値コマンドを送ることができる。一実施形態において、各ＭＦＣについての流量設定値コマンドは、流量百分率、初期全流量測定値、及び初期バルブ電圧測定値に基づくことができる。その後、各ＭＦＣからの流量及びバルブ電圧の示度（又は測定値）が、流量制御モジュール１１５に送り返されることができ、そこで、流量レシピが評価される。その後、更新された流量設定値が、リアルタイム閉フィードバックループで各ＭＦＣについて計算されることができる。その後、更新された流量設定値が、流量比制御システム１２５に送られ、ＭＦＣアレイ１４０の個々のＭＦＣを調整することができる。
【００１７】
制御サーバ１１０は、アナログデジタルインターフェース１２０に連結された高速デジタル接続を経由して、流量比制御システム１２５と通信することができる。制御サーバ１１０は、イーサキャットなどの高速接続によるデジタル入出力をサポートすることができるが、ＭＦＣ技術の中には、アナログ信号入出力しかサポートしないものもある。アナログデジタルインターフェース１２０は、アナログＭＦＣアレイ１４０と制御サーバ１１５の間の接続性を提供する。一実施形態において、アナログデジタルインターフェース１２０は、高分解能アナログデジタル及びデジタルアナログ変換を利用して、アナログ入出力をイーサキャット入出力に変換するＣＩＯＣインターフェースであってもよい。
【００１８】
流量比制御システム１２５は、ＭＦＣアレイ１４０の各ＭＦＣの流量示度及びバルブ位置の測定に関係する処理を扱うことができる。流量比制御システム１２５は、流量示度モジュール１３０及びバルブ位置モジュール１３５を含むことができる。一実施形態において、流量示度モジュール１３０は、ＭＦＣアレイ１４０の個々のＭＦＣの各々から、その個々のＭＦＣの全流量を示すバルブ電圧示度を受け取る。その後、流量示度モジュール１３０は、全流量示度を、レシピ制御アルゴリズムで用いられるように、制御サーバ１１０に送る。一実施形態において、バルブ位置モジュール１３５は、ＭＦＣアレイ１４０の各ＭＦＣから、その個々のＭＦＣのバルブ位置を示す電圧示度を受け取る。その後、バルブ位置モジュール１３５は、バルブ位置示度を、レシピ制御アルゴリズムで用いられるように、制御サーバ１１０に送る。
【００１９】
加えて、流量比制御システム１２５は、更新された設定値コマンドをＭＦＣアレイ１４０の各ＭＦＣへ送ることができる。流量の変化が必要であると、流量制御モジュール１１５が判定する場合、制御サーバ１１０は、更新された流量設定値コマンドを、流量比制御システム１２５を経由してＭＦＣアレイ１４０に送ることができる。同様に、バルブ位置の変化が必要であると、流量制御モジュール１１５が判定する場合、制御サーバ１１０は、更新されたバルブ位置設定値コマンドを、流量比制御システム１２５を経由してＭＦＣアレイ１４０に送ることができる。
【００２０】
図２は、流量制御モジュール２００の一実施形態のブロック図であり、図１の流量制御モジュール１１５に対応することができる。流量制御モジュール２００は、ターゲット設定値モジュール２１０、誤差モジュール２１５、全流量モジュール２２０、及び更新設定値モジュール２２５のうちの一つ以上を含むことができる。加えて、流量制御モジュール２００は、流量示度データ２３０及びバルブ位置データ２３５を受け取ることができ、並びに更新された流量設定値コマンド２４０を送信することができる。
【００２１】
ターゲット設定値モジュール２１０は、ＭＦＣアレイ１４０の各ＭＦＣについて、バルブ電圧の参照閾値を決定するように構成される。参照閾値は、過渡的な流量の間の圧力低下が最小になるように、各ＭＦＣバルブがそこへと駆動されることができるターゲットバルブ電圧を表す。一実施形態において、ターゲット設定値モジュール２１０は、バルブが可能な限り大きく開いている点を表す設定値を利用して、ターゲット参照閾値に達するまで、その設定値を低下させる。一実施形態において、ターゲット設定値モジュール２１０は、ターゲット電圧を計算し、その値をＶｍａｘと表す。
【００２２】
誤差モジュール２１５は、設定値モジュール２１０からのターゲット電圧Ｖｍａｘと、ＭＦＣ１４０アレイ１４０の各ＭＦＣの個々のバルブ電圧との間の差を確定するように構成される。ＭＦＣアレイ１４０の各ＭＦＣの個々のバルブ電圧は、図１の流量比制御システム１２５からバルブ位置データ２３５として受け取ることができる。
【００２３】
誤差モジュール２１５は、値ｄＶｉ＝Ｖｉｍａｘ-Ｖｉを計算する。ここで、ｉは、ＭＦＣアレイの特定のＭＦＣを表し、Ｖｉｍａｘは、そのＭＦＣのＶｍａｘを表し、Ｖｉは、そのＭＦＣの実際の電圧を表す。ｄＶｉの値が正の場合（すなわち、実際のバルブ電圧が、最大閾値よりも低い場合）、それは、そのＭＦＣについての誤差を表す。ｄＶｉの値が負の場合（すなわち、実際のバルブ電圧が、最大閾値を上回る場合）、誤差モジュール２１５は、ｄＶｉの関数として誤差を計算する。関数を用いることによって、バルブをより速く戻すために、誤差が指数関数的に大きくなるように、誤差要因に追加の重みを加えることが可能になる。様々な実施形態において、関数は、比例要因、指数要因、又は多項式要因を用いることができる。
【００２４】
その後、誤差モジュール２１５は、ＭＦＣアレイのＭＦＣについてのＶｉｍａｘ値を合計し、ＭＦＣアレイの全誤差を確定する。一実施形態において、誤差は、ｅと表すことができる。
【００２５】
全流量モジュール２２０は、ＭＦＣアレイのＭＦＣについての望ましい全流量を決定するように構成される。全流量モジュール２２０は、最初に、ＭＦＣアレイのＭＦＣにわたるトータルゲインを計算する。一実施形態において、トータルゲインは、Ｐと表される。トータルゲインは、ＭＦＣアレイのＭＦＣにわたっての全流量示度の比率として確定される。全流量モジュール２２０は、ゲインテーブルを用いて、そこから、ある特定の時点における実際の流量と実際の比率の関数として実際のゲインを内挿することができる。一実施形態において、ＭＦＣアレイのＭＦＣの全流量は、図１の流量比制御システム１２５から流量示度データ２３０として受け取ることができる。一実施形態において、全流量は、ＱＲｄと表される。その後、全流量モジュール２２０は、望ましい全流量を、ＱＲｄと、誤差モジュール２１５で計算された誤差の積として計算する。一実施形態において、望ましい全流量は、Ｑ−ｔｏｔと表される。従って、Ｑ−ｔｏｔ＝ＱＲｄ＊ｅである。一実施形態において、全流量は、ＭＦＣアレイで用いられるＭＦＣ装置についての最大値を上回ることができない。
【００２６】
更新設定値モジュール２２５は、望ましい全流量と比べた現在の流量状態に基づいて、ＭＦＣアレイ１４０の各ＭＦＣについて新しい設定値を決定するように構成される。更新設定値モジュール２２５は、全流量モジュール２２０からの望ましい全流量Ｑ−ｔｏｔを、ＭＦＣアレイの各ＭＦＣについての既定の設定値比率で掛ける。例えば、ＭＦＣアレイが、それぞれ１０％、２０％、３０％及び４０％の流量比を有する４個のＭＦＣから構成される場合、更新設定値モジュール２２５は、全流量モジュール２２０で導出されたＱ−ｔｏｔを、４個のＭＦＣの各々についての比率で掛けて、４個のＭＦＣの各々について新しい設定値を決定するであろう。一実施形態において、その後、更新設定値モジュール２２５は、更新された設定値を、更新された流量設定値コマンド２４０としてＭＦＣアレイのＭＦＣに送ることができる。
【００２７】
図３は、フィードバック駆動の流量制御の方法３００の一実施形態を示すフロー図である。方法３００は、ハードウェア（例えば、回路、専用論理、プログラマブルロジック、マイクロコード、等）、ソフトウェア（例えば、処理装置上で走る命令）、又はその組合せを含むことのできる処理論理によって実行することができる。一実施形態において、方法３００は、図１の流量制御モジュール１１５によって実行される。
【００２８】
方法３００のブロック３０１で、処理論理は、ＭＦＣアレイ１４０についての初期設定値コマンドを決定する。一実施形態において、これは、図２のターゲット設定値モジュール２１０によって実行することができる。ブロック３０２で、処理論理は、システム内のバルブに初期設定値コマンドを送る。一実施形態において、バルブは、図１のＭＦＣアレイ１４０の中の単一のＭＦＣ装置である。ブロック３０３で、ひとたび設定値コマンドがＭＦＣアレイの各ＭＦＣによって処理されると、処理論理はバルブからフィードバックを受け取る。
【００２９】
ブロック３０４で、処理論理は、各ＭＦＣについてのターゲット設定値が達成されたかどうかを判定する。ブロック３０４で、処理論理が、ターゲット設定値が達成されたと判定する場合、本方法は、ブロック３０３に戻り、再びＭＦＣからフィードバックを受け取る。そうでない場合、本方法はブロック３０５へと続いて、処理論理が、ブロック３０３で受け取られたフィードバックに基づいて、更新された設定値コマンドを決定する。一実施形態において、ブロック３０５は、図２の、誤差モジュール２１５、全流量モジュール２２０、及び更新設定値モジュール２２５のうちの任意のもの又は全てのものの組合せによって実行されることができる。
【００３０】
ブロック３０６で、処理論理は、更新された設定値コマンドをバルブに送る。一実施形態において、ブロック３０６は、図２の更新設定値モジュール２２５によって実行され、図２の更新された流量設定値コマンド２４０としてコマンドを送ることができる。ブロック３０７で、処理論理は、流量を終了させるべきかどうかを判定する。例えば、ユーザは、図１のユーザインターフェース１０５などを通して、流量を終了させるためのコマンドを入力することができる。ブロック３０７で、処理論理が、流量が終了されるべきであると判定する場合、本方法は終了する。そうでない場合、本方法は、ブロック３０３に戻り、再びＭＦＣからフィードバックを受け取る。
【００３１】
図４は、流量制御設定値を決定する方法４００の一実施形態を示すフロー図である。方法４００は、ハードウェア（例えば、回路、専用論理、プログラマブルロジック、マイクロコード、等）、ソフトウェア（例えば、処理装置上で走る命令）、又はその組合せを含むことのできる処理論理によって実行することができる。一実施形態において、方法４００は、図１の流量制御モジュール１１５によって実行される。
【００３２】
方法４００のブロック４０１で、処理論理は、ＭＦＣアレイの各バルブについてターゲット設定値を決定する。一実施形態において、ブロック４０１は、図２のターゲット設定値モジュール２１０によって実行することができる。例えば、ターゲット設定値モジュールは、バルブが可能な限り大きく開いている点を表す設定値を利用して、ターゲット参照閾値に達するまで、その設定値を低下させることができる。ここで、ターゲット設定値は、Ｖｍａｘと表される電圧である。
【００３３】
ブロック４０２で、処理論理は、ＭＦＣアレイのＭＦＣにわたっての全誤差値を計算する。一実施形態において、ブロック４０２は、図２の誤差モジュール２１５によって実行することができる。例えば、ターゲット電圧Ｖｍａｘと各ＭＦＣの個々のバルブ電圧との間の差が、値ｄＶｉ＝Ｖｉｍａｘ-Ｖｉとして計算されることができる。ここで、ｉは、ＭＦＣアレイの特定のＭＦＣを表し、Ｖｉｍａｘは、そのＭＦＣのＶｍａｘを表し、Ｖｉは、そのＭＦＣの実際の電圧を表す。ＭＦＣについてＶｉｍａｘの値が合計され、ＭＦＣアレイの全誤差を確定することができ、これは、ｅと表すことができる。
【００３４】
ブロック４０３で、処理論理は、ＭＦＣアレイのＭＦＣにわたっての望ましい全流量を計算する。一実施形態において、ブロック４０３は、図２の全流量モジュール２２０によって実行することができる。例えば、ＭＦＣアレイのＭＦＣにわたってのトータルゲインを、Ｐと表すことができ、ここでトータルゲインは、ＭＦＣアレイのＭＦＣにわたる全流量示度の比率として確定される。ＭＦＣアレイのＭＦＣの全流量は、ＱＲｄと表すことができる。望ましい全流量は、ＱＲｄと誤差ｅの積とすることができ、ここで、望ましい全流量は、Ｑ−ｔｏｔと表すことができる。
【００３５】
ブロック４０４で、処理論理は、ＭＦＣアレイのＭＦＣの各々について、更新された設定値を計算する。一実施形態において、ブロック４０４は、図２の更新設定値モジュール２２５によって実行することができる。例えば、全流量モジュール２２０からの望ましい全流量Ｑ−ｔｏｔを、ＭＦＣアレイの各ＭＦＣについての既定の設定値比率で掛け、各ＭＦＣについて、更新された設定値を決定することができる。
【００３６】
ブロック４０５で、処理論理は、更新された設定値コマンドをバルブに送る。一実施形態において、ブロック４０５は、図２の更新設定値モジュール２２５によって実行され、図２の更新された流量設定値コマンド２４０としてコマンドを送ることができる。ブロック４０６で、処理論理は、ＭＦＣアレイの各ＭＦＣについて流量示度とバルブ位置を受け取る。ブロック４０７で、処理論理は、流量を終了させるべきかどうかを判定する。例えば、ユーザは、図１のフロントエンドシステム１０５などを通して、流量を終了させるためのコマンドを入力することができる。ブロック４０７で、処理論理が、流量が終了されるべきであると判定する場合、本方法は終了する。そうでない場合、本方法はブロック４０８へ続き、処理論理は、ＭＦＣアレイのＭＦＣにわたる実際の全流量を計算する。その後、本方法は、ブロック４０２に戻り、流量が終了されない限り、このプロセスを繰り返す。
【００３７】
図５は、高速イーサキャット接続を経由して多チャネル質量流量制御装置に連結されるフィードフォワード駆動の流量制御モジュールを利用する流量制御システム５００を示すブロック図であり、本書に記載される実施形態は、この中で動作することができる。流量制御システム５００は、ユーザインターフェース５０５、制御サーバ５１０、及び流量比制御システム５２５を含むことができる。制御サーバ５１０は、高速データ転送を提供するデジタル接続を経由して流量比制御システム５２５に連結されることができる。流量比制御システム５２５は、質量流量コントローラＭＦＣ５４０−１〜ＭＦＣ５４０−ｎのアレイに連結されることができる。ここで、ｎは、任意の実施形態における質量流量コントローラの総数を表す。例えば、一実施形態において、質量流量コントローラの総数は、２であってもよい。別の実施形態において、質量流量コントローラの総数は、１０であってもよい。ＭＦＣアレイ５４０の質量流量コントローラの各々が、ガス供給５４５からガスの入力流量５４６を受け取り、チャンバ５５０へ向けられた出力流量５４７を作り出す。
【００３８】
ユーザインターフェース５０５、制御サーバ５１０、及び流量比制御システム５２５に対して、サーバコンピュータ、ゲートウェイコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、ノートブックコンピュータ、ＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）、モバイル通信デバイス、携帯電話、スマートフォン、ハンドヘルドコンピュータ、又は類似の計算装置を含む任意のタイプの計算装置が、個別にホストになることができる。あるいは、ユーザインターフェース５０５、制御サーバ５１０、及び流量比制御システム５２５の任意の組合せに対して、サーバコンピュータ、ゲートウェイコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、モバイル通信デバイス、携帯電話、スマートフォン、ハンドヘルドコンピュータ、又は類似の計算装置を含む単一の計算装置が、ホストになることができる。
【００３９】
ユーザインターフェース５０５は、ユーザが制御サーバ５１０に入力を供給することを可能にするための異なる機能性を有するように、様々に構成されることができる。加えて、ユーザインターフェース５０５は、制御サーバ５１０のステータスに関する情報をユーザに提供するように構成されることができる。一実施形態において、ユーザインターフェース５０５は、望ましい全流量レシピ、現在の全流量示度、任意のＭＦＣについての個別誤差、ＭＦＣアレイ５４０についての全誤差、又はそれらの任意の組合せを表示することができる。他の実施形態において、ユーザインターフェース５０５は、ＭＦＣアレイ５４０を通る流量操作を終了させるために用いることができる。
【００４０】
制御サーバ５１０は、ＭＦＣアレイ５４０に存在する、調整が必要な流量状態を検知するために、流量比制御システム５２５から受け取る情報をモニタするためのリソース集約的なアルゴリズムを実行することができる。一実施形態において、制御サーバ５１０は、バルブ制御モジュール５１５及び設定値データ５２０を含むことができる。
【００４１】
バルブ制御モジュール５１５は、ＭＦＣアレイ５４０への流量調整を行うことに関係する処理を扱うことができる。一実施形態において、バルブ制御モジュール５１５は、ＭＦＣアレイ５４０の中の流量不安定を検知し修正することができる。他の実施形態において、バルブ制御モジュール５１５は、ユーザインターフェース５０５に入力されたコマンドに基づいて、ＭＦＣアレイ５４０に流量調整を行うことができる。
【００４２】
一実施形態において、バルブ制御モジュール５１５は、流量比制御システム５２５を経由して各ＭＦＣに初期設定値コマンドを送ることができる。その後、各ＭＦＣからの流量及びバルブ電圧が、バルブ制御モジュール５１５に送り返されることができ、そこで、流量が評価される。流量不安定が、ＭＦＣアレイ５４０の中に検知される場合、バルブ制御モジュール５１５は、不安定を修正するためのバルブ又は流量設定値を予測することができる。バルブ制御モジュール５１５は、データ記憶に保存されている類似の流量不安定状況において用いられた以前の設定値に基づいて予測を行うことができる。一実施形態において、データ記憶は、設定値データ５２０であってもよい。その後、更新された設定値が、ＭＦＣアレイ５４０の各ＭＦＣについて計算されることができる。その後、更新された流量設定値が、高速デジタル接続を経由して流量比制御システム５２５に直接に送られ、ＭＦＣアレイ５４０の個々のＭＦＣを調整することができる。
【００４３】
一実施形態において、バルブ制御モジュール５１５は、流量不安定が、各ＭＦＣについての全流量設定値における特定の変化で修正できると、判定することができる。この状況において、バルブ制御モジュール５１５は、固定のＭＦＣ流量設定値を、デジタル接続を通ってＭＦＣアレイ５４０の各ＭＦＣに直接に送ることができ、任意のフィードバック制御を直接に迂回することができる。他の実施形態において、バルブ制御モジュール５１５は、流量不安定が、ＭＦＣアレイ５４０の特定のＭＦＣについてのバルブ位置の変化で修正できると、判定することができる。この状況において、バルブ制御モジュール５１５は、ＭＦＣアレイ５４０の適用可能なＭＦＣに直接にバルブ位置設定値を送ることができる。バルブ制御モジュール５１５は、これらの２つのフィードフォワード制御モードのうちのいずれか又は両方を用いて、ＭＦＣアレイ５４０のＭＦＣを個別にのみ更新することができ、又はＭＦＣアレイ５４０のＭＦＣを同時に更新することができる。
【００４４】
制御サーバ５１０は、高速デジタル接続を経由して流量比制御システム５２５と通信することができる。一実施形態において、この接続は、イーサキャット接続であってもよい。デジタル接続の使用は、制御サーバ５１０と流量比制御システム５２５の間で、より大量のデータ及び制御測定値を送受信する能力を提供することができる。それ故に、制御サーバ５１０は、はるかにより高速かつ正確に流量比制御システム５２５と通信することができる。
【００４５】
流量比制御システム５２５は、ＭＦＣアレイ５４０の各ＭＦＣの流量示度及びバルブ位置の測定に関係する処理を扱うことができる。流量比制御システム５２５は、流量示度モジュール５３０及びバルブ位置モジュール５３５を含むことができる。一実施形態において、流量示度モジュール５３０は、ＭＦＣアレイ５４０の個々のＭＦＣの各々から、その個々のＭＦＣの全流量を示すバルブ電圧示度を受け取る。その後、流量示度モジュール５３０は、全流量示度を、バルブ制御アルゴリズムで用いられるように、リアルタイムシステム５１０に送る。「バルブ制御アルゴリズム」という用語は、既定のバルブ電圧「レシピ」を維持する役割を有する処理論理を指すものとする。一実施形態において、バルブ位置モジュール５３５は、ＭＦＣアレイ５４０の各ＭＦＣから、その個々のＭＦＣのバルブ位置を示す電圧示度を受け取る。その後、バルブ位置モジュール５３５は、バルブ位置示度を、バルブ制御アルゴリズムで用いられるように、リアルタイムシステム５１０に送る。
【００４６】
加えて、流量比制御システム５２５は、更新された設定値コマンドをＭＦＣアレイ５４０の各ＭＦＣへ送ることができる。流量の変化が必要であると、バルブ制御モジュール５１５が判定する場合、制御サーバ５１０は、更新された流量設定値コマンドを、流量比制御システム５２５を経由してＭＦＣアレイ５４０に送ることができる。同様に、バルブ位置の変化が必要であると、バルブ制御モジュール５１５が判定する場合、制御サーバ５１０は、更新されたバルブ位置設定値コマンドを、流量比制御システム５２５を経由してＭＦＣアレイ５４０に送ることができる。
【００４７】
図６は、バルブ制御モジュール６００の一実施形態のブロック図であり、図１のバルブ制御モジュール５１５に対応することができる。バルブ制御モジュール６００は、ターゲット設定値モジュール６１０、流量調整モニタ６１５、予測モジュール６２０、及び更新設定値モジュール６２５のうちの一つ以上を含むことができる。加えて、バルブ制御モジュール６００は、流量示度データ６３０、バルブ位置データ６３５、及び以前の設定値データ６４０を受け取ることができ、並びに更新された流量設定値コマンド６４０を送信することができる。
【００４８】
ターゲット設定値モジュール６１０は、ＭＦＣアレイの各ＭＦＣについて、バルブ電圧の参照閾値を決定するように構成される。参照閾値は、過渡的な流量の間の圧力低下が最小になるように、各ＭＦＣバルブがそこへと駆動されることができるターゲットバルブ電圧を表す。一実施形態において、ターゲット設定値モジュール６１０は、バルブが可能な限り大きく開いている点を表す設定値を利用して、ターゲット参照閾値に達するまで、その設定値を低下させる。
【００４９】
流量調整モニタ６１５が、ＭＦＣアレイにわたる流量をモニタし、調整が必要かどうかを判定するように構成される。一実施形態において、流量調整モニタ６１５は、図５のユーザインターフェース５０５から更新された設定値コマンドを受け取ることができる。他の実施形態において、流量調整モニタ６１５は、任意の又は全てのＭＦＣの過渡的な流量における不安定に対してＭＦＣアレイをモニタすることができる。一実施形態において、流量不安定モジュール６１５は、図２の誤差モジュール２１５で説明したような誤差を計算することに基づいて不安定を検知することができる。他の実施形態において、流量調整モニタ６１５は、図２の全流量モジュール２２０で説明したようなＭＦＣアレイのＭＦＣにわたる全流量示度を用いてゲインを計算することに基づいて、不安定を検知することができる。実施形態において、流量調整モニタ６１５は、流量不安定がＭＦＣアレイに存在するかどうかを判定するために、流量示度データ６３０及び／又はバルブ位置データ６３５を用いることができる。
【００５０】
予測モジュール６２０が、流量調整モニタ６１５によって検知される流量調整に基づいて、修正されたバルブ又は流量設定値を生成するように、構成される。一実施形態において、予測モジュール６２０は、図５のユーザインターフェース５０５を通るユーザ入力を経由して直接に修正設定値を受け取ることができる。他の実施形態において、予測モジュール６２０は、ユーザ入力に基づいて、更新された設定値を予測することができる。例えば、ユーザが、更新された設定値をユーザインターフェースに入力する場合、予測モジュール６２０は、より効率的な流量が達成された以前に入力された設定値に基づいて、最も効率的な流量又はバルブの設定値の予測を生成することができる。予測モジュール６２０は、実質的に類似の設定値の組が過去に入力されたことがあるかどうか、及びそれらの設定値が流量不安定を招いたかどうかを判定するために、保存された設定値のデータベースをサーチすることができる。その後、予測モジュール６２０は、非効率な流量状態を回避しそうな設定値の新たな組を生成することができる。
【００５１】
他の実施形態において、予測モジュール６２０は、流量調整モニタ６１５によって検知された任意の不安定を修正するために、可能なバルブ又は流量の設定値を予測することができる。流量不安定が検知される場合、予測モジュール６２０は、図５の設定値データ５２０に見出すことができるような、保存された設定値のデータベースから以前の設定値データ６４０を受け取ることができる。予測モジュール６２０は、現在検知されている流量不安定（又は実質的に類似の流量不安定）が、以前にシステム内で起こったかどうかを判定するために、保存された設定値をサーチすることができる。そうである場合、予測モジュール６２０は、現在検知されている流量不安定を修正しようとするために、以前の流量不安定を修正するためにシステムによって利用された設定値を受け取るであろう。
【００５２】
あるいは、現在の流量不安定の状態が、以前システム内で遭遇されなかった場合には、予測モジュール６２０は、現在の流量不安定と類似していた不安定状態をサーチすることができる。一実施形態において、予測モジュール６２０は、設定可能な閾値限界を用いることができ、その閾値限界によって、以前に遭遇した任意の流量不安定状態は、現在の流量不安定に十分に類似しており、可能な修正を予測するのに役立つと、見なすことができる。例えば、一実施形態は、現在の不安定状態の全流量電圧を、保存された不安定データの全流量電圧と比較することができる。２つが同じではないが、互いの既定の電圧閾値の範囲内にある場合、予測モジュール６２０は、２つが十分に類似しているので、保存されているデータの設定値が、現在の問題についての修正を予測する際に役立つことができると、判定することができる。
【００５３】
更新設定値モジュール６２５は、予測モジュール６２０によって生成された予測に基づいて、ＭＦＣアレイの各ＭＦＣについての新しい設定値を決定するように、構成される。一実施形態において、更新設定値モジュール６２５は、更新された設定値を、更新された流量設定値コマンド６４５としてＭＦＣアレイのＭＦＣに直接に送ることができる。
【００５４】
図７は、フィードフォワード駆動の流量制御の方法７００の一実施形態を示すフロー図である。方法７００は、ハードウェア（例えば、回路、専用論理、プログラマブルロジック、マイクロコード、等）、ソフトウェア（例えば、処理装置上で走る命令）、又はその組合せを含むことのできる処理論理によって実行することができる。一実施形態において、方法７００は、図５のバルブ制御モジュール５１５によって実行される。
【００５５】
方法７００のブロック７０１で、処理論理は、ＭＦＣアレイについての初期設定値コマンドを決定する。一実施形態において、これは、図６のターゲット設定値モジュール６１０によって実行することができる。ブロック７０２で、処理論理は、システム内のバルブに初期設定値コマンドを送る。一実施形態において、バルブは、図５のＭＦＣアレイ５４０の中のＭＦＣ装置である。ブロック７０３で、処理論理は、流量調整が必要とされるかどうかを判定する。例えば、一実施形態において、流量不安定がシステム中で検知されたかどうかが、判定される。他の実施形態において、新しい設定値コマンドがユーザインターフェースに入力されたかどうかが、判定されることができる。流量調整が必要とされない場合、処理論理は、流量調整に関してシステムをモニタし続ける。処理論理が、流量調整が必要であると判定する場合、本方法はブロック７０４へと続き、処理論理は調整を予測する。例えば、流量不安定が検知される場合、流量不安定に対する修正が、予測されることができる。同様に、ユーザが、更新された設定値コマンドをユーザインターフェースに入力し、それが流量不安定をもたらし得る場合、流量不安定を回避するために、ユーザが入力した設定値に対する修正が、判定されることができる。一実施形態において、ブロック７０４は、図６の予測モジュール６２０によって実行されることができる。
【００５６】
ブロック７０５で、処理論理は、ブロック７０４で予測された調整に基づいて、更新された設定値コマンドを決定する。一実施形態において、ブロック７０５は、図６の更新設定値モジュール６２５によって実行することができる。ブロック７０６で、処理論理は、更新された設定値コマンドをバルブに送る。一実施形態において、ブロック７０６は、図６の更新設定値モジュール６２５によって実行され、更新されたバルブ設定値コマンド６４５としてコマンドを送ることができる。
【００５７】
ブロック７０７で、処理論理は、流量を終了させるべきかどうかを判定する。例えば、ユーザは、図５のフロントエンドシステム５０５などを通して、流量を終了させるためのコマンドを入力することができる。ブロック７０７で、処理論理が、流量が終了されるべきであると判定する場合、本方法は終了する。そうでない場合、本方法は、ブロック７０３に戻り、システム内の流量不安定を再びチェックする。
【００５８】
図８は、本発明の一実施形態による、４つのＭＦＣ装置を用いる４チャネル流量比コントローラにとっての流量の過渡状態のグラフ表示を示す。一実施形態において、ＭＦＣ８０１、ＭＦＣ８０２、ＭＦＣ８０３、及びＭＦＣ８０４は、図１のＭＦＣ１４０−１からＭＦＣ１４０−ｎまでであってもよい。
【００５９】
１０秒と示された時刻で、ＭＦＣ８０１及びＭＦＣ８０３は、各々、２６％の流量比に設定され、ＭＦＣ８０２及びＭＦＣ８０４は、各々、２４％の流量比に設定される。ＭＦＣは、おおよそ時刻１６まで、これらの設定値に留まり、そこで、新しい設定値がシステムに入力される。例えば、ユーザは、新しいターゲット設定値を図１のフロントエンドシステム１０５に入力することができる。時刻１６で、流量制御アルゴリズムは、更新された設定値を反復して計算し、アレイの４つのＭＦＣの各々にそれらを送ることを開始する。一実施形態において、流量制御アルゴリズムは、図１の流量制御モジュール１１５によって実行されることができる。全流量にスパイク波形をこうむらずに、望ましい流量が達成されるまで、４つのＭＦＣの各々が釣り合い良く調整される。おおよそ１７秒の時刻で、ＭＦＣ８０１は４１％の流量に更新され、ＭＦＣ８０２は３９％の流量に更新され、ＭＦＣ８０３は１１％の流量に更新され、ＭＦＣ８０４は９％の流量に更新された。
【００６０】
おおよそ２４秒の時刻で、設定値は再び更新され、４つのＭＦＣを新たな望ましい流量へと至らせる。おおよそ２６秒の時刻で、ＭＦＣ８０３は４１％の流量に更新され、ＭＦＣ８０４は３９％の流量に更新され、ＭＦＣ８０１は１１％の流量に更新され、ＭＦＣ８０２は９％の流量に更新された。
【００６１】
図８は４つのチャネルの場合の実施形態を記載することに、留意されたい。しかしながら、実施形態によれば、ＭＦＣアレイは、４つより少ないチャネルを含んでもよいし、４つより多いチャネルを含んでもよい。
【００６２】
図９は、例示的な計算装置９００を示すブロック図である。一実施形態において、計算装置は、制御モジュール９４０を提供する計算装置に対応する。一実施形態において、制御モジュール９４０は、図１の流量制御モジュール１１５であってもよい。他の実施形態において、制御モジュール９４０は、図５のバルブ制御モジュール５１５であってもよい。計算装置９００は、本明細書で論じられる技法のうちの任意の１つ以上をマシンに実行させるための１組の命令を含む。代替的な実施形態において、マシンは、ＬＡＮ、イントラネット、エクストラネット、又はインターネットの中の他のマシンに接続（例えば、ネットワーク接続）させることができる。マシンは、クライアントサーバネットワーク環境の中のサーバマシンの能力で動作することができる。マシンは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、セットトップボックス（ＳＴＢ）、サーバ、ネットワークルータ、スイッチ若しくはブリッジ、又はそのマシンによって取られるべきアクションを明示する１組の命令（シーケンシャル又は他の方法の）を実行する能力のある任意のマシンであってよい。更に、単一のマシンのみが示されているけれども、「マシン」という言葉は、本明細書で論じられる技法のうちの任意の一つ以上を実行するための１組（又は複数の組）の命令を個別に又は共同で実行するマシンの任意の集まりをも含むとみなされるものとする。
【００６３】
例示的な計算装置９００は、処理システム（処理装置）９０２、メインメモリ９０４（例えば、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）などのダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、等）、スタティックメモリ１００６（例えば、フラッシュメモリ、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、等）、及びデータストレージ装置９１８を含み、それらはバス９３０を経由して互いと通信する。
【００６４】
処理装置９０２は、マイクロプロセッサ、中央処理装置などの一つ以上の汎用処理装置を表す。更に詳細には、処理装置９０２は、複合命令セットコンピューティング（ＣＩＳＣ）マイクロプロセッサ、縮小命令セットコンピューティング（ＲＩＳＣ）マイクロプロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ）マイクロプロセッサ、又は他の命令セットを実行するプロセッサ若しくは命令セットの組合せを実行するプロセッサであってよい。処理装置９０２はまた、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ネットワークプロセッサなどの、一つ以上の専用処理装置であってもよい。処理装置９０２は、本明細書で論じられる動作及びステップを実行するために制御モジュール９４０を実行するように構成される。
【００６５】
計算装置９００は、ネットワークインターフェース装置９０８を更に含むことができる。計算装置９００はまた、ビデオディスプレイ装置９１０（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又はブラウン管（ＣＲＴ））、英数字入力装置９１２（例えば、キーボード）、カーソル制御装置９１４（例えば、マウス）及び信号生成装置９１６（例えば、スピーカ）を含むことができる。
【００６６】
データストレージ装置９１８は、本明細書で論じられる技法又は機能のうちの任意の一つ以上を具現化している一つ以上の組の命令（制御モジュール９４０の命令）が記憶されるコンピュータ可読ストレージ媒体９２８を含むことができる。制御モジュール９４０はまた、計算装置９００によるそれの実行中、メインメモリ９０４の中及び／又は処理装置９０２の中に、完全に又は少なくとも部分的に、存在することができ、メインメモリ９０４と処理装置９０２もまた、コンピュータ可読媒体を構成する。更に、制御モジュール９４０は、ネットワークインターフェース装置９０８を経由してネットワーク９２０を通じて送信又は受信されることができる。
【００６７】
コンピュータ可読ストレージ媒体９２８は、例示的な実施形態において、単一の媒体であると示されているけれども、「コンピュータ可読ストレージ媒体」という用語は、一つ以上の組の命令を記憶する単一の媒体又は複数の媒体（例えば、集中型又は分散型データベース、及び／又は関連するキャッシュ及びサーバ）を含むとみなされるべきである。「コンピュータ可読ストレージ媒体」という用語はまた、マシンによって実行され、本開示の任意の一つ以上の技法をマシンに実行させる１組の命令を記憶し、符号化し、又は運ぶことができる任意の媒体を含むと見なされる。従って、「コンピュータ可読ストレージ媒体」という用語は、限定されないが、固体記憶装置、光学式媒体、及び磁気媒体を含むと見なされる。
【００６８】
上記に、多数の詳細が述べられている。しかしながら、これらの特定の詳細がなくとも本開示の実施形態は実施できるということが、本開示を利用できる当業者にとって明らかであろう。幾つかの例では、説明を不明瞭にすることを回避するため、周知の構造及び装置が、詳細によりはむしろ、ブロック図の形で示される。
【００６９】
詳細な説明の幾つかの部分は、アルゴリズム及びコンピュータメモリ内のデータビットでの動作の記号表示で提示される。これらのアルゴリズム的記載及び表示は、データ処理の当業者が、彼らの仕事の内容を他の当業者に最も効果的に伝えるために用いる手段である。本明細書で及び一般に、アルゴリズムは、望まれる結果をもたらす、自己矛盾のないステップのシーケンスであると考えられる。ステップは、物理量の物理的操作を必要とするものである。必ずではないが、通常、これらの量は、保存され、転送され、結合され、比較され、及びその他の方法で操作されることのできる電気的又は磁気的信号の形を取る。これらの信号を、ビット、値、要素、記号、文字、用語、数字、等として参照することが、主に共通の使用のために、時々好都合であることがわかった。
【００７０】
しかしながら、これら及び同様な用語の全ては、適切な物理量と関連付けられるべきであり、これらの量に適用される単に都合の良いラベルにすぎないということに留意すべきである。上記議論から明らかなように、そうでないと明確に述べられない限り、本明細書を通して、「決定する（ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ）」、「追加する（ａｄｄｉｎｇ）」、「提供する（ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ）」、などの用語を利用する議論は、計算機システムのレジスタ及びメモリ内で物理的（例えば、電子的）量として表わされるデータを操作して、計算機システムのメモリ若しくはレジスタ又は他のそのような情報記憶装置内での物理量として同様に表わされる他のデータに変換する計算装置、又は類似の電子計算装置、の動作及び処理を参照するということが、認識される。
【００７１】
本開示の実施形態はまた、本明細書中の操作を実行するための装置に関する。この装置は、必要とされる目的のために特別に組立てられてもよいし、又はコンピュータに格納されるコンピュータプログラムによって選択的に作動又は再構成される汎用コンピュータを備えてもよい。そのようなコンピュータプログラムは、限定されないが、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、及び光磁気ディスクを含む任意のタイプのディスク、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気若しくは光カード、又は電子的命令を記憶するのに適した任意のタイプの媒体などのコンピュータ可読ストレージ媒体に保存することができる。
【００７２】
上記説明は、例示的であり、限定的ではないと意図されるということが理解されるべきである。上記説明を読み理解すると、当業者には、多くの他の実施形態が明らかとなるであろう。それ故、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、そうした特許請求の範囲が権利を与えられる均等物の全範囲とともに、決められるべきである。
【図１】
2019133681.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年3月28日(2019.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量流量コントローラ（ＭＦＣ）装置のアレイが備える複数のバルブのうちの一つにそれぞれ対応する、複数の流量設定値コマンドを決定することと、
前記複数のバルブのうちの対応するバルブの過渡的な出力流量を設定値比率に到達させる前記複数の流量設定値コマンドの各々を、前記複数のバルブのうちの対応する一つに送ることと、
前記複数のバルブの各々について、前記過渡的な出力流量の間の各バルブでの圧力低下を最小にするターゲット設定値を決定することと、
前記複数のバルブの各々からフィードバックを受け取ることと、
前記フィードバックに基づいて、前記ターゲット設定値が達成されていないことを決定することと、
前記ＭＦＣ装置アレイの前記複数のバルブについて、前記複数のバルブにおける各値の個別誤差の合計である、全誤差を決定することと、
前記複数のバルブの現在の全出力流量と全誤差に基づいて、前記ＭＦＣ装置のアレイの前記複数のバルブの望ましい全出力流量を決定することと、
釣り合いの取れた過渡的な出力流量を提供し、且つ前記過渡的な出力流量の間の前記複数のバルブの各バルブでの圧力低下を最小にするために、前記設定値比率にしたがって、前記現在の全出力流量を前記複数のバルブ間で釣り合いよく分配することによって、前記望ましい全出力流量と合致するように前記現在の全出力流量を変更すること
を含む、方法。
【請求項２】
前記ＭＦＣ装置のアレイの前記複数のバルブについて全誤差を決定することが、
前記アレイの前記複数のバルブの各々について、バルブ電圧を決定することと、
前記アレイの前記複数のバルブの各々について、各バルブ電圧とターゲット電圧との差を決定することと、
前記差の合計を決定すること
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記現在の全出力流量を変更することがさらに、
前記望ましい全出力流量と前記設定値比率に基づいて、別の複数の流量設定値コマンドを決定することと、
前記別の複数の流量設定値コマンドの各々を、前記複数のバルブのうちの対応する一つに送ること
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記フィードバックが、前記複数のバルブの各々について、測定された流量及び更新されたバルブ電圧を含み、前記更新されたバルブ電圧が、流量示度モジュール（１３０）からの更新されたバルブ電圧か、バルブ位置モジュール（１３５）からの更新された電圧示度であり、前記望ましい全出力流量が、前記複数のバルブの前記現在の全出力流量と前記複数のバルブの全誤差の積として計算されるか、または前記望ましい全出力流量が、前記複数のバルブの各々からの測定された流量と対応する流量百分率とに基づくゲインに基づいて決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記フィードバックがさらに、複数の更新されたバルブ電圧を含み、前記全誤差が、複数の最大バルブ電圧と前記複数の更新されたバルブ電圧との複数の差に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記複数の流量設定値コマンドの各々が、対応する流量百分率と、初期の全流量と、対応する初期のバルブ電圧に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
メモリと処理装置を備えたシステムであって、前記処理装置が、
質量流量コントローラ（ＭＦＣ）装置のアレイが備える複数のバルブのうちの一つにそれぞれ対応する、複数の流量設定値コマンドを決定し、
前記複数のバルブのうちの対応するバルブの過渡的な出力流量を設定値比率に到達させる前記複数の流量設定値コマンドの各々を、前記複数のバルブのうちの対応する一つに送り、
前記複数のバルブの各々について、前記過渡的な出力流量の間の各バルブでの圧力低下を最小にするターゲット設定値を決定し、
前記複数のバルブの各々からフィードバックを受け取り、
前記フィードバックに基づいて、前記ターゲット設定値が達成されていないことを決定し、
前記ＭＦＣ装置のアレイの前記複数のバルブについて、前記複数のバルブにおける各値の個別誤差の合計である、全誤差を決定し、
前記複数のバルブの現在の全出力流量と全誤差に基づいて、前記ＭＦＣ装置のアレイの前記複数のバルブの望ましい全出力流量を決定し、
釣り合いの取れた過渡的な出力流量を提供し、且つ前記過渡的な出力流量の間の前記複数のバルブの各バルブでの圧力低下を最小にするために、前記設定値比率にしたがって、前記現在の全出力流量を前記複数のバルブ間で釣り合いよく分配することによって、前記望ましい全出力流量と合致するように前記現在の全出力流量を変更する、システム。
【請求項８】
前記フィードバックが、前記複数のバルブの各々について、測定された流量及び更新されたバルブ電圧を含み、前記更新されたバルブ電圧が、流量示度モジュール（１３０）からの更新されたバルブ電圧か、バルブ位置モジュール（１３５）からの更新された電圧示度である、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記現在の全出力流量を変更するために、さらに、前記処理装置が、
前記望ましい全出力流量と前記設定値比率に基づいて、別の複数の流量設定値コマンドを決定し、
前記別の複数の流量設定値コマンドの各々を、前記複数のバルブのうちの対応する一つに送る、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記望ましい全出力流量が、前記複数のバルブの前記現在の全出力流量と前記複数のバルブの全誤差の積として計算されるか、または、前記複数のバルブの各々からの測定された流量と対応する流量百分率とに基づくゲインに基づいて決定される、請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記フィードバックがさらに、複数の更新されたバルブ電圧を含み、前記全誤差が、複数の最大バルブ電圧と前記複数の更新されたバルブ電圧との複数の差に基づく、請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
前記全誤差がさらに、比例要因、積分要因及び微分要因のうちの少なくとも一つに基づく、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記複数の流量設定値コマンドの各々が、対応する流量百分率と、初期の全流量と、対応する初期のバルブ電圧に基づく、請求項７に記載のシステム。
【請求項１４】
処理装置によって実行されたときに、
質量流量コントローラ（ＭＦＣ）装置のアレイが備える複数のバルブのうちの一つにそれぞれ対応する、複数の流量設定値コマンドを決定し、
前記複数のバルブのうちの対応するバルブの過渡的な出力流量を設定値比率に到達させる前記複数の流量設定値コマンドの各々を、前記複数のバルブのうちの対応する一つに送り、
前記複数のバルブの各々について、前記過渡的な出力流量の間の各バルブでの圧力低下を最小にするターゲット設定値を決定し、
前記複数のバルブの各々からフィードバックを受け取り、
前記フィードバックに基づいて、前記ターゲット設定値が達成されていないことを決定し、
前記ＭＦＣ装置のアレイの前記複数のバルブについて、前記複数のバルブにおける各値の個別誤差の合計である、全誤差を決定し、
前記複数のバルブの現在の全出力流量と全誤差に基づいて、前記ＭＦＣ装置のアレイの前記複数のバルブの望ましい全出力流量を決定し、
釣り合いの取れた過渡的な出力流量を提供し、且つ前記過渡的な出力流量の間の前記複数のバルブの各バルブでの圧力低下を最小にするために、前記設定値比率にしたがって、前記現在の全出力流量を前記複数のバルブ間で釣り合いよく分配することによって、前記望ましい全出力流量と合致するように前記現在の全出力流量を変更する
ことを前記処理装置にさせる命令を有する、非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１５】
前記現在の全出力流量を変更するために、前記処理装置が、
前記望ましい全出力流量と前記設定値比率に基づいて、別の複数の流量設定値コマンドを決定し、
前記別の複数の流量設定値コマンドの各々を、前記複数のバルブのうちの対応する一つに送る、請求項１４に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【外国語明細書】
2019133681000001.pdf