流量控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及流量控制技術領域，尤其涉及一種流量控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著集成電路制造技術的飛速發展，集成電路制造對硅片加工技術提出了更為苛刻的要求，既要求對硅片進行超精密加工，又要求保證加工效率。因此，硅片加工的每道工序都要盡可能做到精確控制。在集成電路制造過程中，各種溶液的使用必不可少，溶液供給時，要求溶液流量能夠精確控制并盡可能在較短時間內達到穩定。例如，在電化學拋光工藝中，希望供液管道中供給的拋光液流量能夠快速達到設定值，并且維持穩定。但是由于溫度、濕度的原因造成拋光液屬性不穩，導致對其流量控制較難。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種流量控制方法，該方法不僅能夠對供液管道內液體的流量進行精確控制，而且能夠在短時間內使供液管道內液體的流量達到設定值并維持穩定，提高了工藝加工精度和效率。
[0004]為實現上述目的，本發明提出的流量控制方法，至少使用流量計、控制單元、電磁閥及流量控制器構建PID閉環控制系統，該方法包括如下步驟:建立控制單元輸出至電磁閥的控制電流與供液管道內液體的流量之間的函數模型，獲取流量起始變化點Fmin及流量終止變化點Fmax，在Fmin至Fmax范圍內，供液管道內液體的流量隨控制電流的增大而增大；設定供液管道內液體的流量值，該流量值的取值范圍為Fmin至Fmax ;根據建立的控制電流與供液管道內液體的流量之間的函數模型，計算與設定的流量值相對應的控制電流值，并將控制電流值輸出至電磁閥，電磁閥接收控制電流后輸出具有相應壓力的CDA至流量控制器，開始PID調節，直至供液管道內液體的流量穩定。
[0005]綜上所述，本發明的流量控制方法通過建立控制電流與供液管道內液體的流量之間的函數模型，當設定一個流量值后，能夠根據建立的控制電流與供液管道內液體的流量之間的函數模型快速計算出與該設定的流量值相對應的控制電流值，并將該控制電流值輸送至電磁閥，提高了流量控制精度和效率。
【附圖說明】
[0006]圖1揭示了流量控制裝置的一實施例的結構示意圖。
[0007]圖2揭示了流量控制方法的一實施例的流程圖。
[0008]圖3揭示了流量校準表的生成方法的流程圖。
[0009]圖4揭示了生成的流量校準表的一實施例的示意圖。
[0010]圖5揭示了根據圖4的流量校準表建立的控制電流與供液管道內液體的流量關系示意圖。
[0011]圖6揭示了生成的流量校準表的又一實施例的示意圖。
[0012]圖7揭示了根據圖6的流量校準表建立的控制電流與供液管道內液體的流量關系示意圖。
【具體實施方式】
[0013]為詳細說明本發明的技術內容、所達成目的及效果，下面將結合實施例并配合圖式予以詳細說明。
[0014]參考圖1所示，揭示了流量控制裝置的一實施例的結構示意圖。該流量控制裝置包括盛有液體的儲液槽101、與儲液槽101相連接的供液管道102及將儲液槽101中的液體經由供液管道102抽出的泵103。供液管道102上設置有流量計104及流量控制器105。流量計104與控制單元106連接，流量計104實時計測供液管道102內液體的流量并將計測值變換為電信號輸出至控制單元106。流量控制器105控制供液管道102內液體的流量，流量控制器105通過CDA (compressed air)管道108與電磁閥107的輸出端連接,在一定范圍內，流量控制器105控制的供液管道102內液體的流量與電磁閥107輸出的CDA的壓力成正比，電磁閥107輸出的CDA的壓力增大，則流量控制器105控制的供液管道102內液體的流量增大，反之，電磁閥107輸出的CDA的壓力降低，則流量控制器105控制的供液管道102內液體的流量減小。電磁閥107的輸入端可以與CDA供氣源109連接。電磁閥107還與控制單元106連接，電磁閥107輸出的CDA的壓力大小受控于控制單元106輸出的控制電流，在一定范圍內，控制單元106輸出至電磁閥107的控制電流越大，則電磁閥107輸出的CDA的壓力越大，反之，控制單元106輸出至電磁閥107的控制電流越小，則電磁閥107輸出的CDA的壓力越小。
[0015]上述流量控制裝置由流量計104、控制單元106、電磁閥107及流量控制器105構建了 PID (Proport1n Integrat1n Differentiat1n)閉環控制系統。該 PID 閉環控制系統的工作原理如下:流量計104實時計測供液管道102內液體的流量并將計測值變換為電信號輸出至控制單元106，控制單元106接收流量計104發送的電信號后，將該電信號轉換成供液管道102內液體的流量值，并將該流量值與設定值比較，如果該流量值大于設定值，則控制單元106輸出較小控制電流至電磁閥107，電磁閥107接收控制單元106輸出的較小控制電流后，降低輸出至流量控制器105的CDA的壓力，流量控制器105控制的供液管道102內液體的流量減小；如果該流量值小于設定值，則控制單元106輸出較大控制電流至電磁閥107，電磁閥107接收控制單元106輸出的較大控制電流后，增大輸出至流量控制器105的CDA的壓力，流量控制器105控制的供液管道102內液體的流量增大。通過PID控制系統的自我調節，供液管道102內液體的流量能夠在設定的流量范圍內，并維持穩定。
[0016]基于上述流量控制裝置，本發明提出一種流量控制方法，如圖2所示，該流量控制方法包括如下步驟:
[0017]步驟201:建立控制單元輸出至電磁閥的控制電流與供液管道內液體的流量之間的函數模型，獲取流量起始變化點Fmin及流量終止變化點Fmax，在Fmin至Fmax范圍內，供液管道內液體的流量隨控制電流的增大而增大；
[0018]步驟202:設定供液管道內液體的流量值，該流量值的取值范圍為Fmin至Fmax ；
[0019]步驟203:根據建立的控制電流與供液管道內液體的流量之間的函數模型，計算與設定的流量值相對應的控制電流值，并將控制電流值輸出至電磁閥，電磁閥接收控制電流后輸出具有相應壓力的CDA至流量控制器，開始PID調節，直至供液管道內液體的流量穩定。
[0020]進一步地,還包括步驟204:記錄流量穩定后供液管道內液體的流量值及對應的控制電流值，當下一次設定的流量值與記錄的流量值相同時，控制單元直接輸出記錄的與該流量值相對應的控制電流值，無需進行計算，提高了效率。
[0021]參考圖3至圖5所示，上述建立控制單元輸出至電磁閥的控制電流與供液管道內液體的流量之間的函數模型的方法包括:生成流量校準表；根據生成的流量校準表建立控制單元輸出至電磁閥的控制電流與供液管道內液體的流量之間的函數模型。
[0022]進一步的，如圖3和圖4所示，流量校準表的生成方法包括如下步驟:
[0023]首先,設定最小控制電流值Cmin和最大控制電流值Cmax,該最小控制電流值Cmin為電磁閥額定的最小電流值，該最大控制電流值Cmax為電磁閥額定的最大電流值；
[0024]然后,將最大控制電流值Cmax與最小控制電流值Cmin之間的控制電流值進行若干等分，獲得若干個控制電流值，如圖4所示，在圖4所示的實施例中，將最大控制電流值Cmax與最小控制電流值Cmin之間的控制電流值進行了 30等分,從而獲得了 30個控制電流值，其中每相鄰的兩