專利名稱：用于泵中的機械活塞的位置控制的系統和方法
技術領域：
本發明通常涉及流體泵。特別是，本發明的實施例涉及用于在半導體制造中使用的馬達驅動單級或多級泵中的機械活塞的位置控制的系統和方法。
背景技術：
已經有很多用途需要對由泵送裝置分配流體的量和/或速率進行精確控制。在半導體處理中，例如重要的是控制光化學藥品(例如光致抗蝕劑)施加在半導體晶片上的量和速率。在處理過程中施加在半導體晶片上的涂層通常需要在晶片表面上有特定平直度和/或均勻厚度(它以埃來測量)。處理化學藥品施加(即分配)在晶片上的速率必須仔細控制，以便保證處理液體均勻施加。在目前，在半導體工業中使用的光化學藥品通常非常昂貴，價格為每升$1000或更高。因此很希望保證使用最少但足夠量的化學藥品，并保證該化學藥品不會由于泵送裝置而受到損害。不幸的是，由于很多相互關聯的問題，在目前的泵送系統中可能很難獲得這些希望的量。例如，由于引入供給源的問題，不同系統的壓力可能變化。由于流體動力學特性，不同流體所需的壓力也不同(例如，具有更高粘性的流體需要更大壓力)。在工作時，來自泵送系統(例如步進馬達)各個部件的振動可能對泵送系統的性能有不利影響，特別是在分配階段。在利用氣動泵的泵送系統中，當螺線管起動時，可能引起較大的壓力峰值。在利用多級泵的泵送系統中，工作中的較小故障可能在液體中引起尖銳的壓力峰值。這些壓力峰值和隨后的壓力降可能損害流體(即可能不利地改變流體的物理特征)。另外，壓力峰值可能導致流體壓力積累，這可能使得分配泵分配比預定更多的流體，或者以具有不利動態特征的方式來分配流體。而且，由于這些問題相互關聯，因此有時解決一個問題可能引起更多問題和/或使得情況更差。通常，泵送系統不能在循環過程中令人滿意地控制壓力變化。因此需要新的泵送系統，它能夠提供實時、平滑的運動以及對流體運動和分配量進行極其精確和可重復的位置控制。特別是，泵中的機械活塞需要精確和可重復的位置控制。本發明實施例能夠解決這些和更多需要。
發明內容
本發明實施例提供了用于泵中的機械活塞的精確和可重復位置控制的系統和方法，它基本消除或減少了在半導體制造中使用的現有泵送系統和方法的缺點。特別是，本發明實施例提供了具有馬達驅動泵的泵送系統。在本發明的一個實施例中，馬達驅動泵是分配泵。 在本發明的實施例中，分配泵可以是多級或單級泵的一部分。在本發明的一個實施例中，兩級分配泵通過永磁體同步馬達(PMSM)和利用場定向控制(FOC)的數字信號處理器(DSP)來驅動。在本發明的一個實施例中，分配泵由無刷DC馬達(BLDCM)來驅動，該無刷DC馬達有位置傳感器，用于實時位置反饋。這里所述的本發明實施例的優點包括能夠提供實時平滑運動以及對于流體運動和分配量的極其精確和可重復的位置控制。本發明的目的是降低發熱，同時不會不希望地損害分配閥的精確位置控制。該目的可通過具有定制控制方案的本發明實施例來實現，該定制控制方案設置成增加用于關鍵函數(例如分配)的馬達位置控制算法的操作頻率，并減少對于非關鍵函數的可選范圍的操作頻率。本發明實施例的另一優點是提高速度控制。這里的定制控制方案可以使馬達在非常低的速度下運轉，同時仍保持恒定速度，這使得這里所述的新泵送系統能夠在很寬的速度范圍內工作，且變化最小，從而大大提高了分配性能和工作能力。
參考下面的說明并結合附圖，可以更完全地了解本發明和本發明的優點，在附圖中，相同參考標號表示相同特征，且附圖中圖1是根據本發明一個實施例的、具有無刷DC馬達的馬達組件的示意圖；圖2是根據本發明一個實施例的、利用無刷DC馬達的多級泵(“多級泵”)的示意圖；圖3是根據本發明一個實施例的、利用多級泵的泵送系統的示意圖；圖4是用于本發明一個實施例的閥和馬達定時的示意圖；圖5是根據本發明一個實施例的、比較無刷DC馬達和步進馬達的平均力矩輸出和速度范圍的曲線圖；圖6是根據本發明一個實施例的、在無刷DC馬達和步進馬達之間比較平均馬達電流和負載的曲線圖；圖7是表示在30kHz馬達操作和IOkHz馬達操作之間的差異的曲線圖；圖8是根據本發明一個實施例的、表示無刷DC馬達和步進馬達在不同階段的循環正時的線圖；圖9是根據本發明一個實施例的、解釋步進馬達和無刷DC馬達在過濾處理開始時的壓力控制正時的線圖；以及圖10是根據本發明一個實施例的、表示使用無刷DC馬達的單級泵的視圖。
具體實施例方式下面將參考附圖介紹本發明的優選實施例，附圖并不必須按比例畫出，且各個附圖中，相同標號用于表不相同和相應的部件。本發明實施例涉及具有多級(“多級”)泵的泵送系統，用于在半導體制造過程中將流體供給和分配至晶片上。具體地說，本發明實施例提供了一種使用多級泵的泵送系統，它包括供給級泵，該供給級泵由步進馬達來驅動；以及分配級泵，該分配級泵由無刷DC馬達來驅動，用于極其精確和可重復地控制流體運動和流體在晶片上的分配量。應當知道，使用這里所述的這種泵的多級泵和泵送系統是作為實例提供，而不是進行限制，且本發明實施例可以用于其它的多級泵結構。下面將更詳細地介紹具有精確和可重復的位置控制的馬達驅動泵送系統的實施例。圖1是根據本發明一個實施例的馬達組件3000的示意圖，該馬達組件3000有馬達3030和與它連接的位置傳感器3040。在圖1所示的實例中，隔膜組件3010通過絲杠3020而與馬達3030連接。在一個實施例中，馬達3030是永磁體同步馬達(“PMSM”)。在刷式DC馬達中，電流極性通過換向器和電刷而改變。不過，在PMSM中，通過與轉子位置同步轉換的功率晶體管來進行極性反轉。因此，PMSM可以有類似“無刷”的特征，并認為比刷式DC馬達更可靠。另外，PMSM可以通過由轉子磁體產生轉子磁通而獲得更高效率。PMSM的另外優點包括減小振動、降低噪音(通過省略電刷)、高效散熱、占地面積更小和轉子慣性更低。根據定子怎樣纏繞，由于馬達運動而在定子中引起的反電動勢(back-electromagnetic force)可以有不同型面。一種型面可以是梯形形狀，另一型面可以是正弦曲線形狀。在本說明書中，術語PMSM將表示所有類型的無刷永磁體馬達，并可用于與術語無刷DC馬達(“BLDCM”)互換。在本發明實施例中，BLDCM 3030可以用作泵(例如圖2中所示的多級泵100)中的供給馬達和/或分配馬達。在該實例中，多級泵100包括供給級部分105和分開的分配級部分110。供給級105和分配級110可以包括滾轉隔膜泵，以便在多級泵中泵送流體。供給級泵150 (“供給泵150”)例如包括供給腔室155，用于收集流體；供給級隔膜160，用于在供給腔室155中運動和轉移流體；活塞165，用于使供給級隔膜160運動；絲杠170 ;以及供給馬達175。絲杠170通過螺母、齒輪或者用于從馬達向絲杠170施加能量的其它機構而與供給馬達175連接。供給馬達175使得螺母旋轉，該螺母再使絲杠170旋轉，從而驅動活塞165。供給馬達175可以為任意合適馬達(例如步進馬達、BLDCM等)。在本發明的一個實施例中，供給泵175使用步進馬達。分配級泵180 (“分配泵180”)可以包括分配腔室185、分配級隔膜190、活塞192、絲杠195和分配馬達200。分配馬達200可以為任意合適馬達，包括BLDCM。在本發明的一個實施例中，分配馬達200使用圖1的BLDCM 3030。分配馬達200可以通過數字信號處理器(“DSP”)(利用在分配馬達200處的場定向控制“F0C”)、通過多級泵100上的控制器或者通過單獨的泵控制器(例如泵100的外部)來進行控制。分配馬達200還可以包括編碼器(例如細線旋轉位置編碼器或位置傳感器3040)，用于實時反饋分配馬達200的位置。使用位置傳感器使得活塞192的位置能夠精確和可重復地進行控制，這導致精確和可重復地控制分配腔室185中的流體運動。例如，使用2000線編碼器，根據一個實施例，它向DSP發送8000脈沖，這可以以0. 045的旋轉度來精確測量和控制。此外，BLDCM可以在很小或無振動的情況下以較低速度運轉。分配級部分110還可以包括壓力傳感器112，該壓力傳感器112確定在分配級110處的流體壓力。由壓力傳感器112確定的壓力可以用于控制各泵的速度。合適的壓力傳感器包括基于陶瓷和聚合物的壓阻和電容壓力傳感器，包括由德國Korb的Metallux AG制造的壓力傳感器。在流體流的透視圖中，過濾器120位于供給級部分105和分配級部分110之間，以便從處理流體中過濾雜質。多個閥(例如進口閥125、隔離閥130、阻擋閥135、清洗閥140、通氣閥145和出口閥147)可以合適定位，以便控制流體怎樣流過多級泵100。多級泵100的閥可以打開或關閉，以便允許或限制流體流向多級泵100的各個部分。這些閥可以為氣動驅動(例如氣體驅動)的隔膜閥，它們根據要維持的是壓力還是真空而進行打開或關閉。也可以是其它合適閥。工作時，多級泵100可以包括準備段、分配段、充裝段、預過濾段、過濾段、通氣段、清洗段和靜態清洗段(見圖4)。在供給段，進口閥125打開，供給級泵150使得供給級隔膜160運動(例如拉動)，以便將流體吸入供給腔室155中。一旦足夠量的流體充入供給腔室155中，進口閥125關閉。在過濾段，供給級泵150使得供給級隔膜160運動，以便使流體離開供給腔室155。隔離閥130和阻擋閥135打開，以便允許流體流過過濾器120至分配腔室185。根據本發明一個實施例，隔離閥130可以首先打開(例如在“預過濾段”)，以便能夠在過濾器120中產生壓力，然后，阻擋閥135打開，以便允許流體流入分配腔室185中。根據另一實施例，隔離閥130和阻擋閥135可以打開，且供給泵運動，以便在過濾器的分配側產生壓力。在過濾段，分配泵180能夠運動至初始位置。如美國臨時專利申請No. 60/630384(標題為 “SYSTEM AND METHOD FOR A VARIABLE HOME POSITION DISPENSE SYSTEM，，，申請人為Laverdiere等，申請日為2004年11月23日(ENTG1590))和PCT申請No. PCT/US2005/042127 (標題為 “SYSTEM AND METHOD FOR VARIABLE HOME POSITION DISPENSESYSTEM”，申請人為Laverdiere等，申請日為2005年11月21日(ENTG1590/PCT))中所述(這兩篇文獻都被本文參引)，分配泵的初始位置可以是這樣的位置，它使得在分配泵處有用于分配循環的最大可用容積，但是小于分配泵可以提供的最大可用容積。初始位置根據分配循環的各種參數來進行選擇，以便減小多級泵100的無用滯留容積。類似地，供給泵150可以運動至初始位置，該初始位置提供的容積小于它的最大可用容積。當流體流入分配腔室185中時，流體壓力增加。分配腔室185中的壓力可以通過調節供給泵150的速度來控制，如美國專利申請No. 11/292559 (標題為“SYSTEM AND METHODFOR CONTROL OF FLUID PRESSURE”，申請人為 Gonnella 等，申請日為 2005 年 12 月 2 日(ENTG1630))中所述，該文獻被本文參引。根據本發明的一個實施例，當分配腔室185中的流體壓力達到預定壓力設置點時(例如由壓力傳感器112來確定)，分配級泵180開始使得分配級隔膜190后退。換句話說，分配級泵180增加分配腔室185的可用容積，以便允許流體流入分配腔室185中。這例如可以通過以預定速率使分配馬達200反轉來實現，從而使得分配腔室185中的壓力降低。當分配腔室185中的壓力下降至低于設置點(在系統的公差內)時，供給馬達175的速率增大，從而使得分配腔室185中的壓力達到設置點。當壓力超過設置點(在系統的公差內)時，供給馬達175的速率減小，從而使得下游分配腔室185中的壓力減小。增大和減小供給馬達175速度的過程可以重復進行，直到分配級泵達到初始位置，在該位置點，兩個馬達可以停止。根據另一實施例，第一級馬達的速度在過濾段中可以使用“死區”控制方案來控制。當分配腔室185中的壓力達到初始界限值時，分配級泵可以使得分配級隔膜190運動，以便使流體更自由地流入分配腔室185中，從而使得分配腔室185中的壓力降低。當壓力降低至低于最小壓力界限值時，供給馬達175的速度增大，從而使得分配腔室185中的壓力增大。當分配腔室185中的壓力增大至超過最大壓力界限值時，供給馬達175的速度降低。還有，增大和減小供給馬達175的速度的過程可以重復進行，直到分配級泵達到初始位置。在通氣段開始時，隔離閥130打開，阻擋閥135關閉，通氣閥145打開。在另一實施例中，阻擋閥135可以在通氣段中保持打開，在通氣段結束時關閉。在該時間中，當阻擋閥135打開時，控制器能夠了解壓力，因為分配腔室中的壓力(該壓力可以由壓力傳感器112來測量)將受到過濾器120中的壓力的影響。供給級泵150向流體施加壓力，以便通過打開的通氣閥145而從過濾器120中除去空氣泡。供給級泵150可以控制成以預定速率進行通氣，能夠有更長的通氣時間和更低的通氣速率，從而能夠精確控制通氣浪費量。當供給泵是氣動類型泵時，流體流限制器可以布置在通氣流體通路中，且施加在供給泵上的氣動壓力可以增加或降低，以便保持“通氣”設置點壓力，從而對在其它情況下無法控制的方法進行一些控制。在清洗段開始時，隔離閥130關閉，阻擋閥135關閉(當它在通氣段打開時)，通氣閥145關閉，且清洗閥140打開，進口閥125打開。分配泵180向分配腔室185中的流體施加壓力，以便使空氣泡通過清洗閥140排出。在靜態清洗段，分配泵180關閉，但是清洗閥140保持打開，以便繼續通氣。在清洗或靜態清洗段中除去的任何多余流體都可以從多級泵100排出(例如返回流體源或丟棄)，或者重新循環至供給級泵150。在準備段，進口閥125、隔離閥130和阻擋閥135可以打開，清洗閥140關閉，這樣，供給級泵150可以達到源(例如源瓶)的周圍壓力。根據另一實施例，全部閥在準備段都關閉。在分配段，出口閥147打開，分配泵180向分配腔室185中的流體施加壓力。因為出口閥147可以反應成比分配泵180更慢地進行控制，因此出口閥147可以首先打開，且預定時間后再起動分配馬達200。這防止分配泵180通過局部打開的出口閥147而將流體推出。而且，這防止流體由于閥打開(它是微型泵)而從分配噴嘴向上運動，隨后通過馬達運動而進行向前流體運動。在其它實施例中，可以同時使出口閥147打開和由分配泵180開始分配。還可以進行附加反吸段，在該附加反吸段中，除去在分配噴嘴中的多余流體。在反吸段中，出口閥147可以關閉，且第二馬達或真空可以用于將多余流體吸出出口噴嘴。也可選擇，出口閥147可以保持打開，分配馬達200可以使該流體反向回到分配腔室中。反吸段幫助防止多余流體滴至晶片上。圖3是使用多級泵100的泵送系統10的示意圖。泵送系統10還可以包括流體源15和泵控制器20，它們與多級泵100 —起工作，以便將流體分配至晶片25上。多級泵100的操作可以由泵控制器20來控制。泵控制器20可以包括計算機可讀介質27 (例如RAM、ROM、閃存、光盤、磁盤驅動器或者其它計算機可讀介質)，該計算機可讀介質27包含一組控制指令30，用于控制多級泵100的操作。處理器35 (例如CPU、ASIC、RISC、DSP或其它處理器)可以執行這些指令。泵控制器20可以在泵100的內部或者外部。具體地說，泵控制器可以存在于多級泵100上，或者通過用于傳遞控制信號、數據或其它信息的一個或多個通信鏈路而與多級泵100連接。例如，泵控制器20在圖3中表示為通過通信鏈路40和45而與多級泵100通信連接。通信鏈路40和45可以是網絡(例如以太網、無線網、全球局域網、DeviceNet網或者其它本領域已知或發展的網絡)、總線(例如SCSI總線)或者其它通信鏈路。泵控制器20可以實現為在它上面的PCB板、遙控器，或者以其它合適方式實現。泵控制器20可以包括合適的界面(例如網絡界面、I/O界面、模數轉換器和其它部件)，以便使泵控制器20能夠與多級泵100通信。泵控制器20可以包括本領域已知的各種計算機部件，包括處理器、存儲器、界面、顯示裝置、外圍設備或者其它計算機部件。泵控制器20可以控制多級泵中的各種閥和馬達，以使多級泵精確分配流體，包括低粘性流體(即小于100厘泊)或其它流體。在美國臨時專利申請NO. 60/741657 (標題為“I/O INTERFACE SYSTEM ANDMETHOD FOR A PUMP”，申請人為Cedrone等，申請日為2005年12月2日(ENTG1810))中所述的I/O界面連接器介紹了可用于使泵控制器20與各種界面和制造工具連接的I/O適配器。圖4提供了用于多級泵100的各操作段的閥和分配馬達正時的示意圖。盡管各閥表示為在段變化過程中同時關閉，但是閥的關閉時間可以稍微分開(例如100毫秒)，以便降低壓力峰值。例如，在通氣和清洗段，隔離閥130可以稍微在通氣閥145之前關閉。不過應當知道，在本發明的不同實施例中也可以采用其它的閥正時。另外，多個段可以一起進行(例如充裝/分配階段可以同時進行，這時，進口閥和出口閥可以在分配/充裝段打開)。還應當知道，各循環中并不必須重復特定段。例如，清洗和靜態清洗段可以并不在每個循環都執行。類似地，通氣段可以并不在每個循環都執行。還有，在重新裝入之前可以執行多個分配。各個閥的打開和關閉可以引起流體中的壓力峰值。例如，在靜態清洗段結束時關閉清洗閥140可以使得分配腔室185中的壓力增大。這種情況可能出現，因為各閥可以在它關閉時排出少量流體。例如，清洗閥140可以在它關閉時向分配腔室185中排出少量流體。因為當由于清洗閥140關閉引起壓力增大時出口閥147關閉，因此在隨后的分配段中當壓力并不降低時可能使得流體“射出”至晶片上。為了在靜態清洗段(或者附加段)中釋放該壓力，分配馬達200可以反向，以便使活塞192退回預定距離，以便補償由于阻擋閥135和/或清洗閥140關閉而引起的任何壓力增大。由閥(例如清洗閥140)關閉引起的壓力增大的一個校正實施例在美國臨時專利申請No. 60/741681(標題為“SYSTEM AND METHOD FORCORRECTING FOR PRESSURE VARIATIONS USING A MOTOR”，申請人為 Gonnela 等，申請日為2005年12月2日(ENTG1420-3))中介紹，該文獻被本文參引。通過避免關閉閥產生夾帶空間和在夾帶空間之間打開閥，也可以減小處理流體中的壓力峰值。美國臨時專利申請No. 60/742168 (標題為“METHOD AND SYSTEM FOR VALVESEQUENCING IN A PUMP”，申請人為 Gonnella 等，申請日為 2005 年 12 月 2 日(ENTG1740))介紹了用于正時閥打開和關閉的一個實施例，以便降低在處理流體中的壓力峰值。還應當知道，在準備段中，在分配腔室185中的壓力可以根據隔膜的特性、溫度或其它因素而變化。分配馬達200可以進行控制，以便補償該壓力偏移，如美國臨時專利申請No. 60/741682 (標題為 “SYSTEM AND METHOD FOR PRESSURE COMPENSATION IN A PUMP”，申請人為James Cedrone,申請日為2005年12月2日(ENTG1800))中所述，該文獻被本文參引。因此，本發明實施例提供了一種具有平穩流體處理特征的多級泵，它能夠避免或減小可能的有害壓力變化。本發明實施例還可以使用其它泵控制機構和閥襯，以便幫助降低處理流體壓力的不利影響。用于多級泵100的泵組件的附加實例可以在美國專利申請No. 11/051576 (標題為“PUMP CONTROLLER FOR PRECISION PUMPING APPARATUS”，申請人為Zagars等，申請日為2005年2月4日(ENTG1420-2))中知道，該文獻被本文參引。在一個實施例中，多級泵100包括作為供給馬達175的步進馬達和作為分配馬達200的BLDCM 3030。合適的馬達和相關部件可以由Dover, NH, USA的EAD Motors等獲得。在工作時，BLDCM 3030的定子產生定子通量，轉子產生轉子通量。在定子通量和轉子通量之間的相互作用限定了力矩，并因此限定了 BLDCM 3030的速度。在一個實施例中，數字信號處理器(DSP)用于實現全部場定向控制(F0C)。FOC算法在計算機可讀介質中使用的計算機可執行軟件指令中實現。這時，數字信號處理器以及芯片級硬件外圍設備可以有計算能力、速度和可編程性，以便在微秒范圍內以相對較少的附加成本來控制BLDCM 3030和完全執行FOC算法。可以用于實現本發明實施例的一個DSP實例是可由Dallas，TX, USA中的Texas Instruments Inc.獲得的 16 位 DSP (部件號為 TMS320F2812PGFA)。BLDCM 3030可以包括至少一個位置傳感器，以便感測實際轉子位置。在一個實施例中，位置傳感器可以在BLDCM 3030的外部。在一個實施例中，位置傳感器可以在BLDCM3030的內部。在一個實施例中，BLDCM 3030可以無傳感器。在圖1所示的實例中，位置傳感器3040與BLDCM 3030連接，用于BLDCM 3030的實際轉子位置的實時反饋，它由DSP使用，以便控制BLDCM 3030。具有位置傳感器3040的附加優點是它證實了極其精確和可重復的機械活塞位置控制(例如圖2的活塞192)，這意味著在活塞移動分配泵中極其精確和可重復地控制流體運動和分配量(例如圖2的分配泵180)。在一個實施例中，活塞傳感器3040是細線旋轉位置編碼器。在一個實施例中，位置傳感器3040為2000線編碼器。根據本發明的一個實施例，2000線編碼器可以向DSP提供8000脈沖或計數。當使用2000線編碼器時，可以以0. 045旋轉度來精確測量和控制。也可以使用其它合適的編碼器，例如，位置傳感器3040可以是1000或8000線編碼器。BLDCM 3030可以以非常低的速度運轉，且仍然保持恒定速度，這意味著很少或者無振動。在其它技術例如步進馬達中，不能夠在不將振動引入泵送系統中的情況下以較低速度運轉，這是由于較差的恒定速度控制產生的。該變化將引起較差的分配性能，并導致非常窄的操作窗口范圍。另外，振動可能對處理流體有不利影響。下面的表I和圖5 — 9比較了步進馬達和BLDCM，并顯示了利用BLDCM 3030作為多級泵100中的分配馬達200的多個優點。表I
權利要求
1.一種泵，其包括分配泵，其中，所述分配泵是活塞位移泵，它包括分配腔室；活塞;分配級隔膜，所述分配級隔膜位于所述分配腔室和所述活塞之間；無刷DC馬達；以及絲杠，所述絲杠連接所述活塞和所述無刷DC馬達；其中，所述無刷DC馬達由計算機可讀介質所包含的軟件指令來控制，所述軟件指令能由執行控制方案的處理器來執行，且所述處理器與所述計算機可讀介質和所述泵通信連接。
2.根據權利要求1所述的泵，還包括位置傳感器，所述位置傳感器與所述無刷DC馬達連接，并與所述處理器進行通信，用于提供所述無刷DC馬達的實際轉子位置的實時位置反饋。
3.根據權利要求2所述的泵，其中所述位置傳感器在內部或外部與所述無刷DC馬達連接。
4.根據權利要求2所述的泵，其中所述位置傳感器可操作以提供測量，所述測量便于以O. 045的無刷DC馬達的旋轉度來控制所述活塞。
5.根據權利要求1所述的泵，其中所述控制方案設置成通過使得所述無刷DC馬達在單個循環過程中以至少兩個控制器頻率運行而產生最少的熱量，所述至少兩個控制器頻率包括用于所述單個循環的分配部分的第一頻率。
6.一種控制泵中的機械活塞的位置的方法，包括使所述機械活塞與無刷DC馬達連接；使用位置傳感器，用于所述機械活塞的實時位置反饋；以及根據執行控制方案的軟件指令來控制所述無刷DC馬達的控制循環的操作頻率；其中，所述軟件指令存在于計算機可讀介質上，并可由處理器來執行；所述處理器與所述計算機可讀介質和所述泵通信連接；所述控制方案在分配過程中增大所述無刷DC馬達的所述操作頻率，以便提高所述機械活塞的位置控制，而在非分配操作的過程中減小所述無刷DC馬達的所述操作頻率，以便使產生的熱量最少。
7.根據權利要求6所述的方法，還包括在循環的分配部分中使得所述無刷DC馬達的所述操作頻率增大至大約30kHz。
8.根據權利要求6所述的方法，還包括在循環的非分配部分中使得所述無刷DC馬達的所述操作頻率減小至大約IOkHz。
9.根據權利要求6所述的方法，其中所述泵是單級泵或多級泵。
全文摘要
本發明所披露的系統和方法的實施例利用無刷DC馬達(BLDCM)驅動泵系統中的單級或多級泵，用于實時、平滑運動以及極其精確和可重復地對流體運動和分配量進行位置控制，其在半導體制造中非常有用。該BLDCM可以利用位置傳感器，來對執行定制場定向控制方案的處理器進行實時位置反饋。本發明的實施例能夠通過定制控制方案，根據潛在函數的關鍵程度，通過增加和減小BLDCM的操作頻率來減小產生的熱量，而不會損害分配泵的精確位置控制。該控制方案能夠以非常低的速度運行BLDCM，同時保持恒定的速度，這就使得泵系統能夠在很寬的速度范圍下操作，具有很小的變化，大大地增加了分配性能和操作能力。
文檔編號F04B49/06GK103016324SQ20121036559
公開日2013年4月3日 申請日期2006年11月20日 優先權日2005年11月21日
發明者G·戈納拉, J·塞德羅恩, I·加什蓋 申請人:恩特格里公司