基于流量分比控制技术的多路配气系统的研究＊韦杨杰，高先和，杨冰洁，朱小漫，刘凯，汪海（合肥学院先进制造工程学院，安徽合肥２３０６０１）摘要：针对国内芯片制造业中对标准气体的需求，在传统的单路配气系统上，研发了多路输入混合标准气体配置系统．运用热式气体毛细管温度衰减测量技术、气体质量流量分比和气体滞后性补偿等原理，构建了以主控制器、气体流量控制系统为一体的闭环配气控制系统．同时通过不同量程的稀释气体的配置，对比了基于数据融合算法和均值滤波算法下的气体流量控制误差，分别为±０．３％和±０．８％．实验表明该系统稳定，误差范围在±０．３％，响应时间不超过３０ｓ．关键词：气体流量控制；滞后补偿；数据融合处理算法；芯片制造中图分类号：ＴＰ２１２文献标识码：Ａ文章编号：１６７３－２１０３（２０２３）０２－００７６－０７目前，标准气体的配置有称量法和分压法以及质量流量法．称量法是目前国际公认的制备气体标准物质的可靠方法，但只适合配置单一组分标准气体，达不到芯片制造业的生产需求．分压法能够满足一般测量的需要，但是其准确度达不到国际一级标准（气体的不确定度需要优于１％）．在实际应用中，大多需要多种混合气体按照高标准的浓度范围内同时配置，例如在大规模集成电路生产中，需要同时使用高纯ＳｉＨ４和ＮＦ３．目前的称量法和分压法明显不适用于行业的生产需求．质量流量法是利用气体在单位时间内流动时损失的热量和气体的质量流量满足一定的比例关系，将气体的流量控制系统集成为传感器，通过不同的信号电路将其与主控芯片连接，可实现气体流量的实时控制，达到所需的标准气体浓度．中科院电子所的刘景康团队利用模糊ＰＩＤ控制算法，设计了一款呼吸机流量控制系统，具有流量稳定，鲁棒性较强特点．中南大学黄运生团队为解决冶矿性能测定，将线性控制器和模糊控制器相匹配设计了一款双重流量复合控制器，具有较强控制力［１］．但模糊ＰＩＤ的参数整定繁杂，无法适应多通路的气体流量控制．成都理工大学余小平团队引入基于ＢＰ神经网络的ＰＩＤ控制器来优化流量控制过程中的动量项，以提高流量控制系统的稳定性．但针对多通路流量控制时，由于对基于神经网络的ＰＩＤ核心控制器有着极高的性能要求，故无法作用于复杂的非线性流量控制系统．西安电子科技大学刘英团队研制了基于时差法的超声波流量控制系统，并设计了自动增益控制电路来提高气体流量信号测量的准确性．但在实际工业...
