(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給容器とともに用いるための液体化学物質配送システムであって、
コントローラと、
多貯蔵室ロードセルアセンブリとを含み、前記多貯蔵室ロードセルアセンブリは、化学物質出口を備えた緩衝貯蔵室と、前記緩衝貯蔵室に流体連通した主貯蔵室と、前記コントローラに結合され、かつ前記多貯蔵室ロードセルアセンブリ内の液体化学物質の重量を測定するよう動作可能であるロードセルとを含み、
さらに前記液体化学物質配送システムは、
前記コントローラと前記主貯蔵室とに結合されたバルブを有する供給ラインと、
前記ロードセルからの信号に基づき前記コントローラによって要求されたときに、前記液体化学物質を前記化学物質出口から配送し、前記供給容器から主貯蔵室に補充するための手段とを含む、液体化学物質配送システム。
【請求項２】
前記液体化学物質を前記化学物質出口から配送し、前記供給容器から前記主貯蔵室に補充するための手段は、
主貯蔵室に接続されたガスラインと、
ガスラインに接続されたガス供給源と、
真空供給源と、
前記真空供給源を前記ガスラインに接続する真空ラインと、
前記ガスライン、前記ガス供給源、および前記真空供給源を接続するガスバルブとを含み、
前記コントローラは、液体化学物質が前記主貯蔵室から引出されたときに前記ガスバルブを開放してガスを前記ガス供給源から前記主貯蔵室に流れ込ませ、かつ前記主貯蔵室が前記供給容器から補充されたときに前記主貯蔵室内で真空を生成させる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
さらに、前記主貯蔵室と前記緩衝貯蔵室との間の流体連通を開閉するために前記緩衝貯蔵室を前記主貯蔵室に接続する貯蔵室バルブを含み、
前記コントローラは、前記主貯蔵室が補充されて液体化学物質が前記化学物質出口から配送されるときに、前記緩衝貯蔵室が前記主貯蔵室内の真空からいかなる負圧も受けないように前記貯蔵室バルブを閉鎖する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
化学物質配送システムであって、
多貯蔵室ロードセルアセンブリを含み、前記多貯蔵室ロードセルアセンブリは、緩衝貯蔵室との流体連通が可能である主貯蔵室と、前記アセンブリの重量を測定し、前記重量を示す出力信号を生成する第１のロードセルとを含み、さらに前記化学物質配送システムは、
前記出力信号に応答して、前記主貯蔵室内の圧力と前記緩衝貯蔵室内の圧力とを調整し、アセンブリ内の化学物質の量を計算するための手段を含む、化学物質配送システム。
【請求項５】
前記出力信号に反応する手段がさらに前記主貯蔵室と前記緩衝貯蔵室との間の制御流体連通を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１のロードセルは、前記主貯蔵室内の化学物質の重量に比例して出力信号を生成する、請求項４または５に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１のロードセルは、前記緩衝貯蔵室内の化学物質の重量に比例して出力信号を生成する、請求項４または５に記載のシステム。
【請求項８】
前記出力信号に応答する手段は、化学物質の重量が予め定められた量にまで減少したときに、
（ａ）  前記主貯蔵室を前記緩衝貯蔵室との流体連通から分離し、
（ｂ）  化学物質が予め定められた量まで増加するまで、前記主貯蔵室内に化学物質を引込むために前記主貯蔵室内のガス圧力を減じ、
（ｃ）  前記主貯蔵室内のガス圧力を上昇させ、
（ｄ）  前記主貯蔵室と前記緩衝貯蔵室との流体連通を開放して、前記主貯蔵室内の化学物質を前記緩衝貯蔵室に流れ込ませる、
というシーケンスで前記アセンブリを前記化学物質で補充するための手段を含む、請求項５から７のいずれかに記載のシステム。
【請求項９】
前記主貯蔵室に接続される第１の供給容器と、前記主貯蔵室に接続される第２の供給容器と、前記第１の供給容器に関連する第１のバルブと、第２の供給容器に関連する第２のバルブとをさらに含み、前記出力信号に応答する手段は、第１の出力信号を監視して、前記第１の出力信号の値に基づき前記第１のバルブを開閉させる、請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
第１のラインによって前記主貯蔵室に接続される第１の供給容器と、第２のラインによって前記主貯蔵室に接続される第２の供給容器と、前記第１のライン上の第１のバルブと、前記第２のライン上の第２のバルブとをさらに含み、論理装置は第１の出力信号を監視して、前記第１の出力信号の値に基づき前記第１のバルブを開閉させる、請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
液体化学物質配送システムであって、
多貯蔵室ロードセルアセンブリを含み、前記多貯蔵室ロードセルアセンブリは、ガス入口、液体入口、および液体出口を備えた主貯蔵室と、ガス入口および液体入口を備えた緩衝貯蔵室とを含み、さらに前記液体化学物質配送システムは、
前記アセンブリ内に収容される化学物質の重量を測定し、前記重量を示す出力信号を生成する、少なくとも１つのロードセルと、
前記主貯蔵室液体出口と前記緩衝貯蔵室液体入口とを接続するバルブと、
前記主貯蔵室ガス入口と前記緩衝貯蔵室ガス入口とを接続するバルブと、
前記出力信号に応答して、前記出力信号が前記緩衝貯蔵室内の化学物質が予め定められた液位にまで降下したことを示す場合に、前記緩衝貯蔵室に化学物質を補充するための手段とを含み、前記手段は、
前記主貯蔵室液体出口と前記緩衝貯蔵室液体入口とを接続するバルブを閉鎖して、前記主貯蔵室を前記緩衝貯蔵室との流体連通から分離するための手段と、
前記主貯蔵室ガス入口と前記緩衝貯蔵室ガス入口とを接続するバルブを開放して前記主貯蔵室を排気し、液体化学物質が予め定められた液位に上昇するまで液体化学物質を前記主貯蔵室に引込むための手段と、
前記主貯蔵室と前記緩衝貯蔵室とを接続するバルブを開放して、前記主貯蔵室内の液体化学物質を前記緩衝貯蔵室内に流れ込ませるための手段とを含む、システム。
【請求項１２】
液体化学物質配送システムであって、
多貯蔵室ロードセルアセンブリを含み、前記多貯蔵室ロードセルアセンブリは、主貯蔵室と、緩衝貯蔵室と、ロードセルとを含み、さらに
前記ロードセルに結合された論理装置を含み、前記論理装置は出力信号を提供して、前記緩衝貯蔵室を前記主貯蔵室から封止および封止解除するための手段を作動させ、
ここで封止は前記主貯蔵室への補充の操作の第１のモードに対応し、封止解除は前記主貯蔵室への非補充の操作の第２のモードに対応し、
さらに前記液体化学物質配送システムは、
前記主貯蔵室にガスを供給して前記主貯蔵室内の液体化学物質を被覆するガス供給源を含む、液体化学物質供給システム。
【請求項１３】
化学物質供給容器とともに用いるための液体化学物質配送システムであって、
主貯蔵室、緩衝貯蔵室および少なくとも１つのロードセルを含む多貯蔵室ロードセルアセンブリと、
前記ロードセルに結合された論理装置と、
前記主貯蔵室を加圧するガス圧力源とを備え、
前記論理装置は出力信号を提供して、前記緩衝貯蔵室を前記主貯蔵室から封止および封止解除するための手段と真空生成器とを作動させ、前記真空生成器は前記主貯蔵室を排気して前記化学物質供給容器から前記主貯蔵室に液体化学物質を引込む、液体化学物質配送システム。
【請求項１４】
前記封止および封止解除するための手段は、前記主貯蔵室と前記緩衝貯蔵室との間に配置されるシャフトまたはバルブを含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのロードセルは、前記緩衝貯蔵室および前記主貯蔵室内の重量を論理装置に対して示す第１の信号および第２の信号を生成する、第１のロードセルおよび第２のロードセルを備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記論理装置は前記緩衝貯蔵室の重量を監視し、それにより液体化学物質の消費速度によって補充の完了前に前記緩衝貯蔵室が空になるようであれば、システムは前記主貯蔵室から前記緩衝貯蔵室への補充および／または液体化学物質の輸送を停止させて前記緩衝貯蔵室が空になることを防ぎ得る、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
さらに、前記緩衝貯蔵室を前記主貯蔵室の主バルブに柔軟に接続し、前記緩衝貯蔵室を前記主貯蔵室から懸下するための手段を備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第２のロードセルが前記緩衝貯蔵室の重量の減少を検出したときに補充を開始するための手段をさらに含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１９】
主貯蔵室と、緩衝貯蔵室と、ロードセルとを含む多貯蔵室ロードセルアセンブリを備えるシステム内で、第１の液体化学物質を第２の液体化学物質と混合し、混合物を配送するための方法であって、
前記緩衝貯蔵室を前記主貯蔵室から分離するステップと、
前記主貯蔵室は十分な量の前記第１の液体化学物質を有すると前記多貯蔵室ロードセルアセンブリが判断するまで、前記第１の液体化学物質を前記主貯蔵室に供給するステップと、
前記主貯蔵室は十分な量の前記第２の液体化学物質を有すると前記多貯蔵室ロードセルアセンブリが判断するまで、前記第２の液体化学物質を前記主貯蔵室に供給するステップと、
前記第１の液体化学物質と前記第２の液体化学物質とを混合するステップと、
前記第１の液体化学物質と前記第２の液体化学物質との混合物を前記主貯蔵室から前記緩衝貯蔵室に供給するステップとを含む、方法。
【請求項２０】
第１の液体化学物質と第２の液体化学物質とを混合し、混合物を配送するためのシステムであって、
多貯蔵室ロードセルアセンブリを含み、前記多貯蔵室ロードセルアセンブリは、ロードセルを備えた主貯蔵室と、第１の液体化学物質を第２の液体化学物質と混合するための手段とを含み、さらに
緩衝貯蔵室と、
前記緩衝貯蔵室を前記主貯蔵室から封止および封止解除するための手段と、
前記主貯蔵室は十分な量の第１の液体化学物質を有すると、前記多貯蔵室ロードセルアセンブリが判断するまで、前記主貯蔵室に前記第１の液体化学物質を供給するための手段と、
前記主貯蔵室は十分な量の第２の液体化学物質を有すると、前記多貯蔵室ロードセルアセンブリが判断するまで、前記主貯蔵室に前記第２の液体化学物質を供給するための手段とを含み、
前記システムは、前記第１の液体化学物質と前記第２の液体化学物質とを前記主貯蔵室において混合し、混合物を前記主貯蔵室から前記緩衝貯蔵室に輸送するように構成された、システム。
【請求項２１】
主貯蔵室、緩衝貯蔵室、ロードセル、論理装置を含む、多貯蔵室ロードセルアセンブリを含むシステムにおいて、正確な無脈動の液体化学物質配送のための方法であって、
加圧されたガスを前記主貯蔵室に供給するステップと、
前記緩衝貯蔵室を前記主貯蔵室から分離するステップと、
一旦前記緩衝貯蔵室が封止されると、前記主貯蔵室を排気して、前記ロードセルおよび前記論理装置が前記主貯蔵室は液体化学物質で補充されたと判断するまで、液体化学物質を前記主貯蔵室に流れ込ませるステップと、
負圧または圧力差なしに前記緩衝貯蔵室から前記液体化学物質を供給するステップと、
一旦前記主貯蔵室が補充されると、前記主貯蔵室への真空生成を停止させ、前記主貯蔵室と前記緩衝貯蔵室とに低圧ガスを供給するステップと、
前記液体化学物質を前記主貯蔵室から前記緩衝貯蔵室に流れ込ませるステップと、
液体化学物質が前記主貯蔵室から前記緩衝貯蔵室に流れている間および／または流れた後に、高圧ガスを前記主貯蔵室に供給するステップとを含む、方法。
【請求項２２】
１つ以上の供給容器のために構成された液体化学物質配送システムであって、
多貯蔵室ロードセルアセンブリを含み、前記多貯蔵室ロードセルアセンブリは主貯蔵室と、緩衝貯蔵室と、少なくとも１つのロードセルとを含み、
さらに前記液体化学物質配送システムは、
前記ロードセルに結合される論理装置を含み、前記論理装置は出力信号を提供して、前記緩衝貯蔵室を前記主貯蔵室から封止および封止解除するための手段と前記主貯蔵室と連通する真空生成器とを作動させ、前記真空生成器は前記主貯蔵室を排気して前記供給容器から前記主貯蔵室に液体化学物質を引込み、
さらに前記液体化学物質配送システムは、
前記主貯蔵室と連通して前記主貯蔵室内の液体化学物質を被覆するガス供給源を含む、システム。
【請求項２３】
供給容器とともに用いるための液体化学物質配送システムであって、
コントローラと、
化学物質出口を備えた緩衝貯蔵室と、
化学物質を前記供給容器から受け取ることができる主貯蔵室と、
前記緩衝貯蔵室を前記主貯蔵室に接続する貯蔵室バルブと、
前記主貯蔵室および前記コントローラに接続され、前記主貯蔵室内の前記液体化学物質の重量を測定することが可能なロードセルと、
前記コントローラと前記供給容器と前記主貯蔵室とに結合されたバルブを有する供給ラインと、
前記ロードセルからの信号に基づき前記コントローラによって要求されたときに、前記液体化学物質を前記化学物質出口から配送し、前記主貯蔵室に補充するための手段とを備える、液体化学物質配送システム。
【請求項２４】
供給容器とともに用いるための液体化学物質配送システムであって、
コントローラと、
化学物質出口を備えた緩衝貯蔵室と、
化学物質を前記供給容器から受け取ることができる主貯蔵室と、
前記緩衝貯蔵室を前記主貯蔵室に接続する貯蔵室バルブと、
前記緩衝貯蔵室および前記コントローラに接続され、前記緩衝貯蔵室内の前記液体化学物質の重量を測定することが可能なロードセルと、
前記コントローラと前記供給容器と前記主貯蔵室とに結合されたバルブを有する供給ラインと、
前記ロードセルからの信号に基づき前記コントローラによって要求されたときに、前記液体化学物質を前記化学物質出口から配送し、前記主貯蔵室に化学物質を補充するための手段とを備える、液体化学物質配送システム。
【請求項２５】
供給容器とともに用いるための液体化学物質配送システムであって、
コントローラと、
化学物質出口を備えた緩衝貯蔵室と、
化学物質を前記供給容器から受け取ることができる主貯蔵室と、
前記緩衝貯蔵室を前記主貯蔵室に接続する貯蔵室バルブと、
前記主貯蔵室および前記コントローラに結合し、前記主貯蔵室内の前記液体化学物質の重量を測定することが可能な第１のロードセルと、
前記緩衝貯蔵室および前記コントローラに結合し、前記緩衝貯蔵室内の前記液体化学物質の重量を測定することが可能な第２のロードセルと、
前記コントローラと前記供給容器と前記主貯蔵室とに結合されたバルブを有する供給ラインと、
前記第１および第２のロードセルからの信号に基づき前記コントローラによって要求されたときに、前記液体化学物質を前記化学物質出口から配送し、前記主貯蔵室に化学物質を補充するための手段とを備える、液体化学物質配送システム。
【請求項２６】
前記液体化学物質を前記化学物質出口から配送して前記主貯蔵室に補充するための手段が、前記緩衝貯蔵室に接続された第１のガスラインと、前記主貯蔵室に接続された第２のガスラインと、前記第１および第２のガスラインに接続されたガス供給源と、真空供給源と、前記真空供給源を前記第２のガスラインに接続する真空ラインと、前記第２のガスライン、前記ガス供給源、および前記真空供給源を接続するガスバルブとを含み、
前記コントローラは、液体化学物質が前記主貯蔵室から引出されたときに前記ガスバルブを開放してガスを前記ガス供給源から前記主貯蔵室に流れ込ませ、かつ前記主貯蔵室が前記供給容器から補充されたときに前記主貯蔵室内で真空を生成させる、請求項２３から２５のいずれかに記載のシステム。
【請求項２７】
前記コントローラは、前記主貯蔵室が補充されて液体化学物質が前記緩衝貯蔵室から配送されるときに、前記緩衝貯蔵室が前記主貯蔵室内の真空からいかなる負圧も受けないように前記貯蔵室バルブを閉鎖する、請求項２３から２５のいずれかに記載のシステム。
【請求項２８】
ロードセルを有する主貯蔵室を含む多貯蔵室ロードセルアセンブリと、
緩衝貯蔵室と、
前記緩衝貯蔵室を前記主貯蔵室から封止および封止解除するための手段と、
前記主貯蔵室は十分な量の第１の液体化学物質を有すると前記多貯蔵室ロードセルアセ
ンブリが判断するまで、前記第１の液体化学物質を前記主貯蔵室に受け取るための手段と、
前記主貯蔵室は十分な量の第２の液体化学物質を有すると前記多貯蔵室ロードセルアセンブリが判断するまで、前記第２の液体化学物質を前記主貯蔵室に受け取るための手段とを備え、
さらに、前記第１の液体化学物質および前記第２の液体化学物質を前記主貯蔵室から前記緩衝貯蔵室へと輸送するように構成されている、液体化学物質配送システム。
【請求項２９】
第１の液体化学物質と第２の液体化学物質とを混ぜ合わせ、混合物を配送するためのシステムであって、
ロードセルを有する主貯蔵室を含む多貯蔵室ロードセルアセンブリと、
緩衝貯蔵室と、
前記緩衝貯蔵室を前記主貯蔵室から封止および封止解除するための手段と、
前記主貯蔵室は十分な量の第１の液体化学物質を有すると前記多貯蔵室ロードセルアセンブリが判断するまで、前記主貯蔵室に前記第１の液体化学物質を供給するための手段と、
前記主貯蔵室は十分な量の第２の液体化学物質を有すると前記多貯蔵室ロードセルアセンブリが判断するまで、前記主貯蔵室に前記第２の液体化学物質を供給するための手段とを含み、
前記システムは、前記第１の液体化学物質と前記第２の液体化学物質との混合物を前記主貯蔵室から前記緩衝貯蔵室に輸送するように構成された、システム。
【請求項３０】
（ａ）  液体化学物質を収容するための主貯蔵室と収容された液体化学物質の量を測定するための測定手段とを備える上流配送システム部と、
（ｂ）  前記主貯蔵室と配送場所との中間に位置する緩衝貯蔵室を含み、前記主貯蔵室から前記液体化学物質を受け取り、前記液体化学物質を前記配送場所へ配送するための下流配送システム部と、
（ｃ）  前記主貯蔵室から前記配送場所への前記液体化学物質の流れを正確に制御するための制御手段と
を備える、液体化学物質配送システム。
【請求項３１】
前記緩衝貯蔵室内の圧力状態が一定圧力である、請求項３０に記載の液体化学物質配送システム。
【請求項３２】
前記測定手段が少なくとも１つのロードセルを含む、請求項３０に記載の液体化学物質配送システム。
【請求項３３】
前記少なくとも１つのロードセルは動作可能なように前記主貯蔵室および前記緩衝貯蔵室のうち少なくとも一方に接続されている、請求項３２に記載の液体化学物質配送システム。
【請求項３４】
前記少なくとも１つのロードセルは動作可能なように前記主貯蔵室に接続されている、請求項３２に記載の液体化学物質配送システム。
【請求項３５】
前記制御手段は、前記主貯蔵室内の液体化学物質の量が予め定められた量にまで減少する間に渡って前記緩衝貯蔵室内の化学物質の重量を維持し、
前記制御手段は、前記主貯蔵室内の前記液体化学物質が予め定められた量に達したときに前記主貯蔵室の補充を開始するための主貯蔵室補充手段を備える、請求項３２に記載の液体化学物質配送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
本願は、ここに引用により援用される、１９９８年１２月３０日に出願され現在は放棄されている米国特許出願番号第０９／２２２，００３号の継続出願である。この発明は一般的に、液体化学物質の配送のためのシステムおよび方法に関し、より特定的には、論理装置および多貯蔵室ロードセルアセンブリを用いた正確な量の液体化学物質の配送のためのシステムおよび方法に関する。
【０００２】
この発明は多くの用途を有するが、フォトリソグラフィの工程において、フォトレジストを露光するためにフォトレジストをシリコンウェハにどのように配送するかについての問題を考慮することにより、最良に説明し得る。要求される正確なイメージを形成するためには、フォトレジストは要求に応じて正確な量で、気泡なしに、正確に均一な厚みで、ウェハの使用可能部分の上に配送されなければならない。従来のシステムは、以下に述べる問題を有する。
【０００３】
図１に示すように、代表的な従来のフォトレジスト配送システムは、典型的にはボトルである供給容器１００、１０２を含み、該供給容器１００、１０２はライン１１７によって単貯蔵室１０４へフォトレジストを供給し、該ライン１１７は、気泡センサ１１０、１１２によって監視されバルブＶ１およびＶ２によって制御される供給ライン１０６、１０８に接続される。貯蔵室の底部は、フォトレジストをウェハに付与するトラックツール（track tool）（図示せず）に接続されたフォトレジスト排出ライン１１４に接続される。貯蔵室１０４内のフォトレジストの上の空間はガスライン１１８に接続されるが、これは三方バルブＶ３の位置に基づいて、ニードルバルブ１によって規制される窒素マニホールド１２６から窒素ガスを貯蔵室１０４に供給するか、または貯蔵室１０４内に真空を生成する。貯蔵室１０４内のフォトレジストの液位を検知するために、システムは貯蔵室１０４の壁に垂直に配置される静電容量センサ１２２のアレイを用いる。二方バルブＶ４は、窒素ガスマニホールドと真空エジェクタ１２４との間に位置決めされ、真空エジェクタ１２４への窒素ガスの流れを供給するか、または止める。
【０００４】
フォトレジスト配送システムは、トラックツールが要求に応じてフォトレジストを付与できるように、常に「ライン上」または「オンライン」でなければならない。多くのフォトレジスト配送システムは、貯蔵室を用いてフォトレジストのトラックツールへのオンラ
イン供給を提供しようと試みたが、フォトレジスト配送システムはそれでも、空の供給容器のタイミングの良い交換に依存する定期的な貯蔵室への補充を行なわなければならない。そうでなければやはり、トラックツールはフォトレジストを要求されたときに配送し得ない。
【０００５】
付与モードの間にフォトレジストがトラックツールによって貯蔵室１０４から引き込まれると、バルブＶ３は窒素マニホールドから窒素ガスを貯蔵室１０４に流れさせてフォトレジストの上に窒素の層を生成して、汚染を減じ、かつフォトレジストの液位が貯蔵室内で下がるにつれて真空が生成されるのを防ぐ。一旦貯蔵室１０４内でフォトレジストが十分に低い液位に達すると、システムコントローラ（図示せず）は補充モードを開始するが、ここで１組の問題が生じる。
【０００６】
補充モードの間に、バルブＶ４が起動されることによりマニホールドライン１２６からの窒素が真空エジェクタ１２４に流れ、該真空エジェクタ１２４は低圧ライン１７０を生じさせることにより貯蔵室１０４内のフォトレジストの上に低圧空間を生成する。気泡センサ１１０、１１２は、供給容器１００、１０２が空になったときに生成すると推定される、供給ライン１０６、１０８内の気泡を監視する。たとえば、もし気泡センサ１１０が気泡を検出すると、コントローラは供給容器１００へのバルブＶ１をオフにし、供給容器１０２へのバルブＶ２を開放して、貯蔵室１０４への補充を続ける。しかしながら、供給ライン１０６内の気泡は供給容器１００が空であることを意味しないかもしれない。こうして、供給容器１００内のすべてのフォトレジストを使用する前に、システムがフォトレジストの供給容器１０２に切換えるおそれがある。こうして、従来のシステムが、必要なときに多数の供給容器が貯蔵室に補給可能であることを意図しているにもかかわらず、必要になる前に、システムは供給容器が空であり交換される必要があると表示するおそれがある。
【０００７】
もし供給容器１００が空になり、オペレータがこれを交換できず、システムが供給容器１０２もまた空になるまで動作し続けると、貯蔵室１０４は限界低液位状態に達するであろう。もしこれが続くと、フォトレジストの気泡に対する高感応性のために、気泡が発生するであろう。しかしながらごく微細であっても気泡がウェハに配送されるフォトレジストに入ると、フォトリソグラフィ工程において不完全なイメージが形成されるおそれがある。
【０００８】
さらに、化学物質排出ライン１１４の下流に接続される、トラックツールのポンプが、貯蔵室が補充されているときにオンにされると、ポンプは、ポンプに抗して吸引する単貯蔵室内の真空からの負圧を受けるであろう。これが持続した場合、いくつかのことが起こり得る。すなわち、トラックツールに配送されるフォトレジストの欠乏は、供給容器が空であるという誤った信号を送るか、ポンプは原動力と十分にフォトレジストを配送する能力とを失ってそれ自体の内部槽へフォトレジストを配送できなくなるか、または過熱して焼損するおそれさえもある。これらのシナリオの各々の結果、トラックツールは「ミスショット」として知られる、不十分なフォトレジストを受取るか、または全くフォトレジストを受取らないおそれがあり、これはトラックツールの歩留まりに影響する。
【０００９】
この発明は、これらの問題に対処しかつ高価なフォトレジストの無駄をなくして、供給容器内に残留するフォトレジストの量を表示するユーザフレンドリーなインターフェイスを提供し、システムの資本経費と運転経費とを減じる。たとえば、供給容器内のフォトレジストの量が視認できなければ、この発明は従来のコンピュータネットワーク能力と、もしあれば電子部品とによって、遠隔地からインターフェイスを提供することを可能にする。
【００１０】
【発明の概要】
この発明は、コントローラまたは論理装置および多貯蔵室ロードセルアセンブリを用いて液体化学物質を正確に配送するシステムに関する。これはまた、この発明が処理要件を満たすよう、液体化学物質の動的な供給と使用とを正確に参酌し調整する、液体化学物質を供給源から工程に配送するための方法に関する。最後に、この発明は工程が利用可能である液体の供給を監視し、規制し、かつ分析するための多貯蔵室ロードセルアセンブリを提供する。
【００１１】
【好ましい実施例の詳細な説明】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、第１の実施例においては、この発明は多貯蔵室ロードセルアセンブリ２００を含む。アセンブリ２００は図３に示すシステムの一部であってもよく、図１の問題のある単貯蔵室１０４および気泡センサ１１０、１１２と置き換えられてもよい。
【００１２】
この実施例においては、テフロン（Ｒ）、ＳＳＴまたは他のいかなる化学的適合材料で構築されたアセンブリ２００は、上側コンパートメント２０２と、主貯蔵室２０６と、緩衝貯蔵室２０８とのすべてを外側ハウジング２１２内に含む。緩衝貯蔵室２０８はセパレータ２０９によって主貯蔵室から封止され、Ｏリングシール２１１は、セパレータ２０９の周辺部を外側ハウジング２１２に封止する。セパレータ２０９は、内部封止シャフト２０４がセパレータ２０９に対して液密封止および気密封止を形成することを可能にする中央円錐孔２５０を用いる。セパレータ２０９は、Ｏリングシール２１０によって気送管２１５に対して液密および気密封止を形成する。主貯蔵室２０６は、セパレータ２０９と貯蔵室キャップ２０５との間に剛性のある仕切りを形成する中間スリーブ２１４を含む。貯蔵室キャップ２０５の周辺部は、Ｏリング２０３を用いて外側ハウジング２１２の内側表面に対して封止される。貯蔵室キャップ２０５は、１組のＯリングシール２０７、２２０、２２２、および２２４（隠れているが、図２Ｂにおいて位置を示す）のそれぞれによって、内部封止シャフト２０４、化学物質注入管２１７、および気送管２１５および２１８に対して封止される。貯蔵室キャップ２０５に搭載されるのは、空気圧シリンダ２２６にも搭載されるスペーサ２４４である。貯蔵室キャップ２０５は、上側スリーブ２３３と中間スリーブ２１４とによって定位置に保持される。外側のテフロン（Ｒ）貯蔵室頂部２０１は、外側ハウジング２１２にボルト締めされ、上側スリーブ２３３と空気圧シリンダ２２６とに対して機械的にしっかりとした固定を実現する。空気圧シリンダ２２６のための空気圧空気ラインは、クリアランス孔２６０を介して外側テフロン（Ｒ）貯蔵室頂部２０１を貫通する。
【００１３】
この発明がシリコンウェハへのフォトレジストの配送に限定されないことは明らかであろう。たとえば、この発明はこの実施例において従来のシステムに対して利点を示すが、この発明のシステムは他の種類の処理のための、現像液または化学的機械的研磨スラリなどの他の液体化学物質を配送することが可能である。この発明の新規性は、配送される化学物質の性質を超えることから、この発明の範囲に関する誤解を避けるために、以下の説明は化学物質の配送を指すものである。
【００１４】
図３に示すように、図２Ａおよび図２Ｂに示す多貯蔵室ロードセルアセンブリ２００は、好ましくはScaimeロードセルモデル番号Ｆ６０Ｘ１０Ｃ６１０Ｅなどのロードセル４１２の上に懸下されこれにより重量を測定され、好ましくはMitsubishiＦＸ２Ｎなどのプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）３３０、コンピュータ、または他の従来の論理装置が、ロードセルの重量と化学物質の比重から、アセンブリ２００内の化学物質の量を判断する。化学物質がライン２１７から主貯蔵室２０６に引き込まれると、ロードセル４１２はロードセル４１２上の重量に比例する小さなｍＶアナログ信号３２４を出力する。一実施例においては、ＡＴＸ−１０００信号増幅器３２６は、小さな信号３２４を４から２０ミリボルト範囲に昇圧させ、これをMitsubishiＦＸ２Ｎ４−ＡＤなどのアナログ−デジタル変換器３２８に送り、出力されたデジタル信号３３２はＰＬＣ３３０に送られる。ＰＬＣ３３０は、従来のラダーロジックによって迅速にプログラム可能である。化学物質を引き込む間に、アセンブリ２００の重量はＰＬＣ３３０のソフトウェア設定ポイントに達するまで減少する。
【００１５】
さらに図３に示すように、ＰＬＣ３３０は２４ＤＣボルトの電磁バルブを用いてバルブＶ１からＶ５を制御し、かつMitsubishiＦＸ２Ｎなどの出力カードを用いてこれらを起動し得る。電磁バルブの各々は、開放された場合に、Veriflowセルフリリーフレギュレータなどのレギュレータ２からの加圧されたガスを、空気圧で操作されるバルブＶ１からＶ５に送りバルブを開閉させる。第１の実施例の動作のシーケンスは、図２Ａ−図２Ｂおよび図３に示す構成要素が以下のように働くように、ＰＬＣ３３０にプログラムされる。
【００１６】
一旦化学物質がある特定の液位にまで降下すると、ＰＬＣ３３０は、図２Ａ−図２Ｂの多貯蔵室ロードセルアセンブリ２００を用いて、システムの以下のような自動補充シーケンスの開始を引き起こす。
【００１７】
（ａ）  好ましくは低圧、たとえば１ｐｓｉの不活性ガスである層が、Veriflowセルフリリーフレギュレータなどのレギュレータ１により連続的に供給されて、気送管２１８により主貯蔵室２０６に与えられる。
【００１８】
（ｂ）  内部封止シャフト２０４は空気圧シリンダ２２６によって持ち上げられ、それにより緩衝貯蔵室２０８を主貯蔵室２０６から封止する。
【００１９】
（ｃ）  一旦緩衝貯蔵室２０８が封止されると、主貯蔵室２０６はマーキュリー約２８インチの真空にまで排気される。図２Ａおよび図２Ｂに示すように、主貯蔵室２０６からの気送管２１８は、三方バルブＶ４の出口側に接続される。バルブＶ４は起動されて、それにより管２１８は図３に示すように真空エジェクタ３２４に接続されたライン３１６と連通する。真空エジェクタ３２４は、二方バルブＶ５によってこれに向けられる圧縮ガスで付勢される。一旦バルブＶ５がオンになると、これは圧縮ガスを通過させ、主貯蔵室２０６と連通するライン３１６を介して真空エジェクタ３２４をマーキュリー約２８インチ（真空）にする。
【００２０】
（ｄ）  真空は緩衝貯蔵室２０８から分離され、該緩衝貯蔵室２０８は、上に不活性ガスの薄い層を有し、ツールに配送される化学物質を負圧や圧力差に晒すことなく、化学物質を工程またはツールに供給し続ける。
【００２１】
（ｅ）  主貯蔵室２０６内で生成された真空は、バルブＶ１およびＶ２に接続される低圧化学物質ラインを生じさせる。バルブＶ２が開放されたと想定すると、低圧ライン２１７は、供給容器１０２からの化学物質を主貯蔵室２０６に流れ込ませる。この期間に、化学物質が定められた最高液位に達するまで主貯蔵室２０６に補充される。
【００２２】
（ｆ）  最高液位は、ロードセル４１２およびＰＬＣ３３０によって行なわれる重量計算を用いて決定される。たとえば、好ましい一実施例は、４３９立方センチメートル（ｃｃ）の容積を備えた緩衝貯蔵室２０８と、６９５ｃｃの容積を備えた主貯蔵室２０６とを用いる。化学物質の比重を用いて、ＰＬＣ３３０は化学物質が占める容量を計算する。次いでＰＬＣ３３０は、一旦化学物質容量が４３９ｃｃに達するか、またはそれ以下に降下すると、補充シーケンスを開始する。補充は、一旦化学物質容量が６９５ｃｃに到達すると停止する。このシーケンスによって、緩衝貯蔵室２０８内の４３９ｃｃの化学物質のほぼすべてを消費する一方で、主貯蔵室２０６を６９５ｃｃの化学物質で補充することを可能にし、かつ主貯蔵室２０６の溢れまたは緩衝貯蔵室２０８からの化学物質の完全な排出を防ぐ。
【００２３】
（ｇ）  一旦主貯蔵室２０６が補充されると、バルブＶ５はオフにされ、それによりガス流れを止め、真空エジェクタ３２４による真空の生成を止める。次いで三方バルブＶ４が切換えられて、不活性ガスライン２１８が主貯蔵室２０６と連通して主貯蔵室２０６内の化学物質の上に再び不活性ガスの層が緩衝貯蔵室２０８と同じ圧力で生成されるようにするが、これはライン２１８、２１５の両方が同じ不活性ガスマニホールド３１８（図３を参照）からガスを受取るためである。また、バルブＶ２が閉鎖されて、供給容器１０２を主貯蔵室２０６から分離する。
【００２４】
主貯蔵室２０６が、上に不活性ガスの層を備えた化学物質で満たされると、内部封止シャフト２０４が降下して、主貯蔵室２０６からの化学物質を緩衝貯蔵室２０８に流れ込ませる。最終的には、主貯蔵室２０６の大部分と緩衝貯蔵室２０８のすべてが満たされる。緩衝貯蔵室２０８に接続される気送管２１５は、管２１５内の化学物質が主貯蔵室２０６と同じ液位に到達するまで化学物質を補充するが、これは両方の貯蔵室内の圧力が同一であるためである。内部封止シャフト２０４は、再び主貯蔵室２０６を補充する判断がなされるまで、開放されたままである。
【００２５】
第１の実施例は、供給容器内の化学物質の量を判断するために、気泡センサの代わりにロードセルを用いることから、この発明はいくつかの非常に有用な特徴を提供する。供給容器内に残留する化学物質の量をリアルタイムで正確に判断することが可能である。供給容器がシステムに接続されたときにフルであれば、ＰＬＣは容易に取除かれた（および多貯蔵室ロードセルアセンブリに加えられた）化学物質を計算し、かつ供給容器内にどれだけの化学物質が残留するかを計算する。この情報を用いて、容器内に残留する化学物質の量の視覚的表現を提供し得る。第２の特徴は、ＰＬＣは、システム内の重量増加を監視することにより、いつ供給容器が完全に空になったのかを正確に判断できることである。もし補充シーケンスの間に貯蔵室の重量が増加しなければ、供給容器は空であると示される。これは供給容器へのバルブを閉鎖させ、次の供給容器がオンラインにされる。関連する第３の特徴は、ロードセル技術が、正確に化学物質の使用における予測と傾向の識別との能力を提供することである。貯蔵室に入来する化学物質の量が正確に測定されるために、情報は容易に電子的にストアされ、操作され、かつ配送されることができる。
【００２６】
図４Ａおよび図４Ｂにおいて示す第２の実施例である多貯蔵室ロードセルアセンブリ４００は、Ｏリング４１１によって底部キャップ４１０に締められ封止される緩衝貯蔵室４０８を含む。排出される化学物質は管接続４０１を通って流れる。緩衝貯蔵室４０８には、気送管４１５、化学物質バルブ４０７、ロードセルセパレータ４１３、およびロードセル４１２が接続される。ロードセル４１２は緩衝貯蔵室４０８に固くボルト締めされ、その他端は多貯蔵室ロードセルアセンブリ４００の一部ではない剛性部材（図示せず）に固くボルト締めされる。外側スリーブ４０４は、緩衝貯蔵室４０８を中心として滑動し、底部キャップ４１０に抗して静止する。外側スリーブ４０４は、ロードセル４１２が妨げなくこれを通過できるよう機械加工される。バルブ４０７の一端４０５は、主貯蔵室４０６に接続され、他端４０９は緩衝貯蔵室４０８に接続される。主貯蔵室４０６は、上側キャップ４０３内のＯリングによって包被され封止される。上側キャップ４０３は、その周辺部に階段状エッジを含み、これに外側スリーブ４０４を固定する。気送管４１８および化学物質投入ライン４１７は、上側キャップ４０３に固定される。外側スリーブ４０４は、別々の貯蔵室４０６および４０８に機械的強度を提供する。
【００２７】
図４Ａおよび図４Ｂにおいて示され、図３のシステム内で用いられる多貯蔵室ロードセルアセンブリは、以下の顕著な相違点を除いては第１の実施例に類似する。
【００２８】
（ａ）  バルブ４０７は、主貯蔵室４０６と緩衝貯蔵室４０８との間の流体経路の制御を提供する。
【００２９】
（ｂ）  外側スリーブ４０４は、機械的支持を提供して主貯蔵室４０６と緩衝貯蔵室４０８とを支持する剛性アセンブリを形成する。
【００３０】
図５Ａおよび図５Ｂに示す第３の実施例である多貯蔵室ロードセルアセンブリは、互いから間隔をあけているが柔軟性のある流体ライン５１６によって接続される２つの貯蔵室５０６、５０８を用いる。第３の実施例は、図４Ａおよび図４Ｂに示す先の構成要素の多くを用いるが、以下を除く。すなわち、（ｉ）外側スリーブ４０４は用いない、（ii）緩衝貯蔵室５０８は主貯蔵室５０６から機械的に懸下されない、（iii）ロードセルスペーサ５１３とロードセル５１２とは主貯蔵室５０６の底部に固定される。
【００３１】
第３の実施例は、図５Ａ−図５Ｂ、および図６に示すように、ロードセル５１２が主貯蔵室タンク５０６内の容量のみを測定する点を除いては、第２の実施例と同様に動作する。第３の実施例の利点は、主貯蔵室５０６に送られる化学物質の正確な量が常にわかり、ＰＬＣは補充動作の間に緩衝貯蔵室５０８から取除かれた化学物質の量を示す必要がないことである。第３の実施例は、図３の制御システム（すなわちＰＬＣ、Ａ／Ｄ、信号増幅器など）を備えた図６のシステムにおいて用いることができる。本願においては、部品番号の先頭の数字は総じてどの図面がその部品の詳細を示すかを示す一方、末尾の数字はその部品が同じ末尾番号を有する他の部品に類似することを示すことに留意されたい。こうして、緩衝貯蔵室２０６と緩衝貯蔵室３０６とはその機能において同様であり、それぞれ図２Ａおよび図３Ａにおいて見出される。
【００３２】
図７Ａおよび図７Ｂに示す第４の実施例である多貯蔵室ロードセルアセンブリ７００は、第３の実施例と同様の構成要素を用いるが、第２のロードセル７２２は緩衝貯蔵室７０８に装着される。アセンブリ７００は好ましくは、第２のロードセルのための付加的な構成要素を備え、図３の制御システムを備えた図８のシステムで用いられる。
【００３３】
図７Ａおよび図７Ｂに示す第４の実施例である多貯蔵室ロードセルアセンブリ７００は、ロードセル７１２が主貯蔵室７０６内の化学物質のみを測定し、かつロードセル７２２は緩衝貯蔵室７０８内の化学物質のみを測定する点を除いては、第２の実施例と同様に動作する。この利点は、緩衝貯蔵室７０８は常に監視され、下流の工程またはツールが補充サイクルの間に突然大量の化学物質を消費すると、システムは補充サイクルをすぐに停止させて化学物質を主貯蔵室７０６から緩衝貯蔵室７０８に入れ、緩衝貯蔵室７０８からの化学物質の完全な排出を防止することである。
【００３４】
図９Ａおよび図９Ｂに示す第５の実施例である多貯蔵室ロードセルアセンブリ９００は、ロードセル９１２が主貯蔵室９０６ではなく緩衝貯蔵室９０８に装着される点を除いては、第３の実施例と同様の構成要素を用いる。第５の実施例は好ましくは、図３に示す制御システム（すなわち、ＰＬＣ、Ａ／Ｄ、信号増幅器など）を備えた図１０に示すシステムにおいて用いられる。
【００３５】
機能的には、第５の実施例である多貯蔵室ロードセルアセンブリ９００は、第２の実施例と同様に動作するが、唯一の相違点はロードセル９１２が緩衝貯蔵室９０８内の化学物質の重量のみを測定することである。
【００３６】
工程またはツールが化学物質を消費すると、主貯蔵室９０６も空になるまで緩衝貯蔵室９０８の重量は一定である。次いで緩衝貯蔵室９０８の重量が減少し始め、主貯蔵室９０６が補充されるべきことを示す。この時点で、主貯蔵室９０６は計算された期間、補充される。このシーケンスの間に、緩衝貯蔵室９０８は主貯蔵室９０６が補充されて２つの貯蔵室９０６、９０８の間のバルブ９０７が再び開放されるまで、減少し続ける。
【００３７】
第６の実施例は、図５Ａおよび図５Ｂに示す第３の実施例と同様の構成要素を用いる。唯一の顕著な相違とは、約１ｐｓｉの不活性ガスの層（図６を参照）が約８０ｐｓｉ（化学物質の種類に依拠してそれ以上またはそれ以下）にまで増加されることである。不活性ガス圧力を増大させることにより、第６の実施例は補充サイクルの間においてさえも影響されない一定の排出圧力で、化学物質を加圧付与することができる。この方法により、非常に正確な脈動しない化学物質の排出流れが可能になる。これは、化学物質をフィルタバンクを介してポンピングする、超高純度用途において非常に重大な特徴である。化学物質のいかなる脈動も、フィルタバンクから微粒子を分離させて超高純度化学物質排出流れ内に入れるおそれがある。
【００３８】
第７の実施例は、図１１Ａおよび図１１Ｂに示す付加的な構成要素とともに、第３の実施例と同様の構成要素を用いるが、該付加的な構成要素は、主貯蔵室１１０６、緩衝貯蔵室１１０８、バルブ１１２２を介して主貯蔵室１１０６に付与される第２の化学物質投入ライン１１１９、化学物質投入ライン１１１７に付与されるバルブ１１２３、攪拌モータ１１２０およびインペラーアセンブリ１１２１を含む。
【００３９】
機能的には、第７の実施例は第３の実施例と同様に動作するが、２つの化学物質を正確な配合で混合してから、混合物を緩衝貯蔵室１１０８に送るという付加的な機能を備える。化学物質は、開放されたバルブ１１２３および化学物質投入ライン１１１７を介して主貯蔵室１１０６に引き込まれ、ロードセル１１１２によって重量を測定される。主貯蔵室１１０６に適切な量が引き込まれると、バルブ１１２３は閉鎖されてバルブ１１２２が開放され、第２の化学物質を主貯蔵室１１０６に入来させる。適切な量が主貯蔵室１１０６に引き込まれると、バルブ１１２２は閉鎖されて、化学物質は攪拌モータ１１２０およびインペラーアセンブリ１１２１によって混合される。化学物質の攪拌は、上述のシーケンスの間にいつでも開始し得る。一旦混合が完了すると、バルブ１１０７は開放して化学物質を緩衝貯蔵室１１０８に送らせ、該緩衝貯蔵室１１０８はまたガスライン１１１５にも接続される。これは時間に対して感応性のある化学物質を混合し、混合された化学物質の一定であって脈動のない排出を維持するために、理想的な方法である。
【００４０】
要約すると、この発明は少なくとも以下の利益を提供する。排出された化学物質を一定の圧力に維持し得る。トラックツールは、付与シーケンスを妨げるおそれのある低圧化学物質ラインに晒されることはないために、トラックツールの歩留まりが向上する。多数のおよびさまざまな寸法の容器が化学物質供給容器として貯蔵室システムに接続可能である。もし接続前に供給容器の流体容量がわかっていれば、コンピュータは容器から取除かれた化学物質の量を非常に正確に計算することができ、したがって化学物質の残留量の視覚的なリアルタイム表示のためのディスプレイに対する情報を提供する。視覚的なインターフェイスは、供給容器の状態を「一目で」オペレータに伝えることができる。ロードセルは、補充シーケンスの間には連続する重量の増加がないために、いつ供給容器が完全に空になったのかを判断し得る。これは供給容器が空であり、よって他の容器がオンラインにされるべきことを示す。一実施例においては、化学物質使用のデータロギングを提供することができるが、これは貯蔵室内の化学物質が連続的におよび正確にロードセルによって重量を測定され、該ロードセルは、ＰＬＣまたは他のリアルタイムで貯蔵室内の利用可能な化学物質の量などの正確な情報を出力する論理装置に入力信号を与えるためである。機能不全が異常に大きな読出や即時のゼロ読出によって表示され、これらの両方がＰＬＣまたは他の論理装置に警告を引き起こすために、ロードセルは元来安全な検知装置である。この発明はまた、供給容器スイッチング動作の間に発生する気泡の排出化学物質ラインの通過を防ぎ、多数の供給容器にわたり一定であってばらつきのない圧力付与を提供し、それ自体を真空によって、または貯蔵室を液体のポンピングで補充することにより、補充するか、または正確な比率で異なった化学物質で補充し、それらを混合してからその混合物を緩衝貯蔵室に送ることが可能であるが、これは時間に依存する、非常に反応性の高い化学物質に対して重要であり得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  単貯蔵室および、単貯蔵室につながる供給ライン上の気泡センサを用いる、化学物質配送システムを示す図である。
【図２Ａ】  この発明の多貯蔵室ロードセルアセンブリの第１の実施例の正面断面図である。
【図２Ｂ】  多貯蔵室ロードセルアセンブリの第１の実施例の上面図である。
【図３】  図２Ａ、図２Ｂまたは図４Ａ、図４Ｂの多貯蔵室ロードセルアセンブリを含む化学物質配送システムの実施例を示す、配管および装置の図である。
【図４Ａ】  多貯蔵室ロードセルアセンブリの第２の実施例の正面断面図である。
【図４Ｂ】  多貯蔵室ロードセルアセンブリの第２の実施例の側面断面図である。
【図５Ａ】  多貯蔵室ロードセルアセンブリの第３および第６の実施例の正面断面図
である。
【図５Ｂ】  多貯蔵室ロードセルアセンブリの第３および第６の実施例の側面断面図である。
【図６】  図５Ａ、図５Ｂ、または図１１Ａ、図１１Ｂの多貯蔵室ロードセルアセンブリを含む化学物質配送システムの実施例を示す、配管および装置の図である。
【図７Ａ】  多貯蔵室ロードセルアセンブリの第４の実施例の正面断面図である。
【図７Ｂ】  多貯蔵室ロードセルアセンブリの第４の実施例の側面断面図である。
【図８】  図７Ａおよび図７Ｂの多貯蔵室ロードセルアセンブリを含む化学物質配送システムの実施例を示す、配管および装置の図である。
【図９Ａ】  多貯蔵室ロードセルアセンブリの第５の実施例の正面断面図である。
【図９Ｂ】  多貯蔵室ロードセルアセンブリの第５の実施例の側面断面図である。
【図１０】  図９Ａおよび図９Ｂの多貯蔵室ロードセルアセンブリを含む化学物質配送システムの実施例を示す、配管および装置の図である。
【図１１Ａ】  多貯蔵室ロードセルアセンブリの第７の実施例の正面断面図である。
【図１１Ｂ】  多貯蔵室ロードセルアセンブリの第７の実施例の側面断面図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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