(57)【要約】複数種の前駆体を製造ツールへとディスペンスする装置は、相互接続された複数のサブマニホールドを有した流体マニホールドと、各々のタンクが別々の前駆体を収容した複数のタンクとを含み、先のサブマニホールドの各々が、先のタンクのうちの１つへと接続されている。複数種の前駆体を製造ツールへとディスペンスするシステムは、流体マニホールド及び複数のタンクを有し、各々のタンクが、別々の前駆体を収容し且つ先の流体マニホールドの別々のサブマニホールドへと接続されており、先の複数のサブマニホールドが相互接続されている複数種の前駆体のディスペンサと、複数のキャニスタを有し、各々のキャニスタが別々の前駆体を収容している製造ツール流体プロセッサとを含み、第１ディスペンサタンクは同じ前駆体を有した第１ツールキャニスタと通じており、第２ディスペンサタンクは同じ前駆体を有した第２ツールキャニスタと通じている。関連したシステムの方法も、ここに記載されている。【選択図】      図１Ａ
2009524515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種の前駆体を製造ツールへとディスペンスする装置であって、
相互接続された複数のサブマニホールドを有した流体マニホールドと、
各々のタンクが別々の前駆体を収容した複数のタンクと
を具備し、
前記サブマニホールドの各々が、前記タンクのうちの１つへと接続されている装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置であって、前記流体マニホールドが、前記複数のタンクの各々へと接続された前駆体サブマニホールドを更に含んでおり、それら前駆体サブマニホールドは相互接続されている装置。
【請求項３】
請求項２記載の装置であって、前記前駆体サブマニホールドが、共用溶媒供給ライン及び共用廃棄物ラインのうちの少なくとも何れか１つによって相互接続されている装置。
【請求項４】
請求項２記載の装置であって、前記流体マニホールドが、更に、前記前駆体サブマニホールドの各々へと接続されている加圧ガスサブマニホールドを含んでおり、それら加圧ガスサブマニホールドは相互接続されている装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置であって、前記加圧ガスサブマニホールドが、少なくとも１つの共通のベントラインによって相互接続されている装置。
【請求項６】
請求項２記載の装置であって、前記流体マニホールドが、更に、前記前駆体サブマニホールドの各々へと接続されている１つの加圧ガスサブマニホールドを含んでいる装置。
【請求項７】
請求項１記載の装置であって、前記複数のタンクは、前記製造ツールの流体プロセッサのドーズキャニスタよりも遥かに大きいソースコンテナを含んでいる装置。
【請求項８】
請求項１記載の装置であって、
前記相互接続されたサブマニホールドから廃棄物を受けとる廃棄物タンクと、
前記相互接続されたサブマニホールドへと溶媒を供給する溶媒タンクと
を含んだ補助ユニットを更に具備した装置。
【請求項９】
請求項８記載の装置であって、前記廃棄物タンクは、前記相互接続されたサブマニホールドとの共用の廃棄物ラインを介して、前記製造ツールの流体プロセッサから廃棄物を受けとるものでもあり、前記溶媒タンクは、前記相互接続されたサブマニホールドとの共用の溶媒供給ラインを介して、溶媒を前記流体プロセッサへと供給するものでもある装置。
【請求項１０】
請求項１記載の装置であって、前記複数のタンクの各々が少なくとも１つのレベルセンサを含んでいる装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の装置であって、前記複数のタンクの各々が、ＬＯＷセンサと、ＬＯＷ−ＬＯＷセンサと、ＨＩＧＨセンサとを含んだ複数のレベルセンサを含んでいる装置。
【請求項１２】
請求項１記載の装置であって、前記流体マニホールド及び前記複数のタンクの各々と通ずるコントローラを更に具備した装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の装置であって、前記コントローラは、前記タンクの各々が前記タンクの他の何れからも独立して動作可能なように、前記サブマニホールドとタンクとの組み合わせの各々と通じている装置。
【請求項１４】
複数種の前駆体を製造ツールへとディスペンスする方法であって、
流体マニホールド及び複数のタンクを提供することであって、各々のタンクは別々の前駆体を収容しており、前記流体マニホールドは、更に、相互接続された複数のサブマニホールドを含み、前記サブマニホールドの各々が前記タンクのうちの１つへと接続されていることと、
前記製造ツールの流体プロセッサにおける低前駆体レベルを検知することと、
前駆体を、前記タンクのうちの１つから、前記タンクの他の何れからも独立してディスペンスすることと
を含んだ方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法であって、流体を、前記相互接続されたサブマニホールドから共用ラインを介してパージすることを更に含んだ方法。
【請求項１６】
請求項１４記載の方法であって、流体を、共用供給ラインを介して、前記相互接続されたサブマニホールドへと供給することを更に含んだ方法。
【請求項１７】
請求項１５記載の方法であって、
排気ガスを、相互接続された複数の加圧ガスサブマニホールドから、共用ベントラインへと通じさせることと、
廃棄液体を、相互接続された複数の前駆体サブマニホールドから、共用廃棄物ラインを介して、補助ユニットへと通じさせることと
を更に含んだ方法。
【請求項１８】
請求項１６記載の方法であって、溶媒を、補助ユニットから、共用溶媒ラインを介して、相互接続された複数の前駆体サブマニホールドへと供給することを更に含んだ方法。
【請求項１９】
請求項１４記載の方法であって、廃棄物を、前記製造ツールの前記流体プロセッサから、共同利用される廃棄物ラインを介して、補助ユニットへの前記流体マニホールドへと通じさせることを更に含んだ方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法であって、前記廃棄物の高レベルを検知することと、廃棄物タンクを交換することとを更に含んだ方法。
【請求項２１】
請求項１４記載の方法であって、溶媒を、補助ユニットから、共同利用される溶媒ラインを介して、前記流体マニホールド及び前記製造ツールの前記流体プロセッサのうちの何れか１つへと供給することを更に含んだ方法。
【請求項２２】
請求項１４記載の方法であって、前記タンクのうちの少なくとも１つにおいて低レベルを検知することと、前記低レベルのタンクを交換することとを更に含んだ方法。
【請求項２３】
請求項２２記載の方法であって、前記低レベルのタンクを交換する前に、前記低レベルのタンクの前記サブマニホールドを、補助ユニットからの溶媒を用いてフラッシングすることを更に含んだ方法。
【請求項２４】
請求項１４記載の方法であって、前記製造ツールの前記流体プロセッサに前記複数種の別々の前駆体を供給するように、前記流体マニホールド及び前記タンクを連続的に制御することを更に含んだ方法。
【請求項２５】
複数種の前駆体を製造ツールへとディスペンスするシステムであって、
流体マニホールド及び複数のタンクを有し、各々のタンクが、別々の前駆体を収容し且つ前記流体マニホールドの別々のサブマニホールドに接続されており、前記サブマニホールドは相互接続されている複数種の前駆体のディスペンサと、
複数のキャニスタを有し、各々のキャニスタが別々の前駆体を収容している製造ツール流体プロセッサと
を具備し、
第１ディスペンサタンクが、同じ前駆体を有した第１ツールキャニスタと通じており、
第２ディスペンサタンクが、同じ前駆体を有した第２ツールキャニスタと通じているシステム。
【請求項２６】
請求項２５記載のシステムであって、前記サブマニホールドが、共用ベントライン、共用廃棄物ライン及び共用溶媒ラインのうちの何れか１つによって相互接続されているシステム。
【請求項２７】
請求項２５記載のシステムであって、
前記第１ディスペンサタンク及び共用廃棄物ラインへと接続されている第１サブマニホールドと、
前記第２ディスペンサタンク及び共用廃棄物ラインへと接続されている第２サブマニホールドと
を更に具備し、
前記第１及び第２サブマニホールドが、加圧ガスを前記ディスペンサタンクへと通じさせ、前駆体を前記ディスペンサタンクから受けとり、廃棄物を前記共用廃棄物ラインへと通じさせるシステム。
【請求項２８】
請求項２７記載のシステムであって、前記第１及び第２サブマニホールドの双方と接続されている共用溶媒ラインを更に具備したシステム。
【請求項２９】
請求項２７記載のシステムであって、前記第１及び第２サブマニホールドの各々へと接続されている加圧ガスサブマニホールドを更に含み、前記加圧ガスサブマニホールドは共用ベントラインによって相互接続されているシステム。
【請求項３０】
請求項２５記載のシステムであって、
前記相互接続されたサブマニホールドと共同利用する廃棄物ラインを介して、廃棄物を、前記ディスペンサ及び前記製造ツール流体プロセッサから受けとる廃棄物タンクと、
前記相互接続されたサブマニホールドと共同利用する溶媒ラインを介して、溶媒を、前記ディスペンサ及び前記製造ツールの流体プロセッサへと供給する溶媒タンクと
のうちの何れか１つを含んだ補助ユニットを更に具備したシステム。
【請求項３１】
請求項２５記載のシステムであって、
前記複数のタンクの全てに搭載された少なくとも１つのレベルセンサと、
前記複数のセンサの全てと連絡して、前記タンクの各々を前記タンクの他の何れからも独立して動作させるコントローラと
を更に具備したシステム。
【請求項３２】
複数種の前駆体を製造ツールへとディスペンスする方法であって、
複数の前駆体キャニスタを持った流体プロセッサを有した製造ツールを提供することと、
前記ツールへと接続された複数種の前駆体のディスペンサであって、相互接続された流体サブマニホールドを持った流体マニホールドと、複数のタンクとを有したディスペンサを提供することと、
前記製造ツールにおける低前駆体レベルを検知することと、
第１前駆体を前記ディスペンサから前記ツールへとディスペンスすることと、
第２前駆体を前記ディスペンサから前記ツールへと更にディスペンスすることと
を含んだ方法。
【請求項３３】
請求項３２記載の方法であって、
複数種の前駆体を前記ディスペンサから前記ツールへと連続的にディスペンスすることと、各々の前駆体を、他の前駆体の何れからも独立してディスペンスすることと
を更に含んだ方法。
【請求項３４】
請求項３３記載の方法であって、
第１前駆体を前記ディスペンサから前記ツールへとディスペンスするのと同時に、前記第２前駆体を収容したタンクを前記ディスペンサから切り離すことと、
前記タンクを交換することと
を更に含んだ方法。
【請求項３５】
請求項３２記載の方法であって、流体を、前記相互接続されたサブマニホールドから共用ラインを介してパージすることを更に含んだ方法。
【請求項３６】
請求項３５記載の方法であって、
排気ガスを複数の相互接続された加圧ガスサブマニホールドから、共用ベントラインを介して通じさせることと、
廃棄液体を、複数の相互接続された前駆体サブマニホールド及び前記ツールから、共同利用される廃棄物ラインを介して、補助ユニットへと通じさせることと
を更に含んだ方法。
【請求項３７】
請求項３２記載の方法であって、流体を、共用ラインを介して、前記相互接続されたサブマニホールドへと供給することを更に含んだ方法。
【請求項３８】
請求項３７記載の方法であって、溶媒を、補助ユニットから、共同利用される溶媒供給ラインを介して、相互接続された複数のサブマニホールド及び前記ツールへと通じさせることを更に含んだ方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
背景
プロセス薬品配送産業では、超純粋であり、反応性であり、しばしば毒性である液体化学製品又は前駆体を、薄膜堆積ツールなどの製造ツール（反応器）へと配送するのに、複雑な化学薬品ディスペンス（dispensing）システム及び方法が使用される。薄膜を固体基板へと配送するツールは、例えば、半導体、光学機器及び製品、並びに耐薬品性コーティングの製造において使用される。特には、様々な液体前駆体が、化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセスを使用して、高度半導体電子装置に適用される。化学薬品ディスペンスシステムは、液体前駆体を含んだ混合物を、半導体デバイスへの適用のための堆積ツール内のリアクタへと配送する。代表的な前駆体堆積方法は、金属−有機物ＣＶＤ、原子層ＣＶＤ及び金属ゲートと様々なバリア層とを使用するｈｉｇｈ−ｋゲート絶縁膜用のものを含んでいる。
【０００２】
製造ツールに要求される液体化学製品又は前駆体は、キャニスタ（canister）内に保持される。また、このようなキャニスタは、キャニスタの連続的な補給を促進させ、製造プロセスの中断を最小限にするために、より大きな別のタンクから供給を受け得る。各々のキャニスタは、前駆体流を管理するために、コントローラとガス／液体マニホールドとを必要とし、装置全体はキャビネット内に収容される。前駆体キャニスタの専用のキャビネットは、クリーンルーム内に、リアクタに隣接して設置され、そこでは、スペースが非常に臨界的であり、限られている。１種のみの前駆体の堆積プロセスに対しては、この配置は完全に許容され得る。
【０００３】
しかしながら、産業の要求は変化している。このような製品に対する製造業者の要求が高まるにつれ、化学薬品配送システムによって、漸次、より多くの化学製品が、管理され、配送されている。更に、そしてより重要なことに、この産業は、堆積プロセスのために、多化合物積層体（multi-compound laminate）を開発している。多化合物積層体を堆積させるためには、２種、３種、４種又はより多種の前駆体が１つのツールへと同時に供給されるのを必要とするであろう。複数種の前駆体の各々は、各々の前駆体を管理するための流体マニホールド又はプロセッサと、場合によっては、各々の前駆体及びその流体プロセッサを収容するための専用のキャビネットとを含んだ別個の配送装置を必要とする。追加の配送装置は、システムのフットプリント及びコストを増加させる。複数の前駆体流体プロセッサ又はキャビネットを、クリーンルームの内側に、リアクタに隣接して据えるのは、非現実的であり且つ望まれない−クリーンルーム内で利用可能な臨界的スペースは、複数の前駆体プロセッサの増加したフットプリントに適応することができない。前駆体プロセッサをクリーンルームから離して据えるのも、そうすることによってキャニスタからの流量が劇的に減少するために、非現実的であり、望まれない。これらキャニスタは、比較的小さい容積（例えば、１リットル）を持ち、キャニスタとツールとの間にかなりの距離がある場合、このツールに必要とされる適切な流量を提供することができない。それ故に、産業の要求、特には複数種の前駆体を１つのツールへと供給する要求が、現在の化学薬品配送システムの限界を押し動かしている。
【０００４】
概要
本発明の或る実施形態において、複数種の前駆体を製造ツールへとディスペンスする装置は、相互接続された複数のサブマニホールドを有した流体マニホールドと、各々のタンクが別々の前駆体を収容した複数のタンクとを含み、先のサブマニホールドの各々が、先のタンクのうちの１つへと接続されている。本発明の他の実施形態には、複数種の前駆体を製造ツールへとディスペンスする方法が説明されている。
【０００５】
本発明の更なる実施形態において、複数種の前駆体を製造ツールへとディスペンスするシステムは、流体マニホールド及び複数のタンクを有し、各々のタンクが、別々の前駆体を収容し且つ先の流体マニホールドの別々のサブマニホールドへと接続されており、先の複数のサブマニホールドが相互接続されている複数種の前駆体のディスペンサと、複数のキャニスタを有し、各々のキャニスタが別々の前駆体を収容している製造ツール流体プロセッサとを含み、第１ディスペンサタンクは同じ前駆体を有した第１ツールキャニスタと通じており、第２ディスペンサタンクは同じ前駆体を有した第２ツールキャニスタと通じている。他の実施形態には、関連したシステムの方法が説明されている。
【０００６】
本発明の好ましい実施形態のより詳細な説明のために、添付の図面を参照する。
【０００７】
好ましい実施形態の説明
幾つかの用語が、以下の説明及び特許請求の範囲に亘って、システムの特定の部材を指すのに使用される。この文書は、名称が異なっているが機能は異なっていない部材を区別することを意図していない。
【０００８】
以下の議論及び特許請求の範囲において、用語「含む」及び「具備する」は、非制限的に（in open-ended fashion）使用され、そのため、「・・・を含むが、・・・に限定されない」ことを意味するように解釈されるべきである。また、用語「前駆体」は、ここでは、堆積プロセスにより半導体又は他の製品へと適用される層の一部となる反応性物質を意味するように使用されている。前駆体は、中程度の又は低い揮発性を有し、僅かな濃度の酸素及び水分に非常に敏感な反応性であり且つ毒性の化合物である。また、用語「前駆体」は、ここでは、貯蔵され、配送され、且つ、ここに説明される堆積プロセスにおいて使用される化学製品を指すように、より一般的に使用されている。ここに記載されている様々な部材は、導管若しくはラインによって接続されているか又はこれらによって通じており、用語「導管」又は「ライン」は、パイプ、管、又は、ガス及びそれらの液相の相当物を運ぶための他の手段を含み得ると理解されるべきである。
【０００９】
図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、大容量（bulk）多前駆体プロセッサ又はマルチディスペンサ１０が、模式的に示されている。マルチディスペンサ１０は、この模式図の見た目のわかり易さを高めるため、流体マニホールド部（図１Ａ）とケミカルタンク部（図１Ｂ）とに分けられている。マルチディスペンサ１０は、多くの様々な前駆体を同時に取り扱うことができる。或る代表的なディスペンサは、例えば、２乃至５種の前駆体を取り扱い得る。幾つかの実施形態では、このディスペンサは、更に、溶媒、より多種の前駆体又は他の化学製品を取り扱う。前駆体は、その反応性の性質のために、使用場所への高信頼性であり且つ汚染フリーの配送手段を必要とする。マルチディスペンサ１０は、高純度液体配送システムにおいて使用されても良く、そのようなシステムの代表的な実施形態は、ここに、図４Ａ乃至図４Ｄを参照しながら説明される。
【００１０】
マルチディスペンサ１０は、図１Ｂに示された第１バルクソースキャニスタ又はマザータンク１４と第２バルクソースキャニスタ又はマザータンク１６とを収容したエンクロージャ１２を含んでいる。第１マザータンク１４は第１前駆体を収容しており、第２マザータンク１６は第２前駆体を収容している。ディスペンサ１０は、製造プロセスに必要とされる異なる前駆体の数に応じて、追加のタンクを含んでいても良い。マザータンク１４、１６は、ここでの教示及び当業者の知識と合致して、前駆体材料を収容するように構成されている。また、マザータンクは、ここに記載されるプロセスに適した、例えば、１５乃至２０ガロンの範囲内の寸法である。
【００１１】
図１Ａに最もよく示されているように、第１マザータンク１４は、第１ケミカルブロック又は前駆体サブマニホールド１８へと接続されており、第２マザータンク１６は、第２ケミカルブロック又は前駆体サブマニホールド２２へと接続されている。ケミカルブロック１８は、マザータンク１４に専用であり、液体製品をマザータンク１４からプロセスライン又は導管５４中へと通す。同様に、ケミカルブロック２２は、マザータンク１６に専用であり、液体製品をマザータンク１６からプロセスライン５６へと通す。ケミカルブロック１８、２２は、更に、ガスの加圧／減圧、ガス及び真空パージ、溶媒フラッシング並びにここでの教示に合致する他のプロセスなどの様々なメンテナンスプロセスの最中に、必要な流体切り替えを行うのに役立つ。
【００１２】
図１Ａを参照すると、第１マザータンク１４は、第１ガスブロック又はサブマニホールド２４にも接続されており、第２マザータンク１６は、第２ガスブロック又はサブマニホールド２６に接続されている。ガスブロック２４、２６は、１種以上の加圧ガスを要求されたときに断続的にマザータンクへと提供して、マザータンクからの化学製品の配送の間、ガスの圧力についての正確な設定を維持する。ケミカルブロック１８、２２及びガスブロック２４、２６の各々は、一連の圧力レギュレータ、圧力センサ、チェックバルブ、遮断バルブ、オリフィス及び図１に模式的に示されている他のデバイスを含んでおり、集合的に、ディスペンサの流体マニホールドと呼ばれ得る。これらデバイスの幾つかは、以下でより十分に説明されている。しかしながら、これらデバイスの幾つかは、詳細には説明されていない。これは、このようなデバイスは、当業者に知られており、それらの説明は、ここに記載される本発明の実施形態の明確な理解に利益を与えないからである。更には、圧力レギュレータ、バルブ及びオリフィスの様々な組み合わせが、ここに記載される本発明の実施形態と共に使用され得る。本発明は、ここに記載されるデバイスの組み合わせに限定されるべきではなく、当業者は、本発明がここでの教示に合致する他の組み合わせを含むことを理解するであろう。
【００１３】
図１Ａを更に参照すると、調節され且つ濾過されたガスのライン２８、３０が、ガスブロック２４へと接続されている。ガスブロック２４は、更に、圧力レギュレータ３６、３８と、解放オリフィス４０と、遮断バルブ４２、４４、４６と、チェックバルブ４８、５０、５２とを含んでいる。マザータンク１４内のプロセス圧力は、圧力レギュレータ３６、３８及び解放オリフィス４０によって個別に及び独立して設定され、遮断バルブ４８、５０、５２によって自動的に平衡化される。或いは、オリフィス４０は、マザータンク内で必要とされる設定圧力の範囲及び精度に応じて、測量バルブ又は質量流量コントローラと交換されても良い。チェックバルブ４８、５０は、大規模な部材の故障が下流のガスブロック２４において起こった場合に、微量の製品液体によるあらゆる潜在的な汚染から、供給ガスライン２８、３０をそれぞれ隔離する。チェックバルブ５２は、下流のケミカルブロック１８からのベント流からの考えられる汚染を防ぐ。
【００１４】
同様に、ガスライン３２、３４は、ガスブロック２４について説明されたものと同じデバイスを含んだガスブロック２６へと接続されている。具体的には、ガスブロック２６は、更に、圧力レギュレータ６６、６８と、解放オリフィス７０と、遮断バルブ７２、７４、７６と、チェックバルブ７８、８０、８２とを含んでいる。これら一連のデバイスは、ガスブロック２４の相当するデバイスと同様に動作する。マルチディスペンサ１０に含まれたマザータンクの数に応じて、ここで説明されたものに合致する更なるガスブロックがマニホールド１２に含まれ得る。
【００１５】
図１Ａを更に参照すると、ガスブロック２４が、バルブ２３を有した導管２０を介して、ケミカルブロック１８へと接続されている。ケミカルブロック１８は、更に、複数のバルブ８４、８６、８８、９０、９２、９４、９６からなる群と、オリフィス９８とを含んでいる。図１Ｂに示されているように、ケミカルブロック１８とマザータンク１４との間には、複数のバルブ９９、１００、１０２からなる群が配置されている。マザータンク１４内の製品液体は、ガスブロック２４によって、正常時開放バルブ８６、９９を有しているライン１０４を通して個別に加圧され、バルブ８４、８８は正常時には閉じている。バルブ８４は、ライン１０４をライン１０６へと接続することによってライン１０４の圧力除去を可能にし、それは、次にベントライン１０８へと接続する。マザータンク１４内の製品液体は、バルブ１００が開いており且つバルブ１０２が閉じられている状態で出口ライン１１０を通して取り出され、更に、開放バルブ９０を通してプロセスライン５４中へと取り出される。取り出しの最中、バルブ８８、９２は閉じられている。
【００１６】
時折、マザータンク１４は、製品液体が空の状態に近づく。空に近い状態は、センサインジケータ５１の位置に模式的に示されている液体レベルセンサによって検知される。使用される実際のセンサは、外部又は内部センサと、連続又は不連続（discrete）センサとを含んでいる。他の液体レベルセンサは、当業者に知られており、ここでの教示に合致している。タンク１４は、更に、センサ５３、５５を含み得る。センサ５１、５３、５５のこの配置では、センサ５３は、タンク１４が交換（changed out）又は補給され得るかを示す「ＬＯＷ」センサとして働くが、それは直ちに行われる必要はない。必要に応じて、タンク１４内に少量の前駆体供給物を残して、ツールのプロセスが完了されるかもしれない。センサ５１は、タンク１４が十分な量の前駆体供給物を収容していないがためにツールのプロセスが停止されねばならないことを示す「ＬＯＷ−ＬＯＷ」センサとして働くであろう。センサ５５は、タンク１４が満杯であることを示す「ＨＩＧＨ」センサとして働くであろう。マザータンク１６は、ＬＯＷ−ＬＯＷセンサ５７と、ＬＯＷセンサ５９と、ＨＩＧＨセンサ６１とを含んだ類似した配置のセンサを含んでいる。
【００１７】
マザータンク１４を補給及び／又は交換する際、タンクがケミカルブロック１８から取り外される切り替え（change-over）手順が行われる。系を周囲条件へと開放すると、この系内の反応性前駆体残留物が、大気成分、とりわけ酸素及び水分に曝される。それ故に、この残留物は、この系を開放する前に、ラインからパージされねばならない。ガス及び／又は真空を使用して、殆どのパージを行うことができる。これらの方法では除去されない前駆体残留物に対しては、ラインを十分にフラッシングするのに溶媒が使用される。ケミカルブロック１８のうち反応性前駆体に曝される幾つかの部分は、適切な溶媒を用い、バルブ９８、１００を閉じたまま、バルブ９２を通って、更には、開いているバルブ１０２を通って、廃棄物ライン１１４へと導く出口ライン１１２中へとフラッシングされる。溶媒フラッシングは、ここでは他のところでより詳細に説明され且つ示されている溶媒タンク及びマニホールドによって補助される（supported）。廃棄物ライン１１４は、ベントライン１０８とも通じることが可能である。廃棄物ライン１１４は、更に、バルブ１１６、１１８を含んでおり、ベントライン１０８はバルブ１２０を含んでいる。バルブ１１６が開けられており、バルブ１１８、１２０が閉じられている間、廃棄物は、廃棄物タンク（図２及び４Ａに示されており、ここでは他のところで更に詳細に説明されている）へと移動する。或いは、パージガスが、バルブ８８を通ってケミカルブロック１８内へと及びバルブ１０２内へと入れられ、廃棄物は廃棄物タンク又はベントライン１０８へと移動する。開いているバルブ１２０を通して廃棄物がベントライン１０８へと向けられる場合、廃棄物は、バルブ１２２を閉じることによって、真空ライン１２４に向けられ得る。これらの排気プロセスの最中の残留圧力は、圧力センサ１２６によって監視される。
【００１８】
マザータンク１４の切り替えの最中、タンクがケミカルブロック１８に取り付けられていない間は、不活性ガスのブリーディングが、開いたバルブ８６、８８を介して維持される。オリフィス９８は、ブリーディングガス流を所望の安全な流量に制限する。
【００１９】
図１Ａ及び１Ｂを参照すると、第２ガスブロック２６、第２ケミカルブロック２２及び第２マザータンク１６の配置は、上で説明した第１ガスブロック２４、第１ケミカルブロック１８及び第１マザータンク１４の配置と実質的に類似している。より詳細には、ガスブロック２６は、バルブ２５を有した導管２１を介して、ケミカルブロック２２に接続されている。ケミカルブロック２２は、更に、複数のバルブ１３４、１３６、１３８、１４０、１４２からなる群と、オリフィス１４４とを含んでいる。ケミカルブロック２２とマザータンク１６との間には、複数のバルブ１４８、１５０、１５２からなる群が配置されている。マザータンク１６内の製品液体は、上で説明したように、ガスブロック２６によって個別に加圧される。マザータンク１６内の製品液体は、出口ライン１５４を通して、プロセスライン５６中へと取り出される。ライン１５８は、共用ライン１０６に接続されており、これは更に共用ベントライン１０８に接続されている。共用ライン１０６は、流体プロセッサ１０の様々なサブマニホールドを、相互接続させ、１つの共通のベントライン１０８と通じさせる。追加のマザータンクに関連した追加のサブマニホールドは、同じようにこの共用ライン１０６へと接続されていても良く、それにより、これらも共通のベントライン１０８の使用を共用し得る。
【００２０】
切り替え及びライン排気手順は、マザータンク１４に関して上で説明したようにマザータンク１６について、及び、ディスペンサ１０に含まれる任意の追加のマザータンクについて繰り返されても良い。出口ライン１５６は、廃棄物を、マザータンク１６から、上で説明された共用廃棄物ライン１１４へと運ぶ。共用廃棄物ライン１１４は、上のように、ディスペンサ１０の他の部品と通じており、ここで参照される様々な相互接続ケミカルマニホールドのうちの何れかから廃棄物を排気するための共通ラインを提供する。
【００２１】
流体プロセッサ１０の幾つかの実施形態では、ガスブロック２４、２６は、複数のケミカルブロックを補助する１つの共用ガスブロックへと統合されても良い。図１Ａを参照すると、このような共通ガスブロックは、ガスブロック２６の殆どが省略されており、ライン２１がバルブ２５の上方からバルブ２３の上方でライン２０へと接続されていることを除いて、ガスブロック２４と類似しているであろう。流体プロセッサ１０が更なる前駆体を供給すべき場合、ケミカルブロック用のガス供給ラインは、共通のガスブロックの主たるガス供給ラインへとこのように接続されるであろう。共通のガスブロックは、プロセッサ１０に共用ガス加圧サブシステムを提供する。
【００２２】
図２を参照すると、補助モジュール又はユニット２００が模式的に示されている。補助モジュール２００は、ディスペンサ１０から或る距離に置かれたキャビネット２０２内に収容されているか、或いは、ユニット２００は、ディスペンサ１０と共に、同じエンクロージャ又はキャビネット内に収容されている。補助ユニット２００は、溶媒出口ライン２０４を介してディスペンサ１０と通じている。概して、補助ユニット２００は、ガスブロック２０６と、関連した廃棄物タンクサブマニホールド２１０を有した廃棄物タンク２０８と、関連した溶媒タンクサブマニホールド２１４を有した溶媒タンク２１２とを含んでいる。ガスブロック２０６は、上で説明されたガスブロック２４、２６と同じ一般設計及び機能を有している。それ故に、補助ユニット２００に独自の特徴を完全に説明する必要がある場合を除き、ガスブロック２０６を詳細に説明する必要はない。補助ユニット２００の機能の１つは、上述したディスペンサ１０の溶媒フラッシング及び廃棄物の特徴を補助することである。
【００２３】
要求に応じて、溶媒タンク２１２内の溶媒が、ガスブロック２０６において始まるガスにより、バルブ２１６、２１８を通して溶媒供給ライン２０４中へと押し入れられる。溶媒は、供給ライン２０４を通って、ディスペンサ１０の共通の溶媒供給ライン２０４（図１Ａ及び４Ｂ）へと移動し、そこで、溶媒が、バルブ９４を通ってディスペンサの共用溶媒ライン１６０中へ移動するか、又はバルブ９６を通ってツールの溶媒供給ライン２０４中へと移動し得る。このようにして、共通の溶媒供給ライン２０４は、補助ユニット２００がディスペンサ１０とツールの流体プロセッサ３００とを補助するのを可能にする。ディスペンサ１０では、共用ライン１６０は、ディスペンサのケミカルブロックの全てに供給する。
【００２４】
液体溶媒の圧力は、圧力センサ２２０によって監視される。溶媒タンク２１２が空の状態に近付いた際、ここでの教示に合致したＬＯＷレベルセンサ２１５及びＬＯＷ−ＬＯＷレベルセンサ２１３によって検知されるので、それは上で説明された切り替え手順と同じように交換される。溶媒タンクサブマニホールド２１４の液体レッグ（leg）は、液体ライン２２２を参照して概略的に示されており、これは、溶媒タンク２１２が切り離される前に、清浄化ガスでパージされ且つ排気される。液体レッグ及びガスレッグは、ガスライン２２４を参照して概略的に示されており、これら双方は、溶媒タンク２１２が切り離されている間、不活性ガスでブリードされる。新たな溶媒タンクが取り付けられた後、タンクのバルブの何れが開けられる前に、両方のレッグは、大気中からの微量の混入物質をラインから取り除くために、ライン２２８の位置で真空パージされる。
【００２５】
共通の廃棄物ライン１１４は、フラッシングに使われた溶媒、製品薬品、又は双方の組み合わせなどの廃棄液体を、マルチディスペンサ１０及び堆積ツールから廃棄物タンク２０８へと通じさせるのに使用される。ベントライン２２６は、ディスペンサ１０（図１Ｂ及び４Ｄ）のバルブ１１８、１１６と、補助ユニット２００（図２及び４Ａ）のバルブ２３０、２３２とを開き、補助ユニットのバルブ２３４、２３６、２３８を閉じることによって、ディスペンサ及びツールからの廃棄物及びパージガスをベントするのに使用される。このようにして、共通の真空サブシステムが、相互接続されたディスペンサモジュールと、ツールモジュールと、補助モジュールとの間で共用される。望まれるときに、バルブ２３２、２３６、２３８が閉じられた状態で、開いたバルブ２３０、２３４と真空ライン２２８とを通して、廃棄物ライン１１４が排気される。
【００２６】
ディスペンサ１０及び補助ユニット２００の様々な部品及び動作は、コントローラによって制御される。ここに記載される様々な実施形態での使用に適合可能なコントローラはこの産業において広く入手可能であるので、このコントローラを、特別に示すことも説明することもしない。このコントローラは、各々のタンク−マニホールドの組み合わせ（例えば、マザータンク１４及びケミカルブロック１８／ガスブロック２４、又は、溶媒タンク２１２及びマニホールド２１４／ガスブロック２０６）を、他のタンク−マニホールドの組み合わせから独立して制御するように構成されている。このようにして、各々の前駆体は、他の前駆体から独立して管理及びディスペンスされ、様々な前駆体を製造ツールに提供するこのプロセス全体はフレキシブルである。例えば、一度に１種の前駆体が供給されても良いし、多種の前駆体が供給されても良い。更には、１つ以上のマザータンクが、他のマザータンクが前駆体材料を供給している間に交換されても良い。
【００２７】
図３を参照すると、堆積又は製造ツールのための化学薬品供給システム又は流体プロセッサ３００が模式的に示されている。流体プロセッサ３００は、例えば１つ以上の製造又は加工プラントであり得る、ツールのエンクロージャ３０２を含んでいる。流体プロセッサ３００は、更に、関連したケミカルマニホールド３０８を有した第１デイタンク３０６と、関連したケミカルマニホールド３１２を有した第２デイタンク３１０と、関連したケミカルマニホールド３１６を有した溶媒デイタンク３１４とを含んでいる。プロセッサ３００は、製造プロセスとその前駆体の要求される数とを満足させるのに必要ならば、デイタンク及びケミカルマニホールドの更なるセットを含んでいても良い。タンク３０６、３１０、３１４は、ここでの教示に合致して構成されており、ここに記載された他のタンクを含んでいる。タンク３０６、３１０、３１４は、様々な大きさでも良く、例えば、マザータンク１４、１６よりも２０又は３０倍小さく、例えば２リットル未満である。マザータンクはデイタンクよりも遥かに大きく、そのために、マザータンクは、ソースコンテナとも呼ばれる一方、デイタンクは、ドーズキャニスタ（dosing canister）とも呼ばれることもある。
【００２８】
上で説明された複数種の前駆体のディスペンサユニット１０及び補助ユニット２００は、ツールの流体プロセッサ３００を補助するのに使用される。デイタンク３０６及びマニホールド３０８の組み合わせは、前駆体化学製品ライン５４と通じている。デイタンク３１０及びマニホールド３１２の組み合わせは、前駆体化学製品ライン５６と通じている。溶媒デイタンク３１４及びマニホールド３１６の組み合わせは、共用溶媒供給ライン２０４と通じており、相互接続されたディスペンサユニットと、補助ユニットと、ツールユニットとの間に、共通の溶媒サブシステムを提供している。共通の廃棄物ライン１１４は、３つ全てのユニットの間の共通の廃棄物サブシステムを補助している。上で説明されたように、共通の廃棄物ライン１１４は、補助ユニット２００のベントライン２２６及び真空ライン２２８とも通じており、共用真空サブシステムを提供している。このようにして、複数種の前駆体を必要とするツールの流体プロセッサは、１つのモジュール式の最適化された多前駆体ディスペンサから供給を受ける。説明されたこの配置では、ツールの流体プロセッサ及びディスペンサも、１つのモジュール式の溶媒及び廃棄物ユニットによって補助され、このユニットは、このディスペンサと別々に又は一緒に収容される。
【００２９】
典型的には、金属−有機物ＣＶＤ又は原子層堆積ツールは、プロセスチャンバの直ぐ傍にドーズキャニスタを含んでおり、それにより、前駆体配送のよりよい制御を可能にする。上で説明された本発明の実施形態は、これらツールに首尾よく適合し、更には、余分で高価なドーズキャニスタを回避する。しかしながら、幾つかの実施形態では、ディスペンサ１０は、ツールの流体プロセッサ３００のドーズキャニスタ３０６、３１０、３１４を含むように適合されている。ディスペンサのエンクロージャ１２は、図３に示されたタンク−マニホールドの組み合わせを収容して、外側にある目的のプロセスツールに連続的に供給すると共に、更には、溶媒、廃棄物、真空、及び、幾つかの実施形態においてはガス加圧サブシステムをここに記載された共用ラインを介して共用するモジュール式の統合された流体プロセッサを提供するように構成されている。
【００３０】
ディスペンサ１０、補助ユニット２００及び流体プロセッサ３００の、ブロック又はサブマニホールド及び様々な他の部品の中にある又はこれらの間にある接続ラインは、ここに記載された化学薬品を保持するように設計されている。例えば、これらラインは高純度ステンレススチール管でできていても良い。ここに記載される遮断バルブは、例えば、スプリングレスダイアフラム高純度バルブであり得る。
【００３１】
図４Ａ−図４Ｄを参照すると、複数種の化学製品用の統合された液体配送システム４００が模式的に示されている。図４Ａ−４Ｄは、分かりやすく見せるために別々の図面に示されているが、統合されたシステム全体を示している。システム４００は、上で説明されたモジュール式のマルチディスペンサ１０（図４Ｂ及び４Ｄを参照のこと）を含んでおり、これは、共通の溶媒供給ライン２０４及び共通の廃棄物ライン１１４を介してモジュール式の補助ユニット２００へと接続されている。また、このシステムは、ツールの流体プロセッサ３００（図４Ｃを参照のこと）も含んでおり、これは、共通の溶媒供給ライン２０４と、第１前駆体ライン５４と、第２前駆体ライン５６と、共通の廃棄物ライン１１４とを介して、ディスペンサ１０へと接続されている。ディスペンサ１０は、プロセッサ３００の近傍に、例えばクリーンルーム内でこのツールに近接して設置されても良いし、プロセッサからかなりの距離をおいて設置されても良い。デイタンクに比べて容積の大きいケミカルタンクは、液体製品の流量が相当な距離に亘って維持されるのを可能にする。また、プロセッサ３００は、共通の溶媒供給ライン２０４と共通の廃棄物ライン１１４とを介して、補助ユニット２００（図４Ａを参照のこと）へも接続されている。プロセッサ３００は、製造ツール（図示しない）のうちの或る一部のみを表している。というのは、このツールの他の部分は、当業者に知られており、ここで実施形態を完全に説明するのに必要ないためである
動作中、統合されたシステム４００は、アルゴリズムを有するコントローラ（図示しない）によって制御され、このコントローラは、幾つかのユニット間の連通を管理し、この統合されたシステムを完成させている。上で説明されたように、システムの幾つかのユニットは、様々な共用部材を通して通じている。共用部材を有した任意の組み合わせのコントローラ及び様々なユニットは、統合されたシステムがモジュール式のツールとして動作するのを可能とする。コントローラは、ここでの教示に合致する様々なコントローラの何れであっても良く、例えばディスペンサ１０又は流体プロセッサ３００を含んだ様々な場所に設置されても良い。コントローラがツールの流体プロセッサの中又はその近くに設置された場合、使用者がディスペンサ１０内のタンクを交換するか又はディスペンサ１０若しくは補助ユニット２００と相互伝達（interface）するために、インターフェースがディスペンサ１０の中に置かれる。コントローラは、上で提案されたように、タンクが互いに独立して動作可能となるように、システム４００の様々なサブシステムと通ずるのに適している。或いは、ツールとディスペンサとで別々のコントローラが使用される場合、これらコントローラは、ケミカルタンクが交換されているときにツールが知り、ツールが前駆体を必要としているときにディスペンサが知るように互いに連絡する。
【００３２】
制御アルゴリズムの一部は補給アルゴリズムであり、そこでは、指示が与えられて、ツールプロセッサ内に設置された前駆体デイタンク３０６、３１０及び溶媒デイタンク３１４に独立して補給する。ディスペンサ１０のマザータンク１４、１６が前駆体を供給し、補助ユニット２００の溶媒供給タンク２１２がプロセス溶媒を供給する。各々のデイタンクを用い、補給は、デイタンクの各々の上又はその中に設置された適切な液体レベル制御センサにより開始される。例えば、制御センサは、ここに記載された他のセンサと調和するＬＯＷレベルインジケータであり得る。補給流は、マザータンク内の設定圧力と、各々対応するデイタンク内の設定圧力との圧力差によって維持され、これら双方とも自動的に制御される。必要とされるデルタ圧力は、迅速な補給が与えられると同時に、特には製品化学薬品がデイタンクからこのツールのプロセスライン中へと（及びツールの注入システム中へと）同時に取り出される場合、デイタンク内の圧力がアップセットとならないように自動的に選択される。
【００３３】
補給は、ＨＩＧＨ化学薬品レベルインジケータなどのデイタンクの液体レベルインジケータが、タンクが満ちたことを知らせたときに停止される。デイタンクセンサは、例えば、浮力、超音波、静電容量及び圧力差などの内部センサと、超音波及び光学などの外部センサとを含む。デイタンクセンサは、連続であっても不連続であっても良い。
【００３４】
マザータンク内の前駆体又は溶媒の残留量も、制御アルゴリズムによって監視される。マザータンクは、連続的に又は不連続的に監視され得る。マザータンクは、例えば、重量計及び超音波センサなどの外部センサを含んでいる。また、マザータンクは、例えば、上述されたものなどの内部センサを含んでも良い。マザータンクセンサが「ｌｏｗ」を知らせたとき、タンク交換の手順が開始される。この手順は、当業者に知られており且つここでの教示に合致するものを含んでいる。
【００３５】
廃棄物タンク２０８における廃棄物レベルは、コントローラ及び廃棄物タンクレベル制御センサ２０９、２１１によって監視される。廃棄物タンクセンサは、ここで与えられた教示と合致するものである。廃棄物タンクセンサが「ｈｉｇｈ」レベルを示したとき、廃棄物タンクの交換手順が、当業者に知られており且つここでの教示に合致する原理に従って行われる。
【００３６】
ここに記載されたマルチディスペンサ１０の実施形態は、複数種の前駆体を目的のプロセスツールへと連続的に供給するための、モジュール式の統合された多化学薬品流体プロセッサを提供する。ここに示されているように、ディスペンサ１０は、製造ツールが首尾よくそして連続的に多化合物積層体の堆積のための複数種の前駆体を受けとることができるように、他のモジュールと統合されて、複数種の前駆体を保管し、これらをツールの流体プロセッサへと配送するシステムを提供してもよい。
【００３７】
上の議論は、本発明の原理及び様々な実施形態を例示するように意図されている。本発明の好ましい実施形態及びその使用方法を示し且つ説明してきたが、当業者は、本発明の教示から逸れることなく、これらを変更することが可能である。ここに記載された実施形態は単に例示であり、限定するものではない。ここに開示された本発明並びに装置及び方法の多くの変形及び変更は、可能であって、本発明の範囲内にある。従って、保護の範囲は、上述の説明によって限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定され、その範囲は、特許請求の範囲の主題の全ての均等物を含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１Ａ】本発明の或る実施形態に従う複数の前駆体のディスペンサの模式図であり、このディスペンサの流体マニホールドを図示している。
【図１Ｂ】本発明の或る実施形態に従う複数の前駆体のディスペンサの模式図であり、このディスペンサのケミカルタンク部を図示している。
【図２】本発明の或る実施形態に従う或る補助ユニットの模式図である。
【図３】本発明の或る実施形態に従う製造ツールの流体プロセッサの模式図である。
【図４Ａ】図１Ａ及び図１Ｂの多前駆体ディスペンサと、図２の補助ユニットと、図３の製造ツールの流体プロセッサとを含んだ、本発明の或る実施形態に従うシステム全体の代わりの実施形態の模式図である。
【図４Ｂ】図１Ａ及び図１Ｂの多前駆体ディスペンサと、図２の補助ユニットと、図３の製造ツールの流体プロセッサとを含んだ、本発明の或る実施形態に従うシステム全体の代わりの実施形態の模式図である。
【図４Ｃ】図１Ａ及び図１Ｂの多前駆体ディスペンサと、図２の補助ユニットと、図３の製造ツールの流体プロセッサとを含んだ、本発明の或る実施形態に従うシステム全体の代わりの実施形態の模式図である。
【図４Ｄ】図１Ａ及び図１Ｂの多前駆体ディスペンサと、図２の補助ユニットと、図３の製造ツールの流体プロセッサとを含んだ、本発明の或る実施形態に従うシステム全体の代わりの実施形態の模式図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【国際調査報告】
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