(57)【要約】  材料をツールへ送達するためのシステムおよび方法が開示される。材料送達システムは、ツールへ到達される材料の２または３以上の源を利用する。ツールの１または２以上の源は、バッチミキサーであってよい。材料送達システムはまた、材料をツールへ供給する少なくとも２つの材料送達再循環ラインを含む。材料送達システムは手動または自動で制御して、材料の供給を１つの源から他の源へと切り替える、および／または１つの材料送達再循環ラインから他のラインへと切り替えることができる。
2009544170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ツールへ材料を供給する方法であって、
第１材料を、ツールに流体的に接続された第１再循環ラインを通して流すこと；
第１材料の第１部分を、第１再循環ラインからツールへ送達すること；および
第１材料を、ツールに流体的に接続された第２再循環ラインを通して流すこと；
を含む、前記方法。
【請求項２】
第１再循環ラインからツールへの第１材料の第１部分の流れを中断すること；
第１再循環ラインの一部を、ツールおよび第１材料の源から分離すること；および
第２材料を、第１再循環ラインの前記一部を通して流すこと；
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１再循環ラインの一部を通る第２材料の流れを中断すること；および
第３材料を、第１再循環ラインの前記一部を通して流すこと；
をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
第１材料を、第２再循環ラインを通して流すことが、
第１材料を、第１材料の第１源および第２源から流すこと；
を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
第１材料の第１源および第２源の１つから第２再循環ラインへの、第１材料の流れを中断すること；
をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
第１材料の第２源からの第１材料を、第２再循環ラインを通して流すこと；および
第１材料の一部を、第２再循環ラインからツールへ送達すること；
をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
第１源から第２再循環ラインへの第１材料の第１部分の流れを中断すること；および
第２材料を、第２再循環ラインを通して流すこと；
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
第２再循環ラインへの第２材料の流れを中断すること；および
第３材料を、第２再循環ラインを通して流すこと；
をさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
第２再循環ラインへの第３材料の流れを中断すること；および
ガスを、第２再循環ラインを通して流すこと；
をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
材料送達システムであって、
ツールに流体的に接続された第１再循環ライン；
前記ツールに流体的に接続された第２再循環ライン；
第１再循環ラインおよび第２再循環ラインにツール上流で流体的に接続された、材料の第１源；
第１再循環ラインおよび第２再循環ラインにツール上流で流体的に接続された、材料の第２源；および
材料の第１源からの材料の所定量、材料の第２源からの材料の所定量、ならびに第１再循環ラインおよび第２再循環ラインの少なくとも１つの稼働中動作の継続時間、の少なくとも１つに応答し、第１再循環ラインおよび第２再循環ラインの少なくとも１つに材料の実質的に定常な流れを供給するように構成された、制御装置；
を含む、前記システム。
【請求項１１】
第１再循環ラインおよび第２再循環ラインに流体的に接続された第２材料の源をさらに含み、制御装置が、第１再循環ラインおよび第２再循環ラインの少なくとも１つに第２材料を供給するようにさらに構成された、請求項２に記載の材料送達システム。
【請求項１２】
材料送達システムであって、
ツールに流体的に接続された第１再循環ライン；
前記ツールに流体的に接続された第２再循環ライン；
第１再循環ラインおよび第２再循環ラインにツール上流で流体的に接続された、材料の第１源；
第１再循環ラインおよび第２再循環ラインにツール上流で流体的に接続された、材料の第２源；
材料の第１源および材料の第２源の少なくとも１つからの材料を、第１再循環ラインおよび第２再循環ラインの少なくとも１つに流すための手段；および
第１再循環ラインおよび第２再循環ラインの少なくとも１つをパージするための手段；
を含む、前記システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学物質をツールに送達するためのシステムおよび方法に関し、より具体的には、化学物質の少なくとも２つの源を利用した化学物質送達システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連分野
化学物質送達システムは、例えば、半導体、薬剤および化粧品産業において用いられている。半導体の製造は一般に、化学物質分配システムを用いて化学物質をプロセスツールに送達する。特に、スラリー分配システムはスラリーを化学機械研磨（ＣＭＰ）のために送達する。多くの場合、化学物質またはスラリーの正確な流量をプロセスツールへ供給することが望ましい。スラリーや化学物質をツールに送達するために、入力圧力の変化に影響されやすい流量メーターが一般に用いられている。
【０００３】
化学物質送達システムは一般に、ダウンタイムを避けるために、化学物質の二重の源を含む。プロセスツールへの入力圧力における変化は、化学物質の送達を１つの供給源、典型的には混合タンクから、他へと切り替える場合に生じる。しかし、かかる移行に付随するプロセスパラメータにおけるマイナーな変化でさえも、化学物質の連続送達、および／またはプロセスもしくは製品の質に対して、重大な障害をもたらす可能性がある。稼動中の混合タンクがオフラインになった場合、タンク内には少量のまたは残留化学物質が存在する可能性があり、これは供給ラインおよびプロセスツールでの圧力降下をもたらし得る。さらに、タンク内の残留化学物質は一般に、関連するコストを伴う廃棄物となる。タンク内の残留化学物質の損失に加えて、現在オフラインのプロセス管路に残留する化学物質に伴う多大なデッドレグ損失（dead leg loss）が存在する可能性がある。
【０００４】
Forsheyらへの米国特許第7,007,822号には化学物質配合物および送達システムが開示されている。Forsheyによれば、混合タンクもまた、ツールへ送達する化学物質の主要な貯蔵器（reservoir）である。１または２以上の緩衝貯蔵器を、ツールへの送達のために主貯蔵器の下流に配置する。プログラマブル・ループコントローラは各緩衝貯蔵器の圧力を制御して、緩衝貯蔵器からのＣＭＰスラリーの所望の流量を実現する。主貯蔵器を洗浄および／またはフラッシングするためには、制御装置は緩衝貯蔵器への流れを中断し、その間ＤＩ水が主貯蔵器に加えられて排水管へと送られる。プロセスツールは、２つの緩衝貯蔵器のうちどちらから化学物質スラリーを引き出すかを決定する。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の１つの態様は、半導体ツールへ材料を供給する方法であって、第１材料をツールに流体的に接続された第１再循環ラインを通して流すこと、および第１材料の第１部分を第１再循環ラインからツールへ送達することを含む、前記方法に関する。第１材料はまた、ツールに流体的に接続された第２再循環ラインを通して流される。
他の態様によれば、材料送達システムは、ツールに流体的に接続された第１再循環ライン、前記ツールに流体的に接続された第２再循環ライン、第１再循環ラインおよび第２再循環ラインにツール上流で流体的に接続された、材料の第１源、および第１再循環ラインおよび第２再循環ラインにツール上流で流体的に接続された、材料の第２源を含む。制御装置は、材料の第１源からの材料の所定量、材料の第２源からの材料の所定量、ならびに第１再循環ラインおよび第２再循環ラインの少なくとも１つの稼働中動作の継続時間、の少なくとも１つに応答して、第１再循環ラインおよび第２再循環ラインの少なくとも１つに材料の実質的に定常な流れを供給するよう構成されている。
【０００６】
さらに他の態様において、材料送達システムは、ツールに流体的に接続された第１再循環ライン、前記ツールに流体的に接続された第２再循環ライン、第１再循環ラインおよび第２再循環ラインにツール上流で流体的に接続された、材料の第１源、および第１再循環ラインおよび第２再循環ラインにツール上流で流体的に接続された、材料の第２源を含む。前記システムはまた、材料の第１源および材料の第２源の少なくとも１つからの材料を、第１再循環ラインおよび第２再循環ラインの少なくとも１つに流すための手段、ならびに第１再循環ラインおよび第２再循環ラインの少なくとも１つをパージするための手段も含む。
本発明の他の利点、新規な特徴および目的は、添付の図面と関連して考慮すれば本発明の以下の詳細な説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
添付する図は一定の縮尺比ではない。図中の同一またはほぼ同一の要素は、同じ数字で表記する。明確さのために、全図中の全ての要素に必ずしも数字表記はしておらず、また、当業者に対して本発明の理解を可能とするために図示が必要でない場合には、本発明の各態様の全ての要素を示してはいない。
【図１】図１は、本発明の１つの態様によるシステムを示す概略図である。
【図２】図２は、本発明の他の態様によるシステムを示す概略図である。
【０００８】
発明の詳細な説明
本発明は、その用途において、下記の説明や図に示された詳細な構成および要素の配置に限定されるものではない。本発明は他の態様でも可能であり、種々の方法において適用または実践が可能である。また、本明細書において用いられる用語および専門用語は、説明のためであり、限定するものとみなされるべきではない。本明細書において「含む」、「包含する」、または「有する」、「含む」、「伴う」およびこれらの変形は、その後に挙げる項目およびその均等物ならびに追加の項目を包含することを意味する。
【０００９】
１または２以上の態様により、本発明は一般に、材料をツールへ供給するための１または２以上のシステムおよび方法に関する。本明細書において、用語「材料」は、溶媒などの任意の液体、ガス、化学物質、およびスラリーを含む。用語「ツール」は、材料についての使用の場所（point）として定義され、限定することなく、個別のユニットまたはユニットのシリーズを含む。例えば、ツールは１または２以上の半導体製造ラインを含んでよい。本明細書に記載のシステムおよび方法は、例えば、化粧品、薬剤および半導体産業を含む種々の産業での用途において、ならびに材料の連続的および／または正確な供給への要求があり得る他の用途において、材料を連続的に送達するのに用いることができる。
【００１０】
本発明の態様は一般に、材料をツールへと、供給すべき材料の２または３以上の源を利用して供給することができ、ツールのダウンタイムを最小化または無くさせる。材料は、容器などの所望の用途に適した任意の源から供給することができる。任意の容器、例えば任意のサイズおよび形状の保持容器（holding vessel）および／またはバッチ混合容器を用いることができる。１つの態様において、材料は、少なくとも１つの注入口および排出口およびタンク再循環ラインを有する混合タンクから供給できる。使用することのできる混合タンクの例は、米国特許第6,109,778号および第6,536,468号に記載されており、これらは全ての目的のために参照として本明細書に組み込まれる。
【００１１】
１つの態様において、材料を２または３以上の源から１または２以上の供給ラインへと流し、２または３以上の源の間で材料の送達を切り替えるための手段が提供される。例えば、マニホールドおよび／または１または２以上のバルブを好適に配置して、材料をタンクからツール供給ラインへと分流することができる。１つの態様において、１または２以上のバルブをタンク再循環ラインに配置して、材料をタンクからツールへと分流することができ、および／または、タンク内の材料が所定レベルを下回った場合、もしくはタンクを洗浄するか他の整備を行う場合に、タンクをツールから分離することができる。第１タンクと第２タンクを切り替えるためのバルブの操作は、連続して行う必要はない。すなわち、第１低レベルのタンクは、より最近になってラインに導入された第２タンクに加えて、ツール供給ラインに排出および供給を続けてよい。次に、第１タンク内で材料の第２低レベルに到達するか、または第１タンクが空になった場合に、第１タンクをツール供給ラインから切り離すことができる。幾つかの態様においては、タンク間の切換えは毎週、毎日、または毎時間、断続的または周期的な間隔で起こってよい。
【００１２】
１または２以上のバルブは、手動または自動により、１または２以上のセンサーに応答して制御することができる。１つの態様において、１例として、バルブは、タンク内に存在する材料のレベル、圧力、流量、または材料の他の特性を検出可能なセンサーが発生する信号に、自動的に応答することができる。信号は任意の好適な信号であってよく、例えば、空気信号（pneumatic signal）、機械信号、電気信号などである。センサーは、特定の目的に対して任意の好適な位置に配置してよく、例えば、材料を含有する容器内、および／または材料供給ラインを含む任意のプロセスラインなどである。センサーは、所望の用途に対して好適な任意のセンサーであってよい。例えばセンサーは、液体レベルセンサー、濃度センサー、およびこれらの組合せであることができる。濃度センサーは、密度、屈折率、コンダクタンス、分光測定、および超音波放出デバイスの１種または２種以上に基づくことができる。１または２以上のバルブは、任意の逆止弁、ゲート弁、ダイヤフラム弁、グローブ弁、バタフライ弁、ピンチ弁などであってよい。信号に応答して、バルブは、幾つかの態様においては完全に開くかまたは閉じることにより応答するか、または他の態様においては部分的に開くかまたは閉じることにより応答することができる。
【００１３】
１つの態様において、材料送達システムは、１または２以上のツールに流体的に接続され、２または３以上の材料源に流体的に接続された、２または３以上の材料供給ラインを含む。材料供給ラインは、材料再循環ラインまたはループであってよく、これから材料の第１部分がツールへと分流され、材料の第２部分がその源へまたは他の材料源へと再循環して戻される。他の態様において、１つの材料再循環ラインへ供給することから、他へ供給することに切り替える手段を提供することができる。例えば、好適に配置された１または２以上のマニホールドおよび／またはバルブは、第１材料再循環ラインを分離して、第２再循環ラインへの材料の流れを開始することができる。バルブは、上に記したように、１または２以上のセンサーに応答して手動または自動で制御することができる。材料をツールに供給することができる２または３以上の材料再循環ラインの存在は、材料再循環ラインの１つが整備または予定のメンテナンスのためにオフラインとなっている場合でも、材料をツールに連続して送達することを可能とする。
【００１４】
１つの態様において、１または２以上のバルブは、材料再循環ラインの稼働中動作の所定の時間に応答して制御することができる。材料再循環ラインまたはループは、定期的または周期的にフラッシングまたは洗浄するよう予定して、稼働停止にすることができる。材料再循環ラインは、毎年、毎月または毎週、稼働停止にすることができる。１または２以上の材料再循環ラインは、材料送達システムに適合する任意の好適なガス、化学物質、溶媒、およびこれらの組合せによりフラッシングすることができる。好適なフラッシング用材料の例は、限定することなく、脱イオン水、水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液、および窒素を含む。
【００１５】
ツールに備えられた材料再循環ラインのフラッシングおよび洗浄は、１または２以上のステップで行うことができる。例えば、スラリーを含む材料再循環ラインを最初に脱イオン水でフラッシングし、これは再循環させるかまたは排出管（drain）へと送ってよく、次にＫＯＨでフラッシングし、これは再循環させるかまたは排出管へと送ってよい。最終のフラッシングは、材料再循環ラインを通って好適なガスを流すことを含んでよい。好適なガスとしては、プロセス配管に適合する任意のガスが挙げられ、好ましくはプロセス配管内に全くまたはほとんど残留物を残さないものが挙げられる。１つの態様において、例えば窒素などの不活性ガスを、材料再循環ラインの最終フラッシングに用いることができる。フラッシングされた材料再循環ラインは待機モードにとどまることができ、これは、稼働停止にされる他の材料再循環ラインの代わりとなる準備が整った状態である。材料再循環ラインの多段階フラッシングは、動作中の材料再循環ラインが継続して材料をツールへと供給している間に、２または３以上の材料源を切り替えることにより、行うことができる。異なるフラッシング材料の多段階フラッシングは、特定目的のために適切な任意の順序で行うことができる。
【００１６】
本発明の少なくとも１つの態様の動作を、添付の図を参照してさらに詳細に説明する。
図１は、本発明の１つの態様による、材料送達システムを示す。材料送達システム１００は、混合タンク１０内の材料の第１源および混合タンク２０内の前記材料の第２源を含む。材料送達システム１００はまた、第１タンク１０および第２タンク２０に流体的に接続された第１材料再循環ライン６０も含む。第１材料再循環ラインはまた、ツール（図示せず）に流体的に接続されており、材料を該ツールに送達する。第２材料再循環ライン７０も、ツール（図示せず）および第１タンクおよび第２タンクに流体的に接続されている。材料送達システム１００はまた、稼働停止の材料再循環ラインのフラッシングおよび／または洗浄用に、第１材料再循環ライン６０および第２材料再循環ライン７０に流体的に接続された第２材料の源３０を含む。
【００１７】
図１において、多数のバルブの配置が流れの種々の構成を規定する。流路を記載するために、それぞれの流路を、他のバルブ全ては閉じた状態で、１個または２個の開放されたバルブと共に個別に記載する。しかし、１より多い流路を同時に開いてもよいことが理解される。
バルブ５０は、第１タンク１０に流体的に接続されたタンク再循環ライン９０に配置され、バルブ４０は、第２タンク２０に流体的に接続されたタンク再循環ライン８０に配置されている。バルブ４０および５０を開き他の全てのバルブを閉じた場合、タンク１０と２０からの材料はそれぞれのタンクへと再循環される。
【００１８】
図１において、タンク１０は材料再循環ライン６０に流体的に接続される。バルブ１２はライン５２に配置されており、該ライン５２は、材料再循環ライン６０と、バルブ５０の上流のタンク再循環ライン９０の一部を経由してタンク１０とに流体的に接続されている。バルブ１４はライン５４に配置されており、該ライン５４は、材料再循環ライン６０と、バルブ５０の下流のタンク再循環ライン９０の一部を経由してタンク１０とに流体的に接続されている。バルブ１２およびバルブ１４を開き他の全てのバルブを閉じた場合、材料はタンク１０から材料再循環ライン６０を通り、ここで材料の一部がツールに供給され、他の一部はタンク再循環ライン９０の一部を経由してタンク１０に戻すことができる。
【００１９】
タンク１０はまた、材料再循環ライン７０に流体的に接続される。バルブ１６はライン５６に配置されており、該ライン５６は、材料再循環ライン７０と、バルブ５０の上流のタンク再循環ライン９０とに流体的に接続されている。バルブ１８はライン５８に配置されており、該ライン５８は、材料再循環ライン７０と、バルブ５０の下流のタンク再循環ライン９０の一部とに流体的に接続されている。バルブ１６およびバルブ１８を開き他の全てのバルブを閉じた場合、材料はタンク１０から材料再循環ライン７０を通り、ここで材料の一部がツールに供給され、他の一部は再循環ライン９０の一部を経由してタンク１０に戻すことができる。
【００２０】
材料送達システム１００のタンク２０はまた、図１に示すように、材料再循環ライン６０および７０に流体的に接続される。バルブ２２はライン４２に配置されており、該ライン４２は、材料再循環ライン６０と、バルブ４０の上流のタンク再循環ライン８０の一部を経由してタンク２０とに流体的に接続されている。バルブ２４はライン４４に配置されており、該ライン４４は、材料再循環ライン６０と、バルブ４０の下流のタンク再循環ライン８０の一部を経由してタンク２０とに流体的に接続されている。バルブ２２およびバルブ２４を開き他の全てのバルブを閉じた場合、材料はタンク２０から材料再循環ライン６０を通り、ここで材料の一部がツールに供給され、他の一部はタンク再循環ライン８０の一部を経由してタンク２０に戻すことができる。
【００２１】
バルブ２６はライン４６に配置されており、該ライン４６は、材料再循環ライン７０と、バルブ４０の上流のタンク再循環ライン８０の一部を経由してタンク２０とに流体的に接続されている。バルブ２８はライン４８に配置されており、該ライン４８は、材料再循環ライン７０と、バルブ４０の下流のタンク再循環ライン８０の一部を経由してタンク２０とに流体的に接続されている。バルブ２６およびバルブ２８を開き他の全てのバルブを閉じた場合、材料はタンク２０から材料再循環ライン７０を通り、ここで材料の一部がツールに供給され、他の一部はタンク再循環ライン８０の一部を経由してタンク２０に戻すことができる。
【００２２】
材料再循環ライン６０および７０は、材料再循環ラインのフラッシングおよび／または洗浄のために用いる第２材料の源に流体的に接続することができる。図１に示すように、第２材料を含有するタンク３０は、ライン６２に配置されたバルブ３２およびライン６４に配置されたバルブ３４を介して、材料再循環ライン６０に流体的に接続されている。バルブ３２および３４を開き他の全てのバルブを閉じた場合、第２材料は材料再循環ライン６０を通って流れる。図１に示すように、第２材料は、タンク３０に再循環させて戻し、続いて排出することができる。代替的に、バルブ３４を経由して材料再循環ライン６０から出た第２材料は、直接排出管（図示せず）に分流されてもよい。図１は、ツールへの材料の流れの方向に逆行する、第２材料の流れの方向を提供するライン６２および６４の配置を示すが、しかしライン６２および６４は、両方の材料について同じ流れの方向を提供するよう配置してもよい。
【００２３】
タンク３０はまた、ライン７２に配置されたバルブ３６およびライン７４に配置されたバルブ３８を介して、材料再循環ライン７０に流体的に接続されている。バルブ３６およびバルブ３８を開き他の全てのバルブを閉じた場合、第２材料は材料再循環ライン７０を通って流れる。図１に示すように、第２材料は、タンク３０へと再循環して戻し、続いて排出することができる。代替的に、バルブ３８を経由して材料再循環ライン７０から出た第２材料は、直接排出管（図示せず）に分流されてもよい。材料再循環ライン６０を用いる場合と同様に、材料再循環ライン７０を通る第２材料の流れの方向は、ツールへと分流される材料の流れの方向に逆行するかまたは同じであってよい。
【００２４】
材料再循環ライン６０および７０の追加のフラッシングがあってもよい。例えば、第２材料のタンク３０が枯渇した際に、第３材料をタンクに加えてもよい。代替的に、タンク３０を第３材料を含有する他のタンク（図示せず）と置き換えてもよい。同様に、第２および／または第３材料を供給するためのタンクを、ガス源で置き換えることもできる。バルブ３２、３４、３６、３８および第３材料および／またはガス用の流路の操作は、第２材料用のそれと同様である。
材料送達システム１００の動作中、ツールは本来、１つの材料再循環ライン（例えば６０、７０）により供給され、このラインは２つの材料源（例えば１０または２０）から順番にまたは同時に供給される。しかし材料再循環ライン（例えば６０、７０）の間、および／または材料源（例えば１０または２０）の間の移行中には、ツールは両方の再循環ライン（例えば６０、７０）および／または両方の材料源（例えば１０または２０）によって同時に供給されてもよい。
【００２５】
材料送達システム１００の１つの操作方法を、一連の逐次ステップにおいて説明する。この説明のために、種々のモードの操作をシーケンスとして示す。連続操作において各シーケンスは１または２回以上起こり、１つのシーケンスを第１シーケンスとして示し、一連の中の任意のシーケンスを、第１シーケンスとみなしてよい。
第１シーケンスにおいて、材料は、タンク２０から第１材料再循環ライン６０を通り開いたバルブ２２および２４を経由して、ツールへと供給される。タンク１０には材料が入れられており、ライン上に導入されるまで、開いたバルブ５０を通って局所的に再循環している。他のバブルは全て閉じられている。
【００２６】
第２シーケンスにおいてタンク２０内の材料の量が低レベルになった場合、バルブ２４を閉じることにより、ツールにより使用されない、タンク２０からの材料の一部は、材料再循環ライン６０からタンク２０へと再循環されなくなる。バルブ１２および１４を開き、バルブ５０を閉じることにより、タンク１０内の材料を材料再循環ライン６０を通して流し、ツールで使用されない材料の一部をタンク１０へと戻す。同様に、タンク２０からの材料でツールで使用されないものの一部は、タンク１０に送られる。
【００２７】
第３シーケンスにおいてタンク２０内の材料が実質的に空になった場合には、バルブ２２を閉じ、バルブ４０を開いて、タンク２０を材料再循環ライン６０から流体的に分離する。次に第４材料をタンク２０に導入して、ツールへ送達する材料の新しいバッチの準備に先立って、タンクをフラッシングおよび／または洗浄する。第４材料は、タンク２０およびタンク再循環ライン８０をフラッシングおよび／または洗浄するのに好適な任意の溶媒、化学物質またはガスであってよい。上記に述べた第３材料の場合と同様に、第４材料は脱イオン水、ＫＯＨまたはガスであってよい。タンクがスラリーを混合および／または保持する１つの態様においては、第４材料は脱イオン水であってよい。第４材料はタンク２０に戻し続いて排出するか、または、直接排出管（図示せず）に分流することができる。バルブ１２および１４は開いたままで、材料をタンク１０から材料再循環ライン６０を通して流す。ツールで使用されない材料の一部はタンク１０に戻される。ツール再循環ライン７０のフラッシングは、第３シーケンスの間に始まってよく、ここでバルブ３６および３８を開いて、脱イオン水などの第２材料を材料再循環ライン７０を通して流す。材料再循環ライン７０を出た脱イオン水は、タンク３０に戻し続いて排水するか、または代替的に、直接排出管（図示せず）に送ってもよい。他のバルブは全て閉じたままである。フラッシングシーケンスの開始は第３シーケンス中である必要はなく、フラッシングすべき材料再循環ラインが稼働停止となり、稼働停止ラインが作動になるまでにフラッシングを完了するのに十分な時間が利用可能である限り、より早いかまたは遅いシーケンスにおいて開始されてもよいことが、理解される。
【００２８】
脱イオン水を材料再循環ライン７０を通して流した後に、第４シーケンスにおいて、タンク３０をＫＯＨで充填するか、またはＫＯＨを含むタンク３０ａ（図示せず）と置き換えることができる。バルブ３６および３８は開いたままで、ＫＯＨをタンク３０から材料再循環ライン７０へと流す。バルブ１２および１４は開いたままで、材料をタンク１０から材料再循環ライン６０を通して流す。ツールで使用されない材料の任意の部分は、タンク１０へと戻される。バルブ４０は、材料をツールへ送達する準備のためにタンク２０が排出される際は、開いたままである。
【００２９】
タンク１０内の材料が低レベルになった場合、第５シーケンスにおいて、ツールへ供給する材料の成分を、混合および続く再循環のためにタンク２０に導入する。代替的に、予め混合した材料を再循環のためにタンク２０に直接加えてもよい。タンク２０は開いたバルブ４０を介して材料を局所的に再循環させる。材料は、材料再循環ライン６０を通りタンク１０から開いたバルブ１２および１４を経由して流れる。ＫＯＨは、材料再循環ライン７０を通り開いたバルブ３６および３８を通って流れ続ける。他のバルブは全て閉じたままである。
第６シーケンスにおいてタンク１０内の材料が十分低くなった場合には、バルブ１４を閉じて、ツールで使用されない材料の任意の部分が、タンク１０に戻ることを防ぐ。バルブ２２および２４を開き、バルブ４０を閉じて、タンク２０からの材料が、材料再循環ライン６０を通るようにする。ツールで使用されない材料の任意の部分は、タンク２０に戻される。ツールで使用されないタンク１０からの材料の任意の部分は、タンク２０に送られる。ＫＯＨは、材料再循環ライン７０を通り開いたバルブ３６および３８を経由して流れ続ける。他のバルブは全て閉じたままである。
【００３０】
第７シーケンスにおいて材料タンク１０が実質的に低いかまたは枯渇している場合は、バルブ１２を閉じ、バルブ５０を開いて、タンク１０を材料再循環ライン６０から切り離す。第４材料、例えば脱イオン水をタンク１０に加えて、ツールへの材料の新しいバッチの準備の前にタンクをフラッシングおよび／または洗浄する。第４材料はタンク１０へ戻り続いて排出されるか、または直接排出管（図示せず）に分流されてもよい。材料はツールへと、タンク２０から材料再循環ライン６０を通り開いたバルブ２２および２４を経由して供給される。ＫＯＨは、材料再循環ライン７０を通り開いたバルブ３６および３８を経由して流れ続ける。他のバルブは全て閉じたままである。
【００３１】
ＫＯＨが材料再循環ライン７０を通った後、第８シーケンスにおいて、タンク３０は脱イオン水で充填されるか、または脱イオン水を含むタンク３０ｂ（図示せず）で置き換えることができる。脱イオン水は材料再循環ライン７０を通り開いたバルブ３６および３８を経由して流れ、タンク３０ｂに戻って続いて排出されるか、または直接排出管（図示せず）に送ることができる。バルブ５０は、タンク１０が排出されてツールへの材料送達の準備が始められる際に、開状態のままである。材料はツールへと、タンク２０から開いたバルブ２２および２４を経由して供給される。ツールにより使用されない材料の任意の部分は、タンク２０へ戻される。他のバルブは全て閉じたままである。
【００３２】
材料再循環ライン７０を通る脱イオン水による第２フラッシングの後、第９シーケンスにおいて、タンク３０を例えば窒素などのガス源に置き換えてよい。窒素は、材料再循環ライン７０を通り開いたバルブ３６および３８を経由して流れ、続いてラインから排出される。ツールへ供給されるべき材料の成分をタンク１０に導入し、混合および続いて再循環させる。代替的に、予め混合した材料を直接タンク１０に加えて、再循環させてもよい。タンク１０は、開いたバルブ５０を通して材料を局所的に再循環させる。材料は、タンク２０から材料再循環ライン６０を通り開いたバルブ２２および２４を経由して流れ続ける。他のバルブは全て閉じたままである。
【００３３】
材料再循環ライン７０を窒素でフラッシングした後、第１０シーケンスにおいて、バルブ３６および３８を閉じて材料再循環ライン７０を分離する。タンク１０は材料を、開いたバルブ５０を通して局所的に再循環させる。材料は、タンク２０から材料再循環ライン６０を通り開いたバルブ２２および２４を経由して流れ続ける。他のバルブは全て閉じたままである。
第１１シーケンスにおいて、バルブ１６および１８を開き、バルブ５０を閉じて、これにより材料再循環ライン７０をタンク１０からの材料で充填し、ツールへの材料送達に先立ち、材料再循環ライン７０をシステム圧力に到達させることを可能とする。材料再循環ライン７０内の全ての材料は、タンク１０へ戻される。材料はツールへと、タンク２０から材料再循環ライン６０を通り開いたバルブ２２および２４を経由して流れ続ける。ツールにより使用されない材料の任意の部分は、材料再循環ライン６０からタンク２０へと戻される。他のバルブは全て閉じたままである。
【００３４】
第１２シーケンスにおいて、バルブ１６および１８は、材料が材料再循環ライン７０を通ってツールにより使用されるために流れる間、開いたままである。ツールは、材料再循環ライン６０に流体的に接続されたツールと同じであってよい。ツールにより使用されない材料の任意の部分は、材料再循環ライン７０からタンク１０へと戻される。材料は、タンク２０から材料再循環ライン６０を通り開いたバルブ２２および２４を経由して流れ続ける。ツールにより使用されない材料の任意の部分は、材料再循環ライン６０からタンク２０へと戻される。他のバルブは全て閉じたままである。
【００３５】
第１３シーケンスにおいて材料タンク２０が実質的に枯渇している場合は、バルブ２２および２４を閉じ、バルブ４０を開いて、タンク２０を材料再循環ライン６０から切り離す。第４材料、例えば脱イオン水を次にタンク２０に加えて、ツールへの材料の新しいバッチの準備の前にタンクをフラッシングおよび／または洗浄する。第４材料はタンク２０へ戻し続いて排出するか、または直接排出管（図示せず）に分流することができる。バルブ１６および１８は開いたままで、材料をタンク１０から材料再循環ライン７０を通して流す。ツールで使用されない材料の部分は、タンク１０に戻される。ツール再循環ライン６０のフラッシングは、このシーケンスの間に開始することができ、ここでバルブ３２および３４を開いて、脱イオン水を材料再循環ライン６０を通して流す。材料再循環ライン６０を出た脱イオン水は、タンク３０に戻し続いて排水するか、または代替的に、直接排出管（図示せず）に送ることができる。他のバルブは全て閉じたままである。
【００３６】
脱イオン水を材料再循環ライン６０を通して流した後、第１４シーケンスにおいて、タンク３０をＫＯＨで充填するか、またはＫＯＨを含むタンク３０ａ（図示せず）で置き換えてよい。バルブ３２および３４は開いたままで、ＫＯＨをタンク３０から材料再循環ライン６０へと流す。バルブ１６および１８は開いたままで、材料をタンク１０から材料再循環ライン７０を通して流す。ツールにより使用されない材料の任意の部分はタンク１０に戻される。バルブ４０は、ツールへ送達する材料の他のバッチを準備するためにタンク２０が排出される間、開いたままである。他のバルブは全て閉じたままである。
タンク１０内の材料が低レベルになった場合、第１５シーケンスにおいて、ツールへ供給する材料の成分をタンク２０へ導入し、混合および続いて再循環させる。代替的に、予め混合した材料を直接タンク２０に加えて、再循環させてもよい。タンク２０は開いたバルブ４０を通して局所的に再循環する。材料は、タンク１０から材料再循環ライン７０を通り開いたバルブ１６および１８を経由して流れる。ＫＯＨは、材料再循環ライン６０を通り開いたバルブ３２および３４を通って流れ続ける。他のバルブは全て閉じたままである。
【００３７】
ＫＯＨを材料再循環ライン６０を通して流した後、第１６シーケンスにおいて、タンク３０を脱イオン水で充填するか、または脱イオン水を含むタンク３０ｂ（図示せず）で置き換えてよい。脱イオン水は、材料再循環ライン６０を通り開いたバルブ３２および３４を経由して流れ、タンク３０ｂに戻り続いて排水されるか、または直接排出管（図示せず）に送られることができる。タンク２０は開いたバルブ４０を通して局所的に再循環する。材料は、タンク１０から材料再循環ライン７０を通り開いたバルブ１６および１８を経由して流れる。他のバルブは全て閉じたままである。
タンク１０の材料が十分低くなった場合、第１７シーケンスにおいて、バルブ１８を閉じて、ツールで使用されない材料の任意の部分がタンク１０に戻るのを防ぐ。バルブ２６および２８を開き、バルブ５０を閉じることにより、タンク２０からの材料を材料再循環ライン７０を通して流す。ツールで使用されないタンク１０または２０からの材料の任意の部分は、タンク２０に戻される。脱イオン水は、材料再循環ライン６０を通り開いたバルブ３２および３４を経由して流れ続ける。他の全てのバルブは閉じたままである。
【００３８】
材料再循環ライン６０を通る脱イオン水による第２フラッシングの後、第１８シーケンスにおいて、タンク３０は例えば窒素などのガス源により置き換えてよい。窒素は、材料再循環ライン６０を通り開いたバルブ３２および３４を経由して流れ、続いてラインから排出される。バルブ５０を開き、脱イオン水などの第４材料をタンク２０に導入して、ツールへの材料の新しいバッチの準備の前にタンクをフラッシングおよび／または洗浄する。第４材料はタンク２０へ戻し続いて排出するか、または直接排出管（図示せず）へ分流することができる。材料は、タンク２０から材料再循環ライン７０を通り開いたバルブ２６および２８を経由して流れ続ける。他のバルブは全て閉じたままである。
【００３９】
第１９シーケンスにおいて、バルブ３２および３４を閉じて材料再循環ライン７０を分離し、これはここで、続く材料再循環ラインの移行のために準備完了する。タンク１０を排出して、材料の別のバッチに備える。材料は、タンク２０から材料再循環ライン７０を通り開いたバルブ２６および２８を経由して流れ続ける。他のバルブは全て閉じたままである。
第１〜第１９シーケンスは、ツールが稼働中である限り繰り返すことができる。各シーケンスの時間間隔は互いに異なり、またシーケンス群の種々の繰り返しの間でも異なる。
【００４０】
材料送達システムが、材料をツールへと送達するための２または３以上のラインおよび、２または３以上の材料源を含むため、ツールは、材料供給ラインがフラッシングおよび／または洗浄の予定のであっても、この洗浄等には材料の単一源使用に必要とされるより長い時間を要することが多いのであるが、稼動することができる。稼動中止となるタンク内の残留材料がツールへ供給され、第２タンクに循環するために、死容積（dead volume）および材料の損失を低減することができる。１つの材料再循環ラインに流体的に接続された２または３以上の材料源の間の、周期的な移行はまた、稼働停止中の材料再循環ラインが多段階フラッシングを受けることを可能とする。これは、１つの源が１つの稼働中の供給ラインに供給し、第２源が第２の稼働停止の供給ラインに供給する典型的なシステムとは対照的であり、該典型的システムの場合、稼働停止供給ラインの多段フラッシングは、稼働中の供給ラインの材料が枯渇するより前には完了しない場合もある。
【００４１】
両方のタンク再循環ラインが１つの材料再循環ラインに供給するタンク再循環ライン間の切換えの他の利点は、ツールの生産性に影響を及ぼし得るライン圧力の変動を低減することである。稼働停止のタンク再循環ラインでの材料の再循環は、材料源を、それがシステムに流体的に接続される前にシステム圧力まで上げることができ、これによりシステム圧力の降下または急上昇を低減または取り除くことができる。同様に、稼働中の材料再循環ラインがツールへ材料を供給している間に、稼働停止の材料再循環ラインを充足することは、稼働停止の材料再循環システムをラインに入れる際の、システム圧力の降下または急上昇を低減または取り除くことができる。
【００４２】
開示された材料を供給するための方法は、手動で行うか、またはシステムへ組み込まれた制御装置の使用を通して自動的に実行することができる。例えば、システムは、センサーと通信する制御装置および、流れに関連する種々のバルブを含み、ラインとツールを処理することができる。
図２は、図１の材料送達システムに制御装置を加えた、本発明の他の態様を示す。図２に見られるように、材料送達システム２００は、材料の第１および第２源１０、２０、ならびに第２材料の源３０を含む。バルブおよびラインは図１に示すものと同一であり、これらは同じ参照番号で示されている。
【００４３】
図２において、センサー１１２はタンク１０内に配置され、センサー１１４はタンク２０内に配置されている。用いるセンサーに基づき、センサー１１２は、タンク内に残る材料の量を検出するためにタンク１０および２０内に配置する必要はないことが理解される。センサー信号ライン１１６および１１８は、センサー入力をそれぞれセンサー１１２および１１４から制御装置１１０へと供給する。制御装置１１０は、バルブ１２、１４、１６、１８、２２、２４、２６、２８を、上記の第１〜第１９シーケンスの任意のものまたは全てにより、ライン１２０を経由して制御するよう、構成してよい。ライン１２０は、表示を簡単にするために１本のラインとして示すが、しかし、ライン１２０は１本のライン、複数のライン、バスネットワーク、およびこれらの組合せであってよいことが理解される。制御装置１１０はまた、バルブ３２、３４、３６、３８を、上記の第１〜第１９シーケンスの任意のものまたは全てにより、ライン１２２を経由して制御するよう構成することができる。センサー１１２、１１４は、タンク１０、２０内の材料の量が所望のレベルを下回った場合に検出する、液体レベルセンサーであってよく、これにより、制御装置がバルブの操作を開始して、第１材料供給を１つのタンクから他のタンクへと移行させる。材料送達システム２００のバルブ操作の順序は、材料送達システム１００のそれと同じである。
【００４４】
他の態様において、追加のセンサー（図示せず）を材料送達システム２００のタンク１０、２０内に配置することができ、タンク１０、２０内の材料の量の低レベルであって、第１低レベルの示度よりも低いレベルである第２低レベルの示度を供給する。前に述べたように、いくつかのレベルセンサーはタンク内に配置する必要はない。例えば、低レベルセンサーおよび低−低レベルセンサーを、各タンクに配置できる。低レベルセンサーがタンク１０内に残った材料の所定量を一旦検出すると、信号を制御装置１１０に供給してタンク２０をライン上にもちこみ、一方タンク１０は材料を配達し続ける。制御装置１１０は、上記第６シーケンスにおけるように、バルブを開いたり閉じたりするよう、構成することができる。低−低レベルセンサーがタンク１０内に残った材料の第２の所定量を一旦検出すると、信号が制御装置１１０に供給されて、上記第１７シーケンスで記したようにタンク１０が切り離される。
【００４５】
制御装置は、例えばインテルペンティアム（登録商標）タイププロセッサー、モトローラパワーピーシー（登録商標）プロセッサー、サンウルトラスパーク（登録商標）プロセッサー、ヒューレットパッカードピーエーリスク（登録商標）プロセッサー、もしくは他のプロセッサータイプか前記プロセッサーの組合せに基づくコンピューターなどの汎用コンピューターを用いた、 １または２以上のコンピューターシステムを使用して実行されてもよい。あるいは、コンピューターシステムは、ある特定目的のために設計製造される集積回路であるエーシックもしくは材料処理システム仕様の制御装置などの特別にプログラムされた特殊目的のハードウェアを有する。
【００４６】
コンピューターシステムは、例えば１または２以上のディスクドライブメモリ、フラッシュメモリ装置、RAMメモリ装置、他のデータ記録装置などを含む、１または２以上のメモリ装置に一般的に接続される１または２以上のプロセッサーを有する。メモリは一般的に、材料処理システムおよび／またはコンピューターシステムの操作の間、プログラムやデータの保存に用いられる。例えば、メモリは、操作データと同様に使用期間中のパラメーターに関する履歴データの保存のために使用される。発明の態様を実行するプログラミングコードを含むソフトウェアは、読み取りおよび／または書き込みが可能である持久性のコンピューター記録媒体に保存され、また一般的にはプロセッサーによって実行されるメモリにコピーされる。そうしたプログラムコードは、例えばJava（登録商標）、Bisual BASIC、C、C＃、C＋＋、FORTRAN、Pascal、Eiffel、Basic、COBOLなど多数のプログラミング言語もしくは前記プログラミング言語の種々の組合せによって書かれる。
【００４７】
コンピューターシステムの構成要素は、例えば同じ装置内で統合された構成要素のための１または２以上のバスおよび／または例えば、離散する装置間の構成要素のためのネットワークを含む、１または２以上の相互接続方法によって連結される。一般的に、相互接続によって、コンピューターシステムの構成要素間で、データやコマンドなどの通信交換が行われる。
【００４８】
コンピューターシステムは、印刷装置、表示画面、拡声器などの１または２以上の出力装置と同様に、キーボード、マウス、トラックボール、マイクロフォン、タッチスクリーン、その他のマンマシンインターフェース装置などの１または２以上の入力装置を有する。加えて、コンピューターシステムは、コンピューターシステムを通信ネットワーク（あるいは１または２以上のコンピューターシステムの構成要素によって構成される代替ネットワーク）に接続する１または２以上のインターフェース（図示せず）を有する。
【００４９】
発明の１または２以上の態様によれば、１または２以上の入力装置は、材料処理システムのパラメーターおよび／またはその構成要素を測定するセンサーを有する。あるいは、センサー、メータリングバルブおよび／または他の構成要素はコンピューターシステムに連結される通信ネットワークに接続される。１または２以上の上記のあらゆる機器は、１または２以上の通信ネットワークに渡ってコンピューターシステムと通信するために、別のコンピューターシステムもしくは構成要素に連結される。そのような構成によって、相互のデータ通信が行われる状態で、あらゆるセンサーもしくはシグナル生成装置はコンピューターシステムから非常に遠くに位置することおよび／または、あらゆるセンサーはサブシステムおよび／または制御装置から非常に遠くに位置することが可能である。そのような通信方法は、限定はしないが、ワイヤレスプロトコルを利用する方法を含む適切な技術を利用することでもたらされるであろう。
【００５０】
制御装置は、読み取りおよび／または書き込みが可能な、シグナルの保存が可能な不揮発性記録媒体など１または２以上のプロセッサーによって実行されるプログラムを規定する１または２以上のコンピューター記録媒体を有する。媒体は、例えば、ディスクもしくはフラッシュメモリでもよい。一般的な操作においては、プロセッサーは、１または２以上の発明の態様を実行するコードなどのデータを、記憶装置媒体から１または２以上のプロセッサーによって、媒体よりも早く情報へアクセスができるメモリの中に読み込むようにすることができる。メモリは、一般的にダイナミックRAM（DRAM）もしくはスタティックRAM（SRAM）もしくはプロセッサーとの情報転送を促進する適切な装置などの、揮発性ランダムアクセスメモリである。
【００５１】
本発明は、本明細書中において例示して議論されたようなソフトウェアもしくはコンピューターシステムで実行されることに限らないことは、正しく認識されるべきであろう。実際、汎用コンピューターシステムの代わりに、制御装置、その構成要素またはさらにその細区分要素が、専用のシステム、専用のプログラマブルロジックコントローラ（PLC）、分散型制御システムとして代替的に使用されても良い。さらに、１または２以上の本発明の機能もしくは側面は、ソフトウェア、ハードウェアもしくはファームウェア、あるいはそれらの組合せで実行することができることも認識されるべきであろう。例えば、制御装置による１または２以上の実行可能なアルゴリズムのセグメントは、１または２以上のネットワーク間で通信される分離したコンピューターで実行されることも可能である。
【００５２】
本発明のシステムおよび方法の他の態様は、本明細書中に例示された範囲を超えて考えられよう。
【００５３】
本発明の少なくとも１つの態様の幾つかの側面をこのように記載したので、当業者には容易に、種々の変更、修正および改善を考えられることが理解される。かかる変更、修正および改善は、本開示の一部とすることが意図され、本発明の精神および範囲内であることが意図される。したがって、上記の説明および図面は、例示のためのみである。
【図１】
2009544170.tif 000003
【図２】
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【国際調査報告】
2009544170.tif 000005
2009544170.tif 000006