(57)【要約】【解決手段】  処理流体を半導体処理ツールに供給するための、改良された大量流体分配システム。交番圧力容器エンジンを有する改良されたシステムは、分注している容器内の流体の重量が変化することから生じる水頭損失に起因する大量流体供給配管内の圧力変動を実質的に無くする。本システムは、流体供給配管内の流体の流れの状態を柔軟に制御できるようにする。【選択図】          図３
2008531426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を供給配管へ供給するための第１容器及び第２容器と、不活性ガスを前記第１及び第２容器に供給するための不活性ガス源と、制御器と、前記供給配管内に配置されているセンサーとを有する、大量流体分配システム内の流体の圧力を制御するための方法において、
前記制御器において前記センサーから制御信号を受信する段階と、
前記第１容器の分注サイクルを開始する段階であって、前記制御信号と、前記第２容器の第１水位と第２水位の間の流体の水頭圧力から第１信号を決める段階と、前記第１信号に基づいて前記第１容器内の流体に第１圧力を加える段階と、流体を前記第１容器の第１水位から第２水位まで分注する段階と、を含んでいる、前記第１容器の分注サイクルを開始する段階と、
前記第２容器の分注サイクルを開始する段階であって、前記制御信号と、前記第１容器の第１水位と第２水位の間の水頭圧力から第２信号を決める段階と、前記第２信号に基づいて前記第２容器内の流体に第２圧力を加える段階と、流体を前記第２容器の第１水位から第２水位まで分注する段階と、を含んでいる、前記第２容器の分注サイクルを開始する段階と、から成る方法。
【請求項２】
前記制御器は、前記第２容器の分注サイクルから独立して、前記第１容器の分注サイクルを制御する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記流体を前記第１容器から分注する段階は、前記供給配管内で所定の圧力を維持するために、前記制御信号に応えて、前記第１容器内の流体に加えられる前記不活性ガスの圧力を調節する段階を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記流体を前記第２容器から分注する段階は、前記供給配管内で所定の圧力を維持するために、前記制御信号に応えて、前記第２容器内の流体に加えられる前記不活性ガスの圧力を調節する段階を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記流体を前記第１容器の第２水位まで分注する段階の後で、且つ前記流体を前記第２容器から分注する段階の間に、流体源から前記第１容器を充填する段階を更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記流体源は、加圧された流体を供給する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１容器を充填する段階は、前記流体源から前記流体を引き出すために前記第１容器内に真空を作り出す段階を含んでいる、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記流体を前記第２容器の第２水位まで分注する段階の後で、且つ前記流体を前記第１容器から分注する段階の間に、流体源から前記第２容器を充填する段階を更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記流体源は、加圧された流体を供給する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１容器を充填する段階は、前記流体源から前記流体を引き出すために前記第１容器内に真空を作り出す段階を含んでいる、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記制御信号は、前記供給配管内の流体の圧力に対応している、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記制御信号は、前記供給配管内の流体の流量に対応している、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記流体は、酸、塩基、溶剤、及び化学機械研磨スラリーから成る半導体処理流体のグループから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
容量性、光学、又はデジタルセンサーによって、前記第１容器内の流体の第１水位と第２水位を検出する段階を更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
ロードセルによって、前記第１容器内の流体の第１水位と第２水位を検出する段階を更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
容量性、光学、又はデジタルセンサーによって、前記第２容器内の流体の第１水位と第２水位を検出する段階を更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
ロードセルによって、前記第２容器内の流体の第１水位と第２水位を検出する段階を更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
流体を供給配管へ供給するための第１容器及び第２容器と、不活性ガスを前記第１及び第２容器に供給するための不活性ガス源と、制御器と、前記供給配管内に配置されているセンサーとを有する、大量流体分配システム内の流体の圧力を制御するための方法において、
前記第１容器内の第１水位にある前記流体に、前記不活性ガスを掛ける段階と、
前記第１容器内の流体を、前記第１容器の前記第１水位から第２水位まで分注する段階と、
前記供給配管内で所定の流体圧力を維持するために、前記供給配管内の前記センサーからの信号に応えて、前記第１容器への前記不活性ガスの圧力を調節する段階と、
前記第２容器内の第１水位にある前記流体に、前記不活性ガスを掛ける段階と、
前記第２容器内の流体を、前記第２容器の前記第１水位から第２水位まで分注する段階と、
前記供給配管内で所定の流体圧力を維持するために、前記供給配管内の前記センサーからの信号に応えて、前記第２容器への前記不活性ガスの圧力を調節する段階と、から成り、
前記第１容器の前記第１水位にある前記流体に供給される前記不活性ガスの圧力は、前記第２容器の第１水位と第２水位の間の水頭圧力の変化に合わせて調節され、前記第２容器の前記第１水位に供給される前記不活性ガスの圧力は、前記第１容器の前記第１水位と第２水位の間の水頭圧力に合わせて調節される、方法。
【請求項１９】
供給配管と、流体を前記供給配管に供給するための第１容器及び第２容器と、不活性ガスを前記第１及び第２容器に供給するための不活性ガス供給源と、制御器と、前記供給配管内に配置されているセンサーとを有する、大量流体分配システム内の流体の圧力を制御するための方法において、
制御信号を前記センサーから前記制御器へ送る段階と、
前記制御信号と、前記第２容器の第１水位と第２水位の間の前記流体の水頭圧力の変化から第１信号を決める段階と、
前記第１信号に基づいて、第１不活性ガス圧力を前記第１容器に掛ける段階と、
前記流体を、前記第１容器から前記供給配管へ分注する段階と、
前記制御信号と、前記第１容器の第１水位と第２水位の間の前記流体の水頭圧力の変化から第２信号を決める段階と、
前記第２信号に基づいて、第２不活性ガス圧力を前記第２容器に掛ける段階と、
前記流体を、前記第２容器から前記供給配管へ分注する段階と、から成る方法。
【請求項２０】
前記流体を前記第１容器から分注する段階は、前記供給配管内で所定の圧力を維持するために、前記制御信号に応じて、前記第１容器への前記不活性ガス圧力を調節する段階を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記流体を前記第２容器から分注する段階は、前記供給配管内で所定の圧力を維持するために、前記制御信号に応えて、前記第２容器への前記不活性ガス圧力を調節する段階を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
流体を、第１容器と第２容器から少なくとも１つの使用地点に、前記少なくとも１つの使用地点における前記流体の圧力が実質的に一定となる条件の下で、交互に分注する段階を含んでいる、大量流体分配システムの圧力を制御するための方法。
【請求項２３】
交番容器大量流体分配システム内の流体圧力を制御するための装置において、
第１容器内の流体の第１水位と第２水位を検出するための第１の一対のセンサーを有する第１容器と、
第２容器内の流体の第１水位と第２水位を検出するための第２の一対のセンサーを有する第２容器と、
不活性ガスを前記容器に供給するための不活性ガス供給配管と、
第１マスター調整器と第１スレーブ調整器を含んでいる第１の一対の調整器であって、前記第１スレーブ調整器は、前記第１容器への前記不活性ガスの圧力を調整するようになっている第１の一対の調整器と、
第２マスター調整器と第２スレーブ調整器を含んでいる第２の一対の調整器であって、前記第２スレーブ調整器は、前記第２容器への前記不活性ガスの圧力を調整するようになっている第２の一対の調整器と、
制御センサーが中に配置されている流体供給配管であって、前記容器が流体を前記供給配管に交互に分注するようになっている、流体供給配管と、
制御器であって、前記制御センサーから制御信号を受信し、前記制御信号と、前記第２容器の第１水位と第２水位の間の流体の水頭圧力の変化とに基づいて第１信号を決め、前記制御信号と、前記第１容器の第１水位と第２水位の間の流体の水頭圧力の変化とに基づいて第２信号を決め、第１信号を第１マスター調整器に、第２信号を第２マスター調整器に送るようになっている制御器と、を備えている装置。
【請求項２４】
前記第１と第２の一対のセンサーは、容量性、光学、又はデジタルセンサーである、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記第１と第２の一対のセンサーはロードセルである、請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
前記マスター調整器は電気空圧調整器である、請求項２３に記載の装置。
【請求項２７】
前記スレーブ調整器はドーム型負荷圧力調整器である、請求項２３に記載の装置。
【請求項２８】
前記制御センサーは圧力変換器である、請求項２３に記載の装置。
【請求項２９】
前記制御センサーは流量計である、請求項２３に記載の装置。
【請求項３０】
前記制御センサーは無線であり、前記制御器は無線信号を受信するようになっている、請求項２３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大量流体分配システム内の流体の圧力を制御するための装置と方法に関する。より具体的には、本発明は、半導体製造又は他の関係する用途で使用される処理ツールに供給する大量流体供給配管内の半導体処理流体（例えば、超高純度又はスラリー流体）の圧力を制御するための改良された装置と方法を提供する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造は、しばしば２００を超える処理段階を要する複雑な処理である。各段階は、高収量の半導体装置を作るのに最適な状態の組み合わせを必要とする。これらの処理段階の多くは、中でも、製造中に装置の表面をエッチング、露光、被覆、及び研磨するのに流体を使用する必要がある。高純度の流体を使用する場合、仕上げられた装置に欠陥が無いようにするため、流体には、粒子と金属不純物が実質的にあってはならない。化学機械研磨スラリーを使用する場合、スラリーには、装置の表面に傷を付ける虞のある大きな粒子があってはならない。更に、製造中は、工程変動と製造停止時間を回避するために、流体が、様々な段階を実行する処理ツールに、安定して十分に供給されなければならない。
【０００３】
１９９０年代の半導体市場へ導入されて以来、真空圧エンジンを有する大量の流体分配システムは、半導体製造工程において重要な役割を果たしてきた。これらのシステムは、実質的に、ペルフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の様な不活性湿潤材料で構築されており、流体を供給するための原動力として、不活性加圧ガスを使用しているので、処理流体の粒子及び金属汚染に実質的に寄与しない。加えて、単一の大量流体分配システムが、処理流体を、十分な圧力で、数多くの処理ツールへ連続して供給することができる。従って、真空圧力流体分配システムの出現は、半導体市場において重要な役割を果たしている。
【０００４】
多くの理由（例えば、Ｏリングの損傷、弁の故障、又は汚染された流入流体）のため、大量流体分配システムは、流体供給配管内にフィルターを含んでいる。しかしながら、フィルターを通る流体の流量が急激に変化すると、フィルターに油圧衝撃が生じ、その結果、それまでに濾過された粒子が流体内へと放出され、粒子濃度が急上昇する。フィルターを通過する流体の流量を最少に維持すると、粒子の放出を低減させる役には立つが、問題が取り除かれるわけではない。従って、流体の圧力と流れが変動すると、流体内の粒子濃度が変動し、半導体ウェーハの欠陥に繋がりかねない。
【０００５】
更に、先に述べた様に、流体分配システムは、しばしば多くのツールを供給する。ツールが処理流体を要求すると、ツールは供給配管から流体を汲み上げ始め、供給配管内の流体の圧力が約５から約２５ｐｓｉだけ降下する。更に以下に論じる様に、真空圧力エンジンを有する典型的な流体分配システムは、供給配管内に圧力変動を生じさせて、ツールに供給される流体の流れと純度状態に悪影響を及ぼす。従って、供給配管内の流体の圧力及び流れの変動を最小にするか、又は無くする流体分配システムが必要とされている。
【０００６】
図１ａは、半導体処理ツールに処理流体を供給するのに用いられる標準的な真空圧力流体分配システムを示している。他の型式の真空圧力流体分配システムについて、米国特許第５，３３０，０７２号と同第６，０１９，２５０号に記載されており、両特許を参考文献としてここに援用する。
【０００７】
図１ａに示すように、真空圧力流体分配システムは、通常、２つの圧力真空容器１０１と１０３を含んでいる。各容器には、少なくとも２つの流体水位センサー１０５、１０７、１０９、及び１１１（例えば、容量性センサー）が備えられている。センサー１０５と１０９は、それぞれ容器１０１と１０３内で低位置にある流体水位状態を監視し、センサー１０７と１１１は、それぞれ容器１０１と１０３内で高位置にある流体水位状態を監視する。流体源１１３からの処理流体は、二方向弁１１５を通って容器１０１に入り、二方向弁１１７を通って容器１０３へ入る。流体は、二方向弁１１９を通って容器１０１を出て、二方向弁１２１を通って容器１０３を出る。流体は、容器１０１又は容器１０３を出ると、大量処理流体供給配管１２３を通って流れる。
【０００８】
充填サイクル中は、真空生成装置１２５（例えば、アスピレータ又はベンチュリ）が、容器１０１内に真空状態を作り流体を引き込む。充填サイクル中に、流体が容器１０１に流れ込むとき、二方向弁１１５と１２７は開いており、三方向弁１２９は位置「Ａ」にある。容器１０１に真空状態が作用しているとき、流体源１１３からの流体が容器に引き込まれるにつれ、容器１０１内のガスは、排出口（図示せず）へ流れる。流体が水位センサー１０７（例えば、容量性センサー）に達すると、弁１１５、１２７、及び１２９は不通になり、真空の供給は停まる。
【０００９】
分注サイクル中は、窒素の様な不活性ガス１３１が、「スレーブ」調整器１３３と三方向弁１２９の位置「Ｂ」を通り、容器１０１に流れ込む。容器１０１は、最初に所定値まで加圧され、その後弁１１９が開き、流体は、不活性ガス圧力を受けて、弁１１９とフィルター（図示せず）を通り大量流体供給配管１２３へと流れ込むことになる。容器１０１は、流体が低位置の水位センサー１０５に達するまで流体を分注し、その点に達すると、弁１１９が閉じて充填サイクルが再開する。
【００１０】
作動中は、容器１０１と１０３は、充填と分注サイクルを交互に行い、容器１０１が充填しているときは容器１０３が分注している。容器１０３の充填サイクル中は、弁１１７と１２７は開いており、弁１３７は位置「Ａ」にある。容器１０３の分注サイクル中は、不活性ガス１３１は、スレーブ調整器１３５と弁１３７の出入口「Ｂ」を通って流れ、容器１０３内の流体を加圧し、流体を、弁１２１を通して供給配管１２３へと送る。容器１０３内の分注サイクルの終わりに、容器は切り替わり、容器１０３は充填サイクルを開始し、容器１０１は分注サイクルを開始する。真空生成装置１２５は、容器が分注するより早く容器を充填し、供給配管１２３へ連続して流体を流せるように作られていることに注目されたい。
【００１１】
図１ａに示しているシステムでは、手動調整可能なマスター調整器１４１は、高圧ガス源１４１からの圧縮乾燥空気の様なガスで使い易くなっている。マスター調整器１３７は、両方のスレーブ調整器１３３と１３５に一定のガスパイロット信号を送り、両スレーブ調整器は、それぞれ弁１２９と１３７に一定の不活性ガス圧力を提供する。各弁１２９と１２７に供給される圧力は同じである。従って、容器１０１又は１０３の分注サイクル中は、各容器に供給される不活性ガス圧力は、一定であり、同じである。
【００１２】
図１ａのシステムでの問題は、供給配管１２３内の流体の安定した圧力が維持されないことである。図１ｂは、供給配管１２３内の流体の圧力が時間につれてどの様に変動するかを単純化して示した図である。処理ツールの要求、継手、配管、及び、複雑な流体分配システム内に在る他の部品による損失は、この図では考慮されていない。システム１００の作動中は、容器がその高位置センサーから低位置センサーまで分注するにつれ、供給配管１２３内の圧力は、高位置センサーと低位置センサーの間の流体の水頭圧力の損失に匹敵する量だけ下がる。水頭圧力は、供給配管内の流体に作用する、容器内の流体の重量に起因する圧力、と定義される。容器が切り替わるとき、分注サイクルを開始する容器は、流体がその高位置センサーまで一杯になった状態で開始し、分注サイクルを丁度完了した容器に加えられたのと同じ圧力が、分注する容器に加えられる。従って、容器が切り替わるとき、供給配管内の流体の圧力は、新しく分注する容器の水頭圧力に匹敵する量だけ、急増又は増大する。
【００１３】
供給配管内の流体の圧力を能動的に制御することによって図１ａのシステムを改良する努力が行われてきた。図２ａは、修正された真空圧力システム２００を示している。システム２００は、手動調節可能な調整器１４１の代わりに電気空圧マスター調整器２４１が用いられていることを除いて、システム１００と実質的に同じである。図２ａのシステムは、更に、供給配管２２３内の中間点の圧力を監視するセンサー２４５を含んでいる。図１ａのシステムと同様に、容器２０１と２０３は、真空充填サイクルと圧力分注サイクルを交互に行い、マスター調整器２４１は、両方のスレーブ調整器２３３と２３５に同じ空圧信号を提供する。
【００１４】
分注サイクル中は、分注している容器２０１又は２０３内の流体に加えられる不活性ガスの圧力は、圧力表示器２４５からの信号に基づいて調節される。処理ツールの要求又は他の圧力損失が無い単純化した流体分配システムを考えると、分注している容器２０１又は２０３に加えられる不活性ガスの圧力は、それらが分注している間に高くなり、容器の高位置センサーと低位置センサー（２０７、２１１と２０５、２０９それぞれに）の間の水頭圧力の損失を補う。
【００１５】
システム２００は、分注している容器の水頭損失による圧力の低下を防ぐが、供給配管２２３内の流体の安定した圧力の制御を提供するものではない。図２ｂは、処理ツールの要求又は他の圧力損失が無い分配システムにおいて、供給配管２２３内の圧力が時間の経過と共にどの様に変動するかを示している。作動中に容器が切り替わると、マスター調整器２４１は、分注サイクルを開始している容器に、分注サイクルを丁度終えた容器に送っていたのと同じ信号（又は圧力要求）を送り続ける。従って、容器が切り替わるときは、供給配管２２３内の圧力が、分注サイクルを丁度終了した容器の高位置センサーと低位置センサーの間の水頭圧力の変化に匹敵する分だけ、急激に立ち上がる。その結果、システム２００は、供給配管２２３内の流体の圧力を低下させるよう能動的に試み、所定の設定値に達するまで圧力を調節し続ける。従って、システム２００での問題は、供給配管２２３内の流体の圧力が、図２ｂに示す様に、定常状態に達するまで振動することである。
【００１６】
更に、システム２００に関わる別の問題は、システムが、分注していない容器又は待機している容器のスレーブ調整器への空圧信号を連続して調節することである。従って、分注していない容器のスレーブ調整器は、待機している容器のスレーブ調整器に、相当な摩耗と損傷を引き起こす。
【００１７】
従って、半導体業界は、構成要素部品に摩耗と損傷を生じさせること無く処理流体の流れの状態を安定的に制御することを含む、流体分配システムの改良を必要としている。
【特許文献１】米国特許第５，３３０，０７２号
【特許文献２】米国特許第６，０１９，２５０号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１８】
流体を、第１容器と第２容器から少なくとも１つの使用地点に、前記少なくとも１つの使用地点での流体の圧力は実質的に一定であるという条件の下で、交互に分注する段階を含んでいる、大量流体分配システム内の流体の圧力を制御するための方法。
【００１９】
流体を供給配管へ供給するための第１容器及び第２容器と、不活性ガスを第１及び第２容器に供給するための不活性ガス源と、制御器と、供給配管内に配置されているセンサーとを有する、大量流体分配システム内の流体の圧力を制御するための方法において、制御器においてセンサーからの制御信号を受信する段階と、第１容器の分注サイクルを開始する段階であって、制御信号と、第２容器の第１水位と第２水位の間の流体の水頭圧力から第１信号を決める段階、第１信号に基づいて第１容器内の流体に第１圧力を加える段階、及び、流体を第１容器の第１水位から第２水位まで分注する段階を含んでいる、第１容器の分注サイクルを開始する段階と、第２容器の分注サイクルを開始する段階であって、制御信号と、第１容器の第１水位と第２水位の間の流体の水頭圧力から第２信号を決める段階、第２信号に基づいて第２容器内の流体に第２圧力を加える段階、及び、流体を第２容器の第１水位から第２水位まで分注する段階を含んでいる、第２容器の分注サイクルを開始する段階と、から成る方法。
【００２０】
交番容器大量流体分配システム内の流体圧力を制御するための装置において、第１容器内の流体の第１水位と第２水位を検出するための第１の一対のセンサーを有する第１容器と、第２容器内の流体の第１水位と第２水位を検出するための第２の一対のセンサーを有する第２容器と、不活性ガスを容器に供給するための不活性ガス供給配管と、第１マスター調整器と第１スレーブ調整器を含んでいる第１の一対の調整器であって、第１スレーブ調整器は、第１容器への不活性ガスの圧力を調整するようになっている第１の一対の調整器と、第２マスター調整器と第２スレーブ調整器を含んでいる第２の一対の調整器であって、第２スレーブ調整器は、第２容器への不活性ガスの圧力を調整するようになっている第２の一対の調整器と、制御センサーが中に配置されている流体供給配管であって、容器が流体を供給配管に交互に分注するようになっている、流体供給配管と、制御器であって、制御センサーから制御信号を受信し、制御信号と、第２容器の第１水位と第２水位の間の流体の水頭圧力の変化とに基づいて第１信号を決め、制御信号と、第１容器の第１水位と第２水位の間の流体の水頭圧力の変化とに基づいて第２信号を決め、第１信号を第１マスター調整器に、第２信号を第２マスター調整器に送るようになっている制御器と、を備えている装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の或る実施形態を図３に示している。本発明は、大量流体供給配管３２３内の流体の圧力を安定的に制御する真空圧力流体分配システム３００に関する。システム３００は、図１と図２に示している先行技術によるシステムの全ての圧力変動を実質的に無くする。
【００２２】
システム３００は、２つの容器３０１と３０３を有しており、各容器には少なくとも１つの流体水位感知装置（例えば、３０５、３０７、３０９、３１１）が備えられている。真空圧力エンジンは、通常、水位感知装置として容量性センサーを利用しているが、本発明は、加えて、光学センサー、デジタルセンサー、ロードセル（図示せず）などの使用も考えている。図３に示しているシステムは、容器３０１と３０３内の低位置の流体水位状態を監視するための２つのセンサー３０５と３０９と、容器３０１と３０３内の高位置の流体水位状態を監視するためのセンサー３０７と３１１を、それぞれ含んでいる。流体源３１３（例えば、ポンプ、別の化学的分配システム、加圧ドラムなど）からの流体は、二方向弁３１５を通って容器３０１に入り、二方向弁３１７を通って容器３０３に入る。流体は、二方向弁３１９を通って容器３０１を出て、二方向弁３２１を通って容器３０３を出る。流体は、容器３０１又は容器３０３を出ると、フィルター（図示せず）を通り、流体供給配管３２３へ流れ込む。
【００２３】
充填サイクル中は、容器３０１と３０３は、圧力又は真空状態の下で充填される。例えば、ポンプ又は別の流体分配システムからの供給配管が、容器３０１及び３０３に流体を加圧供給することもできる。加圧源が用いられている場合、容器が充填されているときは、容器のベント（図示せず）が開いて、残留ガスを容器から排出する。対照的に、容器が真空状態で充填されるときは、先に説明し、図１ａと図２ａに示した様に、アスピレータの様な真空生成装置（図３には図示せず）が、流体を容器に引き込む。
【００２４】
容器３０１の充填サイクル中は、弁３１５は開いており、流体が容器に流れ込む。流体が所定の高水位に達し、水位センサー３０７（例えば、容量性、光学、デジタルなど）又はロードセル（図示せず）の何れかによって標示されると、弁３１５が閉じる。
【００２５】
容器３０１の分注サイクルの間は、窒素の様な不活性ガス３３１が、「スレーブ」調整器３３３と弁３２９を通って流れ、容器３０１を加圧し、流体を、容器３０１内の流体水位が所定の「低」水位に達し、水位センサー３０５（例えば、容量性、光学、デジタルなど）又はロードセル（図示せず）によって検出されるまで、弁３１９を通して供給配管３２３へ分注し、所定の「低」水位地点で、弁３１９が閉じ、真空充填の順番が始まる。
【００２６】
作動中は、容器３０１と３０３は、容器３０１が充填しているときは容器３０３が分注しているように、充填サイクルと分注サイクルを交互に行う。容器３０３が分注サイクルにある間は、不活性ガス３３１が、スレーブ調整器３３５と弁３３７を通って流れ、容器３０３を加圧し、流体を、容器３０３内の流体水位が所定の「低」水位に達し、水位センサー３０９又はロードセルによって検出されるまで、弁３２１を通して供給配管３２３へ分注し、所定の「低」水位地点で、弁３２１が閉じ、真空充填の順番が始まる。システムは、流体を供給配管３２３に連続的に流すため、容器は、分注するよりも早く充填されるよう構成されていることに注目されたい。
【００２７】
システム３００は、センサー３４５（例えば、圧力変換器、流量計など）を使用して、供給配管３２３内の流体の状態を監視し、システムは、容器に加えられる不活性ガスの圧力を調節して、供給配管３２３内の流体の状態の変化を補償する。センサー３４５は、供給配管３２３内のどの地点に配置してもよいが、供給配管３２３の中間地点に配置するのが望ましい。更に、システム３００は、容器の分注サイクル中の水頭圧力の変化に起因する供給配管３２３内の流体の圧力の変化を実質的に無くする。
【００２８】
システム３００は、センサー３４５から制御信号を受信する制御器３４３を含んでいる。制御器は、マスター調整器３４１と３４２（例えば、電気空圧調整器）に接続されており、マスター調整器３４１と３４１は、それぞれスレーブ調整器３３３と３３５（例えば、ドーム型負荷圧力調整器）を制御する。センサー３４５とマスター調整器３４１及び３４２は、アナログケーブル、デジタルケーブル（例えば、イーサネット（登録商標）ケーブル）、又は無線接続によって制御器に接続されている。スレーブ調整器３３３と３３５は、それぞれ各容器３０１と３０３に供給される不活性ガスの圧力を制御する。
【００２９】
分注サイクルの間の容器内の水頭圧力の変化に起因する供給配管３２３内の流体の圧力変動を無くすために、制御器は、分注サイクルの開始時に各容器に送信される信号にバイアスを掛ける。以下の例は、水頭圧力の変化による変動を取り除くための本発明の作動を示している。
例１
容器３０１は、容器に流体を高位置（図３の３０７）まで充填することによって、充填サイクルを完了し、待機しており、一方、容器３０３は、流体をその低位置（図３の３０９）まで分注することによって、分注サイクルを完了しているとする。
【００３０】
容器３０３の分注サイクルの間、制御器３４３は、周期的に又は連続的にセンサー３４５から信号を受信し、容器３０３に供給される不活性ガスの圧力を調節し、供給配管３２３内で所定の流れの状態（例えば、圧力、流量など）を維持する。容器３０３が、その高水位（図３の３１１）からその低水位（図３の３０９）まで分注するにつれて、流体の水頭圧力は、容器内の流体の水頭圧力の変化を表す以下の式に従って、水位ｈ1,303と水位ｈ2,303の間で低下する：ΔＰ303＝Ｐ1,303−Ｐ2,303＝ρｇ（ｈ1,303−ｈ2,303）（ここに、ρは流体密度、ｇは９．８ｍ／ｓ2）。
【００３１】
その結果、供給配管３２３内の流体の圧力の低下を防ぐために、制御器３４３は、マスター調整器３４２に信号（例えば、４−２０ｍＡ信号）を送り、スレーブ調整器３３５によって制御されている、容器３０３への不活性ガスを増やす。センサー３４５は、この他、ツールの要求又は流体分配システム内の配管と継手による圧力損失による圧力の変化も検出するのは注目に値するが、この例の目的では、これらの損失を考慮しない。容器３０３内の流体が低水位に達すると、容器が切り替わって、容器３０１が分注サイクルを開始し、容器３０３が充填サイクルを開始する。
【００３２】
容器３０３が分注している間、制御器は、容器３０１がその分注サイクルを開始するときに、容器３０１への不活性ガスの圧力を制御する調整器に送る第１信号を独立して定め又は計算する。この例では、制御器は、センサー３４５が送信する制御信号を監視し、制御信号を、容器３０３の水頭圧力の変化に相関する量だけ減らすことによって、第１信号を定める。従って、容器３０１がその分注サイクルを開始するとき、容器３０１内の流体に加えられる不活性ガスの圧力は、容器３０３内の流体の水頭圧力の変化に匹敵する量だけ減らされる。この様に減らさないと、容器に加えられる圧力が高くなり過ぎ、供給配管３２３内の圧力が急激に上昇することになる。
【００３３】
その分注サイクルの開始後、制御器３４３は、供給配管３２３内の流体の所定の流れの状態を維持するため、容器３０１に供給される不活性ガスの圧力を、容器３０３に関して先に述べたのと同じやり方で調節する。
【００３４】
本発明のシステム３００は、先行技術のシステム１００と２００に勝る、改良された、処理流体の圧力制御を提供する。実際、センサーの配置（即ち、センサーの間の垂直方向距離）に依って、本発明は、供給配管内の流体を所定の設定値の約±０．２ｐｓｉから約±１．５ｐｓｉに連続的に調節して定常状態の条件を維持する圧力制御を行うのに対し、システム２００は、せいぜい所定の設定値の１．５から３ｐｓｉの制御を提供したに過ぎない。
【００３５】
本発明の別の利点は、対を成す調整器３３３、３４１と３３５、３４２を独立して制御できることである。これによって、制御プロセスがより柔軟性のあるものになり、スレーブ調整器の摩耗と損傷が低減するので、分注していない容器のスレーブ調整器は連続して調節する必要が無くなる。
【００３６】
更に、先に述べた様に、システム３００は、とりわけ、ツールの要求、フィルターでの圧力損失、及び、配管や他のシステム構成要素による摩擦損失に起因する他の圧力又は流れの状態の変化（センサー３４５が監視する）を補償することができる。従って、本発明のシステム３００は、使用地点に供給される流体の流れの状態を、他の先行技術によるシステムよりも安定的に制御する。
【００３７】
以上の説明と例に照らして、当業者には、本発明のこの他の実施形態及び変更が自明になったと思われるが、その様な実施形態及び変更例は、同様に、特許請求の範囲に述べる本発明の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１ａ】図１ａは、先行技術による真空圧力流体分配システムの概略図である。
【図１ｂ】図１ｂは、図１ａの先行技術による流体分配システムの供給配管内の流体の圧力変動を示している。
【図２ａ】図２ａは、本発明による流体分配システムの概略図である。
【図２ｂ】図２ｂは、図２ａの先行技術による流体分配システムの供給配管内の流体の圧力変動を示している。
【図３】本発明による流体分配システムの概略図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【国際調査報告】
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