(57)【要約】  実施形態は、ポンピングシステム内の空気を検出することができる。システムの一部を上流または下流に位置付けられた他の構成要素から隔離することができる。隔離された部分は、チャンバ、配管、管路、弁、またはポンプの他の構成要素を含むことができる。一実施形態では、ピストンが所定の距離だけ移動した後に、開始圧力と終了圧力の差をとることができる。圧力差を特定のシステム構成および/または流体特性について確立された予想値と比較して、システム内の空気の存在を検出することができる。一部の実施形態では、所定の圧力差に到達した後に、ポンプの構成要素の開始位置と終了位置の間の距離を決定することができる。この距離を予想される距離と比較して、システム内の空気の存在を検出することができる。
2014529742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンピングシステムであって、
ポンプと、
前記ポンプに結合され、プロセッサおよび非一時的コンピュータ可読媒体を有する制御装置であって、前記可読媒体が前記プロセッサによって翻訳可能な命令を記憶する制御装置と、を備え、前記非一時的コンピュータ可読媒体が、
前記ポンプを制御して、前記ポンプの一部を隔離し、前記ポンプの前記隔離された部分に液体が充填されるステップであって、前記ポンプの前記隔離された部分が体積を有するステップと、
前記ポンプの前記隔離された部分を所定の開始圧力にするステップと、
前記ポンプの前記隔離された部分の前記体積を既知の量だけ変えるステップと、
前記ポンプの前記隔離された部分内の終了圧力を測定するステップと、
前記ポンプの前記隔離された部分内の前記所定の開始圧力と前記終了圧力との間の実際の圧力変化を決定するステップと、
前記実際の圧力変化を使用して前記ポンプの前記隔離された部分内に空気または気体が存在するかどうかを判断するステップと、を実行する、ポンピングシステム。
【請求項２】
前記ポンプが分注チャンバを備え、前記ポンプの前記隔離された部分が前記分注チャンバを含む、請求項１に記載のポンピングシステム。
【請求項３】
前記ポンプの前記隔離された部分が前記分注チャンバから下流の構成要素をさらに備える、請求項２に記載のポンピングシステム。
【請求項４】
前記構成要素が前記分注チャンバから下流の弁を備える、請求項３に記載のポンピングシステム。
【請求項５】
前記制御装置が前記システム内の１つまたは複数の弁を閉鎖して前記ポンプの前記部分を隔離するように動作可能である、請求項１に記載のポンピングシステム。
【請求項６】
前記制御装置が前記１つまたは複数の弁を制御して前記ポンプの前記隔離された部分を通気するように動作可能である、請求項５に記載のポンピングシステム。
【請求項７】
前記ポンプ制御装置が前記実際の圧力変化を予想される圧力変化と比較して、空気または気体が前記ポンプの前記隔離された部分内に存在するかどうかを判断するように動作可能である、請求項１に記載のポンピングシステム。
【請求項８】
前記実際の圧力変化と前記予想される圧力変化との間の差を特性曲線と比較して前記ポンプの前記隔離された部分内に存在する空気または気体の量を決定するステップをさらに含む、請求項７に記載のポンピングシステム。
【請求項９】
第２の圧力が所定値であり、前記ポンプ制御装置が前記ポンプ内のダイヤフラムをある距離だけ移動させ、前記距離と予想される距離とを比較して、前記ポンプの前記隔離された部分内に空気または気体が存在するかどうかを判断するように動作可能である、請求項１に記載のポンピングシステム。
【請求項１０】
前記ポンプの前記隔離された部分を所定の開始圧力にするステップが、前記ポンプを制御して前記ポンプ内のダイヤフラムを可変定位置に移動させるステップをさらに含む、請求項１に記載のポンピングシステム。
【請求項１１】
ポンピングシステム内の空気を検出する方法であって、
ポンプを制御して前記ポンプの一部を隔離し、前記ポンプの前記隔離された部分に液体が充填されるステップであって、前記ポンプの前記隔離された部分が体積を有するステップと、
前記ポンプの前記隔離された部分を所定の開始圧力にするステップと、
前記ポンプの前記隔離された部分の前記体積を既知の量だけ変えるステップと、
前記ポンプの前記隔離された部分内の終了圧力を測定するステップと、
前記ポンプの前記隔離された部分内の前記所定の開始圧力と前記終了圧力との間の実際の圧力変化を決定するステップと、
前記実際の圧力変化を使用して前記ポンプの前記隔離された部分内に空気または気体が存在するかどうかを判断するステップと、を含む方法。
【請求項１２】
前記ポンプが分注チャンバを備え、前記ポンプの前記隔離された部分が前記分注チャンバを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ポンプの前記隔離された部分が前記分注チャンバの下流の構成要素をさらに備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記構成要素が前記分注チャンバの下流の弁を備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記システム内の１つまたは複数の弁を閉鎖して前記ポンプの前記部分を隔離するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記圧力変化を予想圧力変化と比較し、前記実際の圧力変化と前記予想圧力変化との間の差に基づいて前記空気の存在を決定するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記実際の圧力変化と前記予想圧力変化との間の差を特性曲線と比較して、前記ポンプの前記隔離された部分内に存在する空気または気体の量を決定するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ポンプ内のダイヤフラムをある距離だけ移動させ、前記移動した距離を予想される距離と比較し、前記移動距離と前記予想距離との間の差に基づいて空気の存在を決定するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記ポンプを制御してピストンを可変定位置に移動させるステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
前記ポンプの前記隔離された部分を通気するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２１】
制御装置によって翻訳可能な一組の命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品であって、前記非一時的コンピュータ可読媒体が、
ポンプを制御して前記ポンプの一部を隔離し、前記ポンプの前記隔離された部分に液体が充填されるステップであって、前記ポンプの前記隔離された部分が体積を有するステップと、
前記ポンプの前記隔離された部分を所定の開始圧力にするステップと、
前記ポンプの前記隔離された部分の前記体積を既知の量だけ変えるステップと、
前記ポンプの前記隔離された部分内の終了圧力を測定するステップと、
前記ポンプの前記隔離された部分内の前記所定の開始圧力と前記終了圧力の間の実際の圧力変化を決定するステップと、
前記実際の圧力変化を使用して前記ポンプの前記隔離された部分内に空気または気体が存在するかどうかを判断するステップと、を実行する、コンピュータプログラム製品。
【請求項２２】
前記ポンプが分注チャンバを備え、前記ポンプの前記隔離された部分が前記分注チャンバを含む、請求項２１に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２３】
前記ポンプの前記隔離された部分が前記分注チャンバから下流の構成要素をさらに備える、請求項２２に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２４】
前記構成要素が前記分注チャンバの下流の弁を備える、請求項２３に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２５】
前記命令が前記圧力変化と予想される圧力変化との比較、および前記実際の圧力変化と前記予想圧力変化との間の差に基づく空気の存在の決定、を行うように実行可能である、請求項２１に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２６】
前記命令が前記実際の圧力変化と前記予想圧力変化との間の差を特性曲線と比較して、前記ポンプの前記隔離された部分内に存在する空気または気体の量を決定するステップを行うように実行可能である、請求項２４に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２７】
前記命令が前記ポンプの前記隔離された部分を通気するように実行可能である、請求項２１に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２８】
前記命令が前記ポンプ内のダイヤフラムをある距離だけ移動させ、前記移動した距離を予想される距離と比較し、前記移動距離と予想距離との間の差に基づいて空気の存在を決定するように実行可能である、請求項２１に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２９】
前記圧力にするステップが、前記ポンプを制御して前記ポンプ内のダイヤフラムを可変定位置に移動させるステップをさらに含む、請求項２１に記載のコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、「SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING BUBBLES IN A FLUID」という名称の２０１１年８月１９日に出願された米国仮特許出願第61/525,594号、および「SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING AIR IN A FLUID」という名称の２０１２年５月２５日に出願された米国仮特許出願第61/651,978号の優先権を主張するものであり、その両方が参照により本明細書に完全に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、一般に、半導体製造工程で使用されるポンピングシステム、より詳細には、こうしたポンピングシステム内の空気または気体を検出する新規の方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
流体がポンピング装置によって分注される量および／または率の精密制御が必要とされる多くの応用例がある。たとえば、半導体処理では、フォトレジスト化学薬品など、光化学薬品が半導体ウエハに塗布される量および率の制御が重要である。処理中に半導体ウエハに塗布される被覆は、通常、数オングストロームで測定されるウエハの表面にわたる平坦さが求められる。処理液体が確実に均一に塗布されるように、フォトレジスト化学薬品など処理化学薬品がウエハに塗布される率を制御しなければならない。
【０００４】
今日、半導体業界で使用される多くの光化学薬品は、非常に高価であり、１リットル当たり１０００ドルもすることが多い液体である。したがって、確実に、最小限で十分な量の化学薬品が使用され、化学薬品がポンピング装置によって損なわれないことが好ましい。しかし、状態によって、誤った量の液体がウエハ上に分注されて、液体を無駄にし、ウエハを廃棄することがある。
【０００５】
不適切な液体の分注をもたらす一状態は、分注ポンプまたは下流の配管内の空気である。現存のシステムは、非常に長いプライミングルーチンを行って、空気をポンプから除去してから、ポンプを使用して流体をウエハに分注する。しかし、こうしたシステムは、プライミングルーチンが成功したと見なして、プライミング後に導入された空気を明らかにしていない。幾つかの現存のシステムは、また、ポンプの分注サイクルを監視して、分注が「良好な」分注であったどうかを判断する。こうしたシステムは、分注の質的評価を与え、一連の「不良」分注が起こる前に警報を発生するが、最初の「不良」分注が起こるのが防止されず、システム内の空気の量的評価も与えられない。さらに、こうしたシステムは、ポンプの出口から比較的長い距離だけ（０．５メートルより長く）離れたところの空気によって不良分注が発生する場合に、不良分注を検出するのが難しい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態は、ポンピングシステム内の空気を検出する新規の方法を提供する。ポンピングシステムは、ポンプ、およびポンプに結合された制御装置を備えることができる。制御装置は、プロセッサ、およびポンプを制御してポンプの一部を隔離するためのプロセッサによって変換可能な命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体を備えることができる。ポンプの隔離された部分は、チャンバおよびチャンバから下流の構成要素を含むことができる。隔離された部分に液体を充填することができる。隔離された部分内の圧力を開始圧力に規格化することができる。隔離された部分は、チャンバ、配管、管路、弁、または他のポンプもしくはシステムの構成要素を含むことができる。隔離された部分内のピストンは、所定の開始位置から所定の終了位置まで幾らかの距離だけ移動される。ポンプを駆動するモータの制御された動作よって、ピストンを移動させることができる。移動後、他の圧力測定値（終了圧力）が得られる。一実施形態では、開始圧力と終了圧力の間の実際の変化を使用して、液体中の空気または気体の存在を検出することができる。これを行うことができる一方法は、実際の変化と予想される変化との比較によるものである。予想される変化を特定のシステム構成および/または粘度など流体特性について確立することができる。
【０００７】
開始と終了の圧力を事前選択することができる実施形態では、ポンプ構成要素の開始と終了の位置の差を決定し、前に決定した、または予想される値と比較して、液体中の空気または気体の存在を検出することができる。その場合、制御装置は、ポンプを制御して、１つまたは複数の弁を閉鎖し、ポンプ内のダイヤフラムを可変定位置に移動させることができる。ダイヤフラムが可変定位置にある間の隔離された部分内の液体の圧力を開始圧力として記録することができる。制御装置は、次いで、ポンプを制御して、隔離された部分を所定の終了圧力にし、またはダイヤフラムを変位させる。この過程で、ダイヤフラムを様々な（終了）位置に移動させることができる。ダイヤフラムの開始位置と終了位置の実際の圧力差を前に確立した特性曲線による予想圧力差と比較して、隔離された部分内の空気量を決定することができる。空気量が所定の閾値と合致する、またはそれを超える場合に、警告を発生することができる。ダイヤフラムからの位置データの使用に加えて、またはその代わりに、ポンプを駆動するモータまたはピストンなど、他のポンプの構成要素に関連する位置データを使用することができる。ピストンセンサを使用して、こうした位置データを制御装置に与えることができる。
【０００８】
実施形態は、伝統的な検出システムに勝る多くの利点を提供することができる。たとえば、実施形態は、流体の「不良」分注が起こる前に、半導体製造用流体中の空気の存在を検出し、無駄、およびこうした流体に関連するコストを低減することができる。さらに、実施形態は、量が非常に少ない場合でも、ポンピングシステム内の空気を検出することができる。本明細書に記載した実施形態は、配管、管路、または分注チャンバから下流の一部の他の構成要素内に存在する可能性がある空気を含む、ポンプから比較的長い距離のところにある空気でも検出することができる点で、他の利点を提供することができる。本明細書に記載した実施形態は、様々な構成および/または流体特性のポンプについて、システム内の空気量を決定することができる点で、他の利点も提供する。
【０００９】
以下の説明および添付の図面と併せて考慮されると、本開示の上記その他の態様がより良好に理解されるであろう。しかし、理解されるように、以下の説明は、本開示の様々な実施形態、および本開示の多くの特定の詳細を示すものであるが、例として与えられるものであり、限定的なものではない。本開示の精神から逸脱することなく、多くの代替、変更、追加、および/または再構成を本開示の範囲内で作成することができ、本開示は全てのこうした代替、変更、および/または再構成を包含する。
【００１０】
添付の本明細書の一部を形成する図面は本開示の幾つかの態様を示すために含まれるものである。図面で示した特徴は必ずしも原寸に比例していないことを留意されたい。本開示および本開示の利点のより完全な理解が、添付の図面と併せて、以下の説明を参照することによって得られるであろう。図面では、同様の参照番号は同様の特徴を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】半導体製造用流体をウエハ上に分注するためのポンピングシステムを示す図である。
【図２】制御された検査システム内の空気の存在および／または量を決定するための例示の検査手順の一実施形態を示す流れ図である。
【図３】多段ポンプの一実施形態を示す図である。
【図４】ポンピングシステムの１つまたは複数の特性曲線を確立するための検査構成を示す図である。
【図５】一例示の特性曲線を示すプロット図である。
【図６】開示の空気確認システムおよび方法が粘度に比較的鈍感であることを示すプロット図である。
【図７】加圧デバイスと流体連通状態のポンピングシステムを示す図である。
【図８】ポンプ制御装置の一実施形態を示す図である。
【図９】制御された検査システム内の空気の存在および／または量を決定するための検査手順の一実施形態を示す流れ図である。
【図１０】様々な定位置についてのΔＰの変化を示し、システムのサイズの影響を示すプロット図である。
【図１１】ユーザが本明細書に開示した確認システムの一実施形態と対話することができるユーザインターフェースの一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本開示、様々な特徴、およびその有利な詳細は、添付の図面で示され、かつ以下の説明で詳述されている、例示的で、したがって非限定的な実施形態を参照して、さらに十分に説明する。本開示の詳細を不必要に曖昧にしないために、既知の出発物質および方法の記載を省く。しかし、理解されるように、詳細な説明および特定の例は、好ましい実施形態を示すものであるが、単に例として与えられるものであり、限定的ではない。強調される発明の概念の精神および／または範囲内の様々な代替、変更、追加、および／または再構成が本開示から当業者には明らかであろう。
【００１３】
本明細書で使用されるように、用語「備える」、「備えている」、「含む」、「含んでいる」、「有する」、「有している」、またはその任意の他の変形は、包括的な包含をカバーすることが意図される。たとえば、要素のリストを含む、工程、製品、物品、または装置は、必ずしもこれらの要素だけに限定されず、明確に挙げられていない、またはこうした工程、製品、物品、または装置に固有でない他の要素を含むことができる。さらに、反対のことが明確に記載されていない場合、「または」は、包含的なまたはであり、排他的なまたはではない。たとえば、状態ＡまたはＢは、以下のいずれによっても満たされる：Ａは真であり（または存在し）、Ｂ偽である（または存在しない）、Ａは偽であり（または存在せず）、Ｂは真である（または存在する）、ＡとＢの両方は真である（または存在する）。
【００１４】
さらに、本明細書で与えられる全ての例または例示は、それらと共に使用される全ての１つまたは複数の用語の明確な定義に決して限定されず、制限されないと考えられるべきである。その代わり、これらの例または例示は、一特定の実施形態に関して記載され、単なる例示であると考えられたい。当業者には理解されるように、これらの例または例示が使用される全ての１つまたは複数の用語は、本明細書の他の部分でそれと共に与えられる、または与えられない、他の実施形態、ならびに実装形態、およびその適用例を包含するものであり、全てのこうした実施形態はその１つまたは複数の用語の範囲内に含まれるものとする。こうした非限定的な例および例示を示す言語は、限定的ではないが、「たとえば（for example）」、「たとえば（for instance）」、「たとえば（e.g.）」、「一実施形態では」などである。
【００１５】
本明細書で開示した実施形態は、流体送出システム内の空気の存在または量の検出に有用である。本文書中、体積は、ミリリットル（ｍＬ）、立法センチメートル（ｃｃ）、または他の容量単位を単位として示され、圧力は平方インチ当たりミリポンド（ｍｉｌｌｉＰＳＩまたはｍＰＳＩ）で表される。
【００１６】
図１は、ウエハまたは他の基板（たとえば、ハードディスク、フラットパネルなど）１２上に流体を分注するポンピングシステム５を示す図である。ポンピングシステム５は、流体源１５、ポンプ１０、（たとえば、配管、管路、熱交換器、流量計、弁などを含む）下流の構成要素または導管２５、外部弁３０、およびノズル３５を含むことができる。ポンプ１０の動作をポンプ制御装置２０によって制御することができ、ポンプ制御装置２０をポンプ１０に搭載することができ、または、制御信号、データ、または他の情報を通信するための１つまたは複数の通信リンクを介してポンプ１０に接続することができる。外部弁３０をポンプ制御装置２０または他の制御装置によって制御することができる。
【００１７】
ポンプ１０は、流体を流体源１５からポンプ１０内に引き込み、制御された体積の流体を出口管路２５内に排出する。流体は外部弁３０およびノズル３５を通過して、ウエハ１２上に分注される。停止弁またはサックバック弁を外部弁３０として使用して、分注の最後にノズル３５からの液だれを防ぐことができる。
【００１８】
ポンプ１０は、たとえば、半導体製造で使用される、液体光化学薬品、または他の化学薬品を含む流体を分注するように適合された、単段、バッグインボトル（bag in a bottle）、または多段ポンプでもよい。一部の実施形態では、ポンプ１０はフィルタを含まない。一部の実施形態では、ポンプ１０は、出口管路２５と流体連通状態の分注チャンバを含むことができ、制御された体積の流体をチャンバから出口管路２５に分注する（たとえば、ダイヤフラム、および／もしくはピストン、または他の機構の）制御された動作が可能である。分注チャンバ、または分注チャンバの下流、たとえば分注または出口管路２５内に空気が存在しないシステムでは、特定量のポンプ１０の動作により、チャンバ内の既知の体積の変位が生じ、空気が存在しない場合、それが分注された流体の体積に相当する。しかし、分注チャンバまたは出口管路２５内に空気（または他の気体）が存在する場合、ポンプ１０の同じ動作量でより少ない流体が分注されることになる。したがって、「良好な」分注を確保するには、システム内に空気が存在するかどうか、またどれくらい存在するかを知ることが有用である。本明細書に記載した実施形態は、ポンプ１０、出口管路２５、およびポンプ１０の下流の他の構成要素内の空気を検査する機構を提供する。
【００１９】
この検査は、ポンピングシステム５内に制御された検査システムを生成し、制御された検査システム内の液体を加圧するステップを含む。制御された検査システムは、空気の存在および量によって異なる働きをする。たとえば、制御された検査システム内の圧力は空気の存在および量に依存することができる。
【００２０】
一実施形態では、空気の存在を検査するには、分注チャンバおよび出口管路２５を（それぞれ流体流から）隔離して、制御された検査システムを生成する。たとえば、出口管路２５への流路以外の分注チャンバに出入りする全ての流体流路を閉鎖する。さらに、外部弁３０を閉鎖して、分注チャンバから外部弁３０までの閉鎖システムを生成する。
【００２１】
閉鎖システムでは、ポンプ１０の所与の制御された動作について液体の圧力の予想変化が知られる（ΔΡｅｘｐ）。空気を検査するには、ポンプ１０が、制御された動作を行い、制御された動作についての実際の圧力の変化（ΔＰａｃｔ）を決定することができる。空気または他の気体が存在する場合、ΔＰａｃｔはΔＰｅｘｐよりも小さい。
【００２２】
以下で論じるように、ΔＰａｃｔとΔＰｅｘｐの差に相関関係がある。特性曲線を作成して、ΔＰａｃｔとΔＰｅｘｐの差に基づいて液体中の空気量を特徴付けることができる。したがって、液体中の空気の検査で、空気の存在の他に、空気の概ねの量を決定することができる。
【００２３】
一実施形態によれば、ポンプ制御装置２０（または他の制御装置）は、１つまたは複数のΔＰｅｘｐおよび／または１つまたは複数の特性曲線を記憶することができる。ΔＰｅｘｐおよび特性曲線は、様々なポンピングシステム構成および／または流体に対応することができる。特定の製造環境では、適切なΔＰｅｘｐおよび／または特性曲線を選択して検査を行うことができる。
【００２４】
図２は、隔離された分注チャンバおよび出口管路を含む、分注ポンプの一部の上記の例を使用して、制御された検査システム内の液体中の空気の存在および／または量を決定するための検査手順の一実施形態を示す流れ図である。隔離された部分内の流体を規格化圧力にすることができる（ステップ３００）。すなわち、システムの隔離された部分内の圧力が所定の開始圧力になされる。開始圧力を記録することができる（ステップ３０５）。規格化圧力は、分注チャンバが最初に隔離されたときの圧力よりも高いことが好ましい。なぜなら、モータ駆動ポンプでは、圧力を上げるには、検査の最初のステップで分注モータを前方に移動させる必要があるからである。モータを前方に移動させることによって、規格化圧力に達し、後のステップでモータが前方に移動した場合の構成要素間の遊び（たとえば、モータと親ねじの間の遊び）による誤差が全て除去され、または低減される。ポンプ内のピストンの位置を決定することができる。
【００２５】
ポンプは、制御された圧力増分、またはモータ付きポンプの場合は、制御された動作を行うことができ（ステップ３１０）、終了圧力が記録される（ステップ３１５）。やはり、モータ駆動ポンプの例を使用して、モータを第２の位置まで制御された距離だけ移動させることができ、その距離はチャンバ内の体積の既知の変化に対応し、対応する終了圧力を有する。開始圧力と終了圧力の間の実際のΔＰ（ΔＰａｃｔ）を決定することができる（ステップ３２０）。検査結果を分析して、分注チャンバおよび下流の配管内に空気または他の気体が存在するかどうかを判断することができる（ステップ３２５）。
【００２６】
全般的に、分注チャンバまたは下流の配管（あるいは制御された検査システム内の他の構成要素）内に空気が存在する場合、ΔＰａｃｔは、分注チャンバまたは出口管路内に空気が存在しない場合に予想されるΔＰ（ΔＰｅｘｐ）よりも小さい。したがって、ΔＰａｃｔを予想ΔＰｅｘｐと比較することができ、ΔＰａｃｔがΔＰｅｘｐよりも小さい場合は、空気が存在すると決定することができる。一部の実施形態では、センサの分解能または他の要因を考慮し、ΔＰｅｘｐとΔＰａｃｔの差を閾値と比較することができ、その差が閾値よりも大きい場合は、システム内に空気が存在すると決定される。この決定に基づいて、（たとえば、警告の発生、ポンプをオフラインにする、ユーザに出口管路のパージの実行を促す、または他の行動など）適切な行動を取ることができる（ステップ３３０）。他の実施形態では、ΔＰａｃｔとΔＰｅｘｐの差を使用して、分注チャンバおよび下流の配管内の空気量を決定することができる。たとえば、ΔＰａｃｔとΔＰｅｘｐの差を、空気量に対するΔＰａｃｔとΔＰｅｘｐの差を特徴付ける選択された曲線（「特性曲線」）と比較して、空気量を決定することができる。空気量に基づいて、適切な行動（たとえば、警告の発生、ポンプをオフラインにする、空気量の報告、ユーザに出口管路のパージの実行を促す、または他の行動）を取ることができる。
【００２７】
一実施形態では、空気検査が完了し、システム内の空気量が決定された後、システム内の流体をサイクルの次の区分のために適切な圧力に戻し、工程を継続することができる（ステップ３３５）。一実施形態では、ポンプは、サイクルの次のステップの前に、液体をアイドル圧にすることができる。一例として、ポンプは、液体を２ｐｓｉのアイドル圧にすることができる。アイドル圧の他の設定も可能である。
【００２８】
図２のステップを必要に応じて要望通りに繰り返すことができる。例として、図２のステップを分注サイクル毎に繰り返すことができる。構成の必要によって、他の実装も可能である。
【００２９】
一構成では、ポンプ１０は、マサチューセッツ州、ビレリカのEntegris、Inc.によるIntelligen（登録商標）Mini、およびIntelligen（登録商標）HV Dispense Systemsなど、多段ポンプでもよい。図３は、多段ポンプの一実施形態を示す図である。多段ポンプ１０は、供給段部分１０５、および別個の分注段部分１１０を含む。本開示では、用語「供給」と「充填」を交換可能に使用することができる。供給段部分１０５と分注段部分１１０の間に流体流の観点でフィルタ１２０が位置付けられて、処理流体から不純物を取り除く。たとえば、入口弁１２５、隔離弁１３０、隔壁弁１３５、パージ弁１４０、通気弁１４５、および出口弁１４７を含む、幾つかの弁は多段ポンプ１０を通る流量を制御することができる。分注段部分１１０は、さらに、分注段部分１１０で流体の圧力を決定する圧力センサ１１２を含むことができる。圧力センサ１１２によって決定された圧力を使用して、以下に記載するように、様々なポンプの速度を制御することができる。例示の圧力センサには、独国ＫｏｒｂのＭｅｔａｌｌｕｘ  ＡＧによって製造されるものを含む、セラミックおよびポリマーのピエゾ抵抗および容量型の圧力センサが含まれる。一実施形態によれば、処理流体と接触する圧力センサ１１２の面はパーフルオロポリマーである。ポンプ１０は、供給チャンバ１５５内の圧力を読み取る圧力センサなど、追加の圧力センサを含むことができる。
【００３０】
供給段１０５および分注段１１０は、多段ポンプ１０内の流体をポンピングする回転ダイヤフラムポンプを含むことができる。供給段ポンプ１５０（「供給ポンプ１５０」）は、たとえば、流体を収集する供給チャンバ１５５、供給チャンバ１５５内の流体を移動させる供給段ダイヤフラム１６０、供給段ダイヤフラム１６０を移動させるピストン１６５、親ねじ１７０、およびステッパモータ１７５を含む。親ねじ１７０は、エネルギをモータから親ねじ１７０に伝達するためのナット、歯車、または他の機構によってステッパモータ１７５に結合される。一実施形態によれば、供給モータ１７５はナットを回転させ、それによって親ねじ１７０を回転させて、ピストン１６５を起動させる。分注段ポンプ１８０（「分注ポンプ１８０」）は、同様に、分注チャンバ１８５、分注段ダイヤフラム１９０、ピストン１９２、親ねじ１９５、および分注モータ２００を含むことができる。分注モータ２００は、ねじ付きナット（たとえば、Ｔｏｒｌｏｎまたは他の材料のナット）によって親ねじ１９５を駆動することができる。
【００３１】
供給モータ１７５および分注モータ２００は、任意の適したモータでもよい。一実施形態によれば、分注モータ２００は永久磁石型同期モータ（「ＰＭＳＭ」）である。ＰＭＳＭを、フィールドオリエンテッド制御（Field-Oriented Control）（「ＦＯＣ」）、またはモータ２００で当技術分野で既知の他のタイプの位置／速度制御を使用するディジタル信号プロセッサ（「ＤＳＰ」）、多段ポンプ１０に搭載された制御装置、または別個のポンプ制御装置によって制御することができる。ＰＭＳＭ２００は、さらに、分注モータ２００の位置の実時間フィードバックのためのエンコーダ（たとえば、細線回転位置エンコーダ（fine line rotary position encoder）を含むことができる。位置センサの使用によって、ピストン１９２の位置の正確かつ繰り返し可能な制御が行われ、それによって分注チャンバ１８５内の流体の動きが正確かつ繰り返し可能に制御される。たとえば、一実施形態によれば、ＤＳＰに８０００パルスを与える２０００ラインエンコーダを使用して、０．０４５度の回転角度を正確に測定し、制御することができる。さらに、ＰＭＳＭは、低速度で、振動が僅か、または全くない状態で稼働することができる。供給モータ１７５も、ＰＭＳＭ、またはステッパモータでもよい。また、供給ポンプは、供給ポンプが定位置にあるときを示すホームセンサを含むことができることを留意されたい。
【００３２】
多段ポンプ１０の動作中、多段ポンプ１０の弁を開放し、または閉鎖して、流体が多段ポンプ１０の様々な部分に流れることができるようにし、または流れるのを制限することができる。一実施形態によれば、これらの弁は、圧力または真空の生成によって、開放または閉鎖される、空気式に作動される（すなわち気体駆動式）ダイヤフラム弁でもよい。しかし、他の実施形態では、任意の適した弁を使用することができる。
【００３３】
多段ポンプ１０の一実施形態の動作の様々な段の概要を以下に提供する。しかし、多段ポンプ１０を様々な制御方式によって制御することができる。一実施形態では、多段ポンプ１０は、準備完了区分、分注区分、充填区分、前濾過区分、濾過区分、通気区分、パージ区分、および静的パージ区分を含むことができる。充填区分中、入口弁１２５が開放され、供給段ポンプ１５０が供給段ダイヤフラム１６０を移動させて（たとえば、引き寄せて）、流体を供給チャンバ１５５内に引き込む。十分な量の流体が供給チャンバ１５５に充填された後、入口弁１２５が閉鎖される。濾過区分中、供給段ポンプ１５０は、供給段ダイヤフラム１６０を移動させて、流体を供給チャンバ１５５から変位させる。隔離弁１３０および隔壁弁１３５が開放されて、流体がフィルタ１２０を通って分注チャンバ１８５に流れることができるようになる。一実施形態によれば、（たとえば、「前濾過区分」で）隔離弁１３０を最初に開放して、フィルタ１２０に圧力を加え、次いで隔壁弁１３５を開放して、流体が分注チャンバ１８５内に流れることができるようにする。他の実施形態によれば、隔離弁１３０と隔壁弁１３５の両方を開放し、供給ポンプを作動させてフィルタの分注側に圧力を加えることができる。濾過区分中、分注ポンプ１８０を分注ポンプ１８０の定位置に運ぶことができる。定位置は、多段ポンプ１０の使用されない停滞体積が低減されるように、分注サイクルに関する様々なパラメータに基づいて選択される。供給ポンプ１５０を、同様に、供給ポンプ１５０の最大使用可能体積よりも小さい体積を供給する定位置に運ぶことができる。
【００３４】
通気区分の最初に、隔離弁１３０が開放され、隔壁弁１３５が閉鎖され、通気弁１４５が開放される。他の実施形態では、隔壁弁１３５を通気区分中に開放されたままにし、通気区分の最後に閉鎖することができる。この時間中、隔壁弁１３５が開放される場合、圧力を制御装置が認識することができる。なぜなら、圧力センサ１１２が測定することができる分注チャンバ内の圧力が、フィルタ１２０内の圧力の影響を受けるからである。供給段ポンプ１５０は、流体に圧力を加えて、気泡をフィルタ１２０から通気弁１４５を通して除去する。供給段ポンプ１５０を制御して、所定率で通気が行われるようにすることができ、比較的長い通気時間および比較的低い通気率が可能になり、それによって通気廃棄量の正確な制御が可能になる。供給ポンプが空気式ポンプの場合、流量制限部を通気流路内に配置することができ、供給ポンプに加えられた空気圧を上昇または低下させて、「通気」設定点圧力を維持し、そうでなければ制御不能の方法が幾らか制御される。
【００３５】
パージ区分の始めに、隔離弁１３０が閉鎖され、隔壁弁１３５は、隔壁弁１３５が通気区分中に開放される場合は閉鎖され、通気弁１４５が閉鎖され、パージ弁１４０が開放され、入口弁１２５が開放される。分注ポンプ１８０は、分注チャンバ１８５内の流体に圧力を加えて、パージ弁１４０を通して気泡を逃がす。静的パージ区分中、分注ポンプ１８０は停止されるが、パージ弁１４０は開放されたままであり、通気が継続される。パージまたは静的パージ区分中に除去された過剰な流体を多段ポンプ１０の外に送り（たとえば、流体源に戻し、または廃棄し）、または供給段ポンプ１５０に再循環させることができる。準備完了区分中、入口弁１２５、隔離弁１３０、および隔壁弁１３５を開放し、パージ弁１４０を閉鎖して、供給段ポンプ１５０が源（たとえば源ボトル）の周囲圧力になるようにすることができる。他の実施形態によれば、全ての弁を準備完了区分中に閉鎖することができる。
【００３６】
分注区分中、出口弁１４７が開放され、分注ポンプ１８０が分注チャンバ１８５内の流体に圧力を加える。出口弁１４７は分注段ポンプ１８０よりもゆっくりと制御するように反作用することができるため、出口弁１４７を最初に開放し、幾らかの所定期間後に分注モータ２００を起動することができる。それによって、分注ポンプ１８０が流体を部分的に開放された出口弁１４７を通して押し込むのが防止される。さらに、それによって、弁の開放により、流体が分注ノズルを上昇するように移動し、続いて、モータの動作により流体が前方に移動するのが防止される。一実施形態では、出口弁１４７を開放し、分注ポンプ１８０による分注を同時に開始することができる。
【００３７】
分注ノズル内の過剰な流体を除去する追加のサックバック区分を行うことができる。サックバック区分中、出口弁１４７を閉鎖し、第２のモータまたは真空を使用して、過剰な流体を（たとえば、図１の外部弁３０で）出口ノズルの外に吸い出すことができる。あるいは、出口弁１４７を開放したままにし、分注モータ２００を逆転させて、流体を分注チャンバ内に吸い戻すこともできる。サックバック区分は、過剰な流体がウエハ上に液だれするのを防ぐ助けをする。
【００３８】
上記の区分は例として提供されるものである。分注サイクルで使用される区分に関係なく、ポンプ１０を使用して、分注すべき流体中の空気を検査することができる。任意選択で、出口管路２５をプライミングし、通気して（すなわち空気がほとんどない、または認識できる空気が存在しない液体を充填して）、分注動作が適切に制御されるようにポンプを機能させることができる。一部の実施形態では、出口管路２５に約２ｃｃ以下の空気を含む流体を充填することができる。これは、分注区分の前に特に有用である。検査中、上記で論じたように、分注チャンバを、出口管路２５と流体連通状態で、ポンプの残りから隔離することができる（たとえば、パージ弁１４０および隔壁弁１３５を閉鎖することができる）。
【００３９】
Intelligen（登録商標）Mini Dispense Systemを使用する図２による検査を以下のように行うことができる：Intelligen（登録商標）Mini Dispense Systemは圧力を約４〜６ＰＳＩの規格化圧力にし（ステップ３００）、０．２ｃｃの変位に応答して制御された動作を行い（ステップ３１０）、動作後の圧力を決定し（ステップ３２０）、ΔＰａｃｔとΔＰｅｘｐを比較し（ステップ３２５）、ΔＰａｃｔとΔＰｅｘｐの差が閾値量（たとえば１００ｍｉｌｌｉＰＳＩ）より大きい場合に警告を発生し（ステップ３３０）、空気が検出されない場合は、分注チャンバ内の流体を１〜３ＰＳＩの圧力に戻すことができる（ステップ３３５）。
【００４０】
図４は、ポンピングシステムの特性曲線を作成するための検査構成４００を示す図である。構成４００は、流体リザーバ４０５、上流配管４１０（外径１／４インチ）、入口注入ポート４１５へのリザーバ、ポンプ４２０、出口管路配管４２５（外径１／４インチ、注入ポート４３０までの長さ０．３メートル）、出口空気注入ポート４３０、出口空気注入ポート４３０と外部の停止サックバック弁４３５の間の配管（４メートル）、およびノズル配管４４０（外径１／４インチ、内径３ｍｍ）への外部弁を含む。ポンプをプライミングし、幾つかの分注サイクルを行って、確実にフィルタが完全に濡れるようにすることができる。空気が注入ポート４３０内に注入される可能性があり、検査を行って、ポンプ４２０の分注チャンバおよび／または出口管路配管４２５内の空気の存在を決定する。注入ポート４３０は隔膜を有することができ、隔膜を貫通して、既知の量の空気をシステム内に注入することができる。
【００４１】
図４で示したようなシステムを使用し、Intelligen（登録商標）Mini Dispense Systemを使用して、システムの特性曲線が作成された。圧力が４．５ｐｓｉに規格化され、モータが０．２ｃｃの分注に等しい量だけ作動され、終了圧力が読み取られた。（たとえば、空気が存在しない検査から決定された）ΔＰｅｘｐは１．５ｐｓｉであった。後続の検査で、既知の量の空気が注入ポート４３０を通して注入された。ΔＰａｃｔとΔＰｅｘｐの差に相関する繰り返し可能な結果が判明した。予想圧力からの圧力偏差を数学的に説明し、適合線として表示することができる。図５は、複数の稼働にわたる単一粘度に関する特性曲線を示すプロット図である。Ｘ軸は、注入された空気量であり、Ｙ軸は、ｍｉｌｌｉＰＳＩのΔＰａｃｔとΔＰｅｘｐの差（すなわち圧力偏差）である。図６は、同様の検査を繰り返し、Top Antireflective Coating (TARC)９ｃＰ、４７ｃＰおよび９２ｃＰを含む、様々な粘度の流体を使用して、相関曲線が作成されたことを示している。図６は、したがって、本明細書で開示した空気検出技法が粘度に対して比較的鈍感であることを示している。同様の相関曲線を（たとえば、より多くの、もしくは異なる配管、または他の構成を使用して）様々な構成、および／または様々な流体特性について作成することができる。図６は、液体中の少量の気体を検出することもできることを示す非限定的な例である。少量の気体の一例は、約０．５ｍＬ、０．２ｍＬ、０．１ｍＬ、約０．５ｍＬから０．１ｍＬの任意の量、または０．１ｍＬ未満である。気体量が少ないと考えられるかどうかは、システム構成および分注の応用例など様々な要因による。例として、液体中の０．５ｍＬの空気は、液体の基板上への分注に悪影響を与えない可能性があり、したがって、少量であると考えることができる。同様に、気体量が多いと考えられるかどうかもどの量が少ないと考えられるかによる。たとえば、大量の気体は約１ｍＬから２．０ｍＬでもよい。ユーザは、システムが許容できる液体中の空気量を限定する許容量を設定することができる。一例として、システムが所与の液体中の空気０．５ｍＬの許容量設定を有する場合、システムは、所与の液体中に０．６ｍＬの空気が検出されると、ユーザに警報し、かつ／または適切な行動
を取るように動作することができる。一例の行動は、液体の分注を停止することでもよい。液体中に２．０ｍＬより多い空気が検出された場合、容易に解決できない比較的深刻な状態の兆候である可能性がある。システムは、さらなる調査のためにオフラインをとる必要がある可能性がある。
【００４２】
ΔＰｅｘｐ、およびΔＰａｃｔとΔＰｅｘｐの差を特徴付ける曲線、ならびに空気量は、使用されるポンプ、下流配管のサイズおよび長さ、ならびにポンピングシステムの他の特性に依存する。一実施形態によれば、幾つかのシステムを検査して、それぞれΔＰｅｘｐ値／特性曲線が様々な構成および／または流体に対応する状態で、様々なΔＰｅｘｐおよび特性曲線を作成することができる。たとえば、ΔＰｅｘｐおよび特性曲線を、様々な長さの出口管路（たとえば、外径１／４インチで４．３メートル、６メートル、および１０メートルの下流配管）を有するIntelligen（登録商標）Mini Dispense Systemについて作成することができる。ポンプが製造システム内に設置される場合、製造システム構成に最も良好に適合するΔＰｅｘｐおよび／または特性曲線を選択して使用することができる。ΔＰｅｘｐおよび特性曲線を特定モデルのポンプについて作成することができ、またはそれぞれ個々のポンプについて作成することができる。
【００４３】
図４の構成では、ポンプの分注チャンバ内の圧力センサを使用して、圧力測定値を取ることができる。他の実施形態では、ポンプと外部弁３０の間の圧力を読み取るように位置付けられた外部圧力センサによって、圧力を読み取ることができる。さらに、図４では、ポンプ自体を使用して、検査中に流体を加圧する。他の実施形態では、十分に正確な変位を行うことができる任意のデバイスを使用して、流体に加圧することができる。たとえば、図７は、図１のシステムと同様であるが、ポンプ１０と外部弁３０の間に位置付けられた圧力センサ７０５、加圧デバイス７１０、および制御装置７１２を有する検査システム７００を備えるシステムを示している。加圧デバイス７１０は、流体に加圧することができる任意のデバイスを含むことができる。例として、限定的ではないが、加圧デバイス７１０は、出口管路２５と流体連通状態の流体チャンバ（およびポンプ１０の分注チャンバ）、ダイヤフラム、およびダイヤフラムを駆動する駆動構成要素（たとえば、モータ、または空気式駆動機構）を含むことができる。空気式駆動機構を使用する場合、機械的停止部を使用して、確実に流体チャンバ内で適切に変位させることができる。一実施形態によれば、加圧デバイス７１０は小さいポンプ、または他のこうしたデバイスでもよい。制御装置７１２は、圧力センサ７０５から圧力信号を受信し、制御信号を加圧デバイス７１０に送信することができる。
【００４４】
一実施形態によれば、検査システム７００は、流体がポンプ１０ではなく加圧デバイス７１０の既知の動作によって加圧されること以外は、図２と併せて記載したのと同様に空気の検査を行うことができる。好ましくは、検査が行われるときに、加圧デバイス７１０は外部弁３０およびポンプ１０の分注チャンバと流体連通状態である。ポンプと併せて図で示したが、検査システム７００を使用して、閉鎖し、加圧することができる製造システムの他の部分内の空気を検査することができる。
【００４５】
他の実施形態では、（たとえば、外部弁３０がサックバック弁であり、制御された加圧を行うことができる場合）加圧を外部弁３０、または他の制御された動作が可能な構成要素によって行うことができる。
【００４６】
図８は、ポンプ制御装置の一実施形態を示す図である。ポンプ制御装置２０は、ポンプ１０の動作を制御するための一組の制御命令８３０を含むコンピュータ可読媒体８２７（たとえば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、光ディスク、磁気駆動装置、または他のコンピュータ可読媒体）を含むことができる。プロセッサ８３５（たとえば、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＲＩＳＣ、ＤＳＰ、または他のプロセッサ）は命令を実行することができる。プロセッサの一例は、Texas Instruments TMS320F2812PGFA 16-bit DSPである（Texas Instrumentsは、テキサス州、ダラスに本社を置く企業である）。図１の状況では、制御装置２０はポンプ１０と通信リンク８４０および８４５を介して通信することができる。通信リンク８４０および８４５は、ネットワーク（たとえば、Ethernet（登録商標）、無線ネットワーク、大域ネットワーク、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔネットワーク、または他の既知の、もしくは当技術分野で開発されたネットワーク）、バス（たとえばＳＣＳＩバス）、または他の通信リンクでもよい。制御装置２０を搭載ＰＣＢ基板、遠隔制御装置、または他の適した方法で実装することができる。ポンプ制御装置２０は、ポンプ１０と通信するための制御装置への適したインターフェース（たとえば、ネットワークインターフェース、Ｉ／Ｏインターフェース、アナログ−ディジタル変換器、および他の構成要素）を含むことができる。さらに、ポンプ制御装置２０は、プロセッサ、メモリ、インターフェース、表示デバイス、周辺機器、または簡潔にするために図で示していない他のコンピュータ構成要素を含む、当技術分野で既知の様々なコンピュータ構成要素を含むことができる。ポンプ制御装置２０は、ポンプ１０内の様々な弁およびモータを制御して、ポンプ１０が、低粘度（すなわち１００センチポアズ未満）の流体、または他の流体を含む流体を正確に分注するようにすることができる。図７で示した制御装置７１２は、同様の構成要素を有することができる。
【００４７】
図９は、分注ポンプおよび出口管路の例を使用して、制御された検査システム内の空気の存在および／または量を決定するための検査手順の一実施形態の流れ図を示している。分注ポンプは、この場合分注チャンバを有し、出口管路は分注チャンバから下流にあり、検査流体が充填される。分注チャンバおよび出口管路は隔離され、その中の圧力が規格化される（ステップ９００）。すなわち、隔離された部分内の圧力が所定の開始圧力になされる。ポンプ構成要素（たとえば、ダイヤフラム、モータ、ピストンなど）の開始位置をこのときに記録することができる（ステップ９０５）。
【００４８】
ポンプは、所望の終了圧力に到達するまで制御された動作を行うことができ（ステップ９１０）、選択されたポンプ構成要素の位置が記録される（ステップ９１５）。開始位置と終了位置の間のポンプの実際の動作「ｍａｃｔ」を決定することができる（ステップ９２０）。検査結果を分析して、分注チャンバおよび下流配管（出口管路）内に空気が存在するかどうかを判断することができる（ステップ９２５）。
【００４９】
全般的に、隔離部分（制御された検査システムの上記の例では、分注チャンバおよびその下流配管）内に空気が存在する場合、ｍａｃｔは、分注チャンバ、または出口管路内に空気が存在しないときの予想される動作ｍｅｘｐよりも大きい。したがって、ｍａｃｔとｍｅｘｐを比較することができ、ｍａｃｔがｍｅｘｐよりも大きい場合は、空気が存在すると決定することができる。センサの分解能または他の要因を考慮し、ｍｅｘｐとｍａｃｔの差を閾値と比較することができ、差が閾値よりも大きい場合は、システム内に空気が存在すること、または何らかの他の誤差を示すことができる。この決定に基づいて、適切な行動（たとえば、警告の発生、ポンプをオフラインにする、ユーザに出口管路のパージの実行を促す、または他の行動など）を取ることができる（ステップ９３０）。他の実施形態では、ｍａｃｔとｍｅｘｐの差を使用して、分注チャンバおよび下流配管内の空気量を決定することができる。たとえば、ｍａｃｔとｍｅｘｐの差を、空気量に対するｍａｃｔとｍｅｘｐの差を特徴付ける選択された曲線（「特性曲線」）と比較して、空気量を決定することができる。空気量に基づいて、適切な行動（たとえば、警告の発生、ポンプをオフラインにする、空気量を報告する、ユーザに出口管路のパージの実行を促す、または他の行動など）を取ることができる。
【００５０】
空気が検出されない場合、分注サイクルの次の区分のためにシステム内の流体を適切な開始圧力に戻すことができ、分注工程が継続される（ステップ９３５）。図９のステップを必要に応じて要望通りに繰り返すことができる。例として、図９のステップを分注サイクル毎に繰り返すことができる。
【００５１】
ポンプ制御装置（または任意の適した制御論理）を幾つかの異なるΔＰｅｘｐまたはＭｅｘｐ値、および／または特性曲線と共にプログラミングすることができ、それぞれ異なるΔＰｅｘｐ／Ｍｅｘｐ値および特性曲線は様々な構成に対応する。さらに、ΔＰｅｘｐ／Ｍｅｘｐおよび特性曲線は流体特性に比較的鈍感であるが、それぞれΔＰｅｘｐまたはＭｅｘｐ特性曲線は特定の流体特性（たとえば粘度）に対応することもできる。ユーザは、製造現場で使用されるポンピングシステムの特性（および／または流体特性）を最も良好に特徴付けるΔＰｅｘｐまたはＭｅｘｐ特性曲線を選択することができる。
【００５２】
上記の方法論を使用して、実施形態は、量が非常に少なくても、ポンピングシステム内の空気を検出することができ、それによって、ポンプ、および／またはポンプとノズルの間の分注管路内の気泡／気体によって生じる不良分注が防止される。システムの一実施形態は、分注チャンバ（たとえば、多段または単段の分注ポンプ）、分注チャンバの出口をノズルに流体的に連結する出口管路または他の構成要素（たとえば、熱交換器、弁、流量計など）、分注チャンバとノズルの間の弁（たとえば、ポジティブ遮断または制御可能なオン−オフ弁を有する停止サックバック弁）、および分注チャンバ内または分注チャンバと外部弁の間の圧力を読み取る圧力センサを有するポンプを備える。このシステムは、さらに、外部弁を閉鎖し、分注チャンバまたは出口管路内の圧力を測定し、（管路内の液体の圧力を上昇または低下させるために）ポンプデバイスを前進させ反作用させることができる制御装置を含むことができる。
【００５３】
制御装置は、ポンプを制御して、流体を開始圧力まで加圧し、次いで制御された動作を行って、システム圧力を変えるようにすることができる。制御装置は、終了圧力を読み取り、圧力の実際の変化を決定することができる。圧力の実際の変化を制御された動作についての圧力の予想変化と比較して、分注チャンバおよび／または出口内に空気が存在するかどうかを判断し、かつ／または存在する空気の量を決定することができる。
【００５４】
本明細書に開示した実施形態を使用して検査を行うための代替方法がある。上記のように、一部の実施形態では、方法は閉鎖構成内でのポンプの固定された動作を含むことができる。検査は、弁を閉鎖して、流体がシステムから出るのを防ぎ、次いでポンプ１０内のモータまたはピストンを固定の所定の距離だけ移動させ、圧力測定値の傾きに基づいて関連する圧力の変化を決定するステップを含むことができる。この方法は、所定の圧力に到達するまでの親ねじの移動を測定し、この移動を予想の移動（たとえばＭｅｘｐ）と比較するステップを含むことができる。一部の実施形態では、位置センサからのフィードバックを使用して、移動を正確に決定することができる。任意の適した位置センサを使用することができる。空気式のリニアエンコーダが、精密かつ正確な位置感知を行うことができるエンコーダの例である。方法は、モータを所定の（「規格の」）圧力になるまで作動させて、最初の圧力に到達する前のねじ山によるバックラッシュを除去するステップを含むこともできる。
【００５５】
モータが固定距離だけ移動するのにかかる時間は知られており、または決定することができる。たとえば、任意の適した位置センサを使用して、開始位置および終了位置を決定することができる。傾きを計算し、傾きを予想される傾きと比較することができる。空気が存在しない流体の傾きは鋭いが、幾らかの空気が存在する流体の傾きは、より緩やかであることが予想される。曲線の適合度を計算することができる。曲線の適合度を推定することができ、最も適合する曲線でもよく、対数関数などとして表すことができる。基線を特定の構成について確立することができ、様々な配管、システムのコンプライアンス、生産力、またはシステムの幾つかの他の変形、もしくは特性を明らかにするために有用である。たとえば、比較的大きいコンプライアンスを有するシステムは比較的小さい圧力変化を示すことがある。当業者には理解されるように、システム内の空気量が増加すると、固定動作の空気確認検査についての圧力変化が低減される。空気の閾値体積を超えると、ΔΡは０に接近する。したがって、傾きも０に接近する。
【００５６】
一部の実施形態では、方法は、固定の圧力変化を決定するステップを含むことができる。すなわち、弁を閉鎖して、関連する固定体積を有する捕捉空間を生成し、ポンプを捕捉空間内で第１の圧力から第２の圧力まで作動させることができ、この圧力差を生成するのに必要な距離を決定することができる。たとえば、図３で示した、隔壁弁１３５、パージ弁１４０、および分注弁１４７、または図７の外部弁３０を閉鎖して、捕捉空間を生成することができる。所望の圧力変化を得るのに必要とされる距離を一覧表と比較し、または他の方法で予想距離と比較して、システム内の空気の存在または量を決定することができる。
【００５７】
一部の実施形態では、固定体積の捕捉空間内の弁を閉鎖し、体積を変位させることができる。弁が閉鎖される前および後の圧力を測定して、システム内の空気の存在または量を決定することができる。
【００５８】
許容量を設定して、システムが所望の範囲で動作することができるが、システム内の空気の存在もしくは量、またはコンプライアンスが所定量を超えた場合に、ユーザに警報するように作動させることができる。ユーザにインターフェースで提示して、ユーザが許容量を設定し、閾値の特定などができるようにすることができる。
【００５９】
本明細書で開示した実施形態は、流体送出システム内の微量の空気を検出することができる。本明細書で開示した実施形態は、配管内の空気を含み、システム内に空気が存在する限り空気を検出することもできる。空気検出方法に影響を与える可能性がある他の要因には、最大分注体積、パージ体積、（ポンプの長さを含む）ポンプの構成、および個々のポンプ特性が含まれる。
【００６０】
上述したように、システム内の空気の影響は、ポンプの構成により、比較的小さいシステムは比較的大きいシステムよりも大きい影響を示すことがある。したがって、可変定位置によって、システム内で示される空気量の誤差が生じる可能性がある。開始体積と終了体積の差が同じであっても、異なる開始体積を有することによって、システム内に存在する空気量の決定に使用される計算に影響を及ぼす恐れがある。本明細書で開示した実施形態は、ポンプの定位置での変化を考慮して、値を補正または調整することもできる。一部の実施形態では、圧力の差を規格化して、体積の差を明らかにし、次いで空気の体積に関して表される値に換算することができる。規格化され換算された値をユーザに表示することができる。
【００６１】
値の規格化および換算をステップで行うことができる。たとえば、以下に表した等式１〜６は、ΔΡ値を空気値に規格化し換算するために提供するものである。
【００６２】
一部の実施形態では、圧力の変化を計算するための式を以下のように表すことができ：
AirTestControl.DeltaPressure_mPSI=(float)AirTestControl.EndingPres_mPSI-(float)AirTestControl.StartingPres-mPSI（等式１）
定位置成分を以下のように表すことができる：
AirTestCorrectedDelta_mPSI=AirTestControl.DeltaPressure_mPSI*((0.027117* SystemParms.HoldUpVolume) + 0.930)（等式２）
【００６３】
ログ機能は０を扱うことができないため、
(AirTestControl.CorrectedDeltaP_mPSI<23.0)の場合は：
AirTestControl.CorrectedDeltaP_mPSI=23.0（等式３）
【００６４】
ＤｅｌｔａＰをｍＬ（または空気値）に換算するには：
AirTestControl.AirAmount_mL=-.3063*log(AirTestControl.CorrectdDeltaP_mPSI)+2.4228（等式４）
【００６５】
ｍＬからｕＬに換算するには：
AirTestControl.AirAmount_uL=(int)(AirTestControl.AirAmount_mL*1000.0)+.5)（等式５）
【００６６】
システムは、０ｕＬ未満の空気を有することができないため、
(AirTestControl.AirAmount_uL<0)の場合：AirTestControl.AirAmount_uL=0（等式６）
【００６７】
したがって、本明細書で開示した実施形態は、ΔΡ値を空気体積値に換算することができる。図１０は、様々な定位置でのΔΡの変化を表す線１０１０を有するグラフを示しており、線１０１５は傾向を提示し、システムのサイズの影響を示す。しかし、線１０１５はポンプのサイズ、配管の長さなどに依存する。たとえば、５ｍＬのポンプ位置を有するポンプでは、圧力変化は２３００ｍＰＳＩより大きいが、１０ｍＬの位置を有するポンプでは、圧力変化は２０００ｍＰＳＩ未満である。この例を使用すると、小さいポンプは、ポンプに問題があることを、より早く、またはより頻繁に示す可能性がある。線１０２０は、様々な定位置についてΔΡの規格化された変化を示し、線１０２５は実質的に一定の傾向を示す。線１０３０は、補正された傾向を示し、空気量が実際に増加または減少するかなど、ユーザにシステム内の空気量に関する情報を提供することができる。
【００６８】
さらなる統計的分析を行って、システムが一方向に傾向しているかどうかを判断することができる。たとえば、サイクル毎により多くの空気が存在することに関する統計的分析を行うことができ、シールが劣化していると結論付けることができる。
【００６９】
実施形態を分注サイクルの終わりに行うことができる。弁を閉鎖して、捕捉空間を生成し、圧力を任意選択で上昇させて、バックラッシュを低減し、または除くことができ、検査を実行して、システム内の空気の存在または量を決定することができ、システムを次の分注サイクルを実行するように構成することができる。一部の実施形態では、圧力３ＰＳＩがバックラッシュを軽減するのに十分である。
【００７０】
システム内に空気量が検出された場合に、警告を送り、イベントをログし、または停止させするように、システムを構成することができる。さらに、実施形態は、システム内の体積を膨張させ、圧力降下を検出するように動作することができる。システムが圧力降下を検出するように作動させることは、次の分注サイクルの前に、システムの圧力スパイクおよびセットアップを回避するために有利である。
【００７１】
実施形態を独立型デバイスとして実装することもできる。ダイヤフラム、または幾つかの他の流体／液体分注要素を閉鎖分注システムの一部に位置付け、ダイヤフラム、または流体分注要素を作動させて、圧力を上昇させることができる。システムの現存部分への変更がほとんどない、または全くないシステムにデバイスを取り付けることができる。体積減少構成要素を分注管路に取り付け、弁が閉鎖されたときに測定値を取ることができる。
【００７２】
ユーザは、ユーザインターフェースの様々な画面でナビゲートして、空気確認システムを構成し、使用することができる。図１１は、コンピューティングデバイスによってユーザに示すことができるユーザインターフェースの一部を示している。図１１で例示するように、インターフェース１１００は、ユーザが誤差限界１１１０または警告限界１１２０を設定できるようにすることができる。インターフェース１１００は、データ１１３０を表示して、ユーザが制限に関係なくシステムが実行する方法を見ることができるようにすることもできる。
【００７３】
本明細書の実施形態は、「不良」分注が生じる前の空気の検出によって、以前のシステムに勝る利点を提供する。本明細書に記載した実施形態は、ポンプから比較的長い距離のところに存在する空気を検出することができる点で、他の利点を提供することができる。本明細書に記載した実施形態は、様々な構成のポンプについてシステム内の空気量を決定できるようにすることによって、他の利点を提供する。
【００７４】
本明細書で開示した実施形態は、可変定位置を有する、または様々なレシピ（ｒｅｃｉｐｅ）または流体を使用することができる流体送出システムの実施形態を含む、流体送出システム内の空気の検出に有用である。本発明の一部の実施形態によれば、供給および分注ポンプの定位置を、分注ポンプの流体容量が所与の「レシピ」（すなわち、たとえば、分注率、分注時間、パージ体積、通気体積、または分注動作に影響を与える他の要因を含む分注動作に影響を与える一組の要因）、所与の最大レシピ、または所与の組のレシピを処理するのに十分であるように規定することができる。ポンプの定位置は、所与のサイクルについて最大使用可能体積を有するポンプの位置である。たとえば、定位置は、分注サイクル中に最大の可能な体積を与えるダイヤフラムの位置でもよい。ポンプの定位置に対応する使用可能な体積は、通常、ポンプの最大使用可能体積よりも小さい。
【００７５】
たとえば、分注区分で流体４ｍＬ、パージ区分で１ｍＬ、通気区分で０．５ｍＬを使用し、サックバック区分で流体１ｍＬを回収するレシピとすると、分注ポンプに必要とされる最大体積は：
ＶＤＭａｘ＝ＶＤ＋ＶＰ＋ｅ１
ＶＤＭａｘ＝分注ポンプに必要とされる最大体積
ＶＤ＝分注区分中に分注される体積
ＶＰ＝パージ区分中にパージされる体積
ｅ１＝分注ポンプに与えられる誤差体積
かつ、供給ポンプ１５０に必要とされる最大体積は：
ＶＦＭａｘ＝ＶＤ＋ＶＰ＋ＶＶ−Ｖｓｕｃｋｂａｃｋ＋ｅ２
ＶＦＭａｘ＝分注ポンプに必要とされる最大体積
ＶＤ＝分注区分中に分注される体積
ＶＰ＝パージ区分中にパージされる体積
Ｖｖ＝通気区分中の通気される体積
Ｖｓｕｃｋｂａｃｋ＝サックバック中に回収される体積
ｅ２＝供給ポンプに与えられる誤差体積
【００７６】
誤差体積が与えられないと仮定すると、ＶＤＭａｘ＝４＋１＝５ｍＬ、かつＶＦｍａｘ＝４＋１＋０．５−１＝４．５ｍＬである。分注ポンプ１８０がサックバック中に流体を回収しない場合、Ｖｓｕｃｋｂａｃｋ項をゼロに設定し、または低下させることができる。項ｅ１およびｅ２は、ゼロ、所定の体積（たとえば１ｍＬ）、計算した体積、または他の誤差要因でもよい。項ｅ１およびｅ２は、（前の例ではゼロと仮定される）同じ値、または異なる値を有することができる。
【００７７】
準備完了区分中のＶＤｍａｘ＝５ｍＬおよびＶＦｍａｘ＝４．５ｍＬの例を使用すると、分注ポンプ１８０は体積４ｍＬ、供給ポンプ１５０は体積０ｍＬを有する。分注ポンプ１８０は、分注区分中、流体４ｍＬを分注し、サックバック区分中に１ｍＬを回収する。充填区分中、供給ポンプ１５０は４．５ｍＬを再注入する。濾過区分中、供給ポンプ１５０は流体４ｍＬを変位させて、分注ポンプ１８０に流体５ｍＬを充填させる。さらに、通気区分中、供給ポンプ１５０は流体０．５ｍＬを通気することができる。分注ポンプ１８０は、パージ区分中、流体１ｍＬをパージして、準備完了区分に戻ることができる。この例では、充填区分および分注区分で全ての流体が移動されるため、停滞体積はない。
【００７８】
幾つかの異なる分注レシピで使用されるポンプについて、分注ポンプおよび供給ポンプの定位置を最大レシピを処理することができる定位置として選択することができる。以下の表１は、多段ポンプについての例示のレシピを提供するものである。
【００７９】
【表１】
2014529742.tif 000003
【００８０】
上記の例では、サックバック中に流体が回収されないと仮定される。少量の流体が分注チャンバから分注される事前分注サイクルがあるとも仮定される。事前分注サイクルを使用して、たとえば、幾らかの流体を分注ノズルを通して押し込み、ノズルを洗浄することができる。一実施形態によれば、分注ポンプは、事前分注と主分注の間は再注入されない。この場合：
ＶＤ＝ＶＤＰｒｅ＋ＶＤＭａｉｎ
ＶＤＰｒｅ＝事前分注の分注量
ＶＤＭａｉｎ＝主分注量
【００８１】
したがって、分注ダイヤフラムの定位置を体積４．５ｍＬ（３＋１＋０．５）に設定することができ、供給ポンプの定位置を４．７５ｍＬ（３＋１＋０．５＋０．２５）に設定することができる。こうした定位置で、分注ポンプ１８０および供給ポンプ１５０はレシピ１またはレシピ２に十分な容量を有する。
【００８２】
他の実施形態によれば、分注ポンプまたは供給ポンプの定位置を、アクティブレシピまたはユーザ定義の位置に基づいて変えることができる。ユーザがレシピを調整して、ポンプに必要とされる最大体積を変える場合、またはポンプが分注動作の新しいアクティブレシピに調整される場合、たとえば、レシピ２を流体４ｍＬを必要とするように変更する場合、分注ポンプ（または供給ポンプ）を手動で、または自動的に調整することができる。たとえば、分注ポンプのダイヤフラムの位置を移動して、分注ポンプの容量を３ｍＬから４ｍＬに変更し、追加の流体１ｍＬを分注ポンプに加えることができる。ユーザが比較的小さい体積のレシピを指定する場合、たとえば、レシピ２を流体２．５ｍＬしか必要としないように変更する場合、分注ポンプは、分注が実行され、新しい比較的小さい必要とされる容量が再注入されるまで待つことができる。
【００８３】
供給ポンプまたは分注ポンプの定位置を調整して、特定のポンプの有効範囲を最適化するなど、他の問題を補うこともできる。特定のポンプのダイヤフラム（たとえば、ローリングエッジダイヤフラム（rolling edge diaphragm）、平形ダイヤフラム、または当技術分野で既知の他のダイヤフラムなど）についての最大および最小の範囲は、変位体積またはダイヤフラムを駆動する力について非線形になることがある。なぜなら、ダイヤフラムが、たとえば、伸長または圧縮し始めることがあるからである。ポンプの定位置を、大流体容量の応力位置、または大流体容量が必要とされない比較的小さい応力位置に設定することができる。応力の問題に対処するため、ダイヤフラムの定位置を有効範囲内にダイヤフラムを位置付けるように調整することができる。
【００８４】
一例として、容量１０ｍＬを有する分注ポンプ１８０は、２ｍＬから８ｍＬの有効範囲を有することができる。有効範囲を、ダイヤフラムがかなりの負荷を受けない分注ポンプの線形領域として定義することができる。たとえば、１０ｍＬのポンプ用分注ダイヤフラム（たとえば分注ダイヤフラム１９０）は、２ｍＬと８ｍＬの間の６ｍＬの有効範囲を有することができる。これらの例では、０ｍＬの定位置は、分注ポンプが１０ｍＬの使用可能な容量を有するようにさせるダイヤフラムの定位置を示し、１０ｍＬの定位置は、分注ポンプが０ｍｌの容量を有するようにさせることを留意されたい。換言すれば、０ｍＬ〜１０ｍＬの目盛は変位体積を指す。
【００８５】
一部の実施形態では、分注ポンプのダイヤフラムを分注ポンプの体積が５ｍＬであるように設定することができる。それによって、３ｍＬの分注工程に十分な体積が供給され、応力が生じる０ｍＬから２ｍＬ、または８ｍＬから１０ｍＬの領域を使用する必要がない。この例では、体積２ｍＬの比較的小さい体積の有効性の低い領域（すなわち、ポンプが比較的小さい使用可能な体積を有する有効性の低い領域）が、ポンプの最大ＶＤＭａｘに加えられて、定位置が、３ｍＬ＋２ｍＬ＝５ｍＬであるようになされる。したがって、定位置は、ポンプの非応力の有効領域を考慮することができる。
【００８６】
第２の例として、分注ポンプは、最大体積８ｍＬの分注工程、および最大体積３ｍＬの分注工程で稼働する。その場合、幾つかの有効性の低い領域を使用しなければならない。したがって、ダイヤフラムの定位置を、両方の工程に最大可能な体積８ｍＬが提供されるように設定することができる（すなわち、流体８ｍＬが可能な位置に設定することができる）。その場合、比較的小さい体積の分注工程が完全に有効範囲内で生じる。
【００８７】
一部の実施形態では、定位置は、比較的小さい体積の有効性が低い領域（すなわち、ポンプが空に近いときに発生する有効性が低い領域）を使用するように選択される。他の実施形態では、定位置は、比較的大きい体積の有効性が低い領域でもよい。しかし、これは、比較的小さい体積の分注の部分が有効性の低い領域で起こることを指し、場合によっては、幾らかの停滞体積が存在する。
【００８８】
他の例として、分注ポンプは、最大体積９ｍＬの分注工程、および最大体積４ｍｌの分注工程で稼働することができる。やはり、工程の一部が有効性の低い範囲内で発生する。この例では、分注ダイヤフラムを最大可能な体積９ｍＬを供給する定位置に設定することができる。上記のように、各レシピに同じ定位置が使用される場合、４ｍＬの分注工程の一部が有効性の低い範囲内で生じる。他の実施形態によれば、比較的小さい分注工程の定位置を有効領域に再設定することができる。
【００８９】
上記の例では、比較的小さい体積の分注工程で、幾らかの停滞体積が存在して、ポンプの有効性の低い領域の使用が阻止される。流れの精度があまり重要でない場合、ポンプが比較的大きい体積の分注工程に有効性の低い領域だけを使用するように、ポンプを構成することができる。これらの特徴は、（ｉ）より高い精度の小さい体積と、（ｉｉ）より低い精度の大きい体積との組合せを最適化することができるようにする。次いで、有効範囲と所望の停滞体積のバランスをとることができる。ポンプの領域を応答性がより高くなるように選択することができる。たとえば、２つの分注サイクルで同じ体積の流体を分注し、システム内に同じ量の空気を有するが、比較的大きい開始体積を有する分注サイクルが、比較的小さい開始体積を有する分注サイクルよりも応答性が低くてもよい（すなわち、第２の分注サイクルの変化の割合が大きい）。
【００９０】
一部の実施形態では、分注ポンプ１８０は、位置センサ（たとえばロータリエンコーダ）を有する分注モータ２００を含むことができる。位置センサは、親ねじ１９５の位置のフィードバックを与え、したがって、親ねじがダイヤフラムを変位させたときの、親ねじ１９５の位置が、分注チャンバ１８５内の特定の使用可能な体積に対応する。したがって、ポンプ制御装置は、分注チャンバ内の体積が少なくともＶＤＭａｘであるように、親ねじの位置を選択することができる。制御装置は、測定またはΔＰａｃｔのために親ねじの位置を選択することもできる。
【００９１】
他の実施形態によれば、定位置をユーザが選択し、またはユーザがプログラミングすることができる。たとえば、ユーザは、グラフィカルユーザインターフェース、または他のインターフェースを使用して、ユーザが、多段ポンプによる、様々な分注工程、またはアクティブ分注工程を実行するのに十分なユーザが選択した体積をプログラミングすることができる。一実施形態によれば、ユーザが選択した体積がＶＤｉｓｐｅｎｓｅ＋ＶＰｕｒｇｅよりも小さい場合、誤差を戻すことができる。ポンプ制御装置は、誤差体積をユーザ指定体積に追加することができる。たとえば、ユーザがユーザ指定体積として５ｃｃを選択した場合、ポンプ制御装置２０は１ｃｃを誤差とすることができる。したがって、ポンプ制御装置は、対応する使用可能な体積６ｃｃを有する分注ポンプ１８０の定位置を選択する。
【００９２】
これを、対応する親ねじの位置に変換することができ、それをポンプ制御装置２０または搭載された制御装置に記憶させることができる。位置センサからのフィードバックを使用して、濾過サイクルの最後に分注ポンプ１８０がその定位置（すなわち、分注サイクルで最大使用可能体積を有する分注ポンプ１８０の位置）に存在するように、分注ポンプ１８０を正確に制御することができる。供給ポンプ１５０を、位置センサを使用して同様に制御できることを留意されたい。
【００９３】
他の実施形態によれば、分注ポンプ１８０および／または供給ポンプ１５０を位置センサを使用せずにステッパモータによって駆動することができる。ステッパモータの各ステップ、またはカウントは、ダイヤフラムの特定の変位に対応する。一部の実施形態では、分注モータ２００の各カウントは、分注ダイヤフラム１９０を特定の量だけ変位させ、したがって、特定量の流体を分注チャンバ１８５から変位させる。ＣｆｌｕｉｄｓｔｒｏｋｅＤが、分注ダイヤフラムを、分注チャンバ１８５がその最大体積（たとえば２０ｍＬ）を有する位置から０ｍＬ（すなわち分注ダイヤフラム１９０をその移動の最大範囲にわたり移動させるカウント数）に変位させるカウントである場合、ＣＰは、ＶＰを変位させるカウント数であり、ＣＤはＶＤを変位させるカウント数であり、分注モータ２００の定位置は以下でもよい：
CHomeD=CfuidstrokeD-(CP+CD+Ce1)
式中、Ｃｅ１は誤差体積に対応するカウント数である。
【００９４】
同様に、ＣｆｕｉｄｓｔｒｏｋｅＦが、供給ダイヤフラム１６０を、供給チャンバ１５５がその最大体積（たとえば２０ｍＬ）を有する位置から０ｍＬ（すなわち供給ダイヤフラム１６０の移動の最大範囲にわたり供給ダイヤフラム１６０を移動させるカウント数）に変位させるカウントである場合、Ｃｓは分注ポンプ１８０で回収されたＶｓｕｃｋｂａｃｋに対応する供給モータ１７５でのカウント数であり、ＣｖはＶｖを変位させる供給モータ１７５でのカウント数であり、供給モータ１７５の定位置は、以下でもよい：
CHomeF=CfullstrokeF-(Cp+CD-CS+Ce2)
式中、Ｃｅ２は誤差体積に対応するカウント数である。
【００９５】
一部の実施形態では、多段ポンプは、供給段ポンプ（「供給ポンプ」）、分注段ポンプ（「分注ポンプ」）、フィルタ、入口弁、および出口弁を含む。入口弁および出口弁は、入口弁を入口弁と隔離弁の両方として使用し、出口弁を出口弁およびパージ弁として使用することができる三方弁でもよい。
【００９６】
供給ポンプおよび分注ポンプは、（たとえば、ステッパモータ、ブラシレスＤＣモータ、または他のモータなど）モータ駆動ポンプでもよい。モータの位置を、それぞれポンプの充填チャンバまたは分注チャンバで使用可能な対応する流体量によって示すことができる。一例では、各ポンプは最大使用可能体積２０ｃｃを有する。
【００９７】
一実施形態では、供給ポンプは、使用可能な体積７ｃｃを供給するモータ位置を有することができ、分注ポンプは使用可能な体積６ｃｃを供給するモータ位置を有することができる。分注区分中、分注ポンプのモータは出口弁を通して流体５．５ｃｃを変位させるように動作することができる。分注ポンプは、サックバック区分中に流体０．５ｃｃを回収することができる。パージ区分中、分注ポンプは、出口弁を通して流体１ｃｃを変位させることができる。パージ区分中、分注ポンプのモータは、ハードストップ（すなわち使用可能な体積０ｃｃ）に駆動することができる。それによって、確実にモータが後の区分で適切な数のステップに戻ることができる。
【００９８】
通気区分で、供給ポンプは少量の流体をフィルタを通して押し込むことができる。分注ポンプ遅延区分中、供給ポンプは、分注ポンプが再注入される前に、流体を分注ポンプに押し込み始めることができる。それによって、流体が僅かに加圧され、分注ポンプの充填を助け、フィルタの負圧が防止される。過剰な流体を出口弁を通してパージすることができる。
【００９９】
濾過区分中、出口弁を閉鎖し、流体を分注ポンプに充填することができる。たとえば、流体６ｃｃを供給ポンプによって分注ポンプに移動させることができる。供給ポンプは、分注モータが停止した後、継続して流体に圧力を加えることができる。一実施形態では、供給ポンプ内に残る流体約０．５ｃｃが存在してもよい。一実施形態によれば、供給ポンプを（たとえば使用可能な体積０ｃｃの）ハードストップに駆動することができる。充填区分中、供給ポンプに流体が再注入され、多段ポンプが準備完了区分に戻る。
【０１００】
一部の実施形態では、パージ区分は、通気区分の後ではなく、分注ポンプをハードストップにするサックバック区分の直後に生じる。分注体積は５．５ｃｃ、サックバック体積は０．５ｃｃ、パージ体積は１ｃｃである。区分の順序に基づく、分注ポンプに必要とされる最大体積は以下である：
VDMax=VDispesne+VPurge-VSuckback+e1
【０１０１】
分注ポンプがステッパモータを使用する場合、指定数のカウントがＶＤＭａｘの変位をもたらす。モータをハードストップ位置（たとえば０カウント）からＶＤＭａｘに対応するカウント数に戻すことによって、分注ポンプは使用可能な体積ＶＤＭａｘを有する。
【０１０２】
たとえば、供給ポンプでは、ＶＶｅｎｔは０．５ｃｃでもよく、供給ポンプをハードストップに運ぶための追加の誤差体積０．５ｃｃがある。
VFMax=5.5+1+0.5-0.5+0.5
【０１０３】
この例では、ＶＦＭａｘは７ｃｃである。供給ポンプがステッパモータを使用する場合、ステッパモータは、再注入区分中にハードストップ位置から７ｃｃに対応するカウント数に戻ることができる。この例では、供給ポンプは最大２０ｃｃの７ｃｃを使用し、供給ポンプは最大２０ｃｃの６ｃｃを使用し、それによって２７ｃｃの停滞体積が節約される。
【０１０４】
一部の実施形態では、ユーザは、ユーザ定義の体積、たとえば１０．００ｍＬを入れることができる。誤差体積をこれ（たとえば１ｍＬ）に追加して、分注ポンプの定位置が対応する使用可能な体積１１ｍＬを有するようにすることができる。一部の実施形態では、供給ポンプ用の体積を選択することもできる。
【０１０５】
本発明の実施形態を、たとえば、コンピュータプロセッサによって実行可能なソフトウェアプログラミングとして実装して、供給ポンプおよび分注ポンプを制御することができる。
【０１０６】
一部の実施形態では、ユーザは、たとえば、分注体積、パージ体積、通気体積、分注ポンプ体積および／または供給ポンプのためのユーザ指定の体積、空気検査、および他のパラメータを含む、複数の分注サイクルを含む、分注動作についての１つまたは複数のパラメータを入力する。パラメータは、様々な分注サイクルについての様々なレシピに関するパラメータを含むことができる。ポンプ制御装置は、ユーザ指定の体積、分注体積、パージ体積、または分注サイクルに関連する他のパラメータに基づいて、分注ポンプの定位置を決定することができる。さらに、定位置の選択は、分注ダイヤフラムの動作の有効範囲に基づいてもよい。同様に、ポンプ制御装置は、供給ポンプの定位置を決定することもできる。
【０１０７】
充填区分中、供給ポンプを制御して、処理流体を充填するようにすることができる。一実施形態によれば、供給ポンプにその最大容量まで充填することができる。他の実施形態によれば、供給ポンプに供給ポンプの定位置まで充填することができる。通気区分中、供給ポンプをさらに制御して、通気体積を有する流体を通気するようにすることができる。
【０１０８】
充填区分中、供給ポンプを制御して、処理流体に圧力を加えて、分注ポンプが分注ポンプの定位置に達するまで、分注ポンプに充填するようにすることができる。分注ポンプ内の分注ダイヤフラムは、分注ポンプが定位置に到達するまで移動されて、分注ポンプに部分的に充填する（すなわち、分注ポンプに分注ポンプの最大使用可能体積よりも少ない使用可能体積まで充填する）。分注ポンプがステッパモータを使用する場合、分注ダイヤフラムは、最初にハードストップに運ばれ、ステッパモータが分注ポンプの定位置に対応するカウント数に戻される。分注ポンプが位置センサ（たとえば、ロータリエンコーダ）を使用する場合、ダイヤフラムの位置を位置センサからのフィードバックを使用して制御することができる。
【０１０９】
次いで、分注ポンプを少量の流体をパージするように向けることができる。次いで、分注ポンプを空気検査を実行するように制御することができる。分注ポンプをさらに所定量（たとえば分注体積）の流体を分注するように制御することができる。分注ポンプをさらに、少量の流体をサックバックするように制御することができ、または流体を分注ノズルから別のポンプ、真空、または他の適した機構によって除去することができる。本明細書に記載したステップを異なる順序で行い、必要に応じて要望通りに繰り返すことができることを留意されたい。
【０１１０】
主に多段ポンプに関して論じたが、本発明の実施形態は、バッグインボトルを含む単段ポンプに使用することもできる。
【０１１１】
本明細書に開示した実施形態は、様々な分注体積、分注率、パージ体積、充填率、通気率、パージ率、濾過などを含む、様々なレシピを収容することができる。空気確認検査を使用して、様々なレシピについて微量の空気の存在を確認することができる。さらに、空気確認検査を様々な流体を分注するシステムで行うことができる。たとえば、実施形態を使用して、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、１１２センチポアズ油（１１２ｃＰ油）、およびTop Antireflective Coating (TARC)を分注する流体送出システム内の空気の存在を確認することができる。様々な量の空気は、システムに様々な影響を与えることがあり、または検出されると様々なプロトコルが必要とされることがある。たとえば、ＩＰＡの分注に０．２ｍＬの空気が存在する、２０サイクルにわたる空気確認検査では、空気量により、幾つかの分注サイクルで警告が発生される可能性があるが、傾向は、空気がシステムから徐々にパージされて、追加のステップが不要であることを示すことがある。空気確認検査で、ＩＰＡの分注で０．５ｍＬの空気が存在する場合、空気量により大部分のサイクルで警告が発生する可能性があるが、さらなる動作で許容レベルに戻ることがある。空気確認検査で１．０ｍＬの空気が存在する場合、空気量により第１の分注で警告が発生する可能性がある。同じ警告基準を使用して、比較すると、分注確認検査では、システム内に０．２ｍＬの空気しか存在しない場合、警告が発生しない可能性があり、システム内に０．５ｍＬの空気が存在する場合は、サイクルの半分未満で警告の信号が出る可能性がある。当業者には、本開示の読後に理解されるように、システムを隔離し、適切な警告レベルを選択することによって、実施形態は、ポンプ、管路、弁、および他のポンプまたはシステムの構成要素を含むシステムの部分内の空気をより正確に検出することができ、システム内の空気に関連する傾向を確認するのに有用である。
【０１１２】
本明細書に開示した実施形態は、様々な流体中の空気を検査することができ、検査を繰り返すことができる、空気確認システムおよび方法を含む。さらに、レシピを上記のように変更することができる。本明細書に開示した実施形態は、レシピが変更された場合に、流体送出システム内の微量の空気を検出することができる。
【０１１３】
本明細書に開示した実施形態は、コンピュータで実行可能な命令を含む、適したソフトウェアを使用して実装することができる。当業者には理解されるように、本明細書に開示した実施形態を実装するコンピュータプログラム製品は、コンピュータ環境の１つまたは複数のプロセッサによって実行可能なコンピュータ命令を記憶する１つまたは複数の非一時的コンピュータ可読記憶媒体を備えることができる。コンピュータ可読媒体の例には、限定的ではないが、揮発性および不揮発性コンピュータメモリ、およびＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤ、直接アクセス記憶装置アレイ、磁気テープ、フロッピーディスク（登録商標）、光記憶装置などの記憶装置が含まれる。処理を必要に応じて、または要望通りに分散することができる。上記で論じたように、ユーザは、ユーザインターフェースの様々な画面でナビゲートして、空気確認システムを構成し、使用することができる。
【０１１４】
上記の本明細書は、特定の実施形態を記載したものであるが、この記載に関係する当業者には、本明細書で開示した実施形態の詳細の多くの変更および追加の実施形態が明らかであり、作成可能である。それに関連して、本明細書および図は、限定的ではなく、例示であると考えられるべきであり、多くのこうした変更は本開示の範囲内に包含されるものとする。
【符号の説明】
【０１１５】
５  ポンピングシステム
１０、４２０  ポンプ
１２  ウエハ
１５  流体源
２０  ポンプ制御装置
２５  出口管路
３０  外部弁
３５  ノズル
１０５  供給段部分
１１０  分注段部分
１１２、７０５  圧力センサ
１２０  フィルタ
１２５  入口弁
１３０  隔離弁
１３５  隔壁弁
１４０  パージ弁
１４５  通気弁
１４７  出口弁
１５０  供給ポンプ
１５５  供給チャンバ
１６０  供給段ダイヤフラム
１６５  ピストン
１７０、１９５  親ねじ
１７５  供給モータ
１８０  分注段ポンプ
１８５  分注チャンバ
１９０  分注段ダイヤフラム
１９２  ピストン
２００  分注モータ
４００  構成
４０５  流体リザーバ
４１０  上流配管
４１５  入口注入ポート
４２５  出口管路配管
４３０  注入ポート
４３５  停止サックバック弁
４４０  ノズル配管
７００  検査システム
７１０  加圧デバイス
７１２  制御装置
８２７  コンピュータ可読媒体
８３０  制御命令
８３５  プロセッサ
８４０、８４５  通信リンク
【図１】
2014529742.tif 000004
【図２】
2014529742.tif 000005
【図３】
2014529742.tif 000006
【図４】
2014529742.tif 000007
【図５】
2014529742.tif 000008
【図６】
2014529742.tif 000009
【図７】
2014529742.tif 000010
【図８】
2014529742.tif 000011
【図９】
2014529742.tif 000012
【図１０】
2014529742.tif 000013
【図１１】
2014529742.tif 000014
【国際調査報告】
2014529742.tif 000015
2014529742.tif 000016
2014529742.tif 000017