(57)【要約】  流体が、アーキング、放電、早期イオン化又は他の異常挙動なく、関連した電圧ギャップを越えるように、かつ、複数の流体利用ツールが遠隔源容器によって供給される場合に、複数の容器の他のものが独立して動作している間、適切な圧力レベルで複数のツールのそれぞれに効率的に流体が供給されるように、電圧のより低い源容器から、電圧のより高い１つ又は複数の流体利用ツールに流体を供給するための、流体を遠隔送出するための流体貯蔵分配システム及び方法が記載される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧の比較的低い流体供給源容器から電圧の比較的高い少なくとも１つの流体利用ツールに流体を送出するための流体供給システムであって、前記流体が、対応する電圧差を通過し、前記流体供給システムが、前記流体供給源容器と、
（ａ）前記流体供給容器に結合して、前記流体供給容器から前記電圧差を通して前記流体利用ツールに流体を流すように構成された流体送出ラインと、前記流体送出ラインに結合して、前記流体送出ラインの低電圧側セグメントと高電圧側セグメントとを互いに離間させるように構成された誘電体界面と、前記流体送出ラインの前記低電圧側セグメント内にある第１圧力調整器及び流量制御部品又はアセンブリと、前記流体送出ラインの前記高電圧側セグメント内にある第２圧力調整器とを含む流体送出流れ回路であって、前記第１圧力調整器及び前記第２圧力調整器が、前記流体送出ラインを通って前記流体供給容器から前記流体利用ツールに流れる流体の圧力を調整して、前記流体利用ツールに流れる流体の圧力変動を低減するように構成される、流体送出流れ回路、
（ｂ）前記流体供給源容器内の電流を監視し、かつ、前記流体送出源容器に結合された時に、流体送出流れ回路内の電気的外乱介在アーキング、放電又は前記流体の早期イオン化の事象において前記電流と相関関係にある信号を出力するように構成された電流モニタ、及び、電気的外乱の前記事象において前記電流モニタから前記信号を受信し、かつ、これに応答して復旧作業を作動させ、前記電気的外乱を緩和し又はその影響を改善するように構成されたインターロックシステム、
（ｃ）前記流体供給容器に結合して、流体が前記流体供給容器から前記電圧差を通って流体利用ツールに流れるための非線形の延長した長さの流路を設け、アーキング、放電又は前記流体の早期イオン化を抑制するように構成された非線形流体送出ラインを含む流体送出流れ回路、
（ｄ）前記流体供給容器に結合して、前記流体供給容器から前記電圧差を通して前記流体利用ツールに流体を流すように構成された流体送出ラインであって、前記流体に対する吸着親和性を有する可逆的吸着媒体と流体連通し、かつ、前記流体送出ラインを通る流体の流れを吸着的／脱着的に調整して流体供給中断を防ぐように配置された前記流体送出ラインを含む流体送出流れ回路、
（ｅ）前記流体供給容器から前記流体利用ツールに流れる流体の供給圧力及び／又は要求流量を監視及び制御して、前記流体利用ツールに流れる流体の圧力変動を低減するように構成された制御システム、
（ｆ）前記流体利用ツールに流れる流体の圧力変動を低減するために流体圧力を制御するのに十分な速度で、前記流体供給容器から前記流体利用ツールに流れる流体を加熱又は冷却するように構成された熱制御システム、
（ｇ）前記流体供給容器に結合して、前記流体供給容器から前記電圧差を通して前記流体利用ツールに流体を流すように構成された流体送出ラインと、前記流体送出ラインに結合され、かつ、ガス貯蔵器を設けてガス供給中断を防ぐために前記流体送出ラインから流体を受け取るように構成されたサージチャンバとを含む流体送出流れ回路、並びに
（ｈ）前記流体利用ツールの動作中にその比較的高い電圧で前記流体利用ツールに関連付けられる搭載容器であって、前記動作中又は前記動作の連続する期間の間に前記流体供給源容器によって充填するように構成され、及び、前記動作中に充填されるように構成された場合、少なくとも１つの流体管理装置（ａ）〜（ｇ）を含む搭載容器から構成された群から選択される少なくとも１つの流体管理装置と、を含む、流体供給システム。
【請求項２】
前記流体利用ツールがイオン注入ツールを含む、請求項１に記載の流体供給システム。
【請求項３】
前記流体供給源容器が前記イオン注入ツールのハウジングの外側にある、請求項２に記載の流体供給システム。
【請求項４】
前記流体供給源容器が前記流体利用ツールから離れている、請求項１に記載の流体供給システム。
【請求項５】
前記流体供給源容器が、複数の流体利用ツールに流体を供給するように配置される、請求項４に記載の流体供給システム。
【請求項６】
前記流体供給源容器が、前記流体利用ツールから０．６ｍ〜１００ｍの範囲の距離だけ物理的に離間している、請求項４に記載の流体供給システム。
【請求項７】
前記流体供給源容器が圧力調整式流体供給源容器を含む、請求項１に記載の流体供給システム。
【請求項８】
前記流体供給源容器が吸着ベースの流体供給源容器を含む、請求項１に記載の流体供給システム。
【請求項９】
流体管理装置（ａ）を含む、請求項１に記載の流体供給システム。
【請求項１０】
前記第２圧力調整器によって圧力調整された流体を受け取り、かつ、前記流体利用ツールに流れる流体の流量を調整するように配置された質量流量制御装置をさらに含む、請求項９に記載の流体供給システム。
【請求項１１】
前記第１圧力調整器及び前記第２圧力調整器のそれぞれが固定設定値調整器である、請求項９に記載の流体供給システム。
【請求項１２】
前記第１圧力調整器及び前記第２圧力調整器のそれぞれが可変設定値調整器であり、前記システムが、システム動作状態に応じて、１つ又は両方の調整器の設定値を動的に調整するように動作する監視制御アセンブリを含む、請求項９に記載の流体供給システム。
【請求項１３】
前記第１圧力調整器及び前記第２圧力調整器のうちの一方が固定設定値調整器であり、及び、他方の調整器が可変設定値調整器である、請求項９に記載の流体供給システム。
【請求項１４】
流体管理装置（ｂ）を含む、請求項１に記載の流体供給システム。
【請求項１５】
前記インターロックシステムが、前記電気的外乱の前記事象において、前記流体供給源容器から前記流体利用ツールへの流体の流れを停止するように構成される、請求項１４に記載の流体供給システム。
【請求項１６】
前記インターロックシステムが、前記電気的外乱の前記事象において、前記流体利用ツールへの、若しくは、その１つ又は複数の部分への電力を停止するように構成される、請求項１４に記載の流体供給システム。
【請求項１７】
前記インターロックシステムが、前記電気的外乱を示す信号を前記流体供給システムのための安全システムに送信するように構成される、請求項１４に記載の流体供給システム。
【請求項１８】
流体管理装置（ｃ）を含む、請求項１に記載の流体供給システム。
【請求項１９】
前記非線形流体送出ラインが、波形状、「Ｚ」形状、「Ｓ」形状又はコイル形状を有する、請求項１８に記載の流体供給システム。
【請求項２０】
流体管理装置（ｄ）を含む、請求項１に記載の流体供給システム。
【請求項２１】
前記可逆的吸着媒体が固相物理的吸着剤を含む、請求項２０に記載の流体供給システム。
【請求項２２】
前記固相物理的吸着剤が、炭素、シリカ、モレキュラーシーブゼオライト及び巨大網状ポリマーから構成された群から選択される吸着剤を含む、請求項２１に記載の流体供給システム。
【請求項２３】
前記可逆的吸着媒体が、前記流体送出ラインにあり、又は、前記流体送出ラインに結合されている容器内にある、請求項２０に記載の流体供給システム。
【請求項２４】
複数の量の前記可逆的吸着媒体が、前記流体送出ラインの長さに沿って前記流体送出ラインと流体連通して設けられる、請求項２０に記載の流体供給システム。
【請求項２５】
前記可逆的吸着媒体が前記比較的低い電圧である、請求項２０に記載の流体供給システム。
【請求項２６】
前記可逆的吸着媒体が前記比較的高い電圧である、請求項２０に記載の流体供給システム。
【請求項２７】
前記可逆的吸着媒体が２つ以上の吸着剤種を含む、請求項２０に記載の流体供給システム。
【請求項２８】
複数の流体がそれぞれ、それぞれの流体供給源容器から前記流体利用ツールに流れる、請求項２０に記載の流体供給システム。
【請求項２９】
流体管理装置（ｅ）を含む、請求項１に記載の流体供給システム。
【請求項３０】
流体管理装置（ｅ）が、前記流体供給容器を前記流体利用ツールに結合する流体送出流れ回路に質量流量制御装置を含み、及び、前記流体送出流れ回路が、圧力サージを防ぐために前記流体管理装置によってベントライン、ポンプ又は排気容積へ制御可能に開くことができ、かつ、前記圧力変動を抑制する方法で前記流体管理装置によって制御可能に閉じることができる前記質量流量制御装置を通るバイパスラインを含む、請求項２９に記載の流体供給システム。
【請求項３１】
流体管理装置（ｆ）を含む、請求項１に記載の流体供給システム。
【請求項３２】
前記流体管理装置（ｆ）が、前記流体供給容器を前記流体利用ツールに結合する流体送出流れ回路の少なくとも一部を加熱又は冷却し、前記圧力変動を抑制する方法で前記流れ回路を通って流れる前記流体の前記流体圧力を制御するように構成された温度制御装置を含む、請求項２９に記載の流体供給システム。
【請求項３３】
流体管理装置（ｇ）を含む、請求項１に記載の流体供給システム。
【請求項３４】
前記流体管理装置（ｇ）が可変容積サージチャンバを含む、請求項３３に記載の流体供給システム。
【請求項３５】
前記可変容積サージチャンバが、制御可能に膨脹及び収縮し、圧力過渡現象を抑制するように構成されたベローズチャンバを含む、請求項３４に記載の流体供給システム。
【請求項３６】
流体管理装置（ｈ）を含む、請求項１に記載の流体供給システム。
【請求項３７】
複数の流体供給源容器を含む、請求項１に記載の流体供給システム。
【請求項３８】
空になった容器から前記複数の流体供給源容器のうちの流体を含む新しい１つに切り替えることによって流体の連続した流れを維持するための、前記複数の流体供給源容器と動作可能に結合された自動切替アセンブリをさらに含む、請求項３７に記載の流体供給システム。
【請求項３９】
電圧の比較的低い流体を電圧の比較的高い少なくとも１つの流体利用ツールに送出する方法であって、前記流体が、対応する電圧差を通過し、前記方法が、請求項１〜３８のいずれか一項に記載の流体供給システムを操作するステップを含む、方法。
【請求項４０】
前記流体がドーパント源ガスを含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記流体が希釈ガスをさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記流体が洗浄ガスをさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記流体が、流体供給源容器から流体利用ツールに別々に送出される並行流種を含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４４】
流体が前記流体供給システムから複数の流体利用ツールに送出される、請求項３９に記載の方法。
【請求項４５】
高い電圧で操作される少なくとも１つの流体利用ツールを含む製造施設内で使用するための流体を提供する方法であって、前記製造施設内の前記少なくとも１つの流体利用ツールと流体供給関係で、請求項１〜３８のいずれか一項に記載の流体供給システムを配置するステップを含む、方法。
【請求項４６】
前記流体供給システムが、前記製造施設の複数の流体利用ツールに流体を供給するように配置される、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記製造施設が、半導体製品、フラットパネルディスプレイ製品及び光発電パネル製品から構成された群から選択される製品を製造するように構成される、請求項４５又は４６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  米国特許法第１１９条に基づき、Joseph D. Sweeney、Edward E. Jones、Oleg Byl、Ying Tang、Joseph R. Despres、及びSteven E. Bishopの名義で２０１３年７月２３日に出願された米国仮特許出願第６１／８５７，５８７号「Remote Delivery of Chemical Reagents」の優先権の利益をここに主張する。米国仮特許出願第６１／８５７，５８７号の開示は、あらゆる目的のために、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[0002]  本開示は、イオン注入装置を含む半導体製造工場などの工業処理施設に流体、例えば化学試薬を供給するための遠隔送出システム及び方法に関する。本開示はさらに、半導体基板、光起電力基板及びフラットパネル基板などの材料のドーピングに使用されるイオン注入機に、並びに、このような遠隔供給システム及び方法を利用するイオン注入システムに、ドーパント源ガスを遠隔供給するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  イオン注入は、マイクロ電子デバイス製品の製造における基本単位作業である。半導体製造施設内のイオン注入作業の基本的特徴及び遍在性に応じて、イオン注入機装置の効率及び効果を向上させるために、かなりの努力がなされてきており、その努力が続いている。
【０００４】
[0004]  イオン注入に使用されるほとんどすべての従来のドーパント供給ガスは非常に有毒かつ危険な特徴のものであるため、これまでの努力は、ドーパント源材料の供給、取扱い及び使用における安全性の向上の目的に焦点を合わせることを含んできた。
【０００５】
[0005]  過去１５年の間、ATMI, Inc.（Danbury、ＣＴ、米国）からＳＤＳという商標で入手可能なタイプの物理的吸着ベースの流体貯蔵供給容器のイオン注入システムにおける商業化及び広範な展開が、このような安全性向上努力に大きく貢献してきた。アルシン、ホスフィン、シラン及び三フッ化ホウ素などの有毒かつ危険なドーパント源流体のための貯蔵媒体として、物理的吸着媒体を流体貯蔵分配容器内に供給することによって、このような流体は、低い、例えば大気圧未満の圧力で容器内に吸着的に保持され、分配状態時には物理的吸着剤から容易に脱着し得る。
【０００６】
[0006]  従って、このような低圧の貯蔵分配容器は、３，０００ｋＰａ〜１５，０００ｋＰａ程度の高い超大気圧で同ドーパント源流体を保持する高圧ガスシリンダの使用から起こる危険性を克服する。これらの危険性は、シリンダ本体の破裂、又は、高圧ガスシリンダの弁頭アセンブリの故障の場合、高加圧有毒／危険流体の破局的拡散の可能性を含む。
【０００７】
[0007]  イオン注入システムは、ガスボックス、ドーパント供給ガスのイオン化のためのイオン源ユニット、加速器及び磁気分離部品を含む注入機、並びに、関連付けられた流れ回路及び計測器で特徴的に構成される。典型的なイオン注入システムでは、ドーパントガス供給容器はシステムガスボックス内に配置される。ガスボックスは、動作中にイオン源ユニットと同じ高電圧でイオン源ユニットに接続される筐体である。
【０００８】
[0008]  この従来のイオン注入システム構成では、有毒／危険なドーパント供給ガスを含む供給容器は、定期的に取り替えられて、ドーパント源ガスで充填された新しい容器に置換されなければならない。イオン注入システムガスボックス内部に配置されたガス供給容器のこのような取り替えを行うために、技術者は、自給式呼吸器（ＳＣＢＡ）ユニットを着用し、空になった供給容器をガスボックスから物理的に取り外し、新しい容器をガスボックス内に設置しなければならない。取替作業を行う際には、取替作業に伴う危険性に対処するために、半導体製造施設内のイオン注入システムの近傍からＳＣＢＡ装着技術者以外の人員を立ち退かせなければならない。
【０００９】
[0009]  イオン注入システムにおけるドーパント源ガス供給容器のこのような取り替えに伴う危険性に加えて、製造作業中の不都合な時間にドーパント源ガス供給容器が空になり、その結果、イオン注入システムをシャットダウンしなければならないこともよくある。イオン注入システムのこのような予定外のシャットダウンは、部分的に処理されたウェハの高価な再加工を必要とし得、場合によっては、それらの処理の中断の結果として、ウェハ製品は、欠陥がある、又は、それらの本来の目的には役立たないこともある。このような事象は、ひいては、イオン注入機システムと、このようなイオン注入機システムが配置される半導体製造施設の経済面とに深刻な悪影響を与え得る。
【００１０】
[0010]  当技術分野は、工業流体利用処理のための、安全かつ有効で、信頼性のあるガス源を提供するために、より安全なガス包装及び送出の開発を追求し続けている。その結果、当技術分野は、化学試薬の遠隔送出の向上を引き続き追求している。
【発明の概要】
【００１１】
[0011]  本開示は、イオン注入装置を含む半導体製造工場などの工業処理施設に流体を供給するための遠隔送出システム及び方法に関する。
【００１２】
[0012]  一態様では、本開示は、電圧の比較的低い流体供給源容器から電圧の比較的高い少なくとも１つの流体利用ツールに流体を送出するための流体供給システムであって、流体が、対応する電圧差を通過し、前記流体供給システムが、流体供給源容器と、
（ａ）流体供給容器に結合して、流体供給容器から電圧差を通して流体利用ツールに流体を流すように構成された流体送出ラインと、流体送出ラインに結合して、流体送出ラインの低電圧側セグメントと高電圧側セグメントとを互いに離間させるように構成された誘電体界面と、流体送出ラインの低電圧側セグメント内にある第１圧力調整器及び流量制御部品又はアセンブリと、流体送出ラインの高電圧側セグメント内にある第２圧力調整器とを含む流体送出流れ回路であって、第１圧力調整器及び第２圧力調整器が、流体送出ラインを通って流体供給容器から流体利用ツールに流れる流体の圧力を調整して、流体利用ツールに流れる流体の圧力変動を低減するように構成される、流体送出流れ回路、
（ｂ）流体供給源容器内の電流を監視し、かつ流体送出源容器に結合された時に、流体送出流れ回路内の電気的外乱介在アーキング、放電、又は流体の早期イオン化の事象において前記電流と相関関係にある信号を出力するように構成された電流モニタ、及び電気的外乱の前記事象において電流モニタから信号を受信し、かつ、これに応答して復旧作業を作動させ、電気的外乱を緩和し、又はその影響を改善するように構成されたインターロックシステム、
（ｃ）流体供給容器に結合して、流体が流体供給容器から電圧差を通って流体利用ツールに流れるための非線形の延長した長さの流路を設け、アーキング、放電、又は流体の早期イオン化を抑制するように構成された非線形流体送出ラインを含む流体送出流れ回路、
（ｄ）流体供給容器に結合して、流体供給容器から電圧差を通して流体利用ツールに流体を流すように構成された流体送出ラインであって、前記流体に対する吸着親和性を有する可逆的吸着媒体と流体連通し、かつ流体送出ラインを通る流体の流れを吸着的／脱着的に調整して流体供給中断を防ぐように配置された流体送出ラインを含む流体送出流れ回路、
（ｅ）流体供給容器から流体利用ツールに流れる流体の供給圧力及び／又は要求流量を監視及び制御して、流体利用ツールに流れる流体の圧力変動を低減するように構成された制御システム、
（ｆ）流体利用ツールに流れる流体の圧力変動を低減するために流体圧力を制御するのに十分な速度で、流体供給容器から流体利用ツールに流れる流体を加熱又は冷却するように構成された熱制御システム、
（ｇ）流体供給容器に結合して、流体供給容器から電圧差を通して流体利用ツールに流体を流すように構成された流体送出ラインと、流体送出ラインに結合され、かつガス貯蔵器を設けてガス供給中断を防ぐために流体送出ラインから流体を受け取るように構成されたサージチャンバとを含む流体送出流れ回路、並びに
（ｈ）流体利用ツールの動作中にその比較的高い電圧で流体利用ツールに関連付けられる搭載容器であって、前記動作中又は前記動作の連続する期間の間に前記流体供給源容器によって充填するように構成され、及び前記動作中に充填されるように構成された場合、少なくとも１つの流体管理装置（ａ）〜（ｇ）を含む搭載容器
から構成された群から選択される少なくとも１つの流体管理装置と、を含む、流体供給システムに関する。
【００１３】
[0013]  別の態様では、本開示は、電圧の比較的低い流体を電圧の比較的高い流体利用ツールに送出する方法であって、流体が、対応する電圧差を通過し、そのような方法が、本明細書に様々に説明するような流体供給システムを操作するステップを含む、方法に関する。
【００１４】
[0014]  さらなる態様では、本開示は、高い電圧で操作される流体利用ツールを含む製造施設内で使用するための本明細書に様々に説明するような流体供給システムを提供する方法に関する。
【００１５】
[0015]  本開示の他の態様、特徴及び実施形態は、以下の説明及び添付の特許請求の範囲からより詳細に明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示の一実施形態によるドーパント供給ガス供給装置を利用するイオン注入システムの概略図である。
【図２】本開示の別の実施形態によるドーパント供給ガス供給装置を利用するイオン注入システムの概略図である。
【図３】本開示の別の実施形態によるドーパント供給ガス供給装置を利用するイオン注入システムの概略図である。
【図４】本開示のさらなる実施形態によるドーパント供給ガス供給装置を利用するイオン注入システムの概略図である。
【図５】本開示の一実施形態による自動切替準大気圧ガス送出システムの概略図である。
【図６】本開示の別の実施形態による自動切替アセンブリの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
[0022]  本開示は、イオン注入システムの作業効率及び稼働時間を高める方法でイオン注入システムにドーパント源ガスを供給するためのシステム、装置及び方法に関する。本開示はさらに、イオン注入機へのガスの安全な遠隔送出を行うイオン注入システム、装置及び方法に関する。
【００１８】
[0023]  本明細書及び添付の特許請求の範囲において用いる場合、単数形「１つの」、「及び」及び「その」は、文脈上、特に他に明記しない限り複数の指示対象を含む。
【００１９】
[0024]  特徴、態様及びその実施形態に関して本明細書に様々に記載する開示は、特定の実装形態において、このような特徴、態様及び実施形態のいくつか又はすべてだけでなく、本開示の様々なさらなる実装形態を構成するために集合する要素及びその部品を含み、それらからなり又は本質的にそれらからなるように構成され得る。これに対応して本開示では、様々な置換及び組合せにおけるこのような特徴、態様及び実施形態、若しくは、それらのうちの選択された１つ又は複数は本開示の範囲内にあると考える。
【００２０】
[0025]  実施形態では、本開示は、イオン注入システムにおけるドーパント源ガス供給に関し、電圧ギャップを安全で効率的に越える方法で、ドーパント源ガスが遠隔供給容器からイオン注入システムに供給される。
【００２１】
[0026]  典型的なイオン注入システムでは、ドーパントガス供給容器はイオン注入システムのガスボックス内に配置される。ガスボックスは、動作中にイオン源ユニットと同じ高電圧でイオン源ユニットに構造上関連付けられる筐体である。ドーパント源ガス供給部がイオン注入機から離れている場合には、注入機内に存在する電位と、ドーパント源ガス供給部内に存在する電位との間に電位差がある。従って、ガスがドーパント源ガス供給部から注入機に到達する時に、ガスは高エネルギー注入機に対して、例えば１ｋＶから最大で数メガボルトの高電圧ギャップを越えなければならない。このような電圧ギャップを越えることは、特に、有毒ガス、可燃性ガス又は腐食性ガスで動作している間に起こり得る可能性のあるアーキング又は放電による安全上の懸念である。
【００２２】
[0027]  本開示は、注入機ツール筐体の外側の場所からドーパント源ガスを送出する際の効率及び安全性を達成するシステム、方法並びに装置を提供する。本明細書に開示するイオン注入システムのためのドーパント源ガス供給システムでは、システムは、イオン注入システムと遠隔関係で位置付けされるように構成されるドーパント源ガス供給容器を含む。このようなドーパント源ガス供給容器は、使用すべき流体又は化学試薬の貯蔵及び分配に適した任意のタイプのものであってもよい。
【００２３】
[0028]  一実施形態では、ドーパント源ガス供給容器は、圧力調整式ガス貯蔵分配容器を含む。流体圧力調整器が内容積内に配置された容器に流体が含まれる圧力調整式ガス貯蔵分配容器が開発されている（この調整器を「内部調整器」と呼ぶ）。このような装置は、流体を高圧で貯蔵し得るのに有効であり、調整器は、調整器の設定値未満である下流圧力にさらされた時のみ、容器から流体を放出するように動作する。このような内部に配置された調整器システムは、Wangらの米国特許第６，１０１，８１６号及び米国特許第６，０８９，０２７号により詳細に記載されており、ATMI, Inc.（Danbury、CT、米国）からＶＡＣという商標で市販されている。
【００２４】
[0029]  このようなタイプの圧力調整式容器は、関連付けられたイオン注入システムツールにドーパント源ガスを分配する際の安全性を高めるために、内部調整器の適切な設定値圧力で配置し、低圧ドーパント源ガスを対応するイオン注入システムに供給することができる。例として、供給容器は、６５ｋＰａ〜９０ｋＰａの範囲の圧力でドーパント源ガスをイオン注入機に供給するように圧力調整されてもよい。
【００２５】
[0030]  別の実施形態では、ドーパント源ガス供給容器は、ドーパント源ガスに対する吸着親和性を有する物理的吸着剤を含むガス貯蔵分配容器を含む。このようなガス貯蔵分配容器は、Tomらの米国特許第５，５１８，５２８号に記載されており、ガスは、流体貯蔵分配容器内の物理的吸着剤上に吸着して貯蔵され、分配状態時に吸着剤から脱着して容器から放出される。これらのシステムでは、ガスは、準大気圧レベル、典型的には約７００トール未満で貯蔵し、分配することができる。このようなタイプの物理的吸着ベースのシステムは、ATMI, Inc.（Danbury、ＣＴ、米国）からＳＤＳ及びＳＡＧＥという商標で市販されている。
【００２６】
[0031]  本開示の源ガス供給装置は、任意の適切なドーパント源ガスと共に、又は、イオン注入システムのインライン洗浄のための洗浄材料、例えば、このようなＮＦ３又はＸｅＦ２の洗剤と共に使用されるように構成することができる。例えば、ドーパント源材料は、アルシン、ホスフィン、三フッ化ホウ素、四フッ化二ホウ素、ゲルマン、ジボラン、一酸化炭素、二酸化炭素、四フッ化ゲルマニウム、四フッ化ケイ素及びシランから構成された群から選択されるドーパント源ガスを含んでもよい。本開示は、ドーパント源ガスに加えて、並行流剤を含むドーパント源ガス組成と同様にドーパント材料の混合物を企図する。並行流剤は、イオン注入システムの洗浄を行うために、又は、そうでなければイオン注入システム内の動作と、同システム内で実行されるイオン注入処理の作業とに恩恵をもたらすために、ドーパント源ガスの性質とドーパント源ガスのイオン化の程度とを高めるガス種を含んでもよい。一実施形態では、並行流剤は、イオン源の現場洗浄を行うために二フッ化キセノンを含む。他の実施形態では、並行流剤は、水素、ハロゲン（例えば、フッ素又は他のフルオロ種）、酸素、メタン、アンモニア、不活性ガス種などのうちの１つ又は複数を含んでもよい。
【００２７】
[0032]  ドーパント源ガスを遠隔送出場所から送出する時、作業全体の安全性を高めるために、低毒性のドーパント源ガスが選択されてもよい。例として、ホスフィン及びアルシンなどの水素化リン及び水素化ヒ素の代わりに、ＰＦ３、ＰＦ５、ＡｓＦ５、又はＡｓＦ３などのフッ化リン及びフッ化ヒ素が本開示による遠隔送出に適し得る。フッ化物を使用すると、可燃性危険が低下し、いくつかの健康被害指数が増加する。様々な実施形態では、フッ化物は、水素、アンモニア又は他の可燃性の低い水素含有ガスなどの並行流剤と共に使用されてもよい。他の実施形態では、フッ化物は、水素、アンモニア又は他の可燃性の低い水素含有ガスと混合して使用されてもよい。
【００２８】
[0033]  本開示は、電圧の比較的低い流体供給源容器から電圧の比較的高い少なくとも１つの流体利用ツールに流体を送出するための流体供給システムであって、流体が、対応する電圧差を通過する流体供給システムを企図する。このような流体供給システムは、流体供給源容器と、
（ａ）流体供給容器に結合して、流体供給容器から電圧差を通して流体利用ツールに流体を流すように構成された流体送出ラインと、流体送出ラインに結合して、流体送出ラインの低電圧側セグメントと高電圧側セグメントとを互いに離間させるように構成された誘電体界面と、流体送出ラインの低電圧側セグメント内にある第１圧力調整器及び流量制御部品又はアセンブリと、流体送出ラインの高電圧側セグメント内にある第２圧力調整器とを含む流体送出流れ回路であって、第１圧力調整器及び第２圧力調整器が、流体送出ラインを通って流体供給容器から流体利用ツールに流れる流体の圧力を調整して、流体利用ツールに流れる流体の圧力変動を低減するように構成される、流体送出流れ回路、
（ｂ）流体供給源容器内の電流を監視し、かつ流体送出源容器に結合された時に、流体送出流れ回路内の電気的外乱介在アーキング、放電、又は流体の早期イオン化の事象において前記電流と相関関係にある信号を出力するように構成された電流モニタ、及び電気的外乱の前記事象において電流モニタから信号を受信し、かつ、これに応答して復旧作業を作動させ、電気的外乱を緩和し、又はその影響を改善するように構成されたインターロックシステム、
（ｃ）流体供給容器に結合して、流体が流体供給容器から電圧差を通って流体利用ツールに流れるための非線形の延長した長さの流路を設け、アーキング、放電、又は流体の早期イオン化を抑制するように構成された非線形流体送出ラインを含む流体送出流れ回路、
（ｄ）流体供給容器に結合して、流体供給容器から電圧差を通して流体利用ツールに流体を流すように構成された流体送出ラインであって、前記流体に対する吸着親和性を有する可逆的吸着媒体と流体連通し、かつ流体送出ラインを通る流体の流れを吸着的／脱着的に調整して流体供給中断を防ぐように配置された流体送出ラインを含む流体送出流れ回路、
（ｅ）流体供給容器から流体利用ツールに流れる流体の供給圧力及び／又は要求流量を監視及び制御して、流体利用ツールに流れる流体の圧力変動を低減するように構成された制御システム、
（ｆ）流体利用ツールに流れる流体の圧力変動を低減するために流体圧力を制御するのに十分な速度で、流体供給容器から流体利用ツールに流れる流体を加熱又は冷却するように構成された熱制御システム、
（ｇ）流体供給容器に結合して、流体供給容器から電圧差を通して流体利用ツールに流体を流すように構成された流体送出ラインと、流体送出ラインに結合され、かつガス貯蔵器を設けてガス供給中断を防ぐために流体送出ラインから流体を受け取るように構成されたサージチャンバとを含む流体送出流れ回路、並びに
（ｈ）流体利用ツールの動作中にその比較的高い電圧で流体利用ツールに関連付けられる搭載容器であって、前記動作中又は前記動作の連続する期間の間に前記流体供給源容器によって充填するように構成され、及び前記動作中に充填されるように構成された場合、少なくとも１つの流体管理装置（ａ）〜（ｇ）を含む搭載容器
から構成された群から選択される少なくとも１つの流体管理装置と、を含む。
【００２９】
[0034]  流体供給システムは、イオン注入ツールを含む流体利用ツールと共に構成されてもよい。このような状況での流体供給源容器は、イオン注入ツールのハウジングの外側に配置されてもよい。流体供給源容器は、流体利用ツールから離れていてもよく、すなわち、このようなツールと物理的に離間した関係にあってもよい。例えば、流体供給源容器は、流体利用ツールから少なくとも０．６ｍの距離、例えば０．６ｍ〜１００ｍの範囲の距離だけ物理的に離間していてもよい。
【００３０】
[0035]  上記のように、流体供給源容器は、圧力調整式流体供給源容器、又は代替的に吸着ベースの流体供給源容器、又は代替的に内容積内に吸着媒体を含む圧力調整式流体供給源容器、又は任意の他の適切なタイプの流体供給源容器を含んでもよい。
【００３１】
[0036]  任意の適切な流体供給源容器タイプであることに加えて、流体供給源容器は、任意の適切な圧力の流体を流体利用ツールに供給するように構成されてもよい。例えば、流体供給源容器は、流体利用ツールに送出するための、準大気圧、大気圧又は低い超大気圧の流体を供給するように構成されてもよい。実施形態によっては、流体供給源容器は、７８０Ｔｏｒｒ〜１８００Ｔｏｒｒ（１０４ｋＰａ〜２４０ｋＰａ）の範囲の低い超大気圧の流体を供給するように構成されてもよい。他の実施形態では、容器は、１０Ｔｏｒｒ〜７５０Ｔｏｒｒ（１．３３ｋＰａ〜１００ｋＰａ）の範囲の準大気圧の流体を分配するように構成されてもよい。
【００３２】
[0037]  流体供給源容器は、流体貯蔵器の内容積を規定してもよく、内容積は、分配状態時に流体がそれから放出される流体貯蔵媒体を含んでもよい。流体貯蔵媒体は、物理的吸着剤、イオン液体、可逆的化学吸着媒体、及び／又は、非分配状態時にその中若しくはその上に流体が貯蔵され得、分配状態時にそれから流体が容器の外へ流れ得る他の媒体を含んでもよい。内容積はまた、例えば所定の又はそうでなければ所望の圧力、流量などで容器から流体を制御可能に放出するための流体管理部品を含んでもよく、このような流体管理部品は、任意の適切なタイプのものであってもよく、例えば、流体圧力調整器、逆止弁、真空作動弁、ポペット弁などの流量制御弁、フリット、フィルタ、流量制限器、毛細管装置、選択透過膜、汚染物質ゲッタ、並びに、特定のタイプ及び／又は分配流体特性の流体の分配に適切な任意の他の流体管理部品を含んでもよい。
【００３３】
[0038]  特定の実施形態では、流体供給源容器は、モノシリック、粒状又は他の適切な形態の吸着剤、例えば炭素吸着剤を含む、吸着ベースの流体供給源容器を含んでもよい。他の実施形態では、流体供給源容器は、１つ、２つ又は３つ以上の圧力調整器装置がその内容積内に配置されている容器を含んでもよく、その圧力調整器装置は、容器が高い超大気圧で液体を貯蔵し、かつ実質的により低い圧力、例えば準大気圧、大気圧、又は、容器内の流体の高い貯蔵圧より実質的に低い超大気圧で流体を分配することを可能にする。さらに他の実施形態では、流体供給源容器は、逆止弁、圧力作動弁、毛管流量制限器部品などの流量制限部品及びそれらの組合せをその内容積内に含む流量制限流体供給源容器を含んでもよい。さらに他の実施形態では、流体供給源容器は、高い超大気圧、例えば２００ｐｓｉｇ〜２０００ｐｓｉｇ（１．３７ＭＰａ〜１３．８ＭＰａ）で流体が含まれている従来の高圧シリンダを含んでもよい。
【００３４】
[0039]  本開示の流体供給システムは、複数の容器のうちのアクティブな分配している容器が所定の程度まで消耗された時に、流体を含む新しい容器が分配流れ回路に入れられた状態で、消耗した容器が切り離されるように自動的に切り替え、それによって中断することなく流体供給動作を行うように配置される複数の流体供給源容器を含んでもよい。このような目的のために、任意の適切な自動切替アセンブリが使用されてもよい。
【００３５】
[0040]  一実施形態では、自動切替アセンブリは、
（ａ）多数のガスパネルであって、各ガスパネルが、分配されるガスがそれを通って流れるように流体供給源容器に結合可能な製品ガス流れラインと、パージガスがそれを通って流れるようにパージガス源に結合可能なパージガスラインであって、パージラインにパージガス粒子フィルタを任意選択で有するパージガスラインとを含むガス流れ回路、製品ガス流れラインの圧力制御式流量調整器、並びに、パネルのガス流れ回路内の製品ガス流れライン及びパージガスラインのそれぞれを選択的に独立して分離し、ガスがそれらを通って流れるのを防ぐための選択的に作動可能な弁を含むガスパネルと、
（ｂ）ガスパネルのうちのアクティブな分配している１つの製品ガス流れラインから製品ガスを放出するための、前記ガスパネルそれぞれの製品ガス流れラインを相互接続する製品ガスマニホールドと、
（ｃ）各ガスパネルの製品ガス流れライン及びパージガスラインとガス流連通して結合されたパージガスマニホールドと、
（ｄ）前記パージガスマニホールドを通って、前記ガスパネルのうちの分配していない１つの流れ回路からガスを排出するように配置された選択的に作動可能な排気駆動装置と、
（ｅ）中央処理装置（ＣＰＵ）であって、
各ガスパネルが、（Ｉ）流体供給源容器からのガスが、製品ガス流れラインを通って製品ガスマニホールドに流れるアクティブ分配動作モード、（ＩＩ）パージガス源からのパージガスが、パージガスラインを通って製品ガス流れライン及びパージガスマニホールドに流れ込むパージ動作モード、（ＩＩＩ）パージガスライン、製品ガス流れライン及びパージガスマニホールドが、排気駆動装置の作用下で排気される排気動作モード、及び（ＩＶ）製品ガス流れラインが、製品ガスマニホールドからの製品ガスで満たされ、製品ガス流れラインの圧力制御式流量調整器が、流体供給源容器から製品ガス流れラインを通って製品ガスマニホールドまでの製品ガスの流れを調整するように動作する、（Ｉ）アクティブ分配動作モードを再開するためのアクティブガス分配状態動作モードへの充填移行を含む動作モードで順次、交互に反復して動作するように、
（１）各ガスパネルにおいて、選択的に作動可能な弁、及び
（２）選択的に作動可能な排気駆動装置
を選択的に作動させるように配置された中央処理装置と、を含む。
【００３６】
[0041]  別の実施形態では、自動切替アセンブリは、
ガス分配マニホールドと、
複数の流体供給源容器であって、各前記流体供給源容器が、ガス分配マニホールドに接合されており、流体供給源容器のガス分配マニホールドとのガス流連通を確立するのに選択的に開くことができ、かつ流体供給源容器のガス分配マニホールドとのガス流連通を終了するのに選択的に閉じることができる容器弁を含む流体供給源容器と、
ガス分配マニホールド内の複数の流量制御弁であって、それぞれが、複数の流体供給源容器のうちの対応する１つと関連付けられ、関連付けられた流体供給源容器の容器弁から下流のマニホールド内に位置付けされた流量制御弁と、
複数の抽気流路であって、それぞれが、ガス分配マニホールド内の流量制御弁のうちの対応する１つと関連付けられ、関連付けられた流量制御弁が開いており、関連付けられた流体供給源容器から関連付けられた流量制御弁を通ってガスが流れる時に、関連付けられた流量制御弁を通るガスの流量に関連する制限された低流量で、ガス分配マニホールドを通って、関連付けられた流量制御弁とバイパス関係でガスが流れるように配置された抽気流路と、
（ｉ）関連付けられた流体供給源容器の容器弁を開くことによってガス流が確立された後、及び（ｉｉ）その流量制御弁と関連付けられた抽気流路を通るガス流が、マニホールド内のガス圧力を、マニホールドから出るガスの流れに関係するガス分配動作の動作レベルまで上昇させた後にのみ、流量制御弁が開かれるように、流量制御弁を選択的に操作するように配置された制御装置と、を含む。
【００３７】
[0042]  準大気圧の流体を分配するように構成された吸着ベースの容器又は他の容器として設けられる時の流体供給源容器は、様々な実施形態において、容器とガス流連通して結合された分配アセンブリであって、容器から流体を抽出し、流体を分配アセンブリを通して流すように配置されたモーティブ流体駆動装置を含む分配アセンブリと一体化されてもよい。分配アセンブリは、例えば、ポンプ、送風機、ファン、タービン、圧縮機、ベンチュリ、排出装置、圧力上昇回路、ベローズ、ダイアフラム、蠕動ローラ回路、熱的に結合されたガス膨脹駆動装置及び真空抽出器から構成された群から選択される装置を含むモーティブ流体駆動装置を含んでもよい。
【００３８】
[0043]  上に広く説明した流体供給システムは流体管理装置（ａ）を含んでもよい。流体管理装置は、第２圧力調整器によって圧力調整された流体を受け取り、かつ、流体利用ツールに流れる流体の流量を調整するように配置された質量流量制御装置を含んでもよい。第１流体圧力調整器及び第２流体圧力調整器のそれぞれは、固定設定値調整器とすることができ、又は、代替的にそれぞれは可変設定値調整器とし、流体供給システムが、システム動作状態に応じて１つ又は両方の調整器の設定値を動的に調整するように動作する監視制御アセンブリを含むことができる。さらに他の代替案として、第１圧力調整器及び第２圧力調整器のうちの一方は固定設定値調整器とすることができ、及び、他方の調整器は可変設定値調整器とすることができる。このような流体管理装置（ａ）内の流量制御部品又はアセンブリ、及び、流体送出ラインの低電圧側セグメントは、任意の適切なタイプのものであってもよく、例えば、流量制御弁、制限流オリフィス（ＲＦＯ）、質量流量制御装置、又は、流体送出ラインの流体の流れを制御するように構成された他の適切な装置若しくはアセンブリを含んでもよい。
【００３９】
[0044]  上に広く説明した流体供給システムは流体管理装置（ｂ）を含んでもよい。このような装置では、インターロックシステムは、電気的外乱の事象において、流体供給源容器から流体利用ツールへの流体の流れを停止するように構成されることができる。さらに又は代替的に、インターロックシステムはこのような電気的外乱の事象において、流体利用ツールへの又はその１つ若しくは複数の部分への電力を停止するように構成されることができる。さらなる代替案又は追加的特徴として、インターロックシステムは、電気的外乱を示す信号を流体供給システムのための安全システムに送信するように構成されるタイプのものであり得る。
【００４０】
[0045]  上に広く説明した流体供給装置は流体管理装置（ｃ）を含んでもよい。このような装置では、非線形流体送出ラインは、任意の適切な形状、例えば波形状、「Ｚ」形状、「Ｓ」形状又はコイル形状を有することができる。
【００４１】
[0046]  上に広く説明した流体供給装置は流体管理装置（ｄ）を含んでもよい。このような装置では、可逆的吸着媒体は、固相物理的吸着剤、例えば炭素、シリカ、モレキュラーシーブゼオライト及び巨大網状ポリマーから構成された群から選択される吸着剤を含む固相物理的吸着剤を含んでもよい。可逆的吸着媒体は、流体送出ラインにある容器内に設けられてもよい。複数の量の可逆的吸着媒体が、流体送出ラインの長さに沿って流体送出ラインと流体連通して設けられてもよい。従って、可逆的吸着媒体は、流体送出ラインに沿った、比較的低い電圧又は代替的に比較的高い電圧の装置内の場所にあってもよい。
【００４２】
[0047]  可逆的吸着媒体は、例えば、複数の流体が互いに混ざり合って流体利用ツールに流れる状況で、又は、それぞれの吸着剤種がそれぞれの流体に対して別個の流体送出ラインと連通して配置される別個の流体供給源容器から供給される際に、２つ以上の吸着剤種を含んでもよい。
【００４３】
[0048]  上に広く説明した流体供給装置は流体管理装置（ｅ）を含んでもよい。このような流体管理装置は、流体供給容器を流体利用ツールに結合する流体送出流れ回路に質量流量制御装置を含んでもよく、流体送出流れ回路は、圧力サージを防ぐために流体管理装置によってベントライン、ポンプ又は排気容積へ制御可能に開くことができ、かつ、望ましくない圧力過渡現象を抑制する方法で流体管理装置によって制御可能に閉じることができる質量流量制御装置を通るバイパスラインを含んでもよい。
【００４４】
[0049]  上に広く説明した流体供給装置は流体管理装置（ｆ）を含んでもよい。このような流体管理装置は、流体供給容器を流体利用ツールに結合する流体送出流れ回路の少なくとも一部を加熱又は冷却し、過渡現象を抑制する方法で流れ回路を通って流れる流体の流体圧力を制御するように構成された温度制御装置を含んでもよい。
【００４５】
[0050]  上に広く説明した流体供給装置は流体管理装置（ｇ）を含んでもよい。この装置は、可変容積サージチャンバ、例えば、制御可能に膨脹及び収縮し、前記圧力過渡現象を抑制するように構成されるベローズチャンバを含んでもよい。
【００４６】
[0051]  上に広く説明した流体供給装置は、流体管理装置（ｈ）、すなわち、流体利用ツールの動作中にその比較的高い電圧でツールと関連付けられる搭載容器を含んでもよく、このような搭載容器は、動作中又は動作期間中に流体供給源容器によって充填するように構成されており、ツール動作中に充填されるように構成された場合には、流体管理装置は、先の装置（ａ）〜（ｇ）のうちの１つ又は複数をさらに含む。
【００４７】
[0052]  これに対応して本開示は、電圧の比較的低い流体を電圧の比較的高い流体利用ツールに送出する方法であって、流体が、対応する電圧差を通過する上記の実施形態のうちのいずれか１つによる流体供給システムを操作するステップを含む方法を企図する。このような方法では、流体はドーパント源ガスを含んでもよく、希釈ガス及び／又は洗浄ガスをさらに含んでもよい。既に述べたように、送出される流体は、別個の流体供給源容器から流体利用ツールに別々に送出される並行流種を含んでもよい。
【００４８】
[0053]  本開示はさらに、高い電圧で操作される流体利用ツールを含む製造施設内で使用するための本明細書に開示する実施形態のうちのいずれかの流体供給システムを提供する方法を企図する。
【００４９】
[0054]  本開示は、さらなる態様において、上記の実施形態のうちのいずれかにおいて様々に上に説明したような流体供給システムを含むイオン注入システムを企図する。
【００５０】
[0055]  本開示は、方法態様において、上記の実施形態のうちのいずれかにおいて様々に上に説明したような流体供給システムの操作を含むイオン注入処理システムを操作する方法を企図する。
【００５１】
[0056]  特定の実装形態では、イオン注入システムは、イオン注入システムの少なくとも主要部品の単一ハウジングを含むように、イオン注入システムのイオン源、磁石、ビームライン通路、ポンプ及び他の部品が配置されるシステム筐体を含むことができる。このような実施形態では、ドーパント源ガス供給容器は、このような単一ハウジングの外側に配置されることが有利であるが、代替案としてこのような単一ハウジングの内側に配置されてもよい。例えば、ドーパント源ガス供給容器は、半導体製造施設内の床下ボールト内に配置され、適切な流れ回路によってイオン注入システムと結合され得る。代替案として、ドーパント源ガス供給容器は、半導体製造施設の主要階の中心位置に配置され、適切な流れ回路によってイオン注入システムと結合され得る。様々な実施形態では、ドーパント源ガス供給容器は、イオン注入システムから離れている場所にあるガスボックス内に設けられる。
【００５２】
[0057]  別の代替案として、ドーパント源ガス供給容器は、単一の供給容器によって複数の注入ツールにドーパント源ガスが供給されるように、適切な流れ回路によって半導体製造施設内の複数のイオン注入システムユニットそれぞれと動作可能に連結されてもよい。
【００５３】
[0058]  １つ又は複数のイオン注入システムにドーパント源ガスを供給するために利用されるドーパント源ガス供給容器は、従来の高圧ガスシリンダ供給容器、圧力調整式ガス貯蔵分配供給容器、吸着ベースのガス貯蔵分配供給容器、及び、先のタイプの２つ以上の組合せを含む、イオン注入システムにドーパント源ガスを供給するのに十分な容量を提供する任意の適切なタイプのものであり得る。遠隔ドーパント源ガス供給部は、注入機ツールの中断時間又は休止時間を最小限にしながら、動作を継続させるためにイオン注入機にドーパント源ガスの十分な流れ及び容量を提供するように構成及び利用されることが望ましい。
【００５４】
[0059]  ドーパント源ガス供給容器は、供給容器に受流体関係で結合されるローカル容器にドーパント源ガスを供給するのに適切な任意の好適な寸法及び容量のものであり得る。供給容器は、例えば、本開示のドーパント源ガス供給装置が使用される所与の半導体製造施設において必要又は望ましくあり得る４０Ｌを超える、例えば５０Ｌ、１００Ｌ又はそれを超える容量を有し得る。
【００５５】
[0060]  本開示によるドーパント源ガス供給容器は、イオン注入機ツールから離れて配置され、ツールから物理的に空間的に離間し、ドーパント源ガス供給容器からイオン注入機ツールにドーパント源ガスを流すための供給ラインを含む流れ回路によるドーパント源ガスによってツールと結合される。ドーパント源ガス供給容器とイオン注入機ツールとの離間距離は、イオン注入機ツール及びドーパント源ガス供給容器が配置される施設の物理構造及びレイアウトに応じて、任意の適切な寸法のものであってもよい。ドーパントガス源供給容器は、イオン注入機ツールハウジングの外側すぐに配置されてもよく、又は、イオン注入機ツールから数メートル、数十メートル若しくは数百メートル離れていてもよい。このような遠隔設置でのドーパント源ガス供給容器は、イオン注入機ツールの動作電圧レベルと異なる電圧であり、例えば接地される。
【００５６】
[0061]  本開示は、安全で有効な方法でドーパント源ガス供給容器とイオン注入機ツールとの電圧ギャップを越えるドーパント源ガスを提供する。
【００５７】
[0062]  図を参照すると、図１は、ドーパント源ガス供給容器３及び任意選択の並行流ガス供給シリンダ８がガスボックス５内に設けられる実施形態を示す。供給ライン１０は、ガスボックス５とイオン注入機のツール筐体１７を接続し、ドーパント源ガスを高電圧ギャップを通してイオン源１５内に流す。ガスボックス内の様々な弁４、６及び１６は、シリンダ３及びシリンダ８から供給されるガスの流れを制御する。弁９、１１、１３及び１４は、注入機筐体内に示される。ガスボックス内の調整器１及びイオン注入機筐体内の調整器２は、ドーパント源ガスが誘電体隔壁７を安全に越えることができるように、遠隔送出距離に応じて調整及び調節される。様々な実施形態では、調整器は、高電圧ギャップを越えるために、任意の適切な圧力レベル又は圧力設定値に設定されてもよい。例えば、ＢＦ３がドーパント供給ガスである場合、高電圧ギャップを越えるために、調整器は７６０Ｔｏｒｒ（１０１．３ｋＰａ）未満、１５１０Ｔｏｒｒ（０．２０１ＭＰａ）未満、３０２０Ｔｏｒｒ（０．４０３ＭＰａ）未満、又は他の適切な圧力値に設定されてもよい。質量流量制御装置１２は、調整器２とイオン源１５との間に位置付けされる。図１は、弁及び調整器の一配置を示すが、他の配置が使用されてもよい。
【００５８】
[0063]  特定の一実施形態では、図１のシステムにおけるガスボックスと誘電体隔壁７との間のガス供給ライン１０の長さは、３メートル（約１０フィート）程度である。このシステムでは、調整器１及び２を連係して調整することによってアーキング及び／又は放電と同様に、イオン注入機ツール筐体内におけるイオン源１５の上流にあるガスの早期イオン化が回避されるように、調整器１及び２の圧力設定値が確立され、それによって、供給ライン１０の高圧シリンダからのガスの圧力、供給ライン１０の長さ、及びガスボックス電圧レベルに対するイオン注入機ツール筐体内の電圧状態を含むファクタの適切なバランスが達成される。
【００５９】
[0064]  調整器１及び２は、調整器の設定値が、ガス送出システムの使用される特定の設置におけるシステム特性に対して適切な値に固定されている、固定（プリセット）設定値タイプのものであってもよい。代替案として、調整器は、それぞれの設定値が、適切な監視制御装置によって、システム動作状態に応じて動的に調整される可変設定値タイプのものであってもよい。さらに他の代替案として、それぞれのガスボックス調整器及びツール筐体調整器のうちの一方が固定設定値調整器であり、他方が動的に調整可能な設定値調整器であってもよい。
【００６０】
[0065]  従って、ガスボックス調整器及びツール筐体調整器は設定値で連係され、その結果、このような調整器間の供給ライン両端の圧力降下は、早期イオン化、アーキング、放電又は他の異常挙動が回避されるように制御され、下流の質量流量制御装置は、実行すべき必要なガスのイオン化のために、適切な体積流量のガスをイオン源に供給するように機能する。質量流量制御装置１２には、流量制御弁１４を含むバイパスラインが設けられる。操作ステップ又は操作状態で必要であれば、イオン源１５への供給ガスラインの流量制御弁は、質量流量制御装置を分離し、供給ガスをバイパスラインを通して流すように動作可能である。
【００６１】
[0066]  ガスボックス５内の流体供給源容器は、複数の流体利用ツールに流体を供給するために利用することができ、各流体利用ツールは、他のものと同じタイプのもの又は代替的に他のものと異なるタイプのものである。図１に示すように、供給ライン１０は、流体利用ツール４２、４４及び４６に流体を供給する目的で、第２供給ライン４０が供給ライン１０に接合される状態で分岐してもよい。
【００６２】
[0067]  図２に示す別の実施形態では、電流モニタ２５が、ガスシリンダ３５と接地３０との間に設置される。通常動作では、電流は０又はバックグラウンドノイズの状態にあるべきである。電流モニタ２５は、電流信号を検出するように配置される。アーキング又は放電などの事象が生じると、電流計は信号を検出し、インターロックシステムを起動して、システムへの損傷を防ぐために１つ又は複数の動作を行う。このような一動作は、ドーパント源ガスを高電圧ギャップ２０を通してイオン源１５内に流す供給ライン１０に沿った１つ又は複数のガス供給ライン弁（例えば、弁３６、３７）を閉じることであってもよい。代替案として、インターロックシステムは、注入ユニット若しくはシステムへ、又は、高電圧電源、ガスボックス電源、アーク電源、フィラメント電源などの注入機システムのうちの１つ若しくは複数の部分への電源を切ってもよい。別の代替案は、応答のために電流モニタからの監視信号を他の安全システムに送信してもよい。
【００６３】
[0068]  図２に示す実施形態を参照して上に説明した電流監視システムは、図１に示す実施形態の調整器制御システムと組み合わせて使用されてもよいことが認識される。
【００６４】
[0069]  図２に示す流体供給装置の別の変形形態では、流体供給ライン１０は、第２流体供給ライン５０が流体をガスシリンダ３５から流体利用ツール５２、５４及び５６に供給するために設けられている状態で分岐してもよい。
【００６５】
[0070]  別の実施形態（図３）では、より低いガス圧力の状態でガス破壊電圧を増加させるために、供給ラインの長さが延長される。高電圧ギャップ２０を越える供給ライン１０は、延長した長さを有する。このような長さは、例えば波形状
【数１】
2016532289.tif 000003
、「Ｚ」又は「Ｓ」形状
【数２】
2016532289.tif 000004
、又はコイル形状
【数３】
2016532289.tif 000005
の供給ラインを使用することによって得られてもよい。
【００６６】
[0071]  他の形状も供給ラインの全長を増加又は延長するのに適し得る。ドーパント源ガス供給容器３５からイオン源１５までの供給ラインを長くすることによって、高電圧ギャップセクションのギャップ通路が延長され、それによって、パッシェンの法則に従ってガスによるアーキング又は故障がなくなる。
【数４】
2016532289.tif 000006
式中、Ｖは、ボルトで表した破壊電圧であり、ｐは、気圧又はバールで表した圧力であり、ｄは、メートルで表したギャップ距離であり、ａ及びｂは、その値がガスの組成に依存する定数である。
【００６７】
[0072]  従って、ガスが遠隔ドーパント源ガス供給容器から送出され、アーキング又は故障なく高電圧ギャップを越え得るのに高電圧ギャップ領域の圧力が十分低くなり得るほど十分に供給ラインを長くすることができる。
【００６８】
[0073]  電圧差を越えて流体を搬送する供給ラインはまた、様々な方法で、電圧差に近接する供給流体流路に沿ってアーキング又は故障の発生率を低下させるように構成され配置されてもよい。例えば、供給ラインは、同心管配列などの２重又はそうでなければ多重に含まれるプラスチックラインを含んでもよい。供給されるガスは、アーキング若しくは他の異常な電気的挙動の発生率を低下させるために高誘電率ガス成分を含んでもよく、又は、高誘電率ガス成分は、供給される流体が下流のツール内で利用されるようにシュラウディング流体として使用されてもよい。高電圧ギャップはまた、保守が実行され得るように選択的に分離され又は周期的にパージされ得るように構成されてもよい。
【００６９】
[0074]  図３の実施形態では、供給ライン１０に接合された分岐ライン６４によってガス供給容器３５からの流体が供給されるサージチャンバ６２が設けられてもよい。分岐ライン６４は流量制御弁６６をそのラインに含み、従って、サージチャンバ６２は、ガス供給容器３５が空になり、新しいガス供給容器に置換されている時の、又は、そうでなければ遠隔流体供給源が保守を必要とする時のガス供給容器３５の取り替え中に流体のバックアップ供給を行うために、ガス供給容器３５からの流体で充填されると、所望の場合、弁６６を閉じることによって分離することができる。代替案として、弁６６は、サージチャンバ６２が供給ライン１０の流体の流れを緩衝するのを可能にし、それによってイオン源１５への流体の流れの圧力変動を最小限にするために開位置に保持されてもよい。供給ライン１０はまた、ライン１０を通る流体の流れを調整するために、そのラインに流量制御弁６８を含んでもよい。それぞれの弁６６及び６８は、それらが処理システム状態に応じて自動的に動作するように、様々なシステムセンサ又はモニタから信号入力も受ける監視制御処理装置に信号送信関係で結合される弁制御装置に動作可能に連結されてもよい。
【００７０】
[0075]  さらなる変形形態として、供給ライン１０は、注入機筐体１７内のイオン源１５に流体を供給することに加えて、ツールアレイ６０として破線で示す追加のツールに流体を供給してもよい。
【００７１】
[0076]  別の実施形態では、ドーパント源ガス供給容器とイオン注入ユニット内のイオン源との間の供給ライン（高電圧ギャップ２０を通って、イオン源１５内にドーパント源ガスを流す供給ライン１０）に沿って、バッファステーションが設けられてもよい。図４に示すように、バッファステーション又は容器５８は、注入機筐体の内側の供給ライン１０に沿った任意の場所に配置されてもよく、又は、注入機ユニットの外側の供給ライン１０に沿って配置されてもよい。バッファステーションは１つ、又は図４に示すように複数存在してもよい。バッファステーションは、可逆的にガスを吸着させるのに適した任意の材料を含んでもよい。例えば、バッファステーションは炭素材料を含んでもよい。ガスは、バッファステーションから、又はバッファステーションを通って引き込まれてもよい。バッファステーションは、動作中又はアイドル時間中に主要ガス供給部からのガスで充填されてもよい。バッファステーションは、特に、ドーパント源ガス供給容器からイオン注入機ユニット又はシステムにドーパント源ガスが流れている間に圧力変動がある場合、安定した圧力又は注入機ユニットへの流れを維持するために使用されてもよい。
【００７２】
[0077]  従って、圧力が低下する場合、バッファを含むラインの圧力減少を補償する量だけバッファ吸着媒体上の吸着したドーパント源ガスが脱着し、その結果、ラインの圧力が増加するように、バッファを配置することができる。逆に、バッファを含むラインの圧力が増加すると、ラインのドーパント源ガスは、ライン圧力を下げるのに役立つ量だけ吸着媒体上に吸着し、それによって過圧状態を緩和する。
【００７３】
[0078]  これに対応してバッファには、注入機に流れているガスに対して可逆的に吸着性のある吸着媒体が設けられる。ガス混合物が注入機に流れている場合、バッファは、圧力状態及びガス組成を許容範囲内に維持するためにそれぞれのガスが同時に吸着し脱着するように、混合物の別個のガスに対する吸着親和性を有する吸着媒体を適切に含んでもよい。従って、バッファ内の吸着媒体は、吸着材料のそれぞれが、イオン注入機ツールに流れているガス混合物中の異なるガスに対する吸着親和性を有する吸着材料の混合物を含んでもよい。ガスが、それぞれの供給ライン、例えばドーパントガス用の第１供給ライン及び搬送ガス用の第２供給ラインで別々に流れ、各供給ラインが高電圧ギャップを通過している場合、バッファには、各ガス供給ラインそれぞれに、各バッファそれぞれ内の適切な吸着媒体が設けられてもよい。
【００７４】
[0079]  バッファは、適切な吸着媒体を含むインライン容器として単に設けられてもよい。吸着媒体は任意の適切なタイプのものであり得、バッファは、例えば炭素、シリカ、モレキュラーシーブゼオライトなどの吸着材料を含むことができる。
【００７５】
[0080]  図４のシステムのさらなる変形形態として、供給ライン１０は、注入機筐体１７内のイオン源１５に流体を供給することに加えて、ツールアレイ７０として破線で示す追加のツールに流体を供給してもよい。
【００７６】
[0081]  ガスが中心位置からイオン注入ツール又はシステムに送出されている遠隔送出用途では、注入機へのガスの安定かつ一貫した供給が望まれる。単一の遠隔ドーパント源ガス供給容器が２つ以上の注入機ツールにガスを送出する設置では、中央のドーパント源ガス供給容器からのガスの流れが中断すると、複数の注入機が動作不能になるであろう。このような状況を回避するために、ドーパント源ガス供給容器は、注入機に搭載されている、より小さい供給容器と結合されてもよい。搭載供給容器は、一元的ドーパント源ガス供給が中断された時に処理を保持するために使用されるであろうバッファ量のガスを供給するであろう。搭載供給容器は、炭素、シリカ、モレキュラーシーブゼオライトなどの吸着剤で充填され、遠隔ドーパント源ガス供給容器の問題が診断され、改善されている間、注入機が動作し続けるのに十分なガス在庫を収容するように寸法付けされてもよい。このような搭載供給容器は、制御システムに結合され、ドーパント源ガス供給容器からのガスの流れに異常が検出された時、又は、遠隔供給容器に影響を与える他の事象の時にガス供給が遠隔ドーパント源ガス供給容器から搭載ガス供給容器に切り替えられるように配置されてもよい。
【００７７】
[0082]  イオン注入のためのドーパント源ガス供給システム装置は、多くの監視システムを含んでもよい。図２に示し、それを参照して説明したように、電気的な事象を検出するために、電流モニタがシステム内で使用されてもよい。他の実施形態では、ドーパント源ガス供給容器に接続された１つのイオン注入機若しくは複数のイオン注入機に流れるガスの供給圧力及び／又は要求流量を監視及び制御するために制御システムが使用されてもよい。個々のイオン注入機の性能に悪影響を与え得るであろう圧力過渡現象を防ぐために、様々な注入機への供給ラインに結合されたガス分配マニホールド内の供給圧力及び／又は流量を監視及び制御するのに制御システムが設けられてもよい。ツール停止操作又はその処理の変更によって引き起こされ得る流れの低下又は変化を補償するために、質量流量制御装置を通るバイパスラインがベントライン、ポンプ又は排気容積に開かれ、圧力サージを防ぐのに適切なレベルに送出システムの総流量を維持してもよい。次いで、バイパスラインの流れは、圧力過渡現象を回避する方法で、流量ゼロまでゆっくり減少させてもよい。この方法の代替案は、分配マニホールドの一部を急速に加熱又は冷却するために温度制御を実行し、ひいてはガス圧力を制御することであってもよい。さらなる実施形態では、いかなる圧力過渡現象の振幅も最小化するために、大型の専用容積が分配システム内に設けられてもよい。この容積は、例えば、圧力過渡現象を抑制するためにシステムの体積を変え得るであろうように、ベローズをその構造に組み込んでもよい。
【００７８】
[0083]  搭載供給容器が使用される場合、このような容器は任意の適切な方法で補充されてもよい。補充時間を短縮するために、搭載容器上の高コンダクタンス充填口又は搭載容器の内容積内へ延在し、かつ、コイル形状、ループ形状、ヘビ形状、「Ｓ」形状又は他の非線形構造を有する充填管などの高速充填装置を使用し、それらの長さに沿ってガス排出開口部を設け、ガスが内容積の多数の部分に（例えば、搭載容器がガス用吸着媒体を含む場合は、吸着剤の多数の部分に）流れ込むことを可能にしてもよい。
【００７９】
[0084]  固相物理的吸着剤などの吸着媒体を、供給容器及び搭載容器内のガスのための可逆的貯蔵媒体として説明してきたが、本開示はまた、イオン液体貯蔵媒体などの他の可逆的貯蔵媒体を企図する。
【００８０】
[0085]  本開示の流体供給システムは、流体利用施設内の複数のツール、例えば半導体製造施設内の複数のイオン注入ツール、又はフラットパネルディスプレイ若しくは光電池を製造するための施設内の複数のツールに流体を安定して供給するために使用することができる。
【００８１】
[0086]  本開示の遠隔流体源が、それぞれの電圧差を越えて複数の流体利用ツールに供給するために使用される場合、複数のツールのうちの１つ又は複数の流量変化は、残りのツールの流動安定性に悪影響を与えない。次いで、各ツール内に追加の調整器を有することによって、安全上の理由で一般に必要とされるように、所望の圧力レベル、例えば、イオン注入ツールの場合には準大気圧への圧力の「降下」を可能にし、また注入機部品の腐食を引き起こし得る外部漏洩を回避することができる。注入機内のこのような追加の調整器はまた、いかなる上流圧力外乱も抑制する役割を果たす。
【００８２】
[0087]  例えば、単一の調整器を含むガスボックスからの複数の流体供給ラインを含む配置では、複数のツールのそれぞれのものすべてに流す流体の圧力は、流体が各ツールそれぞれへの通路の電圧差を越えた結果として、アーキング、放電又は流体の早期イオン化の発生を最小限にするように所定レベルに制御することができる
【００８３】
[0088]  図５は、本開示の一実施形態による自動切替準大気圧ガス送出アセンブリの概略図である。
【００８４】
[0089]  図５に示すように、準大気圧ガス送出アセンブリ１１０は、互いに結合される２つの個々のガスキャビネット筺体を含む、破線で概略的に示すガスキャビネットアセンブリ１１２を含み、このような各筐体は、２つのガスパネルのうちのそれぞれ１つを収容している。当技術分野で知られているように、各パネルのガスキャビネットは単一の筐体を含み、点検扉、ガス供給容器固定部材などが備えられてもよい。
【００８５】
[0090]  図示するようなガス送出アセンブリ１１０は、図５に「パネルＡ」及び「パネルＢ」で示すそれぞれのガスパネルアセンブリを含み、これらは互いにほぼ対称であり、ガス送出、パージ、及び排気の動作モードのための配管、弁、流量制御手段及び処理監視手段を含む。以上に説明したように、パネルＡは第１ガスキャビネット内にあり、パネルＢは第２ガスキャビネット内にあり、各ガスキャビネットは互いに接続されている。各ガスパネルは、単一の中央処理装置（ＣＰＵ）１４８と一体化され（双方向に結合され）てもよい。
【００８６】
[0091]  それぞれのガスパネルアセンブリは、製品排出流れライン１２２が接合される製品ガス排出マニホールドライン１１８と結合される。製品排出流れライン１２２は、例えば半導体製造ツール又は他の処理ユニットを含み得るガス消費施設１３８に結合される。
【００８７】
[0092]  ガス送出アセンブリ１１０では、自動弁は、特定の弁ユニットの数字が後に続く接頭語「ＡＶ−」で示される。制限流オリフィス要素は、システム内で使用され、特定の制限流オリフィスユニットの数字が後に続く接頭語「ＲＦＯ−」で示される。粒子フィルタは、特定の粒子フィルタユニットの数字が後に続く接頭語「ＰＦ−」で示される。圧力変換器要素は、特定の圧力変換器ユニットの数字が後に続く接頭語「ＰＴ−」で示される。圧力制御式流量調整装置は、特定の圧力制御式流量調整装置の数字が後に続く接頭語「ＦＲ−」で示される。
【００８８】
[0093]  図示するように、パネルＡは、パージガス源１３４と結合されたパージライン１３０を含む。パージガス源１３４は、シリンダ若しくは他の供給容器、又は、パージガスをパージライン１３０を通して選択的に流すためのパージガスの「ハウス」バルクパージ源を含んでもよい。パージライン１３０は、自動弁ＡＶ−１、制限流オリフィスＲＦＯ−１及び任意選択の粒子フィルタＰＦ−１を含む。パネルＡの主要ガス流れライン１２６は、製品ガス排出マニホールドライン１１８を流体供給源容器１１４に相互接続し、主要ガス流れライン１２６は例えば、パージガスマニホールドライン１２０と同様に、例えば１つ若しくは複数の圧力調整器を含む、準大気圧流体シリンダ、又は代替的に超大気圧流体シリンダを含んでもよい。パージライン１３０は、パージガス源１３４がパネルＡ及びパネルＢの両方に役立つように、ライン１３１を介してパネルＢのパージライン１３２に結合される。
【００８９】
[0094]  流体分配モードでは、ガスは、流体供給源容器１１４から、主要ガス流れライン１２６、製品ガス排出マニホールドライン１１８及び製品排出流れライン１２２を通って、ガス消費施設１３８に流れ、ガス消費施設１３８は、例えば、マイクロ電子デバイス構造の製造で使用される薄膜基板内のヒ素原子及びリン原子の蒸着並びに組込みのためのＣＶＤツールを含んでもよい。
【００９０】
[0095]  主要ガス流れライン１２６は、弁ＡＶ−００を含む弁頭アセンブリによって流体供給源容器１１４に結合される。主要ガス流れライン１２６は、圧力変換器ＰＴ−１、自動弁ＡＶ−２、圧力制御式流量調整装置ＦＲ−１及び自動弁ＡＶ−０４を含み、このようなライン１２６は、自動弁ＡＶ−０５を含む任意選択のバイパス流量制御ループ１４４と結合される。
【００９１】
[0096]  これに対応してパネルＢはパネルＡに対して構成される。示すように、パネルＢは、パージライン１３０に接合されたライン１３１を介してパージガス源１３４と結合されたパージライン１３２を含む。既に述べたようなパージガス源１３４は、適切なパージガスを中に有するシリンダ又は他の供給容器を含んでもよい。パージガス源１３４は、パージライン１３２を通って選択的に流れることができるパージガスを供給する。代替案として、パージガス源１３４は、パージガスがパージライン１３０及び１３２のそれぞれに順に選択的に分配可能な単一源である代わりに、別の方法で各パネルＡ及びＢのそれぞれと直接関連付けられた別個のパージガス源を含んでもよい。このような別個のパージガス源を用いる場合、パネルＢ内のパージガスライン１３２は、パネルＡ内のパージガスライン１３０と同様に構成され、パネルＡ内のパージガスライン１３０について示すような制限流オリフィス及び任意選択の粒子フィルタを含んでもよい。
【００９２】
[0097]  パージライン１３２は、自動弁ＡＶ−１１を含む。パネルＢの主要ガス流れライン１２８は、パージガスマニホールドライン１２０と同様に、製品ガス排出マニホールドライン１１８を準大気圧ガス供給容器１１６に相互接続する。
【００９３】
[0098]  主要ガス流れライン１２８は、弁ＡＶ−１０を含む弁頭アセンブリによって流体供給源容器１１６に結合される。主要ガス流れライン１２８は、圧力変換器ＰＴ−２、自動弁ＡＶ−１２、圧力制御式流量調整装置ＦＲ−２及び自動弁ＡＶ−１４を含む。ライン１２８にはまた、自動弁ＡＶ−１５を含む任意選択のバイパス流量制御ループ１４６が設けられる。
【００９４】
[0099]  パージガスマニホールドライン１２０は、示すように主要ガス流れライン１２６及び１２８を相互接続する。自動弁ＡＶ−０３及びＡＶ−１３はそれぞれ、パージガスマニホールドライン１２０のパネルＡ及びパネルＢセグメント内に設けられる。パージガスマニホールドライン１２０は、排気ポンプ１４０及び任意選択のスクラバカートリッジ１４２を含むパージガス排出ライン１２４に接合される。スクラバカートリッジ１４２は、パージガスをガスキャビネット１１２から排気する前に、望ましくないガス成分をパージガスから除去する、適切な化学吸着剤又は捕捉材料を含むインラインキャニスタを含んでもよい。排気されるパージガスは、システムから排気するために送られ、システム内で再利用され、かつ／又は、その中の汚染物質を減少させるために全体的若しくは部分的に処理されてもよい。
【００９５】
[00100]  この点で、パージガス排出ライン１２４の一体型スクラビングカートリッジ１４２は、排気真空ポンプ１４０から残った排ガスを捕らえるよう機能する。
【００９６】
[00101]  排気ポンプ１４０は、真空ポンプを適切に含んでもよいが、例えば排出装置、エジェクタ、クライオポンプ、ファン、送風機などの他の装置が使用されてもよい。遮断弁、自動弁ＡＶ−０３及びＡＶ−１３は、パネルの排気回路から、真空駆動部品、排気ポンプ１４０を分離する。個々のパネルは、局所ポンプパージ、局所排気及び分離したシリンダの交換を可能にする。
【００９７】
[00102]  処理送出ラインは、各シリンダ（パネルＡの供給容器１１４；パネルＢの供給容器１１６）の表示圧力変換器（パネルＡ内のＰＴ−１；パネルＢ内のＰＴ−２）、高流量、すなわち高ＣＶの弁（供給容器１１４のＡＶ−００；供給容器１１６のＡＶ−１０）、及び任意選択のバイパスループ（パネルＡ内のＡＶ−０５を含むループ１４４；パネルＢ内のＡＶ−１５を含むループ１４６）を含む下流圧力制御装置（パネルＡ内のＡＶ−２、ＦＲ−１及びＡＶ−４；パネルＢ内のＡＶ−１２、ＦＲ−２及びＡＶ−１４）を含む。
【００９８】
[00103]  流量制御装置ＦＲ−１及びＦＲ−２は、それぞれのパネルＡ及びＢ内の空の準大気圧シリンダから満タンの準大気圧シリンダに切り替える間、滑らかな移行を確保するために使用される。すなわち、流量制御装置ＦＲ−１及びＦＲ−２は、満タンのシリンダ内の圧力が下流の送出システム、ひいては処理ツールをスパイクするのを防ぐ。流量制御装置ＦＲ−１及びＦＲ−２はそれぞれ、ＭＫＳ６４０シリーズ圧力制御装置（MKS Instruments, Inc.から入手可能）、又は下流圧力変換器、可変設定（比例）制御弁及びＰＩＤ制御器の組合せを含む圧力制御アセンブリなどの市販の装置を含み、それらはシステムの全体的な処理制御システム内に含まれてもよい。好ましい流量制御装置は、Integrated Flow Systems, Inc.（Santa Cruz, Calif.）から市販されているモデルＳＲ−３及びモデルＳＲ−４準大気圧調整器を含み、例えば約２０Ｔｏｒｒ〜約５０Ｔｏｒｒの範囲の圧力の圧力設定に選択的に設定されてもよい。
【００９９】
[00104]  ガス送出アセンブリ１１０はまた、ガスキャビネット内に中央処理装置（ＣＰＵ）４８を含んでもよく、中央処理装置（ＣＰＵ）４８は、サイクル時間制御プログラムに従って、又は、他の自動的に制御された方法でシステム内の弁、制御装置及びアクチュエータを制御するために、このようなシステム部品に動作可能に連結されてもよい。ＣＰＵは、このような目的のためのプログラム可能なコンピュータ、マイクロプロセッサ、又は他のマイクロ電子ユニットを含んでもよい。ＣＰＵは、プログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）を含むことが好ましい。
【０１００】
[00105]  ＣＰＵは代替的に、キャビネット１１２の外側に位置し、適切な方法で、例えば、信号送信ワイヤ、ワイヤレス（例えば、赤外線）リンクなどによって、システムの弁、制御装置及びアクチュエータに動作可能に連結されてもよい。
【０１０１】
[00106]  図１におけるガス送出アセンブリ１１０の典型的な自動切替動作についてここで説明する。この動作において、パネルＡは「動作中」モードにあり、パネルＢは「待機」モードにあり、シリンダ１１４及び１１６は、それぞれのパネルＡ及びパネルＢアセンブリに接続される。
【０１０２】
[00107]  パネルＡでは、シリンダ１１４からのガスが主要ガス流れライン１２６の開放弁ＡＶ−００を通って流れ、弁ＡＶ−２及びＡＶ−０４も開いているため、供給ガスは、製品ガス排出マニホールドライン１１８に入り、ガス消費施設１３８まで流れるためにガスキャビネット１１２から製品排出流れライン１２２へ排出される。
【０１０３】
[00108]  パネルＡ内でのこのような分配動作中、弁ＡＶ−１及びＡＶ−３は閉じている。圧力変換器ＰＴ−１は、準大気圧供給シリンダ１４からの分配ガスの圧力を監視し、監視された圧力は、制御目的でＣＰＵ１４８に入力され、一方、圧力制御式流量調整装置ＦＲ−１は、施設の要件に応じてガス消費施設１３８への分配ガスの流れを制御する。
【０１０４】
[00109]  パネルＡに接続されたシリンダ１１４が空状態に近づくと、切替えのためにＣＰＵ１４８の制御の下でパネルＢが自動的に準備される。シリンダの空及び空に近い状態は、ＣＰＵをプログラムすることによりエンドユーザによって定義されてもよく、又は、それぞれの空及び空に近い設定値は、エンドユーザに提供されるＣＰＵ内にあらかじめ設定されてもよい。
【０１０５】
[00110]  切替えのためのパネルＢの準備には、パージ及び排気サイクルを行い、パネルＢにガスを充填することが必要である。これらの処理ステップ中、圧力制御式流量調整装置ＦＲ−２は、ＣＰＵ１４８からの直接デジタル信号を使用して、例えば、このようなＣＰＵのシステムプログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）によって全閉される。
【０１０６】
[00111]  パネルＢをパージする際には、パージガス源１３４からのパージガスが、ライン１３１からパージライン１３２に入り、パージガスマニホールドライン１２０まで流れて、排気ポンプ１４０の作用下でパージガス排出ライン１２４のガスキャビネット１１２から排気される。パージステップ中、弁ＡＶ−１１、ＡＶ−１３及びＡＶ−２０は開いており、弁ＡＶ−１０、ＡＶ−１２及びＡＶ−１４は閉じている。源１３４からのパージガスは、圧力サージの発生を防ぎ、パージ流れ回路内の圧力降下を調整するために、制限流オリフィスＲＦＯ−１を通ってライン１３０を流れる。代替案として、それぞれの弁ＡＶ−１１及びＡＶ−１３をトグル順に並べて、パネルＢのライン１３２の対応するセグメントを選択的に加圧し（又は、これに対応してパネルＡ内では弁ＡＶ−１及びＡＶ−３を同様の順番で）、続いてパージ動作において、ラインからのパージガスを真空抽出することができる。
【０１０７】
[00112]  パージステップ後、弁ＡＶ−１１は閉じられ、パージガス排出ライン１２４及びパージガスマニホールドライン１２０を含むパージ流れ回路は、排気ポンプ１４０の連続作用下で排気される。排気が完了した後、弁ＡＶ−１３及びＡＶ−２０は閉じられ、パネルＢ（主要ガス流れライン１２８を含む）のガス分配回路は製品ガスで補充され、アクティブ分配状態となる。
【０１０８】
[00113]  アクティブ分配のためにパネルＢのガス分配回路の補充を行うために、弁ＡＶ−１４は主要ガス流れライン１２８で開かれ、パネルＢの圧力制御式流量調整装置ＦＲ−２の圧力変換器が送出ライン圧力にさらされる。送出ライン圧力は、パネルＡに接続され依然としてアクティブ分配モードにある容器１１４の圧力である。
【０１０９】
[00114]  パネルＢの圧力制御式流量調整装置ＦＲ−２の圧力変換器によって検知されるように、製品排出流れライン１２２の圧力がより低い、又は、「空」の設定値に達すると、次いで、パネルＢの弁ＡＶ−１０及びＡＶ−１２が開く。この時点で、圧力制御式流量調整装置ＦＲ−２の制御弁を閉じるデジタル信号が終了し、圧力制御式流量調整装置ＦＲ−２が、パネルＢの圧力をパネルＡの圧力より高い１０Ｔｏｒｒ以内に維持するように動作し始める。同時に、パネルＡ内の弁ＡＶ−２及びＡＶ−４が閉まり、ポンプ／パージサイクルによってパネルＡから残留ガスが除去され始める。
【０１１０】
[00115]  圧力制御式流量調整装置ＦＲ−２は、送出ラインの処理ガスの上昇率が２０Ｔｏｒｒ／分未満になるように、その比例制御弁を「全開」状態にゆっくり開き、２０Ｔｏｒｒ／分は、ほとんどの質量流量制御装置（ＭＦＣ）が流動安定性を損なわずに耐え得る上昇率である。
【０１１１】
[00116]  圧力制御式流量調整装置ＦＲ−２の送出ライン圧力が、圧力変換器ＰＴ−２によって決定されるような容器１１６の送出ライン圧力と等しくなると、圧力制御式流量調整装置ＦＲ−２は、無制限流を供給するように全開することができる。
【０１１２】
[00117]  この時点では、パネルＡは「オフライン」（製品ガスの分配に対して非アクティブ）であり、パネルＢについて上に説明したパージ／排気及び充填シ−ケンスが実行されてもよい。パネルＡのこのようなパージ／排気及び充填シ−ケンスの間、パネルＢが製品ガスを分配し続ける。
【０１１３】
[00118]  パネルＡ内の弁ＡＶ−００がこのようなパネル内のパージ／排気及び充填シ−ケンス中、閉じている状態で、パネルＢ内の容器が消耗された時にガス送出システムのアクティブなガス分配パネルとして続いてパネルＡが動作を再開するように、パネルＡ内の「使用済み」容器１１４が取り替えられ、すなわち、取り外され、新しい（満タンの）容器に置換され得、前述の自動切替手順が実行される。
【０１１４】
[00119]  ガス消費施設１３８に製品ガスを供給している容器内の残りの製品ガスの計測として、施設内の質量流量制御装置（ＭＦＣ）をエンドユーザが使用することができるように、固定調整器としての圧力制御式流量調整装置ＦＲ−２の使用を避けることが好ましい。エンドユーザは例えば、ＭＦＣの弁電圧の読取りを記録し、容器の「空」状態に近づいていることの計測として、このような弁電圧の読取りを使用する。ＭＦＣ弁電圧は、準大気圧ガス供給容器内の圧力減少に比例して増加し、ＭＦＣ精度の見地から、より高いベース圧力、例えば２０Ｔｏｒｒより高い圧力で動作することが好ましい。
【０１１５】
[00120]  図５の実施形態は、２つのガスパネル（パネルＡ及びパネルＢ）を利用するガス送出アセンブリに関して図示し、説明してきたが、本開示はこのような点で限定されず、３つ以上のガスパネルが所与の最終用途で使用されてもよく、各パネルは、構成ガスパネルに対して自動的に切り替えられる順番で、前述のサイクルステップ（アクティブガス分配、パージ、排気及び分配状態への充填移行）が実行されることが理解される。
【０１１６】
[00121]  従って、自動切替ガス送出アセンブリによって連続的な分配動作が行われ得、複数のガスパネルのうちの１つがアクティブな分配パネルであり、他のものが順にパージされ、排気され、充填移行されることがわかる。
【０１１７】
[00122]  この自動切替アセンブリは、空のシリンダと満タンのシリンダとの自動切替えの結果、大きい圧力波が送出ラインを通って伝播するのを防ぐ。このような自動切替システムは、所与のガスパネルの取り替え中、新しいシリンダを容易にそれから設置し得るシリンダ在庫を提供するために代替可能なガスシリンダが備蓄され得る用途において、ガスを確実に連続送出する。
【０１１８】
[00123]  さらに、ガス送出アセンブリの動作は、自動切替動作中における圧力スパイクの発生を防ぎ、それによって個々のシステム部品からの脱粒を最小限にする役割を果たす。その結果、ガス送出アセンブリによって分配されるガスの純度が、半導体製造などのガス消費動作において必要とされるような高いレベルに維持される。半導体製造では、設定値純度レベルからずれることで、欠陥のある、又はさらにはその本来の目的には役立たない半導体製品が生じ得る。
【０１１９】
[00124]  図６は、本開示の別の実施形態による自動切替アセンブリ２１０の概略図である。図６の実施形態では、ガスキャビネット２１２（図面中、これに対応する番号を付けた破線で概略的に示す）は、ガスキャビネットマニホールドライン２２６によって互いにマニホールド化された２つのガス供給容器３１４及び２２８を含む。
【０１２０】
[00125]  示すようなガス供給容器３１４が、上部首領域２２０にケーシング２１６を含み、上部首領域２２０には、関連付けられた弁２２４（ＭＶ−１）が弁頭２２２に設けられる。弁２２４は、手動（例えば、ハンドホイールタイプ）弁であってもよく、又は代替的に、関連付けられた弁アクチュエータ及び制御装置（図示せず）を有する自動弁であってもよい。
【０１２１】
[00126]  ガス供給容器３１４は、物理的にその上に吸着するガスに対する吸着親和性を有する吸着剤３１８の床を含む。吸着剤は、ガスで吸着的に充填される、ゼオライト、シリカ、アルミナ、炭素（例えば、ビーズ活性炭）などの材料であってもよい。ガスは、水素化物ガス、ハロゲン化物ガス、並びにガス状有機金属化合物及び複合体などの、半導体製造のために分配されるガスであってもよい。特定ガス種は、例えばアルシン、ホスフィン、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、ジボラン、シラン、ハロシランなどを含んでもよい。
【０１２２】
[00127]  第２準大気圧ガス供給容器２２８は、弁頭３３４が固定される上部首領域３３２を備えたケーシング２３０を含み、弁２３６（ＭＶ−２）を特徴として、同様に構成される。
【０１２３】
[00128]  ガス供給容器３１４及び２２８はそれぞれ、適切な結合手段又は取付手段（図示せず）によってマニホールドライン２２６に接合される。マニホルドアセンブリは、圧力タップライン２４２によってマニホールドライン２２６に接合された圧力タップ２４０（ＰＴ−１）を含む。下流には、圧力タップライン２５０によってマニホールドライン２２６に、第２圧力タップ２４８（ＰＴ−２）が接続される。
【０１２４】
[00129]  第２ガス供給容器２２８に関連付けられたマニホールドライン２２６の一部は、圧力タップライン２５４によってマニホールドラインに接続された圧力タップ２５２（ＰＴ−３）と、圧力タップライン２６２によってマニホールドラインに接続された圧力タップ２６０（ＰＴ−４）とを含む。
【０１２５】
[00130]  マニホールドライン２２６は排出ライン２６４に接続され、排出ライン２６４は排出マニホールドライン２６６に接続される。示すように、排出マニホールドライン２６６は、それぞれ質量流量制御装置２７０（ＭＦＣ−１）、２７４（ＭＦＣ−２）及び２７８（ＭＦＣ−３）を含む３つのガス供給ライン２６８、２７２及び２７６と結合される。
【０１２６】
[00131]  ３つのガス供給ライン２６８、２７２及び２７６はそれぞれ、半導体製造施設２８０のセクション２８２、２８４及び２８６にガス供給関係で結合される。半導体製造施設のそれぞれのセクション２８２、２８４及び２８６は、半導体製造施設内の異なるツール又は使用場所を概略的に示し、示した配置は単に例示目的であり、一般に、任意の数の適切なガス供給ラインがガスキャビネット２１２に接続されてもよいことが理解される。
【０１２７】
[00132]  具体的に説明した半導体製造施設の代わりに、任意の他のガス消費処理施設が、ガス供給アセンブリによって供給されるガスのユーザとして利用されてもよい。
【０１２８】
[00133]  図６のアセンブリは、本開示の流体供給システムと任意の適切な方法で一体化されてもよい。図６のアセンブリは、流量制御弁２９０及び２９８を含み、各流量制御弁は、制限流オリフィスを含むバイパスループと関連付けられる。従って、流量制御弁２９０（ＡＶ−１）は、弁の上流及び下流にあるマニホールドラインが、制限流オリフィス２９６（ＲＦＯ−１）を含むバイパスループ２９４に接合された状態で、マニホールドライン２２６に配置される。弁２９０（ＡＶ−１）の弁アクチュエータ２９２は、適切なタイプのＣＰＵに結合され、又はそうでなければ、それを自動切り替えするためにマニホールド内に制御可能に配置される。
【０１２９】
[00134]  これに対応して、流量制御弁２９８（ＡＶ−２）は、弁の上流及び下流にあるマニホールドラインが、制限流オリフィス３０４（ＲＦＯ−２）を含むバイパスループ３０２に接合された状態で、マニホールドライン２２６に配置される。弁２９８（ＡＶ−２）の弁アクチュエータ３００は同様に、ＣＰＵに結合され、又はそうでなければマニホールド内に制御可能に配置される。
【０１３０】
[00135]  それぞれのガス流オリフィスの寸法は、それぞれの弁２９０（ＡＶ−１）及び２９８（ＡＶ−２）に関連付けられた並行流路（バイパス流れループ２９４及び３０２）の制限流オリフィス２９６（ＲＦＯ−１）及び３０４（ＲＦＯ−２）を通ってガスが流れるための所望の流動コンダクタンスを達成するように過度の努力なしに選択的に決定されてもよい。オリフィスの寸法は、ガス特性によって最も強く決定されるが、例えば、直径約０．００４インチ〜約０．０２０インチの範囲にあってもよい。
【０１３１】
[00136]  図６のシステムの動作の際には、アクティブガス供給動作時にガス供給容器３１４が稼働中であり、ガスがマニホールドライン２２６を通って半導体製造施設２８０まで流れるように弁２２４（ＭＶ−１）が開いた状態であると仮定すると、進行中の動作時に容器のガスが空になると、容器３１４から分配されるガスの圧力は低下し、最終的に交換圧力レベル、例えば２０Ｔｏｒｒ程度に達する。一方、６５０Ｔｏｒｒ程度の圧力の新しい容器２２８は、弁２３６（ＭＶ−２）が閉じた状態で、ガス供給システム内でマニホールドライン２２６に結合される。
【０１３２】
[00137]  交換時には、弁２２４（ＭＶ−１）を閉じることによって、空になった容器３１４が閉じられ、新しい容器２２８の弁２３６（ＭＶ−２）が開かれる。
【０１３３】
[00138]  弁２２４（ＭＶ−１）及び２３６（ＭＶ−２）の開／閉は、所定時間特性の動作サイクルに従って手動で実行されてもよく、又は代替的に、それぞれの容器の弁頭にある弁が、ＣＰＵに記憶された、若しくはそうでなければＣＰＵによって提供されるサイクル時間プログラムに従って自動的に動作し得るように、弁２２４（ＭＶ−１）及び２３６（ＭＶ−２）が適切なアクチュエータ及び信号送信手段（図示せず）によってＣＰＵに制御可能に連結されてもよい。
【０１３４】
[00139]  弁２２４（ＭＶ−１）及び２３６（ＭＶ−２）の状態の変化、並びにバイパスループ２９４、３０２、制限流オリフィス２９６、３０４、及び弁２９０、２９８の作用の結果、ガスは容器２２８から弁頭３３４の弁頭通路を通って、マニホールドライン２２６に流れ込み、それによって、圧力タップ２５２（ＰＴ−３）及び２６０（ＰＴ−４）で測定されるガス供給マニホールドの圧力が徐々に増加する。
【０１３５】
[00140]  圧力の上昇率は、圧力上昇が、質量流量制御装置２７０（ＭＦＣ−１）、２７４（ＭＦＣ−２）及び２７８（ＭＦＣ−３）の動作性に影響を与えず、分配されるガスの定常状態で中断しない流れが、一連の自動切替動作にわたって達成されるように制御される。
【０１３６】
[00141]  質量流量制御装置の不安定摂動が起こらないように分配圧力がマニホールド内で適切に維持されるように、図６のシステムにおけるマニホールドは、様々なマニホールド及び容器弁を適切に制御することによって、ガス供給容器を連続して順次切り替えるように弁を用いて（弁要素の動作によって）配置される。
【０１３７】
[00142]  図６のシステムでは、異なる準大気圧レベル、下流のガス消費動作及びガスのタイプに対応するために、システム使用中にバイパスループ流の流動コンダクタンスを選択的に修正することができるように制限流オリフィス要素を可変制限要素として設けることによって、ガス供給システムにさらなる自由度が与えられてもよい。
【０１３８】
[00143]  さらに、自動切替アセンブリは、流体供給システムの設定値又は最適化された動作に対するフィードバック調整能力を与えるために、システム内の監視要素及び計測器を一体化するように様々構成されてもよい。例えば、圧力タップ（ＰＴ−１、ＰＴ−２、ＰＴ−３及びＰＴ−４）は、ＣＰＵに連結制御され、様々なシステム弁のサイクル時間及び作動を変更するように使用されてもよい。質量流量制御装置は、それぞれの設定値について調整されるように、独立して又は相互依存して配置されてもよい。ＣＰＵサイクルは、システム及び関連付けられた温度調整フィードバックアセンブリのそれぞれの場所における熱電対の検知による温度補償に応じて、プログラムで変更されてもよい。他の多くの修正形態及び変形形態が可能である。
【０１３９】
[00144]  流体利用処理及び装置に流体の連続した流れを与えることができるように、様々なタイプ及び配置の自動切替アセンブリを用いて、本開示の流体供給システムを実施し得ることが認識される。
【０１４０】
[00145]  従って、本開示の流体供給システムは、複数の流体供給源容器を含むことができ、システムはさらに、流体分配動作の際に、空になった容器から複数の流体供給源容器のうちの流体を含む新しい１つに切り替えることによって流体の連続した流れを維持するための、複数の流体供給源容器と動作可能に結合された自動切替アセンブリを含む。
【０１４１】
[00146]  これに対応して、本開示は、遠隔送出ガス源に存在する電圧より高い電圧で操作されるツールへのガスの遠隔送出を達成するための様々な手法及び技術を提供し、このような手法及び技術の様々な組合せが本開示によって企図されることが理解される。
【０１４２】
[00147]  本開示の利点及び特徴について、以下の例を参照してさらに説明する。以下の例は、本開示の範囲を何ら限定するものとして解釈されず、むしろ、その特定の用途における本開示の一実施形態の例示として解釈される。
【実施例】
【０１４３】
[00149]  図１に概略的に示すタイプのシステムについて、Ｂ２Ｆ４を含む圧力調整式ドーパント源ガス供給容器（ATMI, Inc., Danbury、ＣＴ、米国から市販されているＶＡＣ（登録商標）ガス供給パッケージ）を用いて評価した。システムは、高電圧がオフの状態で圧力降下について試験し評価して、図１に示すように、その能力が、ガスボックス内のドーパント源ガス供給容器から最大２０ｓｃｃｍの流量を送出するものであることが確認された。結果を表１に示す。
【０１４４】
【表１】
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【０１４５】
[00150]  結果から、ガスボックス５と質量流量制御装置１２との間の圧力降下はほんのわずかであることが明らかとなった。従って圧力調整式容器は、約３８５Ｔｏｒｒの動的な送出圧力で、２０ｓｃｃｍのＢ２Ｆ４を送出することができた。
【０１４６】
[00151]  Ｂ２Ｆ４を含む圧力調整式容器を用いて、高電圧ギャップ試験を行った。この評価は、電圧ギャップ隔壁７に異なる圧力を加えるステップと、ドーパント源ガス供給容器を分離するステップを伴った。次いで、高電圧を上昇させ、漏れ電流によって故障を観測した。表２に示すように、３９０Ｔｏｒｒ及び４０ｋｅＶまでは電圧破壊は生じなかった。
【０１４７】
【表２】
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【０１４８】
[00152]  本開示について、本開示の特定の態様、特徴及び例示的実施形態を参照して本明細書に説明してきたが、開示の有用性はこのように限定されず、本明細書の開示に基づき、本開示の分野の当業者に示唆するように、むしろ他の多くの変形形態、修正形態及び代替実施形態に拡大しそれらを包含することが理解される。これに対応して、以下に特許請求する本発明は、その趣旨及び範囲内に、このような変形形態、修正形態及び代替実施形態をすべて含むように、広義に解釈されるように意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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