特許 5883856 スマートコントローラを備えたカスタマイズ可能な導出システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5883856

(24)【登録日】2016年2月12日

(45)【発行日】2016年3月15日

(54)【発明の名称】スマートコントローラを備えたカスタマイズ可能な導出システム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20160301BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20160301BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/30 564Z

   H01L21/31 Z

【請求項の数】25

【全頁数】44

(21)【出願番号】特願2013-518534(P2013-518534)

(86)(22)【出願日】2011年6月27日

(65)【公表番号】特表2013-539202(P2013-539202A)

(43)【公表日】2013年10月17日

(86)【国際出願番号】US2011042018

(87)【国際公開番号】WO2012006019

(87)【国際公開日】20120112

【審査請求日】2014年6月4日

(31)【優先権主張番号】61/359,239

(32)【優先日】2010年6月28日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】505307471

【氏名又は名称】インテグリス・インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100089037

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】ジェームス・セドローン

(72)【発明者】

【氏名】イーラジ・ガシュガイ

(72)【発明者】

【氏名】ポール・ジェー・マグーン

(72)【発明者】

【氏名】ジェニファー・エム・ブラッギン

(72)【発明者】

【氏名】ジョージ・エル・ゴネラ

(72)【発明者】

【氏名】ジョナサン・オーウェン・ヴェイル

【審査官】 関口 英樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−２８１０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５１１８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０５２３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／０６６５８９（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 特開２００９−０５２５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２８９０７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｂ０５Ｃ ５／００− ５／０４、

Ｆ０４Ｂ ４９／００−５１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モジュール式とされた、カスタマイズ可能な導出システムであって、
プリントパターン内における欠陥に敏感であるような半導体製造プロセスにおいて複数のポンプを制御し得るよう構成されたスマートコントローラであるとともに、前記複数のポンプが、少なくとも１つの圧縮エア式ポンプと、少なくとも１つのモータ駆動式ポンプと、を備えているような、スマートコントローラと；
前記スマートコントローラとトラックとを接続するためのおよび前記スマートコントローラと様々なデバイスとを接続するための複数のラインと；
を具備し、
前記様々なデバイスが、前記少なくとも１つの圧縮エア式ポンプのためのポンプヘッドと、前記少なくとも１つのモータ駆動式ポンプのためのポンプヘッドと、を含み、
前記スマートコントローラが、第１ポンプとの通信から第２ポンプとの通信へと前記複数のラインのうちの１つをスイッチングした時には、前記第２ポンプを自動的に認識して、前記第１ポンプに対応した第１制御スキームからのスイッチングにより、前記第２ポンプに対応した第２制御スキームを適用し得るよう構成されていることを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項2】

請求項１記載のカスタマイズ可能な導出システムにおいて、
前記第１ポンプが、圧縮エア式ポンプとされ、
前記第２ポンプが、モータ駆動式ポンプとされていることを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項3】

請求項１記載のカスタマイズ可能な導出システムにおいて、
前記第１ポンプと前記第２ポンプとの双方が、モータ駆動式ポンプとされていることを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項4】

請求項１記載のカスタマイズ可能な導出システムにおいて、
前記第１ポンプと前記第２ポンプとの双方が、圧縮エア式ポンプとされていることを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項5】

請求項１記載のカスタマイズ可能な導出システムにおいて、
前記スマートコントローラが、さらに、新たに接続されたポンプに対してのインターフェース接続時には、前記新たに接続されたポンプを自動的に認識して、前記新たに接続されたポンプに対応した制御スキームを適用し得るよう構成され、
前記新たに接続されたポンプが、モータ駆動式ポンプまたは圧縮エア式ポンプであることを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項6】

請求項１記載のカスタマイズ可能な導出システムにおいて、
前記スマートコントローラが、前記複数のポンプに関連した情報を格納しているオンボードデータベースを備えていることを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項7】

請求項１記載のカスタマイズ可能な導出システムにおいて、
前記様々なデバイスが、高周波認識タグを有したフィルタを備えていることを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項8】

請求項１記載のカスタマイズ可能な導出システムにおいて、
前記複数のポンプが、１つまたは複数の一体型ポンプを備え、
前記１つまたは複数の一体型ポンプの各々が、１つのユニットとして互いに物理的に組み合わされた２つまたはそれ以上の圧縮エア式ポンプを備え、
前記ユニット内の前記２つまたはそれ以上の圧縮エア式ポンプが、互いに独立に動作するものとされ、
前記ユニット内の前記２つまたはそれ以上の圧縮エア式ポンプが、前記スマートコントローラによって互いに独立に制御されることを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項9】

請求項８記載のカスタマイズ可能な導出システムにおいて、
前記１つまたは複数の一体型ポンプが、フィードポンプとして機能することを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項10】

請求項８記載のカスタマイズ可能な導出システムにおいて、
前記１つまたは複数の一体型ポンプが、導出ポンプとして機能することを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項11】

請求項１記載のカスタマイズ可能な導出システムにおいて、
前記スイッチングが、前記第１ポンプの物理的な接続解除と前記第２ポンプの物理的な接続とに起因することを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項12】

請求項１記載のカスタマイズ可能な導出システムにおいて、
前記スイッチングが、前記スマートコントローラが受領した指示に起因することを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項13】

モジュール式とされた、カスタマイズ可能な導出システムであって、
半導体製造プロセスにおいて使用される化学物質を導入するための一組をなす複数のフィードポンプと；
前記化学物質を導出するための一組をなす複数の導出ポンプと；
前記一組をなす複数のフィードポンプと前記一組をなす複数の導出ポンプとを制御し得るよう構成されたスマートコントローラと；
を具備し、
前記一組をなす複数のフィードポンプおよび前記一組をなす複数の導出ポンプが、１つまたは複数の一体型ポンプを備え、
前記１つまたは複数の一体型ポンプの各々が、１つのユニットとして互いに物理的に組み合わされた２つまたはそれ以上の圧縮エア式ポンプを備え、
前記ユニット内の前記２つまたはそれ以上の圧縮エア式ポンプが、互いに独立に動作するものとされ、
前記ユニット内の前記２つまたはそれ以上の圧縮エア式ポンプが、前記スマートコントローラによって互いに独立に制御され、
前記スマートコントローラが、第１ポンプとの通信から第２ポンプとの通信へと前記複数のラインのうちの１つをスイッチングした時には、前記第２ポンプを自動的に認識して、前記第１ポンプに対応した第１制御スキームからのスイッチングにより、前記第２ポンプに対応した第２制御スキームを適用し得るよう構成されていることを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項14】

請求項１３記載のカスタマイズ可能な導出システムにおいて、
前記第１ポンプが、圧縮エア式ポンプとされ、
前記第２ポンプが、モータ駆動式ポンプとされていることを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項15】

請求項１３記載のカスタマイズ可能な導出システムにおいて、
前記第１ポンプと前記第２ポンプとの双方が、モータ駆動式ポンプとされていることを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項16】

請求項１３記載のカスタマイズ可能な導出システムにおいて、
前記第１ポンプと前記第２ポンプとの双方が、圧縮エア式ポンプとされていることを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項17】

請求項１３記載のカスタマイズ可能な導出システムにおいて、
前記スマートコントローラが、さらに、新たに接続されたポンプに対してのインターフェース接続時には、前記新たに接続されたポンプを自動的に認識して、前記新たに接続されたポンプに対応した制御スキームを適用し得るよう構成され、
前記新たに接続されたポンプが、モータ駆動式ポンプまたは圧縮エア式ポンプであることを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項18】

カスタマイズ可能な導出システムであって、
半導体製造プロセスにおいて使用される化学物質を導入するための一組をなす複数のフィードポンプと；
前記化学物質を導出するための一組をなす複数の導出ポンプと；
前記一組をなす複数のフィードポンプと前記一組をなす複数の導出ポンプとを制御し得るよう構成されたスマートコントローラと；
を具備し、
前記一組をなす複数のフィードポンプおよび前記一組をなす複数の導出ポンプが、１つまたは複数の一体型ポンプを備え、
前記１つまたは複数の一体型ポンプの各々が、１つのユニットとして互いに物理的に組み合わされた２つまたはそれ以上の圧縮エア式ポンプを備え、
前記ユニット内の前記２つまたはそれ以上の圧縮エア式ポンプが、互いに独立に動作するものとされ、
前記ユニット内の前記２つまたはそれ以上の圧縮エア式ポンプが、前記スマートコントローラによって互いに独立に制御され、
前記スマートコントローラが、さらに、新たに接続されたポンプに対してのインターフェース接続時には、前記新たに接続されたポンプを自動的に認識して、前記新たに接続されたポンプに対応した制御スキームを適用し得るよう構成され、
前記新たに接続されたポンプが、モータ駆動式ポンプまたは圧縮エア式ポンプであることを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項19】

請求項１８記載のカスタマイズ可能な導出システムにおいて、
前記スマートコントローラが、第１ポンプとの通信から第２ポンプとの通信へとスイッチングした時には、前記第２ポンプを自動的に認識して、前記第２ポンプに対応した制御スキームを適用し得るよう構成されていることを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項20】

請求項１９記載のカスタマイズ可能な導出システムにおいて、
前記第１ポンプが、圧縮エア式ポンプとされ、
前記第２ポンプが、モータ駆動式ポンプとされていることを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項21】

請求項１９記載のカスタマイズ可能な導出システムにおいて、
前記第１ポンプと前記第２ポンプとの双方が、モータ駆動式ポンプとされていることを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項22】

請求項１９記載のカスタマイズ可能な導出システムにおいて、
前記第１ポンプと前記第２ポンプとの双方が、圧縮エア式ポンプとされていることを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項23】

請求項１９記載のカスタマイズ可能な導出システムにおいて、
前記スイッチングが、前記第１ポンプの物理的な接続解除と前記第２ポンプの物理的な接続とに起因することを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項24】

請求項１９記載のカスタマイズ可能な導出システムにおいて、
前記スイッチングが、前記スマートコントローラが受領した指示に起因することを特徴とするカスタマイズ可能な導出システム。

【請求項25】

濾過方法であって、
フィードポンプと導出ポンプとを備えた導出システムのコントローラにおいて、前記フィードポンプと前記導出ポンプとの間に位置したフィルタから上流側における流体の上流側圧力を決定し；
前記上流側圧力に対してフィードステージ流体圧力を設定し；
濾過圧力設定値に対して導出ステージ流体圧力を設定し；
フィードサイドから前記フィルタを介して導出サイドへと流体を流通させ得るようバルブを開放し、ここで、前記フィードステージ流体圧力と前記導出ステージ流体圧力とによって、前記フィルタを通しての圧力差を生成し、これにより、前記フィードサイドから前記フィルタを介して前記導出サイドへと流体を移動させ；
前記導出サイドにおける流体圧力の変化に基づいて、濾過の終点を決定する；
ことを特徴とする濾過方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般に、半導体製造プロセスにおける液体導出器に関するものであり、より詳細には、半導体製造の分野における多様な要求に適合し得るようカスタマイズ可能なポンプ操作を制御するためのスマートコントローラを備えた新規な導出システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

量に関しての正確な制御が必要とされる用途は、および／または、ポンプ装置によって流体が導出される速度に関しての正確な制御が必要とされる用途は、多く存在する。半導体製造プロセスにおいては、例えば、フォトレジスト化合物といったような光化学物質が半導体ウェハに対して適用される量および速度を制御することは、重要である。半導体製造プロセスとは、日々の電気デバイスや電子デバイス内に存在している様々な集積回路を生成するために使用されるプロセスを意味している。半導体製造プロセスは、一連をなす複数の光学的処理ステップおよび複数の化学的ステップを備えている。それらステップにおいては、電子回路が、純粋な半導体材料からなるウェハ上において徐々に形成される。処理時に半導体ウェハに対して適用されたコーティングは、典型的には、ある種の平坦性を、および／または、ウェハのうちの、オングストローム単位で測定される表面にわたっての厚ささえをも、必要とする。処理化合物がウェハ上へと適用（すなわち、導出）される速度は、処理液体が一様に適用されることを保証するためには、注意深く制御されなければならない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】本明細書においては、先行技術文献は、記載されていない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

半導体産業において使用される光化学物質は、非常に高価なものである。したがって、最少量のかつ適量の化学物質の使用が保証されることが、また、化学物質がポンプ装置によって損傷を受けないことが保証されることが、大いに要望される。うまくないことに、要望される品質を得ることは、今日のポンピングシステムにおいては、相互に関係のある多数の障害のために、極めて困難である。例えば、流入する供給の問題のために、圧力は、システムごとに相違する。流体の動力学および特性のために、圧力は、流体ごとに相違する（例えば、粘度の大きな流体は、大きな圧力を必要とする）。これらの障害が相互に関係していることのために、時に、多くの原因の１つを解決すると、他の多くの問題点が発生してしまう、および／または、事態を悪化させてしまう。さらに、様々な用途は、様々な要求を有している。特定の用途の要求に適合するポンプシステムは、他の用途において適切であるとは限らない。

【課題を解決するための手段】

【0005】

半導体製造においては、様々なポンプを使用することにより、複数の化学物質を混合したり、化学物質の混合物をウェハ上へと導出したり、することができる。例えば、Entegris IntelliGen Miniフォトリソグラフィーローリングエッジダイヤフラムポンプといったような高性能ポンプを使用することにより、化学物質を直接的に混合して導出することができる（Entegris および IntelliGenは、米国ミネソタ州 Chaska 所在の Entegris, Inc. 社による登録商標である）。化学物質は、用途ごとに異なるものとすることができ、様々な用途は、様々な要求を有することができる。よって、化学物質を導出するに際して使用されるポンプシステムは、例えばサイズやコストや性能（速度および精度の双方）や信頼性や適応性等といったような複数の要因を考慮しなければならない。

【0006】

本発明における様々な実施形態は、モジュール的アーキテクチャーに基づいて構成されなおかつ多目的の『プラグアンドプレイ』タイプの導出システムにおける様々な構成部材を制御するための単一のメインコントローラを備えてなるカスタマイズ可能な導出システムによって、上記要求を解決することができる。本発明においては、「カスタマイズ可能な」という用語は、本発明による導出システムの各実施形態を、様々な要求に合わせて、容易に変更することができること、容易に修正することができること、および、容易に改変できること、を意味している。そのような変更や修正や改変は、そのような要求が発生したときにはいつでも、動的に行うことができる。例えば、本発明によるカスタマイズ可能な導出システムの一実施形態は、初期的には、圧縮エア式から圧縮エア式へというポンプ構成で構成することができる。圧縮エアによって駆動されるポンプ（すなわち、圧縮エア式ポンプ）は、一般に、モータによって駆動されるポンプ（すなわち、モータ駆動式ポンプ）よりも安価であり、正圧濾過と良好な処理速度とを提供することができる。よって、この圧縮エア式から圧縮エア式へというポンプ構成は、例えばあまり重要ではない層といったような用途に関しては、理想的なものとすることができる。圧縮エア式から圧縮エア式へというポンプ構成は、重要な層という用途においては、モータ駆動からモータ駆動へというポンプ構成へと、容易に変更したり容易に修正したり容易に改変したりすることができる。いくつかの実施形態においては、単一のメインコントローラは、必要な知性を有して構成される。よって、本明細書においては、単一のメインコントローラは、『スマート』コントローラと称される。スマートコントローラは、カスタマイズ可能な導出システム内における変化を自動的に検出して、新たな構成および／または新たな用途に応じて動作することができる。

【0007】

いくつかの実施形態においては、本発明によるカスタマイズ可能な導出システムのスマートコントローラは、プリントパターン内における欠陥に敏感であるような半導体製造プロセスにおいて複数のポンプを制御し得るよう構成することができる。複数のポンプは、少なくとも１つの圧縮エア式ポンプと、少なくとも１つのモータ駆動式ポンプと、を備えることができる。カスタマイズ可能な導出システムは、さらに、スマートコントローラとトラックとを接続するためのおよびスマートコントローラと様々なデバイスとを接続するための複数のラインを具備することができる。いくつかの実施形態においては、様々なデバイスは、高周波認識タグを有したフィルタや、センサや、ポンプヘッド、を備えることができる。

【0008】

いくつかの実施形態においては、スマートコントローラは、さらに、第１ポンプとの通信から第２ポンプとの通信へと複数のラインのうちの１つをスイッチングした時には、第２ポンプを自動的に認識して、第２ポンプに対応した制御スキームを適用し得るよう構成されている。これにより、停止時間を必要とすることなくまたは場合によっては最小の停止時間しか必要とすることなく、第２ポンプを正確にかつ適切に制御することができる。

【0009】

いくつかの実施形態においては、スイッチングは、モータ駆動式ポンプどうしの間において、あるいは、圧縮エア式ポンプどうしの間において、あるいは、圧縮エア式ポンプとモータ駆動式ポンプとの間において、行うことができる。例えば、ユーザーは、圧縮エア式ポンプを組込から外してモータ駆動式を組み込むことができる。これにより、圧縮エア式ポンプのある種の機能を引き継ぐことができる。機能の例には、化学的な導出や導出がある。いくつかの実施形態においては、物理的な取外し／連結を行う必要はなく、スイッチングは、全体的にソフトウェアによって行うことができる。

【0010】

いくつかの実施形態においては、スマートコントローラは、さらに、新たに接続されたポンプに対してのインターフェース接続時には、新たに接続されたポンプを自動的に認識して、新たに接続されたポンプに対応した制御スキームを適用し得るよう構成することができ、新たに接続されたポンプは、モータ駆動式ポンプまたは圧縮エア式ポンプとすることができる。スマートコントローラは、複数のポンプに関連した情報を格納しているオンボードデータベースを備えることができる。

【0011】

いくつかの実施形態においては、スマートコントローラは、１つまたは複数の一体型ポンプを制御し得るよう構成することができる。いくつかの実施形態においては、一体型ポンプは、１つのユニットとして互いに物理的に組み合わされた２つまたはそれ以上の圧縮エア式ポンプを備えることができる。ユニット内の２つまたはそれ以上の圧縮エア式ポンプは、互いに独立に動作するものとすることができる。いくつかの実施形態においては、スマートコントローラは、ユニット内の２つまたはそれ以上の圧縮エア式ポンプを互いに独立に制御し得るよう構成することができる。

【0012】

いくつかの実施形態においては、カスタマイズ可能な導出システムは、一組をなす複数のフィードポンプと、一組をなす複数の導出ポンプと、を具備することができる。いくつかの実施形態においては、スマートコントローラは、一組をなす複数のフィードポンプと一組をなす複数の導出ポンプとを制御し得るよう構成することができる。一組をなす複数のフィードポンプおよび一組をなす複数の導出ポンプは、１つまたは複数の一体型ポンプを備えることができる。

【0013】

本発明におけるソフトウェアを使用した実施形態は、１つまたは複数の非一時的なコンピュータ読取可能な媒体上に存在し得る適切なコンピュータ実行可能な指示によって、実施することができる。本明細書においては、『コンピュータ読取可能な媒体』という用語は、例えばプロセッサやコントローラといったような処理ユニットによって読み取られ得るようなすべてのタイプのデータ格納媒体を包含している。コンピュータ読取可能な格納媒体の例には、ランダムアクセスメモリや、リードオンリーメモリや、ハードドライブや、データカートリッジや、フロッピー（登録商標）ディスクや、フラッシュメモリデバイス、等がある。

【0014】

本発明による各実施形態は、多くの利点を提供することができる。例えば、固定された複数のポンプに代えて、本発明によるカスタマイズ可能な導出システムは、あらゆる数の様々なタイプのポンプを経時的に支持することができる。このような混合および適合に関するフレキシブルさは、システムを、特定の用途の各々に対して注文仕立てのものとすることができ、システムの維持コストを低減することができ、新たなタイプのポンプおよび／または新たなシステム構成へと容易に更新するための手法を提供することができる。

【0015】

本発明の上記の見地および他の見地は、添付図面を参照しつつ以下の説明を読むことにより、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、以下の説明は、本発明の様々な実施形態や多数の特定の詳細を例示しているけれども、以下の説明が、本発明を何ら限定するものではないことは、理解されるであろう。本発明の精神を逸脱することなく、本発明の開示範囲内において、様々な置換や修正や追加や再構成を、行うことができ、本発明の開示は、そのような様々な置換や修正や追加や再構成のすべてを含んでいる。

【0016】

明細書の一部を形成する添付図面は、本発明のある種の見地を図示している。添付図面に図示された様々な特徴部材は、必ずしも同じスケールで図示されているわけではない。本発明およびその利点のより完全な理解は、添付図面を参照しつつ以下の説明を参照することにより、得ることができる。添付図面においては、同様の特徴部材には、同じ参照符号が付されている。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】複数のステージを有したポンプ（『マルチステージポンプ』と称す）の一例を概略的に示す図である。

【図2】マルチステージポンプの一例を示す斜視図である。

【図3】マルチステージポンプの一例を示す斜視図である。

【図4】単一ステージポンプの一例を示す斜視図である。

【図5】カスタマイズ可能な導出システムのためのモジュール的アーキテクチャーの例示としての一実施形態を概略的に示す図である。

【図6】圧縮エア式フィードポンプおよび圧縮エア式導出ポンプを制御するスマートコントローラを備えたカスタマイズ可能な導出システムの例示としての一実施形態を概略的に示す図である。

【図7】圧縮エア式フィードポンプおよびモータ式導出ポンプを制御するスマートコントローラを備えたカスタマイズ可能な導出システムの例示としての一実施形態を概略的に示す図である。

【図8】モータ式フィードポンプおよびモータ式導出ポンプを制御するスマートコントローラを備えたカスタマイズ可能な導出システムの例示としての一実施形態を概略的に示す図である。

【図9】圧縮エア式から圧縮エア式へというポンプ構成を有したカスタマイズ可能な導出システムの例示としての一実施形態を概略的に示す図である。

【図10】カスタマイズ可能な導出システムの例示としての一実施形態におけるポンプ制御およびシーケンス動作を示す図である。

【図11】カスタマイズ可能な導出システムの例示としての一実施形態におけるポンプ制御およびシーケンス動作を示す図である。

【図12】カスタマイズ可能な導出システムの例示としての一実施形態におけるポンプ制御およびシーケンス動作を示す図である。

【図13】カスタマイズ可能な導出システムの例示としての一実施形態におけるポンプ制御およびシーケンス動作を示す図である。

【図14】カスタマイズ可能な導出システムの例示としての一実施形態におけるポンプ制御およびシーケンス動作を示す図である。

【図15】カスタマイズ可能な導出システムの例示としての一実施形態におけるポンプ制御およびシーケンス動作を示す図である。

【図16】一体型ポンプの例示としての一実施形態を概略的に示す図である。

【図17】一体型ポンプの例示としての他の実施形態を概略的に示す図である。

【図18】一体型ポンプの例示としての一実施形態を示す上方からの斜視図である。

【図19】一体型ポンプの例示としての一実施形態における圧縮エア式ポンプを示す分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明と、本発明の様々な特徴点と、本発明の利点とは、添付図面において図示され以下において詳細に説明された例示としての非限定的な実施形態を参照して、詳細に説明される。公知のプログラミング技術や公知のコンピュータソフトウェアや公知のコンピュータハードウェアや公知の動作プラットホームや公知のプロトコルに関する説明は、本発明の詳細を無用にぼやかすことがないように、省略することができる。しかしながら、好ましい実施形態が示されてはいるけれども、詳細な説明や特定の例示が、本発明を何ら限定することなく単なる例示として与えられていることは、理解されるであろう。本発明の概念の精神および／または範囲内における様々な置換や修正や追加や再構成は、本発明の開示により、当業者には明らかであろう。

【0019】

図１は、マルチステージポンプ１００の一例を概略的に示している。マルチステージポンプ１００は、フィードステージ部１０５と、これとは個別の導出ステージ部１１０と、を備えている。フィードステージ部１０５と導出ステージ部１１０との間には、流体流通の観点から、フィルタ１２０が配置されている。フィルタ１２０は、プロセス流体から不純物を濾過する。複数のバルブは、マルチステージポンプ１００を通しての流体流通を制御することができる。複数のバルブには、例えば、入口バルブ１２５と、隔離バルブ１３０と、バリアバルブ１３５と、パージバルブ１４０と、ベントバルブ１４５と、出口バルブ１４７と、がある。マルチステージポンプ１００の様々なバルブは、マルチステージポンプ１００の様々な部分に対しての流体流通を可能としたりあるいは禁止したりし得るよう、開閉される。これらバルブは、圧縮エアによって駆動される（すなわち、ガス駆動される）ダイヤフラムバルブとすることができ、圧力が印加されているかあるいは真空が印加されているかに応じて開閉される。

【0020】

導出ステージ部１１０は、さらに、圧力センサ１１２を有することができる。圧力センサ１１２は、導出ステージ部１１０における流体圧力を決定する。圧力センサ１１２によって決定された圧力を使用することにより、後述するようにして、様々なポンプの速度を制御することができる。圧力センサの例には、セラミック製やポリマー製の、圧電式や容量式の、圧力センサがあり、ドイツ国 Korb 所在の Metallux AG社によって製造された圧力センサがある。圧力センサ１１２のうちの、プロセス流体に接触する面は、パーフルオロポリマーとすることができる。ポンプ１００は、追加的な圧力センサを備えることができる。追加的な圧力センサは、例えば、フィードステージ部１０５における流体の圧力を決定する圧力センサ、および／または、フィードチャンバ１５５における圧力を読み取るための圧力センサ、とされる。

【0021】

フィードステージ部１０５および導出ステージ部１１０は、さらに、マルチステージポンプ１００内において流体をポンピングするために、ローリングダイヤフラムポンプ（あるいは、転動型ダイヤフラムポンプ）を備えることができる。フィードステージポンプ１５０（『フィードポンプ１５０』と称す）は、例えば、流体を収集するためのフィードチャンバ１５５と、フィードチャンバ１５５内において移動して流体を移動させるフィードステージダイヤフラム１６０と、フィードステージダイヤフラム１６０を駆動するためのピストン１６５と、送りネジ１７０と、ステップモータ１７５と、を備えている。送りネジ１７０は、ナットや、ギヤや、モータからのエネルギーを送りネジ１７０を伝達するための他の機構を介して、ステップモータ１７５に対して連結されている。一実施形態においては、フィードモータは、ナットを回転させ、このナットの回転が、送りネジ１７０を駆動して、ピストン１６５の駆動を引き起こす。導出ステージポンプ１８０（『導出ポンプ１８０』と称す）は、同様に、導出チャンバ１８５と、導出ステージダイヤフラム１９０と、ピストン１９２と、送りネジ１９５と、導出モータ２００と、を備えている。フィードステージ部１０５および導出ステージ部１１０の各々は、様々なポンプを備えることができ、それらポンプは、圧縮エア式に駆動されるポンプや、油圧式のポンプや、他のポンプ、とされる。例えば、圧縮エア式に駆動されるポンプを、フィードステージにおいて使用することができ、ステップモータによって駆動される油圧ポンプを、導出ステージにおいて使用することができる。

【0022】

図１に示す例においては、マルチステージポンプ１００は、フィードポンプと導出ポンプとの間において、モータ構成を使用する。フィードモータ１７５および導出モータ２００は、任意の適切なモータとすることができる。例えば、導出モータ２００は、永久磁石同期モータ（Permanent-Magnet Synchronous Motor,“ＰＭＳＭ”）とすることができる。ＰＭＳＭは、フィールド配向制御（Field-Oriented Control,“ＦＯＣ”）あるいは他の位置／速度制御スキームを使用したデジタル式信号プロセッサ（digital signal processor, “ＤＳＰ”）によって制御することができる。いくつかの実施形態においては、マルチステージポンプ１００内におけるスマートコントローラは、制御スキーマーを使用して、導出モータ２００を制御し得るよう構成される。

【0023】

導出モータ２００は、さらに、導出モータ２００の位置のリアルタイムフィールドのためのエンコーダ（例えば、微細ラインの回転位置エンコーダ）を備えることができる。位置センサの使用は、ピストン１９２の位置の正確で繰り返し可能な制御を可能とし、このことは、導出モータ１８５内の流体移動に関しての正確で繰り返し可能な制御をもたらす。例えば、２０００個のラインエンコーダを使用して、ＤＳＰに対して８０００個のパルスを供給することができ、これにより、導出モータ２００の位置の正確な測定を行って、導出モータ２００の位置を、０．０４５°という回転角度単位で制御することができる。加えて、ＰＭＳＭは、ごくわずかの振動しかなくあるいは全く振動することなく、低速で動作することができる。フィードモータ１７５は、また、ＰＭＳＭとすることができる、あるいは、ステップモータとすることができる。例えば、フィードモータ１７５は、米国ニューハンプシャー州 Dover 所在の EAD Motor 社のステップモータNo. L1LAB-005 とすることができ、導出モータ２００は、EAD Motor 社のブラシレスＤＣモータNo. DA23DBBL-13E17A とすることができる。

【0024】

図２および図３は、マルチステージポンプ１００のためのポンプアセンブリの一例を示す斜視図である。マルチステージポンプ１００は、導出ブロック２０５を備えることができる。導出ブロック２０５は、マルチステージポンプ１００を通しての様々な流体流通経路を規定している。導出ポンプブロック２０５は、ＰＴＦＥあるいは改質されたＰＴＦＥあるいは他の材料からなる単一ブロックとすることができる。これら材料が、多くのプロセス流体と反応しないことのためにあるいはごくわずかしか反応しないことのために、これら材料の使用により、ハードウェアの追加を最小としつつ、流通経路およびポンプチャンバを、導出ブロック２０５内へと直接的に機械加工することができる。したがって、導出ブロック２０５は、流体マニホールドを提供することによって、導管形成の必要性を低減する。

【0025】

導出ブロック２０５は、外部に対しての様々な入口および出口を備えることができる。これら入口および出口には、例えば、流体を受領するための入口２１０と、ベントセグメント時に流体をベントするためのベント出口２１５と、導出セグメント時に流体が導出される導出出口２２０と、がある。導出ブロック２０５は、図２の例においては、フィードチャンバに対してのパージ流体の戻り経路のための外部パージ出口を備えていない。しかしながら、他の実施態様においては、流体を、外部へとパージすることができる。

【0026】

導出ブロック２０５は、フィードポンプと導出ポンプとフィルタ１２０とにわたっての流体の経路を決定する。ポンプカバー２２５は、フィードモータ１７５および導出モータ２００が損傷してしまうことから保護することができ、また、ピストンハウジング２２７は、ピストン１６５およびピストン１９２に関する保護をもたらすことができる。この例においては、バルブプレート２３０は、バルブシステム（例えば、図１における、入口バルブ１２５，隔離バルブ１３０，バリアバルブ１３５，パージバルブ１４０，ベントバルブ１４５）に関してのバルブハウジングを提供する。バルブシステムは、マルチステージポンプ１００の様々な構成部材に対して流体流通を案内し得るよう構成することができる。一実施形態においては、入口バルブ１２５，隔離バルブ１３０，バリアバルブ１３５，パージバルブ１４０，ベントバルブ１４５の各々は、部分的にバルブプレート２３０内に組み込まれ、そして、対応するダイヤフラムに対して圧力が印加されているかあるいは真空が印加されているかに応じて開閉されるダイヤフラムバルブとされる。

【0027】

バルブプレート２３０は、各バルブに関して、対応するダイヤフラムに対して圧力または真空を印加するためのバルブ制御入口を備えている。例えば、入口２３５は、バリアバルブ１３５に対応しており、入口２４０は、パージバルブ１４０に対応しており、入口２４５は、隔離バルブ１３０に対応しており、入口２５０は、ベントバルブ１４５に対応しており、入口２５５は、入口バルブ１２５に対応している。各入口に対して、圧力あるいは真空を選択的に印加することにより、対応するバルブを開閉することができる。各バルブは、様々なシーケンスに基づいて開閉することができる。シーケンスは、用途ごとによって、様々に異なるものとすることができる。バルブプレート２３０は、バルブの停滞容積を低減し得るよう、また、真空変動に基づく容積変動を除去し得るよう、また、真空要求を低減し得るよう、また、バルブダイヤフラムにかかる応力を低減し得るよう、構成することができる。

【0028】

バルブ制御ガスおよび真空は、バルブ制御供給ライン２６０によって、バルブプレート２３０に対して、提供される。バルブ制御供給ライン２６０は、バルブ制御マニホールド（マニホールドカバー２６３あるいはハウジングカバー２２５によってカバーされている）から、導出ブロック２０５を通して、バルブプレート２３０へと、延在している。バルブ制御ガス供給入口２６５が、バルブ制御マニホールドに対して加圧ガスを提供し、真空入口２７０が、バルブ制御マニホールドに対して真空（あるいは、低圧）を提供する。バルブ制御マニホールドは、三方バルブとして機能し、対応するバルブを制御し得るよう、供給ライン２６０を介して、バルブプレート２３０の適切な入口に対して、加圧ガスまたは真空を供給することができる。

【0029】

図３においては、導出ブロック２０５は、内部に形成された様々な流体流通経路を図示するために、透視図として図示されている。導出ブロック２０５は、マルチステージポンプ１００に関して、様々なチャンバおよび様々な流体流通経路を規定している。フィードチャンバ１５５および導出チャンバ１８５は、導出ブロック２０５内において、直接的に機械加工することができる。加えて、様々な流体流通経路は、導出ブロック２０５内に機械加工することができる。１つの流体流通経路が、入口２１０から入口バルブへと延在している。流体流通経路２８０は、入口バルブからフィードチャンバ１５５へと延在している。これにより、入口２１０からフィードポンプ１５０への経路が完成している。バルブハウジング２３０内の入口バルブ１２５は、入口２１０とフィードポンプ１５０との間の流通を制御している。流通経路２８５は、フィードポンプ１５０からバルブプレート２３０内の隔離バルブ１３０へと流体を案内する。隔離バルブ１３０の出口は、他の流体流通経路によってフィルタ１２０へとつながっている。流体は、フィルタ１２０から、フィルタ１２０に対して接続された複数の経路を介して、ベントバルブ１４５およびバリアバルブ１３５へと、流通する。ベントバルブ１４５の出口は、ベント出口２１５へと接続され、バリアバルブ１３５の出口は、流体流通経路２９０を介して、導出ポンプ１８０へと接続されている。導出セグメント時には、導出ポンプは、流体流通経路２９５を介して、出口２２０に対して流体を出力することができる。あるいは、パージセグメント時には、導出ポンプは、流体流通経路３００を介して、パージバルブへと流体を出力することができる。このパージセグメント時には、流体は、流体流通経路３０５を介して、フィードポンプ１５０へと戻ることができる。各流体流通経路を、ＰＴＦＥ製の（あるいは、他の材料製の）導出ブロック内に直接的に形成し得ることにより、導出ブロック２０５は、マルチステージポンプ１００の様々な構成部材どうしの間にわたってのプロセス流体の配管として機能することができる。これにより、追加的なチューブの形成の必要性を、省略することができる、あるいは、低減することができる。他の場合においては、流体流通経路を規定するために、チューブを導出ブロック２０５内に挿入することができる。

【0030】

図３は、さらに、バルブプレート２３０に対して圧力または真空を提供するための供給ライン２６０を示している。バルブの駆動は、各供給ライン２６０に対して圧力または真空のいずれかを案内するバルブ制御マニホールド３０２によって、制御される。各供給ライン２６０は、小さなオリフィス（すなわち、絞り）を有した連結部材（連結部材の一例が、符号３１８によって示されている）を備えることができる。各供給ライン内のオリフィスは、供給ラインに対しての圧力または真空の提供どうしの間における尖鋭な圧力差の影響を緩和することを補助する。これにより、バルブを、より円滑にかつよりゆっくりと開閉することができる。

【0031】

図１〜図３に例示した構成に加えて、マルチステージポンプの構成は、圧縮エア式からモータ式へという構成や、圧縮エア式から圧縮エア式へという構成、とすることもできる。また、マルチステージポンプという観点で記載されているけれども、本発明における実施形態は、単一ステージポンプとして実施することもできる。図４は、単一ステージポンプ４０００に関してのポンプアセンブリの一例を示す斜視図である。

【0032】

ポンプ４０００は、上述したマルチステージポンプ１００の１つのステージと同様のものとすることができる。例えば、導出ステージと同様のものとすることができる。ポンプ４０００は、圧縮エアによって駆動されるポンプ、あるいは、ステップモータやブラシレスモータや他のモータによって駆動されるローリングダイヤフラムポンプ、を備えることができる。ポンプ４０００は、導出ブロック４００５を備えることができる。導出ブロック４００５は、導出ポンプ４０００を通して様々な流体流通経路を規定しているとともに、少なくとも部分的にポンプチャンバを形成している。導出ポンプブロック４００５は、ＰＴＦＥあるいは改質されたＰＴＦＥあるいは他の材料からなる単一ブロックとすることができる。これら材料が、多くのプロセス流体と反応しないことのためにあるいはごくわずかしか反応しないことのために、これら材料の使用により、ハードウェアの追加を最小としつつ、流通経路およびポンプチャンバを、導出ブロック４００５内へと直接的に機械加工することができる。したがって、導出ブロック４００５は、組み込まれた流体マニホールドを提供することによって、導管形成の必要性を低減する。ポンプチャンバ内の圧力を読み取るために、圧力センサを配置することができる。

【0033】

導出ブロック４００５は、外部に対しての様々な入口および出口を備えることができる。これら入口および出口には、例えば、流体を受領するための入口４０１０と、パージ／ベント流体のためのパージ／ベント出口４０１５と、導出セグメント時に流体が導出される導出出口４０２０と、がある。導出ブロック４００５は、図４の例においては、ポンプが１つのチャンバだけを備えていることのために、外部パージ出口４０１０を備えている。例えばＯリング無しの低プロファイルの連結部材といったような適切な連結部材を使用することにより、導出ブロック４００５の外部に対しての入口および出口を、流体ラインに対して接続することができる。

【0034】

導出ブロック４００５は、入口から入口バルブ（例えば、バルブプレート４０３０によって少なくとも部分的に形成される）へと、および、入口バルブからポンプチャンバへと、および、ポンプチャンバからベント／パージバルブへと、および、ポンプチャンバから出口４０２０へと、流体流通経路を規定する。ポンプカバー４０２５は、ポンプが損傷してしまうことから保護することができ、また、ピストンハウジング４０２７は、ピストンに関する保護をもたらすことができる。カバー／ハウジングは、ポリエチレンまたは他のポリマーから形成することができる。バルブプレート４０３０は、バルブシステム（例えば、入口バルブ、および、パージ／ベントバルブ）に関してのバルブハウジングを提供する。バルブシステムは、ポンプ４０００の様々な構成部材に対して流体流通を案内し得るよう構成することができる。バルブプレート４０３０および対応するバルブは、バルブプレート２３０に関して上述したのと同様に形成することができる。パージバルブは、入口バルブと比較して、同じサイズとすることも、また、より小さいサイズとすることも、また、より大きいサイズとすることも、できる。しかしながら、より小さなパージバルブを使用することにより、上述したように、チャンバに対して戻る停滞容積を低減することができる。入口バルブおよびパージ／ベントバルブの各々は、部分的にバルブプレート４０３０内に組み込むことができ、そして、対応するダイヤフラムに対して圧力が印加されているかあるいは真空が印加されているかに応じて開閉されるダイヤフラムバルブとすることができる。いくつかの実施においては、バルブのいくつかは、導出ブロック４００５の外部に配置することができる、あるいは、追加的なバルブプレート内に配置することができる。一例として、ＰＴＦＥ製のシートを、バルブプレート４０３０と導出ブロック４００５との間に介装することができ、これにより、様々なバルブのダイヤフラムを形成することができる。バルブプレート４０３０は、対応するダイヤフラムに対して圧力または真空を印加し得るよう、各バルブに対してのバルブ制御入口（図示せず）を備えている。

【0035】

いくつかの実施形態においては、固定された数のポンプではなく、カスタマイズ可能なシステムは、経時的に様々な数のポンプを支持することができる。カスタマイズ可能な導出システムにおいては、フレキシブルなモジュール的なアーキテクチャーを使用する。カスタマイズ可能な導出システムの実施形態は、また、圧縮エア式のポンプやモータ式のポンプや任意のポンプといったような様々なタイプのポンプを支持することができる。例えば、マルチステージポンプシステムにおいては、第１ステージのポンプを、圧縮エアによって駆動されるものとすることができ、第２ステージのポンプを、モータによって駆動されるものとすることができる。このような混合や適合に関するフレキシブルさにより、システムを、特定の用途の各々に関して、カスタマイズすることができる。図５は、カスタマイズ可能な導出システムに関するモジュール的なアーキテクチャー５００の例示としての一実施形態を概略的に示している。

【0036】

図５に示すように、様々な用途は、使用されている化学物質や、要求された品質／性能のレベルや、要求された品質／性能のレベルを得るためのコスト、等に応じて、様々な要求を有することができる。例えば、化学物質のコストが高く、かつ、最終製品が欠陥に敏感なものである場合には、システムは、モータ式からモータ式へという構成を使用することができる。この構成の例は、図８に示されており、この構成においては、可能な限り最良の濾過制御を行うことができ、欠陥を可能な限り最も少ないものとすることができる。このようなモータ式からモータ式へという構成が、本来的に高価なものであることにより、場合によっては、圧縮エア式からモータ式へという構成を使用することができ、これにより、所望レベルの処理能力を達成しつつなおかつ導出速度と導出量との観測性および制御性を確保しつつ、システムのコストを低減することができる。圧縮エア式からモータ式へという構成の例は、図７に示されている。いくつかの場合においては、圧縮エア式から圧縮エア式へという構成を、望ましいものとすることができる。それは、とりわけ、導出量に対してのコストに興味がある場合である、および／または、高品質の性能が要求されない場合である。圧縮エア式から圧縮エア式へという構成の例は、図６に示されている。ここで開示された実施形態においては、モジュール式のアーキテクチャー５００は、スマートコントローラを備えている。スマートコントローラは、時には動的にすなわちオンザフライで、圧縮エア式ポンプとモータ式ポンプとを混合および適合することができる。よって、ここで開示されたカスタマイズ可能な導出システムの実施形態は、半導体製造の分野における様々な要求に適合し得るよう、多くの様々な用途に関してのすべての性能レベルを得ることができる。

【0037】

このフレキシブルなモジュール的なアーキテクチャーは、ここで開示する導出システムを提供することができ、多くの利点を提供することができる。例えば、システムのオーナーは、圧縮エア式から圧縮エア式へという構成からスタートすることができる。その後、オーナーの要求が変化することがあり得る、および／または、評価後に、圧縮エア式から圧縮エア式へという構成をアップグレードする必要が起こり得る。１つまたは複数の圧縮エア式ポンプは、モータ駆動型のポンプへと、および／または、交換用の圧縮エア式ポンプへと、容易に交換することができる。オーナーは、導出システムの全体を交換する必要はない。

【0038】

導出システムに対しての、このようなプラグアンドプレイタイプの修正は、少なくとも部分的には、様々なタイプのポンプを自動的にかつ動的に制御し得る多目的のスマートコントローラのおかげで、可能とされている。例えば、第１ポンプを組込から外し、第２ポンプを組み込み、ラインを接続することにより、操作を、開始または再開することができる。第２ポンプのポンプヘッドとの接続時には、スマートコントローラは、自動的に第２ポンプを認識することができて、第２ポンプに対応した制御スキームを適用することができる。いくつかの実施形態においては、あるポンプから他のポンプへのスイッチングは、物理的にポンプの取外しや取付を行う必要なく、全体的にソフトウェアを介して行うことができる。例えば、ユーザーは、ポンプＡおよびポンプＢをオフラインとして、ポンプＣおよびポンプＤを割り当てることができる。これにより、ポンプＣおよびポンプＤを、新たなポンプＡおよび新たなポンプＢとして機能を引き継がせることができる。

【0039】

いくつかの実施形態においては、電子的に読取可能なタグまたはコードを使用することにより、スマートコントローラに対して多岐にわたる情報を提供することができる。いくつかの実施形態においては、スマートコントローラは、電子的に読取可能なタグによって識別可能とされた様々なデバイスに対して接続することができる。電子的に読取可能なタグは、そのようなデバイス／パッケージに対して直接的に固定することもあるいは固定しないことも、また、そのようなデバイス／パッケージに対して埋め込むこともあるいは埋め込まないことも、できる。例えば、スマートコントローラは、スマートコントローラの多くのポートのうちの１つのポートを介して、スマートフィルタに対して接続することができ、スマートフィルタに関する情報を、スマートフィルタに関連した電子的に読取可能なタグによって、スマートコントローラに対して提供することができる。他の例においては、スマートコントローラは、パックまたはパッケージに対して接続することができ、そのパックまたはパッケージの中の内容物に関する情報を、そのパックまたはパッケージに関連した電子的に読取可能なタグによって、スマートコントローラに対して提供することができる。そのパックは、特定の用途において必要とされた化学物質を収容することができる。他のデバイス／パッケージを、同様の手法で、スマートコントローラに対して接続することができる。

【0040】

半導体製造においては、様々な用途は、多くの場合、化学的な層厚さおよびコーティング領域に関して、様々な要求を有している。したがって、多岐にわたる導出量および導出速度を要求することができる。そのような要求に対する適合においては、個々の導出に際して要求されるすべての流体を各ポンプが収容し得る必要があることのために、様々なトラックサイズに関して様々なサイズのポンプを備えている。それらトラックおよびポンプは、通信用の個別のラインを必要とする。このことは、各入力ラインおよび各出力ラインが物理的なワイヤまたはケーブルを必要とすることを意味している。ワイヤの複雑さは、導出システム内の既に複雑な流体接続に対して、さらなる難題を追加する。

【0041】

そのような難題を解決するための１つの手法は、個々のポンプコントローラとトラックとの間のシリアル通信を提供し得る入出力（input/output, Ｉ／Ｏ）インターフェースデバイスを使用することである。よって、同じタイプのポンプに関する個々のポンプコントローラは、Ｉ／Ｏインターフェースデバイスを介して、様々なトラックに対して通信することができる。より詳細には、Ｉ／Ｏインターフェースデバイスは、前端のトラックから信号を取得して、その信号を、後端のポンプコントローラに対して、ポンプコントローラが理解し得るフォーマットでもって、シリアル的に通信することができる。

【0042】

ここで開示するスマートコントローラの実施形態は、他の実行可能な解決策を提供することができる。いくつかの実施形態においては、スマートコントローラは、トラックおよび様々なデバイスに対しての物理的な接続のための複数の接続ポートを備えることができる。いくつかの実施形態においては、スマートコントローラは、モータ式のポンプや圧縮エア式ポンプやフィルタやセンサ等に関しての、２４個の通信ポートを備えることができる。それらモータ式のポンプや圧縮エア式ポンプやフィルタやセンサ等の各々は、２４個の通信ポートのいずれかに対して接続することができ、これにより、オンボードデータベースを使用して、スマートコントローラによって認識されることができる。スマートコントローラとデバイスとの間の通信ラインは、ソフトウェアによって構成可能なものとすることができる。いくつかの実施形態においては、各タイプのデバイスを、スマートコントローラの特定のポートに対して割り当てることができる。

【0043】

いくつかの実施形態においては、スマートコントローラは、トラックやポンプやバルブやセンサやタグリーダやポンプヘッドや他の構成部材といったような様々なデバイスに対しての、シリアル的なあるいはパラレル的なあるいはアナログ信号／データによる通信を行い得るよう、様々なタイプのインターフェースデータを備えることができる。いくつかの実施形態においては、トラックに対してのインターフェースは、独自のプロトコルを、あるいは、産業規格のプロトコルを、使用することができる。他の例においては、トラックに対してのインターフェースは、デバイスネットや産業規格のイーサネット（登録商標）や他のいくつかの産業規格のプロトコルを有したコントローラエリアネットワーク（Controller Area Network,ＣＡＮ）とすることができる。例えば、スマートコントローラは、トラックに対しての通信のために、通信制御プロトコル／インターネットプロトコル（Transmission Control Protocol/Internet Protocol,ＴＣＰ／ＩＰ）を使用することができる。スマートコントローラの他のインターフェースを使用することにより、個々のポンプヘッドも含めた様々なデバイスに対して、１つまたは複数のプロトコルにおいて、通信することができる。いくつかの実施形態においては、様々なデバイスは、ＣＡＮデバイスを含むことができる。いくつかの実施形態においては、様々なデバイスに対してのインターフェースは、解体された単純な独自インターフェースを含むことができる。

【0044】

多くのトラックにおいては、イーサネット（登録商標）やデバイスネットや他の同様のものを使用することにより、ポンプのＩ／Ｏ信号を制御することができる。例えば、トラックは、デバイスネットのパラレルＩ／Ｏボードに対してデバイスネット命令を送出することにより、いくつかの信号を設定（あるいは、セット）することができ、それら信号は、コネクタおよびケーブルを通して、特殊なポンプインターフェースモジュールへと到達することができる。この種の接続アーキテクチャーは、ソフトウェアプログラミングに加えて、デリケートで複雑なハードウェア構成を必要とする。

【0045】

いくつかの実施形態においては、スマートコントローラは、ポンプに対してのインターフェース接続／通信に関して、独自の通信プロトコルを実施することができる。いくつかの実施形態においては、スマートコントローラは、トラックインターフェースを実施することにより、通常的に使用されるパラレルＩ／Ｏの代理をすることができ、これにより、ポンプのトリガーを行ったり、基本的な現在状況を取得したり、することができる。いくつかの実施形態においては、ポンプは、同じパラレルデバイスタイプとして具現することができ、スマートコントローラは、プロトコルを直接的に解釈し得るよう構成することができる。このことは、多くのトラックが現在使用している同じプログラミング機能を仮想的に提供しつつ、ポンプやトラックハードウェアボードやケーブル上にパラレル信号が存在する必要性を排除することとなる。以下の例においては、トラックは、追加的なハードウェアを必要とすることなく、スマートコントローラを通して、ポンプに対して、同じデバイスネット命令を送出することができる。当業者であれば、これが可能な一例に過ぎないことを、理解されるであろう。いくつかの実施形態においては、実在のEntegrisネットワーキングプロトコルを使用することにより、スマートコントローラまたはポンプに対して通信を行うことができる。

【0046】

いくつかの従来の導出システムにおいては、マスターコントローラを、複数のポンプに対して接続することができ、各ポンプは、それぞれのポンプに対して接続された専用のポンプコントローラを有することができる。このタイプの専用のポンプコントローラの機能は、２つのレベルに分類することができる。すなわち、高レベルと低レベルとに分類することができる。高レベルコントローラの機能は、導出ポンプを運転するのに必要な機能を備えることができる。低レベルコントローラの機能は、例えばモータをポイントＡからポイントＢへと移動させるといったような単純な機能を備えることができる。これらポンプコントローラは、大量の処理能力を有している。うまくないことに、従来の導出システムは、そのようなポンプコントローラの処理能力を、効率的な態様で利用していない。例えば、例えば３０〜４０個といったような複数のポンプを有した導出システムにおいては、同時に稼働するポンプは、せいぜい３つであり、残りのポンプは、待機状態とされる。この非効率さは、コスト高を招く。

【0047】

従来の導出システムの他の欠点は、容易には修正できない固定されたアーキテクチャーにある。マスターコントローラは、一般に、接続されるポンプコントローラのタイプに対応した制御スキームでプログラムされる。制御スキームがポンプのタイプに対して特有のものであることにより、圧縮エア式ポンプが取り外されてモータ駆動のポンプへと交換された場合には、マスターコントローラは、モータ駆動ポンプを認識することができず、マスターコントローラは、モータ駆動ポンプの接続方法を知ることができない。

【0048】

本発明において開示されたスマートコントローラの実施形態は、ポンプコントローラから高レベル機能を取得することができる。このため、各ポンプの処理能力を正確に共有することができる。これにより、待機時間を低減することができて、対応するコストを低減することができる。低レベルの機能は、ポンプヘッドのところに留まる。高レベル機能と低レベル機能との間の区別は、特定の実施に関する導出システムをカスタマイズし得るよう構成されたソフトウェアとすることができる。例えば、いくつかの実施形態においては、スマートコントローラは、ポンプヘッドに対して、単なる「導出」命令を送出することができ、ポンプヘッドは、十分な知性を有しており、これにより、命令を実行することができて、タスクの完了時にはスマートコントローラに対して報告を行うことができる。他の例においては、スマートコントローラは、（ポイントのところのあるいはポンプに局在した）ポンプコントローラに対して、一般的な命令「導出レシピ４」を与えることができ、この特定のレシピで導出を行い得るよう構成されたポンプコントローラは、指示されたタスクを行うことができる。いくつかの実施形態においては、ポンプヘッドは、接続されたポンプを駆動するのに十分な基礎的なすなわち基本的な機能だけを有することができ、スマートコントローラは、当面のタスクを達成するため、ポンプヘッドに対して特定の指示を提供することができる。

【0049】

いくつかの実施形態においては、ポンプの操作は、ポンプに対して接続されたフィルタに関する情報を使用して、スマートコントローラによって制御される。いくつかの実施形態においては、フィルタは、ポンプ入口とポンプ出口との間の流体流通経路内に配置された着脱可能なフィルタとされる。着脱可能なフィルタは、ポンプに対しての接続のための、迅速交換機構または迅速接続機構を実施することができる。いくつかの実施形態においては、スマートコントローラは、フィルタ情報を受領し得るよう構成され、例えば化学物質のタイプといったようなプロセス流体情報を受領し得るよう構成され、さらに、フィルタ情報に基づいておよびプロセス流体情報に基づいて操作ルーチン（制御スキーム）のライブラリーにアクセスし得るよう構成されており、これにより、ポンプに関する操作ルーチンを選択することができて、選択された操作ルーチンに沿ってポンプを駆動することができる。選択された操作ルーチンは、プライミングルーチンや、導出サイクルや、他のルーチンの導出サイクルの選択されたセグメント、を備えることができる。

【0050】

図６は、カスタマイズ可能な導出システム６００の例示としての一実施形態を概略的に示す図である。カスタマイズ可能な導出システム６００は、フィードステージ６０１に配置された圧縮エア式フィードポンプ６３０と、導出ステージ６０２に配置された圧縮エア式導出ポンプ６４０と、を制御するスマートコントローラ６１０を備えている。この例においては、スマートコントローラ６１０は、トラック６２０に対して、圧縮エア式フィードポンプ６３０に対して、フィルタ６５０に対して、および、導出ポンプ６４０に対して、通信可能に接続されている。この例においては、電子的レギュレータ６３５を使用することにより、圧縮エア式に駆動されるフィードポンプ６３０を制御することができ、電子的レギュレータ６４５を使用することにより、圧縮エア式に駆動される導出ポンプ６４０を制御することができる。

【0051】

図７は、カスタマイズ可能な導出システム７００の例示としての一実施形態を概略的に示す図である。カスタマイズ可能な導出システム７００は、フィードステージ６０１に配置された圧縮エア式フィードポンプ６３０と、導出ステージ６０２に配置されたモータ駆動式の導出ポンプ７４０と、を制御するスマートコントローラ６１０を備えている。上記の例と同様に、スマートコントローラ６１０は、トラック６２０に対して、圧縮エア式フィードポンプ６３０に対して、フィルタ６５０に対して、および、導出ポンプ７４０に対して、通信可能に接続されている。導出システム７００においては、電子的レギュレータ６３５を使用することにより、圧縮エア式に駆動されるフィードポンプ６３０を制御することができる。この例においては、スマートコントローラ６１０は、電子的レギュレータを使用することなく、導出ポンプ６４０を制御し得るよう構成することができる。いくつかの実施形態においては、カスタマイズ可能な導出システム７００は、それでもなお、標準的な構成部材として、電子的レギュレータを備えることができる。これにより、導出ポンプ７４０に関して様々なタイプのポンプを混在させることができる。例えば、所望であれば、複数の導出ポンプ７４０の中において、電子的レギュレータに対して接続された１つまたは複数の圧縮エア式ポンプを混在させることができる。

【0052】

図８は、カスタマイズ可能な導出システム８００の例示としての一実施形態を概略的に示す図である。カスタマイズ可能な導出システム８００は、フィードステージ６０１に配置されたモータ駆動式のフィードポンプ８３０と、導出ステージ６０２に配置されたモータ駆動式の導出ポンプ７４０と、を制御するスマートコントローラ６１０を備えている。上記の例と同様に、スマートコントローラ６１０は、トラック６２０に対して、フィードポンプ８３０に対して、フィルタ６５０に対して、および、導出ポンプ７４０に対して、通信可能に接続されている。スマートコントローラ６１０は、上述したマルチステージポンプ１００の場合と同様にして、モータ駆動式のフィードポンプ８３０と、モータ駆動式の導出ポンプ７４０と、を制御することができる。いくつかの実施形態においては、カスタマイズ可能な導出システム８００は、標準的な構成部材として、フィードステージ６０１のための電子的レギュレータと、導出ステージ６０２のための電子的レギュレータと、を備えることができる。これにより、フィードポンプ８３０に関しておよび導出ポンプ７４０に関して様々なタイプのポンプを混在させることができる。例えば、所望であれば、フィードステージ６０１における複数のフィードポンプ８３０の中において、電子的レギュレータに対して接続された１つまたは複数の圧縮エア式ポンプを混在させることができ、導出ステージ６０２における複数の導出ポンプ７４０の中において、電子的レギュレータに対して接続された１つまたは複数の圧縮エア式ポンプを混在させることができる。

【0053】

図６〜図８は、スマートコントローラ６１０のフレキシブルさおよび多目的性を例示している。スマートコントローラ６１０は、フィードステージ６０１における圧縮エア式フィードポンプ６３０と、導出ステージ６０２における圧縮エア式導出ポンプ６４０と、導出ステージ６０２におけるモータ駆動式の導出ポンプ７４０と、フィードステージ６０１におけるモータ駆動式のフィードポンプ８３０と、様々なフィルタ６５０と、を取り扱うことができる。スマートコントローラ６１０は、トラック６２０に対してのおよび様々なデバイスに対しての複数の物理的インターフェース（ポート）を有したプラグアンドプレイタイプのインターフェースを提供する。同じ接続ラインを使用することにより、様々なタイプのポンプに対して通信を行うことができる。このことは、カスタマイズ可能な導出システムのための配線を低減する／単純化する。

【0054】

スマートコントローラは、例えば圧縮エア式ポンプやモータ駆動式ポンプやフィルタ等といったような様々なデバイスと通信するための、独自のあるいは内部の標準化された通信ラインを提供することができる。それらデバイスとの通信時には、スマートコントローラは、接続時に各タイプのデバイスを識別することができ、対応する制御スキームを参照することができ、それに応じてデバイスを駆動することができる。例えば、あるポンプとの通信から他のポンプとの通信へと切り替えるに際しては、スマートコントローラは、新たに接続されたポンプに関する制御スキームも含めた情報についての内部のあるいは局所的なデータベースに対してアクセスすることができ、それに応じた制御スキームを適用することができる。

【0055】

いくつかの実施形態においては、スマートコントローラは、フィルタ情報を収容した電子的に読取可能なフィルタ情報タグを有したフィルタに対して接続することができる。電子的に読取可能なフィルタ情報タグのいくつかの例は、高周波認識（ＲＦＩＤ）技術を実施することができる。それらフィルタは、着脱可能なタイプのものとすることができ、迅速交換機構または迅速接続機構を実施することができる。いくつかの実施形態においては、フィルタ情報タグは、能動的なあるいは受動的なＲＦＩＤタグや、バーコードや、他の光学的に読取可能なコード、とすることができる。

【0056】

高周波認識（ＲＦＩＤ）は、一般に、２つの部材を備えている。すなわち、読取器と、タグと、を備えている。ラジオ波を使用することにより、いくつかのＲＦＩＤタグを、数メートル離れたところから、ＲＦＩＤ読取器の視野方向を超えて、読み取ることができる。いくつかの実施形態においては、適切なＲＦＩＤタグの範囲は、意図的に短いものとされ、これにより、隣接するポンプに関するタグの読取に対してのクロストークを低減することができる。一例として、一実施形態においては、ＲＦＩＤタグの範囲は、約２５ｍｍ（約１インチ）にまで短いものとされる。ＲＦＩＤ読取器およびタグの距離および／または構成に応じて、他の範囲も可能である。図１０は、ＲＦＩＤタグ９５２ａを有したフィルタ９５０ａの例、および、ＲＦＩＤタグ９５２ｂを有したフィルタ９５０ｂの例、を示している。いくつかの実施形態においては、ＲＦＩＤタグは、フィルタ上に直接的に固定することができる、あるいは、フィルタに対して埋め込むことができる。いくつかの実施形態においては、ＲＦＩＤタグは、フィルタに対して物理的に取り付ける必要はない。ＲＦＩＤ技術は、当業者には公知である。そのため、ここではこれ以上の説明を省略する。

【0057】

フィルタ情報の例には、限定するものではないけれども、部品番号や、設計スタイルや、メンブランタイプや、保持規格や、フィルタの世代や、フィルタメンブランの構成や、ロット番号や、シリアル番号や、デバイスフローや、メンブラン厚さや、メンブランバブルポイントや、粒子品質や、フィルタ製造業者の品質情報や、他の情報、がある。設計スタイルは、フィルタの設置対象をなすポンプのタイプや、フィルタの容量／サイズや、フィルタ内のメンブラン材料の量や、フィルタの構成に関しての他の情報、を示している。メンブランタイプは、メンブランの材質および／または厚さを示している。保持規格は、メンブランによって特に効率的に除去し得る粒子サイズを示している。フィルタの世代は、フィルタがフィルタ設計の第１世代あるいは第２世代あるいは第３世代あるいは他の世代のいずれであるかを示している。フィルタメンブランの構成は、フィルタがプリーツされているかどうかや、プリーツのタイプや、あるいは、メンブランの構成に関する他の情報、を示している。シリアル番号は、個々のフィルタのシリアル番号を提供する。ロット番号は、フィルタまたはメンブランの製造ロットを特定することができる。デバイスフローは、良好な導出を行いつつ取り扱い得るフィルタを通しての流速を示している。デバイスフローは、個々のフィルタの製造時に決定することができる。メンブランバブルポイントは、良好な導出を行いつつ取り扱い得るフィルタを通しての流速／圧力に関する他の尺度を提供する。メンブランバブルポイントも、また、個々のフィルタの製造時に決定することができる。上記の例は、例示のためのものであり、フィルタ情報内に含有され得る情報を限定することを意図したものではない。

【0058】

フィルタ情報内に含有される部品番号は、様々な情報を含むことができる。例えば、部品番号フォーマットの例における各文字“Ａａｂｃｄｅｆｇｈ”は、情報の様々な部分を含むことができる。以下の表１は、部品番号に含まれる情報の例を提供する。

【0059】

【表1】

【0060】

表１の例によれば、Impactポンプフィルタに関しての部品番号Ａ２ＡＴ２ＲＭＲ１は、フィルタの接続態様を示しており、フィルタの設置対象をなすポンプは、IntelliGen2 ポンプ（Impact および IntelliGenは、米国ミネソタ州 Chaska 所在の Entegris, Inc. 社による登録商標である）であり、メンブランは、薄いＵＰＥであり、保持規格は、１０ｎｍであり、フィルタは、バージョン２フィルタであり、フィルタは、ＲＦＩＤタグを備えており、フィルタメンブランが、Ｍプリーツを備えており、フィルタは、Ｏリング無しであり、１個のボックスあたりにつき１つのフィルタが設けられている。しかしながら、情報を付帯するための部品番号の使用は、例示のためのものに過ぎず、フィルタ情報は、他の手法によっても付帯することができる。

【0061】

他の適切なフィルタは、また、他の目的でスマートコントローラに対して接続ずることができる。例えば、初期バージョンのスマートフィルタは、取り外して、新しいバージョンのものに交換する必要がある。これは、古いスマートフィルタを引き出して、さらに、交換用のフィルタを、所定位置に差し込むことによって、単純な態様で行うことができる。一組をなす複数のルールを、フィルタ情報に対して適用することができる。これにより、フィルタが適切なものであるかどうかを決定することができる。フィルタが適切なものであるかどうかを決定するためのルールは、フィルタ情報と、例えばプロセス流体や環境特性や必要なサイクル時間や他の要因といったような他の要因と、に依存することができる。例えば、ルールは、プロセス流体がある種の粘性を有している場合には、特定の部品番号あるいはある種の部品番号およびバブルポイントを有したフィルタであれば適切なフィルタであると判断するというようにして、適用することができる。よって、適用されるルールは、様々なフィルタ情報や他の情報に依存することができる。フィルタが適切なフィルタでない場合には、対応する操作を行うことができる。そうでなければ、ポンプの動作を進めることができる。

【0062】

スマートフィルタは、とりわけ非常に微細なミクロンサイズのあるいはサブミクロンサイズのものといったようなプリントパターン内における欠陥に対して敏感なものであるような様々な半導体製造プロセスにおいて、重要な役割を果たすことができる。いくつかの既存の導出システムは、負圧下において濾過を行う。いくつかの既存の導出システムは、濾過に必要な圧力を観測することができて、その圧力をおそらく受動的に維持することができる。しかしながら、従来の導出システムにおいては、濾過に必要な圧力を正確に制御し得る能力を有することについては、知られていない。

【0063】

本発明において開示されたいくつかの実施形態においては、導出サイドにおいてポンプ入口のところにおけるポンプヘッドの正圧を制御して維持することができる。これにより、欠陥によって引き起こされるバブルを低減することができる。モータ駆動式のポンプの場合には、この正圧は、モータの動きによって、および、圧力トランスデューサに対してのフィードバックループによって、制御することができる。例えば、５ｐｓｉの正圧を提供するためには、上流側の電子的レギュレータを、第１ステージにおいて１０ｐｓｉを提供するように設定することができ、下流側の電子的レギュレータを、第２ステージにおいて５ｐｓｉを提供するように設定することができる。この圧力差は、フィルタを通して導出サイドへと流体を押し出す。

【0064】

圧縮エア式ポンプのセットアップにおいては、圧力トランスデューサは、流体流通経路内に配置され、これにより、実際の流体圧力を検出することができる。スマートフィルタからの情報に基づいて、スマートコントローラは、特定のフィルタに関して実際の濾過速度がどれくらいであるかを推測することができ、これにより、濾過速度を制御することができる。これにより、ユーザーは、下流側の圧力を設定することに加えて、所望の濾過速度を設定することができる。上流側の圧力は、フィルタを通しての所望の目標速度が得られるように、調節することができる。

【0065】

一例として、圧縮エア式から圧縮エア式へというポンプ構成に関する濾過速度は、あのようにして計算することができる。すなわち、
−ユーザーが、圧縮エア式導出ポンプに関して、化学物質の粘度（ＦＶ）を入力する。
−ユーザーが、ポンプに対して流体連通可能に接続されたＲＦＩＤフィルタに関して、所望の濾過圧力の設定値（ＦＰ）を入力する。いくつかの場合においては、ＦＰは、４ｐｓｉに設定することができる。いくつかの場合においては、ＦＰは、２ｐｓｉ〜１０ｐｓｉに設定することができる。
−ユーザーが、化学物質の濾過に関して、所望の濾過速度（ＦＲ）を入力する。ＦＲは、０．２ｃｃ／ｓｅｃ〜１ｃｃ／ｓｅｃに設定することができ、いくつかの場合においては、これ以上に設定することができる。
−コントローラが、フィルタのＲＦＩＤタグから、フィルタ流速（ＦＬＲ）を取得する。ＲＦＩＤタグから提供された情報は、フィルタのタイプと、フィルタを通して流れている流体の現在の流速と、を備えることができる。
−コントローラは、ファームウェア内に格納された抵抗定数（ＦＣ）を有している。
−コントローラが、Ｒ＝ＦＣ／ＦＬＲに基づいて、フィルタ抵抗（Ｒ）を計算する。
−この時点で、コントローラは、ＵＦＲ＝（Ｒ×ＦＲ×ＦＶ）＋ＦＰに基づいて、上流側の圧力（ＵＦＲ）を計算するために必要なすべての情報を有している。ＵＦＰは、ユーザーによって所望とされた濾過速度を得るために必要とされる。
−コントローラは、ＵＦＰのために、第１ステージの流体圧力を設定し、ＦＰのために、第２ステージの流体圧力を設定する。
−隔離バルブおよびバリアバルブを開放する。
−与えられた濾過速度でもって、濾過が起こる。
−濾過が完了した時点で、第１ステージの流体圧力を、ＦＰからＵＦＰへと引き上げる。
−引き上げられた圧力が、濾過の終了を知らせる。

【0066】

特定の例においては、ユーザーは、１．５ｃｃ／ｓｅｃという濾過速度を要望することができ、３センチポワズ（ｃｐｓ）という粘度を有した流体の濾過に関して、導出ポンプ上において４ｐｓｉという下流側圧力を要望することができる。Ｒ＝１．５５、ＵＦＲ＝１０．９８ｐｓｉが仮定される。フィードポンプに関する圧力レギュレータが１０．９８ｐｓｉに設定され、導出ポンプに関する圧力レギュレータが４ｐｓｉに設定された場合には、流体の移動は、フィルタを通しての圧力差によって引き起こされ、フィルタを通しての圧力差は、この例においては、流体を、フィルタを通して１．５ｃｃ／ｓｅｃという流速でもって、フィード側から導出側へと移動させる。その流速は、それ以上の流体の処理が必要とされるまで、継続される。この時点で、導出ポンプのダイヤフラムは、底に到達することとなり、導出ポンプに関する圧力レギュレータは、もはや、４ｐｓｉという設定ポイントを維持することはできない。この場合、第２ステージにおける圧力は、１０．９８ｐｓｉという設定ポイントに向けてドリフトし始める。ドリフトが起こり始めた後に、濾過の終了が示され、導出ポンプは、濾過を終了することができ、サイクル内の次のステップに進むことができる。これが可能な理由の１つは、圧力トランスデューサが流体流通経路内に配置されているからである。圧力トランスデューサが圧縮エア経路内に配置されているだけである場合には、流体圧力の変化は、検出されない。

【0067】

図９は、カスタマイズ可能な導出システム９００の例示としての一実施形態を概略的に示している。カスタマイズ可能な導出システム９００は、フィードステージ９０１および導出ステージ９０２に関して、圧縮エア式ポンプから圧縮エア式ポンプへという構成を有している。この例においては、フィードポンプ９３０ａおよびフィードポンプ９３０ｂは、ユニットとして物理的に組み合わされている。しかしながら、各ポンプは、互いに独立に動作し、ここで開示されたスマートコントローラの実施形態（図６参照）によって互いに独立に制御され、特定の導出用途のために化学物質を収容しているそれぞれ対応する一組のボトル９７０ａ，９７０ｂに対して流体連通可能に接続されている。有利には、この構成は、同時的な導出のおかげで、コストの節約と大きな処理速度とを提供することができる。同様に、導出ポンプ９４０ａおよび導出ポンプ９４０ｂは、ユニットとして物理的に組み合わされている。しかしながら、各ポンプは、互いに独立に動作し、スマートコントローラによって互いに独立に制御され、それぞれ対応するフィルタ９５０ａ，９５０ｂに対して、および、それぞれ対応するパージラインに対して、および、導出ポイントにつながる導出（出力）バルブに対して、流体連通可能に接続されている。いくつかの実施形態においては、出力バルブは、ストップ／サックバックバルブ（stop/suckback valves, ＳＳＢＶｓ）を備えることができる。出力バルブは、エアによって運ばれた分子汚染や他の分子や化学物質に関しての観測／検出デバイスに対して接続することができる。導出ポイントにおける導出ノズルを通して、ウェハ上へと、処理化学物質を含有した対照量の流体が適用される（導出される）。処理化学物質がウェハに対して適用される速度は、処理流体が一様に適用されることを保証するためには、制御されなければならない。ウェハの表面上にわたってのコーティングの厚さは、典型的には、オングストローム単位で測定される。

【0068】

導出ノズルは、一般に、大気圧下とされる。好ましくは、導出ノズルのところにおける圧力レベルは、乱されないままとされる。すなわち、高圧となることもなく、真空となることもなく、スパイクを有することもない。圧縮エア式から圧縮エア式へというポンプ構成において流体流通経路内に圧力トランスデューサを配置することにより、導出ポンプの入口が正圧を有していることを確保することができ、あれこれ推測を行う必要なく、すべての時点で、正圧を正確に制御することを確保することができる。圧力トランスデューサは、印加された圧力の関数として信号を生成し得るタイプのセンサとされる。この構成においては、多くの適切な圧力トランスデューサを使用することができる。いくつかの実施形態においては、正圧は、０〜１２ｐｓｉという範囲とすることができる。いくつかの実施形態においては、正圧は、２〜１０ｐｓｉという範囲とすることができる。

【0069】

図１０〜図１５は、カスタマイズ可能な導出システム１０００の例示としての実施形態におけるポンプ制御およびシーケンス動作を示している。カスタマイズ可能な導出システム１０００は、フィードステージ９０１および導出ステージ９０２に関して、圧縮エア式ポンプから圧縮エア式ポンプへという構成を有している。この例示としての実施形態においては、カスタマイズ可能な導出システム１０００は、様々なバルブを備えることができる。様々なバルブには、入口バルブや、隔離バルブや、ベントバルブや、バリアバルブや、パージバルブや、出力バルブ、がある。これらバルブは、マルチステージポンプ１００に関して上述した各バルブと同様の機能を有している。また、この例においては、電子的レギュレータ９３５を使用することにより、フィードポンプ９３０ａ，９３０ｂの圧縮エア式駆動を互いに独立に制御することができ、電子的レギュレータ９４５を使用することにより、導出ポンプ９４０ａ，９４０ｂの圧縮エア式駆動を互いに独立に制御することができる。この例示としての実施形態においては、カスタマイズ可能な導出システム１０００は、さらに、ＲＦＩＤタグ９５２ａを有したスマートフィルタ９５０ａと、ＲＦＩＤタグ９５２ｂを有したスマートフィルタ９５０ｂと、ＰＣＢ９６１と、ＰＣＢ９６２と、を備えることができる。この例においては、２つのポンプが、１つのユニットとして物理的に組み合わされていることのために、プリント回路基板（ＰＣＢ）が、このユニットに対しておよびスマートコントローラに対して接続され、これにより、スマートコントローラからの一命令ごとに、両ポンプのうちの一方のポンプを駆動することができる、あるいは、双方のポンプを同時に駆動することができる。

【0070】

図１１は、充填および導出シーケンス１１００の一例を示している。このシーケンス１１００においては、化学物質が、ボトル９７０ａからフィードポンプ９３０ａ内へと吸引される。図示の単純化のために、フィードポンプ９３０ｂと、導出ポンプ９４０ｂと、これらポンプに付設された部材／接続ラインと、については、図１１〜図１５においては、図示が省略されている。フィードポンプ９３０ｂおよび導出ポンプ９４０ｂは、フィードポンプ９３０ａおよび導出ポンプ９４０ａを参照してここで説明するのと同じあるいは同様のポンプ制御およびシーケンス動作を有することができる。

【0071】

フィルタ９５０ａは、タグ９５２ａを有することができる。動作時には、タグ読取器（図示せず）が、タグ９５２ａからフィルタ情報を読み取ることができ、このフィルタ情報を、スマートコントローラに対して送信することができる（図６参照）。スマートコントローラは、フィルタ情報を処理することができ、フィルタ情報に対してルールを適用して、フィードポンプ９３０ａと導出ポンプ９４０ａとをどのように動作させるかを決定することができる。例えば、充填圧力の制御や、流体圧力プロファイルの観測や、偏差に関するアラームの生成、をどのようにして行うかを決定することができる。加えて、スマートコントローラは、タグ９５２ａから得られたフィルタ情報に基づいて、導出サイクル時におけるカスタマイズ可能な導出システム１０００の動作を調節することができる。

【0072】

スマートコントローラは、また、フィルタ情報を使用することにより、濾過特性に対して良い操作あるいは悪い操作を修正することができる。動作時には、スマートコントローラは、カスタマイズ可能な導出システム１０００に関する様々な動作データを追跡することができる。スマートコントローラによって追跡される情報は、スマートコントローラに対して利用可能とされたすべての動作パラメータ、および、スマートコントローラによって計算されたすべての情報、を備えることができる。動作データの非制限的ないくつかの例は、圧力と、バルブ操作に関連した様々なパラメータと、モータ位置と、モータ速度と、油圧と、他のパラメータ（例えば、ポンプが温度センサを備えている場合には、温度）と、を備えることができる。この情報を使用することにより、導出が良好な導出であるかどうかを、また、導出が良好な導出であったかどうかを、決定することができる。これは、導出を行った後に行うことも、また、導出サイクル時にリアルタイムで行うことも、できる。

【0073】

動作データは、フィルタ情報に対して相関させることができる。これにより、導出品質に対しての様々なフィルタパラメータの効果を、検証することができる。一例においては、スマートコントローラは、フィルタのロット番号を記録することができ、これにより、カスタマイズ可能な導出システム１０００の動作データを、そのロットに対して相関させることができる。この情報を使用することにより、フィルタの特定のロットが、同じ構成のフィルタの他のロットと比較して、良好な結果をもたらすかあるいは悪い結果をもたらすかを検証することができる。同様に、シリアル番号を使用することにより、個々のフィルタに関しての動作データを追跡することができ、これにより、個々のフィルタが悪いコーティングを引き起こしたかどうかを決定することを補助することができる。さらに他の実施形態においては、動作データをメンブランバブルポイントに対して相関させることにより、同じ部品番号を有しかつ異なるメンブランバブルポイントを有したフィルタが異なる導出結果をもたらしたことを決定することができる。タグ９５２ａからの情報を記録することにより、および、導出に関する情報を追跡することにより、フィルタの選択を最適化し得るとともに、フィルタの製造さえをも最適化することができる。

【0074】

図１２は、濾過シーケンス１２００の一例を示している。上述したように、スマートフィルタは、様々な半導体製造プロセスにおいて、重要な役割を果たすことができる。特定の例においては、第１ステージの流体圧力の設定値が、１０ｐｓｉに設定され、第２ステージの流体圧力の設定値が、８ｐｓｉに設定された場合には、２つの設定値の間の差圧は、２ｐｓｉである。この差圧（ΔＰ）は、フィルタを通して流体を引っ張る。フィルタは、シールされたタイプのものとされている。これにより、流体がフィルタを通して押されたときには、圧力損失は存在しない。流速に依存して、および、フィルタの抵抗に依存して、２つのステージにおける圧力は、最終的には、経時的に濾過の終了時点では平衡状態に到達する。従来技術においては、いつ濾過の終了時点が起こるかは、圧縮エア式から圧縮エア式へというポンプ構成において、正確には知られていなかった。いくつかの実施形態においては、圧力トランスデューサを、流体流通経路内に配置することができる。これにより、ポンプに対してタイミング良く正確な情報を提供することができ、無用に待つ必要なく次なるステップへと進むことができる。図１０に示す構成を使用することにより、一例においては、導出サイドにおいて流体ダイヤフラムは、最終的には底に到達し、それ以上の流体は、ポンプ内へと侵入することができない。一方では、フィードステージにおけるボトル抽出器は、導出サイドへと流体を押し出す試みを継続する。これにより、導出サイドにおける流体圧力は、上昇し、最終的には、１０ｐｓｉへと上昇する。これにより、濾過の終点を知らせる。圧縮エア式から圧縮エア式へというポンプ構成においては、この圧力は、流体流通経路内に配置された圧力トランスデューサによって検出される。この場合にも、流速は、導出ステージとの連携により、制御される。導出ステージにおいては、下流側の圧力を制御することができ、欠陥の量を最小とすることができる。さらに、濾過の終点の検出は、カスタマイズ可能な導出システムに関する処理速度を最良なものとすることができる。なぜなら、システムが、所定時間にわたって待つ必要なく、次なる導出サイクルのための待ち受け状態へと、進むことができるからである。

【0075】

混合および適合システムにおいては、ボトル抽出器は、モータポンプを使用することにより、ボトルから流体を引っ張ることができる。（上流側の電子的レギュレータを介して）負圧を印加することにより、ボトルから、第１ステージの流体リザーバ内へと、流体を引っ張ることができる。モータポンプの使用は、流体の流速および圧力に関する制御レベルの繊細さをもたらすという理由を有することができる。いくつかの実施形態においては、圧縮エア式ポンプは、低コストで利用することができる。よって、いくつかの実施形態においては、上述した正圧制御スキームは、圧縮エア式から圧縮エア式へというポンプ構成に限定されるものではなく、モータ駆動式からモータ駆動式へというポンプ構成や、モータ駆動式から圧縮エア式へというポンプ構成においても、実施することができる。ボトルは、加圧することができ、フィードステージを使用することにより、化学物質が充填される速度を制御し得るとともに、充填の終点を決定することができる。

【0076】

導出サイクルに加えて、スマートコントローラは、他の操作を実行し得るよう構成することができる。例えば、ポンプに対して新たなフィルタが接続されたときには、フィルタは、導出サイクルの運転前にフィルタメンブランが十分に湿潤されるように、プライミングされるべきである。プライミングルーチンの一例は、以下のものとすることができる。まず最初に、流体が、導出チャンバ内へと導入される。フィルタは、所定時間にわたってベントすることができ、これにより、フィルタの上流部分からエアバブルを除去することができる。次に、再循環パージセグメントを行うことができる。再循環パージセグメント１３００の一例が、図１３に示されている。再循環パージは、化学物質廃棄物を発生させることなくバブルを除去することができ、これに加えて、効果的な態様でフィルタのプライミングにとって重要なものとすることができる。その後のパージからベントというセグメントにおいては、隔離バルブおよびパージバルブが開放され、バリアバルブが閉塞される。流体は、導出チャンバからベントを通して案内される。これは、濾過セグメントと、ベントセグメントと、パージセグメントと、の後に行うことができる。その後、隔離バルブを開放しなおかつフィードステージの流体を加圧した状態で、フィルタを加圧することができ、バリアバルブとベントバルブとを閉塞することができる。流体をフィルタを通して導出チャンバへと流し、パージバルブを通してパージするという前方フラッシュセグメントを行うことができる。再度、パージからベントというセグメントを行うことができる。プライミングルーチンは、必要に応じて、繰り返すことができる。

【0077】

カスタマイズ可能な導出システム内のポンプは、フィルタのタイプに基づいておよび使用されているプロセス流体に基づいて、プライミングすることができる。よって、上記は、プライミングルーチンの一例を提供するけれども、当業者であれば理解されるように、他のプライミングルーチンを使用することができる。適切なプライミングルーチンにおいては、フィルタメンブランを十分に湿潤させるために、様々な異なるステップを有することができる。プライミングルーチンにおいて使用し得るいくつかの非限定的なセグメントシーケンスの例には、限定するものではないけれども、ｉ）充填セグメントおよびベントセグメント、ｉｉ）充填セグメント、パージからベントというセグメント、濾過セグメント、ベントセグメント、パージから入口というセグメント、ｉｉｉ）導出セグメント、充填セグメント、濾過セグメント、および、パージセグメント、がある。図１４は、充填セグメント１４００の一例を示している。充填セグメント１４００においては、カスタマイズ可能な導出システム１０００は、次なる導出のための待ち受け状態とされている。図１５は、ベントセグメント１５００の一例を示している。ベントセグメント１５００においては、カスタマイズ可能な導出システム１０００は、自動的にベントを行い、これにより、圧力観測によってバブルが検出されたときには、バブルを除去することができ、これにより、加圧下においてガスが再溶解することを防止することができる。プライミングルーチンにおいては、必要に応じて、追加的なセグメントを、あるいは、代替可能なセグメントを、使用することができる。

【0078】

上述したように、いくつかの実施形態においては、カスタマイズ可能な導出システムは、互いに物理的に連結された複数のポンプからなる１つまたは複数のユニットを備えることができる。ＰＣＢの補助により、スマートコントローラは、１つのユニットあたりについて単一のライン／ポート／物理的インターフェースを介して、それらポンプに対して通信を行うことができる。しかしながら、それらポンプが物理的に一体化されていないことのために、各ポンプは、なおも、フルセットのチューブおよび部材を必要とする。いくつかの実施形態においては、本発明によるカスタマイズ可能な導出システムは、配線要求／チューブ形成要求が単純化された一体型ポンプを備えることができる。

【0079】

図１６は、２つの圧縮エア式ポンプが１つのユニットとして互いに物理的に一体化されている一体型ポンプ１６００の例示としての一実施形態を概略的に示す図である。一体型ポンプ１６００においては、２つの圧縮エア式ポンプ（ポンプ１，ポンプ２）は、流体プレート１６１０を共有している。流体プレート１６１０は、フロントプレート１６１１とエンドプレート１６１２との間に介装されている。非限定的な例示においては、流体プレートは、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）や他のいくつかの適切な材料といったようなポリマー材料から形成することができる。特定の例示においては、流体プレートは、１０１．６ｍｍ（４インチ）という高さと、１０１．６ｍｍ（４インチ）という幅と、６．３５ｍｍ（１／４インチ）という厚さと、を有することができる。流体プレートの両サイドは、機械加工することができあるいは他の形状とすることができ、これにより、皿状形状や凹所形状や凹面形状を形成することができる。この例においては、圧縮エア式ポンプの各々は、流体プレートの一方のサイドに対して連結されたエンドプレートを備えており、これにより、内部に流体を保持するためのキャビティまたはスペースを形成することができる。ダイヤフラム１６２１，１６２２は、互いに独立に圧縮エアによって駆動することができ、これにより、一体型ポンプ１６００の内外にわたって、流体１６０１，１６０２を案内することができる。取付プレートは、エンドプレートどうしの間に介装することができる。これにより、流体スペースと取付プレートとの間において、流体連通を提供することができる。非限定的な例示においては、エンドプレートは、金属から形成することができる。例えばプラスチックといったような他の適切な材料を、使用することもできる。図６に示すように、フィードポンプ６３０が複数の一体型ポンプ１６００を備えている場合には、それら一体型ポンプからなる各ユニットは、接続された単一の制御ボードを備えている。この例においては、カスタマイズ可能な導出システム６００は、フィードポンプ６３０の各々に対して再配線する必要なく、動作容量および動作の可能性を容易に増大させることができる。

【0080】

図１７は、４つの圧縮エア式ポンプ（流体１７０１に対してのポンプ１，流体１７０２に対してのポンプ２，流体１７０３に対してのポンプ３，流体１７０４に対してのポンプ４）が１つのユニットとして互いに物理的に一体化されている一体型ポンプ１７００の例示としての一実施形態を概略的に示す図である。スマートコントローラは、単一のライン／ポート／インターフェースを介して、これらポンプを制御することができる。各ポンプは、流体サイドと圧縮エアサイドとを有している。これらポンプは、中央プレート１７１０やフロントプレート１７１１やエンドプレート１７１２や流体プレート１７２１や流体プレート１７２２といったようなある種の部材を共有する。いくつかの実施形態においては、ポンプは、流体取付部材や圧縮エア取付部材も含めて取付プレートおよび取付部材を共有することができる。

【0081】

図１８は、一体型ポンプ１８００の例示としての一実施形態を示す斜視図である。この例においては、一体型ポンプ１８００のポンプ１およびポンプ２は、流体プレート１８１０と、フロントプレート１８１１と、エンドプレート１８１２と、取付プレート１８６０と、流体取付部材１８８５と、圧縮エア取付部材１８９５と、を共有している。

【0082】

図１９は、一体型ポンプ１９００の例示としての一実施形態を示す分解斜視図である。図示の簡単化のために、ただ１つの圧縮エア式ポンプが、図示されているだけである。一体型ポンプ１９００の複数の圧縮エア式ポンプは、図１６〜図１８を参照して上述したようなある種の部材を共有することができる。この例においては、一体型ポンプ１９００は、流体プレート１９１０と、バルブプレート１９１１と、エンドプレート１９１２と、バルブプレート１９１１と流体プレート１９１０との間に介装されたダイヤフラム１９２２と、ダイヤフラム１９２２とバルブプレート１９１１との間に配置されたＯリング１９８０と、流体プレート１９１０とバルブプレート１９１１とエンドプレート１９１２とダイヤフラム１９２２とを一緒に保持する固定部材１９９０と、を備えている。Ｏリング１９８０は、部分的に着座させることができる。ダイヤフラム１９２２は、シートから形成することができ、シートは、弾性材料や、ＰＴＦＥや、改質されたＰＴＦＥや、好ましくはプロセス流体に対して反応しない様々な適切な材料からなる複合材料、から形成することができる。一実施形態においては、ダイヤフラム１９２２は、０．３３ｍｍ（０．０１３インチ）という厚さとすることができる。流体は、流体取付部材１９８５を通して、一体型ポンプ１９００の内外にわたって案内することができる。流体取付部材１９８５は、頂部支持プレート１９７０および取付プレート１９６０を通して、流体チャネルに対して接続することができる。ダイヤフラム１９２２は、圧縮エア取付部材１９９５を介して、圧縮エア式に駆動することができる。キャビティ内における流体の移動容積（流体サイド）は、ダイヤフラム１９２２に対して適用された圧力／真空の程度に応じて、変更することができる。この圧力は、圧力ナット１９５０によって測定することができる。

【0083】

当業者であれば、このようにして組み合わせ得るポンプの数やポンプのタイプが、図示されたものに限定されないことは、理解されるであろう。例えば、モータ駆動ポンプは、単一ブロック内において各ポンプにつき１つの穿孔穴といったようにして２つまたはそれ以上の穿孔穴を形成し、単一の制御ボードにより２つまたはそれ以上のローリングダイヤフラムポンプを互いにボルト止めすることにより、組み合わせることができる。いくつかの場合においては、ポンプの組合せにおける複雑さといったような実用的な考慮は、および、そのような組合せに起因する利点に関する実用的な考慮は、組み合わされるべきポンプの数に影響を与えることができる。例えば、導出システム内において２つの個別のポンプが使用される場合のコストがＸであるとすれば、２つのポンプが組み合わされた場合には、コストは、Ｘの分数となる。しかしながら、４つのポンプの組合せの場合には、そのＸの分数を増大させることができる。組み合わされるポンプの数が増大するにつれて、それらを組み合わせる価値を低減させる課題となる。Ｘの分数がＸに対して十分に近くなるポイントが存在し、複数のポンプの組合せに起因する節約効果を無視できる程度のものとするポイントが存在する。

【0084】

互いに独立に動作し得る複数のポンプの組合せは、多くの利点を提供することができる。例えば、一体型ポンプは、複数の個別のポンプの合計のフットプリントと比較して、より小さなフットプリントしか必要としない。加えて、一体型ポンプは、配線／ケーブル構成を単純化することができ、これにより、設置時間／組立時間／メンテナンス時間を短縮することができる。さらに、一体型ポンプは、少なくとも、一体型ポンプの各ユニット内における材料の共有に基づき、システム全体のコストを低減することができる。

【0085】

本明細書においては、モジュール式の、フレキシブルな、スマートな、コスト的に有利な、および、高性能の、導出システムの様々な実施形態について説明したけれども、当業者であれば、本発明による様々な実施形態の精神および範囲を逸脱することなく、様々な修正や変形を行い得ることは、理解されるであろう。当業者であれば、ここで説明された様々な特徴点および様々な見地が、他とは独立的に実施され得ること、および、様々な組合せでもって実施され得ることは、理解されるであろう。したがって、添付図面も含めて本明細書内における開示は、本発明を限定するものではなく、本発明を例示するためのものである。それら修正は、本発明の範囲内に属するものである。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲によっておよびその等価物によって、決定されるべきである。

【符号の説明】

【0086】

１００ マルチステージポンプ
１０５ フィードステージ部
１１０ 導出ステージ部
１１２ 圧力センサ
１２０ フィルタ
１２５ 入口バルブ
１３０ 隔離バルブ
１３５ バリアバルブ
１４０ パージバルブ
１４５ ベントバルブ
１４７ 出口バルブ
１５０ フィードポンプ
１８０ 導出ポンプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】