特許 6138850 空検出機能付きライナ式液体保存・分配システム

(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】6138850

(24)【登録日】2017年5月12日

(45)【発行日】2017年5月31日

(54)【発明の名称】空検出機能付きライナ式液体保存・分配システム

(51)【国際特許分類】

   B01J 4/00 20060101AFI20170522BHJP

【ＦＩ】

   B01J4/00 103

【請求項の数】12

【外国語出願】

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2015-84211(P2015-84211)

(22)【出願日】2015年4月16日

(62)【分割の表示】特願2012-48521(P2012-48521)の分割

【原出願日】2006年4月25日

(65)【公開番号】特開2015-157286(P2015-157286A)

(43)【公開日】2015年9月3日

【審査請求日】2015年4月17日

(31)【優先権主張番号】60/674,579

(32)【優先日】2005年4月25日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】599006351

【氏名又は名称】アドバンスド テクノロジー マテリアルズ，インコーポレイテッド

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(72)【発明者】

【氏名】ホヴィネン，ミナ

(72)【発明者】

【氏名】キンガリー，ジョン，アール．

(72)【発明者】

【氏名】トム，グレン，エム．

(72)【発明者】

【氏名】オドウアティ，ケビン，ティー．

(72)【発明者】

【氏名】ミッケルセン，カーク

(72)【発明者】

【氏名】ウェア，ドナルド，ディー．

(72)【発明者】

【氏名】ヴァン バスカーク，ピーター，シー．

【審査官】 増田 健司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１５０８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１４００６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−３８２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１５０６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／０２０５５８１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第３７５６３６７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第３７５６４５９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１８９４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１０１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３０４７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１０９１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００３−５１８５９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５０７８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第０３／０６６５０９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第５７１１３５４（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｊ ４／００

Ｂ６５Ｄ ８３／００

Ｂ６７Ｄ ９９／００

Ｃ２３Ｃ １６／４４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内容積を有する容器と、
液体媒体を閉じ込めるものである前記容器内のライナと、
前記ライナから前記液体媒体を圧力で分配するために前記ライナに外部流体圧力を加えるものである圧力アセンブリと、
前記ライナから前記液体媒体を分配ライン圧力で分配するための分配ラインであって、前記ライナと結合された分配ラインと、
分配作業中に前記ライナからの前記液体媒体の抜き取りを示す少なくとも１つの状態を監視し、空の状態が発生すると、当該空の状態と相関する出力を生成するものである少なくとも１つの圧力センサと、を備え、
前記少なくとも１つの圧力センサが、前記外部流体圧力と前記分配ライン圧力との間の差分に応答して空の状態を示す出力を生成するものである、
流体保存・分配システム。

【請求項2】

前記少なくとも１つの圧力センサが複数の圧力センサを備える、請求項１に記載の流体保存・分配システム。

【請求項3】

前記少なくとも１つの圧力センサからの前記出力を受け取り、前記受け取りに応じて前記容器及びライナからの前記分配作業を終了するものである制御装置をさらに備える、請求項１に記載の流体保存・分配システム。

【請求項4】

前記制御装置が、分配作業を継続するために、前記容器及びライナから別のライナへの交換を実行するものである、請求項３に記載の流体保存・分配システム。

【請求項5】

前記圧力アセンブリが、加圧流体を前記内容積に送出して前記ライナに圧力を加えるものである流体加圧ドライブトレーンを含む、請求項１に記載の流体保存・分配システム。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか一項に記載の流体保存・分配システムと、前記流体保存・分配システムに結合され、前記分配ラインを通じて分配される液体媒体を受け取る超小型電子製品製造ツールと、を備える超小型電子製品製造装置。

【請求項7】

内容積を有する容器と、
液体媒体を閉じ込めるものである前記容器内のライナと、
前記容器と係合し、分配作業中に前記ライナから液体媒体を抜き取るものである分配アセンブリと、
分配作業中に前記ライナからの前記液体媒体の抜き取りを示す少なくとも１つの状態を監視するものである少なくとも１つの圧力センサと、
前記液体媒体を分配ライン圧力で分配するように前記分配アセンブリと結合された分配ラインと、
前記ライナから前記液体媒体を圧力で分配するために前記ライナに加えられるドライブトレーン圧力を生成するものであるドライブトレーンと、を備え、
前記少なくとも１つの圧力センサが、前記ドライブトレーン圧力と前記分配ライン圧力との間の差分に応答して出力を生成するものであり、前記ドライブトレーンが、前記出力に応じて前記ドライブトレーン圧力を増加させることで所望の分配ライン圧力を維持するものである、
流体保存・分配システム。

【請求項8】

前記少なくとも１つの圧力センサが、前記ドライブトレーン圧力と前記分配ライン圧力との間の前記差分に応答して空の状態を示す出力を生成するものである、請求項７に記載の流体保存・分配システム。

【請求項9】

前記出力を受け取り、前記受け取りに応じて分配作業を終了するものである制御装置をさらに備える、請求項８に記載の流体保存・分配システム。

【請求項10】

前記ライナが、ゼロ又はほぼゼロの頭隙状態で液体媒体を含む、請求項７に記載の流体保存・分配システム。

【請求項11】

内容積を有する容器と、
液体媒体を閉じ込めるものである、前記容器内のライナと、
前記容器と係合し、分配作業中に前記ライナから液体媒体を抜き取るものである分配アセンブリと、
前記液体媒体を分配ライン圧力で分配するように前記分配アセンブリと結合された分配ラインと、
分配作業中に前記ライナから分配される液体媒体の流量を監視するものである内蔵流量計と、
前記ライナから前記液体媒体を圧力で分配するために前記ライナに加えられるドライブトレーン圧力を生成するものであるドライブトレーンと、を備え、
前記内蔵流量計が、液体媒体の前記流量の大幅な減少に応答して出力信号を生成し、前記ドライブトレーンが、前記流量の前記大幅な減少に応じて前記ドライブトレーン圧力を増加させることで所望の分配ライン圧力を維持するものである、
流体保存・分配システム。

【請求項12】

前記内蔵流量計を備える空検出センサをさらに備え、さらに、前記出力信号が、前記ライナからの液体媒体の枯渇が始まることを示すものである、請求項１１に記載の流体保存・分配システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001] 本出願は「ZERO HEAD SPACE/MINIMAL HEAD SPACE LINER-BASED LIQUID STORAGE A
ND DISPENSING SYSTEMS ADAPTED FOR PRESSURE DISPENSING」についてGlenn M. Tom、Joh
n Kingery、Kevin O'Dougherty、Kirk Mikkelson及びMichelle Albergの名前で２００５
年４月２５日に出願された米国仮特許出願第６０／６７４，５７８号、及び「MATERIAL S
TORAGE AND DISPENSING PACKAGES AND METHODS」についてGlenn M. Tomその他の名前で２
００６年１月２４日に出願された米国仮特許出願第６０／７６１，６０８号、さらに「LI
NER-BASED LIQUID STORAGE AND DISPENSING SYSTEMS WITH EMPTY DETECTION CAPABILITY
」についてMinna Hovinen、John Kingery、Glenn M. Tom、Kevin O'Dougherty、Kirk Mik
kelsen、Donald Ware及びPeter Van Buskirkの名前で２００５年４月２５日に出願された
米国仮特許出願第６０／６７４，５７９号、及び「APPARATUS AND PROCESS FOR STORAGE
AND DISPENSING OF CHEMICAL REAGENTS AND COMPOSITIONS」についてWeigua Wang、David
Bernhard、Thomas H. Baum、Greg Mlynar及びMinna Hovinenの名前で２００５年４月２
５日に出願された米国仮特許出願第６０／６７４，５７７号に関連する。このような仮特
許出願全部の開示は、参照により個々の全体が本明細書に組み込まれる。

【0002】

[0002] 本発明は、超小型電子デバイス製品の製造に使用される高純度液体試薬及び化学
機械的研磨組成等の化学試薬及び組成を保存して、分配し、分配作業中に閉じ込められた
液体が涸渇するか、涸渇状態に近づくと、空であることを検出する機能を有するライナ式
液体閉じ込めシステムに関する。

【背景技術】

【0003】

[0003] 多くの産業用途では、化学試薬及び組成は高純度状態で供給される必要があり、
パッケージ充填、保存、輸送、及び最終の分配作業を通して供給材料が純粋で適切な形態
で維持されることを保証するために、専用のパッケージングが開発されている。

【0004】

[0004] 超小型電子デバイス製造の分野では、パッケージング材料の汚染及び／又はパッ
ケージ内に含まれる材料への環境汚染の侵入が、多種多様な液体及び液体を含む組成で製
造した超小型電子デバイス製品に悪影響を及ぼして、超小型電子デバイス製品を欠陥品に
するか、所期の用途には無用になることさえあるので、このような液体及び液体を含む組
成のために、適切なパッケージングの必要性が特に強力である。

【0005】

[0005] このような考慮事項の結果、フォトレジスト、エッチング液、化学蒸着試薬、溶
剤、ウェーハ及びツール洗浄製剤、化学機械的研磨組成等、超小型電子デバイスの製造に
使用される液体及び液体を含む組成のために、多くのタイプの高純度パッケージングが開
発されている。

【0006】

[0006] このように使用されている１タイプの高純度パッケージングは、蓋又はカバー等の保持構造によって剛性の高い外部パック内の所定の位置に固定された可撓性ライナ又は袋内で液体又は液体系組成を含む、剛性の高い外部パックを含む。このようなパッケージングは一般に、「箱に袋を入れる」パッケージングと呼ばれる。パッケージングの剛性の高い外部パックは、例えば高密度ポリエチレン又は他のポリマ又は金属で形成することができ、ライナは、ライナに含まれる液体又は液体系材料に対して不活性であるように選択されたポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、低密度ポリエチレン、ＰＴＦＥ系多層積層、ポリウレタン等のポリマフィルム材料の、前洗浄した無菌の折りたたみ式袋として提供される。このようなタイプのパッケージングは、ATMI, Inc.（米国コネチカット州Danbury）からNOWPAKという商標で販売されている。

【0007】

[0007] 液体及び液体系組成のこのようなライナパッケージングを含む分配作業では、液
体は、閉じ込められた液体に液浸管を液浸した状態で、液浸管を含む分配アセンブリを、
ライナの口に接続することによってライナから分配される。このように分配アセンブリが
ライナに結合された後、ライナの外面に流体圧力が加えられ、従ってこれが漸進的に潰れ
て、液体を強制的に分配アセンブリに通し、最終使用場所に流すために関連する流れ回路
に放出する。

【0008】

[0008] 液体又は液体系組成内での粒子及び微小な泡の発生を抑制するために、ライナパ
ッケージに設ける頭隙は最小限、好ましくはゼロであることが有利であることが確立され
ている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

[0009] また、ライナパッケージからの液体及び液体系組成を保存し、分配する際には、
下流への動作、又は新しい材料パッケージへの切り替えを適時に実行できるように、分配
される材料が涸渇するか、涸渇状態に近づいていることを検出するように分配作業を管理
することが望ましい。従って、分配作業の最終段階を監視し、特に空であるか、空の状態
に近づいていることを検出する際の信頼性は、ライナパッケージの最適な使用を可能にし
、このようなパッケージングの設計及び実現の望ましい目的となる。

【課題を解決するための手段】

【0010】

[0010] 本発明は、液体及び液体系組成を保存し、分配するパッケージング装置及びプロ
セスに関する。

【0011】

[0011] 別の態様では、本発明は、
内容積を有する容器と、
ゼロ又はほぼゼロの頭隙構造で液体媒体を閉じ込めるように構成された、前記内容積内
のライナと、
分配作業中にライナから液体媒体を抜き取るために、容器と係合するような構成である
分配アセンブリと、
分配作業中にライナから抜き取られる液体媒体を監視し、空の状態又はほぼ空の状態が
発生すると、それに相関する出力を生成するように構成された内蔵流量計と、を備える、
流体保存・分配システムに関する。

【0012】

[0012] 別の態様では、本発明は、
内容積を有する容器と、
ゼロ又はほぼゼロの頭隙構造で液体媒体を閉じ込めるように構成された、前記内容積内
のライナと、
分配作業中にライナから液体媒体を抜き取る（又は分配する）ために、容器と係合する
ような構成である分配アセンブリと、
分配アセンブリと結合し、分配作業中にそれを通して液体媒体を流すように構成された
流れ回路と、を備え、
このような流れ回路が直列部分及び任意選択の分岐部分を含み、さらに、
液体媒体の１次体積が十分に分配されるまで、２次体積の分配が生じないように、分配
するために構成された液体媒体の２次体積を備え、このような１次体積は、ライナ内の液
体媒体の少なくとも一部を含み、２次体積は、
(i)１次体積がライナ内の全液体媒体未満を備える場合に、１次体積を構成する液体媒体
以外の、ライナ内の液体媒体の部分、
(ii)流れ回路の直列部分内にあるか、それと連絡する液体媒体の直列体積、及び
(iii)流れ回路の分岐部分内にあるか、それと連絡する液体媒体の分岐体積
のうち１つ又は複数で構成され、さらに、
前記分配作業を監視し、液体媒体の１次体積が分配された後、前記第２体積の分配が開
始された場合、空の状態又はほぼ空の状態のせいで空検出出力を生成するように構成され
た空検出器を備える、
ライナパッケージ分配システムに関する。

【0013】

[0013] 本発明のさらなる態様は、
内容積を有する容器と、
頭隙に覆われた液体媒体を閉じ込めるように構成された、前記内容積内のライナと、
ライナ内の頭隙及び液体媒体と流体連絡状態で気圧結合し、自身内の液体レベルを規定
するために、ガスに覆われた液体媒体を閉じ込めるように構成されたリザーバと、
リザーバ内の液体レベルを監視し、ライナの空の状態又はほぼ空の状態により、リザー
バ内の液体レベルが変化した場合に、空検出出力を生成するように構成された空検出器と
、を備える、
ライナパッケージ分配システムに関する。

【0014】

[0014] 本発明の別の態様は、
内容積を有する容器と、
頭隙に覆われた液体媒体を閉じ込めるように構成された、内容積内のライナと、
相分離器と、
相分離器と流体連絡したライナと結合する分配ラインと、
相分離器と結合して、そこから液体媒体を放出する液体媒体フローラインと、
相分離器上に配置され、自身内の液体媒体レベルを規定する液体媒体を閉じ込めるよう
に構成されたリザーバと、
相分離器をリザーバと流体連絡状態で接合するオーバヘッドラインと、
リザーバが所定量の予備液体媒体を含んでいる、リザーバ内の第１液体媒体レベルを検
出するように構成された第１レベルセンサと、
前記予備液体媒体の分配中に、オーバヘッドラインの第２液体媒体レベルを検出するよ
うに構成された前記オーバヘッドライン内の第２レベルセンサと、
前記オーバヘッドライン内で前記第２レベルセンサと前記リザーバの間にあり、ライナ
から液体媒体を分配する間に、リザーバを充填するために開き、第１レベルセンサによっ
て第１液体媒体レベルが検出されると閉じるように構成された第１流量制御弁と、
分配ライン内で、オーバヘッドライン内で第１流量制御弁が閉じた後、ライナの空の状
態又はほぼ空の状態を検出し、ライナの空の状態又はほぼ空の状態を検出したら、相分離
器及び液体媒体フローラインを通して予備液体媒体を分配するために、第１流量制御弁を
開くよう、作動的に構成された圧力検出アクチュエータと、を備える、
ライナパッケージ分配システムに関する。

【0015】

[0015] 本発明のさらなる態様は、
内容積を有する容器と、
頭隙に覆われた液体媒体を閉じ込めるように構成された、内容積内のライナと、
自身内の液体媒体レベルを規定する液体媒体を閉じ込めるように構成されたリザーバと
、
リザーバと流体連絡したライナと結合する分配ラインと、
リザーバから液体媒体を放出するために、それと結合する液体媒体フローラインと、
リザーバ内の第１液体媒体レベルを検出するように構成された第１レベルセンサと、
リザーバ内の第１媒体レベルより高い、リザーバ内の第２液体媒体レベルを検出するよ
うに構成された第２レベルセンサと、
ガス連絡ラインと、を備え、
ガス連絡ラインは、リザーバを、(i)周囲環境と流体連絡したガス連絡ラインと接合す
る通気ラインによって、リザーバの周囲環境と結合し、任意選択で、(ii)加圧ガスの源と
流体連絡するガス連絡ラインと接合する加圧ライン、自身内に第１流体連絡制御弁を有す
る通気ライン、及び自身内に第２流体連絡流量制御弁を有する第２加圧ラインによって、
リザーバから予備液体媒体を圧力の補助により分配するように作動的に構成された圧力ガ
スの源と結合し、第１流体連絡制御弁は、第２レベルセンサと作動的に結合し、リザーバ
を第２液体媒体レベルまで充填するように、開いて対応し、第２液体媒体レベルに到達す
ると、閉じて、その後に液体媒体をライナから分配ライン及びリザーバを通して液体媒体
フローラインへと分配作業で分配するようにし、さらに、
分配ライン内で、ライナの空の状態又はほぼ空の状態を検出し、ライナの前記空の状態
又はほぼ空の状態を検出したら、空の状態を検出した後にリザーバから液体媒体を分配し
続けるために、第１及び第２流体連絡制御弁の一方を開くよう、作動的に構成された圧力
検出アクチュエータと、を備える、
ライナパッケージ分配システムに関する。

【0016】

[0016] 本発明のさらなる態様は、
第１内容積を有する容器と、
第１頭隙に覆われた液体媒体の第１容積を閉じ込めるように構成された、前記第１内容
積内のライナと、
第１頭隙から頭隙ガスを通気するような構成である通気路と、
第２内容積を有する空検出リザーバと、
第２頭隙に覆われた液体媒体の第２体積を閉じ込めるように構成された、第２内容積内
の第２ライナと、
加圧ガスの源と、
加圧ガス源と結合し、加圧ガスを容器内に流して、その中で第１ライナに圧力を加える
ように構成された第１導管と、
容器と係合し、分配作業中に加圧ガス源によって第１ライナに圧力が加えられた場合に
、第１ライナから液体媒体を分配するような構成である分配アセンブリと、
分配アセンブリと空検出リザーバとを相互接続し、分配された液体媒体を空検出リザー
バに送出する第２導管と、
同じ又は異なる加圧ガス源に結合して、加圧ガスを空検出リザーバ内に流し、その中の
第２ライナに圧力を加えるように構成された第３導管と、
空検出リザーバの第２内容積と連絡して、第２頭隙から頭隙ガスを通気するように構成
された第２通気導管と、
空検出リザーバの第２ライナと分配連絡状態で結合し、そこから液体媒体を放出するよ
うに構成された第４導管と、
前記第１導管内の第１流量制御弁と、
前記第１通気導管内の第２流量制御弁と、
前記第２導管内の第３流量制御弁と、
前記第２通気導管内の第４流量制御弁と、
前記第３導管内の第５流量制御弁と、
前記第４導管内の第６流量制御弁と、
前記第１通気導管内の液体媒体の存在を検出するように構成された第１レベル表示器と
、
前記第２通気導管内の液体媒体の存在を検出するように構成された第２レベル表示器と
、
第２ライナ内の液体媒体の存在を検出するように構成された第３レベル表示器と、
制御装置と、を備え、
制御装置は、
第１頭隙からガスを通気するために第１及び第２流量制御弁を開くステップと、
第１ライナに圧力を加えて、液体媒体を分配する圧力を生じさせるために、圧力ガスを
容器に流入させるステップと、
第１レベル表示器が第１通気導管内に液体媒体の存在を感知すると、第２流量制御弁を
閉じるステップと、
液体媒体を第１ライナから分配アセンブリ及び第２導管を通して空検出リザーバ内の第
２ライナへと流し、第２通気導管を通して第２頭隙を通気するために、第３及び第４流量
制御弁を開くステップと、
第２レベル表示器が第２通気導管内で液体媒体の存在を感知すると、第４流量制御弁を
閉じるステップと、
第５流量制御弁を開くステップと、
第１ライナに加えた力より小さい所定の圧力を第２ライナに加えるために、加圧ガスを
空検出リザーバに流入させるステップと、
第１ライナ内の空の状態又はほぼ空の状態のせいで、第２ライナ内の圧力が低下するま
で、第６流量制御弁を開いて、液体媒体を第２ライナから第４導管へと分配するステップ
と、
第３レベル表示器が、空の状態又はほぼ空の状態を示す前記第２ライナ内の液体媒体レ
ベルを検出すると、第３及び第１流量制御弁を閉じるステップと、
第１ライナ内で空の状態又はほぼ空の状態が発生した後、第２ライナからの液体媒体の
分配を継続するステップと、
を含む分配作業を実行するように構成された、
ライナパッケージ分配システムに関する。

【0017】

[0017] 本発明のさらなる態様は、
内容積を有する容器と、
液体媒体を閉じ込めるように構成された内容積内のライナと、
容器と係合して、分配作業中にライナから液体媒体を抜き取るような構成である分配ア
センブリと、
分配に関する状態を検出し、状態を示す相関出力を生成するように構成されたセンサと
、を備える、
ライナパッケージ分配システムに関する。

【0018】

[0018] 別の態様では、本発明は、
内容積及び内容積内のライナを有する容器を提供して、ゼロ又はほぼゼロの頭隙構造に
液体媒体を閉じ込め、
ライナから液体媒体を分配し、
分配中に、内蔵流量計でライナから抜き取られる液体媒体を監視して、空の状態又はほ
ぼ空の状態が発生したら、その状態と相関する出力を内蔵流量計から生成することを含む
、
流体保存・分配方法に関する。

【0019】

[0019] 本発明の別の態様は、本発明の１つ又は複数のコンテナを含む超小型電子デバイ
スを製造するシステム、及びこのようなコンテナに含まれる材料をこのような超小型電子
デバイスに適用する１つ又は複数のサブシステムに関する。

【0020】

[0020] 本発明のさらなる態様は、１つ又は複数のコンテナから１つ又は複数の材料を超
小型電子デバイスに適用し、このようなデバイスをこのような製品に組み込むことを含む
、超小型電子デバイスを含む製品を作成する方法に関する。

【0021】

[0021] 本発明のさらに別の態様は、本発明のコンテナを使用して作成され、欠陥が減少
した改良型超小型電子デバイスに関する。

【0022】

[0022] 本発明の追加の態様は、上記で例示的に特定したタイプに対応するが、上述した
ライナ形体はないタイプの流体分配システム及び方法に関する。

【0023】

[0023] 本発明のさらなる態様は、自身内にライナを含み、その圧力で分配するために材
料を保持するような構成である材料保存及び分配パッケージを含み、パッケージが分配ラ
インによって分配された材料を使用するツールに結合され、分配ラインは自身内に作動的
に配置されたサーボ油圧分配ポンプを有し、さらに、パッケージとポンプの間に、パッケ
ージの空の状態が近づくことを示す出力を提供するように作動的に構成された空検出圧力
変換器を含む材料分配システムに関する。

【0024】

[0024] 本発明のさらに別の態様は、自身内にライナを含み、その圧力で分配するために
材料を保持するような構成である材料保存及び分配パッケージを含み、パッケージは分配
ラインによって分配された材料を使用するツールに結合され、分配ラインは、ツールに流
すために、周期的補給スケジュールで前記パッケージからレジストを受け取るように構成
されたディスペンサに結合され、さらに、パッケージの空の状態に近づくことを示す、デ
ィスペンサの補給に必要な時間の増加を検出し、それに応じて前記近づくことに関する出
力を提供するような構成であるモニタを含む材料分配システムに関する。

【0025】

[0025] 別の態様では、本発明は、材料保存及び分配パッケージ内のライナから材料を使
用するツールへと材料を分配する圧力によって、前記材料を送出することを含み、前記送
出は、材料をパッケージからツールへと給送することを含み、さらにポンプの上流で分配
された材料の圧力を監視して、パッケージ内の材料の枯渇が始まることを示すような、漸
進的に増加する急速度の圧力低下の発生を測定することを含む、材料供給方法に関する。

【0026】

[0026] さらに別の態様では、本発明は、材料保存及び分配パッケージ内のライナから材
料を使用するツールへと材料を圧力で分配することによって、前記材料を送出することを
含み、前記送出は、ツールへと流すために、周期的補給スケジュールで前記パッケージか
らレジストを受け取るように構成されたディスペンサへと材料を流すことを含み、さらに
、カップの補給時間を監視し、パッケージ内の材料の枯渇が始まることを示すような、デ
ィスペンサの補給に必要な時間の漸進的にさらに急速になる増加を検出すると、応答して
出力を発生することを含む、材料供給方法に関する。

【0027】

[0027] さらなる態様では、本発明は、内容積を囲む容器と、内容積内に配置され、圧力
を分配するために自身内に材料を保持するような構成であるライナと、圧力を分配するた
めに、ライナに外部流体圧力を適用するような構成である圧力アセンブリとを備え、前記
材料の２次体積を含み、このような２次体積は、ライナの部分容積を構成し、このような
部分容積を含まないライナの主容積から材料を圧力で分配するために必要なものとは異な
る圧力要件を有する、圧力分配システムに関する。圧力アセンブリは、主容積から材料を
分配する間、及び２次容積から材料を分配する間に、加圧流体を内容積に送出して、ライ
ナに圧力を加えるような構成であり、主容積及び２次容積から分配する間を通して分配さ
れる材料を同じ圧力に維持する流体加圧ドライブトレーンを含む。

【0028】

[0028] 本発明の別の態様は、上述したような圧力分配システムと、圧力分配システムに
結合して、そこから前記分配された材料を受け取る超小型電子製品製造ツールと、を備え
る、超小型電子製品製造装置に関する。

【0029】

[0029] 本発明のさらに別の態様は、上述したような圧力分配システムを提供し、分配す
るために圧力アセンブリを起動し、ライナの主容積から材料を分配し、その後、ライナの
２次容積から材料を分配することを含み、材料が、ライナの主容積からの分配及びライナ
の２次容積からの分配全体で同じ圧力にて分配される材料供給方法に関する。

【0030】

[0030] 本発明のさらなる態様は、上述したような方法でこのような材料を供給し、この
ような分配からの材料を、超小型電子製品製造プロセスで使用することを含む、超小型電
子製品製造方法に関する。

【0031】

[0031] 本発明の他の態様、特徴及び実施形態は、以下の開示からさらに十分に明白にな
る。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】[0032] 液体媒体分配作業を監視するように構成された空検出センサを有するライナパッケージ分配システムの略図である。

【図2】[0033] 液体媒体の１次体積が十分に使い果たされるまで２次体積の分配が生じないように構成された液体媒体の１次及び２次体積と、液体媒体分配作業を監視するように構成された２次体積の液体媒体の分配をトリガする空検出センサと、を有するライナパッケージ分配システムの略図である。

【図3】[0034] 分配作業中にライナパッケージの空検出の監視に有用な、リザーバシステムである。

【図4】[0034] 分配作業中にライナパッケージの空検出の監視に有用な、リザーバシステムである。

【図5】[0034] 分配作業中にライナパッケージの空検出の監視に有用な、検出システムである。

【図6】[0035] 別の実施形態によるリザーバ空検出システムの略図である。

【図7】[0036] さらに別の実施形態によるリザーバ空検出システムの略図である。

【図8】[0037] 特定の実施形態のライナパッケージ及びリザーバ空検出システムの略図である。

【図9】[0038] サーボ油圧分配ポンプと一体化され、空検出圧力変換器を使用して、供給容器の変更を必要とする空の状態に近づくことに関する表示器として、圧力低下の開始を測定するライナ式圧力分配供給容器を含む分配システムの略図である。

【図10】[0039] 本発明の一実施形態による材料送出システムについて、分配される材料の体積の関数として供給パッケージ出口圧を示す定性グラフである。

【図11】[0040] 本発明の別の実施形態により、パッケージをディスペンサユニットに相互接続する分配ラインを有する圧力分配供給容器を備えるウェーハコーティングシステムの略図である。

【図12】[0041] 図１１に示すようなタイプの材料送出システム内のディスペンサユニット（「ＣＲＤ」とする）の補給時間の関係を示す定性グラフである。

【図13】[0042] 図１１の材料送出システムで使用するようなタイプのＣＯＴ（スピンコートサブシステム）モジュールの略図である。

【図14】[0043] 図１１の材料送出システムで使用するようなタイプのＣＯＴモジュールについて、分配されるレジスト材料のミリリットル単位の体積の関数として、個々の高さ補正圧力でディスペンサの補給時間を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0033】

[0044] 本発明は、多種多様な特徴の化学試薬及び組成を保存し、分配する液体閉じ込め
システムに関する。以降では、本発明を主に超小型電子デバイス製品の製造に使用する液
体又は液体を含む組成の保存及び分配に関して説明するが、本発明の有用性はそれに制限
されず、本発明は多種多様な他の用途及び閉じ込められる材料にも拡大され、それを含む
ことが認識される。

【0034】

[0045] 以降では、本発明を様々なライナ式パッケージ及びコンテナを含む特定の実施形
態に関して検討するが、例えば本発明の圧力分配構成又は他の形体等、様々なこのような
実施形態は、ライナがないパッケージ及びコンテナシステムでも実践できることが認識さ
れる。

【0035】

[0046] 本発明は、様々な態様にて、例えば超小型電子デバイス製品の製造に使用される
高純度液体試薬及び化学機械的研磨組成等の、化学試薬及び組成を保存して、分配し、分
配作業中に、閉じ込められた液体が涸渇するか、涸渇に近づくと、空であることを検出す
る機能を有する液体閉じ込めシステムに関する。

【0036】

[0047] 本明細書では、「超小型電子デバイス」という用語は、レジストコート半導体基
板、フラットパネルディスプレイ、薄膜記録ヘッド、超小型電子機械式デバイス（ＭＥＭ
Ｓ）、及び他の先進の超小型電子コンポーネントを指す。超小型電子デバイスは、パター
ン化及び／又はブランケット化したシリコンウェーハ、フラットパネルディスプレイの基
板又はポリマ、例えばフルオロポリマ基板を含んでよい。さらに、超小型電子デバイスは
、メソ細孔性又は微孔性無機固体を含んでよい。

【0037】

[0048] 液体及び液体を含む組成（以降では液体媒体と呼ぶ）のライナパッケージングで
は、ライナ内の液体媒体の頭隙を最小限に抑えることが望ましい。頭隙とは、ライナの液
体媒体を覆うガスの体積である。

【0038】

[0049] 本発明のライナ式液体媒体閉じ込めシステムは、超小型電子デバイス製品の製造
に使用される液体媒体の用途に、特に有用である。また、このようなシステムは、医療及
び製薬業の製品、建築及び建設材料、食品製品等、液体媒体又は液体材料が包装を必要と
する多くの他の用途で有用である。

【0039】

[0050] 本明細書では、ライナ内の流体に関して「ゼロ頭隙」という用語は、ライナが全
体的に液体媒体で充填され、ライナ内の液体媒体を覆うガスの体積がないことを意味する
。

【0040】

[0051] 同様に、本明細書でライナ内の流体に関して使用する「ほぼゼロ頭隙」という用
語は、ライナ内の液体媒体を覆う非常に小さい体積のガスを除き、ライナが液体媒体で実
質的に完全に充填されていることを意味し、例えばガスの体積はライナ内の流体の総体積
の５％未満、好ましくは流体の総体積の３％未満、さらに好ましくは流体の総体積の２％
未満、最も好ましくは流体の総体積の１％未満である（又は別の表現方法では、ライナ内
の液体の体積が、ライナの総容積の９５％を超える、好ましくはこのような総容積の９７
％を超える、さらに好ましくは、このような総容積の９８％を超える、最も好ましくは、
このような総容積の９９％を超える）。

【0041】

[0052] 頭隙の容積が大きいほど、覆うガスが液体媒体に飛沫同伴及び／又は可溶化する
可能性が高くなる。というのは、液体媒体は、ライナ内で飛び散り、跳ね散らされ、平行
移動し、さらにパッケージの輸送中にコンテナを囲む剛体に対してライナが衝突するから
である。この状況の結果、液体媒体中に気泡、微小な泡、及び微粒子が形成され、液体媒
体を劣化させ、潜在的に所期の目的に不適切にしてしまう。この理由から、頭隙は、ライ
ナの内容積を液体媒体で完全に充填して、最小限に抑えることが望ましく、解消する（つ
まりゼロ又はほぼゼロ頭隙構造である）ことが好ましい。

【0042】

[0053] ライナに頭隙が存在し、ライナパッケージと係合可能な分配アセンブリとして、
分配ヘッドと結合する液浸管を使用する場合、分配作業の終了は、気泡が液浸管に入り、
ライナ内の液体媒体が涸渇していて、元々液体媒体を覆っていた残りのガスのみが液浸管
及び残りの分配アセンブリを流れることを示すことにより、容易に判断可能である。

【0043】

[0054] しかし、ゼロ又はほぼゼロ頭隙構造を使用すると、空又はほぼ空の状態を検出す
るために、このような液浸管へのガスの進入を使用することは不可能である。

【0044】

[0055] 本明細書では、ライナ又は他の容器内の液体媒体に関して使用する「空」という
用語は、ライナ又は他の容器内の液体媒体が十分に涸渇していることを意味する。本明細
書でライナ又は他の容器内の液体媒体に関して使用する「ほぼ空」という用語は、ライナ
又は他の容器の液体場以外は実質的に完全に涸渇していることを意味する。例えば、ライ
ナ又は他の容器内に残っている液体媒体の体積が、ライナ又は他の容器の総容積の５％未
満、好ましくはライナ又は他の容積の総容積の体積で３％未満、さらに好ましくは体積で
２％未満、最も好ましくは体積で１％未満である。「空状態を検出する」及び「空検出」
という用語は、ライナ又は容器内の空又はほぼ空の状態を検出するという意味であり、「
空検出器」という用語は、このような状態を測定するために使用される装置を指す。この
ような検出器で感知できる液体媒体の完全涸渇への近接状態は、実際には使用される特定
の装置及びその感度、校正等に応じて変化し、当業者には、任意の液体媒体分配システム
について適切な検出器を、本開示に基づき不等な労力をかけずに容易に決定できることが
認識される。

【0045】

[0056] ゼロ又はほぼゼロ頭隙のパッケージでは、ライナ内の液体媒体が涸渇に近づくに
つれ、分配作業の終了に向かって流れが大幅に減少する。例えば、ポリエチレングリコー
ルメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）を閉じ込める例示的な市販の４リットルのバ
ッグインボックス式ライナパッケージでは、分配作業の所期段階で、流量に関して９９％
分配点で液体の流量の２０％減少が測定可能である。

【0046】

[0057] 本発明は、１つの態様では、空又はほぼ空の状態を検出するために、分配された
液体媒体を内蔵流量計に通して流すことにより、ライナパッケージのゼロ又はほぼゼロ頭
隙構造において液体媒体の涸渇に近づく流量のこのような減少を利用する。従って、内蔵
流量計は、液体分配速度を監視し、空状態に近づいた時に流量の減少を示す出力を提供す
るために使用することができ、従って所望の流量で引き続き分配するために、液体媒体を
閉じ込める新しいパッケージに都合よく、涸渇したライナパッケージが分配作業から外さ
れる。このように内蔵流量計を使用すると、設定点の流量の減少を許容できない用途で、
潜在的な流量の問題が解決される。

【0047】

[0058] 内蔵流量計は市販されており、適切なタイプのこのような流量計は、本明細書の
開示に基づいて当技術分野で容易に決定可能である。１つの実施形態では、内蔵流量計は
、電子出力内蔵流量計で、関連する監視及び制御機器によって処理可能な空検出出力信号
を提供する。例えば、ライナパッケージは、例えばライナ自体、又はライナを横たえる剛
性オーバパック上に、ＲＦＩＤタグという付属品を付けることができる。ＲＦＩＤタグは
、タグからタグに照会するプロセス制御装置へと情報を通信するＲＦアンテナを含んでよ
い。従って、分配される液体媒体の流量を監視するように構成された電子出力内蔵流量計
は、空検出信号をパッケージ上のＲＦＩＤタグに供給することができ、従ってプロセス制
御装置は、ライナパッケージから液体媒体が涸渇する、又は涸渇に近づいていることに相
関する対応の空状態警報信号を受信し、新しいパッケージへの自動交換が実行されるか、
他の方法で枯渇したパッケージの分配作業が終了される。

【0048】

[0059] あるいは、電子出力内蔵流量計は、液体媒体の涸渇に近づくことに相関する制御
信号を、同じ目的でプロセス制御装置に直接送信するように構成することができる。

【0049】

[0060] 図１は、液体媒体の分配作業を監視するように構成された空検出センサ付きの例
示的なライナパッケージ分配システムの略図である。

【0050】

[0061] 図示のようなライナパッケージ分配システムは、液体媒体１８を保持する可撓性
の潰れ可能なライナ１６が配置された内容積１４を規定する剛性オーバパック１２を含む
ライナパッケージ１０を含む。液体媒体１８は、ガスを含む頭隙２０で覆われる。オーバ
パック１２には、自身内の内容積１４と流体連絡した状態で、加圧ガス供給管２４が接合
される。ガス供給管２４は、加圧ガス源（源は図１には図示せず）が結合され、それによ
って加圧ガスが矢印Ａで示す方向でガス供給管２４に流入する。

【0051】

[0062] ガス供給管２４から導入されたガスは、内容積１４に入り、ライナ１６の外面に
圧力を加え、それによってライナを潰し、そこから液体媒体１８を圧力で分配する。

【0052】

[0063] 液体媒体１８の分配は、剛性オーバパック１２及びライナ１６内に（例えば説明を容易にするために図１には図示されていないライナの口構造を通して）延在する液浸管２２によって容易になる。液浸管２２は、その下端で開き、ライナ（の内部）からの液体媒体１８は、加圧ガスによってライナに加えられた圧力の刺激で流れ、液浸管２２、及び液浸管に接続されたフローライン（分配ライン）３０を通り、自身内に空検出センサ３２を含む液体媒体排出ライン３４に至る。液体媒体は、矢印Ｂで示す方向で液体媒体排出ライン３４から放出される。

【0053】

[0064] 内容積１４に加圧ガスを導入する代わりに、油圧又は機械的手段によってライナ
に外圧を加え、ライナからの液体媒体の分配を実行することができる。

【0054】

[0065] 液体媒体の分配が進行するにつれ、液体が涸渇するまでライナ１６が漸進的に潰れる。この際、ライナ内の頭隙２０からのガス、及び液体媒体ではなくガスが、液浸管２２、フローライン３０及び液体媒体排出ライン３４を通って流れる。液体媒体ではなくガスが空検出センサ３２を通過すると、このようなセンサによってライナの空又はほぼ空の状態の検出を引き起こす。

【0055】

[0066] このような空検出センサは、液体媒体分配流回路へのガスの進入を検出するため
に、様々な様式で動作することができる。例えば、空検出センサは、例えばテトラフルオ
ロエチレン及びパーフルオロビニルエーテル（ＰＦＡ）のようなフルオロプラスチックポ
リマ等の適切な材料の直列透明管又はリザーバを通過する流体の光学的感知、あるいはこ
のようなＰＦＡ管又はリザーバを含むセンサ構成の電気的容量性効果を使用することがで
きる。

【0056】

[0067] 空検出動作の以上の構成は、ライナの液体がいつ枯渇したかを判断するには効果
的であるが、ライナ内の液体媒体を覆う頭隙内のガスの存在を利用している。ライナがゼ
ロ頭隙構造で液体媒体により十分に充填されている場合は、ライナからの液体媒体供給の
終了点を判断するためのガスがない。

【0057】

[0068] 図２は、液体媒体の１次体積が十分に使い果たされるまで、２次体積の分配が生
じないように構成された液体媒体の１次及び２次体積と、液体媒体分配作業を監視するよ
うに構成された、２次体積の液体媒体の分配をトリガする空検出センサと、を有するゼロ
又はほぼゼロ頭隙ライナパッケージ分配システムの略図である。

【0058】

[0069] 図２に示すように、図示のようなライナパッケージ分配システムは、液体媒体１
８を保持する可撓性の潰れ可能なライナ１６が配置された内容積１４を規定する剛性オー
バパック１２を含むライナパッケージ１０を含む。ライナには頭隙がないが、ライナは、
自身内の１次体積の液体媒体に加えて、実線４０内であるように概略的に図示された２次
体積を含む。２次体積の液体媒体は、ライナの１次容積と同じタイプの液体媒体であるが
、唯一の違いは、１次体積の液体媒体の分配が終了するまでアクセスされないように２次
体積が構成されることである。２次体積は、ライナの１次容積の内部にある、ライナの仕
切られた空間でよい。

【0059】

[0070] あるいは、２次体積は、２次容積として概略的に図示されたフローライン３０内に直列に配置するか、Ｔ字ライン４８に配置された２次容積４６で示すように、フローライン３０から分岐してもよい。新ロットの液体媒体を下流のプロセスに供給するように、行き止まりをひっくり返して、パージするのは困難であるので、分岐した２次容積４６より直列に配置された２次容積４２の方が好ましい。２次内容積４０が最も好ましく、２次容積４２及び／又は４６を設けるよりも、必要な分配トレーンの構成要素が少なく、費用も少ないという利点を有し、２次内容積４０は、各サイクルで高純度の液体媒体の新鮮な２次体積を提供する。

【0060】

[0071] 図２のシステムでは、オーバパック１２には、その中の内容積１４と流体連絡し
た加圧ガス供給管２４が接合される。ガス供給管２４は、ガス供給管２４は、加圧ガス源
（源は図２には図示せず）が結合され、それによって加圧ガスが矢印Ｂで示す方向でガス
供給管２４に流入する。

【0061】

[0072] ガス供給管２４から導入されたガスは、内容積１４に入り、ライナ１６の外面に
圧力を加え、それによってライナを潰し、そこから液体媒体１８を圧力で分配する。

【0062】

[0073] 液体媒体１８の分配は、剛性オーバパック１２及びライナ１６内に（例えば説明を容易にするために図２には図示されていないライナの口構造を通して）延在する液浸管２２によって容易になる。液浸管２２は、その下端で開き、ライナからの液体媒体１８は、加圧ガスによってライナに加えられた圧力の刺激で流れ、液浸管２２、及び液浸管に接続されたフローライン３０を通り、液体媒体排出ライン３４に至る。液体媒体は、矢印Ａで示す方向で液体媒体排出ライン３４から放出される。

【0063】

[0074] 直列に配置された２次容積４２が、フローライン３０内に、又はそれと連絡して配置され、矢印Ｃで概略的に示す圧縮力が自身に加えられるよう図示されている。分岐した２次容積４６が、Ｔ字ライン４８内にあるか、それと連絡し、例えばこのような分岐ラインの端部に結合され、矢印Ｄで概略的に示す圧縮力が自身に加えられるよう図示されている。

【0064】

[0075] 液体媒体の２次体積が、ライナ内の液体媒体の１次体積に対してライナの内部で
仕切られている場合、ガス供給ライン２４によって導入された加圧ガスによってライナ１
６に加えられる力は、２次内容積の液体媒体を分配するのに十分である。しかし、２次容
積がライナパッケージの外部にあり、対応する２次容積のライナ内にある場合、２次容積
のライナは、例えば加圧ガスを別個に加える、又は圧縮力を油圧又は機械で加えることに
より、自身に追加の圧縮力を加えなければならない。

【0065】

[0076] ２次容積の設計及び実現は、１次体積の液体媒体が完全に枯渇するまで２次体積
が潰れ始めないことを保証しなければならない。これは、例えば２次容積を潰す力を、１
次容積を潰す力より大きくすることによって達成することができる。２次体積の液体媒体
を潰す力は、「押す」方法（２次体積の液体媒体への能動的な圧縮力）又は「引く」方法
（例えば下流のポンプ、ベンチュリ等を使用することによる２次容積からの液体媒体の抽
出又は抜き取り）で加えることができる。

【0066】

[0077] ２次体積の液体媒体は、１次体積の液体媒体を閉じ込めるライナと同様のポリマフィルムのライナに含まれるか、液体媒体は、蛇腹、膜又はライナを潰す圧力を加える管によって、又は２次体積の液体媒体が分配される前に１次体積の液体媒体が最初に枯渇することを保証する他の適切な構造によって、制限された領域内に閉じ込めることができる。２次体積を制限する特定の構成は、本明細書の開示、及び費用の考察、流動の有効性、流路における不感帯の発生等に基づいて容易に決定可能である。

【0067】

[0078] 分配作業中に１次体積の液体媒体が完全に枯渇すると、２次体積の液体媒体が、
液体媒体を下流のプロセス又は分配される液体媒体の他の使用場所へと供給する責任を負
う。１次体積の液体媒体の残留量から２次体積の液体媒体へとこのように切り替わる場合
、分配システム内の空検出用検出器がこの変化を検出しなければならない。

【0068】

[0079] 概して、２次体積の分配開始の検出は、任意の適切な方法で、流路（図２には図
示せず）内に、又は検出するために他に配置された検出器によって検出することができる
。有用な検出体系の例示的実施例は、下流の使用点への１次体積液体媒体の流れの圧力崩
壊を検出するように構成された圧力変換器、より制限された２次体積の液体媒体を分配す
る負荷の増加が検出されるので、システム内に「押す」及び「引く」要素を使用すること
に伴う負荷の変化、２次体積が分岐した樹状ラインに配置された場合は、流れの測定、及
び／又は２次体積の液体媒体の変位の測定を含むが、それに制限されない。このような検
出体系に使用可能な特定の装置は、様々な電子圧力変換器、熱又は溢れセンサ、電流負荷
モニタ、容量、誘導、ホール効果、又は光学的変位要素等を含む。

【0069】

[0080] １つの特定の実施形態では、２次体積の液体媒体は、第１ライナパッケージ内の
１次体積の液体媒体から液体媒体を分配するために必要な圧縮力に対して、第１体積液体
媒体を分配するために使用される加圧ガスの、別個のこれより小さい圧縮力の要件で、第
２ライナパッケージに設けることができる。

【0070】

[0081] １つの特定の実施形態では、ライナパッケージは、ライナに溶着された可撓性部
材を使用し、可撓性部材は、ライナを構成するライナフィルムより剛性の性質である。可
撓性部材は、例えばライナの内容積内のパケット構造として、ライナ内で制限された部分
体積の液体媒体を形成するように構成され、これはパケット内に液体媒体を放出するよう
に屈曲する。これによって、可撓性部材は、例えば１〜３ｐｓｉｇの大きさ等の小さい圧
力低下を生成するが、非常に良好に規定された量の液体媒体を分配するように機能する。

【0071】

[0082] 次に、圧力変換器又はポンプトルク（ポンプによって引き抜かれるアンペア数によって測定）を使用して、液体媒体分配ラインの圧力低下を検出することができる。ライナパッケージ自体をポンプとして使用する場合は、ライナの外面に圧力を加えて、ライナを圧縮して潰し、液体媒体を強制的にライナから排出することによって、ライナ内の可撓性部材が、分配ラインの圧力を維持するためにドライブトレーンの圧力を増加させる。

【0072】

[0083] つまり、ライナにガス圧縮を加える空気圧縮機、又は流体ポンプ等を含む、例え
ば圧縮ガス送出流回路等のドライブトレーンによってライナに加えられる圧縮力の量は、
パッケージに結合された分配ライン内で（ライナ内の大量の液体媒体からの初期分配と）
同じ圧力を維持するために、ライナが空になると、可撓性部材に関連する追加の段階的圧
力低下を克服するために増加する必要がある。

【0073】

[0084] 大量の液体媒体がライナの内容積から枯渇した場合に生じるドライブトレーン圧
力と分配ライン圧力との差圧の変化に応答して、空検出アラームを起動することができ、
これで、ドライブトレーン圧力を増加させ、可撓性部材によって規定された制限付き部分
容積から分配される液体媒体の所望の圧力及び流量を維持する。

【0074】

[0085] ライナの内容積内の制限付き部分容積を規定する可撓性部材は、任意の適切な形
態でよい。１つの実施形態では、可撓性部材は、例えば超音波溶着、溶剤溶着、又は他の
適切な方法でライナの縁部（底部、側部又は上縁）に溶着された「Ｖ」字形シート要素と
して提供され、「Ｖ」字形シート要素の各側がライナの各側に溶着される。別の実施形態
では、可撓性部材は、ライナの平坦な区間に溶着された平坦又はわずかに湾曲した長方形
の部材の形態で提供される。さらに別の実施形態では、可撓性部材は、ライナの平坦部分
、例えばライナの中央付近の部分に溶着された円板形の部材として構成される。

【0075】

[0086] 従って、本発明は、内容積を囲む容器と、内容積に配置され、圧力分配のために自身内に材料を保持するような構成であるライナと、圧力分配のためにライナに外部流体圧力を加えるような構成である圧力アセンブリとを備える圧力分配システムを想定し、圧力分配システムは、前記材料の２次体積を含み、このような２次体積は、部分容積を含まないライナの主容積から材料を圧力分配するために必要なものとは異なる圧力要件を有する、ライナのこのような部分容積を構成する。圧力アセンブリは、主容積から材料を分配する間、及び２次容積から材料を配分する間に、内容積に加圧された流体を送出して、ライナに圧力を加えるような構成である流体加圧ドライブトレーンを含み、これは主容積及び２次容積から分配する間を通じて、分配される材料を同じ圧力に維持する。

【0076】

[0087] １つの実施形態では、流体加圧ドライブトレーンは、主容積及び２次容積から分
配する間を通じて同じ圧量を維持するような構成である空気圧縮機又は流体ポンプを含む
流れ回路を含む。

【0077】

[0088] 使用されるライナは、所期の用途にとって適切な特性の材料、例えば超小型電子
製品を製造するための材料を含む。上述した圧力分配システムは、超小型電子製品を製造
する装置の一部として、分配される材料を受け取る圧力分配システムと結合した超小型電
子製品製造ツールとの組合せで提供することができる。

【0078】

[0089] 上述した圧力分配システムは、圧力アセンブリを起動し、その後に材料を最初は
ライナの主容積から、その後にライナの２次容積から分配する材料供給方法で使用するこ
とができ、材料は、ライナの主容積からの分配と、ライナの２次容積からの分配の全体を
通して同じ圧力で分配される。分配される材料は、例えば超小型電子製品を製造するため
の材料を含んでよく、これによって材料を、記載された通りに分配し、超小型電子製品製
造プロセスで使用することができる。

【0079】

[0090] 別の実施形態では、ライナパッケージの空検出システムは、超小型電子デバイス
製造作業でウェーハの処理に使用される液体のリザーバを提供するために、改造された気
圧計を含む。このような構成では、ライナパッケージはライナの頭隙を有し、ここから頭
隙ガスを抽出して、ライナパッケージ内の頭隙を最小限に抑えることができる。例えば１
００〜１５０ミリリットル程度の体積を有する頭隙は、レベル検出のためにリザーバ容器
に通気されて、ライナ内の液体媒体残留量が涸渇状態に到達するか、それに近づいている
場合に、ライナパッケージの空検出状態を感知する機能を提供する。

【0080】

[0091] このような空検出システムに使用されるリザーバは、図３〜図５に図示されてい
る代替形態のうち１つのような任意の適切なタイプでよく、対応する部品及び形体は、個
々の図面で対応する番号が与えられている。

【0081】

[0092] 図３を参照すると、リザーバシステム６０は、供給ライン６４内のライナパッケ
ージからリザーバ６２に入る液体媒体を受け取り、自身内に液体媒体体積６６を形成する
ように構成され、供給ライン６４からの余分なガスは、ガス空間７０を形成し、そこから
自身内に流量制御弁７８を含む通気ライン７６で、余分なガスを排気することができる。

【0082】

[0093] 体積６６の液体媒体は、リザーバから、自身内に流量制御弁７４を含むライン７
２内に放出され、下流の使用施設又は位置、例えば超小型電子デバイス製造施設へと進む
。

【0083】

[0094] 空の状態又はほぼ空の状態の発生を監視するために、通気弁７８及び液体媒体フ
ロー弁７４が閉じ、分配圧力がライナパッケージのライナの外面に加えられて、ライナか
らの頭隙ガスを強制的にリザーバ６２の頂部領域に押しやる。液体媒体がライナから十分
に排出されると、リザーバ６２の頂部領域にあるガスに圧力がかかり、流れを中断せずに
液体媒体の供給を完了するために、リザーバから下流のプロセスへの液体媒体の圧力分配
に影響を及ぼすことがある。

【0084】

[0095] リザーバから下流プロセスへと液体媒体を分派得する間に、液体媒体の残留量を
閉じ込める別の新しいライナパッケージを、液体媒体分配システムの流れ回路に結合する
か、他の方法で新たなライナパッケージ分配へと「変更」することができる。

【0085】

[0096] ライナパッケージが「枯れる」間にリザーバ６２から分配される液体媒体の量は
、図３の斜線で示す体積６８で示される。液体媒体のこの構成量（体積６８）が下流プロ
セスに分配されるにつれ、このような液体媒体のレベル低下がレベル検出ユニット８０に
よって検出される。レベル検出ユニット８０は、赤外線レベルセンサ又は容量性センサ等
の、任意の適切なタイプのレベルセンサ要素を組み込むことができ、検出ユニット８０に
よって感知された空又はほぼ空の状態により、検出ユニットは適切な警報を起動し、制御
信号を自動変更システムに送信して、分配するための新しいライナパッケージに切り換え
るか、他の適切な措置を執ることができる。

【0086】

[0097] 図３のリザーバシステムは、プロセスフローライン内で展開し、ライナの分配す
べき材料が涸渇した場合に液体媒体を供給するサージタンク又は滞留容器として、さらに
ライナパッケージのライナ内に頭隙が存在する場合でも適切な警報又は矯正措置を提供す
る働きをするレベル検出設備として機能する。

【0087】

[0098] 図４のリザーバシステムでは、リザーバの構造は図３に示したものと同じである
が、リザーバはその中間部分にレベル検出感知のための小径区間８２を有し、小径区間が
図示のような円錐台形の遷移区間８４及び８６によって脇を固める。

【0088】

[0099] 図５に示す検出システム６０は、図４の検出システムと同じ構造であるが、小径
区間８２が、図４の検出システムのこのような区間の長さに対して延長した性質であり、
図５のシステムの小径区間８２は、図示のように、下端に流れ絞り９０を有する。

【0089】

[00100] 図３〜図５の３つのリザーバ空検出システムは、分配される液体媒体中への熔解ガスの混合を最小限に抑えるように設計される。というのは、溶解ガスがあると、その後の気泡として現れることがあるからである。図４及び図５の空検出システムは、分配される液体媒体へのガスの拡散を制限するために、小径中間区間８２を有する。図５のシステムは、ガスの混合に対して設けるバリアを長くすることを示している（つまり、図５のシステムは、液体媒体からガスを切り離すために、長い路を提供する）。別の変形として、リザーバは、リザーバの個々のガス区間と液体区間の間を良好に隔離するために、管の長いコイルによって相互接続された上部ガス区間と下部液体区間として形成することができる。

【0090】

[00101] 図５のリザーバは、ライナパッケージから頭隙ガスを最初に放出した後、ライナ
によって排出できる異質な気泡のトラップを提供する。気泡がリザーバの小径中間区間を
通って上昇する場合、このような気泡の動作は、リザーバの有意の対流混合をもたらし、
これは液体媒体によるガスの吸収を促進する。頭隙ガスの初期移送中に、増加する圧力は
ガスをリザーバの頂部区間に押し上げる。

【0091】

[00102] 図６は、別の実施形態によるリザーバ空検出システムの略図であり、清浄な分配
中のリザーバの加圧に対応する。前述した図３から図５の大気圧リザーバ構成は、分配時
間全体で、リザーバ内の液体媒体を加圧状態にしておく。この液体媒体は、下部リザーバ
に混合され、気泡はその後、液体媒体とともに分配される。図６のシステムは、予備液体
媒体をリザーバ内に大気圧で保存する。

【0092】

[00103] 図６のライナパッケージ及びリザーバシステム１００は、概略的に図示されてい
るように圧力スイッチ又は変換器の上流に逆止弁を含む分配ライン１１８に結合されたラ
イナパッケージ１１６を含む。圧力スイッチ又は変換器から、液体媒体及び頭隙ガスがラ
イン１１２内で相分離器へと流れ、ガスは逆止弁、相分離器、リザーバ１０２及び弁Ｖ３
及び（存在する場合は）Ｖ１を通って通気される。液体媒体がレベルセンサ１を押し上げ
ると、弁Ｖ３が閉じ、予備量の液体媒体は取っておかれる。

【0093】

[00104] リザーバ１０２は、自身に結合されたガス放出ライン１０６を有し、これは自身
内に弁Ｖ１を有する通気ライン１１０（通気管）に、及び自身内に弁Ｖ２を含む分岐ライ
ン１０８（Ｎ２）に接合される。リザーバ１０２は相分離器の上に配置され、相分離器の
上部分は、自身内にレベルセンサ２及び弁Ｖ３を有するオーバヘッドライン１０４によっ
て、これを覆うリザーバと流体流れ連絡状態で結合する。相分離器の下部分は、自身内に
弁Ｖ４を含む液体媒体フローラインに結合する。

【0094】

[00105] 液体媒体を下流プロセスに分配するためにライナパッケージの準備が整うと、弁
Ｖ４が開き、流れが開始する。液体媒体の分配が継続するにつれ、逸脱した気泡が相分離
器によって捕捉される。ライナパッケージ１１６が空になると、分配ライン内の圧力が低
下し、圧力スイッチ／変換器が起動される。次に弁Ｖ３が開き、液体媒体がリザーバから
分配トレーンに供給される。液体レベルがレベルセンサ２まで低下すると、弁Ｖ３及びＶ
４が閉じ、次にライナパッケージ１１６を変更する必要がある。

【0095】

[00106] ライン１１８内に逆止弁／弁が存在するので、レベルセンサ１が起動すると、ラ
イナパッケージ１１６をオフラインにすることができ、リザーバ内の予備液体媒体から下
流プロセスに供給される間、ライナパッケージを交換することができる。

【0096】

[00107] 弁Ｖ１及びＶ２は、システムの任意選択の構成要素であり、単にリザーバを開い
て、大気圧へと通気することによって操作することができる。それにもかかわらず、安全
の見地から、及び溶剤の揮発を最小限に抑えるという目的で、液体媒体が揮発性材料を含
む場合は、Ｖ１を使用することが好ましく、リザーバの充填中はこれを開いておく。リザ
ーバがレベルセンサ１まで充填されると、Ｖ１が閉じる。ライン１１８内の圧力スイッチ
又は変換器起動して、ライナパッケージが空であることを示すと、弁Ｖ３が開き、弁Ｖ１
が開いて、予備液体媒体を使用することができる。あるいは、圧力分配が必要な場合は、
弁Ｖ１ではなく弁Ｖ２が開く。

【0097】

[00108] リザーバから液体媒体を分配する間に弁Ｖ１を使用する場合は、結果として生じ
る負圧状態のせいで、下流ポンプ内の圧力が気泡を生成する可能性がある。弁Ｖ１ではな
く弁Ｖ２を使用した加圧は、このような負圧の問題に対応する。リザーバ内の予備供給源
から来る液体媒体中には、溶解ガスが存在することがあるが、それに関わる動作時間が短
いので、このような効果は最小限になるか、この効果がないはずである。

【0098】

[00109] 図７は、さらに別の実施形態によるリザーバ空検出システムの略図である。ライ
ナパッケージは図７には図示されていないが、液体媒体供給ライン１２６に結合され、PD
MPakの商標でATMI, Inc.（米国コネチカット州Danbury）から市販されているタイプのラ
イナパッケージを備えることができる（「PDMPakから」）。供給ライン１２６は、逆止弁
又は他のタイプの弁を含むことができ、このような弁の下流には圧力スイッチ又は変換器
がある。

【0099】

[00110] 供給ライン１２６は、上部分にレベルセンサ２を、下部分にレベルセンサ１を有
するリザーバ１２２に結合される。リザーバの下部分は、自身内に流量制御弁Ｖ３を有す
る放出ラインに接続される。リザーバの下端はライン１２８に結合され、これは、自身内
に弁Ｖ１を含む分岐ライン１３０に（通気管に）、さらに自身内に弁Ｖ２を含む分岐ライ
ン１３２に（Ｎ２に）接合される。

【0100】

[00111] 図７のシステムの始動時に、ライナパッケージからの頭隙ガスは、強制的に逆止
弁／弁を通り、リザーバ１２２を上昇して、Ｖ１が開いている状態でライン１２８及び１
３０を出る。液体がリザーバへと流れ始め、その充填を開始すると、液体レベルが上昇し
、それがレベルセンサ２に到達すると、弁Ｖ１が閉じる。これで、システムは超小型電子
デバイス製造ツール等の下流のプロセス設備に分配する準備が整う。あるいは、レベルセ
ンサ２をライン１２８に配置し、これによってリザーバを化学物質で完全に充填できるよ
うにし、さらにガスの飛沫同伴を最小限に抑えることができることが分かる。ライナパッ
ケージが空状態に達すると、圧力が低下し始め、このような圧力低下が圧力スイッチを起
動する。使用者には、この作業段階で弁Ｖ１か弁Ｖ２を開くよう設定する選択肢がある。
弁Ｖ１が選択されて、開くと、システム内の圧力が分配圧から大気圧へと低下する。弁Ｖ
２が選択されて、開くと、リザーバ内の圧力が、システム内でラインパッケージ分配作業
の加圧ガスとして使用する窒素ガスの供給圧力まで上昇する。

【0101】

[00112] 図７のシステムでは、使用者は、レベルセンサ１とレベルセンサ２の間に液体媒
体を送出する能力を有する。

【0102】

[00113] レベルセンサ１を起動する場合は、ラインパッケージを変更し、分配作業を終了
しなければならない。

【0103】

[00114] ライン１２６内に逆止弁が存在することで、レベルセンサ２の起動時に、使用者
はライナパッケージを取り出して、変更し、それによって下流の液体媒体使用プロセスの
停止時間を制限することができる。

【0104】

[00115] 図８は、特定の実施形態のライナパッケージ及びリザーバ空又はほぼ空検出シス
テム２００の略図である。この実施形態により、分配ガス（加圧ガス）が液体媒体に接触
することなく、圧力を分配し、レベルを検出することができる。

【0105】

[00116] 図８のシステムは、空検出容器として「瓶に袋／蛇腹を入れる」タイプのライナ
パッケージを使用し、液体媒体に分配ガスを直接加えずに、ライナパッケージの空検出を
監視し、予備液体媒体を下流のプロセス設備に圧力で分配するように構成される。

【0106】

[00117] 図８のシステムの始動時に、弁Ｖ１及びＶ２が開き、ライナ２０４を含んで、液
浸管２０６を含む分配アセンブリへとキャップ２０８を介して結合された容器２０２を備
えるライナパッケージ２００の頭隙から、ガスを通気する。加圧ガス（Ｎ２）が、加圧ガ
ス供給ライン２１０によって容器２０２の内容積へと導入され、その中のライナに圧力を
加え、液体媒体を圧力で分配する。

【0107】

[00118] 図８のシステムのライナパッケージは、任意の適切なタイプでよい。４リットル
の液体媒体容量、及び３口のプローブ設計を有する、NOWPAKという商標でATMI, Inc.（米
国コネチカット州Danbury）から販売されているタイプの容器が、例示的に図示されてい
る。

【0108】

[00119] レベル表示器１が液体を感知すると、弁Ｖ２が閉じ、これによって弁Ｖ２から出
る頭隙ガスの流れが終了する。次に弁Ｖ３及びＶ４が開き、これによって液体媒体が液体
媒体移送ライン２２０を介して空検出容器２２６に入ることができる。空検出容器は、ガ
スが弁Ｖ４及び通気ライン２２２を通って逃げられるようにする貫通口の構成で設計され
る。

【0109】

[00120] レベル表示器２が液体の存在を感知すると（レベル表示器３は、レベル表示器２
の起動前に起動するように構成されている）、弁Ｖ４が閉じ、これによってこのような通
気弁を通る液体媒体の流れが終了する。短い遅延の後、弁Ｖ５が開き、これによって加圧
ガス（Ｎ２）を導入し、空検出容器の内容積に圧力を供給することができる。空検出容器
へのこの供給圧力は、ライナパッケージの内容積に加えられる供給圧力よりわずかに低く
設定される。このような構成によって、液体媒体がライナパッケージ内にある限り、液体
媒体は空検出容器２２６からではなく、ライナパッケージから分配される。

【0110】

[00121] 弁Ｖ５を通る加圧ガスの流れによって所望の圧力が達成されると、弁Ｖ６が開き
、液体媒体放出ライン２２８内の液体媒体を下流のプロセスツール２５０に供給する。下
流のプロセスツール２５０は、任意の適切なタイプでよい。例えば半導体基板上にフォト
レジストを配置する配置室を備えた超小型電子デバイス製造ツール、半導体基板のイオン
注入用イオン注入ツール、フラットパネルディスプレイ基板上に金属を付着させるために
有機金属試薬を受け取る化学蒸着ツール等である。最終的に、ツールに供給するライナパ
ッケージ内の液体媒体は、十分に消費される。こうなると、空検出容器内の圧力が低下す
る。弁Ｖ５を通って流れる窒素ガスからの分配圧力が取って代わり、空検出容器から下流
のプロセスへの液体媒体の分配を継続する。

【0111】

[00122] 空検出容器から分配されると、レベル表示器３が起動し、ライナパッケージの交
換が必要であることを示す。レベル表示器３が起動されると、弁Ｖ３及びＶ１が閉じ、こ
れによって下流のプロセスが空検出容器からの予備液体媒体供給によって作業している間
に、ライナパッケージを安全に交換することができる。空検出容器は、最小限の液体媒体
予備量を有するように設計され、従って空検出容器は、作業を継続するために十分な液体
媒体を、例えば１つの特定の実施形態では、２船の積載量のウェーハ（つまり２ロットの
ウェーハ（＝５０個））に超小型電子デバイス製造試薬を分配するのに十分な量を供給す
ることができる。ライナパッケージを交換したら、液体媒体分配プロセスを繰り返す。

【0112】

[00123] 空検出容器は、任意の適切な方法で構成し、操作することができる。１つの実施
形態では、空検出容器には潰れる膜を構成し、これは液体媒体に直接圧力を加えずに加圧
することができ、従って気泡を形成するガスで液体媒体が飽和することがない。

【0113】

[00124] 加圧ガスと液体媒体の接触を回避するために使用できる他の加圧構造は、袋、蛇腹、ライナを潰す圧力を加える管等を含む。

【0114】

[00125] 別の代替構造は、液体媒体からの加圧ガスの分離に対応しながら、同時に空検出
容器に加圧することができる浮き球付きの管を使用する。この方法の変形として、分配さ
れる液体媒体の望ましい純度要件に悪影響を与えずに、このような部品に対応できる用途
で、プランジャ又はピストンを使用して、同様の効果をあげることができる。

【0115】

[00126] さらに別の実施形態では、本発明は、パッケージングの機能を向上させる、例え
ば保存、輸送及びその後の使用中に、ライナパッケージ等のパッケージングの内容を知る
方法を改善する、さらに工場の自動化／制御のために、パッケージングからの情報を集中
ＩＴシステムとリンクし、それによって所有費を削減し、生産効率を上げ、パッケージン
グ及びパッケージされた製品の原価計算効率を上げるために、一体センサ付きの超高純度
パッケージングを想定する。

【0116】

[00127] このような目的に使用されるセンサは、受動的ＲＦＩＤ（radio frequency iden
tification）技術を使用することができ、受動的という用語は、電力のためにバッテリを
使用せず、代わりに問い合わせＲＦ信号のＲＦ電力を使用する技術を指す。情報も含むこ
とができるこの信号の電力を、アンテナが受信する。単純な回路が感知した電気信号を処
理し、例えばダイオード回路等でこれを整流し、例えば容量性回路等を使用してこれを記
憶し、従って適切な問い合わせ時間の後、受動的ＲＦＩＤチップを目覚めさせ、操作する
ために、処理された信号が使用可能である。

【0117】

[00128] 受動的ＲＦＩＤは、読み出し専用又は書き込み専用の不揮発性メモリ動作に有用
であるが、本発明の様々なパッケージング用途では、特に、感知されるデータの必要密度
が、受動的方法での電力制約で満足できるほど低い場合、センサにも使用することができ
る。様々な受動的ＲＦＩＤのプロトコルが使用可能である。例えば１３．５６ＭＨｚで動
作するＩＳＯ１４４４３（タイプＡ、Ｂ及びＣ）、及び約９００ＭＨｚで動作するＥＰＣ
Ｇｅｎ−２である。

【0118】

[00129] 本発明の幅広い実践で有用なセンサは、液体又は固体のレベルセンサ、及び材料
特性のセンサを含むが、それに制限されない。

【0119】

[00130] レベルセンサは、重力センサを含めて様々なタイプでよい。NOWPAKという商標で
ATMI, Inc.（米国コネチカット州Danbury）から市販されているパッケージのようなバッ
グインボックスパッケージを使用する場合、ライナの壁は通常支持されておらず、ライナ
全体が分配ノズルから自由に吊り下げられる。このような構造では、分配ノズルの物理的
支持部にかかる応力及びその結果としての機械的変形（歪み）の量を、センサによって測
定し、ライナ内に残っている材料の量を求めることができる。この測定は、例えば自動車
の燃料ゲージと同様のライナの全容積の１／８段階等、精度が低い測定でよく、センサは
工場でゼロ設定される。このようなセンサ用法の特定の実施形態で感度を改善するために
、分配ノズルを、特定の材料厚さで特定の材料から製作することができ、これに歪みゲー
ジを装着し、例えば１つ又は複数の脚部が歪みに敏感であるように製作されたホィートス
トーンブリッジ抵抗アレイを使用して歪みを測定することができる。

【0120】

[00131] 歪みは温度に依存するので、熱センサで同時に温度測定を実行し、温度効果を補
正することができる。組み合わせた歪みゲージ／温度センサを、バッテリ駆動の結線接続
センサとして実現し、パッケージの分配区間にある装着フランジの変形により、ライナパ
ッケージ内の材料の重量を求めることができる。このタイプのライナパッケージレベルセ
ンサは、電力及び通信のために結線接続する、及び／又は（例えば能動的ＲＦＩＤとして
の）バッテリ電源又は受動的ＲＦＩＤセンサと無線通信するような構成にすることができ
る。分配ノズルに装着された使い捨てのライナにセンサを配置する場合、このような受動
的ＲＦＩＤ体系は、低コストで容易に実現される材料残留量センサを提供する。このタイ
プの無線センサは、材料追跡システムのアンテナ／読み取り装置構成要素と統合した状態
で実現するか、独立状態で実現することができる。

【0121】

[00132] あるいは、歪みセンサは、分配ノズルのツール（下流のプロセス）側で展開し、
同じ又は同様のハードウェア及び結線接続（データ及び電力）インタフェースを使用して
、ツールに取り付けられて材料を閉じ込めるライナの重量を測定することができる。

【0122】

[00133] 本発明は、袋を缶に入れる、又はバッグインバッグ方式のライナパッケージングの用途におけるレベルセンサの使用を想定している。これらの場合、ライナパッケージングからの液体媒体の取り出しは、ライナが潰れて、その中の液体媒体が放出されるように、加圧した流体（気体又は液体）を缶又は外袋の中の中間空間に給送して、ライナの外面を圧迫することによって達成することができる。このようなパッケージ構成の外部閉じ込め容器は、固定された容積を有するので、（ライナと外部閉じ込め容器との間の）中間空間の体積が、ライナに残っている材料の量を直接表示する。

【0123】

[00134] １つの実施形態では、この中間空間の体積は、１）ライナからの出口又は下流の
伝導ラインを一時的に閉じ、２）袋を缶に入れる、又は袋を袋に入れる式パッケージの中
間空間に既知の量のガスを送出し、３）パッケージの中間空間へのこのような材料の段階
的増加パルスの結果として生じる圧力増加を測定することによって感知される。このセン
サ構成は、結線接続することが好ましく、モジュールを、加圧流体の入口点で外部閉じ込
め容器の外側に取り付ける。この構成は、ライナの内容と加圧流体、例えばライナに含ま
れる材料としての液体媒体と加圧ガスとの間の圧縮性に大きい差がある場合、特に有利で
ある。

【0124】

[00135] 材料特性センサに関しては、ライナ内の液体媒体の様々な特性を、このような液
体媒体の下流プロセスにおける使用を最適化し、劣化した液体媒体を拒否して、公称貯蔵
寿命を超えた液体媒体を回収し、材料パッケージングの正確さをチェックして、保証する
等のために、材料特性監視に使用することができる。

【0125】

[00136] このような用途では、材料特性センサは任意の適切なタイプでよい。例えば結線
接続したマイクロセンサ、バッテリ駆動の無線マイクロセンサ、又は使い捨ての超高純度
ライナパッケージ又は製品パッケージングの他の使い捨て構成要素に内蔵された受動的セ
ンサである。

【0126】

[00137] 受動的ＲＦＩＤセンサをライナパッケージングに直接内蔵すると、効率的かつ費
用効果の高い方法で、材料特性を正確に観察し、追跡することができる。

【0127】

[00138] 本発明は、特定の態様で、使用中に使い捨ての高純度パッケージ内の材料を監視
するために、例えば結線接続した電源とデータのインタフェースを介して、分配ノズル又
はライナパッケージングに統合した流体分析センサ一体化チップを使用することを含む。

【0128】

[00139] 従って、本発明はパッケージング内における様々なタイプのセンサの展開を想定
する。例えば(i)保存、輸送又は設置環境で、設置後に製品及びそのパッケージングの平
衡を監視する熱センサ、(ii)例えば有機物又は無機物、又は経年化、環境汚染、ｐＨの変
化、ガスの浸透等の結果として現場で形成された副産物を分析することによって、製品の
貯蔵寿命を監視する電気化学的センサ、及び(iii)パッケージ製品用途で製品組成の均質
性及び混合性／混合状態を監視する光散乱センサを含む。

【0129】

[00140] 本発明は追加的に、圧力分配のためにライナ式パッケージを使用する材料の分配
システム、及び供給パッケージの枯渇が容易に検出される材料送出システムを想定する。

【0130】

[00141] １つの実施形態では、本発明は、自身内にライナを含み、圧力で分配するために
材料を保持するような構成である材料保存及び分配パッケージを含む材料分配システムを
提供し、パッケージは、分配ラインによって分配された材料を使用するツールに結合され
、分配ラインは、自身内に作動的に配置されたサーボ油圧分配ポンプ、及びパッケージの
空状態に近づくことを示す出力を提供するように作動的に構成されたパッケージとポンプ
の間の空検出圧力変換器を有する。

【0131】

[00142] システムはさらに、パッケージとサーボ油圧分配ポンプの間で分配ラインに配置
されたリザーバガス分離器及び通気アセンブリを含む。任意選択で、システムは、リザー
バガス分離器と通気アセンブリとポンプの間で分配ラインに配置されたフィルタ、及びポ
ンプの下流で分配ラインにある空気作動式シーケンシング弁アセンブリ（気圧弁／シーケ
ンシング弁、つまりＡＶ／ＳＶアセンブリ）も含んでよい。

【0132】

[00143] ライナは、例えば半導体デバイス及びフラットパネルディスプレイ等の超小型電
子製品の製造に有用に使用されるフォトレジスト又は他の材料のような化学試薬を適切に
含むことができる。

【0133】

[00144] 上述したシステムでは、パッケージの空状態に近づいた場合に、パッケージを分
離して、これを交換できるように、圧力変換器を制御装置に作動的に結合することができ
る。

【0134】

[00145] 本発明の別の実施形態は、自身内にライナを含み、圧力で分配するために材料を
保持するような構成である材料保存及び分配パッケージを含み、パッケージは、分配ライ
ンによって分配された材料を使用するツールに結合され、分配ラインは、ツールに流すた
めに、前記パッケージから周期的補給スケジュールでレジストを受け取るように構成され
たディスペンサに結合され、さらに、パッケージの空状態に近づくことを示す、ディスペ
ンサの補給に必要な時間の増加を検出して、このような近づきを示す出力を応答して提供
するような構成であるモニタを含む、材料分配システムに関する。

【0135】

[00146] このような実施形態のディスペンサは、空気ポンプ、油圧ポンプ等のポンプを含むことができ、スピンコートサブシステム内の異なるカップの高さにはばらつきがあり、ディスペンサ（ポンプ）アセンブリの室の充填は高さで補正される。このような状況で使用される「カップ」という用語は、ウェーハの旋回位置を有し、分配アーム及びノズル、スピナモータ、及びウェーハチャックを伴う室（ポンプ室）を指す。ディスペンサシステムは、パッケージとディスペンサの間で分配ライン内にリザーバガス分離器及び通気アセンブリを含むことができる。リザーバガス分離器と通気アセンブリの間で、分配ラインにフィルタを設けることができ、ディスペンサの下流で、分配ラインにＡＶ／ＳＶ弁アセンブリを設けることができる。ＡＶ／ＳＶ弁アセンブリは、（アセンブリのオン／オフＡＶ部分として）空気作動式自動弁及び（アセンブリのＳＶ部分として）吸い戻し弁を含み、ＳＶ部分が逆転すると、分配された材料がノズル内にわずかに吸い上げられるように容積が変位し、従ってコーティング後にメニスカスがウェーハに滴下しない。

【0136】

[00147] ライナは、例えば半導体デバイス及びフラットパネルディスプレイ等の超小型電
子製品の製造に有用に使用されるフォトレジスト又は他の材料のような化学試薬を適切に
含むことができる。

【0137】

[00148] 上述のシステムでは、パッケージの空状態に近づいたら、パッケージを分離して
その交換を可能にするために、モニタを制御装置に作動的に結合することができる。及び
／又は、モニタを、プロセス制御機能等のシステムの他の動作を実行するような構成にす
ることができる。

【0138】

[00149] 別の態様では、フォトレジスト等の材料を直接的に圧力で分配するライナ式材料
保存及び分配パッケージに関する。パッケージは、ゼロ又はほぼゼロの頭隙状態を達成し
、それによって分配すべきパッケージ内の材料の微小な泡の発生を回避するために、分配
前に頭隙ガスを除去するように都合よく構成される。

【0139】

[00150] 特定の実施例では、半導体製造設備において、このようなライナ式フォトレジス
ト保存及び分配パッケージに、フォトレジストを半導体ウェーハのコーティングツールを
送出するためにサーボ油圧結合分配ポンプを組み込むことができる。

【0140】

[00151] このようなタイプの分配システムでは、分配圧力を変換器で監視することができ
、分配容器の空状態が近づくにつれて、漸進的に高速化し、「ドループ」と呼ばれるこの
ような圧力の低下を、プロセスパラメータとして使用し、供給パッケージの交換がいつ必
要かを判断することができる。

【0141】

[00152] このようなタイプの分配システム３００が、図９に概略的に図示され、サーボピ
ストンモータ３０８及び油圧流体継手３１０を含むサーボ油圧分配ポンプと統合されたラ
イナ式圧力分配供給容器３０２を含んでいる。システムは、空検出圧力変換器３０６を使
用して、空の状態に近づき、供給容器の交換を必要とする状態の表示器として、圧力ドル
ープの開始を判断する。

【0142】

[00153] サーボ油圧分配ポンプは、上流流量制御弁３１４及び下流流量制御弁３１６が設
けられた分配ライン３１２に配置される。分配ライン３１２はさらに、リザーバガス分離
器３２０を含む。通気ライン３２２がリザーバガス分離器３２０に結合されて、自身内に
流量制御弁３２４を含み、リザーバの通気に対応する。

【0143】

[00154] リザーバガス分離器３２０の下流にはフィルタ３２６がある。フィルタは、分配
ライン３１２にてサーボ油圧分配ポンプの上流に配置される。分配ライン３１２には、ウ
ェーハ３３０へフォトレジストを送出する際に分配及び補給の両作業モードを容易にする
ために吸い戻しをオン／オフにする弁タンデムとして、空気作動式シーケンシング弁３２
８（気圧弁／シーケンシング弁、つまりＡＶ／ＳＶ）も配置される。

【0144】

[00155] 図９のシステムでは、サーボ油圧分配ポンプのポンプ膜は、分配モードと補給モ
ード両方でドライバになる。分配及び補給時間は、ポンプの動作パラメータである。供給
パッケージ３０２の空状態の開始は、変換器３０６によって検出され、空状態が近づくに
つれ、空状態が所定の圧力ドループとして選択される。分配された材料体積の関数として
供給パッケージの出口圧力を示す定性グラフが、図１０で説明されている。

【0145】

[00156] フォトレジスト供給容器内の空状態の開始を判断するために空検出圧力変換器を
使用するという上述の方法は、概して信頼性があるが、変換器は比較的高価であり、分配
トレーンの動作状態の全態様を監視するわけではない。

【0146】

[00157] 従って、本発明はその１つの実施形態において、フォトレジスト等の材料を直接
圧力で分配するために、例えば参照により全体が本明細書に組み込まれるHideyuki Takam
oriに帰される米国特許第６，３１９，３１７号に記載されているようなタイプのディス
ペンサユニットと統合されたライナ式材料保存及び分配パッケージを提供することを想定
する。

【0147】

[00158] 図１１は、自身に結合された分配ライン４１２を有する圧力分配供給容器４０２
を備えたウェーハコーティングシステム４００の略図である。分配ライン４１２には、空
気圧結合区間４１０を含むディスペンサ（ポンプ）ユニットが配置される。分配ユニット
は、自身内に三方弁４４４を含む補給通気ラインに結合され、従ってディスペンサユニッ
トは、このような弁が開位置にある場合、それを通して放出ライン４４６を通気すること
ができる。三方弁４４４には、供給ライン４４８によって電気空気式調整器４５０も結合
される。ディスペンサユニットは、補給定位置センサ４５２を含む。

【0148】

[00159] 図１１は、それ以外は図９に関連して説明したものと同様に構成され、分配ライ
ン４１２にあるリザーバガス分離器４２０は、自身内に流量制御弁４２４を有する通気ラ
イン４２２に結合される。リザーバガス分離器４２０は、フィルタ４２６の上流にある。
ディスペンサユニットは、例えばディスペンサユニットの一体構成要素として、自身に関
連するそれぞれ上流及び下流の流量制御弁４１４及び４１６を有し、ＡＶ／ＳＶタンデム
弁４２７が、ウェーハ４３０の上流で分配ライン４１２に配置される。

【0149】

[00160] 図１１のシステムでは、ポンプ膜が、分配作業でのみドライバになる。補給モー
ドでは、圧力分配パッケージがドライバであり、ディスペンサ膜は従動子になり、補給時
間は、パッケージの圧力、レジストの粘度、供給パッケージに対するディスペンサの高さ
、フィルタの選択、ディスペンサの分配体積、フィルタの負荷、分配ラインの幾何学的形
状及び流量制限の関数である。ディスペンサユニットの補給に必要な時間は、空状態開始
の圧力ドループとは逆の関係で、供給容器が空状態に近づいていることを早期に表示する
。

【0150】

[00161] 空状態は、レジストコーティングユニット（「ＣＯＴ」）のウェーハカップモジ
ュールのカップ高さ毎に、所定の容器補給時間として選択され、上記で特定した他のパラ
メータも付随して選択される。ディスペンサユニットの補給時間の関係の定性グラフが、
図１２に図示されている。

【0151】

[00162] 図１１に示すシステム構成は、高価な圧力変換器の必要性をなくし、補給作業の
特性を表示する。

【0152】

[00163] 図１３は、LITHIUS IIの商標でTokyo Electron Ltd.（日本東京）から市販され
、５つのウェーハカップ（カップ１、カップ２、カップ３、カップ４及びカップ５）を含
むＣＯＴモジュールの略図である。ＣＯＴモジュールの各線Ａ₁〜Ａ₅は、ディスペンサか
ら個々のウェーハカップまでの一定の分配距離及び高さを表す。各線Ｂ₁〜Ｂ₄は、供給容
器からディスペンサ位置までの関数としての可変高さを表す。ＣＯＴモジュールは、２つ
の圧力分配パッケージ５００及び５０２を含むものとして図示され、これは順番に使用す
るような構成であり、従って供給パッケージ５００が枯渇しかけると、新しい供給パッケ
ージ５０２に切り換えて、分配作業に入れることができる。

【0153】

[00164] 各線Ａ₁〜Ａ₅は、関連するディスペンサの一意の補給時間を表す。ＣＯＴモジュ
ールの高さで示すように、各レベルは、１ミリリットル当たり１ｇというレジスト密度に
ついて０．５ｍ（４．８９８ｋＰａ、０．７１０ｐｓｉ）を表す。

【0154】

[00165] 各ＣＯＴモジュールは、層流状態でディスペンサの充填時間と線形相関する圧力
として、高さより上の作業ドライブ圧を有する。高さを引いたドライブ圧に対する補給時
間の比率は一定であることが判明し、それによって経験的データと高さで補正したドライ
ブポテンシャルとの一致が実証された。例えばフィルタの負荷、分配ラインの長さ、粘度
、フィルタの選択、ディスペンサの補給のための分配容積、分配ラインの構造等、他の係
数が全て等しい場合、補給時間は各カップレベルで固定され、時間の増加は、供給容器の
空状態の開始を反映している。

【0155】

[00166] 上述したシステムで分配終了の空検出機能は、カップレベル毎に、補給時間が、
高さで補正したドライブ圧と比較した供給パッケージの圧力ドループのフラクションと比
例して上昇するということを利用する。

【0156】

[00167] 図１４は、図１３で概略的に示したＣＯＴモジュールについて、分配されたレジ
スト材料のミリリットル単位で表した体積の関数として、個々の高さで補正した圧力にお
けるディスペンサの補給時間を示すグラフである。

【0157】

[00168] 図１４のグラフでは、より高いカップの方が、そのような状態にて高さで補正し
たドライブ圧における供給パッケージドループのパーセンテージが大きくなるので、補給
時間がさらに急速に上昇することが分かる。

【0158】

[00169] 本明細書では、本発明を本発明の特定の態様、形体及び例示的実施形態に関して
説明してきたが、本発明の有用性はこれには制限されず、本明細書の開示に基づいて当業
者が思い浮かべるような様々な他の変形、改造及び代替実施形態にまで拡大され、それを
含むことが認識される。同様に、請求の範囲に記載されたような本発明は、このような変
形、改造及び代替実施形態をその精神及び範囲に含むものとして、広義に想定され、解釈
されるものとする。

【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】