特表 2024-508307 自動補充システムにおける液体送達の制御

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-26

(54)【発明の名称】自動補充システムにおける液体送達の制御

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/448 20060101AFI20240216BHJP

   C23C 16/44 20060101ALI20240216BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20240216BHJP

【ＦＩ】

C23C16/448

C23C16/44 B

H01L21/31 C

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023553211

(86)(22)【出願日】2022-03-02

(85)【翻訳文提出日】2023-11-01

(86)【国際出願番号】 US2022018488

(87)【国際公開番号】W WO2022187339

(87)【国際公開日】2022-09-09

(31)【優先権主張番号】17/189,963

(32)【優先日】2021-03-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ラザヴィ ヘサビ， ゾーレ

(72)【発明者】

【氏名】トリン， ツォン

(72)【発明者】

【氏名】グリフィン， ケヴィン

(72)【発明者】

【氏名】ガラチチェンコ， アレキサンダー ヴィー．

(72)【発明者】

【氏名】チョイ， ケンリック

(72)【発明者】

【氏名】ホセ， ヴィピン

(72)【発明者】

【氏名】サワルカール， サロニ

(72)【発明者】

【氏名】マルドナード－ガルシア， マリベル

(72)【発明者】

【氏名】チェイニー， ケンドリック エイチ．

【テーマコード（参考）】

4K030

5F045

【Ｆターム（参考）】

4K030EA01

4K030KA39

4K030KA41

4K030KA45

5F045AA03

5F045AA08

5F045AA15

5F045BB08

5F045EE02

5F045EE03

5F045EE04

5F045EE07

5F045EE19

5F045GB04

(57)【要約】

アンプル内の１又は複数の液面高さを決定するように構成された１又は複数のセンサを含む、アンプルの自動補充システムのプロセスを制御するためのシステム、方法及びソフトウェア。自動補充システムを制御するように構成されたステートマシンであって、アンプルを補充するための１又は複数の状態を有するステートマシンを有する、自動補充システム。
【選択図】図３Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンプルを補充するための方法であって、
複数の液面センサを有する自動補充システムの動作を制御することであって、前記複数の液面センサのそれぞれが、前記アンプルの内面の高さに沿って垂直方向に既知の箇所に位置しており、前記複数の液面センサのそれぞれが、前記アンプルにおける液面を検知するためのセンサコントローラに信号を送信するように構成されており、前記自動補充システムが、前記センサコントローラ及びガス送達コントローラを備える、複数の液面センサを有する自動補充システムの動作を制御すること、
前記複数の液面センサのうち第１の液体センサから前記センサコントローラへの信号を受信することであって、前記第１の液体センサが、前記アンプルの底部から第１の距離に位置しており、前記第１の液体センサが、前記アンプルの液面Ｌを決定するように構成されている、前記複数の液面センサのうち第１の液体センサから前記センサコントローラへの信号を受信すること、
前記複数の液面センサのうち第２の液体センサから前記センサコントローラへの信号を受信することであって、前記第２の液体センサが、前記アンプルの前記底部から第２の距離に位置しており、前記第２の液体センサが、前記アンプルの液面Ｈを決定するように構成されている、前記複数の液面センサのうち第２の液体センサから前記センサコントローラへの信号を受信すること、
前記複数の液面センサそれぞれの補充動作を決定することであって、前記センサコントローラが、前記ガス送達コントローラに信号を送信し、前記第１の液体センサの信号は、前記ガス送達コントローラにバルクバルブを作動させることを促すように構成されており、前記第２の液体センサの信号は、前記ガス送達コントローラにバルクバルブを止めることを促すように構成されている、前記複数の液面センサそれぞれの補充動作を決定すること、
前記液面が前記液面Ｌにあるときには、前記ガス送達コントローラにバルクバルブを作動させるよう促すこと、並びに
前記液面が充填液面状態にあるときには、前記ガス送達コントローラにバルクバルブを止めるよう促すこと
を含む、方法。

【請求項2】

前記自動補充システムの動作が、１又は複数の状態を有するステートマシンにより制御される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記状態のうち少なくとも１つが、前記自動補充システム内のハードウェアの項目の状態を表す、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記状態のうち少なくとも１つが、前記ガス送達コントローラ又は前記バルクバルブのうち１又は複数に送信される信号を表す、請求項２に記載の方法。

【請求項5】

前記状態のうち少なくとも１つが、前記アンプル内の液面に依存する条件を有する、請求項２に記載の方法。

【請求項6】

前記ステートマシンが、液面Ｈ４に相当する高－高状態、垂直液面Ｈ３に相当するストップ・フィル状態、垂直液面Ｈ２に相当するニード・フィル状態、及び垂直液面Ｈ１に相当する低－低状態を有し、前記ニード・フィル状態が、前記ガス送達コントローラに前記バルクバルブを作動させるように促し、前記ストップ・フィル状態が、前記ガス送達コントローラに前記バルクバルブを止めるように促す、請求項２に記載の方法。

【請求項7】

前記ステートマシンが、バッチ・スタート・フィル状態、バッチ・ストップ・フィル状態、及びバッチ・ミッド・フィル状態を有する、請求項２に記載の方法。

【請求項8】

前記バッチ・スタート・フィル状態が、垂直高さＨ１における液面に相当し、前記アンプルの出口に接続された処理チャンバが基板を搬送している、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記バッチ・スタート・フィル状態が、前記ガス送達コントローラに、前記液面が液面Ｈにある、又は液面Ｈを上回るまで前記バルクバルブを作動させるように促す、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記バッチ・スタート・フィル状態が、垂直高さＨ２の液面に相当し、前記アンプルの出口に接続された処理チャンバが基板を搬送しており、前記処理チャンバは、所定のバッチカウンターで少なくとも部分的に完了している、請求項７に記載の方法。

【請求項11】

前記バッチ・ストップ・フィル状態が、垂直高さＨ２と垂直高さＨ３との間の液面に相当する、請求項７に記載の方法。

【請求項12】

前記バッチ・ストップ・フィル状態が、前記ガス送達コントローラに、前記バルクバルブを止めるように促す、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記バッチ・ストップ・フィル状態は、処理チャンバは開始しているが、レシピはまだ開始されていないことに相当する、請求項７に記載の方法。

【請求項14】

前記バッチ・ストップ・フィル状態が、垂直高さＨ１と垂直高さＨ２以上との間の液面に相当する、請求項７に記載の方法。

【請求項15】

前記バッチ・ミッド・フィル状態が、垂直高さＨ２を下回る液面に相当し、処理チャンバが基板を搬送しておらず、前記バッチ・ミッド・フィル状態が、前記ガス送達コントローラに前記バルクバルブを止めるように促す、請求項７に記載の方法。

【請求項16】

非一時的なコンピュータ可読媒体に具現化されたコンピュータ実行可能コードを含むコンピュータプログラム製品であって、1又は複数のコンピューティングデバイス上で実行されるとき、以下のステップ：
複数の液面センサにより自動補充システムの動作を制御することであって、前記複数の液面センサがそれぞれ、アンプルの内面の高さに沿って垂直方向に既知の箇所に位置しており、前記液面センサがそれぞれ、前記アンプルの液面を検知するように構成されている、複数の液面センサにより自動補充システムの動作を制御すること、
前記複数の液面センサのうち第１の液体センサ及び第２の液体センサから信号を受信することであって、前記第１の液体センサ及び前記第２の液体センサからの前記信号が、自動補充システムの一部の補充機能に相当し、前記自動補充システムがバルクバルブを備える、前記複数の液面センサのうち第１の液体センサ及び第２の液体センサから信号を受信すること、
前記複数の液面センサのそれぞれに割り当てられた補充機能を決定することであって、前記第１の液体センサには、バルクバルブを作動させることが割り当てられており、前記第２の液体センサには、前記バルクバルブを止めることが割り当てられている、前記複数の液面センサのそれぞれに割り当てられた補充機能を決定すること、
前記液面が第１の液体センサにあるときに、前記バルクバルブを作動させること、並びに
前記液面が前記第２の液体センサにあるときに、前記バルクバルブを止めること
を実行する、コンピュータプログラム製品。

【請求項17】

システムであって、該システムは、
自動補充システムの動作を制御するとともに、前記自動補充システムのバルクバルブを作動させる又は止めるステートマシンであって、前記自動補充システムは、複数の液面センサ及びバルクバルブを備え、前記複数の液面センサのうち第１の液体センサが、アンプルの低液面状態を決定するように構成されており、前記複数の液面センサのうち第２の液体センサが、前記アンプルの完全液面を決定するように構成されており、前記液面が前記第１の液体センサにあるときには、前記ステートマシンが前記バルクバルブを作動させて前記アンプルを補充し、前記液面が前記第２の液体センサにあるときには、前記ステートマシンが前記バルクバルブを止める、ステートマシン、
前記複数の液面センサから入力信号を受信し、出力として前記バルクバルブを作動させる又は止めること、複数の遷移のうち１又は複数についての重みを提供するニューラルネットワーク、
を含み、前記ステートマシンは、前記自動補充システムに制御信号を送信して、前記バルクバルブを作動させる又は止めるプロセスを制御するように構成されており、前記ステートマシンは、前記バルクバルブの動作から分離しており、これによって前記ステートマシンは、請求項１に記載の方法を動作させる前記自動補充システムからの入力に従った状態のうち遷移を提供するため、前記ニューラルネットワークとは独立して前記制御信号を送信するように動作する、システム。

【請求項18】

アンプルを補充する方法であって、
アンプル内の液面を、前記アンプル内で既知の高さで間隔を空けられた少なくとも１つの液面センサを用いてモニタリングすること、
前記アンプル内の液面が低下して、前記液面センサの作動状態が第１の状態から第２の状態へと変化するまで、複数のウェハを処理すること、
作動状態の変化後、前記複数のウェハを処理し続け、前記作動状態の変化後に処理されたウェハの数をカウントすること、
ウェハ変更事象がいつ作動されたかを決定すること、及び
作動状態変化後にウェハの所定数が処理されて、ウェハ変更事象が作動した場合には、前記液面センサの作動状態が前記第１の状態に変化するまで、前記アンプル内の液面を補充すること
を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［０００１］本開示は一般に、システムスループットを改善するために半導体製造プロセスにおいて使用するためのアンプルを補充する方法に関する。本発明は特に、異なる用途に対して調整可能な液体送達を制御する自動補充システムに関する。

【背景技術】

【0002】

［０００２］化学気相堆積（ＣＶＤ）は、基板上に層を堆積させるために使用される堆積プロセスの1つである。物理気相堆積（ＰＶＤ）は、前駆体が凝縮相から気相になり、その後、薄膜凝縮相に戻る別のタイプの堆積プロセスである。周期的堆積とも呼ばれる原子層堆積（ＡＬＤ）では、化学吸着技術により、前駆体分子を連続的なサイクルで基板表面に送達させる。各サイクルにより、基板表面が第１の前駆体蒸気、パージガス、第２の前駆体蒸気及びパージガスにさらされる。

【0003】

［０００３］前駆体蒸気（例えば、金属有機前駆体蒸気）は一般的に、処理チャンバ内に１又は複数の前駆体蒸気の熱堆積を含む膜堆積プロセスに使用される。前駆体、例えば金属有機前駆体は通常、液体又は固体の形態である。前駆体蒸気は通常、閉鎖容器又はアンプル内で熱により生成される。次に、前駆体の分子が、ガス送達ガス導管を介して処理チャンバ内の基板表面に送達される。蒸気がバルク形態に戻るのを防ぐために、ガス送達導管は通常、特定の前駆体の露点より上になるように熱により制御される。直接液体注入プロセスでは、液体がチャンバに注入され、高温で蒸発する。

【0004】

［０００４］反応性気体環境下での前駆体の気化及び薄膜の堆積はガスの流れに敏感であり、前駆体を膜堆積チャンバに送達する方法及び装置では、ガスの流れを精密に制御する必要がある。ガス流量の変動により、チャンバ同士での変動及び製品の変動につながる。

【0005】

［０００５］複数のサイクルにわたって、閉鎖容器又はアンプルは補充プロセスを経なければならないが、当該補充プロセスの間に、閉鎖容器又はアンプル内の圧力及び温度が変化し得る。新鮮な液体の温度は比較的低いため、アンプル内の液体の温度が低下し、プロセスドリフトが発生し、これは従来、前駆体を予熱することによって、又は閉鎖容器若しくはアンプル内に加熱要素を入れることによって制御されるが、これらはいずれも閉鎖容器又はアンプルの全体的な設置面積を増加させ、システムの複雑さを増大させ、全体的な製造コストを増加させる。

【0006】

［０００６］よって、補充プロセス中の閉鎖容器又はアンプルの圧力及び温度への影響を緩和する補充プロセス及び方法についてニーズが存在する。

【発明の概要】

【0007】

［０００７］本開示の一態様は、自動補充システムの動作を制御することを含む、アンプルの補充方法に関する。自動補充システムは、複数の液面センサを有する。複数の液面センサはそれぞれ、アンプルの内面の高さに沿って垂直方向に既知の箇所に位置している。液面センサはそれぞれ、アンプル内の液面を検知するためのセンサコントローラに信号を送信するように構成されている。自動補充システムは、センサコントローラ及びガス送達コントローラを含む。センサコントローラにより、複数の液面センサのうち第１の液体センサから信号が受信される。第１の液体センサは、アンプルの底部から第１の距離に位置しており、アンプルの液面Ｌを決定するように構成されている。複数の液面センサのうち第２の液体センサからの信号は、センサコントローラによって受信される。第２の液体センサは、アンプルの底部から第２の距離に位置しており、アンプルの液面Ｈを決定するように構成されている。複数のセンサそれぞれの補充動作が決定される。センサコントローラは、ガス送達コントローラに信号を送信する。第１の液体センサの信号は、ガス送達コントローラにバルクバルブを作動させることを促すように構成され、第２の液面センサの信号は、ガス送達コントローラにバルクバルブを止めることを促すように構成されている。ガス送達コントローラは、液面が低液面Ｌのときにバルクバルブを作動させるように促され、ガス送達コントローラは、液面が充填液面状態にあるときにバルクバルブを止めるように促される。

【0008】

［０００８］本開示のさらなる実施形態は、非一時的なコンピュータ可読媒体に具現化されたコンピュータ実行可能コードを含むコンピュータプログラム製品に関し、当該コンピュータプログラム製品は、1又は複数のコンピューティングデバイス上で実行されるとき、以下のステップ：
複数の液面センサにより自動補充システムの動作を制御することであって、複数の液面センサがそれぞれ、アンプルの内面の高さに沿って垂直方向に既知の箇所に位置しており、液面センサがそれぞれ、キャニスタの液面を検知するように構成されている、複数の液面センサにより自動補充システムの動作を制御すること；
複数の液面センサのうち第１の液体センサ及び第２の液体センサから信号を受信することであって、第１の液体センサ及び第２の液体センサからの信号が、自動補充システムの一部の補充機能に相当し、自動補充システムがバルクバルブを備える、複数の液面センサのうち第１の液体センサ及び第２の液体センサから信号を受信すること；
複数の液面センサのそれぞれに割り当てられた補充機能を決定することであって、第１の液体センサには、バルクバルブを作動させることが割り当てられており、第２の液体センサには、バルクバルブを止めることが割り当てられている、複数の液面センサのそれぞれに割り当てられた補充機能を決定すること；
液面が第１の液体センサにあるときに、バルクバルブを作動させること；並びに
液面が第２の液体センサにあるときに、バルクバルブを止めること；
を実行する。

【0009】

［０００９］本開示のさらなる実施形態は、アンプルを補充する方法に向けられている。本方法は、アンプル内の既知の高さで間隔を空けられた少なくとも１つの液面センサを使用して、アンプル内の液面をモニタリングすることを含む。アンプル内の液面が低下して、液面センサの作動状態が第１の状態から第２の状態に変化するまで、複数のウェハが処理される。複数のウェハの処理は、作動状態の変化後も継続され、作動状態の変化後もウェハがカウントされる。ウェハ変更事象作動が決定され、作動状態の変化後に所定数のウェハが処理され、ウェハ変更事象が作動した場合、液面センサの作動状態が第１の状態に変化するまで、アンプル内の液面を補充する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1A】本開示の１又は複数の実施形態によるアンプルの断面図を示す。

【図1B】本開示の１又は複数の実施形態によるガス送達システムの概略図を示す。

【図2】本開示の１又は複数の実施形態による自動補充システムの概略図を示す。

【図3A】本開示の１又は複数の実施形態による自動補充システムの概略図を示す。

【図3B】本開示の１又は複数の実施形態による自動補充システムのバルクリザーバの概略図を示す。

【図4】本開示の１又は複数の実施形態によりアンプルを補充する方法を示す。

【図5】本開示の１又は複数の実施形態によるアンプルの断面図を示す。

【図6】本開示の１又は複数の実施形態によるステートマシンの条件テーブルを示す。

【図7】本開示の１又は複数の実施形態によるステートマシンの条件テーブルを示す。

【図8A-B】本開示の１又は複数の実施形態によるステートマシンの概略図を示す。

【図9】本開示の１又は複数の実施形態による制御システム及びニューラルネットワーク７００の概略図を示す。

【図10】本開示の１又は複数の実施形態により、有限ステートマシン及びニューラルネットワークを備えた自動補充システムを制御するためのプロセスを示す。

【図11】本開示の１又は複数の実施形態によるデータ構造の概略図を示す。

【図12】本開示の１又は複数の実施形態によるシステムの概略図を示す。

【図13】本開示の１又は複数の実施形態によるソフトウェアシステムの概略図を示す。

【図14】本開示の１又は複数の実施形態によるネットワークの概略図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［００２７］本開示のいくつかの例示的な実施形態を説明する前に、本開示は、以下の説明に記載される構成又はプロセスステップの詳細に限られないことが理解されるべきである。本開示については他の実施形態が可能であり、様々な方法で実施又は実行され得る。

【0012】

［００２８］本明細書で使用されるように、「アンプル」、「キャニスタ」及び「閉鎖容器」という用語はそれぞれ、互換可能に使用され、低蒸気圧及び高蒸気圧の用途における前駆体アンプルを指す。前駆体アンプルは、入口キャリアガスが前駆体に沈められたチューブに入るバブラー型、及びキャリアガスがアンプル内のヘッドスペースをスイープするクロスフローアンプルであり得る。

【0013】

［００２９］以下に記載する図面を参照すると、線形の配置構成が示されているものの、構成要素及びハンドリングハードウェアの任意の適切なレイアウトが、特定のプロセス設計に従って有用に採用され得る。さらに、ツール、例えばバルブ、ガス送達装置、コントローラ、アンプルなどを採用することができ、プロセスを制御又はモニタリングするために、センサ（例えば圧力センサ、光学センサ、汚染センサなど）、タイマー、スイッチ、アクチュエータ、リレー、モータなどとともに、適切に採用され得る。このような変形例はすべて、本明細書に記載されるシステムの範囲内にあることが意図されている。

【0014】

［００３０］図１は、半導体製造試薬とともに使用するためのアンプル１００を示す。アンプル１００は、底部１１２と、側壁１１４と、容積１０１を取り囲む蓋１１６とを有する容器１１０を含む。入口ポート１２０及び出口ポート１３０は、容積１０１と流体連通している。いくつかの実施形態において、アンプル１００は、キャリアガス、前駆体ガス又は前駆体液体を送達するための１つより多い入口ポート１２０を備える。

【0015】

［００３１］入口ポート１２０は一般に、ガス源への接続を可能にするように構成され、適切なねじ接続又はシーリング接続を有し得る。入口ポート１２０は通路１２１を有し、その内径が、通路１２１の断面幅を規定する。通路１２１は、湾曲した、若しくはテーパ状であり得るか、又は平坦な端部に至り得る下端部１２５を有する。

【0016】

［００３２］いくつかの実施形態では、入口ポート１２０が、容積１０１内に位置する入口ポート１２０の端部にシャワーヘッドを有する。シャワーヘッドは、気体又は液体の流れを導くように構成され、いくつかの実施形態では、１又は複数のノズルを含む。

【0017】

［００３３］出口ポート１３０も、容器１１０内の容積１０１と流体連通している。出口ポート１３０は一般に、容器１１０から出るガスが処理チャンバ（又は他の構成要素）に流れることを可能にするラインに接続可能なように構成されている。出口ポート１３０は、ガスラインの接続を可能にするためにネジ接続を有し得る。

【0018】

［００３４］いくつかの実施形態では、図１に示されるように、蓋１１６が、底部１１２及び側壁１１４とは別の構成要素である。蓋１１６は、適切な形状の開口部１６０を通じて取り外し可能なボルトを使用して、容器１１０の側壁１１４に接続され得る。開口部１６０は、ねじ付きボルトの接続を容易にするためにねじ部を有し得る。ボルトを取り外して、蓋１１６を容器１１０から取り外し可能にすることにより、容器１１０内の前駆体を変更又は追加することができる。いくつかの実施形態では、容器１１０が、流体密シールを形成するために蓋１１６と側壁１１４との間に位置しているＯリング１６２を含む。いくつかの実施形態において、アンプルは、固体前駆体を含むように構成される。

【0019】

［００３５］アンプル１００はさらに、側壁１１４の内面に沿って位置している複数の液面センサを含む。図１に示すように、少なくとも４つの液面センサがある。少なくとも４つの液面センサはそれぞれ、アンプルの内面の高さに沿って垂直方向に位置している。底部液面センサ１５０は、アンプル１００の底部１１２から距離を置いて位置している。上部液面センサ１５２は、蓋１１６から或る距離に位置している。２つの精密液面センサは、底部液面センサ１５０と上部液面センサ１５２との間に位置している。特に、第１の液面センサ１５４は、底部液面センサ１５０の上方及び上部センサ１５２の下方に位置しており、第２の液面センサ１５６は、第１の液面センサ１５４の上方及び上部センサ１５２の下方に位置している。いくつかの実施形態では、上部液面センサが、通気口（開口部１６０）の下方に位置する。

【0020】

［００３６］底部液面センサ１５０、上部液面センサ１５２、２つの精密液面センサ（第１の液面センサ１５４及び第２の液面センサ１５６）はそれぞれ、接続され、センサコントローラ１７０によって制御される。４つより多くのセンサが実装される実施形態では、４つより多くのセンサがそれぞれ接続され、センサコントローラ１７０によって制御される。センサコントローラ１７０は、ある液面に達したときを示すために、１又は複数の液面センサ（１５０，１５２，１５４，１５６）から液面信号を送信及び受信するように構成される。いくつかの実施形態では、以下でさらに詳細に説明するように、センサコントローラ１７０が、液面信号をガス送達コントローラ（図示せず）に送信するように構成される。

【0021】

［００３７］以下でさらに詳細に説明するように、本実施形態では、底部液面センサ１５０が、最低液面を示すように構成されており、上部液面センサ１５２は、最高液面を示すように構成されている。いくつかの実施形態において最低液面及び最高液面は、バッチ回数又は前駆体の化学的特性に依存する最小及び最大の望ましい液面を示すように設定されており、アンプル１００内に含まれ得る前駆体の最小容積及び最大容積ではないことが理解されるであろう。

【0022】

［００３８］以下でさらに詳細に説明するように、本実施形態では、２つの精密液面センサ（第１の液面センサ１５４及び第２の液面センサ１５６）は、精密自動補充システム２００の開始レベル及び停止レベルを示すように構成され、第１の液面センサ１５４は、アンプル１００を補充する必要があることを示すように構成され、これによって当該コントローラ１７０に自動補充システム２００を作動させるよう促し、第２の液面センサ１５６は、アンプル１００が補充されたことを示すように構成され、これによって、コントローラに自動補充システム２００を止めることを促す。

【0023】

［００３９］１又は複数の実施形態によるセンサコントローラ１７０は、プロセッサ１７２、プロセッサに結合されたメモリ１７４、センサコントローラ１７０に結合された入力／出力デバイス、及びシステム又は装置の異なる構成要素間に通信をもたらし、１又は複数の液面センサ（１５０，１５２，１５４，１５６）の動作をもたらすサポート回路を備える。いくつかの実施形態では、センサコントローラ１７０が、ガス送達コントローラ２９１と通信しており、信号をガス送達コントローラ２９１に送るように構成されている。

【0024】

［００４０］図１Ｂ、図２及び３は、前駆体送達システム５０及び自動補充システム２００の概略図を示す。前駆体送達システム５０は、前駆体蒸気又は液体をアンプル２０２に送達するように構成され、自動補充システム２００は、基板処理及び堆積の様々な段階の間にアンプル２０２を補充するように構成される（以下でさらに詳細に説明する）。自動補充システムは、ガス送達システム２２９に接続され、ガス送達システム２２９は、アンプル２０２内にプッシュガス（push gas）を送達するように構成される。図１Ｂは、前駆体の蒸気又は液体をアンプル２０２に送達するための従来の前駆体供給システム５０を示す。

【0025】

［００４１］前駆体送達システム５０は、入口導管５４に接続された前駆体供給部５２を備える。前駆体供給部５２は、アンプル２０２の入口ポート５５に接続された入口導管５４を介してアンプル２０２に液体又は気体を提供する。いくつかの実施形態では、圧力センサ５６が、前駆体供給部５２の下流にあり、アンプル２０２に入る前駆体の圧力を測定するように構成される。いくつかの実施形態では、前駆体送達システム５０が、前駆体供給部５２から入口導管５４への流れを調節するために、前駆体供給部５２の下流に位置するマスフローコントローラ又は体積流量コントローラをさらに備える。いくつかの実施形態では、マスフローコントローラの上流に、前駆体送達システム５０が、前駆体供給部５２を所望の温度に加熱するように構成されたヒータをさらに含む。いくつかの実施形態では、実際のガス供給源が別個の構成要素であり、前駆体供給部５２は、当業者が精通しているように、ガス供給源に接続可能な任意の適切な入口コネクタである。

【0026】

［００４２］いくつかの実施形態では、入口導管５４の内側端部５８が、基板の処理中に液体前駆体２１１に沈められ、当該処理では前駆体蒸気が、膜形成プロセス中に処理チャンバ２８３に送達される。他の実施形態では、入口導管の内側端部５８が、基板の処理中に液体前駆体２１１に沈められず、当該処理では、膜形成プロセス中に前駆体蒸気が処理チャンバ２８３に送達される。いくつかの実施形態では、入口導管２４０の内側端部５８が、入口導管５４を通るキャリアガスの流れを方向転換又は拡散させる構成要素を有する。いくつかの実施形態では、スパージャー６０が、入口導管５４の内側端部５８に位置している。スパージャー６０は、入口導管５５と流体連通しており、入口導管５４を流れるガスがスパージャー６０を通過して液体前駆体２１１のバブリングを可能にする。

【0027】

［００４３］ガス送達システム２２９は、アンプル２０２の出口ポートに接続され、ガスがアンプル２０２から流出できるように構成された出口導管２５０をさらに備える。いくつかの実施形態では、入口導管５４の内側端部５８が、液体前駆体２１１の液面表面２１１ａの上方にある。１又は複数の実施形態において、入口導管５４の内側端部５８及び出口導管２５０の内側端部２５２は、液体前駆体２１１に接触しない。この種の実施形態では、液体前駆体２１１の上のヘッドスペース内の前駆体の蒸気は、前駆体２０５の蒸気と混合されたアンプルを出るキャリアガスとして出口導管２５０を通って運ばれ、これが処理チャンバ２８３に送達される。

【0028】

［００４４］送達される前駆体の量を減らすため充分に遠い２１６において。

【0029】

［００４５］図示した実施形態では出口が、処理チャンバ２８３に、例えばキャリアガスに同伴された前駆体蒸気が膜堆積プロセスのために送達される膜形成チャンバに、接続されている。処理チャンバは、当業者に知られた任意の適切な処理チャンバであってよく、これには、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバ、プラズマ式原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）チャンバ、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバ、プラズマ式化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）チャンバが含まれるが、これらに限られない。

【0030】

［００４６］いくつかの実施形態では、ガス送達システム２２９が、既存又は従来のアンプル上に後付けされ得る。いくつかの実施形態は、既存又は従来のアンプル蓋上に後付けされるように構成されたガス送達システム２２９を含む、装置又は方法に向けられる。

【0031】

［００４７］図２、図３Ａ及び図３Ｂは、アンプル２０２が自動補充システム２００のガス送達システム２２９に接続された自動補充システム２００の概略図を示す。自動補充システム２００は、アンプル２０２の内部に流体を収容するように構成された容積２０１を有する例示的なアンプル２０２を備え、アンプル２０２の内部は、側壁２１４及び内面２１８により画定される。

【0032】

［００４８］図３Ａ及び３Ｂに示されるように、ガス送達システム２２９は、アンプル２０２の入口ポート２２０に接続された入口導管２４０を介してアンプル２０２にプッシュガスを提供するガス供給２７９を備える。いくつかの実施形態において、ガス供給２７９は、アルゴン、ヘリウム又は窒素などのキャリアガス２０３を含む。いくつかの実施形態において、キャリアガス２０３は、アンプル２０２に入る前に液化される。キャリアガス２０３は、処理チャンバ２８３内に堆積させるために、出口導管２５０を通って前駆体を押し出す。いくつかの実施形態では、実際のガス供給源は別個の構成要素であり、ガス供給部２７９は、当業者が精通しているように、ガス供給源に接続可能な任意の適切な入口コネクタである。

【0033】

［００４９］図３Ｂに示すように、入口導管２４０の出口ポート２４１は、キャリアガス２０３により液体前駆体２１１が出口導管２５０に運ばれ、押し込まれるように、液体前駆体２１１の液面２１１ａの下方にある。図３Ｂに示すように、いくつかの実施形態では、ガス供給部２７９が、処理チャンバ２８３の外側に位置するバルクリザーバ２８２を含む。バルクリザーバ２８２は、２０リットル～１００リットルの範囲の大容量のものである。押し込み圧力は、キャリアガスがバルクリザーバ２８２内で液化したままであるように、また入口導管２４０のリザーバ側入口２４５がバルクリザーバ２８２内のキャリアガス液面２４７より下に留まるように、バルクリザーバ２８２の入口２８１において特定の値に維持される。

【0034】

［００５０］図３Ａに戻ると、ガス供給部２７９から上流に接続されたガス送達システム２２９は、ガス供給部２７９から入口導管２４０へのキャリアガス２０３の流れを調整するために、マスフローコントローラ又は体積流量コントローラを利用することができる。本実施形態では、バルクバルブ２２４が利用される。ガス送達システム２２９はさらに、バルクバルブ２２４の上流に、ガス供給部２７９を所望の温度に加熱するように構成されたヒータ２２６を含むことができる。

【0035】

［００５１］いくつかの実施形態では、ガス送達システム２２９がさらに、ガス送達システム２２９内のガスの圧力をモニタリングするように構成されたトランスデューサ又はガス圧力センサ２２８を備える。任意の適切なガス圧力センサ、例えば化学気相堆積又は原子層堆積システムでの使用に適した圧力計又は圧力トランスデューサ。いくつかの実施形態では、ガス送達システム２２９が、アンプル２０２の下流にニードルバルブ２６５の形態の流量制限装置をさらに備え、ニードルバルブ２６５は、ガスの圧力を所定のガス圧力値に可変的に調整するように構成される。ニードルバルブは、処理チャンバへのガス／蒸気の流れを制御する。典型的なタイプの流量制限装置には、ＶＣＲオリフィスガスケットフローリストリクタ、多孔質金属フローリストリクタ、及びニードルバルブが含まれる。しかしながら、特にガス送達システムにおける微粒子の形成に敏感な前駆体について、前駆体を膜形成チャンバに確実に送達するために利用可能なのは、ニードルバルブのみであることが判明した。

【0036】

［００５２］１又は複数の実施形態において、ガス送達システム２２９は、バルクバルブ２２４、ヒータ２２６、ガス圧力センサ２２８、ニードルバルブ２６５及びガス供給部２７９に連通するガス送達コントローラ２９１を含む。いくつかの実施形態では、ガス送達コントローラ２９１は、センサコントローラ１７０の液面センサ（１５０，１５２，１５４，１５６）のうち１又は複数から液面信号を送信及び受信し、ガス送達システム２２９の１又は複数の構成要素を作動させるように構成される。ガス送達制御部２９１はまた、ガス圧センサ２２８からの圧力信号であって、ガス送達システム２２９の圧力を示す圧力信号を、送信及び受信するように構成されている。

【0037】

［００５３］いくつかの実施形態では、ガス送達コントローラ２９１が、ガス供給部２７９を作動させる又は止めるように構成される。いくつかの実施形態では、ガス送達コントローラ２９１が、ガス供給部２７９に信号を送信するように構成され、ガス送達制御部２９１は、ガス供給２７９を増加又は低下させるように構成される。同様に、いくつかの実施形態では、ガス送達コントローラ２９１がバルクバルブ２２４に信号を送信するように構成され、ガス送達コントローラは、バルクバルブ２２４を作動させる又は止めるように構成され、いくつかの実施形態では、ガス送達コントローラ２９１はバルクバルブ２２４を増加又は低減させるように構成される。

【0038】

［００５４］いくつかの実施形態では、ガス送達制御部２９１が、ガス送達システム２２９内のガス圧を変更するようにニードルバルブ２６５を調整する信号を送信するように構成されている。１又は複数の実施形態において、ニードルバルブ２６５は、手動制御（例えばニードルバルブを通るガス流の微調整をもたらすように構成されたバーニアハンドルを含む）を備える。いくつかの実施形態では、バーニアハンドルを有するニードルバルブにより、ガス送達システム２２９におけるガス流量及びガス圧力の正確な調節を可能にするための細かい制御がもたらされる。いくつかの実施形態では、バーニアハンドルが、ガス送達システム２２９内のガス流及びガス圧の正確な調整を可能にするために、バーニアハンドルの動きの視覚的検出及び調整のために使用可能なハンドル上の目盛り（図示せず）を含み得る。他の実施形態では、ニードルバルブ２６５が、モータ制御バルブを備える。モータ制御バルブの例には、モータ制御アクチュエータバルブ、例えば、空気圧制御バルブ、電気制御バルブ、油圧制御バルブ又は圧電制御リニアアクチュエータバルブが含まれる。１又は複数の実施形態において、ガス送達コントローラ２９１は、モータ制御バルブの動作を制御する。

【0039】

［００５５］１又は複数の実施形態によるガス送達コントローラ２９１は、プロセッサ２９３と、プロセッサに結合されたメモリ２９５と、プロセッサ２９３に結合された入力／出力デバイス、及びシステム又は装置の異なる構成要素間に通信をもたらし、バルクバルブ２２４、ヒータ２２６、ニードルバルブ２６５、ガス供給２７９の動作をもたらし、そして処理チャンバ２８３にガス流をもたらす支持回路と、を備える。ガス送達コントローラ２９１は、ガス圧力センサ２２５及びニードルバルブ２６５と通信して、ガス送達システム２３０内のガスの圧力を調整する。いくつかの実施形態では、ガス送達コントローラ２９１が、ガス圧センサ２２５及びニードルバルブ２６５と通信しており、ガス送達コントローラ２９１が、ガス送達システム２３０内のガス圧を変更するようにニードルバルブ２６５を調整する信号を送信するように構成されている。ニードルバルブ２６５が手動制御ニードルバルブである実施形態において、信号は、ニードルバルブ２６５がガス送達システム内のガス圧力を調整又は変更するために調整が必要であることを示すアラートであり得る。特定の実施形態において、ガス送達コントローラ２９１は、ニードルバルブ２６５がモータ制御バルブを備える実施形態では、ニードルバルブ２６５の開閉を調整する。このような実施形態では、ガス送達制御部２９１が、ニードルバルブ２６５を自動的に操作して、ガス送達システム２３０内のガス圧を、例えば所定のガス圧値に調整又は変更するように構成される。

【0040】

［００５６］自動補充システム２００を動作させるプロセスは一般に、メモリに、例えばセンサコントローラ１７０、ガス送達コントローラ２９１又は他のコントローラのメモリに格納することができ、プロセッサによって実行されると、自動補充システム２００に本開示に記載される方法を実行させる。ソフトウェアルーチンはまた、プロセッサによって制御されているハードウェアから離れた位置にある第２のプロセッサ（図示せず）によって格納及び／又は実行され得る。本開示の方法の一部又は全部は、ハードウェアによっても実行され得る。よって、本開示に記載される方法は、ソフトウェアで実装され、コンピュータシステムを用いて、例えば特定用途向け集積回路若しくは他のタイプのハードウェア実装としてのハードウェアによって、又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせとして、実行される。ソフトウェアルーチンは、プロセッサによって実行されると、汎用コンピュータを、処理が実行されるようにチャンバ動作を制御する特定目的のコンピュータ（コントローラ）に変換する。

【0041】

［００５７］いくつかの実施形態では、センサコントローラ１７０及びガス送達コントローラ２９１が、プロセッサ及びプロセッサに結合されたメモリ、プロセッサに結合された入力／出力デバイス、及び自動補充システム２００の異なる構成要素間に通信をもたらす支持回路を有する１つのコントローラである。

【0042】

［００５８］本開示の方法の一部又は全部は、ハードウェアによっても実行され得る。よって、本開示に記載される方法は、ソフトウェアで実装され、コンピュータシステムを用いて、例えば、特定用途向け集積回路若しくは他のタイプのハードウェア実装としてのハードウェアによって、又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせとして、実行される。ソフトウェアルーチンは、プロセッサによって実行されると、汎用コンピュータを、処理が実行されるようにチャンバ動作を制御する特定目的のコンピュータ（コントローラ）に変換する。

【0043】

［００５９］１又は複数の実施形態のセンサコントローラ１７０のメモリ１７４、及びガス送達コントローラ２９１のメモリ２９４は、１又は複数の一時的メモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ）、及び非一時的メモリ（例えば、ストレージ）を含み、プロセッサのメモリは、容易に利用可能なメモリ、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピー・ディスク、ハード・ディスク、又はその他の形式のデジタルストレージ（ローカル若しくはリモート）のうち１又は複数であり得る。メモリは、システムのパラメータ及び構成要素を制御するためにプロセッサによって動作可能な命令セットを保持することができる。支持回路は、従来の方法でプロセッサを支持するためにプロセッサに結合される。回路は、例えば、キャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステムなどを含み得る。

【0044】

［００６０］１又は複数の実施形態において、センサコントローラ１７０及びガス送達コントローラ２９１は、アンプル２０２から処理チャンバ２８３に前駆体又は反応性ガスの流れを送達する命令を実行する。

【0045】

［００６１］自動補充システム２００は、図２に示すように、制御ソフトウェア１９０をさらに備える。制御ソフトウェア１９０は、自動補充システム２００内のアンプルの補充に関連する様々なタスクを実行する。限定ではなく例として、制御ソフトウェア１９０は、センサコントローラ１９０の動作、ガス送達コントローラ２９１の動作、及び自動補充システム２００の１又は複数の構成要素（液面センサ（１５０，１５２，１５４，１５６）、バルクバルブ２２４、ヒータ２２６、ガス圧センサ２２８、ニードルバルブ２６５、及びガス供給２７９を含む）の動作を制御し得る。これらのハードウェアアイテムはそれぞれ、プロプライエタリ又はオープンプログラミングインターフェースを有してもよく、制御ソフトウェア１９０はまた、又は代替的に、例えばハードウェアからのデータを解釈するか、又はハードウェアに制御信号を提供することによって、これらのハードウェアアイテムとの通信を管理し得る。より抽象的なレベルでは、制御ソフトウェア１９０は、例えば１又は複数の液面センサ（１５０，１５２，１５４，１５６）、バルクバルブ２２４、ヒータ２２６、ガス圧センサ２２８、ニードルバルブ２６５又はガス供給部２７９のうち１又は複数の動作を協同させる及び制御することによって、自動補充システム２００の構成要素を作動させる又は止めるように、自動補充システム２００のさまざまな構成要素を協同させることができる。制御ソフトウェア１９０はまた、自動補充システム２００及びヒータ２２６、ニードルバルブ２６５、ガス供給２７９、及び処理へのガス流を制御するための外部プログラムインターフェースを提供することができ、また、又は代替的に、例えばイベントログ、ステータス情報などの情報をより広いコンピュータインフラストラクチャにもたらす。以下でより詳細に説明するように、制御ソフトウェア１９０は、ニューラルネットワークを使用して、アンプル内の前駆体の液面を計算し、ステートマシンの状態を計算し得る。制御ソフトウェア１９０はまた、自動補充システム２００及び関連するプロセスデータとのユーザ対話のためのグラフィカルユーザインターフェースを提供し得る。より一般的には、制御ソフトウェア１９０が、自動補充システム２００又は自動補充システム２００全体の特定のデバイス又は構成要素に関するかどうかにかかわらず、自動補充システム２００のステータス、モニタリング、メンテナンス、評価、プログラミング、制御、及び／又は動作に関連する任意のソフトウェア機能をサポートし得る。

【0046】

［００６２］本開示のいくつかの実施形態は、アンプルを正確に補充するための自動補充システム２００を制御する方法に向けられている。図４を参照すると、１又は複数の実施形態において、方法３００は、動作３０２において、複数の液面センサを有する自動補充システムの動作を制御することを含む。いくつかの実施形態では、複数の液面センサのそれぞれが、アンプルの内面の高さに沿って既知の位置に垂直方向に位置づけられており、複数の液面センサのそれぞれが、アンプル内の液面を検出するように構成されており、複数のセンサのそれぞれが、自動補充システムの一部の補充機能に対応する。いくつかの実施形態において、自動補充システムは、先に説明した実施形態のうちの1又は複数であるセンサコントローラ及びマスフローコントローラを備える。

【0047】

［００６３］動作３０４において、本方法はさらに、複数の液面センサのうち第１の液体センサからセンサコントローラへの信号を受信することを含み、動作３０６において、複数の液面センサのうち第２の液体センサからセンサコントローラへの信号を受信することを含む。第１の液体センサは、アンプルの底部から第１の距離に位置し、第１の液体センサは、アンプルの低い液面状態を決定するように構成される。第２の液体センサは、アンプルの底部から第２の距離に位置し、第２の液体センサは、アンプルの完全な液面状態を決定するように構成される。

【0048】

［００６４］動作３０８において、本方法はさらに、複数のセンサそれぞれの補充動作を決定することを含み、センサコントローラは、ガス送達コントローラに信号を送信し、第１の液体センサの信号は、ガス送達コントローラにマスフローコントローラを作動させることを促すように構成され、第２の液体センサの信号は、ガス送達コントローラにマスフローコントローラを止めることを促すように構成される。マスフローコントローラ（ＭＦＣ）は、本開示の様々な実施形態の動作を説明するために使用される。しかしながら、当業者であれば、本開示の範囲がＭＦＣに限定されず、他のガス送達システム（例えば、ダイヤフラム、ＡＬＤバルブ）が使用可能であることを認識するであろう。動作３１０において、本方法は、液面が低液面Ｌにあるときにマスフローコントローラを作動させるようガス送達コントローラに促すことをさらに含み、動作３１２において、本方法は、液面が液面Ｈにあるときにマスフローコントローラを作動させるようガス送達コントローラに促すことをさらに含む。

【0049】

［００６５］いくつかの実施形態では、センサコントローラが、特定の液面に達したときを示すために、１又は複数の液面センサから液面信号を送信及び受信するように構成される。第１の液面センサ及び第２の液面センサは、マスフローコントローラを起動させること及び止めることを示すように構成されている。第１の液面センサは、アンプルを補充する必要があることをセンサコントローラに示し、信号を送信するように構成され、これにより、コントローラにマスフローコントローラを作動させるよう促し、第２の液面センサは、アンプルが補充されたことをセンサコントローラに示して信号を送信するように構成され、センサコントローラにマスフローコントローラを止めるように促す。

【0050】

［００６６］いくつかの実施形態において、本方法はさらに、ステートマシンを用いて自動補充システムを動作させることを含む。いくつかの実施形態では、ステートマシンが、センサコントローラの複数の動作に関連する複数の状態を含む。図５及び図６を参照すると、ステートマシンの複数の状態は、アンプルの液面に相当する。

【0051】

［００６７］図５は、例示的なアンプル４００の容積４０１内部の対応する液面高さを有する、少なくとも図１の液面センサ（１５０，１５２，１５４，１５６）の概略図を示す。図６は、液面センサ（１５０，１５２，１５４，１５６）に対する容積４０１内部の液面高さに対応するステートマシンの複数の状態を図解している。

【0052】

［００６８］図５に示されるように、アンプル４００は、内面４１８を有する側壁４１４を備える。液面センサ（１５０，１５２，１５４，１５６）は、側壁４１４の内面４１８の垂直高さ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３及びＨ４）に沿って配置されている。ここで使用されるように、「垂直」という用語は、アンプルの底部に直交する方向を意味する。垂直高さＨ１は、底部液面センサ１５０の底面にある液面、又はこれを下回る液面に相当する。底部液面センサ１５０は、液面が垂直高さＨ１に達するか又はこれを下回った場合、センサコントローラ１７０に信号を送信するように構成されている。垂直高さＨ２は、第１の液面センサ１５４における、又はこれを下回る液面に相当する。第１の液面センサ１５４は、液面が垂直高さＨ２に達するか、又はこれを下回った場合、センサコントローラ１７０に信号を送信するように構成されている。垂直高さＨ３は、第２の液面センサ１５６における、又はこれを上回る液面レベルに相当する。いくつかの実施形態では、垂直高さＨ３の第２の液面センサ１５６は、製造制御センサとして構成され、これがオンの場合、以下でさらに詳細に説明するようにダンププロセスが開始される。第２の液面センサ１５６は、液面が垂直高さＨ３に達したか、又はこれを上回った場合、センサコントローラ１７０に信号を送信するように構成される。垂直高さＨ４は、上部液面センサ１５２にある、又はこれを上回る液面に相当する。上部液面センサ１５２は、液面が垂直高さＨ１に達したか、又はこれを上回った場合、センサコントローラ１７０に信号を送信するように構成されている。いくつかの実施形態では、垂直高さＨ４の上部液面センサ１５２が、境界センサとして構成され、これがオンの場合、以下でさらに詳細に説明するようにダンプ及び警告プロセスが開始される。

【0053】

［００６９］液面センサ（１５０，１５２，１５４，１５６）の垂直高さ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４）は、アンプルの側壁に沿った任意の高さであり得る。垂直高さ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４）を決定するために、前駆体化学物質のさまざまな最適化が、液面の関数として検討され得る。いくつかの実施形態において、垂直高さは、前駆体化学物質の分解を最小化するためにアンプル中に最小量の前駆体化学物質を保持するように選択される。いくつかの実施形態において、垂直高さ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４）は、前駆体化学物質のサイクル当たりの成長に従って決定され得る。いくつかの実施形態において、垂直高さ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４）は、前駆体化学物質の蒸発速度及び前駆体化学物質の分解速度が所与の温度で変化し得るので、アンプル内の前駆体化学物質の温度の関数として、前駆体化学物質のサイクル当たりの成長に従って決定され得る。いくつかの実施形態において、垂直高さＨ１は、最小の分解量を有するように選択される。

【0054】

［００７０］図６に示すように、図５の前述の液面高さはそれぞれ、ステートマシン５００のステータスに相当する。図６により、例示的な単回バッチの下でのステートマシン５００のステータスが図解されている。単回バッチは、実行される完全なプロセスレシピの下で処理される基板の数として規定される。特に、フルプロセスレシピの下で処理された基板の数は、特定のプロセスレシピに対する連続基板製造プロセス中に処理された任意の数の基板についてのものであり得る。複数回バッチは、同じプロセスレシピであり得るか、又は異なるプロセスレシピであり得る。複数回バッチは、ダウンタイムの有無にかかわらず、同じレシピの連続した中断のないバッチを含み得る。本開示のアンプルは、単回又は複数回バッチの前、単回又は複数回バッチの後、バッチ同士の間又はバッチの最中に、補充され得る。

【0055】

［００７１］単回バッチの場合、ステートマシン５００について以下の状態が発生することがあり、ステートマシン５００は、自動補充システム２００の構成要素のうち１又は複数にアクションを実行するよう促すことができる。当該プロンプト（prompt：促し）は、単回バッチ中、その前、又はその後に起こり得る。液面高さが底部液面センサ１５０（垂直高さＨ１）にあるか、又はそれを下回る場合、ステートマシン５００は液面ＬＬの信号を受信し、ステートマシン５００は、低－低（Low Low）状態に置かれる。液面高さが第１の液面センサ１５４（垂直高さＨ２）を下回ると、ステートマシン５００は液面Ｌの信号を受信し、ステートマシン５００は、ニード・フィル（Need Fill）状態に置かれる。液面高さが第２の液体センサ１５６（垂直高さＨ３）にあるか、又はこれを上回る場合、ステートマシンは液面Ｈの信号を受信し、ステートマシン５００はストップ・フィル（Stop Fill）状態に置かれる。液面高さが上部液面センサ１５２（垂直高さＨ４）にあるか、又はこれを上回る場合、ステートマシンは液面レベルＨＨの信号を受信し、ステートマシン５００は高－高（High High）状態に置かれる。

【0056】

［００７２］低－低状態において、いくつかの実施形態では、ステートマシン５００が、ガス送達コントローラ２９１に、図２～図３のガス供給２７９及びバルクバルブ２２４のうち１若しくは複数を作動又は増大させるよう促し、これによってアンプル４００が補充される。いくつかの実施形態では、低－低状態において、ステートマシン５００が、ガス送達コントローラ２９１に、液面がストップ・フィル状態に達するまで、ガス供給２７９及びバルクバルブ２２４のうちの１若しくは複数を作動又は増大させるよう促す。ニード・フィル状態を下回る場合、ステートマシン５００が、ガス送達コントローラ２９１に、ガス供給２７９及びバルクバルブ２２４のうちの１若しくは複数を作動又は増大させるよう促す。液面が垂直高さＨ２を通過した場合、ステートマシンは、ガス送達コントローラ２９１に、ガス供給２７９及びバルクバルブ２２４のうち１又は複数を止めるよう促す。ガス供給２７９の流れが止まる時間の遅延に起因して、いくつかの実施形態では、液面が高さＨ２の上方を通過する。いくつかの実施形態では、ニード・フィル状態において、ステートマシン５００が、ガス送達コントローラ２９１に、液面がストップ・フィル状態に達するまで、ガス供給２７９及びバルクバルブ２２４のうちの１若しくは複数を作動又は増大させるよう促す。ストップ・フィル状態において、ステートマシン５００は、ガス送達コントローラ２９１に、ガス供給２７９及びバルクバルブ２２４のうち１又は複数を止めるよう促す。

【0057】

［００７３］以下でさらに詳細に説明するように、いくつかの実施形態では、マシン５００が、センサコントローラ１７０又はガス送達コントローラ２９１のうち１又は複数に対して、ステートマシン５００の状態又は液面を示すプロンプトを、ユーザインターフェースに警告又は通知又は表示するよう促す。いくつかの実施形態では、低－低状態において、ステートマシン５００が、センサコントローラ１７０又はガス送達コントローラ２９１のうち１又は複数に対して、アンプル４００が臨界液面を下回っていることを示すプロンプトを、ユーザインターフェースに警告又は通知又は表示するよう促す。いくつかの実施形態では、高－高状態において、ステートマシン５００が、センサコントローラ１７０又はガス送達コントローラ２９１のうちの１又は複数に対して、アンプル４００が臨界液面を上回っていることを示すプロンプトを、ユーザインターフェースに警告又は通知又は表示するよう促す。

【0058】

［００７４］いくつかの処理シナリオでは、自動補充システム２００（ステートマシン５００及び制御ソフトウェア１９０を含む）が、複数のアンプルの液面を同時に、補充及びモニタリングする。いくつかの実施形態では、自動補充システム２００（ステートマシン５００及び制御ソフトウェア１９０を含む）が、処理チャンバ２８３内で処理されている基板のバッチに依存して、方法３００及びステートマシン５００を実装して作動させる。よって、以下でさらに詳細に説明するように、自動補充システム２００（ステートマシン５００及び制御ソフトウェア１９０を含む）は、処理されている基板の所定のバッチの前、その間又はその途中で、方法３００及びステートマシン５００を作動させる。

【0059】

［００７５］図７に示すように、図５の前述の液面高さはそれぞれ、ステートマシン６００の状態に相当し、ステートマシン６００には、図６のステートマシン５００のマシン状態が組み込まれる。図７により、処理チャンバ２８３の複数の基板製造プロセス中の複数回バッチ下におけるステートマシン６００のマシン状態が図示されている。複数回バッチは、同じプロセスレシピであり得るか、又は異なるプロセスレシピであり得る。複数回バッチは、ダウンタイムの有無にかかわらず、同じレシピの連続した中断のないバッチを含み得る。本開示のアンプルは、単回又は複数回バッチの前、単回又は複数回バッチの後、バッチ同士の間又はバッチの最中に補充され得る。処理チャンバ２８３は、１又は複数の基板を総バッチカウントで処理しながら、基板を処理し、基板を搬送し、特定のバッチレシピを開始又は停止するように構成される。

【0060】

［００７６］総バッチカウントを有する複数回バッチの場合、ステートマシン６００について以下の状態が発生する可能性があり、ステートマシン６００は、自動補充システム２００の構成要素のうちの１又は複数にアクションを実行するよう促し得る。当該プロンプト（促し）は、総バッチカウントの期間中、複数回バッチの１又は複数の間、その前、又はその後に発生し得る。

【0061】

［００７７］ステートマシン５００が低－低状態（液面ＬＬ、垂直高さＨ１）にあり、処理チャンバ２８３が基板を搬送している場合、ステートマシン６００は、バッチ・スタート・フィル状態に置かれる。代替的に、ステートマシン５００がニード・フィル状態（液面Ｌ、垂直高さＨ２）にあり、処理チャンバ２８３が基板を搬送しており、処理チャンバ２８３が所定のバッチカウンターで少なくとも部分的に完了している場合、ステートマシン６００はバッチ・スタート・フィル状態に置かれる。ステートマシン６００のバッチ・スタート・フィル状態は、液面がストップ・フィル状態（液面Ｈ、若しくはこれを上回る）に達するまで、又はバッチ・ストップ・フィル状態に達するまで、ガス供給２７９及びバルクバルブ２２４のうちの１若しくは複数を作動又は増大させるようガス送達コントローラ２９１に促す。いくつかの実施形態では、ステートマシン５００が低－低状態にある場合、ガス送達コントローラ２９１が警告インジケータをユーザインターフェースに送信するが、処理チャンバ２８３の処理は中断されないままである。いくつかの実施形態において、低－低状態は、ガス送達コントローラ２９１が警告インジケータをユーザインターフェースに送信し、２８３の処理を終了させるように促す。

【0062】

［００７８］ステートマシン５００が液面Ｌと液面Ｈとの間（垂直高さＨ２と垂直高さＨ３との間）にある場合、ステートマシン６００は、バッチ・ストップ・フィル状態に置かれる。あるいは、処理チャンバ２８３が開始されているものの、レシピがまだ開始されていない場合、ステートマシン６００は、バッチ・ストップ・フィル状態に置かれる。あるいは、ステートマシン５００が液面ＬＬと液面Ｌ以上との間（垂直高さＨ１と垂直高さＨ２との間）にある場合、ステートマシン６００はバッチ・ストップ・フィル状態に置かれる。ステートマシン６００のバッチ・ストップ・フィル状態は、ガス送達コントローラ２９１に、ガス供給２７９及びバルクバルブ２２４のうちの１又は複数を止める又は減少させるよう促す。

【0063】

［００７９］いくつかの実施形態では、液面が垂直高さＨ３より上方を通過するか、又は垂直高さＨ３でセンサを作動させると、ステートマシン５００はダンプ状態（Dump State）に置かれ、ステートマシン５００はガス送達コントローラ２９１に、アンプル１００から液体を排出するよう促し、ガス送達コントローラ２９１は、ユーザインターフェースに警告インジケータを送信するが、処理チャンバ２８３の処理は中断されないままである。いくつかの実施形態では、ダンプ状態が、警告インジケータをユーザインターフェースに送信し、２８３の処理を終了させる。

【0064】

［００８０］先に述べたように、液面が垂直高さＨ２を通過した場合、ステートマシンは、ガス送達コントローラ２９１に、ガス供給２７９又はバルクバルブ２２４のうちの１又は複数を止めるよう促す。ガス供給部２７９の流れが止まる時間の遅延に起因して、いくつかの実施形態では、液面が垂直高さＨ２を超えて通過する。いくつかの実施形態では、処理チャンバ２８３が基板を処理しており、かつ液面が高さＨ２にある場合、ステートマシン５００は、バッチ・ミッド・フィル状態に置かれる。ステートマシン６００のバッチ・ミッド・フィル状態は、ガス送達コントローラ２９１に、ガス供給２７９及びバルクバルブ２２４のうちの１又は複数を止めるよう促すが、処理チャンバ２８３の基板処理を終了させない。いくつかの実施形態では、ステートマシン６００のバッチ・ミッド・フィル状態がさらに、前駆体固有のデータを格納するためのデータ構造に格納されたバッチカウントを開始して、液面が垂直高さＨ２を下回るまで処理された基板の数をカウントする。いくつかの実施形態では、処理チャンバ２８３の連続処理が原因で液面が低下するにつれて、ステートマシン６００は、液面が垂直高さＨ２を下回った場合に、ガス供給２７９及びバルクバルブ２２４のうちの１又は複数を止めるようガス送達コントローラ２９１に促す。いくつかの実施形態では、バッチ・ミッド・フィル状態が３回より多く連続して発生した場合、ガス送達コントローラ２９１は、警告インジケータをユーザインターフェースに送信するが、処理チャンバ２８３における処理は中断されないままである。バッチ・ミッド・フィル状態のバッチカウントは、バッチ・ミッド・フィル状態のミッド・フィル間で処理された基板の数を決定するためのカウントをもたらす。

【0065】

［００８１］図８Ａ及び図８Ｂはそれぞれ、ステートマシン５００及びステートマシン６００をそれぞれ図示している。図示されたステートマシン（５００，６００）は簡略化された表現であり、半導体プロセスのリアルタイム制御に使用されるステートマシンはより複雑であり、図面に図示されたよりも著しく多くの状態及び遷移を有することが理解されるべきである。先に図６で示したように、ステートマシン５００は多数の状態を含み、これには低－低状態、ニード・フィル状態、ストップ・フィル状態、及び高－高状態が含まれる。同様にステートマシン６００には、ステートマシン５００の状態のうち少なくとも１つが組み込まれ、ステートマシン６００には、バッチ・スタート・フィル状態及びバッチ・ストップ・フィル状態が含まれる。いくつかの実施形態では、ステートマシン６００がさらに、任意選択的なバッチ・ミッド・フィル状態を含む。

【0066】

［００８２］例として、そして先に述べたように、当該状態は、液面センサ（１５０，１５２，１５４，１５６）、バルクバルブ２２４の動作、ヒータ２２６、ニードルバルブ２６５、ガス供給２７９、及び処理チャンバ２８３へのガスの流れのうち１又は複数の状態を表し得る。ある状態から別の状態への各変化は、遷移により、例えばステートマシン５００の第１の遷移５１０、又は状態管理６００の第１の遷移６１０により、生じる。各状態は、当該状態への、及び当該状態からの遷移を１又は複数有し得ることに留意すべきである。これは例えば、異なる状態に遷移するためにハードウェアの項目による応答をトリガする制御信号又はセンサ出力であり得る。

【0067】

［００８３］図８Ａ及び図８Ｂは、シンプルなステートマシンを図解しているが、当該ステートマシンを表すために他の技術が採用され得る。例として、図６及び図７の状態表によって表されるステートマシン５００及び６００はそれぞれ、表形式の関連する状態及び条件を有する。いくつかの実施形態では、ステートマシン５００及び６００が、遷移のためのバイナリ条件をもたらし、一方では例えば、ステートマシン６００が、状態変化を評価するための一般化された式をもたらす。ステートマシンのソフトウェア実装で一般的に使用されるその他の表現には、アルゴリズムステートマシン、統一モデリング言語（「ＵＭＬ」）状態図、有向グラフ（directed graphs）などが含まれる。

【0068】

［００８４］図９は、ハンドリングハードウェア７５２から入力を受信し、ハンドリングハードウェア７５２に出力を送信するように構成されているニューラルネットワーク７００を含む制御システム７５０を図解している。いくつかの実施形態では、ハンドリングハードウェア７５２が、センサコントローラ１７０、液面センサ（１５０，１５２，１５４，１５６）、ガス送達コントローラ２９１、バルクバルブ２２４、ヒータ２２６、ガス圧力センサ２２８、ニードルバルブ２６５、及びガス供給２７９のうち１又は複数を含む。いくつかの実施形態では、ニューラルネットワーク７００がさらに、ユーザ入力インターフェース１９８からユーザ入力を受信するように構成される。例えば、ユーザ入力には、前駆体固有のパラメータ、プロセスレシピ、及びバッチカウントが含まれ得る。いくつかの実施形態では、ニューラルネットワーク７００が、ユーザ出力インターフェース１９９に出力を送信するように構成される。例えば、ユーザ出力は、人間によるモニタリング及び制御のためのグラフィカルユーザインターフェースを含み得る。描かれているニューラルネットワークは一般化された表現であることが理解されるであろう。一般的な動作では、ハンドリングハードウェア７５２が、ニューラルネットワーク７００に入力７５４を提供し、一方でニューラルネットワーク７００は、１又は複数の先の実施形態の有限ステートマシン（ステートマシン５００、ステートマシン６００）の１又は複数の状態を計算する。一方でこれらの状態は、ニュートラルネットワークからハンドリングハードウェア７５２への出力７５６によってハンドリングハードウェア７５２に制御信号をもたらす。

【0069】

［００８５］ニューラルネットワーク７００への入力７５４は、ハンドリングハードウェア７５２から導出される任意のデータ、例えば光学センサ、圧力計及びスイッチなどからのセンサデータを含み得る。いくつかの実施形態では、入力７５４が、ロボットデータ又は処理チャンバ２８３からのプロセスデータ（例えば処理中のレシピ及びバッチカウント）も含む。いくつかの実施形態では、処理チャンバが、ハンドリングハードウェア７５２の構成要素である。いくつかの実施形態では、入力７５４が、ハンドリングハードウェア７５２の個々の構成要素によってデータ処理が行われる処理済みセンサデータも含み得る。例えば、ハンドリングハードウェア７５２の個々の構成要素は、コンポーネントステータスのブール表現に変換される。いくつかの実施形態では、ニューラルネットワーク７００への入力７５４が、システム情報、例えばピック時間、処理ステータス、基板又は基板のバッチの遷移時間などを含む。おおまかに言えば、入力７５４は、ハンドリングハードウェア７５２から利用可能な任意の生データ又は処理済みデータの形態である。

【0070】

［００８６］いくつかの実施形態では、制御システムの入力７５４及び出力７５６が、ベクトル、実数、複素数を含むことができ、当該データは、整数、浮動小数点値、又はニューラルネットワーク７００とともに使用するのに適した任意の他の数値表現として、表され得る。いくつかの実施形態では、入力７５４及び出力７５６が非同期６０８である。

【0071】

［００８７］図示したように、ニューラルネットワーク７００は、オブジェクトの３層ネットワークを含む。特に、入力層におけるニューラルネットワーク７００の上部レベル又は上部層７０２は、入力データ又は入力信号をセンサコントローラ１７０から、いくつかの実施形態では、ユーザ入力インターフェース１９８から、受信する。出力は、出力層の底部レベルにより生成されてもよく、出力をガス送達コントローラ２９１に送信し、いくつかの実施形態では、ユーザ出力インターフェース１９９に送信する。

【0072】

［００８８］複数の実施形態では、各オブジェクトが、１つのユニプロセッサコンピュータ、複数のユニプロセッサコンピュータ、１つのマルチプロセッサコンピュータ、複数のマルチプロセッサコンピュータなどで実装され得る。いくつかの実施形態では、ニューラルネットワーク７００が、複数のオブジェクトにわたる出力ベクトルに対する入力ベクトルの並列計算をもたらす。いくつかの実施形態では、オブジェクトノードが、アルゴリズムを用いて評価又は計算され得る。評価の実行は、並列的又は逐次的に、１つのコンピュータ上でローカルに、又は複数のコンピュータにわたり分散して、行うことができる。アーキテクチャは、マルチスレッド化、マルチタスク、分散コンピューティング、バッチコンピューティング、タイムシェアコンピューティング、リモートプロシージャコール、クライアント－サーバコンピューティング、ピアツーピアコンピューティング、ＳＩＭＤコンピューティング、ＭＩＭＤコンピューティング、ＳＩＳＤコンピューティング、ＭＩＳＤコンピューティング、サービス指向アーキテクチャ、ｎ層アーキテクチャ、モノリシックソフトウェアアーキテクチャ、モジュラーソフトウェアアーキテクチャ、又は当技術分野で知られた他のアーキテクチャを採用し得る。

【0073】

［００８９］それぞれのレベル（又は層）は、任意の数の人工ニューロンを有するオブジェクトを含む。いくつかの実施形態では、入力層０７２、出力層７０６及び中間層７０４には、任意の数のオブジェクトが存在する。いくつかの実施形態では、入力層７０２におけるオブジェクトの数が、入力の成分数に対応し、出力層７０６におけるオブジェクトの数が、出力の成分数に対応する。いくつかの実施形態では、中間層７０４におけるオブジェクトの数が、例えば、入力層７０２及び出力層７０６におけるオブジェクトの平均数である。

【0074】

［００９０］１又は複数の実施形態において、ニューラルネットワーク７００の１又は複数の層（７０２，７０４，７０６）のオブジェクトはそれぞれ、隣接層のオブジェクトに完全に接続される。別の言い方をすれば、入力層７０２における個々のオブジェクトからの出力は、中間層７０４におけるそれぞれ及び全てのオブジェクトへの入力として、提供される。同様に、中間層７０４におけるそれぞれ及び全てのオブジェクトからの出力は、出力層７０６のそれぞれ及び全てのオブジェクトへの入力として、提供される。

【0075】

［００９１］いくつかの実施形態では、ニューラルネットワーク７００が、有限ステートマシン（例えば前述の実施形態のステートマシン５００及びステートマシン６００）に、プロンプトを提供する。いくつかの実施形態では、ニューラルネットワーク７００が、ニューラルネットワーク・スケジューラである。いくつかの実施形態では、ニューラルネットワーク・スケジューラが、入力を処理して、ステートマシン５００及びステートマシン６００のうちの１又は複数の状態を計算するように動作する。ステートマシン５００及びステートマシン６００のうち１又は複数の状態は、ニューラルネットワーク・スケジュールの任意の電流値、信号又はデータを用いて、ある状態から別の状態への遷移のための条件が必要かどうかを決定し、任意の適切な制御信号をハンドリングハードウェア７５２に生成し得る。

【0076】

［００９２］いくつかの実施形態では、本開示のステートマシンが、複数の同時状態を採用し得る。いくつかの実施形態では、本開示のステートマシンが、自動補充システム２００の個々の構成要素のための複数のドーター・ステートマシンを含み、当該ドーター・ステートマシンは、ハードウェアの離散的なグループのためのステートマシン５００又はステートマシン６００の１又は複数のタスクを評価する。

【0077】

［００９３］図１０は、先に説明した１又は複数の実施形態の有限ステートマシン８０１及びニューラルネットワーク７００を用いて、自動補充システム２００を制御するためのプロセス８００を示す。いくつかの実施形態では、有限ステートマシン８０１が、前述の実施形態の１又は複数のステートマシン（５００，６００）である。

【0078】

［００９４］ニューラルネットワーク７００は、自動補充システム２００からデータを受信し、ステップ８０２に示すように、データ入力がニューラルネットワーク７００に適用される。次に、ニューラルネットワーク７００は、ステップ８０４に示されるようにノードを処理し、ステップ８０６に示されるように出力を計算する。有限ステートマシン８０１は、ニューラルネットワーク７００からの出力を用いて、ステップ８０８に示されるように現在の状態を評価し、ステップ８１０に示されるように別の状態に遷移するか否かを決定する。ステップ８１０において遷移が適切であると決定された場合、次に有限ステートマシン８０１は、ステップ８１２に示されるような新たな状態への変化に進み、システム７３０に出力するための対応する制御信号を生成する。ステップ８１０において遷移が適切でない場合、有限ステートマシン８０１は、ステップ８０８において現在の状態を再評価するために戻ることになる。いくつかの実施形態では、前述したように、ある状態から別の状態への遷移は条件付き遷移であってもよく、よって、プロセスツール内部チャンバ内の圧力が閾値を下回ったときに、状態が条件付きで別の状態に遷移することがあり、ここで閾値は、ニューラルネットワークからの重みによって表される。同様に、いくつかの実施形態では、遷移が、ブール値及び／若しくはブール表現、又はセンサデータ又は信号である。他の実施形態では、重みが、状態からの多数のあり得る遷移に割り当てられた値を表し得る。

【0079】

［００９５］いくつかの実施形態では、自動補充システム２００がステップ８１４において、スタットマシン８０１によって作成及び送信される制御信号を受信する。いくつかの実施形態では、自動補充システム２００が、ステップ８１６において連続的に制御信号を実行し、いくつかの実施形態では、連続的にデータ出力を生成する８１８。これらのステップのタイミングは、連続的又は周期的であり得ること、また同期的又は非同期であり得ることが理解されるであろう。

【0080】

［００９６］図１１は、前駆体固有のデータを格納するためのデータ構造９００を示す。データ構造９００は、一般に、前駆体識別子９１０、前駆体圧力マップ９１５、プロセス履歴９２０、レシピ識別子９３０、バッチ識別子９４０、バッチカウンター９４５及びリアルタイムデータ９５０を含み得る。

【0081】

［００９７］データ構造９００は、ＸＭＬデータベース、リレーショナルデータベース、オブジェクトリレーショナルデータベース、又は本明細書に記載されるような情報を格納するのに適した任意の他のデータベース若しくはデータ構造として、実装され得る。データ構造９００は、揮発性メモリ（例えば制御プログラムの実行のために割り当てられたメモリ）に、又は不揮発性メモリ（製造設備データリポジトリ）に、又はこれらの何らかの組み合わせに、具現化され得る。ウェハデータを１つのデータ構造に保存することにより、ウェハ固有のデータへのアクセスが容易になったり、ウェハのデータ（例えば以下に説明するデータを含む）の移植性が向上するなど、著しい利点が提供され得る。

【0082】

［００９８］いくつかの実施形態では、データ構造９００が、ガス供給２７９によって供給されている前駆体を識別及び／又は記述する、前駆体識別子９１０並びに前駆体圧力マップ９１５を含む。これには、ウェハをグローバルに、又は特定の製造施設、ウェハロット、若しくは他の適切なコンテキスト内で一意に識別する番号又は他のコードが含まれ得る。前駆体識別子９１０は、記述データ（例えば前駆体の化学的特性）も含み得る。

【0083】

［００９９］いくつかの実施形態では、圧力データを用いて、所与の前駆体について、複数のチャンバにわたるチャンバ同士の間の化学物質送達を一致させることができる。特に、圧力マップ９１５は、バッチにわたって１又は複数のガス送達コントローラ２９１及び処理チャンバ２８３に適用することができる。例えば（これに限られない）、異なる前駆体ガス、異なるリストリクタ及びガス導管長を有する２つの例示的な処理チャンバにおいて、当該パラメータを有する所与の圧力マップ９１５を、ガス供給２７９及びマスフローコントローラ２４４から送出される化学物質の量と一致させることにより、異なる前駆体ガスを有する当該２つの処理チャンバ間の均一性が確立される。別の言い方をすれば、ガス圧力センサ２２８上の異なる前駆体にわたる異なる圧力を一致させることによって、ガス供給２７９及びマスフローコントローラ２４４から送出される化学物質の量が、複数の処理チャンバにわたる均一性及び制御のために調整され得る。

【0084】

［０１００］いくつかの実施形態では、データ構造９００が、１又は複数の処理チャンバについてのイベントログ、レシピ、プロセスステップなどを含むプロセス履歴９２０を含む。こうして、１又は複数の処理チャンバの完全又は部分的な履歴は、その後のレビュー又はアーカイブのためにデータ構造９００に格納される。

【0085】

［０１０１］いくつかの実施形態では、データ構造９００が、１又は複数上の基板を処理するためのレシピ９３０を含む。これは、特定の基板又はチャンバプロセスに適用可能な現在の又は将来のレシピであり得る。基板がバッチ又は他のグループプロセスのために意図された多数の基質のうちの１つである場合、レシピ９３０は、レシピを含む外部の（データ構造からの）データ位置への参照を含むことができ、これにより、１つのレシピが多数の処理チャンバにわたり共有され得る。

【0086】

［０１０２］いくつかの実施形態では、データ構造９００が、バッチプロセス、又はバッチの数若しくは所与のプロセスを格納するバッチカウンター９４５を含むバッチ識別子９４０を有する。

【0087】

［０１０３］いくつかの実施形態では、データ構造９００が、前駆体識別子９１０に格納された前駆体特性に関するリアルタイムデータ９５０を含む。このデータには、多数のフィールド、例えば温度、圧力、所与のバッチ又はレシピ中の補充量などのさまざまなデータ型の関連テーブルが含まれ得る。

【0088】

［０１０４］他のフィールドも可能であること、また各フィールドには、単一のデータ項目、一連のデータ項目、又は対応するデータを含むテーブル若しくは外部データソースへの参照が含まれ得ることが、理解される。さらに、データは、オブジェクト指向データ構造、ＸＭＬデータ構造、リレーショナルデータベース、又はこれらのフィールド内のデータの格納及び検索に適した任意の他の形式で具現化され得ることが理解されるであろう。著しい利点として、データ構造９００は、ウェハに関する任意の関連データをカプセル化することができ、他の任意の環境に容易に移植され得る。よって、データ構造９００は、製造施設のデータリポジトリに格納されてもよく、現在のプロセス、また任意の後続のプロセスにおいて使用され得る。データ構造９００は、ウェハとともに他の製造施設に搬送されてよく、ウェハを分析するための様々な異なるプログラム（収率、スループットなどを計算するための施設全体のプログラムを含む）によって、またウェハが処理されるべき特定のハンドリング／処理システムによって、使用され得る。他の利点は上記から明らかであろうが、他の利点には、製造プロセス中により効率的及び／又は正確な処理決定を可能にするウェハの物理モデルを維持する能力が含まれる。

【0089】

［０１０５］図１２は、アンプル補充プロセスを制御するために前駆体及び処理情報を利用するためのシステム１０００を示す。システム１０００において、自動、半自動若しくは手動プロセス、又はこれらの組み合わせにより、ガス送達システム１００２が、１又は複数の補充１００４を介して導かれる。データは、プロセス全体を通して収集され、データベース１０１０に送られてもよく、当該データは、ガス送達システム１００２に関連するデータ構造とともに格納され得るか、さもなくば当該データ構造により、索引付けされ得る。いくつかの実施形態では、垂直液面、１又は複数の構成要素のステータス、圧力、温度、ガス送達量などのデータが、システム１０００内のセンサから取得される。いくつかの実施形態では、当該データが、データベース１０１０に送られ、ガス送達システム１００２のための他のデータと関連付けられる。

【0090】

［０１０６］各リフィル１００４は、データを受信して、及び／又は制御信号を（例えば、ロボット又は処理モジュールを制御するために）ガス送達システム１００２に適用し得る。ガス供給システム１００２の状態又は補充１００４を通じて、記録、オブジェクト、又は他のデータ構造が、データベース１０１０内に作成され得る。データ構造は、上述したようにデータ構造９００のデータと関連付けられ得るか、又は当該データにより索引付けされ得る。

【0091】

［０１０７］いくつかの実施形態では、ガス送達システム１００２によって実行されるアクション又は測定が、関連データ、メタデータ又はセンサデータの任意のインスタンスとともに、データベース１０１０に記録される。これらの値、データ及びメタデータのいずれか又は全ては、ガス送達システム１００２との関連でデータベース１０１０に格納され得る。線形システムが描かれている一方で、ガス送達システム１００２は、任意の順序で、ある補充から別の補充にパスされ得ることが理解されるであろう。

【0092】

［０１０８］ある態様では、データベース１０１０が、リアルタイムで維持され得る。データベース１０１０は、補充１００４及び／又はガス送達システム１００２自体の状態に関する情報、並びに任意の他の関連データを包含し得る。データベース１０１０は、ユーザインターフェース又は補充管理システムに、利用可能であり得る。データベース１０１０は、リアルタイムで利用可能であり得る。複数の実施形態では、データベース１０１０は、ＳＱＬデータベース管理システム、ＸＭＬデータベース管理システムによって、又は他の任意のデータベース管理システム若しくはデータ格納システムによって、格納され得る。いずれの場合も、データベースは、オフサイトで、及びシステムから離れた場所（データベース１０１０）に格納され得る。

【0093】

［０１０９］図１３は、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）１１０２、複数のインターフェース１１０４、複数のブラックボックスレコーダ１１０８、複数のアプリケーションロジック１１１０、及び複数のＡＰＩ １１１２を備える例示的なソフトウェアシステム１１００を示す。図示したように、ソフトウェアモジュールは、スタック状に配置されている。いくつかの実施形態では、モジュールが、１又は複数のアプリケーション１１１４を形成するために、一緒にグループ化される。アプリケーション１１１４は、インターフェース１１０４を介してソフトウェアモジュールと通信し得る。

【0094】

［０１１０］図示したように、いくつかの実施形態では、ＧＵＩ １１０２アプリケーション１１１４と、アプリケーションロジック１１１０を含むロジックアプリケーション１１１４と、アプリケーションロジック１１１０及び１又は複数のＡＰＩ １１１２を含むアプリケーション１１１４とがある。ブラックボックスレコーダ１１０８のうち１又は複数が、データ１１１８を生成する。いくつかの実施形態では、データ１１１８が、ソフトウェアモジュールの状態に関する情報を含む。いくつかの実施形態では、当該情報が、モジュール同士の間で送信及び受信されるデータ又は情報に対応する。いくつかの実施形態では、当該情報が、アラート、エラーメッセージ、ステータスメッセージ、又はソフトウェアモジュールの動作に関連する他のメッセージの形態である。いくつかの実施形態では、ブラックボックス１１０８のうちの１又は複数が、ソフトウェアモジュールにアクセスし、ソフトウェアモジュールからデータ又は情報を抽出する。これはいくつかの実施形態において、ソフトウェアモジュールへのメソッドコールとして実装される。複数の実施形態では、ブラックボックス１１０８及びソフトウェアモジュールが、アスペクト指向プログラミングアルゴリズムにおけるアスペクトとして実装される。データ１１１８は、システムの状態を決定することを補助するために利用され得る。

【0095】

［０１１１］図１４には、プロセスハードウェアを相互接続するためのネットワークが示されている。システム１２００は、複数のコントローラ１２０４を備え、これについていくつかの実施形態では、先の実施形態で説明した制御ソフトウェア及び／又はデータ構造のいずれかが採用される。いくつかの実施形態では、コントローラ１２０４が、共有物理媒体１２０６を使用する他のプロセスハードウェアを含む、本明細書に記載される構成要素１２０２（例えば、コントローラ、バルブなど）又はセンサのうちの１又は複数に接続される。いくつかの実施形態では、共有媒体１２０６が、例えばハードワイヤード又はシリアル接続であり、これによってコントローラ及び／又は構成要素１２０２が、１つの通信バスを使用して相互接続される。

【0096】

［０１１２］本明細書全体を通して「１つの実施形態」、「特定の実施形態」、「様々な実施形態」、「１又は複数の実施形態」又は「ある実施形態」への言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、材料又は特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。よって、本明細書全体にわたる様々な場所における「１又は複数の実施形態において」、「特定の実施形態において」、「様々な実施形態において」、「１つの実施形態において」又は「ある実施形態において」などの語句の出現は、必ずしも本開示の同じ実施形態を指すものではない。さらに、特定の特徴、構造、材料又は特性は、１又は複数の実施形態において、任意の適切な方法で組み合わせ可能である。

【0097】

［０１１３］本明細書の開示は、特定の実施形態を参照して説明を提供したが、これらの実施形態は本開示の原理及び適用の単なる例示に過ぎないことが、理解されるべきである。当業者には、その思想及び範囲から逸脱することなく、本開示に対して様々な修正及び変形を加えられることが明らかであろう。よって本開示には、添付した特許請求の範囲及びこれらの均等の範囲内にある修正及び変形が含まれることが、意図されている。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A-B】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【国際調査報告】