CN101268546A - 包括流体存储和分配容器的动态流体监测的流体存储和分配系统 - Google Patents

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CN101268546A
CN101268546A CNA2005800439963A CN200580043996A CN101268546A CN 101268546 A CN101268546 A CN 101268546A CN A2005800439963 A CNA2005800439963 A CN A2005800439963A CN 200580043996 A CN200580043996 A CN 200580043996A CN 101268546 A CN101268546 A CN 101268546A
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fluid
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monitoring system
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詹姆斯·迪茨
史蒂文·E·毕晓普
詹姆斯·V·麦克马纳斯
史蒂文·M·卢尔科特
迈克尔·J·沃德延斯基
罗伯特·凯姆
小弗朗克·迪梅奥
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Advanced Technology Materials Inc
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Advanced Technology Materials Inc
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Abstract

一种监测系统(100)，用于在包括从流体供应容器中分配流体的操作期间监测流体供应容器(22、24、26、28、108)中的流体。监测系统包括：(i)一个或多个传感器(114、126)，用于监测流体供应容器的或从该流体供应容器中分配的流体的特性，(ii)数据获取模块(40、132、146)，可操作性地与一个或多个传感器连接，以从该流体供应容器中接收监测信号并响应性地产生与由一个或多个传感器监测的特性相关的输出，以及(iii)处理器(50、150)和显示器(52、150)，可操作性地与数据获取模块连接并被安排来处理来自数据获取模块的输出以及被安排来响应性地把在流体供应容器中的流体图示、记帐文件、使用报告、和/或再供应请求等输出出来。

Description

包括流体存储和分配容器的动态流体监测的流体存储和分配系统
相关申请的交叉参考
这是对于“包括流体存储和分配容器的动态流体监测的流体存储和分配系统”以James V.McManus，James Dietz和Steven M.Lurcott的名义在2005年10月25日提交的美国专利申请第10/972,542号的部分延续。按照美国专利法第35条、巴黎公约和专利合作条约等所适用的条款来要求上述美国专利申请第10/972,542号申请的优先权，为此，所述申请的全部公开内容在此被引入以供参考。
技术领域
本发明涉及包括流体存储和分配容器的存量的动态监测过程的流体存储和分配系统。
背景技术
在半导体加工领域，包括例如离子注入机、化学气相淀积、旋转覆盖、蚀刻、处理腔室的清洁、废水处理等，通常利用具有很大变化特性的专用流体试剂。
由于这种流体试剂的高成本、显著的毒性、和极高的纯度要求，各种专用源容器和密封装置在半导体加工设备中已经得到普遍的使用。在一些实例中，在这种服务中已经取代传统气体圆柱体的这些特殊流体供应装置配备有各种流体监测和控制设备。这种设备例如可以包括泄漏检查监测器、分配线路中的压强传感器、用于保证所包含和分配的流体为了相关的处理操作处于适当热态的温度传感器、质量流动控制器、节流口元件等等。
在当前一代用于半导体加工试剂的流体存储和分配系统中最具创新且商业上最成功的是由ATMI公司(Danbury，CT)通过注册商标
Figure A20058004399600231
和进行商业化的那些系统。
Figure A20058004399600233
流体存储和分配系统包括含有固相吸附材料的容器，该固相吸附材料对半导体加工流体试剂具有吸附性亲和力，由此，凭借这种吸附剂材料存储在容器中的流体可以有选择性地从其中被脱附并在分配过程条件下从该容器中分配出来。由于容器中其吸附性保持力效应，半导体试剂流体可以以低压强被存储，例如，以低于大气压的压强。由于这种低压强存储效应，与在高压气体圆柱体中阀头故障可能导致该圆柱体的气体含量的广泛扩散相比，提供了高水平的安全性。
Figure A20058004399600234
流体存储和分配系统在美国专利第5,518,528号；第5,704,965号；第5,704,967号；以及第5,707,424号中进行了各种描述。
Figure A20058004399600235
流体存储和分配系统包括含有半导体加工流体试剂的并装备有压强调节器的容器，该压强调节器置于容器内部并与分配组件是流动连通的，而该分配组件用于在由压强调节器的设定值所确定的压强下分配流体。该压强调节器设定值可以设置为低分配压强水平。流体存储和分配系统在美国专利第6,101,816号；第6,089,027号；第6,360,546号；第6,474,076；以及第6,343,476号中进行了不同的描述。
因为调节器在大于调节器设定值的压强下防止流体排出，且因为调节器在容器内部并由此保护调节器不受周围污染和正碰，所以通过其内部压强调节器配置，流体存储和分配系统在高压流体的密封方面实现了安全性的提高。
在离子注入机应用中，
Figure A20058004399600242
流体存储和分配系统已经成为半导体加工工业中的标准气体源。目前，估计全世界4000个离子注入单元的安装基底的接近80％利用
Figure A20058004399600243
流体存储和分配系统。
为了保证
Figure A20058004399600244
流体存储和分配系统的正确利用，要求包括低压降分量和低于大气压的(torr级)压强的精确测量值的气体输送系统设计的特殊考虑。这就造成一个特别的问题，因为，存在大约六个生产离子注入机设备的主要制造商。每个制造商都制造多种模型类型且新产品每2至3年就被发布出来。这种情况产生大量不同的离子注入机系统并随后产生多种正在使用的气体监测技术，但有些技术是不适当的，要不然就是低效率和非标准的。
在当前最流行的离子注入机系统设计之一中，在
Figure A20058004399600245
流体存储和分配系统中流体存量的气体监测过程就要求通过一连串复杂的软件文件进行操纵，以便确定
Figure A20058004399600246
流体存储和分配容器中流体的压强。然后，用户还不得不人工地将压强转化为流体利用单位。该方法的问题是，用于在该实施中操纵软件屏幕所需的时间过多，且大多数离子注入机操作者和技术人员并不能理解用于将压强读数转化为有意义的利用表达式所需的数学转化。
鉴于事实上有许多个注入机单位(例如5至20个)被提供在典型大小的半导体制作设备或“加工(fab)”中，在用于在流体供应容器中分配所存储的流体的监测利用方面的前述缺陷就被加剧。这种单位的多样性是指，其经常要求操作者或技术人员花费许多时间用于所有注入机单元的监测操作以通过在半导体加工装置中的离子注入机或其它使用所分配流体的设备来确定流体消耗的流速和程度。
监测用于确定流体供应容器中流体消耗的流体利用的传统方法的另一个问题是，当该容器中流体含量几乎耗尽或接近用尽时，难以预报或报警加工人员有关正在迫近分配操作的端点。
因为对确定该项利用的现有方法是很差的，所以在运行的注入操作期间在没有警报的情况下经常发生加工人员用完流体的情形。这种情形典型地对加工生产有严重影响，这是由于，注入机单元那时一定就被停止，以便于已被耗尽的流体供应和分配容器的换下以及含有流体以更新操作的新容器的安装。因为这种情形不是在计划中的，所以流体存储和分配系统可以由此被替换的效率低于如果事件已被计划或可能被预知的情况。
涉及半导体加工中材料的使用的另一问题是关于它们的费用。用于半导体加工的许多特殊材料的价格在每克$10至$200美元的范围，而且，因为用于更大晶片半导体处理工具的更高损耗率，例如，300mm晶片和更大直径的晶片，所以许多特殊化学制品的封装容积就持续增加。
结果，特殊材料的消费者通常被迫以单位的价格购买这种材料的所需量，该单位价格经常超过他们内部限定的购买资金的限额。在美国的通用会计准则(US GAAP)下，材料购买在购买时就必须作为全部费用，以致购买者在材料利用过程中使用相同材料之前，他们在帐目上计算了所购得的特殊化学制品全部量的费用。这对半导体加工设备来说是严重的运营成本负担。
因此，在本领域中非常需要快速、准确且可靠的方法在上述类型的流体存储和分配系统的使用中来监测利用并检测端点分配条件。
同时，在半导体加工设备方面需要减轻运营成本负担，这是来自对于在半导体加工操作中使用用于对所购买的特殊化学制品全部量费用进行记帐的前述US GAAP的会计要求。
发明内容
本发明通常涉及用于动态监测流体存储和分配系统(例如
Figure A20058004399600261
类型和
Figure A20058004399600262
类型的流体存储和分配系统)中的流体以确定这种系统中流体利用的系统和方法。
在一个方面中，本发明涉及用于在包括从流体供应容器中分配流体过程的操作期间监测在流体供应容器中的流体的监测系统，所述监测系统包括：(i)一个或多个传感器，用于监测流体供应容器的特性或从该流体供应容器中所分配的流体的特性，(ii)数据获取模块，可操作性地与所述一个或多个传感器连接，以从其中接收监测数据并响应性地产生与由所述一个或多个传感器所监测的特性相关的输出，以及(iii)处理器和显示器，可操作性地与数据获取模块连接并被安排处理来自数据获取模块的输出以及响应性地输出例如图表或音频信号的直观表示，例如指示在流体供应容器中流体的报警。
在另一方面，本发明涉及在包括从流体供应容器中分配流体过程的操作期间监测在流体供应容器中流体的方法，所述方法包括：(i)监测流体供应容器的特性或从该流体供应容器中所分配的流体的特性，(ii)从所述监测过程中获取数据并响应性地产生与监测特性相关的输出，以及(iii)从数据获取过程中处理该输出并响应性地把在流体供应容器中流体的图示输出出来。
本发明的另一方面涉及用于在包括从流体供应容器中分配流体过程的操作期间监测在流体供应容器中的流体的监测系统，其中，该监测系统包括：(i)一个或多个传感器，用于监测流体供应容器的特性或从该流体供应容器中分配的流体的特性，(ii)数据获取装置，可操作性地与所述一个或多个传感器相连接，以从其中接收监测数据并响应性地产生与由所述一个或多个传感器所监测的特性相关的输出，以及(iii)处理器，可操作性地与数据获取装置连接并被安排处理来自数据获取装置的输出以及响应性地产生表示流体供应容器中流体存量的输出。
本发明进一步的方面涉及在包括材料的分配过程的操作期间用于监测材料使用的监测系统，其中，该监测系统包括：(i)一个或多个传感器，用于监测所述分配过程的特性，(ii)数据获取装置，可操作性地与所述一个或多个传感器相连接，以从其中接收监测数据并响应性地产生与由所述一个或多个传感器所监测的特性相关的输出，以及(iii)处理器，可操作性地与数据获取装置连接并被安排处理来自数据获取装置的输出以及响应性地产生表示用于分配可用材料的存量的输出。
在另一方面中，本发明涉及半导体加工设备，包括：离子注入机，该离子注入机包括容纳掺杂物源流体源(dopant source fluidsupply)的气体盒；至少一个传感器，适用于在分配过程条件下监测从掺杂物源流体源中被分配出来的掺杂物源流体的温度、压强和流速这三者之中的至少一个；数据获取模块，被安装在气体盒中并适用于从传感器中接收监测信号；输出单元，适用于产生与上述掺杂物源流体源中掺杂物源流体的存量相关的输出；以及通信连接，其处于数据获取模块和输出单元之间。
本发明的又一个方面涉及用于确定在离子注入机的气体盒中从掺杂物源流体源中掺杂物源流体所提供的在离子注入机中掺杂物源流体消耗的系统，其中，所述掺杂物源流体源包括对于掺杂物源流体具有吸附性亲和力的吸附剂介质，且从其中吸附的掺杂物源流体在分配过程条件下被脱附，其中，该系统包括：
温度传感器，适用于感测气体盒温度T；
压强监测器，适用于测量流体存储和分配容器的压强P；
掺杂物源流体源包括预定尺寸的掺杂物源流体存储和分配容器，而该掺杂物源流体存储和分配容器含有所述吸附剂介质一预定重量；以及
监测和控制系统，可操作性地与所述温度传感器和所述压强监测器连接，并适用于进行以下步骤：
设置端点压强，该压强用于从掺杂物源流体存储和分配容器中分配掺杂物源流体；
确定在不同压强下的温度系数dP/dT；
确定针对该端点压强的温度系数；
把从压强监测器中所测得的压强归一化(normalize)为预定温度；
将端点压强归一化为预定温度；
在用于吸附剂介质和掺杂物源流体的预定温度处确定等温线等式；以及
通过使用等温线等式来确定在流体存储和分配容器中剩余的掺杂物源流体的量。
本发明更进一步方面涉及不同的实施例：分配器，适用于分配材料，可操作性地与前述类型的监测系统相连接；材料利用装置，适用于从分配器中接收材料，该分配器可操作性地与前述类型的监测系统相连接；以及物品，其通过使用所分配的材料进行加工，而所分配的材料通过前述类型的监测系统在分配过程期间进行监测。
在另一方面中，本发明涉及用于监测在流体存储和分配容器中流体存量的系统，该流体存储和分配容器包含对于流体具有吸附性亲和力的存储介质，该流体在用于流体利用过程的分配过程条件下从该流体存储和分配容器中被分配，其中，该系统包括：
(a)吸附性等温线数据的数据库，该数据用于在存储介质上的流体；
(b)监测器，适用于监测从所述流体存储和分配容器的特性、分配过程条件、所分配的流体的特性，以及所述流体利用过程的特性中所选择的至少一个感测流体存量的变量，并适用于响应性地产生与所述至少一个感测流体存量变量相关的监测信号；以及
(c)处理器，适用于接收监测信号并适用于响应性地进行把所述至少一个感测流体存量变量与在吸附性等温线数据的数据库中信息相关联的信号处理操作，以产生表示在流体存储和分配容器中流体存量的输出。
本发明的另一方面涉及用于监测流体存储和分配容器中流体存量的系统，该流体存储和分配容器含有在用于流体利用过程的分配条件下被分配的流体，其中，该系统包括：
(a)监测器，适用于监测在流体分配过程期间的至少一个流体特性，并适用于响应性地产生与所述至少一个流体特性相关的监测信号；
(b)信息的数据库，该信息关于确定在分配期间在流体存储和分配容器中流体的存量；以及
(c)处理器，适用于在把监测信号与数据库中的信息相关联的信号处理操作中处理所述监测信号，以产生表示在流体存储和分配容器中流体存量的输出。
在进一步方面中，本发明涉及用于监测在流体存储和分配容器中流体存量的系统，该流体存储和分配容器包含有在用于流体利用过程的分配过程条件下被分配的流体，其中，该系统包括：
(a)张力监测器，适用于在该流体的分配过程期间监测流体存储和分配容器的张力，以响应性地产生与这种张力相关的监测信号；
(b)信息的数据库，该信息关于确定在分配期间在流体存储和分配容器中流体的存量；以及
(c)处理器，适用于在把监测信号与数据库中的信息相关联的信号处理操作中处理该监测信号，以产生表示在流体存储和分配容器中流体存量的输出。
本发明又进一步方面涉及在包括从流体供应容器中的流体分配过程的操作期间在流体供应容器中监测流体的方法，其中，该方法包括：(i)监测流体供应容器的特性或从该流体供应容器中分配的流体的特性，(ii)从所述监测过程中获取数据，并产生与所述特性相关的数据获取信号，以及(iii)处理所述数据获取信号并响应性地产生表示在流体供应容器中流体存量的输出。
本发明再进一步方面涉及在包括分配材料过程的操作期间监测材料使用的方法，所述监测方法包括：(i)监测所述分配过程的特性，(ii)从这种监测过程中获取数据，并产生与所述特性相关的数据获取信号，以及(iii)处理数据获取信号并响应性地产生表示用于分配可用的材料的存量的输出。
本发明的另一方面涉及在半导体加工设备中加工半导体产品(包括离子注入机，该离子注入机又包括容纳掺杂物源流体源的气体盒)的方法，其中，这种方法包括：监测在分配过程条件下从掺杂物源流体源中所分配的掺杂物源流体的温度、压强和流速这三者之中的至少一种；从这种检测过程中获取该气体盒中的数据；传输所获取的数据到输出单元，该单元适用于产生与在掺杂物源流体源中掺杂物源流体的存量相关的输出；以及产生这种输出。
本发明的又一方面涉及确定在离子注入机的气体盒中从掺杂物源流体源中掺杂物源流体所提供的在离子注入机中掺杂物源流体消耗的方法，其中，掺杂物源流体源包括对于掺杂物源流体具有吸附性亲和力的吸附剂介质，并且从其中吸附的掺杂物源流体在分配过程条件下被脱附，以及掺杂物源供应包括预定尺寸的掺杂物源流体存储和分配容器，该掺杂物源流体存储和分配容器含有所述吸附剂介质一预定重量，其中，该方法包括：
感测气体盒温度T；
测量流体存储和分配容器压强P；
设置端点压强，该压强用于从掺杂物源流体存储和分配容器中分配掺杂物源流体；
确定在不同压强下的温度系数dP/dT；
确定针对该端点压强的温度系数；
把从压强监测器中所测得的压强归一化为预定温度；
将端点压强归一化为预定温度；
在用于吸附剂介质和掺杂物源流体的预定温度处确定等温线等式；以及
通过使用等温线等式来确定在流体存储和分配容器中剩余的掺杂物源流体的量。
在又一方面中，本发明涉及包括利用所分配的材料执行加工过程的加工产品的方法，其中，该方法包括通过上述的监测方法监测所分配材料的材料使用。
本发明的另一方面涉及监测在流体存储和分配容器中流体存量的方法，该流体存储和分配容器包含对于流体具有吸附性亲和力的存储介质，在用于流体利用过程的分配过程条件下从流体存储和分配容器中分配流体，其中，该方法包括：
(a)提供用于在存储介质上的流体的吸附性等温线数据的数据库；
(b)监测从流体存储和分配容器的特性、分配过程条件、所分配的流体的特性，以及流体利用过程的特性组成的组中所选择的至少一个感测流体存量的变量；
(c)产生与所述至少一个感测流体存量变量相关的监测信号；
(d)在将所述至少一个感测流体存量变量与在吸附性等温线数据的数据库中的信息相关联的信号处理操作中处理所述监测信号，以产生表示在流体存储和分配容器中流体存量的输出。
在另一方面中，本发明涉及监测流体存储和分配容器中流体存量的方法，该流体存储和分配容器含有在用于流体利用过程的分配过程条件下所分配的流体，其中，该方法包括：
(a)在该流体的分配过程期间，监测至少一个流体特性；
(b)产生与所述至少一个流体特性相关的监测信号；
(c)提供关于确定在分配过程期间在流体存储和分配容器中流体存量信息的数据库；以及
(d)在把监测信号与数据库中信息相关联的信号处理操作中处理所述监测信号，以产生表示在流体存储和分配容器中流体存量的输出。
在另一方面中，本发明涉及监测流体存储和分配容器中流体存量的方法，该流体存储和分配容器含有在用于流体利用过程的分配条件下所分配的流体，其中，该方法包括：
(a)在该流体的分配过程期间，监测流体存储和分配容器的张力；
(b)产生与该张力相关的监测信号；
(c)提供关于确定在分配期间在流体存储和分配容器中流体存量信息的数据库；以及
(d)在把监测信号与数据库中信息相关联的信号处理操作中处理所述监测信号，以产生表示在流体存储和分配容器中流体存量的输出。
本发明的又一方面涉及从材料的远程供应位置中将材料提供给在使用位置处的用户的方法，包括在使用位置通过该用户分配材料，其中，该方法包括：(i)监测所述分配过程的特性，(ii)从所述监测过程中获取数据，并产生与所述特性相关的数据获取信号，(iii)处理数据获取信号并响应性地产生表示用于分配可用的材料的存量的输出，其中，在远离材料使用位置的记帐位置进行处理，且所述输出包括针对在材料使用位置所分配的材料的帐单，以及(iv)响应于表示在使用位置分配可用的材料的存量的输出，将材料从远程供应位置分配到使用位置。
本发明的其它方面、特征和优点在随后的公开内容和附带的权利要求书中将会更清楚。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的离子注入机的示意图，所述离子注入机利用被安排在该注入机的气体盒中的流体存储和分配容器，其中，通过流体监测系统动态地监测流体利用。
图2是图1示出的流体监测系统的视频显示单元的视频显示接口的示意图。
图3是根据本发明另一实施例的、与供应方办公室以数据通信关系进行安排的半导体加工设备的示意图，该供应方办公室正在监测来自半导体加工设备中流体源的流体利用。
具体实施方式
本发明提供有用于监测流体供应系统中流体利用的动态监测系统和方法，例如，在本发明的背景技术部分中所描述的流体存储和分配系统类型。
尽管本发明的动态监测系统和方法主要在下文中根据在半导体加工操作中对所利用的流体进行描述，例如，在半导体器件和器件前体结构的加工中用于离子注入操作的掺杂物源气体，需要理解的是，本发明的用途并不因而局限于此，而是延伸到并包括了在不同应用中有用的不同特性材料的监测。
在一具体实施例中，监测系统包括：(i)一个或多个传感器，用于监测流体供应容器或从其中所分配的气体的特性，(ii)数据获取模块，可操作性地与所述一个或多个传感器相连接；以及(iii)处理和显示单元，其可操作性地与数据获取模块相连接，用于确定在流体供应容器中流体的利用并响应性地在流体供应容器中输出流体的图示。
在本发明的动态流体监测系统中，用于监测流体供应容器的特性的一个或多个传感器可以是任何合适类型，例如流体传感器，其用于感测液体的所选特性，该特性在确定气体的存量和利用率方面是有用的。流体的所选特性例如可以包括：在容器范围内或其离开容器时流体的压强、在容器范围内或在容器和下游处理单元之间的连接线内流体的某一具体成分的浓度、在容器范围内或在容器和下游处理单元之间的连接线内流体的温度、在流体离开容器或向下游处理单元的连接线中时流体的流速、在容器中和在离开容器的连接线中气体的不同混合物、在容器和下游处理系统之间的连接线中的清洁气体的流速等等，并且，相应的传感器可以包括各种各样：压强传感器、测压的压强传感器、热电偶、质量流动控制器、流量积算器等等。
另外，在本发明的动态监测系统中的一个或多个监测传感器可以包括用于确定流体供应容器本身特性的一个或多个传感器，诸如其中流体以高压强被包含在容器当中的流体供应容器(例如上述的
Figure A20058004399600361
流体供应系统(ATMI，Inc.，Danbury，CT，USA)的这种容器)的容器壁上的张力，其中，流体针对压强调节器而被限定，该压强调节器被设置为用于从容器中分配流体的预定的设置值压强。另外，根据本发明可以用于监测的流体供应容器的特性可以是流体供应容器的温度、容器的排量或挠曲特性、包含有正被分配或待分配流体的流体供应容器的重量等。更进一步，可以被监测的其它装置包括在降低圆柱体内部压强由此降低诸如节流口等下游压强方面具有净效果的任何减压装置。因此，通过监测这种类型的装置，操作者就会确保：传送压强维持固定，而气体流速与下游的实际处理所需要的更加匹配。
与数据获取模块连接的处理和显示单元可以利用任何适当的处理装置，例如，通用可编程数字计算机或包括存储器和处理器元件的中央处理单元(CPU)。处理器可以被安排通过地址/数据总线与存储器进行通信，并能够通过商品化的或专用的微处理器所构造。存储器可以包括，但不限于，各种类型的器件，诸如，缓冲存储器、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、闪速存储器、SRAM、和DRAM。
存储器可以包括多种在数据处理系统中所使用的软件和数据：操作系统；应用程序；输入/输出(I/O)设备驱动器以及数据。该数据可以包括流体存储和分配容器特性的已知配置文件(profile)的数据库，各种流体的特性、用于由来自流体存储和分配系统中的气体所提供的气体利用装置的历史操作数据等。
需要理解的是，在处理和显示单元中的操作系统可以是用于数据处理系统的任何合适类型。可能有用的操作系统的说明性实例包括，但不限于，OS/2、AIX、OS/390或System390(国际商用机器公司，Armonk，NY)、Windows CE、Windows NT、Windows95、Windows98、Windows2000、或WindowsXP(微软公司，Redmond，WA)、Unix或Linux或FreeBSD、Palm OS(Palm，Inc.)、Mac OS(苹果计算机公司)、LabView或专有的操作系统。
I/O设备驱动器典型地包括由应用程序通过操作系统所访问的软件例程，以用来与诸如I/O数据接口、数据存储器和该存储器的某些部分等装置进行通信。
这些应用程序是执行系统的不同特征的说明性程序，且可以适当地包括一个或多个支持数据分析的应用程序。上述数据表示由应用程序、操作系统、I/O设备驱动器、和可驻留在存储器中的其它软件程序所使用的静态或动态数据。
用于本发明思想方法能够执行操作的处理器的任何配置都可以被方便地使用。
处理和显示单元的I/O数据接口可以用于在处理和显示单元与另一计算机系统或网络(例如，互联网)之间传递信息，或者用于传递信息给可由处理器所控制的其它装置。
处理和显示单元包括用图表形式输出正被监测的容器的流体利用的显示器，例如以正被监测的容器及其流体含量的图示(representation)形式。该图示可以是图表表示的“气体压强计”类型，其中的流体含量按比例示出给在图形输出中所示意性地表示的容器，以作为具有表示容器中流体容积含量的上边界线的二维柱图，其中，随着流体从容器中被分配，且在从该容器中的提供流体外部流体消耗设备中被消耗，该上边界线在显示器中被垂直向下地平移。容器的“填充状态”的这种类型的描述提供了在容器中剩余的流体存量的直观且容易的视觉表示。
在一具体实施例中，本发明的动态监测系统可以被用于监测
Figure A20058004399600381
气体供应系统，通过从被可操作性地安排的压强传感器中监测压强信号，以检测从
Figure A20058004399600382
容器中被分配的气体的压强特性。在另一个具体实施例中，动态监测系统可以通过监测离子注入机内部的
Figure A20058004399600383
容器上的张力计而被用于监测
Figure A20058004399600384
气体供应系统。然后，来自传感器的信号被发送到数据获取模块，从该数据获取模块中发送信号可以通过信号传输线(例如光纤通信线路)被发送到处理和显示单元，以用于在非易失性缓冲器中数据的显示和归档。
在另一实施例中，处理和显示单元也可以并入或被连接到报警装置，诸如指示流体存储和分配容器接近耗尽终点的低压报警。
可以构造并安排数据获取模块与处理和显示单元以监测多个流体供应和分配容器，例如在加工(fab)中离子注入机的气体盒中的一列这种容器。
在本发明的一个实施例中，适当地配置处理和显示单元以基于已知的等温线等式、容器尺寸和流体类型而在流体供应系统中计算流体的剩余可用容积。这是非常方便的，因为在流体供应容器中剩余的流体的容积在其接近耗尽时不与压强成线性比例。作为说明性的实施例，对于在2.2L AsH3
Figure A20058004399600385
圆柱体中剩余的100torr流体压强，可传送的砷化三氢的50％仍留在容器中。
根据所涉及的具体材料处理操作和安装，本发明的监测系统可以按宽泛不同的方式来被配置。
在包括从流体供应容器中分配流体过程的操作期间，监测系统例如可以被安排用于监测流体供应容器中或从流体供应容器中的流体，这是因为包括：(i)一个或多个传感器，用于监测流体供应容器或从其中分配的流体的特性；(ii)数据获取装置，可操作性地与所述一个或多个传感器连接以从其中接收监测数据且响应性地产生与由所述一个或多个传感器所监测的特性相关的输出；以及(iii)处理器，可操作性地与数据获取装置连接并被安排来处理来自数据获取装置中的输出并响应性地产生表示在流体供应容器中流体存量的输出。
在这种监测系统中的传感器可以包括：压强传感器，其适用于监测从流体供应容器中所分配的流体的压强；和/或质量流动传感器，其适用于监测从流体供应容器中所分配的流体的流速，和/或其它适当的感测装置和组件。
监测系统可以适用于包含流体供应容器、一个或多个传感器、数据获取装置、和处理器等的流体利用设备之中。在一个实施例中的处理器位于远离流体供应容器、传感器、和数据获取装置的位置，例如位于远离流体利用设备的流体利用记帐(billing)设备中。
在一结合这种布局安排的具体实施例中，第一数据获取模块可以在流体利用设备中被提供且第二数据获取模块可以被配置在流体利用记帐设备中。在这种布局安排中，第二数据获取模块例如通过包括数字通信网络、信号传输线、和/或无线通信形式的通信形式可操作性地与处理器以及第一数据获取模块相连接。处理器可以适用于对用于所分配流体的流体利用设备产生帐单以及对所分配的流体的产生报告。
在一个优选的实施例中，前述的通信形式包括互联网通信形式。
在前述监测系统的一个实施例中的流体利用设备包括半导体加工设备，该半导体加工设备包括与流体供应容器以流体供应关系安排的离子注入机，其中流体包括用于离子注入的掺杂物源材料。在该系统中处理器的输出可以包括对于换下流体利用设备中流体供应容器的提示或警报，且该系统可以被安排并适用于所监测的特性的数据记录。
在具体实施例中，监测传感器可以包括产生转化为光信号的模拟电输出的压强传感器。
在一个实施例中，本发明设想在包括分配材料过程的操作期间用于监测材料使用的监测系统，其中，该监测系统包括：(i)一个或多个传感器，用于监测分配特性；(ii)数据获取装置，可操作性地与所述一个或多个传感器连接以从其中接收监测数据并响应性地产生与由所述一个或多个传感器监测的特性相关的输出；以及(iii)处理器，可操作性地与数据获取装置连接并被安排处理来自数据获取装置中的输出并响应性地产生表示用于分配可用的材料的存量的输出。
在该实施例中，处理器可以位于远离材料使用位置的记帐位置且输出可以包括针对在材料使用位置所分配的材料的帐单。
前述的数据获取装置可以包括在材料使用位置的数据获取模块，该材料使用位置以通信关系与远处的记帐位置连接，它包括从数字信息网络、有线通信、光纤通信、遥测线路、及蜂窝式无线通信这些之中所选择的通信形式。例如，通信形式可以包括互联网，例如包括支持通过万维网站提供通信的信息协议(例如，XML)的服务器。
在另一个实施例中，在监测系统中的处理器可以包括远离材料使用位置的便携式数字装置。该监测系统可以适用于以不同方式把来自于一个或多个传感器的监测数据转化为数字形式，该数字形式通过使用宽泛不同的传感、通信和处理/输出装置进行跟踪。
在一个优选实施例中，监测系统适用于监测离子注入机的流体利用，其中处理器位于远离离子注入机的记帐位置且处理器的输出包括针对所述流体使用的帐单。
在本发明的监测系统中，数据获取装置的输出可以包括用于分配可用的材料的材料存量数据，且处理器可以适用于利用算法以将材料存量数据转化为使用信息，并利用算法以将使用数据转化为客户收据清单和用于这种材料的使用报告。
因此，在一个具体方面中，本发明涉及半导体加工设备，包括：离子注入机，该离子注入机包括容纳掺杂物源流体源的气体盒；至少一个传感器，其适用于在分配条件下监测从掺杂物源流体源中所分配的掺杂物源流体的温度、压强和流速中的至少一种；数据获取模块，其被安装在气体盒中并适用于从传感器中接收监测信号；输出单元，其适用于产生与在掺杂物源流体源中的掺杂物源流体的存量相关的输出；以及通信连接，其处在数据获取模块和输出单元之间，例如，光纤通信线。
掺杂物源流体源可以包括多个流体供应容器，每个供应容器都具有与其相关的专用压强传感器。作为另一种变形，数据获取模块可以被配置成通过模块的数据通信接口提供数据记录，以及数据获取模块可以被配置成通过继电器触点提供外部报警性能。
在特定的实施例中，为系统用于确定用从离子注入机的气体盒中掺杂物源流体源中的掺杂物源流体所提供的在离子注入机中掺杂物源流体的消耗作好准备，其中的掺杂物源流体源包括对于掺杂物源流体具有吸附性亲和力的吸附剂介质，且从其中所吸附的掺杂物源流体在分配条件下被脱附。掺杂物源流体源包括预定尺寸的掺杂物源流体存储和分配容器，而所述流体存储和分配容器包含有所述吸附剂介质一预定重量。该系统包括：
温度传感器，适用于感测气体盒温度T；
压强监测器，适用于测量流体存储和分配容器压强P；以及
监测和控制系统，可操作性地与温度传感器和压强监测器连接，且适用于实施以下步骤：
设置端点压强，用于从掺杂物源流体存储和分配容器中分配掺杂物源流体；
确定在不同压强下的温度系数dP/dT；
确定针对端点压强的温度系数；
把从压强监测器中所测得的压强归一化为预定温度；
将端点压强归一化为预定温度；
在用于吸附剂介质和掺杂物源流体的预定温度处确定等温线等式；以及
通过使用等温线等式，确定在流体存储和分配容器中剩余的掺杂物源流体的量。
本发明的监测系统可以用于与材料供应系统结合，该系统适用于对分配操作提供材料，其中，这种材料供应系统包括：在供应位置处已填充材料的容器，以及运输车，该运输车用于将已填充材料的容器从供应位置输送到用于分配操作的使用位置。
本发明相应地设想适用于分配材料的分配器，该分配器可操作性地与本发明的监测系统连接。本发明进一步设想适用于从分配器中接收材料的材料利用装置，该材料利用装置可操作性地与本发明的监测系统连接，以及在由本发明的监测系统的分配期间监测的通过使用所分配的材料所加工的物品。
作为一个说明性实例，本发明的系统可以被安排用于监测在流体存储和分配容器中流体存量，该流体存储和分配容器包含对于流体具有吸附性亲和力的存储介质，在用于在流体利用过程中的分配条件下从该容器中分配流体，其中，该系统包括：
(a)吸附性等温线数据的数据库，用于在存储介质上的流体；
(b)监测器，适用于监测从流体存储和分配容器的特性、分配条件、所分配的流体的特性、以及流体利用过程的特性这些之中所选择的至少一个感测流体存量的变量，且适用于响应性地产生与这样的至少一个感测流体存量变量相关的监测信号；以及
(c)处理器，适用于接收监测信号并响应性地实施所述至少一个感测流体存量变量与在吸附性等温线数据的数据库中的信息相关的信号处理操作，以产生表示在流体存储和分配容器中流体存量的输出。
例如，感测流体存量的变量可以是所分配的流体压强和/或所分配的流体流速。
作为另一个说明性的实例，根据本发明，可以不被构造并安排用于监测在流体存储和分配容器(其中含有在用于在流体利用过程中使用的分配条件下分配的流体)中流体存量的系统，包括：
(a)监测器，其适用于在分配流体期间监测至少一个流体特性例如，所分配的流体压强和/或所分配的流体流速，并适用于响应性地产生与所述至少一个流体特性相关的监测信号；
(b)信息的数据库，该信息关于在分配期间确定在流体存储和分配容器中流体的存量；以及
(c)处理器，其适用于在将监测信号与数据库中的信息相关联的信号处理操作中处理监测信号，以产生表示在流体存储和分配容器中流体存量的输出。
本发明的另一实施例包括了用于监测流体存储和分配容器中的流体存量的系统，该流体存储和分配容器包含在用于流体利用过程中使用的分配条件下分配的流体，其中，该系统包括：
(a)张力监测器，例如安装在流体存储器和分配容器的外部表面部分上的一个或多个张力计，该监测器适用于在分配流体期间监测流体存储和分配容器的张力，并适用于响应性地产生与张力相关的监测信号；
(b)信息的数据库，该信息关于在分配期间确定在流体存储和分配容器中流体的存量；以及
(c)处理器，其适用于在将监测信号与数据库中的信息相关的信号处理操作中处理监测信号，以产生表示在流体存储和分配容器中流体存量的输出。
在该系统的数据库中的信息可以是任何类型，例如包括以下信息：在不同的分配条件下流体的可压缩性、流体存储和分配容器特性、流体分子量信息、以及适用于流体的PVT关系等。
因此，本发明提供一种在包括从流体供应容器中分配流体过程的操作期间监测流体供应容器中流体的方法。在说明性的技术中，这种方法可以包括以下步骤：(i)监测流体供应容器的或从其中所分配的流体的特性，(ii)从该监测过程中获取数据，并产生与该特性相关的数据获取信号，以及(iii)处理数据获取信号并响应性地产生表示流体供应容器中流体存量的输出。在该方法中所述的监测过程可以是从流体供应容器中所分配流体的压强监测过程和/或所分配的流体的流速监测过程。
在分配过程之后流体可以用在流体利用设备中，且该处理过程可以相关于在分配操作中分配的流体的使用位置远程地进行，例如，在远离流体利用设备的流体利用记帐设备中进行。
本发明的另一方法方面涉及在包括分配材料过程的操作期间监测材料使用，包括以下步骤：(i)监测分配过程的特性，(ii)从该监测过程中获取数据，并产生与该特性相关的数据获取信号，以及(iii)例如在远离材料的使用位置的记帐位置处理数据获取信号，并响应性地产生用于表示针对分配可用的材料的存量的输出，例如包括在所述材料的使用位置针对所分配的材料的帐单的输出。数据获取步骤可以包括在使用位置上数据获取模块的使用，该使用位置例如通过互联网连接与上述的记帐位置相连接，其中，互联网包括支持通过万维网站提供通信的信息协议的服务器。该方法可以作为网络服务被实施，或通过以使用固定的和/或移动的处理资源的其它方式被实施。
在一个实施例中，本发明设想一种在半导体加工设备(包括离子注入机)中加工半导体产品的方法，该离子注入机包括容纳掺杂物源流体源的气体盒，其中该方法包括：在分配条件下监测从掺杂物源流体源中所分配的掺杂物源流体的温度、压强、和流速中的至少一种；从这样的监测过程中获取该气体盒中的数据；将所获取的数据传输到输出单元，该输出单元适用于产生与在掺杂物源流体源中掺杂物源流体的存量相关的输出；以及产生该输出。
在另一实施例中，本发明设想确定用从离子注入机的气体盒中的掺杂物源流体源中掺杂物源流体所提供的在离子注入机中掺杂物源流体的消耗的方法，其中所述的掺杂物源流体源包括对于掺杂物源具有吸附性亲和力的吸附性介质，且从其中所吸附的掺杂物源流体在分配条件下被脱附，且掺杂物源流体源包括预定尺寸的掺杂物源流体存储和分配容器，该流体存储和分配容器包含有所述吸附性介质一预定重量。该方法包括以下步骤：
感测气体盒温度T；
测量流体存储和分配容器压强P；
设置端点压强，该压强用于从掺杂物源流体存储和分配容器中分配掺杂物源流体；
确定在不同压强下的温度系数dP/dT；
确定针对端点压强的温度系数；
把从压强监测器中测得的压强归一化为预定温度；
将端点压强归一化为预定温度；
在预定温度下对吸附剂介质和掺杂物源流体确定等温线等式；以及
通过使用等温线等式，确定流体存储和分配容器中剩余的掺杂物源流体的量。
本发明的方法可以结合材料供应操作(包括供应用于分配操作的材料)被实施，且该材料供应操作可以包括在供应位置供应填满材料的容器并将填满材料的容器从供应位置传送到用于该分配过程的使用位置。
通过利用适用于其加工的所分配的材料来执行加工过程就可以相应地加工产品，其中，通过本发明的监测方法来监测所分配的材料的材料使用。
本发明的另一方面涉及监测流体存储和分配容器中流体存量的方法，该流体存储和分配容器包含对流体具有吸附性亲和力的存储介质，在用于在流体利用过程中使用的分配条件下从该流体存储和分配容器中分配流体。该方法包括以下步骤：
(a)为在存储介质上的流体提供吸附性等温线数据的数据库；
(b)监测由流体存储和分配容器的特性、分配条件、所分配的流体的特性、以及流体利用处理的特性所组成的组中所选择的至少一个感测流体存量的变量；
(c)产生与所述至少一个感测流体存量变量相关的监测信号；以及
(d)在将所述至少一个感测流体存量变量与吸附性等温线数据的数据库中信息相关联的信号处理操作中处理监测信号，以产生表示在流体存储和分配容器中流体存量的输出。
本发明的另一个方法包括监测在流体存储和分配容器中的流体存量，该流体存储和分配容器包含在用于流体利用过程中的分配条件下所分配的流体，其中，该方法包括：
(a)在分配流体过程期间监测至少一个流体特性；
(b)产生与所述至少一个流体特性相关的监测信号；
(c)提供信息的数据库，该信息是关于在所述分配过程期间确定在流体存储和分配容器中流体的存量的；以及
(d)在将监测信号与数据库中的信息相关联的信号处理操作中处理监测信号，以产生表示流体存储和分配容器中流体存量的输出。
本发明的另一个方法包括在流体存储和分配容器中监测流体存量，该流体存储和分配容器包含有在用于流体利用过程中的分配条件下所分配的流体，其中，该方法包括以下步骤：
(a)在分配流体期间监测流体存储和分配容器的张力；
(b)产生与所述张力相关的监测信号；
(c)提供信息的数据库，该信息是关于在分配过程期间确定在流体存储和分配容器中流体的存量的；以及
(d)在将监测信号与数据库中的信息相关联的信号处理操作中处理监测信号，以产生表示在流体存储和分配容器中流体存量的输出。
在该方法中，数据库信息可以包括以下信息，诸如在不同的分配过程条件下流体的可压缩性、流体存储和分配容器特性、流体分子量信息、和适用于流体的PVT关系等。
在另一实施例中，本发明设想将材料从所述材料的远处供应位置提供给在使用位置处用户的方法，包括在所述使用位置由用户分配材料，其中该方法包括：(i)监测分配过程的特性，(ii)从所述监测过程中获取数据，并产生与该特性相关的数据获取信号，(iii)处理数据获取信号并响应性地产生表示用于分配可用的材料的存量的输出，其中，在远离所述材料的使用位置的记帐位置处执行该处理过程，且所述输出包括用于在材料的使用位置处所分配的材料的帐单，以及(iv)响应于表示针对在使用位置分配可用材料的存量的输出，将材料从远处供应位置分配到使用位置。
现在参考附图，根据本发明的一个实施例，图1是包括离子注入机12的加工装置10的示意图，该离子注入机12利用在注入机的气体盒14中的流体存储和分配容器22、24、26、和28的布置，其中，流体利用是由流体监测系统进行动态监测。
正如示意性示出的，离子注入机12包括限定包含气体盒14的内部容积16的封闭结构。该气体盒又限定内部容积18，在该内部容积内设置一列流体存储和分配容器22、24、26、和28，每个流体存储和分配容器都具有相关联的压强传感器(“PT”)，例如，置于容器组件的阀头上并安排来感测从相关联的容器中分配的流体的流体压强。
与容器22、24、26、和28相关联的压强传感器在每个分配操作期间都产生与所感测的压强相关的信号(为了便于描述，未示出与流体供应和分配容器相关的流动线路，和离子注入机封闭结构中的离子注入装置的细节)，且这些信号由信号传输线30、32、34、和36被传输到数据获取模块40。
在单一的配置中，数据获取模块包括含有相关的电子装置和获取硬件的壳体42。数据获取模块40从由图1中的箭头44示意性指示的适当的电源(例如，12伏直流电源)中接收供电。
数据获取模块40用来从与容器相关的传感器中获取感测信号，并将信号处理为用于通过信号传输线48(例如，光纤电缆)而传输到处理器和显示单元50的适当形式，该信号传输线从数据获取模块40穿过气体盒14的壁和离子注入机12的包围的壁而延伸到处理器和显示单元50。特别地，在另一方案中，获取模块可以通过无线通信装置(例如，通过无线电频率传输的装置)接收感测信号。
处理器和显示单元50包括前面描述的信号处理装置，该信号处理装置处理由信号传输线48传输的信号以产生在单元50的显示器52上显示的图形输出。处理器和显示单元50由适当的电源供电，其例如由可操作性地与变压器56(例如，12伏墙壁变压器)相连接的电源线54所连接，并适用于在电供应网络(例如，110伏或220伏服务)的墙壁插座上插上电源。
图2是在图1中示出的加工装置10中流体监测系统的视频显示单元50的视频显示接口的示意图。
如图所示，视频显示接口示出了在装置10的气体盒14中的四个容器22、24、26、和28中的每一个的图示，以二维垂直延伸矩形的形式，这些矩形都具有表示在每个矩形中流体存量的边界的水平线。
在示出的具体实例中，流体存量由白色“填充体积”示出，该“填充体积”是关于相关矩形的总面积表示在任意给定时间容器中剩余的流体的量的。通过这种输出，即刻就能看出所监测的容器中的每一个的状态，是关于其流体存量的。作为在图2中示出的说明性的显示器中，显示器也可以提供各容器的相关流体填充状态的数字指示(例如，在图2中描述的显示器中由数字标记“93”、“123”、“40”和“91”所示出的)。
关于所感测的数据传输到数据获取模块40，可以按任何适当方式来执行监测过程，该方式用于以在本发明的给定应用中所想要的实时、连续的形式进行监测。
关于图1和图2中示出的动态监测系统的具体实施例，处理器和显示单元可被配备来与在诸如加工设备的操作者工作站中的计算机进行对接。处理器和显示单元例如可以是为此目的而用RS-232端口进行配置，以使在处理器和显示模块上的该RS-232端口和操作者计算机上的串行端口之间能够电连(cable)。该数据获取模块可以适当地配置成用于为与容器相关的传感器中的每一个都提供传感器激励和模拟输入。当传感器是安装在流体存储和分配容器的壁上的张力计时，该传感器就可以容易地与数据获取模块电连。
在一具体实施例中，处理器和显示单元被安排用于归档多至3000个数据点的数据记录，其中，从设置菜单中所配置的记录速率为5秒每点到2小时每点范围内的合适值。在说明性装置中对于四个容器的所有四个通道都被记录且记录数据可通过处理器和显示单元的RS-232端口下载。可以为四个监测的通道中的每一个都提供趋势图，按比例100％匹配的直方图(表示容器中完全的流体存量)，并按此比例示出整个数据记录缓冲器。因为显示器是100点宽，且数据记录是3000点宽，所以在显示器上每像素示出了平均300个读出点。为了更精细示出，数据可以通过RS-232端口从处理器和显示单元中下载。在特定实施例中，配置处理器和显示单元，以便每个数据元都由处理器打上时间戳。
通过连同图1和图2中相关描述的一般类型的动态监测系统，流体存储和分配容器可以通过与特定容器相关的压强传感器的简单布置容易地监测。可以由本发明的系统监测的容器包括来自ATMI公司的商业上可得到的流体存储和分配容器(Danbury，Connecticut，美国)和在美国专利第5,518,528号；第5,704,965号；第5,704,967号；以及第5,707,424号中描述的各种容器，以及常规型式的高压容器，来自ATMI公司的商业上可得到的
Figure A20058004399600522
流体存储和分配容器(Danbury，Connecticut，美国)和在美国专利第6,101,816号；第6,089,027号；第6,360,546号；第6,474,076号；以及第6,343,476号中描述的各种容器，以及在2005年3月16日以Paul J.Marganski、James A.Dietz和Joseph D.Sweeney的名义提交的对“用于从其固体源中传输试剂的系统”的美国临时专利申请第60/662,515号中描述的固体源试剂存储器和流体分配容器的类型，其全部内容结合于此以供参考。
在
Figure A20058004399600523
流体存储和分配容器中，代替压强传感器，还可以存在使用与容器相关的张力监测装置，诸如安装在容器外壁上的阻力张力计以在流体分配操作期间监测容器壁的变形(deflection)。例如，在2002年12月17日发布的美国专利第6,494,343号中所描述的这种类型的张力监测系统，其全部内容公开于此以并参考。
然而，更通用地，可以使用任何适当的监测装置、组件或单元，其对于监测流体容器、所分配的流体、流动线路或流体存储和分配系统的其它方面等等与流体存量相关的特性是有用的。
本发明的系统允许以间歇或连续的方式监测流体存量，这在本发明的给定应用中可能是想要或必要的，并且也附加地允许用户执行具有被输出的提示或报警的系统(例如，用于换下容器的报警、声音和/或e-mail提醒)，以便最小化在流体利用设备中的宕机时间。
本发明系统也为数据记录提供了简单且有效的用户接口，该数据记录可以任何方便的方式被执行，例如在利用启动处理器和显示单元的继电器触点的系统中。
当流体存量监测和显示系统被配置为参考图1和2示出并描述时，所述流体存量监测和显示系统就容易地被安装在半导体加工设备中，其中，数据获取模块由12伏直流电源供电并被安装在半导体设备的气体盒中的安全安装位置，借助于光纤通信从气体盒中的数据获取模块发送到外部显示单元。这种类型的系统的安装可以例如需要2-8小时，且由此容易地被提供在现有的半导体加工系统的改型过程之中。
当在本发明的实施中压强传感器被用于监测所分配的流体的压强时，可以使用适用于流体存量监测和显示系统的具体实施的任何合适的压强传感器装置。一种优选的压强传感器是来自美国电子控制，精密传感器部门的(Milford，Connecticut，USA)商业上可用的
Figure A20058004399600531
固态压强传感器。传感器方便地被安装在或近于与相关的流动线路相连的流体存储和分配容器，例如在或靠近歧管的“引线”连接，以流体连通关系该歧管可以与流体存储和分配容器连接。
在本发明的流体存量监测系统的一个优选实施例中，通过其上(onboard)的数据获取显示单元在±5torr的精度范围内的正压或低于大气压的压强下，该系统就适用于监测多至四个离子注入或掺杂容器。在该实施例中，来自每个压强传感器中的模拟电压都被转化为光脉冲，该光脉冲然后越过离子注入机高电压梯度被传输到地电位上的可编程显示单元。在该实施例中的监测系统是单机的系统，使得没必要与离子注入机操作系统有接口，并且甚至在晶片处理期间，提供对注入机掺杂物源供应容器的连续监测。可编程显示单元显示每个掺杂容器压强和灌装高度，且该可编程显示单元是可编程的，以用来为用户提供显示用压强单元的灵活选择，以及预先的容器排空警告。该系统通过数据获取模块的适当接口(例如，RS-232接口或其它适当的数据通信接口)为数据记录提供通过继电器触点的外部报警性能。
在该说明性的实施例中，数据获取模块将模拟压强信号转化为光脉冲并将这些光脉冲通过光纤管传输到该系统的显示单元上，以用于图形显示。光纤管为光脉冲提供了从数据获取模块到显示单元的传输路径。显示模块显示注入机气体管线图形压强和掺杂容器灌装高度。
在本发明的另一方面中，对于来源于前述US GAAP要求而加在半导体加工设备上的运营成本负担通过流体存量监测和记账系统被减轻，该操作成本负担是由于对在半导体加工操作中使用所购买的专用化学制品的全部体积的消费进行记帐，而该流体存量监测和记账系统则允许流体用户在贵重专用材料被消耗时才为其支付费用。
在这个方面中，本发明提供一种用于监测由买方随着时间逐步消耗的特殊材料的量以及用于对这种特殊材料准确征收费用的系统和方法。本发明的这方面利用实施例中的本发明的流体存量监测系统，其包括用于将数字信息从流体利用装置传输到远离该装置的记帐装置的传输器。
流体存量监测信息的传输可以任何适当方式，例如通过使用数字信息网络(例如，内联网、外联网和/或互联网)、专用布线或光纤电缆通信线路、遥测系统、蜂窝式无线通信网络等来进行。
在一个实施例中，流体存量监测信息通过互联网通信网络被传输到记帐装置。例如，网络可以包括支持通过万维网站提供通信的信息协议(例如，HTTP)的服务器。
在另一个说明性的实施例中，流体存量监测和记帐系统可以做为网络服务系统适用并实施，其中，在互联网网络上提供软件功能，且可扩展的标记语言(例如，XML)信息用于从在流体利用设备中的数据获取模块到流体提供方的记帐装置进行通信。
流体供应方的记帐装置可以包括远程数据获取单元，例如DAQ模块，或用于接收从流体利用设备中所传输的流体利用数据的其它数据接收接口，其可操作性地与计算机或其它处理器(例如通用可编程计算机、微处理器、可编程的逻辑运算器或其它的计算模块)连接，其适用于存储从半导体加工设备中传输的流体存量数据，以及适用于存储算法以用来将流体存量数据转化为使用信息，并适用于存储算法用来把使用数据转化为顾客清单收据和使用报告。
通过这种安排，顾客可以支付随其消费的贵重特殊材料的费用，而不是预先支付一大笔钱，以便避免一开始就现金支出。此外，这种安排使供应方能够监测由用户使用的材料并能够更好地管理材料的存量水平和出货/交货，这保证了特殊材料用户的利益。通过这种安排也使供应方能够涉及来自监测和记帐中心其上系统的故障维护。
在另一实施例中，存量监测数据可以被传输到远离使用设备的流动位置，诸如，在整个系统被配置并适用，以便该存量数据通过个人数字助理(PDA)、便携式计算机、可上网的电话、或其它移动装置远程地存取，以便可以通过服务技术人员、材料供应方代表、或其他人员或便携式装置提供使用设备访问的任何故障查找、计划等。
通过说明性的实例，包括离子注入机的半导体加工设备可以通过使用本发明的监测和记帐系统来修改。注入机可以用作掺杂物源容器(ATMI公司，Danbury，Connecticut，USA)，该掺杂物源
Figure A20058004399600562
容器含有在大气压强之下的诸如砷化三氢或三氢化磷的掺杂物前体流体。注入机被安排有本发明的监测系统，提供压强和流动监测能力，包括接收压强和/或流速测量的信号板，以伏特或安培形式输出。信号板转化电信号，以便其可以越过注入机的电压间隙通过光纤电缆传输。然后，将光信号被转化为数字电信号并从本地数据获取模块传输到远处的流体供应方数据获取模块。从远处的流体供应方数据获取模块中，存储、分析和使用利用信息，以产生使用报告、顾客清单收据、补充请求、和/或流体供应容器的逼近耗尽的报警，通过供应方装置计算机/打印机组件，与供应方数据获取模块连接。
图3是根据本发明的另一实施例的与供应方办公室以数据通信关系设置的半导体加工设备的示意图，该供应方办公室正在监测半导体加工设备中流体源的流体利用。
流体源监测和记帐系统100包括半导体加工设备102，该半导体加工设备包括结构空间104，而在该空间中布置有离子注入机106。离子注入机106包括流体存储和分配装置，该流体存储和分配装置又包括与流体分配线路110连接的流体存储和分配容器108。
流体分配线路110在其排出端与离子源单元连接(未在图3中示出)。离子源单元适用于产生经过电离的掺杂物质，用于在晶片或其它的基片物品上碰撞以产生相应的、经过掺杂的物品。
流体分配线路110以流动相通的方式与流体存储和分配容器相关的流量控制阀112连接。流量控制阀112可以是安装在流体存储和分配装置的流体存储和分配容器上的阀头结构的一部分，或其可以是分离且不同于该装置，并可以由具有气动舱机(pneumaticactuator)的机械阀所构造，或由可操作地与用于启动该阀或其它器件或组件的适当电源连接的电磁阀所构造，所述器件或组件可有选择性地操作以用于在分配操作期间调整来自存储和分配容器中流体的流量。
在图3示出的装置中，在流体分配操作期间在分配线路110中所分配的流体的压强由置于该分配线路中的压强传感器114所监测。压强传感器114通过信号通信线路116和118与信号板128通信，由此，所感测的压强信号在线路116中被通信传递到信号板128，且控制和/或电源信号在线路118中可以从信号板被发送到传感器。
以类似的方式，质量流动控制器126被置于分配线路110中并通过信号传输线路122和124以信号通信关系与信号板128连接。通过这些信号传输线路，被感测的质量流动速率可以在信号传输线路122中被通信传递到信号板128，且控制信号和/或电源信号可以通过信号板被通信传递到信号传输线路124中的质量流动控制器。
信号板128以信号通信关系与数据获取和执行算法单元132(被称作DAQ模块)连接，它通过信号传输线路130以信号通信关系与信号板连接。DAQ模块132为传感器和质量流动控制器提供电源，并读取传感器和质量流动控制器输出，进行模拟到数字(A/D)转化，并产生与所分配的流体的压强和/或流速相对应的数字输出。
在一个实施例中，连接DAQ模块132和信号板的信号传输线路130包括被安排进行信号传输的光纤电缆。
通过图3中示出的布局安排，来自压强传感器114中的流体压强和/或质量流动控制器(MFC)126中的流体流速的模拟输出被传给信号板。信号板将该模拟输入转化为表示压强和/或正被分配的流体流速的输出，其在线路130中被输出到DAQ模块132。
DAQ模块132通过图3中示意性指示的通信线路134又以通信关系与供应方办公室140连接。通信线路134可以是任何类型，例如包括有线或无线连接，诸如通过全球数据通信网络(例如，互联网-1或互联网-2)的连接，通过卫星通信网络、DSL网络、专用的光纤线路、电缆调制解调器连接的通信的连接，或通过允许与半导体加工设备中流体的使用相关的信号与流体供应方的设备或装置通信的其它任何通信线路的连接。
供应方办公室140包括含有数据接收、数据处理和记帐等装置的结构空间142。
在供应方办公室140中，通信线路134与远程数据获取模块146连接，数据获取模块146作为接收表示在半导体加工设备102中被分配的流体的压强和/或流速的输出的供应方一侧的DAQ模块，所述输出从这种加工设备中的DAQ模块132被传输。基于由通信线路134传输的加工设备DAQ模块132中的输出，与使用相关的信号在信号传输线路148中通过供应方一侧的DAQ模块146被传输到记帐计算机150。
基于在线路148中从供应方一侧的DAQ模块146中所接收的与使用相关的信号，记帐计算机150基于来自被提供给加工设备102的流体存储和分配容器108中的流体的使用而对半导体设备计算费用。然后，所计算的费用通过打印机电缆152从记帐计算机150通信传递给打印机156输出出来，以用于打印对半导体加工设备102的帐单106。
通过结合图3示意性描述类型的布局安排，流体供应方可以监测流体利用设备中流体的使用，且相应地基于当前使用、按计划和以适于正被提供的具体流体的频率来对该设备记账。例如，流体利用设备可以按预定的时间间隔(例如，每月或每两月)被记帐，或作为具体的基于体积使用的记帐(例如用于从流体供应容器中被累积分配的每升流体，或基于其它合适的体积)。
本发明的特性、操作和优点将参考本发明的说明性实施例的以下非限制性实例更充分地讲述。
实例
该实例示出了用于估算在气体存储和分配系统中可用气体的过程，该系统是以ATMI公司(Danbury，CT)的商标SDS2的商业上可用的类型，且更充分地在美国专利第5,518,528号；第5,704,965号；第5,704,967号；以及第5,707,424号中描述。这种气体存储和分配系统包括含有颗粒活性碳吸附剂的气体存储和分配容器，而该颗粒活性碳吸附剂对于在容器的内部体积中所容纳的半导体加工气体具有吸附性亲和力。这种气体可以是任何类型，例如，砷化三氢、三氢化磷、三氟化硼、四氟化锗、以及四氟化硅，且该气体可以保留在容器中，以用于按适当压强从其中分配气体，例如，按在200至700torr范围内的大气压强下的压强。
示出的气体存储和分配系统被配置在本文图1中所示出的类型的离子注入机中，其配备有本发明的动态流体利用监测系统。在本实施例中的动态流体监测系统包括：处理和显示单元、数据获取模块、和流体传感器，其用于感测可以用于确定气体的存量和利用率的流体的所选特性。在本实施例中的流体传感器包括压强传感器，每个压强传感器都可操作性地与图1中所示出的多个气体存储和分配容器之一相连接。
处理和显示单元被可编程地安排来以给定的压强和温度估算在SDS2容器中剩余的可用气体量。本发明的动态监测系统可以用于估算在注入机中算使用的气体存储和分配容器的使用寿命。
在所述利用确定中，运用以下符号和单元。
T       气体盒温度，℃
P       压强传感器读数，torr或mmHg
P21     归一化的压强读数，torr或mmHg
Pend-21 归一化的端点压强，torr或mmHg
Clo     当温度小于21℃时每摄氏度℃的压强变化，torr/℃
Cmid    当温度在21-26℃之间时每摄氏度℃的压强变化，torr/℃
Chi     当温度小于26-33℃时每摄氏度℃的压强变化，torr/℃
Cend-lo 对于端点压强(小于21℃)每摄氏度℃的压强变化，torr/℃
Cend-mid对于端点压强(21-26℃)每摄氏度℃的压强变化，torr/℃
Cend-hi 对于端点压强(26-33℃)每摄氏度℃的压强变化，torr/℃
CW      圆柱体中碳量，gram
MW    气体的分子量
sccm  朝向离子源的气体流速，ml/min
G     在圆柱体中剩余的以克为单位的气体量，gram
V     在圆柱体中剩余以立方厘米为单位的气体量，ml
HR    在圆柱体为空之前所剩余的小时数，hour
4x    2.2升
Figure A20058004399600611
圆柱体，也被称作JY尺寸
7x    0.4升
Figure A20058004399600612
圆柱体，也被称作WY尺寸
3x    6.6升
Figure A20058004399600613
圆柱体，也被称作UY尺寸
所述利用确定通过以下步骤执行：
步骤1：测量或确定注入机气体盒温度T(℃)
步骤2：确定气体存储和分配容器尺寸和其中的吸附剂材料的重量。例如，容器尺寸可以是4x、7x、或3x。然后，吸附剂可以具有置于该容器中的碳吸附剂材料，其具有以克为单位的碳重量(CW)而它又取决于容器尺寸。如果容器尺寸是4x，那么CW是1275。如果容器尺寸是7x，那么CW是239。如果容器尺寸是3x，那么CW是3825。
步骤3：设置流体存储和分配系统的端点压强Pend，例如5torr的端点压强Pend。
步骤4：测量容器压强读数，P。
步骤5：在不同压强下，确定温度系数，dP/dT。
例如
·如果T小于21℃：
Clo＝0.04079168*(P^0.9623277)
·如果T在21至26℃之间：
Cmid＝0.07282172*(P^0.8938195)
·如果T小于26至33℃：
Chi＝0.08678193*(P^0.8914468)
步骤6：针对端点压强确定温度系数
例如：
·如果T小于21℃：
Cend-lo＝0.04079168*(Pend^0.9623277)
·如果T在21至26℃之间：
Cend-mid＝0.07282172*(Pend^0.8938195)
·如果T小于26至33℃：
Cend-hi＝0.08678193*(Pend^0.8914468)
步骤7：使压强读数归一化为预定温度，例如21℃。
例如：
·如果T小于21℃：
P21＝P-(T-21)*Clo
·如果T在21至26℃之间：
P21＝P-(T-21)*Cmid
·如果T在26至33℃之间：
P21＝P-(T-21)*Chi
步骤8：使端点压强归一化为预定温度(21℃)
例如：
·如果T小于21℃：
Pend-21＝Pend-(T-21)*Cend-lo
·如果T在21至26℃之间：
Pend-21＝Pend-(T-21)*Cend-mid
·如果T在26至33℃之间：
Pend-21＝Pend-(T-21)*Cend-hi
步骤9：确定在预定温度(21℃)处等温线等式
例如，对于各种说明性气体：
在21℃处等温线等式：
AsH3Capacity(g/g)：f(P)＝-0.40857+0.14009*(ln(P+24.5858))
PH3Capacity(g/g)：f(P)＝-0.29123+0.06949*(ln(P+73.89104))
BF3Capacity(g/g)：f(P)＝0.03949+0.00532*(P^0.49046)
GeF4Capacity(g/g)：f(P)＝0.2394*(P^0.2139)
SiF4Capacity(g/g)：f(P)＝-0.60234+0.1223*(ln(P+160.6716))
其中，g/g是每克碳中气体的克数，且P是以torr或mmHg为单位的压强。
步骤10：确定在流体存储和分配容器中剩余的气体量。
例如：
·重量：在圆柱体中剩余的气体的克数(g)：
G＝CW*f(P21)-f(Pend-21)
·体积：在圆柱体中剩余的气体的立方厘米(ml)：
V＝(G/MW)*22400
其中，AsH3：MW＝78
PH3：MW＝34
BF3：MW＝68
GeF4：MW＝149
SiF4：MW＝104
·圆柱体寿命：圆柱体剩余的工作小时时间(hr)
HR＝(V/sccm)/60
其中，sccm是离子源中的气体流速(例如，2ml/min)
前述方法允许以有准备、精确性且可复制的方式对流体存储和分配系统的气体存量进行动态监测，即，以本文图2所示出的方式通过视频显示模块输出出来，其中，在视频显示器上的流体直方块的垂直高度表示在该系统的存储和分配容器中剩余的流体量。
因此，可以看出，本发明的系统和方法允许简单直观地表示流体存储和分配系统中容器的流体存量，该系统简单并轻易适用于动态监测在离子注入机的气体盒中的供应容器中的流体。本发明解决了现有技术的问题，该问题包括：不能精确确定在用于活动处理进程的容器中剩余的流体量，以及在流体供应容器中流体耗尽的途径。
结果是，本发明的系统和方法允许最大化离子注入机的正常运行时间，并精确地预测和按计划地换下流体供应容器。
虽然本发明已示意性引用本文中的特征、方面和实施例进行了描述说明，但将要理解的是，可用更新、修改方式以及在其它实施例中来实施本发明，这一点基于本文公开而将对于本领域的技术人员来说是有启示的。因此，本发明将被解释和理解为包含有任何这样的更换、修改及其它实施例，它们均落入本说明书附带的权利要求书所阐述的宗旨和范围之内。

Claims (120)

1. 一种在包括从流体供应容器中分配流体的操作期间用于监测在所述流体供应容器中的流体的监测系统，所述监测系统包括：(i)一个或多个传感器，用于监测所述流体供应容器的或从所述流体供应容器中所分配的流体的特性，(ii)数据获取模块，可操作性地与所述一个或多个传感器连接以从其中接收监测数据并响应性地产生与由所述一个或多个传感器监测的特性相关的输出，以及(iii)处理器和显示器，可操作性地与所述数据获取模块连接并被安排处理来自数据获取模块的输出以及响应性地将所述流体供应容器中的流体的图示输出出来。
2. 根据权利要求1所述的监测系统，其中，所述一个或多个传感器监测所述流体供应容器的特性。
3. 根据权利要求2所述的监测系统，其中，所述流体供应容器的特性是在所述容器的结构元件的张力。
4. 根据权利要求3所述的监测系统，其中，所述容器的结构元件包括所述容器壁。
5. 根据权利要求3所述的监测系统，其中，所述一个或多个传感器包括张力计。
6. 根据权利要求4所述的监测系统，其中，所述一个或多个传感器包括以张力感测关系固定到所述容器壁的张力计。
7. 根据权利要求1所述的监测系统，其中，所述一个或多个传感器监测从所述流体供应容器中分配的流体的特性。
8. 根据权利要求7所述的监测系统，其中，从所述流体供应容器中所分配的流体的特性包括：选自于由流体压强、流体温度、所述流体的一种或多种成分的浓度、所述流体的流速、在与所述流体供应容器连接的流动线路中的压降、以及从所述流体供应容器中所分配的累积的流体流速组成的组中的至少一种流体特性。
9. 根据权利要求7所述的监测系统，其中，从所述流体供应容器中分配的流体的所述特性包括流体压强。
10. 根据权利要求1所述的监测系统，其中，所述流体供应容器包含对于所述流体具有吸附性亲和力的吸附剂介质。
11. 根据权利要求1所述的监测系统，其中，所述流体供应容器包括：置于所述容器内部并被设置为用于从所述容器中分配流体的设定值的压强调节器。
12. 根据权利要求11所述的监测系统，其中，所述压强调节器的设定值是在大气压之下的压强设定值。
13. 根据权利要求1所述的监测系统，其中，所述流体供应容器包含半导体加工流体。
14. 根据权利要求13所述的监测系统，其中，所述半导体加工流体包括选自于由砷化三氢、三氢化磷、三氟化硼、四氟化锗、和四氟化硅所组成的组中的一种流体成分。
15. 根据权利要求1所述的监测系统，其中，在所述流体供应容器中流体的图示包括置于矩形区域的具有上边界线的二维区域，其中所述的矩形区域中的二维区域的上边界线的位置表示在所述容器中的流体存量。
16. 根据权利要求1所述的监测系统，其中，在所述流体供应容器中流体的图示包括气罐类型的测定仪器。
17. 根据权利要求1所述的监测系统，被安排来监测在离子注入机装置中分配的流体。
18. 根据权利要求1所述的监测系统，还包括减压装置在降低圆柱体的内部压强方面具有净效应，从而降低下游压强。
19. 根据权利要求18所述的监测系统，其中，所述减压装置是节流口。
20. 一种在包括从流体供应容器中分配流体过程的操作期间监测所述流体供应容器中流体的方法，所述方法包括：(i)监测所述流体供应容器的或从该容器中所分配的流体的特性，(ii)从所述监测过程中获取数据并响应性地产生与所述监测特性相关的输出，以及(iii)从所述数据获取过程中处理所述输出并响应性地把在所述流体供应容器中流体的图示输出出来。
21. 根据权利要求20所述的方法，其中，所述特性包括所述流体供应容器的特性。
22. 根据权利要求20所述的方法，其中，所述特性包括在所述容器的结构元件中的张力。
23. 根据权利要求22所述的方法，其中，所述容器的结构元件包括所述容器的壁。
24. 根据权利要求22所述的方法，其中，所述监测过程包括：由张力计感测张力。
25. 根据权利要求20所述的方法，其中，所述特性包括从所述流体供应容器中所分配的流体的特性。
26. 根据权利要求25所述的方法，其中，从所述流体供应容器中所分配的流体的特性包括：选自于由流体压强、流体温度、所述流体的一种或多种成分的浓度、所述流体的流速、在与所述流体供应容器连接的流动线路中的压降、以及从所述流体供应容器中所分配的累积的流体流速组成的组中的至少一种流体特性。
27. 根据权利要求25所述的方法，其中，从所述流体供应容器中所分配的流体的特性包括流体压强。
28. 根据权利要求20所述的方法，其中，所述流体供应容器包含有对所述流体具有吸附性亲和力的吸附剂介质。
29. 根据权利要求20所述的方法，其中，所述流体供应容器包括置于所述容器内部并被设置为用于从所述容器中分配流体的设定值的压强调节器。
30. 根据权利要求29所述的方法，其中，所述压强调节器的设定值是低于大气压的压强设定值。
31. 根据权利要求20所述的方法，其中，所述流体供应容器包含有半导体加工流体。
32. 根据权利要求31所述的方法，其中，所述半导体加工流体包括选自于由砷化三氢、三氢化磷、三氟化硼、四氟化锗、和四氟化硅所组成的组中的一种流体成分。
33. 根据权利要求20所述的方法，其中，在所述流体供应容器中流体的图示包括置于矩形区域的具有上边界线的二维区域，在其中所述的矩形区域中的上边界线的位置表示在所述容器中流体的存量。
34. 根据权利要求20所述的方法，其中，在所述流体供应容器中流体的图示包括气罐类型的测定仪器。
35. 根据权利要求20所述的方法，其中，所述流体供应容器被安排用于分配流体到离子注入机。
36. 一种在包括从流体供应容器中分配流体的过程的操作期间用于监测所述流体供应容器中流体的监测系统，所述监测系统包括：(i)一个或多个传感器，用于监测所述流体供应容器的或从所述流体供应容器中所分配的流体的特性，(ii)数据获取装置，可操作性地与所述一个或多个传感器连接以从其中接收监测数据并响应性地产生与由所述一个或多个传感器所监测的特性相关的输出，以及(iii)处理器，可操作性地与所述数据获取装置连接并被安排处理来自所述数据获取装置的输出以及响应性地产生表示在所述流体供应容器中流体存量的输出。
37. 根据权利要求36所述的监测系统，其中，所述一个或多个传感器包括压强传感器，所述压强传感器适用于监测从所述流体供应容器中所分配的流体的压强。
38. 根据权利要求36所述的监测系统，其中，所述一个或多个传感器包括质量流动传感器，所述质量流动传感器适用于监测从所述流体供应容器中所分配的流体的流速。
39. 根据权利要求36所述的监测系统，其中，所分配的流体被利用在流体利用设备中，所述流体利用设备包含所述流体供应容器、所述一个或多个传感器、所述数据获取装置和所述处理器。
40. 根据权利要求36所述的监测系统，其中，所述处理器位于远离所述流体供应容器、所述一个或多个传感器、和所述数据获取装置的位置。
41. 根据权利要求36所述的监测系统，其中，所分配的流体在包含所述流体供应容器和所述一个或多个传感器的流体利用设备中被利用，且所述处理器是在远离所述流体利用设备的流体利用记帐设备中。
42. 根据权利要求41所述的监测系统，包括：在所述流体利用设备中的第一数据获取模块，以及在所述流体利用记帐设备中的第二数据获取模块，其可操作性地与所述处理器和所述第一数据获取模块连接。
43. 根据权利要求41所述的监测系统，其中，所述处理器适配于为用于所分配的流体的流体利用设备产生帐单。
44. 根据权利要求41所述的监测系统，其中，所述处理器适用于产生所分配的流体的报告。
45. 根据权利要求41所述的监测系统，其中，在所述流体利用设备中的数据获取装置通过选自于由数字通信网络、信号传输线路、和无线通信形式所组成的组中的至少一种通信形式且以信号传输关系来与所述流体利用记帐设备中的处理器相连接。
46. 根据权利要求45所述的监测系统，其中，所述至少一种通信形式包括互联网。
47. 根据权利要求41所述的监测系统，其中，所述流体利用设备包括半导体加工设备。
48. 根据权利要求47所述的监测系统，其中，所述半导体加工设备包括与所述流体供应容器以流体供应关系而被安排的离子注入机，且所述流体包括用于离子注入的掺杂物源材料。
49. 根据权利要求36所述的监测系统，其中所表示所述流体供应容器中流体存量的输出包括：用于换下所述流体供应容器的提示或警报。
50. 根据权利要求36所述的监测系统，其中，所述数据获取装置适用于所述特性的数据记录。
51. 根据权利要求48所述的监测系统，其中，所述一个或多个传感器包括产生模拟电输出的一个或多个压强传感器，且所述模拟电输出被转化为光信号。
52. 一种在包括分配材料过程的操作期间用于监测材料使用的监测系统，所述监测系统包括：(i)一个或多个传感器，用于监测所述分配过程的特性；(ii)数据获取装置，可操作性地与所述一个或多个传感器连接以从其中接收监测数据并响应性地产生与由所述一个或多个传感器所监测的特性相关的输出；以及(iii)处理器，可操作性地与所述数据获取装置连接并被安排处理来自所述数据获取装置的输出以及响应性地产生表示用于分配的可用材料的存量的输出。
53. 根据权利要求52所述的监测系统，其中，所述处理器位于远离所述材料使用位置的记帐位置，且所述输出包括：用于在所述材料使用位置所分配的材料的帐单。
54. 根据权利要求53所述的监测系统，其中，所述数据获取装置包括在所述材料使用位置的数据获取模块，所述材料使用位置以通信关系与远程记帐位置相连接，所述通信关系包括选自于由数字信息网络、有线通信、光纤通信、遥测链路、和蜂窝式无线通信所组成的组中的一种通信形式。
55. 根据权利要求54所述的监测系统，其中，所述通信形式包括互联网。
56. 根据权利要求55所述的监测系统，其中，所述互联网包括：支持经由万维网提供通信的信息协议的服务器。
57. 根据权利要求53所述的监测系统，适于作为网络服务系统。
58. 根据权利要求52所述的监测系统，其中，所述处理器是在远离所述材料使用位置的便携式数字装置中。
59. 根据权利要求52所述的监测系统，适用于把来自所述一个或多个传感器中的监测数据转化为数字形式。
60. 根据权利要求52所述的监测系统，适用于监测离子注入机的流体使用，而所述处理器位于远离所述离子注入机的记帐位置且所述处理器的输出包括对所述流体使用进行记帐。
61. 根据权利要求52所述的监测系统，其中，所述数据获取装置的输出包括用于分配的可用材料的材料存量数据，且所述处理器适用于利用算法以将材料存量数据转化为使用信息，并利用所述算法以将所述使用数据转化为客户发票和用于所述材料的使用报告。
62. 一种半导体加工设备，包括：离子注入机，其又包括容纳掺杂物源流体源的气体盒；至少一个传感器，适用于在分配过程条件下监测从所述掺杂物源流体源中分配的掺杂物源流体的温度、压强和流速三者中至少一种；数据获取模块，安装在所述气体盒中并适用于从所述传感器中接收监测信号；输出单元，适用于产生与在所述掺杂物源流体源中掺杂物源流体的存量相关的输出；以及通信连接，其在所述数据获取模块和所述输出单元之间。
63. 根据权利要求62所述的半导体加工设备，其中，所述通信连接包括光纤通信线路。
64. 根据权利要求62所述的半导体加工设备，其中，所述掺杂物源流体源包括多个流体供应容器，且所述至少一个传感器包括用于所述多个流体供应容器之中每一个的压强传感器。
65. 根据权利要求62所述的半导体加工设备，其中，所述数据获取模块通过所述模块的数据通信接口以便于数据记录。
66. 根据权利要求62所述的半导体加工设备，其中，所述数据获取模块通过继电器触点来提供外部发警报性能。
67. 一种用于确定在离子注入机的气体盒中从掺杂物源流体源中掺杂物源流体所提供的在所述离子注入机中掺杂物源流体消耗的系统，其中，所述掺杂物源流体源包括对于所述掺杂物源流体具有吸附性亲和力的吸附剂介质，并且从其中所吸附的掺杂物源流体在分配过程条件下被脱附，所述系统包括：
温度传感器，适用于感测气体盒温度T；
压强监测器，适用于测量所述流体存储和分配容器的压强P；
所述掺杂物源流体源包括预定尺寸的掺杂物源流体存储和分配容器，所述掺杂物源流体存储和分配容器包含有所述吸附剂介质一预定重量；以及
监测和控制系统，可操作性地与所述温度传感器和所述压强监测器相连接，并适用于进行以下步骤：
设置端点压强，用于从所述掺杂物源流体存储和分配容器中分配掺杂物源流体；
确定在不同压强下的温度系数dP/dT；
确定针对所述端点压强的温度系数；
把从所述压强监测器中所测得的压强归一化为预定温度；
将所述端点压强归一化为所述预定温度；
在用于所述吸附剂介质和掺杂物源流体这两者的预定温度处确定等温线等式；以及
通过使用所述等温线等式来确定在所述流体存储和分配容器中剩余的掺杂物源流体的量。
68. 根据权利要求52所述的监测系统与材料供应系统结合，适用于为所述分配过程提供材料。
69. 根据权利要求68所述的监测系统，其中，所述材料供应系统包括在供应位置处所述材料的填充容器以及用于所述材料的填充容器从所述供应位置中传输到用于所述分配过程的使用位置的运输车辆。
70. 适用于分配材料的分配器，可操作性地与权利要求52所述的监测系统连接。
71. 适用于从分配器中接收材料的材料利用装置，所述分配器可操作性地与权利要求52所述的监测系统连接。
72. 通过使用由权利要求52所述的监测系统在分配过程期间监测所分配的材料来加工的物品。
73. 一种用于监测在流体存储和分配容器中流体存量的系统，所述流体存储和分配容器包含对于所述流体具有吸附性亲和力的存储介质，所述流体在用于流体利用过程中使用的分配条件下从所述流体存储和分配容器中被分配，所述系统包括：
(a)吸附性等温线数据的数据库，该数据用于在所述存储介质上的流体；
(b)监测器，适用于监测选自于由所述流体存储和分配容器的特性、分配过程条件、所分配的流体的特性、以及流体利用过程的特性所组成的组中的至少一种感测流体存量的变量，并适用于响应性地产生与所述至少一个感测流体存量变量相关的监测信号；以及
(c)处理器，适用于接收所述监测信号并响应性地进行将所述至少一个感测流体存量变量与在所述吸附性等温线数据的数据库中的信息相关联起来的信号处理操作，以产生表示在所述流体存储和分配容器中流体存量的输出。
74. 根据权利要求73所述的系统，其中，所述至少一个感测流体存量变量包括所分配的流体压强和所分配的流体流速这两者中的至少一种。
75. 一种用于监测在流体存储和分配容器中流体存量的系统，所述流体存储和分配容器包含有在用于流体利用过程的分配过程条件下所分配的流体，所述系统包括：
(a)监测器，适用于监测在所述流体的分配期间的至少一种流体特性并响应性地产生与所述至少一个流体特性相关的监测信号；
(b)信息的数据库，所述信息相关于在所述分配期间确定在所述流体存储和分配容器中流体的存量；以及
(c)处理器，适用于在将所述监测信号与所述数据库中的信息相关联的信号处理操作中处理所述监测信号，以产生表示在所述流体存储和分配容器中流体存量的输出。
76. 根据权利要求75所述的系统，其中，所述至少一种流体特性包括所分配的流体压强和所分配的流体流速这两者中的至少一种。
77. 一种用于监测在流体存储和分配容器中流体存量的系统，所述流体存储和分配容器包含有在用于流体利用过程的分配条件下所分配的流体，所述系统包括：
(a)张力监测器，适用于在所述流体的分配期间监测所述流体存储和分配容器的张力并响应性地产生与所述张力相关的监测信号；
(b)信息的数据库，所述信息相关于在所述分配期间确定在所述流体存储和分配容器中流体的存量；以及
(c)处理器，适用于在将所述监测信号与所述数据库中的信息相关的信号处理操作中处理所述监测信号，以产生表示在所述流体存储和分配容器中流体存量的输出。
78. 根据权利要求77所述的系统，其中，在所述数据库中的信息包括选自于由在改变了的分配条件下所述流体的可压缩性、流体存储和分配容器特性、流体分子量信息、以及可用于所述流体的PVT关系所组成的组中的信息。
79. 一种用于在包括从所述流体供应容器中分配流体过程的操作期间监测流体供应容器中流体的方法，所述方法包括：(i)监测所述流体供应容器的或从所述流体供应容器中分配的流体的特性，(ii)从所述监测过程中获取数据，并产生与所述特性相关的数据获取信号，以及(iii)处理所述数据获取信号并响应性地产生表示在所述流体供应容器中流体存量的输出。
80. 根据权利要求79所述的方法，其中，所述监测包括监测从所述流体供应容器中所分配的流体的压强。
81. 根据权利要求79所述的方法，其中，所述监测过程包括：监测从所述流体供应容器中所分配的流体的流速。
82. 根据权利要求79所述的方法，还包括在流体利用设备中使用所分配的流体。
83. 根据权利要求79所述的方法，其中，所述处理过程在远离所述分配过程中所分配的流体的使用位置进行。
84. 根据权利要求79所述的方法，其中，在所述分配过程中所分配的流体在流体利用设备中被利用，且所述处理过程在远离所述流体利用设备的流体利用记帐设备中进行。
85. 根据权利要求84所述的方法，包括：在用于所述获取数据的流体利用设备中的第一数据获取模块，和在所述流体利用记帐设备中的第二数据获取模块，其可操作性地与用于所述处理过程的处理器连接并与所述第一数据获取模块连接。
86. 根据权利要求84所述的方法，其中，所述处理过程对用于所分配的流体的流体利用设备产生帐单。
87. 根据权利要求84所述的方法，其中，所述处理过程产生所分配的流体的报告。
88. 根据权利要求84所述的方法，其中，在所述流体利用设备中来自所述获取过程中的数据通过选自于由数字通信网络、信号传输链路、和无线通信形式所组成的组中的至少一种通信形式而被传送到所述流体利用记帐设备。
89. 根据权利要求88所述的方法，其中，所述至少一种通信形式包括互联网。
90. 根据权利要求84所述的方法，其中，所述流体利用设备包括半导体加工设备。
91. 根据权利要求90所述的方法，其中，所述半导体加工设备包括对所述流体供应容器以流体供应关系进行安排的离子注入机，并且，所述流体包括用于离子注入的掺杂物源材料。
92. 根据权利要求79所述的方法，其中，所表示在所述流体供应容器中流体存量的输出包括：用于换下所述流体供应容器的提示或警报。
93. 根据权利要求79所述的方法，还包括所述特性的数据记录。
94. 根据权利要求79所述的方法，其中，所述数据获取信号包括光信号。
95. 一种用于在包括分配材料过程的操作期间监测材料使用的方法，所述监测方法包括：(i)监测所述分配过程的特性，(ii)从所述监测过程中获取数据，并产生与所述特性相关的数据获取信号，以及(iii)处理所述数据获取信号并响应性地产生表示用于分配可用的材料存量的输出。
96. 根据权利要求95所述的方法，其中，在远离所述材料的使用位置的记帐位置进行处理，并且，所述输出包括针对在所述材料的使用位置所分配的材料的帐单。
97. 根据权利要求96所述的方法，其中，所述获取数据包括在所述材料的使用位置处使用数据获取模块，所述材料的使用位置以通信关系通过选自于由数字信息网络、有线网络、光纤通信、遥测链路、和蜂窝式无线通信所组成的组中的一种通信形式与记帐位置连接。
98. 根据权利要求97所述的方法，其中，所述通信形式包括互联网。
99. 根据权利要求98所述的方法，其中，所述互联网包括：支持通过万维网提供通信的信息协议的服务器。
100. 根据权利要求96所述的方法，以网络服务进行。
101. 根据权利要求95所述的方法，其中，所述处理过程在远离所述材料的使用位置的便携式数字装置中进行。
102. 根据权利要求95所述的方法，包括：来自于所述监测过程中的数据转化为数字形式。
103. 根据权利要求95所述的方法，其中，所述监测过程包括：监测离子注入机的流体使用，且所述处理过程在远离所述离子注入机的记帐位置处进行，以及所述输出包括针对所述流体的使用进行记帐。
104. 根据权利要求95所述的方法，其中，来自所述监测过程中的数据包括用于分配可用的材料的材料存量数据，且所述处理过程利用算法将所述材料存量数据转化为使用信息，以及利用所述算法将所述使用数据转化为客户发票和针对所述材料的使用报告。
105. 一种在半导体加工设备中加工半导体产品的方法，包括离子注入机，所述离子注入机又包括容纳掺杂物源流体源的气体盒，所述方法包括：监测在分配过程条件下从所述掺杂物源流体源中分配的掺杂物源流体的温度、压强、和流速这三者中的至少一种；在所述气体盒中从所述监测过程获取数据；将所获取的数据传输到输出单元，该单元适用于产生与在所述掺杂物源流体源中掺杂物源流体的存量相关的输出；以及产生所述输出。
106. 根据权利要求105所述的方法，其中，所述传输过程通过光纤通信线路进行。
107. 根据权利要求105所述的方法，其中，所述掺杂物源流体源包括多个流体供应容器，并且，所述监测过程包括：监测所述多个流体供应容器中的每一个。
108. 根据权利要求105所述的方法，还包括来自所述获取过程的数据的数据记录。
109. 根据权利要求105所述的方法，其中，所述生成所述输出的过程包括所述掺杂物源流体的存量的报警过程。
110. 一种用于确定在离子注入机的气体盒中从掺杂物源流体源中掺杂物源流体所提供的在所述离子注入机中掺杂物源流体消耗的方法，其中，所述掺杂物源流体源包括对于所述掺杂物源流体具有吸附性亲和力的吸附剂介质且从其中吸附的掺杂物源流体在分配过程条件下被脱附，以及所述掺杂物源流体源包括预定尺寸的掺杂物流体存储和分配容器，所述掺杂物源流体存储和分配容器包含有所述吸附剂介质一预定重量，所述方法包括：
感测气体盒温度T；
测量所述流体存储和分配容器的压强P；
设置端点压强，用于从所述掺杂物源流体存储和分配容器中分配掺杂物源流体；
确定在不同压强下的温度系数dP/dT；
确定针对所述端点压强的温度系数；
把从所述压强监测器中所测得的压强归一化为预定温度；
将所述端点压强归一化为所述预定温度；
确定在用于所述吸附剂介质和所述掺杂物源流体这两者的预定温度处的等温线等式；以及
通过使用所述等温线等式来确定在所述流体存储和分配容器中剩余的掺杂物源流体的量。
111. 根据权利要求95所述的方法，和包括用于所述分配过程的供应材料的材料供应操作共同进行。
112. 根据权利要求111所述的方法，其中，所述材料供应操作包括：在供应位置提供所述材料的填充容器，并将所述材料的填充容器从所述供应位置传送到用于所述分配过程的使用位置。
113. 一种加工产品的方法，包括利用所分配的材料执行加工处理过程，所述方法包括：根据权利要求95所述的监测方法来监测所述被分配的材料的材料使用。
114. 一种监测在流体存储和分配容器中流体存量的方法，所述流体存储和分配容器包含对于所述流体具有吸附性亲和力的存储介质，所述流体在用于流体利用过程的分配过程条件下从所述流体存储和分配容器中被分配，所述方法包括：
(a)提供用于在存储介质上的流体的吸附性等温线数据的数据库；
(b)监测选自于由所述流体存储和分配容器的特性、分配过程条件、所分配的流体的特性、以及所述流体利用过程的特性所组成的组中的至少一个感测流体存量的变量；
(c)产生与所述至少一个感测流体存量变量相关的监测信号；以及
(d)在将所述至少一个感测流体存量变量与在所述吸附性等温线数据的数据库中的信息相关联的信号处理操作中处理所述监测信号，以产生表示在所述流体存储和分配容器中流体存量的输出。
115. 根据权利要求114所述的方法，其中，所述至少一个感测流体存量变量包括所分配的流体压强和所分配的流体流速这两者中的至少一个。
116. 一种用于监测在流体存储和分配容器中流体存量的方法，所述流体存储和分配容器包含有在用于流体利用过程的分配条件下所分配的流体，所述方法包括：
(a)在所述流体的分配过程期间，监测至少一种流体特性；
(b)产生与所述至少一种流体特性相关的监测信号；
(c)提供关于确定在所述分配过程期间在所述流体存储和分配容器中流体存量的信息的数据库；以及
(d)在将所述监测信号与所述数据库中的信息相关联的信号处理操作中处理所述监测信号，以产生表示在所述流体存储和分配容器中流体存量的输出。
117. 根据权利要求116所述的方法，其中，所述至少一种流体特性包括所分配的流体压强和所分配的流体流速这两者中的至少一种。
118. 一种用于监测在流体存储和分配容器中流体存量的方法，所述流体存储和分配容器包含有在用于流体利用过程的分配条件下所分配的流体，所述方法包括：
(a)在所述流体的分配过程期间，监测所述流体存储和分配容器的张力；
(b)产生与所述张力相关的监测信号；
(c)提供关于在所述分配过程期间确定在所述流体存储和分配容器中流体存量的信息的数据库；以及
(d)在将所述监测信号与所述数据库中的信息相关联的信号处理操作中处理所述监测信号，以产生表示在所述流体存储和分配容器中流体存量的输出。
119. 根据权利要求118所述的方法，其中，所述数据库信息包括选自于由在改变了的分配过程条件下流体的可压缩性、流体存储和分配容器特性、流体分子量信息、以及可用于所述流体的PVT关系所组成的组中的信息。
120. 一种在从材料的远程供应位置中将所述材料提供给在使用位置处的用户的方法，包括在所述使用位置处通过所述用户分配材料，所述方法包括：(i)监测所述分配过程的特性，(ii)从所述监测过程中获取数据，并产生与所述特性相关的数据获取信号，以及(iii)处理所述数据获取信号并响应性地产生表示用于分配可用的材料的存量的输出，其中，在远离所述材料的使用位置的记帐位置进行处理，且所述输出包括针对在远离所述材料的使用位置所分配的材料的帐单，以及(iv)响应于表示在所述使用位置用于分配可用的材料的存量的输出，从所述远程供应位置将材料分配到所述使用位置。
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