JP2006501118A - 製造設備内の分子フッ素の生成、分配、および使用 - Google Patents

Abstract

製造設備における分子フッ素生成と使用に対する統合した解決が、開示される。この統合した解決、およびシステムの一部分、および方法は、新規な局面を含む。本明細書に記載される方法およびシステムのいくつかの実施形態は、製造ツールにおいて、またはその近傍において、分子フッ素を生成する能力を提供し得る。本明細書に記載のシステムおよび方法のその他の実施形態は、複数のフッ素セルを有するフッ素発生器キャビネットを含み得る。この方法およびシステムは、ミクロ電気デバイス、集積ミクロ電子回路、セラミック基板を基礎にしたデバイス、フラットパネルディスプレイ、または他のデバイスのようなデバイスの製造に有用である。１つの特定の実施形態において、Ｆ_２が、製造設備における現場で発生し得、そしてプロセスツールの堆積チャンバーを清掃するのに使用される。

Description

（技術分野）
本発明は、一般に、ガスを精製するためのシステムおよび方法、プロセスガス生成キャビネット、ガス分配システム、閉じ込めカート、プロセスチャンバーを清掃する方法、および分子フッ素の生成および使用に関する方法に関する。

（関連する技術の説明）
種々のフッ素含有ガスが、製造または清掃プロセスの間で用いられている。例えば、三フッ化窒素（ＮＦ_３）ガスは、基板をエッチングするため、または蒸着プロセスで用いられるプロセスツールのチャンバーを清掃するために用いられ得る。いくつかの従来の製造蒸着プロセスは、低圧化学蒸着法（ＬＰＣＶＤ）、プラズマ促進化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）、気相エピタキシー（ＶＰＥ）、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）などのような化学気相成長（ＣＶＤ）、または蒸発、スパッタリングなどのような物理蒸着法（ＰＶＤ）を用いる材料の蒸着層を含む。

種々の方法が、基板をエッチングするか、またはチャンバーを清掃するために用いられ得る。１つの実施形態では、ＮＦ_３を含むプラズマが、基板上、またはチャンバーの壁に蒸着された材料と反応するために用いられ得る。ＮＦ_３は、限られた供給源で利用可能であり、かつ高コストであるという点で問題を有している。

二価のフッ素（Ｆ_２）は、フッ化水素（ＨＦ）および塩の電気分解により産生され得る。Ｆ_２は、フッ素生成セルのアノードで産生される。フッ素セルによって産生されるＦ_２は、代表的には、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）などのような無機の不揮発性の吸収剤物質を通過させて残存ＨＦを除去し、そして次にフィルターにより粒子を取り除く。

代表的な先行技術フッ素生成セルは、単一の大ＨＦトラップにＦ_２とＨＦの混合物を提供する。このＨＦトラップは、ＮａＦまたはその他の適切な材料を含み得、Ｆ_２からＨＦを取り除く。この大きな単一のＨＦトラップは、このＨＦトラップが最終的に飽和になるので、そしてその結果、シャットダウンされる必要があり、そして再生される。

この単一のＨＦトラップを再生するための先行技術の方法は、半導体産業において見られるような連続的操作を妨害し得る。さらに、先行技術ＨＦトラップは、代表的には、再生プロセスの間に窒素で浄化される。窒素での浄化は、Ｆ_２を希釈し得る汚染物を導入し得る。

現在存在するフッ素システムは、非常に大きいシステムであるのみならず、Ｆ_２は高度に毒性であるガスであるため、それらはまた、複雑な処理（排除）システムを必要とする。最も一般的な処理システムは、それらにともなう、相当のユーティリティ、スペース必要性、および前払い支払い出費のため、スペース的またはコスト的に効率的ではない。さらに、フッ素排除を取り扱う標準的な手順は、通常、各フッ素発生器について別個でかつ独立した排除システムを必要とし、製造プラントオペレーターにコストをさらに増加する。

一般的な意見は、排除に用いられる吸収剤材料は、その他の処理方法に劣っていることである。なぜなら、それらの効率は、反応産物の表面コーティングの形成に起因して急速に減少するからである。フッ素排除システムを通る空気の連続した流れは、フッ素排除システム中で、この吸収剤材料を湿気およびその他の汚染物に曝し、これらは、この吸収剤材料を分解し得る。

さらに、先行技術フッ素発生システムは、代表的には、非常に大きな現場でのフッ素貯蔵タンクである、バルク分配システムを必要とする。大量のＦ_２を現場に貯蔵することは、フッ素の腐食性質のために非常に重要な安全関心事である。大きく、高価な先行技術排除システムは、断絶して用いられる。１つの大きなフッ素発生器の使用のさらなる短所は、ガス供給ラインを陽圧で維持しなければならないことである。従って、Ｆ_２ガス供給ラインで漏れが生じる場合、大きく、高価な先行技術排除システムは、単一タンクから使用の地点までのすべてのガスラインを取り囲む。

Ｆ_２のようなプロセスガスの生成にともなう別の問題は、輸送および現場での貯蔵の両方で、第２の閉じ込めを必要とする、危険な液体の使用である。標準的な先行技術の第２の閉じ込めシステムは、影響された設備の周りに、危険な液体の１１０％を含み得る閉じ込め堤防で、閉じ込め堤防を構築することからなる。しかし、設備の非常に大きな一部の周りに第２の閉じ込めを構築することは、高価かつ困難であり得る。さらに、代表的なフッ素発生器セルは、約１，０００ポンドの重量である。上記で論議した堤防のような、フッ素発生器を含むキャビネットが第２の閉じ込めの背後に位置決めされる場合、このフッ素発生器セルは、それをキャビネット内側の場所に操縦するために重い設備を必要とする。例えば、フッ素発生器キャビネットの周りに顕著な操縦室（例えば、約１０フィート）を必要とするフォークリフトが要求され得る。このような開放スペースは、見出すことが困難であるか、または維持することが高価であり得る。

（要約）
本発明の概念的基礎は、製造プロセスのための危険な材料の安全送達を提供することを含む。製造設備における分子フッ素生成と使用に対する統合した解決が本明細書中に記載されている。この統合した解決、およびシステムの一部分、および方法は、新規な局面を含む。従って、本発明は、全統合システムとしてのみ、または非常に特異的な使用のみであると解釈されるべきではない。

本明細書中に記載される方法およびシステムのいくつかの実施形態は、製造設備において、またはその近傍において、分子フッ素のようなプロセスガスを、先行技術の方法より効率的かつ低コストで生成する能力を提供し得る。従って、これらの実施形態は、プロセスガスの生成および分配のための先行技術の方法およびシステムによって現在必要とされるような高圧下で、毒性ガスを含むシリンダーの輸送、貯蔵および取り扱いにともなう危険を低減またはなくし得る。

本明細書中に記載のシステムおよび方法のその他の実施形態は、複数のフッ素セルを有するフッ素発生器キャビネットを含み得る。１つの実施形態では、このフッ素発生器キャビネットは、２つのフッ素セルを有し得、このアイデアは、少なくとも１つのフッ素セルが常に稼動され、その一方、１つ以上のその他のセルが再生されていることである。この構成は、システム余剰性を提供し、その結果、プロセスガス生成は、セルが維持を要求する場合、またはセル故障の場合に維持され得る。

分配システムは、フッ素発生器に接続され、そして所望の量および濃度の分子フッ素を、１つ以上のプロセスツールに分配するために作動可能であり得る。従って、分子フッ素は、ミクロ電気デバイス、集積ミクロ電子回路、セラミック基板を基礎にしたデバイス、フラットパネルディスプレイ、または本明細書中に記載のように製造され得るその他のデバイスのようなデバイスの製造のための製造プロセスの間に用いられ得る。

１つのセットの実施形態では、ガス流れの連続的精製のためのシステムは、ガス供給ラインに接続された第１のＨＦトラップを備え得る。このガス供給ラインは、ガス流れを案内し得る。このシステムはまた、この第１のＨＦトラップに平行であるガス供給ラインに接続された第２のＨＦトラップを備え得る。このシステムは、さらに、所定の事象の発生すると、第１のＨＦトラップから第２のＨＦトラップにガス流れスイッチするために作動可能であるスイッチング機構を含み得る。

別のセットの実施形態では、フッ素ガスを精製するための方法は、フッ素ガスを第１のＨＦトラップに向けることを包含し得る。この方法はまた、第１のトラップがほぼ飽和しているか否かを決定する工程を包含し得る。このフッ素トラップがほぼ飽和されていると決定される場合、この方法は、上記フッ素ガス流れを、待機ＨＦトラップにスイッチする工程；上記第１のＨＦトラップを再生する工程；および上記第１のＨＦトラップを置換する工程を包含し得る。

なお別のセットの実施形態では、プロセスガス発生キャビネットは、プロセスガス発生器を取り囲むキャビネットハウジングを備え得る。このハウジングは、さらに、入力ベントを備え得、空気を、プロセスガス発生器、通常出力ポート、および緊急出力ポートに向ける。このキャビネットはまた、排気システムを備え得る。この排気システムは、排気チャネル、通常操作チャネル、緊急チャネル、およびフッ素センサーを備え得る。この通常操作チャネルは、通常出力ポートおよび排気チャネルに接続され得る。通常操作チャネルは、さらに、通常操作バルブを備え得る。緊急チャネルは、キャビネットハウジングおよび排気チャネルの緊急出力ポートに接続され得る。緊急チャネルは、さらに、緊急排気バルブおよび吸収剤充填材料を備え得る。フッ素センサーが、通常操作バルブの上流に位置決めされ得る。このフッ素センサーは、通常操作バイブを閉鎖するように作動可能であり、そして、キャビネットハウジング内のフッ素レベルが予め設定されたレベルを超える場合に緊急排気バルブを開放し得る。

さらなるセットの実施形態では、ガス分配システムは、プロセスガス発生器、およびプロセスガス発生システムに接続されたガス経路指定機構を備え得る。このシステムはまた、ガス経路指定機構に接続された負圧の貯蔵タンクを備え得る。この負圧貯蔵タンクは、プロセスガス発生器により生成されたプロセスガスを貯蔵するように作動可能であり得る。このシステムは、さらに、この負圧貯蔵タンクに接続された負圧ラインを備え得る。このシステムは、なおさらに、この負圧ラインに接続されたコンプレッサーを備え得る。このコンプレッサーは、負圧貯蔵タンクからプロセスガスを抜くように作動可能であり得、プロセスガスを圧縮して陽圧プロセスガスを生成し、そしてこの陽圧プロセスガスを出力する。このシステムは、なおさらに、コンプレッサーと流体連絡している陽圧貯蔵タンクを備え得る。この陽圧貯蔵タンクは、陽圧プロセスガスを貯蔵するように作動可能であり得る。

なおさらなるセットの実施形態では、ガス分配システムは、プロセスガス発生器、およびプロセスガス発生システムに接続されたガス経路指定機構を備え得る。このシステムはまた、ガス経路指定機構に接続された負圧の貯蔵タンクを備え得る。この負圧貯蔵タンクは、プロセスガス発生器により生成されたプロセスガスを貯蔵するように作動可能であり得る。このシステムは、この負圧貯蔵タンクに接続された負圧ラインを備え得る。このシステムはまた、この負圧ラインに接続された複数のコンプレッサーを備え得る。この複数のコンプレッサーの各々は、負圧貯蔵タンクからプロセスガスを抜くように作動可能であり得、プロセスガスを圧縮して陽圧プロセスガスを生成し、そしてこの陽圧プロセスガスを出力する。このシステムは、なおさらに、この複数のコンプレッサーの各々と流体連絡している陽圧貯蔵タンクを備え得る。各陽圧貯蔵タンクは、随伴するコンプレッサーと流体連絡にあり得る。各陽圧貯蔵タンクは、随伴するコンプレッサーから受けた陽圧プロセスガスを貯蔵するように作動可能であり得る。

別のセットの実施形態では、閉じ込めカートは、液密外部コンテナ、およびこの液密外部コンテナの底表面に接続された回転ハードウェアを備え得る。この液密外部コンテナは、電解質液体を含むプロセスガス生成セルを貯蔵するような形態であり得る。この液密外部コンテナは、プロセスガス生成セル、および少なくともすべてのこのプロセスガス生成セル内側の電解質液体を含むようなサイズであり得る。この外部コンテナは、上記電解質液体に対して不活性である材料を含み得る。

なお別のセットの実施形態では、半導体またはフラットパネルディスプレイ製造のためのプロセスチャンバーを清掃するための方法は、遠隔位置で、供給ガスを清掃ガスに変換する工程を包含し得る。供給ガスは、プロセスチャンバーを清掃しないかも知れない。この方法はまた、清掃ガスをプロセスチャンバーに送達する工程を包含する。

さらなるセットの実施形態では、フッ素含有化合物を生成および使用するための方法は、第１のリアクターでフッ素含有反応物を反応する工程を包含し、フッ素含有化合物を形成する。この方法はまた、このフッ素含有化合物を第２のリアクターに流す工程を包含し得る。第１のリアクターおよび第２のリアクターは、同じ製造設備において現場に配置され得る。

別のセットの実施形態では、プロセスツールを用いる方法は、基板を、プロセスツールのチャンバー内に配置する工程、およびリアクター内のフッ素含有反応物を反応し、分子フッ素を形成する工程を包含する。この方法はまた、この分子フッ素からフッ素含有プラズマを生成する工程を包含する。この生成は、チャンバーの外側に位置決めされるプラズマ発生器中で実施され得る。この方法は、さらに、上記基板がチャンバー内にある間に、フッ素含有プラズマをチャンバーに流す工程を包含し得る。反応する工程および流す工程は、少なくとも１つの時点の間に同時に実施され得る。

さらなるセットの実施形態では、チャンバーを清掃する方法は、分子フッ素をチャンバー中に流す工程、およびこの分子フッ素を用いてフッ素含有プラズマを生成する工程を包含する。このフッ素含有プラズマは、チャンバー内で生成され得る。

先行する一般的説明および以下の詳細な説明は、例示であって、かつ説明のみであり、添付の請求の範囲で規定されるように、本発明を限定するものではない。

本発明を、添付の図面において、例であって、かつ制限ではなく説明する。

当業者は、図面中の部材が、単純さおよび明瞭さのために図示されており、そしてスケール通りに必ずしも描かれていないことを認識する。例えば、図面中のいくつかの部材の寸法は、本発明の実施形態の理解を改善することを支援するために他の部材に対して誇張されているかも知れない。

（詳細な説明）
ここで、本発明の例示の実施形態への参照を詳細に行い、その例を添付の図面で示す。図面を通じ、可能な限り、同じ参照番号が、同じかまたは同様の部分（要素）を参照するために用いられる。

概念的基礎は、製造工程にとって危険な材料の安全送達を提供することを包含する。本明細書に記載の方法およびシステムの実施形態は、製造設備におけるか、またはその近傍において、分子フッ素のようなプロセスガスを、先行技術の方法より効率的かつ低いコストで生成する能力を提供し得る。従って、これらの実施形態は、プロセスガスの生成および分配のための先行技術の方法およびシステムにより現在要求されるような、高圧下での毒性ガスを含むシリンダーの輸送、貯蔵および取り扱いにともなう危険を低減するか、またはなくし得る。

これらの実施形態はまた、製造設備におけるか、またはその近傍において、要求に応じて高純度プロセスガスを生成するためのコンパクトでかつ完全に自動化された（ワンボタン）システムを提供し得る。例えば、これらの実施形態は、化学気相成長（「ＣＶＤ」）リアクターのような、１つまたはいくつかの製造ツールにより要求されるときのみ分子フッ素ガスを生成し得る。これら実施形態の「必要とされるときのみ供給」は、プロセスガスシリンダーの大きな在庫を維持する先行技術システムと比較したとき、必要な現場でのプロセスガスの量を劇的に減少し得る。さらに、実施形態は、プロセスガスの生成にともなう毒性液体の含有のために先行技術システムの短所および問題を低減するか、またはなくし得、そしてプロセスガスの漏れの事象で生成したガスを安全に処理することが必要な排除システム要求を低減し得る。

本明細書に記載のシステムおよび方法の実施形態は、複数のフッ素セルを有するフッ素発生器キャビネットを備え得る。１つの実施形態では、このフッ素発生器キャビネットは、２つのフッ素セルを有し得、アイデアは、少なくとも１つのフッ素セルが、すべての時間で作動しているが、１つ以上のその他のセルが再生されていることである。この構成は、システム余剰性を提供し、その結果、プロセスガス生成は、セルが維持を要求する事象で、またはセル故障の事象で維持され得る。

分配システムは、フッ素発生器に接続され得、そして１つ以上のプロセスツールに所望の量および濃度の分子フッ素を分配するように作動可能である。従って、分子フッ素は、ミクロ電気デバイス、集積ミクロ電子回路、セラミック基板を基礎にしたデバイス、フラットパネルディスプレイ、または本明細書に後に記載のように製造され得るその他のデバイスのようなデバイスの製造のための製造プロセスの間に用いられ得る。

分子フッ素発生器は、特定の製造設備の要求により良好に適合するために種々のサイズであり得る。この発生器は、プロセスベイ（ｂａｙ）に沿って、１つのプロセスツール、複数のプロセスツールに、全体の製造設備に、または設備内の任意のほとんどの他の構成に送達し得る。このプロセスは、製造または清掃操作と組み合わせて用いられ得る。このプロセスは、ミクロ電子産業で用いられるような清掃蒸着チャンバーに特に良好に適合する。

以下の説明を理解する上で、支援のために２〜３の用語が定義され、または明瞭にされる。用語「製造設備」は、ミクロ電子部品、アセンブリ、またはモジュールが製造される設備が意図される。例は、半導体ウェハー製造設備、集積回路アセンブリまたは梱包設備、ミクロ電子モジュールアセンブリ設備、薄膜トランジスター液晶製造設備またはフラットパネルディスプレイ製造設備などを含み得る。製造設備は、その定義内に、化学プラント、プラスチック製造設備（ここでは、ミクロ電子デバイスは生産されない）、または核燃料プロセスプラントを含むことは意図されない。

用語「ロット」は、同一または類似のプロセス操作を通じて一緒に（実質的に同時か、または連続的に）処理される複数の基板を含む単位を意味することが意図される。製造設備内で、基板は、通常、ロット毎を基に処理される。ロットのサイズは、変動し得るが、通常、約５０の基板を超えることはない。

用語「分子フッ素」は、フッ素原子のみを含む分子を意味することが意図される。Ｆ_２は分子フッ素の例である。

用語「プロセスベイ」は、基板がプロセスツール間で輸送され得る製造設備の場所（ｒｏｏｍ）を意味することが意図される。

用語「プロセスツール」は、基板が処理され得る少なくとも１つのリアクターを有する設備の一部を意味することが意図される。

用語「リアクター」は、化学的結合が変化する装置を意味することが意図される。化学的結合は、作製または破壊（分解またはプラズマ生成）され得る。例は、電気分解セル、プロセスチャンバー、プラズマ発生器などを含む。プロセスチャンバーの非制限的な例は、化学的気相蒸着チャンバーまたは物理的気相蒸着チャンバーのような半導体プロセスチャンバーを含む。

用語「ユーティリティーベイ」は、プロセスツールにユーティリティを供給するプロセスベイに隣接する領域を意味することが意図され、そしてそこでは、プロセスツールへの機械的送達が、プロセスベイに侵入することなくなされ得る。このユーティリティーベイは、プロセスベイにすぐ隣接するか、またはプロセスベイの下との間に位置決めされ得る。このプロセスベイは、クリーンルーム内に位置決めされ得、そして位置決めされ得るユーティリティーベイは、クリーンルームの外側、またはクリーンルーム内に位置決めされ得るが、プロセスベイほどきれいな位置ではない。

本明細書で用いられる用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「包含する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「もつ（ｈａｖｉｎｇ）」またはそれらの任意のその他の改変は、非排除的包含を網羅することが意図される。例えば、要素のリストを含む１つのプロセス、プロセス、物品、または装置は、必ずしもこれらの要素のみに制限されず、１つのプロセス、プロセス、物品、または装置に明瞭に列挙されていないか、固有のその他の要素を含み得る。さらに、反対であることが明瞭に述べられていなければ、「または」は、包含または排他的にまたはであることは意味しない。例えば、条件ＡまたはＢは、以下のいずれか１つにより満足される：Ａは真実であり（または存在している）かつＢは偽である（または存在しない）、Ａは偽であり（または存在しない）かつＢは真実である（または存在しない）、およびＡとＢの両方が真実である（または存在する）。

ここで、非限定的な実施形態の詳細に注意が向けられる。本明細書に記載の実施形態は、電解質塩におけるＨＦの電気分解を通じてＦ_２のような分子フッ素を生成する１つ以上のフッ素発生器を含み得る。このプロセスは、極度に効率的であり、かつ高純度のＦ_２および２原子水素（Ｈ_２）を生成し得、Ｆ_２は、プロセスツールに向かい、そしてＨ_２は、排気システム向かう。さらに、実施形態は、分子フッ素のようなプロセスガスを、サブ大気圧（負）圧およびスーパー大気圧（陽）圧の両方で送達し得る。実施形態はまた、要求に応じて変化する量のプロセスガスを生成し得る。代表的な要求に応じる生成量は、約１２５〜７００ｇ／時間の範囲であり得る。方法およびシステムの実施形態は、プロセスガスの製造内（ｉｎ−ｆａｂ）、ツール上（ｏｎ−ｔｏｏｌ）、または製造広さ（ｆａｂ−ｗｉｄｅ）生成および分配を提供し得る。実施形態はまた、タッチスクリーンオペレーターインターフェースを備えた完全自動化プログラム可能論理コントローラー（「ＰＬＣ」）で制御されたシステムを含み得る。このインターフェースは、フォールトおよびアラームを備えたハードウェアベースのインターフェースであり得る。さらに、ＰＬＣ実施形態は、プロセスツールとインターフェースし得、そしてそれ自身のコンパクトな内臓キャビネット内に収容され得る。

このシステムおよび方法の実施形態は、複数のフッ素セルを有するフッ素発生器キャビネットを備え得る。１つの実施形態では、このフッ素発生器キャビネットは、２つのフッ素セルを有し得る。このアイデアは、少なくとも１つのフッ素セルが常に稼動され、その一方、１つ以上のその他のセルが再生されていることである。この構成は、システム余剰性を提供し、その結果、プロセスガス生成は、セルが維持を要求する場合、またはセル故障の場合に維持され得る。

図１は、プロセスガスの現場生成および分配のためのシステムおよびプロセスの１つの実施形態の単純化したブロックダイヤグラムである。プロセスガス生成システム１０は、プロセスガス生成セル１４への入力供給ライン１２を含む。１つの実施形態では、入力供給ライン１２は、プロセスガス生成セル１４内の電解質にＨＦを供給するために用いられ得る。プロセスガス生成セル１４により生成されたプロセスガスは、Ｆ_２であり得、そしてプロセスガス生成セル１４内の電解質はＨＣｌ、ポタシウムビクロライドおよびＨＦであり得る。あるいは、電解質は、ＨＦおよびポタシウムフルオライドを含み得る。操作の間、セル１４はＦ_２ガスおよび痕跡量のＨ_２を生成し得る。ある％のＨＦはまた、Ｆ_２およびＨ_２とともにプロセスガス生成セル１４からの出力である。

各プロセスガス生成セル１４は、圧力検知ユニット１６および冷却システム２０に接続され得る。圧力検知ユニット１６は、プロセス生成セル１４内の圧力をモニターする冷却システム１８は、冷却水ライン２０を通る再循環冷却水を用いて、その個々のプロセス生成セル１４への冷却を提供する。図示されていないけれども、これらセル１４は、スチーム加熱コイルが取り付けられ、そして水中ポンプのような配管設備、およびタンク内の電解質にＨＦを添加するための供給パイプをともない得る。加熱、冷却、またはその両方で、現場フッ素発生器１００は、定温で維持され得る。例えば、電解質の冷却は、電解質セルの電解質中に配置された冷却チューブまたは加熱チューブを用いることによるか、および／または電解質セルの外壁を冷却することにより実施され得る。

Ｈ_２は、水素出力ライン２２に沿った各プロセスガス生成セル１４からの出力である。組合せ水素出力ヘッダー２４が各水素出力ライン２２に接続され、そしてそれからＨ_２を受ける。水素出力ヘッダー２４は、排気システム２５に接続される。Ｈ_２は排気システム２５に経路をとり、そして次に換気システム２６に伝わり、それは、Ｈ_２を外側大気に排気する。

痕跡量のＨＦおよび痕跡固形分を含むＦ_２は、プロセスガス出力ライン２８に沿ったプロセスガス生成セル１４から組合せプロセスガス出力ヘッダー３０までの出力である。各プロセスガス生成セル１４は、さらに、図１、２、および３中の分離ユニットとして示される出力マニホールド３４を備え得るが、それは、プロセスガス生成セル１４に一体化され得る。（Ｆ_２を含む）プロセスガスは、組合せガス出力ヘッダー３０に向けられる前に出力マニホールド３４を通じて流れる。図３により明瞭に示されるように、プロセスガス生成システム１０は、さらに、種々の開放／閉鎖組合せで作動可能な種々の組合せバルブを備え得、プロセスガスを、各マニホールド３４から１つまたは別のＨＦトラップ３２に向ける。プロセスガス出力ヘッダー３０は、複数のＨＦトラップ３２の各々への入力として接続される。

図１は、２つのみのＨＦトラップ３２を示すが、実施形態は、所定の適用について所望され得るように、複数のＨＦトラップを備え得る。従って、プロセスガスは、マニホールド３４を通じる、プロセスガス生成セル１４から１つまたは別のＨＦトラップ３２への出力である。マニホールド３４は、ＨＦトラップが再生または修復のいずれかのために休止中である場合、他がいずれかのガス生成セル１４からのプロセスガスを受け得るように、ＨＦトラップ３２のいずれかにプロセスガスを経路指定するために用いられ得る。

ＨＦトラップ３２中のフッ化ナトリウムは、痕跡量のＨＦと反応してＨＦをトラップし、そしてプロセスガス混合物からそれを除去する。複数の汚染物トラップ３２を用いることにより、これらの実施形態は、閉じ込めトラップを再生または維持する先行技術の方法によって要求されるフッ素生成システム１０のコストを要するシャットダウンを避け得る。ＨＦトラップ３２は、小さく、かつコンパクトなユニットであることが企図される。操作において、１つのＨＦトラップ３２は、常に、オンラインであり、その他のＨＦトラップ３２（または他の複数のトラップ）は再生されるか、または維持されている。（当該技術分野で公知のような）バルブおよびバルブ制御システムと組合されたマニホールド３４は、プロセスガスを、フッ素生成セル１４から作動可能なＨＦトラップ３２へ経路指定するように作動可能であり、そしてそれ故、生成システム１０の作動を維持する。

本明細書中の説明は、分子フッ素ガス生成を参照してなされているが、この方法およびシステムの実施形態を用いて、その他のプロセスガスが生成され得ることが企図される。操作において、ＨＦトラップ３２に提供されるＦ_２は、痕跡量のＨＦを含み、これは、ＨＦトラップ３２により除去される。最終的に、ＨＦトラップ３２中のフッ化ナトリウムは、除去されたＨＦによって飽和になり得る。次に、このＨＦトラップ３２は、それを操作に戻すために再生され得る。これが起こるとき、プロセスガス生成システム１０は、プロセスガスを、別のＨＦトラップ３２、例えば、第２のＨＦトラップ３２に経路指定するように構成され得る。従って、プロセスガス生成システム１０は、第１のＨＦトラップ３２が再生されている間、作動を継続し得る。

ＨＦトラップ３２の再生は、ナトリウムトラップを約３００℃まで加熱する工程、不純物を除去するためにＨＦトラップ３２で減圧を生成する工程、および、次に、ＨＦトラップ３２をスタンバイモードに置く工程を包含し得る。同様の様式で、次のＨＦトラップ３２が飽和になるとき、システムは、次のＨＦトラップ３２が再生されている間、第１のＨＦトラップ３２にスイッチして戻り得る。次いで、このシステムは、プロセスガスフローを中断することなく、ＨＦトラップ３２間を往復してスイッチされ得る。

実施形態は、制御機構の一部として、任意の所定時間において、プロセスガスが、作動中のＨＦトラップ３２に経路指定されることを補償するスイッチング機構を備え得る。プロセスガス生成システム１０は、さらに、１つのＨＦトラップが一杯であるときを検出し得、そしてシステムをスタンバイトラップにスイッチし得る制御プラットホームおよびスイッチング機構を備え得る。

ＨＦトラップ３２を再生する一部として、この方法およびシステムの実施形態は、一旦加熱されたＨＦトラップ３２を、このトラップに減圧を生成することにより浄化し得る。このプロセスは、２原子窒素（Ｎ_２）でＨＦトラップ３２を浄化する先行技術システムのプロセスとは同様ではない。Ｎ_２ガスで浄化することは、プロセスガスに汚染物を導入し得、そしてそれ故、プロセスツールに提供されるプロセスガスを希釈する。プロセスツールに純粋な分子フッ素ガス産物（または任意のその他のプロセスガス）を提供することは、半導体産業にとって非常に重要である。なぜなら、極小量の汚染物でさえ、製造産物に悪い結果を創製し得るからである。実施形態は、窒素でＨＦトラップ３２を浄化することを避け、プロセスガスに不純物を導入することを避け、そしてその代わりにＨＦトラップ３２上の減圧を引き寄せ、ＨＦトラップ３２からＨＦ不純物を取り除き得る。

実施形態はまた、（図３の一部としてより詳細に示されるような）窒素浄化機構を備え得る。窒素浄化は、すべてのＨＦトラップ３２がそれらの有用寿命の終わりに到達したとき、または全体のプロセスガス生成システム１０のスケジュール通りのメインテナンスを実施するときに用いられ得る。すべてのＨＦトラップ３２が置換されるとき、プロセスガス生成システム１０を浄化し、このシステムの配管が開放されたとき導入された任意の汚染物を除去することが望ましい。

ここで、図１に戻り、ＨＦトラップ３２の出力において、小量の痕跡固形分を含む分子フッ素ガスは、出力フィルター３６を通る出力であり、そして低圧緩衝タンク４０またはコンプレッサーに直接提供される。これら実施形態の両者は、それぞれ、図１および図２に示される。図１に示されるように、フィルターを通過したＦ_２ガスは、フィルター３６からの出力であり、そしてセル圧力コントローラー３８に前進する。セル圧力コントローラー３８は、低圧緩衝タンク４０への入力で測定されるようなプロセスガス要求を基に、プロセスガス生成セル１４を、断続してサイクルし得る。Ｆ_２ガスは、セル圧力コントローラー３８を通じて緩衝タンク４０に提供され、そして低圧緩衝タンク４０から、Ｆ_２ガスはコンプレッサー４２に提供される。コンプレッサー４２は、低圧緩衝タンク４０に、そしてその出力で、プロセスガス貯蔵タンク４４に接続されている。コンプレッサー４２は、Ｆ_２ガスを、プロセスガス貯蔵タンク４４において、例えば、約１００キロパスカル（ＫＰａ）または１５ｐｓｉまで圧縮する。プロセスガス貯蔵タンク４４から、プロセスガスは、プロセスガス供給ライン４６を経由して１つ以上のプロセスツールに提供され得る。プロセスガス供給ライン４６は陽圧であり得る。

出力フィルター３６は、モネルフィルターまたは当該技術分野で公知のその他の適切なフィルターであり得る。コンプレッサー４２は、非スピード（ｎｏｎ−ｓｐｅｅｄ）制御コンプレッサーであり得る。セル圧力コントローラー３８は、当該技術分野で公知の任意のセル圧力コントローラーであり得る。

図１および図２では示されていないが、プロセスガス生成システム１０は、調節バルブ、シールポット、圧力トランスデューサー、熱カップル、ガス配管中の種々の点における雑多なフィルター、およびバルブ制御システムのような、当該技術分野で公知のその他の一般に用いられる配管部材を備え得る。これらのバルブは、当該技術分野で公知の空気作動バルブであり得る。

図２は、製造施設で、またはその近傍における、プロセスガスの現場生成および分配を提供するための方法およびシステムの別の実施形態の単純化したブロックダイヤグラムである。図２は、大部分の点で図１と同一である。２つの図の間で注記すべき違いは、出力フィルター３６の下流で、Ｆ_２ガスが、コンプレッサー５０に直接、そしてコンプレーサー５０からプロセスガス貯蔵タンク４４に直接提供されることである。コンプレッサー５０は、スピード制御され、セットバルブでプロセスガス生成セル１４での圧力を維持し得、これは、所定の適用について任意に決定され得る。図１におけるように、分子フッ素ガスは、プロセスガス貯蔵タンク４４から、プロセスガス供給ライン４６を経由して１つ以上のプロセスツールに提供される。図１および図２の実施形態は、陽圧で、プロセスガスをプロセスツールに提供し得る。図１および図２のプロセスガス生成システム１０はまた、４８０ボルト、三相５０／６０ヘルツ電源６０のような電源を備え得、プロセスガス生成システム１０の電気部材に電力を提供する。

プロセスガスの現場生成および分配のための方法およびシステムの実施形態は、設定圧力、例えば、約８０Ｐａまたは８ミリバールゲージ圧力の最大圧力で、Ｆ_２または別のプロセスガスを生成し得る。図１および図２のコンプレッサー４２および５０は、それぞれ、プロセスガス生成セル１４における圧力を、設定圧力またはそれ未満に維持し、プロセスガス生成セル１４からのプロセスガスの流れを確実にするよう構成され得る。例えば、コンプレッサー４２および５０は、例えば、約マイナス５０Ｐａまたはマイナス０．５バールゲージ圧力の吸引能力を有し得る。図１の実施形態では、コンプレッサー４２は、その入口の上流の低圧フッ素緩衝タンク４０と、その出口の下流の高圧プロセスガス貯蔵タンク４４との間に位置決めされる。低圧緩衝タンク４０の上流の（図１の）セル圧力コントローラー３８は、プロセスガス生成セル１４で測定される圧力が、決定された設定点を超えるときのみ、コンプレッサー４２（例えば、そのポンプ輸送速度）をサイクルするよう設定することができ、コンプレッサー４２が、電気分解（プロセスガス生成）がオフのときに作動を継続しないことを確実にする。この設定点は、例えば、約マイナス１０ＫＰａまたはマイナス１０ミリバールゲージ圧力に設定され得る。コンプレッサー４２は、サイクルされて、低圧緩衝タンク４０における（そしてそれ故、プロセスガス生成セル１４における）減圧を維持し、そしてプロセスガス貯蔵タンク４４における設定圧力を維持する。

プロセス生成システム１０の実施形態は、例えば、Ｆ_２のようなプロセスガスの１時間あたり約７００グラムまでを生成し得る。さらに、プロセスガス貯蔵タンク４４は、例えば、約１００ＫＰａまたは１５ｐｓｉｇで維持される、名目１２５〜２５０リットルの貯蔵タンクであり得る。プロセスガス生成セル１４におけるＨＦ変換効率は、１．１５キログラムのＨＦ毎に約１クログラムのＦ_２のオーダーである。実施形態は、９９．９９９９％純粋のＦ_２を、１０億あたり１００部より少ない総金属で、かつ１０億あたり１０部より少ないナトリウム、カドミウムおよびカリウム不純物で生成し得る。

図３は、プロセスガスの現場生成および分配のためのシステムの実施形態のわずかにより詳細なブロックダイヤグラムである。図３のプロセスガス生成システム１００は、図１および図２に示されるプロセスガス生成１０の相当物である。しかし、プロセスガス生成システム１００は、プロセスガス生成システムの適正な作動のために、当該技術分野で公知の種々の付加的な部材を備える。これらの部材は、バルブ１１０、圧力トランスデューサー１２０、熱電対１３０、レベルセンサー１４０、サンプルシリンダー１５０、フィルター１６０および種々の相互接続配管およびマニホールドを含む。図３は、図１および図２の単純化プロセスガス生成システム１０の分解図である。

その他の実施形態は、単一の包囲に収容されたフッ素発生器を備え得る。この包囲は、キャビネットを含み得、これは、このキャビネットを通じる、例えば、任意のキャビネット開口部において、１分あたり約４５〜６０メートル、または１分あたり１５０〜２００フィートの速度で空気流れを維持するように作動可能である減圧源に接続されている。従って、このキャビネットは陰圧に維持され得る。この減圧供給源は、発生器またはキャビネットの任意の部分からのプロセスガスの偶然の放出を処理する能力を有するキャビネット排除システムの一部分であり得る。このキャビネットを通じる空気流れは、排除システムに排気され、これは、発生器またはそのキャビネット中に任意の時間に存在し得るように設計された最大量のガスまで任意のプロセスガス放出を中和し得る。

実施形態は、プロセスガスの偶然の放出を取り扱うために一体的に収容された排除システムを有するキャビネットを備え得る。例えば、１つの実施形態は、製造設備の主要ハウウス排気とのラインに配置されたフッ素排除システム（ＦＡＳ）を備え得る。フッ素発生器キャビネットからの排出ガス流れは、さらなる処理のために、常に、フッ素排除システムを通じ、そして次にハウス排気システムに流れるように構成され得る。代替の実施形態は、ＦＡＳが通常の操作の間は不活性であり、そしてキャビネット内でプロセスガスの偶然の放出が生じたときのみオンライン（活性化）配置され得るような排気構成を備え得る。これは、プロセスガス（例えば、フッ素）センサーにより作動される電気バルブを用いて達成され得、二重排気システムの代替経路を通るキャビネット排気に向ける。このようなプロセスガスセンサーは、当該分野で周知であり、そして一般に入手可能である。

二重排気ＦＡＳキャビネット実施形態は、空気流れをフッ素排除システムを通じて常時流すときに起こる逆圧および湿気問題のために好ましい。これは、ＦＡＳ中の吸収剤材料を通って流れる空気中の湿気が、この材料を通過する排気空気中にＦ_２のようなプロセスガスが存在するか否かにかかわらず、吸収性材料を分解し得るからである。従って、通常（漏れがない）作動の間は、ＦＡＳを通じる空気流れを可能な最少量にすることが所望される。

図４および図５は、二重排気システムを組み込むプロセスガス発生器キャビネット２００の１つの実施形態を示す。図４のキャビネット２００は、図１、２および３の実施形態において記載のようなフッ素発生器を収容している。このキャビネット２００は、摂取空気流れ２２０を受けるためのベント２１０を備え得、これは、キャビネット２００の内部を通じて循環し、そして、通常操作では、通常作動バルブ２３０を通る出力である。通常作動バルブ２３０を通過した後、排気２４０は、キャビネット２００に接続された連結配管を通って、ハウス排気システム２５０に進む。ハウス排気システム２５０は、キャビネット排気２４０、および外側大気への種々の他の製造設備排気を保持し得る。ハウス排気システム２５０は、外側大気に排気する前に、種々のその他のフィルター部材を通過し得る。ハウス排気システム２５０は、例えば、図１および図２の送達換気システム２６に相当し得る。

プロセスガスの現場生成および分配のための方法およびシステムの実施形態は、大気への大量のプロセスガスの意図的な排出がないことを企図する。図４および図５に示されるように、いずれのキャビネット２００中、またはルームハウジングキャビネット２００中へのプロセスガス（Ｆ_２）の意図的な排気はない。例えば、１つのＨＦトラップ３２から別のＨＦトラップ３２に切り替えるとき、減圧が再生するＨＦトラップ３２上に引き込まれ、そしてＨＦトラップ３２の内側のＨＦから小量のＦ_２が排気２４０中にもたらされ得る。このような再生事象の間に排気２４０によってハウス排気２５０中にもたらされるＦ_２およびＨＦの量は、ハウス排気システム２５０排除システムによって適切に取り扱われ得ることが企図される。先行技術とは異なり、これらの実施形態は、大きくかつ複雑な吸収剤を必要としない。なぜなら、大量のプロセスガスが、キャビネット２００を含むいずれかのルーム中、またはハウス排気システム２５０中に放り出されないからである。通常の作動条件下では、外側大気またはプロセスガス生成システム１０を収容するキャビネット２００の内側に、実質的な量のフッ素は存在しない。

フッ素センサー２６０は、通常作動バルブ２３０および緊急排気バルブ２７０を制御するために用いられ、キャビネット２００の空気流れの経路を決定し得る。通常操作の間、排気２４０は、ハウス廃棄システム２５０に進む前に、通常作動バルブ２３０を通過する。しかし、フッ素センサー２６０が、キャビネット空気中で所定レベルを超えるフッ素を検出する場合、フッ素センサー２５０は、通常作動バルブ２３０を閉鎖し得、そして緊急排気バルブ２７０を開放し、排気流れ２４０を、吸収剤充填排気２８０を通るようにする。この構成は図５中に示され、これは、緊急破損状況の間のキャビネット２００を通る空気流れを示し、ここで、空気およびフッ素ガスは、キャビネット２００から排気される。通常作動バルブ２３０および緊急排気バルブ２７０は、当該技術分野で公知の電子ゲートバルブ、または空気作動バルブであり得る。キャビネット２００内のプロセスガス生成システム１０は、当該技術分野で公知の適切なバルブ制御システムをさらに備え得る。

図５に示されるように、排気２４０は、吸収剤充填排気２８０を通過する前に、分子フッ素ガスおよび空気混合物を含む。吸収剤充填排気２８０を通って流れた後は、しかし、排気２４０は、次にハウス排気システム２５０に換気され得る痕跡量に過ぎない分子フッ素とともに空気を含む。吸収剤充填排気２８０中の吸収剤材料は、その有効性を回復するために再充填または補充され得る。これらの実施形態は、さらに、フッ素センサー２６０が、それがキャビネット２００の内部でフッ素を検出する場合プロセスガス生成システム１０をシャットダウンするよう作動可能であるように構成され得る。プロセスガス生成システム１０をシャットダウンすることの-他に、フッ素センサー２６０はまた、先に記載のように、排気２４０の方向を変え得る。次に、プロセスガス漏れの供給源が同定され、かつ修復される。実施形態を採用する製造施設は、それ故、外部排気システムおよびその付随する外部排除システムの必要性から開放される。なぜなら、キャビネット２００の排除システムが、キャビネット２００内のプロセスガス生成システム１０からの任意の可能なフッ素ガスの漏れを含み得るからである。実施形態は、それ故、専用の外部排気排除システムの必要性をなくし得る現場での緊急吸収剤排気システムの利点を提供し得る。図５は、そうでなければ、図４と同一であり、そして通常作動バルブ２３０を通ることに対し、吸収剤充填排気２８０を通る排気２４０の異なる流れ経路を示すことを意図する。

フッ素センサー２６０は、フッ素の閾値限界を検出するようにセットされ、その時点でそれは、上記のように、通常排気モードから緊急廃棄モードにスイッチする。例えば、上記閾値は、３ｐｐｍ、または所定の適用について決定されるような任意の決定された限界にセットされ得る。閾値フッ素限界を超えるとき、フッ素センサー２６０は、通常作動バルブ２３０を閉鎖し得、そして緊急排気バルブ２７０を開放し得、従って、排気２４０の流れを、吸収剤充填排気２８０を通るように方向付け、これは、キャビネット２００の内側に存在する（すなわち、プロセスガス生成システム１０から放出された）任意のフッ素、プラス所定の安全ファクター（例えば、プロセスガス生成システム１０中の総フッ素の２倍）を中和するに十分な吸収剤材料（例えば、酸化アルミニウム）を含み得る。

これら実施形態の二重排気局面は、それ故、排気２４０が、過剰のフッ素（またはその他のプロセスガス）が空気流れに存在するときのみに排除システムの吸収剤材料を通るようにし得るという、先行技術システムに対する利点を提供し得る。排気２４０は、吸収剤材料を継続して通過しないので、この吸収剤材料は、先行技術システムにおけるよりかなり長い有用寿命を有する。吸収剤充填排気２８０は、それ故、それが実際に必要とされる時の間、活性化された状態に維持され得る。フッ素センサー２６０、緊急排気バルブ２７０、通常作動バルブ２３０および吸収剤充填排気２８０は、ともに、フッ素放出の事象においてのみ吸収剤材料を通るように排気２４０を向けるよう作動する。フッ素センサー２６０は、通常作動条件下では、排気２４０の流れとのラインにあるので、それは、常時、過剰のフッ素濃度を検出するような位置にある。一旦フッ素が吸収剤充填排気２８０により除去されると、清澄な空気がハウス排気２５０に排出され、それによって、プロセスガスをハウス排気２５０中の放出することを防ぎ、そして複雑かつ高価なハウス排除システムの必要性をなくする。これら実施形態は、伝統的な排除システムのコストおよびスペース要求を避けることができ、そしてなお、製造設備の安全および消防規則を確実にする。

図６は、本発明の方法およびシステムのプロセスガスバルク分配実施形態の単純化した図示である。負圧複数点分配システム３００は、負圧バルク貯蔵タンク３１０を備え得、これは、先行技術システムのそれよりかなり小さなサイズであり得る。負圧バルク貯蔵タンク３１０は、プロセスガスを貯蔵し、そして次に、それを、負圧プロセスガスライン３２０を通じて、個々のツールコンプレッサー３３０に供給し得る。個々のツールコンプレッサー３３０は、各々、陽圧下で、プロセスガスを、１つ以上のプロセスツール３５０に供給し得る。

負圧複数点分配システム３００はまた、図１、２および３に関して記載したように、精製されたフッ素ガスを生成し、そして次に、それを、供給ライン３６０を通じて負圧バルク貯蔵タンク３１０に供給するための、１つ以上のプロセスガス生成セル１４を備え得る。多いに単純化されているが、点線内の複数点分配システム３００の部分は、例えば、図１、２および３のプロセスガス生成システム１０を含む、図４および図５のキャビネット２００であり得る。ガス生成システム１０のすべての連結、ポンプ、フィルターおよびマニホールドは示されていないが、同じシステムを用いて、プロセスガスを、供給ライン３６０を経由して負圧バルク貯蔵タンク３１０に提供し得る。

図６の複数点分配システム３００は、上記図５のプロセスガス生成システム１０と類似している。図６の実施形態は、負圧配管部分（例えば、図１の細胞圧コントローラー３４とコンプレッサー４２との間のセクション）を伸ばして、かなり大きな負圧配管経路が組込まれ得るようにした、拡大版である。図１に示されるような、コンプレッサー４２の出口からプロセスツールまでの陽圧ラインは、逆に、図６の実施形態において、陽圧ラインがプロセスツールに対して実質的に局所的であるように、短縮される。この構成は、先行技術より大いに安全性を増大し得る。なぜなら、陽圧フッ素ガス送達配管の長い行程が、排除され得るからである。負圧複数点分配システム３００はまた、排気システム３８０も含み得る。排気システム３８０は、本明細書中の教示に従って記載されるような排除システムを含み得る。

上記実施形態の負圧複数点分配システム３００は、先行技術により必要とされたような非常大きなプロセスガス貯蔵タンクを必要とすることなく、複数のツールへのプロセスガスのバルク分配を提供し得る。これは、真空下のガスが、陽圧プロセスによるよりもかなり容易にかつ速く送達され得るからである。従って、負圧プロセスガスライン３２０は、かなり小さなラインであり得る。バルクプロセスガスを提供するために多くのシリンダー（または１つの大きなシリンダー）を貯蔵しなければならない先行技術の必要要件もまた、排除され得、現場で貯蔵される多量のガスを中和するために必要な対応する排除システムも同様に、排除され得る。

代わりに、プロセスガスの現場での生成および分配のための方法およびシステムのバルク分配局面の実施形態は、個々のツールコンプレッサー３３０および各プロセスツール３５０についての圧力貯蔵タンク３４０を使用し得る。まとめると、これらは、陽圧下よりもかなり安全な様式で、真空下にてプロセスツール３５０にプロセスガスを送達する能力を提供し得る。従って、大きなプロセスガス貯蔵タンクについての必要性が排除され、そしてプロセスガスの偶発的放出の場合の緊急処理の必要性が、大いに簡素化される。陽圧貯蔵タンクは、例えば、公称１０リットルの貯蔵タンクであり得る。コンプレッサー３３０は、当該分野で公知のような、金属ベローの、約２８０ＫＰａまたは４０ｐｓｉｇ出力の圧力コンプレッサーであり得る。

図６に示されるように、プロセスガス生成システム１０は、それ自体の排気システム３８０とともにキャビネット２００に収容され得る。このキャビネットの内側には、比較的小さな負圧バルク貯蔵タンク３１０が位置する。例えば、負圧バルク貯蔵タンク３１０は、２００リットル貯蔵タンクであり得る。陽圧にてプロセスガスを提供する非常に大きな貯蔵タンクを必要とする先行技術のシステムとは異なり、バルク分配の局面の実施形態は、代わりに、陽圧貯蔵タンク３４０に供給する個々のツールコンプレッサー３３０を提供し得、この陽圧貯蔵タンクは、次いで、陽圧にてプロセスガスをプロセスツール３５０に提供し得る。従って、各プロセスツール３５０は、ピーク時に流れるに十分なプロセスガス（例えば、約２０リットル）をプロセスツール３５０に提供し得る、結合コンプレッサーおよび小さな貯蔵タンクを有し得る。陽圧貯蔵タンク３４０は、所定の適用のために望ましいサイズ（例えば、約１０リットル）であり得る。

バルク分配実施形態（例えば、図６に示されるような実施形態）は、複数のプロセスツールに供給する１つ以上の大きなフッ素生成器を備え得る。キャビネット２００は、図１〜５に関して記載されるように、プロセスガス生成システム１０を収容し得る。プロセスガス生成システム１０は、負圧バルク貯蔵タンク３１０にプロセスガスを提供し、この負圧バルク貯蔵タンクは、次に、プロセスガス送達ライン３２０にプロセスガスを提供する。このプロセスガス送達ライン３２０は、個々のツールコンプレッサー３３０に連結されている。さらに、負圧複数点分配システム３００は、キャビネット２００内に収容されたフッ素すべてを排除するために十分である、排除システムを備え得る排気システム３８０を備え得る。

負圧プロセスガス分配ライン３２０は、負圧バルク貯蔵タンク３１０および各個々のツールコンプレッサー３３０に連結されて、プロセスガスを送達する。このバルク分配実施形態の利点は、負圧バルク貯蔵タンク３１０が、負圧にてプロセスガス分配ライン３２０を通してプロセスガスを提供し得る一方で、陽圧にてなおプロセスガスを各プロセスツール３５０に提供することである。各個々のツールコンプレッサー３３０は、プロセスガス分配ライン３２０に真空を引き込む。このプロセスガス分配ラインは、負圧バルク貯蔵タンク３１０に連結されている。従って、真空が、負圧バルク貯蔵タンク３１０に引き込まれる。個々のツールコンプレッサー３３０がその入口で真空を引き込むと同時に、それらは、その出口で（すなわち、陽圧貯蔵タンク３４０へと）陽圧にプロセスガスをポンピングする。その後、プロセスガスは、陽圧貯蔵タンク３４０から各プロセスツール３５０へと、陽圧にて提供され得る。

キャビネット２００内部のプロセスガス発生システム１０は、プロセスガスを発生させ、かつこのプロセスガスを負圧バルク貯蔵タンク３１０に提供している。個々のツールコンプレッサー３３０は、負圧バルク貯蔵タンク３１０にて真空を作製するので、プロセスガス発生システム１０は、フッ素セル１４において真空にてプロセスガスを発生させる。プロセスガス発生システム１０は、各個々のツールコンプレッサー３３０からの需要を満たす速度でプロセスガスを生成し得る。負圧バルク貯蔵タンク３１０が陽圧に到達した場合、このことは、個々のツールコンプレッサー３３０が、少なくともプロセスガス生成速度でプロセスガスを需要していないことの指標である。プロセスガス発生システム１０は、一旦事前に設定された圧力（例えば、陽圧）が負圧バルク貯蔵タンク３１０にて検出されると、それ自体を停止するように作動可能である、これは、例えば、プロセスガス発生システム１０に連絡して接続されかつこのプロセスガス発生システムを停止するように作動可能である圧力トランスデューサーの使用によって、達成され得る。

ここで、図１、２および３を参照すると、図６の負圧複数点分配システム３００とは対照的に、そして図６の実施形態の操作をさらに説明するために、図１において、プロセスガス発生システム１０は、出力ライン４６を介する陽圧送達システムを備える。低圧貯蔵タンク４０に対する出口において、コンプレッサー４２は、低圧貯蔵タンク４０を真空に引いている。プロセスガス発生システム１０のプロセスガス発生セル１４は、低圧（例えば、約７ＫＰａまたは１ｐｓｉ（８ミリバール））にてプロセスガスを発生させる。セル圧力コントローラー３８は、プロセスガス発生セル１４における圧力を測定し得、そしてこのプロセスガス発生セルを、（例えば、当該分野で公知のような、プログラム可能論理コントローラー制御システムを介して）断続的に循環させて、ＨＦトラップ３２に対する入口バルブを開閉することによって、低圧緩衝タンク４０までの分子フッ素ガスの流れを制御し得る。従って、コンプレッサー４２は、低圧貯蔵タンク４０を真空にて維持する。

コンプレッサー４２は、連続サイクルコンプレッサーであり得、従って、操作の際に、低圧貯蔵タンク４０にて真空を維持し得る一方で、また、プロセスガス貯蔵タンク４４にて陽圧（例えば、約１００ＫＰａまたは１５ｐｓｉｇ）を維持する。プロセスガスがプロセスガス発生セル１４によって発生されると、このプロセスガスは、低圧緩衝タンク４０に提供され、ここで、プロセスガスに対する需要が実質的にない場合、圧力が増加される。低圧緩衝タンク４０における圧力が事前に設定したレベル（例えば、約７ＫＰａまたは１ｐｓｉ）に到達した場合、セル圧力コントローラー３８は、信号を提供してガス発生システム１０を処理し、このガス発生プロセスを停止するように、作動可能である。これは、低圧緩衝タンク４０内部の圧力増加が、プロセスガス需要がそのプロセスガス発生速度よりも小さいことの指標であることに起因する。ガス発生セル１４内部の圧力が増加するにつれて、電解質が分子フッ素ガスとともに押出され、このプロセスガス発生セル１４の外部で激しく反応し得ることに起因して、プロセスガス発生システム１０が停止される。プロセスガス需要が増加した場合、プロセスガス貯蔵タンク４４内部の圧力は低下される。これは、低圧緩衝タンク４０からプロセスガス貯蔵タンク４４への流れを引き起こす。低圧緩衝タンク４０は、圧力を降下させ（真空が増加する）、そしてセル圧力コントローラー３８は、この真空増加を検出しかつプロセスガス発生システム１０を逆に循環させ、そしてＨＦトラップ３２に対する入口バルブを開く。このプロセスは、通常の操作において、それ自体が連続的に繰り返され得る。

従って、プロセスガス発生システム１０の、図６の負圧複数点分配システム３００の操作は、この操作に類似している。図６の負圧バルク貯蔵タンク３１０は、図１、２および３の低圧緩衝タンク４０に対応し得るが、大規模である。個々のツールコンプレッサー３３０の各々（これは、図１、２および３の内部コンプレッサー４２に対応し得る）は、負圧バルク貯蔵タンク３１０に対して真空をとる。結果として、負圧バルク貯蔵タンク３１０（これは、プロセスガス発生システム１０によってプロセスガスを供給されている）内部で、真空が維持される。上記のように、負圧バルク貯蔵タンク３１０が事前に設定した圧力（例えば、陽圧）に到達したならば、プロセスガスの発生は、循環を停止させられ得る。ガス発生は、循環を停止させ、需要に一致しそしてプロセスガス発生セル１４を保護する。なぜなら、上で議論されるように、負圧バルク貯蔵タンク３１０における圧力増加は、プロセスガス需要がこのプロセスガス供給速度よりも小さいことを示しているからである。一旦、プロセスツール３５０がプロセスガスを要求し始めると、個々のコンプレッサー３３０によって、負圧バルク貯蔵タンク３１０内部が、再度真空に引かれる。バルク貯蔵タンク３１０において圧力が低下する（例えば、真空が増加する）場合、制御システムによって制御信号が発生され、プロセスガス発生システム１０を逆に循環させ、そしてプロセスガスの発生を再開させ得る。これは、例えば、負圧バルク貯蔵タンク３１０とプロセスガス発生システム１０のための制御システムとの両方に連絡して連結された圧力トランスデューサーによって達成され得る。

個々のツールコンプレッサ３３０は、各々、それらの出口にて、陽圧貯蔵タンク３４０へ陽圧を提供し得る。キャビネット２００内のプロセスガス発生システム１０の操作は、負圧バルク貯蔵タンク３１０内の圧力の増加／低下によって制御される。陽圧貯蔵タンク３４０は、プロセスツール３５０に対する所定の操作のために、プロセスガスの必要な供給を提供するようにサイズ調節され得る。

プロセスガスの現場での生成および分配のための方法およびシステムの、負圧多地点分配システムの実施形態は、プロセスガス貯蔵タンクのサイズを最小にするという利点を提供し得る。先行技術のシステムとは異なり、大きなプロセスガス貯蔵タンクは必要でなく、従って、このようなタンクの内容物全体が中和され得ることを確実にするために必要な、対応する複雑かつ高価な排除システムもまた、必要ない。さらなる利点は、全ての天井プロセスガス分配ライン３２０が、真空下（すなわち、負圧）にあり得ることである。ラインが遮断されると、分子フッ素（または他のプロセスガス）および大気ガスは、製造設備へと排気される代わりに、負圧バルク貯蔵タンク３１０へもどって吸気される。従って、最小量のプロセスガスが製造設備の大気ガスに曝され、その結果、室内排気システムは、このような放出を取り扱い得る。

各個々のプロセスツール３５０は、それ自体の排気システムとともにそれ自体のキャビネットを有し得る。これらは、室内スクラバー（ｓｃｒｕｂｂｅｒ）へと直接排気し得る。例えば、図４および５に関して上述されるように、キャビネット２００内の二重排気システムは、各プロセスツール３５０に設けられ得る。従って、各プロセスツール３５０およびその関連ツールコンプレッサ３３０および貯蔵タンク３４０の個々の排気システムは、各陽圧貯蔵タンク３４０内に貯蔵されたプロセスガスを中和するために設けられ得る。天井プロセスガス分配ライン３２０は、これらが陰圧状態にあるので、製造設備へのプロセスガス放出が、負圧バルク貯蔵タンク３１０から発生する可能性を回避する。個々のツール特異的陽圧貯蔵タンク３４０は、先行技術システムの加圧源供給ライン要件およびそれらの対応する高価な排気システムを排除する。

この実施形態のプロセスガス発生システム１０は、特定の適用の必要性に基づいてサイズ調節され得る。例えば、プロセスガス発生システム１０の１つの実施形態は、１時間あたり約７００ｇのプロセスガスを生成するサイズに調節され得る。このプロセスガス発生セル１４は、その適用に依存して、例えば、１０ブレードセル、３０ブレードセル、または１５０ブレードセルであり得る。この実施形態は、現場でのプロセスガス貯蔵の量を最小にし、さらにプロセスガス（例えば、Ｆ_２）を必要に応じて送達することに関する。従って、プロセスガス発生システムの実施形態は、例えば、１時間あたり約０〜７００ｇのプロセスガスを送達し得る。このことは、このプロセスガス発生システムが、その需要に依存して、その最大能力までの量でプロセスガスをどこででも発生させ得ることを意味する。次に、需要は、プロセスガス発生システム１０の供給ライン内および貯蔵タンク内の圧力により測定され得る。

陽圧貯蔵タンク３４０、および各プロセスツール３５０のための個々のツールコンプレッサ３３０を設けることによって、バルク分配局面の実施形態は、需要に応じて、そしてプロセスガス配管距離（ｐｉｐｉｎｇ ｒｕｎ）の大部分に関して、各プロセスツール３５０に陽圧にてプロセスガスをなお提供しながら、負圧下でプロセスガスを送達する能力を提供し得る。陽圧プロセスガスは、負圧で陽圧貯蔵タンク３４０の近位に（すなわち、個々のプロセスツールコンプレッサ３３０）に送達されながら、ツール特異的陽圧貯蔵タンク３４０からプロセスツール３５０に送達される。安全性の理由によりプロセスガス送達ライン３２０における負圧を維持しながら、陽圧プロセスガスをプロセスツール３５０に送達する二重の目的は、従って、この実施形態により満たされ得る。

陽圧貯蔵タンク３４０および個々のツールコンプレッサ３３０は、プロセスツール３５０へ直接取り付けられた単一ユニット内に収容され得ることが企図される。さらに、このようなユニットの各々は、先に議論されるように、それ自体、個々の排気システムを有し得る。コンプレッサ、ミニ貯蔵タンク、およびプロセスツールを備えるユニットが使用され得る。

プロセスガス発生に関連する有害な液体のための、移動式の小型の閉じ込めコンテナを提供することは、プロセスガスの現場での生成および分配のための方法およびシステムの他の実施形態の１つの局面である。有害な液体は、第２の閉じ込め、輸送、および貯蔵を必要とする。この実施形態のプロセスガス発生器１４は、第２の閉じ込めを必要とする通常の操作の間、液体段階で電解質を含み得る。先行技術の第２の閉じ込めシステムは、大きく、手に負えず、そしてこれらを動かすためには重機（代表的には、フォークリフトまたは他のこのようなデバイス）を必要とする。この実施形態は、各プロセスガス発生セル１４の周りに、液密の密封された外側コンテナ（例えば、溶接されたステンレス鋼）を企図する。外側密封コンテナは、第２の閉じ込めシステムおよび各プロセスガス発生セル１４に対する運送箱の両方として作用し得る。この構成は、先行技術の方法およびシステムにおいて使用されるような堤防の必要性を排除し得、このような液密の包囲に関連する製造の問題を避け得る。この実施形態によって企図される第２の閉じ込めシステムは、キャスターまたは他のこのような回転ハードウェアを備え、プロセルガス発生セル１４を設置し、片付けるためのフォークリフトまたは他の重機に必要とされるさらなる作業空間に対する必要性を排除する。

図７は、電解質液体４１０を含むプロセスガス発生セル１４を収容する包囲カート４００を示す。包囲カート４００は、漏出または他の断裂の事象において、プロセスガス発生セル１４の内部に電解質液体４１０の全てを含むように大きさが決められる。図１を参照して、ＨＦは、電解質液体４１０に対する入力として提供され、この場合においては、Ｆ_２ガスを発生し、これは、プロセスガス発生セル１４からの微小量のＨＦおよび廃棄金属を伴う出力である。図７において示される実施形態において、包囲カート４００は、プロセスガス発生システム１０のプロセスガス発生セル１４を取り囲む。プロセスガス発生セル１４は、例えば、約０．９〜１．２ｍ高（すなわち、３〜４フィート高）、約０．５ｍ幅（すなわち、２０インチ幅）、および約１．５ｍ長（すなわち、５フィート長）であり得、わずかに１３ｍｍ厚（すなわち、半インチ厚）のモネルまたはニッケルからつくられる。代表的なプロセスガス発生セル１４は、約１，０００ポンド（約４５０ｋｇの塊）のオーダーの重量であり得る。先行技術の方法において、全プロセスガス発生システムは、まず、構築され、次いで、堤防は、溢れ得る任意の電解質液体および全ての電解質液体を含むのに十分な高さのプロセスガス発生システムの周りに構成される。堤防包囲は、それが容易に掃除され得るまで電解質液体を含むことを意図される。包囲システムは、代表的には、プロセスガス発生システムに含まれる有害な液体の量の１１０％を捕捉するように設計される。

図７を参照して、プロセスガス発生セル１４において破損が生じる場合、電解質溶液４１０の包囲カート４００への放出が生じ、包囲カート４００は、実質的に全ての電解質溶液４１０を完全に含むのに十分な容量である。包囲カート４００は、矩形として示されるが、種々の他の形状が、使用され得る。包囲カート４００は、プロセスガス発生セル１４内の電解質に対して実質的に不活性である材料（例えば、ステンレス鋼、ニッケル、または他の適切な材料）で作られる。

図７の包囲カート４００はまた、回転ハードウェア４５０を備え、これは、コースター、車輪、または当該分野で公知の他のこのような機構であり得、回転動作によって、包囲カート４００を移動する手段を提供する。高価な堤防の建築物およびプロセスガス発生セル１４のような設備の重い部品を有する堤防を克服しなければならないという結果として生じる必要要件を必要とする先行技術の方法と違って、この実施形態の包囲カート４００は、プロセスガス発生システム１０を中心につくるためにフォークリフトも堤防のいずれも必要としない。堤防リップに対する必要性が削除されるので、包囲カート４００は、プロセスガス発生システム１０を備えるキャビネット２００に、直接移動され得る。さらに、包囲カート４００は、プロセスガス発生セル１４内の約１１０％の電解質液体を捕捉するように大きさを決められ得る。

包囲カート４００はまた、運送箱として機能し得る。包囲カート４００は、例えば、金属の５つの部品と一緒に溶接することによって製造され、床を有する矩形を形成し、次いで、除去可能な蓋４６０で覆われ得る。包囲カート４００の底は、プロセスガス発生セル１４の重量に耐えるように構築されるべきである。包囲カート４００は、包囲カート４００内の電解質液体の存在を検出するためのレベルセンサー４３０を備え、漏出が、プロセスガス発生セル１４内に生じたことを示し得る。レベルセンサー４３０は、サンプ４４０内に配置され得、これは、溢れた電解質のレベルセンサー４３０へのチャネルをつくるように形成される。支持体４２０は、包囲カート４００内のプロセスガス発生セル１４を支持するように備えられ得る。

図８Ａ〜８Ｃおよび図９Ａ〜９Ｄは、キャビネット２００の一実施形態の側面斜視図および上面斜視図を示す。図８Ａは、キャビネット２００の正面図を示し、このキャビネット２００は、タッチスクリーン８１０、ビューイングウインドウ８２０およびベント入力グリル８３０を備える、タッチスクリーン８１０は、プロセスガス生成システム１０の制御システムのためのインターフェース（例えば、グラフィカルユーザーインターフェイス）であり得、これは、以下にさらに詳細に記載される。図８Ｂは、ドアが取り外されたキャビネット１０の内部の前面図である。ＰＬＣ機器および電力分配システム８４０が、図８Ｂの上に示される。前記の図に関して記載されるように、プロセスガス生成システム１０の他の構成要素もまた、図８Ｂ内に示され、それに応じて番号付けされている。サービスダクト８５０は、キャビネット２００の内部へのアクセスを提供する。図８Ｃは、キャビネット２００の横断面図を示し、このキャビネット２００は、前記のプロセスガス生成システム１０の種々の構成要素、および窒素パージシステム８６０を備え、この窒素パージシステム８６０は、ＨＦトラップ３２を交換する場合に使用され得る。

図９Ａ、９Ｂ、９Ｃおよび９Ｄはさらに、キャビネット２００およびプロセスガス生成システム１０の対応する内部構成要素の断面図および拡大図を示す。図９Ａは、キャビネット２００の上からの平面図であり、これは、制御システム、およびアクセスドア９１０およびサービスダクト９２０、ならびにケーブルグランド（ｃａｂｌｅ ｇｌａｎｄ）およびコネクタ９３０を示す。図９Ｂは、キャビネット２００の上の平面を示し、ここで、このキャビネット２００のエンクロージャーの上部は、取り除かれて、キャビネット２００の内部が示されている。同様に、図９Ｃは、プロセスガスの圧縮システム、パージシステムおよび冷却システムの上の平面を示し、そして図９Ｄは、プロセスガス生成セル１４、フィルター３５およびＨＦトラップ３２の上の平面を示す。

これらの実施形態はさらに、管理された制御を提供するための制御システムを備え得、状態のモニタリング、故障操作および種々のプロセスガス生成システム装置アイテムのアラーム発音が、このようなコントロールシステムによってモニタリングされ得る。例えば、プロセスガス生成セル１４、ＨＦトラップ３２、コンプレッサ４２および４５、冷却システム１８、ならびに他の付属的な装置アイテムの状態。主要な制御システムは、単一工業用プログラム可能論理制御装置（ＰＬＣ）を使用して実行され得、凹型タッチスクリーングラフィカルモニターが、一次オペレータインターフェースを提供する。この一次オペレータインターフェースは、図８Ａのタッチスクリーン８１０であり得る。制御機能およびモニタリング機能もまた提供する他のサブシステムが、主要制御システムに接続されて、キーコントロールパラメーターの状態の指標を提供し得る。この制御システムの物理的な設計は、モジュラーシステムに基づき、維持および分解の目的のために、キー構成要素からの迅速な変化を可能にし、修復のための平均時間を最小に維持することを保証する。この主要制御システムは、例えば、キャビネット２００について規定されたスペースエンベロープの上に位置する、単一制御プラットホームに収容され得る。

当業者に公知の安全インターロックシステムもまた、プロセスガス法およびプロセスガスシステムのオンサイト（ｏｎ−ｓｉｔｅ）生成および分配の実施形態に仕上げられ得る。例えば、ＰＬＣ制御システムのようなプログラム可能なシステムによって与えられるよりも信頼性が高く、よび高い完全な制御システムの応答を保証する異常な緊急の状態が、設計され得、そしてこれらの実施形態で実施され得る。このような制御システムの設計および実施は、当該分野で周知である。システムの構築および構成要素は、本教示に従って、外部システムの相互接続、およびプロセスガス生成システム１０の制御ストラテジーのさらなる開発を可能にするように設計され得る。単一プログラム可能論理制御装置は、マルチスロットフレームに収容された個々のデジタルおよびアナログの入力モジュールおよび出力モジュールを介して、ガス生成プロセスのための計装インターフェースを提供し、ＰＬＣプロセッサモジュールおよび電力供給モジュールを備える。

主要制御システムオペレーターインターフェース８１０は、キャビネット２００の前面上の凹部に取り付けられた単一タッチスクリーンモニターを使用して実行され得る。このインターフェースは、簡略化された流れ図および表を使用するプロセスプラントの明瞭な視覚的表示を提供して、プロセスストリームを示して、オペレーターを助け得る。このシステムへのロギング（例えば、パスワードによる）は、オペレーターに、主要システム装置プロセス／アイテム、システム状態、アラームバナーおよび主要ファンクションキーを詳述するホームページを提供し得る。標準的なボーダー／バックドロップは、各スクリーン上に提供され得、マイナスまたはホットファンクションキーを介して操作可能なシステム構成ページの間の連続性を提供する。適切なシステム変化および維持フラッグ／プロンプトは、プロセスガス生成システムの利用性を最大にするために、差し迫ったサービス要求を警告するように作製され得る。

実施形態はまた、プロセス制御ならびに装置およびディスプレイシステムを管理するためのコンピューターで実行可能な指示書を備えるソフトウエアを含み得る。

プロセスガスのオンサイト生成および分配のための方法およびシステムの実施形態は、以下を含む、先行技術を超える種々の利点を提供し得る：（１）余剰プロセスガス生成セルおよび汚染トラップ（例えば、ＨＦトラップ３２）（その結果、１つのトラップは、作動し得、一方、別のトラップは、再生する）；（２）汚染トラップを再生し、従って、汚染トラップを窒素で浄化し、汚染物をプロセスガスに導入することを避けるために、減圧で引く能力；（３）吸収材料を通る連続的気流を避け、従って、吸収材料の早期の分解を避けるために使用され得る二重排気システムを有するコンパクト発生器キャビネットに収容される能力；（４）負圧下でのプロセスガスのオンデマンド供給を提供する能力；（５）各プロセスツールのための個々のコンプレッサおよび貯蔵タンクを提供すること（その結果、供給ラインにおける負圧下でのプロセスガスは、依然として、プロセスツールに対して陽圧で提供され得る）；および（６）プロセスガス生成セルと関連する有害な液体のために、可動のコンパクトな自給式汚染システムを提供すること（その結果、大きな高価な先行技術の第２の閉じ込めシステムは排除され得る）。

ここで、分子状フッ素を生成し、オンサイト生成を使用する方法に対して注目が向けられる。１つの実施形態において、分子状フッ素のオンサイト生成は、先に記載したようにフッ素生成器を使用して達成され得る。先に記載される発生器は、Ｆ_２ガスを生成し得るオンサイトリアクターの単に１つの実施形態の例示である。本明細書を読んだ後に、当業者は、多くの他の代替物が使用され得ることを理解する。

分配システムは、フッ素発生器に連結され得、そして分子状フッ素を１つ以上のプロセスツールに分配するように作動し得る。分子状フッ素は、半導体プロセスの間または洗浄操作の間に、アグレッシブ剤としてプラズマを用いるかまたは用いないで使用され得、そしてフルオロカーボンが存在しないことに起因して、従来の化学物質またはガス組成物よりも有利であり得る。しかし、いくつかの実施形態において、分子状フッ素は、フルオロカーボンまたは他のエッチング化合物とともに使用され得る。

いくつかの実施形態は、半導体デバイスの製造と関連するプロセス時間を減少させるために分子状フッ素を使用することを包含し得る。さらに、分子状フッ素は、構成要素、アセンブリ、デバイス（例えば、マイクロエレクトロニクスデバイス、集積マイクロエレクトロニクス回路、セラミック基板に基づくデバイス、フラットパネルディスプレイ、または他のデバイス）の製造の間に使用され得る。これらの構成要素、アセンブリ、デバイスのうちの多くは、１つ以上のマイクロエレクトロニクスデバイス基板を含む。マイクロエレクトロニクス基板の例としては、半導体ウェハ、薄膜トランジスタ（「ＴＦＴ」）ディスプレイにおいて使用するためのガラスプレート、有機発光ダイオード（「ＯＬＥＤ」）のために使用される基板、またはマイクロエレクトロニクスデバイスの製造において通常使用される他の類似の基板が挙げられる。

図１０は、分子状フッ素のオンサイト生成および分配のためのシステムの説明を含む。このシステム（一般的に１０００として示される）は、オンサイト分子状フッ素発生器１００１を含み得、このオンサイト分子状フッ素発生器１００１は、製造設備内に分子状フッ素を分配するように作動可能な第１分配ライン１００２および第２分配ライン１００４に流体連結され得る。分配ライン（図１０に示される）は、製造設備内で分子状フッ素を流すために構成された、関連するチュービング、配管系統（ｐｌｕｍｂｉｎｇ）、フィッティング、および流体移動または制御デバイス（例えば、ポンプ、弁など）を備え得る。

例えば、第１分配ライン１００２は、有害な物質を安全に、リアクター（例えば、プラズマ発生器またはプロセスツールのチャンバ）、システム、またはプロセスベイに流すように設計された、二重ライン分配ラインであり得る。このように、所望の量の有害物質（例えば、Ｆ_２）が、プロセスツール、システムまたはセルに安全に分配され得る。１つの実施形態において、システム１０００は、分子状フッ素を使用し得る複数のプロセスツールに対して近位または遠位に配置され得る。プロセスツール１００３は、第１分配ライン１００２を介して、オンサイトフッ素発生器１００１に連結され得る。オンサイト分子状フッ素発生器１００１は、第２分配ライン１００４および単一ツール分配ライン１００５を介して、第２プロセスツール１０１０にさらに連結され得る。

オンサイト分子状フッ素発生器１００１はまた、第２分配ライン１００４を介して、マルチポート分配ライン１００６に連結され得る。マルチポート分配ライン１００６は、種々の製造プロセスまたは洗浄プロセスのために分子状フッ素を使用する、いくつかのプロセスベイに連結され得る。例えば、マルチポート分配ライン１００６は、プロセスツール１０１４、１０１５、および１０１６を有する第１プロセスベイ１０１１に連結され得る。第１プロセスベイは、薄膜蒸着、イオン注入、エッチング、またはリソグラフィーのためであり得る。

マルチポート分配ライン１００６はまた、プロセスツール１０１７および１０１８（分子状フッ素を使用し得る）を含み得る第２プロセスベイ１０１２に連結され得る。プロセスツール１０１７および１０１８は、並行構成で連結され得、そして同一または異なるツールとして作動可能であり得る。例えば、第２プロセスベイ１０１２は、複数の蒸着プロセスツールを有する蒸着プロセスベイであり得る。このように、オンサイト分子状フッ素発生器１００１は、ツール１０１７および１０１８の蒸着チャンバを洗浄するために、第２プロセスベイ１０１２に分子状フッ素を提供し得る。洗浄は、チャンバにおいて処理される各基板の間で、または各ロットの間で、または任意の他の間隔で実施され得る。

マルチポート分配ライン１００６は、プロセスツール１０１９および１０２０を備え得る第３のプロセスベイ１０１３にさらに結合され得る。プロセスツール１０２０は、プロセスツール１０１９に連続して接続し得る。

１つの非限定的な具体的な実施形態において、このフッ素生成器１００１の間の距離は、それに接続しているプロセスツールの各々から約２００メートル以下であるこの製造設備は、フッ素生成器１００１に類似の複数の生成器を備え得る。フッ素生成器１００１は、コンパクトでありかつ移動型であり得るので、フッ素生成器１００１は、それが接続または結合している全てのプロセスツールから約５０メートル未満であり得る。換言すると、フッ素生成器１００１は、フッ素生成器１００１の物理的な本体およびプロセスツールが可能である限り任意の特定のプロセスツールの近位にあり得る。フッ素生成器１００１は、単一のプロセスツール専用であるかまたは自動的にプロセスベイ専用であり得る。あるいは、１つのフッ素生成器１００１が、２以上の隣接するプロセスベイに処理を提供する。

代表的には、この生成器は、それが処理を提供するプロセスベイに隣接するユーティリティベイの中に位置付けら得る。なお別の実施形態において、このフッ素生成器１００１は、２つの隣接するプロセスベイの間に位置し、そして、２つの隣接するプロセスベイに処理を提供する。さらなる別の実施形態において、このフッ素生成器は、プロセスツールから所望のプロセスツールへと移動され得る。本明細書を読んだ後に、当業者は、多くの他の配置が可能であることを理解する。

図１１は、統合型フッ素生成・分配システムを有するプロセスツールを図示する。図１１は、（プロセスツール１１００において）局所的なフッ素生成器を有するプロセスツール１１００の図を含む。１１００として一般的に図示されるような、このプロセスツールは、製造プロセスと併用する用途のための、フッ素分子を生成するのに作動可能な分子フッ素生成器１１０１を備える。生成器１１０１は、デバイス（例えば、半導体デバイス）の製造において使用されるプロセスチャンバ１１０３に結合されるアキュームレーター１１０２に結合され得る。１つの非限定的な実施例において、システム１１００は、エッチングする種の一部分としてフッ素分子を使用して基材をエッチングすることができるエッチングツールとして配置され得る。このように、フッ素分子は基材の領域と反応して、その基材のエッチングされた場所を提供する。

別の実施形態において、システム１１００は、基材上に物質の薄層（例えば、伝導層、障壁層など）を蒸着するのに作動可能であるポジションプロセスツールとして配置され得る。このように、Ｆ_２は、基材の蒸着の間またはその後において導入され、システム１１００と結合しているプロセスチャンバから所望しない夾雑物を取り除き得る。例えば、システム１１００は、プロセスツールとして作動可能であり得、そして、ＮＦ_３に代わりに、または、ＮＦ_３に加えて、Ｆ_２を使用するために配置され得る。このように、Ｆ_２が、使用されて、半導体の加工の間に、その蒸着過程由来して残留したものである、所望しない夾雑物、金属、化合物、副産物などを除去し得る。

別の実施形態において、システム１１００は、基材上に物質の薄層（例えば、誘電層、伝導層、障壁層など）を蒸着することができるデポジションプロセスツールとして配置され得る。このように、フッ素分子は、システム１１１０に結合しているプロセスチャンバから所望しない夾雑物を取り除くために、その蒸着の間、またはその蒸着の後に、導入され得る。あるいは、蒸着された材料が厚すぎるようになり、そして、蒸着された薄膜内の応力に起因して剥離し始めるために粒子となり始める前に、このフッ素分子はその材料を取り除くのに使用され得る。この様式において、フッ素分子は、所望されない夾雑物、金属、化合物、副産物または蒸着プロセスに由来する他の物質を取り除くために使用され得る。

代替的な実施形態において、アキュームレーター１１０２は、プロセスツール１１００でフッ素分子を局所的に蓄積するために使用され得、ここで、このフッ素分子は、製造設備の他の場所において生成され、そして、上述した分配ラインを介してプロセスツール１１００へと流れる。このプロセスツール１１００はさらに、このアキュームレーター１１０２をモニターし、そして少なくとも所望のレベルまでにフッ素分子を蓄積するためにコントローラーを備える。

図１２は、製造プロセスのために、フッ素分子を生成して、そして、分配するための方法を例示する。つまり、この方法は、製造プロセスのためのフッ素分子を生成および分配するのに作動可能な、図１に例示したシステムを併用するか、または他のシステムを併用して、使用され得る。

この方法は、一般に、工程１２００で開始する。工程１２０１において、現場の発生器が、フッ素発生プロセスを利用して、フッ素分子を発生させる。この現場の発生器は、設備が考慮し得るように、プロセス装置の遠位または近位に位置し得、そして上記のような電解プロセスまたは他のフッ素発生プロセスを使用して、様々な量および濃度のフッ素分子を生成するように作動可能であり得る。例えば、現場の発生器は、いくつかの電解質セルを備え得、各電解質セルが、ある体積のフッ素分子を生成する。従って、これらのセルの１つ以上が、所望の体積のフッ素分子を、１つ以上のプロセスツールに提供するために使用され得る。

フッ素分子を発生させると、この方法は、工程１２０２に進み、ここで、この方法は、フッ素分子を１つ以上のプロセスツールに分配する。例えば、１つの分配システムが、複数のプロセスツールに結合されて、所望の量のフッ素分子を１つ以上のプロセスツールに流体連絡させ得る。従って、多量のＦ_２を発生させ得る現場の発生器は、Ｆ_２を、製造設備内で使用されるように作動可能な複数のプロセスツールに分配し得る。

フッ素分子を１つ以上のプロセスツールに分配すると、この方法は、工程１２０３に進み、ここで、プロセスツールは、製造プロセスの間、フッ素分子を使用する。１つの実施形態において、１つの例においてはＮＦ_３を使用するように作動可能であり得るプロセスツールは、処理の間、フッ素分子を使用するように作動可能であり得る。例えば、蒸着ツールは、洗浄工程の間にＮＦ_３を使用して、蒸着の間または蒸着後に、例えば、伝導性薄膜の望ましくない汚染物を除去し得る。従って、この方法は、所望の量のフッ素分子を、プロセスツールのプロセスチャンバ内で、基板上への薄膜の蒸着の間または蒸着後に提供するように、作動可能であり得る。例えば、単一ウエハの薄膜プロセスツールは、薄膜を基板上に蒸着するよう作動可能な反応チャンバを備え得る。従って、蒸着プロセスに付随する、種々の種からの汚染物が、反応チャンバ内に残り得る。次いで、フッ素分子がこの反応チャンバに導入されて、反応チャンバ内（例えば、壁、ハンドラーなど）の汚染物を洗浄または除去し得る。従って、Ｆ_２は、薄膜プロセスに付随する汚染物を減少させ得、一方で、比較的汚染物のない環境を、その時点のプロセスまたは引き続くプロセスのために、反応チャンバ内に提供し得る。

Ｆ_２ガスを使用すると、この方法は、工程１２０４に進み、ここで、この方法は終了する。この様式で、この製造プロセスは、現場でか、Ｆ_２を利用するように作動可能なプロセスツールの近位または遠位で発生または分配されたＦ_２を有利に利用する。

１つの実施形態において、この方法は、分配されたＦ_２を貯蔵するための、プロセスツールに付随した蓄積器を使用するように改変され得る。従って、現場の発生器は、フッ素を生成し得、そしてフッ素分子を、プロセスツールに付随する蓄積器に分配し得る。この方法はまた、特定の体積レベルについて蓄積器をモニタリングし得、そしてこの蓄積器があるレベルに消耗される際に、この蓄積器内に保存されたフッ素分子のレベルを補充し得る。

別の実施形態において、この方法は、プロセスツールに付随したチャンバから、所望でない残留ガスを浄化し、そして引き続く処理を行うよう改変され得る。例えば、プロセスツールは、Ｆ_２を、他の元素に加えて、製造プロセスの一部としてチャンバに導入し得る。次いで、このチャンバは浄化され得、そしてこのデバイスのさらなる処理が起こり得る。従って、この方法は、望まれるように、チャンバを浄化し、デバイスを製造し、そしてＦ_２を利用するように改変され得る。

別の実施形態において、この方法は、使用済みＦ_２ガスを再利用するよう改変され得る。従って、再利用システムが、Ｆ_２内の望ましくない汚染物が除去され得、そしてこのＦ_２が引き続く処理のために再利用され得るように、使用済みＦ_２を受容し、そしてこのＦ_２ガスを再利用するように、作動可能であり得る。次いで、再利用されたＦ_２は、製造プロセスのためにＦ_２を分配するよう作動可能な分配システムに付随して、使用され得る。

図１３および１４は、他の実施形態に従う特定の方法にさらに関する、プロセスの流れ図を示す。この方法は、図１に示されるシステムに関して使用され得る。図１３を参照すると、このプロセスは、フッ素含有反応物を反応させて、フッ素含有化合物を形成する工程（ブロック１３０２）を包含し得る。図１を参照するとＨＦ（これは、フッ素含有反応物であり得る）が、いずれかまたは両方の電解セル１４において分解され得る。この分解は、Ｈ_２ガスおよびＦ_２ガス（これは、フッ素含有化合物である）を発生させる。このプロセスは、フッ素含有化合物（Ｆ_２ガス）をプロセスツールに流す工程をさらに包含し得る（ブロック１３２２）。このプロセスチャンバは、チャンバを備え得、このチャンバ内で、Ｆ_２ガスが、このチャンバ内での反応において使用され得る。このプロセスは、フッ素含有化合物を、プロセスツールにおいて使用する工程をさらに包含し得る（ブロック１３２４）。非限定的な例において、Ｆ_２ガスは、チャンバ内の基板をエッチングするため、またはチャンバの壁またはこのチャンバの内側の他表面（例えば、基板ハンドラー、蒸着シールド、クランプなど）に沿って蒸着した材料を除去することによって、このチャンバを洗浄するために使用され得る。フッ素分子は、ケイ素含有物質または金属含有物質（例えば、誘電材料、金属、金属ケイ化物など）を、チャンバから除去するために有用であり得る。

図１４は、図１３と類似のプロセスについてのプロセスフローダイアグラムを含む。しかし、図１３とは異なり、図１４は、プラズマの使用を意図する。このプロセスは、上記で記載のように、反応およびフローの行動（ブロック１３０２および１３２２）を含み得る。このプロセスはさらに、フッ素含有化合物からフッ素含有プラズマを生成する工程（ブロック１４６２）を含み得る。このプラズマは、中性のフッ素ラジカル（Ｆ^＊）およびイオン性フッ素ラジカル（Ｆ^＋、Ｆ⁻、Ｆ_２ ^＋、Ｆ_２ ⁻またはそれらの任意の組み合わせ）を形成するように従来技術を用いて生成され得る。

このプラズマは、プロセスツールのチャンバー内で、またはこのチャンバーの外側で、生成され得る。後者においては、プラズマ発生器は、分配ラインと、このフッ素含有プラズマが提供されるべき特定のプロセスツールとの間で連結され得る。１つの特定の実施形態では、このプラズマ発生器は、プロセスツールの一部であっても、プロセスツールに取り付けられていてもよい。

このプロセスはさらに、このツールのチャンバー内でこのフッ素含有プラズマを用いる工程（ブロック１４６４）を含み得る。このフッ素含有プラズマは、図１３においてブロック１３４２について上記で記載された様式と類似の様式で用いられ得る（例えば、基板をエッチングし、蒸着チャンバーを清浄化するなど）。

別の実施形態では、このプロセスは、未使用の分子フッ素ガスを再生利用する工程をさらに含み得る。それゆえ、再生利用システム（示さず）は、未使用の分子フッ素を受け取って、分子フッ素ガス内の望ましくない汚染物が除去され得かつ分子フッ素がその後の処理に再使用され得るように、この分子フッ素ガスを再生利用し得る。再生利用された分子フッ素は、図１における電解質セル１４によって生成されることが必要とされる新たな分子フッ素ガスの量を減らすために、分配システムに関連して使用され得る。

（プラズマエッチング実施例）
アルミニウム含有層は、約８００ｎｍの厚みになるように形成され得る。その後のパターン形成の後、１５ミクロン×１５ミクロンの呼び面積寸法を有する結合パッドが形成され得る。パシベーション層が、この結合パッド上に形成され得、このパシベーション層は、約９００ｎｍの厚さを有し得る。このパシベーション層は、約２００ｎｍの酸化ケイ素および約７００ｎｍの窒化ケイ素を含み得る。酸化ケイ素層および窒化ケイ素層の一方または両方が、プラズマ促進化学蒸着法を用いて形成され得る。

パターン形成されたフォトレジスト層は、パシベーション層上に形成され得る。１つの非限定的な実施形態では、このフォトレジスト層は、ＪＳＲ Ｃｏｍｐａｎｙ（日本）から入手可能なＪＳＲポジティブフォトレジスト材料であり得、そして約３５００ｎｍの厚さを有し得る。このパターン形成されたフォトレジストは、この結合パッド上に開口部を備える。

このパシベーション層は、Ｆ_２、四フッ化炭素（ＣＦ_４）、トリフルオロメタン（ＣＨＦ_３）、アルゴン（Ａｒ）、および六フッ化硫黄（ＳＦ_６）を含むエッチングガス組成物を用いてエッチングされ得る。Ｆ_２は、このエッチングが行われる製造設備にて予め生成され得るこのエッチングは、結合パッドを露出させるように行われ得ることに留意すること。このプラズマは、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．（Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）によるＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＭｘＰ＋ブランドツール内で形成され得る。このツールは、以下の条件下で操作され得る：（１） 約１５０ｍｔｏｒｒのリアクターチャンバー圧力；（２）１３．５６ＭＨＺの電源無線周波数での約０ワットの電源無線周波数電力（すなわち、バイアス力なし）；（３）約２５０℃の半導体基板温度；および（４）１分間あたりの立方センチメートル（標準状態）（ｓｃｃｍ）が約８０００の酸素流速。

エッチング作業の間、中間ベール（ｖｉａ ｖｅｉｌ）が、結合パッドの側壁に沿って形成され得、そしてアルミニウムを含んでも含まなくてもよいフッ化炭素ポリマー残留物を含み得る。中間ベールは、ＡＣＴストリッパー（Ａｓｈｌａｎｄ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ Ａｓｈｌａｎｄ，Ｉｎｃ．（Ｃｏｖｉｎｇｔｏｎ，Ｋｅｎｔｕｃｋｙから）またはＥＫＣストリッパー（ＥＫＣ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ．（Ｈａｙｗａｒｄ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）から）として入手可能なモノエタノールアミンを含むストリッピング溶媒中での浸漬によって半導体基板からはがされ得る。

（プラズマ清掃プロセス実施例）
より特定の例のプロセスにおいて、除去されるべき蒸着物と反応し得るガスが、清掃されるべき間隙（例えば、真空蒸着チャンバー）に流され得る。蒸着物は、珪素含有物質、金属含有物質（例えば、金属、金属アロイ、珪化金属など）などであり得る。ガスは、チャンバー内またはチャンバーに遠位でプラズマを形成するように励起され得る。チャンバーの外側で形成された場合、プラズマは、従来の下流プラズマプロセスを用いてチャンバーに流れ得る。プラズマまたはプラズマから生成された中性ラジカルは、チャンバー内の露出された表面上の蒸着物と反応し得る。エッチングプロセスにおいて使用されるガスは、代表的には、ハロゲンのガス供給源である。ガス供給源としては、Ｆ_２、ＮＦ_３、ＳＦ_６、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、それらの組み合わせなどが挙げられ得る。さらに、塩素含有ガスまたは臭素含有ガスが使用され得る。非限定的な特定の実施形態では、Ｆ_２が、チャンバー清掃が起こっている製造設備で既に生成されていてもよい。この段落に記載のガスのほぼ任意の混合物もまた、使用され得る。不活性ガスまたは貴希釈ガス（アルゴン、ネオン、ヘリウムなどを含む）もまた、このガスまたはこれらガスの混合物と組み合わせられ得る。

本明細書を読んだ後、当業者は、ガス（１つまたは複数）の適切な流速、蒸着物が除去されるべき間隙の体積を考慮に入れることにより真空蒸着チャンバーまたは他の間隙内の温度および圧力の条件、除去されるべき蒸着物の量、および潜在的に他の要因を決定し得る。所望であれば、従来の浄化行為は、蒸着物の除去のためにエッチングまたは清掃ガスが使用された後に実施され得る。代表的なプロセスパラメーターは、米国特許第５，２０７，８３６号（「Ｃｈａｎｇ」）、これは参考として本明細書中に援用されている）に記載されている。

１つの非限定的な実施形態では、タングステンがチャンバー内に蒸着され得、そしてＦ_２が、チャンバーの内壁および内部部分上に蒸着するタングステンを除去するために使用され得る。Ｆ_２は、タングステン蒸着が生じる製造設備で生成され得る。

蒸着部分については、シリコンウェハは、Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ５０００ ｘＺ装置（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能）の真空蒸着チャンバーに導入され得る。チャンバーは、約４７５℃のプロセス温度に加熱され得る。六フッ化タングステン（ＷＦ_６）およびシラン（Ｓｉ_４）を用いた従来の前核生成、チャンバー浄化加圧およびヒータープレート上のウェハの安定化後、タングステンは、約９０Ｔｏｒｒの圧力下で約９５ｓｃｃｍの流速のＷＦ_６を用いて実施されて蒸着され得る。ウェハの除去後、チャンバーは、浄化およびポンピングされ得る（Ａｒ／Ｎ_２／Ｈ_２浄化）。約２５枚のシリコンウェハが加工されるまで、この蒸着プロセスは繰り返され得る。

蒸着後、チャンバーは、ウェハの加工の間に蓄積される蒸着物を除去するために清掃され得る。蒸着チャンバーは、２３秒の間、約４７５℃の温度に加熱され得る。窒化アルミニウムウェハは、ウェハチャック（蒸着プロセスの間、ウェハが、通常位置する）を保護するように挿入され得る。同時にまたはその後に、Ｆ_２は、約１５０ｓｃｃｍでかつ約３００ｍＴｏｒｒの基底圧でチャンバーに導入され得る。Ｆ_２ガスからプラズマが形成され得る。清掃プロセスの第一部分の間に、約２３０秒間、約６００ワットでプラズマ力は維持され得る。清掃プロセスの第一部分の間に、約２２０秒間、約２００ワットでプラズマ力は維持され得る。２つの浄化／ポンプサイクル（各サイクルは、約３０秒間のＡｒ／Ｎ_２／Ｈ_２浄化、および約３秒間のポンピング（排出）を含む）後、チャンバーは清掃された。この時点で、蒸着手順は繰り返され得る。

チャンバー清掃は、基板（例えば、シリコンウェハ）間、基板のロット間、またはほぼ任意の間隔で実施され得る。清掃のタイミングは、蒸着されるフィルムの応力およびその厚さに依存し得る。

上記のシステムおよび方法は、従来のプロセスを超える利点を提供し得、そして多くの異なる製造設備に適用可能であり得る。この利点は実施形態に関して記載され、そして本発明の重要な、必要とされる、または必須の特徴と思われる実施形態の原因となる部分として解釈されるべきでないことに留意されたい。

プロセスガスの現場生成および分配のための方法および組成物の実施形態の技術的利点は、これらが、余剰のプロセスガス生成セルおよび混入物トラップを提供し得る点であり、その結果、各々のうち少なくとも１つは、任意の所定の時点で作動して、製造プロセスを供給し得る。別の技術は、コンパクトな発生器キャビネット中にプロセスガス生成システムを収容する能力を含み、このコンパクトな発生器キャビネットは、軽減システムの吸収剤を通る連続的気流を回避するために、二重排気システムを有する。

プロセスガスの現場生成および分配のための方法および組成物の実施形態のなお別の技術的利点は、陰圧下で、プロセスガスの需要に応じた供給を提供する能力を含む。これらの実施形態のさらなる技術的利点としては、各プロセスツールについて、個々のコンプレッサーおよび保存タンクを提供する能力が挙げられ、その結果、このプロセスガスは、陰圧下でプロセスガス供給ラインを備えるプロセスツールに、陽圧にて提供され得る。これらの実施形態のなお別の技術的利点としては、プロセスガス生成セルに付随する有害な液体についての、可動性の、コンパクトかつ自己収納される二次的封じ込めシステムを提供することが挙げられる。

これらの実施形態の少なくともいくつかについて、技術的利点としては、分子フッ素のような有害物質についての、安全な生成および分配システムを提供することが挙げられる。さらなる技術的利点は、分子フッ素を使用するプロセスのための所望の濃度で分子フッ素を使用することである。

なお別の技術的利点としては、近位もしくは遠位に位置付けられ得るか、またはプロセシングツールの一部として一体化され得る、現場フッ素発生器を提供することが挙げられる。なお別の技術的利点としては、Ｆ_２の所望の特徴を活用するように作動可能な半導体プロセスを提供することが挙げられる。なおさらなる技術的利点としては、複数のプロセスツールに分子フッ素を分配するように作動可能なフッ素分配システムを提供することが挙げられる。

１つの例が、これらの利点のいくつかのよりよい例示を提供し得る。この例において、拡散炉チューブを有するプロセスツールが、清掃されるべきである。分子フッ素は、製造設備で現場で生成され得、それによって、化学プラントからガスシリンダーを輸送する必要を排除する。ガスシリンダーが使用される場合、ガスシリンダーは、損傷されるなどしてガスを収納できなくなり得、大量のガスが大気中に放出され得、重大な被害を引き起こし得る。また、分子フッ素のようないくつかの物質は、限定された保存期間を有し得る。分子フッ素を現場で生成することによって、輸送の危険が回避される。

さらに、分子フッ素は、より少量で生成され得るか、または所望に基づいて生成され得る。万一分子フッ素の不慮の放出が生じても、この放出は、ガスシリンダーと比較して比較的少量であり得、製造設備の排気システムは、より少量を扱うのにより適し得る。従って、実施形態は、分子フッ素のような有害物質のための、安全な生成および分配システムのために使用され得る。

さらに、発生器は、携帯可能であり得、そしてプロセスベイからプロセスベイへと、用役ベイから用役ベイへと、またはプロセスツールからプロセスツールへと移動され得る。有害物質のための高価な配管は、減少され得る。また、発生器の数は、設備の要求に対して、よりよく調整され得る。

現場分子フッ素発生器は、近位もしくは遠位に位置付けられ得るか、またはプロセスツールの一部として一体化され得る。このような柔軟性は、構成が、特定の製造設備の特定の要求のために特に適合されるのを可能にする。

上記明細書において、本発明は、特定の実施形態を参照して記載されてきた。しかし、当業者は、種々の改変および変更が、添付の特許請求の範囲に示されるような本発明の範囲から逸脱することなしになされ得ることを理解する。従って、本明細書および図面は、限定的な意味ではなく、例示とみなされるべきであり、このような改変は全て、本発明の範囲内に含まれることが意図される。

利益、他の利点、および問題の解決は、特定の実施形態に関して上記されてきた。しかし、利益、利点、問題の解決、ならびに任意の利益、利点または解決を生じさせ得るかまたはより顕著にし得る任意の要素は、請求項のいずれかまたは全ての、重要か、必要か、または必須の特徴または要素として解釈すべきではない。

プロセスガスの現場生成および分配のためのシステムおよびプロセスフローの１つの実施形態の単純化したブロックダイヤグラムを含む図である。 製造施設で、またはその近傍における、プロセスガスの現場生成および分配を提供するための方法およびシステムの別の実施形態の単純化したブロックダイヤグラムを含む図である。 プロセスガスの現場生成および分配のためのシステムの実施形態のより詳細なブロックダイヤグラムを含む図である。 二重の排気システムを組み込むプロセスガス生成キャビネットの１つの実施形態を示す図である。 緊急破損状況下の図４のキャビネットを通る空気流れを示す図である。 フッ素、またはその他のプロセスガスのためのバルク分配システムの単純化した図示を含む図である。 プロセスガス生成セルを収容する第２の閉じ込めシステム（カート）の１つの実施形態を示す図である。 図４のキャビネットの１つの実施形態の正面図を示す。 図４のキャビネットの１つの実施形態の内部の正面図を示す。 図４のキャビネットの１つの実施形態の側断面図である。 図４のキャビネットの１つの実施形態の上からの平面図を示す。 図４のキャビネットの内側を示すために、包囲の頂部を取り除いた、キャビネットの平面図を示す。 図４のキャビネットの１つの実施形態のプロセスガス圧縮、浄化、および冷却システムの平面図を示す。 図４のキャビネットの１つの実施形態のプロセスガス生成セル、フィルター、およびフッ化水素トラップの平面図を示す。 本明細書に記載の実施形態による分子フッ素の現場生成および分配のためのシステムを示す図である。 本明細書に記載の実施形態によるフッ素含有化合物の現場生成および分配のためのプロセスフローダイヤグラムを含む図である。 本発明の１つの実施形態による製造プロセスのためのフッ素を生成し、かつ分配するための方法を示す図である。 本明細書に記載の実施形態によるフッ素含有化合物を生成し、かつ使用するためのプロセスフローダイヤグラムを含む図である。 本明細書に記載の実施形態によるフッ素含有化合物を生成し、かつ使用するためのプロセスフローダイヤグラムを含む図である。

Claims (82)

1. ガスフローの連続的な精製のためのシステムであって、該システムは、以下：
   ガス供給ラインに接続された第１のＨＦトラップであって、ここでガス供給ラインは、ガスフローを導く、第１のＨＦトラップ；
   該第１のＨＦトラップに対して並行にガス供給ラインに接続されている第２のＨＦトラップ；および
   予め定義された事象の発生時に、該第１のＨＦトラップから該第２のＨＦトラップへとガスフローを切り換えるように作動可能な切り換え機構、
   を備える、
   システム。
2. 請求項１に記載のシステムであって、前記ガスフローは、以下：
   分子フッ素；および
   痕跡量のフッ化水素、
   を含む、
   システム。
3. 請求項１に記載のシステムであって、前記第１のＨＦトラップがおよそ飽和である場合、前記切り換え機構は、該第１のＨＦトラップから前記第２のトラップへとガスフローを切り換えるように作動可能である、
   システム。
4. さらに、以下：
   前記ガス供給ラインから前記第１のＨＦトラップへとガスフローを方向付けるように作動可能な第１のマニホルド；および
   該ガス供給ラインから前記第２のＨＦトラップへとガスフローを方向付けるように作動可能な第２のマニホルド、
   を備える、
   請求項３に記載のシステム。
5. １つ以上のフッ素生成セルをさらに備える、請求項１に記載のシステムであって、該１つ以上のフッ素生成セルは、ガス供給ラインに結合され、そして該１つ以上のフッ素生成セルは、前記ガスフローを提供する、
   システム。
6. さらに、以下：
   前記第１のＨＦトラップおよび前記第２のＨＦトラップに接続されているガス出力ライン；および
   該出力ラインに接続されている出力フィルター、
   を備える、
   請求項１に記載のシステム。
7. さらに、以下：
   前記第１のＨＦトラップおよび前記第２のＨＦトラップと流体連絡した低圧緩衝タンクであって、ここで、該低圧緩衝タンクは、出力フィルターの下流に位置する、低圧緩衝タンク；ならびに
   該低圧緩衝タンクと流体連絡し、かつ該低圧緩衝タンクの下流にあるコンプレッサーであって、ここで該コンプレッサーは、該低圧緩衝タンクからガスを圧縮するように作動可能である、コンプレッサー、
   を備える、
   請求項６に記載のシステム。
8. さらに、以下：
   前記第１のＨＦトラップおよび前記第２のＨＦトラップと流体連絡した低圧緩衝タンク；ならびに
   該低圧緩衝タンクと流体連絡し、かつ該低圧緩衝タンクの下流にあるコンプレッサーであって、ここで該コンプレッサーは、該低圧緩衝タンクからガスを圧縮するように作動可能である、コンプレッサー、
   を備える、
   請求項１に記載のシステム。
9. フッ素ガスを精製するように方法であって、該方法は、以下：
   該第１のＨＦトラップへとフッ素ガスフローを方向付ける工程；
   該第１のＨＦトラップがおよそ飽和であるか否かを決定する工程；ならびに
   フッ素トラップがおよそ飽和であることが決定される場合、
   待機ＨＦトラップへと該フッ素ガスフローを切り換える工程；
   該第１のＨＦトラップを再生する工程；および
   該第１のＨＦトラップを置換する工程
   を包含する、
   方法。
10. 前記待機フッ素トラップに対して待機モードに前記第１のＨＦトラップを配置する工程をさらに包含する、請求項９に記載の方法。
11. 請求項９に記載の方法であって、前記第１のＨＦトラップを再生する工程が、以下：
    該第１のＨＦトラップを加熱する工程；および
    該第１のＨＦトラップを窒素でパージする工程、
    を包含する、
    方法。
12. プロセスガス生成キャビネットであって、該プロセスガス生成キャビネットは、以下：
    プロセスガス発生器を備えるキャビネットハウジングであって、該ハウジングは、以下：
    該プロセスガス発生器へと空気を方向付ける１つ以上の入力ベント；
    通常の出力ポート；および
    緊急出力ポート、を
    さらに、備えるキャビネットハウジング；ならびに
    排気システムであって、該排気システムは、以下：
    排気チャネル；
    該通常の出力ポートおよび該排気チャネルに接続されている通常の操作チャネルであって、該通常の操作チャネルは、通常の操作バルブをさらに備える、通常の操作チャネル；
    該キャビネットハウジングの緊急出力ポートおよび該排気チャネルに接続された、緊急チャネルであって、該緊急チャネルは、さらに以下：
    緊急排気バルブ；および
    吸収剤充填材料を備える、
    緊急チャネル；ならびに
    該通常の作動バルブから上流に位置するフッ素センサーであって、該キャビネットハウジング内のフッ素レベルが予め設定されたレベルを超える場合、該フッ素センサーは該通常の作動バルブを閉鎖し、かつ緊急排気バルブを開口するように作動可能である、
    排気システム、
    を備える、
    プロセスガス生成キャビネット。
13. 前記排気チャネルがハウス排気システムを備える、請求項１２に記載のプロセスガス発生器キャビネット。
14. 前記キャビネットハウジング内のフッ素レベルが予め設定されたレベルを超える場合、前記フッ素センサーがプロセスガス発生器を停止するように作動可能である、請求項１２に記載のプロセスガス発生器キャビネット。
15. 前記吸収剤充填材料が酸化アルミニウムを含む、請求項１２に記載のプロセスガス発生器キャビネット。
16. 前記フッ素ガスセンサーが、通常の作動バルブとインラインで位置する、請求項１２に記載のプロセスガス発生器キャビネット。
17. 前記キャビネットハジングが、前記プロセスガス発生器によって生成されたプロセスガスを貯蔵するように作動可能である負圧貯蔵タンクをさらに備える、請求項１２に記載のプロセスガス発生器キャビネット。
18. ガス分配システムであって、以下：
    プロセスガス発生器；
    該プロセスガス発生器システムに接続されているガス経路指定機構；
    該ガス経路指定機構に接続されている負圧貯蔵タンクであって、該負圧貯蔵タンクは、該プロセスガス発生器によって生成されたプロセスガスを貯蔵するように作動可能である、負圧貯蔵タンク；
    該負圧貯蔵タンクに接続している負圧ライン；
    該負圧ラインに接続されているコンプレッサーであって、該コンプレッサーは、
    該負圧貯蔵タンクからプロセスガスを抜くように；
    陽圧プロセスガスを生成するように該プロセスガスを圧縮するように；そして
    該陽圧プロセスガスを出力するように作動可能である、
    コンプレッサー；ならびに
    該コンプレッサーと流体連絡する陽圧貯蔵タンクであって、該陽圧貯蔵タンクは、該陽圧プロセスガスを貯蔵するように作動可能である、陽圧貯蔵タンク、
    を備える、
    ガス分配システム。
19. 前記陽圧貯蔵タンクが、製造ツールに陽圧プロセスガスを提供するように作動可能である、請求項１８に記載のガス分配システム。
20. 前記プロセスガス発生器、前記ガス経路指定機構および前記負圧貯蔵タンクをさらに備えるキャビネットハウジングをさらに備える、請求項１８に記載のガス分配システム。
21. 前記ガス経路指定機構がマニホルドを備える、請求項１８に記載のガス分配システム。
22. 前記コンプレッサーおよび前記陽圧貯蔵タンクに接続されている陽圧ラインをさらに備える、請求項１８に記載のガス分配システム。
23. ガス分配システムであって、以下：
    プロセスガス発生器；
    該プロセスガス発生器システムに接続されるガス経路指定機構；
    該ガス経路設定機構に接続される負圧貯蔵タンクであって、該負圧貯蔵タンクは、該プロセスガス発生器によって生成されるプロセスガスを貯蔵するように作動可能である、負圧貯蔵タンク；
    該負圧貯蔵タンクに接続される負圧ライン；
    該負圧ラインに接続される複数のコンプレッサーであって、該複数のコンプレッサーの各々は：
    該負圧貯蔵タンクからのプロセスガスを抜くように；
    陽圧プロセスガスを生成するために該プロセスガスを圧縮するように；および
    該陽圧プロセスガスを出力するように；
    作動可能である、複数のコンプレッサー；ならびに
    該複数のコンプレッサーの各々と接続する陽圧貯蔵タンクであって、該各陽圧貯蔵タンクは、該接続されたコンプレッサーと流体連絡しており、ここで、各陽圧貯蔵タンクは、該接続されたコンプレッサーから受容される該陽圧貯蔵プロセスガスを貯蔵するように作動可能である、陽圧貯蔵タンク、
    を備える、ガス分配システム。
24. 請求項２３に記載のガス分配システムであって、ここで、前記各陽圧貯蔵タンクは、接続されるツールに前記陽圧プロセスガスを提供するように作動可能である、ガス分配システム。
25. コンテナカートであって、以下：
    プロセスガス発生セルを貯蔵するように構成される液密外部コンテナであって、該液密外部コンテナは、電解質液体を含み、該液密外部コンテナは、該プロセスガス発生セルおよびの少なくとも全ての該プロセスガス発生セルの内側の該電解質液体を含むようなサイズであり、ここで、該外部コンテナは、該電解質液体に対して負活性である材料を含む、液密外部コンテナ；および
    該液密コンテナの底表面に接続された回転ハードウェア、
    を備える、コンテナカート。
26. 請求項２５に記載のコンテナカートであって、液密シールで、前記液密外部コンテナに接続される取り外し可能蓋をさらに備える、コンテナカート。
27. 請求項２５に記載のコンテナカートであって、前記液密外部コンテナ内に前記プロセスガス発生セルを指示するための１つ以上の支持体をさらに備える、コンテナカート。
28. 請求項２５に記載のコンテナカートであって、前記液密外部コンテナ内で溢れた電解質液体の存在を検出するように作動可能であるレベルセンサーをさらに備える、コンテナカート。
29. 請求項２８に記載のコンテナカートであって、前記レベルセンサーに溢れた電解質液体を通すよう構成された水脚をさらに備える、コンテナカート。
30. 請求項２５に記載のコンテナカートであって、前記液密外部コンテナが、ステンレス鋼から形成される、コンテナカート。
31. 請求項２５に記載のコンテナカートであって、以下：
    液密シールで前記液密外部コンテナに接続される取り外し可能蓋；
    該液密外部コンテナ内に前記プロセスガス発生セルを指示するための１つ以上の支持体；
    該液密外部コンテナ内で溢れた電解質液体の存在を検出するように作動可能である、レベルセンサー；および
    該溢れた電解質液体を該レベルセンサーに通すように構成された水脚、
    をさらに備える、コンテナカート。
32. 半導体またはフラットパネルディスプレイ製造のためのプロセスチャンバーを清掃するための方法であって、該方法は、以下：
    遠隔位置で、供給ガスを清掃ガスに変換する工程であって、ここで、該供給ガスは、該プロセスチャンバーを清掃しない、工程；および
    該清掃ガスを該プロセスチャンバーに送達する工程、
    を包含する、方法。
33. 請求項３２に記載の方法であって、前記清掃ガスを前記プロセスチャンバーに送達する工程の前に、該チャンバーの外側の該清掃ガスを活性化する工程をさらに包含する、方法。
34. 請求項３３に記載の方法であって、前記活性化する方法は、遠隔プラズマ源、熱源、および電源からなる群から選択される手段によって実施される、方法。
35. 請求項３４に記載の方法であって、前記遠隔プラズマ源は、マイクロ波エネルギー源および高周波エネルギー源からなる群から選択される、方法。
36. 前記供給ガスがＨＦである、請求項３２に記載の方法。
37. 前記清掃ガスがＦ_２である、請求項３２に記載の方法。
38. 前記変換が電解質によってなされる、請求項３７に記載の方法。
39. 請求項３２に記載の方法であって、得られたガス混合物をトラップに移動させる工程をさらに包含し、そして前記清掃ガスは、ガス状形態のままである、方法。
40. 請求項３９に記載の方法であって、前記プロセスチャンバに前記清掃ガスを送達する工程の前に、該清掃ガスを貯蔵ユニットにポンピングする工程をさらに包含する、方法。
41. 請求項４０に記載の方法であって、前記清掃ガスを貯蔵ユニットにポンピングする工程の後、以下：
    前記チャンバーに該清掃ガスを送達する前に該チャンバーの外側の該清掃ガスを活性化する工程、
    をさらに包含する、方法。
42. 請求項４１に記載の方法であって、前記活性化する工程は、遠隔プラズマ減、熱源および電源からなる群から選択される手段によって実施される、方法。
43. 請求項４２に記載の方法であって、前記遠隔プラズマ源は、マイクロ波エネルギー源および高周波エネルギー源からなる群から選択される、方法。
44. 前記供給ガスがＨＦである、請求項３９に記載の方法。
45. 前記清掃ガスがＦ_２である、請求項４４に記載の方法。
46. 前記変換が電解質によってなされる、請求項４５に記載の方法。
47. フッ素含有化合物を生成および使用するための方法であって、該方法は、以下：
    第一のリアクター中でフッ素含有反応物を反応させて、第一のフッ素含有化合物を形成する工程；および
    第二のリアクターに該第一のフッ素含有化合物を流す工程であって、ここで、該第一のリアクターおよび該第二のリアクターが、製造設備内に位置する、工程、
    を包含する、方法。
48. 請求項４７に記載の方法であって、ここで：
    前記フッ素含有反応物が、ＨＦを含み；そして
    前記第一のフッ素含有化合物が、分子フッ素を含む、方法。
49. 請求項４７に記載の方法であって、ここで：
    前記第一のリアクターが、電解セルを備え；そして
    方法ツールが、前記第二のリアクターを備える、方法。
50. 前記第二のリアクターが、エッチチャンバを備える、請求項４７に記載の方法。
51. 前記第二のリアクターが、蒸着チャンバを備える、請求項４７に記載の方法。
52. 前記第二のリアクターが、流す工程の間に前記第一のリアクターに接続される唯一のプロセスツールである、請求項４７に記載の方法。
53. 前記第二のリアクターが、前記第一のリアクターに接続された複数のプロセスツールのうちの１つである、請求項４７に記載の方法。
54. 請求項４７に記載の方法であって、該方法は、前記第一のフッ素含有化合物からフッ素含有プラズマを発生させる工程をさらに包含し、ここで；
    前記第二のリアクターが、プラズマ発生器を備え；そして
    該方法が、プロセスチャンバに該フッ素含有プラズマを流す工程をさらに包含する、方法。
55. 請求項５４に記載の方法であって、ここで；
    前記分子フッ素が、二価フッ素を含み；
    前記フッ素含有プラズマが、中性フッ素ラジカルを含み；そして
    前記プロセスチャンバが蒸着チャンバを含む、方法。
56. 請求項４７に記載の方法であって、該方法は、前記第一のフッ素含有化合物からフッ素含有プラズマを発生させる工程をさらに包含し、ここで；
    プロセスツールが、前記第二のリアクターを備え；そして
    発生させる工程が、該第二のリアクター中で実施される、方法。
57. 流す工程が、基板が前記第二のリアクターのチャンバ内に位置する状態で実施される、請求項４７に記載の方法。
58. 前記第一のリアクターおよび前記第二のリアクターが互いに約２００メートルの範囲内に位置する、請求項４７に記載の方法。
59. 前記第一のリアクターおよび前記第二のリアクターが互いに約５０メートルの範囲内に位置する、請求項４７に記載の方法。
60. 前記第一のリアクターが、プロセスベイについての複数のプロセスツールに接続されている、請求項４７に記載の方法。
61. 請求項４７に記載の方法であって、ここで、前記第一のリアクターが、プロセスベイについての複数のプロセスツールに接続されており、該プロセスベイが、ユーティリティベイの対向する側に位置する、方法。
62. 前記第二のリアクター中にミクロ電子デバイス基板を配置する工程をさらに包含する、請求項４７に記載の方法。
63. 前記フッ素含有化合物が、二価フッ素である、請求項４７に記載の方法。
64. 第一のプロセスツールを使用するための方法であって、該方法は、以下の工程：
    該第一のプロセスツールのチャンバ内に第一の基板を配置する工程；
    リアクター中でフッ素含有反応物を反応させて、分子フッ素を形成する工程；
    該分子フッ素からフッ素含有プラズマを発生させる工程であって、ここで、発生させる工程が、該チャンバの外側に配置されたプラズマ発生器の中で実施される工程；および
    該基板が該チャンバ内にある状態で該チャンバに該第一のフッ素含有プラズマを流す工程、
    を包含し、ここで、反応させる工程および流す工程が、少なくとも１ポイントの時間の間、同時に実施される、方法。
65. 前記フッ素含有反応物が、ＨＦを含む、請求項６４に記載の方法。
66. 前記リアクターが、電解セルを備える、請求項６４に記載の方法。
67. 流す工程が、前記チャンバに第二のフッ素含有ガスを流す工程を包含する、請求項６４に記載の方法。
68. 前記第一のプロセスツールが、プロセスベイについての複数のプロセスツールのうちの１つであり、かつ前記リアクターに接続される唯一のプロセスツールである、請求項６４に記載の方法。
69. 請求項６４に記載の方法であって、ここで、前記第一のリアクターが、プロセスベイについての複数のプロセスツールに接続されており、該プロセスベイが、ユーティリティーベイの対向する側に位置する、方法。
70. 前記第一のリアクターが、プロセスベイについての複数のプロセスツールに接続されている、請求項６４に記載の方法。
71. 流す工程の後に、前記第一のフッ素含有ガスをリサイクルする工程をさらに包含する、請求項６４に記載の方法。
72. 前記分子フッ素が、二価フッ素である、請求項６４に記載の方法。
73. チャンバを使用するための方法であって、該方法は、以下：
    チャンバに分子フッ素を流す工程；および
    分子フッ素を用いてフッ素含有プラズマを発生させる工程であって、ここで、該フッ素含有プラズマを発生させる工程が、該チャンバ内で実施される、工程、
    を包含する、方法。
74. リアクター中でフッ素含有反応物を反応させて分子フッ素を形成する工程をさらに包含する、請求項７３に記載の方法。
75. 前記フッ素含有反応物が、ＨＦを含む、請求項７４に記載の方法。
76. 前記リアクターが、電解セルを備える、請求項７４に記載の方法。
77. 請求項７４に記載の方法であって、ここで：
    第一のプロセスツールが前記チャンバを備え；そして
    該第一のプロセスツールが、プロセスベイについての複数のプロセスツールのうちの１つであり、かつ前記リアクターに接続された唯一のプロセスツールである、方法。
78. 請求項７４に記載の方法であって、ここで：
    第一のプロセスツールが前記チャンバを備え；そして
    前記第一のリアクターが、プロセスベイについての複数のプロセスツールに結合されており、かつ該リアクターに接続された唯一のプロセスツールであり、該プロセスベイが、ユーティリティーベイの対向する側に位置する、方法。
79. 流す工程が前記チャンバに第二のガスを流す工程を含む、請求項７３に記載の方法。
80. 請求項７３に記載の方法であって、該方法は、以下：
    前記チャンバ内に基板を配置する工程；
    該基板上にフィルムを蒸着する工程；および
    該フィルムを蒸着する工程の後、かつ流す工程の前に該チャンバから該基板を取り出す工程、
    をさらに包含する、方法。
81. 請求項７３に記載の方法であって、該方法は、以下：
    第一の複数の基板上に物質を蒸着する工程；および
    第二の複数の基板上に該物質を蒸着する工程、
    をさらに包含し、ここで：
    流す工程および発生させる工程が、第一の複数の基板上に物質を蒸着する工程の後、かつ第二の複数の基板上に該物質を蒸着する工程の前に実施され；そして
    流す工程および発生させる工程が、第一の複数の基板の中の各々の基板の間にも第二の複数の基板の中の各々の基板の間にも実施されない、方法。
82. 前記分子フッ素が、二価フッ素である、請求項７３に記載の方法。

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