JP5964914B2 - 可変定位置ディスペンスシステムのためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
本出願は、35U.S.C.§119(e)のもとで、2004年11月23日付出願の、Laverdiereらによる「System and method for a Variable Home Position Dispense System」という名称の米国特許仮出願第60/630,384号の利益、およびそれに対する優先権を主張し、それは本明細書中に参考として完全に援用される。
(技術分野)
本発明の実施形態は、一般的にポンピングシステムに関し、さらに詳細には、ディスペンスポンプに関する。またさらに詳細には、本発明の実施形態は、ディスペンスポンプに対する停滞容積を減らすためのシステムおよび方法を提供する。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
ディスペンスポンプと、該ディスペンスポンプに結合されたポンプコントローラとを備えたポンピングシステムであって、
該ディスペンスポンプは、最大有効容積を有し、該ディスペンスポンプは、ディスペンスチャンバ内で移動可能なディスペンスダイアフラムをさらに備え、
該ポンプコントローラは、該ディスペンスポンプを制御して、該ディスペンスチャンバ内の該ディスペンスダイアフラムを、ディスペンスポンプ定位置に達するよう動かすことにより、該ディスペンスポンプを部分的に満たすように動作可能であり、該ディスペンスポンプ定位置に対応する有効容積は、該ディスペンスポンプの最大有効容積より少なく、かつ、ディスペンスサイクルにおける該ディスペンスポンプの最大有効容積であり、該ディスペンスポンプ定位置は、該ディ スペンス動作のための1つ以上のパラメータに基づいて選択され、
該ポンプコントローラは、該ディスペンスポンプを制御して、プロセス流体を該ディスペンスポンプからディスペンスするように動作可能である、ポンピングシステムシステム。
(項目2)
前記ディスペンスポンプの下流にあるフィルタと、
該ディスペンスポンプの上流にある入口バルブと、
該フィルタの下流にあるパージバルブと、
該フィルタの下流にある出口バルブと
をさらに備える、項目1に記載のシステム。
(項目3)
供給ポンプの下流で、かつ前記ディスペンスポンプの上流にあるフィルタと、
該供給ポンプの上流にある入口バルブと、
該供給ポンプと該フィルタの間にある分離バルブと、
該フィルタと該ディスペンスポンプとの間にある障壁バルブと、
該ディスペンスポンプの下流にあるパージバルブと、
該ディスペンスポンプの下流にある出口バルブと
をさらに備える、項目1に記載のシステム。
(項目4)
前記コントローラは、さらに前記ディスペンスポンプを制御して、流体のパージ体積をパージするように動作可能であり、前記ディスペンスポンプの定位置に対応する前記有効容積は、少なくともディスペンス体積に該パージ体積を加えたものである、項目1に記載のシステム。
(項目5)
前記ディスペンスポンプは、さらにディスペンスダイアフラムを動かすディスペンスモータを備え、前記コントローラは、
該ディスペンスモータを制御して、該ディスペンスポンプを部分的に満たす前に、該ディスペンスダイアフラムをハードストップまで動かし、
該ディスペンスモータを制御して、ステッパモータを対応するステップ数だけ逆回転させることによって、該ディスペンスダイアフラムを、該ハードストップの位置から該ディスペンスポンプの定位置に動かす
ようにさらに動作可能である、項目1に記載のシステム。
(項目6)
前記ディスペンスポンプは、
前記ディスペンスダイアフラムを動かすディスペンスモータと、
該ディスペンスモータの位置を示す位置センサと
をさらに備える、項目1に記載のシステム。
(項目7)
前記位置センサは、線形エンコーダである、項目6に記載のシステム。
(項目8)
前記位置センサは、回転エンコーダである、項目6に記載のシステム。
(項目9)
前記コントローラは、前記ディスペンスモータを制御して、前記ディスペンスダイアフラムを第1の位置から前記ディスペンスポンプの定位置に動かすように、さらに動作可能である、項目6に記載のシステム。
(項目10)
前記コントローラは、さらに、前記位置センサからのフィードバックに基づいて、前記ディスペンスダイアフラムを定位置で停止させるように動作可能である、項目9に記載のシステム。
(項目11)
供給チャンバ内を移動可能な供給ダイアフラムを含む供給ポンプを備え、
前記ポンプコントローラは、該供給ポンプに接続されており、該供給ポンプを制御して、前記プロセス流体に圧力を加えることにより、該プロセス流体を前記ディスペンスポンプに供給するように動作可能である、項目1に記載のシステム。
(項目12)
前記コントローラは、さらに、前記供給ポンプを制御して、前記供給ダイアフラムを供給ポンプ定位置に動かすことにより、該供給ポンプを部分的に満たすように動作可能である、項目11に記載のシステム。
(項目13)
前記コントローラは、さらに、前記供給ポンプを制御して、流体の排出体積を排出するように動作可能である、項目12に記載のシステム。
(項目14)
前記供給ダイアフラムが前記供給ポンプ定位置にあるときの前記供給ポンプの有効容積は、ディスペンス体積と排出体積とパージ体積とに少なくとも等しい、項目13に記載のシステム。
(項目15)
前記ディスペンスポンプ定位置に対応する前記ディスペンスポンプの有効容積は、ユーザー特定の体積と少なくとも等しい、項目1に記載のシステム。
(項目16)
前記コントローラは、
ユーザー特定の体積を受信し、
該ユーザー特定の体積に誤差体積を加えて、前記ディスペンスポンプ定位置に対応する前記ディスペンスポンプの有効容積を決定するように、
さらに動作可能である、項目15に記載のシステム。
(項目17)
供給チャンバ内で移動可能な供給ダイアフラムを含む供給ポンプをさらに備え、
前記ポンプコントローラは、該供給ポンプに接続されており、
該供給ポンプを制御して、プロセス流体に圧力を加えることにより、前記ディスペンスポンプに前記プロセス流体を提供し、
該供給ポンプに対するユーザー特定の体積を受信し、
該ユーザー特定の体積に誤差体積を加えて、前記供給ポンプ定位置に対応する供給ポンプの有効容積を決定する、
ように動作可能である、項目1に記載のシステム。
(項目18)
前記ディスペンスポンプ定位置は、前記ディスペンスダイアフラムの効果的領域を利用するために選択される、項目1に記載のシステム。
(項目19)
ポンプシステムにおけるプロセス流体の停滞容積を減らす方法であって、該方法は、
ディスペンスポンプにプロセス流体を提供することと、
ディスペンス動作のための1つ以上のパラメータに基づいて、該ディスペンスポンプに対するディスペンスポンプ定位置を選択することと、
ディスペンスサイクルに対してディスペンスポンプ定位置までディスペンスポンプを部分的に満たすことであって、該ディスペンスポンプは、該ディスペンス ポンプの最大有効容積より少なく、かつ、ディスペンスサイクルに対する該ディスペンスポンプの最大有効容積である有効容積を有する、ことと、
該ディスペンスポンプからウェーハにプロセス流体をディスペンスすることであって、プロセス流体のディスペンス体積は、該ディスペンス体積の少なくとも 一部が該ウェーハにディスペンスされて該ディスペンスポンプからディスペンスされ、該ディスペンスポンプの該ディスペンスポンプ定位置に対応する有効容積は、少なくとも該ディスペンス体積である、ことと
を包含する、方法。
(項目20)
前記ディスペンスポンプからパージ体積の流体をパージすることをさらに含む、項目19に記載の方法。
(項目21)
前記ディスペンスポンプ定位置に対応する前記ディスペンスポンプの有効容積は、少なくとも前記パージ体積を加えた前記ディスペンス体積である、項目20に記載の方法。
(項目22)
パージすることは、ディスペンスの前のディスペンスサイクルで生ずる、項目21に記載の方法。
(項目23)
パージすることは、ディスペンスの後のディスペンスサイクルで生ずる、項目19に記載の方法。
(項目24)
供給ポンプを供給ポンプ定位置まで部分的に満たすことをさらに含み、該供給ポンプは、該供給ポンプの最大有効容積より少なく、かつ前記ディスペンスサイ クルの間の、該供給ポンプの最大有効容積である、前記供給ポンプ定位置に対応する有効容積を有し、該供給ポンプ定位置に対応する有効容積は、少なくとも前記ディスペンス体積である、項目19に記載の方法。
(項目25)
排出体積のプロセス流体を排出することをさらに含み、前記供給ポンプ定位置に対応する有効容積は、少なくとも該排出体積に前記ディスペンス体積を加えたものである、項目24に記載の方法。
(項目26)
前記ディスペンスポンプからパージ体積のプロセス流体をパージすることをさらに含み、前記供給ポンプ定位置に対応する有効容積は、少なくとも前記排出体積に前記ディスペンス体積を加え、パージ体積を加えたものである、項目25に記載の方法。
(項目27)
前記ディスペンスポンプにて、サックバック体積のプロセス流体をサックバックすることをさらに含み、前記供給ポンプ定位置に対応する、前記供給ポンプの 有効容積は、少なくとも、前記排出体積に前記ディスペンス体積を加え、前記パージ体積を加え、サックバック体積を引いたものである、項目26に記載の方法。
(項目28)
前記ディスペンスダイアフラムの効果的範囲に基づいて前記ディスペンスポンプ定位置を選択することをさらに含む、項目19に記載の方法。
(項目29)
コンピュータ可読媒体に格納された一組のコンピュータ命令を包含するコンピュータプログラム製品であって、該コンピュータ命令は、
ディスペンス動作のために1つ以上のパラメータを受信することと、
該1つ以上のパラメータに基づいてディスペンスポンプのディスペンスポンプ定位置を選択することと、
ディスペンスポンプに命令して、ディスペンスダイアフラムを、該ディスペンスポンプ定位置に達するよう動かすことにより、プロセス流体で該ディスペンス ポンプを部分的に満たすことであって、該ディスペンスポンプ定位置に対応する有効容積は、該ディスペンスポンプの最大有効容積より少なく、かつ、ディスペンスサイクルにおける、該ディスペンスポンプの最大有効容積である、ことと、
該ディスペンスポンプに命令して、該ディスペンスポンプから該プロセス流体をディスペンスすることと
をプロセッサによって実行可能な命令を包含する、コンピュータプログラム製品。
(項目30)
前記一組のコンピュータ命令は、さらに、前記ディスペンスポンプに命令してパージ体積の流体をパージさせるように実行可能な命令を含み、前記ディスペン スポンプ定位置に対応する該ディスペンスポンプの有効容積は、少なくともディスペンス体積に該パージ体積を加えたものである、項目29に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目31)
前記一組のコンピュータ命令は、さらに、
前記ディスペンスポンプに命令して、前記ディスペンスポンプを部分的に満たす前に、前記ディスペンスダイアフラムをハードストップまで動かし、
該ディスペンスポンプに命令して、ステッパモータを対応するステップ数だけ逆回転させることによって、該ディスペンスダイアフラムを該ハードストップ位置から該ディスペンスポンプ定位置まで動かす、
ように実行可能な命令をさらに包含する、項目29に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目32)
前記一組のコンピュータ命令は、前記ディスペンスモータを制御して前記ディスペンスダイアフラムを第1の位置から該ディスペンスダイアフラムの定位置まで動かすように実行可能な命令をさらに包含する、項目29に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目33)
前記一組のコンピュータ命令は、さらに、
前記ディスペンスポンプにて位置センサからフィードバックを受信し、
該位置センサからの該フィードバックに基づいて該ディスペンスダイアフラムを該定位置で停止する、
ように実行可能な命令をさらに包含する、項目32に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目34)
前記一組のコンピュータ命令は、さらに、
供給ポンプに命令してプロセス流体に圧力を加えることにより、前記ディスペンスポンプに前記プロセス流体を提供し、
該供給ポンプに命令して供給ダイアフラムを供給段階定位置に動かすことにより、該供給ポンプを部分的に満たす、
ように実行可能な命令をさらに包含する、項目29に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目35)
前記一組のコンピュータ命令は、さらに、前記供給ポンプに命令して、排出体積の流体を排出させるように実行可能なコンピュータ命令を含む、項目34に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目36)
前記供給ダイアフラムが前記供給段階定位置であるときの前記供給ポンプの有効容積は、少なくとも前記ディスペンス体積に前記排出体積を加えて前記パージ体積を加えたものに等しい、項目35に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目37)
前記ディスペンスダイアフラムが前記ディスペンスポンプ定位置にあるときの前記ディスペンスポンプの有効容積は、少なくともユーザー特定のディスペンスポンプ体積に等しい、項目29に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目38)
前記ディスペンス動作のための前記1つ以上のパラメータは、ユーザー特定のディスペンスポンプ体積を含み、前記一組のコンピュータ命令は、さらに、誤差 体積を該ユーザー特定のディスペンスポンプ体積に加えて、前記ディスペンスダイアフラム定位置に対応する有効容積を決定するように実行可能な命令を含む、項目37に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目39)
前記供給ポンプが前記供給ポンプ定位置にあるときの該供給ポンプの有効容積は、少なくともユーザー特定の供給ポンプ体積に等しい、項目29に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目40)
前記ディスペンス動作のための前記1つ以上のパラメータは、前記ユーザー特定の供給ポンプ体積を含み、前記一組のコンピュータ命令は、さらに、該ユー ザー特定の供給ポンプ体積に誤差体積を加えて、前記ディスペンスダイアフラム定位置に対応する有効容積を決定するように実行可能な命令を包含する、項目38に記載のコンピュータプログラム製品。
(項目41)
前記一組のコンピュータ命令は、さらに、前記ディスペンスポンプ定位置を選択して、前記ディスペンスダイアフラムの効果的範囲を利用するように実行可能な命令を包含する、項目29に記載のコンピュータプログラム製品。
VDMax=VD+VP+e1 [方程式1]
VDMax=ディスペンスポンプに要求される最大体積
VD=ディスペンスセグメントの間にディスペンスされた体積
VP=パージセグメントの間にパージされた体積
e1=ディスペンスポンプに加えられる誤差体積
供給ポンプ150に要求される最大体積は:
VFMax=VD+VP+VV−Vsuckback+e2 [方程式2]
VFMax=ディスペンスポンプに要求される最大体積
VD=ディスペンスセグメントの間にディスペンスされる体積
VP=パージセグメントの間にパージされる体積
VV=排出セグメントの間に排出される体積
Vsuckback=サックバックの間に取り戻される体積
e2=供給ポンプに加えられる誤差体積
誤差体積は、なにも加えられないと仮定し、上記の例を用いると、VDmax=4+1=5mLであり、VFMax=4+1+.5−1=4.5mLである。ディスペンスポンプ180が、サックバックの間、流体を取り戻さない場合、Vsuckback項は0に設定され得るか落とされ得る。e1およびe2はゼロ、予め定義された体積(例えば、1mL)、計算された体積、または他の誤差要因であり得る。e1およびe2は同一の値、または異なる値(前の例においてはゼロと仮定された)を有し得る。
VD=VDPre+VDMain
[方程式3]
VDPre=プレディスペンスにおけるディスペンスの量
VDMain=メインディスペンスの量
結果的に、ディスペンスダイアフラムの定位置は、4.5mL(3+1+5)の体積に対して設定され得、供給ポンプの定位置は、4.75mL(3+1+.5+.25)と設定され得る。これらの定位置により、ディスペンスポンプ180および供給ポンプ150は、レシピ1またはレシピ2に対して充分な容積を有し得る。
CHomeD=CfullstrokeD−(CP+CD+Ce1) [方程式3]
Ce1は、誤差体積に対応するカウント数である。
CHomeF=CfullstrokeF−(CP+CD−CS+Ce2) [方程式4]
Ce2は、誤差体積に対応するカウント数である。
VDMax=VDispense+VPurge−VSuckback+e1 [方程式5]
ディスペンスポンプ502がステッパモータを利用する場合、特定のカウント数は、VDMaxの置換という結果になり得る。ハードストップの位置(例えば0カウント)からVDMaxに対応するカウント数までモータを戻すことによって、ディスペンスポンプは、VDMaxの有効容積を有し得る。
VFMax=5.5+1+.5−.5+.5
この例において、VFMaxは7ccである。供給ポンプ501がステッパモータを用いる場合、ステッパモータは、再補給セグメントにおいて、7ccに対応するカウント数までハードストップの位置から戻され得る。この例において、供給ポンプ501は、最大20ccのうちの7ccを利用し、ディスペンスポンプ502は、最大20ccのうちの6ccを利用し、その結果として、27ccの停滞容積を省いた。
15 流体源
20 ポンプコントローラ
25 ウェーハ
27 コンピュータ可読媒体
35 プロセッサ
40 通信リンク
100 多段ポンプ
105 供給段階部分
110 ディスペンス段階部分
112 圧力センサ
120 フィルタ
125 入口バルブ
130 分離バルブ
135 障壁バルブ
140 パージバルブ
145 排出バルブ
147 出口バルブ
150 供給段階ポンプ
155 ディスペンスチャンバ
160 供給段階ダイアフラム
165 ピストン
170 導入スクリュー
175 供給モータ
180 ディスペンス段階ポンプ
185 ディスペンスチャンバ
190 ディスペンス段階ダイアフラム
192 ピストン
195 導入スクリュー
200 ディスペンスモータ
203 位置センサ
500 多段ポンプ
501 供給段階ポンプ
502 ディスペンス段階ポンプ
504 フィルタ
506 入口バルブ
508 出口バルブ
600 ユーザーインターフェース
602 フィールド
800 単段ポンプ
802 ディスペンスポンプ
804 ディスペンスノズル
820 フィルタ
825 入口バルブ
840 パージバルブ
847 出口バルブ
855 ディスペンスチャンバ
860 ディスペンス段階ダイアフラム
865 ピストン
870 導入スクリュー
875 ディスペンスモータ
880 位置センサ
Claims (20)
- ポンピングシステムであって、
ディスペンスポンプを備え、このディスペンスポンプは、
ディスペンスチャンバと、
このディスペンスチャンバ内で複数の位置へと移動可能なディスペンスダイアフラムと、を備え、
前記複数の位置は、
前記ディスペンスポンプ内のプロセス流体のためのゼロ有効容積に対応するディスペンスポンプハードストップ位置と、
ディスペンスサイクルにおける前記ディスペンスポンプ内のプロセス流体のための有効容積を規定するディスペンスポンプ定位置と、を含み、
前記ディスペンスポンプは最大有効容積を有し、かつ、前記有効容積は前記最大有効容積未満である、ことを特徴とするポンピングシステム。 - 前記ディスペンス位置は、ディスペンス動作のための1つ以上のパラメータに基づいてコントローラによって決定されることを特徴とする請求項1に記載のポンピングシステム。
- 前記ディスペンス位置は、前記ポンピングシステムによって実施可能な一組のプロセスに従って可変であることを特徴とする請求項1に記載のポンピングシステム。
- 前記複数の位置は、前記ポンピングシステムによって実施可能な第2のプロセスのための第2の有効容積に対応する第2のディスペンス位置を含むことを特徴とする請求項1に記載のポンピングシステム。
- 前記ポンピングシステムの動作の第1のステージにおいて供給ポンプをさらに備え、前記ディスペンスポンプは前記供給ポンプの下流にあり、かつ、前記ディスペンスポンプは前記ポンピングシステムの動作の第2のステージにおいて動作することを特徴とする請求項1に記載のポンピングシステム。
- ディスペンスチャンバと、このディスペンスチャンバ内で複数の位置へと移動可能なディスペンスダイアフラムと、を有するディスペンスポンプを備えたポンピングシステムであって、前記複数の位置は、前記ディスペンスポンプ内のプロセス流体のためのゼロ有効容積に対応するハードストップ位置を含むポンピングシステムにおいて、
ディスペンスサイクルを有するプロセスのための有効容積を規定するディスペンス位置へと前記ディスペンスダイアフラムを移動させることを備え、前記ディスペンスポンプは最大有効容積を有し、かつ、前記有効容積は前記最大有効容積未満であることを特徴とする方法。 - 前記ディスペンス位置は、ディスペンス動作のための1つ以上のパラメータに基づいてコントローラによって決定されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記ディスペンス位置は、前記ポンピングシステムによって実施可能な一組のプロセスに従って可変であることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記ポンピングシステムによって実施可能な第2のプロセスのための第2の有効容積を規定する第2のディスペンス位置まで前記ディスペンスダイアフラムを移動させることをさらに備えることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記ポンピングシステムはさらに前記ポンピングシステムの動作の第1のステージにおいて供給ポンプを備え、前記ディスペンスポンプは前記供給ポンプの下流にあり、かつ、前記ディスペンスポンプは前記ポンピングシステムの動作の第2のステージにおいて動作することを特徴とする請求項6に記載の方法。
- ポンピングシステムであって、
チャンバおよびダイアフラムを有するポンプを備え、前記チャンバは流体容量を有し、前記ダイアフラムはディスペンス動作に作用する一組の要因に基づいて前記チャンバ内で位置決め可能であり、前記一組の要因はディスペンス体積およびホールドアップ容積を含み、
前記ポンピングシステムからの流体をディスペンスするのに先立って、前記ダイアフラムは前記チャンバ内で定位置へと移動させられ、
前記定位置は、ディスペンスサイクルのために前記チャンバ内で最大容積を規定し、
前記ディスペンスサイクルのための前記チャンバ内の前記最大容積は、前記ディスペンス体積および前記ホールドアップ容積を含み、かつ、
前記ディスペンスサイクルのための前記チャンバ内の最大容積は前記チャンバの流体容量未満である、ことを特徴とするポンピングシステム。 - ポンプコントローラをさらに備え、前記ポンプは、前記チャンバ内の前記ダイアフラムを前記定位置へと移動させるように前記ポンプコントローラによって制御されることを特徴とする請求項11に記載のポンピングシステム。
- 前記ダイアフラムは、前記ディスペンスサイクルの濾過セグメントの完了後、前記チャンバ内で前記定位置へと移動させられることを特徴とする請求項11に記載のポンピングシステム。
- 前記ポンプは、ディスペンスポンプへと流体を供給する供給ポンプであることを特徴とする請求項11に記載のポンピングシステム。
- 前記ポンプは、供給ポンプの下流のディスペンスポンプであり、かつ、前記供給ポンプからの流体を受け取ることを特徴とする請求項11に記載のポンピングシステム。
- 前記ホールドアップ容積はユーザーによって選択されることを特徴とする請求項11に記載のポンピングシステム。
- 前記ユーザー選択ホールドアップ容積は、前記ポンプの有効レンジ外にある前記ポンプの容積に対応し、前記ポンプの前記有効レンジは、前記ダイアフラムが低応力しか受けない前記ポンプの線形領域を規定することを特徴とする請求項16に記載のポンピングシステム。
- 前記ディスペンス動作に作用する前記一組の要因は、誤差体積、ディスペンスレート、ディスペンス時間、パージ体積、サックバック体積、排出体積、プレディスペンスレート、プレディスペンス体積、前記ポンプの有効レンジ、あるいはユーザー特定体積の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項11に記載のポンピングシステム。
- モータをさらに備え、かつ、前記ダイアフラムは、前記モータによって前記チャンバ内で前記定位置へと駆動されることを特徴とする請求項11に記載のポンピングシステム。
- 位置センサをさらに備え、前記モータは、前記位置センサからの実時間フィードバックを用いて制御されることを特徴とする請求項19に記載のポンピングシステム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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