KR101297004B1

KR101297004B1 - 비어 있음 검출 능력을 갖는 라이너 기반의 액체 저장 및 분배 시스템

Info

Publication number: KR101297004B1
Application number: KR1020117010320A
Authority: KR
Inventors: 미나 호비넨; 존 알 킨저리; 글렌 엠 톰; 케빈 티 오도허티; 키르크 미켈슨; 도날드 디 웨어; 부스키르크 피터 씨 반
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤; 어드밴스드 테크놀러지 머티리얼즈, 인코포레이티드
Priority date: 2005-04-25
Filing date: 2006-04-25
Publication date: 2013-08-14
Also published as: CN101208256A; US20090314798A1; EP1879829A2; WO2006116572A3; EP1879829A4; US8322571B2; KR20130099236A; JP2015157286A; KR20110073551A; TW200704581A; KR20080009137A; US9073028B2; TWI409213B; WO2006116572A2; KR20130051493A; CN102423665A; KR101312237B1; JP2015163401A; CN102423665B; JP6138850B2

Abstract

본 발명에는 분배 작업 중에 수납된 액체가 고갈되거나 고갈에 근접할 때 비어 있음 또는 거의 비어 있음 상태의 검출에 대한 능력을 가지며, 예를 들면 마이크로 전자 디바이스 제품의 제조에 사용되는 고순도 액체 반응제 및 화학 기계적 연마 조성물과 같은 화학 반응제 및 조성물의 저장 및 분배를 위한 유체 공급 시스템이 개시된다. 공급 패키지와 서보 유압식 분배기 펌프 중간에 분배된 재료를 모니터링하거나, 또는 분배 재료를 이용하는 분배기로부터 하류측 도구로 재료를 유동시키도록 주기적 스케쥴로 보충되고 있는 분배기에서의 분배기 챔버 보충 시간을 모니터링하는 압력 변환기를 포함하는 비어 있음 검출 장치를 이용하는 유체 전달 시스템이 기술되어 있다.

Description

비어 있음 검출 능력을 갖는 라이너 기반의 액체 저장 및 분배 시스템{LINER-BASED LIQUID STORAGE AND DISPENSING SYSTEMS WITH EMPTY DETECTION CAPABILITY}

관련 출원의 상호 참조

이 출원은 글렌 엠. 톰(Glenn M. Tom), 존 킨저리(John Kingery), 케빈 오도허티(Kevin O'Dougherty), 커크 미켈슨(Kirk Mikkelsen) 및 미쉘 알버그(Michelle Alberg)의 명의로 2005년 4월 25일 출원된 발명의 명칭이 "압력 분배를 위해 구성된 제로 헤드 스페이스/최소 헤드 스페이스 라이너 기반 액체 저장 및 분배 시스템(ZERO HEAD SPACE/MINIMAL HEAD SPACE LINER-BASED LIQUID STORAGE AND DISPENSING SYSTEMS ADAPTED FOR PRESSURE DISPENSING)"인 미국 가특허 출원 제60/674,578호와, 글렌 엠. 톰 등의 명의로 2006년 1월 24일 출원된 발명의 명칭이 "재료 저장 및 분배 패키지 및 방법(MATERIAL STORAGE AND DISPENSING PACKAGES AND METHODS)"인 미국 가특허 출원 제60/761,608호와, 뿐만 아니라 미나 호비넨(Minna Hovinen), 존 킨저리, 글렌 엠. 톰, 케빈 오도허티, 커크 미켈슨, 도날드 웨어(Donald Ware) 및 피터 반 버스커크(Peter Van Buskirk)의 명의로 2005년 4월 25일 출원된 발명의 명칭이 "비어 있음 검출 능력을 갖는 라이너 기반 액체 저장 및 분배 시스템(LINER-BASED LIQUID STORAGE AND DISPENSING SYSTEMS WITH EMPTY DETECTION CAPABILITY)"인 미국 가특허 출원 제60/674,579호와, 웨이화 왕(Weihua Wang), 데이비드 버나드(David Bernhard), 토마스 에이치. 바움(Thomas H. Baum), 그렉 밀나(Greg Mlynar) 및 미나 호비넨의 명의로 2005년 4월 25일 출원된 발명의 명칭이 "화학 반응제 및 조성물의 저장 및 분배를 위한 장치 및 프로세스(APPARATUS AND PROCESS FOR STORAGE AND DISPENSING OF CHEMICAL REAGENTS AND COMPOSITIONS)"인 미국 가특허 출원 제60/674,577호에 관련된다. 이러한 모든 가특허 출원의 개시 내용은 그대로 본 명세서에 참조로서 인용되어 있다.

본 발명은 분배 작업 동안 수납된 액체가 고갈되거나 고갈에 근접할 때 비어 있음 검출을 위한 능력을 갖는, 예를 들면 마이크로 전자 디바이스 제품의 제조에 사용되는 고순도 액체 반응제 및 화학 기계적 연마 조성물과 같은 화학 반응제 및 조성물의 저장 및 분배를 위한 라이너 기반 액체 수납 시스템에 관한 것이다.

다수의 산업 용례에서, 화학 반응제 및 조성물은 고순도 상태로 공급되도록 요구되고, 공급된 재료가 패키지 충전, 저장, 운송 및 최종 분배 작업에 걸쳐서 순수하고 적합한 형태로 유지되는 것을 보장하도록 특정화된 패키징이 개발되어 왔다.

마이크로 전자 디바이스 제조의 분야에서, 적합한 패키징에 대한 요구가 광범위한 액체 및 액체 함유 조성물에 대하여 특히 강요되고 있는데, 이는 패키징된 재료 내의 임의의 오염물 및/또는 패키지 내의 수납 재료로의 환경 오염물의 임의의 침입이 이러한 액체 또는 액체 함유 조성물로 제조된 마이크로 전자 디바이스 제품에 악영향을 미쳐, 마이크로 전자 디바이스 제품에 결함 또는 심지어는 이들의 의도된 사용에 대한 무용성(useless)을 제공할 수 있기 때문이다.

이들 고려의 결과로서, 다수의 유형의 고순도 패키징이 포토레지스트, 에칭제, 화학 기상 증착 반응제, 용제, 웨이퍼 및 도구 세척 제제(formulation), 화학 기계적 연마 조성물 등과 같은 마이크로 전자 디바이스 제조에서 사용되는 액체 및 액체 함유 조성물에 대해 개발되어 왔다.

이러한 용도로 사용되고 있는 한 가지 유형의 고순도 패키징은 덮개(lid) 또는 커버와 같은 보유 구조체에 의해 강성 외부 팩(pack)에서 적소에 고정되어 있는 가요성 라이너 또는 백 내에 액체 또는 액체계 조성물을 수납하는 강성 외부 팩을 포함한다. 이러한 패키징은 통상적으로 "백-인-박스(bag-in-box)" 패키징이라 칭한다. 패키징의 강성 외부 팩은 예를 들면 고밀도 폴리에틸렌 또는 다른 폴리머 또는 금속으로 형성될 수도 있고, 라이너는 라이너 내에 수납될 수납 액체 또는 액체계 재료에 대해 불활성이 되도록 선택된 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 저밀도 폴리에틸렌, PTFE계 다층 라미네이트, 폴리우레탄 등과 같은 폴리머 필름 재료의 미리 세척된 살균 붕괴형(collapsible) 백으로서 제공될 수도 있다. 이러한 유형의 패키징은 에이티엠아이 인크(ATMI, Inc.)(미국 코네티컷주 댄버리 소재)에서 상표명 나우팩(NOWPAK)으로 시판하고 있다.

액체 및 액체계 조성물의 이러한 라이너 패키징을 수반하는 분배 작업에서, 액체는 침지 튜브(dip tube)가 수납 액체에 침지되어 있는 상태로 침지 튜브를 포함하는 분배 조립체를 라이너의 포트에 연결함으로써 라이너로부터 분배된다. 분배 조립체가 이와 같이 라이너에 결합된 후에, 유체 압력이 라이너의 외부면에 인가되어, 라이너가 점진적으로 붕괴되고 연관 유동 회로로의 배출을 위한 분배 조립체를 통해 최종 사용 장소로 액체를 강제로 이동시킨다.

라이너 패키지 내의 최소 및 바람직하게는 제로 헤드 스페이스(headspace)의 제공은 액체 또는 액체계 조성물 내의 미립자 및 미세 기포의 생성을 억제하기 위해 유리하다는 것이 입증되었다.

부가적으로, 라이너 패키지로부터의 액체 및 액체계 조성물의 저장 및 분배에서, 하류측 작업의 종료 또는 신선한 재료의 패키지로의 전환이 적시에 실행될 수 있도록 분배된 재료의 고갈 또는 고갈로의 근접을 검출하기 위해 분배 작업을 관리하는 것이 바람직하다. 따라서, 분배 작업의 종료 단계 모니터링에서, 특히 비어 있음 또는 거의 비어 있음 상태의 검출에서의 신뢰도는 라이너 패키지의 최적 이용을 가능하게 하고, 이러한 패키징의 설계 및 구현을 위한 바람직한 목적이다.

본 발명의 목적은 액체 및 액체계 조성물의 저장 및 분배를 위한 패키징 장치 및 프로세스를 제공하는 것이다.

일 양태에서, 본 발명은 유체 저장 및 분배 시스템에 관한 것이고, 이 유체 저장 및 분배 시스템은,

내부 체적을 갖는 용기와,

제로 또는 거의 제로 헤드 스페이스 형태로 액체 매체를 수납하도록 구성된 상기 내부 체적 내의 라이너와,

분배 작업 중에 라이너로부터 액체 매체를 인출하기 위해 용기와 결합하도록 구성된 분배 조립체와,

분배 작업 중에 라이너로부터 인출된 액체 매체를 모니터링하고, 액체 매체가 인출될 때 비어 있음 또는 거의 비어 있음 상태와 관계가 있는 출력을 발생시키도록 구성된 일체형 유량계를 포함한다.

다른 양태에서, 본 발명은 라이너 패키지 분배 시스템에 관한 것이고, 이 라이너 패키지 분배 시스템은,

내부 체적을 갖는 용기와,

분배 작업 중에 라이너로부터 액체 매체를 인출하기 위해(또는 전달하기 위해) 용기와 결합하도록 구성된 분배 조립체와,

분배 조립체에 결합되고 분배 작업 중에 이를 통해 액체 매체가 유동하도록 구성된 유동 회로로서, 인라인 부분 및 선택적 분기 부분을 포함하는 유동 회로와,

액체 매체의 1차 체적이 완전히 분배될 때까지 2차 체적의 분배가 발생하지 않도록 분배를 위해 구성되는 액체 매체의 2차 체적으로서, 이러한 1차 체적은 라이너 내의 액체 매체의 적어도 일부를 포함하고, 이 2차 체적은,

(i) 1차 체적이 라이너 내의 모든 액체 매체보다 덜 포함할 때, 1차 체적을 구성하는 액체 매체 이외의 다른 라이너 내의 액체 매체의 부분,

(ⅱ) 유동 회로의 인라인 부분 내의 또는 인라인 부분에 연통하는 액체 매체의 인라인 체적, 및

(ⅲ) 유동 회로의 분기 부분 내의 또는 분리 부분에 연통하는 액체 매체의 분기 체적 중 하나 이상에 의해 구성되는 것인 액체 매체의 2차 체적과,

상기 분배 작업을 모니터링하고, 액체 매체의 1차 체적이 분배된 후에 상기 2차 체적 분배가 개시될 때 비어 있음 또는 거의 비어 있음 상태에 기인하는 비어 있음 검출 출력을 발생시키도록 구성된 비어 있음 검출기를 포함한다.

본 발명의 다른 양태는 라이너 패키지 분배 시스템에 관한 것이고, 이 라이너 패키지 분배 시스템은,

내부 체적을 갖는 용기와,

헤드 스페이스에 의해 덮여 있는 액체 매체를 수납하도록 구성된 상기 내부 체적 내의 라이너와,

라이너 내의 헤드 스페이스 및 액체 매체에 유체 연통해 기압상 결합되고 저장조 내의 액체 레벨을 규정하는 가스에 의해 덮여 있는 액체 매체를 수납하도록 구성된 저장조와,

저장조 내의 액체 레벨을 모니터링하고, 저장조 내의 액체 레벨이 라이너의 비어 있음 또는 거의 비어 있음 상태에 기인하여 변화할 때 비어 있음 검출 출력을 발생시키도록 구성된 비어 있음 검출기를 포함한다.

내부 체적을 갖는 용기와,

헤드 스페이스에 의해 덮여 있는 액체 매체를 수납하도록 구성된 내부 체적 내의 라이너와,

상 분리기와,

상 분리기와 라이너를 유체 연통하게 결합하는 분배 라인과,

액체 매체를 상 분리기로부터 배출하도록 상 분리기에 결합된 액체 매체 유동 라인과,

상 분리기 상부에 위치되고, 저장조 내의 액체 매체 레벨을 규정하는 액체 매체를 수납하도록 구성된 저장조와,

저장조와 상 분리기를 유체 연통하게 연결하는 오버헤드 라인(overhead line)과,

저장조가 소정량의 예비 액체 매체를 수납하는 저장조 내의 제1 액체 매체 레벨을 검출하도록 구성된 제1 레벨 센서와,

상기 예비 액체 매체를 분배하는 동안에 오버헤드 라인 내의 제2 액체 매체 레벨을 검출하도록 구성된 상기 오버헤드 라인 내의 제2 레벨 센서와,

상기 제2 레벨 센서와 상기 저장조 사이에서 상기 오버헤드 라인 내에 위치하며, 라이너로부터 액체 매체를 분배하는 동안에는 저장조의 충전을 위해 개방되고 제1 레벨 센서로 제1 액체 매체 레벨을 검출할 때에는 폐쇄되도록 구성된 제1 유동 제어 밸브와,

오버헤드 라인 내의 제1 유동 제어 밸브의 폐쇄에 이어서 라이너의 비어 있음 또는 거의 비어 있음 상태를 검출하고, 라이너의 비어 있음 또는 거의 비어 있음 상태의 검출시에 상 분리기 및 액체 매체 유동 라인을 통한 예비 액체 매체의 분배를 위해 제1 유동 제어 밸브를 개방하도록 작동적으로 구성된 분배 라인 내의 압력 검출 작동기를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태는 라이너 패키지 분배 시스템에 관한 것이고, 이 라이너 패키지 분배 시스템은,

내부 체적을 갖는 용기와,

저장조 내의 액체 매체 레벨을 규정하는 액체 매체를 수납하도록 구성된 저장조와,

저장조와 라이너를 유체 연통하게 결합하는 분배 라인과,

액체 매체를 저장조로부터 배출하도록 저장조에 결합된 액체 매체 유동 라인과,

저장조 내의 제1 액체 매체 레벨을 검출하도록 구성된 제1 레벨 센서와,

저장조 내의 제1 매체 레벨보다 높은 저장조 내의 제2 액체 매체 레벨을 검출하도록 구성된 제2 레벨 센서와,

저장조를 (i) 대기 환경과 가스 연통 라인을 유체 연통하게 연결하는 통기 라인에 의해 저장조의 대기 환경에 결합하고, 선택적으로 (ⅱ) 압축 가스의 소스와 가스 연통 라인을 유체 연통하게 연결하는 압축 라인에 의해, 저장조로부터의 예비 액체 매체를 압력 지원 분배하도록 작동적으로 구성된 압축 가스의 소스에 결합하는 가스 연통 라인으로서, 통기 라인은 내부에 제1 유체 연통 제어 밸브를 구비하고, 제2 압축 라인은 내부에 제2 유체 연통 유동 제어 밸브를 구비하며, 제1 유체 연통 제어 밸브는 개방되어 제2 액체 매체 레벨로의 저장조의 충전을 용납하고 제2 액체 매체 레벨이 도달했을 때 폐쇄되도록, 제2 레벨 센서에 작동적으로 결합되며, 분배 작업시에 라이너로부터 분배 라인 및 저장조를 통해 액체 매체 유동라인으로 액체 매체를 뒤이어 분배하는 것인 가스 연통 라인과,

분배 라인 내에 위치하고, 라이너의 비어 있음 또는 거의 비어 있음 상태를 검출하며, 라이너의 상기 비어 있음 또는 거의 비어 있음 상태의 검출시에, 비어 있음 상태가 검출된 후에는 저장조로부터 액체 매체를 지속적으로 분배하기 위해 제1 및 제2 유체 연통 제어 밸브 중의 하나를 개방하도록 작동적으로 구성된 압력 검출 작동기를 포함한다.

제1 내부 체적을 갖는 용기와,

제1 헤드 스페이스에 의해 덮여 있는 액체 매체의 제1 체적을 수납하도록 구성된 상기 제1 내부 체적 내의 제1 라이너와,

제1 헤드 스페이스로부터 헤드 스페이스 가스를 통기하도록 구성된 통기 경로와,

제2 내부 체적을 갖는 비어 있음 검출 저장조와,

제2 헤드 스페이스에 의해 덮여 있는 액체 매체의 제2 체적을 수납하도록 구성된 제2 내부 체적 내의 제2 라이너와,

압축 가스의 소스와,

압축 가스의 소스에 결합되고, 내부의 제1 라이너에 압력을 인가하기 위해 용기 내에 압축 가스를 유입하도록 구성된 제1 도관과,

분배 작업 중에 압력이 압축 가스 소스에 의해 제1 라이너에 인가될 때 제1 라이너로부터 액체 매체를 분배하기 위해 용기에 결합하도록 구성된 분배 조립체와,

분배된 액체 매체를 비어 있음 검출 저장조에 전달하도록 분배 조립체 및 비어 있음 검출 저장조를 상호 연결하는 제2 도관과,

동일한 또는 상이한 압축 가스의 소스에 결합되고. 내부의 제2 라이너에 압력을 인가하기 위해 비어 있음 검출 저장조 내에 압축 가스를 유입하도록 구성된 제3 도관과,

비어 있음 검출 저장조의 제2 내부 체적과 연통되고, 제2 헤드 스페이스로부터 헤드 스페이스 가스를 통기하도록 구성된 제2 통기 도관과,

비어 있음 검출 저장조 내의 제2 라이너에 분배 연통 관계로 결합되고, 액체 매체를 비어 있음 검출 저장조로부터 배출하도록 구성된 제4 도관과,

상기 제1 도관 내의 제1 유동 제어 밸브와,

상기 제1 통기 도관 내의 제2 유동 제어 밸브와,

상기 제2 도관 내의 제3 유동 제어 밸브와,

상기 제2 통기 도관 내의 제4 유동 제어 밸브와,

상기 제3 도관 내의 제5 유동 제어 밸브와

상기 제4 도관 내의 제6 유동 제어 밸브와,

상기 제1 통기 도관 내의 액체 매체의 존재를 검출하도록 구성된 제1 레벨 지시기와,

상기 제2 통기 도관 내의 액체 매체의 존재를 검출하도록 구성된 제2 레벨 지시기와,

제2 라이너 내의 액체 매체의 존재를 검출하도록 구성된 제3 레벨 지시기와,

분배 작업을 수행하도록 구성된 제어기를 포함하고,

상기 분배 작업은,

제1 헤드 스페이스로부터 가스를 통기하도록 제1 및 제2 유동 제어 밸브를 개방하는 단계와,

액체 매체의 압력 분배를 실행하기 위해 제1 라이너에 압력을 인가하도록 용기 내에 압축 가스를 유입하는 단계와,

제1 레벨 지시기가 제1 통기 도관 내의 액체 매체의 존재를 감지할 때 제2 유동 제어 밸브를 폐쇄하는 단계와,

제1 라이너로부터 분배 조립체 및 제2 도관을 통해 비어 있음 검출 저장조 내의 제2 라이너에 액체 매체를 유동시키고 제2 통기 도관을 통해 제2 헤드 스페이스를 통기시키도록 제3 및 제4 유동 제어 밸브를 개방하는 단계와,

제2 레벨 지시기가 제2 통기 도관 내의 액체 매체의 존재를 감지할 때 제4 유동 제어 밸브를 폐쇄하는 단계와,

제5 유동 제어 밸브를 개방하는 단계와,

제1 라이너에 인가된 압력보다 작은 소정의 압력을 제2 라이너에 인가하도록 비어 있음 검출 저장조 내에 압축 가스를 유입하는 단계와,

제2 라이너 내의 압력이 제1 라이너의 비어 있음 또는 거의 비어 있음 상태에 기인하여 감소할 때까지 제6 유동 제어 밸브를 개방하고 제2 라이너로부터 제4 도관으로 액체 매체를 분배하는 단계와,

제3 레벨 지시기가 비어 있음 또는 거의 비어 있음 상태를 지시하는 상기 제2 라이너 내의 액체 매체 레벨을 검출할 때 제3 및 제1 유동 제어 밸브를 폐쇄하는 단계와,

제1 라이너 내의 비어 있음 또는 거의 비어 있음 상태의 발생 후에, 제2 라이너로부터 액체 매체의 분배를 지속하는 단계를 포함한다.

내부 체적을 갖는 용기와,

액체 매체를 수납하도록 구성된 내부 체적 내의 라이너와,

분배 관련 상태를 검출하고, 이 상태를 지시하는 상관 출력을 발생시키도록 구성된 센서를 포함한다.

다른 양태에서, 본 발명은 유체 저장 및 분배 방법에 관한 것이고, 이 유체 저장 및 분배 방법은,

제로 또는 거의 제로 헤드 스페이스 형태로 액체 매체를 수납하는, 내부 체적 및 내부 체적 내의 라이너를 갖는 용기를 제공하는 단계와,

라이너로부터 액체 매체를 분배하는 단계와,

분배 중에 라이너로부터 인출된 액체 매체를 일체형 유량계로 모니터링하고, 액체 매체의 인출시에 비어 있음 또는 거의 비어 있음 상태와 관계가 있는 출력을 일체형 유량계로부터 발생시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 양태는 본 발명의 컨테이너 중의 하나 이상 및 이러한 컨테이너에서 수납된 재료를 마이크로 전자 디바이스에 적용하기 위한 하나 이상의 부시스템을 포함하는 마이크로 전자 디바이스 제조용 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 다른 양태는 하나 이상의 컨테이너로부터 마이크로 전자 디바이스에 하나 이상의 재료를 적용하는 단계와, 이러한 제품에 이러한 디바이스를 통합하는 단계를 포함하는 마이크로 전자 디바이스를 수납하는 제품의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 양태는 본 발명의 컨테이너를 사용하여 제조되고 감소된 결함을 갖는 개량된 마이크로 전자 디바이스에 관한 것이다.

본 발명의 부가적인 양태는 예시적으로 전술되어 있는 것들에 대응하지만 전술된 라이너 특징이 없는 유형의 유체 분배 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 다른 양태는 압력 분배를 위해 재료를 보유하도록 구성된 라이너를 내부에 수납하는 재료 저장 및 분배 패키지를 포함하는 재료 분배 시스템에 관한 것으로서, 패키지는 분배 재료 이용 도구에 분배 라인에 의해 결합되고, 분배 라인은 내부에 작동적으로 배치된 서보 유압식 분배 펌프, 및 패키지의 비어 있음 상태에 근접한 것을 지시하는 출력을 제공하도록 작동적으로 구성된 패키지와 펌프 사이의 비어 있음 검출 압력 변환기를 갖는다.

본 발명의 다른 양태는 압력 분배를 위해 재료를 보유하도록 구성된 라이너를 내부에 수납하는 재료 저장 및 분배 패키지를 포함하는 재료 분배 시스템에 관한 것으로서, 패키지는 분배 재료 이용 도구에 분배 라인에 의해 결합되고, 분배 라인은 도구로의 유동을 위해 상기 패키지로부터 주기적인 보충 스케쥴로 레지스트를 받아들이도록 구성된 분배기에 결합되며, 패키지의 비어 있음 상태에 근접한 것을 지시하는 분배기의 보충에 소요되는 시간의 증가를 검출하고 이에 응답하여 상기 근접의 출력을 제공하도록 구성된 모니터에 결합된다.

다른 양태에서, 본 발명은 재료 공급 방법에 관한 것으로서, 이 방법은 재료 저장 및 분배 패키지 내의 라이너로부터 재료 이용 도구로 재료를 압력 분배하는 것에 의한 상기 재료의 전달 단계를 포함하고, 상기 전달 단계는 패키지로부터 도구까지의 재료의 펌핑 단계와, 패키지 내의 재료 고갈의 개시를 지시하는 것으로서 압력의 점진적으로 증가하는 급속한 강하의 발생을 판정하도록 펌프의 상류측에서 분배된 재료의 압력을 모니터링하는 단계를 포함한다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 재료 공급 방법에 관한 것으로서, 이 방법은 재료 저장 및 분배 패키지 내의 라이너로부터 재료 이용 도구로 재료를 압력 분배하는 것에 의한 상기 재료의 전달 단계를 포함하고, 상기 전달 단계는 도구로의 유동을 위해 패키지로부터 주기적 보충 스케쥴로 레지스트를 받아들이도록 구성된 분배기에 패키지로부터의 재료를 유동하는 단계와, 컵에 대한 보충 시간을 모니터링는 단계와, 패키지 내의 재료 고갈의 개시를 지시하는 것인 분배기의 보충에 소요되는 시간의 점진적이고 급속한 증가를 검출할 때에 이에 응답하여 출력을 발생시키는 단계를 포함한다.

다른 양태에서 본 발명은 압력 분배 시스템에 관한 것이고, 이 압력 분배 시스템은 내부 체적을 포위하는 용기, 내부 체적 내에 배치되고 압력 분배를 위해 내부에 재료를 보유하도록 구성된 라이너, 및 압력 분배를 위해 라이너에 외부 유체 압력을 인가하도록 구성된 압력 조립체를 포함하고, 압력 분배 시스템은 상기 재료를 위한 2차 체적을 포함하며, 이러한 2차 체적은 부체적을 포함하지 않는 라이너의 주 체적으로부터 재료를 압력 분배하는 데 요구되는 것과는 상이한 압축 요건을 갖는 라이너의 부체적을 구성한다. 압력 조립체는 주 체적으로부터 재료의 분배 중에 그리고 2차 체적으로부터 재료의 분배 중에 주 체적 및 2차 체적으로부터의 분배에 걸쳐 동일한 압력으로 분배된 재료를 유지하는 압력을 라이너에 인가하기 위해 내부 체적 내로 압축된 유체를 전달하도록 구성된 유체 압축 구동 트레인(train)을 포함한다.

본 발명의 다른 양태는 전술된 바와 같은 압력 분배 시스템과, 분배된 재료를 압력 분배 시스템으로부터 수용하도록 압력 분배 시스템에 결합된 마이크로 전자 제품 제조 도구를 포함하는 마이크로 전자 제품 제조 장치에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 양태는 재료 공급 방법에 관한 것으로서, 이 방법은 전술된 압력 분배 시스템을 제공하는 단계와, 분배를 위해 압력 조립체를 작동하는 단계와, 라이너의 주 체적으로부터 재료를 분배하는 단계와, 그 후에 라이너의 2차 체적으로부터 재료를 분배하는 단계를 포함하고, 재료는 라이너의 주 체적으로부터의 분배 및 라이너의 2차 체적으로부터의 분배에 걸쳐 동일한 압력으로 분배된다.

본 발명의 다른 양태는 전술된 바와 같은 방법에 의해 이러한 재료를 공급하는 단계와, 마이크로 전자 제품 제조 프로세스에서 이러한 분배로부터 재료를 이용하는 단계를 포함하는 마이크로 전자 제품 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 다른 양태, 특징 및 실시예는 이하의 개시 내용 및 첨부된 청구범위로부터 더욱 완전하게 명백해질 것이다.

본 발명에 따르면, 액체 및 액체계 조성물의 저장 및 분배를 위한 개선된 패키징 장치 및 프로세스가 제공된다.

도 1은 액체 매체 분배 작업을 모니터링하도록 구성된 비어 있음 검출 센서를 갖는 라이너 패키지 분배 시스템의 개략도.
도 2는 액체 매체의 1차 체적이 완전히 고갈될 때까지 2차 체적의 분배가 발생하지 않도록 액체 매체의 1차 및 2차 체적이 구성되고 2차 체적 액체 매체의 분배가 액체 매체 분배 작업을 모니터링하도록 구성된 비어 있음 검출 센서를 트리거링하는 라이너 패키지 분배 시스템의 개략도.
도 3 내지 도 5는 분배 작업 중에 라이너 패키지의 비어 있음 검출 모니터링에 유용한 대안적인 저장조 조립체의 도면.
도 6은 다른 실시예에 따른 저장조 비어 있음 검출 시스템의 개략도.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 저장조 비어 있음 검출 시스템의 개략도.
도 8은 특정 실시예에서의 라이너 패키지 및 저장조 비어 있음 검출 시스템의 개략도.
도 9는 서보 유압식 분배 펌프와 일체화된 라이너 기반 압력 분배 공급 용기를 구비하고, 비어 있음 검출 압력 변환기를 이용하여 공급 용기의 교환을 필요로 하는 비어 있음 상태로의 접근의 지표로서 압력 강하의 개시를 판정하는 분배 시스템의 개략도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 재료 전달 시스템에 관하여, 공급 패키지 출구 압력을 분배된 재료 체적의 함수로서 나타낸 정성적인 그래프.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분배기 유닛에 패키지를 상호 연결시키는 분배 라인을 갖는 압력 분배 공급 용기를 포함하는 웨이퍼 코팅 시스템의 개략도.
도 12는 도 11에 도시되어 있는 바와 같은 유형의 재료 전달 시스템의 분배기 유닛("CRD"라 식별됨)에 관하여 시간 대 보충의 관계를 보여주는 정성적인 그래프.
도 13은 도 11의 재료 전달 시스템에 이용되는 바와 같은 유형의 COT(스핀 코팅 부시스템) 모듈의 개략도.
도 14는 도 11의 재료 전달 시스템에 이용되는 바와 같은 유형의 COT 모듈에 관하여, 밀리리터 단위로 분배된 레지스트 재료의 체적의 함수로서 각 고도 보정 압력에서의 분배기의 시간 대 보충의 관계를 보여주는 그래프.

본 발명은 광범위하게 다양한 특성의 화학 반응제 및 조성물의 저장 및 분배를 위한 액체 수납 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 마이크로전자 디바이스 제품의 제조에서 사용하기 위한 액체 또는 액체 함유 조성물의 저장 및 분배에 관련하여 주로 후술되지만, 본 발명의 효용은 이와 같이 한정되는 것은 아니고, 오히려 본 발명은 광범위한 다른 용례 및 수납 재료로 확장되어 이들을 포함한다는 것으로 이해될 것이다.

본 발명은 이하에서 다양한 라이너 기반 패키지 및 컨테이너를 포함하는 특정 실시예에 관련하여 논의되지만, 예를 들면 본 발명의 압력 분배 장치 또는 다른 특징에 관련하여 다양한 이러한 실시예가 무라이너(liner-less) 패키지 및 컨테이너 시스템에서 실시될 수 있다는 것으로 이해될 것이다.

본 발명은 다양한 양태에서 분배 작업 중에 수납된 액체가 고갈되거나 고갈에 근접할 때 비어 있음 검출을 위한 능력을 가지며, 예를 들면 마이크로 전자 디바이스 제품의 제조에서 사용되는 고순도 액체 반응제 및 화학 기계적 연마 조성물과 같은 화학 반응제 및 조성물의 저장 및 분배를 위한 액체 수납 시스템에 관한 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어 "마이크로 전자 디바이스"는 레지스트 코팅된 반도체 기판, 평판 디스플레이, 박막 기록 헤드, 마이크로 전자 기계적 시스템(MEMS) 및 다른 진보형 마이크로 전자 부품을 칭한다. 마이크로 전자 디바이스는 패터닝된 및/또는 블랭킷된 실리콘 웨이퍼, 평판 디스플레이 기판 또는 예를 들면 플루오로폴리머와 같은 폴리머 기판을 포함할 수 있다. 또한, 마이크로 전자 디바이스는 메조다공성(mesoporous) 또는 미소공성 무기 고체를 포함할 수 있다.

액체 및 액체 함유 조성물(이하, 액체 매체라 칭함)의 라이너 패키징에서는, 라이너 내에 있어서 액체 매체의 헤드 스페이스를 최소화하는 것이 바람직하다. 헤드 스페이스는 라이너 내의 액체 매체를 덮고 있는 가스의 체적이다.

본 발명의 라이너 기반 액체 매체 수납 시스템은 마이크로전자 디바이스 제품의 제조에서 사용되는 액체 매체에 대한 용례에서 특별한 효용을 갖는다. 부가적으로, 이러한 시스템은 액체 매체 또는 액체 재료가 패키징을 필요로 하는 의료 및 약학 제품, 건축 및 건설 재료, 식품 제품 등을 포함하는 다수의 다른 용례에서 효용을 갖는다.

라이너 내의 유체와 관련하여 본 명세서에서 사용된 용어 "제로 헤드 스페이스"는 라이너가 액체 매체로 완전히 충전되어 있고 라이너 내의 액체 매체를 덮고 있는 가스의 체적이 없는 것을 의미한다.

이에 대응하여, 라이너 내의 유체와 관련하여 본 명세서에 사용된 용어 "거의 제로의 헤드 스페이스"는 라이너 내의 액체 매체를 덮고 있는 매우 작은 체적의 가스를 제외하고는 라이너가 액체 매체로 실질적으로 완전히 충전되어 있는 것을 의미하는데, 예를 들면 가스의 체적은 라이너 내의 유체의 총 체적의 5% 미만, 바람직하게는 유체의 총 체적의 3% 미만, 더 바람직하게는 유체의 총 체적의 2% 미만, 가장 바람직하게는 유체의 총 체적의 1% 미만이다(또는 다른 방식으로 표현하면, 라이너 내의 액체의 체적은 라이너의 총 체적의 95% 이상, 바람직하게는 이러한 총 체적의 97% 이상, 더 바람직하게는 이러한 총 체적의 98% 이상, 가장 바람직하게는 이러한 총 체적의 99% 이상임).

헤드 스페이스의 체적이 클수록, 덮고 있는 가스가 액체 매체에 포집되거나 및/또는 용해될 수 있는 가능성이 커지는데, 이는 액체 매체가 라이너 내에서 액면 요동(sloshing), 튀김(splashing) 및 병진 운동, 뿐만 아니라 패키지의 운송 중에 강성 포위 컨테이너에 대한 라이너의 충격을 겪게 될 것이기 때문이다. 이 상황은 이어서 액체 매체 내의 기포, 미세 기포 및 미립자의 형성을 초래할 수 있는데, 이는 액체 매체를 열화시키고 그 의도된 용도에 잠재적으로 적합하지 않게 한다. 이 이유로, 헤드 스페이스는 액체 매체로 라이너의 내부 체적을 완전히 충전함으로써 최소화되고 바람직하게는 배제되는 것이 바람직하다(즉, 제로 또는 거의 제로의 헤드 스페이스 형태).

헤드 스페이스가 라이너 내에 존재하고 분배 헤드와 결합된 침지 튜브가 라이너 패키지와 결합 가능한 분배 조립체로서 사용되는 경우에, 분배 작업의 종료는, 라이너 내의 액체 매체가 고갈되고 단지 액체 매체를 원래 덮고 있는 잔류 가스만이 분배 조립체의 침지 튜브 및 잔여부를 통해 유동할 수 있다는 것을 지시하는 침지 튜브로의 가스 기포(들)의 진입에 의해 쉽게 판정 가능하다.

그러나, 제로 또는 거의 제로의 헤드 스페이스 형태가 이용되는 경우에는, 비어 있음 또는 거의 비어 있음의 상태를 검출하기 위해 침지 튜브로의 가스의 이러한 진입을 이용하는 것은 불가능하다.

라이너 또는 다른 용기 내의 액체 매체와 관련하여 본 명세서에 사용된 용어 "비어 있음"은 라이너 또는 다른 용기가 내부의 액체 매체가 완전히 고갈된 것을 의미한다. 라이너 또는 다른 용기 내의 액체 매체와 관련하여 본 명세서에서 사용된 용어 "거의 비어 있음"은 라이너 또는 다른 용기가 내부의 액체 매체가 실질적으로 완전히 고갈된 것을 의미하는데, 예를 들면 라이너 또는 다른 용기 내에 잔류하는 액체 매체의 체적은 라이너 또는 다른 용기의 총 체적의 5% 미만, 바람직하게는 총 체적의 3 체적 % 미만, 더 바람직하게는 2 체적 % 미만, 가장 바람직하게는 1 체적 % 미만이다. 용어 "비어 있음 검출하다" 및 "비어 있음 검출"은 라이너 또는 용기 내의 비어 있음 또는 거의 비어 있음의 상태의 검출을 칭하고, 용어 "비어 있음 검출기"는 이러한 상태의 판정에 이용되는 장치를 칭한다. 이러한 검출기에 의해 감지될 수 있는 액체 매체의 완전 고갈에 대한 근접도는 실제로는 이용되는 특정 장치 및 그 감도, 보정 등에 따라서 바뀔 수 있고, 당 기술 분야의 숙련자는 본 명세서의 개시 내용에 기초하여 과도한 노력 없이 소정의 액체 매체 분배 시스템을 위한 적절한 검출기를 쉽게 판정할 수 있다는 것으로 인지될 것이다.

라이너 내의 액체 매체가 고갈에 근접함에 따라, 제로 또는 거의 제로의 헤드 스페이스 패키지에서의 분배 작업이 종료될 무렵에 유동의 상당한 감소가 일어난다. 예를 들면, 폴리에틸렌글리콜 메틸 에테르 아세테이트(PGMEA)를 수납하는 전형적인 상업용 4 리터 백-인-박스 라이너 패키지에서는, 분배 작업의 초기 단계 중의 유량과 관련하여 액체의 유량의 20%의 감소가 99% 분배점에서 측정 가능하다.

본 발명은 일 양태에서 분배된 액체 매체를 일체형 유량계를 통해 유동시킴으로써 비어 있음 또는 거의 비어 있음 상태를 검출하도록, 라이너 패키지의 제로 또는 거의 제로의 헤드 스페이스 형태에서 액체 매체 고갈로의 근접시의 유량의 이러한 감소를 이용한다. 따라서, 일체형 유량계는 액체 분배 속도를 모니터링하고, 비어 있음 상태로의 근접시 유량의 감소를 지시하는 출력을 제공하는 데 사용될 수 있어, 바람직한 유량으로 지속적인 분배를 행하도록 고갈된 라이너 패키지를 꺼내고 액체 매체를 수용하고 있는 새로운 패키지로 분배 작업을 행한다. 따라서, 이러한 일체형 유량계 사용은 설정점 유량의 임의의 감소가 허용되지 않는 용례에서 발생 가능한 유량 문제를 해결한다.

일체형 유량계는 시판되어 있고, 적합한 타입의 이러한 유량계는 본 명세서의 개시 내용에 기초하여 당 기술 분야 범위 내에서 쉽게 결정 가능하다. 일 실시예에서, 일체형 유량계는 연관된 모니터링 및 제어 설비에 의해 처리될 수 있는 비어 있음-검출 출력 신호를 제공하는 전자 출력 일체형 유량계이다. 예를 들면, 라이너 패키지는 예를 들어 라이너 자체에 또는 라이너가 놓여지는 강성의 오버팩(overpack) 상에 RFID 태그가 설치될 수 있다. RFID 태그는 태그로부터 태그에 질의하는 프로세스 제어기로의 정보의 통신을 위한 RF 안테나를 구비할 수 있다. 따라서, 분배된 액체 매체 유량을 모니터링하도록 구성된 전자 출력 일체형 유량계는 패키지 상의 RFID 태그에 비어 있음-검출 신호를 공급할 수 있어, 프로세스 제어기는 라이너 패키지로부터 액체 매체의 고갈 또는 고갈로의 근접과 관계가 있는 대응 비어 있음 경고 신호를 수신하거나, 새로운 패키지로의 자동 전환이 실행되거나, 또는 분배 작업이 고갈된 패키지로부터 다른 식으로 종결된다.

대안적으로, 전자 출력 일체형 유량계는 동일 목적으로 프로세스 제어기에 액체 매체의 고갈로의 접근과 관계가 있는 제어 신호를 직접 송신하도록 구성될 수 있다.

도 1은 액체 매체 분배 작업을 모니터링하도록 구성된 비어 있음 검출 센서를 갖는 예시적인 라이너 패키지 분배 시스템의 개략도이다.

도시되어 있는 바와 같은 라이너 패키지 분배 시스템은, 액체 매체(18)를 보유하는 가요성의 붕괴형 라이너(16)가 내부에 배치되어 있는 내부 체적(14)을 형성하는 강성의 오버팩(12)을 포함하는 라이너 패키지(10)를 포함한다. 액체 매체(18)를 덮고 있는 것은 가스를 포함하는 헤드 스페이스(20)이다. 압축 가스 공급 튜브(24)가 내부 체적(14)과 유체 연통하게 오버팩(12)에 결합된다. 가스 공급 튜브(24)는 이어서 압축 가스의 소스(소스는 도 1에서 도시되어 있지 않음)에 결합되고, 이에 의해 압축 가스가 화살표 A에 의해 지시되는 방향으로 가스 공급 튜브(24) 내로 유입된다.

가스 공급 튜브(24)로부터 도입된 가스는 내부 체적(14)으로 진입하고 라이너(16)의 외부 표면에 압력을 인가하며, 이에 의해 라이너의 붕괴 및 라이너로부터의 액체 매체(18)의 압력 분배를 실행한다.

액체 매체(18)의 분배는 강성 오버팩(12) 및 라이너(16) 내로 연장되는(예를 들면, 도 1에서 설명의 용이함을 위해 도시되어 있지 않은 라이너의 포트 구조체를 통해) 침지 튜브(22)에 의해 용이하게 된다. 침지 튜브(22)는 그 하단부에서 개구되어 있지 않고, 라이너(의 내부)로부터의 액체 매체(18)는 침지 튜브(22) 및 침지 튜브에 연결된 유동 라인(30)을 통해 내부에 비어 있음 검출 센서(32)를 포함하는 액체 매체 배출 라인(34)으로, 라이너 상에 인가된 압축 가스의 압력의 자극 하에 유동한다. 액체 매체는 화살표 B로 표시된 방향으로 배출 라인(34)으로부터 배출된다.

압축 가스가 내부 체적(14)으로 도입되는 대신에, 외부 압력이 유압 또는 기계적 수단에 의해 라이너에 인가되어, 라이너로부터 액체 매체를 분배할 수 있다.

액체 매체의 분배가 진행됨에 따라, 라이너(16)는 액체가 고갈될 때까지 점진적으로 붕괴된다. 이 때, 라이너의 헤드 스페이스(20)로부터의 가스와 액체 매체 이외의 가스는 침지 튜브(22), 유동 라인(30) 및 액체 매체 배출 라인(34)를 통해 유동한다. 비어 있음 검출 센서(32)를 통한 액체 매체 이외의 가스의 통과는 이러한 센서에 의해 라이너의 비어 있음 또는 거의 비어 있음 상태의 검출을 트리거링한다.

이러한 비어 있음 검출 센서는 액체 매체 분배 유동 회로로의 가스의 진입을 검출하도록 다양한 양식으로 작동할 수 있다. 예를 들면, 비어 있음 검출 센서는 예를 들어 테트라플루오로에틸렌의 폴리머 및 퍼플루오로비닐에테르(PFA) 등의 플루오로플라스틱 폴리머와 같은 적합한 재료로 이루어진 인라인 투명 튜브 또는 저장조를 통해 통과하는 유체를 눈으로 감지하는 것을 이용하거나, 또는 대안적으로 이러한 PFA 튜브 또는 저장조를 포함하는 센서 장치의 용량성 전기 효과를 이용할 수 있다.

비어 있음 검출 작업을 위한 상기 장치는 라이너에서 액체가 고갈될 때를 판정하기에 효율적이지만, 이는 라이너 내의 액체 매체를 덮고 있는 헤드 스페이스 내의 가스의 존재에 의존한다. 라이너가 제로 헤드 스페이스 형태로 액체 매체로 완전히 충전되는 경우, 가스가 존재하지 않아서, 라이너로부터의 액체 매체 공급의 종료점을 결정한다.

도 2는 액체 매체의 1차 체적이 완전히 고갈될 때까지 2차 체적의 분배가 발생하지 않도록 액체 매체의 1차 및 2차 체적이 구성되고, 2차 체적 액체 매체의 분배가 액체 매체 분배 작업을 모니터링하도록 구성된 비어 있음 검출 센서를 트리거링하는 제로 또는 거의 제로 헤드 스페이스 라이너 패키지 분배 시스템의 개략도이다.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 라이너 패키지 분배 시스템은 도시되어 있는 바와 같이 액체 매체(18)를 보유하는 가요성의 붕괴형 라이너(16)가 내부에 배치되어 있는 내부 체적(14)을 형성하는 강성의 오버팩(12)을 포함하는 라이너 패키지(10)를 포함한다. 라이너 내에는 헤드 스페이스가 없지만, 라이너는 내부의 액체 매체의 1차 체적 이외에, 실선(40) 내에 있는 것으로서 개략적으로 도시되어 있는 2차 체적을 포함한다. 액체 매체의 2차 체적은 라이너 내의 1차 체적과 동일한 유형의 액체 매체이며, 단지 차이점은 2차 체적이 액체 매체의 1차 체적의 분배가 완료될 때까지 접근되지 않도록 구성되어 있다는 것이다. 2차 체적은 라이너 내의 1차 체적의 내부에 있는 라이너의 분할된 공간일 수도 있다.

대안적으로, 2차 체적은 2차 체적(42)으로서 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이 유동 라인(30) 내에 인-라인(in-line)으로 배치될 수도 있고, 또는 2차 체적은 티-라인(tee-line)(48)에 배치되어 있는 2차 체적(46)으로 나타내어져 있는 바와 같이 유동 라인(30)으로부터 분기될 수 있다. 인-라인 2차 체적(42)은 분기된 2차 체적(46)에 비해 바람직한데, 이는 초기 할당(fresh lot) 액체 매체가 하류측 프로세스에 공급되도록 데드 엔드(dead end)를 전복시키고 퍼징하기가 어렵기 때문이다. 내부 2차 체적(40)은 2차 체적(42 및/또는 46)의 제공보다 감소된 분배 트레인 부품 및 낮은 비용을 필요로 하고 내부 2차 체적(40)이 각각의 사이클에서 고순도 액체 매체의 새로운 2차 체적을 제공하는 점에서 가장 바람직하고 장점을 갖는다.

도 2의 시스템에서, 압축 가스 공급 튜브(24)가 내부 체적(14)과 유체 연통하게 오버팩(12)에 연결된다. 가스 공급 튜브(24)는 이어서 압축 가스의 소스(소스는 도 2에서 도시되어 있지 않음)에 결합되고, 이에 의해 압축 가스가 화살표 B에 의해 지시되는 방향으로 가스 공급 튜브(24) 내로 유입된다.

가스 공급 튜브(24)로부터 도입된 가스는 내부 체적(14)으로 진입하고 라이너(16)의 외부 표면에 압력을 인가하여, 이에 의해 라이너의 붕괴 및 라이너로부터의 액체 매체(18)의 압력 분배를 실행한다.

액체 매체(18)의 분배는 강성 오버팩(12) 및 라이너(16)(예를 들면, 도 2에는 설명의 용이함을 위해 도시되어 있지 않은 라이너의 포트 구조체를 통해) 내로 연장되는 침지 튜브(22)에 의해 용이하게 된다. 침지 튜브(22)는 하단부에서 개구되어 있고, 라이너로부터의 액체 매체(18)는 라이너 상에 인가된 압축 가스의 압력의 자극 하에 침지 튜브(22) 및 침지 튜브에 연결된 유동 라인(30)을 통해 액체 매체 배출 라인(34)으로 유동한다. 액체 매체는 화살표 A에 의해 지시된 방향으로 배출 라인(34)으로부터 배출된다.

인라인 외부 2차 체적(42)은 유동 라인(30) 내에 또는 유동 라인(30)과 연통해 배치되고 화살표 C에 의해 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이 압축력이 상부에 인가되는 것으로서 도시되어 있다. 분기된 2차 체적(46)은 티-라인(48) 내에 있거나 또는 이와 연통하며, 예컨대 이러한 분기 라인의 말단에 결합되고, 화살표 D에 의해 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이 압축력이 상부에 인가되는 것으로서 도시되어 있다.

액체 매체의 2차 체적이 라이너의 액체 매체의 1차 체적에 관해 라이너의 내부에서 분할되면, 가스 공급 라인(24)에 도입된 압축 가스에 의해 라이너(16) 상에 인가된 힘은 내부 2차 체적 액체 매체의 분배를 실행하기에 적당하다. 그러나, 2차 체적이 라이너 패키지의 외부에 있으면, 대응하는 2차 체적 라이너에 있어서 2차 체적 라이너의 상부에는, 예컨대 개별적인 압축 가스의 인가 또는 압축력의 유압식 및 기계적 인가 등에 의해 부가의 압축력이 인가되어야만 한다.

2차 체적의 설계 및 구현은 액체 매체의 1차 체적이 완전하게 고갈될 때까지 2차 체적이 붕괴를 시작하지 않는 것을 보장해야 한다. 예를 들면, 이는 2차 체적 붕괴력을 1차 체적 붕괴력보다 더 크게 함으로써 성취될 수 있다. 액체 매체의 2차 체적의 붕괴력은 "압박(push)"(액체 매체의 2차 체적 상의 능동적인 압축력) 또는 "견인(pull)"(예를 들면, 하류측 펌프, 벤투리관 등의 사용에 의한 2차 체적으로부터의 액체 매체의 추출 또는 흡인) 방식으로 적용될 수 있다.

액체 매체의 2차 체적은 액체 매체의 1차 체적을 수납하는 라이너와 유사한 폴리머 필름의 라이너 내에 수납될 수 있거나, 또는 액체 매체의 2차 체적은 벨로우즈, 다이어프램, 또는 붕괴형 튜브에 의해, 또는 임의의 2차 체적 액체 매체가 분배되기 전에 액체 매체의 1차 체적이 먼저 고갈되는 것을 보장하는 다른 적합한 구조체에 의해 제한된 구역에 수납될 수 있다. 2차 체적 제한의 특정 구성은 비용, 관통 유동 효용성, 유동 경로 내의 데드 존(dead zone) 발생 등의 고려 및 본 명세서의 개시 내용에 기초하여 쉽게 결정 가능하다.

분배 작업 중에 액체 매체의 1차 체적이 완전하게 고갈되었을 때, 액체 매체의 2차 체적은 하류측 프로세스 또는 분배된 액체 매체의 다른 사용 위치에 액체 매체를 공급하는 것에 대한 책임을 갖는다. 1차 체적 액체 매체의 재고로부터 액체 매체의 2차 체적으로의 이러한 전환시에, 분배 시스템의 비어 있음-검출 검출기는 이 변화를 검출해야만 한다.

일반적으로, 2차 체적 분배의 시작의 검출은 유동 경로(도 2에는 도시되어 있지 않음) 내에 배치된 또는 검출을 실행하도록 다른 방식으로 구성된 검출기에 의해 임의의 적합한 방식으로 검출될 수 있다. 유용한 검출 체계의 예시적인 예는, 이들에 한정되는 것은 아니지만, 하류측 사용 지점으로의 1차 체적 액체 매체의 유동에 있어서 압력 쇠퇴를 검출하도록 구성된 압력 변환기; 분배의 부하가 증가될수록 더 제한된 2차 체적의 액체 매체를 분배하는 것이 검출될 때, 시스템에서 "압박" 및 "견인" 요소의 사용에 연관되는 부하 변화; 2차 체적이 분기된 티-라인에 배치되는 경우 유동 측정; 및/또는 액체 매체의 2차 체적의 변위의 측정을 포함한다. 이러한 검출 체계에서 사용될 수 있는 특정 디바이스는 전자 압력 변환기; 열 또는 다른 유동 센서; 전류 부하 모니터; 용량성, 유도성, 홀 효과, 또는 광학 변위 요소 등을 다양하게 포함한다.

일 특정 실시예에서, 액체 매체의 2차 체적은 제1 라이너 패키지의 액체 매체의 1차 체적으로부터 액체 매체의 분배를 실행하는데 요구되는 압축력과는 대조적으로, 2차 체적 액체 매체를 분배하는데 사용되는 압축 가스에 대하여 독립적이고 더 낮은 압축력 요건을 갖고 제2 라이너 패키지에 제공될 수 있다.

일 특정 실시예에서, 라이너 패키지는 라이너에 용접되는 가요성 부재를 이용하며, 가요성 부재는 라이너를 이루는 라이너 필름보다 더욱 강성이다. 가요성 부재는, 예를 들면 패킷 내의 액체 매체를 인출하도록 만곡되는 라이너의 내부 체적 내의 패킷 구조체로서, 라이너 내의 액체 매체의 제한된 부체적을 형성하도록 구성된다. 이에 의해 가요성 부재는 예를 들면 6.89 내지 20.68 kPa(1 내지 3 psig) 크기의 작은 압력 강하를 일으키지만, 매우 양호하게 규정된 양의 액체 매체를 분배하는 기능을 한다.

압력 변환기 또는 펌프 토크(펌프에 의해 흡인된 전류량에 의해 측정됨)는 이후에 액체 매체 분배 라인에서의 압력 강하를 검출하는데 이용될 수 있다. 라이너를 압축하고 붕괴시키며 라이너로부터 액체 매체가 강제로 축출되도록 라이너의 외부 표면에 압력을 부과함으로써 라이너 패키지 자체가 펌프로서 이용되면, 라이너 내의 가요성 부재는 분배 라인 압력을 유지하는 데 요구되는 구동 트레인 압력에서의 증가를 야기할 것이다.

달리 말하면, 예를 들면 공기 압축기 또는 라이너 상에 가스 압축을 인가하는 유체 펌프를 포함할 수 있는 압축 가스 전달 유동 회로 등과 같은 구동 트레인에 의해 라이너 상에 인가되는 압축력의 양은, 패키지에 결합된 분배 라인 내에 동일한 압력(라이너 내의 액체 매체의 벌크 체적으로부터 초기 분배 동안의 압력과 동일한)을 유지하기 위해, 그리고 라이너가 다른 방식으로 비어 있음이 될 때, 가요성 부재와 연관된 부가적으로 증가하는 압력 강하를 극복하기 위해 증가할 필요가 있을 것이다.

비어 있음 검출 경보는 벌크 액체 매체가 라이너의 내부 체적으로부터 고갈될 때 발생하는 구동 트레인 압력 및 분배 라인 압력 사이의 차동 압력의 변화에 응답하여 작동될 수 있고, 이후에 구동 트레인 압력은 가요성 부재에 의해 형성된 제한된 부체적으로부터의 분배된 액체 매체의 소정의 압력 및 유량을 유지하도록 증가된다.

라이너의 내부 체적 내의 제한된 부체적을 형성하는 가요성 부재는 임의의 적합한 형태일 수 있다. 일 실시예에서, 가요성 부재는 예를 들면 초음파 용접, 용제 용접, 또는 다른 적합한 방식으로 "V"-형 시트 요소의 각각의 면이 라이너의 각각의 면에 용접되는 상태로 라이너의 에지(저부, 측부 또는 상단 에지)에 용접된 "V"-형 시트 요소로서 제공된다. 다른 실시예에서, 가요성 부재는 라이너의 편평한 섹션에 용접되는 편평한 또는 약간 만곡된 직사각형 부재의 형태로 제공된다. 또 다른 실시예에서, 가요성 부재는 예를 들면 라이너의 중간부에 근접한 부분과 같은 라이너의 편평한 부분에 용접된 디스크형 부재로서 구성된다.

따라서, 본 발명은 내부 체적을 포위하는 용기, 내부 체적에 배치되고 압력 분배를 위해 내부에 재료를 보유하도록 구성되는 라이너, 및 압력 분배를 위해 라이너 상에 외부 유체 압력을 인가하도록 구성되는 압력 조립체를 포함하는 압력 분배 시스템을 고려하고, 압력 분배 시스템은 상기 재료를 위한 2차 체적을 포함하며, 이러한 2차 체적은 이러한 부체적을 포함하지 않는 라이너의 주 체적으로부터 재료를 압력 분배하는 데 요구되는 것과는 상이한 압축 요건을 갖는 라이너의 부체적을 구성한다. 압력 조립체는 주 체적으로부터의 재료의 분배 중에 및 2차 체적으로부터의 재료의 분배 중에, 주 체적 및 2차 체적으로부터의 분배에 걸쳐 분배 재료를 동일한 압력으로 유지하는 압력을 라이너 상에 인가하기 위해 내부 체적 내로 압축된 유체를 전달하도록 구성된 유체 압축 구동 트레인을 포함한다.

일 실시예에서, 유체 압축 구동 트레인은 주 체적 및 2차 체적으로부터의 분배에 걸쳐 동일한 압력을 유지하도록 구성된 공기 압축기 또는 유체 펌프를 포함하는 유동 회로를 포함한다.

사용시에 라이너는 예를 들면 마이크로 전자 제품의 제조용 재료와 같은 의도된 용례에 적합한 특성의 재료를 수용한다. 전술된 압력 분배 시스템은 그로부터 분배된 재료를 수용하도록 압력 분배 시스템에 결합된 마이크로 전자 제품 제조 도구와 조합하여, 마이크로 전자 제품 제조 장치의 부분으로서 제공될 수 있다.

전술된 압력 분배 시스템은, 압력 조립체가 작동되고 이어서 먼저 라이너의 주 체적으로부터, 이후에 라이너의 2차 체적으로부터 재료를 분배하는 재료 공급 방법에 사용될 수 있고, 재료는 라이너의 주 체적으로부터의 분배 및 라이너의 2차 체적으로부터의 분배에 걸쳐 동일한 압력으로 분배되고 있다. 분배된 재료는 예를 들면 마이크로 전자 제품의 제조를 위한 재료를 포함할 수 있고, 이로써 재료는 전술된 바와 같이 분배될 수 있으며 마이크로 전자 제품 제조 프로세스에서 이용될 수 있다.

다른 실시예에서, 라이너 패키지를 위한 비어 있음 검출 시스템은 마이크로 전자 디바이스 제조 작업에서의 웨이퍼 처리를 위해 이용되는 액체를 위한 저장조를 제공하는 변형된 기압계를 포함한다. 이러한 구성에서, 라이너 패키지는 라이너 내에 헤드 스페이스를 갖고, 이 헤드 스페이스로부터 헤드 스페이스 가스는 라이너 패키지 내에 최소의 헤드 스페이스를 제공하도록 추출될 수 있다. 라이너 내의 액체 매체 재고가 고갈 상태에 도달하거나 근접할 때, 예를 들면 100 내지 150 밀리리터 정도일 수 있는 체적을 가지는 헤드 스페이스는 라이너 패키지의 비어 있음 검출 상태의 감지를 위한 능력을 제공하도록 레벨 검출을 위한 저장조 용기로 통기된다.

이러한 비어 있음 검출 시스템에서 사용되는 저장조는 도 3 내지 도 5에 도시되어 있는 대안적인 형태 중 하나와 같은 임의의 적합한 유형일 수도 있는데, 대응하는 부분 및 특징은 각각의 도면에서 대응적으로 도면 부호가 부여되어 있다.

도 3을 참조하면, 저장조 시스템(60)은 저장조(62)에 진입하여 그 내부에 액체 매체 체적(66)을 형성하는 액체 매체를 공급 라인(64) 내의 라이너 패키지로부터 수용하도록 구성되고, 공급 라인(64)으로부터의 과잉의 가스는 가스 공간(70)을 형성하며, 과잉의 가스는 유동 제어 밸브(78)를 내부에 포함하는 통기 라인(76)에서 가스 공간으로부터 통기될 수 있다.

체적(66)으로부터의 액체 매체는 내부에 유동 제어 밸브(74)를 포함하는 라인(72)에서 저장조로부터 배출될 수 있고, 예를 들면 마이크로 전자 디바이스 제조 설비와 같은 하류측 사용 설비 또는 장소로 보내어질 수 있다.

비어 있음 또는 거의-비어 있음 상태의 발생을 모니터링하기 위해, 통기 밸브(78) 및 액체 매체 유동 밸브(74)가 폐쇄되고, 분배 압력이 라이너 패키지 내의 라이너의 외부 표면에 인가되어, 라이너로부터의 헤드 스페이스 가스를 저장조(62)의 상부 구역(top region)으로 강제 이동된다. 액체 매체가 라이너로부터 완전히 축출되었을 때, 저장조(62)의 상부 구역 내의 가스는 압력 하에 있고, 유동의 중단없이 액체 매체의 공급을 완료하도록 액체 매체를 저장조로부터 하류측 프로세스으로 압력 분배하는 데에 영향을 줄 수 있다.

저장조로부터 하류측 프로세스로 액체 매체를 분배하는 동안에, 액체 매체의 재고를 수납하는 다른 새로운 라이너 패키지는 액체 매체 분배 시스템 내의 유동 회로에 결합될 수 있고, 또는 갱신된 라이너 패키지 분배를 위해 다른 방식으로 교환될 수 있다.

라이너 패키지가 "건조되고 있는 동안" 저장조(62)로부터 분배된 액체 매체의 양은 도 3에 크로스 해칭으로 나타낸 체적(68)으로서 지시되어 있다. 이와 같이 결정된 액체 매체[체적(68)]의 양이 하류측 프로세스에 분배될 때, 이러한 액체 매체의 저하 레벨이 레벨 검출 유닛(80)에 의해 검출될 것이다. 레벨 검출 유닛(80)은 예를 들면 적외선 레벨 센서 또는 용량성 센서와 같은 임의의 적합한 유형의 레벨 센서 요소를 포함할 수 있고, 검출 유닛(80)에 의해 감지되는 비어 있음 또는 거의-비어 있음 상태는 검출 유닛이 적합한 경보를 작동시키게 하거나, 새로운 분배용 라이너 패키지로의 전환을 위해 자동 전환 시스템에 제어 신호를 송신하거나, 또는 다른 적절한 동작을 취하게 한다.

도 3의 저장조 시스템은 프로세스 유동 라인에 배치되고, 라이너 패키지에서 분배 재료가 고갈되었을 때 액체 매체를 공급하는 서지 탱크 또는 보유 용기의 기능과, 헤드 스페이스가 라이너 패키지의 라이너 내에 존재할 때에도 적절한 경고 또는 교정 작동을 제공하는 역할을 하는 레벨 검출 설비의 기능을 모두 갖는다.

도 4의 저장조 시스템에서, 저장조의 구조는 저장조의 중간 부분이 레벨 검출 감지를 위해 감소된 직경 섹션(82)을 갖고, 감소된 직경 섹션은 도시되어 있는 바와 같이 절두 원추형 전이 섹션(84, 86)과 측면에서 접하고 있는 것을 제외하고는 도 3에 도시되어 있는 바와 동일하다.

도 5에 도시되어 있는 검출 시스템(60)은 감소된 직경 섹션(82)이 도 4의 검출 시스템의 이러한 섹션의 길이에 비해 긴 특성을 갖고, 도 5의 시스템에서 감소된 직경 섹션(82)이 도시되어 있는 바와 같이 하단부에서 유동 제한부(90)를 갖는 것을 제외하고는 도 4의 검출 시스템과 동일한 형태이다.

도 3 내지 도 5의 3개의 저장조 비어 있음 검출 시스템은, 임의의 용해된 가스가 이후에 기포로서 나타날 수 있기 때문에, 분배되는 액체 매체 내에 용해된 가스가 혼합되는 것을 최소화하도록 설계된다. 도 4 및 도 5의 비어 있음 검출 시스템은 분배되는 액체 매체로의 가스의 확산을 제한하도록 감소된 직경의 중간 섹션(82)을 갖는다. 도 5의 시스템은 가스 혼합에 대한 더 긴 배리어의 제공을 설명한다(즉, 도 5의 시스템은 액체 매체로부터 가스를 유리시키기 위한 긴 경로를 제공함). 다른 변형예로서, 저장조는 저장조의 각각의 가스 및 액체 섹션 사이를 양호하게 격리하도록, 관으로 이루어진 긴 코일에 의해 상호 연결되는 상부 가스 섹션 및 하부 액체 섹션으로서 형성될 수 있다.

도 5의 저장조는 라이너 패키지로부터 헤드 스페이스 가스를 초기 배출한 이후에 라이너에 의해 축출될 수 있는 외래 기포에 대한 트랩을 제공한다. 기포가 저장조의 감소된 직경의 중간 섹션을 통해 상승하면, 이러한 기포 이동은 저장조에 있어서 상당한 대류 혼합을 유발할 수 있고, 이는 액체 매체에 의한 가스의 흡입을 촉진할 수 있다. 헤드 스페이스 가스의 초기의 전달 동안, 증가한 압력은 저장조의 상부 섹션으로 가스를 강제로 상승시킬 것이다.

도 6은 다른 실시예에 따른 저장조 비어 있음 검출 시스템의 개략도이고, 정상 분배 중에 저장조의 압축을 처리한다. 전술된 도 3 내지 도 5의 기압 저장조 구성은 전체 분배 시간 동안 저장조 내의 액체 매체를 압력 하에 방치한다. 이 액체 매체는 하부 저장조 내로 혼합되고 기포가 그후에 액체 매체에서 배제될 수 있다. 도 6의 시스템은 저장조 내에 대기압에서 예비 액체 매체를 저장한다.

도 6의 라이너 패키지 및 저장조 시스템(100)은 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이 압력 스위치 및 변환기의 상류측에 체크 밸브 또는 밸브를 포함하는 분배 라인(118)에 결합된 라이너 패키지(116)을 포함한다. 압력 스위치 또는 변환기로부터, 액체 매체 및 헤드 스페이스 가스는 라인(112)에서 상 분리기로 유동하고, 가스는 체크 밸브, 상 분리기, 저장조(102) 및 밸브(V3 및 존재한다면 V1)를 통해 통기된다. 액체 매체가 레벨 센서 1까지 밀어 올려질 때, 밸브(V3)는 폐쇄되고 액체 매체의 예비량은 보존된다.

저장조(102)는 그에 결합된 가스 배출 라인(106)을 갖고, 이 가스 배출 라인은 이어서 내부에 밸브(V1)를 가지는 통기 라인(110)에(통기구로), 그리고 내부에 밸브(V2)를 포함하는 분기 라인(108)(N2로)에 연결된다. 저장조(102)는 상 분리기 상부에 배치되고, 상 분리기는 상부 부분에서 내부에 레벨 센서 2 및 밸브(V3)를 갖는 오버헤드 라인(104)에 의해 상위의 저장조에 유체 연통하게 결합된다. 상 분리기는 이어서 하부 부분에서 내부에 밸브(V4)를 포함하는 액체 매체 유동 라인에 결합된다.

라이너 패키지가 하류측 프로세스에 액체 매체를 분배할 준비가 되면, 밸브(V4)는 개방되고 유동이 시작된다. 액체 매체가 계속 분배됨에 따라, 배회하는 기포가 상 분리기에 의해 포획된다. 라이너 패키지(116)가 비어 있을 때, 분배 라인 내의 압력은 강하하고 압력 스위치/변환기가 작동될 것이다. 그 이후에 밸브(V3)가 개방되고 액체 매체는 저장조로부터 분배 트레인으로 공급될 것이다. 액체 레벨이 레벨 센서 2로 강하할 때, 밸브(V3, V4)는 폐쇄되고 이어서 라이너 패키지(116)가 교환될 필요가 있을 것이다.

라인(118)내에 체크 밸브/밸브의 존재하기 때문에, 하류측 프로세스가 저장조 내의 예비 액체 매체로부터 공급을 받는 동안 레벨 센서 1이 작동되고 라이너 패키지가 변경될 때, 라이너 패키지(116)는 오프라인 될 수 있다.

밸브(V1, V2)는 저장조가 대기 통기로 개방되어 있는 상태로 간단하게 작동될 수 있는 시스템의 선택적인 구성 요소이다. 그럼에도 불구하고, 액체 매체가 휘발성의 재료이거나 휘발성의 재료를 포함하는 경우, 용제의 증발을 최소화하는 안전 관점 및 목적으로부터, V1은 저장조의 충전 중에 바람직하게 사용되고 개방된다. 저장조가 레벨 센서 1까지 충전될 때, V1은 폐쇄될 것이다. 라이너 패키지가 비어 있음을 지시하는 라인(118) 내의 압력 스위치 또는 변환기가 작동할 때에, 밸브(V3)가 개방되고 밸브(V1)가 개방되어 예비 액체 매체가 사용될 수 있게 한다.

저장조로부터 액체 매체를 분배하는 동안 밸브(V1)가 사용되면, 하류측 펌프 내의 압력이 최종적인 부압 상태로부터 기포를 발생시킬 가능성이 있다. 밸브(V1) 대신에 밸브(V2)를 사용하는 압축은 이러한 부압 문제를 처리한다. 용해된 가스는 저장조 내의 예비 공급부로부터 나오는 액체 매체 내에 존재할 수도 있지만, 수반되는 작동 시간이 짧기 때문에 이러한 효과는 최소화되거나 결여될 수도 있다.

도 7은 또 다른 실시예에 따른 저장조 비어 있음 검출 시스템의 개략도이다. 라이너 패키지는 도 7에는 도시되어 있지 않지만, 에이티엠아이 인크(미국 코네티컷주 댄버리 소재)에서 상표명 PDMPak으로 시판하는 유형의 라이너 패키지를 포함할 수도 있으며, 이는 액체 매체 공급 라인(126)에 결합된다("PDMPak으로부터"). 공급 라인(126)은 체크 또는 다른 유형의 밸브를 포함하고 이러한 밸브의 하류측에는 압력 스위치 또는 변환기가 있다.

공급 라인(126)은 상부 부분에 레벨 센서 2가 있고 하부 부분에서 레벨 센서 1이 있는 저장조(122)에 결합된다. 저장조의 하부 부분은 내부에 유동 제어 밸브(V3)를 갖는 배출 라인(124)에 연결된다. 상단부에서, 저장조는 라인(128)에 결합되고, 이 라인은 내부에 밸브(V1)를 포함하는 분기 라인에 연결되며(통기구로), 뿐만 아니라 내부에 밸브(V2)를 포함하는 분기 라인(132)에 연결된다(N2로).

도 7의 시스템의 시동시에, 라이너 패키지로부터의 헤드 스페이스 가스는 저장조(122)를 거쳐 체크 밸브/밸브를 통과하게, 그리고 유출 라인(128, 130), 개방된 V1을 통과하게 강제된다. 액체가 저장조에 유동하기 시작하여 충전이 초기화될 때, 액체 레벨은 상승하고, 레벨 센서 2에 도달할 때 밸브(V1)는 폐쇄된다. 그 이후에 시스템은 마이크로 전자 디바이스 제조 도구와 같은 하류측 프로세스 설비에 분배할 준비가 된다. 레벨 센서 2는 대안적으로 라인(128) 내에 위치할 수 있으며, 이에 의해 저장조를 화학 제품으로 완전히 충전하고 가스 유입을 더욱 최소화할 수 있다는 것을 주목해야 한다. 라이너 패키지가 비어 있음 상태에 도달할 때, 압력이 감소하기 시작하고, 이러한 압력 강하는 압력 스위치를 작동시킨다. 사용자는 이 작업 단계에서 밸브(V1) 또는 밸브(V2)의 개방을 설정하기 위한 선택권을 갖는다. 밸브(V1)가 선택되어 개방되면, 시스템의 압력은 분배 압력으로부터 대기압으로 강하될 것이다. 밸브(V2)가 선택되어 개방되면, 저장조의 압력은 라이너 패키지 분배 작업을 위한 압축 가스로서 시스템에서 사용되는 질소 가스의 공급 압력으로 상승할 것이다.

도 7의 시스템에서, 사용자는 레벨 센서 1과 레벨 센서 2 사이에 액체 매체를 전달할 능력을 갖는다.

레벨 센서 1이 작동될 때, 라이너 패키지는 교환되고 분배 작업은 종료되어야 한다.

라인(126) 내의 체크 밸브의 존재는 레벨 센서 2가 작동될 때 사용자가 라이너 패키지를 제거하고 교환하는 것을 허용하여, 이에 의해 하류측 액체 매체-이용 프로세스의 중지 시간을 제한한다.

도 8은 특정 실시예의 라이너 패키지 및 저장조 비어 있음 또는 거의 비어 있음 검출 시스템(200)의 개략도이다. 이 실시예는 분배 가스(압축 가스)가 액체 매체와 접촉하게 되는 일이 없는 압력 분배 및 레벨 검출을 허용한다.

도 8의 시스템은 비어 있음 검출 용기로서 "보틀 내의 백/벨로우즈(bag/bellows in bottle)" 유형의 라이너 패키지를 사용하고, 분배 가스를 액체 매체에 직접 인가하는 일 없이, 라이너 패키지의 비어 있음 검출을 모니터링하고 하류측 프로세스 설비로 예비 액체 매체를 압력 분배하도록 구성된다.

도 8의 시스템의 시동시에, 밸브(V1, V2)가 개방되어, 라이너(204)를 수납하는 용기(202)를 포함하고 침지 튜브(206)를 구비하는 분배 조립체에 캡(208)을 통해 결합되어 있는 라이너 패키지(200)의 헤드 스페이스로부터 가스를 통기시킨다. 압축 가스(N2)는 압축 가스 공급 라인(210)에 의해 용기(202)의 내부 체적 내로 도입되어, 내부의 라이너에 압력을 인가하고 액체 매체의 압력 분배를 실행한다.

도 8의 시스템 내의 라이너 패키지는 임의의 적합한 유형일 수 있다. 4-리터 액체 매체 용량과 3-포트 프로브 디자인을 갖는 에이티엠아이 인크(미국 코네티컷주 댄버리 소재)에서 상표명 나우팩으로 시판하는 유형의 용기가 예시적으로 도시되어 있다.

레벨 지시기 1이 액체를 감지할 때, 밸브(V2)가 폐쇄되고, 이는 밸브(V2)로부터의 헤드 스페이스 가스의 유동을 종료한다. 다음에, 밸브(V3, V4)가 개방되어 액체 매체가 액체 매체 전달 라인(220)을 거쳐 비어 있음 검출 용기(226)에 진입할 수 있게 한다. 비어 있음 검출 용기는 가스가 밸브(V4) 및 통기 라인(222)을 통해 빠져나갈 수 있도록 하는 관통 포트 형태를 갖게 설계된다.

일단 레벨 지시기 2가 액체의 존재를 감지하면(레벨 지시기 3은 레벨 지시기 2의 작동에 앞서 작동하도록 구성됨), 밸브(V4)가 폐쇄되고, 이에 의해 이러한 통기 밸브를 통한 액체 매체의 유동이 종료된다. 짧은 지연 후에, 비어 있음 검출 용기의 내부 체적에 압력을 공급하도록, 밸브(V5)가 개방되고 이에 의해 압축 가스(N2)의 도입이 허용된다. 이 비어 있음 검출 용기에 대한 공급 압력은 라이너 패키지의 내부 체적에 인가된 공급 압력보다 약간 낮게 설정된다. 이러한 구성에 의해, 액체 매체가 라이너 패키지 내에 있는 한, 액체 매체는 비어 있음 검출 용기(226)로부터 보다는, 라이너 패키지로부터 분배될 것이다.

일단, 소정의 압력이 밸브(V5)를 통한 압축 가스의 유동에 의해 성취되면, 밸브(V6)가 개방되어 액체 매체 배출 라인(228) 내의 액체 매체를 하류측 프로세스 도구(250)로 공급한다. 하류측 프로세스 도구(250)는 예를 들면 반도체 기판 상에 포토레지스트를 침착하기 위한 침착 챔버를 포함하는 마이크로 전자 디바이스 제조 도구, 반도체 기판의 이온 주입을 위한 이온 주입 도구, 평판 디스플레이 기판 상에 금속을 침착하기 위한 유기 금속 반응제를 수용하는 화학 기상 증착 도구 등과 같은 임의의 적합한 유형일 수 있다. 결국, 도구에 공급하는 라이너 패키지 내의 액체 매체는 완전히 소비된다. 이러한 것이 발생할 때, 비어 있음 검출 용기 내부의 압력이 강하한다. 밸브(V5)를 통해 유동하는 질소 가스로부터의 분배 압력은 인계되고 비어 있음 검출 용기로부터 하류측 프로세스로의 액체 매체의 분배를 계속한다.

비어 있음 검출 용기로부터의 분배가 발생할 때 레벨 지시기 3이 작동되어 라이너 패키지가 교체될 필요가 있음을 지시한다. 밸브(V3, V1)는 레벨 지시기 3이 작동될 때 폐쇄되어, 이에 의해 하류측 프로세스가 비어 있음 검출 용기로부터의 예비 액체 매체 공급부에 작용하는 동안 라이너 패키지가 안전하게 교환될 수 있게 한다. 비어 있음 검출 용기는 최소 액체 매체 예비량을 갖도록 설계되므로, 비어 있음 검출 용기는 계속되는 작업에 충분한 액체 매체를 공급할 수 있으며, 예컨대 일 특정 실시예에서 마이크로 전자 디바이스 제조 반응제를 2 무더기의 웨이퍼[즉, 2 로트의 웨이퍼(=50 웨이퍼)]에 분배하기에 충분한 양으로 공급할 수 있다. 일단, 라이너 패키지가 교환되면, 액체 매체 분배 프로세스가 반복된다.

비어 있음 검출 용기는 임의의 적합한 방식으로 구성되어 작동될 수 있다. 일 실시예에서, 비어 있음 검출 용기는 액체 매체에 직접 압력을 인가하는 일 없이 압축될 수 있고 그에 따라서 액체 매체가 기포 형성 가스로 포화되는 것을 방지할 수 있는 붕괴형 멤브레인으로 구성된다.

압축 가스가 액체 매체와 접촉하는 것을 회피하는데 이용될 수 있는 다른 압축 구조체는 백, 벨로우즈, 붕괴형 튜브 등을 포함한다.

다른 대안적인 구성은 비어 있음 검출 용기의 압축을 허용하면서 동시에 액체 매체로부터의 압축 가스의 분리를 배려하는 부유 볼(floating ball)을 갖는 튜브를 이용한다. 이 기법의 변형예로서, 가동부가 분배되고 있는 액체에 대한 소정의 순도 요건에 대한 악영향을 미치는 일 없이 수용될 수 있는 용례에서 플런저 또는 피스톤이 유사한 의도로 사용될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 본 발명은 패키징의 기능성을 증가시키도록, 예를 들면 내용물의 저장, 운송 및 후속의 사용 중에 라이너 패키지와 같은 패키징의 내용물의 인식을 향상시킬 뿐만 아니라 패키징으로부터의 정보를 공장 자동화/제어를 위한 중앙 IT 시스템으로 연결하도록, 일체형 센서를 갖는 초고순도 패키징을 고려하여, 이에 의해 감소된 소유 비용 및 증가된 생산 효율을 달성하고 패키징 및 패키징된 제품의 원가 회계 능력을 향상시킨다.

이러한 용도로 사용되는 센서는 피동형 무선 주파수 식별(RFID) 기술을 이용할 수 있으며, 피동형이란 용어는 전력을 위한 배터리를 사용하지 않고 대신에 문의형 RF 신호의 RF 전력을 사용하는 기술을 의미한다. 정보를 또한 포함할 수 있는 이 신호의 전력은 안테나에 의해 수신된다. 간단한 회로는 감지된 전기 신호를 처리하여 예를 들면 다이오드 회로에 의해 이를 정류하고, 예를 들면 용량성 회로의 사용에 의해 이를 저장하므로, 적합한 적분 시간 후에 처리된 신호는 피동형 RFID 칩을 시동시켜 작동하도록 이용 가능하다.

피동형 RFID는 본 발명의 다양한 패키징 용례에서 판독 전용 또는 판독 기록 비휘발성 메모리 작동을 위해 유용하지만, 또한 특히 요구되는 감지 데이터 밀도가 피동형 기법에서의 전력 제한에 의해 만족되도록 충분히 낮으면 센서에 이용될 수도 있다. 13.56 MHz에서 작동하는 ISO 14443(타입 A, B 및 C) 및 대략 900 MHz에서 작동하는 EPC Gen-2를 포함하는 다양한 피동형 RFID 프로토콜이 이용 가능하다.

본 발명의 광범위한 실시에 유용한 센서는 이들에 한정되는 것은 아니지만 액체 또는 고체 레벨 센서, 재료 특성의 센서를 포함한다.

레벨 센서는 중력 센서를 포함하는 다양한 센서일 수 있다. 에이티엠아이 인크(미국 코네티컷주 댄버리 소재)에서 상표명 나우팩으로 시판하는 패키지와 같은 백-인-박스 패키지가 이용될 때, 라이너의 벽은 일반적으로 지지되지 않고 전체 라이너가 분배 노즐로부터 자유롭게 현수된다. 이러한 구조에서, 분배 노즐 물리적 지지체 상의 응력 및 결과적인 기계적 변형(스트레인)의 양이 센서에 의해 측정되어 라이너 내에 잔류하는 재료의 양을 결정할 수 있다. 이 측정은 예를 들면, 자동차 연료 게이지와 유사한 총 라이너 체적의 1/8 등급을 갖는 낮은 정확도 측정일 수 있고, 센서는 공장에서 제로 설정이다. 이러한 센서 사용의 특정 실시예에서의 감도를 향상시키기 위해, 분배 노즐은 예를 들면 제조된 레그 중 하나 이상이 스트레인 민감성인 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge) 저항 어레이를 사용하여 스트레인을 측정하도록 스트레인 게이지가 장착될 수 있는 특정 재료 두께에서 특정 재료로부터 제조될 수 있다.

스트레인은 온도에 의존하기 때문에, 동시의 온도 측정이 온도 효과에 대해 보정하기 위해 열 센서에 의해 수행될 수 있다. 조합형 스트레인 게이지/온도 센서는 배터리 동력식 고정 배선 방식(hardwired) 센서로서 실시되어, 패키지의 분배 섹션에서의 장착 플랜지의 변형을 통해 라이너 패키지 내의 재료의 중량을 결정할 수 있다. 이 유형의 라이너 패키지 레벨 센서는 또한 전력 및 통신을 위해 고정 배선 방식으로 형성될 수 있고, 및/또는 이는 배터리 전력(예를 들면, 능동형 RFID) 또는 피동형 RFID 센서를 이용한 무선 통신을 위해 구성될 수 있다. 센서가 분배 노즐 상에 장착된 1회용 라이너 상에 배치되는 상황에서는, 이러한 피동형 RFID 체계는 저가의 용이하게 구현된 재료 재고 센서를 제공한다. 이 유형의 무선 센서는 재료 트래킹 시스템의 안테나/판독기 구성 요소에 대해 일체화 방식으로 구현될 수 있거나, 또는 독립적으로 구현될 수도 있다.

대안적으로, 스트레인 센서가 분배 노즐의 도구(하류측 프로세서) 측면에 배치되어, 동일한 또는 유사한 하드웨어 또는 고정 배선 방식(데이터 및 전력) 인터페이스를 사용하여 도구에 부착된 재료 수납 라이너의 중량을 측정할 수 있다.

본 발명은 백-인-캔(bag-in-can) 또는 백-인-백 라이너 패키징 용례에서 레벨 센서의 사용을 고려한다. 이들의 경우에, 라이너 패키징으로부터의 액체 매체의 제거는 라이너의 외부 표면을 압축식으로 누르도록 캔 또는 외부 백 내부의 중간 공간 내로 압축 유체(가스 또는 액체)를 펌핑함으로써 성취되거나 또는 지원되므로, 라이너가 붕괴되어 내부의 액체 매체가 배출될 수 있게 한다. 이러한 패키지 구성의 외부 수납 용기는 고정 체적을 가지므로, 중간 공간(라이너와 외부 수납 용기 사이)의 체적은 라이너 내에 잔류하는 재료의 양을 직접적으로 지시한다.

일 실시예에서, 이 중간 공간의 체적은 1) 라이너로부터 출구 또는 하류측 도관 라인을 일시적으로 폐쇄함으로써, 2) 백-인-캔 또는 백-인-백 패키지 내의 중간 공간 내로 공지의 양의 가스를 전달함으로써, 그리고 3) 패키지 내의 중간 공간 내로의 재료의 점증하는 펄스에 기인하는 압력 증가를 측정함으로써 감지된다. 이 센서 장치는 바람직하게는 모듈이 압축 유체의 입구의 지점에서 외부 수납 용기의 외부에 부착된 상태로 고정 배선 방식으로 형성된다. 이 구성은 특히 라이너 내용물의 압축성과 압축 유체 사이, 예를 들면 라이너 내의 수납 재료인 액체 매체와 압축 가스 사이에 상당한 차이가 존재할 때 유리하다.

재료 특성 센서에 대해, 라이너 내의 액체 매체의 다양한 특성이 이러한 액체 매체의 하류측 프로세스 이용을 최적화하기 위해 재료 특성 모니터링에 이용되어, 열화되고 있는 액체 매체를 거절하고, 그의 공칭 수명을 넘은 액체 매체를 끌어내며, 재료 패키징의 정확도를 검사하고 보장한다.

이러한 용례에서, 재료 특성 센서는 예를 들면 고정 배선 방식 마이크로센서, 무선 배터리 동력식 마이크로센서, 또는 초고순도 1회용 라이너 패키징 또는 제품 패키징의 다른 1회용 구성 요소 내에 일체화된 피동형 센서와 같은 임의의 적합한 유형일 수 있다.

라이너 패키징 내에 피동형 RFID 센서를 직접 통합하는 것은, 효율적이고 비용 효율적인 방식으로 재료 특성을 정확하게 관찰 및 추적하는 것을 허용한다.

본 발명은 특정 양태에서 사용 중에 고순도 1회용 패키지 내의 재료를 모니터링하도록, 예컨대 고정 배선 방식 전력-데이터 인터페이스를 통해, 분배 노즐 또는 라이너 패키징에 일체화된 유체 분석 센서-온-칩(sensor-on-chip)의 사용을 포함한다.

따라서, 본 발명은 예를 들면 (i) 저장, 운송 또는 설치 환경에서의 설치 후에 제품 및 제품의 패키징의 평형화를 모니터링하기 위한 열 센서, (ⅱ) 분석 유기물 또는 무기물에 의해, 또는 시효, 환경 오염, pH 변화, 가스 침투 등의 결과로서 현장에서 형성된 부산물에 의해 제품 수명을 모니터링하기 위한 전기 화학적 센서, 및 (ⅲ) 패키지 제품 용례에서 제품 조성물의 균질도 및 혼합/혼성을 모니터링하기 위한 광학 산란 센서를 포함하는 다양한 유형의 센서를 패키징에서 활용하는 것을 광범위하게 고려한다.

본 발명은 부가적으로 압력 분배를 위한 라이너 기반 패키지를 사용하는 재료를 위한 전달 시스템 및 공급 패키지의 고갈이 쉽게 검출되는 재료 전달용 시스템을 고려한다.

일 실시예에서, 본 발명은 재료의 압력 분배를 위해 재료를 보유하도록 구성된 라이너를 내부에 포함하는 재료 저장 및 분배 패키지를 구비하는 재료 분배 시스템을 제공하고, 패키지는 분배 재료 이용 도구에 분배 라인에 의해 결합되며, 분배 라인은 내부에 작동적으로 배치되어 있는 서보 유압식 분배 펌프와, 패키지의 비어 있음 상태로의 근접을 지시하는 출력을 제공하도록 작동적으로 구성된 패키지와 펌프 사이에 있는 비어 있음 검출 압력 변환기를 갖는다.

시스템은 패키지와 서버 유압식 분배 펌프 사이에서 분배 라인 내에 배치된 저장조 가스 분리기 및 통기부 조립체를 추가로 포함할 수 있다. 선택적으로, 시스템은 또한 저장조 가스 분리기 및 통기부 조립체와 펌프 사이에서 분배 라인 내에 배치된 필터와, 펌프의 하류측에서 분배 라인 내에 있는 공기 작동식 시퀀싱 밸브(sequencing valve) 조립체(대기압 밸브/시퀀싱 밸브, 또는 AV/SV 조립체)를 포함할 수 있다.

라이너는 예를 들면 반도체 디바이스 및 평판 디스플레이와 같은 마이크로 전자 제품의 제조에 유용하게 이용되는 포토레지스트 또는 다른 재료와 같은 화학 반응제를 적합하게 포함할 수 있다.

전술된 시스템에서, 압력 변환기는 패키지를 격리하기 위해 제어기에 작동적으로 결합되어 패키지의 비어 있음 상태로의 근접시에 그 교환을 가능하게 할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예는 재료의 압력 분배를 위해 재료를 보유하도록 구성된 내부에 라인을 포함하는 재료 저장 및 분배 패키지를 구비하는 재료 분배 시스템에 관한 것이고, 패키지는 분배 재료 이용 도구에 분배 라인에 의해 결합되며, 분배 라인은 도구로의 유동을 위해 상기 패키지로부터 주기적인 보충 스케쥴로 레지스트를 받아들이도록 구성된 분배기와, 패키지의 비어 있음 상태로의 근접을 지시하는 분배기의 보충에 요구되는 시간의 증가를 검출하고 이에 대응하여 이러한 근접의 출력을 제공하도록 구성된 모니터에 결합된다.

이러한 실시예의 분배기는 공압 펌프, 유압 펌프 등과 같은 펌프를 포함할 수 있는데, 여기서 스핀 코팅 부시스템에 있는 컵 중에 상이한 컵들의 고도에서 편차가 존재하고, 분배기(펌프) 조립체의 챔버의 충전이 고도 보정된다. 이러한 문맥에 사용될 때, 용어 "컵"은 웨이퍼 회전 위치를 갖고 분배 아암 및 노즐, 스피너 모터 및 웨이퍼 척과 연관된 챔버(펌프 챔버)를 칭한다. 분배기 시스템은 패키지와 분배기 사이에서 분배 라인 내에 저장조 가스 분리기 및 통기부 조립체를 포함할 수 있다. 필터는 저장조 가스 분리기 및 통기부 조립체와 분배기 사이에서 분배 라인에 제공될 수 있고, AV/SV 밸브 조립체가 분배기의 하류측에서 분배 라인에 제공될 수 있다. AV/SV 밸브 조립체는 공기 작동식 자동 밸브(조립체의 온/오프 AV 부분으로서) 및 후방 흡인 밸브(조립체의 SV 부분으로서)를 포함하고, SV 부분은 분배된 재료가 노즐 내로 약간 흡인 상승되도록 체적을 역변위시켜, 메니스커스(meniscus)가 코팅 후에 웨이퍼 상에 적하되지 않는다.

라이너는 예를 들면 반도체 디바이스 및 평판 디스플레이와 같은 마이크로 전자 제품의 제조에 유용하게 이용되는 포토레지스트 또는 다른 재료와 같은 화학 반응제를 적합하게 수용할 수 있다.

전술된 시스템에서, 모니터는 패키지를 격리시키기 위해 제어기에 작동적으로 결합되어, 패키지의 비어 있음 상태로의 근접시에 그 교환을 가능하게 할 수 있고, 및/또는 모니터는 프로세스 제어 기능과 같은 시스템 내의 다른 동작을 실행하기 위해 구성될 수 있다.

다른 양태에서, 본 발명은 포토레지스트와 같은 재료의 직접적인 압력 분배를 위한 라이너 기반 재료 저장 및 분배 패키지에 관한 것이다. 패키지는 제로 또는 거의 제로 헤드 스페이스 상태를 이루기 위해 분배에 앞서 헤드 스페이스 가스의 제거를 위해 유리하게 구성되고, 이에 의해 분배될 패키징된 재료에 있어서 미세 기포의 발생을 회피한다.

특정 예로서, 라이너 기반 포토레지스트 저장 및 분배 패키지 등과 같은 반도체 제조 설비에는 포토레지스트를 반도체 웨이퍼 코팅 도구에 전달하기 위한 서보 유압식 분배 펌프가 통합될 수 있다.

이러한 유형의 분배 시스템에서, 분배 압력은 변환기에 의해 모니터링될 수 있고, 분배 용기의 비어 있음 상태가 근접될 때 분배 압력의 점진적으로 증가하는 급속한 강하("저하"라고도 함)는 공급 패키지의 교환이 필요할 때를 판정하기 위한 프로세스 파라미터로서 사용될 수 있다.

이러한 유형의 분배 시스템(300)은 서보 피스톤 모터(308) 및 유압식 유체 커플링(310)을 구비하는 서보 유압식 분배 펌프와 일체화된 라이너 기반 압력 분배 공급 용기(302)를 포함하는 것으로 도 9에 개략적으로 도시되어 있다. 시스템은 비어 있음 검출 압력 변환기(306)를 이용하여, 공급 용기의 교환을 필요로 하는 비어 있음 상태 근접의 지표로서 압력 강하의 개시를 결정한다.

서보 유압식 분배 펌프가 분배 라인(312) 내에 배치되고, 상류측 유동 제어 밸브(314)와 하류측 유동 제어 밸브(316)를 구비한다. 분배 라인(312)은 저장조 가스 분리기(320)를 더 포함한다. 통기 라인(322)이 저장조 가스 분리기(320)에 결합되고 그 내부에 유동 제어 밸브(324)를 포함하여 저장조의 통기를 허용한다.

저장조 가스 분리기(320)의 하류측에는 필터(326)가 있다. 필터는 이어서 분배 라인(312) 내의 서보 유압식 분배 펌프의 상류측에 배치된다. 또한, 분배 라인(312) 내에 배치된 것은 웨이퍼(330)로의 포토레지스트의 전달시에 분배 및 보충 작동 모드 모두를 용이하게 하도록 온/오프 후방 흡인을 제공하는 직렬식 밸브인 공기 작동식 시퀀싱 밸브(328)(대기압 밸브/시퀀싱 밸브 또는 AV/SV)이다.

도 9의 시스템에서, 서보 유압식 분배 펌프의 펌프 다이어프램은 분배 및 보충 모드 모두에서 구동기이다. 분배 및 보충의 시간은 펌프 작동 파라미터이다. 공급 패키지(302)의 비어 있음 상태의 개시는 변환기(306)에 의해 검출되고, 비어 있음 상태는 비어 있음 상태로 근접함에 따라 소정의 압력 강하로서 선택된다. 분배된 재료 체적의 함수인 공급 패키지 출구 압력의 정성적인 그래프가 도 10에 도시되어 있다.

포토레지스트 공급 용기의 비어 있음 상태의 개시를 판정하기 위해 비어 있음 검출 압력 변환기를 이용하는 전술된 기법은 대개 신뢰적이지만, 변환기는 비교적 고가이고, 분배 트레인의 작동 조건의 모든 양태를 모니터링하지는 않는다.

따라서, 본 발명은 일 실시예에서 예를 들면 히데유키 다카모리에 허여된 미국 특허 제6,319,317호에 설명된 바와 같은 유형의 분배기 유닛과 일체화된, 포토레지스트와 같은 재료의 직접적인 압력 분배를 위한 라이너 기반 재료 저장 및 분배 패키지의 제공을 고려하고, 상기 특허의 개시 내용은 그대로 본 명세서에 참조로서 인용되어 있다.

도 11은 그에 결합된 분배 라인(412)을 갖는 압력 분배 공급 용기(402)를 포함하는 웨이퍼 코팅 시스템(400)의 개략도이다. 분배 라인(412) 내에 배치된 것은 공압식 커플링 섹션(410)을 구비하는 분배기(펌프) 유닛이다. 분배기 유닛은 내부에 3방향 밸브(444)를 포함하는 보충 통기 라인에 결합되므로, 분배기 유닛은 이러한 밸브를 통해, 개방 위치에 있을 때는 배출 라인(446)을 통해 통기될 수 있다. 공급 라인(448)에 의해 3방향 밸브(444)에 또한 결합된 것은 전자 공압식 조절기(450)이다. 분배기 유닛은 보충 홈 위치 센서(452)를 구비한다.

도 11의 시스템은 내부에 유동 제어 밸브(424)를 갖는 통기 라인(422)에 결합된 분배 라인(412) 내의 저장조 가스 분리기(420)를 갖는 것으로서, 도 9와 연계하여 설명된 바와 다른 방식으로 구성된다. 저장조 가스 분리기(420)는 필터(426)의 상류측이다. 분배기 유닛은 예를 들면 분배기 유닛의 일체형 구성 요소로서 분배기 유닛과 연관된 각각의 상류측 및 하류측 유동 제어 밸브(414, 416)를 갖고, AV/SV 직렬식 밸브(428)가 웨이퍼(430)의 상류측에서 분배 라인(412) 내에 배치된다.

도 11의 시스템에서, 펌프 다이어프램은 분배 작업 전용의 구동기이다. 보충 모드에서, 압력 분배 패키지가 구동기이고, 분배기 다이어프램은 종동기이며, 보충 시간은 패키지 압력, 레지스트 점도, 공급 패키지에 대한 분배기 고도, 필터 선택, 분배기 분배 체적, 필터 부하, 분배 라인 기하학적 형상 및 유동 제한의 함수이다. 분배기 유닛을 보충하는데 요구되는 시간은, 비어 있음-개시 압력 강하에 대해 역 관계로 공급 용기의 비어 있음 접근 상태를 조기에 지시하는 것이다.

비어 있음 상태는 전술된 다른 파라미터의 선택을 수반하며, 레지스트 코팅 유닛("COT")의 웨이퍼 컵 모듈에 관하여, 각각의 컵 고도에 대한 소정 용기의 보충을 위한 시간으로서 선택된다. 분배기 유닛에 대한 시간 대 보충 관계를 나타내는 정성적인 그래프가 도 12에 도시되어 있다.

도 11에 도시되어 있는 시스템은 고가의 압력 변환기에 대한 요구를 회피하고 보충 작업의 특성에 대한 지표를 제공한다.

도 13은 5개의 웨이퍼 컵(컵 1, 컵 2, 컵 3, 컵 4, 컵 5)을 포함하는 동경 엘렉트론 리미티드(일본 도쿄 소재)에서 상표명 리티우스 Ⅱ(LITHIUS Ⅱ)로 시판하는 COT 모듈의 개략도이다. COT 모듈 상의 각각의 라인 A₁ 내지 A₅는 분배기로부터 각각의 웨이퍼 컵으로의 일정한 분배 거리 및 고도를 표현한다. 각각의 라인 B₁ 내지 B₄는 분배기에 대한 공급 용기 위치의 함수로서 가변 고도를 표현한다. COT 모듈은 순차적으로 사용되도록 구성된 두 개의 압력 분배 패키지(500, 502)를 포함하는 것으로서 도시되어 있어, 공급 패키지(500)가 고갈에 근접할 때 이는 이후에 분배 서비스에 설치된 새로운 공급 패키지(502)로 전환될 수 있다.

각각의 라인 A₁내지 A₅는 연관된 분배기에 대한 고유한 보충 시간을 표현한다. COT 모듈 고도에서 나타내고 있는 바와 같이, 각각의 레벨은 밀리리터당 1 g의 저항 밀도에 대해 0.5 m(4.898 kPa, 0.710 psi)를 표현한다.

각각의 COT 모듈은 층류 조건 하에서 분배기 충전 시간과 선형적인 관계를 갖는 압력으로서 소정 고도보다 위에서의 작동 구동 압력을 갖는다. 고도 감산(elevation-subtracted) 구동 압력에 대한 보충 시간의 비율은 일정한 것으로 확인되었고, 이에 의해 고도 보정 구동 전위에 대한 실험적인 데이터의 동의를 증명한다. 예를 들면 필터 부하, 분배 라인 길이, 점도, 필터 선택, 보충을 위한 분배기의 분배 체적, 분배 라인 형태 등과 같은 모든 다른 팩터가 동일하면, 보충을 위한 시간은 각각의 컵 레벨에서 고정되고 시간의 증가는 공급 용기 비어 있음 상태의 개시를 반영한다.

전술된 시스템에서 분배 종료 비어 있음 검출 능력은, 각각의 컵 레벨에 대하여, 보충을 위한 시간이 고도 보정 구동 압력에 비교할 때 공급 패키지 압력 강하의 분율에 비례하여 상승될 것이라는 사실에 의존한다.

도 14는 도 13에 개략적으로 도시되어 있는 COT 모듈에 관하여, 밀리리터 단위로 분배된 레지스트 재료의 체적의 함수로서 각 고도 보정 압력에서의 분배기의 시간 대 보충 관계를 보여주는 그래프이다.

도 14의 그래프에서 보충 시간은 이러한 조건 하에서 고도 보정 구동 압력의큰 비율을 이루는 공급 패키지 저하에 기인하여 더 높은 컵 고도에서 더 급속하게 상승한다는 것을 주목해야 한다.

본 발명이 본 발명의 특정 양태, 특징 및 예시적인 실시예에 관하여 본 명세서에 설명되었지만, 본 발명의 효용은 이와 같이 한정되는 것은 아니고 오히려 본 명세서의 개시 내용에 기초하여 본 발명의 분야의 숙련자들에게 제안될 수 있는 바와 같이, 무수히 많은 다른 변화, 수정 및 대안적인 실시예로 확장되고 이들을 포함하는 것이라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 대응적으로, 이후에 청구된 본 발명은 본 발명의 기술 사상 및 범위 내에서 모든 이러한 변화, 수정 및 대안적인 실시예를 포함함으로서 넓게 해석되고 설명되도록 의도된다.

10 : 라이너 패키지
12 : 오버팩
16 : 라이너
18 : 액체 매체
24 : 압축 가스 공급 튜브
60 : 저장조 시스템
62 : 저장조
74, 78 : 유동 제어 밸브
80 : 레벨 검출 유닛

Claims

액체 매체를 수용하도록 되어 있는 붕괴형 라이너(collapsible liner)를 포함하는 라이너 기반 유체 저장 및 분배 패키지와,
라이너로부터 상기 액체 매체를 압력 조정 분배하기 위해 라이너 상에 외부에서 압력을 인가하도록 되어 있는 가압 요소, 그리고
상기 압력 조정 분배 동안에 라이너로부터 분배되는 액체 매체를 모니터링하고 라이너로부터의 상기 액체 매체의 배출의 개시를 나타내는 출력 신호를 발생시키도록 구성된 비어 있음 검출 센서
를 포함하고, 상기 비어 있음 검출 센서는
(a) 압력 강하 또는 압력 쇠퇴를 검출하도록 라이너로부터 분배되는 액체 매체의 압력을 모니터링하도록 되어 있는 압력 스위치 또는 압력 변환기와,
(b) 라이너로부터 분배되는 액체 매체의 유량을 모니터링하도록 구성된 일체형 유량계
중 하나 이상을 포함하는 것인 유체 공급 시스템.
제1항에 있어서, 상기 비어 있음 검출 센서는 압력 강하 또는 압력 쇠퇴를 검출하도록 라이너로부터 분배되는 액체 매체의 압력을 모니터링하도록 되어 있는 압력 스위치 또는 압력 변환기를 포함하는 것인 유체 공급 시스템.
제1항에 있어서, 상기 비어 있음 검출 센서는 라이너로부터 분배되는 액체 매체의 유량을 모니터링하도록 구성된 일체형 유량계를 포함하는 것인 유체 공급 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가압 요소는 압축 가스 소스를 포함하는 것인 유체 공급 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가압 요소는 라이너에 압력을 인가하기 위해 라이너 기반 유체 저장 및 분배 패키지의 내부 체적에 압축 유체를 이송하도록 되어 있는 유체 압축 구동 트레인을 포함하는 것은 유체 공급 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비어 있음 검출 센서는 라이너로부터 상기 액체 매체의 배출의 개시를 나타내는 상태를 검출하였을 때 유체 저장 및 분배 패키지의 변경을 가능하게 하도록 유체 저장 및 분배 패키지를 고립시키기 위해 제어기와 연동하도록 커플링되는 것인 유체 공급 시스템.
제6항에 있어서, 액체 매체를 수용하도록 되어 있는 라이너를 포함하고, 분배를 계속하도록 구성된 제2 유체 저장 및 분배 패키지를 더 포함하는 유체 공급 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 라이너는, 포토레지스트, 에칭제, 화학적 기상 증착 시약, 용매, 웨이퍼와 도구 세정 제제, 및 화학적 기계적 연마 성분으로 이루어진 그룹으로부터 선택된, 마이크로전자 디바이스 제조에 사용되는 성분을 함유하는 액체를 수용하는 것인 유체 공급 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 저장 및 분배 패키지는 (a) 비어 있음 검출 센서와, (b) 공정 제어기 중 하나 이상과 통신하도록 구성된 RFID를 포함하는 것인 유체 공급 시스템.
액체 매체를 보유하는 붕괴형 라이너를 포함하는 라이너 기반 유체 저장 및 분배 패키지로부터 사용 위치로 액체 매체를 공급하는 방법으로서,
라이너로부터 액체 매체를 분배하기 위해 라이너에 외부 압력을 인가하는 것과,
압력 조정 분배 동안에 비어 있음 검출 센서를 이용하여 라이너로부터 분배되는 액체 매체를 모니터링하고, 라이너로부터의 상기 액체 매체의 배출의 개시를 나타내는 출력 신호를 발생시키는 것
을 포함하며, 상기 비어 있음 검출 센서는
(a) 압력 강하 또는 압력 쇠퇴를 검출하도록 라이너로부터 분배되는 액체 매체의 압력을 모니터링하도록 되어 있는 압력 스위치 또는 압력 변환기와,
(b) 라이너로부터 분배되는 액체 매체의 유량을 모니터링하도록 구성된 일체형 유량계
중 하나 이상을 포함하는 것인 액체 매체 공급 방법.
제10항에 있어서, 압력 강하 또는 압력 쇠퇴를 검출하기 위해 라이너로부터 분배되는 액체 매체의 압력을 모니터링하는 압력 스위치 또는 압력 변환기의 사용을 포함하는 액체 매체 공급 방법.
제10항에 있어서, 라이너로부터 분배되는 액체 매체의 유량을 모니터링하도록 구성된 일체형 유량계의 사용을 포함하는 액체 매체 공급 방법.
제10항에 있어서, 액체 매체를 사용 위치로 계속해서 분배하기 위해, 다른 라이너 기반 유체 저장 및 분배 패키지로 전환하는 것을 더 포함하는 액체 매체 공급 방법.
유체 저장 및 분배 시스템으로서,
액체 매체를 보유하는 제1 라이너를 포함하는 제1 유체 저장 및 분배 패키지와,
액체 매체를 보유하는 제2 라이너를 포함하는 제2 유체 저장 및 분배 패키지, 그리고
제1 유체 저장 및 분배 패키지로부터의 액체 매체의 분배와 관련된 상태를 감지하고, 상기 제1 유체 저장 및 분배 패키지로부터의 액체 매체의 배출의 개시를 나타내는 출력 신호를 생성하도록 구성된 비어 있음 검출 센서
를 포함하며, 상기 유체 저장 및 분배 시스템은 연속된 분배 작동이 이루어지도록 하기 위해, 상기 출력 신호에 응답하여 상기 제1 유체 저장 및 분배 패키지로부터 상기 제2 유체 저장 및 분배 패키지로의 전환을 시행하도록 되어 있는 것인 유체 저장 및 분배 시스템.
제14항에 있어서, 상기 비어 있음 검출 센서는
(a) 압력 강하 또는 압력 쇠퇴를 검출하도록 라이너로부터 분배되는 액체 매체의 압력을 모니터링하도록 되어 있는 압력 스위치 또는 압력 변환기와,
(b) 라이너로부터 분배되는 액체 매체의 유량을 모니터링하도록 구성된 일체형 유량계
중 하나 이상을 포함하는 것인 유체 저장 및 분배 시스템.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 제1 라이너는 제1 붕괴형 라이너를 포함하고, 상기 제2 라이너는 제2 붕괴형 라이너를 포함하는 것인 유체 저장 및 분배 시스템.