KR20170115613A - 스마트 패키지 - Google Patents
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Abstract
유체 저장 및 분배 용기, 그리고 상기 용기에 결합되고 분배 조건하에서 용기로부터 유체의 배출을 가능하게 하도록 구성되는 유체 분배 조립체를 포함하는 유체 공급 패키지가 설명되며, 유체 공급 패키지는 패키지의 정보 증강을 위해서 정보 증강 장치, 예를 들어 빠른 판독(QR) 코트 및 RFID 태그를 포함한다. 프로세스 툴 및 전술한 유형의 하나 이상의 유체 공급 패키지를 포함하는 프로세스 시스템이 설명되며, 프로세스 툴은 유체 공급 패키지(들)와 통신으로 상호 작용하도록 구성된다. 전술한 유형의 유체 공급 패키지가 사용되는 프로세스 시스템의 효율과 작동을 향상시키는데 유용하게 사용되는 다양한 통신 장치가 설명된다.
Description
본 출원은 "스마트 패키지"에 대해서 Joseph D. Sweeney 등의 이름으로 2015년 2월 12일에 출원된 미국 가 특허 출원 번호 62/115,569호의 우선권의 이득을 35 U.S.C. §119의 규정하에서 주장한다. 미국 가 특허 출원 번호 62/115,569호의 개시는 모든 목적을 위해 그 전체가 원용에 의해 본 출원에 포함된다.
본 개시는 유체, 예를 들어 반도체 제품, 평면-패널 디스플레이 및 태양전지 패널의 제작에 유용성을 갖는 유체를 저장 및 분배하기 위한 유체 공급 패키지; 및 "스마트" 패키지로서 정보가 증강된 그러한 유체 공급 패키지를 포함하는 툴 조립체(tool assemblies)를 처리하는 것에 관한 것이다.
반도체 제품, 평면-패널 디스플레이 및 태양전지 패널을 제작하는 전술한 용례에서와 같은 유체 공급 패키지의 사용에서, 그러한 패키지의 설치와 작동을 고수준의 효율로 관리하는 것이 바람직하다. 유체를 수용 툴에 제공하기 위해서 유체 공급 패키지를 유체-사용 설비에 설치하기 위한 임의의 과도한 시간 요구사항은 유체 공급 패키지가 새로운 유체를 도입하기 위해 변경될 때 프로세스 툴 세팅의 필요한 조정을 하는데 실패, 또는 원하는 공정 작동에 대한 잘못된 유형의 유체 패키지 설치와 같은 심한 경제적 손실을 수반한다.
결과적으로, 본 기술분야는 그러한 유체 공급 패키지의 설치 및 작동 문제를 피하기 위해서, 유체 공급 패키지 및 그와 함께 사용되는 공정의 개선을 계속해서 추구하고 있다.
본 개시는 유체의 저장 및 분배하기 위한 유체 공급 패키지 및 정보가 증강된 그러한 패키지를 포함하는 프로세스 툴 조립체에 관한 것이다.
일 양태에서, 본 개시는 유체 저장 및 분배 용기, 및 용기에 결합되고 분배 조건 하에서 용기로부터 유체를 배출할 수 있도록 구성되는 유체 분배 조립체를 포함하는 유체 공급 패키지에 관한 것이며, 여기서 유체 공급 패키지는 패키지의 정보 증강을 위한 정보 증강 장치, 예를 들어 빠른 판독(QR) 코드 및/또는 무선-주파수 식별(RFID) 태그를 포함한다.
다른 양태에서, 본 개시는 본 명세서에서 다양하게 설명되는 바와 같은, 본 개시의 유체 공급 패키지 및 정보 증강 장치를 판독하도록 구성되는 기계 판독기를 포함하는 유체 공급 키트(kit)에 관한 것이다.
또 다른 양태에서, 본 개시는 본 명세서에서 다양하게 설명되는 바와 같은, 본 개시의 적어도 하나의 유체 공급 패키지 및 분배 조건하에서 적어도 하나의 유체 공급 패키지로부터 유체를 수용하도록 구성되는 유체-이용 프로세스 툴을 포함하는 프로세스 시스템에 관한 것이다.
본 개시의 또 다른 양태는 프로세스 시스템에서 툴을 작동시키기 위해서 유체 공급원으로부터 유체를 수용하는 프로세스 툴의 작동을 향상시키는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 본 명세서에서 다양하게 설명되는 바와 같이 적어도 하나의 유체 공급 패키지로부터 유체를 공급함으로써 프로세스 시스템의 정보를 증강하는 단계를 포함한다.
본 개시의 다른 양태, 특징 및 실시예는 다음의 설명 및 첨부된 청구범위로부터 더 완전하게 자명해질 것이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른, 정보 증강된 유체 공급 패키지 및 정보 증강된 이온 주입기 프로세스 툴을 사용하는 이온 주입 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 개시의 다른 실시예에 따른, 가스의 분배를 위해 구성되는 정보 증강된 유체 공급 패키지를 포함하는 프로세스 시스템이다.
도 2는 본 개시의 다른 실시예에 따른, 가스의 분배를 위해 구성되는 정보 증강된 유체 공급 패키지를 포함하는 프로세스 시스템이다.
본 개시는 대응하는 정보 증강 작동을 달성하기 위해서 프로세스 툴 조립체에 사용될 수 있는 정보 증강된 유체 공급 패키지에 관한 것이다.
그러한 유체 공급 패키지는 유체가 후속 분배를 위해 저장되는 유체 저장 용기, 및 용기에 결합되고 분배 조건하에서 용기로부터 유체를 배출할 수 있도록 구성되는 유체 분배 조립체를 포함한다.
특정 실시예에서, 유체 공급 패키지는 저장 조건하에서 유체를 저장 상태로 유지하고, 분배 조건하에서 용기로부터 배출을 위해 유체를 방출하도록 적응되는 저장 매체를 용기의 내부 용적에 포함할 수 있다. 저장 매체는 임의의 적합한 유형일 수 있으며, 예를 들어, 탄소 흡착제, 제올라이트, 분자체 흡착제, 유기 금속 골격체(MOF), 에어로젤, 알루미나, 실리카, 알루미노실리케이트, 다공성 금속 산화물, 또는 유체가 가역적으로 흡착될 수 있는 다른 다공성 고체 흡착제를 포함할 수 있으며, 여기서 흡착제로부터의 유체의 방출은 열, 진공 또는 다른 압력차의 적용, 유체의 농도 구배-매개 탈착 및 캐리어 유체에서의 탈착된 유체의 혼입을 달성하기 위해서 용기의 내부 용적을 통한 캐리어 유체의 유동에 의한 농도 구배의 부과, 또는 그러한 유체 방출 방식의 2 이상의 조합, 또는 유체가 저장되는 흡착제로부터 유체의 분리를 실시하기 위한 다른 기술에 의해 실시된다.
대안으로, 저장 매체는 유체가 액체 저장 매체, 예를 들어 이온성 액체 저장 매체와 같이 가역적으로 용해되거나 그와는 달리 액체 저장 매체 내에 저장되는 액체를 포함할 수 있으며, 여기서 액체는 응답 생성물로서 저장을 위해 이온성 액체와 가역적으로 응답되며, 이때 역응답은 이온성 액체를 보유하는 용기로부터 배출을 위한 유체를 방출을 위해서 분배 조건하에서 수행된다.
탄소 흡착제가 유체 저장 매체로서 사용되는 전술한 유형의 흡착제-기반 유체 공급 패키지는 상표명 SDS 하에서 Entegris Corporation(미국, 매사추세츠, 빌레리카)으로부터 상업적으로 이용 가능하다.
다른 실시예에서의 유체 공급 패키지는 용기의 내부 용적에 배치되는 하나 이상의 압력 조절기를 포함하는 용기를 사용할 수 있으며, 여기서 조절기는 적합한 설정점 구성으로 배열되어, 유체 공급 패키지의 용기 내의 단일 또는 최종 하류 조절기의 압력 설정점 미만인, 유체 공급 패키지에 연결되는 분배 유동 회로 내의 압력에 응답하여 조절기 장치의 설정점에서 유체의 분배를 실시한다.
이러한 유형의 압력 조절 유체 공급 패키지는 상표명 SDS 하에서 Entegris Corporation (미국, 매사추세츠, 빌레리카)으로부터 상업적으로 이용 가능하다.
본 개시의 광범위한 실시에 사용될 수 있는 다른 유체 공급 패키지는 유체 공급 용기가 조절기의 상류에 위치되는 모세관 유형의 유동 제한 장치, 진공 작동 체크 밸브, 또는 유체 공급 용기의 내부 용적에 있는 다른 유동 조절 장치를 포함하는 유체 공급 패키지를 포함한다.
더 일반적으로, 본 개시의 유체 공급 패키지는 저장 및 운송 조건 중에 유체를 포함하고, 분배 조건하에서 유체 공급 패키지로부터 유체를 배출시키는데 효과적인 임의의 적합한 구성일 수 있다. 분배 조건은 분배를 실시하기 위해 유체 분배 조립체를 작동시킴으로써, 예를 들어, 패키지의 유체 분배 조립체의 밸브 헤드에서 밸브를 개방함으로써 수용될 수 있다.
본 명세서 및 첨부된 청구항에서 사용되는 바와 같은, 단수 형태의 관사("a", "an" 및 "the")는 문맥에서 달리 명확하게 나타내지 않는 한 복수의 대상물을 포함한다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "유체"는 그 용어의 범주 내에서 가스, 증기, 액체 및 이의 조합물과 혼합물을 포함하도록 폭넓게 해석되는 것으로 의도된다.
본 명세서에 개시된 유체 공급 패키지, 프로세스 시스템 및 프로세스 툴 조립체는 본 명세서에서 예시적으로 설명되는 특정 부품, 구성요소 및 구조물 중 어느 하나를 포함하고, 이들로 구성되거나, 본질적으로 구성될 수 있다. 본 개시는 또한, 본 개시의 작동 실시예의 정의시, 예를 들어 구체적으로 설명되는 부품, 구성요소 및 구조물 중 하나 이상이 특정적으로 생략될 수 있는 제한적으로 정의된 유체 공급 패키지, 프로세스 시스템 및 프로세스 툴 조립체를 고려한다.
일 양태에서, 본 개시는 유체 저장 및 분배 용기, 및 용기에 결합되고 분배 조건하에서 용기로부터 유체를 배출할 수 있도록 구성되는 유체 분배 조립체를 포함하는 유체 공급 패키지에 관한 것이며, 여기서 유체 공급 패키지는 패키지의 정보 증강을 위한 정보 증강 장치, 예를 들어 빠른 판독(QR) 코드 및 무선 주파수 식별(RFID) 태그 중 적어도 하나를 포함한다.
그러한 목적에 유용한 RFID 태그는 임의의 적합한 유형일 수 있으며, 예를 들어 능동 판독기 수동 태그(ARPT), 수동 판독기 능동 태그(PRAT), 또는 능동 판독기 능동 태그(ARAT) 중 어느 하나일 수 있다.
따라서, 예시로서, 다양한 실시예에서의 유체 공급 패키지는 빠른 판독(QR) 코드, 또는 RFID 태그, 또는 빠른 판독 코드(QR)와 RFID 태그 모두를 포함할 수 있다.
더 일반적으로, 유체 공급 패키지는 임의의 다른 정보 증강 장치 또는 장치들을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은, 용어 "정보 증강 장치(informational augmentation device)"는 유체 공급 패키지 및/또는 그의 사용과 관련한 정보를 직접 및/또는 간접적으로 제공하는데 효과적인 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함하는 장치를 의미하며, 여기서 정보는 기계에 의해 또는 기계의 도움으로 접근 가능하다. 정보 증강 장치는 예를 들어 전술한 빠른 판독(QR) 코드, RFID 태그, 트랜스폰더 장치(transponder devices), 인코딩 장치, 근접 카드, 근접 배지(proximity badges), 무선 통신 장치, 및 그러한 장치 중 임의의 둘 이상의 조합을 포함할 수 있다. 정보 증강 장치는 장치의 구성요소, 하위-조립체, 집적 회로 또는 저장 매체에 저장된 정보를 포함할 수 있으며, 그러한 정보는 보안 또는 다른 목적을 위해 코드화되거나 암호화될 수 있다.
유체 공급 패키지 내의 용기는 저장 조건하에서 유체를 저장 상태로 유지하고, 분배 조건하에서 용기로부터 배출하기 위해 유체, 예를 들어 물리적 흡착제 재료, 예컨대 탄소 흡착제를 방출하도록 적응된 저장 매체를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서의 저장 매체는 이온성 액체와 같은 액체를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서의 유체 공급 패키지 내의 용기는 그 내부에 적어도 하나의 내부 배치된 압력 조절기를 포함할 수 있으며, 압력 조절기는 압력 조절기의 설정점에 의해 결정되는 압력에서 용기로부터 유체 분배 조립체로 유체를 분배하도록 구성된다. 따라서, 용기는 그 내부에 하나의 내부 배치된 압력 조절기를 포함할 수 있거나, 대안으로 용기는 직렬 배열된 다중 압력 조절기를 포함할 수 있다.
유체 공급 패키지는 임의의 적합한 유체를 유지하도록 구성되고 배열될 수 있다. 유체 공급 패키지는 예를 들어, 반도체 제품, 평면-패널 디스플레이, 태양전지 패널, LED, LED 디스플레이, 및 그런 제품들의 구성요소, 하부-조립체 및 일부분 중 적어도 하나의 제작에 유용한 유체를 유지할 수 있다.
다양한 실시예에서의 유체 공급 패키지는 웹 사이트의 가입, 웹페이지의 표시, 이메일의 전송, 또는 유체 공급 패키지, 그 내부에 패키징된 유체, 또는 유체 공급 패키지 또는 유체의 사용에 관한 정보를 제공하는 다른 원격통신 행위를 개시하기 위해서, 기계 판독기, 예를 들어 QR 코드 판독기에 의해 판독 가능한 정보 증강 장치, 예를 들어, 빠른 판독(QR) 코드로 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 유체 공급 패키지는 유체 공급 패키지, 그 내부에 패키징된 유체, 또는 유체 공급 패키지 또는 유체의 사용과 관련된 정보를 포함하는 RFID 태그로 구성될 수 있다. RFID 태그는 읽기/쓰기 문자 일 수 있고, 정보 저장 능력뿐만 아니라 정보 전송 능력을 가질 수 있다.
예를 들어, RFID 태그는 유체 공급 패키지 내의 유체의 온도를 나타내는 출력을 제공하는데 효과적인 열-저항성 RFID 장치일 수 있다. 유체가 바람직하게, 부압(subatmospheric pressure)으로 저장되는 경우에, 열-저항성 RFID 장치로부터의 유체 온도 판독 값이 패키지의 용기 내의 유체가 원하는 부압 조건에 있는지, 또는 용기의 온도 조건(열적 노출)이 부압 수준 이상으로 압력이 상승하게 하였는지를 결정하는데 사용될 수 있다.
따라서, 패키지의 유체 저장 및 분배 용기가 용기 내에 부압을 달성하기 위해 바람직하게 그에 흡착되는 유체를 가지는 물리적 흡착제를 포함하는 경우에, 원하는 기준 조건으로부터의 온도 편위(temperature excursions )가 흡착제의 가열 및 흡착제로부터 유체의 탈착을 초래할 수 있으며, 그에 의해서 용기 내의 압력이 유체 저장의 원하는 부압 또는 다른 목표 압력 수준 위로 증가하게 한다. 유체 공급 패키지가 설치되고 유체 분배 조립체 내의 밸브가 개방되는 경우, 원하는 부압의 유체 분배보다도 오히려 고압의 가스의 갑작스러운 유출로 인해 이는 결국 불리할 수 있다.
다른 예로서, 유체 공급 패키지는 유체 저장 및 분배 용기를 둘러싸는 오버 팩(overpack)으로 구성될 수 있거나, 용기뿐만 아니라 관련 유체 분배 조립체를 둘러싸는 오버팩으로 구성될 수 있어서, 오버팩 배열체는 패키지의 용기 내의 유체에 단열 환경을 제공하는 역할을 한다. 그런 목적을 위해서, 오버팩은 오버팩 하우징 또는 격납 구조물 내에 냉각 매체 및/또는 단열재를 포함할 수 있다. 그런 예에서, 열-저항성 RFID 장치로부터 온도 판독 값을 얻는 능력은 오버팩이 용기 및 분배 조립체로부터 제거되어야 하는지, 또는 용기 내의 유체에 대해 원하는 온도를 달성하기 위해서 패키지가 냉동상태 또는 다른 온도 조절 공정이 수행되어야 하는지를 결정하는데 사용될 수 있다.
위에서 다양하게 설명한 바와 같은 유체 공급 패키지는 정보 증강 장치로부터 그의 생성 정보를 요구하는 잠금 해제 신호에 의해 잠금 해제되지 않는 한, 유체 저장 및 분배 용기로부터 유체 분배를 배제하도록 구성되는 연동 구조물(interlock structure)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 연동 구조물은 빠른 판독(QR) 코드 및/또는 RFID 태그와 같은 정보 증강 장치로부터 그의 생성 정보를 요구하는 잠금 해제 신호에 의해 잠금 해제될 수 있으며, 여기서 유체 공급 패키지는 그러한 정보 증강 장치를 포함하도록 구성된다. 그러한 방식으로, 정보 증강 장치로부터의 정보를 사용하여 잠금 해제 신호를 생성하는 것은 유체 공급 패키지로부터의 유체에 수반되는 원하는 작동을 위한 필수요건으로서 사용될 수 있다.
또 다른 양태의 개시는 본 명세서에 다양하게 설명된 바와 같은 본 개시의 유체 공급 패키지, 및 정보 증강 장치로부터 정보를 판독하도록 구성되는 기계 판독기를 포함하는 유체 공급 키트에 관한 것이다. 유체 공급 키트는 유체 공급 패키지의 정보 증강 장치, 예를 들어 빠른 판독(QR) 코드 및 RFID 태그 중 적어도 하나를 판독하도록 구성되는 스마트폰, 태블릿 또는 스마트 시계를 포함하는 기계 판독기로 구성될 수 있으며, 여기서 유체 공급 패키지는 그러한 정보 증강 장치로 구성된다.
또 다른 양태에서, 본 개시는 본 명세서에서 다양하게 설명된 바와 같은 적어도 하나의 유체 공급 패키지 및 분배 조건하에서 적어도 하나의 유체 공급 패키지로부터 유체를 수용하도록 구성되는 유체-사용 프로세스 툴을 포함하는 프로세스 시스템에 관한 것이다.
그러한 프로세스 시스템은 프로세스 툴의 작동을 가능하게 하기 위해서 유체 공급 패키지의 정보 증강 장치와 통신으로 상호 작용하는 적어도 하나의 통신 장치, 예컨대 유체 공급 패키지 상의 빠른 판독(QR) 코드 및 RFID 태그를 포함하는 프로세스 툴로 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세스 시스템은 유체 공급 패키지상의 정보 증강 장치와 프로세스 툴 통신 장치의 통신 상호작용이 미리 결정된 작동 통신 프로토콜을 만족시킬 때까지 프로세스 툴이 작동적으로 기능을 하지 않도록 구성될 수 있다.
미리 결정된 작동 통신 프로토콜은 예를 들어, 유체 공급 패키지 상의 정보 증강 장치, 예를 들어 RFID 태그에 포함된 유체 공급 패키지 정보로부터 유체 공급 패키지의 신원을 확인하는 것을 포함할 수 있다. 유체 공급 패키지 정보는 유체 공급 패키지에 포함된 유체의 신원, 프로세스 툴 작동 세팅, 유체 공급 패키지 내의 유체에 대한 프로세스 프로토콜, 프로세스 툴로 유체를 공급하기 위한 프로세스 시스템의 유체 공급 패키지의 설치에 관한 정보, 또는 임의의 다른 적합한 정보를 포함할 수 있다.
그러한 프로세스 시스템의 프로세스 툴은 임의의 적합한 유형일 수 있으며, 예를 들어, 이온 주입 프로세스 툴, 화학 기상 증착 프로세스 툴, 에칭 툴, 또는 다른 적합한 툴을 포함할 수 있다.
프로세스 시스템은 반도체 제품, 평면-패널 디스플레이, 태양전지 패널, LED, LED 디스플레이, 및 그러한 제품의 구성요소, 하위-조립체 및 일부분 중 적어도 하나의 제작에 적합한 툴을 포함하는 프로세스 툴로 구성될 수 있다.
다양한 실시예에서의 프로세스 시스템은 다중 유체 공급 패키지를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 프로세스 시스템은 적어도 하나의 유체 공급 패키지를 포함할 수 있으며, 여기서 유체 공급 패키지는 유체가 부압에서 흡착되는 물리적 흡착제를 포함하는 용기를 포함하며, 유체 공급 패키지(들)는 환기 가스로 환기되는 가스 박스 내에 포함되며, 이때 프로세스 툴은 정보 증강 장치, 예를 들어 유체 공급 패키지 상의 빠른 판독(QR) 코드 및 RFID 태그 중 적어도 하나와 통신으로 상호 작용하는 적어도 하나의 통신 장치를 포함하며, 유체 공급 패키지 상의 정보 증강 장치는 유체 공급 패키지 용기 내의 부압을 나타내는 정보를 포함하며, 적어도 하나의 통신 장치는 부압 정보를 수신하고 유체 공급 패키지의 부압에 응답하여 가스 박스를 통과하는 환기 가스 유량을 제어 가능하게 조절하기 위한 제어 신호를 출력하도록 구성된다.
본 개시의 또 다른 양태는 프로세스 시스템에서 툴을 작동시키기 위해 유체 공급원으로부터 유체를 수용하는 프로세스 툴의 작동을 향상시키는 방법에 관한 것이며, 여기서 그 방법은 본 명세서에서 다양하게 설명된 바와 같은 적어도 하나의 유체 공급 패키지부터 유체를 공급함으로써 공정 시스템의 정보를 증강시키는 단계를 포함한다.
그러한 방법에서, 프로세스 툴은 공정 툴의 작동을 가능하게 하기 위해서 유체 공급 패키지 상의 정보 증강 장치, 예를 들어 빠른 판독(QR) 코드와 RFID 태그 중 적어도 하나와 통신으로 상호 작용하는 적어도 하나의 통신 장치를 포함할 수 있다. 그러한 방법이 수행되는 프로세스 시스템은 유체 공급 패키지 상의 정보 증강 장치와 프로세스 툴 통신 장치의 통신 상호 작용이 미리 결정된 작동 통신 프로토콜을 만족시킬 때까지 프로세스 툴이 작동적으로 기능을 하지 않도록 구성될 수 있다. 그러한 방법의 작동 통신 프로토콜은 유체 공급 패키지 상의 RFID 태그에 포함된 유체 공급 패키지 정보로부터 유체 공급 패키지의 신원을 확인하는 것을 포함할 수 있다. 유체 공급 패키지 정보는 유체 공급 패키지에 포함된 유체의 신원, 프로세스 툴 작동 세팅, 유체 공급 패키지 내의 유체에 대한 프로세스 프로토콜에 관한 정보; 프로세스 툴로 유체를 공급하기 위한 프로세스 시스템 내에 유체 공급 패키지의 설치에 관한 정보; 또는 임의의 다른 적절한 정보를 포함할 수 있다.
그러한 방법에 사용되는 프로세스 툴은 마찬가지로 임의의 적합한 유형일 수 있으며, 예를 들어 다양한 실시예에서 이온 주입 프로세스 툴, 화학 기상 증착 프로세스 툴 및 에칭 툴, 및 에칭 툴 또는 임의의 다른 적절한 툴을 포함 할 수 있다. 다른 실시예에서의 프로세스 툴은 반도체 제품, 평면-패널 디스플레이, 태양전지 패널, LED, LED 디스플레이 및 그런 제품의 구성요소, 하위-조립체 및 일부분 중 적어도 하나의 제작에 적응되는 툴을 포함할 수 있다.
전술한 방법은 유체 또는 상이한 유체의 조합물을 제공하기 위한 다중 유체 공급 패키지를 이용하여 수행될 수 있다.
이전의 논의와 일치하여, 상기 방법이 수행될 수 있으며, 여기서 적어도 하나의 유체 공급 패키지는 유체가 부압에서 흡착되는 물리적 흡착제를 포함하는 용기를 포함하며, 적어도 하나의 그러한 유체 공급 패키지는 환기 가스로 환기되는 가스 박스 내에 포함되며, 이때 프로세스 툴은 정보 증강 장치, 예를 들어 유체 공급 패키지 상의 빠른 판독(QR) 코드 및 RFID 태그 중 적어도 하나와 통신으로 상호 작용하는 적어도 하나의 통신 장치를 포함하며, 유체 공급 패키지 상의 정보 증강 장치는 유체 공급 패키지 용기 내의 부압을 나타내는 정보를 포함하며, 적어도 하나의 통신 장치는 부압 정보를 수신하고 유체 공급 패키지의 부압에 응답하여 가스 박스를 통과하는 환기 가스 유량을 제어 가능하게 조절하기 위한 제어 신호를 출력하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 가스 박스를 통한 환기 속도는 유체 공급 패키지 내의 부압 유체의 장점, 및 종래의 고압 가스 실린더의 사용에 비해서 부압 유체의 그러한 유체 공급 패키지의 사용에 의한 향상된 안전성을 취하도록 실질적으로 감소될 수 있다.
이제 도면을 참조하면, 도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른, 정보가 증강된 유체 공급 패키지 및 정보가 증강된 이온 주입기(12)를 사용하는 이온 주입 시스템(10)의 개략도이다.
그러한 유체 공급 패키지 및 이온 주입 프로세스 툴을 포함하는 이온 주입 프로세스 시스템은 기판의 도핑(doping)에 적합하며, 이때, 이온 주입기(12)는 가스를 주입기로 분배하기 위해서 가스 공급 패키지(14, 16 및 18)와 수용 관계로 배열된다.
가스 공급 패키지는 도펀트 소스 가스를 함유하는 용기(20)를 포함하는 도펀트 가스 공급 패키지(14)를 포함한다. 가스 공급 패키지(14)는 도펀트 소스 가스 공급 라인(44)에 연결되는 배출 포트(24)를 갖는 밸브 헤드 조립체(22)를 포함한다. 밸브 헤드 조립체(22)는 밸브 헤드 조립체 내의 밸브의 수동 조정을 위한 핸드 휠(38)을 갖추고 있어서, 도펀트 가스의 각각의 분배 및 저장을 위해 완전 개방 위치와 완전 폐쇄 위치 사이에서 핸드 휠을 병진 운동시킨다.
도펀트 가스 공급 패키지(14)는 또한, 용기(20) 상에 배열되는 빠른 판독(QR) 코드(86) 및 RFID 태그(92)를 포함한다. 다른 실시예에서, 용기는 그러한 정보 증강 장치 중 하나, 즉 QR 코드와 RFID 태그 중 하나를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 용기는 유체 공급 패키지의 사용을 용이하게 하기 위해서, 유체 공급 패키지 및/또는 그의 사용에 관한 정보를 조작자 또는 다른 개인에 의한 접근, 또는 협력 정보 사용 장치, 프로세서, 또는 조립체에 의한 접근을 직간접적으로 제공하도록 적응되는 다른 정보 증강 장치 또는 장치들을 포함할 수 있다. 밸브 헤드 조립체(22)는 밸브 헤드 연동 장치(98)를 포함한다.
가스는 또한, 각각 가스 공급 패키지(14)와 유사하게 구성될 수 있는 가스 공급 패키지(16 및 18) 내에 포함된다. 가스 공급 패키지(16)는 핸드 휠(40)에 결합되는 밸브 헤드 조립체(28)를 갖춘 용기(26)를 포함한다. 밸브 헤드 조립체(28)는 공류(co-flow) 가스 공급 라인(52)에 연결되는 배출 포트(30)를 포함한다. 가스 공급 패키지(16)는 또한, 용기(26) 상에 배치되는 빠른 판독(QR) 코드(88) 및 RFID 태그(94)를 포함한다. 전술한 바와 같이, 그러한 정보 증강 장치들 중의 어느 하나는 다른 실시예에서 별개로 사용될 수 있거나, 대안적인, 부가적인 또는 다른 정보 증강 장치(들) 또는 장치의 조합이 사용될 수 있다. 밸브 헤드 조립체(28)는 또한 밸브 헤드 연동 장치(100)를 포함한다.
가스 공급 패키지(18)는 밸브 헤드 조립체(34) 내의 밸브의 병진 운동을 위한 핸드 휠(42)에 결합되는 밸브 헤드 조립체(34)를 갖춘 용기(32)를 포함한다. 밸브 헤드 조립체(34)는 가스 배출 라인(60)에 연결되는 배출 포트(36)를 포함한다. 밸브 헤드 조립체(34)는 밸브 헤드 연동장치(102)를 포함한다. 빠른 판독(QR) 코드(90) 및 RFID 태그(96)는 용기(32)의 외부 표면에 제공된다. 다른 실시예에서, 그러한 QR 코드 및 RFID 태그 중 어느 하나만이 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 다른 정보 증강 장치(들) 또는 장치 조합이 사용될 수 있다.
도시된 장치에서, 하나 이상의 도펀트 소스 가스가 공급될 수 있거나, 도펀트 소스 가스(들) 및 비-도펀트 가스(들)가 임의의 원하는 조합으로 공급될 수 있다. 예를 들어, 예시된 배열은 3 개의 도펀트 소스 가스, 또는 대안으로 하나의 도펀트 소스 가스 및 2 개의 공류 가스, 또는 대안으로 2 개의 도펀트 소스 가스 및 하나의 공류 가스가 혼합 챔버(68)로의 공류를 위해 선택적으로 분배되게 한다. 단일의 도펀트 소스 가스가 가스 공급 패키지(14)에 의해 공급될 때, 유체 공급 패키지(16 및 18)에 의해 공급되는 가스(들)는 희석제, 보조-종 가스(co-species gases), 세정 가스, 안정화 가스, 또는 원하는 이온 주입 작업을 수행하기 위해 도펀트 소스 가스와 조합시 유리한 임의의 다른 적합한 가스를 포함할 수 있다. 그러한 추가 가스는 도펀트 소스 가스와 동시에 유체-사용 툴로 유동되는 공류 가스일 수 있거나, 별개로 이용되는 가스, 예를 들어, 하류 유동 회로 및 유체-사용 툴을 세정하는데 주기적으로 사용되는 세정 가스일 수 있다.
각각의 공급원으로부터의 유동을 제어할 목적으로, 각각의 가스 공급 라인(44, 52 및 60)의 내부에는 각각 유동 제어 밸브(46, 54 및 62)가 제공된다.
유동 제어 밸브(46)는 작동기를 CPU(78)에 연결시키는 신호 전송 라인(50)을 갖는 자동 밸브 작동기(48)를 갖출 수 있으며, 그에 의해서 CPU(78)는 신호 전송 라인(50)에서 제어 신호를 밸브 작동기로 전송하여 밸브(46)의 위치를 조절하고 따라서, 용기(20)로부터 혼합 챔버(68)로의 가스 유동을 제어한다.
유사한 방식으로, 가스 배출 라인(52)은 밸브 작동기(56)에 결합되고 차례로 신호 전달 라인(58)에 의해 CPU(78)에 연결되는 유동 제어 밸브(54)를 포함한다. 따라서, 가스 배출 라인(60)의 유동 제어 밸브(62)는 신호 전달 라인(66)에 의해 CPU(78)에 결합되는 밸브 작동기(64)를 갖추고 있다.
이러한 배열에 의해, CPU는 대응하는 용기(20, 26 및 32)로부터의 각각의 가스의 유동을 작동 가능하게 제어할 수 있다.
그러한 유동 제어 장치에 대한 대안으로서, 시스템은 다양한 가스 공급 패키지와 관련된 유동 회로의 각 라인에서 질량 유동 제어기를 사용할 수 있으며, 이때 질량 유동 제어기는 중앙 컴퓨터 또는 프로세서의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)로부터 입력을 수신하도록 배열되거나, 질량 유동 제어기는 프로세스 레시피(recipes)에 기초하여 설정되거나 조정된다.
가스가 혼합 챔버(68)로 동시에 유동(공류)되는 경우에, 결과적인 가스 혼합물은 이온 주입기(12)로의 통과를 위해 공급 라인(70)으로 배출된다.
대응하여, 단지 단일 가스 공급 패키지(14, 16 또는 18)만이 분배 모드로 작동되면, 대응하는 단일 가스는 관련된 유동 제어 밸브에 의해 조절되는 혼합 챔버를 통해 흐르고, 공급 라인(70)을 통해 이온 주입기로 진행한다.
도 1의 실시예에서, 공급 라인(70)은 공급 라인과 연통하는 바이패스 라인(72 및 76)으로 구성되는 바이패스 유동 루프 및 바이패스 루프 내에 배치되는 가스 분석기(74)에 결합되는 것으로 도시된다. 이러한 배열에서, 가스 분석기(74)는 공급 라인(70)의 주 유동으로부터 사이드 스트림을 수용하고, 그에 응답하여 가스 스트림의 농도, 유량 등을 상관시키는 모니터링 신호를 생성하고 모니터링 신호를 분석기(74)를 CPU(78)에 결합하는 신호 전송 라인으로 전송한다. 그런 방식으로, CPU(78)는 가스 분석기(74)로부터 모니터링 신호를 수신하고, 이를 처리하고 그에 응답하여 각각의 밸브 작동기(48, 56 및 64) 또는 선택된 밸브 작동기 또는 작동기들로 보내지는 출력 제어 신호를 생성하여, 필요에 따라 이온 주입기로 가스의 원하는 분배 작동을 실시한다.
도 1에 도시된 바이패스 유동 루프 및 가스 분석기는 선택적인 구성요소이다. 질량 유동 제어기(MFC)가 임의의 특정 가스 공급 패키지로부터의 공급 속도를 제어하는데 사용되는 대체 배열에서, 혼합비는 가스 분석기 없이 결정 및 조절될 수 있음이 인정될 것이다.
이온 주입기(12)는 유출물 라인(80)에서 유출물 처리 유닛(82)으로 유동하는 유출물을 생성하며, 유출물 처리 유닛(82)은 처리 유닛(82)으로부터 배출 라인(84)으로 배출되는 처리된 가스 유출물을 생성하기 위해서 스크러빙(scrubbing), 촉매 산화 등과 같은 적합한 유출물 처리 작업에 의해 유출물을 처리하고 배출되거나 대안으로 추가 처리 또는 다른 배치로 진행할 수 있다.
대안으로, 프로세스 시스템은 다른 실시예에서, 라인(110 및 114)을 갖는 선택적인 바이패스 루프로 구성될 수 있으며, 이때 유출 라인(80)에서 배기 유동의 사이드 스트림을 수용하고 이에 응답하여 가스 분석기(112)를 CPU(78)에 연결하는 신호 전송 라인(114)에서 모니터링 신호를 생성하여 CPU(78)가 가스 구성을 수신 및 모니터링하고 각각의 밸브 작동기(48, 56 및 64)에 출력 제어 신호를 생성시킴으로써 공정 및 가스 사용 효율을 최적화하는 가스 분석기(112)가 라인(110 및 114)들 사이에 배치된다.
CPU(78)는 임의의 적절한 유형일 수 있으며, 범용 프로그램 가능한 컴퓨터, 특수 목적용 프로그램 가능한 컴퓨터, 프로그램 가능한 논리 제어기, 마이크로프로세서, 또는 전술한 바와 같이 모니터링 신호의 신호 처리 및 출력 제어 신호 또는 신호들의 생성에 효과적인 다른 계산 유닛을 다양하게 포함할 수 있다.
따라서, CPU는 주기적인 작동, 예를 들어 소스(14, 16 및 18) 중 2 개 또는 3 개 모두로부터 가스의 병류(concurrent flow) 또는 각각의 가스의 순차적인 유동을 실시하도록 프로그램 방식으로 구성될 수 있다. 따라서, 가스들의 공류 또는 가스의 순차적인 유동을 수반하는 임의의 유동 모드가 수용될 수 있다.
따라서, 이온 주입기에서 기판의 도핑은 도펀트 가스를 단독으로 또는 다른 가스 종과 조합하여 사용하기 위해서 다양한 방식 중 어느 하나로 수행될 수 있음이 인정될 것이다. 도펀트 가스는 도 1에 도시된 이온 주입 시스템의 다양한 실시예에서, 또는 본 개시에 따른 작동을 위해 상응하게 구성되는 이온 주입 시스템에서 수소화물 가스, 불화물 가스, 불활성 가스, 산화물 가스 또는 다른 가스와 다양하게 조합될 수 있음이 이해될 것이다.
이온 주입기(12) 내에 배치되는 기판(도 1에 도시 않음)은 임의의 적합한 유형일 수 있다. 다양한 특정 실시예에서, 기판은 미세전자 기판, 광전자 기판, 광학 기판, 초전도 기판, 반도체 기판, 광전지 기판, 또는 다른 유형의 기판을 포함할 수 있다. 다른 특정 실시예에서, 기판은 반도체 기판, 태양전지 패널 기판, LED 기판 및 평면 패널 기판 중에서 선택되는 기판을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 1에 도시된 각각의 유체 공급 패키지(14, 16, 및 18)는 용기의 외부 표면 상의 빠른 판독(QR) 코드 및/또는 RFID 태그, 또는 용기와 관련된 다른 정보 증강 장치를 포함할 수 있는 용기를 포함한다. RFID 태그는 임의의 적합한 유형일 수 있으며, 예를 들어 패키지 및/또는 그 내부의 유체에 관한 정보를 포함하는 메모리 요소를 포함하는 판독-기록 RFID 태그를 포함할 수 있다. 이온 주입기(12)는 각각의 유체 공급 패키지 용기(20, 26 및 32)의 RFID 태그(92, 94 및 96)와 통신하도록 구성되는 관련 RFID 태그 기계 판독기를 포함한다. RFID 태그 기계 판독기(104)는 프로세서 및 무선 주파수 전송기를 포함하며, 무선 주파수 송신기에 의해서 이온 주입 장치 및 그의 작동에 관한 정보가 판독기(104)로부터 각각의 용기 상의 RFID 태그로 전송 및/또는 그러한 용기와 관련된 장치를 모니터링 및/또는 제어될 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로, 기계 판독기(104)는 이온 주입 시스템 내의 유체 공급 패키지 및/또는 이온 주입기 프로세스 툴의 작동을 조절하기 위해서 정보를 CPU(78)로 전송하도록 또는 대안으로 CPU(78)로부터 정보를 수신하도록 배열될 수 있다.
도 1의 시스템에서, 유체 공급 패키지(14, 16 및 18) 그리고 이들과 관련된 밸브 및 유동 회로가 가스 박스(106)에 포함되어 있다. 가스 박스는 가스 박스를 통과하는 환기 가스 유동에 의해 환기된다. 환기 가스는 가스 박스 케이스의 내부 용적을 통한 유동을 위해서 환기 송풍기(120)에 의해 환기 가스 공급 라인(122)으로 도입되고 가스 박스로부터 환기 가스 배출 라인(124)으로 배출된다.
도 1에 도시된 프로세스 시스템은 예를 들어, 이온 주입 공정 레시피의 라이브러리(library), 이온 주입 공정 조건, 이온 주입 작동을 위한 참조 기준, 프로세스 시스템에서 이온 주입을 수행하기 위한 프로토콜, 을 포함할 수 있는 관계형 데이터베이스(812)에 동작 가능하게 링크된 다수의 서버 유닛을 포함하는 서버 조립체(811) 공정 시스템에서, 이온 주입 실행의 이력 기록, 및 계산 및 통신 작동을 위해 서버 조립체(811)의 서버 유닛으로 접근 가능한 다른 데이터를 포함할 수 있는 관계형 데이터베이스(812)에 작동적으로 링크되는 다중 서버 유닛을 포함하는 서버 조립체(811)를 더 포함할 수 있다. 서버 조립체(811)는 가스 박스(106) 및 이온 주입기(12)를 포함하는 이온 주입 프로세스 시스템과 관련하여 근거리 또는 원거리에 위치될 수 있다. 서버 조립체의 서버는 컴퓨터(820) 및 이온 주입 시스템을 위한 조작자 또는 기술자(810)의 스마트폰(822)과 신호 통신 관계로 배열될 수 있다. 대안으로, 이온 주입 장치의 일부인 데이터와 래시피가 컴퓨터에 로컬로 저장될 수 있다.
도 1에 도시된 전체 프로세스 시스템의 통신 구성요소는 이온 주입 시스템의 작동을 간단하고, 효율적이며, 신뢰성 있는 방식으로 용이하게 하기 위해서 시스템 내의 다른 통신 구성요소와의 양방향 통신을 위해 배열될 수 있다.
도시된 프로세스 시스템 배열에 의해, 스마트폰이 QR 코드 판독기 어플리케이션으로 로딩될 때, 각각의 유체 공급 용기 상의 빠른 판독(QR) 코드는 조작자 또는 기술자의 스마트폰(822)에 의해 스캐닝될 수 있다. 그러한 방식으로, QR 코드는 스마트폰(822), 또는 시스템의 다른 통신 구성요소, 예컨대 컴퓨터(820), CPU(78) 또는 서버 조립체(811)의 웹 사이트를 시작하는데 사용될 수 있거나, QR 코드는 이메일을 보내거나 다른 행위를 개시하는데 사용될 수 있다. 따라서, QR 코드는 조작자 또는 기술자에게 정보를 공급하기 위한 시발점으로서의 역할을 할 수 있다. 그런 정보는 특정 용기에 포함된 유체에 대한 재료 안전 데이터 시트, 또는 가스 박스(106) 내에 용기를 빠르고 효율적으로 배치할 수 있도록 하는 용기에 대한 설치 설명서, 또는 그러한 QR 코드를 지닌 용기로부터 공급되는 유체를 처리하거나 그와는 달리 프로세스 시스템의 통신 구성요소와 상호 작용하여 이온 주입 시스템의 작동 및 그 내부의 유체 공급 용기를 실시하기 위한 이온 주입기(12)의 매개변수를 설정하기 위한 설명서를 포함할 수 있다. QR 코드는 또한 스마트폰이나 다른 프로세서 또는 컴퓨터의 어플리케이션(app)에 링크될 수 있다.
특정 예로서, QR 코드는 QR 코드를 지닌 용기에 의해 공급되는 유체에 대한 제품 특정 웹 사이트를 시작할 수 있다. 다른 예로서, 조작자 또는 기술자는 유체 공급 패키지를 관련 유동 회로에 연결하는데 적용하는 특정 토크를 알지 못할 수 있으며, 스마트폰, 태블릿, 스마트 시계 또는 다른 통신 장치로 QR 코드를 스캔할 수 있고 그런 정보를 포함하는 사용자 가이드(user guide)가 있는 웹 사이트로 이동할 수 있다. 또 다른 예로서, 조작자 또는 기술자는 제 1 시간 동안 각각의 패키지 용기로부터의 특정 가스 혼합물을 사용할 수 있고 유동 회로의 질량 유동 제어기에 적용될 보정 계수를 알지 못할 수 있다. 그런 경우에, QR 코드의 스캔은 스마트폰, 컴퓨터 또는 조작자 또는 기술자의 기타 장치에 관한 그런 정보를 포함하는 웹페이지를 시작할 수 있다. 다른 작동 모드에서, QR 코드의 스캔은 제품 정보를 요청하기 위해서 유체 공급자를 위한 계정 관리자에게 스마트폰(822) 또는 컴퓨터(820)로부터 이메일의 전송을 개시할 수 있다. QR 코드는 유체 공급 패키지, 그 내부의 유체, 관련된 유체 분배 작동, 유체를 사용하는 공정 작동, 및/또는 관련 프로세스 시스템의 공정 장비에 대한 세팅, 교정, 상관관계 등에 관련된 정보에 접근하는데 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 조작자 또는 기술자에게 전성되는 결과적인 정보는 적합한 유형일 수 있으며 데이터 시트, 애플리케이션 노트, 사용자 가이드, 권장 공정 레시피 등을 포함할 수 있다.
따라서, 도 1 시스템의 유체 공급 패키지(14, 16, 및 18)는 각각의 용기 상에 RFID 태그를 포함할 수 있고, 표시된 바와 같이 그러한 태그는 판독/기록 문자일 수 있다. 그러한 태그는 이온 주입기(12) 상의 태그 기계 판독기(104)와 상호 작용할 수 있어서, 태그 기계 판독기는 가스 공급 유동 회로의 각각의 가스 스틱(stick)에 어느 유체 공급 패키지가 설치되어 있는지 인식하고, 그에 대응하여 이온 주입 시스템의 성능을 최적화한다.
예를 들어, 태그 기계 판독기(104)는 각각의 유체 공급 패키지의 태그(92, 94 및 96)를 판독할 수 있고, 따라서 모든 그러한 용기가 부압에서 유체를 보유하는 각각의 용기 내에 고상의 물리적 흡착제를 함유하는 유형인지를 확인할 수 있다. 부압의 유체 공급 패키지의 존재에 관한 그러한 확인과 관련하여, 기계 판독기(104)는 예를 들어, 환기 가스를 가스 박스로 공급하는 송풍기(120)를 하강시키고/하강시키거나 각각 환기 가스 공급 라인(122) 및 환기 가스 배출 라인(124) 내의 유동 제어 밸브(도시 않음)를 부분적으로 폐쇄하며, 그에 의해서 1000 내지 2000 psi(6.9 MPa 내지 13.8 MPa)의 압력에서 유체를 포함하는 고압 가스 실린더가 사용될 때 안전성을 보장하는데 필요한 높은 처리량의 환기 가스 유량을 요구하지 않는 그러한 저압 유체 공급 패키지의 사용으로 초래되는 에너지 절약을 장점을 취하게 하는 제어 신호에 의해 가스 박스(106)를 통해 유동하는 환기 가스의 용적 유량을 감소시키기 위해 출력 제어 신호를 즉각적으로 전송할 수 있다.
다른 예로서, 태그 기계 판독기(104)는 가스 박스 내의 유체 공급 패키지로부터 공급되는 가스의 유형에 기초하여, 각각의 유체 공급 패키지의 태그(92, 94, 96)를 판독하고 대응하여 가스 박스(106)에 장착되는 독성 가스 모니터(도시 않음)의 알람 한계를 설정할 수 있다.
또 다른 예로서, 용기 상의 RFID 태그에 포함된 정보는 태그 기계 판독기(104)에 의해 모니터링될 수 있고 실린더 내의 유체의 양을 포함할 수 있으며, 그러한 유체 목록 판독은 그 후에, 모니터링 및 제어 시스템에 관한 상관 신호를 생성하고, 유량에 기초하여 유체 사용을 추적하고, 특정 유체 공급 패키지에 대한 능동 분배 작동의 종점을 예측하는데 사용될 수 있다. 이는 유체 공급 패키지가 적절한 시간에 스트림이 제거되며 유체 공급 패키지 내의 유체의 전체 목록이 사용되는 것을 보장하도록 조작자 또는 기술자를 도울 수 있다.
본 개시에 따른 유체 공급 패키지의 용기의 태깅(tagging)은 수천 개의 산업 가스 패키지가 임의의 주어진 시간에 유체-사용 설비의 재고 및 운송 위치에 있게 되기 때문에, 유체 공급 패키지의 추적이 수월해지는 상당한 장점인 추가의 이점을 가진다. 따라서, RFID 태깅 및 QR 코딩은 많은 상이한 유체의 패키지에 대한 전체 재고 목록에서 특정 유형의 유체를 추적하는데 사용될 수 있다. 또한, 이러한 태깅 및 코딩은 특정 유체 공급 패키지 내의 가스의 압력을 원격 모니터링하고 특정 패키지 내의 유체의 신원을 확인하는 것을 도울 수 있다.
특정 실시예에서, 태깅은 유체 공급 패키지의 용기에 부착될 수 있는 저비용 센서 패치를 포함할 수 있다. 패치는 ISO14443a, b 또는 c 통신 프로토콜 또는 주어진 어플리케이션에 필요하거나 바람직한 다른 프로토콜을 사용하는 RFID 칩을 포함할 수 있다. 14443 표준은 칩 및 주변 센서 칩을 작동시키기 위해서 칩에 대한 전원 전송을 포함한다. 데이터와 전력 모두를 포함하는 입력 AC 신호는 정류되고 충전은 온-칩 또는 인-패키지 커패시터(들)에 저장된다. 배터리 요구사항을 피하고 높은 비용-효율적인 시스템을 달성하기 위해서 원격 전원을 사용하는 것이 바람하다. RFID 태그는 패키지의 저장 이력, 패키지의 운송 이력 등에 관한 데이터를 저장하기 위한 비-휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 센서 패치는 용기 내의 유체의 압력을 감지하는데 사용될 수 있으며, 그런 압력은 예를 들어, 도파관 셀에서 음향 측정을 위한 H2M 모니터(Entegris Corporation, Billerica, Massachusetts, USA)를 사용함으로써 용기 표면에서의 음향 측정하여 패키지 내의 유체의 신원을 확인하는데 사용될 수 있다.
도 1 시스템의 유체 공급 패키지(14, 16, 및 18)는 이온 주입 장치(12)와 관련된 기계 판독기(104)와 통신 관계로 배열되는 각각의 밸브 헤드 연동장치(98, 100 및 102)를 특징으로 하는 각각의 밸브 헤드(22, 28 및 34)를 가진다. 이러한 구성에 의해서, 기계 판독기(104)는 각각의 유체 공급 패키지의 RFID 태그(92, 94, 96)로부터 정보를 판독할 수 있고, 그러한 유체 공급 패키지가 특정 작동을 위한 이온 주입기로의 대응 유체를 유동시키기 위해 유동 회로에 적절히 결합되어 있는지를 확인할 수 있다. 그 다음에, 기계 판독기는 각각의 유체 공급 용기 상의 밸브 헤드 연동 장치(98, 100, 및 102)에 신호를 즉각적으로 전송하여 그러한 연동 장치를 해제하고 그에 의해서 각각의 경우에 용기로부터 밸브 헤드를 통해 관련 유동 회로로의 유체 유동에 대해 밸브 헤드를 개방한다. 따라서, 연동 장치는 이온 주입기(12)와 관련된 기계 판독기에 의해 신호를 보낼 때까지 잠긴 상태로 유지된다.
이러한 배열은 특정 유체 공급 패키지 및 특정 프로세스 툴이 서로 상호 연결되는 것을 보장하며, 예를 들어 반도체 제조 물품, 태양전지 패널 또는 태양 전지, LED, LED 디스플레이, 평면 패널 디스플레이, 또는 그러한 제품의 구성요소, 하위-조립체 또는 일부분의 제작에, 프로세스 툴이 원하는 공정 작동의 수행에 적합한 특정 유체 없이 작동될 수 없도록 보장하기 위한 매우 효과적인 "자동 안전장치(fail-safe)"를 제공한다.
이러한 배열은 또한, 유체 공급 패키지가 승인된 가스 박스에 위치하거나, 적절한 프로세스 툴에 결합되거나, 각각의 유체 공급 용기 상의 밸브 헤드 연동 장치(98, 100 및 102)가 잠금 해제되고 밸브가 유체 유동을 허용하도록 개방되기 전에 재충전을 위한 공급 제작 설비로 복귀되는 것을 보장함으로써, 특정 유체 공급 패키지의 운송 및 저장을 위한 매우 효과적인 강화된 안전장치를 제공한다.
따라서, 본 개시에 따른 유체 공급 패키지 및 프로세스 툴의 정보 증강은 유체 공급 패키지로부터의 유체의 설치와 공급 및 관련 유체-사용 프로세스 툴의 작동에서 향상된 효율을 달성한다. 정보 증강 구성요소는 예를 들어, 데이터의 양방향 전송과 신호 통신에 의해 계산 및 통신 작동을 수행하도록 다양한 구성으로 구성될 수 있으며, 그러한 통신은 인터넷 또는 다른 네트워크와 같은 전세계 통신망을 사용하여 실시될 수 있다.
도 1 시스템의 서버 조립체(811) 내의 서버는 임의의 적절한 방식으로 시스템에서 생성되는 통신 정보를 처리하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 서버는 유체 정보를 참조 기준과 알고리즘 비교를 실시하여 CPU(78), 컴퓨터(820), 스마트폰 (822), 또는 시스템 내의 다른 통신 장치 또는 구성요소에 비교 데이터를 제공할 수 있다.
도 2는 본 개시의 다른 실시예에 따른, 가스의 전달을 위해 구성되는 정보 증강 유체 공급 패키지를 포함하는 프로세스 시스템(300)의 개략도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 유체 공급 패키지는 공압 밸브 작동기(306)에 그의 상단부가 결합되는 밸브 헤드(304)를 갖는 유체 저장 및 분배 용기(302)를 포함한다. 밸브 헤드는 VCR 피팅(308)에 결합되고, VCR 피팅은 차례로 유동 도관(312)에 결합된다. 유동 도관(312)은 체크 밸브(314) 및 질소 퍼지(purge) 입구(316)뿐만 아니라 압력 변환기(310)와 연통한다. 질소 퍼지 입구는 용기(302)로부터 가스의 후속 분배를 위해서, 분배 조립체 유동 통로 및 관련 유동 회로의 통로의 세정을 위한 질소 또는 다른 퍼지 가스의 도입을 위해 사용된다.
유동 도관(312)은 내부에 배치되는, 유동 제어 밸브(307), 스팬 게이지(span gauge)(320), 질량 유동 제어기(322) 및 유동 제어 밸브(309)를 가진다. 유동 도관(312)은 또한, 내부에 바이패스 밸브(324)를 갖는 바이패스 도관(325)에 유동 회로-형성 관계로 결합된다. 유동 도관(312)은 도시된 바와 같이 그의 우측 단부에서 가스 박스 매니폴드 도관(326)에 연결된다. 도관(326)은 내부에 위치된 밸브(311)를 가지고, 유체 저장 및 분배 패키지를 하류 유체-사용 프로세스 툴, 예컨대 이온 주입 툴, 화학 기상 증착 툴 및 에칭 툴 또는 다른 툴에 결합하기 위한, 가스 박스 매니폴드와 소통하는 단부의 반대편에 커플링(330)을 가진다. 이러한 유동 회로는 다양하게 구성될 수 있으며, 다른 실시예에서 밸브(307 및 309)는 단순한 차단 밸브 또는 유동 접근 밸브로서 구성될 수 있으며, 및/또는 구성 요소(322)는 질량 유동 제어기 대신에, 유동을 감지하고 그 응답으로 유동 회로의 유동 제어 밸브의 조절을 위한 신호를 전송하도록 구성되는 질량 유량계일 수 있다는 것이 인정될 것이다.
작동시, 유체 저장 및 분배 용기(302)로부터의 가스는 질량 유동 제어기(322)에 의해 제어되는 바와 같은 제어 가능한 속도로 유동 도관(312) 및 가스 박스 매니폴드 도관(326)에서 하류 유체-사용 프로세스 툴로 유동된다. 압력 변환기(310)는 적합한 방식으로 유체-사용 공정으로 유동을 위한 가스의 분배를 수행하기 위해서 유동 회로의 다른 요소, 예를 들어 밸브뿐만 아니라 질량 유동 제어기(322)에 작동 가능하게 연결될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 유체 저장 및 분배 용기(302)는 그의 외부 표면에 배치되는 QR 코드(350) 및 RFID 태그(352)를 가진다. VCR 피팅(308)은 내부에 밸브 결합 연동기구(362)가 제공되며, 이는 하류 프로세스 툴의 기계 판독기가 RFID 태그(352)에 포함된 정보를 판독하지 않고 유체 공급 패키지가 그와 함께 작동하는데 적합한지를 확인하지 않는 한, 유동 도관(312)이 유체 공급 패키지의 밸브 헤드(304)에 결합되는 것을 방지하며, 따라서 (도 2에 도시되지 않은)기계 판독기가 밸브 결합 연동기구(362)에 신호를 전송하여 피팅을 잠금 해제함으로써 피팅이 유체 공급 패키지의 밸브 헤드(304)에 연결될 수 있게 한다.
또 다른 연동 기구가 밸브 헤드 분배 연동기구(364)의 형태로 밸브 헤드(304)에 제공되며, 그 연동 기구는 마찬가지로 프로세스 툴의 기계 판독기로부터 전달되어 밸브 헤드 내의 밸브가 분배 작동을 위해 잠금 해제될 수 있게 하는 작동 신호를 필요로 한다. 이는 유체 공급 패키지 용도에 추가의 안전장치 측면을 제공한다.
대안으로, 또는 부가적으로, 연동기구(372)는 흐름 제어 밸브(307)에 제공될 수 있으며, 그러한 흐름 제어 밸브는 프로세스 툴의 기계 판독기로부터 전송되는 작동 신호에 의해 잠금 해제된다.
따라서, 프로세스 시스템에는 유체 공급 패키지 작동을 프로세스 툴 작동과 협동적으로 통합하고, 적절한 유체와 유체 공급 패키지가 프로세스 툴 작동에 사용되는 것을 보장하기 위해서 임의의 적절한 수와 유형의 연동 기구가 제공될 수 있다.
특정 양태, 특징 및 예시적인 실시예들을 참조하여 본 개시가 본 명세서에서 설명되었지만, 본 개시의 유용성은 이에 제한되지 않고 오히려, 본 명세서의 설명에 기초하여 당업자에게 의해 자체적으로 제안될 다수의 다른 변형, 수정 및 대체 실시예로 확장되고 이들을 포함한다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 이후에 청구되는 바와 같은 개시는 그 사상 및 범위 내에서 모든 그러한 변형, 수정 및 대체 실시예를 포함하는 것으로 폭넓게 이해되고 해석되어야 한다.
Claims (52)
- 유체 공급 패키지로서,
유체 저장 및 분배 용기, 및
상기 용기에 결합되고 분배 조건하에서 용기로부터 유체의 배출을 가능하게 하도록 구성되는 유체 분배 조립체를 포함하며,
상기 유체 공급 패키지가 정보 증강 장치를 포함하는
유체 공급 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 정보 증강 장치는 빠른 판독(QR) 코드와 RFID 태그 중 적어도 하나를 포함하는
유체 공급 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 정보 증강 장치는 RFID 태그를 포함하는
유체 공급 패키지. - 제 3 항에 있어서,
상기 RFID 태그는 능동 판독기 수동 태그(ARPT), 수동 판독기 능동 태그(PRAT), 능동 판독기 능동 태그(ARAT)로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 태그를 포함하는
유체 공급 패키지. - 제 3 항에 있어서,
상기 RFID 태그는 유체 공급 패키지 내의 유체의 온도를 나타내는 출력을 제공하는데 효과적인 열-저항 RFID 장치를 포함하는
유체 공급 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 용기는 저장 조건하에서 저장 상태로 유체를 보유하고 분배 조건하에서 용기로부터의 배출을 위해 유체를 방출하도록 적응되는 저장 매체를 포함하는
유체 공급 패키지. - 제 6 항에 있어서,
상기 저장 매체는 물리적 흡착 재료를 포함하는
유체 공급 패키지. - 제 7 항에 있어서,
상기 물리적 흡착 재료는 탄소 흡착제, 제올라이트, 분자체 흡착제, 유기 금속 골격체(MOF), 에어로젤, 알루미나, 실리카, 알루미노실리케이트, 다공성 금속 산화물, 및 이들의 둘 이상의 조합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 흡착제를 포함하는
유체 공급 패키지. - 제 6 항에 있어서,
상기 저장 매체는 액체를 포함하는
유체 공급 패키지. - 제 9 항에 있어서,
상기 액체는 이온성 액체를 포함하는
유체 공급 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 용기는 압력 조절기의 설정점에 의해 결정되는 압력에서 용기로부터 유체 분배 조립체로 유체를 분배하도록 구성되는 적어도 하나의 내부 배치 압력 조절기를 내부에 포함하는
유체 공급 패키지. - 제 11 항에 있어서,
상기 용기는 하나의 내부 배치 압력 조절기를 포함하는
유체 공급 패키지. - 제 11 항에 있어서,
상기 용기는 다수의 직렬 배열 압력 조절기를 포함하는
유체 공급 패키지. - 제 1 항에 있어서,
유체 저장 및 분배 용기 내에 유체를 보유하는
유체 공급 패키지. - 제 14 항에 있어서,
상기 유체는 반도체 제품, 평면-패널 디스플레이, 태양전지 패널, LED, LED 디스플레이, 및 그러한 제품의 구성요소, 하위-조립체 또는 일부분 중 적어도 하나의 제작에 유용한 액체를 포함하는
유체 공급 패키지. - 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정보 증강 장치는 웹 사이트의 가입, 웹페이지의 표시, 이메일의 전송, 또는 유체 공급 패키지, 그 내부에 패키징된 유체, 또는 유체 공급 패키지 또는 유체의 사용에 관한 정보를 제공하는 다른 원격통신 행위를 개시하도록 기계 판독기에 의해 판독 가능한
유체 공급 패키지. - 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정보 증강 장치는 유체 공급 패키지, 그 내부에 패키징된 유체, 또는 유체 공급 패키지의 사용과 관련된 정보를 포함하는
유체 공급 패키지. - 제 17 항에 있어서,
상기 정보 증강 장치는 읽기/쓰기 문자인
유체 공급 패키지. - 제 17 항에 있어서,
상기 정보 증강 장치는 정보 저장 능력 및 정보 전송 능력을 가지는
유체 공급 패키지. - 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정보 증강 장치로부터 그의 생성 정보를 요구하는 잠금 해제 신호에 의해서 잠금 해제되지 않는 한 유체 저장 및 분배 용기로부터 액체 분배를 배제하도록 구성되는 연동 구조물을 더 포함하는
유체 공급 패키지. - 제 20 항에 있어서,
상기 정보 증강 장치는 빠른 판독(QR) 코드를 포함하며, 상기 연동 구조물은 그의 생성을 위해 빠른 판독(QR) 코드로부터 정보를 요구하는 잠금 해제 신호에 의해 잠금 해제 가능한
유체 공급 패키지. - 제 20 항에 있어서,
상기 정보 증강 장치는 RFID 태그를 포함하며, 상기 연동 구조물은 그의 생성을 위해 RFID 태그로부터 정보를 요구하는 잠금 해제 신호에 의해 잠금 해제 가능한
유체 공급 패키지. - 유체 공급 키트로서,
제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 따른 유체 공급 패키지, 및
정보 증강 장치를 판독하도록 구성되는 기계 판독기를 포함하는
유체 공급 키트. - 제 23 항에 있어서,
상기 기계 판독기는 정보 증강 장치를 판독하도록 구성되는 스마트폰, 태블릿, 또는 스마트 시계를 포함하는
유체 공급 키트. - 프로세스 시스템으로서,
제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 유체 공급 패키지, 및
분배 조건하에서 적어도 하나의 유체 공급 패키지로부터 유체를 수용하도록 구성되는 유체-사용 프로세스 툴을 포함하는
프로세스 시스템. - 제 25 항에 있어서,
상기 프로세스 툴은 프로세스 툴의 작동을 가능하게 하기 위해서 유체 공급 패키지의 정보 증강 장치와 통신으로 상호 작용하는 적어도 하나의 통신 장치를 포함하는
프로세스 시스템. - 제 26 항에 있어서,
상기 프로세스 툴은 유체 공급 패키지의 정보 증강 장치와 프로세스 툴 통신 장치의 통신 상호 작용이 미리 결정된 작동 통신 프로토콜을 만족할 때까지 작동적으로 기능을 하지 않는
프로세스 시스템. - 제 27 항에 있어서,
상기 미리 결정된 작동 통신 프로토콜은 유체 공급 패키지의 정보 증강 장치에 포함된 유체 공급 패키지 정보로부터 유체 공급 패키지의 신원을 확인하는 것을 포함하는
프로세스 시스템. - 제 28 항에 있어서,
상기 유체 공급 패키지 정보는 유체 공급 패키지에 포함되는 유체의 신원을 포함하는
프로세스 시스템. - 제 28 항에 있어서,
상기 유체 공급 패키지 정보는 프로세스 툴 작동 세팅을 포함하는
프로세스 시스템. - 제 28 항에 있어서,
상기 유체 공급 패키지 정보는 유체 공급 패키지 내의 유체에 대한 프로세스 프로토콜을 포함하는
프로세스 시스템. - 제 28 항에 있어서,
상기 유체 공급 패키지 정보는 유체를 프로세스 툴로 공급하기 위해 프로세스 시스템 내의 유체 공급 패키지의 설치에 관한 정보를 포함하는
프로세스 시스템. - 제 25 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세스 툴은 이온 주입 프로세스 툴을 포함하는
프로세스 시스템. - 제 25 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세스 툴은 화학 기상 증착 프로세스 툴을 포함하는
프로세스 시스템. - 제 25 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세스 툴은 에칭 툴을 포함하는
프로세스 시스템. - 제 25 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세스 툴은 반도체 제품, 평면-패널 디스플레이, 태양전지 패널, LED, LED 디스플레이, 및 그러한 제품의 구성요소, 하위-조립체 또는 일부분 중 적어도 하나의 제작을 위해 구성되는 툴을 포함하는
프로세스 시스템. - 제 25 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서,
다중 유체 공급 패키지를 포함하는
프로세스 시스템. - 제 25 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 유체 공급 패키지는 유체를 부압에서 흡착하는 물리적 흡착제를 포함하는 용기를 포함하며, 적어도 하나의 유체 공급 패키지는 환기 가스로 환기되는 가스 박스 내에 포함되며, 상기 프로세스 툴은 유체 공급 패키지의 정보 증강 장치와 통신으로 상호 작용하는 적어도 하나의 통신 장치를 포함하며, 상기 유체 공급 패키지의 정보 증강 장치는 유체 공급 패키지 용기 내의 부압을 나타내는 정보를 포함하며, 상기 적어도 하나의 통신 장치는 부압 정보를 수신하고 유체 공급 패키지 내의 유체의 부압에 응답하여 가스 박스를 통한 환기 가스 유량을 제어 가능하게 조정하기 위한 제어 신호를 출력하도록 구성되는
프로세스 시스템. - 프로세스 시스템 내의 툴의 작동을 위해 유체 공급원으로부터 유체를 수용하는 프로세스 툴의 작동을 향상시키는 방법으로서,
제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 유체 공급 패키지로부터 유체를 공급함으로써 프로세스 시스템의 정보를 증강시키는 단계를 포함하는
프로세스 시스템 내의 툴의 작동을 위해 유체 공급원으로부터 유체를 수용하는 프로세스 툴의 작동을 향상시키는 방법. - 제 39 항에 있어서,
상기 프로세스 툴은 프로세스 툴의 작동을 가능하게 하기 위해서 유체 공급 패키지의 정보 증강 장치와 통신으로 상호 작용하는 적어도 하나의 통신 장치를 포함하는
프로세스 시스템 내의 툴의 작동을 위해 유체 공급원으로부터 유체를 수용하는 프로세스 툴의 작동을 향상시키는 방법. - 제 40 항에 있어서,
상기 프로세스 툴은 유체 공급 패키지의 정보 증강 장치와 프로세스 툴 통신 장치의 통신 상호 작용이 미리 결정된 작동 통신 프로토콜을 만족할 때까지 작동적으로 기능을 하지 않는
프로세스 시스템 내의 툴의 작동을 위해 유체 공급원으로부터 유체를 수용하는 프로세스 툴의 작동을 향상시키는 방법. - 제 41 항에 있어서,
상기 미리 결정된 작동 통신 프로토콜은 유체 공급 패키지의 정보 증강 장치에 포함된 유체 공급 패키지 정보로부터 유체 공급 패키지의 신원을 확인하는 단계를 포함하는
프로세스 시스템 내의 툴의 작동을 위해 유체 공급원으로부터 유체를 수용하는 프로세스 툴의 작동을 향상시키는 방법. - 제 42 항에 있어서,
상기 유체 공급 패키지 정보는 유체 공급 패키지에 포함되는 유체의 신원을 포함하는
프로세스 시스템 내의 툴의 작동을 위해 유체 공급원으로부터 유체를 수용하는 프로세스 툴의 작동을 향상시키는 방법. - 제 42 항에 있어서,
상기 유체 공급 패키지 정보는 프로세스 툴 작동 세팅을 포함하는
프로세스 시스템 내의 툴의 작동을 위해 유체 공급원으로부터 유체를 수용하는 프로세스 툴의 작동을 향상시키는 방법. - 제 42 항에 있어서,
상기 유체 공급 패키지 정보는 유체 공급 패키지 내의 유체에 대한 프로세스 프로토콜을 포함하는
프로세스 시스템 내의 툴의 작동을 위해 유체 공급원으로부터 유체를 수용하는 프로세스 툴의 작동을 향상시키는 방법. - 제 42 항에 있어서,
상기 유체 공급 패키지 정보는 유체를 프로세스 툴로 공급하기 위해 프로세스 시스템 내의 유체 공급 패키지의 설치에 관한 정보를 포함하는
프로세스 시스템 내의 툴의 작동을 위해 유체 공급원으로부터 유체를 수용하는 프로세스 툴의 작동을 향상시키는 방법. - 제 39 항 내지 제 46 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세스 툴은 이온 주입 프로세스 툴을 포함하는
프로세스 시스템 내의 툴의 작동을 위해 유체 공급원으로부터 유체를 수용하는 프로세스 툴의 작동을 향상시키는 방법. - 제 39 항 내지 제 46 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세스 툴은 화학 기상 증착 프로세스 툴을 포함하는
프로세스 시스템 내의 툴의 작동을 위해 유체 공급원으로부터 유체를 수용하는 프로세스 툴의 작동을 향상시키는 방법. - 제 39 항 내지 제 46 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세스 툴은 에칭 툴을 포함하는
프로세스 시스템 내의 툴의 작동을 위해 유체 공급원으로부터 유체를 수용하는 프로세스 툴의 작동을 향상시키는 방법. - 제 39 항 내지 제 46 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세스 툴은 반도체 제품, 평면-패널 디스플레이, 태양전지 패널, LED, LED 디스플레이, 및 그러한 제품의 구성요소, 하위-조립체 또는 일부분 중 적어도 하나의 제작을 위해 구성되는 툴을 포함하는
프로세스 시스템 내의 툴의 작동을 위해 유체 공급원으로부터 유체를 수용하는 프로세스 툴의 작동을 향상시키는 방법. - 제 39 항 내지 제 49 항 중 어느 한 항에 있어서,
다중 유체 공급 패키지를 포함하는
프로세스 시스템 내의 툴의 작동을 위해 유체 공급원으로부터 유체를 수용하는 프로세스 툴의 작동을 향상시키는 방법. - 제 39 항 내지 제 51 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 유체 공급 패키지는 유체를 부압에서 흡착하는 물리적 흡착제를 포함하는 용기를 포함하며, 적어도 하나의 유체 공급 패키지는 환기 가스로 환기되는 가스 박스 내에 포함되며, 상기 프로세스 툴은 유체 공급 패키지의 정보 증강 장치와 통신으로 상호 작용하는 적어도 하나의 통신 장치를 포함하며, 상기 유체 공급 패키지의 정보 증강 장치는 유체 공급 패키지 용기 내의 부압을 나타내는 정보를 포함하며, 상기 적어도 하나의 통신 장치는 부압 정보를 수신하고 유체 공급 패키지 내의 유체의 부압에 응답하여 가스 박스를 통한 환기 가스 유량을 제어 가능하게 조정하기 위한 제어 신호를 출력하도록 구성되는
프로세스 시스템 내의 툴의 작동을 위해 유체 공급원으로부터 유체를 수용하는 프로세스 툴의 작동을 향상시키는 방법.
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