TW202212727A - 複數個桶的供應控制系統 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種半導體製程中使用的桶之供應控制系統。根據本發明具體實例的桶之供應控制系統包括：複數個桶，其係用於儲存大量用以製造半導體的製程材料；主供應管道，其係配置為與分別連接到該複數個桶的子供應管道連通並且將製程材料供應給半導體製造裝置；複數個流量控制裝置，其分別被包括於該子供應管道中並且係配置為控制從該複數個桶各者排放的製程材料流速；感測器，其被包括於該主供應管道中並且係配置為即時測量該製程材料流速及從該複數個桶各者供應到該半導體製造裝置的製程材料供應壓力；備用部，其係連接到該主供應管道並且配置為補充排放儲存的製程材料，使製程材料穩定供應至該半導體製造裝置；及控制器，其係配置為根據關於該製程材料流速的資訊或關於由該感測器測得的製程材料供應壓力的資訊來控制該複數個流量控制裝置及該備用部，使得設定的製程材料流速通過該主供應管道供應給該半導體製造裝置。

Description

複數個桶的供應控制系統
相關申請案之相互參照
本案請求於2020年9月18日申請，發明名稱為“Supply Control System for an ISO tank”，的美國臨時專利申請案第63/080,282號及於2020年9月18日申請，發明名稱為“Supply Control System for an ISO tank”，的韓國專利申請案第10-2020-0120450號的優先權權益，在此以引用的方式將其全文併入本文。
本發明關於一種複數個桶之供應控制系統，其中此複數個桶係配置為使製程材料從用於儲存用以製造半導體的製程材料的複數個桶穩定供應至半導體製造裝置。
目前安裝在半導體製造工廠中的製程材料供應系統一般係配置為僅通過一供應管線將該複數個桶連接到半導體製造裝置。缺點是難以個別控制該複數個桶以便調整供應給該半導體製造裝置的化學產品的排放量，並且僅通過特定桶供應製程材料。
除此之外，在上述情況下，當該複數個桶的周期管理不統一且沒有系統時，缺點是操作者難以準確識別儲存的製程材料何時耗盡並且難以任意調整桶的更換時間。
因此，當由於這些缺點同時發生而不得不同時更換數個桶時，即使該化學產品的連續供應在該半導體製程中是重要的，整個生產線也可能停止。
本發明旨在提供一種用於製程材料輸送系統之供應控制系統，其中，關於為了將用以製造半導體的製程材料供應給半導體製造裝置而安裝的複數個桶，從複數個桶各者排放的製程材料流速可加以控制，該複數個桶各自的更換週期可藉由檢查及控制製程材料的剩餘量有效地管理，並且即使更換特定的桶或管道發生異常，也能將該半導體製造裝置所需的固定量製程材料穩定地供應給半導體製造裝置。
這可藉由根據本發明的具體實例的桶的供應控制系統來實現，該系統包括：複數個桶，其係用於儲存用以製造半導體的製程材料；主供應管道，其係配置為與分別連接到該複數個桶的子供應管道連通並且將製程材料供應給半導體製造裝置；複數個流量控制裝置，其分別被包括於該子供應管道中並且係配置為控制從該複數個桶各者排放的製程材料流速；感測器，其被包括於該主供應管道中並且係配置為即時測量該製程材料流速及從該複數個桶各者供應到該半導體製造裝置的製程材料供應壓力；備用部，其係連接到該主供應管道並且配置為補充排放該儲存的製程材料，使製程材料穩定供應至該半導體製造裝置；及控制器，其係配置為根據關於該製程材料流速的資訊或關於由該感測器測得的製程材料供應壓力的資訊來控制該複數個流量控制裝置及該備用部，使得設定的製程材料流速通過該主供應管道供應給該半導體製造裝置。
該控制器可被配置為控制該複數個流量控制裝置以於不同的開啟率(opening rate)下運轉，使得儲存於該複數個桶中的製程材料以不同的流量比從該複數個桶各者排放，並且使該複數個桶依序耗盡。
該複數個桶及該備用部可包括荷重元(load cell)或壓力感測器中的至少其一以估算儲存的製程材料的剩餘量，該荷重元係配置為測量根據儲存的製程材料的排放而變化之複數個桶及備用部各自的重量，並且該壓力感測器係配置為測量根據儲存的製程材料的排放而改變的複數個桶及備用部各自的內部壓力。
該控制器可被配置為當關於該製程材料流速的資訊及關於由該感測器測得的製程材料供應壓力的資訊存在異常時，控制該備用部以補充供應製程材料。
該控制器可被配置為一邊根據該複數個桶依序的製程材料耗盡更換該複數個桶中的特定一者，一邊控制該備用部以補充供應製程材料。
當該複數個桶包含第一桶、第二桶、第三桶及第四桶時，該控制器可被配置為，根據通過該主供應管道供應給該半導體製造裝置的製程材料流速設定，控制該複數個流量控制裝置各者使得該第一、第二、第三、第四桶分別排放製程材料流速的40%、30%、20%及10%。
當根據該第一桶中儲存的製程材料耗盡完成該第一桶的更換時，該控制器可被配置為，根據通過該主供應管道供應給該半導體製造裝置的製程材料流速設定，控制該複數個流量控制裝置各者使得該第一、第二、第三、第四桶分別排放製程材料流速的10%、40%、30%及20%。
根據本發明的具體實例的桶之供應控制系統，由於該複數個流量控制裝置被包括在該子供應管道中並且被配置為控制從用於儲存用以製造該半導體的製程材料之複數個桶各者排放的製程材料流速，並且該備用部連至該主供應管道並且被配置為補充排放製程材料以穩定供應製程材料，可根據該製程材料流速及由該主供應管道的感測器即時測得的製程材料供應壓力藉由該控制器來控制，於是該複數個桶各自的製程材料的剩餘量可加以檢查並控制，該複數個桶各自的更換周期可獲得有效地管理，並且即使該複數個桶中的任何一個被更換或該管道出現異常，該半導體製造裝置所需的固定量的製程材料也可穩定地被供應。
下文中，本發明的較佳具體實例將參照後附圖式詳細描述。當相關已知技術的詳細描述可能使根據本發明的具體實例的主題變得模糊時，將省略相關已知技術的詳細描述。
為求清晰起見，之前或之後稱為“桶”的物體可包含任何由不銹鋼、Cr-Mo鋼合金(例如合金4130)、鎳、鋁或其他合適的材料構成之封閉容器，該封閉容器可承受介於0托耳至 ＞3000 psig的壓力。該桶的內部容積可介於小於1升至22500升或更大。
同樣為求清晰起見，之前或之後稱為“製程材料”的任何材料皆可為半導體製造時使用的任何材料。那可包括在固體、液體、氣體、液化壓縮氣體或超臨界流體的物質相中儲存或傳遞的材料。
最後，為求清晰起見，之前或之後稱為“流量控制裝置”的組件可包含改變流過或流出製造半導體時使用的製程材料輸送系統之製程材料的體積或壓力的任何裝置。這些組件可能包括質流控制器、比例控制閥、壓力控制閥(調節器)、限流孔及氣動閥。受控的流速可介於每分鐘0升到大於每分鐘2000升。該壓力可介於0托耳至＞3000 psig。
圖1係示意性地舉例說明根據本發明的具體實例的桶之供應控制系統的整體配置之方塊圖，圖2係舉例說明根據圖1的具體實例將儲存於桶中的製程材料供應給半導體製造裝置的一系列製程之流程圖，圖3係舉例說明儲存於複數個桶中的製程材料以不同流量比從該複數個桶各者排放，使得該複數個桶依序耗盡之示意圖，圖4係舉例說明當一邊根據圖3的具體實例供應製程材料給半導體製造裝置一邊發生異常時備用部的操作狀態之示意圖，並且圖5係舉例說明在更換桶之後，基於根據圖3的具體實例的製程材料供應而以變化的流量比傳遞製程材料的操作狀態之示意圖。
在本發明的說明書及申請專利範圍中指定方向的措辭“上”、“下”、“左右”、“前”及“後”等並無意圖限制本發明所保護的範疇，而是為了便於說明，根據圖式與組件的相對位置來界定，三個軸可通過旋轉互換以相互對應，並且除非另有特別限制，否則所有情況皆然。
由於根據本發明的具體實例的桶之供應控制系統100係不適用於通過供應櫃將儲存於各小桶中的製程材料G (化學產品)供應給半導體製造裝置10之傳統小量點供應方法，但是適用於利用複數個桶110a至110d的大量集中供應方法之系統，從各桶110a至110d排放的製程材料流速GF可被個別控制，各桶110a至110d的更換週期可獲得有效地管理，並且即使是該桶110a至110d中任一者被更換或管道出現異常，該半導體製造裝置10所需的固定量製程材料也可獲得穩定供應。
為了具體實現上述功能及特徵，根據本發明的具體實例的桶供應控制系統100包括，舉例來說，如圖1舉例說明的複數個桶110a至110d、主供應管道120a、子供應管道120b、流量控制裝置130a至130d、感測器140、流量計142、備用部150及控制器160，並且執行圖2舉例說明的一系列製程使得製程材料(化學產品)穩定地供應給該半導體製造裝置10。
在此，該半導體製造裝置10可為，舉例來說，用於接受製程材料並且將塗層材料化學沉積於基材表面上的化學氣相沉積(CVD)裝置；用於蝕刻沉積部分的蝕刻裝置；或用於清潔蝕刻部分的裝置。
在本發明中，可提供具有相同儲存容量的複數個桶以確保製程材料長時間穩定地供應給該半導體製造裝置10。
該桶110a至110d可分別包括，舉例來說，如下所述連接到該子供應管道120b並且被配置為將該儲存的製程材料排放到外部的出口、用於支撐邊緣的圓柱形結構骨架(未顯示)、用於估算該儲存的製程材料的剩餘量之荷重元112及壓力感測器114。
此時，該荷重元112可為藉由測量各桶110a至110d的重量來估計該儲存的製程材料的剩餘量之組件，各桶110a至110d的重量根據該儲存的製程材料的排放而變化，並且可為各種不同商業產品包括舉例來說位於其上放置有該桶110a至110d的安裝表面與該桶110a至110d之間的壓電元件(piezoelectric element)。
藉由使用該荷重元112估計各桶110a至110d中儲存的製程材料之剩餘量可由將在下文描述的控制器160進行，該控制器160即時地或以設定的時間間隔接收關於在與該荷重元112電耦合的情況之下由該荷重元112測得的各桶110a至110d的重量之資訊。
例如，該控制器160可藉由基於裝滿製程材料的各桶110a至110d的初始重量計算一邊排放製程材料一邊即時測得的桶110a至110d之間的重量比來估算該製程材料的剩餘量。
該壓力感測器114可為用於測量能夠根據各桶110a至110d中儲存的製程材料的排放而改變之各桶110a至110d的內部壓力的組件，以便以互補的方式估計與該荷重元112配合的桶110a至110d中儲存的製程材料的剩餘量，並且可為藉由被安裝成與該桶110a至110d各者的內部空間連通而根據各桶110a至110d的內部壓力產生預定電信號的多種不同商品中的任一者。
藉由使用該壓力感測器114估算各桶110a至110d中的製程材料的剩餘量也可藉由將在下文描述的控制器160來進行，該控制器160即時地或以預定的時間間隔接收關於該壓力感測器114在與該壓力感測器114電耦合的情況下測得的桶110a至110d之間的壓力資訊。
例如，該控制器160可藉由基於裝滿製程材料的各桶110a至110d的初始壓力計算一邊排放製程材料一邊即時測得的各桶110a至110d之壓力比來估算各桶110a至110d中製程材料的剩餘量。
該主供應管道120a可為對應於將該複數個桶110a至110d連接至該製造裝置10的管道之組件，以確保從該複數個桶110a至110d排放的製程材料供應至該製造裝置10。明確地說，如圖1舉例說明的，該主供應管道120a可藉由與複數個子供應管道120b連通提供製程材料給該半導體製造裝置10，各子供應管道120b連接到該複數個桶110a 至 110d各自的出口。
該主供應管道120a可包括，舉例來說，分成預定長度的複數個管道、用於密封連接該複數個管道的複數個VCR (緊固件)及設置於該複數個管道之間的調節器和手動/自動閥。
該流量控制裝置130a至130d可為設置於各子供應管道120b中以控制從該複數個桶110a至110d各者排放的製程材料流速GF的組件，並且可操作以在與該控制器160電耦合的情況下，根據來自該控制器160的控制命令，控制從該複數個桶110a至110d中之一對應者排放的製程材料流速GF或防止製程材料排放。
該複數個流量控制裝置130a至130d可為以多種方式實施的商用電子控制閥，例如藉由改變流體例如製程材料流過的管道之橫截面尺寸，也就是說開啟率，或藉由可變地形成旁通管。
另一方面，較佳為上述流量控制裝置130a至130d係與用於測量流經該子供應管道120b的製程材料流速GF之流量計142整合在一起的商品，並且被配置為傳遞關於該對應的製程材料流速GF的資訊給該控制器160。這是為了檢查當該桶110a至110d各自的製程材料設定於不同流速並排放時，該製程材料是否對應於特定流速排放，如圖3中舉例說明的。
該感測器140可為設置於該主供應管道120a中以檢查該半導體製造裝置10所需的製程材料流速GF是否從各桶110a至10d準確供應之組件，並且可操作以藉由控制上述流量控制裝置130a至130d，即時測量通過該主供應管道120a實際供應給該半導體製造裝置10的製程材料流速GF及該製程材料供應壓力。
如圖1舉例說明的，該感測器140可包括，舉例來說，用於測量通過該主供應管道120a流入該半導體製造裝置10的製程材料的量之流量計142，及用於測量該主供應管道120a的內部壓力以與該流量計142配合以互補的方式估算該製程材料流速GF是否存在異常之壓力感測器144。
此時，該流量計142可為，舉例來說，使用差壓、使用面積、使用電子方法或使用超音波之各類型商品中的任一者，並且該壓力感測器144可為上述根據該主供應管道120a的內部壓力產生預定電信號之各類型商品中的任一者。
如上所述，關於由該流量計142測得的製程材料流速GF之資訊及關於由該壓力感測器144測得的製程材料供應壓力之資訊二者皆可被發送到該控制器160，並且可被用於確定該流量控制裝置130a至130d的故障或失效或製程材料從，舉例來說，管道連接件洩漏。
該備用部150可為為了穩定地供應製程材料給該半導體製造裝置10而設置的組件，並且可包括，舉例來說，備用桶150a、流量控制裝置150b及荷重元152及壓力感測器154，如圖1舉例說明的。
在此，該備用桶150a可為當在供應製程材料給該半導體製造裝置10過程中出現異常時用於排放該儲存的製程材料的組件，並且可安裝成在彼內儲存有製程材料的時候與該主供應管道120a連通，如在該桶110a至110d中一樣。
此時，該備用桶150a的儲存容量可與該桶110a至110d的容量相同，並且可考量，舉例來說，該桶110a至110d的數量及，必要時，供應給該半導體製造裝置10的製程材料流速GF適當改變。
該流量控制裝置150b係用於控制從該備用桶150a排放的製程材料流量GF的組件，該荷重元152係用於測量該備用桶150a的重量的組件，並且該壓力感測器154係用於感測該備用桶150a的內部壓力的組件。除了安裝在什麼對象上之外，上述組件可具有與上述流量控制裝置130a至130d、荷重元112及壓力感測器114相同的配置。
該備用部150可與該控制器160電耦合，並且可根據該控制器160的判斷及操作選擇性地並補充地通過該流量控制裝置150b將該儲存的製程材料排放到該主供應管道120a。結果，該備用部150可穩定地對該半導體製造裝置10供應設定的固定製程材料流速GF。
另一方面，被包括於該備用部150中的荷重元152及壓力感測器154可分別設置以估算該備用桶150a中儲存的製程材料的剩餘量，如在該桶110a至110d中一樣。
該控制器160可為分別電連接到，舉例來說，該桶110a至110d的荷重元112、152和壓力感測器114、144、154、該流量控制裝置130a至130d、該感測器140及該備用部150，對這些組件施加控制電源和信號以控制其運行，並且接收並處理測得的資訊或數據。該控制器160可包括，舉例來說，模組化資訊處理單元例如微控制器單元(MCU)、微型計算機、Arduino或可程式邏輯控制(PLC)；用於發送，舉例來說，處理過的資訊之顯示器(未顯示)；及供使用者設定的輸入裝置(未顯示)。
可允許該控制器160控制與其耦合的各組件並且可處理發送和接收的數據等的一系列處理及算法可以可由資訊處理單元可讀的程式設計語言(例如C、C++、JAVA及機械語言)編碼。
此時，由該控制器160執行的一系列操作及數據處理的編碼算法可由該領域之習知技藝者以各種方式及形式進行，因此將省略對其的詳細描述。
然而，下文中將參照圖2至5來說明該控制器160根據本發明的具體實例採用了哪些系列的控制操作來穩定供應並且管理從該複數個桶110a至110d到該半導體製造裝置10的設定製程材料流速 GF。
首先，如圖2舉例說明的，該控制器160通過輸入裝置接收關於連續供應給該半導體製造裝置10的製程材料流速GF之資訊，並且儲存該接收到的資訊。此時，要連續供應到該半導體製造裝置10的製程材料流速GF可考慮，舉例來說，該半導體製造裝置10的整體規模或操作情況由操作者來設定或決定。
例如，當一周每天供應的製程材料流速分別為50、55、50、60、55、55、55 (單位為GPM或LPM)時，最終供應的製程材料流速GF可設定為 65.14 = 54.28 (平均值)ⅹ 1.2 (安全係數) (參見圖3中的100%GF)。
如上所述，供應給該半導體製造裝置10的製程材料流速GF係一設定值，該設定值可轉換成相應的製程材料供應壓力並根據情況任意改變，並且因而可用作該控制器160的控制操作(S100)之參考值。
接下來，當要連續供應給該半導體製造裝置10的製程材料流速GF設定了時，該控制器160根據各桶110a至110d的流量比控制各流量控制裝置130a至130d使製程材料供應給該半導體製造裝置10，如圖2舉例說明的。
此時，當設置了四個桶，也就是說，第一、第二、第三及第四桶110a至110d時，如圖3舉例說明的，其假設之前設定供應給該半導體製造裝置10的製程材料流速GF為100%，各桶110a至110d可分別設定為於40%、30%、20%及10%的比率下供應製程材料。
如上所述，以不同的流速排放儲存於該四個桶110a至110d各自的製程材料係為了讓該桶110a至110d經歷製程材料的耗盡及更換，不以同時而是以依序的方式。
由於該桶110a至110d係依序更換，使製程材料可不間斷有效率穩定地供應給該半導體製造裝置10，並且使該複數個桶110a至110d可獲得有效率地維護。
該控制器160控制該複數個流量控制裝置130a至130d以於不同的開啟率下運轉，以致於可偏轉上述設定的桶110a至110d各自的流量比(S200)。
接下來，如圖2舉例說明的，該控制器160透過該感測器140、該製程材料流速GF及通過該主供應管道120a供應給該半導體製造裝置10的製程材料供應壓力進行測量及監測。此時，該感測器140的測量可在該控制器160的控制之下即時或以規則的時間間隔進行(S300)。
接下來，如圖2舉例說明的，在監測該製程材料流速GF及於通過該主供應管道120a供應給該半導體製造裝置10時測得的製程材料供應壓力的製程中，該控制器160判斷是否存在異常，也就是說，該測得的製程材料流速GF (或該測得的製程材料供應壓力)是否與該設定的製程材料流速GF (或該設定的製程材料供應壓力)相同在預定範圍內。
此處，該預定範圍可根據該製程情況或該現場操作情況變化，並且一般可根據經設定供應給該半導體製造裝置10的製程材料流速GF (或該製程材料供應壓力)確定在5%至10%範圍內。
首先，在此步驟中，當該控制器160確定該測得的製程材料流速GF (或該測得的製程材料供應壓力)比該設定的製程材料流速GF (該設定的製程材料供應壓力)更低一預定範圍或更多時，該控制器160控制該備用部150的操作，如圖4舉例說明的。也就是說，該控制器160控制該備用部150打開該流量控制裝置150b，使得對應於不足的製程材料流量GF (參見圖4中的15%GF)藉由該備用桶150a補充到該主供應管道120a。
當以該設定的製程材料流速GF (該設定的製程材料供應壓力)為基礎所測得的製程材料供應壓力GF (該測得的製材料供應壓力)出現不足(參見圖4中15%GF)時，便立即執行該備用部150的控制。
然而，其後，當該製程材料流速GF的不足不是暫時的並且持續預定時間段或更長時間(舉例來說，1分鐘)時，該控制器160便取消上述該備用部150的控制，並且切換設置於各桶110a至110d中的流量控制裝置130a至130d各自的開啟率的控制，使得對應於該不足的製程材料流速GF (參見圖4中的15%GF)被補充到該主供應管道120a。
在此，所有流量控制裝置130a至130d可同時以對應於該桶110a至110d的流量比40%、30%、20%、10%的比率4：3：2：1提高被設置於各桶110a至110d中的流量控制裝置130a至130d各自的開啟率。當需要優先耗盡該桶110a至110d中之特定一者的製程材料時，可進行控制以使對應於該桶110a至110d中之特定一者的流量控制裝置130a至130d中的僅一者的開啟率提高。
上述製程材料流速GF的不足可能由於各種因素而發生，例如該半導體製造裝置10中發生的暫時延遲、該主供應管道120a或該子供應管道120b的連接件中的錯誤緊固、該桶110a至110d的內部問題及周圍環境的溫度變化(S410)。
相反地，在此步驟中，當該控制器160確定該測量的製程材料流速GF (或該測量的製程材料供應壓力)比該設定的製程材料流速GF (該設定的製程材料供應壓力)更大預定範圍或更多時，該控制器160便控制被設置於各桶110a至110d中的各流量控制裝置130a至130d。
也就是說，該控制器160降低被設置於各桶110a至110d中的流量控制裝置130a至130d各自的開啟率，以致能從根本上防止該桶110a至110d的製程材料流速GF過量排放到該主供應管道120a。
在此，所有流量控制裝置130a至130d可同時以對應於該桶110a至110d的流量比40%、30%、20%、10%的比率4：3：2：1降低被設置於各桶110a至110d中的流量控制裝置130a至130d各自的開啟率。當需要抑制耗盡該桶110a至110d中之特定一者的製程材料時，可進行控制以使對應於該桶110a至110d中之特定一者的流量控制裝置130a至130d中的僅一者的開啟率降低。
上述製程材料流速GF的過度供應也可能由於各種因素而發生，例如該半導體製造裝置10中發生的工作情況、該主供應管道120a或該子供應管道120b的連接件中的錯誤緊固、該桶110a至110d的內部問題及周圍環境的溫度變化(S420)。
在進行上述製程材料流速GF的補充及控制時，該控制器160也透過該感測器140來測量通過該主供應管道120a供應給該半導體製造裝置10的製程材料流速GF及製程材料流速供應壓力，並且從而監測該製程材料流速GF的補充及控制是否正常實現(S400)。
接下來，如圖2舉例說明的，該控制器160藉由即時或以預定時間間隔接收分別由安裝於該複數個桶110a至110d各自的荷重元112及壓力感測器114測得之關於重量的資訊及關於該複數個桶110a至110d各自的內部壓力的資訊來估算或計算該複數個桶110a至110d各自的製程材料的剩餘量，然後繼續監測該複數個桶110a至110d各自的製程材料的剩餘量(S500)。
此時，使用該荷重元112估算的製程材料的剩餘量可藉由比較在製程材料排放時即時測得的各桶110a至110d的重量與各桶110a至110d內完全裝滿製程材料時測得的各桶110a至110d的初始重量，及藉由計算為將預定參數應用於比較結果所得的比率來估算。
除此之外，使用該壓力感測器114、154估算之製程材料的剩餘量可藉由比較在製程材料排放時即時測得的桶110a至110d各自的壓力與製程材料完全裝滿該桶110a至110d時測得該桶110a至110d各自的初始壓力，及藉由計算為將預定參數應用於比較結果所得的比率來估算。
接下來，如圖2及圖5舉例說明的，該控制器160一邊監測該桶110a至110d各自的製程材料的剩餘量，一邊確定該特定桶110a中的製程材料是否耗盡(S600)。
此時，當確定該特定桶110a中的製程材料耗盡時，該控制器160可執行允許更換該特定桶110a所需的操作。例如，該控制器160可發送用於通知中央系統(未顯示)或操作需要更換該特定桶110a的半導體製造裝置10的負責工人之信號或通知(S610)。
當該特定桶110a (該第一桶)響應於此控制器160的更換信號或通知而被更換時，該控制器160便附加地控制該剩餘的半導體製造裝置10，使得各剩餘的半導體製造裝置10 維持該設定的製程材料流速GF。
在此，該控制器160的附加控制可藉由控制該備用部150使得製程材料由該備用部150來補充達成。
此時，該控制器160控制該備用桶150a的流量控制裝置150b，使得該備用桶150a排放對應於先前由正在更換的桶110a (該第一桶)供應之製程材料流量比(舉例來說，參見圖3中的40%GF)的製程材料流速GF (舉例來說，40%GF)，進入該主供應管道120a。
除此之外，不像上文，該控制器160的附加控制可藉由控制該剩餘的桶110b至110d使得製程材料由正在更換的桶110a (該第一桶)以外的剩餘的桶110b至110d來補充達成。
此時，該控制器160將該流量控制裝置130b至130d之特定一者的開啟率提高，使得該剩餘的桶110b至110d中的特定一者排放先前由正在更換的桶110a供應的製程材料流量比(舉例來說，參見圖3中的40%GF)，進入該主供應管道210a。此排放可根據該剩餘的桶110b至110d各自的分配流量比(參見圖 3 中的 30%GF、20%GF、10%GF)，藉由將額外的流量比(參見圖3，依序為給30%GF額外的20%GF、給20%GF額外的13.3%GF、給10%GF額外的6.7%)分配給各剩餘的桶110b至110d來實現。
最後，當該桶110a (該第一桶)的更換完成時，如圖2及5舉例說明的，該控制器160根據該桶110a至110d各自的預定流量比來控制各流量控制裝置130a至130d，使得製程材料被供應給該半導體製造裝置10。
此時，如圖5舉例說明的，不像上述圖3，當設置四個桶110a至110d，也就是說，第一、第二、第四桶110a至110d時，該桶110a至110d各自的測定流量比可由該控制器160來改變，使得該剩餘的桶110b至110d中的製程材料，不包括被更換的第一桶110a，依序被耗盡。
也就是說，該控制器160控制各流量控制裝置130a至130d，使得該第一、第二、第三、第四桶110a至110d分別根據經設定或測定通過該主供應管道120a供應給該半導體製造裝置10的製程材料流速GF (100%GF)排放10%、40%、30%及20%的製程材料流速GF。
如上所述，不像圖3，以改變的流速排放被儲存於該四個桶110a至110d各者中的製程材料是為了防止該四個桶110a至110d中的二或更多個同時被更換。結果，由於該桶110a至110d可能經歷製程材料的耗盡及更換，並非同時而是依序地，使製程材料可被有效率地且穩定地供應給該半導體製造裝置10而不會中斷。
上述該桶110a至110d各自的流量比變化的偏轉可藉由該控制器160控制該複數個流量控制裝置130a至130d達成，以致使該複數個流量控制裝置130a至130d於不同的開啟率下運轉，並且後繼製程可透過重複上述圖2例示的製程連續地進行。
由於本發明的桶之供應控制系統100係根據上述控制器160的一系列控制操作進行操作的，舉例來說，由於該複數個桶110a至110d之間的內部壓力差導致製程材料排放不平衡的問題，及該桶110a至110d中的一部分由於長期不使用或使用量少所造成的製程材料品質的問題便可獲致有效地解決。
儘管本發明已經關聯其較佳具體實例加以說明，但是咸應理解當閱讀說明書時其各種修飾對於該領域之習知技藝者來說將變得顯而易見。因此，咸應理解本文揭示的發明意欲涵蓋落入後附申請專利範圍的範疇以內的此類修飾例或變化例。
G:製程材料 GF:製程材料流速 10:半導體製造裝置 100:桶的供應控制系統 110a-110d:桶，也就是說，第一、第二、第三及第四桶 112, 152:荷重元 114, 144, 154:壓力感測器 120a:主供應管道 120b:子供應管道 130a-130d:流量控制裝置 140:感測器 142:流量計 150:備用部 150a:備用桶 150b:流量控制裝置 160:控制器
圖1係示意性地舉例說明根據本發明的具體實例的桶之供應控制系統的整體配置之方塊圖。
圖2係舉例說明根據圖1的具體實例將儲存於桶中的製程材料供應給半導體製造裝置的一系列製程之流程圖。
圖3係舉例說明儲存於複數個桶中的製程材料以不同流量比從該複數個桶各者排放，使得該複數個桶根據圖1的具體實例依序耗盡之示意圖。
圖4係舉例說明當一邊根據圖3的具體實例供應製程材料給半導體製造裝置一邊發生異常時備用部的操作狀態之示意圖。
圖5係舉例說明在更換桶之後，基於根據圖3的具體實例的製程材料供應而以變化的流量比傳遞製程材料的操作狀態之示意圖。
10:半導體製造裝置
100:桶的供應控制系統
110a-110d:桶，也就是說，第一、第二、第三及第四桶
112,152:荷重元
114,144,154:壓力感測器
120a:主供應管道
120b:子供應管道
130a-130d:流量控制裝置
140:感測器
142:流量計
150:備用部
150a:備用桶
150b:流量控制裝置
160:控制器

Claims (7)

  1. 一種桶之供應控制系統，其包含： 複數個桶，其係用於儲存大量用以製造半導體的製程材料； 主供應管道，其係配置為與分別連接到該複數個桶的子供應管道連通並且將製程材料供應給半導體製造裝置； 複數個流量控制裝置，其分別被包括於該子供應管道中並且係配置為控制從該複數個桶各者排放的製程材料流速； 感測器，其被包括於該主供應管道中並且係配置為即時測量該製程材料流速及從該複數個桶各者供應到該半導體製造裝置的製程材料供應壓力； 備用部，其係連接到該主供應管道並且配置為補充排放該儲存的製程材料，使製程材料穩定供應至該半導體製造裝置；及 控制器，其係配置為根據關於該製程材料流速的資訊或關於由該感測器測得的製程材料供應壓力的資訊來控制該複數個流量控制裝置及該備用部，使得設定的製程材料流速通過該主供應管道供應給該半導體製造裝置。
  2. 如請求項1之桶之供應控制系統，其中該控制器係配置為控制該複數個流量控制裝置以於不同的開啟率(opening rate)下運轉，使得儲存於該複數個桶中的製程材料以不同的流量比從該複數個桶排放並且使該複數個桶依序耗盡。
  3. 如請求項2之桶之供應控制系統，其中該複數個桶及該備用部包括荷重元(load cell)或壓力感測器中的至少其一以估算該儲存的製程材料的剩餘量，該荷重元係配置為測量根據儲存的製程材料的排放而變化之複數個桶及備用部各自的重量，並且該壓力感測器係配置為測量根據儲存的製程材料的排放而改變的複數個桶及備用部各自的內部壓力。
  4. 如請求項2之桶之供應控制系統，其中該控制器係配置為當關於該製程材料流速的資訊及關於由該感測器測得的製程材料供應壓力的資訊存在異常時，控制該備用部以補充供應製程材料。
  5. 如請求項2之桶之供應控制系統，其中該控制器係配置為一邊根據該複數個桶依序的製程材料耗盡更換該複數個桶中的特定一者，一邊控制該備用部以補充供應製程材料。
  6. 如請求項2之桶之供應控制系統，其中當該複數個桶包含第一桶、第二桶、第三桶及第四桶時，該控制器係配置為，根據通過該主供應管道供應給該半導體製造裝置的製程材料流速設定，控制該複數個流量控制裝置各者使得該第一、第二、第三、第四桶分別排放製程材料流速的40%、30%、20%及10%。
  7. 如請求項6之桶之供應控制系統，其中當根據該第一桶中儲存的製程材料耗盡完成該第一桶的更換時，該控制器係配置為，根據通過該主供應管道供應給該半導體製造裝置的製程材料流速設定，控制該複數個流量控制裝置各者使得該第一、第二、第三、第四桶分別排放製程材料流速的10%、40%、30%及20%。
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