用于操作具有进给与施配传感器、过滤与施配确认及过滤器的减压注给的泵的系统及方法技术方案

本发明专利技术揭示一种泵送系统，其具有定位于填充侧上的压力传感器及施配侧上的压力传感器，以获得并提供可由控制器用于确定各种操作分布曲线的压力信息。为避免将空气截留于工艺流体中，压力传感器可齐平地安装或以一角度安装在进给室、瓶或贮存罐的侧壁的底部或半高处或者附近。从所述填充侧获得的所述压力信息可具有许多有益用途，包含过滤确认、空气检测及过滤器的减压注给。所述泵送系统可进一步包含用于实时显示所述操作分布曲线及各种相关联警报的图形用户接口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于操作具有进给与施配传感器、过滤与施配确认及过滤器的减压注给的泵的系统及方法相关申请案的交叉参考本申请案主张来自2014年5月28日提出申请的第62/004,117号美国临时申请案的优先权权益，所述临时申请案(包含附件)以全文引用的方式并入本文中。
本专利技术一般来说涉及流体泵。更特定来说，本文中揭示的实施例涉及单级泵及多级泵，包含用于半导体制造的泵。甚至更特定来说，本专利技术的实施例涉及操作泵，及/或确认泵的各种操作或动作，包含过滤确认、施配确认、空气检测及泵中的过滤器的减压注给。
技术介绍
存在针对其对泵送设备施配流体的量及/或速率的精确控制是必要的许多应用。举例来说，在半导体处理中，控制将例如光致抗蚀剂化学品等光化学品施加到半导体晶片的量及速率是重要的。在处理期间施加到半导体晶片的各涂层通常需要以埃为单位测量的跨越晶片的表面的均匀一致平坦度。必须仔细地校准且精确地控制将处理化学品施加到晶片的速率，以确保准确且均匀地施加处理液体(即，含有所述化学品的半导体制造工艺流体)。用于半导体工业中的许多光化学品目前是非常昂贵的，通常花费高达一公升1,000美元。因此，确保使用最小但充足量的化学品并确保泵送设备不破坏含有化学品的工艺液体或流体是优选的。然而，在泵送设备的操作期间的各种状况可造成压力尖峰或压力降，此可破坏工艺流体(即，可不利地改变工艺流体的物理性质)，导致施配太多或太少工艺流体，或将不利动力引入到工艺流体的施配操作中。泵送设备内发生的其它状况还可阻止工艺流体的恰当施配。这些状况可由工艺本身的时序改变引起。当这些状况发生时，结果可为工艺流体到晶片上的不恰当施配，此致使晶片不适合使用且最终导致晶片变成废品被丢弃。使此问题恶化的是以下事实：在许多情形中，在已进一步处理报废晶片之后仅使用某一形式的质量控制程序检测所述晶片。同时，造成不恰当施配且因此造成报废晶片的状况持续存在。因此，在首次不恰当施配与报废晶片的检测之间的中间时期中，许多额外不恰当沉积可在其它晶片上发生。不幸地，这些晶片继而也必须作为废品被丢弃。那么，如可见，检测或确认已发生恰当施配是合意的。在过去已经使用各种技术实现此施配确认。作为实例，先前施配确认方法涉及在泵的施配喷嘴处利用相机系统来确认施配已经发生。然而，此解决方案并非优选的，因为这些相机系统通常独立于泵送系统且因此必须单独地安装及校准以与泵送系统一起工作。此外，在绝大多数情形中，这些相机系统往往过分昂贵。另一方法涉及在泵送系统中的工艺流体的流体流动路径中使用流量计来确认施配已经发生。此方法也可能有问题。举例来说，将流量计作为额外组件插入到流体流动路径中不仅提高泵送系统的成本，而且还在工艺流体流动穿过经插入流量计时增加污染工艺流体的风险。鉴于前述内容，需要用于确认泵的操作及动作的方法及系统，所述方法及系统可迅速且准确地检测这些操作及动作的恰当完成且可提供较早警告及/或在需要时采取适当动作以确保高效操作及质量结果。本文中揭示的实施例可解决此需要及更多需要。
技术实现思路
在一些实施例中，泵送系统可包含：流体源；多级泵，其经由入口阀与所述流体源流体连通；及泵控制器，其一或多个网络通信链路以通信方式连接到所述多级泵。所述泵控制器还可以通信方式连接到控制装置，例如泵轨、管理站等等。在一些实施例中，所述多级泵可包含：入口阀，其用于调节工艺流体的进入；进给级部分，其在所述入口阀的下游；过滤器，其在所述进给级部分的下游；施配级部分，其在所述过滤器的下游；及出口阀，其用于调节所述工艺流体的流出。在一些实施例中，所述进给级部分可包含进给级泵及安装于其上的压力传感器。在一些实施例中，所述进给级部分可包含瓶或贮存罐及安装于其上的压力传感器。所述压力传感器可安装于所述进给室、瓶或贮存罐的侧壁上以检测其中的流体压力。在一个实施例中，所述压力传感器可齐平地安装到所述侧壁。在一些实施例中，所述压力传感器可以一角度安装于所述侧壁上。在一些实施例中，所述压力传感器安装于所述侧壁上所处的所述角度可为约5度到10度，约45度，或相对于所述侧壁尽可能陡峭以避免截留空气。在一个实施例中，所述压力传感器安装于所述侧壁上，使得所述压力传感器的感测部分指向上。在一些实施例中，所述压力传感器可安装于所述进给室、瓶或贮存罐的半高处或附近。在一些实施例中，所述压力传感器可安装于所述进给室、瓶或贮存罐的底部处或附近。所述进给级泵可包含：进给室；进给级隔膜，其在所述进给室内移动且使所述工艺流体在所述进给室中位移；活塞，其使所述进给级隔膜移动；导螺杆或滚珠螺杆，其耦合到所述活塞以致使所述活塞致动；及进给电动机，其驱动所述导螺杆或所述滚珠螺杆。在一些实施例中，由填充侧上的所述压力传感器检测的流体压力可具有许多有益用途，包含过滤确认、空气检测及过滤器注给例程。在一些实施例中，所述过滤确认可包含：至少部分地基于由所述压力传感器检测的所述流体压力确定操作填充压力分布曲线；将所述操作填充压力分布曲线与参考填充压力分布曲线进行比较；及确定是否产生警报。在一些实施例中，所述空气检测测试可包含：隔离所述多级泵的一部分；控制所述进给电动机以使所述经隔离部分达到第一压力；将所述进给电动机移动固定距离；使用所述压力传感器检测第二压力；及确定指示所述第一压力与所述第二压力之间的改变的压差，所述压差与所述经隔离部分中的空气量相关。在一些实施例中，所述过滤器注给例程可包含：确定所述多级泵的经隔离部分是否达到负压或减压；及在所述负压或减压下将所述过滤器浸泡于所述工艺流体中达一段时间，以在所述多级泵的所述经隔离部分中从所述工艺流体脱气或去除气体或气泡。在一些实施例中，所述泵送系统可进一步包含：图形用户接口，其用于显示由所述泵控制器监测的多个泵操作参数的操作分布曲线。所述图形用户接口可显示所述操作分布曲线的多个用户可选择警报类型，包含信息警报、警告警报、错误警报及临界警报。在一些实施例中，所述操作分布曲线可包含在包含就绪、施配、过滤、排除、清除、空气检测及填充分段的施配循环期间收集的信息。特定来说，在一些实施例中，所述操作分布曲线可包含所述进给室中的所述流体压力的压力分布曲线。众多其它实施例还可为可能的。当结合以下描述及所附图式考虑时，将更佳地了解及理解本专利技术的这些及其它方面。虽然以下描述指示本专利技术的各种实施例及其众多特定细节，但所述描述是通过图解说明而非限制方式给出。可在本专利技术的范围内做出许多替代、修改、添加或重新布置，且本专利技术包含所有这些替代、修改、添加或重新布置。附图说明包含附在本说明书后并形成本说明书的部分的图式以描绘本专利技术的某些方面。对本专利技术及与本专利技术一起提供的系统的组件及操作的较清楚印象将通过参考图式中图解说明的示范性且因此非限制性实施例而变得更加明了，在图式中相同参考编号指定相同组件。应注意图式中图解说明的特征不必按比例绘制。图1描绘示范性泵送系统的图解性表示。图2A描绘根据一个实施例的示范性多级泵(multiplestagepump，“多级泵(multi-stagepump)”)的图解性表示。图2B描绘根据一个实施例的另一示范性多级泵的图解性表示。图3A及3B描绘示范性多级泵的阀及电动机时序图。图4描绘图解说明各种泵操作参数的操作分布曲线的接口的一个实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多级泵，其包括：入口阀，其用于调节工艺流体的进入；进给级部分，其在所述入口阀下游；过滤器，其在所述进给级部分下游；施配级部分，其在所述过滤器下游；及出口阀，其用于调节所述工艺流体的流出；其中所述进给级部分包括进给级泵及压力传感器；其中所述进给级泵包括：进给室；进给级隔膜，其在所述进给室内移动且使所述工艺流体在所述进给室中位移；活塞，其使所述进给级隔膜移动；导螺杆，其耦合到所述活塞以致使所述活塞致动；及进给电动机，其驱动所述导螺杆；且其中所述压力传感器安装于所述进给室的侧壁上以检测所述进给室中的流体压力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.28 US 62/004,1171.一种多级泵，其包括：入口阀，其用于调节工艺流体的进入；进给级部分，其在所述入口阀下游；过滤器，其在所述进给级部分下游；施配级部分，其在所述过滤器下游；及出口阀，其用于调节所述工艺流体的流出；其中所述进给级部分包括进给级泵及压力传感器；其中所述进给级泵包括：进给室；进给级隔膜，其在所述进给室内移动且使所述工艺流体在所述进给室中位移；活塞，其使所述进给级隔膜移动；导螺杆，其耦合到所述活塞以致使所述活塞致动；及进给电动机，其驱动所述导螺杆；且其中所述压力传感器安装于所述进给室的侧壁上以检测所述进给室中的流体压力。2.根据权利要求1所述的多级泵，其中所述压力传感器相对于所述进给室的所述侧壁以一角度安装于所述进给室的所述侧壁上，使得所述压力传感器的感测部分指向上。3.根据权利要求1所述的多级泵，其中由所述压力传感器检测的所述进给室中的所述流体压力用于过滤确认中，其中所述过滤确认包括：至少部分地基于由所述压力传感器检测的所述进给室中的所述流体压力而确定操作填充压力分布曲线；将所述操作填充压力分布曲线与参考填充压力分布曲线进行比较；及确定是否产生警报。4.根据权利要求3所述的多级泵，其中所述警报是警告类型或错误类型。5.根据权利要求1所述的多级泵，其中由所述压力传感器检测的所述进给室中的所述流体压力用于空气检测测试中，其中所述空气检测测试包括：隔离所述多级泵的包含所述进给室的一部分；控制所述进给电动机以使所述经隔离部分达到第一压力；将所述进给电动机移动固定距离；使用所述压力传感器检测第二压力；及确定指示所述第一压力与所述第二压力之间的改变的压差，其中所述压差与包含所述进给室的所述经隔离部分中的空气量相关。6.根据权利要求5所述的多级泵，其中所述多级泵的所述经隔离部分包含所述进给室及所述过滤器。7.根据权利要求1所述的多级泵，其中由所述压力传感器检测的所述进给室中的所述流体压力用于过滤器注给例程中。8.根据权利要求7所述的多级泵，其中所述过滤器注给例程包括：确定所述多级泵的包含所述进给室及所述过滤器的经隔离部分是否已达到负压或减压；及在所述负压或减压下将所述过滤器浸泡于所述工艺流体中达一段时间，以在所述多级泵的所述经隔离部分中从所述工艺流体脱气或者去除气体或气泡。9.一种泵送系统，其包括：流体源；多级泵，其与所述流体源流体连通；泵控制器，其经由一或多个网络通信链路以通信方式连接到所述多级泵；其中所述多级泵包括：入口阀，其用于调节工艺流体的进入；进给级部分，其在所述入口阀下游；过滤器，其在所述进给级部分下游；施配级部分，其在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·切德罗内，伊莱·盖许盖伊，乔治·L·葛诺拉，
申请(专利权)人：恩特格里斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US