流体分配系统及方法、连接器、微电子产品制造设备技术方案

本发明专利技术公开了一种流体分配系统及方法、连接器、微电子产品制造设备。该流体分配系统包括：至少一个压力分配封装件，该压力分配封装件包括设置在外包装容器内的可折叠内衬，外包装容器比可折叠内衬硬得多，其中，可折叠内衬适于容纳用于压力分配的流体；以及连接器，该连接器适于与至少一个压力分配封装件中的一个压力分配封装件配合，连接器包括气体移除设备，气体移除设备包括适于接收来自可折叠内衬的流体的可排放贮存器，气体移除设备适于在流体的压力分配之前移除可折叠内衬中的气体。

【技术实现步骤摘要】
流体分配系统及方法、连接器、微电子产品制造设备本申请是分案申请，其母案申请的申请号为200780025430.7（国际申请号为PCT/US2007/070911），申请日为2007年6月11日，专利技术名称为“包含气体移出设备的液体分配系统”。
本专利技术涉及一种分配系统，例如用来有效供应流体材料以供使用的分配系统。一方面，本专利技术涉及压力分配系统，其通过用如空气或液体等加压介质来替换材料而使得液体或其它流体材料自来源容器排放，其它方面涉及此类系统的制造、操作和配置方法。
技术介绍
在许多工业应用中，化学试剂与组成成分需以高纯度的状态来供应，因而发展出特殊的封装件来确保材料在整个装填、储存、运送和最终分配的过程中，以适当纯度与形态来供应。在微电子装置制造领域中，由于封装材料内的任何污染物和/或任何进入封装件中的环境污染物，将不利于以此液体和含液体的组分制作的微电子装置产品，造成微电子装置产品不良、甚至报废，迫切需要能适当封装各种液体和含液体的组分的封装技术。鉴于此，已发展出多种高纯度封装件来封装用于制造微电子装置的液体和含液体的组分，例如光致抗蚀剂、蚀刻剂、化学气相沉积试剂、溶剂、晶片与工具清洗配方、化学机械研磨组分、彩色滤光化学试剂、表面涂层、液晶材料等。用于此类用途的其中一种高纯度封装件包括一硬式或半硬式外包装件（overpack），其以一弹性内衬或囊袋容纳液体和液底（liquid-based）组分，内衬或囊袋利用如盖子等固定结构而固定于外包装件内。此类封装件通常称为“罐装内袋包装（bag-in-can）”；（BIC）、“瓶装内袋包装（bag-in-bottle）”（BIB）和“桶装内袋包装（bag-in-drum）”（BID）。此类封装件可购买ATMI公司（位于美国康涅狄格（CT）州的丹伯里（Danbury）市）注册商标为NOWPAK的商品。优选地，内衬包含弹性材料，外包装容器包含实质上比弹性材料要硬的壁面材料。硬式或半硬式外包装件可由例如高密度聚乙烯或其它高分子（polymer，或聚合物）或金属组成，内衬可为聚膜材料制成的已预洗的无菌折叠袋，例如聚四氟乙烯（PTFE）、低密度聚乙烯、PTFE基多层板、聚酰胺、聚酯、聚氨基甲酸酯或其它不与内衬中所含液体或液底材料反应的材料等。包含任一上述材料的多层板均可使用。构成内衬的示例性材料还包括金属化膜层、金属箔、高分子/共聚物、层压板、挤出物（extrusion）、共挤物（co-extrusion）和吹制与模铸膜层。此类封装件可购自ATMI公司（美国康涅狄格（CT）州的丹伯里（Danbury）市）注册商标为NOWPAK的商品。在分配操作此类液体与液底组分的内衬型封装件时，分配来自内衬中的液体的方法是将一分配构件连接至内衬的接口，该分配构件包括一浸管（diptube）或短探针，且浸管浸没在所含液体中。当分配构件连接到内衬后，诸如气体等流体压力施加于内衬的外表面上，使其逐渐折叠并迫使液体流经分配构件而排放至相关流动回路以流向最后使用位置。顶部空间（headspace）的气体（内衬顶端的额外气体）与微气泡会在诸如平面显示器（FPD）和集成电路（IC）制造设施中进行内衬式（liner-based）封装件内的液体分配时造成重大工艺问题。顶部空间气体可能源自填充过程，其中封装件未填满液体。为了提供能让体积膨胀时使用的顶部空间以适应封装件周遭环境的变化，例如当封装件运送到封装件分配流体的位置，因温度改变导致液体膨胀时，常需不完全填满封装件。如此，顶部空间的气体可能夹带（entrain）在分配液体中，而产生异质、多相的分配流体流（stream），其有害于采用此分配液体的工艺或产品。再者，分配液体中出现顶部空间气体会造成流体流动传感器、流动控制器等装置故障或出错。使用含液体组成的封装件引起的另一相关问题为，气体会渗透或泄漏到所含液体中而溶解并形成气泡。以内衬式封装件为例，内衬外的气体可能会通过内衬而渗入所含液体中。当采用内衬式封装件来压力式分配操作时，如空气或氮气等加压气体本身可通过内衬材料且溶解于内衬里的液体中。接着分配液体时，分配管线和下游仪器与设备中的压降可能造成先前溶解于液体中的气体释出，以致于在分配液体流中形成气泡，结果产生类似于夹带在液体流中的顶部空间气体般的不良影响。故，期望在开始分配之前先移除顶部空间的气体，并且在开始分配液体后继续移除释放出来的气体。还期望能快速移除气体以减少微气泡形成。就制造半导体和其它微电子产品而言，即使是微小尺寸的气泡（微气泡）也会造成集成电路或平面显示器产品不良、甚至失效。因此移除用于此类产品制造的液体中所有的外来气体是当务之急。使用典型的内衬式封装件时，使用者加压封装件并打开排气阀（ventingvalve）使顶部空间气体流出内衬。排出顶部空间气体后，液体进入顶部空间气体排放管线，传感器关闭排气阀并打开另一阀门以专门分配排液管线中的液体。当封装件通过例如监测分配流体的压力和检测压降随时间的变化而指示出倒空检测状态（emptydetectcondition）时，连接到含内衬的容器的连接器或其它接合装置可脱离该已排空的容器，且安装到新的（例如满的）容器上，以继续进行分配运作。由于顶部空间移除管线中存有液体，定时器将绕过液体传感器直到再次遇到顶部空间气体，接着定时器会关闭排放阀，使液体重返排放管线并重新激活传感器。然而此种配置方式易受失效模式（failuremodes）的影响，失效模式包括发生下列事件：（i）定时器未正确设定并传送顶部空间已移除的错误信号；（ii）每个填充封装件的顶部空间各不相同，故某一封装件的设定不适用于其它封装件，以致无法正确地移除顶部空间气体；（iii）顶部空间气体排放管线中的气泡将产生已移除顶部空间气体的错误指示；以及（iv）留在顶部空间排放管线的液体（先前存在）可能给出已移除顶部空间气体的错误指示。尽管整合式贮存器可用来消除微气泡与顶部空间，但其成本较高、流体流动方式较复杂且操作较困难。微气泡在压力分配时的压力下容易通过渗透性的内衬层，因此特别容易引发问题。内衬封装件具有最小且最好不具顶部空间（零顶部空间）已证实可抑制液体或液底组分产生微粒与微气泡的情形。内衬封装件具有最小且最好不具顶部空间亦可相对减少或消除顶部空间气体进入液体或液底组分的情况。另外，在储存与分配内衬封装件的液体与液底组分时，期望能控制分配情形以检测分配材料是否耗尽或即将耗尽，进而实时终止下游运作或转换到新的材料封装件。可靠地在最后阶段监测分配情形，特别是检测倒空或接近倒空状态，可得到内衬封装件的最佳使用效果，并期望设计出和实现此种封装件。检测完后，最好自动切换液体的第二来源，如此可避免额外的下游运作问题。与用来分配液体至诸如制造微电子装置产品等工业工艺的封装件相关的另一问题为，许多应用的液体都非常昂贵，尤其是特殊化学试剂。故就经济方面考量，需尽可能充分利用封装件内的液体，以在完成分配后，实质上无液体残留在封装件。因此，期望以能够判定分配终点的方式来监测分配过程。本领域中，仍致力于提供有效的终点检测器，使封装件中的残余液体量减至最少。在现有技术中，分配封装件已采用浸管，即，向下延伸至容器内部且停止在容器底部上方附近的管子。因材料会余留本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体分配系统，所述流体分配系统包括：至少一个压力分配封装件，所述压力分配封装件包括设置在外包装容器内的可折叠内衬，所述外包装容器比所述可折叠内衬硬得多，其中，所述可折叠内衬适于容纳用于压力分配的流体；以及连接器，所述连接器适于与所述至少一个压力分配封装件中的一个压力分配封装件配合，所述连接器包括气体移除设备，所述气体移除设备包括适于接收来自所述可折叠内衬的流体的可排放贮存器，所述气体移除设备适于在所述流体的压力分配之前从所述可折叠内衬中移除气体。

【技术特征摘要】
2006.06.13 US 60/813,083;2006.10.16 US 60/829,623;1.一种流体分配系统，所述流体分配系统包括：至少一个压力分配封装件，所述压力分配封装件包括设置在外包装容器内的可折叠内衬，所述外包装容器比所述可折叠内衬硬得多，其中，所述可折叠内衬适于容纳用于压力分配的流体；以及连接器，所述连接器适于与所述至少一个压力分配封装件中的一个压力分配封装件配合，所述连接器包括气体移除设备，所述气体移除设备包括与至少一个传感器操作地接合以有效地从所述压力分配封装件中移除所述可折叠内衬中的顶部空间的气体的顶部空间移除阀以及适于接收来自所述可折叠内衬的流体的可排放贮存器，所述气体移除设备适于在所述流体的压力分配之前以及在所述流体的压力分配期间从所述可折叠内衬中移除气体，其中，所述气体移除设备设置用于检测从所述压力分配封装件分配的气泡的存在。2.根据权利要求1所述的流体分配系统，其中，所述气体移除设备还适于移除在从所述压力分配封装件中移除所述气体之后进入所述压力分配封装件的进入气体。3.根据权利要求1所述的流体分配系统，其中，所述压力分配封装件包括浸管。4.根据权利要求1所述的流体分配系统，其中，所述连接器包括主体部，所述主体部限定出贮存器且包括一与所述可折叠内衬接合的探针，以在所述可折叠内衬与所述探针之间形成不泄漏流体的密封状态，所述探针包括向上伸进所述贮存器的导管且所述导管的上端终止在所述贮存器的上端下方，如此所述连接器中向上流动的液体将流经所述导管并从所述导管的上端流入所述贮存器。5.根据权利要求1所述的流体分配系统，其中，所述连接器包括流体通道，所述流体通道能接合至加压气体源以允许加压气体流动到在所述可折叠内衬与所述外包装容器之间限定的体积中。6.根据权利要求1所述的流体分配系统，其中，所述气体移除设备还包括：传感器，适于感测气体在所述贮存器中的积聚，并适于响应地产生指示气体在所述贮存器中的所述积聚的输出信号；以及至少一个第一控制件，适于响应于所述输出信号而有效地从所述贮存器中移除气体。7.根据权利要求6所述的流体分配系统，其中，所述传感器包括电容传感器、感光器或光学传感器。8.根据权利要求1所述的流体分配系统，其中，所述可排放贮存器包括设置在第一高度处的气体出口以及设置在第二高度处的液体出口，所述第二高度布置在所述第一高度下方。9.根据权利要求8所述的流体分配系统，其中，所述可排放贮存器包括垂直轴、与所述垂直轴垂直的平均内横截面、以及沿着所述可排放贮存器的上边界设置的集气区，其中，所述集气区具有垂直于所述垂直轴的内横截面，所述内横截面比所述可排放贮存器的所述平均内横截面小得多。10.根据权利要求9所述的流体分配系统，还包括至少一个挡板，所述至少一个挡板设置在所述可排放贮存器内并适于协助将微气泡传送至所述集气区。11.根据权利要求1所述的流体分配系统，其中，所述检测从所述压力分配封装件分配的气泡的存在包括：气泡传感器，感测地连接至所述可排放贮存器上游的所述流动回路并能操作以产生指示从所述压力分配封装件分配的液体中存有气泡的输出信号；以及控制件，适于响应于所述气泡传感器的所述输出信号使所述可排放贮存器排放，以允许基本不含气泡的液体从所述可排放贮存器排出。12.根据权利要求1所述的流体分配系统，其中，所述气体移除设备包括：压力转换器；以及化学供应阀；其中，所述顶部空间移除阀的所述至少一个传感器包括气泡传感器、感光器以及电容传感器中的任一者，以有效地从所述压力分配封装件中移除气体，并且所述化学供应阀适于调节从所述压力分配封装件分配的液体的流动。13.根据权利要求1所述的流体分配系统，还包括适于检测所述压力分配封装件的倒空状态的倒空检测设备。14.根据权利要求1所述的流体分配系统，还包括倒空检测设备，所述倒空检测设备包括压力转换器，所述压力转换器适于感测从所述压力分配封装件分配的流体的压降并适于响应地产生对应的输出信号。15.根据权利要求1至14中任一项所述的流体分配系统，其中，所述流体包括微电子装置制造用化学试剂并容纳在所述可折叠内衬中。16.根据权利要求1至14中任一项所述的流体分配系统，其中，所述至少一个压力分配封装件包括第一压力分配封装件和第二压力分配封装件，并且所述流体分配系统设计成允许从一用完的容器切换至一满的容器或一独立贮存器或一滞留槽。17.一种连接器，适于与压力分配封装件配合，所述压力分配封装件包括其中包含有可折叠内衬的外包装容器，所述可折叠内衬适于容纳用于压力分配的液体，所述连接器包括：气体移除设备，所述气体移除设备包括可排放贮存器，所述可排放贮存器具有设置在第一高度处的气体出口以及设置在第二高度处的液体出口，所述第二高度布置在所述第一高度下方；以及顶部空间移除阀，所述顶部空间移除阀与至少一个传感器操作地接合以有效地从所述压力分配封装件中移除所述可折叠内衬中的顶部空间的气体，并且所述气体移除设备适于接收来自所述压力分配封装件的液体，其中，所述气体移除设备适于在分配来自所述可折叠内衬的液体之前以及在分配来自所述可折叠内衬的液体期间从所述压力分配封装件中移除气体，其中，所述气体移除设备设置用于检测从所述压力分配封装件分配的气泡的存在。18.根据权利要求17所述的连接器，其中，所述连接器包括主体部，所述主体部限定出贮存器且包括一与所述可折叠内衬接合的探针，以在所述可折叠内衬与所述探针之间形成不泄漏流体的密封状态。19.根据权利要求17所述的连接器，包括浸管。20.根据权利要求17所述的连接器，其中，所述连接器包括主体部，所述主体部限定出贮存器且包括一与所述可折叠内衬接合的探针，以在所述可折叠内衬与所述探针之间形成不泄漏流体的密封状态，所述探针包括向上伸进所述贮存器的导管且所述导管的上端终止在所述贮存器的上端下方，如此所述连接器中向上流动的液体将流经所述导管并从所述导管的上端流入所述贮存器。21.根据权利要求17所述的连接器，包括流体通道，所述流体通道能接合至加压气体源以允许加压气体流动到所述可折叠内衬与所述外包装容器之间的空间中。22.根据权利要求17所述的连接器，包括适于感测气体在所述贮存器中的积聚并适于响应地产生指示气体在所述贮存器中的所述积聚的输出信号的传感器。23.根据权利要求22所述的连接器，其中，所述传感器包括电容传感器、感光器或光学传感器。24.根据权利要求17所述的连接器，其中，所述可排放贮存器包括垂直轴、与所述垂直轴垂直的平均内横截面、以及沿着所述可排放贮存器的上边界设置的集气区，其中，所述集气区具有垂直于所述垂直轴的内横截面，所述内横截面比所述可排放贮存器的所述平均内横截面小得多。25.根据权利要求24所述的连接器，还包括至少一个挡板，所述至少一个挡板设置在所述可排放贮存器内并适于协助将微气泡传送至所述集气区。26.根据权利要求17所述的连接器，还包括气泡传感器，所述气泡传感器能操作以产生指示从所述可折叠内衬分配的液体中存有气泡的输出信号。27.根据权利要求17所述的连接器，接合至倒空检测设备，所述倒空检...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐纳德·D·韦尔，格伦·M·汤姆，保罗·戴斯，埃米·科兰德，贾森·杰罗尔德，柯克·米克尔森，凯文·T·奥多尔蒂，迈克尔·A·西斯埃斯基，
申请(专利权)人：高级技术材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US