超純溶劑清洗用的多組份容器組件的製作方法
2023-12-06 14:23:51 4
專利名稱：超純溶劑清洗用的多組份容器組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子工業中工藝化學劑輸送領域和需要高純度化學劑輸送的其它用途。更準確地說，本發明涉及用於清洗工藝化學劑輸送管線、容器和相關裝置的裝置和方法，特別是在所述工藝化學劑輸送管線中工藝化學劑或工藝化學劑容器更換期間的清洗裝置和方法。
工藝化學劑管線的排空和氣體吹洗已用來從輸送管線中除去殘餘的化學劑。真空抽吸和惰性氣體吹洗在快速除去高揮發性化學劑方面均是非常成功的，但對於低揮發性化學劑來說並不太有效。當萃取高毒性物質時安全將是一個問題。
利用溶劑除去殘餘化學劑並不是新穎的。各種專利文獻已對利用溶劑的清洗體系進行了探索，在此特地將其全部內容引入作為參考US5,045,117描述了利用溶劑和真空作用清洗印刷電路組件的方法和裝置。
US5,115,576披露了利用異丙醇溶劑清洗半導體晶片的裝置和方法。
涉及溶劑清洗的其它專利包括US4,357,175；US4,832,753；US4,865,061；US4,871,416；US5,051,135；US5,106,404；US5,108,582；US5,240,507；US5,304,253；US5,339,844；US5,425,183；US5,469,876；US5,509,431；US5,538,025；US5,562,883；和JP8-115886。
種種其它現有技術的美國專利與本發明屬於同一技術領域，並且在此特地將其所有內容引入作為參考USP5,472,119--12/5/95--由多個容器分配液體的組件；USP5,398,846--3/21/95--同時分配多種液體的組件；
USP5,297,767--3/29/94--多容器的貯罐；USP4,570,799--2/18/86--多容器的設備；USP3,958,720--5/25/76--可調式多容器分配裝置；USP5,557,381--9/17/96--帶有多個容器的展開供應機構；USP5,573,132--11/12/96--分配容器；USP5,409,141--4/25/95--雙組份混合和輸送體系；USP5,565,070--10/15/96--溶劑蒸汽的吸收方法和溶劑的回收裝置；USP4,537,660--8/27/85--蒸汽發生和回收裝置；和USP5,051,135--9/24/91--在防止溶劑蒸汽排至環境中的同時，利用溶劑的清洗方法。
目前，涉及內部管路溶劑清洗的體系均需要獨立的溶劑安瓿。這些安瓿或者將在現存的小室內佔據空間，或者需要與相關管路部件、吹洗部件和控制部件相連的獨立小室。此外，這些安瓿需要利用溶劑收集體系來收集廢溶劑，以便返回至生產者的場所，或者必須作為溶劑廢液而進行處理。
本發明涉及在帶有整體溶劑收集安瓿的溶劑清洗再注滿體系中，在單一「組件」中，同時輸送工藝化學劑和用於清洗工藝化學劑的溶劑的方法和裝置；所述單一「組件」易於運送，使用期影響最小，有用於溶劑清洗操作足夠的溶劑，沒有殘餘溶劑需要處理。這將消除對溶劑的常規處理，並且，由於殘餘溶劑能夠在一個步驟中返回至相同的設備內，因此，使用者無需尋找溶劑廢液設備。
圖1是本發明第一實施方案橫截面簡圖。
圖2是本發明一個實施方案的橫截面簡圖。
圖3是本發明一個實施方案局部橫截面簡圖。
圖4是本發明一個實施方案橫截面簡圖。
圖5是用於將溶劑安瓿固定在源化學劑容器上的兩個鏡像配裝支架部分之一的透視圖。
圖6A和6B是本發明溶劑安瓿的實施方案的平面圖和橫截面圖。
圖7是本發明優選實施方案的源化學劑容器、溶劑支架、溶劑安瓿和溶劑收集安瓿的透視圖。
圖8是本發明實施方案的管線的簡明圖。
本發明包含多個容器，最少包含兩個容器；通常但不是唯一的是由不鏽鋼製得，或由不與所述工藝化學劑或溶劑反應的其它合適的材料製得。這些容器的結構材料包括但不局限於各種鋼材、316不鏽鋼、鎳、哈斯特洛伊耐蝕鎳基合金、鋁、鉻或其它金屬；各種類型的塑料和聚合物，包括特氟隆、聚丙烯、聚乙烯和類似的化合物；陶瓷材料，包括碳化矽、氧化鋁和類似的化合物；以及玻璃容器，包括硼矽酸鹽玻璃、熔凝石英和類似的化合物。
源化學劑和溶劑容器的其中之一或兩者可以包括內襯、內部鍍層和其它結構材料。溶劑和源化學劑容器不需要由相同的材料來製備，例如，源化學劑容器可以由鋼材構成，而溶劑安瓿可以由例如塑料構成。
此外，溶劑容器可以包含多個室，它們與單個出口或多個出口流體連通，使得用於溶劑清洗所提供的溶劑可以用於多於一個的循環，並且可以用於交替化學過程，例如，一個室可以包含洗滌成分，而另一室可以包含漂洗成分。最後，一個或多個室可以包含溶劑吸附介質，其中一種用途是將揮發性有機化學劑(VOC)殘餘物轉換成更便於處理的固體廢料。
主要的源化學劑容器包含一個大容器(1升至200升或更大)，所述大容器包含通常填充有工藝化學劑的、密閉的儲存體積，永久(焊接)或可拆卸(螺栓連接)連接的、延伸至源化學劑容器底部附近的、金屬或非金屬浸管，內部或外部液位傳感器，其中至少一個液位傳感器置於這樣的位置，即通常剛好在浸管底部的上面，以致使該傳感器能夠指示源化學劑容器的低液位。該液位傳感器可以包含下列任一種金屬或非金屬浮子傳感器；不連續或連續的超聲液位傳感器；連續或不連續的熱傳感器；電容和/或電導基的液位傳感器；RF基液位傳感器；和其它類似的內部液位傳感器；或外部傳感器，如置於容器上或化學劑輸送管線周圍的刻度傳感器、載荷電池傳感器，外部超聲傳感器或熱傳感器；以及用於檢測低液位的其它類似的裝置。
低液位檢測被傳至溶劑清洗控制器和/或途徑操縱器，以發出需要溶劑清洗過程的信號。源化學劑容器還將包含多個閥，其中至少一個出口閥連接至浸管，並且在絕大多數的情況下，將包括用於惰性氣體的第二閥，和/或由獨立的工藝源化學劑輸送工藝化學劑的第三閥。這些閥的每一個均能夠永久(焊接)或可拆卸(通過例如VCR連接的螺栓連接)整體連接。這些閥可以是手動的，但優選的是自動的，它們包含氣動閥、電動閥、液壓閥或電磁激勵閥。
源化學劑容器還包含置於支承結構上並在運送期間用來保護工藝閥的凹槽環。
源化學劑容器的另一特徵在於相對於焊接或螺栓連接至源化學劑容器上的獨立的安瓿，它可以整體地包含一個或多個、整體安裝在源化學劑容器內或另外整體連接至源化學劑容器上的、更小的或輔助的「溶劑」安瓿。
輔助的「溶劑」安瓿包含一個小容器(50毫升至1升)，所述小容器包含通常填充根據其對於工藝化學劑的溶解性而選擇的溶劑的、密閉的儲存體積，和永久(焊接)或可拆卸(螺栓)連接至溶劑安瓿底部附近的金屬或非金屬浸管。
儘管對於源化學劑容器並不太需要，但外部或內部液位傳感器也可以在該應用中選擇性地使用。該液位傳感器的目的是指示溶劑安瓿是空的並在溶劑洗滌時停止進一步的企圖。所述液位傳感器可以包含下列任一種金屬或非金屬浮子傳感器；不連續或連續的超聲液位傳感器；連續或不連續的熱傳感器；電容和/或電導基的液位傳感器；RF基液位傳感器；和其它類似的內部液位傳感器；或外部傳感器，如置於安瓿上或化學劑輸送管線周圍的刻度、載荷傳感器、外部超聲傳感器或熱傳感器；和用於檢測低液位的其它類似裝置。
另外，溶劑安瓿還包括在該安瓿中的兩個開口，其中一個連接至浸管，並延伸至該安瓿的底部，以使所述溶劑均可以在溶劑清洗過程中使用。另一開口僅伸入該溶劑安瓿的頭部空間，並在溶劑清洗操作期間用於對溶劑容器交替地加壓、排空和減壓。這些開口可以用手動或氣動激勵閥來封閉，並連接至帶有標準VCR型或其它高純度連接器的溶劑清洗控制管線。另外，這些開口還可以用自動密封快速斷開裝置來封閉。通常，溶劑安瓿上的所述裝置被鎖住，以便防止溶劑安瓿中入口(頭部空間)和出口(浸管)體積的突然逆反。
該溶劑安瓿可以包含被垂直(縱向)或水平(橫向)隔板分開的許多室，所述室可用來隔離各種清洗溶劑活性物質或漂洗物質，和/或用於多級清洗操作的其它溶劑；或者藉助將溶劑以液體形式壓入所述室內或者將溶劑吸入固體介質中，所述室可以用作溶劑回收安瓿，所述固體介質如炭，和任何數量的交替溶劑吸附介質，其中，所述數量在公開市場上是現存的。所述室或優選安瓿以藉助過程真空或通過壓縮氣體壓力(與溶劑安瓿流體連通)，溶劑蒸汽或液體能被吸入其中的方式進行安置，所述高壓可在開始填充溶劑安瓿時提供。置於溶劑收集安瓿中的吸附介質可以是適於捕獲和保留清洗溶劑的多種類型的物質。例如，活性炭可以用來收集揮發性有機化合物，而如丙烯酸聚合物這樣的物質和鹼和/或酸中和劑也可以根據溶劑的種類使用。吸附物質還可以包含能用來改善所使用溶劑危害等級的液體。所述吸附物質可以是全氟化碳，氯氟化碳，和高揮發性(如全氟化碳)或低揮發性(如油，即Fomblin型氟化碳真空泵油)烴，以及類似的惰性化合物。根據過程的需求，可以使用於惰性吸附物質中的低揮發性和高揮發性化合物。
需要指出的是，每個室將有至少一個，並且在絕大多數情況下有多個開口，所述開口用於將溶劑輸送至所述過程、並對將溶劑壓出安瓿提供惰性氣體壓力。在吸附安瓿的情況下，使用至少一個閥，但在絕大多數情況下多個閥，將廢溶劑導入安瓿中，並使安瓿排空或提供真空，從而使溶劑加速吸附至介質上。
另外，溶劑安瓿用的壓力源可以來自輸送溶劑安瓿之前的預加壓，藉此，消除了溶劑安瓿入口對惰性氣體源的需求，甚至將對所述入口的需求最小化。此外，收集安瓿可以在預先建立的真空下提供，以致使廢溶劑物質可以在溶劑收集安瓿上無需排空口的情況下導入其中。
可以使用另外的安瓿，以便完成利用需要進行漂洗的化合物進行清洗的目的和/或完成保留溶劑吸附介質的目的。因此，利用多個安瓿或帶多個室的安瓿，可以預想的是，能夠使用多種溶劑、漂洗溶液和吸附介質。
然後，將輔助的溶劑安瓿連接至運送目的的、主要的源化學劑容器上。連接可以通過將輔助的安瓿直接焊接至源化學劑容器的一部分上，即將其焊接至凹槽支架上；或焊接至容器壁上；或焊接至連接源化學劑容器上的安裝支架上。另外，連接還可以包括將輔助安瓿螺栓連接在主(源化學劑)容器上，所述連接通過將小安瓿固定至凹槽環、凹槽環支架或容器主體的夾緊機構來進行，以及通過焊接、夾緊或螺栓連接至源化學劑容器上的安裝支架來進行。
此外，可以將溶劑安瓿置於大的源化學劑容器內部，以使溶劑安瓿的唯一可見部分是兩個管接頭。在這種情況下，溶劑安瓿可以焊接、夾緊或螺栓連接至源化學劑容器的內部，並且可以包含獨立的安瓿壁或共享安瓿壁的任何組合。
在操作時，源化學劑容器連接至化學劑輸送管線，以使工藝化學劑可以流至合適的反應體系中。該化學劑管線包括進行溶劑清洗操作所需的閥和其它部件。溶劑安瓿也可以通過另外的閥連接至溶劑清洗裝置，以便當通過操作者或通過電子控制裝置給指令時，使得溶劑能以合適的方式流動。過程管線通過所述管線與溶劑安瓿連通。當進行安裝時，溶劑安瓿上的閥以密閉的方式連接至溶劑清洗操作，結果是，溶劑能夠傳輸通過工藝化學劑輸送管線的關鍵作用區，所述輸送管線由溶劑清洗裝置控制閥分隔開。所述控制可以是手動的或自動的，並且預期可以採用手動、電動、氣動或液壓閥。
在一特定的實施方案中，主要的源化學劑容器是4升、11升、19升和38升不鏽鋼容器之一，所述容器包含多種液位傳感器，並且在該源化學劑容器上有兩個或三個閥。與不鏽鋼浸管連通的閥之一，將伸入化學劑體積中並用於分配工藝化學劑。這些容器每個都可包含凹槽環和凹槽支架。然而，凹槽環並不是本發明所必需的，而且在無需凹槽環和凹槽環支架的情況下，可以設想帶有內部溶劑和收集安瓿的合適的容器。
大容器可以含有任何工藝化學劑或高純度的源化學劑，它們包括但不局限於五乙氧基化鉭(TAETO)、四(二乙氨基)鈦(TDEAT)、四(二甲氨基)鈦(TDMAT)、六氟乙醯丙酮化銅-三甲基乙烯基矽烷(Cu(hfac)TMVS)和類似的CVD銅前體、四羥乙基原矽酸酯(TEOS)和其它化學蒸汽沉積(CVD)矽前體如四甲基環四矽氧烷(TMCTS)，含硼和磷的CVD前體如三甲基硼酸酯(TMB)、三乙基硼酸酯(TEB)、三甲基亞磷酸酯(TMPi)、和三乙基磷酸酯(TEPO)、二叔丁基氨基矽烷(BTBAS)、四乙氧基二甲氨基乙醇鉭(TAT-DMAE)、叔丁基亞氨基三(二乙基醯氨基)鉭(TBTDET)、砷酸三乙酯(TEASAT)和類似的砷前體如亞砷酸三乙酯(TEOA)、低-K值的旋塗材料(low-K spin on materials)如VELOX聚亞芳基醚(得自Air Products and Chemicals，Inc.(Allentown，PA))、FLARE氟化亞芳基醚(得自Honeywell)、SILK芳香烴樹脂(得自Dow Chemical(Midland，Michigan))，以及其它相應的化合物，其中，工藝化學劑迅速、完全的除去受益於利用合適溶劑對工藝管道的洗滌。
用包含在所述源化學溶劑安瓿中的一定量的源化學溶劑填充源化學溶劑安瓿，所述安瓿包含有機醇、如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、四氫呋喃、二甲基矽氧烷，水脂肪烴如己烷，庚烷，辛烷，癸烷，和十二烷，芳香烴，酮，醛，烴，醚，酯，甘醇二甲醚，芳香烴，含滷醇，烷基腈，鏈烷醇，有機胺，氟化化合物和全氟烴，全氟己烷，全氟庚烷及其混合物。
另外還需指出的是活性的、但提供可溶性副產物的工藝化學劑也經得起本發明的檢驗；並且在本發明中，術語溶劑也可以預期在本發明廣義的「溶劑」範圍內。包括在活性「溶劑」類的是酸、鹼以及活性溶劑。具體的例子是使用含TDEAT的乙醇，其中將產生乙醇鈦，並且它溶於乙醇，這將保證其完全被除去。利用硝酸溶液能夠除去銅氧化副產物，而HF溶液能夠用來除去氧化副產物，如氧化鈦或氧化鉭。廣義地講，所述活性源化學「溶劑」可以認為一定量的源化學酸或鹼，它們混合起來起到用於高純度源化學劑的溶劑的作用，或者可以與高純度源化學劑反應，以便產生高溶解性的副產物。所述的這類物質可以包含HF、HNO3、HCl、H2SO4、NaOH、KOH和各種其它的氧化劑和/或還原劑，以及適於使前體物質反應或除去前體物質的有機酸和鹼。
用於源化學溶劑的吸附介質，由溶劑清洗裝置清洗出的殘餘源化學劑和在溶劑和源化學劑之間的任何反應的副產物，可以包含沸石、矽鋁酸鹽、矽磷酸鹽、碳、二氧化矽、氧化鋁、分子篩、碳分子篩、聚合物吸附劑、聚乙烯、聚丙烯、樹脂粒料、粘土、多孔陶瓷和具有高表面積且對於所述溶劑、源化學劑和得到的副產物有親和力的其它介質。另外，當在溶劑收集安瓿中一起混合時，所述吸附介質還可以包含使溶劑和/或源化學劑變得惰性或至少變得不可燃的物質。可以想像的是，各種液體或固體的氟化和全氟化有機物、烴可以包括在所述種類的吸附介質中。全氟化碳，如全氟己烷，全氟庚烷及其混合物是所述吸附介質的例子。另外，還可以使用惰性化合物，如真空泵油和/或類似的低揮發性烴或氟化碳油。
小的溶劑安瓿由小的、約150-250毫升的不鏽鋼安瓿組成，所述安瓿包含兩個閥，沒有液位傳感器和與出口閥連通的浸管。出口閥有兩種，一種使用標準的手動或氣動閥，而另一種使用連接至溶劑清洗裝置的快速斷開裝置。通過焊接或螺栓連接至小溶劑安瓿上的支架組件機構，將小容器安裝在大的源化學劑容器上。然後，將所述支架組件螺栓連接至源化學劑容器的凹槽環支架或凹槽環上。另外，支架組件也可以直接連接至源化學劑容器上，例如，夾緊至源化學劑容器的頸部；或利用螺栓、螺帽、夾子、夾鉗或其它固定機構進行連接。將吸附介質置於獨立的安瓿中，並將該安瓿可拆卸地(螺栓連接)或永久地(焊接)連接至凹槽環或凹槽環支架上。另外，例如，藉助夾緊至源化學劑容器的頸部；或利用螺栓、螺帽、夾子、夾鉗或其它固定機構的連接，支架組件也可以直接連接至源化學劑容器上。通過使得溶劑蒸汽或溶劑液體能夠壓入吸附介質安瓿中的閥和管線，使吸附介質安瓿與溶劑安瓿連通。
在本發明中，將溶劑洗滌、工藝化學劑和溶劑吸附/回收容器一起組合成適於一體進行運送和替換的單一組件。由於不必更換獨立的溶劑安瓿，因此，這將降低操作者的工作負荷；通過各容器的更換，使之能夠使用新鮮、清潔的溶劑；使溶劑廢物變得最少；並給集成電路(IC)製造者提供了一結構，藉此他能夠從其輸送管線中除去殘餘量的、可能是氣體敏感的或氣體敏感的，或低蒸汽壓的工藝化學劑。另外，也無需或最小程度地要求使用者提供任何種類毒性/溶劑廢物的處理要需。在需要獨立溶劑安瓿的體系中，操作者必須循環清洗溶劑接頭，以防止溶劑逸至環境中；在獨立的包裝中，對廢物進行處理或部分返回至填充的溶劑安瓿中；並且必須對其設備中另外容器進行處理。因此，本發明的主要益處之一在於減少了加工處理、增加了安全性、降低了運送和廢物的成本，並證實，存在有進行溶劑清洗任務正確量的溶劑。
當需要大體積的溶劑物質來清洗溶劑清洗裝置、工藝管線、質量流控制器，汽化器等時，需要這些安瓿的尺寸大小可使其整體安裝至源化學劑容器上。另外，本發明還包括這樣的一些體系其中，如本發明所述，溶劑安瓿和溶劑收集安瓿以及源化學劑容器是物理上是分開的，但能置於單一室中或各罐之間，各容器之間液體連通。
參考圖1，所示組件包含高純度源化學劑容器10，源化學劑溶劑安瓿36和溶劑收集安瓿30。該組件容器10可以配備凹槽環支架18。容器10配備出口22和氣動控制閥24，它由所連接的浸管12分配高純度的液源化學劑，所述浸管12從出口22伸至容器10的底部附近或鄰近底部的位置，該位置在容器10頂部或凹槽環支架20側的出口22的對面。這將有助於除去高純度液體源化學劑16，其液位通常保持在浸管12和伸至稍高於浸管12上方位置的液位傳感器14的上面，因此，能夠在液位傳感器14最低液位信號之後提取液體。液位傳感器14通過通常被穿插裝置封閉的塞子或入口42而伸出容器10。液位傳感器14與自動控制機構或操縱器電連接，從而與高純度源化學劑16的液位合作來控制組件的閥。
高純度源化學劑可通過真空提供，但優選地是，將加壓惰性氣體源如氮或氦源連接至氣動閥28上，該閥將控制與高純度源化學劑16液位上方的蒸汽頭部空間連通的入口26。加壓氣體迫使液體沿浸管12向上，供下遊使用，如在電子fab爐中集成電路構圖的矽晶片上用於氧化矽生長的TEOS。
高純度源化學劑通過沒有圖示出的裝置輸送至所述爐中。在更換容器10期間，希望對所述裝置進行清洗，並且對於低蒸汽壓化學劑來說，僅抽真空或使用加壓氣體可能是不夠的。溶劑清洗是所希望的。
將適合溶解高純度源化學劑的溶劑包含在源化學溶劑安瓿36中，所述安瓿在44被焊接至凹槽環支架20的支承臂18上。安瓿36有一入口38和出口40，其操作幾乎與容器10的入口和出口相同，它們是使用加壓氣體，藉助浸管46將溶劑壓出出口40的。
溶劑通過圖8所示的裝置，從而通過入口32除去殘餘的高純度源化學劑和溶劑收集安瓿30中的化學劑；所述高純度源化學劑作為溶劑的廢液流收集。安瓿30還安裝有一個便於返回的出口34。安瓿30優選有一連接至出口34的浸管35，從而有助於對安瓿30的清洗，並減少製備部件，以致使安瓿30可與安瓿36互換，而且還可以預期的是，安瓿30可以沒有連接出口34的浸管35。安瓿30可以是空的回收安瓿，或者可以填充用於溶劑和化學劑的吸附劑，如二氧化矽。
兩個安瓿的入口和出口優選由連接至自動控制裝置(未圖示出)的閥來操縱。
參考圖2，其中相同的部件標有與圖1相同的部件號，並且在表示位於容器10內部的安瓿的該第二實施方案的說明中無需重複。源化學溶劑安瓿48有一入口50和出口52，它們起到與圖1組件類似的作用，其中出口52有一整體的浸管54。所使用的來自安瓿48的溶劑，在通過所述裝置(未示出)之後，回收在內部定位的收集安瓿56中，該安瓿有一入口58和出口60，它們以與圖1一致的方式進行操縱。如果需要，出口60可以有一浸管61。
參考圖3，其中相同的部件標有與圖1相同的部件號，並且在該第三實施方案的說明中無需重複，所述實施方案表示有獨立溶劑88和90或在一安瓿66和空安瓿68或吸附劑填充的安瓿68中的溶劑的設擋板64的安瓿62。安瓿66和68隻根據與所述裝置的連接和自動控制裝置的程序起作用。安瓿68配備有入口74和出口72，其中出口72與浸管70結合成整體，用於液體輸出。加壓氣體通過入口74來控制。位於安瓿68下方的安瓿66有浸管76和80，所述浸管分別連接至其入口78和出口82。任何安瓿的大小或所述安瓿的存在取決於所述安瓿是否用於溶劑如雙組分溶劑的輸送，或用作有或沒有吸附劑的溶劑收集安瓿。所述安瓿通過焊點84和86焊接至凹槽環支架20上。
參考圖4，示出了本發明組件的另一實施方案。容器100包含被擋板106分隔開的室102和104。每個室均有入口和出口。例如，室104有藉助閥122控制的入口120和由閥116控制的出口118，並且在起幾乎與圖1所述相同作用的浸管114結束。液位傳感器124和126通過塞子112，分別給每個室提供服務。下室102有分別由閥134和138控制的入口132和出口136。入口管130進入室102的頭部空間，而浸管128根據由管130進入的加壓氣體的壓力，提供液體源化學劑，如圖1類似的情況所述。這使得若干種源化學劑能夠進行輸送並且包含在一個組件中。儘管沒有對用於溶劑和溶劑收集的安瓿進行闡明，但應認識到的是，如圖1-3所述，相同構形的安瓿能夠與容器100一起使用。
參考圖5，示出了安瓿支架的兩個配套部分之一140。安瓿支架部分140安裝在組件塞子42周圍(圖1)並通過旋轉螺栓的塞子42外緣的摩擦配合而夾緊，所述螺栓螺紋連接嚙合孔148。邊緣146與塞子42接觸。將源化學溶劑安瓿36(圖1)和溶劑收集安瓿30(圖1)裝入夾具142和144中，它們通過使用螺栓(未示出)的螺紋嚙合孔150和152摩擦嚙合所述安瓿。所述安瓿支撐在支承表面154和156上。
參考圖6A和6B，詳細地示出了源化學溶劑安瓿158。安瓿158有連接至浸管160的入口164和出口162。這使得液體溶劑能夠被取出，通常是從液位166(滿)至液位168(空)。
圖7示出了本發明組件的透視圖。容器170有固定安瓿178和188的安瓿支架部分174和176。每個安瓿分別有一個入口180和190以及一個出口184和192。這些出入口分別連接至快速斷開裝置194、196、186和182上。容器入口202由氣動閥204控制。容器出口200由氣動閥198控制。這些部件通常被凹槽環支架172保護。還可以通過塞子206安裝可有可無的液位傳感器。
參考圖8，描述了本發明的組件操作和連通的管線24。源化學溶劑安瓿208與高純度源化學劑容器210和溶劑收集安瓿212的溶劑清洗管線252連通。另外可以預期的是，能夠利用內部設置在容器210中的安瓿進行該管線連接。在安瓿208中的溶劑可以處於填充的壓力下，或者可以藉助通過閥216引入到入口230的惰性壓縮氣體或載氣222進行加壓，從而迫使溶劑通過浸管228上升至出口226並通過閥220，安瓿208的再填充可以通過在接收新鮮或循環溶劑224時由閥218控制的入口232來完成。來自安瓿208的溶劑通過管線238和閥240和246，從而對由閥246、250、266和254控制的溶劑清洗管線252進行清洗。特別是在通過閥234和真空源236進行清洗期間，能夠將真空施加至管線238中。另外，惰性清洗氣體可以由氣源242和閥244來控制，以便對管線238進行清洗。容器210中的高純度源化學劑藉助惰性壓縮氣源258由浸管260中壓出，所述氣源258由通過入口264與容器210連通的閥256控制。可以預期的是，有重新補足源化學劑的另一填充入口，但在本發明中沒有進行說明。源化學劑通過閥254至溶劑清洗管線252，並通過閥250至使用位置248或最終使用，如製備集成電路或計算機晶片的電子製造工藝工具。在清洗溶劑清洗管線252期間，藉助溶劑的壓力或壓縮氣的壓力或可能存在於收集安瓿212中的真空，溶劑從閥246至閥266而循環通過管線252。如果溶劑與源化學劑反應的話，這將迫使溶劑，殘餘源化學劑或任何分解產物通過管線268、管線270、閥272、入口274和收集安瓿212；所述安瓿212可以是空的或可以包含吸附介質。藉助通過出口276、閥278、管線280和284朝向真空源286，對安瓿212抽真空，可能激活溶劑的收集。所述真空源可以包含各種預期化學劑和溶劑用的廢料收集器或適當的收集器。另外，通過打開閥282並關閉閥272和278，真空能夠在安瓿212周圍旁通。可以預期的是，收集安瓿212無需連接至真空源286上，但是，能夠依賴在製備或再填充或刷新時以密閉的方式預先在安瓿212中建立的真空條件；或者可以信賴的是在有或沒有通過管線284的排空下，使化學劑移動至安瓿212中的加壓溶劑。
在輸送體系，如電子製造工業中使用高純度化學劑時，本發明提供了顯著的優點。保持源化學劑的高純度不僅要求源化學劑的純度，而且要求分配化學劑的輸送體系的高純度。傳統工業上，使用多個真空循環並用惰性壓縮氣體進行清洗，從而保持輸送體系的清潔。然而，對於低揮發性化學劑而言，所述循環清洗是不夠的。因此需要所述低揮發性化學劑用的溶劑。本發明提供一種在不負面影響傳統方式的情況下，供應所述溶劑並對其進行處理的獨特體系，在傳統方式中，電子製造工業的操作者使用多個源化學劑的容器。本發明提供用於提供甚至對困難的源化學劑來說也是超清潔的基本無縫的體系，所述困難的源化學劑，如低揮發性化學劑；並且克服了長期存在的問題，即通過工藝管線持久保持源化學劑純度，更換所述源化學劑的容器，然後在同一輸送體系中使用不同的源化學劑。
儘管根據若干優選的實施方案已闡明了本發明，但本發明的範圍將由下列權利要求書來確定。
權利要求
1.一種高純度源化學劑容器組件，包含高純度源化學劑容器，伸入所述源化學劑容器內部的至少一個入口，從所述源化學劑容器內部伸出的至少一個出口，整體連接至所述組件上的至少一個源化學溶劑安瓿，伸入所述源化學溶劑安瓿內部的至少一個入口，從所述源化學溶劑安瓿內部伸出的至少一個出口，整體連接至所述組件上的至少一個溶劑收集安瓿，所述溶劑收集安瓿的大小被定為能收納來自所述源化學溶劑安瓿的源化學溶劑，以及與所述溶劑收集安瓿內部連通的至少一個孔口。
2.權利要求1的組件，其中所述源化學溶劑安瓿和溶劑收集安瓿包含有擋板的單一安瓿。
3.權利要求1的組件，其中所述源化學溶劑安瓿在所述高純度源化學劑容器內，並且伸入源化學溶劑安瓿內部的所述入口和從源化學溶劑安瓿內部的伸出所述出口與所述高純度源化學劑容器的外部連通。
4.權利要求1的組件，其中溶劑收集安瓿在所述高純度源化學劑容器的內部，並且與溶劑收集安瓿內部連通的所述孔口與所述高純度源化學劑容器的外部連通。
5.權利要求1的組件，其中所述組件在所述高純度源化學劑容器的外部上有一凹槽環支架。
6.權利要求5的組件，其中所述源化學溶劑安瓿與所述凹槽環支架結合成整體。
7.權利要求5的組件，其中所述溶劑收集安瓿與所述凹槽環支架結合成整體。
8.權利要求1的組件，其中所述高純度源化學劑容器有一浸管，該浸管與所述出口連接並伸至所述高純度源化學劑容器底部附近的位置。
9.權利要求1的組件，其中所述高純度源化學劑容器有一液位傳感器，所述傳感器與所述容器的外部連通並伸至所述高純度源化學劑容器底部附近的位置。
10.權利要求9的組件，其中所述液位傳感器選自浮子液位傳感器、超聲液位傳感器、電容液位傳感器、光學液位傳感器及其組合。
11.權利要求1的組件，其中所述高純度源化學劑容器的所述入口和所述出口均有分別用於控制加壓液體或高純度源化學劑流量的閥。
12.權利要求11的組件，其中所述閥選自氣動閥、電磁閥、手動閥及其組合。
13.權利要求1的組件，其中所述源化學溶劑安瓿有一浸管，所述浸管與所述源化學溶劑安瓿的出口連接，並伸至所述源化學溶劑安瓿底部附近的位置。
14.權利要求1的組件，其中所述高純度源化學劑容器的所述入口與加壓惰性氣源連接。
15.權利要求1的組件，其中所述源化學溶劑安瓿的所述入口與加壓惰性氣源連接。
16.權利要求1的組件，其中所述源化學溶劑安瓿包含沒有連接至外部加壓源的、壓力下的溶劑。
17.權利要求1的組件，其中所述溶劑收集安瓿有兩個孔口。
18.權利要求17的組件，其中所述溶劑收集安瓿的所述孔口之一與低壓排空口或真空源之一連接。
19.權利要求1的組件，其中所述溶劑收集安瓿的內部處於沒有連接至真空源的真空下。
20.權利要求1的組件，其中所述組件有一定量的、包含在所述高純度源化學劑容器中的高純度源化學劑，它們選自五乙氧基化鉭(TAETO)、四(二乙氨基)鈦(TDEAT)、四(二甲氨基)鈦(TDMAT)、四甲基環四矽氧烷(TMCTS)、六氟乙醯丙酮化銅-三甲基乙烯基矽烷(Cu(hfac)TMVS)、四羥乙基原矽酸酯(TEOS)、三甲基硼酸酯(TMB)、三乙基硼酸酯(TEB)、三甲基亞磷酸酯(TMPi)、三乙基磷酸酯(TEPO)、二叔丁基氨基矽烷(BTBAS)、四乙氧基二甲氨基乙醇鉭(TAT-DMAE)、叔丁基亞氨基三(二乙基醯氨基)鉭(TBTDET)、亞砷酸三乙酯(TEOA)、聚亞芳基醚及其混合物。
21.權利要求1的組件，其中所述組件有一定量的、包含在所述源化學溶劑安瓿中的源化學溶劑，它們選自有機醇，如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、四氫呋喃、二甲基矽氧烷，水，脂肪烴，如己烷、庚烷、辛烷、癸烷和十二烷，芳香烴，酮，醛，烴，醚，酯，甘醇二甲醚，芳香烴，含滷醇，烷基腈，鏈烷醇，有機胺，氟化化合物和全氟化碳如全氟己烷和全氟庚烷，及其混合物。
22.權利要求1的組件，其中所述溶劑收集安瓿包含一種用於所述溶劑的吸附劑。
23.權利要求1的組件，其中所述溶劑收集安瓿包含一種用於所述溶劑和所述高純度源化學劑的吸附劑。
24.權利要求23的組件，其中所述吸附劑選自沸石、矽鋁酸鹽、矽磷酸鹽、碳、二氧化矽、氧化鋁、分子篩、碳分子篩、聚合物吸附劑、聚乙烯、聚丙烯、樹脂粒料、粘土、多孔陶瓷及其混合物。
25.權利要求23的組件，其中所述吸附劑使得所述溶劑和所述高純度源化學劑變得不可燃和/或無危害。
26.權利要求25的組件，其中所述吸附劑是全氟化碳。
27.權利要求25的組件，其中所述吸附劑是低揮發性油。
28.權利要求1的組件，其中所述高純度源化學劑容器有一限定兩個室以便包含兩種不同的高純度源化學劑的擋板，其中每個室至少有一伸至所述室內部的入口，和至少一伸出所述室內部的出口。
29.權利要求28的組件，其中所述高純度源化學劑容器的室分別有一與所述室外部連通的液位傳感器，並且分別伸至所述室底部附近的位置。
30.權利要求1的組件，其中所述源化學溶劑安瓿和所述溶劑收集安瓿通過選自焊接、釺焊、螺栓連接、螺旋連接、綑紮連接、支架及其組合的緊固件，分別固定至所述組件上。
31.權利要求1的組件，其中所述的源化學溶劑安瓿和所述溶劑收集安瓿藉助整體結合至所述組件上的安瓿支架固定至所述組件上，所述支架包含兩個安瓿支架部分，所述支架部分相互面接以便將每個安瓿接合。
32.權利要求31的組件，其中所述接合為兩個安瓿支架部分與所述安瓿的摩擦配合。
33.一種高純度源化學劑容器組件，包含高純度源化學劑容器，伸入所述源化學劑容器內部、帶有用於連接加壓惰性氣體源的整體氣動閥的一個入口，從所述源化學劑容器內部伸出、帶有用於連接管線的整體氣動閥的一個出口，所述管線將高純度源化學劑輸送至利用所述化學劑的下遊工藝中，所述出口帶有伸至所述源化學容器底部附近位置的浸管，整體連接至所述組件上的至少一個源化學溶劑安瓿，伸入所述源化學溶劑安瓿內部、帶有用於連接加壓惰性氣體源的整體氣動閥的一個入口，從所述源化學溶劑安瓿內部伸出、帶有用於連接所述管線上的整體氣動閥的一個出口，所述管線將高純度源化學劑輸送至下遊工藝中，整體連接至所述組件上的溶劑收集安瓿，其大小被定為能收納來自所述源化學溶劑安瓿的源化學溶劑，以及與所述溶劑收集安瓿內部連通的孔口，以便通過所述管線接收來自所述源化學溶劑安瓿的源化學溶劑。
34.權利要求33的組件，其中所述的源化學溶劑安瓿和所述的溶劑收集安瓿分別藉助整體結合至所述組件上的安瓿支架固定至所述組件上，所述支架包含兩個安瓿支架部分，所述支架部分相互面接以便通過兩個安瓿支架部分與所述安瓿的摩擦配合將每個安瓿接合。
35.權利要求33的組件，其中所述的源化學溶劑安瓿包含沒有連接至外部加壓源的、壓力狀態下的溶劑。
36.權利要求33的組件，其中所述溶劑收集安瓿的內部處於沒有連接至真空源的真空狀態下。
37.權利要求33的組件，其中源化學溶劑安瓿和溶劑收集安瓿包含設有擋板的單一安瓿。
38.權利要求33的組件，其中源化學溶劑安瓿藉助連接物整體結合至源化學劑容器上，所述連接物選自凹槽環支架、容器、塞子、安瓿支架及其組合。
39.權利要求1的組件，其中所述源化學溶劑安瓿，藉助連接至選自凹槽環支架、容器、塞子、安瓿支架及其組合的裝置上而整體結合至源化學劑容器上。
40.權利要求1的組件，其中所述溶劑收集安瓿至少有包含至少一個溶劑進入的入口和至少一個有助於排空的出口的兩個孔口，每個孔口均有關閉所述孔口的閥，其中所述閥選自氣動閥、手動閥、電動閥、液壓閥、電磁閥及其組合，伸至溶劑收集安瓿底部附近的浸管以及液位傳感器，所述傳感器選自浮子傳感器、光學液位傳感器、電容液位傳感器、重力液位傳感器、熱傳感器，或其組合。
41.權利要求1的組件，其中所述源化學溶劑安瓿包含用於高純度源化學劑的溶劑，所述溶劑與高純度源化學劑反應，從而產生可溶性副產物。
42.一種高純度源化學劑容器組件，包含高純度源化學劑容器，伸入所述源化學劑容器內部、帶有用於連接加壓惰性氣體源的整體氣動閥的一個入口，從所述源化學劑容器內部伸出、帶有用於連接管線的整體氣動閥的一個出口，所述管線將高純度源化學劑輸送至利用所述化學劑的下遊工藝中，所述出口帶有伸至所述源化學容器底部附近位置的浸管，整體連接至所述組件上的至少一個源化學溶劑安瓿，從所述源化學溶劑安瓿內部伸出、帶有用於連接所述管線的整體氣動閥的一個出口，所述管線將高純度源化學劑輸送至下遊的工藝中，整體連接至所述組件上的溶劑收集安瓿，其大小被定為能收納來自所述源化學溶劑安瓿的源化學溶劑，以及與所述溶劑收集安瓿內部連通的孔口，以便通過所述管線接收來自所述源化學溶劑安瓿的源化學溶劑。
43.一種對從高純度源化學劑容器組件至使用位置輸送高純度源化學劑的管線進行清洗的方法，其中高純度源化學劑容器有伸入所述源化學劑容器內部、帶有用於連接加壓惰性氣體源的整體氣動閥的一個入口和從所述源化學劑容器內部伸出、帶有用於連接所述管線的整體氣動閥的一個出口，所述管線將高純度源化學劑輸送至使用位置，其中所述出口有伸至所述源化學劑容器底部附近位置的浸管，其中，在將源化學劑輸送至所述管線之後，藉助從整體結合至所述組件的源化學溶劑安瓿至所述管線輸送源化學溶劑，而對所述管線進行清洗，藉助通過伸至源化學溶劑安瓿內部、帶有用於連接加壓惰性氣體的整體氣動閥的入口，對所述源化學溶劑安瓿進行加壓，從而將所述源化學溶劑輸送至從源化學溶劑安瓿內部伸出、帶有用於連接所述管線的整體氣動閥的出口，並在溶劑收集安瓿中收集來自所述管線的所述溶劑和由所述溶劑攜帶的任何源化學劑，所述溶劑收集安瓿整體結合至所述組件上，其大小被定為能收納來自所述源化學溶劑安瓿的源化學溶劑，所述源化學溶劑通過與溶劑收集安瓿內部連通的孔口，以便接收來自所述源化學溶劑安瓿的源化學溶劑。
44.權利要求43的方法，其中閥的開關，及源化學劑和源化學溶劑的傳送由與所述閥連通的自動控制裝置來控制。
全文摘要
本發明披露了一種在結合有整體溶劑吸附模塊的溶劑清洗再填充體系中,輸送工藝化學劑和對所述工藝化學劑進行清洗的溶劑的方法和裝置,在單一的「組件」中,能夠容易進行運送,使最終使用者的影響最小,有用於溶劑清洗操作充分的溶劑,沒有殘餘溶劑需要處理。這將消除消費者對溶劑的處理,並且,由於殘餘溶劑能夠在一個步驟中返回至同一包裝中,因此,消費者無需尋找溶劑廢物設備。
文檔編號B08B9/34GK1356181SQ01121968
公開日2002年7月3日 申請日期2001年6月21日 優先權日2000年6月21日
發明者R·S·佐裡奇, D·A·羅伯特斯, G·O·沃洛辛 申請人:氣體產品與化學公司