定量裝置的製作方法

2023-10-05 11:34:04

專利名稱：定量裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種定量裝置，特別是一種輸出具有預設容積的液 體的定量裝置。
背景技術：
在化學工業製程中，常需要將高濃度的化學液體，注入化學液 體混合槽中，用以稀釋高濃度的化學液體，以製備具有合適濃度的 化學液體。一4殳而言，液體的注入動作是以自動化方式進4亍，其利
用才全測器進4於^:測，以決定注入'液體的量。
現有定量液體混合量(或體積)的方式，大致可以區分為二種。 第 一種方式為測量將注入混合槽中的液體體積；另 一種方式為測量 將注入混合槽中的液體重量。然而，不i侖是通過體積的量測或重量 的量測，其量測準確度都將影響注入混合槽的溶液濃度。在此二種 方式中，體積測量是利用4企測器4企測容器中液體的液面高度，當液 體的液面高度達一預設高度時，通過檢測器的信號直接或間接操控 閥件的動作(開啟或關閉)，以將液體注入混合槽。而重量量測是 利用磅秤或其它重量量測工具量測容器中液體的重量，當檢測器測 得液體重量達一默認值時，檢測器發出信號直接或間接操控閥件的 動作(開啟或關閉)，以將液體注入混合槽中。
然而，上述現有4支術中的兩種方式，仍需考慮到4企測器與液體 控制閥件之間反應延遲的問題。舉例而言，在第一種體積測量方式
中，當液面高度檢測器在檢測到液體的液面高度達預定高度時，檢
測器傳送一停止信號至輸入液體的控制閥件；而在傳送停止信號到 輸入液體控制閥依據信號產生關閉反應的反應延遲期間，仍舊持續 會提供液體至容器中。在此反應延遲期間輸入額外的液體量，將會 造成不精確的稀釋濃度。同樣地，第二種重量測量方式中，也同樣 有反應延遲期間輸入額外液體量，而造成稀釋濃度不精確的問題。
針對現有技術中的缺陷，本發明提供一種定量裝置，可更有效 地提供精確的定量液體。

發明內容
在現有技術中，由於無法精確從容器中輸出定量的液體，故容 易造成溶液濃度的誤差，進而影響後續製程。故本發明的一方面是 提供一種定量裝置，以精確地提供定量液體。
本發明的另 一方面在於提供一種定量裝置，其利用檢測溢出容 器的液體，以決定停止液體輸入容器的時間，進而消除現有反應延 遲期間額外輸入液體的問題。
在一實施例中，本發明提供的定量裝置，用於輸出定量液體至 一^t妾收單元。定量裝置包^^舌第一容積單元及4企測單元。第一容積單 元具有一第一預設容積，且形成有第一輸入口、第一開口與第一輸 出口。當第一輸出口閉合時，經由第一輸入口輸入液體至第一容積
單元。當才全測單元衝企測到溢出第 一開口的液體後，停止車ir入液體至 第一容積單元。並且開啟第一輸口，以輸出具有第一預i殳容積的液 體至接收單元。
本發明的又一方面在於提供一種定量裝置，其利用額外定量容
器樣i調液體量，以增加應用彈性。
在另一實施例中，定量裝置還包括第二容積單元。第二容積單 元還包括第二開口與第二輸入口 。第二開口與第 一容積單元可開合
地連4妄。液體經第二ilr入口iir入至第二容積單元。當第二容積單元 中液體的液面與第二開口的最下緣對齊時，第二容積單元^f諸存具有 第二預設容積的液體。尤其是，第二預設容積小於第一預設容積。
在又一實施例中，定量裝置還包括一承接裝置。承接裝置與第 一容積單元相耦接，供承接從第一開口溢出的液體。；險測單元是衝企
測承*接裝置中的液體。在一例示實施例中，承^妄裝置還包^"P鬲板， 用以將承接裝置分隔成第一承接部分與第二承接部分。第一承接部 分承接從第一開口溢出的液體。第二承接部分承接從第一承接部分 溢出的'液體。
在再一實施例中，第一承接部分還包括預設承接容積、第三開 口與第二輸出口。在液體/人第三開口溢出至第二承接部分時，第一
承衝妻部分^諸存具有預設^^妾容積的液體。在才全測單元4全測到溢出的 液體後，第二輸出口開啟，輸出第一7 a妄部分中的液體至4^收單元。 尤其是，預設承接容積小於第一預設容積。
在另一實施例中，定量裝置還包括;微調裝置，與第一容積單元 相結合。第一容積單元為可撓性的材質所構成，通過微調裝置改變 第一容積單元的形狀，用以調整第一預設容積。


圖1是本發明一實施例中定量裝置的示意圖； 圖2是本發明另一實施例中定量裝置的示意圖； 圖3是本發明又一實施例中定量裝置的示意圖4是本發明再一實施例中定量裝置的示意圖；以及 圖5是本發明額外一實施例中定量裝置示意圖。
具體實施例方式
以下參照附圖通過優選實施例對本發明進行說明，以使本發明 的目的、實施例、特徵、及優點更為清楚。
參照圖1，為本發明一實施例的定量裝置IO的示意圖。定量裝 置10可4吏用於半導體製程中，用以4是供4青確定量液體以利調配成 合適的化學液體濃度，但不限定於此。舉例來說，可利用定量裝置 10輸入一精確定量的高濃度氬氟酸原液(例如49% HF)至放置 有定量純水的4妄收單元14 (例如一4匕學液體混合衝曹)中，4妄著在 接收單元14中高濃度氫氟酸原液與純水(DI)進行稀釋混酸，獲 得一後續製程中所需濃度的稀釋氫氟酸(DHF)。
參照圖1,定量裝置10包括第一容積單元11、；險測單元12及 控制單元13。如圖所示，第一容積單元11可以是包4舌第一llT入口
112、 第一開口 113與第一l敘出口 114的一容器。第一容積單元ll 具有一第一預設容積(或體積)，即當第一容積單元11為單一開口 的半封閉空間時(例如第一輸入口 112及第一輸出口 114為關閉時)， 第一容積單元11可容納的最大液體量基本為第一預設容積。換句 話說，當輸入液體至第一容積單元11直到液體由第一開口 113溢出 時的液體量，稱為具有第一預i殳容積的液體。本發明實施例通過控 制第一容積單元11的製造，或製造後利用校正儀器，可精確地決 定此第一預設容積。
才企測單元12用於衝企測乂人第一開口 113溢出的'液體(例如高;農 度化學原液(下稱原液)，並產生一信號以4戈表原液溢出第一開口
113。 舉例而言，4企測單元12可通過檢測溢出原液的重量、液面高
度等，從而檢測到原液的溢出。控制單元13用以接收來自檢測單 元12所產生的^表原液溢出第一開口 113的4言號，並且通過該4言
號控制第一llr入口 112與第一車ir出口 114。在此需注意，以上實施
例雖以高濃度化學原液(例如49。/。HF)為例，但本技術領域普通 技術人員應當知道，本發明可適用於提供定量的任何合適液體，且 不局限於作為稀釋的用途。
在原液l俞入第一容積單元11之前，第一l敘出口 114關閉。接 著，原液經由第一輸入口 112輸入具有第一預設容積的第一容積單 元ll中。P遺著原液經由第一輸入口 112持續輸入，原液逐漸充滿整 個第一容積單元11，直到原液經由第一容積、單元11的第一開口 113 溢出，使得檢測單元12檢測到從第一開口 113溢出的原液。
才全測單元12在衝企測到溢出的原液後，送出一^C表原'液溢出的 信號至控制單元13。控制單元13根據檢測單元12所產生的信號， 傳送一停止信號以停止輸入原液，使得原液不再輸入至第一容積單 元ll中，即停止原液由第一開口 113溢出。舉例而言，控制單元 13通過控制設於第一輸入口 112的控制閥件，以關閉第一輸入口 112， -使原液無法再進入第一容積單元11。取代方式為，控制單元 13可通過控制原液供應源出口的控制閥件，使得原液供應源不再供 應原液，而4吏原液無法再進入第一容積單元11。此外，才全測單元 12與控制單元13的間可利用傳輸線或無線方式傳送信號(未顯示 於圖中)。
綜上所述，如圖1所示，當從第一輸入口 112輸入的原液，從 第一開口 113溢出時，在第一容積單元11中存有具有第一預i殳體積 的原液。接著，開啟第一輸出口 114，將第一容積單元11所存有的 原液輸入至接收單元14，利用此接收單元14可精確地從第一容積 單元11獲得第一預i殳容積的原液。即，在4企測單元12及控制單元 13反應延遲期間輸入的額外原液，將經由第一開口 113溢出，而對
第一預設容積的定量方式並無任何影響。相4交現有的4支藝，本發明
不受檢測器與控制閥間反應延遲的影響，可以提供接收單元14接 收精確定量(例如第一預設容積)的原液。
參照圖2，為本發明另一實施例中定量裝置20的示意圖。在此 實施例中，除部分組件與圖1的"i兌明相同外，定量裝置20還包括 第二容積單元21及氣體供應裝置22。如圖所示，第二容積單元21 具有第二輸入口 212與第二開口 213。第二開口 213與第一容積單 元11可開合地連接。舉例而言，在此實施例中，第二開口 213與 第一容積單元11的第一輸入口 112可開合地連接，但不以此為限。 舉例而言，當欲輸入原液至第二容積單元21時，第二輸入口 212 開啟，偵:得原液經第二輸入口 212豐餘入至第二容積單元21,直到輸 入原液從第二輸入口 212溢出至第一容積單元11。氣體供應裝置 22與第二容積單元21可開合地相接。舉例而言，氣體供應裝置22 利用具有控制氣閥的氣體管線221與第二容積單元21可開合地連 *接。當第二容積單元21中原液的液面與第二開口 213的下糹彖基本 對齊時，第二容積單元21內存有具有第二預設容積的原液。即， 當第二容積單元21基本封閉(第二輸入口 212及與氣體供應裝置 22為閉合相連)時，其可容納的液體量定義為第二預設容積。在此 實施例中，第二預設容積小於第一預設容積。取替地，第二容積單 元21的第二l命入口 212可i殳計成與第 一容積單元11的第 一，餘入口 112共享同一原液供應源出口 ，當原液經由第一$#入口 112 iir入第 一容積單元11時，可使得原液經由第二輸入口 112輸入第二容積單 元21。即，第二容積單元21的第二車lr入口 212與第二開口 213為 可開合的輸入/輸出口。在此需注意，第一容積單元11及第二容積 單元21的各車敘入口 ( 112、 212 )或豐#出口 ( 114、 213 )伊0選i殳i十成 可獨立地控制其開、關作用，以利於控制，且不以實施例所示為限。
在第一容積單元11輸出具有第一預設容積的原液至接收單元 14後，若接收單元14的混合液體(例如原液與純水的混合液體)
經測量後，所需的混合液體濃度仍有不足時，第二容積單元21可 將具有第二預設容積的原液輸出至接收單元14。舉例而言，如果名炎 增加接收單元14混合液體的濃度，可從第二容積單元21中輸出具 有第二預設容積的原液至4妄收單元14。此外，本實施例中的控制單 元13可根據檢測接收單元14中混合液體的濃度，重複地利用控制 單元13選擇性傳送一輸入或停止信號至第二輸入口 212,使得具有 第二預i殳容積的原液可重複地輸入至4妄收單元14，直到達到所希望 的;容液濃度。
在一例示實施例中，輸入第二預設容積的原液至接收單元14 時，先關閉第二輸入口212，利用氣體供應裝置22所提供的氣體， 例如氮氣，經由控制氣閥的氣體管線221將具有定量的第二預i殳容 積的原液經第一容積單元11的第一輸出口 114送至接收單元14。 舉例而言，經由控制氣閥的氣體管線221輸出利用氮氣提供一氣壓 推才齊第二容積單元21中具有第二預i殳容積的原液由第二開口 213 溢出，再經由第一容積單元11的第一輸出口 114，將上述原液輸入 至接收單元14。 ^f旦是普通4支術人員應當了解到，除上述經由第一容 積單元11的第一專t出口 114的方式外，還可經由其它方式，例:^: 不通過第一容積單元11而將第二容積單元21中的原液直4妄輸出至 4妄收單元14。舉例而言，^!奪第二容積單元21的第二開口 213i殳計 成直接導向接收裝置114直接將具有第二預設容積的原液輸出至接 收單元14。
參照圖3，為本發明另一實施例中定量裝置30的示意圖。在本 實施例中，除部分組件與圖2的說明相同外，定量裝置30還包括 7 義才妄裝置31。岸:接裝置31與第一容積單元11相耦4妄，用以 ia妄第 一開口 113溢出的原液。在此實施例中，才企測單元12 ^r測承4妄裝 置31中的原液，以決定第一容積單元ll已具有第一預設容積的原 液。承4妻裝置31具有氣孔311,且氣孔311的設計是為避免因大氣 壓力，造成原液無法正常由第一容積單元11的第一開口 113溢出。
舉例而言，當原液經由第一開口 113溢出時，氣體可經由氣3L 311 排出，維持原液由第一開口 113正常溢出。
當原液經由第一容積單元11的第一開口 113溢出，才企測單元 12檢測通過檢測承接裝置31的原液，決定有原液乂人第一開口 113 溢出。檯r測單元12 4企測到溢出的原'液後，產生一4言號以^f戈表原液 溢出第一開口 113，並發送此4言號至控制單元13。 4空制單元13才艮 據檢測單元12的信號，傳送一停止信號至第一輸入口 112，使得液 體不再從第一輸入口 112輸入至第一容積單元11。與圖l相同，圖 3中的接收單元14也可精確地從第一容積單元11獲得第一預設容 積的原液。除此之外，也可與圖2所示的實施例相同，將具有第二 預設容積的液體從第二容積單元21輸出至接收單元14。在此實施 例中，利用承接裝置31可有效地回收從第一開口 113溢出的原液， 並減少7寸環境的汙染。
參照圖4，為本發明另一實施例中定量裝置40的示意圖。與同 圖1相同，圖4中的接收單元14也可精確地從第一容積單元11獲 得第一預i殳容積的原液。除此之外，也可與圖2所示的實施例相同， 將具有第二預設容積的原液從第二容積單元21輸出至接收單元14。 在本實施例中，除部分組件與圖3的說明相同夕卜，承接裝置41除 類似上述氣孔311的氣孔411外，還包括隔板412,用以將承4妻裝 置41分隔成第一 ia妄部分410與第二7 a妄部分420。第一岸W妾部分 410承接從第 一開口 113溢出的原液。第二承接部分420承接從第 一7ia妾部分410溢出的原液。當原液經由第一容積單元11的第一 開口 113溢出至第一承接部分410後，原液持續溢出直到充滿第一 承接部分410。在此實施例中，當第一7 y妄部分410的原液溢出至 第二承4I:部分420時，檯r測單元12用以4企測由第一承接部分410 溢出的原液。第一承接部410選擇性地與第一容積單元11可開合 地連接。舉例而言，第一承接部410具有一第二輸出口 432以及一 第三開口 431。第二輸出口 432與第一容積單元11可開合地連接， 而原液從第三開口 431溢出至第二承接部分420，這時第一承接部 分41(M諸存具有預設承接容積的原液。即，當第一承^接部410為半 封閉容器時(原液僅能從第三開口 431溢出時)，第一承接部410 所能承接液體的量即為預設承接容積。如前所述，類似地，此預設 岸W妄容積可精確地利用^f義器決定。因此，與圖1所示的實施例相同， 在第一容積單元11輸出具有第一預i殳容積的原液至^妄收單元14 後，若4妾收單元14的混合液體經測量後，所需的混合液體濃度仍 有不足時，第一壽:接部分410的第二輸出口 432可才艮據控制單元13 的信號而開啟，以將具預設承接容積的原液輸出至接收單元14。但 是普通技術人員應當了解到，除上述經由第一容積單元11將第一 ia妄部分410的預定牙c接容積的原液輸出至4妄收裝置14外，還可 經由其它方式，例如不通過第一容積單元11而將第一承接部分 410中的原液直才妄輸出至4妄收單元14。此夕卜，在此實施例中，預i殳 承接容積小於第一預設容積，且優選預設承接容積不同於第二預設 容積。如此一來，通過各種預i殳容積的配合實施，本發明可多樣化 地精確調整原液糹是供量，以達到所需的溶液濃度。
但普通技術人員應當了解到，在本實施例中僅說明承接裝置41 一側的第一承接部分410的預定承*接容積。然而，值得注意的是， 承接裝置41為一立體的承接裝置，故第一岸W妄部分410的預定岸義 接容積仍延續至承接裝置41另一側。舉例而言，承接裝置41為一 圓柱體，隔版412亦沿著第一開口 113周緣形成一柱體。承接裝置 41通過隔W反412形成如上所述的第 一岸:接部分410和第二岸W妄部分 420，其中第一岸:接部分410為預定7 a妄容積。第二^fc接部分420 承接從第一承接部分410溢出的原液，除供檢測單元12檢測外， 位於第二壽:接部分420的原液，可通過控制單元13控制，將位於 第二承接部分420的原液經由第二開口 213回收至第一容積單元 11。
參照圖5，為本發明另一實施例中定量裝置50的示意圖。在本 實施例中，除部分組4牛與圖4的i兌明相同外，第一容積單元11還 包括微調裝置51。微調裝置51與第一容積單元11相結合，根據輸 入液體的種類，選擇性調整第一容積單元11的形狀，進而改變第 一預設容積。優選地，第一容積單元11為可繞性的材料所構成， 並可通過微調裝置61改變第一容積單元11的形狀，進而使得第一 容積單元11的預"i殳容積改變。此一改變的預設容積可通過儀器精 確地決定，而〗吏第一容積單元11具有〗奮正的預"i殳容積。如此一來， 本發明的定量裝置(10、 20、 30、 40、 50)不^f又可^是供精確定量的 液體，定量裝置(20、 30、 40、 50)還可多元化地4是供各種精確定 量的液體，以符合各製程的需求。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發 明。在上述實施例中，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明 的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包
含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1. 一種定量裝置，用於輸出定量液體至一接收單元，所述定量裝置包括一第一容積單元，具有一第一預設容積，所述第一容積單元具有一第一輸入口、一第一開口與一第一輸出口；以及一檢測單元；其中，當所述第一輸出口閉合時，經由所述第一輸入口輸入液體至所述第一容積單元，當所述檢測單元檢測到溢出所述第一開口的液體後，停止輸入所述液體至所述第一容積單元，並開啟所述第一輸出口，以輸出具有所述第一預設容積的液體至所述接收單元。
2. 根據權利要求1所述的定量裝置，其特徵在於，還包括一控制 單元，其中所述才企測單元4企測到溢出所述第 一開口的液體後， 所述;f企測單元發出 一信號至該控制單元以關閉所述第 一輸入 c 。
3. 根據權利要求1所述的定量裝置，其特徵在於，還包括一第二 容積單元，具有一第二預設容積、 一第二開口與 一第二輸入口 ， 且所述第二開口與所述第 一容積單元可開合地連4妄，其中液體 經所述第二輸入口輸入至該第二容積單元，所述第二容積單元 中液體的液面與所述第二開口基本對齊時，所述第二容積單元 儲存具有所述第二預設容積的液體，且所述第二預設容積小於 所述第一預設容積。
4. 根據權利要求3所述的定量裝置，其特徵在於，經由所述第一 輸入口輸入液體至所述第 一容積單元時，也同時經由所述第二豐lr入口輸入至所述第二容積單元。
5. 根據權利要求3所述的定量裝置，其特徵在於，還包括一氣體 供應裝置，用以提供氣體將所述第二容積單元中的液體經所述 第 一容積單元輸出至所述接收單元。
6. 根據權利要求1所述的定量裝置，其特徵在於，還包括一承接 裝置，與所述第一容積單元相耦接，用於承4妄/人所述第一開口 溢出的液體，其中所述4企測單元衝企測所述承接裝置中的液體。
7. 根據權利要求6所述的定量裝置，其特徵在於，所述承接裝置 還包括一隔板，用以將所述7fa妄裝置分隔成一第一承^妄部分與 一第二承接部分，其中所述第 一承接部分承接從所述第一開口溢出的液體，且所述第二承*接部分7|^妄從所述第一7|^妄部分溢出的液體。
8. 根據權利要求7所述的定量裝置，其特徵在於，所述檢測單元 是4企測所述第二承接部份中的液體。
9. 根據權利要求7所述的定量裝置，其特徵在於，所述第一承接 部分具有一預i殳承4妄容積、所述第一承4妄部分具有一第三開口 與一第二輸出口 ，其中液體從所述第三開口溢出至所述第二承接部分，所述第 一承4妄部分儲存具有所述預i殳承接容積的液 體，當所述檢測單元檢測到溢出的液體後，所述第二輸出口開 啟，以輸出所述第一承接部分中的液體至所述接收單元，且所 述預設承接容積小於所述第 一預設容積。
10. 根據權利要求9所述的定量裝置，其特徵在於，其中所述第一 承接部分中的液體經由所述第 一容積單元輸出至所述接收單 元。
11. 根據權利要求1所述的定量裝置，其特徵在於，還包括一微調 裝置，與所述第一容積單元相結合，所述微調裝置用以調整所 述第 一預i殳容積為一#~正的預i殳容積。
12. 根據權利要求11所述的定量裝置，其特徵在於，其中所述第 一容積單元為可繞性的材質所構成，且所述糹效調裝置通過改變 所述第 一容積單元的形狀以調整所述第 一預i殳容積。
全文摘要
本發明提供一種定量裝置，供輸出定量液體至接收單元，其中定量裝置包括第一容積單元及檢測單元。第一容積單元，具有第一預設容積，並包括第一輸入口、第一開口與第一輸出口。當第一輸出口閉合時，經由第一輸入口輸入液體至第一容積單元。當檢測單元檢測到溢出第一開口的液體後，停止輸入液體至第一容積單元。並且開啟第一輸出口，以輸出具有第一預設容積的液體至接收單元。
文檔編號G01F19/00GK101363747SQ20071014011
公開日2009年2月11日 申請日期2007年8月6日 優先權日2007年8月6日
發明者黃文彬 申請人:臺灣積體電路製造股份有限公司