CN101489660A

CN101489660A - 处理环境中的液体环式泵及回收系统

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Publication number: CN101489660A
Application number: CNA2007800268460A
Authority: CN
Inventors: K·J·厄克特; G·瓜尔内利; J-L·马克; N·方雅; L·兰格里尔; C·科林
Original assignee: LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Current assignee: LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2027-05-15
Also published as: CN101490423B; CN101490422B; CN101489660B; CN101490423A; CN101489661A; CN101490422A

Abstract

本发明涉及用于化学管理的方法和系统。在一个实施例中，掺混器联接到处理系统，并构造成向系统供应适当的溶液。然后，从系统中回收掺混器供应的溶液并在随后重新进入以供再利用。在将溶液重新引入系统以供再利用之前，掺混器可操作成控制溶液中各种组分的浓度。引入系统中的一些化学品可被控制温度。作为废物管理系统的一部分，后端真空泵子系统将气体与液体分离。

Description

处理环境中的液体环式泵及回收系统

技术领域

本发明涉及在处理环境、例如半导体制造环境中用于管理化学品的方法和系统。

背景技术

在各种工业中，化学输送系统被用来向处理设备供应化学品。示例工业包括半导体工业、制药工业、生物医学工业、食品加工业、家用产品工业、个人护理产品工业、石油工业等。

当然是取决于所执行的具体过程，化学品由给定的化学输送系统输送。因此，向半导体处理设备供应的具体的化学品取决于在设备中对晶片所执行的工艺。示例的半导体工艺包括蚀刻、清洗、化学机械抛光(CMP)和湿沉积(例如化学气相沉积、电镀等)。

通常，将两种或多种流体组合形成具体过程所需的溶液。这种溶液混合物可在现场外准备，然后被运输到给定过程的目标点/终点位置或使用点。这种方法通常被称作成批处理或投配。作为替换且更适宜地，清洗溶液混合物在向清洗工艺输送之前在使用点用适当的混合器或掺混器系统准备。后一种方法有时被称作连续掺混。

不论哪种情况，按预定比例的试剂的精确混合都是非常重要的，因为化学品浓度的变化会对工艺性能产生不良影响。例如，对于蚀刻工艺不能维持化学品的规定浓度会导致蚀刻率不确定，因此是工艺改变的根源。

但是，在当前的处理环境中，混合仅仅是必须加以控制以实现希望的处理结果的很多方面的其中一个方面。例如，除了混合之外，可能希望或需要控制处理环境中化学品的去除。还可能希望或需要控制处理环境中不同阶段的化学溶液的温度。目前，化学管理系统不能对于一定应用充分地控制多个过程参数。

因此，需要用于在处理环境中管理化学调节及供应的方法和系统。

发明内容

一个实施例提供了一种用于维持化学溶液具有所需浓度的掺混器系统。该系统包括：掺混器单元，该掺混器单元构造成接收和混合至少两种化合物，并将包含选定浓度的所述化合物的混合物的溶液输送到至少一个罐中，所述罐容纳选定体积的所输送溶液；至少一个处理站，该处理站具有与所述罐流体联接的入口，并构造成使用从罐中接收的溶液在物品上进行一过程；与处理站的出口流体联接的流体回收系统，该流体回收系统构造成将从处理站排出的溶液返回罐上游的一点处，由此使至少一部分从罐中排出的溶液返回罐上游的所述点处，以供在处理站再利用；以及控制器。该控制器构造成：控制掺混器单元的运行，以维持输送到罐中的溶液中至少一种化合物的浓度处于选定浓度范围内；以及当容纳在罐内的溶液体积中所述至少一种化合物的浓度不在目标范围内时，改变进入和流出罐的溶液的流率。

另一实施例提供了一种用于维持化学溶液具有所需浓度的系统，该系统包括：掺混器单元，该掺混器单元构造成接收和混合至少两种化合物，并将包含选定浓度的所述化合物的混合物的溶液输送到至少一第一供应罐中，所述第一供应罐容纳选定体积的所输送溶液；至少一个处理站，该处理站具有与所述罐流体联接的入口，并构造成使用从第一供应罐中接收的溶液在物品上进行一过程；以及真空泵系统，该真空泵系统经由真空管线与处理站的至少一个出口流体联接。该真空泵系统包括：液体环式泵，该液体环式泵具有与真空管线联接的吸入口，以接收从处理站经由出口排出的一种或多种流体形成的输入多相流；以及密封流体罐，该密封流体罐与液体环式泵的排出口联接，并包括构造成用于从液体环式泵经排出口输出的多相流中除去液体的一个或多个装置；其中，密封流体罐向液体环式泵供应液体环式泵运行所需的密封流体。该系统还包括控制器，该控制器构造成：控制掺混器单元的运行，从而维持输送到第一供应罐中的溶液中所述至少一种化合物的浓度处于选定浓度范围内；以及当容纳第一供应罐内的溶液体积中所述至少一种化合物的浓度不在目标范围内时，改变进入和流出第一供应罐的溶液的流率。

又一实施例提供了一种向罐供应化学溶液的方法。该方法包括：向掺混器单元供应至少两种化合物，以形成选定浓度的所述至少两种化合物的混合溶液；从掺混器单元向罐供应混合溶液，以向罐填充预定溶液体积；以及维持容纳在罐内的溶液中至少一种化合物的浓度处于选定浓度范围内。维持容纳在罐内的溶液中至少一种化合物的浓度处于选定浓度范围内包括：控制掺混器单元，以维持所述至少一种化合物处于选定浓度范围内；以及当容纳在罐内的溶液中所述至少一种化合物的浓度不在目标范围内时，改变进入和流出罐的溶液的流率。该方法还包括使溶液从罐流向处理室，在该处理室中进行使用所述溶液的一过程；从处理室中排出至少一部分溶液；使溶液的排出部分返回处理室上游的一点处，由此使所述排出部分可供在处理室中再利用；以及，监测溶液的排出部分，以确定溶液的排出部分中是否至少一种化合物具有预定浓度。

附图说明

为了进一步理解本发明的本质和目的，参照下面结合附图所做的详细说明，其中，类似元件用相同或相似的附图标记，在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的示出有机载部件的处理系统的原理图。

图2是根据本发明的另一实施例的示出有机载和非机载部件的处理系统的原理图。

图3是根据本发明的一个实施例的半导体制造系统的原理图。

图4是根据本发明的一个实施例的处理系统的原理图。

图5是半导体晶片清洗系统的一个示例性实施例的示意性原理图，所述清洗系统包括与使用点过程控制掺混器系统相连的清洗浴，在清洗过程中，所述掺混器系统准备并向清洗浴输送清洗溶液。

图6是图5的过程控制掺混器系统的示例性实施例的示意性原理图。

图7是根据本发明的一个实施例的具有非机载掺混器的处理系统的原理图。

图8A是根据本发明的一个实施例的具有回收系统的处理系统的原理图。

图8B是根据本发明的一个实施例的具有回收系统的处理系统的原理图。

图8C是根据本发明的一个实施例的具有回收系统的处理系统的原理图。

图9是根据本发明的一个实施例的真空泵系统的原理图。

具体实施方式

本发明的实施例给出了用于控制流体输送和/或回收的各方面的方法和化学管理系统。

系统概述

图1示出了处理系统100的一个实施例。一般地，该处理系统100包括处理室102和化学管理系统103。根据一个实施例，化学管理系统103包括输入子系统104和输出子系统106。可以设想，子系统104、106的任意数量的部件相对于处理室102可以是机载的或非机载的。在本文中，“机载”指子系统(或其部件)在Fab(洁净室环境)中与处理室102集成，或者更一般的与处理室102作为其中一部分的处理设备(tool)集成；而“非机载”指子系统(或其部件)与处理室102(或一般地是设备)分离并离开一段距离设置。在图1所示的系统100中，子系统104、106都是机载的，从而系统100形成一种可以完全设置在Fab中的集成化系统。相应地，处理室102和子系统104、106可以装配在一共用的框架上。为了便于清洗、维护和系统改造，子系统可以设置在可拆卸的例如由脚轮(caster)支承的子框架上，从而子系统可以容易地从处理室102脱开和滚动离开。

作为示例，输入子系统104包括流体连接到一输入流控制系统112的掺混器108和汽化器110。通常，掺混器108构造成将两种或多种化合物(流体)混合形成所需化学溶液，然后将该化学溶液供给输入流控制系统112。汽化器110构造成使流体汽化并将汽化后的流体供给输入流控制系统112。例如，汽化器110可汽化异丙醇，然后将汽化后的流体与载气体例如氮气混合。输入流控制系统112构造成以所需流率向处理室102分配化学溶液和/或汽化后的流体。为此，输入流控制系统112通过多条输入管线114联接到处理室102A。在一个实施例中，处理室102A构造成具有单个处理站124，其中可对位于该站124的晶片执行一种或多种过程。相应地，所述多条输入管线114提供了在站124执行特定过程所需的适当化学品(由掺混器108经由输入流控制系统112供应)。在一个实施例中，站124可以是浴(bath)，即，包含化学溶液的容器，将晶片浸入在该容器内一段时间后移出。但是，更一般地，站124可以是任意环境，其中将晶片的一个或多个表面暴露于由多条输入管线114供应的一种或多种流体中。此外，可以理解，尽管图1示出的是单个处理站，处理室102A可以包括任意数量的处理站，这将在下面参考图2更加详细地说明。

作为示例，输出子系统106包括输出流控制系统116、真空罐子系统118和真空泵子系统120。多条输出管线122将处理室102A流体联接到输出流控制系统116。这样，流体经由所述多条输出管线122从处理室102A排出。排出的流体随后可经由流动管线117被泄流或输送到真空罐子系统118。在一个实施例中，一些流体从真空罐子系统118排出并被送到真空泵子系统120，以用于作为废物管理工艺一部分的调节(例如中和或稀释)。

在一个实施例中，输入子系统104和输出子系统106单独地或协作地影响多个过程控制目标。例如，可在从掺混器108至处理室102A的各阶段监测和控制溶液浓度。在另一实施例中，输出流控制系统116、真空罐子系统118和/或真空泵子系统120协作，以控制位于处理室102A中的晶片表面上方的所需流体流。在另一实施例中，输出流控制系统116和真空泵子系统120协作，以通过输出流控制系统116调节从处理室102A排出的流体，然后使调节后的流体返回掺混器108。这些和其它实施例将在下面更详细地描述。

在一个实施例中，在处理室102A内和/或附近设置有转运装置(例如自动机械)，以用于将晶片移入、移经和移出处理室102。处理室102A还可以是一大型设备的一部分，这将在下面描述。

在一个实施例中，系统100的各种可控元件均由控制器126操纵。控制器126可以是能够向系统100的一个或多个可控元件发出控制信号128的任意合适的装置。控制器126还可接收多个输入信号130，这些输入信号可包括系统中不同位置处的溶液浓度测量值、液位传感器输出、温度传感器输出、流量计输出等。作为示例，控制器126可以是用于可编程逻辑控制器(PLC)程序的基于微处理器的控制器，以实现不同的过程控制，包括其中一个实施例中的比例-积分-微分(PID)反馈控制。一种适于用在过程控制掺混器系统中的示例控制器是Siemens公司(Georgia)的PLCSimatic S7-300系统。尽管控制器126示出为单个部件，但是可以理解，控制器126实际上可以是多个控制单元集合在一起形成用于处理系统100的控制系统。

如上所述，系统100的一个或多个部件可相对于处理室102A(或处理室102A作为其一部分的整个设备)设置成非机载的。图2示出了这样一种构造的处理系统200，该系统具有相对于处理室102B非机载的部件。相同的附图标记指代前面关于图1描述的部件。作为示例，掺混器108、真空罐子系统118和真空泵子系统120设置成非机载的。相反，汽化器110、输入流控制系统112和输出流控制系统116示出成机载部件，与图1所示相同。非机载部件可与处理设备(即，处理室102B和可以形成处理设备的任意其它集成部件)一起位于Fab中或位于子级Fab中。应该理解，图2中系统200的构造仅仅是示例性的，其它构造也是可能和可以设想的。例如，系统200可以构造成使真空罐子系统118是机载的，而真空泵子系统120是非机载的。总之，掺混器108、汽化器110、输入流控制子系统112、输出流控制子系统116、真空罐子系统118和真空泵子系统120构成了根据本发明一个实施例的化学管理系统103。但是，应该注意，结合图1和图2描述的化学管理系统仅仅是示例性的。在本发明范围内的其它实施例可包括更多更少的部件和/或部件的不同布置。例如，在化学管理系统的一个实施例中不包含汽化器110。

图2的系统200还示出了多站处理室102B的一个实施例。相应地，图2示出了具有五个站204_1-5(单独地或统称为站204)的处理室102B。更一般地，处理室102B可以具有任意数量的站(即，一个或多个站)。在一个实施例中，站与站之间可以通过密封装置(例如，设置在处理站之间的可致动的门)相互隔离。在一具体实施例中，隔离装置是真空密闭的，从而处理站可保持处于不同的压力水平。

各站204可构造成在晶片上执行特定过程。各站上执行的过程可以不同，因此需要掺混器108经由输入流控制系统112供应的不同的化学品。相应地，系统200包括多个输入管线组206_1-5，每组对应于一不同的站。在图2所示的示例性实施例中示出了五个输入管线组206_1-5，以用于五个处理站中每一个。每一输入管线组构造成向给定站供应适当的化学品的组合。例如，在一个实施例中，处理室102B是用于在例如蚀刻工艺之前和之间清洗晶片的清洗模块。在这种情况下，用于第一处理站204₁的输入管线组206₁可供应一种SC-1型溶液(包含去离子水中的氢氧化铵和过氧化氢的混合物)和去离子水(DIW)的组合。用于第二处理站204₂的输入管线组206₂可供应去离子水(DIW)和异丙醇(IPA)中的一种或多种。用于第三处理站204₃的输入管线组206₃可供应去离子水、经稀释的氟化氢、和异丙醇中的一种或多种。用于第四处理站204₄的输入管线组206₄可供应去离子水、已知的混合化学溶液、具有特定性质的专用化学溶液和异丙醇中的一种或多种。用于第五处理站204₅的输入管线组206₅可供应去离子水、SC-2型溶液(包含过氧化氢与盐酸的水成混合物)和异丙醇中的一种或多种。与结合图1所述的系统100的情况相同，站204可以是将晶片的一个或多个表面暴露于由多条输入管线114供应的一种或多种流体的任意环境。

可以设想，流经给定组206中的输入管线(以及图1中的管线114)的流体可被单独地控制。相应地，流体流经给定组的单独管线的时间和流率可被独立地控制。另外，当一些输入管线向晶片表面供应流体时，其它流体可被供应到处理站204的内表面上以用于清洗所述表面——例如在处理循环之前或之后。此外，图2所示的输入管线仅仅是示例性的，其它输入物可从其它来源供应。

每个处理站204_1-5都有相应的输出管线或输出管线组，由此流体从各自的处理站排出。作为示例，第一处理站204₁联接到泄流管线208，而所示的第二至第四处理站204_2-4经由各自的输出管线组210_2-4联接到输出流控制系统116。每个(输出管线)组都代表一条或多条输出管线。这样，流体经由多条输出管线122从处理室102A排出。从处理站经由联接到输出流控制系统116的输出管线组210_1-4排出的流体可经由多条流动管线117送至真空罐子系统118。

在一个实施例中，在处理室102B内和/或附件设置有转运装置(例如自动机械)，以将晶片移入、移经和移出处理室102B。处理室102B也可以是大型设备的一部分，这将在下面参照图3进行描述。

现在参照图3，其中示出了根据本发明一个实施例的处理系统300的平面图。处理系统300包括用于接收晶片盒的前端部分302。前端部分302与容纳转运自动机械306的转运室304接合。清洗模块308、310设置在转运室304的两侧。清洗模块308、310可各自包括处理室(单站或多站)，例如上面参照图1和图2所描述的那些清洗处理室102A-B。清洗模块308、310包括和/或联接上述化学管理系统103的各种部件。(所述化学管理系统103以虚线示出是为了表示如下事实：化学管理系统的一些部件可以在处理系统300上设置成机载的，而其它部件可以设置成非机载的；或者所有的部件都可以设置成机载的)。与前端部分302相对，转运室304联接到处理设备312。

在一个实施例中，前端部分302可包括负载锁定室(loadl ockchamber)，可使该负载锁定室处于适度低的转运压力，并然后使其向转运室304敞开。随后转运自动机械306从负载锁定室中设置的晶片盒中取回各个晶片，并将晶片转运到处理设备312或其中一个清洗模块308、310。在系统300的运转过程中，化学管理系统103控制流体供入和/或排出清洗模块308、310。

应该理解，系统300仅仅是具有本发明的化学管理系统的处理系统的一个实施例。因此，化学管理系统的实施例不限于例如图3所示的构造，或者甚至不限于半导体制造环境。

系统和过程控制

现在参照图4示出的处理系统400描述化学管理系统的其它实施例。为了简便起见，其它实施例将结合多站处理室系统(例如图2所示并在上面描述的系统200)进行描述。但是，可以理解，下面的实施例也适于图1所示的系统100。此外，应该注意，图4中处理站204的顺序不一定反映了在给定晶片上执行的过程的顺序，而是为了描述方便才这样布置的。为方便起见，相同的附图标记对应于与前面结合图1和/或图2描述的相同部件，在此不再详细描述。

系统400的掺混器108构造成具有多个输入402_1-N(统称为输入402)，分别接收各自的化学品。输入402流体联接到主供应管线404，其中各自的化学品混合形成溶液。在一个实施例中，沿着供应管线404各种化学品的浓度在一个或多个阶段被监测。相应地，图4示出了沿着供应管线404嵌入设置的多个化学监测器406_1-3(示例示出了三个)。在一个实施例中，化学监测器设置在供应管线404上两种或多种化学品合并和混合的各点处。例如，第一化学监测器406₁设置在第一和第二化学品(输入402_1-2)混合点处与第三化学品(输入402₃)向供应管线404中的引入点处(即，从上游)之间。在一个实施例中，系统中使用的浓度监测器406是无电极传导性探测器和/或折射率(RI)检测器，包括但不限于交流(AC)环形线圈传感器例如GLI国际公司(Colorado)的市场有售的3700系列型、RI检测器例如Swagelok公司(Ohio)的市场有售的CR-288型、以及声波信号传感器例如Mesa Laboratories公司(Colorado)的市场有售的型号。

掺混器108经由主供应管线404选择性地流体联接到多个使用目标点(即处理站204)。(当然，可以设想在另一实施例中，掺混器108仅服务于一个使用目标点)。在一个实施例中，由流动控制单元408控制选择服务于哪个处理站。流动控制单元408表示适于控制掺混器与下游目标之间的流体流动方面的任意数量的装置。例如，流动控制单元408可包括用于控制来自掺混器108的溶液向下游目标的输送的多通阀。作为示例，流动控制单元408可选择性地(例如在控制器126的控制下)将来自掺混器108的溶液送往第一使用点供应管线410、第二使用点供应管线412或第三使用点供应管线414，其中，每个使用点供应管线与不同的处理站相关。流动控制单元408还可包括流量计或流动控制器。

在一个实施例中，相对于每个使用点供应管线嵌入设置有一容器。例如，图4示出了流体联接到位于流动控制单元408和第一处理站204₁之间的第一使用点供应管线410的容器416。类似地，在流动控制单元408和第二处理站204₂之间，第二容器418流体连接到第二使用点供应管线412。这些容器适当地定尺寸成提供一足够的容积，以在掺混器108服务于不同的处理站(或掺混器108例如由于维修而不可用)的期间内用于各自的处理站。在一具体实施例中，容器的容量为6至10升或给定过程所需的规定容积。各容器的流体液位可通过提供相应的液位传感器421、423(例如高、低(液位)传感器)来确定。在一个实施例中，容器416、418是压力容器，并相应地各自包括用于接收加压气体的各自的入口420、422。在一个实施例中，容器416、418的容纳物的浓度被监测。因此，图4所示的容器416、418包括主动式浓度监测系统424、426。系统400的这些和其它方面在下面结合图5-6进行更加详细的描述。

在运行过程中，容器416、418通过操作各自的流动控制装置428、430来分配它们的容纳物。流动控制装置428、430可以例如是受控制器126控制的气动阀。容器416、418分配的溶液随后经由各自的输入管线206流向各自的处理站204。此外，可使来自汽化器110的汽化流体流向一个或多个处理站204。例如，在本示例中，汽化流体被输入第二处理站204₂。

每条独立的输入管线206都可具有一个或多个流体管理装置432_1-3(为方便起见，示出的每组输入管线仅有一个相关的流体管理装置)。流体管理装置432可包括例如过滤器、流动控制器、流量计、阀等。在一具体实施例中，一个或多个流动管理装置321包括用于加热流经相应管线的流体的加热器。

随后通过操作输出流控制子系统116从各自的处理室排出流体。如图4所示，输出流控制子系统116的各自的多条输出管线210中的每一条都包括其自身相关的一个或多个流动管理装置434_1-3(为了方便起见，所示的每组输出管线仅具有一个相关的流体管理装置)。流体管理装置434可包括例如过滤器、流动控制器、流量计、阀等。在一个实施例中，流体管理装置可包括主动式压力控制单元。例如，压力控制单元可以由联接到流动控制器的压力传感器组成。这种主动式压力控制单元可相对于晶片和各自的处理站操作以影响希望的过程控制——例如通过控制流体与晶片表面之间的界面。例如，可能需要相对于压力和处理站控制输出管线中的压力，以确保所需的流体/晶片界面。

在一个实施例中，通过输出流控制子系统116排出的流体流入真空罐子系统118的一个或多个真空罐中。相应地，作为示例，系统400包括两个真空罐。第一罐436联接到第二处理室204₂的输出管线210₁。第二罐438联接到第三处理室204₃的输出管线210₃。在一个实施例中，可以为输入各自处理站的每种不同的化学品提供单独的罐。这种布置可有利于流体的再利用(回收将在下面详细描述)或者流体处理。

每个罐436、438内的流体液位可以由一个或多个液位传感器437、439(例如，高、低液位传感器)监测。在一个实施例中，罐436、438选择性地通过输入加压气体440、442加压，但也可以被排放以使罐减压。此外，每个罐436、438都通过各自的真空管线444、446联接到真空泵子系统120。这样，蒸汽可以从各自的罐排出并在真空泵子系统120中处理，这将在下文中更加详细地描述。通常，罐的容纳物可被送去泄流或被回收并返回到掺混器以供再利用。相应地，所示的第二罐438向泄流管线452排空。而所示的第一罐436联接到回收管线448。回收管线448流体联接到掺混器108。这样，流体可以从处理站返回到掺混器108并被再利用。流体的回收将会在下面参照图8详细描述。

在一个实施例中，通过建立压力梯度来协助系统400中的流体输送。例如，对于图4所示的系统400而言，可以以掺混器108为起点以处理站204为终点建立减小的压力梯度。在一个实施例中，掺混器108和汽化器110在大约为2个大气压的压力下运行，输入流控制子系统112在大约1个大气压下运行，处理站在大约400托(Torr)下运行。建立这样的压力梯度促进了流体从掺混器108向处理站204的流动。

在运行过程中，容器416、418将会充满度降低，必须周期性地被再填充。根据实施例，对各个容器的管理(例如填充、分配、维修和/或维护)不同步地进行。也就是说，当一给定容器被服务(例如被填充)时，其它容器可继续分配溶液。可响应于来自低流体液位传感器(传感器421、423之一)的信号而启动对于给定容器的填充循环。例如，假定第一容器416的传感器421向控制器126指示低流体液位信号。作为响应，控制器126使第一容器416减压(例如通过打开泄流管线)，并使流动控制单元408将第一容器416设置成与掺混器108流体连通，同时使掺混器与其它容器隔离。随后，控制器126用信号通知掺混器108混合并向第一容器416分配合适的溶液。一旦第一容器416被充分地填充(例如由高液位流体传感器指示)，那么控制器126用信号通知掺混器108停止分配溶液，并使流动控制单元408将掺混器108与第一容器416隔离。此外，随后可通过将加压气体注入气体入口420而将第一容器416加压。此时，第一容器416准备好开始向第一处理站分配溶液。在该填充循环中，每个其它容器都可以不断向它们各自的处理站分配溶液。

在一个实施例中，可以考虑基于控制器126执行的优先级算法对各容器提供服务。例如，优先级算法可以基于体积使用。也就是说，分配最大体积(例如在给定时间段内)的容器具有最高优先级，而分配最小体积的容器具有最低优先级。这样，容器的优先级可从分配最大体积到分配最小体积进行分级。

掺混器

在不同实施例中，本发明提供了一种包括至少一个掺混器的使用点过程控制掺混器系统，以接收和掺混至少两种化合物，以便输送到包含有助于处理(例如清洗)半导体晶片或其它部件的化学浴的一个或多个容器或罐内。化学溶液以选定体积和温度保持在罐内，掺混器可构造成向一个或多个罐连续地输送化学溶液，或者可选择地仅在需要时向一个或多个罐输送化学溶液(如上文所述并将在下面进一步描述的)，由此将罐内化合物的浓度维持在所需范围内。

所述罐可以是处理设备的一部分，从而掺混器直接向包含选定体积的化学浴的处理设备供应化学溶液。所述处理设备可以是处理半导体晶片或其它部件(例如通过蚀刻工艺、清洗工艺等)的任何传统的或其它合适的设备，例如上面参照图3描述的设备312。可选择地，掺混器能向一个或多个保持或储存罐供应化学溶液，然后，储存罐或罐将化学溶液供给一个或多个处理设备。

在一个实施例中，提供了一种使用点过程控制掺混器系统，其构造成当溶液中一种或多种化合物的浓度落入选定目标范围之外时增加去往一个或多个罐的化学溶液的流率，从而快速置换罐中不希望的化学溶液，同时以所需化合物浓度向罐中供应新的化学溶液。

现在参考图5，其中示出了根据本发明一个实施例的包括掺混器108的掺混器系统500。根据一个实施例，所示的掺混器108联接到罐502，并兼有监测和再循环能力。在一个实施例中，罐502是图4所示的压力容器416或418。可选择地，罐502是半导体晶片或其它部件浸入并在其中进行清洗的清洗罐(例如位于处理系统300的其中一个清洗模块308、310中)。

清洗罐502的输入与掺混器108经由流动管线512相连。根据一个实施例，流动管线512可对应于图4所示的其中一个使用点管线410、412、414。在该示例性实施例中，在掺混器单元108中形成并供给清洗罐502的清洗溶液是SC-1清洗溶液，具有经供应管线506供给掺混器单元的氢氧化铵(NH₄OH)、经供应管线508供给掺混器单元的过氧化氢(H₂O₂)和经供应管线510供给掺混器单元的去离子水(DIW)。但是，应注意，掺混器系统500可以构造成向任意类型的设备以选定浓度供应任意选定数量(即，两种或多种)的化合物的混合物，所述混合物可以包括例如氢氟酸(HF)、氟化铵(NH₄F)、盐酸(HCL)、硫酸(H₂SO₄)、醋酸(CH₃OOH)、氢氧化铵(NH₄OH)、氢氧化钾(KOH)、乙二胺(EDA)、过氧化氢(H₂O₂)和硝酸(HNO₃)等化合物。例如，掺混器108可构造成分配稀HF、SC-1和/或SC-2的溶液。在一具体实施例中，可能希望输入热的稀HF。相应地，掺混器108可以构造成具有用于热DIW的入口。在一具体实施例中，热DIW可维持在约25℃至约70℃范围内。

此外，任意合适的表面活性剂和/或其它化学添加剂(例如过硫酸铵或APS)可以与清洗溶液结合，以增强对于具体应用的清洗效果。流动管线514可选择性地与掺混器单元108和罐502的输入之间的流动管线512相连，以便于向清洗浴中使用的清洗溶液添加这种添加剂。

罐502适当地定尺寸和构造成在罐内保持选定体积的清洗溶液(例如，足够体积以形成用于清洗操作的清洗浴)。如上所述，清洗溶液可按一种或多种选定流率从掺混器单元108连续地供应到罐502中。可选择地，可以仅在选定的时间段内(例如在罐填充开始时，和当罐内清洗溶液的一种或多种组分落入选定或目标浓度范围之外时)将清洗溶液从掺混器单元供应到罐中。罐502还构造成具有溢流段或出口，使得在清洗溶液以下文所述的方式连续地供应和/或再循环到罐中的情况下，清洗溶液能经由溢流管线516离开罐，而同时保持罐内具有选定的清洗溶液体积。

罐还具有与泄流管线518相连的泄流口，其中泄流管线518包括阀520，选择性地控制该阀，以便在如下所述的选定时段内以更快的速度从罐中泄流和排出清洗溶液。泄流阀520优选是由控制器126(如前文中参考图1-4所述的)自动控制的电子阀。溢流和泄流管线516和518连接到流动管线522，该流动管线522包括设置在其中的泵524，以便于将从罐502中排出的清洗溶液输送到再循环管线526和/或收集地点或如下所述的其它处理地点。

在流动管线522中在泵524下游一位置处设置有浓度监测单元528。该浓度监测单元528包括至少一个传感器，该传感器构造成当清洗溶液流经管线522时测量清洗溶液中一种和/或多种化合物(例如H₂O₂和/或NH₄OH)的浓度。浓度监测单元528的传感器可以是任意合适的类型的，以便于对清洗溶液中所关注的一种或多种化合物进行精确的浓度测量。在一些实施例中，系统中所用的浓度传感器是无电极传导性探测器和/或折射率(RI)检测器，包括但不限于交流(AC)环形线圈传感器例如GLI国际公司(Colorado)的市场有售的3700系列型、RI检测器例如Swagelok公司(Ohio)的市场有售的CR-288型、以及声波信号传感器例如Mesa Laboratories公司(Colorado)的市场有售的型号。

流动管线530将浓度监测单元528的出口与三通阀532的入口相连。所述三通阀可以是由控制器126根据单元528提供的浓度测量值按下述方式自动控制的电子阀。再循环管线526与阀532的出口相连，并延伸到罐502的入口，以便在正常的系统运行期间使溶液从溢流管线516再循环回到罐中(如下所述)。从阀532的另一出口延伸有泄流管线534，以便当溶液中的一种或多种组分的浓度在目标范围之外时从罐502中排出溶液(经由管线516和/或管线522)。

再循环流动管线526可包括任意适当数量和类型的温度、压力和/或流率传感器及一个或多个适当的热交换器，以便于当溶液再循环回罐502时对其进行加热、温度和流率控制。在系统运行过程中，再循环管线有利于控制罐内的溶液浴温度。此外，可以沿着流动管线526设置任意适当数量的过滤器和/或泵(例如，除了泵524之外)，以便于对再循环回罐502的溶液进行过滤和流率控制。在一个实施例中，由泄流管线518、阀520、泵524、管线522、浓度监测单元528、三通阀532和再循环管线526限定的再循环回路限定了上面结合图4所述的浓度监测系统424、426中的一个。

掺混器系统500包括根据浓度监测单元528得到的浓度测量值来自动控制掺混器单元108的部件及泄流阀520的控制器126。如下所述，控制器根据浓度监测单元528测得的离开罐502的清洗溶液中的一种或多种化合物的浓度控制来自掺混器单元108的清洗溶液的流率和清洗溶液从罐502中的泄流或提取。

控制器126设置成经由任意适当的电线或无线通信连接与泄流阀520、浓度监测单元528和阀532、以及掺混器单元108的某些部件通信(如图5中的虚线536所示)，以便根据从浓度监测单元接收到的测量数据对掺混器单元和泄流阀进行控制。控制器可包括可编程以实现任意一种或多种适当的过程控制、例如比例-积分-微分(PID)反馈控制的处理器。适用于过程控制掺混器系统的一种示例性的控制器是Siemens公司(Georgia)的市场有售的PLC Simatic S7-300系统。

如上所述，掺混器单元108接收氢氧化氨、过氧化氢和去离子水(DIW)的独立供应流，它们以适当的浓度和流率相互混合，由此获得具有这些化合物的所需浓度的SC-1清洗溶液。控制器126控制掺混器单元108内这些化合物中每一种的流动，以获得所需的最终浓度，并进一步控制SC-1清洗溶液的流率，以在罐502中形成清洗浴。

图6示出了掺混器单元的一示例性实施例。具体地，用于向掺混器单元108供应NH₄OH、H₂O₂和DIW的各供应管线506、508和510包括止回阀602、604、606和设置在止回阀下游的电子阀608、610、612。用于各供应管线的电子阀与控制器126通信(例如经由电线或无线连接)，以便在系统运行过程中通过控制器自动控制电子阀。NH₄OH和H₂O₂供应管线506和508分别与一电子三通阀614、616相连，所述电子三通阀与控制器126通信(经由电线或无线连接)，并设置在第一电子阀608、610的下游。

DIW供应管线510包括设置在电子阀612下游的压力调节器618，以控制进入系统108的DIW的压力和流动，管线510在调节器618下游进一步分支成三条流动管线。从主管线510延伸的第一分支管线620包括沿着该分支管线设置的流动控制阀621，该流动控制阀可选地由控制器126控制，管线620还与第一静态混合器630相连。第二分支管线622从主管线510延伸到三通阀614的还与NH₄OH流动管线506相连的入口。此外，第三分支管线624从主管线510延伸到三通阀616的还与H₂O₂流动管线508相连的入口。因此，用于NH₄OH和H₂O₂流动管线中每一个的三通阀有助于向这些流体的每一种中添加DIW，以在系统运行期间和在掺混器单元的静态混合器中相互混合之前选择性地调节蒸馏水中氢氧化氨和过氧化氢的浓度。

在用于氢氧化氨供应管线的三通阀614出口与去离子水供应管线的第一分支管线620之间、在位于阀621与静态混合器630之间的一位置处连接有NH₄OH流动管线626。可选地，流动管线626可包括能被控制器126自动控制的流动控制阀628，以增强对供入第一静态混合器的氢氧化氨的流动控制。供入第一静态混合器630中的氢氧化氨和去离子水在混合器中混合，以获得混合后大致均匀的溶液。流动管线634与第一静态混合器的出口相连，并延伸成与第二静态混合器640相连。沿流动管线634设置有确定溶液中氢氧化氨浓度的任意一个或多个适当的浓度传感器632(例如一个或多个上述任意类型的无电极传感器或RI检测器)。浓度传感器632与控制器126通信，以提供从第一静态混合器中出来的溶液中的氢氧化氨的测量浓度。这转而有助于在输送到第二静态混合器640之前对溶液中的氢氧化氨浓度进行控制——通过控制器选择性地和自动地操纵NH₄OH和DIW供应管线其中之一或两者中的任意阀。

H₂O₂流动管线636与连接到H₂O₂供应管线的三通阀616的出口相连。流动管线636从三通阀616延伸成在位于浓度传感器632和第二静态混合器640之间的一位置处与流动管线634相连。可选地，流动管线636可包括能由控制器126自动控制的流动控制阀638，以增强对供入第二静态混合器的过氧化氢的流动控制。第二静态混合器640将从第一静态混合器630接收到的DIW稀释后的NH₄OH溶液与来自H₂O₂供应管线的H₂O₂溶液混合，以形成混合的大致均匀的氢氧化氨、过氧化氢和去离子水的SC-1清洗溶液。流动管线642接收来自第二静态混合器的混合后的清洗溶液，并与电子三通阀648的入口相连。

在阀648上游一位置处，沿着流动管线642设置有至少一个适当的浓度传感器644(例如，一个或多个任意上述类型的无电极传感器或RI检测器)，以确定清洗溶液中过氧化氢和氢氧化铵的至少其中一种的浓度。浓度传感器644也与控制器126通信，以向控制器提供测得的浓度信息，这转而有助于控制清洗溶液中氢氧化铵和/或过氧化氢的浓度——通过控制器选择性地和自动地操作NH₄OH、H₂O₂和DIW供应管线其中一个或多个中的任意阀。可选地，可以沿着流动管线642在传感器644和阀648之间设置压力调节器646，以便控制清洗溶液的压力和流动。

泄流管线650与三通阀648的一出口相连，而流动管线652从三通阀648的另一出口端伸出。所述三通阀由控制器126选择性地和自动地操纵，以便于控制从掺混器单元去往罐502的清洗溶液的量和转移到泄流管线650的量。此外，沿流动管线652设有电子阀654，该电子阀由控制器126自动控制，以进一步控制从掺混器单元去往罐502的清洗溶液的流动。流动管线652变成图5所示的流动管线512，以用于将SC-1清洗溶液送往罐502。

设置在掺混器单元108中的所述一系列电子阀和浓度传感器与控制器126相结合有助于在系统运行期间在清洗溶液变流率时精确控制去往罐的清洗溶液的流率以及清洗溶液中过氧化氢和过氧化铵的浓度。此外，当过氧化氢和过氧化铵其中一种或两者的浓度落入清洗溶液的可接受范围之外时，设置在罐502的泄流管线522上的浓度监测单元528向控制器提供指示。

根据浓度监测单元528提供给控制器126的浓度测量值，控制器可按程序改变去往罐中的清洗溶液的流率和打开泄流阀520，以有助于快速置换(溶液)浴中的SC-1清洗溶液，同时向罐中供应新的SC-1清洗溶液，由此尽快使清洗溶液浴处于合适的或目标浓度范围内。一旦已经充分置换了罐中的清洗溶液，使得过氧化氢和/或氢氧化铵浓度落入可以接受的范围内(由浓度监测单元528测量)，控制器按程序关闭泄流阀520并控制掺混器单元，以便降低(或停止)流率，同时维持输送到罐502中的清洗溶液的所需化合物浓度。

下面说明操作上文所述并在图5和图6中示出的系统的方法的示例性实施例。在该示例性实施例中，可以连续地向罐中供应清洗溶液，或者可选择地，仅以选定间隔向罐中供应清洗溶液(例如当清洗溶液即将从罐中置换时)。在掺混器单元108中制备一种SC-1清洗溶液，并将其供入罐502，其中氢氧化铵的浓度范围为按重量计约0.01-29％，优选为按重量计约1.0％，过氧化氢的浓度范围为按重量计约0.01-31％，优选为按重量计约5.5％。清洗罐502构造成在约25℃至约125℃的温度范围下维持罐内的清洗溶液浴为约30升。

在运行过程中，当向罐502中填充清洗溶液至最大容量时，控制器126控制掺混器单元108，以经由流动管线512按约为0-10升每分钟(LPM)的第一流率向罐502供应清洗溶液，其中，掺混器可在系统运行期间连续地或可选择地在选定时间供应溶液。当连续供应溶液时，示例性的第一流率为约0.001LPM至约0.25LPM，优选为约0.2LPM。氢氧化铵供应管线506向掺混器单元供应按体积计约为29-30％的NH₄OH，而过氧化氢供应管线508向掺混器单元供应按体积计约为30％的H₂O₂。在约为0.2LPM的流率下，掺混器单元的供应管线的流率可以设定如下，以确保供应的清洗溶液具有所需的氢氧化铵和过氧化氢浓度：DIW约为0.163LPM，NH₄OH约为0.006LPM，H₂O₂约为0.031LPM。

可选地可经由供应管线514向清洗溶液中加入添加剂(例如APS)。在该运行阶段，可以第一流率从掺混器单元108向罐502供应新SC-1清洗溶液的连续流，同时，来自清洗浴的清洗溶液也以大致相同的流率(例如约0.2LPM)经由溢流管线516从罐502中流出。这样，由于流入和流出罐的清洗溶液的流率相同或大致相似，清洗溶液浴的体积维持相对恒定。溢流的清洗溶液流入泄流管线522并通过浓度监测单元528，其中连续地或以选定时间间隔确定清洗溶液中一种或多种化合物(例如H₂O₂和/或NH₄OH)的浓度测量值，并将这种浓度测量值提供给控制器126。

可选地可通过调节阀532使清洗溶液循环，使得罐502中流出的清洗溶液以选定流率(例如约20LPM)流经再循环管线526并返回罐中。在这种运行中，掺混器单元108可被控制成使得，除非清洗溶液中一种或多种化合物的浓度处于选定目标范围之外，否则没有清洗溶液从掺混器单元转移到罐中。可选择地，清洗溶液可由掺混器单元以选定流率(例如约0.20LPM)供应，与通过管线526的再循环清洗溶液结合。在这种可选择的运行实施例中，可调节(例如由控制器126自动调节)三通阀532以便将清洗溶液以与掺混器单元向罐供应清洗溶液大约相同的流率排出到管线534中，同时清洗溶液仍然流经再循环管线526。在另一可供选择的方案中，可关闭阀532，以避免当掺混器单元108连续地向罐502供应清洗溶液时(例如以约0.20LPM)流体通过管线526再循环。在这种应用中，溶液经由管线516离开罐，其流率与流体自掺混器单元进入罐中的流率大约相等或类似。

对于清洗溶液被连续地供至罐中的情形，只要浓度监测单元528提供的浓度测量值处于可接受范围内，那么，控制器126便将自掺混器单元108去往罐502的清洗溶液的流率保持成第一流率，过氧化氢和氢氧化氨的浓度处于选定浓度范围内。对于清洗溶液不是连续地从掺混器单元供至罐中的情形，控制器126维持这种运行状态(即，没有从掺混器单元去往罐中的清洗溶液)直到过氧化氢和/或氢氧化氨的浓度处于选定浓度范围之外。

当浓度监测单元528测得的过氧化氢和氢氧化铵中至少其中一种的浓度偏离到可接受范围之外时(例如，NH₄OH的测量浓度相对于目标浓度偏离了大约1％范围，和/或H₂O₂的测量浓度相对于目标浓度偏离了大约1％范围)，控制器如上所述操纵和控制掺混器单元108中的任意一个或多个阀，以将从掺混器单元去往罐502中的清洗溶液的流率开启或增加至第二流率(同时维持清洗溶液中NH₄OH和H₂O₂的浓度在选定范围内)。

第二流率可以在约0.001LPM到约20LPM的范围内。对于连续的清洗溶液操作，示例性的第二流率为约2.5LPM。控制器还打开罐502中的泄流阀520，以便清洗溶液以大约相同的流率从罐中流出。在约为2.5LPM的流率下，掺混器单元的供应管线的流率可以设定如下，以确保供应的清洗溶液具有所需的氢氧化铵和过氧化氢浓度：DIW约为2.04LPM，NH₄OH约为0.070LPM，H₂O₂约为0.387LPM。

可选择地，通过调节三通阀532将以选定流率(例如约20LPM)再循环至罐中的清洗溶液从系统中排出，使得清洗流体转向管线534而不再流入管线526中，掺混器单元将第二流率调至选定水平(例如20LPM)，以便补偿以相同或相似流率排出的流体。这样，在增加流入和流出罐的清洗溶液流率的过程中，罐502内清洗溶液浴的体积可以维持相对恒定。此外，在置换罐内选定体积的溶液的过程中，可以维持罐内的过程温度和循环流动参数。

控制器维持清洗溶液以第二流率向罐502中输送，直至浓度监测单元528向控制器提供处于可接受范围内的浓度测量值。当浓度监测单元528给出的浓度测量值处于可接受范围内时，清洗溶液浴再次符合所需的清洗化合物浓度。随后，控制器控制掺混器单元108以第一流率向罐502中供应清洗溶液(或者没有从掺混器单元供至罐中的清洗溶液)，控制器进一步操纵泄流阀520至闭合位置，以促进来自罐中的清洗溶液仅经由溢流管线516流动。在使用了再循环管线的应用中，控制器操纵三通阀532，使得清洗溶液从管线522流入管线526中并返回罐502中。

因此，尽管可能发生的分解和/或其它反应可能会改变罐中的化学溶液浓度，但是在应用或工艺过程中，上述使用点过程控制掺混器系统仍然能够有效、精确地控制输送到化学溶液罐(例如设备或溶液罐)的清洗溶液中的至少两种化合物的浓度。当确定罐内化学溶液具有不希望的或不可接受的一种或多种化合物浓度时，该系统能以第一流率向罐内连续供应新的化学溶液，并以比第一流率更快的第二流率快速地将罐中的化学溶液置换为新的化学溶液。

使用点过程控制掺混器系统不限于上面所述并在图5和图6示出的示例性实施例。相反，这种系统能用于向任意半导体处理罐或其它选定设备提供具有任意两种或多种化合物(例如上述类型的)的混合物的化学溶液，同时在清洗应用过程中维持化学溶液内化合物的浓度处于可接受范围内。

此外，所述过程控制掺混器系统可以与任意选定数量的溶液罐或罐和/或半导体处理设备结合使用。例如，上述控制器和掺混器单元可以向两个或多个处理设备直接供应具有准确浓度的两种或多种化合物的化学溶液混合物。可选择地，控制器和掺混器单元可以向一个或多个保持或储存罐供应这种化学溶液，这种储存罐向一个或多个处理设备(例如图4所示的系统400)供应化学溶液。过程控制掺混器系统通过监测罐中溶液的浓度来提供对化学溶液中化合物浓度的准确控制，并在溶液浓度落入目标范围之外时向这些罐中置换或补充溶液。

所述过程控制掺混器系统的设计和构造有助于将该系统充分靠近系统将要向其中供应化学溶液的一个或多个化学溶液罐和/或处理设备布置。具体地，过程控制掺混器系统可位于制造厂(Fab)或洁净室中或附近，或者可选择地，位于sub-Fab室中、但靠近溶液罐和/或设备在洁净室中所处的位置。例如，包括掺混器单元和控制器的过程控制掺混器系统可位于溶液罐或处理设备的约30米内，优选在约15米内，更优选在约3米或更小范围内。此外，过程控制掺混器系统可以与一个或多个设备集成，以便形成包含处理掺混器系统和设备的单一单元。

非机载掺混器

如上所述，根据本发明的一个实施例，掺混器108可以设置成非机载的。也就是说，掺混器108可以与该掺混器108所服务的处理站分离，这样，掺混器108可以被远程设置在例如sub-Fab中。

在非机载掺混器的具体实施例中，一种集中式掺混器构造成服务于多个设备。图7示出了一种这样的集中式掺混器系统700。一般地，掺混器系统700包括掺混器108和一个或多个充注站702_1-2。在该示例性实施例中示出了两个充注站702_1-2(统称为充注站702)。掺混器108可构造成与前述任意实施例中的相同(例如上文结合图6所述的)。掺混器108通过主供应管线404和一对流动管线704_1-2流体联接到充注站702，流动管线704_1-2的各自的端部联接到其中一个充注站702_1-2。在主供应管线和流动管线704_1-2的接合处设有流动控制单元706。流动控制单元706表示适于控制掺混器108与充注站702之间的流体流动的方面的任意数量的装置。例如，流动控制单元706可包括用于控制来自掺混器108的溶液向下游目标的输送的多通阀。相应地，流动控制单元706可选择性地(例如在控制器126的控制下)将来自掺混器108的溶液经由第一流动管线704₁送至第一充注站702₁和经由第二流动管线704₂送至第二充注站702₂。流动控制单元706还可包括流量计或流动控制器。

每个充注站702联接到一个或多个处理设备708。在该示例性实施例中，充注站各自联接到四个设备(设备1-4)，但是更一般地，充注站可联接到任意数量的使用点。对于来自充注站702的溶液的输送(和/或计量、流率等)可由设置在各自的充注站与多个设备708之间的流动控制单元710_1-2控制。在一个实施例中，在各自的充注站与多个设备708之间设置过滤器712_1-2。过滤器712_1-2选择成在溶液被输送到各自的设备之前将其中的杂质去除。

在一个实施例中，各充注站702向各自的设备708供应不同的化学品。例如，在一个实施例中，第一充注站702₁供应稀释的氢氟酸，而第二充注站702₂供应SC-1型溶液。各自的设备处的流动控制装置可操作成将输入溶液送往设备的适当的处理站/室。

在一个实施例中，各充注站与掺混器108可不同步操作。也就是说，可在同时将溶液分配给一个或多个设备708时填充各充注站702_1-2。为此，各充注站构造成具有其中设有至少两个容器的充注回路。在该示例性实施例中，第一充注站具有含两个容器716_1-2的第一充注回路714_A-D。所述充注回路由多条流动管线段限定。第一流动管线段714_A将流动管线704与第一容器716₁流体联接。第二流动管线段714_B将第一容器716₁流体联接到处理设备708。第三流动管线段714_C将流动管线704与第二容器716₂流体联接。第四流动管线段714_D将第二容器716₂流体联接到处理设备708。在充注回路中设有多个阀720_1-4，以控制掺混器108与容器716之间、以及容器716与多个设备708之间的流体连通。

各容器716具有适当数量的液位传感器717_1-2(例如高液位传感器和低液位传感器)，以感受各自容器内的流体液位。各容器还具有可藉以对各自的容器加压的加压气体入口719_1-2和可藉以对各自的容器减压的排放口721_1-2。尽管没有示出，第一处理站702₁的充注回路714_A-D可配备任意数量的流动管理装置，例如压力调节器、流动控制器、流量计等。

第二充注站702构造相同。因此，图7所示的第二充注站702具有设置在充注回路724_A-D中的两个容器722_1-2，所述充注回路724_A-D具有用于控制流体连通的多个阀726_1-4。

在运行过程中，控制器126可操作流动控制单元706，以在掺混器108与第一充注站720₁之间建立连通。控制器126还可操作第一充注回路阀720₁，以在第一流动管线704₁和充注回路714_A-D的第一流动管线段714_A之间建立流体连通，由此在掺混器108与第一容器716₁之间建立流体连通。在该构造中，掺混器108可使溶液流向第一容器716₁，直到一个适当的传感器717₁(即，高液位传感器)指示容器已满，此时，第一充注回路阀720₁关闭，可通过向加压气体入口719₁应用气体而对容器716₁加压。在填充第一容器之前和期间，可打开各自的排放口721₁以使容器减压。

当第一容器716₁被填充时，充注站702₁可构造成使得第二容器716₂向一个或多个设备708分配溶液。相应地，第二阀720₂关闭，第三阀720₃打开，第四阀720₄被设定到允许第二容器716₂和处理设备708经由第四流动管线段714_D流体连通的位置。在溶液分配过程中，可通过向各自的气体入口721₂应用加压气体而使第二容器受压。

一旦确定第二容器716₂中的流体液位已达到预定的低液位(如适当的低液位传感器717₂所示的)，则充注站702可构造成通过将第一充注回路的阀设定到合适位置而暂停从第二容器716₂的分配并开始从第一容器716₁的分配。然后，可通过打开各自的排放口721₂对第二容器716₂减压，此后，可用来自掺混器108的溶液填充第二容器716₂。

第二充注站702₂的运行与第一充注站702₁的运行相同，因此不再详细描述。

在填充了其中一个充注站702_1-2中的容器后，所述充注站将能够在一段时间内向一个或多个设备708分配溶液。在这段时间里，流动控制单元706可操作成将掺混器108设置成与其它充注站流体连通。可以设想将充注站的容器的容量大小确定成，对于流入和流出充注站的给定流率，在另一充注站的备用容器耗尽之前，掺混器108可再填充其中一个充注站的其中一个容器。这样，可以维持来自充注站的溶液分配不中断，或者基本上不中断。

回收系统

如上所述，在本发明的一个实施例中，从处理站(或者更一般地指使用点)排出的流体被回收和再利用。现参照图8A，其中示出了回收系统800A的一个实施例。回收系统800A包括前面参照图4描述的一定数量的部件，这些部件由同样的附图标记标注且不再详细描述。此外，为清楚起见，前面所述的一些项目被除去。一般地，回收系统800A包括掺混器108和多个罐802_1-N(统称为罐802)。罐802与图4所示的罐436对应，因此，各罐流体联接到各自的处理站(未示出)，并还可以流体联接到真空泵子系统120(未示出)。

在一个实施例中，罐802构造成将输入的液体-气体流中的液体与气体分离。为此，罐802可分别包括位于各自的罐的入口处的冲击板828_1-N。在遇到冲击板828时，液体通过钝力(blunt force)作用从输入流体中凝出。罐802还可包括除雾器830_1-N。除雾器830通常包括相对于流经除雾器830的流体有角度地(例如约90度)定位的平面阵列。与除雾器表面的冲击造成液体进一步从气体中凝出。从输入流体中凝结的液体在位于罐下部的液体储存区域832_1-N中集聚，同时，任何剩余蒸汽被排出到真空泵子系统120(见图1)。在一个实施例中，除雾器下方定位有除气挡板834_1-N，例如正好位于冲击板828下方。除气挡板在液体储存区域832上方延伸并在一端形成开口836_1-N。在这种构造中，除气挡板允许液体经由开口836进入液体储存区域832，但防止来自液体的湿气随着输入的液体-气体流被重新引入。

每个罐802都经由各自的回收管线804_1-N(统称为回收管线804)流体联接到掺混器108。通过提供各自的泵806_1-N(统称为泵806)促使流体从罐中通过各自的回收管线804流动。罐802与它们各自的泵806之间的流体连通由设置在回收管线804中的气动阀808_1-N(统称为阀808)的运行进行控制。在一个实施例中，泵806是离心泵或合适的替代物，例如气动膜泵或隔膜泵。

在一个实施例中，在各回收管线中设有过滤器810_1-N(统称为过滤器810)。过滤器810选择成在回收流体被引入掺混器108之前将其中的杂质除去。尽管未示出，过滤器可分别联接到一冲洗系统，所述冲洗系统构造成使冲洗液(例如DIW)流经过滤器，以去除和带走被过滤器捕获的杂质。可通过提供一个或多个流动管理装置来管理(例如控制和/或监测)流进过滤器和掺混器108的流体。作为示例，流动管理装置812_1-N、814_1-N设置在各自的回收管线中位于过滤器上游和下游。例如，在该示例性实施例中，上游装置812_1-N是气动阀(统称为阀812)，其设置在各过滤器810的上游。相应地，可通过操纵气动阀812来控制回收流体的流率。此外，下游装置814_1-N包括压力调节器和流动控制阀，以确保所需压力和流率的流体被引入掺混器108。各流动管理装置可受到控制器126(见图4)的控制。

每条回收管线804都在掺混器108的主供应管线404处终止。相应地，从各自的罐中流出的每一流体都可流入通过主供应管线404流动的溶液并与该溶液混合。在一个实施例中，回收流体从设置在主供应管线404中的混合站(例如上面参照图6描述的混合器642)的上游引入。此外，可沿着主供应管线404在混合器642下游设置一个或多个浓度监测器818。尽管为方便起见仅示出了一个浓度监测器，但是，可以考虑对于回收的每种不同的化学品提供浓度监测器，在这种情况下，对于特定流可以在各自的浓度监测器上游的适当点处将回收流引入主供应管线404。这样，可以在各自的浓度监测器处监测各自的化学品的浓度。如果浓度不在目标范围内，则掺混器108可操作成从各入口402注入计算量的合适的化学品。然后，结果溶液在混合器642中混合，并再次在浓度监测器818处进行浓度监测。该过程可以是连续的，同时使溶液转向以进行泄流，直到获得所需浓度。然后可使溶液流向合适的使用点。

在一些构造中，在各处理站使用的化学品可以总是相同的。相应地，在一个实施例中，各回收管线804可进入适当的使用点供应管线410、412、414，如图8B中示出的回收系统800B所示。尽管没有示出，但是可沿各回收管线设置浓度监测器，以便监测进入使用点供应管线的回收流的相应浓度。尽管没有示出，但是可沿使用点供应管线410、412、414设置混合区，以将输入的回收流与来自掺混器108的流体混合。同时，可通过使来自掺混器108的流体与各自的回收流相互之间呈180度输送而实现流体的适当混合。输入流可以在一T型接合件处混合，由此形成的混合物相对于输入流流路呈90度流向各自的使用点。

可选择地，可以考虑使各回收流体流至掺混器108中适当的浓度监测器上游的一点处，如图8C中示出的回收系统800C所示。例如，来自第一回收管线804₁的稀释的氢氟酸回收溶液可输入氢氟酸入口402₁的下游和构造成监测氢氟酸浓度第一浓度监测器406₁的上游。来自第二回收管线804₂的SC-1型化学品的回收溶液可输入氢氧化铵入口402₂和过氧化氢入口402₃的下游、以及构造成监测SC-1型溶液组分浓度的第二和第三浓度监测器406₂、406_N的上游。依此类推。在一个实施例中，通过由使用计量信号和滴定分析结果的过程模型得出一方程，将能够区分一种多组分(例如氢氧化铵和过氧化氢)混合物中的各组分。必须知道进入工艺的输入化学品浓度，更具体地，在由于发生化学过程而分解、NH₃分子逸出、或形成任意生成盐或副产物之前必须知道流体的浓度。这样，能观察到变化的计量，并能预见特别用于该过程的成分变化。

在每一前述实施例中，为使浓度适当，回收流体可被过滤和被监测。但是，在一段时间和/或一定数量的处理循环后，回收流体将不再适于它们的预期用途。因此，在一个实施例中，来自罐804的溶液只是再循环和重复使用有限的时间和/或有限次的处理循环。在一个实施例中，处理循环以所处理的晶片数量进行度量。因此，在一具体实施例中，对于给定处理站的给定化学品溶液被回收和重复使用于N个晶片，其中，N是某些预定的整数。在处理过N个晶片后，所述溶液被转向以进行泄流。

应该理解，图8A-C所示的回收系统800A-C仅仅是一个实施例的示例性说明。所属领域的技术人员将会认识到本发明范围内的其它实施例。例如，在回收系统800A-C的另一实施例中，可选择地，流体可从罐802送入位于例如sub-Fab中的非机载的回收设备中。为此，可以在各自的回收管线804中设置适当的流动控制装置(例如气动阀)。

真空泵子系统

现参照图9，其中示出了真空泵子系统120的一个实施例。一般地，真空泵子系统120可操作成收集废液和将气体与流体分离以便于废物管理。相应地，真空泵子系统120通过真空管线902联接到各真空罐436、438(见图4)和真空罐802(见图8)。这样，真空管线902可联接到图4所示的各真空管线444和446。尽管未在图9中示出，但是可在真空管线902和/或真空罐的各自的真空管线(例如图4所示的管线444和446)中设置一个或多个阀，由此可选择性地在各自的罐上设置一真空。此外，可在真空管线902中设置真空表904，以测量真空管线902中的压力。

在一个实施例中，在真空管线902中设有主动式压力控制系统908。一般地，主动式压力控制系统908操作成维持真空管线902中的所需压力。以这种方式控制压力可有利于确保针对在各自的处理站204(例如见图4)中执行的工艺进行过程控制。例如，假定在给定处理站204中执行的工艺需要在真空管线902中维持400托的压力，那么，主动式压力控制系统908在PID控制(与控制器126配合)下操作成维持所需压力。

在一个实施例中，主动式压力控制系统908包括压力发送器910和压力调节器912，它们相互之间电通信。压力传感器910测量真空管线902中的压力，然后向压力调节器912发出信号，使压力调节器912根据测量压力与设定(所需)压力之间的差异来打开或关闭各自的可变节流孔(orifice)。

在一个实施例中，置于真空管线902上的真空是由位于主动式压力控制系统908下游的泵产生的。在一具体实施例中，泵914是液体环式泵。液体环式泵是特别有利的，因为它能安全地处理液体、蒸汽和雾气的振荡和稳定流。尽管液体环式泵的运行是公知的，但仍在这里给出简要描述。但是，可以理解，本发明的实施例不限于液体环式泵的具体操作或结构方面。

一般地，液体环式泵操作成通过提供在偏心壳体内自由旋转的叶轮来除去气体和雾气。通过向泵中供入液体——通常是水(称作密封流体)来实现真空泵作用。在该示例性实施例中，密封流体由罐906供应，该罐906经由供应管线913流体联接到泵914。作为示例，在供应管线913中设有阀958，以便选择性地将罐906与泵914隔离。当密封流体在运行过程中进入泵时，密封流体被旋转的叶轮叶片推靠在泵914壳体的内表面上，以形成在泵壳体的偏心叶型中膨胀的液体活塞，由此造成真空。当(输入流中的)气体或蒸汽在联接有真空管线902的泵914的吸入口907进入泵914时，气体/蒸汽被叶轮叶片和液体活塞阻挡。当叶轮旋转时，液体/气体/蒸汽被转子和壳体之间的狭窄空间向内推动，由此压缩受阻的气体/蒸汽。然后，当叶轮完成其旋转时，通过排出口909释放经压缩的流体。

泵914的排出口909连接到流动管线915，所述流动管线915在罐906处终止。在一个实施例中，罐906构造成将输入的液体-气体流中的液体与气体进一步分离。为此，罐906可在其入口处包括冲击板916。在遇到冲击板916时，液体在钝力作用下从输入流体中凝出。罐906还可包括除雾器920。所述除雾器920通常包括相对于流经除雾器920的流体有角度(例如大约90度)定位的平面阵列。与除雾器表面的冲击造成液体进一步从气体中凝出。从输入流凝出的液体在罐906下部的液体储存区域918中集聚，同时剩余的任何蒸汽通过排气管线924排出。在一个实施例中，在除雾器下方、例如正好在冲击板916下方定位有除气挡板922。除气挡板922在液体储存区域918上方延伸，并在一端形成开口921。在这种构造中，除气挡板922允许液体经由开口921进入液体储存区域918，但防止来自液体的湿气与输入的液体-气体流一起被重新引入。

在一个实施例中，容纳在罐906中的密封流体被热交换成维持所需的密封流体温度。例如，在一个实施例中，可能希望将密封流体维持在10℃以下的温度。为此，真空泵子系统120包括冷却回路950。泵937(例如离心泵)提供机械动力，以使流体流经冷却回路950。所述冷却回路950包括出口管线936和一对回流管线962、964。第一回流管线962将出口管线936流体联接到热交换器954的入口。第二回流管线964联接到热交换器954的出口，并在罐906处终止，其中，经冷却的密封流体被分配到罐906的液体储存区域918中。作为示例，在第二回流管线964中设有阀960，由此可使冷却回路950与罐906隔离。这样，温度受控的密封流体造成某些蒸汽/雾气从输入流中凝出并进入密封泵914的液体中。

在一个实施例中，热交换器954与机载冷却系统952流体连通。在具体实施例中，所述机载冷却系统952是一种基于氟里昂的冷却系统，其使氟里昂流经热交换器954。在上下文中，“机载”指冷却系统952与热交换器954物理集成。在另一实施例中，冷却系统952可以是“非机载”部件，例如独立式冷却器。

在运行过程中，可使密封流体以连续或周期性的方式从罐906循环通过冷却回路950。当密封流体流经热交换器954时，该流体被冷却并随后返回罐906。可通过操作冷却系统952来控制热交换器954的热交换作用(即，使密封流体处于何种温度)。为此，温度传感器953可以与罐906的液体储存区域918中包含的密封流体连通。可将温度传感器953获得的测量值提供给控制器126。控制器126可随后向冷却系统952发出适当的控制信号，由此引起冷却系统952调节氟里昂(或者所用的其它冷却液)的温度。同样可以设想，液体储存区域918中的密封流体可以通过与罐906的周围环境的热交换而被部分冷却。这样，密封流体可以维持所需温度。

在一个实施例中，可以将来自冷却回路950的经冷却的密封流体注入液体环式泵914上游的真空管线902中。因此，真空泵子系统120包括所示的从第二回流管线964分支的供应管线957。阀956设置在供应管线957中，由此可建立或断开冷却回路950与真空管线902之间的流体连通。当阀956保持打开时，一部分经冷却的密封流体从冷却回路950流出经由供应管线957进入真空管线902。这样，经冷却的密封流体进入通过真空管线902流向液体环式泵914的气体/液体流。这样，温度相对较低的经冷却的密封流体使输入的气体/液体流在进入泵914之前凝出一些蒸汽或雾气。在一个实施例中，对于温度在约80℃和约10℃之间的输入流(来自真空罐经由真空管线902)，经冷却的密封流体的温度可以在约5℃和约10℃之间。

在一个实施例中，真空泵子系统120构造成监测密封流体中的一种或多种组分浓度。监测化学品浓度可能是有利的，例如为了保护液体环式泵914的任意(例如金属)部件和/或真空泵子系统120的其它部件。为此，图9所示的系统120包括设置在冷却回路950中的主动式化学浓度控制系统940。在该示例性实施例中，浓度控制系统940包括与气动阀944电连接的化学监测器942，如双向通信线路945所示。但是，应该理解，气动阀944可能不直接相互通信，而是通过控制器126通信。在运行过程中，化学监测器942检查流经输出管线936的密封流体的一种或多种组分的浓度。如果超出了化学监测器942的设定值，则化学监测器942(或响应于来自化学监测器942的信号的控制器126)向气动阀944发出信号，由此气动阀944打开与泄流管线938的连通，以使至少一部分密封流体能够排出。在该示例性实施例中，止回阀939设置在泄流管线938中，以防止流体回流。此外，背压调节器946设置在泄流管线938中或者该泄流管线上游的一点处。该背压调节器946确保了在冷却回路950中维持足够的压力，由此使密封流体连续流动通过冷却回路950。

在一个实施例中，罐906选择性地流体联接到多个不同泄流装置(drain)的其中一个。然后，根据密封流体的组成(即，组分或浓度)来选择所述多个泄流装置中的特定的一个。例如，在包含溶剂的密封流体的情况中，可将密封流体导入第一泄流装置，而在非溶剂/无溶剂物的情况中，可将密封流体导入第二泄流装置。在至少一个方面，该实施例可用于避免在给定泄流管线上形成沉积——否则可能在例如溶剂和非溶剂/无溶剂物通过相同泄流装置进行处理时发生沉积。因此，可以设想，可监测密封流体的化学溶液例如HF、NH3、HCL或IPA的独立形成。可将这些化学溶液中的每一种导入单独的泄流管线(或者，可将溶液的某些组合导入单独的管线)。在一个实施例中，这可通过使用声速传感器测量罐906中溶液的密度变化而实现。

当罐906被泄流时(更一般地，在系统120运行期间的任意时刻)，可通过提供主动式液位控制系统928来维持罐906中具有足够液位的密封流体。在一个实施例中，主动式液位控制系统928包括设置在输入管线926上的气动阀944和多个流体液位传感器934_1-2。流体液位传感器934可包括例如高液位传感器934₁和低液位传感器934₂。气动阀944和多个流体液位传感器934_1-2经由控制器126相互电连接，例如虚线通信线路932所示的。在运行时，罐906中的流体液位可足够降低以触发低流体液位传感器934₂。响应于此，控制器126发出控制信号使气动阀930打开，以允许在第一密封流体源970(例如，去离子水(DIW)源)和罐906之间经由输入管线926建立连通。一旦罐906中的流体恢复到位于高、低液位传感器934₂之间的液位，则气动阀930关闭。

除了在罐泄流时维持罐906中具有足够液位的密封件流体之外，主动式液位控制系统还可响应于来自高流体液位传感器934₂的信号而启动泄流循环。换句话说，假如罐906中的流体液位升高到足以触发高流体液位传感器，那么传感器将会向控制器126发出信号。响应于此，控制器126发出信号使气动阀944打开，并使密封流体能流向泄流管线938。

此外，可以设想，罐906可以联接到任意数量的密封流体或添加剂。例如，在一个实施例中，罐906联接到中和剂源972。可以选择中和剂来中和从真空罐经由真空管线902的输入流的各种组分。在一具体实施例中，中和剂是酸性或碱性的，并分别能够中和碱或酸。可通过在阀974处将源972联接到输入管线926而选择性地将来自中和剂源972的中和剂引入罐906中。阀974可以构造成使得源970、972的其中一个或两者都与罐906流体连通。

这里已经描述了化学管理系统的各种实施例。但是，所公开的实施例仅仅是示例性的，所属领域的技术人员应认识到本发明范围内的其它实施例。例如，前面若干实施例提供了一种可以相对于处理设备机载或非机载设置的掺混器108，但是，在另一实施例中，可以完全省去掺混器108。也就是说，具体工艺所需的具体溶液可被现成地提供而使用无需掺混的浓度。这样，具体溶液的来源罐可以联接到输入流控制子系统112，如图1所示。

因此，很显然，本发明提供了所属领域的技术人员将会认识到的很多附加实施例，这些实施例都在本发明的范围内。

Claims

1.一种用于维持化学溶液具有所需浓度的掺混器系统，该系统包括：

掺混器单元，该掺混器单元构造成接收和混合至少两种化合物，并将包含选定浓度的所述化合物的混合物的溶液输送到至少一个罐中，所述罐容纳选定体积的所输送溶液；

至少一个处理站，该处理站具有与所述罐流体联接的入口，并构造成使用从罐中接收的溶液在物品上进行一过程；

与处理站的出口流体联接的流体回收系统，该流体回收系统构造成将从处理站排出的溶液返回罐的一上游点处，由此使至少一部分从罐中排出的溶液返回罐的所述上游点处，以供在处理站再利用；以及

控制器，该控制器构造成：

控制掺混器单元的运行，以维持输送到罐中的溶液中至少一种化合物的浓度处于选定浓度范围内；以及

当容纳在罐内的溶液体积中所述至少一种化合物的浓度不在目标范围内时，改变进入和流出罐的溶液的流率。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述掺混器单元构造成向多个罐选择性地供应选定浓度的化合物的混合物。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理站位于半导体设备的一室中。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，从罐中排出的部分溶液所返回到的上游点是掺混器单元的入口。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括与控制器通信的第一化学监测器，该第一化学监测器构造成监测掺混器单元中的溶液，并确定掺混器单元内的溶液中是否所述至少一种化合物的浓度处于选定浓度范围内。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括与控制器通信的第二化学监测器，该第二化学监测器构造成测量罐内溶液中所述至少一种化合物的浓度，并当容纳在罐内的溶液中所述至少一种化合物的浓度不在目标范围内时，向控制器发出指示。

7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括与控制器通信的第二化学监测器，该第二化学监测器构造成监测返回溶液，以在重新引入罐中之前确定返回溶液中是否所述至少一种化合物具有预定浓度。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，作为对于容纳在罐内的溶液体积中所述至少一种化合物的浓度不在目标范围内的响应，控制器构造成增加从掺混器单元去往罐中的溶液的流率，以及增加来自罐中的溶液的流率，以使罐内溶液体积中所述至少一种化合物的浓度处于目标范围内。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括与罐相连的泄流阀，其中，控制器构造成控制泄流阀，以增加来自罐中的溶液的流率，同时通过增加从掺混器单元去往罐中的溶液的流率来维持罐内溶液具有选定体积。

10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括与控制器通信的浓度监测器，其中，浓度监测器测量罐内溶液中所述至少一种化合物的浓度，以便当容纳在罐内的溶液中所述至少一种化合物的浓度不在目标范围内时向控制器发出指示。

11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器构造成：

当容纳在罐内的溶液中所述至少一种化合物的浓度处于目标范围内时，以第一流率从掺混器单元向罐供应溶液；以及

当容纳在罐内的溶液中所述至少一种化合物的浓度不在目标范围内时，以大于第一流率的第二流率从掺混器单元向罐供应溶液；其中，以第一和第二流率从掺混器中供应的溶液包括在选定浓度范围内的所述至少一种化合物。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，还包括：

向掺混器单元输送过氧化氢的第一供应源；以及

向掺混器单元输送氢氧化铵的第二供应源；

其中，所述控制器构造成控制过氧化氢和氢氧化铵以选定浓度和变化流率输送到掺混器单元，使得掺混器单元以第一和第二流率向罐供应溶液，同时维持在输送到罐中的溶液中过氧化氢处于第一浓度范围内，而氢氧化铵处于第二浓度范围内。

13.一种用于维持化学溶液具有所需浓度的系统，该系统包括：

掺混器单元，该掺混器单元构造成接收和混合至少两种化合物，并将包含选定浓度的所述化合物的混合物的溶液输送到至少一第一供应罐中，所述第一供应罐容纳选定体积的所输送溶液；

至少一个处理站，该处理站具有与所述罐流体联接的入口，并构造成使用从第一供应罐中接收的溶液在物品上进行一过程；

真空泵系统，该真空泵系统经由真空管线与处理站的至少一个出口流体联接，该真空泵系统包括：

液体环式泵，该液体环式泵具有与真空管线联接的吸入口，以接收从处理站经由出口排出的一种或多种流体形成的输入多相流；以及

密封流体罐，该密封流体罐与液体环式泵的排出口联接，并包括构造成用于从液体环式泵经排出口输出的多相流中除去液体的一个或多个装置；其中，密封流体罐向液体环式泵供应液体环式泵运行所需的密封流体；以及

控制器，该控制器构造成：

控制掺混器单元的运行，以维持输送到第一供应罐的溶液中至少一种化合物的浓度处于选定浓度范围内；以及

当容纳在第一供应罐内的溶液体积中所述至少一种化合物的浓度不在目标范围内时，改变进入和流出第一供应罐的溶液的流率。

14.如权利要求13所述的系统，其特征在于：还包括与处理站的出口流体联接的流体回收系统，该流体回收系统构造成将从处理站排出的溶液返回罐的一上游点处，由此使至少一部分从罐中排出的溶液返回罐的所述上游点处，以供在处理站再利用。

15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，还包括用于接收来自处理站的流体的收集罐；该收集罐包括：

与处理站的出口联接的入口；

与真空管线联接的第一出口；以及

与流体回收系统的流体回收管线联接的第二出口。

16.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述真空泵系统还包括：

设置在液体环式泵上游的真空管线中的压力控制系统，其中，该压力控制系统构造成根据处理站中的所需压力来维持真空管线中的目标压力。

17.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述真空泵系统还包括化学浓度控制系统，该化学浓度控制系统构造成：

监测容纳在罐内并向液体环式泵供应以用于液体环式泵的运行的密封流体的浓度；以及

选择性地调节密封流体的浓度。

18.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述真空泵系统还包括：

冷却剂源，该冷却剂源在输入多相流输入液体环式泵之前用于将冷却剂注入该输入多相流中，所述冷却剂的温度足以使液体从输入多相流中凝出。

19.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述掺混器单元构造成混合第一化学溶液以供输送到第一供应罐，以及混合第二溶液以供输送到第二供应罐，并还包括流动控制装置，该流动控制装置可操作成使掺混器单元选择性地与第一和第二供应罐连通。

20.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述掺混器单元包括浓度监测系统，该浓度监测系统构造成：

一旦确定了输送到第一供应罐的溶液中所述至少一种化合物的浓度不在选定浓度范围内，则向掺混器单元加入一定量的一种或多种流体，直到浓度处于选定浓度范围内。

21.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述处理站位于半导体设备的一室中。

22.如权利要求13所述的系统，其特征在于，从罐中排出的部分溶液所返回到的上游点是掺混器单元的入口。

23.如权利要求13所述的系统，其特征在于，还包括与控制器通信的第一化学监测器，该第一化学监测器构造成监测掺混器单元中的溶液，并确定掺混器单元内的溶液中是否所述至少一种化合物的浓度处于选定浓度范围内。

24.如权利要求23所述的系统，其特征在于，还包括与控制器通信的第二化学监测器，该第二化学监测器构造成测量罐内溶液中所述至少一种化合物的浓度，并当容纳在罐内的溶液中所述至少一种化合物的浓度不在目标范围内时，向控制器发出指示。

25.如权利要求23所述的系统，其特征在于，还包括与控制器通信的第二化学监测器，该第二化学监测器构造成监测返回溶液，以在重新引入罐中之前确定返回溶液中是否至少一种化合物具有预定浓度。

26.如权利要求13所述的系统，其特征在于，作为对于容纳在罐内的溶液体积中所述至少一种化合物的浓度不在目标范围内的响应，控制器构造成增加从掺混器单元去往罐中的溶液的流率，以及增加来自罐中的溶液的流率，以使罐内溶液体积中所述至少一种化合物的浓度处于目标范围内。

27.如权利要求26所述的系统，其特征在于，还包括与罐相连的泄流阀，其中，控制器构造成控制泄流阀，以增加来自罐中的溶液的流率，同时通过增加从掺混器单元去往罐中的溶液的流率来维持罐内溶液具有选定体积。

28.如权利要求13所述的系统，其特征在于，还包括与控制器通信的浓度监测器，其中，浓度监测器测量罐内溶液中所述至少一种化合物的浓度，以便当容纳在罐内的溶液中所述至少一种化合物的浓度不在目标范围内时向控制器发出指示。

29.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述控制器构造成：

30.一种向罐内供应化学溶液的方法，包括：

向掺混器单元供应至少两种化合物，以形成选定浓度的所述至少两种化合物的混合溶液；

从掺混器单元向罐供应混合溶液，以向罐填充预定溶液体积；

维持容纳在罐内的溶液中至少一种化合物的浓度处于选定浓度范围内，通过：

控制掺混器单元以维持所述至少一种化合物处于选定浓度范围内；以及

当容纳在罐内的溶液中所述至少一种化合物的浓度不在目标范围内时，改变进入和流出罐的溶液的流率；

使溶液从罐流向处理室，在该处理室中进行使用所述溶液的一过程；从处理室中排出至少一部分溶液；

使溶液的排出部分返回处理室上游的一点处，由此使所述排出部分可供在处理室中再利用；以及

监测溶液的排出部分，以确定溶液的排出部分中是否至少一种化合物具有预定浓度。

31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，通过打开与罐相连的泄流阀来增大来自罐中的溶液的流率。

32.如权利要求30所述的方法，其特征在于，还包括测量溶液中所述至少一种化合物的浓度；其中，作为对于容纳在罐内的溶液中所述至少一种化合物的测量浓度不在目标范围的响应而改变流率，并包括增加从掺混器单元去往罐的溶液的流率，以及增加来自罐中的溶液的流率，以使罐内溶液中所述至少一种化合物的浓度处于目标范围内。

33.如权利要求30所述的方法，其特征在于，还包括测量溶液中所述至少一种化合物的浓度；其中，根据所述至少一种化合物的测量浓度来控制掺混器单元和改变流率，以维持溶液中所述至少一种化合物处于选定浓度范围内。