CN101636343A - 对基于衬里的压力分配系统中的衬里堵塞的防止 - Google Patents

Abstract

在来自衬里的流体的压力分配期间，为避免与可塌陷衬里(例如，布置在刚性外包装中)的堵塞相关联的问题，压力分配包装包括防堵塞元件，该防堵塞元件包括如下元件中的任何元件：衬里中的穿孔的凸缘；衬里中的形成有通道的凸缘；沿所述衬里内表面的形成有至少一个液体通道的膜；联接到所述衬里的径向加强元件；布置在衬里中的限定孔口的中空内部支架；与衬里和周围的容器或衬里面板之间的不同塌陷特性相关联的一个或多个磁性元件和互补磁性响应元件。还提供了用于防止适于压力分配的可塌陷衬里堵塞的方法。

Description

对基于衬里的压力分配系统中的衬里堵塞的防止

相关申请的交叉引用

本申请基于2007年1月30日提交的美国临时专利申请No.60/887194并要求该临时专利申请的权益。因此，这个申请的公开内容在此通过引用的方式全部并入。

技术领域

本发明涉及诸如用于实现流体材料的供给以便该流体材料的使用的分配系统。在具体方面，本发明涉及压力分配系统，其中液体或其它流体材料通过利用例如空气或液体的加压介质的取代而从源贮器中排出，并且涉及关于这种系统的制造、操作过程和配置的相关方面。

背景技术

在许多工业应用中，化学试剂和组分需要在高纯度状态下被供给，并且已经开发出专用的封装来保证所供给的材料在包装的填充、存储、运输和最终分配操作期间维持纯的且合适的形式。

在微电子器件制造领域中，对于很多种液体组分和含液体组分来说对合适封装的需求是尤其迫切的，这是因为已封装材料中的任何污染物和/或任何环境污染物进入到包装中包含的材料可能不利地影响借助这种液体组分或含液体组分制造的微电子器件产品，从而使微电子器件产品有缺陷或者甚至不能用于它们的预定用途。

由于这些考虑，已经为在微电子器件的制造中使用的液体组分和含液体组分开发出许多类型的高纯度封装，该液体组分和含液体组分例如光刻胶、蚀刻剂、化学气相沉积试剂、溶剂、晶圆和工具清洗配方、化学机械抛光组分等。

已经投入这种使用的一种类型的高纯度封装包括刚性或半刚性的外包装，该外包装在包或柔性衬里内包含液体组分或基于液体的组分，该包或柔性衬里通过诸如盖或覆盖件的保持结构固定在外包装中的适当位置。这种封装通常称为“罐中包”(BIC)、“瓶中包”(BIB)和“筒中包”(BID)封装。在每种情况下，外包装材料均比其内包含的衬里明显更刚性。所述封装的刚性或半刚性外包装可以例如由高密度聚乙烯或其它聚合物或金属形成，并且衬里可设置为如下聚合物膜材料的预清洁的无菌可塌陷包，选择该聚合物膜材料使其对包含在衬里中的被包含液体或基于液体的材料呈现惰性，该聚合物膜材料例如聚四氟乙烯(PTFE)、低密度聚乙烯、基于PTFE的多层材料、聚氨酯等。在商业上，可从ATMI股份有限公司(Danbury，CT，USA)获得这种类型的封装，商标为NOWPAK。

在涉及液体和基于液体的组分的这种衬里封装的分配操作中，通过将包括汲取管或短取样器(probe)的分配组件连接到衬里的端口，在汲取管浸没在被包含液体中的情况下，从衬里分配液体。在分配组件已经如此联接到衬里之后，例如气体的流体的压力施加在衬里的外表面上，使得衬里逐渐塌陷并迫使液体通过分配组件排出到相关联的流动线路以便流到最终使用地点。

与从可塌陷的基于衬里的分配系统分配液体相关联的问题是当衬里颈缩且最终自我塌陷或塌陷到衬里内部的结构上从而形成位于大部分液体的上方的阻塞点时的过早堵塞，所述大部分液体位于这种堵塞点下方。当这种情况发生时，这种过早堵塞阻碍对布置在衬里内的液体的完全利用。由于在诸如微电子器件产品制造的工业过程中使用的专用化学试剂是非常昂贵的，因此这种问题并非微不足道。因此，有必要从经济角度实现尽可能完全利用来自包装的液体，使得在分配操作已完成之后没有大残留量的液体留在包装中。

因此，本领域继续寻求对分配包装和系统的改进。

发明内容

本发明涉及分配系统，该分配系统可用于将流体材料供给到使用该流体的工具、过程或位置，并且涉及可用于这种分配系统的部件和组件以及使用这种系统的相关方法。

在一个方面，本发明涉及一种压力分配包装，包括：适于容纳流体的可塌陷衬里；和防堵塞元件，该防堵塞元件包括如下元件中的任何元件：(a)布置在衬里中的至少一个穿孔的凸缘；(b)布置在衬里中的至少一个形成有通道的凸缘；(c)沿衬里的内表面布置的形成有至少一个流体通道的膜；(d)联接到衬里的径向加强元件；(e)布置在衬里的侧壁中并且操作性地联接到衬里的侧壁的中空内部支架，该中空内部支架具有布置在衬里的下部中的第一孔口，并且具有布置在衬里的上部中的第二孔口；(f)联接到衬里的至少一个第一磁性材料或磁性相互作用材料，所述至少一个第一磁性材料或磁性相互作用材料适于与联接到包围衬里的外包装容器的对应的至少一个第二磁性材料或磁性相互作用材料相互作用；以及(g)衬里的第一面板，该第一面板的塌陷特性不同于衬里的沿周边结合到第一面板的第二面板。

也提供了用于防止适于压力分配的可塌陷衬里堵塞的方法，该方法包括为所述衬里添加防堵塞元件。这种衬里和周围的外包装容器之间的空间可以被加压，在所述流体分配期间利用防堵塞元件来防止衬里堵塞。

根据下面的公开内容和所附权利要求，本发明的其它方面、特征和优点将更充分地显而易见。

附图说明

图1是包括基于衬里的流体存储和分配包装的处理设备的示意图，该流体存储和分配包装布置成向微电子器件制造设备中的处理工具提供化学试剂以用于制造微电子产品。

图2A-2C是在压力分配的三个连续操作状态下布置在外包装容器中的可塌陷衬里的示意性侧剖视图，其中图2C示出在衬里的一部分自我塌陷时沿着衬里位于中间的不希望的堵塞点的形成。

图3是具有汲取管的衬里的示意性侧剖视图。

图4是根据本发明具体实施例的具有内部凸缘的衬里的示意性侧剖视图，该内部凸缘适于在压力分配期间防止中间衬里塌陷和堵塞状况。

图5A是根据具体实施例的具有第一外部径向加强元件的衬里的示意性侧剖视图，该第一外部径向加强元件适于在压力分配期间防止中间衬里塌陷和堵塞状况，该衬里示出为处于第一操作状态。

图5B是图5A的衬里在压力分配期间处于第二操作状态下(例如，被压缩)的示意性侧剖视图。

图6是根据具体实施例的具有外部局部径向加强元件的衬里的示意性顶剖视图，该外部局部径向加强元件适于在压力分配期间防止中间衬里塌陷和堵塞状况。

图7是根据具体实施例的具有内部中空支撑元件的衬里的示意性顶剖视图，该内部中空支撑元件适于在压力分配期间防止中间衬里塌陷和堵塞状况。

图8A是根据具体实施例的包括形成至少一个液体通道的膜部分的衬里的示意性侧剖视图，该膜部分沿着衬里的内表面布置并且适于在压力分配期间防止中间衬里塌陷和堵塞状况。

图8B是图8A的膜部分的表面中形成的各种通道的展开示意图。

图9A是根据另一具体实施例的布置在容器内的衬里的示意性侧剖视图，其中该衬里具有防堵塞元件，该防堵塞元件包括布置为环的磁性元件或磁性相互作用元件，并且该容器具有适于与防堵塞元件磁性相互作用的对应的磁性元件或磁性相互作用元件。

图9B是根据另一具体实施例的布置在容器内的衬里的示意性侧剖视图，其中该衬里具有防堵塞元件，该防堵塞元件包括磁性元件或磁性相互作用元件，并且该容器具有适于与防堵塞元件磁性相互作用的对应的磁性元件或磁性相互作用元件。

图10是由第一多层复合面板和第二多层复合面板形成的衬里的一部分的剖视图，其中第一和第二面板彼此沿周边结合。

图11A是根据具体实施例的由沿周边结合的第一和第二面板形成的衬里的示意性正视图，其中该第一面板具有第一竖直取向的局部区域，该局部区域赋予第一面板不同于第二面板的塌陷特性。

图11B是图11A的衬里处于部分塌陷状态下的示意性剖视图，示出了由于第一面板和第二面板的不同塌陷特性而留在第一面板和第二面板之间的间隙。

图11C是根据具体实施例的由沿周边结合的第一和第二面板形成的另一衬里的示意性正视图，其中该第一面板具有第一和第二竖直取向的局部区域，所述局部区域赋予第一面板不同于第二面板的塌陷特性。

图11D是根据具体实施例的由沿周边结合的第一和第二面板形成的另一衬里的示意性正视图，其中该第一面板具有之字形的局部区域，该之字形的局部区域赋予第一面板不同于第二面板的塌陷特性。

图11E是根据具体实施例的由沿周边结合的第一和第二面板形成的另一衬里的示意性正视图，其中该第一面板具有矩形局部区域，该矩形局部区域赋予第一面板不同于第二面板的塌陷特性。

图12是具有三种不同粘度(即，1、10和31cps)的流体在100kpa的压力下通过1毫米孔口的流动的计算流量(以毫升每分钟为单位)对粘度(以厘泊为单位)的曲线图。

具体实施方式

本发明涉及用于供给流体材料的分配系统，并且涉及这种系统的制造和使用方法。在具体方面，本发明涉及一种基于衬里的液体容纳系统，该液体容纳系统用于存储和分配化学试剂和化学组分，例如在微电子器件产品的制造中使用的高纯度液体试剂和化学机械抛光组分。

在使用基于衬里的包装来存储和分配流体材料的过程中(其中衬里安装在刚性或半刚性外贮器中)，分配操作可涉及压力分配气体在衬里外部流入贮器中，使得由气体施加的压力迫使衬里被逐渐压缩，从而迫使衬里中的流体材料随后流出衬里。如此分配的流体材料可流到管系、歧管，通过连接器、阀等到达使用地点，例如利用流体的处理工具。

这种基于衬里的液体容纳系统能够用于存储和分配特性异常不同的化学试剂和化学组分。虽然下面主要参考用于微电子器件产品制造的液体组分或含液体组分的存储和分配来描述本发明，但应当理解，本发明的使用不因此受限制，而是本发明扩展到并且包括多种其它应用和所包含的材料。

在此使用的术语“微电子器件”指的是涂有抗蚀剂的半导体衬底、平板显示器、薄膜记录头、微电子机械系统(MEMS)和其它先进的微电子部件。微电子器件可包括被组成图案的且/或被覆盖的硅片、平板显示器衬底或聚合物衬底。此外，微电子器件可包括介孔或微孔无机固体。

本发明的基于衬里的液体介质容纳系统特别实用于在微电子器件产品的制造中使用的液体介质。此外，这种系统实用于液体介质或液体材料需要封装的许多其它应用，包括医药和药物产品、建筑和施工材料、食物和饮料产品、矿物燃料和石油、农药等。

流体分配包装通常包括分配端口，该分配端口与衬里连通以用于从该分配端口分配材料。所述分配端口又与合适的分配组件联接。该分配组件可以采取多种形式中的任一形式，例如组件包括带汲取管的取样器或连接器，该汲取管接触衬里中的材料并且从贮器通过该汲取管分配材料。

在一个实施例中，分配组件适于与流动线路联接，例如使用从包装的衬里中供给的化学试剂的微电子器件制造设备的流动线路。半导体制造试剂可以是光刻胶或其它高纯度化学试剂或特制试剂。

所述包装可以是大型包装，其中衬里的容量在从1到2000升或更多升材料的范围内。

在压力分配模式中，基于衬里的包装可适于与诸如泵、压缩机、压缩气罐等的加压空气源联接。

现在参考附图，图1是包括基于衬里的流体存储和分配包装的处理设备的示意图，该流体存储和分配包装布置成向微电子产品制造设备中的工具提供化学试剂以用于制造微电子产品。

图1示出一种在本发明的广泛实施方面有用的说明性的基于衬里的流体存储和分配容器10的透视图。容器10包括柔性的弹性衬里12，该柔性的弹性衬里12能够容纳液体，例如高纯度液体(按照重量，纯度大于99.99％)。

在一个实施例中，衬里12可以由至少两张沿周边结合(例如焊接)的聚合物膜材料形成。这种“二维”衬里在填充有适当的流体(例如液体)时容易膨胀为大致圆柱形形状。

在另一实施例中，衬里12可由管状储料形成。通过使用管状储料，例如吹制的管状聚合物膜材料，避免了沿衬里侧边的热封和焊接缝。在某些应用中，没有侧边焊接缝是有利的，这是因为衬里能够更好地承受力和压力，所述力和压力倾向于对衬里施加应力并且在极端情况下可导致沿周边结合的二维衬里中的接缝失效。

衬里12最优选为单一用途膜衬里，由此它可以在每次使用后(例如，当容器耗尽其内包含的液体时)被移除并且由新的预先清洁的衬里替换，以使得整个容器10能够重新使用。

衬里12优选没有诸如增塑剂、抗氧化剂、UV稳定剂、填料等的成分，这些成分可能是或者可能变为污染物源，例如通过浸析到包含在衬里中的液体中或者通过分解产生如下降解产物，该降解产物在衬里中具有更大扩散性并且迁移到表面并溶解或以其它方式变为衬里中的液体的污染物。

优选地，大体上纯的膜用于该衬里，诸如纯净的(无添加剂的)聚乙烯膜、纯净的聚四氟乙烯(PTFE)膜，或其它合适的纯净聚合物材料，例如聚乙烯醇、聚丙烯、聚氨酯、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、聚甲醛、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚丁烯等。更通常地，衬里可由具有或不具有金属化和金属薄片的层合材料、共挤出材料、外模挤出材料、复合材料、共聚物和材料混合物形成。

衬里材料的厚度可以为任何合适的厚度，例如，在从大约1密耳(0.001英寸)到大约30密耳(0.030英寸)的范围内。在一个实施例中，衬里具有20密耳(0.020英寸)的厚度。

衬里可以以任何合适的方式形成，例如通过薄型片材的沿周边结合(如上文所述)，或者通过三维衬里的管状吹制成型。成一体的填料开口优选设置在可如图1所示地连接到端口或盖结构28的贮器的上端。因此，衬里12可具有用于将衬里联接到合适的连接器的开口，以进行涉及相应的流体引入或排出的填充或分配操作。至于衬里端口和盖的具体结构，连接到衬里端口的盖可以是手动可拆卸的并且可以被多样配置。该盖也可布置成与汲取管联接以引入或分配流体。

虽然在本发明的广泛实施中能够有益地采用单端口衬里或替代地具有两个以上端口的衬里，但衬里12优选在其顶部中包括两个端口，如图1中所示。衬里布置在大体上刚性的外壳或外包装14中，如所示的，该外壳或外包装14可以是大致长方体形状，包括用来在其中包含衬里12的下接收器部16，并且可选地包括上堆叠和运输搬运部分18。外包装14在性质上大致比衬里12更刚性。堆叠和运输搬运部分18包括分别相对面向的前壁20A和后壁20C以及相对面向的侧壁20B和20D。至少两个相对面向的侧壁(图1中示出为20B和20D)分别具有相应的手动搬运开口22和24，以在容器的使用中使容器能够被手动抓握并用人力举起或以其它方式运输。替代地，外包装可以为圆柱形形式，或者为任何其它合适的形状或构造。

在一个实施例中，外壳14的下接收器部16略微成锥形，如图1中所示。如示出的，下接收器部16的所有四个壁都向下向内成锥形，当存储和运输多个这种容器时，使得容器能够堆叠以便存储和运输。在一个实施例中，外壳14的下部16可具有如下锥形壁，该锥形壁的锥角小于15°，例如大约2°和12°之间的角度。

大体上刚性的外壳14也包括外包装盖26，该外包装盖26防漏地连接到外壳14的壁，以界定包含衬里12的外壳14中的内部空间，如示出的。衬里12和外壳14之间的空间受到加压以实现衬里12的流体内容物的压力分配。

在图1中所示的设备中，衬里12具有包括顶部主端口的两个刚性端口，该顶部主端口联接到盖28并且布置成容纳汲取管36从其穿过以分配液体的通道。汲取管36是分配组件的一部分，该分配组件包括所述汲取管、分配头34、联接器38和液体分配管40。该分配组件也包括气体填充管44，该气体填充管44通过联接器42连接到分配头34并且与分配头中的通道43连通。而通道43适于防漏地联接到外包装盖26中的内部空间端口30(例如，进气端口30)，以适应加压气体的引入以便在分配操作中对衬里12施加压力，从而迫使包含在衬里12中的液体从衬里通过中空汲取管36的内部通道并且通过分配组件到达液体分配管40。因此，进气端口30被操作性地联接以从外部加压气体源(未示出)接收加压气体并将加压气体输送到外包装容器和衬里之间的空间，以用于分配衬里的内容物。

气体填充管44连接到气体进给线路8，该气体进给线路8联接到例如压缩机、压缩气罐等的压缩气体源7，以将加压气体输送到所述外包装的内部空间中，并且在压力分配操作期间逐渐压缩衬里。

液体分配管40与其内包含流量控制阀3和泵4的已分配气体进给线路2联接，以实现已分配流体从包装通过这种流动线路流动到微电子产品制造设备6(“FAB”)中的工具5(“工具”)。工具5可以例如包括旋转涂布机，该旋转涂布机借助构成用于这种目的的合适光刻剂材料的已分配液体来将光刻胶施加到晶圆。该工具替代地可以为适于利用特定的已分配化学试剂的任何合适类型。

因此，液体化学试剂可从所示类型的基于衬里的包装被分配用于微电子产品制造设备6以生产微电子产品9，例如平板显示器或包括集成电路的半导体晶圆。

衬里12有利地由适当厚度的膜材料形成，从而在特性上为柔性且可塌陷的。在一个实施例中，衬里可压缩到额定填充体积的大约10％或更小，该额定填充体积即当衬里完全填充在外壳14中时在衬里中能够包含的液体体积。在各种实施例中，衬里可压缩到额定填充体积的大约0.25％或更小(例如在4000毫升的包装中小于10毫升)，或大约0.05％或更小(在19升的包装中剩余10毫升或更小)，或0.005％或更小(在200升的包装中剩余10毫升或更小)。优选的衬里材料是足够柔软的，以允许衬里在作为替换单元的装运期间的折叠或压缩。衬里的组分和特性优选当衬里中包含液体时防止微粒和微泡形成，足够柔性以允许液体由于温度和压力变化而膨胀和塌陷，并且有效保持纯度以用于要使用该液体的特定最终应用(例如，在半导体制造应用或其它高纯度很重要的液体供给应用中)。

对于半导体制造应用，与1999版的半导体工业协会、国际半导体技术蓝图(SIA，ITRS)中阐述的规范一致，在衬里即将充满时包含在容器10的衬里12中的液体应当具有小于75微粒/毫升的0.25微米直径的微粒，并且衬里在液体中应当具有小于十亿分之30的总有机碳(TOC)，具有每关键元素小于兆分之10的金属可萃取水平的关键元素(诸如钙、钴、铜、铬、铁、钼、锰、钠、镍和钨)，并且对于容纳氟化氢、过氧化氢和氢氧化铵的衬里，具有每元素小于兆分之150的铁和铜可萃取水平的元素。

图1的衬里12可以可选地在其内部空间中包含金属小球45(如示出的)，以帮助液体内容物的非侵入性的磁性搅拌。磁性搅拌小球45可以为在实验室操作中使用的常规类型，并且能够与适当的磁场施加台一起使用，使得容器在衬里填充有液体的情况下静止在该台上时能够被搅拌，以使液体均匀并防止沉降。这种磁性搅拌能力可用来在促进液体内容物沉淀或相分离的条件下运输液体之后使液体内容物再增溶。可以这种方式远程致动的搅拌元件具有如下优点：不必将混合器侵入性地引入到密封衬里的内部。

外壳14的平台26中的端口30可以与衬里上的刚性端口联接，使得衬里制造有两个端口，或者替代地衬里可制造成使得它可使用单个端口构造进行通风。在又一实施例中，头部空间气体去除端口配件包围内部液体分配附件而不使用另外的通风口。

外壳14的平台26可由与该外壳的其余结构部件相同的大体上刚性的材料形成，例如聚乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚偏二氯乙烯、聚氯乙稀、聚甲醛、聚苯乙烯、聚丙烯腈和聚丁烯。

作为容器10的另外可选的改进，无线电频率识别标签32可布置在衬里上，目的在于提供关于所包含的液体和/或其预定用途的信息。该无线电频率识别标签可布置成经由无线电频率应答器和接收器来向用户或技术人员提供信息，用户或技术人员由此可确定容器中的液体的状态、其身份、来源、寿命、预定使用位置和过程等。代替无线电频率识别装置，可以使用可读和/或可由远程传感器传输的其它信息存储装置，例如手持式扫描器、配备有接收器的计算机等。

在涉及图1中示出的容器10的分配操作中，空气或其它气体(氮、氩等)可引入到管44中并通过盖26的端口30，以在衬里12的内表面上施加压力，从而引起衬里塌陷并由此迫使液体通过汲取管36和分配组件到达液体分配管40。

相应地，在填充操作期间，空气可从外壳14的内部空间通过端口30排出，以流过分配头34中的通道43到达管44，使得在衬里12在其液体填充期间膨胀时空气被排出。

如前所述，与离开可塌陷衬里的流体的压力分配相关的问题是当衬里过早颈缩且最终自我塌陷或塌陷到衬里内部的结构上从而形成位于待分配的剩余流体的大部分体积上方的阻塞点时的过早堵塞。在图2A-2C中示意性地示出这种问题。图2A示出在施加显著的压力差以压缩衬里1002之前的压力分配包装1000，该压力分配包装1000包括大体上布置在刚性外包装1001中的配备有附件1005的衬里1002。图2B将包装1000示出为衬里1002和外包装1001之间的间隙空间被加压，其中衬里1002被轻微压缩。图2C示出处于不希望的过早堵塞状态下的包装1000，其中衬里的中心部分1007被压缩到自我接触并且封闭布置在衬里1002的下部1008中的用于流体离开的任何通路。由于刚性附件1005的存在，衬里1002的上部1006同样可以保持打开。显然，这种堵塞现象可能是成问题的，因为它禁止完全使用衬里的化学内容物。

在图3至图8B中示出能够改善这种堵塞问题的各种结构。

图3示出压力分配包装1020，该压力分配包装1020包括配备有附件1025的衬里1022并且具有内部中空的汲取管1030。汲取管1030可以在多个水平上被穿孔，或者汲取管1030可沿其外表的至少一部分包括竖直或螺旋形通道以避免衬里塌陷。而典型的汲取管在其下端或远端具有孔，该孔用作流体从衬里流出的唯一的点，可选地，根据一个实施例的用于防止堵塞的所谓“虚拟”汲取管优选沿该汲取管在顶部或中部限定至少一个其它孔或开口1028，以允许流体被引导到分离的流体抽取端口(未示出)。在汲取管限定下孔口和上孔口以防止堵塞的情况下，并且在设置分离的流体抽取端口来从衬里的上部抽取流体的情况下，这种分离的流体抽取端口(未示出)可设置在衬里中并且不连接到用于防止堵塞的汲取管。在这点上，抽取端口可以直接从衬里的上部接收流体，并且如果衬里在汲取管的中部周围塌陷，还可经由汲取管(通过其上孔口)从衬里的下部接收流体。在汲取管中限定的上孔口1028的另外益处是：这种上孔口1028可在分配循环的开始用于头部空间去除(即，去除包装的顶部处的气体)。

虽然图3示出具有汲取管的压力分配包装的一部分，但根据这里描述的各个实施例的压力分配包装优选没有任何汲取管。

图4示出提供使用中空汲取管的替代方案的压力分配包装1040，其中其上悬置有多个穿孔的或形成通道的凸缘1052A-1052C的细杆1051插入到配备有附件1045的衬里1042。每个凸缘1052-1053优选在其内或其上限定(例如竖直取向的)孔或表面通道以提供朝向衬里1042的顶部的流体流动路径，即使衬里1042在凸缘1052A-1052C周围塌陷。使用杆1051和凸缘1052A-1052C的一个优点是：可以避免汲取管的较大平均直径，从而潜在地使衬里1042的更多内容物能够通过压力分配被抽取。

图5A-5B示出根据具体实施例的压力分配包装1060的衬里1062，其中衬里1062具有适于在压力分配期间防止中间衬里塌陷和堵塞状况的第一外部径向加强元件1063。图5A示出处于完全膨胀状态下的衬里，而图5B示出处于部分压缩状态下的衬里以显示加强元件的防止中间衬里塌陷的效果。加强元件可装配到衬里1062的内部或者(更优选地)装配到外部，或者可替代地形成在衬里内(例如，层合或以其它方式布置在多层衬里材料之间)。加强元件1063在性质上可以是弹性的或可压缩的，但可压缩性不如优选由聚合物膜构成的衬里1060。加强元件1063可以是联接(例如，通过焊接、粘合、层合等)到衬里1060的一个或多个壁的聚合物材料环或部分。在一个实施例中，加强元件1063是螺旋形或部分螺旋形。加强元件优选仅仅向上延伸衬里1060高度的一部分，定位在潜在地可能堵塞的区域或其附近。

图6示出根据具体实施例的压力分配设备1070的衬里1072的顶剖视图，该衬里1072具有适于在压力分配期间防止中间衬里塌陷和堵塞状况的外部加强元件1073。显然，加强元件1073仅仅绕衬里1070的周边延伸一部分。这种构造使得加强元件1073(如果高度足够小)更容易穿过相关联的外包装容器(未示出)的孔插入，并且还使得衬里在分配操作结束时实现其流体内容物的几乎完全排出。如果需要，加强元件1073可以联接成位于衬里内部、位于衬里外部或位于衬里的层之间。“联接”在这点上(并且如这里进一步使用的)指的是非具体连接到衬里或非具体连接在衬里内，或者形成为衬里的整体部分(例如，通过与衬里的一个或多个层进行封接、粘合或层合)。

图7示出压力分配设备1080的衬里1082的顶剖视图，该衬里1082具有操作性地联接到衬里1082的内壁的内部中空支架1084。在这种情况下，这种联接可包括直接联接(例如，连接到衬里的内壁)或与一个或多个中间元件(诸如固定到衬里的侧壁的至少一个可塌陷支撑条或支撑带)的间接联接。中空支架1084优选在衬里内仅仅横跨有限的距离，接近潜在地可能堵塞的区域。由于中空支架1084可以连接到衬里的壁并由衬里的壁支撑，并且它可以仅仅布置在潜在地可能堵塞的区域中，所以这种中空支架1084可以大大短于从衬里1080的一端被支撑的可比较的汲取管。与使用长的中空支架(类似于如上文所述的“虚拟”汲取管)相比，使用短的中空支架的优点是它不太干涉衬里的塌陷，因此不会大大阻碍从衬里分配流体。这种中空支架可通过热焊接或适用于聚合物的其它联结技术连接到衬里的内壁。如果希望离开所述壁放置中空支架(例如，更靠近衬里的中心)，则一个或多个可塌陷中间支架可设置在中空支架与衬里的一个或多个壁之间。例如，可焊接一个或多个聚合物膜材料条(未示出)或带，以使其面向衬里壁的内表面或接缝，中空内部支架居中固定到支撑条或支撑带以在衬里处于膨胀(充满)状态时使中空支架在衬里的内部保持居中，其中这种支撑条或带在衬里塌陷到空的状态时可相对中空内部支架塌陷。以这种方式，相对短的中空内部支架可居中支撑在衬里中以防止堵塞，但衬里在除中空内部支架之外的所有其它区域中都保持几乎可完全自我塌陷。如在一个实施例中结合中空内部支架使用的“相对短”意指中空内部支架的长度优选小于或等于衬里高度的大约一半，更优选小于或等于衬里高度的大约四分之一，并且更优选小于或等于衬里高度的大约十分之一。

图8A是根据具体实施例的压力分配设备1090的衬里1092的示意性侧剖视图，该衬里1092包括形成至少一个液体通道1099(见图8B)的膜部分1095，该膜部分1095沿着衬里1092的内表面布置并且适于在压力分配期间防止中间衬里塌陷和堵塞状况。这种液体通道可通过压花或任何其它合适的技术形成在材料的表面中。膜部分1095可用于构造整个衬里1092，或者可仅仅用于衬里1092的一部分并且经由焊接缝1096A-1096B或其它连接方式联结到其它材料。参考图8B，通道可沿一个或多个方向形成在膜1095中。在衬里自我塌陷的情况下，这种通道的存在提供了一种流体流动通路。

图9A-9B示出利用磁相互作用来禁止衬里堵塞的实施例。图9A示出根据一个实施例的包括布置在容器1101中的衬里1102的包装1100。该衬里1102优选在容器1101中被包围。衬里1102包括孔限定附件1105，该孔限定附件1105适于与容器1101中限定的开口(未示出)对准以便能够与衬里流体连通，例如用于向衬里1102添加材料或从衬里1102分配材料。衬里1102包括防堵塞元件1112A-1112D，该防堵塞元件1112A-1112D包括磁性元件或磁性相互作用元件(例如，布置为环)，其中容器具有适于与防堵塞元件1112A-1112D磁性相互作用的对应的磁性元件或磁性相互作用元件1111A-1111D。在一个实施例中，至少一个磁性材料联接到衬里1102(例如，布置在衬里外部，布置在一个或多个多层衬里面板的层之间，或者次优选地布置在衬里内部)，至少一个磁性相互作用(例如，含铁的)材料布置在外包装容器1101的壁中或壁上。在另一实施例中，至少一个磁性相互作用材料与衬里1102关联，并且至少一个磁性材料对应地与外包装容器1101关联。任一种磁性材料和/或磁性相互作用材料均可以任何方便的形式设置，例如散置的固体元件、柔性条、带(例如，具有压敏粘合表面)、薄膜、薄片等。如果希望，这种元件可以像环那样取向，但并不要求这种取向。可以使用任何合适类型的磁性材料或磁性相互作用材料。在一个实施例中，使用稀土(例如，钕)磁体，并且该稀土磁体优选与可重复使用的外包装容器关联。磁性元件(例如，在与容器相关联时)可包括一个或多个电磁体以提供对所施加磁场的控制。

在图9B中所示的实施例中，设置较少数量的散置的磁性材料或磁性相互作用材料。可以设置少到一个的磁体和磁性相互作用材料。包装1120包括布置在容器1121中的衬里1122，该衬里1122包括适于与容器1121中限定的开口(未示出)对准的孔限定附件1125。衬里1122包括防堵塞元件1132A-1132D，该防堵塞元件1132A-1132D包括磁性元件或磁性相互作用元件(例如，布置为散置的元件)，容器1121具有适于与防堵塞元件1132A-1132D磁性相互作用的对应的磁性元件或磁性相互作用元件1131A-1131D。

上文已经描述了各种衬里。在各种实施例中，衬里可由沿周边结合的面板形成。图10示出由第一面板和第二面板形成的衬里1150，该第一面板由第一片材1151A和第二片材1151B组成，该第二面板由第一片材1152A和第二片材1152B组成，其中第一和第二面板1151-1152沿密封件1159沿周边结合。每个面板的片材或层可沿其基本上整个正面表面被层合在一起，或者可允许片材相对彼此移动而在其间没有正面结合。在另外实施例中，单层面板被结合在一起。

图11A-11E示出防堵塞元件包括衬里的第一面板的实施例，该衬里的第一面板的塌陷特性不同于衬里的沿周边结合到第一面板的第二面板。两个面板之间不同的塌陷特性在压力分配期间在面板之间保持间隙以防止衬里堵塞，如图11B中所示。应当理解，在衬里的附件在外包装容器中对准的情况下，并且在压力施加到衬里和容器之间的空间以压缩衬里的情况下，当衬里受到压力分配时，经历这种不同的塌陷特性。因此，由于这种附件沿着衬里被支撑在任何潜在堵塞区域上方并且布置成远离所述任何潜在堵塞区域，所以附件沿衬里的一个面板或另一个面板的存在不会影响一个面板相对于另一个面板的塌陷特性。

不同的塌陷特性可通过各种方法获得，包括局部处理或本体处理，诸如：热处理、热和压力处理、从本体层添加相同或不同组分的层(局部或跨整个面板)等。优选的热处理包括热封和焊接。在一个实施例中，第一面板的至少一部分在组分上不同于第二面板。在另一个实施例中，第一面板的至少一部分比第二面板厚。在一个实施例中，第一面板包括限定第一面板面的周边边缘，并且对第一面板面的至少一部分进行热改性以赋予第一面板不同于第二面板的塌陷特性。在一个实施例中，整个第一面板均被处理或加工以赋予相对于第二面板不同的塌陷特性。在一个实施例中，第一面板包括限定第一面板面的周边边缘，并且通过施加热和压力来对第一面板面的至少一部分进行改性以赋予第一面板不同于第二面板的塌陷特性。在一个实施例中，衬里包括加强材料，该加强材料布置在第一面板中或上并且适于禁止第一面板相对于第二面板的塌陷。如这里描述的对第一面板的各种改进的效果是相对于第二面板沿这种面板形成加强区域。

图11A示出衬里1200，该衬里具有附件1205并且在层1201A-1201B之间具有周边密封件1209。第一面板1207包括局部处理区域1207以在第一和第二面板之间赋予不同的塌陷特性。这种局部处理区域1207可以例如通过借助热封机的热处理来形成。这种热处理可包括将第一面板的温度局部升高到形成该面板的材料的熔化温度范围。图11B示出图11A的衬里的剖视图，其中第一面板1201A的塌陷在一定程度上被元件1207禁止。

图11C示出衬里1210，该衬里具有附件1215、前面板1211A、周边密封件1219以及竖直布置的多个局部处理区域1217A-1217B。图11D示出类似的衬里1220，该类似的衬里1220具有附件1225、前面板1221A、周边密封件1229以及以之字形形态布置的处理区域1227。图11E示出衬里1230，该衬里1230具有附件1235、前面板1231、周边密封件1239以及大的矩形处理区域1237。这种区域1237可被局部处理(例如，通过压力或温度)，或者这种区域1237可包括另外的材料(例如，粘附到、热结合到、或层合在前面板1231A的各个层中)。在每种情况下，均赋予第一面板相对于第二面板不同的塌陷特性，以禁止衬里堵塞。

优选在第一面板和第二面板之间的沿周边结合之前执行对衬里第一面板的赋予相对于第二面板不同的塌陷特性的处理。

图12中示出即使很小的通路(例如，1毫米直径孔口)在维持流动中的效果，该图为具有三种不同粘度(例如，1、10和31cps)的流体在100kpa的压力下通过1毫米孔口的流动提供了计算流量(以毫升每分钟为单位)对粘度(以厘泊为单位)的曲线图。这表明，即使小的通道也可在多种流体粘度下有效避免完全堵塞状况。

尤其构思了布置成与一个或多个流体利用处理工具(例如，微电子器件处理工具)成进给关系的压力分配包装的使用。在一个实施例中，微电子器件制造设备包括微电子器件处理工具，该微电子器件处理工具被连接成从如上文所述的具有防堵塞元件的基于衬里的压力分配包装接收液体。

除了适于防止可塌陷衬里堵塞的前述结构外，同样构思了用于防止堵塞的方法。一种用于防止适于压力分配的可塌陷衬里堵塞的方法包括为所述衬里增加防堵塞元件，该防堵塞元件包括如下元件中的任何元件：(a)布置在衬里中的至少一个穿孔的凸缘；(b)布置在衬里中的至少一个形成通道的凸缘；(c)沿衬里的内表面布置的形成至少一个流体通道的膜；(d)联接到衬里的径向加强元件；(e)布置在衬里的侧壁中并且操作性地联接到该衬里的侧壁的中空内部支架，该中空内部支架具有布置在衬里的下部中的第一孔口，并且具有布置在衬里的上部中的第二孔口；(f)联接到衬里的至少一个第一磁性材料或磁性相互作用材料，所述至少一个第一磁性材料或磁性相互作用材料适于与联接到包围衬里的外包装容器上的对应的至少一个第二磁性材料或磁性相互作用材料相互作用；以及(g)衬里的第一面板，该第一面板的塌陷特性不同于衬里的沿周边结合到第一面板的第二面板。这种衬里优选布置在外包装容器中。然后，对衬里和外包装之间的空间进行加压以从衬里中分配流体，并且在所述流体分配期间利用防堵塞元件来防止衬里堵塞。通过在流体分配期间防止衬里堵塞，避免残留流体不希望地留在衬里的不易分配的下部。

虽然这里已经根据本发明的具体方面、特征和示例性实施例描述了本发明，但应当理解，本发明的使用不因此受限制，而是扩展到并且包括许多其它变化、修改和替代实施例，如将基于这里的公开内容向本发明领域中的普通技术人员所暗示的。因此，如下面要求保护的本发明意图被宽泛地理解和解释为包括在其精神和范围内的所有这种变化、修改和替代实施例。

工业实用性

本发明在工业上是有用的，因为它促进了向各种流体利用处理的压力分配化学试剂的高效输送和使用。

Claims (42)

1.一种压力分配包装，包括：

适于容纳流体的可塌陷衬里；和

至少一个防堵塞元件，所述至少一个防堵塞元件包括如下元件中的任何元件：

(a)布置在所述衬里中的至少一个穿孔的凸缘；

(b)布置在所述衬里中的至少一个形成有通道的凸缘；

(c)沿所述衬里的内表面布置的形成有至少一个液体通道的膜；

(d)联接到所述衬里的径向加强元件；

(e)布置在所述衬里的侧壁中并且操作性地联接到所述衬里的侧壁的中空内部支架，该中空内部支架具有布置在所述衬里的下部中的第一孔口，并且具有布置在所述衬里的上部中的第二孔口；

(f)联接到所述衬里的至少一个第一磁性材料或磁性相互作用材料，所述至少一个第一磁性材料或磁性相互作用材料适于与联接到包围所述衬里的外包装容器的对应的至少一个第二磁性材料或磁性相互作用材料相互作用；以及

(g)所述衬里的第一面板，该第一面板的塌陷特性不同于所述衬里的沿周边结合到所述第一面板的第二面板。

2.根据权利要求1所述的压力分配包装，没有汲取管。

3.根据权利要求1所述的压力分配包装，还包括由比所述可塌陷衬里的刚性明显更高的材料形成的外包装容器，其中所述衬里和所述至少一个防堵塞元件中的每一个均布置在所述外包装容器内。

4.根据权利要求3所述的压力分配包装，包括进气端口，该进气端口适于从加压气体源接收加压气体并将加压气体输送到所述外包装容器和所述衬里之间的空间。

5.根据权利要求4所述的压力分配包装，操作性地联接到加压气体源。

6.根据权利要求3所述的压力分配包装，其中所述衬里包括形成有孔的附件，所述容器限定开口，并且所述附件适于在所述附件与开口对准的情况下联接到容器。

7.根据权利要求1所述的压力分配包装，其中所述衬里包括包含孔的附件，并且所述至少一个防堵塞元件包括通过延伸穿过所述包含孔的附件的支撑元件而悬置在所述衬里中的至少一个穿孔的凸缘或至少一个形成有通道的凸缘。

8.根据权利要求1所述的压力分配包装，其中所述至少一个防堵塞元件包括布置在所述衬里中的多个穿孔的凸缘和多个形成有通道的凸缘中的任何凸缘。

9.根据权利要求1所述的压力分配包装，其中所述至少一个防堵塞元件包括沿所述衬里的内表面布置的形成有至少一个液体通道的膜。

10.根据权利要求1所述的压力分配包装，其中所述至少一个液体通道通过压花而形成。

11.根据权利要求1所述的压力分配包装，其中所述至少一个防堵塞元件包括联接到所述衬里的径向加强元件。

12.根据权利要求11所述的压力分配包装，其中所述径向加强元件联结到所述衬里的外表面。

13.根据权利要求11所述的压力分配包装，其中所述径向加强元件仅围绕所述衬里的一部分延伸。

14.根据权利要求1所述的压力分配包装，其中所述至少一个防堵塞元件包括布置在所述衬里的侧壁中并且联接到所述衬里的侧壁的中空内部支架，该中空内部支架具有布置在所述衬里的下部中的第一孔口，并且具有布置在所述衬里的上部中的第二孔口。

15.根据权利要求13所述的压力分配包装，其中所述中空内部支架通过固定到所述侧壁的至少一个可塌陷的支撑条或支撑带操作性地联接到所述衬里的侧壁。

16.根据权利要求1所述的压力分配包装，其中所述至少一个防堵塞元件包括联接到所述衬里的至少一个第一磁性材料或磁性相互作用材料，所述至少一个第一磁性材料或磁性相互作用材料适于与联接到包围所述衬里的外包装容器的对应的至少一个第二磁性材料或磁性相互作用材料相互作用。

17.根据权利要求16所述的压力分配包装，其中至少一个第一磁性材料联接到所述衬里。

18.根据权利要求16所述的压力分配包装，其中(a)所述至少一个第一磁性材料或磁性相互作用材料和(b)所述至少一个第二磁性材料或磁性相互作用材料中的任一个均绕着所述衬里或外包装容器的基本上整个周边延伸。

19.根据权利要求16所述的压力分配包装，其中所述至少一个第一磁性材料和所述至少一个第二磁性材料中的任一个均包括磁性带。

20.根据权利要求16所述的压力分配包装，其中至少一个磁性相互作用材料联接到所述衬里。

21.根据权利要求20所述的压力分配包装，其中所述至少一个磁性相互作用材料包括含铁的带或薄片。

22.根据权利要求1所述的压力分配包装，其中所述至少一个防堵塞元件包括所述衬里的第一面板，该第一面板的塌陷特性不同于所述衬里的沿周边结合到所述第一面板的第二面板。

23.根据权利要求22所述的压力分配包装，其中所述第一面板的至少一部分在组分上不同于所述第二面板。

24.根据权利要求22所述的压力分配包装，其中所述第一面板的至少一部分比所述第二面板厚。

25.根据权利要求22所述的压力分配包装，其中所述第一面板包括限定第一面板面的周边边缘，并且对所述第一面板面的至少一部分进行热改性以赋予所述第一面板不同于所述第二面板的塌陷特性。

26.根据权利要求22所述的压力分配包装，其中所述第一面板包括限定第一面板面的周边边缘，并且通过施加热和压力来对所述第一面板面的至少一部分进行改性以赋予所述第一面板不同于所述第二面板的塌陷特性。

27.根据权利要求22所述的压力分配包装，包括加强材料，该加强材料布置在所述第一面板中或所述第一面板上，并且适于阻止所述第一面板相对于所述第二面板的塌陷。

28.根据权利要求22所述的压力分配包装，其中所述第一面板和所述第二面板中的每一个均包括仅沿其周边部分结合的多个材料层。

29.根据权利要求22所述的压力分配包装，其中所述第一面板和所述第二面板中的每一个均包括多个层合材料层。

30.根据权利要求1所述的压力分配包装，其中所述至少一个防堵塞元件包括元件(a)到(g)中的至少两个。

31.根据权利要求1到30中的任一项所述的压力分配包装，以进给关系连接到利用流体的处理工具。

32.一种微电子器件制造设备，包括连接成从根据权利要求1到30中的任一项所述的压力分配包装接收液体的微电子器件处理工具。

33.一种用于防止适于流体的压力分配的可塌陷衬里堵塞的方法，该方法包括为所述衬里添加至少一个防堵塞元件的步骤，所述至少一个防堵塞元件包括如下元件中的任何元件：

(a)布置在所述衬里中的至少一个穿孔的凸缘；

(b)布置在所述衬里中的至少一个形成有通道的凸缘；

(c)沿所述衬里的内表面布置的形成有至少一个液体通道的膜；

(d)联接到所述衬里的径向加强元件；

(e)布置在所述衬里的侧壁中并且操作性地联接到所述衬里的侧壁的中空内部支架，该中空内部支架具有布置在所述衬里的下部中的第一孔口，并且具有布置在所述衬里的上部中的第二孔口；

(f)联接到所述衬里的至少一个第一磁性材料或磁性相互作用材料，所述至少一个第一磁性材料或磁性相互作用材料适于与联接到包围所述衬里的外包装容器的对应的至少一个第二磁性材料或磁性相互作用材料相互作用；以及

(g)所述衬里的第一面板，该第一面板的塌陷特性不同于所述衬里的沿周边结合到所述第一面板的第二面板。

34.根据权利要求33所述的方法，其中所述至少一个防堵塞元件包括布置在所述衬里中的至少一个穿孔的凸缘。

35.根据权利要求33所述的方法，其中所述至少一个防堵塞元件包括布置在所述衬里中的至少一个形成有通道的凸缘。

36.根据权利要求33所述的方法，其中所述至少一个防堵塞元件包括沿所述衬里的内表面布置的形成有至少一个液体通道的膜。

37.根据权利要求33所述的方法，其中所述至少一个防堵塞元件包括联接到所述衬里的径向加强元件。

38.根据权利要求33所述的方法，其中所述至少一个防堵塞元件包括布置在所述衬里的侧壁中并且操作性地联接到所述衬里的侧壁的中空内部支架，该中空内部支架具有布置在所述衬里的下部中的第一孔口，并且具有布置在所述衬里的上部中的第二孔口。

39.根据权利要求33所述的方法，其中所述至少一个防堵塞元件包括联接到所述衬里的至少一个第一磁性材料或磁性相互作用材料，所述至少一个第一磁性材料或磁性相互作用材料适于与联接到包围所述衬里的外包装容器的对应的至少一个第二磁体或铁磁性材料相互作用。

40.根据权利要求33所述的方法，其中所述至少一个防堵塞元件包括所述衬里的第一面板，该第一面板的塌陷特性不同于所述衬里的沿周边结合到所述第一面板的第二面板。

41.根据权利要求33所述的方法，还包括将所述衬里插入到外包装容器中，其中所述外包装容器包括比可压缩衬里具有明显更高刚性的材料。

42.根据权利要求41所述的方法，还包括：对所述衬里和所述外包装容器之间的空间进行加压以从所述衬里分配流体，以及在所述流体分配期间利用所述防堵塞元件来防止衬里堵塞。

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