CN103047539B - 化学药液供给系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化控制技术，具体公开了一种化学药液供给系统。所述系统包括主用储液罐、备用储液罐、供液装置和控制器，其中：供液装置分别与主用储液罐、备用储液罐以及控制器相连接；主用储液罐及备用储液罐用于储存并提供化学药液；供液装置用于接收控制器的指令，并根据指令将主用储液罐或备用储液罐中的化学药液输送给外部设备；控制器用于控制供液装置将化学药液输送给外部设备。本发明提出的化学药液供给系统能够在不间断供给的情况下更换药液储液罐，液体流动相对封闭，且能够解决药液流量变化较大时同一套供液系统不兼容的问题。

Description

化学药液供给系统

技术领域

本发明涉及自动化控制技术领域，特别涉及一种化学药液供给系统。

背景技术

在半导体行业中，在很多工序上都会使用到各种化学药液，而在工艺过程中使用的化学药液原液都是由设备外部提供，再根据自身工艺要求在设备内部进行一定比例的稀释或混合。现阶段市场上的化学药液原液大多是已经按照一定体积灌装好的标准品，所以在半导体行业中便需要一套能够将灌装好的化学药液输送到不同设备去的化学药液供给系统。由于所输送的化学药液多为浓度较高的酸性或碱性液体，具有较强的腐蚀性和危险性，同时也要防止外界环境对药液造成污染，以免影响半导体工艺效果，所以在输送过程中要避免药液与操作人员直接接触或直接暴露于工作环境中。同时，由于半导体行业的连续作业以及工艺对药液流量的要求，如果在工艺过程中出现药液供给突然间断将会造成重大影响。现有药液检测大多是提前检测，即使用液位传感器检测灌装原液的最低液位，当到达设定的最小体积时就要更换原液，这样虽然避免了药液供给中断的危险，但会造成一定程度的浪费。

发明内容

（一）所要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种能够自动控制化学药液供给的系统，能够在不间断供给的情况下更换药液储液罐，液体流动相对封闭，且能够解决药液流量变化较大时同一套供液系统不兼容的问题。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种化学药液供给系统，所述系统包括主用储液罐、备用储液罐、供液装置和控制器，其中：

所述供液装置分别与所述主用储液罐、所述备用储液罐以及所述控制器相连接；

所述主用储液罐及所述备用储液罐用于储存并提供化学药液；

所述供液装置用于接收所述控制器的指令，并根据所述控制器的指令将所述主用储液罐或所述备用储液罐中的化学药液输送给外部设备；

所述控制器用于控制所述供液装置将所述主用储液罐或所述备用储液罐中的化学药液输送给外部设备。

可选的，所述供液装置具体包括供液管路、供液气动阀、供液泵和供液出口手阀，其中：

所述供液管路的进液口分别与所述主用储液罐及所述备用储液罐的底部相连，所述供液管路的出液口与所述供液出口手阀相连，用于输送化学药液；

所述供液气动阀与所述控制器相连，用于接收所述控制器的指令，并根据所述控制器的指令控制所述供液管路的连通或闭合；

所述供液泵用于将所述主用储液罐或所述备用储液罐中的化学药液输送到所述供液出口手阀；

所述供液出口手阀用于将所述供液管路中的化学药液输送给外部设备。

可选的，所述供液管路的进液口还安装有液位传感器，

所述液位传感器与所述控制器相连，用于采集所述主用储液罐或所述备用储液罐的液位信息，并将所述液位信息传送给所述控制器。

可选的，所述系统还包括回液装置，

所述回液装置分别与所述主用储液罐、所述备用储液罐、所述供液装置及所述控制器相连，用于接收所述控制器的指令，并根据所述控制器的指令将所述供液管路中的部分化学药液回送到所述主用储液罐或所述备用储液罐。

可选的，所述回液装置具体包括回液管路、回液气动阀和针阀，其中，

所述回液管路的一端与所述供液管路的出液口相连，另一端分别与所述主用储液罐及所述备用储液罐相连，用于回送化学药液；

所述回液气动阀与所述控制器相连，用于接收所述控制器的指令，并根据所述控制器的指令控制所述回液管路的连通或闭合；

所述针阀用于调节所述回液管路的开度。

可选的，所述供液装置还包括药液循环子装置，

所述药液循环子装置分别与所述主用储液罐、所述备用储液罐及所述控制器相连，用于接收所述控制器的指令，并根据所述控制器的指令将所述主用储液罐或所述备用储液罐中的化学药液通过管路循环的方式混合均匀。

可选的，所述系统还包括补气装置，

所述补气装置分别与所述主用储液罐、所述备用储液罐及所述控制器相连，用于接收所述控制器的指令，并根据所述控制器的指令向所述主用储液罐或所述备用储液罐中补充氮气。

可选的，所述补气装置还包括超压溢流单向阀，

所述超压溢流单向阀分别与所述主用储液罐及所述备用储液罐的顶部相连，用于调节所述主用储液罐及所述备用储液罐中的气体压力，使其始终小于设定阈值。

可选的，所述系统还包括清洗装置，

所述清洗装置分别与所述供液装置及所述控制器相连，用于接收所述控制器的指令，并根据所述控制器的指令对所述供液管路进行清洗。

可选的，所述系统还包括干燥装置，

所述干燥装置分别与所述供液装置及所述控制器相连，用于接收所述控制器的指令，并根据所述控制器的指令对所述供液管路进行干燥处理。

（三）有益效果

本发明提出的化学药液供给系统具有如下优点：

1、所述系统能够在一个相对封闭的空间内，自动完成化学药液的供给，同时避免了药液污染环境或者是被环境污染；

2、所述系统能够实现在不间断供给的同时更换药液储液罐，并且最大限度地利用药液，避免浪费；

3、所述系统通过配置可调节的回液装置，能够适合不同供给流量要求，避免了出口管路压力过大造成的危害，可同时兼容多种供给流量要求；

4、所述系统通过配置补气装置和超压溢流管路，在供液的同时避免了内外压差过大对储液罐造成的损坏，从而减小了储液罐破裂、药液溅出对工作人员和环境的危害；

5、所述系统通过配置清洗和干燥装置，可以避免供液装置和工艺设备之间管路内药液长时间沉积等对工艺效果的影响。

附图说明

图1是本发明所述化学药液供给系统的一种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明提出了一种化学药液供给系统，图1表示了其中一种优选的实施方式。

如图1所示，所述化学药液供给系统包括主用储液罐、备用储液罐、供液装置及控制器，此外还包括回液装置、补气装置、清洗装置和干燥装置。

如图1所示，本系统包括两个灌装原液的储液罐，其中一个为主用储液罐，另一个为备用储液罐；供液装置具体包括两个供液气动阀15和20，两个供液气动三通阀13和7，一个供液泵12，一个药液过滤器9，一个供液出口手阀11，两个液位传感器18和21，一个供液管路压力传感器（PT）以及相应的供液管路，同时，供液装置还包括药液循环子装置，药液循环子装置包括两个药液循环气动阀16和22以及相应的循环管路；回液装置能够使系统适用于不同供给流量需求，其包括可调节开度的针阀24，两个分别连接两个储液罐的气动阀19和26以及相应的回液管路；补气装置可以分别对两个储液罐补充氮气，其包括两个进气气动阀17和25，两个超压溢流单向阀14和23以及相应的补气管路；清洗和干燥装置包括一个进液手阀1，一个水路压力测试表3，一个气动阀4，一个气动采样阀5，一个回水手动阀2以及相应的管路，此外还包括一个用于清洗本系统所处环境的水枪6。图1中的所有气动阀和传感器都可以通过控制器控制和监测。通过控制器按照制定的顺序控制各个气动阀的开/合以及供液泵12的转速，便能够实现将储液罐中的化学药液输送到相应的外部设备中；同时根据各传感器的反馈进行不同气动阀开/关或者是同一个气动阀不同出液口的切换控制，从而实现主用储液罐和备用储液罐的切换，实现当一个储液罐药液使用完后自动切换到另一个储液罐，并且不会间断药液供给。

下面对上述系统的工作过程进行详细说明。

图1所示的系统包括左右两个并行的可互换的储液罐及供液装置。首先，通过控制器开启气动阀15和17，同时启动供液泵12，当储液罐内的药液一段时间未使用或者需要循环混合均匀时，开启气动阀16，形成一个循环回路，罐内药液经过多次循环后达到均匀的效果，当外部工艺设备需要化学药液时打开手阀11，同时关闭气动阀16，开启气动阀19，控制气动三通阀7使进液口和另一端出液口连通，药液经由气动阀7流到过滤器9，过滤后的药液通过手阀11输送到所需的工艺设备，在输送药液的同时，一部分药液经由针阀24和气动阀19回到主用储液罐内，由于工艺设备所需的药液流量可能远小于供给系统的流量供给能力，所以通过配置可调节开度的针阀24和气动阀19组成的回液装置，使过量的药液流回到主用储液罐内，保证了供液装置与工艺设备之间不会产生超压等危险。由于气动阀15进液端的管路一直连接到储液罐底部，当主用储液罐内的药液使用完后，将不会有液体流经此段管路，此时位于此管路上的液位传感器18将检测到，并将信号反馈给上位机，工作人员便会知道主用储液罐内的药液已经使用完，此时控制器将会关闭气动阀15、17和19，开启气动阀20、25和26，继续供给药液而不需要停止工艺设备，同时也最大限度地利用了主用储液罐内的药液，避免了浪费。在此过程中，气动阀17和25连接到经过调压的氮气补气管路，在供液的同时向储液罐内补充一定量的氮气，并且在储液罐顶部连接有单向阀以起到超压溢流的作用，以免由于内外压差较大而对储液罐造成损坏。当供液完成后，关闭手阀11、供液泵12和所有气动阀，完成供液任务。

本系统还配置有清洗和干燥装置。当系统使用一段时间后，为了保证工艺的洁净性，需要对与工艺设备连接的管路进行冲洗，保证所有气动阀都处于初始状态，打开手阀1和2引入可循环的超纯水（UPW），开启气动阀4、13、7、8、10和手阀11，冲洗一段时间后关闭气动阀4、8和10，开启气动阀5，通入一定压力的氮气对管路进行干燥，一段时间后关闭所有气动阀和手阀，完成供液系统的管路清洗及干燥。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种化学药液供给系统，其特征在于，所述系统包括主用储液罐、备用储液罐、供液装置和控制器，其中：

所述供液装置分别与所述主用储液罐、所述备用储液罐以及所述控制器相连接；

所述主用储液罐及所述备用储液罐用于储存并提供化学药液；

所述供液装置用于接收所述控制器的指令，并根据所述控制器的指令将所述主用储液罐或所述备用储液罐中的化学药液输送给外部设备；

所述控制器用于控制所述供液装置将所述主用储液罐或所述备用储液罐中的化学药液输送给外部设备；

所述供液装置具体包括供液管路、供液气动阀、供液泵和供液出口手阀，其中：

所述供液管路的进液口分别与所述主用储液罐及所述备用储液罐的底部相连，所述供液管路的出液口与所述供液出口手阀相连，用于输送化学药液；

所述供液气动阀与所述控制器相连，用于接收所述控制器的指令，并根据所述控制器的指令控制所述供液管路的连通或闭合；

所述供液泵用于将所述主用储液罐或所述备用储液罐中的化学药液输送到所述供液出口手阀；

所述供液出口手阀用于将所述供液管路中的化学药液输送给外部设备；

所述系统还包括回液装置，

所述回液装置分别与所述主用储液罐、所述备用储液罐、所述供液装置及所述控制器相连，用于接收所述控制器的指令，并根据所述控制器的指令将所述供液管路中的部分化学药液回送到所述主用储液罐或所述备用储液罐。

2.根据权利要求1所述的化学药液供给系统，其特征在于，所述供液管路的进液口还安装有液位传感器，

所述液位传感器与所述控制器相连，用于采集所述主用储液罐或所述备用储液罐的液位信息，并将所述液位信息传送给所述控制器。

3.根据权利要求1所述的化学药液供给系统，其特征在于，所述回液装置具体包括回液管路、回液气动阀和针阀，其中，

所述回液管路的一端与所述供液管路的出液口相连，另一端分别与所述主用储液罐及所述备用储液罐相连，用于回送化学药液；

所述回液气动阀与所述控制器相连，用于接收所述控制器的指令，并根据所述控制器的指令控制所述回液管路的连通或闭合；

所述针阀用于调节所述回液管路的开度。

4.根据权利要求1所述的化学药液供给系统，其特征在于，所述供液装置还包括药液循环子装置，

所述药液循环子装置分别与所述主用储液罐、所述备用储液罐及所述控制器相连，用于接收所述控制器的指令，并根据所述控制器的指令将所述主用储液罐或所述备用储液罐中的化学药液通过管路循环的方式混合均匀。

5.根据权利要求1所述的化学药液供给系统，其特征在于，所述系统还包括补气装置，

所述补气装置分别与所述主用储液罐、所述备用储液罐及所述控制器相连，用于接收所述控制器的指令，并根据所述控制器的指令向所述主用储液罐或所述备用储液罐中补充氮气。

6.根据权利要求5所述的化学药液供给系统，其特征在于，所述补气装置还包括超压溢流单向阀，

所述超压溢流单向阀分别与所述主用储液罐及所述备用储液罐的顶部相连，用于调节所述主用储液罐及所述备用储液罐中的气体压力，使其始终小于设定阈值。

7.根据权利要求1所述的化学药液供给系统，其特征在于，所述系统还包括清洗装置，

所述清洗装置分别与所述供液装置及所述控制器相连，用于接收所述控制器的指令，并根据所述控制器的指令对所述供液管路进行清洗。

8.根据权利要求1所述的化学药液供给系统，其特征在于，所述系统还包括干燥装置，

所述干燥装置分别与所述供液装置及所述控制器相连，用于接收所述控制器的指令，并根据所述控制器的指令对所述供液管路进行干燥处理。