CN115805043A - 用于控制液体的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种能够控制液体的设备可以提供容纳液体的源容器和用于使液体流入源容器的入口管。入口管可以延伸到源容器中，并且可以布置成将流动的液体引导到源容器的侧壁上。

Description

用于控制液体的方法和设备
技术领域
本公开总体涉及用于控制源容器中的液体的方法和设备。更具体地，本公开涉及用于控制在半导体器件制造过程中使用的液体化学物质的流动的系统。
背景技术
半导体器件制造过程中使用的源容器可能需要再填充。传统系统提供入口管以使液体流入源容器，从而将源容器再填充到期望的水平。通常布置在源容器内的传感器用于检测源容器内的液位，并用于确定液体何时达到期望的水平。然而，在再填充过程中，进入的液体可能直接喷洒在传感器上，这导致错误的传感器读数。此外，进入的液体在流入源容器时可能会飞溅，这也可能导致错误的传感器读数。
发明内容
一种能够控制液体的设备可以提供容纳液体的源容器和用于使液体流入源容器的入口管。入口管可以延伸到源容器中，并且可以布置成将流动的液体引导到源容器的侧壁上。
附图说明
下面参照某些实施例的附图描述这里公开的本发明的这些和其他特征、方面和优点，这些实施例旨在说明而不是限制本发明。
图1代表性地图示了根据本技术的示例性实施例的系统；
图2是根据本技术的示例性实施例的用于控制液体的设备的侧视图；
图3是根据本技术的示例性实施例的用于控制液体的设备的一部分的透视图；
图4是根据本技术的示例性实施例的入口管的侧视图；以及
图5是根据本技术的替代实施例的入口管的侧视图。
应当理解，附图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并不一定是按比例绘制的。例如，图中一些元件的相对尺寸可能相对于其他元件被夸大，以帮助提高对本公开的所示实施例的理解。
具体实施方式
现在将参考附图，其中相同的附图标记表示本主题公开的相似的结构特征或方面。出于解释和说明而非限制的目的，根据本公开的半导体处理系统的示例的局部视图在图1中示出，并且通常由附图标记100表示。在图2-5中提供了根据本公开的半导体处理系统的其他示例或其方面，如将所述。本公开的系统和方法可以用于填充容器，比如填充半导体处理中使用的源容器，但本公开不限于填充半导体处理中使用的源容器或者一般地填充容器。
下面提供的示例性实施例的描述仅仅是示例性的，并且仅仅是为了说明的目的；以下描述不旨在限制本公开或权利要求的范围。此外，对具有所述特征的多个实施例的叙述并不旨在排除具有附加特征的其他实施例或者包含所述特征的不同组合的其他实施例。
本公开总体涉及能够控制液体的系统和设备。此外，本技术的一些方面总体涉及用于容纳液体的装置。
参考图1，系统100可以包括外部大容量容器105，用于存储液体，比如在制造半导体器件的过程中使用的化学液体。外部大容量容器105可以流体连接到工具110，该工具容纳用于控制液体流向反应室120的设备115。例如，外部大容量容器105可以通过第一管道系统125连接到设备115，设备115可以通过第二管道系统130连接到反应室120。
第一管道系统125可以配置为将液体化学物质135从外部大容量容器105流向设备115，并且可以包括适于保持期望流速的任何数量的管道、泵和/或阀。
第二管道系统130可以配置为将气体或蒸汽从设备115流动到反应室120，并且可以包括适于保持期望流速的任何数量的管道、泵和/或阀。流入反应室120的气体或蒸汽可用于在置于反应室120内的晶片上沉积半导体膜。
在示例性实施例中，参考图2，设备115可以包括源容器200、盖215、入口管205和传感器210。
源容器200可以配置为容纳或以其他方式包含液体135。例如，源容器200可以包括水平布置的底板202。源容器200还可包括侧壁204，该侧壁204连接到底板202或与之成一体，并在竖直位置从底板202向上延伸。换句话说，侧壁204可以垂直于底板202。源容器200可以是任何合适的形状和尺寸。例如，源容器200可以是具有一个连续侧壁和圆形底板的圆柱形(例如，如图3所示)。可替代地，源容器200可以是具有四(4)个侧壁和方形或矩形底板的立方体或长方体形状。
在一实施例中，源容器200可以是单一的连续形状。可替代地，源容器200可以由两个或更多个元件形成(例如底板202可以焊接到侧壁204)。源容器200可以由适于容纳液体135的任何材料形成，比如不锈钢316L或任何其他合适的材料。
侧壁204可以包括面向内部的表面230和面向外部的表面220。类似地，底板202可以包括面向内部的表面265和面向外部的表面270。底板202的面向内部的表面265、侧壁204的面向内部的表面和盖215可以限定源容器的内腔260。内腔260可用于容纳液体135。
盖215(也称为顶板)可以配置为关闭或以其他方式密封源容器200。例如，盖215可以邻接侧壁204的顶部边缘，并且可以与源容器200的侧壁204形成气密密封。例如，盖215可以焊接到源容器200的侧壁204上。可替代地，盖215可以与侧壁204成一体。
盖215可包括面向源容器200的内腔260的第一平面表面275和背离源容器200的内腔260的与第一平面表面275相对的第二平面表面280。盖215可以平行于底板202并垂直于侧壁204布置。
在各种实施例中，参考图3，盖215还可以包括第一通孔300和第二通孔305。第一通孔300可以具有合适的尺寸以容纳入口管205。第二通孔305可以具有合适的尺寸以容纳传感器210。在各种实施例中，盖315可进一步包括第一通孔300和第二通孔305内的各种密封装置和/或材料，以防止空气进入源容器200的内腔260，并保持源容器200内的期望压力。
在各种实施例中，盖215可进一步包括第三通孔(未示出)，其尺寸适于容纳或以其他方式附接到第二管道系统130。第三通孔可以用各种密封装置和/或其他材料来修改，以防止空气进入源容器200的内腔260和/或保持源容器200和第二管道系统130内部的期望压力。
在各种实施例中，入口管205可配置成促进液体135从外部大容量容器105和/或第一管道系统125流入255源容器200。入口管205可包括适于使液体135流动的任何材料，比如不锈钢316L、Hastelloy或其他合适的材料，并且可具有任何直径尺寸。例如，入口管205可具有3/8英寸的直径D。入口管205的直径可以根据特定的应用、期望的流速等来选择。在各种实施例中，入口管205延伸穿过第一通孔300并进入源容器200的内腔260。
入口管205可包括延伸到源容器200外部的第一部分235和延伸到源容器200的内腔260中的第二部分240。在示例性实施例中，第一部分235可以具有从盖205向上延伸的线性形状，并且可以附接到第一管道系统125。可替代地，第一部分235可以具有向上和/或远离盖205延伸的非线性形状。
在各种实施例中，第二部分240可以具有非线性形状。例如，参照图4，第二部分240可以具有曲率半径R在1.9至4.5厘米范围内的弯曲形状。在一实施例中，入口管205可以具有3/8英寸的直径，第二部分240具有2.38厘米的弯曲半径。可替代地，第二部分240可以具有角度θ在90-150度范围内的弯曲形状。入口管205的第二部分240可以具有适于将液体255的流动导向侧壁204且更具体地远离传感器210的任何非线性形状。因此，入口管205的开口245可以面向或者指向侧壁204。换句话说，入口管205的开口245可以指向横向方向，而不是指向朝向底板202的向下方向。此外，入口管205的第二部分240可以布置成防止液体直接流到内腔260的底部，因为液体直接流到内腔260的底部可能导致液体在到达内腔260的底部时溅到传感器210上。
可以选择弯曲θ的特定程度或曲率半径R，以确保液体135流到侧壁204上，而不是笔直向下。例如，在各种实施例中，弯曲θ的特定程度或曲率半径R可以根据可能影响液体135流出入口管205的各种因素来选择，比如入口管205的尺寸(例如入口管205的长度和直径)、源容器200的尺寸、液体135的流速和/或入口管205到侧壁204的距离x。例如，随着入口管205到侧壁204的距离x增加，弯曲θ的程度或曲率半径R也可以增加，以确保液体135流到侧壁204上，而不是笔直向下。
在各种实施例中，入口管205从盖215延伸到内腔中一段距离h(以厘米为单位测量)，其中距离h根据总高度H(以厘米为单位测量，其中H是源容器200的侧壁204的高度)来选择。例如，可以基于总高度H的百分比来选择距离h，其中距离h可以在总高度H的20-40％的范围内。例如，如果总高度H是100cm，那么入口管205可以从盖215延伸到内腔260中20cm到40cm的距离h。特别地，距离h是从盖215到入口管205的开口245的最低边界400(图4)测量的。
传感器210可以配置成在再填充过程中或者在系统100的正常操作过程中检测源容器200的内腔260中的液位。例如，传感器210能够检测液体135的表面285(即液位)何时达到最大填充水平FMAX，液位何时达到最小填充水平FMIN，和/或液位何时达到中间填充水平FINT。最大填充水平FMAX、中间填充水平FINT和最小填充水平FMIN的特定值是预定的，并且可以基于特定应用、源容器200的特定尺寸和形状和/或源容器200的容积来选择。
在各种实施例中，传感器210可以包括超声波传感器、光学传感器、红外传感器等。传感器210可以产生指示液体135的水平的输出信号。传感器210可以连接到处理系统并与其结合操作，以解释输出信号并向操作者界面(未示出)提供警报或指示符。
在各种实施例中，入口管205的开口245位于最大填充水平FMAX之上。因此，可以基于最大填充水平FMAX来限制距离h。换句话说，最大填充水平FMAX越大，距离h的范围越小。
在操作中，参照图1和图2，在再填充过程中，第一管道系统125可促进液体135流出大容量容器105并流入设备115。具体而言，第一管道系统125可促进液体135流出大容量容器105并流到入口管205。液体135然后可以流过入口管205并进入源容器200的内腔260。在各种实施例中，使液体135流入源容器200包括使液体135流向源容器200的侧壁204。如上所述，该流动方向可以通过将入口管205的开口245指向侧壁204和/或为入口管205提供曲线或弯曲来实现。在各种实施例中，使液体135流入源容器200可以进一步包括使液体135远离传感器210流动。
在再填充过程中，当液体135从大容量容器105流到源容器200时，传感器210可以连续检测液位并输出指示液位的传感器读数。可替代地，传感器210可以检测液位，并以预定间隔(比如每5秒)输出指示液位的传感器读数。系统100可以配置为在再填充过程中将源容器200填充到最大填充水平FMAX。
在工具110的正常操作期间，传感器210可用于检测液位的下降。具体地，传感器210可以警告系统100液位处于或接近最小填充液位FMIN。此时，如上所述，系统100可暂停工具100的操作并启动再填充过程。
尽管已经在某些实施例和示例的上下文中提供了本公开，但本领域技术人员将理解，本公开延伸到具体描述的实施例之外的其他替代实施例和/或实施例的用途及其明显的修改和等同物。此外，虽然已经详细示出和描述了本公开的实施例的多种变型，但基于本公开，在本公开的范围内的其他修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的。还预期可以对实施例的具体特征和各方面进行各种组合或子组合，并且仍落入本公开的范围内。应当理解，所公开的实施例的各种特征和各方面可以彼此组合或替换，以便形成本公开的实施例的不同模式。因此，本公开的范围不应受上述特定实施例的限制。

Claims (20)

1.一种能够控制液体的设备，包括：
源容器，其包括：
底板；以及
侧壁，包括连接到底板的第一端和与第一端相对的第二端，其中侧壁从底板向上延伸；
其中，底板和侧壁形成能够容纳液体的内腔；
顶板，其配置为邻接侧壁的第二端，并包括第一通孔；以及
入口管，其配置成：
将液体分配到源容器中；并且
延伸穿过第一通孔并进入源容器；
其中，入口管包括：
具有线性形状的第一部分；以及
具有非线性形状的第二部分。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述顶板还包括第二通孔。
3.根据权利要求1所述的设备，还包括延伸穿过所述第二通孔并进入所述源容器的传感器，所述传感器配置为感测容纳在源容器中的液位。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述入口管的第二部分延伸到所述源容器的内腔中。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述入口管的第二部分延伸到所述内腔中的距离为所述侧壁的高度的20-40％。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述入口管的第二部分是弯曲的。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述入口管的第二部分朝向所述源容器的侧壁弯曲，并且具有1.9至4.5厘米范围内的曲率半径。
8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述入口管的第二部分相对于所述第一部分成90-150度范围的角度。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述入口管的第二部分朝向所述容器的侧壁倾斜。
10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述顶板包括面向所述源容器的内腔的第一平面表面和背离所述源容器的内腔的与第一平面表面相对的第二平面表面。
11.根据权利要求10所述的设备，其中：
所述入口管的第一部分开始于所述第二平面表面并远离第二平面表面延伸；并且
所述入口管的第二部分开始于所述第一平面表面并远离第一平面表面延伸到所述源容器的内腔中。
12.一种系统，包括：
配置为存储液体的大容量容器；
经由入口管连接到大容量容器的源容器，其中源容器包括形成能够容纳液体的内腔的侧壁和底板；以及
延伸到内腔中的传感器，其中传感器配置成感测内腔中的液位；
其中，入口管延伸到内腔中并包括指向侧壁的开口。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述侧壁包括：
连接到所述底板并从底板向上延伸的第一端；以及
与第一端相对的第二端。
14.根据权利要求13所述的系统，还包括顶板，其配置为邻接所述侧壁的第二端，并且包括第一通孔和第二通孔。
15.根据权利要求12所述的系统，其中，所述入口管延伸穿过所述第一通孔，并且入口管的至少一部分朝向所述源容器的侧壁弯曲。
16.根据权利要求12所述的系统，其中，所述入口管延伸穿过所述第一通孔，并且入口管的至少一部分朝向所述源容器的侧壁倾斜。
17.一种控制液体流动的方法，包括：
使液体从大容量容器流过第一管道系统；
使液体从第一管道系统流到入口管；以及
使液体流过入口管并流入包括侧壁的源容器，其中使液体流入源容器包括使液体流向源容器的侧壁。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述源容器还包括底板，并且其中，所述侧壁从底板向上延伸，并且其中底板和侧壁形成能够容纳液体的内腔。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述入口管的至少一部分延伸到所述内腔中，并且入口管的延伸到内腔中的部分具有非线性形状。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，使液体流入源容器还包括使液体流动远离位于源容器的内腔内的传感器。
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