TW201522174A - 用於塡充及分配液體之裝置與方法 - Google Patents

用於塡充及分配液體之裝置與方法 Download PDF

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Abstract

一種可運輸之液體儲存及分配裝置，包含可塌縮之一襯墊(liner)，該襯墊設置於一容器內，一分配頭耦接至該容器，該裝置適宜用於操縱對氧氣及水分敏感之材料。該分配頭包含一加壓氣體通道、一加壓氣體閥門、一液體通道、一液體閥門、一襯墊氣體通道、以及一襯墊氣體閥門，其中每一閥門可具有一關聯之速連接頭。該分配頭在惰性氣體吹洗、襯墊填充、容器運輸、以及液體分配期間保持附裝至該容器。加壓惰性氣體可在運輸相耦接之分配頭及容器期間保持於該襯墊中且覆蓋液體含納材料。該容器可具有一延伸凸邊，以提供一保護區來容納該分配頭之整體。

Description

用於填充及分配液體之裝置與方法
本發明係關於液體操縱及分配系統及方法，例如可用以填充容器且容許分配此等容器之內容物。在一特定態樣中，本發明係關於對來自基於襯墊之容器之環境敏感(例如，氧氣敏感及/或水分敏感)液體進行填充及分配、同時最小化或減小此等液體與周圍環境間之暴露。相關聯之態樣係關於此等系統之製造、使用、及部署。
在許多工業應用中，要求以一高純度狀態來供應化學試劑及組成物，且已開發出專用包裝，以確保所供應之材料在整個包裝填充、儲存、運送、及最終分配操作中始終保持一純淨且適宜之形式。
在微電子器件及顯示面板製造領域中，對各種液體進行適宜包裝之需要尤其迫切，乃因所包裝材料中之任何污染物、及/或環境污染物進入包裝中所含納之材料可對由此等液體製成之微電子器件及顯示面板產品造成不利影響，進而導致產品產生缺陷或甚至無法用於其預期用途。
鑒於此等考慮，對於在微電子器件及顯示面板製造中所用之液體，例如光阻劑、蝕刻劑、化學氣相沈積試劑、溶劑、晶圓及工具清潔配方、化學機械研磨組成物、濾色用化學物質、上覆材料(overcoat)、及液晶材料等，已開發出許多類型之高純度包裝。
已投入此種使用之一種類型之高純度包裝包含一剛性、實質剛性、或半剛性容器(亦稱為一外包裝(overpack))，該容器於一撓性襯墊或袋中含納一液體，該撓性襯墊或袋藉由一保持結構(例如一罩或蓋)而固定於該外包裝中之定位上。此種包裝通常被稱為「罐中套袋(bag-in-can；BIC)」、「瓶中套袋(bag-in-bottle；BIB)」、及「筒中套袋(bag-in-drum；BID)」包裝。此一般類型之包裝可自高級技術材料有限公司(Advanced Technology Materials,Inc.)(美國康涅狄格州丹伯裏(Danbury,Connecticut,USA))購得(例如，以商標NOWPak®購得)。
較佳地，一襯墊包含一撓性材料，且該環繞(例如，外包裝)容器包含一壁材(wall material)，該壁材實質較該撓性材料更具剛性。包裝之剛性或半剛性容器可由(例如)高密度聚乙烯(polyethylene)、或其他聚合物或金屬形成，且襯墊可設置為由一聚合物膜材料(例如聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene；PTFE)、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、PTFE系層壓體、聚醯胺(polyamide)、聚酯(polyester)、聚氨酯(polyurethane)等等)形成之一預清潔、無菌且可塌縮之袋，該聚合物膜材料被選擇成對欲含納於襯墊中之材料(例如，液體)呈惰性。可使用包含任何上述材料之多層層壓體。美國專利申請公開案第2009/0212071 A1揭露包含多層層壓體之襯墊之實例，該美國專利申請公開案以引用方式併入本文中。構成一襯墊之實例性材料更包含：金屬化膜、箔、聚合物/共聚物(copolymer)、層壓體、擠壓材(extrusion)、複合擠壓材(co-extrusion)、以及吹塑及流延膜。此種一般類型之基於襯墊之包裝可自高級技術材料有限公司(Advanced Technology Materials,Inc.)以商標NOWPAK購得。
在使用基於襯墊之包裝分配液體及基於液體之組成物時，通 常藉由以下方式自襯墊分配一液體或液體含納組成物：將一包含一導管或短探針之分配總成連接至襯墊之一埠，並使導管浸入所含納之液體中。對襯墊之外表面(即，在襯墊與一環繞容器間之空間中)施加流體(例如，氣體)壓力，以逐漸使襯墊塌縮並進而迫使液體經由分配總成而排出至相關聯之流路，以流至一最終使用工具或位置。此種操作可稱為基於襯墊之壓力分配。使用一含納一欲分配液體之襯墊會防止與被設置成對襯墊施加壓力之加壓流體(例如，氣體)直接接觸。
頂部空間(headspace)(襯墊頂部處之額外空氣或氣體)及微氣泡會對自基於襯墊之包裝分配液體(包含例如平板顯示器及積體電路製造之情景)提出挑戰。頂部空間氣體可源自其中包裝不被完全填充液體之填充操作。包裝之不完全填充已應用於某些情景中，以提供一頂部空間作為一擴張體積來適應包裝之周圍環境之變化(例如，在將包裝運送至將對包裝進行分配操作之一位置期間造成液體膨脹之溫度變化)。
一基於襯墊之壓力分配容器通常係在一化學填充設施處被填充。容器通常由不銹鋼形成，且具有一單一凸邊(chime)，該凸邊圍繞容器之上周邊延伸。在填充此種容器後，此容器通常由一膜、帽、及/或其他封閉物(closure)密封，並被運輸至一使用點(通常為一加工設施)。在使用點處，一最終使用者將容器與一分配頭耦接，該分配頭被預先連接至加工設備，且被設置成容許對襯墊與容器間之一間隙空間加入加壓氣體並容許自襯墊抽取一液體含納組成物。分配頭自容器接頭之頂部及最上部向上延伸於容器之凸邊上方。
某些液體(例如，用於顯示面板及微電子器件製造)對氧氣及/或水分極為敏感，且可由於暴露至氧氣或水分而受到損害或縮短保存期 限(shelf life)，且利用此等材料之製程亦會受損。習知使用之基於襯墊之壓力分配容器易在多個間隔中-即在填充或密封期間、在運輸期間、及/或在耦接至一分配頭時，遭到空氣(例如，包含水蒸汽)進入。期望藉由程序及裝置來最小化此種暴露。一直在減小組件複雜度、降低製造成本、及增大容器及分配頭之健壯性(robustness)、耐久性、清潔度等方面尋求改進。
在其他情形中，在加工中所用之液體可能非常難聞，常常非常刺鼻，在某些情況中係有害的。在此等情形中，期望消除或最小化此等液體與周圍環境之暴露，俾不會發生冒氣及溢出或使其最小化。
一種用於半導體加工之方法及裝置使與加工液體之分配相關之空氣及水分污染最小化。
一種帶有一內襯墊之可運輸之容器具有一安裝於一化學設施處之分配頭，其中採取措施來消除或最小化任何含納表面與周圍空氣接觸。製程液體在化學供應設施處經由分配頭被放入至一剛性容器中經清潔乾燥氣體吹洗之一袋中。具有製程液體及分配頭之容器隨後被運輸至一製程設施，以在加工中使用流體。容器及分配頭具有使流體暴露至人員及環境之風險最小化且使分配頭受到損傷之風險最小化之特徵。將製程系統或其他管道系統連接至分配頭。在容器填充及流體分配期間之協定會最小化周圍空氣以任何方式進入分配頭中，且亦最小化製程流體與人員之任何直接接觸，藉此最小化任何流體污染機會且最小化任何對人員造成之危險。
在本發明之實施例中，一種可運輸之液體儲存及分配裝置具有：一實質剛性容器，容納被配置成一袋之可塌縮之一襯墊，其中該襯墊 包含一內部，且一間隙空間設置於該襯墊與該容器之間；一分配頭，耦接至該容器之一口部，該分配頭包含與該襯墊之該內部流體連通之一液體通道、與該襯墊之該內部流體連通之一襯墊氣體通道、以及與該間隙空間流體連通之一加壓氣體通道；一管狀分配頭接頭及一液體閥門，關聯於該液體通道；一襯墊分配頭及氣體閥門，關聯於該襯墊氣體通道；以及一加壓氣體閥門及一分配頭，關聯於該加壓氣體通道。在某些實施例中，襯墊氣體閥門包含或關聯於一襯墊氣體閥門速連接頭，其中該襯墊氣體閥門設置於該分配頭與該襯墊氣體閥門速連接頭之間。
在本發明之實施例中，提供一容器與一分配頭之組合，容器包含一不銹鋼容器部，該不銹鋼容器部具有一直徑且具有焊接至該容器部之一上凸邊及一下凸邊。該容器部具有一圓柱形外壁及複數個圓頂形端壁。該等凸邊可焊接至該等圓頂形端壁或該圓柱形外壁。該上凸邊具有一延伸於該分配頭上方之唇緣且為分配頭界定一保護區。在實施例中，該上凸邊具有一沿軸向延伸之高度，該高度大於該容器之該整個軸向高度之20%。在實施例中，該上凸邊具有一沿軸向延伸之高度，該高度大於該容器之該整個軸向高度之25%。在實施例中，該上凸邊具有一沿軸向延伸之高度，該高度大於該容器之該整個軸向高度之30%。在實施例中，該上凸邊具有一沿軸向延伸之高度，該高度處於該容器之該整個軸向高度之25%與40%之間。在實施例中，該下凸邊具有一徑向凹陷部，該徑向凹陷部之尺寸適以配合於該上凸邊內，俾使一非徑向凹陷部安置於該上凸邊之一唇緣上。在實施例中，一面板可移除地覆蓋由該上凸邊界定之該保護空間。該面板可具有一閂鎖(latch)或保持機構，以將該面板可移除地固定至該上凸邊。
在本發明之實施例中，一種分配頭包含一最小數目之組件， 且有利地直接耦接至一容器之口並且嚙合位於該容器中之一襯墊上之一接頭，該襯墊被配置成一袋，該分配頭具有：一下本體部；一探針部，經由該下本體部居中地延伸；一上本體部，位於該下本體部之上並被固定至該下本體部；一螺母，圍繞該下本體部延伸並被捕獲於該上本體部與該下本體部之間。該探針部具有一流體流動通路及一氣體流動通路，該流體流動通路沿軸向延伸以用於在筒中分配液體，該氣體流動通路沿軸向延伸以用於管理該袋中之該液體上方之氣體。該探針具有一陽接頭(male fitting)及一出口，該陽接頭用於接收一下管，該出口位於該下管上方以用於管理該袋中之該液體上方之該氣體。該上本體部及該下本體部具有一流體通路，該流體通路沿軸向延伸且被定位成與該袋與該容器之一容器壁間之一間隙空間連通。該螺母相對於該下本體部、該上本體部、及該探針部係為可旋轉的。該螺母可具有內螺紋以用於嚙合該容器之該帶螺紋之口上之外螺紋。
在本發明之實施例中，一種可運輸之分配頭被設置成用於與一實質剛性容器配合，該實質剛性容器容納可塌縮之一襯墊，在該襯墊與該容器之間具有一間隙空間，且該襯墊之一配件(fitment)與該容器之一口部對齊，該分配頭包含：一分配頭本體，界定：(i)一液體通道及一襯墊氣體通道，被設置成容許與該襯墊之一內部流體連通，以及(ii)一加壓氣體通道，與該間隙空間流體連通，其中該分配頭之一插入(例如，探針)部分包含至少一個密封元件，該至少一個密封元件可插入至該配件內以密封地嚙合該配件之一部分，其中該襯墊氣體通道之一末端設置於該至少一個密封元件之下，以容許與該襯墊之一上部流體連通；以及一導管，延伸超過該配件而進入該襯墊之該內部，其中該液體通道延伸至或延伸經過該導管以容許自該襯墊之一下部抽取一流體材料；一襯墊氣體閥門，與該襯墊氣體通道流體連通；一液體閥門，與該液體通道流體連通；以及一加壓氣 體閥門，與該加壓氣體通道流體連通。
在本發明之實施例中，提供一種利用一實質剛性容器及一分配頭之流體操縱方法，該實質剛性容器容納可塌縮之一襯墊，該分配頭耦接至該容器之一口並包含：一液體通道，與該襯墊之一內部流體連通；一襯墊氣體通道，與該襯墊之該內部流體連通；一加壓氣體通道，與該襯墊與該容器間之一間隙空間流體連通；一液體閥門，與該液體通道流體連通；一襯墊氣體閥門，與該襯墊氣體通道流體連通；以及一加壓氣體閥門，與該加壓氣體通道流體連通，該方法包含：經由該分配頭供應一惰性氣體至該襯墊之一內部；在該惰性氣體供應步驟之後，經由該分配頭將惰性氣體自該襯墊之該內部移除，以使該襯墊至少部分地收縮；在該惰性氣體移除步驟之後，利用惰性氣體使該襯墊至少部分地再膨脹；在該襯墊再膨脹之步驟之後，經由該分配頭供應一液體含納材料，以將該襯墊之該內部至少部分地填充以該液體含納材料、同時使該襯墊內之該惰性氣體之至少一部分能夠經由該分配頭逸出；以及在該液體含納材料供應步驟之後，關閉該液體供應閥門。
在本發明之實施例中，提供一種利用一實質剛性容器及一分配頭之流體操縱方法，該實質剛性容器容納可塌縮之一襯墊，該分配頭耦接至該容器之一口並包含：一液體通道，與該襯墊之一內部流體連通；一襯墊氣體通道，與該襯墊之該內部流體連通；一加壓氣體通道，與該襯墊與該容器間之一間隙空間流體連通；一液體閥門，與該液體通道流體連通；一襯墊氣體閥門，與該襯墊氣體通道流體連通；以及一加壓氣體閥門，與該加壓氣體通道流體連通，該方法包含：經由該分配頭供應一惰性氣體至該襯墊之一內部；在該惰性氣體供應步驟之後，經由該分配頭將惰性氣體 自該襯墊之該內部移除，以使該襯墊至少部分地收縮；在該惰性氣體移除步驟之後，利用惰性氣體使該襯墊至少部分地再膨脹；在該襯墊再膨脹步驟之後，經由該分配頭供應一液體含納材料，以將該襯墊之該內部至少部分地填充以該液體含納材料、同時使該襯墊內之該惰性氣體之至少一部分能夠經由該分配頭逸出；以及在該液體含納材料供應步驟之後，關閉該液體供應閥門。
在本發明之實施例中，一種分配頭之特徵在於一螺母，該螺母直接附裝至該容器之帶螺紋之口上之螺紋。該帶螺紋之口係與該容器之一容器部及凸邊成一整體。該分配頭更具有含有二個流體通路之一中心探針部、各具有至少一個流體通路之一上本體部及一下本體部、以及一螺母。該上本體部及該下本體部藉由螺釘而被可移除地扣緊於一起且其間夾持該螺母之一部分，以使該螺母自由地旋轉。該上本體部及該下本體部之間更固定該探針部。該中心探針部具有用於一導管之一接頭，且具有一通路以用於該襯墊之該頂部空間中之流體。
在另一態樣中，本文所揭露之上述態樣之任何一或多個特徵及/或任何其他態樣及特徵可加以組合以得到另外之優點。
本發明之實施例之一特徵及優點在於，因在加工設施處容器中之化學品決不會暴露，故此會最小化使用者暴露至可能有害之化學品之可能，該容器係始終。
本發明之實施例之一特徵及優點在於，因化學供應設施處及在製程設施處之操縱人員皆不會直接暴露至所容納製程流體或此種暴露被最小化，故人員之傷害得到最小化。
本發明之實施例之一特徵及優點在於，分配管及分配頭不插入至或安裝至其中具有加工流體之容器中。在本發明之實施例中，該等分配管及分配頭之安裝係在該等加工化學品放入該容器之前完成。此會最小化暴露至人員之可能性，最小化該製程流體之污染，以及最小化環境暴露至該等製程流體之風險。
本發明之實施例之一特徵及優點在於，該分配頭藉由完全容納於一用於界定一保護空間之罩體中而受到保護以免遭衝擊損環。可藉由延伸之容器凸邊延伸於該分配頭上方來提供該罩體。此種保護理想地永久附加至該容器之容器部，且此後在填充該容器之化學供應設施處、在運送期間、在處於任何儲存設施處時、及在處於加工設施或使用點時亦存在。
本發明之實施例之一特徵及優點在於，該等凸邊具有複數個接近開口，且該分配頭具有複數個分配頭，該等分配頭沿水平方向與該等凸邊開口對齊。當將該分配頭安裝於製程設施中時及在分配該製程流體期間，此亦會提供保護該分配頭及其全部分配頭之優點。
本發明之實施例之一特徵及優點在於，分配頭具有一最小數目之組件
本發明之實施例之一特徵及優點在於，因化學供應設施處及在加工設施處之操縱人員皆不會直接暴露至所含納製程流體，故會最小化該等設施或環境之污染。
根據以下揭露內容及隨附申請專利範圍，本發明之其他態樣、特徵、及實施例將更充分地顯而易見。
100‧‧‧流體操縱系統
101‧‧‧控制器
105‧‧‧包裝
110‧‧‧容器
115‧‧‧間隙空間
120‧‧‧襯墊
121‧‧‧內部體積/內部
122‧‧‧液體含納材料
123‧‧‧惰性氣體/頂部空間/頂部空間部
130‧‧‧分配頭
131‧‧‧分配頭本體
132‧‧‧加壓氣體通道
132A‧‧‧氣體遞送點
133‧‧‧液體通道
134‧‧‧襯墊氣體通道
134A‧‧‧進入或離開點
135‧‧‧導管
135A‧‧‧抽取點
142‧‧‧加壓氣體閥門
143‧‧‧液體閥門
144‧‧‧襯墊氣體閥門
152‧‧‧加壓氣體閥門速連接頭
153‧‧‧液體閥門速連接頭
154‧‧‧襯墊氣體閥門速連接頭
161‧‧‧保護殼體或罩體
162‧‧‧覆蓋元件或塞
163‧‧‧覆蓋元件或塞
164‧‧‧覆蓋元件或塞
172‧‧‧加壓氣體源
173‧‧‧液體材料源
174A‧‧‧真空源/排放口
174B‧‧‧惰性氣體源
175‧‧‧中間液體閥門
176A‧‧‧真空/排放閥
176B‧‧‧惰性氣體閥
180‧‧‧流體操縱系統
181‧‧‧控制器
182‧‧‧加壓氣體源
184‧‧‧真空源/排放口
185‧‧‧下游液體閥
186‧‧‧真空/排出口閥門
187‧‧‧空偵測感測器/空偵測元件
188‧‧‧儲存器
189‧‧‧下游液體利用製程
205‧‧‧液體儲存及分配裝置
209‧‧‧上邊界壁
210‧‧‧容器
211‧‧‧上緣
212‧‧‧帶螺紋之口
212A‧‧‧阱部
213‧‧‧下緣/開口
214‧‧‧側壁
214A‧‧‧上部
215‧‧‧間隙空間
220‧‧‧襯墊
221‧‧‧內部
222‧‧‧配件
223‧‧‧內表面
224‧‧‧轉接器
225‧‧‧下部
226‧‧‧上部
230‧‧‧分配頭
231‧‧‧本體
231A‧‧‧下表面
232‧‧‧加壓氣體通道
233‧‧‧液體通道
234‧‧‧襯墊氣體通道
234A‧‧‧末端
235‧‧‧導管
235A‧‧‧開放下端/探針或插入部
235B‧‧‧擴口上端
237‧‧‧肩部
238‧‧‧導管密封元件
239‧‧‧額外密封元件
242‧‧‧加壓氣體閥門
243A‧‧‧液體閥門介面耦接件
243B‧‧‧外表面
244‧‧‧襯墊氣體閥門
290‧‧‧導管耦接件
291‧‧‧下部
292‧‧‧上部
293‧‧‧鑽孔
294‧‧‧凹槽
295‧‧‧內表面
305‧‧‧液體儲存及分配裝置
309‧‧‧上邊界壁
310‧‧‧容器
311‧‧‧上緣
313‧‧‧開口
314A‧‧‧上部
320‧‧‧襯墊
321‧‧‧內部
322‧‧‧配件
323‧‧‧內表面
324‧‧‧轉接器
325‧‧‧下部
326‧‧‧上部
330‧‧‧分配頭
331‧‧‧本體
331A‧‧‧下表面
332‧‧‧加壓氣體通道
333‧‧‧液體通道
334‧‧‧襯墊氣體通道
334A‧‧‧末端
335‧‧‧導管
335A‧‧‧探針或插入部
335B‧‧‧擴口上端
339‧‧‧密封元件
342‧‧‧加壓氣體閥門
343‧‧‧液體閥門
344‧‧‧襯墊氣體閥門
352‧‧‧加壓氣體閥門速連
353‧‧‧液體閥門速連
410‧‧‧容器
420‧‧‧上端壁
422‧‧‧下端壁
440‧‧‧帶螺紋之口
442‧‧‧內部
444‧‧‧保護區域
450‧‧‧分配頭
456‧‧‧襯墊
457‧‧‧袋
458‧‧‧配件
464‧‧‧配件保持器
465‧‧‧半部
468‧‧‧最上部
470‧‧‧覆蓋物
472‧‧‧最上表面
480‧‧‧唇緣
482‧‧‧唇緣最上部
500‧‧‧探針部
506‧‧‧下本體部
508‧‧‧上本體部
510‧‧‧螺母
520‧‧‧管接頭
524‧‧‧導管
528‧‧‧流體通路
532‧‧‧流體通路
534‧‧‧流體通路
535‧‧‧下出口
536‧‧‧下出口
544‧‧‧流體通路
546‧‧‧流體通路
550‧‧‧O形環
552‧‧‧接合點
560‧‧‧凸緣部
562‧‧‧凹槽
564‧‧‧凹槽
569‧‧‧螺釘
574‧‧‧套管
578‧‧‧O形環
580‧‧‧槽
582‧‧‧上表面
585‧‧‧角
第1A圖係為根據本發明一實施例之一流體操縱系統之簡化示意圖，該流體操縱系統被設置成用於填充一可運輸之液體儲存及分配裝置，該可運輸之液體儲存及分配裝置包含一基於襯墊之壓力分配包裝。
第1B圖係為利用根據第1A圖之一流體操縱系統填充一基於襯墊之壓力分配包裝後，包含該基於襯墊之壓力分配包裝之一可運輸之液體儲存及分配裝置之簡化示意圖。
第1C圖係為一流體操縱系統之簡化示意圖，該流體操縱系統被設置成用於分配一液體含納材料且包含根據第1B圖所示包含一基於襯墊之壓力分配包裝之可運輸之液體儲存及分配裝置。
第2A圖係為根據本發明實施例之包含一可運輸之液體儲存及分配裝置之各組件之立體組裝剖視圖，該裝置包含一基於襯墊之壓力分配包裝。
第2B圖係為第2A圖所示可運輸之液體儲存及分配裝置之組件之局部組裝側面剖視圖。
第2C圖係為第2A圖至第2B圖所示可運輸之流體及儲存分配裝置之已組裝組件之側面剖視圖。
第3A圖係為根據本發明實施例之另一可運輸之液體儲存及分配裝置之組件之局部組裝側面剖視圖，該裝置包含一基於襯墊之壓力分配。
第3B圖係為第3A圖所示可運輸之流體及儲存分配裝置之已組裝組件之側面剖視圖。
第4圖係為一可運輸之液體儲存及分配裝置之立體圖，該裝置包含帶有一蓋之一基於襯墊之壓力分配包裝。相對側之視圖亦相同。
第5圖係為第4圖所示包含一基於襯墊之壓力分配包裝之可運輸之液體儲存及分配裝置之仰視立體圖。相對側之視圖亦相同。
第6圖係為移除蓋之後第圖所示包含一基於襯墊之壓力分配包裝的可運輸之液體儲存及分配裝置之立體圖。
第7圖係為第4圖至第6圖所示分配系統之局部分解圖，其例示下管、襯墊接頭、及一襯墊保持器。
第8圖係為根據本發明實施例之一分配頭之分解圖。
第9圖係為顯示將蓋附裝至上凸邊之剖視圖。
第10圖係為一分配頭之剖視圖，該分配頭安裝於具有襯墊及下管之一容器中。
第11A圖係為根據本發明一實施例之一分配頭之立體圖。
第11B圖係為第11A圖所示分配頭之剖視圖。
第12A圖係為分配頭之一半個上本體部之立體圖。
第12B圖係為第12A圖所示半個本體部之下側之立體圖。
第13A圖係為分配頭之一下本體部之立體圖。
第13B圖係為第13A圖中之線13B-13B處之剖視圖。
第13C圖係為第13A圖中之線13C-13C處之剖視圖。
第14圖係為分配頭之螺母之立體圖。
第15圖係為根據本文之發明實施例之一分配頭之一探針部之立體圖。
第16圖係為第15圖所示探針部之另一仰視立體圖。
第17圖係為第15圖及第16圖所示探針部之剖視圖。
第18圖係為第15圖至第17圖所示探針部之仰視平面圖。
第19圖係為根據本發明實施例之另一分配頭之剖視圖。
第20圖係為根據本發明實施例之一方法之一步驟1及利用裝置之剖視示意圖。該圖表示以下動作：將被配置成一袋之襯墊插入至容器中；附裝分配頭及導管；以及使袋膨脹。
第21圖係為根據本發明實施例之一方法之一步驟2及利用裝置之剖視示意圖。該圖表示以下動作：將分配頭之連接器連接至填充系統。具體而言，將襯墊、塌縮/膨脹管線、頂部空間排出/膨脹管線、以及液體填充/分配管線附裝至連接器
第22圖係為根據本發明實施例之一方法之一步驟3及利用裝置之剖視示意圖。該圖表示以下動作：藉由開啟頂部空間閥門而使襯墊塌縮；且開啟環形供應/排放閥門來供應氣體以使襯墊塌縮。
第23圖係為根據本發明實施例之一方法之一步驟4及利用裝置之剖視示意圖。該圖表示以下動作：藉由開啟頂部空間閥門及開啟環形供應閥門而使襯墊塌縮，此會迫使袋中之空氣流出袋中。
第24圖係為根據本發明實施例之一方法之一步驟5及利用裝置之剖視示意圖。該圖表示以下動作：在頂部空間球(headspace ball)開啟之情況下供應氮氣(Nitrogen)以使襯墊膨脹。
第25圖係為根據本發明實施例之一方法之一步驟6及利用裝置之剖視示意圖。該圖表示以下動作：藉由使頂部空間閥門保持開啟且關閉頂部空間供應氣體以泄放壓力而使襯墊膨脹。該步驟包含視情況或視需要重複進 行收縮及膨脹。
第26圖係為根據本發明實施例之一方法之一步驟7及利用裝置之剖視示意圖。該圖表示以下動作：在頂部空間閥門開啟、液體填充/分配閥門開啟之情況下對襯墊填充以化學液體；選擇開啟頂部空間供應閥門以將低壓力氮氣供應至頂部空間或者保持開啟該閥門以使氣體在填充期間逸出。
第27圖係為根據本發明實施例之一方法之一步驟8及利用裝置之剖視示意圖。該圖表示以下動作：使容器填充滿且關閉液體填充/分配閥門，關閉氮氣供應之頂部空間閥門以及關閉環形供應及排出閥門；塞住環形空間連接器。
第28圖係為根據本發明實施例之一方法之一步驟9及利用裝置之剖視示意圖。該圖表示以下動作：移除全部連接且確認閥門關閉。裝有液體之容器便準備好進行運輸。可加上蓋以使由上凸邊界定之開口閉合。
第29圖係為根據本發明實施例之一方法之一步驟10及利用裝置之剖視示意圖。該圖表示以下動作：將具有分配頭及液體內容物之容器運送至一最終使用者或儲存。
第30圖係為根據本發明實施例之一方法之一步驟11及利用裝置之剖視示意圖。該圖表示以下動作：將分配頭連接至一遞送系統；開啟頂部空間遞送閥門
第31圖係為根據本發明實施例之一方法之一步驟12及利用裝置之剖視示意圖。該圖表示以下動作：在分配閥門開啟之情況下遞送化學液體；開啟環形供應/排出閥門以對容器加壓；移除頂部空間氣體直至感測到液體。
第32圖係為根據本發明實施例之一方法之一步驟13及利用裝置之剖視 示意圖。該圖表示分配化學液體直至液體排空。
第33圖係為根據本發明實施例之一方法之一步驟14及利用裝置之剖視示意圖。該圖表示包裝變空並隨後關閉分配閥門，且關閉環形供應/排出閥門以停止供應氮氣並開啟以進行排出。
第34圖係為根據其中期望具有零頂部空間之本發明實施例之一方法之一替代步驟11及利用裝置之剖視示意圖。該圖表示以下動作：將分配頭連接至一遞送系統；開啟頂部空間移除閥門
第35圖係為根據其中期望具有零頂部空間之本發明實施例之一方法之一替代步驟12及利用裝置之剖視示意圖。動作由以下組成：使頂部空間移除閥門開啟；開啟連接至氮氣之環形供應/釋放閥門以對容器加壓；以及繼續移除頂部空間直至氣體排空。
第36圖係為根據本發明實施例之一方法之一步驟13及利用裝置之剖視示意圖。該圖表示以下動作：分配化學液體，其中頂部空間排出閥門關閉、化學遞送閥門開啟、且環形供應/排出閥門對氮氣供應源開啟以對容器加壓。
第37圖係為根據本發明實施例之一方法之一步驟14及利用裝置之剖視示意圖。該圖表示分配化學液體直至液體排空。
第38圖係為根據本發明實施例之一方法之一步驟15及利用裝置之剖視示意圖。該圖表示以下動作：當液體內容物已被完全分配時關閉分配閥門，關閉環形供應/排出閥門。
第37圖係為根據本發明實施例之一方法之一步驟4及利用裝置之剖視示意圖。該圖表示以下動作：第38圖係為根據本發明實施例之一方法之一步驟4及利用裝置之剖視 示意圖。該圖表示以下動作：第39圖係為根據本發明實施例之一方法之一步驟4及利用裝置之剖視示意圖。該圖表示以下動作：
本發明在某些態樣中係關於改良之流體操縱裝置及方法，用於填充及分配氧氣敏感及水分敏感材料。在一特定態樣中，本發明係關於一種基於襯墊之液體含納系統及方法，用於對高純度化學試劑及組成物(例如，光阻劑、蝕刻劑、化學氣相沈積試劑、溶劑、晶圓清潔配方、工具清潔配方化學機械研磨組成物、濾色用化學物質、上覆材料、及液晶材料)進行儲存、運輸、分配。
在使用用於儲存及分配流體材料之基於襯墊之包裝時-其中襯墊安裝於一外容器(例如，較佳為實質剛性的，但視需要為半剛性的)，分配操作可涉及使一壓力分配氣體流至襯墊外之容器內，俾使由氣體施加之壓力迫使襯墊逐漸被壓緊進而使襯墊內之流體材料繼而被迫流出襯墊。一基於襯墊之包裝可與一適宜之加壓氣體源(例如，一幫浦、壓縮機、一壓縮氣體罐等)相耦接。所分配流體材料可流至或經由管道、歧管(manifold)、分配頭、閥門等流至一使用位置(例如，一流體利用製程工具)。
一基於襯墊之包裝包含一分配埠，該分配埠與襯墊相連通以用於自其中分配材料。該分配口轉而與一適宜之分配總成相耦接。分配總成可採取各種形式，例如，一總成包含具有一導管之一探針或分配頭，該導管與襯墊中的材料接觸且經由該導管自容器分配材料。該包裝可係為一 大型包裝，其中襯墊具有自1升(liter)至2000升或以上範圍之材料容量。在某些實施例中，襯墊具有一14升或約14升之容量，在某些實施例中為40升或約40升，在某些實施例中為200升或約200升。在某些實施例中，包裝小於或約20升，在某些實施例中小於或約50升，在某些實施例中小於或約100升，在某些實施例中小於或約200升。
可藉由使用可沿其邊緣密封(例如，焊接)之一或多片膜或其他材料而以任何適宜方式形成襯墊。在一實施例中，疊加(堆疊)多個平的片材且沿其邊緣密封以形成一襯墊。一或多個片材可沿其一面之一上部包含一埠或帽結構。在另一實施例中，使用管狀吹塑成型(tubular blow molding)在容器之一上端處形成一完整填充開口，該完整填充開口可接合至一埠或帽結構。因此，襯墊可具有一開口以用於將襯墊耦接至一適宜之分配頭，進而用於涉及到分別引入或排出流體之填充或分配操作。此種開口可藉由一結構加強並可被稱為「配件(fitment)」。一配件通常包含一橫向延伸之凸緣部及一管狀部，薄膜接合至該凸緣部，該管狀部沿一與凸緣部實質垂直之方向延伸。一襯墊配件可配合或以其他方式接觸一容器埠、容器帽或罩、或其他適宜之結構。一帽或罩亦可被設置成與一導管或下管耦接，以用於引入或分配流體。
在某些實施例中，一襯墊可由管狀坯料(tubular stock material)形成。藉由使用一管狀坯(例如，一吹製管狀聚合物膜(blown tubular polymeric film)材料)，會避免沿襯墊之各側出現熱封口(heat seal)及焊縫(welded seam)。相對於由疊加的且在周邊處熱密封之平板形成之襯墊，不出現側面焊縫可有利於更佳地耐受力及壓力，該力及壓力往往會使襯墊產生應力。在某些實施例中，一襯墊可由管狀坯料形成，該管狀坯料被沿 縱向切割且隨後被焊接以形成一或多個焊縫。
一襯墊較佳係為一一次性薄膜襯墊，被設置成每次使用後(例如，當容器耗盡其中所含納之液體時)被移除且由一新的、預清潔之襯墊替換，以使外容器能夠再次使用。此種襯墊較佳地不含例如塑化劑(plasticizer)、抗氧化劑(antioxidant)、UV穩定劑(UV stabilizer)、填充劑(filler)等組分，該等組分例如可藉由分離至襯墊中所含納之液體中、或藉由分解產生降解產物而係為或變成污染物來源，降解產物在襯墊中具有更大之擴散度且遷移至表面並溶解或以其他方式變成襯墊中液體之污染物。
較佳地，對襯墊使用一實質純的膜，例如純淨(不含添加物)聚乙烯膜、純淨聚四氟乙烯(PTFE)膜、或其他適宜之純淨聚合物材料(例如，聚乙烯醇(polyvinylalcohol)、聚丙烯(polypropylene)、聚氨酯(polyurethane)、聚偏二氯乙烯(polyvinylidene chloride)、聚氯乙烯(polyvinylchloride)、聚縮醛(polyacetal)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、聚丁烯(polybutylene)等)。更一般而言，襯墊可由層壓體、複合擠壓材、包覆擠壓材、組成物、共聚物、及材料摻合物形成，且具有或不具有金屬鍍膜及箔。一襯墊材料可為任何適宜厚度，例如，在約1密爾(mil)(0.001英吋)至約120密爾(0.120英吋)之範圍內。在一實施例中，襯墊具有一20密爾(0.020英吋)之厚度。
在某些實施例中，一襯墊可較佳由一具有適當厚度之膜材料形成，以具有撓性及可塌縮特性。在一實施例中，襯墊係為可壓縮的，俾使其內部體積可減少至額定填充量(即，當在殼體14中完全填滿液體時襯墊中能夠含納之液體量)之約10%或更少。在各種實施例中，一襯墊之內部 體積可壓縮至額定填充量之約0.25%或更少(例如，在一4000毫升包裝中少於10毫升)，或約0.05%或更少(在一19升包裝中剩餘10毫升(mL)或更少)，或0.005%或更少(在一200升包裝中剩餘10毫升或更少)。較佳之襯墊材料係足夠柔韌以使襯墊在作為一替代單元運輸期間能夠折疊或壓縮。襯墊較佳地具有一以下組成及特性：當液體含納於襯墊中時，會抵制形成顆粒及微氣泡；撓性足以容許液體由於溫度及壓力變化而膨脹及收縮；以及對於其中欲使用液體之特定最終用途應用(例如，在半導體製造或其他高純度臨界液體供應應用中)而言有效地保持純度。
在某些實施例中，可使用一剛性或實質剛性之可塌縮襯墊。如本文所用，術語「剛性(rigid)」或「實質剛性(substantially rigid)」意為亦包含一物體或材料之如下特性：即，在一第一壓力之環境中實質保持其形狀及/或容量，但其中在壓力增大或減小之環境中可改變形狀及/或容積。改變物體或材料之形狀及/或容積所需要之壓力增大或減小量可取決於材料或物體所需之應用，且可根據應用而異。在一實施例中，一襯墊之至少一部分可係為剛性或實質剛性的，且襯墊之至少一部分會因將一加壓流體施加至此種襯墊之至少一部分或抵靠該至少一部分進行施加而在壓力分配條件下塌縮。在一實施例中，一剛性或實質剛性之可塌縮襯墊可由具有足夠厚度及組成之材料製成，以使襯墊在填充有液體時自支撐(self-supporting)。一剛性或實質剛性之可塌縮襯墊可具有單壁或多壁特徵，且較佳包含聚合物材料。可使用由多層聚合物材料及/或其他材料(例如，藉由施加熱及/或壓力進行層壓)之層壓複合材料。一剛性或實質剛性之可塌縮襯墊可藉由一或多個適宜之層壓、擠壓、模製、造型、及焊接步驟形成。一剛性或實質剛性之可塌縮襯墊較佳具有一與襯墊一體成形之實質剛性開口或埠，因此不需要一藉由焊接或其他密封方法而附著至襯墊之 單獨配件。本文所揭露之分配總成及分配裝置可與剛性或實質剛性之可塌縮襯墊一起使用。
一可塌縮之襯墊可設置於一實質剛性容器(亦稱為一殼體或外包裝)中，該實質剛性容器可具有一大致圓柱體形狀、具有一長方體形狀以促進層疊性(stackability)、或具有任何其他適宜之形狀或構形。一大致剛性殼體亦可包含一外包裝蓋，該外包裝蓋係不洩露地接合至殼體之壁，以限定一容納襯墊之內部空間。設置於襯墊與環繞容器間之一間隙空間可與一加壓氣體源流體連通，俾使在間隙空間中添加加壓氣體時會使襯墊壓縮而造成液體自襯墊排出。
對於半導體製造應用而言，含納於本文所揭露之一壓力分配容器之一襯墊中之液體含納材料在襯墊之填充點處所具有之0.20微米或更大直徑之顆粒應小於75個微粒/毫升(更佳小於50，再更佳小於35，以及尤佳小於20微粒/毫升)，且襯墊液體中應具有小於十億分之30(更佳小於15)之總有機碳(total organic carbon；TOC)，其中對於每種緊要元素(critical element)(例如鈣、鈷、銅、鉻、鐵、鉬、錳、鈉、鎳、以及鎢)具有小於萬億分之10之金屬可提取水準(metal extractable level)且對於襯墊含納之氟化氫、過氧化氫、及氫氧化銨之每一元素具有小於萬億分之150之鐵及銅可提取水準，此符合半導體產業協會，國際半導體發展路線圖(Semiconductor Industry Association,International Technology Roadmap for Semiconductors；SIA,ITRS)1999版所提出之規格。
基於襯墊之液體含納系統可用於儲存及分配具有廣泛特徵之化學試劑及組成物。儘管以下主要參照用於微電子器件產品製造之液體或液體含納組成物之儲存及分配來闡述本發明，然而應理解，本發明之用 途並非僅限於此，而是本發明擴展至且囊括各種其他應用及含納材料。舉例而言，此等液體含納系統可用於許多其中液體媒體或液體材料需要包裝之其他應用中，包含醫學及藥物產品、建築及建造材料、食品及飲料產品、化石燃料及油品、農用化學品等。
本文所用術語「微電子器件(microelectronic device)」係指經抗蝕劑塗覆之半導體基板、平板顯示器、薄膜記錄頭、微機電系統、以及其他先進之微電子組件。微電子器件可包含經圖案化之矽晶圓、平板顯示基板、聚合物基板、或微孔/中空無機固體。
在某些實施例中，液體含納材料可保持於一襯墊中且由含納惰性氣體之頂部空間覆蓋。在其他實施例中，液體含納材料可保持於具有一零頂部空間或接近零之頂部空間構形之一襯墊中。如本文所用，關於一襯墊中之流體之術語「零頂部空間(zero headspace)」意指襯墊被完全填充以液體媒體，且襯墊中沒有氣體量覆蓋液體媒體。本文所用關於一襯墊中之流體之術語「接近零頂部空間(near zero headspace)」意指襯墊被實質完全填充以液體媒體，覆蓋襯墊中液體媒體之一非常小量之氣體除外，例如，氣體量小於襯墊中流體總量之5%，較佳小於流體總量之3%，更佳小於流體總量之2%，以及最佳小於流體總量之1%，或小於流體總量之0.5%(或，以另一種方式表達，襯墊中液體或液體含納材料之量大於襯墊總容量之95%，較佳大於此總容量之97%，更佳大於此總容量之98%，甚至更佳大於此總容量之99%，及最佳大於此總容量之99.5%)。
頂部空間量越大，覆蓋氣體便越可能夾帶於及/或溶解於液體媒體中，乃因液體媒體將在襯墊中受到攪動、濺潑、及移動，以及由於在運送包裝期間襯墊對剛性環繞容器之撞擊。此種環境可轉而導致在液體 媒體中形成氣泡(例如，微氣泡)及顆粒，此會降低液體媒體之品質且會使液體媒體可能不適合用於其預定目的。為此，在某些實施例中，可藉由對襯墊之內部體積完全填充以液體媒體來使頂部空間最小化且較佳係得以消除(即，以一零或接近零之頂部空間構形)。在其他實施例中，可能需要使用頂部空間來適應在運輸期間由於溫度變化而造成之含納材料膨脹，但頂部空間可在自襯墊分配液體含納材料之前在使用點處自襯墊移除。
本發明之一態樣係關於一種可運輸之基於襯墊之液體儲存及分配裝置，該裝置包含一具有多個通道之分配頭及複數個閥門，該分配頭及該等閥門容許執行多個(較佳為全部)以下步驟：經由分配頭自基於襯墊之容器吹洗空氣、氧氣及/或水分；經由分配頭對基於襯墊之容器填充以液體含納材料；在運輸期間於襯墊頂部空間中保持少量之惰性氣體(例如，處於大於周圍大氣壓力之壓力)；在分配之前於一使用點處經由分配頭自襯墊將惰性氣體移除；以及經由分配頭自襯墊將液體含納材料壓力分配至一流體利用製程。分配頭較佳包含多個速連接頭，以容許在一含有空氣(或含有氧氣、含有水分、或含有其他污染物)之環境中進行流體連接且使非所需材料之進入最少或實質為零，而不需要在一真空環境、一惰性氣體環境、或其他受控環境中進行連接。使用一耦接至容器之單一分配頭來執行上述步驟會在填充與分配高純度液體或其他液體含納材料之間之所有點處實質減少或消除潛在污染物或非所需材料之進入。
速連接頭(亦稱為速連或速拆耦接件)在流體耦接技術中係為已知的，且被用於提供一流體轉移管線之快速接通或斷開連接。速連接頭一般係手動操作，且取代一般需要工具(例如扳手)之螺紋或凸緣連接。當裝備有自密封閥門時，速連接頭在不連接時將自動含納管線中之任何流 體。亦即，藉由嚙合具有一自密封閥門之一速連耦接件之配合部，將會機械地致動該等配合部其中之一或二者中之一閥門，以在進行耦接時開啟閥門且在斷開耦接時關閉閥門。
在某些實施例中，本文所揭露之一分配頭可直接耦接至一襯墊容納容器之一口。在其他實施例中，一分配頭可間接耦接至一襯墊容納容器之一口，例如藉由使用設置於分配頭與容器之口部間之一轉接器(adapter)。此種轉接器可有益地用於嚙合及/或保持一襯墊之與容器之口對齊之一配件部，以使配件接納分配頭之一插入(例如，探針)部。
在某些實施例中，一襯墊容納剛性容器可由無孔金屬(與潛在多孔材料(例如某些聚合物)相反)製成，以最小化或消除周圍環境氣體或蒸汽遷移至容器中。在某些實施例中，如本文所揭露之一分配頭可包含由金屬(例如，不銹鋼)製成之一本體及/或探針，以相似地最小化或消除周圍環境氣體或蒸汽之遷移。
在某些實施例中，一分配頭包含一插入端(例如，探針)，該插入端包含至少一個密封元件(例如，O形環)，其中插入端被設置用於插入至一襯墊配件中且至少一個密封元件被設置成密封地嚙合配件之一內表面。在某些實施例中，一分配頭可包含一整合式導管或下管，該導管或下管向下延伸至一襯墊之內部中且被設置成自襯墊之一下部(例如，底部)抽取液體含納材料。在其他實施例中，一分配頭可被設置成用於與一導管耦接件相配合，該導管耦接件設置於一分配頭之一插入端與一導管之間。
在某些實施例中，一種可運輸之液體儲存及分配裝置包含：實質剛性容器，容納可塌縮之一襯墊，其中一間隙空間設置於該襯墊與該容器之間；以及一分配頭，被設置用於耦接至該容器之一口部。該分配頭 包含與該襯墊之該內部流體連通之一液體通道、與該襯墊之該內部流體連通之一襯墊氣體通道、以及與該間隙空間流體連通之一加壓氣體通道。該分配頭可更包含一液體閥門，該液體閥門由該分配頭容納或耦接至該分配頭並與該液體通道流體連通。該液體閥門可包含或關聯於一液體閥門速連接頭，其中該液體閥門設置於該分配頭與該液體閥門速連接頭之間。該分配頭可更包含一襯墊氣體閥門，該襯墊氣體閥門由該分配頭容納或耦接至該分配頭並與該襯墊氣體通道流體連通。該襯墊氣體閥門可包含或關聯於一襯墊氣體閥門速連接頭，其中該襯墊氣體閥門設置於該分配頭與該襯墊氣體閥門速連接頭之間。該分配頭可另外包含一加壓氣體閥門，該加壓氣體閥門由該分配頭容納或耦接至該分配頭並與該加壓氣體通道流體連通。該加壓氣體閥門可包含或關聯於一加壓氣體閥門速連接頭，其中該加壓氣體閥門設置於該分配頭與該液體閥門速連接頭之間。
在某些實施例中，該液體閥門、該襯墊氣體閥門及該加壓氣體閥門其中之每一者之至少一部分係可沿該分配頭之至少一個外部部分自外部近接(accessible)。在某些實施例中，該襯墊氣體閥門及該加壓氣體閥門至少其中之一可實施為或包含一止回閥(check valve)。在某些實施例中，該襯墊氣體閥門、該液體閥門及該加壓氣體閥門至少其中之一可包含任何適宜類型(例如，球形閥、針形閥等)之手動或自動操作閥門。在某些實施例中，該襯墊氣體閥門、該液體閥門及該加壓氣體閥門至少其中之一可包含一氣動閥(pneumatic valve)、電磁操作閥(solenoid-operated valve)、及/或伺服操作閥(servo-operated valve)。在某些實施例中，該液體閥門及該加壓氣體閥門至少其中之一可被設置成因應於一或多個控制訊號來調節流量。
在某些實施例中，一襯墊氣體閥門、一液體閥門、以及一加壓氣體閥門至少其中之一可包含一對應之覆蓋元件或塞(例如，須手動移除的)，該對應之覆蓋元件或塞被設置成覆蓋及/或密封關聯於各自閥門之至少一個開口。在某些實施例中，被設置成與一襯墊氣體閥門、一液體閥門、以及一加壓氣體閥門至少其中之一流體連通之一或多個速連接頭可包含一對應之覆蓋元件或塞(例如，須手動移除的)，該對應之覆蓋元件或塞被設置成覆蓋及/或密封關聯於各自速連接頭之至少一個開口。此種(等)覆蓋元件或塞可用於進一步防止或減小污染物進入流體連接表面。
在某些實施例中，至少一個保護殼體或罩體被設置成覆蓋該液體閥門、該襯墊氣體閥門、及該加壓氣體閥門至少其中之一之至少一部分，及/或一或多個速連接頭之至少一部分被設置成與一襯墊氣體閥門、一液體閥門、及/或一加壓氣體閥門流體連通。此種保護殼體或罩體可包含任何適宜之剛性及/或緩衝材料，且被設置成防止在運輸期間損壞閥門、速連接頭、及/或分配頭之其他部分或組件。在某些實施例中，一保護殼體或罩體可被設置成當分配頭耦接至一基於襯墊之容器時包圍分配頭之全部或實質全部原本可自外部近接之表面。在一實施例中，一保護殼體或罩體包含一設置於一剛性殼內之泡棉緩衝材料，該剛性罩可在分配頭耦接至一基於襯墊之容器時環繞分配頭定位，且殼體或罩體可被設置成用於附裝至容器之一外部。
在某些實施例中，液體含納材料可設置於一基於襯墊之容器之一襯墊內，一分配頭耦接至該基於襯墊之容器，且液體含納材料可由惰性氣體(例如，氮氣、氬氣、或其他適宜之氣體)以一輕微正壓力(大於周圍大氣)覆蓋，俾防止環境氣體及/或蒸汽進入容器及/或分配頭。在某些 實施例中，頂部空間可容納加壓氣體，該加壓氣體處於至少102千帕(kPa)、至少約105千帕、至少約110千帕、至少約120千帕之一壓力、或任何其他大於在容器運輸及/或分配使用期間將經歷之周圍大氣壓力之適宜值。
在某些實施例中，一可運輸之分配頭可被設置用於與一實質剛性容器配合，該實質剛性容器容納可塌縮之一襯墊，在該襯墊與該容器之間具有一間隙空間，該襯墊之一配件與該容器之一口部對齊。此種分配頭可包含：一分配頭本體，界定：(i)一液體通道及一襯墊氣體通道，被設置成容許與該襯墊之一內部流體連通，以及(ii)一加壓氣體通道，與該間隙空間流體連通，其中該分配頭之一插入(例如，探針)部分包含至少一個密封元件，該至少一個密封元件可插入至該配件內以密封地嚙合該配件之一部分。該襯墊氣體通道之一末端可設置於該至少一個密封元件之下，以容許與該襯墊之一上部流體連通。一導管可延伸超過該配件而進入該襯墊之該內部。該液體通道可延伸至或延伸經過該導管以容許自該襯墊之一下部抽取一流體材料。位於該分配頭內或與該分配頭相關聯之一襯墊氣體閥門可被設置成與該襯墊氣體通道流體連通。位於該分配頭內或與該分配頭相關聯之一液體閥門可被設置成與該液體通道流體連通。該襯墊氣體閥門可包含或關聯於一襯墊氣體閥門速連接頭，其中該襯墊氣體閥門設置於該分配頭與該襯墊氣體閥門速連接頭之間。該分配頭可另外包含一加壓氣體閥門，該加壓氣體閥門由該分配頭容納或耦接至該分配頭，並與該加壓氣體通道流體連通。該加壓氣體閥門可包含或關聯於一加壓氣體閥門速連接頭，其中該加壓氣體閥門設置於該分配頭與該液體閥門速連接頭之間。
位於該分配頭內或與該分配頭相關聯之一加壓氣體閥門可被設置成與該加壓氣體通道流體連通。在某些實施例中，該液體通道及該 襯墊氣體通道可係不同心地設置於該分配頭之至少該插入部內。一導管耦接件可設置於該分配頭之該探針或插入部分與該導管之間。該襯墊之一配件可係與該容器之一口部對齊。一轉接器可設置於該分配頭與該容器之該口部中間，以容許將該分配頭間接耦接至該容器之該口部。
在某些實施例中，一種流體操縱方法可利用一實質剛性容器及一分配頭，該實質剛性容器容納可塌縮之一襯墊，該分配頭耦接至該容器之一口並包含：一液體通道，與該襯墊之一內部流體連通；一襯墊氣體通道，與該襯墊之該內部流體連通；一加壓氣體通道，與該襯墊與該容器間之一間隙空間流體連通；一液體閥門，與該液體通道流體連通；一襯墊氣體閥門，與該襯墊氣體通道流體連通；以及一加壓氣體閥門，與該加壓氣體通道流體連通。該流體操縱方法可包含一下步驟之二或更多個：經由該分配頭供應一惰性氣體至該襯墊之一內部；在該惰性氣體供應步驟之後，經由該分配頭將惰性氣體自該襯墊之該內部移除，以使該襯墊至少部分地收縮；在該惰性氣體移除步驟之後，利用惰性氣體使該襯墊至少部分地再膨脹；在該襯墊再膨脹步驟之後，經由該分配頭供應一液體含納材料，以將該襯墊之該內部至少部分地填充該液體含納材料、同時使該襯墊內之該惰性氣體之至少一部分能夠經由該分配頭逸出；以及在該液體含納材料供應步驟之後，關閉該液體供應閥門。在某些實施例中，此後可自該襯墊移除頂部空間(例如，頂部空間氣體)，且可關閉關聯於該襯墊之閥門，以容許該襯墊保持於一零頂部空間狀態達任何所期望之時間段。當該襯墊準備好進行運輸時，可經由該分配頭(例如，經由該襯墊氣體閥門)將加壓惰性氣體(即，加壓至任何適宜之壓力值，例如102千帕或本文所揭露之任何其他壓力值)供應至該襯墊，且此加壓惰性氣體可在運輸至一使用點期間在襯墊中保持覆蓋該液體含納材料。
在某些實施例中，在將一經惰性氣體加壓之基於襯墊之包裝運輸至一使用點後可執行各種步驟。一或多個步驟可包含：在一使用點處，將一加壓氣體供應管線及一液體分配管線連接至該分配頭；經由該分配頭自該襯墊移除該額外惰性氣體；經由該分配頭將加壓氣體自該加壓氣體供應管線供應至該襯墊與該分配頭間之一間隙空間；以及經由該分配頭及該液體分配管線將該液體含納材料分配至一流體利用裝置，該流體利用裝置被設置成利用該液體含納組成物。
在某些實施例中，該液體含納材料包含以下任一者：光阻劑，蝕刻劑，化學氣相沈積試劑，溶劑，晶圓清潔配方，工具清潔配方，化學機械研磨組成物，濾色用化學物質，上覆材料，及液晶材料。
在某些實施例中，一種流體操縱方法可利用一實質剛性容器及一分配頭，該實質剛性容器容納可塌縮之一襯墊，該分配頭耦接至該容器之一口並包含：一液體通道，與該襯墊之一內部流體連通；一襯墊氣體通道，與該襯墊之該內部流體連通；一加壓氣體通道，與該襯墊與該容器間之一間隙空間流體連通；一液體閥門，與該液體通道流體連通；一襯墊氣體閥門，與該襯墊氣體通道流體連通；以及一加壓氣體閥門，與該加壓氣體通道流體連通。此種方法可包含以下步驟其中之二或多者：經由該分配頭供應一惰性氣體至該襯墊之一內部；在該惰性氣體供應步驟之後，經由該分配頭將惰性氣體自該襯墊之該內部移除，以使該襯墊至少部分地收縮；在該惰性氣體移除步驟之後，利用惰性氣體使該襯墊至少部分地再膨脹；在該襯墊再膨脹步驟之後，經由該分配頭供應一液體含納材料，以將該襯墊之該內部至少部分地填充該液體含納材料、同時使該襯墊內之該惰性氣體之至少一部分能夠經由該分配頭逸出；以及在該液體含納材料供 應步驟之後，關閉該液體供應閥門。速連接頭可與該加壓氣體閥門、該液體閥門、以及該襯墊氣體閥門其中之一或多者相關聯。在某些實施例中，可利用一加壓氣體閥門速連接頭，將該加壓氣體供應管線連接至該分配頭，且可利用一液體閥門速連接頭，將該液體分配管線連接至該分配頭。
以下將結合附圖解釋實例性實施例之進一步細節。
第1A圖例示根據一實施例之一流體操縱系統100之組件，該流體操縱系統100被設置用於填充一可運輸之液體儲存及分配裝置，該裝置包含一基於襯墊之壓力分配包裝105。包裝105包含一剛性或實質剛性容器110，該剛性或實質剛性容器110容納可塌縮之一襯墊120，一間隙空間115設置於容器110與襯墊120之間。襯墊120限定一內部體積121，該內部體積121可包含一液體含納材料122，該液體含納材料122由可包含惰性氣體之頂部空間123覆蓋。一分配頭130耦接至容器110。一分配頭本體131界定一加壓氣體通道132、一液體通道133、以及一襯墊氣體通道134。加壓氣體通道132與間隙空間115流體連通(例如，在氣體遞送點132A處)。液體通道133延伸經過一導管135，並與襯墊120之內部121流體連通(例如，以在一抽取點135A處抽取液體含納材料，該抽取點135A設置於襯墊120之一下部或沿襯墊120之一底部設置)。襯墊氣體通道與襯墊之內部121流體連通(例如，在氣體進入或離開點134A處，該氣體進入或離開點134A設置於襯墊120之一上部處)。由分配頭130部分地容納或與分配頭130部分地耦接之一加壓氣體閥門142係與加壓氣體通道132流體連通。由分配頭130部分地容納或與分配頭130部分地耦接之一液體閥門143係與液體通道133流體連通。由分配頭130部分地容納或與分配頭120部分地耦接之一襯墊氣體閥門144係與襯墊氣體通道134流體連通。加壓氣體閥門142、液體閥門143、以及襯墊氣體閥 門144至少其中之一(且較佳為每一者)包含或關聯於一對應之速連接頭-即，一加壓氣體閥門速連接頭152、一液體閥門速連接頭153、及/或一襯墊氣體閥門速連接頭154。加壓氣體閥門142被設置成自一加壓氣體源172(其可包含一氣體調節器及/或一或多個氣體控制閥門(圖未示出))接收加壓氣體。液體閥門143被設置成自一液體材料源173、視需要經由一中間液體閥門175接收液體材料(例如，作為一襯墊填充製程之一部分)。襯墊氣體閥門144被設置成選擇性地與一真空源或排放口174A流體連通(例如，經由真空/排放閥176A)或與惰性氣體源174B流體連通(例如，經由惰性氣體閥176B)。系統100之各種組件之操作可由一控制器101控制。
系統100可用於執行以下步驟其中之某些或全部：經由分配頭自基於襯墊之容器吹洗空氣、氧氣、及/或水分；經由分配頭對基於襯墊之容器填充液體含納材料；對襯墊頂部空間添加(及保持)少量之惰性氣體(例如，處於大於周圍大氣壓力之壓力)，以使包裝105準備進行運輸。
在一實施例中，將一新的襯墊120(名義上‘無’液體含納材料，但會存在氧氣及/或蒸汽)插入至一容器110中，且將一分配頭130耦接至容器110，其中分配頭130耦接至一加壓氣體源172、耦接至一液體材料源173以及如第1A圖所示選擇性地耦接至一真空源/排放口174A或惰性氣體源174B。為準備對襯墊填充液體含納材料，將惰性氣體自惰性氣體源174B供應至襯墊120之內部121，且使用真空源或排放口174A移除此惰性氣體(其中惰性氣體供應及移除構成一吹洗循環)。可執行多個吹洗循環(每個皆包含添加惰性氣體後移除惰性氣體)，以確保自襯墊120之內部121移除任何非惰性氣體及蒸汽。此後，可經由液體閥門143、液體通道133、以及導管135將液體含納材料122自液體材料源173供應至襯墊。可使用真空源或排放口 174A自內部121移除頂部空間。分配頭130可視需要被密封達任何所需時間段，直至需要運輸包裝105為止。為使包裝105準備進行運輸，可經由襯墊氣體閥門144及襯墊氣體通道134將加壓惰性氣體自惰性氣體源174B供應至襯墊之一頂部空間部123，且此後可密封分配頭130以將包裝105(其中具有加壓內容物)運輸至一液體材料利用設施。
第1B圖例示在使用結合第1A圖所述之流體操縱系統100填充一基於襯墊之壓力分配包裝105後，包含該包裝105之可運輸之液體儲存及分配裝置。在藉由由加壓惰性氣體123覆蓋之液體含納材料122填充包裝105之襯墊120後，閥門142、143、144可關閉(自動地或手動地)，且可選之覆蓋元件或塞162、163、164可被設置成覆蓋與每一閥門142、143、144相關聯及/或與速連接頭152、153、154相關聯之至少一個開口。此外，至少一個保護殼體或罩體161可被設置成覆蓋分配頭130、閥門142、143、144、及速連接頭152、153、154至少其中之一之至少一部分(且較佳每一者之全部)，以有助於保護此等組件在運輸期間免遭損壞。此種罩體可係為一焊接至容器部之一延伸凸邊，該延伸凸邊沿軸向延伸超過分配頭之頂部
第1C圖例示一流體操縱系統180之組件，該流體操縱系統180被設置用於自包含基於襯墊之壓力分配包裝105之可運輸之液體儲存及分配裝置分配一液體含納材料。在一使用點處，可移除覆蓋元件或塞162、163、164及保護殼體或罩體161(第1B圖示)，且可對分配頭130進行多重連接。加壓氣體閥門142(以及關聯之速連接頭152)可連接至與一加壓氣體源182(其可包含至少一個壓力調節器及/或閥門(圖未示出))相關聯之管路。液體閥門143(以及關聯之速連接頭153)可連接至與一液體利用製程189相關聯之管路(視需要經由一下游液體閥門185)，其中液體利用製程189 (例如，製程工具)視需要包含一空的偵測元件187及/或一儲存器(reservoir)188。襯墊氣體閥門144(以相關聯之速連接頭154)可連接至與一真空源及/或排放口184(視需要包含一真空/排放口閥門186)相關聯之管路。一控制器181可被設置成控制流體操縱系統180之一或多個組件。
在操作流體操縱系統180時，可藉由以下方式將含納於襯墊120之內部121中之任何惰性氣體123移除：開啟襯墊氣體閥門144且使用一真空源184經由襯墊氣體閥門144抽取氣體；或將加壓氣體供應至間隙空間115，以使襯墊120壓縮且經由襯墊氣體閥門144使氣體排入至一排放口184。或者，可藉由將氣體排入至一可排放儲存器188而將惰性氣體經由液體閥門143移除，該可排放儲存器188設置於包裝105與一下游液體利用製程189之間。儲存器188可包含一氣體排放口(圖未示出)，該氣體排放口自儲存器188之一上部週期性地排放，以容許惰性氣體逸出，且使自儲存器188之一下部抽取之液體含納材料將液體傳送至下游液體利用製程189。
儘管上述段落涉及自襯墊120移除惰性氣體，然而在某些實施例中，液體含納材料122可設置於一處於一零頂部空間狀態之襯墊120中，其中襯墊120之內部121中不存在任何惰性氣體。
在將任何惰性氣體123自襯墊120移除後，可藉由以下步驟自襯墊120分配液體含納材料122：開啟液體閥門143，且將加壓氣體(或其他流體)供應至間隙空間115，以使襯墊120壓縮，且迫使液體經由導管135及液體閥門143進入與下游液體利用製程189相關聯之管路及組件。任何適宜類型之一或多個空偵測感測器187可設置於與液體利用製程相關聯之管路中。在某些實施例中，一或多個空的偵測感測器可包含一氣泡感測器、一電容性感測器、一流量計(例如，積分流量計或累積流量計，用以計量液 體含納材料經由流量計之累積流量)、或一壓力變送器或壓力開關至少其中之一，該壓力變送器或壓力開關被設置用於感測一壓力下降(pressure droop)狀態以指示一空的或接近空的狀態。美國專利申請公開案第2010/0112815 A1揭露使用壓力變送器或壓力開關來感測壓力下降狀態，該美國專利申請公開案以引用方式併入本文中。在感測到一空的狀態或一接近空的狀態後，可暫停自襯墊120分配液體含納材料122，且可自另一基於襯墊之壓力分配包裝(圖未示出)開始持續分配液體含納材料至液體利用製程189。在某些實施例中，可自一可選之下游儲存器188持續供應液體含納材料至液體利用製程、同時準備一新的基於襯墊之壓力分配容器來進行分配操作。
第2A圖及第2C圖例示一第一可運輸之液體儲存及分配裝置205之組件，該等組件包含一分配頭230，該分配頭230被設置用於耦接至一其中容納一襯墊220之容器210。一間隙空間215設置於容器210與襯墊220之間。容器210包含一帶螺紋之口212，該帶螺紋之口沿一上邊界壁209居中地設置；包含具有一上部214A之至少一個側壁214，該上部214A被配置成一凸邊，該凸邊延伸於邊界壁209上方並終止於一上緣211處；包含一底壁212，該底壁212視需要包含一阱區(well region)212A；以及包含一下緣213，該下緣213被設置用於支撐容器210。至少一個側壁214之上部214A可包含至少一個開口213，該開口213充當用手抓握容器210之一握柄。在某些實施例中，容器210可由金屬(例如，不銹鋼)製成。
用於界定一內部體積221之一襯墊220設置於容器210內。用於界定由一內表面223所限定之一開孔之一配件222接合至襯墊220，其中配件222係與容器之一口212對齊且藉由一轉接器224而保持於定位上，該轉接 器224包含具有一陰螺紋表面之一下部225以及包含具有一陽螺紋部之一上部226，該陰螺紋表面被設置成嚙合口212，該陽螺紋部被設置成嚙合沿分配頭230之一下表面231A設置之陰螺紋。
具有一開放下端235A及一擴口上端235B之一空心導管235被設置用於插入至襯墊220之內部221中。導管235被設置成接合至一導管耦接件290。導管耦接件290包含一直徑減小之下部291，該直徑減小之下部291界定一鑽孔(bore)293且被設置用於插入至導管235之擴口上端235B，並且包含一直徑增大之上部292，該直徑增大之上部292界定由一內表面295所限定之一凹槽294，該內表面295被設置成嚙合一探針或插入部235A之一尖端以及分配頭230之至少導管密封元件238。
在某些實施例中，可使用沒有一擴口上端之一導管；此種導管可藉由推動導管以鎖定於一耦接件之鑽孔中、或者藉由在導管上模製一耦接件來達成。
分配頭230包含一本體231，該本體231界定一加壓氣體通道232、一液體通道233、以及一襯墊氣體通道234。加壓氣體通道232與一加壓氣體閥門242流體連通，以選擇性地容許加壓氣體進入間隙空間215。液體通道233與具有一外表面243B之一液體閥門介面耦接件243A流體連通，該液體閥門介面耦接件243A被設置用於與一液體閥門(圖未示出)配合。襯墊氣體通道234與一襯墊氣體閥門244流體連通。一朝下突出之探針或插入部235延伸超過分配頭230之一下表面231A，且被設置用於插入配件222中，其中探針或插入部235A之一尖端及一或多個導管密封元件238被設置用於與在導管耦接件290中界定之凹槽294之內表面295配合。一或多個額外密封元件239沿探針或插入部235A之一外表面設置，以用於與襯墊220之配件222 之內表面223密封嚙合。襯墊氣體通道234包含一末端234A(鄰近沿插入部235A而設置在中間之肩部(shoulder)237)，該末端234A設置於導管耦接件290上方且被設置用於在分配頭230與容器210之口212耦接(例如，經由轉接器224間接耦接)時與襯墊220之內部221流體連通。液體通道233經由導管235延伸穿過分配頭230及導管耦接件290，以容許自襯墊220之一下部(例如，底部)(例如，靠近在容器210之底壁212中界定之阱部212A)抽取液體含納材料。
如第2A圖至第2C圖所示，閥門242、244設置於分配頭230中或分配頭230上，且更被設置成不會延伸超過容器210之上緣211之寬度。容器210、襯墊220、以及分配頭230可用於執行本文所揭露之液體操縱方法。
第3A圖至第3B圖例示一第二可運輸之液體儲存及分配裝置305之組件，該等組件包含一分配頭330，該分配頭330被設置用於耦接至一其中容納一襯墊320之容器310。裝置305在許多方面類似於結合第2A圖至第2C圖所揭露之裝置205，但具有不同之液體及加壓氣體閥門以及具有一不同之襯墊氣體通道及導管配置(例如，缺少一導管耦接件)。
如第3A圖至第3B圖所示，一分配頭330被設置用於耦接至其中包含一襯墊320之容器310。容器310包含一帶螺紋之口312，該帶螺紋之口沿一上邊界壁309居中地設置；包含具有一上部314A之至少一個側壁，該上部314A延伸於邊界壁309上方並終止於一上緣311處；且包含一底壁及下緣(圖未示出)。該至少一個側壁之上部314A可包含至少一個開口313，該開口313充當用手抓握容器310之一握柄。在某些實施例中，容器310可由金屬(例如，不銹鋼)製成。
用於界定一內部體積321之一襯墊320設置於容器310內。用 於界定由一內表面323所限定之一開孔之一配件322接合至襯墊320，其中配件322係與容器之一口312對齊且藉由一轉接器324而保持於定位上。轉接器324包含具有一陰螺紋表面之一下部325以及包含具有一陽螺紋部之一上部326，該陰螺紋表面被設置成嚙合口312，該陽螺紋部被設置成嚙合沿分配頭330之一下表面331A設置之陰螺紋。
具有一開放下端及一擴口上端335B之一空心導管335直接附著至延伸超過分配頭330之一下表面331A之探針或插入部335A，其中一襯墊氣體通道334A設置成靠近導管335之擴口上端335B且設置於至少一個密封元件339之下，該密封元件339適宜與配件322之一內表面323密封嚙合。導管335被設置用於經由配件322而插入至襯墊320之內部321，其中沿探針或插入部335之一外表面之一或多個密封元件339被設置成密封地嚙合配件322之內表面323。液體通道333及襯墊氣體通道334係不同心地設置於分配頭330之至少探針或插入部335A內。
分配頭330包含一本體331，該本體331界定一加壓氣體通道332、一液體通道333、以及一襯墊氣體通道334。加壓氣體通道332與具有一相關聯加壓氣體閥門速連352之一加壓氣體閥門342流體連通。液體通道333與具有一相關聯液體閥門速連353之一液體閥門343流體連通。襯墊氣體通道334與一襯墊氣體閥門344流體連通。襯墊氣體通道334包含一末端334A，該末端334A設置於導管耦接件390上方且被設置用於在分配頭330與容器310之口312耦接(例如，經由轉接器324間接耦接)時與襯墊320之內部321流體連通。液體通道333延伸經過分配頭330及導管335，以容許自襯墊320之一下部(例如，底部)抽取液體含納材料。
如第3A圖至第3B圖所示，閥門342、343、344設置於分配頭 330中或分配頭330上，且更被設置成不會延伸超過容器310之上緣311之寬度。容器310、襯墊320、以及分配頭330可用於執行本文所揭露之液體操縱方法。
參照第4圖至第6圖、第7圖、第9圖、第10圖、及第20圖，其例示根據本發明實施例之一容器410。該容器大致包含一容器部412、一上凸邊414、以及一下凸邊416。該容器部具有一圓柱形壁部418、一上端壁420、以及一下端壁422，各該上端壁及下端壁可為圓頂形狀。上端壁具有一自其延伸之帶螺紋之口440，該帶螺紋之口440提供進入容器及容器部之內部442之入口。上凸邊界定一保護區域444。
在保護區域中與容器嚙合者係為一分配頭450；與分配頭及容器之口嚙合者係為一襯墊456，該襯墊456被配置成一袋457且具有一配件458。袋之尺寸及配置適以在形狀上貼合容器之內部。配件與具有二個半部465之一配件保持器464協作，以夾套住配件且安置於容器之口440中。
上凸邊自容器部垂直延伸一距離而超過分配頭之最上部468，藉此對分配頭及其管線連接提供保護。在實施例中，凸邊自容器部朝上延伸一距離D1，該距離D1係為容器部之圓柱形壁部之長度L1之至少20%。在某些實施例中，為至少25%，在某些實施例中，為至少30%。在某些實施例中，距上端壁之最上表面472之距離D4係為容器之整個高度H1之至少15%，在其他實施例中，為至少20%，在其他實施例中，為至少25%。
一蓋470嚙合上凸邊之一唇緣480，且安置於唇緣最上部482上。一嚙合構件486(例如一彈簧構件)可用於將板固定至凸邊。在其他實施例中，板可鉸接至容器或繋栓至容器。
參照第7圖、第8圖、第10圖至第19圖，其例示包含本發明態樣之分配頭之細節。分配頭450大致包含一探針部500、一下本體部506、以及一上本體部508、以及一螺母510。探針部500具有一陽螺紋接頭被配置成一管接頭(nipple)520，該管接頭520容置於導管524之一端中。管接頭具有一流體通路528，該流體通路528係為流體填充及分配管道。二個額外之流體通路532、534為袋457中液體上方之頂部空間提供排出或氣體入口，且具有靠近且鄰近管接頭520之下出口535、536。另外二個流體通路544、546延伸穿過上本體部及下本體部，且穿過O形環550，該等O形環550在上本體部與下本體部之接合點552處密封通路。
探針部500具有一沿徑向延伸之凸緣部560，該凸緣部560在一凹槽562處被夾持於且沿徑向及沿軸向捕獲於上本體部與下本體部之間。螺母亦被限制且沿軸向及沿徑向捕獲於上本體部之面向底部表面565中之一凹槽564處。上本體部508及下本體部506藉由螺釘569固定於一起。一套管574夾持於上本體部與螺母之間，以在螺母旋轉時提供一緩衝或消音效應。一O形環578安置於下本體部之槽580中，以用於密封容器之口之上表面582。槽沿徑向向內及向上延伸至相對於水平方向成約45度角585，以在密封期間提供徑向及軸向壓縮。在某些實施例中，相對於水平方向成一30度至60度之角。
第19圖例示一分配頭之再一實施例，該分配頭具有套管574及O形環578，該套管574用於對螺母提供緩衝及消音效應，該O形環安置於相對於水平方向以30度至60度角延伸之一槽中。
如第1圖至第3B圖之實施例所示，閥門可與各該流體通路相關聯，且此等閥門可部分地耦接至分配頭或與分配頭相關聯。閥門可在進 行連接時被致動(例如速連自密封接頭)，或手動致動(例如球形閥)。每一通路可具有一手動及/或速連自密封連接。
參照第20圖至第38圖，闡述利用本文所述裝置之實例性步驟，俾使在最終使用或製程設施處準備及分配容器中之液體期間，環境及人員不會暴露至液體或來自液體之煙氣。
本文所揭露之實施例可提供以下有益技術效果其中之一或多者：減少空氣、水分、或其他污染物進入基於襯墊之壓力容器及裝置中；減少對氧氣敏感及/或對水分敏感之液體含納材料之損壞及/或增加該等材料之保存期限；以及使得能夠在含有空氣之環境中進行與包含對氧氣敏感及/或對水分敏感之液體含納材料之基於襯墊之壓力分配容器之連接(無需在一真空環境、一惰性氣體環境、或其他受控環境中進行此等連接)。
儘管本文已參照本發明之特定態樣、特徵及例示性實施例闡述了本發明，然而應理解，本發明之用途並非僅限於此，而是進一步擴展至且囊括本發明所屬領域中具有通常知識者基於本文揭露內容所顯而易見之許多其他變化、潤飾及替代實施例。除非本文明確地相反指明，否則結合一或多個實施例所闡述之任何一或多個特徵應設想與任何其他實施例之一或多個特徵相結合。因此，以下所主張之本發明旨在被廣泛視為及解釋為包含處於精神及範圍內之所有此種變化、潤飾、及替代實施例。
100‧‧‧流體操縱系統
101‧‧‧控制器
105‧‧‧包裝
110‧‧‧容器
115‧‧‧間隙空間
120‧‧‧襯墊
121‧‧‧內部體積/內部
122‧‧‧液體含納材料
123‧‧‧惰性氣體/頂部空間/頂部空間部
130‧‧‧分配頭
131‧‧‧分配頭本體
132‧‧‧加壓氣體通道
132A‧‧‧氣體遞送點
133‧‧‧液體通道
134‧‧‧襯墊氣體通道
134A‧‧‧進入或離開點
135‧‧‧導管
135A‧‧‧抽取點
142‧‧‧加壓氣體閥門
143‧‧‧液體閥門
144‧‧‧襯墊氣體閥門
152‧‧‧加壓氣體閥門速連接頭
153‧‧‧液體閥門速連接頭
154‧‧‧襯墊氣體閥門速連接頭
172‧‧‧加壓氣體源
173‧‧‧液體材料源
174A‧‧‧真空源/排放口
174B‧‧‧惰性氣體源
175‧‧‧中間液體閥門
176A‧‧‧真空/排放閥
176B‧‧‧惰性氣體閥

Claims (43)

  1. 一種可運輸之液體儲存及分配裝置，包含：一實質剛性容器，包含一可塌縮之襯墊(liner)，其中該襯墊包含一內部，且一間隙空間設置於該襯墊與該容器之間；一分配頭，被設置用於耦接至該容器之一口部，該分配頭包含與該襯墊之該內部流體連通之一液體通道、與該襯墊之該內部流體連通之一襯墊氣體通道、以及與該間隙空間流體連通之一加壓氣體通道；一液體閥門，由該分配頭容納或耦接至該分配頭，並與該液體通道流體連通，其中該液體閥門包含或關聯於一液體閥門速連接頭(liquid valve quick connect fitting)，其中該液體閥門設置於該分配頭與該液體閥門速連接頭之間；一襯墊氣體閥門，由該分配頭容納或耦接至該分配頭，並與該襯墊氣體通道流體連通；以及一加壓氣體閥門，由該分配頭容納或耦接至該分配頭，並與該加壓氣體通道流體連通，其中該加壓氣體閥門包含或關聯於一加壓氣體閥門速連接頭，其中該加壓氣體閥門設置於該分配頭與該液體閥門速連接頭之間。
  2. 如請求項1所述之可運輸之液體儲存及分配裝置，其中該襯墊氣體閥門包含或關聯於一襯墊氣體閥門速連接頭，其中該襯墊氣體閥門設置於該分配頭與該襯墊氣體閥門速連接頭之間。
  3. 如請求項1所述之可運輸之液體儲存及分配裝置，其中該液體閥門、該襯墊氣體閥門及該加壓氣體閥門其中之每一者之至少一部分係可沿該 分配頭之至少一個外部部分自外部近接(accessible)。
  4. 如請求項1所述之可運輸之液體儲存及分配裝置，其中該襯墊氣體閥門及該加壓氣體閥門至少其中之一包含一止回閥(check valve)。
  5. 如請求項1所述之可運輸之液體儲存及分配裝置，更包含至少一個保護殼體或罩體，該至少一個保護殼體或罩體被設置成覆蓋該液體閥門、該襯墊氣體閥門、及該加壓氣體閥門至少其中之一之至少一部分。
  6. 如請求項1所述之可運輸之液體儲存及分配裝置，更包含與該液體通道流體連通之一導管(diptube)，其中該導管向下延伸至該襯墊之該內部中。
  7. 如請求項1所述之可運輸之液體儲存及分配裝置，於該襯墊內包含一液體含納材料(liquid-containing material)，並包含與該襯墊內之該液體含納材料接觸之一加壓惰性氣體，其中該加壓氣體處於至少102千帕(kPa)之一壓力。
  8. 如請求項1所述之可運輸之液體儲存及分配裝置，更包含一轉接器(adapter)，設置於該分配頭與該容器之該口部之間，以容許將該分配頭間接地耦接至該容器之該口部。
  9. 一種被設置成用於與一實質剛性容器配合之可運輸之分配頭，該實質剛性容器包含一可塌縮之襯墊，在該襯墊與該容器之間具有一間隙空間，且該襯墊之一配件(fitment)與該容器之一口部對齊，該分配頭包含：一分配頭本體，界定：(i)一液體通道及一襯墊氣體通道，被設置成容許與該襯墊之一內部流體連通，以及(ii)一加壓氣體通道，與該間隙空間流體連通，其中該分配頭之一插入部分包含至少一個密封元 件，該至少一個密封元件可插入至該配件內以密封地嚙合該配件之一部分，其中該襯墊氣體通道之一末端設置於該至少一個密封元件之下，以容許與該襯墊之一上部流體連通；以及一導管，延伸超過該配件而進入該襯墊之該內部，其中該液體通道延伸至或延伸經過該導管以容許自該襯墊之一下部抽取一流體材料；一襯墊氣體閥門，與該襯墊氣體通道流體連通；一液體閥門，與該液體通道流體連通；以及一加壓氣體閥門，與該加壓氣體通道流體連通。
  10. 如請求項9所述之可運輸之分配頭，其中該液體通道及該襯墊氣體通道係不同心地設置於該分配頭本體之至少該插入部內。
  11. 如請求項9所述之可運輸之分配頭，更包含：一導管耦接件，設置於該分配頭本體之該插入部分與該導管之間。
  12. 如請求項9所述之可運輸之分配頭，更包含：一液體閥門速連接頭，被設置用於容許連接至該液體閥門；一襯墊氣體閥門速連接頭，被設置用於容許連接至該襯墊氣體閥門；以及一加壓氣體閥門速連接頭，被設置用於容許連接至該加壓氣體閥門。
  13. 一種液體儲存及分配裝置，包含與一實質剛性容器相配合之如請求項9所述之可運輸之分配頭，該實質剛性容器容納一可塌縮之襯墊，其中在該襯墊與該容器之間具有一間隙空間，且該襯墊之一配件與該容器之一口部對齊。
  14. 如請求項13所述之液體儲存及分配裝置，更包含一轉接器，該轉接器設置於該分配頭與該容器之該口部中間，以容許將該分配頭間接耦接至該容器之該口部。
  15. 一種利用一實質剛性容器及一分配頭之流體操縱方法，該實質剛性容器容納一可塌縮之襯墊，該分配頭耦接至該容器之一口並包含：一液體通道，與該襯墊之一內部流體連通；一襯墊氣體通道，與該襯墊之該內部流體連通；一加壓氣體通道，與該襯墊與該容器間之一間隙空間流體連通；一液體閥門，與該液體通道流體連通；一襯墊氣體閥門，與該襯墊氣體通道流體連通；以及一加壓氣體閥門，與該加壓氣體通道流體連通，該方法包含：經由該分配頭供應一惰性氣體至該襯墊之一內部並使該襯墊膨脹；在該惰性氣體供應步驟之後，經由該分配頭將惰性氣體自該襯墊之該內部移除，以使該襯墊至少部分地收縮；在自該內部移除惰性氣體之步驟之後，經由該分配頭供應一液體含納材料，以將該襯墊之該內部至少部分地填充該液體含納材料、同時使該襯墊內之該惰性氣體之至少一部分能夠經由該分配頭逸出；以及在該液體含納材料供應步驟之後，關閉該液體供應閥門。
  16. 如請求項15所述之流體操縱方法，更包含：在該液體供應閥門關閉步驟之後，經由該分配頭供應額外惰性氣體至該襯墊之該內部，以接觸設置於該襯墊之該內部內之該液體含納材料，進而在該襯墊內達到至少102千帕之一氣體壓力。
  17. 如請求項16所述之流體操縱方法，更包含：在該液體含納材料及該惰性 氣體處於該襯墊內之情況下將相耦合之該容器與該分配頭運輸至一最終使用設施，其中在該運輸期間，該惰性氣體保持至少102千帕之一壓力。
  18. 如請求項15所述之流體操縱方法，其中該液體含納材料包含以下至少其中之一：光阻劑，蝕刻劑，化學氣相沈積試劑，溶劑，晶圓清潔配方，工具清潔配方，化學機械研磨組成物，濾色用化學物質，上覆材料(overcoat)，及液晶材料。
  19. 如請求項15所述之流體操縱方法，其中該分配頭更包含：一液體閥門速連接頭，與該液體閥門相關聯；一襯墊氣體閥門速連接頭，與該襯墊氣體閥門相關聯；以及一加壓氣體閥門速連接頭，與該加壓氣體閥門相關聯。
  20. 如請求項16所述之流體操縱方法，更包含：在一使用點處，將一加壓氣體供應管線及一液體分配管線連接至該分配頭；經由該分配頭自該襯墊移除該額外惰性氣體；經由該分配頭將加壓氣體自該加壓氣體供應管線供應至該襯墊與該分配頭間之一間隙空間；以及經由該分配頭及該液體分配管線將液體含納材料分配至一流體利用裝置，該流體利用裝置被設置成利用該液體含納組成物。
  21. 一種在一使用點之流體操縱方法，該方法包含：自一化學供應設施接收一實質剛性容器及一分配頭，該實質剛性容器容納一可塌縮之襯墊，該可塌縮之襯墊中具有一液體含納材料，該分 配頭耦接至該容器之一口並包含：一液體通道，與該襯墊之一內部流體連通；一襯墊氣體通道，與該襯墊之該內部中之該液體流體連通；一加壓氣體通道，與該襯墊與該容器間之一間隙空間流體連通；一液體閥門，與該液體通道流體連通；一襯墊氣體閥門，與該襯墊氣體通道流體連通；以及一加壓氣體閥門，與該加壓氣體通道流體連通；在一使用點處將一加壓氣體供應管線及一液體分配管線連接至該分配頭；經由該分配頭自該襯墊移除惰性氣體；經由該分配頭將加壓氣體自該加壓氣體供應管線供應至該襯墊與該分配頭間之一間隙空間；以及經由該分配頭及該液體分配管線將液體含納材料分配至一流體利用裝置，該流體利用裝置被設置成利用該液體含納組成物。
  22. 如請求項21所述之流體操縱方法，其中該液體含納材料包含以下其中之一：光阻劑，蝕刻劑，化學氣相沈積試劑，溶劑，晶圓清潔配方，工具清潔配方，化學機械研磨組成物，濾色用化學物質，上覆材料(overcoat)，及液晶材料。
  23. 如請求項21所述之流體操縱方法，其中：該分配頭更包含：一液體閥門速連接頭，與該液體閥門相關聯；一襯墊氣體閥門速連接頭，與該襯墊氣體閥門相關聯；以及一加壓氣體閥門速連接頭，與該加壓氣體閥門相關聯；利用該加壓氣體閥門速連接頭，將該加壓氣體供應管線連接至該分配頭；以及 利用該液體閥門速連接頭，將該液體分配管線連接至該分配頭。
  24. 一種分配頭，用於與一剛性容器之口部進行耦合以及與該容器中用於容納一欲分配之液體之一袋進行耦合，該分配頭包含：一中心探針部，沿軸向延伸過該分配頭之一垂直長度並具有一第一流體通路及一第二流體通路，該第一流體通路及該第二流體通路分別具有各自之上出口及下出口，該等上出口水平延伸，該探針具有沿徑向向外延伸之一中心凸緣；一上本體部，具有沿徑向捕獲該中心探針部之一中心開孔；一下本體部，與該上本體部協作以將該中心探針部之該中心凸緣夾持於該上本體部與該下本體部之間；一螺母，圍繞該下本體部延伸並具有向內延伸之一凸緣，該凸緣被可旋轉地容置於該上本體部與該下本體部之間的一圓形凹槽內，該螺母具有用於連接該剛性容器之螺紋。
  25. 如請求項24所述之分配頭，其中一環自該分配頭之該下本體部沿徑向向外定位並被夾持於該上本體部之一朝下表面與該螺母之一朝上表面之間，該環相對於該螺母及該上本體部可旋轉地定位以利於該螺母之旋轉。
  26. 如請求項24所述之分配頭，其中該環自外部不可見。
  27. 如請求項24所述之分配頭，其中該探針係由金屬製成並具有與該探針成一體且沿徑向延伸之複數個接頭，且其中該上本體部被分成二個部分，該二個部分可組裝成一單一環形本體部，該單一環形本體部在該等成一體之接頭下方環繞並嚙合該探針部，以使該分配頭能夠與該探針上之該 等成一體之接頭進行組裝。
  28. 如請求項24至27中任一項所述之分配頭，其中一O形環密封件安置於該下本體部上一向上並沿徑向向內延伸之槽中，俾當該分配頭嚙合一容器之帶螺紋之口時，該O形環在該容器口與該下本體部之間沿徑向及沿軸向受到壓縮。
  29. 如請求項24至27中任一項所述之分配頭，其中該分配頭具有二個流體通路，以與該襯墊與一容器部間之一環形空間流體連通。
  30. 如請求項24至27中任一項所述之分配頭，其中該分配頭具有二流體通路，以與該襯墊之一內部流體連通。
  31. 如請求項24至30中任一項所述之分配頭，其中各該流體通路具有與其相關聯之一閥門，該閥門連接至該分配頭。
  32. 一種如請求項24至30中任一項所述之分配頭與該容器之組合，其中該容器係由不銹鋼製成並具有一向上延伸之凸邊(chime)，該凸邊向上延伸超過該分配頭。
  33. 如請求項32所述之分配頭與容器之組合，其中該分配頭具有一對向外延伸之接頭，且該容器之該向上延伸之凸邊具有與該對向外延伸之接頭對齊之複數個開孔。
  34. 一種分配系統，包含一容器、一襯墊、及一分配頭，該分配頭連接至該容器及該襯墊；該容器包含一不銹鋼容器部及一上凸邊，該不銹鋼容器部具有一外圓柱形壁、一上端壁及一下端壁，該上端壁及該下端壁皆與該圓柱形壁成一體，該上端壁具有一口以用於近接該容器部之一內部，該口上具有 螺紋，該上凸邊自該容器部向上延伸，該凸邊包含一唇緣及一最上唇緣部，一襯墊，可放置於該容器之該內部中並適形於該內部，該襯墊具有用於定位於該容器之該口中之一配件；該分配頭包含一螺母，並具有一分配流體通路及一氣體通路，該螺母之尺寸適以嚙合該帶螺紋之口，一導管可附裝至該分配頭以在該襯墊處於該容器中之定位上時延伸至該襯墊內，該分配頭及該上凸邊之尺寸相互配合，俾當該分配頭附裝至該容器之該口時，該分配頭完全處於該最上唇緣部之下。
  35. 如請求項34所述之分配系統，其中該分配頭具有在該最上唇緣部之下水平延伸之一接頭，且該上凸邊具有一開孔，該開孔位於該最上唇緣部之下該接頭之一水準處並被定位成使該接頭能夠連接一流體管線。
  36. 如請求項34或35所述之分配系統，其中該容器更包含一圓形板，該圓形板之尺寸適合於該上凸邊之該唇緣，該板具有一保持構件以用於將該圓形板固定至該凸邊。
  37. 如請求項34所述之分配系統，其中該分配頭包含一上本體部、一下本體部及一探針部，該上本體部被固定至該下本體部，該探針部沿軸向延伸穿過該上本體部及該下本體部並沿徑向及沿軸向捕獲於該上本體部及該下本體部內。
  38. 如請求項37所述之分配系統，其中該螺母被沿徑向及沿軸向可旋轉地捕獲於該上本體部與該下本體部之間。
  39. 如請求項34所述之分配系統，其中一環自該分配頭之該下本體部沿徑向 向外定位並被夾持於該上本體部之一朝下表面與該螺母之一朝上表面之間，該環相對於該螺母及該上本體部可旋轉地定位以利於該螺母之旋轉。
  40. 如請求項37、38、及39中任一項所述之分配系統，其中一O形環密封件安置於該下本體部上一向上並沿徑向向內延伸之槽中，俾當該分配頭嚙合一容器之帶螺紋之口時，該O形環密封件在該容器口與該下本體部之間沿徑向及沿軸向受到壓縮。
  41. 如請求項37至39中任一項所述之分配系統，其中該分配頭具有用於與該襯墊與該容器部間之一環形空間流體連通之二個流體通路並具有用於與該襯墊之該內部流體連通之二個流體通路。
  42. 一種在一製程設施處之流體操縱方法，該方法包含：自一化學供應設施接收一剛性容器及一分配頭，該剛性容器容納一可塌縮之襯墊，該可塌縮之襯墊中具有一製程液體，該分配頭耦接至該容器之一口並包含：一液體通道，與該襯墊之一內部流體連通；一襯墊氣體通道，與該襯墊之該內部流體中之該液體連通；一加壓氣體通道，與該襯墊與該容器間之一間隙空間流體連通；一液體閥門，與該液體通道流體連通；一襯墊氣體閥門，與該襯墊氣體通道流體連通；以及一加壓氣體閥門，與該加壓氣體通道流體連通；在該製程設施處，在該襯墊氣體閥門關閉之情況下將一加壓氣體供應管線連接至該加壓氣體通道，並在該液體閥門關閉之情況下將一液體分配管線連接至該分配頭；以及藉由開啟該液體閥門及開啟該襯墊氣體閥門而分配液體。
  43. 如請求項42所述之方法，其利用如請求項24至27中任一項所述之分配頭。
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