TW201839265A - 具有一快換馬達驅動、自動式氣體移除與流體回收系統以及其遠端監測、觀察與控制的綜合式泵系統和方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種精密泵系統，其具有一馬達驅動器，該馬達驅動器用於在工藝流體損失最小的情況下使用一泵取流體將工藝流體(例如，光化學製品)準確且反覆地輸送至一製造製程，且藉以可在並不中斷流體流動路徑的情況下容易且快速地替換該馬達驅動器。藉由使用與泵相關聯(與該泵整合抑或緊密鄰近)之一工藝流體儲集器及一泵取流體儲集器能實現此情況。另外，可經由網際網路遠端監測、觀察及控制此精密泵系統。另外，當移除過濾器中捕獲之氣體時，可將一下游過濾塊內捕獲之工藝流體再循環至該工藝流體儲集器。此外，倘若要求對插入一氣體之一需要，則經由一閥門將一氮氣氣體源連接至該工藝流體儲集器。

Description

具有一快換馬達驅動、自動式氣體移除與流體回收系統以及其遠端監測、觀察與控制的綜合式泵系統和方法 【相關申請案之交叉參考】

本申請案依據35 U.S.C.§119(e)主張2013年3月15日申請的，標題為「具有快換馬達驅動系統之泵(PUMP HAVING A QUICK CHANGE MOTOR DRIVE SYSTEM)」的臨時申請案第61/789,217號，且該臨時申請案的全部揭示內容以引用的方式併入本文中。

本發明大體上係關於用於尤其在諸如半導體製造之領域中用高精確度計量流體的裝置。

用於製造積體電路、光罩及具有極小結構之其他器件的化學製品中之許多係腐蝕性、有毒且昂貴的。一實例為用於光微影製程之光阻劑。在此等應用中，必須極準確地控制分配至基板上的液相(亦被稱作工藝流體或「化學物質」)中之化學製品的速率及量兩者，以確保均勻地應用化學製品並避免浪費及不必要之消耗。此外，工藝流體之純度常常係至關重要的。即使污染工藝流體之最小外來粒子仍會給此等製程期間所形成的 極小結構帶來瑕疵。因此，必須由分配系統以避免污染的方式來處置工藝流體。參見(例如)國際半導體設備及材料，「用於半導體製造設備中之高純度去離子水及化學製品分配系統的SEMI E49.2-0298指南」(1998)。不當之處置亦可導致引入氣體氣泡並損害化學物質。出於此等原因，要求用於儲存並計量用於製造具有極小結構之器件的光微影及其他製程中之流體的專門系統。

因此，用於此等類型之應用的化學製品分配系統必須利用用於以准許精細地控制流體計量並避免污染及/或與工藝流體反應的方式泵取工藝流體的機構。大體而言，泵將管線中之工藝流體加壓至分配點。自儲存流體之源(諸如，瓶或其他容器)抽取流體。分配點可為較小噴嘴或其他開口。藉由閥門打開及閉合製造管線上自泵至分配點之管線。閥門可置放於分配點處。打開閥門允許工藝流體在分配點處流動。可程式化控制器操作泵及閥門。泵取機構、管線及閥門內接觸工藝流體之所有表面必須並不與工藝流體產生反應或染污該工藝流體。泵、工藝流體之容器及相關聯閥調有時儲存於亦容納控制器的機櫃中。

用於此等類型之系統的泵通常為一些形式之正排量型泵，其中擴大泵取腔室之大小以將流體抽取至腔室中，且接著減少該大小以將其推出。已使用的正排量泵類型包括液壓地致動之隔膜泵、風箱型泵、活塞致動式滾動隔膜泵及加壓儲集器型泵取系統。美國專利第4,950,134號(Bailey等人)為典型泵的實例。其具有入口、出口、步進馬達及流體排量隔膜。當以電方式命令泵進行分配時，出口閥門打開且馬達變成迫使流動移位，或將流體致動至致動流體腔室中，從而導致隔膜移動以減少泵取腔 室的大小。隔膜之移動迫使工藝流體離開泵取腔室並通過出口閥門。

歸因於對污染之關注，半導體製造產業中之當前實踐為使用僅用於泵取單一類型之處理流體或「化學物質」的泵。為了改變所泵取之化學物質，必須改變接觸處理流體的所有表面。取決於泵之設計，此情況傾向於為繁瑣且昂貴的，或簡單地為不可行的。在現今製造設備中，使用至多50個泵的處理系統並不少見。

美國專利第6,797,063號(Mekias)中展示自不同源供應工藝化學物質的分配裝置。此處，分配裝置具有控制腔室內部的兩個或兩個以上處理腔室。藉由添加控制流體或自控制腔室移除控制流體而增加或降低處理腔室的容積。結合控制流體進入及離開控制腔室的加壓流體儲集器，在處理腔室之入口及出口處使用閥調控制經分配流體流動通過處理腔室。

迄今為止未知的精密泵之一高度合乎需要特徵為在不侵入附接至一或多個泵腔室頂部的工藝流體流動管線之情況下，分離及移除泵之用於維護或修復的組件之能力。此情況將包括避免打開進入、通過抑或離開泵之工藝流體流動路徑中的任何密封件。美國專利第8,317,493號(Laessle等人)(其受讓給相同於本發明之受讓人，亦即，整合設計L.P.)揭示剛好具有此特徵之精密泵系統。

然而，在新泵馬達需要替換現存馬達的情況下，仍需要在並不中斷工藝流體流動且最小化任何工藝流體損失時，在泵頭及泵取腔室內提供即刻泵取流體復原及平衡。

所有本文中所引用之參照案皆以全文引用的方式併入本文 中。

揭示一種准許替換一相關聯馬達驅動系統之泵。該泵包含：安置於一泵外殼內，以用於驅動該泵中之一流體的一驅動構件(例如，一活塞汽缸配置等)；耦接至該驅動構件以用於啟動該驅動構件的一馬達驅動系統；且其中該馬達驅動系統以可釋放方式緊固至該泵外殼，使得可自該泵外殼快速斷開該馬達驅動系統並用另一馬達驅動系統替換該馬達驅動系統。

揭示一種用於自待分配之一工藝流體移除氣體的自動式泵系統。該泵系統包含：一工藝流體儲集器，其具有：耦接至一遠端工藝流體源之一入口、一出口，及耦接至一排水管之一排放口；一驅動構件(例如，一活塞汽缸配置等)，其間接地耦接至該出口，以用於將該工藝流體驅動至該工藝流體儲集器中或驅動出該工藝流體儲集器；閥門，其耦接至該入口及該出口，以用於准許工藝流體流動至該工藝流體儲集器中或流動出該工藝流體儲集器，並耦接至該排放口，以將氣體移除出該工藝流體儲集器並移除至該排水管中；一感測器(例如，一壓力感測器等)，其用於提供對應於與該工藝流體儲集器中之氣體的存在相關的該泵系統中之一參數的一信號；及耦接至該驅動構件、該感測器及該等閥門之一處理器，該處理器使用該信號以自動控制該等閥門及該驅動構件，來迫使該工藝流體儲集器中之任何氣體流過該排放口並流入該排水管中。

揭示一種用於自待分配之一工藝流體移除氣體的自動式泵系統。該泵系統包含：用於接收其中具有氣體之該工藝流體的一過濾器， 且其中該過濾器自該工藝流體移除粒子以形成一經過濾工藝流體；用於自該經過濾工藝流體移除該氣體的一氣體移除儲集器，且其中該氣體移除儲集器准許該經過濾工藝流體中之該氣體朝向一儲集器排放口遷移，以形成其中並不具有氣體之一經過濾工藝流體；一泵取腔室，其用於接收其中並不具有氣體之該經過濾工藝流體，並將其中並不具有氣體之該經過濾工藝流體分配至一泵出口。

揭示一種用於自待分配之一工藝流體移除氣體的自動式泵系統。該泵系統包含：用於其中具有氣體之自該工藝流體移除該氣體的一氣體移除儲集器，且其中該氣體移除儲集器准許該工藝流體中之該氣體朝向一儲集器排放口遷移，以形成其中並不具有氣體之一工藝流體；用於接收其中並不具有氣體之該工藝流體的一過濾器，且其中該過濾器自其中並不具有氣體之該工藝流體移除粒子，以形成其中並不具有氣體之一經過濾工藝流體；及一泵取腔室，其用於接收其中並不具有氣體之該經過濾工藝流體，並將其中並不具有氣體之該經過濾工藝流體分配至一泵出口。

揭示一種用於經由一網路遠端監測及控制一半導體製造製程中之一工具(例如，一泵)的操作之裝置。該裝置包含：遠離該工具而定位之至少一電腦，其與該網路通信，其中該電腦包含用於經由該網路通信之一網頁瀏覽器；與該網路通信之工具電子器件；及一網路伺服器，其用於當該至少一電腦識別該工具時經由該網路在該至少一電腦與該等工具電子器件之間建立通信。

揭示一種替換用於一泵之一相關聯馬達驅動系統的方法。該方法包含：(a)將一驅動構件(例如，一活塞汽缸配置等)安置於一泵外 殼內，以用於驅動該泵中之一流體；(b)將一馬達驅動系統耦接至驅動構件，以用於啟動該驅動構件；及(c)將該馬達驅動系統以可釋放方式緊固至該泵外殼，使得可自該泵外殼快速斷開該馬達驅動系統；及(d)用另一馬達驅動系統替換該馬達驅動系統。

揭示一種用於自待分配之一工藝流體自動移除氣體的方法。該方法包含：(a)提供具有耦接至一遠端工藝流體源之一入口、一出口及耦接至一排水管之一排放口的一工藝流體儲集器；(b)將一驅動構件(例如，一活塞汽缸配置等)間接地耦接至該出口，以用於將該工藝流體驅動至該工藝流體儲集器中或驅動出該工藝流體儲集器；(c)將閥門耦接至該入口及該出口，以用於准許該工藝流體流動至該工藝流體儲集器中或流動出該工藝流體儲集器，並將一閥門耦接至該排放口，以將氣體移除出該工藝流體儲集器並移除至該排水管中，該工藝流體儲集器、該驅動構件及該等閥門形成一系統；(d)將一感測器(例如，一壓力感測器等)安置於該系統中，且其中該感測器提供對應於與該工藝流體儲集器中之一氣體的存在相關之一系統參數的一信號；及(e)基於自該感測器所接收的該信號，自動控制該驅動構件及該等閥門，且其中該自動控制迫使該工藝流體儲集器中之任何氣體流過該排放口，並流入該排水管中。

揭示一種用於自待分配之一工藝流體自動移除氣體的方法。該方法包含：(a)提供用於接收其中具有氣體之該工藝流體並用於自該工藝流體移除粒子以形成一經過濾工藝流體之一過濾器；(b)提供接收該經過濾工藝流體並准許該經過濾工藝流體中之該氣體朝向一儲集器排放口遷移，藉此形成其中並不具有氣體之一經過濾工藝流體的一氣體移除儲 集器；及(c)提供用於接收其中並不具有氣體之該經過濾工藝流體並將其中並不具有氣體之該經過濾工藝流體分配至一泵出口的一泵取腔室。

揭示一種用於自待分配之一工藝流體自動移除氣體的方法。該方法包含：(a)提供接收其中具有氣體之該工藝流體並准許該工藝流體中之該氣體朝向一儲集器排放口遷移，藉此形成其中並不具有氣體之一工藝流體的一氣體移除儲集器；(b)提供用於接收其中並不具有氣體之該工藝流體並用於自該工藝流體移除粒子以形成其中並不具有氣體之一經過濾工藝流體的一過濾器；及(c)提供用於接收其中並不具有氣體之該經過濾工藝流體並將其中並不具有氣體之該經過濾工藝流體分配至一泵出口的一泵取腔室。

揭示一種用於經由一網路遠端監測及控制一半導體製造製程中之一工具(例如，一泵)的操作之方法。該方法包含：(a)將遠離該工具定位之至少一電腦耦接為與一網路通信，且其中該電腦包含用於經由該網路通信之一網頁瀏覽器；(b)將工具電子器件耦接為與該網路通信；及(c)當該至少一電腦識別該工具時使用一網路伺服器在該至少一電腦與該等工具電子器件之間經由該網路建立通信。

BIB‧‧‧瓶中袋

BP1‧‧‧滲出埠閥門

BP2‧‧‧滲出埠閥門

CH‧‧‧通道

CP‧‧‧控制埠

FR‧‧‧製造儲集器

PS‧‧‧壓力感測器

V_FAB‧‧‧製造儲集器排乾/排放閥門

WS‧‧‧網路伺服器

1‧‧‧閥門

2‧‧‧閥門

3‧‧‧閥門

4‧‧‧閥門

5‧‧‧閥門

6‧‧‧閥門

7‧‧‧閥門

8‧‧‧閥門

9‧‧‧閥門

10‧‧‧閥門

11‧‧‧閥門

12‧‧‧閥門

13‧‧‧閥門

14‧‧‧製造儲集器排放/排乾閥門

20‧‧‧本發明/泵系統

22‧‧‧精密泵/精密泵系統

22A‧‧‧泵總成/泵主體

22B‧‧‧泵頭

23‧‧‧電控制箱/電子器件外罩

24‧‧‧馬達驅動系統/步進馬達

24A‧‧‧螺釘/螺栓

24B‧‧‧螺釘/螺栓

24C‧‧‧螺釘/螺栓

24D‧‧‧螺釘/螺栓

24E‧‧‧馬達驅動總成/步進馬達

24F‧‧‧導軸承

24G‧‧‧導螺釘

24H‧‧‧夾板

25‧‧‧面板

25A‧‧‧維護按鈕/按鈕開關

26‧‧‧活塞

28‧‧‧活塞汽缸/活塞腔室/活塞內徑

30‧‧‧工藝流體儲集器/預儲集器

30A‧‧‧O型環切口

32‧‧‧泵取流體儲集器

34‧‧‧工作腔室/泵取腔室

34A‧‧‧泵取流體腔室

34B‧‧‧工藝流體腔室

36‧‧‧隔膜

38‧‧‧泵控制器/微控制器

40‧‧‧過濾分配塊/過濾閥塊

42‧‧‧過濾器/過濾器基板

44‧‧‧氣動閥門歧管

46‧‧‧板

47‧‧‧閃焰配件

48‧‧‧壓力感測器板/印刷電路板

50‧‧‧網路管理模組(NMM)

52A‧‧‧正面

52B‧‧‧左面

52C‧‧‧背面

52D‧‧‧右面

52E‧‧‧頂面

52F‧‧‧底面

53‧‧‧成角切口

54‧‧‧槽

56‧‧‧防旋轉導引件/防旋轉旗標

58A‧‧‧管道連接

58B‧‧‧管道連接

60‧‧‧管道

62‧‧‧螺釘

63‧‧‧O型環凹槽

64‧‧‧隔膜壓製板

65‧‧‧O型環

66‧‧‧螺釘

68‧‧‧閥板

70‧‧‧PTFE隔膜

72‧‧‧螺釘

74‧‧‧橡膠安裝墊片/O型環

76‧‧‧圓錐形形狀/圓錐形部分

77‧‧‧活塞刮垢環

78‧‧‧PTFE塊/泵頭塊

80‧‧‧鋁閥板/泵頭氣動板

80A‧‧‧表面

81‧‧‧O型環

82‧‧‧設定螺釘

83A‧‧‧出口埠

83B‧‧‧出口埠

84‧‧‧PTFE隔膜/頭隔膜

86‧‧‧螺釘

93‧‧‧彎管配件

95‧‧‧氣動速斷

99‧‧‧螺釘

109‧‧‧螺釘

111‧‧‧固定螺釘

115‧‧‧O型環凹槽

117‧‧‧閥門O型環

165‧‧‧底板

167‧‧‧底部外罩

169‧‧‧近接面板

173‧‧‧蓋板

175‧‧‧連接

177‧‧‧氣動致動之整合隔膜式閥門

191‧‧‧刮垢環

200‧‧‧肩部

207‧‧‧泵頭O型環

211‧‧‧泵取流體腔室O型環

222‧‧‧注射器

243‧‧‧軌道安裝板

248‧‧‧過濾器歧管托架

261‧‧‧安裝支腳

263‧‧‧導管聯結器

264‧‧‧導管

281‧‧‧工藝流體儲集器O型環

350‧‧‧閃焰配件帽

501‧‧‧網路伺服器微控制器

502‧‧‧CanBus驅動器

503‧‧‧2埠乙太網路切換器

504‧‧‧快閃記憶體

505‧‧‧乙太網路供電(POE)電力供應器與控制器

530‧‧‧主要控制器PCB/主板

532‧‧‧步進馬達驅動

533‧‧‧閥門驅動器

536‧‧‧數位式閥門控制器

537‧‧‧外部RS232/485轉換器

538‧‧‧可選數位式閥門控制器PCB

539‧‧‧RDS轉譯器PCB/RDS轉譯器模組

將結合以下圖式描述本發明，其中類似參考編號指定類似元件，且其中：圖1為耦接至例示性積體電路晶圓製造製程的本發明之方塊圖；圖2為本發明之精密泵總成的等角視圖；圖3為本發明之精密泵總成的分解圖； 圖4為泵主體之分解圖；圖4A為展示形成泵取流體儲集器之側的泵主體之等角視圖；圖4B為展示形成泵取流體腔室之側的泵主體之等角視圖；圖5為泵頭及展示其耦接至泵主體之方式的等角視圖；圖6為泵頭之分解圖；圖6A為展示泵頭塊之工藝流體腔室側的泵頭塊之等角視圖；圖6B為展示工藝流體儲集器(亦被稱作「預儲集器」)及與閥板配合的泵頭塊之側的泵頭塊之等角視圖；圖6C圖解展示工藝流體儲集器入口；圖7為過濾分配塊之分解圖；圖7A為經組裝過濾分配塊之正視圖及後視圖；圖8為馬達驅動系統之分解圖；圖8A為活塞之平面圖；圖8B為沿著圖8A之線8B-8B截得的活塞總成之橫截面圖；圖9為活塞之分解及組裝圖；圖10為活塞汽缸之橫截面圖；圖11為總泵總成之分解及等角視圖；圖11A為展示體模中之泵的內部，且移除外罩從而展示各種閃焰配件之連接的泵總成之等角視圖；圖12為用於本發明之電子器件中的例示性電線束(亦被稱作尾纖)；圖13為用於耦接至本發明以用於在馬達驅動系統改變期間將空氣添加至泵取流體儲集器中的例示性注射器件； 圖13A為使用網頁伺服器之遠端監測、觀察及控制(RMVC)子系統泵介面的方塊圖；圖13B為使用乙太網路供電(POE)的圖13A之RMVC子系統泵介面的方塊圖；圖13C為可用於經由圖13B之系統中使用網頁伺服器的RMCV觀察泵及其附近的例示性網路攝影機；圖13D為使用POE及WiFi的圖13B之RMVC子系統泵介面的方塊圖；圖13E為網路管理模組(NMM)介面的方塊圖；圖13F為泵控制器主板介面之方塊圖；圖13G為受讓人之(整合設計，L.P.)用於泵的標準圖形使用者介面(GUI)的方塊圖；圖13H為經修改以用於乙太網路輸入/輸出的受讓人之標準GUI的方塊圖；圖13I為乙太網路上的受讓人之標準GUI及泵的方塊圖；圖13J為服務為JAVA小程式的受讓人之較佳跨平台GUI的方塊圖；圖13K為RMVC(亦被稱作「Lynx」，其為網路服務式跨平台GUI)的方塊圖；圖13L為展示用於與較佳GUI一起使用之JAVA支援平台的表；圖14為習知之步進馬達H橋接器的電路示意圖；圖15為耦接至例示性積體電路晶圓製造製程的本發明之另一實施例的方塊圖，該製程為所捕獲工藝流體之過濾再循環及工藝流體儲集器氮氣供應提供閥調； 圖15A描繪用於在圖15之替代性實施例中使用，以支援所捕獲工藝流體之過濾再循環的文氏管電路；圖16A為用於使用根據圖1至圖1A之實施例的再循環模式之流程圖；圖16B為用於使用根據圖15之實施例的再循環模式之流程圖；圖17為用於自動平衡模式之流程圖；圖18為用於分配及再裝填模式之流程圖；圖19為用於預裝填模式之流程圖；圖20為用於沖洗排放模式之流程圖；圖21為用於沖洗輸出模式之流程圖；圖22為用於充裝過濾器外殼模式之流程圖；圖23A至圖23B形成用於充裝過濾器基板模式之流程圖；圖24A至圖24B為用於使用兩過濾塊設計之系統排乾模式的流程圖；圖24C至圖24D為用於使用四閥門過濾塊設計之系統排乾模式的流程圖；圖25A為用於使用兩過濾塊設計之離開箱模式的流程圖；圖25B為用於使用四過濾塊設計之離開箱模式的流程圖；圖26為用於改變驅動總成模式之流程圖；圖27A至圖27B形成用於過濾偵測演算法中之氣體的流程圖；圖28A至圖28B形成用於活塞腔室偵測演算法中之氣體的流程圖；圖29A至圖29B形成用於工藝流體儲集器偵測演算法中之氣體容積的流程圖；圖30為本發明之主特徵的方塊圖； 圖31描繪本發明之泵的替代性組態，其中過濾器位於預儲集器之前，且再循環位於過濾器上游；圖32描繪本發明之泵的另一替代性組態，其中過濾器位於預儲集器之後，且再循環位於預儲集器之上游抑或預儲集器下游；及圖33描繪本發明之泵的另一替代性組態，其中過濾器位於預儲集器之前，且其中再循環位於過濾器下游。

將參考以下實施例較詳細地說明本發明，但應理解，不應認為本發明限於此等實施例。

現參看圖式，其中貫穿若干視圖，類似之零件編號係指類似元件，展示使用精密泵系統的本發明20之例示性實施例的方塊圖。僅藉由實例，本發明20可形成用於將精確量之工藝流體分配至晶圓製造的積體電路晶圓製造製程之一部分。如圖1中所展示，本發明20耦接至製造設備(例如，又連接至BIB(將工藝流體供應至製造儲集器的「瓶中袋(bag in bottle)」)之製造儲集器FR)；排放口/排水管經由閥門VFAB連接至製造儲集器FR。

如圖1至圖2中所展示，本發明20包含精密泵系統22，其包括驅動活塞汽缸或腔室28內之活塞26的馬達驅動系統24(例如，Allegro A3977SED步進馬達驅動器及Portescape PK264-E2.0A步進馬達)。精密泵22驅動泵取流體(例如，乙二醇，或在本發明操作之所有態樣期間保持其液態狀態的，包含類似特性(諸如蒸氣壓、沸點等)之任何其他類似液體)。由於其與活塞26相互作用的方式及泵20之操作為一整體，因此泵取流體亦被稱作「工作」流體。自與精密泵系統22相關聯之泵取流體儲集器32 (例如，33mL容量)提供泵取流體。泵取流體用於將工藝流體(例如，光阻劑)驅動並輸送至例示性晶圓製造製程。自工藝流體儲集器30(亦被稱作「預儲集器」，且其具有33mL至34mL之例示性容量)提供工藝流體。工藝流體為優質流體，且最小化其浪費為在不浪費工藝流體的情況下，輸送精確量(例如，最大11mL)之此工藝流體的本發明20之關鍵特徵中的一者。為實現工藝流體之此輸送，將泵取流體及工藝流體兩者皆輸送至工作腔室34，其包含由存在將工作腔室34分隔成兩個可變大小之腔室34A/34B的隔膜36所形成的泵取腔室34A(例如，11mL至13mL容量)，及分配腔室34B(例如，11mL至13mL容量，且亦被稱作「工藝流體腔室」)。因此，兩個流體並不彼此接觸，且當活塞26加壓泵取腔室34A內之泵取流體時，將對應壓力經由隔膜36傳送至存在於工藝流體腔室34B中的工藝流體。接著，將工藝流體傳送至過濾分配塊40，其包含用於在將工藝流體分配至應用之前過濾工藝流體的過濾器42。

應注意，泵控制器38(如稍後將詳細論述)控制用於移位活塞26之馬達驅動總成24E；馬達使用壓力感測器PS，基於活塞腔室28之壓力讀數而驅動活塞26。由於泵控制器38知道活塞26移動之速率，以及移位所要容積之流體要求的時間，因此已知所分配流體之精確量。

亦應理解，相關聯泵取流體儲集器32及工藝流體儲集器30之存在形成本發明20之兩個關鍵元件。藉由具有與精密泵22相關聯之泵取流體儲集器，本發明20能夠實現馬達驅動系統之快速替換，同時泵在切換期間保持聯機。替代性地，藉由具有與精密泵22相關聯之工藝流體儲集器30，所分配工藝流體並不含有氣體氣泡，且因此工藝流體儲集器30亦可 被稱為「氣體移除儲集器」。此等儲集器亦准許快速引發精密泵22及過濾分配塊40，以用於新插入之馬達驅動24。應理解，此等兩相關聯儲集器30/32中之任一者的位置可整合於泵總成22A/泵頭22B(參見圖3)內，或可在彼等組件中之任一者外部。重要特徵為緊密接近本發明20的此等儲集器30/32中之每一者之存在准許本發明20在封閉式內部流體迴路中，僅藉由單一活塞及單一泵取平台而執行進階操作。

應進一步理解，在工藝流體儲集器30之頂部或工藝流體儲集器30之底部等處可發生自製造儲集器FR填充工藝流體儲集器30。圖1使用定向符號描繪工藝流體儲集器30及過濾器42，以展示使用至彼等器件之頂部的流體聯結器之一替代性方案。

泵控制器(例如，微處理器、微控制器等；例如，Freescale MC9S12DG128CPVE微控制器)38耦接至馬達驅動系統24，以及閥門1至12中之每一者以實現製程之精確輸送。僅藉由實例，閥門1至8及10至12可包含隔膜型閥門(其亦被稱作隔膜式整合閥門，DIV)；閥門9為數位式閥門而非隔膜式閥門。與泵取流體儲集器32一起提供滲出埠閥門BP1，且與泵取腔室34A一起提供滲出埠閥門BP2；稍後將論述彼等閥門之重要性。另外，提供如稍後將亦論述的，用於偵測活塞汽缸28內之壓力的壓力感測器PS。下文根據隔膜式整合閥門論述此等隔膜式閥門之操作。應進一步注意，由微控制器38控制關於工藝流體儲集器30及泵取流體儲集器32之閥門並不限於泵系統20內的整合式控制器。本發明之最廣範疇包括與彼等兩個儲集器相關聯的閥門之遠端控制器。

本發明20之另一關鍵態樣為經由區域網路(LAN)、經由 有線(例如，經由乙太網路連接等)或無線連接(例如，藍芽、IEEE 802.11等)監測、觀察及控制本發明20的能力。經由包括網路伺服器微控制器(例如，Freescale MCF52235CAL60微控制器)以及其他器件的網路管理模組(NMM)50而實現此能力。如稍後將詳細論述，NMM 50准許遠端且即時地監測精密泵系統20，亦准許遠端控制系統20。遠端位置包括由圖形使用者介面(GUI)所控制之顯示器，其允許操作員遠端監測、觀察及控制精密泵系統20之操作。此遠端監測、觀察及控制子系統在下文中被稱作遠端監測、觀察及控制(RMVC)子系統，下文根據遠端監測、觀察及控制(RMVC)子系統論述該子系統。

圖2為展示精密泵系統22及容納控制精密泵22之電子器件(包括先前所論述之微控制器38及NMM 50)的電控制箱23的本發明20之等角視圖。

圖3描繪精密泵系統22之內部。過濾分配塊40可安裝於面板25後方。面板25上除聯結器以外，存在經啟動以起始馬達驅動24移除的維護按鈕25A；詳言之，啟動維護按鈕25A打開隔離閥門8。如可見，馬達驅動24位於主泵總成22A頂上，且可經由移除四個螺釘24A至24D(其大部分可容易地可見於圖4中)而自主泵總成釋放馬達驅動24。圖3描繪泵主體總成22A、泵頭22B、氣動閥門歧管44、至泵取流體儲集器34A(圖4B)之蓋板46(參見圖4)，及壓力感測器板48(圖11)，該壓力感測器板包括壓力感測器PS(例如，Honeywell ASDXRRX100PD2A5數位式壓力感測器)及壓力感測器板微控制器(例如，Microchip PIC12F675-E/SN)。

泵主體22A

精密泵系統20併入使用兩個相關聯儲集器(亦即，工藝流體儲集器30(亦被稱作「預儲集器」)及泵取流體儲集器32)之單一平台泵的獨特設計，從而允許按需要儲存及近接泵取流體及工藝流體。此情況允許泵系統20在封閉式內部流體迴路中僅藉由單一活塞而執行操作。填充有不可壓縮之工作流體且有助於移動該工作流體的先前技術封閉式迴路系統要求使用兩個或兩個以上泵級進行增加及降低，以產生壓力之不平衡來誘發流動。一腔室之容積的降低必須等於另一所連接腔室之容積的增加。本泵系統20中之腔室(亦即，28、34A及34B)的被動式可變容積實現部分封閉式系統，總密封空間之容積恆定，但泵之流體填充部分的形狀可隨著特定腔室中所含有之流體的量而改變。

如圖4中所展示，泵主體22A包含鋁(僅藉由實例，經機器加工為「6.15×2.20×2.20」)。正面52A表徵有用於活塞26上之防旋轉導引件56行進於其中的機器加工槽54。此槽54周圍為用於安裝壓力感測器PS及相關聯印刷電路板48的四個螺紋孔，該電路板亦含有介接活塞26上之防旋轉導引件56的紅外線(IR)感測器。此正面52A亦表徵有分接至泵主體22A內部之活塞腔室28中的管道連接58A/58B。此管道60(圖11)之另一末端與壓力感測器PCB 48上的壓力感測器PS連接。此壓力感測器PS用於校準及平衡泵主體22A中之泵取液面。

在泵主體之左面52B上為泵取流體儲集器32(參見圖4及圖4A)，其經機器加工以容納用於泵20之維護操作的額外泵取流體。存在圍繞此腔室之周界而機器加工的O型環凹槽115，以允許鋁板46抵靠著泵主體22A之此面52A而密封，因此完成用於泵取流體之儲集器32。藉由緊 固至圍繞泵主體22A之此面的周界之螺紋孔中的六個螺釘62將此密封板46安裝至泵。

泵主體22A之背面52C包括泵取流體腔室34A(參見圖4及圖4B)，其經機器加工有圍繞周界之O型環凹槽63(圖4B)以安放O型環65(圖4)，以藉由使用隔膜壓製板64而抵靠著該腔室適當地密封隔膜36(例如，PTFE隔膜，參見圖4)。此鋁隔膜壓製板64之中心處具有模擬工藝流體腔室34B之形狀的斷開。此情況允許隔膜36經由其而膨脹及收縮，同時仍使O型環上之材料將隔膜36密封至泵主體面52C。泵主體22A之此背面52C表徵有用於緊固隔膜壓製板64之埋頭螺釘66的八個螺紋孔。其亦表徵有用於將泵頭22B(參見圖5)安裝至面52C上之位置的六個較大直徑螺釘孔。壓製板64及隔膜36兩者中存在用以容納壓製板64及泵頭22B所要求之十四個安裝螺釘的通孔。在此背面52C之右頂部處，存在用於通向泵取流體儲集器32之頂部中的流動路徑之螺紋孔。此路徑充當用於馬達改變程序及平衡泵20中之泵取液面的滲出埠，亦即，BP1。在標準操作下(當並不使用泵取流體儲集器32時)，螺釘BP1(圖4)緊固至此孔中以自大氣壓力密封儲集器32。

泵主體22A之右面52D(圖4)僅具有一特徵。此特徵為表徵有饋入至泵取流體腔室34A之頂部的流動路徑中之螺紋孔的成角切口53(圖4及圖4B)。此特徵充當用於泵取流體腔室34A之滲出埠BP2。由螺釘109密封此螺紋孔。對於任何使用者執行之維護，並不需要移除此螺釘109。

泵主體22A之頂面52E表徵有用於藉由四個螺栓24A至24D而安裝步進馬達24的四個螺紋孔。此面之中心處為多直徑孔(圖10)。 第一且最大直徑(例如，1.505")經機器加工為(例如)0.25"之深度，且僅必要於安放步進馬達24。下一直徑(例如，1.125")在導螺釘夾板及防旋轉導引件56於此孔內自旋及行進時，為其提供清除，且經機器加工為2.938"之深度。下一直徑(0.75")為經機器加工為(例如)5.188"之深度的泵主體22A之實際活塞內徑。此內徑具有藉由無電極鎳硼電鍍之8 RMS修飾面層，以改良硬度並防止磨損於活塞，且充當活塞26之密封面。此活塞內徑之底部具有60度之削邊，以與活塞最大衝程下的圓錐形形狀極佳地擬合。最後直徑為0.5"，且通至大約5.875"之深度。存在進入此最後區段之兩個流動路徑。一通向泵主體22A之前面，並連接至壓力感測器PCB 48上之壓力感測器PS。分離於另一流動路徑的此流動路徑通至控制至泵取流體儲集器32之流動的泵主體22A之底部上的隔離閥門，閥門8。來自最後區段之第二流動路徑直接通至控制至泵取流體腔室34A之流動的泵主體22A之底面上的另一隔離閥門，閥門5。

泵22A之底面52F具有經機器加工於其中的兩個整合式閥門(5及8)。類似於遍及泵22A之其他隔膜式閥門而設計此等閥門。閥門8控制活塞腔室28與泵取流體儲集器32之間的流動，且閥門5控制活塞腔室28與泵取流體腔室34A之間的流動。存在抵靠著圍繞泵主體22A上之閥門切口的兩個O型環72而固持PTFE隔膜70(圖4)的鋁閥板68(圖4)。藉由4個螺釘72(圖4)將此鋁閥板68緊固至泵主體。亦存在圍繞閥板68緊固以使泵主體22A保持穩定的四個橡膠安裝墊片74(圖4)。

隔離閥門V5及V8

在泵系統20中使用隔離閥門5及8，以控制三個泵流體腔 室28、32與34A之間的泵取流體之流動。閥門允許精密泵22按需要而儲存及近接額外泵取流體。由於在任何給定時間處僅打開一隔離閥門，因此此配置確保在彼同一時間處，僅來自活塞腔室28之一流動路徑在作用中。自活塞腔室28流動至泵取流體儲集器32並不影響泵取腔室34A，且反之亦然。

用於用於運動傳送之不可壓縮流體的儲集器

流體在全部填充有不可壓縮流體之封閉式系統中自一腔室移動至另一腔室要求結合流體流動而變化個別腔室容積。在並不直接且按比例改變另一腔室之標準容納容積的情況下，調整一腔室之標準容納容積係不可能的。當所要的為此調整時，唯一選擇為併入允許變更流體容積的開放系統。當所要的為系統容積之改變可重複且可逆時，允許儲存流體的儲集器之使用可用於允許流體移動至系統及自系統移動，同時防止任何可壓縮流體移動至原始系統中。

為了允許泵系統20能在對精密泵22及泵取工藝流體(例如，光化學製品)具有最小實體干擾的情況下執行維護功能，將用於用於運動傳送之不可壓縮流體(亦即，泵取流體)的儲集器32併入泵主體22A中。此儲集器32能夠儲存暫時未使用泵取流體之容積。在各種維護功能期間，儲集器32用於暫時儲存來自活塞腔室28之泵取流體，及產生流體障壁兩者，以防止截流於泵主體22A內部之泵取流體通道中的空氣氣泡。

泵取流體儲集器32經由整合隔膜式閥門8連接至活塞腔室28。此閥門8在標準泵取製程期間保持閉合，以防止流體移動至儲集器32中及自儲集器移動出，來維持用於活塞腔室28及泵取流體腔室34A之泵取 流體的恆定容積。在標準泵取製程期間，儲集器32僅儲存維護功能期間將需要之泵取流體。在標準泵取操作期間，由泵取流體儲集器滲出埠螺釘BP1將儲集器32密封於大氣，並將儲集器填充至大致一半容量。儲集器32中之流體曝露於儲集器32內部所密封之空氣，但歸因於流體對吸收氣體之耐受性，其並不受此氣體之影響。

維護製程期間，移除儲集器滲出埠螺釘BP1，以允許自儲集器32進入及外出空氣。此情況允許變更泵取液面，同時將壓力維持為與大氣壓力均衡。此情況確保儲集器32中並無將導致流體不合需要之流動至泵20之其餘部分或自其餘部分流動的殘餘壓力差動。在維護功能完成之後，重新安裝泵取流體儲集器滲出埠螺釘BP1以密封儲集器32。

在頭自動平衡製程期間，將通常在活塞腔室28中之泵取流體分配至泵取流體儲集器32中，且接著閉合將泵取流體儲集器流體與活塞腔室28隔離的閥門8。此情況釋放活塞腔室28中之空間，以允許活塞26按需要移動來自泵取流體腔室34A之泵取流體。一旦已在泵取流體腔室34A中到達所要之泵取流體容積，就打開隔離儲集器32之閥門8，從而允許泵取流體自儲集器32流動至活塞腔室28。隨著活塞26返回至本位，流體自儲集器32流動至活塞腔室28中，從而再完全填充該腔室。

在驅動總成改變期間，打開隔離儲集器32之閥門V8，從而允許通常固持於儲集器32中之泵取流體流動至活塞腔室28中。由O型環密封件在移除活塞26時產生之抽吸引起此流動。自泵取流體儲集器32至活塞腔室28之流體路徑附接至儲集器32之底部的事實意謂除非完全排空儲集器32，否則僅泵取流體流動於泵內部之流體路徑中。此情況防止任何 氣態氣泡進入內部流體路徑及其他泵取流體腔室中。

驅動總成

馬達驅動總成24(圖8)包含步進馬達24E、軸承24F、由夾板24H夾持至馬達機械軸上的導螺釘24G及活塞26(圖9)。組裝期間，將軸承24F按壓至步進馬達24E上(例如，使用80-90 PSI)。接著，將不鏽鋼導螺釘24G安裝至馬達驅動機械軸上並將其夾持就位。將潤滑脂塗覆至導螺釘24G上之螺紋，並將活塞26旋擰至其上。將步進馬達24E插塞至安裝於泵主體22A之側上的壓力感測器PS PCB 48中。

活塞(圖8A至圖8B)表徵有兩個O型環74(圖9)，其用以將活塞26保持為適當地對準於泵主體22A之活塞汽缸28中，並較好地保留潤滑脂連同恰當密封件。活塞26之底面76(圖8)經機器加工為圓錐形形狀。此形狀有助於在初始組裝期間及驅動改變維護程序期間，防止將空氣捕獲於活塞汽缸28中。存在安裝於兩個O型環74上方，以使潤滑脂及活塞腔室28免於碎屑的活塞刮垢環77(圖9)。防旋轉導引件56安裝於活塞26之頂部處，以充當防止活塞26在馬達24E轉動導螺釘24G時轉動的限制。導引件56在泵主體22A之正面52A上的機器加工槽54(圖4及圖4A)中行進。此防旋轉導引件56將活塞26之旋轉運動轉換成往復運動。此導引件56亦充當用於安裝於泵主體22A之正面上的PCB 48上之IR感測器的旗標。當此旗標在IR感測器之尖端之間時，微控制器38中之泵軟體知道活塞26處於本位(HRP)。

用以在插入期間移位流體並將空氣自活塞腔室滲出的圓錐形活塞形狀

泵系統20依賴於泵取流體腔室34A中缺乏空氣，而實現高 度可重複且可控制之分配。歸因於分配循環期間發生之壓力改變，泵取流體腔室34A中之空氣膨脹及收縮至不可接受之程度。為確保在驅動總成改變製程之後活塞內徑28中未殘餘空氣，將使用經圓錐形塑形末端76之活塞26併入泵20中。將倒置式圓錐形形狀76添加至活塞26確保在第一O型環74與活塞內徑密封之前，抽空任何空氣。

當待將活塞26再插入泵22A之活塞內徑28中時，活塞內徑28內部之泵取液面僅低於由活塞內徑28之最上圓周所形成的水平面。隨著活塞26降低至活塞內徑28中，活塞末端之圓錐形形狀76移位活塞內徑28中之泵取流體的容積。隨著活塞26降低，經移位泵取流體之容積增加，且導致液面相對於泵主體22A而上升。活塞末端之圓錐形形狀的容積大於初始地位於泵取流體上方之空氣的容積，且低於由活塞內徑28之上部區段所形成的平面。由於經移位液體之容積大於空氣之容積，因此流體上升至填充位於活塞內徑28之O型環密封表面下的全部容積的點。

圓錐形形狀之容積足以移位密封表面下之空氣，同時並不導致自活塞內徑28所迫使之任何過量泵取流體溢出不當量。對於抽空空氣而言，圓錐形形狀76係重要的，此係由於成角面將活塞腔室28中已浮動之任何氣泡引導向上並引導出活塞內徑28。圓錐形活塞之向外角面結合氣體氣泡之漂浮本質一起其作用，以自由O型環74抵靠著活塞內徑28所密封之容積抽空所有氣體。

泵頭22B

圖6至圖6C中詳細描繪泵頭。泵頭(圖6)由PTFE塊78及鋁閥板80組成。PTFE塊78含有一面上之工藝流體腔室34B，連同四個 隔膜式整合閥門(1、2、3及7)及對置面上之工藝流體儲集器30(亦被稱作「預儲集器」)。存在進入及離開工藝流體儲集器30之四個流動路徑，如圖1及圖1A中所展示。此等流動路徑連接至工藝流體源(例如，製造儲集器)、過濾閥塊40及頭PTFE塊78之對置面上的工藝流體腔室34B。工藝流體腔室34B經切割至介接泵主體22A的PTFE塊78之面中。此腔室34A呈具有圓形末端之細長矩形形狀。圍繞此腔室存在用以支援O型環之凸起邊緣。如下文隔膜式整合閥門區段中所描述之彼等切口，設計PTFE塊78之對置面上的隔膜式閥門切口。如圖6B中所最清晰地展示，工藝流體儲集器30經切割至相同於閥門1、2、3及7之面中。其經塑形為正方形，但一垂直邊緣較長於另一邊緣以在腔室30中產生有助於氣泡收集及排放之高點。工藝流體源入口定位於工藝流體儲集器之頂部上，其中側壁相接較短垂直側上之頂部。源入口位置之目的在於允許工藝流體以靠近側邊緣之角度進入工藝流體儲集器中，此角度允許工藝流體平穩地向下延行過工藝流體儲集器之壁，而非自儲集器之頂部滴落，此情況可導致在流體落下時，捕獲空氣。圍繞儲集器30存在輪廓類似於環繞整合式閥門1、2、3及7之彼等凸起邊緣的凸起邊緣。四個流動路徑經由頂面上之¼"公閃焰配件離開PTFE塊78。此等管線中之兩者連接至過濾閥塊40，且另兩個通至工藝流體腔室34B及工藝流體源。四個設定螺釘82將公閃焰配件安全地固持就位於塊78中。圖11描繪泵頭22B及泵主體22A配合在一起的方式。

鋁閥板80(圖6)表徵有鏡像於PTFE塊78之對應表面80A(圖6B)上的閥門切口之四個閥門切口，及與圍繞PTFE塊78上之儲集器30的凸起邊緣對齊的O型環切口30A。類似於下文隔膜式整合閥門區段中 所描述之彼等切口地設計鋁板78上之閥門切口。鋁閥板80固持用於閥門1、2、3及7以及用於工藝流體儲集器30之O型環。在鋁閥板80與PTFE塊78之間，存在類似於下文之隔膜式整合閥門區段中所描述之彼隔膜的PTFE隔膜84(圖6)。組裝片件並使用行進通過整個總成並緊固至泵主體22A的六個螺釘86(圖6)將其緊固至泵頭。

隔膜式整合閥門

本發明20經設計以佔據最小空間，來允許消費者最佳化其中安裝有泵20之塗佈機/顯影器中可用之空間。貫穿泵系統所使用之閥門在減少其佔據面積方面發揮主要作用。現成之閥門傾向於佔據過多空間。本發明20之泵系統中的閥門為恰好設計至泵頭22B中之低剖面隔膜式閥門。以下論述係關於泵頭22B中之隔膜式閥門使用，應理解在本發明之別處中所使用的隔膜式閥門具有類似構造。

將閥門及相關聯流動路徑機器加工至原始PTFE塊78中，從而允許泵20以極小量之空間執行多種複雜操作。

基本隔膜式整合閥門設計由三個部分組成：PTFE塊、隔膜及鋁板。PTFE塊含有流動路徑及用於工藝流體流動通過之圓形閥門腔室。鋁板充當用以分配氣動致動閥門、具有流動路徑及鏡像於PTFE塊上之閥門腔室的圓形腔室所要求之空氣的歧管。PTFE隔膜為PTFE塊與鋁板之間的界面，並分別由來自氣動管線之正壓或負壓將其迫使至PTFE塊之腔室或鋁板之腔室中。

PTFE塊側上之閥門設計涉及塊之面上的較淺圓形切口，且具有與此圓形腔室連接的入口及出口流動路徑兩者。在環繞圓形切口之塊 面上，存在用以提供抵靠著鋁板的與隔膜之較好密封表面的凸起唇緣。與閥門切口相交的兩個流動路徑中之一者通常位於靠近圓形中心處，以在由來自另一側之氣動壓力將其推動至閥門切口中時，允許隔膜有效地密封路徑。

隔膜由0.01"厚之PTFE薄片製成，並經切割成閥塊之密封面的大小。將安裝閥塊所需要之任何孔切割至隔膜薄片中以允許穿過螺栓及螺釘。PTFE隔膜之厚度允許由分別用以填充PTFE塊及鋁板中之切口腔室的氣動壓力及真空變形該隔膜。

鋁板經設計成在與PTFE塊之閥面配合的面上具有圓形切口。在組裝部分時，置放此等切口以鏡像PTFE塊上之切口，從而產生由隔膜平分之閥門腔室。圍繞鋁板上之閥門切口機器加工O型環凹槽，以用於圍繞PTFE塊上之每一閥門切口的凸起唇緣進行密封。鋁塊上之每一閥門切口與經加壓空氣經由其而行進的一流動路徑介接。含有經加壓空氣之流動路徑行進通過鋁板，並藉由允許連接耐綸管道之配件結束該等路徑。藉由一組3通閥門將此管道連接至單獨閥門歧管，該等閥門控制將壓力抑或真空個別地施加至泵系統中之閥門中的每一者。

為理解隔膜式閥門的操作，圖6至圖6A描繪DIV閥門1、2、3及7之構造，應理解所有DIV閥門以類似方式操作。如圖6中可見，DIV(例如，閥門7)之控制側在之板80上，其包含由其中安置有O型環81之通道CH所環繞的控制埠CP(例如，空氣埠)。隔膜84安置於板80與塊78之表面80A之間。如圖6B中可見，塊78之表面80A包含DIV 7之「輸出」部分，其包含兩個出口埠83A/83B。隔膜式閥門之操作涉及將 控制埠連接至其中施加壓力抑或真空之氣動源。當施加壓力時，隔膜閉合兩個出口埠，且相反地當施加真空時，隔膜打開兩個出口埠。

工藝流體儲集器30之密封件：如圖6中所最清晰地展示，由PTFE隔膜蓋及其上具有整合式O型環凹槽的金屬板密封工藝流體儲集器30。工藝流體儲集器30具有為圍繞邊緣之PTFE隔膜蓋提供支援以用於較好密封的凸起脊線。背面金屬板為工藝流體儲集器PTFE隔膜蓋提供均勻支援，並確保圍繞O型環密封件並無漏泄。表1為各種DIV之定義：

外部閥塊/過濾塊40

泵系統20在各種維護、啟動及操作製程期間利用閥門及閥門控制以引導流體流動。必須在維持由其中安裝泵之空間所要求的泵之緊湊大小時實現此情況。為滿足前述要求，將一些隔膜式閥門包括於較小外部塊中(圖7)。此塊將流體流動引導至六個連接175(圖7)並自該等連接引導流體流動。閥塊包括來自過濾器排放連接、來自過濾器流體輸出管線、 至外部分配數位式閥門、至泵系統排乾管線、來自工藝流體儲集器排放管線及至工藝流體儲集器再循環管線的連接。由四個氣動致動之整合隔膜式閥門177(圖7)控制流體流動。一閥門(DIV 6)控制自過濾器排放連接至系統排乾/排放管線之流體流動。一閥門(DIV 10)控制自工藝流體儲集器再循環管線至系統排乾/排放之流體流動。一閥門(DIV 4)控制自過濾器輸出至工藝流體儲集器之流體流動。一閥門(DIV 11)控制自過濾器輸出管線至外部分配點數位式閥門之流體流動。彼等閥門在每一操作期間藉由所涉及之過濾器引導流體流動。圖7A展示經組裝過濾塊。

氣動閥門及歧管44

一組三通氣動閥門44(圖3及圖11)用於控制將壓力或真空施加至遍及泵20所使用的整合式閥門。較佳實施例使用安裝於SMC 8位置歧管上的8個SMC V100閥門。此歧管具有延行其長度之2個主流動路徑。一路徑用於壓力且另一路徑用於真空。由2個M5有頭螺釘在一末端處封蓋此等流動路徑，且該等路徑具有旋擰至另一末端的2個1/8"管道倒鉤配件。SMC閥門安裝於歧管之正面上，該歧管具有介接此等閥門所必要之恰當埠。在歧管之頂部上為延行至遍及泵系統20所使用之八個整合式閥門中的每一者的8個SMC 1/8"管道配件。歧管上之每一SMC閥門具有對共用壓力及真空軌條之近接，但僅近接離開至整合式閥門的八個埠中之一者。自位於泵外罩22上之面板連接器連接至歧管之壓力及真空管線。使用者僅需要將製造壓力及真空源管線連接至泵外罩22上之連接器。圖11A描繪各種閃焰配件之連接。

快速斷開電子器件： 電子器件經製造為易於藉由簡單地解開外罩附接件，及拔出泵控制器尾纖上之連接器而進行替換(圖12)。

電子器件外罩23

電子器件外罩23(圖2)經設計以容納主控制器PCB 530(圖13C)、網路管理PCB 50(圖13C)、RDS轉譯器PCB 539(圖13C)及可選數位式閥門控制器PCB 538(圖13C)。由兩片金屬薄片殼體囊封此等板。外罩經設計以相鄰泵外罩而安裝，且可在並不干擾泵取硬體的情況下，容易地自軌道中之安裝板移除該外罩。外罩允許連接網路纜線、電力纜線、軌道通信纜線及N2管線。纜線連接器在外罩外部以允許自軌道容易地移除電子器件外罩。由顯示連接標記、型號數目及品牌標識之貼紙補強外罩。

泵外罩

如圖3中所最清晰地展示，泵外罩22包含五個不鏽鋼金屬薄片片件：底板165、底部外罩167、蓋板173、近接面板169及過濾器歧管托架248。泵外罩22之目的在於容納及保護泵部分。外罩22表徵有用於源輸入、分配輸出及排乾管線之流體連接。外罩22亦允許泵電力及控制線連接以及對N2、壓力及真空管線之連接。泵外罩緊固至軌道安裝板243，相鄰電子器件外罩23。過濾器歧管托架248表徵有呈多種不同組態之安裝孔，以允許使用者安裝多種類型之過濾器托架(參見下文之過濾器歧管托架區段)。外罩之前面安裝有按鈕開關25A，以確保當在泵上執行某些維護功能時，呈現使用者。泵外罩包括用以識別型號數目及標記進入及進行中之連接的標誌(例如，貼紙)。

軌道安裝板243

不鏽鋼金屬薄片軌道安裝板243(圖3)允許在軌道中並列地安裝電子器件外罩23及泵外罩22。軌道安裝板243包含用於其他泵(例如，Entegris RDS泵)之安裝孔圖案。板上之安裝孔的圖案對稱，使得可在不改變泵外罩22及電子器件外罩23之安裝定向的情況下顛倒地安裝板243。板243允許在並不移除精密泵22的情況下自軌道移除電子器件外罩23或反之亦然。取決於使用者偏好，外罩安裝孔之對稱性亦允許將電子器件外罩23安裝至泵外罩之右邊抑或左邊。軌道安裝板243之一側上存在用於緊固將外罩安裝至其的螺釘之PEM鑰孔緊固件。

過濾器歧管托架248

不鏽鋼金屬薄片過濾器歧管托架248(圖3)具有用於附接三個不同OEM過濾器歧管的預鑽孔安裝孔。此等預組態孔圖案允許附接任意其他組件，諸如(但不限於)Entegris Impact 2、Entegris ST或Pall EZD-3過濾器歧管。

滲出埠注射器

在驅動系統改變期間，提示使用者移除泵取流體儲集器滲出螺釘BP1，並附接所提供之注射器(圖13)。此注射器用於在打開閥門8時，將空氣推動至泵取流體儲集器32中，因此將泵取流體推動至活塞腔室28中。額外之泵取流體填充活塞腔室28，以允許插入新的馬達驅動總成24。所提供之注射器裝置包含(僅藉由實例)15cc呂埃鎖定尖端注射器、呂埃鎖定至1/16"管道之聯結器及長度6"且ID1/16"之管道。將此等片件與替換之泵取腔室隔膜部分一起組裝。如圖13中所展示，注射器222包含20cc(僅藉由實例)呂埃鎖定尖端、導管聯結器263、至1/16吋導管(僅藉由實 例)之呂埃鎖定，及1/16吋乘4吋長之導管264(再次僅藉由實例)。

遠端監測、觀察及控制(RMVC)子系統

如先前所論述，泵系統20為在泵操作之所有態樣中受到控制的軟體，包括分配參數監測、維護預測及控制以及標準泵取操作之設置及控制。泵控制器38(圖1)經由各種介面(未展示)執行此等功能。網路管理模組50(圖1)允許經由微控制器38對泵進行乙太網路或無線網路控制。在較簡單之實施例中，泵控制器38經由串列介面直接連接至經特定程式化之圖形使用者介面(GUI)。RMCV子系統亦稱為其商品名「Lynx」。

圖13A展示具有經由網路(例如，乙太網路、區域網路(LAN)、廣域網路(WAN)、虛擬專用網路(VPN)、「雲端」、網際網路或企業內部網路)而連接之圖形使用者介面(GUI)的本發明20之泵的實施例。經由網路伺服器WS而實現此情況，該WS經由網路管理模組NMM 50而連接至泵控制器38以形成「網路服務式GUI」。詳言之，網路服務式GUI經由RJ45連接而併入有乙太網路通信。網路伺服器WS為容納於泵20中之NMM 50上的較小表面黏著組件，且用於使用標準網頁瀏覽器進行泵組態、操作及監測。使用此介面鍵入並讀取所有泵組態參數。網路伺服器WS在串列埠0上與泵20通信。網路伺服器WS可包含適於網頁儲存的百萬位元組之快閃記憶體。之後，網路服務式GUI亦被稱作「遠端監測、觀察及控制(RMCV)子系統」。

如圖13B中所展示，網路伺服器WS可經增強有用於與可選網路連接器件一起使用之額外乙太網路埠。乙太網路供電(POE)可用於將電力供應至可選網路連接器件，例如，網路攝影機。並不由網路伺服器 WS使用此乙太網路埠。可選網路攝影機可用於遠端觀測泵20操作。應注意，由與此一起供應之軟體控制網路攝影機。圖13C描繪例示性網路攝影機，諸如Yaloocharm之無線IP網路攝影機雲台WIFI網路攝影機CCTV IR夜間美國插塞80413。

圖13D描繪增強有用於當網路纜線將不便時所使用的額外內建式無線乙太網路埠之網路伺服器介面的方塊圖。

圖13E展示NMM 50之方塊圖。如先前所提及，NMM 50包括：網路伺服器WS，其具有具嵌入式乙太網路引擎之網路伺服器微控制器501；CanBus驅動器(控制器區域網路匯流排)502、2埠乙太網路切換器503、快閃記憶體504及乙太網路供電(POE)電力供應器與控制器505。用於網路伺服器微控制器之例示性器件為Freescale MCF52235CAL60微控制器。

主板介面

如圖13F中所展示，泵控制器38之主板530包括中心微控制器，其負責所有系統控制功能。微控制器經由步進馬達驅動532連接至泵步進馬達。微控制器經由串列連接連接至閥門驅動器533及壓力感測器/PCB電子器件48。在所描繪之實施例中，壓力感測器電子器件包括監測壓力，並將此資料發送至中心泵控制器38的單獨微控制器。如上文所陳述，中心微控制器亦連接至NMM 50，其允許經由乙太網路抑或WiFi無線連接而通過網際網路來對泵製程進行GUI控制。泵控制器38亦(視情況)連接至用於控制至多三個閥門之數位式閥門控制器536。泵控制器38亦(視情況)連接至RDS轉譯器模組539、外部RS232/485轉換器537及軌道I/O 子卡538。

GUI選擇

第一GUI選擇為標準單一平台安裝式GUI，圖13G至圖13I中展示其方塊圖。標準GUI可經修改以用於與微型網路伺服器WS一起使用。此GUI仍為單一平台，且該GUI要求安裝於用戶端機器上。

第二更佳GUI為跨平台JAVA虛擬機GUI，圖13J至圖13L中展示其方塊圖。詳言之，相比於第一GUI選擇，當寫入為JAVA小程式時，第二GUI選擇為較靈活之GUI。可自微型網路伺服器WS獲取此小程式，且其利用JVM(JAVA虛擬機)執行時間庫。此等執行時間庫為JVM之部分。如圖13L中所展示，可充當潛在GUI之JVM支援平台為：Win-dows®(x86-64、IA-64處理器)、Solaris®(x86--64、SPARC處理器)、Linux®(x86、x86--64、IA--64、PowerPC、系統z(以前為Z系列)處理器)、HP-UX(PA-RISC、IA-64處理器)；i5/OS及AIX(PowerPC®處理器兩者)。

如下為例示性操作描述：(1)打開網頁瀏覽器並輸入泵之網際網路協定(IP)位址；(2)寫入為JAVA小程式之GUI服務於來自微型網路伺服器WS之網頁瀏覽器；(3)在網頁瀏覽器之JVM中執行JAVA小程式；(4)在寫入時，GUI出現於網頁瀏覽器中；(5)可讀取及/或改變資料欄位，並經由UDP在乙太網路上將此等更新發送至微型網路伺服器WS；微型網路伺服器WS將UDP(使用者資料報 協定)命令轉換成受讓人之ASCII串列協定等效物並更新泵。使用UDP允許無限數目之「資料連接的收聽者」。對於多人觀測及對於自動資料登入器件(諸如，受讓人之「安全」產品)而言，此情況係有用的。

關於GUI之內部韌體，可以四種方式更新此韌體：(1)經由快閃記憶體更新插塞：除具有BDM(背景除錯模式)閃蒸器之膝上型電腦以外，此方法要求實體近接泵電子器件；(2)經由全網路更新：當存在至受讓人之更新伺服器的網路連接性時，可使用此程序。此選擇並不要求實體近接泵電子器件；及(3)經由請求更新：RMCV介面中之使用者簡單地點擊「程式更新」選擇，則自受讓人伺服器下載並程式化程式韌體；及(4)經由自動設定：若使用者先前已選擇「自動程式更新」，則每當更新可用時，RMCV系統下載並程式化韌體。

應注意，內部網路更新亦可用。詳言之，當並不存在至受讓人更新伺服器之網路連接性時，可使用此選擇。此選擇並不要求實體近接泵電子器件。除在內部網路上而非受讓人之更新伺服器上指定更新資料夾之外，此選擇類似於上文所描述之「全網路更新」。

RMVC子系統藉由能夠在操作吾等泵之技術員與吾等領域服務工作者之間提供直接攝影機及音訊連接而添加額外值。如先前所提及，例示性攝影機及音訊器件為Yaloocharm之無線IP網路攝影機雲台WIFI網路攝影機CCTV IR夜間美國插塞80413(如圖13C中所展示)。

a.用於黃光(半製造)環境之視訊攝影機

b.用於與黃光(半製造)環境中之視訊攝影機一起使用的黃色攝影機光。

c.對於無人值守式遠端控制操作，廣泛範圍之平移、傾斜、縮放光、焦點、音訊。

為操作此特徵，製造技術員點擊NMM GUI中之「請求服務」按鈕。此按鈕將服務請求發送至IDI遠端服務中心。IDI領域服務人員確認請求，並起始與「服務」憑證之遠端連接。此時，IDI遠端服務中心人員對所有視訊攝影機及泵控制具有全部遠端控制。可致能音訊以論述與製造技術員之問題。可啟動製造安全視訊攝影機，且可操控攝影機之平移、傾斜及縮放以觀測任何泵故障。IDI服務人員可在觀測泵之操作時操作泵。在具有恰當憑證的情況下，任何人可在進行診斷及修復時，加入音訊/視訊饋入及操縱泵，或僅觀測及收聽。

應理解，可使用RMVC子系統之無限數目之泵器件，且其與本發明20之泵系統的整合僅作為實例。僅藉由實例，RMVC子系統可用於在晶圓製造設備或醫療設備或油及氣體設備，或食品處理設備及甚至在裝飾設備中使用的任何製程設備。

腔室相比於儲集器

如先前所提及，與泵系統20相關聯之兩個儲集器為工藝流體儲集器30及泵取流體儲集器32(圖1)。此等器件被稱作儲集器，此係由於其具有設定之容積容量。泵系統20上之三個腔室為工藝流體腔室34B、泵取流體腔室34A及活塞腔室28(圖1)。此等器件被稱作腔室，此係因為其容積可改變。隨著隔膜36圍繞泵取腔室34內部移動，泵取流體腔室及工藝流體腔室容積可發生改變。泵取腔室34為其中安裝有泵取腔室隔膜36之腔室。兩個腔室(泵取流體腔室34A及工藝流體腔室34B)之總 組合容積保持恆定，但由於可撓性PTFE隔膜組件36，個別腔室容積可發生改變。活塞腔室28具有動態容積，此係由於活塞來回移動並影響容積改變。

泵腔室：活塞腔室、泵取流體腔室及泵取流體儲集器

單頭泵系統20中之泵取流體主要含有於兩個腔室(亦即，活塞腔室28及泵取腔室34A)，及與泵主體22A相關聯之一儲集器32中。三個泵取流體腔室中之第一者容納活塞26及活塞內徑28。在泵系統中，轉換來自步進馬達24E之機械能，該馬達有助於活塞26在活塞腔室28中產生往復運動。第二腔室為負責經由泵取流體，將由活塞26所進行之操作傳送至隨著活塞26之運動而膨脹或收縮的隔膜36的主要泵取流體腔室34A。泵取流體儲集器32儲存標準分配動作期間未使用的泵取流體，以及有助於防止空氣氣泡進入另一泵取流體腔室中。泵取流體之剩餘部分存在於連接兩個腔室/一儲集器流體路徑，以及沿著此等流體路徑定位之閥門中。整合之經氣動操作隔膜式閥門5及8控制自活塞腔室至另外兩個腔室的流體流動(參見隔離閥門5及8)。

工藝流體腔室改變對泵流體之容積的方式：本發明之泵系統20將不可壓縮泵取流體用作將活塞26之運動，傳輸至藉由內部聚四氟乙烯(PTFE)隔膜36所分裂之硬質腔室34(圖1及圖1A)的媒介。與隔膜36之靈活性耦接的此腔室之硬質本質導致腔室在泵頭中之部分(參見泵頭區段)與泵取流體容積成比例地增加及降低工藝流體容積。腔室34B之泵頭部分填充有使用者意欲分配之工藝流體。由於工藝流體不可壓縮，因此隨著可用腔室容積改變流體流動受到影響。

泵頭22B

精密泵22實際上泵取流體之方式：精密泵22可分配多種化學製品流體。如先前所提及，所分配之流體被稱作工藝流體，且由經氣動操作之隔膜式整合閥門(1、2、3及7)控制此工藝流體之流動。此等DIV位於連接至工藝流體腔室34B之兩工藝流體路徑上。在泵取流體流入泵取流體腔室34A中時，閉合管線中之DIV 1及DIV 2並打開DIV 3能引起工藝流體分配。精密泵22藉由「再裝填」工藝流體儲集器30而修整其分配程序，其藉由在泵取流體流動出泵取流體腔室34A時，閉合DIV 3並打開DIV 1及DIV 2而實現分配。重複此製程以產生受控之流體流動。工藝流體腔室之頭部分34B具有將其與外部閥塊40及相關聯工藝流體儲集器30連接的總共兩個流體路徑。經由DIV閥門控制來自工藝流體腔室之頭部分的所有流體路徑。

工藝流體儲集器30：如先前所提及，泵系統20包括工藝流體儲集器30。儲集器30用於防止空氣進入泵頭22B之工藝流體腔室34B。工藝流體腔室34B中添加空氣將誘發流體流動延遲。由於空氣為可壓縮氣體，因此空氣膨脹及壓縮，從而吸收泵頭工藝流體腔室34B中之一些容積改變，並防止流體流動相等於該容積改變。相關聯工藝流體儲集器30與工藝流體腔室34B之間的流體路徑連接兩腔室之底部區段。

頭22B使工藝流體腔室免於空氣之方式：雖然任何空氣將浮動至儲集器30之上部區段，但工藝流體儲集器30(亦被稱作「預儲集器」)之底部處的工藝流體池防止工藝流體腔 室中包括空氣。工藝流體儲集器30之上部區段經塑形，以便將上升氣泡集中於單一點(參見圖1A及圖6至圖6B)。藉由將少量液體噴出或沖洗至與工藝流體儲集器之最上部分連接的流體路徑中之製程而有助於移除空氣氣泡。此流體路徑通向排乾管線，且在泵系統之所有標準操作期間係閉合的。

外部「離開」路徑：工藝流體儲集器30總共具有將其與工藝流體腔室34B、排乾管線、泵系統20之流體源FR連接及外部閥塊40連接的四個流體路徑(圖1)。經由經氣動操作之隔膜式閥門導引至工藝流體腔室排乾管線及流體源之連接以控制流動。由位於外部塊中之閥門控制流體自外部閥塊流過流體入口。此情況意謂並不需要泵頭內部之單獨閥門。

工藝流體儲集器30之形狀：將儲集器之橫截面區域塑形為四角形(參見圖6至圖6B)，其底面沿著水平面定向，兩平行側邊沿著垂直平面及成角之頂面定向。儲集器之所有面的相交點併有半徑以防止在拐角中收集大氣氣泡。頂面上之三條流體路徑的交叉點意欲有助於抽空大氣氣泡。按離水平底面最近至最遠之次序，依次為流體源連接、來自外部塊之流體入口及最後之排乾管線連接。源入口最低，以確保當此路徑中之流體並不移動時氣泡不能行進至此連接中。來自外部閥塊之流體入口為下一最低連接。在啟動程序期間，經由此路徑行進之流體將填充管線，並將任何大氣氣泡攜帶出路徑。最高連接為排乾管線。儲集器之成角面確保將在排乾連接正下方收集於啟動及沖洗程序期間所移位之任何空氣。

定序操作微控制器38之操作的閥門

分配：分配自預裝填位置開始，且當精密泵22接收到觸發信號時開始分配(圖18)。打開DIV 3、5、11及外部分配閥門9(例如，IDI數位式閥門)，且馬達24E將活塞26移動向下至使用者指定之容積。此位置經指定為分配末端(EOD)。當到達EOD時，閉合閥門，且精密泵22開始自動程序以藉由完成「再裝填」操作而填充其自身。

再裝填：藉由打開將工藝流體與源入口及工藝流體儲集器入口分離之閥門1、將工藝流體腔室與工藝流體儲集器分離之閥門2，及將泵取流體與活塞腔室26及泵取流體腔室34A分離之閥門5而開始再裝填(圖18)。在由馬達24E驅動的情況下，活塞26移動回至在工藝流體腔室34B中產生負壓之本籍參考位置(HRP)，並自工藝流體儲集器30「再裝填」或填充工藝流體。同時，經由閥門1將由製造儲集器FR所供應之工藝流體饋入工藝流體儲集器30。當發生再裝填時，所有其他閥門保持閉合。當再裝填操作完成時，閉合所有閥門。

預裝填：在使精密泵22返回至「備用」PS0狀態之任何操作之後(諸如，再裝填之後或離開「維護模式」之後)，開始預裝填(圖19)。預裝填打開閥門2及7，並將活塞26向前(向下)移動以經由排放管線推動預定量(例如，3mL)之泵取流體。此動作允許經由源管線將歸因於閥門閉合所產生之較高壓力向外推動以降低壓力，且接著閉合閥門2及7。活塞26向前移動以開始將壓力加強至使用者界定之壓力(例如，+1.0psi)。藉由與實 際壓力及所要壓力的壓力誤差成比例地移動步進馬達24E而進行此操作。一旦到達使用者界定之壓力，精密泵22就返回備用狀態，並處於檢查壓力波動之迴路中。若精密泵22升高或降低至所要壓力之+/-15%，則精密泵22藉由將活塞26向前或向後移動以實現所指定壓力來校正壓力。此動作允許泵始終自提供極其一致之分配效能的相同壓力點開始進行分配。

沖洗排放(充裝工藝流體儲集器30)：沖洗排放為將流體自源儲集器抽拉至精密泵22中，並將空氣沖洗出工藝流體儲集器30及源管線導管的操作(圖20)。必須在泵處於「維護模式」時完成此操作，並藉由啟動來自(遠端監測/控制子系統之)GUI之沖洗索引標籤中的「維護」窗的「沖洗排放」命令，或藉由點擊RMVC子系統之「維護」索引標籤下的「沖洗」操作下拉列表中的「沖洗排放」按鈕而實現此操作。此命令為可經指定為無限執行或執行指定數目之循環的手動輸入。循環包括至排放管線之一沖洗及一再裝填。精密泵22藉由檢查活塞是否處於HRP處而開始此程序。若活塞26處於HRP處，則其開始沖洗排放製程。若活塞26並不處於HRP處，則精密泵22進行再裝填直至活塞26到達HRP處為止。此再裝填相同於先前所論述之標準再裝填程序。一旦活塞26處於HRP處，精密泵22就在閥門5打開的情況下，打開閥門2及7，並將活塞26向下移動至11mL標記處。精密泵22接著閉合閥門2及7，並藉由打開閥門1及2並將活塞26移動回HRP處而執行再裝填。精密泵22重複此製程，直至已完成指定數目之循環或直至使用者停止操作為止。一旦進行此操作，當完成時，泵就為使用者離開開始預裝填操作之「維護模式」做好準備。

首先自源充裝工藝流體儲集器30給予精密泵22足夠之流體，以僅使用工藝流體儲集器30中之液體開始再循環。此情況允許泵20在並不浪費離開排放管線之任何流體的情況下，執行多個循環之再循環，以在儲集器中收集儘可能多之氣泡。

沖洗輸出(充裝工藝流體腔室34B)：沖洗輸出為將流體自源儲集器抽拉至精密泵22中，並將空氣沖洗出源管線導管及工藝流體腔室34B之操作(圖21)。必須在精密泵22處於「維護模式」時完成此操作，並藉由啟動來自RMVC子系統之GUI的沖洗索引標籤中之「維護」窗的「沖洗輸出」命令，或藉由點擊RMVC子系統中之「維護」索引標籤下的「沖洗」操作下拉列表中的「沖洗輸出」按鈕而實現此操作。此命令為可經指定為無限執行或執行指定數目之循環的手動輸入。循環包括至輸出或分配管線之一沖洗及一再裝填。精密泵22藉由檢查活塞26是否處於HRP處而開始此程序。若活塞處於HRP處，則其開始沖洗輸出製程。若活塞26並不處於HRP處，則泵20進行再裝填直至活塞26到達本位處為止。此再裝填相同於來自上文之標準再裝填程序。一旦活塞26處於HRP處，泵26就在閥門5打開的情況下，打開閥門3，並將活塞26向下移動至11mL標記處。泵接著閉合閥門3，並藉由打開閥門1及2並將活塞26移動回HRP處而執行再裝填。精密泵22重複此製程，直至已完成指定數目之循環或直至使用者停止操作為止。當完成時，精密泵22為使用者離開開始預裝填操作之「維護模式」做好準備。

並未初始地充裝BIB泵的情況下之初始充裝

PPRM2(充裝過濾器外殼；圖22)： 本發明之泵系統20併有有助於減少工藝流體管線中所捕獲之空氣氣泡的過濾器附接件。藉由以下程序充裝過濾器外殼。步驟1：最大分配容積隨著活塞26在活塞腔室28中自本位移動至最遠位置而發展；打開控制工藝流體自泵取流體腔室34A至過濾器入口之流動的閥門3，控制工藝流體自過濾器排放口至外部排乾管線之流動的閥門6，及分離活塞腔室28與工藝流體腔室34B之間的泵取流體之閥門5；將包括分配管線處之外部數位式閥門9的所有其他閥門保持閉合。此情況允許工藝流體僅穿過過濾器外殼並自過濾器排放管線離開。步驟2：在閥門1、2及5打開且閥門3、4、6、7及8保持閉合的情況下，發生自源管線之以下再裝填。外部數位式閥門9可處於任何狀態，開放或閉合。再裝填處於具有活塞腔室28之全衝程運動的最大再裝填容積處。重複步驟1及2之動作，直至工藝流體在並無空氣氣泡的情況下流出過濾器排放管線為止。

PPRM3(充裝過濾器基板；圖23A至圖23B)：必須潤濕過濾器基板42以用於恰當操作過濾器，且可經由以下「充裝過濾器基板」功能自過濾器移除所有空氣。可藉由以下步驟充裝過濾器基板42。步驟1：打開閥門3、4、5及7；將閥門1、2、6及外部數位式閥門9保持閉合。彼情況允許工藝流體自工藝流體腔室34B進入過濾器42中，且經由過濾器輸出埠自過濾器42呈現並進入泵過濾再循環管線中。接著，再循環管線中之工藝流體進入工藝流體儲集器30中，並繼續通過工藝流體儲集器排放/排乾管線。在此充裝製程期間，使用最大分配容積11mL，如活塞自HRP移動至11mL之分配末端(EOD)。接著，泵藉由打開DIV 1、2、5並閉合DIV 3、4、6、7、8及9，並將活塞自EOD縮回 至HRP而「自源再裝填」。再次重複步驟1，總共進行兩次。PPRM3功能執行之下一操作為步驟2。藉由打開DIV 3、4、5及7(圖11A)並閉合DIV 1、2、6、8及閥門9，並將11mL之工藝流體自工藝流體腔室34B推動至過濾器42中而開始步驟2。接著，工藝流體自過濾器輸出埠離開過濾器，並繼續進入再循環管線中，在自工藝流體排放口/排水管推動出空氣時，該管線通向回工藝流體儲集器30。接著，泵藉由打開DIV 2、5及7並閉合閥門1、3、4、6、8及9，並將活塞自EOD縮回至HRP而「自工藝流體儲集器30再裝填」。將步驟2重複三次，其再循環流體且有助於所積聚的空氣離開工藝流體儲集器30中之過濾器。工藝流體儲集器30在所有三個步驟中將空氣噴出工藝流體儲集器排放口/排水管。

當所有氣泡已收集於工藝流體儲集器30之頂部處時，已充裝整個過濾器，且過濾器輸出管線並無空氣。泵將執行自源進行再裝填之較多若干再循環循環，以便將新液體推動至工藝流體儲集器30中，並排放空氣氣泡。步驟3重複步驟1四次。將此步驟程式化為重複至少四次，以確保工藝流體在並不存在空氣氣泡的情況下流出過濾器輸出管線。若過濾器呈現空氣氣泡，則使用者可輸入命令直至並不可見離開過濾器輸出管線之空氣為止。

啟動操作

如下為精密泵系統22之啟動製程的描述：初始泵填充及充裝

精密泵系統22到達僅含有容納於泵主體22A中之泵取流體的位置處。初始填充及充裝製程有助於填充使用者之所要處理流體的流動 路徑。此製程要求在精密泵22之入口處具有經加壓BIB之預先存在流體源、具有製造儲集器排放/排乾閥門14之製造儲集器FR，及用以在泵之出口處提供較多可定製分配控制的可選外部分配閥門(外部數位式閥門9)。在泵安裝之後，使用者將流體管線連接至泵系統20。此連接包括來自工藝流體源FR之管線連接至泵入口、流體出口管線連接至外部分配點閥門，及來自泵系統過濾器排放口之外部軌道排乾管線連接至工藝流體儲集器排水管。需要將經加壓氮氣(或乾空氣)管線及真空管線連接至泵系統20以用於閥門控制。

在完成泵自動平衡之後進行初始填充及充裝。藉由使用者開始關於此操作之軟體製程而開始初始填充及充裝製程。用戶位置存在兩種情境：情境1：第一情境為加壓BIB。軌道儲集器(亦即，製造儲集器FR)可在初始源與泵系統20之間的適當的位置中。若如此，則泵控制器38首先閉合位於初始源與泵入口之間的流動路徑中之製造儲集器排放/排乾閥門14及閥門1；接著由經加壓BIB將流體推動至製造儲集器FR中。一旦加壓源，泵控制器38就打開以下閥門：將內部工藝流體儲集器與源入口隔離之閥門1、將工藝流體儲集器30與工藝流體腔室34B隔離之閥門2、將工藝流體腔室34B與連接於過濾器流體入口之外部閥塊流動路徑隔離的閥門3、將來自活塞腔室28及工藝流體腔室34A之泵取流體分離的閥門5，及分配閥門之外部點。

閉合以下閥門以將流體引導通過所要路徑：製造儲集器排乾/排放閥門V_FAB、將工藝流體儲集器30與排乾管線隔離之閥門7、控制自過 濾器排放口至外部排乾管線之流動的閥門6，及控制流體自過濾器出口流動回至工藝流體儲集器30的閥門4、6及10。使用者控制開放閥門之閉合，以適應填充泵系統20及所附接管道所要求的變化之時間。完成此製程所要求的變化之時間為連接具有初始流體源FR之泵系統20與分配點之管道的變化之內部總容積，以及變化之流動速率的結果。此等速率為此等流體特性(諸如密度、黏度及溫度)之函數。具有受限之影響的其他因素將為環繞空氣之密度，及分配閥門之外部點的流動速率。一旦工藝流體行進至分配點，泵系統20中之容積的大部分就已填充有工藝流體。

接著，在所有其他閥門保持閉合時，打開閥門3、4及5以分配至工藝流體儲集器30中。自源管線之最大再裝填為藉由打開閥門1、2及5之以下動作。當泵取流體儲集器32中之自動式壓力回饋滿足工藝流體儲集器30中之壓力準則時，此串列動作結束。接著，要求過濾器改變常式及再循環操作。

若製造儲集器FR並不處於軌道中，則可在無需首先填充製造儲集器FR的情況下，藉由相同程序直接填充泵系統外殼。

情境2：第二情境為未加壓BIB，且製造儲集器FR在初始源與本發明之泵系統20之間的適當的位置中。需要由泵系統20自身填充泵系統20及製造儲集器FR。藉由僅打開閥門3及5以及外部數位式閥門9，該操作以至外部數位式閥門之點進行最大分配而開始。接著為藉由僅打開閥門1、2及5，而自源管線進行最大再裝填。當填充製造儲集器FR且工藝流體流出分配尖端時，此串列動作結束。

之後，在所有其他閥門保持閉合時，打開閥門3、4及5以 分配至工藝流體儲集器30中。自源管線之再裝填將為藉由打開閥門1、2及5之以下動作。當泵取流體儲集器32中之自動式壓力回饋滿足工藝流體儲集器30中之壓力準則時，此串列動作結束。接著，要求過濾器改變常式及再循環操作。

若製造儲集器FR並不處於軌道內，則可在無需首先填充製造儲集器FR的情況下，藉由相同程序直接填充泵系統外殼。

維護操作

如下為泵系統20之維護操作的描述：流體再循環及沖洗

泵系統20併有流體再循環功能，以在自精密泵22內部沖洗任何空氣之製程期間減少工藝流體浪費。經由減少沖洗期間之流體消耗，以及允許泵系統20週期性地內部再循環流體，此功能允許使用者減少對泵系統20之所有權的總成本。週期性地再循環工藝流體之能力減少流體可在管道中變為靜態的可能性，從而防止流體凝結或乾燥且因此導致中斷。

藉由處於HRP處之活塞26開始泵系統20中之內部流體再循環。泵控制器38打開控制自工藝流體腔室34B至過濾器入口之流動的閥門3，控制自過濾器返回出口至工藝流體儲集器之流動的閥門4，及控制自工藝流體儲集器至排乾管線之流動的閥門7。必須打開此閥門以允許再循環流體填充儲集器30，並將任何空氣或其他氣體移位出排乾管線。所有其他閥門必須保持閉合。泵控制器38執行最大容積分配，閉合開放閥門，並打開控制自工藝流體儲集器30至工藝流體腔室34B之流動的閥門2，及控制自工藝流體儲集器30至排乾管線之流動的閥門7。在整個再循環製程期間， 分配點閥門必須保持閉合。

在再循環製程期間，內部流體流動捕獲工藝流體儲集器30或靠近排乾連接之過濾器42中的任何大氣氣泡。精密泵22將工藝流體移位至工藝流體儲集器30中，且將迫使所收集之空氣氣泡或其他氣體連同少量工藝流體進入排乾管線。此製程將發生兩次，一次沖洗過濾器排放口且再次沖洗工藝流體儲集器30。在過濾器沖洗製程期間，在活塞26處於HRP處的情況下，打開控制自工藝流體腔室34B至過濾器入口之流動的閥門3，及控制自過濾器至排乾管線之流動的閥門6，同時將所有其他閥門保持閉合。兩開放閥門將閉合，且將打開自工藝流體源FR至工藝流體儲集器30之閥門1及此儲集器20與工藝流體腔室34B之間的閥門2，以允許活塞26自源進行再裝填。在工藝流體儲集器沖洗製程期間，將打開控制自工藝流體腔室34B至工藝流體儲集器30之流動的閥門2，及控制自工藝流體儲集器30至排乾管線之流動的閥門7。所有其他閥門將保持閉合。該兩開放閥門將閉合，且活塞26將自源進行再裝填。

電子器件外罩23移除

為有助於軌道內修復，精密泵22亦允許容易地替換電子器件。電子器件外罩係完全自含的，且可藉由簡單地斷開纜線並向外抽拉箱而容易地移除外罩。

為移除電子器件外罩，使用者需要斷開五個外部連接。兩RJ45連接器、一串列連接器、一電力連接器，且接著一旦已完成此等操作，使用者就可接著斷開DB44連接器，以自泵主體22A自身斷開電子器件外罩23。現在可將外罩23向上及向外滑動，以自安裝斷開箱，且可將其自機 櫃取出。現在可藉由反向移除製程而安裝新電子器件外罩23。

軌道內移除/修復/替換泵頭

為出於軌道內維護目的而移除泵頭22A，需要藉由執行「系統排乾」功能而排空泵頭外殼，包括工藝流體腔室34B及工藝流體儲集器30。此操作允許使用者幾乎排空工藝流體腔室及工藝流體儲集器中之工藝流體。之後，可接著藉由擰下背板上之六個螺釘而移除泵頭22A。當移除泵頭22B時，使用者需要小心，以將PTFE頭(白色)及背板(不鏽鋼)保持為按壓在一起，並作為一單元而移除。亦將該等螺釘一起保持為具有泵頭22B之一單元。可緩慢地自泵主體22A取出具有六個螺釘之泵頭22B，且在以向後傾斜角度取出泵頭塊78時，應緊密地固持該泵頭塊；使用者需要準備將工藝流體腔室34B及工藝流體儲集器30中之少量工藝流體殘餘向外漏泄。

使用者可改變泵頭22B(圖6)上之所有組件，包括泵頭塊78、泵頭O型環207、閃焰配件47、閃焰配件帽350、固定螺釘111、頭隔膜84、泵頭氣動板80、氣動速斷95、螺釘99、工藝流體儲集器O型環281、閥門O型環117、安裝支腳261及彎管配件93。亦可替換/改變連接至工藝流體儲集器30之所有管道。當取出泵頭22B時，使用者可改變一物件或多個物件或可替換整個泵頭22B。在重新安裝泵頭22B之後必須執行自動平衡循環，此係由於改變將影響泵系統20中之壓力。

泵取流體腔室隔膜替換

當泵取流體腔室隔膜36極其變形或形狀走樣時，使用者將替換該隔膜。為執行此動作，需要使用「系統排乾」功能排空泵頭22B。 需要如「軌道內移除/修復/替換泵頭」章節中所描述地移除泵頭22B。接著，精密泵22需要安置於如「軌道內驅動總成改變」章節中所描述之特殊維護模式中，該模式允許泵取流體僅能夠在活塞腔室與泵取流體儲集器32之間傳送，以隔離泵取流體腔室34A。使用者需要自滲出螺釘埠BP2將滲出螺釘取出至泵取流體腔室32。接著，使用所提供的附接有較細管道之注射器(圖13)，將泵取流體抽取出泵取流體腔室34A，直至泵取流體腔室34A之底部處留下極小量之泵取流體以阻斷流動路徑為止。使用者可將泵取流體保存於容器中，並在置放新隔膜之後再使用該流體。可藉由擰下所有螺釘66而移除泵取流體腔室隔膜壓製板64(圖4)。當移除壓製板64及隔膜36時，使用者需要傾斜泵主體22A，以便保持泵取流體腔室34A之底部處的殘餘泵取流體並減少漏泄。使用者需要感知到隔膜周圍之殘餘泵取流體，並準備進行少量漏泄。

此情況允許使用者改變/替換以下部分(參見圖4)：泵取流體腔室34A上之滲出螺釘52E、泵取流體腔室O型環211、泵取流體腔室隔膜36、泵取流體腔室隔膜壓製板64及螺釘66。在重新安裝具有壓製板之新預拉伸隔膜之後，使用者需要藉由所提供注射器(圖13)填充工藝流體腔室34B，並再使用來自泵取流體腔室34A之泵取流體。將泵取流體經由滲出埠BP2(圖4)緩慢地射出至泵取流體腔室34A，直至泵取流體似乎自滲出埠BP2溢出為止。需要將滲出螺釘52E安裝回工藝流體腔室34B。在將泵頭重新安裝回至泵主體22A上之後，需要如「軌道內驅動總成改變」中所描述地藉由閉合閥門8並打開閥門5而停用特殊維護功能。彼情況允許泵系統20返回至常規維護模式。在替換泵取流體腔室隔膜36之後，及 在替換工藝流體腔室隔膜84之後，要求泵系統20執行自動平衡。

壓力感測器校準：壓力感測器PS校準之目的在於當泵內部壓力均衡為大氣壓力時，設定預設「零」壓力。當開封泵取流體儲集器滲出埠BP1，並打開流體路徑中之所有閥門時，需要校準壓力感測器PS。將單元置放於維護模式中。可藉由在GUI中之命令輸入管線中鍵打「VON1，0」而打開所有閥門。接著，可經由GUI配方頁面設定壓力感測器預設。因此，使用者可經由GUI中之「將壓力設定為零」特徵設定預設「零」壓力。此操作係必需的，此係由於許多操作位置將具有不同於製造位置之大氣壓力，且此操作允許針對彼特定位置環境大氣壓力而校準泵20。

再循環：此泵20之再循環特徵(參見圖16A至圖16B)為有助於減少管道中自各種位置(諸如過濾器中)形成之空氣，並允許較小之循環系統以在泵之分配部分空閒時准許流體移動的特徵。可如由使用者所指定地開啟或關閉此特徵。在泵處於「維護模式」時啟動或去啟動再循環特徵，並藉由自「維護」窗、GUI之再循環索引標籤或由RMVC子系統選擇「啟用」或「停用」命令而完成該特徵。當去啟動再循環特徵時，閉合用於再循環管線之閥門4(在過濾塊40上)，且移動出工藝流體腔室34B並進入過濾器42中之工藝流體僅繼續其在分配管道中之路徑。然而，若啟動再循環特徵，則泵20在分配期間打開閥門4，並將外部閥門保持為閉合。此操作打開閥門3、4、5及7，以允許所分配工藝流體移動至工藝流體儲集器30中。在閥門4打開的情況下，歸因於流體之不可壓縮性存在反壓，其並 不允許流體繼續處於分配尖端路徑中，且接著迫使流體進入再循環管線中。再循環期間所分配之流體「分配」至工藝流體儲集器中，並移位保持於工藝流體儲集器中之空氣袋。亦打開閥門7，以允許在迫使工藝流體進入工藝流體儲集器30中時移位空氣。精密泵22藉由打開閥門2、5及7而自工藝流體儲集器30「再裝填」，從而用相同於推動至工藝流體儲集器中之液體的容積之液體填充工藝流體腔室34B。

排乾功能：系統20具有用於排乾泵之工藝流體以允許發生某些維護功能的排乾特徵(圖24A及圖24B)。一旦已執行系統排乾，就必須丟棄過濾器。此操作移除儲存於工藝流體儲集器30、工藝流體腔室34B及再循環管線中之流體的大部分，但精密泵22中仍將存在一些殘餘流體。過濾器42之容積中仍將固持一些量之流體。在泵處於「維護模式」中時啟動或去啟動系統排乾功能，並藉由輸入命令SDRN1以啟用或SDRN1以停用而完成該功能。在可完成系統排乾之前，使用者必須自泵斷開並封蓋源管線，以允許將空氣引入泵系統中。藉由泵開始之此功能為排乾泵之工藝流體的使用者操作之迴路。此操作以藉由打開閥門3及5、外部分配閥門(諸如，LP數位式閥門9)而對全部11mL進行沖洗輸出操作而開始。一旦精密泵22已完成此分配，其就閉合閥門3及5以及外部閥門。接著，泵藉由打開閥門1、2及5並抽拉入11mL之空氣而自工藝流體儲集器30「再裝填」。泵藉由閉合閥門1、2及5，並打開閥門3、4、5及7以將流體推動出再循環管線至工藝流體儲集器中，而繼續系統排乾操作。接著，泵閉合閥門3、4、5及7且打開閥門2、5及7，並將流體推動出工藝流體儲集器排乾管線且 接著閉合閥門2、5及7。重複此一系列操作直至使用者停用系統排乾功能為止。此功能自精密泵22移除工藝流體，從而允許移除泵頭22B。

系統排乾操作

1.移除並封蓋製造源管線

2.沖洗輸出

a.打開3、5、DV

b.閉合閥門1、2、4、6、7、8(DV處於任何狀態)

c.自源再裝填

i.打開1、2、5

ii.閉合閥門3、4、6、7、8(DV處於任何狀態)

3.再循環

a.打開3、4、5、7

b.閉合閥門1、2、6、8、DV

c.自工藝流體儲集器再裝填

i.打開2、5、7

ii.閉合閥門1、3、4、6、8(DV處於任何狀態)

4.沖洗排放

a.打開2、5、7

b.閉合閥門1、3、4、6、8(DV處於任何狀態)

c.再裝填源

i.打開1、2、5

ii.閉合閥門3、4、6、7、8(DV處於任何狀態)

5.重複步驟2至4(直至使用者看到並無流體流出分配尖端或工藝流體儲集器排乾管線為止)

運輸功能

此運輸功能為程式化至泵20中，用於自所有泵取流體腔室及儲集器移除所有空氣的特徵。待於組裝期間使用此功能，且該功能藉由將所有泵取流體自活塞腔室28推動至泵取流體儲集器32而操作。由使用者移除泵取流體儲集器32上之滲出螺釘BP1並輸入命令「SHIP1」而完成此操作。此命令打開閥門8，並將活塞向下推進至11mL之分配末端(EOD)標記。此操作將活塞26移動至活塞腔室28之底部，同時將泵取流體推動至泵取流體儲集器32並將泵取流體儲集器32中之空氣推動出泵。使用者將看到自泵取流體儲集器32呈現極少之泵取流體。接著，使用者藉由滲出螺釘封蓋泵取流體儲集器上之滲出埠BP1，且泵主體現在並無空氣，並準備好進行運輸。

離開箱操作(圖25A及圖25B)：精密泵22在泵主體完全填充有泵取流體且並無任何空氣的情況下到達至使用者之位置。接著，使用者將精密泵22安裝至軌道系統中，並移除泵取流體儲集器滲出埠螺釘。泵入口需要與使用者之製造儲集器出口或軌道內儲集器出口(若提供)連接。泵出口需要連接至實驗室分配出口及外部數位式閥門9(若提供)。需要將外部排乾管線自過濾器排乾管線連接至製造中之出口。一旦將電力供應至泵，泵就開始其自動平衡程序，且由於活塞26處於其11mL EOD位置處，因此泵將藉由打開閥門8並縮回而返回至HRP。此製程將11mL之空氣抽拉至泵取流體儲集器32中，且接 著繼續其自動平衡製程。一旦精密泵22已完成自動平衡，(應牢記，此為使用者可需要執行壓力感測器校準處，此係由於不同高度處之大氣壓力不同)使用者現在就可封蓋泵取流體儲集器滲出埠BP1。此時，精密泵22準備好完成充裝程序，且接近於可操作的。

可定製壓力警報

泵系統20亦允許使用者根據使用者位置處之操作壓力，定製用於壓力警報之過壓設定。使用者亦可設定過壓警報之持續時間。出於此目的，使用者可將命令「OVRPd，x」輸入IDI或LYNX GUI中之命令管線中。「d」為以ms為單位的過壓持續時間。使用者可將該值設定為介於0ms與999ms之間。「x」為觸發壓力警報之壓力極限。使用者可使用兩個壓力值；一為28psi，其可由「1」表示；另一者為50psi，其可由「0」表示。舉例而言，「OVRP125，1」將過壓持續時間設定為125ms @ 28psi。"

改變馬達/活塞總成(驅動總成改變)-圖26

泵系統20包括在並不阻斷流動路徑大情況下，於內部移除及替換機械驅動總成24的能力。如先前所提及，此驅動總成24(圖8至圖9)包含電DC馬達24E、導螺釘24G、活塞26、聚四氟乙烯(PTFE)刮垢環191及隨附硬體。隨附硬體包括導軸承24F、防旋轉旗標56、用於壓製馬達24E及活塞O型環74的螺栓24A至24D。

驅動總成24替換經設計成在對泵系統20產生最小干擾的情況下發生。驅動總成替換要求移除外罩、四個馬達安裝螺栓、馬達電力插塞及泵取流體儲集器滲出埠BP1螺釘。

驅動總成替換製程允許在並不干擾工藝流體流動路徑的情 況下移除、修理及替換驅動總成。此情況消除將工藝流體化學製品曝露至空氣及其他污染物的風險，並減少將工具釋放回至生產中所需要的工藝流體量及重新鑑定時間量。

當使用者在微控制器38之連接軟體中鍵入驅動總成改變程序時，驅動總成替換製程(圖2)開始。取決於泵操作程式介面，存在可實現驅動總成替換之兩種方式：使用GUI或藉由使用RMVC子系統可操作介面。

(1)使用GUI(圖13A、圖13H或圖13L)

a.精密泵22需要安置於維護模式中，該模式允許打開用以分離來自活塞腔室26及工藝流體腔室34B之泵取流體的閥門5。藉由在命令輸入管線中鍵打「SPCF1」命令，此操作允許精密泵22在閉合閥門V5時進入特殊維護模式中，從而將來自活塞腔室28及泵取流體腔室34A之泵取流體分離。在此階段處，使用者需要將按鈕開關25A(圖3)(其附接至PCB壓力板48上)啟動至「接通」位置以打開閥門8。彼操作在活塞腔室28與泵取流體儲集器32之間實現用於泵取流體之開放流動路徑。

b.然後，需要移除用於埠BP1之泵取流體儲集器滲出埠螺釘。使用者需要藉由將公端旋擰至泵取流體儲集器滲出埠BP1而安裝所提供的注射器(圖13)。在注射器之末端處抽取注射器柱塞。此情況允許在驅動總成替換製程期間，於泵取流體儲集器32與注射器腔室之間進行空氣交換。連接注射器亦使得精密泵22能夠將活塞腔室28中之泵取流體移動至肩部位置200(圖10)。藉由移除壓製馬達24E之四個螺栓24A至24D，並自PCB壓力板48拔出馬達電力，可自活塞腔室26逐漸抽拉出驅動總成24。

c.然後，使用者需要經由注射器將空氣緩慢地推動至泵取流體儲集器32，以將活塞腔室26中之泵取液面升高至大約肩部200。可將活塞位於本位處之新或經修復驅動總成緩慢插入活塞腔室26中。應藉由向下面向活塞內徑28的活塞26之圓錐形部分76而定向總成。應定向馬達24E，使得將馬達連接至壓力PCB 48之線剛好位於壓力PCB 48上。應定向活塞26，使得當垂直地固持驅動總成時(電驅動馬達24E在頂部上，且活塞26筆直向下面向)，防旋轉旗標56容易地配合至清除通道中，且活塞之圓錐形區段相對於活塞內徑同軸。應降低驅動總成24，直至活塞26之圓錐形區段在活塞內徑28內部，且驅動總成24停置於下部(離電驅動馬達最遠)O型環74上為止。活塞26之圓錐形形狀76導致移位泵取流體及空氣，且液面上升以完全填充下部O型環74下方之容積。

d.然後，需要重新安裝四個螺栓24A至24D以壓製馬達24E，且需要將馬達電力插塞回至PCB壓力板48。可藉由自泵取流體儲集器滲出埠BP1擰下注射器(圖13)而移除該注射器。

e.最後，使用者可將附接至PCB壓力板48之開關翻轉回至「斷開」位置。此情況准許閉合分離活塞腔室28與泵取流體儲集器32之閥門8。藉由在命令輸入管線中鍵打停用特殊維護模式之「SPCF0」，並藉由打開閥門5而將精密泵22安置於常規維護模式中。接著，需要進行自動平衡行進，以便確保活塞26返回至其參考本籍位置HRP。在完成自動平衡之後，使用者需要將泵取流體儲集器滲出螺釘重新安裝回至泵取流體儲集器滲出埠BP1上。

(2)使用遠端監測、觀察及控制(RMVC)子系統

a.藉由使用RMVC子系統可操作介面(圖13D至圖13G)，可藉由點擊維護頁面上之「進入/離開維護」按鈕而致能維護。在「高級」索引標籤下，其包括驅動總成功能。藉由點擊「改變驅動機構」索引標籤，驅動總成替換程序展示於每一隨後索引標籤上。藉由點擊「啟用驅動改變」索引標籤，此操作在打開分離活塞腔室28與泵取流體儲集器32之閥門8時，閉合分離活塞腔室28及工藝流體腔室34A中之泵取流體的閥門5，以分離活塞腔室28及泵取流體腔室34A中之泵取流體。

b.此時，實施上文「使用GUI」之1(b)至1(d)步驟。

c.對於最後步驟，使用者可點擊「停用馬達改變」索引標籤。此操作閉合閥門8並打開閥門5。使用者接著點擊「自動平衡」索引標籤以有助於活塞26返回至本籍參考位置HRP。在完成自動平衡程序之後，使用者需要將泵取儲集器滲出螺釘重新安裝回至泵取儲集器滲出埠BP1上。

在軌道內驅動總成改變之後測試活塞腔室中之氣體壓力

此操作有助於使用者在驅動總成改變製程期間判定任何空氣是否引入活塞腔室中。在驅動總成改變之前，建議執行活塞腔室中氣體偵測程序(圖28)。可在驅動總成改變之前於任何時間處執行此製程，例如，在已執行系統排乾程序之前或之後。此程序經歷遍及活塞行進之直線距離，監測壓力增加的一系列步驟。若系統在行進0.1mL內之直線距離中經歷壓力警報，或壓力改變除以距離改變的值超過5(僅藉由實例)，則活塞腔室28並無空氣。此情況有助於使用者在驅動總成改變之前判定系統中是否存在空氣，且在已重新組裝泵之後，使用者再次執行活塞腔室中氣體偵測程序。在驅動總成改變之後，該程序指示活塞腔室28是否存在空氣。此 氣體偵測序列向使用者簡單地指示在驅動總成改變之前系統是否並無空氣，及在驅動總成改變之後是否在系統中偵測到空氣，接著指示在驅動總成改變自身期間引入空氣。若活塞腔室中氣體偵測程序在馬達總成改變之後偵測到系統中之空氣，則使用者必須重新執行驅動總成步驟以確保活塞腔室28中並不存在空氣。

過濾器濾筒改變：由使用者簡單地向上提昇過濾器托架之釋放桿，並向外滑動舊過濾器而替換過濾器42。使用者滑動入新過濾器42，並向下推動將過濾器42固定並密封於適當位置的釋放桿。接著，使用者執行PPRM2及PPRM3操作以填充並充裝過濾器外殼及基板，並沖洗過濾器之空氣。

自動平衡

泵系統20併有自動平衡(參見圖17中之流程圖)以在泵處於「靜止」位置時，均衡泵頭中之壓力，以及校正含有於工藝流體腔室中之流體的量之任何不一致性。此功能允許使用者執行許多維護功能，而不要求自外罩移除泵或自其安裝位置移除下部外罩。此功能亦允許泵將可重複容積之流體維持於工藝流體腔室中，從而允許較好地控制泵之分配特性並防止出現損害操作之可能性。每次將電力應用於泵或藉由使用者開始關於此操作之軟體製程時自動平衡製程開始。自動平衡藉由檢查活塞是否處於HRP處而開始其操作。若活塞並不處於HRP處，則泵打開閥門8，並將活塞26抽拉回HRP，同時將泵取流體抽拉出泵取流體儲集器32。一旦活塞處於HRP處，或若活塞26原先處於HRP處，則自動平衡程序就繼續。接著，泵20藉由打開閥門8並將活塞26向前移動，以將4mL之泵取流體 推動至泵取流體儲集器32中而開始下一步驟。接著，泵20閉合閥門8並打開閥門5(兩個隔離閥門)，且開始將活塞26縮回至HRP，同時監測壓力感測器PS上之壓力。若偵測到負4.0psi之壓力讀取或當到達HRP時，泵20停止。若泵20到達負4psi之壓力，則泵20繼續自動平衡，但若泵在未到達所要壓力的情況下到達HRP，則泵20經由閥門8重複將流體推動至泵取流體儲集器32中之製程，且接著閉合閥門8並打開閥門5，且自泵取流體腔室34A進行再裝填直至到達所要負壓為止。一旦到達所要壓力，其就閉合閥門5並打開閥門8，且將活塞28返回至HRP，從而自泵取流體儲集器32抽拉泵取流體，且接著閉合閥門8。接著，泵打開閥門5並將活塞26向前移動以將1.5mL流體推動至工藝流體腔室34B中，並停止。接著，泵20閉合閥門5且打開閥門8，並返回至HRP。此時，泵20結束「自動平衡」，且已進行保持使一致量之泵取流體進入泵取流體腔室34A中所需要的所有程序。

詳言之，藉由使用者開始微控制器38之關於此操作的軟體製程而開始頭自動平衡製程。泵控制器38提示使用者自埠BP1處的，位於精密泵22之上部正面上(定位為離外罩安裝托架最遠的泵主體之側)的通用彎管配件移除泵取流體儲集器滲出埠螺釘。接著，泵控制器38打開將活塞腔室28與泵取流體儲集器32分離之隔離閥門8。接著，泵控制器38經由馬達驅動總成24將活塞26驅動至分配位置之末端(離靜止本位最遠之位置，等於11ml分配期間所停止之位置)，從而有效地排空活塞腔室28之流體。接著，泵控制器38閉合將泵取流體儲集器32與活塞腔室26分離之隔離閥門8，並打開將活塞腔室26與工藝流體腔室34A分離之隔離閥門5。

此時，泵控制器38驅動活塞26，以進入朝向本位之緩慢再裝填移動，同時泵控制器38連續地監測壓力。一旦壓力轉換器PS偵測到腔室28中之壓力處於大氣壓力(0psig)，泵控制器38就繼續進行再裝填，但以減少之速度進行。活塞26繼續以減少之速率返回至本位，直至壓力轉換器PS偵測到充分負壓為止(負壓係指內部泵主體壓力與局部大氣壓力之間的壓力差動；使用者並不可變此值)。一旦內部泵主體壓力到達此層級，活塞26就開始以相同於其再裝填之速度的減少之速度進行分配。在活塞26進行分配時，壓力轉換器PS再次連續地監測內部泵主體壓力。一旦壓力轉換器PS指示內部泵主體壓力等於大氣壓力，則活塞26就停止。

閉合將活塞腔室28與泵取流體腔室32分離之隔離閥門8，並打開將活塞腔室與泵取流體儲集器32分離之隔離閥門8。接著，將活塞26返回至本位，從而自泵取流體儲集器32抽拉流體。一旦活塞26已返回至本位，就閉合所有閥門，且泵控制器38提示使用者替換埠BP1處之泵取流體儲集器滲出埠螺釘，以密封泵取流體儲集器32。

分配偵測

分配偵測特徵意欲偵測晶圓塗佈問題之許多共同原因，其包括：

‧分配管線中之空氣

‧分配/回吸閥門故障

‧噴嘴阻塞

‧管道扭接

‧分配管線漏泄

分配偵測藉由比較每一分配之壓力量變曲線與參考壓力量變曲線而起作用。若兩曲線並不匹配於使用者可選靈敏度內，則泵產生警報。

每當對配方作出任何改變時，將保存新的參考曲線。每當保存新的參考曲線時記錄事件日誌。

操作：使用者開始執行分配；設定分配偵測並執行該偵測，以在配方發生任何改變之後記錄標準樣本(Golden Sample)。一旦儲存標準樣本，偏離超過使用者程式化百分比及超出極限之計數數目的任何分配就將停止泵20並觸發警報。

可藉由提供壓力量變曲線資料之壓力感測器PS(或，例如，基於馬達電流模擬泵壓力之Isense)使用分配偵測。

壓力感測器：直接量測泵腔室壓力。

Isense功能性：如下文所描述地推斷泵腔室壓力。

Isense H/W：橫跨步進馬達驅動器感測電阻器經由電壓降而感測電流(圖14)。藉由作用中整流器半波整流每一相位。接著，求和並積分經整流信號。藉由包封偵測器移除步進雜訊。dc放大並電壓轉譯合成信號，使得將所關注之電壓窗轉譯成A/D轉換器之最大極限。此操作允許利用A/D之最大解析度。

Isense F/W：藉由以每一操作速率執行馬達並儲存未負載「基線」A/D值而進行初始校準。

藉由自本樣本減去基線而獲得馬達負載。此操作得到與馬達負載成比例之值。此值為針對任何非線性及速率相關偽影所校正的增益。

替代性分配偵測品質報告：當任何分配偏離參考分配超過使用者程式化百分比及超出極限之計數數目時，發生分配警報。

在每一分配之後，顯示「分配品質」數目。此數目展示為百分比。若分配計數中之100%介於極限內，則顯示「分配品質」=100%。若分配計數中之50%介於極限內，則顯示「分配品質」=50%。可將分配劃分成區段，且可單獨地報告每一區段之「分配品質」。

支援過濾器再循環及至工藝流體儲集器之氮氣供應的替代性實施例

圖15及圖15A描繪精密泵系統20之替代性實施例，該系統包括額外DIV閥門(10至13)，及准許在過濾器再循環製程期間回收過濾器42內所夾帶之工藝流體的文氏管。通常，為將過濾器42中所捕獲氣體移除至過濾器排水管，亦丟棄夾帶於過濾器42內之工藝流體。然而，在包括閥門10及11的情況下，自過濾器移除所捕獲氣體，但將來自過濾器42之所捕獲工藝流體再循環回至工藝流體儲集器30係可能的。

另外，應在微控制器38偵測倒已自工藝流體儲集器30移除所有氣體，以便在工藝流體儲集器30內重新建立氣體壓頭時，經由DIV閥門12將氮氣N2源耦接至工藝流體儲集器30之頂部。泵控制器38可准許 預定量之氮氣在工藝流體儲集器30內形成氣體壓頭。在以經調節之20psi將此N2輸送至閥門12且接著輸送至工藝流體儲集器30之前預過濾此N2。

氣體偵測演算法及氣體容積偵測演算法

要求氣體偵測演算法自動充裝過濾器42，且對於藉由預儲集器30之操作而言，氣體容積偵測演算法係重要的。參見關於過濾器中氣體偵測演算法之圖27A至圖27B；關於活塞腔室中氣體偵測演算法之圖28A至圖28B；及關於工藝流體儲集器中氣體容積偵測演算法之圖29A至圖29B。

下文之序列係指壓力改變之距離速率(dp/dx)，但亦可使用壓力改變之時間速率(dp/dt)來使此等序列同樣良好地起作用(只要其相關回至基於活塞26行進之速度的行進距離)──此係由於彼速率最終相關回至容積改變──且所有此情況係基於相關於經歷容積改變而未經歷溫度之任何相當大改變的氣體之容積及壓力的理想氣體定律。

此等兩演算法中之關鍵原則在於在封閉式系統中推進活塞26，並量測壓力改變之速率。壓力改變之極高速率(極端狀況下之壓力峰值)指示並不存在氣體，額壓力改變之低速率指示存在氣體。可將壓力改變之實際量測速率相關回至(壓力改變之速率的)憑經驗判定值，以判定對系統中之氣體的量或容積之估計。

氣體偵測演算法(通常用於判定過濾系統中之氣體的存在，但亦可用於在馬達改變特徵之後測試氣體之存在)

1.將預裝填壓力設定記錄於全域變數中

2.將預裝填壓力設定為零，並等待泵腔室壓力均衡為零。並不要求此 步驟，但其一般產生較一致之結果、較好之導致。

3.閉合及打開密封需要測試氣體之存在的泵之部分所必要的任何閥門。

4.量測壓力並將其記錄於全域變數中

5.將活塞推進一些距離(標稱為0.5mL之等效移位)，當推進活塞26時執行此等步驟：

a.量測瞬時壓力並將其記錄於全域變數中

b.基於當前壓力讀數及初始壓力讀數以及活塞26之位置，計算壓力改變之距離速率(dp/dx)

c.若壓力改變之速率(dp/dx)超過先前憑經驗所判定以指示系統中並不存在氣體的臨限值(dp/dx>5通常指示系統中並不存在氣體)，則判定系統並不具有任何氣體。

6.替代性地，所行進的第10毫升之等效距離內的壓力警報亦將指示系統中並未捕獲氣體。可基於系統之實體組成憑經驗判定最佳值。

7.若活塞在並不具有壓力警報或超過活塞腔室壓力改變之臨限距離速率的情況下推進通過全部測試距離(標稱為0.5mL之等效移位)，則判定泵之彼區段中捕獲有氣體。

8.閉合及打開使泵回至其備用狀態所必要的任何閥門

9.將預裝填壓力設定為來自所使用全域變數的其之前之任何值

10.泵將花費一些時間量以均衡回至適當預裝填壓力

氣體容積偵測演算法(通常用於判定預儲集器30中之氣體的容積)

1.將預裝填壓力設定記錄於全域變數中

2.將預裝填壓力設定為零，並等待泵腔室壓力均衡為零。

3.閉合及打開密封需要測試以判定氣體容積的泵之部分所必要的任何閥門。

4.量測壓力並將其記錄於全域變數中。

5.將活塞推進一些距離(標稱為1mL之等效移位)，當推進活塞26時執行此等步驟：

a.量測瞬時壓力並將其記錄於全域變數中

b.基於當前壓力讀數及初始壓力讀數以及活塞之位置，計算壓力改變之距離速率

c.若壓力改變之速率超過先前憑經驗所判定以指示系統中並不存在氣體的臨限值，則判定系統並不具有任何氣體。

6.替代性地，所行進的第10毫升之等效距離內的壓力警報亦將指示系統中並未捕獲氣體。可基於系統之實體組成憑經驗判定最佳值。

7.若活塞在並不具有壓力警報或超過活塞腔室壓力改變之臨限距離速率的情況下推進通過全部測試距離(標稱為1mL之等效移位)，則判定泵之彼區段中捕獲有氣體。若判定系統中已捕獲氣體，則執行此等步驟：

a.計算壓力改變除以活塞移位(標稱為1mL之等效移位)的距離速率(dp/dx)

b.容積=dp/dx*15(近似地，且將考慮較多資料以得到最佳相關經驗)

c.若一毫升移位測試判定系統中存在20mL或較多之氣體，則可藉由較大移位執行另一測試以得到系統中所捕獲氣體之準確容積的較準確判定。

8.閉合及打開使泵回至其備用狀態所必要的任何閥門

9.將預裝填壓力設定為來自所使用全域變數的其之前之任何值

10.泵將花費一些時間量以均衡回至適當預裝填壓力。

應理解，上文之演算法及隨附圖式27A至29B中之數值術語為隨著泵系統進一步發展，可經受改變的近似值。

亦應注意，對於工藝流體儲集器30，可選裝置包括：

- 具有用於氮氣層之入口(經處理過濾之氮氣的低壓供應)的預儲集器；亦參見圖15A。

- 氮氣層供應上存在閥門以開啟或關閉該供應；

- 預儲集器排乾管線上存在經偏置以僅允許流動出工藝流體儲集器的止回閥。此止回閥可位於通常定位之排乾閥門上游或下游；

- 存在供應真空以將流體抽拉出排乾管線的文氏管，或其可需要克服將傾向於將流體自排乾管線推動回至工藝流體儲集器中的任何壓力差動。文氏管具有亦具有閥門以關閉或開啟氮氣供應，使得文氏管並不在所有時間處執行的氮氣供應。

圖30提供本發明20之主特徵的概述，下文亦論述該等特徵。此外，本發明關鍵特徵中之一者為與泵相關聯之儲集器，其中由微控制器或其他器件控制用於儲集器之閥門及任何相關聯流體控制組件，該器件與相關聯於泵之任何控制系統通信，或其活動藉由該系統協調。

流動路徑連續性：就維護停工時間而論，此泵具有不同於本領域中其他泵之優勢。使用具有泵取流體，及近接此泵取流體之儲集器的能力之隔膜式泵允許泵20在腔室之間移動流體(若需要進行修復)。在具 有多個輸出之泵上，使用者可在並不影響其他組件的情況下，改變過濾器、工藝流體腔室隔膜、或一輸出上之隔離閥門。

在軌道修復中：使用者可在並不需要將泵取出塗佈機/顯影器的情況下，容易地替換驅動系統。藉由使用泵取流體儲集器及圓錐形活塞頭形狀可能實現此情況。電子器件外罩為可在塗佈機/顯影器中容易地替換之另一物件。自泵外罩簡單地拔出接線線束，從而允許在替換電子器件外罩時其不受干擾地保持於塗佈機/顯影器中。亦有可能在可排乾泵頭之所有工藝流體並移除該泵頭時，改變塗佈機/顯影器中之泵頭。一旦新頭附接至泵主體，系統就可在並不阻斷流動路徑的情況下進行自動平衡並返回至生產。

預測性維護：泵系統20具有偵測及警告使用者磨損系統部分之能力。不同之磨損部分將在分配曲線中帶來不同之可辨識圖案。系統將辨識此圖案，並警告使用者需要替換所識別之麻煩部分。此等部分包括驅動系統、整合隔膜式閥門及過濾器。

可能之可檢測故障：漏泄之活塞O型環

泵取流體中之空氣

工藝流體中之空氣

預裝填期間之壓縮性

漏泄之隔膜式閥門裝填向下漏泄

過濾器過度反壓

泵腔室壓力超過極限

導螺釘背隙

馬達上之反向轉矩改變

導螺釘/馬達黏結

增加之轉矩要求

數位式閥門黏結

RMVC網路攝影機

分配偵測：誤差、曲線圖。泵系統具有藉由研究分配作出之曲線而偵測良好分配的能力。其警告使用者分配是否超出使用者所設定之容許度。系統亦顯示所收集資料之圖形視圖，並根據當前分配組態，顯示如何將其與第一分配期間之基線資料集進行比較。

零損失泵：本發明係關於藉由將未使用或未經分配之工藝流體再循環至預儲集器30而實現工藝流體之零損失。

藉由將真空抽拉通過過濾器42之預過濾：預儲集器30移除穿過過濾器之任何氣體(即，空氣)。

工藝流體儲集器入口組態：工藝流體源入口定位於工藝流體儲集器之頂部上，其中側壁相接於較短垂直側上之頂部。源入口位置之目的在於允許工藝流體以靠近側邊緣之角度進入工藝流體儲集器中，此角度允許工藝流體平穩地向下延行過工藝流體儲集器之壁，而非自儲集器之頂部滴落，此情況可導致在流體落下時，捕獲空氣。

液面感測器(LLR)

當在單級泵上進行預過濾時，直接將所產生之(亦即，超過蒸氣壓障壁)任何氣體發送出分配尖端。藉由將流體抽拉通過過濾器並抽 拉至工藝流體儲集器之頂部中(或藉由使用傾斜設計而抽拉為靠近底部)，且接著使流體流動出儲集器之底部，將在離開儲集器之前移除由過濾器所產生之任何氣體。為了使工藝流體儲集器在封閉式系統中起作用，必須維持工藝流體儲集器內部之氣液界面。一些半導體製造設備並不允許外部空氣接觸化學製品，以防止污染或粒子進入製程流程，因此當需要時使用製程級別N2。可藉由量測當推動回至工藝流體儲集器時，由泵所施加之壓力的程式，或藉由使用液面感測器(LLS)、光學感測器、浮動感測器、流量計、壓力感測器/儀錶、重量量測器件、視覺攝影機系統、或判定工藝流體儲集器中之流體的量之任何其他構件而在儲集器內管理N2及/或流體之量。

靠近泵之預儲集器(PRNTP)

在啟動階段及/或過濾器改變期間，需要藉由流體潤濕過濾器及配管(管道)。其中一個問題為此製程期間之液體損失問題。為最小化該影響，圍繞將再循環液體，並移除系統中開始是具有或由標準過濾器排放之再循環所產生的任何空氣的(PRNTP)而設計系統。藉由自頂部填充並將液體抽拉出(PRNTP)之底部，實現氣液分離障壁(亦可藉由自底部填充並將液體抽拉出底部而進行此操作)。若需要，則可應用較小真空(負壓)以進一步有助於或加速氣液分離。減少分配系統中之液體浪費的關鍵在於在(PRNTP)中保持規定量之空氣/N2，以允許流體再次進入封閉式系統之能力，藉由允許空氣/N2進入(PRNTP)及/或確定(PRNTP)中存在充分空氣/N2能實現此能力。(PRNTP)亦允許將過濾器之標準排放期間所釋放的任何流體發送回至過濾器，因此保持接近零之液體損失目標。可藉由添加經加壓管線、經加壓調節管線、開放之空氣、排放或排乾管線而將 空氣/N2添加至系統。可管理空氣/N2及/或液體之量的方式中之一些為藉由量測當推動回至(PRNTP)時由泵所施加之壓力的程式，使用液面感測器(LLS)、光學感測器、重量量測器件、浮動感測器、流量計、壓力感測器/儀錶、視覺攝影機系統、或判定(PRNTP)中之流體的量之任何其他構件。

為進行此操作，(1)閉合所有閥門。(2)接著打開閥門1及2。泵頭以將產生真空之方向而移動，從而將流體抽取至(PRNTP)中，接著抽取至泵頭中。重複泵移動直至泵頭充滿為止。(3)接著閉合閥門1及2。(4)打開閥門3及4，且泵頭以將產生正壓之方向移動，從而將流體推動至過濾器中並通過過濾器。重複步驟(1)至(4)直至完全潤濕過濾器為止。為移除過濾器內部所捕獲之任何空氣，執行步驟(1)至(3)。步驟(5)打開閥門3及10，且泵頭以將產生正壓之方向移動，從而將空氣推動出過濾器(至過濾器排水管)。步驟(6)執行判定過濾器中是否留下任何空氣的程式，且接著閉合所有閥門。重複步驟(1)至(3)及步驟(5)至(6)直至已自過濾器移除所有空氣為止。為將(PRNTP)填充至規定層級，重複步驟(1)至(3)及步驟(5)至(6)直至完成為止。最後階段為自分配尖端移除空氣。步驟(7)閉合所有閥門且接著打開閥門1及2。泵頭以將產生真空之方向移動，從而將流體抽取至泵頭中。閉合所有閥門且接著打開閥門3、11及9。泵頭以將產生正壓之方向移動，從而將流體推動出分配尖端。重複步驟(7)直至自分配管線移除所有空氣為止。此程序允許在啟動階段、過濾器改變及/或標準分配期間存在最小(若存在)之液體損失(其中以預定義、自動式或手動排程自過濾器移除/排出空氣)。

藉由一泵使用預/後過濾之能力-將連接移動至過濾器

藉由使用(PRNTP)，可如靠近泵之預儲集器(PRNTP)描述中所展示地獲得後過濾，其中過濾器介於泵與分配尖端之間。

藉由將連接移動至過濾器，其中過濾器位於(PRNTP)或任何儲集器之前，可移除自抽拉真空以產生流動通過過濾器所產生之氣體來提供無泡分配。可藉由量測新過濾器中之流體的壓力，並將其與標準使用期間獲得之讀數進行比較而進行過濾器加載(壓力差動)監測。可藉由在泵中使用壓力感測器、使用流量計、監測馬達上之電流及/或藉由位於流體路徑中之過濾器之前的壓力感測器而獲得壓力讀數。

圖31描繪過濾器位於預儲集器30之前以及再循環在過濾器42之上游的替代性組態。詳言之，再循環返回至過濾器之上游及隔離閥門之下游的點處。在此組態中，將工藝流體自泵取腔室34抽拉通過過濾器42並抽拉至預儲集器30中。替代性地，可組合氣體容積偵測系統使用預儲集器排水管上之文氏管，以自過濾器42填充預儲集器。預儲集器30提供對抽拉通過過濾器42之液體的額外除氣益處。另外，對再裝填速率之精確控制亦可減低任何氣體引入。

圖32描繪過濾器42位於預儲集器30之後，且再循環位於預儲集器30之上游抑或預儲集器下游(由體模中展示之經閥調路徑指示後替代性方案)的另一組態。在再循環發生於預儲集器30之上游的情況下，再循環管線耦接至在預儲集器30之上游及緊密相關聯閥門之下游的點處。在泵之再裝填期間，直接將工藝流體抽拉通過過濾器42。替代性地，當實施圖32中之體模中展示之經閥調路徑時，再循環管線耦接至在過濾器42之上游及預儲集器30及緊密相關聯閥門之下游的點處。在泵之再裝填期 間，直接將工藝流體抽拉通過過濾器42。體模中展示之此經閥調路徑允許隔離預儲集器30與過濾器42，使得可自動針對問題(例如，由於閥門阻斷、配件漏泄(損失密封)而不能進行充裝)測試過濾器42。

圖33描繪過濾器42亦位於預儲集器之前但再循環在過濾器42下游的另一組態。詳言之，再循環返回至在隔離閥門之下游及預儲集器30之上游的點處，或直接返回至預儲集器30之頂部中。將工藝流體自泵取腔室34抽拉通過過濾器42並抽拉至預儲集器30中。替代性地，組合氣體容積偵測系統使用預儲集器排水管上之文氏管，以自過濾器填充預儲集器。預儲集器30提供對抽拉通過過濾器42之工藝流體的額外除氣益處；此外，對再裝填速率之精確控制亦可減低任何氣體引入。

應理解，在圖31至圖33之所有狀況下，預儲集器30可包括可選裝置，其包括：(1)包括用於氮氣層之入口(例如，經處理過濾之氮氣的低壓供應)的預儲集器30；(2)氮氣層供應上用以開啟或關閉該供應之閥門；(3)預儲集器30之排乾管線上經偏置以僅允許流動出預儲集器的止回閥。此止回閥可位於通常定位之排乾閥門上游或下游；及(4)供應真空以將流體抽拉出排乾管線的文氏管，或其可需要克服將傾向於將流體自排乾管線推動回至預儲集器30中的任何壓力差動。文氏管具有亦具有閥門以關閉或開啟氮氣供應，使得文氏管並不在所有時間處執行的氮氣供應。

自校正泵

如同任何單級或雙級泵，若單元具有問題，則可必須在不定期之維護時間期間處理該問題。需要具有自修復/校正能力，抑或繼續執行直至定期維護時間可用之能力的泵。此情況允許泵在非生產或維護時間期間出現官方停工時間的情況下繼續生產。為實現此情況，泵具有量測應用於泵馬達之電流的能力。若在並未改變製程設置或化學製品的情況下，電流隨時間推移增加，則此情況可為輸出閥門、電子器件、馬達、化學製品或過濾器之問題的結果。泵可傳信操作員需要不久查看該泵。若將流量計置放於過濾器之後及分配輸出/回吸閥門之前，則其可判定是否正確地打開或閉合閥門。若流動發生改變，則其可傳信泵將流動速率調整為正確量。若將流量計置放於過濾器之後及分配輸出/回吸閥門之後，則其可判定是否正確地打開或閉合閥門，以及是否正確地發生回吸。若存在回吸問題，則泵可略微打開分配閥門且接著推動或抽拉流體，以使流體返回至正確液位。若對於分配流動已發生改變，則其可傳信泵將流動速率調整為正確量。

雖然已參考本發明之特定實施例詳細描述本發明，但是對熟習此項技術者而言，在不偏離本發明之精神及範疇的情況下，可對其作出各種改變及修改將係顯而易見的。

Claims (53)

1. 一種用於自待分配之一工藝流體移除氣體的自動式泵系統，該泵系統包含：一工藝流體儲集器，其具有：一入口，其耦接至一遠端工藝流體源；一出口；及一排放口，其耦接至一排水管；一驅動構件，其間接地耦接至該出口，以用於將該工藝流體驅動至該工藝流體儲集器中或驅動出該工藝流體儲集器；閥門，其耦接至該入口及該出口，以用於准許工藝流體流動至該工藝流體儲集器中或流動出該工藝流體儲集器，並耦接至該排放口以將氣體移除出該工藝流體儲集器並移除至該排水管中；一感測器，其用於提供對應於與該工藝流體儲集器中之氣體的存在相關的該泵系統中之一參數的一信號；及一處理器，其耦接至該驅動構件、該感測器及該等閥門，該處理器使用該信號以自動控制所述閥門及該驅動構件，來迫使該工藝流體儲集器中之任何氣體流過該排放口並流入該排水管中。
2. 如申請專利範圍第1項之自動式泵系統，其中該參數為系統壓力，且其中該感測器為一壓力感測器。
3. 如申請專利範圍第1項之自動式泵系統，其中間接地耦接至該出口之該驅動構件包含用於分配該工藝流體之一泵取腔室，該泵取腔室包含將該泵取腔室分離成第一腔室及第二腔室的一隔膜，該第一腔室經由 一第一閥門與該驅動構件進行流體連通，且包含該泵取流體，該第二腔室包含該工藝流體，該第二腔室根據經由該隔膜自該第一腔室中之該泵取流體所施加的一力而將精確量之工藝流體分配至一泵出口。
4. 如申請專利範圍第1項之自動式泵系統，其中該工藝流體儲集器包含位於該工藝流體儲集器之一底表面上的一出口，該出口形成至一工藝流體流動路徑之一入口。
5. 如申請專利範圍第4項之自動式泵系統，其中該第二腔室包含位於該第二腔室之一底表面上的一入口，該入口位於該隔膜之該一側上，且該工藝流體流動路徑將該工藝流體輸送至該第二腔室中而進入該入口。
6. 如申請專利範圍第5項之自動式泵系統，其中該第二腔室耦接至具有一排放口之一過濾器，該過濾器排放口經由一再循環閥門耦接至一工藝流體再循環路徑，以用於將該工藝流體返回至該工藝流體流動路徑。
7. 如申請專利範圍第6項之自動式泵系統，其中該工藝流體儲集器包含一上表面，該上表面包含來自該工藝流體再循環路徑之一第一入口。
8. 如申請專利範圍第7項之自動式泵系統，其中該上表面包含一最高點，且其中該排放口定位於該最高點處。
9. 如申請專利範圍第3項之自動式泵系統，其中該驅動構件定位於一泵主體內，該工藝流體儲集器耦接至該泵主體。
10. 如申請專利範圍第9項之自動式泵系統，其中該驅動構件包含一活塞及汽缸配置，其中耦接至該活塞的一馬達驅動系統在該汽缸內移動該活塞，以將一實質上不可壓縮的泵取流體驅動入該汽缸中或驅動出該 汽缸。
11. 如申請專利範圍第10項之自動式泵系統，其進一步包含用於將該泵取流體儲存於其中的一泵取流體儲集器，該泵取流體儲集器經由一第二閥門與該汽缸進行流體連通，且其中當交替地啟動該第一閥門及該第二閥門時，替換用於控制該活塞移動的該馬達驅動系統，該泵藉由在該馬達驅動系統替換期間避免對一工藝流體流動路徑產生任何中斷而保持聯機。
12. 如申請專利範圍第11項之自動式泵系統，其中該泵取流體儲集器包含耦接至該汽缸之一入口，且其中該入口位於該泵取流體儲集器之一底側上，所述位於底側之入口在該馬達驅動系統之替換期間當將空氣饋入該泵取流體儲集器中以增加該汽缸中之泵取流體的液位時防止將空氣傳送至該汽缸。
13. 一種用於自待分配之一工藝流體移除氣體的自動式泵系統，該泵系統包含：一過濾器，其用於接收其中具有氣體之該工藝流體，且其中該過濾器自該工藝流體移除粒子以形成一經過濾工藝流體；一氣體移除儲集器，其用於自該經過濾工藝流體移除該氣體，該氣體移除儲集器准許該經過濾工藝流體中之該氣體朝向一儲集器排放口遷移，以形成其中並不具有氣體之一經過濾工藝流體；一泵取腔室，其用於接收其中並不具有氣體之該經過濾工藝流體，並將其中並不具有氣體之該經過濾工藝流體分配至一泵出口。
14. 如申請專利範圍第13項之自動式泵系統，進一步包含一再循環路徑， 該再循環路徑耦接至該泵出口及至該氣體移除儲集器之一入口。
15. 如申請專利範圍第13項之自動式泵系統，其進一步包含一再循環路徑，該再循環路徑耦接至該泵出口及一至該過濾器之入口。
16. 一種用於自待分配之一工藝流體移除氣體的自動式泵系統，該泵系統包含：一氣體移除儲集器，其用於自其中具有氣體之該工藝流體移除該氣體，該氣體移除儲集器准許該工藝流體中之該氣體朝向一儲集器排放口遷移，以形成其中並不具有氣體之一工藝流體；一過濾器，其用於接收其中並不具有氣體之該工藝流體，且其中該過濾器自其中並不具有氣體之該工藝流體移除粒子，以形成其中並不具有氣體之一經過濾工藝流體；及一泵取腔室，其用於接收其中並不具有氣體之該經過濾工藝流體，並將其中並不具有氣體之該經過濾工藝流體分配至一泵出口。
17. 如申請專利範圍第16項之自動式泵系統，進一步包含一再循環路徑，該再循環路徑耦接至該泵出口及一至該氣體移除儲集器之入口。
18. 如申請專利範圍第16項之自動式泵系統，其進一步包含一再循環路徑，該再循環路徑耦接至該泵出口及一至該過濾器之入口。
19. 一種用於自待分配之一工藝流體自動移除氣體的方法，該方法包含：(a)提供具有耦接至一遠端工藝流體源之一入口、一出口及耦接至一排水管之一排放口的一工藝流體儲集器；(b)將一驅動構件間接地耦接至該出口，以用於將該工藝流體驅動至該工藝流體儲集器中或驅動出該工藝流體儲集器； (c)將閥門耦接至該入口及該出口，以用於准許該工藝流體流動至該工藝流體儲集器中或流動出該工藝流體儲集器，並將一閥門耦接至該排放口，以將氣體移除出該工藝流體儲集器並移除至該排水管中，該工藝流體儲集器、該驅動構件及所述閥門形成一系統；(d)將一感測器安置於該系統中，且其中該感測器提供對應於與該工藝流體儲集器中一氣體的存在相關的一系統參數之一信號；及(e)基於自該感測器所接收的該信號，自動控制該驅動構件及所述閥門，所述自動控制迫使該工藝流體儲集器中之任何氣體流過該排放口並流入該排水管中。
20. 如申請專利範圍第19項之方法，其中安置一感測器之該步驟包含將一壓力感測器安置於該系統中，以用於偵測系統壓力。
21. 如申請專利範圍第19項之方法，其中間接地耦接一驅動構件之該步驟包含提供分配一工藝流體之一泵取腔室，且其中該泵取腔室包含將該泵取腔室分離成第一腔室及第二腔室的一隔膜，且其中該第一腔室經由一第一閥門與該驅動構件進行流體連通，以用於將一泵取流體接收於其中，且其中該第二腔室與該工藝流體儲集器進行流體連通，且其中該第二腔室根據經由該隔膜自該第一腔室中之該泵取流體所應用的一容積排量，將精確量之該工藝流體分配至一泵出口。
22. 如申請專利範圍第21項之方法，其中提供一工藝流體儲集器之該步驟包含：(a)將一第二腔室出口經由一第二閥門耦接至一過濾器輸入；及(b)將一過濾器出口經由一第三閥門耦接至該工藝流體儲集器之一工 藝流體迴程，以形成用於將該工藝流體返回至該工藝流體儲集器的一工藝流體再循環路徑。
23. 如申請專利範圍第22項之方法，其中提供一工藝流體儲集器之該步驟進一步包含回收該過濾器中剩餘之工藝流體，該方法包含：(a)閉合該泵出口處之該第三閥門；(b)閉合一過濾器排放口與一排水管之間的一第四閥門；(c)打開該過濾器排放口與該工藝流體再循環路徑之間的一第五閥門；及(d)啟動用於將工藝流體傳送出該第二腔室並傳送至該過濾器中之該驅動構件，藉此迫使該過濾器中剩餘之氣體及工藝流體離開該過濾器排放口，並將其再循環回至該工藝流體儲集器中。
24. 如申請專利範圍第23項之方法，其中提供一工藝流體儲集器之該步驟包含自該工藝流體再循環路徑經由該工藝流體儲集器之一上表面回收該工藝流體。
25. 如申請專利範圍第24項之方法，其中提供該工藝流體儲集器之該步驟包含形成該上表面以具有一最高點，及將該排放口定位於該最高點處。
26. 如申請專利範圍第19項之方法，其中提供該工藝流體儲集器之該步驟包含將該工藝流體儲集器與包含該驅動構件之一泵主體整合。
27. 如申請專利範圍第21項之方法，其進一步包含替換啟動該驅動構件之一馬達驅動系統的步驟，在該泵在該馬達驅動系統替換期間藉由避免對一工藝流體流動路徑產生任何中斷而保持聯機的同時實現替換一馬達驅動系統之該步驟。
28. 如申請專利範圍第27項之方法，其進一步包含提供一泵取流體儲集器之步驟，提供一泵取流體儲集器之該步驟包含經由一第二閥門將該泵取流體儲集器耦接為與該驅動構件進行流體連通，以形成一泵取流體流動路徑。
29. 如申請專利範圍第28項之方法，其中間接地耦接一驅動構件之步驟包含提供一活塞及汽缸配置。
30. 如申請專利範圍第29項之方法，其中該活塞包含該活塞之一遠端上的一錐形尖端，當安裝一替換馬達驅動系統時，該錐形尖端將空氣向上移位遠離該汽缸中之泵取流體。
31. 如申請專利範圍第29項之方法，其進一步包含將該工藝流體儲集器定位於該活塞及汽缸配置之上游及將一過濾器定位於該活塞及汽缸配置之下游的步驟。
32. 如申請專利範圍第29項之方法，其中提供該活塞及汽缸配置之該步驟包含將該馬達驅動系統定位於含有該活塞及汽缸配置之一泵主體的一頂部處。
33. 如申請專利範圍第29項之方法，其中間接地耦接一驅動構件之該步驟包含提供一泵取腔室，該泵取腔室具有安置於其中以形成一第一腔室及一第二腔室之一隔膜，該第一腔室與該活塞及汽缸配置進行流體連通且包含一泵取流體，且其中該第二腔室與該工藝流體儲集器進行流體連通且包含該工藝流體，該第二腔室根據經由該隔膜自該第一腔室中之該泵取流體所施加的一力而將一精確量之工藝流體分配至一泵出口。
34. 如申請專利範圍第22項之方法，其中該驅動構件包含一活塞及汽缸配置，且該方法進一步包含判定氣體是否存在於該過濾器中之步驟，判定氣體是否存在於該過濾器中之該步驟包含：(a)打開該第一閥門及該第二閥門；(b)量測該汽缸中之一壓力以形成一初始壓力值；(c)將該活塞推進一預定距離；(d)在該活塞推進時，量測一瞬時壓力值並計算壓力改變之一速率；及(e)若壓力改變之該速率小於或等於壓力改變之一預定速率，則判定氣體存在於該過濾器中，且若壓力改變之該速率大於壓力改變之該預定速率，則判定氣體並不存在於該過濾器中。
35. 如申請專利範圍第34項之方法，其中藉由獲得該瞬時壓力值與該初始壓力值之間的一差並由該活塞移位之距離除該差而計算壓力改變之該速率。
36. 如申請專利範圍第34項之方法，其中該預定距離包含等效於0.5mL之泵取流體排量的一活塞移位距離。
37. 如申請專利範圍第35項之方法，其中壓力改變之該預定速率包含一預定臨限。
38. 如申請專利範圍第19項之方法，其中該驅動構件包含一活塞及汽缸配置，且該方法進一步包含判定氣體是否存在於該汽缸中之步驟，判定氣體是否存在於該汽缸中之該步驟包含：(a)打開該第一閥門； (b)量測該汽缸中之一壓力以形成一初始壓力值；(c)將該活塞推進一預定距離；(d)在該活塞推進時，量測一瞬時壓力值並計算壓力改變之一速率；及(e)若壓力改變之該速率小於或等於壓力改變之一預定速率，則判定氣體存在於該汽缸中，且若壓力改變之該速率大於壓力改變之該預定速率，則判定氣體並不存在於該汽缸中。
39. 如申請專利範圍第38項之方法，其中藉由獲得該瞬時壓力值與該初始壓力值之間的一差並由該活塞移位之距離除該差而計算壓力改變之該速率。
40. 如申請專利範圍第39項之方法，其中該預定距離包含等效於0.5mL之泵取流體排量的一活塞移位距離。
41. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該驅動構件包含一活塞及汽缸配置，且該方法進一步包含判定該工藝流體儲集器中之一氣體容積的步驟，判定該工藝流體儲集器中之一氣體容積的該步驟包含：(a)打開該第一閥門及耦接於該工藝流體儲集器與該第二腔室之間的一第二閥門；(b)量測該汽缸中之一壓力以形成一初始壓力值；(c)將該活塞推進一預定距離；(d)在該活塞推進時，量測一瞬時壓力值並計算壓力改變之一速率；(e)若壓力改變之該速率小於或等於壓力改變之一預定速率，則判定氣體存在於該工藝流體儲集器中，且若壓力改變之該速率大於壓力改 變之該預定速率，則判定氣體並不存在於該工藝流體儲集器中；及(f)藉由將壓力改變之該速率乘以一預定值而計算該氣體容積。
42. 如申請專利範圍第41項之方法，其中若步驟(f)之結果大於一預定臨限，則重複該等步驟(b)至(f)。
43. 如申請專利範圍第41項之方法，其中藉由獲得該瞬時壓力值與該初始壓力值之間的一差並由該活塞移位之距離除該差而計算壓力改變之該速率。
44. 如申請專利範圍第41項之方法，其中該預定距離包含等效於0.5mL之泵取流體排量的一活塞移位距離。
45. 如申請專利範圍第41項之方法，其進一步包含用於當該泵處於一「靜止」狀況時維持該第一腔室及該第二腔室中之流體的可重複容積之一製程，且該製程被稱作一自動平衡，且其中一第二閥門安置於該活塞腔室與該泵取流體儲集器之間，該方法包含：(a)判定該活塞是否處於一本籍參考位置處，且若並不處於該位置處，則啟動及去啟動該第二閥門以移位該活塞，以自該泵取流體儲集器吸收泵取流體以將該活塞復原至該本籍參考位置；(b)打開該第二閥門，並移位該活塞以將一預定量之泵取流體分配回至該泵取流體儲集器中；(c)閉合該第二閥門且打開該第一閥門，並將該活塞移位反向為朝向該本籍參考位置，同時監測該汽缸中之壓力；(d)若在該活塞到達該本籍參考位置處之前未偵測到一預定負壓，則重複步驟(b)至(c)直至在到達該本籍參考位置之前偵測到該預定 負壓為止；(e)閉合該第一閥門且打開該第二閥門，並將該活塞移位至該本籍參考位置且接著閉合該第二閥門；(f)打開該第一閥門，並推進該活塞以將一預定量之工藝流體移動至該第二腔室中；(g)閉合該第一閥門並打開該第二閥門，以自該泵取流體儲集器吸收泵取流體，並將該活塞返回至該本籍參考位置；及(h)閉合該第二閥門。
46. 如申請專利範圍第45項之方法，其中該泵取流體之該預定量包含4mL。
47. 如申請專利範圍第45項之方法，其中該預定負壓包含4psi。
48. 如申請專利範圍第45項之方法，其中工藝流體之該預定量包含1.5mL。
49. 一種用於自待分配之一工藝流體自動移除氣體的方法，該方法包含：(a)提供用於接收其中具有氣體之該工藝流體並用於自該工藝流體移除粒子以形成一經過濾工藝流體的一過濾器；(b)提供接收該經過濾工藝流體並准許該經過濾工藝流體中之該氣體朝向一儲集器排放口遷移，藉此形成其中並不具有氣體之一經過濾工藝流體的一氣體移除儲集器；及(c)提供用於接收其中並不具有氣體之該經過濾工藝流體並將其中並不具有氣體之該經過濾工藝流體分配至一泵出口的一泵取腔室。
50. 如申請專利範圍第49項之方法，其進一步包含將該泵出口與一入口之間的一再循環路徑耦接至該過濾器的步驟。
51. 如申請專利範圍第49項之方法，其進一步包含將該泵出口與一入口之間的一再循環路徑耦接至該氣體移除儲集器的步驟。
52. 一種用於自待分配之一工藝流體自動移除氣體的方法，該方法包含：(a)提供接收其中具有氣體之該工藝流體並准許該工藝流體中之該氣體朝向一儲集器排放口遷移，藉此形成其中並不具有氣體之一工藝流體的一氣體移除儲集器；(b)提供用於接收其中並不具有氣體之該工藝流體並用於自該工藝流體移除粒子以形成其中並不具有氣體之一經過濾工藝流體的一過濾器；及(c)提供用於接收其中並不具有氣體之該經過濾工藝流體並將其中並不具有氣體之該經過濾工藝流體分配至一泵出口的一泵取腔室。
53. 如申請專利範圍第52項之方法，其進一步包含將該泵出口與一入口之間的一再循環路徑耦接至該氣體移除儲集器的步驟。