TWI244457B - High purity chemical container with diptube and level sensor terminating in lowest most point of concave floor - Google Patents

Description

1244457 玖、發明說明： 發明所屬之技術領域 本發明涉及一種用於高純度、高成本的化學品的容 裔’例如在半導體設備，平面顯示器以及電子設備的製造 中所需的化學品用的容器。 先前技術 電子設備製造工業需要多種液體化學品作為原材料或 者前驅物來製造積體電路和其他的電子設備。由於需要摻 雜各種化學品在用於電晶體和閘氧化層，以及需要不同金 屬的電路，隔離層，介層（vias)中的半導體，來提供適當 的電子性能，因而出現上述需求。此外，介電層用於滿足 電容器以及内層介電的需要上。製造需要脫除雜質 (substractive)的技術，該技術需要抗蝕劑，平面化 (planarization)的化學過程和現象，和蝕刻劑。 在這些應用中的所有的化學品需要處於高純度狀態從 而滿足電子製造工業中的嚴格要求，該要求是由於目前和 將來用這些化學品來製造的電子設備的極細的線寬度以及 兩设備密度所產生的。 提供高純度的化學品的部分努力是容器和系統的設計 和結構’ M容器和系統輸送這樣的化學品到製造電子設備 的反應器或者工業爐中。化學品的純度不會比用於儲存它 們的容益以及用於分配它們的系統更高。 此外， 在電子設備製造的過程中 監測所用高純度化學 1244457 口口的里疋重要的。每次可在每個半導體晶片上製造幾百個 電子器件，在未來的生產工藝中將要加工的單個晶片尺寸 a更大。攻使仵在晶片上處理的電子設備的產量非常高， 因此如果在處理或者製造過程中不能有利地獲得高純度的 化于πσ會導致巨大的損失。因此，電子製造工業把對高純 度化學品量的監測作為它們製造工藝方案的一部分。 ^ ^由於匕們特殊或者複雜的組成，在製造中的體 積而要里低（也就是說，僅僅需要較低濃度的摻雜劑）以 及對產品規格的要求非常嚴格（也就是說，高純度和不含 較寬範圍的污染物尤其是金屬），所以用於電子設備製造工 :中的间純度化學品非常昂貴。由於這些高純度化學品的 高成本，0此希望在不會乾酒的情況下可以消耗盡可能多 的化予一 &些在化學品容器中殘留的化學品，也就是殘 留液，希望為最小的 、 仁疋元全消耗同樣是不希望的，因 為在自動製造工藝中，点丨丄 例如電子設備製造中，操作 狀態會導致晶片缺陷咬者漆3 卞主私週 不能接受的並且㈣耗f成本。 …疋 為了解决純度問題和對可使用的化學品的 測，工業上進行了各種努力來實現這些目的。仃-U S 5 1 9 9 6 0 3 公 7 一種用於在沉積系統中所

屬化合物的容器，其中 彳用有U Y谷态具有進口和出口閥以 於把液體化學品從出〇击ν τ + 個用 中为配出來的浸管。然而，沒右楹 供液位感測器。 ’又有提 US5562132 公 ρ弓 7 開了一種用於高純度化學品的帶有浸管 1244457 出口和内浮式液位感測器的容器。浸管連接在整體式出口 閥上。然而，内浮式液位感測器為公知的用於容器中的高 純度化學品的顆粒發生器。 US4440319揭示了 一種飲料容器，其中一個浸管使液 體基於壓縮氣體進行分配。浸管可以設置在一槽上從而允 許完全分配完飲料。沒有提供液位感測器。 US5663503描述了 一種超音波感測器，已知該感測器 用於檢測容器中液體的存在。描述了浸入式或者非浸入式 感測器。 US6077356示出了 一個用於化學氣相沉積的反應物的 供給容器’該容器具有一個集液腔，液體排出浸管以及液 體液位感測器終止於此。考慮了超音波感測器（第6攔， 第37行）’但是在實施方案中，該專利教導說感測器不利 用集液槽進行傳感操作（第6欄，第38_43行）。僅僅當容 器在完全直立位置時才較好地利用了化學品。 US453 1 656示出了帶有圓形底面和浸管81的容器 、一 US5069243示出了帶有吸入管5和?夜面傳感裝置° 污水罐。 了 —㈣於除草劑的帶有排出管叫 硯測管13的容器。 現有技術在解決純度和高效率的利用化學品方面 ί =發明得以克服，本發明提供了高純度的内容物， 2 全傾倒和充滿容器的過程中滞留殘留的化學。 硃（也就疋祝，集液槽，側壁與底部和頂 1244457 部的過渡點）’對稱結構特徵使得可以成本合算地進行製造 並且拋光至高純度的化學品容器為保持化學品的純度所需 的鏡面尾I u〇Ra)，在液面精確度非常重要的較低和排 空的液面檢測點，纟器的凹形輪廓的較小橫截面積能夠更 加精確地進行液體測量並且避免在液面檢測的過程中產生 污染和顆粒，以及接近完全制μ會達到化學品乾酒狀 態的有效的化學品㈣。本發明的其他優點也將在下面進 4亍泮細的描述。 發明内容 本發明為-種用於高純度、高成本、液體化學品的可 輸送容器，該容器可以在偏離直立位置的位置上最大程度 地分配容ϋ中的液體化學品内容物而不完全分配出全部的 液體化學品，包括：一個包括頂壁，側壁和底壁的外殼， 底壁的内表面與液體化學品相接觸，並具有向上的凹形輪 廓，該輪廓的最低點在容器中心軸線上，一個可以作為進 口的第一開口，一個可以作為出口的第二開口，該出口包 括浸管，通過該浸管液體化學品可以從所述容器中分配出 來，該浸管的出口端靠近頂面並且進口端靠近最低點，一 個可以指示容器中的液體化學品的至少一個液面的液位感 測杰元件’該感測裔元件的輸出端靠近頂面靠近頂面並且 其末端包含的最低液位感測器靠近最低點；浸管和液位感 测器組件在它們的末端處比在它們靠近頂面的端部處彼此 更加靠近。 1244457 較佳地，側壁為圓桎形。 車乂佳地液位感，則益元件位於所述側壁的中心軸線 上’亚且浸官與液位感測器組件的下端成一角度。 可4擇地，浸管位於所述側壁的中心轴線上，並且液 位感測器元件與浸管的下端成一角度。 實施方式 。。本發明涉及一種用於高純度、高成本的化學品的容 «例如在半導體設備，平面顯示器以及電子設備的製造 中所需的化學品用的容器。這樣的製造通常需要高純度的 原材料或者化學前驅物。本文中的高純度通常是指高於 9"重量％，通常至少為99 999重量％並且更經常地至少 為99.9999重量％純度。為了在高純度化學品如原矽酸四 乙酯（TEOS)類液體化學品的容器中保持這樣的純度，容 器必須設計成苛刻純度並為惰性的。多個參數應該是適當 的’包括高純度化學品濕潤表面的電拋光内表面，通常與 化學品相接觸的容器側壁和底壁上的光滑的内表面，以及 容器的頂面或者頂蓬，該頂面或者頂蓬由於焊接的頂部結 構在再次刷新的㈣巾難以進行清洗，惰性結構材料，例 如不錄鋼⑶6L)或者石英（取決於化學品），容器中不存 在可移動件，良好的惰性密封，以及在再充滿和/或再次刷 新的過程中容易地進入容器及其部件。 高成本的化學品代表任何對於用戶來說具有足夠高成 本的化學& ’用戶想要幾乎完全分配或者使用該化學品， 1244457 包括在常規的排出完成之後容器中殘留的化學品即“殘留 液。在電子設備製造工業中使用的許多化學品是高成本 的或者非常昂貴的，由於它們特殊或者複雜的組成，複雜 的σ成工藝，低產量，以及僅僅在電子設備製造工業中使 用和與其他絕大多數工業相比需要更高純度。本中請日時 的高成本化學品的範圍可以為$2/g至$25/g以及更高。 通$，目前的高純度化學品更經常地從一個現場存貯 -輸送到工業爐或者加工工具中的某使用點上，化學品以 液體狀態進行利用，其將在卫業爐或者加工工具中蒸發或 者揮發掉。這允許更高的生產量以及更簡單的分配。-種 從個谷器中輪送化學品的方法是使用設置在容器的化學 =的浸管。通過應用—個壓力到容器中的高於液面的頂 部空間上，化學品通過浸管排出容器進入到第二級設備。 可選擇地，浸管可以用於分配惰性載氣進入液體化學品 中’以便鼓泡並把化學品攜帶進人氣體中，從而通過位於 化學品液面上方的出口排出，形成從容器的氣相輸送。這 樣的容器在工業中作為起泡器是公知的。 本毛明的次官較佳地作為一個用於分配液態的化學品 的開口 °》了使容器中的化學品獲得最完全的利用，浸管 進入以及從容器底部的最低點進行分配是重要的。缺而， 為了不超出容器中的化學品的容量，也就是說，不合分配 :=ΓΓ或者“乾酒，，狀態，需要在容器底部：最低 j上具有-個液位感測！I。因此希望容器這樣構造：使浸 官和液位感測器都在容器底部的最低點附近終止，從而可 1244457 以方便地幾乎完全分配出化學品，並且當 全分配發生眭4立丄 口口的成乎完 也就4 號’並避免實際的完全分配發生， 也就疋§兄，容器中是乾涸的狀態。 本發明同樣涉及一個具有用於測出 個分散的液位感測器的液位感測器組件。通 件中的液位感測器可以為超音波液位感測器，電= =工位感測器或者浮標液位感測器。這樣的感:i 。在*中疋公知的並且在此不作進—步的描述。 在本發明的不同實施方案中，容器的頂部，侧 表面組成了容器壁。在一些例子中’不同表面的内表面 或者相交線可以是不明顯的，例如容器具有一個大= :的形狀或者頂面和底壁為-個側面或者側壁構成的 曲面。然頂壁通常認為是這樣容器區域，即當 正常工作位置時’頂壁在容器的最高點上。當容器在它的 二常工作位置時’底壁包括容器的内表面的最低點。側辟 :成在頂面和底壁之間的連接。在一個較佳的實施方案土 中’側壁構成一個圓柱體。 為了實現幾乎完全利用化學品的目的，本發明具有之 :的-個底壁形狀，該底壁通常為—個向上的凹形輪廓， 、最低點在容器的中心轴線上。例如，當側壁代表一個在 縱向平面内具有軸線的圓柱體時，底壁的中心轴線部分通 2/a2 + y2/b2 + z2/c2=l)， «㈣㈣線重合。向上的凹形輪廓可以為— 固-次曲面，該二次曲面通常對應於一個半橢圓面 個半雙曲面 /^2 , __2 ,ι_ 2 , 2,9 … 12 1244457 (x /a y /b _z2/c2=1 )，一個半橢圓抛物面 (x2/a2+y2/b2=z)’ 一個半抛物線的圓柱體，一個橢圓圓錐 /a +y /b -z2/c2=〇 )或者較佳的一個半球形 (x+y+z=r2)。本發明的底壁的最主要的方面不在於向上 的凹形輪廓是否符合上述形狀的幾何定義，而在於表面應 ，：個平滑的曲面，在靠近底壁處或者在底壁的中心轴線 部分具有一個最低點並且曲面從底壁的中心軸線部分向上 與侧壁會合。 向上凹形輪廓的意義在於當在使用位置時，例如本發 明的容器被用戶放在不同的支揮表面上。通常 ❹ 器可以安裝在“加工工具，，或者“机借” μ 令 4 ^ 5又備 上，它們實際操 作和實施切晶圓上的化學沉積過程。在這樣的例子中容 :可以不是-個絕對直立位置或姿態。對加工工具的設計 者或者加^具的使用者來說，更重要的是在製造中” 適當地實現加工工具在石夕晶圓上的主要功能而不是關心高 純度、高成本的化學品的容器的精確位置。容器可能放置 的其他位置也可以容易地把容器定位在—個不同於絕對直 立位置的位置上。這些在容器位置上的潛在的和實際的變 化使得設計能幾乎完全分配化學品的容器變得更加複雜和 困難。在-個精確的直立位置或者容器的姿態上，帶有集 液槽的底壁在工業中公知可以提供最好的化學品分配。然 而’當這樣的帶有儲液槽的容器放置在—個偏離精確直立 :態的角度上時’也就是說’容器所放置的面不是精確地 水準，則化學品的完全消耗會打折扣並且更加重要，液位 13 1244457 感測器的讀數會不正確並且潛在的化學品的完全消耗直至 乾酒點可能會發生，儘管容器的液位感測器有讀數，作由 =不能獲得化學品從而導致昂貴的工作的晶片被毁壞，這 是電子設備製造設備用戶所認為的更壞的情況。 一本么明所没計的容器包括這樣的容器，即直接供料給 實際使用化學品的一個電子設備製造爐或加工工具的工業 爐或加工工具，有時候稱為安瓿，罐或者處理容器；並且 可以疋指再充滿上述容器的容器，有時還指散裝貨物容 為。谷為可以為任意尺寸，包括從一升或幾升到五升或者鲁 J更夕各器的尺寸不是關鍵的。用來把化學品輸送到容 器或者把化學品從容器中輸送出來的管道或者帶閥歧管在 工業中是公知的並且在這不作進一步的描述，但是它們通 书稱為化學品輸送系統，除管道和帶閥歧管，還包括壓縮 的惰性氣體源（載體或者推動氣體），自動控制單元，用於 操作氣動閥的氣動空氣源，排放管線，淨化管線，真空源， 流動控制和監測裝置以及其他附屬的設備，這些不是本發 明的討論話題。 · 可以各納在本發明容器中的化學品包括：原矽酸四乙 酯（TE〇s )，環硼氮烷，三仲丁氧基鋁，四氯化碳，三氯 乙烧’氯仿，三曱基亞磷酸鹽，二氯乙烯，硼酸三甲酯， 氯甲燒’正丁氧基·鈦，二烧基石夕烧，二乙基石夕烧，二丁 基石夕烧’燒基矽烷氫化物，六氟乙醯丙酮合銅（1 )三甲基 乙稀基石夕燒’異丙氧化物，三乙基磷酸鹽，四氯化矽，乙 氧基组’四（二乙氨基）鈦，四（二曱氨基）鈦，二叔丁 14 1244457 氰土 7烷，三乙基硼酸鹽，四氯化鈦，三甲基磷酸鹽，三 甲原矽酸鹽，乙氧基鈦，四甲基環四矽氧烷，正丙醇鈦， 二（二甲矽烷氧基）硼，異丁氧基鈦，三（三甲矽烷基） 磷酸鹽，1，1，1，5,5,5-六氟-2,4-戊二酮，四甲基矽烷，1 3 5 7_ 四甲基環四矽氧烷以及它們的混合物。 廷些化學品在多數情況下相對較昂貴，用戶希望在不 會το全用盡化學品並停止消耗該化學品的工藝的情況下使 用盡可能多的化學品。電子設備製造使用較貴的加工工具 裝置亚且產生了昂貴的，價值增加的在每個晶片上帶有大 Ϊ分散的積體電路的晶片。使用盡可能多的化學品前驅物 從而盡可能地節約積體電路的成本是重要的，但是同時， 停止晶片處理加工工具裝置或者生產出有缺陷的積體電路 也是代價高昂的。 因此，希望使用自動的液位感測器來檢測化學品的液 面從而避免化學品的完全消耗’並且方便容器的更換 (angeout )或者再充滿而不會影響下游的使用這些化學 品的晶片加工的品質。 進一步希望把液位感測器靠近容器底壁的最低點設 置，使感測器可以測出很少量的可消f化學品以幾乎完全 地使用這些化學品。 因此’本發明的一個重要方面是設置用來測量容器中 的液面的液位感測器的組合，該組合可以最終檢測出在容 器的最低點上的殘留的化學品，這允許在容器偏離直立位 置的不同位置上可以在非常少的殘留的化學品中產生液面 15 1244457 的精確信號，該容器具有一個 、’ 個由向上的凹形輪廓限定的底 壁形狀’例如一個丰纯a彡$ 土，, 、 千衣幵乂次者上述的備選的平滑曲面。 為了實現該目的，本發明提供了一個在向上的凹形輪 廓的底壁上具有最低哭、^_ 。、、负取低站的谷器，该容器足夠容納液位感測 器的傳感元件以及用於從容器中排出化學品的浸管的低 端。當容器不在精樓直立位置時，底壁的向上的凹形輪廊 不會對化學品的消耗以及液面傳感產生不利的影響。 車乂佳的液位感測器為超音波液位感測器，該感測器通 過產生超音波穿過容器中的化學品並反射一部分離開液體 化學品液面的波進行卫作。反射的超音波被制器檢測， 並且檢測到產生的超音波所需的時間與是否液面在特定的 超音波液位感測器的位置上成比例。在一個較佳的實施方 案中，液面檢測通過一個液位感測器元件進行，該感測器 元件具有在液位感測為、元件的管形體中的四個分散的液位 感测器。然而，可以想像本發明的容器在液位感測器元件 中可以具有一個或者多個分離的液位感測器。液體化學品 在官形感測器元件中移動並且每個分離的超音波液位感測 器可以檢測出液體化學品在感測器元件的每個液位感測器 的位置上是否存在。

在這些所述的實施方案中，所有的部件由適合的金屬 或者非金屬性的相容材料製成。通常，這取決於容器中的 化學品，材料可以包括，但不僅限於，不銹鋼（電解抛光 316L)，鎳，鉻，銅，玻璃，石英，Tefl〇n⑧，鎳基合金， 聚酿亞胺樹脂系列（vespel®)，鋁，聚三氟氯乙稀（Kel_F 16 1244457 PEEK，JCynar⑧，x山 a a 反化矽或者任何其他的金屬，塑膠或陶瓷 材料，以及它們的變體和組合。 圖1中舉例說明了-個1 ·8升的容器10，具有一個 側面或者側壁14 ’ -個底面或者底壁16，底壁具有包括向 上的半球形以及在壁16的中心軸線區域上的最低點36的 :々凹形輪廓，側壁14連接在側壁14的較低或者最低 圓周邊緣上，—個頂部或者頂面12，-個連接在進口（沒 ^顯不）上的進口氣動閥34，該進口通常連接在一個惰性 ，縮氣源上（也就是說，氮氣，氦氣），該惰性氣體用於使 同純度液體化學品的液面上的上部空間增壓從而把化學品 排出浸管，一個包括可拆除的浸管24的出口。浸管24具 個罪近頂壁12的由氣動閥28控制的出口端42以及一 :進口端38’該進口端非常接近在底壁的中心軸線部分的 最低點36上的容器底壁。 底壁16的内表面18具有從最低點36的向上的半球輪 廓彳之而與侧壁14的内表面2〇相交。頂壁12可以具有一 個内表面22，該表面為一個向下的凹形輪廓，例如向下的 半球輪廓’這方便了在再次刷新容器以及再充滿容器的過 轾中進行的清洗，尤其是當頂壁12焊接在側壁14上時。 底壁16的最低點36同樣有趁音波液位感測器元件 26 ’其輸出端44將來自分離的感測器46，48，5〇和52的 ^咸傳送給具有用於放大或者模組化信號的處理電子裝置 的輪出設備30，並且最終傳送給一個用於連接和傳送感測 為心戒到與容器協調工作的處理控制器上的連接器32，例 17 1244457 如任何的在工業中標準的自動控制讀數設備。 '又& 24位於中心軸線上，而液位感測器元件26成一 角度設置，即從它的與軸線中心區域分離或者隔開的輸出 端44上的一個點至它的末端4〇上的鄰近或者緊接容器軸 線中心部分上的一個點，使液位感測器元件44和浸管Μ 在底土 1 6的最低點3 6上，從而實現化學品的完全利用 以及檢測。 適當的超音波液位感測器可以通過商購獲得，例如從 ⑸ Ricefield Lane，Hauppage，NY1 1788 的 C〇Sense 有限 公司獲得的ML1(H。感測器信號通過導管26中的連接線傳 送，向上到達容器10的側壁14並經過保護套3 0到達連接 在工業中所公知的適當的處理控制器上的電纜。 在圖2中示出了一個2·5升的容器1〇〇，帶有一個側面 或者側壁114, 一個在它的内表面118上具有向上的半球形 輪廓的底面或者底壁116,其最低點136在底壁116和側壁 114的中心軸線區域，内表面ι2〇形成一個圓柱體，其橫截 面平行於頂壁112或者底壁116所在的平面，連接在側面 114的較低或者最低的圓周邊緣上，一個頂部或者頂面 112, 一個連接在進口 135上的進口氣動閥134,該進口 135 通常連接在一個惰性壓縮氣源上（也就是說，氮氣，氮氣）， 用於使高純度的液體化學品液面的上部空間增壓，從而把 化學品排出浸管，以及一個包括浸管124的出口。浸管j 24 具有一個通過閥128控制的靠近頂壁112的出口端142以 及一個進口端138,該進口端在底壁116的中心軸線部分的 18 1244457 最低點136處非常靠近容器100的底壁116。 由於浸管在它長度從遠離容器的中心軸線部分的出口 端142開始彎曲，浸管124幾乎僅僅在它的進口端丨3 8處 位於中心軸線上。液位感測器元件126從它的輸出端丄44 到它的末端140軸線居中，以至於液位感測器組件丨26和 浸管124都在底壁116的最低點136上，用於幾乎完全利 用化學品以及附加的檢測（液位感測器元件具有分離的如 圖1所示的感測器，但是它們在這兒沒有示出）。浸管和液 位感測器元件相對於容器的中心軸線部分的這種設置與圖 1所示的1.8升容器是相反的，但是應該理解的是本發明的 每個實施方案都是適當的’並且浸管和液位感測器元件可 以在中心軸線位置上互相平行。液位感測器元件126具有 相似於圖1中所示的分離的液位感測器（沒有顯示）。從這 些液位感測器傳來的信號送到輸出設備13〇上，該輸出設 備上具有放大或者模組化信號的處理電子裝置，並且最故 送到一個連接器上（沒有顯示但是與圖i相類似），該連接 器用於連接和傳送感測器的信_與容器協調卫作的任何 處里控制☆上’例如工業中任何標準的自動控制和讀數設 備0 …的容器，例如圖1中所示的容器H)和圖2中 :的容器1〇〇,可以從充滿液體的、高純度、高成本化 ^點輪:^到存貯地’到最終的使用地，並且回收 於再次刷新和再充滿。然而，這些 個在工業中公知的化學品二/ 立於 丹死滿輸运糸統中或者永久 1244457 位於或半水久地直接位於加工卫具或者化學氣相沉積設備 X又備使用從乂樣的容器輸送來的化學品從而製造電 子設備，例如電腦晶片或者積體電路，^ 雖然使化學品的使用鐵〉呈&見 一 干日7便用爻侍谷易，但卻不得不設置在一個通 书與精確直立的位置成一角度的位置上，也就是說，沒有 位於-個精確水準的面上。因此在可輸送高純度、高成本 ，體：化學品容器的領域中，本發明在幾乎完全分配化學 品但是又不會完全分配出所有的化學品的方面提供了顯著 的並且令人吃驚的優點，從而避免乾涸的狀態，該狀態會 對下游的電子設備的製造產生不利的影響，尤其是在自動 工藝中，例如從這些可輸送的容器分配化學品。 圖3A，B和C示出了本發明的容器3〇〇，該容器

在偏離容器的精確直立位置的不同角度上，這在該技術領 域中的實際應用中將會遇到，用於在低液面下連續輸送幾 乎完全分配出容納的液體化學品，而不會乾涸（在附圖 中相同的部件用相同的附圖標記表示）。圖3C示出了本發 明最理想的容器，但是當容器的垂直軸線與浸管324在相 對於容器所放置的水準支撐的一個大致垂直位置上時，有 時在一個水準支撐上不能獲得垂直位置。該位置導致所示 實施方案的1.8升的容器中的殘餘化學品的最低測試液面 為2.25立方英寸。與圖丨所示的容器相似進行裝配，其中 容器底壁具有一個向上的半球形内輪廓318，該内輪廓318 以光滑的曲面連接在限定了一個爵柱形的側壁3 14上，在 它的内表面322上具有一個向下的凹形輪廓的頂壁312， 20 1244457 一個終止於底壁316的最低點的在中心軸線上的浸管 3 24，一個控制液體化學品從浸管中分配出來的氣動閥 328，一個具有四個分離的超音波液位感測器的液位感測器 元件326,該感測器元件可以在最低感測器346，較低液位 感測器348，中間液位感測器35〇和較高液位感測器⑸ 上產生液面信號，它們都產生信號或者與一個液面信號處 理輸出330相連通。 圖3B示出了同樣的容器，但是具有與精確直立容器位 置偏離5。的位置或者姿勢。由於底壁的向上的半球形内輪 廊以及浸管和液位感測器組件接近於底壁的最低點放置， 殘餘的液體化學品保持在一個希望的最小值2.^立方英 寸，可以與圖3C中的容器位置的殘餘液面或者殘留液相 當。 在圖3A中，即使谷器的位置與精確直立容器位置的角 度為10。，仍可以獲得相同的最小殘餘化學品或者殘留液。 = "亥7人罵冴的結果的獲得是由於底壁的向上的半球 形輪廓以及浸管和液位感測器元件互相鄰近地靠近底壁内 表面的最低點放置。 γ、雖；、、；圖示了一個向上的半球形輪廓，這些結果同樣可 雔、、八他的向上的凹形輪廓來獲得，例如半橢圓形，半 面半橢圓拋物面以及半拋物線的圓柱體。 :殘留液最少能相對於容器位置的改變不敏感完全是 乎W料的。在工業中其他的用於最小化殘留的化學品或 者殘留液的嘗含式电狀％ 6 Λ求助於在谷斋底壁上的不同的集液槽。例 21 1244457 如，在圖4中示出了在現有技術的工業中試圖在容器中獲 得最小的化學品量或者殘留液（附圖A_E中相同的部件具 有相同的附圖標記）。圖4C示出了容器41〇，該容器在底 壁416上位於内底面418之下裝配有一個集液槽419,並 且具有終止於集液槽419的浸管424和液位感測器426/控 制器430。容器通常具有一頂壁412和一侧壁4“。在圖 4C中谷器在精確直立位置上並且集液槽中的殘留化學品 量計算值為2.5立方英寸。

心而’當容器在從精確直立位置向著集液槽偏離5。 位置或者姿勢時（圖4D)，殘留的化學品或者殘留液可 降低到1.6立方英寸。這是希望出現的，但是控制這樣 最小量是困難的，因為如果容器位置的角度變為偏離直 4 ^ 1 0 (圖4E ) ’殘餘的化學品將降低到i ·2立方英寸 :是應該注意的是，液位感测器仍然發出具有足夠的從 :中分配出化學品的信號，但實際上浸管變為液體乾涸

殘邊的化子的液面之上，導致了電子設備製造的 力 也就疋說，由於這樣的一個容器的錯誤讀數使 :有所需的化學品而對矽晶圓進行了處理，導致了明顯 :::陷以及晶片產量下降的代價高昂的後果；這是電， σ又備製造中的最壞的情形。 因為現有技術中的容器的集液槽不是位於容器底面( 二’當容器的^位不在精確直立位置時這導致其他⑴ 果。圖4Β示中了 装 , 冋樣的現有技術的容器，該容器從集液4 所在的容器側與直立位置成5。的角度。在該例子中，以 22 1244457 位感測器發出達到最低的化學 ，夜面“號時，殘餘的化學 品或者殘留液激增（bali_)為8 42立方英寸嚴重惡化 了所希以最小化容器中的殘餘化學品或者殘留液。 當容器的位置為從集液样^户 汞，夜僧所在的容器側與直立位置成 10。時結果進一步惡化（圖4A)，^兮 )在该例子中，當液位感測 器發出達到了最低的化學品液面信號時，貞留的化學品或 者殘留液增加到19.13立方英寸’進一步嚴重惡化了所需 的最小化容器中的殘餘化學品或者殘留液。

在電子設備製造的實際製造中，實際情況是雖然希望 =個化學品容器放在一個精確水準的表面或者支撐上， k樣的设置是不可能的’並且這樣的容器將很可能被放置 在一個不同於精確直立位置或者精確水準的表面或者支撐 上本毛明的谷為相對於現有技術在最小化殘留化學品或 者殘留液而不會使液體化學品乾涸方面是有利並安全的， 並且與現有技術所給出的教導不同，因此相對於現有技術 獲得一個沒有想到的和優異的結果。 本發明提供了高純度容器，在容器排空和再充滿的過 程中，沒有滯留殘餘化學品的化學品滯留區域（也就是說， 集液槽，側壁與底壁和頂壁的過渡區域），其對稱的設計特 徵使得可以成本划算地製造和拋光高純度化學品容器到為 保持化學品的純度所需的鏡面尾工（1〇Ra)，在液面精確度 非常重要的最低的排空液面傳感點上，容器的向上凹形輪 靡的較小橫截面積使得進行更精確的液體測量並且避免在 液面檢測的過程中污染或者產生顆粒，高效率的化學品利 23 1244457 用接近於化學品的完令珠丨 旳凡王利用而不會到達化學品的乾涸。 雖然本發明參照幾個特殊的實 明，^ 9 + 不幻灵她方案進行了圖示和說 仁疋應該理解的是盆他的每 彻丄 疋八他的“也方案和變體是可能的， 例如附加的進口哎者屮 Ρ,、、 次者出口通過電磁線圈操作的閥，手動 句’液壓閱等。該蘇明的4主 送办^ 料明的特徵可以應用在散裝化學品的輸 、尚=上、’，該容器再充滿下游的容器，直接輸送安瓶，通 孔輪运’也就是說，發泡和直接液體喷射（“町，）。 本發明通過幾個較佳的實施方案進行了描述，然而本發 的王部觀圍應該由以下的申請專利範圍來限定。 圖式簡單說明 圖1為根據本發明的一個實施方案裝配的18L容器的 部分剖面示意平面圖。 圖2為根據本發明的一個實施方案裝配的2.5L容器的 部分剖面示意平面圖。 圖3 A，B和c為根據本發明的一個實施方案裝配的 UL容器的部分剖面示意平面圖，示出了從直立容器位置 、,: 以及從直立容器位置傾斜5。和從直立容器位置 傾斜0。的液體殘留液水準。 圖4 A，B，C，D和E為現有技術中裝配有一個偏心集 液槽的容器的剖面示意平面圖，#出了從直立容器位置與 集液槽反向傾斜1〇。；從直立容器位置與集液槽反向傾斜 攸直立各器位置與槽反向傾斜〇。或者直立的容器位 置，從直立容器位置朝槽側傾斜5。；從直立容器位置朝槽 24 1244457 侧傾斜1 〇°的液體殘留液水準。 主要元件之符號說明 28、134、328.·氣動閥；3〇、13〇、33〇.·輸出設備； 32·•連接器；34··進口氣動閥；1〇、1〇〇、41〇··容器； 12、112、312、412·.頂面；14、114、314、414··側壁； 16、116、316、416·.底壁；18、20、22、118、120、 322··内表面；24、124、324、424.·浸管；26··導管； 36、136··最低點；38、138··進 口端；40、140..末端； 42、142·.出 口端；44、144··輸出端；46、48、50、52、126 326、346、348、350、352、426··感測器；128·.閥； 135·.進口； 318··内輪廓；418··内底面；419··集液槽； 430··控制器

Claims (1)

1244457 拾、申請專利範圍： •一種用於高純度、高成本、液體化學品的可輸送容 器，該容器可以在偏離直立位置的位置上最大程度地分配 各為中的液體化學品内容物而不完全分配出全部的液體化 學品，包括：一個包括頂壁，側壁和底壁的外殼，底壁的 内表面與液體化學品相接觸，並具有向上的凹形輪廓，該 輪廓的最低點在容器中心軸線上，一個可以作為進口的第 一開口，一個可以作為出口的第二開口，該出口包括浸管， 通過該浸管液體化學品可以從所述容器中分配出來，該浸 管的出口端靠近頂面並且進口端靠近最低點，一個可以指 示容器中的液體化學品的至少_個液面的液位感測器元曰 件，該感測器元件的出口端靠近頂面並且其末端包含的最 低液位感測器靠近最低點；浸管和液位感測器組件在它們 的末端處比在它們靠近頂面的端部處彼此更加靠近。 1項所述的容器，其中所述可以 用作出口的開口上具有控制流體 2 ·如申請專利範圍第 用作進口的開口以及可以 流過所述孔的閥。 如申請專利範圍第 2項所述的容器 可以通過遠端自動控制操作的氣動間 其中所述閥為 4 ·如申請專利範圍第1 的凹形輪廓為一個二次曲面 項所述的容器 其中所述向上 26 1244457 5如申1專利範圍第i項所述的容器，其中所述侧壁 的内表面與所述底壁的所诚內主工 J Μ建内表面形成光滑的曲面。 6 ·如申請專利範圚篦$ 111弟5項所述的容器，其中所述側壁 為圓柱體形狀。 7如申明專利範圍第1項所述的容器，其中所述頂壁 具有向下的凹形輪廓的内表面。 8.如申請專利範圍第1項所述的容器，其中所述向下 的凹形輪廊為一個二次曲面。 如申明專利圍第6項所述的容器，其中所述浸管 位於所述側壁的中心軸線上。 、如* w專利|&圍第6項所述的容器，其中所述液 位感測H元件位於所述側壁的巾心軸線上。 、U β ^請㈣範圍第1項所述的容器，其中所述液 位感測器元件包括兩個或者多個分離的液位感測器。 、如申°月專利範圍帛11項所述的容器，其中所述液 位：測器組件包括三個液位感測器；一個靠近液位感測器 、輸出鈿的回液位感測器；一個靠近液位感測器元件 27 1244457 :::的低液位感測器以及-個在高液位感測器和低液位 这馮盗之間的中間液位感測器。 位咸1Γ如中請專利_第1項所述的容器，其中所述液 、、則器組件選自：超音波液位感測器元件，電容液位感 件，光學液位感測器元件和浮標液位感測器組件所 組成的族群。 1 14種用於高純度、高成本、液體化學品的可輸送 金屬容器’該金屬容器可以在偏離直立位置的位置處最大 私度地分配容器中的液體化學品内容物而不會完全分配出 所有的液體化學品’包括：一個包括頂壁，圓柱形側壁和 底壁的金屬外殼，底壁的内表面與液體化學品相接觸並具 有向上的半球形輪廓，該輪廓的最低點在容器側壁的中心 軸線上，一個可以作為進口的帶閥的第一開口，一個可以 作為出口的帶閥的第二開口，該出口包括在中心軸線上的 浸管’通過該浸管液體化學品可以從所述容器中分配出 來’該浸管的出口端靠近頂面並且進口端靠近最低點，一 2可以指示容器中的液體化學品的至少三個不同液面的超 音波液位感測器元件，該感測器元件的輸出端靠近頂面並 且其末端包含的最低液位感測器靠近最低點；浸管和液位 感測為紕件在它們的末端處比在它們靠近頂面的端部處彼 此更加靠近。 28 1244457 1 5 ·如申請專利範圍第14項所述的容器’其中所述丁貝 壁具有向下的半球形輪廓。 16 ·如申請專利範圍第14項所述的容器，其中所述液 位感測器組件與浸管成一角度設置，使所述感測器組件和 所述浸管的末端互相非常靠近，所述底壁的内表面的最低 點在所述底壁的所述内表面的所述向上的半球形輪廓的中 心軸線上。

17 · —種用於高純度、高成本、液體化學品的可輸送 金屬容器，該金屬容器可以在偏離直立位置的位置處最大 程度地分配容器中的液體化學品内容物而不會完全分配出 所有的液體化學品’包括··一個包括頂壁，圓柱形側壁和 底壁的金屬外殼，底壁的内表面與液體化學品相接觸並具 有向上的半球形輪廓，該輪廓的最低點在容器侧壁的中心 ’一個可以 ’通過該浸 浸管的出口 以指示容器 軸線上的超 靠近頂面並 浸管和液位 的端部處彼

軸線上，一個可以作為進口的帶閥的第一開口 作為出口的帶閥的第二開口，該出口包括浸管 管液體化學品可以從所述容器中分配出來，該 端靠近頂面並且進口末端靠近最低點，一個可 中的液體化學品的至少三個不同液面的在中心 音波液位感測器元件，該感測器元件的輸出端 且其末端包含的最低液位感測器靠近最低點· 感測器組件在它們的末端處比在它們靠近頂面 此更加靠近。 29 1244457 18 ·如申請專利範圍第17項所述的容器，所述頂壁具 有向下的半球形輪磨。 19 ·如申請專利範圍第17項所述的容器，其中所述浸 官與液位感測|§組件成一角度設置，使所述感測器組件的 末端和所述浸管的末端互相非常靠近，所述底壁的内表面 的最低點在所述底壁的所述内表面的所述向上的半球形輪 廓的中心轴線上。 20 . —種用於高純度、高成本、液體化學品的可輸送 容器，該容器可以在偏離直立位置的位置處最大程度地分 配容器中的液體化學品内容物而不會完全分配出所有的液 體化學品’包括：-個包括頂壁，侧壁和底壁的外殼，底 壁的内表面與液體化學品相接觸並且具有向上的圓錐形輪 廓，該輪廓的最低點在容器的中心軸線上，一個可以作為 進口的第-開口’-個可以作為出口的第二開口，該出口 包括浸管，通過該浸管液體化學品可以從所述容器中分配 出來，該浸管的出口端靠近頂面並且進口末端靠近最低 點，-個可以指示容器中的液體化學品的至少—個液面的 液位感測器元件，該感測器元件的輸出端靠近頂面並且其 末端包含的最低液位感測器靠近最低點；浸管和液位感測 器組件在它們的末端處比在它們贵$ 匕們罪近頂面的端部處彼此更 加靠近。 30