TWI409902B - 具整合混合閥的安瓿 - Google Patents

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Description

具整合混合閥的安瓿 【交互參照之相關申請案】
本申請案主張美國臨時申請案61/172,662之優先權，該案於2009年4月24提出申請，其全文在此併入作為參考。
本發明與具有整合式混合閥的安瓿相關。
許多用於半導體工業中的化學物質藉由載氣供給進入反應器腔室。在一般方法中，當載氣通過含有化學物質的安瓿貯槽時，其搭載一種或更多化學物質。視輸送方法而定，該安瓿可安裝於前驅物分配系統(PDS)包殼中。
為了安全使用、操作、更換安瓿，一般需要手動閥及自動閥聯合運作。閥之聯合運作用於各種目的，諸如隔離、導流、泵清洗及輸送。傳統的安瓿貯槽組件包括與進入通口及排出通口流體連通的罐。手動的閉鎖(lock-out)標示(tag-out)閥以及氣動閥在罐及進入通口之間串聯式連接。同樣，手動的閉鎖標示閥以及氣動閥在罐及排出通口之間串聯式連接。閉鎖標示閥提供安全的方式以防止流體從罐逃逸。氣動閥提供自動化控制以下情況的流體連通：(1)載氣進入進入通口，以及(2)載氣與前驅物之組合物離開排出通口。
然而，傳統貯槽組件會遭逢許多功能性的缺陷。舉例而言，在半導體製造中所用的某些化學物質必須維持在明確界定的溫度及壓力範圍內，以減少該等化學物質的凝結及/或分解。傳統上具有手動閥及氣動閥串聯連接的貯槽組態造成曲折的流體通道以及異常的實體形狀，該二者會干擾化學物質維持於所需求的溫度範圍。此外，傳統的貯槽組件佔有可觀量的空間，且具有較不佳的操作及/或置換特質。
因此，需要一種系統可將化學物質維持於明確界定的溫度及壓力範圍內並且同時能佔用較少空間。
所揭露的實施例係關於改善的貯槽組件，其具有許多勝於傳統組件的優點，諸如需要較少空間、較佳的操作及/或置換特質，以及較佳的熱特質。藉由提供更緊密的貯槽組件，所揭露的實施例改善了必須維持在明確界定的溫度及壓力範圍內的化學物質之儲存。
根據一實施例，貯槽組件包括一罐，其具有包圍一內部空間的至少一個側壁、一頂部以及一底部。該貯槽組件進一步包括與該內部空間流體連通的一進入通口，以及與該內部空間流體連通的一排出通口。該貯槽組件也包括一進入閥，以控制進入通口及內部空間之間的流體連通。該貯槽組件亦包括一排出閥，以控制排出通口及內部空間之間的流體連通。該進入閥或該排出閥中的至少一者包含一雙功能混合閥。
另一實施例中，一分配系統包括一貯槽組件、一進入流體線路以及一排出流體線路。該貯槽組件包括一罐，該罐包括包圍其中的一空間的至少一個側壁、一頂部以及一底部。該貯槽組件包括一進入通口、一排出通口以及一注入通口，每一者皆與該內部空間流體連通。該進入通口及排出通口經裝設以個別與該進入流體線路及該排出流體線路耦接。貯槽組件包括一進入閥，以控制進入通口及內部空間之間的流體連通。該貯槽組件包括一排出閥，以控制排出通口及內部空間之間的流體連通。該貯槽組件包括一注入閥，以控制注入通口及內部空間之間的流體連通。該進入閥、該排出閥及該注入閥以可拆卸的方式與該罐耦接，且該等閥之每一者包括一雙功能混合閥。
為更完整瞭解本發明之本質與優點，可參考隨後的詳細說明書內容以及伴隨的圖式。本發明的其他態樣、宗旨及優點可由該等圖式及隨後的詳細說明書內容而變得清楚明瞭。應瞭解到，詳細的說明書內容及特定範例(在指明各實施例時)僅欲說明所用，而不欲必要性地限制所揭露的本發明之範疇。
根據此述的實施例及各種態樣，提供改善的貯槽組件。此類貯槽組件可於用在與前驅物分配系統(PDS)及/或半導體製造程序連結時特別有優勢。
儘管實施例是參考半導體製造程序中所用的前驅物傳遞系統中的應用所描述，然而，應瞭解到本發明之領域不必限制於該等應用上。
貯槽組件可包括一個或多個手動閉鎖標示閥，其與一個或多個氣動閥串聯式連接以控制貯槽罐及進入通口之間的流體連通。同樣，貯槽組件可包括一個或多個手動的閉鎖標示閥，其與一個或多個氣動閥串聯式連接以控制貯槽罐及排出通口之間的流體連通。閉鎖標示閥提供安全的方式以防止流體從罐逃逸。氣動閥提供自動化控制以下情況的流體連通：(1)載氣進入進入通口，以及(2)載氣與前驅物之組合物離開排出通口。
貯槽組件可用於儲存刺激性及/或敏感性的化學物質，諸如用於半導體製造製程中的化學物質。某些用於半導體製造中的化學物質必須維持於明確界定的溫度及壓力範圍內，以減少化學物質的凝結及/或分解。所揭露的實施例中提供串聯式連接的手動及氣動閥之替代性選擇，串聯式連接的手動及氣動閥造成曲折的流體通道以及異常的實體形狀，該二者會干擾化學物質維持於所需求的溫度範圍。所揭露的實施例提供較傳統貯槽組件佔有較少空間的貯槽組件。所揭露的實施例亦提供相較於傳統貯槽組件具有較改善的操作及/或置換特質的貯槽組件。
參考該等圖式(特別參考第1圖)，根據實施例的貯槽組件大體上由元件符號10所標示。貯槽組件10包括具有圓柱狀側壁14、底部(圖中未示)及頂部16之罐12。該罐是裝設以容納諸如用於半導體製造中所用的前驅物化學物質之流體或氣體。貯槽組件10包括進入通口18、排出通口20、注入通口22(與所安裝的一注入通口塞24一併顯示)、液位感測器組件26以及柄組件28。介於進入通口18以及罐12之間的流體連通是由雙功能混合進入閥30控制。該雙功能混合進入閥30包括氣動式閥部份32以及手動閉鎖標示模組34。雙功能混合閥可購得，例如，購自Fujikin of America,Inc的雙功能混合閥。雖所說明的雙功能混合閥使用氣動式閥，其也可使用其他類型的閥，例如電子式閥。介於排出通口20以及罐12之間的流體連通是由雙功能混合排出閥36所控制。介於注入通口22及罐12之間的流體連通可由雙功能混合注入閥38所控制，其提供使用期間自動式再注入該罐的能力。液位感測器組件26監控罐12內流體的液位。柄組件28包括兩個握持表面40、42，該等表面環繞兩個水平定向的插座44、46。該等插座44、46可用於接收舉升構件(圖中未示)，其可用於移動貯槽組件，例如，當將該貯槽組件安裝進入前驅物分配系統(PDS)時或 移出PDS時。柄組件28可裝設成能夠附接罐12或脫離罐12。柄組件也可裝設成提供貯槽組件部份(諸如對於碰撞損傷敏感的部件)的遮罩。
第2圖顯示由不同方向所視的第1圖之貯槽組件10。貯槽組件10進一步包括進入閥介面構件48，其與罐12耦接。該雙功能混合進入閥30與進入閥介面構件48耦接。該進入閥介面構件48包括內部流體通道，其用以流體連通進入通口18以及進入閥30，以及流體連通進入閥30與罐12。貯槽組件10進一步包括排出閥介面構件50以及注入閥介面構件52，其裝設成類似於進入閥介面構件48。
貯槽組件10(如第1圖及第2圖二者所示)具有提供許多功能性優點的組態。舉例而言，罐外部的部件配置於緊鄰罐頂部處(例如，離罐頂部6英吋內)。此緊密的組態使得貯槽組件相較於上述傳統貯槽組件具有減少的外部流體通道，因而減少必須加熱(例如藉由加熱毯)以維持貯槽組件的內容物在需求的溫度範圍內的罐外部區域。貯槽組件10的組態亦具有在水平及平行方向上的進入通口18及排出通口20。如將於下參考第4圖更詳細描述者，此般進入通口及排出通口的方向使貯槽組件可以水平式安裝至PDS且以水平式從PDS移出。柄插座提供安裝及移出貯槽組件期間使用舉升設備的能力。
第3圖是貯槽組件10之分解透視圖。第3圖顯示柄組件28，其可使用四個柄附接螺栓54與罐12耦接。兩個 柄附接螺栓54嚙合罐頂部中的螺紋栓孔，而兩個柄附接螺栓嚙合位於進入閥介面構件48及排出閥介面構件50的頂部中的螺紋栓孔。柄組件包括雕塑區域56，以提供注入通口22間隙。雙功能混合閥30顯示為移離進入閥介面構件48。進入閥30與進入閥介面構件藉由四個進入閥附接螺栓58(在該視線上無法見到其中一個螺栓58)的方式耦接。進入閥墊片60可配置在進入閥及進入閥介面構件之間。類似的佈置可用於注入閥38以及排出閥36。液位感測器組件26顯示為移離該罐。
第4圖是PDS包殼100的透視圖，顯示四個所安裝的貯槽組件(10-1、10-2、10-3、10-4)、四個支撐構件(102-1、102-2、102-3、102-4)以及一組質量流量控制器104。四個貯槽組件(10-1至10-4)裝設進至PDS包殼100。兩個貯槽組件(10-3及10-4)裝設在上排而兩個貯槽組件(10-1及10-2)裝設在下排。上排及下排的貯槽組件(10-1至10-4)在PDS包殼100中垂直定位於彼此頂部。貯槽組件(10-1至10-4)各由兩個支撐構件所支撐。下排貯槽組件(10-1及10-2)由支撐構件(102-1及102-2)支撐，而上排貯槽組件(10-3及10-4)由支撐構件(102-3及102-4)支撐。貯槽組件的進入通口及排出通口個別連接至PDS包殼100的進入供給線路以及排出供給線路。進入供給線路以及排出供給線路可裝設成水平定向並且平行，以致助於便於耦接貯槽組件的進入通口及排出通口。貯槽組件可透過PDS包殼前端加載 或卸載。加載及卸載期間，可使用舉升機構藉由柄組件(28-1、28-2、28-3、28-4)舉升/移動貯槽組件。貯槽組件可加載至支撐構件上並且滑動到位以致位於PDS包殼100上的進入供給線路與排出供給線路可連接至貯槽組件(10-1至10-4)的進入通口與排出通口。在一實施例中，支撐構件(102-1至102-4)為可調整以致在貯槽組件(10-1至10-4)放置於支撐構件(102-1至102-4)上之後，貯槽組件可經調動以將貯槽組件的進入通口及排出通口對準進入供給線路與排出供給線路。一旦貯槽組件(10-1至10-4)的進入通口及排出通口對準進入供給線路與排出供給線路，使用者可以使用氣體線路配件(諸如O環配件、金屬墊片面板等)將他們連接。
既然罐外部的部件配置於緊鄰罐頂部處(例如，離罐頂部6英吋內)，與無此組態的情況相較，可垂直加載更多的貯槽組件進入PDS包殼100。此外，參考第1圖及第2圖於上所描述的減少的外部路徑亦容許在PDS包殼100內容易調動貯槽組件(10-1至10-4)。一組質量流量控制器104耦接至貯槽組件(10-1至10-4)的排出口且用於調節從貯槽組件10至基材處理設備(圖中未示)的材料流量。
貯槽組件(10-1至10-4)可藉由將之滑動橫跨支撐構件(102-1至102-4)而調動。在另一實施例中，支撐構件(102-1至102-4)可製做成可調整，以致在貯槽組件(10-1至10-4)加載於頂部時支撐構件可移動。支撐構件(102-1至102-4)可藉由推動之或藉由某些更縝密的方式(諸如可引發支撐構件102-1至102-4運動的步進馬達或手動曲拐裝置)而移動。支撐構件的運動可在所有三方向上(即x、y、或z方向)。
根據一實施例，提供一貯槽組件，其包括一罐，該罐具有將於其中的一內部空間包圍的至少一個側壁、一頂部以及一底部。該貯槽組件包括與該內部空間流體連通的一進入通口，以及與該內部空間流體連通的一排出通口。該貯槽組件包括一進入閥，以控制進入通口及內部空間之間的流體連通。該貯槽組件亦包括一排出閥，以控制排出通口及內部空間之間的流體連通。該進入閥或該排出閥中的至少一者包含一雙功能混合閥。
貯槽組件可含有許多選擇。舉例而言，罐可經裝設以含有前驅物氣體。進入閥及排出閥可包括雙功能混合閥。貯槽組件可進一步包括一進入耦接件以使進入通口耦接實質上水平的進入供給線路，以及包括一排出耦接件以使排出通口耦接實質上水平的排出供給線路，其中該進入供給線路及排出供給線路實質上平行。進入通口及排出通口透過該罐頂部與內部空間流體連通，且進入閥及排出閥之每一者可配置於偏離頂部上方6英吋處的水平面下方。貯槽組件可包括一柄組件，其以可拆卸式耦接該罐。柄組件可包括第一握持表面以及第二握持表面。柄組件可包括至少一個實質上水平的插座以接收舉升構件。該第一及/或第二握持表面可環繞一實質上水平的插座以接收舉升構件。貯槽組件可包括與罐耦接的進入閥介面構件，且進入閥可以可拆卸式與進入閥介面構件耦接。貯槽組件可包括與罐耦接的排出閥介面構件，且排出閥可以可拆卸式與排出閥介面構件耦接。進入閥介面構件可包括第一進入通道以使內部空間及進入閥之間流體連通，並且可包括第二進入通道以使進入閥及進入通口之間流體連通。排出閥介面構件可包括第一排出通道以使內部空間及排出閥之間流體連通，並且可包括第二排出通道以使排出閥及排出通口之間流體連通。進入閥及/或排出閥可包括氣動式致動閥以及閉鎖標示模組。貯槽組件可包括與內部空間流體連通的注入通口，並且可包括用於控制注入通口與內部空間流體連通的注入閥。注入閥可包括雙功能混合閥。貯槽組件可包括與罐耦接的注入閥介面構件，且注入閥可以可拆卸式與注入閥介面構件耦接。注入閥介面構件可包括第一注入通道以使內部空間及注入閥之間流體連通，並且可包括第二注入通道以使注入閥及注入通口之間流體連通。
根據另一實施例，提供一種分配系統，其中該分配系統包括一進入流體線路、一排出流體線路以及一貯槽組件。該進入流體線路提供一材料(例如載氣)至貯槽組件。該排出流體線路從該貯槽組件移除一材料(例如載氣及化學物質)。該貯槽組件包括一罐，該罐具有包圍一於其中之空間的至少一個側壁、一頂部以及一底部。該貯槽組件包括一進入通口、一排出通口以及一注入通口，每一者皆與該內部空間流體連通。該進入通口及排出通口經裝設以個別與該進入流體線路及該排出流體線路耦接。貯槽組件包括一進入閥，以控制進入通口及內部空間之間的流體連通。該貯槽組件包括一排出閥，以控制排出通口及內部空間之間的流體連通。該貯槽組件包括一注入閥，以控制注入通口及內部空間之間的流體連通。該進入閥、該排出閥及該注入閥以可拆卸的方式與該罐耦接，且該等閥之每一者包括一雙功能混合閥。
分配系統可含有許多選擇。舉例而言，一貯槽組件可包括一柄組件，該柄組件包括第一握持表面以及第二握持表面。該第一及第二握持表面每一者可環繞一實質上水平的插座以接收舉升構件。柄組件可以可拆卸式附接至該罐。進入閥、排出閥及/或注入閥可包括氣動式致動閥且可包括閉鎖標示模組。貯槽組件可包括進入耦接件以將進入通口耦接進入流體線路，且可包括排出耦接件以將排出通口耦接排出流體線路。進入耦接件及排出耦接件經裝設以致在貯槽組件耦接至分配系統期間不需要貯槽組件實質垂直移動。該罐可經裝設以含有前驅物氣體。
應瞭解到此述的範例及實施例為闡明之目的，而本發明不限於該等範例及實施例。各種按照所揭露的範例及實施例之修改或改變皆可由熟習此技藝者所建議，並且包含於本申請案的精神與範圍、以及附加的申請專利範圍之範疇內。許多不同的組合是可能的，而此類組合英視為本發明之一部分。
10‧‧‧貯槽組件
10-1、10-2、10-3、10-4．．．貯槽組件
12．．．罐
14．．．側壁
16．．．頂部
18．．．進入通口
20．．．排出通口
22．．．注入通口
24．．．注入通口塞
26．．．液位感測器組件
28．．．柄組件
28-1、28-2、28-3、28-4．．．柄組件
30．．．雙功能混合進入閥
32．．．氣動式閥
34．．．閉鎖標示模組
36．．．雙功能混合排出閥
38．．．雙功能混合注入閥
40、42．．．握持表面
44、46．．．插座
48．．．進入閥介面構件
50．．．排出閥介面構件
52．．．注入閥介面構件
54．．．附接螺栓
56．．．雕塑區域
58．．．螺栓
60．．．進入閥墊片
100．．．分配系統
102-1、102-2、102-3、102-4．．．支撐構件
可參考說明書的其餘部份及以下所呈現之圖式而進一步瞭解本發明之本質及優點。該等圖式併入以下的詳細說明書部份。
第1圖是如本發明之實施例所描述的貯槽組件之透視圖。
第2圖是如本發明之實施例所描述的貯槽組件之另一透視圖。
第3圖是如本發明之實施例所描述的貯槽組件之分解透視圖。
第4圖是如本發明之實施例所描述的前驅物分配系統包殼之透視圖，其顯示四個所安裝的貯槽組件。
在附加的圖式中，類似的部件及/或特徵結構可具有相同的構件符號。再者，相同類型的各部件可藉由在構件符號後接一破折號及可區別該等類似部件的第二符號而區別。倘若在說明書中僅使用第一構件符號，則無論第二構件符號為何，該描述皆可應用至具有相同第一構件符號的類似部件的任一者。
10‧‧‧貯槽組件
12‧‧‧罐
14‧‧‧側壁
16‧‧‧頂部
18‧‧‧進入通口
20‧‧‧排出通口
22‧‧‧注入通口
24‧‧‧注入通口塞
26‧‧‧液位感測器組件
28‧‧‧柄組件
30‧‧‧雙功能混合進入閥
32‧‧‧氣動式閥
34‧‧‧閉鎖標示模組
36‧‧‧雙功能混合排出閥
38‧‧‧雙功能混合注入閥
40、42‧‧‧握持表面
44、46‧‧‧插座

Claims (17)

  1. 一種貯槽組件，其包含：一罐，其包含至少一個側壁、一頂部以及一底部，該至少一個側壁、該頂部以及該底部包圍該罐中的一內部空間；一進入通口，其與該內部空間流體連通；一進入閥，其控制該進入通口及該內部空間之間的流體流量；一進入閥介面構件，其耦接該罐，該進入閥介面構件包括一第一進入通道與一第二進入通道，該第一進入通道位在該內部空間與該進入閥之間，該第二進入通道位在該進入閥與該進入通口之間，該進入閥耦接該進入閥介面構件，使得該進入閥的一縱軸實質上平行該罐的一頂部表面；一排出通口，其與該內部空間流體連通；一排出閥，其控制該排出通口及該內部空間之間的流體流量；以及一排出閥介面構件，其耦接該罐，該排出閥介面構件包括一第一排出通道與一第二排出通道，該第一排出通道位在該內部空間與該排出閥之間，該第二排出通道位在該排出閥與該排出通口之間，該排出閥耦接該排出閥介面構件，使得該排出閥的一縱軸實質上平行該罐的該頂部表面； 其中該進入閥與該排出閥之每一者包含一雙功能混合閥，該雙功能混合閥包括一氣動閥部分以及一手動閉鎖標示(lock-out tag-out)模組。
  2. 如請求項1所述之貯槽組件，其中該罐含有一前驅物氣體。
  3. 如請求項1所述之貯槽組件，其進一步包含：一進入耦接件，其使該進入通口耦接一實質上水平的進入供給線路；以及一排出耦接件，其使該排出通口耦接一實質上水平的排出供給線路。
  4. 如請求項3所述之貯槽組件，其中該進入供給線路及該排出供給線路實質上平行。
  5. 如請求項1所述之貯槽組件，其中該進入通口及該排出通口之每一者透過該罐之該頂部與該內部空間流體連通，且其中該進入閥及該排出閥之每一者配置於偏離該頂部上方6英吋處的一水平面下方。
  6. 如請求項1所述之貯槽組件，其進一步包含：一柄組件，其以可拆卸式耦接該罐，該柄組件包括一第一握持表面以及一第二握持表面。
  7. 如請求項6所述之貯槽組件，其中該柄組件包括至少一個實質上水平的插座，該插座經裝設以接收一舉升構件，該舉升構件可用於移動該貯槽組件。
  8. 如請求項7所述之貯槽組件，其中該第一握持表面及該第二握持表面之每一者環繞一實質上水平的插座，該插座經裝設以接收一舉升構件，該舉升構件可用於移動該貯槽組件。
  9. 如請求項1所述之貯槽組件，其中該進入閥以可拆卸式與該進入閥介面構件耦接，且該排出閥以可拆卸式與該排出閥介面構件耦接。
  10. 如請求項1所述之貯槽組件，其進一步包含：一注入通口，其與該內部空間流體連通；以及一注入閥，其控制介於該注入通口與該內部空間之間的流體流量，其中該注入閥包含一雙功能混合閥，該雙功能混合閥包括一氣動閥部分以及一手動閉鎖標示模組。
  11. 如請求項10所述之貯槽組件，其進一步包含：一注入閥介面構件，其與該罐耦接，該注入閥以可拆卸式與該注入閥介面構件耦接。
  12. 如請求項11所述之貯槽組件，其中該注入閥介面構件包括在該內部空間及該注入閥之間的一第一注入通道，以及在該注入閥及該注入通口之間的一第二注入通道。
  13. 一種分配系統，其包含：一進入流體線路，其提供一材料至一貯槽組件；一排出流體線路，其從該貯槽組件移除該材料；其中該貯槽組件進一步包含：一罐，其包含至少一個側壁、一頂部以及一底部，該至少一個側壁、該頂部以及該底部包圍該罐中的一內部空間；一進入通口、一排出通口以及一注入通口，該等通口皆與該內部空間流體連通，該進入通口及該排出通口個別與該進入流體線路及該排出流體線路耦接；一進入閥，其控制該進入通口及該內部空間之間的流體流量；一排出閥，其控制該排出通口及該內部空間之間的流體流量；一注入閥，其控制該注入通口及該內部 空間之間的流體流量；一進入閥介面構件，其耦接該罐，該進入閥介面構件包括一第一進入通道與一第二進入通道，該第一進入通道位在該內部空間與該進入閥之間，該第二進入通道位在該進入閥與該進入通口之間，該進入閥耦接該進入閥介面構件，使得該進入閥的一縱軸實質上平行該罐的一頂部表面；以及一排出閥介面構件，其耦接該罐，該排出閥介面構件包括一第一排出通道與一第二排出通道，該第一排出通道位在該內部空間與該排出閥之間，該第二排出通道位在該排出閥與該排出通口之間，該排出閥耦接該排出閥介面構件，使得該排出閥的一縱軸實質上平行該罐的該頂部表面；其中該進入閥、該排出閥及該注入閥之每一者以可拆卸式耦接該罐並且包含一雙功能混合閥，該雙功能混合閥包括一氣動閥部分以及一手動閉鎖標示模組。
  14. 如請求項13所述之分配系統，其中該貯槽組件進一步包含一柄組件，該柄組件包括一第一握持表面以及一第二握持表面，其中該第一握持表面及該第二握持表面之每一者環繞一實質上水平的插座，該插座經裝 設以接收一舉升構件，該舉升構件可用於移動該貯槽組件。
  15. 如請求項14所述之分配系統，其中該柄組件以可拆卸式耦接該罐。
  16. 如請求項13所述之分配系統，其中該貯槽組件進一步包含：一進入耦接件，其將該進入通口耦接該進入流體線路；以及一排出耦接件，其將該排出通口耦接該排出流體線路，其中該進入耦接件及該排出耦接件經裝設以在該貯槽組件耦接至該分配系統期間不需要該貯槽組件之實質垂直移動。
  17. 如請求項13所述之分配系統，其中該罐含有一前驅物氣體。
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