TWI458554B - 包含氣體移除設備之液體分配系統 - Google Patents

Description

包含氣體移除設備之液體分配系統

本發明是關於一種分配系統，例如用來有效供應流體材料以供使用的分配系統。一方面，本發明是關於壓力分配系統，其係藉由如空氣或液體等加壓介質來替換材料而使得液體或其他流體材料自來源容器排放，其他方面是關於此類系統的製造、操作和配置方法。

在許多工業應用中，化學試劑與組成成分需以高純度的狀態來供應，因而發展出特殊的封裝件來確保材料在整個裝填、儲存、運送和最終分配的過程中，是以適當純度與形態來供應。

在微電子裝置製造領域中，由於封裝材料內的任何污染物及/或任何進入封裝件中的環境污染物，將不利於以此液體和含液體之組成製作的微電子裝置產品，造成微電子裝置產品不良、甚至報廢，迫切需要能適當封裝各種液體和含液體組成的封裝技術。

有鑑於此，已發展出多種高純度封裝件來封裝用於製造微電子裝置的液體和含液體之組成，例如光阻劑、蝕刻劑、化學氣相沉積試劑、溶劑、晶圓與工具清洗配方、化學機械研磨組成、彩色濾光化學試劑、表面塗層、液晶材料等。

用於此類用途的其中一種高純度封裝件包括一硬式或半硬式的外包裝件(overpack)，其以一彈性內襯或囊袋容納液體和液底(liquid－based)組成，內襯或囊袋利用如蓋子等固定結構而固定於外包裝件內。此類封裝件通常稱為「罐裝內袋包裝(bag－in－can；BIC)」、「瓶裝內袋包裝(bag－in－bottle；BIB)」和「桶裝內袋包裝(bag－in－drum；BID)」。此類封裝件可購買ATMI公司(位於美國康涅狄格(CT)州的Danbury)註冊商標為NOWPAK的商品。較佳地，內襯包含彈性材料，外包裝容器包含實質上比彈性材料要硬的壁面材料。硬式或半硬式外包裝件可由例如高密度聚乙烯或其他高分子(polymeric，或稱聚合物)或金屬組成，內襯可為聚膜材料組成的已預洗的無菌摺疊袋，例如聚四氟乙烯(PTFE)、低密度聚乙烯、PTFE系多層板、聚醯胺、聚酯、聚氨基甲酸酯或其他不與內襯所含液體或液底材料反應的材料等。包含任一上述材料的多層板均可使用。構成內襯的材料範例更包括金屬化膜層、金屬箔、高分子/共聚物、層壓板、擠出物(extrusion)、共押物(co－extrusion)和吹製與模鑄膜層。此類封裝件可購自ATMI公司(美國康涅狄格州的Danbury市)註冊商標為NOWPAK的商品。

在分配操作此類液體與液底組成之內襯型封裝件時，分配來自內襯中之液體的方法係將一分配構件連接至內襯的接口，該分配構件包括一浸管(diptube)或短探針，且浸管浸沒在所含液體中。當分配構件連接到內襯後，諸如氣體等流體壓力施加於內襯的外表面上，使其逐漸摺疊並迫使液體流經分配構件而排放至相關流動迴路以流向最後使用位置。

頭端空間(headspace)的氣體(內襯頂端的額外氣體)與微氣泡會在諸如平面顯示器(FPD)和積體電路(IC)製造設施中進行內襯式(liner－based)封裝件內之液體分配時造成重大製成問題。頭端空間氣體可能源自填充過程，其中封裝件未填滿液體。為了提供能讓體積膨脹時使用的頭端空間以適應封裝件周遭環境的變化，例如當封裝件運送到封裝件分配流體的位置，因溫度改變導致液體膨脹時，常需不完全填滿封裝件。

如此，頭端空間的氣體可能隨乘著分配液體，而產生異質、多相的分配流體流(stream)，其有害於採用此分配液體的製程或產品。再者，分配液體中出現頭端空間氣體會造成流體流動感測器、流動控制器等裝置故障或出錯。

使用含液體組成之封裝件引起的另一相關問題為，氣體會滲透或洩漏到所含液體中而溶解並形成氣泡。以內襯式封裝件為例，內襯外的氣體可能會透過內襯而滲入所含液體中。當採用內襯式封裝件來壓力式分配操作時，如空氣或氮氣等加壓氣體本身可透過內襯材料且溶解於內襯裡的液體中。接著分配液體時，分配管線和下游儀器與設備中的壓降可能造成先前溶解於液體中的氣體釋出，以致於在分配液體流中形成氣泡，結果產生類似於伴乘在液體流中之頭端空間氣體般的不良影響。故，期望在開始分配之前先移除頭端空間的氣體，並且在開始分配液體後持續移除釋放出來的氣體。更期望能快速移除氣體以減少微氣泡形成。

就製造半導體和其他微電子產品而言，即使是微小尺寸的氣泡(微氣泡)也會造成積體電路或平面顯示器產品不良、甚至失效。因此移除用於此類產品製造之液體中所有的外來氣體是當務之急。

使用典型的內襯式封裝件時，使用者加壓封裝件並打開排氣閥(venting valve)使頭端空間氣體流出內襯。排出頭端空間氣體後，液體進入頭端空間氣體排放管線，感測器關閉排氣閥並打開另一閥門以專門分配排液管線中的液體。當封裝件藉由例如監測分配流體的壓力和偵測壓降隨時間的變化而指示出倒空偵測狀態(empty detect condition)時，連接到含內襯之容器的連接器或其他耦接裝置可脫離該已排空的容器，且安裝到新的(例如滿的)容器上，以繼續進行分配運作。由於頭端空間移除管線中存有液體，計時器將略過液體感測器直到再次遇到頭端空間氣體，接著計時器會關閉排放閥，使液體重返排放管線並重新啟動感測器。

然而此種配置方式易受失效模式(failure modes)的影響，失效模式包括發生下列事件：(i)計時器未正確設定並傳送頭端空間已移除的錯誤訊號；(ii)每個填充封裝件的頭端空間各不相同，故某一封裝件的設定不適用於其他封裝件，以致無法正確地移除頭端空間氣體；(iii)頭端空間氣體排放管線中的氣泡將產生已移除頭端空間氣體的錯誤指示；以及(iv)留在頭端空間排放管線的液體(先前存在)可能給出已移除頭端空間氣體的錯誤指示。

儘管整合式貯存器可用來消除微氣泡與頭端空間，但其成本較高、流力流動方式較複雜且操作較困難。微氣泡在壓力分配時的壓力下容易通過滲透性的內襯層，因此特別容易引發問題。

內襯封裝件具有最小且最好不具頭端空間(零頭端空間)已證實可抑制液體或液底組成產生微粒與微氣泡的情形。內襯封裝件具有最小且最好不具頭端空間亦可相對減少或消除頭端空間氣體進入液體或液底組成的情況。

另外，在儲存與分配內襯封裝件的液體與液底組成時，期望能控制分配情形以偵測分配材料是否耗盡或即將耗盡，進而即時終止下游運作或轉換到新的材料封裝件。可靠地在最後階段監測分配情形，特別是偵測倒空或接近倒空狀態，可得到內襯封裝件的最佳使用效果，並期望設計出與實現此種封裝件。偵測完後，最好自動切換液體的第二來源，如此可避免額外的下游運作問題。

與用來分配液體至諸如製造微電子裝置產品等工業製程之封裝件相關的另一問題為，許多應用的液體皆非常昂貴，尤其是特殊化學試劑。故就經濟面考量，需盡可能充分利用封裝件內的液體，以於完成分配後，實質上無液體殘留在封裝件。因此，期望以能夠判定分配終點的方式來監測分配過程。此技藝領域中，仍致力於提供有效的終點偵測器，使封裝件中的殘餘液體量減至最少。

在先前技術中，分配封裝件已採用浸管，即向下延伸至容器內部且停止在容器底部上方附近的管子。因材料會餘留在浸管中(例如就19公升的BIC封裝件而言，分配終了時留在浸管中的液體量可能約為30 cc；而300公升的BIC封裝件則略微多些)，因此將浸管用於分配構件會大幅增加封裝件中的殘餘液體量。

故此技藝領域中，仍不斷尋求分配封裝件與系統的改善之道。

本發明是關於分配系統，用來供應流體材料至使用流體的工具、製程或位置與供應至用於此分配系統的元件與構件，以及關於製造、使用和商業化此系統、元件與構件的方法。

在一態樣中，本發明一方面是關於流體分配系統，該系統包含壓力分配封裝件(pressure dispense package)與氣體移除設備，該壓力分配封裝件用以裝入欲進行加壓分配的流體，以及該氣體移除設備用以在分配流體之前與期間，移除壓力分配封裝件中的氣體。

在另一態樣中，本發明是關於一種方法，該方法包含：(a)壓力分配來自前述流體分配系統的流體；(b)在壓力分配來自至少一封裝件的流體之前，先移除該封裝件的頭端空間氣體；以及(c)在移除封裝件的頭端空間氣體後，於整個壓力分配過程中移除進入液體中的氣體。此方法更包括微電子裝置的製造製程。

在又一態樣中，本發明是有關於一種連接器，用以嚙合壓力分配封裝件，該連接器包含氣體移除設備，用以在分配來自該封裝件的液體之前與期間，移除該壓力分配封裝件的氣體，其中氣體在移除前乃接觸液體。此連接器可選用性地包括：主體部，其定義出貯存器且包括一與內襯接合的探針，以在內襯與探針之間形成不洩漏流體(fluid－tight)的密封狀態，探針包括向上伸進貯存器的導管且其上端終止於貯存器的上端下方，如此連接器中向上流動的液體將流經導管並從其上端流入貯存器，因而分離貯存器內的氣體與液體，以於貯存器的液體與氣體間形成一液位界面；至少一感測器，與貯存器保持感測關係；排液閥；排氣閥；和閥控制器，其操作連接至少一感測器並回應控制排氣閥與排液閥，藉以分離貯存器內的氣體與液體並且個別排放氣體與液體。

在又一態樣中，本發明是關於液體分配系統，包含前述耦接至壓力分配封裝件的連接器。此封裝件可包括一內襯，該內襯設置於包裝容器內。

在另一態樣中，本發明是關於一方法，包含：(a)利用前述連接器來壓力分配至少一壓力分配封裝件的流體；(b)在壓力分配至少一封裝件的流體之前，先移除該封裝件的頭端空間氣體；以及(c)在移除封裝件的頭端空間氣體後，於整個壓力分配過程中移除進入液體中的氣體。

在又一態樣中，本發明是關於一方法，包含：(a)壓力分配來自一壓力分配封裝件的液體；(b)在將液體壓力分配至一使用流體的應用前，先移除封裝件的頭端空間氣體；以及(c)在移除封裝件的頭端空間氣體後，於整個壓力分配過程中移除進入液體的非所欲氣體。此方法可包括例如使液體流過可排放的氣/液分離區或貯存器(例如位於耦接封裝件的連接器中)；感測氣/液分離區或貯存器內存在或積聚的氣體；以及回應感測步驟而排出氣/液分離區或貯存器的氣體。此方法更可包括製造微電子裝置。

在再一態樣中，上述態樣還可包含使用一壓力轉換器或其他動線上(inline)或固定的壓力偵測裝置來指示容器壓力與分配液體壓力的差異，以自動指示分配容器呈「倒空(empty，或用盡)」狀態。

在另一態樣中，上述態樣還可包含使用一或多個壓力轉換器、電動及/或氣動閥、電子壓力控制裝置、可程式邏輯控制器、流量計及/或處理工具的指示裝置來最佳化壓力差。

在又一態樣中，上述態樣還可包含搭配使用諸如電容感測器或超音波感測器等氣泡指示或流體指示裝置，以及氣動或電動閥與可程式邏輯控制(PLC)、微控制器或其他電動/氣動控制裝置來抽出頭端空間氣體。

在再一態樣中，上述態樣還可包含一多重封裝壓力分配系統，該系統包含多個壓力分配封裝件用以自動進行「A至B」的切換。

在另一態樣中，可合併任一上述態樣以得到附加優點。

本發明之其他態樣、特徵和實施例在參照說明書與所附申請專利範圍後將變得更明顯易懂。

本發明是關於用以供應流體材料的分配系統和製造與使用此系統的方法。在一特定態樣中，本發明是關於內襯式液體容器系統，用以儲存和分配化學試劑與組成，例如用於製造微電子裝置產品的高純度液態試劑與化學機械研磨組成。

使用內襯式封裝件來儲存和分配流體材料時，內襯裝設在硬式或半硬式外部容器，分配操作可包括將一壓力分配氣體流入至容器內並且於內襯外，如此氣體所施加的壓力逐漸壓緊內襯，迫使內襯中的流體材料流出內襯。經此分配出來的流體材料可經由連接器、閥門等流過管道、歧管而至使用位置，如使用流體的處理工具。

此內襯式液體容器系統可用於儲存和分配各種類型的化學試劑與組成。雖然本發明以下主要描述儲存和分配用於製造微電子裝置產品的液體或含液體之組成，但將可理解本發明之應用不限於此，而可擴及涵蓋其他不同的應用用途與所含材料。

儘管本發明是參照包括各種內襯式封裝件與容器的特定實施例說明於下，然將可理解，這些實施例中的壓力分配配置方式或本發明之其他特徵亦可施行於無內襯之封裝件與容器系統。

在此之「微電子裝置」是指塗佈光阻之半導體基材、平面顯示器、薄膜式記錄頭、微機電系統(MEMS)和其他先進微電子元件。微電子裝置可包括圖案化及/或坦覆式(blanketed)矽晶圓、平面顯示器基材或高分子基材。另外，微電子裝置可包括中孔性(mesoporous)或微孔性無機固體。

在液體與含液體之組成(以下指稱液態介質)的內襯封裝製程中，期望能盡量減少內襯中液態介質的頭端空間。頭端空間為內襯中覆蓋液態媒質的氣體體積。

本發明之內襯式液態介質容器系統特別可應用於製造微電子裝置產品的液態介質。另外，此系統也能應用到其他方面，包括醫療藥品、建材、食品與飲料、石化燃料與石油、農耕化學品等液態介質或液態材料需加以封裝的應用領域上。

在此與內襯中之流體相關的「零頭端空間」意指內襯中完全填滿液態介質，而無氣體覆蓋在內襯的液態介質上。

同樣地，在此與內襯中之流體相關的「近乎零頭端空間」意指內襯實質上完全填滿液態介質，除了非常少量的氣體覆蓋在內襯中的液態介質上，即氣體體積小於內襯中之流體總體積的5%，較佳為小於流體總體積的3%，更佳為小於流體總體積的2%，最佳為小於流體總體積的1%，或以其他方式表示，內襯中的流體體積大於內襯總體積的95%，較佳為大於內襯總體積的97%，更佳為大於內襯總體積的98%，又更佳為大於內襯總體積的99%，最佳為大於內襯總體積的99.9%。

頭端空間的體積越大，氣體伴乘及/或溶解於液態介質中的機率越大，此乃因液態介質在內襯中易遭逢攪拌、潑濺和翻轉等情況，並且在搬運封裝件時內襯會撞擊四周的剛硬容器。上述情形將於液態介質中形成氣泡(如微氣泡)與微粒，因而降低液態介質品質，以致其不再適用於原來欲使用的用途。為此，最好能使液態介質完全填滿內襯的內部，以期將頭端空間減至最小，最好是完全消除，即零或近乎零頭端空間的構造。封裝件在裝運時會加入部分頭端空間氣體，以適應裝運過程所含材料的膨脹作用(隨溫度變化)。故根據本發明之系統係在利用一分配流動迴路來耦接封裝件與工具後，於接近大氣條件下移除頭端空間氣體。在大氣條件下，氣體從化學試劑中釋出，並可在將液體分配至工具之前，輕易地將氣體排出該系統。

封裝件包括連通內襯的一分配接口，以從該接口分配材料。該分配接口耦接至一適當的分配構件。分配構件可為任一型式，例如包括探針或具有浸管之連接器等構件，探針或浸管接觸內襯中的材料且由此分配容器內的材料。

在一實施例中，分配構件連接至流動迴路(flow circuitry)，例如微電子裝置製造設施中的流動迴路，該微電子裝置製造設施使用由封裝件之內襯所供應的化學試劑。半導體製造試劑可為光阻劑或其他高純度化學試劑或特殊試劑。

封裝件可為大型封裝件，其中該內襯可容納1至2000公升或更多的材料。

在壓力分配模式下，內襯式封裝件可連接至一加壓氣體源，例如幫浦、壓縮機、壓縮氣體槽等。

現參照圖式，第1圖繪示一處理設備，其包括一內襯式流體儲存與分配封裝件，以供應化學試劑給微電子產品製造設施的工具來製造微電子產品。

第1圖為本發明可廣泛應用的內襯式流體儲存與分配容器10的透視圖。

容器10包括柔軟有彈性的內襯12，其能容納例如高純度的液體(純度大於99.99wt%)。

內襯12較佳可由管狀原料構成。如使用如吹製管狀高分子薄膜材料等管狀原料，則可避免在內襯側邊產生熱密封及熔接裂縫。側邊無熔接裂縫是有益的，因為內襯更能忍受施加於內襯上的力量與壓力，而可避免在使用平板並於其周圍施以熱密封所形成之內襯的接縫處發生密封不良的情形。

內襯12最好是單次使用的薄膜內襯，以於每次使用後(例如用完容器內的液體後)加以移除，並更換新的預洗內襯，而能夠重複使用整個容器10。

內襯12最好不含諸如塑化劑、抗氧化劑、UV穩定劑、填充料等可能為污染源的成分，該些成分造成污染的源因例如包括滲入內襯內的液體中，或分解產生較易擴散至內襯的降解物且通過內襯表面溶解於液體中或變成污染物。

較佳地，採用實質純淨的膜層來形成內襯，例如純聚乙烯膜(無添加劑)、純聚四氟乙烯(PTFE)膜或其他適合的純高分子材料，如聚乙烯醇(polyvinylalcohol)、聚丙烯(polypropylene)、聚氨基甲酸酯(polyurethane)、聚偏二氯乙烯(polyvinylidene chloride)、聚氯乙烯(polyvinylchloride)、聚甲醛(polyacetal)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、聚丁烯(polybutylene)等。一般來說，內襯可由含有或不含金屬化膜層與金屬箔的層壓板、共押物、疊層擠出物(overmold extrusion)、複合材料、共聚物和混合材料所構成。

內襯材料可為任何適當的厚度，例如約1密爾(0.001英吋)至約30密爾(0.030英吋)。在一實施例中，內襯的厚度為20密爾(0.020英吋)。

內襯可以任一適當方法形成，但較佳是採用管狀吹模法來製造內襯，並於容器上端形成一體成型的填充口，其可如第1圖所示，連接至一接口或蓋子結構28。故內襯具有用以耦接內襯與適當連接器的一開口，用以進行裝填或分配操作，該分配操作包含個別引進或排放流體。與該內襯接口相接合的蓋子可手動移除並且可為任一形狀，端視內襯接口與蓋子的特殊結構而定。蓋子還可連接浸管，用以引進或分配流體。

如第1圖所示，內襯12的上部較佳包括二接口，然本發明之內襯也可採用單一接口或二個以上的接口。內襯置於實質剛硬的外殼或外包裝件14中，該外殼或外包裝件14的形狀通常如圖所示般為矩形的平行六面體，其包括一用以容納內襯12的下貯藏部16和可選用性的上堆疊與搬運區18。該堆疊與搬運區18包括分別相面對的正面20A與背面20C以及相面對的側壁20B、20D。至少二相對側壁(如第1圖的側壁20B、20D)各自具有手動搬運開口22、24，以便用於手動抓牢、抬起或傳送該容器。或者，該外包裝件可為圓柱形或其他適合的形狀或構造。

較佳地，外殼14的下貯藏部16略呈錐形。下貯藏部16的四個壁面皆向下朝內變細，當存放與搬運多個容器時，可堆疊該等容器。在一實施例中，外殼14的下貯藏部16可具錐形壁面，其傾斜角小於15度，如介於約2度至約12度之間。

大體剛硬的外殼14還包括與該外殼14之壁面緊密接合的一外包裝上蓋26，以圈為出用以容納內襯12之外殼14的內部空間(如圖示)。

在此實施例中，內襯具有二個硬式接口，其包括一主要上開口用以耦接至蓋子結構28並且供用來分配液體的浸管36通過。浸管36為分配構件的一部分，分配構件包括浸管、分配頭34、耦接器38和液體分配管40。分配構件亦包括一充氣管44，其藉由耦接器42連接至分配頭34並且連通該分配頭中的通道43。通道43緊密連接至該外包裝上蓋26的內部接口30，以於分配運作時引進氣體而施加壓力至內襯12上，迫使內襯12內的液體經由中空浸管36的通道，並經過分配構件從內襯流向液體分配管40。

充氣管44連接至耦接到諸如壓縮機、壓縮氣體槽等壓縮氣體源7的進氣管線8，以輸送加壓氣體到該外包裝件的內部，且於壓力分配過程逐漸壓緊內襯。

液體分配管40連接至一管中具流動控制閥3和幫浦4的分配進氣管線2，使來自該封裝件的分配液體流經此流動迴路而到達微電子產品製造設施6(「FAB」)中的工具5(圖中標示「工具」)。工具5可例如包括旋塗機，用以使用由適當光阻材料所構成之分配液體來施加光阻於基材上。該工具也可為使用特定分配化學試劑的其他設備。

液態化學試劑故可從所示之內襯式封裝件分配到微電子產品製造設施6，用於以製造微電子產品9，例如平面顯示器或含積體電路的半導體晶圓。

內襯12最好是由適當厚度的膜層材料所構成，以便於彎曲及摺疊。在一實施例中，內襯具壓縮性，使得其內部體積可縮小至約為預計填滿體積(rated fill volume)的10%或更少；其中該預計填滿體積即為完全填滿外殼14時，內襯可含的液體體積。在其他實施例中，內襯的內部體積可壓縮成約為預計填滿體積的0.25%或更少(如以4000毫升之封裝件為例，則為10毫升或更少)、或約0.05%或更少(如以19公升之封裝件為例，為10毫升或更少)、或約0.005%或更少(如以200公升之封裝件為例，小於10毫升)。較佳的內襯材料是可曲折的，使內襯可以折疊或壓縮，以於裝運過程做為更換單元。當內襯容納液體時，內襯較佳具有防止微粒與微氣泡形成的組成和性質，並且內襯具有彈性以順應因溫度與壓力變化而使液體產生膨脹及收縮的情形，其尚能有效維持純度而可用於特殊應用，例如半導體製造或其他必須使用高純度液體的應用。

就半導體製造應用而言，在容器10之內襯12所含液體中，直徑為0.25微米的微粒在填充內襯時應少於75顆/毫升，並且內襯液體中的有機碳(TOC)總量應少於30份/億(parts/billion)，諸如鈣、鈷、銅、鉻、鐵、鉬、鎂、鈉、鎳和鎢等各種關鍵元素的金屬可萃取濃度應少於10份/兆(parts per trillion)，且內襯所含之氟化氫、過氧化氫和氫氧化氨等污染物的鐵與銅可萃取濃度則少於150份/兆，此符合1999年出版之半導體產業公會半導體國際技術準則(SIA,ITRS)的規格。

如圖所示，第1圖的內襯12內部含有金屬丸45，以助於非侵入性地磁性攪拌該液體內容物，其為一選用性特徵。磁性攪拌丸45可為實驗室常用的類型，且可搭配適當的磁場施加桌使用，當將具有充滿液體之內襯的容器放置到該桌上後，可攪拌該液體使其變得均勻而不會沉澱。此種磁性攪拌的能力可溶解液體中的成分，隨後可在易促使液體內容物沉澱或相分離的條件下運送液體。此種方式間接啟動的攪拌元件，不需用到會侵入密封內襯內部的混合器。

外殼14之層板26中的接口30可耦接至內襯上的硬式接口，使內襯設有二接口，或者，內襯可採用單一接口排氣的配置方式。在另一實施例中，頭端空間氣體移除口配件圍繞著該內部液體分配構件，而不需使用額外的排氣口。

外殼14的層板26可以採用與外殼其他結構構件一樣剛硬的材料所製作，例如聚乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚氨基甲酸酯、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、聚甲醛、聚苯乙烯、聚丙烯腈和聚丁烯。

容器10的另一選擇性改良處為，可在內襯上加上一無線電頻率辨識標籤32，用以提供該內襯所含液體及/或其用途相關的資訊。無線電頻率辨識標籤可透過一無線電頻率詢答與接收器來提供資訊給使用者或技師，供其查明容器中的液體條件，例如特性、來源、期限、用途、位置和製程等。也可使用能被諸如手持掃瞄器、配有接收器的電腦等遠端感測器所讀取及/或傳送的其他資訊儲存器來代替無線電頻率辨識裝置。

在第1圖之容器10的分配操作上，空氣或其他氣體(氮氣、氬氣等)可引入充氣管44並通過上蓋26的接口30，以施加壓力於內襯12的外表面上，造成內襯12收縮，從而迫使液體流過浸管36與分配構件而到達液體分配管40。

同樣地，空氣可經由接口30離開外殼14的內部，以於填充過程中流經分配頭34內的通道43而流至充氣管44，如此當以液體填充內襯12而使內襯12膨脹時，可排出空氣。

本發明一態樣是針對一普遍存在的問題，其在於如何確保容器封裝件內的材料是可分配的，以於使用完畢後沒有材料或僅最少量的材料殘留在封裝件中。就內襯式系統而言很難達到此結果。以19公升之罐裝內袋包裝(BIC)供應封裝件為例，當相關的倒空偵測製程設備指示該封裝件已接近倒空(用盡)狀態時，在該內襯中可能殘留多達3公升的材料。基於此點，期望能夠回收該容器內的殘餘材料。

針對此目的相應而生的系統係採用一邏輯控制器來控制加壓氣體的流動，以及使用一用於提供倒空偵測裝置的壓力轉換器，以回饋系統性能。該壓力轉換器可藉由感測因材料耗盡所引起的壓降來監測壓力並偵測容器何時開始耗盡。該系統設計成可從一用完的容器切換至一新的(滿的)容器或一獨立貯存器或一滯留槽(hold－up tank)，進而可連續運作；由於切換到第二容器或貯存器或滯留槽可從耗盡的第一容器切換成新的容器，因此當第二容器、貯存器或滯留槽耗盡時，已更換的第一容器可重新供應使用材料。

本發明一態樣包含了容器之頭端空間的移除動作，使容器具有零頭端空間或近乎零頭端空間。可使用適當類型的連接器來連接該容器以進行分配作業。耦接至連接器的流動迴路可為任一適當型式，例如包括螺線管閥、高純度液體歧管閥和諸如電流對應壓力控制型式的壓力調節器。

可採用一操作介面連線至該供應封裝件和分配設備，以監測材料供應系統的狀態並讓使用者依需求輸入條件。

以200公升大小的容器為例，以壓降來指示倒空狀態可減少殘餘材料，並可使內襯內的材料分配效果超過99.92%。另外在開始分配前，先移除內襯中材料的頭端空間，可免除使用浸管來進行分配作業的需要。由於沒有使用浸管，故內襯中的材料實質上可完全分配出。

在一較佳實施例中，前述系統可將一容器切換成另一容器，以持續進行分配製程，例如在有分配材料流至下游處理工具的情況下，一封裝件為倒空狀態並切換至另一容器。

前述系統允許將頭端空間氣體分配到一「線上」貯存器(運行於分配流動迴路上的貯存器)，並分配到下游處理工具或其他使用位置。也可將頭端空間氣體拋棄至一排放設備或其他用來處理這些氣體的設備。各容器可配備有一專用貯存器，使頭端空間氣體移出、離開系統。

上述系統可連接現有設備，以充分控制化學劑分配至下游工具或其他使用該分配材料的設備或製程。該系統可用來供應分配材料到貯存器的入口閥門，且當下游製程設備需要材料時可處於待命狀態。

上述系統亦可具備壓力感測能力，且可依需求來提高分配材料的供應壓力，以增進分配材料的利用率。

頭端空間移除設備可採用一感測器，用以偵測管內或貯存器內的液態介質。上述系統的多個元件可應用到獨立系統或翻新系統中，端視現有裝置與設施需求而定。

根據前述使用內襯式封裝件的頭端空間移除設備，本發明之一態樣包含機械式頭端空間移除閥。此頭端空間移除閥可用於如罐裝內袋包裝(BIC)、桶裝內袋包裝(BID)、或瓶裝內袋包裝(BIB)型式的內襯式封裝件，且結合倒空偵測、氣體移除及/或從A至B的切換操作。A至B的切換操作是指將用於分配材料的一容器(在此指容器「A」)切換成第二容器或貯存器或滯留槽(在此指容器「B」)，以持續進行分配作業。容器的數量可多於二個；以3個容器為例，可進行A至B至C的切換；以4個容器為例，可進行A至B至C至D的切換；故A至B的切換可用來代表在多個連續切換之分配容器中的連續分配作業。

本發明之另一態樣提出一種流動限制排放閥，用以排出封裝件中液體內的氣體，該封裝件可為內襯式封裝件或為無內襯之封裝件，其中待分配之材料係藉著取代該材料在封裝容器中的內部體積而從該封裝件排出。

本發明之流動限制排放閥是用來消除包括頭端空間氣體和封裝容器內之微氣泡在內的任何氣體，該封裝件一旦加壓能立即消除此類氣體。在任何當容器受到壓力且所含材料中存有氣體(包括透過內襯而滲入所含材料內的氣體)的情況下，流動限制排放閥能自動移除封裝容器內之分配材料中的氣體。

本發明之流動限制排放閥易與多種連接器結合，並且不需使用相關的電子元件與昂貴的零件。流動限制排放閥可滿足各種封裝容器的頭端空間大小、各種製造封裝件的方法和各種採用此封裝件的分配操作方法。流動限制排放閥還可避免因輸入壓力過高以及液體黏度太低而錯誤地關閉閥門的情形。

第2至5圖繪示根據本發明實施例之流動限制排放閥及其操作。

如第2圖所示，流動限制排放閥50包含由一主體部，該主體部具有由壁面52所定義出來的長形外殼，其如圖示可為圓柱形，用以圍住內部體積53做為外殼之第一開放端54與第二排放端56之間的長形流體流道。內部體積53內設有一浮動元件76，其可依需求可為實心、部分中空或完全中空，以使該浮動元件76的密度(比重)小於待除氣之容器中所欲儲存、送入或排出的液態介質。利用幕簾、網線、條棒或其他置於外殼入口端的保持元件(未繪示)可維持浮動元件位於內部體積53中。浮動元件76可具一尺寸與形狀，以因應不同的彈力、頭端空間氣體種類和「液體流出」黏度。

流動限制排放閥的排放端56包括一蓋子62，該蓋子62接合於周圍壁面52。蓋子62的上端止於具流道59的排放噴嘴58。流道59更清楚繪示於第3圖，其中該等流道59於蓋子下端處連通至進料口82，並且於排放噴嘴58中蓋子上端處連通排放口80。

通道式排放噴嘴58朝下靠著一下圓柱部64，該下圓柱部64連接至一周圍領圈66，該周圍領圈66定義出一內部空間並且其內安置一壓縮狀態的彈簧元件70，此將進一步詳細說明於下。蓋子62的下圓柱部64亦中心連接至一向下延伸的軸68，且沿著該軸68周圍螺旋設置該彈簧元件70。此軸的下端連接一封閉體72，該封閉體72的下部具有一囓合環74。當浮動元件76向上推進碰到囓合環74時，囓合環74會接合浮動元件76，此將進一步詳細說明於下。

為了於整個壓力變化期間維持閥門關閉，一磁性插入件(未繪示)可增設至封閉體72，並且該封閉體72具有一位在該定位器中的反磁性插入件(opposing magnet insert)。封於內不的該等磁石可取替所有彈簧。如此可降低彈簧金屬污染該等化學試劑的可能性。

當該流動限制排放閥50裝設在一容器上並與其流體連通時，任何加壓氣體將依箭頭A指示的方向，從該容器經由該下開放端54流向該流動限制排放閥，並朝上流到閥內部。此氣體將流過該通道式排放噴嘴58的流道59，並依第2圖箭頭B指示的方向，如同排放物60般向外流出排放口80。

此時，浮動元件76可如圖所示懸浮在往上流動的氣流中，或者視流經流動限制排放閥的流量而定，浮動元件可靜置在閥入口處的上述定位結構(未繪示)上。在任一例子中，浮動元件並未接觸囓合環74，且容許加壓氣體和浮動元件周圍流動的氣流流過。

根據此操作，相關容器(如硬式包裝件中的內襯)內的加壓氣體可透過排放噴嘴排出封裝件。並藉由此操作，例如在開始施加氣體壓力於內襯的外表面時，可輕易地使頭端空間氣體排出該內襯。

第4及5圖繪示流動限制排放閥50的連續操作階段，其中加壓氣體已移出設有此閥門的相關容器，且容器內的液體流進由壁面52所圈圍出的外殼內部體積53，接著依箭頭A所示的方向經由開放端54流入外殼入口，並依箭頭C所示的方向向上流動。

向上流動的液體往上帶動該浮動元件76，使浮動元件漂浮在液體表面(第4及5圖的氣/液界面86)，如此該浮動元件會接合嚙合環74及施加一向上力於封閉體72上，進而將彈簧元件70壓縮到領圈66所界定出的空間內。此時，封閉體72關閉流道59，故無流體能通過該等流道而到達該等排放口80。浮動元件施加的浮力勝過彈簧元件的彈力，而得以關閉閥門。

第6圖繪示接續操作階段，其中連接流動限制排放閥之容器內之液體中的氣泡與微氣泡88，會依箭頭C的方向上升進入閥外殼。隨著氣泡與微氣泡在閥外殼中不斷上升，氣泡將進入內部體積53的上氣體空間，並於氣/液界面86處冒出，如第6圖中於界面處冒出的微氣泡/氣泡90。

來自氣泡/微氣泡的氣體進入閥外殼中之氣/液界面上方的氣體空間，以致氣/液界面逐漸下降，直到浮動元件76脫離封閉體之囓合環74的那一刻，彈簧元件向下壓迫該封閉體而打開流道59，使積聚的氣體流入流道59中。積聚的氣體接著流過該等流道59，並經由排放口80從蓋子上端排出。

如此，流動限制排放閥將有效排放積聚在該容器內的頭端空間氣體和液體中的氣泡/微氣泡，故可避免氣泡/微氣泡積聚在所含液體中，並可於開始加壓分配液體時快速排出頭端空間氣體。

將可理解的是，流動限制排放閥的入口長度與直徑可隨特定氣體與液體的流動狀態(流速和流動時間)改變。另進一步選擇性改良的態樣係於流動限制排放閥構件的入口處加設一單向閥元件，以免液體回流到連接流動限制排放閥構件的容器中。

流動限制排放閥構件的另一改良態樣係於排放口80或流道59中加設一過濾元件，以允許空氣可流出但防止液體流出該閥構件。過濾元件可由任一適當材料組成，例如Gore－Tex纖維或其他可吸氣或透氣的材料。

閥構件和組件可由任一適當材料組成，包括Teflon或FEP、或其他高分子或非高分子材料，端視待排放之液體與氣體的需求而定。當作浮標的浮動元件可以任一方法塑形，以減少其行經空氣或其他氣流的阻力，並增加其在外殼之上升液體中的浮力。

除前述結構外，流動限制排放閥構件或可結合其他可啟動的開/關元件，以加強該構件的密閉性，以免液體在不同製程條件下漏出該構件。

在一實施例中，此不侷限於上述流動限制排放閥構件，一壓力分配系統包括一用來容納流體的封裝件(如該流體係容納在可摺疊的內襯中)，並且該系統包括一位於封裝件下游的過濾器，用以過濾從封裝件(例如從內襯)輸出的流體。過濾器例如可設置在流動迴路及/或耦接至封裝件的連接器中。過濾器較佳是設置在一可有效分離氣體和液體的貯存器下游，例如介於一壓力分配封裝件與該貯存器之間。過濾器最好是可拆除並且可更換的，例如加設專門收納替換過濾元件的配件或外殼。此過濾器可用來擷取粗大粒子，其可能會阻塞氣體移除設備或其他流體節流裝置之組件(例如閥門)的小孔。或者、或此外，可選擇並設置過濾器的位置來限制氣泡流入貯存器及/或分配區域。過濾器例如可包括網狀、填充性(packed)或多孔性介質、薄膜、和含纖維材料(spunbonded material)。並且可例如以自動或手動的方式連續或間歇地執行該過濾操作，並可使用諸如可程式化邏輯控制器等控制器來控制該過濾操作。

在另一實施例中，包括至少一壓力分配封裝件和所述氣體移除設備的流體分配系統至少以可間斷的方式流體連通至一清洗流體源，並且該系統較佳更包含一用以啟動清洗運作的控制器，以使用該清洗流體來清洗至少一部分的氣體移除設備。清洗運作也可手動啟動。清洗流體可用來清洗例如所述分配系統及/或氣體移除設備的各種導管、連接器、流動迴路、感測器和流動控制元件。閥門可隔離任一主要進氣口、液體出口、和排氣口元件以利於清洗操作。根據各感測元件回饋指示需要清洗或由使用者的啟動，依照一特定時程表自動進行清洗操作。清洗操作更可受控於如可程式化邏輯控制器等控制器。

本發明之又一態樣是有關於一種壓力分配操作終點監測器，其特色為簡單且經濟實惠。

第7圖繪示流體分配系統100，其包括由內襯式封裝件104與106組成的構件102。封裝件104包括一置於硬式包裝件110中的內襯108，其耦接到連接器116，並且該連接器116透過進氣管線123接合至加壓氣體源120。同樣地，封裝件106包括一置於硬式包裝件114中的內襯112，其耦接到連接器118，並且該連接器118透過進氣管線122而接合至加壓氣體源120。連接器116、118耦接到接合流動迴路歧管124的排液管線。進液管線126液體連通一貯存槽138，液體自此貯存槽138流進一引入管線134而到達半導體製造工具136或其他使用此液體的設施或製程。

氣泡感測器128設於進液管線126中，用以判斷封裝件104與106的液體是否存有氣泡。氣泡感測器一旦偵測到液體流中的氣泡，隨即回應地產生一輸出訊號並由傳訊線路130傳送到中央處理單元(CPU)132，CPU 132可包含微控制器、可程式化邏輯控制器、專用的可程式化電腦或其他控制模組。進液管線126還包含一氣動閥131，該氣動閥131透過氣動管線142而連接至壓力轉換器146。壓力轉換器146透過傳訊線路148連接至CPU 132。

在另一實施例中，微粒計數偵測裝置亦可設於連接器或「流體流出」管線上，用以指示該些分配至下游的液體純度。

當第7圖的系統運作時，藉由傾卸(tripped)該氣動閥131可測得氣泡感測器128感測狀態的變化。當氣動閥131啟動時，系統應使來自該封裝件的液體流過該進液管線126。進行分配之初，伴隨流入的氣泡可能會流過感測器。然此經由適當設定CPU的感測參數後可予以忽略。進行主要的分配操作時，將不會測到任何氣泡。接近分配終了，即上游來源的封裝件快要耗盡時(來源封裝件利用適當的閥門與控制器(未繪於第7圖)可進行從封裝件A至B的切換動作)，將迫使氣泡流入進液管線126並被氣泡感測器128感測到，此時CPU 132將回應此情況而設定一旗標(flag)。分配結束時，即上游封裝件用盡液體時，氣泡感測器將處於兩種狀態中的其中之一。系統的進液管線126中可能關住氣體或液體，但其狀態改變的頻率將相近並且趨向零。當CPU 132偵測到此行為時，上游封裝件為倒空狀態，且該歧管陣列中與該來源封裝件有關的閥門與流動控制器經適當操作後，將進行A至B的切換，使該上游容器切換成其他新的容器。

第8圖顯示在第7圖之系統的分配作業期間，從氣泡感測器128傳至CPU 132之訊號隨時間變化的圖形。如圖所示，訊號在初始期間很不穩定，接著在分配感測器內之液體的主要過程中達到持平。接近分配終了時，再度變得不穩定，此時停止感測器中的末端氣體回流及停止流動感測器中的液體，且狀態改變的頻率為零。

本發明再一態樣是有關於封裝件進行完分配操作後，回收該封裝件之額外殘餘材料的方法。當封裝件已分配用完後，可提供新的(充滿液體的)容器做為捕獲容器來回收殘餘的化學試劑，新的容器具有頭端空間以供用完容器中未使用的殘餘液體填入捕獲容器中。捕獲容器接著進行排氣填充，以使該用完容器中的液體加入該新容器中而取代掉該新容器的頭端空間氣體，且新容器上方透過輸送管線與該用完容器相連，然後將充足的壓力施加至該用完容器的內部，使其內的殘餘液體流入捕獲容器。

藉此，可取得用完容器內的殘餘液體，並使最後殘留在用完容器內的材料重量減少至0.1%以下，其視最初填入容器的液體總重量而定。

本發明之內襯式壓力分配封裝件可依尺寸用於完全自動轉換A至B的液體供應系統，以持續分配液體流至工具或其他終端使用設備、製程或位置。

如第9圖的系統200所示，其包括二個壓力分配封裝件A與B。封裝件A具有與之相連的分配管線202和流動控制閥AV2。封裝件B亦具有與之相連的分配管線204和流動控制閥AV3。如圖所示，分配管線202、204耦接至一含有三向閥AV7、AV9與AV8的歧管206。歧管206透過三向閥AV9連接至終點處設有一壓力轉換器214的排放管線210。分支管線212用來連接該排放管線210和貯存器216。

貯存器一端耦接至一來源管線218，以輸送分配試劑至下游工具或其他設備、製程或位置。貯存器另一端耦接至含有閥AV5的排放管線220。液位感測器LS2與LS3聯繫貯存器，液位感測器LS1則設於貯存器下游的排放管線220中。

歧管206耦接至第二歧管232，而該第二歧管232連接至與該加壓氣體進氣管線226相接的分流管線234。加壓氣體進氣管線226連接至其內設有一閥AV1的封裝壓力管線222，以引進加壓氣體至封裝件A，而管線226耦接至其內設有一閥AV4的封裝壓力管線224，以引進加壓氣體至封裝件B。

加壓氣體進氣管線226耦接至一氮氣或其他加壓氣體的來源228，而管線226包含i至P調節器。分流管線234含有排放閥AV6、噴射槽236和液位感測器LS4。連接器管線238延伸在該分流管線234與排放管線210之間，且包含閥AV10。

因系統將進行排放且閥AV5是用來將系統壓力波動減至最低，故閥AV5的傳導性很低。系統需要PLC或微處理控制器來測量液位感測器、控制閥，並驅動該i至P壓力調節器230。第9圖的系統可依耐用性、成本、佔地大小和系統體積等考量是否裝配一閥阻擋歧管(valve bock manifold)。

操作時，系統將先從「A」側進行輸送。該i至P壓力調節器和閥AV1施加壓力至上游分配容器的環形空間。液體流過各閥AV2、AV7[R]、AV8[L]和貯存器216後抵達管線218中的工具。關閉閥AV3、AV4、AV5和AV10。容器「B」尚未連接。

分配容器「A」的液體期間，容器「B」連接至系統，較佳是在開始分配容器「A」的液體後隨即連接。打開閥AV4以施加壓力至容器「B」的環形空間。經過足夠時間後，打開閥AV3，以及轉動閥AV8[L]與閥AV9[R]。頭端空間氣體將離開容器「B」而至貯存器，並且將啟動系統的液位感測器LS1、LS2、LS3。系統接著控制閥AV5來排放貯存器，並維持液位處於LS1與LS3的偵測範圍內。上述動作僅稍微或不干擾通至工具的液體流或壓力。

排放容器「B」的頭端空間後，關閉閥AV3與閥AV4及轉動閥AV9[R]，此時持續分配容器「A」的液體。利用壓力轉換器214來測量分配系統的壓力。此壓力用來增加該i至P壓力調節器的壓力。當i至P壓力調節器的壓力達到指示僅少量液體留在容器「A」的臨界點時，系統開始分配容器「B」的液體。

為使用容器「A」的殘餘液體，來自該i至P調節器的壓力通過閥AV1而施加至容器「A」的環形空間。如此液體可流經閥AV2與AV7[L]而流入噴射槽，並且打開閥AV6使其通向排放設備，以及關閉閥AV10。

經過一段預定的短時間後，容器「A」內的所有液體將移至噴射槽236。關閉閥AV1、AV2和AV3。將閥AV6轉向氮氣源並打開閥AV10。此時系統處於允許噴射槽的液體流進系統的狀態。當噴射槽的液體耗盡以致氣體開始填入貯存器時(由LS3感測到氣體)，關閉閥AV10及打開AV3。打開閥AV5以排放貯存器中的氣體，直到LS1感測到液體為止。

若容器「B」做為分配容器，則反向進行上述程序。

第10圖繪示根據本發明另一實施例的分配系統，其包括另一個「A」與「B」容器系統，以於第一個容器先行耗盡時，從用該完容器切換至一新的容器。

系統的容器「A」包括硬式包裝件302，其內設有由高分子材料層板組成的內襯306，用以容納待分配的化學試劑。容器「A」具有一連接器301，該連接器301連接至一液體分配管線316，分配管線316連接至一化學供應閥312和裝設在阻擋閥310中的頭端空間移除閥314。阻擋閥310下游的液體分配管線316連接至壓力轉換器320，用以監測分配管線的壓力。

一氮氣來源耦接與控制箱322中之閥陣列330相連的N₂ 排放管線328，從而將來自氮氣來源的氣體饋入加壓管線360，並且該容器「A」的內部透過加壓管線360接收加壓氣體以及連通至與排放閥陣列332耦接的排放管線340。

如圖所示，控制箱322包括用於系統的可程式化邏輯控制器(PLC)/操作介面324。控制箱亦連接至24伏特直流(VDC)電纜326，以供應控制箱與其相關組件電力。

化學供應閥312利用閥346排放液體分配管線316分配的化學試劑，使之流入貯存器352。液體從貯存器352經管線356流至分配工具或其他使用此液體的製程或設備。液體分配管線316中的頭端空間移除閥314排放頭端空間氣體到含有氣泡感測器342的頭端空間移除管線343。頭端空間氣體從頭端空間移除管線343流進貯存器352或經由排放管線360流入排放設備。

容器「B」的配置構造類似容器「A」，其特徵包括硬式包裝件304的上端連通至一連接器307，且連接器307以類似容器「A」之連接器301的方式連接至該流動迴路。

藉由施加壓力至第10圖系統中之上游容器的環形空間，可實質上完全倒空該上游容器。藉由施壓至內襯而使內襯中的殘餘液體量達到預定量，例如在一特定實施例中，該殘餘液體量為少於15cc。第10圖的系統為一般型式；在特定實施例中，可包含或結合任一或所有下列特徵：(1)邏輯控制器；(2)壓力轉換器，用於倒空偵測監控及/或系統性能監測；(3)A至B轉換器，其中B可為另一容器或個別獨立的貯存器；(4)容器頭端空間的移除設備；(5)新連接器系統；(6)當作高純度液體歧管閥的螺線管閥；(7)諸如i至P壓力調節器的壓力調節器；(8)操作介面，以監測狀態及讓使用者依需求輸入；(9)內襯式容器系統，以及(10)供應壓力與出口壓力間之壓力差監測器，當出口壓力下降時，使用i至P控制器提高入口壓力，以於容器接近倒空時維持出口壓力的穩定。

此系統可分配頭端空間氣體至線上貯存器，並分配至第10圖實施例所示的工具。頭端空間氣體還可拋棄到排放設備，若欲以此法移除頭端空間氣體。系統中的每一容器可各自擁有一貯存器，以各自從系統移除頭端空間。

在另一實施例中，系統可視情況採用機械及/或電力輔助頭端空間移除設備。以機械移除設備為例，頭端空間氣體將自動排入配件直到液體自動關閉閥門。任何積聚空氣和氣泡亦將自動升高到閥門的最高點，然後釋出氣體。手動頭端空間移除閥可直接設在BIC連接器上或其內。

前述系統可耦接至現有設備而充分控制化學試劑分配至工具。系統將供應化學試劑至貯存器的入口閥門，並且隨時待命以可供應化學試劑至需求工具。若需更充分利用化學試劑，則壓力感測能力也可用來增加供應壓力。

獨立的元件可用於其他以貯存器代替另一容器(如A至B轉換模式中的「B」部分)的系統。當分配如第11圖所示之貯存器時，使用者可切換離開容器「A」，此將進一步說明於下。壓力監測器為系統控制的主要工具；頭端空間移除設備可使用感測器來偵測管子或部分貯存器內的液態介質。

系統零件可應用到獨立系統或翻新系統，端視系統需求而定。

第11圖繪示根據本發明又一實施例的分配系統400。

在此系統中，分配封裝件402包括內部設有內襯408的硬式或半硬式包裝件404。供氣器412提供氮氣或其他壓力分配氣體。來自供氣器412的壓力分配氣體從主要的流動管線414流經其內設有閥418的分支進氣管線416，從而流入介於該內襯與包裝件之間的環形空間406。

分配時，足夠的流率將該加壓氣體引進該環形空間中，且逐漸壓縮該內襯，以透過分配管線424分配液體。分配管線424設有閥422。壓力轉換器426利用壓力感測導管430耦接至該分配管線424。分配管線424還耦接至貯存器432，貯存器432內含頭端空間436且配備有液體感測器450。

貯存器432連接至其內具一流動控制閥440的輸送管442，以分配液體流向下游工具，例如半導體製造工具或其他設備、製程或位置。貯存器432的頭端空間耦接至一具有液體感測器460的排氣管線462。排氣管線462連接至排氣管線464，例如其相對兩端連接至閥466、468的歧管管線。閥468連接排放管線470，用以排放頭端空間氣體及抽出系統中的氣泡與微氣泡。

來自氮氣來源412的主要流動管線414耦接至閥466，以使氣體流過排氣管線464和排放管線470。閥418耦接至排放管線419，用以排放該封裝件402的頭端空間氣體。

根據第11圖的配置方式，內襯408中的頭端空間10經由貯存器432排放，且最後經由排放管線470排出系統。貯存器432由液體感測器450、460監控，並做為滯留槽以供應液體至下游處理工具或其他使用此分配液體的目的地。液體感測器提供判斷封裝件402內液體用盡終點的能力。

自動控制系統可自動化第11圖的系統，其連接各種閥門、壓力轉換器和液體感測器，如此分配系統運作時可提供化學試劑至下游目的地，並且不含可能污染分配液體而影響下游使用此液體之製程的氣體。

第12圖繪示設置在流體儲存與分配封裝件上的連接器和閥/壓力轉換器構件，其可應用於第10圖的分配系統或獨立系統用來解決頭端空間及倒空情形。

如第12圖所示，流體儲存與分配封裝件500包括容器502，容器502具有周圍壁面503和蓋子506，周圍壁面503和蓋子506二者一起圈為出一內部體積而將流體材料留在內襯中。壁面503包括上部504，該上部504中具有直徑方向相對的開口508、510，手指可分別伸入該等開口來握住容器。中央頸部509自蓋子向上延伸，並包圍著一通向容器內部的開口。中央頸部509的開口連通內襯。

連接器516耦接中央頸部509且緊密嚙合該頸部。該連接器利用其內部的流體通道與該容器內的內襯相連通。連接器中亦具有一流體通道供加壓氣體流進容器以及流入介於該內襯與壁面503之間的空間中，以於壓力分配操作過程中導入一加壓氣體時，施加壓力至內襯上，進而壓縮內襯及分配流體。

連接器516利用耦接器512連接至阻擋閥514，使內襯的流體流過連接器而進入阻擋閥，且流過化學供應閥520而抵達與該閥相連的化學試劑分配管線(未繪於第12圖)。氣動氣體管線530利用一配件526連接至化學供應閥520，用以啟動及停止閥520。

阻擋閥中的頭端空間移除閥522亦利用連接器和耦接器512來連通內襯。頭端空間移除閥522可連接至頭端空間排放管線(未繪於第12圖)，並用來排放內襯中的頭端空間氣體，使得用來分配液體的內襯具有零頭端空間或近乎零頭端空間構造。氣動氣體管線528利用配件524連接至頭端空間移除閥522，用以啟動及停止閥522。

第12圖的系統包括一其內具有氣泡/液體偵測裝置523的排氣管線521。氣泡/液體偵測裝置可為任一適當型式的裝置，例如RF感測器、感光器或排氣管線上的鄰近交換器，用以感測頭端空間何時完全移除或幾乎完全移除。系統還可包括一液體分配管線525，該液體分配管線525含有一壓力感測器527。

閥520、522是能使用任一適當驅動氣體源之氣體來提供壓縮氣體的氣動閥，例如空氣壓縮機、壓縮空氣槽等。

上述連接器516亦具有貫穿其中的通道，該通道可連接一加壓氣體源，以施加外力於內襯上進行分配(為簡化圖示，第12圖未繪出此結構特徵)。

使用壓力轉換器532來監測第12圖封裝件之內襯所分配出的流體壓力，該壓力轉換器532將壓力感測結果轉換成壓力訊號，此訊號並由壓力傳訊線路534傳送到如上述第10圖的CPU或控制器。

分配此封裝件期間，可引用加壓氣體來維持所分配之化學試劑的壓力實質上不隨時間變化；參照第13圖，其為分配流體壓力(kPa)對應分配量(公升(L))的關係圖，分配壓力在分配過程實質上維持為約136至138kPa。

如第13圖所示，當封裝件之內襯內約18公升的化學試劑分配完後，壓力將因液體耗盡而快速下降。第12圖的壓力轉換器可利用倒空偵測法監測此壓降，藉以換掉該容器，並以處於上游分配模式的新容器來取代之。

第14圖顯示第10圖中採用氣泡感測器來偵測容器接近倒空狀態的系統，其封裝件重量(公斤(kg))與分配流體壓力(kPa)對應時間(秒)的關係圖。在第14圖中，曲線A為氣泡感測器曲線，曲線B為容器重量曲線，曲線C為所分配的流體壓力曲線。

如第14圖所示，容器最初約重0.91公斤，720秒時重量減至約0.2公斤，此時氣泡感測器偵測到第一個氣泡。經過約1040秒的分配操作後，封裝件內約殘餘12cc的化學試劑。在720秒至1040秒期間，因存有氣泡與液體，導致分配流體壓力曲線產生些微震盪；依據壓力曲線的「下降」情形，包括分配流體壓力在此時間範圍內下降的速度漸漸變快，可得知何時開始用盡封裝件的液體。當分配流體壓力快速降至約0.25kPa時，開始用盡封裝件內的可分配液體。

此壓降行為可由系統監測，且可依此將用完容器切換成含有分配液體的新容器。

故本發明著重在解決數個問題上，包括頭端空間移除、倒空偵測和持續有效進行分配。

頭端空間移除

先前技術使用設置於封裝件與工具間的獨立貯存器來處理頭端空間氣體和其他進入封裝件之液體內的氣體。本發明意欲使用二種不同方法來解決封裝件的頭端空間氣體。第一種解決方法繪示於第12圖，其使用二個閥門，其一閥門連接至液體分配管線，另一閥門連接至排氣管線，並且還包括一壓力感測器。排氣管線上設有氣泡或液體感測器，用以感測何時該頭端空間氣體已去除並轉換成液體。感測器指出此轉換時間點，系統則將排氣閥切換成關閉及將液體分配管線切換成打開，使封裝件進行分配作業。第二種方法採用第2至6圖所示的機械閥，其可結合使用第12圖的方法，但不需使用第二排氣閥。在此狀況中，機械閥依前述方式處理微氣泡和頭端空間氣體。

倒空偵測

先前技術使用天平掂估封裝件的重量以得知何時達到倒空狀態。此方法會浪費一些材料。第12圖的實施例也使用一壓力感測器來比較液體壓力與引入外包裝的加壓氣體壓力。該二壓力維持相等。若產生壓降時，欲排放之液體壓力即使在保持氣體壓力不變的情況下仍會降低，故系統感測到此變化並關閉系統或進行A至B的切換動作(或使用捕獲容器來取得殘餘物)。在此實施例中，申請人已發現伴隨倒空產生之壓降與流體黏度有關，其為壓力測量的主題。第19圖為利用本發明特定實施例之設備進行壓力測量來感測倒空狀態時，該供應容器內之化學試劑(立方公分(cc))對應流體黏度(厘泊(cps))的關係圖。如圖所示，流體黏度為1至10厘泊時，內襯內的液體殘餘量相當固定(實際上僅略為減少)，但當黏度提高為10至31厘泊時，液體殘餘量有逐漸增加趨勢。在另一實施例中，可依第7圖實施例，採用氣泡感測器或微粒計數偵測裝置來感測倒空狀態。

第15圖繪示可搭配用於氣體移除設備以消除液體與廢物轉移的多層板。薄膜設計成可讓氣體通過，但液體無法通過。根據本發明一特定實施例，此多層板可用於內襯式材料儲存與分配封裝件。多層板600包括襯層602(例如聚四氟乙烯(PTFE)與過氟烷氧化物(PFA)的氟化高分子和包括此類高分子單體的共聚物)、中間薄膜604和第三層或外層606。

如第15圖之特定實施例所示，空氣可透過多層板，其中從外部環境穿透內襯的方向以箭頭「T」表示。藉著使用此多層板，可防止大氣水氣與液態材料通過外層而滲入內襯內的材料。空氣可穿透多層結構，但利用上述頭端空間和氣泡/微氣泡移除結構將很快移出進入內襯的空氣。

將可理解，本發明之封裝件可以各種型式製作與組合，且不同實施例可具有相關的氣泡感測器、終點(倒空)偵測器、壓力監測設備、連接器、流動迴路和製程控制器與儀器。

再者，本發明封裝件所含的材料(例如內襯式封裝件之內襯內的材料)可為各種材料且組成不只限於液體本身，還可為含液體之材料，如懸浮液與泥漿、和其他可流動與不可流動的材料。例如，所含材料可包含半導體製造化學試劑，光阻、化學氣相沉積試劑、清洗組成、摻雜材料、化學機械研磨(CMP)組成、溶劑、蝕刻劑、保護劑、表面官能化試劑或其他可用於微電子裝置產品製造的材料。

本發明另一態樣是關於用來耦接液體容器一接口以分配液體的連接器，其中該連接器包括一主體部，該主體部具有一向下延伸之探針，以於連接器與容器內襯間形成緊密接合氣體/液體的密封狀態。

該主體部包括一貯存器，以及該探針包括一向上伸進入該貯存器的導管，且該導管的上端終止於貯存器的上端下方，如此向上流過探針的液體將流經導管並從其上端流入貯存器，因而分離貯存器內的氣體與液體，以於貯存器的液體與氣體間形成一液位界面。

一低液位感測器設置於貯存器的下部中並且可操作地耦接至一排氣閥，用以排放貯存器中的氣體。同樣地，高液位感測器置於貯存器的上部中並且可操作地耦接至一排液閥，用以排放貯存器中的液體。

一閥控制器可操作地耦接該低液位感測器和該高液位感測器，且回應該等感測器地控制該排氣閥和該排液閥，以分離貯存器內的氣體與液體，並分別排放氣體與液體。

在一實施例中，排氣閥和排液閥為電動閥且可為步進閥或伺服控制閥。或者，二閥可為氣動閥。

在一實施例中，該閥控制器包含一設置在主體部內的積體電路邏輯控制器。一壓力轉換器可設在主體部中且可操作地耦接至該閥控制器。

在一特定實施例中，該連接器更包括一設置於貯存器上部中的一高高液位感測器，其位於該高液位感測器上方且可操作地耦接至該排液閥，以及包括一設置於貯存器下部中的一低低液位感測器，其位於該低液位感測器下方且可操作地耦接至該排氣閥，其中該高高液位感測器和該低低液位感測器耦接至該閥控制器，以進一步控制排氣閥和排液閥，避免氣體出現在連接器所排放出的液體中。

本發明某些實施例相應有關於一種液體分配封裝件，其包括一具接口之容器以及上述耦接該接口的連接器。液體分配封裝件更可包括一置於該容器內的內襯，其中該內襯是用來容納欲進行壓力分配的化學試劑。內襯可容納如光阻劑等化學試劑。

本發明某些實施例有關於使用該連接器來分配容器內之液體的應用，例如用以製造微電子裝置。

在又一態樣中，本發明是關於分配容器內之液體的方法，包括以下步驟：使液體流入耦接一容器之連接器中的氣/液分離區；從高液位位置與低液位位置監測氣/液分離區的氣/液界面位置；以及回應該監測步驟而排出氣/液分離區的氣體和液體，藉以持續排放液體及排放氣體，以在持續排放液體過程中，藉著調整氣體的排放，保持氣/液界面處於高液位位置與低液位位置之間。

依此方法排放之液體可包含化學試劑，例如用來製造諸如積體電路或平面顯示器等微電子裝置的光阻。在一實施例中，藉由壓力分配容器之液體，例如內襯式容器所含之分配液體，可使液體流到氣/液分離區。

連接器及整合式貯存器

第16圖為連接器的局部透視圖，其特色為整合式貯存器，用以分離一供應容器所分配之液體中的外來氣體，且使用時，該連接器耦接至該容器。連接器還可協助移除頭端空間氣體。

連接器700包括探針702。探針由向下延伸之流體嚙合結構構成，用以容納從容器往上流動而分配的液體(伴隨有乘流或溶於液體中的氣體)，液體並流過結構中一或多個通道。第16圖的探針可向下伸進相關容器且其下端終止於容器內部的中間或上半部。相較於可以第1圖之浸管方式向下伸進容器下半部的細長探針，此較短的探針結構有時稱為「粗短」探針。當組裝完成之連接器連接至封裝件時，探針在諸如內襯式液體供應封裝件的供應封裝件上部形成不洩漏氣體/液體的密封狀態。

探針702包括分配操作時供液體進入的下端704和連通該連接器主體724之貯存器716的中央導管706。中央導管706具有中央鑽孔708，用以容納向上流動的氣體/液體，以及具有開放上端710，使向上流動的氣體/液體在分配時溢流出該上端並流入貯存器。

貯存器內設有二感測器，用以感測高液位和低液位。低液位感測器714設在可感測到該貯存器內與其接觸之液體的位置，且可連接適當的傳訊線路來輸出控制訊號至用於該連接器之步進閥或伺服控制閥的控制器(未繪於第16圖)，以處理積體電路邏輯720。貯存器內亦設有高液位感測器712，其位在接近導管706之開放上端710附近的貯存器716之一高度處。

貯存器內還設有壓力轉換器722，用以監測貯存器716內的流體壓力。壓力轉換器用來偵測該供應容器的倒空狀態。貯存器716連通該連接器主體724的氣體流出通道718。

因此，整合式貯存器可設在連接器主體內，且運作時可做為積聚氣體的捕捉器，積聚氣體源自該內襯褶層中的氣泡、內襯的頭端空間氣體和大氣空氣、或其他於分配期間透過內襯而滲入其內部的氣體。

貯存器內也可依需求裝設第3圖所述的排氣管。

第17圖為連接器726的透視圖，包括第16圖繪示的部分。如圖所示，連接器主體724裝設在連接器外殼中，用以連接容器接口，連接器由此分配液體至採用液體的下游設備，例如微電子處理工具。第16圖的所有元件符號對應用於第17圖。

第18圖為該連接器配有一步進閥或伺服控制閥的局部透視圖，其包括第16圖繪示的部分。

連接器700的特徵為自該主體724向下延伸的探針702，且第16圖的所有元件符號對應於第18圖中相同的元件。連接器包括步進閥或伺服控制閥734、730，用以排放氣體(依箭頭B的方向)和液體(依箭頭A的方向)。閥734耦接至第16圖的排氣口(通道718)，以排放接觸液體或從液體分離出的非所欲氣體。電線736供電及啟動閥734。閥730是用來排放流經探針702的液體，進而分配到使用液體的下游設備或設施。閥734、730可配有耦接器、快速分離連接器、鎖定結構等，以將閥門連接至相關流動迴路或其他液體排放結構。電線732供電及啟動排液閥730。

使用步進閥或伺服控制閥不需再使用氣動管線，並可提供連接器電子控制流速的功能。積體電路邏輯可如圖示設在連接器主體中，或可設為獨立結構。積體電路邏輯聯繫電動閥734、730，以依需求關閉、完全打開或半開這些閥門。

第16－18圖的實施例使用二感測器進行高液位與低液位感測。感測器指示積體電路邏輯介面貯存器內的頭端空間氣體量。貯存器頂端的感測器712指示何時關閉相關的頭端空間移除閥。貯存器底部的感測器指示貯存器內存有太多空氣而打開頭端空間移除閥。在此二狀況下，連接至使用液體之下游設備或設施的排液管線可做為開關(toggle)；當打開一閥時，則關閉另一閥，反之亦然。排液閥和高感測閥可同時打開來消除排液匱乏，包括流到下游設備或設施的分配液體不足。

在一實施例中，當貯存器頂端感測到空氣時，只使用單一感測器來打開液閥與氣閥。將可理解的是，連接器可具有不同的構造。

在另一實施例中，使用四個感測器來確認分配時的安全高度及避免空氣進入排放液體。這些感測器包括(i)高感測器、(ii)高高感測器、(iii)低感測器和(iv)低低感測器，其中(ii)高高感測器設在貯存器上部且位於(i)高感測器上方，(iv)低低感測器設在貯存器下部且位於(iii)低感測器下方。

在又一實施例中，壓力分配封裝件之液體的分配方法使用可排氣貯存器、感測器(如電容感測器、感光器及/或光學感測器)和氣體控制元件。此方法包括供應含氣流體至可排氣貯存器，貯存器具有設在第一高度的氣體出口和設在低於第一高度之第二高度的液體出口，用以感測部分氣體已沿著可排氣貯存器上部積聚，並回應產生感測輸出訊號來操作氣體控制元件，進而回應感測輸出訊號來有效移除可排氣貯存器內的氣體，及輸送液體通過液體出口。移除貯存器內的氣體後，可中斷液體輸送步驟。在分配完壓力分配封裝件之液體前，可多次重複感測與操作步驟。方法步驟可採用第20A－20C或21A－21B的設備。

第20A－20C圖為根據另一實施例之連接器800的局部截面圖，其特色為整合式貯存器816和鄰近貯存器內之氣/液界面的感測器855，使氣體於分配時定期且自動排出貯存器。開始分配液體後可排出氣體一次以上，此可稱為「自動嗝氣(auto－burp)」。

雖未繪示，連接器800可視情況包括上述探針。連接器800包括連接容器及/或內襯(未繪示)與置於連接器800之主體824內之貯存器816的中央導管806。中央導管806具有中央鑽孔808，用以容納向上流動的氣體/液體，以及具有開放上端810，使向上流動的氣體/液體在分配時溢流上端810並流入貯存器816。若連接器800配合使用加壓分配設備，則其包括加壓氣體供應管線803，以助於含流體之摺疊內襯進行分配。

排氣導管818連通貯存器816的上部，並且耦接啟動排氣閥834。對應的排液導管819連通貯存器816的下部，並且耦接啟動排液閥830。導管806的上端810最好設在排氣導管818與排液導管819之間。

二感測器繪示於第20A－20C圖，即壓力轉換器822(具有連接中央導管806或貯存器816的相關入口821)和感測器855，用以感測氣囊856(第20B圖)已沿著貯存器816上部積聚的狀態。感測器855可選擇產生輸出訊號來指示以下任一狀態：存有氣體、不含氣體、存有液體、不含液體、存有氣泡或出現一氣/液界面。

在一較佳實施例中，感測器855為電容感測器，其依據介電強度感測流體是否存在。電容感測器已經插置分配器(divider)測試與調整，以感測各種用來製造積體電路與電子元件之材料(例如包括光阻和彩色濾光材料)的液位，如此感測器不需直接接觸液體即可進行感測。在一實施例中，可數學(teachable)之感測器可搭配使用連接器中的任一插置材料(例如聚亞醯胺或如聚四氟乙烯的氟化高分子)，藉以避免感測器液體直接接觸。可教學之感測器期為電容感測器。在另一實施例中，也可使用非可教學之感測器。除電容感測器外，還可選用感光器和輻射源(光視感光器)或光學感測器進行液位感測。

第20A圖繪示連接器800的第一操作狀態。貯存器816實質上填滿液體858，且感測器855不偵測貯存器內的液體858上方是否存有氣囊。因不需排放任何氣體，故排氣閥834為關閉；排液閥830為打開使液體858從貯存器816流到消耗液體的處理工具(未繪示)。

然如第20B圖所示，分配過程中，溶解或混入供應液體的氣體可能會供給貯存器816。液體與氣體交替堵塞中央導管806。當包括微氣泡的氣泡引至貯存器816時，因氣泡密度比周圍液體密度小，故氣泡會向上浮動並積聚在貯存器816的上部，而於液體858下方形成氣囊856。期藉由維持貯存器816內的液體858高度來降低氣泡伴隨液體流出貯存器816的機會。

隨著氣囊856積聚在貯存器816中，相對感測器855的液位將下降，且觸發產生指示狀態改變的輸出訊號。回應感測器855的輸出訊號，打開排氣閥834使貯存器816上部的氣囊856排出排氣導管818。同時，最好關閉排液閥830使透過中央導管806與上端810提供之液體填入貯存器816，進而使氣/液界面857上升。

如第20C圖所示，當氣/液界面857上升填滿貯存器816時，感測器855感測狀態變化而產生輸出訊號，並回應指示關閉排氣閥834。同時，打開排液閥830使液體從貯存器816流經排液導管819而回收。分配時，此過程、或定期「嗝氣」或射出貯存器816的氣體可依需求自動反覆進行。

由於任一氣/液界面均可能造成部分氣體擴散到液體中且反之亦然(即氣體中形成液態蒸氣)，因此期快速排出此界面的氣體，以分配完全液態的化學試劑至半導體處理工具等。

應理解的是，儘管第20A－20C圖的可排氣貯存器816、閥830、834和感測器855是整合到連接器800以耦接至該分配容器，這些元件也可設在分配容器與相關連接器的下游，例如設在獨立的自動化氣體移除設備或「嗝氣」設備中。

第21A－21B圖繪示之連接器900的功能相當類似前述連接器800，但具有一些加強之處。改善的連接器900同樣具有加壓氣體供應管線903、主體924、中央流體供應導管903、導管末端910、排氣導管918、排氣閥934、排液導管919、排液閥930、壓力轉換器922、壓力轉換導管921、和感測器955，然不同處在於貯存器的形狀。特別是，貯存器916包括窄化集氣區917和一或多個擋板915，且感測器設在集氣區917附近。

集氣區917位於貯存器916的上緣，使氣泡在定期排放前，積聚在氣/液界面957上方的氣囊內。縮小集氣區917的寬度或截面(相對於垂直軸)具有許多優點。第一，縮小截面可將氣/液界面減至最低，進而減少界面957的氣體與液體進行質傳。第二，縮小截面可造成氣/液界面957快速移動，促使感測器955更快回應而更常排放集氣區917的氣體。如此亦可確保形成小氣囊於集氣區917中並加以快速排放。相較於前述連接器800的貯存器816，不僅形成較小的氣/液界面957，其還縮短界面957的間隔。相較於可排氣貯存器916中垂直垂直軸的平均內截面，集氣區917的內部截面較佳為小於或約等於平均截面的二分之一，更佳為小於或約等於平均截面的四分之一，又更佳為小於或約等於平均截面的八分之一。

就貯存器916而論，其形狀期望能設計成可協助輸送氣泡與微氣泡到集氣區917。氣泡越快抵達集氣區917，其接觸液體958的時間越短。一或多個擋板915可設於貯存器中，以增進液體循環，並促使微氣泡升高到集氣區917排出，而非進入排液導管919。考量諸如黏度、流速、氣體飽和度和壓低等條件後，一或多個擋板可放置在貯存器916的任一適當位置(如沿著頂部、中間區域、頂部、或側邊設置)，以滿足不同的應用需求。各種電腦輔助流動模擬工具可用來選擇適合的擋板與貯存器形狀，期助於輸送微氣泡到集氣區。

雖然本發明已以特定態樣、特徵與實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明精神和範圍內，當可根據本文中的揭露內容作出各種更動與潤飾。因此本發明之保護範圍當包含各種更動與潤飾，且視後附申請專利範圍所界定者為準。

2、8．．．進氣管線

3．．．控制閥

4．．．幫浦

5．．．工具

6．．．設施

7．．．氣體源

9．．．產品

10．．．容器

12．．．內襯

14．．．外殼/包裝件

16．．．貯藏部

18．．．堆疊與搬運區

20A．．．正面

20B、20D．．．側壁

20C．．．背面

22、24．．．開口

26．．．上蓋/層板

28．．．蓋子結構

30．．．接口

32．．．標籤

34．．．分配頭

36．．．浸管

38、42．．．耦接器

40．．．分配管

43．．．通道

44．．．充氣管

45．．．丸

50．．．排放閥

52．．．壁面

53．．．內部體積

54．．．開放端

56．．．排放端

58．．．噴嘴

59．．．流道

60．．．排出物

62．．．蓋子

64．．．圓柱部

66．．．領圈

68．．．軸

70．．．彈簧元件

72．．．封閉體

74．．．嚙合環

76．．．浮動元件

80．．．排放口

82．．．進料口

86．．．界面

88、90．．．氣泡

100．．．分配系統

102．．．構件

104、106．．．封裝件

108、112．．．內襯

110、114．．．內封件

116、118．．．連接器

120．．．氣體源

122、123、126、134、142．．．管線

124．．．歧管

128．．．感測器

130、148．．．傳訊線路

131．．．氣動閥

132．．．CPU

136．．．工具

138．．．貯存槽

146．．．轉換器

200．．．系統

202、204、210、212、218、220、222、224、226、234、238．．．管線

206、232．．．歧管

214．．．壓力轉換器

216．．．貯存器

228．．．來源

230．．．調節器

236．．．噴射槽

301、307．．．連接器

302、304．．．包裝件

306．．．襯壁

310、312、314、346．．．閥

316、328、340、343、356、360．．．管線

320．．．壓力轉換器

322．．．控制箱

324．．．操作介面

326．．．電纜

330、332．．．閥陣列

342．．．感測器

352．．．貯存器

400．．．分配系統

402．．．封裝件

404．．．包裝件

406．．．環形空間

408．．．內襯

410、436．．．頭端空間

412．．．供氣器

414、416、419、424、462、462、470．．．管線

418、422、440、466、468．．．閥

426．．．壓力轉換器

430．．．導管

432．．．貯存器

442．．．輸送管

450、460．．．感測器

500．．．封裝件

502．．．容器

503．．．壁面

504．．．上部

506．．．蓋子

508、510．．．開口

509．．．頸部

512．．．耦接器

514、520、522．．．閥

516．．．連接器

521、525、528、530．．．管線

523．．．偵測裝置

524、526．．．配件

527．．．感測器

534．．．傳訊線路

600．．．多層板

602．．．襯層

604．．．薄膜

606．．．外層

700、726．．．連接器

702．．．探針

704．．．下端

706．．．導管

708．．．鑽孔

710．．．上端

712、714．．．感測器

716．．．貯存器

718．．．通道

720．．．邏輯

722．．．壓力轉換器

724．．．主體

730、734．．．閥

732、736．．．電線

800．．．連接器

803．．．管線

806、818、819．．．導管

808．．．鑽孔

810．．．上端

816．．．貯存器

821．．．入口

822．．．壓力轉換器

824．．．主體

830、834．．．閥

855．．．感測器

856．．．氣囊

857．．．氣/液界面

858．．．液體

900．．．連接器

903．．．管線

906、918、919、921．．．導管

910．．．末端

915．．．擋板

916．．．貯存器

917．．．集氣區

922．．．壓力轉換器

924．．．主體

930、934．．．閥

955．．．感測器

957．．．界面

958．．．液體

第1圖繪示一處理設備，其包括一內襯式流體儲存與分配封裝件，用以供應化學試劑給微電子產品製造設施中的工具，以製造微電子產品。

第2至6圖繪示根據本發明實施例之各種流動限制排放閥組件，其例如可與諸如內襯式壓力分配容器等壓力分配容器併用。

第7圖繪示根據本發明另一實施例的壓力分配系統，其採用一氣泡感測終點偵測器。

第8圖為第7圖所示系統中之氣泡感測終點偵測器其氣泡感測訊號隨時間變化的圖形。

第9圖繪示可自動從A封裝件切換至B封裝件的壓力分配轉換系統，用以輸送化學試劑到下游的工具或其他設備、製程或位置。

第10圖繪示根據本發明又一實施例的分配系統，其該系統是由A與B系統所構成並包含完全自動化的頭端空間移除、倒空偵測和可依據倒空偵測結果從A封裝件切換至B封裝件的功能，其中系統採用「無浸管」設計，故使用非常短的分配探針，該探針僅夠伸入內襯來密封內襯設備。

第11圖繪示根據本發明再一實施例的分配系統，其包含透過「液體流出」管線來移除頭端空間氣體的貯存器。

第12圖為第10圖分配系統所採用之連接器和閥/壓力轉換器構件的透視圖，其設置在流體儲存與分配封裝件上。

第13圖為本發明實施例之壓力分配封裝件其分配流體壓力(kPa)對應分配量(公升)的關係圖。

第14圖顯示第10圖中採用氣泡感測器之系統用於偵測容器接近倒空狀態時，其封裝件重量(kg)與分配流體壓力(kPa)對應時間(秒)的關係圖。

第15圖為根據本發明特定實施例，可用於一內襯式材料儲存與分配封裝件之多層板的透視圖。

第16圖為連接器的局部透視圖，其特色為使用一整合式貯存器來分離供應容器所分配之液體中的外來氣體，並且在使用時，該連接器耦接至該供應容器。

第17圖為連接器的透視圖，其包括第16圖所繪示的部分。

第18圖為連接器與一步進閥或伺服控制閥裝配在一起以進行分配時的局部透視圖，其包括第16圖繪示的部分。

第19圖為利用本發明特定實施例之設備進行壓力測量以感測倒空狀態時，一供應容器內之化學試劑(cc)對應流體黏度(cps)的關係圖。

第20A至20C圖為根據本發明一特定實施例，適用於進行壓力分配之連接器的局部截面圖，連接器的特色在於一整合式貯存器和用來感測狀態的感測器，其中氣泡沿著可排氣貯存器上部積聚，使氣體於分配時可定期且自動排出貯存器，第20A至20C圖則分別繪示三個連續操作狀態時的連接器部分。

第21A圖為根據另一特定實施例，用於進行壓力分配之連接器的局部截面圖，連接器的特色為整合式貯存器，該貯存器具有檔板與截面縮小之集氣區，以及用於感測狀態的感測器，其中氣泡積聚於集氣區中，使氣體於分配過程中定期且自動排出貯存器。

第21B圖為第21A圖中部分連接器的放大截面圖。

906．．．導管

910．．．末端

915．．．擋板

916．．．貯存器

917．．．集氣區

955．．．感測器

921．．．壓力轉換導管

958．．．液體

957．．．界面

Claims (32)

1. 一種流體分配系統，該系統包含：一壓力分配封裝件，該壓力分配封裝件包括在一外包裝容器內之一可摺疊內襯，該可摺疊內襯包括一彈性材料且適以容納進行壓力分配用的一液態介質，該外包裝容器包括實質上比該彈性材料更硬的一壁面材料，且該外包裝容器界定一分配接口；以及一氣體移除設備，適以從該壓力分配封裝件在壓力分配該液態介質之前從該壓力分配封裝件移除氣體；其中該氣體移除設備包括一連接器，該連接器適以於接近該分配接口處嚙合該外包裝容器，該連接器包括一可排氣貯存器，該可排氣貯存器適以容納來自該外包裝容器的該液態介質，且該貯存器包括一氣體出口及一液體出口。
2. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該氣體出口設於一第一高度，而該液體出口設在低於該第一高度的一第二高度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該氣體移除設備適以(i)在從該壓力分配封裝件分配該液態介質之前，從該壓力分配封裝件移除一頭端空間氣體；以及(ii)在從該壓力分配封裝件移除該頭端空間氣體之後，移除進入該封裝 件的一進入氣體。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之系統，其中該壓力分配封裝件包括一浸管。
5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之系統，其中該液態介質包含一微電子裝置製造用化學試劑且其納置於該內襯之內。
6. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之系統，其更包含一壓縮氣體源，該壓縮氣體源與介在該可摺疊內襯和該外包裝容器之間的一空間流體連通。
7. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之系統，其中該氣體移除設備更包含：一感測器，適以感測在該貯存器內的氣體積聚狀態，並回應式產生一指示該貯存器內的氣體積聚狀態的輸出訊號；以及至少一第一控制元件，適以回應該輸出訊號而從該貯存器移除氣體。
8. 如申請專利範圍第7項所述之系統，其中該感測器包含一電容感測器、一感光器或一光學感測器。
9. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之系統，其中該可排氣貯存器包括一垂直軸、與該垂直軸呈垂直的一平均內截面以及沿著該可排氣貯存器之一上緣設置的一集氣區，其中該集氣區具有一垂直於該垂直軸的內部截面，該內部截面實質上小於該可排氣貯存器的該平均內截面。
10. 如申請專利範圍第9項所述之系統，更包含至少一擋板，其設置於該可排氣貯存器內，且適以協助傳送微氣泡到該集氣區。
11. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之系統，其中該氣體移除設備包括：一氣泡感測器，其可被運用以產生一輸出訊號，該輸出訊號係指示該壓力分配封裝件所分配之液體中氣泡的存在；以及一控制元件，適以回應該輸出訊號而使該可排氣貯存器排氣，使該可排氣貯存器排出之液體實質上不含氣泡。
12. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之系統，其中該氣體移除設備包括： 一壓力轉換器；一化學供應閥；以及一頭端空間移除閥；其中該頭端空間移除閥可操作地耦接至少一感測器，該至少一感測器包含一氣泡感測器、一感光器及一電容感測器之任一者，以從該壓力分配封裝件移除氣體，並且該化學供應閥適以調節該壓力分配封裝件所分配之該液體的流動。
13. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之系統，更包含一倒空偵測設備，適以偵測該壓力分配封裝件的一倒空狀態或一接近倒空狀態。
14. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之系統，更包含一倒空偵測設備，該倒空偵測設備包括一壓力轉換器，該壓力轉換器適以感測該壓力分配封裝件所分配之該液態介質的壓降，並回應地產生一對應輸出訊號。
15. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之系統，更包含一切換貯存器，該切換貯存器適以在該壓力分配封裝件倒空或接近倒空該液態介質時，供應源自該壓力分配封裝件的該液態介質。
16. 一種連接器，其適以嚙合一壓力分配封裝件，該連接器包含：一氣體移除設備，該氣體移除設備包括具有一氣體出口及一液體出口的一可排氣貯存器，且適於容納來自該壓力分配封裝件的液體，其中，該氣體移除設備適於在分配該封裝件的一液體之前與期間，從該壓力分配封裝件移除氣體。
17. 如申請專利範圍第16項所述之連接器，其中該氣體出口設於一第一高度，而該液體出口設在低於該第一高度的一第二高度。
18. 一種連接器，其適以嚙合一壓力分配封裝件，該壓力分配封裝件包括一可摺疊內襯，該可摺疊內襯包括一彈性材料且用以容納一液體，該連接器包括一氣體移除設備，該氣體移除設備包括具有在一第一高度之一氣體出口及設置於在該第一高度下方之一第二高度之一液體出口的一可排氣貯存器，且該可排氣貯存器適於容納來自該壓力分配封裝件的液體，其中，該氣體移除設備適於在從該內襯分配液體之前，從該內襯移除氣體；其中，該連接器更包括一主體部，該主體部定義出該貯存器且包括接合該內襯的一探針，以於該內襯與該探針間提供一不洩漏流體的密封狀態，該探針包括向上伸進該 貯存器的一導管，並且該導管的一上端終止於該貯存器之頂端下方，使該連接器中向上流動的液體流經該導管並從該導管的該上端流入該貯存器，藉以分離該貯存器內的氣體與該液體，進而在該貯存器內的該液體與該氣體之間形成一液位界面。
19. 如申請專利範圍第16項至第18項中任一項所述之連接器，其中該氣體移除設備適以(i)在從該壓力分配封裝件分配該液體之前，從該壓力分配封裝件移除一頭端空間氣體；以及(ii)在從該壓力分配封裝件移除該頭端空間氣體之後，移除進入該壓力分配封裝件的一進入氣體。
20. 如申請專利範圍第16項至第18項中任一項所述之連接器，其中該氣體移除設備更包含：至少一感測器，適以感測在該貯存器中的氣體積聚狀態，並回應地產生一指示該貯存器中的氣體積聚狀態的輸出訊號。
21. 如申請專利範圍第20項所述之連接器，其中該氣體移除設備更包含：至少一第一控制元件，適以回應該輸出訊號而從該貯存器移除氣體。
22. 如申請專利範圍第16項至第18項中任一項所述之連接器，其中該可排氣貯存器包括一垂直軸、與該垂直軸呈垂直的一平均內截面以及沿著該可排氣貯存器之一上緣設置的一集氣區，其中該集氣區包括一垂直於該垂直軸的內部截面，該內部截面實質上小於該可排氣貯存器的該平均內截面。
23. 如申請專利範圍第22項所述之連接器，其中該氣體移除設備更包含：一感測器，適以感測在該集氣區內的氣體積聚狀態，並回應地產生一指示該集氣區內的氣體積聚狀態的輸出訊號；以及至少一第一控制元件，適以回應該輸出訊號而從該集氣區移除氣體。
24. 如申請專利範圍第16項或第17項所述之連接器，其中該壓力分配封裝件內具有一內襯，用以容納一液體，並且其中該連接器包含：一主體部，其界定該貯存器，並且包括接合該內襯的一探針，以於該內襯與該探針間形成一不洩漏流體的密封狀態，該探針包括向上伸進該貯存器的一導管，並且該導管的一上端終止於該貯存器之頂端下方，使該連接器中向上流動的液體流經該導管並從該導管的該上 端流入該貯存器，藉以分離該貯存器內的該氣體與該液體，進而在該貯存器內的該液體與該氣體之間形成一液位界面；至少一感測器，其與該貯存器保持一感測關係；一排液閥；一排氣閥；以及一閥控制器，其可操作地耦接該至少一感測器，並以回應式佈置以控制該排氣閥與該排液閥，以分離該貯存器內的該氣體與該液體，並個別排放該氣體該與液體。
25. 如申請專利範圍第24項所述之連接器，其中一壓力轉換器置於該主體部中並且可操作地耦接至該閥控制器，並經佈置以偵測該壓力分配封裝件中的倒空狀態。
26. 一種用於分配液態介質的方法，其包含以下步驟：(a)壓力分配來自一壓力分配封裝件的一液體；(b)在從該壓力分配封裝件壓力分配該液體至一使用流體的應用前，先從該壓力分配封裝件移除頭端空間氣體；以及(c)在從該壓力分配封裝件移除該頭端空間氣體後，於整個壓力分配過程中移除進入該液體中的非所欲氣體； 其中步驟(b)及(c)是使用一氣體移除設備而執行，該氣體移除設備包括一連接器，該連接器適以嚙合該壓力分配封裝件，該連接器包含一可排氣貯存器，該可排氣貯存器適以容納來自該壓力分配封裝件的該液態介質，且其具有一氣體出口及一液體出口。
27. 如申請專利範圍第26項所述之方法，其中該氣體出口設於一第一高度，而該液體出口設在低於該第一高度的一第二高度。
28. 如申請專利範圍第26項所述之方法，更包含以下步驟：使該液體流至該貯存器中的一可排放氣/液分離區；感測該氣/液分離區內氣體之存在或積聚；以及回應該感測步驟而從該氣/液分離區排放該氣體。
29. 如申請專利範圍第26項至第28項中任一項所述之方法，其中該壓力分配封裝件包含設置在一外包裝容器內的一含液體內襯，該壓力分配步驟包含供應一壓縮氣體至介於該內襯及該外包裝容器之間的空間。
30. 如申請專利範圍第29項所述之方法，其中在該排出步驟期間，持續從該封裝件分配該液體至一使用液體的製程。
31. 一種用以供應一液態介質至一使用點的流體分配系統，該流體分配系統包含：一第一壓力分配封裝件，該第一壓力分配封裝件包括一第一外包裝容器，該第一外包裝容器定義出一第一分配接口且包含一可摺疊第一內襯用以容納在該第一內襯內易於存有頭端氣體的液態介質，其中，該第一分配接口流體連通於該第一內襯的一內部；一第一氣體移除設備，當該液態介質存在於該第一內襯時，該第一氣體移除設備用以從該第一內襯移除頭端氣體；一第二壓力分配封裝件，該第二壓力分配封裝件包括一第二外包裝容器，該第二外包裝容器定義出一第二分配接口且包含一可摺疊第二內襯用以容納在該第二內襯內易於存有頭端氣體的液態介質，其中，該第二分配接口流體連通於該第二內襯的一內部；一第二氣體移除設備，當液態介質存在於該第二內襯時，該第二氣體移除設備用以從該第二內襯移除頭端氣體；以及至少一感測器，用以偵測指示從該第一壓力分配封裝件與該第二壓力分配封裝件之至少一者中分配之液態介質之耗盡或接近耗盡的一狀態；其中，當該第一壓力分配封裝件分配液態介質至該使用點時，該第二氣體移除設備用以從該第二壓力分配 封裝件移除頭端氣體；以及其中，該流體分配系統用以自動從該第二壓力分配封裝件啟動分配液態介質至該使用點，接著藉由至少一感測器偵測指示從該第一壓力分配封裝件分配之液態介質之耗盡或接近耗盡的一狀態。
32. 一種用於分配液態介質至一使用點的方法，該方法包含：使用一第一氣體移除設備從一含液態介質可摺疊第一內襯移除頭端氣體，該含液態介質可摺疊第一內襯設置在一第一壓力分配封裝件之一第一外包裝容器內；施加壓力至該第一內襯，以分配液態介質從該第一壓力分配封裝件至該使用點；以及使用一第二氣體移除設備從一含液態介質可摺疊第二內襯移除頭端氣體，該含液態介質可摺疊第二內襯設置在一第二壓力分配封裝件之一第二外包裝容器內，同時該第一壓力分配封裝件分配液態介質至該使用點，以使該第二壓力分配封裝件準備用於分配液態介質從該第二壓力分配封裝件至該使用點。