TWM510793U - 電子級氨水製造系統 - Google Patents

Description

電子級氨水製造系統

本創作係有關於一種電子級氨水製造系統，尤其是有關於一種包含壓力控制器及直立式蒸發器之電子級氨水製造系統。

於半導體廠中，由於所製備之產品為具有精密結構之裝置，是以，各種用以進行成品或半成品清洗的洗滌液或其溶劑皆需純化以去除其中的雜質，特別是金屬粒子或離子。一般而言，為避免金屬雜質沉積在所製備之成品或半成品上而導致裝置損壞，用以進行清洗之氨水通常皆經過純化製成電子級氨水方可使用。習知製備電子級氨水之方法之一係先製備具有高純度之氨氣，接著，再與純水混合，使得氨氣溶於純水中以得到氨水。習知製備具有高純度氨氣之方法，係先利用蒸發器汽化儲存於液氨儲存槽之液態氨以形成氨氣，再利用各種純化程序純化氨氣以提高其純度。由於氨的沸點低(-33.34°C)，故需儲存於高壓低溫的儲存槽中，因此，儲存槽之溫度以及壓力的控管相當重要，一般而言，為避免溫度過高，於儲存槽上方通常設置灑水裝置以進行降溫，然而此降溫方式效率不佳且耗費水資源。

此外，習知蒸發器常為一包含一加熱器之臥式圓筒狀設備，因此亦無法於汽化階段即分離不純物及氨氣。再者，由於氨氣溶於水中時會放出大量的溶解熱，因此在將此電子級氨水用於半導體產品製程前，必須將此氨水進行冷卻後，方可使用，相當不便。

是以，發展一易於管控、高安全性、低耗能、低製造成本之電子級氨水製造系統俾有其所需。

本創作的主要目的在於提供一種電子級氨水製造系統，俾能透過一壓力控制器等裝置之配置，以易於管控、高安全性、低耗能、低製造成本之方式製造所需電子級氨水。

為達上述目的，本創作提供一種電子級氨水製造系統，包括：一液氨儲存槽，其包括設置於底部之一第一出料口及設置於頂部之一第二出料口；一液氨蒸發器，其包括設置於底部之一第一進料口、設置於頂部之一第二進料口及設置於頂部之一第三出料口，其中該第一進料口連接至該第一出料口；一壓力控制器，其一端連接至該第二出料口，且其另一端連接至該第二進料口；以及一混合槽，其包括一第三進料口及一第四進料口，該第三進料口連接至該第三出料口，且該第四進料口連接至一超純水儲存槽。

於上述本創作之電子級氨水製造系統中，液氨係透過加熱裝置加熱蒸發為氨氣，以使氨氣得以與沸點不同之固態或液態物質分離，為避免液氨蒸發器中累積過多含有不純物之廢液導致液氨蒸發器內部壓力或溫度上升致使含有不純物之廢液氣化而使氨氣純度下降，本創作之液氨蒸發器可更包括設置於底部之一廢液排出口，在適當時機排出廢液以維持所提供之氨氣純度。於此，於本創作之一態樣中，該液氨蒸發器可更包括一第一溫度控制裝置，其設置於該廢液排出口，實時偵測液氨蒸發器內部之廢液溫度，在適當時機排出廢液以維持所提供之氨氣純度。再者，於本創作中，只要能使液氨蒸發為氨氣，所屬領域具有通常知識者可依據需求使用本領域所習知之各種類型之液氨蒸發器，如臥式液氨蒸發器或直立式液氨蒸發器，本創作並不僅限於此。然而，為更易於獲得純度較高之氨氣，於本創作之一態樣中，該液氨蒸發器較佳為一直立式液氨蒸發器。更具體地，該直立式液氨蒸發器之高度及桶徑之比例可為1.5至2，以利於分離氨氣及不純物，但本創作並不僅限於此。

於上述本創作之電子級氨水製造系統中，由於該液氨儲存槽及該液氨蒸發器之間設置有該壓力控制器，當液氨儲存槽中的液氨因環境溫度上升而蒸發為氨氣導致液氨儲存槽內壓力增加時，該壓力控制器感應其桶內壓力上升至一臨界值，液氨儲存槽中的氨氣將由設置於其頂部之第二出料口輸送至該液氨蒸發器之第二進料口，以降低該液氨儲存槽內部壓力。具體而言，於本創作之一態樣中，該壓力控制器之臨界壓力依環境氣溫對應之常壓而設定，然而所屬領域具有通常知識者可依據其液氨儲存槽之設置地點、其材料強度等參數調整該臨界壓力，本創作並不僅限於此。是以，由於本創作之電子級氨水製造系統可實時降低液氨儲存槽內部壓力，因此可不需在其外部特別設置一降溫裝置(如灑水裝置)降低液氨儲存槽之溫度，然如有所需，本領域技術人員亦可在其外部額外設置該降溫裝置同步輔助降低液氨儲存槽之溫度，本創作並不以此為限。此外，該液氨儲存槽可更包括一安全卸壓閥，在壓力控制器無法作用或於歲修時，可卸除儲存槽內氣體。

於上述本創作之電子級氨水製造系統中，於該混合槽中製備所需電子級氨水後，可直接由該混合槽配管至需要該電子級氨水之製程產線，抑或可先將該電子級氨水儲存備用。是以，於本創作之一態樣中，該混合槽可更包括設置於底部之一第四出料口，其連接至一氨水儲存槽，以儲存所製得之電子級氨水。於此，本創作之電子級氨水製造系統可更包括一濃度控制裝置，即時由該混合槽之出料口或該氨水儲存槽監控所製得之氨水濃度，以適度調整輸入之超純水或氨氣含量。再者，於本創作之一態樣中，該超純水儲存槽可包括一第二溫度控制裝置，其可用以降低輸入之超純水溫度，使得氨氣與超純水混合時釋放之溶解熱不會致使所製得之電子級氨水溫度過高，導致其濃度難以控制，同時因所製得之電子級氨水溫度得以控制在適當之範圍(如室溫)，所製得之電子級氨水可直接用於後端製程中，不需額外降溫裝置降低該電子級氨水之溫度。此外，於該液氨蒸發器輸出氨氣之該第三出料口及該混合槽輸入氨氣之該第三進料口之間，可更包括一過濾裝置以過濾輸出之氨氣中的雜質，進一步提高所製得之電子級氨水純度，避免因氨氣雜質(特別是金屬)導致後端製程之產品缺陷。

以下係藉由具體實施例說明本創作之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本創作之其他優點與功效。此外，本創作亦可藉由其他不同具體實施例加以施行或應用，在不悖離本創作之精神下進行各種修飾與變更。

實施例1

請參考圖1，係本創作實施例1之電子級氨水製造系統100之示意圖。如圖1所示，本實施例之電子級氨水製造系統100包括：一液氨儲存槽1，其包括設置於底部之一第一出料口11及設置於頂部之一第二出料口12；一液氨蒸發器2，其包括設置於底部之一第一進料口21、設置於頂部之一第二進料口22及設置於頂部之一第三出料口23，其中該第一進料口21連接至該第一出料口11；一壓力控制器3，其一端連接至該第二出料口12，且其另一端連接至該第二進料口22；以及一混合槽4，其包括一第三進料口41及一第四進料口42，該第三進料口41連接至該第三出料口23，且該第四進料口42連接至一超純水儲存槽5。於本實施例中，液氨自設置於該液氨儲存槽1底部之該第一出料口11輸出至設置於該液氨蒸發器2底部之該第一進料口21，於該液氨蒸發器2中透過內部加熱器加熱蒸發為氨氣，由設置於該液氨蒸發器2頂部之該第三出料口23輸出並由該第三進料口41輸入該混合槽4。當該液氨儲存槽1內部儲存之液氨因環境溫度等因素氣化致使其內部壓力上升至一臨界壓力(依環境氣溫對應之常壓)時，透過該壓力控制器3將該液氨儲存槽1內部之氨氣輸送至該液氨蒸發器2。因此，本實施例1之電子級氨水製造系統100不需特別設置一降溫裝置隨時降低液氨儲存槽1之溫度。

於本實施例中，該液氨蒸發器2為一直立式液氨蒸發器，其更包括設置於底部之一廢液排出口24以及設置於該廢液排出口24之一第一溫度控制裝置25，即時偵測該液氨蒸發器2內部之廢液溫度，在適當時機排出廢液以維持所提供之氨氣純度。

於本實施例中，該液氨儲存槽1更包括一安全卸壓閥13，在壓力控制器3無法作用或於歲修時，可卸除儲存槽內氣體。

於本實施例中，該混合槽4更包括設置於底部之一第四出料口43，其連接至一氨水儲存槽6，以儲存所製得之電子級氨水。於此，該電子級氨水製造系統100可更包括一濃度控制裝置7，實時監控該氨水儲存槽6所製得之氨水濃度，以適度調整輸入之超純水或氨氣含量。同時，該超純水儲存槽5包括一第二溫度控制裝置51，降低輸入之超純水溫度，以控制所製得之電子級氨水溫度在適當之範圍內(如室溫)。此外，於該第三出料口23及該第三進料口41之間，更包括一過濾裝置8以過濾輸出之氨氣中的雜質，進一步提高所製得之電子級氨水純度，避免因氨氣雜質(特別是金屬)導致後端製程之產品缺陷。

是以，透過壓力控制器、直立式液氨蒸發器、溫度控制裝置等配置，相較於習知之製造系統，本實施例之電子級氨水製造系統100具有更易於管控、高安全性、低耗能、且低製造成本之優點。

實施例2

請參考圖2，係本創作實施例2之電子級氨水製造系統200之示意圖。實施例2與實施例1大致類似，其差別在於實施例2之電子級氨水製造系統200更包括一灑水裝置9，以同步輔助降低該液氨儲存槽1之溫度。是以，如圖2所示，該電子級氨水製造系統200包括：一液氨儲存槽1，其包括設置於底部之一第一出料口11、設置於頂部之一第二出料口12及一安全卸壓閥13；一液氨蒸發器2，其包括設置於底部之一第一進料口21、設置於頂部之一第二進料口22、設置於頂部之一第三出料口23、設置於底部之一廢液排出口24以及設置於該廢液排出口24之一第一溫度控制裝置25，其中該第一進料口21連接至該第一出料口11；一壓力控制器3，其一端連接至該第二出料口12，且其另一端連接至該第二進料口22；一混合槽4，其包括一第三進料口41、一第四進料口42及一第四出料口43，該第三進料口41連接至該第三出料口23，該第四進料口42連接至一超純水儲存槽5，該第四出料口43連接至一氨水儲存槽6，且該超純水儲存槽5包括一第二溫度控制裝置51；一濃度控制裝置7，實時監控該氨水儲存槽6所製得之氨水濃度，以適度調整輸入之超純水或氨氣含量；一過濾裝置8，設置於該第三出料口23及該第三進料口41之間以過濾輸出之氨氣中的雜質；以及一灑水裝置9，設置於該液氨儲存槽上以同步輔助降低該液氨儲存槽1之溫度。

是以，透過壓力控制器、直立式液氨蒸發器、溫度控制裝置等配置，相較於習知之製造系統，本實施例之電子級氨水製造系統200亦具有更易於管控、高安全性、低耗能、且低製造成本之優點。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本創作所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而受潮、溢出、劣化等問題所致材料浪費及使用不便之問題。非僅限於上述實施例。

100, 200‧‧‧電子級氨水製造系統
1‧‧‧液氨儲存槽
11‧‧‧第一出料口
12‧‧‧第二出料口
13‧‧‧安全卸壓閥
2‧‧‧液氨蒸發器
21‧‧‧第一進料口
22‧‧‧第二進料口
23‧‧‧第三出料口
24‧‧‧廢液排出口
25‧‧‧第一溫度控制裝置
3‧‧‧壓力控制器
4‧‧‧混合槽
41‧‧‧第三進料口
42‧‧‧第四進料口
43‧‧‧第四出料口
5‧‧‧超純水儲存槽
51‧‧‧第二溫度控制裝置
6‧‧‧氨水儲存槽
7‧‧‧濃度控制裝置
8‧‧‧過濾裝置
9‧‧‧灑水裝置

圖1係本創作一實施例之電子級氨水製造系統之示意圖。

圖2係本創作另一實施例之電子級氨水製造系統之示意圖。

100,200‧‧‧電子級氨水製造系統

1‧‧‧液氨儲存槽

11‧‧‧第一出料口

12‧‧‧第二出料口

13‧‧‧安全卸壓閥

2‧‧‧液氨蒸發器

21‧‧‧第一進料口

22‧‧‧第二進料口

23‧‧‧第三出料口

24‧‧‧廢液排出口

25‧‧‧第一溫度控制裝置

3‧‧‧壓力控制器

4‧‧‧混合槽

41‧‧‧第三進料口

42‧‧‧第四進料口

43‧‧‧第四出料口

5‧‧‧超純水儲存槽

51‧‧‧第二溫度控制裝置

6‧‧‧氨水儲存槽

7‧‧‧濃度控制裝置

8‧‧‧過濾裝置

Claims (10)

1. 一種電子級氨水製造系統，包括： 一液氨儲存槽，其包括設置於底部之一第一出料口及設置於頂部之一第二出料口； 一液氨蒸發器，其包括設置於底部之一第一進料口、設置於頂部之一第二進料口及設置於頂部之一第三出料口，其中該第一進料口連接至該第一出料口； 一壓力控制器，其一端連接至該第二出料口，且其另一端連接至該第二進料口；以及 一混合槽，其包括一第三進料口及一第四進料口，該第三進料口連接至該第三出料口，且該第四進料口連接至一超純水儲存槽。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子級氨水製造系統，其中，該液氨蒸發器更包括設置於底部之一廢液排出口。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電子級氨水製造系統，其中，該液氨蒸發器更包括一第一溫度控制裝置，其設置於該廢液排出口。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電子級氨水製造系統，其中，該液氨蒸發器係為一直立式液氨蒸發器。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電子級氨水製造系統，其中，該壓力控制器之臨界壓力為依環境氣溫對應之常壓設定。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電子級氨水製造系統，其中，該混合槽更包括設置於底部之一第四出料口，其連接至一氨水儲存槽。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電子級氨水製造系統，更包括一濃度控制裝置。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電子級氨水製造系統，其中，該超純水儲存槽包括一第二溫度控制裝置。
9. 如申請專利範圍第1項所述之電子級氨水製造系統，其中，該第三出料口及該第三進料口之間更包括一過濾裝置。
10. 如申請專利範圍第1項所述之電子級氨水製造系統，其中，該液氨儲存槽更包括一安全卸壓閥。