TWM622277U - 自動化設計化學品粒子量測機櫃 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種化學品粒子量測機櫃，包括多個輸入管、多個分流管、多個輸出管、一第一粒子量測機、一第二粒子量測機、及一控制設備。該些輸入管的各端經由多個輸入閥連接多個化學藥液槽，以將藥液引流入該機櫃中。該些輸入管的各另一端匯集至該第一粒子量測機的一端。該第一粒子量測機另一端先連接多個輸出閥，再連接該些輸出管，以將廢液排出至不同的分類收集槽。該第二粒子量測機的一端連接該第一粒子量測機後，另一端先連接該些輸出閥，再連接該些輸出管。該第二粒子量測機所量測的粒徑尺寸小於該第一粒子量測機所量測的粒徑尺寸。該些分流管的一端連接於該些輸入管及該第一粒子量測機之間，以分流該些輸入管的流量。該些分流管的另一端經由多個分流閥連通至分類收集槽。該控制設備分別電性連接至該些輸入閥、該些輸出閥、該些分流閥、該第一粒子量測機、及該第二粒子量測機，其中，該控制設備組態成控制該些閥、該第一粒子量測機、及該第二粒子量測機的開啟或關閉，使得該機櫃成為一種自動化設計化學品粒子量測機櫃。

Description

自動化設計化學品粒子量測機櫃

本創作關於一種化學品粒子量測機櫃，特別是一種自動化設計化學品粒子量測機櫃。

酸、鹼溶液，如氫氟酸（HF）、氫氧化鉀（KOH）等等，被廣泛地應用在半導體製程當中。使用後的酸、鹼溶液（即廢液）在排放之前，必須通過一定的檢驗程序來確保該些廢液可符合環保法規。或者，工廠通過檢驗程序先進行分類蒐集，以降低後續廢水廠處理廢液的負擔。

在傳統的檢驗程序中，習知的化學品粒子量測機櫃往往一台量測機台要量測多種不同的溶液，而在不同的溶液量測順序之間，需要人員手動來更換連接管路。然而，在半導體製程中，如上述舉例的化學溶液均為高腐蝕性的危險化學品，故以人員手動更換連接管路存在安全疑慮。

另一方面，供應半導體製程的化學品須維持無汙染的高純度，亦有以化學品粒子量測機櫃進行量測來確保其高純度的必要。然而，若採用習知的化學品粒子量測機櫃進行檢測，手動更換過程若有不當則存在化學品遭到汙染的風險。

在現有技術中，部分的檢驗程序採取了半自動化作業，來降低操作人員暴露在危險化學品的風險；然而，其中，例如連接管路的清潔、管路校正作業、及確認管路流量等工作仍然仰賴人員操作，因此操作人員仍然存在受到危險化學品危害的風險。

因此，有必要提出一種全新的自動化設計化學品粒子量測機櫃以消除或緩和上述問題。

有鑑於此，本創作蘊含的技術思想在於，將多種管路、閥、以及粒子量測機加以組合，並配置一控制設備（例如電腦）控制該些組件的開啟或關閉，進而實現一種自動化設計化學品粒子量測機櫃。

具體而言，根據本創作的一種觀點，提供一種化學品粒子量測機櫃，包括多個輸入管、多個輸出管、多個分流管、一第一粒子量測機、及一控制設備。該些輸入管各端經由多個輸入閥連接多個化學藥液槽，以將藥液引流入該機櫃中。該些輸入管的各另一端匯集至該第一粒子量測機的一端，該第一粒子量測機另一端先連接多個輸出閥，再連接該些輸出管，以將廢液排出至不同的分類收集槽。該些分流管的一端連接於該些輸入管及該第一粒子量測機之間，以分流該些輸入管的流量，其另一端經由多個分流閥連通至分類收集槽。該控制設備分別電性連接至該些輸入閥、該些輸出閥、該些分流閥、及該第一粒子量測機，其中，該控制設備組態成控制該些閥及該第一粒子量測機的開啟或關閉，使得該機櫃成為一種自動化設計化學品粒子量測機櫃。

可選地，或較佳地，本創作的化學品粒子量測機櫃，更包括：一超純水源，其經由一超純水閥連接於該些輸入管中的一處，該超純水閥電性連接至該控制設備。

可選地，或較佳地，本創作的化學品粒子量測機櫃，更包括：一第二粒子量測機，電性連接至該控制設備，其一端連接在該第一粒子量測機後，其另一端先連接該些輸出閥，再連接至該些輸出管，其中，該第二粒子量測機所量測的粒徑尺寸（measurable particle size）是小於該第一粒子量測機所量測的粒徑尺寸。

可選地，或較佳地，本創作的化學品粒子量測機櫃，更包括：至少一流量計，電性連接至該控制設備，其設置在該第一粒子量測機及／或該第二粒子量測機的一側，該流量計組態成控制該第一粒子量測機及／或該第二粒子量測機的檢測流量。

可選地，或較佳地，在本創作的化學品粒子量測機櫃中，該流量計是一超音波流量計。

可選地，或較佳地，本創作的化學品粒子量測機櫃，更包括一取樣校正模組，其電性連接至該控制設備，用於校正該流量計的數值，且當超音波流量計異常時，作為一備用流量調整裝置。

可選地，或較佳地，在本創作的化學品粒子量測機櫃中，該超音波流量計結合可程式化邏輯控制（Programmable Logic Control，PLC）功能，組態成根據不同化學品的黏度及／或比重執行流量調整，及組態成執行流量零點校正。

可選地，或較佳地，本創作的化學品粒子量測機櫃，更包括：一壓縮乾燥空氣（Compress Dry Air，CDA）系統，設置成監控該化學品粒子量測機櫃中的溫度、濕度變化，以降低該第一粒子量測機及該第二粒子量測機的異常率。

可選地，或較佳地，在本創作的化學品粒子量測機櫃中，該些輸入閥、該些輸出閥、及該些分流閥是組態成在一預設狀態下是自動開啟或關閉；而在一特殊狀態下則允許以手動開啟或關閉。

根據本創作的另一種觀點，另外提供一種化學品粒子量測機櫃，包括多個輸入管、多個分流管、多個輸出管、一第一粒子量測機、一第二粒子量測機、及一控制設備。該些輸入管的各端經由多個輸入閥連接多個化學藥液槽，以將藥液引流入該機櫃中。該些輸入管的各另一端匯集至該第一粒子量測機的一端。該第一粒子量測機另一端先連接多個輸出閥，再連接該些輸出管，以將廢液排出至不同的分類收集槽。該第二粒子量測機的一端連接該第一粒子量測機後，另一端先連接該些輸出閥，再連接該些輸出管。該第二粒子量測機所量測的粒徑尺寸是小於該第一粒子量測機所量測的粒徑尺寸。該些分流管的一端連接於該些輸入管及該第一粒子量測機之間，以分流該些輸入管的流量。該些分流管的另一端經由多個分流閥連通至分類收集槽。該控制設備分別電性連接至該些輸入閥、該些輸出閥、該些分流閥、該第一粒子量測機、及該第二粒子量測機，其中，該控制設備組態成控制該些閥、該第一粒子量測機、及該第二粒子量測機的開啟或關閉，使得該機櫃成為一種自動化設計化學品粒子量測機櫃。

下文將配合圖式並詳細說明，使本創作的其他目的、優點、及新穎特徵更明顯。

以下提供本創作的不同實施例。這些實施例是用於說明本創作的技術內容，而非用於限制本創作的權利範圍。一實施例的一特徵可透過合適的修飾、置換、組合、分離以應用於其他實施例。

應注意的是，在本文中，除了特別指明者之外，具備「一」元件不限於具備單一的該元件，而可具備一或更多的該元件。

此外，在本文中，除了特別指明者之外，「第一」、「第二」等序數，只是用於區別具有相同名稱的多個元件，並不表示它們之間存在位階、層級、執行順序、或製程順序。一「第一」元件與一「第二」元件可能一起出現在同一構件中，或分別出現在不同構件中。序數較大的一元件的存在不必然表示序數較小的另一元件的存在。

在本文中，除了特別指明者之外，所謂的特徵甲「或」（or）或「及/或」（and/or）特徵乙，是指甲單獨存在、乙單獨存在、或甲與乙同時存在；所謂的特徵甲「及」（and）或「與」（and）或「且」（and）特徵乙，是指甲與乙同時存在；所謂的「包括」、「包含」、「具有」、「含有」，是指包括但不限於此。

此外，在本文中，所謂的「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、或「之間」等用語，只是用於描述多個元件之間的相對位置，並在解釋上可推廣成包括平移、旋轉、或鏡射的情形。

此外，在本文中，除了特別指明者之外，「一元件在另一元件上」或類似敘述不必然表示該元件接觸該另一元件。

此外，在本文中，「較佳」或「更佳」是用於描述可選的或附加的元件或特徵，亦即，這些元件或特徵並不是必要的，而可能加以省略。

此外，在本文中，除了特別指明者之外，所謂的一元件「適於」或「適合於」另一元件，是指該另一元件不屬於申請標的的一部分，而是示例性地或參考性地有助於設想該元件的性質或應用；同理，在本文中，除了特別指明者之外，所謂的一元件「適於」或「適合於」一組態或一動作，其描述的是該元件的特徵，而不表示該組態已經設定或該動作已經執行。

此外，在本文中，除了特別指明者之外，一數值可涵蓋該數值的±10%的範圍，特別是該數值±5%的範圍。除了特別指明者之外，一數值範圍是由較小端點數、較小四分位數、中位數、較大四分位數、及較大端點數所定義的多個子範圍所組成。

圖1顯示本創作的一實施例的化學品粒子量測機櫃1的示意圖。圖1僅呈現各元件的模組方塊、管路或電性連接關係，各元件的具體形狀、尺寸、位置可依實際情形安排。

如圖1所示，本創作的化學品粒子量測機櫃1可包括多個輸入管Pin、多個分流管Pbp、多個輸出管Pdr、一第一粒子量測機10、及一控制設備50。輸入管Pin的各端經由多個輸入閥11連接多個化學藥液槽，示例性地標示為Spare槽、H2SO4（硫酸）槽、HF（氫氟酸）槽、HSE系列產品槽，但不限於此，以將藥液引流入機櫃1中。輸入管Pin的各另一端匯流入一第一粒子量測機10。第一粒子量測機10的另一端先連接多個輸出閥12，再連接相應的輸出管Pdr，以將廢液（藥液經檢測後即成為廢液）排出至不同的分類收集槽。分流管Pbp的一端連接於些輸入管Pin及第一粒子量測機10之間，以分流輸入管Pin的流量；分流管Pbp的另一端經由多個分流閥13連通至分類收集槽。控制設備20分別電性連接至輸入閥11、輸出閥12、分流閥13、及第一粒子量測機10。其中，控制設備50可執行編寫好的自動化程式，其組態成控制輸入閥11、輸出閥12、分流閥13、及第一粒子量測機10的開啟或關閉，使得該機櫃1成為一種自動化設計化學品粒子量測機櫃1。

另外，在上述實施例中，第一粒子量測機10的主要是量測範圍是粒徑大於100奈米（nm）的粒子數目。進一步地，化學品粒子量測機櫃1可更包括一第二粒子量測機20，其主要量測粒徑小於100奈米（nm）的粒子數目。第二粒子量測機20的量測範圍是粒徑可例如是介於40～100奈米（nm）的粒子。然而，上述數值只是舉例，而非限定，技術人員可依照不同的化學品而選用針對不同粒徑的粒子量測機。此外，第一粒子量測機10及第二粒子量測機20量測的先後順序亦沒有限定。

為了避免不同的化學品的檢測誤差，在量測切換前，需要對輸入管Pin、第一粒子量測機10、及第二粒子量測機20先進行清洗。本創作的化學品粒子量測機櫃1可更包括一超純水源Supw，經由一超純水閥14連接於輸入管Pin的一處。管路及粒子量測機通過超純水的清洗，可確保粒子量測機在量測上不會有前次檢測物的殘留，進而確保粒子量測機量測精度。此外，化學品粒子量測機櫃1亦具有節儉人員監控以及節水的功能。

本創作的化學品粒子量測機櫃1可更包括至少一流量計30，設置在第一粒子量測機10及／或第二粒子量測機20的一側。流量計30較佳可選用超音波流量計。超音波流量計可結合可程式化邏輯控制器（Programmable Logic Control，PLC）功能，而組態成根據不同化學品的黏度及／或比重進行流量的調整。特別是，流量計30可執行流量零點校正，使現場人員不需調整流量計複雜的參數設定。

相較於先前技術者，本創作的化學品粒子量測機櫃1設置有流量計30，故無須人員手動去控制各個閥，該機櫃1可直接控制檢測流量，無需由人員確認引入管路的流量，故大幅地降低檢測時人員暴露在危險化學品中的風險。

本創作的化學品粒子量測機櫃1可更包括一壓縮乾燥空氣（Compress Dry Air，CDA）系統40。壓縮乾燥空氣系統40是設置成監控化學品粒子量測機櫃1中的溫度、濕度變化，當溫度、濕度值超出臨界值時，會發出警報或警報音，提醒廠務人員維修檢查。據此，可降低第一粒子量測機10及第二粒子量測機20的異常率。

此外，本創作的化學品粒子量測機櫃1可更包括一取樣校正模組（圖未繪示），用於校正流量計30的數值。另一方面，儘管上述該些閥11～14在預設狀態下是由控制設備50根據編寫好的自動化程式來開啟或關閉，但它們在特殊狀態下亦允許以手動開啟或關閉，特殊狀態例如是異常發生時或進行維修時。且當超音波流量計異常時，取樣校正模組可作為一備用流量調整裝置。

使用取樣校正模組作為備用流量調整裝置時，一種替代的操作模式是，將檢測後的廢液排入一放流桶70。此時，考慮到酸、鹼液體逸散出來的腐蝕氣體可能鏽蝕機櫃1，化學品粒子量測機櫃1設有排氣裝置，以將廢液所逸散之氣體排出，防止機櫃1遭酸氣鏽蝕的情形。

值得一提的是，上述組件，包括：第一粒子量測機10、第二粒子量測機20、輸入閥11、輸出閥12、分流閥13、超純水閥14、流量計30、壓縮乾燥空氣（CDA）系統40、及取樣校正模組均電性連接至控制設備50，因此，藉由控制設備50可控制該些組件的開啟或關閉。

圖2顯示本創作的一實施例的化學品粒子量測機櫃1中，其控制設備50的操作介面示意圖。

如圖2所示，在圖2控制設備50的操作介面示意圖中，該操作介面包括各按鍵、各元件符號、各輸入／輸出標籤、各管路連接關係、及量測而得的數值，提供化學品粒子量測機櫃1相應的操作指示供操作人員選擇或調整。因此，透過上述多個實施例的說明可知，本創作的化學品粒子量測機櫃1為一種功能完善的自動化設計化學品粒子量測機櫃1，安全而且便利。

此外，本創作的化學品粒子量測機櫃1的控制設備50的操作設定提供有時間保護機制。在一實施例中，時間保護機制組態成：檢測時間30分鐘到，提供一警報提醒；檢測時間40分鐘到，停止檢測。

圖3顯示本創作一實施例的化學品粒子量測機櫃1的操作流程圖。

本創作一實施例的化學品粒子量測機櫃1的操作是由上述實施例提供的化學品粒子量測機櫃1執行，操作流程可包括以下步驟： 判斷式T1：由控制設備50確認流量計30的流量是否歸零；若判斷結果為是，則進到判斷式T2；若判斷結果為否，則進到步驟S1； 步驟S1：由控制設備50執行流量計30執行零點校正； 判斷式T2：由控制設備50確認第一粒子量測機10是否完成洗淨；若判斷結果為是，則進到步驟S3；若判斷結果為否，則進到步驟S2； 步驟S2：由控制設備50執行粒子量測機洗淨； 步驟S3：由控制設備50選擇待測化學品項目； 步驟S4：由控制設備50控制流量計30調整流量； 步驟S5：由第一粒子量測機10（或第二粒子量測機20）執行粒子檢測分析； 判斷式T3：由控制設備50判斷是否執行第二粒子量測機20的量測；若判斷結果為是，則回到步驟S3開始新的量測；若判斷結果為否，則進到步驟S6；及 步驟S6：由控制設備50執行粒子量測機洗淨。

綜上所述，本創作將多種管路、閥、以及粒子量測機加以組合，並配置一控制設備（例如電腦）控制該些組件的開啟或關閉，而實現一種自動化設計化學品粒子量測機櫃。配合多項可選特徵，例如超純水源、超音波流量計、壓縮乾燥空氣（CDA）系統、及取樣校正模組，本創作的自動化設計化學品粒子量測機櫃的功能更加多樣化。此外，其設想了各種可能產生量測誤差的情況而加以改良，實現化學品粒子量測機櫃做到有效的「一對多」的化學品檢測，其中，除了可防止人員更換管路時可能發生的危險外，更有效地做到化學品分流收集的效果。

儘管本創作已透過多個實施例來說明，應理解的是，只要不背離本創作的精神及申請專利範圍所主張者，可作出許多其他可能的修飾及變化。

1:化學品粒子量測機櫃 10:第一粒子量測機 11:輸入閥 12:輸出閥 13:分流閥 14:超純水閥 20:第二粒子量測機 30:流量計 40:壓縮乾燥空氣（CDA）系統 50:控制設備 70:放流桶 Pin:輸入管 Pbp:分流管 Pdr:輸出管 Supw:超純水源 S1～S6:步驟 T1～T3:判斷式

圖1顯示本創作的一實施例的化學品粒子量測機櫃的示意圖。 圖2顯示本創作的一實施例的化學品粒子量測機櫃中，其控制設備的操作介面示意圖。 圖3顯示本創作的一實施例的化學品粒子量測機櫃的操作流程圖。

1:化學品粒子量測機櫃

10:第一粒子量測機

11:輸入閥

12:輸出閥

13:分流閥

14:超純水閥

20:第二粒子量測機

30:流量計

40:壓縮乾燥空氣(CDA)系統

50:控制設備

70:放流桶

Pin:輸入管

Pbp:分流管

Pdr:輸出管

Supw:超純水源

Claims (10)

1. 一種化學品粒子量測機櫃（1），包括： 多個輸入管（Pin），其等各端經由多個輸入閥（11）連接多個化學藥液槽，以將藥液引流入該機櫃（1）中； 一第一粒子量測機（10），該些輸入管（Pin）的各另一端匯集至該第一粒子量測機（10）的一端，該第一粒子量測機（10）另一端先連接多個輸出閥（12），再連接多個輸出管（Pdr），以將廢液排出至不同的分類收集槽； 多個分流管（Pbp），其等的一端連接於該些輸入管（Pin）及該第一粒子量測機（10）之間，以分流該些輸入管（Pin）的流量，其等的另一端經由多個分流閥（13）連通至分類收集槽；及 一控制設備（50），分別電性連接至該些輸入閥（11）、該些輸出閥（12）、該些分流閥（13）、及該第一粒子量測機（10）； 其中，該控制設備（50）組態成控制該些閥（11、12、13）及該第一粒子量測機（10）的開啟或關閉，使得該機櫃（1）成為一種自動化設計化學品粒子量測機櫃。
2. 如請求項1所述的化學品粒子量測機櫃（1），更包括：一超純水源（Supw），其經由一超純水閥（14）連接於該些輸入管（Pin）中的一處，該超純水閥（14）電性連接至該控制設備（50）。
3. 如請求項1所述的化學品粒子量測機櫃（1），更包括：一第二粒子量測機（20），電性連接至該控制設備（50），其一端連接在該第一粒子量測機（10）後，其另一端先連接該些輸出閥（12），再連接至該些輸出管（Pdr），其中，該第二粒子量測機（20）所量測的粒徑尺寸（measurable particle size）是小於該第一粒子量測機（10）所量測的粒徑尺寸。
4. 如請求項3所述的化學品粒子量測機櫃（1），更包括：至少一流量計（30），電性連接至該控制設備（50），其設置在該第一粒子量測機（30）及／或該第二粒子量測機（30）的一側，該流量計（30）組態成控制該第一粒子量測機（10）及／或該第二粒子量測機（20）的檢測流量。
5. 請求項4所述的化學品粒子量測機櫃（1），其中，該流量計（30）是一超音波流量計。
6. 如請求項5所述的化學品粒子量測機櫃（1），更包括一取樣校正模組，其電性連接至該控制設備（50），用於校正該流量計的數值，且當超音波流量計異常時，作為一備用流量調整裝置。
7. 如請求項5所述的化學品粒子量測機櫃（1），其中，該超音波流量計結合可程式化邏輯控制（PLC）功能，組態成根據不同化學品的黏度及／或比重執行流量調整，及組態成執行流量零點校正。
8. 如請求項3所述的化學品粒子量測機櫃（1），更包括：一壓縮乾燥空氣（CDA）系統（40），設置成監控該化學品粒子量測機櫃（1）中的溫度、濕度變化，以降低該第一粒子量測機（10）及該第二粒子量測機（20）的異常率。
9. 如請求項1所述的化學品粒子量測機櫃（1），其中，該些輸入閥（11）、該些輸出閥（12）、及該些分流閥（13）是組態成在一預設狀態下是自動開啟或關閉；而在一特殊狀態下則允許以手動開啟或關閉。
10. 一種化學品粒子量測機櫃（1），包括： 多個輸入管（Pin），其等各端經由多個輸入閥（11）連接多個化學藥液槽，以將藥液引流入該機櫃（1）中； 一第一粒子量測機（10），該些輸入管（Pin）的各另一端匯集至該第一粒子量測機（10）的一端，該第一粒子量測機（10）另一端先連接多個輸出閥（12），再連接多個輸出管（Pdr），以將廢液排出至不同的分類收集槽； 一第二粒子量測機（20），其一端連接在該第一粒子量測機（10）後，其另一端先連接該些輸出閥（12），再連接該些輸出管（Pdr），其中，該第二粒子量測機（20）所量測的粒徑尺寸小於該第一粒子量測機（10）所量測的粒徑尺寸； 多個分流管（Pbp），其等的一端連接於該些輸入管（Pin）及該第一粒子量測機（10）之間，以分流該些輸入管（Pin）的流量，其等的另一端經由多個分流閥（13）連通至分類收集槽；及 一控制設備（50），分別電性連接至該些輸入閥（11）、該些輸出閥（12）、該些分流閥（13）、該第一粒子量測機（10）、及該第二粒子量測機（20）； 其中，該控制設備（50）組態成控制該些閥（11、12、13）、該第一粒子量測機（10）、及該第二粒子量測機（20）的開啟或關閉，使得該機櫃（1）成為一種自動化設計化學品粒子量測機櫃。

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