专利名称：定量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种定量装置，特别是一种输出具有预设容积的液 体的定量装置。
背景技术：
在化学工业制程中，常需要将高浓度的化学液体，注入化学液 体混合槽中，用以稀释高浓度的化学液体，以制备具有合适浓度的 化学液体。一4殳而言，液体的注入动作是以自动化方式进4亍，其利
用才全测器进4于^:测，以决定注入'液体的量。
现有定量液体混合量(或体积)的方式，大致可以区分为二种。 第 一种方式为测量将注入混合槽中的液体体积；另 一种方式为测量 将注入混合槽中的液体重量。然而，不i仑是通过体积的量测或重量 的量测，其量测准确度都将影响注入混合槽的溶液浓度。在此二种 方式中，体积测量是利用4企测器4企测容器中液体的液面高度，当液 体的液面高度达一预设高度时，通过检测器的信号直接或间接操控 阀件的动作(开启或关闭)，以将液体注入混合槽。而重量量测是 利用磅秤或其它重量量测工具量测容器中液体的重量，当检测器测 得液体重量达一默认值时，检测器发出信号直接或间接操控阀件的 动作(开启或关闭)，以将液体注入混合槽中。
然而，上述现有4支术中的两种方式，仍需考虑到4企测器与液体 控制阀件之间反应延迟的问题。举例而言，在第一种体积测量方式
中，当液面高度检测器在检测到液体的液面高度达预定高度时，检
测器传送一停止信号至输入液体的控制阀件；而在传送停止信号到 输入液体控制阀依据信号产生关闭反应的反应延迟期间，仍旧持续 会提供液体至容器中。在此反应延迟期间输入额外的液体量，将会 造成不精确的稀释浓度。同样地，第二种重量测量方式中，也同样 有反应延迟期间输入额外液体量，而造成稀释浓度不精确的问题。
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种定量装置，可更有效 地提供精确的定量液体。
发明内容
在现有技术中，由于无法精确从容器中输出定量的液体，故容 易造成溶液浓度的误差，进而影响后续制程。故本发明的一方面是 提供一种定量装置，以精确地提供定量液体。
本发明的另 一方面在于提供一种定量装置，其利用检测溢出容 器的液体，以决定停止液体输入容器的时间，进而消除现有反应延 迟期间额外输入液体的问题。
在一实施例中，本发明提供的定量装置，用于输出定量液体至 一^t妾收单元。定量装置包^^舌第一容积单元及4企测单元。第一容积单 元具有一第一预设容积，且形成有第一输入口、第一开口与第一输 出口。当第一输出口闭合时，经由第一输入口输入液体至第一容积
单元。当才全测单元冲企测到溢出第 一开口的液体后，停止车ir入液体至 第一容积单元。并且开启第一输口，以输出具有第一预i殳容积的液 体至接收单元。
本发明的又一方面在于提供一种定量装置，其利用额外定量容
器樣i调液体量，以增加应用弹性。
在另一实施例中，定量装置还包括第二容积单元。第二容积单 元还包括第二开口与第二输入口 。第二开口与第 一容积单元可开合
地连4妄。液体经第二ilr入口iir入至第二容积单元。当第二容积单元 中液体的液面与第二开口的最下缘对齐时，第二容积单元^f诸存具有 第二预设容积的液体。尤其是，第二预设容积小于第一预设容积。
在又一实施例中，定量装置还包括一承接装置。承接装置与第 一容积单元相耦接，供承接从第一开口溢出的液体。；险测单元是冲企
测承*接装置中的液体。在一例示实施例中，承^妄装置还包^"P鬲板， 用以将承接装置分隔成第一承接部分与第二承接部分。第一承接部 分承接从第一开口溢出的液体。第二承接部分承接从第一承接部分 溢出的'液体。
在再一实施例中，第一承接部分还包括预设承接容积、第三开 口与第二输出口。在液体/人第三开口溢出至第二承接部分时，第一
承冲妻部分^诸存具有预设^^妾容积的液体。在才全测单元4全测到溢出的 液体后，第二输出口开启，输出第一7 a妄部分中的液体至4^收单元。 尤其是，预设承接容积小于第一预设容积。
在另一实施例中，定量装置还包括;微调装置，与第一容积单元 相结合。第一容积单元为可挠性的材质所构成，通过微调装置改变 第一容积单元的形状，用以调整第一预设容积。
图1是本发明一实施例中定量装置的示意图； 图2是本发明另一实施例中定量装置的示意图； 图3是本发明又一实施例中定量装置的示意图4是本发明再一实施例中定量装置的示意图；以及 图5是本发明额外一实施例中定量装置示意图。
具体实施例方式
以下参照附图通过优选实施例对本发明进行说明，以使本发明 的目的、实施例、特征、及优点更为清楚。
参照图1，为本发明一实施例的定量装置IO的示意图。定量装 置10可4吏用于半导体制程中，用以4是供4青确定量液体以利调配成 合适的化学液体浓度，但不限定于此。举例来说，可利用定量装置 10输入一精确定量的高浓度氬氟酸原液(例如49% HF)至放置 有定量纯水的4妄收单元14 (例如一4匕学液体混合冲曹)中，4妄着在 接收单元14中高浓度氢氟酸原液与纯水(DI)进行稀释混酸，获 得一后续制程中所需浓度的稀释氢氟酸(DHF)。
参照图1,定量装置10包括第一容积单元11、；险测单元12及 控制单元13。如图所示，第一容积单元11可以是包4舌第一llT入口
112、 第一开口 113与第一l叙出口 114的一容器。第一容积单元ll 具有一第一预设容积(或体积)，即当第一容积单元11为单一开口 的半封闭空间时(例如第一输入口 112及第一输出口 114为关闭时)， 第一容积单元11可容纳的最大液体量基本为第一预设容积。换句 话说，当输入液体至第一容积单元11直到液体由第一开口 113溢出 时的液体量，称为具有第一预i殳容积的液体。本发明实施例通过控 制第一容积单元11的制造，或制造后利用校正仪器，可精确地决 定此第一预设容积。
才企测单元12用于冲企测乂人第一开口 113溢出的'液体(例如高;农 度化学原液(下称原液)，并产生一信号以4戈表原液溢出第一开口
113。 举例而言，4企测单元12可通过检测溢出原液的重量、液面高
度等，从而检测到原液的溢出。控制单元13用以接收来自检测单 元12所产生的^表原液溢出第一开口 113的4言号，并且通过该4言
号控制第一llr入口 112与第一车ir出口 114。在此需注意，以上实施
例虽以高浓度化学原液(例如49。/。HF)为例，但本技术领域普通 技术人员应当知道，本发明可适用于提供定量的任何合适液体，且 不局限于作为稀释的用途。
在原液l俞入第一容积单元11之前，第一l叙出口 114关闭。接 着，原液经由第一输入口 112输入具有第一预设容积的第一容积单 元ll中。P遺着原液经由第一输入口 112持续输入，原液逐渐充满整 个第一容积单元11，直到原液经由第一容积、单元11的第一开口 113 溢出，使得检测单元12检测到从第一开口 113溢出的原液。
才全测单元12在冲企测到溢出的原液后，送出一^C表原'液溢出的 信号至控制单元13。控制单元13根据检测单元12所产生的信号， 传送一停止信号以停止输入原液，使得原液不再输入至第一容积单 元ll中，即停止原液由第一开口 113溢出。举例而言，控制单元 13通过控制设于第一输入口 112的控制阀件，以关闭第一输入口 112， -使原液无法再进入第一容积单元11。取代方式为，控制单元 13可通过控制原液供应源出口的控制阀件，使得原液供应源不再供 应原液，而4吏原液无法再进入第一容积单元11。此外，才全测单元 12与控制单元13的间可利用传输线或无线方式传送信号(未显示 于图中)。
综上所述，如图1所示，当从第一输入口 112输入的原液，从 第一开口 113溢出时，在第一容积单元11中存有具有第一预i殳体积 的原液。接着，开启第一输出口 114，将第一容积单元11所存有的 原液输入至接收单元14，利用此接收单元14可精确地从第一容积 单元11获得第一预i殳容积的原液。即，在4企测单元12及控制单元 13反应延迟期间输入的额外原液，将经由第一开口 113溢出，而对
第一预设容积的定量方式并无任何影响。相4交现有的4支艺，本发明
不受检测器与控制阀间反应延迟的影响，可以提供接收单元14接 收精确定量(例如第一预设容积)的原液。
参照图2，为本发明另一实施例中定量装置20的示意图。在此 实施例中，除部分组件与图1的"i兌明相同外，定量装置20还包括 第二容积单元21及气体供应装置22。如图所示，第二容积单元21 具有第二输入口 212与第二开口 213。第二开口 213与第一容积单 元11可开合地连接。举例而言，在此实施例中，第二开口 213与 第一容积单元11的第一输入口 112可开合地连接，但不以此为限。 举例而言，当欲输入原液至第二容积单元21时，第二输入口 212 开启，偵:得原液经第二输入口 212丰餘入至第二容积单元21,直到输 入原液从第二输入口 212溢出至第一容积单元11。气体供应装置 22与第二容积单元21可开合地相接。举例而言，气体供应装置22 利用具有控制气阀的气体管线221与第二容积单元21可开合地连 *接。当第二容积单元21中原液的液面与第二开口 213的下纟彖基本 对齐时，第二容积单元21内存有具有第二预设容积的原液。即， 当第二容积单元21基本封闭(第二输入口 212及与气体供应装置 22为闭合相连)时，其可容纳的液体量定义为第二预设容积。在此 实施例中，第二预设容积小于第一预设容积。取替地，第二容积单 元21的第二l命入口 212可i殳计成与第 一容积单元11的第 一，餘入口 112共享同一原液供应源出口 ，当原液经由第一$#入口 112 iir入第 一容积单元11时，可使得原液经由第二输入口 112输入第二容积单 元21。即，第二容积单元21的第二车lr入口 212与第二开口 213为 可开合的输入/输出口。在此需注意，第一容积单元11及第二容积 单元21的各车叙入口 ( 112、 212 )或丰#出口 ( 114、 213 )伊0选i殳i十成 可独立地控制其开、关作用，以利于控制，且不以实施例所示为限。
在第一容积单元11输出具有第一预设容积的原液至接收单元 14后，若接收单元14的混合液体(例如原液与纯水的混合液体)
经测量后，所需的混合液体浓度仍有不足时，第二容积单元21可 将具有第二预设容积的原液输出至接收单元14。举例而言，如果名炎 增加接收单元14混合液体的浓度，可从第二容积单元21中输出具 有第二预设容积的原液至4妄收单元14。此外，本实施例中的控制单 元13可根据检测接收单元14中混合液体的浓度，重复地利用控制 单元13选择性传送一输入或停止信号至第二输入口 212,使得具有 第二预i殳容积的原液可重复地输入至4妄收单元14，直到达到所希望 的;容液浓度。
在一例示实施例中，输入第二预设容积的原液至接收单元14 时，先关闭第二输入口212，利用气体供应装置22所提供的气体， 例如氮气，经由控制气阀的气体管线221将具有定量的第二预i殳容 积的原液经第一容积单元11的第一输出口 114送至接收单元14。 举例而言，经由控制气阀的气体管线221输出利用氮气提供一气压 推才齐第二容积单元21中具有第二预i殳容积的原液由第二开口 213 溢出，再经由第一容积单元11的第一输出口 114，将上述原液输入 至接收单元14。 ^f旦是普通4支术人员应当了解到，除上述经由第一容 积单元11的第一專t出口 114的方式外，还可经由其它方式，例:^: 不通过第一容积单元11而将第二容积单元21中的原液直4妄输出至 4妄收单元14。举例而言，^!夺第二容积单元21的第二开口 213i殳计 成直接导向接收装置114直接将具有第二预设容积的原液输出至接 收单元14。
参照图3，为本发明另一实施例中定量装置30的示意图。在本 实施例中，除部分组件与图2的说明相同外，定量装置30还包括 7 义才妄装置31。岸:接装置31与第一容积单元11相耦4妄，用以 ia妄第 一开口 113溢出的原液。在此实施例中，才企测单元12 ^r测承4妄装 置31中的原液，以决定第一容积单元ll已具有第一预设容积的原 液。承4妻装置31具有气孔311,且气孔311的设计是为避免因大气 压力，造成原液无法正常由第一容积单元11的第一开口 113溢出。
举例而言，当原液经由第一开口 113溢出时，气体可经由气3L 311 排出，维持原液由第一开口 113正常溢出。
当原液经由第一容积单元11的第一开口 113溢出，才企测单元 12检测通过检测承接装置31的原液，决定有原液乂人第一开口 113 溢出。枱r测单元12 4企测到溢出的原'液后，产生一4言号以^f戈表原液 溢出第一开口 113，并发送此4言号至控制单元13。 4空制单元13才艮 据检测单元12的信号，传送一停止信号至第一输入口 112，使得液 体不再从第一输入口 112输入至第一容积单元11。与图l相同，图 3中的接收单元14也可精确地从第一容积单元11获得第一预设容 积的原液。除此之外，也可与图2所示的实施例相同，将具有第二 预设容积的液体从第二容积单元21输出至接收单元14。在此实施 例中，利用承接装置31可有效地回收从第一开口 113溢出的原液， 并减少7寸环境的污染。
参照图4，为本发明另一实施例中定量装置40的示意图。与同 图1相同，图4中的接收单元14也可精确地从第一容积单元11获 得第一预i殳容积的原液。除此之外，也可与图2所示的实施例相同， 将具有第二预设容积的原液从第二容积单元21输出至接收单元14。 在本实施例中，除部分组件与图3的说明相同夕卜，承接装置41除 类似上述气孔311的气孔411外，还包括隔板412,用以将承4妻装 置41分隔成第一 ia妄部分410与第二7 a妄部分420。第一岸W妾部分 410承接从第 一开口 113溢出的原液。第二承接部分420承接从第 一7ia妾部分410溢出的原液。当原液经由第一容积单元11的第一 开口 113溢出至第一承接部分410后，原液持续溢出直到充满第一 承接部分410。在此实施例中，当第一7 y妄部分410的原液溢出至 第二承4I:部分420时，枱r测单元12用以4企测由第一承接部分410 溢出的原液。第一承接部410选择性地与第一容积单元11可开合 地连接。举例而言，第一承接部410具有一第二输出口 432以及一 第三开口 431。第二输出口 432与第一容积单元11可开合地连接， 而原液从第三开口 431溢出至第二承接部分420，这时第一承接部 分41(M诸存具有预设承接容积的原液。即，当第一承^接部410为半 封闭容器时(原液仅能从第三开口 431溢出时)，第一承接部410 所能承接液体的量即为预设承接容积。如前所述，类似地，此预设 岸W妄容积可精确地利用^f义器决定。因此，与图1所示的实施例相同， 在第一容积单元11输出具有第一预i殳容积的原液至^妄收单元14 后，若4妾收单元14的混合液体经测量后，所需的混合液体浓度仍 有不足时，第一寿:接部分410的第二输出口 432可才艮据控制单元13 的信号而开启，以将具预设承接容积的原液输出至接收单元14。但 是普通技术人员应当了解到，除上述经由第一容积单元11将第一 ia妄部分410的预定牙c接容积的原液输出至4妄收装置14外，还可 经由其它方式，例如不通过第一容积单元11而将第一承接部分 410中的原液直才妄输出至4妄收单元14。此夕卜，在此实施例中，预i殳 承接容积小于第一预设容积，且优选预设承接容积不同于第二预设 容积。如此一来，通过各种预i殳容积的配合实施，本发明可多样化 地精确调整原液纟是供量，以达到所需的溶液浓度。
但普通技术人员应当了解到，在本实施例中仅说明承接装置41 一侧的第一承接部分410的预定承*接容积。然而，值得注意的是， 承接装置41为一立体的承接装置，故第一岸W妄部分410的预定岸义 接容积仍延续至承接装置41另一侧。举例而言，承接装置41为一 圆柱体，隔版412亦沿着第一开口 113周缘形成一柱体。承接装置 41通过隔W反412形成如上所述的第 一岸:接部分410和第二岸W妄部分 420，其中第一岸:接部分410为预定7 a妄容积。第二^fc接部分420 承接从第一承接部分410溢出的原液，除供检测单元12检测外， 位于第二寿:接部分420的原液，可通过控制单元13控制，将位于 第二承接部分420的原液经由第二开口 213回收至第一容积单元 11。
参照图5，为本发明另一实施例中定量装置50的示意图。在本 实施例中，除部分组4牛与图4的i兌明相同外，第一容积单元11还 包括微调装置51。微调装置51与第一容积单元11相结合，根据输 入液体的种类，选择性调整第一容积单元11的形状，进而改变第 一预设容积。优选地，第一容积单元11为可绕性的材料所构成， 并可通过微调装置61改变第一容积单元11的形状，进而使得第一 容积单元11的预"i殳容积改变。此一改变的预设容积可通过仪器精 确地决定，而〗吏第一容积单元11具有〗奮正的预"i殳容积。如此一来， 本发明的定量装置(10、 20、 30、 40、 50)不^f又可^是供精确定量的 液体，定量装置(20、 30、 40、 50)还可多元化地4是供各种精确定 量的液体，以符合各制程的需求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发 明。在上述实施例中，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明 的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包
含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种定量装置，用于输出定量液体至一接收单元，所述定量装置包括一第一容积单元，具有一第一预设容积，所述第一容积单元具有一第一输入口、一第一开口与一第一输出口；以及一检测单元；其中，当所述第一输出口闭合时，经由所述第一输入口输入液体至所述第一容积单元，当所述检测单元检测到溢出所述第一开口的液体后，停止输入所述液体至所述第一容积单元，并开启所述第一输出口，以输出具有所述第一预设容积的液体至所述接收单元。
2. 根据权利要求1所述的定量装置，其特征在于，还包括一控制 单元，其中所述才企测单元4企测到溢出所述第 一开口的液体后， 所述;f企测单元发出 一信号至该控制单元以关闭所述第 一输入 c 。
3. 根据权利要求1所述的定量装置，其特征在于，还包括一第二 容积单元，具有一第二预设容积、 一第二开口与 一第二输入口 ， 且所述第二开口与所述第 一容积单元可开合地连4妄，其中液体 经所述第二输入口输入至该第二容积单元，所述第二容积单元 中液体的液面与所述第二开口基本对齐时，所述第二容积单元 储存具有所述第二预设容积的液体，且所述第二预设容积小于 所述第一预设容积。
4. 根据权利要求3所述的定量装置，其特征在于，经由所述第一 输入口输入液体至所述第 一容积单元时，也同时经由所述第二丰lr入口输入至所述第二容积单元。
5. 根据权利要求3所述的定量装置，其特征在于，还包括一气体 供应装置，用以提供气体将所述第二容积单元中的液体经所述 第 一容积单元输出至所述接收单元。
6. 根据权利要求1所述的定量装置，其特征在于，还包括一承接 装置，与所述第一容积单元相耦接，用于承4妄/人所述第一开口 溢出的液体，其中所述4企测单元冲企测所述承接装置中的液体。
7. 根据权利要求6所述的定量装置，其特征在于，所述承接装置 还包括一隔板，用以将所述7fa妄装置分隔成一第一承^妄部分与 一第二承接部分，其中所述第 一承接部分承接从所述第一开口溢出的液体，且所述第二承*接部分7|^妄从所述第一7|^妄部分溢出的液体。
8. 根据权利要求7所述的定量装置，其特征在于，所述检测单元 是4企测所述第二承接部份中的液体。
9. 根据权利要求7所述的定量装置，其特征在于，所述第一承接 部分具有一预i殳承4妄容积、所述第一承4妄部分具有一第三开口 与一第二输出口 ，其中液体从所述第三开口溢出至所述第二承接部分，所述第 一承4妄部分储存具有所述预i殳承接容积的液 体，当所述检测单元检测到溢出的液体后，所述第二输出口开 启，以输出所述第一承接部分中的液体至所述接收单元，且所 述预设承接容积小于所述第 一预设容积。
10. 根据权利要求9所述的定量装置，其特征在于，其中所述第一 承接部分中的液体经由所述第 一容积单元输出至所述接收单 元。
11. 根据权利要求1所述的定量装置，其特征在于，还包括一微调 装置，与所述第一容积单元相结合，所述微调装置用以调整所 述第 一预i殳容积为一#~正的预i殳容积。
12. 根据权利要求11所述的定量装置，其特征在于，其中所述第 一容积单元为可绕性的材质所构成，且所述纟效调装置通过改变 所述第 一容积单元的形状以调整所述第 一预i殳容积。
全文摘要
本发明提供一种定量装置，供输出定量液体至接收单元，其中定量装置包括第一容积单元及检测单元。第一容积单元，具有第一预设容积，并包括第一输入口、第一开口与第一输出口。当第一输出口闭合时，经由第一输入口输入液体至第一容积单元。当检测单元检测到溢出第一开口的液体后，停止输入液体至第一容积单元。并且开启第一输出口，以输出具有第一预设容积的液体至接收单元。
文档编号G01F19/00GK101363747SQ20071014011
公开日2009年2月11日 申请日期2007年8月6日 优先权日2007年8月6日
发明者黄文彬 申请人:台灣積體電路製造股份有限公司