具有净化能力的可再填充的安瓿的制作方法
【专利摘要】一种适于在净化过程中隔离安瓿和/或工艺管路的流体输送系统，包含：进口控制阀，其将压缩气体源连接至可再填充的安瓿；出口控制阀，其将所述可再填充的安瓿连接至使用位置；工艺控制阀，其将工艺管路连接至所述可再填充的安瓿；工艺隔离阀；以及净化供给阀，例如三通净化供给阀，其被布置在所述工艺隔离阀与所述工艺控制阀之间。还公开了一种净化流体输送系统的方法，包含：关闭将工艺管路连接至可再填充的安瓿的工艺隔离阀；通过净化供给阀（例如三通净化供给阀）供给净化气体；以及将联接至所述工艺管路的工艺控制阀循环打开和关闭至少一次。还描述了一种用于再填充安瓿并且净化流体供给系统的歧管。
【专利说明】具有净化能力的可再填充的安瓿
【技术领域】
[0001]本公开内容涉及一种包括可再填充的安瓿(ampoule)的流体输送系统、一种净化流体输送系统的方法、以及一种适于净化流体输送系统的歧管(manifold)。在多种方面，本公开内容涉及在净化过程中隔离流体输送系统中的任何工艺管路(process line)和/或安瓿、一种在隔离了工艺管路和/或安瓿的情况下净化流体输送系统的方法、以及一种适于在隔离了工艺管路和/或安瓿的情况下净化流体输送系统的歧管。虽然本文主要集中于流体输送系统和用于半导体应用的方法，但是本文公开的系统和方法可适用于广泛的领域。
【背景技术】
[0002]在流体输送系统的使用中，特别是在期望持续供给高纯度流体(例如，液相或气相材料)的领域中，常常利用可再填充的安瓿来维持该流体不间断地流至使用位置(例如，半导体制造工具)。当需要再填充该可再填充的安瓿中的流体时(例如，如通过流体存量监测设备或组件感测到的)，可通过工艺管路将批量输送系统(bulk delivery system)连接至该可再填充的安瓿，以再填充该安瓿。许多这样的安瓿能够在将流体分配至使用位置的同时被再填充。
[0003]在半导体应用中利用的许多流体是易挥发的。在这些易挥发的流体的使用中必须极其小心，特别是在取出可再填充的安瓿的过程中。可再填充的安瓿必须被定期地取出、清洗和/或放回，以使在安瓿中积累的污染物最少。从半导体流体输送系统和歧管中取出安瓿是冗长的过程，该过程目前要求延长的时间对来自所述系统的流体进行净化。例如，使用常规净化方法来清空安瓿以及使工艺管路排回至流体输送系统可花费许多天。所导致的半导体制造工具的停工时间造成了重大的收入损失。
[0004]因此，本领域一直在寻找系统、歧管和方法的改进，用于限制与取出和/或清洗可再填充的安瓿以及净化工艺管路关联的停工时间。
【发明内容】
[0005]本公开内容涉及适于在净化过程中隔离工艺管路和/或安瓿的系统、方法和歧管。
[0006]在一个方面，本公开内容涉及一种适于在净化过程中隔离安瓿和工艺管路中的任何一个的流体输送系统，该系统包括:进口控制阀，其被布置以将压缩气体源连接至可再填充的安瓿；出口控制阀，其被布置以将可再填充的安瓿连接至使用位置；工艺控制阀，其被布置以将工艺管路连接至所述可再填充的安瓿；工艺隔离阀；以及净化供给阀，例如三通净化供给阀，其被布置在所述工艺隔离阀与所述工艺控制阀之间。
[0007]在另一个方面，本公开内容涉及一种净化流体输送系统的方法，该方法包括:关闭工艺隔离阀，其中该工艺隔离阀将工艺管路连接至可再填充的安瓿；通过净化供给阀(例如三通净化供给阀)供给净化气体，该净化供给阀联接至位于所述工艺隔离阀与所述可再填充的安瓿之间的工艺管路；以及将工艺控制阀循环打开和关闭至少一次，该工艺控制阀联接至位于所述净化供给阀(例如三通净化供给阀)与所述可再填充的安瓿之间的工艺管路。
[0008]在又一个方面，本公开内容涉及一种适于再填充安瓿和净化流体输送系统的歧管，该歧管包括:进口控制阀，其连接至压缩气体源；净化供给阀，例如三通净化供给阀，其连接至净化供给气体源；工艺隔离阀，其连接至所述净化供给阀，例如三通净化供给阀；工艺控制阀，例如三通工艺控制阀，其连接至所述净化供给阀，例如三通净化供给阀；真空源阀，其连接至真空源；以及出口控制阀，其连接至所述工艺控制阀(例如三通工艺控制阀)、所述真空源阀、以及旁通阀，其中该旁通阀连接至所述进口控制阀。
[0009]根据随后的描述和随附的权利要求，本公开内容的其他方面、特征和实施方案将更明了。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是根据本公开内容的一个实施方案的流体输送系统和歧管的示意图。
【具体实施方式】
[0011]本公开内容涉及流体输送系统、方法，并且涉及用于在这样的系统的净化过程中隔尚工艺管路和/或安瓶的歧管。
[0012]在一个实施方案中，一个流体输送系统适于在净化过程中隔离安瓿和工艺管路中的任何一个，其中所述系统包括:进口控制阀，其被布置以将压缩气体源连接至可再填充的安瓿；出口控制阀，其被布置以将所述可再填充的安瓿连接至使用位置；工艺控制阀，例如三通工艺控制阀，其被布置以将工艺管路连接至所述可再填充的安瓿；工艺隔离阀；以及净化供给阀，例如三通净化供给阀，其被布置在所述工艺隔离阀与所述工艺控制阀之间。
[0013]本公开内容的流体输送系统，通过隔离可再填充的安瓿和/或连接至批量输送系统的工艺管路，使得能够快速净化所述系统。
[0014]除非另有定义，本文使用的术语应被理解为具有与本公开内容所涉及的领域中的普通技术人员普遍理解的含义相同的含义。还应理解，本文使用的术语应被解释为具有与本说明书和相关领域的语境一致的含义。
[0015]除非明确记载没有一个或多个元件，本文使用的术语“包括(comprising)”,包含(including)”以及“具有(having)”应被解释为开放式术语，其不排除存在一个或多个元件。
[0016]本文使用的短语“流体输送系统”指代适于将流体从安瓿输送至使用位置的任何系统。在多种实施方案中，所述安瓿包括可再填充的安瓿。在一个实施方案中，流体输送系统包含歧管，该歧管联接至可再填充的安瓿，用于再填充该安瓿并且用于将流体从该安瓿供给至使用位置。
[0017]本文使用的短语“批量输送系统”指代适于将流体输送至流体输送系统和/或可再填充的安瓿的任何系统。在一个实施方案中，批量输送系统通过工艺管路连接至该流体输送系统和/或可再填充的安瓶，并且被布置用于再填充该可再填充的安瓶。这样的一般
类型的批量输送系统可购自美国康涅狄格州丹伯里市的atmi，inc.，商标为Unichem?，包含Unichein# 3000系列和Unichem* 3250批量输送系统。
[0018]本文使用的关于“真空源”的术语“真空”意指用于提供压力差的低压。这样的低压可以是次大气压(subatmospheric pressure)、大气压(atmospheric pressure)或低的超大气压(low superatmospheric pressure)。所述真空源自身可以包括泵、压缩机、鼓风机、排出器(ejector)、喷射器(eductor)、文丘里管(venturi),或用来提供在所述流体输送系统中必需的真空的其他装置或设备。
[0019]如前文讨论的，在目前的半导体制造设施中，净化整个流体输送系统即从工艺管路回到所述流体输送系统所需要的时间可数以日计。在取出之前，可能需要额外的时间来充分清空可再填充的安瓿。本系统允许在不净化工艺管路、不清空安瓿或不影响连接至该批量输送系统的其他系统的情况下，在取出所述安瓿之前净化，从而显著减少了半导体制造工具的停工时间。因为在高纯度流体输送系统中定期取出、维护或清洗安瓿是必要的，所以本系统、方法和歧管提高了这样的安瓿管理的效率。
[0020]在一个实施方案中，工艺管路将所述批量输送系统连接至所述液体输送系统，并且包含用于关闭位于所述批量输送系统与所述液体输送系统之间的管路连接的工艺隔离阀。所述工艺隔离阀允许所述批量输送系统和从所述工艺隔离阀至所述批量输送系统的工艺管路在所述系统的净化过程中被隔离。
[0021]在一些实施方案中，净化供给阀，例如三通净化供给阀，被布置在所述工艺隔离阀与所述可再填充的安瓿之间，用于将净化气体从净化气体供给源供给至位于所述工艺隔离阀与所述安瓿之间的工艺管路。
[0022]本文使用的术语“三通阀”(以及包含任何类型的三通阀，例如三通净化供给阀和三通工艺控制阀)意指适于连接三个分立的流体管路或将一个流体管路在第二流体管路上除了所述第二流体管路的端点以外的一点连接至所述第二流体管路的阀。应认识到，可利用多个阀的特定布置来代替三通阀，包含二通阀的组合、被盖住一个阀端口的四通阀等。
[0023]在本公开内容的流体输送系统中采用的任何阀可独立地具有手动或自动特性。当任何这样的阀是自动的时候，它可设有适合的阀致动器/控制器部件，该阀致动器/控制器部件与中央处理器单元或运行监测和控制组件操作性地链接，由此各个阀可根据预定的运行周期被致动以按要求打开/关闭。
[0024]在又一个实施方案中，工艺控制阀，例如三通工艺控制阀，被布置在所述净化供给阀(例如三通净化供给阀)与所述安瓿之间，用于在所述流体输送系统的净化过程中隔离所述安瓿。所述工艺控制阀可包括被布置在三通净化供给阀与所述安瓿之间的三通工艺控制阀，用于在所述流体输送系统的净化过程中旁通所述安瓿。所述工艺控制阀，例如三通工艺控制阀，可连接至出口控制阀和/或流体出口管路。在多种实施方案中，所述流体出口管路将所述安瓿连接至所述使用位置，并且可联接至真空源阀和真空源。在多种实施方案中，所述流体出口管路连接至处置点(例如，排放管或滤毒罐)。所述工艺控制阀可包括多个工艺控制阀，任何所述工艺控制阀可包括三通阀、手动阀、自动阀、二通阀、被盖住一个端口的四通阀等。
[0025]本文公开的流体输送系统可包括进口控制阀，该进口控制阀通过压缩气体供给管路将压缩气体源连接至所述安瓿。所述进口控制阀可包括多个进口控制阀，任何所述进口控制阀可包括手动阀。[0026]本文公开的流体输送系统可包括旁通阀，该旁通阀将所述压缩气体供给管路连接至所述流体出口管路，从而旁通所述安瓿和工艺管路。
[0027]本文公开的流体输送系统可包括出口控制阀，其连接至工艺控制阀(例如三通工艺控制阀)、化学制品出口阀、真空源阀、旁通阀、可再填充的安瓿和使用位置中的任何一个。在多种实施方案中，出口控制阀和/或化学制品出口阀控制了从所述安瓿至使用位置的流体输送。所述出口控制阀可包括多个出口控制阀，任何所述出口控制阀可包括手动阀。
[0028]本文公开的流体输送系统提供了对压缩气体供给管路、位于所述工艺隔离阀与安瓿之间的工艺管路以及流体出口管路(统称为“管路”)的净化。所述流体输送系统可以可选地用以清空所述安瓿，或替代地仅净化所述管路而不必清空所述安瓿。在隔离了至所述批量输送系统的工艺管线的情况下对所述管线的净化涉及:在所述净化过程中关闭所述工艺隔离阀。在隔离了所述安瓿和工艺管路的情况下对所述管路的净化涉及:关闭所述工艺隔离阀，以及关闭所述工艺控制阀(例如三通工艺控制阀)的连接至所述安瓿的一个路径，以旁通所述安瓿并且净化该系统直到所述流体出口管路。
[0029]上述系统的部署中的使用位置可以是任何适合的位置，其中所供给的流体例如用来执行工艺、处理或其他利用功能。在一个实施方案中，所述使用位置包括半导体制造位置，该半导体制造位置可例如包括半导体制造工具，所供给的流体在该半导体制造工具中诸如用于淀积、离子注入、刻蚀或其他使用流体的操作或工艺。
[0030]在一个实施方案中，公开了一种净化流体输送系统的方法,该方法包括:关闭工艺隔离阀，其中所述工艺隔离阀将工艺管路连接至可再填充的安瓿；通过净化供给阀(例如三通净化供给阀)供给净化气体，该净化供给阀联接至位于所述工艺隔离阀与所述可再填充的安瓿之间的工艺管路；以及将工艺控制阀循环打开和关闭至少一次，该工艺控制阀联接至位于所述净化供给阀(例如三通净化供给阀)与所述可再填充的安瓿之间的工艺管路。
[0031]这样的方法可以进一步包括启动联接至流体出口管路的真空源，其中所述流体出口管路连接至所述可再填充的安瓿。这样的方法可以进一步包括使净化气体流过所述净化供给阀(例如三通净化供给阀)、进口控制阀、出口控制阀以及旁通阀中的任何一个。这样的方法可以进一步包括关闭所有阀。这样的方法可以进一步包括维持气体供给，用于取出所述可再填充的安瓿。这样的方法可以进一步包括隔离所述可再填充的安瓿。
[0032]在所公开的方法的多种实施方案中，所述进口控制阀联接至压缩气体供给管路，所述出口控制阀联接至流体出口管路，并且所述旁通阀联接至所述压缩气体管路和所述流体出口管路。在另外多种实施方案中，所述工艺控制阀包括三通工艺控制阀。
[0033]可在如下情况下实施所述方法:所供给的气体的使用位置是半导体制造位置，例如半导体制造工具，诸如例如气相沉积设备、离子注入机、刻蚀设备、光刻单元、晶片清洗设备等。
[0034]在一个实施方案中，所述方法以关闭所有阀来启动，之后是净化从所述安瓿至使用位置或处置点并且回到所述安瓿的工艺管路。该净化之后可以是启动联接至流体出口管路的真空源。该启动步骤之后可以是关闭所述工艺隔离阀。该关闭步骤之后可以是将工艺控制阀循环打开和关闭至少一次，该工艺控制阀联接至位于所述净化供给阀(例如三通净化供给阀)与所述可再填充的安瓿之间的工艺管路。在多种实施方案中，所述工艺控制阀包括三通工艺控制阀。在各种实施方案中，所述循环打开和关闭动作发生多次。[0035]所述循环之后可以是打开所述净化供给阀(例如三通净化供给阀)，以启动净化气体的供给。在多种实施方案中，所述净化气体可以是任何惰性气体，诸如例如氮气、氩气、氦气、氙气等。打开所述净化供给阀(例如三通净化供给阀)之后可以是额外的循环打开和关闭所述工艺控制阀。该额外的循环之后可以是下列中的任何一项或多项:(1)关闭所述工艺控制阀，例如三通工艺控制阀；(2)净化从所述安瓿至使用位置或处置点的工艺管路(通过所述进口控制阀和/或出口控制阀)；(3)关闭所有阀；(4)维持气体供给，用于取出所述可再填充的安瓿；以及(5)取出所述安瓿。
[0036]另外一个实施方式可被构造为适于再填充安瓿和净化流体输送系统的歧管，该歧管包括:(a)进口控制阀，其连接至压缩气体源；(b)净化供给阀，例如三通净化供给阀，其连接至净化供给气体源；(C)工艺隔离阀，其连接至所述净化供给阀，例如三通净化供给阀；(d)工艺控制阀，例如三通工艺控制阀，其连接至所述三通净化阀；(e)真空源阀，其连接至真空源；以及(f)出口控制阀，其联接至所述工艺控制阀(例如三通工艺控制阀)、所述真空源阀和旁通阀，其中所述旁通阀连接至所述进口控制阀。
[0037]如公开的这样的歧管可进一步包括下列中的任何一项:(a)第二进口控制阀，其连接至所述(第一)进口控制阀；(b)第二出口控制阀，其连接至所述(第一)出口控制阀；(C)化学制品出口阀，其连接至所述出口控制阀；以及(d) 二通工艺控制阀，其连接至三通工艺控制阀。在多种实施方案中，三通净化供给阀、工艺隔离阀和三通工艺控制阀被布置用于在净化过程中隔离工艺管路和安瓿中的任何一个。
[0038]参考下述实施例进一步说明本公开内容的优点和特征，下述实施例无论如何都不应被理解为限制本公开内容的范围，而是应被理解为在本公开内容的具体应用中用于说明本公开内容的一个实施方案。
[0039]根据本公开内容的多种实施方案，可以采用图1中示意性地示出的类型的系统100，系统100含有:可再填充的安瓿101，用于通过流体出口管路141和出口控制阀143将流体102输送至使用位置(未示出);压缩气体源130，其连接至可再填充的安瓿101，并且用以驱动来自可再填充的安瓿101的流体102 ;工艺管路111和115，用于再填充可再填充的安瓿101 ;工艺隔离阀113，用于隔离位于批量输送系统110与工艺隔离阀113之间的工艺管路111 ;净化供给气体源120，通过三通净化供给阀114连接至位于工艺隔离阀113与可再填充的安瓿101之间的工艺管路115 ;以及三通工艺控制阀116，其将工艺管路115连接至流体出口管路141，用于在净化过程中旁通安瓿101。
[0040]图1中公开的系统100还可以沿着压缩气体供给线路131含有进口控制阀134和手动控制阀132，压缩气体供给线路131将压缩气体源130连接至可再填充的安瓿101。压缩气体供给管路131还可以包含旁通阀133，用于旁通可再填充的安瓿101。在多种实施方案中，所述工艺管路除了三通工艺控制阀116之外还可以包含手动工艺控制阀112。在多种实施方案中，流体出口管路141包含手动出口控制阀142和/或化学制品出口阀161。所公开的系统100还可以包含真空源150，其通过真空源阀151连接至流体出口管路141。
[0041]图1中大体公开的系统100含有歧管，该歧管包含:(a)进口控制阀134和/或132，其连接至压缩气体源；(b)三通净化供给阀114，其连接至净化供给气体源120 ; (c)工艺隔离阀113，其连接至三通净化阀114 ;(d)三通工艺控制阀116，其连接至三通净化阀114 ;(e)真空源阀151，其连接至真空源150 ;以及(f)出口控制阀143和/或142，其连接至三通工艺控制阀116、真空源阀151和旁通阀133，其中所述旁通阀连接至进口控制阀134和/或132。
[0042]图1中公开的一般类型的系统将允许在如下情况下对流体输送系统100进行快速(例如2-3小时)局部(例如在本文公开的歧管内)净化:在因关闭工艺隔离阀113而隔离了位于批量输送系统110与工艺隔离阀113之间的工艺线路111的情况下，和/或在通过关闭连接至安瓿101的三通工艺控制阀116的部分并且将净化从工艺管路115重新导向流体出口管路141来终止工艺管路115与安瓿101之间的连接从而隔离了可再填充的安瓿101的情况下。
[0043]应意识到，在本公开内容的宽泛范围内，本文描述的任何元件和特征可以与任何一个或多个其他元件和特征结合。
[0044]虽然本文已经参照具体方面、特征和例示性实施方案描述了本公开内容，但应意识到，本发明的效用不限于此，而是延伸至并且涵盖众多其他变体、改型和替代性实施方案，如本公开内容的领域中的普通技术人员基于本文的描述将想到的。因此，如下文要求保护的本发明旨在被宽泛地诠释和解释为在本发明的精神和范围内包含所有这些变体、改型和替代性实施方案。
【权利要求】
1.一种适于在净化过程中隔离安瓿和/或工艺管路的流体输送系统，所述系统包括: 进口控制阀，其被布置以将压缩气体源连接至可再填充的安瓿； 出口控制阀，其被布置以将所述可再填充的安瓿连接至使用位置； 工艺控制阀，其被布置以将工艺管路连接至所述可再填充的安瓿； 工艺隔离阀；以及 净化供给阀，其被布置在所述工艺隔离阀与所述工艺控制阀之间。
2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括旁通阀，该旁通阀被布置以连接所述进口控制阀和所述出口控制阀。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述进口控制阀包括多个进口控制阀。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述多个进口控制阀中的至少一个是手动的。
5.根据权利要 求1所述的系统，其中所述工艺控制阀包括多个工艺控制阀。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述多个工艺控制阀中的至少一个是三通工艺控制阀。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述出口控制阀包括多个出口控制阀。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述多个出口控制阀中的至少一个是手动的。
9.根据权利要求1所述的系统，进一步包括真空源阀，该真空源阀被布置以将真空源连接至所述可再填充的安瓿。
10.根据权利要求1所述的系统，进一步包括化学制品出口阀，该化学制品出口阀被布置以将所述出口控制阀连接至所述使用位置。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述使用位置包括半导体制造位置。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述使用位置包括半导体制造工具。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述工艺控制阀包括三通工艺控制阀。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述净化供给阀包括三通净化供给阀。
15.一种净化流体输送系统的方法，所述方法包括: 关闭工艺隔离阀，其中所述工艺隔离阀将工艺管路连接至可再填充的安瓿； 通过净化供给阀供给净化气体，该净化供给阀联接至位于所述工艺隔离阀与所述可再填充的安瓿之间的所述工艺管路；以及 将工艺控制阀循环打开和关闭至少一次，该工艺控制阀联接至位于所述净化供给阀与所述可再填充的安瓿之间的所述工艺管路。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述净化供给阀包括三通净化供给阀。
17.根据权利要求15所述的方法，进一步包括启动联接至流体出口管路的真空源，其中所述流体出口管路连接至所述可再填充的安瓿。
18.根据权利要求15所述的方法，进一步包括使净化气体流过所述净化供给阀、进口控制阀、出口控制阀和旁通阀中的任何一个。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述进口控制阀联接至压缩气体供给管路，所述出口控制阀联接至流体出口管路，并且所述旁通阀联接至所述压缩气体管路和所述流体出口管路。
20.根据权利要求15所述的方法，进一步包括关闭所有阀。
21.根据权利要求15所述的方法，进一步包括维持气体的供给，用于取出所述可再填充的安咅瓦。
22.根据权利要求15所述的方法，进一步包括隔离所述可再填充的安瓿。
23.根据权利要求15所述的方法，其中所述工艺控制阀包括三通工艺控制阀。
24.根据权利要求15所述的方法，其中所述使用位置包括半导体制造位置。
25.根据权利要求15所述的方法，其中所述使用位置包括半导体制造工具。
26.一种适于再填充安瓿并且净化流体输送系统的歧管，所述歧管包括: (a )进口控制阀，其连接至压缩气体源； (b)净化供给阀,其连接至净化供给气体源； (c)工艺隔离阀，其连接至所述净化供给阀； Cd)工艺控制阀，其连接至所述净化供给阀； (e)真空源阀，其连接至真空源；以及 (f)出口控制阀，其连接至所述工艺控制阀、所述真空源阀以及旁通阀，其中所述旁通阀连接至所述进口控制阀。
27.根据权利要求26所述的歧管，其中所述净化供给阀包括三通净化供给阀。 27.根据权利要求26所述的歧管，其中所述工艺控制阀包括三通工艺控制阀。
28.根据权利26所述的歧管，进一步包括下列中的任何一个: (a)第二进口控制阀，其连接至所述进口控制阀； (b)第二出口控制阀，其连接至所述出口控制阀； (c)化学制品出口阀，其连接至所述出口控制阀；以及 Cd)所述工艺控制阀包括二通工艺控制阀，该二通工艺控制阀连接至三通工艺控制阀。
29.根据权利要求26所述的歧管，其中所述净化供给阀、工艺隔离阀和工艺控制阀被布置用于在净化过程中隔离工艺管路和/或安瓿。
30.根据权利要求29所述的歧管，其中所述净化供给阀包括三通净化供给阀，并且所述工艺控制阀包括三通工艺控制阀。
【文档编号】H01L21/02GK103635990SQ201280032520
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年5月24日 优先权日:2011年5月28日
【发明者】R·D·切斯姆, A·科瑞尔 申请人:先进技术材料股份有限公司