CN102092540A - 化学液存储设备及化学液存储及分配控制方法 - Google Patents

化学液存储设备及化学液存储及分配控制方法 Download PDF

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何金群
裴立坤
昝威
王锐廷
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Abstract

本发明公开了一种化学液存储设备及化学液存储及分配控制方法，该设备包括：若干化学液存储器、化学液保护装置、以及控制器，化学液保护装置包括：气体输送管路，与化学液存储器连接；化学液输送管路，与化学液存储器连接；化学液分配管路，与化学液存储器连接；每个化学液存储器的侧壁上不同高度处均设置有若干液位传感器；控制器，与各管路及液位传感器均相连，控制各管路的通断，以及检测化学液液位。本发明的设备及方法可对多个化学液存储器内的液体进行动态保护，随着化学液使用过程中液位的上升和下降，可保持存储器中化学液上空的气体处于动态平衡，且结构简单，操作容易。

Description

化学液存储设备及化学液存储及分配控制方法
技术领域
本发明涉及半导体清洗技术领域，尤其涉及一种化学液存储设备及基于该设备的化学液存储及分配控制方法。
背景技术
在半导体行业，需要对硅片进行各种清洗，在清洗的过程中会用到各种化学液。一般情况下，化学液都需要放在化学容器中，如槽或罐里面，其存放及使用的过程为：首先在容器中灌上一定容量的化学液，在使用过程中容器中化学液的液位会不断下降，当下降到一定液位时，又需要补充化学液，如此反复。目前，在现有技术中，通常不对化学液的采取任何保护措施，这样会造成化学液在使用过程中压力波动较大，不便于后期对化学液的分配。
在专利号为5383574的美国专利中提到了一种气体保护的化学液存储方法，应用N2和真空的方法对槽中的化学液进行保护，在输送化学液时应用真空装置抽走槽中部分N2，将槽中的化学液分配到工艺处理单元的同时会给槽补充N2。但该装置比较复杂，相应的控制也较复杂。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构简单的化学液存储设备以及操作容易的化学液存储及分配方法。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种化学液存储设备，该设备包括若干化学液存储器、化学液保护装置、以及控制器，所述化学液保护装置包括：气体输送管路，与所述若干化学液存储器连接，用于输送气体至所述若干化学液存储器中，并将多余的气体从排气装置排出；化学液输送管路，与所述若干化学液存储器连接，用于输送化学液至所述若干化学液存储器中；化学液分配管路，与所述若干化学液存储器连接，用于分配存储于所述若干化学液存储器中的化学液；每个所述化学液存储器的侧壁上不同高度处均设置有若干液位传感器；控制器，与所述气体输送管路、化学液输送管路、化学液分配管路、以及每个液位传感器均相连，用于控制各管路的通断，以及检测化学液液位。
其中，该设备还包括：
化学液紧急排放管路，与所述若干化学液存储器相连，用于将存储于所述化学液存储器中的化学液通过化学液紧急排放管路排出。
其中，所述气体输送管路包括：
依次连接在气体入口与所述排气装置之间的调压阀、差压阀、流量计、第一单向阀、以及气体存储器，所述气体存储器与所述若干化学液存储器均相连，且每段连接管道上均设置有液体传感器，所述液体传感器均与所述控制器相连。
其中，与每个所述化学液存储器连接的每段所述化学液输送管路上均设置有与所述控制器中相连的管路通断装置，所述管路通断装置为气动阀或电磁阀。
其中，与每个所述化学液存储器连接的每段所述化学液分配管路上均设置有动力装置。
其中，所述动力装置为泵。
其中，所述化学液紧急排放管路上设置有第二单向阀。
本发明还提供了一种基于上述化学液存储设备的化学液存储及分配控制方法，该方法包括：
S1.利用气体排放装置将化学液存储器抽成真空，开启气体输送管路，向设备中通入氮气；
S2.第一设定时间后，开启化学液输送管路，向若干化学液存储器中输送化学液；
S3.若第一液位传感器检测到化学液，则关闭化学液输送管路，停止向化学液存储器中输送化学液；
S4.开启化学液分配管路，分配存储于化学液存储器中的化学液，直至第二液位传感器检测不到化学液，则再次开启化学液输送管路，并重复步骤S3-S4。
其中，该方法在步骤S2后还包括步骤：
若第一、第三液位传感器检测出现故障，均检测不到化学液，则化学液紧急排放管路自动开启，排出化学液存储器中的化学液。
其中，所述第二、第一、及第三液位传感器自下而上设置于每个所述化学液存储器的侧壁上的不同高度。
(三)有益效果
本发明的设备及方法可对多个化学液存储器内的液体进行动态保护，随着化学液使用过程中液位的上升和下降，可保持存储器中化学液上空的气体处于动态平衡，且结构简单，操作容易。
附图说明
图1为依照本发明一种实施方式的化学液存储设备结构示意图；
图2为依照基于本发明一种实施方式的化学液存储设备的化学液存储及分配控制方法流程图。
具体实施方式
本发明提出的化学液存储设备及化学液存储及分配控制方法，结合附图和实施例说明如下。
如图1所示，依照本发明一种实施方式的化学液存储设备包括若干化学液存储器、化学液保护装置、以及控制器，其中，化学液保护装置包括：
气体输送管路，与若干化学液存储器连接，用于输送气体至若干化学液存储器中，并将多余的气体从排气装置排出；
化学液输送管路，与若干化学液存储器连接，用于输送化学液至若干化学液存储器中；
化学液分配管路，与若干化学液存储器连接，用于分配存储于若干化学液存储器中的化学液；
每个化学液存储器的侧壁上不同高度处均设置有若干液位传感器，在本实施方式中优选在不同高度处设置三个液位传感器；
控制器，与气体输送管路、化学液输送管路、化学液分配管路、以及每个液位传感器均相连，用于控制各管路的通断，以及检测化学液液位。
该设备还包括：化学液紧急排放管路，与若干化学液存储器相连，用于液位传感器出现故障时，将存储于化学液存储器中的化学液通过化学液紧急排放管路排出。
如图中所示，本实施方式的化学液存储设备中使用了两个化学液存储器，分别为化学液存储器19及化学液存储器20，其上的液位传感器分别为11、12、13及14、15、16。气体输送管路包括：依次连接在气体入口与排气装置之间的调压阀1、差压阀2、流量计3、第一单向阀4、以及气体存储器5，气体存储器与两个化学液存储器均相连，且每段连接管道上均设置有液体传感器，分别为液位传感器6及液位传感器7，两个液体传感器均与控制器21相连。与每个化学液存储器连接的每段化学液输送管路上均设置有与控制器21连接的管路通断装置，可为电磁阀或气动阀，图中优选为气动阀9及气动阀10，此时，控制器包括电磁阀和可编程逻辑控制器PLC，PLC控制电磁阀的开闭，而电磁阀的开闭就会导致气动阀的开闭，从而控制化学液管路的通断。与每个化学液存储器连接的每段化学液分配管路上均设置有动力装置，优选为泵17及泵18。化学液紧急排放管路上设置有第二单向阀8。
如图2所示，本发明还提出了一种基于上述化学液存储设备的化学液存储及分配控制方法，该方法包括：
S1.利用气体排放装置将化学液存储器成真空，开启气体输送管路，向设备中通入氮气。
该步骤具体实现过程为：首先用气体排放装置将化学液存储器抽成真空，然后开启气体输送管路向设备内输送氮气。在开启气体输送管路之前，设置调压阀1和流量计3，优选地，可将调压阀1设置为10psi(磅/平方英寸)，流量计3设置为10L/min，同时，差压阀2的压差为3psi。本实施方式中气体存储器5的容量为2.5L，化学液存储器的容量均为10L，加上各管路中的氮气，需要大概设定2.5min的输送时间。如果流量计3的流量设置的更大些，相应的所需时间就会更少些。气体输送的时间可以大于所设定的第一设定时间，多余的氮气会流到气体排放装置中。
S2.第一设定时间后，通过控制器21控制气动阀9、10，开启化学液输送管路，向若干化学液存储器中输送化学液。
S3.随着化学液的不断输送，存储器中的化学液液位不断上升，若第一液位传感器12、15检测到化学液，则关闭化学液输送管路，停止向化学液存储器中输送化学液。在化学液输送过程中产生的气泡会向上跑，并聚集到化学液的上空，同时又在不断输送N2，这种情况下，更多的气体就会从气体排放装置中排出，既包括所输送的部分N2，又包括化学液中溢出的少量气体。
S4.化学液存储器19、20中已经有足够的化学液，如果需要使用化学液，打开泵17、18，开启化学液分配管路，将化学液分配至工艺当中使用，直至第二液位传感器13、16检测不到化学液，则控制器21再次开启化学液输送管路，并重复步骤S3-S4。
通常情况下，并不会使用到化学液紧急排放管路，在这里所使用的是单向阀8，但是如果出现意外的情况，比如在步骤S2之后，任意容器的第三液位传感器11、14或中间的液位传感器12、15均出现故障，而液位一直上升，这种情况是比较危险的。如果没有紧急排放装置，化学液容器很可能会***，从而危及到生命，于是出于安全考虑设置了此管路。当化学液紧急排出时，化学液也会从气体输送管路中流过，此时液体传感器6和7会感知到化学液的存在，从而通知控制器21产生报警。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种化学液存储设备，该设备包括若干化学液存储器、化学液保护装置、以及控制器，其特征在于，所述化学液保护装置包括：
气体输送管路，与所述若干化学液存储器连接，用于输送气体至所述若干化学液存储器中，并将多余的气体从排气装置排出；
化学液输送管路，与所述若干化学液存储器连接，用于输送化学液至所述若干化学液存储器中；
化学液分配管路，与所述若干化学液存储器连接，用于分配存储于所述若干化学液存储器中的化学液；
每个所述化学液存储器的侧壁上不同高度处均设置有若干液位传感器；
控制器，与所述气体输送管路、化学液输送管路、化学液分配管路、以及每个液位传感器均相连，用于控制各管路的通断，以及检测化学液液位。
2.如权利要求1所述的化学液存储设备，其特征在于，该设备还包括：
化学液紧急排放管路，与所述若干化学液存储器相连，用于将存储于所述化学液存储器中的化学液通过化学液紧急排放管路排出。
3.如权利要求1所述的化学液存储设备，其特征在于，所述气体输送管路包括：
依次连接在气体入口与所述排气装置之间的调压阀、差压阀、流量计、第一单向阀、以及气体存储器，所述气体存储器与所述若干化学液存储器均相连，且每段连接管道上均设置有液体传感器，所述液体传感器均与所述控制器相连。
4.如权利要求1所述的化学液存储设备，其特征在于，与每个所述化学液存储器连接的每段所述化学液输送管路上均设置有与所述控制器中相连的管路通断装置，所述管路通断装置为气动阀或电磁阀。
5.如权利要求1所述的化学液存储设备，其特征在于，与每个所述化学液存储器连接的每段所述化学液分配管路上均设置有动力装置。
6.如权利要求5所述的化学液存储设备，其特征在于，所述动力装置为泵。
7.如权利要求2所述的化学液存储设备，其特征在于，所述化学液紧急排放管路上设置有第二单向阀。
8.基于权利要求1-7任一项所述的化学液存储设备的化学液存储及分配控制方法，其特征在于，该方法包括：
S1.利用气体排放装置将化学液存储器抽成真空，开启气体输送管路，向设备中通入氮气；
S2.第一设定时间后，开启化学液输送管路，向若干化学液存储器中输送化学液；
S3.若第一液位传感器检测到化学液，则关闭化学液输送管路，停止向化学液存储器中输送化学液；
S4.开启化学液分配管路，分配存储于化学液存储器中的化学液，直至第二液位传感器检测不到化学液，则再次开启化学液输送管路，并重复步骤S3-S4。
9.如权利要求8所述的化学液存储及分配控制方法，其特征在于，该方法在步骤S2后还包括步骤：
若第一、第三液位传感器检测出现故障，均检测不到化学液，则化学液紧急排放管路自动开启，排出化学液存储器中的化学液。
10.如要求9所述的化学液存储及分配控制方法，其特征在于，所述第二、第一、及第三液位传感器自下而上设置于每个所述化学液存储器的侧壁上的不同高度。
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