TWI292336B - Apparatus and method for mixing and supplying chemicals - Google Patents

Description

1292336 ^OOSpifdoc 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於按預定的混合比（mixing ratio )混合 至少兩種化學製品並即時地供應其混合物的裝置與方法。 【先前技術】 通常，由一種化學製品與去離子水（dei〇nized water， DI water)或者至少兩種化學製品混合而成的混合物係被 鲁 用於移除晶圓（wafer)表面的濕式钮刻（wet etcjj)以及 用於清洗過程。 在用於以確疋混合比混合一種化學製品與去離子水並 供應其混合物到一處理裝置（treating apparatus)之傳統的 化學製品供應裝置中，化學製品係按其各自的預定量而被 輸送到一混合槽（mixing tank)中。化學製品的供應是藉 由安裝於輸送管（transfer line )上的一累計流量計 (integrating flowmeter )、一控制單元、以及一由此控制 單元所控制其開/關的關閉閥（shutoff valve)來進行的。 _ 換句話說，如果A化學製品對B化學製品的混合比為1: 2，且需要300公升的混合物，那麼化學製品a與b會經 由累計流量計而被累積，直到其容量分別達到1〇〇升與^ 升，然後此300升混合物被輸送到一緩衝槽（|；)11抒£“姐 中，以供應到一處理裝置。 通常，一種傳統裝置無法支援即時的化學製品的混人 與供應，而且其具有兩個槽和連接於這些槽上的循環 (circulating line)的複雜構造。因此，需要大量時間^額 5 1292336 17003pif.doc 外的女衣二間’且化學製品的混合與供應程式也變得複雜。 【發明内容】 . I發明之實施例提供了即時地混合至少兩種化學製品 . 並供應其混合物的裝置與方法。在一實施例中，此裝置包 括至>、兩個化學製品源部件；輸送管，其分別連接至化 學製w源部件上；—主輸送管，其連接至輸送管，配置以 混合來自輸，管的化學製品，Ji將其混合物輸送至處理裝 0 置中二偵測斋，其用以分別偵測輸送至輸送管之化學製品 的肌里（flow rate);以及一控制構件，其用來比較接收 自侧器的流量資料，以㈣化學製品的流量。 在本發明之某些實施例中，控制構件包括：流量控制 目，其分別安裝在輸送管上，並配置於侧㈣前端；以 及一控制器，其用來接收來自偵測器的流量資料，以基於 其中-種化學製品的流量以計算其他化學製品的混合比，、 X及比較。十异出的混合比與預設混合比，以輸出一用來控 制抓速控制閥的開口率（〇penrate)的控制訊號，開口率。 、，本發明之某些實施例中，此裝置又包括一***管路 排池管路（drain line)，其分別連接至輸送管以排除於流 動初始時的流量不規律的化學製品。 在本發明之某些實施例中，控制器是一 1>1〇控制器。 —在一實施例中，化學製品的混合與供應方法包括··設 ，至少兩種化學製品的混合比例；藉由分別連接至化學製 品源部件之輸送管將化學製品輸送到一處理裝置中；偵^ 6 1292336 17o〇3pif.d〇c 分別輸送到輸送管之化學製品的流量；以及，將偵測出的 乂里寅料與化學製品的預設混合比進行比較’以控制此化 车製品的流量。 在本發明之某些實施例中，化學製品之流量的控制過 程包括：基於其中一種化學製品的流量，計算其他化學製 品的混合比；將計算出的混合比跟預設混合比進行比較； 以及’根據比較結果控制分別安裝於輸送管之流量控制閥 g 的開口率。 在本發明之某些實施例中，化學製品之流量的控制過 程包括：基於其中一種化學製品的流量，計算其他化學製 品的混合比；將計算出的混合比跟預設混合比進行比較； 以及根據比較結果控制安裝在其他化學製品所對應之輸送 管之流量控制閥的開口率，以控制其他化學製品的流量。 在本發明之某些實施例中，化學製品之混合與供應方 法更包括藉由輸送管持續一預定時間排出在輸送之初的化 學製品。 _ 在本發明之某些實施例中，在化學製品之流量的偵測 方面，由於此化學製品被輸送，因此能夠測得化學製品之 流量。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下。 【實施方式】 下面將參照所附圖示、配合本發明之較佳實施例完整 7 1292336 17003pif.doc 描述本發明。但是本發明可以各種形式進行展示，而不應 局限于本文所列舉之實施例。相反地，提供這些實施例是 為使本發明所揭示之内容更加完整，更完全地向熟悉此技 藝者傳達本發明之範嘴。在圖示中，為清楚起見，層與區 的高度被擴大。相同的數位記號代表相同的元件。 如圖1所示，依據本發明之化學製品混合與供應裝置 100按照預定的混合比混合第一化學製品與第二化學製 品，並將其混合物供應到一處理裝置中。裝置100包括： 第一與第二源部件112、122;第一與第二輸送管114、124; 第一與第二流量計116、126 ; —控制構件130 ;以及一主 輸送管140 〇 關閉閥M/V與A/V和第一流量計116安裝在第一輸 送管114上。關閉閥M/V與A/V、一流量控制閥、和第二 流量計126安裝在第二輸送管124上。第一與第二輸送管 Π4、124連接至主輸送管MO。一***管路150分別連接 至弟一與弟^一輸送管114、124的後側。 第一流量計116偵測流向第一輸送管114之第一化學 製品的流量，而第二流量計126偵測流向第二輸送管124 之弟—化學製品的流量。由流量計偵測出的電訊號被傳遞 到控制構件130的控制器132上。在本發明之某些實施例 中，流量計可以是任意的非接觸式測量器。 控制構件130將第一與第二流量計n6、126所提供之 飢畺資料跟化學製品之預設混合比例進行比較，以控制化 學製品的流量。此控制構件13〇包括一流量控制閥134和 1292336 17003pif.doc • 控制器132。 -量控制閥i34安裝於第二輸送管124上，配置於第 —机里计126之前。此流量控制閥134也可安裝於第一輸 • 。控制器132接收由第一與第二流量計_出的流 =Μ料’並基於第—化學製品的流量資料計算出第二化學 f品的，率：此外，控制器132將計算出的比率與預設混 口比進行比較，以輪出一控制訊號，用來即時控制流量控 • ^闕上34的開口率。一空氣調節器（air regulator〕136由 控制裔132輸出的控制訊號來控制，並調整流量控制閥134 的開口率。 控制器I32發出一警報聲，並停止化學製品供應程 序，或者進行其他操作。控制器132最好是回饋一流量， 並採取例如比例（prop〇rti〇nal )、比例:積分 (pr〇P〇rti〇nal_integrate )或者比例 _ 積分 _ 微分 (prop〇rtional_integrate-derivative，以下稱 pid )和制方 案。控制器132可包括-裝置的控制電腦，其配== » 處理過程的整個處理操作。此外，此控制電腦可以是一監

視器，使操作員能夠監視流量控制程序。 I 上述之裝置係用以即時地按照預設混合比混合化學製 品並供應其混合物。 " ***管路150係分別連接至第一與第二輸送管114、 124。由於傳送初始時的輸送化學製品的流量非常不規律， 故經、由，泄管路150將其排出，此過程持續3_5秒鐘。此 後，流1就能保持規律。也就是，在流量不規律的情況下， 1292336 17003pif.doc 化學製品被排出。***管路150可連接至一化學製品源部 件。 第一與第二化學製品藉由主輸送管14〇被供應到處理 裝置10中，其流量由控制構件130基於預設混合比例進行 了控制。例如，一混合器142可安裝在主輸送管140上， 用來更有效地即時混合第一與第二化學製品。 一緩衝槽160可安裝於第一與第二輸送管114、124 之間（參見圖3)，用來避免因藉由第一與第二輸送管114、 124輸送之化學製品的輸送壓力差而造成化學製品回流。 在緩衝槽160中來自於第一與第二輸送管114、124之化學 製品被暫時儲存並混合，緩衝槽16〇安裝在第一與第二輪 送管114、124以及主輸送管14〇之間。 雖然如圖1所示之裝置是混合與供應兩種化學製品， 但疋它也可以混合與供應至少兩種化學製品。再者，輸送 化學製品的過程是藉由一種傳統％加壓方法或者一種傳 統泵送方法而進行的。 下面芩照圖2所示之流程圖來描述一種化學製品的混 合與供應方法。第—化學製品對第二化學製品的混合比例 設定為1 · 2 (S12)。安裝在第一與第二輸送管114、124 上的關閉閥係開啟的（S14)。輸送到第—與第二輸送管 1M、124的化學製品之流量分別藉由流量計與以進 打摘測曰(S16)。在-確定時間内以及其基於預設混合比 例之流量得到控制之前，化學製品係被排出（si8)。化 學製品之流量的穩定狀態可利用由第—與第二流量計债測 10 1292336 17003pif.doc 出的流量資料來判定。 如果化學製品之流量達到穩定，則控制構件之控制器 132基於第-化學製品之流量資料（例如，i()m3/s)計算 第二化學製品之流量資料（例如’3〇m3/s)⑻◦)。控制 器132將計算出的第-化學製品對第二化學製品之比率 (1 : 3)與預設混合比（1 : 2)進行比較（S22)，以輸 出-訊號，其用來控制安裝於第二輪送管124之流量控制 闕m的開口率（s24)。流量控侧被控制，直到 流進第二輸送管124之第二化學製品的流量達到2〇m3/s。 當第-與第二化學製品之流量比例與預設混合比例相 符時’停止輸送化學製品到***管路ls〇的操作，而開始 輸送化學製品到主輸送管140的操作（S26)。 當第一與第二化學製品被輸送到主輸送管14〇中時， 第一與第二化學製品相互混合，在一混合器142中混合後 被供應到一處理裝置中（S28)。 口 依據本發明，至少兩種化學製品可被即時混合與供 應。而且，供應確定量之化學製品的結構以及化學製品之 混合與供應程序都很簡單。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1緣示為依據本發明之一化學製品混合與供應裝置 11 1292336 17003pif.doc ' 的結構圖。 圖2繪示為依據本發明之一化學製品混合與供應方法 • 的流程圖。 . 圖3繪示為具有缓衝槽之化學製品混合與供應裝置的 結構圖。 【主要元件符號說明】 100 :化學製品之混合與供應裝置 112、122 :第一與第二源部件 ® 114、124 :第-與第二輸送管 116、126 :第一與第二流量計 130 :控制構件 132:控制器 134:流量控制閥 136 :空氣調節器 140 :主輸送管 142 :混合器 • 15Θ:***管路 160 :緩衝槽 10 :處理裝置 M/V、A/V :關閉閥 12

Claims (1)

1292336 17003pif.doc 十、申請專利範圍： 化與=種t學製品混合與供鱗置，適於混合至少兩種 之:二其混合物到—使用該混合物來纽基板 之基板處理裝置中，該裝置包括·· 至少兩種化學製品源部件； 輸送管，分別連接至化學製品源部件； 一主輪送管，其連接至輪详乾 之化學箩口 " Μ * :、g ’且以混合來自輸送管 子衣二，亚將其混合物輸送到處理裝置； 量；，適於分別細燦送簡送管之化學製品的流 赚^於比較接收自偵測器之流量資料，以 裝置項所述之化學製品混合與供應 分·餘瓣上，絲置於_器 於其學J 器的流量資料，以基 例，以及將叶：Γ二 來計算其他化學製品之混合比 屮一」汁开出的混合比跟預設混合比進行比較，以仏 工制訊號，用來控制流量控制口率。 ' 專利乾圍第2項所述之化學製品混合與供應 律的輪送管’適於排出咖 13 1292336 17003pif.doc 4. 如申請專利範圍第2 s 裝置，其中控制器是-比例心斤述之化學製品混合與供應 derivative，PID)控制器。令刀微分（pr〇P〇rtional池叫她 5. -種化學製品混合與 化學製品，並供應其混合^應衣置用“合至）兩種 板處理裝置中，該裝置包括]—使舰合物進行操作之基 一第一化學製品源部件； 一第二化學製品源部件； 送！，連接至第-化學製品源部件； 一 官、’連接至第二化學製品源部件； 自笛-^2 ’連接至第—與第二輸送管，用來混合來 理的化學製品，並將其混合物輸送到處 出且t別連接至第—與第二輸送管，用來排 的化學製品’以避免具有不規律流量之 化學製品流入主輸送管； 第-與第二流量計，分別用來輪送 輸送管之化學製品的流量；以及 & π 4— 控㈣件，將來自第—與第二流量計之流量資料與 化干衣品之預設混合比進行比較，以控制化學製品的流量。 6.如申請專魏_ 5項所述之化學 裝置，其中控制構件包括： 應' -流量控侧’其安裝在第二輪送管上，並配置於 二流量計之前端；以及 14 1292336 17003pif.doc 旦次…控制為，適於接收由第一與第二流量計偵測出的流 η ’以基於第一化學製品之流量資料計算第一化學製 人對第^化本製品之比例，以及將計算出的比率跟預設混 a比進行比較，以輸出一控制訊號，以控制流量控制閥的 開口率。 / 7·如申明專利範圍第6項所述之化學製品混合與供應 裝置，其中」控制器是一比例積分微分控制器。^〜 狀署8tt請專利範圍第6項所述之化學製品混合與供應 -緩衝槽’在其中來自於第—與第二輸送f之化 品被暫時儲存錢合，該緩_安裝在第—與管 以及主輸送管。 干月J、吕 裝置Us專利範圍第6項所述之化學製品混合與供應 化學合11 ’其絲在主輸送管上，用來混合被輸送的 10·-種化學製品混合與供應方法，適於混合來 兩個化=製品源部件之化學製品，並藉由輸送管和一主ς 达官將其混合物供應到—處理裝Ϊ中，該方法包括：/ ，定至少兩種化學製品的混合比例；4 . 藉由分別連接至化學製品源 品輸送到處理裝置中； 代輪运吕將化學製 2=輪送到輸送管之化學製品的流量；以及 將偵測出的流量資料跟化學製品的預設混合比進行 15 1292336 17003pif.doc ‘ 比較，以控制化學製品的流量。 11·如申請專利範圍第10項所述之化學製品混合與供 _ 應方法，其中化學製品之流量的控制包括： . 基於其中一種化學製品的流量，計算其他化學製品的 混合比； 將計算出的混合比跟一預設混合比進行比較；以及 根據比較結果，控制分別安裝於輸送管之流量控制閥 的開口率。 * 12.如申請專利範圍第10項所述之化學製品混合與供 應方法，其中化學製品之流量的控制包括： 基於其中一種化學製品的流量，計算其他化學製品的 混合比； 將計算出的混合比跟一預設混合比進行比較；以及 根據比較結果，控制安裝在其他化學製品所對應之輸 送管上的流量控制閥的開口率，以控制其他化學製品的流 量。 # 13.如申請專利範圍第10項所述之化學製品混合與供 應方法，更包括： 在預定時間内，藉由輸送管排出初始輸送化學製品。 14.如申請專利範圍第13項所述之化學製品混合與供 應方法，其中在化學製品流量的偵測方面，一化學製品流 量是在該化學製品被輸送時進行彳貞測的。 16 1292336 17003pif.doc 七、 指定代表圖： (一)本案指定代表圖為：圖（1 )。 • (二)本代表圖之元件符號簡單說明： ， 100 :化學製品之混合與供應裝置 112、122 :第一與第二源部件 114、124 :第一與第二輸送管 116、126 :第一與第二流量計 130 :控制構件 • 132 ··控制器 134:流量控制閥 136:空氣調節器 140 :主輸送管 142 ··混合器 150:***管路 10 :處理裝置 M/V、A/V:關閉閥 • 八、 本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵 的化學式： 無 4