[发明专利]分配化学液体的系统和方法

说明书

本发明涉及一种分配化学液体产品的系统，尤其是在制造半导体的设施中分配化学液体的系统，以及该系统的实施方法。

更具体地讲，本发明涉及在制造半导体的设施中分配化学产品的系统，该系统包括液体产品的储存装置、液体产品的分配装置以及液体产品的应用装置，该液体经分配装置从储存装置分配至应用装置。

在如前所述的制造单元中，多种气体(以气态和液态)和多种化学液体通过一般由316L型或304L型不锈钢制成的管、阀、流量计等类似物从储罐分配至使用端。所有这些气体和液体一般都是按照非常严格的标准经过净化的；在净化过程中，各种杂质，尤其是金属杂质被去除。尽管对所使用的产品的纯度进行了严格的控制，在使用端的不同点仍然出现了不正常的铬的浓度。由于大量产品以及它们的混合物(例如产品间的混合和/或与去离子水混合)的使用，使得难以推测这种非正常浓度的来源，特别是难以确定是一种污染物的单一来源还是存在污染物的多种来源。

在构建出多种假定并进行相应的调查研究之后，最终找到了解决存在的问题的方案。

本发明的系统的特征在于包括分配装置，其至少部分由天然聚合物制成，选自聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)，可以是取代的或未取代的，以及四氟乙烯(C₂F₄)和全氟烷基乙烯基醚[F(CF₂)_m CF₂OCF＝CF₂]共聚物，通称为PFA(全氟烷氧基性共聚物)或MFA，其包含碳-氟链，典型的是包含通过氧原子连接的全氟烷基型侧链的聚四氟乙烯，用于醇和/或酸类液体由储存装置至该产品的应用装置之间的连接。

优选地，当所述液体是醇或酸时，与该液体直接接触的液体分配装置由全氟烷氧基型聚合物制成，或由铬钢制成，尤其是316L型或304L型铬钢。

根据另一种可选择的方式，管型的液体分配装置可在PFA管的外围环套一钢管。

为了对所存在的问题获得更好的解决方案，本发明的系统的特征在于所有的储存和分配装置以及使用端全部由PFA材料制成。

一种可以选择的形式是，根据所述各种聚合物的机械性能(挤压成型性、可加工性、挠性等)，可以组合使用这些聚合物，例如采用天然聚丙烯和/或天然聚乙烯制造储存装置，采用PFA和/或MFA制造分配装置，采用PTFE制造旋塞、阀门等。

本文中术语“天然聚合物”是指在制造过程中不添加着色剂或其它添加剂(填料)的聚合物。当然，其它聚合物也可适用于根据本发明，也在本发明的应用范围之内。

为了确定聚合物是否适用，可以将要分配的液体(酸、醇等)与该天然聚合物接触，例如，在由该聚合物制成的容器中储存所述液体至少三个小时。分析储存前后液体中的金属，尤其是铬、铁、镍、钼和/或钴。如果其中至少一种金属浓度的提高低于10％，优选5％，则该聚合物材料是另人满意的。

同时，还发现与不锈钢制成的部件的接触时间也是非常重要的。

因此，根据本发明，醇或酸在全氟烷氧基型聚合物制成的管道中的平均流速应保持在足以获得在所述化学液体中铬的浓度低于期望值。

更具体讲，如果在分配装置的回路中包含由不锈钢制成的部件，化学液体与其保持长时间接触，这一点尤其重要。

根据本发明，为工厂在进行启动(或重启)的阶段提供出可采用本发明系统的方法。

根据本发明，首先在管道中循环液体产品，以便清除任何可能存在的金属残留物，尤其是管道表面存在的铬、镍、铁、钼或钴(一般是在管道的制造过程中产生的)，在最初启动PFA制成的分配装置期间，或在更换该装置的至少一部分期间，在将未被污染的液体产品循环到使用端之前，将首先循环的这些液体产品排掉。

通过以下结合附图给出的实施例，将会使本发明更容易理解，其中：

-图1为铁、锰和铬在不同样品中的浓度(ppt)，样品分别为与316L型钢的钢管接触24小时之后的水(EDI1、EDI2等)和异丙醇(IPA3、IPA4等)；

-图2为不同标尺下图1中IPA样品的重新分析，只有铬的浓度显著；

-图3为接触不同材质的管道(PFA，光洁的、焊接的或弯型铬钢)24、48或72小时后异丙醇样品中铬的测量浓度；以及

-图4为304L型不锈钢制成的光面管和弯管中异丙醇样品中铬的测量浓度的时间函数。

对比实施例

下文所述实例是在三组不同管道中进行的。

第一组管道包括以下组成：