[发明专利]流体处理系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年6月10日提交的美国临时专利申请No.61/185,817的优先权，该专利申请以引用方式结合于此。

技术领域

本发明涉及用于将包含流体的处理材料输送至流体利用工艺的系统和方法，所述流体利用工艺包括(但不限于)在半导体和微电子器件制造中使用的工艺，并且本发明还涉及包含这种系统和方法的产品的制造。

背景技术

常规地，在多种制造工艺中执行将包含流体的给料物质输送至处理设备(例如，处理工具)。许多产业均要求，提供超纯形式且基本上没有污染物的给料物质。在上下文中，术语“给料物质”宽泛地指在制造和/或工业过程中使用或消耗的各种材料中的任一种。

在制造半导体、微电子器件，和/或其部件或前体的环境中，甚至少量的某些污染物的存在也会使产生的产品有缺陷，或者对于其预期的目的来说甚至是无用的。因此，用来将给料物质供应至这种制造设备的输送系统(例如，包括容器和输送部件)必须具有避免污染问题的特征。材料输送容器必须状态良好地保持非常干净，同时避免颗粒脱落、除气，以及任何其他形式的将污染物从容器和输送部件施加至容纳于容器和输送部件内部或以其他方式被设置为与容器和输送部件接触的给料物质。材料输送系统应令人期望地将给料物质保持在纯状态中，所容纳的材料不会老化或分解，假定若是将给料物质暴露于紫外光、热量、环境气体、工艺气体、碎片和杂质等情况下可能对这种材料产生不利的影响。某些给料物质可能以不希望有的方式(例如，化学反应或沉淀)彼此相互作用，因此应避免这些成分的组合储存。因为纯给料物质可能是非常贵的，所以应将这种材料的浪费减到最小。还应避免暴露于有毒和/或危险的给料物质。

作为对这些考虑因素的结果，已经研发出了许多类型的高纯度包装，所述高纯度包装用在微电子器件制造中使用的液体和包含液体的合成物方面，例如，光致抗蚀剂、蚀刻剂、化学蒸汽沉积试剂、溶剂、晶片和工具清洗配方、化学机械平面化(CMP)成分、滤色化学物质、保护层、液晶材料等。在某些应用中可能使用活性流体，并且，包括多种不同流体的合成物，和/或流体-固体合成物可能是有用的。

已投入使用的一种类型的高纯度包装包括刚性或半刚性的外层包装(overpack，合成包装件)，其在柔性衬套(liner，内衬)或袋子中容纳液体或基于液体的合成物，所述柔性衬套或袋子通过保持结构(例如，罩子或盖子)固定在外层包装中的适当位置中。这种包装通常叫做“罐中袋”(BIC)、“瓶中袋”(BIB)和“桶中袋”(BID)包装。这种一般类型的包装是商业上可获得的，以ATMI公司(美国，康涅狄格州，丹伯里)的商标NOWPAK为代表。优选地，衬套包括柔性材料，并且，外层包装容器包括基本上比所述柔性材料更硬的壁材料。例如，所述包装的刚性或半刚性外层包装可由高密度聚乙烯或其他聚合物或金属制成，并且，可将衬套提供为单层或多层层压薄膜材料(包括聚合材料，例如，聚四氟乙烯(PTFE)、低密度聚乙烯、基于PTFE的多层、聚酰胺、聚酯、聚亚安酯，等等)的预先清洗的、无菌可皱缩(collapse)的袋子，将所述材料选择为，对所容纳的液体或待容纳在衬套中的基于液体的材料是惰性的。构造衬套的示例性材料包括：敷以金属的薄膜、金属箔、聚合物/共聚物、层压制品、挤出物、共挤出物，以及吹制和挤塑薄膜。

在涉及液体和基于液体的合成物的某些基于衬套的包装的分配操作中，可通过将分配组件(可选地，包括浸入在所容纳的液体中的汲取管或短探针)与衬套的端口连接而从衬套分配内容物。在如此已将分配组件连接至衬套之后，在衬套的外表面上施加流体(例如气体)压力，使得，由于这种压力分配的原因，其逐渐皱缩并迫使液体通过分配组件，以排出至相关的流路，从而流至最终用途位置。

使用压力分配包装容易出现的一个问题是气体渗入或漏入所容纳的液体中，溶解在液体中以及在液体中形成气泡。在基于衬套的包装中，衬套与外层包装之间的加压气体可能穿透衬套进入所容纳的液体中，这种气体可能溶解在该液体中。当随后分配液体时，分配线路以及下游装置和设备中的压降可能导致先前溶解气体的释放，从而导致在所分配的液体流中形成气泡，对下游处理产生不利的影响。因此，希望使得顶部空间的气体移动到基于衬套的分配容器中所容纳的流体中最小化。

当分配流体经历期望流速方面的大范围变化时，在不牺牲流量控制精确性或精度的情况下提供期望的大流动范围可能是具有挑战性的。将希望在大范围的期望流速上精确地控制一种或多种流体(包括被提供为混合物的多种流体)的分配。