流體運送系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種流體供應(yīng)系統(tǒng)，所述流體供應(yīng)系統(tǒng)適于流體的真空及壓力循環(huán)，所述流體供應(yīng)系統(tǒng)包括適于在真空下向過程容器罐供應(yīng)從大容量容器罐抽吸的流體，其中流體從轉(zhuǎn)移容器運送到過程容器罐以正壓力來實現(xiàn)。還公開了一種運送流體的方法，包括以下步驟：在真空下從大容量容器罐抽吸流體；和對轉(zhuǎn)移容器加壓以實現(xiàn)流體分配到過程容器罐中以用于運送到使用位置。
【專利說明】流體運送系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2012年2月24日申請的名稱為“Fluid Delivery System andMethod (流體運送系統(tǒng)和方法)”的美國臨時專利申請第61/602，898號的優(yōu)先權(quán)，該申請在此整體并入本文作為參考。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開涉及流體運送系統(tǒng)和方法。在下文中說明的公開方面涉及最小化流體中的夾帶氣體、適應(yīng)自廣泛的各種流體容器的流體轉(zhuǎn)移以及最小化與已知的流體運送系統(tǒng)有關(guān)的成本和浪費的系統(tǒng)和方法。雖然本公開的焦點主要集中于用于半導(dǎo)體應(yīng)用的流體運送系統(tǒng)和方法，但是在此公開的系統(tǒng)和方法適于寬泛領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0004]流體儲存及分配容器用于廣泛的工業(yè)、商業(yè)和個人應(yīng)用，包括但不限于半導(dǎo)體制造、生物醫(yī)學(xué)及制藥過程，以及許多其它需要供應(yīng)高純度流體的領(lǐng)域。各種類型的液體、氣體和固體-液體料漿可以從這些容器(例如，額定壓力不銹鋼儲存筒)供應(yīng)。
[0005]額定壓力不銹鋼容器例如在涉及半導(dǎo)體工業(yè)中使用的特定高純度流體的儲存和分配的應(yīng)用中具有許多公知的缺點。不銹鋼與多種流體反應(yīng)。不銹鋼容器用后還不容易處理。此外，不銹鋼容器在不將使用后的容器返回到原始設(shè)備制造商(OEM)或者供應(yīng)商的情況下基本上不能回收。
[0006]圖2A是顯示半導(dǎo)體工業(yè)中采用的容器罐的傳統(tǒng)供應(yīng)回路順序的流程圖。處理步驟的程序可以包括向容器罐填充流體、封裝容器罐、將容器罐船運給客戶、由客戶使用容器罐、將容器罐船運給供應(yīng)商(例如，表示為ATMI)、容器罐到達供應(yīng)商的工廠、從容器中移除剩余的化學(xué)物質(zhì)、清潔容器罐、改造和安裝閥組件、以及再充填和封裝容器罐。
[0007]這種涉及流體耗盡的容器返回到供應(yīng)商的循環(huán)造成昂貴的整修、清潔、和部件更換，如圖2B的圖表所反映，其中與圖2A的過程回路有關(guān)的成本通過成本組成而細分，該成本組成在圖2B顯示的三維柱中自上而下順序包括來自客戶的船運成本、船運到客戶的成本、包裝成本、填充成本、改造閥的成本、清潔成本、移除剩余化學(xué)物質(zhì)的成本和容器罐折舊成本。構(gòu)成圖2A中顯示的供應(yīng)回路中的整個循環(huán)的一個額定壓力不銹鋼容器罐的預(yù)算成本大約為$700，其中不包括罐的回路的預(yù)算成本組成為大約$325。
[0008]即使存在這些各種成本以及半導(dǎo)體工業(yè)中使用不銹鋼進行流體供應(yīng)操作的缺點，然而由于額定壓力不銹鋼容器的壓力定額和清潔度規(guī)定，它們通常還是被選擇用于半導(dǎo)體制造操作中的服務(wù)。
[0009]半導(dǎo)體制造應(yīng)用中的相當(dāng)大數(shù)量的流體輸送系統(tǒng)使用壓力差，以通過大容量容器罐中的汲取管輸送流體至過程容器罐，其中過程容器罐基本上保持在恒定壓力下以用于連續(xù)供應(yīng)流體。該設(shè)計的一個問題是需要大容量容器罐中的壓力必須升高到高于過程容器罐中的壓力，以便實現(xiàn)液體運送到過程容器罐中。因此，除了不銹鋼材料結(jié)構(gòu)與半導(dǎo)體制造操作中通常使用的各種流體反應(yīng)之外，這些系統(tǒng)通常需要大容量容器罐作為額定壓力不銹鋼容器，而該額定壓力不銹鋼容器的制造成本高(例如，涉及大約$2，000-$5，OOO的制造成本)且維修和運輸成本高。
[0010]過程容器罐內(nèi)通常采用標(biāo)準(zhǔn)壓力水平，例如30psi (206.84kPa)，以用于在半導(dǎo)體制造操作中運送流體，但是特定應(yīng)用中的壓力根據(jù)供應(yīng)容器與半導(dǎo)體處理工具之間的距離以及半導(dǎo)體處理工具處的流體壓力要求而可能更高。大容量容器罐通常必須比過程容器罐至少高5psi (34.5kPa)，以確保流體有效地輸送到加壓過程容器罐中。對于從單個中心大容量運送系統(tǒng)供應(yīng)化學(xué)物質(zhì)的整廠范圍(fab-wide)分配系統(tǒng)，這種壓力增加。
[0011]然而，大容量容器罐(和過程系統(tǒng)的其它容器罐)中的高壓氣體將隨著時間的過去導(dǎo)致氣體溶解在分配流體中(即，將出現(xiàn)氣體夾帶)。這種氣體夾帶的發(fā)生進而必須在流體運送系統(tǒng)的下游設(shè)置脫氣器以移除夾帶的氣體。然而，脫氣器并不總是100%有效。此夕卜，由于大多數(shù)流體從容器罐分配，因此剩余的流體趨向于包含更大濃度的夾帶氣體，因此剩余流體通常被丟棄。該丟棄量可以差不多為容器中裝載的原始流體的10%或更多。已知大多數(shù)半導(dǎo)體流體非常昂貴，因此流體的任何浪費都成為問題。
[0012]圖3顯示傳統(tǒng)的流體運送系統(tǒng)300，該流體運送系統(tǒng)包括彼此以流體流動關(guān)系相互連接的大容量容器罐301和過程容器罐302，并且每一個具有相關(guān)聯(lián)的加壓及分配管線并被布置成使得流體在箭頭305表示的方向上經(jīng)由連接管線從大容量容器罐301流動到過程容器罐302。在該傳統(tǒng)系統(tǒng)中，大容量容器罐301被加壓到大于過程容器罐302的壓力水平的壓力水平。過程容器罐302被布置成將流體供應(yīng)到使用位置(例如，半導(dǎo)體制造工具，圖3中未示出)。至大容量容器罐和過程容器罐的進入流回路中的每一個都包括加壓氣體管線和真空管線。加壓氣體管線可以連接到加壓氣體源,所述加壓氣體例如為惰性氣體,例如氦氣、氬氣、氮氣等。
[0013]在圖3中示例性顯示的類型的容器罐中，容器罐中剩余的流體的測量通常通過在這種容器中設(shè)置浮動傳感器來實現(xiàn)。浮動傳感器昂貴且具有失效的歷史。
[0014]因此，現(xiàn)有技術(shù)持續(xù)尋求對流體運送系統(tǒng)和方法的改進。具體的目標(biāo)包括流體運送系統(tǒng)的簡化、大容器的成本的降低以及由于氣體夾帶造成的流體損失的消除或減小。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本公開涉及流體運送系統(tǒng)和方法。
[0016]一方面，本發(fā)明涉及一種適于流體的真空及壓力循環(huán)的流體供應(yīng)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0017]過程容器罐，所述過程容器罐適于將流體運送到使用位置；和，轉(zhuǎn)移容器，所述轉(zhuǎn)移容器適于從至少一個大容量容器罐向過程容器罐供應(yīng)流體，其中轉(zhuǎn)移容器與(i)真空源和(ii)第一加壓氣體源連接，所述真空源被布置用于將流體從至少一個大容量容器罐抽吸到轉(zhuǎn)移容器中并選擇性地保持至少一個大容量容器罐中的真空狀態(tài)，所述第一加壓氣體源被布置用于將流體從轉(zhuǎn)移容器調(diào)壓轉(zhuǎn)移到過程容器罐中。另一方面，本發(fā)明涉及一種運送要使用的流體的方法，所述方法包括以下步驟:在真空下將流體從至少一個大容量容器罐抽吸到轉(zhuǎn)移容器中；對轉(zhuǎn)移容器加壓以迫使流體分配到過程容器罐；和將氣體供應(yīng)到過程容器罐，以實現(xiàn)流體到使用位置的運送，其中，供應(yīng)到過程容器罐的氣體處于低于供應(yīng)到轉(zhuǎn)移容器的氣體的壓力下。
[0018]另一方面，本發(fā)明涉及一種適于流體的壓力分配的流體供應(yīng)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:貯存器，所述貯存器從至少一個運送容器向下游過程供應(yīng)流體，其中貯存器與(i)第一加壓氣體源和(ii)第二加壓氣體源連接，所述第一加壓氣體源被布置用于以小于3psig的壓力將流體從至少一個運送容器調(diào)壓轉(zhuǎn)移到貯存器中，所述第二加壓氣體源被布置用于將流體從貯存器調(diào)壓轉(zhuǎn)移到下游過程。
[0019]又一個方面，本發(fā)明涉及一種運送要使用的流體的方法，所述方法包括以下步驟:通過以第一壓力將氣體從第一壓力源施加到運送容器將流體從至少一個運送容器運送到貯存器中；通過以第二壓力將氣體從第二壓力源施加到貯存器將流體從貯存器運送到下游過程，其中施加到運送容器的氣體處于低于施加到貯存器的氣體的壓力。
[0020]一種運送要使用的流體的方法，包括以下步驟:將流體從至少一個運送容器運送到貯存器中；和將流體從貯存器運送到下游過程。
[0021]本公開的其它方面、特征結(jié)構(gòu)和實施例將從以下說明和所附權(quán)利要求更充分地理解。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的流體運送系統(tǒng)的立體圖；
[0023]圖2A是顯示傳統(tǒng)的流體供應(yīng)容器罐的壽命周期處理和配置中需要的步驟的流程圖；
[0024]圖2B是表示保持圖2A的傳統(tǒng)流體供應(yīng)容器罐處于使用中的成本的組成的圖表；
[0025]圖3是半導(dǎo)體流體供應(yīng)操作中使用的傳統(tǒng)流體運送系統(tǒng)的立體示意圖；
[0026]圖4A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的流體供應(yīng)容器罐的壽命周期處理和配置步驟的流程圖；
[0027]圖4B是表示將圖4A的流體供應(yīng)容器罐保持在使用中的成本的組成的圖表；以及
[0028]圖5是根據(jù)本發(fā)明的另外的實施例的流體運送系統(tǒng)的立體圖。

【具體實施方式】
[0029]本公開涉及包括轉(zhuǎn)移容器的流體運送系統(tǒng)和方法，所述轉(zhuǎn)移容器用作大容量容器罐與過程容器罐之間的壓力緩沖裝置。在一些實施例中，大容量容器罐可以以真空被轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移容器，從而消除對額定高壓不銹鋼容器的需求。轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移容器的內(nèi)容物接著可以在壓力下被移動到過程容器罐。在其它實施例中，大容量容器罐的物質(zhì)在相對低的壓力下可以被轉(zhuǎn)移到中間轉(zhuǎn)移容器(在此還被稱為“貯存器”)。所述物質(zhì)接著在相對較高的壓力下可以被從貯存器轉(zhuǎn)移到下游過程(例如，工具或者過程容器罐)。
[0030]在一個實施例中，液體運送系統(tǒng)使用中間容器(在此還不同地被稱為“轉(zhuǎn)移容器”)使用真空和壓力循環(huán)將流體從大容量容器罐(在此還被稱為“大容量存儲容器”或者“搬運容器(tote)”)轉(zhuǎn)移到過程容器罐，以實現(xiàn)相應(yīng)的流體流動。在一些實施例中，與轉(zhuǎn)移容器連合的真空在不需要對大容量存儲容器加壓的情況下從大容量容器罐(或者任何適當(dāng)?shù)仄谕镔|(zhì)、形狀、尺寸等的源容器)抽吸流體，從而避免需要大容量容器罐為額定壓力不銹鋼容器罐。這進而允許大容量容器罐為低成本的非額定壓力容器，該低成本的非額定壓力容器在不會對流體至使用位置的運送具有不利作用的情況下將流體運送到加壓過程容器罐。從這種非額定壓力容器或者容器罐供應(yīng)液體的能力允許根據(jù)流體和/或運輸需求選擇具體的容器，并且允許在不銹鋼不是最佳選擇的應(yīng)用中獲得明顯的成本經(jīng)濟益處。在不同實施例中，可以提供可替代容器，包括但不限于可以為剛性、半剛性、可收縮和/或可折疊的獨立容器，例如塑料容器、玻璃瓶和可收縮襯里(例如，“盒中袋”或者“瓶中袋”容器，該容器可以包括設(shè)置在第二層包裝內(nèi)的襯里)。在此使用的術(shù)語“容器罐”和“容器”泛指能夠保持流體的任何容器、包裝和/或可閉合外殼。因此，在一些實施例中，“容器罐”或“容器”可以包括襯里和/或第二層包裝。
[0031]可以與本公開的實施例一起用于在此說明的包括大容量容器罐、轉(zhuǎn)移容器和/或過程容器罐的容器中的任一個的類型的襯里和/或第二層包裝的另外示例在以下申請中更詳細地說明:于2012年12月20日申請的名稱為“Liner-Based Shipping andDispensing Systems” 的國際 PCT 申請第 PCT/US2012/070866 號；于 2011 年 10 月 10 日申請的名稱為 “Substantially Rigid Collapsible Liner, Container and/or Liner forReplacing Glass Bottles, and Enhanced Flexible liners” 的國際 PCT 申請第 PCT/US 11/55558 號；于 2011 年 10 月 10 日申請的名稱為 “Nested Blow Molded Liner andOverpack and Methods of Making Same”的國際 PCT 申請第 PCT/US 11/55560 號;于2011年3月29日申請的名稱為“Liner-Based Dispenser”的美國臨時申請第61/468，832號；于2011年8月19日申請的名稱為“Liner-Based Dispensing Systems”的美國臨時申請第 61/525，540 號；于 2006 年 6 月 5 日申請的名稱為 “Fluid Storage and DispensingSystems and Processes”的美國專利申請第11/915，996號;于2010年10月7日申請的名稱為“Material Storage and Dispensing System and Method with Degassing Assembly，，的國際PCT申請第PCT/US 10/51786號；國際PCT申請第PCT/US 10/41629號；美國專利第7，335，721號；美國專利申請第11/912，629號；美國專利申請第12/302，287號；以及國際PCT申請第PCT/US 08/85264號，上述申請在此整體并入本文作為參考。
[0032]在一些實施例中，根據(jù)本公開使用的容器中的一個或多個通常可以包括:襯里，所述襯里包括管狀主體部；包括配件的頂部；和底部，所述底部限定用于保持物質(zhì)的封閉內(nèi)部，所述容器的示例在于2011年12月9日申請的名稱為“generallyCylindrically-shaped liner for Use in Pressure Dispense Systems and Methods ofManufacturing the Same”的國際PCT申請第PCT/US 2011/064141號中更詳細地說明，該申請在此全部并入本文。
[0033]更進一步地，可以結(jié)合本公開的特定實施例使用的襯里和/或第二層包裝包括基本上剛性的可收縮容器和可以包括限定皺縮圖案的折疊線或折疊圖案的柔性容器。在一些實施例中，一些這種容器可以為吹塑成型的基本上剛性的可收縮容器，該容器具有可以適于儲存及分配系統(tǒng)且可以為從大約I升或更小至大約200升或更大之間的任何尺寸的折疊線?；旧蟿傂缘目墒湛s容器可以為獨立容器，例如在沒有外容器的情況下使用，并且可以通過任何適當(dāng)?shù)姆椒▉矸峙洌龇椒òㄊ褂帽没蚣訅毫黧w或者其組合。在一些實施例中，容器壁可以使用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚(丁烯2，6-萘二甲酸)(PBN)、聚乙烯(PE)、直鏈?zhǔn)降兔芏染垡蚁?LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)。在一些實施例中，容器的兩個相對側(cè)壁可以包括預(yù)定折疊線，所述預(yù)定折疊線在容器折疊或收縮時使相對側(cè)壁向內(nèi)角折起(gusset)。這種通常類型的容器的示例的更詳細說明在于2012年8月22日申請的名稱為“substantially rigid collapsible container with fold pattern，，的國際 PCT 申請第 PCT/US 2012/051843 號和于 2012 年 11 月 26 日申請的名稱為“substantially rigidFoldable container”的美國臨時專利申請第61/729，766號中提供,該申請在此均全部并入本文。
[0034]例如，本公開的可包括襯里和/或第二層包裝的容器罐和容器的實施例可以包括上述指出的應(yīng)用中任一個中公開的實施例、特征和/或增強功能中的任一個，包括但不限于柔性、剛性可收縮或折疊、二維、三位、焊接、成型、折起和/或非折起襯里、和/或包括皺折的襯里、和/或包括用于限制或消除阻塞的方法的襯里和使用ATMI，Inc的商標(biāo)名稱NOffpak(R)銷售的襯里。另外，在此說明的實施例中公開的分配系統(tǒng)的各個特征可以與對于其它實施例說明的一個或多個其它特征結(jié)合使用。
[0035]雖然本公開的各個實施例被描述為包含在半導(dǎo)體工業(yè)中使用的材料，但將會理解的是本公開的實施例可以用于儲存和/或分配任何適當(dāng)?shù)牟牧稀？梢允褂帽竟_的實施例儲存、船運和/或分配的一些類型的材料的示例包括但不限于:超純液體，例如酸、溶劑、基料、光致抗蝕劑、料漿、洗滌劑、清潔組成、摻雜劑、無機物、有機物、金屬有機物、TEOS和生物溶液、DNA及RNA溶劑和試劑、藥品、可印刷電子設(shè)備的無機材料和有機材料、鋰離子或其它電池式電解液、納米材料(例如包括富勒烯、無機納米粒子、溶膠-凝膠和其它陶瓷)、以及放射性化學(xué)物質(zhì)；殺蟲劑/化肥；涂料/光澤劑/溶劑/涂敷材料等；膠粘劑；粉末清洗流體；例如，汽車或航空工業(yè)中使用的潤滑劑；食品，例如但不限于調(diào)味劑、烹飪用油和軟飲料；生物醫(yī)學(xué)或者研究行業(yè)中使用的試劑或其它材料；例如，軍隊使用的危險材料;聚氨酯；農(nóng)用化學(xué)品；化工原料；美容化學(xué)物質(zhì)；石油和潤滑劑；密封劑；健康及口腔衛(wèi)生產(chǎn)品和化妝品產(chǎn)品；或者可以通過壓力分配來分配的任何其它材料，舉例說明。本公開的實施例可以使用的材料可以具有任何粘度，包括高粘度流體和低粘度流體。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會認識到公開實施例的益處，因此將認識到公開實施例適于各種工業(yè)且適于運輸和分配各種產(chǎn)品。在一些實施例中，儲存、船運和分配系統(tǒng)可以具體地用于與半導(dǎo)體制造、平板顯示器、LED和太陽電池板有關(guān)的工業(yè)、涉及膠粘劑和聚酰胺的應(yīng)用的工業(yè)或者任何其它關(guān)鍵材料的運送應(yīng)用。例如，本公開的這種容器罐/容器的使用可以包括但不限于運送和分配超純化學(xué)物質(zhì)和/或諸如光致抗蝕劑、抗沖擊劑、洗滌劑、TARC/BARC (頂側(cè)抗反射涂層/底側(cè)抗反射涂層)、諸如微電子制造、半導(dǎo)體制造和平板顯示器制造的工業(yè)中使用的低重量酮和/或銅化學(xué)物質(zhì)的材料。另外的使用可以包括但不限于運送和分配酸、溶劑、基料、料漿、清潔成份、摻雜劑、無機物、有機物、金屬有機物、TEOS和生物溶液、藥品和放射性化學(xué)物質(zhì)。然而，這種容器可以另外地用于其它工業(yè)并用于運送和分配其它產(chǎn)品，例如但不限于涂料、軟飲料、烹飪用油、農(nóng)用化學(xué)品、健康及口腔衛(wèi)生產(chǎn)品和化妝品產(chǎn)品等。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到這種容器和使用制造這種容器的方法的益處，并因此將認識到襯里適于各種工業(yè)并適于分配各種產(chǎn)品的方法。
[0036]本公開的容器、器皿、第二層包裝和/或襯里中的任一個可以由任何適當(dāng)?shù)牟牧匣蛘卟牧辖M合構(gòu)成，例如但不限于金屬材料或者一種或多種聚合物，包括塑料、尼龍、EV0H、聚酯、聚烯烴或者其它天然聚合物或合成聚合物。在另外的實施例中，容器可以使用下述材料制造:聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚(丁烯2，6-萘二甲酸)(PBN)、聚乙烯(PE)、直鏈低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)和/或含氟聚合物，例如但不限于聚氯三氟乙烯(PCTFE)、聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙烯丙烯(FEP)和全氟烷氧基(PFA)。容器可以為任何適當(dāng)?shù)男螤罨蛘呓Y(jié)構(gòu)，例如但不限于瓶子、罐、圓筒等。
[0037]本公開的流體供應(yīng)系統(tǒng)能夠在不受到嚴(yán)格相容性需求的限制的情況下根據(jù)運輸和化學(xué)需求封裝流體，而嚴(yán)格相容性需求對現(xiàn)有的運送系統(tǒng)的效率和成本效能具有限制。此外，正如前面所提到，傳統(tǒng)的流體供應(yīng)容器罐需要生命周期管理過程，該過程涉及流體供應(yīng)容器罐返回到供應(yīng)商以用于修整和再充填。本公開的方法能夠采用由可再循環(huán)材料和/或一次性材料制成的容器罐，從而消除對要返回到供應(yīng)商的容器的需求。這進而打破圖2A中所示的傳統(tǒng)壽命管理周期，并能夠使這種使用/返回/修整/再充填/運送循環(huán)被替換為圖4A中示例性顯示的類型的單向容器罐供應(yīng)方案。容器罐生命周期管理過程的這種改變能夠獲得顯著的節(jié)約，例如圖4B的成本組成圖表所顯示。
[0038]在各個實施例中，轉(zhuǎn)移容器的尺寸(容量)比大容量容器罐和過程容器罐小。這種尺寸的不同允許轉(zhuǎn)移容器保持在真空狀態(tài)，直到需要對過程容器罐再填充為止。這進而最小化流體中出現(xiàn)溶解氣體。各個實施例中的轉(zhuǎn)移容器可以連接到標(biāo)準(zhǔn)壓力容器罐，從而保持反向相容性。在各個實施例中，在此公開的系統(tǒng)可以適于任何期望的容器罐系統(tǒng)，并且與能夠保持流體的任何容器、包裝、接收器或者殼體相容。
[0039]在各個實施例中，本公開的系統(tǒng)和方法消除了對用于排空檢測(“端點檢測器”)的成本昂貴且容易出現(xiàn)故障的液位傳感器(例如，浮動傳感器)的需求。在一個實施例中，可以通過使用壓力隨時間變化的算法確定容器罐的排空狀態(tài)的方法來消除浮動傳感器。在一個實施例中，設(shè)置壓力變換器用于感測大容量容器罐中的流體的壓力并響應(yīng)地產(chǎn)生指示這種壓力的變換器輸出。處理器可以適于接收這種變換器輸出并確定流體的壓力變化率，以提供指示與大容量容器罐中的開始排空流體有關(guān)的增加速率的處理器輸出。這種壓力變換器監(jiān)測系統(tǒng)和方法可以用于流體供應(yīng)系統(tǒng)的任何容器罐或者容器，包括但不限于大容量容器罐、轉(zhuǎn)移容器和過程容器罐。
[0040]在其它實施例中，任何適當(dāng)?shù)囊好姹O(jiān)測方法可以采用本公開的任一種容器罐。例如，用于控制流體從容器的分配并確定何時容器接近排空的裝置在以下申請中說明:于2007年2月6日授權(quán)的名稱為“Liquid Dispensing System”的美國專利號7，172，096和國際申請日為 2007 年 6 月 11 日的名稱為“Liquid Dispensing Systems Encompassing GasRemoval I^PCT申請?zhí)朠CT/US 07/70911，每一個申請均在此全部并入本文作為參考；以及之前全部并入作為參考的國際專利申請第PCT/US 2011/055558號。在這點上，對于一些實施例，分配器可以包括任何適當(dāng)水平感測部件或傳感器。這種水平感測部件或傳感器可以使用可視機構(gòu)、電子機構(gòu)、超聲波機構(gòu)或其它適當(dāng)?shù)臋C構(gòu)用于識別、指示或者確定分配器中儲存的內(nèi)容物的水平。
[0041]在另外的實施例中，流量計量技術(shù)可以集成到或者可操作地結(jié)合用于直接測量從第一容器罐運送到轉(zhuǎn)移容器和/或從轉(zhuǎn)移容器運送到下游的容器罐或者過程的物質(zhì)的裝置。正在運送的物質(zhì)的直接測量可以給最終使用者提供可以幫助確保過程重復(fù)性或者可再現(xiàn)性的數(shù)據(jù)。在一個實施例中，流量計可以提供物質(zhì)流的模擬或數(shù)字讀數(shù)。流量計或者系統(tǒng)的其它部件可以考慮物質(zhì)的特性(包括但不限于粘度和濃度)和其它流動參數(shù)以提供精確的流量測量。另外或者可選地，流量計可以被構(gòu)造成與分配器一起工作，并且準(zhǔn)確地測量從分配器儲存和分配的具體物質(zhì)。在一個實施例中，入口壓力可以循環(huán)或者調(diào)節(jié)，以保持基本上恒定的出口壓力或流量。
[0042]在各個實施例中，轉(zhuǎn)移容器和端點監(jiān)測方法的組合將基本上能夠在不會在容器底部中留下任何明顯的剩余量(這種剩余流體通常被稱為“剩余物(heel)”)的情況下使用整個流體庫存。轉(zhuǎn)移容器系統(tǒng)從而避免了出現(xiàn)大量夾帶氣體存在于液體中，而夾帶氣體通常在傳統(tǒng)的高壓流體供應(yīng)系統(tǒng)中能夠觀察到。
[0043]在一個實施例中，流體供應(yīng)系統(tǒng)適于流體的真空和壓力循環(huán)，并且包括適于將流體運送到使用位置(例如，在半導(dǎo)體處理工具中)的過程容器罐和適于從至少一個大容量容器罐向過程容器罐供應(yīng)流體的轉(zhuǎn)移容器，其中轉(zhuǎn)移容器與(i)真空源和(ii)第一加壓氣體源連接，所述真空源用于將流體從至少一個大容量容器罐抽吸到轉(zhuǎn)移容器中并選擇性地在至少一個大容量容器罐中保持真空狀態(tài)，所述第一加壓氣體源用于將流體從轉(zhuǎn)移容器調(diào)壓轉(zhuǎn)移到過程容器罐中。
[0044]在本公開的系統(tǒng)的操作和方法中，真空被選擇性地保持以排除正在供應(yīng)的流體中的夾帶氣體。在各個實施例中，轉(zhuǎn)移容器將在真空狀態(tài)與壓力狀態(tài)之間循環(huán)。在真空狀態(tài)下，真空量被選擇性地調(diào)節(jié)，以(I)從大容量容器罐抽吸流體，或者(2)在大容量容器罐中至少保持最小真空以能夠控制地最小化氣體夾帶的出現(xiàn)。在一個實施例中，真空狀態(tài)可以被選擇性地結(jié)束(例如，通過關(guān)閉使轉(zhuǎn)移容器和大容量容器相互連接的流體流管線中的閥)，使得壓力立即或者隨后被施加到轉(zhuǎn)移容器以實現(xiàn)流體從容器移動到過程容器罐中。在本公開的各個實施例中，過程容器可以通過從大容量容器罐經(jīng)由轉(zhuǎn)移容器供應(yīng)流體保持在非排空狀態(tài)下，使得使用這種流體的過程可以連續(xù)運行。
[0045]在一個實施例中，執(zhí)行運送要使用的流體的方法，該方法包括在真空下將流體從大容量容器罐抽吸到轉(zhuǎn)移容器中、對轉(zhuǎn)移容器加壓以迫使流體分配到過程容器罐、和將氣體供應(yīng)到過程容器罐以實現(xiàn)流體運送到使用位置，其中供應(yīng)給過程容器罐的氣體處于比供應(yīng)給轉(zhuǎn)移容器的氣體低的壓力下。進一步的步驟可以包括以下步驟中的任一個:(I)關(guān)閉至少一個大容量容器與過程容器之間的閥；(2)終止真空下流體的抽吸；(3)保持過程容器罐中的壓力以用于流體的不斷供應(yīng)；(4)通過保持至少一個大容量容器罐中的負壓力減少至少一個大容量容器罐的流體中的夾帶氣體(例如，空氣)的量；和(5)感測來自至少一個大容量容器罐中的壓力變換器的信號，該信號指示與至少一個大容量容器罐中開始排空流體有關(guān)的增加的壓力變化率。
[0046]轉(zhuǎn)移容器可以被以高于過程容器罐的壓力加壓(所述過程容器罐通常保持在恒定壓力下以用于將流體連續(xù)供應(yīng)到使用位置)，使得流體可以被從轉(zhuǎn)移容器運送到過程容器罐。一旦轉(zhuǎn)移容器完成流體的運送，則連接到過程容器罐的容器可以可選地結(jié)束，關(guān)于大容量容器罐產(chǎn)生的真空，以便(I)從大容量容器罐抽吸流體，或者(2)保持大容量容器罐中的至少最小真空以最小化氣體的夾帶。轉(zhuǎn)移容器從真空到壓力(加壓狀態(tài))的該循環(huán)為本公開的一個實施例。
[0047]因此，本公開的流體供應(yīng)系統(tǒng)和方法可以以多種方式來實現(xiàn)，以便以有效方式獲得流體的供應(yīng)，從而克服半導(dǎo)體制造和其它流體使用應(yīng)用中采用的迄今現(xiàn)有的流體供應(yīng)系統(tǒng)和方法的缺陷。
[0048]在一個實施方式中，流體供應(yīng)系統(tǒng)適于真空和壓力循環(huán)流體，并且包括適于將流體運送到使用位置的過程容器罐；和，適于從至少一個大容量容器罐向過程容器罐供應(yīng)流體的轉(zhuǎn)移容器，其中轉(zhuǎn)移容器與(i)真空源和(ii)第一加壓氣體源連接，所述真空源布置用于將流體從至少一個大容量容器罐抽吸到轉(zhuǎn)移容器中并選擇性地保持至少一個大容量容器罐中的真空狀態(tài)，所述第一加壓氣體源布置用于將流體從轉(zhuǎn)移容器調(diào)壓轉(zhuǎn)移到所述過程容器罐中。
[0049]在這種流體供應(yīng)系統(tǒng)的一個實施例中，過程容器罐與用于調(diào)壓運送流體到使用位置的第二加壓氣體源連接。在這種流體供應(yīng)系統(tǒng)的一個實施方式中，第一加壓氣體源被布置成產(chǎn)生比第二加壓氣體源大的壓力。
[0050]所述系統(tǒng)可以被布置成使得至少一個大容量容器罐與布置成選擇性地平衡真空狀態(tài)的第三加壓氣體源連接。
[0051]上述系統(tǒng)中的至少一個大容量容器罐可以由任何適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)材料制造，并且這種大容量容器罐可以為不銹鋼容器、塑料容器、玻璃瓶、可收縮襯里或者任何其它適當(dāng)?shù)娜萜鞴揞愋突蚪Y(jié)構(gòu)、或者如上所述的其它適當(dāng)?shù)娜萜鞴藁蛉萜髦械娜我粋€。
[0052]在一個實施例中，所述系統(tǒng)被構(gòu)成為進一步包括至少一個壓力變換器，所述壓力變換器適于感測至少一個大容量容器罐中的流體的壓力并產(chǎn)生指示所述壓力的變換器輸出。設(shè)置處理器，所述處理器適于接收變換器輸出并響應(yīng)性地確定流體由壓力變化率，并且在至少一個大容量容器罐開始流體的排空時提供指示與至少一個大容量容器罐中開始排空流體有關(guān)的增加的變化率的處理器輸出。
[0053]另一個實施例中的系統(tǒng)可以被構(gòu)成為使得保持轉(zhuǎn)移容器的容量的流體比保持至少一個大容量容器罐和過程容器罐中的任一個的容量的流體少。
[0054]上述系統(tǒng)的配置中的使用位置可以為任何適當(dāng)?shù)奈恢?，其中供?yīng)的流體被用于例如執(zhí)行過程、處理或其它使用功能。在一個實施例中，使用位置包括半導(dǎo)體制造位置，該半導(dǎo)體制造位置可以例如包括使用供應(yīng)流體用于例如沉積、離子注入、蝕刻或其它流體使用操作或過程的半導(dǎo)體制造工具。
[0055]考慮到與特定化學(xué)試劑不相容的不銹鋼容器的前述缺陷，本公開的流體供應(yīng)系統(tǒng)可以構(gòu)成為包括非不銹鋼容器，從而避免這種現(xiàn)有流體供應(yīng)系統(tǒng)。因此，在一個實施例中，至少一個大容量容器罐、轉(zhuǎn)移容器和過程容器罐中的至少一個為非不銹鋼構(gòu)造。在另一個具體實施例中，流體供應(yīng)系統(tǒng)的至少一個大容量容器罐為非不銹鋼構(gòu)造。
[0056]本公開另一個方面涉及一種運送要使用的流體的方法，所述方法包括:在真空下將流體從至少一個大容量容器罐抽吸到轉(zhuǎn)移容器中；對轉(zhuǎn)移容器加壓以迫使流體分配到過程容器罐；和，將氣體供應(yīng)到過程容器罐以實現(xiàn)流體運送到使用位置，其中供應(yīng)到過程容器罐的氣體處于比供應(yīng)到轉(zhuǎn)移容器的氣體低的壓力下。
[0057]這種方法可以還包括以下步驟中的任一個或多個:
[0058]關(guān)閉設(shè)置在至少一個大容量容器與過程容器之間的流體流動管線中的閥；
[0059]終止真空下的流體的抽吸；
[0060]在過程容器罐中保持足夠的壓力以實現(xiàn)流體到使用位置的不斷供應(yīng)；
[0061]通過保持至少一個大容量容器罐中的負壓力減少至少一個大容量容器罐中的流體中夾帶氣體的量；和
[0062]感測來自至少一個大容量容器罐中的壓力變換器的信號，該信號在所述至少一個大容量容器罐開始排空流體時指示與至少一個大容量容器罐中開始排空流體有關(guān)的增加的壓力變化率。
[0063]所述方法可以實施，其中至少一個大容量容器罐包括不銹鋼容器、塑料容器、玻璃瓶或可收縮襯里、或者在此并入和說明作為參考的任何其它容器罐中的任一個。
[0064]所述方法可能需要使用至少一個大容量容器罐、轉(zhuǎn)移容器和過程容器罐，其中轉(zhuǎn)移容器的流體保持量小于至少一個大容量容器罐和過程容器罐中的任一個的流體保持量。
[0065]所述方法可以實施為供應(yīng)氣體的使用位置為半導(dǎo)體制造位置，例如，半導(dǎo)體制造工具。
[0066]執(zhí)行所述方法使用的容器罐和轉(zhuǎn)移容器可以為任何適當(dāng)?shù)臉?gòu)造材料。在一個實施方式中，大容量容器罐、轉(zhuǎn)移容器和過程容器罐中的至少一個為非不銹鋼構(gòu)造。
[0067]另外變形例中的方法可以還包括感測至少一個大容量容器罐中的流體的壓力并響應(yīng)性地產(chǎn)生指示壓力的變換器輸出、由變換器輸出確定流體的壓力變化率、和由至少一個大容量容器罐中的流體的壓力變化率確定至少一個大容量容器罐中的開始排空流體。
[0068]本公開的優(yōu)點和部件進一步參考以下示例來說明，所述示例不以任何方式解釋為限制公開的保護范圍，而是為具體應(yīng)用中公開的一個實施例的說明。
[0069]圖1中示意性地顯示的類型的系統(tǒng)100可以基于本公開的一個實施例來采用，該系統(tǒng)包括用于流體(未示出)的供應(yīng)的大容量容器罐101、連接到氣體源110和加壓氣體源111的轉(zhuǎn)移容器103、和過程容器罐102。真空源110 (經(jīng)由閥110A)被啟動以在箭頭105表示的方向上從大容量容器罐101經(jīng)由管線104抽吸流體到轉(zhuǎn)移容器103中。一旦期望量的流體在真空下被吸入轉(zhuǎn)移容器103中，將大容量容器罐101連接到轉(zhuǎn)移容器103的管線104可以被封閉(通過適當(dāng)?shù)拈y，未示出)，并且加壓氣體源110被啟動(通過氣閥110A)以在閥(未示出)打開時經(jīng)由管線106驅(qū)動轉(zhuǎn)移容器103中的流體并且將流體驅(qū)動到過程容器罐102中。過程容器罐102可以可選地保持在一致的壓力下，使得流體在閥(未示出)被打開時可以經(jīng)由管線106持續(xù)供應(yīng)到使用點(未示出-例如，半導(dǎo)體工具)。因此，從壓力源111施加到轉(zhuǎn)移容器103的壓力可以大于從壓力源112施加(通過氣閥112A)到過程容器罐102中的壓力，使得流體可以被從轉(zhuǎn)移容器103運送到過程容器罐102中以用于進一步運送到使用點。過程容器罐102還可以可選地與真空源113連接(通過閥113A)?？蛇x地，低壓力源114可以被提供(通過閥114A)給大容量容器罐101以用于平衡轉(zhuǎn)移容器103的真空源111，或者幫助從大容量容器罐101排空流體。在各個實施例中，轉(zhuǎn)移容器103的尺寸小于過程容器罐102和大容量容器罐101。
[0070]圖1公開的通常類型的系統(tǒng)將允許使用任何類型的容器罐、容器或器皿，這些容器均足以保持期望的流體，并且能夠在使用點處由使用者處理或者再循環(huán)容器。這進而可以消除對為了再加工和填充將容器返回到流體的供應(yīng)商的需求，并且可以作為替代允許如圖4A的示例性流程圖中所示的容器罐的單向供應(yīng)。這種單向供應(yīng)結(jié)構(gòu)還消除了顯著的成本,如圖4B中所示。
[0071]除了如上所述的實施例之外，上述實施例中的一些實施例可以消除對昂貴且有問題的額定壓力不銹鋼容器罐的需求，將說明另外的實施例，所述實施例還可以消除對使用不銹鋼容器罐的需求和另外消除對用于將物質(zhì)從大容量容器轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移容器的泵系統(tǒng)的需求。根據(jù)這種實施例，通常，相對較低的壓力可以用于將物質(zhì)從大容量容器罐(“運送容器”)轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移容器(“貯存器”)，相對較低的壓力可以選擇成使得氣體夾帶或者飽和被減小或者最小化，從而對物質(zhì)中的氣泡形成具有很小或者通常無關(guān)緊要的影響。對運送容器(tote)加壓到這種相對低的程度,例如120kPA(3磅/psig)或更小,可以消除對使用額定壓力不銹鋼容器罐作為運送容器的需求，從而允許使用基本上任何類型的適當(dāng)容器用于運送裝置，如再次說明和并入的容器用于運送裝置。另外，利用壓力分配將物質(zhì)從運送容器轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移容器消除了對任何泵系統(tǒng)的需求，并因此消除需要日常清潔的復(fù)雜泵部件，進一步減少系統(tǒng)成本和維護。
[0072]更具體地，圖5顯示用于經(jīng)由中間容器或者貯存器540分配大容量容器罐或運送容器502的內(nèi)容物并分配到下游過程或者工具上的系統(tǒng)和方法500的一個實施例，所述系統(tǒng)可以進一步包括關(guān)于圖1實施例說明的處理容器罐而不是圖5中所示的容器。運送裝置502可以填充有物質(zhì)M。在一些實施例中，運送裝置502可以包括汲取管506。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，運送裝置在一些實施例中可以還包括聚液槽516，以增加或者最大化可以經(jīng)由汲取管506分配的物質(zhì)M的量。在其它實施例中，運送容器502還可以包括在此說明和并入作為參考的任何其它部件或者部件組合，其可以有利地考慮。加壓氣體源508可以可操作地連接到運送容器502，由此氣體可以被引入運送容器502的內(nèi)部以用于在該運送容器中壓力分配物質(zhì)M。任何適當(dāng)?shù)臍怏w都可以用作氣體源，并且在一些實施例中，例如可以使用氮氣。然而，也可以使用諸如但不限于氦氣或者氬氣的其它適當(dāng)氣體。在顯示的實施例中，可以通過直接壓力分配進行分配，所述直接壓力分配表示氣體被直接引入容納物質(zhì)M的空間中，從而迫使運送容器502的內(nèi)容物向上通過汲取管506(如果設(shè)置一個汲取管)且離開運送容器。然而，運送容器不限于被構(gòu)造成用于直接壓力分配，而在其它實施例中，運送容器可以為基于襯里的系統(tǒng)，包括如上所述且在此結(jié)合參考的在第二層包裝內(nèi)的襯里，并且所述系統(tǒng)可以被構(gòu)造成用于通過將壓力施加到襯里與第二層包裝之間的環(huán)形空間從運送容器的襯里間接壓力分配物質(zhì)M，第二層包裝用作用于襯里的壓力容器。同樣地，獨立運送裝置可以類似地被構(gòu)造用于放置在現(xiàn)有的系統(tǒng)壓力容器中，其中運送容器可以通過將壓力施加到壓力容器與運送容器之間的空間利用間接壓力來分配。然而，將會認識到通常對可以容易地定位壓力容器內(nèi)的容器罐或者容器的尺寸具有限制。因此，相對較大的大容量容器或運送容器可能不能適當(dāng)?shù)貥?gòu)造用于間接壓力分配。
[0073]然而，對于直接壓力分配主要關(guān)心的是氣體夾帶或者飽和的可能性，即在液體物質(zhì)中產(chǎn)生微氣泡的可能性，顯著量會對該物質(zhì)有害和/或使得該物質(zhì)無法使用?？赡苄纬傻奈馀萦蓺怏w源所引起的直接施加到物質(zhì)的擾動而產(chǎn)生。清楚的是施加到液體的壓力越大，則出現(xiàn)的擾動將會越大，并且將在物質(zhì)中形成大量微氣泡的風(fēng)險會越大。該擔(dān)憂在物質(zhì)長時間段暴露于壓力時變得更大，對于相對大的大容量容器和運送容器常常發(fā)生這種情況。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在較低分配壓力下形成非常少的微氣泡。例如，在基本上低于120kPA(3psig)的數(shù)值下，可能有很少，例如基本上可忽略的微氣泡形成。在這點上，根據(jù)本公開的一些實施例，物質(zhì)M可以在基本上約為120kPA(3psig)或者低于120kPA(3psig)的壓力下利用壓力分配被從運送容器502輸送。對于大多數(shù)應(yīng)用，即使經(jīng)過長時間段，物質(zhì)M也將僅獲得相對較低的飽和度，并且物質(zhì)中的氣泡形成效果基本上可忽略，或者基本上是無害的。
[0074]如果需要，通風(fēng)孔518可以可操作地連接到運送容器502，以便釋放運送容器502的內(nèi)容物M上的壓力。轉(zhuǎn)移管線504可以允許運送裝置502的內(nèi)容物M在壓力分配下輸送到貯存器540，如上所述?？梢栽O(shè)置運送閥510，以便控制物質(zhì)M從運送容器502到貯存器540的流動，使得當(dāng)運送閥位于第一位置時，物質(zhì)M可以基本上自由地流動，并且當(dāng)運送閥位于第二位置時，可以防止物質(zhì)M從運送裝置流動到貯存器。然而，除了簡單的開啟/關(guān)閉之外，將會理解運送閥510還可以允許多個中間選擇，例如包括控制物質(zhì)的流量。
[0075]如可以從圖5中看到，貯存器540可以比運送容器502小得多，并且在一些情況下可以顯著小于運送容器。貯存器540可以為與運送容器502相同類型的容器，或者可以為不同類型和/或由不同材料制成。例如，在一些實施例中，運送容器502可以是獨立的至少半剛性的容器，同時貯存器540可以包括持久固定的剛性容器或者分配過程的固定設(shè)備。如前所述，包括運送容器和貯存器的本公開的容器中的任一個可以以在此說明或者結(jié)合的任何方式來配置。類似于參照圖1說明的轉(zhuǎn)移容器，如上所述，貯存器540可以施加壓力以將物質(zhì)TM從貯存器內(nèi)分配到下游端的使用過程或者工具580，可以但是不是必須需要一個或多個處理容器罐。
[0076]在這點上，氣體加壓源568可以可操作地連接到貯存器540，以便將貯存器中的物質(zhì)TM通過壓力分配轉(zhuǎn)移到最終使用者過程或者工具580。在一些實施例中，如圖5中所示，將氣體施加到運送容器的氣體源可以與將氣體施加到貯存器的氣體源是分開的。然而，在其它實施例中，相同的氣體源可以與用于將氣體施加到貯存器相同地用于將氣體施加到運送容器。通風(fēng)孔578還可以可操作地連接到貯存器540以釋放貯存器540的內(nèi)容物TM上的任何過量壓力。工具閥590可以與運送閥510相似被包括在系統(tǒng)中，從而可以控制物質(zhì)TM從貯存器540流動到工具580，使得當(dāng)工具閥位于第一位置時，物質(zhì)TM可以基本上自由地流動，而當(dāng)工具閥位于第二位置時，可以防止物質(zhì)TM從貯存器流動到工具。然而，將會理解的是除了簡單的開啟/關(guān)閉之外，工具閥590還可以允許多個中間選擇，例如包括控制物質(zhì)的流量。
[0077]自貯存器540的分配通?？梢园ㄒ耘c用于將物質(zhì)M從運送容器502轉(zhuǎn)移到貯存器的壓力相比相對較高的壓力分配，并且將通常大于120kPA(3psig)，而在一些實施例中可以達到大約206.84kPA(30psi)或更大。如上所述，然而，對于壓力分配主要關(guān)心的是氣體夾帶或者飽和的可能性，即液體物質(zhì)中產(chǎn)生微氣泡的可能性，大量微氣泡會對物質(zhì)有害和/或使得物質(zhì)無法使用。從上面還能夠認識到，施加到液體的壓力越大，則發(fā)生擾亂越大，并且物質(zhì)中將形成大量微氣泡的風(fēng)險越大。然而，該憂慮在物質(zhì)暴露于相對較高的壓力下相對短或者很小的時間段時被減小。如上所述，貯存器540可以比運送容器502小得多，并且在一些情況下可以顯著小于運送容器。在這點上，與需要花長時間排空運送容器502相反，貯存器可以在相對較短的時間段內(nèi)被排空或者循環(huán)，例如僅為示例通常在大約15-30分鐘內(nèi)。因此，雖然相對較高的壓力可以用于將物質(zhì)TM從貯存器540分配到最終使用者過程或者工具580，但是物質(zhì)TM暴露于增加的壓力的時間基本上受到限制，從而減小或者最小化物質(zhì)TM中的氣體飽和度和微氣泡形成。
[0078]在使用中，大容量容器罐或者運送容器502可以可操作地與輸送管線504和加壓氣體源508連接。在開始填充貯存器540的過程的任何給定時間，運送閥510可以打開，并且氣體源508可以被開啟和/或通風(fēng)孔518可以封閉，從而允許運送容器502中的物質(zhì)M被加壓并通過輸送管線504輸送到貯存器。通常，在一些實施例中，例如基本上為120kPA(3psig)或者低于120kPA(3psig)的相對較低的壓力可以用于將物質(zhì)M從運送容器502轉(zhuǎn)移到中間貯存器540中。如圖5中所示且本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認識到，如果適當(dāng)操作，在一些實施例中，施加的壓力僅需要最低程度地足以將物質(zhì)M從物質(zhì)的上表面升起第一提升高度570到運送容器502的頂部和輸送管線504的最高點。如果運送容器502相對于貯存器540定位在垂直較高位置(在一些情況下可能是這種情況)，則一旦達到初始的提升高度570，可以進行和利用重力效應(yīng)和虹吸效應(yīng)。在這點上，僅需要相對較小量的壓力來開始和保持物質(zhì)M到貯存器540的轉(zhuǎn)移。在一些情況下，壓力可以低到大約1.0psig或更小，而在其它情況下，壓力可以為從大約1.0psig到大約3psig之間的任何數(shù)量。然而，在其它實施例中，運送容器502不需要整體相對于貯存器540定位在垂直較高位置，而相反，運送容器和貯存器可以在物理上以相對彼此任何適當(dāng)?shù)姆绞讲贾茫ɑ旧媳舜怂交蛘哌\送容器與貯存器相比垂直方向上定位得更低或者在此說明的位置之間的位置。雖然認識到特定定位可以影響將物質(zhì)M從運送容器502轉(zhuǎn)移到貯存器540所需的壓力的量，但是在一些情況下顯著增加所需的壓力量。
[0079]在一些實施例中，將物質(zhì)M從運送容器502轉(zhuǎn)移到貯存器540可以被構(gòu)造成相對較快地發(fā)生，以幫助進一步減小氣體夾帶的可能性。然而，將會理解可以在任何適當(dāng)或期望的期限內(nèi)實現(xiàn)將物質(zhì)從運送容器502轉(zhuǎn)移到貯存器540中。
[0080]在一些實施例中，沿著輸送管線504在貯存器540的輸入處或者其它適當(dāng)?shù)奈恢每梢园馀輦鞲衅?44，所述氣泡傳感器可以用于檢測在給定時間段中輸送的物質(zhì)M中的氣泡量，例如可以用于指示運送容器是否接近排空。然而，可以使用用于確定運送容器502何時接近排空的任何機構(gòu)，包括在此說明和結(jié)合的用于排空檢測的各種方法和裝置中的任一個。在又一個實施例中，確定運送容器502排空或者接近排空可以基于填充貯存器540所花費的時間量。例如由于在運送容器接近排空時時將物質(zhì)M從運送容器502轉(zhuǎn)移所需的額外努力，填充貯存器花費的時間量可以隨著時間而增加。一旦達到特定的預(yù)定時間量，則可以確定運送容器502接近排空。
[0081]將會認識到，物質(zhì)M可以從運送容器502流動到貯存器540。在一些實施例中，傳感器可以設(shè)置在貯存器540中以用于確定貯存器何時基本上充滿和/或何時貯存器需要再填充。例如，在一個實施例中，高水平傳感器544可以用于檢測正在從運送容器填充的物質(zhì)TM何時達到特定高度，通常為傳感器的位置，從而指示貯存器基本上充滿或者另外地已經(jīng)達到表示充滿的水平。一旦貯存器被填充規(guī)定量的物質(zhì)TM，運送閥510可以封閉，從而防止物質(zhì)M進一步轉(zhuǎn)移到貯存器。
[0082]在填充貯存器540之后，為了將物質(zhì)TM從貯存器轉(zhuǎn)移或者分配到下游端使用者過程或者工具580，如果設(shè)置氣體貯存器通風(fēng)孔578，則氣體貯存器通風(fēng)孔578可以封閉和/或氣體源568可以被開啟且工具閥590可以打開，從而允許物質(zhì)TM轉(zhuǎn)移到最終使用者過程或者工具580。在物質(zhì)TM從貯存器540轉(zhuǎn)移到最終的分配源580期間，貯存器540可以通過氣體源568被加壓到相對較高的壓力。雖然可以使用任何適當(dāng)?shù)膲毫Γ窃搲毫νǔ４笥?20kPA(3psig)，而在一些實施例中可以達到大約206.84kPA(30psi)或更大。物質(zhì)TM在物質(zhì)TM的直接壓力分配期間從貯存器540排空所花費的時間量，即物質(zhì)TM暴露于相對較高的壓力的時間量，可以相對較短以幫助減小或者最小化微氣泡形成的風(fēng)險。所述時間量通?？梢匀Q于貯存器540的選擇尺寸、施加的壓力量以及下游端使用者過程或者工具580的規(guī)格。雖然所述時間量可以為任何適當(dāng)?shù)臅r間，但是在一些實施例中，貯存器540中的物質(zhì)TM暴露于相對較高的壓力的時間量可以在大約15-30分鐘的范圍內(nèi)。
[0083]如上所述，在一些實施例中，傳感器可以設(shè)置在貯存器540中以用于確定貯存器何時基本上充滿和/或貯存器何時需要再填充。例如，在一個實施例中，低水平傳感器542可以用于檢測正在從運送容器分配的物質(zhì)TM何時已經(jīng)達到特定的低值，通常為傳感器的位置，從而指示貯存器準(zhǔn)備好再填充。貯存器540從運送容器502的再填充可以通過首先關(guān)閉工具閥590并關(guān)閉氣體源568而開始。隨后，可以再次執(zhí)行如上所述的填充過程。該循環(huán)在系統(tǒng)的操作期間可以根據(jù)需要重復(fù)。
[0084]本公開的任何實施例可以包括部件、增強或者特性中的任一個或者任何組合，例如但不限于防止或者減小阻塞的部件、可以包括在容器的一個或多個表面上的表面特征、包括阻擋層、涂層和/或噴涂物的多層、可以裝配在容器外部的套筒、注記、可以以特定方式幫助控制容器在壓力或者壓力協(xié)助泵分配期間的收縮的部件、和/或用于運輸?shù)陌咽?，以上所述的每一個可以在下述申請中進一步詳細說明=PCT申請?zhí)朠CT/US1 1/55558 ;國際申請日為 2008 年 I 月 30 日的名稱為 “Prevent1n Of Liner Choke-off in Liner-basedPressure Dispensat1n System” 的 PCT 申請?zhí)?PCT/US 08/52506 ;于 2011 年 10 月 10 日申請的名稱為“Nested Blow Molded Liner and Overpack and Methods Of Making Same，，的PCT申請?zhí)朠CT/US1 1/55560 ;于2007年2月6日授權(quán)的名稱為“Liquid DispensingSystem”的美國專利號7，172，096 ;國際申請日為2007年6月11日的名稱為“LiquidDispensing Systems Encompassing Gas Removal” 的 PCT 申請?zhí)?PCT/US 07/70911;于2002年3月 25 日申請的名稱為“Collapsible Bag for Dispensing Liquids and Method”的美國專利第6,607,097號；于2003年6月26日申請的名稱為“Collapsible Bag forDispensing Liquids and Method” 的美國專利第 6，851，579 號；于 2002 年 I 月 8 日申請的名稱為“Method for Texturing a Film”的美國專利第6，984278號；于2002年6月 26 日申請的名稱為 “Method for Preparing Air Channel-Equipped Film for Usein Vacuum Package”的美國專利第7，022，058號；于2011年12月9日申請的名稱為“Generally CyI indricalIy-Shaped Liner for Use in Pressure Dispense Systems andMethods Of Manufacturing the Same” 的國際 PCT 申請第 PCT/US 11/64141 號；于 2012年 9 月 21 日申請的名稱為 “Liner-based Shipping and Dispensing Systems” 的美國臨時申請第61/703，996號；于2011年3月29日申請的名稱為“Liner-based Dispenser”的美國臨時申請第61/468,832號和于2011年11月22日申請的相關(guān)國際PCT申請第PCT/US2011/061764 號；于2011 年 8 月 19 日申請的名稱為“Liner-based Dispensing Systems”的美國臨時申請第61/525，540號和于2011年11月22日申請的相關(guān)國際PCT申請第PCT/US 2011/061771 號；于 2011 年 5 月 31 日申請的名稱為 “Fluid Storage and DispensingSystems and Processes”的美國專利申請第13/149，844號；于2006年6月5日申請的名稱為 “Fluid Storage and Dispensing Systems and Processes，，的美國專利申請第11/915，996 號；于 2010 年 10 月 7 日申請的名稱為 “Material Storage and DispensingSystem and Method with Degassing Assembly” 的國際 PCT 申請第 PCT/US 10/51786號；國際PCT申請第PCT/US 10/41629號；美國專利第7，335，721號；美國專利申請第11/912，629號；美國專利申請第12/302，287號;國際PCT申請第PCT/US 08/85264號;于2011年2月15日申請的美國專利申請第12/745,605號；于2012年2月29日申請的名稱為“Liner-based Shipping and Dispensing System”的美國臨時申請第61/605，Oil 號;以及于 2011 年 11 月 18 日申請的名稱為“Closure /Connectors for Liner-based Shippingand Dispensing Containers”的美國臨時申請第61/561，493號,每一個申請在此整體并入作為參考。本公開的容器可以包括上述任一個引用中公開的實施例、特征和/或增加中的任一個。類似地，在此說明的實施例中公開的分配系統(tǒng)的各個特征結(jié)構(gòu)可以與關(guān)于其它實施例說明的一個或多個其它特征結(jié)構(gòu)結(jié)合使用。
[0085]另外，雖然由于成本和相關(guān)的維護使得使用泵從本公開的容器分配物質(zhì)可能不理想，但是在一些實施例中，泵可以仍然如一些應(yīng)用中傳統(tǒng)地被使用。然而，另外的泵部件，例如隔膜或者波紋管，可以結(jié)合泵使用，可以包括到這種傳統(tǒng)泵的實施例以幫助將貯存器中的物質(zhì)與氣體循環(huán)相隔離?？蛇x地，泵的各種形式，例如活塞泵、注射泵、蠕動泵或者凸輪泵，可以代替這種系統(tǒng)中使用的傳統(tǒng)泵來使用，以便幫助將貯存器中的物質(zhì)與氣體循環(huán)相隔離。
[0086]雖然本公開在此已經(jīng)關(guān)于具體的方面、特征結(jié)構(gòu)和示例性實施例進行了說明，但是將要認識的是本公開的應(yīng)用不因此受到限制，而是延伸到以及包括本發(fā)明所述領(lǐng)域的技術(shù)人員基于在此的說明能夠想到的許多其它變形例、變型和可選的實施例。相應(yīng)地，本發(fā)明如下文中所主張的寬泛解釋和說明，包括在權(quán)利要求的精神和保護范圍內(nèi)的所有變形例、變型和可選的實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種流體供應(yīng)系統(tǒng)，所述流體供應(yīng)系統(tǒng)適于流體的真空及壓力循環(huán)，所述系統(tǒng)包括: 過程容器罐，所述過程容器罐適于將流體運送到使用位置；和轉(zhuǎn)移容器，所述轉(zhuǎn)移容器適于從至少一個大容量容器罐向所述過程容器罐供應(yīng)流體，其中所述轉(zhuǎn)移容器與α)真空源和αυ第一加壓氣體源連接，所述真空源被布置用于將流體從至少一個大容量容器罐抽吸到所述轉(zhuǎn)移容器中并選擇性地保持所述至少一個大容量容器罐中的真空狀態(tài)，所述第一加壓氣體源被布置用于將流體從所述轉(zhuǎn)移容器調(diào)壓轉(zhuǎn)移到所述過程容器罐中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述過程容器罐與用于將流體調(diào)壓運送到所述使用位置的第二加壓氣體源連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述第一加壓氣體源比所述第二加壓氣體源產(chǎn)生的壓力大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個大容量容器罐與布置用于選擇性地平衡所述真空狀態(tài)的第三加壓氣體源連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個大容量容器罐包括不銹鋼容器、塑料容器、玻璃瓶或者可收縮袋子中的任一個。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括至少一個壓力變換器和處理器，所述壓力變換器適于感測所述至少一個大容量容器罐中的流體的壓力并產(chǎn)生指示所述壓力的變換器輸出，所述處理器適于接收所述變換器輸出并響應(yīng)性地確定所述流體的壓力變化率，并且在所述至少一個大容量容器罐開始排空流體時提供指示與所述至少一個大容量容器罐中開始排空流體有關(guān)的增加的變化率的處理器輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)移容器的流體保持容量小于所述至少一個大容量容器罐和所述過程容器罐中的任一個的流體保持容量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述使用位置包括半導(dǎo)體制造位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述使用位置包括半導(dǎo)體制造工具。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個大容量容器罐、所述轉(zhuǎn)移容器和所述過程容器罐中的至少一個為非不銹鋼構(gòu)造的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個大容量容器罐為非不銹鋼構(gòu)造的。
12.一種運送要使用的流體的方法，包括以下步驟: 在真空下將流體從至少一個大容量容器罐抽吸到轉(zhuǎn)移容器中； 對所述轉(zhuǎn)移容器加壓以迫使所述流體分配到過程容器罐；和 將氣體供應(yīng)到所述過程容器罐，以實現(xiàn)流體到使用位置的運送，其中供應(yīng)到所述過程容器罐的氣體所處的壓力低于供應(yīng)到所述轉(zhuǎn)移容器的氣體的壓力。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括以下步驟中的任一個或多個: 關(guān)閉設(shè)置在所述至少一個大容量容器與所述過程容器之間的流體流動管線中的閥； 終止在真空下的流體的抽吸； 在所述過程容器罐中保持足夠的壓力，以實現(xiàn)流體到所述使用位置的不斷供應(yīng)； 通過在所述至少一個大容量容器罐中保持負壓力來減小所述至少一個大容量容器罐中的流體中的夾帶氣體的量；和 當(dāng)所述至少一個大容量容器罐處于開始排空流體時，感測來自所述至少一個大容量容器罐中的壓力變換器的信號，所述信號指示與所述至少一個大容量容器罐中的開始排空流體有關(guān)的增加的壓力變化率。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述至少一個大容量容器罐包括不銹鋼容器、塑料容器、玻璃瓶或者可收縮袋子中的任一個。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述轉(zhuǎn)移容器的流體保持容量小于所述至少一個大容量容器罐和所述過程容器罐中的任一個的流體保持容量。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述使用位置包括半導(dǎo)體制造位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述使用位置包括半導(dǎo)體制造工具。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述至少一個大容量容器罐、所述轉(zhuǎn)移容器和所述過程容器罐中的至少一個為非不銹鋼構(gòu)造的。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述至少一個大容量容器罐為非不銹鋼構(gòu)造的。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括以下步驟: 感測所述至少一個大容量容器罐中的流體的壓力并響應(yīng)性地產(chǎn)生指示所述壓力的變換器輸出； 由所述變換器輸出確定所述流體的所述壓力變化率；和 由所述至少一個大容量容器罐中的所述流體的所述壓力變化率確定所述至少一個大容量容器罐中的流體排空的開始。
21.一種流體供應(yīng)系統(tǒng)，所述流體供應(yīng)系統(tǒng)適于流體的壓力分配，所述系統(tǒng)包括: 貯存器，所述貯存器適于從至少一個運送容器向下游過程供應(yīng)流體，其中所述貯存器與(i)第一加壓氣體源和(ii)第二加壓氣體源連接，所述第一加壓氣體源被布置用于以小于3psig的壓力將流體從所述至少一個運送容器調(diào)壓轉(zhuǎn)移到所述貯存器中，所述第二加壓氣體源被布置用于將流體從所述貯存器調(diào)壓轉(zhuǎn)移到所述下游過程。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，所述貯存器的流體保持容量小于所述運送容器的流體保持容量。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，所述貯存器還包括低水平傳感器和高水平傳感器，所述低水平傳感器位于低于所述高水平傳感器的高度，其中當(dāng)所述低水平傳感器指示所述貯存器中的流體已經(jīng)下降到所述低水平傳感器的水平面時，更多的流體被從所述運送容器運送到所述貯存器中，直到所述高水平傳感器指示所述流體已經(jīng)達到所述高水平傳感器的平面為止。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，所述第二加壓氣體源被以高于3psig的壓力供應(yīng)到所述貯存器。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中，所述下游過程用于半導(dǎo)體工藝中。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，還包括: 氣泡傳感器，所述氣泡傳感器被構(gòu)造成檢測所述運送容器何時接近空的。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中，所述運送容器基本上為半剛性且包括預(yù)先確定的折疊線。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中，所述運送容器包括設(shè)置在基本上剛性的第二層包裝內(nèi)的基本上柔性的襯里。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中，所述運送容器包括基本上剛性的容器罐。
30.一種運送要使用的流體的方法，包括以下步驟: 通過以第一壓力將氣體從第一壓力源施加到所述運送容器將流體從至少一個運送容器運送到貯存器中；和 通過以第二壓力將氣體從第二壓力源施加到所述貯存器將流體從所述貯存器運送到下游過程，其中施加到所述運送容器的氣體處于低于施加到所述貯存器的氣體的壓力。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中，所述第一壓力為大約3psig或更小。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，所述貯存器的流體保持容量小于所述運送容器的流體保持容量。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，所述貯存器還包括低水平傳感器和高水平傳感器，所述低水平傳感器位于低于所述高水平傳感器的高度，其中當(dāng)所述低水平傳感器指示所述貯存器中的流體已經(jīng)下降到所述低水平傳感器的平面時，更多的流體被從所述運送容器吸入所述貯存器中，直到所述高水平傳感器指示所述流體已經(jīng)達到所述高水平傳感器的水平面為止。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述下游過程用于半導(dǎo)體工藝中。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述高水平傳感器和所述低水平傳感器進一步被構(gòu)造成通過測量流體從所述低水平傳感器上升到所述高水平傳感器所花費的持續(xù)時間來檢測所述運送容器何時接近空的，其中如果所述持續(xù)時間大于預(yù)定時間段，則所述運送容器被確定接近空的。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述運送容器基本上為半剛性且包括預(yù)先確定的折疊線。
37.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述運送容器包括設(shè)置在基本上剛性的第二層包裝內(nèi)的基本上柔性的襯里。
38.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述運送容器包括基本上剛性的容器罐。
39.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，還包括: 氣泡傳感器，所述氣泡傳感器被構(gòu)造成檢測所述運送容器何時接近空的。
40.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，還包括以下步驟: 將流體從所述運送容器虹吸到所述貯存器中，所述運送容器被定位在高于所述貯存器的水平面。
41.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述第二壓力為大約30psig。
42.一種運送要使用的流體的方法，包括以下步驟: 將流體從至少一個運送容器運送到貯存器中；和 將流體從所述貯存器運送到下游過程。
【文檔編號】F17C9/00GK104302962SQ201380021263
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月24日
【發(fā)明者】喬丹·霍奇斯, 理查德·D·奇茲姆, 米切爾·W·麥克費龍, 唐納德·D·韋爾, 格倫·M·湯姆 申請人:先科材料有限公司