TW200908075A - Systems and methods for mixing fluids - Google Patents

Description

200908075 九、發明說明： 【參照相關申請】 本申請主張的權利是在35 u s c §U9(e)下，於2〇〇7 年5月14日申請的美國6〇/917,822號臨時申請案丨於2〇〇7 年7月η日申請之美國60/949，176號臨時申請案；於2〇〇8 年3月26日申請之美國6〇/〇39 535號臨時申請案；於蘭 年3月26日申請之美國6ι/〇39·525號臨時申請案；以及 於2〇08年5月13日中請之美國非臨時中請案第12/119,869 唬，’其將以上提及的申請合併於本文中作為參照。 【發明所屬之技術領域】 本案揭露關於用於混合流體的方法和系統。 【先前技術】 在各種產業中，务與> 制σ / 予I。口傳輸系統是將化學製品輸送 :產具中。作為例證的產業包括:半導體產業， 個人護理產品產業和 王座座菜 油產業。通常的，組合兩種.多 種流體到其中一種备纪十 口呵裡次更多 糸、冼來形成預期溶液混合物為一特殊製 程。這種溶液混合物可. 、琛裟 到該原有的製程上終端位卜另外處理，接著將其運送 學藥品的位置上。使用在_=疋某個需要使用該混合好化 方法是不同的，立力在一個位置上的方法與分批運用的 .. …~個連續的，有效的混合，因今 法可因製造流程需要而做改變。 因為該方 6 200908075 習知的用於攪拌裝置的設計和結構存在許多缺點，尤 其當試用於令該被混合流體之特性不同時。攪拌裝置的問 題包括攪拌的精確性不夠，過多的壓力下降會被要求增加 該攪拌的精確度，且在濃度改變或在停工之後啟動過程中 延遲濃度的穩定度。這些化學品濃度的發生變化會對製程 效果產生不利的影響，如果其包含在攪拌器中或需要將攪 拌工具移開，以便讓化學藥品的濃度達到濃度標準，則將 會減低生產力或浪費化學品。例如，在用於半導體製造過 程中的蝕刻技術中，無法維持化學品在固定的濃度，將導 致蝕刻率的不確定且因此變成製程改變的原因。 因此，就需要改良該用於混合流體的方法和系統，以 便給產業界製造上使用。 【發明内容】 在一實施例中，一種用於混合第一流體和第二流體的 授拌器包括一混合室，其形成一内室。一第一流體入口連 接於混合室外壁的一個孔洞上，這樣該第一流體入口和該 混合室的内部孔具有的縱軸在孔洞處不成一直線，在此處 該第一流體是通過第一流體入口流入混合室的腔室内。一 第二流體入口連接於一注入器，且向注入器中提供第二流 體，其中該注入器設置於混合室的腔室中，且在遠離混合 室的外壁處設穿孔，使第二流體從注入器引入到混合室的 腔室中並圍繞在注入器圓週外。該攪拌器更包括一流體出 口，其連接於混合室的腔室。 7 200908075 為一實施例，一種混合第一流體和第二流體的方法包 括通過第一流體入口將第一流體引入混合室的腔室，該第 一流體入口連接於混合室的外壁上的一個開孔上，該第一 流體入口和該混合室的内部腔室具有的縱轴在孔洞處不成 行設置，在此處該第一流體是通過第一流體入口而進入混 合室的腔室的。將第二流體從第二流體入口導入到注入器 中，該注入器設置在混合室的腔室且在遠離混合室的外壁 開孔處，其包括將第二流體從注入器輸入到混合室内環繞 於注入器外之空間内。另外，該方法包括使第一流體和第 二流體相混合後之混合物從混合室的腔筒經一流體出口流 出。 根據一實施例，一種混合第一流體和第二流體的方法 包括將第一流體和第二流體在混合室中混合，阻止第一和 第二流體流入混合室，且再讓第一流體和第二流體進入混 合室，在重新讓第一流體和第二流體到混合室該第一流體 和第二流體的目標混合濃度在3 0秒内達到，一旦達到目 標混合濃度，該目標混合濃度將維持其相對於目標混合濃 度5%的誤差的時間多於1 0秒。 【實施方式】 本發明的實施例提供了用於混合流體的方法和輸送系 統。一系統的攪拌器接收並攪拌至少兩種化學藥品混合後 輸送到一個或多個容器、槽或製造容器中，例如半導體晶 圓或其他元件製造中的化學槽中。在操作中，一第一流體 8 200908075 進入攪拌器的混合室的一個汽缸筒中，其通過混合室側壁 的一個開孔使第一流體與第二流體攪拌後的混合物注入到 汽缸筒的中心範圍。 圖1舉例說明一種典型的流體輸送系統1 00，其引導 流體從第一流體源102和第二流體源1〇4，在攪拌器1〇8 中混合之後，進入處理容器1〇6中。第一供應線丨1〇和第 二供應線112分別將第一流體源1〇2和第二流體源1〇4連 接到攪拌器108。可由分別操作安裝在第一供應線11〇和 第二供應線112上的第一閥門114和第二閥門116來控制 流體供給量。該第一閥門丨14和第二閥門丨16可為任何類 型的流體控制器，壓力調節器，電磁閥或相似的自動閥門。 一攪拌器出口線118連接該攪拌器1〇8到容器1〇6，且可 包括一個或多個感測器120用於監控進入該攪拌器的流體 的參數。為了週期性改變容器106中使流體連續性流體通 過容器106，容器1〇6上設一排水管119以便讓流體自容 器106流出。 在一些實施例中，該感測器120連接於控制器m。 該控制器122可與第一閥門114和第二閥門116藉由信號 路徑124連接，來形成反饋回路。在操作中，該控制器122 可調解第一閥門114及/或第二閥門116基於輸入的接收自 傳感器120的驅動力。這樣的即時回饋與授摔器1〇8的反 應時間相結合，此將於以後再詳述，能確保流入容器1〇6 的流體與需要時能儘速調節。 1 0 8位於^— 在另外一實施例，該容器1 0 6和該授什号 9 200908075 個a共至126中或被另外配置。該些閥門丄i4 ,】μ至少 乙於a共至1 26中的攪拌器且不會設置在任何沿該些供 應線11 0 ’ 1 1 2的特別位置。例如，與容器i 〇6與攪拌器丄 小於ίο公尺也可能組合到容器106處。該第一供應線ιι〇 和第二供應線112’從設於公共t 126末端的第一流體源 102和第二流體源104將流體輸送到攪拌器。 從第一流體源102和第二流體源104輸出的化學藥品 精由特列的製造流程來完成。據此，該被輸送到容器106 的化學品就在容器106中完行製程。可能用到授拌器108 的匕括半導體製程’薄膜電晶體液晶顯示（TmCD)産 2太陽電池板製造業，香料製造業，製藥産業，生物醫 :産業’食品加工産業，家庭生產産業，個人護理產品産 ^和石油産業。以半導體為例製程包括㈣，冑潔，化學 等）。 ^'沈積（例如’化學氣相沈積，電鍍 該檀拌器⑽將化學溶液送人到容器⑽+，該容器 匕括，例如，選擇化學室的 口 的各器。另外，該攪拌器108可 供化學藥品溶液到一個哎 個儲存槽中，然後該一個儲 I曰或夕個槽接著將該化學溶液輸送給-個或多個製造容 所示’如果有超過第一流體源、102和第二流體 的.曰 ’可多加幾個授掉器⑽令超過兩種流體 的混合更容易。 中，2說明的實施例中，該清潔溶液形成於授摔器108 /、種SC-1清潔溶液，其具有氫氧化氨（簡4〇η)， 10 200908075 過氧化氯（化〇2)和去離子水（DIW)，或形成一種sc_2 清潔溶液’其具有鹽酸（HCI)，過氧化氫和去離子水。 其他典型的混合物可包括混合的化學組成，和/或具有diw 的化學成分，如醋酸（CH3〇〇H),硝酸（hn〇3),磷酸 (H3p〇4) ’就化銨（NH4f)，鹽酸，氫敗酸（HF)，過 氧化氫異丙醇（C3H8〇 )，硫酸（H3S04 )，羥胺（NH2OH )， 氟化銨（NH4F)，N-甲基比咯晒（N_methylpyrr〇Ud〇ne， C5H9N〇 )，二甲亞石風（C2H6〇S)，苯並三唑（C6h5N3)， 乙二胺四乙酸（edta;c10h16n208)，乙二胺 (eda;c2h4(nh2)2) ’氫氧化録’氫氧化卸（K〇H)，四 甲基虱氧化錢（TMAH)，四曱基氟化銨（TMAF)，棒樣 k、草&和所有的純蚀刻劑，清潔劑，剝離劑，cMp清 洗或攪拌。例如’該攪拌器1〇8可被設置為分配稀釋的HF， SC-1和/或SC_2的溶液。在一特殊實施例中，可適當的輸 入^的稀釋的HF。因此，該攪拌器⑽可設置為—個如第 體源102的熱Dlw的輸入，和一個如第二流體源1 04 的 輸入。在一特殊實施例中，該熱DIW可維持在約25 °C 到 70°C。 ' 匕5束體机經出口線11 8時，該感測器1 2 〇測量其 :的種或多種化學組成（如，HF，H2〇2和/或NH4〇H)的 派 :感測器120可為任何合適的類型，以便準確測量

出么種或夕種化學組成的濃度。在某些實施例中，該用於 系先中的展度感測器是無電極導電探測器、折射率（) 抓測益’紅夕卜線為主的探測器，S聲波接觸探測器和/或PH 200908075 值監測，包括但不限制於，交流環形圈感測器和聲波信號 感測器。 ° 根據操作本系統100的方法的—實施例，一 清 準備於攪拌器⑽内且將氫氧化錢和過氧化氯提 供，容11 ’ ’該氫氧減的濃度範園約為G.GG3%到29% 重量比，例如約為重量比’該過氧化氫的濃度範圍約 為0.004%至"1%重量比’例如約& 5 5%重量比。該容器1〇6 ，設計成可裝入超過讓公升以上，例如％公升，或在 容器中更多的清潔溶液或在溫度丨说到iG(rc的範圍内 直接分配。在操作中，在以清潔溶液填滿容器106後，該 授拌器1G8以第—流速約從㈣升每秒（LpM)的速度經 過出口線118供應清潔溶液到容器1〇6去，在此該攪拌器 ⑽可連續的提供溶液，或亦可在系統操作時特定的時間 輸送。當溶液被連續的供給，—最佳的第__流速約為MM 到50LPM，如約為20LPM。在流速為2〇LPM時該攪拌器 1〇8的供應線流速可被設置成確保被提供的清潔溶液具有 預期的氫氧化銨和過氧化氫的濃度：肖i9 4i7u>M的 DIW，約為〇.194LPM的29%_3〇%容量的丽讲和約為 0.388LPM 的 30%容量的 h2〇2。 圖2所不為一擾拌器2〇8即如工所示的系統⑽中 描述的攪拌器108。該攪拌@ 2〇8包括一具有一第一流體 入口 210的管狀混合室2〇〇、一第二流體入口 212和一流 體出口 218 °在某些實施例中’在攪拌器2Q8操作時，通 過第-流體入〇 210流體多於通過第二流體入口 212的流 12 200908075 體。第二流體入口 212的容量與第一流體入口 210的容量 的比值範圍通常從1 : 1到1 : 5000甚至更多。例如，該 第一流體入口 2 1 0將DIW到導入到攪拌器内與由第二流體 入口 212流進的HF相混合。就如對應到系統100所述之 詳細說明所述，該分別自第一或第二流體流體分別流入到 攪拌器之中一樣。 該第一流體入口 2 1 0形成了 一進入混合室200腔筒内 的流體流程，該流體通過混合室200外壁的一個開孔。該 第一流體入口 2 1 0連接於混合室，這樣該流體在開孔處從 第一流體入口 2 1 0進入混合室200腔中，在該設置通過混 合室200的直徑底面。該流程從開孔的前面通過第一流體 入口 2 1 0，該開口與混合室200的鑽孔的縱軸成一線，以 維持線性流或轴性流進入混合室200。本例中所使用的是 該縱軸可定義相應流程的全面方向性。 該第二流體入口 212包括一有穿孔的注入器213，其 設置於混合室200内，從該混合室200的徑向隔開，並從 相對於第一流體入口 2 1 0的混合室200的遠端沿混合室200 腔筒的縱軸延伸。對於某些實施例，該注入器2 1 3形成一 圓筒形，且與混合室200同軸設置。流體從第二流體入口 2 1 2流經中空的注入器2 1 3且藉由多個孔洞（例如：多於 3個，多於20個或多於50個）而排出，該些孔洞從注入 器2 1 3的内部貫穿到注入器2 1 3的外部。一旦該流體從第 二流體入口 212流出注入器213，該混合室200將包括從 第二流體入口 2 12與從第一流體入口 2 1 0引入混合室200 13 200908075 的流體相混合。 该些孔洞’可為有一種斜角的孔洞214和一徑向孔洞 215,該孔洞係沿注入器213可被分佈於注入器213的圓 周，且沿注入器213的週圍間隔設置或全部朝^注入器an 的一端，此處離第一流體入口 210最近且遠離出口 218 (見 於圖3和《 4)。該具角度的孔洞214在—個方向延伸以 在注入器213的外表面形成角度。該徑向孔洞215係延在 注入器213方向外表面均句分佈。如圖中所示之具角度的 孔洞214和徑向孔洞215舉例的這個方向可調整彳^第二流 體入口 212流入混合室200的流體流型，以幫助分佈由混 合同質流體產生的流體。 對於一些實施例，該出口 218在混合室的另—邊，連 接於混合室200側壁的一個開孔上，所以該出口 218垂直 於該混合室200的腔筒的縱軸。該出口 218被裝在離第一 流體入口 210較遠端，該注入器213的部份結構位於第一 流體入口 21〇與出口 218流程路徑上。此設計確保了來自 混合室200内的第一流體入口 21〇和第二、流體212在流出 出口 218之前先行混合。來自第一流體入口 21〇和第二流 體212的流體流程為軸向的逆流。進—步，從第一流體入 口 210朝向流體出口 218的流程的交又與從第二流體入口 212流體分散的徑向注入，使在混合室2〇〇中混合動作更 容易。 圖 3圖解說明一攪拌器 308的設計’其也能用於如圖 !所示的系統1〇〇。該攪拌器3〇8包括第一阻板3〇ι和第 14 200908075 二阻板302，其沿攪拌器308的長度在第一流體入口 31〇 和出口 3 18之間隔設置。該第一阻板3 〇丨和第二阻板3 〇2 在混合室300的側壁與一注入器3 12之間的一環形區域内 延伸。該阻板301，302如果連接於混合室3〇〇，其無需向 外一直延伸到混合室3 00的側壁或向内延伸到注入器3〗2， 雖然在圖中所示為連接到混合室上。該注入器312形成一 第二流體入口進入攪拌器3〇8，由於流體通過被輸入的穿 孔進入攪拌器308。至少在於沿注入器312上設有一些穿 孔314，該穿孔的一部份在沿第一流體入口 31〇並遠離第 阻板301和第二阻板3〇2的位置分佈，因此在操作中， 在到達輸出口 318之前，該流體從穿孔314也穿過第一阻 板301和第二阻板3〇2中的一個或多個孔。 。亥攪拌1^ 308只包括阻板301，302中的一個或更多加 個阻板。當該流體通過混合室則的環形面積處時會在阻 及302處對直線流程形成干擾。對於—些實施例， 第阻板3〇1上的第一孔303和第二阻板302上的第二孔 3〇4提供穿過環形區域的流程。圖中所示之孔303, 304為 圓形的，但並可·五^^ v '、了為任何形狀。該些孔3〇3，3〇4的數量和 大小取決於流辦@ & L體丨生質和流速。例如，製作成更大的孔3〇3， 304和/或提供爭 ^ ± ’、多的孔303，304來支援更高的流速，更 南的粘性和f古&、 ^ 可、混合物濃度。第一孔303相對于第二孔 動抵消形成了曲折的流動，其可使 中更容易的混合同質流體。 圖 4 顯干了 口 ’、、、μ Γ另一個攪拌器408，其能用於攪拌如圖！ 15 200908075 所不的來自第一流體源丨〇2和第二流體源〗〇4的液體。該 攪拌器408包括第—流體入口 4 1 0，一提供第二流體入口 的注入器412和一出口 418。該第一流體入口 41〇與攪拌 器408之混合室4〇〇相連，其連接處係位在混合室4〇〇流 程偏一個角度的入口 41 j處。例如，該入口 41 i可相對於 混合室400的腔筒中心偏斜一個角度，也可與第一流體入 口 410 —起穿過混合室4〇〇圓週面之壁，從而其橫切於該 混合室400腔筒的縱軸。在入口 4 n處，第一流體入口 4 i 〇 和混合室400之間的開口非成一直線，因而在第一流體是 通過第一流體入口 41 〇而進入混合室4〇〇内室時，沿混合 室400朝向出口 418形成擾流。此種令第一流體入口 41〇 不成直線排列的亦可由其他不同造型/及或角度方式流入且 因此並不需要在第一流體入口 41〇的開孔與混合室4〇〇的 入口 410做任何關聯性的限制。在某些實施例中，該第一 流體入口 410的内徑小於混合室4〇〇的内徑。在一特殊實 施例中，該第一流體入口 41〇的内徑大約為混合室4〇〇的 内徑的一半。 對於某些實施例，該出口 418連接於混合室4〇〇外壁

當令混合室400更長時，將增加混合的均勻度，增加的長 度有利於遷力下降。注入器412之開口 間的距離若能是混合室400内徑的三至 兩口 414到出口 418之 二到五倍將會產生最佳 16 200908075 的混合效果。在某些實施例中，該開口大致上係配合混合 室400的縱軸來設置，該開口 414設在注入器412的末端 位置並與該第—流體入口 410相近。

在一些實施例中，注入器4 1 2沿混合室400延伸且在 混合室400並以同軸心設置。在第一流體入口 4 1 〇和出口 4 1 8之間的流程圍繞至少部分注入器4 12，其被設置在混 合室400内，其從最接近出口 418的混合室400的直徑底 面到最接近第一流體入口 4 1 〇的入口 4 11。注入器412的 終點係接近於第一流體入口 41 0的入口 4 1 1，並有一底開 口 4 1 5，該開口提供一在注入器4 12内部和外部之間的流 徑。操作時，一第二流體自注入器4 12的底部開口 4 1 5及 在注入益4 12靠近終端的圓週壁上的開口 4 14流出後再由 出口 418’前述開口 414可在注入器412的徑向及/或成一 個角度方式設置。如果開口 414是成一角度，開口 414的 角可支援且不干擾混合室400内部的迴旋流。該第二流體 接著與從第一流體入口 410引入的第一流體在混合室4〇〇 内混合’並在混合室400旋轉流向出口 418。 圖4中顯示的箭頭係為了說明在攪拌器4〇8中旋渦流 的流動方向。如前所述，在與注人器412流出液體形成满 流型式後才將該混合液體自攪拌器4〇8的出口 418排出。 該渦旋流形式的出現是由於該第—流體入口 41〇的入口々Η 示為切向角形成 與中心呈一斜向的切角或横切角。圖面所 的滿旋流動，其他形狀亦可能產生擾、充。 在又一實施例，攪拌器 508可包括刀或葉片 500來引 17 200908075 導來從第一流體入口的流體，且更容易形成渦旋流形式。 對於一些實施例’該葉片500可形成具有18〇s或90Q螺旋 的平面形，來形成或增加通過攪拌器508的迴旋流形式。 此外，該渦旋流形式先混合來自第二流體入口 5 1 2的流體， 再由出口 518處流出攪拌器508。 圖6顯示為一用在攪拌器中的注入器612。該注入器612 可以任何造形與特徵來設計以適用於本案中所述的攪摔 斋。該注入姦612开;^成一圓錐外形（或直圓柱形’如圖2 所示）’該注入器6 1 2的外形以延伸進入攪拌器内向内逐 漸變細，該注入器612被安置其内且在終點處可包括半球 形表面。其他的實施例可使用具有其他圍繞注入器軸的對 稱形狀的注入器。注入器61 2上的第一組孔洞61 4被設置 在沿注入器612圓週壁上成直線排列。第二組孔洞615環 /主入器612壁形成一螺旋狀。第三組孔洞616在注入器612 壁上呈狹槽狀。這些設置在注入器212圓週壁上的孔洞 614，615與616分別配合注入器612的需要而選擇適當造 型。本案中所述這些在注入器上孔洞的數量、位置、大小、 排列和方向可因任何所給的攪拌器設計而變化，此設計基 於如流速，粘性，密度，溶解度和被混合流體的壓力等因 素。例如，更大的孔洞和/或更多的孔洞支援通過注入器的 更高流速。另外，更大的孔洞將支援更高的粘性和/或更高 的混合物濃度。 圖7所述為另—注入器712的實施例，其同樣適用於 在此所述的任何攪拌器正。該注入器712包括第一組徑向 18 200908075 延伸管714和第-组私a # 弟一，t向延伸管715，它們形成了來自注 U 712内部的出口流程。每一個第一組徑向延伸管川 ^注入器712 4圓周間隔排列，且可與第二㈣向延㈣ 715旋轉成—個偏角，兩者都在注入If 7U的圓周壁上間 隔開設置。對於-些實施例，在第-組徑向延伸管中至少 有一個從注入g 712的外表面延伸出的長度會小於第二组 徑向延伸管中—個自注入器712延伸的長度。當將注入器 712裝入轉器時，這些延伸f 714、715可分散流體以環 狀流程的方式供應到注入器7 12。 圖8所示為一雙階段混合系統_，其如圖2至圖4 中所示利用第—階段搜拌器議和第二階段授拌器⑽。 既然每個攪拌器808’ 858的類似功能及特性已如前所述， 第一和第二階段攪拌器8〇8，858的操作細節將予以省略。 該第-階段攪拌器8〇8包括第一階段第一流體入口 81〇(例 如，用於DIW) ’以第一階段第二流體入口 812 (例如， 用於nh4〇h)和-第一階段出口 818。—第一階段感測器 820,例如傳導性感測器’檢測流經第一階段出口 818的 第一混合物中要素的濃度。 在某些實施例，一第一階段入口分流器819連接第— 階段出口 m和感測器820之間。該第一階段入口分流器 819矯直流體且提供相等分配的流體進入第_階段感測器 820,來確保濃度的正確測量。該第—階段入口分流器819， 例如像系、统_所示的其他分流器，可包括多個流體出入 口，其係在徑向分散（或聚集），且僅提供出入口人一邊上 19 200908075 的統流體的臨時分離。在操作中，從第一階段出口 8 1 8 分配到第一階段入口分流器819的每個流體出入口的流體 先於退出第—階段入口分流器819進入第一階段感測器82〇 的流體的再組合。 -第-階段出口分流器821可被設置於第一階段感測 器82〇和第二階段攪拌器858之間。該第一階段出口分流 可連接於一第二階段主要第一流體入口 和第二 階段次要第一流體入口 ％ j， 其可根據流體方向性被混合 或再分開’該方向性可由第_階段出口分流器821來維持 而使流動更容易。該第一混合物從第一階段檀摔器剛在 兩個位置被引人第二階段授拌器858，通過第二階段檀掉 器858形成一迴旋流形式。該第二階段攪拌器858包括一 第二階段流體入口 862 (例如 出口 868 。 用於Ηζ02)和一第二階段 二階段入口分流器869， 出口分流器871。在分流 第 該第二階段出口 868連接於第 -一階段感測益8 7 0和第二階段 器導入-個降後，在某些實施中可排除在系統剛中的分 流器819 ’821，869 ’871中的一個或多個。該第二階段 感測益8 7 0 ’例如另—個傳導+生咸，、目1丨±κ 1寻导阻砍測态，檢測流經第二階 段出口 8 6 8的第二混合物内植成的遭择 ，成*的/辰度。除非額外階段想 要增加第四個或更多原件到第 口分流器871可連接於加工製 一混合物中，該第二階段出 造容具來接收第二混合物。 别伙t刺吋間的比較圖表，战版 為當弟一和第二流體分別通過一 T形此^ 形物和一攪拌器被引 20 200908075 到一起。該攪拌器係運用如本案中所述之結構設計。參考 圖9, T形傳導性圖式_代表由該傳導感測器測得在流 體混合物的濃度大變化。該混合物内的濃度並不穩定，除 非該Τ形傳導性輪廓9〇〇保持在由虛線所描述的上限和下 限之間’例如’如目標濃度5%的誤差。τ形停止時間_ 在-10秒時代表為當流體流過該Τ形後會暫時停止1〇秒。 第一和第二流體的回流在重啟時間903處經過發生丁形的 位置。:最初開始的暫態現象9〇4在τ形重啟時間卯/之 後沿傳導性輪廓900接著該重啟時間9〇3後出現，且在要 求的穩定前還會包括幾個限度外的波動。在此穩定狀態和 T形重啟時間903之間的時間形成一 T形控制時間（tl)。 用於比對’如圖U)所示㈣拌器傳導性圖形91〇代表 使用將第—和第二流體通過該攪拌器被引到-起的相同流 體的濃度波動。特別地’ m停止時912發生在授 拌器重啟時間9 η夕治· 1 Λ 1 & ' 私。，、、、而，在撥拌器重啟時間913 之後的限度内的穩定狀態提供了一攪拌器控制時間⑻， 其小於30秒（小於1Q秒）且短於了形控制時間（⑴。 本發明的實施例因此在齡私& 此在啟動忖限制了瞬變現象。經由舉例 可知，下游傳導性曲線91丨 j，、在製造器具中的波動濃 度相符亚說明在更下游發生之很小的短暫現象。 比較另一個混合裝置，太 直本發明實施例在不進行液體混 合’:降或空轉時限制其最小内部體積以及自較高的擴散 體積混合變成一較小混人#接 平又〗此σ體積。依照本發明實施例的最佳 設計有助於限制最小的内_接_ J取』的内。卩體積。例如，如本案所述的攪 21 200908075 拌器的混合室可小於0.6半。 Ά ’、 進一步，本發明實施例無需 機械移動零件來移動被混合 L體且间樣可如靜態系統。 圖11顯示了前述的用於 的用於兩種不同攪拌器的在啟動初始 時間923之後的流動相對時門 对時間的傳導性測量圖表。當流體 被開始去攪拌來自於入口液俨主 _ 夜體時’兩個攪拌器在最初時間 923之相對於人口充滿冑15小時為怠機。第—曲線92〇 和第二曲，線921代表當流體返回時的傳導性讀數。該第— 曲線920所示是在未正確控制 役利庄入為孔洞尺寸下混合物擴 散進^另-液體的結果’而第二曲線921則表示有效選擇 注入器孔筒大小後’限制了擴散到注入器之結果。比對第 曲線920和第一曲線92丨，本發明實施例限制了暫態傳 導性的振幅和持續時間。 實施例： 在一實施例中，一攪拌器用於攪拌DIW與相對少量得 HF。總流體流速為20升/分。mw與HF的流速比率的範 圍從1 ·· 1到2000 : 1。當該攪拌器利用了如圖4所示的設 計’各顯示出來的數字係使用本發明後的結果。 該DIW由第一流體入口 410被導入，該第一流體入口 410的内徑5mm到15mm在之間（例如：約9_5mm)。該 HF通過注入器4 12被引入，其具有7個孔洞41 4而内徑在 1mm到3mni之間（如：約2_4mm) 。3個孔洞414被設置 在第一排’每個都直徑在〇.5mm到1.5mm之間（如約 1.0mm)。剩下的四個孔洞414被設置在第二排直徑為〇.5mm 到1.5mm之間（如約usmm)。 22 200908075 之間（如約 1 5 〇mm之間 2〇mm之間 該混合室400的内徑在i〇mm到3〇mi^ 19mm)。該混合室400的長度在約5〇mm和 (如約90mm)。出口 418的内徑在1〇mm到 (如約 15.9mm )。 如前所述流體傳輸系統的不同的實施例。然而，熟悉 技藝之人可對該實施例做各種變化實施。例如，在一些結 構中，任何攪拌器的出口可被設置與攪拌器的混合室=一 直線’即使在此本案中所示為垂直的。同樣，如實施例1 中所述的尺寸可增加超出範圍，#由於高流速和流體的物 理屬性所需。因此，很顯然本發明提供了許多附加實施例， 其都可被本領域技術人員認可且都在本發明的技術範疇 内。 【圖式簡單說明】 為了進一步理解本發明的性質和目的，參考以上詳細 描述，結合附圖，其中相同元件將被指定相同或相似的元 件符號，其中： 圖1為本發明之一實施例之流體傳輸系統的示意圖， 圖解說明瞭用於混合之前導人加工卫具中的兩種流體的 攪拌器； 。。圖2為本發明再一實施例之攪拌器的剖面圖，該攪拌 為具有管狀混合室，該混合室具有設置於混合室内一孔洞 ^的第一流體入口和設置於混合室内連接于有孔注入器的 第二流體入口； 23 200908075 圖3為根據本發明一實施例之攪拌器的局部剖面圖， 圖解說明瞭位於混合室内環繞注入器的阻板； 圖4為根據本發明一實施例之攪拌器的局部剖面圖， 圖中所不該第一流體入口與室的中心線橫面成—角声差· 圖5為根據本發明一實施例之攪拌器的局部剖面圖， 圖解說明瞭—迴旋流的樣式，其由第一流體入口形成，在 混合室内具有入口橫軸和相差一角度；

圖6為根據本發明一實施例一注入器的視圖，其用於 攪拌器内且具有不同的可選擇的穿孔； 圖7為一注入器的視圖，其用於攪拌器内且具有縱 延伸官，從注入器的内部形成一出口流程，· °

圖8為根據本發明一實施例利用授掉器的雙階段㈣ 如圖2-4所示在每個階段具有一感测器； 又見 間的圖表， 起而啟動之 圖9和圖1 0為根據本發明一實施例控制時 在當流體分別通過τ形物和攪拌器被引到一 後； 當流體被引到—起時 圖11為流體的傳導性測量圖 【主要元件符號說明】 100 流體傳輸系統 102 第一流體源 104 第二流體源 106 處理容器 108 攪拌器 24 200908075 110 第一供應線 112 第二供應線 114 第一閥門 116 第二閥門 118 出口線 119 排水管 120 感測器 122 控制器 124 信號路徑 126 公共室 200 混合室 208 攪拌器 210 第一流體入口 212 第二流體入口 213 注入器 214 角度孔洞 215 徑向孔洞 218 流體出口 300 混合室 301 第一阻板 302 第二阻板 303 ， 304 孔 308 攪拌器 310 第一流體入口 25 200908075 312 注入器 3 14 穿孔 318 輸出口 400 混合室 408 攪拌器 410 第一流體入口 411 入口 412 注入器 414 開口 415 底開口 418 出口 500 葉片 508 攪拌器 512 第二流體入口 518 出口 612 注入器 614 第一組孔洞 615 第二組孔洞 616 第三組孔洞 712 注入器 714 第一組徑向延伸管 715 第二組徑向延伸管 800 雙階段混合系統 808 第一階段攪拌器 26 200908075 810 812 818 819 820 821 858 860 861 862 868 869 870 871 900 902 903 904 910 911 912 913 920 921 第一階段第一流體入口 第一階段第二流體入口 第一階段出口 第一階段分流器 第一階段感測器 第一階段出口分流器 第二階段攪拌器 第二階段主要第一流體入口 第二階段次要第一流體入口 第二階段流體出口 第二階段出口 第二階段入口分流器 第二階段感測器 第二階段出口分流器 T形傳導性輪廓 T形停止時間 T形重啟時間 暫態啟動 攪拌器傳導性輪廓 下游傳導性曲線 攪拌器停止時間 攪拌器重啟時間 第一曲線 第二曲線 27 200908075 923 初始時間 28

Claims (1)

1. 200908075 十、申請專利範圓： 1.—種用於混合第一流體和第二流體的攪摔器，包括： 一混合室形成一内室； 一第一流體入口，其連接於混合室外壁的—個孔洞上， 其中刖述第一流體入口的孔洞和前述混合室的縱軸與前述 孔洞成並未排成一行，其中前述第一流體是通過第一流體 入口進入混合室的内室的； 一第一流體入口連接於一注入器，將前述第二流體輸 送到前述注入器’其中前述注入器設置於混合室的内室 中’且在遠離混合室的外壁處開孔，使第二流體從注入器 注入到混合室並環繞在注入器週，且 一流體出口，連接於混合室的内室。 2·如申請專利範圍第1項所述的攪拌器，其中該流體 出口連接於一半導體製造器具。 3_如申請專利範圍第1項所述的攪拌器，其中該第二 流體入口連接於供應一清潔流體，第一流體入口連接於供 應一去離子水。 4·如申請專利範圍第1項所述的攪拌器，其中該第二 流體入口連接于一清潔流體的儲備，其選自醋酸 (CH30〇H)，硝酸（HN〇3)，磷酸（Η3Ρ04)，氧化銨⑽4f)， 鹽酸（HCI)，氫氟酸（HF)，過氧化氫（H202)，異丙醇（c3H8〇), 硫酸（H2S04)，羥胺（NH2OH)，氟化銨（NH4F)，N-甲基-吡 咯酮（c5h9no)，二曱亞砜（c2h6os) ’ 苯並三唑（C6h5N3)， 乙二胺四醋酸（EDTA;C1()H16：N2〇8)，乙二胺 29 200908075 (EDAAHUNH2)2))，氫氧化銨（NH4〇H)，氫氧化鉀（K〇H)。 5 .如申請專利範圍第丨項所述的攪拌器，其中該混合 室的内徑大於在孔洞處的第一流體入口。 6.如申請專利範圍第1項所述的攪拌器，其中該混合 室的内徑大約為在孔洞處的第一流體入口内徑的二倍。 7_如申請專利範圍第丨項所述的攪拌器，其中該開孔 係與混合室的中心位置偏斜並貫穿混合室圓周壁侧。 8·如申請專利範圍第1項所述的攪拌器，其中第一流 體入口在孔洞處與混合室的縱轴橫切。 9. 如申請專利範圍第丨項所述的攪拌器，其中該注入 器包括-徑向延伸[其從注入器的外表面朝肖混合室側 壁延伸，為注入器内的第二流體形成一出口流程。 10. 如申叫專利範圍第1項所述的搜拌器，其中注入器 的穿孔由若干個開口構成，言亥開口環注入器圓周設置，且 朝向注入器和混合室側壁之間的環面。 如申請專利範圍f i項所述的攪拌器，更包括一感 測器’其連接於流體出α，來價測第—流體和第二流體混 合物的濃度。 12. 如申請專利範圍第η項所述的攪拌器，更包括一 控制器連接於感測器和流體控制裝置，被設置在沿第一流 體入口和第一 "IL體入口，其中該控制器根據感測器輸入值 來操作該流體控制裝置。 13. -種混合第—流體和第二流體的方法，包括： 通過第體入口將第一流體引入混合室的内室，該 30 200908075 第一流體入口連接於混合室的外壁上的一個孔洞上，其中 該第一流體入口和該混合室的内部鑽孔具有的縱軸在孔洞 處錯開，在此該第一流體是通過第一流體入口而進入混合 室的内室的； 將第二流體從第二流體入口導入到注入器中，該注入 器設置在混合室的内部且在遠離混合室的外壁處開孔，用 於導入第二流體，包括將第二流體從注入器導入混合室的 内室環繞在注入器之外週；且 流體和第二流體的混合物㈣室的内室經- =巾請專利範㈣13項所述的方法，其 :標混合室後’該第-流體和第二流= 持相對於目卜 t内達成n達到目標濃度，維 15二:=小於5%的誤差的時間多於i。秒。 流體和第二：：S13項所述的方法，其中該第― ”入半導體二器的::物的流動’通過流體出口將-合物 流體為體專利二圍第13項所述的方法’其中該第二 體δ亥第—流體則供應為去離子水。 流體為清:::利:Γ自第1項所述的方法’其中該第二 氫氟酸。 、、自於虱氧化銨，過氧化氫，鹽酸和 -流：：申請專利範圍帛13項所述的方法，其中弓I入笛 机體進入混人 丹τ α入第 σ 過混合室形成第—流體的迴旋流。 31 200908075 19. 如申請專利範圍第13項所述的方法，其中該第二 流體被引導到與通過混合室的第一流體不成直線的方向。 20. —種混合第一流體和第二流體的方法，包括： 將第一流體和第二流體在混合室中混合； 阻止第一流體和第二流體流入混合室；且 重新讓第一流體和第二流體進入混合室，其中在該第 一及第二流體之回流在3 0秒内令該第一流體和第二流體 的達到目標混合濃度，且一旦達到目標濃度，維持其相對 於目標混合濃度5%的誤差的時間大於1 0秒。 十一、圖式： 如次頁 32