[發明專利]供應二氧化碳的方法和系統

無效

• 申請號: 200580018530.8
• 申請日: 2005-05-31
• 公開（公告）號: CN101137451A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: M·C·約翰遜;M·L·蒂姆;J·F·比林哈姆
• 申請（專利權）人: 普萊克斯技術有限公司
• 主分類號: B08B3/10
• 分類號: B08B3/10;B08B7/00;B01J3/00;H01L21/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 韋欣華;林森

發明背景

技術領域

本發明涉及供應高壓二氧化碳到具有可變二氧化碳流量要求的應用中的方法。尤其是，本發明涉及供應二氧化碳到具有瞬時需求的半導體應用工具的方法，該瞬時需求顯著高于平均需求。

相關現有技術的描述

對瞬時輸送流體的需要很久以前就已知了。相關應用中，已使用高壓氣體源，其中對流體的瞬時需求是必需的。例如，Knight等人的美國專利No.4,977,921討論了通過利用改變的管式拖車儲存高壓空氣或氮氣以便提供高瞬時氣體流量以清掃大尺寸管線。Beard的美國專利No.5,417,615涉及通過利用壓縮氣源儲存用于推進游樂園騎馬的高壓空氣。

Bishop的美國專利No.6,725,671?B2公開了溫度和壓力對天然氣儲存系統容量的影響。選擇溫度和壓力以及儲存容器壁厚以便最小化儲存天然氣的費用。

在半導體工業中，需要提供高需求量流體到應用工具如清潔工具。為此，Baton的美國專利No.6,085,762和Davenhall等人的美國專利No.6,403,544?B1公開了緩沖容積或壓載艙在將超臨界流體供應到半導體晶片加工應用中的用途。該方法包括發送超臨界流體壓力脈沖到該應用。

Costantini等人的美國專利No.6,612,317?B2描述了緩沖容積或壓載艙在將超臨界流體供應到半導體晶片加工應用中的用途。公開了改變緩沖容積內流體壓力作為控制流體輸送到應用工具的方法，并顯示將緩沖容積內的流體快速排放入晶片加工室。很清楚，整個說明書和權利要求中使用的術語“緩沖容積”指用于輸送流體到半導體應用的壓力容器，如壓載艙。

與相關技術系統相關的一個缺點是它們沒有認識到在緩沖容積內作為控制用于輸送到半導體應用工具中的二氧化碳量的重要因素是溫度的選擇。相關技術的另一個缺點是沒有提供控制緩沖容器壓力釋放的方法。

為克服這些缺點，本發明的目的是提供在高瞬時需求期間，控制用于輸送到應用工具的二氧化碳量的方法。

本發明的又一個目是在不改變緩沖容積外形尺寸的情況下調節緩沖容積的容量。

本發明的另一個目的是一旦輸送到半導體應用工具的二氧化碳最高量已確定，通過操縱二氧化碳的溫度來確定緩沖容積大小。

本發明的另一個目是替換輸送高流速到半導體純化工具所需要的昂貴和過大的泵。

進一步的目的是輸送需要的瞬時二氧化碳流量，因此消除在使用泵提供所需流速時可能需要的時滯。

根據說明書、附圖和所附權利要求，本發明的其它目的和優點對于本領域技術人員來說是顯而易見的。

發明概述

上述目的將通過本發明的方法實現。

根據本發明的一個方面，提供供應高壓二氧化碳到具有可變二氧化碳流量要求的應用工具中的方法。該方法包括提供高壓二氧化碳進料流到緩沖容積；保持緩沖容積內的壓力在超過應用工具所需壓力的最低壓力和最高壓力之間，以便于以所述最低壓力包含于緩沖容積內的二氧化碳平均密度不同于以所述最高壓力包含于緩沖容積內的二氧化碳平均密度。

調節緩沖容積內的平均溫度，改變以最低壓力包含于緩沖容積內的二氧化碳平均密度與以最高壓力包含于緩沖容積內的二氧化碳平均密度之間的差值，以便于滿足與應用工具相關的流量要求。高壓二氧化碳供應流以應用工具需要的可變流速從緩沖容積內釋放。

根據本發明的另一個方面，提供供應高壓二氧化碳到具有可變二氧化碳流量要求的應用的系統。系統包括接收高壓二氧化碳進料流的緩沖容積，其中緩沖容積內的壓力維持在超過應用工具所需壓力的最低壓力和最高壓力之間，以便于以最低壓力存在的二氧化碳密度不同于以所述最高壓力存在的二氧化碳密度，并調節所述緩沖容積的溫度。

二氧化碳純化單元布置在緩沖容積的上游，以輸送高壓二氧化碳進料流；應用工具布置在緩沖容積的下游，接收來自緩沖容積的、應用工具所需的可變流速的二氧化碳。

附圖說明

通過參考附圖，將更好地理解本發明，其中全文中相同的數字表示相同的特征，和其中：

圖1說明用于輸送二氧化碳到要求可變流量的半導體應用工具的整個系統的示意圖；

圖2描繪根據本發明用于輸送二氧化碳的五分鐘循環示范性操作；

圖3說明具有單個芯熱交換器的整個系統示意圖；

圖4說明根據另一個實施方案的整個系統示意圖，其中加壓設備的裝置上游已經改變；

圖5描繪根據另一個實施方案的整個系統示意圖，該實施方案具有單個芯熱交換器布置在加壓設備的上游；和