專利名稱：將化學(xué)品原液量稀釋的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于 一種將酸或堿等化學(xué)品的原液量稀釋的 方法及用于該稀釋的設(shè)備。更詳而言之，本實(shí)用新型關(guān)于一種將 酸或堿等化學(xué)品的原液量稀釋的方法，當(dāng)例如以純水稀釋正光阻 用的堿性顯影劑時(shí)，其能以較高的準(zhǔn)確度及效率達(dá)成所欲的稀釋 濃度，及關(guān)于一種用于執(zhí)行該稀釋方法的設(shè)備。
背景技術(shù)：
在制造精密零件如半導(dǎo)體元件時(shí)，使用一種具有嚴(yán)格控制濃 度的堿液。例如，使用堿性顯影劑如氫氧化四甲銨(TMAH)的溶液 當(dāng)作正光阻的顯影劑，需要調(diào)整該顯影劑的濃度使相對(duì)于目標(biāo)濃 度(例如2.38重量1)的容差通常為+-0. 001重量％內(nèi)。請(qǐng)注意， 這里的容差 <又為 一 范例。傳統(tǒng)上， 一般實(shí)務(wù)是由顯影劑制造商運(yùn)送已經(jīng)調(diào)整到目標(biāo)濃 度的顯影劑給使用場(chǎng)所。然而該實(shí)務(wù)在實(shí)施時(shí)需要高的運(yùn)送成 本，因此最近已經(jīng)研究運(yùn)送顯影劑原液量及在使用場(chǎng)所以純水稀 釋原液量。于是，已經(jīng)研究在現(xiàn)場(chǎng)(使用場(chǎng)所)將原液量稀釋以制 備目標(biāo)濃度的顯影劑的方法和設(shè)備。例如，習(xí)知技術(shù)是提出一種顯影劑原液量稀釋設(shè)備，其中將 堿性顯影劑的原液量和純水送至一具有混合裝置的純水槽，及由
攪拌槽取出 一部分的混合溶液以測(cè)量溶液的導(dǎo)電度，同時(shí)控制該 送至混合裝置的原液量和純水的流速。此稀釋設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)為能快 速且及時(shí)地藉導(dǎo)電度法(電極法)來分析混合溶液的濃度。然而該使用導(dǎo)電度法的稀釋技術(shù)有測(cè)量的精確度和穩(wěn)定性 的問題，如因?yàn)殡姌O的溫度變化而易于產(chǎn)生測(cè)量誤差，或是因?yàn)?電極表面的污染或電極性能的變差而放大該測(cè)量誤差，因此依照 該習(xí)用稀釋技術(shù)所制備的顯影劑的精確度有限。因此，已經(jīng)期望 開發(fā)出 一種設(shè)備，其能以較高的精確度和效率用純水稀釋顯示原 液量及制備目標(biāo)濃度的顯影劑。由于本案創(chuàng)作人對(duì)于主題研究的結(jié)果，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在藉稀釋原 液量而制備堿性顯影劑時(shí)，雖然能藉電位滴定法能以較高精確度 來分析溶液的濃度，但是滴定法耗用相當(dāng)長(zhǎng)的分析時(shí)間，而本身 不能立即應(yīng)用于所供應(yīng)的原液量和純水的流速的連續(xù)控制。再 者，本案創(chuàng)作人認(rèn)真地研究根據(jù)上述發(fā)現(xiàn)所得到的知識(shí)以便最佳 利用滴定法的優(yōu)點(diǎn)，及是藉合并該電位滴定法與特殊的處理法來 混合及處理酸或堿等化學(xué)品的原液量和純水時(shí).可以在短時(shí)間已 較高的精確度將混合溶液帶到目標(biāo)濃度(標(biāo)靶濃度)。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種將酸或堿等化學(xué)品的原液 量稀釋的裝置，其能以較高的準(zhǔn)確度和效率達(dá)成所欲的濃度稀釋。為達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型利用一種用純水將酸或堿等化 學(xué)品的原液量稀釋以制備一種目標(biāo)濃度的混合溶液的方法予本
實(shí)用新型的裝置上，其方法步驟包含U )以目標(biāo)濃度過量的原液和足量的水作稀釋，稀釋后經(jīng) 由電位滴定法分析了解其濃度與目標(biāo)濃度差后，計(jì)算出水的不足 額量，再加入100%不足額的水，以達(dá)目標(biāo)稀釋的濃度。(2)稀釋后，續(xù)經(jīng)由電位滴定法分析了解其濃度與目標(biāo)濃 度差后，計(jì)算出水或原液的不足額量，再加入100%不足額的水 或原液量，以達(dá)目標(biāo)稀釋的濃度。依據(jù)上述方法步驟，本實(shí)用新型所提供的 一種將酸或堿等化 學(xué)品的原液量稀釋的裝置可包括有一原液量槽，其內(nèi)貯存原液量；一制備槽，其中將原液量和純水混合以制備一種目標(biāo)濃度的 混合;容液；一原液量供給系統(tǒng)，藉以將原液量由該原液量槽供應(yīng)給該制 備槽；一純水供給系統(tǒng)，藉以將純水供應(yīng)給該制備槽； 一使用電位滴定法的濃度測(cè)量系統(tǒng)，藉以測(cè)量該制備槽中的 混合溶液的濃度；一控制系統(tǒng)，控制該些元件的操作及具有功能為使該制備槽 中的混合溶液的濃度測(cè)量值與預(yù)設(shè)目標(biāo)濃度的門限作比較，先將 目標(biāo)濃度過量的原液和足量的水作稀釋，稀釋后經(jīng)由電位滴定法 分析了解其濃度與目標(biāo)濃度差后，計(jì)算出水的不足額量，再加入 100%不足額的水，以達(dá)目標(biāo)稀釋的濃度，稀釋后續(xù)再經(jīng)由電位滴定法分析了解其濃度與目標(biāo)濃度差后，計(jì)算出水或原液的不足額 量，再加入100%不足額的水或原液量，送至該制備槽。 本實(shí)用新型的有益效果是所提供一種將酸或4^等化學(xué)品的 原液量稀釋的裝置，能以較高的準(zhǔn)確度和效率達(dá)成所需要的濃度稀釋。


圖1為本實(shí)用新型中將酸或堿等化學(xué)品的原液量稀釋的裝 置的稀釋濃度及對(duì)應(yīng)時(shí)間示意圖；圖2為本實(shí)用新型中將酸或堿等化學(xué)品的原液量稀釋的裝 置示意圖圖號(hào)說明1:高標(biāo)濃度； 2:目標(biāo)濃度；3:低標(biāo)濃度； 4:水；5:原液； 6:目標(biāo)稀釋液；7:電位滴定儀。
具體實(shí)施方式
以下參照附圖來說明本實(shí)用新型 一較佳實(shí)施例。此實(shí)施例 中，敘述依本實(shí)用新型來稀釋堿性顯影劑原液量，但是本實(shí)用新 型亦可應(yīng)用于稀釋其他種類的酸和堿等化學(xué)品的原液量，只要藉 適當(dāng)?shù)馗淖冊(cè)毫俊⒌味?biāo)準(zhǔn)溶液、預(yù)設(shè)目標(biāo)濃度及其他條件可 以對(duì)這些溶液作中和滴定即可。首先，解釋依本實(shí)用新型的稀釋原則。本實(shí)用新型的稀釋原 則是一種用純水將堿性顯影劑的原液量稀釋以制備目標(biāo)濃度的
顯影劑的方法。本實(shí)用新型中所制備的顯影劑包括無機(jī)堿水溶液，包括磷酸鈉、氫氣化納、硅酸納或類似物及其他無機(jī)堿；有機(jī)堿水溶液；氬氧化四曱銨(TMAH)水溶液；氫氧化四曱基單乙醇 銨水溶液等等。作為本實(shí)用新型所欲處理的原液量，例如使用上 述溶液其中該成分的濃度設(shè)定成約10至30重量百分比。作為稀 釋用的純水，使用以離子交換樹脂或其他特殊裝置將水純化而獲 得的所謂的超純水。本實(shí)用新型將酸或堿等化學(xué)品的原液量稀釋的裝置，是依照 下列原則，以將最初制備的顯影劑的濃度逐步帶到更接近目標(biāo)濃 度。此稀釋原則包括(1) 以目標(biāo)濃度過量的原液和足量的水作稀釋，稀釋后經(jīng) 由電位滴定法分析了解其濃度與目標(biāo)濃度差后，計(jì)算出水的不足 額量，再加入100%不足額的水，以達(dá)目標(biāo)稀釋的濃度。(2) 接續(xù)上述稀釋后，續(xù)經(jīng)由電位滴定法分析了解其濃度 與目標(biāo)濃度差后，計(jì)算出水或原液的不足額量，再加入100%不 足額的水或原液量，以達(dá)目標(biāo)稀釋的濃度。在進(jìn)行上述步驟之前，設(shè)定所制備的顯影劑的目標(biāo)濃度及可 接受的顯影劑濃度的上限至下限的范圍(以下稱作目標(biāo)濃度的門 限)。例如，在一包含TMAH和水的顯影劑的情況中，TMAH的濃 度設(shè)定為2. 380重量百分比，而目標(biāo)濃度的門限為2. 380+-0. 003 重量百分比。請(qǐng)參考圖1為本實(shí)用新型中將酸或堿等化學(xué)品的原液量稀 釋的裝置的稀釋濃度及對(duì)應(yīng)時(shí)間示意圖。在圖1中，將原液和水 以目標(biāo)濃度過量的原液和足量的水作稀釋，產(chǎn)生超過低標(biāo)濃度3
及高標(biāo)濃度1的濃度.。之后，續(xù)經(jīng)由電位滴定法分析了解其濃度 與目標(biāo)濃度差后，計(jì)算出水或原液的不足額量，再加入100%不 足額的水或原液量，以逐步趨進(jìn)目標(biāo)濃度2。請(qǐng)參考圖2為本實(shí)用新型中將酸或堿等化學(xué)品的原液量稀 釋的裝置搡作的示意圖。在圖2中，如同上述圖l所示，以目標(biāo) 濃度過量的原液5和足量的水4作稀釋，稀釋后經(jīng)由電位滴定儀 7 了解目標(biāo)稀釋液6的濃度與目標(biāo)濃度差后，計(jì)算出水4的不足 額量，再加入100%不足額的水4，以達(dá)目標(biāo)稀釋液6的濃度，稀 釋后續(xù)經(jīng)由電位滴定儀7再法分析了解目標(biāo)稀釋液6的濃度與目 標(biāo)濃度差后，計(jì)算出水4或原液5的不足額量，再加入100°/。不 足額的水4或原液5量，以使目標(biāo)稀釋液6的濃度達(dá)到所需的目 標(biāo)稀釋濃度。 —本實(shí)用新型中，將基于計(jì)算不足額100%的純水量混入顯影 劑內(nèi)，俾由門限值以上的值向下漸漸趨近目標(biāo)濃度。此種情況中， 需要兩組精確的定量輸送泵， 一組用于調(diào)節(jié)原液量的進(jìn)料，而另 一組用于純水，就設(shè)備的制造成本而言此是不利的。若為一種方 法其中所添加的純水是稍微過量于計(jì)算的不足額時(shí)，僅原液量需 要定量輸送泵或秤重或是流量劑來精確測(cè)量，而不需要精確測(cè)量 純水。依照本實(shí)用新型的稀釋原則，藉電位滴定法可精確測(cè)量濃 度，供應(yīng)原液量或純水的不足額，及以小于不足額的指定量混合 該原液量或純水，俾能以最少的步驟次數(shù)逐步使顯影劑濃度集中 于一非常靠近目標(biāo)濃度的值及以非常高的精確度達(dá)到標(biāo)的稀釋。 可利用下述的本實(shí)用新型的裝置來有效地實(shí)施上述原則。
首先，解釋一用于稀釋堿性顯影劑的本實(shí)用新型稀釋設(shè)備的 實(shí)施例，但是藉適當(dāng)?shù)馗淖冊(cè)毫俊⒌味?biāo)準(zhǔn)溶液、預(yù)設(shè)目標(biāo)濃 度及其他條件，本實(shí)用新型的稀釋設(shè)備可用于稀釋酸和堿溶液兩者:本實(shí)用新型的稀釋設(shè)備是一種用純水來稀釋堿性顯影劑的原液量以制備目標(biāo)濃度的顯影劑的裝置。如圖l及圖2所示，本 裝置包括一原液量槽5，其內(nèi)貯存將處理的顯影劑原液量， 一制 備槽6,其中藉混合原液量和純水以制備顯影劑， 一原液量供給 系統(tǒng)，藉以將原液量由原液量槽5送制制備槽6, —濃度測(cè)量系 統(tǒng)7，利用電位滴定技術(shù)，藉以測(cè)量制備槽6中的顯影劑濃度， 及一控制系統(tǒng)(未于圖示)，其控制該元件的操作。原液量槽5是一種緩沖槽，當(dāng)需要時(shí)用于供應(yīng)原液量給制備 槽6,及包括一具有內(nèi)容積約100至2， 000升的防蝕容器。原 液量槽5配有一支管子，其可連接一帶入機(jī)構(gòu)內(nèi)的原液量的載體 容器(未于圖示)。于惰性氣體的壓力下由載體容器輸送出的原 液量是經(jīng)由管子送入槽5內(nèi)。原液量槽5可設(shè)有一氮封管以避免 接觸大氣的空氣。制備槽6是設(shè)計(jì)用于將原液量稀釋以制備顯影劑，及包括一 具有內(nèi)容積約500至3, 000升的防蝕容器。制備槽6設(shè)有一液 位計(jì)7，其能由光學(xué)或?qū)щ姸刃忘c(diǎn)測(cè)量以測(cè)量所供應(yīng)的原液量或 純水量。制備槽6亦可設(shè)有一氮封管，以避免接觸空氣。原液量供給系統(tǒng)包括， 一管子，連接至槽5以便由其取出原 液量；泵，用于將原液量送至槽5;—管子，連接至泵的輸出側(cè)； 一開關(guān)閥，其控制原液量至槽5的供應(yīng)；及一管子，當(dāng)作原液量
至槽5的入口。泵各為一種定量輸送泵，如一能以加壓狀態(tài)在恒 定和控制的流速下供給儲(chǔ)液的旋轉(zhuǎn)泵。兩個(gè)泵合成并列且具有不同的排量以便依照進(jìn)給速率增強(qiáng)進(jìn)給控制精確度。純水供給系統(tǒng)包括； 一純水供給管； 一對(duì)開關(guān)閥，和用于控制純水至槽4的供應(yīng)；及一管子，充當(dāng)純水至槽4的入口。管子是連接至一相關(guān)的純水制造設(shè)備，在該設(shè)備中利用離子交換樹脂或 其他裝置將純水更進(jìn)一步進(jìn)化成超純水，及藉純水制造設(shè)備旁所 設(shè)的泵的壓力下將所制得的超純水送出。該開關(guān)閥是并列配置以便依照純水的進(jìn)水速率增強(qiáng)進(jìn)給控制精確度。濃度計(jì)7是一利用電位滴定技術(shù)的測(cè)量裝置，例如，制程滴 定器(Dia儀器公司制)。濃度測(cè)量系統(tǒng)是設(shè)在一與槽6配合的 顯影劑循環(huán)和排放系統(tǒng)中。更詳而言之，該濃度測(cè)量系統(tǒng)是配置 在一經(jīng)過開關(guān)閥的管的支線。清洗滴定盒用的純水供給管(未于 圖示)是連接至濃度測(cè)量系統(tǒng)。循環(huán)和排放系統(tǒng)構(gòu)成一管線用于循環(huán)及混合槽6內(nèi)的顯影 劑原液量和純水以及將所制備的顯影劑送至它的儲(chǔ)槽(未于圖 示)。在此循環(huán)和排放系統(tǒng)中，循環(huán)系統(tǒng)包括一管子，連接至 槽6以便由其取出顯影劑；一泵，于壓力下供給顯影劑；一管子， 連接至泵的輸出側(cè)；一開關(guān)閥，用于控制顯影劑至槽6的回流； 及一管子，充當(dāng)作至槽6的回流管。排放系統(tǒng)包括 一開關(guān)閥， 設(shè)于管的支線中，用于控制槽6的制備顯影劑的取出；及一管子， 用于將該顯影劑導(dǎo)引至儲(chǔ)槽(未于圖示)。循環(huán)和排放系統(tǒng)中的泵是一種當(dāng)顯影劑循環(huán)時(shí)能確保顯影 劑有較佳的循環(huán)速率者，及亦可取出及傳送所制備的顯影劑。此 泵是設(shè)于管之間。在依本實(shí)用新型的稀釋系統(tǒng)中，亦設(shè)有一在制備槽6的對(duì)流 或攪拌的才幾構(gòu)，以倡L當(dāng)循環(huán)和排放系統(tǒng)循顯影劑時(shí)更增強(qiáng)槽6的 攪拌功能。此機(jī)構(gòu)包括一配置在管子最前端的噴嘴(未于圖示)， 即是在管與槽6的接點(diǎn)處，該噴嘴用于由管子末端噴射出加壓的 流體(顯影別)使進(jìn)入槽6內(nèi)以便藉噴射能量給予槽6內(nèi)的顯影劑 物理沖擊.在本實(shí)用新型的稀釋裝置中，更提供一種控制系統(tǒng)，其具有 特殊功能包括以高精確度和效率在槽6內(nèi)稀釋和制備一種目標(biāo) 濃度的顯影劑。此控制系統(tǒng)(雖未于圖示)包括 一種輸入裝置， 藉以將元件如液位計(jì)、泵、濃度測(cè)量系統(tǒng)等的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)位信 號(hào)；操作處理裝置，如程式控制器，包含微電腦及個(gè)人電腦；及 一輸出裝置，藉以將操作處理器的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成類比信號(hào)。在控制單元的操作中，藉濃度測(cè)量系統(tǒng)所測(cè)得的槽6內(nèi)顯影 劑的濃度是與目標(biāo)濃度的預(yù)設(shè)門限作比較，當(dāng)濃度測(cè)量值與門限 不一致時(shí)，則根據(jù)測(cè)量濃度和預(yù)設(shè)目標(biāo)濃度來計(jì)算顯影劑原液量 的不足額，及啟動(dòng)原液量供給系統(tǒng)或純水供給系統(tǒng)以供應(yīng)基于不 足額100%的原液量或純水給予槽6。以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離 本實(shí)用新型的精神與范疇，而對(duì)其進(jìn)行的等效修改或變 更，均應(yīng)包含于本實(shí)用新型的權(quán)利范圍中。
權(quán)利要求1、一種將化學(xué)品原液量稀釋的裝置，是利用純水將酸或堿等化學(xué)品的原液量稀釋以制備一混合溶液的裝置，其特征在于，該裝置包含一原液量槽，其內(nèi)貯存原液量；一制備槽，其中將原液量和水混合以制備一混合溶液；一原液量供給系統(tǒng)，將原液量由該原液量槽供應(yīng)給該制備槽；一水供給系統(tǒng)，將該水供應(yīng)給該制備槽；一濃度測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量該制備槽中的混合溶液的濃度；一控制系統(tǒng)，控制該些元件的操作，將混合溶液的濃度測(cè)量值與一預(yù)設(shè)目標(biāo)濃度作比較，先加入足量的該水作稀釋后，經(jīng)由濃度測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量其濃度與該目標(biāo)濃度差后，再加入不足額量的該水至該制備槽。
2、如權(quán)利要求l所述的將化學(xué)品原液量稀釋的裝置，其特 征在于，將該濃度測(cè)量系統(tǒng)更包含一 電位滴定儀測(cè)量該混合溶 液的濃度。
專利摘要本實(shí)用新型是關(guān)于一種用純水將酸或堿等化學(xué)品的原液量稀釋以制備目標(biāo)濃度的混合溶液的裝置，其裝置是利用以目標(biāo)濃度過量的原液和足量的水作稀釋，稀釋后經(jīng)由電位滴定法分析了解其濃度與目標(biāo)濃度差后，計(jì)算出水的不足額量，再加入100％不足額的水，以達(dá)目標(biāo)稀釋的濃度，稀釋后續(xù)經(jīng)由電位滴定法分析了解其濃度與目標(biāo)濃度差后，計(jì)算出水或原液的不足額量，再加入100％不足額的水或原液量，以達(dá)目標(biāo)稀釋的濃度。
文檔編號(hào)B01F3/08GK201046385SQ20062013833
公開日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2006年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月22日
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