CN1608971A

CN1608971A - 高纯度化学制品容器

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Publication number: CN1608971A
Application number: CNA2004100639670A
Authority: CN
Inventors: C·M·博滋尔; G·维万科; T·A·斯泰德尔; R·J·邓宁
Original assignee: Air Products and Chemicals Inc
Current assignee: Versum Materials US LLC
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2024-06-24
Also published as: SG117495A1; TW200502144A; EP1491492B1; ATE349404T1; DE602004003866T2; CN1331726C; JP4021876B2; KR100593277B1; TWI244457B; KR20050001412A; EP1491492A1; US20040262327A1; DE602004003866D1; US7124913B2; JP2005015061A

Abstract

一种用于高纯度、高成本、液体化学制品的可输送容器，该容器可以在偏离直立位置的不同位置处最大程度地分配容器中的液体化学制品内容物，包括：顶壁，侧壁和底壁，底壁的内表面与液体化学制品相接触并具有向上的凹形状轮廓，该轮廓的最低点在容器中心轴线上点，一个进口，一个包括浸入管的出口，通过该浸入管液体化学制品可以从所述容器中分配出来，该浸入管的出口端靠近顶面并且进口末端靠近最低点，一个输出端靠近顶面以及末端靠近最低点的液面传感器组件；浸入管和液面传感器组件在它们的末端处比在它们靠近顶面的端部处彼此更加靠近。

Description

高纯度化学制品容器

背景技术

电子设备制造工业需要多种液体化学制品作为原材料或者前体来制造集成电路和其它的电子设备。在用于晶体管和栅氧化层，以及需要不同金属的电路，隔离层，半导体中的电路(vias)中的半导体需要掺杂各种化学制品来提供适当的电子性能，因而出现上述需求。此外，介电层用于满足电容器以及内层介电的需要上。制造需要脱除杂质(substractive)的技术，该技术需要抗蚀剂，平面化(planarization)的化学过程和现象，和蚀刻剂。

在这些应用中的所有的化学制品需要处于高纯度状态从而满足电子制造工业中的严格要求，该要求是由于目前和将来用这些化学制品来制造的电子设备的极细的线宽度以及高设备密度所产生的。

提供高纯度的化学制品的部分努力是容器和系统的设计和结构，该容器和系统输送这样的化学制品到制造电子设备的反应器或者工业炉中。化学制品的纯度不会比用于存储它们的容器以及用于分配它们的系统更高。

此外，在电子设备制造的过程中监测所用高纯度化学制品的量是重要的。每次可在每个半导体晶片上制造几百个电子器件，在未来的生产工艺中将要加工的单个晶片尺寸会更大。这使得在晶片上处理的电子设备的产量非常高，因此如果在处理或者制造过程中不能有利地获得高纯度的化学制品会导致巨大的损失。因此，电子制造工业把对高纯度化学制品量的监测作为它们制造工艺方案的一部分。

通常，由于它们特殊或者复杂的组成，在制造中的体积需要量低(也就是说，仅仅需要较低浓度的掺杂剂)以及对产品规格的要求非常严格(也就是说，高纯度和不含较宽范围的污染物尤其是金属)，所以用于电子设备制造工艺中的高纯度化学制品非常昂贵。由于这些高纯度化学制品的高成本，因此希望在不会干涸的情况下可以消耗尽可能多的化学制品。这些在化学制品容器中残留的化学制品，也就是残留液，希望为最小的，但是完全消耗同样是不希望的，因为在自动制造工艺中，例如电子设备制造中，操作至干涸状态会导致晶片缺陷或者产量的降低，这对于工业来说是不能接受的并且非常耗费成本。

为了解决纯度问题和对可使用的化学制品的量进行监测，工业上进行了各种努力来实现这些目的。

US5199603公开了一种用于在沉积系统中所用有机金属化合物的容器，其中容器具有进口和出口阀以及一个用于把液体化学制品从出口中分配出来的浸入管。然而，没有提供液面传感器。

US5562132公开了一种用于高纯度化学制品的带有浸入管出口和内浮式液面传感器的容器。浸入管连接在整体式出口阀上。然而，内浮式液面传感器为公知的用于容器中的高纯度化学制品的颗粒发生器。

US4440319显示了一种饮料容器，其中一个浸入管使液体基于压缩气体进行分配。浸入管可以设置在一槽上从而允许完全分配完饮料。没有提供液面传感器。

US5663503描述了一种超声波传感器，已知该传感器用于检测容器中液体的存在。描述了浸入式或者非浸入式传感器。

US6077356示出了一个用于化学气相沉积的反应物的供给容器，该容器具有一个集液腔，液体排出浸入管以及液体液面传感器终止于此。考虑了超声波传感器(第6栏，第37行)，但是在实施方案中，该专利教导说传感器不利用集液槽进行传感操作(第6栏，第38-43行)。仅仅当容器在完全直立位置时才较好地利用了化学制品。

US4531656示出了带有圆形底面和浸入管81的容器。

US5069243示出了带有吸入管5和液面传感装置8的污水罐。

US5782381示出了一个用于除草剂的带有排出管19和观测管13的容器。

现有技术在解决纯度和高效率的利用化学制品方面的不足通过本发明得以克服，本发明提供了高纯度的内容物，没有会在完全倾倒和充满容器的过程中滞留残留的化学制品的化学制品滞留区域(也就是说，集液槽，侧壁与底部和顶部的过渡点)，对称结构特征使得可以成本合算地进行制造并且抛光至高纯度的化学制品容器为保持化学制品的纯度所需的镜面罩面(10Ra)，在液面精确度非常重要的较低和排空的液面检测点，容器的凹形轮廓的较小横截面积能够更加精确地进行液体测量并且避免在液面检测的过程中产生污染和颗粒，以及接近完全利用而不会达到化学制品干涸状态的有效的化学制品利用。本发明的其它优点也将在下面进行详细的描述。

发明内容

本发明为一种用于高纯度、高成本、液体化学制品的可输送容器，该容器可以在偏离直立位置的位置上最大程度地分配容器中的液体化学制品内容物而不完全分配出全部的液体化学制品，包括：一个包括顶壁，侧壁和底壁的外壳，底壁的内表面与液体化学制品相接触，并具有向上的凹形轮廓，该轮廓的最低点在容器中心轴线上，一个可以作为进口的第一开口，一个可以作为出口的第二开口，该出口包括浸入管，通过该浸入管液体化学制品可以从所述容器中分配出来，该浸入管的出口端靠近顶面并且进口端靠近最低点，一个可以指示容器中的液体化学制品的至少一个液面的液面传感器组件，该传感器组件的输出端靠近顶面靠近顶面并且其末端包含的最低液面传感器靠近最低点；浸入管和液面传感器组件在它们的末端处比在它们靠近顶面的端部处彼此更加靠近。

优选地，侧壁为圆柱形。

优选地，液面传感器组件位于所述侧壁的中心轴线上，并且浸入管与液面传感器组件的下端成一角度。

可选择地，浸入管位于所述侧壁的中心轴线上，并且液面传感器组件与浸入管的下端成一角度。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施方案装配的1.8L容器的部分剖面示意平面图。

图2为根据本发明的一个实施方案装配的2.5L容器的部分剖面示意平面图。

图3A，B和C为根据本发明的一个实施方案装配的1.8L容器的部分剖面示意平面图，示出了从直立容器位置倾斜10°；以及从直立容器位置倾斜5°和从直立容器位置倾斜0°的液体残留液水平。

图4A，B，C，D和E为现有技术中装配有一个偏心集液槽的容器的剖面示意平面图，示出了从直立容器位置与集液槽反向倾斜10°；从直立容器位置与集液槽反向倾斜5°；从直立容器位置与槽反向倾斜0°或者直立的容器位置；从直立容器位置朝槽侧倾斜5°；从直立容器位置朝槽侧倾斜10°的液体残留液水平。

具体实施方式

本发明涉及一种用于高纯度、高成本的化学制品的容器，例如在半导体设备，平面显示器以及电子设备的制造中所需的化学制品用的容器。这样的制造通常需要高纯度的原材料或者化学前体。本文中的高纯度通常是指高于99.9wt％，通常至少为99.999wt％并且更经常地至少为99.9999wt％纯度。为了在高纯度化学制品如原硅酸四乙酯(TEOS)类液体化学制品的容器中保持这样的纯度，容器必须设计成苛刻纯度并为惰性的。多个参数应该是适当的，包括高纯度化学制品湿润表面的电抛光内表面，通常与化学制品相接触的容器侧壁和底壁上的光滑的内表面和，以及容器的顶面或者顶蓬，该顶面或者顶蓬由于焊接的顶部结构在再次磨光的过程中难以进行清洗，惰性结构材料，例如不锈钢(316L)或者石英(取决于化学制品)，容器中不存在可移动件，良好的惰性密封，以及在再充满和/或再次磨光的过程中容易地进入容器及其部件。

高成本的化学制品代表任何对于用户来说具有足够高成本的化学制品，用户想要几乎完全分配或者使用该化学制品，包括在常规的排出完成之后容器中残留的化学制品即“残留液”。在电子设备制造工业中使用的许多化学制品是高成本的或者非常昂贵的，由于它们特殊或者复杂的组成，复杂的合成工艺，低产量，以及仅仅在电子设备制造工业中使用和与其它绝大多数工业相比需要更高纯度。本申请日时的高成本化学制品的范围可以为$2/g至$25/g以及更高。

通常，目前的高纯度化学制品更经常地从一个现场存贮器输送到工业炉或者加工工具中的某使用点上，化学制品以液体状态进行利用，其将在工业炉或者加工工具中蒸发或者挥发掉。这允许更高的生产量以及更简单的分配。一种从一个容器中输送化学制品的方法是使用设置在容器的化学制品中的浸入管。通过应用一个压力到容器中的高于液面的顶部空间上，化学制品通过浸入管排出容器进入到第二级设备。可选择地，浸入管可以用于分配惰性载气进入液体化学制品中，以便鼓泡并把化学制品携带进入气体中，从而通过位于化学制品液面上方的出口排出，形成从容器的气相输送。这样的容器在工业中作为起泡器是公知的。

本发明的浸入管优选地作为一个用于分配液态的化学制品的开口。为了使容器中的化学制品获得最完全的利用，浸入管进入以及从容器底部的最低点进行分配是重要的。然而，为了不超出容器中的化学制品的容量，也就是说，不会分配到完全消耗点或者“干涸”状态，需要在容器底部的最低点上具有一个液面传感器。因此希望容器这样构造：使浸入管和液面传感器都在容器底部的最低点附近终止，从而可以方便地几乎完全分配出化学制品，并且当化学制品的几乎完全分配发生时会产生信号，并避免实际的完全分配发生，也就是说，容器中是干涸的状态。

本发明同样涉及一个具有用于测出不同液面高度的多个分散的液面传感器的液面传感器组件。通常在传感器组件中的液面传感器可以为超声波液面传感器，电容液面传感器，光学液面传感器或者浮标液面传感器。这样的传感器在工业中是公知的并且在此不作进一步的描述。

在本发明的不同实施方案中，容器的顶部，侧部和底部表面组成了容器壁。在一些例子中，不同表面的内表面或者相交线可以是不明显的，例如容器具有一个大致为球形的形状或者顶面和底壁为一个侧面或者侧壁构成的光滑曲面。然而，顶壁通常认为是这样容器区域，即当在它的正常工作位置时，顶壁在容器的最高点上。当容器在它的正常工作位置时，底壁包括容器的内表面的最低点。侧壁组成在顶面和底壁之间的连接。在一个优选的实施方案中，侧壁构成一个圆柱体。

为了实现几乎完全利用化学制品的目的，本发明具有这样的一个底壁形状，该底壁通常为一个向上的凹形轮廓，其最低点在容器的中心轴线上。例如，当侧壁代表一个在纵向平面内具有轴线的圆柱体时，底壁的中心轴线部分通常会与侧壁圆柱体的轴线重合。向上的凹形轮廓可以为一个二次曲面，该二次曲面通常对应于一个半椭圆面(x²/a²+y²/b²+z²/c²＝1)，一个半双曲面(x²/a²-y²/b²-z²/c²＝1)，一个半椭圆抛物面(x²/a²+y²/b²＝z)，一个半抛物线的圆柱体，一个椭圆圆锥(x²/a²+y²/b²-z²/c²＝0)或者优选的一个半球形(x²+y²+z²＝r²)。本发明的底壁的最主要的方面不在于向上的凹形轮廓是否符合上述形状的几何定义，而在于表面应为一个平滑的曲面，在靠近底壁处或者在底壁的中心轴线部分具有一个最低点并且曲面从底壁的中心轴线部分向上与侧壁会合。

向上凹形轮廓的意义在于当在使用位置时，例如本发明的容器被用户放在不同的支撑表面上。通常，这样的容器可以安装在“加工工具”或者“设备”上，它们实际操作和实施在硅片上的化学沉积过程。在这样的例子中容器可以不是一个绝对直立位置或姿态。对加工工具的设计者或者加工工具的使用者来说，更重要的是在制造中应该适当地实现加工工具在硅片上的主要功能而不是关心高纯度、高成本的化学制品的容器的精确位置。容器可能放置的其它位置也可以容易地把容器定位在一个不同于绝对直立位置的位置上。这些在容器位置上的潜在的和实际的变化使得设计能几乎完全分配化学制品的容器变得更加复杂和困难。在一个精确的直立位置或者容器的姿态上，带有集液槽的底壁在工业中公知可以提供最好的化学制品分配。然而，当这样的带有储液槽的容器放置在一个偏离精确直立状态的角度上时，也就是说，容器所放置的面不是精确地水平，则化学制品的完全消耗会打折扣并且更加重要，液面传感器的读数会不正确并且潜在的化学制品的完全消耗直至干涸点可能会发生，尽管容器的液面传感器有读数，但由于不能获得化学制品从而导致昂贵的工作的晶片被毁坏，这是电子设备制造设备用户所认为的更坏的情况。

本发明所设计的容器包括这样的容器，即直接供料给实际使用化学制品的一个电子设备制造炉或加工工具的工业炉或加工工具，有时候称为安瓿，罐或者处理容器；并且可以是指再充满上述容器的容器，有时还指散装货物容器。容器可以为任意尺寸，包括从一升或几升到五升或者到更多。容器的尺寸不是关键的。用来把化学制品输送到容器或者把化学制品从容器中输送出来的管道或者带阀歧管在工业中是公知的并且在这不作进一步的描述，但是它们通常称为化学制品输送系统，除管道和带阀歧管，还包括压缩的惰性气体源(载体或者推动气体)，自动控制单元，用于操作气动阀的气动空气源，排放管线，净化管线，真空源，流动控制和监测装置以及其它附属的设备，这些不是本发明的讨论话题。

可以容纳在本发明容器中的化学制品包括：原硅酸四乙酯(TEOS)，环硼氮烷，三仲丁氧基铝，四氯化碳，三氯乙烷，氯仿，三甲基亚磷酸盐，二氯乙烯，硼酸三甲酯，二氯甲烷，正丁氧基钛，二烷基硅烷，二乙基硅烷，二丁基硅烷，烷基硅烷氢化物，六氟乙酰丙酮合铜(1)三甲基乙烯基硅烷，异丙氧化物，三乙基磷酸盐，四氯化硅，乙氧基钽，四(二乙氨基)钛，四(二甲氨基)钛，二叔丁氨基硅烷，三乙基硼酸盐，四氯化钛，三甲基磷酸盐，三甲原硅酸盐，乙氧基钛，四甲基环四硅氧烷，正丙醇钛，三(三甲硅烷氧基)硼，异丁氧基钛，三(三甲硅烷基)磷酸盐，1，1，1，5，5，5-六氟-2，4-戊二酮，四甲基硅烷，1，3，5，7-四甲基环四硅氧烷以及它们的混合物。

这些化学制品在多数情况下相对较昂贵，用户希望在不会完全用尽化学制品并停止消耗该化学制品的工艺的情况下使用尽可能多的化学制品。电子设备制造使用较贵的加工工具装置并且产生了昂贵的，价值增加的在每个晶片上带有大量分散的集成电路的晶片。使用尽可能多的化学制品前体从而尽可能地节约集成电路的成本是重要的，但是同时，停止晶片处理加工工具装置或者生产出有缺陷的集成电路也是代价高昂的。

因此，希望使用自动的液面传感器来检测化学制品的液面从而避免化学制品的完全消耗，并且方便容器的更换(changeout)或者再充满而不会影响下游的使用这些化学制品的晶片加工的质量。

进一步希望把液面传感器靠近容器底壁的最低点设置，使传感器可以测出很少量的可消费化学制品以几乎完全地使用这些化学品。

因此，本发明的一个重要方面是设置用来测量容器中的液面的液面传感器的组合，该组合可以最终检测出在容器的最低点上的残留的化学制品，这允许在容器偏离直立位置的不同位置上可以在非常少的残留的化学制品中产生液面的精确信号，该容器具有一个由向上的凹形轮廓限定的底壁形状，例如一个半球形或者上述的备选的平滑曲面。

为了实现该目的，本发明提供了一个在向上的凹形轮廓的底壁上具有最低点的容器，该容器足够容纳液面传感器的传感元件以及用于从容器中排出化学制品的浸入管的低端。当容器不在精确直立位置时，底壁的向上的凹形轮廓不会对化学制品的消耗以及液面传感产生不利的影响。

优选的液面传感器为超声波液面传感器，该传感器通过产生超声波穿过容器中的化学制品并反射一部分离开液体化学制品液面的波进行工作。反射的超声波被传感器检测，并且检测到产生的超声波所需的时间与是否液面在特定的超声波液面传感器的位置上成比例。在一个优选的实施方案中，液面检测通过一个液面传感器组件进行，该传感器组件具有在液面传感器组件的管形体中的四个分散的液面传感器。然而，可以想象本发明的容器在液面传感器组件中可以具有一个或者多个分离的液面传感器。液体化学制品在管形传感器组件中移动并且每个分离的超声波液面传感器可以检测出液体化学制品在传感器组件的每个液面传感器的位置上是否存在。

在这些所述的实施方案中，所有的部件由适合的金属或者非金属性的相容材料制成。通常，这取决于容器中的化学制品，材料可以包括，但不仅限于，不锈钢(电解抛光316L)，镍，铬，铜，玻璃，石英，Teflon^，镍基合金，聚酰亚胺树脂系列(vespel^)，铝，聚三氟氯乙烯(Kel-F)，PEEK，Kynar^，碳化硅或者任何其它的金属，塑料或陶瓷材料，以及它们的变体和组合。

在图1中举例说明了一个1.8升的容器10，具有一个侧面或者侧壁14，一个底面或者底壁16，底壁具有包括向上的半球形以及在壁16的中心轴线区域上的最低点36的向上的凹形轮廓，侧壁14连接在侧壁14的较低或者最低圆周边缘上，一个顶部或者顶面12，一个连接在进口(没有显示)上的进口气动阀34，该进口通常连接在一个惰性压缩气源上(也就是说，氮气，氦气)，该惰性气体用于使高纯度液体化学制品的液面上的上部空间增压从而把化学制品排出浸入管，一个包括可拆除的浸入管24的出口。浸入管24具有一个靠近顶壁12的由气动阀28控制的出口端42以及一个进口端38，该进口端非常接近在底壁的中心轴线部分的最低点36上的容器底壁。

底壁16的内表面18具有从最低点36的向上的半球轮廓，从而与侧壁14的内表面20相交。顶壁12可以具有一个内表面22，该表面为一个向下的凹形轮廓，例如向下的半球轮廓，这方便了在再次磨光容器以及再充满容器的过程中进行的清洗，尤其是当顶壁12焊接在侧壁14上时。

底壁16的最低点36同样有超声波液面传感器组件26，其输出端44将来自分离的传感器46，48，50和52的信号传送给具有用于放大或者模块化信号的处理电子装置的输出设备30，并且最终传送给一个用于连接和传送传感器信号到与容器协调工作的处理控制器上的连接器32，例如任何的在工业中标准的自动控制读数设备。

浸入管24位于中心轴线上，而液面传感器组件26成一角度设置，即从它的与轴线中心区域分离或者隔开的输出端44上的一个点至它的末端40上的邻近或者紧接容器轴线中心部分上的一个点，使液面传感器组件44和浸入管24都在底壁16的最低点36上，从而实现化学制品的完全利用以及检测。

适当的超声波液面传感器可以通过商购获得，例如从155 Ricefield Lane，Hauppage，NY11788的Cosense有限公司获得的ML101。传感器信号通过导管26中的连接线传送，向上到达容器10的侧壁14并经过保护套30到达连接在工业中所公知的适当的处理控制器上的电缆32。

在图2中示出了一个2.5升的容器100，带有一个侧面或者侧壁114，一个在它的内表面118上具有向上的半球形轮廓的底面或者底壁116，其最低点136在底壁116和侧壁114的中心轴线区域，内表面120形成一个圆柱体，其横截面平行于顶壁112或者底壁116所在的平面，连接在侧面114的较低或者最低的圆周边缘上，一个顶部或者顶面112，一个连接在进口135上的进口气动阀134，该进口135通常连接在一个惰性压缩气源上(也就是说，氮气，氦气)，用于使高纯度的液体化学制品液面的上部空间增压，从而把化学制品排出浸入管，以及一个包括浸入管124的出口。浸入管124具有一个通过阀128控制的靠近顶壁112的出口端142以及一个进口端138，该进口端在底壁116的中心轴线部分的最低点136处非常靠近容器100的底壁116。

由于浸入管在它长度从远离容器的中心轴线部分的出口端142开始弯曲，浸入管124几乎仅仅在它的进口端138处位于中心轴线上。液面传感器组件126从它的输出端144到它的末端140轴线居中，以至于液面传感器组件126和浸入管124都在底壁116的最低点136上，用于几乎完全利用化学制品以及附加的检测(液面传感器组件具有分离的如图1所示的传感器，但是它们在这儿没有示出)。浸入管和液面传感器组件相对于容器的中心轴线部分的这种设置与图1所示的1.8升容器是相反的，但是应该理解的是本发明的每个实施方案都是适当的，并且浸入管和液面传感器组件可以在中心轴线位置上互相平行。液面传感器组件126具有相似于图1中所示的分离的液面传感器(没有显示)。从这些液面传感器传来的信号送到输出设备130上，该输出设备上具有放大或者模块化信号的处理电子装置，并且最终送到一个连接器上(没有显示但是与图1相类似)，该连接器用于连接和传送传感器的信号到与容器协调工作的任何处理控制器上，例如工业中任何标准的自动控制和读数设备。

本发明的容器，例如图1中所示的容器10和图2中所示的容器100，可以从充满液体的、高纯度、高成本化学制品的初始点输送到存贮地，到最终的使用地，并且回收用于再次磨光和再充满。然而，这些容器可以永久地位于一个在工业中公知的化学制品的再充满输送系统中或者永久地位于或半永久地直接位于加工工具或者化学气相沉积设备上，该设备使用从这样的容器输送来的化学制品从而制造电子设备，例如计算机芯片或者集成电路。这种可移动的容器，虽然使化学制品的使用变得容易，但却不得不设置在一个通常与精确直立的位置成一角度的位置上，也就是说，没有位于一个精确水平的面上。因此在可输送高纯度、高成本液体的化学制品容器的领域中，本发明在几乎完全分配化学制品但是又不会完全分配出所有的化学制品的方面提供了显著的并且令人吃惊的优点，从而避免干涸的状态，该状态会对下游的电子设备的制造产生不利的影响，尤其是在自动工艺中，例如从这些可输送的容器分配化学制品。

图3A，B和C示出了本发明的容器300，该容器300在偏离容器的精确直立位置的不同角度上，这在该技术领域中的实际应用中将会遇到，用于在低液面下连续输送几乎完全分配出容纳的液体化学制品，而不会干涸(在附图A-C中相同的部件用相同的附图标记表示)。图3C示出了本发明最理想的容器，但是当容器的垂直轴线与浸入管324在相对于容器所放置的水平支撑的一个大致垂直位置上时，有时在一个水平支撑上不能获得垂直位置。该位置导致所示实施方案的1.8升的容器中的残余化学制品的最低测试液面为2.25立方英寸。与图1所示的容器相似进行装配，其中容器底壁具有一个向上的半球形内轮廓318，该内轮廓318以光滑的曲面连接在限定了一个圆柱形的侧壁314上，在它的内表面322上具有一个向下的凹形轮廓的顶壁312，一个终止于底壁316的最低点的在中心轴线上的浸入管324，一个控制液体化学制品从浸入管中分配出来的气动阀328，一个具有四个分离的超声波液面传感器的液面传感器组件326，该传感器组件可以在最低传感器346，较低液面传感器348，中间液面传感器350和较高液面传感器352上产生液面信号，它们都产生信号或者与一个液面信号处理输出330相连通。

图3B示出了同样的容器，但是具有与精确直立容器位置偏离5°的位置或者姿势。由于底壁的向上的半球形内轮廓以及浸入管和液面传感器组件接近于底壁的最低点放置，残余的液体化学制品保持在一个希望的最小值2.25立方英寸，可以与图3C中的容器位置的残余液面或者残留液相当。

在图3A中，即使容器的位置与精确直立容器位置的角度为10°，仍可以获得相同的最小残余化学制品或者残留液。并且，该令人惊讶的结果的获得是由于底壁的向上的半球形轮廓以及浸入管和液面传感器组件互相邻近地靠近底壁内表面的最低点放置。

虽然图示了一个向上的半球形轮廓，这些结果同样可以通过其它的向上的凹形轮廓来获得，例如半椭圆形，半双曲面，半椭圆抛物面以及半抛物线的圆柱体。

使残留液最少能相对于容器位置的改变不敏感完全是出乎意料的。在工业中其它的用于最小化残留的化学制品或者残留液的尝试求助于在容器底壁上的不同的集液槽。例如，在图4中示出了在现有技术的工业中试图在容器中获得最小的化学制品量或者残留液(附图A-E中相同的部件具有相同的附图标记)。图4C示出了容器410，该容器在底壁416上位于内底面418之下装配有一个集液槽419，并且具有终止于集液槽419的浸入管424和液面传感器426/控制器430。容器通常具有一顶壁412和一侧壁414。在图4C中，容器在精确直立位置上并且集液槽中的残留化学制品量计算值为2.5立方英寸。

然而，当容器在从精确直立位置向着集液槽偏离5°的位置或者姿势时(图4D)，残留的化学制品或者残留液可以降低到1.6立方英寸。这是希望出现的，但是控制这样的最小量是困难的，因为如果容器位置的角度变为偏离直立位置10°(图4E)，残余的化学制品将降低到1.2立方英寸，但是应该注意的是，液面传感器仍然发出具有足够的从容器中分配出化学制品的信号，但实际上浸入管变为液体干涸或者在残留的化学制品的液面之上，导致了电子设备制造的最坏情形，也就是说，由于这样的一个容器的错误读数使得没有所需的化学制品而对硅片进行了处理，导致了明显的晶片缺陷以及晶片产量下降的代价高昂的后果；这是电子设备制造中的最坏的情形。

因为现有技术中的容器的集液槽不是位于容器底面的中心，当容器的定位不在精确直立位置时这导致其它的结果。图4B示出了同样的现有技术的容器，该容器从集液槽所在的容器侧与直立位置成5°的角度。在该例子中，当液面传感器发出达到最低的化学制品液面信号时，残余的化学制品或者残留液激增(balloon)为8.42立方英寸，严重恶化了所希望的最小化容器中的残余化学制品或者残留液。

当容器的位置为从集液槽所在的容器侧与直立位置成10°时结果进一步恶化(图4A)，在该例子中，当液面传感器发出达到了最低的化学制品液面信号时，残留的化学制品或者残留液增加到19.13立方英寸，进一步严重恶化了所需的最小化容器中的残余化学制品或者残留液。

在电子设备制造的实际制造中，实际情况是虽然希望把一个化学制品容器放在一个精确水平的表面或者支撑上，这样的设置是不可能的，并且这样的容器将很可能被放置在一个不同于精确直立位置或者精确水平的表面或者支撑上。本发明的容器相对于现有技术在最小化残留化学制品或者残留液而不会使液体化学制品干涸方面是有利并安全的，并且与现有技术所给出的教导不同，因此相对于现有技术获得一个没有想到的和优异的结果。

本发明提供了高纯度容器，在容器排空和再充满的过程中，没有滞留残余化学制品的化学制品滞留区域(也就是说，集液槽，侧壁与底壁和顶壁的过渡区域)，其对称的设计特征使得可以成本合算地制造和抛光高纯度化学制品容器到为保持化学制品的纯度所需的镜面抛光(10Ra)，在液面精确度非常重要的最低的排空液面传感点上，容器的向上凹形轮廓的较小横截面积使得进行更精确的液体测量并且避免在液面检测的过程中污染或者产生颗粒，高效率的化学制品利用接近于化学制品的完全利用而不会到达化学制品的干涸。

虽然本发明参照几个特殊的实施方案进行了图示和说明，但是应该理解的是其它的实施方案和变体是可能的，例如附加的进口或者出口，通过电磁线圈操作的阀，手动阀，液压阀等。该发明的特征可以应用在散装化学制品的输送容器上，该容器再充满下游的容器，直接输送安瓿，通过蒸气输送，也就是说，发泡和直接液体喷射(“DLI”)。

本发明通过几个优选的实施方案进行了描述，然而本发明的全部范围应该由以下的权利要求来限定。

Claims

1.一种用于高纯度、高成本、液体化学制品的可输送容器，该容器可以在偏离直立位置的位置上最大程度地分配容器中的液体化学制品内容物而不完全分配出全部的液体化学制品，包括：一个包括顶壁，侧壁和底壁的外壳，底壁的内表面与液体化学制品相接触，并具有向上的凹形轮廓，该轮廓的最低点在容器中心轴线上，一个可以作为进口的第一开口，一个可以作为出口的第二开口，该出口包括浸入管，通过该浸入管液体化学制品可以从所述容器中分配出来，该浸入管的出口端靠近顶面并且进口端靠近最低点，一个可以指示容器中的液体化学制品的至少一个液面的液面传感器组件，该传感器组件的出口端靠近顶面并且其末端包含的最低液面传感器靠近最低点；浸入管和液面传感器组件在它们的末端处比在它们靠近顶面的端部处彼此更加靠近。

2.根据权利要求1所述的容器，其中所述可以用作进口的开口以及可以用作出口的开口上具有控制流体流过所述孔的阀。

3.根据权利要求2所述的容器，其中所述阀为可以通过远程自动控制操作的气动阀。

4.根据权利要求1所述的容器，其中所述向上的凹形轮廓为一个二次曲面。

5.根据权利要求1所述的容器，其中所述侧壁的内表面与所述底壁的所述内表面形成光滑的曲面。

6.根据权利要求5所述的容器，其中所述侧壁为圆柱体形状。

7.根据权利要求1所述的容器，其中所述顶壁具有向下的凹形轮廓的内表面。

8.根据权利要求1所述的容器，其中所述向下的凹形轮廓为一个二次曲面。

9.根据权利要求6所述的容器，其中所述浸入管位于所述侧壁的中心轴线上。

10.根据权利要求6所述的容器，其中所述液面传感器组件位于所述侧壁的中心轴线上。

11.根据权利要求1所述的容器，其中所述液面传感器组件包括两个或者多个分离的液面传感器。

12.根据权利要求11所述的容器，其中所述液面传感器组件包括三个液面传感器；一个靠近液面传感器组件的输出端的高液面传感器；一个靠近液面传感器组件的末端的低液面传感器以及一个在高液面传感器和低液面传感器之间的中间液面传感器。

13.根据权利要求1所述的容器，其中所述液面传感器组件选自：超声波液面传感器组件，电容液面传感器组件，光学液面传感器组件和浮标液面传感器组件。

14.一种用于高纯度、高成本、液体化学制品的可输送金属容器，该金属容器可以在偏离直立位置的位置处最大程度地分配容器中的液体化学制品内容物而不会完全分配出所有的液体化学制品，包括：一个包括顶壁，圆柱形侧壁和底壁的金属外壳，底壁的内表面与液体化学制品相接触并具有向上的半球形轮廓，该轮廓的最低点在容器侧壁的中心轴线上，一个可以作为进口的带阀的第一开口，一个可以作为出口的带阀的第二开口，该出口包括在中心轴线上的浸入管，通过该浸入管液体化学制品可以从所述容器中分配出来，该浸入管的出口端靠近顶面并且进口端靠近最低点，一个可以指示容器中的液体化学制品的至少三个不同液面的超声波液面传感器组件，该传感器组件的输出端靠近顶面并且其末端包含的最低液面传感器靠近最低点；浸入管和液面传感器组件在它们的末端处比在它们靠近顶面的端部处彼此更加靠近。

15.根据权利要求14所述的容器，其中所述顶壁具有向下的半球形轮廓。

16.根据权利要求14所述的容器，其中所述液面传感器组件与浸入管成一角度设置，使所述传感器组件和所述浸入管的末端互相非常靠近，所述底壁的内表面的最低点在所述底壁的所述内表面的所述向上的半球形轮廓的中心轴线上。

17.一种用于高纯度、高成本、液体化学制品的可输送金属容器，该金属容器可以在偏离直立位置的位置处最大程度地分配容器中的液体化学制品内容物而不会完全分配出所有的液体化学制品，包括：一个包括顶壁，圆柱形侧壁和底壁的金属外壳，底壁的内表面与液体化学制品相接触并具有向上的半球形轮廓，该轮廓的最低点在容器侧壁的中心轴线上，一个可以作为进口的带阀的第一开口，一个可以作为出口的带阀的第二开口，该出口包括浸入管，通过该浸入管液体化学制品可以从所述容器中分配出来，该浸入管的出口端靠近顶面并且进口末端靠近最低点，一个可以指示容器中的液体化学制品的至少三个不同液面的在中心轴线上的超声波液面传感器组件，该传感器组件的输出端靠近顶面并且其末端包含的最低液面传感器靠近最低点；浸入管和液面传感器组件在它们的末端处比在它们靠近顶面的端部处彼此更加靠近。

18.根据权利要求17所述的容器，所述顶壁具有向下的半球形轮廓。

19.根据权利要求17所述的容器，其中所述浸入管与液面传感器组件成一角度设置，使所述传感器组件的末端和所述浸入管的末端互相非常靠近，所述底壁的内表面的最低点在所述底壁的所述内表面的所述向上的半球形轮廓的中心轴线上。

20.一种用于高纯度、高成本、液体化学制品的可输送容器，该容器可以在偏离直立位置的位置处最大程度地分配容器中的液体化学制品内容物而不会完全分配出所有的液体化学制品，包括：一个包括顶壁，侧壁和底壁的外壳，底壁的内表面与液体化学制品相接触并且具有向上的圆锥形轮廓，该轮廓的最低点在容器的中心轴线上，一个可以作为进口的第一开口，一个可以作为出口的第二开口，该出口包括浸入管，通过该浸入管液体化学制品可以从所述容器中分配出来，该浸入管的出口端靠近顶面并且进口末端靠近最低点，一个可以指示容器中的液体化学制品的至少一个液面的液面传感器组件，该传感器组件的输出端靠近顶面并且其末端包含的最低液面传感器靠近最低点；浸入管和液面传感器组件在它们的末端处比在它们靠近顶面的端部处彼此更加靠近。