專利名稱：循環(huán)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種循環(huán)系統(tǒng)及方法，更具體地說，是關(guān)于一種使用磁浮幫浦循環(huán)輸送壓力容器內(nèi)具有粒子溶液的系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
受到半導體裝置的高密度與多層結(jié)構(gòu)的電路分布影響，晶圓表面平坦化制程越來越受到重視。而平坦化通常采用化學機械研磨(CMP)的方式。在一般的CMP過程中，通常會使用加壓幫浦來驅(qū)動研磨漿液，但加壓幫浦的軸承在加壓過程中可能會有磨損，而會導致許多微粒子污染到研磨漿液，或者加壓幫浦的軸承被研磨漿液中的研磨粒子所阻塞，而無法正常運作。且在一般的CMP制程中，若未能不斷地對加壓儲存槽內(nèi)的研磨漿液進行攪拌， 可能造成研磨粒子會在加壓儲存槽中結(jié)晶或沉淀，或?qū)е卵心{液在輸送管路內(nèi)的均勻性不足，進而影響整個半導體制程的精度與良率。

發(fā)明內(nèi)容
由于現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的就是提供一種循環(huán)系統(tǒng)及方法，以解決粒子溶液受到加壓幫浦的微粒子污染，或加壓幫浦的軸承被研磨漿液中的研磨粒子所阻塞，或致研磨漿液在輸送管路內(nèi)的均勻性不足等問題。根據(jù)本發(fā)明的目的，提出一種循環(huán)系統(tǒng)，包含一壓力容器，其容納一粒子溶液，且具有一加壓進氣口、一循環(huán)出口及多個循環(huán)入口，所述加壓進氣口接收一高壓氣體，以增加所述壓力容器內(nèi)的壓力；一第一循環(huán)回路，包含一第一節(jié)點與一第二節(jié)點，所述第一節(jié)點連接所述循環(huán)出 Π ；—閥體組，設(shè)置于所述第二節(jié)點與所述循環(huán)入口之間；一幫浦，設(shè)置于所述第一節(jié)點與所述第二節(jié)點間，并通過所述第一節(jié)點，將所述壓力容器中部分的粒子溶液由所述循環(huán)出口經(jīng)所述第一節(jié)點輸出，再經(jīng)由所述第一循環(huán)回路、所述閥體組及所述循環(huán)入口流回壓力容器中；以及一第二循環(huán)回路，連接在所述第一節(jié)點及所述第二節(jié)點之間，所述壓力容器中部分的粒子溶液由所述循環(huán)出口經(jīng)所述第一節(jié)點循環(huán)流動于所述第二循環(huán)回路中，并由所述第二節(jié)點及所述閥體組及所述循環(huán)入口流回到所述壓力容器中。其中，壓力容器為一筒狀槽，此筒狀槽的頂端及底端呈一圓弧狀，進而形成一圓弧頂部及圓弧底部，加壓進氣口設(shè)置在圓弧頂部，多個循環(huán)入口設(shè)置在圓弧底部，使得第一循環(huán)回路中的粒子溶液可由壓力容器底部回流到壓力容器內(nèi)，進而擾動壓力容器內(nèi)的粒子溶液，如此，壓力容器內(nèi)的粒子溶液能夠有較佳的均勻度。作為本發(fā)明的進一步特征，此具有粒子溶液的壓力容器的循環(huán)系統(tǒng)更包含至少一局部循環(huán)回路、一背壓閥及至少一輸送回路，各局部循環(huán)回路分別連接各第一磁浮幫浦之間及第二磁浮幫浦與最接近第二磁浮幫浦的第一磁浮幫浦之間，此背壓閥設(shè)置在局部循環(huán)回路上。各輸送回路的入口與其出口分別設(shè)置于局部循環(huán)回路與背壓閥的入口與出口之間，并分別以所述輸送回路連接至一工作機具，且由背壓閥提供局部壓力差異，使得第二循環(huán)回路經(jīng)由輸送回路提供粒子溶液至工作機具，并經(jīng)由輸送回路回流第二循環(huán)回路中。此外，本發(fā)明更提出一種循環(huán)方法，包含提供一壓力容器以儲存一粒子溶液，所述壓力容器具有一加壓進氣口、一循環(huán)出口及多個循環(huán)入口，所述加壓進氣口接收一高壓氣體，以加壓所述壓力容器內(nèi)的壓力；提供一第一循環(huán)回路，所述第一循環(huán)回路包含一第一節(jié)點與一第二節(jié)點，且所述第一節(jié)點連接所述循環(huán)出口 ；使用一閥體組設(shè)置于所述第二節(jié)點與所述循環(huán)入口之間；設(shè)置一幫浦于所述第一節(jié)點與所述第二節(jié)點間，以通過所述幫浦使所述粒子溶液經(jīng)所述閥體組及各所述循環(huán)入口流回所述壓力容器，進而擾動所述壓力容器的粒子溶液，并提高壓力容器輸出粒子溶液的壓力，令粒子溶液以高壓氣體所加入所述壓力容器的壓力及所述磁浮幫浦提供的輸送壓力循環(huán)流動于所述循環(huán)回路中；提供連接在所述第一節(jié)點與一所述第二節(jié)點的所述第二循環(huán)回路，并由設(shè)置在一第二循環(huán)回路上的至少一第一磁浮幫浦增加所述粒子溶液的輸送壓力，使所述粒子溶液被更高的壓力帶動循環(huán)流動于所述第二循環(huán)回路中；以及由設(shè)置在所述第二循環(huán)回路的壓力末端的一第二磁浮幫浦，將使得所述第二循環(huán)回路的粒子溶液經(jīng)過所述閥體組輸送到所述壓力容器的入口，以完成循環(huán)輸送粒子溶液。承上所述，依本發(fā)明的循環(huán)系統(tǒng)及方法，其可具有一或多個下述優(yōu)點(1)此循環(huán)系統(tǒng)及其方法，由各磁浮幫浦增加第二循環(huán)回路中的粒子溶液的輸送壓力。而各磁浮幫浦的軸承不會被磨損，由此可確保粒子溶液不受污染。并可將粒子溶液順利地輸送到較高位置(如20-40M以上的樓層)循環(huán)回路中。(2)此循環(huán)系統(tǒng)及其方法，壓力容器的粒子溶液由第一循環(huán)回路、幫浦、閥體組及壓力容器，用以擾動壓力容器內(nèi)之粒子溶液，使得壓力容器內(nèi)的粒子溶液能夠具有較佳的均勻度。(3)此循環(huán)系統(tǒng)及其方法，可由幫浦及各磁浮幫浦，使粒子溶液循環(huán)流動于各循環(huán)回路中，以持續(xù)的在壓力容器中擾動粒子溶液，同時克服粒子溶液在壓力容器中無法循環(huán)而導致沉淀或結(jié)晶的問題。


圖1為本發(fā)明的循環(huán)系統(tǒng)的第一實施例的示意圖；圖2為本發(fā)明的循環(huán)系統(tǒng)的第二實施例的示意圖；圖3為本發(fā)明的循環(huán)系統(tǒng)的第三實施例的示意圖；以及圖4為本發(fā)明的循環(huán)方法的實施步驟的示意圖。圖中10，壓力容器；11，加壓進氣口；12，循環(huán)出口；13，循環(huán)入口 ；14，粒子溶液；15，圓弧頂部；16，圓弧底部；
5
14，粒子溶液；20，第一循環(huán)回路；22，第二循環(huán)回路；23，局部循環(huán)回路；24，輸送回路；240，入口 ；242，出口；30，閥體組；300，閥體；40，幫浦；41，第一磁浮幫浦；42，第二磁浮幫浦；50，背壓閥；60，工作機具；70，粒子溶液補充槽；Nodel，第一節(jié)點；Node2，第二節(jié)點；S1-S8，步驟。
具體實施例方式下面根據(jù)附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明請參閱圖1，其為本發(fā)明的循環(huán)系統(tǒng)的第一實施例的示意圖。所述圖中，此循環(huán)系統(tǒng)包含壓力容器10、第一循環(huán)回路20、閥體組30、幫浦40及第二循環(huán)回路22。在本發(fā)明中，壓力容器10中可存放粒子溶液14，并具有加壓進氣11、循環(huán)出12與多個循環(huán)入口 13。且壓力容器10為一筒狀槽，此筒狀槽的頂端及底端呈一圓弧狀，進而形成一圓弧頂部15及一圓弧底部16，加壓進氣口 11設(shè)置于圓弧頂部15，而多個循環(huán)入口 13 則是設(shè)置于圓弧底部16。加壓進氣口 11可用以接收高壓氣體，以增加壓力容器10內(nèi)的壓力。第一循環(huán)回路20上有一個第一節(jié)點Nodel及第二節(jié)點Node2，第二循環(huán)回路22連接在第一節(jié)點Nodel及第二節(jié)點Node2之間，且第一節(jié)點Nodel連接循環(huán)出口 12，第二節(jié)點 Node2連接閥體組30，閥體組30并連接循環(huán)入口 13，且閥體組30較佳為多個閥體300所組成，以提供粒子溶液14多個回流至壓力容器10的通路。且閥體組30較佳地為設(shè)置在壓力容器10的圓弧底部16的下方。上述的高壓氣體較佳為氮氣(N2)，且壓力可為2至^(g/Cm2，以使粒子溶液14有足夠的壓力在第一循環(huán)回路20及第一循環(huán)回路22中。本實施例中，幫浦40則是設(shè)置于第一節(jié)點Nodel與第二節(jié)點Node2間，并通過第一節(jié)點Nodel，將循環(huán)出口 12輸出的粒子溶液14再由閥體組30流回壓力容器10中，使粒子溶液14循環(huán)流動于第一循環(huán)回路20及第二循環(huán)回路22中。并且讓壓力容器10中的粒子溶液14依序經(jīng)過閥體組30與循環(huán)入口 13，回流到壓力容器10中，使壓力容器10中的粒子溶液14產(chǎn)生擾動，以防止沉淀或結(jié)晶的情況發(fā)生。
綜上所述，并請參閱圖1，粒子溶液14的整體流向如下。加壓進氣口 11以高壓氣體增加壓力容器10內(nèi)的壓力后，粒子溶液14由循環(huán)入口 12流至第一節(jié)點Nodel分流，即如第一圖的第一節(jié)點Nodel左方的磁浮幫浦40與第一節(jié)點Nodel右方之循環(huán)回路20的管路。在左方的流向中(即第一循環(huán)回路20)，粒子溶液14經(jīng)由幫浦40流至第二節(jié)點Node2， 與第二節(jié)點Node2右方流向中(即第二循環(huán)回路)的粒子溶液14合流至閥體組30，再回流至壓力容器10中，即可使壓力容器10中的粒子溶液14產(chǎn)生攪拌以及擾動的作用，進而防止粒子溶液14沉淀或結(jié)晶的情形發(fā)生，并更增加粒子溶液14的輸送壓力。請參閱圖2，其為本發(fā)明的循環(huán)系統(tǒng)的第二實施例的示意圖。與第一實施例相較， 其差異在于第二實施例的具有粒子溶液之壓力容器的循環(huán)系統(tǒng)具有粒子溶液的壓力容器的循環(huán)系統(tǒng)更增加了一個至少一第一磁浮幫浦41、一第二磁浮幫浦42、至少一局部循環(huán)回路23、至少一輸送回路M及背壓閥50。各第一磁浮幫浦41設(shè)在第二循環(huán)回路22上。第二磁浮幫浦42設(shè)于第二循環(huán)回路22與第二節(jié)點間Node2的壓力末端位置。各局部循環(huán)回路23分別連接各第一磁浮幫浦 41之間，及第二磁浮幫浦42與最接近第二磁浮幫浦42的第一磁浮幫浦41之間，此背壓閥 50設(shè)置于局部循環(huán)回路23上。各輸送回路M的入口 240與其出口 242分別設(shè)置于局部循環(huán)回路23與背壓閥50的輸入端與輸出端，并分別以所述輸送回路M連接至一工作機具 60。如此，通過輸送回路M的入口 240提供局部循環(huán)回路23中的粒子溶液14至工作機具 60，再經(jīng)由輸送回路M的出口 M2，依序流回局部循環(huán)回路23及第二循環(huán)回路22。其余部分都相同，就不在此贅述。以下就第一實施例與第二實施例不同之處進行說明。若工作機具60與壓力容器10的高度差會多達數(shù)十公尺(如20-40公尺)，因此， 第二循環(huán)回路22中的粒子溶液14的輸送壓力可能已經(jīng)不夠，而無法順暢的被送入至工作機具60中。因此，采用第一磁浮幫浦41、局部循環(huán)回路23、背壓閥50及輸送回路M的目的，在于保持粒子溶液14的壓力位準恒定，同時泄放過高的壓力。并且可提供局部壓力差異，可確保粒子溶液14經(jīng)過局部循環(huán)回路23、背壓閥50及輸送回路M流通于工作機具60。 因此，可使局部管路流動停滯與停滯死管線的現(xiàn)象消滅。且可提升粒子溶液14在第二循環(huán)回路22內(nèi)的壓力位準，以降低粒子溶液14停止流動的風險，并確保使用端壓力位準與確保粒子溶液14的流量。如圖2中標示了多個磁浮幫浦40及對應(yīng)數(shù)量的背壓閥50。當工作機具60有多個或高度差又更加大時，此時，可于第二循環(huán)回路的各分流處增設(shè)第一磁浮幫浦41、局部循環(huán)回路23、背壓閥50及輸送回路對，用以將粒子溶液14送至各工作機具60，或高度差更大的工作機具60。請參閱圖3，其為本發(fā)明的循環(huán)系統(tǒng)的第三實施例的示意圖。與第二實施例相較， 其差異在于循環(huán)系統(tǒng)更包含了兩個粒子溶液補充槽70，且輸送回路M的入口 240與其出口 242的數(shù)量為多個，其余部分都相同就不在此贅述。在第三實施例中，粒子溶液補充槽70可通過開關(guān)閥31連接壓力容器10，且儲存了預備的粒子溶液14。且粒子溶液補充槽70也由高壓氣體加壓，以保持粒子溶液補充槽70 的壓力。當壓力容器10內(nèi)的粒子溶液14不足時，可打開開關(guān)閥31由粒子溶液補充槽70 直接補充粒子溶液14。并提高磨漿液供給系統(tǒng)的穩(wěn)定度。請參閱圖4，其為本發(fā)明的循環(huán)方法的實施步驟示意圖。此實施步驟包含
在步驟Sl中，提供壓力容器以儲存粒子溶液，壓力容器具有加壓進氣口、循環(huán)出口及多個循環(huán)入口，加壓進氣口接收高壓氣體，以加壓壓力容器的壓力。在步驟S2中，提供第一循環(huán)回路，第一循環(huán)回路包含第一節(jié)點與第二節(jié)點，且第一節(jié)點連接循環(huán)出口。在步驟S3中，將閥體組設(shè)置于第二節(jié)點與循環(huán)入口間。在步驟S4中，設(shè)置幫浦于第一節(jié)點與第二節(jié)點間，以通過幫浦使粒子溶液經(jīng)閥體組及各循環(huán)入口流回壓力容器，進而擾動壓力容器的粒子溶液，并提高壓力容器輸出粒子溶液的壓力；在步驟S5中，提供連接在第一節(jié)點與一第二節(jié)點的一第二循環(huán)回路，并由設(shè)置在第二循環(huán)回路上的第一磁浮幫浦增加粒子溶液的輸送壓力，使粒子溶液被更高的壓力帶動循環(huán)流動于第二循環(huán)回路中。在步驟S6中，由設(shè)置在第二循環(huán)回路的壓力末端的第二磁浮幫浦，將使得第二循環(huán)回路的粒子溶液經(jīng)過閥體組輸送到壓力容器的入口。在步驟S7中，由設(shè)置在各第一磁浮幫浦之間，及第二磁浮幫浦與最接近第二磁浮幫浦的第一磁浮幫浦之間的至少一局部循環(huán)回路輸送第二循環(huán)回路的粒子溶液。在步驟S8中，由設(shè)置在設(shè)置于各局部循環(huán)回路的背壓閥，與設(shè)置于各局部循環(huán)回路及各背壓閥的輸入端與輸出端之間的輸送回路輸送各局部循環(huán)回路的粒子溶液至一工作機具。綜上所述，本發(fā)明具有粒子溶液的壓力容器的循環(huán)系統(tǒng)及其方法，壓力容器的粒子溶液，以高壓氣體的壓力及磁浮幫浦提供的壓力，而循環(huán)流動于循環(huán)回路中，故本發(fā)明由磁浮幫浦提高輸送的高度，并能透過增加磁浮幫浦、背壓閥、局部循環(huán)入口與局部循環(huán)出口，而將粒子溶液送到更高及更多的工具機。使得本發(fā)明相較于傳統(tǒng)的高壓循環(huán)系統(tǒng)及方法，除上述的優(yōu)點外，在線路的布局上更具有彈性及便利性。但是，上述的具體實施方式
只是示例性的，是為了更好的使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解本專利，不能理解為是對本專利包括范圍的限制；只要是根據(jù)本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利包括的范圍。
權(quán)利要求
1.一種循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，包含一壓力容器，其容納一粒子溶液，且具有一加壓進氣口、一循環(huán)出口及多個循環(huán)入口， 所述加壓進氣口接收一高壓氣體，以增加所述壓力容器內(nèi)的壓力；一第一循環(huán)回路，包含一第一節(jié)點與一第二節(jié)點，所述第一節(jié)點連接所述循環(huán)出口 ； 一閥體組，設(shè)置于所述第二節(jié)點與所述循環(huán)入口之間；一幫浦，設(shè)置于所述第一節(jié)點與所述第二節(jié)點間，并通過所述第一節(jié)點，將所述壓力容器中部分的粒子溶液由所述循環(huán)出口經(jīng)所述第一節(jié)點輸出，再經(jīng)由所述第一循環(huán)回路、所述閥體組及所述循環(huán)入口流回壓力容器中；以及一第二循環(huán)回路，連接在所述第一節(jié)點及所述第二節(jié)點之間，所述壓力容器中部分的粒子溶液由所述循環(huán)出口經(jīng)所述第一節(jié)點循環(huán)流動于所述第二循環(huán)回路中，并由所述第二節(jié)點及所述閥體組及所述循環(huán)入口流回到所述壓力容器中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述壓力容器為一筒狀槽，所述筒狀槽的頂端及底端呈一圓弧狀，進而形成一圓弧頂部及一圓弧底部，所述加壓進氣口設(shè)置于所述圓弧頂部，所述多個循環(huán)入口設(shè)置于所述圓弧底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，包含至少一第一磁浮幫浦，各所述第一磁浮幫浦設(shè)在所述第二循環(huán)回路上； 一第二磁浮幫浦，所述第二磁浮幫浦設(shè)于所述第二循環(huán)回路與所述第二節(jié)點間的壓力末端位置；至少一局部循環(huán)回路，所述局部循環(huán)回路分別連接各所述第一磁浮幫浦之間，及所述第二磁浮幫浦與最接近所述第二磁浮幫浦的所述第一磁浮幫浦之間； 至少一背壓閥，各所述背壓閥設(shè)置于各所述局部循環(huán)回路上；及至少一輸送回路，各所述輸送回路的入口與其出口分別設(shè)置于所述局部循環(huán)回路與所述背壓閥輸入端與輸出端，并分別以各所述輸送回路分別連接至一工作機具；其中，所述輸送回路的入口提供各所述局部循環(huán)回路中的粒子溶液至各所述工作機具，再經(jīng)由所述輸送回路的出口，依序流回各所述局部循環(huán)回路及所述第二循環(huán)回路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于包含至少一粒子溶液補充槽，提供儲存?zhèn)溆玫牧Ｗ尤芤海隽Ｗ尤芤貉a充槽連通所述壓力容器，以提供所述備用的粒子溶液至所述壓力容器，所述粒子溶液補充槽，通入高壓氣體加壓，以保持所述粒子溶液補充槽的壓力。
5.一種循環(huán)方法，其特征在于，包含提供一壓力容器以儲存一粒子溶液，所述壓力容器具有一加壓進氣口、一循環(huán)出口及多個循環(huán)入口，所述加壓進氣口接收一高壓氣體，以加壓所述壓力容器內(nèi)的壓力；提供一第一循環(huán)回路，所述第一循環(huán)回路包含一第一節(jié)點與一第二節(jié)點，且所述第一節(jié)點連接所述循環(huán)出口 ；使用一閥體組設(shè)置于所述第二節(jié)點與所述循環(huán)入口之間；設(shè)置一幫浦于所述第一節(jié)點與所述第二節(jié)點間，以通過所述幫浦使所述粒子溶液經(jīng)所述閥體組及各所述循環(huán)入口流回所述壓力容器，進而擾動所述壓力容器的粒子溶液，并提高壓力容器輸出粒子溶液的壓力，令粒子溶液以高壓氣體所加入所述壓力容器的壓力及所述磁浮幫浦提供的輸送壓力循環(huán)流動于所述循環(huán)回路中；提供連接在所述第一節(jié)點與一所述第二節(jié)點的所述第二循環(huán)回路，并由設(shè)置在一第二循環(huán)回路上的至少一第一磁浮幫浦增加所述粒子溶液的輸送壓力，使所述粒子溶液被更高的壓力帶動循環(huán)流動于所述第二循環(huán)回路中；以及由設(shè)置在所述第二循環(huán)回路的壓力末端的一第二磁浮幫浦，將使得所述第二循環(huán)回路的粒子溶液經(jīng)過所述閥體組輸送到所述壓力容器的入口，以完成循環(huán)輸送粒子溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的循環(huán)方法，其特征在于所述第二循環(huán)回路的粒子溶液更進一步包括下列步驟，用以輸送到至少一工作機具由設(shè)置在各所述第一磁浮幫浦之間，及所述第二磁浮幫浦與最接近所述第二磁浮幫浦的所述第一磁浮幫浦之間的至少一局部循環(huán)回路輸送所述第二循環(huán)回路的所述粒子溶液； 以及由設(shè)置在設(shè)置于各所述局部循環(huán)回路的一背壓閥，與設(shè)置于各所述局部循環(huán)回路及各所述背壓閥的輸入端與輸出端之間的輸送回路輸送各所述局部循環(huán)回路的粒子溶液至各所述工作機具。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的循環(huán)方法，其特征在于其中所述壓力容器為一筒狀槽，所述筒狀槽的頂端及底端呈一圓弧狀，進而形成一圓弧頂部及一圓弧底部，所述加壓進氣口設(shè)置于所述圓弧頂部，所述多個循環(huán)入口設(shè)置于所述圓弧底部。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項所述的循環(huán)方法，其特征在于更包含提供至少一粒子溶液補充槽，所述粒子溶液補充槽提供儲存?zhèn)溆玫牧Ｗ尤芤?，并連通所述壓力容器，以提供所述備用的粒子溶液至所述壓力容器，所述粒子溶液補充槽，通入高壓氣體加壓，以保持所述粒子溶液補充槽的壓力。
全文摘要
本發(fā)明公開一種循環(huán)系統(tǒng)及方法，此循環(huán)系統(tǒng)由第一循環(huán)回路連接壓力容器的出口、幫浦及閥體組，且閥體組連接壓力容器的入口，使粒子溶液由循環(huán)幫浦循環(huán)流動于第一循環(huán)回路、閥體組與壓力容器之間，以達到對壓力容器中的粒子溶液進行攪拌的目的，并由第二循環(huán)回路連接壓力容器的出口、至少一第一磁浮幫浦、第二磁浮幫浦及閥體組、用以將粒子溶液輸送到工具機，并由第二磁浮幫浦于第二循環(huán)回路末端將粒子溶液經(jīng)過閥體組輸送到壓力容器的入口，以完成循環(huán)輸送粒子溶液的目的。
文檔編號B24B57/00GK102476355SQ201010584010
公開日2012年5月30日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者徐宏信 申請人:亞泰半導體設(shè)備股份有限公司