PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE602004003866T2 06.06.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001491492
Titel Behälter für hochreine Chemikalien mit einem Saugrohr und einem Flüssigkeitspegelsensor
Anmelder Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, Pa., US
Erfinder Birtcher, Charles Michael, Valley Center CA 92082, US;
Vivanco, Gildardo, San Diego CA 92109, US;
Steidl, Thomas Andrew, Escondido CA 92025, US;
Dunning, Richard J., Fallbrock CA 92028, US
Vertreter Schwabe, Sandmair, Marx, 81677 München
DE-Aktenzeichen 602004003866
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 18.06.2004
EP-Aktenzeichen 040143653
EP-Offenlegungsdatum 29.12.2004
EP date of grant 27.12.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.06.2007
IPC-Hauptklasse B67D 5/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Industrie zur Fertigung elektronischer Vorrichtungen benötigt verschiedene flüssige Chemikalien als Rohmaterialien oder Ausgangsmaterialien, um integrierte Schaltungen und andere elektronische Vorrichtungen zu fertigen. Dieser Bedarf entsteht aus der Notwendigkeit, Halbleiter mit verschiedenen Chemikalien zu dotieren, um geeignete elektrische Eigenschaften in dem Halbleiter für Transistoren und in Gateoxiden sowie in Schaltkreisen zu schaffen, die verschiedene Metalle, Sperrschichten und Gitterlücken benötigen. Außerdem werden dielektrische Schichten für Kondensatoren und dielektrische Zwischenschichtanwendungen benötigt. Eine Fertigung, die subtraktive Technologien anwendet, benötigt Photolacke, Planartechnik-Chemikalien und Ätzmittel.

Alle Chemikalien, die bei diesen Anwendungen benötigt werden, sind im Zustand hoher Reinheit erforderlich, um die strengen Anforderungen der elektronischen Fertigungsindustrie zu erfüllen, die durch die äußerst feine Linienbreite und eine hohe Packungsdichte in gegenwärtigen und zukünftigen elektronischen Vorrichtungen, die mit diesen Chemikalien gefertigt werden, aufgestellt werden.

Ein Teil der Bemühungen, um hochreine Chemikalien bereitzustellen, ist der Entwurf und die Struktur der Behälter und Systeme, die derartige Chemikalien an den Reaktor oder die Schmelzöfen, in denen die elektronischen Vorrichtungen gefertigt werden, liefern. Die Reinheit der Chemikalien kann nicht besser sein als die Behälter, in denen sie aufbewahrt werden, und die Systeme, durch die sie abgegeben werden.

Es ist außerdem wichtig, die Menge der hochreinen Chemikalien zu überwachen, die während ihrer Verwendung in dem Fertigungsprozess der elektronischen Vorrichtung zur Verfügung steht. Elektronische Vorrichtungen werden in Größenordnungen von mehreren hundert Stück pro Halbleiterscheibe gleichzeitig gefertigt, wobei erwartet wird, dass die Größe der einzelnen Scheibe, die verarbeitet wird, bei zukünftigen Fertigungsprozessen größer sein wird. Das vergrößert die Bedeutung der Ausbeute von elektronischen Vorrichtungen, die auf Scheiben verarbeitet werden, stark, was beträchtliche Kosten zur Folge hat, wenn eine Verarbeitung oder Fertigung erfolgt und die hochreine Chemikalie versehentlich nicht zur Verfügung steht. Deswegen ist in der elektronischen Fertigungsindustrie die Überwachung der Menge von hochreinen Chemikalien Teil des Schemas der Fertigungsprozesse.

Nicht selten sind die hochreinen Chemikalien, die in dem Prozess der Fertigung von elektronischen Vorrichtungen verwendet werden, außerdem infolge ihrer ungewöhnlichen oder komplexen Herstellung, der geringen Volumina, die bei der Fertigung benötigt werden (d. h. Dotiermittel werden nur in sehr geringen Mengen benötigt) und der Forderung nach sehr genauen Produktspezifikationen (d. h. hohe Reinheit und das Fehlen einer großen Menge von Verschmutzungen, insbesondere Metalle) sehr teuer. Als ein Ergebnis der hohen Kosten dieser hochreinen Chemikalien ist es erwünscht, so viel wie möglich von der Chemikalie zu verbrauchen, ohne dass sie vollständig aufgebraucht wird. Deswegen sollte die restliche Chemikalie in chemischen Behältern, d. h. die Restmenge minimal gemacht werden, ein vollständiger Verbrauch ist jedoch ebenfalls nicht erwünscht, da bei der automatisierten Fertigungsverarbeitung, wie etwa der Fertigung von elektronischen Vorrichtungen, ein Betrieb bei vollständig aufgebrauchten Chemikalien Scheibendefekte oder eine Verringerung der Ausbeute zur Folge haben kann, was für die Industrie inakzeptabel und außerdem sehr kostspielig ist.

Um die Probleme der Reinheit und der Überwachung der zur Verfügung stehenden Menge an Chemikalien zu beseitigen, sind in der Industrie verschiedene Versuche gemacht worden, um diese Ziele zu erreichen.

Das US-Patent Nr.5.199.603 offenbart einen Behälter für organometallische Zusammensetzungen, die in Ablagerungssystemen verwendet werden, wobei der Behälter Einlass- und Auslassventile und ein Tauchrohr zum Abgeben von flüssigen Chemikalien durch den Auslass aufweist. Es ist jedoch kein Pegelsensor vorgesehen.

Das US-Patent Nr. 5.562.132 beschreibt einen Behälter für hochreine Chemikalien mit einem Tauchrohrauslass und einem inneren Schwimmerpegelsensor. Das Tauchrohr ist mit dem integrierten Auslassventil verbunden. Es ist jedoch bekannt, dass die internen Schwimmerpegelsensoren Partikelgeber für die hochreinen Chemikalien sind, die sich in dem Behälter befinden.

Das US-Patent Nr.4.440.319 zeigt einen Behälter für Getränke, bei dem ein Tauchrohr das Abgeben von Flüssigkeit auf der Grundlage eines mit Druck beaufschlagten Gases ermöglicht. Das Tauchrohr kann sich in einer Senke befinden, um die vollständige Abgabe des Getränks zu ermöglichen. Eine Pegelerfassung erfolgt nicht.

Das US-Patent Nr. 5.663.503 beschreibt einen Ultraschallsensor, von dem eine Verwendung zum Erfassen des Vorhandenseins einer Flüssigkeit in einem Gefäß bekannt ist. Invasive und nicht invasive Sensoren sind beschrieben.

Das US-Patent Nr.6.077.356 zeigt ein Reagenzzufuhrgefäß für die chemische Ablagerung aus der Dampfphase, wobei das Gefäß einen Sumpfhohlraum aufweist, in dem das Tauchrohr zur Flüssigkeitsabgabe sowie ein Flüssigkeitspegelsensor enden. Ultraschallsensoren sind vorgesehen (Spalte 6, Zeile 37), in dieser Ausführungsform lehrt das Patent jedoch ausdrücklich, dass der Sensor den Sumpf nicht für Erfassungsoperationen verwendet (Spalte 6, Zeile 38 bis 43). Eine gute Ausnutzung der Chemikalie erfolgt nur dann, wenn sich das Gefäß in der vollständig aufrechten Position befindet.

Das US-Patent Nr. 4.531.656 zeigt einen Behälter mit einem gerundeten Boden und einem Tauchrohr 81.

Das US-Patent Nr. 5.069.243 zeigt einen Abwasserbehälter mit einem Saugrohr 5 und einer Pegelerfassungsvorrichtung 8.

Das US-Patent Nr. 5.782.381 zeigt einen Behälter für Herbizide mit einem Abflussrohr 19 und einem Sichtrohr 13.

Ein Behälter gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist in der Patentanmeldung US 2002/108670 A1 offenbart.

Die Nachteile des Standes der Technik beim Erreichen der Ziele der Reinheit und der wirksamen Ausnutzung der Chemikalien werden durch die vorliegende Erfindung überwunden, die einen hochreinen Behälter schafft, der keine Bereiche enthält, die Chemikalien einschließen (d. h. keinen Sumpf, eine Seitenwand zur unteren und oberen Übergangspunkten), die restliche Chemikalien während der Prozedur zum Reinigen des leeren Behälters und seiner Wiederbefüllung enthalten, mit einem symmetrischen Konstruktionsmerkmal, das eine kosteneffektive Herstellung und ein Hochglanzpolieren (10 Ra) ermöglicht, das für Behälter für hochreine Chemikalien erforderlich ist, um die chemische Reinheit an den Punkten für die Niedrigpegel- und Leerpegelerfassung aufrechtzuerhalten, an denen die Pegelgenauigkeit am wichtigsten ist, wobei der Bereich mit kleinerem Querschnitt des konkaven Abschnitts des Behälters eine genauere Messung der Flüssigkeit ermöglicht und die Verunreinigung oder die Partikelerzeugung während der Pegelerfassung vermeidet, sowie mit einer wirksamen Ausnutzung der Chemikalien, die sich der vollständigen Nutzung der Chemikalien annähert, ohne jedoch den Zustand der vollständig aufgebrauchten Chemikalie zu erreichen. Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden ebenfalls genau beschrieben.

KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist ein transportabler Behälter für hochreine teure flüssige Chemikalien, der die Abgabe des Inhalts flüssiger Chemikalien des Behälters bei Abweichungen von einer aufrechten Position maximal machen kann, ohne die gesamte flüssige Chemikalie abzugeben, mit: einem Gehäuse, das eine obere Wand, eine Seitenwand und eine Bodenwand umfasst, wobei die Bodenwand eine innere Oberfläche besitzt, die mit der flüssigen Chemikalie mit einem nach oben verlaufenden, konkaven Profil im Kontakt ist, dessen unterster Punkt axial zentral zu dem Behälter ist, einer ersten Öffnung, die als ein Einlass verwendet werden kann, einer zweiten Öffnung die als ein Auslass verwendet werden kann und ein Tauchrohr enthält, durch das die flüssige Chemikalie von dem Behälter abgegeben werden kann, wobei sich ein Auslassende angrenzend an die obere Oberfläche befindet und ein Einlassanschlussende sich angrenzend an den untersten Punkt befindet, einer Pegelsensor-Baueinheit, die wenigstens einen Pegel der flüssigen Chemikalie in dem Behälter melden kann, deren Ausgangsende an die obere Oberfläche angrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Pegelsensor-Baueinheit ein Anschlussende besitzt, das einen Sensor für die Erfassung des niedrigsten Pegels enthält, der an den untersten Punkt angrenzt; und dass das Tauchrohr und die Pegelsensor-Baueinheit an ihren Anschlussenden näher beieinander sind als ihre Enden, die an die obere Fläche angrenzen.

Die Seitenwand hat vorzugsweise eine zylindrische Form.

Die Pegelsensor-Baueinheit ist vorzugsweise axial zentral zu der Seitenwand angeordnet, wobei das Tauchrohr zu dem unteren Anschlussende der Pegelsensor-Baueinheit angewinkelt ist.

Das Tauchrohr ist vorzugsweise axial zentral zu der Seitenwand angeordnet, wobei die Pegelsensor-Baueinheit zu dem unteren Anschlussende des Tauchrohrs angewinkelt ist.

KURZBESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNG

1 ist eine teilweise geschnittene schematische Draufsicht eines Behälters mit einem Volumen von 1,8 l, der gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist;

2 ist eine teilweise geschnittene schematische Draufsicht eines Behälters mit einem Volumen von 2,5 l, der gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;

3A, B und C sind geschnittene schematische Draufsichten eines Behälters mit einem Volumen von 1,8 l, der gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, die Flüssigkeitspegel bei einer Neigung von 10° von einer aufrechten Position des Behälters; bei einer Neigung von 5° von einer aufrechten Position des Behälters und bei einer Neigung von 0° oder bei einer aufrechten Position des Behälters zeigen; und

4A, B, C, D und E sind geschnittene schematische Draufsichten eines Behälters des Standes der Technik, der mit einem außermittigen Sumpf ausgerüstet ist, die Flüssigkeitspegel bei einer Neigung von 10° von einer aufrechten Position des Behälters dem Sumpf gegenüberliegend; bei einer Neigung von 5° von einer aufrechten Position des Behälters dem Sumpf gegenüberliegend; bei einer Neigung von 0° oder bei einer aufrechten Position des Behälters; bei einer Neigung von 5° von einer aufrechten Position des Behälters auf der Seite des Sumpfes; und bei einer Neigung von 10° von einer aufrechten Position des Behälters auf der Seite des Sumpfes zeigen.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter für hochreine teuere Chemikalien, die z. B. bei der Fertigung von Halbleitervorrichtungen, Flachanzeigen und elektronischen Vorrichtungen benötigt werden. Eine derartige Fertigung erfordert typischerweise hochreine Rohmaterialien oder chemische Ausgangsmaterialien. Die hohe Reinheit liegt in diesem Kontext typischerweise über 99,9 Gew.-%, häufig bei wenigstens 99,999 Gew.-% und seit kurzem bei wenigstens 99,9999 Gew.-%. Um eine derartige Reinheit in Behältern von hochreinen Chemikalien aufrechtzuerhalten, wie etwa bei flüssigen Chemikalien der Klasse von Tetraetylorthosilicat (TEOS), müssen die Behälter für eine genaue Reinheit und chemische Trägheit entworfen sein. Verschiedene Parameter sind erforderlich, die elektropolierte innere Oberflächen, die mit der hochreinen Chemikalien benetzten werden, glatte innere Oberflächen sowohl an den Seitenwänden als auch am Boden des Behälters, die typischerweise mit der Chemikalie in Kontakt gelangen, jedoch außerdem an der Oberseite oder der Decke des Behälters, die infolge einer geschweißten Deckenkonstruktion während einer Sanierung schwierig zu reinigen sind, reaktionsträge Konstruktionsmaterialien, wie etwa Edelstahl (316L) oder Quarz (in Abhängigkeit von der Chemikalie), das Fehlen von beweglichen Teilen in dem Behälter, ausgezeichnete reaktionsträge Abdichtungen und eine leichte Zugänglichkeit des Behälters und seiner Teile während des Wiederauffüllens und/oder der Sanierung enthalten.

Teure Chemikalien sind alle Chemikalien, die dem Benutzer verhältnismäßig hohe Kosten verursachen, wobei der Benutzer darum bemüht ist, die Chemikalie nahezu vollständig abzugeben oder zu verwenden, einschließlich die "Neigen", die die Restchemikalien sind, die in einem Behälter verbleiben, nachdem eine herkömmliche Entleerung beendet ist. Viele der Chemikalien, die in der Industrie zur Fertigung von elektronischen Vorrichtungen verwendet werden, sind infolge ihrer ungewöhnlichen oder komplexen chemischen Herstellung, einer komplexen Synthese, der Herstellung von geringen Mengen, der einzigen Verwendung lediglich durch die Industrie zur Fertigung von elektronischen Vorrichtungen und der Forderung nach Reinheit, die höher als in den meisten anderen Industrien ist, kostenaufwendig oder sehr teuer. Typische teure Chemikalien liegen zum Zeitpunkt dieser Anmeldung in einem Bereich von 2 $/g bis 25 $/g und darüber.

Typischerweise werden hochreine Chemikalien heutzutage immer häufiger von einer Vor-Ort-Lagereinrichtung an den Verwendungspunkt an den Schmelzofen oder die Vorrichtung geliefert, wo sie im flüssigen Zustand verwendet werden, damit sie in dem Schmelzofen oder der Vorrichtung verdampft oder verflüchtigt werden. Dies ermöglicht einen größeren Durchsatz und eine präzisere Abgabe. Eines der Verfahren, durch welches eine Chemikalie von einem Behälter zugeführt wird, ist die Verwendung eines Tauchrohrs, das in der Chemikalie in dem Behälter angeordnet ist. Durch Druckbeaufschlagung des Gasraums des Behälters über dem Flüssigkeitspegel wird die Chemikalie durch das Tauchrohr aus dem Behälter in eine sekundäre Vorrichtung ausgestoßen. Alternativ kann das Tauchrohr verwendet werden, um ein inertes Trägergas in die flüssige Chemikalie abzugeben, um Blasen zu bilden und die Chemikalie in dem Gas mitzureißen, um dieses durch einen Auslass über dem Pegel der flüssigen Chemikalie zu entfernen, was eine Abgabe in der Gasphase aus dem Behälter zur Folge hat. Derartige Behälter sind in der Industrie als Rührwerke bekannt.

Das Tauchrohr der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise als eine Öffnung zum Abgeben der Chemikalie im flüssigen Zustand verwendet. Um die nahezu vollständige Verwendung der Chemikalie in dem Behälter zu erreichen, ist es wichtig, dass das Tauchrohr einen Zugang zu dem niedrigsten Punkt des Behälterbodens schafft und eine Abgabe von diesem Punkt erfolgt. Damit jedoch die Abgabe nicht größer als der Inhalt der Chemikalie in dem Behälter ist, d. h. dass sie nicht bis zu dem Punkt des vollständigen Verbrauchs oder dem "Trockenzustand" abgegeben wird, ist es außerdem erforderlich, dass ein Pegelsensor an dem untersten Punkt des Behälterbodens vorhanden ist. Es ist deswegen erwünscht, dass der Behälter in der Weise gebildet ist, dass sowohl das Tauchrohr als auch der Pegelsensor nahe am untersten Punkt des Behälterbodens enden, um eine nahezu vollständige Abgabe der Chemikalie zu ermöglichen und zu melden, wenn die nahezu vollständige Abgabe der Chemikalie erfolgt, und zu vermeiden, dass eine Abgabe tatsächlich bis zum vollständigen Verbrauch erfolgt, d. h. der Behälter leer läuft.

Eine Pegelsensor-Baueinheit mit mehreren diskreten Pegelsensoren für die Bestimmungen von unterschiedlichen Höhen wird außerdem durch die vorliegende Erfindung vorgesehen. Die Pegelsensoren in der Baueinheit könnten typischerweise Ultraschallpegelsensoren, Kapazitätspegelsensoren, optische Pegelsensoren oder Schwimmerpegelsensoren sein. Derartige Sensoren sind in der Industrie wohlbekannt und werden an dieser Stelle nicht weiter beschrieben.

In den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bilden die oberen Oberflächen, die Seiten- und Bodenoberflächen des Behälters die Wände des Behälters. In einigen Fällen können die Grenzfläche oder die Zwischennähte der verschiedenen Oberflächen nicht unterschieden werden, wie etwa dann, wenn der Behälter eine im Allgemeine sphärische Form besitzt oder die obere Oberfläche und die Bodenoberfläche eine Fortsetzung in Form einer glatten Kurve der seitlichen Oberflächen oder Seitenwand bildet. Die obere Wand wird jedoch im Allgemeinen als der Bereich des Behälters betrachtet, der sich an dem höchsten Punkt des Behälters befindet, wenn er sich in seiner normalen Betriebsposition befindet. Die Bodenwand enthält den untersten Punkt der inneren Oberfläche des Behälters, wenn der Behälter in seiner normalen Betriebsposition ist. Die Seitenwand bildet die Verbindung zwischen der oberen Wand und der Bodenwand. In einer bevorzugten Ausführungsform bildet sie Seitenwand einen Zylinder.

Für den Zweck der nahezu vollständigen Verwendung der Chemikalie besitzt die vorliegende Erfindung eine Form der Bodenwand, die im Allgemeinen ein nach oben konkaves Profil ist, wobei ein unterster Punkt axial zentral zu dem Behälter ist. Wenn die Seitenwand z. B. einen Zylinder darstellt, wobei seine axiale Linie in der vertikalen Ebene verläuft, würde der axiale zentrale Teil der Bodenwand im Allgemeinen mit der axialen Linie des Seitenwandzylinders zusammenfallen. Das nach oben konkave Profil kann eine Oberfläche zweiten Grades sein, die im Allgemeinen einem Halbellipsoid (x2/a2 + y2/b2 + z2/c2 = 1), ein Halbhyperboloid (x2/a2 – y2/b2 – z2/c2 = 1), ein elliptisches Halbparaboloid (x2/a2 + y2/b2 = z), ein parabolischer Halbzylinder, ein elliptischer Kegel (x2/a2 + y2/b2 – z2/c2 = 0) oder stärker bevorzugt einer Halbkugel (x2 + y2 + z2 = r2) entspricht. Der wichtige Aspekt der Bodenwand der vorliegenden Erfindung besteht nicht darin, ob das nach oben konkave Profil die geometrischen Definitionen der oben beschriebenen Formen erfüllt, sondern dass das Profil eine glatte Kurve ist, einen niedrigsten Punkt nahe an oder an dem axial zentralen Abschnitt der Bodenwand aufweist und sich von dem axialen zentralen Abschnitt der Bodenwand nach oben krümmt, um auf die Seitenwand zu treffen.

Die Bedeutung des nach oben konkaven Profils besteht darin, dass Behälter wie etwa die Behälter der vorliegenden Erfindung durch Benutzer auf verschiedenen Unterlageflächen angeordnet werden, wenn sie in einer Verwendungsposition sind. Derartige Behälter könnten typischerweise an "Vorrichtungen" oder einer Ausrüstung montiert werden, die die Prozesse der chemischen Ablagerung auf Siliciumscheiben tatsächlich handhabt und ausführt. In diesen Fällen kann der Behälter möglicherweise nicht in einer absolut aufrechten Position oder Lage sein. Es ist für den Vorrichtungskonstrukteur oder dem Vorrichtungsbenutzer wichtiger, dass die Hauptfunktion der Vorrichtung bei der Fertigung auf der Siliciumscheibe in geeigneter Weise erreicht wird, anstelle sich über die exakte Positionierung des Behälters der hochreinen teueren Chemikalie Sorgen zu machen. An anderen Stellen, an denen der Behälter angeordnet werden könnte, kann der Behälter außerdem leicht in einer Position angeordnet werden, die von der wahrhaft aufrechten Position abweicht. Diese möglichen und tatsächlichen Abweichungen in der Anordnung des Behälters machen die Konstruktion des Behälters für einen nahezu vollständigen Verbrauch der Chemikalie komplexer und schwieriger. In einer exakt aufrechten Position oder Behälterlage wäre anzunehmen, dass eine Bodenwand mit einem Sumpf, die in der Industrie wohlbekannt ist, den besten Verbrauch der Chemikalie gewährleistet. Wenn jedoch derartige Behälter mit Sümpfen unter einem Winkel von der exakt aufrechten Zustand angeordnet werden, d. h. wenn die Oberfläche, auf der der Behälter ruht, nicht exakt horizontal ist, ist die Vollständigkeit des Verbrauchs der Chemikalie eingeschränkt und was noch wichtiger ist, die Messungen des Pegelsensors können falsch sein und der möglicherweise vollständige Verbrauch der Chemikalie bis zu dem Punkt des Leerlaufens kann auftreten, was das Szenario des ungünstigsten Falls aus der Sicht des Herstellers der elektronischen Vorrichtung darstellt, wenn eine teuere Charge der Scheiben infolge der Nichtverfügbarkeit der Chemikalie trotz der Messungen des Peglsensors des Behälters verdorben sein können.

Die Behälter, die durch die vorliegende Erfindung vorgesehen werden, enthalten Behälter, die den Schmelzofen oder die Vorrichtung eines Schmelzofens oder einer Vorrichtung zur Fertigung von elektronischen Vorrichtungen, bei denen die Chemikalie tatsächlich verwendet wird, direkt speisen und gelegentlich als eine Ampulle, ein Kanister oder ein Prozessbehälter bezeichnet werden, sowie außerdem Behälter, die wieder befüllt werden, wie etwa früher beschriebene Behälter, die gelegentlich auch als Großbehälter bezeichnet werden. Die Behälter können jede praktische Größe haben, einschließlich von einem oder mehreren Litern bis fünf oder mehr Litern. Die Größe des Behälters ist nicht wesentlich. Die Rohrleitungen oder mit Ventilen versehenen Verteiler, die Chemikalien an die Behälter oder von diesen liefern, sind in der Industrie wohlbekannt und werden nicht weiter beschrieben, sie werden jedoch typischerweise als Abgabesysteme der Chemikalie bezeichnet und enthalten zusätzlich zu Rohrleitungen und mit Ventilen versehenen Verteilern Quellen des mit Druck beaufschlagten Inertgases (Träger- oder Transportgas), eine automatisierte Steuereinheit, eine Druckluftquelle, um pneumatische Ventile, Abluftleitungen, Entleerungsleitungen, Unterdruckquellen, Strömungssteuerungs- und Überwachungseinrichtungen und weitere zugehörige Vorrichtungen, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, zu betreiben.

Chemikalien, die in den Behältern der vorliegenden Erfindung enthalten sind, können enthalten: Tetraethylorthosilikat (TEOS), Borazin, Aluminium-Trisek-Butoxid, Kohlenstofftetrachlorid, Trichloroethane, Chloroform, Trimethylphosphit, Trichloroethylene, Trimethylborat, Dichlormethan, Titan-n-Butoxid, Dialkylsilan, Diethylsilan, Dibutylsilan, Alkylsilanhydride, Hexafluoroazetylazetonat-Kupfer(1)Trimethylvinylsilan, Isopropoxid, Triethylphosphat, Siliciumtetrachlorid, Tantalethoxid, Tetra(Diethylamid)Titan, Tetra(Dimethylamid)Titan, Bi-Tertiärbutylamid-Silan, Trietylborat, Titantetrachlorid, Trimethylphosphat, Trimethylorthosilikat, Titanethoxid, Tetrametylzyklotetrasiloxan, Titan-n-Propoxid, Tri(Trimethylsiloxi)Bor, Titanisobutoxid, Tri(Trimethylsilyl)Phosphat, 1,1,1,5,5,5-Hexofluoro-2,4-Petandion, Tetramethylsilan, 1,3,5,7-Tetramethylzyklotetrasiloxan und Mischungen hiervon.

Diese Chemikalien sind in den meisten Fällen verhältnismäßig teuer und Benutzer wünschen, die Chemikalien so viel wie möglich zu verwenden, ohne dass die Chemikalie zur Neige geht und der Prozess, der die Chemikalien verbraucht, unterbrochen wird. Die Fertigung elektronischer Vorrichtungen verwendet teuere Vorrichtungsgruppen und erzeugt teuere wertgesteigerte Scheiben mit einer großen Anzahl von diskreten integrierten Schaltungen pro Scheibe. Es ist wichtig, die chemischen Ausgangsstoffe so viel wie möglich zu verwenden, um an den Kosten der integrierten Schaltung zu sparen, es ist jedoch gleichzeitig teuer, die Vorrichtungsgruppen der Scheibenverarbeitung zu unterbrechen oder defekte integrierte Schaltungen zu produzieren.

Es ist deswegen erwünscht, eine automatische Pegelerfassung zu verwenden, um den Pegel von flüssigen Chemikalien zu erfassen, um den vollständigen Verbrauch der Chemikalie zu vermeiden und um einen Behälterwechsel oder eine Wiederbefüllung zu ermöglichen, ohne die Güte der stromabwärtigen Scheibenverarbeitung, die diese Chemikalie verwendet, zu beeinflussen.

Es ist ferner erwünscht, den Pegelsensor angrenzend an den untersten Punkt der Bodenwand des Behälters anzuordnen, so dass der Sensor sehr kleine Mengen der verbrauchbaren Chemikalie für eine nahezu vollständige Verwendung dieser Chemikalien messen kann.

Deswegen besteht ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung in der Kombination eines Pegelsensors, der positioniert ist, um einen Flüssigkeitspegel in einem Behälter zu erfassen, wobei schließlich eine restliche Chemikalie an dem untersten Punkt des Behälters erfasst wird, wodurch genaue Signale des Chemikalienpegels in sehr kleinen Restvolumina der Chemikalie bei unterschiedlichen Abweichungen von einer aufrechten Position des Behälters unter Verwendung eines Bodenwandprofils möglich ist, das als ein nach oben konkaves Profil definiert ist, wie etwa eine Halbkugel oder die alternativen Formen mit glatter Krümmung, die oben angegeben wurden.

Um diese Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung einen Behälter mit einem untersten Punkt in einer Bodenwand mit einem nach oben konkaven Profil, die geeignet ist, die Erfassungsfunktion des Pegelsensors und des unteren Endes eines Tauchrohrs zum Absaugen einer Chemikalie aus dem Behälter aufzunehmen. Das nach oben konkave Profil der Bodenwand ist dementsprechend geformt, um den Verbrauch der Chemikalie und die Pegelerfassung, wenn der Behälter nicht in einer genau aufrechten Position ist, nicht nachteilig zu beeinflussen.

Der bevorzugte Pegelsensor ist ein Ultraschallpegelsensor, der betrieben wird durch das Erzeugen von Ultraschallwellen durch die in dem Behälter befindliche Chemikalie und Reflektieren eines Anteils der Wellen von der Oberfläche der flüssigen Chemikalie. Die reflektierten Ultraschallwellen werden durch den Sensor erfasst, wobei der Zeitpunkt der Erfassung der erzeugten Ultraschallwellen proportional dazu ist, ob der Pegel der Flüssigkeit an der Position des bestimmten Ultraschallpegelsensors ist. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Pegelerfassung mit einer Pegelsensor-Baueinheit ausgeführt, die vier diskrete Pegelsensoren in dem röhrenförmigen Körper der Pegelsensor-Baueinheit aufweist. Es wird jedoch angenommen, dass der Behälter der vorliegenden Erfindung ein oder mehrere diskrete Pegelsensoren in der Pegelsensor-Baueinheit haben kann. Die flüssige Chemikalie bewegt sich nach oben zu der röhrenförmigen Baueinheit und jeder diskrete Ultraschallpegelsensor kann das Vorhandensein oder das Fehlen der flüssigen Chemikalie an dieser Pegelsensorposition an der Baueinheit erfassen.

In diesen beschriebenen Ausführungsformen sind alle Komponenten aus geeigneten metallischen oder nichtmetallischen verträglichen Werkstoffen hergestellt. Diese können im Allgemeinen in Abhängigkeit von der in dem Behälter befindlichen Chemikalie die folgenden Werkstoffe enthalten, sind jedoch nicht darauf beschränkt: Edelstahl (elektropoliert, 316L), Nickel, Chrom, Kupfer, Glas, Quarz, Teflon, Hastelloy, Vespel, Aluminiumoxid, Kel-F, PEEK, Kynar, Siliciumkarbid oder jeden anderen metallischen Werkstoff, Kunststoff- oder Keramikwerkstoff, wobei Variationen und Kombinationen möglich sind.

In 1 ist ein Behälter 10 mit einem Volumen von 1,8 Liter dargestellt mit einer Seitenoberfläche oder Wand 14, einem Boden oder einer Bodenwand 16 mit einem nach oben konkaven Profil, das ein nach oben gerichtetes Halbkugelprofil umfasst, wobei ein unterster Punkt 36 an dem axialen zentralen Bereich der Wand 16 angeordnet ist und die Seitenwand 14 an der unteren oder der untersten Umfangskante der Seitenoberfläche 14 angebracht ist, einer Oberseite oder einer oberen Oberfläche 12, einem Einlassdruckluftventil 34, das mit einer (nicht gezeigten) Einlassöffnung verbunden ist, die typischerweise mit einer Quelle eines mit Druck beaufschlagten Inertgases (d. h. Stickstoff, Helium) verbunden ist, um den Gasraum über dem Flüssigkeitspegel der hochreinen flüssigen Chemikalie mit Druck zu beaufschlagen, um die Chemikalie aus dem Tauchrohr zu drücken, und einer Auslassöffnung, die ein entnehmbares Tauchrohr 24 umfasst. Das Tauchrohr 24 besitzt ein Auslassende 42 angrenzend an die obere Wand 12, das durch das Druckluftventil 28 gesteuert wird, und ein Einlassanschlussende 38, das sehr nahe an der Bodenwand des Behälters an ihrem untersten Punkt 36 an dem axialen zentralen Abschnitt der Bodenwand endet.

Die innere Oberfläche 18 der Bodenwand 16 besitzt das nach oben gerichtete Halbkugelprofil von dem untersten Punkt 36 zu dem Schnittpunkt mit der inneren Oberfläche 20 der Seitenwand 14. Die obere Wand 12 kann eine innere Oberfläche 22 haben, die ein nach unten gerichtetes konkaves Profil, wie etwa ein nach unten gerichtetes Halbkugelprofil aufweist, was die Reinigung während der Sanierung des Behälters und während der Wiederbefüllung erleichtert, insbesondere dann, wenn die obere Wand 12 an die Seitenwand 14 geschweißt ist.

Der unterste Punkt 36 der Bodenwand 16 wird außerdem gleichzeitig verwendet durch eine Ultraschallpegelsensor-Baueinheit 26, die ein Ausgangsende 44 aufweist, das die Signale von den diskreten Sensoren 46, 48, 50 und 52 an die Ausgabevorrichtung 30, die eine Verarbeitungselektronik zum Verstärken oder Modulieren des Signals aufweist, und schließlich zu einem Verbinder 32 liefert, für eine Verbindung und eine Übertragung des Sensorsignals zu einer beliebigen Prozesssteuereinheit, mit der der Behälter betrieben werden kann, wie etwa bei Bedarf eine automatisierte Steuerung einer Auslesevorrichtung, die in der Industrie genormt ist.

Das Tauchrohr 24 ist axial mittig angeordnet und die Pegelsensor-Baueinheit 26 ist von einem Punkt an seinem Ausgabeende 44, das von dem axial mittigen Bereich getrennt oder beabstandet ist, zu einem angrenzenden oder benachbarten Punkt zu dem axial zentralen Abschnitt des Gefäßes an seinem Anschlussende 40 angewinkelt, so dass die Pegelsensor-Baueinheit 44 und das Tauchrohr 24 den untersten Punkt 36 der Bodenwand 16 für eine nahezu vollständige Verwendung der Chemikalie und eine zugehörige Erfassung gemeinsam verwenden.

Geeignete Ultraschallpegelsensoren sind handelsüblich, wie etwa der Sensor ML101 von COSENSE, Inc. in 155 Ricefield Lane, Hauppage, NY 11788. Das Sensorsignal wird über seine Verbinderleitung in der Rohrleitung 26, an der Seitenwand 14 des Behälters 10 nach oben durch eine Schutzabdeckung 30 zum Kabel 32 übertragen, das mit einer geeigneten Prozesssteuereinheit verbindet, wie in der Industrie wohlbekannt ist.

In 2 ist ein Behälter 100 mit einem Volumen von 2,5 Liter dargestellt mit einer Seitenoberfläche oder Wand 114, einem Boden oder einer Bodenoberfläche 116 mit einem nach oben gerichteten Halbkugelprofil an ihrer inneren Oberfläche 118 und einem untersten Punkt 136 an dem axial zentralen Bereich der Wand 116 und der Seitenwand 114, mit einer inneren Oberfläche 120, die einen Zylinder bildet in Bezug auf ihren Querschnitt parallel zu der Ebene der oberen Wand 112 oder der Bodenwand 116, die an dem unteren oder untersten Umfangsrand der Seitenoberfläche 114 angebracht ist, einer Oberseite oder oberen Oberfläche 112, einem Einlassdruckluftventil 134, das mit einer Einlassöffnung 135 verbunden ist, die typischerweise mit einer Quelle eines mit Druck beaufschlagten Inertgases (d. h. Stickstoff, Helium) verbunden ist, um den Gasraum über dem Flüssigkeitspegel der hochreinen flüssigen Chemikalie mit Druck zu beaufschlagen, um die Chemikalie aus dem Tauchrohr zu drücken, und einer Auslassöffnung, die ein Tauchrohr 124 umfasst. Das Tauchrohr 124 hat ein Auslassende 142 angrenzend an die obere Wand 112, die durch ein Ventil 128 gesteuert wird, und ein Einlassanschlussende 138, das sehr nahe an der Bodenwand 116 des Behälters 100 an ihrem untersten Punkt 136 an dem axialen zentralen Abschnitt der Bodenwand 116 endet.

Das Tauchrohr 124 ist an seinem Einlassanschlussende 138 nahezu axial zentral angeordnet infolge einer Biegung in seiner Länge von seinem Auslassende 142, das von dem axialen zentralen Abschnitt des Behälters beabstandet ist. Die Pegelsensor-Baueinheit 126 ist axial zentral von ihrem Ausgabeende 114 zu ihrem Anschlussende 140, so dass die Pegelsensor-Baueinheit 126 und das Tauchrohr 124 den untersten Punkt 136 der Bodenwand 116 für eine nahezu vollständige Verwendung der Chemikalie und eine zugehörige Erfassung gemeinsam verwenden (wobei die Pegelsensor-Baueinheit diskrete Sensoren wie in 1 enthalten würde, die jedoch hier nicht dargestellt sind). Diese Anordnung des Tauchrohrs und der Pegelsensor-Baueinheit in Bezug auf den axialen zentralen Abschnitt des Behälters ist gegenüber dem Behälter mit einem Volumen von 1,8 Liter, der in 1 dargestellt ist, umgekehrt, es sollte jedoch klar sein, dass für den Zweck der vorliegenden Erfindung jede Ausführungsform geeignet ist und sowohl das Tauchrohr als auch die Pegelsensor-Baueinheit könnten zueinander parallel in einer axial zentralen Position angeordnet sein. Die Pegelsensor-Baueinheit 126 hat (nicht dargestellte) diskrete Pegelsensoren ähnlich den Sensoren, die in 1 gezeigt sind. Die Signale von diesen Pegelsensoren werden zu der Ausgabevorrichtung 130, die eine Prozesselektronik zum Verstärken oder Modulieren des Signals enthält und schließlich zu einem Verbinder (nicht dargestellt, jedoch dem Verbinder von 1 ähnlich) für eine Verbindung und Übertragung des Sensorsignals zu einer beliebigen Prozesssteuereinheit geliefert, mit der der Behälter betrieben werden kann, wie z. B. bei Bedarf eine automatisierte Steuerungs- und Auslesevorrichtung, die in der Industrie genormt ist.

Die Behälter der vorliegenden Erfindung, wie etwa jene, die durch den Behälter 10 von 1 oder den Behälter 100 von 2 ausgeführt sind, können von dem Punkt der anfänglichen Füllung mit einer flüssigen hochreinen teueren Chemikalie zum Lager und zu der endgültigen Verwendungsstelle und zurück zum Sanieren und Wiederbefüllen transportiert werden. Es ist jedoch außerdem möglich, dass diese Behälter dauerhaft in einem Abgabesystem zum Wiederbefüllen mit der Chemikalie angeordnet sind, wie in der Technik wohlbekannt ist, oder dauerhaft oder quasi dauerhaft direkt an der Vorrichtung oder der Ausrüstung zur chemischen Ablagerung aus der Dampfphase angeordnet sein, die die Chemikalie aus diesen Behältern verwendet, um elektronische Vorrichtungen, wie etwa Computerchips oder integrierte Schaltungen zu fertigen. Obwohl derartige transportable Behälter eine einfache Verwendung der Chemikalien gewährleisten, besitzen sie der Nachteil der Anordnung an Stellen oder der Positionierung, die häufig unter einem Winkel von einer exakt aufrechten Position erfolgt, d. h. sie sind nicht auf einer genau horizontalen Oberfläche angeordnet. Dadurch bietet die vorliegende Erfindung auf dem Gebiet der transportablen Behälter für hochreine teuere flüssige Chemikalien eindeutige und überraschende Vorteile bei der Abgabe von Chemikalien bis nahe an eine Entleerung, ohne jedoch die gesamte Chemikalie vollständig abzugeben, um den Zustand eines Trockenlaufens zu vermeiden, der die stromabwärtige Herstellung von elektronischen Vorrichtungen, insbesondere in einem automatisierten Prozess, wie etwa die Abgabe der Chemikalie aus diesen transportablen Behältern nachteilig beeinflussen kann.

Die 3A, B und C veranschaulichen die Fähigkeit des Behälters 300 der vorliegenden Erfindung, bei einem dauerhaft niedrigen Pegel bis nahe zur vollständigen Abgabe der enthaltenen flüssigen Chemikalie abzugeben, ohne dass ein Trockenlaufen erfolgt, bei verschiedenen Winkeln zu einer genau aufrechten Position des Behälters, wie es bei der tatsächlichen industriellen Verwendung auftreten würde (ähnliche Teile haben in den Ansichten A-C ähnliche Teilnummern). 3C zeigt den Behälter der vorliegenden Erfindung in der am meisten gewünschten, jedoch manchmal unerreichbaren Position der aufrechten Positionierung auf einer horizontalen Unterlage, wobei die vertikale Achse des Behälters, die durch das Tauchrohr 324 angenähert angegeben ist, in einer im Wesentlichen vertikalen Position in Bezug auf die horizontale Unterlage, auf der der Behälter angeordnet ist, verläuft. Diese Position hat zur Folge, dass der unterste erfassbare Pegel der restlichen Chemikalie in dem Behälter für die dargestellte Ausführungsform eines Behälters mit einem Volumen von 1,8 Liter bei 37 cm3 (2,25 Kubikzoll) liegt. Der Behälter ist ähnlich wie der Behälter von 1 ausgebildet, wobei die Behälterbodenwand ein nach oben gerichtetes internes Halbkugelprofil 318, das in einer glatten Krümmung mit der Seitenwand 314 verbindet, die eine zylindrische Form definiert, eine obere Wand 312, die ein nach unten gerichtetes konkaves Profil an ihrer inneren Oberfläche 322 aufweist, ein axial zentrales Tauchrohr 324, das an dem untersten Punkt der Bodenwand 316 endet, ein Druckluftventil 328, das die Abgabe der flüssigen Chemikalie aus dem Tauchrohr steuert, und eine Pegelsensor-Baueinheit 326 mit einer Reihe aus vier diskreten Ultraschallpegelsensoren aufweist, die Flüssigkeitspegel an dem untersten Sensor 346, einem Niedrigpegelsensor 348, einem Mittelpegelsensor 350 und einem Hochpegelsensor 352 melden können, die alle zu einem Pegelsignal-Verarbeitungsausgang 330 gemeldet oder übertragen werden.

3B zeigt den gleichen Behälter, jedoch mit einer Position oder Lage, die um 5° von einer genauen aufrechten Behälterposition verschoben ist. Infolge des nach oben gerichteten inneren Halbkugelprofils der Bodenwand und der Positionierung sowohl des Tauchrohrs als auch der Pegelsensor-Baueinheit nahe an dem untersten Punkt der Bodenwand bleibt der Restinhalt der flüssigen Chemikalie bei dem gewünschten minimalen Wert von 37 cm3 (2,25 Kubikzoll), der vergleichbar ist mit dem Restpegel oder der Neige der Behälterposition von 3C.

In 3A wird das gleiche Ergebnis des minimalen Inhalts oder der minimalen Neige der restlichen Chemikalie erreicht, obwohl die Behälterposition um 10° von einer genauen aufrechten Behälterposition angewinkelt ist. Dieses überraschende Ergebnis wird wieder wegen dem nach oben gerichteten Halbkugelprofil der Bodenwand und der Anordnung des Tauchrohrs und der Pegelsensor-Baueinheit nahe beieinander angrenzend an den untersten Punkt der inneren Oberfläche der Bodenwand erreicht.

Obwohl diese Ergebnisse für ein nach oben gerichtetes Halbkugelprofil dargestellt sind, können sie außerdem bei anderen nach oben gerichteten konkaven Profilen erreicht werden, wie etwa ein Halbellipsoid, ein Halbhyperboloid, ein elliptisches Halbparaboloid und parabolischer Halbzylinder.

Diese Unempfindlichkeit der Minimierung von Neigen in dem Behälter trotz Veränderungen der Behälterposition ist vollkommen unerwartet. In der Industrie wurden bei dem Versuch, die restliche Chemikalie oder Neigen minimal zu machen, verschiedene Sümpfe in dem Behälterboden angeordnet. 4 veranschaulicht z. B. einen Versuch im Stand der Technik in der Industrie, um minimale Inhalte der restlichen Chemikalien oder Neigen in dem Behälter zu erreichen (wobei ähnliche Teile ähnliche Teilenummern für die Ansichten A-E haben). 4C zeigt einen derartigen Behälter 410, der mit einem Sumpf 419 im Boden 416 unter einem inneren Boden 418 ausgerüstet ist und ein Tauchrohr 424 und einen Pegelsensor 426/Steuereinheit 430, die in dem Sumpf 419 enden, aufweist. Der Behälter würde typischerweise eine obere Wand 412 und eine Seitenwand 414 haben. In 4C ist der Behälter in einer exakt aufrechten Position und der Inhalt der restlichen Chemikalie in dem Sumpf wurde auf 37 cm3 (2,5 Kubikzoll) berechnet.

Wenn jedoch der Behälter eine Position oder Lage unter einem Winkel von 5° zu dem Sumpf weg von der exakt aufrechten Position einnimmt, kann in 4B die restliche Chemikalie oder die Neige auf einen berechneten Wert von 26 cm3 (1,6 Kubikzoll) verringert werden. Dies würde wünschenswert erscheinen, jedoch kann die Steuerung einer derartigen Minimierung schwierig sein, da dann, wenn sich der Winkel der Behälterposition auf 10° von der aufrechten Position ändert, in 4E die restliche Chemikalie auf 20 cm3 (1,2 Kubikzoll) abnimmt, der Pegelsensor jedoch in bedenklicher Weise trotzdem eine ausreichende Chemikalie für die Abgabe von dem Behälter meldet, obwohl tatsächlich erkannt werden kann, dass das Tauchrohr flüssigkeitstrocken geworden ist oder über der Oberfläche der restlichen Chemikalie endet, was die ungünstigsten Umstände für die Fertigung von elektronischen Vorrichtungen zur Folge hat, d. h. eine Verarbeitung von Siliciumscheiben ohne die gewünschte Chemikalie infolge der falschen Messung eines derartigen Behälters mit dem kostspieligen Ergebnis von wesentlichen Scheibendefekten und mit dem Absinken der Scheibenausbeute, was den ungünstigsten Fall für die Hersteller von elektronischen Vorrichtungen darstellt.

Da der Sumpf dieses Behälters des Standes der Technik nicht zentral in dem Behälterboden angeordnet ist, gibt es weitere Folgen aus der Positionierung des Behälters, die von einer exakt aufrechten Position verschieden ist. 4B zeigt den gleichen Behälter des Standes der Technik mit einem Winkel von 5° von der aufrechten Position weg von der Seite des Behälters, an der der Sumpf angeordnet ist. In diesem Fall beläuft sich die restliche Chemikalie oder die Neige auf 138 cm3 (8,42 Kubikzoll), was dem Wunsch stark entgegen wirkt, die restliche Chemikalie oder die Neige in den Behälter minimal zu machen, wenn der Pegelsensor meldet, dass der niedrigste Pegel der Chemikalie erreicht ist.

Dieses Ergebnis wird noch weiter verstärkt, wenn die Behälterposition unter einem Winkel von 10° von der aufrechten Position weg von der Seite des Behälters, an der der Sumpf angeordnet ist, wie in 4A verläuft. In diesem Fall steigt die restliche Chemikalie oder die Neige weiter an auf unakzeptable 313 cm3 (19,13 Kubikzoll), was wiederum dem Wunsch stark entgegenläuft, die restliche Chemikalie oder die Neige in dem Behälter minimal zu machen, wenn der Pegelsensor meldet, dass der niedrigste Pegel der Chemikalie erreicht ist.

Obwohl angenommen werden könnte, dass es erwünscht ist, einen Chemikalienbehälter auf einer exakt horizontalen Oberfläche oder Unterlage anzuordnen, kann eine derartige Anordnung in der Realität bei der tatsächlichen Herstellung in einer Anlage zur Fertigung von elektronischen Vorrichtungen nicht angenommen werden und es ist wahrscheinlich, dass derartige Behälter in Positionen angeordnet werden, die von einer exakt aufrechten Position oder auf einer exakt horizontalen Oberfläche oder Unterlage abweichen. Der Behälter der vorliegenden Erfindung erreicht Vorteile und eine Sicherheit bei der Minimierung von restlichen Chemikalien oder Neigen, ohne dass die flüssige Chemikalie trockenläuft, gegenüber dem Stand der Technik und in einer unterschiedlichen Weise von der Richtung der Erkenntnisse im Stand der Technik, und stellt deswegen ein unerwartetes und hervorragendes Ergebnis gegenüber dem Stand der Technik dar.

Die vorliegende Erfindung schafft einen hochreinen Behälter ohne Bereiche für den Einschluss von Chemikalien (d. h. Sumpf, Übergangspunkte von Seitenwand zur Unterseite und Oberseite), die restliche Chemikalien während der Reinigungs- und Wiederbefüllungsprozedur des leeren Behälters enthalten, mit einem symmetrischen Konstruktionsmerkmal, das eine kosteneffektive Herstellung und ein Polieren auf Hochglanz (10 Ra), das für Behälter für hochreine Chemikalien erforderlich ist, ermöglicht, um die chemische Reinheit an den Erfassungspunkten des Niedrig- und Leerpegels aufrechtzuerhalten, an denen die Pegelgenauigkeit am wichtigsten ist, wobei der kleinere Querschnittsbereich des nach oben gerichteten konkaven Abschnitts des Behälters eine genauere Messung der Flüssigkeit ermöglicht, und mit der Vermeidung der Verunreinigung oder der Partikelabgabe während der Pegelerfassung sowie mit einer wirtschaftlicher Verwendung der Chemikalie, die sich der vollständigen Verwendung der Chemikalie annähert, ohne dass Bedingungen des Trockenlaufens der Chemikalie erreicht werden.

Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf mehrere bestimmte Ausführungsformen dargestellt und erläutert wurde, sollte klar sein, dass andere Ausführungsformen und Variationen möglich sind, wie etwa zusätzliche Einlässe oder Auslässe, Ventile, die durch Elektromagneten betätigt werden, manuelle Ventile, hydraulische Ventile und dergleichen. Die Merkmale dieser Erfindung können bei Großraumbehältern für die Abgabe von Chemikalien, die stromabwärts befindliche Behälter wiederbefüllen, und bei Direktabgabeampullen, sowohl mit dampfförmiger Abgabe, d. h. Rührwerke, als auch mit Direktinjektion der Flüssigkeit ("DLI") verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung wurde in Bezug auf mehrere bevorzugte Ausführungsformen dargestellt, der vollständige Umfang der vorliegenden Erfindung sollte jedoch durch die folgenden Ansprüche festgelegt sein.


Anspruch[de]
Transportabler Behälter (10) für hochreine, teuere flüssige Chemikalien, der die Abgabe des Inhalts flüssiger Chemikalien des Behälters (10) bei Abweichungen von einer aufrechten Position maximal machen kann, ohne die gesamte flüssige Chemikalie abzugeben, mit: einem Gehäuse, das eine obere Wand, eine Seitenwand (14) und eine Bodenwand (16) umfasst, wobei die Bodenwand (16) eine innere Oberfläche besitzt, die mit der flüssigen Chemikalie mit einem nach oben verlaufenden, konkaven Profil in Kontakt ist, dessen unterster Punkt (36) axial zentral zu dem Behälter (10) ist, einer ersten Öffnung, die als ein Einlass verwendet werden kann, einer zweiten Öffnung, die als ein Auslass verwendet werden kann und ein Tauchrohr (24) enthält, durch das die flüssige Chemikalie von dem Behälter abgegeben werden kann, wobei sich ein Auslassende angrenzend an die obere Oberfläche befindet und ein Einlassanschlussende (42) sich angrenzend an den untersten Punkt (36) befindet, einer Pegelsensor-Baugruppe (26), die wenigstens einen Pegel der flüssigen Chemikalie in dem Behälter (10) melden kann, deren Ausgangsende (44) an die obere Oberfläche angrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Pegelsensor-Baugruppe (26) ein Anschlussende (40) besitzt, das einen Sensor für die Erfassung des niedrigsten Pegels enthält, der an den untersten Punkt angrenzt; und dass das Tauchrohr (24) und die Pegelsensor-Baueinheit (26) an ihren Anschlussenden näher beieinander sind als ihre Enden, die an die obere Fläche angrenzen. Behälter nach Anspruch 1, bei dem die Öffnung, die als ein Einlass verwendet werden kann, und die Öffnung, die als ein Auslass verwendet werden kann, jeweils ein Ventil (34, 28) zum Steuern der Fluidströmung durch die Öffnungen besitzen. Behälter nach Anspruch 2, bei dem die Ventile (34, 28) Druckluftventile sind, die durch eine automatische Fernsteuerung betätigt werden können. Behälter nach Anspruch 1, bei dem das nach oben konkave Profil eine Oberfläche zweiten Grades ist. Behälter nach Anspruch 1, bei dem eine innere Oberfläche der Seitenwand (14) mit der inneren Oberfläche der Bodenwand (16) eine glatte gekrümmte Oberfläche bildet. Behälter nach Anspruch 5, bei dem die Seitenwand (114) eine zylindrische Form hat. Behälter nach Anspruch 1, bei dem die obere Wand eine innere Oberfläche mit einem nach unten konkaven Profil besitzt. Behälter nach Anspruch 1, bei dem das nach unten konkave Profil eine Oberfläche zweiten Grades ist. Behälter nach Anspruch 6, bei dem das Tauchrohr (24) axial zentral zu der Seitenwand ist. Behälter nach Anspruch 6, bei dem die Pegelsensor-Baueinheit (126) axial zentral zu der Seitenwand ist. Behälter nach Anspruch 1, bei dem die Pegelsensor-Baueinheit zwei oder mehr diskrete Pegelsensoren (46, 48, 50, 52) umfasst. Behälter nach Anspruch 11, bei dem die Pegelsensor-Baueinheit (326) drei Pegelsensoren umfasst; einen Hochpegelsensor, der an das Ausgangsende der Pegelsensor-Baueinheit angrenzt; einen Niedrigpegelsensor, der an das Anschlussende der Pegelsensor-Baueinheit angrenzt; und einen Mittelpegelsensor zwischen dem Hochpegelsensor und dem Niedrigpegelsensor. Behälter nach Anspruch 1, bei dem die Pegelsensor-Baueinheit aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Ultraschallpegelsensor-Baueinheit, einer Kapazitätspegelsensor-Baueinheit, einer optischen Pegelsensor-Baueinheit und einer Schwimmerpegelsensor-Baueinheit besteht. Transportabler Behälter nach Anspruch 1, der ein Metallbehälter ist und ein Metallgehäuse umfasst, das eine obere Wand, eine zylindrische Seitenwand (314) und eine Bodenwand (316) aufweist, wobei die Bodenwand eine mit der flüssigen Chemikalie in Kontakt gelangende innere Oberfläche, die ein nach oben weisendes, halbkugelförmiges Profil besitzt, dessen unterster Punkt axial zentral zu der Behälterseitenwand ist, eine erste mit Ventil versehene Öffnung, die als ein Einlass verwendet werden kann, eine zweite mit Ventil versehene Öffnung, die als ein Auslass verwendet werden kann und ein axial zentrales Tauchrohr (324) aufweist, durch das die flüssige Chemikalie von dem Behälter abgegeben werden kann, wobei ein Auslassende an die obere Oberfläche angrenzt und ein Einlassanschlussende an den untersten Punkt angrenzt, eine Ultraschallpegelsensor-Baueinheit (326), die wenigstens drei verschiedene Pegel der flüssigen Chemikalie in dem Behälter melden kann und ein an die obere Oberfläche angrenzendes Ausgangsende und ein Anschlussende, das einen Sensor für die Erfassung des niedrigsten Pegels angrenzend an den untersten Punkt enthält, umfasst; wobei das Tauchrohr (324) und die Pegelsensor-Baueinheit (326) an ihren Anschlussenden näher beieinander sind als ihre Enden, die an die obere Oberfläche angrenzen. Behälter nach Anspruch 14, bei dem die obere Wand ein nach unten gerichtetes Halbkugelprofil hat. Behälter nach Anspruch 14, bei dem die Pegelsensor-Baueinheit (326) unter einem Winkel zu dem Tauchrohr (324) positioniert ist, wobei das Anschlussende der Baueinheit und das Tauchrohr sehr nahe beieinander und zu der inneren Oberfläche der Bodenwand bei dem axial zentralen untersten Punkt des nach oben gerichteten Halbkugelprofils der inneren Oberfläche der Bodenwand angeordnet sind. Transportabler Metallbehälter nach Anspruch 14, bei dem die Pegelsensor-Baueinheit axial zentral zu der Seitenwand ist. Behälter nach Anspruch 17, bei dem die obere Wand ein nach unten gerichtetes Halbkugelprofil hat. Behälter nach Anspruch 17, bei dem das Tauchrohr unter einem Winkel zu der Pegelsensor-Baueinheit angeordnet ist, wobei das Anschlussende der Baueinheit und das Tauchrohr nahe beieinander und zu der inneren Oberfläche der Bodenwand an dem axial zentralen untersten Punkt des nach oben gerichteten Halbkugelprofils der inneren Oberfläche der Bodenwand angeordnet sind. Behälter nach Anspruch 1, bei dem das nach oben konkave Profil ein nach oben gerichtetes konisches Profil ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

  Patente PDF

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com