DE69123743T2

DE69123743T2 - Gerät und verfahren für die transport und abgabe von hochreinen chemikalien

Info

Publication number: DE69123743T2
Application number: DE69123743T
Authority: DE
Inventors: J Geatz
Original assignee: Applied Chemical Solutions Inc
Current assignee: Edwards Vacuum LLC
Priority date: 1990-09-17
Filing date: 1991-09-17
Publication date: 1997-06-26
Anticipated expiration: 2011-09-18
Also published as: EP0549733A1; US5148945A; JP2911219B2; KR0171627B1; EP0549733A4; US5330072A; KR930702661A; DE69123743D1; EP0549733B1; WO1992005406A1; JPH06500621A; US5148945B1

Description

VORGESCHICHTE DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Fördern, das Lagern und das Zuführen von Prozeßchemikalien. Insbesondere führt die vorliegende Erfindung zu einem verbesserten Gerät und einem Verfahren für die Förderung, die Lagerung und die Zuführung von megareinen Chemikalien zur Verwendung bei einer großen Zahl von verschiedenen Industrien, wie zum Beispiel bei der Herstellung von Halbleiterplatten und ähnlichen Erzeugnissen.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Gerät zum Besorgen der Förderung und der Zuführung von Chemikalien aus einer Quelle zu einer und an eine Endverbrauchsstation mit zwei oder mehr Gefäßen, einer Quellenleitung zwischen der Quelle und jedem Gefäß, einer Zuführungsleitung von jedem Gefäß zu der Endverbrauchsstation und einem Fördersystem zum Fördern der Chemikalien von der Quelle zu jedem Gefäß. Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zum Betreiben eines elektronischen Steuersystems zum Fördern und Zuführen von Chemikalien aus einer Quelle zu einer Endverbrauchsstation.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Bei vielen industriellen Anwendungen ist das Freihalten der Prozeßchemikalien von praktisch sämtlichen Verunreinigungen heute äußerst wichtig. Zum Beispiel muß die Reinheit der bei der Herstellung von Halbleiterplatten in der Halbleiterindustrie verwendeten Chemikalien, wie zum Beispiel Schwefelsäure, Wasserstoffsuperoxid und Ammoniak, auf einem Wert von etwa fünfundzwanzig (oder weniger) Partikeln pro Milliliter gehalten werden, wobei die Partikelgröße unter einem Bruchteil eines Tausendstelmillimeters liegt. Als Ergebnis dieser an die Reinheit angelegten Maßstäbe haben sich viele herkömmliche Verfahren zum Fördern und Zuführen von Chemikalien, wie zum Beispiel Flügelpumpen und ähnliche Vorrichtungen, als vollständig unzufriedenstellend erwiesen.
Eine weitere Besorgnis in diesen Industrien ergibt sich daraus, daß viele der verwendeten Chemikalien toxisch sind und sorgfältig gehandhabt werden müssen. Zum Sicherstellen einer angemessenen Reinheit und Sicherheit für das Personal ist es äußerst wichtig, daß diese Chemikalien unter minimalem Kontakt mit der Umgebung oder dem Personal in einem geschlossenen System gefördert, gespeichert und ausgegeben werden.
Zum Bewerkstelligen einer hochreinen Förderung von Chemikalien werden heute im allgemeinen zwei Verfahren angewendet. Das erste Verfahren ist eine "gepumpte Zuführung". Bei diesem Verfahren wird eine Verdrängerpumpe, im allgemeinen eine mit Luft betriebene, doppeltwirkende Membranpumpe, sowohl zum Bewirken eines Anstiegs am Saugeinlaß der Chemikalienquelle als auch zum gleichzeitigen Ausüben eines Druckes am Ausgang des Endverbrauchers verwendet. Bei diesem System wird die Chemikalie von einer durch eine Pumpe angetriebenen Chemikalientrommel angehoben und bis zum Anwendungsort gestoßen. Obgleich dieses Verfahren in großem Umfang verwendet wird, ist es bei weitem nicht zufriedenstellend.
Die Mängel der gepumpten Zuführung sind vielfältig. An der Chemikalienquelle kann dieses System nur einen minimalen Anstieg, im allgemeinen nur wenige Pounds pro Quadratzoll (1 psi = 6,9 10³ Pa), bewirken. Uberdies ist dieses System Verschmutzungsschwierigkeiten ausgesetzt: Die schnelle Expansion und Kontraktion des Membranwerkstoffes der Pumpe (zum Beispiel TEFLON ) bewirkt einen mechanischen Abbau, wobei die dabei anfallenden Nebenprodukte, von denen viele für ein Ausfiltern mit nach dem Stand der Technik ausgebildeten Filtern zu klein sind, in die Strömung der Prozeßchemikalien eintreten. Der schnelle Lauf der Pumpe (im allgemeinen mehr als sechzig Zyklen pro Minute) bewirkt im System starke Impulse mit einer sich daraus ergebenden und die Partikel durch die Filter drückenden pulsierenden Strömung. Dies führt zur Unwirksamkeit der Filter. Schließlich bewirken die diesem System anhaftenden mechanischen Stöße ständig Unterhaltsprobleme.
Das andere, heute in allgemeiner Anwendung befindliche System spricht nur einige dieser Schwierigkeiten an. Bei der "Pumpen/Druckzuführung" wird zum Bewirken des Anstiegs von der Chemikalienquelle wieder eine Verdrängerpumpe verwendet. Die Chemikalien werden jedoch einem Zwischengefäß zugeführt, von dem sie mit dem Druck eines inerten Gases zu ihren Anwendungsgebieten befördert werden.
Obgleich das Pumpen/Drucksystem besser gesteuert wird und zum Sicherstellen der Reinheit der Chemikalien der Anwendung von Filtern besser zugänglich ist, weist es im Umfeld von Chemikalien im Untermikronbereich ernsthafte Mängel auf. Der von der doppeltwirkenden Membranpumpe bewirkte Hub ist wieder begrenzt. Weiter neigen diese Pumpen aufgrund der in die Strömung der Chemikalien eintretenden Nebenprodukte zum Verschleiß. Die Verwendung eines einzigen Druckgefäßes für das Zuführungsmittel bedeutet weiter, daß die Zuführung nicht stetig, sondern auf von der Größe des Druckgefäßes abhängige "Partie"-Größen beschränkt ist. Falls die Nachfrage das Volumen des Druckgefäßes übersteigt, muß die weitere Zufuhr für die Zeitdauer des Wiederbefüllens des Druckgefäßes durch die Pumpe "schlangestehen". Alternativ muß der von der Pumpe erzeugte Druck, der dem Druck im Zuführungsgefäß gleich oder größer als dieser ist, an dieses Gefäß während des Bedarfs zu dessen Ergänzung oder Wiederbefüllung angelegt werden. Dies verschlimmert die Schwierigkeiten bei der Filterung und beim Unterhalt weiter.
Ein Gerät zum Besorgen der Förderung und der Zuführung einer Chemikalie aus einer Quelle in einen Vorratstank ist aus der US-A-1 460 389 bekannt mit einem ersten Gefäß zur Aufnahme der Chemikalie aus dem die Quelle bildenden Gefäß, einer Quellenleitung zwischen der Quelle und dem ersten Gefäß, einem mit diesem in Verbindung stehenden Druck- und Vakuumsystem, um wahlweise Gas vom ersten Gefäß abzuziehen oder dieses unter Druck zu setzen, mit einem mit dem ersten Gefäß in Verbindung stehenden zweiten Gefäß und mit einer von diesem zur Endverbrauchsstation führenden Zuführungsleitung, einschließlich eines Ventiles zum Steuern der Arbeitsmittelströmung durch die Zuführungsleitung. Von diesem bekannten Gerät ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das bekannte Fördergerät so weiterzuentwickeln, daß dann, wenn sich eins der Zuführungsgefäße dem Leerzustand nähert, dies die Ventile mit Gewißheit in eine Stellung verschiebt, die die weitere Zufuhr vom nächsten Gefäß zuläßt. Die von der Erfindung zum Lösen dieser Aufgabe vorgesehene Lösung ergibt sich durch eine Konstruktion des oben erwähnten bekannten Gerätes dergestalt, daß dieses die folgenden Merkmale aufweist:
ein erstes elektronisch gesteuertes Ventil zum Steuern einer Arbeitsmittelströmung durch die Quellenleitung,
Sensormittel zum Detektieren der Gegenwart der Chemikalie in jedem der Gefäße und zum Ausbilden eines elektrischen Signals nach Maßgabe hiervon,
ein zweites elektronisch gesteuertes Ventil zum Steuern der Arbeitsmittelströmung von jedem Gefäß durch die Zuführungsleitung,
ein Drucksystem in Verbindung mit jedem Gefäß einschließlich eines dritten elektronisch gesteuerten Ventils zur unabhängigen Ausbildung einer Druckgasbewegung der Chemikalien von jedem Gefäß durch die Zuführungsleitung und
ein elektronisches Steuersystem, das an das erste, das zweite und das dritte Ventil, die Sensormittel, das Förder- und das Drucksystem angekuppelt ist, enthaltend:
Steuermittel zum Aufnehmen und Analysieren von Signalen von dem Sensormittel zum Bestimmen des Arbeitsmittelpegels in einem Gefäß,
Steuermittel zum Betreiben des Fördersystems und eines ersten Ventils zum Bewegen der Chemikalien von der Quelle in jedes Gefäß, wenn das Gefäß leer ist, einschließlich des Wiederbefüllens eines Gefäßes, wenn ein anderes Gefäß die Chemikalien zuführt,
Steuermittel zum Betreiben des Drucksystems und des dritten Ventils zum Unterdrucksetzen jedes Gefäßes, wenn das Gefäß gefüllt ist,
Steuermittel zum Betreiben der zweiten Ventile durch Öffnen eines zweiten Ventils an einem Gefäß, wenn ein anderes, die Chemikalien zuführendes Gefäß sich dem Leerzustand nähert, und Schließen des zweiten Ventils an dem die Chemikalien zuführenden Gefäß bei Annäherung an den Leerzustand zum Ausbilden einer stetigen und ununterbrochenen Strömung der Chemikalien von einem Gefäß durch die Zuführungsleitung zur Endverbrauchsstation bei Bedarf an dieser.
Kurz gesagt, sieht die Erfindung drei elektronisch gesteuerte Ventile, Meßmittel, ein spezifisches Drucksystem wie auch ein elektronisches Steuersystem vor. Die Verwendung und die Betriebsweise des spezifischen Drucksystems zum Bewegen der Chemikalie von den Gefäßen setzt die sich bei der Verwendung von mechanischen Pumpen ergebenden Verschleiß- und Verschmutzungsprobleme wesentlich herab. Die Verwendung einer Anzahl von parallel angeordneten Gefäßen ermöglicht das Füllen eines Gefäßes während der Zufuhr von Chemikalien aus einem anderen Gefäß. Die Möglichkeit der Zuführung von Chemikalien ohne Unterbrechung oder Änderungen in der Strömungsgeschwindigkeit bei Bedarf an der sich in Betrieb befindlichen Station ermöglicht auch eine verbesserte Reinheit der zugeführten Chemikalie insgesamt und auch eine erhöhte Zuverlässigkeit des Systems.
Weitere Vorteile werden mit der erfindungsgemäßen Konstruktion durch Einschluß einer Rückführungsleitung mit einem Filter in einem System dieser Bauart erzielt. Die Verwendung von Druck zum Bewegen der Chemikalie und das Steuern der Ventile zum Erzielen einer stetigen und ununterbrochenen Strömung der Chemikalie minimiert im System Druckschwankungen und Impulse. Die stetige Kreislaufströmung durch die Filter erhöht deren Wirksamkeit und die chemische Reinheit in großem Umfang.
Alle diese Vorteile werden durch die Verwendung eines Vakuumsystems zum Bewegen der Chemikalien aus der Quelle in die Gefäße noch weiter verbessert. Durch den vollständigen Wegfall von Pumpen in allen Leitungen im System können die sich aus Verschleiß und Verschmutzung ergebenden Schwierigkeiten vermieden werden.
Spezifische und vorteilhafte Weiterentwicklungen der oben erwähnten erfindungsgemäßen Grundkonstruktion werden in sich auf das Gerät beziehenden Unteransprüchen dargestellt.
Ein Verfahren zum Fördern und Zuführen von Flüssigkeit aus einer Quelle (einem Vorratstank) zu einer Endverbrauchsstation ist auch aus der US-A-1 460 389 bekannt und weist - mindestens unausgesprochen - die folgenden Stufen auf: Vorsehen eines ersten Gefäßes, Vorsehen einer Quellenleitung zwischen der Quelle und dem ersten Gefäß, einschließlich eines Ventilsteuerventils (Rückschlagventils) zum Steuern der Arbeitsmittelströmung durch die Leitung, Vorsehen eines mit dem ersten Gefäß in Verbindung stehenden Druck- und Vakuumsystems zum wahlweisen Evakuieren oder Unter-Druck-Setzen des ersten Gefäßes, Vorsehen eines mit dem ersten Gefäß in Verbindung stehenden zweiten Gefäßes und Vorsehen einer Zuführungsleitung vom zweiten Gefäß zu der Endverbrauchsstation, einschließlich eines Ventiles zum Steuern der Arbeitsmittelströmung durch die Zuführungsleitung, in der das Arbeitsmittel von der Quelle zur Endverbrauchsstation gefördert wird. Von diesem bekannten Verfahren ausgehend, sieht die Erfindung auch ein Verfahren vor zum Betreiben eines elektronischen Steuersystems zum Fördern und Zuführen von Chemikalien aus einer Quelle zu einer Endverbrauchsstation in einem System mit zwei oder mehr Gefäßen, einer Quellenleitung zwischen der Quelle und jedem Gefäß, mit einer Zuführungsleitung von jedem Gefäß zu der Endverbrauchsstation, mit einem Fördersystem zum Fördern von Chemikalien von der Quelle zu jedem Gefäß, mit einem ersten elektronisch gesteuerten Ventil zum Steuern der Arbeitsmittelströmung durch die Quellenleitung, mit Sensormitteln zum Detektieren der Gegenwart von Chemikalien in jedem der Gefäße und zum Ausbilden eines elektronischen Signals nach Maßgabe davon, mit einem zweiten elektronisch gesteuerten Ventil zum Steuern der Arbeitsmittelströmung von jedem Gefäß durch die Zuführungsleitung, mit einem mit jedem Gefäß in Verbindung stehenden Drucksystem einschließlich eines dritten elektronisch gesteuerten Ventils zur unabhängigen Ausbildung einer Druckgasbewegung der Chemikalien aus jedem Gefäß durch die Zuführungsleitung, gekennzeichnet durch:
Aufnehmen und Analysieren der Signale aus den Sensormitteln zum Bestimmen des Arbeitsmittelpegels in einem Gefäß,
Betreiben des Fördersystems und des ersten Ventils zum Bewegen der Chemikalien aus der Quelle in jedes Gefäß bei leerem Gefäß, einschließlich Wiederbefüllen eines Gefäßes, wenn ein anderes Gefäß Chemikalien zuführt,
Betreiben des Drucksystems und des dritten Ventils, um jedes Gefäß bei vollem Gefäß unter Druck zu setzen,
Betreiben der zweiten Ventile durch Öffnen eines zweiten Ventils an einem Gefäß, wenn ein anderes, Chemikalien zuführendes Gefäß sich dem Leerzustand nähert, und Schließen des zweiten Ventils an dem Chemikalien zuführenden Gefäß, das sich dem Leerzustand nähert, zum Ausbilden einer stetigen und ununterbrochenen Strömung der Chemikalien aus einem Gefäß durch die Zuführungsleitung zu der Endverbrauchsstation bei Bedarf an dieser.
Weiterentwicklungen dieses Verfahrens werden in abhängigen Verfahrensansprüchen dargestellt.

ZUSAMMENFASSENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung sieht ein verbessertes Gerät und ein Verfahren zum Fördern und Zuführen von hochreinen Chemikalien aus einer Quelle zu einer großen Zahl von Endverbrauchsstationen vor.
Die Erfindung umfaßt die Verwendung eines Vakuumsystems und eine Drucksystems zum abwechselnden Dekomprimieren und Unter-Druck-Setzen eines Vorratsgefäßes für Chemikalien. Durch Ausbilden eines Vakuums in dem Gefäß kann die Chemikalie von der Quelle zum Gefäß gezogen werden. Durch Ausbilden eines Druckes in dem Gefäß kann die Chemikalie dann der Endverbrauchsstation oder einer oder mehreren Zwischengefäßen, die unter Druck gesetzt werden können, zugeführt werden. Die Verwendung einer großen Zahl von Gefäßen gestattet das gleichzeitige Zuführen der Chemikalien zu den Endverbrauchern und das Wiederbefüllen der Gefäße. Dies ergibt eine im wesentlichen unbegrenzte stetige Chemikalienzufuhr.
Durch Verwendung einer großen Zahl von abwechselnd eingesetzten Druckgefäßen und einer großen Zahl von Strömungswegen bietet die vorliegende Erfindung sich ohne weiteres für viele Optionen an. Diese schließen das Sicherstellen einer stetigen Strömung zu den Endverbrauchern, das Ausbilden eines Kreislaufs und eines erneuten Filterns während Zeiten niedrigen Verbrauchs ein und ergeben auch eine Redundanz zum Sicherstellen einer fortgesetzten Zuführung der Chemikalien selbst bei Versagen einer oder mehrerer Komponenten im System. Eine Mikroprozessorsteuerung des Systems läßt sich zum Ausbilden einer genauen und sofortigen Überwachung und zum Steuern sämtlicher Arten einer Förderung und Zufuhr der Chemikalien ohne weiteres einbauen.
Die vorliegende Erfindung schließt die Notwendigkeit von in der Leitung liegenden und für Verschleiß, Verschmutzung und Wartungsprobleme anfälligen Pumpen aus. Überdies sieht die vorliegende Erfindung eine ausgeglichene gesteuerte Strömung im System vor, was Unterhaltsschwierigkeiten stark herabsetzt und für eine genaue Filterung und Zufuhr des Strömungsmittels äußerst dienlich ist.
Ein vollständig geschlossenes Förder- und Zufuhrsystem ergibt sich mit der vorliegenden Erfindung, wobei dieses System die Notwendigkeit eines Handlings der Chemikalien von der anfänglichen Zufuhr an der Quelle bis zu ihrer Abgabe an der Endverbrauchsstation weitgehend herabsetzt. Dadurch werden sowohl Gesundheitsprobleme für die Arbeiter als auch weitere potentielle Verunreinigungsprobleme vermieden.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Betriebsweise der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der folgenden Beschreibung bei Betrachtung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen. In diesen ist:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes und
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des für die vorliegende Erfindung vorgesehenen Steuergerätes.

INS EINZELNE GEHENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung sieht ein verbessertes Gerät und ein Verfahren zur genauen und wirkungsvollen Förderung jeder Form von hochreinen Chemikalien von einer Quelle zu einer Endverbrauchsstation vor.
Gemäß der Darstellung in Fig. 1 wird die Chemikalie einem die Quelle 10 bildenden Behälter mit einem Volumen von 5 bis 800 oder mehr Litern zugeführt. Die Quelle 10 kann die Form einer Trommel oder eines anderen abgedichteten Behälters mit einer Öffnung in der Oberseite, einer Seitenwand oder dem Boden annehmen. Im allgemeinen weist die Quelle 10 in ihrer Oberseite eine oder mehrere Öffnungen auf, wodurch das Abführen der Chemikalie aus der sich in aufrechter Stellung befindenden Quelle durch Sog zum bequemsten Förderverfahren wird. Eine Quellenleitung 12 oder 14 wird in irgendeiner zum Wegführen der Chemikalie bekannten Weise in die Quelle 10 eingeführt und an dieser befestigt. Selbstverständlich sollte die Leitung 12, 14 bei Verwendung einer Quelle 10 mit einer Öffnung in deren Oberseite lang genug sein oder angemessene Verlängerungen aufweisen, um zum Sicherstellen eines vollständigen Abführens der Chemikalie aus der Quelle bis zu deren Boden zu reichen. Eine größere Zahl von Quellenleitungen 12, 14 wird zum Ermöglichen eines Abwechselns zwischen Chemikalienquellen 10 zum Sicherstellen einer stetigen Förderung bevorzugt. Jede Quellenleitung 12, 14 weist ein Ventil 16 bzw. 18 zum Schalten des Strömungsmittels auf.
Es leuchtet ein, daß bei ihrer Benennung in dieser Beschreibung sämtliche zum Schalten des Strömungsmittels bestimmten Ventile aus sämtlichen für die jeweiligen Spezifikationen und die verwendeten Chemikalien geeigneten Werkstoffen hergestellt werden können. Wie noch beschrieben werden wird, ist es wichtig, daß diese Ventile sowohl flüssige als auch gasförmige Strömungsmittel schalten können und vorzugsweise Strömungsmitteldrücke von 0 bis 690 10³ Pa (0 bis 100 psig). Aus Perfluoralkoxy (PFA) TEFLON (das heißt Polytetrafluorethylen) oder einem ähnlichen Werkstoff hergestellte Membranventile werden bevorzugt.
Die Quellenleitungen 12, 14 schließen sich dann zu einer Hauptquellenleitung 20 zusammen, treten durch Ventile 22 und 24 durch und gelangen über eine obere Öffnung 28 und eine untere Öffnung 29 zum Hubgefäß 26. Das Hubgefäß 26 weist auch zum Anschluß an ein Vakuumsystem 32 eine Öffnung 30 und zum Anschluß an ein Drucksystem 36 eine Öffnung 34 auf. Das Vakuumsystem wird durch ein Ventil 38 und das Drucksystem 36 durch ein Ventil 40 gesteuert. Für einen geordneten Betrieb sollte ein Höhensensor 42 zum Sicherstellen einer genauen Überwachung des Strömungsmittelstandes im Gefäß 26 vorgesehen werden. Das Hubgefäß 26 sollte auch ein Druckentlastungsventil 44 aufweisen.
Wieder sollte es einleuchten, daß bei Verwendung in dieser Beschreibung sämtliche Druckentlastungsventile aus jedem geeigneten Werkstoff und in Übereinstimmung mit den für jeden Einbau zweckmäßigen Entwurfsspezifikationen konstruiert werden können. Die bevorzugten Druckentlastungsventile weisen Bruchscheiben auf, die bersten, wenn die Drücke die Anwenderspezifikationen überschreiten. Im allgemeinen sollten die Ventile bei unter 690 10³ Pa (100 psig) öffnen.
Das Hubgefäß 26 kann aus jedem geeigneten Werkstoff und in jeder erforderlichen Größe hergestellt werden. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Gefäß 26 um einen mehrschichtigen Tank aus rostfreiem Stahl (zum Beispiel Bauart 316L rostfreier Stahl, elektropoliert und passiviert) und einer Innenauskleidung aus PFA TEFLON oder einem ähnlichen Werkstoff und einem äußeren Drucktank aus Polyvinylchlorid (PVC). Das Gefäß 26 sollte einen Betriebsdruckbereich von 0 bis 690 10³ Pa (0 bis 100 psig) und einen Vakuumbetriebsbereich von 93 10³ Pa bis 6,65 10³ Pa (700 bis 50 torr) haben. Die Nenngröße des Gefäßes sollte annähernd 20 Liter betragen. Abhängig von der Anwendung kann die Gefäßgröße jedoch auch 900 bis 1000 Liter erreichen oder übersteigen.
Das Vakuumsystem 32 enthält ein Ventil 38 zum Schalten des Strömungsmittels, eine Gasevakuierungsleitung 46, einen Wasserabscheider/Wäscher 48 und eine oder mehrere Vakuumpumpen 50a und 50b. Das Gas wird aus dem Hubgefäß evakuiert und treibt eine Pumpe 50 zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Evakuierungsleitung 46 und dann durch Öffnen des Ventils 38.
Die Pumpen 50 können von jeder zum Erzeugen eines Unterdrucks im Hubgefäß von 93 10³ Pa bis 6,65 10³ Pa (700 bis 50 torr) erforderlichen Konstruktion und Größe sein. Zum angemessenen Evakuieren eines 20 Liter-Hubgefäßes sollte eine Vakuumpumpe mit einer Leistung von 5 bis 50 CFM vorgesehen werden. Zum Vermeiden von nicht notwendigen Systemabschaltungen wird vorgezogen, daß eine größere Zahl von Pumpen vorgesehen wird, die beim Ausfall einer Pumpe oder der Notwendigkeit einer höheren Evakuierungsleistung zwischen sich umschalten. Der Wasserabscheider/Wäscher 48 von bekannter Konstruktion wird als ein Mittel vorgesehen, um aus dem über die Leitung 46 ablaufenden Material im Vakuumstrom eingeschlossene chemische Rückstände zu entfernen und um die Leitung von jeglichen und sämtlichen Verschmutzungen, die aus der Pumpe 50 in das System eindringen könnten, freizuhalten. Am Abscheider 48 sollten ein Wassereinlaß 52 und ein Wasserablaß 54 vorgesehen werden, um ein periodisches Austauschen des Waschwassers zu ermöglichen. Selbstverständlich können auch andere Filter- oder Waschmittel statt des Abscheiders 48 verwendet werden.
Das Drucksystem 36 enthält ein Ventil 40 zum Schalten des Strömungsmittels, eine Druckgasleitung 56, einen Drucksensor 57 und eine Druckgasquelle 58. Eine ausreichende Gaskapazität sollte vorgehalten werden, um das Hubgefäß während der Förderung der Chemikalien auf einen Druck von 0 bis 690 10³ Pa (0 bis 100 psig) und vorzugsweise auf einen Druck von 35 10³ Pa bis 105 10³ Pa (5 bis 15 psig) zu bringen und auf diesem zu halten. Obwohl die Wahl des Gases abhängig von der jeweiligen Anwendung schwanken kann, kann im allgemeinen jedes Edel- oder inerte Gas wie Stickstoff, Argon, Helium, Neon usw. verwendet werden. Aufgrund von Vorteilen bei Kosten und Verfügbarkeit werden Stickstoff und Argon für die meisten Anwendungen bevorzugt. Die Steuerung des Anlegens des Druckes an das Hubgefäß 26 wird durch das Ventil 40 in Verbindung mit dem Hubsensor 57 gesteuert.
Die aus dem Hubgefäß 26 durch die untere Öffnung 29 austretenden Chemikalien gelangen durch das Ventil 24 und einen Abschnitt der Quellenleitung 20 zur Förderleitung 60. Diese enthält ein Ventil 62, eine Filtereinheit 64, ein Ventil 66 und eine Verbindungsstelle 68. An dieser trennt sich die Förderleitung in zwei getrennte Förderleitungen 70a und 70b auf. Die Strömung durch die Förderleitung 70a tritt durch das Ventil 72a durch und gelangt über die obere Öffnung 76a und die untere Öffnung 78a in das Zuführungsgefäß 74a. Ähnlich gelangt die Strömung über die Förderleitung 70b durch das Ventil 72b und über die obere Öffnung 76b und die untere Öffnung 78b in das Zuführungsgefäß 74b.
Es sollte anerkannt werden, daß beide Zuführungsgefäße 74a und 74b bei der bevorzugten Anwendung der hier beschriebenen vorliegenden Erfindung in Konstruktion und Betriebsweise identisch sind. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Zuführungsgefäße 74 in Konstruktion und Betriebsweise auch mit dem Hubgefäß 26 identisch. Folglich enthält jedes Zuführungsgefäß 74 eine Öffnung 80 zum Anschließen an das durch das Ventil 82 gesteuerte Vakuumsystem 32, eine Öffnung 84 zum Anschließen an das durch das Ventil 86 und den Drucksensor 88 gesteuerte Drucksystem 36, einen Höhensensor 90 und ein Druckentlastungsventil 92.
Obwohl die Zuführungsgefäße 74a, 74b mit ihrem eigenen Vakuumsystem und Druckgassystem ausgerüstet werden können, wird das Vorsehen besonderer Leitungen zum Verwenden eines Vakuumsystems und eines Druckgassystems für das gesamte Förder- und Zuführungsgerät bevorzugt.
Die aus jedem Zuführungsgefäß 74a und 74b durch die unteren Öffnungen 78a, 78b austretenden Chemikalien gelangen durch die Ventile 94a, 94b in die Zuführungsleitungen 96a und 96b und zur Verbindungsstelle 98. An dieser vereinigen sich die beiden Zuführungsleitungen 96a, 96b unter Bildung der Hauptzuführungsleitung 96. Die Strömung durch die Zuführungsleitung 96 tritt durch das Ventil 100, die Filtereinheit 102 und das Ventil 104 durch und kann dann in so viele getrennte einzelne Zuführungsleitungen aufgeteilt werden, wie dies zum Beschicken sämtlicher Endverbrauchsstationen 106, das heißt Verwendungspunkten, notwendig ist. Die Strömung zu jeder Endverbrauchsstation 106 wird mit Ventilen 108a bis 108f gesteuert.
Eine Reihe von wichtigen Optionen läßt sich ohne weiteres bei der vorliegenden Erfindung anwenden. Gemäß der Darstellung in Fig. 1 kann eine Rückführungsleitung 110 entweder an die Hauptzuführungsleitung 96 oder an die Zuführungsleitungen an den Endverbrauchsstationen 106 angeschlossen werden zum Ermöglichen einer Rückführung der Chemikalien während Zeiten geringen Verbrauchs zurück zur Quelle 10 oder zurück durch das Förder- und Zuführungsgerät. Der Zweck dieser Option liegt in der Sicherstellung besten Partikelverhaltens, bester chemischer Homogenität und aktiver Filterung sämtlicher im System vorhandener Chemikalien.
Die Strömung durch die Rückführungsleitung 110 wird mit dem Ventil 112 gesteuert. Auf dieser Stufe kann die Strömung durch Betätigen des Ventils 116a oder 116b über die Rückführungsquellenleitungen 114a oder 114b zur Quelle 10 zurückgeführt werden. Alternativ kann die Strömung weiter durch das System zurückgeführt werden. Dies wird durch Leiten der Strömung durch die Leitung 110, das Ventil 118, die Filtereinheit 120 und das Ventil 122 erreicht, an dem sich die Rückführungsleitung 110 mit der Quellenleitung 20 verbindet.
Obwohl dieser Rückführungsvorgang mit der Hand durchgeführt werden kann, wird bevorzugt, daß das System die Chemikalien zu Zeiten niedrigen oder keines Verbrauchs automatisch zurückführt. Zu diesem Zweck kann in der Leitung 96 ein Strömungssensor zum Messen einer niedrigen oder keiner Strömung vorgesehen werden, was dann gemäß der folgenden Beschreibung zu einer digitalen Rückkopplung auf einen rechnergesteuerten Regler führt.
Eine andere anwendbare Option ist das Steuern der Strömungsgeschwindigkeit zu den Endverbrauchsstationen 106 unter Verwendung einer Strömungssteuerung 124 an der Zuführungsleitung 96. Die Strömungssteuerung enthält einen Strömungssensor 126, wie ein in die Zuführungsleitung 96 eingebautes Schaufelrad oder einen induktiven Sensor, einen vorzugsweise digital gesteuerten Strömungsmesser 128, der ohne weiteres an einen rechnergesteuerten Regler angeschlossen werden kann, und ein motorisch angetriebenes Steuerventil 130, vorzugsweise ein Nadelventil aus PFA TEFLON, rostfreiem Stahl oder einem ähnlichen Werkstoff, das zum Erzielen von den Endverbrauchern zuzuführenden sehr genauen Strömungsmengen auf den Strömungsmesser anspricht. In der bevorzugten Ausführungsform wird ein digitaler Strömungsmesser 128 an einen Ultraschall-Strömungssensor 126 angeschlossen und führt einem Systemregler oder einem programmierbaren logischen Regler (PLC) ein digitales oder analoges Ausgangssignal (mit zum Beispiel 4 bis 20 mA) zu.
Es sollte einleuchten, daß die Schnittstelle der Strömungssteuerung 124 mit einem Regler auch die bei einem Bedarf an Chemikalien zum Lenken der oben beschriebenen selbsttätigen Rückführungsfunktion notwendige Information ergeben kann.
Eine andere, bei vielen Anwendungen vielleicht notwendige Funktion ist das Hinzufügen einer oder mehrerer Filtereinheiten im System. Solche Filter werden in Fig. 1 als Elemente 64, 102 und 120 gezeigt. Die mit der vorliegenden Erfindung mögliche gesteuerte Strömung gestattet eine genaue Filtration unter Verwendung von im Handel erhältlichen Filtereinheiten. Wie bekannt ist, muß bei Anwendungen, wie zum Beispiel der Herstellung von Halbleiterplatten, die Reinheit der Chemikalien auf einen Wert von fünfzig Partikeln pro Milliliter bei mehr als 0,3 Mikron oder von fünfzehn Partikeln pro Milliliter bei mehr als 0,5 Mikron gehalten werden. Halbleiterströmungsmittel müssen von Partikeln so frei wie möglich sein. Wenn neue Werkstoffe zur Verfügung stehen, kann eine Änderung der empirischen unteren Grenzen erwartet werden. Die grundlegende Neuheit der vorliegenden Erfindung, das heißt die mit schwachen Impulsen behaftete Förderung, bleibt jedoch wesentlich. Der Zweck der vorliegenden Erfindung liegt nicht in der Beschränkung ihres Einsatzes bei besonderen Reinheitsanwendungen, sondern es sollte beachtet werden, daß unabhängig von Medium oder der Filtergröße die pulseriende Strömung immer ein Problem ist wie auch die innige Berührung des Strömungsmittels mit einer Zentrifugalpumpe oder einer Pumpe mit rotierenden Schaufeln.
Zu den annehmbaren, in Handel erhältlichen Filtereinheiten gehören die von der Millipore Corporation in Bedford, Massachusetts, gelieferten mit einem MILLIPORE-0,05 Mikron-Medium aus TEFLON. Die Filtereinheiten können jede beliebige, mit der jeweiligen Anwendung der vorliegenden Erfindung kompatible Form aufweisen. Im allgemeinen sind diese Filtereinheiten solche, die 0,1 bis 0,05 Mikron absolut filtern (und die auch eine Blasenpunktprüfurng bestehen).
Die Anforderungen an die Größe und die spezifishe Filtration hängen stark von der Anwendung ab. Für die meisten Halbleiteranwendungen mit Verwendung von 20-Liter-Hub- und -Zuführungsgefäßen sind wie bei der Darstellung in Fig. 1 drei Filtereinheiten mit einer Strömungskapazität von 0 bis 40 oder mehr Litern pro Minute und einer Filtration auf einem Weret von zehn Partikeln pro Milliliter bei weniger als 0,2 Mikron ausreichend.
Die Anwendung der Filter stellt nicht nur die Entfernung jeglicher in System entstandener Verschmutzung sicher und unterstützt die Aufrecterhaltung der Homogenität der Chemikalien, sondern eine genaue Filtration führt den Endverbrauchsstationen auch Chemikalien zu, die den Reinheitsgrad der von der Quelle zugeführten Chemikalien übersteigen. Es sollte einleuchten, daß jeder der hier beschriebenen Filtrationsschritte zwei oder mehr parallel ausgerichtete Filter aufweisen kann. Diese Anordnung ermöglicht auch den Einsatz eines Filterelementes, während die anderen in Betrieb und aktiv bleiben.
Andere mit der vorliegenden Erfindung verwendbare Optionen sind zur periodischen Probenahme und Überwachung im System vorgesehene zusätzliche Auslässe. Zwei solcher Auslässe sind in Fig. 1 an der Zuführungsleitung 96 dargestellt. Der Auslaß 132 kann zur Zufuhr von Chemikalien zu einem besonderen Zähler verwendet werden, um entweder eine konstante oder eine periodische Überwachung der Reinheit der Chemikalien in der Zuführungsleitung 96 zu ermöglichen. Ein Auslaß 134 kann zur Zufuhr von Chemikalien zu verschiedenen anderen Analysegeräten, wie zum Beispiel einem atomaren Absorptionsanalysator (AA), einem Gaschromatographen (CG) oder ähnlichen Vorrichtungen, verwendet werden.
Gemäß der Darstellung in Fig. 2 bietet sich die vorliegende Erfindung insbesondere zum Leiten der Strömung durch das System bei einem Betrieb mit Verwendung von verfügbaren Mikroprozessorsteuerungen an. Beim "Verteilersystem 1" 136 kann ein programmierbarer Regler, wie zum Beispiel ein dedizierter Mikroprozessor oder ein logischer Leiterregler, oder ein dedizierter Personalcomputer verwendet werden, um auf die verschiedenen im System vorgesehenen digitalen Sensoren zu reagieren. Zu solchen Sensoren gehören die Regelsensoren 42, 90a, 90b, die Drucksensoren 57, 88a, 88b und der Strömungssensor 126. Es sollte einleuchten, daß andere herkömmliche Sensoren zum Überwachen der Strömung durch verschiedene und/oder des Druckes in verschiedenen Leitungen in das System eingebaut werden können.
Bei Verwendung motorisch angetriebener Steuerventile bekannter Konstruktion kann der programmierbare Regler dann die Strömung der Chemikalien durch das System augenblicklich steuern und auf Änderungen im Bedarf oder Schwierigkeiten im System einstellen. Eine Anwenderschnittstelle ermöglicht auch eine augenblickliche Befehlsverarbeitung bei sämtlichen notwendigen Unterhaltsarbeiten, einschließlich des Reinigens des Systems von irgendeiner bestimmten Chemikalie.
Gemäß der weiteren Darstellung in Fig. 2 ermöglicht die Verwendung bekannter Netzwerkhardware und -software die Steuerung der vorliegenden Erfindung parallel mit einem oder mehreren anderen Förder- und Zuführungssystemen für Chemikalien. Ein Vorteil eines solchen vernetzten Systems liegt darin, daß eine einzige Bank aus Vakuumpumpen 138 und/oder einer Druckgasquelle zum Betreiben mehrerer Verteilersysteme verwendet werden kann.
Die vorliegende Erfindung kann verwendet werden, um jede Art von Chemikalien tatsächlich zu einer Anwenderstation zu fördern und dieser zuzuführen. Bei der Herstellung von Halbleiterplatten mit einer Reinheit im Untermikronbereich gehören Schwefelsäure, Ammoniak, Wasserstoffsuperoxid, Salz- und Flußsäure und zahlreiche andere organische und anorganische Chemikalien zu diesen Chemikalien. Die Wahl der Stoffe für das System hängt sehr stark von der Anwendung ab. Für die meisten Anwendungen werden die Leitungen, Gefäße, Ventile usw. aus rostfreiem Stahl, PFA TEFLON, Glas, anderen Fluorpolymeren (zum Beispiel ECTFE oder PVDF) oder Polyolefinen (zum Beispiel Polypropylen oder Polyethylen) hergestellt oder mit diesen ausgekleidet.
Die genaue Betriebsweise der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus den folgenden Beispielen:

Beispiel 1

Zum Fördern der Chemikalien aus einem Industrietank oder einer Quelle 10 in Liefergefäße 74 wird das folgende Verfahren anwendet:
Die die Chemikalien enthaltende Quelle 10 wird an die Quellenleitungen 12, 14 angeschlossen. Ein minimaler Vakuumdruck (zum Beispiel 600 bis 300 torr (abhängig von der Anwendung)) wird durch Betätigen des Vakuumsystems 32 und Öffnen des Ventils 38 bei Geschlossenhalten sämtlicher anderer Ventile an das Hubgefäß 26 angelegt. Bei Erreichen des Solldruckes werden die Ventile 22 und 24 geöffnet, gefolgt von den Ventilen 16 oder 18 (das heißt abhängig von der Art des Anschlusses der Quelle und der jeweiligen Quelle, von der die Chemikalien zuerst abgenommen werden). Auf diese Weise wird die Chemikalie in das Hubgefäß 26 gezogen. Sobald der Höhensensor 42 den Füllzustand des Hubgefäßes 26 anzeigt, wird das Ventil 16 oder 18 geschlossen, gefolgt vom Schließen der Ventile 22 und 24. Dann wird das Ventil 38 zum Unterbrechen des Vakuums im Hubgefäß 26 geschlossen.
Nach dem Füllen des Hubgefäßes mit der Chemikalie wird das Ventil 40 dann geöffnet und das Hubgefäß 26 zum Ausbilden der Bewegungskraft zur Förderung zu einem der beiden Zuführungsgefäße 74a oder 74b mit inertem Druckgas beaufschlagt. Bei Erreichen des Solldruckes (zum Beispiel 5 bis 15 psig) werden die Ventile 24, 62, 66 und 72 geöffnet, und die Chemikalie wird durch die Filtereinheit 64 zum Zuführungsgefäß 74a gefördert. Falls die Luft nicht schon vorher aus diesem abgelassen worden ist, sollte das Ventil 82a dann mindestens teilweise geöffnet werden, damit das im Zuführungsgefäß 74a befindliche Gas durch die eintretende Chemikalie ausgetrieben werden kann.
Die zum Füllen und Unterdrucksetzen des Hubgefäßes 26 verwendeten Schritte können dann wiederholt werden. Das Zuführungsgefäß 74b kann durch Öffnen der Ventile 24, 62, 66 und 72b (und, falls notwendig, des Ventils 82b) gefüllt werden.

Beispiel 2

Die Zuführung der Chemikalie von den Zuführungsgefäßen 74 zum Anwendungsort oder den Endverbrauchsstationen 106 auf der Grundlage des Bedarfs wird in der folgenden Weise durchgeführt:
In einem Bereitschaftszustand werden beide Zuführungsgefäße 74a und 74b durch Öffnen der Ventile 86a und 86b bis zu einer Sollhöhe (zum Beispiel 5 bis 15 psig) unter Druck gesetzt. Sämtliche anderen Ventile bleiben geschlossen. Bei Feststellen eines Bedarfs werden die Ventile 94a, 100 und 104 geöffnet, gefolgt vom zweckmäßigen Öffnen eines der Ventile 108a bis 108f. Der Druck des inerten Gases drückt die Chemikalie aus dem Zuführungsgefäß 74a durch das Filter 102 und durch das offene Ventil 108 zur Endverbauchsstation 106. Bei den meisten Anwendungen reicht auf dem Weg zu den Endverbrauchsstationen eine Strömungsgeschwindigkeit von 0 bis 100 Litern pro Minute aus. Die Chemikalie setzt ihren Weg zu den Endverbauchsstationen 106 fort, bis entweder ein Bedarf nicht länger festgestellt wird oder das Zuführungsgefäß 74a sich dem Leerzustand nähert.
Bei Annäherung des Zuführungsgefäßes 74a an den Leerzustand wird diese Information vom Höhensensor 90a weitergegeben. Falls der Bedarf weiter festgestellt wird, wird das Ventil 94a geschlossen und das Ventil 94b geöffnet, und die Chemikalie kann ununterbrochen vom Zuführungsgefäß 74b zur Endverbrauchsstation 106 strömen. Bei Zufuhr der Chemikalie vom Zuführungsgefäß 74b kann dieses in der oben in Beispiel 1 beschriebenen Weise wiederbefüllt werden.
Durch abwechselndes Schalten zwischen den Zuführungsgefäßen in dieser Weise ergibt sich eine stetige Strömung der Chemikalie zu dem Verbrauchsort, solange wie dies erforderlich ist. Sobald der Bedarf an den Endverbrauchsstationen 106 endet, wird die in Fig. 1 beschriebene Folge wiederholt, bis beide Zuführungsgefäße 74a, 74b gefüllt sind und sich im Bereitschaftszustand befinden.

Beispiel 3

Die identische Konstruktion des Hubgefäßes 26 und beider Zuführungsgefäße 74a, 74b in der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zur Sicherstellung eines eingebauten Backup für den Fall eines Ausfalls eines oder mehrerer Gefäße beim Betrieb vorgesehen. Falls eins der Gefäße in seiner Funktion versagt, werden sämtliche erforderlichen Ventile zur Verfügung gestellt und ermöglichen, daß eins der verbleibenden Gefäße entweder als Hub- oder Zuführungsgefäß dient. Es leuchtet auch ein, daß die vorliegende Erfindung auch mit nur einem betriebsfähigen Gefäß arbeitet. In diesem Fall dient dies sowohl als Hubals auch als Zuführungsgefäß. Selbstverständlich kann eine stetige Versorgung bei Herunterfahren des Betriebes auf ein einziges Gefäß nicht länger stattfinden, und die Chemikalie wird dann "partieweise" zugeführt, wobei ein weiterer Bedarf während des Wiederbefüllens des Gefäßes im Wartezustand gehalten wird.

Beispiel 4

Zu Zeiten keines Bedarfs kann eine konstante Umwälzung unter Bewirken einer konstanten Filterung durchgeführt werden, und um sicherzustellen, daß die Chemikalie innerhalb ihrer Spezifikation bleibt. Dies kann in der folgenden Weise bewirkt werden:
Bei fehlendem Bedarf und bei Füllzustand beider Zuführungsgefäße 74a, 74b durchläuft das Hubgefäß weiter den oben in Beispiel 1 beschriebenen Füllverlauf. Anstelle einer Förderung der Chemikalie zu den Zuführungsgefäßen 74a, 74b fördert das Hubgefäß die Chemikalie bei Öffnen der Ventile 122, 118 und entweder 116a oder 116b zur Quelle 10 zurück.

Beispiel 5

Eine konstante Umwälzung von den Zuführungsgefäßen 74a, 74b und/oder dem Anwendungsort kann sich auch gemäß dem folgenden Vorgang einstellen:
In den Fällen fehlenden Bedarfs an Chemikalien können diese bei Öffnen des Ventils 112 von der Zuführungsleitung 96 über die Rückführungsleitung 110 zurückgeführt werden. Die Chemikalien werden dann über das Ventil 116a oder 116b zur Quelle 10 zurückgeführt oder können über die Ventile 118 und 122 zum Hubgefäß gefördert werden. Auf diese Weise ergibt sich eine konstante Umwälzung durch das System, wobei eine gründliche Filterung und chemische Homogenität und bestes Partikelverhalten gewährleistet sind.
Aus den obigen Beispielen sollte sich klar ergeben, daß endlose Strömungsmuster bei der vorliegenden Erfindung ins Auge gefaßt werden können. Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß sie in bezug auf Zuführung, Rückführung und Redundanz große Möglichkeiten aufzeigt, während in bezug auf Kosten oder Komplexität der gegenwärtig verfügbaren Systeme wenig zugefügt wird. Durch Minimieren des Bedarfs an sich bewegenden Teilen und vollständiges Ausschließen von sich in der Leitung befindenden Pumpen vermeidet die vorliegende Erfindung schwerwiegende Verschmutzungs- und Unterhaltsprobleme, die bei Ausüben dieser Strömungsmuster mit einem herkömmlichen Förder- und Zuführungsgerät angetroffen würden.
Obwohl die vorliegende Erfindung hauptsächlich auf die wirkungsvolle Förderung und Zuführung von bei bestimmten Industrien heute verwendeten Chemikalien, die auf einer im Untermikronbereich liegenden Verschmutzungshöhe rein gehalten werden müssen, und insbesondere auf das Handling von in der Herstellung von Platten in der Halbleiterindustrie und bei ähnlichen Verfahren abgestellt ist, ist die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt.
Es sollte anerkannt werden, daß die vorliegende Erfindung auch bei der Förderung und Zuführung jeder Form von Chemikalien in praktisch jeder Industrie und insbesondere bei der Förderung und Zuführung von auf einem hohen Reinheitsgrad zu haltenden Chemikalien eingesetzt werden kann. Ein anderes Beispiel sind die Pharmazie oder Biomedizin, bei denen physikalisch labile Medien, zum Beispiel biologische Suspensionen usw., durch innigen und/oder heftigen Kontakt mit Impulsen oder Rotationspumpen abgeändert oder zerstört werden können. Folglich soll der Ausdruck "Chemikalie", wie er in dieser Anmeldung verwendet wird, jede Art von Flüssigkeiten einschließen. Es leuchtet ein, daß er entweder reine oder gemischte Chemikalien und Flüssigkeiten mit lebenden Mikroorganismen oder anderen in der Flüssigkeit suspendierten Substanzen einschließt.
Obwohl besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hier dargestellt und beschrieben wurden, sollte die vorliegende Erfindung nicht auf diese Darstellungen und die Beschreibung beschränkt sein. Es leuchtet ein, daß Änderungen und Abwandlungen als Teil der vorliegenden Erfindung in den Umfang der beifolgenden Patentansprüche eingeschlossen und als Teil der vorliegenden Erfindung ausgeübt werden können.

Claims

1. Gerät zum Besorgen der Förderung und der Zuführung von Chemikalien aus einer Quelle (10) zu und an einer Endverbrauchsstation (106) mit zwei oder mehr Gefäßen (74a, 74b), einer Quellenleitung (70a, 70b) zwischen der Quelle (10) und jedem Gefäß (74a, 74b), einer Zuführungsleitung (96a, 96b) von jedem Gefäß (74a, 74b) zu der Endverbrauchsstation (106) und einem Fördersystem (32) zum Fördern der Chemikalien von der Quelle (10) zu jedem Gefäß (74a, 74b), gekennzeichnet durch:

ein erstes elektronisch gesteuertes Ventil (72a, 72b) zum Steuern einer Arbeitsmittelströmung durch die Quellenleitung (70a, 70b),

Sensormittel (90a, 90b) zum Detektieren der Gegenwart der Chemikalie in jedem der Gefäße (74a, 74b) und zum Ausbilden eines elektrischen Signals nach Maßgabe hiervon,

ein zweites elektronisch gesteuertes Ventil (94a, 94b) zum Steuern der Arbeitsmittelströmung von jedem Gefäß (74a, 74b) durch die Zuführungsleitung (96a, 96b),

ein Drucksystem (36) in Verbindung mit jedem Gefäß (74a, 74b) einschließlich eines dritten elektronisch gesteuerten Ventils (86a, 86b) zur unabhängigen Ausbildung einer Druckgasbewegung der Chemikalien von jedem Gefäß (74a, 74b) durch die Zuführungsleitung (96a, 96b) und

ein elektronisches Steuersystem (136), das an das erste, das zweite und das dritte Ventil, die Sensormittel, das Förder- und das Drucksystem angekuppelt ist, enthaltend:

Steuermittel zum Aufnehmen und Analysieren von Signalen von dem Sensormittel (90a, 90b) zum Bestimmen des Arbeitsmittelpegels in einem Gefäß (74a, 74b),

Steuermittel zum Betreiben des Fördersystems (32) und eines ersten Ventils (94a, 94b) zum Bewegen der Chemikalien von der Quelle in jedes Gefäß (74a, 74b), wenn das Gefäß leer ist, einschließlich des Wiederbefüllens eines Gefäßes, wenn ein anderes Gefäß die Chemikalien zuführt,

Steuermittel zum Betreiben des Drucksystems (36) und des dritten Ventils (86a, 86b) zum Unterdrucksetzen jedes Gefäßes (74a, 74b), wenn das Gefäß gefüllt ist,

Steuermittel zum Betreiben der zweiten Ventile (94a, 94b) durch Öffnen eines zweiten Ventils an einem Gefäß, wenn ein anderes, die Chemikalien zuführendes Gefäß sich dem Leerzustand nähert, und Schließen des zweiten Ventils an einem die Chemikalien zuführenden Gefäß bei Annäherung an den Leerzustand zum Ausbilden einer stetigen und ununterbrochenen Strömung der Chemikalien von einem Gefäß (74a, 74b) durch die Zuführungsleitung (96a, 96b) zur Endverbrauchsstation (106) bei Nachfrage von dieser.

2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Rückführungsleitung (110) zum Rückführen von Chemikalien von der Zuführungsleitung (96a, 96b) zurück zu der Quelle (10) und/oder den Gefäßen (74a, 74b).

3. Gerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Filter (120) in der Rückführungsleitung (110) zum Aussieben von Verunreinigungen aus den Chemikalien.

4. Gerät nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch

ein viertes elektronisch gesteuertes Ventil (112) zum Steuern der Arbeitsmittelströmung durch die Rückführungsleitung (110),

wobei das elektronische Steuersystem (136) Steuermittel zum Betreiben des vierten Ventils zum Bewirken der Rückführung der Chemialien vom Gefäß (74a, 74b) während der Zeitabschnitte niedrigen Bedarfs an den Chemikalien an der Endverbrauchsstation (106) einschließt.

5. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (102) zwischen der Quelle (10) und der Endverbrauchsstation (106) angeordnet ist.

6. Gerät nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksystem (36) das Zuführen von Druckgas auf einem Druck zwischen mindestens 0 und 1035 x 10³ Pa (150 psig) bewirkt.

7. Gerät nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördersystem (32) ein mit den Gefäßen (74a, 74b) in Verbindung stehendes Vakuumsystem zum selektiven Evakuieren von Gas aus den Gefäßen zum Erzeugen eines die Chemikalien bewegenden Unterdrucks in diesen enthält.

8. Gerät nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksystem (36) eine mit den Gefäßen (74a, 74b) in Arbeitsmittelverbindung stehende Quelle (58) eines unter Druck stehenden inerten Gases und ein elektronisch gesteuertes Ventil zum Steuern der Freigabe von Druckgas in die Gefäße enthält.

9. Verfahren zum Betreiben eines elektronischen Steuersystems zum Fördern und Zuführen von Chemikalien aus einer Quelle (10) zu einer Endverbrauchsstation (106) in einem System mit zwei oder mehr Gefäßen (74a, 74b), einer Quel-

9. Verfahren zum Betreiben eines elektronischen Steuersystems zum Fördern und Zuführen von Chemikalien aus einer Quelle (10) zu einer Endverbrauchsstation (106) in einem System mit zwei oder mehr Gefäßen (74a, 74b), einer Quellenleitung (70a, 70b) zwischen der Quelle (10) und jedem Gefäß (74a, 74b), mit einer Zuführungsleitung (96a, 96b) von jedem Gefäß (74a, 74b) zu der Endverbrauchsstation (106), mit einem Fördersystem (32) zum Fördern von Chemikalien von der Quelle (10) zu jedem Gefäß (74a, 74b), mit einem ersten elektronisch gesteuerten Ventil (72a, 72b) zum Steuern der Arbeitsmittelströmung durch die Quellenleitung (70a, 70b), mit Sensormitteln (90a, 90b) zum Detektieren der Gegenwart von Chemikalien in jedem der Gefäße (74a, 74b) und zum Ausbilden eines elektronischen Signals nach Maßgabe davon, mit einem zweiten elektronisch gesteuerten Ventil (94a, 94b) zum Steuern der Arbeitsmittelströmung von jedem Gefäß (74a, 74b) durch die Zuführungsleitung (96a, 96b), mit einem mit jedem Gefäß (74a, 74b) in Verbindung stehenden Drucksystem einschließlich eines dritten elektronisch gesteuerten Ventils (86a, 86b) zur unabhängigen Ausbildung einer Druckgasbewegung der Chemikalien aus jedem Gefäß (74a, 74b) durch die Zuführungsleitung (96a, 96b), gekennzeichnet durch

Aufnehmen und Analysieren der Signale aus den Sensormitteln (90a, 90b) zum Bestimmen des Arbeitsmittelpegels in einem Gefäß (74a, 74b),

Betreiben des Fördersystems (32) und des ersten Ventils (94a, 94b) zum Bewegen der Chemikalien aus der Quelle in jedes Gefäß (74a, 74b) bei leerem Gefäß, einschließlich Wiederbefüllen eines Gefäßes, wenn ein anderes Gefäß Chemikalien zuführt,

Betreiben des Drucksystems (36) und des dritten Ventils (86a, 86b), um jedes Gefäß (74a, 74b) bei vollem Gefäß unter Druck zu setzen,

Betreiben der zweiten Ventile (94a, 94b) durch Öffnen eines zweiten Ventils an einem Gefäß, wenn ein anderes, Chemikalien zuführendes Gefäß sich dem Leerzustand nähert, und Schließen des zweiten Ventils an dem Chemikalien zuführenden Gefäß, das sich dem Leerzustand nähert, zum Ausbilden einer stetigen und ununterbrochenen Strömung der Chemikalien aus einem Gefäß (74a, 74b) durch die Zuführungsleitung (96a, 96b) zu der Endverbrauchsstation (106) bei Bedarf an dieser.

10. Verfahren nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß das System weiter eine Rückführungsleitung (110) zum Rückführen der Chemikalien aus der Zuführungsleitung (96a, 96b) zurück zu der Quelle (10) und/oder den Gefäßen (74a, 74b), ein Filter (120) in der Rückführungsleitung zum Aussieben von Verunreinigungen und ein viertes elektronisch gesteuertes Ventil (112) zum Steuern der Arbeitsmittelströmung durch die Rückführungsleitung enthält,

und weiter gekennzeichnet durch Steuermittel zum Betreiben des vierten Ventils zum Ausbilden einer Rückführung der Chemikalien aus dem Gefäß (74a, 74b) während der Zeitabschnitte mit niedrigem Bedarf an Chemikalien an der Endverbrauchsstation (106).

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß das Fördersystem ein mit den Gefäßen (74a, 74b) in Verbindung stehendes Vakuumsystem enthält,

und weiter gekennzeichnet durch Steuermittel zum Betreiben des Vakuumsystems zum selektiven Evakuieren von Gas aus den Gefäßen zum Erzeugen eines Chemikalien motivierenden Unterdrucks in diesen.