專利名稱：漿料高比例混合裝置及混合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種漿料高比例混合裝置及混合方法，尤其是一種在半導(dǎo)體制造工程的CMP過(guò)程中，利用電子秤和流量控制，可以精確的混合比制造漿料并可供給的高比例混合裝置及混合方法。
背景技術(shù)：
通常在半導(dǎo)體制造工程中，首先在基板上蒸鍍規(guī)定的膜，并反復(fù)進(jìn)行曝光、顯像、蝕刻、蒸鍍等流程，且需要以平坦化技術(shù)，對(duì)基板上所需部位進(jìn)行平坦化，從而在其上形成絕緣膜、金屬配線、絕緣(Isolation)及溝槽(Trench)等結(jié)構(gòu)。
而在上述作為對(duì)基板上所需部位進(jìn)行的平坦化技術(shù)，就有化學(xué)機(jī)械研磨工程，該工程稱為CMP(Chemical Mechanical Polishing)工程。
最近，隨著LSI的高集成化、高性能化，對(duì)大晶片等基板表面進(jìn)行高精度平坦化顯得很重要，因此CMP技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
所述CMP工程是在由化學(xué)液和研磨粒子所組成的漿料的化學(xué)作用和研磨粒子的機(jī)械作用的共同作用下完成的。
所述漿料是首先在氫氧化鉀(KOH)或氫氧化銨(NH4OH)等堿性水溶液或含有表面活性劑的水中，分散二氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、二氧化鈰(CeO2)、金剛石等研磨粒子形成微粒子分散液(源液漿料)，再根據(jù)研磨對(duì)象，混合表面活性劑、用于促進(jìn)化學(xué)作用的過(guò)氧化氫溶液、硝酸鐵等氧化劑、以及包含各種添加劑的添加劑溶液來(lái)制備。
目前，用來(lái)制造CMP漿料的混合裝置，一般利用液位傳感器等裝置進(jìn)行對(duì)水和微粒子分散液、表面活性劑、氧化劑及各種添加劑的計(jì)量，藉以將其用一定的比例混合。
但是，通過(guò)液位傳感器等裝置進(jìn)行的稀釋及混合，從結(jié)構(gòu)上看其配管及配線等結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，且因?yàn)橐何粋鞲衅鞯男阅芙档?，而需要進(jìn)行定期維修，又因?yàn)槭褂么螖?shù)的增加引起精確度的下降，很難精確調(diào)整混合比例。
為改善上述利用液位傳感器的混合裝置上存在的問(wèn)題，現(xiàn)又有一種技術(shù)是以稱重傳感器(Load Cell)進(jìn)行計(jì)量。這一情況下不需要液位傳感器等裝置，從而配管及配線變得簡(jiǎn)單，可以任意調(diào)節(jié)稀釋比例，但在1∶10的高比例混合條件下，其計(jì)量精度也不能滿足技術(shù)要求。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種漿料高比例混合裝置，其利用電子秤計(jì)量和流量控制計(jì)量，即使在1∶10以上的高比例條件下，也能完成高精度混合，且其配線等結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種漿料高比例混合方法，其利用電子秤分二個(gè)階段計(jì)量水量，并通過(guò)流量控制來(lái)計(jì)量研磨粒子和添加劑，從而在1∶10以上的高比例條件下也能完成精確混合。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
本發(fā)明提供的漿料高比例混合裝置，其包括一攪拌箱，在其內(nèi)進(jìn)行漿料的混合；一去離子水供給管，與所述攪拌箱和去離子水供給源連接，并提供去離子水；一去離子水供給主閥，設(shè)置在上述去離子水供給管上；
一去離子水供給輔助閥，在上述去離子水供給管上和去離子水主閥并列設(shè)置；一電子秤，設(shè)置在所述攪拌箱的下端，用以量測(cè)注入攪拌箱的去離子水及漿料的量；多支添加劑供給管，分別接設(shè)于研磨粒子和提供各種添加劑的添加劑供給源，并連接于所述攪拌箱；多個(gè)流量控制閥，分別設(shè)置在所述添加劑供給管上；多個(gè)流量計(jì)，分別設(shè)置在所述添加劑供給管上；控制部，根據(jù)所述電子秤測(cè)出的測(cè)定值，來(lái)控制所述去離子水供給主閥及去離子水供給輔助閥的開合，并根據(jù)所述流量計(jì)的測(cè)定值，來(lái)控制流量控制閥的開合。
本發(fā)明提供的漿料高比例混合方法，包括如下步驟輸入階段，輸入各種成分的設(shè)定值及/或混合比例、臨界值、界限值、誤差范圍等；去離子水供給開始階段，開啟設(shè)置在去離子水供給管上的去離子水供給主閥和去離子供給輔助閥，所述去離子水供給管用以提供去離子水；去離子水測(cè)定階段，用電子秤測(cè)定注入到攪拌箱內(nèi)的去離子水量；去離子水量比較階段，比較所述去離子水測(cè)定階段所測(cè)出的測(cè)定值和設(shè)定值，如果設(shè)定值減去測(cè)定值大于所述輸入階段中設(shè)定的臨界值，則返回去離子水測(cè)定階段；主閥關(guān)閉階段，在所述去離子水測(cè)定階段中，如果設(shè)定值減去測(cè)定值小于或等于所述輸入階段中設(shè)定的臨界值，則關(guān)閉去離子水供給主閥；微測(cè)階段，用電子秤測(cè)定注入到攪拌箱的去離子水量；
微量比較階段，如果所述輸入階段輸入的設(shè)定值減去所述微測(cè)階段的測(cè)定值大于所述輸入階段設(shè)定的界限值，則返回微測(cè)階段；輔助閥關(guān)閉階段，在所述微量比較階段中，如果設(shè)定值減去測(cè)定值小于或等于界限值，則關(guān)閉去離子水供給閥；添加劑供給開始階段，在所述去離子水供給開始階段之后進(jìn)行，并開啟設(shè)置在每個(gè)添加劑供給管上的流量控制閥，其中所述添加劑供給管用以供給研磨粒子及各種添加劑；流量測(cè)定階段，測(cè)定通過(guò)添加劑供給管的流量；流量比較階段，比較在所述流量測(cè)定階段中測(cè)出的測(cè)定值和設(shè)定值，如果設(shè)定值減去測(cè)定值大于所述輸入階段中設(shè)定的誤差范圍，則返回流量測(cè)定階段；流量關(guān)閉階段，在所述流量比較階段中，如果設(shè)定值減去測(cè)定值小于或等于誤差范圍，則關(guān)閉流量控制閥。
本發(fā)明漿料高比例混合裝置及混合方法，可采用1∶10以上的高稀釋比(例如，1∶50-1∶100左右)來(lái)混合去離子水和添加劑，以此制備漿料。
此外，本發(fā)明漿料高比例混合裝置，其同時(shí)利用用來(lái)供給大量去離子水的去離子水供給主閥50和用來(lái)供給少量去離子水的去離子水供給輔助閥51，因此不僅可以縮短去離子水供給總體時(shí)間，還可以精確計(jì)量去離子水的供給量。
還有，本發(fā)明漿料高比例混合裝置，通過(guò)具有±1％FS精度的流量計(jì)，計(jì)量少量添加的研磨粒子或各種添加劑的供給量，并自動(dòng)控制該供給量，因此可以很方便地調(diào)成高精度的混合比例。
再有，本發(fā)明漿料高比例混合裝置可同時(shí)進(jìn)行去離子水的供給和研磨粒子或添加劑的供給過(guò)程，因此可大大縮短漿料制備所需時(shí)間。
此外，本發(fā)明漿料高比例混合裝置由循環(huán)泵循環(huán)漿料，并通過(guò)攪拌裝置進(jìn)行攪拌，因此漿料的混合可達(dá)到全面均勻、并減少攪拌所需時(shí)間。
另外，本發(fā)明漿料高比例混合裝置，可以不采用如液位傳感器等裝置，因此其配線變得簡(jiǎn)單，無(wú)需因液位傳感器的性能減退而進(jìn)行定期維修，可以維持穩(wěn)定的高精確度。


圖1是本發(fā)明漿料高比例混合裝置一實(shí)施例的配管示意圖；圖2是本發(fā)明漿料高比例混合裝置一實(shí)施例中流量控制部的局部配管放大示意圖；圖3是本發(fā)明漿料高比例混合裝置一實(shí)施例中控制部的控制過(guò)程框圖；圖4是本發(fā)明漿料高比例混合方法一實(shí)施例的流程圖；圖5是本發(fā)明漿料高比例混合方法另一實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的漿料高比例混合裝置及混合方法的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
首先如圖1至圖3所示，本發(fā)明的漿料高比例混合裝置包括攪拌箱2，在其內(nèi)進(jìn)行漿料的混合；去離子水供給管60，與所述攪拌箱2和去離子水供給源4連接，并提供去離子水；去離子水供給主閥50，設(shè)置在所述去離子水供給管60上；去離子水供給輔助閥51，在所述去離子水供給管60上，和所述去離子水主閥50并列設(shè)置；電子秤30，設(shè)置在所述攪拌箱2的下端，用于測(cè)定注入攪拌箱2的去離子水及漿料的量；多支添加劑供給管62，分別接設(shè)于用以提供研磨粒子和各種添加劑的添加劑供給源6，并連接于所述攪拌箱2；多個(gè)流量控制閥52，分別設(shè)置在所述添加劑供給管62上；多個(gè)流量計(jì)32，分別設(shè)置在所述添加劑供給管62上；控制部20，根據(jù)所述電子秤30測(cè)出的測(cè)定值，來(lái)控制所述去離子水供給主閥50及去離子水供給輔助閥51的開合，并根據(jù)所述流量計(jì)32的測(cè)定值，來(lái)控制流量控制閥52的開合。
本發(fā)明中所述去離子水供給源4供給的去離子水(deionizerwater)是完全去除原水(Water)中包含的電解質(zhì)的水，本發(fā)明中最好采用超純水，以便維持CMP(Chemical Mechanical Polishing)工程的高精確度。
另外，如圖1所示，所述攪拌箱2設(shè)有攪拌裝置10。
所述攪拌裝置10可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力，攪拌裝置10包括如馬達(dá)或旋轉(zhuǎn)氣缸等旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源12、連接于所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源12軸上并可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸16、接設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)軸16上并用以攪拌供給到攪拌箱2的去離子水及漿料的攪拌漿葉14。
所述去離子水供給管60設(shè)置在所述去離子水供給源4和所述攪拌箱2之間，并以一定深度設(shè)置在所述攪拌箱2的內(nèi)部。
亦即，如果將所述去離子水供給管60的末端部分設(shè)置在比攪拌箱2中注入的去離子水表面(液面)更深處，這樣即使將供給到所述攪拌箱2的去離子水量設(shè)為最少，也可以避免通過(guò)去離子水供給管60供給的去離子水落到攪拌箱2中去離子水表面(液面)而振蕩去離子水的現(xiàn)象。
如果通過(guò)去離子水供給管60供給的去離子水落到攪拌箱2中去離子水表面(液面)而振蕩去離子水，就會(huì)在所述電子秤30計(jì)量的測(cè)定值上出現(xiàn)較大的誤差，因此不能測(cè)出精確的去離子水量。
所述去離子水供給輔助閥51設(shè)置在去離子水分支管61上，所述去離子水分支管61在所述去離子供給主閥50的上方(靠近去離子水供給源4的方向)從所述去離子水供給管60分支，并在所述去離子水供給主閥50的下方(靠近攪拌箱2的方向)與所述去離子水供給管60合并。
所述去離子水供給主閥50則采用相對(duì)來(lái)說(shuō)流量多的大口徑，所述去離子水供給輔助閥51采用相對(duì)來(lái)說(shuō)流量少的小口徑。
上述結(jié)構(gòu)中，所述去離子水供給管50則在剛開始需要將去離子水大量注入到攪拌箱2時(shí)使用，而所述去離子水輔助閥51則在已注滿一定量以上的去離子水的情況下，需要再精確注入去離子水時(shí)使用。
例如，將所述去離子水主閥50和去離子水輔助閥51所控制的流量比例大概設(shè)定為5∶1以上。
如上所述，如果通過(guò)去離子水主閥50和去離子水輔助閥51控制供給到攪拌箱2的去離子水量，就可以在一定量(例如去離子水總量的85％左右以上)去離子水注滿之前，開啟去離子水供給主閥50來(lái)提供大量的去離子水，從而減少去離子水注入時(shí)間，在注滿一定量去離子水之后，就關(guān)閉去離子水主閥50，而僅以開啟去離子水輔助閥51來(lái)提供少量去離子水，藉以在計(jì)量過(guò)程中保持穩(wěn)定的液面，以讓電子秤30可以測(cè)出精確的流量值，并且可以減少在供給相對(duì)多的流量時(shí)可能會(huì)發(fā)生的偏差。
根據(jù)需要，所述電子秤30可采用能夠計(jì)量0.1-0.01g以下的稱重傳感器(load cell)。
所述電子秤30設(shè)置在攪拌箱2的下端，由此計(jì)量向攪拌箱20注入的去離子水或者漿料重量。
通常，用以制造CMP工程中研磨漿的去離子水供給流量為每分鐘10-20左右，如使用流量計(jì)時(shí)，其精度為±1％FS，因此當(dāng)使用每分鐘最高流量達(dá)20的流量計(jì)時(shí)，其偏差多達(dá)±200cc，這將大大降低其精度。為減少這種偏差，如采用每分鐘最高流量為1的小流量流量計(jì)，則其精度約±10cc，但此時(shí)去離子水的供給時(shí)間會(huì)增加20倍。
因此本發(fā)明使用電子秤30，其可以高度的精確度計(jì)量向攪拌箱2注入的去離子水及漿料，本發(fā)明同時(shí)還使用去離子水供給主閥50和去離子水供給輔助閥51，在達(dá)到需計(jì)總量的90％左右前，就進(jìn)行大量供給，而在其后，僅通過(guò)去離子水輔助閥51以少量緩慢供給去離子水，并進(jìn)行計(jì)量，因此可同時(shí)滿足精度的提高和去離子水供給時(shí)間的縮短。
所述添加劑供給源6為多個(gè)并列設(shè)置，以讓可以分別供給各種添加劑即二氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、二氧化鈰(CeO2)、金剛石等研磨粒子、氫氧化鉀(KOH)或氫氧化銨(NH4OH)等的堿性水溶液、表面活性劑、以及用以促進(jìn)化學(xué)作用的過(guò)氧化氫水或硝酸鐵等氧化劑，以使這些研磨粒子和添加劑按一定比例混合在去離子水中，從而制造研磨漿。
例如，并列置設(shè)用以供給研磨粒子的添加劑供給源6、用以供給堿性水溶液的添加劑供給源6、用以供給表面活性劑的添加劑供給源6、用以提供氧化劑的添加劑供給源6。
上述每個(gè)添加劑供給源6分別接設(shè)所述添加劑供給管62，由此可分別把各種添加劑供到攪拌箱2。
如圖1所示，也可在每個(gè)添加劑供給管62上分別設(shè)置開關(guān)閥54，用以和所述流量控制閥52另行進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作。
如圖3所示，所述控制部20接收由所述電子秤30、流量計(jì)32傳送的測(cè)定信號(hào)(測(cè)定值)。
并且，由所述控制裝置20向所述流量控制閥52發(fā)送根據(jù)上述測(cè)定信號(hào)(測(cè)定值)所作出的控制信號(hào)。
所述流量控制閥52連接有流量控制部42，所述流量控制部42根據(jù)所述控制部20的控制信號(hào)，調(diào)節(jié)流量控制閥52的開度。
如圖1及圖2所示，所述流量控制部42包括流量指示調(diào)節(jié)計(jì)44和電氣比例閥(Electro-pneumatic Proportional Valve)46，所述流量指示調(diào)節(jié)計(jì)44用以比較所述流量計(jì)32測(cè)出的流量值和設(shè)定值，來(lái)確定控制輸出值；而所述電氣比例閥46用以將所述控制輸出值轉(zhuǎn)換為氣壓，以調(diào)節(jié)流量控制閥52的開度。
所述流量計(jì)32最好具有±1％FS精度，藉以準(zhǔn)確地計(jì)量以少量(微小比例)添加的添加劑。
所述流量控制部42可以是控制部20的一部分，也可以作為單獨(dú)的裝置，附加設(shè)置在控制部20。
另外如圖1所示，所述每個(gè)電氣比例閥46分別接設(shè)有空氣供給管72，所述空氣供給管72連接于以規(guī)定的氣壓提供潔凈空氣的壓縮空氣供給源8。
所述空氣供給管72上設(shè)置有如球閥等止回閥76和如調(diào)節(jié)閥等壓力控制閥74。
此外，如圖3所示，所述去離子水供給主閥50及/或去離子水輔助閥51亦可設(shè)由控制部20自動(dòng)控制。
例如，所述去離子水供給主閥50及/或去離子水供給輔助閥51上也可以接設(shè)流量控制部40，以此通過(guò)調(diào)節(jié)開度來(lái)控制所供應(yīng)的流量。此時(shí)，以流量控制閥52構(gòu)成所述去離子水供給主閥50及去離子水供給輔助閥51，并最好是另行設(shè)置開關(guān)閥54，用以開合去離子水供給管60及去離子水分支管61。
還有如圖3所示，所述控制部20可以連接攪拌裝置10。
此外為了促進(jìn)攪拌及混合并使其混合均勻，如圖1所示，所述攪拌箱2可接設(shè)有用以循環(huán)注入到其內(nèi)的去離子水和漿料的循環(huán)泵90及循環(huán)管92。
根據(jù)需要，可以在所述循環(huán)管92上設(shè)置開關(guān)閥94和電磁閥96。
下面詳細(xì)說(shuō)明利用本發(fā)明漿料高比例混合裝置，以1∶10的高比例混合去離子水和添加劑，來(lái)制造漿料的漿料高比例混合方法。
圖4表示本發(fā)明漿料高比例混合方法的一實(shí)施例，其包括如下步驟輸入階段S10，輸入各成分的設(shè)定值及/或混合比例、臨界值、界限值、誤差范圍等；去離子水供給開始階段S20，啟開設(shè)置在去離子水供給管60上的去離子水供給主閥50和去離子供給輔助閥51；去離子水測(cè)定階段S30，用電子秤30測(cè)定注入攪拌箱2內(nèi)的去離子水量；去離子水量比較階段S40，比較所述去離子水測(cè)定階段S30所測(cè)出的測(cè)定值和設(shè)定值，如果設(shè)定值減去測(cè)定值大于所述輸入階段S10設(shè)定的臨界值，則返回所去離子水測(cè)定階段S30；主閥關(guān)閉階段S50，在所述去離子水測(cè)定階段S40中，如果設(shè)定值減去測(cè)定值小于或等于臨界值，則關(guān)閉去離子水供給主閥50；微測(cè)階段S60，用電子秤30測(cè)定注入到攪拌箱2的去離子水量；
微量比較階段S70，如果在所述輸入階段S10中輸入的設(shè)定值減去所述微測(cè)階段S60的測(cè)定值大于所述輸入階段S10中設(shè)定的界限值，則返回微測(cè)階段S60；輔助閥關(guān)閉階段S80，在所述微量比較階段S70中，如果設(shè)定值減去測(cè)定值小于或等于界限值，則關(guān)閉去離子水供給輔助閥51；添加劑供給開始階段S90，在所述去離子水供給開始階段S20之后開始進(jìn)行，并啟開流量控制閥52，所述流量控制閥52分別設(shè)置在所述用以供給研磨粒子及各種添加劑的每一個(gè)添加劑供給管62上；流量測(cè)定階段S92，測(cè)定通過(guò)添加劑供給管62的流量；流量比較階段S94，比較所述流量測(cè)定階段S92的測(cè)定值和設(shè)定值，如果設(shè)定值減去測(cè)定值大于所述輸入階段S10設(shè)定的誤差范圍，則返回流量測(cè)定階段S92；流量關(guān)閉階段S96，在所述流量比較階段S94中，如果設(shè)定值減去測(cè)定值小于或等于誤差范圍，則關(guān)閉流量控制閥52。
如圖4所示，所述添加劑供給開始階段S90可以在所述主閥關(guān)閉階段S50之后立即進(jìn)行，或者如圖5所示，所述添加劑供給開始階段S90亦可在去離子水供給開始階段S20之后，和微測(cè)階段S30同時(shí)進(jìn)行。
所述添加劑供給開始階段S90還可在開始給攪拌箱2供給去離子水之后，通過(guò)和去離子水供給獨(dú)立的過(guò)程進(jìn)行，并在完成所述流量關(guān)閉階段S96之后，以獨(dú)立于去離子水供給的過(guò)程，進(jìn)行研磨粒子或添加劑的供給過(guò)程。
所述添加劑供給開始階段S90到所述流量關(guān)閉階段S96，可以同時(shí)進(jìn)行研磨粒子和其他各種添加劑的供給，也可逐一依次反復(fù)進(jìn)行。
在所述流量測(cè)定階段S92，通過(guò)分別設(shè)置在每個(gè)添加劑供給管62上的流量計(jì)32來(lái)測(cè)定向所述攪拌箱2供給的流量。
在所述流量比較階段S94，通過(guò)設(shè)置在所述控制部20及/或流量控制部42的流量指示調(diào)節(jié)計(jì)44，比較所述流量計(jì)32所測(cè)出的測(cè)定值和所述輸入階段S10中輸入的設(shè)定值，來(lái)確定控制輸出值，并利用電氣比例閥46調(diào)節(jié)流量控制閥52的開度，所述電氣比例閥46可根據(jù)所述控制輸出值轉(zhuǎn)換由壓縮空氣供給源8通過(guò)空氣供給管72供給的氣壓。
在所述輸入階段S10中，把漿料制備中所需要的去離子水量、去離子水和研磨粒子或各種添加劑的混合比例、研磨粒子或各種添加劑的量等數(shù)據(jù)輸入到控制部20中。
并且在所述輸入階段S10中，設(shè)定并輸入臨界值和將所述電子秤30的誤差范圍等計(jì)在其內(nèi)的界限值(對(duì)去離子水量的精度)，所述臨界值對(duì)應(yīng)于一定比例(例如85-95％之內(nèi)的比例)的去離子水總量。
在上述階段S10中，如果將臨界值設(shè)定得過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致過(guò)早地關(guān)閉用來(lái)供給大量去離子水的去離子水供給主閥50，因此去離子水的供給需要很長(zhǎng)時(shí)間。
而如果將臨界值設(shè)定得過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致用來(lái)提供大量去離子水的去離子水供給主閥50關(guān)閉過(guò)慢，因此由于對(duì)流動(dòng)液面不易進(jìn)行精確測(cè)定，導(dǎo)致電子秤30所測(cè)出的數(shù)據(jù)不精確，而在液面穩(wěn)定時(shí)測(cè)出的數(shù)據(jù)，則有時(shí)會(huì)超過(guò)設(shè)定值，去離子水供給輔助閥51有可能根本起不到任何作用。
此外，在所述輸入階段S10中考慮所述流量計(jì)32的誤差范圍，將研磨粒子或各種添加劑的界限值(精度)作為誤差范圍來(lái)設(shè)定并輸入到控制部。
所述輸入階段S10之后的過(guò)程可通過(guò)所述控制部20來(lái)自動(dòng)控制。
所述控制部20及/或流量控制部40、42可采用微處理器、PLC系統(tǒng)等。
以上說(shuō)明的是本發(fā)明漿料高比例混合裝置及混合方法的較佳實(shí)施例，而本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于上述內(nèi)容，可以在權(quán)利要求和說(shuō)明書及其附圖范圍內(nèi)進(jìn)行各種變化及修飾，這種變化及修飾應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種漿料高比例混合裝置，其特征是包括一攪拌箱(2)，在其內(nèi)進(jìn)行漿料的混合；一去離子水供給管(60)，與所述攪拌箱(2)和去離子水供給源(4)相連接，用以提供去離子水；一去離子水供給主閥(50)，設(shè)置在所述去離子水供給管(60)上；一去離子水供給輔助閥(51)，在所述去離子水供給管(60)上與所述去離子水主閥(50)并列設(shè)置；一電子秤(30)，設(shè)置在所述攪拌箱(2)的底部，用以量測(cè)注入攪拌箱(2)的去離子水及漿料的量；復(fù)數(shù)支添加劑供給管(62)，分別連接于供給研磨粒子和各種添加劑的添加劑的添加劑供給源(6)上，并連接于所述攪拌箱(2)；；流量控制閥(52)，分別設(shè)置在所述添加劑供給管(62)上；流量計(jì)(32)，分別設(shè)置在所述添加劑供給管(62)上；一控制部(20)，根據(jù)所述電子秤(30)測(cè)出的測(cè)定值，來(lái)控制所述去離子水供給主閥(50)及去離子水供給輔助閥(51)的開合，并根據(jù)所述流量計(jì)(32)的測(cè)定值，來(lái)控制流量控制閥(52)的開合。
2.如權(quán)利要求1所述的漿料高比例混合裝置，其特征是所述攪拌箱(2)具有產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力的攪拌裝置(10)，所述攪拌裝置(10)包括由馬達(dá)或旋轉(zhuǎn)氣缸構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源(12)、連接于所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源(12)軸上并可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸(16)以及設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)軸(16)上并攪拌供給到攪拌箱(2)的去離子水及漿料的攪拌槳葉(14)；所述攪拌箱(2)還具有用以循環(huán)攪拌箱(2)內(nèi)去離子水及漿料的循環(huán)泵(90)和循環(huán)管(92)。
3.如權(quán)利要求1所述的漿料高比例混合裝置，其特征是將所述去離子水供給主閥(50)所控制的流量和所述去離子水供給輔助閥(51)所控制的流量比例設(shè)成5∶1以上。
4.如權(quán)利要求1所述的漿料高比例混合裝置，其特征是在每個(gè)添加劑供給管(62)上分別設(shè)有開關(guān)閥(54)，用以和所述流量控制閥(52)另行進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作。
5.如權(quán)利要求1所述的漿料高比例混合裝置，其特征是所述流量控制閥(52)分別連接流量控制部(42)，所述流量控制部(42)根據(jù)控制部(20)的控制信號(hào)調(diào)節(jié)流量控制閥(52)的開度；所述流量控制部(42)包括一流量指示調(diào)節(jié)計(jì)(44)，用以比較由所述流量計(jì)(32)測(cè)出的測(cè)定值和設(shè)定值，以此確定控制輸出值；一電氣比例閥(46)，通過(guò)空氣供給管(72)連接于壓縮空氣供給源(8)，并將所述控制輸出值轉(zhuǎn)換成氣壓，以調(diào)節(jié)流量控制閥(52)的開度。
6.一種漿料高比例混合方法，其特征是包括如下步驟輸入階段(S10)，輸入各種成分的設(shè)定值及/或混合比例、臨界值、界限值、誤差范圍；去離子水供給開始階段(S20)，開啟所述設(shè)置在去離子水供給管(60)上的去離子水供給主閥(50)和去離子供給輔助閥(51)；去離子水測(cè)定階段(S30)，用電子秤(30)測(cè)定注入到攪拌箱(2)內(nèi)的去離子水量；去離子水量比較階段(S40)，比較所述去離子水測(cè)定階段(S30)所測(cè)定的測(cè)定值和設(shè)定值，如果設(shè)定值減去測(cè)定值大于所述輸入階段(S10)設(shè)定的臨界值，則返回所述去離子水測(cè)定階段(S30)；主閥關(guān)閉階段(S50)，在所述去離子水測(cè)定階段(S40)中，如果設(shè)定值減去測(cè)定值小于或等于臨界值，則關(guān)閉去離子水供給主閥(50)；微測(cè)階段(S60)，用電子秤(30)測(cè)定注入到攪拌箱(2)內(nèi)的去離子水量；微量比較階段(S70)，如果所述輸入階段(S10)輸入的設(shè)定值減去所述微測(cè)階段(S60)測(cè)出的測(cè)定值大于所述輸入階段(S10)設(shè)定的界限值，則返回所述微測(cè)階段(S60)；輔助閥關(guān)閉階段(S80)，在所述微量比較階段(S70)中，如果所述設(shè)定值減去測(cè)定值小于或等于界限值，則關(guān)閉去離子水供給輔助閥(51)；添加劑供給開始階段(S90)，在所述去離子水供給開始階段(S20)之后進(jìn)行，并開啟流量控制閥(52)，所述流量控制閥(52)分別設(shè)在各該添加劑供給管(62)上，所述添加劑供給管(62)用以供給研磨粒子及各種添加劑；流量測(cè)定階段(S92)，測(cè)定通過(guò)添加劑供給管(62)的流量；流量比較階段(S94)，比較所述流量測(cè)定階段(S92)的測(cè)定值和設(shè)定值，如果設(shè)定值減去測(cè)定值大于所述輸入階段(S10)中設(shè)定的誤差范圍，則返回所述流量測(cè)定階段(S92)；流量關(guān)閉階段(S96)，在所述流量比較階段(S94)中，如果設(shè)定值減去測(cè)定值小于或等于誤差范圍，則關(guān)閉流量控制閥(52)。
7.如權(quán)利要求6所述的一種漿料高比例混合方法，其特征是所述添加劑供給開始階段(S90)到所述流量關(guān)閉階段(S96)，可以同時(shí)進(jìn)行研磨粒子和其他各種添加劑的供給，也可逐一依次反復(fù)進(jìn)行。
8.如權(quán)利要求6或7所述的一種漿料高比例混合方法，其特征是所述流量比較階段(S94)通過(guò)流量指示調(diào)節(jié)計(jì)(44)，比較所述流量計(jì)(32)所測(cè)出的測(cè)定值和所述輸入階段(S10)中輸入的設(shè)定值，并以此確定控制輸出值，之后利用電氣比例閥(46)，調(diào)節(jié)流量控制閥(52)的開度，所述電氣比例閥(46)根據(jù)所述控制輸出值，以轉(zhuǎn)換由壓縮空氣供給源(8)通過(guò)空氣供給管(72)供給的氣壓。
9.如權(quán)利要求6所述的一種漿料高比例混合方法，其特征是在所述輸入階段(S10)中，在所需去離子水總量的85-95％范圍內(nèi)設(shè)定臨界值，并設(shè)定相應(yīng)于所述電子秤(30)誤差范圍的界限值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種漿料高比例混合裝置，包括一攪拌箱，在其內(nèi)進(jìn)行漿料的混合；一去離子水供給管，用以提供去離子水；一去離子水供給主閥，設(shè)置在去離子水供給管上；一去離子水供給輔助閥，在去離子水供給管上和去離子水主閥并列設(shè)置；一電子秤，設(shè)置在攪拌箱的下端，用于測(cè)定注入攪拌箱的去離子水及漿料的量；多支添加劑供給管，分別接設(shè)于添加劑供給源，并連接于攪拌箱，添加劑供給源用以供給研磨粒子和各種添加劑；多個(gè)流量控制閥，分別設(shè)置在添加劑供給管上；多個(gè)流量計(jì)，分別設(shè)置在添加劑供給管上；一控制部，根據(jù)電子秤測(cè)出的測(cè)定值，來(lái)控制所述去離子水供給主閥及去離子水供給輔助閥的開合，并根據(jù)流量計(jì)的測(cè)定值，來(lái)控制流量控制閥的開合。
文檔編號(hào)C09K3/14GK1846841SQ20051008056
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2005年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月4日
發(fā)明者韓允元 申請(qǐng)人:普拉斯技術(shù)有限公司