KR101732092B1 - 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치들 - Google Patents

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개리 알렌 바이어스
베라 데렉스케이
벤자민 패트릭 바이엘
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버슘 머티리얼즈 유에스, 엘엘씨
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Abstract

반도체 제조 설비에서 화학적 기계적 평탄화(CMP) 기기 또는 다른 기기에 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 제공하기에 적합한 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치, 관련 공정, 사용 방법 및 제조 방법이 본원에 개시된다. 이러한 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는 공급 모듈, 배합 모듈, 분석 모듈 및 분배 모듈 중 하나 이상을 포함한다.

Description

슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치들{SLURRY AND/OR CHEMICAL BLEND SUPPLY APPARATUSES}
관련 특허들
본 특허 출원은 모두 유사한 명칭 "슬러리 공급 및/또는 화학적 배합물 공급 장치, 사용 방법 및 제조 방법(Supply and/or Chemical Blend Supply Apparatuses, Methods of Use and Methods of Manufacture)"를 지니는 2013년 11월 4일자 출원된 U.S. 특허 출원 일련 번호 제61/899,560호, 2013년 8월 2일자 출원된 U.S. 가출원 일련 번호 제61/861,739호, 2013년 3월 18일자 출원된 U.S. 가출원 일련 번호 제61/802,950호, 및 2012년 11월 13일자 출원된 U.S. 가출원 일련 번호 제61/725,863호의 우선권을 주장하고, 상기 출원의 각각의 내용들은 기술된 전체가 본원에 참조로 포함된다.
집적 회로 칩과 같은 현대 반도체 전자 장치들은 반도체 기판 상에 물질 및 성분을 다중 적층된 층으로 구성함으로써 형성된다. 반도체 장치에는 전형적으로 기판 상에 형성되는 다수의 전기적 활성 성분들이 도입된다. 일부 구체예에서 구리로 제조될 수 있는 금속 전도체 배선은 하나 이상의 유전 물질 층 내에 형성된 회로 경로 또는 추적에 의해 활성 성분들을 함께 전기적으로 결합시키는 다마신 및 이중 다마신과 같은 다양한 첨가물 패턴화 및 증착 공정에 의해 형성된다. 현대 반도체 제작에는 물질 증착(전도성 및 비전도성 유전 물질), 유전 물질에서 회로의 포토리소그래피 패턴화, 및 적층된 반도체 장치 구조물을 점진적으로 형성시키는 에칭 및 애싱과 같은 물질 제거를 포함한 반복적인 순서의 공정 단계들이 수반된다.
화학적-기계적 연마 또는 평탄화(Chemical-mechanical polishing or planarization: "CMP")는 연속적인 물질 층들이 위에 형성될 수 있는 균일한 표면 프로파일 또는 토포그래피를 제공하기 위하여 기판 상에 형성된 층들의 평탄화를 위해 반도체 제작에서 사용되는 기술이다. 당업자에게 잘 알려진 바와 같이, CMP는 기본적으로 연마제, 예컨대, 콜로이드성 이산화규소 또는 알루미나, 탈이온수, 및 화학적 용매 또는 산화제, 예컨대, 과산화수소, 수산화칼륨 또는 수산화암모늄을 함유할 수 있는 연마제 화학적 슬러리가 공급되는 연마 장치의 사용을 수반한다. 슬러리는 전형적으로 슬러리 공급 시스템에 의해 CMP 스테이션으로 압력 하에 펌핑되고, 반도체 웨이퍼의 표면 상에 바로 적용된다. 그 후에, 상기 슬러리는 표면을 연마하고/평탄화시키는 회전 연마기 패드 또는 헤드에 의해 웨이퍼 표면으로 작업된다.
화학적-기계적 평탄화에 사용되는 슬러리는 실리콘 평탄화 슬러리, 유전체 연마 슬러리 및 금속 연마 슬러리를 포함한 세 가지 카테고리로 분류될 수 있다. 실리콘 연마 슬러리는 폴리실리콘 층들을 연마하고 평탄화시키도록 구성된다. 실리콘 연마 슬러리는 슬러리 중의 입자를 전형적으로 1-15중량% 범위로 포함할 수 있다. 산화물 연마 슬러리는 반도체 웨이퍼 상에 형성된 유전층의 연마 및 평탄화에 사용될 수 있다. 산화물 연마 슬러리는 전형적으로 1-15중량% 범위 내의 슬러리 중의 입자 비율을 지닌다. 반도체 웨이퍼 상의 전도성 층은 화학적-기계적 연마 및 금속 연마 슬러리를 사용하여 연마되고 평탄화될 수 있다. 금속 연마 슬러리 중의 입자 비율은 1-5중량% 범위 내에 있을 수 있다.
다수의 슬러리 조성물은 슬러리 입자, 물 및 적어도 하나의 화학적 성분을 포함하는 미가공 또는 농축된 슬러리의 혼합물을 포함하는 배합된 슬러리이다. 미가공 슬러리의 예에는(농축된 슬러리로 지칭될 수도 있음) 흄드 및 콜로이달 실리카, 알루미나, 및 세리아가 포함된다. CMP 슬러리에 사용될 수 있는 화학적 성분들의 예에는 산, 염기, 계면활성제, 및 산화제가 포함된다. 미가공 슬러리 및/또는 물 및/또는 하나 이상의 화학적 성분을 포함하는 다수의 배합된 슬러리는 긴 저장 수명을 지니지 않고, 일단 조합되면 사용하지 않을 경우 몇 시간 이내로 손상되기 시작할 수 있으므로; 기기 부근에서 배합된 슬러리의 성분들을 조합하고, 조합되면, 24시간 또는 몇 시간 이내로 배합된 슬러리를 사용해야 한다.
슬러리는 콜로이드, 즉, 액체 중의 입자들의 현탁액이다. 액체 중의 입자의 현탁액은 미가공 슬러리에 첨가되는 성분, 특히, 화학적 성분, 및 배합된 슬러리를 구성하는 성분들의 첨가 방식 및 순서에 의해 유해하게 영향을 받을 수 있다. 슬러리는 또한 입자를 액체 중에 분산되게 유지하는 움직임으로 유지되어야 한다. 또한, 슬러리는 소정 시간 내에 손상되기 때문에, 이의 특징들을 체크하고, 필요 시에, 이들을 조절하는 것이 중요하다.
추가로, 반도체 및 다른 산업에는 세정 및 슬러리 입자를 함유하지 않는 표면의 준비를 위한 화학적 배합물이 필요하지만, 사용 전 단시간 내 배합 및 화학적 배합물을 혼합하고 임의로 균일하게 유지시키기 위한 화학적 배합물의 움직임이 필요하다.
전자장치의 제작에는 반도체 부품들의 크기 및 생산량이 계속 증가하고 있다. 비교적 다량으로 및/또는 지속적으로 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 공급하는 장치가 필요하다.
본 발명자들은 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 배합하고 CMP 기기, 및 반도체 제작 또는 그 밖의 공장의 다른 파트에 전달하기 위한 장치, 방법, 및 그러한 장치의 제작 공정을 고안하였고, 이러한 장치 및 방법은, 동일한 슬러리 및/또는 화학적 배합물(들)을 지속적으로 제공하고; 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 성분들의 조합으로 야기되는 슬러리 현탁액 및/또는 화학적 배합물에 대한 부정적인 영향을 방지하도록 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 성분들을 신중하게 배합하고, 추가의 슬러리 및/또는 화학적 배합물에 대한 요청에 신속하게 대응하는 기능, 즉, 인-라인(in-line)의 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 특정 특징들을 체크(모니터링)하는 능력을 지니는 다수의 CMP 기기 및/또는 다른 기기에 동일한 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 제공하고; 슬러리 및/또는 화학적 배합물 입자를 액체 중에 분산되게 유지시키는 움직임으로 슬러리 및/또는 화학적 배합물(예, 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물 및/또는 미가공 슬러리 및/또는 화학적 배합물 및/또는 부분 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물)을 유지하는 이점들 중 하나 이상을 제공한다. 일부 구체예에서, 이러한 장치는 사용 지점에 배합용, 즉, 어떠한 기기 또는 한정된 갯수의 기기들, 예를 들어, 두 개 또는 세 개의 기기로의 공급을 위한 그 기기에 인접한 배합용이 아니다.
본 발명의 한 가지 구체예에서, 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는 공급 모듈 및/또는 배합 모듈 및/또는 분석 모듈 및/또는 분배 모듈 중 하나 이상을 단독으로 또는 어떠한 조합으로, 또는 공급 모듈 및/또는 배합 모듈 및/또는 분석 모듈 및/또는 분배 모듈의 양태를, 단독으로 또는 어떠한 조합으로 및/또는 본원에 개시되고 기재된 본 발명의 다른 양태와 조합하여 포함한다. 예를 들어, 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는 배합 모듈 및 분배 모듈, 또는 공급 모듈, 배합 모듈 및 분배 모듈, 또는 분석 모듈 및 배합 모듈, 또는 공급 및 분석 모듈 등을 포함할 수 있다.
본 발명은, 단독으로 또는 본원의 어느 곳에 개시된 본 발명의 어떠한 다른 양태 또는 구체예와 조합하여, 공급 모듈을 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 추가로 제공한다. 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는 공급 모듈을 포함할 수 있고, 상기 공급 모듈은 하나 이상의 펌프 및 미가공 슬러리를 수용하기 위한 하나 이상의 공급 탱크를 포함한다. 장치 및/또는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 공급 모듈은, 공급 탱크 및 분배 탱크로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있는 하나 이상의 탱크에 연결되고, 상기 탱크에서 미가공 슬러리를 순환시키기 위한 하나 이상의 순환 루프를 포함하거나 추가로 포함할 수 있다. 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는 공급 탱크 또는 분배 탱크일 수 있는 탱크에 연결된 순환 루프를 포함할 수 있거나 추가로 포함할 수 있으며, 상기 순환 루프는 탱크의 하부에서 또는 탱크의 하부 근처에서의 파이프 및 탱크로 슬러리를 회송시키는 회송 파이프에 연결된 펌프를 포함할 수 있다. 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는, 배압 제어기 및/또는 유동 센서(펌프의 속도를 조정하는데 사용될 수 있음) 및/또는 배압 제어기에서 밸브를 조정하는데 사용될 수 있고 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치에서 어떠한 탱크에 연결될 수 있는 압력 센서를 포함하는 순환 루프를 포함할 수 있다. 공급 탱크에 연결된 순환 루프를 지니는 어떠한 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는 순환 루프를 통해 공급 탱크로부터 슬러리를, 바람직하게는 상기 순환루프로부터 상기 슬러리의 일부를 배합 모듈로 운반하는 순환 루프에 연결될 수 있는 하나 이상의 파이프를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 어떠한 공급 모듈의 또 다른 양태 또는 구체예는 적어도 하나 또는 둘 또는 그 이상의 펌프를 포함할 수 있는 것이다. 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 어떠한 공급 모듈의 또 다른 양태 또는 구체예는, 적어도 하나의 펌프가, 하나 이상의 슬러리 공급 컨테이너로부터 미가공 슬러리를 펌핑시키고 슬러리를 적어도 하나의 공급 탱크로 운반하는 적어도 하나의 미가공 슬러리 펌프(제 1 펌프)를 포함할 수 있고/거나; 적어도 하나의 펌프가, 미가공 슬러리를 순환 루프에서 바람직하게는 연속적으로 순환시키고/거나 필요에 따라(즉, 이로부터의 요청 시에) 배합 모듈에 제공될 수 있는 미가공 슬러리를 배합 모듈에 공급하는 적어도 하나의 펌프(이는 제 2 펌프일 수 있음)를 포함할 수 있는 것이다.
분석을 위해 공급 모듈에서 적어도 하나 이상의 위치로부터 슬러리 및/또는 화학적 배합물 샘플을 유도하는 인-라인 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기를 추가로 포함하는 공급 모듈을 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치가 본 발명에 의해 제공되고, 이러한 장치는 본원에 기재된 양태들 또는 구체예들 중 어떠한 하나 이상과 조합될 수 있다. 파이핑을 포함한 필터 루프, 적어도 하나의 필터 부재 및 필터 루프에서의 펌프일 수 있는 적어도 하나의 필터 부재를 포함하는 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치가 제공된다. 본 발명은 공급 모듈 및/또는 배합 모듈 및/또는 분석 모듈 및/또는 분배 모듈에서 적어도 하나의 필터 또는 필터 루프(파이핑에 연결됨)를 추가로 제공한다. 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는, 임의의 배합 모듈 및/또는 분석 모듈 및/또는 분배 모듈 및/또는 다른 양태들, 예컨대, 그러한 하나 이상의 임의의 공급, 및/또는 배합 및/또는 분배 모듈에서 탱크에 존재하는 이덕터(eductor) 및/또는 그러한 하나 이상의 모듈의 파이프로 또는 파이프에 연결된 스트레이너(strainer), 필터, 필터 루프, 희석 설비, 유동을 재유도하는 제한 오리피스(restricted orifice), 스플릿 혼합기(split mixer) 등을 포함하여, 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 어떠한 다른 기재된 구체예와 조합된 임의의 공급 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명은, 단독으로 또는 본원에 개시된 본 발명의 어떠한 하나 이상의 다른 양태 또는 구체예와 조합하여, 분석 모듈을 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 추가로 제공한다. 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는 분석 모듈을 포함할 수 있고, 상기 분석 모듈은 단독으로, 또는 공급 모듈 및/또는 배합 모듈 및/또는 분배 모듈 또는 본원에 기재된 본 발명의 다른 양태, 예를 들어, 스트레이너, 필터, 필터 루프, 희석 설비, 유동을 재유도하는 제한 오리피스, 스플릿 혼합기 등과 조합하여, 액체 입자 계수기, 입도 분포 분석기, pH 센서, 과산화수소 센서, 밀도 센서 및 전도도 센서로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있는 하나 이상의 분석 장치들을 포함한다. 본 발명은 (인-라인) 분석 모듈을 포함하는 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 제공하고(본 발명의 어떠한 하나 이상의 다른 양태 또는 구체예와 조합될 수 있음), 상기 분석 모듈은 액체 입자 계수기, 입도 분포 분석기, pH 센서, 과산화수소 센서, 밀도 센서 및 전도도 센서로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 유형의 분석 장치들 중 둘 이상을 포함하고, 바람직하게는, 분석 모듈은 적어도 두 개의 pH 센서를 포함한다. 단독으로 또는 어떠한 다른 양태 또는 구체예와 조합하여, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는 하나 이상의 분석 모듈을 포함할 수 있고, 상기 분석 모듈 중 적어도 하나는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 샘플의 단일 및/또는 이중 희석(각각)을 수행하기 위한 인-라인 단일 희석 장비 및/또는 인-라인 이중 희석 장비를 추가로 포함하고, 상기 인-라인 희석 장비는 상기 적어도 하나의 분석 모듈에서 적어도 하나의 분석 장치의 상류에 위치된다. 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 다른 하나 이상의 양태 또는 구체예와 조합하여, 희석된 샘플을 분석하기 전에 슬러리 및/또는 화학적 배합물 샘플을 희석하는데 사용될 수 있는 임의로 희석 설비를 추가로 포함하는 분석 모듈을 포함하고, 이러한 분석 모듈은 적어도 하나의 연동 펌프, 적어도 하나의 유동 센서 및 적어도 하나의 니들 밸브를 포함한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 하나 이상의 양태 또는 구체예와 조합하여, 하나 이상의 유동 센서, 하나 이상의 니들 밸브 및 하나 이상의 공압식 제어 밸브를 포함하는 분석 모듈을 포함하고, 임의로, 희석된 샘플을 분석하기 전에 슬러리 및/또는 화학적 배합물 샘플을 희석하는데 사용될 수 있는 하나 이상의 희석 설비를 추가로 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 추가로 제공한다. 본 발명은, 상기 분석 모듈이, 단독으로 또는 본 발명의 하나 이상의 모듈 또는 다른 양태 또는 구체예와 함께, 희석된 샘플을 분석하기 전에 슬러리 및/또는 화학적 배합물(스트림) 및 UPW(스트림)을 혼합하여 희석된 샘플을 생성시키기 위한 목적으로 적어도 하나의 희석 설비를 포함할 수 있는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 하나 이상의 다른 양태 또는 구체예와 조합하여, pH 센서, 과산화수소 센서, 밀도 센서, 전도도 센서, 입도 분포 분석기 및 액체 입자 계수기로 이루어진 적어도 두 개의 분석 장치; 및 pH 센서, 과산화수소 센서, 밀도 센서, 전도도 센서, 액체 입자 계수기 및 입도 분석기, 바람직하게는 두 개의 pH 센서로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 또는 두 개의 다른 장치를 추가로 포함하는 분석 모듈을 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 제공한다. 희석된 어떠한 샘플은 폐기물 스트림으로 보내질 것이다. 희석되지 않은 어떠한 샘플은 본 발명의 모듈들 중 하나로 회송될 수 있다.
본 발명은 배합 모듈을 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 제공한다. 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는, 단독으로 또는 공급 모듈 및/또는 분석 모듈 및/또는 분배 모듈로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 모듈 및/또는 본 발명의 어떠한 하나 이상의 다른 구체예 및/또는 본 발명의 하나 이상의 양태과 조합하여, 배합 모듈을 포함할 수 있다. 본 발명은 파이프에서 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물 스트림 또는 부분 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물 스트림을 형성시키기 위하여 둘 이상의 유동되는 성분 스트림을 조합하는 배합 모듈을 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 제공한다. 배합 모듈은 각각의 성분 스트림을 위한 파이프 및 각각의 성분 파이프에서 성분의 유량을 제어하는 적어도 하나의 유동 제어기를 포함할 수 있고, 상기 성분 파이프는 단일 파이프로 연결되고 조합되어 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물 스트림을 형성시킨다. 상기 유동되는 성분 스트림 중 적어도 하나는 공급 모듈, 바람직하게는 본 발명에 따른 공급 모듈로부터의 화학적 성분 및/또는 상기 미가공 슬러리일 수 있다. 본 발명은 셋 이상의 유동되는 성분 스트림을 조합할 수 있는 배합 모듈을 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 제공하는데, 여기서 상기 배합 모듈은 각각의 상기 셋 이상의 성분 스트림을 위한 셋 이상의 파이프 및 각각의 상기 셋 이상의 파이프에서 셋 이상의 성분 스트림의 유량을 제어하기 위한 적어도 하나의 유동 제어기를 포함하고, 상기 셋 이상의 파이프 중 두 개는 단일(조합된 스트림) 파이프로 조합되어 부분 배합된 슬러리 및/또는 부분 배합된 화학적 배합물 스트림을 형성시키고, 그 후에 상기 셋 이상의 파이프들 중 세 번째 파이프가 상기 단일(조합된 스트림) 파이프와 조합되어 두 번째 단일(조합된 스트림) 파이프에서 부분 배합된 슬러리 및/또는 부분 배합된 화학적 배합물 스트림과 세 번째 성분 스트림을 조합한다. 본 발명은, 본 발명의 상기 구체예들 또는 양태들 중 하나 이상에 따를 수 있는, 배합 모듈을 추가로 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치로서, 상기 배합 모듈이 적어도 하나의 정적 혼합기를 추가로 포함하고/거나 정적 혼합기가 셋 이상의 파이프들 중 적어도 두 개가 배합 모듈에서 함께 성분 스트림이 유동하는 단일 파이프로 연결되는 곳의 하류에 있을 수 있는 장치를 추가로 제공한다. 본 발명은, 본 발명의 상기 구체예들 또는 양태들 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있는, 배합 모듈 및 분석 모듈을 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치로서, 임의로, 배합 모듈로부터 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물 스트림의 적어도 일부가 분석 모듈로 유동되어 분석 모듈에서 분석되는 장치를 추가로 제공한다. (장치는 다양한 위치로부터 샘플 분석을 위한 하나의 분석 모듈 및/또는 장치에서의 모듈을 포함할 수 있다.) 배합 모듈로의 그리고 배합 모듈을 거치는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 성분 스트림의 유동은, 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 위한 분배 모듈 및/또는 분배 탱크에서의 공간에 의해 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물에 대한 요구가 존재하는 한 계속된다. 본 발명은, 본 발명의 상기 구체예들 또는 양태들 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있는, 분배 모듈 및 배합 모듈을 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치로서, 상기 배합 모듈이 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물, 이미 배합된 슬러리 및/또는 이미 배합된 화학적 배합물의 성분으로서 (배합하는 것)을 포함하고, 임의로, 배합 모듈로부터 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물 스트림의 적어도 일부는 분배 모듈로 운반되는 장치를 추가로 제공한다.
본 발명은, 본 발명의 상기 구체예들 또는 양태들 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있는, 분석 모듈 및 분배 모듈을 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치로서, 임의로, 분석 모듈로부터 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물 스트림의 적어도 일부가 분배 모듈로 운반되는 장치를 추가로 제공한다. 본 발명은 본 발명의 상기 구체예들 또는 양태들 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있는, 배합 모듈 및 분석 모듈을 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치로서, 상기 분석 모듈에서 분석된 상기 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물 스트림이 상기 분석 모듈로 유동하기 전에 상기 배합 모듈에서 배합되는 장치를 추가로 제공한다. 본 발명은, 본 발명의 상기 구체예들 또는 양태들 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있는, 분석 모듈 및 배합 모듈을 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치로서, 임의로, 분석 후에 분석 모듈로부터 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물 스트림의 적어도 일부가 슬러리 또는 화학적 배합물의 성분(성분 스트림)과 배합하기 위해 배합 모듈로 (다시) 운반되는 장치를 추가로 제공한다. 본 발명은 본 발명의 상기 구체예들 또는 양태들 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있는, 배합 모듈 펌프 및 각각의 둘 이상의 성분 스트림을 위한 둘 이상의 성분 파이프를 포함하는 배합 모듈을 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치로서, 상기 성분 스트림이 미가공 슬러리 및/또는 화학적 스트림, 물, 하나 이상의 성분, 물과 배합된 하나 이상의 화학적 성분, 및 부분 배합되거나 완전 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물 스트림으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 추가로 상기 둘 이상의 성분 파이프가 상기 배합 모듈 펌프의 상류에 그리고 상기 배합 모듈 펌프로부터 1 또는 2 또는 5 또는 12피트 이내에 단일 파이프로 연결되고/거나 조합되는 장치를 추가로 제공한다. 본 발명은, 본 발명의 상기 구체예들 또는 양태들 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있는, 하나 이상의 정적 혼합기 및/또는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 성분 스트림을 배합하기 위한 하나 이상의 배합 모듈 펌프 및/또는 상기 배합 모듈을 공급하기 위한 공급 탱크로 하나 이상의 미가공 슬러리 컨테이너에서부터의 미가공 슬러리를 운반하기 위한 하나 이상의 추가의 펌프를 지니는 배합 모듈을 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 추가로 제공한다.
본 발명은, 단독으로 또는 어떠한 다른 하나 이상의 양태 또는 구체예와 조합하여, 배합 모듈 및 배합 펌프를 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치로서, 상기 배합 모듈 펌프가, 둘 이상의 성분 스트림이 상기 배합 모듈의 각각의 접합부에서 단일 스트림으로 조합되는 적어도 두 개의 접합부의 하류에 그리고 그러한 접합부로부터 12피트 이내에 또는 5피트 이내에 또는 2피트 이내에 그리고 1피트 이내에 있고, 상기 셋 이상의 스트림이 미가공 슬러리 스트림, 물, 하나 이상의 화학 물질 및 물을 포함하는 화학적 성분 스트림, 부분 배합된 슬러리 및/또는 부분 배합된 화학적 배합물 스트림 및 완전 배합된 슬러리 및/또는 완전 배합된 화학적 배합물 스트림으로 이루어진 군으로부터 선택되는 장치를 제공한다. 본 발명은, 본 발명의 상기 구체예들 또는 양태들 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있는, 바람직하게는 슬러리 공급 장치의 다이어프램 펌프 및 연동 펌프, 바람직하게는 원심 펌프로 이루어진 군으로부터 선택된 배합 모듈 펌프를 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 추가로 제공한다. 본 발명의 장치가 슬러리가 아닌 화학적 배합물을 공급하는데 사용되는 경우, 다이어프램 펌프 및 펄스 댐프너는 원심 펌프에 의해 제공되는 정상 유량과 유사한 정상 유량을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 화학적 배합물의 경우, 슬러리 입자에 대해 다이어프램 펌프에 의해 야기된 입자 전단은 중요하지 않다. 따라서, 도면에 도시되고 하기에 기재된 구체예의 경우, 원심 펌프는 다이어프램 펌프 및 펄스 댐프너로 대체될 수 있다.
본 발명은, 본 발명의 상기 구체예들 또는 양태들 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있는, 성분 스트림들 사이에 하나 이상의 접합부를 포함하는 배합 모듈을 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 추가로 제공하고, 여기서 상기 하나 이상의 접합부에서 상기 스트림 중 세 개가 단일 스트림으로 조합된다. 본 발명은, 본 발명의 상기 구체예들 또는 양태들 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치로서, 배합 모듈 펌프의 상류에 제 1 접합부 및 제 2 접합부가 있고, 상기 제 1 접합부가 상기 펌프와 더 가까이 있고, 상기 제 1 접합부에서 하나 이상의 화학적 성분 및 물을 포함하는 제 1 스트림이 미가공 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 포함하는 제 2 스트림과 조합되고, 상기 제 1 스트림이 상기 제 2 접합부로부터 유동되며, 상기 제 2 접합부에서 제 3 및 제 4 스트림이 조합되고, 상기 제 3 스트림이 물을 포함하고, 상기 제 4 스트림이 상기 제 1 스트림을 제조하기 위한 하나 이상의 성분을 포함하고, 임의로, 배합 모듈이 제 3 및 제 4 스트림이 조합된 후에 및/또는 상기 제 1 및 제 2 스트림이 조합된 후에 존재하는 하나 이상의 정적 혼합기를 추가로 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 추가로 제공한다. 본 발명은 본 발명의 상기 구체예들 또는 양태들 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치로서, 완전 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 스트림이 적어도 하나의 성분 스트림과 상기 배합 모듈에서 조합되어 부분 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물 스트림 또는 추가의 완전 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 형성시키는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 추가로 제공한다. (부분 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물 스트림이 형성되는 경우, 이는 하나 이상의 성분 스트림과 조합되어 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물 스트림과 동일한 추가의 완전 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 형성시킬 것이고, 이는 "추가의 배합물 슬러리 및/또는 추가의 화학적 배합물" 또는 "배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물"로 지칭될 수 있다.) 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는, [추가의] 완전 배합된 슬러리 및/또는 [추가의] 화학적 배합물 스트림의 적어도 하나의 샘플이 분석 모듈로 보내지는, 분석 모듈을 추가로 포함할 수 있다. 추가로, 이러한 구체예에서, 샘플의 적어도 일부는 분석 모듈과 배합 모듈 사이의 파이프 연결부에서 배합 모듈로 회송될 수 있고/거나, 분석 모듈은 배합 모듈 펌프의 하류에 있을 수 있고, 회송된 샘플을 위한 분석 모듈과 배합 모듈 사이의 파이프 연결부는 배합 모듈 펌프의 상류에 있을 수 있다. 대안적으로, 분석 모듈에 의한 분석 후에 샘플은 분배 모듈로 유도될 수 있다. "및/또는"의 사용은, 장치가 화학적 배합물 또는 슬러리 또는 이 둘 모두를 제조하는데 사용될 수 있되, 개별적으로 장치와 방법 단계들이 그러한 제품을 제조하는데 사용된다는 것을 의미함을 주지해야 한다. 따라서, 배합된 슬러리는 화학적 배합물과 혼합되지 않는다. 화학적 배합물 성분들 중 일부는 배합된 슬러리를 제조하는데 사용되는 것들과 동일하거나 상이할 수 있다.
대안적인 구체예에서, 단독으로 또는 어떠한 다른 양태 또는 구체예와 조합하여, 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는 스플릿 혼합기를 포함한다.
대안적인 구체예에서, 단독으로 또는 어떠한 다른 양태 또는 구체예와 조합하여, 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는 스플릿 혼합기를 포함하는 배합 모듈을 포함한다.
대안적인 구체예에서, 단독으로 또는 어떠한 다른 양태 또는 구체예와 조합하여, 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는 하나 이상의 가압 용기를 포함하는 분배 모듈을 포함한다.
본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 하나 이상의 추가의 양태 또는 구체예를 포함할 수 있는, 하나 이상의 필터, 필터 뱅크(filter bank), 필터 루프를 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 또한 제공한다. 본 발명은 임의로 배합 모듈 펌프의 하류 또는 성분 스트림이 달리 조합되어 배합된 슬러리(또는 추가의 배합된 슬러리) 또는 화학적 배합물(또는 추가의 화학적 배합물)을 형성시키는 곳의 하류에 위치된 적어도 하나의 필터(임의로 적어도 하나의 필터 뱅크 또는 필터 루프)를 추가로 포함하는 배합 모듈을 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 제공한다. 본 발명은, 배합 모듈로부터의 하나 이상의 성분을 분배 모듈로 추가하기 위해 제공되는, 배합 모듈에서의 성분 스트림을 분배 모듈로 연결하는 주입 파이프를 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 또한 제공한다.
본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 하나 이상의 다른 양태 또는 구체예와 조합하여, 분배 모듈을 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 추가로 제공한다. 분배 모듈은 적어도 하나의 분배 탱크를 포함할 수 있고, 여기서 상기 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물 스트림의 적어도 일부는 상기 배합 모듈로부터 적어도 하나의 상기 분배 탱크로 운반된다.
단독으로 또는 본원에 개시된 다른 양태(들) 또는 구체예(들)와 조합하여, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는 적어도 일부의 스트림의 방향을 변화시키기 위한 수단을 포함하고, 상기 수단은 3-방향 밸브(three-way valve), 파이프, 상기 파이프 중 하나에서의 제한 오리피스를 포함하고, 상기 3-방향 밸브는 안에 상기 제한 오리피스를 지니는 상기 파이프로 스트림을 유도할 수 있다. 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는 분석 모듈과 방향을 변화시키는 수단; 및 임의로 배합 모듈 펌프를 포함하는 배합 모듈을 추가로 포함하는데, 임의로, 여기서 상기 수단에 의해 재유도된 스트림의 적어도 일부는 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물 스트림이고 이는 분석 모듈로 유도되며, 상기 스트림은 상기 배합 모듈 펌프의 하류에서 상기 분석 모듈로 유도된다. (추가로, 재유도되지 않은 스트림의 적어도 일부는 상기 분배 모듈로 연결하는 파이프를 통해 유동될 수 있다.) 본 발명의 어떠한 장치 또는 방법은 방향을 변화시키는 수단을 포함할 수 있고, 이는 본 발명의 장치의 어떠한 모듈 또는 구체예에 있을 수 있다.
슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 다른 하나 이상의 양태(들) 또는 구체예(들)와 조합하여, 카보이 컴파트먼트(carboy compartment)를 포함하고, 상기 카보이 컴파트먼트는 임의로 배합 모듈의 하류에 위치된다. 카보이 컴파트먼트는 상기 장치로부터 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 샘플을 제거하기 위한 것이다.
슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 다른 양태(들) 또는 구체예(들)와 조합하여, 하나 이상의 분배 탱크, 및/또는 하나 이상의 글로벌 루프(global loop), 및/또는 하나 이상의 펌프를 포함하는 분배 모듈을 포함한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 다른 하나 이상의 양태(들) 또는 구체예(들)와 조합하여, 분배 모듈 및 상기 분배 모듈 내의 하나 이상의 필터 부재를 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 다른 양태(들) 또는 구체예(들)와 조합하여, 분석 모듈 및 적어도 하나의 다른 모듈(예, 공급, 배합 및/또는 분배 모듈)을 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 추가로 제공하고, 상기 적어도 하나의 다른 모듈 중 적어도 하나는 파이핑 및 상기 파이핑 내의 하나 이상의 샘플 포트 및 상기 샘플 포트와 유체 소통되는 하나 이상의 튜브를 포함하고, 각각의 샘플 포트 및 튜브는 슬러리(또는 미가공 슬러리) 및/또는 화학적 배합물을 분석을 위한 분석 모듈에 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 다른 양태(들) 또는 구체예(들)와 조합하여, 분석 모듈 및 적어도 하나의 다른 모듈(예, 공급, 배합 및/또는 분배 모듈)을 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 추가로 제공하고, 상기 적어도 하나의 다른 모듈은 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 분석 모듈로 제공하고 이를 적어도 하나의 다른 모듈 중 적어도 하나로 회송시키는 하나 이상의 샘플 루프를 추가로 포함하고; 상기 루프는 슬러리 및/또는 화학적 배합물이 오는 동일한 모듈로 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 회송시킬 수 있고, 대안적으로, 루프는 장치에 의해 곧 사용되는 분배 탱크로 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 회송시킬 수 있다. 슬러리 및/또는 화학적 배합물 장치는, 임의로, 장치가 배합 모듈을 포함하는 경우에 공급 모듈에 연결될 수 있는 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기를 추가로 포함하는, 장치에 대한 하나의 분석 모듈을 포함한다. 분배 모듈은 상기 분석 장치에 대해 하나 이상의 샘플 포트를 포함할 수 있고, 임의로, 하나 이상의 샘플 루프를 포함할 수 있다. 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 글로벌 루프로 연속 유동시키는 것을 가능하게 하는 펌프 및 하나 이상의 압력 용기 부재를 포함하는 분배 모듈을 포함할 수 있다.
슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는, 단독으로 또는 본 발명의 다른 양태들 또는 구체예들 중 어떠한 하나 이상과 조합하여, 하나 이상의 글로벌 루프를 포함하고, 각각의 하나 이상의 글로벌 루프에 대한 하나 이상의 배압 제어기 및 압력 센서, 및 임의로, 각각의 하나 이상의 글로벌 루프에 대한 하나 이상의 유동 센서를 추가로 포함하는 분배 모듈을 포함한다. 글로벌 루프는 순환 루프이고; 글로벌 루프는 순환 루프(공급 모듈 내에)에 대하여 기재된 양태를 포함할 수 있으며, 그 반대도 그러하다. 글로벌 루프는 글로벌 순환 루프로서 지칭될 수 있다. 글로벌 루프는 임의로 기기의 상류에 하나 이상의 필터 또는 필터의 뱅크 또는 필터 루프를 포함할 수 있다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 다른 양태(들) 또는 구체예(들)와 조합하여, 하나 이상의 탱크(예, 분배 탱크 및/또는 공급 탱크)를 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 추가로 제공하고/거나 하나 이상의 탱크들 중 적어도 하나는 하나 이상의 레벨 센서(임의로, 초음파 레벨 센서)를 포함하고/거나 하나 이상의 탱크들 중 적어도 하나는 하나 이상의 이덕터를 포함하는데, 이러한 이덕터에 연결된 파이핑은 탱크의 하부 근처의 탱크의 벽에 관통되어 있다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 하나 이상의 다른 양태(들) 또는 구체예(들)와 조합하여, 이중 배출 루프를 포함하는 탱크를 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 추가로 제공한다.
본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 어떠한 다른 양태(들) 또는 구체예(들)와 조합하여, 슬러리 공급 컨테이너로부터 미가공 슬러리를, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 공급 모듈의 일부인 공급 탱크로 펌핑시키는 단계를 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 사용하는 공정을 추가로 제공한다. 본 발명의 장치는 미가공 슬러리를 배합 모듈에 제공하고, 슬러리를 배합하고, 슬러리를 글로벌 루프에 공급하는데 사용될 수 있고/거나(또는 본 발명의 공정은 이를 제공하는 하나 이상의 단계들을 추가로 포함할 수 있음), 배합된 슬러리를 하나 이상의 CMP 또는 다른 기기에 제공하는데 사용될 수 있고/거나(또는 이를 제공하는 단계를 포함), 슬러리를 분석 모듈 및/또는 다른 모듈/공정에 제공하는데 사용될 수 있다(또는 이를 제공하는 단계를 포함). 대안적으로 또는 추가로, 본 발명의 장치 및 공정은 화학적 배합물을 배합하는데 사용되거나 배합하고/거나, 화학적 배합물을 글로벌 루프에 제공하는데 사용되거나 제공하고/거나, 화학적 배합물을 하나 이상의 CMP 또는 다른 기기에 제공하는데 사용되거나 제공하고/거나 화학적 배합물을 분석 모듈 및/또는 다른 모듈/공정에 제공하는데 사용될 수 있거나 제공할 수 있다. 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치 및 그러한 장치를 사용하는 공정은, 단독으로 또는 본 발명의 하나 이상의 공정 단계와 임의의 조합으로, 슬러리 공급 컨테이너로부터 미가공 슬러리를 공급 탱크로 펌핑시키기 전에 및/또는 이와 동시에 소정 기간 동안 상기 슬러리 공급 컨테이너로부터 순환 루프에서 미가공 슬러리를 펌핑시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 하나 이상의 공정 단계와의 어떠한 조합으로, 공급 모듈에서 하나 이상의 펌핑 전에 미가공 슬러리를 스트레이너에 통과시키는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 하나 이상의 다른 공정 단계와 어떠한 조합으로, 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 공급 탱크로 상기 미가공 슬러리를 운반하기 전에 및/또는 이와 동시에 상기 슬러리 공급 컨테이너로부터 상기 미가공 슬러리를 여과하는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 본 발명은 슬러리를 공급 탱크로 운반하기 전에 슬러리 공급 컨테이너로부터 또는 이로 필터 루프에서의 상기 미가공 슬러리를 여과하는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 하나 이상의 다른 공정 단계와의 어떠한 조합으로, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 배합 모듈에서 미가공 슬러리에 대한 긴급 요청이 있는 경우에 공급 탱크를 우회하고 미가공 슬러리를 배합 모듈로 운반하는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다(공급 탱크에서 미가공 슬러리에 의해 충족될 수 없는 임의의 경우). 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 하나 이상의 다른 공정 단계와 조합하여, 공급 탱크로부터의 미가공 슬러리를 순환 루프를 통해 그리고 공급 탱크로 다시 순환시키는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 하나 이상의 다른 공정 단계와 조합하여, 배합 모듈이 슬러리를 배합하는 경우 공급 모듈의 순환 루프에서 슬러리의 적어도 일부를 배합 모듈로 운반하는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 하나 이상의 다른 공정 단계와 조합하여, 배합 모듈이 슬러리를 배합하지 않는 경우 공급 모듈에서 순환 루프로부터 슬러리의 배합 모듈로의 운반을 중단하고, 임의로 슬러리를 여과하면서 이를 순환 루프에서 순환시키는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 하나 이상의 다른 공정 단계와 조합하여, 슬러리가 배합 모듈로 운반되지 않는 경우에 순환 루프에서 슬러리를 여과하고, 슬러리가 배합 모듈로 운반되는 경우에 순환 루프에서 슬러리를 여과하지 않는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 하나 이상의 다른 공정과 어떠한 조합으로, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 하나 이상의 모듈(공급 및/또는 배합 및/또는 분배)로부터 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 분석하는(하나 이상의 분석 장치를 사용하여) 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 하나 이상의 다른 공정 단계와의 어떠한 조합으로, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 하나 이상의 모듈(공급, 및/또는 배합 및/또는 분배)로부터의 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 분석하기 전에 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 적어도 일부를 희석하는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공하고, 상기 희석하는 단계는 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 단일 희석 또는 이중 희석을 제공할 수 있다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 다른 하나 이상의 공정 단계와의 어떠한 조합으로, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 하나 이상의 모듈(공급 및/또는 배합 및/또는 분배)로부터 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 샘플 튜브를 통해 또는 샘플 루프를 통해 분석 모듈로 운반하는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. (샘플 루프의 사용은 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치로 회송시키는 추가의 단계를 포함하고, 이는 슬러리 및/또는 화학적 배합물이 분석 모듈로 운반되는 동일한 모듈로 (다시) 회송될 수 있다.) 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 하나 이상의 다른 공정 단계와의 어떠한 조합으로, 니들 밸브, 연동 펌프, 로터미터 및 희석 설비로 이루어진 군으로부터 선택된 한 개 이상의 설비를 사용사여 상기 분석 모듈에서의 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 유동 및/또는 희석을 제어하는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다.
본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 하나 또는 다른 공정 단계와의 어떠한 조합으로, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 하나 이상의 모듈(공급 및/또는 배합 및/또는 분배)로부터 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 분석 모듈로 운반하고; 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 분석하고; 임의로, 분석하기 전에 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 희석하고; 임의로, 슬러리 및/또는 화학적 배합물이 운반된 동일한 모듈일 수 있는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 모듈로 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 회송시키는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 대안적인 구체예에서, 슬러리 또는 화학적 배합물은, 장치에서 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 샘플이 운반되고(유도되고) 또는 대안적으로 드레인으로 보내지는 것에 상관없이, 분석 모듈로부터 분배 탱크에 회송될 수 있다. 본 발명은, 단독으로 또는 하나 이상의 다른 단계들과 조합하여, 분석 모듈 및/또는 분석 장치에 의한 분석을 위해 다중 모듈로부터 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 연속적으로 유도하는 단계를 포함하는 공정을 제공한다. 분석 모듈 또는 어떠한 분석 장치 또는 장치들의 어떠한 조합에 의해 이루어진 측정은 그러한 측정을 기초로 하여 장치가 행동을 취하도록 지시하는, 예를 들어, 장치에서 어떠한 모듈로부터 미가공 슬러리 및/또는 배합된 슬러리 및/또는 부분 배합된 슬러리 및/또는 하나 이상의 화학적 성분 스트림 및/또는 부분 배합된 화학적 배합물 및/또는 화학적 배합된 스트림을 폐기물 스트림으로 유도하거나, 슬러리를 하나 이상의 필터, 또는 다른 처리 수단으로 유도하거나, 배합 모듈에서의 조성을 배합 모듈에서의 유동 제어기를 조절함으로써 조절하거나, 배합 모듈로부터 분배 탱크에 계량된(적절한) 양의 하나 이상의 성분을 첨가하거나, 기술자에게 경보를 울리거나, 측정치가 본원에 기재된 허용가능한 범위 또는 다른 행동 내에 있는 경우 장치의 정상 작동을 계속하기 위한 제어기(컴퓨터)에 의해 이용될 수 있다.
본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 하나 이상의 다른 공정 단계와 조합하여, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 품질 제어 실시간 방식 조절 및/또는 기술자 알림을 제공하는 단계를 수행하기 위해 입도 분포 분석기로부터 얻어진 데이터를 단독으로 또는 슬러리 또는 화학적 배합물에 대해 측정된 다른 분석 데이터 중 하나 이상과 조합하여 사용하는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 입자 데이터 분포 분석기 및 어떠한 다른 분석 데이터는, 공급 모듈에서 측정하는 경우, 우수한 미가공 슬러리 배치를 좋지 않은 미가공 슬러리 배치(슬러리 입자의 입자 수 및/또는 입도 분포가 요망되는 규격 내에 있지 않음을 의미)와 구별하기 위해서 공급 모듈에서 공급 탱크로 및/또는 공급 모듈에서부터 배합 모듈로 미가공 슬러리의 운반을 위한 역치 제어를 제공할 수 있다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 하나 이상의 다른 공정 단계와 조합하여, 액체 입자 계수기 또는 입도 분포 분석기에 의해 미가공 슬러리를 분석하고, 슬러리를 공급 탱크 및/또는 배합 모듈로 운반하기 전에 소정의 허용가능한 범위에 대하여 결과를 체크하는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 분석기(들)가 단독으로 또는 배합 모듈에서 미가공 슬러리 또는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 측정과의 어떠한 조합으로 이용되는 경우, 이는 공정 변화를 최소화시키기 위한 방식으로 실시간 조절을 제공하는데 사용될 수 있다. 입도 분포 분석기 및/또는 다른 분석 장치로부터의 다른 측정에 의해 분배 모듈에서 슬러리 및/또는 화학적 배합물이 측정되는 경우, 이는 미가공 또는 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물이 슬러리 공급 컨테이너로부터 공급 탱크로 운반되거나 공급 모듈로부터 또는 슬러리 공급 컨테이너로부터 배합 모듈로 운반되거나, 배합 모듈로부터 또는 분석 모듈로부터 운반되거나 글로벌 루프로 그리고 분배 모듈 또는 배합 모듈로부터의 평탄화 또는 다른 기기로 운반되게 하기 전에 마지막 공정 제어 역치를 제공한다. 본 발명은 본 발명의 장치의 다양한 모듈로 또는 이를 통해 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 품질을 개선시키는 상기 방법들 중 하나 이상을 이용할 수 있다.
본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 하나 이상의 다른 공정 단계와의 어떠한 조합으로, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치에서의 하나 이상의 파이프에서 스트레이너에 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 통과시키는, 예를 들어, 유동 제어기, 펌프, 니들 밸브, 다른 제한 밸브 및 오리피스로 이루어진 군으로부터 선택된 한 개 이상의 설비의 상류에서 스트레이너에 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 유동시키는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 하나 이상의 다른 공정 단계와의 어떠한 조합으로, 유동 센서를 사용하여 유량을 측정하고, 측정된 유량을 사용하여 펌프 속도를 조절하고/거나 압력을 측정하고 순환 루프 또는 글로벌 루프에서 그러한 압력을 사용하여 펌프 속도를 조절하고/거나, 압력 센서를 사용하여 배압 제어기를 조절함으로써 순환 루프(글로벌 루프)를 통해 유동을 제어하는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공하고, 상기 배압 제어기는 분배 또는 공급 탱크 및/또는 슬러리 공급 컨테이너일 수 있는 순환 루프(또는 글로벌 루프)의 회송 지점 부근에 위치된다.
본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 하나 이상의 다른 공정 단계와의 조합으로, 하나 이상의 모듈(예를 들어, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 공급 및/또는 배합 및/또는 분배 및/또는 분석)에서 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 여과하는(하나 이상의 필터 부재, 예컨대, 임의로 필터 루프에서의 필터 또는 필터 뱅크 사용) 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 하나 이상의 다른 공정 단계와의 어떠한 조합으로, 개별적인 필터 루프에서 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 여과하고/거나 보다 강한 파이프 및 연결재의 외부로 루프를 구성하고/거나 필터가 인-라인인 경우에 보다 작은 공극을 지니는 필터 및/또는 더 높은 펌프 압력을 이용하는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공하고, 상기 필터 루프는 파이프 루프, 필터 루프 펌프, 및 파이프 루프와 유체 소통되는 하나 이상의 필터를 포함한다.
본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 하나 이상의 다른 공정 단계와의 어떠한 조합으로, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치에서 적어도 둘 이상의 성분 스트림을 배합하는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공하고, 상기 적어도 둘 이상의 성분 스트림은 미가공 슬러리, 물, 하나 이상의 성분, 물과 배합된 하나 이상의 화학적 성분, 부분 배합된 슬러리, 부분 배합된 화학적 배합물 스트림, 완전 배합된 슬러리 또는 완전 배합된 화학적 배합물 스트림으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 공정은 조합될 각각의 스트림의 측정된 양을 제공하는 유동 제어기를 통해 적어도 두 개의 스트림을 유동시키는 단계, 단일 스트림을 형성시키도록 적어도 두 개의 스트림을 조합하는 단계, 및 상기 단일 스트림을 펌프를 통해 유동시키는 단계를 포함하고, 임의로, 상기 단일 스트림을 형성시키는 상기 조합하는 단계는 상기 단일 스트림에서 펌프로의 유동 거리의 5피트 또는 2피트 또는 1피트 또는 6인치 이내로 펌프의 상류에서 발생한다. 상기 공정은 상기 미가공 슬러리 스트림을 상기 유동 제어기의 상류로 스트레이너를 거쳐 유동시키는 단계를 추가로 포함한다. 상기 공정에서는 상기 유동시키는 단계 및 상기 조합하는 단계가 세 개의 상기 성분 스트림을 조합함을 포함한다. 어떠한 상기 공정에서는, 상기 조합하는 단계 전에는 제 1 부분 배합된 슬러리 및/또는 제 1 부분 배합된 화학적 배합물 스트림을 형성시키는 상기 성분 스트림 중 적어도 두 개를 조합하는 제 1 단계가 있다. 상기 어떠한 공정에서, 상기 제 1 부분 배합된 스트림(슬러리 또는 화학적 배합물)은 상기 조합하는 단계에서 조합된다. 상기 어떠한 공정에서 조합하는 상기 제 1 단계 후이지만 상기 조합하는 단계 전에는 제 2 부분 배합된(슬러리 및/또는 화학적 배합물) 스트림 또는 완전 배합된(슬러리 및/또는 화학적 배합물) 스트림을 형성시키는 상기 성분 스트림 중 적어도 두 개를 조합하는 제 2 단계가 있고, 상기 조합하는 단계는 이에 따라서 조합하는 제 3 단계가 된다. 상기 어떠한 공정에서, 조합하는 상기 제 2 단계에서 조합된 적어도 두 개의 성분 스트림 중 하나는 상기 제 1 부분 배합된 슬러리 및/또는 제 1 부분 배합된 화학적 배합물이다. 상기 어떠한 공정에서, 조합하는 제 1 단계 또는 제 2 또는 제 1 및 제 2 또는 제 1, 제 2 및 제 3 단계는 상기 펌프의 상류에서 5피트 또는 2피트 또는 1피트 이내에 있다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 하나 이상의 다른 공정 단계와의 어떠한 조합으로, 상기 배합 모듈에서 상기 조합하는 제 1, 제 2 또는 제 3 단계 중 어느 하나에서, 또는 추가의 조합하는 단계(제 4 또는 제 5)에서 완전 배합된 슬러리 또는 완전 배합된 화학적 배합물을 조합하는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 어떠한 이러한 공정에서, 배합 모듈에서 배출되는 최종 배합된 슬러리 또는 최종 배합된 화학적 배합물은 완전 배합된 슬러리 또는 완전한 화학적 배합물 또는 추가의 완전 배합된 슬러리 또는 추가의 배합된 화학적 배합물일 수 있다. 배합 모듈에서 다른 성분 스트림과 조합된 배합된 슬러리 또는 배합된 화학적 배합물은 분석 모듈, 배합 모듈 및 분배 모듈 중 하나 이상으로부터 나올 수 있다. 상기 어떠한 공정에서, 배합된 슬러리 또는 배합된 화학적 배합물을 조합하는 상기 단계는 상기 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 여과하는 단계; 상기 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 분석하는 단계; 및 상기 분배 탱크에서 상기 배합 모듈로 상기 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 유도하는 단계로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 단계에 의해 진행될 수 있다. 이러한 스트림 중 1개, 2개 또는 3개 모두는 임의로 일정하고 제어된 유량으로 배합 모듈로 연속적으로 유도될 수 있다. 요망 시, 유동 제어기 또는 다른 밸브 또는 펌프는, 배합 모듈에서 다른 성분 스트림과 조합될 배합된 슬러리 또는 배합된 화학적 배합물의 일정한 유동을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 어떠한 이러한 공정에서, 어떠한 조합하는 단계 후에 배합된 스트림이 부분 배합된 슬러리 스트림 또는 부분 배합된 화학적 배합물 스트림(물 및/또는 미가공 또는 배합된 슬러리 또는 다른 성분들, 예를 들어, 물 및 미가공 또는 배합된 슬러리, 또는 미가공 또는 배합된 슬러리 및 하나 이상의 화학물질, 또는 둘 이상의 화학물질, 또는 화학물질 및 물과 임의로 배합된 하나 이상의 화학적 성분 스트림일 수 있음), 완전 배합된 슬러리, 또는 완전 배합된 화학적 배합물, 또는 추가의 완전 배합된 슬러리(이미 완전 배합된 슬러리의 스트림과 조합된 완전 배합된 슬러리의 성분임), 또는 추가의 완전 배합된 화학적 배합물 스트림(이미 완전 배합된 슬러리의 스트림과 조합된 완전 배합된 슬러리의 성분임)으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 다른 공정 단계의 어떠한 조합으로, 하나 이상의 원심 펌프, 또는 하나 이상의 다이어프램 펌프, 또는 하나 이상의 연동 펌프 또는 어떠한 조합의 펌프를 사용하여 공급, 배합, 분석 및 분배 모듈 중 적어도 하나에서 또는 하나의 모듈에서부터 적어도 하나의 다른 모듈로 파이프를 통해 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 펌핑시키는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다.
본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 다른 공정 중 어느 하나 또는 이의 어떠한 조합으로, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 하나 이상의 모듈(공급 및/또는 배합 및/또는 분배)에서 또는 이로부터 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 분석하는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공하고, 이는 하나 또는 다중의 인-라인 분석 모듈을 이용하여 발생될 수 있다. 그러한 분석은 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치 및/또는 이의 개별적인 모듈을 제어기에 의해 자동으로 또는 기술자에 의해 수동으로 제어함으로써 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 모니터링하고/거나 제어하는 단계에 사용될 수 있다. 한 가지 그러한 공정에서, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 다른 공정 단계와 조합하여, 상기 공정은 상기 배합 모듈로부터의 (추가의) 배합된 슬러리 또는 (추가의) 화학적 배합물의 적어도 일부를 상기 분석 모듈로 유동시키는 단계 및/또는 상기 분석 모듈로의 상기 유동 단계 전 또는 전 후에 상기 배합 모듈로부터 상기 (추가의) 배합된 슬러리 또는 (추가의) 화학적 배합물의 상기 적어도 일부를 필터와 같은 처리 수단으로 유동시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 공정은, 단독으로 또는 본원의 공정 단계들 중 어떠한 하나 이상과 조합하여, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 하나 이상의 분석 장치를 포함하는 분석 모듈로 유동시키고, 상기 슬러리 또는 화학적 배합물을 분석함을 추가로 포함한다. 본 발명의 공정은, 단독으로 또는 본원의 공정 단계들 중 어떠한 하나 이상과 조합하여, 상기 분석 장치에 의해 상기 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 분석에 대응하여 하나 이상의 성분을 상기 분배 탱크에 주입함을 추가로 포함한다. 본 발명의 공정은, 단독으로 또는 본원의 공정 단계들 중 어떠한 하나 이상과조합하여, 상기 배합 모듈에서 배합을 종료하고(배합이 발생하는 경우) 상기 배합 모듈로부터의 하나 이상의 성분을 상기 분배 탱크로 유동시킴으로써 상기 분석 장치에 의해 상기 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 분석에 대응하여 하나 이상의 성분을 상기 분배 탱크에 주입하고, 임의로, 분배 탱크가 화학적 배합물의 배합된 슬러리를 더 많이 요구하는 경우 주입을 종료하고(소정 기간 동안의 주입 이후일 수 있음) 배합을 재개함을 추가로 포함한다.
본 발명의 공정은, 단독으로 또는 본원의 공정 단계들 중 어떠한 하나 이상과 조합하여, 둘 이상의 성분 스트림을 스플릿 혼합기로 유동시킴으로써 슬러리 또는 화학적 배합물을 배합함을 추가로 포함한다.
본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 다른 공정 단계들 중 하나 또는 이들의 어떠한 조합으로, 배합 모듈로부터 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물(완전 배합된 슬러리 및/또는 완전 배합된 화학적 배합물 또는 추가의 완전 배합된 슬러리 및/또는 추가의 완전 배합된 화학적 배합물일 수 있음)을 분배 모듈로 펌핑시키거나 달리 운반하거나 유동시키는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공하고, 상기 분배 모듈은 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 수용하기 위한 분배 탱크를 포함하고, 상기 공정은 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 분배 탱크로부터 글로벌 루프를 거쳐 하나 이상의 CMP 또는 다른 기기로 펌핑시키거나 달리 운반하거나 유동시킴을 추가로 포함할 수 있다. 글로벌 루프 주위에서 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 펌핑시키는 공정은 글로벌 루프에서 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 적어도 일부를 하나 이상의 분배 탱크로 다시 운반하는 단계(바람직하게는, 장치가 사용 중인 경우에는 연속적이고, 슬러리 및/또는 화학적 배합물은 글로벌 루프에 존재함)를 추가로 포함할 수 있고, 상기 공정은 상기 글로벌 루프에서의 압력 및/또는 글로벌 루프에서 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 유량을 측정하고, 측정된 압력 및/또는 유량에 대응하여 펌프 및/또는 배압 제어기의 속도를 조절하여 글로벌 루프에서 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 유동을 조정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 장치는 측정된 압력 및/또는 유량 정보를 장치에 대한 제어기로 소통시킬 수 있고, 장치(제어기)는 글로벌 루프에서 측정된 배압 및/또는 분배 탱크에서 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 측정 수준을 기초로 하여, 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 배합하도록 배합 모듈을 지시하는 단계를 수행할 수 있거나, 배합 모듈이 배합하는 경우에는 배합 모듈에서 유동 제어기를 통해 유동을 비례해서 증가시키도록 유동 제어기를 지시할 수 있다.
본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 다른 공정 단계들 중 어느 하나와의 조합으로 또는 이들의 어떠한 조합으로, 제 1 및 제 2 분배 탱크 및/또는 제 1 및 제 2 펌프 및/또는 제 1 및 제 2 글로벌 루프를 포함하는 분배 모듈(이들 모두 또는 이들 중 일부는 어떠한 조합으로 직접적으로 유체 소통 될 수 있고/거나 제 1 및 제 2 분배 탱크 중 적어도 하나 또는 이 둘 모두는 배합 모듈 및/또는 분석 모듈과 직접적으로 유체 소통될 수 있음)을 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 제공하는 단계; 및 분배 모듈에서 제 1 분배 탱크에서 제 2 분배 탱크로 및/또는 제 1 펌프에서 제 2 펌프로 및/또는 제 1 글로벌 루프에서 제 2 글로벌 루프로 전환시키는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 공정은, 단독으로 또는 본 발명의 다른 공정 단계들 중 어느 하나와의 어떠한 조합 또는 이들의 조합으로, 제 1 및/또는 제 2 분배 탱크, 제 1 및 제 2 분배 펌프, 및 제 1 및 제 2 글로벌 루프를 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 제공하는 단계; 및 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 유동을 제 1 분배 탱크의 실패 또는 오염 시에 제 1 분배 탱크, 제 1 펌프, 및 제 1 글로벌 루프에서부터, 제 1 분배 탱크, 제 1 펌프 및/또는 제 1 글로벌 루프에 대응할 수 있는 제 제 2 분배 탱크, 제 2 펌프 및 제 2 글로벌 루프로 전환시키는 단계를 포함한다. 공정은, 단독으로 또는 본 발명의 다른 공정 단계들 중 어느 하나와의 어떠한 조합 또는 이들의 어떠한 조합으로, 제 1 및 제 2 분배 탱크, 제 1 및 제 2 분배 펌프, 및 제 1 및 제 2 글로벌 루프를 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 제공하는 단계; 및 제 1 분배 탱크로부터 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 제 1 펌프를 통해(그리고 이의 작용을 통해 및/또는 이에 의해) 제 1 글로벌 루프로 펌핑시키고, 제 2 분배 탱크로부터 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 제 2 펌프를 통해(그리고 이의 작용을 통해 및/또는 이에 의해) 제 2 글로벌 루프로 펌핑시키는 단계를 포함한다. 제 1 분배 탱크, 제 1 펌프 및 제 1 글로벌 루프를 거쳐 유동되는(펌핑되는) 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물은 제 2 분배 탱크, 제 2 펌프 및 제 2 글로벌 루프를 거쳐 유동되는(펌핑되는) 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물과 동일하거나 상이할 수 있다. 공정은, 단독으로 또는 본 발명의 다른 공정 단계들 중 어느 하나와의 어떠한 조합 또는 이들의 조합으로, 배합 모듈에서 하나 이상의 배합된 슬러리 및/또는 하나 이상의 화학적 배합물을 배합함을 추가로 포함할 수 있다. 공정은, 제 1 배합된 슬러리 및/또는 제 1 화학적 배합물을 배합하고 이를 제 1 펌프를 통한(이의 작용을 통해 및/또는 이에 의해) 펌핑을 위해 제 1 글로벌 루프를 거쳐 제 1 분배 탱크로 운반할 수 있고, 제 2 배합된 슬러리 및/또는 제 2 화학적 배합물을 배합하고 제 2 펌프를 통한(이의 작용을 통해 및/또는 이에 의해) 펌핑을 위해 제 2 글로벌 루프를 거쳐 제 2 분배 탱크로 운반할 수 있는 배합 모듈을 추가로 포함할 수 있다. 공정은 제 1 글로벌 루프 및/또는 제 2 글로벌 루프에 의해 제 1 및/또는 제 2 배합된 슬러리 및/또는 제 1 및/또는 제 2 화학적 배합물의 요청을 기초로 하여 제 1 및/또는 제 2 배합된 슬러리 및/또는 제 1 및/또는 제 2 화학적 배합물의 배합 모듈에 의해 배합 시간 및/또는 부피를 제어함을 추가로 포함할 수 있고, 이는 하나 이상의 탱크 수준 센서에 의해 측정된 변수 및/또는 제 1 또는 제 2 글로벌 루프에서 작동하는 하나 이상의 펌프의 속도 및/또는 하나 이상의 유동 센서에 의해 측정된 유량 및/또는 글로벌 루프에서 하나 이상의 압력 센서에 의해 측정되고 제어기와 소통되는 압력을 기초로 하여 장치의 제어기에 의해 제어될 수 있다. 제 1 및 제 2 배합된 슬러리 및/또는 제 1 및 제 2 화학적 배합물은 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 기재된 어떠한 구체예에서, 제 1 분배 탱크는 배합된 슬러리를 수용할 수 있고, 제 2 탱크는 화학적 배합물을 수용할 수 있다. 어떠한 상기 기재된 구체예에서, 장치는 단지 하나의 분배 탱크와 하나 이상의 글로벌 루프를 포함할 수 있는데, 각각의 글로벌 루프는 자체에 펌프를 포함할 수 있다. 어떠한 상기 기재된 구체예에서, 하나 이상의 분배 탱크는 내부에 하나 이상의 화학적 배합물을 포함할 수 있다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 다른 공정 단계들 중 어느 하나와의 어떠한 조합 또는 이들의 어떠한 조합으로, 분배 모듈에서 배합된 슬러리에 대한 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치로부터의 요청에 대응하여 미가공 슬러리를 공급 탱크 및/또는 배합 모듈(슬러리 공급 컨테이너에서부터 공급 탱크 우회하면서 배합 모듈까지일 수 있음)에 공급하는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 다른 공정 단계들 중 어느 하나와의 어떠한 조합 또는 이들의 어떠한 조합으로, 글로벌 루프와 유체 소통되는 CMP 또는 다른 기기에 의해 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 소비(사용)의 증가 또는 감소에 대응하여(글로벌 루프에서 유동 및/또는 압력 센서 및/또는 펌프 속도에 의해 측정하는 경우) 글로벌 루프 공급 펌프의 속도를 증가시키거나 감소시키는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 다른 공정 단계들 중 어느 하나와의 어떠한 조합 또는 이들의 어떠한 조합으로, 적어도 하나의 분배 탱크에서의 레벨 센서가 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물에 대한 증가되거나 감소된 필요성을 지시하는 경우에, 배합 모듈에서 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 더 많이 또는 더 적게 배합하거나, 배합 모듈에서 배합을 시작하거나 중단하는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 다른 공정 단계들 중 어느 하나와의 어떠한 조합 또는 이들의 어떠한 조합으로, 배합 모듈이 증가되거나 감소된 양의 미가공 슬러리를 소비하는 경우, 순환 루프에 대한 공급 모듈 펌프 속도를 증가시키거나 감소시키는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 하나 이상의 다른 공정 단계와의 어떠한 조합으로, 슬러리 및/또는 화학적 배합물이 글로벌 루프에 공급되는 경우, 공급 모듈 및/또는 배합 모듈 및/또는 분배 모듈 및/또는 분석 모듈이 대부분의 파이프, 탱크, 및 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 다른 부분 및 설비를 통해 적어도 일부의 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 연속적으로 운반하도록(및/또는 순환시키고/거나 배합하고/거나 분석하도록) 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 작동시키는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. (대부분의 파이프, 탱크 및 다른 부분들은, 사용되지 않거나 온-라인인 여분의 모듈 또는 부분을 제외하고, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 거치는 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 유동되는 전체 직선 거리의 50% 이상, 또는 75% 이상, 또는 90% 이상, 또는 95% 이상(탱크 또는 설비를 거치는 최단 거리를 측정)을 의미함.) 본 발명의 공정은 배합 모듈이 배합을 중단하는 경우에도, 공급 모듈에서의 순환 루프에서 미가공 슬러리를 계속 순환시키고, 분배 모듈에서의 하나 이상의 글로벌 루프에서 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 계속 순환시키는 단계를 추가로 포함한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 하나 이상의 다른 공정 단계들과의 어떠한 조합으로, 이덕터에 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 통과시킴으로써 탱크로 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 유동시키는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 다른 공정 단계들 중 하나 이상과 조합하여, 장치가 작동 중이고 슬러리 또는 화학적 배합물이 특정 수준으로 또는 그 초과로 분배 및/또는 공급 탱크에 존재하는 경우에, 글로벌 루프 또는 순환 루프로부터 탱크로 유체를 계속 회송시키는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 하나 이상의 공정 단계들과의 어떠한 조합으로, 배압 제어기를 사용하여 순환 루프(글로벌 루프 포함)에서 압력을 제어함을 포함하는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 다른 공정 단계들 중 어느 하나와의 어떠한 조합 또는 이들의 어떠한 조합으로, 순환 루프(글로벌 루프 포함)를 거쳐 각각의 탱크 하부에서 배출 개구부로부터 탱크로의 회송 파이프로 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 운반하고/거나 탱크 내부의 회송 파이프의 단부에 위치된 하나 이상의 이덕터로부터 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 유동시키는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 어떠한 구체예에서, 각각의 순환 루프는 슬러리의 해로운 침전 및/또는 화학적 배합물의 성분의 분리가 발생하지 않도록 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 실질적으로 연속적인 또는 거의 연속적인 혼합 및 이동을 가능하게 한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 다른 양태(들) 또는 구체예(들)와 조합하여, 탱크의 하부에서의 배출 개구부로부터 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 이중 라인 배출 루프로 유동시키는 단계 및/또는 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 펌프로 유동시키는 추가의 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다.
본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 하나 이상의 공정 단계와 조합하여, 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 적어도 일부를 분석 모듈로 유도하는데 임의로 사용될 수 있는 제한 오리피스 및 3-방향 밸브를 사용하여 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 적어도 일부의 유동을 재유도하는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다.
본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 하나 이상의 공정 단계와 조합하여, 분배 탱크로부터의 슬러리 또는 화학적 배합물을 하나 이상의 압력 용기 부재(각각의 압력 용기 부재는 하나 이상의 압력 용기를 포함함)로 펌핑시키는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 하나 이상의 공정 단계와 조합하여, 하나 이상의 압력 용기 부재(하나 이상의 압력 용기)를 압력 조정기 및 압축 가스 공급원으로의 연결부를 통해 일정한 상승된 압력하에 유지시키는 단계를 포함하는 공정을 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 하나 이상의 공정 단계와 조합하여, 상기 하나 이상의 압력 용기 부재(하나 이상의 압력 용기)가 하나 이상의 글로벌 루프에 슬러리 또는 화학적 배합물을 연속적으로 공급하는 경우, 하나 이상의 압력 용기 부재(하나 이상의 압력 용기)의 압력보다 큰 압력에서 분배 탱크로부터의 슬러리 또는 화학적 배합물을 연속적으로 펌핑시켜 슬러리 또는 화학적 배합물을 하나 이상의 압력 용기 부재에 연속적으로 공급함을 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 본 발명의 어떠한 하나 이상의 공정 단계와 조합하여, 하나 이상의 글로벌 루프에 슬러리 또는 화학적 배합물을 공급하기 위해 분배 모듈에서 제 1 펌프에 의한 공급으로부터 제 1 압력 용기 부재로, 제 2 펌프에 의한 공급으로부터 제 2 압력 용기 부재로 전환시키는 것을 추가로 제공하고, 바람직하게는 제 1 펌프 및 제 1 압력 용기 부재는 제 2 펌프 및 제 2 압력 용기 부재와 동일한 글로벌 루프를 공급한다.
도 1a, 1b 및 1c는 공급 모듈, 배합 모듈, 분석 모듈 및 분배 모듈 중 하나 이상을 포함하는 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 한 가지 구체예이다. 도 1a는 공급 모듈의 한 가지 구체예를 도시한 것이다. 도 1b는 각각의 배합 모듈 및 분석 모듈의 한 가지 구체예를 도시한 것이다. 도 1c는 분배 모듈의 한 가지 구체예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치에 유용한 공급 모듈의 대안적인 구체예이다.
도 3은 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치에 유용한 배합 모듈의 대안적인 구체예이다.
도 4는 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치에 유용한 분석 모듈 및 분배 모듈의 일부가 또한 도시된 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치에 유용한 배합 모듈의 대안적인 구체예이다.
도 5는 배합 모듈 및 분석 모듈 및 관련 파이핑의 대안적인 구체예를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치에 유용한 분배 모듈의 대안적인 구체예를 도시한 것이다.
도 7은 공급 탱크 또느 분배 탱크로서 본 발명의 장치 및 방법에 사용될 수 있는 탱크의 상면도를 도시한 것이다.
도 8은 도 7의 Y-Y' 선을 따라 취해진 탱크의 횡단면도를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명에 유용한 이덕터이다.
도 10은 본 발명에 유용한 스트레이너이다.
도 11은 분석 패키지 및 분석 모듈로의 샘플 루프를 포함하는 인-라인 분석 모듈을 도시한 것이다.
도 12는 분석 장치를 포함하는 인-라인 분석 모듈을 도시한 것이다.
도 13은 분석 장치 및 슬러리 및/또는 화학적 배합물 샘플의 단일 희석을 포함하는 인-라인 분석 모듈을 도시한 것이다.
도 14는 분석 장치 및 슬러리 및/또는 화학적 배합물 샘플 두 희석을 포함하는 인-라인 분석 모듈을 도시한 것이다.
도 15는 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 희석을 지니는 인-라인 분석 모듈에 유용한 희석 설비를 도시한 것이다.
도 16은 탱크의 하부로부터의 이중선 배출 루프를 도시한 것이다.
도 17은 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치에 유용한 배합 모듈, 분석 모듈 및 분배 모듈의 일부의 대안적인 구체예를 도시한 것이다.
도 18은 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치에 유용한 배합 모듈의 스플릿 혼합기의 구체예를 도시한 것이다.
도 19는 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치에 유용한 분배 모듈 부분의 대안적인 구체예를 도시한 것이다.
예시적인 구체예에 대한 이러한 설명은 전체 기재된 설명의 일부로 고려되는 첨부된 도면과 함께 읽도록 의도된 것이다. 본원에 개시된 구체예의 설명에서, 방향 또는 배향에 대한 어떠한 언급은 단지 설명의 편의를 위해 의도된 것이고, 본 발명의 범위를 제한할 수 없다. "하단", "상단", "수평", "수직", "~상에", "~하에", "위", "아래,", "상부" 및 "하부"과 같은 상대어뿐만 아니라 이들의 파생어(예, "수평으로", "아래로", "위로" 등)는 논의 하에 추가로 기재되거나 도면에서 도시된 배향을 지칭하도록 해석되어야 한다. 이러한 상대어는 단지 설명의 편의를 위한 것이며, 달리 명시되지 않는 한, 장치가 특정 배향으로 구성되거나 작동해야 하는 것은 아니다. "부착된", "고정된", "연결된" 및 "상호연결된"과 같은 용어는 달리 분명하게 기재되지 않는 한, 구조가 서로 직접적으로 또는 중간 구조물을 통해 간접적으로 고정되거나 부착된 관계뿐만 아니라 움직이거나 견고한 부착 또는 관계를 지칭하는 것이다. 구조/부품 사이의 관계를 기재하는 것으로 본원에서 사용되는 용어 "인접한"은 각각의 구조/부품 사이의 직접적인 접촉과 각각의 구조/부품 사이의 다른 중간 구조/부품의 존재 둘 모두를 포함한다. 더욱이, 본 발명의 특징 및 이점은 바람직한 구체예를 참조로 하여 예시된다.
이에 따라서, 본 발명은, 단독으로 또는 특징들의 다른 조합으로 존재할 수 있는 특징들의 일부 가능한 비-제한적인 조합을 예시하는 그러한 바람직한 구체예로 분명히 제한되지 않아야 하고; 본 발명의 범위는 본원에 첨부된 특허청구범위에 의해 한정된다.
본원에 그리고 특허청구범위에서 사용되는 용어 "~을 포함하는"은 포괄적이거나 확장가능한 것이며, 추가의 언급되지 않은 요소들, 조성 성분들, 또는 방법 단계들을 배제하는 것이 아니다. 이에 따라서, 이 용어는 보다 제한적인 용어인 "~을 필수적으로 포함하여 구성되는" 그리고 "~로 구성되는"을 포함한다. 따라서, 이러한 확장가능한 용어의 어떠한 사용은, 분명하게 언급되지 않을 수 있지만, "~을 필수적으로 포함하여 구성되는" 및 "~로 구성되는"을 포함하는 것으로 읽혀질 수 있다.
본원에 사용되는 용어 "라인", "파이핑", "파이프", "튜브", 및 "튜빙"은 교체가능하게 사용되며, 액체(슬러리 포함), 및/또는 기체 물질 및 이들의 조합물을 운반하기 위해 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 유동관의 어떠한 유형, 크기, 또는 형태를 지칭한다. 추가로, 상기 용어들은 내부에 설치된 인-라인 장치를 또한 지닐 수 있거나 지니지 않을 수 있는 다중 파이프 섹션을 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있으며, 상기 장치들에는 펌프, 유동 센서, 압력 센서, 밸브, 및 장치 등이 포함된다. (용어 "인-라인"은 하나 이상의 장치가 서로 유체 소통됨을 의미한다. 용어 "오프-라인"은 장치가 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 어떠한 모듈과 유체 소통되지 않고, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치와 분리되어 있음을 의미한다. 대안적으로, 인-라인 장치는 장치에 및/또는 장치로부터 유체 소통되는 밸브가 폐쇄되고/거나 스트림의 유동을 장치로부터 외부로 유도하는 우회 라인이 개방되는 경우, 예를 들어, 그러한 부분이 손상되거나 교체되는 경우, 인-라인 장치는 일시적으로 오프-라인이 될 수 있다.) 파이프가 서로 또는 본 발명의 다른 부재들, 예컨대, 펌프, 필터, 모듈 등에 연결되는 경우, 용어 "유체 소통되는"은 "연결되는"을 대신할 수 있고, 그 반대도 그러하지만, 연결은 직접적이거나 간접적일 수 있다. 다르게 기재되는 곳을 제외하고, 본 출원의 대부분의 곳에서, 라인, 파이핑 및 튜빙의 사용은 1/8 인치 내지 1 인치의 외직경을 지니는 퍼 플루오로 알콕시(per fluoro alkoxy: PFA), 스테인리스 강(stainless steel: SS) 또는 폴리에틸렌(polyethylene: PE) 튜빙을 지칭할 수 있다. 유용한 튜빙은 Entegris, Finger Lakes Extrusion, Swagelok, Cardinal, Marco Tubing 및 Valex로부터 시중에서 구입가능하다. 튜빙간의 연결은 튜브들에 대하여 상기 기재된 물질과 동일한 물질로부터 제조될 수 있으며, 이는 또한 시중에서 구입가능하다. 장치가 매우 높은 pH(예, 10 초과) 또는 매우 낮은 pH(예, 4 미만)를 지니는 슬러리 또는 화학적 배합물을 배합할 예정인 경우, 매우 높거나 매우 낮은 pH를 지니는 화학 물질들을 접촉할 장치의 부품들은 테플론-코팅된 부품, 예를 들어, 파이프, 튜빙, 탱크, 밸브 등일 것이다. 그러한 부품들은 상기 기재된 공급업체와 동일한 공급업체로부터 구입가능하다.
달리 명시되거나 문맥으로부터 명확하지 않는 한, "슬러리"에 대한 어떠한 언급으로는 미가공 슬러리, 배합된 슬러리, 완전 배합된 슬러리, 추가의 배합된 슬러리, 또는 이미 배합된 슬러리가 포함된다. 달리 명시되지 않는 한, "배합된 슬러리"에 대한 어떠한 언급으로는 배합된 슬러리, 완전 배합된 슬러리, 추가의 배합된 슬러리, 또는 이미 배합된 슬러리가 포함된다. 달리 명시되거나 문맥으로부터 명확하지 않는 한, "화학적 배합물"에 대한 어떠한 언급으로는 화학적 배합물, 완전 배합된 화학적 배합물, 추가의 배합된 화학적 배합물 또는 이미 배합된 화학적 배합물이 포함된다. 배합된 슬러리 및 완전 배합된 슬러리는 동일한 것을 지칭한다. 화학적 배합물 및 완전 배합된 화학적 배합물은 동일한 것을 지칭한다.
장치에서의 솔레노이드 매니폴드를 보다 견고하게 만들기 위하여, 통상의 금속 연결재는 가압된 공기의 솔레노이드 매니폴드로의 공급하기 위한 폴리머 튜빙을 연결하기 위해, 그리고 솔레노이드 매니폴드로부터 압축 공기의 회송 튜빙을 연결하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명은 그러한 솔레노이드 매니폴드를 사용하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 제공한다.
본원에 그리고 특허청구범위에 사용되는 용어 "필터 부재"는 하나 이상의 하우징에서 하나 이상의 필터를 포함한다. 용어 "필터 뱅크"는 단일 하우징에서 하나 이상의 필터, 직렬의 하나 이상의 필터 또는 필터 뱅크 또는 병렬 배열의 하나 이상의 필터를 기재하기 위해 사용되는데, 이는 적어도 두 개의 필터 또는 적어도 두 개의 필터 뱅크가 존재한다는 것을 의미하고, 이들 각각은 적어도 하나의 필터 또는 적어도 하나의 필터 뱅크의 상류와 하류에 개별 라인, 및 적어도 하나의 필터 또는 적어도 하나의 필터 뱅크의 상류 또는 하류, 바람직하게는 적어도 상류, 더욱 바람직하게는 상류와 하류에 적어도 하나의 밸브를 지니고, 각각의 적어도 두 개의 필터 또는 필터 뱅크 중 적어도 하나에 대한 개별 라인은 적어도 동일한 상류 라인 및 임의로 병렬 필터 또는 필터 뱅크 하류에서 동일한 라인과 유체 소통된다. 밸브는 필터의 분리를 가능하게 하여 이들이 오프-라인으로 되거나 바꿔질 수 있게 한다. 필터 부재는 또한 필터 루프에 필터 또는 필터 엘리먼트를 포함할 수 있고, 여기서 필터 루프는, 직렬 또는 병렬 배열일 수 있는 적어도 하나의 필터 또는 필터 뱅크 및 펌프를 포함한다. 필터 뱅크는 밀접하게 연결된 둘 이상, 예를 들어, 2개 내지 5개의 필터이고, 단일 필터 하우징에 있을 수 있다.
도 1a, 1b 및 1c를 참조하면, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 모듈(100), 배합 모듈(200), 임의의 분석 모듈(300) 및 분배 모듈(400)을 포함하는 본 발명의 한 가지 구체예에 따른 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치(20)가 도시되어 있다. 대안적으로, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는 단독으로 또는 어떠한 조합으로 하기 기재된 각각의 모듈 또는 모듈의 양태들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치는, 특히, 화학적 배합물 공급 장치(공급 모듈이 없음을 의미)인 경우, 배합 모듈, 분배 모듈 및 임의의 분석 모듈을 포함할 수 있다.
다수의 시중에서 구입가능한 슬러리의 경우에, 슬러리는 최소 유량으로 이동이 유지되어야 한다. 그렇지 않은 경우, 중력이 슬러리 및/또는 화학적 배합물 입자를 현택액으로부터 떨어지게 할 것이다. 튜브를 거치는 최소 유량은 슬러리 입자의 유형에 좌우되며, 이들 중 일부는 0.2 ft/sec 초과, 다른 것들은 2.5 내지 10 ft/sec, 그리고 또 다른 것들은 약 3.5 +/- 1 ft/sec일 수 있다. 본 발명의 장치는, 다량의 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 이동 및 슬러리 입자의 현탁을 유지하고, 미가공 슬러리인 경우 배합할 준비가 되거나, 이미 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물인 경우 CMP 또는 다른 기기에 의해 사용할 준비가 된 펌프, 순환 루프, 탱크, 파이프, 밸브 및 이덕터를 포함한다. 장치는 레벨 센서, 압력 센서 및 유동 센서를 통하는 수단, 및 펌프 속도를 제어하는 제어기, 밸브 개구부 및 제조 요청에 대응하는, 즉, CMP 기기에 의해 요구되는 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 전달하고 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 제조하는 유동 제어기를 추가로 포함한다. 추가로, 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는, 규격 외의 다량의 슬러리 및/또는 화학적 배합물이 제조되기 전에 어떠한 조절이 이루어질 수 있도록 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 규격(또는 특징)이 요망되는 범위 내에 있음을 보장하기 위해 주기적으로 또는 연속적으로 그리고 신속하게 체크하는 분석 기기(또한 분석 장치로 지칭됨)을 포함하는 하나 이상의 인-라인 분석 모듈을 포함한다. 분석 모듈은 하나 이상의 분석 장치 및 분석 모듈로의 그리고 분석 모듈로부터의 파이핑을 포함할 수 있다. 용어 분석 패키지 및 분석 모듈은 서로 교체가능하게 사용될 수 있다. 추가로, 본 발명은, 요망되는 입도를 지니는 규격 내의 배합된 슬러리의 다량(또는 필요에 따른) 공급이 제조 시에 CMP 기기에 의해 사용할 준비가 되도록 너무 큰(규격 외의) 슬러리 입자를 제거하고, 최대 허용가능한 입자 초과의 어떠한 입자를 안에 지니지 않는 규격내의 화학적 배합물의 대량 공급이 화학적 배합물을 필요로 하는 기기에 의해 사용할 준비가 되도록 화학적 배합물의 최대로 허용가능한 크기 초과의 어떠한 입자(불순물)을 제거하기 위한 하나 이상의 인-라인 필터 부재를 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 제공한다.
슬러리 공급 모듈(100)은 도 1a 및 2를 참조로 하여 기재될 것이다. 슬러리 공급 모듈(100)은 하나 이상의 슬러리 공급 컨테이너(30A, 30B)로부터 슬러리를 제거하기 위한 적어도 하나의 슬러리 운반 펌프(31)를 포함한다. 슬러리 공급 모듈(100)은, 공급 컨테이너(30A, 30B)로부터 하나 이상의 슬러리 운반 펌프(31)(하나만 도시됨)에 의해 제공된 석션에 의해 제거되는 미가공 슬러리를 수용하기 위한 하나 이상의 슬러리 운반 펌프와 유체 소통되는 슬러리 공급 탱크 또는 공급 탱크(80)(하나만 도시됨)로도 지칭되는 하나 이상의 미가공 슬러리 데이 탱크를 추가로 포함한다. 슬러리 공급 모듈(100)은 하나 이상의 슬러리 공급 컨테이너(30A, 30B)로부터 미가공 슬러리를 유도할 수 있다. 전형적으로, 미가공 슬러리는 드럼(drum) 또는 토트(tote)에 공급된다. 드럼은 전형적으로 55갤론을 수용하고, 토트는 300갤론을 포함하므로; 슬러리 공급 컨테이너는 전형적으로 55 내지 300갤론이지만, 슬러리 공급 컨테이너는 임의의 크기일 수 있다. 용어 "슬러리 공급 컨테이너"가 본원에 사용되지만, 컨테이너는 드럼 또는 토트 또는 다른 유형 또는 크기의 컨테이너일 수 있음을 이해해야 한다. 전형적으로, 슬러리 공급 컨테이너는 상부에만 개구부를 지니므로 전형적으로 슬러리 공급 컨테이너로부터 슬러리를 끌어올릴 수 있는 펌프를 필요로 하게 된다. 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치(20)의 슬러리 공급 모듈(100)은, 전형적으로 슬러리 공급 컨테이너(30A, 30B)의 상부에서 개구부를 통해 컨테이너로 부착되거나 달리 위치되는 하나 이상의 파이프 또는 연결부(29A, 29B)를 포함한다. 파이프 또는 연결부(29A, 29B), 파이프의 단부에 위치된 파이프의 개구부(슬러리가 파이프에 들어가는 곳)가 슬러리 공급 컨테이너(30A 및 30B)의 하부에 또는 바로 위에(예를 들어, 그 위로 1인치 또는 그 미만 또는 3인치 이내로) 위치되도록 사이징된다. 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 컨테이너(30A, 30B)는 바람직하게는 가압되지 않고, 대기압에 있으며, 슬러리가 컨테이너로부터 유도됨에 따라서 펌프가 컨테이너(30A, 30B) 내부에서 진공을 발생시키지 않도록 대기로 개방될 수 있다. 컨테이너는 인-라인 슬러리 컨테이너로 여과된 더스트-비함유(세정) 공기의 유동을 가능하게 하는 임의의 필터 스크린(미도시)을 상부에 지니는 뚜껑을 지닐 수 있다. 추가로, 도 1a에 도시된 바와 같이, 라인(29A, 29B)에는, 슬러리 공급 컨테이너에 존재할 수 있거나 이로 떨어질 수 있는 어떠한 데브리(debris)를 포집할 수 있는 스트레이너 부품(39A, 39B)이 있다. 스트레이너 부품의 한 가지 구체예는 도 10에 보다 상세하게 도시된다.
도 10은, 도 1a에 도시된 바와 같은 공급 모듈에서 라인(29A 및 29B)에 연결되고 사용될 수 있는 하우징(1210)에서의 필터(1211)를 도시하기 위해 내부가 보이는 스트레이너 부품(1200)의 한 가지 구체예를 도시한 것이다. 대안적으로, 추가로, 하나 이상의 스트레이너 부품은 장치의 어떠한 모듈들(배합, 분석, 분배) 중 하나 이상에서 하나 이상의 라인에 연결되고 사용될 수 있다. 스트레이너 부품은 데브리를 포집하는 스트레이너, 필터, 네팅(netting) 또는 메쉬를 포함하고, 바람직하게는 비교적 저해되거나 제한되지 않은 유동을 가능하게 하는 충분히 큰 메쉬, 필터 또는 다른 개구 크기 및 부품의 유동 면적 및/또는 유동 부피를 지니는데, 이는 비교적 작은 압력 강하(예, 1psi 미만)만이 스트레이너 부품을 통과한다는 것을 의미한다. 추가로, 스트레이너 부품(1200)은, 스트레이너 부품(1200)으로 그리고 이를 거치는 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 유동을 가능하게 하고 스트레이너 부품에 연결된 동일한 길이(L)의 튜빙의 유동 면적 및 유동 부피보다 클 수 있는 유동 면적 및 유동 면적을 한정하는 하우징(1210)을 포함할 수 있다. 스트레이너 부품은 스트레이너 부품(1200)으로 그리고 이로부터 유체를 운반하는 파이프(도 10에는 미도시)에 각각 연결된 유체 유입구(1215) 및 유체 유출구(1216)를 포함한다. 도시된 바와 같은 스트레이너 부품(1200)은 실린더 모양의 필터(1211) 및 임의의 하나 이상의 내부 유동 유도기(1212)를 추가로 포함하고, 상기 내부 유동 유도기(1212)는 필터(1211)를 거쳐 유체 유출구(1216)를 거쳐 그리고 스트레이너 부품(1200) 하류의 파이프로 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 유동을 유도한다. 도시된 바와 같이, 스트레이너 부품(1200)은 필터(1211)가 연장될 수 있는 트랩(1213)을 닌다. 트랩(1213)은 또한 유체 유입구(1215)를 통과하지만 필터(1211)를 통과하지 않는 슬러리 및/또는 화학적 배합물에 존재하는 어떠한 데브리를 세정하기 위한 나삿니의 소제구 캡(1214) 및 (더 큰) 데브리를 수용하는 공간을 제공한다.
본 발명의 한 가지 양태에서, 본 발명은 하나 이상의 임의의 스트레이너 부품을 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 제공한다. 스트레이너 부품은 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 어떠한 구체예에서 모듈들 중 어느 하나 이상에 사용될 수 있다. 공급 탱크로의 펌핑으로부터 슬러리 공급 컨테이너로 떨어질 수 있는 데브리를 방지하기 위해서는 공급 모듈(100)에서 슬러리 운반 펌프(31) 전의 라인에 스트레이너 부품을 추가하는 것이 유리하다. 또한, 슬러리 공급 컨테이너에서 형성되고 슬러리에 존재할 수 있는 어떠한 응집된 입자를 파쇄하거나 포집하기 위한 수단을 제공하는 추가의 이점이 제공된다. 후자의 이유로는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물에 존재할 수 있는 어떠한 더 큰 입자를 포집하기 위해서는 장치(20)에서 어떠한 하나 이상의 다른 라인에서 스트레이너 부품에 추가되는 것이 유리할 수 있기 때문이다. 현재 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치에는 매끄러운 파이프 및 피팅이 사용되고, 사용되지 않은 것들은 순환 루프에 대해 바람직하게 갯수 및 크기가 감소되고/거나 제거되지만, 굽은 곳, 접합부 및 사용되지 않은 곳에서 응집된 입자가 형성될 수 있는 것이 여전히 가능하다. 그러한 이유로, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 하나 이상의 모듈들 사이의 파이프에 또는 하나 이상의 모듈의 하나 이상의 파이프에 하나 이상의 스트레이너 부품을 추가하는 것이 유리하고 바람직하다. 스트레이너 부품은 제한되거나 좁은 개구부를 지니는 연결부 또는 특징부의 상류에, 예컨대, 유동 제어기(특히, 배합 모듈 또는 분석 모듈에서), 및 니들 밸브 등의 전에, 및/또는 하나 이상의 센서 또는 하나 이상의 분석 장치 전에 존재하는 경우가 특히 유리하다. 스트레이너 부품은 슬러리 및/또는 화학적 배합물에 존재하는 어떠한 더 큰 입자를 제거함으로써 장치에서 어떠한 작은 오리피스를 플러깅하는 것을 방지하도록 돕는다. 스트레이너 부품에 사용되는 필터 또는 메쉬는 바람직하게는 0.050 내지 1.2 밀리미터 (mm)의 매쉬 크기 또는 0.1 내지 0.9 mm 또는 0.4 내지 0.6 mm의 메쉬 크기를 지닌다. 장치(20)에서 하나 이상의 스트레이너 부품은 6개월 내지 1년마다 세척되거나 교환되고(제거되고 교체되고), 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 특징에 좌우하여 종종 더 많이 또는 더 적게 교환될 수 있는 것이 바람직하다.
슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치의 대안적인 구체예에서, 튜빙의 단면적으로 삽입되는 간단한 스트레이너 또는 평판형 필터가 스트레이너 부품으로 사용될 수 있지만(비록 덜 바람직하지만), 간단한 스트레이너, 또는 평판형 필터 등이 연결된 상류와 하류의 파이프보다 큰 단면적을 지니는 튜브의 단면적으로 장착되는 경우에 스트레이너 부품으로서 사용될 수 있는 것이 더 바람직한 것은 아니다. 도 10에 도시된 것과 유사한 스트레이너 부품은 예를 들어, IPEX로부터 시중에서 구입가능하다.
희석되지 않은 고농도 슬러리를 각각 함유하는 두 개의 슬러리 공급 컨테이너(30A, 30B)는 파이프(29A, 29B)를 통해 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치(20)에 연결되거나 적어도 유체 소통되는 것으로 도 1a에 도시되어 있다. 밸브를 통해(미도시), 단지 하나의 슬러리 공급 컨테이너가, 대안적인 구체예이지만, 하나 이상의 슬러리 운반 펌프 또는 견고한 슬러리 운반 펌프로 한번에 펌핑되지만, 다중 컨테이너가 동시에 펌핑될 수 있다. 도시된 바와 같이, 석션 및 파이핑(29A, 28, 27)을 통해 슬러리 운반 펌프(31)는 컨테이너(30A)로부터 슬러리를 데이 탱크(공급 탱크)(80)로 운반한다. 슬러리 운반 펌프(31)가 슬러리 공급 컨테이너(30A)로부터 슬러리를 운반하는 경우, 라인(29B)에는 폐쇄된 밸브(미도시)가 있고, 라인(29A)에는 개방된 밸브(미도시)가 있다. 공급 모듈은 슬러리 운반 펌프(31)로부터 다시 컨테이너(30A)로 방출시키는(즉, 슬러리 공급 컨테이너(30A)로부터 유도된) 순환을 위한 순환 루프를 형성시키기 위해서 슬러리 공급 컨테이너(30A)로의 임의의 순환 또는 회송 파이핑(32A)을 지닐 수 있다. 순환 루프는 파이핑(29A), 펌프(31) 및 회송 파이핑을 포함한다. 새로운 컨테이너가 라인 상에 오는 경우, 슬러리의 유체 중에 입자를 분산시키기 위해 슬러리를 순환 루프를 거쳐 소정 기간 동안 순환시키는/재순환시키는 것이 바람직하다. 소정 기간 후에, 순환 루프는 회송 파이핑(32A)에서 밸브(미도시)를 통해 그리고 파이프(27)에서 임의의 밸브(미도시)를 개방함으로써 폐쇄되고, 슬러리 공급 컨테이너로부터 펌핑되는 슬러리는 이후 데이 탱크(800)로 운반된다. 대안적으로, 파이프(32A 및 27)에서 밸브(미도시)를 부분적으로 개방하고 폐쇄함으로써, 일부 슬러리는 순환 루프에서 순환될 수 있고, 일부는 공급 탱크(80)로 운반될 수 있다. 대안적으로, 도시되지는 않았지만, 슬러리를 데이 탱크(공급 탱크)(80)로 운반하기 위해 온라인으로 제조하는 때에 슬러리를 컨테이너로부터 그리고 다시 컨테이너로 순환시키는 개별 펌프 및 순환 루프가 제공될 수 있다. 슬러리 공급 컨테이너로부터 슬러리를 순환시키기 위한 개별 펌프 및 순환 루프를 지님으로써, 요망 시, 동시에 순환 펌프를 사용하여 하나 이상의 슬러리 공급 컨테이너에서 슬러리를 순환시키고 공급 펌프를 사용하여 공급 탱크로 슬러리를 운반하는 것이 가능하다. 추가로, 컨테이너(30A 및 30B)는 라인(32A 및 32B)(또는 순환 루프)을 순환시키는 대신에 또는 이에 더하여, 슬러리 공급 컨테이너(들)로부터 슬러리를 데이 탱크(들)로 운반하고/거나 슬러리를 슬러리 공급 컨테이너(들)로부터 또는 다시 이로 펌핑시키고 순환시키는 공정 전에 및/또는 그 동안에, 또는 이 둘 모두에서, 슬러리를 분산되고 현탁된 형태로 유지하는, 도시된 바와 같은 기계적 교반기(11A 및 11B)를 각각 임의로 지닐 수 있다.
슬러리 운반 펌프(31)는 어떠한 유형의 펌프일 수 있다. 슬러리 공급 컨테이너(30)에서 슬러리에 대한 접근이 전형적으로 바로 상기에 기재된 바와 같이 슬러리 공급 컨테이너의 상부로부터 이루어지기 때문에, 끌어올리는 힘을 지니는 다이어프램 펌프가 공정을 위해 바람직하고, 이는 상기 힘이 슬러리를 컨테이너로부터 슬러리 공급 컨테이너(30)의 하부의 모든 길로 석션을 통해 끌어올리는 경우에 기포를 생성시키지 않으면서 구동될 수 있다. 다이어프램 펌프를 사용하는 한 가지 이점은, 임의의 경우에, 슬러리 공급 컨테이너(30)로부터의 슬러리가 거의 폐기되지 않는다는 점이다. 장치(공급 모듈)는 유동 센서(33)를 포함한다. 유동 센서(33)는 바람직하게는 슬러리 운반 펌프(31)의 상류로 라인에 제공될 수 있으며, 빈 슬러리 공급 컨테이너에 대하여 제어기(미도시)로 신호를 보내는데 사용된다. 유동 센서는 단순한 센서, 예를 들어, 공기와 비교한 액체(슬러리)의 상이한 정전 용량을 검출하는 Balluff 센서와 같은 정전용량형 센서 또는 광 센서일 수 있다. 소정 기간 동안 슬러리가 존재하지 않는 경우, 펌프(31)를 통한 석션이 슬러리 공급 컨테이너(30B)에 적용되거나, 대안적으로, 펌프(31)가 펌핑을 중단하고 기술자에게 빈 슬러리 공급 컨테이너를 교체하도록 신호를 발생시키기 위해, 라인(29A 및 29B)에 있는 밸브(미도시)는 제어기의 제어 하에 제어기(미도시)로부터 전기 신호에 의해 개방하는 것에서 폐쇄하는 것으로 그리고 폐쇄하는 것에서 개방하는 것으로 자동으로 전환시킬 수 있다. 대안적으로, 장치는 슬러리 공급 컨테이너가 비어있는 경우를 표시하여 빈 슬러리 공급 컨테이너로부터 충전된 슬러리 공급 컨테이너로 전환시킬 수 있는데 사용될 수 있는 슬러리 공급 컨테이너를 위한 중량 센서 또는 레벨 센서를 포함하여 다른 유형의 센서를 포함하도록 제작될 수 있다.
전환이 하나의 슬러리 공급 컨테이너에서부터 또 다른 슬러리 공급 컨테이너로, 예를 들어, 슬러리 공급 컨테이너(30A)에서부터 슬러리 공급 컨테이너(30B)로 이루어지는 경우, 바람직하게는 슬러리는 슬러리가 슬러리 운반 펌프(31)를 통해 슬러리 공급 컨테이너로부터 데이 탱크(공급 탱크)(80)로 운반되기 전에 전형적으로 1 내지 120분, 2 내지 30분, 2 내지 5분의 기간 동안 재순환 루프를 통해 펌핑된다. 슬러리 공급 컨테이너(30B)가 펌핑되는 경우, 빈 슬러리 공급 컨테이너(30A)는 라인(29A)으로부터 중단될 수 있고, 내부에 슬러리를 지니는 슬러리 공급 컨테이너는 라인(29A)과 유체 소통되어 부착되거나 달리 놓여질 수 있다.
슬러리 운반 펌프(31)는 바람직하게는 40 내지 250리터/분 또는 90 내지 210리터/분 또는 약 140리터/분으로 슬러리를 펌핑하여 1시간 이내에, 또는 30분 이내에, 또는 15분 이내에 드럼을 비울 수 있도록 사이징된다. 추가로, 다이어프램 펌프는 전형적으로 10 내지 30 또는 15 내지 21 피트의 석션 리프트 및/또는 약 125psi의 배출 압력을 지닌다. 펌프 성능은 공급되는 기압에 의해 제한된다. 최대 펌프 성능을 얻기 위하여, 펌프를 공급하는 조정기가 펌프를 취급할 수 있는 최대 압력을 공급할 수 있지만; 슬러리에 대한 영향을 고려해야 하며, 일부 슬러리에는 더 낮은 펌프 속도가 요구될 수 있다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 펌프(31)가 슬러리 공급 컨테이너(30B)로부터 슬러리를 유도하는 경우, 슬러리는 라인(29B), 스트레이너(39B), 유동 센서(33), 슬러리 운반 펌프(31), 라인(27)을 거쳐 데이 탱크(공급 탱크)(80)로 유동한다. 펌프에서 배출되는 슬러리 모두 또는 이의 일부가 드럼(30B)으로 다시 순환되어야 하는 경우, 라인(27 및 32B)에서 밸브(미도시)는 각각 폐쇄되고 개방된다.
공급 모듈(100)은, 임의로 슬립 스트림(35)으로 유동하는 슬러리를 분석하는 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기(34)를 포함할 수 있다. 슬립 스트림(35)은, 데이 탱크(공급 탱크)(80)로 운반되는 라인(27)에서 슬러리의 작은 부분이 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기(34)로 유동하도록 사이징된다. 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기(34)는 슬러리의 품질을 체크하기 위해 연속적으로 또는 간헐적으로 사용될 수 있다. 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기(34)는, 초기 재순환 기간이 종료되는 최근 부착된 슬러리 공급 컨테이너로부터의 슬러리의 운반이 시작되는 때와 데이 탱크(공급 탱크)(80)로의 운반이 막 시작되는 때에만 사용될 수 있다. 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기(34)는 슬러리에 존재하는 슬러리의 입자 수/부피를 체크함으로써 및/또는 입자 범위 및 이러한 입자들의 크기 분포가 요망되는 범위 내에 있는지를 알아봄으로써 슬러리의 품질을 체크한다. 유용성을 위하여 일부 입자 계수기는 존재하는 입자의 수 및 크기를 분석하기 전에 슬러리가 희석되는 것을 필요로 한다. 입자의 수 및 크기를 분석하기 전에 슬러리의 희석을 필요로 하지 않는 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기를 사용하는 것이 또한 가능하다. 34로 운반되는 도시된 슬러리는 희석되고 대안적으로 슬러리가 희석되지 않는 부분 내용물이 폐기되고, 슬러리는 회송될 수 있다.
대안적으로, 또는 추가로, 하나 이상의 입자 계수기 및/또는 하나 이상의 입도 분포 분석기는 슬러리가 슬러리를 데이 탱크(공급 탱크)(80)로 펌핑하기 시작하기에 충분히 교반되고 현탁된 지를 알아보기 위하여 재순환 라인(32A 및 32B)에 공급될 수 있다. 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기(34)가, 슬러리가 요망되는 범위 내에 있지 않음을 나타내는 경우, 라인(27)에서의 밸브(미도시) 및 재순환 라인(32A 또는 32B)은 슬러리가 데이 탱크(공급 탱크)(80)에 운반되는 대신에 재순환 루프에 들어가게 하기 위해 각각 개방되는 것에서 폐쇄되는 것으로 그리고 폐쇄되는 것에서 개방되는 것으로 전환된다. 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기(34)가 드럼에서의 슬러리가 훨씬 더 규격 외에 있음을 나타내는 경우, 공급 드럼(30A 및 30B)으로의 라인(29A 및 29B)의 개방 및 폐쇄 밸브(미도시)는 전환될 수 있으며, 규격 외에 있는 슬러리를 함유하는 드럼을 교체하고 이의 함량을 오프-라인으로 시험하는 것이 작업자에게 요청될 수 있다.
대안적으로, 하나 이상의 입자 계수기 및/또는 하나 이상의 입도 분포 분석기가 슬러리(미가공 또는 배합된)가 규격 외에 있는 것으로 결정하는 경우, 하나 이상의 입자 계수기 및/또는 하나 이상의 입도 분포 분석기에, 또는 장치의 제어기에 소통된 정보를 사용함으로써 장치의 제어기에 제공된 알고리즘은 슬러리가 열마나 규격 외에 있는 지를 결정할 수 있고, 장치가 규격 외의 슬러리를 보정할 수 있는 경우, 그리고 그러한 경우, 제어기는 슬러리를 적절한 처리로 유도할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 입도 분포 분석기에서 슬러리에 큰 입자가 너무 많이 있는 것으로 결정되는 경우, 장치에 의해 제공되는 자동 제어를 통해 장치는 슬러리의 일부 또는 전부를 처리 수단으로, 예를 들어, 필터 부재, 예를 들어, 필터 또는 뱅크(특정 크기보다 큰 입자의 일부 또는 대부분의 입자를 제거하기 위해 그 자체의 필터 루프에 제공될 수 있음)로 유도할 수 있다. 파이프에서 조절가능한 밸브는 슬러리에 존재하는 규격외의 입자의 양에 좌우하여 처리 수단으로 요망되는 슬러리 부분을 유도하기 위해 제공될 수 있다. 장치는, 특히 장치가 하나 이상의 유형의 슬러리를 배합하고 공급하는 경우에, 다양한 크기의 입자를 여과하기 위한 여러 필터를 포함하는 여러 필터 부재를 포함할 수 있다. 추가로, 하나 이상의 입도 분포 분석기에 의해 측정하는 경우, 슬러리가 작은 입자를 너무 많이 지닌다면, 슬러리의 일부 또는 전부는 작은 입자를 제거하는 처리 수단으로 유도될 수 있다. 한 가지 그러한 수단은 하나 이상의 스트림(다수가 스플릿 스트림임), 하나 이상의 막, 하나 이상의 필터 및 하나 이상의 회송 스트림을 포함할 수 있다. 예를 들어, 작은 입자에 대한 별개의 필터로 유도될 수 있는 슬립 스트림은, 예를 들어, 작은 입자와 슬러리 유체의 일부만이 이에 통과되어 단지 작은 입자만을 내부에 지니는 별개의 슬러리 스트림을 형성시키게 하는 막을 하류에 지니는 체크 밸브와 함께 라인(32A 및/또는 32B) 아래에 제공될 수 있다. 막에 통과하지 않은 슬러리의 일부는 루프에서 공급 모듈로, 예를 들어, 라인(32A 및/또는 32B)으로 또는 미가공 슬러리 컨테이너(30A 및/또는 30B)로 다시 회송될 수 있다. 더 큰 입자가 막을 플러깅하는 것을 방지하기 위하여, 막은 연속적으로 또는 간헐적으로 진동될 수 있거나 막을 거치는 유동이 뒤바뀔 수 있다. 예를 들어, 작은 입자를 여과한 후에, 막(내부에 어떠한 입자를 조금 지님) 또는 막의 뱅크에 미리 통과된 여과된 슬러리는 막에 다시 유동시킴으로써 미가공 슬러리로 회송될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 각각의 막(또는 막의 뱅크)과 결합된 파이핑 및 밸빙을 지니는 각각 둘 이상의 평행한 막 또는 막의 뱅크가 제공되고 사용될 수 있다. 막(들)을 거치는 슬러리의 유동은 플러깅된 막으로부터 사용되지 않은 곳으로 유도될 수 있고(압력의 증가에 의해 측정됨), 이때 플러깅된 막으로부터 더 큰 입자를 없앰으로써 막에 통과하지 않은 더 큰 입자를 지니는 미가공 슬러리를 재구성하기 위하여 여과된 슬러리(필터에 의해 제거된 작은 입자가 없음)의 유동이 플러깅된 막을 통해 뒤바뀔 수 있다. 소정 기간 후에, 작은 입자를 유동시키는 막이 슬러리에서 더 큰 입자에 의해 플러깅되는 경우, 평행한 막의 작동은 다시 전환될 것이고, 여과된 슬러리의 유동은 지금 플러깅된 막을 통해 다시 유동하도록 유도되는 반면, 다른 막은 필터를 통해 슬러리로부터 작은 입자를 분리하는 곳의 하류로 작은 입자를 유동시키기 위해 사용된다. 사용 기간 후에, 막은 물(DIW 또는 UPW)로 역플러싱에 의해 큰 입자를 교체하거나 없애는 것이 필요할 수 있고, 막으로부터 제거된 물 및 입자를 포함하는 생성된 유체는 폐기되거나 재순환될 수 있다. (평행한 막들간의 전환을 위한 메카니즘은 본원에서 다른 곳에 기재된 평행한 필터간의 전환을 위한 메카니즘과 유사할 것이다.) 작은 입자를 제거하는데 사용된 필터는 또한 본원에서 다른 곳에 기재된 필터 또는 필터의 뱅크의 압력의 증가 시에 서로 전환되는 평행한 필터 또는 필터의 뱅크일 수 있다. (대안적인 구체예에서, 미가공 슬러리의 일부 또는 전부는, 공급 탱크로 미가공 슬러리를 펌핑시키기 전에 또는 미가공 슬러리를 배합 모듈로 유동시키기 전에 미가공 슬러리로부터 작은 입자를 제거하는 처리 수단에 의해 처리될 수 있다. 그러한 처리는 도 2에 도시된 필터(230)와 유사하게 순환 루프에서 순환됨에 따라서 공급 모듈로 도입되고 미가공 슬러리를 처리하는데 사용될 수 있다.)
희석을 위하여 슬러리 또는 화학적 배합물 및/또는 임의의 물의 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기로의 유동은(분석 장치, 예를 들어, 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기에 의해 슬러리 또는 화학적 배합물 샘플의 희석이 필요한 경우) 다이어프램 또는 다른 펌프로부터의 압력과 함께 압력 센서 (미도시), 유동 제어기(미도시) 및/또는 연동 펌프(미도시) 및/또는 밸브(특히 니들 밸브(들)) 중 하나 이상에 의해 제어된다. 슬러리 또는 화학적 배합물 및/또는 초순수(UPW) 또는 DIW(탈이온수)(UPW 또는 DIW는 샘플의 분석이 완료된 후에 샘플을 희석하고/거나 장치를 세정하려는 목적으로 제공될 수 있음)를 분석 장치로 공급하기 위한 장치 및 방법의 구체예는 도 12, 13 및 14와 함께 하기에 기재된다.
샘플은 공급 모듈의 상이한 부분으로부터 취해지고, 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기(34)로 튜빙을 통해 운반될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 포트(1000) 및 튜빙이 입도, 입자 수 및 입도 분포를 체크하기 위해 필터(230)의 전 및 후에 제공될 수 있다. (튜빙은 도시되지 않음). 액체 입자 계수기가 샘플을 분석하기 전에 슬러리를 희석하는 경우, 슬러리 샘플은 분석된 후에 폐기물 라인으로 유도될 것이다. 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기가 샘플을 희석하지 않는 경우, 슬러리는 샘플 루프(미도시)를 통해 포트(1001)에서 공급 모듈로 회송될 수 있다. 샘플 채취는 제어기(미도시), 예를 들어, 컴퓨터 또는 PLC 등에 의해 제어된다. 대안적인 구체예에서, 포트(1000A, 1000B 및 1001) 및 이에 부착된 샘플 튜브 및/또는 샘플 루프는 슬러리 공급(및 화학적 배합물 공급) 장치의 일부인 분석 모듈로 슬러리를 운반하는데 사용될 수 있다. 하나 이상의 분석 모듈에 더하여 또는 그 대신에 공급 모듈(100)에서의 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기(34)가 있을 수 있다. 대안적인 구체예에서, 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기(34)는, 공급 모듈(100) 또는 달리 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치에 위치될 수 있는 분석 모듈(다른 분석 장치를 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있음)의 일부인 하나 이상의 분석 장치이다. 그러한 구체예에서, 화학적 배합물은 희석되고/거나 분석되고 폐기되거나 장치로 회송될 수 있다.
도 1a 및 2에 도시된 바와 같이, 슬러리 운반 펌프(31)와 데이 탱크(공급 탱크)(80) 사이에는 임의의 탱크 우회 라인(26)이 제공된다. 탱크 우회 라인(26)은, 데이 탱크(80)가 오프 라인으로 취해지는 경우, 예를 들어, 세정을 위해 또는 오염 문제를 해결하기 위해, 또는 배합 모듈이 슬러리의 즉시 공급을 요청하는 경우, 또는 데이 탱크(80)가 우회되는 것이 요구되는 어떠한 이유 때문에 사용될 수 있다. 탱크 우회 라인(26)이 공정에 사용되는 경우(데이 탱크(80)가 사용되지 않는 경우), 순환 라인(미도시)이 또한 슬러리를 슬러리 공급 컨테이너(30A)(또는 30B)로 다시 순환시키기 위해 사용되는 것이 바람직하다. 순환 라인(미도시)은 라인(21)(데이 탱크(공급 탱크)(80)의 상류)을, 슬러리가 탱크(80)로부터 유도되고 이를 우회되는 하나 이상의 슬러리 공급 컨테이너에 연결할 것이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 탱크 우회 라인(26)은, 우회 라인(26)과의 연결 사이에 그리고 데이 탱크(80) 전에 위치된 라인(55)에서 라인(26)에서 밸브(미도시)를 개방하거나 라인(55)에서 밸브(미도시)를 폐쇄함으로써 사용된다. 우회 라인은, 요망되거나 필요한 경우, 슬러리를 직접적으로 그리고 신속하게 루프(82)로 이에 의해서 배합 모듈로의 라인(212)으로 전달하기 위해 사용될 수 있다.
라인(27)은, 우회 라인(26)에서 밸브(미도시) 및 슬러리 공급 컨테이너 순환 루프(32A 및 32B)가 폐쇄되거나 일부 폐쇄되고, 전형적으로 완전히 폐쇄되는 경우, 슬러리를 슬러리 공급 컨테이너(30A, 30B)에서부터 데이 또는 공급 탱크(80)로 공급한다.
도 2에 도시된 구체예에서, 슬러리 공급 장치(20)의 공급 모듈(100)은 미가공 슬러리의 전부 또는 일부를 여과하는 하나 이상의 필터(필터 부재)(230)(하나의 필터만이 도시됨) 및 이들 사이의 연결 라인을 포함할 수 있다: (1) 하나 이상의 슬러리 공급 컨테이너(들)(30A, 30B)로부터 여과하고, 여과된 미가공 슬러리를 하나 이상의 슬러리 공급 컨테이너들(30A, 30B)로 다시 회송, (2) 하나 이상의 슬러리 공급 컨테이너(30A, 30B)로부터 여과하고, 여과된 미가공 슬러리를 데이 또는 공급 탱크(80)로 운반, 또는 (3) 데이 또는 공급 탱크(80)로부터 여과하고, 여과된 미가공 슬러리를 데이 또는 공급 탱크(80)로 다시 여과. 상기 목록 중 (1)로 표기된 공정에서, 슬러리 운반 펌프(31)가, 슬러리 공급 컨테이너(30A)(예)로부터 미가공 슬러리의 유동을 파이프(29, 28, 27)를 거쳐 유동시키게 하는 경우, 파이프(27')에서의 밸브(미도시)는 폐쇄되고, 미가공 슬러리는 파이프(19)를 거쳐 필터(230)로의 파이프(17)로 유동된다. (미가공 슬러리의 유동은 파이프(18)에서 폐쇄 밸브 또는 체크 밸브(미도시)로 인해 파이프(18)로 들어가지 않는다.) 필터(230)를 거쳐 라인(16)으로 통과한 후에, 라인(14)에서의 밸브(미도시)가 폐쇄되는 경우, 미가공 슬러리는 라인(15)을 통해 도 2에서는 27"로 표기된 라인의 섹션에서 라인(27)으로 회송될 수 있다. 이로부터, 슬러리는 라인(32A 또는 32B)를 통해 슬러리 공급 컨테이너 중 하나로 회송된다. 대안적으로, 전술된 공정 단계에서, 슬러리를 여과한 후에 라인(15 또는 27")에서 밸브(미도시)가 폐쇄되는 경우, 필터(230)로부터 여과된 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 유동은 라인(14)을 통해 데이 또는 공급 탱크(80)로 갈 것이다.
대안적으로, 라인(27')에서의 밸브(미도시)는 라인(27)에서의 스트림의 일부를 필터(230)로, 그리고 스트림의 일부를 탱크(80)로 유도하도록 부분적으로 개방될 수 있다. 라인(18, 14 및 15)에 기재된 다른 밸브들(미도시) 중 하나 이상은 부분적으로 개방되어 연결된 라인들 간의 유동을 분리할 수 있다.
대안적인 구체예(미도시)에서, 하나 이상의 슬러리 공급 컨테이너로부터 슬러리를 여과하고 슬러리를 이로 다시 제공하는 파이핑 루프에서 하나 이상의 필터(임의로, 필터는 상이한 공극 크기를 지닐 수 있고, 임의로, 필터는 하나 이상의 필터 뱅크에 배열될 수 있음)를 지니는 개별적인 파이핑 루프에서 펌프를 포함하는 개별적인 필터 루프를 포함하는 장치가 제공(제작)될 수 있음을 주지해야 한다. 대안적으로, 본 발명의 장치에는, 하나 이상의 슬러리 공급 컨테이너로부터 슬러리를 여과하고 이를 하나 이상의 데이 탱크로 제공할 수 있고/거나 하나 이상의 데이 탱크로부터 슬러리를 여과하고 하나 이상의 데이 탱크로 이를 다시 제공할 수 있고/거나 다른 탱크(예, 분배 또는 저장 탱크) 중 하나 이상으로부터 슬러리를 여과하고 그러한 다른 탱크들 중 하나 이상으로 이를 다시 제공할 수 있는 하나 이상의 필터 루프가 제공될 수 있다. 대안적으로, 필터 루프는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치에서 어떠한 파이프(예, 루프)에서 슬러리 또는 화학적 배합물 중 일부 또는 전부를 여과하고, 동일하거나 상이한 모듈(들)에서 파이프 또는 탱크를 포함할 수 있는 슬러리 또는 화학적 배합물을 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치에서 대안적인 위치로 유도하는 동일한 파이프로 회송시킬 수 있다. 예를 들어, 슬러리 또는 화학적 배합물은 글로벌 루프로부터 취해지고, 필터 루프에서 여과되고, 글로벌 루프로 회송되고/거나 분배 탱크로 회송될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물은 배합 모듈로부터 취해지고, 필터 루프에서 여과되고, 배합 모듈로 회송되고/거나 글로벌 루프로 회송될 수 있다.
자체에 필터 루프 펌프를 지니는 개별적인 필터 루프(개별적인 필터 루프는 분배 모듈(400)에 대하여 도 1c에 도시되어 있음)를 제공하는 것에 대한 이점들 중 하나는 루프가 루프에서 하나 이상의 필터가 예를 들어, <0.5 마이크로미터 미만의 매우 작은 공극 크기를 지닐 수 있도록 설계될 수 있다는 점이다. 개별적인 필터 루프에서의 펌프는 고압 펌프 및 튜빙일 수 있고, 필터 루프에 사용되는 튜빙 연결은 더 작은 공극을 지니는 필터에 요구되는 잠재적으로 더 높은 펌프 압력을 견디도록 더 강할 수 있다. 대조적으로, 예를 들어, 슬러리 공급 컨테이너와 데이 탱크 사이에서 자체의 필터 루프에 있지 않은 더 높은 압력의 펌프 및 작은 공극을 지니는 인-라인 필터를 사용하면, 공급 모듈 중단을 초래할 위험성이 더 높아진다. 필터가 인-라인이고 개별적인 필터 루프에 있지 않아서 플러깅을 유발하거나 튜빙이 견딜 수 있는 압력보다 작동 압력이 더 높은 경우, 튜브는 파열될 수 있고, 유동은 예를 들어, 배합 모듈로의 유동은 중단되어야 할 것이다. (본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 분배 모듈은, 배합 모듈에서 슬러리 또는 화학적 배합물을 배합하는 것이 중단될지라도 분배 탱크에서 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 고갈될 때까지 기능을 계속 할 수 있지만, 필터 문제/과제로 인해 배합 모듈로의 유동을 중단하는 것은 여전히 바람직하지 않다.) 대안적으로, 필터 루프 또는 필터에 대한 개별적인 펌프 및/또는 필터 루프에서의 파이핑이 어떠한 이유로 루프 라인에서 하나 또는 두 개의 밸브의 폐쇄로 하나 이상의 필터로 및/또는 그러한 필터로부터 진행되는 경우, 필터 루프는 장치의 나머지와 분리될 수 있다. 필터 루프에서 슬러리 또는 화학적 배합물의 순환이 중단될 수 있지만, 슬러리 또는 화학적 배합물은 파이핑을 지나 장치를 통해 필터 루프로 계속해서 유동하고, 슬러리 또는 화학적 배합물을 분배 모듈로 그리고 분배 모듈을 거쳐 제작 라인의 기기 또는 달리 어떠한 곳으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 필터 루프에서 슬러리의 순환이 공급 모듈에서 중단될 수 있지만, 미가공 슬러리는 데이 (공급) 탱크 및 그 위로 계속해서 유동하여, 장치는 계속해서 배합 모듈에서 배합하고 배합된 슬러리를 분배 모듈로 그리고 분배 모듈을 통해 CMP 또는 다른 기기로 제공할 수 있다.
슬러리(또는 화학적 배합물)를 여과하는 것이 필요하고 슬러리(또는 화학적 배합물) 특징으로 인해 수행이 어려워지는 경우, 여분의 필터 루프 또는 필터 루프 부분(예, 펌프 또는 필터(들))은 예비(backup)로서 제공될 수 있다. 필터 루프(들)는 둘 이상의 필터 또는 둘 이상의 필터 뱅크를 포함할 수 있고, 이들 각각은 필터 또는 필터 뱅크로의 그리고 이로부터의 파이프 및 파이프에서의 밸브를 지니기 때문에, 슬러리(또는 화학적 배합물)의 유동은 하나의 필터 또는 필터 뱅크를 거치는 유동이 감소되고 필터로 이어지는 튜브 내 압력이 상승하기 시작하는 경우에, 하나의 필터에서부터 또 다른 필터로 또는 하나의 뱅크로부터 또 다른 뱅크로 신속하게 전환될 수 있다. 본 발명은, 펌프, 파이핑 및 하나 이상의 필터 또는 필터 뱅크를 포함하는 하나 이상의 필터 루프를 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 제공한다. 필터 루프는 공급 모듈, 배합 모듈, 분석 모듈 및 분배 모듈 중 하나 이상에 사용되거나 본 발명의 어떠한 구체예에서 어떠한 파이핑에 연결될 수 있다.
장치(20)에 사용되는 필터의 공극 크기는 0.1 내지 20 마이크로미터, 또는 0.5 내지 10 마이크로미터, 또는 1 내지 5 마이크로미터의 범위일 수 있다. 유용한 필터는 시중에서 구입가능하다. 필터 뱅크는 더 큰 공급 크기를 지니는 필터의 하류에 공극 크기가 감소된 필터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 필터는 15-20㎛의 공극 크기를 지닐 수 있고, 제 2 필터는 10-15㎛의 공극 크기를 지닐 수 있으며, 그 다음 제 3 필터는 5-10㎛의 공극 크기를 지닐 수 있다.
도 2에는 슬러리 공급 컨테이너와 공급 탱크 사이에 라인(27)에 위치된 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분석기(34)가 도시되어 있다. 액체 입자 계수기(34)는 인-라인 액체 입자 계수기, 또는 액체 입자 계수기로 유동하는 슬림 스트림에서 입자를 연속적으로 또는 간헐적으로 측정하는 것일 수 있다. (도 2에서 슬립 스트림(1330), 도 1a에서 35는, 슬립 스트림이 연결된 라인에서 유동하는 전체 슬러리 스트림의 일부만을 유도한다.) 슬립 스트림은 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기의 바람직한 검출 범위 내에 있는 슬러리 스트림을 제공하기 위해서 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기(34)에 들어가기 전에 희석될 수 있다. 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기는 슬러리(또는 다른 구체예에서, 화학적 배합물)가 부피 당 요망되고 예상되는 수의 입자를 지니는 지를 체크한다. 전형적으로, 슬러리 중의 슬러리 입자는 0.1 내지 2 마이크론 또는 0.5 내지 1 마이크론이고, 예상되는 평균 입도 및 크기 분포를 지닌다. 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기로의 슬러리(또는 화학적 배합물)의 유동은 전형적으로 약 40-80 ml/min이다. 액체 입자 계수기가 희석된 슬러리(또는 화학적 배합물)을 분석하기 전에 슬러리(또는 화학적 배합물)가 먼저 희석되는 경우, 희석량은, 액체 입자 계수기가 결과를 분석하는 때에 희석량을 고려해야 하기 때문에 제어기(미도시) 또는 제어 시스템에서 주의하여 제어된다. 액체 입자 계수기 또는 분석 모듈의 일부인 다른 분석 장치를 위해 슬러리(또는 화학적 배합물)의 유동 및 희석을 제어하는 파이핑 및 관련 부품의 구체예는 도 12, 13, 14과 함께 본원에 기재될 것이다. 전형적으로, 입자 계수기는 레이저 회절에 의해 작업된다. 본 발명의 장치에 사용될 수 있는 유용한 유형의 입자 계수기는 Vantage Technology Corp.로부터의 Slurry Scope 및 PMS로부터의 Liquidlaz S05 및 S02, 및 Rion Co., Ltd로부터의 KS-71을 포함한다. 전형적인 입도 분석기는 레이저 광을 사용하는 동적 광 산란 및 평균 입도 및 마이크론 미만 크기의 입도 분포를 측정하는 셀을 통한 유동에 의해 작동된다. 본 발명에 사용될 수 있는 유용한 유형의 입도 분포 분석기에는 Malvern Instruments, Ltd.의 ZetaSizer Nano S, ZetaSizer Nano ZS가 포함된다. 그러한 기기는 0.3 nm 내지 10 마이크론, 또는 3nm 내지 100nm의 입도 범위의 입도 분포를 측정할 수 있다. 측정된 고체 입자 농도 범위는 10 mg/ml 내지 최대 40% (w/w) 또는 0.01 내지 20 % w/w의 고체일 수 있다. 입도 분포 분석기에 의해 측정되고 슬러리(또는 화학적 배합물)를 모니터링하고 제어하는데 사용될 수 있는 추가의 입자 분포 파라미터는 측정된 CMP 슬러리(또는 화학적 배합물)의 분포 폭, 다분산도 지수, 양상, d10, d50, 및 d99와 같은 특정 %에서의 빈 분포를 포함한다.
도 1과 2 둘 모두와 관련하여, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치(20)가 작동하는 경우(슬러리 공급 컨테이너로부터 또는 이로 다시 임의의 초기 재순환 루프 후에), 펌프(31)는 적어도 하나의 슬러리 공급 컨테이너(30A 또는 30B)로부터 슬러리를 유도하는 기간 동안 펌핑시켜 데이 또는 공급 탱크(80)에 미가공 슬러리를 충전시킨다. 데이 탱크(80)가, 초음파 레벨 센서일 수 있는 레벨 센서(81)에 의해 검출하는 경우 미리설정된 수준(최소 충전 수준)으로 충전되는 경우, 펌프(41)는 순환 루프 또는 미가공 슬러리 루프(82) 주위에 미가공 슬러리를 펌핑하기 시작한다. 정상 작동에서, 슬러리가 최소 충전 수준 초과로 데이 탱크(80)에 존재하는 한, 펌프(41)는 데이 탱크(80)로부터 미가공 슬러리 루프(82)를 거쳐 슬러리를 펌핑시키고, 미가공 슬러리 루프(82)는 회송(21)을 통해 슬러리 또는 슬러리의 적어도 일부를 데이 탱크(80)로 회송시킨다. 슬러리 루프(82)는 라인(25, 24, 23, 22), 및 회송(21), 펌프(41), 및/또는 유동 센서(42), 및/또는 압력 센서(44), 및/또는 배압 제어기(43) 및 탱크(80)를 포함하여 탱크(80)의 배출 개구부(727)(도 7 및 8 참조)에 부착된 것으로 도시되어 있다. 펌프(41), 유동 센서(42), 압력 센서(44) 및 배압 제어기(43)는 루프(82)를 통하는 슬러리의 정상류를 유지하기 위해 함께 작동될 수 있다. 펌프는 바람직하게는 일정하거나 거의 일정한 속도로 또는 일정하거나 거의 일정한 압력 또는 유량으로 폐쇄 루프 제어 모드로 작동되는 매끄러운 작동의 자기 부상식 원심 펌프이다. 유동 센서(42)는 펌프의 루프 하류에서 슬러리의 유량(질량 또는 부피 유량, 바람직하게는 부피 유량일 수 있음)을 측정하고, 이는 장치의 제어기(미도시), 예컨대, 컴퓨터 등에 의해 설정값과 비교될 수 있고/거나 펌프(41)의 속도를 조절하는 제어기(미도시)를 통해 피드백 제어를 이용하여 유량 및 그러한 정보에 대한 펌프와 관련된 제어기가 사용될 수 있다. 압력 센서(44)는 라인의 압력을 측정하고 그 값을 제어기로 전송하고, 제어기는 이를 압력 설정값과 비교하고, 제어기에서 비례-적분-미분(proportional-integral-derivative: PID) 계산을 사용하여 배압 제어기(43)의 밸브가 조절되고, 이것이 라인에서 조절된 압력을 생성시킨다. 압력은 슬러리가 루프(82)를 항상 충전시키도록 최소 압력 초과이지만 라인의 고장을 초래할 압력 미만으로 항상 유지되게 설정된다. 최소 압력 초과로 라인(22)의 압력을 유지함으로써 라인의 에어 포켓(air pocket)의 발달 및 슬러리의 간헐적 유동이 방지된다. 공기에 대한 노출은 바람직하지 않고, 이는 다수 슬러리의 조성 변질을 초래한다. 추가로, 루프에서 슬러리의 고르지 않거나 비연속적인 유량(및 압력)은 배합 모듈(200)에 사용되는 미가공 슬러리에 대한 유량계(들)에 유동하는 슬러리의 양의 정확한 측정에 좋지 않을 것이다. 루프(82)에서의 압력 및 생성된 유량이 제어되지 않고 비연속적이며 매끄럽지 않는 경우, 루프(82)와 유체 소통되는 라인(212)을 통한 배합 모듈로의 미가공 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 유량은 간헐적이며 달라져서 이에 첨가되는 가변량의 미가공 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 지니는 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 초래할 것이다. 이는 바람직하지 않다.
공급 모듈의 펌프(41)에 대한 전형적인 펌프 속도는 20 L/분(LPM)으로부터 +/- 5 LPM일 수 있고, 속도는 1000 내지 8000 RPM으로 달라질 수 있다. 각각의 펌프에 대하여 펌프의 속도를 제어하는 유동센서/전송기가 제공된다. 이러한 제어는 유동 센서/전송기와 펌프 사이의 직접적인 소통에 의해 또는 장치의 제어기를 통해 달성될 수 있다. 유용한 펌프의 예는 Levitronix BPS-4 및 BPS-2000 및 BPS-600 등을 포함한다. 데이 또는 공급 탱크(80) 하류의 공급 모듈에서 다이어프램을 사용하거나 펌프를 펄싱하는 것은 바람직하지 않은데, 그 이유는 그러한 펌프로부터 생성된 방류량이 유동 및 압력의 변화없이 이루어지지 않고 이것이 배합 모듈에서의 배합 정확성을 저해하기 때문이다. 유동 센서에 의해 감지되는 유량은 전형적으로 10 내지 30 LPM 또는 15 내지 25 LPM 또는 18 내지 22 LPM이다. 순환 루프(82)에서의 압력은 5 내지 50 psi 또는 18 내지 32 psi 또는 20 내지 30 psi 또는 24 내지 26 psi일 수 있다.
장치에 사용되는 유동 센서(42) 및 압력 센서(44) 및 감지 장치 모두 또는 이들 대부분 및 분석 장치는 초음파, 볼텍스, 전자기, 외륜 기계식 또는 차압식 유량계, 및 습식 및 건식 압력계 등과 같은 전기 신호로 측정된 값을 추출할 수 있는 것이 바람직하다. 산출량은 신호 라인(미도시)을 통해 저장을 위한 데이터 로거로 그리고 전체 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치(20)를 제어하는 컴퓨터(미도시)를 포함하는 제어기(제어 장치)로 보내진다. 유사하게는, 장치에 존재하는 공압 밸브와 같은 밸브의 대부분이 전체 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치(20)를 제어하는 제어기에 의해 제어될 수 있는 것이 바람직하다.
도 1a 및 도 2에서의 라인(212)은 공급 모듈(100)로부터 슬러리를 배합 모듈(200)로 운반한다. 라인(212)은 미가공 슬러리 루프(82)를 배합 모듈(200)에 연결한다. 라인(212)은 배합 모듈이 슬러리를 배합하기 시작할 준비가 되는 경우에 개방되는 솔레노이드 2-방향 밸브(미도시)를 지닌다. 밸브는 라인(82)에 있지 않다. 라인(212)에서 밸브(미도시)가 개방되는 경우, 이는 미가공 슬러리 루프(82)로부터 미가공 슬러리의 일부만이 라인(212)으로 유동하도록 개방된다. 루프(82)에서 슬러리의 일부가 배합 모듈(200)로의 라인(212)으로 유동하는 경우, 라인(22)에서의 압력 강하가 압력계(44)에 의해 감지되고/거나 측정되고, 이러한 압력계는 라인(22)에서의 압력 감소를 측정하고, 제어기(미도시)로 감소된 압력 측정을 소통하며, 라인(22)에서의 압력 감소에 대응하는 제어기는 배압 제어기(43)에 소통되어 배압 제어기(43)에서 비례 밸브를 조절함으로써 유동을 제한하여 라인에서(라인(22)에서) 배합 제어기(43) 상류의 압력이 증가되게 한다. 바람직한 구체예에서, 배합 모듈에서의 배압 제어는 배압 제어기(43) 및 압력 센서(44)를 포함한다. 추가로 또는 대안적으로, 제어기(미도시)는 압력 센서로부터의 측정을 이용함으로써 펌프(41)로 신호를 보내고, 펌프(41)에 이의 속도를 증가시키도록 지시하여 루프(82)로 더 많은 미가공 슬러리를 공급할 수 있다. 대안적으로, 또는 추가로, 펌프는 유동 센서로부터의 측정을 이용하여 개별적으로 제어될 수 있다.
공급 모듈의 설명에서, 용어 "데이 탱크"의 사용은 어느 방식으로든 제한되는 것으로 의미되지 않음을 주지해야 한다. 데이 탱크는 슬러리의 양이 소정 기간 동안(1, 2, 또는 3시간 이상의 부분, 또는 1, 2, 3일 또는 1, 2, 3주 이상의 부분일 수 있음) 데이 탱크(80)로부터 유도되고, 배합 모듈에서 배합된 슬러리를 제조하는데 사용되고, 그 후에, CMP 또는 다른 기기(들)에 의해 소정 기간 동안 사용될 수 있도록 충분한 양의 배합되지 않거나 가공되지 않은 슬러리를 수용하는데, 이에 의해서, 미가공 슬러리는 슬러리 공급 컨테이너로부터 연속적으로 펌핑되지 않아도 되어 간헐적인 기준으로 데이 탱크(들)에 첨가될 수 있어서 제어기가 오로지 레벨 센서(81)로부터의 판독을 기초로 하여 작동되게 슬러리 운반 펌프(31)을 유도할 수 있다. 배합되지 않은 슬러리는 전형적으로 배합된 슬러리와 비교하여 시간에 따른 열화에 민감하지 않아서, 미가공 슬러리는, 필요 시, 이의 사용 전에 수일 또는 수주 동안 데이 또는 공급 탱크(들)에 저장될 수 있다.
순환 루프(82)와 배합 모듈(200)을 연결하고 이들 사이에 있는 라인(212)에서 밸브(미도시)를 개방함으로써, 미가공 슬러리는 배합 모듈(200)에 제공되거나 배합 모듈(200)로 유동한다. 배합 모듈(200)의 한 가지 구체예에서, 이는 하나 또는 둘 이상의 라인에서 하나 또는 둘 이상의 정적 혼합기를 포함한다. 정적 혼합기는 정적 혼합기 중 적어도 하나의 상류에서 둘 이상의 라인이 단일 라인으로 조합되도록 위치될 수 있고, 각각의 라인들을 거치는 유동은 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 중 적어도 하나의 성분이다. 배합 모듈(200)의 대안적인 구체예에서, 두 개의 라인이 단일 라인으로 합쳐지는 하나 이상의 접합부에 또는 이의 하류에 위치되는 적어도 하나의 펌프를 지니는 하나 이상의 펌프를 포함할 수 있고, 상기 단일 라인에서는 각각의 라인의 슬러리 또는 화학적 배합물의 하나 이상의 성분이 배합된 슬러리 또는 배합된 화학적 배합물 또는 부분 배합된 슬러리 또는 부분 배합된 화학적 배합물의 단일 라인으로 배합된다. (부분 배합된 슬러리 또는 부분 배합된 화학적 배합물 스트림은 배합 모듈의 단계 또는 스테이지에서 단일 스트림으로 조합되는 둘 이상의 성분 스트림의 조합으로부터 생성된 스트림이다. 부분 배합된 슬러리 스트림은 미가공 슬러리를 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있다. 미가공 슬러리는 배합 모듈에서 이후의 단계 또는 스테이지에서 부분 배합된 슬러리 스트림과 조합될 수 있다. 화학적 배합물이 배합 모듈에서 제조되는 대안적인 구체예에서, 부분 배합된 화학적 배합물 스트림은 화학적 스트림 또는 물 스트림과 조합되어 배합 모듈에서 배합된 화학적 배합물 스트림을 형성시킬 수 있다.) 배합 모듈(200)의 대안적인 구체예에서, 배합 모듈은 하나 이상의 펌프 및 하나 이상의 정적 혼합기를 포함한다. 배합 모듈은 바람직하게는 배합하기 전에, 그 동안에, 또는 그 후에 슬러리 또는 화학적 배합물의 성분의 부피 또는 중량을 측정하는 하나 이상의 혼합 탱크, 또는 개별 컨테이너 또는 저울을 포함하지 않는다. 배합된 개별 성분들의 양은 장치(20)의 배합 모듈(200)을 통해 성분의 유량을 제어함으로써 제어된다. 정상 작동에서, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 중의 개별 성분의 유동 및 조합은 슬러리 또는 화학적 배합물이 배합되면서 계속된다. 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 성분 및 조합은 제어기(미도시)가 슬러리 또는 화학적 배합물이 배합되는 것을 요청되는 경우에 배합 모듈에서 평행하게 연속적인 유동, 및 임의로 하나 이상의 조합 스테이지에서 발생된다.
미가공 슬러리, 물 및 하나 이상의 화학물질들을 배합하는 것은 슬러리 및 슬러리 중의 입자가 화학적 변화를 거치게 할 수 있고, 현탁된 입자는 응집될 수 있다. 즉, 이들은 서로에 대해 고착되어 현탁이 해제될 수 있는 더 큰 입자를 형성시키거나 너무 커서 슬러리에 바람직하지 않은 입자를 지니는 슬러리를 생성시킬 수 있다. (큰 슬러리 입자는 웨이퍼를 평탄화시키기 위해 더 작은 입도를 지니도록 포뮬레이션되는 슬러리에 사용되는 경우, 웨이퍼의 표면을 긁을 가능성을 지닌다.) 이론으로 국한시키려는 것은 아니지만, pH 쇼크는 배합된 슬러리가 형성되는 때에 입자의 응집에 대한 원인이 되는 것으로 사료된다. 슬러리 용액 중의 입자의 수 및 크기는 적어도 일부는 현탁액의 pH에 의해 영향받는 입자에 대한 전하에 기인된다. 더 낮거나 높은 pH를 지니는 화학적 첨가물, 예를 들어, 산 또는 염기의 첨가 시에, 슬러리 입자에 대한 전하가 영향을 받을 것이다. 입자에 대한 전하의 변화는 서로를 끌거나 고착하는 하전 입자(등전점에 가까운)를 더 약하게 하고, 잠재적으로는, 슬러리에 현탁된 요망되는 입도 분포 및/또는 입자 수를 저해할 더 큰 입자를 형성시키고/거나 슬러리에 요망되는 최대 입도 초과인 입자를 형성시킬 것이다. 본 발명자는 슬러리에 대한 pH 쇼크가 다음으로 저하되는 것으로 여긴다: (1) 탱크에서 회분식 공정으로 성분을 조합하는 것에 비해, 배합된 슬러리를 제조하는 성분이 조합되면서 이들이 단일 튜브로 동시에 그리고 연속적으로 또는 반연속적으로 유동되고, 그 이후에 하나 이상의 기기에 공급하기 위해 사용되는 분배 탱크로 동시에 및/또는 연속적으로 또는 반연속적으로 유동되는 경우 및/또는 (2) 요망되는 pH(예, 이미 배합된 슬러리의 pH) 또는 그 근처의 액체 성분 스트림이 요망되는 pH에 있지 않은 배합될 슬러리의 하나 이상의 성분과 조합되는 경우, 및/또는 (3) 배합된 슬러리 성분이 펌프를 사용하여 신속하게 혼합되는 경우, 및/또는 (4) 슬러리 성분이 스테이지에서 조합되는 경우, 및/또는 (5) 미가공 슬러리가 마지막으로 슬러리의 이미 조합된 나머지 성분과 조합되어야 하는 경우, 및/또는 (6) 배합 모듈에서 스플릿 혼합기를 사용하는 경우, 및/또는 (7) (1), (2), (3), (4), (5) 및/또는 (6)의 어떠한 조합. 또한, 본 발명자들은, 항상 배합된 슬러리의 성분이 조합되는 pH 쇼크에 대한 가능성으로 인해, 배합된 슬러리를 분배 모듈로 제공하기 전에 배합 단계 동안 형성된 어떠한 응집된 입자를 제거하는 여과 단계와 함께 배합된 슬러리의 성분들의 조합을 따르는 것이 유리하다고 여긴다.
전형적으로 화학적 배합물(화학적 배합물을 함유하는 비-슬러리)를 제조하는데 사용되는 성분은 공급물 스트림에 존재하는 어떠한 입자를 지니지 않지만, 입자가 배합된 화학적 배합물 스트림 또는 완전 배합된 화학적 배합물에서 형성될 가능성이 항상 있거나, 조합되는 경우 성분들 사이에 반대의 화학적 반응이 있을 수 있으므로; 성분 스트림을 다음과 같이 조합하는 것이 유리하다: (1) 탱크에서 회분식 공정에서 성분들을 조합하는 것에 비해, 이들을 단일 튜브로 동시에 그리고 연속적으로 또는 반연속적으로 유동시킨 후 화학적 배합물을 하나 이상의 기기를 공급하는데 사용되는 분배 탱크에 동시에 및/또는 연속적으로 또는 반연속적으로 유동시키면서, 및/또는 (2) 요망되는 pH(예, 최종적으로 배합된 화학적 배합물의 pH) 또는 그 근처의 성분 스트림이 요망되는 pH에 있지 않은 배합될 화학적 배합물의 하나 이상의 성분과 조합된 후에 요망되는 pH에 또한 있지 않은 다른 성분과 조합되도록, 및/또는 (3) 이들을 단일 파이프로 조합하고 이들을 펌프를 통해 유동시켜 신속하게 혼합함으로써, 및/또는 (4) 스테이지에서, 및/또는 더 높은 pH 성분이 화학적 배합물의 이미 조합된 다른 성분과 마지막 스테이지에서 조합되는 경우, 및/또는 (6) 배합 모듈에서 스플릿 혼합기를 사용함으로써, 및/또는 (7) (1), (2), (3), (4), (5) 및/또는 (6)의 어떠한 조합. 또한 본 발명자들은 항상 화학적 배합물의 성분들이 조합되는 pH 쇼크에 대한 가능성으로 인해, 여과 단계와 함께 화학적 배합물의 성분과의 조합을 따르는 것이 유리하다고 여긴다.
집적 칩 제조업체는 이들의 CMP 슬러리에서 입도 및 입도 분포에 대하여 매우 특별한데, 특히, 슬러리가 최대 허용가능한 입도보다 큰 어떠한 입도를 함유하지 않아야 한다. 응집이 심각한 경우, 생성된 배합된 슬러리는 CMP 슬러리 규격 내에 있지 않을 것이고, 슬러리는 폐기되어야 할 것이고 새로운 슬러리가 배합되어야 할 것이다. 동일한 문제가 화학적 배합물에서 화학적 성분들을 배합하는 경우에 발생할 수 있다. 응집을 방지하는 한 가지 방법은 기계적으로 교반하면서 탱크에서 배합된 슬러리(또는 화학적 배합물)의 성분을 한번에 서서히 그리고 조심스럽게 배합하는 것이지만; 이는 시간 소모가 큰 비효율적인 공정이며 pH 쇼크에 여전히 주어질 수 있는 공정이다.
본 발명자들은 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 화학적 특징을 유지하면서 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 제조하는 방법을 발견하였다. 그러한 방법 및 장치에 의해서, 배합 방법 또는 장치로 인한 어떠한 응집에 대한 가능한 불리한 영향이 제한되고/거나 방지되면서 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 성분이 신속하게 조합된다.
배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 성분을 혼합하는 경우 슬러리 또는 화학적 배합물의 화학적 특징의 변화를 방지하고, 이에 의해서 응집 및 다른 부정적인 영향을 최소화시키거나 실질적으로 방지하는 한 가지 방법은, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 성분이 펌프의 상류에서 단거리로 각각의 스트림에서 적어도 하나의 성분으로 상이한 조성을 포함하는 적어도 2개의 스트림을 유동시키고, 그 후에 조합된 스트림을 상기 펌프로 유동시킴으로써 조합되는 배합 장치를 제공하는 것이다. 둘 이상의 스트림은 펌프의 상류에서 단일 스트림으로 조합된다. 둘 이상의 스트림은 미가공 슬러리 스트림, 물, 하나 이상의 화학물질을 포함하는 화학물질 스트림 또는 하나 이상의 화학물질 및 물, 부분 배합된 슬러리 스트림, 완전 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림, 또는 재순환된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 용어 성분 또는 성분 스트림은 완전 배합된 슬러리 또는 완전 배합된 화학적 배합물을 제조하기 위해 함께 배합되는 상기 열거된 어떠한 스트림을 지칭하는데 사용될 것이다.
미가공 슬러리 스트림은 미가공 슬러리 공급업체, 예컨대, Air Products and Chemicals, Inc., Cabot Microelectronics 및 Fujimi에 의해 공급되는 Semi-Sperse, PLANERLITE 및 CoppeReady와 같은 신선한 미가공 슬러리를 의미한다. 미가공 슬러리는 종종 다양한 컨테이너 및 컨테이너의 크기, 예컨대, 20리터, 55갤론의 드럼(-200리터) 및 300갤론의 토트로 제조업체로부터 구매를 위해 입수가능하다.
물 스트림은 전형적으로 초고순수한 탈이온수이다(UPW 또는 DIW). 본 발명의 장치에 의해 첨가되거나 사용되는 물에 대한 어떠한 언급은 UPW 또는 DIW를 의미한다.
화학적 성분 스트림은 하나 이상의 성분, 예를 들어, 산, 예컨대, 시트르산, HCl, 또는 염기, 예컨대, NH4OH, KOH 또는 다른 화학적 성분, 예컨대, 계면활성제(폴리아크릴산), 산화제(H202), 억제제(벤조트리오졸) 또는 스트림에서 어떠한 둘 이상의 화학적 성분들의 혼합물을 포함할 수 있다. 추가의 화학적 성분 스트림은, 특히, 화학적 배합물을 제조하는 경우에, 포타슘 페리오데이트, 포타슘 퍼설페이트, 암모늄 세륨 니트레이트, 및 황산을 포함한다.
부분 배합된 슬러리 스트림은 하나 이상의 추가 성분이 배합되어 완전 배합된 슬러리 스트림을 생성할 하나 이상의 성분을 포함하는 스트림이다. 부분 배합된 슬러리 스트림은 슬러리를 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 부분 배합된 슬러리 스트림은 미가공 슬러리와 물, 또는 하나 이상의 화학물질과 물, 또는 미가공 슬러리와 완전 배합된 슬러리를 포함할 수 있다.
재순환된 슬러리는 CMP 연마 기기로부터 회송되거나, 달리 이의 본래의 또는 실질적으로 이의 본래의 미가공 슬러리 조성물로 슬러리를 회송시킬 수 있는 하나 이상의 단계를 거쳐 유도된 슬러리이다. 실질적으로는 본래의 조성물의 몇 중량% 또는 몇 십분의 일 또는 몇 백분의 일의 중량% 이내를 의미한다. 슬러리를 회송시키기 위한 단계의 예는, 웨이퍼를 세정하는 금속 및 다른 입자를 제거하는 여과 단계 및 내부의 물 함유물의 일부 또는 전부를 제거하는 제 2 여과 또는 동일한 여과 단계를 포함한다. 종종 그러한 슬러리 입자는 회송되고, 새로운 용액이 미가공 슬러리를 재구성하기 위해 첨가된다. 용어 미가공 슬러리의 사용은 재순환된 슬러리의 일부 또는 전부를 포함할 수 있거나, 어떠한 재순환된 슬러리 부분을 포함하지 않을 수 있다. 재순환된 슬러리는 미가공 슬러리로서 전부 또는 일부 사용될 수 있거나 달리, 어디든 본원에서 용어 미가공 슬러리가 사용된다. 슬러리를 회송시키거나 재순환시키는 단계는 재순환된 슬러리가 미가공 슬러리로서 장치에 사용될 수 없다는 점을 제외하고 본 발명의 일부가 아님을 주지해야 한다.
완전 배합된 슬러리는 이의 최종의 요망되는 사용가능한 조성의 슬러리를 의미하는데, 이는 미가공 슬러리가 완전 배합된 슬러리를 제조하기에 요망되는 양으로 요망되는 성분과 이미 조합되었고, 생성된 완전 배합된 슬러리가 요망되는 pH 및 요망되는 입도 분포 및 밀도를 지님을 의미한다. 예를 들어, 완전 배합된 슬러리는 0.1 내지 99.9 중량% 또는 0.1 내지 99중량% 또는 20 내지 80중량%의 미가공 슬러리(슬러리 입자 및 물 포함), 및/또는 1 내지 99.9 중량% 또는 20 내지 99중량%의 물, 및/또는 0.1 내지 10중량% 또는 0.1 내지 2중량%의 과산화수소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 또 다른 완전 배합된 슬러리는 1 내지 25중량%의 미가공 슬러리(슬러리 입자 및 물 포함), 65 내지 98.9중량%의 물, 및 0.1 내지 10중량%의 포타슘 하이드록사이드 및/또는 그 밖의 첨가제를 포함할 수 있다. 완전 배합된 슬러리가 동일한 완전 배합된 슬러리("추가의 완전 배합된 슬러리"로 지칭될 수 있음)를 더 많이 제조하기 위하여 다른 슬러리 성분과 조합되는 경우, 완전 배합된 슬러리는 동일한 슬러리 성분과 이에 첨가되는 완전 배합된 슬러리를 제조하기 위해 사용되었던 비율과 동일한 비율로 조합됨으로써 제조된다. 완전 배합된 슬러리와 동일한 조성을 지니는 추가의 완전 배합된 슬러리를 제조하기 위해 슬러리 성분과 조합하는데 사용된 완전 배합된 슬러리는 (1) 분배 탱크로/로부터 순환 루프, (2) 슬러리가 배합된 후의 배합 모듈, (3) 배합 모듈 또는 분배 모듈에서의 여과 루프, (4) 분배 모듈에서의 여과 루프, (5) 글로벌 공급 루프, (6) 분배 탱크, 또는 (7) 회송 루프를 통해 분석 모듈로부터 배합 모듈로의 것 중 하나 이상으로부터 얻어진 완전 배합된 슬러리일 수 있다. 배합된 슬러리 공급원을 배합 모듈로 연결하는 하나 이상의 임의의 파이프 연결은 상기 목록에서 (5) 및 (6)으로 기재된 것을 제외하고 도면에 도시되지 않는다. 배합 모듈에서 조합되는 배합된 슬러리는 글로벌 루프로부터 얻어지지 않는 것이 바람직하다. 이는 (2), (3), (4), (6) 또는 (7)로부터 얻어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 방법 및 장치의 한 가지 구체예에서, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 제조하는데 사용된 성분 스트림 모두를 함유하는 단일 파이프가 존재할 때까지 성분은 더 작은 파이프로 다중 성분 스트림을 유동시킴으로써 적어도 부분적으로 배합된다. 도 1b에 도시된 본 발명의 한 가지 구체예에서, 배합 모듈은 그러한 라인에 사용되는 하나 이상의 정적 혼합기를 포함한다. 유동은 유동 제어기를 사용하여 성분 공급 라인에서 제어된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 슬러리 공급 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 한 가지 구체예에서, 배합 모듈(200)은 공급 모듈로부터 미가공 슬러리 공급 라인(212)을 포함하고, 라인(212A, 212B) 중 어느 하나 또는 이 둘 모두, 그리고, 예를 들어, 각각 물 및 화학 물질(들)일 수 있는 두 개의 추가의 성분 공급 라인(210 및 211)으로 유동될 수 있다. 성분 공급 라인(210)은 라인(210A 및 210B)과 유체 소통된다. 성분 공급 라인(211)은 라인(211A 및 211B)과 각각 유체 소통된다. 각각의 라인(212A, 210A 및 211A)은 내부에 유동 제어기(262A, 260A 및 261A)를 각각 지닌다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 장치(20)의 일부인 배합 모듈(200)은 라인(212A, 21OA 및 211A) 중 하나 이상 및/또는 유동 제어기(262A, 260A 및 261A) 중 하나 이상으로 분제가 있는 경우에 내부에 개별적인 유동 제어기(260B, 261B 및 262B)를 각각 지니는 여분의 라인(210B, 211B 및 212B)을 포함한다. 배합 모듈에서의 부호를 따라 B로 표기된 배합 모듈(200) 부분은 임의의 예비(여분의) 배합 모듈의 일부이다. 도 1b에 도시된 구체예는 A로 식별된 부분을 통해 유동하는 것으로 기재될 것이지만, 배합 모듈의 예비 B 부분은 구체예에서 A 부분과 동일한 방식으로 작동하고 이에 대안적으로 또는 이와 동시에 사용될 수 있음을 이해해야 한다. A 및 B 라인에서의 밸빙(미도시)은 A-표기된 부분 및/또는 B-표기된 부분으로 성분의 유동을 유도하기 위해 개방되고 폐쇄되거나 부분적으로 개방되거나 부분적으로 폐쇄될 것이다. 밸브는 개방되거나 폐쇄되는 것이 바람직하다.
유동 제어기(261A, 260A 및 262A)는 각각 요망되는 조성을 지니는 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 제공하기 위해 각각의 성분의 유동을 제어하도록 미리 설정된다. 각각의 유동 제어기는 유동 센서 및 비례 밸브, 예를 들어, 공압식 밸브 및 제어 소프트웨어를 포함한다. 유동 센서는 유량을 측정하고, 제어 소프트 웨어는 밸브의 개구부를 조절한 후 필요한 부품(들)과 소통할 지의 여부를 결정하기 위해 PID 계산과 같은 계산을 수행한다(밸브를 개방하거나 폐쇄하는 공압식 제어). 모든 소통 및 측정은 또한 장치(20)의 전체 제어기(미도시)와 유체 소통된다. 도시된 구체예에서, 각각의 라인에서 유동 제어기에서 배출된 후 라인(210A 및 211A)는 라인(214A)와 합쳐지고, 라인(214A)은 라인(210A 및 211A)에 원래 있었던 성분을 완전히 혼합하기 위해 임의의 정적 혼합기(240)로 유동하고, 라인(217)에서 부분 배합된 슬러리로 또한 지칭되는 (제 1) 혼합된 유체를 형성시킨 후, 라인(217)에서 혼합된 유체(부분 배합된 슬러리)는 라인(212A)에 유동되는 미가공 슬러리와 조합되고 임의의 정적 혼합기(241)로 유동하며 라인(218)에서 정적 혼합(241)에서 배출되어 또 다른 (제 2) 혼합된 유체(완전 배합된 슬러리)를 형성시킨다. 이러한 구체예에서, 라인(218)은 분배 모듈(400)로 유동하는 배합된 슬러리를 포함하고, 도 1b에 도시된 바와 같이, 분배 모듈(400)으로 유동하기 전에도, 임의의 분석 모듈(300)로 유동할 수 있다(또는 이의 일부 또는 샘플이 유동할 수 있음). 2개의 개별 라인에서 적어도 2개의 성분이 함께 와서(접합부에서 연결됨) 제 1 조합된 조성물을 포함하는 제 1 조합된 라인을 형성시키고 제 3 라인(하나 이상의 추가의 또는 동일한 성분을 포함할 수 있음)은 제 1 조합된 라인에 추가되어 제 2 조합된 라인을 형성시키는 경우, 이는 단계적 배합으로 지칭될 수 있다. 적어도 2개의(전형적으로 2개의) 성분 라인이 조합될 때마다 스테이지가 있다. 전술된 제 1 조합된 라인은 제 1 스테이지에서 형성되고; 제 2 조합된 라인은 제 2 스테이지에서 형성된다. (제 1 접합부가 펌프 또는 다른 구체예에서 정적 혼합기 부근일 수 있는 최종 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 형성에 가장 가까운 접합부를 지칭하는 것으로 반대의 부호가 사용될 수 있음을 주의해야 한다.) 단계적 배합은, 라인에서 접합부에 의해 조합되고, 궁극적으로는, 바람직하게는, 요망되는 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 성분들 대부분 또는 이들 모두를 포함하는 단일 및 최종 조합된 라인을 생성시키는 임의의 수의 개별 라인에서 유동되는 임의의 수의 성분의 경우에 발생할 수 있다. 단계적 배합은 접합부에서 단일 라인으로 함께 오는(연결된) 내부에 유동하는 성분을 지니는 라인들 사이의 접합부 또는 그 근처에 존재하는 하나 이상의 정적 혼합기를 추가로 포함할 수 있다. 단일 접합부로 함께 오는(연결된) 각각의 둘 이상의 라인들의 경우, 각각의 라인들은 각각의 라인의 각각의 유체의 유량을 제어하는 유량 제어기를 지니고, 이는 병행 배합이라 불린다. 병행 배합의 경우, 배합 모듈의 성분은 모두 유동 제어기를 통해 동시에 유동되고 수축 튜브들 사이의 접합부를 통해 조합되고, 상기 성분들은 튜브 내에서 조합되어 분배 모듈로 직접적으로 또는 궁극적으로 유동된다. 본 발명은 하나 이상의 스테이지에서 이루어지는 병행 배합을 제공한다.
도 1b에 도시된 배합 모듈(200)의 구체예에서, 물은 라인(211(211A))에서 공급되고, 하나 이상의 화학물질은 라인(210(210A))에서 공급되고, 미가공 슬러리는 라인(212(212A))에서 공급되는 것이 바람직하다. 바람직한 구체예에서, 라인(214A)은 물과 화학적 성분의 혼합물이다. 물과 슬러리의 화학적 성분을 함께 조합함으로써 슬러리의 높거나 낮은 pH 성분이 미가공 슬러리와 조합되기 전에 희석되고, 전형적으로 희석되지 않은 화학물질의 pH에 비해 미가공 슬러리의 pH에 더 가까운 pH를 지니는 화학물질과 물의 혼합물을 생성시킨다. 물과 하나 이상의 화학물질을 먼저 조합한 후 물과 하나 이상의 화학물질의 혼합물을 미가공 슬러리와 후속 단계로 조합함으로써, 이러한 둘 이상의 단계 공정(스테이지)는 pH 쇼크를 방지하는 것을 돕고, 슬러리에서 응집물의 형성을 방지하는 것을 돕는다. 그러한 화학물질의 pH에 좌우하여 슬러리에 첨가되는 추가의 화학물질이 존재하는 경우, 조합된 하나 이상의 화학물질과 물 스트림을 하나 이상의 미가공 슬러리 스트림에 첨가하기 전에 이를 물 스트림에 개별 단계로 한번에 첨가하는 것이 유리할 수 있다. 대안적인 구체예에서, 물 스트림과 미가공 슬러리를 조합하여 부분 배합된 슬러리 스트림을 제공한 후에 하나 이상의 화학적 성분을 부분 배합된 슬러리 스트림에 조합하거나 둘 이상의 스트림을 하나의 접합부에서 조합하는 것이 바람직할 수 있다.
첫 번째 두 개의 조합된 성분 스트림 사이의 접합부를 다음 접합부와 이격시켜(적어도 약간의 거리로, 예를 들어, 1 인치) 또 다른 성분 스트림을 첨가하고 각각의 접합부에서 둘 이상의 성분 스트림을 함께 가져오지 않는 것이 바람직하다. 스트림을 조합하는 접합부들 사이의 공간은 또 다른 성분이 혼합된 스트림으로 도입되기 전에 성분 스트림이 혼합되는 소정의 시간과 거리를 제공하지만, 다중 스트림이 단일 접합부에서 조합되는 다른 구체예가 본 발명에 의해 고려된다. 대안적인 구체예에서, 화학적 배합물은 도 1b에 도시된 배합 모듈에서 제조되는데, 라인(212)의 단지 차이점은 일시적으로 또는 영구적으로 미가공 슬러리를 배합 모듈에 공급하지 않으면서 화학적 배합물이 배합된다는 점이다. 대안적인 구체예에서, 라인(212)은 공급 모듈(장치는 공급 모듈을 포함하지 않을 수 있음)과 유체 소통되지 않고, 그 대신에 라인(212)이 대량의 화학물질 공급부에 연결될 수 있다.
도 3 및 4에 도시된 본 발명의 방법 및 장치의 또 다른 구체예에서, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 성분은 더 적은 파이프로 다중 성분 스트림을 유동시키거나, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 제조하는데 사용되는 모든 성분 스트림을 함유한 후 펌프로 스트림을 유도하는 단일 파이프가 존재할 때까지 방출이 완전 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물인 둘 이상의 스트림을 조합하는 단일 접합부, 예를 들어, 세 개의 스트림을 함께 가져오는 접합부를 통해 모든 성분 스트림을 조합함으로써 적어도 부분적으로 배합된다. 펌프(및/또는 대안적인 구체예에서 정적 혼합기)로 들어가는 모든 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 성분들을 함유하는 단일 파이프를 형성시키는 파이프의 마지막 접합부는 펌프(및/또는 예를 들어, 도 1b에 도시된 구체예의 경우에 정적 혼합기) 상류의 12피트 미만 또는 10피트 미만 또는 8피트 미만 또는 5피트 미만 또는 3피트 미만 또는 2피트 미만 또는 1피트 미만 또는 6인치 미만 또는 2인치 미만 이내에 있다. 추가로, 바람직하게는 성분 스트림, 예를 들어, 도시된 구체예에서 스트림(A, B, 및 C) 중 둘 이상 또는 이들 모두는 펌프(및/또는 예를 들어, 도 1b에 도시된 구체예의 경우에 정적 혼합기)의 상류 12피트 미만 또는 10피트 미만 또는 8피트 미만 또는 5피트 미만 또는 3피트 미만 또는 2피트 미만 또는 1피트 미만 또는 6인치 미만 또는 2인치 미만 이내에 있다. 본 발명에서, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 성분의 대부분은, 적어도 2개의 파이프에서 2개 이상의 성분 스트림을 적어도 2개의 파이프를 연결하는 접합부를 거쳐 접합부 하류의 단일 파이프로 그리고 펌프로 유동시킴으로써(자체의 파이프에서 각각의 스트림이 유동함) 조합된다. 펌프는 완전 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 펌프에서 배출되도록 슬러리 또는 화학적 배합물의 성분을 배합하는 것을 수행한다. 배합 모듈(200)은 또한 펌프의 상류에 하나 이상의 정적 혼합물을 포함할 수 있다. 놀랍게도, 펌프를 통한 성분들의 신속한 조합과 철저한 혼합이 응집을 방지한다.
유동 제어기는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 제조하기 위해 조합되는 개별 성분들에 대한 요망되는 범위 내로 유량을 제어하기 위한 우수한 등급의 시중에서 구입가능한 유동 제어기로부터, 예를 들어, Entegris로부터 선택된다. 화학적 성분(들) 및 DIW는 이들의 공급원(미도시)으로부터 매우 일정한 압력 및 유량 하에 배합 모듈로 제공된다. 슬러리를 배합하고 공급 모듈을 지니는 구체예의 경우에 공급 모듈 및 특히 공급 모듈에서의 재순환 루프로 인해, 미가공 슬러리는 매우 일정한 압력 및 유량 하에 일정한 조성을 지니는 배합 모듈로 제공된다. 성분 공급 스트림의 일정한 유량으로 인해 배합 모듈에서 유동 제어기가 이를 거치는 미가공 슬러리 및/또는 다른 슬러리 성분 또는 화학적 성분의 끊임없고 일정한 유동을 유지하는 것이 용이해진다. 미가공 슬러리가 아닌 성분은 전형적으로 시중에서 구입가능한 전달 공급 시스템, 예를 들어, 대량 화학물질 전달 시스템에 의해 일정한 압력으로 배합 모듈에서 유동 제어기에 공급된다.
도 3은 슬러리 및/또는 화학적 배합물 조성물을 제조하기에 유용한 대안적인 배합 모듈(200)을 도시한 것이다. 도 1b에 도시된 배합 모듈(200)에 대하여 기재된 바와 같이, 사용되는 형태로 슬러리 및/또는 화학적 배합물 조성물은 각각 배합된 슬러리 또는 완전 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 또는 완전 배합된 화학적 배합물로 불리고, 이들은 각각 함께 배합되는 2개 이상, 전형적으로 3개 이상의 성분을 포함한다. 도 3에 도시된 장치는 하나 이상의 성분 스트림, 예컨대, 물, 화학물질(함유) 스트림, 및/또는 미가공 슬러리 스트림, 부분 배합된 스트림, 완전 배합된 스트림 및/또는 재순환된 슬러리 스트림을 배합하는데 사용된다. 장치는 서로 연결되고 서로 유체 소통되는 하나 이상의 파이프 및 펌프를 포함한다. 각각의 파이프는 바람직하게는 내부에 유동 제어기를 포함한다. 도시된 바와 같이, 제 3 스트림(A), 제 2 스트림(B) 및 제 1 스트림(C)은 어떠한 종류의 파이프, 예를 들어 튜브 등일 수 있는 제 3 파이프(210), 제 2 파이프(211) 및 제 1 파이프(212)에서 각각 이동한다. 파이프(210, 211 및 212)는 제 3, 제 2 및 제 1 유동 제어기(260, 261 및 262)를 각각 지닌다. 이러한 구체예에서 유동 제어기는, 임의의 미가공 슬러리(슬러리 조성물의 경우)를 공급하기 위해, 화학물질(들) 및 DIW가 도 1과 함께 기재된 배합 모듈(200)에 대하여 상기 기재된 바와 같이 작동한다. 스트림(A 및 B)을 운반하는 제 3 라인(210) 및 제 2 라인(211)은 각각 접합부(299)에서 만나고 조합되어 스트림(A)와 스트림(B)의 배합된 혼합물(부분 배합된 슬러리 및/또는 부분 배합된 화학적 배합물 스트림)을 포함하는 파이프(214)에서 제 2(단일) 조합된 스트림을 형성시킨다. (접합부 이후에 성분 스트림과 조합된 스트림을 운반하는 파이프를 사이징하는 경우에는 조합될 각각의 스트림에서 유체(성분, 물, 및/또는 슬러리 등)의 양이 고려된다.) 도 3을 포함하여 모든 도면에 도시된 파이프는 파이프의 실제 크기 또는 상대적인 크기를 반영하지 않음을 주지해야 한다.
도관은 1/8 인치 내지 1.5 인치의 외경 튜빙으로 사이징된다. 튜빙은 이를 거치는 슬러리 또는 다른 성분의 예상되는 유동을 수용하고 슬러리 또는 슬러리 성분, 화학적 배합물 성분 또는 배합된 혼합물(즉, 부분 배합된 슬러리 또는 부분 배합된 화학적 배합물)의 유동을 제한하지 않도록 사이징된다. 도관을 거치는 유량은 펌프 및 유동 제어기에 의해 제어되므로; 튜빙 크기는 이러한 제어를 방해하지 않는 크기이다.
배합 모듈(200)은 또 다른 성분 스트림인 스트림(C)을 추가로 포함한다. 스트림(C)은 제 1 파이프(212)에서 유동되고, 스트림(D)(스트림(A) 및 (B)의 성분 포함)과 접합부(298)에서 조합되고(제 2 단일 조합된 스트림), 이는 파이프(214)에서 유동하여 파이프(217)에서 스트림(G)인 제 1 단일 조합된 스트림을 형성시킨다. 접합부(298)의 하류에는 펌프(251)가 있다. 이러한 구체예에서, 파이프(217)를 통해 펌프(251)로 이동하는 스트림(G)은 바람직하게는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 제조하기 위해 조합될 미가공 슬러리 또는 화학적 배합물 성분들 모두를 포함한다. 파이프(217)에서 스트림(G)은 스트림(G)의 모든 성분을 기계적으로 혼합하는 펌프(251)로 주입되거나 달리 이로 유동된다. 스트림(G)은 성분 스트림(A, B, 및 C)을 포함한다. 성분들을 조합하는 이러한 방법 및 장치, 접합 파이프 및 이의 부근에서 동시에 유동되는 스트림(A, B 및 C)을 조합하는 속도 및 펌프(251)를 통한 배합을 이용함으로써, 슬러리 또는 화학적 배합물은 요망되는 평형에 빠르게 도달하고, 상기 기재된 pH 쇼크 문제를 실질적으로 방지한다. 성분 스트림은 더 적은 도관(조합된 스트림)으로 이들을 연속적으로 함께 유동시킨 후, 조합된(성분) 스트림을 펌프의 셕션 쪽으로 유동시킴으로써 조합된다. 완전 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물은 펌프에서 방출 쪽으로 파이프(218)로 배출된다. 파이프(218)는 바람직하게는 완전 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물인 스트림(H)을 분배 탱크, 및/또는 필터, 및/또는 분석 모듈, 및/또는 기기 및/또는 글로벌 루프로 운반한다. 펌프(251)는 바람직하게는 상기 기재된 바와 같은 원심 펌프이다. 펌프(251)는 배합 모듈 펌프(251)로서 지칭될 수 있다.
슬러리 및/또는 화학적 배합물 조성물을 제조하는데 유용한 본 발명의 배합 장치 또는 모듈(200)의 또 다른 구체예는 도 4에 도시되어 있다. 도 4는 도 3과 유사하지만; 본 발명의 장치 및 방법에 사용될 수 있는 추가의 설비 및 공정 단계를 도시한 것이다. (도면들 중 일부에서, 도면에서 유사한 부재를 표기하기 위해 동일하거나 유사한 부호가 사용된다.) 도 4에 도시된 장치는 하나 이상의 성분 스트림, 예컨대, 하나 이상의 화학적 성분 스트림, 미가공 슬러리 스트림, 부분 배합된 스트림, 완전 배합된 스트림 및/또는 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물 스트림을 배합하는데 사용된다. 이러한 스트림의 공급원은, 도시된 바와 같이, 배합된 슬러리를 제조하는 구체예에서 라인(212)이 공급 모듈(100)로부터의 미가공 슬러리 공급일 수 있다는 점을 제외하고 도면에 도시되어 있지 않지만, 대안적인 구체예에서 라인(212)은 달리 어떠한 곳에 위치될 수 있다. 즉, 배합 모듈에서 라인(210) 또는 라인(211)의 위치와 바꿔질 수 있다. 화학적 배합물을 제조하는 것과 같은 대안적인 구체예에서, 라인(212)은 화학적 성분 또는 물 스트림일 수 있다. 이러한 구체예의 방법 또는 장치는 이미 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 포함하는 또 다른 스트림과 조합된 성분 스트림 중 하나이다. 도 3에 도시된 구체예와 유사하게, 도 4의 장치는 하나 이상의 파이프 및 펌프를 포함한다. 성분 스트림(A, B 및 C)은 파이프(210, 211 및 212)에서 각각 이동한다. 성분 스트림(A 및 B)을 각각 운반하는 파이프(210 및 211)는 접합부(299)에서 만나고 조합되어 파이프(214)에서 제 4의 단일 조합된 스트림을 형성시키는데, 이러한 스트림은 스트림(D)로 지칭되는 스트림(A)와 (B)의 혼합물을 포함한다(부분 배합된 슬러리 또는 부분 배합된 화학적 배합물). 파이프(214)는 각각의 파이프(210 및 211)의 스트림(A 및 B)에서 성분을 배합하는 것을 돕는 임의의 정적 혼합기(270)를 포함한다. 스트림(A 및 B)은 파이프(214) 및 정적 혼합기(270)에서 함께 배합되어 스트림(D)를 형성시킨다. 용어 "부분 배합된 슬러리 또는 부분 배합된 화학적 배합물"은 "완전 배합된 슬러리 또는 완전 배합된 화학적 배합물" 또는 이러한 구체예에서 "추가의 완전 배합된 슬러리 또는 완전 배합된 화학적 배합물"의 형태의 중간 스트림을 지칭하는데 사용된다. 부분 배합된 슬러리는 그 안에 (미가공) 슬러리가 존재하거나 존재하지 않을 수 있다.
파이프(212)에서 또 다른 성분 스트림(C)은 파이프(214)에서 제 4의 단일 조합된 스트림과 조합되지만; 도 4에 도시된 구체예에서, 파이프(214)에서의 스트림(D)는 파이프(215)에서 스트림(S)과 먼저 조합되어 파이프(216)에서 제 3의 단일 조합된 스트림(E)을 형성시킨다. 파이프(214 및 215)는 단일 파이프(216)으로 접합부(297)를 통해 접합된다. 파이프(216)에서의 스트림(E)와 파이프(212)에서의 스트림(C)은 그 후에 접합부(298)를 통해 조합되어 파이프(217)에서 제 1의 단일 조합된 스트림(G)을 형성시킨다. 접합부(298)의 하류에는 펌프(251)가 있다. 스트림(G)은 파이프(217)를 통해 펌프(251)로 이동한다. 스트림(G)은 슬러리 또는 화학적 배합물 성분, (임의로) 이러한 구체예에서, 추가량의 완전 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 제조하기 위해 조합될 어떠한 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 모두를 포함한다. 펌프(251)는 모든 스트림을 신속하게 혼합한다. 스테이지에서 성분 스트림을 조합하는 임의의 개별 단계 및 정적 혼합기(5)의 임의 사용 때문에, 그리고 이미 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물(즉, 제조될 슬러리 또는 화학적 배합물의 성분)의 다른 성분 스트림에 대한 최적의 비율, 및 펌프에서 스트림의 배합 때문에, 이러한 배합 방법은 실질적으로 상기 기재된 pH 쇼크 문제를 감소시킨다. 추가로, 이러한 구체예에서 스트림을 조합하는 순서는 슬러리 또는 화학적 배합물에 대한 pH 쇼크로 인해 어떠한 부정적인 영향의 가능성을 감소시키지만, 스트림을 조합하는 다른 순서가 가능하며, 또한 pH 쇼크의 가능성을 감소시킬 것이다. 접합부들 사이의 거리는 상기 기재된 구체예에 대하여 기재된 것들과 유사하다.
그러나, 도 4에 도시된 구체예에서 어떠한 응집된 입자가 형성되는 경우, 배합 모듈(200)의 배합된 스트림(S)과 유체 소통되고 이를 수용하는 파이프(219)는 임의의 필터 부재, 필터, 하나 이상의 필터의 뱅크, 예를 들어, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림(S)으로부터 어떠한 응집된 입자를 제거하는 한 쌍의 필터(230)에 연결된다. 필터(230)는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 분배 탱크(491)에 운반하기 전에 응집된 입자를 제거한다. 도시되지 않았지만, 필터는 각각의 뱅크에서 하나 이상의 필터의 뱅크의 두 개의 개별적인 세트를 포함하는 것이 바람직하고, 이들 각각은 필터로 그리고 필터로부터의 파이프를 지니고, 필터 및 파이프(219 및 71)와 유체 소통되는 파이프 상에 밸브 및 임의의 체크 밸브를 추가로 포함한다. 두 개의 개별적인 필터(들)의 뱅크는, 앞서 기재된 바와 같이, 필터 교환 동안 또는 다른 보수를 위해 제 1 뱅크가 온-라인일 수 있고 제 2 뱅크가 오프-라인일 수 있도록 각각의 상류 및 하류에 밸브로 병렬 배열되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 여과하지 않는 제 2 필터 또는 뱅크는 필터(들) 개구부의 상류 쪽에 밸브를 둠으로써 사전-습윤된다. 이러한 구체예에서, 필터(230)는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림(S)이 분배 탱크(491)로 운반되기 전에 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림(S)으로부터 어떠한 응집된 입자를 제거한다. 대안적인 구체예에서, 필터 루프는 펌프(251) 이후에 연결될 수 있다. 대안적인 구체예에서, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물은 공정에서 이후의 모듈에서, 예를 들어, 분배 모듈에서 또는 글로벌 루프에서 또는 CMP 기기 또는 다른 기기 바로 전에 연결되는 필터에 의해 제공되는 여과와 함께 또는 여과 없이 글로벌 루프, CMP 기기, 또는 분배, 수용 또는 다른 탱크로 운반될 수 있다. 도시된 바와 같이, 슬러리 또는 화학적 배합물(S)의 일부가 하나 이상의 다른 성분 스트림과 배합 모듈(200)에서 조합될 분배 탱크(491)로부터 파이프(215)를 통해 공급되고(운반되고), 그 후에 배합 모듈(장치)(200)의 펌프(251)에 의해 그리고 그러한 펌프(251)에서 혼합되어 추가의 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 제조된다. (대안적인 구체예에서, 추가의 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 형성시키기 위해 슬러리 또는 화학적 배합물 성분과 조합될 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물은, 요망 시, 글로벌 루프로부터 또는 달리 분배 모듈에서 또는 별개의 수용 또는 다른 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 탱크로부터 제공될 수 있다.) 표 4에 도시된 바와 같이, 파이프(215)를 통한 스트림(S)(분배 탱크로부터의 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림)은 라인(215 및 214)의 접합부(297)를 통해 스트림(D)(스트림(A)와 (B)의 혼합된 성분 스트림)과 조합되고, 그 후에 성분 스트림(C)이 라인(216 및 212)의 접합부(298)를 통해 조합된다.
도 4에 도시된 구체예에서, 바람직하게는 성분 A는 화학적 성분이고, 성분 B는 DIW이고, 성분 C는 슬러리 배합물이 제조되는 경우에 미가공 슬러리이거나 화학적 배합물을 제조하는 경우에 또 다른 화학적 성분이다. 한 가지 구체예에서, 성분 A의 유량은 약 0.5 리터/min(Ipm)이고, 물의 유량은 약 10 Ipm이고, 미가공 슬러리 또는 또 다른 화학적 성분의 유량은 약 5 Ipm이다. 일부 구체예에서, 펌프 (251)에 의해 배출되는 전체 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 10-90% 또는 25-80% 또는 50-70%는 이미 배합된 슬러리 또는 이미 배합된 화학적 배합물 (스트림(S), 및 존재 시, 스트림(J))로 구성되고, 이들은 슬러리 또는 화학적 배합물 성분과 배합되어 추가의 배합된 슬러리 또는 추가의 배합된 화학적 배합물을 형성시킨다. 한 가지 구체예에서, 이미 배합된 슬러리 또는 이미 배합된 화학적 배합물 스트림 (스트림(S) 및 임의의 스트림(J))은 펌프(251)로부터 라인(218)으로 배출되는 전체 배합된 슬러리 또는 전체 배합된 화학적 배합물의 56-64%이고, 화학적 성분 B 및 물은 26-34%이고, 미가공 슬러리 또는 다른 화학적 성분은 2-18%이다. 배합 모듈에서의 이미 배합된 슬러리 또는 이미 배합된 화학적 배합물의 사용은 슬러리 또는 화학적 배합물의 pH 쇼크 가능성을 감소시키고, 민감성이거나 달리 반응성인 슬러리 또는 화학적 성분을 성공적으로 조합하는데 이용될 수 있는 방법이다.
도 4는 하기에 추가로 기재될 분배 모듈(400)의 일부인 분배 탱크(491)를 도시한 것이다. 분배 탱크(491)는 파이프(74 및 215)를 공급하는 배출 파이프(190)(탱크의 배출 개구부(727)에 연결된)를 지닌다. 파이프(74)는 글로벌 루프(도시되지는 않았지만 하기 도 1c를 참조로 하여 추가로 기재될 것임) 또는 CMP 또는 다른 기기 (미도시)로 직접적으로 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물(S)을 제공한다. 파이프(215)는 분배 탱크로부터의 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물(S)의 일부를 배합 장치로 다시 제공한다. 작업자에 의해 미리 설정되거나 장치(20)의 제어기(미도시)에 의해 제어되는 파이프(190), 파이프(74) 및 파이프(215) 중 하나에서 밸브(미도시)는 파이프(74 및 215)로 유동하는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 양을 제어한다. 추가로, 74 및 215로 유동하는 양은 요청 및 하류 펌프(101) 및 펌프, 유동 센서 및 파이프(74)의 하류의 글로벌 루프에 대한 밸브(도 4에는 미도시) 및/또는 배합 및/또는 분배 모듈에서의 하나 이상의 임의의 필터 루프에 의해 변화되거나 제어될 수 있다. 대안적으로, 유동 제어기는, 특히, 만족스러운 배합 결과를 달성하기 위해 성분들이 이미 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 필요로 하는 경우, 파이프(74)에서 이미 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동을 제어하도록 제공될 수 있다.
도 4에 도시된 한 가지 구체예에서, 미가공 슬러리 또는 화학적 성분을 운반하는 라인(212)은 0.5인치 외경의 튜브 라인일 수 있고, 화학 물질/물 배합물을 운반하는 라인(214)은 0.75인치 외경의 튜브 라인일 수 있고, 라인(215, 217, 219, 71)은 각각 1인치 외경의 튜브 라인일 수 있고, 라인(213)은 0.5인치 외경의 튜브 라인일 수 있다.
유체의 속도는 낮지만 슬러리 입자가 현탁되게 유지하는데 필요한 최소 속도보다 높게 유지된다. 예를 들어, 특정 암모니아 및 세리아 함유 슬러리에 대한 최소 속도는 2.5 ft/sec이다. 슬러리를 너무 빨리 이동시켜 슬러리 입자가 함께 충돌하고 응집물을 형성시킬 수 있는 것을 방지하도록 거의 최소 속도이지만 그 초과로 슬러리의 속도를 유지하는 것이 유리하다. 이러한 이유로, 그리고 배합된 슬러리를 제조하는 구체예의 경우, 원심 펌프의 속도는 거의 6000rpm로 유지될 수 있고, 슬러리 또는 화학적 배합물의 유량은 20리터/분 초과 및 25리터/min 미만일 수 있다.
펌프(251)는 다이어프램, 원심, 벨로우즈 또는 연동 펌프와 같은 어떠한 펌프일 수 있다. 한 가지 구체예에서, 펌프는 원심 펌프, 예를 들어, 모터/베어링 스테이터와 접촉되지 않도록 자기부상식으로 플루오로폴리머 쉘에 랩핑된 희토류 자석을 함유하는 낮은 전단의 자기부상식 원심 펌프이다. 그러한 펌프는 Levitronix로부터 입수가능하다. 펌프(251)는 바람직하게는 높은 분당 회전수(rotations per minute: rpm), 즉, 1000 rpm 초과, 전형적으로 100 내지 20,000 rpm, 또는 1000 내지 8000 rpm 또는 2000 내지 7000 rpm의 rpm으로 작동된다. 피드백의 폐쇄 루프 제어는 압력 센서 및/또는 유동 센서 피드백을 기초로 하여 펌프 속도를 조절하는데 사용될 수 있다. (펌프 속도를 조절하는 압력 센서 및/또는 유동 센서는 도 4에 도시되어 있지 않지만, 도 2에 도시되고 펌프(41)을 참조로 하여 기재된 것과 유사할 수 있음). 일반적으로, 다이어프램 펌프는 펌핑 슬러리의 경우에 바람직하지 않은데, 그 이유는 펌프가, 응집을 초래하는 슬러리 입자로부터 용매를 스트립핑시키는 전단을 야기하기 때문이다. (다이어프램은 슬러리 공급 컨테이너로부터 슬러리를 끌어올리는 이의 능력 때문에 슬러리 운반 펌프로서 공급 모듈에 사용될 수 있다.) 추가로, 기계적 작업 표면을 지니는 펌프는 바람직하지 않은데, 그 이유는 슬러리 중의 입자가 펌프의 표면 상에 형성될 수 있기 때문이다. 이와는 대조적으로, 자기부상식 원심 펌프는 입자가 형성되는 기계적 표면을 지니지 않고 제한된 전단을 지닌다. 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치에 사용되는 다른 펌프는, 동일한 속도로 작동되고 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치에서 다른 모듈의 슬러리 또는 화학적 배합물 유량과 동일하거나 유사하거나 더 높은 유량을 제공하는(필요 시) 전술된 원심 펌프와 동일한 것일 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 배합 장치는, 펌프(251)의 하류에서 스트림(S)의 일부를 분석하는데 사용되는 임의의 분석 모듈(301)을 포함할 수 있다. 스트림(S)은 완전히(또는 추가로 완전히) 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림이다. 파이프(213)에서 슬립 스트림(J)은, 파이프(213)를 파이프(218)와 연결하는 접합부(296)를 통해 파이프(218)로부터 유동된다. 분석 패키지 또는 모듈은 하나 이상의 유형의 분석 설비(분석 장치로도 지칭됨), 및 슬러리 또는 화학적 배합물을 분석 설비로 및/또는 분석 설비로부터 유동시키는 연결 파이프를 함유할 수 있다. 분석 패키지는 하나 이상의 입자 계수기, 하나 이상의 입도 분포 분석기, 하나 이상의 pH 미터, 하나 이상의 전도도 센서, 하나 이상의 밀도 센서, 및/또는 필요에 따라 어떠한 조합의 어떠한 다른 측정 장치를 함유할 수 있다. 임의의 분석 모듈(301)을 거쳐 보내지는 스트림(J)의 일부가 분석된 후에, 파이프(221)에서의 스트림(J), 완전(또는 추가의 완전) 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림은 파이프(215)에서 스트림(S)으로 접합부(295)를 통해 도시된 바와 같이 조합될 수 있다. (대안적으로, 스트림(J)의 일부 또는 전부는 분석 모듈(301)을 통해 간 후에, 특히, 어떠한 분석이 분석을 위해 희석 또는 다른 화학물질과의 반응을 필요로 하는 경우, 개별 파이프(미도시)에서 폐기물 스트림을 통해 처리될 수 있다. 파이프(213)로 그리고 분석 모듈(301)을 거쳐 슬립 스트림을 유도하는 파이프(213) 및 밸빙(미도시)은 라인(218)에서 스트림(S)의 유량(부피/시간)의 전형적으로 15-30%인 3-6리터/분이 임의의 분석 모듈(301)로 유도되도록 사이징될 수 있다. 슬립 스트림은 더 크거나 더 작을 수 있고/거나, 요망 시, 더 크거나 더 작은 샘플을 분석 장치로 제공할 수 있다. 추가로, 파이프(213)에서 하나 이상의 밸브(미도시)는 분석이 필요하지 않거나 분석 패키지가 오프 라인으로 취해지거나, 장치의 다른 곳으로부터 샘플을 측정하거나, 유지 또는 보수를 위해 정지되는 경우에, 슬립 스트림(J)이 분석 패키지를 들어가는 것을 막도록 폐쇄될 수 있다.
분석 모듈(301)은 하기 기재된 분석 모듈(300)과 동일하거나 상이할 수 있고, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치(20)는 하나 이상의 개별적인 분석 모듈을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 구체예에서, 분석 모듈(301)은 바람직하게는 분석 모듈(300)과 동일하고(도 11에 도시된 바와 같이), 장치에는 단지 분석 모듈만 있을 수 있고, 임의로, 공급 모듈이 미가공 슬러리를 분석하기 위해 단지 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기만을 포함하는 분석 모듈을 포함할 수 있다. 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는 도 4에 도시된 배합 모듈을 추가로 포함할 수 있다. 배합 모듈(도시됨)에서 펌프 이후에 연결된 스트림(213)은, 예를 들어, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 특징들, 즉, pH, 밀도, 전도도, % 과산화물, 및 배합된 슬러리 중의 입자의 수 및 입자의 분포 중 하나 이상을 체크함으로써 새로 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 다양한 성분에 대하여 요망되고 예상되는 조성 범위 내에 있는지를 체크하기 위해 분석 모듈(301)로 슬러리 또는 화학적 배합물의 일부(장치에 의해 제조된 것에 좌우하여)를 운반하려는 목적으로 존재한다. 어떠한 그러한 센서가 범위(규격) 외에 있는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 검출하는 경우, 배합 모듈에서 유동 제어기 및 밸브에 대한 피드백(장치의 제어기를 통해)이 하나 이상의 유동 제어기 및/또는 밸브를 자동으로(제어기를 통해) 조절하고/거나 성분의 유량을 조절하거나 기술자에게 알려줄 수 있다. 센서 판독이 너무 크게 벗어나 있는 경우, 제어기(미도시)는 다량의 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 배합되고/거나 분배 탱크로 유동되기 전에 문제를 해결할 수 있도록 기술자에게 알릴 것이다. 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 극심한 경우에, 제어기 또는 기술자는 규격 외의 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 충분히 규격 내의 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물과 완전히 교체되거나 혼합되어 규격 외의 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 규격 내의 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 될 때까지 새로운 슬러리를 배합함으로써 분배 탱크 모두 또는 이의 일부를 폐기물 스트림으로 비우게 할 수 있다. 대안적으로, 센서는 기술자에 의해 체크될 필요가 있을 수 있고, 검출 센서는 보수되거나 교체되어야 할 수 있다. 바람직한 구체예에서, 제어기는 배합 모듈에서 어떠한 밸브 또는 유동 제어기를 자동으로 조절하기 위해 피드백을 사용하지 않는다. 소정의 배합이 설정되면, 배합 모듈에서 주어진 배합을 위해 유동 제어기 및 밸브가 바람직하게는 제어기에 의해 변화되지 않고, 그 대신에 정상 상태로 유지된다. 단지, 기술자가 어떠한 것이 불량하게 진행되는 되는 것을 확인하는 경우, 또는 배합 모듈에서 일부 실패가 존재하는 경우, 배합 모듈을 정지하거나 수정할 것이다. 대안적인 구체예에서, 어떠한 그러한 센서가 범위(규격) 외에 있는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 검출하는 경우, 피드백(장치의 제어기를 통해)은 배합 트레인을 오프라인으로 취할 수 있는데, 이는 배합을 중단하거나(다른 배합 트레인이 대기되지 않는 경우), 새로운 온라인 트레인이 되는 대기의 트레인으로 바뀔 것이다.
액체 입자 계수기 또는 입도 분포 분석기가, 규격 외의 슬러리 또는 화학적 배합물에 대해 전술된 반응에 더하여, 입자의 수 또는 분포가 규격 외에 있음을 나타내는 경우, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물은 전술된 바와 같이 작은 입자 및/또는 큰 입자가 슬러리 또는 화학적 배합물에 존재하는 경우에 이들을 제거하는 적절한 처리 수단(예, 더 큰 입자를 제거하는 하나 이상의 필터 부재 또는 막 및 필터 부재)으로 유도될 수 있다. 도 4에 도시된 한 가지 구체예에서, 파이프(219)는 필터 뱅크로 이어져서 슬러리 또는 화학적 배합물 모두가 큰 입자를 제거하도록 여과된다. 대안적인 구체예에서, 개별적인 밸브 또는 파이프는, 입도 분포 분석기가 입도 분포가 규격 외에 있고 더 큰 입자가 슬러리 또는 화학적 배합물로부터 제거될 필요가 있음을 나타내는 경우에 필터 부재를 거쳐 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 재유도하도록 제공될 수 있고/거나 제어기가 더 큰 입자를 제거하기 위해 필터 루프(700)를 거쳐 더 큰 비율의 슬러리 또는 화학적 배합물을 밀어내는 분배 모듈에서의 개별적인 필터 루프(700)에서 펌프(101D)를 촉발시킬 수 있다. 도시되어 있지는 않지만 동일한 방식으로, 작은 입자를 제거하는 처리 수단(전술됨)이 제공될 수 있고, 입도 분포 분석기가 슬러리 또는 화학적 배합물이 너무 많은 작은 입자를 그 안에 지니고 있음을 나타내는 경우에 제어기가 규격 외의 슬러리 또는 화학적 배합물을 처리 수단을 거쳐 유도하도록 프로그래밍할 수 있다. 다른 구체예에서, 액체 입자 계수기 또는 입도 분포 분석기가 입자의 수 및 분포가 규격 외에 있음을 나타내는 경우, 온라인 필터 뱅크(들)가 오프라인으로 위치될 수 있고, 대기의 필터 뱅크(들)이 온라인으로 위치될 것이다.
도 4에 도시된 분석 모듈(301)은 장치(20)의 다른 부분들로부터 다른 스트림을 분석하기 위해 사용될 수 있는데, 예를 들어, 분배 모듈(400)이 하기에 기재될 것이다. 도 4에 도시된 바와 같은 분석 모듈(301)의 위치는 단기 예시의 목적이다. 분석 모듈(301)은 어떠한 편리한 위치로 장치에 장착될 수 있고, 장치 내의 위치(샘플 포트)로부터 슬러리 또는 화학적 배합물을 유도하고, 임의로, 슬러리 또는 화학적 배합물의 일부 또는 슬러리 또는 화학적 배합물을 다시 회송시키는 슬러리 또는 화학적 배합물 샘플 루프는 하기 설명되는 바와 같이 장치 내에서 여러 위치로 제공될 수 있고, 각각의 모듈에서 분석 설비를 반복하지 않아도 되어 분석 설비 비용이 절약되는 추가의 이점을 제공한다. 도 4에 도시된 슬러리 또는 화학적 배합물 샘플 루프는 배합 모듈 펌프(251)의 하류에 위치된 슬립 스트림(213)을 구성하고, 슬립 스트림(213)에서 슬러리 또는 화학적 배합물이 유동되고 배합 모듈 펌프(251)의 상류에 위치된 튜브(221)를 통해 회송된다.
도 4에는 도시되어 있지 않지만 추가로 또는 어떠한 도면에서, 장치 및/또는 모듈은 어떠한 스트림의 역류를 방지하기 위해서 파이프에 접합부가 존재하는 어느 곳이든 체크 밸브를 포함할 수 있다. 배합 모듈에서 각각의 유동 제어기 후에 체크 밸브(미도시)가 있고, 이는 요망 시에 장치의 다른 곳에서 사용될 수 있다. 도 4에 도시된 배합 모듈은 또한 A 및 B로 표기된 부분을 지니는 도 1b에 도시된 구체예와 유사한 추가의(여분의 예비) 배합 트레인(파이프, 유동 제어기, 정적 혼합기 등)을 포함할 수 있다. 추가로, 단지 하나의 정적 혼합기 및 펌프가 도 4에 도시된 배합 모듈에 도시되어 있지만, 요망 시, 하나 이상의 정적 혼합기 및/또는 하나 이상의 펌프가 사용될 수 있다.
도 4에 도시된 접합부(299, 298, 297 및 295)는 두 개의 스트림을 조합함으로써 각각의 접합부에 의해 두 개에서 하나로 스트림의 수를 감소시키며, 접합부(296 및 294)는 1개의 파이프를 2개의 파이프로 나눈다. 접합부는 도면에서의 형태와는 맞지 않을 수 있고, T-모양 또는 Y-모양 접합부 또는 대신에 어떠한 모양일 수 있다.
도시된 바와 같이, 파이프는 파이프(210, 211 및 212)에서 각각의 스트림(A, B 및 C)의 유동을 각각 제어하는 유동 제어기, 예를 들어, 부피 유동 제어기(260, 261 및 262)를 각각 포함한다. 대안적으로, 그러한 파이프에서의 유동 제어기는 (Coriolis) 질량 유량계를 포함한 질량 유량계에 의해 제어될 수 있다. 일부 구체예에서, 슬러리 또는 화학적 배합물의 일부 성분의 중량을 측정하고, 요망 시, 탱크에서 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 중량을 체크하는 중량 측정을 이용하는 것이 바람직할 수 있지만; 바람직한 배합 모듈은 부피 유동 제어기일 수 있는 유동 제어기를 사용하여 적어도 두 개의 그리고 일부 구체예에서 모든 슬러리 또는 화학적 배합물의 성분의 조합을 제어한다.
도 1b, 3 및 4에 도시된 구체예에서, 스트림(A, B, 및 C)은 상기 언급된 바와 같이 미가공 슬러리, 화학적 성분 스트림(순수하게 또는 용액 중에서 하나 이상의 화학물질 포함), 및 초순수(UPW) 또는 탈이온수(DIW)(UPW와 DIW는 본원에서 서료 교체가능하게 사용됨), 부분 배합된 슬러리 또는 부분 배합된 화학적 배합물(즉, 미가공 슬러리 또는 하나 이상의 추가의 성분과 배합된 화학적 성분), 재순환된 슬러리 또는 완전 배합된 슬러리 또는 완전 배합된 화학적 배합물을 포함할 수 있는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 개별 성분을 독립적으로 포함할 수 있다. 바람직한 구체예에서, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 제조하는 경우의 화학적 성분을 제조하는 때에 스트림(A)는 용액 중의 화학적 성분이고, 스트림(B)는 물이고, 스트림(C)는 미가공 슬러리이다(배합된 슬러리를 제조하는 경우, 스트림(C)은 전형적으로 도 1b, 3 및 4에 도시된 구체예에 대하여 전술된 바와 같이 공급 모듈(100)로부터 파이프(212)를 통해 제공된 미가공 슬러리이다). 일부 구체예에서, 흔히 높거나 낮은 pH 화학적 성분 스트림, 예컨대, 산 또는 염기인 것을 중화시키고 희석하기 위해서 화학적 성분 스트림(스트림(A))을 물(스트림(B))과 조합하여 중화시키고 희석하는 것이 유리하다(미가공 슬러리 및/또는 또 다른 화학적 성분을 이와 조합하기 전에). 도 4에 도시된 구체예에서, 혼합된 물과 화학적 스트림은 완전 배합된 슬러리 또는 완전 배합된 화학적 배합물 스트림(S)에서 혼합된 화학물질과 물 스트림(스트림(D))을 추가로 희석하기 위해서 완전 배합된 슬러리 또는 완전 배합된 화학적 배합물 스트림(S)과 혼합된 물과 화학물질 스트림이 조합된다. 완전 배합된 슬러리 스트림 또는 완전 배합된 화학적 배합물 스트림(스트림(S))을 혼합된 화학물질과 물 스트림(스트림(D))과 조합하여 부분 배합된 슬러리 스트림 또는 부분 배합된 화학적 배합물 스트림(스트림(E))을 형성시킴으로써 미가공 슬러리 스트림 또는 화학적 성분 스트림(스트림(C))의 pH는 스트림(C)를 스트림(D)와 직접적으로 조합하는 것에 비해서 스트림(E) 중에 부분 배합된 슬러리 또는 부분 배합된 화학적 배합물과 조합되는 경우에 크게 영향받지 않을 것이고, 이에 의해서, 배합된 슬러리가 제조되는 경우 미가공 슬러리 스트림 또는 화학적 배합물이 제조되는 경우에 제 2 화학적 성분 스트림과 화학물질 스트림(A)를 조합하는 것에 비해 pH 쇼크의 영향이 감소되거나 방지된다.
스트림(A)이 화학물질 스트림을 포함하고, 이것이 과산화수소 또는 또 다른 과산화물인 경우, 도 1b에 도시된 바와 같은 과산화물 센서(345)가 제공되는 것이 유리할 수 있다. 과산화물 센서는 굴절 지수 또는 자동적정기 유형의 센서일 수 있고, 이는 전기 신호를 제어기(미도시)로 보내게 할 수 있다. 스트림(A)에서 과산화수소의 유량은, 과산화물 센서에 의해 이루어지고 유동 제어기(미도시)로 소통된 측정에 좌우하여 유동 제어기(260A)를 통해 증가하거나 감소될 수 있거나, 정보가 데이터 로거에서 바로 유지되고 허용가능한 범위를 벗어난 경우에 기술자에게 알리기 위해 사용될 수 있다.
존재 시, 배합된 슬러리 또는 화학적 스트림 중의 과산화물의 농도는 시간에 따라 저하될 수 있고(즉, 측정된 농도가 시간에 따라 감소될 수 있음), 낮은 과산화물 농도(규격 외)가 센서(345)에 의해 검출되는 경우, 기술자에게 과산화물 공급을 변경하도록 지시하기 위해 경보가 발생될 수 있고, 이미 배합된 슬러리 또는 이미 배합된 화학적 배합물이 폐기되거나 교체될 수 있거나, 이미 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물에는 저하된 H202에 대한 상쇄를 위하여 새로운 또는 추가의 과산화물이 공급될 수 있다. 배합 모듈에 의해 분배 탱크로 공급을 가능하게 하는 방법 및 구체예는 도 17을 참조로 하기에 도시되고 기재된다.
도 4에 도시된 구체예 또는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 제조하기 위해서 하나 이상의 다른 성분 스트림과 조합된 이미 배합된 슬러리 또는 이미 배합된 화학적 배합물 스트림을 포함하는 배합 모듈의 다른 구체예에서, 다른 성분 스트림, 예를 들어, 미가공 슬러리, 물 및 화학적 성분 스트림과 조합된 이미 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림(S)은 추가의 배합된 슬러리 또는 추가의 배합된 화학적 배합물 스트림(스트림(217))을 형성시키기 위해 조합되고 혼합되는 스트림의 시간 당 전체 부피(유량)의 2 내지 80%, 또는 10 내지 70%, 또는 20 내지 60% 또는 25 내지 55%일 수 있다. 도시된 구체예에서, 그러한 스트림은 펌프(251)에서 혼합되어 추가의 배합된 슬러리 또는 추가의 배합된 화학적 배합물을 형성시키고, 이들의 일부는 도시된 바와 같이 분배 탱크(491)로부터의 이미 배합된 슬러리 또는 이미 배합된 화학적 배합물 스트림이다. 다른 구체예에서, 이미 배합된 슬러리 또는 이미 배합된 화학적 배합물은 다른 공급원, 예를 들어, 분석 모듈, 배합 모듈 또는 분배 모듈의 다른 부분, 예를 들어, 글로벌 루프로부터일 수 있다. 바람직한 구체예로서 도시되고 기재되었지만, 대안적인 구체예에서, 스트림(A, B 및 C)은 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 제조하는데 유용한 것으로 기재된 어떠한 가능한 성분을 포함할 수 있고, 동일한 공급 스트림이 도시된 구체예에서 상이한 순서로(임의 순서)로 조합되도록 파이프에서 재배열될 수 있다. 또한 도시된 구체예에서, 전형적으로 3개의 성분이 배합되지만, 배합물 슬러리 또는 화학적 배합물을 제조하는데에는 4개 이상의 성분이 사용될 수 있거나 4개 이상의 성분을 배합하도록 변형될 수 있다. 4개 이상의 추가의 성분을 배합하여 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 제조하는 그러한 구체예에서, 각각의 추가의 성분은, 성분을 위한 추가의 공급 라인, 그러한 라인에서의 유동 제어기(시간 당 부피 또는 질량의 유량을 조정하는) 및 추가된 라인과 또 다른 성분 라인 또는 이미 혼합된 성분 스트림을 운반하는 라인 사이의 접합부, 및 추가된 접합부 하류의 임의의 정적 혼합기에 첨가되는 것이 바람직할 수 있다. 대안적인 구체예에서, 요망 시, 추가의 공급 라인은 도시된 구체예에서 펌프 또는 정적 혼합기 전에 또는 그 후에 추가될 수 있다. 대안적으로, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 단지 2개의 성분, 단지 2개의 공급 라인을 포함하는 경우, 예를 들어, A 및 C가 상기 도시된 구체예 각각에 사용될 수 있고, 그러한 구체예는, 요망 시, 공급 라인 중 하나, 예를 들어, 라인(B)를 제거함으로써 간단해질 수 있다. 장치가 슬러리와 화학적 배합물을 간헐적으로 배합하는데 사용되는 구체예에서, 미가공 슬러리를 위한 파이프에서의 밸브는 장치가 화학적 배합물을 배합하는 경우에 폐쇄될 수 있다.
스트림을 조합하는 바람직한 순서가 기재되었지만, 본 발명은 스트림이 상이한 순서로 조합될지라도 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 성분이 본 발명을 이용하여 조합되는 경우 응집이 저하된다는 이점을 제공한다.
앞서 명시된 바와 같이, 성분(미가공 슬러리 및 이미 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 아닌)의 공급원은 도면에 도시되지 않는다. 화학물질 및 물의 공급원은 드럼 또는 탱크 또는 다른 용기일 수 있다. 스트림은 펌프 또는 중력에 의해 각각의 파이프로 또는 더 높은 압력 공급원에서부터 더 낮은 압력 파이프로 공급될 수 있다. 이러한 개념은 당업자에 의해 이해된다. 배합 모듈(200)에서의 유동 제어기의 신뢰성을 위하여, 성분들은 실질적으로 일정한 유량으로 그리고 실질적으로 일정한 압력으로 배합 모듈(200)로 제공되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 유량은, 유량이 유동 제어기에서 전체적인 크기(전형적인 전체 유량)의 5% 미만, 2% 미만 또는 1% 미만으로 달라지도록 배합 모듈에서 유동 제어기의 상류로 유지되어야 한다. 예를 들어, 압력은 바람직하게는 각각의 라인에 대하여 전체 크기(전형적인 전체 유량)의 5% 미만 또는 2% 미만 또는 1% 미만으로 달라진다. 개별적인 성분 라인에 대한 유량 또는 압력은 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 제조하기 위해 첨가될 각각의 성분의 양 및 라인 직경을 고려하여 결정되고, 파이프 직경의 크기가 달라지는 경우에 달라질 것이다. 전형적으로 물은 0 내지 100 psi 또는 12 내지 100 psi 초과의 압력, 및 0 내지 20 리터/min (Ipm) 초과의 유량으로 제공된다. 전형적으로 하나 이상의 화학물질 스트림은 7 내지 17 psi (차압 유동 제어기의 경우) 또는 10 내지 14 psi 또는 약 12 psi의 압력, 및 0.05 내지 5 Ipm, 또는 0.08 내지 4 Ipm, 또는 0.1 내지 2 Ipm의 유량으로 제공된다. 전형적으로 미가공 슬러리 또는 화학적 배합물은 20 내지 30 psi 또는 22 내지 28 psi의 압력, 및 15 내지 25 Ipm, 또는 18 내지 22 Ipm의 유량으로 제공된다. 전형적으로, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물은 20 내지 30 psi 또는 22 내지 28 psi의 압력, 및 15 내지 25 Ipm, 또는 18 내지 22 Ipm의 유량으로 제공된다.
도 1b에 도시된 구체예에서, 배합 모듈에서 배출되어 파이프(71)에 연결되는 파이프(218)와 분배 모듈로 연결된 파이프(71) 사이에는 우회 라인(미도시)이 존재한다. 우회 라인(미도시)은 분석 패키지가 오프라인인 경우 또는 작업자 또는 자동 제어기(컴퓨터)가 배합 모듈(200)로부터 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 분석 모듈(300)로 그리고 분석 모듈(300)을 거쳐 유도하는 것이 불필요하다고 결정하는 경우에 사용된다. 한 가지 구체예에서, 분석 패키지(300)는 단지 장치에 제공된 분석 모듈일 수 있고, 시험을 위하여 모듈들 중 하나 이상에서 하나 이상의 위치로부터 슬러리 또는 화학적 배합물을 분석 모듈(300)로 유도하는 파이프 및 밸브를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 구체예에서, 다양한 슬러리 또는 화학적 배합물의 시험 위치를 분석 모듈로 연결하는 하나 이상의 라인 및 관련 밸브는 장치에서 다양한 위치(샘플 포트)로부터 샘플을 유도하고 슬러리 또는 화학적 배합물을 연속적으로 시험한 후 연속적으로 또는 반연속적으로 시험을 반복하는 연속 사이클로 작동될 수 있다. 시험은 작업자에 의해 유도된 패턴 또는 일련의 또는 무작위한 패턴일 수 있다. 대안적으로, 제어기(미도시)는 제공되는 다양한 샘플 포트로부터 샘플을 유도하는 것이 필요한 경우에 장치의 작동을 기초로 하여 결정되는 알고리즘을 기초로 샘플링을 제어할 수 있다. 샘플 포트는 파이프 또는 파이프 또는 튜브에서의 튜브 연결부이다. 이는 슬러리 또는 화학적 배합물의 일부만이 분석 모듈로 연결된 튜브로 유동시키도록 사이징될 수 있다. 추가로, 샘플 포트 또는 연결된 튜브는, 요망 시, 분석 모듈로의 유동을 제어하는 밸브를 내부에 포함할 수 있다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 1900, 1900A 및 1900B로 표기된 원은, 파이핑(미도시) 및 밸브(미도시)가 분배 모듈(400)로부터 분석 패키지(300)(도 1b에 도시됨)로 연결된 포트를 나타낸다. 각각의 포트(1900, 1900A 및 1900B)로의 연결은 분석 패키지(300)로의 샘플 튜브(미도시) 및 루프를 형성시키는 회송 튜브이다. 회송 튜브(미도시)를 통한 샘플 루프는 분석 모듈(300)로부터 분석된 슬러리 또는 화학적 배합물을 회송 포트(1901 또는 1901A 또는 1901B)로 각각 회송시킨다. 포트(1900, 1900A, 1900B) 중 하나 이상 또는 어떠한 포트에서, 핸드 밸브(미도시)가, 작업자가 설비(미도시)에서 오프-라인 시험을 위해 샘플을 유도하게 제공될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 포트(1000A 및 1001B)는 도 2에서 액체 입자 계수기(34)에 의한 분석을 위해 포트(1000A 또는 1000B)로부터 슬러리를 가져와서 이를 분석 후에 포트(1001)로 회송시키는 샘플 루프(미도시)를 형성시키기 위해 사용되고, 대안적으로, 샘플 분석 모듈이 장치에 제공되는 경우에 샘플은 샘플 루프 또는 튜브를 통해 분석 모듈(300)로 보내질 수 있다. 분석 모듈(300)에서 슬러리의 분석 전에 슬러리가 희석되는 경우, 슬러리는 분석 후에 포트(1001)로 회송되지 않는다. 희석된 슬러리는 폐기물 라인(미도시)으로 유도될 수 있다.
도 5는 배합 모듈(200)과 분석 모듈(300) 사이의 파이핑 및 분배 모듈로의 파이핑(72A, 72B)에 대한 한 가지 구체예를 도시한 것이고, 이들은 도시된 바와 같이 배합 모듈(200)(또는 어떠한 배합 모듈)로부터 배합된 스럴리 또는 화학적 배합물의 분석 모듈(300)로의 또는 분석 모듈(300)을 거치는 유동의 전부 또는 일부를 유도하기 위해, 또는, 대안적으로, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 전부 또는 일부를 분배 모듈로 파이프(72A, 72B)를 통해 유도하기 위해 연속적으로 또는 간헐적으로 사용될 수 있다. 배합 모듈(200)은 임의의 배합 모듈일 수 있다. 분석 모듈(300)은 임의의 분석 모듈(300)일 수 있다. 분배 모듈로의 파이핑 및 분배 모듈(400)은 임의의 파이핑 및/또는 임의의 분배 모듈일 수 있다. 예를 들어, 분배 모듈로의 단일 파이프가 사용될 수 있다. 실제로, 3방향 밸브(579), 제한 오리피스(311) 및 하나 이상의 접합부를 지니는 관련 파이핑 및 임의의 추가의 밸브를 포함하여, 1 파이프에서 제 2 파이프로 유동의 적어도 일부를 확실히 유도하거나, 요망 시, 제 1 파이프로만 또는 제 2 파이프로만 유동을 유도하는, 도 5에 도시된 스트림(218)의 전부 또는 일부를 재유도하는 수단이 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치(20)의 어느 곳에서든지 사용될 수 있다. 상기 수단은 제 1 파이프와 제 2 파이프 사이의 유동을 동시에 분리시킴으로써 각각의 파이프가 슬러리 또는 화학적 배합물을 상이한 모듈로 전달하고/거나, 요망 시, 어떠한 모듈 내의 유동을 동시에 제 1 파이프 및/또는 제 2 파이프로 유도하기 위해 사용될 수 있다.
도 5는 도 1b에 도시된 것과 유사한 단순화된 배합 모듈(200)을 도시한 것이다. (도 5에서의 배합 모듈(200)은 도 1b에 도시된 것과 유사한 예비 유동 제어기 및 관련 파이핑을 지니는 예비 배합물 트레인을 포함하지 않는다.) 도 5에 사용된 부호와 동일하거나 유사한 부호는 도 1b에 도시된 것과 동일하거나 유사한 부분을 나타낸다. 또한, 배합 모듈(200)에서 슬러리 또는 화학적 배합물을 배합한 후에 분석 패키지로 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동을 가능하게 하는 하나 이상의 센서 및 관련 파이핑을 포함하는 분석 패키지를 포함하는 분석 모듈(300)이 도 5에 도시되어 있다.
분석 패키지를 우회하기 위해서, 3방향 밸브(579)가, 배합 모듈(200)로부터 파이프(218)에서 유동하는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 파이프(518)를 거쳐 3방향 밸브(579)를 거쳐 파이프(519)를 거쳐 파이프(71)로 그리고 이에 의해서 분배 모듈(도 5에 도시되지 않음)로 유동하도록 개방된다. 이와 동시에, 라인(218)에서의 밸브(557)는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 분석 패키지(310)로 들어가는 것을 방지하도록 폐쇄될 수 있다. 대안적으로, 배합 모듈(200)로부터 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 분석 모듈(300)로 부분적으로 또는 완전히 유도하기 위해서, 3-방향 밸브(579)가 하나의 개방된 위치로부터 두 번째 개방된 위치로 변화되어 배합 모듈(200)로부터 파이프(218)에서 유동하는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 파이프(518)를 거쳐 3방향 밸브(579)를 거쳐 파이프(520)를 거쳐 제한 오리피스(311)로 유동될 수 있고, 제한 오리피스(311)는 파이프(521)로, 접합부(595)로, 파이프(519)로, 그리고 파이프(71)로 그리고 이를 통해서, 그리고 이에 의해서 라인(72A 및/또는 72B)을 통해 분배 모듈(400)로(예를 들어, 도 1c에 도시된 바와 같이) 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 일부만을 유동시키거나 이들을 유동시키지 않는다. (라인(571)에서의 임의의 밸브(558)는 우회 라인(519)로부터 슬러리 또는 화학적 배합물이 분석 모듈의 회송 라인(571)으로 유동되는 것을 방지하기 위해 폐쇄될 수 있지만, 슬러리 또는 화학적 배합물이 하나 이상의 분석 장치(310)를 거쳐 유동하는 경우에는 개방된다는 것을 주지해야 한다.) 제 1 위치에서부터 제 2 위치로 3-방향 밸브(579)를 변화시키는 것과 함께, 라인(218)에서의 임의의 밸브(557)는 폐쇄된 위치에서 개방된 위치로 전환된다. 제한 오리피스(311) 때문에, 파이프(520 및 518)에서 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 제한된 유동은 파이프(520 및 518) 상류의 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 분석 패키지(310)의 분석 장치(들)를 거쳐 파이프(218)를 거쳐 유동하게 한다. 라인(218)은 배합 모듈(200)로 상류로 슬러리 또는 화학적 배합물이 유동하는 것을 방지하는 체크 밸브를 지닐 수 있다. 제한 오리피스(311)는 배압을 생성시키는데, 이러한 배압은 분석 모듈(300)의 분석 패키지(310)의 분석 장치(들)로 슬러리 또는 화학적 배합물의 적어도 일부가 유동되게 한다. 파이프(218)에서 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물은 분석 패키지(310)의 분석 장치(들)로 개방 밸브(557)를 거쳐 분석 패키지(310)의 분석 장치(들)로부터 밸브(558)를 거쳐 유동된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 분석 패키지(310)의 분석 장치(들)에서 배출된 후, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물은 파이프(571)를 거쳐 그리고 파이프(571)에서 개방 밸브(558)(대안적으로, 체크 밸브)를 통해 분배 모듈로의 라인(71)으로 유동된다. (슬러리 또는 화학적 배합물이 접합부(596)에서 파이프(519)로 유동하는 경우, 이는 폐쇄 밸브(579)를 지나서도 제한 오리피스(311)를 지나서도 유동되지 않을 것이다. 추가로, 바람직하게는 파이프(520)에서 유동의 일부는 제한 오리피스(311)를 지나가고, 접합부(595)를 통해 파이프(519)를 거쳐 유동하고 분석 패키지(310)의 분석 장치(들)로부터 분석된 슬러리 또는 화학적 배합물과 만날 것이고, 파이프(71 및 72A 및/또는 72B)를 통해 분배 모듈로 운반된다. 분배 모듈은 분배 탱크 및/또는 글로벌 루프을 포함할 수 있다. 제어기는 기술된 바와 같이 밸브를 개방하거나 폐쇄함으로써 분석 모듈로의 슬러리 또는 화학적 배합물의 일부 또는 전부의 간헐적 또는 연속적 유동을 제어할 수 있다.
도 5는 임의의 샘플 라인(598) 및 샘플 컴파트먼트(599)를 포함할 수 있고, 이들은 이러한 구체예에서 분석 모듈(300)과 분배 모듈(400) 사이에 위치되어 있지만(도 1c에 도시된 바와 같이), 대안적인 구체예에서, 오프-라인으로 시험하기 위해 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 샘플을 취하거나 더 다량의 미가공 슬러리, 또는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 수거하는 것이 바람직한 어느 곳에 제공될 수 있다. 예를 들어, 도시되어 있지는 않지만, 오프-라인으로 분석하기 위해 글로벌 루프(하기 도시된 분배 모듈(400)의 일부)로부터 회송되는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 샘플을 수거하는 것이 바람직할 수 있다. 컴파트먼트(599)는 컨테이너(미도시)가 수용될 수 있는 샘플 컴파트먼트이다. 샘플 컴파트먼트(599)는 (카보이) 컴파트먼트(599) 내에 위치된 컨테이너를 충전시키기 위한 밸브 및 파이핑 및 도어 및 하우징을 포함할 수 있다. 컨테이너는 분배 루프의 경우 제조되지 않았지만 예를 들어, 벤치 시험 및/또는 추가 분석의 목적으로 제조된 다량의 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 수거하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 컨테이너는 5갤론 또는 이보다 큰 컨테이너일 수 있다. 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 컨테이너에서 수거되지 않을 경우, 라인(71) 및 라인(598)에서 밸브(미도시)는, 컨테이너로의 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동을 제어되거나 별개의 양으로 유도하기 위해, 개방되는 것에서 부분적으로 또는 완전히 폐쇄되는 것으로, 그리고 폐쇄되는 것에서 부분적으로 또는 완전히 개방되는 것으로 각각 전환된다. 컨테이너가 요망되는 양의 슬러리 또는 화학적 배합물을 수용한 후에, 레벨 표시기(미도시), 중량 센서(미도시)에 의해 지시된 바와 같이, 또는 라인(598)에서의 유동 제어기(541), 또는 다른 센서 또는 수동 제어에 의해 측정된 바와 같이, 라인(71) 및 라인(598)에서의 밸브(미도시)는 부분적으로 또는 완전히 폐쇄된 것으로부터 개방된 것으로, 그리고 부분적으로 또는 완전히 개방된 것으로부터 폐쇄된 것으로 각각 전환된다. (유동 제어기(541)는, 요망되는 양의 슬러리 또는 화학적 배합물이 컨테이너로 유동되었는지를 확인하는 제어기(미도시)의 일부인 전체 소프트웨어와 함께 작동될 수 있다. 컨테이너에 요망되는 양의 슬러리 또는 화학적 배합물이 있는 경우, 소프트웨어는 컨테이너로의 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동을 중단시키기 위하여 라인(598)에서 밸브를 자동으로 폐쇄한다. 대안적으로 또는 추가로, 수동 밸브가 제공될 수 있다.) 그 후에, 컨테이너는 라인(598) 및 컴파트먼트(599)로부터 이동가능하다. 컴파트먼트(599)에는 충전되거나 달리 접근이 제어되면서 컨테이너로의 접근을 막기 위해 안전하게 맞물린 도어가 제공될 수 있다. 컨테이너는 시험 벤치 또는 다른 곳으로 운반될 수 있다.
추가로, 장치는, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 분배 모듈(400)(예를 들어, 도 1c에 도시된 바와 같은)로 유동시키기 전에 및/또는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 임의의 분석 모듈(300)로 유동시키기 전에, 도 5 또는 1b에 도시되어 있지는 않지만, 요망 시, 배합 모듈(200) 후에 임의의 필터 부재 및 여과 단계(도 4에 도시된 구체예에서 또는 본원에 도시되고 기재된 어떠한 필터 구체예에 도시된 필터 부재 및 여과와 유사)를 포함할 수 있다. 도 4에서 필터(230)는 2개의 필터를 포함하는 단일 필터 뱅크로서 도시되어 있지만, 이는 어떠한 유형의 필터 부재, 예를 들어, 필터 루프, 직렬 필터 또는 필터 뱅크 등으로 나타난다.
도 1b 및 5에 도시된 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 구체예는 분석 모듈(300)을 포함한다. 분석 모듈은, 적어도 하나의 및 일부 구체예에서 다중 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림을 위한 샘플링을 위해 사용된다. 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림(218)은 도 5에 도시된 바와 같은 분석 패키지(310)를 포함하는 분석 모듈(300)로 보내진다. 상기 논의된 바와 같이, 3방향 밸브(579)가 라인(520)을 거쳐 제한 오리피스(311)를 거치는 유동을 야기하도록 작동되는 경우, 이는 배압을 유발한다. 이러한 배합은 밸브(557 및 558)가 개방되는 경우 분석 패키지(310)를 거치는 유동을 야기한다.
분석 패키지(310)는 전형적으로 하나 이상의 분석 장치 또는 설비, 예컨대, 하나 이상의 pH 센서, 하나 이상의 밀도 센서, 하나 이상의 전도도 센서, 하나 이상의 과산화수소 센서 및 하나 이상의 액체 입자 계수기 및/또는 하나 이상의 입도 분포 분석기를 포함한다. 슬러리 또는 화학적 배합물의 어느 특징을 측정하고 모니터링하기 위해 둘 이상의 센서(동일한 분석 장치들 중 둘 이상)를 사용하려는 목적은 동일한 특징을 측정하는 둘 이상의 장치에 의한 측정의 차이를 체크하기 위함이다. 슬러리 또는 화학적 배합물의 동일한 특징을 측정하는 분석 장치의 센서에 의한 측정들 사이의 차이는 슬러리 또는 화학적 배합물이 규격 외에 있거나 센서들 중 하나가 고장임을 나타낼 수 있다. 센서는 노화되고 고장이 난다. 하나의 센서가 고장이 나는 경우, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치가 슬러리 또는 화학적 배합물을 계속해서 배합하고 분배하면서 제 2 센서(분석 장치)가 슬러리 또는 화학적 배합물의 특징을 모니터링하도록 교체될 수 있다.
장치에 유용한 농도계의 예는 진동형 U-튜브 농도계, 예컨대, Analytical Flow Technologies, 및 Anton Paar로부터 시중에서 구입가능한 것들을 포함한다. 전도도 센서의 예는 Horiba 및 Georg Fisher로부터 시중에서 구입가능한 것들이다. 과산화수소 센서의 예에는 Jetalon 굴절률 또는 자동-적정기 유형이 있다. pH 센서의 예에는 ABB로부터 시중에서 구입가능한 액체 또는 고체 전해질 유형이 있다.
추가의 스트림(도 4 또는 5에는 미도시)은 분석 모듈(300)의 분석 패키지(310)를 거쳐 개별적으로 유도될 수 있다. 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치에는 여분의 분석 장치(즉, 동일한 슬러리 또는 화학적 배합물의 특징을 측정하는 1개 이상의 장치(센서))를 지니는 단일 분석 패키지(310) 및 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치에서 다양한 샘플 포트로부터 샘플 스트림을 분석 패키지(310)로 유동시키는데 사용될 수 있는 분석 모듈(300)의 부분인 파이핑이 장착될 수 있다.
분석 패키지(분석 모듈로도 지칭됨)로의 샘플 스트림의 유동을 가능하게 하는 한 가지 방법은, 하나 이상의 원심 펌프가 분석 모듈(300)로 샘플 스트림을 작동시키는 경우에 위치되는 샘플 루프로서 지칭되는, 1-방향 샘플 튜브 또는 2-방향 튜브를 제공하는 것이다. 펌프가 작동하는 라인에는 분석 패키지로의 샘플 튜브를 가능하게 하는 펌프의 배출쪽 라인의 티(샘플 포트)가 장착될 수 있다. 대안적으로, 펌프가 작동하는 라인에는 펌프의 흡입쪽 라인의 티(회송 샘플 포트) 및 샘플 루프를 가능하게 하는 펌프의 배출쪽 라인의 제 2 티(샘플 포트)가 장착될 수 있다. 배출쪽과 흡입쪽은 압력 차이가 있을 것이고, 분석 패키지를 거쳐 방출쪽 티로부터 흡입쪽 티로의 유동이 있을 수 있다. 한 가지 그러한 구체예는 도 11에 도시되어 있다. 상기 기재된 유동은 펌프의 배출쪽의 배출 티(샘플 포트)(1900)를 통해 파이프(1120)으로 그리고 3-방향 밸브(1124)로 통과되고, 상기 밸브는 일반적으로 또 다른 3-방향 밸브(1128)의 파이프(샘플 튜브)(1126)로 개방되고, 상기 또 다른 3-방향 밸브는 일반적으로 다른 배출쪽 티(샘플 포트)(1901)의 파이프(1127)로 개방된다. 샘플 파이프(1127)는 샘플 루프의 일부인 회송 샘플 튜브이다. 배출쪽 3-방향 밸브(1124)에 대하여 일반적으로 폐쇄된 포트는 분석 패키지(1300)로의 유입 파이프(1125)에 연결되고, 흡입쪽 3-방향 밸브(1128)에 대하여 일반적으로 폐쇄된 포트는 분석 패키지로부터 유출 파이프(1129)에 연결된다. 3-방향 밸브 둘 모두가 작동되는 경우, 유동은 3-방향 밸브(1124, 1128)에 대하여 일반적으로 폐쇄된 포트로 우회되고, 슬러리 또는 화학적 배합물은 파이프(1125)를 거쳐 그리고 분석 패키지(1300)로 그리고 이를 거쳐 유동한다. 분석 패키지(1300)를 거치는 유량은 전형적으로 3-6 Ipm의 유량 범위로 분석 패키지에서 로터미터(1137) 또는 하나 이상의 로터미터(1137, 1140)에 의해 제어된다. 로터미터에는 유동을 감소시키거나 증가시키도록 조절될 수 있는 니들 밸브가 장착된다. 또한 분석 패키지를 거쳐 얼마나 많은 유동이 발생하는지는 펌프 속도에 의해 결정된다.
상기 문단에 기재된 샘플 튜브는 하나 또는 다중 펌프 또는 그 부근의 파이프에 연결될 수 있다(그리고, 이로부터 슬러리 또는 화학적 배합물이 공급된다). 바람직한 구체예에서, 적어도 하나의 펌프를 거쳐 유동하는 슬러리 또는 화학적 배합물은 분석 모듈(300)에 의해 샘플링될 수 있다. 한 가지 구체예에서, 펌프 이후에(이의 하류에) 분석 패키지로 샘플을 공급하는 하나의 샘플 라인이 글로벌 루프를 공급하는 라인에 연결된다. 또 다른 구체예에서, 또 다른 샘플 라인이 펌프(251) 이후에 분배 탱크(491)를 공급하는 라인에 연결되고(유체 소통되고), 도 4에 도시된 바와 같이 펌프로의 배합을 의미하는 동적 배합에 사용된다. 도 4에서의 샘플 루프는 분석 패키지(301)로의 라인(213) 및 회송 라인(221)에 있다. 도 1c에 도시된 분배 루프에서, 샘플링 포트는 샘플 루프에 대하여 1900A, 1900B 및 1900로 표기되고, 회송 포트는 1901A, 1901B, 및 1901로 각각 표기된다. 슬러리 또는 화학적 배합물 글로벌 루프(A 및 B 및 등)에 대한 두 개의 샘플 루프는 필터(430 또는 431) 이후에 샘플을 유도하고, 필터 루프에서 필터(430 또는 431) 전에 회송된다.
본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는, 각각 하나 이상의 샘플 포트에 연결된 하나 이상의 튜브를 포함하는 분석 모듈을 포함할 수 있고, 샘플 포트는 분석 모듈이 아닌 모듈(공급 및/또는 배합 및/또는 분배)에서 장치의 파이핑에 위치된다(연결된다). 샘플 포트는 분석 모듈에서 분석을 위해 하나 이상의 튜브를 통해 분석 모듈로부터 유도되고 이로 운반된다. 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는 하나 이상의 샘플 루프를 포함하는 분석 모듈을 포함할 수 있고, 각각의 루프는 분석 모듈이 아닌 모듈(공급 및/또는 배합 및/또는 분배)에서 장치의 파이핑에 위치된 적어도 두 개의 샘플 포트로 두 개의 튜브에 의해 연결된다. 각각의 루프에 대한 하나의 샘플 포트 및 연결된 튜브에서는 샘플이 분석 모듈로부터 유도되고 이로 운반되며, 제 2 튜브 및 제 2 샘플 포트에서는 이를 통해 슬러리 또는 화학적 배합물 샘플의 적어도 일부가 전형적으로 이것이 유도된 모듈로 회송된다. 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는 어떠한 공급 및/또는 배합 및/또는 분배 모듈 중 하나 이상 또는 이들 모두에서 하나 이상의 샘플 포트(들) 및 튜브(들), 및/또는 샘플 루프들을 포함할 수 있다.
도 11은 유체 소통되는 샘플 루프(2000), 샘플 포트(1900 및 1901), 및 펌프(101D)를 포함하는 분석 모듈(300)을 도시한 것이다. (샘플 포트(1900 및 1901) 및 펌프(101D)는 도 1c에 도시된 필터 루프(700) 상에서 발견되는 것는 것과 일치한다.) 샘플 포트(1900)는 분석 패키지(1300, 1116)로의 샘플 포트이고, 샘플 포트(1901)은 분석 패키지로부터 샘플 루프(2000)로부터의 회송 샘플 포트이다. 샘플 루프(2000)는 분석 패키지(1300)로의 파이프(1120) 및 분석 모듈(300)로부터의 파이프(1127) 및 임의의 우회 라인(1126) 및 임의의 밸브(도시된 바와 같음) 및 분석 모듈(300)의 분석 패키지로 유체를 운반하는 다른 파이프(예, 1125, 1122, 1132) 및 슬러리 또는 화학적 배합물을 회송 샘플 포트(1901)로 회송시키는 파이프(1129)(등등)를 포함한다. 분석 모듈(300)은 샘플 루프, 및 분석 모듈(300)의 분석 장치로의 파이프를 지니는 분석 패키지(다중 분석 장치 및 센서) 및 분석 모듈을 통해 유동을 제어하는 밸브 및 로터미터를 포함한다. 도시된 바와 같이, 분석 모듈은 pH 센서(1111, 1112), 농도계(1113), 전도도 센서(1114), 과산화수소 센서(1115), 및 임의의 액체 입자 계수기 및/또는 임의의 입도 분포 분석기(1116)를 포함하지만; 대안적인 구체예는 더 적거나 많은 센서 및/또는 더 적거나 많은 유형의 센서를 포함할 수 있다. 분석 모듈의 대안적인 구체예는 pH 센서, 농도계, 전도도 센서, 과산화수소 센서, 및 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기 또는 센서들의 어떠한 조합의 적어도 두 가지 유형의 센서로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 유형의 센서를 포함할 수 있다. 대안적인 구체예에서, 분석 모듈은 하나 또는 둘 이상의 pH 센서, 및/또는 하나 또는 둘 이상의 농도계, 및/또는 하나 또는 둘 이상의 전도도 센서, 및/또는 하나 또는 둘 이상의 과산화수소 센서, 및/또는 하나 또는 둘 이상의 액체 입자 계수기 센서 및/또는 하나 또는 둘 이상의 입도 분포 분석기 및/또는 하나 또는 둘 이상의 어떠한 조합의 다른 유형의 센서를 포함할 수 있다. 화학적 배합물만을 공급하는 장치에 대한 한 가지 구체예에서, 분석 모듈에는 액체 입자 계수기 또는 입도 분포 분석기가 필요 없을 수 있다. 화학적 배합물의 경우, 분석 모듈은 1개 또는 2개의 pH 센서, 전도도 및 과산화물 센서를 포함할 수 있다. 바람직한 구체예에서, 센서의 정확도를 체크할 수 있도록 여분의 센서가 제공된다. 허용가능한 범위의 +/-로 동일한 양을 측정하는 센서는 센서가 정확하기도 하고 적절하게 작동되기도 한다는 것을 나타낸다. 센서들 중 하나가 예상된 값의 근처가 아니고 아마도 멀리 떨어진 값을 감지하기 시작하는 경우, 이는 센서가 노화되기 시작할 수 있고 센서가 교체되어야 함을 나타낸다. 하나의 센서가 예상된 범위 내에서 계속 판독한다면, 공정은 계속 될 것이고, 센서(또는 센서 프로브 또는 다른 분석 기기)를 교체하거나 진단 검사를 수행하거나 슬러리 또는 화학적 배합물 샘플 공급 및/또는 전기 공급 및/또는 새로운 센서로의 센서 교체 간의 접속을 체크하는 것이 기술자에게 알려질 것이다. 센서가 기술자에 의해 보정되거나 교체되고 규격 내에서 계속해서 판독되지 않고/거나 모든 센서가 범위 외에 있는 경우, 슬러리 또는 화학적 배합물 및 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 성분과 어떠한 것이 잘못되어 있고/거나 배합 모듈에서의 유동 제어기의 기능이 체크되어야 한다. 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 규격 외에 있는 경우 행동이 취해져야할 것이다. 슬러리 또는 화학적 배합물이 규격 외에 있고 센서가 기능하고 있는 경우, 제어기(컴퓨터)는 자동으로 수행되도록 프로그래밍될 수 있거나, 기술자가 다음 단계들 중 하나 또는 모두를 수행할 수 있다: 배합 종료, 배합 트레인(배합 모듈)에서 유동 제어기를 조절하여 제조되는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 조성을 변경, (더 많은) 미가공 또는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 필터 또는 다른 처리 수단으로 재유도, 및/또는 하나 이상의 분배 또는 공급 또는 다른 탱크에서 슬러리 또는 화학적 배합물 모두 또는 이의 일부를 폐기, 또는 필터 부재 또는 소입자 제거 수단(처리 수단)(예, 하나 이상의 막 또는 하나 이상의 필터)으로 또는 폐기물 스트림으로 슬러리 또는 화학적 배합물 유도.
도 11에 도시된 바와 같이, 샘플 포트(1900)로부터의 슬러리 또는 화학적 배합물의 슬립 스트림은, 접합부(1121)에서 튜브(1123 및 1122)로 분리되는 슬러리 또는 화학적 배합물 샘플 튜브(1120)(샘플 루프(2000)의 일부)로 들어간다. 3-방향 밸브(1124)가, 튜브(1123)가 튜브(1125)와 유체 소통되도록 개방되는 경우, 튜브(1123)에서 슬러리 또는 화학적 배합물은 센서(1111 , 1112, 1113, 1114, 1115)를 포함하는 분석 모듈(300)의 분석 패키지(310)의 부분(1300)을 향해 유동된다. 분석 패키지(310)의 부분(1300)은 액체 입자 계수기 및/또는 입자 분포 분석기(1116)를 포함하지 않는다. 대안적인 구체예에서, 액체 입자 계수기는 입도 분포 분석기일 수 있고/거나 센서 둘 모두가 직렬로 존재할 수 있다. 튜브(1122)가 튜브(1132)와 유체 소통되도록 밸브(1130)가 개방되는 경우, 튜브(1122)에서 슬러리 또는 화학적 배합물은 액체 입자 계수기(1116)로 유동된다. 대안적으로, 3-방향 밸브(1124)가 튜브(1125)에 대해 폐쇄되고 튜브(1126)에 대해 개방되고 밸브(1128)가 튜브(1126)가 튜브(1127)와 유체 소통되게 존재하는 경우, 슬러리 또는 화학적 배합물은 연결부(1900)로부터 튜브(1120, 1123)을 거쳐, 밸브(1124)를 거쳐 튜브(1126)로 밸브(1128)를 거쳐 튜브(1127)로, 그리고 샘플 포트(1901)를 통해 분배 모듈(400)의 필터 루프로 다시 유동된다. (대안적인 구체예에서, 슬러리 또는 화학적 배합물은 배합 모듈로부터 얻어지거나 이로 회송될 수 있거나(바람직하게는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 이루어진 후에), 각각 회송 샘플 포트(1901A 및 1901B)와 샘플 포트(1900A 및 1900B)에서 도 1c에 도시된 바와 같이 분배 모듈에서 글로벌 루프로부터 얻어지거나 이로 회송될 수 있다. (도 4에 도시된 배합 모듈에서, 접합부(296)는 포트(900)와 유사하거나 동일할 수 있고, 접합부(샘플 포트)(295)는 도 11에서의 포트(1900)와 동일하다.)
밸브(1124)가, 슬러리 또는 화학적 배합물이 분석 패키지(300)의 부분(1300)으로 유동하도록 존재하는 경우, pH, 밀도, 및 전도도가 측정되고, 장치(20)의 제어기(컴퓨터, 미도시)와 소통된다. 튜브(1134)에서 분석 패키지의 부분(1300)에서 배출되는 슬러리 또는 화학적 배합물은 밸브(1136, 1140)를 기준으로 튜브(1135 및 1138)로 분리된다. 도 11에 도시된 구체예에서, 분석 모듈은 라인(1138)에서의 유량계(1137) 및 라인(1135)에서의 유량계(1141)를 추가로 포함한다. 유량계는 로터미터일 수 있다. 밸브(니들 밸브일 수 있음)(1136 및 1140)는 유량계에 대한 판독을 기초로 하여 기술자에 의해 수동으로 조절될 수 있다. 대안적인 구체예에서, 유량계는 제어기와 소통될 수 있고, 밸브(1136 및 1140)는 컴퓨터 제어를 통해 조절될 수 있다. 밸브(1140)는 과산화수소 센서(1115)를 통해 유동의 양을 제어하는데, 그 이유는 도시된 구체예에서 과산화수소 센서가 센서를 거쳐 유동하는 샘플을 소량으로 필요로 하기 때문이다. 전형적으로 전체 분석 패키지를 거치는 유량은 3-6 리터/min이다(즉, 튜브(1120)에서의 유량은 3-6 리터/min이다). 분석 패키지(310)로 유동하는 단지 소량(예, 40 내지 80 ml/min)의 슬러리 또는 화학적 배합물만이 액체 및/또는 입도 분포 분석기(1116)로 유동하고, 단지 소량의 일부(예, 35-400 ml/min)만이 과산화수소 센서(1115)를 통해 유동한다. 유량계(1137, 1141)를 판독함으로써 밸브(1136, 1140)에서의 유동은 과산화수소 센서를 통해 요망되는 유량을 달성하도록 조절될 수 있다.
밸브(1130)가 튜브(1122)에서 유체에 대해 개방되는 경우, 튜브(1122)에서의 유체는 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기(1116)로 유동한다. 도 11에 도시된 구체예에서, 슬러리 또는 화학적 배합물은 희석되고 분석되는데, 슬러리 또는 화학적 배합물이 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기(1116)에 의해 분석을 위해 희석되는 경우, 슬러리 및/또는 화학적 배합물은 라인(1133)을 통해 드레인으로 폐기된다. 전형적으로, 화학적 배합물은 액체 입자 계수기 또는 입도 분포 분석기 전에는 희석되지 않는다.
도 12는 슬러리 또는 화학적 배합물이 희석되지 않은 센서 및 관련 유동 제어기 및 밸브를 포함한 분석 모듈(300)의 한 가지 구체예를 도시한 것이다. 도 12에는 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기(1204)가 도시되어 있지만, 이는 센서를 통한 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기(1204)의 유동이 제어되지만 희석되지 않는 것이 요망되는 어떠한 센서일 수 있다. 슬러리 또는 화학적 배합물은 샘플 파이프(1201)를 거쳐(장치의 모듈 중 하나로부터) 니들 밸브를 포함할 수 있는 밸브(1202)를 거쳐 파이프(1203)를 거쳐 센서(1204)를 거쳐 파이프(1205)로 (니들) 밸브(1206)를 거쳐 유동 센서(1208)로의 파이프(1207)로 그리고 파이프(1209)를 거쳐 공압식 제어 밸브(1217)를 거쳐 그리고 슬러리 또는 화학적 배합물을 장치로 다시 회송시키는 파이프(1218)를 거쳐 유동된다. 센서(분석 장치)(1204)를 거치는 유동을 제어하기 위하여, 유동 센서(1208)는 파이프(1207)에서 슬러리 또는 화학적 배합물의 유량을 측정하고, 제어기(1250) 및 내부 제어기(1219)로 유량을 소통한다. PID 계산은 미리 결정된 설정값을 이용하여 수행되고, 내부 제어기(1219)는 제어기(PLC, 컴퓨터 또는 다른 것)(1250)와 소통하고, 제어기(1250)는 기압을 공압식 제어 비례 밸브(1217)에 대해 조절하여 밸브(1217)를 제어기(1250)에 의해 유도되는 대로 개방되거나 폐쇄시키는 솔레노이드 매니폴드(미도시)와 소통한다. 도시된 니들 밸브(1202 및 1206)는 3-방향 밸브일 수 있고, 3-방향 밸브는, 필요 시, 개별적인 플러싱 단계에 사용될 수 있는 DIW 공급부(미도시)에 연결될 수 있다. 추가로, 센서(1204)는 측정되거나 감지된 값을 보여주는 인간 기계 인터페이스(1260)와 전기적으로 소통되고, 또한 이미 명시된 바와 같은 장치(20)에 대한 제어기(1250)(PLC 등)에도 전기적으로 소통된다.
도 13은 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 일부일 수 있는 분석 모듈의 대안적인 구체예를 도시한 것이다. 분석 모듈(300)(및/또는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치)은 센서(분석 장치)(1323)에 의해 샘플을 분석하기 전에 슬러리 또는 화학적 배합물 샘플을 희석하는데 사용되는 희석 설비를 포함한다. 도 13에는 예상된 입자 농도 내의, 즉, 액체 입자 계수기 또는 다른 분석 장치(1323)에 의한 측정에 대한 최적의 또는 적절한 범위 내의 슬러리 또는 화학적 배합물, 전형적으로 슬러리를 제공하기 위해 희석 단계를 수행하는 희석 설비의 상류에 위치된 센서(분석 장치)(1323), 예컨대, 액체 입자 계수기 또는 입도 분포 분석기가 도시되어 있다. 희석 설비는 초순수 공급원; 파이핑; 및/또는 각각의 펌프(예, 연동 펌프), 밸브(예, 니들 밸브), 로터미터 및 임의로 희석 기기 중 하나 이상을 포함한다. 분석 모듈은 인-라인이고/거나 희석 설비는 인-라인이고 분석 모듈의 일부이다. 희석 설비는 단일 또는 이중 희석을 포함할 수 있다. 분석 모듈은 또한 또는 대안적으로 어느 하나 또는 복수의 모듈, 예를 들어, 공급 및/또는 배합 및/또는 분배 모듈로부터 하나 이상의 샘플 루프 및 우회 라인(상기 기재됨)을 포함할 수 있다. 측정될 미가공 또는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물은 라인(1330)(도 2에서의 라인(1330)일 수 있음)을 통해 공급되고, 초순수는 탈이온수(DIW) 공급원(미도시)으로부터 라인(1309)를 통해 공급된다. 또한, 측정될 슬러리 또는 화학적 배합물 또는 용액에 첨가될 추가의 성분을 공급하는데 사용될 수 있는 임의의 컨테이너 또는 병(1301 및 1302), 및 컨테이너(1302)와 관련된 임의의 펌프, 파이핑 및 로터미터(유량계)가 존재한다. 유량계는 펌프(1305, 1306)의 속도를 제어하는 피드백 제어 루프에 사용될 수 있다. 라인(1303)을 통해 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 라인(1330)으로 연결된 컨테이너(1301)는 라인(1330)을 통해 공급되는 슬러리 또는 화학적 배합물과 상이할 수 있거나 상이하지 않을 수 있는 슬러리 또는 화학적 배합물 샘플을 공급하기 위해 사용되는 컨테이너 또는 병이다. 대안적으로, 컨테이너(1301)은 공지된 입자 농도, 크기 및 분포의 샘플을 포함할 수 있고, 액체 입자 계수기 또는 입도 분포 분석기가 계속해서 요망되고 예상되는 대로 같이 작동하는 것을 보정하거나 확인하려는 목적으로 사용된다.
라인(1312)을 통해 초순수 공급 라인(1311)로 연결된 컨테이너(1302)는 슬러리 또는 화학적 배합물을 희석하는데 사용되는 초순수의 특성, 전형적으로 pH를 조절하기 위해 추가의 유체를 공급하는데 사용될 수 있는 컨테이너 또는 병이다. 예를 들어, 미가공 슬러리 또는 화학적 배합물의 pH 변화에 대한 영향을 시험하기 위해 pH를 조절하는 것이 요망될 수 있다. 컨테이너(1302)에서의 유체의 유동은 펌프를 수동으로 조절하는데 사용되거나 피드백을 통해 펌프를 제어할 수 있는 유량계(1313) 및 펌프(1306), 전형적으로 연동 펌프에 의해 제어된다. 유체가 컨테이너(1302)로부터 유동하지 않는 경우, 라인(1312)에서의 체크 밸브(미도시) 또는 폐쇄 밸브(미도시)는 라인(1312)로부터 또는 라인(1312)으로의 어떠한 유동을 막는다.
1301에 함유된 슬러리 또는 화학적 배합물 또는 슬러리 또는 화학적 배합물 샘플은 임의의 펌프(1305), (샘플이 또 다른 공급원으로부터 압력 하에 이미 유동하는 경우에는 대안적으로 유동 제어기가 사용될 수 있음) 전형적으로, 연동 펌프에 의해, 라인(1304)을 통해 액체 입자 계수기 또는 입도 분포 분석기(1323)로 전달된다. 펌프(1305)로부터 라인(1317)으로 배출되는 슬러리 또는 화학적 배합물의 유량은 유동 표시기(1318)에 의해 측정되고, 유동 표시기(1318)는 펌프(1305)(또는 펌프 대신에 사용하는 경우 유동 제어기)의 유동을 조절하기 위해 기술자에 의해 사용될 수 있다. 대안적으로, 제어기가 유동 표시기(1318)에 의해 측정되는 유량을 이용하여 펌프(1305)를 제어하는데 사용될 수 있다. 라인(1309)을 통해 공급된 초순수는 설비로부터 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기(1323)로 압력에 의해 전달된다. 로터미터(1310)는 표시를 하고, 니들 밸브(1307)는 라인(1309)에서 공급된 초순수의 유량의 조절력을 제공한다. 임의의 컨테이너(1302)에서 유체는 임의로 펌프(1306), 전형적으로 연동 펌프에 의해 전달되고, 라인(1311), 라인라인(1314) 및 라인(1312)을 통해 초순수 스트림으로 연결되고, 유량은 유동 표시기(1313)에 의해 표시된다. 수동 밸브(1315), 전형적으로 니들 밸브는 임의로 컨테이너(1302)로부터 유체와 조합된 초순수, 또는 라인(1311)에서의 UPW의 유동을 조절하거나 중단하는데 사용되고, 또한, 존재 시, 컨테이너(1302)로부터의 두 개의 초순수와 유체를 혼합하는 효과를 제공한다. 수동 밸브(1320), 전형적으로 니들 밸브는 라인(1319)을 통해 컨테이너(1302 및 1301)로부터 슬러리 또는 화학적 배합물 및 초순수 및 임의의 조성물의 혼합물의 유동을 조절하거나 중단하는데 사용되고, 또한 2개 또는 3개 또는 4개의 스트림을 혼합하는 효과를 제공하며, 상기 물질들은 라인(1321) 및 라인(1322)을 통해 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기(또는 다른 분석 장치)(1323)로 전달된다. 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기(1323)는 제어기(미도시)에 의해 제어되고, 센서(1323)에 전기적으로 연결된 인간-기계 인터페이스(1360)와 소통된다. 라인(1324), 수동 밸브(1325), 전형적으로 니들 밸브(1325), 및 라인(1326)을 통해 우회 연결부가 존재하는데 이는 유체가 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기(1323)를 통해 가지 않으면서 바로 드레인으로 가게 한다. 우회 라인(1324)을 통한 유동은 수동 밸브(1325)에 의해 조절되거나 중단될 수 있다. 유체는 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기(1323)를 거쳐 지나간 후에 라인(1327), 로터미터(1328), 밸브(1331) 및 라인(1329)을 통해 드레인으로 유동한다. 센서(1323)를 거치는 유량은 로터미터(1328)에 의해 측정되고 표시되며, 니들 밸브(1331)를 (수동으로) 조절함으로써 조절될 수 있다.
도 14는 센서가 슬러리 또는 화학적 배합물의 특징을 측정하기 전에 두 단계로 슬러리 또는 화학적 배합물의 희석을 가능하게 하는 밸브 및 파이핑 및 센서(1434)를 포함하는 인-라인 분석 모듈을 도시한 것이다. UPW는 도시된 분석 모듈로 파이프(1416)를 통해 공급되고, 파이프(1417 및 1414)로 분리된다. UPW는 밸브(1415) 및 로터미터(1418)를 거쳐 파이프(1419)를 거쳐 파이프(1410)로 유동된다. 파이프(1410)는 그 안에 유동하는 슬러리 또는 화학적 배합물을 지닌다. 슬러리 또는 화학적 배합물은 파이프(1401)를 통해 도시된 분석 모듈로 공급된다. 밸브(1415)를 거치는 물의 유동은 유동계(1418)계에 의한 측정을 이용하여 밸브에 대해 피드백 제어를 이용함으로써 또는 수동으로 상기 기재된 바와 같다. 파이프(1401)에서의 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동은 유동 센서(1402), 내부 밸브 제어기(1406)을 지니는 공압식 제어 밸브(1404) 및 공압식 제어 밸브(1405)를 포함하는 유동 제어기에 의해 제어된다. 그러한 밸브는 예를 들어, SMC Electronic으로부터 시중에서 구입가능하다. 유동 센서(1402)로부터의 측정치는 밸브(1405)에 기압의 유동을 변화시켜 밸브(1404)를 개방하거나 폐쇄하는 내부 밸브 제어기(1406)에 의해 이용된다. 슬러리 또는 화학적 배합물은 공압식 제어 밸브(1404)를 거쳐 시각 센서 유량계(1409)를 거쳐 희석 설비(1500A)를 거쳐 유동하고, 상기 희석 설비(1500A)는 파이프(1419)로부터 UPW로 슬러리 또는 화학적 배합물을 혼합하는데 사용된다. (희석 설비(1500A)는 도 15에 도시되어 있으며, 하기에 기재될 것이다.) 파이프(1410)에서 희석된 슬러리 또는 희석된 화학적 배합물 스트림은 그 후에 니들 밸브(1420)를 거쳐 운반되고, 이러한 니들 밸브(1420)는 유동을 조정하고 희석된 슬러리 또는 희석된 화학적 배합물 스트림을 혼합하는 것을 돕는다. 라인(1421)에서의 밸브(1422)는, 희석된 슬러리 또는 희석된 화학적 배합물 스트림이 라인(1440)을 통해 드레인으로 유도되거나 라인(1423)을 통해 추가 처리가 진행될 지를 결정한다. 라인(1423)에서 희석된 슬러리 또는 화학적 배합물은 라인(1423)에 연결된 라인(1441)을 통해 제 2 희석 단계로 유동하고, 라인(1442)에서 라인(1449) 및 센서를 향해 유동하여 제 2 희석 단계를 건너뛴다. 라인(1441)에서의 개방 밸브(1424) 및 라인(1442)에서의 폐쇄 밸브(1432)는 제 1 희석 단계로부터 희석된 슬러리 또는 희석된 화학적 배합물이 라인(1441)에서 제 2 희석 단계로 유동하게 한다. 라인(1441)에서의 폐쇄 밸브(1424) 및 라인(1442)에서의 개방 밸브(1432)는 단일 희석 단계 후에 제 1 희석 단계로부터 희석된 슬러리 또는 희석된 화학적 배합물이 라인(1442)에서 센서(1434)를 향해 유동되게 한다. 밸브(1424)가 개방되는 경우, 슬러리 또는 희석된 화학적 배합물은 유동 센서(1425), 내부 제어기(1426), 공압식 제어 밸브(1427) 및 밸브(1428)를 포함하여 공압식 제어 밸브(1428)를 거쳐 유동된다. 밸브(1428)는 라인(1443)에서 제 1 희석 단계로부터 희석된 슬러리 또는 희석된 화학적 배합물의 유량을 제어한다. 희석된 슬러리 또는 희석된 화학적 배합물은 라인(1443), 시각 유동 센서(1429) 및 라인(1444)을 거쳐 희석 설비(1500B)로 유동되고, 희석 설비(1500B)는 UPW 라인(1445)과 희석된 슬러리 또는 희석된 화학적 배합물 라인(1444) 사이의 접합부에 있다. 희석 설비(1500B)로의 UPW의 유동은 로터미터(1430) 및 조절가능한 니들 밸브(1446)를 통해 UPW 라인에서 제어된다. 희석 설비(1500B) 후에, 라인(1447)에서 2번 희석된 슬러리 또는 희석된 화학적 배합물은, 라인(1448)로 유동됨에 따라서 2번 희석된 슬러리 또는 희석된 배합물이 배합되는 것을 돕는 니들 밸브(1431)를 거쳐 유동되고, 접합부(1454)를 지나 라인(1449)을 거쳐, 그리고 접합부(1455)를 지나, 라인(1450)을 거쳐 센서(1434)로 그리고 라인(1451)을 거치고 니들 밸브(1456) 및 로터미터(1435)를 거쳐 라인(1452)을 통해 드레인으로 유동된다. 니들 밸브(1456) 및 로터미터는 센서(1434)를 통해 유량의 최종 조절을 가능하게 한다. 또한, 라인(1449)으로 접합부(1455)에서 우회 라인(1453)이 제공된다. 우회 라인은 밸브(1433)로 구성되는데, 밸브(1433)는 2번 희석된 슬러리 또는 희석된 화학적 배합물이 라인(1449)로부터 우회로 유동되도록 개방되어야 한다. 이로부터, 2번 희석된 슬러리 또는 희석된 화학적 배합물은 라인(1453)으로, 라인(1440)으로, 그리고 라인(1452)을 통해 드레인으로 유동된다.
희석 장치 및 단계가 슬러리 및 화학적 배합물에 대하여 기재되었지만, 슬러리는 입자 계수기 또는 입자 분포 분석기에 의한 후속 분석의 목적으로 희석될 가능성이 더 많다는 점을 주지해야 한다.
전술된 바와 같이, 로터미터는 유량을 표시하는 유형일 수 있고, 부근의 또는 설치된 니들 밸브는 요망되는 유량을 제공하도록 수동으로 조절될 수 있다. 센서를 거치는 유량은 임의의 유량 또는 1 ml/min 내지 25 리터/min, 또는 1 내지 200 ml/분 또는 6-8 ml/분일 수 있다. 입자 계수기의 경우, 분석된 유체의 부피의 제어는 매우 중요하고, 출발 슬러리 또는 화학적 배합물의 희석도 또한 매우 중요하다. 이러한 이유로, 정확하고 높은 품질의 유동 센서 및 밸브를 사용하는 것이 중요하다. 대안적인 구체예에서, 수동 밸브 및 시각적 판독기 대신에, 희석 공정은 기계 판독가능한 센서 및 전기 신호 제어 밸브, 예컨대, 공압식 밸브로 완전히 자동화될 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같은 하나 이상의 희석 단계에 사용될 수 있는 희석 설비(1500A)는 도 15에 보다 상세하게 도시되어 있다. 희석 설비(1500A)는 T-모양 파이프 연결부(1505)에 연결된 튜브(1440)를 포함한다. 파이프 연결부(1505)는 개구 중 하나 위에 캡(1506)을 지니는데, 여기서 튜브(1440)는 압축에 의해 소정 위치로 밀어지고 고정된다. (낮은 유량 및 압력 때문에, 연결부는 새지 않는다.) T-모양 파이프 연결부의 다른 두 개의 개구는 튜브 피팅(1561 및 1560)을 통해 튜브(1419 및 1410)에 각각 부착된다. UPW는 튜브(1419)로부터 T-모양 파이프 연결부로 유동된다. 슬러리 또는 화학적 배합물 또는 희석된 슬러리 또는 희석된 화학적 배합물(구체예에 좌우됨)은 튜브(1440)를 통해 UPW로 도입된다. 슬러리 또는 화학적 배합물 또는 희석된 슬러리 또는 희석된 화학적 배합물은 튜브로 부터 UPW로 떨어진다. 희석된 슬러리 또는 화학적 배합물은 T-모양 파이프 연결부로부터 파이프(1410)를 통해 유동된다. 튜브는 요망되는 유동에 좌우하여 임의의 크기일 수 있다. 낮은 유동을 필요로 하는 이러한 구체예에서, 슬러리 또는 화학적 배합물을 도입하는 튜브(1440)는 1/8 인치이고, 튜브(1419 및 1410)는 1/4 인치의 튜브이다. 희석될 슬러리 또는 화학적 배합물의 유량은 전형적으로 1 내지 100 ml/min 또는 2 내지 50 ml/min 또는 5 내지 10 ml/min이고, UPW의 유량은 10 내지 500 ml/min 또는 20 내지 150 ml/min 또는 40 내지 100 ml/min이다.
도면에 도시된 분석 모듈에는 상기 기재된 바와 같은 장치에서 다양한 샘플 포트 및 샘플 루프로부터 슬러리 또는 화학적 배합물 샘플이 제공될 수 있다. 장치에서 적어도 하나의 분석 모듈이 슬러리 또는 화학적 배합물을 모니터링하는데 연속적으로 사용되고, 장치에서 하나 이상의 샘플 포트로부터 연속적인 것을 기본으로 하여 상기 분석 모듈을 통해 유동하는 슬러리 또는 화학적 배합물 또는 UPW를 지니는 것이 바람직하다. 센서를 통해 단독으로 유동하는 UPW는 분석 모듈의 세정을 수행하려는 용도이다. 샘플 포트로부터의 샘플링 순서는 하나 이상의 샘플 포트가 있는 경우에 제 1 샘플 포트, 이어서 제 2 샘플 포트 이어서 제 3 샘플 포트 이어서 제 4 샘플 포트 등등(샘플 포트는 몇 개로 존재하는지 간에 이를 통해 유동하는 슬러리 또는 화학적 배합물을 지님)과 같이 연속적으로 간단해질 수 있고, 이 후에 공정은 각각의 샘플 포트에서 제 1 샘플 포트로 다시 시작하는 것을 반복할 수 있다. 대안적인 구체예에서, 샘플 포트로부터의 샘플링은 상이한 패턴을 따를 수 있고, 어떠한 패턴일 수 있거나 전혀 패턴이 없을 수 있다. UPW 세정은 각각의 샘플 사이에 또는 다른 샘플들 마다 또는 매일 또는 어떠한 요망되는 간격으로 제공될 수 있다. 장치(20)의 제어기에서의 소프트웨어는 샘플 포트로부터의 샘플 채취 및 각각의 포트로부터의 샘플링 순서 및 시간을 제어할 수 있고, 이들은, 필요 시, 기술자에 의해 무시될 수 있다.
본 발명의 한 가지 구체예에서, 본 발명의 장치는 두 개의 액체 입자 계수기 및/또는 입자 분포 분석기를 포함한다. 그러한 구체예에서, 제 1 액체 입자 계수기 및/또는 제 2 입도 분포 분석기는 미가공 슬러리를 분석하기 위해 공급 모듈에서 사용되고, 제 2 액체 입자 계수기 및/또는 제 2 분배 분석기는 배합 모듈 및 분배 모듈로부터 샘플링된 배합된 슬러리를 분석하기 위해 사용된다. 그러한 개별적인 모듈에 대하여 개별적인 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기를 지님으로써 그러한 센서의 상류에서 희석 단계 또는 단계들(유량, 밸브 개방, 펌프 속도, 로터미터 판독 등)은 신중하게 개별적으로 확립되고, 그 이후 희석의 신뢰성을 향상시키고 그에 따라서 센서 판독의 신뢰성을 향상시키기 위하여 미가공 슬러리 및 배합된 슬러리에 대하여 변화되지 않을 수 있다.
배합 모듈(200) 및 임의의 분석 모듈(300) 후에, 슬러리 또는 화학적 배합물은 분배 모듈(400)로 운반되고, 분배 모듈(400)은 도 1c 및 6에 도시된 바와 같이 하나 이상의 분배 탱크 및 펌프 및 글로벌 루프, 또는 도 19에 도시된 바와 같이 하나 이상의 펌프 및 하나 이상의 가압 용기 및 하나 이상의 글로벌 루프, 및 하나 이상의 펌프 및 하나 이상의 압력 샘플러 및 하나 이상의 글로벌 루프를 포함할 수 있다.
도 1b 및 c에 도시된 장치(20)의 구체예에서, 배합된 슬러리 또는 (배합된) 화학적 배합물 또는 배합된 슬러리 또는 (배합된) 화학적 배합물의 일부는 하나 이상의 분배 탱크로 유동되기 전에 분석 모듈(300) 또는 분석 모듈의 우회(도 1b에 도시되지 않았지만 도 5의 구체예에 도시됨)를 통해 유동된다. 도 1b 및 1c에 도시된 바와 같이, 슬러리 또는 화학적 배합물은 라인(71)을 통해 분석 모듈 또는 우회로부터 라인(72A 및 72B) 중 어느 하나 또는 이 둘 모두로, 그리고 분배 탱크(491A 및 491B) 중 어느 하나 또는 이 둘 모두로 운반된다. 분배 모듈(400)은 하나 이상의 분배 탱크를 포함할 수 있다. 하나 이상의 분배 탱크는 배합된 슬러리 또는 (배합된) 화학적 배합물에 대하여 높은 요구를 지니는 큰 제작을 가능하게 하고, 하나 이상의 분배 탱크는 하나 이상의 글로벌 루프를 공급할 수 있다. 대안적으로, 제 1 분배 탱크가 고장나거나 하나의 분배 탱크에서 슬러리 또는 화학적 배합물이 다소 오염되어 폐기되고 탱크가 세척되어야 하는 경우에 하나의 분배 탱크가 다른 분배 탱크에 대한 예비로서 제공될 수 있다. 여분의 분배 탱크, 펌프 및 글로벌 루프는 필요할 때까지 작동되지 않을 수 있다. 하나 이상의 분배 탱크를 지니는 일부 구체예에서, 바람직하지는 않지만, 제 2 분배 탱크에는 제 1 분배 탱크와 동일한 슬러리 또는 화학적 배합물이 충전될 수 있고, 제 1 분배 탱크 및 루프에서부터 제 2 분배 탱크 및 루프로의 전환이 제어기에 의해 필요하고 제공될 때까지 제 1 분배 탱크는 글로벌 루프를 통해 슬러리 또는 화학적 배합물을 공급하고 이를 기기에 분배하는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 공급 모듈을, 배합 모듈, 임의의 분석 모듈, 및 하나 이상의 분배 탱크와 분배 루프 라인(글로벌 루프 라인, 분배 루프 또는 글로벌 루프로도 지칭될 수 있음)을 포함하는 분배 모듈을 포함하는 장치(20)는 상이한 슬러리 및/또는 화학적 배합물(동일한 성분을 지니지만 상이한 슬러리 및/또는 화학물질 농도(들)를 지니는 가장 간단한 구체예에서)을 각각의 분배 탱크로 연속적으로 배합하고, 각각의(제 1 및 제 2) 분배 탱크로부터 배합된 슬러리 및/또는 배합된 화학적 배합물을 동일한 글로벌 루프로 연속적으로 또는 두 개의 상이한(제 1 및 제 2) 글로벌 루프로 동시에 공급할 수 있다. 그 후에, 제 1 및 제 2 글로벌 루프는 슬러리 또는 화학적 배합물을 각각의 글로벌 루프와 유체 소통되어 있는 동일한 기기로 연속하여 또는 상이한 기기로 제공하는데 사용될 수 있다. 본 발명은 단일의 또는 하나 이상의 분배 탱크로부터 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 동시에 배합하고 공급할 수 있는(하나 이상의 글로벌 루프 및/또는 하나 이상의 CMP 또는 다른 기기로) 장치를 제공한다. 유동 제어기, (단계식) 병행의 정적 및/또는 (단계식) 병행의 동적 배합(펌프 사용)을 사용하는 배합 모듈은 이를 가능하게 한다. 장치 및 (이의 사용) 방법은 배합 공정 전에 또는 그 동안에 성분들을 측정하기 위해 로드셀 등을 사용하는 회분식 배합 공정을 필요로 하지 않는다. 글로벌 루프가 슬러리 또는 화학적 배합물의 연속 배합을 필요로 하는 경우, 장치(20)는 연속적으로 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 글로벌 루프로 연속적으로 배합하고 공급할 수 있다. 본 발명의 구체예는 분당 10리터 또는 분당 14리터 이상, 분당 18리터 이상 또는 그 이상으로 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 복수의 기기, 예를 들어, 8개 이상의 기기, 또는 10개 이상, 또는 12개 이상의 기기 또는 16개 이상의 기기 또는 20개 이상 또는 26개 이상의 기기에 연속적으로 공급하는 것(글로벌 루프를 통해)을 제공할 수 있다.
추가의 또 다른 구체예에서, 하나의 분배 탱크가 슬러리에 사용될 수 있고, 제 2 탱크는 개별적으로 배합된 화학적 배합물(슬러리 입자 비함유)에 사용될 수 있고, 이러한 개별적으로 배합된 화학적 배합물은 개별적인 글로벌 루프에서 순환되고, 예를 들어, 세정 스트림으로서, 예를 들어, 동일하거나 상이한 CMP 기기에서 사용될 수 있다. 한 가지 구체예에서, 제 1 분배 탱크 및 제 2 분배 탱크 이들과 각각 유체 소통되는 및 제 1 및 제 2 글로벌 루프는 제 1 및 제 2 분배 탱크 및 제 1 및 제 2 글로벌 루프를 포함한 분배 모듈과 유체 소통되는 동일한 기기로 제 1 분배 탱크 및 제 1 글로벌 루프로부터 슬러리의 공급 및 제 2 분배 탱크 및 제 2 글로벌 루프로부터 화학적 배합물의 공급(예, CMP 후 세정)을 교대할 수 있다. 화학적 배합물(슬러리 입자 없음)이 배합되는 구체예에서, 배합 모듈은 미가공 슬러리가 배합 모듈로 유동하지 않는 것을 제외하고 상기 기재된 공정과 동일한 방식으로 사용된다. 분석 모듈에서 화학적 배합물의 하류 여과 및 분석의 일부 또는 이의 전부는, 요망 시, 우회될 수 있다. 이러한 단계는 적절한 하나 이상의 밸브를 폐쇄시킴으로써 달성될 수 있다.
도 1c는 분배 모듈(400)에서 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동이 라인(72A) 또는 라인(72B)으로 유도되고, 라인(72A) 및 라인(72B)에서의 개방 및 폐쇄 밸브(미도시)에 의해 제 1 및 제 2 분배 탱크(491A, 491 B) 중 하나로 유도될 수 있음을 도시한 것이다. 라인(72B)에서 밸브(미도시)가 폐쇄되고 라인(72A)에서 밸브(미도시)가 개방되는 경우, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물은 라인(72A)을 거쳐 탱크(491)로만 유동될 것이다. 제 1 분배 탱크(491A)는 제어기(미도시)와 소통되는 레벨 센서(82A)에 의해 측정되는 소정의 최소 수준으로 충전될 것이고, 그 때, 제어기는 분배 루프(111A)롤 통해 슬러리 또는 화학적 배합물의 펌핑을 시작하도록 펌프(101A)로 신호를 보낼 것이다. 펌프(101A)는 분배 탱크(491A)로부터 라인(74A)에 연결된 탱크의 배출 개구부(727)를 거쳐 라인(75A)으로 그리고 펌프(101A)를 거쳐 그리고 라인(76A)을 포함한 슬러리 또는 화학적 배합물을 분배 루프(111A)를 거쳐 라인(77A)으로 임의의 압력 센서(78A)를 거쳐 임의의 유동 센서(79A)를 거쳐 라인(80A)으로 유도될 것이고, 상기 모두는 분배 루프(111A)의 모든 부분이다. 분배 루프(111A)에서 라인(80A)은 슬러리 또는 화학적 배합물을 글로벌 루프와 CMP 또는 다른 기기(미도시)의 사이에서 유체 소통되는 개별적인 분기된 라인(미도시)으로 전달한다. 글로벌 루프(111A)로 연결된 개별 라인들은 슬러리 또는 화학적 배합물에 대해 폐쇄될 수 있는 개별 밸브(또한 미도시)를 지니거나, 개별 라인 또는 글로벌 루프는 각각의 기기와 연결된 우회 루프를 지니고, CMP 또는 다른 기기가 작동되지 않는 경우에 슬러리 또는 화학적 배합물을 글로벌 루프로 회송시킬 수 있다. 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 CMP 또는 다른 기기를 위회하거나, 달리 CMP 기기에 의해 사용되지 않는 경우, 글로벌 루프(들)는 글로벌 루프 회송 파이프(86A, 86B)를 통해 미사용된 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 분배 모듈, 예를 들어, 하나 이상의 분배 탱크(들)(491A, 491B)로 회송시킨다. 작동 중에, 바람직하게는 분배 탱크(491A)로 회송되는 글로벌 루프의 모든 부분에서 일부 미사용된 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물은 항상 존재한다. 완전한 분배 루프(111A)는 도 1c에 도시되어 있지 않다. 분배 탱크(들)로부터 CMP 또는 다른 기기로 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 운반하고, 이의 일부를 분배 탱크로 다시 운반하는(회송시키는) 파이프(80A 및 83A)를 연결하는 파이핑은 도시되어 있지 않는 것으로 이해된다. 글로벌 루프(111A)는 또한 루프에서 하나 이상의 배압 제어기를 포함한다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 글로벌 루프(111A)는 글로벌 루프(111A)의 일부로서 분배 탱크(491A)에 상대적으로 가깝게 위치된 배압 제어기(84A)를 포함한다. 배압 제어기(84A)는 글로벌 루프(111A)의 일부인 회송 라인(86A) 부근에 있는 라인(83A)에서 글로벌 루프(111A)에서의 CMP 또는 다른 기기(미소시)로의 접합부(미도시) 하류에 위치된다. 글로벌 루프에서 하나 이상의 배압 제어기(들)(84A)는 펌프(101A) 및 압력 센서(78A)와 함께 작동된다. 압력 센서(78A)는 압력을 측정하고, 설정값을 이와 비교하는 장치의 제어기(컴퓨터, 또는 LPC 등)와 소통된다. PID 계산이 수행되고, 배압 제어기 밸브는 제어기의 전기 신호가 배압 제어기(84A)로 보내지는 것을 기초로 하여 조절된다. 유동 센서는 유량을 측정하고 제어기(컴퓨터, LPC)를 통해 펌프 속도가 변화되어야 하는지 그리고 그에 따라서 펌프 속도를 올리거나 낮추도록 펌프(101A)와 잘 소통되는지를 확인한다. 펌프 속도 및 배압 제어기를 조절하는 이러한 피드백 제어 루프는 측정, 계산 및 조절 단계를 연속적으로, 또는 분마다, 또는 분마다는 길거나 짧을 수 있는 어떠한 소정의 요망되는 시간 동안 반복한다. 배압 제어기 및 펌프 속도는 작동 중인 CMP 또는 다른 기기를 공급하기에 충분한 양을 포함하고 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 사용하지만 파이프가 파열되지 않도록 최대 압력을 제한하면서 분배 루프의 모든 곳에서 항상 슬러리 또는 화학적 배합물을 유지하도록 설정된 간격으로 또는 연속적으로 조절된다.
바람직한 방식에서, 분배 탱크에서의 최대 수준은 잘 도달될 수 없고, 탱크에 존재하는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 양은 장치(20)가 작동 중인 대부분의 시간 동안 탱크 부피의 20% 내지 80% 또는 30% 내지 70%일 것이고, 장치(20)의 제어기(미도시)는, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이, 분배 탱크로부터의 배합된 슬러리 또는 배합물이 CMP 또는 다른 기기에 의해 소비되고 글로벌 루프를 통해 분배 탱크로 회송되지 않는 비율과 유사하게 그리고 바람직하게는 거의 같게(+/- 20% 이내로 또는 +/- 15% 이내로 또는 +/- 10% 이내로) 분배 모듈(400)로 제조되고 제공되도록, 모듈에서의 다양한 레벨 센서 및 압력 및 유량 센서로부터의 피드백을 사용하여, 공급 모듈(100)에서 유량, 그리고, 존재 시, 배합 모듈(200)의 유량을 조절할 것이다. 분배 모듈로부터의 슬러리 및 화학적 배합물의 소비가 감소하고 탱크가 높은 수준에 도달하는 경우, 레벨 센서는 제어기를 통해 배합 모듈에서 슬러리 또는 화학적 배합물의 배합을 중단할 것이다. 공급 모듈에서 미가공 슬러리는 공급 모듈 루프 주위를 계속 순환할 것이지만, 공급 모듈과 배합 모듈 사이의 밸브는 폐쇄될 것이다. 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물은 글로벌 루프 주위를 계속 순환할 것이다. 분배 탱크에서의 수준이 비교적 저 수준일 수 있는 특정 수준에 도달하는 경우, 배합 모듈은 다시 작동될 것이고, 상기 특정 수준은 전형적인 소비 속도에 대한 배합 속도를 기초로 하여 확립될 수 있다.
유사하게는, 배합 모듈(200) 및/또는 분석 모듈(300) 후에, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동은 라인(72A)에서의 폐쇄 밸브(미도시)를 통해 라인(72B)으로, 그리고 라인(72B)에서의 개방 밸브(미도시)를 통해 제 2 분배 탱크(491B)로 유도될 수 있다. 제 1 분배 탱크 및 제 1 분배(또는 글로벌) 루프에 대하여 상기 기재된 어떠한 것은 제 2 분배 탱크 및 제 2 분배 (또는 글로벌) 루프의 부분일 수 있으며, 그 반대도 그러하다는 것을 주지해야 한다. 분배 탱크(491B)는 초기에, 레벨 센서(82A)에 의해 측정하는 경우, 제어기(미도시)에 의해 요청되는 경우에 펌프(101A)는 분배 루프(111A)를 통해 슬러리 또는 화학적 배합물을 펌핑하기 시작할 소정의 최소 수준으로 충전될 것이다. 분배 탱크는, 레벨 센서(82B)에 의해 측정하는 경우, 배합 모듈(200)로부터 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동이 중단될 소정의 최대 수준에 도달할 때까지 배합 모듈(200)로부터 라인(72B)을 통해 계속 충전될 것이다. 수요가 크게 증가될 것으로 예상되는 경우, 분배 탱크(491A)로의 예비 공급으로서 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물로 탱크(491B)를 적어도 부분적으로 충전시키기 위해 추가의 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 제조되어 분배 탱크(491B)로 유도될 수 있다. 분배 탱크(491B)에서의 슬러리 또는 화학적 배합물은 글로벌 루프(111A 또는 111B)에서 순환되고, 필요 시, 사용될 수 있다.
펌프(101B)는 분배 탱크(491B)로부터 슬러리 또는 화학적 배합물을 라인(74B)을 통해 라인(75B)으로 펌프(101B)를 거쳐 라인(76B)을 포함하는 분배 루프(101B)로 분배 루프(101B)를 거쳐 라인(77B)으로 임의의 압력 센서(78B)를 거쳐 임의의 유동 센서(79B)를 거쳐 글로벌 또는 분배 루프(111B)의 일부인 라인(80B)으로 유도될 것이다(중력의 도움으로). 분배 루프(111B)의 라인(80B)은 글로벌 루프와 CMP 기기(미도시) 간에 유체 소통되는 개별 분기 라인(미도시)으로 슬러리 또는 화학적 배합물을 전달한다. 글로벌 루프(111B)로 연결된 개별 라인은 슬러리 또는 화학적 배합물에 대해 폐쇄될 수 있는 개별 밸브(또한 미도시) 또는 개별 라인을 지니거나, 글로벌 루프는 CMP 또는 다른 기기가 작동되지 않을 때에 슬러리 또는 화학적 배합물이 글로벌 루프로 회송되게 하는 글로벌 루프 아래에 우회 루프를 지닐 수 있다. CMP 또는 다른 기기로부터의 우회 또는 회송 또는 CMP 또는 다른 기기로의 라인 또는 분기 라인을 우회한 후에, 각각의 글로벌 루프는 하나 이상의 분배 탱크(들)로 미사용된 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 회송시킨다. 글로벌 루프(111B)는 또한 루프에 하나 이상의 배합 제어기를 포함한다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 글로벌 루프(111B)는 글로벌 루프(111B)의 일부로서 분배 탱크(491B)와 비교적 가깝게 위치된 배압 제어기(84B)를 포함한다. 글로벌 루프(111B)에서 하나 이상의 배압 제어기(들)는 상기 기재된 바와 같이 유동 센서(79B) 및 펌프(101B) 및 압력 제어기(78B)와 함께 작동된다.
도 1c에 도시된 바와 같이, 다양한 분배 탱크(491A, 491B), 펌프(101A, 101B, 101C), 및 글로벌 루프(111A, 111B)와 유체 소통되고 이들 사이에 있는 다중 라인들이 제공되고, 이들은 유입되는 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 배합 모듈로부터 분배 탱크로, 하나의 분배 탱크로부터 분배 모듈(400)에 제공된 복수의 펌프 중 하나로(도시된 바와 같이, 하나 이상, 예컨대, 2개 또는 3개의 상이한 펌프(101A, 101B 또는 101C)) 그리고 도시된 바와 같이 어떠한 그러한 펌프로부터 글로벌 루프(111A 및 111B)로 우회시키는 것을 가능하게 한다. 여분의 분배 탱크 및 글로벌 루프는, 제조 공장에 필요한 소정 양의 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물에 단지 하나의 분배 탱크가 필요한 경우에 예비 시스템으로서 사용될 수 있거나, 다중 분배 탱크 및 글로벌 루프가 다수의 CMP 기기를 공급하는데 동시에 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 분배 탱크 중 하나 및 하나의 글로벌 루프가 사용 중인 경우, 도시된 구체예에는 두 개의 예비 펌프가 존재한다. 예를 들어, 분배 탱크(491A), 펌프(101A) 및 글로벌 루프(111A)가 사용중인 경우, 펌프(101B)는 예비이고, 그에 따라서, 임의의 펌프(101C)이다. 분배 탱크(491A 및 491B) 둘 모두, 펌프(101A 및 101B), 및 글로벌 루프(111A 및 111B)가 작동 중인 경우, 펌프 (101C)는 펌프(101A 및 101B) 둘 모두에 대한 예비 펌프이다. 다른 구체예에서, 단지 펌프(101C)가 예비 펌프(101A 및 101B)일 수 있는데, 이는 파이핑이 펌프(101A) 및 펌프(101C)를 포함하는 분배 루프(111A)로부터 제공될 수 있고, 파이핑이 분배 루프(111B)에서 펌프(101B)를 포함하여 펌프(101C)로 제공될 수 있지만, 분배 루프(111A)에서의 펌프(101A)로부터 분배 루프(111B)에서의 펌프(101B)로의 파이핑은 제공될 수 없음을 의미한다.
바람직하게는, 장치(20)는, 배합 모듈로부터 분배 모듈로의 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 다소 연속적인 일정한 유동이 형성되고, 추가로, 공급 모듈(100), 배합 모듈(200)(배합하는 동안), 분배 모듈(400) 및 임의의 분석 모듈(300)에서 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 적어도 소량이 연속적으로 유동하고 재순환하도록, 배합 모듈(200)에서 제조되는 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 양을 하나 이상의 글로벌 루프에서 소비되는 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 양과 대체로 동일하게 하여 작동된다. 슬러리 및/또는 화학적 배합물(특히 슬러리)이 움직이지 않는 정체된 모듈이 존재하지 않는 것이 바람직하다. 라인, 탱크, 센서 등이 사용 중이지 않는 경우, 슬러리 또는 화학적 배합물이 라인에서 배출된 후 DIW로 이들을 플러싱하고 플러싱된 물을 폐기물 스트림을 통해 폐기하는 것이 바람직하다.
장치 내에서 슬러리 또는 화학적 성분의 배합 또는 이동의 결과로 슬러리 또는 화학적 배합물에 형성되거나 미가공 슬러리 또는 화학적 성분(들)에 존재하는 슬러리 또는 화학적 배합물로부터의 큰 입자를 제거하기 위해서, 장치 내 하나 또는 다수 위치에서 슬러리 또는 화학적 배합물의 일부 또는 슬러리 또는 화학적 배합물을 여과하는 하나 이상의 필터 부재(예, 필터 또는 필터 뱅크)를 추가하는 것이 가능하고 유리하다. 필터로의 그리고 필터로부터의 라인을 지니는 필터 부재는 라인을 거쳐(필터의 우회 없음) 이동하는 슬러리 또는 화학적 배합물 100%를 여과하는 라인으로 삽입될 수 있다. 필터는 사용 중에 제한될 필터 부재를 거쳐 유동시키는 경우에 큰 입자에 의해 막힐 수 있기 때문에, 일부 구체예에서, 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동이 계속되면서 필터가 변화될 수 있도록 필터 부재를 우회하는 우회 라인을 제공하는 것이 바람직하고, 하나의 필터 또는 하나 이상의 필터를 포함하는 필터 뱅크가 변화되는 경우에 유동이 외부 필터 또는 필터 뱅크로 또는 이를 거쳐 유동될 수 있도록, 2개 이상의 필터(또는 필터 뱅크)가 각각 병렬로 제공되는 것이 더욱 더 바람직하다. 병렬 필터는 필터 루프에 위치될 수 있다. 공급, 배합 및 분배 모듈 각각에서 적어도 하나의 필터 또는 필터 뱅크 또는 병렬 필터 또는 필터 뱅크를 지니는 것이 바람직하다. 필터 루프, 바람직하게는 기기의 상류에 위치될 수 있는 글로벌 루프에서 적어도 하나의 필터, 필터 뱅크 또는 병렬 필터 또는 필터 뱅크를 지니는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 필터 부재는 기기의 상류로 글로벌 루프에서 유동하는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 대부분 또는 이들 모두를 여과할 것이다.
압력 센서는, 유동이 제 1 필터(또는 다른 필터 부재, 예를 들어, 하나 이상의 필터 뱅크) 및 관련 파이프 및 밸브에서부터 제 2 필터(또는 다른 필터 부재, 예를 들어, 하나 이상의 필터 뱅크) 및 이의 관련 파이프 및 밸브로 또는 병렬 필터가 제공되지 않는 경우 우회 파이프를 거쳐 유도되어야 하는 때를 결정하기 위해, 필터(부재, 예, 필터 뱅크)의 상류 또는 하류로의 압력을 측정하는데 사용될 수 있다. 병렬 필터의 경우, 압력 센서는 제 1 필터(제 1 필터 부재, 예를 들어, 하나 이상의 필터 뱅크)에서부터 제 2 필터(또는 제 2 필터 부재, 예를 들어, 하나 이상의 필터 뱅크)로 슬러리 또는 화학적 배합물을 유도하도록 밸브를 변화시키는 장치의 제어기와 소통될 수 있다. 제 1 필터(또는 하나 이상의 필터 뱅크)로의 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 유동이 중단되는 경우, 제어기는 작업자에게 필터(들)를 변화시키도록 신호를 보낼 수 있고, 공정은 제 2 필터(들) 또는 제 2 필터 부재로의 유동이 제한될 때까지 반복될 수 있다. 적어도 하나의 글로벌 루프와 유체 소통되는 필터(들) 또는 다른 하나 이상의 필터 부재의 위치는 하나 또는 둘 모두의 글로벌 루프(또는, 필터 부재, 예를 들어, 필터 또는 필터 뱅크가 위치되는 어느 곳이든)로 일정한 여과를 제공한다
도 1c는 하나 이상의 필터, 특히, 병렬의 하나 이상의 필터 뱅크(430 및 431)를 포함하는 분배 모듈(400)의 한 가지 구체예를 도시한 것이다. 도시된 구체예에서, 분배 탱크는 공급원, 이러한 구체예에서, 분배 탱크로부터 하나 이상의 필터를 거쳐 슬러리 또는 화학적 배합물을 유동시키고 슬러리 또는 화학적 배합물을 공급원으로, 이러한 구체예에서, 분배 탱크로 회송시키는 여과 파이핑 루프를 포함하는 별개의 필터 루프를 포함한다. 필터 루프에서 파이프는 장치 내 어떠한 다른 루프 또는 파이핑과 관계가 없을 수 있다. 필터 루프는 바람직하게는 슬러리 또는 화학적 배합물을 분배 탱크(공급원)로부터 하나 이상의 필터 또는 필터 뱅크를 거쳐 유동하고 분배 탱크(공급원)로 회송시키는 펌프를 포함한다. 필터 루프는 분배 탱크(공급원)를 하나 이상의 필터 또는 필터 뱅크로의 펌프로 연결하는 파이프를 포함한다. 펌프는 바람직하게는 장치(20)의 나머지와 관계가 없으며, 단지 슬러리 또는 화학적 배합물을 공급원으로부터 그리고 필터 루프를 거쳐 그리고 회송 파이프를 통해 공급원으로 다시 또는 공급원 근처로 펌핑시킨다. 이러한 구체예에서, 슬러리는 분배 모듈로부터 유도되고, 분배 모듈로 회송된다. 이는 분배 탱크로부터 그리고 동일한 곳으로 다시, 또는 글로벌 루프로, 또는 글로벌 루프로부터 다시 글로벌 루프로 또는 분배 탱크로일 수 있다. 필터 루프는 바람직하게는 하나 이상의 필터 또는 하나 이상의 필터의 뱅크, 및 필터가 변화되는 시간에 제 1 필터 또는 필터 뱅크로부터 제 2 필터 또는 필터 뱅크로 전환시키는 적절한 밸빙, 센서 및 파이핑을 포함한다.
분배 탱크(491A)에서 슬러리 또는 화학적 배합물을 여과하는 것이 요망되는 경우, 이는 필터 루프(700) 거쳐서 이루어진다. 필터 루프(700)는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급원(이러한 구체예에서, 분배 탱크(491A)), 펌프(101D), 및 하나 이상의 필터(430, 431) 및 파이핑, 임의의 밸브 및 임의의 압력 센서를 포함한다. 필터 루프(700)에서 슬러리 또는 화학적 배합물을 여과하기 위해, 펌프(101D)가 작동되고, 라인(91A)에서 임의의 밸브(미도시) 및/또는 라인(75A)에서 임의의 밸브(미도시)는 슬러리 또는 화학적 배합물이 라인(91A)으로, 펌프(101D)를 거쳐, 라인(92)을 거쳐, 라인(93)을 거쳐, 제 1 필터 뱅크(430)를 거쳐, 라인(94)을 거쳐, 라인(97)을 거쳐, 그리고 탱크 회송 라인(98)을 거쳐 분배 탱크(491A)로 유동되도록 조절될 수 있다. 도시된 구체예에서, 필터 루프(700)에서 필터(430)를 거치는 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동은 다음 중 하나가 발생할 때까지 기재된 바와 같이 계속 될 것이다: (a) 필터 노화 제한치가 초과되어 필터 뱅크 교체가 초래되는 경우 (b) 글로벌 루프가 분배 탱크로부터 이로 공급되는 슬러리 또는 화학적 배합물을 더 많이 필요로 하고, 필터 루프 및 글로벌 루프를 거쳐 슬러리 또는 화학적 배합물을 계속 유도하기에 분배 탱크에서 슬러리 또는 화학적 배합물이 불충분한 경우, 또는 (c) 압력 센서(미도시)가 라인(93)에서 압력 증가를 감지하고, 제어기가 제 1 필터 뱅크(430)로부터 제 2 필터 뱅크(431)로 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동을 전환시키는 경우, 또는 (d) 입자 계수기가 규격 외에 있어 필터 변화를 촉발시키는 경우. 유동은 각각 개방에서 폐쇄로 그리고 폐쇄에서 개방으로 라인(93 및 95)에서 밸브를 전환시킴으로써 라인(93)으로부터 라인(95)으로 전환된다. 그 후에, 펌프(101D)가 작동하여 슬러리 또는 화학적 배합물이 라인(95)을 거쳐 제 2 필터 뱅크(431)를 거쳐 라인(96)을 거쳐 유동시키고 회송 라인(98)을 통해 분배 탱크(491A)로 회송시킨다. 여과는 상기 기재된 경우(a), (b), 및 (d) 중 적어도 하나 이상이 발생할 때까지 제 2 필터 뱅크(431)를 통해 필터 루프(700)에서 계속되고, (e) 라인(95)에서 압력 센서가 제 2 필터 뱅크(431)에서의 필터가 막히고 있고 변화되어야 하는 것으로 검출하는 경우, 라인(93 및 95)에서의 밸브가 각각 폐쇄에서 개방으로 그리고 개방에서 폐쇄로 전환될 것이고, 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동이 제 1 필터 뱅크(430)로 전환될 것이다. 상기 기재된 밸브 변화는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치의 제어기(미도시)에 의해 수동으로 또는 자동으로 수행될 수 있다.
필터 루프(700)는 분배 탱크(491A)인 슬러리 또는 화학적 배합물의 공급원과 함께 전술되었다. 필터 루프(700)는, 펌프(101D)가 라인(91B)을 통해 제 2 분배 탱크(491B)로부터 슬러리 또는 화학적 배합물을 유도한다는 점을 제외하고, 슬러리 또는 화학적 배합물의 공급원이 도 1c에 도시된 제 2 분배 탱크(491B)인 경우와 동일하게 작동될 것이다. (라인(91A 및 91B)에서의 밸브(미도시)는 슬러리 또는 화학적 배합물이 제 2 분배 탱크(491B)로부터 펌프(101D)를 거쳐 그리고 필터 루프(700)의 나머지를 거쳐 유동되게 하기 위해 개방에서부터 폐쇄로 그리고 폐쇄에서부터 개방으로 각각 전환되어야 할 것이다. 필터 루프는 회송 라인(99)(회송 라인(98) 대신)이 슬러리 또는 화학적 배합물을 분배 탱크(491B)로 회송시킬 것이라는 점을 제외하고 분배 탱크(491B)로부터 슬러리 또는 화학적 배합물로 상기 기재된 바와 같이 작동될 것이다. 대안적인 구체예에서, 분배 탱크 둘 모두가 동시에 사용되어야 하는 경우, 제 2 필터 루프는 제 1 분배 탱크(491A)에 의해 사용될 도 1c에 도시된 필터 루프(700)와 유사하게 제 2 분배 탱크(491B)에 제공될 수 있다.
분배 탱크 중 어느 하나 또는 이 둘 모두가 작동되는 경우, 분배 탱크 중 어느 하나 또는 이 둘 모두는 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 필터 루프(700), 및/또는 글로벌 루프(111A, 111B)에 공급할 수 있다. 분배 탱크 중 어느 하나 또는 이 둘모두는 슬러리(동일하거나 두 개의 상이한 슬러리), 슬러리 및 화학적 배합물 또는 두 개의 상이한 화학적 배합물 또는 동일한 화학적 배합물을 필터 루프 또는 글로벌 루프 중 어느 하나 또는 이 둘 모두에 동시에 공급할 수 있다. 분배 탱크(491A)의 경우 라인(91A 및 75A)에서 밸브(미도시)는 라인(74A)에서 슬러리 또는 화학적 배합물의 일부가 펌프(101D)의 작용에 의해 필터 루프(700)를 거쳐 유동하도록(연속적으로 또는 반연속적으로 또는 요망되는 어떠한 간격으로) 설정되거나 제어될 수 있고, 라인(74A)에서 슬러리 또는 화학적 배합물의 나머지는 펌프(101A)의 작용에 의해 글로벌 루프(111A)를 거쳐 연속적으로 유동될 것이다. 대안적으로, 분배 탱크 중 어느 하나 또는 이 둘 모두는 대안적으로 필터 루프에 슬러리 또는 화학적 배합물을 공급할 수 있다. 분배 탱크(491A)의 경우 라인(91A 및 75A)에서의 밸브(미도시)는 라인(74A)에서의 모든 슬러리 또는 화학적 배합물이 펌프(101D)의 작용에 희애 필터 루프(700)를 거쳐 유동하도록 또는 라인(74A)에서 모든 슬러리 또는 화학적 배합물이 펌프(101A)의 작용에 의해 글로벌 루프(111A)를 거쳐 유동하도록 설정되거나 제어될 수 있다. 일부 구체예에서, 슬러리 또는 화학적 배합물의 단지 일부만이 글로벌 루프를 통해 유동되기 전에 여과될 것이다. 대안적으로, 다른 구체예에서, 모든 슬러리 또는 화학적 배합물은 글로벌 루프로 보내지기 전에 여과될 것이다. 바람직한 구체예에서, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물은 분배 탱크에 제공되고, 분배 탱크는 글로벌 루프로 슬러리 또는 화학적 배합물을 제공하고, 동시에, 슬러리 또는 화학적 배합물의 일부를 필터 루프에 공급한다. 동시 여과가 분배 탱크로부터 슬러리 또는 화학적 배합물의 일부에 발생되는 경우에, 이와 동시에 글로벌 루프가 공급되고, 그 이후 단지 통계량의 슬러리 또는 화학적 배합물이 글로벌 루프로 또는 이를 거쳐 펌핑되기 전에 여과될 것이다. 통계량은 필터로 유도되는 슬러리 또는 화학적 배합물의 일부를 기준으로 하여 증가되거나 감소될 수 있다.
필터 루프(700)를 거치는 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동은 연속적일 수 있어서, 큰 입자 또는 응집물을 지니는 분배 탱크에서의 슬러리 또는 화학적 배합물 또는 이의 일부가, 안에 존재한다면, 이로부터 연속적으로 제거된다.
대안적인 구체예에서, 파이프(97)는 펌프(101)의 바람직하게는 흡입쪽의 글로벌 루프로 회송될 수 있다.
공급원이 분배 탱크인 필터 루프(700)가 기재되었지만; 장치의 다른 곳에서 여과될 슬러리 또는 화학적 배합물을 위한 대안적인 공급원을 사용는 필터 루프를 제공하는 것이 유리할 것이다. 예를 들어, 공급원으로서 슬러리 공급 컨테이너 또는 데이 탱크를 사용하는 필터 루프가 유리할 것이다. 슬러리 또는 화학적 배합물이 시간에 따라 분해되고/거나 장치를 거쳐 이동(혼합, 배합, 및 공기 접촉) 시에 분해될 가능성을 지니므로, 하나 이상의 모듈에, 예를 들어, 공급 및 분배 모듈, 배합 및 분배 모듈, 또는 공급 및 배합 모듈, 또는 공급, 배합 및 분배 모듈에 여과를 제공하는 것이 바람직하다. 추가로, 분석 모듈은 상기 기재된 어떠한 구체예와 조합하여 필터 루프를 또한 지닐 수 있다. 공급 모듈 및 분배 모듈, 임의로 또한 배합 모듈에서 또는 배합 및 분배 모듈에서 또는 상기 기재된 어떠한 조합의 모듈에 적어도 하나의 필터, 펌프, 밸빙 및 파이핑을 포함하는 독립적인 필터를 제공하는 것이 바람직하다.
도 6은 글로벌 루프, 펌프, 하나 이상의 필터 및 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 라인을 포함하는 분배 모듈(400)의 대안적인 구체예를 도시한 것이다. 분배 탱크(491)에는 공급 라인(72)(배합 모듈(300)로부터일 수 있음)을 통해 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 공급된다. 분배 탱크(491)는 펌프(101)의 작용에 의해 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 글로벌 루프(111B)로 공급한다. 글로벌 루프(111)는 하나 이상의 CMP 또는 다른 기기(미도시)를 공급하고, 글로벌 루프 내에는 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 분배 탱크(491)로 회송시키기 전에 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 여과하는 필터 뱅크(432)가 있다. 글로벌 루프로 필터 부재 또는 필터 뱅크를 추가하는 것은, 특히, 필터 또는 필터 뱅크가 CMP 또는 다른 기기의 상류로 제공되는 경우에, 모든 슬러리 또는 화학적 배합물이 CMP 또는 다른 기기에서 사용 전에 여과되고 CMP 또는 다른 기기에 가까이 여과되는 이점을 제공한다. 바람직하게는, 필터 루프에 있을 수 있는 한 쌍의 필터 또는 필터 밸브가 제공되고, 이는 바람직하게는 병렬 배열이며, 상기 기재된 바와 같이 필요 시, 제 1 필터 또는 필터 뱅크로부터 제 2 필터 또는 필터 뱅크로 전환될 수 있다. 제 1 필터 또는 필터 뱅크로부터 제 2 필터 또는 필터 뱅크로의 이러한 전환은 종종 필터 교체로 언급된다.
도 17은 배합 모듈 및 분배 모듈을 포함하는 본 발명의 슬러리 및/또는 화학적 배합물 장치의 또 다른 구체예를 도시한 것이다. 도 17에는 분배 모듈의 단지 일부가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 분배 모듈은 분배 탱크를 포함한다. 대부분의 경우에, 대안적인 구체예에 사용되는 부호와 동일하거나 유사한 부호가 도 17에 사용되었다. 본 발명의 방법 및 장치의 또 다른 구체예에서, 배합된 화학적 배합물을 제조하는데 사용되는 모든 성분 스트림을 함유하는 단일 파이프가 존재할 때까지 더 적은 파이프로 다중 성분 스트림을 유동시킴으로써 성분들은 적어도 부분적으로 배합된다. 따라서, 예를 들어, 제 1, 제 2 및 제 3 성분 파이프에 유동하는 제 1, 제 2 및 제 3 성분을 지니는 배합 모듈의 경우, 제 1 및 제 2 성분 파이프는 제 1 조합된 파이프 이어서 제 2 조합된 파이프로 유동되고, 제 3 성분 파이프는 제 2 조합된 파이프로 유동될 수 있다. 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 성분 파이프에 유동하는 4개의 성분의 예에서, 제 1 및 제 2 성분 파이프는 제 1 조합된 파이프로 유동될 수 있고, 제 1 조합된 파이프, 제 3 성분 파이프 및 제 4 성분 파이프로부터 선택될 수 있는 두 개의 파이프는 제 2 조합된 파이프로 유동되고, 제 2 조합된 파이프 및 남은 파이프가 조합될 수 있다. 5개 이상의 성분의 경우, 동일한 공정이 반복될 수 있고, 상기 또 다른 상분 파이프가 배합 모듈에 추가된다.
도 17에 도시된 바와 같이, 배합 모듈(배합 모듈 중 어느 것)은 부분 또는 완전 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 포함하는 라인에서 하나 이상의 정적 혼합기를 포함할 수 있다. 유동은 유동 제어기를 사용하여 성분 공급 라인에서 제어된다. 도 17에 도시된 바와 같이, 배합 모듈(200)은 사용되는 세 개의 성분이 슬러리 또는 화학적 배합물을 형성시키는 라인을 포함한다. 성분 A, B 및 C는 전형적으로 제조 설비의 대량 화학물질 공급 부분으로부터, 또는 배합된 슬러리가 제조될 경우에 공급 모듈로부터 라인(210, 211 및 212)을 통해 배합 모듈(200)로 각각 유동한다. 대안적으로, 화학물질 또는 다른 성분은 드럼으로부터 공급될 수 있다. 물 또는 화학물질은 또 다른 압력 공급원을 통해 또는 중력을 통해 펌핑되거나 공급될 수 있다. 화학물질 A, B, 및 C에 대한 각각의 라인(210, 211 및 212)은, 다음과 같이 성분 공급 라인와 유체 소통되는 A 및 B로 표기된 라인 중 어느 하나 또는 이 둘 모두로 다음과 같이 각각 유동될 수 있다: 성분 공급 라인(210)은 라인(21OA 및 210B)과 유체 소통되고; 성분 공급 라인(211)은 라인(211A 및 211B)과 유체 소통되고; 성분 공급 라인(212)은 라인(212A 및 212B)과 유체 소통된다. 각각의 라인(212A, 21OA 및 211A)은 그 안에 유동 제어기(262A, 260A 및 261A)를 각각 지닌다. 도 17에 도시된 바와 같이, 장치(20)의 일부인 배합 모듈(200)은 임의의 여분의 라인(210B, 211B 및 212B)을 지니고, 이러한 라인들은 각각 별개의 유동 제어기(260B, 261B 및 262B)를 지닌다. 그 안에 B로 표기된 파이프 및 유동 제어기는 라인(212A, 210A 및 211A) 중 하나 이상 및/또는 유동 제어기(262A, 260A 및 261A) 중 하나 이상에 문제가 있는 경우에 사용될 수 있다. 배합 모듈에서 A 부분 및 B 부분은 별개의 배합 트레인, 즉, 베합 트레인(A) 및 배합 트레인(B)으로서 지칭될 수 있다. 한 가지 구체예에서, 배합 모듈에서의 부호를 따라 B로 표기된 배합 모듈(200)의 부분은 배합 모듈에서 예비(여분의) 배합 트레인(B)의 일부이다. 도 17에 도시된 구체예는 A로 식별된 부분, 즉, 배합 트레인(A)을 거치는 유동에 대하여 기재될 것이지만, 배합 모듈의 B 부분은 구체예에서 A 부분에 대하여 기재된 방식과 동일한 방식으로 작동되고, 동시에 또는 예비로서 사용될 수 있다. A 및 B 라인에서 밸빙(미도시)은 A-표기된 부분 및/또는 B-표기된 부분으로 성분의 유동을 유도하기 위해 개방되고 폐쇄되거나 부분 개방되거나 부분 폐쇄될 것이다. 밸브는 개방되거나 폐쇄되고, 슬러리 또는 화학적 배합물을 배합하기 위해서 A-표기된 배합 트레인 또는 B-표기된 배합 트레인이 사용되는 것이 바람직하다.
유동 제어기(261A, 260A 및 262A)는 도 1b, 3 및 4를 참조로 하여 상기 기재된 바와 같이 작동한다. 도 17에 도시된 구체예에서, 라인(212A 및 211A)은 각각의 라인의 유동 제어기에서 배출된 후에, 성분 C와 성분 B를 포함하는 부분 배합된 슬러리 또는 부분 배합된 화학물질 스트림을 형성시키는 라인(214)으로 조합되고, 라인(214)은 유동 제어기(260A)에서 배출된 후에 성분 A, B 및 C를 포함하는 배합된 슬러리 또는 배합된 화학적 배합물 스트림을 형성시키는 라인(215)으로 라인(210A)과 조합된다. 그 후에, 성분 A, B 및 C를 포함하는 배합된 스트림은, 원래 라인(210A, 211A 및 212A)에 있던 성분을 혼합하는 정적 혼합기(241)로 유동된다.
대안적인 구체예에서, 라인(210A)에서 성분 A 스트림을 스트림(214)과 조합하기 전에, 예를 들어, 라인(214)에서 부분 배합된 화학적 배합물(성분 B와 C 포함)을 혼합하는 다중 정적 혼합기가 사용될 수 있다.
도 17에 도시된 구체예에서, 혼합기(241)(혼합된 성분 A, B 및 C 포함)에서 배출되는 라인(218)의 슬러리 또는 화학적 배합물은 임의의 필터(265)를 거쳐 유동된다. 필터는, 달리 전형적으로 고순도의 성분 스트림(A, B 및 C) 중 하나에서 불순물로서 존재하는 것들의 배합으로 인한 성분들 사이의 어떠한 화학적 반응 때문에 형성될 수 있는 어떠한 입자를 수거하기 위해 제공된다. 대안적으로, 직렬 또는 병렬 배열일 수 있는 하나 이상의 필터 뱅크가 제공될 수 있고/거나 이는 상기 기재된 어떠한 다른 모듈 또는 구체예에 사용되는 어떠한 필터 부재에 대하여 상기 기재되 바와 같은 필터 루프일 수 있다. 장치가 화학적 배합물만을 공급하는 경우, 감소된 공극 크기를 지니는 직렬의 둘 이상의 필터가 바람직하다.
필터 루프를 포함하는 필터 부재는 공급 모듈, 배합 모듈, 분석 모듈 및 분배 모듈 중 하나 이상에 사용되거나, 본 발명의 어떠한 구체예에서 어떠한 파이핑에 연결될 수 있다.
필터 부재(265) 후에, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치(20)는 필터 부재와 유체 소통되는 임의의 분석 모듈(310)을 포함할 수 있고, 여기로 필터에서 배출되는 슬러리 또는 화학적 배합물이 유동된다. 도시된 바와 같이, 라인(70)은 필터 모듈에서 배출되는 슬러리 또는 화학적 배합물을 분석 모듈(310)로 연결하고 분석 모듈(310)로 운반한다. 분석 모듈에서 배출되는 슬러리 또는 화학적 배합물은 라인(71)을 통해 분배 탱크(491)로 유동된다. 분석 모듈의 구체예는 상기에 상세하게 기재되었으며, 여기서 반복되지 않을 것이다. 대안적인 구체예에서, 분석 모듈은, 대안적으로 또는 추가로, 분배 탱크(491)의 하류에 위치될 수 있고, 기기, 예컨대, 반도체 제작 또는 또 다른 슬러리 또는 화학적 배합물 혼합 장치, 예컨대, 별개의 슬러리 공급 장치일 수 있는 슬러리 또는 화학적 배합물의 사용 지점으로 슬러리 또는 화학적 배합물을 전달하기 전에 슬러리 또는 화학적 배합물을 분석할 수 있다. 분석 모듈은 전체 스트림, 또는, 필요 시, 소량의 슬러리 또는 화학적 배합물일 수 있는 일부를 수용하고 분석할 수 있거나, 요망 시, 일부 슬러리 또는 화학적 배합물의 경우에, 분석 모듈이 우회될 수 있다. 필터 및 분석 모듈의 위치는 요망 시에 전환될 수 있고, 필터 부재는 분석 모듈에 의한 슬러리의 분석이 슬러리 또는 화학적 배합물이 분석되어야 하고 필터 부재에 의해 여과되어야 함을 나타내지 않는 한, 우회될 수 있고, 상기의 경우에 슬러리는 밸브(미도시)를 개방하거나 폐쇄함으로써 제어기에 의해 필터 부재로 유도될 것이다.
이러한 구체예에서, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치(20)는 탱크(491)에서 화학적 배합물을 주입하는 수단을 추가로 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 파이프(210D, 211D 및 212D)는 성분 A, B 및 C에 각각 제공된다. 예를 들어, 작동기, 분석 모듈의 일부인 하나 이상의 분석 장치, 또는 알고리즘(시간 기준일 수 있음)에 의해서 화학적 성분들 중 하나 이상의 주입이 분배 탱크에 존재하는 슬러리 또는 화학적 배합물에 필요하다는 것이 결정되는 경우, 각각의 성분(들)의 파이프(210D, 211D 및 212D) 중 하나 이상으로의 유동은 파이프(210D, 211D 및 212D)에 연결되어 존재하는 하나 이상의 상응하는 3-방향 밸브(210V, 211V 및/또는 212V)를 개방함으로써 가능하다. 도 17에 도시된 구체예에서, 주입이 이루어지는 동안, 장치의 전체 제어기는, 분배 탱크에 주입하기 위한 성분 또는 성분들만을 분배 탱크(491)로 유동시키기 위해 하나 이상의 유동 제어기(260A(또는 260B), 261A(또는 261B) 및/또는 262A(또는 262B))를 거쳐 성분(들)의 유동을 조절할 것이다. 성분들 중 하나 이상의 유동은 중단될 수 있다. 바람직하게는, 배합 모듈의 배합은 주입 단계를 위한 유동 제어기(260A(또는 260B), 261A(또는 261 B) 및/또는 262A(또는 262B))에 의해 측정되는 하나 이상의 성분의 유동이 완료될 때까지 일시적으로 중단될 것이다. 주입은 전체 소프트 웨어를 사용하여 제어기에 의해 타이밍되어 분배 탱크로 주입될 총량의 요망되는 성분 또는 성분들이 제공될 수 있다. 화학적 배합물에서의 성분들 중 하나 이상이 비교적 짧은 저장 수명을 지니는 경우에 주입 수단을 제공하는 것이 특히 요망된다. 추가로, 분배 탱크에 주입하는 것은 배합 후에 또는 글로벌 루프(미도시)로 운반된 후에 분석 모듈(310)에서 분석되는 슬러리 또는 화학적 배합물의 분석에 대응될 수 있다. 분석 모듈(310)은 상기 기재된 바와 같이 샘플 포트 및 튜브 또는 루프를 통해 분석을 위한 슬러리 또는 화학적 배합물을 수용할 수 있다. (별개의 구체예에서, 파이프(210D, 211D 및 212D)에는, 특히, 유동 제어기(260A, 261A 및 262A)의 상류에 위치되는 경우 별개의 유동 제어기(미도시)가 장착될 수 있다.)
또한, 도 17에 도시된 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치에는 샘플 컴파트먼트(599)가 제공된다. 샘플 컴파트먼트는 도 5를 참조로 전술되었고, 단지 차이점은 도 5에 도시되지 않았지만 도 17의 라인(598)에는 도시된 상기 기재된 밸브(542)이다. 상기 설명은 달리 본원에서 충분히 적용가능하다.
도 17에 도시된 구체예에서, 성분들 중 하나 이상이 강산 또는 강염기(낮은 pH 및/또는 높은 pH를 지님)인 경우, 가장 낮은 반응성인 성분과 가장 높은 반응성인 성분을 혼합하는 것이 바람직하다. 즉, 전형적으로 강산 또는 강염기가 먼저 물, 미반응성 희석제 또는 미반응성 용매와 조합되어야 한다. 이러한 방식으로, 가장 높은 반응성인 성분은 이를 다음 성분과 조합하기 전에 희석되어 부분 배합된 슬러리 또는 부분 배합된 화학적 배합물을 제조하거나 완전 배합된 슬러리 또는 완전 배합된 화학적 배합물을 제조하기 위해 첨가되어야 한다. 도 17에 도시된 바와 같이, 따라서, 물 또는 미반응성 희석제 또는 미반응성 용매를 스트림(B)으로서 배합 모듈(200)로 도입하는 것이 바람직하다. 조합되어야 하는 2개의 다른 성분이 존재하는 경우, 스트림(C)은 전형적으로 가장 반응성일 것이고, 스트림(A)은 스트림(C)보다 덜 반응성일 것이다. 슬러리가 배합되는 경우, 미가공 슬러리는 전형적으로 스트림(A 또는 C)이다.
도 18은, 스플릿 혼합기(600)로 유동하고 여기서 조합되는 각각의 성분 A, B, 및 C에 대한 라인(210, 211 및 212)을 포함하는, 세 개의 개별적인 성분 스트림(C)을 보여주는 배합 모듈의 일부에 대한 대안적인 구체예를 도시한 것이다. (도시된 스플릿 혼합기는 다른 도면에 도시된 단계식 배합 또는 펌프(동적) 배합을 이용하여 배합 트레인 대신에 사용된다. 대안적인 구체예에서, 스플릿 혼합기는 단계식 또는 펌프 배합에 더하여 사용될 수 있다.) 스플릿 혼합기에 의해 혼합되는 성분 A, B 및 C의 양은 각각 유동 제어기(260, 261 및 262)에 의해 제어된다. 스플릿 혼합기(600)는 임의로 하나 이상의 정적 혼합기(241), 및 조합될 각각의 성분 스트림에 대한 하나 이상의 공급 파이프(파이프(210, 211 및 212)로 도시된 바와 같음)를 포함하고, 상기 공급 파이프는 수용 파이프(220)에 연결되고, 수용 파이프(220)는 스플릿 혼합기로의 성분의 유동이 함께 오는 적어도 2개의 스플릿 파이프 사이로 분리되거나 대응 파이프(218)에서 결국 재연결되도록 적어도 2개의 스플릿 파이프(32A 및 32C로 표기됨)에 수용 파이프(도시된 바와 같은)의 반대쪽 단부에 연결되고, 대응 파이프(218)에서 모든 성분은 배합된 슬러리 또는 배합된 화학적 배합물로 존재한다. 하나 이상의 스플릿 파이프(32A 및 32C) 내에는 하나 이상의 정적 혼합기(241)가 포함될 수 있다. 공급 파이프(210, 211, 212) 및 수용 파이프(220)는 t-모양 연결부로 도시된 바와 같이 연결부(222)를 통해 연결될 수 있다. 고농도로 함께 빠르게 혼합되면 성분들 중 하나 이상이 성분들 중 하나 이상과 반응성이거나 이에 의해 잠재적으로 부정적인 영향을 받을 수 있는 경우에 스플릿 혼합기(600)를 사용하고, 성분들 중 하나가 반응성 성분 중 어느 성분과 반응성이지 않는 것이 바람직하다. 가장 낮은 반응성인 성분(성분 B로 도시된 바와 같은)은, 성분 B의 유동이 스플릿 파이프(32A 및 32C) 사이에서 분리되고 각각의 그러한 파이프에서 각각의 반응성 성분 A 및 C를 희석하도록 하나 이상의 반응성 성분들(성분 A 및 C로 도시된 바와 같은) 사이에 도입될 수 있다. 전형적으로, 성분 B는 물 또는 미반응성 액체 희석제이다. 각각의 스플릿 파이프(32A 및 32C)로의 성분 B의 유동의 양 및 비율은 스플릿 믹서로 유동하는 성분의 상대적인 유량, 및, 존재 시, 파이프에서 어떠한 유동 유도기 및/또는 소정 모양의 연결부를 포함한 연결부, 및 파이프 크기에 좌우될 것이다. 도 18에 도시된 구체예에서, 스플릿 혼합기는, 성분 A의 모두가 아닐지라도 대부분이 성분 B의 일부와 파이프(32A)를 거쳐 유동되고, 성분 C의 모두가 아닐지라도 대부분이 스플릿 혼합기(600)로 유동되는 성분 B의 나머지와 파이프(32C)를 거쳐 유동되도록 사용될 수 있다. 각각의 스플릿 파이프(32A 및 32C)로의 각각의 성분 A, B 및 C의 유량은 스플릿 혼합기에서 파이프의 크기를 조절하거나, 성분 스트림이 스플릿 혼합기로 유도되는 각도를 변화시킴을 포함할 수 있는 파이프 또는 유동 연결부 내에 유동 유도기를 스플릿 혼합기에 추가함으로써, 예를 들어, T-모양 연결부 대신에 Y-모양 연결부를 사용함으로써 조절될 수 있다. 유동 유도기의 다른 예는 밸브, 예를 들어, 체크 밸브 등과 같이, 그 안의 유동을 제한하거나 유동의 방향을 바꾸기 위해 파이프에서의 어떠한 유형의 제한을 두는 것을 포함한다. 파이프(32A 및 32C)에서의 스트림 둘 모두는 정적 혼합기에 의해 배합될 것이고, 스트림은 연결부(222)에서 만나고 혼합되며, 이러한 연결부는 대응 파이프(218)로의 파이프(32A 및 32C)에 부착되고 이의 함유물을 조합한다. 대응 파이프(218)에서의 스트림은 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이다. 3개 이상의 성분이 배합되는 것으로 도시되어 있지 않은 대안적인 구체예에서, 스플릿 혼합기는, 두 개의 성분 스트림이 스프릿 혼합기의 상류 또는 하류에서 조합되는 경우에 사용될 수 있다. 대안적으로, 또 다른 공급 파이프가 4개의 공급 파이프를 파이프(220)으로 또는 대안적으로 스플릿 파이프(32A 및 32C) 중 하나 또는 이 둘 모두로 제공하기 위해 스플릿 혼합기에 추가될 수 있다. 파이프를 거치는 예상되거나 요망되는 유동에 좌우하여, 파이프 사이징 또는 체크 밸브가 요망되는 혼합 및 유동을 가능하게 하기 위해 스플릿 혼합기(600)에 제공될 수 있다. 스플릿 혼합기는 도 18에 직사각형 모양을 지니는 것으로 도시되어 있는데, 이는, 적어도 제 1 성분이 적어도 두 개의 스트림으로 분리되고 제 1 성분 스트림의 적어도 첫 번째 부분이 제 2 성분 스트림의 적어도 일부(바람직하게는 적어도 대부분)와 혼합되는 한, 바람직하게는 동시에 제 1 성분 스트림의 두 번째 부분이 제 3 성분 스트림의 적어도 일부(바람직하게는 적어도 대부분)와 혼합되는 한, 직사각형 또는 다이아몬드 또는 곡선(예를 들어, 수용 파이프가 지정된 단부를 지니지 않을 수 있고, 대응 파이프로의 연결부에 서로 인접하게 작동될 수 있는 스플릿 파이프로 굽어질 수 있음을 의미) 또는 요망되는 어떠한 모양일 수 있다.
도 18에서 라인(218)은, 분배 모듈(400)로 유동되는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 포함하고, 도 17에 도시된 바와 같은 임의의 필터 부재(265) 및/또는 임의의 분석 모듈(310)을 거쳐 유동될 수 있다(또는 이의 일부 또는 샘플이 유동될 수 있음). 도 17에 도시된 바와 같이, 화학적 배합물 또는 배합된 슬러리의 전체 스트림은 필터 부재(265)에서 여과되고, 화학적 배합물 또는 배합된 슬러리의 전체 스트림은 분석 모듈(310)을 통해 분석된다. 대안적으로, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 단지 샘플만이 분석 모듈에서 분석되고/거나 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 단지 일부만이 필터 부재(265)에 의해 여과된다. 대안적인 구체예에서, 라인(218)은, 펌프가 분배 모듈 중 하나 이상, 필터 부재 및/또는 분석 모듈로 화학적 배합물 또는 배합된 슬러리를 운반하기 위해 필요한 경우, 배합 모듈 펌프와 연결될 수 있다.
도 19는 본 발명의 장치에서 어떠한 다른 모듈(배합 및/또는 분석 및/또는 공급 모듈) 또는 양태와 조합하여 사용될 수 있는 본 발명의 분배 모듈의 또 다른 구체예를 도시한 것이다. 도 19에 도시된 바와 같이, 슬러리 또는 화학적 배합물은 배합 모듈로부터 분배 탱크(491)를 포함하는 분배 모듈(400)로의 라인(71)을 통해 운반된다. 다른 구체예와 마찬가지로, 라인(71)은 슬러리를 배합 모듈, 분석 모듈로부터 직접적으로, 배합 모듈 또는 분석 모듈 전에 또는 그 후에 필터 부재로부터, 또는 분석 모듈과 필터 부재 중 어느 하나 또는 이 둘 모두에 대한 우회 라인으로부터 운반하기 위해 직접적으로 연결될 수 있다. 분배 모듈(400)은 하나 이상의 분배 탱크(상기 구체예에 대하여 도시되고/거나 기재된 바와 같은)를 포함할 수 있다.
도 19에 도시된 바와 같이, 분배 모듈(400)은 하나 이상의 분배 탱크, 도시된 바와 같이, 하나의 분배 탱크(491) 및 분배 탱크(491)에 의해 공급되는 적어도 하나의 글로벌 루프, 도시된 바와 같이, 글로벌 루프(111A 및 111B)를 포함한다. 추가로, 분배 모듈(400)은 적어도 하나의 압력 용기 부재를 포함하는데, 두 개의 압력 용기 부재(920A 및 920B)가 도시되어 있고, 이들은 각각 분배 탱크(491) 및 글로벌 루프(111A 또는 111B) 중 하나와 유체 소통된다. 분배 모듈(400)은 하나 이상의 필터 부재를 추가로 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 각각의 압력 용기 부재의 하류에는 두 개의 필터 부재(265A, 265B)가 존재한다. 각각의 글로벌 루프는 적어도 하나의 필터 부재를 포함한다. 추가로, 분배 모듈(400)은 도시된 바와 같이 적어도 하나의 펌프를 포함하고, 각각의 압력 용기 부재(920A 및 920B)는 이와 유체 소통되고 슬러리 또는 화학적 배합물을 분배 탱크(491)로부터 압력 용기 부재(920A 또는 920B)로 운반하는 적어도 하나의 펌프(펌프 101A, 101B)를 지닌다. 대안적인 구체예에서, 적어도 하나의 밸브 또는 둘 이상의 밸브 및 관련 파이핑에 더하여, 하나의 펌프가 슬러리 또는 화학적 배합물을 하나 또는 둘 이상의 압력 용기 부재에 운반하기 위해 사용될 수 있다. 추가로, 또 다른 대안적인 구체예에서, 하나의 압력 용기 부재(920A)는 하나 이상의 글로벌 루프로 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 운반할 수 있지만, 바람직한 방식에서, 두 개의 압력 용기 부재가 존재하며, 이들 각각의 이들과 유체 소통되는 적어도 하나의 펌프를 지닌다. 추가로 또는 대안적으로, 둘 이상의 압력 용기 부재가 단일 글로벌 루프를 공급할 수 있다. 그러한 구체예에서, 압력 용기 부재(920A, 920B)는 각각, 바람직하게는 글로벌 루프에서 압력 용기 부재의 하류에 적어도 하나의 필터 부재 및 적어도 하나의 유량 전송기를 포함하는 동일한 글로벌 루프에 연결될 것이다. 압력 용기 부재(920A, 920B)는 동일한 글로벌 루프를 동시에 또는 교대 방식으로 공급할 수 있다. 대안적으로, 하나의 압력 용기 부재가 단지 예비 용도로 사용될 수 있어서 하나의 압력 용기 부재는 기능하지 않을 것이다. 전술된 구체예에서와 같이, B로 표기된 펌프, 압력 용기 부재 및 글로벌 루프는 A 표기된 부분의 예비로서 제공될 것이고, 고장의 경우에만 사용될 것이다. 대안적인 구체예에서, A 및 B로 표기된 부분은 두 개의 상이한 글로벌 루프를 두 개의 상이하거나 동일한 구성의 기기에 동시에 공급하는데 사용될 것이고, 또는 두 개의 압력 용기 부재들 둘 모두가 동일한 글로벌 루프에 공급하기 위해 연속적으로 사용될 것이다.
도 19에 도시된 바와 같이, 분배 모듈은 압력 용기 부재(920A)와 압축 공기 또는 불활성 가스 공급원(992) 사이의 연결부(파이프), 및 압력 용기 부재(920A)와압축 공기 또는 불활성 가스 공급원 사이의 파이프에 위치된 압력 조정기(991A)를 포함한다. 압력 조정기는 전자식 압력 조정기일 수 있다. 압력 조정기는 압력 용기(986A 및 987A)에서의 압력을 압축 공기 또는 불활성 가스 공급원(992)의 압력으로 또는 그보다 낮게, 바람직하게는 압축 공기 또는 불활성 가스 공급원(992)의 압력 미만으로 유지시킨다. 압력 용기 부재의 하나 이상의 압력 용기를 공급하는 펌프는, 슬러리 또는 화학적 배합물을 압력 용기에서의 압력보다 높은 압력으로 밀 수 있어서 슬러리 또는 화학적 배합물이 압력 용기로 유동되도록 선택된다. 압력 조정기의 작용에 의해서, 펌프의 작용이 압력 용기 부재로 펌핑되는 펌핑된 슬러리 또는 화학적 배합물에 고르지 않거나 일정하지 않은(펄싱) 압력을 주는 경우에도 압력 용기 부재(이의 하나 이상의 압력 용기)에서의 압력은 실질적으로 일정하게 유지될 것이다. 상이하게 명시된 압력 제어기(991A)는 압력 용기 부재에서 요망되는 범위 내에서 일정한 압력으로 압력 용기 부재의 하나 이상의 압력 용기에서 압력을 조정하고 압력을 유지하는데 사용된다. 바람직한 구체예에서, 글로벌 루프가 압력 용기 부재에 의해 계속해서 공급되는 경우, 압력 용기 부재와 유체 소통되는 펌프는 압력 용기 부재에 슬러리 또는 화학적 배합물을 계속해서 공급하고, 압력 조정기는 슬러리 또는 화학적 배합물의 글로벌 루프에 대한 공급이 연속적이고 실질적으로 일정한 유량이 되도록 일정한 압력으로 압력 용기 부재의 압력을 계속해서 유지시킨다.
배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 펌프(101A 및/또는 101B) 중 어느 하나 또는 이들 둘 모두에 의해 하나 이상의 압력 용기 부재로 펌핑되는 유량은 전형적으로 슬러리 또는 화학적 배합물이 하나 이상의 압력 용기 부재에서 배출되고 하나 이상의 글로벌 루프로 들어가는 속도에 의해 결정된다. 두 글로벌 루프 모두가 두 압력 용기 부재 모두에 의해 동시에 공급되는 경우, 분배 탱크 및 관련 펌프 및 펌핑은 이들이 두 글로벌 루프 모두를 동시에 공급할 수 있도록 사이징될 수 있다. 대안적인 구체예에서, 두 압력 용기 부재 모두는 연속적으로 공급될 수 있고, 분배 탱크, 펌프 및 파이핑은 그러한 작업 수준에 대하여 사이징될 수 있다. 글로벌 루프로의 슬러리 또는 화학적 배합물의 유량은 압력 용기 부재에서 압력을 조정함으로써(압력 조정기를 통해) 조정될 수 있다. 유량을 증가시키기 위해서, 압력 용기 부재 중 하나 또는 이 둘 모두의 압력은 증가될 수 있고; 유량을 감소시키기 위해서 압력은 감소될 수 있다.
마찬가지로 다른 구체예에서, 도 19에서의 분배 모듈에서 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물은 분배 탱크(491)로 유동되고, 초음파 레벨 센서일 수 있는 레벨 센서(939)에 의해 측정하는 경우 소정의 최소 수준으로 분배 탱크(491)에 충전될 것이며, 이는 분배 탱크(491)가 글로벌 루프 중 적어도 하나에 슬러리 또는 화학적 배합물을 공급할 준비가 된 제어기(미소)와 소통된다. 제어기는 글로벌 루프 중 하나 또는 이 둘 모두가 공급되는 경우 이전의 프로그래밍 또는 기술자의 입력에 의해 그리고 어떠한 기준으로 이미 알 것이다. 하나의 글로벌 루프가 공급될 경우, 제어기는 이를 폐쇄로 그리고 이를 개방으로 유도하는 두 밸브(931A 및 931B) 모두로 신호를 보낼 것이고, 또한 슬러리 또는 화학적 배합물의 펌핑을 시작하도록 하나의 펌프(101A 또는 101B)에 신호를 보낼 것이다. (작동 펌프 및 개방 밸브는 A 또는 B로 표기된 동일한 배관 라인에 위치될 것이다.) 예를 들어, 글로벌 루프(111A)가 공급될 경우, 밸브(931B)는 폐쇄될 것이고(폐쇄된 상태로 유지될 것이고), 펌프(101B)는 유휴상태일 것이고(유휴상태로 유지될 것이고), 밸브(931A)는 개방되거나 개방된 상태로 유지될 것이고, 펌프(101A)는 슬러리 또는 화학적 배합물을 압력 용기 부재(920A)로 펌핑시킬 것이다. 펌프(101A)가 펌핑되는 경우, 이는 슬러리 또는 화학적 배합물을 분배 탱크(491)로부터 라인(74)에 연결된 탱크의 배출 개구부(727)를 통해 파이프 접합부(930)를 거쳐 밸브(931A)를 거쳐 펌프(101A)를 거쳐 유도하고, 슬러리 또는 화학적 배합물을 파이프(76A)를 거쳐 압력 용기 부재(920A)로 압력 용기 부재(920A)보다 높은 압력으로 밀 것이다. 압력 용기 부재(920A)는 1개, 2개 또는 그 이상의 압력 용기를 포함하고, 2개의 압력 용기(986A 및 987A)가 도시되어 있다. 압력 용기 부재(920A)는, 압력 용기(986A 및 987A) 사이의 연결을 제공하고 이와 유체 소통되는 파이프(973 및 974), 및 압축 공기 또는 불활성 가스 공급원(992)에 연결되는 파이프(972)를 추가로 포함한다. (일부 구체예의 경우, 압축된 불활성 가스 공급원이 바람직하거나 요망된다.) 파이프(972A)는 압축 공기 또는 불활성 가스 공급원(992) 사이의 연결을 제어하는 압력 조정기(991A) 및 압력 용기 부재(920A)의 압력 용기(986A 및 987A)를 포함한다. (전자식) 압력 조정기(991A)는 각각의 압력 용기 부재(920A)에서 요망되는 범위 내로 압력을 유지하는데 사용된다.
펌프(101A)가 작동하는 경우, 슬러리 또는 화학적 배합물은 압력 용기(986A 및 987A)로 운반된다. 펌프(101A)는 압력 용기(986A 및 987A) 내부의 조정된 압력보다 높은 압력을 달성할 수 있다. 펌프는 어떠한 유형의 픔프, 예를 들어, 앞서 기재된 바와 같은 다이어프램 또는 원심 펌프일 수 있다. 이러한 구체예의 경우, 슬러리 또는 화학적 배합물을 압력 용기 부재(920A)의 압력 용기(986A, 987A)로 운반하기 위해서는 더 높은 압력이 필요하기 때문에 다이어프램이 바람직하다. 더 높은 펌프 압력 및 압력 용기(986A, 987A)를 충전하는 다이어프램 펌프의 사용 때문에, 분배 모듈의 이러한 구체예가 화학적 배합물에 바람직하다.
펌프(101A)는 바람직하게는, 필요 시, 최대 유량으로 압력 용기(986A 및 987A)를 비우는데 걸리는 시간의 분율(예컨대, 50% 미만 또는 30% 미만)로 이들과 유체 소통되는 압력 용기(들)(이러한 구체예에서 압력 용기(986A 및 987A))를 충전시킬 수 있도록 사이징되고, 그러한 방식으로, 예를 들어, 하나 이상의 압력 용기 부재를 공급하는데 사용되는 펌프(101A)는, 적절하게 작동한다면, 압력 용기(986A, 987A)로부터 유도되는 것보다 압력 용기(986A 및 987A)에 더 많은 슬러리 또는 화학적 배합물을 항상 제공할 수 있을 것이다. 압력 용기(986A, 987A)에서 압축 공기 또는 불활성 가스 때문에, 펌프(101A)와 압력 용기(986A, 987A) 사이에도 압력 조정기(991A)와 압력 용기(986A, 987A) 사이에도 라인에는 밸브가 존재하지 않고, 펌프(101A)에 의해 펌핑되는 슬러리 또는 화학적 배합물은 파이프(76A) 및 펌프(101A)와 유체 소통되는 라인(975 및 976)을 통해 압력 용기(986A 및 987A) 둘 모두로 실질적으로 동일하게 유동할 것이다(압력 균형을 유지하기 위해). 압력 용기(986A 및 987A) 둘 모두는 동일한 압력일 것이다. 압력 용기(986A 및 987A)에서 최대 충전 수준에 도달한 경우, 각각 압력 용기(986A 및 987A) 상에서 하나 또는 두 레벨 표시기(882 및 982) 모두가 제어기(미도시)와 또는 펌프(101A)와 소통되어 펌프(101A)에 압력 용기 부재(920A)로의 슬러리 또는 화학적 배합물의 펌핑을 중단하라고 알릴 것이다. (구체예에서 두 압력 용기 부재 모두가 분배 모듈(400)에 의해 간헐적으로 사용된다는 것은, 한번에 하나의 압력 용기 부재만이 충전되고 글로벌 루프를 공급한다는 것을 의미하고, 컴퓨터가 타이머를 기준으로 하여 하나의 압력 용기 부재(920A)로부터 다른 부재로 전환할 수 있다. 압력 용기 부재(920A)가 글로벌 루프를 공급하는데 사용되고 압력 용기 부재(920B)로 전환될 시간이 거의 다 된 경우, 펌프(101A)는 펌핑을 중단할 것이고, 밸브(931A 및 931B)는 개방에서 폐쇄로 그리고 폐쇄에서 개방으로 각각 전환할 것이고, 펌프(101B)는 분배 탱크(491)로부터 슬러리 또는 화학적 배합물을 압력 용기 부재(920A)와 동일한 작용을 하는 압력 용기 부재(920B)로 펌핑하기 시작할 것이다. 라인 상에 압력 용기 부재(920B)를 가져오기 전에, 밸브(927B)를 글로벌 루프로 개방함으로써 슬러리 또는 화학적 배합물의 샘플이 샘플 튜브 또는 샘플 로프를 통해 시험을 위해 분석 모듈로 보내질 수 있고, 슬러리 또는 화학적 배합물이 규격 내에 있는 경우에만, 압력 용기 부재(920B)로부터 슬러리 또는 화학적 배합물이 글로벌 루프로 보내질 것이다. 압력 용기 부재(920B)로부터 슬러리 또는 화학적 배합물을 시험하는 동안, 압력 용기 부재(920A)의 슬러리 또는 화학적 배합물은 압력 용기(986A 및 987A)가 비워질 때까지 글로벌 루프로 계속 전달될 것이다. 그 후에, 밸브(927A)는 폐쇄될 것이고, 밸브(927B)는 개방될 것이고, 압력 용기 부재(920B)로부터의 슬러리 또는 화학적 배합물은 글로벌 루프로 공급될 것이다. 압축 공기 또는 불활성 가스 공급원(992B)과 압력 용기(986B 및 987B) 사이의 파이프 및 압력 조정기(991B)는 압력 용기(986B 및 987B)에서의 슬러리 또는 화학적 배합물을 글로벌 루프로 그리고 바람직하게는 글로벌 루프를 거쳐 유동시키는데 필요한 실질적으로 균일한 미는 힘을 제공할 것이다.
상기 명시된 바와 같이, 한 가지 구체예에서, 펌프(101A)의 펌핑 속도는 슬러리 또는 화학적 배합물의 압력 용기 부재(920A)로의 공급이 압력 용기 부재(920A)로부터 제공된 슬러리 또는 화학적 배합물의 양과 유사한 속도가 되게 할 수 있어서 펌프(101A)가 계속해서 실질적으로 일정한 속도로 작동되게 한다. 압력 용기 부재(920B)는 또한 압력 용기 부재(920A)와 동일한 방식으로 작동될 수 있고, 펌프(101B)는, 펌프(101B)가 압력 용기 부재(920B)를 공급한다는 점을 제외하고, 펌프(101A)와 유사하게(온-및-오프 방식과 비교하여) 연속적으로 작동될 수 있다. 추가로, 압력 용기 부재(920A 및 920B) 및 압력 용기(986A, 987A, 986B 및 987B)에는 모두 슬러리 또는 화학적 배합물이 계속해서 공급되고, 하나 이상의 글로벌 루프를 공급하도록 계속해서 비워질 수 있다.
압력 용기 부재(920A)에서 배출되면, 슬러리 또는 화학적 배합물은 파이프(77A)를 거쳐 글로벌 루프(111A)로 운반된다. 도시된 바와 같은 글로벌 루프는 임의의 필터 부재(265A), 임의의 유량 전송기(79A)를 포함한다. 압력 용기 부재(920A)로부터 슬러리 또는 화학적 배합물은 모두가 글로벌 또는 분배 루프(111A)의 부분인 임의의 유동 센서(79A)를 거쳐 라인(80A)으로 유동될 것이다. 분배 루프(111A)는 슬러리 또는 화학적 배합물을 전달하여 CMP 또는 다른 기기(미도시)로 공급한다. 슬러리 또는 화학적 배합물이 우회하거나 달리 기기에 의해 사용되지 않는 경우에, 글로벌 루프(들)는 미사용된 슬러리 또는 화학적 배합물을 글로벌 루프 회송 파이프(86A)를 통해 분배 탱크(491)로 회송시킨다. 전술된 바와 같이, 작동 중에는 바람직하게는 분배 탱크(491)로 회송되는 모든 부분의 글로벌 루프에는 일부의 미사용된 슬러리 또는 화학적 배합물이 항상 존재한다. 도 19에는 완전한 분배 루프(111A)(또는 111B)가 도시되어 있지 않다. 글로벌 루프(111A)는 배압 제어기(84A)를 포함한다. 배압 제어기(84A)는 라인(83A)에서 글로벌 루프(111A)와 유체 소통되는 기기(미도시)에 대한 접합부(미도시)의 하류에 위치되고, 회송 라인(86A) 부근의 글로벌 루프에 위치된다. 글로벌 루프에서 하나 이상의 배압 제어기(84A)는 압력이 글로벌 루프에서 특정 수준 아래로 떨어지는 경우에 제어기(컴퓨터, LPC)와 소통된다. 제어기는 펌프 속도(101A)를 증가시켜 압력 용기 부재(920A)에 더 많은 화학적 배합물 또는 슬러리를 공급할 것이고/거나 압력 조정기(991A)는 압력 용기 부재(920A)의 압력을 증가시켜 글로벌 루프로의 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동을 증가시킬 수 있다. 펌프 속도, 압력 조정기, 및 배압 제어기 중 하나 이상을 조절하는 이러한 피드백 제어 루프는, 분보다 길거나 짧을 수 있는 임의의 소정 기간 동안 또는 분마다 또는 연속적으로 측정, 순환 및 조절 단계를 반복한다. 배합 제어기 및 압력 조정기 및/또는 펌프 속도는 작동 중인 기기를 공급하기에 충분한 양을 포함하고 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 사용하지만 파이프가 파열되지 않도록 최대 압력을 제한하면서 분배 루프의 모든 곳에서 항상 슬러리 또는 화학적 배합물을 유지하도록 설정된 간격으로 또는 연속적으로 조절된다.
도 19에 도시된 구체예를 작동시키는 한 가지 방법에서, 특히, 글로벌 루프가 동일한 기기를 공급하거나 압력 용기 부재(920A 또는 920B)로부터 슬러리 또는 화학적 배합물을 공급하는 단지 하나의 글로벌 루프(미도시)만이 존재하는 경우, 분배 모듈에서 A로 표기된 부분은 B 부분이 충전되고 오프-라인인 때에(및/또는 B 부분에서의 슬러리 또는 화학적 배합물이 분석 모듈로 보내지는 때에) 온-라인일 수 있고, 압력 용기(986B 및 987B)가 일단 충전되기 시작하면, B 부분은 A 부분이 비워지거나 거의 비워질 때까지 대기 상태로 기다릴 수 있다. 압력 용기 부재가 교대(온 및 오프) 방식으로 사용되는 구체예에서, 압력 용기 부재(920A)가 압력 용기(986A 및 987A)에 있는 슬러리 또는 화학적 배합물을 비우거나 거의 비우면, 압력 용기 부재(920B)는 온 라인으로 되고, 압력 용기 부재(920A)는 예를 들어 세정 또는 정비를 위해 오프-라인으로 취해질 수 있다.
도 19에 도시된 분배 모듈을 작동하는 대안적인 구체예에서, 압력 용기 부재(920A 및 920B) 둘 모두는 계속해서 온-라인이고, 압력 용기 부재(920A 및 920B) 둘 모두는 각각 상이한 글로벌 루프(111A 및 111B)를 각각 공급할 수 있고, 글로벌 루프는 동일하거나 상이한 기기를 공급할 수 있다. 전술된 바와 같이, 바람직한 방식에서 분배 탱크에서의 최대 수준은 드물게 도달되고, 탱크에 존재하는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 양은 장치(20)가 작동 중인 대부분의 시간 동안 탱크 부피의 20% 내지 80% 또는 30% 내지 70%일 것이며, 장치(20)의 제어기(미도시)는, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이, 분배 탱크로부터의 배합된 슬러리 또는 배합물이 CMP 또는 다른 기기에 의해 소비되고 글로벌 루프를 통해 분배 탱크로 회송되지 않는 비율(부피/시간 또는 질량/시간)과 유사하게 그리고 바람직하게는 거의 같게(+/- 20% 이내로 또는 +/- 15% 이내로 또는 +/- 10% 이내로) 분배 모듈(400)로 제조되고 제공되도록, 모듈에서의 다양한 레벨 센서 및 압력 및 유량 센서로부터의 피드백을 사용하여, 공급 모듈(100)의 유량, 존재 시, 배합 모듈(200)의 유량을 조절할 것이다. 압력 용기(986A,B 및 987A,B)는 각각 압력 용기로부터 하나 이상의 글로벌 루프로의 요망되는 화학적 배합물 또는 슬러리의 유량에 좌우하여 예를 들어, 5 내지 20 리터, 또는 8 내지 17 리터 또는 10 내지 15 리터일 수 있다.
앞서 기재된 구체예와 유사하게, 글로벌 루프(111B) 및 (도시된 구체예에서) 압력 용기 부재(920B)는 글로벌 루프(111A) 및 압력 용기 부재(920A)에 대하여 기재된 방식과 동일한 방식으로 수행된다. 추가로, 펌프(101A 및 101B)는 또한 펌프(101A)에 대하여 상기 기재된 방식과 동일한 방식으로 수행된다. 펌프(101B), 압력 용기 부재(920B), 압력 조정기(991B) 및 글로벌 루프(111B)의 작동은 여기서 반복되지 않을 것이다. (대안적인 구체예에서, 단일 펌프 및/또는 단일 압력 용기 부재는 슬러리 또는 화학적 배합물을 글로벌 루프 중 어느 하나로 또는 두 글로벌 루프 둘 모두로 동시에 유도하기 위해서 펌프 후에 및/또는 압력 용기 부재 후에 밸브를 제공함으로써 두 개의 글로벌 루프를 공급하는데 사용될 수 있다. 추가로, 도시되어 있지는 않지만, 글로벌 루프(111A)로부터 글로벌 루프(111B)로, 및/또는 파이프(77A)로부터 파이프(77B)로 및/또는 파이프(76A)로부터 파이프(76B)로 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 우회시킬 수 있는 하나 이상의 세트의 적어도 두 개의 밸브 및 적어도 하나의 파이프가 도 19에 도시된 구체예에 제공될 수 있다. 분배 모듈(400)의 A로 표기된 부분과 B로 표기된 부분 사이의 파이프(미도시)는 펌프(101A), 압력 용기 부재(920A), 압력 조정기(991A), 임의의 필터 부재(265A), 글로벌 루프(111A) 중 어느 것이 고장인 경우에 예비로 제공될 수 있다. 둘 모두의 펌프(101A, 101B), 압력 용기 부재(920A, 920B) 및 글로벌 루프(111A, 111B)가 사용 중인 경우, 고장이 발생한 곳에 좌우하여, 펌프 중 하나 및 압력 용기 부재 중 하나가 정확하게 사이징되었다면 하나 또는 둘 모두의 글로벌 루프를 요망 시에 동시에 공급하기 위해 사용될 수 있다.
도 19에 도시된 분배 모듈(400)을 포함하는 장치(20)는 배합 모듈로부터 분배 모듈로의 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 다소 연속적인 일정한 유동이 형성되고, 추가로, 공급 모듈(100)(존재 시), 분배 모듈(400) 및 임의의 분석 모듈(300)에서 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 적어도 작은 부분이 존재하는 경우 연속적으로 유동하고 재순환하도록, 배합 모듈(200)에서 제조되는 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 양을 하나 이상의 글로벌 루프에서 소비되는 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 양과 대체로 동일하게 하여 작동될 수 있다. 슬러리 및/또는 화학적 배합물(특히 슬러리)이 움직이지 않는 정체된 모듈이 존재하지 않는 것이 바람직하다. 라인, 탱크, 센서 등이 사용 중이지 않는 경우, 슬러리 또는 화학적 배합물이 라인에서 배출된 후 DIW로 이들을 플러싱하고 플러싱된 물을 폐기물 스트림으로 버리는 것이 바람직하다.
도 19에 도시된 바와 같이, 분배 모듈(400)은 글로벌 루프 이전 또는 이내의 어느 곳에 또는 분배 모듈의 다른 곳, 예를 들어, 펌프 중 하나 또는 펌프 둘 모두의 탱브 배출부 또는 이의 상류에 존재할 수 있는 필터 부재(265)를 포함한다. 필터 부재는 상기 기재된 어떠한 필터 부재일 수 있다. 필터 부재는 분배 모듈의 일부인 라인을 거쳐 이동하는 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 일부 또는 100%까지 여과할 수 있다. 다른 구체예에 대하여 전술된 바와 같이, 필터 부재를 우회하는 우회 라인을 제공하거나 적어도 2개의 필터(또는 필터 뱅크)를 병렬로 제공하는 것이 바람직할 수 있고/거나 이는 스트림이 하나 이상의 플러깅된 필터에서부터 플러깅되지 않은 필터로 유도될 수 있도록 별개의 필터 루프에 제공될 수 있다. 추가로, 압력 센서는, 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동이 전술된 바와 같이, 제 1 (플러깅된) 필터(또는 다른 필터 부재, 예를 들어, 하나 이상의 필터의 뱅크) 및 관련 파이프 및 밸브로부터 제 2 (플러깅되지 않은) 필터(또는 다른 필터 부재, 예를 들어, 하나 이상의 필터의 뱅크) 및 이의 관련 파이프 및 밸브로 유도되어야 하는 경우 및 필터 교체를 기술자에게 신호전달하는 것을 결정하기 위해서 필터(부재, 예, 필터 뱅크)의 상류 또는 하류의 압력을 측정하는 압력 센서가 제공될 수 있다. 적어도 하나의 글로벌 루프와 유체 소통되는 필터(들) 및 다른 하나 이상의 필터 부재의 위치(또는, 필터 부재, 예를 들어, 필터 또는 필터 뱅크가 위치되는 어느 곳이든)는 하나 또는 둘 모두의 글로벌 루프에 여과를 제공한다. (하나 이상의 글로벌 루프를 지니는 구체예에서, 각각의 글로벌 루프는 바람직하게는 자체의 필터 부재를 지닌다.) 기기에 가깝게 그리고 (바로) 이의 상류로 글로벌 루프에서 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 여과하는 것은 원치 않는 입자가 기기에 운반되는 것을 막는데 유리하다. 한 가지 구체예에서, 필터 부재(265)는 직렬로 되어 있는 두 개의 필터를 포함하고, 제 1 필터는 비교적 더 큰 입자를 위한 것이고, 제 2 필터는 비교적 더 작은 입자를 위한 것이다. 화학적 배합물의 경우, 다중 필터 부재의 제공 및 배치는, 일부 화학적 배합물의 경우에는 바람직하지만, 배합된 슬러리와 비교해 볼 때 중요하지 않다는 점을 주지해야 한다. 추가로, 일부 화학적 배합물의 성분이 침전된 경우에 도 19에 도시된 구체예에서는 분리되지 않을 것이고, 본원에 기재된 다른 분배 모듈에서 화학적 배합물에 대한 순환 루프는 필요하지 않을 수 있어서(움직임이 없는 경우에 입자가 침전되지 않을 것이므로), 글로벌 루프는 데드 헤드(dead head)로 변형되고, 요망 시, 분배 탱크로 회송되지 않을 수 있다.
분배 모듈은 샘플 포트(900, 900A 및 900B)를 추가로 포함한다. 900 및 900A 및 900B에 위치된 포트에 부착된 튜빙(미도시)을 포함하는 샘플 루프는 슬러리 또는 화학적 배합물의 샘플을 유도하고, 샘플을 분석 모듈, 예컨대, 도 1b, 4 및 5에 도시된 분석 모듈 중 하나로 운반하는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 샘플은 분석 모듈로 운반되고, 분석 모듈에서 분석된 후, 폐기물 스트림(미도시)으로 보내딜 수 있다. 대안적인 구체예에서, 슬러리 또는 화학적 배합물의 샘플은 포트(900, 900A 또는 900B)로부터 유도되고, 튜브(미도시)를 통해 분석 모듈로 운반되고, 라인(936)을 통해 분배 탱크(491)로 회송된다.
분배 탱크(491)는 주위 대기로 개방될 수 있거나 개방되지 않을 수 있다. 도 19에 도시된 바와 같이, 특히, 분배 탱크(491)가 위험하고/거나 반응성이고/거나 휘발성인 슬러리 또는 화학적 배합물 또는 이들의 성분의 분배를 위해 사용되는 경우에, 분배 탱크는 주위 대기로부터 밀폐될 수 있다. 그러한 경우에, 분배 탱크에는 커버(938)가 제공될 수 있고, 폐쇄되는 경우에, 상기 커버(938)는 분배 탱크(491)에 거의 또는 완전히 기밀 및 내수로 밀폐를 제공하는 방식으로 탱크(491)에 부착될 것이다. 커버 및 탱크에는 접합용 스레디드 부분이 제공될 수 있거나, 커버 및/또는 탱크는 하나 이상의 가스킷(gasket) 및 하나 이상의 로킹 메카니즘, 예컨대, 스크류를 지닐 수 있거나, 커버 및 탱크는 접착제를 사용함으로써 폐쇄되거나 밀폐될 수 있다. 추가로, 슬러리 또는 화학적 배합물의 조성에 좌우하여, 분배 탱크에는 불활성 가스의 가압된 유동을 탱크 상부의 헤드 스페이스에 제공하는 파이프(937)가 제공될 수 있다. 분배 탱크에서 헤드스페이스에 공급되는 불활성 가스를 지니는 구체예에서, 슬러리 또는 화학적 배합물의 공기와의 어떠한 접촉을 줄이거나 막기 위하여 어떠한 슬러리 또는 화학적 배합물이 분배 탱크로 도입되기 전에 불활성 가스가 분배 탱크로 도입될 수 있다.
이러한 구체예에서, 탱크(491)로의 공급 파이프는 탱크 커버(938)를 거쳐 탱크로 관통하는 것으로 도시되어 있고, 이는 탱크가 폴리테트라플루오로에틸렌(예, Teflon®) 또는 유사 물질로 제조된 탱크 라이너를 지니는 경우에 이루어질 수 있다. 탱크 라이너의 브리칭(breaching)을 막기 위하여, 탱크의 측벽은 모두 커버를 통과하는 어떠한 파이프에 의해 브리칭되지 않는다. 대안적인 구체예에서, 커버를 관통하는 어떠한 파이프는 또한 탱크의 하부에서 배출 개구부를 대신할 수 있다. 이러한 탱크는 특히 가성 물질에 적합하다. 비가성 화학적 배합물 및 슬러리가 탱크 안에 수용되어야 하는 경우에 탱크의 대안적인 구체예, 예컨대, 도 7 및 8에 도시된 것이 본원에서 대체될 수 있다. 파이프 중 하나 이상, 예를 들어, 회송 파이프(86A 및 86B)가 그 위에 이덕터를 지닐 수 있다. 다른 탱크의 이러한 그리고 대안적인 구체예에서, 이덕터 대신에 또는 이덕터에 더하여, 탱크는 탱크에서 슬러리 또는 화학적 배합물을 혼합하기 위해 기계적 또는 다른 혼합기(미도시)를 포함할 수 있다.
필터 및 필터 부재 및 다른 도면 및 구체예를 참조로 한 상기 기재된 분배 모듈의 어떠한 다른 양태에 대한 설명은 도 19에 도시된 구체예에 적용가능하고 이는 본원 참조로 포함된다.
도 7은 탱크 하부에서의 두 개의 이덕터 및 두 개의 캡핑된 이덕터 연결부를 보여주는 본 발명에 유용한 분배 탱크 또는 데이 탱크일 수 있는 상면도를 도시한 것이다. 도 8은 하나의 이덕터와 캡핑된 이덕터 연결부의 측면을 보여주는 Y-Y' 선과 함께 취해진 도 7에서의 동일한 탱크의 횡단면도를 도시한 것이다. 도 9는 본 발명에 사용될 수 있는 이덕터를 도시한 것이다.
분배 탱크(분배 모듈의)로 회송되는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 경우, 예를 들어, 데이 탱크(공급 모듈의)에 대한 재순환 라인을 통해 그리고 글로벌 루프로부터의 회송 또는 필터 루프에 대한 회송 파이프를 통해 탱크로 회송되는 탱크로의 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동을 위해 탱크 하부의 근처, 또는 상이하게 명시하면, 그러한 탱크 하부에 위치된 이덕터를 사용하는 것이 바람직하다. (도 7에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 공급 모듈의 경우 공급 탱크(80)에 대한 재순환 루프(82)의 일부인 라인(21) 탱크(725)로의 회송 라인(728)이 있다.) 이덕터는, 이덕터를 거쳐 탱크로 유동하는 회송된 슬러리 또는 화학적 배합물의 단위 시간 당 전체 부피에 대하여, 탱크에 존재하는 슬러리 또는 화학적 배합물의 단위 시간 당 그러한 부피의 대부분이 이덕터로 그리고 이덕터를 통해 흡입되기 때문에 사용된다. 본 발명의 탱크에 사용될 수 있는 유용한 이덕터는 각각의 이덕터를 통해 탱크로 도입되는 각각의 갤론에 대하여 2 내지 20갤론, 2 내지 10갤론, 또는 4 내지 5갤론으로 순환될 수 있다. 이는 탱크에 존재하는 모든 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 움직임을 유지하는 것을 돕는다. 탱크의 크기 및 전형적으로 탱크로 회송되는 슬러리 또는 화학적 배합물의 부피 유량 및 탱크에서 움직임을 유지해야 하는 슬러리 또는 화학적 배합물의 부피에 좌우하여, 임의 갯수의 이덕터, 예를 들어, 1 내지 10개의 이덕터, 또는 1 내지 8개 또는 1 내지 6개 또는 1 내지 4개 또는 1 내지 3개 또는 1 내지 2개의 이덕터가 사용될 수 있다. 탱크 중 모든 슬러리 또는 화학적 배합물의 전체 유동은 바람직하게는 탱크의 측벽보다 높거나 그 근처의 평균 회전 속도이고, 중앙을 향해 감소된다. 움직이는 슬러리 또는 화학적 배합물의 바람직한 회전 속도는 슬러리 또는 화학적 배합물의 원운동이 뚜렷하게 하는 속도이고, 슬러리 또는 화학적 배합물의 상부는 약간 교반되지만, 대부분 슬러리 또는 화학적 배합물의 상부를 교차하는 수준이다. 본원에서는, 슬러리 또는 화학적 배합물가 탱크 측벽의 내면을 따라 서서히 증가하는데, 그 이유는 슬러리 또는 화학적 배합물은 탱크의 원주 주변에서 원운동으로 유동된 후, 슬러리 또는 화학적 배합물의 상부에서 또는 그 근처에서 슬러리 또는 화학적 배합물은 탱크의 측벽으로부터 중앙으로 유동된 후, 탱크 하부로 유동되기 때문인 것으로 사료된다. 움직임과 관계 없이, 회송 슬러리 또는 화학적 배합물에 대하여 에쥬케이터(educator)를 사용함으로써, 슬러리 또는 화학적 배합물은 탱크의 하부로부터 상부로 혼합되는 것으로 보인다. 에쥬케이터에 의해 공급된 움직임에 의해서, 탱크의 하부 또는 그 근처의 슬러리 또는 화학적 배합물은 탱크의 하부에서 정체되지 않고, 슬러리 또는 화학적 배합물의 상부는 탱크에서 슬러리가 공기 또는 불활성 가스로 반연속 또는 연속 노출됨으로써 크러스트(crust)를 형성시키는 곳에서 정체되지 않는다.
교반된 슬러리 또는 화학적 배합물에 의한 물의 손실을 방지하기 위해서, 습한 공기 또는 질소 또는 다른 불활성 가스가 작은 파이프(미도시)를 통해 탱크의 상부에 추가될 수 있고, 이러한 작은 파이프는 탱크의 뚜껑 또는 상부 벽을 통해 삽입되는 탱크의 최대 수준의 슬러리 또는 화학적 배합물 위에 위치된다. 도 7 및 8에 도시된 탱크는 바람직하게는 대기압으로 되어 있다. (도 19에 도시된 탱크는 헤드스페이스에 추가되는 불활성 가스 및 커버로 인해 대기압보다 약간 높은 압력으로 되어 있다.)
도 7은 데이 탱크 또는 분배 탱크로서 본 발명의 장치 및 방법에 사용될 수 있는 탱크(725)의 상면도를 도시한 것이다. 도 8은 도 7 상의 Y-Y' 선을 따라 취해진 동일한 탱크(725)의 측면도를 도시한 것이다. 도시되 바와 같이, 탱크(725)는 수직 또는 거의 수직인 측벽(788), 원뿔-모양 하부벽(726), 배출 개구부(727), 회송 슬러리 또는 화학적 배합물을 위한 하나 이상의 이덕터, 및 슬러리 또는 화학적 배합물이 하나 이상의 이덕터로 유동되는 하나 이상의 라인을 포함한다. 탱크(725)의 원뿔 하부 벽(726)은 수평에서 배출 개구부(727) 아래로, 전형적으로 5 내지 35도, 또는 25 내지 35도 기울어져 있다. 배출 개구부(727)는 재순환 및/또는 분배 루프 또는 다른 파이프에 연결될 수 있다. 예를 들어, 배출 개구부(727)는 탱크가 도 1a에 도시된 데이 탱크(80)라면 라인(25)에 연결되고, 탱크가 도 1c에 도시된 분배 탱크(491A(491B))라면 라인(74A(74B))으로 연결될 수 있다. 탱크(725)는 고밀도 폴리에틸렌(high density polyethylene: HDPE) 또는 폴리비닐리덴 디플루오라이드(polyvinylidene difluoride: PVDF) 또는 다른 유동가능한 수지로 제조될 수 있고, 25 내지 1000 또는 50 내지 600 또는 75 내지 500 또는 75 내지 350 갤론의 슬러리 또는 화학적 배합물을 수용하도록 30 내지 45 인치의 내경으로 사이징될 수 있다. 유용한 탱크는 St. Gobain 및 Chemtainer와 같은 공급업체로부터 구입가능하다.
데이 탱크(80)로의 재순환 루프(82)의 부분인 회송 라인(21)은 데이 탱크(80)의 하부로 미가공 슬러리 또는 화학적 배합물을 회송시킬 수 있다. 추가로, 글로벌 루프(111A(또는 111B))로부터 분배 탱크(491A(또는 491B))로의 회송 라인(86A(또는 86B))은 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 탱크(491A(또는 491 B))의 하부로 회송시킬 수 있다. 탱크의 하부는 탱크 높이의 절반 또는 40% 또는 그 미만, 또는 30% 또는 그 미만, 또는 25% 또는 그 미만, 또는 20% 또는 그 미만, 또는 15% 또는 그 미만, 또는 10% 또는 그 미만보다 낮은 부분이고, 탱크 높이는 배출 개구부(727)로부터 탱크의 상부(777)까지 측정된다. 이덕터는 탱크의 하부에서 탱크에 대한 슬러리 또는 화학적 배합물의 소정의 최소 수준 아래에 위치되는 것이 바람직하다. 전형적으로, 탱크로부터 슬러리 또는 화학적 배합물을 유도하는 하나 이상의 탱크는 슬러리 또는 화학적 배합물이 탱크에서 소정의 최소 수준 초과이지 않는 경우에 작동을 시작하지 않거나 계속 작동되지 않을 수 있다. 제어기와 소통되는 레벨 센서는 탱크에서의 슬러리 또는 화학적 배합물의 수준을 기초로 하여 펌프를 시작하고 중단하는데 사용될 수 있다.
도 7 및 8에서 탱크로 회송된 슬러리 또는 화학적 배합물을 도입하는 회송 라인은 728로 표기되어 있지만; 예를 들어, 이는 도 1a 및 1c에 도시된 바와 같은 회송 라인(21 또는 86A(또는 86B))일 수 있음이 이해된다. 추가로, 도 1c에 도시된 바과 같이, 필터 루프로부터의 회송 라인(예, 도 1c에서의 98 또는 99)은 또한 라인(728)에 연결될 수 있다. 이러한 구체예에 도시된 바와 같은 라인(728)은 실질적으로 수평인 튜브 및 실질적으로 수직인 튜브를 통해 2-, 3-, 및 4-방향 파이프 접합부/연결부와 90도 파이프 접합부/연결부 및 이들 사이의 이덕터 연결부로 이덕터(761 및 763)에 연결된다. 도 7은 탱크(725)의 대부분의 원주, 바람직하게는 탱크(725) 측벽(788)의 바깥쪽 원주 주위를 횡단하는 실질적으로 수평인 파이프(799)를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 파이프(799)(파이프 섹션(730, 732 및 734) 및 파이프 접합부(729, 731, 733 및 735) 포함)는 탱크(725)의 (바깥쪽) 원주 주위를 270도 횡단하고 4개의 수직 파이프(도 8에는 수직 파이프(771 및 772)만이 도시됨)와 연결된 파이프(799)로 회송 슬러리 또는 화학적 배합물이 유동되도록 장착된다. 수직 파이프는 바람직하게는 탱크(725)의 외부 상에 존재한다. 파이프(799)는 바람직하게는 원주 주위의 어떠한 위치일 수 있는 원주 주위에서 파이프(728)로의 이의 연결부로부터 마지막 수직 파이프로의(이덕터로의) 이의 연결부로 약간 기울어져 장착된다. 도시되어 있지 않은 두 개의 수직 파이프는 두 개의 이덕터(761, 763) 및 이들의 이덕터 연결부(742 및 746)와 각각 유체 소통된다. 도시된 바와 같이, 이덕터 연결부(740, 744, 742, 746)는 탱크의 하부로부터 이덕터와 대략적으로 동일한 높이로 탱크(725)의 벽을 관통되고, 이덕터로 이들은 연결되고 유체 소통된다. 대안적으로, 수평 파이프(799)는 탱크(725)의 바깥쪽 원주 주위에서 360° 또는 그 초과 또는 그 미만의 각도로, 또는 300° 또는 그 미만의 각도로, 또는 270°또는 그 미만의 각도로, 또는 180° 또는 그 미만의 각도로, 또는 90°또는 그 미만의 각도로, 또는 45°또는 그 미만의 각도로 유동되고, 슬러리 또는 화학적 배합물을 임의 갯수의 이덕터로 유도할 수 있다. 대안적으로, 파이프(728)는 회송된 슬러리 또는 화학적 배합물을 단일 이덕터로 직접 도입할 수 있다.
도시된 바와 같이, 수평 파이프(799)는 연결부(729, 731, 733 및 735) 및 파이프 세그먼트(730, 732, 734)로 구성된다. 연결부(729, 731 , 733 및 735)는 수평 파이프 섹션(799)과 연결되고 유체 소통되며, 이덕터(761, 763) 및 이덕터 연결부(742, 746)와 각각 유체 소통되는 두 개의 수직 파이프(미도시)로 연결된다. 추가의 수직 파이프(771, 772)는 캡(741, 745)을 위에 지니는 이덕터 연결부(740, 744)와 각각 유체 소통된다. 캡핑된 이덕터로 유동하는 수직 파이프(771, 772), 또는 본원에서는 사용되지 않지만 이덕터가 부착될 수 있는 수직 파이프의 경우, 수동 밸브(수동 밸브(795 및 797)가 도시됨)가 수직 라인에 제공되고, 수직 튜브(수직 튜브(771, 772)가 도시됨)로의 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동을 방지하도록 폐쇄될 수 있다.
도시된 바와 같은 이덕터(763 및 761)는 엘보 연결부(753 및 751)에 각각 부착되고, 상기 엘보 연결부는 이덕터 연결부(746 및 742)로 연결되고, 상기 이덕터 연결부는 탱크(725)의 측벽(788)을 관통하고 엘보 접합부를 통해(에쥬케이터에 연결된 것으로 도시되어 있지 않고 캡핑된 이덕터 연결부(740 및 744)에 대하여 785 및 781로 도시되어 있음) 수직 라인(수직 라인(772 및 771)은 캡핑된 이덕터 연결부(740 및 744)에 대하여 도시됨)과 그리고 그 후에 파이프 연결부(735 및 731)를 거쳐 (가까운) 수평 라인(799)으로 연결되고, 상기 수평 라인은 이턱터로 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동을 가능하게 한다. 탱크 내부에 위치된 하나 이상의 이덕터로의(그리고 하나 이상의 공급 도관으로의) 연결부 및 파이핑(총괄하여 플럼빙)의 길이는, 탱크에서의 플럼빙과 탱크에서 순환하는 슬러리 또는 화학적 배합물 사이의 간섭이 최소화되도록 최소화되는 것(즉, 이덕터의 길이(가장 큰 치수)의 10배 미만 또는 6배 미만 또는 3배 미만 또는 2배 미만)이 바람직하다. (이는 커버를 관통하고 탱크의 커버로부터 하부로 수직으로 작동하는 파이핑과 비교된다. 커버로부터 수직으로 작동하는 파이프는 탱크에서 슬러리 및 화학적 배합물의 순환을 방해할 것이다.) 도 7 및 8에 도시된 바와 같이, 이덕터는, 이덕터에서 배출되는 슬러리 또는 화학적 배합물이 탱크의 하면을 향해 모아지는 어떠한 각도(수평 아래)일 수 있거나, 수평일 수 있거나, 탱크의 상면을 향해 모아지는(수평 위로) 어떠한 각도일 수 있는 각도로 유도되도록 탱크에서 장착되고, 에쥬케이터는 임의로 또한 탱크 측벽에서 부분적으로 그리고 탱크 측벽을 따라 부분적으로 모아진다. 이덕터에서 배출되는 슬러리 또는 화학적 배합물은 하부 벽 근처 또는 하부 벽을 따라 위치된 슬러리 또는 화학적 배합물이 움직이게 할 것이고, 슬러리 또는 화학적 배합물이 탱크의 측벽을 따라 또한 유동되게 할 것이다. 도시된 바와 같이, 이덕터는, 이덕터에서 배출되는 슬러리 및/또는 화학적 배합물이 수평 파선 위로 또는 아래로 0 도 내지 45 도, 또는 0 내지 40 도 또는 0 내지 35 도 또는 5 내지 35 도 또는 3 내지 40 도일 수 있는 각도(α)로 유도되고, 도 8에 도시된 수평 라인으로부터 측정된다. 명확하게 하기 위하여, 도 8에 도시된 이덕터는 수평 라인 아래의 각도(α)에 있다.
탱크에서 이덕터의 각도 및 이덕터의 수는 연속으로 움직이는 슬러리 또는 화학적 배합물을 제공하도록 선택된다. 탱크의 움직임은 탱크에서 큰 파동이나 스플래싱(splashing)을 제공하지 않는다. 탱크에서 슬러리 또는 화학적 배합물의 움직임은 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 표면 상에 보일 것이다. 한 가지 구체예에서, 이덕터는 탱크의 직경을 가로지르는 속도 구배를 가능하게 하는데, 즉, 슬러리 또는 화학적 배합물의 움직임은 탱크의 측벽 근처에서 더 높은 속도이고, 탱크의 중앙을 향해 속도는 감소한다. 이러한 구체예에서, 대부분의 슬러리 또는 화학적 배합물는 탱크의 내부 측벽을 따라 그리고 탱크의 내부 측벽 주위에서 시계 방향 또는 시계 반대 방향의 움직임으로 이동하고, 슬러리 또는 화학적 배합물의 속도는 탱크의 측벽 또는 그 근처에서 더 높고 탱크의 중앙에서 더 느리다. 슬러리 또는 화학적 배합물의 움직임은 탱크의 중앙에서 슬러리 또는 화학적 배합물의 속도의 순수한 느린 하향 속도를 제공하고, 측벽에서 또는 그 근처에서 순수한 더 빠른 상향 속도를 제공한다.
탱크는 또한 도 7 및 8에 도시된 바와 같이 하나 이상 공급 도관, 예를 들어, 공급 도관(778)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 공급 도관은 재순환 루프가 아닌 곳으로부터 탱크로 슬러리 또는 화학적 배합물을 공급하기 위해 사용된다. 예를 들어, 분배 탱크(도 1c에 도시됨)로의 공급은 라인(72A 또는 72B)으로부터일 것이고, 데이 탱크(도 1a에 도시됨)의 경우에는 라인(55)으로부터일 것이다. 공급 도관은 또한 글로벌 루프를 공급하기 위해 작동되는 경우에 슬러리 또는 화학적 배합물에 대해 예상되는 최소 수준 미만으로 탱크의 하부에 위치된다. 탱크의 이러한 구체예에서, 공급 도관(778)은 에쥬케이터를 포함하지 않고, 탱크의 하부로 개방되는 파이프를 포함한다. (다른 구체예에서, 각각의 공급 도관은 이덕터를 포함할 수 있다.) 일부 구체예에서, 파이프 개방 각도 및 파이프 개방 방향은 이덕터들 중 하나 이상에 대하여 기재된 것들과 유사하다. 공급 도관(778)으로의 파이핑은 도시되어 있지 않지만, 특히, 하나 이상의 공급 파이프가 탱크로 제공되는 경우에 회송 라인에 대한 이덕터로의 파이핑과 유사할 수 있다. 이덕터와 유사하게, 공급 파이프는, 공급 파이프의 출구가 탱크에 위치된 수준과 대략적으로 동일한 수준으로 탱크의 측벽을 관통한다. 탱크는 상기 기재된 수준과 대략적으로 동일한 수준으로 벽을 관통하는 공급 및/또는 회송 라인을 포함하는 것이 바람직하다.
탱크에서 모든 슬러리 또는 화학적 배합물의 이동을 가능하게 하는 이덕터의 최적의 각도는 이덕터의 각도 조절을 필요로 할 수 있으므로; 탱크에 제공되는 이덕터에는 조절 수단, 예를 들어, 조절가능한 엘보가 제공된다. 이덕터의 최적의 각도 및 갯수를 결정하기 위해서, 탱크 직경, 탱크 바닥의 모양, 탱크에서 슬러리 또는 화학적 배합물의 양, 이덕터의 수, 이덕터를 거치는 유량, 이덕터 증배기 및 슬러리 또는 화학적 배합물의 특징이 작업에 고려되어야 한다. 일부 구체예에서, 분배 탱크 또는 데이 탱크로의 전형적인 회송 유량은 20 리터/분 +/- 4-5 리터/분일 수 있고, 이덕터는 이덕터로의 유동을 1리터 당 3-4리터를 순환시킬 수 있고, 탱크 직경은 31 내지 45인치의 내경(30 내지 50인치의 내경)일 수 있고, 탱크의 높이는 8피트일 수 있으며, 이덕터의 각도는 수평 라인의 위나 아래로 45도 이내, 예를 들어, 수평으로부터 위로 6도 또는 수평 아래로 15도일 수 있다.
이덕터를 거치는 전체 부피 유량은 바람직하게는 분당 5 내지 40리터 또는 분당 10 내지 30리터이고, 이덕터 순환 증배기(들)로 인해 추가의 유량이 더해진다. 도시된 바와 같이, 두 개의 이덕터(761, 763)는 배출 유량이 탱크(725)의 원주 주위에서 동일한 방향으로 유도되도록 배치된다. 그러나, 이덕터로부터 탱크로 추가되는 슬러리 또는 화학적 배합물의 유량이 회송된 슬러리 또는 화학적 배합물을 너무 많이 움직이게 하는 경우, 예를 들어, 슬러리 또는 화학적 배합물이 탱크 측벽을 따라 너무 빠르게 이동하고, 슬러리 또는 화학적 배합물의 라디안 속도가 슬러리 또는 화학적 배합물에 대하여 해로운 영향을 지니는 경우, 이미 존재하는 이덕터와 반대 방향으로 향하는 제 3의(또는 하나 이상의) 이덕터를 추가하는 것이 요망될 수 있다. 얼마나 많은 유량 변화가 요망되는지에 좌우하여, 추가될 수 있는 이덕터는 탱크에 이미 존재하는 이덕터보다 작을 수 있다. 추가로, 이덕터로의 유동은 하나 이상의 이덕터의 유동을 증가시키거나 감소시기키 위해 수직 라인의 밸브를 사용함으로써 감소될 수 있다. 다른 한 편으로, 두 개의 이덕터가 슬러리 또는 화학적 배합물의 충분한 이동을 제공하지 않는 경우, 추가의 이덕터가 제공되고, 모든 유동이 동일한 원주 방향이 되도록 배치될 수 있는데, 이는 모든 슬러리 또는 화학적 배합물이 이덕터에서 배출되어 탱크로 동일한 원 방향으로 유동됨을 의미한다. 탱크로 회송될 슬러리 또는 화학적 배합물의 양이 이덕터에 대하여 너무 많은 경우, 공급 라인과 유사하게 바람직하게는 하부 근처에서 탱크(725)를 관통하는 추가의 라인(미도시)은, 이덕터를 거치는 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동이 탱크 주위의 유량을 소정의 최대 값 초과로 증가시키지 않도록 제공될 수 있다.
도 9는 본 발명에 유용한 이덕터(763)의 한 가지 구체예를 도시한 것이다. 도시된 것과 유사한 이덕터가 BEX로부터 시중에서 구입가능하다. 에쥬케이터는 엘보(753)의 나삿니 부분(미도시)을 통해 엘보(753)(도 7에 도시됨)에 연결된 나삿니 부분(993)을 포함한다.
도 16은 탱크(725)의 하부에서의 파이핑을 도시한 것이다. 장치(20)는 탱크 및 루프에서 순환하는 이미 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 지님으로써 요청되는 서지(surge)에 대해 반응할 수 있다. 요청되는 서지에 반응하는 탱크의 능력을 개선시키기 위하여, 탱크의 하부에서 파이핑은 이중 라인 루프일 수 있다. 분배 탱크(491A)의 한 가지 구체예는 도 16에 도시되어 있다. 도시된 구체예에서, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는 배출 개구부(727)(탱크의 하부에서)로 두 개의 연결부(1601, 1603)를 지니는 탱크(491A)에서 배출되고 파이핑을 통해 이중 라인 루프(1600)를 형성시키는 라인(74A)을 포함하는 탱크를 포함한다. (배출 개구부에서 두 개의 연결부가, 이중 루프(1600)를 형성시키는 배출 개구부(727)에 연결된 파이프에 제공될 수 있다.) 이중 라인 루프(1600)에 연결된 것으로 도시된 것은 도 1c에 도시된 바와 같은 필터 루프로의 91A 및 글로벌 루프로의 라인(75A)이다. 탱크의 하부에서 배출 개구부(727)로의 두 연결부(1601, 1603) 때문에 요청이 높은 경우에, 탱크로부터 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동은 공급을 제한하고, 제한 요소가 될 것이다. 탱크로부터 이중 라인에 의해 제공된 슬러리 또는 화학적 배합물의 유량은 요구를 충족시킬 것이다.
상기에 명시된 바와 같이, 본원에 기재된 개별 모듈 및 장치를 구성하는데 사용된 파이프, 튜빙, 수동 밸브, 공압식 밸브, 펌프, 탱크, 이덕터 등은 대부분 비시한성 품목이다. 플럼빙은, 튜빙의 경우에 튜브 절단 및 튜브 단부의 플레어링을 요구할 수 있는 맞물리는 나삿니 부분으로 제작되는 파이프 또는 튜빙을 사용하여 연결된다. 이러한 제작 기술은 당업자에게 알려져 있다.
본 발명의 장치는 하나 이상의 배합된 슬러리 및/또는 하나 이상의 화학적 배합물의 공급에 가요성을 가능하게 하도록 설계되고 사용될 수 있고, 고품질의 대량(다수 경우에 10 Ipm 이상)으로 다수의 기기(예, 8개 이상)에 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물(안에 있는 조성비와 입도(슬러리의 경우)는 약간 변화가 있음)을 일정하게 제공하는 것을 가능하게 하도록 설계되고 사용될 수 있다. 대부분의 종래 기술의 시스템은 소량의 슬러리 또는 화학적 배합물을 공급하고 소수의 기기(예, 1-4개의 기기)에 공급하도록 설계되어 있다. 본원의 장치는 슬러리를 배합하고, 바람직하게는 공급 모듈에서 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기를 사용하여 미가공 슬러리를 시험하고, 상기 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기는 슬러리 공급 컨테이너로부터 다수 또는 임의량의 미가공 슬러리가 공급 탱크 또는 배합 모듈에 도달하기 전에 좋지 않은 슬러리를 검출하기 위해 미가공 슬러를 분석하는데 사용될 수 있다. 공급 모듈에서 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기는, 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기와 관련된 희석 설비(예, 요망되는 슬러리 및 물의 유량에 대한 밸브, 펌프, 파이핑 등)가 그러한 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기에서 슬러리의 최적화된 희석비(슬러리:물 비)에 대하여 설정되고 변화되지 않을 수 있도록(설비의 감도 범위에 희석을 맞춤) 미가공 슬러리(배합된 슬러리 아님)를 분석하기 위해서만 사용될 수 있다. (동일한 방식으로, 제 2 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기가 장치의 배합된 슬러리만을 분석하도록 제공될 수 있고, 필요 시, 상이한 최적화된 희석 비율이 배합된 슬러리에 대하여 사용될 수 있다. 배합된 슬러리는 아마도 제 2 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기에 의한 분석 전에 상이한 희석 비율(미가공 슬러리와 비교하여)을 필요로 하고, 이러한 제 2 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기와 관련된 희석 설비(예, 요망되는 슬러리 및 물의 유량에 대한 밸브, 펌프, 파이핑 등)는 배합된 슬러리에 대하여 최적화되고 제 2 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기에 의한 분석 전에 배합된 슬러리에 대하여 일정한 희석을 제공하도록 설정되고 변화되지 않을 수 있다.) 장치가 동일한 다량의 동일한 배합된 슬러리를 배합하는데 사용되는 경우, 단지 미가공 슬러리 공급(연속적으로 또는 반연속적으로 또는 공급 모듈에 추가되는 각각의 새로운 슬러리 공급 컨테이터로)에 대한 분석은 동일한 미가공 슬러리일 것이다. 미가공 슬러리 공급이, 다량의 슬러리에 대한 동일한 미가공 슬러리가 배합되는 경우, 미가공 슬러리만을 분석하기 위해 사용되는 동일한 분석 기기로 품질을 체크함으로써, 희석 오차, 또는 다른 오차가 있을 가능성이 줄어들고, 그러한 설비의 분석 결과는 보다 신뢰가능할 것이다. 배합 및 다른 모듈에서 필터 부재 및/또는 처리 수단은 또한 고품질의 슬러리 및 화학적 배합물을 유지하기 위해 제공된다. 전체 슬러리 공급 및/또는 화학적 배합물 공급 장치는 다량의 동일한 슬러리 및/또는 화학적 배합물에 대한 실질적으로 정상-상태 방식으로 설계되고 작동될 수 있다. 정상 상태가 확립되면, 장치 전체에 걸친 유량 및 압력은 실질적으로 일정하게 유지된다. 정상 작동에서, 공급 및 분배 모듈에서 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 부피는, 슬러리 또는 화학적 배합물을 모두 소비하지 않으면서 그리고 요구가 증가되는 경우 배합 모듈이 이의 정상-상태 속도로 작동되고 분배 탱크에서 부피를 바꾸기에 충분한 완충제의 양으로 (슬러리 또는 화학적 배합물이 순환 루프(글로벌 루피)에서 계속해서 순환하도록 슬러리 또는 화학적 배합물을 제공하는) 기기에 의해 증가된 요구에 대응할 수 있는 부피(탱크 수준)로 유지되고, 공급 모듈에서 미가공 슬러리의 부피는, 필요 시, 이의 원래 범위의 정상-상태 작동으로 바꿔질 수 있다. 공급 모듈 및 분배 모듈에서 완충제 부피는, 배합 모듈이 배합하는 경우에 유동 제어기가 동일한 슬러리 또는 화학적 배합물을 계속해서 배합하게 하는 성분 공급의 상류로 일정하게 동일한(변함없는) 구성(압력 및 유량)으로(각각의 유동 제어기에 대한 가장 정확한 범위 내로) 배합 모듈의 유동 제어기가 유지되는 것을 가능하게 한다. (하나 이상의 슬러리 및/또는 화학적 배합물이 배합되어야 하는 경우, 별개의 배합 트레인에는, 배합될 별도의 물질에 대하여 그 안의 변함없는 설정값(일단 확립되면)으로 각각의 배합 트레인에서 각각의 유동 제어기가 제공될 수 있다.) 일단 설비 부품 및 설정이 확립되고 장치가 정상-상태로 작동되면, 장치는 복수의 기기에 일정한 고품질의 슬러리 또는 화학적 배합물을 공급하는 정상-상태 구성을 이용하여 몇일, 몇주 또는 몇일 동안 작동될 수 있다. 본 발명의 장치에 의해 CMP 기기에 제공된 슬러리는 다른 슬러리 공급 장치를 사용하여 동일한 CMP 기기에 공급된 슬러리에 비해 웨이퍼 상에서 슬러리에 의해 발생하는 결함이 줄어들게 할 수 있다. 장치는 예정된 정비동안 중단될 수 있지만; 여분의 탱크, 펌프, 필터 부재 및 파이핑이 정비 동안 전체 장치를 중단하는 간격이 더 작은 기기보다 길 수 있도록 장치에 제공될 수 있다.
본 발명은 추가로 상기 기재된 장치를 제조하는 방법을 제공한다. 일부 구체예는 다음과 같다:
공급 모듈 및/또는 분석 모듈 및/또는 배합 모듈 및/또는 분배 모듈을 구성하는 단계를 포함하는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 제조하는 방법. 단독으로 또는 상기 방법과 조합하여, 하나 이상의 공급 탱크, 하나 이상의 펌프 및 파이핑을 포함하는 공급 모듈을 제공하고, 제 1 펌프를 파이핑에 연결하고, 상기 파이핑을 상기 하나 이상의 공급 탱크에 연결함을 포함하는 제조 방법으로서, 상기 제 1 펌프 및 상기 파이핑이 슬러리 공급 컨테이너로부터 상기 하나 이상의 공급 탱크에 미가공 슬러리를 운반하기 위한 것이고, 추가의 파이핑을 상기 하나 이상의 공급 탱크에 연결하여 순환 루프를 형성시키고, 상기 순환루프에서 제 2 펌프를 연결하여 상기 하나 이상의 공급 탱크로부터 슬러리를 유도하고 미가공 슬러리의 일부 또는 전부를 상기 하나 이상의 공급 탱크에 회송시키는 단계를 추가로 포함하는 방법. 본 발명은, 단독으로 또는 상기 기재된 어떠한 제조 방법과 조합하여, 상기 공급 모듈의 상기 순환 루프 내에 배합 제어기를 연결하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
본 발명은, 단독으로 또는 상기 기재된 어떠한 제조 방법과 조합하여, 상기 순환 루프에서 유량을 측정하는데 사용되는 상기 순환 루프 내의 유동 센서를 연결하고, 상기 측정된 유량이 제 2 펌프와 직접적으로 또는 간접적으로 전기 소통되고 제 2 펌프를 조정하는데 사용될 수 있도록 상기 유동 센서를 추가로 설치하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 상기 기재된 어떠한 제조 방법과 조합하여, 상기 순환 루프에서 압력 센서와 배합 제어기를 연결하는 단계를 포함하는 방법으로서, 상기 압력 센서가 상기 순환 루프에서의 압력을 측정하는데 사용되고, 상기 배합 제어기에서의 상기 밸브가 전기 접속부를 통해 상기 압력 센서에 의해 측정된 압력을 기초로 하여 조정되고, 전기 접속부가 또한 제어기에 연결될 수 있는 방법을 추가로 제공한다. 전술된 어떠한 제작 방법은, 단독으로 또는 조합하여, 배합 모듈에 연결되고 이에 의해서 미가공 슬러리를 배합 모듈에 운반하는 순환 루프로 하나 이상의 파이프를 연결하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명은, 단독으로 또는 상기 기재된 어떠한 제조 방법과 조합하여, 설정값 미만으로 압력을 감소시켜 상기 제 2 펌프 속도를 증가시키도록 상기 압력 센서와 제 2 (공급) 펌프 사이의 전기 접속부를 연결하는 단계를 포함하는 방법을 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 상기 기재된 어떠한 제조 방법과 조합하여, 입자 계수기가 미가공 슬러리의 샘플을 분석할 수 있도록 공급 모듈에서 상기 입자 계수와 제 1 (슬러리 운반) 펌프 하류의 파이프 사이에 연결된 슬립 스트림을 통해 인-라인 액체 입자 계수기슬 연결하는 단계를 포함하는 방법을 추가로 제공한다. 본 발명은, 단독으로 또는 상기 기재된 어떠한 제조 방법과 조합하여, 입도 분포 분석기가 공급 모듈에서 미가공 슬러리의 샘플을 분석할 수 있도록, 바람직하게는 제 1 (컨테이너로부터 미가공 슬러리 운반) 펌프의 하류에서 슬립 스트림을 통해 인-라인 입도 분포 분석기를 연결하는 단계를 포함하는 방법을 추가로 제공한다. 추가로, 입도 분포 분석기의 상류 또는 하류는 액체 입자 계수기가 미가공 슬러리의 샘플을 분석할 수 있도록 액체 입자 계수기에 연결될 수 있다. 단일 슬립 스트림 또는 튜빙 루프는 입도 분포 분석기 및/또는 액체 입자 계수기로 샘플을 보낼 수 있거나, 별개의 슬립 스트림 또는 튜빙 루프가 각각에 제공될 수 있다. 대안적으로, 입도 분포 분석기 및 액체 입자 계수기 중 하나 또는 이 둘 모두는 전체 미가공 슬러리 스트림의 분석을 가능하게 할 수 있다. 본 발명은, 단독으로 또는 어떠한 상기 방법과 조합하여, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 어떠한 모듈에서 파이핑에 연결된 샘플 포트로부터 슬립 스트림 또는 샘플 루프를 연결하는 단계를 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 제조하는 방법을 추가로 제공한다.
어떠한 상기 기재된 제조 방법은, 상기 분석 장치가 모듈에서 파이핑에 연결된 샘플 포트에 연결된 하나 이상의 슬림 스트림을 통해 모듈의 적어도 하나의 위치로부터 미가공 슬러리 또는 화학적 배합물의 샘플을 유도할 수 있도록, 인-라인 분석 장치를 연결하고 이와 유체 소통되는 하나 이상의 슬립 스트림, 바람직하게는 둘 이상의 슬립 스트림을 연결하는 단계를 추가로 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은, 샘플이 유도되는 상기 모듈의 파이프에 상기 분석 장치로부터의 슬립 스트림을 제공함으로써 상기 슬립 스트림을 샘플 루프로 배열하는 단계를 추가로 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은, 슬러리 또는 화학적 배합물 샘플을 분석하기 전에, 샘플의 희석을 가능하게 하는, 상기 인-라인 분석 장치 전에 희석 설비의 연결부를 포함할 수 있는 희석 장치를 연결함을 추가로 포함한다. 상기 희석 장치는 둘 이상의 희석 설비를 포함할 수 있는 다중(예, 이중) 희석 장치일 수 있고, 상기 방법은 슬러리 또는 화학적 배합물의 샘플을 운반하는 하나 이상의 파이프에 고순도의 물 공급원 및 밸브 및 파이프를 연결함을 추가로 포함한다.
어떠한 상기 기재된 제조 방법은 희석된 샘플을 분석하기 전에 슬러리 또는 화학적 배합물의 샘플을 희석하기 위해 상기 분석 모듈(액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기를 포함할 수 있음)의 상류에 하나 이상의 연동 펌프, 하나 이상의 유동 센서 및 하나 이상의 니들 밸브를 연결하는 단계를 추가로 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 희석된 샘플을 분석하기 전에 슬러리 또는 화학적 배합물의 샘플을 희석하기 위해 상기 분석 모듈의 상류에 하나 이상의 유동 센서, 하나 이상의 니들 밸브 및 하나 이상의 공압식 제어 밸브를 연결하는 단계를 추가로 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 하나 이상의 분석 장치와 상기 하나 이상의 분석 장치의 상류에 하나 이상의 희석 설비를 연결하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 희석 설비는 슬러리 또는 화학적 배합물을 UPW로 도입하여 희석된 샘플을 생성시키려는 용도이다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법에서 상기 연결 단계에 연결된 상기 하나 이상의 분석 장치는 추가로, 하나 이상의 pH 센서, 하나 이상의 과산화수소 센서, 하나 이상의 밀도 센서, 하나 이상의 전도도 센서, 하나 이상의 액체 입자 계수기 및 하나 이상의 입도 분포 분석기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 상기 미가공 슬러리 탱크에 연결된 상기 순환 루프에 배합 모듈을 연결함을 추가로 포함하고, 상기 배합 모듈은 단일 파이프로 유동되어 배합된 슬러리 화학적 배합물 스트림을 형성시키는 각각의 둘 이상의 유동되는 성분 스트림을 위한 파이프를 포함하고, 상기 성분 스트림 중 하나는 상기 순환 루프로부터의 상기 미가공 슬러리 스트림이다.
어떠한 상기 기재된 제조 방법은 성분의 유량을 제어하는 각각의 성분 파이프에서 하나 이상의 유동 제어기와 각각의 성분 스트림에 대한 파이프를 포함하는 상기 배합 모듈을 연결하는 단계를 추가로 포함하고, 여기서 상기 성분 파이프는 단일 파이프로 연결되고 조합되어 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림을 형성시킨다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 각각의 3개 이상의 성분 스트림에 대한 파이프 및 각각의 그러한 파이프에서 성분의 유량을 제어하는 하나 이상의 유동 제어기를 포함하는 배합 모듈을 연결하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 성분 파이프들중 두 개는 각각의 파이프에서의 유동 제어기의 하류에서 단일 파이프로 조합되어 부분 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림을 형성시키고, 그 후에 제 3 성분 스트림이 제 3 성분 파이프에서의 유동 제어기의 하류로 부분 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림과 조합되어 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 형성시킨다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 성분 파이프가 연결되고 성분 스트림의 유동이 상기 배합 모듈에서 함께 유동하는 곳의 하류에 정적 혼합기를 연결하는 단계를 추가로 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은, 배합된 슬러리 화학적 배합물 스트림의 적어도 일부가 상기 분석 모듈(장치(들))에 의해 분석되도록 배합 모듈로부터 파이프를 분석 모듈(장치(들))로 연결하는 단계를 추가로 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 배합 모듈로부터 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 일부가 분배 모듈로 운반되도록 배합 모듈과 분배 모듈 사이에 하나 이상의 파이프를 연결하는 단계를 추가로 포함한다.
어떠한 상기 기재된 제조 방법은 분석 모듈로부터 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 일부가 분배 모듈로 운반되도록 분석 모듈과 분배 모듈 사이에 하나 이상의 파이프를 연결하는 단계를 추가로 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 분석 모듈로부터 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 적어도 일부가 분배 모듈로 그리고 분배 모듈로부터 운반되도록 분석 모듈과 분배 모듈 사이에 하나 이상의 파이프를 연결하는 단계를 추가로 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 배합 모듈로부터 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 적어도 일부가 분배 모듈로 운반되도록 배합 모듈로부터 분배 모듈로 하나 이상의 파이프를 연결하는 단계를 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 분석 모듈로부터 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 적어도 일부가 분배 모듈로 운반되도록 분석 모듈로부터 분배 모듈로 하나 이상의 파이프를 연결하는 단계를 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 배합 모듈과 상기 공급 모듈의 순환 루프 사이에 파이프를 연결하는 단계를 추가로 포함하고, 여기서 상기 배합 모듈은 둘 이상의 파이프 및 펌프를 포함하고, 상기 두 개의 파이프들 각각은 상기 배합 모듈에서 배합될 성분 스트림을 유동시키기 위한 것이고, 상기 둘 이상의 파이프는 상기 펌프의 1피트 이내로 단일 파이프에서 단일 스트림을 형성시키도록 조합되고, 펌프에 단일 스트림이 통과되어 동적으로 스트림이 배합된다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 상기 배합 모듈에서 상기 단일 파이프의 상류로 상기 성분 스트림에 대한 상기 두 개의 파이프에서의 유동 제어기를 연결하는 단계를 추가로 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 상기 공급 모듈과 상기 배합 모듈 사이에 파이프를 연결하는 단계로서 상기 배합 모듈이 세 개 이상의 성분 스트림의 각각 하나에 대하여 3개 이상의 파이프, 하나 이상의 정적 혼합기 및 하나 이상의 펌프를 포함하는 단계; 상기 3개 이상의 파이프 중 2개를 제 1 단일 파이프로 연결하고, 상기 제 1 단일 파이프에서 정적 혼합기를 연결하는 단계; 및 상기 제 1 단일 파이프 및 세 개 이상의 파이프 중 마지막 파이프를 마지막 단일 파이프에 연결하는 단계로서, 상기 마지막 단일 파이프에서 상기 3개 이상의 성분 스트림의 마지막 조합이 상기 펌프로 연결되고 상기 펌프로 유동되어 스트림이 동적으로 배합되는 단계를 추가로 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 배합 모듈에서 하나 이상의 스트림(하나 이상의 성분, 즉, 부분 배합된 슬러리 또는 부분 배합된 화학적 배합물 스트림 또는 완전 배합된 슬러리 또는 완전 배합된 화학적 배합물 스트림 포함)과 조합될 상기 분배 모듈로부터의 이미 배합된 슬러리 또는 이미 배합된 화학적 배합물의 스트림을 가능하게 하기 위하여 분배 모듈과 배합 모듈 사이에 파이프를 연결하는 단계를 추가로 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법에서 상기 연결하는 단계는 분배 모듈로부터 파이프를 마지막 단일 파이프로 연결하고, 상기 마지막 단일 파이프는 상기 펌프로 유동시켜 스트림을 동적으로 배합한다.
어떠한 상기 기재된 제조 방법은 상기 배합 모듈과 분석 모듈 사이에 하나 이상의 파이프(튜브 또는 슬립 스트림일 수 있음)를 연결하는 단계를 추가로 포함하고, 여기서 상기 하나 이상의 파이프는 스트림이 동적으로 배합되는 상기 펌프의 하류에서 상기 배합 모듈로 연결된다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 분석 모듈(즉, 상기 분석 모듈에서 분석 기기의 하류)로부터 하나 이상의 파이프를 배합 모듈 펌프의 상류의 배합 모듈로 연결하는 단계를 추가로 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 배합 모듈의 펌프 하류의 파이프에 상기 배합 모듈의 하나 이상의 필터를 연결하는 단계를 추가로 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 상기 배합 모듈의 마지막 단일 파이프에 상기 배합 모듈의 하나 이상의 필터를 연결하는 단계를 추가로 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 배합 모듈과 분배 모듈 사이에 하나 이상의 파이프를 연결하는 단계를 추가로 포함하고, 여기서 상기 분배 모듈은 탱크를 포함하고, 상기 하나 이상의 파이프는 상기 배합 모듈로부터 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림을 상기 분배 탱크로 운반한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 하나 이상의 파이프에서 3-방향 밸브 및 제한 오리피스를 연결하고, 제 2 파이프를 상기 3-방향 밸브에 연결하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 밸브는 상기 제 2 파이프로 개방되는 경우에 안에 상기 제한 오리피스를 지니는 상기 파이프에서 슬러리 또는 화학적 배합물의 제한된 유동을 가능하게 하고, 상기 제한 오리피스를 지니는 상기 파이프는 상기 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 적어도 일부의 방향을 변화시키는데 사용된다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 상기 제한 오리피스를 지니는 상기 파이프를 분석 모듈에 연결하는 단계를 추가로 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 상기 배합 모듈 펌프와 상기 분배 모듈 사이에 파이프를 연결하고, 상기 배합 모듈 펌프와 상기 분배 모듈 사이의 상기 파이프에 슬립 스트림 튜브를 연결하고, 상기 슬립 스트림을 상기 분석 모듈로 연결하는 단계를 추가로 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 상기 배합 모듈로부터 파이프를 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 샘플을 제거하기 위한 카보이 컴파트먼트로 연결하는 단계를 추가로 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 하나 이상의 분배 탱크, 하나 이상의 분배 글로벌 루프, 및 하나 이상의 펌프를 포함하는 분배 모듈을 제공하는 단계로서, 상기 하나 이상의 분배 탱크, 하나 이상의 분배 글로벌 루프 및 하나 이상의 펌프가 유체 소통되는 단계; 및 상기 분배 모듈을 상기 배합 모듈로 하나 이상의 파이프를 통해 연결하는 단계를 추가로 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 상기 분배 탱크와 유체 소통되는 하나 이상의 파이프를 통해 하나 이상의 필터 또는 필터 부재를 연결하는 단계를 추가로 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법에서, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 글로벌 루프로부터 하나 이상의 필터 또는 필터 부재 중 하나 이상을 거쳐 유동되도록 하나 이상의 필터 또는 필터 부재는 글로벌 루프 내에 연결되고, 하나 이상의 필터 또는 필터 부재 중 하나 이상에 통과된 후, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물은 상기 하나 이상의 필터 또는 필터 부재 중 하나 이상의 하류에서 글로벌 루프로 회송된다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 상기 분배 모듈에서 하나 이상의 샘플 포트를 연결하고, 튜브를 통해 샘플 포트를 분석 모듈로 연결하여 상기 배합모듈로부터 시험을 위한 상기 분석 모듈로 슬러리 또는 화학적 배합물을 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 상기 분배 모듈에서 하나 이상의 샘플 포트를 연결하고, 분석 모듈에 또한 연결된 샘플 포트 튜브를 연결하여 상기 분배 모듈로부터 시험을 위한 상기 분석 모듈로 슬러리 또는 화학적 배합물을 제공하는 단계를 추가로 포함하고; 또한 임의로, 상기 분석 모듈과 상기 분배 모듈 사이에 튜브를 연결하여 분석 모듈에 의한 시험 후에 샘플의 적어도 일부를 분배 모듈로 회송시키는 단계를 추가로 포함하고, 여기서, 임의로 단지 하나의 분석 모듈만이 슬러리 및/또는 화학적 배합물에 제공된다.
어떠한 상기 기재된 제조 방법은 분배 모듈의 글로벌 루프에서 하나 이상의 배합 제어기와 압력 센서를 연결하는 단계를 추가로 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 분배 모듈의 글로벌 루프에서 하나 이상의 유동 센서를 연결하는 단계를 추가로 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 분배 모듈의 글로벌 루프의 회송 유출 파이프를 분배 탱크로 연결하고, 분배 탱크로의 글로벌 루프의 회송 파이프의 출구에 하나 이상의 이덕터를 부착하는 단계를 추가로 포함한다.
슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 제조하는 방법은, 하나 이상의 파이프를 탱크에 연결하고, 하나 이상의 이덕터를 상기 하나 이상의 파이프에 연결하는 단계를 포함한다. 어떠한 상기 기재된 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 제조하는 방법은 탱크의 하부에 위치된 회송 파이프에 상기 하나 이상의 에쥬케이터를 부착하는 단계를 포함하고, 상기 장치는 탱크를 추가로 포함하고, 상기 탱크는 상기 탱크의 하부에 위치된 하나 이상의 이덕터를 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 상기 장치의 하나 이상의 파이프에 데브리 또는 입자를 제거하는 스트레이너를 연결하는 단계를 포함한다. 어떠한 상기 기재된 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 제조하는 방법은 상기 탱크의 배출 개구부에서 탱크의이중 라인 루프를 파이프에 연결하는 단계를 포함한다. 어떠한 상기 기재된 제조 방법은 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치에 각각의 원심 펌프, 다이어프램 펌프 및 연동 펌프 중 하나 이상을 연결하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명은, 도면을 포함하여 명세서에 기재되고 나타나 있는 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치를 제조하는 방식으로 장치의 부품 일부 또는 장치의 모듈을 연결하는 단계를 포함하는, 본원에 개시된 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치의 어떠한 구체예를 제조하는 방법을 추가로 제공한다. 본 발명은 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 분배하고/거나, 공급하고/거나, 희석하고/거나, 운반하고/거나 분석하기 위한 본원에 개시되거나 청구된 어떠한 장치의 용도를 추가로 제공한다.
본 발명의 추가의 구체예(가능한 청구내용)는 하기를 포함한다:
1. 단독으로 또는 임의 조합으로, 명세서 또는 특허청구범위에 기재된 어떠한 모듈 또는 모듈의 양태 또는 부품을 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치, 그러한 장치의 사용 방법 및 제조 방법.
2. 하나 이상의 펌프 및 미가공 슬러리를 수용하기 위한 탱크, 및 탱크에서 미가공 슬러리를 순환시키기 위한 탱크에 연결된 순환 루프를 포함하는 임의의 공급 모듈을 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
3. 청구내용 1 또는 청구내용 2에 있어서, 상기 순환 루프가, 탱크의 하부 또는 그 근처의 파이프, 및 미가공 슬러리를 탱크로 회송시키는 회송 파이프에 연결된 펌프를 추가로 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
4. 청구내용 1 내지 청구내용 3 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 순환 루프가 배합 제어기를 추가로 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
5. 청구내용 1 내지 청구내용 4 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 순환 루프가 유동 센서(펌프의 속도를 조정하기 위해 사용될 수 있음)를 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
6. 청구내용 1 내지 청구내용 5 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 순환 루프가 압력 센서(배압 제어기를 조정하기 위해 사용될 수 있음)를 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
7. 청구내용 1 내지 청구내용 6 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 순환 루프가 슬러리를 배합 모듈로 운반하는 순환 루프에 연결된 하나 이상의 파이프를 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
8. 청구내용 1 내지 청구내용 7 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 순환 루프가, 하나 이상의 슬러리 공급 컨테이너로부터 미가공 슬러리를 펌핑시키고 상기 슬러리를 탱크로 운반하는 하나 이상의 펌프를 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
9. 청구내용 1 내지 청구내용 8 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 공급 모듈이 요청 시에 미가공 슬러리를 배합 모듈에 공급할 수 있는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
10. 단독으로 또는 청구내용 1 내지 청구내용 9 중 어느 한 청구내용과 조합하여, 상기 공급 모듈이 인-라인 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기, 및 공급 모듈에서 하나 이상 또는 둘 이상의 위치로부터 슬러리 샘플을 유도할 수 있는 하나 이상의 샘플 포트를 포함하거나 추가로 포함하고, 임의로, 슬러리가 슬러리 공급 컨테이너로부터 공급 탱크로 운반하기 전에 분석될 수 있고, 상기 인-라인 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기가, 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물만을 분석하기 위한 제 2 임의의 인-라인 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기를 포함하는 장치로 미가공 슬러리만을 분석할 수 있는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
11. 단독으로 또는 청구내용 1 내지 청구내용 10 중 어느 한 청구내용과 조합하여, 인-라인 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기 또는 다른 분석 장치, 센서 또는 모듈을 포함하거나 추가로 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
12. 청구내용 10 또는 청구내용 11에 있어서, 추가로 상기 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기, 또는 다른 분석 장치, 센서 또는 모듈이 슬러리 샘플을 분석하기 전에 단일 희석 단계를 수행하는 단일 분석 수단을 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
13. 청구내용 10 내지 청구내용 12 중 어느 한 청구내용에 있어서, 추가로 상기 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기 또는 다른 분석 장치, 센서 또는 모듈이 희석된 샘플을 분석 하기 전에 슬러리 샘플의 두 가지 희석 단계를 수행하는 이중 희석 수단을 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
14. 청구내용 10 내지 청구내용 13 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기 또는 다른 분석 장치, 센서 또는 모듈이 희석된 샘플을 분석하기 전에 슬러리 샘플을 희석하기 위해 하나 이상의 연동 펌프, 유동 센서 및 니들 밸브를 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
15. 청구내용 10 내지 청구내용 14 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기 또는 다른 분석 장치, 센서 또는 모듈이 희석된 샘플을 분석하기 전에 슬러리 샘플을 희석하기 위해 하나 이상의 유동 센서, 하나 이상의 니들 밸브 및 하나 이상의 공압식 제어 밸브를 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
16. 청구내용 10 내지 청구내용 15 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 장치 및/또는 상기 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기 또는 다른 분석 장치, 센서 또는 모듈이 슬러리 또는 희석된 슬러리를 UPW로 도입하여 희석된 샘플을 생성시키려는 목적으로 하나 이상의 희석 설비를 추가로 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
17. 청구내용 10 내지 청구내용 16 중 어느 한 청구내용에 있어서, 분석 장치, 센서 또는 모듈이 하나 이상의 pH 센서, 하나 이상의 과산화수소 센서, 하나 이상의 밀도 센서, 하나 이상의 전도도 센서, 임의로, 하나 이상의 액체 입자 계수기, 및, 임의로, 하나 이상의 입도 분포 분석기로 이루어진 군의 하나 이상을 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
18. 단독으로 또는 청구내용 1 내지 청구내용 17 중 어느 한 청구내용과 조합하여, 파이프에서 둘 이상의 유동되는 성분 스트림을 조합하여 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 형성시키는 배합 모듈을 포함하거나 추가로 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
19. 청구내용 1 내지 청구내용 18 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 배합 모듈이 각각의 성분 스트림을 위한 파이프, 및 성분의 유량을 제어하는 각각의 성분 파이프에서의 하나 이상의 유동 제어기를 포함하고, 상기 성분 파이프가 단일 파이프로 연결되고 조합되어 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림을 형성시키는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
20. 청구내용 1 내지 청구내용 19 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 배합 모듈이 3개 이상의 유동되는 성분 스트림을 조합하고, 각각의 성분 스트림을 위한 파이프 및 성분의 유량을 제어하는 각각의 상기 파이프에서의 하나 이상의 유량 제어기를 포함하고, 제 1 및 제 2 성분 스트림을 포함하는 두 개의 성분 파이프가 단일 파이프로 조합되어 부분 배합된 슬러리 또는 부분 배합된 화학적 배합물 스트림을 형성시키고, 제 3 성분 스트림이 조합되어 부분 배합된 슬러리 또는 부분 배합된 화학적 배합물 스트림을 형성시키는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
21. 청구내용 1 내지 청구내용 20 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 배합 모듈이, 성분 파이프들 중 어느 두 개 또는 이들 모두가 연결되고 성분 스트림이 함께 유동되는 곳의 하류에 하나 이상의 정적 혼합기를 추가로 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
22. 청구내용 1 내지 청구내용 21 중 어느 한 청구내용에 있어서, 배합 모듈로부터 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 일부 또는 전부가 분석 모듈에 통과되고 분석 모듈에서 분석되고, 분석 모듈이 하나 이상의 분석 장치를 포함하고/거나, 임의로, 단일 또는 이중 희석 장비를 포함하고/거나, 임의로 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기를 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
23. 청구내용 1 내지 청구내용 22 중 어느 한 청구내용에 있어서, 배합 모듈로부터 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 일부 또는 전부가 분배 모듈로 운반되는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
24. 청구내용 1 내지 청구내용 23 중 어느 한 청구내용에 있어서, 분석 모듈로부터 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 일부 또는 전부가 분배 모듈로 운반되는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
25. 청구내용 1 내지 청구내용 24 중 어느 한 청구내용에 있어서, 분석 모듈로부터 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 일부 또는 전부가 배합 모듈로 운반되는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
26. 청구내용 1 내지 청구내용 25 중 어느 한 청구내용에 있어서, 배합 모듈로부터 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 일부 또는 전부가 각각의 분배 모듈 및 분석 모듈로 동시에 운반되는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
27. 청구내용 1 내지 청구내용 26 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 장치가 배합 모듈을 포함하는데, 배합모듈에서 둘 이상의 성분 스트림이 미가공 슬러리, 물, 하나 이상의 화학적 성분, 물과 배합된 하나 이상의 화학적 성분, 부분 배합된 슬러리, 완전 배합된 슬러리, 부분 배합된 화학적 배합물 및 완전 배합된 화학적 배합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 배합 모듈이 배합 모듈 펌프를 추가로 포함하고, 상기 성분 스트림 중 둘 이상이 단일 파이프로 연결되고 단일 파이프에서 조합되어 펌프의 상류 1피트 이내에서 단일 스트림을 형성시키고, 단일 스트림이 펌프에 통과되어 스트림을 동적으로 배합하여 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림을 형성시키도록 상기 단일 파이프가 펌프에 연결되는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
28. 청구내용 27에 있어서, 각각의 상기 성분 스트림을 위한 상기 파이프가, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림을 형성시키기 위해 다른 성분과 조합되는 각각의 성분의 양을 제어하는 유동 제어기를 안에 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물.
29. 청구내용 26 내지 청구내용 28 중 어느 한 청구내용에 있어서, 안에 유동되는 각각의 세 개의 성분 스트림을 위한 파이프가 스테이지에서 조합되고, 먼저 제 1의 두 개의 성분 스트림을 위한 두 개의 파이프(제 1 및 제 2 파이프)가 단일 (조합된 스트림) 파이프로 조합되고, 상기 단일(조합된 스트림) 파이프가, 부분 배합된 슬러리 및/또는 부분 배합된 화학적 배합물 스트림을 형성시키기 위해 내부에 임의로 정적 혼합기를 지니고, 상기 단일(조합된 스트림) 파이프가 상기 제 3 성분 스트림을 포함하는 제 3 파이프에 연결되어 제 2 단일 파이프를 형성시키고, 상기 제 2 단일 파이프가 제 1, 제 2 및 제 3 성분 스트림을 동적으로 배합하여 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림을 형성시키기 위해 하류 펌프와 유체 소통되는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
30. 청구내용 26 내지 청구내용 29 중 어느 한 청구내용에 있어서, 이미 배합된 슬러리 또는 이미 배합된 화학적 배합물의 스트림이 상기 배합 모듈에서 다른 슬러리 또는 화학적 배합물 성분 스트림과 조합되는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
31. 청구내용 26 내지 청구내용 30 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 배합 모듈 펌프의 하류의 상기 배합 모듈 및 상기 분석 모듈에 연결된 파이프를 추가로 포함하고, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 하나 이상의 샘플이 상기 배합 모듈 펌프를 따라 상기 파이프를 통해 분석 모듈로 보내지는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
32. 청구내용 31에 있어서, 샘플의 일부 또는 전부가 분석 모듈에 의한 분석 후에 배합 모듈 펌프 상류의 배합 모듈로 회송되는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
33. 청구내용 26 내지 청구내용 32 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 배합 모듈이 배합 모듈 펌프 하류에 위치된 하나 이상의 필터 또는 하나 이상의 필터 부재를 추가로 포함하고, 배합 모듈 펌프 하류에서 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림(또는 추가의 배합된 슬러리 또는 추가의 배합된 화학적 배합물)이 여과되는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
34. 단독으로 또는 청구내용 1 내지 청구내용 33 중 어느 한 청구내용에 있어서, 임의로 하나 이상의, 임의로, 둘 이상의, 임의로 셋 이상의 모듈에서 하나 이상의 필터 루프 내에 있을 수 있는 직렬 또는 병렬 배열의 하나 이상의 필터 또는 필터 뱅크로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 필터 부재를 추가로 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
35. 단독으로 또는 청구내용 1 내지 청구내용 34 중 어느 한 청구내용에 있어서, 각각의 필터 또는 필터 뱅크를 분리하는 밸브를 포함하는 병렬 배열의 하나 이상의 필터 또는 필터 뱅크를 추가로 포함하고, 필터 또는 필터 뱅크가 연속적으로 작동되는, 즉, 하나 이상의 필터 또는 필터 뱅크가 온-라인인 경우, 다른 하나 이상의 필터 또는 필터 뱅크가 오프-라인인, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
36. 단독으로 또는 청구내용 1 내지 청구내용 35 중 어느 한 청구내용에 있어서, 하나 이상의 필터 루프를 추가로 포함하고, 각각의 필터 루프가 파이프 루프, 직렬 또는 병렬 배열일 수 있는 하나 이상의 필터 또는 필터 뱅크, 및 파이프 루프에서의 펌프를 포함하고; 파이프 루프가 입구 및 출구를 포함하는데, 상기 입구가 여과되어야 하는 슬러리 또는 화학적 배합물을 공급하는 모듈 중 하나 이상 모듈 내에서 파이프 또는 탱크로 연결되고 이들과 유체 소통되고, 상기 출구가 여과 후에 슬러리 또는 화학적 배합물의 회송을 위한 모듈들 중 하나 이상의 모듈(출구가 연결된 파이프 또는 탱크의 모듈과 동일하거나 상이한 모듈일 수 있음) 내에서 파이프 또는 탱크로 연결되고 이들과 유체 소통되고, 상기 필터 루프에서 상기 펌프는 출구가 유체 소통되는 모듈로부터 슬러리 또는 화학적 배합물을 유도하고, 하나 이상의 필터 또는 필터 뱅크에서 슬러리 또는 화학적 배합물을 여과하고 이를 동일하거나 상이한 모듈로 출구를 통해 회송시키는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
37. 청구내용 36에 있어서, 상기 필터 루프가 상기 입구에서 하나 이상의 밸브, 및, 임의로, 상기 출구에서 하나 이상의 밸브를 추가로 포함하고, 상기 밸브는 상기 필터 루프를 온-라인으로 도입하거나 필터 루프를 오프-라인으로 취하기 위해 개방되거나 폐쇄될 수 있는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
38. 단독으로 또는 청구내용 1 내지 청구내용 37 중 어느 한 청구내용에 있어서, 제 1 필터 또는 필터 뱅크에서 나와서 제 2 필터 또는 필터 뱅크로 들어가는 스트림으로 동시에 직렬로 작동하는 직렬 배열된 적어도 두 개의 필터 또는 두 개의 필터 뱅크의 일부인 하나 이상의 필터를 추가로 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
39. 청구내용 1 내지 청구내용 38 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 배합 모듈로부터 상기 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 일부 또는 전부가 상기 분배 탱크로 운반되는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
40. 청구내용 1 내지 청구내용 39 중 어느 한 청구내용에 있어서, 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 일부 또는 전부의 방향을 바꾸는 수단을 추가로 포함하고, 상기 수단이 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림을 내부에 제한 오리피스를 지니는 파이프로 유도하는 3-방향 밸브를 사용함을 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
41. 청구내용 40에 있어서, 상기 수단이 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 스트림의 일부 또는 전부를 분석 모듈로 유도하는데 사용되는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
42. 청구내용 1 내지 청구내용 41 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 경우 상기 배합 모듈 펌프 후에 상기 배합된 슬러리 및/또는 화학적 배합물의 일부 또는 전부가 분석 모듈로 유도되는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
43. 청구내용 1 내지 청구내용 42 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치로부터 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 샘플을 제거하기 위한 카보이 컴파트먼트(상기 배합 모듈에서 또는 이의 하류에서)를 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
44. 청구내용 1 내지 청구내용 43 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 장치가, 슬러리 또는 화학적 배합물을 분석 모듈로 제공하는 하나 이상의 모듈에, 바람직하게는 둘 이상 또는 셋 이상의 모듈에 위치된 하나 이상의 샘플 포트를 추가로 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
45. 청구내용 1 내지 청구내용 44 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 배합 모듈이 슬러리 또는 화학적 배합물을 분석 모듈로 제공하고 이를 배합 모듈로 회송시키는 하나 이상의 샘플 루프를 추가로 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
46. 청구내용 1 내지 청구내용 45 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 공급 모듈이 슬러리 또는 화학적 배합물을 분석 모듈에 제공하는 하나 이상의 샘플 포트를 추가로 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
47. 청구내용 1 내지 청구내용 46 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 공급 모듈이 미가공 슬러리의 경우 분석 모듈에 및/또는 액체 입자 계수기 또는 입도 분포 분석기에 슬러리 또는 화학적 배합물을 제공하고 이를 공급 모듈로 회송시키는 하나 이상의 샘플 루프를 추가로 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
48. 단독의 또는 청구내용 1 내지 청구내용 47 중 어느 한 청구내용에 있어서, 하나 이상의 분배 탱크 및 하나 이상의 펌프를 포함하는 분배 모듈을 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
49. 청구내용 48에 있어서, 상기 분배 모듈이 하나 이상 또는 둘 이상의 필터, 또는 하나 이상 또는 둘 이상의 필터 부재를 추가로 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
50. 청구내용 1 내지 청구내용 49 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 하나 이상의 필터 또는 하나 이상의 필터 부재가 글로벌 루프, 임의로 하나 이상의 기기의 상류에 있는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
51. 청구내용 1 내지 청구내용 50 중 어느 한 청구내용에 있어서, 추가로 상기 분배 모듈이 슬러리 또는 화학적 배합물을 분석 모듈에 제공하는 하나 이상의 샘플 포트를 추가로 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
52. 청구내용 1 내지 청구내용 51 중 어느 한 청구내용에 있어서, 추가로 상기 분배 모듈이 슬러리 또는 화학적 배합물을 분석 모듈에 제공하고 이를 분배 모듈로 회송시키는 하나 이상의 샘플 루프를 추가로 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
53. 청구내용 1 내지 청구내용 52 중 어느 한 청구내용에 있어서, 추가로 상기 분배 모듈이 하나 이상의 글로벌 루프, 각각의 상기 하나 이상의 글로벌 루프 상에 하나 이상의 배압 제어기 및 하나 이상의 압력 센서를 추가로 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
54. 청구내용 1 내지 청구내용 53 중 어느 한 청구내용에 있어서, 추가로 상기 분배 모듈이 각각의 하나 이상의 글로벌 루프 상에 하나 이상의 유동 센서를 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
55. 청구내용 1 내지 청구내용 54 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 하나 이상의 글로벌 루프가 분배 탱크의 하부에 또는 그 근처의 파이프 및 미가공 슬러리 또는 화학적 배합물을 탱크에 회송시키는 회송 파이프에 연결된 펌프를 추가로 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
56. 청구내용 1 내지 청구내용 55 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 하나 이상의 글로벌 루프가 배압 제어기를 추가로 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
57. 청구내용 1 내지 청구내용 56 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 하나 이상의 글로벌 루프가 유동 센서(펌프의 속도를 조정하는데 사용될 수 있음)를 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
58. 청구내용 1 내지 청구내용 57 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 하나 이상의 글로벌 루프가 압력 센서(배압 제어기를 조정하는데 사용될 수 있음)를 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
59. 청구내용 1 내지 청구내용 58 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 분배 탱크 및 임의로 공급 탱크가 탱크의 하부에서 탱크의 측벽을 관통하는 하나 이상의 라인을 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
60. 단독으로 또는 청구내용 1 내지 청구내용 59 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 장치가 탱크를 추가로 포함하고, 탱크가 하나 이상의 이덕터를 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
61. 단독으로 또는 청구내용 1 내지 청구내용 60 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 장치가 탱크를 추가로 포함하고, 상기 탱크가 상기 탱크의 하부에 위치된 하나 이상의 이덕터를 포함하고, 에쥬케이터에 연결된 라인이 탱크의 하부에서 탱크의 측벽을 관통하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
62. 단독으로 또는 청구내용 1 내지 청구내용 61 중 어느 한 청구내용에 있어서, 데브리 또는 입자를 제거하는 어떠한 라인(특히, 슬러리 공급 컨테이너로부터 슬러리를 유도하거나, 순환 루프에서 슬러리를 순환시키는 공급 모듈의 펌프 전의 라인, 및/또는 분석 모듈 상류에서(예, 공급 모듈에서 또는 장치의 다른 곳에서 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기의 상류에서) 하나 이상의 라인)에서의 스트레이너를 추가로 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
63. 단독으로 또는 청구내용 1 내지 청구내용 62 중 어느 한 청구내용(예, 공급, 분배 탱크)에 있어서, 탱크가 이의 출구에서 이중 라인 루프를 지니는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
64. 단독으로 또는 청구내용 1 내지 청구내용 63 중 어느 한 청구내용에 있어서, 입도 분포 분석기 또는 액체 입자 계수기를 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
65. 단일 스트림에 의해 공급되는 펌프를 포함한 기기로의 분배를 위한 슬러리 및/또는 화학적 배합물을 분배하는 장치(단독으로 또는 본원에 개시된 어느 청구내용 또는 구체예와 조합하여)로서, 펌프의 상류로 12 피트 이내에서 하나 이상의 접합부를 포함하고, 접합부에서 둘 이상의 스트림이 단일 스트림으로 조합되고, 상기 둘 이상의 스트림이 미가공 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림, 물, 하나 이상의 화학물질 및 물을 포함한 화학적 성분 스트림 또는 부분 배합된 슬러리, 부분 배합된 화학적 배합물 스트림 및 완전 배합된 슬러리 또는 완전 배합된 화학적 배합물 스트림으로 이루어진 군으로부터 선택되는 장치.
66. 청구내용 65 또는 청구내용 1 내지 청구내용 65 중 어느 한 청구내용에 있어서, 스트림(둘 이상 또는 셋 이상)이 상기 펌프로부터 5피트 이내에서 조합되는(또는 2피트 이내 또는 1피트 이내) 장치.
67. 청구내용 65 또는 청구내용 66 또는 청구내용 1 내지 청구내용 66 중 어느 한 청구내용에 있어서, 펌프가 원심 펌프, 다이어프램 펌프 및 연동 펌프로 이루어진 군으로부터 선택되는 장치.
68. 청구내용 65 내지 청구내용 67 또는 청구내용 1 내지 청구내용 67 중 어느 한 청구내용에 있어서, 배합 모듈 펌프가 원심 펌프인 장치.
69. 청구내용 65 내지 청구내용 68 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 둘 이상의 스트림이 상이한 장치.
70. 청구내용 65 내지 청구내용 69 중 어느 한 청구내용 또는 청구내용 1 내지 청구내용 69 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 하나 이상의 접합무에서 상기 스트림들 중 세 개가 단일 스트림으로 조합되는 장치.
71. 청구내용 65 내지 청구내용 70의 어느 한 청구내용 또는 청구내용 1 내지 청구내용 70 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 펌프의 상류에 둘 이상의 상기 성분 스트림을 단일 스트림으로 조합하는 둘 이상의 접합부에 있는 장치.
72. 청구내용 65 내지 청구내용 71 중 어느 한 청구내용 또는 청구내용 1 내지 청구내용 71 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 펌프의 상류에 제 1 접합부 및 제 2 접합부가 있고, 상기 제 1 접합부가 상기 펌프에 더 가깝고, 상기 제 1 접합부에서 하나 이상의 화학적 성분 및 물을 포함하는 제 1 스트림이 상기 제 2 접합부로부터 유동되는 미가공 슬러리 및 배합된 슬러리를 포함하는 제 2 스트림과 조합되고, 상기 제 2 접합부에서 제 3 및 제 4 스트림이 조합되고, 상기 제 3 스트림이 미가공 슬러리를 포함하고, 상기 제 4 스트림이 배합된 슬러리를 포함하는 장치.
73. 청구내용 1 내지 청구내용 72 중 어느 한 청구내용에 있어서, 파이핑 루프, 펌프 및 상기 필터 루프에서 하나 이상의 필터 또는 하나 이상의 필터 뱅크를 포함하는 하나 이상의 필터 루프를 추가로 포함하고, 상기 펌프가 하나 이상의 필터 또는 필터 뱅크로 또는 이로부터 슬리러 및/또는 화학적 배합물을 유도하고, 임의로, 상기 펌프가 분배 모듈(예)에서의 다른 펌프보다 높은 압력으로 작동하고, 추가로 또는 대안적으로 필터 루프에 사용되는 필터 중 하나 이상이 필터가 글로벌 루프(예)와 유체 소통되는 경우(필터 루프에서는 아님) 더 작은 구멍을 지니는 장치.
74. 단독으로 또는 청구내용 1 내지 청구내용 73 중 어느 한 청구내용과 조합하여, 상기 장치가 공급 모듈, 배합 모듈, 분석 모듈 및 분배 모듈을 포함하고, 상기 장치가 복수의 기기와 유체 소통되는 글로벌 루프(또는 두 글로벌 루프 중 하나)에 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 분당 10리터 초과로 연속하여 배합하고 공급하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
75. 청구내용 1 내지 청구내용 74 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 분배 모듈이 둘 이상의 분배 탱크 및 둘 이상의 글로벌 루프를 포함하고, 상기 장치가 배합된 슬러리를 제 1의 상기 둘 이상의 분배 탱크에 배합하고 공급하고, 상기 제 1 분배 탱크가 제 1 분배 탱크와 유체 소통되는 제 1 글로벌 루프를 공급하고, 화학적 배합물을 상기 둘 이상의 분배 탱크의 제 2 분배 탱크에 배합하고 공급하고, 제 2 분배 탱크가 제 2 분배 탱크와 유체 소통되는 상기 제 2 글로벌 루프레 공급하고, 상기 장치가 임의로 또한 제 1 배합 트레인에는 배합된 슬러리를 배합하고 제 2 배합 트레인에는 화학적 배합물을 배합하기 위한 그러한 제 1 및 제 2 배합 트레인을 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
76. 청구내용 1 내지 청구내용 75 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 분배 모듈이 둘 이상의 분배 탱크 및 둘 이상의 글로벌 루프를 포함하고, 상기 장치가 한 가지 유형의 배합된 슬러리를 배합하고 상기 둘 이상의 분배 탱크의 제 1 분배 탱크로 공급하여 제 1 분배 탱크와 유체 소통되는 제 1의 상기 글로벌 루프에 공급하고, 제 2 배합된 슬러리를 배합하고 상기 둘 이상의 분배 탱크 중 제 2 분배 탱크로 공급하고 제 2 분배 탱크와 유체 소통되는 상기 글로벌 루프들 중 제 2 글로벌 루프에 공급하고, 임의로 또한 각각의 제 1 및 제 2 슬러리를 배합하기 위한 제 1 및 제 2 배합 트레인을 포함하는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
77. 청구내용 75 또는 청구내용 76에 있어서, 상기 장치에서 제 1 및 제 2 글로벌 루프가 복수의 기기(8개 이상의 기기일 수 있음)와 각각 유체 소통되고, 상기 기기가 각각의 글로벌 루프에 대하여 동일하거나 상이한 기기일 수 있는, 슬러리 및/또는 화학적 배합물 공급 장치.
78. 청구내용 1 내지 청구내용 77 중 어느 한 청구내용의 어느 장치의 용도.
79. 청구내용 1 내지 청구내용 78 중 어느 한 청구내용의 어느 장치를 제조하는 방법.
80. 미가공 슬러리 또는 화학적 배합물, 물, 하나 이상의 화학적 성분, 물과 배합된 하나 이상의 화학적 성분, 부분 배합된 슬러리, 완전 배합된 슬러리 및 완전 배합된 화학적 배합물로 이루어진 군으로부터 선택된 둘 이상 성분 스트림을 배합하는 방법으로서, 펌프로부터 2피트 이내에 단일 스트림을 형성시키기 위해 둘 이상의 스트림을 조합하는 단계, 및 단일 스트림을 펌프에 통과시켜 동적 배합 단계에서 스트림을 동적으로 배합하는 단계를 포함하는 방법.
81. 청구내용 1 내지 청구내용 80 중 어느 한 청구내용에 있어서, 스트림이 상기 펌프로부터 1피트 이내에서 조합되고, 임의로 3개 이상 또는 4개 이상의 성분 스트림이 조합되는 방법.
82. 청구내용 1 내지 청구내용 81 중 어느 한 청구내용에 있어서, 펌프가 원심 펌프인 방법.
83. 청구내용 1 내지 청구내용 82 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 조합하는 단계가 상기 성분 스트림들 중 3개를 혼합함(조합함)을 포함하는 방법.
84. 청구내용 1 내지 청구내용 83 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 조합하는 단계의 상류에 상기 성분 스트림의 둘 이상을 단일 스트림으로 조합하는 제 1 단계가 있는 방법.
85. 청구내용 84에 있어서, 상기 앞선 조합하는 단계 후에 그리고 상기 조합하는 단계 전에, 상기 성분 스트림들 중 둘 이상을 조합하는 제 2 단계가 있는 방법.
87. 청구내용 1 내지 청구내용 86 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 조합하는 제 1 단계가 펌프로부터 5피트 이내에서 미가공 슬러리, 물, 화학적 성분, 부분 배합된 슬러리, 완전 배합된 슬러리, 부분 배합된 화학적 배합물 및 완전 배합된 화학적 배합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 둘 이상의 성분 스트림을 조합하는 방법.
88. 청구내용 1 내지 청구내용 87 중 어느 한 청구내용에 있어서, 상기 분석 모듈의 부분일 수 있는 어떠한 장치로부터의 결과가 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 또는 미가공 슬러리를 하나 이상의 필터 부재(예, 필터, 필터 루프, 필터 뱅크), 하나 이상의 소입자 제거 수단, 또는 폐기물 스트림, 또는 배합 모듈에서 슬러리 또는 화학적 배합물 성분 스트림에 대한 유동 제어기를 조절하는 장치, 또는 성분 스트림들 중 하나 이상의 주입을 수용하는 분배 탱크, 또는 경보를 울리는 것 중 하나 이상으로 재유도시키는 방법.
89. 미가공 슬러리, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물, 또는 미가공 슬러리 및 둘 이상의 유형의 배합된 슬러리 또는 미가공 슬러리, 배합된 슬러리 및 화학적 배합물, 또는 두 가지 유형의 화학적 배합물을 배합하거나, 공급하거나, 희석하거나, 운반하거나, 순환시키거나, 분석하기 위한, 청구내용 1 내지 청구내용 88 중 어느 한 청구내용의 어떠한 장치를 사용하는 방법.

Claims (171)

  1. 둘 이상의 유동하는 성분 스트림을 조합하여 파이프에서 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 형성시키는 배합 모듈을 포함하는, 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치로서, 상기 배합 모듈이 각각의 성분 스트림을 위한 파이프; 성분 파이프들 중 둘 이상의 파이프들 각각에서 성분들의 유량을 제어하는 하나 이상의 유동 제어기를 포함하고, 상기 성분 파이프들이 연결되고 단일 파이프로 조합되어 배합된 슬러리 또는 배합된 화학적 배합물 스트림을 형성시키고, 하기 A), B), C), D) 또는 E)를 추가로 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치:
    A) 서로 유체 소통되는 분배 모듈 및 분석 모듈로서, 상기 배합 모듈이 상기 분배 모듈 및 상기 분석 모듈과 유체 소통되고, 배합 모듈로부터 배합된 슬러리 또는 화학적 배합 스트림의 적어도 일부가 분석 모듈로 유동되고 분석 모듈로부터 스트림의 적어도 일부가 분배 모듈로 유동되며, 상기 분석 모듈이 인-라인 액체 입자 계수기, 입도 분포 분석기, pH 센서, 과산화수소 센서, 밀도 센서 및 전도도 센서로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 분석 장치를 포함하는, 분배 모듈 및 분석 모듈;
    B) 제 1 펌프 및 미가공 슬러리를 수용하기 위한 하나 이상의 공급 탱크를 포함하는 공급 모듈로서, 상기 제 1 펌프는 슬러리 공급 컨테이너로부터 미가공 슬러리를 상기 공급 탱크 내로 운반하기 위한 것이고, 상기 공급 모듈은 하나 이상의 공급 탱크에 연결된 하나 이상의 순환 루프에 하나 이상의 순환 루프 및 제 2 펌프를 추가로 포함하고, 상기 제 2 펌프는 공급 탱크로부터 상기 미가공 슬러리를 펌핑시키고 순환 루프를 통해 공급 탱크로 회송시키며, 상기 순환 루프는, 배합 모듈이 슬러리를 배합할 때 순환 루프로부터 상기 배합 모듈로 미가공 슬러리의 오직 일부만을 공급하는 파이프를 추가로 포함하고, 상기 순환 루프는 배압 제어기 및 압력 센서를 포함하는데, 상기 압력 센서는 순환 루프에서 압력을 측정하고, 상기 배압 제어기에서 밸브를 조절하여 상기 슬러리가 모든 순환 루프를 통해 계속적으로 순환하는 것을 유지시키는 데 사용되는 공급 모듈;
    C) 하나 이상의 분배 탱크 및 추가의 하나 이상의 파이프 및 각각의 상기 하나 이상의 파이프에서 하나 이상의 밸브를 포함하는 분배 모듈로서, 상기 하나 이상의 파이프가 상기 성분들 중 하나 이상을 상기 하나 이상의 분배 탱크로 직접적으로 주입하기 위해 상기 배합 모듈에서 상기 성분 파이프들 중 하나 이상을 상기 하나 이상의 분배 탱크로 연결하는 분배 모듈;
    D) 하나 이상의 분배 탱크, 하나 이상의 압력 조정기, 하나 이상의 분배 모듈 펌프, 하나 이상의 글로벌 루프(global loop), 및 하나 이상의 압력 용기를 포함하는 하나 이상의 압력 용기 부재를 포함하는 분배 모듈로서, 상기 압력 용기 부재 각각이 압축 가스 공급원, 상기 하나 이상의 압력 조정기 및 상기 하나 이상의 분배 모듈 펌프와 유체 소통되고, 상기 하나 이상의 분배 모듈 펌프는, 슬러리 또는 화학적 배합물이 상기 하나 이상의 압력 용기 부재로부터 상기 하나 이상의 글로벌 루프로 계속적으로 공급됨과 동시에 상기 하나 이상의 분배 탱크로부터 상기 하나 이상의 압력 용기 부재 내로 계속적으로 슬러리 또는 화학적 배합물을 운반하는 하나 이상의 분배 탱크와 유체 소통되는 분배 모듈; 또는
    E) 배합 모듈 펌프로서, 상기 배합 모듈 펌프의 상류에 파이프의 제 1 접합부 및 상기 성분 파이프의 제 2 접합부가 있고, 상기 제 1 접합부가 상기 배합 모듈 펌프에 더 가깝고, 상기 제 1 접합부에서 하나 이상의 화학적 성분 및 물을 포함하는 제 1 스트림이 미가공 슬러리를 포함하는 제 2 스트림과 조합되고, 상기 제 2 접합부로부터 상기 제 1 스트림이 유동되고, 상기 제 2 접합부에서 제 3 및 제 4 스트림이 조합되고, 상기 제 3 스트림이 물을 포함하고, 상기 제 4 스트림이 상기 제 1 스트림을 제조하기 위한 하나 이상의 화학적 성분을 포함하는 배합 모듈 펌프.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 배합 모듈이 세 개 이상의 성분 스트림들을 조합하고, 상기 배합 모듈이 세 개 이상의 파이프들, 각각의 상기 세 개 이상의 성분 스트림을 위한 하나의 파이프, 및 세 개 이상의 파이프에서 각각의 세 개 이상의 성분 스트림의 유량을 제어하는 하나 이상의 유동 제어기를 포함하고, 상기 세 개 이상의 파이프 중 제 1 및 제 2 파이프가 단일 파이프로 조합되어 부분 배합된 슬러리 또는 부분 배합된 화학적 배합물 스트림을 형성시키고, 상기 세 개 이상의 파이프 중 제 3 파이프가 상기 단일 파이프와 조합되어 제 3 성분 스트림을 부분 배합된 슬러리 또는 부분 배합된 화학적 배합물 스트림과 함께 제 2 단일 파이프로 조합시키는, 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 하나 이상의 성분 파이프가 스테이지에서 조합되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 배합 모듈이 각각의 세 개의 성분 스트림을 위한 세 개 이상의 공급 파이프를 포함하는 스플릿 혼합기(split mixer)를 포함하고, 상기 공급 파이프가 각각 다른 두 개의 공급 파이프들 사이에 위치된 중간 공급 파이프로 수용 파이프에 연결되고, 두 개 이상의 스플릿 파이프가 상기 수용 파이프의 반대편 단부에 연결되고, 리조인더 파이프(rejoinder pipe)가 상기 두 개 이상의 스플릿 파이프가 함께 오는 곳에서 연결되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 성분들 중 최소 반응성 성분이 중간 공급 파이프로 도입되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  6. 제 1항, 제2항, 제4항 및 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, E)를 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 둘 또는 셋 이상의 성분 파이프가 미가공 슬러리, 물, 하나 이상의 화학적 성분, 물과 배합된 하나 이상의 화학적 성분, 부분 배합된 슬러리, 완전 배합된 슬러리, 부분 배합된 화학적 배합물 및 완전 배합된 화학적 배합물로 이루어진 군으로부터 선택된 둘 또는 셋 이상의 성분 스트림을 유동시키고, 추가로, 상기 둘 이상의 성분 파이프가 상기 배합 모듈 펌프의 상류에서 또는 상기 배합 모듈 펌프로부터 2피트 이내에서 단일 파이프로 연결되고 조합되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 배합 모듈이 미가공 슬러리, 물, 하나 이상의 화학적 성분, 물과 배합된 하나 이상의 화학적 성분, 부분 배합된 슬러리, 완전 배합된 슬러리, 부분 배합된 화학적 배합물 및 완전 배합된 화학적 배합물로 이루어진 군으로부터 선택된 셋 이상의 성분 스트림을 위한 상기 셋 이상의 성분 파이프를 추가로 포함하고, 추가로 상기 셋 이상의 성분 파이프가 상기 배합 모듈 펌프의 상류에서 또는 상기 배합 모듈 펌프로부터 1피트 이내에서 단일 파이프로 연결되고 조합되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  9. 제 6항에 있어서, 배합 모듈 펌프가 원심 펌프, 다이어프램 펌프 및 연동 펌프로 이루어진 군으로부터 선택되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  10. 제 6항에 있어서, 배합 모듈 펌프가 원심 펌프인 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  11. 삭제
  12. 제 1항에 있어서, 상기 배합 모듈이 상기 제 1 스트림을 위한 파이프에 정적 혼합기를 추가로 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  13. 제 1항, 제 2항, 제 4항, 제 5항 및 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배합 모듈이 추가의 완전 배합된 슬러리 또는 추가의 완전 배합된 화학적 배합물을 형성시키기 위하여 완전 배합된 슬러리 또는 완전 배합된 화학적 배합물 중 하나 이상의 스트림을 상기 배합 모듈로 유동시켜 상기 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 상기 성분과 조합시키기 위한 하나 이상의 성분 파이프를 추가로 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 배합 모듈이 추가의 완전 배합된 슬러리 또는 추가의 완전 배합된 화학적 배합물을 형성시키기 위하여 완전 배합된 슬러리 또는 완전 배합된 화학적 배합물의 두 스트림을 상기 배합 모듈로 유동시키기 위한 두 개의 성분 파이프를 추가로 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  15. 제 1항, 제 2항, 제 4항, 제 5항 및 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, B)를 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  16. 제 6항에 있어서, 상기 배합 모듈과 유체 소통되는 분석 모듈을 추가로 포함하고, 상기 배합 모듈 펌프 하류에서 상기 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 적어도 일부가 상기 분석 모듈로 유동되고, 상기 분석 모듈에 의해 분석되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  17. 제 1항, 제 2항, 제 4항, 제 5항 및 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, C)를 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  18. 제 1항, 제 2항, 제 4항, 제 5항 및 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, A)를 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 분석 모듈로 유동되는 스트림의 적어도 일부가 분석 모듈의 하류에서 폐기물 스트림으로 유동되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  20. 제 18항에 있어서, 분석 모듈로부터 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 적어도 일부가 배합 모듈로 운반되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  21. 제 18항에 있어서, 분배 모듈로부터 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 적어도 일부가 상기 배합 모듈에서 배합되는 추가의 성분 스트림으로서 배합 모듈로 운반되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  22. 제 18항에 있어서, 상기 분배 모듈이 하나 이상의 분배 탱크를 포함하고, 분배 모듈로부터 상기 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림이 상기 하나 이상의 분배 탱크로부터 상기 배합 모듈로 운반되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  23. 제 18항에 있어서, 슬립 스트림 튜브가 배합 모듈을 분석 모듈로 연결하는, 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  24. 제 13항에 있어서, A)를 추가로 포함하고, 추가의 완전 배합된 슬러리 또는 추가의 완전 배합된 화학적 배합물 스트림의 하나 이상의 샘플이 상기 배합 모듈의 하류에서 또는 배합 모듈 펌프의 하류에서 분석 모듈로 유동되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  25. 제 24항에 있어서, 샘플의 적어도 일부가 상기 배합 모듈에서 배합되는 추가의 성분 스트림으로서 배합 모듈로 회송되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  26. 제 1항, 제 2항, 제 4항, 제 5항 및 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배합 모듈이 하나 이상의 필터 부재를 추가로 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  27. 제 6항에 있어서, 상기 배합 모듈이 하나 이상의 필터 부재를 추가로 포함하고, 상기 하나 이상의 필터 부재가 상기 배합 모듈 펌프의 하류에 위치되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  28. 삭제
  29. 제 17항에 있어서, 분배 탱크에 주입하기 위한 상기 하나 이상의 파이프 및 상기 하나 이상의 밸브가 상기 성분 파이프들 중 상기 하나 이상의 파이프에서 상기 유동 제어기의 하류에 연결되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  30. 제 18항에 있어서, 분배 모듈을 추가로 포함하거나, 상기 분배 모듈이 하나 이상의 분배 탱크, 하나 이상의 글로벌 루프, 및 하나 이상의 펌프를 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  31. 제 30항에 있어서, 상기 분배 모듈이 두 개의 분배 탱크, 및 두 개 이상의 펌프를 포함하는, 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  32. 제 17항에 있어서, 각각의 상기 하나 이상의 분배 탱크가 하나 이상의 레벨 센서를 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  33. 제 30항에 있어서, 상기 장치가 둘 이상의 분배 탱크를 추가로 포함하고, 각각의 분배 탱크가 하나 이상의 글로벌 루프에 연결되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  34. 제 33항에 있어서, 각각의 분배 탱크가 동일한 글로벌 루프에 연결되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  35. 제 33항에 있어서, 상기 장치가 두 개의 분배 탱크를 포함하고, 각각의 분배 탱크가 상이한 글로벌 루프에 연결되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  36. 제 35항에 있어서, 상기 장치가 상기 두 개의 분배 탱크 중 하나에 배합된 슬러리를 배합하고 공급하고, 화학적 배합물을 상기 두 개의 분배 탱크 중 다른 하나에 배합하고 공급하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  37. 제 1항, 제 2항, 제 4항, 제 5항 및 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, D)를 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  38. 제 37항에 있어서, 상기 분배 모듈 펌프가 그러한 분배 모듈 펌프가 슬러리 또는 화학적 배합물을 운반하고 있는 압력 용기 부재의 압력보다 높은 압력에서 작동되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  39. 제 38항에 있어서, 상기 장치가 제 1 및 제 2 압력 용기 부재, 제 1 및 제 2 분배 모듈 펌프 및 제 1 및 제 2 압력 조정기를 포함하고, 제 1 압력 용기 부재, 제 1 분배 모듈 펌프 및 제 1 압력 조정기가 슬러리 또는 화학적 배합물을 글로벌 루프에 공급하기 위해 함께 작동되고, 제 2 압력 용기 부재, 제 2 분배 모듈 펌프 및 제 2 압력 조정기가 슬러리 또는 화학적 배합물을 하나 이상의 글로벌 루프에 공급하기 위해 함께 작동되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  40. 제 39항에 있어서, 제 1 압력 용기 부재, 제 1 분배 모듈 펌프 및 제 1 압력 조정기와 상기 제 2 압력 용기 부재, 제 2 분배 모듈 펌프 및 압력 조정기가 그들의 작업을 교대하여 동일한 글로벌 루프를 공급하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  41. 제 18항에 있어서, 상기 분배 모듈이 하나 이상의 필터 부재를 추가로 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  42. 제 41항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터 부재 중 하나 이상이 글로벌 루프에 위치되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  43. 제 42항에 있어서, 상기 하나 이상의 필터 부재 중 하나 이상이 필터 루프인 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  44. 제 18항에 있어서, 상기 분배 모듈이 하나 이상의 샘플 포트; 및 슬러리 또는 화학적 배합물을 분석 모듈로 각각 제공하는 상기 하나 이상의 샘플 포트와 유체 소통되는 하나 이상의 튜브 또는 샘플 루프를 추가로 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  45. 제 18항에 있어서, 상기 분배 모듈이 각각의 하나 이상의 글로벌 루프 상에 하나 이상의 배압 제어기 및 압력 센서를 추가로 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  46. 제 18항에 있어서, 상기 분배 모듈이 각각의 하나 이상의 글로벌 루프 상에 하나 이상의 유동 센서를 추가로 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  47. 제 15항에 있어서, 분석 모듈을 추가로 포함하고, 상기 분석 모듈이 인-라인 액체 입자 계수기, 입도 분포 분석기, pH 센서, 과산화수소 센서, 밀도 센서 및 전도도 센서로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 분석 장치를 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  48. 제 47항에 있어서, 상기 분석 모듈이, 샘플의 단일 희석을 수행하기 위한 인라인 단일 희석 장비를 추가로 포함하고, 상기 인-라인 희석 장비가 상기 하나 이상의 분석 장치들 중 하나 이상의 상류에 위치되며, 희석된 샘플을 분석하기 전에 슬러리 또는 화학적 배합물 샘플을 희석하기 위해 하나 이상의 연동 펌프, 하나 이상의 유동 센서 및 하나 이상의 니들 밸브를 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  49. 제 47항에 있어서, 상기 분석 모듈이 샘플의 이중 희석을 수행하기 위한 인-라인 이중 희석 장비를 추가로 포함하고, 상기 인-라인 희석 장비가 상기 하나 이상의 분석 장치들 중 하나 이상의 상류에 위치되며, 희석된 샘플을 분석하기 전에 슬러리 또는 화학적 배합물 샘플을 희석하기 위해 하나 이상의 유동 센서, 하나 이상의 니들 밸브 및 하나 이상의 공압식 제어 밸브를 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  50. 제 47항에 있어서, 상기 분석 모듈이 제 1 및 제 2 분석 장치 및 샘플을 상기 하나 이상의 분석 장치에 유동시키기 위한 유입 파이프를 포함하고, 상기 파이프가 상기 샘플을 적어도 제 1 분석 장치로 또는 적어도 제 2 분석 장치로 유도하는 하나 이상의 접합부를 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  51. 제 48항에 있어서, 상기 분석 모듈이 샘플을 하나 이상의 분석 장치에 유동시키기 위한 유입 파이프를 포함하고, 상기 유입 파이프가 상기 희석된 샘플을 상기 액체 입자 계수기 또는 상기 입도 분포 분석기로 유동시키기 전에 상기 샘플을 인-라인 희석 장비로 유도하는 하나 이상의 밸브 및 하나 이상의 접합부를 포함하고, 상기 액체 입자 계수기 또는 상기 입도 분포 분석기가 상기 희석된 샘플을 위한 하류 폐기물 스트림에 연결되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  52. 제 51항에 있어서, 상기 접합부 및 상기 밸브가 대안적으로 희석 없이 상기 분석 모듈의 하나 이상의 분석 장치로 상기 샘플을 유도할 수 있고, 희석이 없이 상기 하나 이상의 분석 장치가 하나 이상의 pH 센서, 하나 이상의 과산화수소 센서, 하나 이상의 밀도 센서 및 하나 이상의 전도도 센서로 이루어진 군으로부터 선택되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  53. 제 47항에 있어서, 상기 분석 모듈이, 상기 하나 이상의 분석 장치에서의 분석 후에 상기 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치의 모듈로 상기 샘플을 회송시키는, 상기 하나 이상의 분석 장치 하류의 파이핑을 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  54. 제 47항에 있어서, 상기 분석 모듈이, 상기 분석 모듈에 의해 희석된 샘플을 분석하기 전에 희석된 샘플을 생성시키기 위하여 UPW에서 슬러리 또는 화학적 배합물을 희석하기 위한 하나 이상의 희석 설비를 추가로 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  55. 제 47항에 있어서, 분석 모듈이 pH 센서, 과산화수소 센서, 밀도 센서, 전도도 센서 및 액체 입자 계수기 및 입도 분포 분석기로 이루어진 군으로부터 선택된 두 개의 분석 장치를 추가로 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  56. 제 47항에 있어서, 상기 분석 모듈이 하나 이상의 과산화물 센서의 상류에 둘 이상의 pH 센서 및 하나 이상의 전도도 센서를 포함하고, pH 및 전도도 센서의 하류와 하나 이상의 과산화물 센서 상류에서 상기 분석 모듈이 샘플 스트림의 일부만을 상기 하나 이상의 과산화물 센서로 유동시키도록, 샘플 스트림을 분리하는 파이프 접합부를 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  57. 제 47항에 있어서, 3-방향 밸브 및 제한 오리피스(restriction orifice)를 포함하는 상기 분석 모듈로 스트림을 적어도 일부를 재유도하는 수단을 추가로 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  58. 제 47항에 있어서, 배합 모듈 및 분배 모듈 및 임의의 공급 모듈을 추가로 포함하고, 상기 하나 이상의 다른 모듈에서 하나 이상의 샘플 포트 및 상기 샘플 포트에 연결된 하나 이상의 샘플 튜브 또는 샘플 루프를 추가로 포함하고, 상기 하나 이상의 샘플 포트 및 하나 이상의 샘플 튜브 또는 샘플 루프가 상기 장치에서 하나 이상의 샘플 포트로부터 샘플을 분석하기 위한 상기 분석 모듈과 유체 소통되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  59. 삭제
  60. 제 15항에 있어서, 상기 공급 모듈이 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기를 추가로 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  61. 제 15항에 있어서, 상기 공급 모듈이 인-라인 액체 입자 계수기 및/또는 입도 분포 분석기를 추가로 포함하고, 공급 모듈의 하나 이상의 위치로부터 미가공 슬러리의 샘플을 분석하기 위한 하나 이상의 샘플 포트를 추가로 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  62. 제 1항, 제 2항, 제 4항, 제 5항 및 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬러리로부터 크거나 작은 입자를 제거하기 위한 하나 이상의 필터 부재, 하나 이상의 막, 또는 다른 처리 수단을 추가로 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  63. 제 61항에 있어서, 상기 슬러리가 상기 액체 입자 계수기 또는 입도 분포 분석기에 의한 분석 후에 상기 하나 이상의 필터 부재, 하나 이상의 막 또는 다른 처리 수단으로 유도되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  64. 제 15항에 있어서, 공급 모듈에서 필터 루프를 추가로 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  65. 제 1항, 제 2항, 제 4항, 제 5항 및 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 스트림의 적어도 일부의 방향을 바꾸는 수단을 추가로 포함하고, 상기 수단이 3-방향 밸브, 파이프 및 상기 파이프 중 하나에서의 제한 오리피스를 포함하고, 상기 3-방향 밸브가 스트림을 내부에 제한 오리피스를 지니는 상기 파이프로 유도할 수 있는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  66. 제 1항, 제 2항, 제 4항, 제 5항 및 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 장치로부터 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 샘플을 제거하기 위한 카보이 컴파트먼트(carboy compartment)를 추가로 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  67. 제 44항에 있어서, 상기 분배 모듈이, 슬러리 또는 화학적 배합물을 분석 모듈로 제공하고 이를 분배 모듈로 회송시키는 둘 이상의 샘플 루프를 추가로 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  68. 제 1항, 제 2항, 제 4항, 제 5항 및 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 스트레이너 부품을 추가로 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  69. 제 68항에 있어서, 상기 스트레이너 부품이 하나 이상의 유동 제어기 또는 하나 이상의 펌프의 상류에 위치되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  70. 제 1항, 제 2항, 제 4항, 제 5항 및 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 필터 루프를 추가로 포함하고, 상기 하나 이상의 필터 루프가 파이핑 루프 및 하나 이상의 필터 부재 및 상기 파이핑 루프 내의 펌프를 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  71. 제 1항, 제 2항, 제 4항, 제 5항 및 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 기기의 상류에서 글로벌 루프에 하나 이상의 필터 부재를 추가로 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  72. 제 1항, 제 2항, 제 4항, 제 5항 및 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 공급 탱크 또는 하나 이상의 분배 탱크를 추가로 포함하고, 상기 탱크가 상기 탱크의 하부에 하나 이상의 이덕터를 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  73. 제 72항에 있어서, 상기 탱크가 하나 이상의 측벽을 포함하고, 상기 이덕터에 연결된 파이핑을 추가로 포함하고, 상기 파이핑이 상기 탱크의 하부에서 측벽을 관통하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  74. 제 72항에 있어서, 상기 탱크가 이중 배출 루프를 추가로 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  75. 배합 모듈, 분석 모듈, 분배 모듈 및 임의의 공급 모듈을 포함하는 장치로서, 복수의 기기와 유체 소통되는 하나 이상의 글로벌 루프에 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 분당 10리터 초과로 연속하여 배합하고 공급하고, 유체 소통되는 하나 이상의 분배 탱크, 하나 이상의 분배 모듈 펌프 및 하나 이상의 글로벌 루프를 추가로 포함하고, 상기 하나 이상의 글로벌 루프에서 미가공 슬러리 또는 화학적 배합물이 상기 하나 이상의 글로벌 루프 중 하나 이상에서 연속적으로 순환되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  76. 제 75항에 있어서, 10개 이상의 기기에 공급하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  77. 제 29항에 있어서, 상기 하나 이상의 글로벌 루프에서 미가공 슬러리 또는 화학적 배합물이 상기 하나 이상의 글로벌 루프 중 하나 이상에서 연속적으로 순환되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  78. 제 77항에 있어서, 장치가 유체 소통되는 공급 탱크, 펌프 및 순환 루프를 포함하는 공급 모듈을 추가로 포함하고, 상기 순환 루프에서 미가공 슬러리가 연속적으로 순환되는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  79. 제 77항에 있어서, 상기 하나 이상의 분배 탱크가 각각 탱크 레벨 표시기를 포함하고, 상기 하나 이상의 분배 탱크의 탱크 레벨 표시기가 분배 탱크에서 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 수준이 소정 수준 미만임을 표시하는 경우에 상기 장치가 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 배합하는 하나 이상의 배합 모듈을 추가로 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  80. 제 79항에 있어서, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물이 상기 배합 모듈에 의해 공급되는 상기 하나 이상의 분배 탱크의 상기 하나 이상의 탱크 레벨 표시기 중 상기 하나가 상기 배합 모듈에 의해 공급되는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 수준이 소정 수준 또는 그 초과인 것으로 측정하는 경우에 상기 배합 모듈이 배합을 중단하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  81. 제 79항에 있어서, 상기 공급 탱크가, 상기 공급 탱크의 상기 탱크 레벨 표시기가 공급 탱크에서의 미가공 슬러리의 수준이 소정 수준 미만인 것으로 측정하는 경우, 상기 장치에서 경보를 울리게 할 탱크 레벨 표시기를 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  82. 제 79항에 있어서, 상기 하나 이상의 글로벌 루프가, 글로벌 루프에서 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 연속적으로 여과하는 하나 이상의 필터 부재를 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  83. 제 82항에 있어서, 상기 하나 이상의 글로벌 루프가, 하나 이상의 글로벌 루프와 유체 소통되는 기기의 상류에 상기 하나 이상의 필터 부재를 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치.
  84. 조합하고자 하는 적어도 둘 이상의 성분 스트림의 측정된 양을 공급하는 유동 제어기를 거쳐 적어도 둘 이상의 성분 스트림을 유동시키고, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 단일 스트림을 형성시키기 위해 둘 이상의 스트림을 조합함으로써 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치에서 적어도 둘 이상의 성분 스트림을 배합 모듈에서 배합하는 단계를 포함하는, 슬러리 또는 화학적 배합물을 복수의 기기에 배합하고 공급하는 방법으로서, 상기 둘 이상 성분 스트림이 미가공 슬러리, 물, 하나 이상의 화학적 성분, 물과 배합된 하나 이상의 화학적 성분, 부분 배합된 슬러리, 완전 배합된 슬러리, 부분 배합된 화학적 배합물 및 완전 배합된 화학적 배합물 스트림으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 하기의 A), B), C) 또는 D) 단계를 추가로 포함하는 방법:
    A) 배합 모듈로부터 분석 모듈로 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 적어도 일부를 유동시키고, 스트림을 분석하고, 분석 모듈로부터 분배 모듈로 상기 스트림의 적어도 일부를 유동시키는 단계로서, 상기 분석 모듈이 상기 스트림을 분석하기 위한 인-라인 액체 입자 계수기, 입도 분포 분석기, pH 센서, 과산화수소 센서, 밀도 센서 및 전도도 센서로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 분석 장치를 포함하는 단계;
    B) 공급 모듈을 제공하고, 제 1 펌프를 통해 미가공 슬러리를 슬러리 공급 컨터이너로부터 상기 공급 탱크 내로 운반하고, 제 2 펌프를 통해 상기 미가공 슬러리를 펌핑시켜 공급 탱크로부터 순환 루프를 통해 공급 탱크로 회송시키는 단계로서, 상기 공급 모듈이 제 1 펌프 및 미가공 슬러리를 수용하기 위한 하나 이상의 공급 탱크를 포함하고, 상기 공급 모듈이 하나 이상의 공급 탱크에 연결된 하나 이상의 순환 루프에 하나 이상의 순환 루프 및 제 2 펌프를 추가로 포함하고, 상기 순환 루프는, 배합 모듈이 슬러리를 배합할 때 순환 루프로부터 상기 배합 모듈로 미가공 슬러리의 오직 일부만을 공급하는 파이프를 추가로 포함하며, 상기 순환 루프는 배압 제어기 및 압력 센서를 포함하는데, 상기 압력 센서는 순환 루프에서 압력을 측정하고, 상기 배압 제어기에서 밸브를 조절하여 상기 슬러리가 모든 순환 루프를 통해 계속적으로 순환하는 것을 유지시키는 단계;
    C) 하나 이상의 분배 탱크 및 추가의 하나 이상의 파이프 및 각각의 하나 이상의 파이프에서 하나 이상의 밸브를 포함하는 분배 모듈을 제공하는 단계로서, 상기 하나 이상의 파이프가 상기 배합 모듈에서 상기 성분 파이프들 중 하나 이상을 상기 하나 이상의 분배 탱크로 연결하고, 상기 성분들 중 하나 이상을 상기 하나 이상의 분배 탱크로 직접적으로 주입하는 단계; 또는
    D) 하나 이상의 분배 탱크, 하나 이상의 압력 조정기, 하나 이상의 분배 모듈 펌프, 하나 이상의 글로벌 루프, 및 하나 이상의 압력 용기를 포함하는 하나 이상의 압력 용기 부재를 포함하는 분배 모듈을 제공하는 단계로서, 상기 압력 용기 부재 각각이 압축 가스 공급원, 상기 하나 이상의 압력 조정기 및 상기 하나 이상의 분배 모듈 펌프와 유체 소통되고, 상기 하나 이상의 분배 모듈 펌프는 상기 하나 이상의 분배 탱크와 유체 소통되고, 슬러리 또는 화학적 배합물이 상기 하나 이상의 압력 용기 부재로부터 상기 하나 이상의 글로벌 루프로 계속적으로 공급됨과 동시에 상기 하나 이상의 분배 탱크로부터 상기 하나 이상의 압력 용기 부재 내로 계속적으로 슬러리 또는 화학적 배합물을 운반하는 단계.
  85. 제 84항에 있어서, 상기 단일 스트림을 형성시키기 위해 조합하는 단계가 그러한 단일 스트림이 통과하는 배합 모듈 펌프로부터 2피트 이내에서 발생하는 방법.
  86. 제 85항에 있어서, 스트림이 상기 배합 모듈 펌프로부터 1피트 이내에서 조합되는, 슬러리 또는 화학적 배합물을 복수의 기기에 배합하고 공급하는 방법.
  87. 제 85항 또는 제 86항에 있어서, 배합 모듈 펌프가 원심 펌프인 방법.
  88. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조합하는 단계가 3개의 상기 성분 스트림을 조합함을 포함하는 방법.
  89. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조합하는 단계 전에 제 1 부분 배합된 슬러리 또는 제 1 부분 배합된 화학적 배합물 스트림을 형성시키기 위해 상기 성분 스트림들 중 둘 이상을 조합하는 제 1 단계가 있는 방법.
  90. 제 89항에 있어서, 상기 조합하는 제 1 단계 이후이지만 상기 조합하는 단계 이전에 제 2 부분 배합된 슬러리 또는 제 2 부분 배합된 화학적 배합물 스트림을 형성시키기 위해 상기 성분 스트림들 중 둘 이상을 조합하는 제 2 단계가 있는 방법.
  91. 제 90항에 있어서, 상기 조합하는 제 2 단계에서 조합되는 상기 둘 이상의 성분 스트림 중 하나가 상기 제 1 부분 배합된 슬러리 또는 제 1 부분 배합된 화학적 배합물인 방법.
  92. 제 89항에 있어서, 조합하는 제 1 단계가 상기 분배 모듈 펌프로부터 5피트 이내에 있는 방법.
  93. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, B) 단계 및 슬러리 공급 컨테이너로부터 미가공 슬러리를 공급 탱크로 펌핑시키고, 상기 공급 탱크에 연결된 순환 루프 주위에 상기 미가공 슬러리를 순환시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  94. 제 93항에 있어서, 상기 순환 루프로부터 배합 모듈에 미가공 슬러리 스트림을 제공하고; 상기 미가공 슬러리 스트림과 상기 하나 이상의 성분 스트림을 각각의 상기 스트림을 위한 하나 이상의 유동 제어기를 거쳐 유동시킴으로써 배합 모듈에서 상기 미가공 슬러리 스트림을 하나 이상의 다른 성분 스트림과 배합하여 배합된 슬러리를 제조하고; 각각의 스트림을 위한 파이프를 모든 스트림을 함유하는 단일 파이프로 조합하여 배합된 슬러리를 형성시키는 단계를 추가로 포함하는 방법
  95. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 화학적 배합물들을 배합하고, 상기 화학적 배합물을 글로벌 루프에 제공하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  96. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 스테이지에서 각각의 스트림을 위한 상기 파이프들을 조합하고, 단일 파이프를 펌프로 유도하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  97. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조합하는 단계의 하류에서 상기 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 적어도 일부를 하나 이상의 기기, 분석 장치, 분석 모듈, 분배 탱크, 글로벌 루프 중 하나 이상으로, 배합 모듈로 다시, 또는 필터 부재로 유도하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  98. 제 93항에 있어서, 슬러리 공급 컨테이너로부터 상기 공급 탱크로 미가공 슬러리를 펌핑시키기 전에 및/또는 이와 동시에 소정 기간 동안 상기 슬러리 공급 컨테이너로부터 순환 루프에서 미가공 슬러리를 펌핑시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  99. 제 93항에 있어서, 공급 모듈에서 하나 이상의 펌프 이전에 미가공 슬러리를 스트레이너에 통과시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  100. 제 93항에 있어서, 상기 슬러리 공급 컨테이너로부터 상기 미가공 슬러리를 상기 공급 탱크로 또는 상기 순환 루프로 운반하기 전에 및/또는 이와 동시에 여과하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  101. 제 93항에 있어서, 상기 미가공 슬러리를 공급 탱크로 운반하기 전에 슬러리 공급 컨테이너와 소통되는 필터 루프에서 상기 미가공 슬러리를 여과하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  102. 제 93항에 있어서, 배합 모듈에서 미가공 슬러리에 대한 긴급 요청이 있는 경우, 공급 탱크를 우회하고 미가공 슬러리를 배합 모듈로 운반하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  103. 제 93항에 있어서, 공급 탱크로부터 순환 루프를 거쳐 그리고 다시 공급 탱크로 미가공 슬러리를 순환시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  104. 제 93항에 있어서, 배합 모듈이 슬러리를 배합할 때, 공급 모듈의 순환 루프에서 슬러리의 적어도 일부를 배합 모듈로 운반하는 단계를 포함하는 방법.
  105. 제 93항에 있어서, 배합 모듈이 슬러리를 배합하지 않는 경우, 공급 모듈의 순환 루프로부터 배합 모듈로의 슬러리 운반을 중단하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  106. 제 93항에 있어서, 슬러리를 순환 루프에서 순환시키면서 슬러리를 여과하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  107. 제 93항에 있어서, 슬러리가 배합 모듈로 운반되지 않는 경우에 순환 루프에서 슬러리를 여과하고, 슬러리가 배합 모듈로 운반되는 경우에 순환 루프에서 슬러리를 여과하지 않는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  108. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 분석 장치를 사용하여 상기 공급, 배합 또는 분배 모듈 중 하나 이상으로부터 미가공 슬러리, 화학적 배합물 또는 배합된 슬러리를 분석하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  109. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 슬러리를 분석하기 전에 슬러리의 적어도 일부를 희석하여 희석된 슬러리를 형성시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  110. 제 109항에 있어서, 상기 슬러리를 분석하기 전에 상기 희석된 슬러리를 희석하여 2번 희석된 슬러리를 형성시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  111. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 슬러리 또는 화학적 배합물을 샘플 튜브를 통해 또는 샘플 루프를 통해 분석 모듈로 운반하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  112. 제 108항에 있어서, 상기 미가공 슬러리, 화학적 배합물 또는 배합된 슬러리를 분석하는 단계 후에 슬러리 또는 화학적 배합물을 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치로, 임의로 동일한 모듈로 회송시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  113. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 니들 밸브, 연동 펌프, 로터미터 및 희석 설비로 이루어진 군으로부터 선택된 한 개 이상의 장비를 사용하여 분석 모듈에서 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동 및/또는 희석을 제어함을 추가로 포함하는 방법.
  114. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 모듈로부터 슬러리 또는 화학적 배합물을 운반하고, 슬러리 또는 화학적 배합물을 분석하고, 임의로, 분석하기 전에 슬러리를 희석하고, 임의로, 슬러리 또는 화학적 배합물의 적어도 일부를 슬러리 또는 화학적 배합물이 운반된 동일한 모듈일 수 있는 모듈로 회송시킴을 추가로 포함하는 방법.
  115. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 슬러리 또는 화학적 배합물을 분배 탱크로 회송시키거나 슬러리 또는 화학적 배합물을 폐기물 스트림으로 보내는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  116. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 다중 모듈로부터 슬러리 또는 화학적 배합물을 분석 모듈의 하나 이상의 분석 장치에 의한 분석을 위해 순차적으로 유도하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  117. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 장치가 하나 이상의 측정치를 기초로 하여 행동을 취하는 것을 지시하기 위한 장치의 컴퓨터에 의해 분석 모듈에 의해 이루어진 하나 이상의 측정치를 사용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  118. 제 117항에 있어서, 장치의 어떠한 모듈로부터 미가공 슬러리 또는 배합된 슬러리 또는 부분 배합된 슬러리 또는 하나 이상의 화학적 성분 스트림 및/또는 부분 배합된 화학적 배합물 및/또는 화학적 배합물 스트림을 폐기물 스트림으로 유도하거나, 하나 이상의 필터를 통과하도록, 또는 처리 수단을 통과하도록 슬러리를 유도하거나, 배합 모듈에서 조성을 조절하거나 배합 모듈로부터 분배 탱크로 계량된 양의 하나 이상의 성분을 첨가하거나, 미가공 슬러리를 배합 모듈로 보내거나, 경보를 울리는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  119. 제 108항에 있어서, 상기 미가공 슬러리, 화학적 배합물 또는 배합된 슬러리를 분석하는 단계가, 미가공 슬러리가 규격 외에 있는 것으로 결정하는 경우에 운반이 종료될 수 있도록, 슬러리 공급 컨테이너로부터 공급 탱크로 미가공 슬러리의 운반을 시작하는 때에 또는 그 전에 입도 분포 분석기 또는 액체 입자 계수기를 사용하여 미가공 슬러리를 분석하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  120. 제 108항에 있어서, 상기 미가공 슬러리, 화학적 배합물 또는 배합된 슬러리를 분석하는 단계가, 미가공 슬러가 규격 외에 있는 경우 운반이 종료될 수 있도록, 미가공 슬러리를 배합 모듈에 운반하기 전에 입도 분포 분석기 또는 액체 입자 계수기를 사용하여 미가공 슬러리를 분석하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  121. 제 108항에 있어서, 상기 미가공 슬러리, 화학적 배합물 또는 배합된 슬러리를 분석하는 단계가, 미가공 슬러가 규격 외에 있는 경우 운반이 종료될 수 있도록, 배합된 슬러리를 배합 모듈로부터 분배 탱크로 운반하기 전 또는 운반하는 동안에 입도 분포 분석기 또는 액체 입자 계수기 또는 하나 이상의 다른 분석 장치를 사용하여 배합된 슬러리를 분석하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  122. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치의 하나 이상의 파이프에서 스트레이너에 슬러리 또는 화학적 배합물을 통과시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  123. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 유동 제어기, 펌프, 니들 밸브, 분석 장치 또는 다른 제한 밸브 또는 오리피스로 이루어진 군으로부터 선택된 한 개 이상의 장비의 상류에서 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치의 하나 이상의 파이프에서 스트레이너에 슬러리 또는 화학적 배합물을 통과시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  124. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 유동 센서를 사용하여 유량을 측정하고, 측정된 유량을 사용하여 펌프 속도를 조절하고, 순환 루프 또는 글로벌 루프에서 압력을 측정하고 그러한 압력을 사용하여 펌프 속도를 조절하고/거나 압력 센서를 사용하여 배압 제어기를 조절함으로써 순환 루프 또는 글로벌 루프를 거치는 유량을 제어하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 배압 제어기가 순환 루프 또는 글로벌 루프의 회송 근처에 위치되는 방법.
  125. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 모듈에서, 임의로, 각각의 공급, 분배 및 분배 모듈에서 슬러리 또는 화학적 배합물을 여과하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  126. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법이 개별 필터 루프에서 슬러리 또는 화학적 배합물을 여과하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 필터 루프가 파이프 루프, 필터 루프 펌프, 및 파이프 루프와 유체 소통되는 하나 이상의 필터를 포함하는 방법.
  127. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법이 적어도 둘 이상의 스트림을 배합하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 방법이 조합될 계량된 양의 각각의 스트림을 제공하는 유동 제어기에 둘 이상의 스트림을 유동시키는 단계, 단일 스트림을 형성시키기 위해 둘 이상의 스트림을 조합하는 단계, 펌프를 거쳐 하류로 상기 단일 스트림을 유동시키는 단계를 추가로 포함하고, 상기 적어도 둘 이상의 성분 스트림이 미가공 슬러리, 물, 하나 이상의 화학적 성분, 물과 배합된 하나 이상의 화학적 성분, 부분 배합된 슬러리, 부분 배합된 화학적 배합물 스트림, 완전 배합된 슬러리 또는 완전 배합된 화학적 배합물 스트림으로 이루어진 군으로부터 선택되고,임의로, 상기 단일 스트림을 형성시키는 상기 조합하는 단계가 5 또는 2 피트 또는 1피트 또는 6 인치 미만의 펌프로의 상기 단일 스트림의 유동 거리 이내로 펌프의 상류에서 발생하는 방법.
  128. 제 127항에 있어서, 상기 유동 제어기의 상류에서 스트레이너를 거쳐 상기 미가공 슬러리 스트림을 유동시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  129. 제 127항에 있어서, 상기 유동시키는 단계 및 상기 조합하는 단계가 상기 성분 스트림 중 3개의 스트림을 조합하는 방법.
  130. 제 127항에 있어서, 상기 조합하는 단계의 전의 단계인, 제 1 부분 배합된 슬러리 또는 제 1 부분 배합된 화학적 배합물 스트림을 형성시키기 위해 상기 성분 스트림들 중 둘 이상을 조합하는 제 1 단계를 추가로 포함하는 방법.
  131. 제 127항에 있어서, 상기 조합하는 단계에서 상기 제 1 부분 배합된 스트림(슬러리 또는 화학적 배합물)을 또 다른 성분 스트림과 조합하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  132. 제 127항에 있어서, 상기 방법이 상기 조합하는 제 1 단계 후이지만 상기 조합하는 단계 전에, 제 2 부분 배합된 (슬러리 또는 화학적 배합물) 스트림 또는 완전 배합된 (슬러리 또는 화학적 배합물) 스트림을 형성시키는 상기 성분 스트림들 중 둘 이상을 조합하는 제 2 단계를 추가로 포함하고, 이에 따라 상기 조합하는 단계가 조합하는 제 3 단계가 되는 방법.
  133. 제 132항에 있어서, 상기 조합하는 제 2 단계에서 조합된 상기 둘 이상의 성분 스트림 중 하나가 상기 제 1 배합된 슬러리 또는 제 1 부분 배합된 화학적 배합물인 단계를 추가로 포함하는 방법.
  134. 제 127항에 있어서, 펌프의 상류 2피트 이내에서 모든 조합하는 단계에서 조합된 모든 성분 스트림을 조합하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  135. 제 132항에 있어서, 상기 배합 모듈에서 성분 스트림을 배합하는 상기 제 1, 제 2 또는 제 3 조합하는 단계 중 어느 하나에서 또는 임의의 추가의 제 4 조합하는 단계에서 완전 배합된 슬러리 또는 완전 배합된 화학적 배합물을 조합하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  136. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 분배 탱크로부터 또는 분석 모듈로부터 또는 배합 모듈로부터 또는 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 컨테이너로부터 상기 완전 배합된 슬러리 또는 완전 배합된 화학적 배합물 스트림을 유동시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  137. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 여과하는 단계, 상기 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 분석하는 단계, 또는 상기 분배 탱크로부터 상기 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 상기 배합 모듈로 유동시키는 단계로 이루어진 군으로부터 선택된 단계들 중 어느 하나 이상의 단계가 상기 배합된 슬러리 또는 배합된 화학적 배합물을 조합하는 단계의 전에 올 수 있는 방법.
  138. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 어떠한 조합하는 단계 후에 배합된 스트림이 부분 배합된 슬러리 스트림 또는 부분 배합된 화학적 배합물 스트림, 완전 배합된 슬러리, 완전 배합된 화학적 배합물, 추가의 완전 배합된 슬러리 및 추가의 완전 배합된 화학적 배합물 스트림으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  139. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 또는 다중 인-라인 분석 모듈을 사용하여 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치의 하나 이상의 모듈로부터 슬러리 또는 화학적 배합물을 분석하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  140. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 인-라인 분석 모듈에 의해 수행되는 분석 단계에 대응하여, 기술자에게 알리는 단계, 슬러리를 처리 수단으로 유도하는 단계, 상기 분배 탱크에 하나 이상의 성분을 주입하는 단계 중 하나 이상을 추가로 포함하는 방법.
  141. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배합 모듈로부터 상기 분배 탱크로 하나 이상의 성분을 유동시킴으로써 하나 이상의 성분을 상기 분배 탱크에 주입하는 단계, 및 주입을 종료하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  142. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 둘 이상의 성분 스트림을 스프릿 혼합기에 유동시킴으로써 슬러리 또는 화학적 배합물을 배합하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  143. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법이 배합 모듈로부터 분배 모듈로 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 운반하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 방법이 분배 탱크로부터 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 글로벌 루프를 거쳐 하나 이상의 CMP 또는 다른 기기로 펌핑시킴을 추가로 포함하고, 분배 모듈이 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 수용하기 위한 분배 탱크를 포함할 수 있는 방법.
  144. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 글로벌 루프 주위에 슬러리 또는 화학적 배합물을 펌핑시키는 상기 방법의 단계가 글로벌 루프에서 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 적어도 일부를 하나 이상의 분배 탱크로 다시 운반하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  145. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 글로벌 루프에서 압력 및 글로벌 루프에서 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 유량을 측정하고, 그러한 측정에 대응하여 펌프 및 배압 제어기의 속도를 조절하여 글로벌 루프에서 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동을 조정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  146. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 분배 탱크에서 슬러리 또는 화학적 배합물의 수준을 측정하고, 분배 탱크에서의 수준이 소정 수준 미만인 경우에 슬러리 또는 화학적 배합물을 배합하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  147. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 및 제 2 분배 탱크, 하나 이상의 펌프 및 하나 이상의 글로벌 루프를 포함하는 분배 모듈을 제공하는 단계를 추가로 포함하고, 배합 모듈로부터 슬러리 또는 화학적 배합물의 상기 제 1 분배 모듈로의 유동을 종료하고 슬러리 또는 화학적 배합물의 유동을 상기 제 2 분배 탱크로 유도함을 추가로 포함하는 방법.
  148. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 및 제 2 분배 탱크, 제 1 및 제 2 분배 펌프, 및 제 1 및 제 2 글로벌 루프를 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치를 제공하는 단계; 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 제 1 분배 탱크, 제 1 펌프, 및 1 글로벌 루프로 그리고 이를 거치는 유동을 종료하는 단계; 그 대신에, 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 제 2 분배 탱크, 제 2 펌프 및 제 2 글로벌 루프로 그리고 이를 거쳐 유동하도록 유도하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  149. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 및 제 2 분배 탱크, 제 1 및 제 2 분배 펌프, 및 제 1 및 제 2 글로벌 루프를 포함하는 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치를 제공하고; 제 1 펌프를 통해 제 1 분배 탱크로부터 제 1 글로벌 루프로 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 펌핑시키고, 제 2 펌프를 통해 제 2 분배 탱크로부터 제 2 글로벌 루프로 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물을 펌핑시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  150. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 배합 모듈에서 제 1 및 제 2 배합된 슬러리 또는 제 1 및 제 2 화학적 배합물 또는 제 1 배합된 슬러리 및 제 2 화학적 배합물을 배합하고, 제 1 스트림을 상기 제 1 분배 탱크로 그리고 상기 제 2 스트림을 상기 제 2 분배 탱크로 유도하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  151. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 또는 제 2 분배 탱크에서 제 1 또는 제 2 글로벌 루프 또는 탱크 레벨 센서에 의한 요청을 기초로 하여 제 1 및 제 2 배합된 슬러리 또는 제 1 및 제 2 화학적 배합물 또는 제 1 배합된 슬러리 및 제 2 배합된 화학적 배합물의 배합 모듈에 의해 배합을 제어하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  152. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 분배 모듈에서 배합된 슬러리에 대한 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치로부터의 요청에 대응하여 공급 탱크 및/또는 배합 모듈로 미가공 슬러리를 공급하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  153. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 글로벌 루프와 유체 소통되는 기기에 의한 배합된 슬러리 또는 화학적 배합물의 소비의 증가 또는 감소에 대응하여 글로벌 루프 공급 펌프의 속도를 증가시키거나 감소시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  154. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 분배 탱크에서의 레벨 센서 측정을 기초로 하여 배합 모듈에서 배합을 시작하거나 중단하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  155. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 배합 모듈이 증가된 양의 미가공 슬러리를 소비하는 경우에 순환 루프에 대한 공급 모듈 펌프 속도를 증가시키고, 배합 모듈이 감소된 양의 미가공 슬러리를 소비하는 경우에 순환 루프에 대한 공급 모듈 펌프 속도를 감소시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  156. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 분배 모듈이 슬러리 또는 화학적 배합물을 글로벌 루프를 거쳐 연속하여 순환시키고 분석 모듈이 적어도 일부의 슬러리 또는 화학적 배합물의 개별 샘플을 하나 이상의 소정 간격으로 연속하여 분석하도록 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치를 작동시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  157. 제 156항에 있어서, 추가로 상기 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치를 작동시키는 단계 동안 분석 모듈이 장치의 둘 이상의 모듈로부터의 둘 이상의 샘플 루프로부터 개별 샘플을 분석하는 방법.
  158. 제 156항에 있어서, 추가로 상기 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치를 작동시키는 단계 동안 상기 공급 모듈이 순환 루프에서 슬러리를 연속하여 순환시키는 방법.
  159. 제 156항에 있어서, 추가로 상기 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치를 작동시키는 단계 동안 슬러리 또는 화학적 배합물이 유동되고, 슬러리 또는 화학적 배합물이 글로벌 루프에 공급되는 경우 슬러리 또는 화학적 배합물이 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치를 거쳐 유동되는 파이프, 탱크, 및 다른 부분 및 설비 모두의 유동되는 전체 직선 거리의 75% 이상으로 존재하는 방법.
  160. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 슬러리 또는 화학적 배합물을 이덕터에 통과시킴으로써 슬러리 또는 화학적 배합물을 탱크로 유동시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  161. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법이 슬러리 또는 화학적 배합물을 각각의 탱크 하부에서의 배출 개구부로부터 순환 루프를 거쳐 탱크의 회송 파이프로 운반하고, 슬러리 또는 화학적 배합물을 탱크 내부의 회송 파이프 단부에 위치된 하나 이상의 이덕터로부터 유동시키는 단계를 추가로 포함하고, 상기 회송 파이프가 탱크의 하부로부터 이덕터가 위치된 수준과 대략적으로 동일한 수준으로 탱크의 측벽을 관통하는 방법.
  162. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 탱크의 하부에서 배출 개구부로부터 슬러리 또는 화학적 배합물을 이중 라인 배출 루프로 유동시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  163. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 제한 오리피스 및 3-방향 밸브를 사용하여 슬러리 또는 화학적 배합물 스트림의 적어도 일부의 유동을 재유도하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  164. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 분배 탱크로부터 슬러리 또는 화학적 배합물을 하나 이상의 압력 용기 부재로 펌핑시키는 단계를 추가로 포함하고, 각각의 상기 하나 이상의 압력 용기 부재가 하나 이상의 압력 용기를 포함하는 방법.
  165. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 압축 가스 공급원으로 연결된 압력 조정기를 통해 일정한 상승된 압력 하에 하나 이상의 용기 부재의 하나 이상의 압력 용기를 유지시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  166. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 압력 용기의 압력보다 높은 압력으로 분배 탱크로부터 슬러리 또는 화학적 배합물을 연속적으로 펌핑시켜 하나 이상의 압력 용기 부재에 슬러리 또는 화학적 배합물을 연속적으로 공급하는 단계를 추가로 포함하고, 이에 의해서, 상기 하나 이상의 압력 용기가 슬러리 또는 화학적 배합물을 하나 이상의 글로벌 루프에 연속적으로 공급할 수 있는 방법.
  167. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 슬러리 또는 화학적 배합물을 분배 탱크로부터 제 1 펌프에 의해 제 1 압력 용기 부재로 공급하는 것에서부터 슬러리 또는 화학적 배합물을 분배 탱크로부터 제 2 펌프에 의해 분배 모듈에서 제 2 압력 용기 부재로 공급하는 것으로 전환시켜 하나 이상의 글로벌 루프에 슬러리 또는 화학적 배합물을 공급하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  168. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 압력 용기 부재로 공급하는 제 1 펌프 및 제 2 압력 용기 부재로 공급하는 제 2 펌프 둘 모두가 동일한 글로벌 루프에 공급하는 방법.
  169. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 센서가 규격 외에 있는 슬러리 또는 화학적 배합물을 검출하는 경우, 글로벌 루프가 슬러리 또는 화학적 배합물을 기기에 계속 공급하면서 경보를 울리는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  170. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 10-30LPM의 슬러리 또는 화학적 배합물을 하나 이상의 글로벌 루프에 연속적으로 순환시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  171. 제 84항 내지 제 86항 중 어느 한 항에 있어서, 추가로 슬러리 또는 화학적 배합물 공급 장치가 8개 이상의 기기를 한번에 몇일 또는 몇주 또는 그 이상으로 동시에 그리고 연속적으로 공급하는 방법.
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