KR20180136468A

KR20180136468A - 액체 공급 시스템

Info

Publication number: KR20180136468A
Application number: KR1020187032031A
Authority: KR
Inventors: 크리스 멜체르; 필립 리안 바로스; 하루유키 쿠보타; 랜돌프 트뤼에; 토드 쿠쉬만; 그렉 패트릭 멀리건
Original assignee: 아이커 시스템즈, 인크.
Priority date: 2016-04-04
Filing date: 2017-04-04
Publication date: 2018-12-24
Also published as: US20210159093A1; US11990354B2; US20210193487A1; US20220028705A1; US11158521B2; MY194459A; SG11201808788PA; US20220384217A1; WO2017176815A1; US11158522B2; SG10202012083YA; CN109564885A; JP2019518175A; JP2022046791A

Abstract

블록의 제1 주 표면에 형성되는 적어도 두 개의 포트와 두 포트 사이에서 연장되는 유체 통로를 포함하는 기판 블록을 포함하는 액체 화학물질을 분배할 수 있도록 하는 모듈식 시스템이 개시된다. 유체 통로는 바람직하게는 평탄한, 이음새가 없는 경로로서, 유체 경로는 직접적으로 원하는 유체 흐름을 따라서 유체 흐름이 완벽하게 전체 흐름 통로를 휩쓸고 지나가며 상치 유체 통로의 죽은 볼륨 또는 포획 영역이 존재하지 않도록 한다. 기판 블록은 새로운 조성물 및 제조 공정을 사용하여 불소폴리머로부터 형성될 수 있다. 모듈식 부품안에 형성된 돌기-및-홈 밀봉부와 교체가능한 인서트-형 밀봉부의 조합을 사용하는 밀봉 어셈블리가 제공된다.

Description

액체 공급 시스템

본 발명은 액체 화학물질 전달 시스템(delivery system)에 관한 것으로, 특히 실질적으로 감소된 점유 공간(footprint)을 갖는 모듈식 무튜브 액체 화학물질에 관한 것이다.

액체 전달 및 분배 시스템은 반도체 장치 제조, 제약 화합물 제조 등을 포함하는 다양한 용도로 사용된다. 예를 들어, 반도체 웨이퍼는 제조 공정 도중에 에칭, 세정, 연마, 건조 및 물질 증착과 같은 다양한 액체 처리 공정을 겪는다. 반도체 기판 처리는 일반적으로 액체 화학물질이 필요에 따라 정확한 양으로 전달되고, 거품이 없고, 기판의 사용가능한 부분 상에 균일한 두께를 갖고 비용 및 환경 문제로 인해 화학 폐기물을 최소화할 것을 요구한다.

흐름 제어기, 압력 변환기, 흐름 측정 센서, 압력 조절기, 밸브 등과 같은 다양한 유형의 능동 부품(active component)을 사용하여 공급원으로부터 공정까지 액체 화학물질을 전달하기 위해 다양한 유형의 액체 전달 시스템이 사용된다. 이러한 많은 용도에서, 액체 화학물질 분배 시스템의 크기는 비용에 큰 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 반도체 장치의 제조시, 액체 분배 시스템 또는 그 특정 부분은 청정실과 같은 초-정정 환경안에 수용되는 것이 전형적이다. 또한, 반도체 제조시 사용되는 많은 액체는 유독성이고 반응성이 높거나, 이들 두 경우에 해당하기 때문에, 이러한 액체 분배 시스템은 종종 특별한 오염물질 환기 장비를 필요로 한다. 이러한 시스템에 대해, 액체 분배 시스템의 크기의 감소가 유리하다.

본 발명의 목적은 종래 기술 시스템보다 실질적으로 작은 점유 공간(footprint)을 갖는 모듈식, 무튜브 액체 화학물질 전달 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 액체 화학물질을 분배할 수 있는 모듈식 시스템이 제공된다. 이 시스템은 블록의 제1 주 표면에 형성된 적어도 두 개의 포트 및 두 개의 포트 사이에서 연장되는 유체 통로를 포함한다. 유체 통로는 바람직하게는 유체 흐름이 전체 흐름 통로를 완전하게 쓸도록 유체 통로의 전체 볼륨이 원하는 유체 흐름과 직접 정렬되어 있는 매끄럽고 이음매가 없는 경로이고, 상기 유체 통로에는 죽은 볼륨(deal volume) 또는 포획(entrapment) 영역이 존재하지 않는다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기판 블록은 새로운 조성물 및 제조 공정을 사용하여 불소중합체로부터 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 교체가능한 삽입-형 밀봉 물질과 모듈식 부품안에 형성된 돌기-홈(tongue and groove) 밀봉 물질의 조합을 사용하는 밀봉 어셈블리가 제공된다.

전술한 내용은 본 발명의 상세한 설명이 더욱 잘 이해되도록 하기 위해 본 발명의 특징 및 기술적 장점을 다소 광범위하게 개략적으로 설명하였다. 본 발명의 추가적인 특징 및 장점이 이하 설명될 것이다. 개시된 개념 및 특정 실시예는 본 발명의 동일한 목적을 수행하기 위한 다른 구조를 변형 또는 설계하기 위한 기초로서 용이하게 활용될 수 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 당업자는 이러한 균등한 구성이 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않는 것으로 이해해야 한다.

본 발명에 따르는 모듈식, 무튜브 액체 화학물질 전달 시스템은 종래 기술 시스템에 비해 점유공간이 작고, 죽은 볼륨(dead volume)이 없는 유체 경로를 갖는다.

도1은 종래 기술 기판 블록을 나타낸다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 모듈식 액체 화학물질 전달 시스템의 투시도이다.
도3은 도1의 모듈식 액체 화학물질 전달 시스템의 하부 투시도이다.
도4는 본 발명의 실시예에 따르는 모듈식 기판 블록을 나타낸다.
도5a 및 5b는 도4의 기판 블록의 분해도를 나타낸다.
도6a 및 6b는 도4의 기판 블록의 단면의 투시도이다.
도7은 도4의 기판 블록의 단면도이다.
도8a 및 8b는 본 발명의 실시예에 따르는 모듈식 기판 블록의 다른 실시예를 나타낸다.
도9a는 일 실시예에 따르는 다른 모듈식 기판 블록의 상단(밀봉) 측 투시도이다.
도9b는 도9a의 모듈식 기판 블록의 하단측 투시도이다.
도10a는 도9a의 모듈식 기판 블록의 상단 저면도이다.
도10b는 도9a의 선 AA를 따르는 모듈식 기판 블록의 단면도이다.
도10c는 도9a의 선 BB를 따르는 모듈식 기판 블록의 단면도이다.
도11a는 일 실시예에 따르는 기판 블록 및 능동 부품을 통한 유체 흐름 경로를 도시한다.
도11b는 도11a의 부분의 확대도이다.
도12a 및 12b는 일 실시예에 따르는 교체가능한 삽입 씰(insert seal)을 나타낸다.
도13a는 일 실시예에 따르는 교체가능한 삽입 씰을 나타낸다.
도13b는 도13a의 씰의 절단을 나타낸다.
도14a는 일 실시예에 따르는 기판 블록을 나타낸다.
도14b는 교체가능한 삽입 씰의 다른 실시예를 나타낸다.
도15a는 도14b의 교체가능한 삽입 씰을 나타낸다.
도16a는 일 실시예에 따르는 다른 교체가능한 삽입 씰의 투시도를 나타낸다.
도16b는 선 AA를 따르는 도16a의 씰의 단면이다.
도16c는 도16b의 단면의 확대도이다.
도17a-17d는 본 발명의 실시예에 따르는 2차 또는 기본적인(primary) 씰 구조로서 사용될 수 있는 다양한 가능한 홈-이음 체결 구조를 나타낸다.
도18은 본 발명의 실시예에 따르는 액체 화학물질 전달 시스템의 다른 실시예를 나타낸다.
도19는 일 실시예에 따르는 내장된 능동 부품을 갖는 기판 블록의 투시도이다.
첨부된 도면은 일정한 비율로 그려지는 것은 아니다. 도면에서, 다양한 도면들에 도시되어 있는 각각의 동일하거나 거의 동일한 부품은 동일한 숫자로 표시된다. 명확성을 위해, 모든 도면에서 모든 부품의 번호가 기재되는 것은 아니다.

본 발명의 실시예는 종래 기술 시스템보다 실질적으로 작은 점유 공간(footprint)을 갖는 모듈식, 무튜브 액체 화학물질 전달 시스템을 제공한다. 모듈식 액체 전달 시스템이 가스 전달 및 분배에 사용하기 위해 잘 알려져 있지만, 이 종래 기술 시스템이 액체 화학물질 전달 시스템에 적합하지 않게 하는 다수의 요인이 존재한다. 첫째로, 종래 기술의 모듈식 기판 블록(유체 통로를 제공하는)은 일반적으로 스테인리스 스틸과 같은 순수 금속(solid metal)으로부터 제조된 고체이다. 반도체 제조에 사용되는 많은 액체 화학물질은 금속이 부식되게 할 것이다. 또한, 금속성 이온은 금속 표면과 접촉하는 액체 안으로 추출되는 경향이 있으며, 제조 공정 도중에 웨이퍼 표면상에 금속 이온의 원치않는 강한 증착을 야기할 수 있다.

또한, 종래 기술의 기판 블록의 유체 통로 및 입구 포트 및 출구 포트는 재료의 블록 안으로 구멍을 뚫음(drilling)으로써 형성된다. 이러한 종래 기술 기판 블록(101)은 도1a 및 1b에 도시되어 있는데, 도1b의 내부 통로는 가상선(phantom line)으로 도시되어 있다. 도1b에 도시된 바와 같이, 원하는 유체 통로(106)를 뚫는 것은 특정 양의 "오버슈트"(영역 107, 108)를 초래하며 내부 유체 통로(106)는 입구 및 출구 포트(102)와 연결된다. 내부 유체 경로를 뚫는 것은 드릴이 기판 블록의 측면(109)으로부터 들어갈 것을 요구하고, 뚫려있는 통로의 일부는 원하는 유체 경로를 분리하기 위해 플러그(105)로 채워질 것을 요구한다. 이 요인들 전부는 유체 경로 내에 어느 정도의 원치 않는 죽은 볼륨(dead volume)을 야기한다.

본 발명의 실시예는 폴리프로필렌, PTFE, 변성(modified) PTFE, 또는 PFA와 같은 폴리머 또는 불소폴리머(fluoropolymer)로부터 형성된 모듈식 기판 블록을 사용할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 모듈식 기판 블록은 초순수에서 85±5℃에서 7일간의 안정적인 침출 테스트시 표면 추출가능한 이온성, 금속성, 및 전유기 탄소량(total organic carbon) 오염에 대해 SEMI F57에서 발견되는 요구사항을 충족시킬 재료로부터 형성될 것이다.

도4는 블록의 상단면(404) 상에 위치하는 두 개의 포트(402)를 결합하는 단일 유체 경로(406)를 갖는 본 발명의 실시예에 따르는 모듈식 기판 블록(401)을 나타낸다. 일부 실시예에서, 동일한 블록 내에 다수의 포트 쌍 및 다수의 유체 통로를 갖는 상이한 크기의 블록이 사용될 수 있다. 또한, 도2 내지 3을 살펴보면, 모듈식 기판 블록(401)은 "점퍼 블록(jumper block)"으로 불릴 수 있으며, 예를 들어, 두 개의 능동 부품을 유동적으로 연결하거나(제1 능동 부품의 입구에 연결된 제1 능동 부품의 출구) 또는 하나의 능동 부품을 다른 기판 블록에 연결하는데 사용될 수 있다. 이하 설명되는 바와 같이, 일부 실시예에서, 다수의 흐름 통로 및 입구/출구 포트를 갖는 기판 블록이 또한 사용될 수 있다.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 모듈식 유체 화학물질 전달 시스템(200)의 투시도이다. 도3은 도2의 모듈식 액체 화학물질 전달 시스템(200)의 하부 투시도로서, 뒤판이 없고 명확성을 위해 도시되지 않은 기판 블록의 일부가 있다. 도2의 실시예에서, 시스템에는 3개의 층이 존재한다: 능동 부품의 상단 층(유량 제어기(flow controller), 압력 변환기(pressure transducer), 유량 측정 센서, 압력 조정기(pressure regulator), 밸브, 등과 같은); 기판 블록의 제2 중간 층(능동 부품 사이에 유체 접속을 형성하는 역할을 하는); 및 전체 시스템에 대한 지지 구조 역할을 하는 뒤판(back plane).

도8a 내지 8b를 살펴보면, 기판 블록(201)은 기판 블록을 제자리에 고정하기 위해 파스너 홀(fastener hole, 852)을 통해 일반적으로 나사 또는 기판의 상단면(입구/출구 포트를 포함하는 동일한 표면)으로부터 아래로 뒤판 안으로 연장되는 다른 유사한 파스너(fastener)에 의해 뒤판(210) 상에 장착된다. 일부 실시예에서, 인접한 기판 블록은 또한 추가 안정성을 위해 서로 부착될 수 있다.

각각의 능동 부품(212, 213, 214, 215, 216, 217)은 기판 블록에 능동 부품을 부착하고 기판 블록(들)의 표면상의 입구/출구 포트에 대한 위치에 능동 부품을 고정하는 역할을 하는 적어도 두 개의 나사 또는 유사한 파스너에 의해 하나의(또는 그 이상의) 기판 블록(201) 상에서 제자리에 고정될 수 있다. 일반적으로, 능동 부품은 입구/출구 포트의 양 측에 걸쳐진 두 개의 나사 홀(854)을 통해 제1 기판 블록에 부착되고 동일한 방식으로 제2 기판 블록(및 포트)에 부착될 수 있다. 일부 실시예에서, 내부 금속 나사산을 갖는 인서트(insert)는 능동 부품으로부터 연결 나사와 짝을 짓도록 하기 위해 기판 블록의 폴리머 보디(polymer body)내에 적절하게 배치될 수 있다. 파스너 홀 및 나사 홀은 명확성을 위해 대부분의 도면에서 도시되어 있지 않다.

기판 블록 사용의 모듈식 접근법은 여전히 육각 렌치와 같은, 그러나 이에 한정되지는 않는 수동의 손 공구만을 필요로 하는 능동 부품의 장착 및 제거에 의해 각각의 부품으로의 직접 액세스를 허용한다. 능동 부품에 대한 직접 액세스를 제공함으로써, 오직 손상된 부품만을 제거함으로써 간단하게 수리할 수 있도록 하여, 정지 시간을 감소시킬 수 있다. 기판 블록은 표준화되어 있기 때문에, 능동 부품은 시스템 내의 어디에든 설치될 수 있다.

도2의 실시예에서, 액체 화학물질 전달 시스템으로 및 액체 화학물질 전달 시스템으로부터의 유동적인 연결은 피팅(fitting, 215)을 통해 이뤄진다. 공정에서 사용될 하나 이상의 액체 화학물질은 일반적으로 저장 탱크(도시되지 않음)로부터 배관을 통해 흐를 것이다. 배관은 피팅(215)을 통해 시스템(200)에 연결될 것이다. 액체 화학물질이 시스템(200) 안으로 들어가면, 원하는 프로세싱 위치에 하나 이상의 전달 튜브까지 전달될 때까지, 배치된 기판 블록을 거쳐 다양한 능동 부품을 통해 흐를 것이다. 도2의 실시예에서, 능동 부품은 조정기(regulator, 214), 압력 변환기(217), 밸브(216), 액체 유량 제어기(213), 및 유량계(flow meter, 212)를 포함한다. 여기에서 사용되는 것처럼, 액체 전달 시스템의 시스템 부품 모두(능동 부품 및 기판 블록을 포함하는)가 차지하는 전체 영역과 입구 피팅으로부터 출구 피팅까지 이러한 부품 사이의 자유 공간은 시스템 "점유면적(footprint)"이라고 불린다.

기판 블록은 여기에 개시된 방법을 사용하여 임의의 원하는 크기 및 구성으로 가성으로 형성될 수 있지만, 도4의 실시예에서, 기판 블록은 약 55mm 폭 및 25mm(1인치) 두께이다. 흐름 경로의 내부 직경은 임의의 원하는 크기일 수 있으며, 예를 들어, 1/4", 3/8", 또는 1/2" 인치를 포함한다. 특히, 바람직한 실시예에서, 내부 흐름 경로는 평탄한, 실질적으로 이음새가 없는 통로로서, 경로의 전체 볼륨은 직접적으로 원하는 유체 흐름을 따른다. 다시 말해서, 도1b의 종래 기술 구조에 보이는 바와 같은 죽은 볼륨 영역 또는 막힌 부분이 존재하지 않는다. 특히 슬러리에 대해, 죽은 볼륨은 포획입자 및 원치 않는 큰 입자 수의 증가를 야기할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르는 기판 블록은 300리터의 플러싱(flushing) 내에서 0.1입자/㎖ 미만(입자 크기> 0.1㎛)이 되도록 기여한다.

도4는 본 발명의 실시예에 따르는 모듈식 기판 블록(401)을 나타낸다. 일부 실시예에서, 도4의 기판 블록은 두 개의 별도의 불소폴리머 층을 기계가공(machining)한 다음 이음새(426)에서 융착(fushion bonding)시킴으로써 제조될 수 있다. 도5a 및 5b는 상층(522) 및 하층(523)을 나타내는 분해도이고, 도6a 및 6b는 라인 A-A를 따르는 도4의 기판 블록의 단면의 투시도고, 도7은 라인 A-A를 따르는 도4의 기판 블록의 단면도이다. 하층(523)의 상단면은 공지된 기술을 사용하여 기계가공되어 흐름 통로에 대해 원하는 위치에 평탄한 홈(528)을 생성한다. 상층(522)의 하단면은 기계가공되어 대응하는 홈(도시되지 않음)을 생성할 수 있다. 입구 및 출구 포트(402)는 흐름 통로의 각각의 단부에서 상층(522)을 따라 천공될 수 있다. 두 개의 층이 함께 설치되는 경우, 두 개의 대응하는 홈은 도6a 및 6b에 도시된 평탄한 흐름 통로(606)를 형성한다.

두 개의 층이 기계가공되어 적절하게 놓이면, 두 개의 층은 열 및 압력의 조합에 의해 융착 기술을 사용하여 함께 결합될 수 있다. 융착을 위해 필요한 정확한 온도/압력/시간 조합은 당업계에 공지되어 있고 층을 형성하는데 사용되는 특정 불소폴리머에 따라 변할 것이다. 일부 실시예에서, 두 개의 층은 변형된 PTFA로부터 형성될 수 있으며 1시간 동안(또는 그 이상) 약 450psi의 압력에서 350℃ 내지 380℃의 온도까지 층들을 가열함으로써 함께 결합될 수 있다. 이러한 조건하에서, 두 층 내의 변형된 PTFE 폴리머 체인은 얽혀서 두 표면이 분자 레벨에서 영구적으로 결합되고 변형된 PTFE의 고체의 동종의 블록을 생성하게 될 것이다.

비록 도4의 기판 블록은 오직 두 입력/출력 포트를 결합하는 단순한 단일 흐름 통로를 갖지만, 당업자는 이 동일한 기술이 임의의 원하는 수의 입구/출구 포트 사이에 훨씬 많은 복잡한 흐름 통로를 생성하는데 사용될 수 있다는 것을 알 것이다. 예를 들어, 도8a 및 8b는 4개의 상이한 흐름 통로(825) 및 8개의 입력/출력 포트(820)를 구비한 기판 블록을 나타낸다. 일부 실시예에서, 둘 이상의 불소폴리머 층은 더욱 복잡한 3D 흐름 경로를 생성하는데 사용될 수 있다. 기판 블록은 둘 이상의 입력 흐름 경로가 단일 출구 흐름 경로와 함께 결합되어 있는 매니폴드(manifold)로서 사용될 수 있다.

다른 실시예에서, 원하는 흐름 통로 및 입력/출력 포트를 갖는 불소폴리머 블록은 압축 몰딩 또는 등압 몰딩(isostatic molding)과 같은 공지된 불소폴리머 몰딩을 사용하여 생성될 수 있다. 몇몇 적합한 불소폴리머(PFA와 같은)는 용융 처리될 수 있는 것으로 알려져 있으며 사출 몰딩 기술을 사용하여 성형될 수 있다. 다른 실시예에서, 몰드는 PTFE 또는 다른 불소폴리머로 채워질 수 있으며, 그 다음에 적합한 조건하에서 소결되어(sintered) 하나 이상의 흐름 통로를 제조하는데 어떤 기계가공도 필요없이 도5a 및 5b에 도시된 것과 같이 두 개의 층을 형성한다. 비슷한 방식으로, 하나 이상의 흐름 통로를 구비한 완성 기판 블록은 PTFE 또는 다른 불소폴리머 분말을 소결함으로써 직접적으로 제조될 수 있다. 당업자는 이 기술의 일부 또는 전부, 또는 그 임의의 조합의 사용은 본 발명의 범주내에 있다는 것을 알 것이다.

도9a 및 9b는 본 발명의 실시예에 따르는 다른 모듈식 기판 블록(901)의, 각각 상단(밀봉)측 및 하단측으로부터의, 투시도이다. 일부 실시예에서, 도9a 및 9b의 기판 블록은 PFA와 같은 재료를 사용하여 사출 몰딩에 의해 제작될 수 있지만, 다른 적합한 제작 방법 및 재료는 본 발명의 범주 내에서 사용될 수 있다. 도10a는 모듈식 기판 블록(901)의 상단(밀봉)도이지만, 도10b는 라인 AA를 따르는 단면도이고 도10c는 라인 BB를 따르는 단면도이다.

일부 실시예에서, 멀티파트 몰드는 평탄한 유체 통로(906)를 형성하는 데 사용되는 제거가능한 곡선의 삽입물을 구비한, 모듈식 기판 블록의 보디를 형성하는데 사용될 수 있다. 정확한 제조 방법과 상관없이, 모듈식 기판 블록의 실시예는 하나 이상의 부드럽고 실질적으로 이음새가 없는 유체 통로를 포함한다. 유체 통로의 전체 볼륨은 원하는 유체 흐름과 직접적으로 일치하여 유체 흐름이 전체 흐름 통로를 완전히 청소하도록 하고 상기 유체 통로에는 죽은 볼륨 또는 포획 영역이 없게 된다. 도10b의 실시예에서, 유체 흐름 경로는 구석 또는 각이진 벽이 없는 평탄한 호를 형성하며, 죽은 볼륨 또는 액체 포획 영역을 크게 제거하는 역할을 한다.

모듈식 기판 블록의 보디는 전술된 예에서처럼, 유체 경로(들) 및 나사 홀을 제외하고는 실질적으로 고체 재료 블록으로서 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 모듈식 기판 블록의 보디는 도9a 내지 도11c의 예에 도시된 바와 같은 필수 지지 벽(959)으로만 형성될 수 있다. 이러한 실시예는 보드의 상이한 섹션 모두가 실질적으로 동일한 두께를 갖기 때문에, 특히 사출 몰딩에 대해 유리하며, 원하지 않은 보이드를 피하기 위해 몰드의 모든 섹션을 고르게 채우기 쉽게한다. 도9b에 도시된 바와 같은, 이러한 실시예는 도4의 고체 구조에 비해 더 큰 표면 영역을 가져서, 모듈식 기판 블록이 높은 온도를 견딜 수 있도록 한다.

일부 실시예에서, 원하는 흐름 경로를 포함하는 기판 블록이 형성된 후, 연마 재료가 기판 블록을 통해 쏟아져서 두드러진 이음새 또는 몰딩 가공품을 제거하고 흐름 통로가 평탄하다는 것을 보장할 수 있다. 대안적으로, 특별히 설계된 도구가 수동 또는 자동으로 평탄한 내부 흐름 경로에 사용될 수 있다.

도2 내지 3을 다시 살펴보면, 본 발명에 따르는 기판 블록은 능동 부품(예를 들어, 밸브, 압력 변환기, 흐름 제어기 등)의 거의 임의의 배열을 통해 공정에 액체 공급원을 연결하는 무용접 무튜브 흐름 경로를 형성하기 위해 함께 결합될 수 있다. 액체는 별도의 튜브보다는 기판 블록 자체 내의 통로를 통해 흐른다. 본 발명은 따라서 공통 표면에 접근하는 입구 및 출구 포트를 구비한 적어도 하나의 유체 통로를 갖는 각각의 기판 블록을 구비한 다수의 개별적인 기판 블록을 제공함으로써 종래 기술의 문제에 대한 해결책을 제공한다. 공통 표면은 흐름 제어기, 압력 변환기, 유량 측정 센서, 압력 조정기, 밸브 등과 같은 표준 능동 부품을 장착하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 인접한 매니폴드 블록 각각에 대한 공통 표면은 밀봉 요건을 용이하게 하기 위해 공통 평면에 유지된다. 능동 부품은 제거 가능하게 정렬되고 각각의 유체 통로가 밀봉된 상호접속을 위해 위치되도록 동작 가능하게 장착된 기판 블록과 인접한 기판 블록을 가로질러 연결되거나 연장될 것이다.

출원인은 여기에 기재된 새로운 시스템 및 공정에 의해 만들어질 수 있는 이 종류의 모듈식 부품 사용이 전형적인 종래 기술 액체 화학물질 전달 시스템의 1/2 크기보다 작은 점유면적을 구비한 액체 화학물질 전달 시스템을 야기할 수 있다는 것을 발견하였다. 피팅 및 배관을 통해 부품이 연결되는 전통적인 액체 전달 시스템과 달리, 본 시스템의 실시예에서, 부품은 부품들 사이에 매우 작은 간극을 갖도록 설치할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 인접한 부품은 20mm 미만, 10mm 미만, 5mm 미만, 거의 1mm, 또는 1mm 미만의 간극을 갖도록 설치될 수 있다. 일부 실시예에서, 능동 부품에 대한 표준화된 폭(예를 들어, 55mm)의 사용은 다양한 부품들이 병렬 액체 흐름 라인 사이에 버려진 공간이 없게 설치되도록 한다. 바람직한 실시예에서, 전체 시스템 점유공간에 대한 버려진 공간의 비율은 30%로 낮을 수 있으며, 20%, 10%, 또는 5%로 낮을 수 있다. 이러한 모듈식 부품의 사용은 또한 설계 시간 및 주문 부품 및/또는 튜브 조립체와 관련된 비용을 크게 줄이는 역할을 한다.

전술된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예에서, 능동 부품은 나사 또는 다른 파스너를 통해 기판 블록상에 장착된다. 나사 홀(854)은 입구/출구 포트 각각의 양면상에 설치된다. 일부 실시예에서,금속 인서트는 나사 홀(854) 안쪽에 배치되어 금속 나사산을 제공하고 단단한 접속을 용이하게 한다. 따라서 각각의 능동 부품의 아래쪽은 기판 블록의 입구/출구 포트 위의 위치에 고정된 대응하는 입구/출구 포트를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 능동 부품용 하우징(962)은 또한 폴리머 또는 불소폴리머로부터 형성된다. 도11a는 일 실시예의 유체 흐름 경로(화살표(1164)로 표시됨)를 도시한다. 능동 부품(1162)(이 예에서는 밸브)은 제1 기판 블록(401A)의 출구 포트 위에 장착되어 능동 부품(1162) 내부의 유체 경로가 기판 블록(401A) 내의 유체 경로에 부드럽게 연결되도록 한다. 마찬가지로, 능동 부품(1162)은 기판 블록(401B)에 장착되어 능동 부품(1162)의 출구 포트가 기판 블록(401B)의 입력 포트 위에 위치하고 능동 부품(962)에서 나오는 유체 경로가 기판 블록(401B) 내의 유체 통로에 부드럽게 연결되도록 한다.

도11b는 도11a의 내부의 점선 박스(1170) 부분의 확대도이다. 도11b에 도시된 바와 같이, 원하는 유체 경로(라인 1164)는 기판 블록(401A)으로부터, 기판 블록(401A)의 상단면상의 입력/출력 포트 및 능동 부품(1162)의 아래쪽을 통해, 부품 유체 통로(1163) 안으로 통한다. 부품과 기판 블록 사이의 단단한 접속으로도, 누출(화살표 1166으로 표시된 방향으로)은 여전히 가능하다. 면-대-면 인터페이스는 액체를 포괄 고정하는 가능성을 갖고, 미생물 증식 또는 큰 입자 수의 방출로 이어질 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 하나 이상의 밀봉 조립체가 능동 부품과 기판 블록 사이의 접속에서의 누출을 방지하기 위해 사용된다.

본 발명의 일부 실시예는 돌기-홈(tongue and groove) 구조 및/또는 인서트를 사용하여 능동 부품과 기판 블록 사이에 밀봉을 제공하도록 한다. 일부 실시예에서, 기판 블록 사이 또는 능동 부품 사이에 직접 유체 접속부를 형성하기 위해 유사한 밀봉이 사용될 수 있다. 도10b 및 10c에 도시된 바와 같이, 돌기-홈 접속부(각각 957 및 956)는 두 부품의 보디 안에 직접 형성된다(즉, 한 표면상의 작은 돌출 "돌기(tongue)"는 대응하는 표면안에 형성된 "홈(groove)" 안에 끼워 맞춰진다). 인서트는 별도로 형성되고 채널 안에 배치될 수 있는 교체가능한 밀봉 부춤으 하나 또는 두 연결 표면에 형성된다.

도12a 및 12b는 교체가능한 인서트 밀봉부(insert seal, 970)가 기판 블록(401)과 능동 부품(1162) 사이의 유체 접속부를 둘러싸는 형상의 채널 내부에 배치될 수 있는 본 발명의 일 실시예를 나타낸다. 도12a 및 12b의 단면도에서, 도시된 능동 부품은 흐름 및 추출가능한 입자 요건을 테스트하는데 사용되는 테스트 설비이지만, 밀봉 장치는 밸브 또는 유량계 등과 같은 실제 능동 부품에 대해 동일할 수도 있다. 도14a는 도12 및 12b의 단면의 위치를 나타내는 라인 B-B를 구비한 기판 블록을 나타낸다. 도13a는 밀봉부(970)의 투시도이고, 도13b는 단면 형상을 나타내기 위해 밀봉부(970)를 절단한 것을 나타낸다. 도시된 실시예에서, 밀봉부(970)의 모를 깎은 수평 섹션(972)은 장착 표면(이 실시예의 능동 부품의 아래쪽의) 중 하나 상의 채널 안에 쉽게 삽입될 수 있는 리딩 에지(leading edge)를 제공함으로써 밀봉부의 정확한 설치를 돕는다. 도8a 및 8b를 다시 살펴보면, 밀봉 채널(860)은 기계가공되거나 각각의 입구/출구 포트(820) 둘레에 형성된다.

바람직한 실시예에서, 밀봉부(970)는 폴리머 또는 불소폴리머로부터 제조될 수 있다. 출원인은 기계가공되거나 폴리머 보디로 형성된 구조에 대해 요구되는 증가된 공차(tolerance)로 인해, 밀봉 링(970)의 크기가 정해져서 밀봉 링의 리딩 에지 상에서 충돌(interference)이 항상 있을 것이라는 것을 발견하였다. 다시 말해서, 밀봉 링은 액체 밀봉부가 항상 형성된다는 것을 보장하기 위해 설치 중에 수평으로 압축될 것이다. 반대로, 일부 실시예에서, 밀봉부는 링의 수평 부분(971) 상에 수직 충돌 또는 압축이 아주 조금 존재하거나 전혀 존재하지 않도록 크기가 정해질 것이다.

도14b는 기판 블록(401) 상에 장착되는 능동 부품(1162)의 단면 모양의 교체가능한 밀봉 링(1280)의 다른 실시예를 나타낸다. 다시, 도14b는 도14a의 단면의 위치를 나타내는 라인 B-B를 따라 기판 블록(401)을 나타낸다.

도15a는 밀봉부(1280)의 투시도이고, 도15b는 단면 형상을 도시하기 위해 밀봉부(1280)를 절단한 것으로 나타낸다. 밀봉 링(1280)은 어떤 수평 부분(잠재적으로 누출하게 할 수 있는)을 구비한 내부의 원추형 슬리브(sleeve, 1283)를 특징으로 한다. 액체는 따라서 밀봉부가 제자리에 있을 경우 슬리브(1283)의 내부를 통해 휩쓸려간다. 수평 브리지 섹션(1284)을 통해 원추형 슬리브 섹션에 연결된 외부 링(1282)은 원추형 슬리브 섹션(1283) 뒤로 추가적인 밀봉을 제공하여 백업으로 작용하고 배치시 추가되도록 한다. 원추형 중심 섹션(1283)의 점점 가늘어진 형상은 또한 밀봉 링(1280)의 설치를 돕는 역할을 한다. 전술된 밀봉 링을 사용하는 것처럼, 밀봉 링(1280)은 크기가 정해져서, 설치시, 채널이 수평 충돌은 야기하지만 수직 충돌은 야기하지 않게 된다.

도16a는 본 발명의 실시예에 따르는 모듈식 기판 블록의 입구 및 출구 포트에 액체 밀봉을 제공하는데 사용되는 교체가능한 밀봉 링(1680)의 다른 실시예의 투시도이다. 도16b는 라인 AA를 따라 도16a의 밀봉부의 단면이다. 도16c는 도16b의 단면의 절반의 근접도이다. 밀봉 링(1680)은 내부 원추형 슬리브(1683)를 갖춘다. 원추형 슬리브(1683)는 바깥쪽으로 경사진 부분(1685)(포트 개구로부터 떨어져 경사진), 및 안쪽으로 경사진 부분(1686)(포트 개구를 향해 경사진), 및 외부 수직 부분(1687)을 갖는다. 도16a의 실시예에서, 밀봉부의 원추형 슬리브 부분은 수평 표면(잠재적으로 누출을 허용할 수 있는)을 갖지 않는다. 일부 실시예에서, 바깥쪽으로 경사진 부분(1685)의 경사는 수직 축(또는 밀봉부의 내부 벽)에 대해, 약 25 내지 35도로, 예를 들어 약 30도의 각도이다. 일부 실시예에서, 안쪽으로 경사진 부분(1686)의 경사는 수직 축에 대해 바깥쪽으로 경사진 부분의 경사보다 큰, 40 내지 50도로, 예를 들어 약 45도의 각도이다.

내부 원추형 슬리브를 갖추고 있는 밀봉부의 일부 실시예에서, 콘 벽의 두께(화살표 및 참조번호(1676)에 의해 표시된)에 대한 콘의 높이(화살표 및 참조번호(1695)에 의해 표시된)의 비율은 약 0.5 내지 2.5로, 예를 들어 약 1.0 내지 2.0, 1.1 내지 1.8, 또는 1.1 내지 1.6의 범위에 존재한다.

일부 실시예에서, 밀봉부는 화살표(1690)에 의해 표시된 바와 같이 밀봉부가 설치될 때 원추형 슬리브의 바깥쪽으로 경사진 부분(1685)가 압축되도록 크기가 정해진다. 밀봉부는 또한 밀봉부가 설치될 때, 포트 개구의 상부 모서리(기판 결합부)가 바깥쪽으로 경사진 부분(1685)과 접촉되지 않도록 크기가 정해진다. 대신에, 포트 개구의 모서리는 참조번호(1688)에 의해 표시된 영역의 밀봉부를 구비한 외부 수직 부분(1687)을 지나 미끄러질 것이다. 원추형 중심 섹션(1683)의 점점 가늘어진 형상은 또한 밀봉 링(1680)의 설치를 돕는 역할을 한다. 액체는 따라서 밀봉부가 제자리에 있을 때 슬리브(1683)의 내부를 통해 휩쓸려간다.

외부 링(1682)은 원추형 밀봉 섹션(1683)의 뒤쪽에 추가적인 밀봉을 제공하여 백업으로서 작용하고 배치시 추가적인 위치설정 추가 역할을 한다. 일부 실시예에서, 밀봉 링(1680)은 설치될 때, 모듈식 기판 블록의 포트 개구를 둘러싸는 채멀이 화살표(1691 및 1692)로 표시된 바와 같이 외부 링(1688)의 외부 및 내부 표면상에 수평 충돌을 야기하도록 크기가 정해진다. 일부 실시예에서, 링의 상부 또는 바닥면, 수평 브리지 섹션 또는 웹(1684), 및/또는 원추형 중심 섹션(1683)상에는 어떤 수직 충돌도 없다.

일부 실시예에서, 돌기-및-홈 인서트는 백업 또는 2차 밀봉부로서 및 능동 부품 및 기판 블록상에 포트를 적절하게 정렬시키는 추가적인 보조물로서, 전술된 이동가능한 인서트에 추가하여 사용될 수 있다. 도17a는 본 발명의 일 실시예에 따르는 1차 밀봉 인서트(1770)에 대한 돌기-및-홈 2차 밀봉부(1790)의 위치를 도시한다. 다른 실시예에서, 돌기-및-홈 구조는 1차 밀봉 구조(원하는 흐름 경로에 가장 가까운)일 수 있고, 밀봉 인서트는 2차 밀봉부일 수 있다. 도17b 내지 17d는 2차 또는 1차 밀봉 구조로서 사용될 수 있는 다양한 가능한 돌기-및-홈 구조를 나타낸다. 도17b는 단순한 대응하는 돌기-및-홈 링(1790)을 나타낸다. 도17c는 도17b의 돌기 링을 손상으로부터 보호하도록 작용하는 역동심 쇼울더(reversed concentric shoulder, 1792)의 추가를 나타낸다. 도17d는 동심의 돌기-및-홈 링의 이중 세트(1793, 1794)를 나타낸다. 일부 실시예에서, 누출 검출기는 1차 및 2차 밀봉부 사이의 기판에 내장될 수 있다.

도18은 기판 블록(1802)이 기판 블록에 내장된 하나 이상의 능동 부품을 갖는 액체 화학물질 전달 시스템(1800)의 다른 실시예를 나타낸다. 도19는 내부 구조를 나타내는 기판 블록(1801)의 투시도이다. 도19의 실시예에서, 액체는 입구(1920A)를 통해 기판 블록 안으로 들어가서 유체 흐름 경로(1925), 체크 밸브(1992), 스태틱 믹서(static mixer, 1994)로 진행한다. 두 유체 스트림은 따라서 결합되어 출구 포트(1920B)를 통해 기판 블록을 빠져나간다. 기판 블록(1401)은 액체 화학물질과 사용하기 위해 전술된 바와 같이 폴리머 또는 불소폴리머로부터 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 기판 블록(1401)은 가스 혼합물과 사용하기 위해 스테인레스 스틸과 같은 금속으로부터 형성될 수 있다. 기판 블록(1401)은 능동 부품용 슬롯으로 형성될 수 있거나 슬롯/개구가 기판 블록 안에 기계가공될 수 있다. 흐름 경로는 전술된 바와 같이 형성되거나, 종래 기술 방법을 사용하여 기계가공될 수 있다. 일부 실시예에서, 내장된 능동 부품은 교체가능하고, 나사/파스너에 의해 제자리에 제거가능하게 고정된다.

많은 상이한 양태 및 실시예가 가능하다. 이러한 양태 및 실시예의 일부는 여기에 기재되어 있다. 이 명세서를 읽은 후, 당업자는 이 양태 및 실시예들이 오직 예시적인 것이며 본 발명의 범주를 한정하는 것이 아님을 이해할 것이다. 실시예들은 이하 열거되는 항목 중 하나 이상에 따른 것일 수 있다:

항목 1. 제1 표면에 형성된 제1 기판 포트 및 제2 기판 포트와, 제1 방향으로 연장되고 제1 기판 포트를 제2 기판 포트에 유동적으로 연결하는 제1 액체 통로를 포함하는 기판 블록; 제1 기판 포트에 유동적으로 연결된 제1 능동 부품 및 제1 능동 부품으로부터 구분되고 제2 기판 포트에 유동적으로 연결되는 제2 능동 부품을 포함하고; 제1 액체 통로는 죽은 볼륨 또는 액체 포획을 위한 영역을 갖지 않는 액체 전달 시스템.

항목 2. 제1 표면에 형성된 제1 기판 포트 및 제2 기판 포트와, 제1 방향으로 연장되고 제1 기판 포트를 제2 기판 포트에 유동적으로 연결하는 제1 액체 통로를 포함하는 기판 블록을 포함하고; 제1 기판 포트는 제1 능동 부품에 유동적으로 연결되도록 구성되고 제2 기판 포트는 제1 능동 부품으로부터 구분되는 제2 능동 부품에 유동적으로 연결되도록 구성되며; 제1 액체 통로는 죽은 볼륨 또는 액체 포획을 위한 영역을 갖지 않는 평탄한(smooth) 통로인, 액체 화학물질 분배 가능 시스템.

항목 3. 제1 표면에 형성된 제1 기판 포트 및 제2 기판 포트와, 제1 방향으로 연장되고 제1 기판 포트를 제2 기판 포트에 유동적으로 연결하는 제1 액체 통로를 포함하는 기판 블록을 포함하고; 제1 기판 포트는 제1 능동 부품에 유동적으로 연결되도록 구성되고 제2 기판 포트는 제1 능동 부품으로부터 구분되는 제2 능동 부품에 유동적으로 연결되도록 구성되며; 제1 액체 통로의 전체 볼륨은 유체 흐름에 따르는, 액체 화학물질 분배 가능 시스템.

항목 4. 액체 흐름이 액체 통로의 전체 볼륨을 따라 휩쓸고 가도록 제1 액체 통로가 형성된 상기 항목 중 하나.

항목 5. 제1 액체 통로의 전체 볼륨이 액체 흐름을 따르는 상기 항목 중 하나.

항목 6. 기판 블록은 폴리머 또는 불소폴리머를 포함하는 상기 항목 중 하나.

항목 7. 기판 블록은 폴리프로필렌, PTFE, 변형된 PTFE, 또는 PFA를 포함하는 상기 항목 중 하나.

항목 8. 기판 블록은 제1 표면상에 형성된 제3 및 제4 기판 포트와 제3 기판 포트를 제4 기판 포트에 유동적으로 연결하는 제2 액체 통로를 포함하는 상기 항목 중 하나.

항목 9. 기판 블록은 제1 기판 층의 상단 표면안에 평탄한 홈을 기계가공하고 제2 기판 증의 하단 표면안에 평탄한 홈을 일치시키고, 제1 기판 층상에 제2 기판 층을 위치시켜서 일치하는 홈이 액체 통로를 형성하도록 하고 두 층을 함께 접합하는 상기 항목 중 하나.

항목 10. 항목 9는 형성된 홈의 양단에서 제2 층을 통해 제1 및 제2 포트를 천공하는(drilling) 단계를 추가로 포함한다.

항목 11. 두 기판 층을 접합하는 단계는 열 및 압력의 적용에 의해 두 개의 폴리머 또는 불소폴리머 층을 함께 융착하는 단계를 포함하는 상기 항목 중 하나.

항목 12. 기판 블록은 폴리머 또는 불소폴리머를 몰딩함으로써 형성되는 상기 항목 중 하나.

항목 13. 항목 12에서 몰딩은 압축 몰딩, 등압 몰딩(isostatic molding), 용융 공정, 또는 사출 몰딩을 포함한다.

항목 14. 기판 블록은 몰드안에 불소폴리머를 소결함으로써 형성되는 상기 항목 중 하나.

항목 15. 기판 블록은 몰드 안에 두 개의 별도의 기판 층을 소결한 다음 두 층을 함께 융착함으로써 형성되는 상기 항목 중 하나.

항목 16. 능동 부품은 흐름 제어기, 압력 변환기, 유량 측정 센서, 압력 조정기, 및 밸브의 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 부품을 포함하는 상기 항목 중 하나.

항목 17. 액체 전달 시스템은 시스템 부품에 대한 자유 공간의 비율이 30% 이하, 20%이하, 10%이하, 또는 5%이하인 자유 공간을 갖는 점유 공간을 갖는 상기 항목 중 하나.

항목 18. 능동 부품 사이의 공간이 20mm 미만, 10mm 미만, 5mm 미만, 약 1mm, 또는 1mm 미만이 되도록 장착되는 다수의 능동 부품을 갖는 상기 항목 중 하나.

항목 19. 제1 표면에 형성된 제1 기판 포트 및 제2 기판 포트와, 제1 방향으로 연장되고 제1 기판 포트를 제2 기판 포트에 유동적으로 연결하는 제1 액체 통로를 포함하는 기판 블록; 제1 기판 포트에 유동적으로 연결된 하부 표면을 갖는 제1 능동 부품; 및 유체 접속부를 밀봉하는 밀봉 어셈블리를 포함하고, 밀봉 어셈블리는 제거가능한 밀봉 인서트를 포함하는 1차 밀봉부, 및 기판 블록의 제1 표면 및 능동 부품의 하부 표면안에 형성된 돌기-및-홈 구조를 포함하는 2차 밀봉부를 포함하는 액체 전달 시스템.

항목 20. 밀봉 인서트는 폴리머 또는 불소폴리머를 포함하는 항목 19.

항목 21. 밀봉 어셈블리는, 설치될 때, 수평 방향으로는 압축되지만 수직 방향으로는 압축되지 않는 밀봉 링을 포함하는 항목19 내지 20 중 하나.

항목 22. 2차 돌기-및 홈 구조는 기판 블록의 상부 표면 또는 능동 부품의 하부 표면 중 하나의 환형 홈 및 기판 블록의 상부 표면 또는 능동 부품의 하부 표면 중 다른 것으로부터 연장되는 대응하는 환형 돌기인 항목 19 내지 21중 하나.

항목 23. 돌기-및-홈 구조는 인서트 밀봉부보다 큰 직경을 갖는 환형 구조를 포함하는 항목 19 내지 22 중 하나.

항목 24. 돌기-및-홈 구조는 적어도 두 개의 동심 환형 돌기-및-홈 구조를 포함하는 항목 19 내지 23중 하나.

항목 25. 밀봉부는 밀봉부가 제자리에 있을 때 액체가 흐르는 원추형 중심 섹션을 포함하는 항목 19 내지 24중 하나.

항목 26. 원추형 중심 섹션의 밀봉 벽의 두께에 대한 원추형 중심 섹션의 콘(cone)의 높이의 비율은 약 0.5 내지 2.5, 약 1.0 내지 2.0, 1.1 내지 1.8, 1.1 내지 1.6인 항목 25.

여기에 기재된 본 발명은 넓은 응용성을 갖고 상기 예에서 기재되고 도시된 바와 같이 많은 이점을 제공할 수 있다. 실시예들은 특정 응용에 따라 크게 변경될 수 있으며, 모든 실시예가 모든 이점을 제공하고 본 발명에 의해 달성될 수 있는 모든 목적에 부합되는 것을 아닐 것이다.

용어 "자동(automatic)", "자동화된(automated)" 또는 유사한 용어가 여기에 사용될 때마다, 이 용어들은 자공 또는 자동화된 공정 또는 단계의 수동 개시를 포함하는 것으로 이해될 것이다. 논의 내용 및 청구범위에서, 용어 "포함하는(including)" 및 "포함하는(comprising)"은 개방적인(open-ended) 방식으로 사용되며, 따라서 "포함하지만, 제한되지는 않는..."을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 이 명세서에서 어떤 요어가 구체적으로 한정되지 않는 한, 그 의도는 이 용어가 평범하고 일반적인 의미로 제공하는 것이다. 첨부 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 달리 표시되지 않는 한, 실척으로 그려지지 않았다. 여기에 사용된 것처럼, 단어 "우측", "좌측", "하부", "상부", "하단(bottom)", "수평", "수직" 등은 참조가 이뤄지는 도면의 방향을 나타낸다. 이 용어는 오직 편의를 위해서 사용되며 제한하는 것이 아니다.

또한, 본 발명의 실시예는 컴퓨터 하드웨어 또는 소프트웨어, 또는 둘의 조합을 통해 구현될 수 있다는 것을 알아야 한다. 이 방법은 컴퓨터 프로그램으로 구성된 컴퓨터-판독가능 저장 매체를 포함하는, 표준 프로그래밍 기술을 사용하여 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있으며, 이렇게 구성된 저장 매체는 명세서에 기재된 이 방법 및 도면을 따라 컴퓨터가 특정의 사전규정된 방식으로 동작하도록 한다. 각각의 프로그램은 컴퓨터 시스템과 통신하기 위해 높은 수준의 절차적 또는 객체 지향 프로그래밍 언어로 구현될 수도 있다. 그러나, 이 프로그램은 필요한 경우 어셈블리 또는 기계 언어로 구현될 수 있다. 어떤 경우, 이 언어는 컴파일되거나 번역된 언어일 수 있다. 또한, 이 프로그램은 그 목적을 위해 프로그램된 전용 집적 회로에서 작동할 수 있다.

본 발명의 범주는 이 명세서에 기재된 프로세스, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 및 단계의 특정 실시예에 한정하기 위한 것이 아니다. 당업자는 본 발명의 개시를 용이하게 이해할 수 있기 때문에, 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 여기에 기재된 대응하는 실시예와 동일한 결과를 실질적으로 달성하는 현재 존재하거나 개발될 수 있는 프로세스, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 및 단계는 본 발명에 따라 활용될 수도 있다. 따라서, 첨부된 청구범위는 이러한 프로세스, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 및 단계와 같은 범부 내에 포함되도록 한다. 여기에 기재된 도면은 일반적으로 본 발명의 실시예를 반드시 적절한 비율 또는 축적으로 묘사하지는 않는다.

Claims

제1 표면에 형성된 제1 기판 포트 및 제2 기판 포트와, 제1 방향으로 연장되고 제1 기판 포트를 제2 기판 포트에 유동적으로 연결하는 제1 액체 통로를 포함하는 기판 블록;
제1 기판 포트 및 제1 능동 부품과 별개인 제2 능동 부품에 유동적으로 연결되고, 제2 기판 포트에 유동적으로 연결되는 제1 능동 부품을 포함하고,
제1 액체 통로는 죽은 볼륨 또는 액체 포획을 위한 영역을 갖지 않는
액체 전달 시스템.
제1항에 있어서,
제1 액체 통로는 액체 흐름이 액체 통로의 전체 볼륨을 따라 휩쓸고 가도록 형성되는
액체 전달 시스템.
제1항에 있어서,
제1 액체 통로의 전체 볼륨은 액체 흐름을 따르는
액체 전달 시스템.
제1항에 있어서,
기판 블록은 폴리머 또는 불소폴리머를 포함하는
액체 전달 시스템.
제1항에 있어서,
기판 블록은 폴리프로필렌, PTFE, 변형된 PTFE, 또는 PFA를 포함하는
액체 전달 시스템.
제1항에 있어서,
기판 블록은 제1 표면에 형성된 제3 및 제4 기판 포트와, 제3 기판 포트를 제4 기판 포트에 유동적으로 연결하는 제2 액체 통로를 포함하는
액체 전달 시스템.
제1항에 있어서,
기판 블록은, 제1 기판 층의 상단 표면에 평탄한 홈을 기계가공하고, 제2 기판 증의 하단 표면에 평탄한 홈을 일치시키고, 제1 기판 층상에 제2 기판 층을 위치시켜서 일치하는 홈이 액체 통로를 형성하도록 하고, 두 층을 함께 접합함으로써 형성되는
제7항에 있어서,
형성된 홈의 양단에서 제2 층을 통해 제1 및 제2 포트를 천공하는(drilling) 단계를 추가로 포함하는
액체 전달 시스템.
제1항에 있어서,
두 기판 층을 접합하는 단계는 열 및 압력의 적용에 의해 두 개의 폴리머 또는 불소폴리머 층을 함께 융착하는 단계를 포함하는
액체 전달 시스템.
제1항에 있어서,
기판 블록은 폴리머 또는 불소폴리머를 몰딩함으로써 형성되는
액체 전달 시스템.
제10항에 있어서,
몰딩은 압축 몰딩, 등압 몰딩(isostatic molding), 용융 공정을 포함하는
액체 전달 시스템.
제10항에 있어서,
몰딩은 사출 몰딩을 포함하는
액체 전달 시스템.
제1항에 있어서,
기판 블록은 몰드안의 불소폴리머를 소결함으로써 형성되는
액체 전달 시스템.
제1항에 있어서,
기판 블록은 몰드 안의 두 개의 별도의 기판 층을 소결한 다음 두 층을 함께 융착함으로써 형성되는
액체 전달 시스템.
제1항에 있어서,
제1 능동 부품은 흐름 제어기, 압력 변환기, 유량 측정 센서, 압력 조정기, 및 밸브의 그룹으로부터 선택되는 하나의 부품인
액체 전달 시스템.
제1항에 있어서,
액체 전달 시스템은 시스템 부분에 대한 자유 공간의 비율이 30% 이하인 점유 공간을 갖는
액체 전달 시스템.
제1항에 있어서,
액체 전달 시스템은 능동 부품 사이의 공간이 20mm 미만이 되도록 장착되는 다수의 능동 부품을 갖는
액체 전달 시스템.
제17항에 있어서,
다수의 능동 부품은 흐름 제어기, 압력 변환기, 유량 측정 센서, 압력 조정기, 및 밸브의 그룹으로부터 선택되는 둘 이상의 부품을 포함하는
액체 전달 시스템.
제1 표면에 형성된 제1 기판 포트 및 제2 기판 포트와, 제1 방향으로 연장되고 제1 기판 포트를 제2 기판 포트에 유동적으로 연결하는 제1 액체 통로를 포함하는 기판 블록을 포함하고,
제1 기판 포트는 제1 능동 부품에 유동적으로 연결되도록 구성되고, 제2 기판 포트는 제1 능동 부품으로부터 구분되는 제2 능동 부품에 유동적으로 연결되도록 구성되며,
제1 액체 통로는 죽은 볼륨 또는 액체 포획을 위한 영역을 갖지 않는 평탄한 통로인
액체 화학물질 분배 시스템.
제1 표면에 형성된 제1 기판 포트 및 제2 기판 포트와, 제1 방향으로 연장되고 제1 기판 포트를 제2 기판 포트에 유동적으로 연결하는 제1 액체 통로를 포함하는 기판 블록을 포함하고,
제1 기판 포트는 제1 능동 부품에 유동적으로 연결되도록 구성되고, 제2 기판 포트는 제1 능동 부품으로부터 구분되는 제2 능동 부품에 유동적으로 연결되도록 구성되며,
제1 액체 통로의 전체 볼륨은 유체 흐름에 따르는
액체 화학물질 분배 시스템.
제19항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 액체 통로는 액체 흐름이 액체 통로의 전체 볼륨을 따라 휩쓸고 가도록 형성되는
액체 화학물질 분배 시스템.
제19항에 있어서,
제1 액체 통로의 전체 볼륨은 유체 흐름에 따르는
액체 화학물질 분배 시스템.
제19항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
기판 블록은 폴리머 또는 불소폴리머를 포함하는
액체 화학물질 분배 시스템.
제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
기판 블록은 폴리프로필렌, PTFE, 변형된 PTFE, 또는 PFA를 포함하는
액체 화학물질 분배 시스템.
제19항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
기판 블록은 제1 표면에 형성되는 제3 및 제4 기판 포트와, 제3 기판 포트를 제3 기판 포트에 유동적으로 연결하는 제2 액체 통로를 포함하는
액체 화학물질 분배 시스템.
제19항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
기판 블록은 제1 기판 층의 상부 표면에 평탄한 홈을 기계가공하고 제2 기판 층의 하단 표면에 평탄한 표면을 일치시키고, 제2 기판층상에 제2 기판 층을 위치시켜서 일치하는 홈이 액체 통로를 형성하도록 하고, 두 층을 함께 접합함으로써 형성되는
액체 화학물질 분배 시스템.
제26항에 있어서,
형성된 홈의 양 단부에서 제2 층을 통해 제1 포트 및 제2 포트를 천공하는 단계를 추가로 포함하는
액체 화학물질 분배 시스템.
제19항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
두 기판 층을 접합하는 단계는 열 및 압력의 적용에 의해 두 개의 폴리머 또는 불소폴리머 층을 함께 융착하는 단계를 포함하는
액체 화학물질 분배 시스템.
제19항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
기판 블록은 폴리머 또는 불소폴리머를 몰딩함으로써 형성되는
액체 화학물질 분배 시스템.
제29항에 있어서,
몰딩은 압축 몰딩, 등압 몰딩(isostatic molding), 용융 공정을 포함하는
액체 화학물질 분배 시스템.
제19항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
기판 블록은 몰드안의 불소폴리머를 소결함으로써 형성되는
액체 화학물질 분배 시스템.
제19항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
기판 블록은 몰드 안의 두 개의 별도의 기판 층을 소결한 다음 두 층을 함께 융착함으로써 형성되는
액체 화학물질 분배 시스템.
제19항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 능동 부품은 흐름 제어기, 압력 변환기, 유량 측정 센서, 압력 조정기, 및 밸브의 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 부품을 포함하는
액체 화학물질 분배 시스템.
제19항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
액체 전달 시스템은 시스템 부품에 대한 자유 공간의 비율이 30% 이하, 20%이하, 10%이하, 또는 5%이하인 자유 공간을 갖는 점유 공간을 갖는
액체 화학물질 분배 시스템.
제19항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
액체 전달 시스템은 능동 부품 사이의 공간이 20mm 미만, 10mm 미만, 5mm 미만, 약 1mm, 또는 1mm 미만이 되도록 장착되는 다수의 능동 부품을 갖는
액체 화학물질 분배 시스템.
제1 표면에 형성된 제1 기판 포트 및 제2 기판 포트와, 제1 방향으로 연장되고 제1 기판 포트를 제2 기판 포트에 유동적으로 연결하는 제1 액체 통로를 포함하는 기판 블록;
제1 기판 포트에 유동적으로 연결된 하부 표면을 갖는 제1 능동 부품; 및
유체 접속부를 밀봉하는 밀봉 어셈블리를 포함하고,
밀봉 어셈블리는 제거가능한 밀봉 인서트를 포함하는 1차 밀봉부, 및 기판 블록의 제1 표면 및 능동 부품의 하부 표면안에 형성되는 돌기-및-홈 구조를 포함하는 2차 밀봉부를 포함하는
액체 전달 시스템.
제36항에 있어서,
밀봉 인서트는 폴리머 또는 불소폴리머를 포함하는
액체 전달 시스템.
제36항 또는 제37항에 있어서,
밀봉 어셈블리는, 설치될 때, 수평 방향으로는 압축되지만 수직 방향으로는 압축되지 않는 밀봉 링을 포함하는
액체 전달 시스템.
제36항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서,
2차 돌기-및 홈 구조는 기판 블록의 상부 표면 또는 능동 부품의 하부 표면 중 하나의 환형 홈 및 기판 블록의 상부 표면 또는 능동 부품의 하부 표면 중 다른 것으로부터 연장되는 대응하는 환형 돌기인
액체 전달 시스템.
제36항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
돌기-및-홈 구조는 인서트 밀봉부보다 큰 직경을 갖는 환형 구조를 포함하는
액체 전달 시스템.
제36항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서,
돌기-및-홈 구조는 적어도 두 개의 동심 환형 돌기-및-홈 구조를 포함하는
액체 전달 시스템.
제36항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서,
밀봉부는 밀봉부가 제자리에 있을 때 액체가 흐르는 원추형 중심 섹션을 포함하는
액체 전달 시스템.
제42항에 있어서,
원추형 중심 섹션의 밀봉 벽의 두께에 대한 원추형 중심 섹션의 콘(cone)의 높이의 비율은 약 0.5 내지 2.5, 약 1.0 내지 2.0, 1.1 내지 1.8, 1.1 내지 1.6인
액체 전달 시스템.