KR20230041614A - 액체를 가열하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

액체를 가열하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230041614A
KR20230041614A KR1020220113914A KR20220113914A KR20230041614A KR 20230041614 A KR20230041614 A KR 20230041614A KR 1020220113914 A KR1020220113914 A KR 1020220113914A KR 20220113914 A KR20220113914 A KR 20220113914A KR 20230041614 A KR20230041614 A KR 20230041614A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pipe
liquid
heating
valve assembly
diameter
Prior art date
Application number
KR1020220113914A
Other languages
English (en)
Inventor
앤드류 마이클 예드낙 Iii
Original Assignee
에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. filed Critical 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이.
Publication of KR20230041614A publication Critical patent/KR20230041614A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45561—Gas plumbing upstream of the reaction chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L53/00—Heating of pipes or pipe systems; Cooling of pipes or pipe systems
    • F16L53/30—Heating of pipes or pipe systems
    • F16L53/35—Ohmic-resistance heating
    • F16L53/38—Ohmic-resistance heating using elongate electric heating elements, e.g. wires or ribbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B01D1/0011—Heating features
    • B01D1/0041—Use of fluids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/48—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
    • C23C16/485—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation using synchrotron radiation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L53/00—Heating of pipes or pipe systems; Cooling of pipes or pipe systems
    • F16L53/30—Heating of pipes or pipe systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67023—Apparatus for fluid treatment for general liquid treatment, e.g. etching followed by cleaning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/6416—With heating or cooling of the system

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)

Abstract

액체를 가열할 수 있는 장치는, 벌크 소스로부터 유입 액체를 수용하도록 구성된 밸브 어셈블리를 제공할 수 있다. 밸브 어셈블리는 파이프 시스템을 통해 소스 용기로 액체의 흐름을 제어할 수 있다. 파이프 시스템은 밸브 어셈블리에 직접 연결된 제1 파이프, 및 제1 파이프로부터 하류에 있고 제1 파이프와 소스 밸브 사이에 연결된 제2 파이프를 포함한다. 제2 파이프는, 제2 파이프를 둘러싸는 가열 시스템으로 가열되고, 제2 파이프는 제1 파이프의 직경보다 큰 직경을 갖는다.

Description

액체를 가열하기 위한 장치 및 방법{METHODS AND APPARATUS FOR HEATING A LIQUID}
본 개시는 일반적으로 파이프 시스템에서 액체를 가열하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 반도체 소자의 제작 중에 사용되는 액체 화학 물질을 선택적으로 가열하기 위한 시스템에 관한 것이다.
반도체 소자의 제작 중에 사용되는 장비는, 제작 공정 동안에 화학 반응을 수행하는 데 직접 사용되는 소스 용기를 수용할 수 있다. 소스 용기는 원하는 화학 반응을 달성하기 위해 가열되는 액체 화학 물질을 함유할 수 있다. 그러나, 소스 용기는 주기적으로 리필되어야 하고, 종래의 시스템은 원하는 화학 반응에 요구되는 것보다 낮은 온도인 유입 액체를 제공한다. 따라서, 리필 액체는 화학 반응을 계속하기 위해 원하는 온도로 가열되어야 한다. 리필 액체를 원하는 온도로 가열하는 것은 시간 소모적이며, 이러한 시간 동안 제조 공정을 일시 정지해야 한다. 소스 용기에 들어가기 이전에 액체를 예열하기 위한 종래의 방법은, 유입되는 액체의 온도에 비해 소스 용기 내의 원하는 액체 온도의 고온 차이로 인해 고온 공정에서 적절하지 않다.
액체를 가열할 수 있는 장치는, 벌크 소스로부터 유입 액체를 수용하도록 구성된 밸브 어셈블리를 제공할 수 있다. 밸브 어셈블리는 파이프 시스템을 통해 소스 용기로 액체의 흐름을 제어할 수 있다. 파이프 시스템은 밸브 어셈블리에 직접 연결된 제1 파이프, 및 제1 파이프로부터 하류에 있고 제1 파이프와 소스 밸브 사이에 연결된 제2 파이프를 포함한다. 제2 파이프는, 제2 파이프를 둘러싸는 가열 시스템으로 가열되고, 제2 파이프는 제1 파이프의 직경보다 큰 직경을 갖는다.
본원에 개시된 본 발명의 이러한 그리고 기타 특징, 양태 및 장점은 특정 구현예의 도면을 참조하여 아래에 설명될 것이고, 이는 본 발명을 예시하기 위함이고, 본 발명을 한정하기 위함은 아니다.
도 1은 본 기술의 예시적인 구현예에 따라 액체를 가열하기 위한 시스템을 대표적으로 나타낸다.
도 2는 본 기술의 대안적인 구현예에 따라 액체를 가열하기 위한 시스템을 대표적으로 나타낸다.
도 3은 본 기술의 예시적인 구현예에 따라 액체를 가열하기 위한 파이프 시스템의 단면도이다.
도 4는 본 기술의 대안적인 구현예에 따라 액체를 가열하기 위한 파이프 시스템의 단면도이다.
도 5는 본 기술의 또 다른 구현예에 따라 액체를 가열하기 위한 시스템을 대표적으로 나타낸다.
도 6은 도 5의 예시적인 시스템에 따라 액체를 가열하기 위한 파이프 시스템의 단면도이다.
도 7은 본 기술의 일 구현예에 따른 캐스트 히터의 사시도이다.
도면의 요소는 간략하고 명료하게 도시되어 있으며, 반드시 축적대로 도시되지 않았음을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 개시에서 예시된 구현예의 이해를 돕기 위해 도면 중 일부 구성 요소의 상대적 크기는 다른 구성 요소에 비해 과장될 수 있다.
이제 유사한 참조 번호가 본 개시의 유사한 구조적 특징 또는 양태를 식별하는 도면을 참조한다. 설명 및 예시를 위해, 그리고 제한하지 않고, 본 개시에 따른 반도체 처리 시스템 예시의 부분 도면이 도 1에 나타나 있고, 일반적으로 참조 문자 100으로 지정되어 있다. 본 개시에 따라, 반도체 처리 시스템이 다른 예시 및 그 양태가 도 2 내지 도 6에 설명될 수 있는 바와 같이 제공된다. 본 개시의 시스템 및 방법은, 반도체 처리에 사용되는 소스 용기로 들어가기 이전에 액체를 예열하는 것과 같이, 액체를 가열하는 데 사용될 수 있지만, 본 개시는 반도체 처리에 사용되는 소스 용기에 들어가기 이전에 액체를 예열하거나 일반적으로 액체를 가열하는 것에 제한되지 않는다.
아래에 제공된 예시적인 구현예의 설명은 단지 예시적인 것이고, 예시의 목적으로만 의도된 것이며; 다음의 설명은 본 개시의 범주 또는 청구범위를 한정하고자 함이 아니다. 또한, 특징부를 기술한 다수 구현예를 인용하는 것이 추가적인 특징부를 갖는 다른 구현예 또는 명시된 특징부의 다른 조합을 포함한 다른 구현예를 배제하고자 함이 아니다.
본 개시는 일반적으로 액체를 가열할 수 있는 시스템 및 장치에 관한 것이다. 또한, 본 기술의 일부 양태는 일반적으로 액체가 소스 용기로 들어가기 이전에 액체를 예열하는 것에 관한 것이다.
도 1을 참조하면, 시스템(100)은 반도체 소자를 제작하기 위한 공정에 사용되는 화학 액체와 같은 액체(165)를 저장하기 위한 외부 벌크 용기(105)를 포함할 수 있다. 시스템(100)은, 액체(165)의 흐름을 제어하고/제어하거나 반응 화학 물질을 생성하기 위한 툴(110)을 추가로 포함할 수 있다. 외부 벌크 용기(105)는, 다양한 파이프, 밸브 및 액체 저장 용기를 수용하는 툴(110)에 유체 연결될 수 있다. 예를 들어, 외부 벌크 용기(105)는 제1 파이프 시스템(120)(제1 파이프 서브 시스템이라고도 지칭됨)을 통해 툴(110)에 연결될 수 있다. 외부 벌크 용기(105) 내의 액체(165)는 20℃ 내지 30℃ 범위, 예를 들어 대략 25℃의 온도를 가질 수 있다. 또한, 액체(165)는 제1 파이프 시스템(120)을 통해 툴(110) 내로 흐르는 동안 그 온도를 유지할 수 있다.
제1 파이프 시스템(120)은 외부 벌크 용기(105)로부터 툴(110)까지 액체 화학 물질(165)을 흐르게 하도록 구성될 수 있고, 원하는 유량을 유지하기에 적합한 임의의 개수의 파이프, 펌프 및/또는 밸브를 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 제1 파이프 시스템(120)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 열 전도성 금속으로 제조될 수 있다. 다양한 구현예에서, 제1 파이프 시스템(120)은 외부 소스에 의해 가열되지 않는다. 그러나, 다른 구현예에서, 제1 파이프 시스템(120)은 히터 재킷 등과 같은 외부 소스(미도시)에 의해 가열될 수 있다.
툴(110)은 액체(165)의 흐름을 제어하고/제어하거나 액체(165)를 가열하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 툴(110)은 밸브 어셈블리(160), 제2 파이프 시스템(125)(제2 파이프 서브 시스템이라고도 지칭됨), 가열 시스템, 및 소스 용기(115)를 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 툴(110)은 밸브 어셈블리(160), 제2 파이프 시스템(125), 가열 시스템, 및 소스 용기(115)를 둘러싸기 위한 하우징(미도시)을 추가로 포함할 수 있다.
밸브 어셈블리(160)는 외부 벌크 용기(105)로부터 유입 액체(165)를 수용하고 하류 구성 요소로의 액체(165) 흐름을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 밸브 어셈블리(160)는 제1 파이프 시스템(120)에 연결될 수 있다. 밸브 어셈블리(160)는, 제1 파이프 시스템(120)으로부터 액체(165)의 흐름을 제어하기 위한 임의의 개수의 밸브, 펌프 및/또는 제어기를 포함할 수 있다. 제어된(즉, 개방 및 폐쇄된) 밸브 어셈블리(160)일 수 있는 밸브 어셈블리 내의 밸브 및/또는 펌프는, 밸브 어셈블리(160)의 작동을 제어하기에 적합한 외부 제어기, 마이크로프로세서, 또는 다른 장치 또는 시스템(미도시)에 의해 제어될 수 있다. 일부 구현예에서, 밸브 어셈블리(160)는 별도로 제어되는 가열 시스템 또는 장치로 가열될 수 있다.
일부 구현예에서, 밸브 어셈블리(160)는 60℃ 이하의 온도에서 액체를 수용하도록 제한될 수 있다. 이와 같이, 밸브 어셈블리(160)에 직접 연결된 유입 및/또는 유출 파이프는, 밸브 어셈블리(160)의 적절한 작동을 위해 밸브 어셈블리(160)의 온도 사양으로 제한될 수 있다. 또한, 밸브 어셈블리(160) 내로 흐르는 액체는, 밸브 어셈블리(160)의 적절한 작동을 위해 밸브 어셈블리(160)의 동일한 온도 사양으로 제한될 수 있다.
그러나, 다른 구현예에서, 밸브 어셈블리(160)는 그 자체가 가열될 수 있으므로 60℃ 이상의 온도에서 액체를 수용할 수 있다.
제2 파이프 시스템(125)은 밸브 어셈블리(160)로부터 소스 용기(115)로 액체(165)를 흐르게 하도록 구성될 수 있다. 다양한 구현예에서, 제2 파이프 시스템(125)은 원하는 대로 액체(165)를 유동시키기에 적합한 임의의 개수의 파이프, 밸브 등을 포함할 수 있다. 제2 파이프 시스템(125)은 설계 제약 및/또는 물리적 제약에 기초하여 임의의 적절한 길이를 가질 수 있다. 다양한 구현예에서, 제2 파이프 시스템(125)의 부분은 (예를 들어, 외부 가열 시스템으로) 가열될 수 있고, 제2 파이프 시스템(125)의 다른 부분은 가열되지 않을 수 있다.
다양한 구현예에서, 제2 파이프 시스템(125)은, 밸브 어셈블리(160)에 직접 연결되는 제1 부분(130)을 포함할 수 있다. 제1 부분(130)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 임의의 열 전도성 금속으로 제조될 수 있다. 다양한 구현예에서, 전술한 바와 같이, 제1 부분(130)의 가열은 밸브 어셈블리(160)의 작동을 방해할 수 있기 때문에, 제1 부분(130)은 외부 가열 소스에 의해 가열되지 않을 수 있다. 그러나, 다른 구현예에서, 제1 부분(130)은 히터 재킷 등과 같은 외부 가열 소스로 가열될 수 있다.
제1 부분(130)은 대략 2 인치 내지 10 선형 피트의 범위와 같이 임의의 적절한 길이를 가질 수 있고, 1/8 인치 내지 3 인치 범위의 직경을 가질 수 있다. 제1 부분(130)의 길이는 물리적 설계 제약 조건에 따라 및/또는 밸브 어셈블리(160)가 하류 구성 요소로부터 부주의하게 가열되지 않도록 보장하기 위해 선택될 수 있다. 예를 들어, 하우징은 물리적 공간을 정의할 수 있고, 툴(110) 내의 구성 요소의 물리적 배열을 지시할 수 있다. 제1 부분(130)은, 액체(165)를 밸브 어셈블리(160)로부터 제2 부분(135)으로 유동시키는 데 적합한 임의의 개수의 파이프, 밸브 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 밸브(미도시)가 제1 부분(130)과 제2 부분(135) 사이에 배치되어 제1 부분(130)으로부터 제2 부분(135)으로의 액체(165)의 흐름을 제어할 수 있다.
다양한 구현예에서, 제2 파이프 시스템(125)은 제1 부분(130)의 하류에 있는 제2 부분(135)을 추가로 포함할 수 있다. 구체적으로, 제2 부분(135)은 제1 부분(130)과 소스 용기(115) 사이에 연결될 수 있다. 다양한 구현예에서, 제2 부분(135)은 소스 용기(115)에 직접 연결될 수 있다. 대안적으로, 제2 부분(135)은 밸브(미도시)를 통해 소스 용기(115)에 연결될 수 있다.
제2 부분(135)은 임의의 적절한 길이를 가질 수 있고, 제2 부분(135)의 길이는 물리적 설계 제약조건에 따라 선택될 수 있다. 제2 부분(135)은, 액체(165)를 제1 부분(130)으로부터 소스 용기(115)로 유동시키는 데 적합한 임의의 개수의 파이프, 밸브 등을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 및 도 1을 참조하면, 제2 부분(135)은 제1 파이프(140) 및 제2 파이프(145)를 포함할 수 있다. 제1 파이프(140)는 제1 부분(130)으로부터 하류에 있고 이에 연결될 수 있다. 제2 파이프(145)는 밸브(175)를 통해 제1 파이프(140)로부터 하류에 연결될 수 있다. 밸브(175)는 차단 밸브, 방향 밸브, 다이어프램 밸브, 공압 밸브, 수동 밸브 등과 같은 임의의 적절한 밸브, 및 밸브(175)를 포함할 수 있고, 외부 제어기(미도시) 또는 마이크로프로세서(미도시)로 제어(즉, 개방 및 폐쇄)될 수 있다.
본 경우에, 제1 파이프(140)는 제1 부분(130)보다 큰 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 파이프(140)는 1/4 인치 내지 3 인치 범위의 직경을 가질 수 있다. 또한, 제1 파이프(140)는 1 리터 내지 5 리터 범위의 부피를 가질 수 있다. 다른 구현예에서, 제1 파이프(140)의 부피는 5 리터를 초과할 수 있다. 본 구현예에서, 제2 파이프(145)는 제1 파이프(140)보다 작은 직경을 가질 수 있다. 제2 파이프(145)의 직경은 제1 부분(130)의 직경과 같거나 더 클 수 있다. 제2 파이프(145)는 밸브(미도시) 및/또는 유입구 튜브(미도시)를 통해 소스 용기(115)에 연결될 수 있다.
본 구현예에서, 제1 파이프(140)는 액체(165)를 축적하거나 달리 보유할 수 있다. 즉, 액체(165)는 제1 파이프(140)를 통해 연속적으로 흐르지 않을 수 있지만, 오히려 제1 파이프(140)가 최대 부피 또는 다른 원하는 부피까지 채워진 후 일정 기간 동안 정체될 수 있다. 정체 기간 동안, 제1 파이프(140)에 축적된 액체(165)는, 원하는 온도로, 예컨대 80℃ 내지 200℃, 보다 구체적으로는 100℃ 내지 120℃의 범위로 가열될 수 있다. 다른 경우에, 액체(165)는 200℃를 초과하여 가열될 수 있다. 가열 온도는, 가열 요소의 최대 가열 용량 및/또는 제1 파이프(140) 및 연관된 구성 요소의 재료의 융점에 의해서만 제한될 수 있다. 밸브(175)는, 액체(165)가 제1 파이프(140)에 축적될 수 있도록 폐쇄될 수 있고, 그 다음 액체(165)가 제2 파이프(145)를 통해 소스 용기(115) 내로 흐를 수 있도록 개방될 수 있다.
대안적인 구현예에서, 그리고 도 2를 참조하면, 제2 부분(135)은, 1 내지 5 리터 범위의 부피 및 대략 1/8 인치 내지 대략 3 인치 범위의 직경을 갖는, 단일 파이프(240)를 포함할 수 있다. 파이프(240)는 제1 부분(130)의 하류로부터 연결될 수 있다. 본 경우에, 파이프(240)는 밸브(미도시) 및/또는 유입구 튜브(미도시)를 통해 소스 용기(115)에 연결될 수 있다.
다양한 구현예에서, 제1 파이프(240)는 액체(165)를 축적하거나 달리 보유할 수 있다. 즉, 액체(165)는 파이프(240)를 통해 연속적으로 흐르지 않을 수 있지만, 오히려 파이프(240)가 최대 부피 또는 다른 원하는 부피까지 채워진 후 일정 기간 동안 정체될 수 있다. 정체 기간 동안, 파이프(240)에 축적된 액체(165)는, 원하는 온도로, 예컨대 80℃ 내지 200℃, 보다 구체적으로는 100℃ 내지 120℃의 범위로 가열될 수 있다. 다른 경우에, 액체(165)는 200℃를 초과하여 가열될 수 있다. 가열 온도는, 가열 요소의 최대 가열 용량 및/또는 제1 파이프(140) 및 연관된 구성 요소의 재료의 융점에 의해서만 제한될 수 있다.
다양한 구현예에서, 파이프(240)는 제1 부분(130)에 직접 연결될 수 있다. 대안적인 구현예에서, 파이프(240)는 밸브(미도시)를 통해 제1 부분(130)에 연결될 수 있다.
다양한 구현예에서, 제2 부분(135)은 가열될 수 있다. 예를 들어, 도 4를 참조하면, 시스템(100)은 제2 부분(135)(예, 제2 파이프(145)와 함께 제1 파이프(140) 또는 제1 파이프(140))을 둘러싸는 히터 재킷(400)을 포함할 수 있다. 히터 재킷(400)은, 직물로 제조되고 후크 및 루프 패스너 등과 같은 패스너로 제2 부분(135)의 외부 표면 주위에 고정되는, 종래의 히터 재킷을 포함할 수 있다.
다른 구현예에서, 도 3을 참조하면, 시스템(100)은 제2 부분(135)(예, 제1 파이프(140) 또는 파이프(240))을 둘러싸는 클램프 히터(320)를 포함할 수 있다. 클램프 히터(320)는, 제2 부분(135)(예, 제1 파이프(140) 또는 파이프(240))의 외부 표면 주위에 배열된 제1 클램프 부분(300), 및 제2 클램프 부분(305)을 포함할 수 있다. 클램프 히터(320)는, 제1 및 제2 클램프 부분(300, 305)의 내부 부분에 각각 배열된 히터 요소(310, 315)를 추가로 포함할 수 있다. 히터 요소(310, 315)는 각각의 히터 클램프 부분(300, 305)을 통해 그리고 제2 부분(135)(예, 제1 파이프(140) 또는 파이프(240))의 길이를 따라 연장될 수 있다. 히터 요소(310, 315)는 히터 막대, 히터 카트리지 등을 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에서, 도 5 및 도 6을 참조하면, 시스템(100)은 캐스트 히터 시스템(600)을 포함할 수 있다. 캐스트 히터 시스템(600)은, 제1 파이프(140)를 둘러싸는 외부 몸체(615)를 포함할 수 있다. 본 경우에, 제1 파이프(140)는 가열 막대(605) 및 열전대(610) 주위로 꼬인다. 가열 막대(605)는 열을 발생시키도록 적절히 구성되고, 이는 제1 파이프(140)에 전달되고, 따라서 제1 파이프(140) 내부의 액체(165)를 가열할 수 있다. 가열 막대(605)는, 가열 막대(605)를 작동시키기 위해 전원(미도시) 및/또는 제어기(미도시)(또는 마이크로프로세서(미도시))에 전기적으로 연결될 수 있다.
유사하게, 예시적인 구현예에서, 제1 파이프(140)는 열전대(610) 주위로 꼬일 수 있고, 열전대(610)는 제1 파이프(140)의 외부 표면에 부착될 수 있다. 열전대(610)는 제1 파이프(140)의 온도를 측정하도록 구성되고 측정된 온도에 대응하는 신호(예, 전압 값)를 생성한다. 열전대(610)는 제어기에 전기적으로 연결될 수 있되, 제어기는 신호를 수신하고 신호를 수치 값으로 변환할 수 있다.
시스템(100)은, 가스 또는 증기를 소스 용기(115)로부터 반응 챔버(150)로 흐르도록 구성된 제3 파이프 시스템(155)을 추가로 포함할 수 있고, 원하는 유량을 유지하기에 적합한 임의의 개수의 파이프, 펌프, 및/또는 밸브를 포함할 수 있다.
소스 용기(115)는 액체(165)를 유지하거나 달리 함유하도록 구성될 수 있다. 소스 용기(115)는 임의의 적절한 형상 및 크기일 수 있다. 예를 들어, 소스 용기(115)는 원통 형상 또는 큐브 또는 직육면체 형상일 수 있다. 또한, 소스 용기(115)는 기밀되도록 추가 구성될 수 있다. 예를 들어, 소스 용기(115)는, 공기가 소스 용기(115)로 들어가는 것을 방지하기 위해, 실리콘 또는 고무로 만들어진 개스킷 또는 o-링을 갖는 기밀 덮개를 포함할 수 있다. 대안적으로, 덮개는 소스 용기(115)에 용접될 수 있다. 다양한 구현예에서, 소스 용기(115)는 소스 용기(115)를 둘러싸는 히터 재킷과 같은 외부 가열 시스템(170)으로 가열되어, 소스 용기(115) 내부의 액체가 원하는 온도를 유지하는 것을 보장할 수 있다. 소스 용기(115)의 온도는 특정 응용, 공정, 화학 반응 등에 따라 선택될 수 있다. 예를 들어, 가열 시스템(170)은 원하는 공정 또는 화학 반응을 수행하기 위해 소스 용기(115) 내의 액체를 대략 120℃까지 가열할 수 있다.
다양한 작동에서, 도 1을 참조하면, 제어기(미도시)(또는 마이크로프로세서(미도시))는 외부 벌크 용기(105) 밖으로 제1 파이프 시스템(120)을 통해 그리고 밸브 어셈블리(160) 내로 액체(165)의 흐름을 제어할 수 있다. 그 다음, 제어기(미도시)는 밸브 어셈블리(160)의 작동을 제어하여 제1 파이프 시스템(120)으로부터 밸브 어셈블리(160)를 통해 그리고 제2 파이프 시스템(125) 내로 액체(165)를 흐르게 할 수 있다. 다양한 작동에서, 일단 제2 부분(135)에 저장된 액체(165)가 가열되면, 제2 부분(135)으로부터의 액체(165)가 소스 용기(115) 내로 흐른다.
하나의 작동에서, 액체(165)는 제1 부분(130)을 통해 흐른 다음 제2 부분(135)에, 예를 들어 제1 파이프(140)에 축적될 수 있다. 제1 파이프(140)가 액체(165)를 축적한 이후, 제1 파이프(140)는 액체(165)가 원하는 온도로 가열될 때까지 액체(165)를 계속 저장할 수 있다. 액체(165)가 원하는 온도에 도달한 이후, 액체(165)는 소스 용기(115) 내로 흘러 들어갈 수 있다. 본 경우에, 액체(165)는 제1 파이프(140)로부터 그 다음 제2 파이프(145)로, 그 다음 소스 용기(115)로 흘러갈 수 있다.
대안적인 작동에서, 액체(165)는 제1 부분(130)을 통해 흐른 다음 제2 부분(135)에, 예를 들어 파이프(240)에 축적될 수 있다. 파이프(240)가 액체(165)를 축적한 이후, 파이프(240)는 액체(165)가 원하는 온도로 가열될 때까지 액체(165)를 계속 저장할 수 있다. 액체(165)가 원하는 온도에 도달한 이후, 액체(165)는 소스 용기(115) 내로 흘러 들어갈 수 있다. 본 경우에서, 액체(165)는, 파이프(240)보다 직경이 더 작은 중간 파이프 없이, 파이프(240)로부터 그 다음 소스 용기(115)로 흘러갈 수 있다.
다양한 작동에서, 액체(165)는 일단 가열되면, 소스 용기(115)가 가득 차거나 반응 공정을 계속하기 위해 원하는 수준/부피에 도달할 때까지 소스 용기(115) 내로 흐른다.
이러한 개시가 특정 구현예 및 실시예의 맥락에서 제공되었지만, 당업자는 본 개시가 특정하게 설명된 구현예를 넘어 다른 대안적인 구현예 및/또는 구현예의 용도로 확장되고 이의 변형 및 균등물이 명백함을 이해할 것이다. 또한, 본 개시의 몇몇 다양한 실시예가 도시되고 상세하게 기술되었지만, 본 개시의 범위 내에 있는 다른 변형이 본 개시에 기초하여 당업자에게 쉽게 명백해질 것이다. 구현예의 구체적 특징 및 양태의 다양한 조합 또는 하위 조합이 이루어질 수 있고 이 조합은 여전히 본 개시의 범주 내에 여전히 있다고 또한 간주된다. 개시된 구현예의 다양한 특징 및 측면은 본 개시의 구현예의 다양한 모드를 형성하기 위해 서로 조합될 수 있거나 대체될 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 본 개시의 범주는 전술되고 구체적으로 개시된 구현예에 의해 제한되지 않도록 의도된다.

Claims (20)

  1. 액체를 가열하기 위한 장치로서,
    상기 액체를 수용하도록 구성된 밸브 어셈블리;
    상기 밸브 어셈블리로부터 하류에 있고 상기 액체를 흐르게 하도록 구성된 파이프 시스템(상기 파이프 시스템은,
    상기 밸브 어셈블리에 직접 연결되고 제1 직경을 갖는 제1 파이프를 포함한 제1 파이프 서브 시스템; 및
    상기 제1 파이프로부터 하류에 있고 상기 제1 직경보다 더 큰 제2 직경을 갖는 제2 파이프를 포함한 제2 파이프 서브 시스템을 포함함);
    상기 제2 파이프 서브 시스템 주위에 배열된 가열 시스템; 및
    상기 제2 파이프 서브 시스템에 연결되고 그로부터 하류에 있는 소스 용기를 포함하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 파이프 서브 시스템은, 상기 제2 파이프로부터 하류에 있고 상기 제2 직경보다 작은 제3 직경을 갖는. 제3 파이프를 추가로 포함하는, 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 파이프는 코일 형상인, 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 가열 시스템은 상기 코일을 둘러싸는 캐스트 히터를 포함하고, 상기 캐스트 히터는 가열 카트리지를 포함하는, 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 가열 시스템은 상기 제2 파이프를 둘러싼 히터 재킷을 포함하는, 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 가열 시스템은 상기 제2 파이프를 둘러싼 클램프 히터를 포함하는, 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 밸브 어셈블리에 의해 수용되는 액체는 20℃ 내지 30℃ 범위의 온도를 갖는, 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 가열 시스템은 상기 제2 파이프 서브 시스템 내의 액체를 100℃ 내지 120℃ 범위의 온도로 가열하도록 구성되는, 장치.
  9. 시스템으로서,
    액체를 유지하도록 구성된 벌크 용기;
    상기 벌크 용기에 연결되고 그로부터 하류에 있고 상기 액체를 흐르게 하도록 구성된 제1 파이프 시스템;
    상기 제1 파이프 시스템에 연결되고 그로부터 하류에 있으며 상기 액체의 흐름을 제어하도록 구성된 밸브 어셈블리;
    상기 밸브 어셈블리에 연결되고 상기 제1 파이프 시스템으로부터 하류에 있는 제2 파이프 시스템(상기 제2 파이프 시스템은,
    상기 밸브 어셈블리에 직접 연결되고 제1 직경을 갖고 상기 액체를 흐르게 하도록 구성된 제1 파이프; 및
    상기 제1 파이프로부터 하류에 있고 상기 제1 직경보다 큰 제2 직경을 갖고 상기 액체의 부피를 축적하도록 구성된 제2 파이프를 포함함);
    상기 제2 파이프 주위에 배열된 가열 시스템; 및
    상기 제2 파이프 시스템에 연결되고 그로부터 하류에 있는 소스 용기를 포함하는, 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 파이프는 상기 가열 시스템과의 접촉이 결여되는, 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제2 파이프 서브 시스템은 상기 제2 파이프로부터 하류에 있고 상기 제2 직경보다 작은 제3 직경을 갖는 제3 파이프를 추가로 포함하고, 상기 가열 시스템은 상기 제3 파이프 주위에 배열되는, 시스템.
  12. 제9항에 있어서, 상기 가열 시스템은 상기 제2 파이프 서브 시스템 내의 축적된 부피의 액체를 100℃ 내지 120℃ 범위의 온도로 가열하도록 구성되는, 시스템.
  13. 제9항에 있어서, 상기 벌크 용기는 20℃ 내지 30℃ 범위의 온도를 갖는 액체를 유지하도록 구성되는, 시스템.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제2 파이프는 코일 형상이고,
    상기 가열 시스템은 상기 코일을 둘러싸는 캐스트 히터를 포함하고, 상기 캐스트 히터는 가열 카트리지를 포함하는, 시스템.
  15. 제9항에 있어서, 상기 가열 시스템은 상기 제2 파이프를 둘러싼 히터 재킷을 포함하는, 시스템.
  16. 액체의 부피를 가열하기 위한 방법으로서,
    상기 액체를 벌크 용기로부터 밸브 어셈블리로 제1 파이프 시스템을 통해 유동시키되, 상기 밸브 어셈블리 내로 유동하는 상기 액체는 20℃ 내지 30℃ 범위의 온도를 갖는 단계;
    상기 액체를 상기 밸브 어셈블리를 통해 유동시키는 단계;
    상기 액체를 상기 밸브 어셈블리로부터 제2 파이프 시스템으로 유동시키는 단계(상기 제2 파이프 시스템은,
    제1 직경을 갖는 제1 파이프; 및
    상기 제1 파이프로부터 하류에 있고 상기 제1 직경보다 큰 제2 직경을 갖는 제2 파이프를 포함함);
    상기 액체를 상기 제2 파이프에 축적하는 단계;
    상기 제2 파이프 내의 액체를 가열하는 단계; 및
    상기 가열된 액체를 상기 제2 파이프로부터 소스 용기로 유동시키는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 가열된 액체를 상기 제2 파이프로부터 상기 제2 파이프의 하류에 위치한 제3 파이프로 직접 유동시키되, 상기 제3 파이프는 상기 제2 직경보다 작은 제3 직경을 갖는 단계; 및
    상기 가열된 액체를 상기 제3 파이프로부터 바로 소스 용기로 유동시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 액체를 가열하는 단계는 상기 제2 파이프의 외부 주위에 가열 장치를 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제2 파이프 내의 액체를 가열하는 단계는 100℃ 내지 120℃ 범위의 온도로 상기 액체를 가열하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 제16항에 있어서, 상기 제2 파이프 내의 액체를 가열하는 단계는 80℃ 내지 200℃ 범위의 온도로 상기 액체를 가열하는 단계를 포함하는, 방법.
KR1020220113914A 2021-09-17 2022-09-08 액체를 가열하기 위한 방법 및 장치 KR20230041614A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163245461P 2021-09-17 2021-09-17
US63/245,461 2021-09-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230041614A true KR20230041614A (ko) 2023-03-24

Family

ID=85523595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220113914A KR20230041614A (ko) 2021-09-17 2022-09-08 액체를 가열하기 위한 방법 및 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11988316B2 (ko)
JP (1) JP2023044659A (ko)
KR (1) KR20230041614A (ko)
CN (1) CN115823741A (ko)
TW (1) TW202319697A (ko)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3596674A (en) 1968-06-13 1971-08-03 Niigata Engineering Co Ltd Submarine piping system for transferring liquids
US5630878A (en) * 1994-02-20 1997-05-20 Stec Inc. Liquid material-vaporizing and supplying apparatus
TW565626B (en) * 1996-11-20 2003-12-11 Ebara Corp Liquid feed vaporization system and gas injection device
US6906164B2 (en) 2000-12-07 2005-06-14 Eastman Chemical Company Polyester process using a pipe reactor
US7031851B2 (en) 2003-04-25 2006-04-18 Imi Vision Method of determining valve leakage based on upstream and downstream temperature measurements
DE10326894B3 (de) * 2003-06-14 2004-09-30 Rasmussen Gmbh Heizvorrichtung mit einer elektrischen Wärmequelle zum Erwärmen eines Fluids in einer Fluidleitung eines Kraftfahrzeugs
JP5461786B2 (ja) * 2008-04-01 2014-04-02 株式会社フジキン 気化器を備えたガス供給装置
US9096931B2 (en) * 2011-10-27 2015-08-04 Asm America, Inc Deposition valve assembly and method of heating the same
US11581186B2 (en) * 2016-12-15 2023-02-14 Asm Ip Holding B.V. Sequential infiltration synthesis apparatus
US11421320B2 (en) 2017-12-07 2022-08-23 Entegris, Inc. Chemical delivery system and method of operating the chemical delivery system
US20210071301A1 (en) 2019-09-10 2021-03-11 Asm Ip Holding B.V. Fill vessels and connectors for chemical sublimators

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023044659A (ja) 2023-03-30
CN115823741A (zh) 2023-03-21
US11988316B2 (en) 2024-05-21
TW202319697A (zh) 2023-05-16
US20230091275A1 (en) 2023-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6360546B1 (en) Fluid storage and dispensing system featuring externally adjustable regulator assembly for high flow dispensing
RU2517972C2 (ru) Терморегулятор давления
CN1942979B (zh) 低温电缆的循环冷却系统
US4854128A (en) Cryogen supply system
CN111157221B (zh) 一种低压临界热流密度实验系统及实验方法
US8307843B2 (en) Temperature-controlled pressure regulators
JP5350824B2 (ja) 液体材料の気化供給システム
US6269692B1 (en) Mass flow measuring assembly having low pressure drop and fast response time
JP2008267496A (ja) 水素ガス冷却装置
JP2019132371A (ja) 液化ガス供給装置及び液化ガス供給方法
JP5475988B2 (ja) マイクロリアクタ
JP7314462B2 (ja) 温調装置
US7140264B2 (en) Sampler and method of dispensing and cooling a fluid
KR20230041614A (ko) 액체를 가열하기 위한 방법 및 장치
JP2005511972A (ja) 電気的液化石油ガスベーパライザー
KR101408008B1 (ko) 에어 밸브
KR200332134Y1 (ko) 가스 흡탈착 특성 측정장치
JP5305437B2 (ja) オリフィス型温度調節用ヒーター
JP7185886B2 (ja) アンモニア充填システム
KR20200001256A (ko) 열교환기 및 그를 가지는 가온장치
TWI840534B (zh) 調溫裝置
JP4964462B2 (ja) 高圧ガス供給装置および高圧ガス供給方法
JP2005156315A (ja) 熱伝導率測定装置及び熱伝導率測定システム並びに熱伝導率測定方法
JP2021188804A (ja) プレート式熱交換器
JP4304333B2 (ja) 熱風ヒータ