KR20230042364A - 가열식 밸브 매니폴드 조립체를 구비한 시스템 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

총 표면적을 갖는 열 전도성 플레이트로서, 제 1 측면 및 제 2 측면을 구비한 상기 열 전도성 플레이트; 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트와 접촉하는 적어도 하나의 히터; 복수의 밸브와 관을 포함하는 밸브 매니폴드로서, 상기 복수의 상기 밸브와 관이 총 표면적을 가지며, 상기 복수의 밸브와 관의 표면적의 일부가 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트와 접촉하는 것인, 밸브 매니폴드; 및 (i) 상기 일부가 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트와 접촉하는 상기 복수의 상기 밸브와 관의 표면적의 과반, (ii) 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트와 접촉하고 있는 상기 적어도 하나의 히터, 및 (iii) 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트의 표면적의 과반을 덮는 하나 이상의 단열재 층을 포함하는 적어도 하나의 가열식 밸브 매니폴드 조립체를 구비한 반도체 제조용 시스템.

Description

가열식 밸브 매니폴드 조립체를 구비한 시스템 및 그 제조 방법

관련 출원의 교차 참조

본 출원은 2020년 7월 28일에 출원된 미국 가출원 제 63/057,872 호에 대한 우선권을 주장하며, 그 전체 내용이 허용 가능한 모든 목적으로 본원에 참조로서 인용된다.

본 발명은 가열식 밸브 매니폴드 조립체, 이를 구비한 시스템 및 이의 조립 방법 및 수리 방법에 관한 것이다.

산업 시설 내부에 위치한 일련의 사용 지점으로 화학 물질을 분배하여야 하는 경우가 종종 있다. 예를 들어, 반도체 제조 시설에서는, 포토레지스트, 슬러리, 불화수소산, 과산화수소, 수산화암모늄 등과 같은 액체 화학 물질이 반도체 제조에 사용되는 각종 장비에 분배된다. 유사하게, 불화수소, 삼불화질소 및 무수 암모니아와 같은 기상 화학 물질이 또한 이러한 방식의 분배를 필요로 할 수도 있다. 전형적으로, 하나 이상의 펌프, 화학 용기, 또는 압력 용기일 수 있는 공급원 유닛이 장비 그룹을 유체 회로에 연결하는 데 사용되는 일련의 밸브 매니폴드를 구비한 유체 회로를 통해 유체 유동을 유도한다. 유체 회로에는 종종 밸브 매니폴드를 둘러싸기 위한 밸브 박스가 제공된다. 결과적으로, 배관(piping)이나 밸브 매니폴드로부터의 임의의 누출물이 밸브 매니폴드 박스(VMB) 내로 퇴적되며, 이에 의해 밸브 매니폴드 박스가 누출물을 내포하는 역할을 한다. 이들 박스는 통풍을 활용하여 위험한 증기상 프로세스 재료의 경감 및 보호 수단을 제공할 수도 있다. 대안으로서, 위험 재료가 존재하지 않는 경우에는 관련 박스가 전혀 없을 수도 있다. 이 경우, 전체 조립체를 밸브 매니폴드 패널 또는 VMP라 지칭할 수도 있다.

매니폴드가 또한 가스 또는 화학 물질 전달 캐비닛 내부에 제공된다. 가스 전달 캐비닛은 전형적으로, 가스 충전 공급 용기로부터 반도체 제조 시설의 하나 이상의 장비에 가스를 공급한다. 화학 물질 전달 캐비닛은 반도체 제조 시설의 하나 이상의 장비에 유체를 공급한다. 전형적으로 내부에 고체, 액체 또는 기체를 갖는 공급 용기로부터 장비에 유체가 공급될 때 이 유체는 기체나 액체일 수도 있다. 푸시 가스(push gas) 또는 퍼지 가스(purge gas)의 공급 및/또는 용제 세정 또는 공압 액추에이터 등으로의 가스 공급을 허용하기 위해서는 가스 및 화학 물질 전달 캐비닛이 매우 복잡할 수도 있다.

경우에 따라, 특히, 유체가 더 낮은 온도에서 점성인 경우 및/또는 실온이 원하는 물질 전달 위상으로(또는 해당 위상으로부터) 유체가 변하는 온도에 있거나 그 부근인 경우, 내부에서의 유체(들)의 유동을 개선하기 위해, 밸브 매니폴드 박스, 가스 전달 캐비닛 또는 화학 물질 전달 캐비닛과 같은 밸브 매니폴드에 사용되는 밸브와 관을 가열하는 것이 필요하거나 유익하다.

전형적으로, 매니폴드를 구성하는 밸브와 관으로 열을 제공할 목적으로, 각각의 밸브와 관을 감싸는 전기 저항성 가열 와이어인 히트 트레이스(heat trace)를 사용하여 밸브와 배관으로 열이 제공된다. 와이어 위에, 전형적으로, 하나 이상의 단열 테이프 층이 감겨 열이 주변 환경으로 발산되는 것이 방지된다. 도 1은 종래 기술의 가스 또는 화학 물질 전달 캐비닛의 관 주위에 사용되고 있는 히트 트레이스를 보여준다. 밸브나 관을 수리하여야 하는 경우에는, 히트 트레이스를 풀어 제거하여야 한다. 히트 트레이스는, 방해받지 않는 한 효과적이고 신뢰할 수 있긴 하지만, 제거 시에 와이어가 끊어지는 경우가 많아 교체가 이루어져야만 한다. 히트 트레이스와 그 위에 설치된 단열재 층은 원래 제조 동안의 설치를 위해 수리를 위한 제거를 위해 및 수리가 이루어진 후의 재설치를 위해 상당한 노동력과 시간을 필요로 한다. 제조에 필요한 가스와 화학 물질을 제조 장비에 공급하는 시스템을 포함하여, 모든 제조 장비의 가동 시간을 최대화하여야 한다는 압박이 크다. 따라서, 장비에 가스와 화학 물질을 공급하는 매니폴드를 구비한 모든 시스템의 가동 시간을 증가시켜야 한다는 압박이 있다. 추가적으로, 매니폴드 및 매니폴드가 내부에 포함된 전달 시스템의 설치 공간을 감소시켜야 한다는 압박도 있어, 가스 전달 캐비닛 및 화학 물질 전달 캐비닛의 경우, 해당 캐비닛 내의 용기에 대한 공급 장치의 크기 또는 수가 증가하는 것을 포함하여 주어진 공간에서의 밸브와 관의 수가 증가한다. 추가적으로, 이러한 매니폴드의 제조 속도를 높일 필요가 있다. 본 발명은 이들 문제를 해결한다.

일 양태에서, 본 발명은 총 표면적을 갖는 열 전도성 플레이트로서, 제 1 측면 및 제 2 측면을 구비한 상기 열 전도성 플레이트; 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트와 접촉하는 적어도 하나의 히터; 복수의 밸브 및 관을 포함하는 밸브 매니폴드로서, 상기 복수의 상기 밸브 및 관이 총 표면적을 가지며, 상기 복수의 밸브 및 관의 표면적의 일부가 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트와 접촉하는 것인, 밸브 매니폴드; 및 (i) 상기 일부가 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트와 접촉하는 상기 복수의 상기 밸브 및 관의 표면적의 과반(majority), (ii) 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트와 접촉하는 상기 적어도 하나의 히터, 및 (iii) 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트의 표면적의 과반을 덮는 하나 이상의 단열재 층을 포함하는 적어도 하나의 가열식 밸브 매니폴드 조립체를 구비한 반도체 제조용의 하나 이상의 장비에 유체를 분배하기 위한 시스템을 제공한다.

상기 시스템에서, 상기 하나 이상의 단열재 층이 단열 보드 및/또는 플라스틱 커버에 부착된 단열재; 및/또는 가요성 단열 재료로 형성된 단열 재킷을 포함할 수도 있으며, 및/또는 상기 복수의 밸브와 배관 위에 형상 끼워맞춤 되도록 맞춤 제작되며, 및/또는 대부분의 복수의 관과 밸브가 열 전도성 플레이트 상에 장착되는 가열 공기 용적을 열 전도성 플레이트의 중앙을 향해 제공하도록 형상화된다. 본원에 설명된 임의의 실시예의 하나 이상의 단열재 층이 볼트, 스크루, 클램프, 케이블 타이, 자석, 또는 접착제, 지퍼, 스냅, 걸쇠, 번지 코드(bungee cord), 및 후크-아이(hook and eye), 또는 후크-루프 스트립(예를 들어, 벨크로(Velcro®) 등으로부터 선택된 체결구를 사용하여 상기 열 전도성 플레이트에 제거 가능하게 부착될 수도 있다.

본 발명의 다른 양태에서는, 단독으로 또는 양태 중 어느 하나에 추가하여, 상기 복수의 상기 밸브와 관의 일부가 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트의 상기 제 1 측면과 접촉하며; 상기 적어도 하나의 히터가 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트의 상기 제 2 측면과 접촉한다. 추가의 양태에서, 단독으로 또는 다른 양태 중 어느 하나에 추가하여, 상기 복수의 상기 밸브와 관이 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트의 상기 제 1 측면과 접촉하며, 상기 하나 이상의 히터가 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트의 상기 제 1 측면과 접촉한다. 추가의 양태에서, 단독으로 또는 다른 양태 중 어느 하나에 추가하여, 복수의 상기 밸브와 관이 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트의 상기 제 1 측면 및/또는 제 2 측면과 접촉하며, 상기 하나 이상의 히터가 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트의 상기 제 1 측면 및/또는 제 2 측면과 접촉한다. 임의의 시스템에서, 상기 관과 밸브가 상기 열 전도성 플레이트에 부착될 수도 있으며 및/또는 상기 하나 이상의 히터가 상기 열 전도성 플레이트에 부착될 수도 있다. 또 다른 양태에서, 단독으로 또는 다른 양태 중 어느 하나에 추가하여, 상기 조립체가 상기 열 전도성 플레이트의 제 1 측면에 부착되거나 이를 덮는 제 1 단열 보드 및 상기 열 전도성 플레이트의 제 2 측면에 부착되거나 이를 덮는 제 2 단열 보드를 포함한다. 또 다른 양태에서, 단독으로 또는 다른 양태 중 어느 하나에 추가하여, 상기 열 전도성 플레이트에 부착된 상기 관이 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 신속한 제거 및 교체를 위해 분리 및 재연결될 수 있는 신속 해제 커넥터를 구비한다. 또 다른 양태에서, 단독으로 또는 다른 양태 중 어느 하나에 추가하여, 선행 항들 중 어느 하나의 시스템이 캐비닛 및 상기 유체의 적어도 하나의 용기를 추가로 포함하며, 상기 캐비닛이 상기 가열식 밸브 매니폴드 조립체 및 상기 적어도 하나의 용기를 수용한다. 또 다른 양태에서, 단독으로 또는 다른 양태 중 어느 하나에 추가하여, 선행 항들 중 어느 하나의 시스템이 캐비닛을 추가로 포함하며, 상기 캐비닛이 상기 가열식 밸브 매니폴드 조립체를 수용한다.

또 다른 양태에서, 단독으로 또는 다른 양태 중 어느 하나에 추가하여, 가열식 밸브 매니폴드 조립체가 가열식 밸브 매니폴드 조립체와 벽 또는 패널 간의 접촉을 방지하기 위해 스페이서를 사용하여 상기 벽 또는 패널 상에 장착된다. 가열식 밸브 매니폴드 조립체를 포함하는 시스템 중 어느 하나가 예비 히터 및/또는 하나 이상의 온도 센서 및/또는 하나 이상의 제어부 및/또는 상기 하나 이상의 히터용 제어부를 추가로 포함할 수도 있다. 시스템 중 어느 하나가 가스 또는 화학 물질 전달 캐비닛, 또는 밸브 매니폴드 박스 또는 밸브 매니폴드 패널일 수도 있다. 추가적으로, 시스템 중 어느 하나의 가열식 밸브 매니폴드 조립체 중 어느 하나가 접착제가 실질적으로 없는 또는 접착제가 없는 체결구를 사용하여 상기 열 전도성 플레이트에 제거 가능하게 부착되는 하나 이상의 단열재 층을 구비할 수도 있다. 또 다른 양태에서, 본 발명은 밸브 매니폴드의 관과 밸브를 열 전도성 플레이트에 접촉 및/또는 부착하는 단계; 하나 이상의 히터를 열 전도성 플레이트에 접촉 및/또는 부착하는 단계; 가열식 밸브 매니폴드 조립체를 형성하기 위해 하나 이상의 히터 위에, 열 전도성 플레이트에 의해 가열되거나 이에 접촉하는 관과 밸브의 표면적의 과반 위에 및/또는 열 전도성 플레이트의 표면적의 과반 위에 하나 이상의 단열재 층을 덮거나 및/또는 하나 이상의 단열재 층을 부착하는 단계를 포함하는 본 발명의 시스템을 제조하기 위한 방법을 추가로 제공한다. 또 다른 양태에서, 방법은 밸브 매니폴드의 관과 밸브를 결합하여 밸브 매니폴드 내부에 유체 기밀 시일(seal)을 생성하는 단계를 추가로 포함한다. 또 다른 양태에서, 단독으로 또는 다른 양태와 함께, 제조 방법은 하나 이상의 단열재 층을 기계적 체결구로 부착하는 단계를 포함한다. 임의의 방법에서, 상기 하나 이상의 단열재 층을 부착하는 단계가 실질적으로 접착제 없이 또는 접착제 없이 이루어질 수도 있다. 또 다른 양태에서, 단독으로 또는 다른 양태와 함께, 상기 밸브 매니폴드에 접근하기 위해 상기 하나 이상의 단열재 층을 제거하는 단계; 결함이 있는 밸브, 관 또는 기타 구성 요소를 수리하는 단계; 상기 하나 이상의 단열재 층을 재부착하는 단계를 포함하는 시스템 수리 방법이 제공된다. 수리 방법의 또 다른 양태에서, 상기 제거하는 단계는 하나 이상의 기계적 체결구를 제거하는 단계가 선행되며, 상기 재부착하는 단계는 상기 하나 이상의 기계적 체결구를 재부착하는 단계를 포함한다. 본 발명의 또 다른 양태에서, 시스템 수리 방법은 상기 시스템으로부터 단일 유닛으로서 상기 가열식 밸브 매니폴드 조립체를 제거하는 단계 및 상기 조립체를 새로운 이미 조립된 가열식 밸브 매니폴드 조립체로 교체하는 단계를 포함할 수도 있다. 수리 방법의 또 다른 양태에서, 상기 제거하는 단계는 하나 이상의 기계적 체결구를 제거하고 일부 신속 해제 커넥터를 개방하는 단계가 선행될 수도 있으며; 상기 교체하는 단계는 상기 하나 이상의 기계적 체결구를 재부착하고 일부 신속 해제 커넥터를 폐쇄하는 단계를 포함한다.

본 발명은 가열식 밸브 매니폴드 조립체 및 이를 사용하는 시스템의 보다 신속한 제조 및 수리를 제공한다. 몇 개의 체결구, 전형적으로 너트, 볼트, 스크루 및/또는 기타 등등과 같은 기계적 체결구와 하나 이상의 단열재 층을 제거함으로써, 예를 들어, 결함이 있는 밸브 또는 기타 결함이 있는 구성 요소로의 용이한 접근 및 수리가 이루어지며, 그런 다음 하나 이상의 체결구를 사용하여 하나 이상의 단열재 층이 재설치되며 가열식 밸브 매니폴드 조립체가 필요한 퍼지 단계(있는 경우) 후에 재사용할 준비가 된다. 가열식 밸브 매니폴드 조립체를 수리하기 위한 방법은, 바람직하게는, 프로세스 가스 공급부로의 임의의 밸브의 폐쇄 및 필요한 경우, 프로세스 가스의 특성으로 인해, 임의의 체결구 및/또는 단열재 층을 제거하기 전에, 가열식 밸브 매니폴드 조립체 및/또는 가스 캐비닛 또는 밸브 매니폴드 박스 또는 밸브 매니폴드 패널의 퍼징 및/또는 배기가 선행되는 것이 바람직할 것이다. 본 발명의 가열식 밸브 매니폴드 조립체는 히트 트레이스 와이어 및 그 위의 단열재 층으로 각각의 관과 밸브를 여러 번 감싸는 노동 집약적인 단계 없이 제조 및 수리될 수 있다. 본 발명의 가열식 밸브 매니폴드 조립체를 사용하면 시스템의 제조 및 수리 속도가 빨라진다. 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 관이나 밸브 또는 기타 구성 요소가 작동하지 않는 경우, 여러 개의 관 연결 스크루를 풀고 전기 연결 플러그를 뽑고 임의의 장착 체결구(있는 경우)를 제거한 후, 전체 가열식 밸브 매니폴드 조립체가 제거될 수 있으며, 그런 다음 완전히 새로운 가열식 밸브 매니폴드 조립체로 교체될 수 있다. 제거된 미작동 가열식 밸브 매니폴드 조립체는 수리, 품질 분석 및 검사(있는 경우) 및 이후 있을 수 있는 재사용을 위해 공장으로 반환될 수 있다. 본 발명은 내부에 가열식 밸브 매니폴드 조립체를 구비한 시스템으로부터 제조를 위해 필요한 가스 및 화학 물질을 공급받는 모든 제조 장비의 가동 시간을 최대화하는 것을 허용하며, 가열식 밸브 매니폴드를 내부에 구비한 본 발명의 시스템의 가동 시간을 증가시킨다. 본 발명의 가열식 밸브 매니폴드 조립체는 또한, 각각의 밸브 및 관 주위의 단열재 층에 필요한 공간을 제거함으로써 매니폴드 내의 관과 밸브를 위한 공간을 최대화할 수도 있으며; 이에 의해 동일한 설치 면적 또는 캐비닛에서의 밸브와 관 및 공급 용기의 수를 증가시킬 수 있도록 한다. 이러한 이득 및 기타 이득이 본 발명에 의해 제공된다.

본 명세서는 출원인이 그들의 발명으로 간주하는 주제를 명확하게 지적하는 청구범위로 결론을 내리지만, 본 발명은 첨부 도면과 관련하여 취해질 때 더 잘 이해될 것으로 여겨진다.
도 1은 히트 트레이스 및 단열재로 감싸인 관과 밸브를 보여주는 종래 기술의 시스템 내부의 부분 정면도이다.
도 2는 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 일 실시예를 보여주는 본 발명의 시스템 내부의 부분 정면도이다.
도 3은 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 제 2 실시예를 보여주는 본 발명의 시스템 내부의 부분 정면도이다.
도 4는 단열재 층이 제거된 상태의 본 발명의 시스템에 사용되는 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 시스템에 사용되는 가열식 밸브 매니폴드 조립체 부품의 부분 분해도이다.
도 6은 본 발명의 시스템에 사용되는 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 일 실시예의 후방 사시도이다.
도 7은 본 발명의 가열식 밸브 매니폴드 조립체를 내부에 구비한 본 발명의 시스템의 또 다른 실시예의 절취 사시도이다.

본 발명의 시스템은 VMB 및 VMP, 가스 및 화학 물질 전달 시스템, 또는 하나 이상의 제조 장비에 유체를 전달하는 임의의 시스템을 포함한다. 일 유형의 시스템에 대한 설명은 제한의 의도가 있는 것은 아니다. 추가적으로, 인슐레이션(insulation)은, 본원에 사용되는 경우, 단열재를 의미하며, 이것은 원하는 경우 열 반사 재료를 또한 포함할 수도 있다.

도 1은 각각의 관과 밸브가 그 위에 테이프형 단열재(16)를 갖는 히트 트레이스(도시하지 않음)를 구비하는, 종래 기술의 시스템의 복수의 관(12)과 밸브(14)를 보여준다. 도시된 바와 같이, 시스템은, 도시된 바와 같이 하우징(65), 공급 용기(83) 및 리필 용기(84)를 구비하는, 가스 또는 화학 물질 공급 캐비닛일 수도 있다. 논의된 바와 같이, 테이프형 단열재 및 히트 트레이스를 설치, 제거 및 재설치하는 것은, 효과적이긴 하지만, 시간이 많이 걸리고 다루기 어려운 일이다. 히트 트레이스와 단열재 층은 공간을 많이 차지하며, 관과 밸브의 주위에 수리공이 손으로 이들을 설치 및/또는 수리할 수 있도록 하기 위한 빈 공간을 필요로 한다.

도 2 및 도 3은, 관(12)과 밸브(14)의 수는 유사하지만 본 발명의 가열식 밸브 매니폴드 조립체(20)의 다양한 실시예를 사용하는, 동일하거나 유사한 시스템(100), 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은 가스 또는 화학 물질 전달 시스템의 일부를 보여준다. 시스템 내의 매니폴드 조립체(20) 내외로 인입 및 인출되는 관이 히트 트레이스(도시하지 않음) 및 그 위의 테이프형 단열재(16)를 사용하여 가열 및 단열될 수도 있지만, 이들 관 및 밸브 영역의 적어도 작은 부분이 본 발명의 시스템에 사용되는 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 열 전도성 플레이트와 접촉하는 관 및 밸브의 영역이 본 발명의 열 전도성 플레이트에 의해 가열될 것이며 이에 의해 그 위에 설치된 히트 트레이스 및 감싸고 있는 단열 테이프를 구비하여야 할 필요가 없어질 것이다. 관과 밸브는 적어도 실질적으로 전체가 금속으로 만들어지는 것은 아니므로, 열 전도성 플레이트와 접촉하고 있는 관과 밸브를 가열함으로써 이에 의해 이러한 관과 밸브 내부의 유체, 가스 또는 화학 물질도 가열된다. 바람직하게는, 앞서 언급한 바와 같이, 밸브 매니폴드 조립체의 관과 밸브의 적어도 과반 또는 그 이상이 열 전도성 플레이트와 접촉한다. 밸브 매니폴드 조립체의 일부이지만 그 표면의 적어도 일부가 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 열 전도성 플레이트와 접촉하지 않는 관과 밸브의 표면적의 과반 또는 그 나머지를 위해, 바람직하게는 이들 관과 밸브의 표면적의 적어도 일부가 바람직하게는 열 전도성 플레이트에 매우 근접해 있다. 근접함은 시스템 내 배관의 크기에 대해 상대적이긴 하지만, 바람직하게는 열 전도성 플레이트에 연결된 가장 큰 직경의 관의 직경과 동일한, 열 전도성 플레이트로부터 반대 방향으로의 거리보다 작다. 대안으로서, 일부 실시예의 경우, 근접하다는 것은, 바람직하게는, 밸브 매니폴드 조립체의 관 또는 밸브의 적어도 가장 가까운 부분이, 그 어떤 부분도 열 전도성 플레이트와 접촉하지 않는 경우, 열 전도성 플레이트의 표면으로부터 10 cm, 5 cm, 4 cm, 2 cm, 또는 1 cm 미만이라는 것은 의미한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 단열재(22)의 외부 층이 본 발명의 가열식 밸브 매니폴드 조립체(20)의 일부이다. 단열재(22)의 외부 층이 단열 보드 또는 발포체의 하나 이상의 조각을 포함할 수도 있다. 단열재가, 강성 발포체 또는 보드와 같은, 열 전도성 플레이트(도시하지 않음), 히터(도시하지 않음) 및 열 전도성 플레이트와 접촉하고 있는 관과 밸브를 포함하는 밸브 매니폴드의 적어도 과반을 덮도록 절단된 단단한 시트일 수도 있다. 단열재는, 당업자에게 알려진 바와 같이, 매니폴드에 들어가거나(화학 물질 공급 라인, 퍼지 가스, 공압 가스 라인 또는 튜브 또는 관) 매니폴드를 떠나는(장비에 공급되는 유체, 통풍 라인) 유체 공급 관으로의 필요한 매니폴드 연결을 형성하기 위해 밸브와 관이 통과할 수 있도록 절단되거나 형성된다. 대안으로서 또는 추가적으로, 단열재 보드 또는 발포체가 관이나 밸브 또는 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 일부인 기타 구성 요소 중 적어도 일부에 형상 끼워맞춤 되도록 형성되거나 절단될 수도 있다. 열 전도성 플레이트와 접촉하지 않거나, 플레이트에 대해 멀리 돌출되는 부분을 구비하거나, 플레이트에 매우 근접한(오프셋된) 밸브와 관의 경우, 추가 단열재 층이 하나 이상의 단열재 층 상단 상에 추가될 수도 있으며, 이 상태에서 최하단 단열재 층의 적어도 일부가 열 전도성 플레이트의 적어도 일부를 덮거나 및/또는 접촉하며 및/또는 밸브 또는 관이 열 전도성 플레이트와 접촉한다. 단열재가 직물, 보드 또는 발포체일 수도 있으며, 폴리스티렌 발포체, 우레탄 발포체, 유리 섬유, 세라믹 울, 셀룰로오스, 코르크, 실리콘 고무, 펄라이트, 질석 또는 당업계에 알려진 기타 재료로 형성될 수도 있다. 도 2에서 97 및 98로 도시된 추가(외부) 단열재 층이 열 전도성 플레이트로부터 멀리 돌출되거나 오프셋되는(또는 근접한) 밸브의 위에 끼워맞춤 되도록 형성된다. 단열재 층(97, 98)은 대체로 직사각형 형상이며, 밸브에 형상 끼워맞춤 되도록 형성될 수 있으며 및/또는 후크-루프 스트립에 의해 유지되며, 아래의 단열재 층에 부착되는 등이 가능하다. 단열재를 설명하기 위한 층이라는 용어가 제한적인 의미인 것은 아니며, 본 발명의 밸브 매니폴드 조립체에 적용되거나 부착된 조각 또는 부분을 포함한다는 점에 유의한다.

도 3에 도시된 바와 같은 대안의 실시예에서, 가열식 밸브 매니폴드 조립체(20)의 일부인 하나 이상의 단열재 층 또는 적어도 외부 층이 밸브 매니폴드의 적어도 일부와 하나 이상의 열 전도성 플레이트 및 하나 이상의 히터의 둘레에 감겨진 및/또는 이를 덮는 열 자켓(28)의 형태를 취할 수도 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 열 재킷은 필요한 경우 밸브와 관용의 개구를 남기고 매니폴드, 하나 이상의 열 전도성 플레이트 및 하나 이상의 히터의 주위에 끼워맞춤되도록 맞춤 제작된다. 열 재킷은 위에 나열된 것 및 지퍼, 스냅, 걸쇠, 번지 코드(bungee cord), 후크-아이(hook and eye), 또는 후크 및 루프 스트립(hook and loop strip)(예를 들어, 벨크로(Velcro®)) 27 등과 같은 기타 등등을 포함한 임의의 체결구를 사용하여 제자리에 유지된다. 또 다른 실시예에서는, 단열재 직물과 같은 기타 단열 재료가 사용될 수도 있다. 또 다른 실시예에서는, 여러 재료의 혼합물 또는 여러 상이한 재료 층이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 매니폴드 조립체의 배면과 같은 매니폴드의 부분이 강성 단열 보드를 포함할 수도 있으며(단열 보드로 덮어질 수도 있으며), 전방측이 열 자켓으로 덮어질 수도 있다. (가열식 밸브 매니폴드 조립체의 전방측이 도 2 및 도 3에 도시되어 있다). 대안으로서 그리고 추가적으로, 가열식 밸브 매니폴드의 일부 또는 전체가 커버 아래의 단열재 층을 보호하기 위해 끼워맞춤된 플라스틱 커버(도시하지 않음)로 덮어질 수도 있다. 플라스틱 커버와 그 아래에 있는 다른 단열재 층(들)에는 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 관과 밸브로의 배관과 전기 연결을 허용하기 위해 필요한 개구가 제공된다. 플라스틱 커버가 커버에 부착된 단열재를 구비할 수도 있다.

단열재는, 바람직하게는, 하나 이상의 열 전도성 플레이트의 외부(표면적)의 과반, 또는 75%를 초과하여, 90%를 초과하여 또는 99%를 초과하여, 그리고 하나 이상의 열 전도성 플레이트와 접촉하고 있는 모든 관과 밸브의 외부(표면적) 및 하나 이상의 열 전도성 플레이트에 접촉하고 있거나 부착된 하나 이상의 히터의 외부(열 전도성 플레이트와 접촉하고 있지 않은 하나 이상의 히터의 부분을 의미함)의 과반을 덮는 크기로 형성된다. 더 바람직한 실시예에서, 단열재는, 바람직하게는, 하나 이상의 열 전도성 플레이트의 표면적의 과반, 또는 75%를 초과하여, 또는 90%를 초과하여, 또는 99%를 초과하여, 그리고 열 전도성 플레이트와 접촉하고 있는 모든 관과 밸브의 표면적의 과반, 또는 75%를 초과하여, 또는 90%를 초과하여, 또는 99%를 초과하여, 그리고 하나 이상의 열 전도성 플레이트에 접촉하고 있거나 부착된 하나 이상의 히터의 외부 표면적의 과반, 또는 75%를 초과하여 또는 90%를 초과하여, 또는 99%를 초과하여 덮는 크기로 형성된다. 하나 이상의 단열재 층으로 덮이지 않은 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 부분이 대기 또는 나머지 시스템으로의 열 손실을 방지하기 위해 최소화된다. 일부 실시예에서, 전체 가열식 밸브 매니폴드 조립체가 단열재로 덮여 있다. 단열재 층이 열 전도성 플레이트 또는 이에 부착된 관 또는 밸브를 덮을 수도 있지만, 하나 이상의 히터 및 복수의 관과 밸브와 접촉하고 있지 않은 열 전도성 플레이트의 전체 표면과 접촉할 수도 또는 접촉하지 않을 수도 있다. 또한, 밸브가 기타 밸브와 관으로의 연결이 이루어져야 하는 단열재에 의해 덮이지 않은 상태로 남아 있을 수도 있지만, 밸브의 덮이지 않은 부분이 최소화되는 것이 바람직하다. 단열재에 의해 덮여 있다는 것이 반드시 단열재와 접촉한다는 것을 의미하지는 않지만, 일부 실시예에서는 덮여 있다는 것이 단열재에 의해 덮여 있는 것 및 단열재와 접촉하는 것 모두를 의미할 수도 있다.

일부 실시예에서, 단열재가, 예를 들어, 두 개의 수직 스트립 및 열 전도성 플레이트의 상단 및/또는 하단을 가로지르는 하나 또는 두 개의 수평 스트립(가능한 경우)과 같은 액자형의 또는 액자의 일부와 같은 단열 보드의 스트립을 사용하여 열 전도성 플레이트의 가장자리 주위에 구축될 수도 있으며, 그런 다음 단열 보드의 더 큰 제 2 층이 액자 상단 상에 부착될 수도 있다. 이러한 방식으로 단열재 층을 적용함으로써, 가열 용적(64)(일측 상의 열 전도성 플레이트의 표면, 바람직하게는 열 전도성 플레이트의 외부 가장자리 주위에 위치한 단열재의 수직 스트립 및/또는 수평 스트립, 및 단열재의 수직 스트립 및/또는 수평 스트립에 부착된 단열재 층의 밑면에 의해 획정됨)이 생성되어, 가열 용적 내에 열을 유지하며 가열 용적 내부에서 열 전도성 플레이트와 접촉 상태로 위치한 관과 밸브에 열이 더 균일하게 제공될 수 있다. 가열 용적은 전형적으로, 가열 공기 충전 또는 비활성 가스 충전 공간이다.

하나 이상의 단열재 층이 스크루, 너트와 볼트, 벨크로, 스트랩, 클램프, 지퍼, 케이블 타이, 자석, 또는 접착제로부터 선택된 하나 이상과 같은 임의의 부착 기구에 의해 열 전도성 플레이트 상에 유지될 수도 있다. 바람직한 실시예에서, 단열 보드 및 단열 보드 스트립이 와셔 및 짝을 이루는 나사산이 형성된 너트와 열 전도성 플레이트의 구멍을 통과하는 부분적으로 나사산이 형성된 볼트에 의해 제자리에 유지된다. 일부 실시예에서, 단열재용의 제거 가능한 체결구 또는 부착 기구에는 접착제가 없다.

도 4는 복수의 밸브(14) 및 관(12)을 포함하는 밸브 매니폴드(33) 및 단열 보드의 상단 층 아래의 열 전도성 플레이트(400)의 일부를 보여주기 위해 단열 보드의 상단 층이 제거된 상태의 가열식 밸브 매니폴드 조립체(20)의 일 실시예의 일부를 보여준다. 밸브 매니폴드(33)는 또한, 예를 들어, 제어부 및/또는 센서(도 4에 도시하지 않음)에 대한 전기 구성 요소 및 와이어를 포함할 수도 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 가열식 밸브 매니폴드 조립체(20)는 관 및 밸브와 접촉 상태에 있는 열 전도성 플레이트(400)를 포함하며, 및/또는 임의의 수의 부착 기구(88)에 의해 열 전도성 플레이트(400)에 물리적으로 부착되거나 장착될 수도 있다. 이들 기구는 관 또는 밸브에 고정된 스탠드오프(standoff) 또는 Z-브래킷, 열 전도성 플레이트를 통해 밸브 몸체에 직접 부착된 스크루, 및/또는 VMP 또는 VMB의 백플레이트 또는 도 5에 설명된 타이-다운(tie-down) 또는 앵커링(anchoring) 위치를 통해 가스 또는 화학 물질 전달 시스템의 하우징(예를 들어, 후방 벽)에 밸브 매니폴드 조립체를 고정하는 체결구를 포함할 수도 있다. 도 4에서, 부착 기구는, 플레이트(400)에 볼트로 고정되거나 나사 체결되거나, 플레이트(400)에 달리 부착될 수도 있는, 바람직하게는 금속, 예를 들어, 알루미늄과 같은 바람직한 열 전도 특성을 갖는 재료로 구성된, 복수의 브래킷(88)이다. 도 4에 도시된 실시예에서, 단열 보드의 두 개의(수직) 스트립(29), 등이 열 전도성 플레이트(400)의 수직 가장자리를 덮고 있다. 단열 보드(도시하지 않음)의 상단 층이 단열 스트립(29) 위에 부착(밸브에 대한 관의 부착을 허용하기 위해 단열 보드의 상단 층의 구멍에 의해)되는 경우, 가열 용적(64)이 단열 보드의 상단 층 아래의 관과 밸브용으로 생성될 것이다. 추가의 단열재가, 단열재 상단 층을 추가하기 전에 필요하다면, 특히 상단 가장자리(75)에서 또는 그 부근에서 및/또는 열 전도성 플레이트(400)의 하단 가장자리(76)에서 또는 그 부근에서 관과 밸브를 덮기 위해 추가될 수도 있다. 대안으로서, 열 재킷(도 4에 도시하지 않음)과 같은 추가 단열재 층이 추가될 수도 있다. 도 4에는 열 전도성 플레이트(400) 상에 단열재 층을 유지하는 볼트를 수용할 볼트 구멍(81)이 도시되어 있다.

화학 물질 전달 캐비닛으로 도시된 실시예의 경우, 열 전도성 플레이트가 후방 벽과 같은 하우징(65)의 벽 중 하나일 수도 있지만, 바람직하게는 캐비닛 내부에 설치되는 별도의 하나 이상의 열 전도성 플레이트이다. 밸브 매니폴드 박스, 밸브 매니폴드 패널용의 가열식 플레이트로서 벽 또는 패널이 또한 사용될 수도 있지만, 별도의 하나 이상의 열 전도성 플레이트가 본 발명의 가열식 밸브 매니폴드 조립체를 구비한 시스템에도 사용되는 것이 바람직하다. 열 전도성 플레이트가 금속 플레이트일 수도 있다. 현재 바람직한 금속은 알루미늄과 구리 및 이들의 합금이지만, 열을 전도할 수 있는 임의의 금속이 사용될 수 있다. 열 전도성 플레이트가 임의의 형상일 수도 있다. 열 전도성 플레이트는 강성인 것이 바람직하며, 이것은 본 발명의 밸브 매니폴드 조립체에 채용될 때 형상을 유지한다는 것을 의미한다. 열 전도성 플레이트는, 바람직하게는, 밸브 매니폴드 조립체(20)의 일부이며 가열될 필요가 있는 관과 밸브의 적어도 일부, 또는 과반의 적어도 일부, 또는 80% 초과분의 적어도 일부, 또는 90% 초과분의 적어도 일부, 또는 이상적으로는 99%의 적어도 일부가 열 전도성 플레이트(들)에 의해 가열되며 및/또는 이와 접촉하고 있는 크기로 형성된다. (매니폴드의 일부인 관은 프로세스 가스 또는 화학 물질을 장비에 분배하는 가스 또는 화학 물질 전달 캐비닛 시스템 또는 VMB나 VMP의 외부에 있는 관과 밸브를 포함하지 않는다.) 매니폴드의 관 및 밸브와 접촉하고 있는 열 전도성 플레이트(들)는 전형적으로 대체로 직사각형 형상이지만, 임의의 형상을 가질 수도 있으며, 매니폴드 및 매니폴드의 관과 밸브에 있는 유체를 효과적으로 가열하기 위해 매니폴드의 일부 및 위한 하나 이상의 히터용의 충분한 표면적을 구비하는 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 가열식 밸브 매니폴드 조립체가 끼워맞춤되어야 하는 캐비닛이나 박스 또는 하우징이 있는 시스템에서, 열 전도성 플레이트와 가열식 밸브 매니폴드 조립체는 매니폴드의 관 및 밸브와 충분히 접촉할 수 있는 크기로 형성되어, 히트 트레이스에 의해 가열되며 시스템 내에서 단열 테이프로 단열되어야 하는 관과 밸브의 면적이 적어도 35%, 또는 적어도 50%, 또는 적어도 60% 감소되는 결과가 초래되는 것이 바람직하다. 열 전도성 플레이트는 밸브 매니폴드(33)의 밸브 및 관의 중량 및 하나 이상의 히터의 중량을 지지하기에 충분히 물리적으로 강할 수도 있으며(상기 중량을 지지하기 위한 두께 또는 기타 치수를 구비할 수도 있으며), 따라서, 밸브와 관 및 히터(들)가 하나 이상의 열 전도성 플레이트에 부착 및/또는 장착될 수도 있다. 밸브 매니폴드와 히터가 열 전도성 플레이트의 양측에 접촉 및/또는 부착될 수도 있으며, 또는 밸브 매니폴드와 하나 이상의 히터가 열 전도성 플레이트의 동일한 측면에 접촉 및/또는 부착될 수도 있다. 대안으로서, 열 전도성 플레이트가 히터의 중량만을 지지하기에 충분히 물리적으로 강할 수도 있으며, 따라서, 밸브 매니폴드(관과 밸브를 포함)와 물리적으로 접촉하고 있을 것이며 플레이트에 부착된 히터를 구비할 것이다. 밸브 매니폴드가 열 전도성 플레이트의 제 1 측면과 접촉하고 있을 수도 있으며, 히터가 반대쪽 측면, 즉, 열 전도성 플레이트의 제 2 측면 상에 접촉 및/또는 부착될 수도 있다. 다른 실시예에서는, 열 전도성 플레이트가 밸브 매니폴드(33)의 밸브와 관 또는 하나 이상의 히터의 중량을 지지하기에 충분히 물리적으로 강하지 않을 수도 있다. 해당 실시예에서, 열 전도성 플레이트가 제 1 측면 상의 하나 이상의 히터와 가압 접촉하고 있을 수도 있으며, 밸브 매니폴드가 열 전도성 플레이의 동일한(제 1) 측면 또는 반대쪽(제 2) 측면(도시하지 않음) 상에서 모두 매니폴드에 의해 지지될 수도 있다. 바람직하게는, 열 전도성 플레이트가 플레이트에 부착된 매니폴드와 하나 이상의 히터의 중량을 지지하기에 충분히 물리적으로 강하다.

도 4 및 도 5에 도시된 가열식 밸브 매니폴드 조립체(20)에서, 히터(410)가 열 전도성 플레이트(400)의 밸브 매니폴드(33) 반대쪽 측면 상에 있지만, 대안의 실시예에서는, 도시하지 않은 하나 이상의 히터가 밸브 매니폴드와 동일한 측면 상에 있을 수도 있다. 도시하지 않은 또 다른 실시예에서는, 히터가 열 전도성 플레이트(400)의 하단 가장자리(76)와 접촉하거나 열 전도성 플레이트의 하단 가장자리(76) 주위를 감쌀 수도 있으며, 및/또는 또 다른 실시예에서는, 열 전도성 플레이트(400)의 임의의 부분과 접촉하고 있을 수도 있다. 밸브 매니폴드(33) 및 히터(410)가 열 전도성 플레이트(400)의 양 측면 상에 있으며 가열식 밸브 매니폴드 조립체가 VMB에서 사용되는 것과 같이 화학 물질 또는 가스 전달 캐비닛이나 기타 캐비닛에 존재하는 실시예에서는, 접근 패널이 캐비닛의 양 측면 상에 제공될 수도 있으며, 또는 캐비닛이 열 전도성 플레이트의 양 측면으로의 접근을 위해 제거 가능한 벽을 포함할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 가열식 밸브 매니폴드 조립체 부품의 일 실시예의 부분 분해 정면도를 보여준다. 도 5는 단열 보드와 같은 단열재 층(22)을 보여준다. 단열재 층이 열 전도성 플레이트(400)의 제 1 측면(41)을 덮는 크기로 형성된다. 열 전도성 플레이트(400)의 제 1 측면(41)에 밸브 매니폴드(33)가 부착된 상태로 열 전도성 플레이트(400)가 도시되어 있다. 하나 이상의 히터(410)가 열 전도성 플레이트(400)의 제 2 측면(도시하지 않음)에 부착되거나 접촉한다. 히터가 접착 테이프를 통해 열 전도성 플레이트의 제 2 측면(제 1 측면의 반대쪽)에 직접 부착될 수도 있는 저항성 와이어일 수도 있으며, 또는 열 전도성 플레이트의 제 2 측면에 접착제 또는 스크루나 볼트를 통해 직접 부착된 가열식 매트(mat) 또는 패드(pad)일 수도 있다. 저항성 와이어 및 가열 매트 또는 패드는 다수의 공급처로부터 상업적으로 이용 가능하다. 대안으로서, 하나 이상의 히터가, 바람직하게는 열 전도성 플레이트의 측면 중 하나 상에서, 열 전도성 플레이트와 접촉하는 내부에 가열된 유체가 있는 유도식(열 전도성 플레이트가 서셉터(susceptor)로서 작용할 수 있음), 복사식, 대류식, 또는 열 교환기 관을 포함하는 기타 가열 수단을 활용할 수도 있다. 히터가, 바람직하게는, 측면 중 하나, 예를 들어, 열 전도성 플레이트의 제 2 측면(도시하지 않음)의 표면적의 대부분을 덮는 크기로 형성된다. 추가적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 가열식 밸브 매니폴드 조립체(20)는 열 전도성 플레이트의 제 2 측면과 접촉하고 있는 히터의 측면 반대쪽의 하나 이상의 히터의 측면을 덮거나 및/또는 접촉하는 단열재 층(420)을 추가로 포함한다. 단열재(420)가, 바람직하게는, 열 전도성 플레이트(400)의 제 2 측면(도시하지 않음)의 표면적의 크기와 적어도 일치하는 크기로 형성된다. 단열재 층(420)은 임의의 수의 단열 재료로 구성될 수도 있으며, 바람직하게는, 하나 이상의 단열 재료가 발포체 시트(가요성 또는 강성), 실리콘 고무, 유리 섬유, 세라믹 울, 또는 "블로우-인(blow-in)" 발포체와 같은 제어 가능한 형상을 갖는다. 단열재(420)는 전술한 접착제, 스크루나 볼트 또는 임의의 기타 체결구(들)를 사용하여 히터(410) 및/또는 열 전도성 플레이트(400)에 접착될 수도 있다. 열 전도성 플레이트(400)에 접촉 및/또는 부착되는 하나 이상의 히터를 덮는 단열재가 조립되는 경우, 단열재(420)가 열 전도성 플레이트(400)의 가장자리(75, 76, 77, 79) 중 하나 이상 또는 전부를 감싸도록 형성 또는 설치될 수도 있다. 단열재(420)가, 열 전도성 플레이트의 가장자리 주위와 대향 표면의 일부를 감싸는 경우, 도 4에 도시된 실시예를 참조하여 설명된 바와 같이 가열 용적을 획정 및 형성하는 데 사용될 수 있다.

도 5는 선택적인 볼트 구멍(81)과 선택적인 볼트 구멍(82)을 보여준다. 도시된 바와 같이, 볼트 구멍(81)은 단열재 층(22)의 적어도 일부를 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 열 전도성 플레이트(400)에 부착하는 데 사용된다. 볼트 구멍(82)은 가열식 밸브 매니폴드 조립체를 화학 물질 또는 가스 전달 캐비닛이나 박스의 후방 벽, 밸브 매니폴드 박스용 패널이나 벽, 또는 본원에 설명된 가열식 밸브 매니폴드 조립체를 포함하는 패널이나 임의의 기타 시스템에 부착하는 데 사용될 수도 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 선택적 스페이서(89)(예를 들어, 플라스틱, 목재, 세라믹 또는 고무 와셔)가, 캐비닛이나 패널 또는 박스와 같은 것에 부착된 경우, 가열식 밸브 매니폴드를 벽이나 플레이트 또는 잠재적으로 전도성의 임의의 다른 표면으로부터 멀리 유지하는 데 사용될 수도 있다. 대안으로서, 임의의 부착 기구 및 체결구가 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 개별 구성 요소 및 층을 접촉 상태로 및/또는 하나의 유닛으로서 함께 및/또는 이를 포함하는 시스템 내의 제자리에 부착 및/또는 유지하는 데 사용될 수도 있다.

도 5는 또한, 가열식 밸브 매니폴드 조립체(20)가 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 일부인 하나 이상의 히터로부터의 열의 출력을 조절하기 위해 제어부(도시하지 않음)와 통신하는 하나 이상의 온도 센서(78)를 포함할 수도 있다는 것을 보여준다. 온도 센서가 낮은 온도를 검출하면 히터가 열 출력을 증가시킬 것이며, 온도 센서가 높은 온도를 검출하면 히터가 열 출력을 감소시킬 것이다. 온도 센서가 또한 히터 오작동 신호를 제어부(도시하지 않음)로 전송할 것이다. (제어부가 또한, 시스템으로부터의 유체 수요에 기초하여 히터를 켜고 끄는 데 사용되는 것이 바람직하다. 히터와 센서 내외로의 전기 라인은 도시되어 있지 않다.) 일부 실시예에서, 하나 이상의 예비 히터가 제조 시에 가열식 밸브 매니폴드 조립체에 제공될 수 있으므로, 하나의 히터가 고장나면 제 2 히터가 켜질 수 있어, 이에 의해 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 수명이 연장되며 이에 의해 히터 교체를 위한 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 작동 정지가 방지된다.

추가적으로, 일부 실시예에서, 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 임의의 구성 요소에 대한 수리가 필요한 경우, 본 발명의 전체 가열식 밸브 매니폴드 조립체가 제거될 수도 있으며 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 가동 중지 시간을 최소화하기 위해 외부에서 제조된, 밸브 매니폴드 박스, 밸브 패널, 가스 전달 캐비닛 또는 하나 이상의 장비를 공급하는 화학 물질 전달 캐비닛과 같은 시스템에서 사용 중일 수도 있는 새로운 가열식 밸브 매니폴드 조립체로 교체될 수도 있다. 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 빠른 제거를 돕기 위해, 신속 해제 배관 부가 장치(95)(도 4 및 도 6에 도시됨)가 열 전도성 플레이트(400)의 가장자리 주위의 밸브 매니폴드(33)의 일부인 관(12) 상에 제공될 수도 있다. 추가적으로, 열 전도성 플레이트에 부착된 임의의 전기 배선이 또한 전기 커넥터(96)(도 6에 도시됨)를 용이하게 분리 및 재연결하기 위해 제공될 수도 있다.

도 6은 도 5에 도시된 것과 유사한 본 발명의 밸브 매니폴드 조립체(20)의 다른 실시예의 후방 사시도를 보여준다. 이전 도면에서 이미 설명한 부품에는 동일한 도면 부호를 사용하였다. 도 6은 전기 커넥터(96)를 용이하게 분리 및 재연결하기 위한 전기 와이어(94)를 추가로 보여준다. 도 6에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 가열 플레이트의 가장자리(75, 76, 77, 79)가 하나 이상의 단열재 층에 의해 덮이지 않을 수도 있지만, 다른 실시예에서는 열 전도성 플레이트(400)의 가장자리를 포함한 열 전도성 플레이트(및/또는 그 위의 밸브 매니폴드)의 전체 표면적을 덮도록 단열재가 추가된다.

도 7은 본 발명의 밸브 매니폴드 조립체(20)를 포함하는 본 발명의 다른 실시예의 시스템(100)을 보여준다. 도시된 시스템(100)은 밸브 매니폴드 박스(VMB)이다. 밸브 매니폴드 박스는 두 개의 도어를 갖는 캐비닛(72)을 포함하지만, 하나의 도어(71)가 존재하며 제 2 도어가 제거된 상태로 도시되어, 단열재(22), 밸브를 덮고 있는 단열재 조각(97, 98)을 포함하는 도어 뒤에 있는 밸브 매니폴드 조립체를 보여주며, 단열재(22), 열 전도성 플레이트(400), 및 관(12)과 밸브(14)를 포함하는 매니폴드(33)의 후방이 절취 상태로 추가로 도시되어 있다. 열 전도성 플레이트(400)의 반대쪽 측면 상에 존재하는 것이 바람직한 하나 이상의 히터와 하나 이상의 추가 단열재 층은 도시되어 있지 않다. 도시된 바와 같이, 시스템은 하나 이상의 배수관(73)(바람직하게는 밸브 매니폴드 조립체(33)용의 하나의 배수관 및 바람직하게는 매니폴드로부터 캐비닛(72) 내로 그리고 캐비닛(72)에 포함되는 임의의 누출물용의 하나의 배수관), 밸브 매니폴드(33)에 프로세스 재료(유체, 액체, 기체)를 제공하는 프로세스 재료 공급 관(66), 및 가열식 밸브 매니폴드 조립체(20)를 빠져나가며 VMB로부터의 프로세스 재료를 공정 또는 장비에 공급하는, 열 테이프를 위에 갖는 것으로 도시된, 하나보다 많은 프로세스 재료 공급 관(67)을 추가로 포함한다. 도시된 바와 같은 시스템(100)은 통풍구(68)를 추가로 포함한다. 시스템은 제어부(도시하지 않음) 및 밸브 매니폴드의 밸브 및/또는 히터를 제어하는 전기 부가 장치를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 이득 중 하나는 내부에 가열식 관과 밸브를 구비한 시스템의 감소된 제조 시간 및 감소된 수리 시간이다. 종래의 매니폴드에서는, 밸브 매니폴드의 관과 밸브를 가열할 필요가 있는 경우, 관과 밸브를 저항성 와이어(히트 트레이스)로 조심스럽게 감싼 다음, 제 2 접착성 단열재 층으로 조심스럽게 감싼다. 수리가 필요한 경우, 영향을 받는 밸브 또는 관으로부터 단열재 및 히트 트레이스를 제거하여야 하며, 그런 다음 히트 트레이스와 단열재를 수리된 관 및/또는 밸브에 다시 부착하여야 할 것이다. 추가적으로, 결함이 있거나 파손된 히트 트레이스가 문제였던 경우, 히트 트레이스와 단열재를 전체 밸브 매니폴드로부터 제거하여야 할 수도 있으며, 새로운 히트 트레이스로 교체한 다음 단열재로 감싸야 할 수도 있다. 종래의 시스템에서의 히트 트레이스 및 단열재를 설치, 제거 및 재설치는 시간이 많이 걸리는 작업이었다.

본 발명의 시스템을 사용함으로써, 제조 시간과 수리 시간을 크게 줄일 수 있다. 가열식 밸브 매니폴드 조립체를 구비한 시스템을 제조하기 위한 방법은 매니폴드의 관과 밸브를 열 전도성 플레이트에 접촉 및/또는 부착하는 단계, 하나 이상의 히터를 열 전도성 플레이트의 하나 이상의 측면의 표면에 접촉 및/또는 부착하는 단계, 하나 이상의 히터 위에, 열 전도성 플레이트에 의해 가열되거나 이에 접촉하고 있는 관과 밸브의 표면적의 과반 위에 및/또는 열 전도성 플레이트의 표면적의 과반 위에 하나 이상의 단열재 층을 덮거나 및/또는 이 단열재 층에 접촉 및/또는 부착하는 단계를 포함한다. 보다 바람직하게는, 상기 하나 이상의 단열재 층을 덮거나 및/또는 이 단열재 층에 접촉 및/또는 부착하는 단계는 하나 이상의 열 전도성 플레이트의 표면적의 75% 초과, 또는 90% 초과, 또는 99% 초과, 그리고 열 전도성 플레이트와 접촉하는 모든 관과 밸브의 표면적의 과반, 또는 75% 초과, 또는 90% 초과, 또는 99% 초과, 그리고 하나 이상의 열 전도성 플레이트에 접촉 또는 부착되는 하나 이상의 히터의 외부 표면적의 과반, 또는 75% 초과 또는 90% 초과, 또는 99% 초과 위에서 이루어질 것이다. 제조 방법은 추가적으로, 밸브 매니폴드의 관과 밸브를 부착 및/또는 나사 체결 및/또는 납땜 및/또는 달리 결합하여 밸브 매니폴드를 생성하는 단계를 포함할 수도 있다. 매니폴드의 구성 요소 중 일부 또는 전부가 먼저 서로 연결되어 밸브 매니폴드를 생성할 수도 있으며, 그런 다음 밸브 매니폴드가 열 전도성 플레이트에 부착 또는 접촉될 수도 있다. 대안으로서, 밸브 매니폴드의 구성 요소가 별도의 단계에서 열 전도성 플레이트에 부착되며 서로 연결되어 다수의 단계에서 열 전도성 플레이트 상에 매니폴드를 구성할 수도 있으며, 또는 다른 실시예에서는, 밸브와 관의 일부가 별도의 단계에서 서로 연결된 다음, 별도의 단계에서 열 전도성 플레이트에 부착되어, 최종적으로 열 전도성 플레이트에 부착된 밸브 매니폴드를 초래할 수도 있다. 또 다른 실시예에서는, 열 전도성 플레이트가 시스템에 먼저 장착될 수도 있으며, 밸브 매니폴드가 별도로 제조되어 단일 단계에서 열 전도성 플레이트에 부착될 수도 있으며, 또는 밸브 매니폴드의 구성 요소의 일부가 일련의 단계에서 서로 부착되어 열 전도성 플레이트에 부착되어, 최종적으로 열 전도성 플레이트에 부착된 밸브 매니폴드를 초래할 수도 있으며, 또는 매니폴드의 구성 요소가 동시에 서로 그리고 열 전도성 플레이트에 부착될 수도 있다. 제조 단계는 추가적으로, 임의의 순서로 수행될 수도 있는 단열재를 추가하는 하나 이상의 단계를 추가로 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 히터가 열 전도성 플레이트에 부착된 후 하나 이상의 히터에 하나 이상의 단열재 층이 부착될 수도 있으며, 밸브 매니폴드를 덮고 있는 하나 이상의 단열재 층이 열 전도성 플레이트에 대한 밸브 매니폴드의 부착에 이어서 열 전도성 플레이트에 부착 또는 접촉될 수도 있다.

일 실시예에서, 본 발명의 가열식 밸브 매니폴드 조립체를 포함하는 시스템을 수리하기 위한 방법은 열 전도성 플레이트에 의해 가열되며 이에 접촉 및/또는 부착된 복수의 관과 밸브에 접근하기 위해 스크루, 너트, 볼트, 및 와셔, 지퍼, 후크-루프 스트립과 같은 기계적 체결구일 수도 있는 하나 이상의 체결구를 제거하여 하나 이상의 단열재 층을 제거하는 단계, 열 전도성 플레이트에 의해 가열되며 접촉 및/또는 부착된 결함이 있는 밸브 또는 관을 수리 또는 교체하는 단계, 및 상기 하나 이상의 체결구를 사용하여 상기 하나 이상의 단열재 층을 재부착하는 단계를 포함한다.

또한 본 발명에 의해, 가열식 밸브 매니폴드 조립체를 별도로 제조한 다음, 가열식 밸브 매니폴드 조립체 상의 관을 시스템 내에 달리 존재하는 수용 관에 가열식 밸브 매니폴드 조립체 상의 상기 관과 시스템 내의 상기 수용 관 상에 제공된 정합 커넥터(mating connector)를 통해 연결하여 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 일부인 관을 수용하도록 준비된 배관을 구비한 박스, 캐비닛 내로 또는 패널 상으로 가열식 밸브 매니폴드 조립체를 연결함으로써, 가열식 밸브 매니폴드 조립체를 내부에 구비한 시스템을 제조하기 위한 또는 이 시스템을 수리하기 위한 방법이 고려된다. 스웨즈락 컴퍼니(Swagelok Company)에 의해 제조된 VCR 커플링과 같은 재사용 가능한 신속 정합 커넥터가 활용되어 반도체 산업에서 흔히 볼 수 있는 것과 같은 초고순도 용례의 유체 관의 두 개의 섹션을 함께 결합하는 반복 가능한 수단을 제공할 수도 있다. 수리가 필요한 경우, 방금 설명된 시스템의 결함이 있는 가열식 밸브 매니폴드 조립체가 신속 정합 커넥터를 분리하며, 전체 가열식 밸브 매니폴드 조립체를 제거한 다음, 새로운 또는 재생 가열식 밸브 매니폴드 조립체를 동일한 정합 커넥터 및 바람직하게는 교체용 가열식 밸브 매니폴드 조립체 상에 이미 존재하는 동일한 레이아웃의 관과 밸브와 재연결함으로써 제거될 수 있다. 전기 구성 요소가 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 일부로서 존재하는 경우, 신속 정합 배관 커넥터와 유사하게 작동하는 신속 해제(정합) 전기 커넥터가 또한 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 일부로서 제공될 수도 있다.

본 발명이 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 당업자에게 일어날 수 있는 바와 같이, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 수많은 변경, 추가 및 생략이 이루어질 수도 있다. "포함하는(comprising)"의 임의의 사용은 더 좁은 의미의 "본질적으로 구성되는(consisting essentially of)" 및 "구성되는(consisting of)"을 포함한다.

Claims (31)

1. 반도체 제조용의 하나 이상의 장비에 유체를 분배하기 위한 시스템으로서,
   적어도 하나의 가열식 밸브 매니폴드 조립체
   를 포함하며, 상기 조립체는,
   총 표면적을 갖는 열 전도성 플레이트로서, 제 1 측면 및 제 2 측면을 구비한 상기 열 전도성 플레이트;
   상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트와 접촉하는 적어도 하나의 히터;
   복수의 밸브 및 관을 포함하는 밸브 매니폴드로서, 상기 복수의 상기 밸브 및 관이 총 표면적을 가지며, 상기 복수의 밸브 및 관의 표면적의 일부가 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트와 접촉하는 것인, 밸브 매니폴드; 및
   (i) 상기 일부가 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트와 접촉하는 상기 복수의 상기 밸브 및 관의 표면적의 과반(majority), (ii) 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트와 접촉하는 상기 적어도 하나의 히터, 및 (iii) 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트의 표면적의 과반을 덮는 하나 이상의 단열재 층
   을 포함하는 것인, 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하나 이상의 단열재 층은 단열 보드를 포함하는 것인, 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 하나 이상의 단열재 층은 플라스틱 커버에 부착된 단열재를 포함하는 것인, 시스템.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하나 이상의 단열재 층은 가요성 단열 재료로 형성된 단열 재킷을 포함하는 것인, 시스템.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하나 이상의 단열재 층은 볼트, 스크루, 클램프, 지퍼, 벨크로, 케이블 타이, 자석, 접착제, 스냅, 걸쇠, 번지 코드(bungee cord), 및 후크-아이로부터 선택된 체결구를 사용하여 상기 열 전도성 플레이트에 제거 가능하게 부착되는 것인, 시스템.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하나 이상의 단열재 층은 상기 복수의 밸브와 배관 위에 형상 끼워맞춤 되도록 맞춤 제작되는 것인, 시스템.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하나 이상의 단열재 층은 대부분의 복수의 관과 밸브가 상기 열 전도성 플레이트 상에 장착되는 가열 공기 용적을 제공하도록 형상화되는 것인, 시스템.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 복수의 상기 밸브와 관의 일부가 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트의 상기 제 1 측면과 접촉하며; 상기 적어도 하나의 히터가 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트의 상기 제 2 측면과 접촉하는 것인, 시스템.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 복수의 상기 밸브와 관의 일부가 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트의 상기 제 1 측면과 접촉하며, 상기 하나 이상의 히터가 상기 적어도 하나의 열 전도성 플레이트의 상기 제 1 측면과 접촉하는 것인, 시스템.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관과 밸브는 상기 열 전도성 플레이트에 부착되는 것인, 시스템.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 히터는 상기 열 전도성 플레이트에 부착되는 것인, 시스템.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조립체는 상기 열 전도성 플레이트의 제 1 측면에 부착되거나 이를 덮는 제 1 단열 보드 및 상기 열 전도성 플레이트의 제 2 측면에 부착되거나 이를 덮는 제 2 단열 보드를 포함하는 것인, 시스템.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 전도성 플레이트에 부착된 상기 관은 상기 가열식 밸브 매니폴드 조립체의 신속한 제거 및 교체를 위해 분리 및 재연결될 수 있는 신속 해제 커넥터를 구비하는 것인, 시스템.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    캐비닛 및 상기 유체의 적어도 하나의 용기를 추가로 포함하며, 상기 캐비닛은 상기 가열식 밸브 매니폴드 조립체 및 상기 적어도 하나의 용기를 수용하는 것인, 시스템.
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열식 밸브 매니폴드 조립체는, 상기 가열식 밸브 매니폴드 조립체와 벽 또는 패널 간의 접촉을 방지하기 위해 스페이서를 사용하여 상기 벽 또는 패널 상에 장착되는 것인, 시스템.
16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    예비 히터를 추가로 포함하는 시스템.
17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 온도 센서를 추가로 포함하는 시스템.
18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 제어부를 추가로 포함하는 시스템.
19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 히터용 제어부를 추가로 포함하는 시스템.
20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은 가스 또는 화학 물질 전달 캐비닛인 것인 시스템.
21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은 밸브 매니폴드 박스인 것인 시스템.
22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은 밸브 매니폴드 패널인 것인 시스템.
23. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 단열재 층은 접착제가 없는 체결구를 사용하여 상기 열 전도성 플레이트에 제거 가능하게 부착되는 것인, 시스템.
24. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 따른 시스템을 제조하기 위한 방법으로서,
    밸브 매니폴드의 관과 밸브를 열 전도성 플레이트에 접촉 및/또는 부착하는 단계;
    하나 이상의 히터를 상기 열 전도성 플레이트에 접촉 및/또는 부착하는 단계;
    상기 하나 이상의 히터 위에, 상기 열 전도성 플레이트에 의해 가열되거나 이에 접촉하는 관과 밸브의 표면적의 과반 위에 및/또는 상기 열 전도성 플레이트의 표면적의 과반 위에 하나 이상의 단열재 층을 덮거나 및/또는 하나 이상의 단열재 층을 부착하는 단계
    를 포함하는 제조 방법.
25. 제 24 항에 있어서,
    밸브 매니폴드의 관과 밸브를 결합하여 밸브 매니폴드 내부에 유체 기밀 시일(seal)을 생성하는 단계를 추가로 포함하는 제조 방법.
26. 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 단열재 층을 부착하는 방법은 기계적 체결구를 포함하는 것인, 제조 방법.
27. 제 24 항, 제 25 항 또는 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 단열재 층을 부착하는 방법은 접착제를 사용하지 않는 것인, 제조 방법.
28. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 따른 시스템을 수리하기 위한 방법으로서,
    상기 밸브 매니폴드에 접근하기 위해 상기 하나 이상의 단열재 층을 제거하는 단계;
    결함이 있는 밸브, 관 또는 기타 구성 요소를 수리하는 단계;
    상기 하나 이상의 단열재 층을 재부착하는 단계
    를 포함하는 시스템 수리 방법.
29. 제 27 항에 있어서,
    상기 제거하는 단계는 하나 이상의 기계적 체결구를 제거하는 단계가 선행되며, 상기 재부착하는 단계는 상기 하나 이상의 기계적 체결구를 재부착하는 단계를 포함하는 것인, 시스템 수리 방법.
30. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 따른 시스템을 수리하기 위한 방법으로서,
    상기 시스템으로부터 상기 가열식 밸브 매니폴드 조립체를 제거하는 단계; 및
    상기 조립체를 새로운 가열식 밸브 매니폴드 조립체로 교체하는 단계
    를 포함하는 시스템 수리 방법.
31. 제 29 항에 있어서,
    상기 제거하는 단계는 하나 이상의 기계적 체결구를 제거하고 일부 신속 해제 커넥터를 개방하는 단계가 선행되며;
    상기 교체하는 단계는 상기 하나 이상의 기계적 체결구를 재부착하고 일부 신속 해제 커넥터를 폐쇄하는 단계를 포함하는 것인, 시스템 수리 방법.

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