KR20210062091A - 로드 록 바디 부분들, 로드 록 장치, 및 이를 제조하기 위한 방법들 - Google Patents
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Abstract
로드 록 장치는 하나 이상의 표면들을 포함하는 바디 부분을 포함할 수 있다. 제1 홈이 하나 이상의 표면들 중 제1 표면 내로 그리고 제1 표면을 따라 연장될 수 있다. 제1 튜브가 제1 홈에 수용될 수 있으며, 제1 튜브는 (예컨대, 바디 부분을 열적으로 제어하기 위해) 액체를 이송하도록 구성될 수 있다. 이러한 그리고 다른 실시예들에 따른 로드 록 장치를 제조하는 방법들 및 다른 장치가 개시된다.
Description
[0001]
본 개시내용은 전자 디바이스 제조에 관한 것으로, 더 상세하게는 로드 록 장치 및 이를 제조하는 방법들에 관한 것이다.
[0002]
전자 디바이스 제조 시스템들은, 전달 챔버(transfer chamber)를 갖는 메인프레임 하우징 주위에 배열된 다수의 프로세스 챔버들, 및 기판들을 전달 챔버 내외로 통과시키도록 구성된 하나 이상의 로드 록 장치를 포함할 수 있다. 일부 제조 프로세스들 동안, 기판들은 매우 고온들로 가열될 수 있다. 고온의 기판들이 로드 록 장치를 통과할 때, 그 고온의 기판들이 로드 록 장치를 가열하며, 이는 기판들이 로드 록 장치 내에 있는 동안 기판들을 냉각시키는 것을 어렵게 만든다.
[0003]
제1 양상에서, 로드 록 장치의 바디 부분이 제공된다. 바디 부분은, 하나 이상의 표면들; 하나 이상의 표면들 중 제1 표면 내로 그리고 제1 표면을 따라 연장되는 제1 홈(groove); 및 제1 홈에 수용되는 제1 튜브를 포함하며, 제1 튜브는 액체를 이송하도록 구성된다.
[0004]
다른 양상에서, 로드 록 장치가 제공된다. 로드 록 장치는, 제1 표면 및 제2 표면을 포함하는 제1 바디 부분; 제1 표면과 적어도 부분적으로 접촉하는 제3 표면을 포함하는 제2 바디 부분; 제1 표면 내로 그리고 제1 표면을 따라 연장되는 제1 홈; 제2 표면 내로 그리고 제2 표면을 따라 연장되는 제2 홈; 제1 홈에 수용되는 제1 튜브 ― 제1 튜브는 액체를 이송하도록 구성됨 ―; 및 제2 홈에 수용되는 제2 튜브를 포함하며, 제2 튜브는 액체를 이송하도록 구성된다.
[0005]
다른 양상에서, 로드 록 장치를 제조하는 방법이 제공된다. 방법은, 로드 록 장치의 제1 바디 부분을 제공하는 단계 ― 제1 바디 부분은 표면을 포함함 ―; 표면 내로 그리고 표면을 따라 홈을 형성하는 단계; 및 홈 내로 튜브를 삽입하는 단계를 포함하며, 튜브는 액체를 이송하도록 구성된다.
[0006]
본 개시내용의 다른 특징들 및 양상들은 다음의 상세한 설명, 첨부된 청구항들, 및 첨부 도면들로부터 더 완전히 자명해질 것이다.
[0007]
이하에 설명되는 도면들은 예시의 목적들을 위한 것이며 반드시 실척대로 그려진 것은 아니다. 도면들은 어떤 방식으로도 본 개시내용의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
[0008] 도 1은 하나 이상의 실시예들에 따른, 2개의 로드 록 장치를 포함하는 전자 디바이스 프로세싱 시스템의 개략적인 평면도를 예시한다.
[0009] 도 2a는 하나 이상의 실시예들에 따른, 3개의 바디 부분들을 포함하는 로드 록 장치의 평면 등각도를 예시한다.
[0010] 도 2b는 하나 이상의 실시예들에 따른, 3개의 바디 부분들을 포함하는 로드 록 장치의 평면 등각도를 예시한다.
[0011] 도 3a는 하나 이상의 실시예들에 따른 로드 록 장치의 메인 바디 부분의 평면 등각도를 예시한다.
[0012] 도 3b는 하나 이상의 실시예들에 따른, 로드 록 장치의 제1 바디 부분의 표면 내로 형성된 홈을 포함하는 로드 록 장치의 제1 바디 부분의 부분적인 단면도를 예시한다.
[0013] 도 3c는 하나 이상의 실시예들에 따른, 로드 록 장치의 제1 바디 부분의 표면 내로 형성된 홈 및 홈에 로케이팅된 튜브를 포함하는 로드 록 장치의 제1 바디 부분의 부분적인 단면도를 예시한다.
[0014] 도 4는 하나 이상의 실시예들에 따른 로드 록 장치의 제1 바디 부분의 저면 평면도를 예시한다.
[0015] 도 5는 하나 이상의 실시예들에 따른 로드 록 장치의 저면 평면도를 예시한다.
[0016] 도 6은 하나 이상의 실시예들에 따른 로드 록 장치에 커플링된 액체 유동 제어기를 개략적으로 예시한다.
[0017] 도 7은 하나 이상의 실시예들에 따른 로드 록 장치를 제조하기 위한 방법을 도시하는 흐름도를 예시한다.
[0008] 도 1은 하나 이상의 실시예들에 따른, 2개의 로드 록 장치를 포함하는 전자 디바이스 프로세싱 시스템의 개략적인 평면도를 예시한다.
[0009] 도 2a는 하나 이상의 실시예들에 따른, 3개의 바디 부분들을 포함하는 로드 록 장치의 평면 등각도를 예시한다.
[0010] 도 2b는 하나 이상의 실시예들에 따른, 3개의 바디 부분들을 포함하는 로드 록 장치의 평면 등각도를 예시한다.
[0011] 도 3a는 하나 이상의 실시예들에 따른 로드 록 장치의 메인 바디 부분의 평면 등각도를 예시한다.
[0012] 도 3b는 하나 이상의 실시예들에 따른, 로드 록 장치의 제1 바디 부분의 표면 내로 형성된 홈을 포함하는 로드 록 장치의 제1 바디 부분의 부분적인 단면도를 예시한다.
[0013] 도 3c는 하나 이상의 실시예들에 따른, 로드 록 장치의 제1 바디 부분의 표면 내로 형성된 홈 및 홈에 로케이팅된 튜브를 포함하는 로드 록 장치의 제1 바디 부분의 부분적인 단면도를 예시한다.
[0014] 도 4는 하나 이상의 실시예들에 따른 로드 록 장치의 제1 바디 부분의 저면 평면도를 예시한다.
[0015] 도 5는 하나 이상의 실시예들에 따른 로드 록 장치의 저면 평면도를 예시한다.
[0016] 도 6은 하나 이상의 실시예들에 따른 로드 록 장치에 커플링된 액체 유동 제어기를 개략적으로 예시한다.
[0017] 도 7은 하나 이상의 실시예들에 따른 로드 록 장치를 제조하기 위한 방법을 도시하는 흐름도를 예시한다.
[0018]
이제, 본 개시내용의 예시적인 실시예들이 상세히 참조될 것이며, 그 실시예들은 첨부 도면들에 예시된다. 가능한 경우, 여러 도면들 전체에 걸쳐 동일한 또는 유사한 부분들을 지칭하기 위해, 도면들 전체에 걸쳐 동일한 참조 번호들이 사용될 것이다. 본원에서 설명된 다양한 실시예들의 특징들은, 구체적으로 달리 기재되어 있지 않는 한, 서로 조합될 수 있다.
[0019]
전자 디바이스 제조는 복수의 프로세스들 동안 상이한 환경 조건들에 기판들을 노출시키는 것을 수반할 수 있다. 이러한 환경 조건들은, 기판들을 다양한 화학물질들 및 매우 고온들에 노출시키는 것을 포함할 수 있다. 상이한 프로세스들 사이에서, 기판들은, 주변 공기가 기판들에 악영향을 미치는 것을 방지하기 위해, 제어된 환경들에서 유지될 수 있다. 예컨대, 수증기 또는 산소에 대한 노출은 일부 기판들에 악영향을 미칠 수 있다.
[0020]
전자 디바이스 제조는 전자 디바이스 프로세싱 장치에서 수행될 수 있다. 전자 디바이스 프로세싱 장치는, 하나 이상의 프로세스 챔버들에 기판들을 분배하고 하나 이상의 프로세스 챔버들로부터 기판들을 수용하는 전달 챔버를 포함할 수 있다. 하나 이상의 로드 록 장치가 전달 챔버와 EFEM(electronic front end module) 사이에 커플링될 수 있다. 기판들은 로드 록 장치를 통해 전달 챔버와 EFEM 사이에서 전달된다.
[0021]
기판들이 노출되는 제어된 환경들은, 기판들이 EFEM과 전달 챔버 사이에서 전달될 때 기판들을 로드 록 장치를 통과시킴으로써 유지될 수 있다. 로드 록 장치는 EFEM에 인접한 제1 개구 및 전달 챔버에 인접한 제2 개구를 가질 수 있다. 전달 챔버로부터 EFEM으로 기판을 전달하는 동안, 제1 개구는 밀봉될 수 있고 제2 개구는 로드 록 장치 내로 기판을 수용하기 위해 밀봉해제될 수 있다. 기판이 로드 록 장치 내에 있을 때, 개구들 둘 모두는 밀봉될 수 있다. 그런 다음, 로드 록 장치 내의 환경 조건들이 설정될 수 있다. 그런 다음, 제1 개구는 밀봉해제될 수 있고, 기판은 로드 록 장치로부터 제거되어 EFEM 내로 이송될 수 있다.
[0022]
전달 챔버로부터 로드 록 장치로 들어가는 기판들은 매우 고온일 수 있고, 로드 록 장치의 바디를 가열할 수 있다. 일부 로드 록 장치는, 기판들이 전달 챔버로 전달되기 전에 기판들을 가열할 수 있다. 로드 록 장치 실시예들 둘 모두에서, 로드 록 장치의 바디들은 고온이 될 수 있고, 고온 로드 록 장치에 접촉하는 작업자들에게 부상을 야기할 수 있다. 일부 로드 록 장치는 기판들을 냉각시키기 위한 냉각 디바이스들을 포함한다. 그러나, 로드 록 바디들은 위에서 설명된 바와 같이 가열될 수 있으며, 이는 기판들을 냉각시키는 것을 어렵게 만든다.
[0023]
본원에서 개시된 로드 록 장치는, 적어도 하나의 표면을 포함하는 하나 이상의 바디 부분들을 갖는 냉각된 로드 록들을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 홈이 적어도 하나의 표면 내로 그리고 그 적어도 하나의 표면을 따라 연장된다. 액체(예컨대, 냉각액)를 이송하도록 구성된 튜브들이 홈들에 로케이팅될 수 있다. 바디 부분들로부터의 열은 튜브들을 통해 액체로 전달될 수 있으며, 이는 바디 부분들을 냉각시키도록 동작한다. 일부 실시예들에서, 튜브들은, 우수한 열 전도체들인 구리 또는 다른 열적-전도성 재료들을 포함한다. 튜브들은 개개의 바디 부분들 내에서의 각각의 튜브의 억지 끼워맞춤(tight fit) 및 향상된 접촉(enhanced contact)을 제공하기 위해 홈들 내로 스웨이징될(swaged) 수 있으며, 이는 바디 부분들로부터 튜브들로의 그리고 그 튜브들 내에서 이송되는 액체로의 열 전달을 개선한다.
[0024]
로드 록 장치(예컨대, 냉각된 로드 록들)를 위한 바디 부분들, 열적으로-제어되는 로드 록 장치, 및 이를 제조하기 위한 방법들의 예시적인 실시예들의 추가의 세부사항들이 본원에서 도 1 - 도 7을 참조하여 설명된다.
[0025]
도 1은 전자 디바이스 프로세싱 장치의 개략적인 평면도를 예시한다. 전자 디바이스 프로세싱 장치는, 기판들(예컨대, 300 mm 또는 450 mm의 실리콘-함유 웨이퍼들, 실리콘 플레이트들 등)에 하나 이상의 프로세스들, 이를테면, 탈기, 세정 또는 예비-세정, 증착, 이를테면, CVD(chemical vapor deposition), PVD(physical vapor deposition), 또는 원자 층 증착, 코팅, 산화, 질화, 에칭, 폴리싱, 리소그래피 등을 부여함으로써, 그 기판들을 프로세싱하도록 구성될 수 있다.
[0026]
도시된 전자 디바이스 프로세싱 장치(100)는, 전달 챔버(102)가 내부에 형성되어 있는 메인프레임 하우징(101)을 포함할 수 있다. 전달 챔버(102)는, 덮개(예시의 목적들을 위해 제거됨), 최하부, 및 측벽들에 의해 형성될 수 있으며, 예컨대 일부 실시예들에서 진공 상태로 유지될 수 있다. 메인프레임 하우징(101)은 임의의 적절한 형상, 이를테면, 정사각형, 직사각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형(도시된 바와 같음), 구각형, 또는 다른 기하학적 형상들을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 로봇(106), 이를테면, 멀티-암 로봇이 전달 챔버(102) 내부에 적어도 부분적으로 수용될 수 있고, 전달 챔버(102) 주위에 배열된 다양한 챔버들(예컨대, 하나 이상의 프로세스 챔버들(104) 및/또는 하나 이상의 로드 록 장치(108))을 서비스하기 위해 전달 챔버(102) 내부에서 동작가능하도록 구성될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은 "서비스"는, 로봇(106)의 엔드 이펙터(106A)를 이용하여 기판(105)을 챔버(예컨대, 프로세스 챔버(104) 및/또는 로드 록 장치(108)) 내외로 배치(place) 또는 선택(pick)하는 것을 의미한다. 도 1에 도시된 전달 챔버(102)는 6개의 프로세스 챔버들(104) 및 2개의 로드 록 장치(108)에 커플링된다. 그러나, 다른 개수의 프로세스 챔버들(104) 및 로드 록 장치(108)가 사용될 수 있다.
[0027]
로봇(106)은 로봇(106)의 엔드 이펙터(106A)(때때로 "블레이드"로 지칭됨) 상에 장착된 기판들(105)(때때로 "웨이퍼들"또는 "반도체 웨이퍼들"로 지칭됨)을 하나 이상의 슬릿 밸브 어셈블리들(107)을 통해 목적지로 또는 목적지로부터 선택 및 배치하도록 구성될 수 있다. 도 1의 도시된 실시예에서, 로봇(106)은, 다양한 프로세스 챔버들(104) 및/또는 로드 록 장치(108) 사이에서 기판들(105)을 전달하기에 충분한 이동성을 갖는 임의의 적절한 멀티-암 로봇일 수 있다.
[0028]
로드 록 장치(108)는 EFEM(electronic front end module)(110)의 인터페이스 챔버(111)와 인터페이싱하도록 구성될 수 있다. EFEM(110)은 EFEM(110)의 전면 벽 상의 로드 포트들(112)에 도킹된 FOUP(front opening unified pod)들과 같은 기판 캐리어들(114)로부터 기판들(105)을 수용할 수 있다. 로드/언로드 로봇(118)(점선으로 도시됨)은 기판 캐리어들(114)과 로드 록 장치(108) 사이에서 기판들(105)을 전달하는 데 사용될 수 있다. 슬릿 밸브 어셈블리들(107)은 프로세스 챔버들(104) 내로의 개구들 중 일부 또는 전부에 제공될 수 있고, 그리고 또한 로드 록 장치(108)의 개구들 중 일부 또는 전부에 제공될 수 있다.
[0029]
기판들은, EFEM(110)의 표면(예컨대, 후면 벽)에 커플링된 로드 록 장치(108)를 통해, EFEM(110)으로부터 전달 챔버(102) 내로 수용될 수 있고, 그리고 또한 전달 챔버(102)로부터 EFEM(110)으로 나갈 수 있다. 로드 록 장치(108)는 하나 이상의 로드 록 챔버들(예컨대, 예를 들어, 로드 록 챔버들(114A, 114B))을 포함할 수 있다. 로드 록 장치(108)에 포함된 로드 록 챔버들(114A, 114B)은, 예컨대 SWLL(single wafer load lock) 챔버들, 멀티-웨이퍼 챔버들, 또는 이들의 조합들일 수 있다.
[0030]
이제, 냉각을 포함하는 로드 록 장치(208)의 평면 등각도들을 예시하는 도 2a 및 도 2b가 참조된다. 로드 록 장치(208)는 도 1의 로드 록 장치(108)와 실질적으로 유사할 수 있다. 일부 실시예들에서, 로드 록 장치(208)는, 제1 바디 부분(220A), 제2 바디 부분(220B), 및 제3 바디 부분(220C)으로 지칭될 수 있는 하나 이상의 바디 부분들(220)을 포함할 수 있다. 바디 부분들(220)은, 예컨대 알루미늄 6061-T6 재료 또는 다른 적절한 열적 전도성 금속들로 제조될 수 있다. 제1 바디 부분(220A)은 메인 바디 부분으로 지칭될 수 있고, 제2 바디 부분(220B)은 상부 덮개로 지칭될 수 있고, 제3 바디 부분(220C)은 하부 종모양 병(lower bell jar)으로 지칭될 수 있다. 바디 부분들(220)은, 개별 바디 부분들(220)의 인터페이스들 사이에 기밀 시일(seal)들을 형성하기 위해, 패스너들(도시되지 않음) 및 시일들을 사용하여 서로 고정될 수 있다. 제2 바디 부분(220B)은, 제1 표면(221A) 및 제2 표면(221B)을 포함하는 플레이트(221)를 포함할 수 있다.
[0031]
제1 바디 부분(220A)은 제1 외측 인터페이스(222A) 및 제2 외측 인터페이스(222B)를 포함할 수 있다. 제1 외측 인터페이스(222A) 및 제2 외측 인터페이스(222B)는 메인프레임 하우징(101)(도 1) 또는 EFEM(110)(도 1)의 외측 벽과 접촉하도록 구성될 수 있다. 슬릿 밸브 어셈블리들(107)(도 1)은 제1 외측 인터페이스(222A) 및 제2 외측 인터페이스(222B) 둘 모두의 적어도 일부에 커플링될 수 있다.
[0032]
제1 외측 인터페이스(222A)는 제1 개구(224A)를 포함할 수 있고, 제2 외측 인터페이스(222B)는 제2 개구(224B)를 포함할 수 있다. 제1 개구(224A) 및 제2 개구(224B) 둘 모두는 기판들(105)(도 1)을 제1 바디 부분(220A) 내외로 통과시키도록 구성될 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 기판들(105)은 고온일 수 있고, 일부 실시예들에서 로드 록 장치(208)의 바디 부분들(220)을 가열할 수 있다. 일부 실시예들에서, 로드 록 장치(208)는, 기판들(105)을 냉각 및/또는 가열하는 디바이스들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 바디 부분들(220)이 너무 고온일 때, 기판들(105)의 냉각은 비효율적일 수 있다.
[0033]
로드 록 장치(208)는, 바디 부분들(220)의 표면들 내로 형성되고 그 표면들을 따라 연장되는 홈들(도 2a 및 도 2b에 도시되지 않음)에 수용된 하나 이상의 튜브들(예컨대, 냉각 라인들)을 포함할 수 있다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 실시예에서, 로드 록 장치(208)는 제1 바디 부분(220A)의 제1 표면(228A) 내로 그리고 그 제1 표면(228A)을 따라 연장되는 홈(예컨대, 제1 홈(350), 도 3)에 수용된 제1 튜브(226)를 포함할 수 있다. 제1 튜브(226)는 제1 개구(226A) 및 제2 개구(226B)를 포함할 수 있으며, 제1 개구(226A)와 제2 개구(226B) 사이에서 액체(도시되지 않음)가 이송(유동)될 수 있다. 제1 개구(226A)에는 제1 커플러(229A)가 부착될 수 있고, 제2 개구(226B)에는 제2 커플러(229B)가 부착될 수 있다. 제1 커플러(229A) 및 제2 커플러(229B)는, 제1 튜브(226)를 액체 조절기(680)(도 6) 또는 다른 액체-이송 디바이스에 커플링할 수 있고, 액체 소스에 상호연결될 수 있다.
[0034]
제1 바디 부분(220A)의 제2 표면(228B) 내로 형성되고 그리고 그 제2 표면(228B)을 따라 연장되는 홈(예컨대, 제2 홈(450), 도 4)에 제2 튜브(232)가 수용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 표면(228A)은 제2 표면(228B)에 평행할 수 있다. 제2 튜브(232)는 제1 개구(232A) 및 제2 개구(232B)를 포함할 수 있으며, 제1 개구(232A)와 제2 개구(232B) 사이에서 액체(도시되지 않음)가 이송될 수 있다. 제1 개구(232A)에는 제1 커플러(234A)가 부착될 수 있고, 제2 개구(232B)에는 제2 커플러(234B)가 부착될 수 있다. 제1 커플러(234A) 및 제2 커플러(234B)는 제2 튜브(232)를 액체 조절기(680)(도 6) 또는 다른 액체-이송 디바이스에 커플링할 수 있고, 액체 소스에 상호연결될 수 있다.
[0035]
제3 바디 부분(220C)은 제1 표면(240A) 및 제2 표면(240B)을 포함할 수 있다. 제1 표면(240A)은 제1 바디 부분(220A)의 제2 표면(228B)의 적어도 일부에 접할 수 있고, 제2 표면(240B)은 로드 록 장치(208)의 하부 표면일 수 있다. 제2 표면(240B) 내로 형성되고 그리고 그 제2 표면(240B)을 따라 연장되는 홈(예컨대, 제3 홈(550), 도 5)에 제3 튜브(242)가 수용될 수 있다. 제3 튜브(242)는 제1 개구(242A) 및 제2 개구(242B)를 포함할 수 있으며, 제1 개구(242A)와 제2 개구(242B) 사이에서 액체(도시되지 않음)가 이송될 수 있다. 제1 개구(242A)에는 제1 커플러(244A)가 부착될 수 있고, 제2 개구(242B)에는 제2 커플러(244B)가 부착될 수 있다. 제1 커플러(244A) 및 제2 커플러(244B)는 제3 튜브(242)를 액체 조절기(680)(도 6) 또는 다른 액체-이송 디바이스에 커플링할 수 있고, 액체 소스에 상호연결될 수 있다.
[0036]
제1 브라켓(246A)이 제1 바디 부분(220A)의 제2 표면(228B)으로부터 제2 튜브(232)의 제1 개구(232A) 및 제1 커플러(234A)를 지지할 수 있다. 제2 브라켓(246B)이 제1 바디 부분(220A)의 제2 표면(228B)으로부터 제2 개구(232B) 및 제2 커플러(234B)를 지지할 수 있다. 제3 브라켓(246C)이 제3 바디 부분(220C)의 제2 표면(240B)으로부터 제3 튜브(242)의 제1 개구(242A) 및 제1 커플러(244A)를 지지할 수 있다. 제4 브라켓(246D)이 제3 바디 부분(220C)의 제2 표면(240B)으로부터 제3 튜브(242)의 제2 개구(242B) 및 제2 커플러(244B)를 지지할 수 있다.
[0037]
이제, 제1 바디 부분(220A)의 평면 등각도를 예시하는 도 3a가 참조된다. 제1 바디 부분(220A)은, 제1 개구(224A) 및 제2 개구(224B)를 통해 기판들(예컨대, 기판들(105), 도 1)을 수용하도록 크기가 정해지고 구성될 수 있는 챔버(314) 또는 챔버(314)의 일부를 포함할 수 있다. 제1 표면(228A)은, 제1 표면(228A)에 형성되고 제1 표면(228A) 내로 그리고 제1 표면(228A)을 따라 연장되는 제1 홈(350)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 홈(350)은 챔버(314)를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 제1 홈(350)은 내부에 제1 튜브(226)를 수용하도록 크기가 정해지고 구성될 수 있다.
[0038]
제1 홈(350)을 포함하는 제1 바디 부분(220A)의 부분 단면도를 예시하는 도 3b가 추가로 참조된다. 제1 튜브(226)가 내부에 수용된 제1 홈(350)을 포함하는 제1 바디 부분(220A)의 부분 단면도를 예시하는 도 3c가 또한 추가로 참조된다. 제2 튜브(232)(도 2a), 제3 튜브(242)(도 2a), 제2 홈(450)(도 4) 및 제3 홈(550)(도 5)은 제1 홈(350) 및 제1 튜브(226)와 동일하거나 또는 실질적으로 유사할 수 있다.
[0039]
도 3b 및 도 3c에 도시된 제1 홈(350)은 상부 부분(354A) 및 하부 부분(354B)을 포함할 수 있다. 상부 부분(354A)은 깊이(D31) 및 폭(W31)을 가질 수 있다. 하부 부분(354B)은 제1 튜브(226)의 외경보다 약간 더 클 수 있는 반경(R31)을 포함할 수 있다. 제1 튜브(226)는 제1 홈(350)의 하부 부분(354B) 내로 가압되거나 스웨이징될 수 있다. 제1 튜브(226)는, 제1 홈(350) 내로 가압되거나 스웨이징될 때 약간 변형될 수 있는 부드럽고 높은 열적 전도성 금속, 이를테면, 구리로 제조될 수 있다. 제1 홈(350) 내로의 제1 튜브(226)의 스웨이징 및/또는 변형은, 제1 바디 부분(220A)과 제1 튜브(226) 사이에 억지 끼워맞춤(라인 또는 압축된 끼워맞춤)을 형성하며, 이는 제1 바디 부분(220A)과 제1 튜브(226) 사이의 전도성 열 전달을 현저하게 향상시킬 수 있다. 스웨이징 동작은, 홈(350)의 하부 부분(354B)의 벽들과 직접적으로 밀접한 열적 접촉을 하는 제1 튜브(226)의 개개의 표면적을 극적으로 개선한다. 제1 튜브(226)의 길이를 따르는 제1 튜브(226)의 재료들은, 제1 바디 부분(220A)으로부터 제1 튜브(226)를 통해 이송되는 액체로 열을 전도하기 위한 우수한 열적 전도체일 수 있다.
[0040]
일부 실시예들에서, 열적-전도성 금속 플레이트와 같은 플레이트(356)가 제1 홈(350)의 상부 부분(354A)에 배치될 수 있고, 제1 튜브(226)를 하부 부분(354B) 내로 가압할 수 있다. 예컨대, 플레이트(356)는 도 3c에 도시된 바와 같이 제1 튜브(226)의 상부 또는 다른 부분들과 접촉하거나 심지어 이들을 변형시킬 수 있으며, 이는 제1 홈(350)에서의 제1 튜브의 억지 끼워맞춤을 향상시킨다. 더욱이, 이는, 벽과 접촉하지 않는 제1 튜브(226)의 부분과의 접촉에 의해, 제1 튜브와의 열적 접촉을 추가로 향상시킬 수 있고, 그에 따라 제1 바디 부분(220A)에 열적 브리지를 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 홈(350)은, 플레이트(356)를 제1 홈(350)의 상부 부분(354A) 내로 고정시키는 패스너들(예컨대, 스크루들)을 수용할 수 있는 스레딩된 보어(threaded bore)들을 포함하는 복수의 포켓들(358)(몇몇이 라벨링됨)을 포함할 수 있다. 인식되어야 하는 바와 같이, 튜브의 스웨이징은, 제1 튜브의 길이의 전부 또는 일부를 따라 제1 튜브와 접촉하는 툴에 의해 달성될 수 있다. 제1 튜브(226)를 홈(350)의 하부 부분(354B) 내로 스웨이징하기 위해 적절한 변형력이 툴에 인가될 수 있다.
[0041]
제1 홈(350)의 일부 실시예들은 상부 부분(354A)을 포함하지 않는다. 오히려, 제1 홈(350)은 하부 부분(354B)만을 포함할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 제1 튜브(226)의 최상부는 제1 표면(228A)에 의해 정의된 평면에 근접할 수 있다. 평평한 금속 스트립들과 같은 플레이트 또는 복수의 플레이트들(예컨대, 플레이트(560), 도 5)이 제1 홈(350) 위에 배치될 수 있고, 플레이트(356)와 유사한 방식으로 제1 튜브(226)와 접촉하고 그리고/또는 제1 튜브(226)를 변형시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 홈(350)은 제2 바디 부분(220B)에 의해 적어도 부분적으로 커버될 수 있다. 예컨대, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 플레이트(221)의 제2 표면(221B)은 제1 홈(350)에 로케이팅된 제1 튜브(226)의 적어도 일부와 접촉할 수 있다.
[0042]
이제, 제1 표면(228A)의 반대편에 있는, 제1 바디 부분(220A)의 제2 표면(228B)의 평면도를 예시하는 도 4가 참조된다. 제2 홈(450)이 제2 표면(228B) 내로 그리고 제2 표면(228B)을 따라 연장될 수 있고, 제2 튜브(232)를 수용할 수 있다. 제2 홈(450)은, 제1 홈(350)(도 3b 및 도 3c)이 제1 튜브(226)를 수용하도록 크기가 정해지고 구성되는 것과 동일한 방식으로, 제2 튜브(232)를 수용하도록 크기가 정해지고 구성될 수 있다. 제2 홈(450)은 3개의 부분들, 즉, 제1 부분(450A), 제2 부분(450B), 및 제3 부분(450C)을 포함할 수 있다. 제1 부분(450A) 및 제3 부분(450C)은, 제2 부분(450B)보다 더 넓은 상부 부분 또는 다른 부분을 포함할 수 있다. 플레이트가 상부 부분에 수용되거나 또는 상부 부분을 커버할 수 있다. 예컨대, 제1 부분(450A) 및 제3 부분(450C)은 제2 홈(450)에 제2 튜브(232)를 고정하기 위해 플레이트를 수용하거나 플레이트에 의해 커버되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 플레이트는 플레이트(356)(도 3c)와 실질적으로 유사하거나 동일할 수 있다. 제1 부분(450A) 및 제3 부분(450C)은 플레이트를 제2 홈(450) 내로 고정하는 패스너들(예컨대, 스크루들)을 수용하기 위한 포켓들(458)을 포함할 수 있다.
[0043]
제2 홈(450)의 제2 부분(450B)은 좁을 수 있으며, 제3 바디 부분(220C)의 표면이, 내부에 로케이팅된 제2 튜브(232)에 대해 가압되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제1 표면(240A)(도 2a 및 도 2b)의 적어도 일 부분은 제2 홈(450)의 제2 부분(450B)에 접할 수 있고, 제2 튜브(232)를 제2 홈(450) 내로 가압할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 브라켓(246A) 및 제2 브라켓(246B)의 부분들은 제2 홈(450)의 부분들을 커버할 수 있고, 제2 튜브(232)를 제2 홈(450) 내로 가압할 수 있다.
[0044]
이제, 로드 록 장치(208)의 저면 평면도를 예시하는 도 5가 참조된다. 도 5의 도면은 제3 바디 부분(220C)의 제2 표면(240B)을 포함하고, 제2 표면(240B) 내로 그리고 제2 표면(240B)을 따라 연장될 수 있는 제3 홈(550)을 포함할 수 있다. 제3 튜브(242)는 제3 홈(550) 내로 수용될 수 있다. 예컨대, 제3 튜브(242)는 제3 홈(550) 내로 스웨이징될 수 있다. 제2 표면(240B)은 로드 록 장치(208)의 최하부일 수 있으므로, 제2 표면(240B)은 그에 접한 다른 바디 부분을 갖지 않을 수 있다(그렇지 않으면, 제3 튜브(242)가 제3 홈(550)에 유지될 것임). 플레이트(560)가 제3 홈(550)의 적어도 일부 위에 포지셔닝될 수 있고, 제3 튜브(242)의 적어도 일부를 커버할 수 있다. 따라서, 플레이트(560)는 제3 튜브(242)를 제3 홈(550)에 유지할 수 있다.
[0045]
일부 실시예들에서, 튜브들(226, 232, 242)은 로드 록 장치(208)를 냉각시킬 수 있는 액체를 이송하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 로드 록 장치(208)가 로케이팅된 제조 설비로부터의 일반 물(예컨대, 수돗물) 또는 물이 로드 록 장치(208)를 냉각시키기 위해 튜브들(226, 232, 242)을 통해 펌핑될 수 있다. 물의 사용은 비용 효율적인 냉각을 제공한다.
[0046]
이제, 튜브들(226, 232, 242)을 통한 액체 유동을 제어할 수 있는 액체 유동 제어 어셈블리(658)의 실시예를 개략적으로 예시하는 도 6이 참조된다. 액체 유동 제어 어셈블리(658)는, 로드 록 장치(208) 또는 로드 록 장치(208)의 부분들의 온도를 모니터링하고 모니터링에 대한 응답으로 튜브들(226, 232, 242)을 통한 액체 유동을 제어하기 위한 제어 신호들을 생성할 수 있는, 프로세서 및 메모리를 포함하는 디지털 컴퓨터일 수 있는 제어기(682)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제어기(682)는 액체 조절기(680)에 송신되는 제어 신호들을 생성할 수 있다. 제어 신호들은, 일련의 적절한 활성 밸브들 또는 비례 밸브들을 포함할 수 있는 액체 조절기(680)로 하여금, 제어 신호들에 대한 응답으로 튜브들(226, 232, 242) 중 특정 튜브들을 통해 액체 유동을 지향시키게 할 수 있다. 온도 모니터링은, 바디 부분들(220A-220C) 중 하나 이상에 커플링되고 제어기(682)에 온도 피드백을 제공하는 하나 이상의 온도 센서들(683)에 의해 제공될 수 있다. 제어 신호들은, 하나 이상의 바디 부분들(220A-220C)을 하나 이상의 원하는 온도 설정점들로 제어하기 위해, 하나 이상의 센서들(683)로부터의 온도 피드백 신호들에 대한 응답으로 생성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 액체 조절기(680)는 액체의 냉각(및/또는 가열)을 용이하게 할 수 있다. 로드 록 장치(208)(도 2a)의 일부 실시예들은 제어기(682)에 커플링되지 않을 수 있지만, 수동적일 수 있다. 예컨대, 로드 록 장치(208)의 이러한 수동적 실시예들은 튜브들(226, 232, 242)을 통해 냉수(chilled water)를 연속적으로 펌핑할 수 있고, 그에 따라 바디 부분들(220A-220C) 중 하나 이상을 냉각시킬 수 있다.
[0047]
로드 록 장치(208)는 통상의 로드 록 장치에 비해 이익들을 포함할 수 있다. 예컨대, 일부 통상의 로드 록 장치는 냉각액을 이송하기 위한 건-드릴링된 홀(gun-drilled hole)들을 포함한다. 본원에서 개시된 홈들은 통상의 건-드릴링된 홀들보다 제조하기 더 용이하고 더 저렴하며, 교차-플러깅(cross-plugging)을 갖지 않는다. 건-드릴링된 홀들을 포함하는 통상의 로드 록 장치는 바디 부분들을 냉각액에 직접 노출시키므로, 냉각을 위해 물보다 더 비싼 비-부식성 액체들이 사용된다. 예컨대, 일부 통상의 로드 록 장치는 탈-이온수(de-ionized water)와 혼합된 에틸렌 글리콜을 냉각액으로서 사용한다. 본원에서 개시된 로드 록 장치(208)는 냉각액을 이송하기 위한 튜브들(226, 232, 242)을 포함하므로, 바디 부분들이 냉각액에 노출되지 않는다. 따라서, 물 또는 다른 비용-효율적인 냉각액들이 로드 록 장치(208)와 함께 사용될 수 있다. 게다가, 탈-이온수와 혼합된 에틸렌 글리콜과 같은 냉각액들을 사용하는 통상의 로드 록 장치는 열 교환기들을 포함하며, 열 교환기들은 로드 록 장치의 비용을 추가로 증가시킬 수 있다. 튜브들(226, 232, 242)을 통과하는 냉수의 사용은, 이를테면, 폐수가 단순히 폐기되는 수동적 버전에서는 열 교환기를 반드시 필요로 하지 않는다.
[0048]
다른 양상에서, 로드 록 장치(예컨대, 로드 록 장치(208))를 제조하는 방법이 개시되고 도 7의 흐름도(700)에 의해 예시된다. 로드 록 장치(208)는 냉각된 로드 록일 수 있다. 방법은, 702에서, 냉각된 로드 록 장치의 제1 바디 부분(예컨대, 제1 바디 부분(220A))을 제공하는 단계를 포함할 수 있으며, 제1 바디 부분은 표면(예컨대, 제1 표면(228A))을 포함한다. 방법은, 704에서, 표면 내로 그리고 그 표면을 따라 홈(예컨대, 제1 홈(350))을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 706에서, 홈 내로 튜브(예컨대, 제1 튜브(226))를 삽입하는 단계를 포함할 수 있으며, 튜브는 액체를 이송하도록 구성된다. 튜브는 홈 내로 스웨이징되어, 홈의 표면과의 열적 접촉을 증가시킬 수 있다.
[0049]
전술한 설명은 본 개시내용의 예시적인 실시예들을 개시한다. 본 개시내용의 범위 내에 속하는, 위에서 개시된 장치, 시스템들, 및 방법들의 수정들은 당업자들에게 자명할 것이다. 따라서, 본 개시내용이 예시적인 실시예들과 관련하여 개시되었지만, 청구항들에 의해 정의되는 바와 같은 본 개시내용 범위 내에 다른 실시예들이 속할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
Claims (20)
- 로드 록 장치의 바디 부분으로서,
하나 이상의 표면들;
상기 하나 이상의 표면들 중 제1 표면 내로 그리고 상기 제1 표면을 따라 연장되는 제1 홈(groove); 및
상기 제1 홈에 수용되는 제1 튜브를 포함하며,
상기 제1 튜브는 액체를 이송하도록 구성되는,
로드 록 장치의 바디 부분. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 튜브는 상기 제1 홈 내로 스웨이징되는(swaged),
로드 록 장치의 바디 부분. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 튜브는 구리를 포함하는,
로드 록 장치의 바디 부분. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 표면은 제2 바디 부분의 제2 표면에 적어도 부분적으로 접촉하도록 구성되고, 그리고 상기 제2 표면은 상기 제1 홈을 적어도 부분적으로 커버하는,
로드 록 장치의 바디 부분. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 홈은 제1 부분 및 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분은 상기 제1 튜브를 수용하도록 구성되고, 그리고 상기 제2 부분은 상기 제1 튜브를 적어도 부분적으로 커버하는 플레이트를 수용하도록 구성되는,
로드 록 장치의 바디 부분. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 표면에 인접하게 로케이팅되고 그리고 상기 제1 튜브를 적어도 부분적으로 커버하는 플레이트를 더 포함하는,
로드 록 장치의 바디 부분. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 튜브에 커플링된 액체 조절기를 더 포함하며,
상기 액체 조절기는 상기 제1 튜브를 통한 액체 유동을 조절하도록 구성되는,
로드 록 장치의 바디 부분. - 제1 항에 있어서,
상기 바디 부분 상에 로케이팅된 제2 표면;
상기 제2 표면 내로 그리고 상기 제2 표면을 따라 연장되는 제2 홈; 및
상기 제2 홈에 수용되는 제2 튜브를 더 포함하며,
상기 제2 튜브는 액체를 이송하도록 구성되는,
로드 록 장치의 바디 부분. - 제8 항에 있어서,
상기 제1 튜브 및 상기 제2 튜브에 커플링된 액체 조절기를 더 포함하며,
상기 액체 조절기는 상기 제1 튜브 및 상기 제2 튜브를 통한 액체 유동을 조절하도록 구성되는,
로드 록 장치의 바디 부분. - 제8 항에 있어서,
상기 제1 표면은 상기 제2 표면에 평행한,
로드 록 장치의 바디 부분. - 로드 록 장치로서,
제1 표면 및 제2 표면을 포함하는 제1 바디 부분;
상기 제1 표면과 적어도 부분적으로 접촉하는 제3 표면을 포함하는 제2 바디 부분;
상기 제1 표면 내로 그리고 상기 제1 표면을 따라 연장되는 제1 홈;
상기 제2 표면 내로 그리고 상기 제2 표면을 따라 연장되는 제2 홈;
상기 제1 홈에 수용되는 제1 튜브 ― 상기 제1 튜브는 액체를 이송하도록 구성됨 ―; 및
상기 제2 홈에 수용되는 제2 튜브를 포함하며,
상기 제2 튜브는 액체를 이송하도록 구성되는,
로드 록 장치. - 제11 항에 있어서,
상기 제1 튜브는 상기 제1 홈 내로 스웨이징되는,
로드 록 장치. - 제11 항에 있어서,
상기 제3 표면은 상기 제1 홈을 적어도 부분적으로 커버하는,
로드 록 장치. - 제11 항에 있어서,
상기 제1 튜브를 적어도 부분적으로 커버하는 적어도 하나의 플레이트를 더 포함하는,
로드 록 장치. - 제11 항에 있어서,
상기 제1 홈은 제1 부분 및 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분은 상기 제1 튜브를 수용하도록 구성되고, 그리고 상기 제2 부분은 상기 제1 튜브를 적어도 부분적으로 커버하는 플레이트를 수용하도록 구성되는,
로드 록 장치. - 제11 항에 있어서,
상기 제1 튜브 및 상기 제2 튜브에 커플링된 액체 조절기를 더 포함하며,
상기 액체 조절기는 상기 제1 튜브 및 상기 제2 튜브를 통한 액체 유동을 조절하도록 구성되는,
로드 록 장치. - 제11 항에 있어서,
상기 제1 바디 부분의 제2 표면에 부착된 제3 바디 부분을 더 포함하는,
로드 록 장치. - 로드 록 장치를 제조하는 방법으로서,
상기 로드 록 장치의 제1 바디 부분을 제공하는 단계 ― 상기 제1 바디 부분은 표면을 포함함 ―;
상기 표면 내로 그리고 상기 표면을 따라 홈을 형성하는 단계; 및
상기 홈 내로 튜브를 삽입하는 단계를 포함하며,
상기 튜브는 액체를 이송하도록 구성되는,
로드 록 장치를 제조하는 방법. - 제18 항에 있어서,
상기 홈 내로 튜브를 삽입하는 단계는 상기 홈 내로 상기 튜브를 스웨이징하는 단계를 포함하는,
로드 록 장치를 제조하는 방법. - 제18 항에 있어서,
상기 로드 록 장치의 제2 바디 부분을 상기 표면에 부착하는 단계를 더 포함하며,
상기 제2 바디 부분은 상기 홈을 적어도 부분적으로 커버하는,
로드 록 장치를 제조하는 방법.
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