KR100295706B1 - 가열가압처리장치 - Google Patents

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KR100295706B1 KR1019980010523A KR19980010523A KR100295706B1 KR 100295706 B1 KR100295706 B1 KR 100295706B1 KR 1019980010523 A KR1019980010523 A KR 1019980010523A KR 19980010523 A KR19980010523 A KR 19980010523A KR 100295706 B1 KR100295706 B1 KR 100295706B1
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유타카 나루카와
이타루 마스오카
다카히로 유키
요시히코 사카시타
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토요다 히로시
가부시키 가이샤 고베세이코쇼
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Abstract

본 발명은 가스밀봉성 및 안전도가 보장될 수 있고 경제성이 Si 웨이퍼와 같은 가공물을 매쉬트씩 가열가압 처리로 개량될 수 있는 가열가압 처리장치를 제공한다. 이 장치는 축방향으로 적어도 2개 이상으로 분리되는 용기 구성요소(2, 3)로 형성되고 교체되는 방식으로 용기 구성요소(2, 3)의 분리부분내에 제공되는 시일링(9)을 가진 처리용기(1), 분리부분이 시일링을 통하여 밀봉될 때 가공물(4)용 처리공간(5)을 형성하는 형성된 부분을 가지고 있는 시일링(9)용 냉각수단(10)을 가진 용기 구성요소(2, 3), 분리부분에서 밀봉을 보장하기 위하여 용기의 축방향으로 용기 구성요소를 가압하기 위한 가압수단, 및 가공물을 처리하기 위하여 가압가스를 처리공간(5)내에 도입하기 위한 가스도입수단(20)으로 구성되어 있다.

Description

가열가압 처리장치{HEATING PRESSURE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 열간 정수압처리(HIP), 고압가스 산화처리 또는 질산처리를 실행하기 위하여 또는 초임계 상태의 유체사용에 의해서 세척하기 위한 고압가스 처리장치 또는 배치 처리된 고체 가공물에 사용되는 가열가압 처리장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 Si 웨이퍼와 같은 판형상의 가공물을 짧은 사이클로 하나씩 처리하기 위한 장치에 관한 것이다.
최근 Si 반도체 또는 ULSI의 제조에 있어서, 수분의 사이클 시간에 웨이퍼를 하나씩 처리하는 매쉬트 타입은 생산성 및 품질관리의 관점에서 크게 우세하다. 한편, 산업에 널리 적용되고 고압을 사용하는 배치타입의 프로세스는 HIP (열간 정수압) 방법이다. 하지만, 이 HIP 방법은 통상 소형장치로 처리하는 시간이 짧더라도 한 사이클당 3 내지 5시간이 걸린다. 고압가스를 반도체의 매쉬트처리에 사용하는 과정의 적용에 있어서, 사이클 시간의 단축은 중요하다. 압축 및 가열과 같은 단계에서 요하는 시간 비율이 그 과정 자체에서 높더라도 가공물인 Si 웨이퍼를 로딩 및 언로딩하는데 필요한한 시간 비율은 매우 높다. 이와 관련하여 통상의 HIP 방법에 사용되는 HIP 장치는 전체 사이클 시간이 대략 수시간 이상이기 때문에 가공물의 로딩 및 언로딩이 대략 수십분의 시간을 필요로 하더라도 방해 받지 않는다.
Si 웨이퍼를 매쉬트씩 처리하기 위한 고압장치에 있어서, HIP 장치에 있어서와 같이 많은 시간을 필요로 하는 가공물의 로딩 및 언로딩 기구는 적용될 수 없으며 도 6에 도시된 장치는 필름을 와이어링하기 위한 압력충전 장치로서 제안되었다(일본국 특개평 7-502376).
일본국 특개평 7-502376호에는 복수의 스킨 부분(고압용기 구성요소)(100,101)가공물(W)에 대한 밀봉공간(104)을 형성하도록 제1수단(102, 103)에 의해서 가압되어 폐쇄되도록 형성된 복수의 스킨부분(100, 101)을 서로 접촉시키도록 스킨부분(100, 101)을 가압하는 제1수단(102, 103), 가공물(W)을 고압에 노출시킴으로써 가공물(W)을 처리하기 위하여 대기압의 압축가스를내부공간(104)에 공급하기 위한 제2수단(105), 및 압력용기로 배출하기 위한 수단으로된 처리시스템이 개시되어 있다.
즉, 도 6을 참조하면, 이 종래기술에 있어서, 가공물(Si 웨이퍼)을 수용하기 위한 밀봉공간(104)을 형성하는 고압용기부분(100, 101)은 가공물(W)이 좁은 분리공간에 의해 통로를 통하여 옆쪽으로 왕복이동되도록 가공물(W)의 면상에서 실질적으로 분리되며 이 구조는 고압가스로 짧은 시간내에 하나씩 얇은 판형상의 가공물을 로드 및 언로드하는데 적합하다. 이러한 방식으로 고압용기를 개폐하는 구조에서의 큰 주제가 분리부분의 가스밀봉구조이더라도 이것은 이러한 종래기술에서 특정 밀봉구조를 제1수단(가스압력 및 유압램)에 의해서 가압시킴으로써 달성된다.
특히, 고압용기부재를 가스압력에 의해서 가압하기 위하여, 제1수단이 스킨부분중의 하나를 이동시키기 위한 액츄에이터(103)를 포함하고 있으며 제2수단(105)이 액츄에이터(103)를 작동시키기 위하여 압축가스를 액츄에이터에 공급하도록 배열되어 있는 것이 제안된다. 압축가스를 공급하기 위한 제1수단의 램의 압력수용면적은 가공물을 밀봉하기 위한 공간의 축방향 단면적 보다 더크게 설정되며 이에 따라 밀봉된 공간부분의 밀봉부분은 압축가스에 의한 처리과정 동안에 가압상태로 균일하게 된다.
도 6에 있어서, 110으로 도시되어 있는 것은 요크이며 이 요크는 원통형으로 형성되어 있으며 그 상부 및 하부부분에 나사결합된 상부 및 하부 플러그(111, 112)를 가지고 잇다. 도 6을 참조하여 기술된 일본국 특개평 7-502376호에 개시된 종래기술의 구조는 고압가스의 사용에 의해서 Si 와이퍼와 같은 판형상의 가공물을매쉬트씩 처리하는데 적합하지만 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.
1) 히터와 같은 열원은 고온처리시 고온용기내에 수용되므로 시일부분의 온도는 상승되며 시일의 안정성은 실온처리시에 문제점이 발생하지 않더라도 처리가 긴시간 동안 실행되거나 다수배의 사이클로 실행되면 감소된다. 이것을 피하기 위하여 종래기술에서는 주로 금속으로 이루어진 특정 밀봉구조가 채용된다.
즉, 내부공간(104)용 시일(109)은 스킨부분(101)의 상부부분에 형성된 립을 외측으로 이동시키고 립을 변형시키도록 립을 시일표면내의 스킨부분으로 확실하게 가압하여 시일의 강도가 밀봉공간의 상승된 압력에 비례하여 증가되도록 한다(공보 4페이지 우측상부 칼럼의 바닥라인에서 좌측 하부컬럼의 5번째줄 까지 참조).
하지만, 립의 변형에 의한 밀봉은 처리가 다수배의 사이클로 실행될 때 립이 소성적으로 변형되는 문제점을 가지고 있으며 밀봉기능은 소성변형이 발생되자마자 곧 기능하지 않을 수 있다.
더욱이, 립의 소성변형은 립이 스킨부분(101)에 일체로 되어 있으므로 스킨부분 자체가 밀봉기능을 보장하도록 교체되어야 한다는 문제점을 가지고 있다.
2) 종래기술은 복수의 용기구성요소(스킨부분)(100, 101)를 서로 폐쇄하기 위하여 2개의 가압수단(제1수단)을 가지고 있다. 이 경우에 있어서, 하지만, 처리챔버(내부공간)(104)내의 압력과 실질적으로 동일한 고압이 다른 가스압력 액츄에이터(103)와 함께 유압 액츄에이터(102)에 의해서 발생되어 압력누출과 같은 문제점을 발생시키는 가능성을 증대시킨다. 이것은 장치의 신뢰성을 감소시킬 뿐만아니라 안전도에서도 바람직하지 않다.
3) 종래기술은 예컨대 처리공간(104)내의 가스가 밸브(108)를 통하여 액츄에이터(103)내로 이동되어 처리공간(104)의 축방향 단면적 보다 더큰 압력수용면적을 가진 액츄에이터(103)내의 고압용기를 폐쇄하기 위한 힘을 발생시키도록 설계되어 있다. 하지만, 사용후 가스가 액츄에이터(103)의 내부부분을 통과하고 이것은 회수가스내로 액츄에이터내의 시일부재의 마모로부터 발생되는 먼지를 포획하며 문제점은 가스의 재사용 동안에 존재한다.
즉 처리회수가 적을때 가스(비회수타입)를 처리하는 것이 허용되더라도, 강제회수 또는 차동회수와 같은 회수타입이 경제적 관점에서 볼 때 생산하는데 적합하다.
이 경우에, 먼지가 회수가스내에 포함되어 처리공간내에 전달될 때 오염이 발생될 수 있다.
상술된 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 Si 웨이퍼쉬트와 같은 판형상의 가공물을 고압가스로 매쉬트씩 처리하는 장치의 작동에 대해 밀봉성, 안전도 및 경제성을 보장하는데 있다. 따라서 본 발명은 가스분위기 하에서 판형상의 가공물을 가열 및 가압처리하기 위한 장치에서의 상기 목적을 달성하기 위하여 다음의 기술적수단을 적용한다.
도 1은 처리하는 동안의 본 발명의 가열가압 처리장치의 일실시예로서 a는 평면도, b는 측면도, c는 주요부분의 확대도,
도 2는 개방하는 동안의 본 발명의 실시예를 도시하고 있는 측면도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예의 주요부분을 도시하고 있는 평면도,
도 4는 본 발명의 가열가압 처리장치내의 가스이송 및 복귀라인의 일실시예의 개략도,
도 5는 본 발명의 가열가압 처리장치내의 가스이송라인의 다른 실시예를 도시한 개략도,
도 6은 종래기술의 구조도.
즉, 본 발명은 폐쇄처리공간을 형성하도록 서로 폐쇄되는 복수의 용기구성요소로 형성된 고압용기, 고압용기의 용기구성요소를 그 축방향으로 이동시키기 위한액츄에이터, 고압용기내에 제공된 히터, 압축가스를 처리공간내로 도입하기 위한 가스도입수단, 용기구성요소의 접촉부분에 끼워져 있는 밀봉수단 및 용기구성요소를 그 축방향으로 가압하기 위한 수단으로 구성되어 있는 가열가압 처리장치를 제공한다.
용기구성 요소의 접촉부분에 끼워져 있는 밀봉수단은 용기구성요소를 그 축방향으로 가압하기 위한 가압수단과 결합되어 있으며 이에 따라 용기구성요소의 분리부분에서의 밀봉성은 처리공간내로 도입된 가스의 누출을 방지한다.
본 발명에 따른 장치는 가공물을 고압용기내에서 처리하는 고압하의 고압용기의 축방향으로 작용하는 로드를 지지하기 위한 프레임과 고압용기의 축방향으로 작용하는 로드를 프레임을 전달하기 위한 후퇴가능한 코터수단을 더 포함하고 있다. 이러한 구조에 따라, 고압가스에 의한 용기의 축방향으로의 로드는 고압용기가 고압가스로 채워질 때 코터수단을 통해 프레임에 의해서 지지된다. 따라서, 안전도가 높은 로드의 지지구조가 제공된다.
더욱이, 프레임은 윈도우 프레임으로 형성되어 있으며 이에 따라 전체가 컴팩트하고 안전도가 높은 장치가 제공될 수 있다. 실제로, 윈도우 프레임 타입의 가압 프레임 몸체에 있어서, 칼럼부분의 단면적이 조절되어 축방향 신장이 실질적으로 선택적으로 설정되며, 스트레스레벨이 조정되어 저항으로서 피로 평가를 포함한 설계가 가능하여 1000kgf/㎠를 초과한 고압의 사용에서도 10,000,000배 이상의 레벨에 사용한다.
가스도입수단의 가스도입부재는 용기의 축방향 중심상에 더 제공되며 윈도우프레임형 가압프레임은 도입부재를 협지하는 양측상에서 원근이동 가능한 방식으로 도입부재를 협지하는 양측에 제공되어 용기의 양끝면과 맞물림 및 맞물림 해제된다. 이러한 구조를 채택함으로써, 짧은 사이클 예컨대 수분/사이클에서 처리하는 고온고압가스처리에 필요한 고압가스의 고속공급에서 발생하는 고압가스 처리공간내의 온도의 터블런스는 축방향으로 대칭될 수 있으며 가공물의 온도분포의 관리는 도모된다.
분리부분에서의 간극 연장에 대한 추종 특성이 우수한 탄성몸체인 시일링을 사용하는 것은 바람직하다.
탄성몸체에 대해 고무계를 포함하는 수지는 큰변형에 따른 가장 탄성적인 특성을 가지고 있지만 불충분한 내열성을 가지고 있다. 그러므로, 내열성이 우수한 실리콘수지 또는 플루오르수지는 적용될 수 있지만, 그 사용한계는 약 300℃이다. 따라서, 본 발명에 있어서 내열성이 비교적 우수한 수지로 이루어진 링이 사용되며 냉각수가 상부 용기구성요소와 하부용기 구성요소의 하나 또는 모두에 도입되어 시일링의 온도가 사용된 수지의 내열온도 아래에서 유지된다.
니켈, 티타늄합금, 동아연 합금 등과 같은 초탄성금속재질인 시일링은 물론 상기 수지에 제한되지 않고 채택될 수 있다. 시일링이 교체 가능하므로, 단지 시일링의 교체만으로 시일링에 의한 밀봉성의 변형에 충분하며 용기구성요소와 함께 교체는 필요하지 않다.
상술된 가압수단은 가스도입수단의 가압가스가 도입될 수 있는 압력매체챔버를 가진 가스압력을 사용하는 램으로 형성되어 있으며 램의 압력수용면적은 처리공간의 압력수용면적 보다 더크게 설정된다. 이러한 구조를 채택함으로써, 고압가스 처리공간내에 채워진 가스와 동일한 압력의 가스는 가스압력램내로 기본적으로 도입되어 가스압력이 공급되는 한 상부 및 하부용기 구성요소가 분리평면에서 상호 밀접하게 끼워진 상태로 규칙적으로 유지되며 고압가스처리공간내의 고압가스는 탄성몸체인 시일링의 밀봉효과를 구비한 공동작용에 의해서 분리평면을 통하여 외측으로 누출되는 것을 방지한다.
가압수단은 가스유동을 이송측으로부터 회수측으로 허용하고 역방향 가스유동를 저지시키는 체크밸브가 램으로부터 또한 램으로의 압력매체의 이송 및 회수라인상에 제공하는 가스압력을 활용하는 램으로 형성되어 있다. 이러한 구조를 채택함으로써, 램내의 가스시일링의 마모에 의해서 발생된 마모분과 같은 먼지(미립자)는 가스압력 램내로 공급된 가스에 포함되더라도 고압가스 처리공간에 전달되어 오염되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 가압수단은 회수가스내의 먼지를 제거하기 위한 필터가 램 또는 회수용기로 부터의 회수라인상에 제공된다. 이러한 구조를 채택함으로써 가스는 확실하게 회수되고 재사용된다.
가압수단과 같이 유압을 사용한 램은 가스압력을 사용한 램 대신에 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 이하에서 상세하게 설명된다. 압력용기가 고압가스로 채워지고 고온고압처리가 달성되는 과정에서 본 발명에 따른 가열가압처리장치의 평면도를 도시한 도 1a, 그 측단면도를 도시한 도 1b, 도1b의 확대된 주요부분을 도시한 도 1c에 있어서, 압력용기(1)는 원통형이고 그 축선방향에서 적어도 2개의 부분 이상으로 분리되는 용기구성요소로 형성되어 있다(이하에서는 상부부재(2)와 하부부재(3)로 칭한다). Si 웨이퍼와 같은 판형상 가공물(4)용 처리공간(5)을 형성하기 위하여 형성된 부분(6A, 6B)은 상부 및 하부부분(2, 3)을 그 축선방향으로 함몰시킴으로써 분리된 부분으로 형성된다.
처리공간(5)에 있어서, 하부 단열구조(7B)는 하부부재(3)의 부분(6B)상에 위치되고 가열요소인 히터(8)는 하부단열구조(7B)상에 위치되며 상부단열구조(7A)는 상부부분(2)의 부분(6A)상에 제공되어 단열구조(7A, 7B)는 과도한 열의 분산을 방지한다. 상부단열구조(7A)는 단면이 거꾸로 된 컵형상이며 상부부재(2)에 의해서 지지된다.
시일링(9)은 하우징공간(5)의 원주를 둘러싸도록 교체가능한 방식으로 되어 있는 분리부분내에 제공되며 시일링(9)용 냉각수단은 또한 제공된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부부재(2, 3)는 상승 및 하강 액츄에이터(11)의 작동에 의해서 분리부분으로부터 수직으로 격리될 수 있으며 처리될 가공물(4)을 로딩하기 위한 통로(12)는 격리된 상태로 처리공간(5)내에 형성되며 통로(12)는 진공챔버(13)에 의해서 원주에 둘러싸여 있다. 진공챔버(13)는 가공물(4)용 운반포트(14)를 가지고 있으며 챔버(13)는 상부 및 하부부재(2, 3)의 축방향 운동을 허용하고 진공을 보장하도록 신축가능한 벨로우즈 원주벽(15)에 의해서 하부부재(3)에 연결되어 있으며 용기의 원주방향에서의 로드와 그 축방향에서의 로드는 가열가압처리가 용기(1)내에서 실행될 때 고압가스의 압력에 의해서 상부부재(2)와 하부부재(3)내에서 발생된다. 원주응력은 각각의 용기의 최적방사상 두께를 설계함으로써 결정된다. 상부부재(2)와 하부부재(3)내에서 발생된 로드(축방향 힘)는 코터(16)를 통한 윈도우 프레임 타입의 가압프레임(19), 압력판(17) 및 가압수단인 가스입구포트(18A)를 가진 가스압력램(18)에 의해서 최종적으로 지지된다. 축방향로드는 상부부재(2)와 하부부재(3)의 분리평면에 있는 양 용기를 격리하는 방향으로 실질적으로 작용한다. 이 로드는 가압프레임(19)의 칼럼부분(19A)을 연장시키고 가압프레임(19)내의 상부판과 하부바닥에 의해서 물리는 공간내의 코터(16) 및 부재를 가압하는 방향으로 작용한다. 그러므로, 상부 및 하부부재(2, 3)을 격리할 수 있는 힘은 양부재(2, 3)의 분리평면에서 규칙적으로 발생된다. 시일링(9)이 상부 및 하부부재와 접촉하지 않도록 상부 및 하부부재가 이 힘에 의해서 분리면에서 격리되기 시작하면, 고압가스 공간내의 고압가스는 누출되고 바람직한 고온고압처리를 실행하는 것은 불가능하다. 격리에 의해서 고압가스의 누출을 방지하는 방법은 시일링(9)용 양부재(2, 3)의 격리에 있어서의 간극 연장에 대한 추종특성이 우수한 탄성몸체를 사용하는 방법이다. 탄성몸체에 대해, 고무계를 포함하는 수지는 큰 변위에도 추종할 수 있는 특성 또는 가장 탄성적인 특성을 가지고 있다. 하지만, 이러한 수지는 내열성이 불충분한 단점을 가지고 있으며 내열성이 우수한 실리콘수지 또는 플루오르수지 조차도 거의 약 300℃의 일반적인 사용의 한계를 가지고 있다. 본 발명에 있어서, 비교적 내열성이 우수한 수지로 이루어진 시일링(9)이 사용되며 도입냉각수용 냉각수단은 상부부재(2)와 하부부재(3)의 모두 또는 하나에 제공되며 이에 따라 시일링부분은 시일링의 온도가 상승되더라도 사용된 수지의 내열온도 아래에서 유지된다.
제2방법은 상부부재(2)를 상술된 축방향로드에 대한 분리평면에 있는 하부부재(3)에 규칙적으로 밀접하게 끼워지는 가스압력램(18)을 사용하는 방법이다. 가스압력램(18)에서 고압가스 처리공간(5)에 채워진 가스와 동일한 압력의 가스는 기본적으로 도입된다. 그러므로, 용기를 분리평면에서 서로 규칙적으로 밀접하게 끼우기 위하여 가스압력램(18)의 압력수용면적은 고압가스처리공간(5)의 시일링부분의 외경에 의해서 조절되는 면적 보다 더크게 설계된다.
이러한 설계에 따라, 상부 및 하부부재(2, 3)로 형성된 용기(1)는 가스압력이 공급되는한 분리평면에서 모두 밀접하게 끼워지는 상태로 규칙적으로 유지되며, 고압가스처리공간(5)내의 고압가스는 탄성몸체인 수지로 이루어진 시일링(9)의 밀봉효과를 구비한 공동효과에 의해서 양부재의 분리평면을 통하여 누출되는 것을 방지한다. 이 수단과의 윈도우 프레임형 가압프레임(가압프레임)의 조합은 전체가 컴팩트하고 안전도가 우수한 장치를 제공한다. 즉, 윈도우 프레임 타입의 가압프레임에 있어서, 칼럼부분의 단면적이 조절되어 축방향 연장이 실질적으로 최적 선택될 수 있으며 응력레벨이 조절되어 저항에 대한 피로 평가를 포함한 설계가 가능하여 1000kgf/㎠을 초과한 고압의 사용에서도 10,000,000배의 레벨로 사용된다. 도 1a, 도 1b 및 도 2에 도시된 바와 같이 가압프레임(19)을 2개의 부분으로 분리하고 2개의 프레임 사이에 또는 고압용기의 중심축방향 부분에 압력매체용 이송 및 방출포트(20A)를 가진 가스도입수단(20)을 제공하는 것이 추천된다. 이러한 배열에 따라 수분/사이클의 짧은 사이클에서 고온고압가스 처리시 필요한 고압가스의 고속공급에서 발생되는 고압처리공간내의 온도 터블런스는 축방향으로 대칭으로 될 수 있고 가공물의 온도분포의 관리는 용이하다.
즉, 가스도입수단(20)의 도입부재(20B)는 용기(1)의 축방향 센터상에 제공되며 윈도우 프레임 가압프레임(19)은 가압프레임(19)이 도입부재(20B) 사이에서 서로 원근 이동되어 용기(1)의 양끝면과 맞물림 및 맞물림 해제되도록 도입부재(20B)를 협지하는 양측에 제공된다.
도 1b와 도 2에 있어서, 액츄에이터(21)의 작동측에서 짧은 거리만큼 단지 미끄럼 이동됨으로써 상호 잠금구조를 형성하는 코터(16)가 사용되며 통상적인 작동하에서 가공물의 언로딩시 상부부재(2) 및 하부부재(3)의 분리(개구부)는 상호잠금상태를 형성하도록 코터(16)를 이동시키고 하부부재(3)를 하향으로 가압하도록 하부부재(3)를 상승 및 하강시키는 액츄에이터(11)를 구동시킴으로써 실행된다. 이 상태는 도 2에 도시되어 있다. 고압용기가 분리평면에서 개방되는 상태에서 진공챔버에 연결되는 로봇 아암 타입의 운반장치(도시안됨)의 아암은 가공물인 웨이퍼를 전달하도록 도면의 좌측으로부터 삽입된다. 이때, 가스압력램은 가스압력이 없는 상태로 설정된다.
가압프레임(19)은 프레임트럭(23)을 통해 레일(22)상에 위치됨으로써 맞물림 및 맞물림해제될 수 있으며 프레임(19)의 개방 및 폐쇄(맞물림 및 맞물림 해제)는 시일링(9)의 교체 또는 고압가스처리공간(5)내의 히터와 같은 소모가능한 부재의 교체를 실행하도록 또는 상부고압용기를 상향으로 제거하여 웨이퍼가 처리공간내에서 파손될 때 작업을 실행하도록 제공된다.
따라서, 가압프레임의 유지방법은 이 도면으로는 제한되지 않으며 2개의 프레임은 하부부분 또는 측부분내의 힌지에 의해서 고정될 수 있다. 도 3에서는 받침점과 같은 피봇(24)으로 개방 및 폐쇄되는 요동타입의 가압프레임(19)이 도시되어 있다.
가압프레임(19)에 있어서, 칼럼형상(상부플래튼 및 하부바닥이 칼럼에 의해서 접합됨), 스파이럴형상과 같은 어떤 형상은 선택적으로 채택되며 축방향 힘은 도 6의 종래의 실례에 도시된 가압프레임에 의해서가 아니라 거기에 나사결합되는 플러그를 포함하는 상부 및 하부부재에 의해서 지지된다. 더욱이, 상술된 실시예에 있어서, 시일링홈(9A)은 도 1c에 도시된 바와같이 하부부재(3)의 단면상에 형성되며 시일링(9)은 교체가능한 방식으로 홈(9A)에 끼워진다. 이 시일링홈(9A)은 복수의 내부 및 외부링홈으로 형성될 수 있으며 상부부재(2)상에 제공될 수 있더라도 상술한 바와 같이 시일링(9)의 용이한 교체의 관점에서부터 하부부재(3)의 분리표면상에 바람직하게 제공된다.
시일링(9)이 교체가능한 방식으로 상부 및 하부부재(2, 3)의 하나 또는 모두에 제공되면 냉각수의 통로(10A)는 시일링(9)을 둘러싸도록 도 1c에 도시된 바와 같이 한 개가 아닌, 복수로 제공될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 분리부분 모두에 밀봉을 보장하기 위하여 상부 및 하부부재(2, 3)를 축방향으로 가압하기 위한 하나의 가압수단은 가스압력을 활용하는 램(18)으로 형성되며 본 발명의 바람직한 실시예에서와 같이 가스유동을 이송측으로부터 회수측으로 허용하고 압력 매체가스의 이송 및 회수라인(L1, L2)상의 역방향 가스유동을 램(18)에서 저지하는 체크밸브(V1, V2)를 가진 구조 및 가스압력램(18)으로 부터의 회수라인(L2)상에서 또는 회수용기(25)상에서의 회수된 가스내의 먼지를 제거하기 위한 필터(F2-F4)를 가진 구조는 도시되어 있다.
즉, 파이핑 시스템은 가스압축기(26)의 구동에 의해서 공급된 고압가스가 한방향으로 규칙적으로 운반되도록 구성되어 있으며 이에 따라 램내의 가스시일링의 마모에 의해서 발생되는 마모분과 같은 먼지가 가스압력램(18)내로 공급된 가스내에 수용되더라도 고압가스처리공간(5)으로 전달되어 오염되는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 가스는 동일한 공급원으로부터 고압가스처리공간(5)으로 공급되며 체크밸브(V1, V2)는 가스압력램(18)의 파이핑 시스템내에만 제공되어 가스가 이송측으로부터 방출측으로 규칙적으로 흐르게 한다. 체크밸브(V1, V2)는 도 4에 도시된 바와 같이 가스압력램의 입구측 및 출구측상에 제공될 수 있더라도 한 개만 사용될 때에는 출구측에 제공되는 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 몸체의 고압가스처리공간(5)으로의 가스공급 파이핑 및 진공펌프(27)를 가진 방출(회수) 파이핑은 가스가 가스압력램으로부터 몸체용기로 역유동하지 않도록 바람직하게 독립적으로 제공된다.
이러한 배열에 따라 가스압력램의 압력이 규칙적으로 고압가스 압력공간 보다 높은 상태는 형성되며 양용기의 분리의 평면상에 작용하는 힘을 결론적으로 보상된다. 큰량의 생산을 처리함에 있어서 가스는 회수되고 재사용된다. 이 경우에 있어서, 가스압력램(18)내에서 발생된 마모분과 같은 먼지를 제거하는 것은 중요하다. 그러므로, 조합시 적당한 구경을 가진 필터의 사용은 필요하다.
본 발명에 있어서 필터(F2, F3)는 몸체의 고압가스처리공간(5)으로의 가스공급회로(L1)에 제공된 필터(F1)에 부가하여 도 4에 또한 도시된 바와 같이 가스압력램(18)으로부터 회수펌프(25)에 이르는 가스회수회로(L2)에 제공되며 이에 따라 회수된 가스는 재사용된다. 도면에 도시된 바와 같이 가스압력램으로 부터의 복귀 및 회수회로외에 필터는 참조번호 F4로 도시된 바와 같이 몸체의 고압가스처리공간(5)으로부터 가스회수회로(L3)에 제공된다. 특히, 체크밸브(V1, V2)가 체크밸브(V2)의 저항과 유사한 필터의 가스유동의 문제점을 회피하기 위하여 상술한 바와 같이 가스압력램(18)의 파이핑 시스템상에 제공되면, 필터(F2, F3)를 수용하는 필터용기가 가능한한 많이 설정되어 필터부분내의 가스통과 단면적이 증가시켜 가스유동속도를 느리게 하는 것은 필터의 차동압력에 의한 손상방지의 관점으로부터 바람직하다. 필터용기의 증대와 같은 사상으로, 도 5에 도시된 바와같이 필터(F3)를 가스회수용기(25)내에 설치하여 최소유동속도의 상태에서 미세 미립자를 포획할 수 있는 단면적을 가진 필터를 사용하는 것은 추천된다.
도 4 및 도 5에 있어서, 28은 챔버진공펌프이며, 29-31는 압력게이지 32는 개폐밸브 33은 가스공급가스봄이다. 차동압력 회수타입의 가스회수수단은 도 4 및 도 5에 도시되어 있지만 강제회수 타입은 물론 채용될 수 있다. 더욱이, 유압램은 도 2의 가스압력램(18) 대신에 채용될 수 있다. 이 경우에 가스입구포트(18A)는 융압입구포트에 대응한다. 유압램에는 처리챔버공간에 채워진 가스압력에 의해서 발생된 축방향 로드 보다 더큰 힘을 발생시키기에 충분한 오일압력은 공급된다. 유압 및 유압램의 단면적의 크기는 상기 상태를 만족하도록 결정된다. 유압의 사용은 압력매체 가스를 활용하는 램과 비교하면 분리유압시스템을 필요로 하며 그러나 체크밸브 및 필터는 압력매체 가스시스템에 필요하지 않다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 도 6을 참조하여 기술된 종래기술에 의한 가압압력 처리장치가 갖고 있는 문제점은 해결될 수 있으며 수분의 짧은 사이클에서의 1,000,000배를 초과하는 레벨의 실제 산업생산에 사용가능한 장치는 제공될 수 있다. Si 웨이퍼의 미세화에 따라 고압을 활용하는 과정 대신에 압력매장처리를 포함하는 것은 기대되며 본 발명은 이러한 산업에 많이 사용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 고압가스분위기의 조건하에서 피처리품을 가열하여 처리하기 위한 장치에 있어서,
    폐쇄처리공간을 형성하도록 서로 폐쇄되는 복수의 용기구성요소로 형성된 고압용기,
    상기 고압용기의 용기구성요소를 그 축방향으로 이동시키기 위한 액츄에이터,
    상기 고압용기내에 제공된 히터,
    상기 압축가스를 상기 폐쇄처리공간내로 도입하기 위한 가스도입수단,
    상기 용기구성요소의 접촉부분에 끼워져 있는 밀봉수단,
    상기 용기구성요소의 그 축방향으로 가압하기 위한 가압수단, 및
    상기 밀봉수단을 냉각하는 수단을 구비하고 있으며,
    상기 밀봉수단은 탄성을 가지는 밀봉재로 되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 가공물을 상기 고압용기내에서 처리하는 고압하의 고압용기의 축방향으로 작용하는 로드를 지지하기 위한 프레임과 상기 고압용기의 축방향으로 작용하는 로드를 상기 프레임에 전달하기 위한 후퇴가능한 코터수단을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 프레임은 윈도우 프레임 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 가스도입수단의 가스도입부재는 상기 고압용기의 축방향 중심상에 제공되며 상기 프레임은 상기 도입부재를 협지하는 양측상에 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 프레임은 상기 도입부재를 협지하는 양측상에서 서로 원근 이동되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 가압수단은 압력매체가스의 압력을 사용하는 램으로 형성되어 있으며 램의 압력수용면적은 처리면적의 압력수용면적 보다 더크게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 가스유동을 이송측으로부터 회수측으로 허용하고 역방향 가스유동를 저지시키는 체크밸브는 상기 램으로부터 또한 램으로의 압력매체의 이송 및 회부라인상에 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 회수가스내의 먼지를 제거하기 위한 필터는 상기 램 또는회수용기로 부터의 압력매체가스 회수라인상에 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 가압수단은 유압램으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 밀봉부재는 탄성밀봉제로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 밀봉수단을 냉각하기 위한 수단을 더 가지고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 2 항에 있어서, 상기 가압수단은 압력매체가스의 압력을 사용하는 램으로 형성되어 있으며 램의 압력수용면적은 처리면적의 압력수용면적 보다 더크게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 가스유동을 이송측으로부터 회수측으로 허용하고 역방향 가스유동를 저지시키는 체크밸브는 상기 램으로부터 또한 램으로의 압력매체의 이송 및 회부라인상에 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 12 항에 있어서, 회수가스내의 먼지를 제거하기 위한 필터는 상기 램 또는 회수용기로 부터의 압력매체가스 회수라인상에 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 2 항에 있어서, 상기 가압수단은 유압램으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
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