KR100527802B1 - 고압 처리 장치 - Google Patents

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KR100527802B1
KR100527802B1 KR10-2003-0053292A KR20030053292A KR100527802B1 KR 100527802 B1 KR100527802 B1 KR 100527802B1 KR 20030053292 A KR20030053292 A KR 20030053292A KR 100527802 B1 KR100527802 B1 KR 100527802B1
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사루마루쇼오고
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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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Abstract

고압 처리 챔버(4) 내로 압력 매체를 공급하고, 고압에서 작업편을 취급하기 위한 압력 용기(1)로 형성된 고압 처리 장치가 제공된다. 상기 압력 용기(1)는 서로 축방향으로 분리될 수 있는 제1 용기 섹션과 제2 용기 섹션을 가지며, 상기 고압처리 장치는 제1 용기 섹션과 제2 용기 섹션 사이에 형성된다. 더욱이, 고압처리 장치(4)의 엄밀한 밀봉을 위해 끝면 밀봉(face sealing) 섹션(5)이 제1 용기 섹션 및 제2 용기 섹션의 접합부에 형성된다. 상기 끝면 밀봉 섹션(5)에 축력을 제공하기 위한 가압 장치(7)가 배치되고 상기 가압 장치는 압력 용기(1)의 축 중심에 해당하는 위치에 교반기 등과 같은 보조 장치를 개재하기 위한 스페이스(15)를 갖는다. 이러한 구조의 배치는 끝면 밀봉형 고압 처리 장치에 교반기 등의 보조 장치가 장착될 수 있도록 한다.

Description

고압 처리 장치{High-Pressure Processing Apparatus}
본 발명은 예로써 반도체 디바이스 제조 공정 중에 특히, 웨이퍼 또는 액정용 유리 기질의 처리 공정 중에 사용될 수 있는 고압 처리 장치에 관한 것이다.
종래의 고압 처리 장치에서, 방사 밀봉부(radial sealing)는 뚜껑 부재와 압력 용기 사이의 밀봉 섹션으로 사용되고, 압력 매체하에서 발생된 축력은 압력 프레임 및 기둥(column)에 의해 수용된다(예로써, 일본 미심사 특허 출원 공보 제2001-250821호 및 제2001-280856호 참조). 이와 달리, 축력이 유압 실린더와 같은 압력 장치에 의해 수용되는 끝면 밀봉부(face sealing)가 밀봉 섹션으로 사용된다(예로써, 일본 국내 단계에 진입한 PCT 공보 제7-502376호, 일본 미심사 특허 출원 공보 제9-292181호, 제2001-96103호 및 제2001-96103호 참조).
방사 밀봉형 고압 처리 장치의 경우, 밀봉 섹션의 활주 이동은 입자를 발생시킨다.
끝면 밀봉형의 고압 처리 장치의 경우, 밀봉 섹션이 더 이상 활주되지 않으므로 입자의 생성이 적어진다. 따라서, 이러한 타입의 고압 처리 장치가 반도체 디바이스 등의 제조 공정에 적당하며, 입자의 생성이 엄격히 억제된다.
반면에, 고압 처리 챔버 내의 처리 유체를 교반하는 보조 장치가 반도체 디바이스의 제조 공정에 사용된다(예로써, 일본 미심사 특허 출원 공보 제11-87306호 참조).
끝면 밀봉형의 고압 처리 장치에 상기의 보조 장치가 더 구비될 필요가 있다.
그러나, 상기 고압 장치는 종래의 끝면 밀봉형 고압 처리 장치를 사용하고 있기 때문에, 상기 보조 장치가 압력 용기의 외부에 배치될 수 없다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 교반 장치 등과 같은 보조 장치가 장착될 수 있는 끝면 밀봉형 고압 처리 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 이루기 위해, 본 발명은 다음의 수단 즉, 제1 용기 섹션 및 제2 용기 섹션 사이에 형성된 고압 처리 챔버 내의 압력 매체로 작업편을 처리하도록 서로 축방향으로 분리 가능한 제1 용기 섹션 및 제2 용기 섹션을 구비한 압력 용기와, 상기 고압 처리 챔버를 밀봉하기위해 상기 제1 용기 섹션 및 제2 용기 섹션 사이의 접촉영역에 형성된 끝면 밀봉 섹션과, 상기 끝면 밀봉 섹션에 축력을 제공하고, 상기 제1 용기 섹션에 대향한 제2 용기 섹션의 표면 일부에 접촉하여 제2 용기 섹션을 가압하도록 배치된 가압 장치와, 상기 고압 처리 챔버 내의 상태를 변화시키기 위한 것으로, 상기 가압 장치에 의해 가압되는 제2 용기 섹션의 표면의 일부와 접촉되도록 배치되는 보조 장치를 포함하며, 상기 표면의 일부는 상기 가압 장치와 비접촉되는 고압 처리 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 상기의 구성에 따라, 처리 챔버 내의 상태를 변화시키기 위한 보조 장치는 가압 장치의 공간 내에 배치되어, 설치에 필요한 공간이 감소될 수 있다.
이 경우, 상기 보조 장치는 제2 용기 섹션에 동축으로 배치되는 것이 바람직하거나 또는, 가압 장치에 의해 가압되고 제2 용기 섹션 표면에서 가압 장치와 접촉하는 제2 용기 섹션의 일부는 환형으로 형성된다. 이러한 구성은 공간을 높은 효율로 할 수 있게 한다.
상기 보조 장치로서, 고압 처리 챔버 내의 압력 매체 교반용 교반기 또는, 고압 처리 챔버에 배치된 작업편용 스테이지 이동용 구동 장치 또는, 고압 처리 챔버 내로 압력 매체를 공급하기 위한 수송 파이프 시스템이 사용될 수 있다.
더욱이, 고압 처리 장치는 스페이서 유닛이 가압 장치와 제2 용기 섹션 사이에 개재되도록 설계될 수 있어서, 가압 장치는 상기 스페이서 유닛을 통하여 제2 용기 섹션을 가압한다. 이 경우, 작업편은 스페이서 유닛을 제거함으로써 고압 처리 챔버에서 빼낼 수 있다.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 양호한 실시예에 대한 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 설명한다.
도1에서 고압 처리 장치는 압력 용기(1)를 구비한다. 압력 용기(1)는 서로 축방향으로 분리 가능한 제1 용기 섹션(2) 및 제2 용기 섹션(3)을 포함한다. 작업편을 그 안에 위치시키기 위한 고압 처리 챔버(4)는 제1 용기 섹션(2)과 제2 용기 섹션(3) 사이에 형성되며, 고압 처리 챔버(4) 밀봉용 끝면 밀봉 섹션(5)이 제1 용기 섹션(2)과 제2 용기 섹션(3) 사이의 접촉 영역 내에 더 형성된다.
압력 용기(1)에 연결된 수송 파이프(도시 생략)를 연결시킴으로써 압력 매체를 고압 처리 챔버(4)로 공급하는 것이 가능하다. 이러한 실시예에서, 액체가 압력 매체로 사용되며, 반도체 웨이퍼 또는 액정용 유리 기질이 작업편으로 사용된다.
상기 압력 용기(1)는 제1 용기 섹션(2)과 제2 용기 섹션(3)이 서로 분리되지 않는 방식으로 축력(axial force) 지지 장치(6)에 의해 지지되며, 고압 처리 챔버(4) 내의 압력 매체가 챔버로부터 누출되는 것을 방지하기 위해 축력을 끝면 밀봉 섹션(5)에 공급하기 위한 가압 장치(7)는 축력 지지 장치(6)와 압력 용기(1) 사이에 개재된다.
축력 지지 장치(6)는 상부판(8)과, 하부판(9)과, 상부판(8) 및 하부판(9)을 서로에 대해 이동되지 않게 고정시키기 위한 타이 로드(tie rod; 10)를 포함한다. 가압 장치(7)는 하부판(9)의 상부면에 배치되고, 압력 용기(1)는 가압 장치(7)의 상부면과 상부판(8)의 하부면 사이에 클램핑된다.
제1 용기 섹션(2)은 종방향 축 중심을 갖는 기둥 형상으로 형성된다. 제1 용기 섹션(2)의 상부 및 하부면은 서로 평행한 평평한 표면이며, 하부면의 측을 향한 개구로 동심의 구멍이 형성된다.
제1 용기 섹션(2)은 축력 지지 장치(6) 내의 상부판(8)의 하부면에 고정된다.
또한, 제2 용기 섹션(3)은 종방향 축 중심을 갖는 기둥 형상으로 형성된다. 제2 용기 섹션(3)의 상부 및 하부면은 서로 평행한 평평한 표면이며, 상부면에는 상향 돌출된 동심의 원형 스텝 섹션이 형성된다.
상기 구멍에 스텝 섹션을 결합함으로써, 고압 처리 챔버(4)는 상기 스텝 섹션의 상부면과 상기 구멍의 바닥면 사이에 형성된다.
제1 용기 섹션(2)의 하부면과 제2 용기 섹션(3)의 상부면 사이의 접촉 영역에 밀봉 요소(11)를 개재시킴으로써, 끝면 밀봉 섹션(5)이 그 안에 형성된다.
압력 용기(1)가 고압 처리 챔버(4) 내의 상태를 변화시키기 위한 보조 장치(12)와 함께 외부에 구비된다. 제1 실시예에서, 보조 장치(12)는 제2 용기 섹션(3)의 하부면 상의 축 중심에 장착된다.
다시 말해, 스테이지(13)가 고압 처리 챔버(4) 내에 배치되고, 작업편이 스테이지(13) 상에 위치된다. 스테이지(13)는 제2 용기 섹션(3)의 축 중심을 통과하는 샤프트(14)로 지지된다. 샤프트(14)의 하단부는 보조 장치(12)로 연결된다.
즉, 보조 장치(12)는 상기 스테이지(13)에 회전 운동, 상하 또는 진동 운동을 제공하기 위한 구동 장치로 구성된다. 상기 구동 장치는 전자기 모터 등으로 구성되는 것이 바람직하다.
압력 용기(1)의 하부면 즉, 제2 용기 섹션(3)의 하부면이 가압 장치(7)에 의해 지지된다.
가압 장치(7)는 축방향으로 연장될 수 있는 소정의 치수를 갖는 실린더로 구성된다. 가압 장치(7)에서, 축 중심 방향으로 통과하는 스페이스(15)는 압력 용기(1)의 축 중심에 해당하는 위치에 형성된다.
보조 장치(12)는 스페이스(15) 내에 수납된다.
즉, 가압 장치(7)는 하부판(9)의 상부면에 배치된 환형 피스톤(16)과 이 피스톤(16)에 수직 방향으로 활주식 결합된 환형 실린더(17)로 구성된다. 환형 실린더(17)의 중심에 있는 빈 공간은 스페이스(15)를 형성하고, 보조 장치(12)는 그 안에 배치된다.
실린더(17)의 상부면은 제2 용기 섹션(3)의 하부면을 지지한다. 실린더(17)의 수직 운동은 하부 판(9) 상에 세워진 가이드(18)에 의해 안내된다.
가압 장치(7)용 실린더의 타입은 단동형(single- acting)이며, 압력 매체를 실린더 스페이스로 공급하기 위한 수송 파이프(19)는 실린더(17)에 연결된다.
수송 파이프(19)를 통해 고압 매체를 유입시킴으로써, 제2 용기 섹션(3)은 끝면 밀봉 섹션(5)에 대한 가압력을 제공하기 위해 제1 용기 섹션(2)에 대해 가압되어 고압 처리 챔버(4) 내에서 발생된 압력은 타이 로드(10)를 통하여 서로 연결된 상부판(8) 및 하부판(9)에 의해 유지될 수 있다.
가압 장치(7)의 실린더의 내부의 환형 공간의 수평 방향으로의 단면은 고압 처리 챔버(4)의 내부 공간의 수평 방향으로의 단면보다 크도록 설계된다. 즉, 가압 장치(7)는 고압 처리 챔버(4) 내의 압력보다는 낮은 작동 압력에 의해 지지될 수 있다.
도2에 도시된 바와 같이, 실린더 챔버로부터의 압력 매체의 방출은 제2 용기 섹션(3)의 수직 위치를 하강시켜, 고압 처리 챔버(4)는 개방될 수 있어 작업편의 제거/장착을 수행할 수 있다.
제1 실시예에서, 보조 장치(12)는 환형 실린더(17)에 고정되거나 또는, 환형 실린더에 단일 요소의 형태로 통합될 수 있도록 형성된다. 더욱이, 실린더(17)와 피스톤(16)의 위치는 상하로 변화될 수 있다. 제1 용기 섹션(2) 및 제2 용기 섹션(3)은 상하로 배치될 수 있다. 이 경우, 스테이지(13)와 보조 장치(12)는 하부측에 배치된 용기 섹션 내에 배치된다. 물론, 전체 시스템도 상하로 배치될 수 있다.
도3은 고압 처리 챔버(4) 내의 압력 매체 교반용 교반기가 보조 장치(12)로서 사용되는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다.
상기 교반기는 제2 용기 섹션(3)의 축 중심에 회전식으로 장착되는 교반 블레이드(20)와 교반 블레이드(20) 회전용 구동 섹션(21)을 포함한다. 구동 섹션(21)은 제2 용기 섹션(3)의 하부면에 장착되고 가압 장치(7)의 스페이스(15)에 배치된다.
더욱이, 고압 처리 챔버(4) 내부로 압력 매체를 공급하기 위한 파이프와 밸브를 구비한 파이프 시스템은 도시되지는 않았지만 보조 장치(12)로서 사용될 있다.
도4 및 도5는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다. 이 경우, 스페이서 유닛(22)이 가압 장치(7)와 압력 용기(1) 사이에 개재되어, 상기 스페이서 유닛(22)을 이들 사이에서 제거함으로써 작업편을 고압 처리 챔버(4)의 내부로부터 외부로 빼낼 수 있다.
즉, 한 쌍의 좌우 스페이서를 포함한 스페이서 유닛(22)이 도4 또는 도5에 도시된 상태로 이동이 가능하다.
이러한 실시예에서, 축력 지지 장치(6)는 중심에 빈 공간을 갖는 폐쇄 프레임에 의해 형성된다. 가압 장치(7)는 제1 용기 섹션(2)의 상부면이 고정되는 폐쇄 프레임의 하부의 상부면에 위치된다.
한 쌍의 좌우 스페이서인 스페이서 유닛(22)은 변위 장치(도시 생략)에 의해 수평 방향으로 이동될 수 있도록 가압 장치(7)의 상부면에 장착된다. 더욱이, 제2 용기 섹션(3)은 스페이서 유닛(22)의 상부면에 지지되어 승강 유닛(도시 생략)에 의해 상하로 이동될 수 있다.
가압 장치(7)는 복동(double-acting)형 실린더로 구성된다. 즉, 환형 실린더(23)는 상기 프레임의 하부에 위치되며, 환형 피스톤(24)은 수직 방향으로 활주식으로 이동되도록 실린더(23)에 결합된다. 스페이서 유닛(22)은 피스톤(24)의 상부면에 배치될 수 있다. 실린더(23)는 피스톤(24)을 수직 상향으로 이동시키는 압력 매체를 공급하기 위한 구멍(25)과 피스톤(24)을 수직 하향으로 이동시키는 압력 매체를 공급하기 위한 다른 구멍(26)을 구비한다.
이러한 실시예에서, 고압 처리 챔버(4) 내의 상태를 변화시키기 위한 보조 장치(12)도 압력 용기(1)의 하부면의 중심에 배치된다. 보조 장치(12)는 가압 장치(7)의 스페이스(15) 내에 배치된다.
본 발명은 상기 실시예로 제한되지 않는다. 예로써, 소위 코터(cotter)형의 가압 장치가 실린더형 가압 장치를 대신하여 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 양호한 실시예를 도시하고 설명하였지만, 다양한 변경과 대체가 본 발명의 기술 사상과 범주 내에서 수행될 수 있다. 따라서, 상기한 것은 본 발명을 이해하기 위해 기술되었고, 본 발명을 제한하지 않는다.
상기의 실시예에 따라, 상기 고압 처리 장치는 끝면 밀봉 타입이어서, 방사 밀봉 타입의 고압 처리 장치보다 입자의 생성을 적게 억제할 수 있다. 더욱이, 처리 챔버의 상태를 변화시키기 위한 보조 장치(12)는 가압 장치의 공간 내에 배치될 수 있어서, 처리 장치에 필요한 공간을 감소시킨다.
도1은 고압 처리 챔버가 폐쇄되었을 때, 부분 단면과 함께 도시된 실시예에 대한 고압 처리 장치의 측면도.
도2는 고압 처리 챔버가 개방되었을 때, 부분 단면과 함께 도시된 도1의 고압 처리 장치의 측면도.
도3은 보조 장치의 다른 실시예에서의 부분 단면도.
도4는 고압 처리 챔버가 폐쇄되었을 때, 부분 단면과 함께 도시된 본 발명의 다른 실시예의 고압 처리 장치의 측면도.
도5는 고압 처리 챔버가 개방되었을 때, 부분 단면과 함께 도시된 본 발명의 다른 실시예의 고압 처리 장치의 측면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 압력 용기
2 : 제1 용기 섹션
3 : 제2 용기 섹션
4 : 고압 처리 챔버
7 : 가압 장치
8 : 상부판
9 : 하부판
10 : 타이 로드
12 : 보조 장치
13 : 스테이지
15 : 스페이스
22 : 스페이서 유닛

Claims (7)

  1. 제1 용기 섹션 및 제2 용기 섹션 사이에 형성된 고압 처리 챔버 내의 압력 매체로 작업편을 처리하도록 서로 축방향으로 분리 가능한 제1 용기 섹션 및 제2 용기 섹션을 구비한 압력 용기와,
    상기 고압 처리 챔버를 밀봉하기위해 상기 제1 용기 섹션 및 제2 용기 섹션 사이의 접촉영역에 형성된 끝면 밀봉(face sealing) 섹션과,
    상기 끝면 밀봉 섹션에 축력을 제공하고, 상기 제1 용기 섹션에 대향한 제2 용기 섹션의 표면 일부에 접촉하여 제2 용기 섹션을 가압하도록 배치된 가압 장치와,
    상기 고압 처리 챔버 내의 상태를 변화시키기 위한 것으로, 상기 가압 장치에 의해 가압되는 제2 용기 섹션의 표면의 일부와 접촉되도록 배치되는 보조 장치를 포함하며, 상기 표면의 일부는 상기 가압 장치와 비접촉되는 것을 특징으로 하는 고압 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보조 장치는 제2 용기 섹션의 축 중심에 배치되는 것을 특징으로 하는 고압 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보조 장치는 제2 용기 섹션 내의 압력 매체를 교반하기 위한 교반기인 것을 특징으로 하는 고압 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 보조 장치는 작업편용 스테이지를 이동시키기 위한 구동 장치이며, 상기 스테이지는 고압 처리 챔버 내에 배치된 것을 특징으로 하는 고압 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 보조 장치는 고압 처리 챔버 내로 압력 매체를 공급하기 위한 수송 파이프 시스템인 것을 특징으로 하는 고압 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 용기 섹션의 표면 일부는 환형이고, 상기 표면은 가압 장치에 의해 가압되어 가압 장치에 접촉되는 것을 특징으로 하는 고압 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 가압 장치와 상기 제2 용기 섹션 사이에 스페이서 유 닛이 개재되고 상기 가압 장치는 상기 스페이서 유닛을 통해 상기 제2 용기 섹션을 가압하고, 상기 스페이서 유닛을 제거함으로써 고압 처리 장치로부터 작업편을 제거할 수 있는 것을 특징으로 하는 고압 처리 장치.
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