KR20020061589A - 수평적 관통 로딩을 구비한 인버트 압력용기 - Google Patents

Abstract

프로세스 사이클 동안 온도와 압력의 상승과 범위를 요구하는 생산 프로세스용 압력용기(1)에 관한 것으로서, 생산 공정에 빠르게 적용할 수 있고, 반도체 산업의 웨이퍼 프로세스와 다른 산업의 프로세스 등에 적합하다. 고정된 개구 지지 프레임(6) 내에 배치된 압력용기(1)은 바람직하게는 역방향으로 되어있다. 커버 또는 닫힘판(2)은 압력용기(1)의 입구를 향해 수직 구동이 가능하고, 프로세스 하에서 목적물을 용기 내로 이동시키는 플랫폼으로 작용한다. 커버에 대한 이송과 잠금 메카니즘은 프로세스 환경으로부터 분리되고 보호된다.

Description

수평적 관통 로딩을 구비한 인버트 압력용기{INVERTED PRESSURE VESSEL WITH HORIZONTAL THROUGH LOADING}

반도체 산업과, 웨이퍼나 프로세스된 다른 대상물이 함께 로드될 수 있는 봉입부나 압력용기를 요구하는 운영 프로세스에 관련된 다른 산업에 있어서, 일반적인 요건은 봉입부가 봉입된 후에 프로세스에 필요한 프로세스 유동체나 물질의 유입과 제거를 허용하고, 어떤 경우에는 압력과 온도를 최고까지 높이고 오르내린다. 어떤 프로세스들은 오염에 관하여 더욱 중요하며, 온도, 압력, 용적의 신속하고 정확한 조절과 프로세스 유동체들이 압력용기까지 유입하는 시간 조절을 요구한다. 생산 모드에서 이러한 프로세스를 운영하고자 하는 요구와, 그러한 프로세스의 높은 정교함과 더불어 압력용기에 있어서 개선이 필요하다는 것은 아주 분명하다.

본 발명은 극도의 청결함을 요구하는 운전에서 이용되고 10,000psi(pound per squre inch) 이상의 고압에서 운전되는 압력용기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 생산환경에 있어서 자동화된 웨이퍼 처리 프로세스에서 이용되는 압력용기의 로딩과 잠금을 더 쉽게 하는 압력용기의 설계 및 분리된 리드(lid) 잠금 메카니즘에 관한 것이다. 압력용기의 전형적인 예로써, 하나의 공정을 이하에서 설명하도록 한다.

본 예는 프로세스 작용물이 초임계형 액상 이산화탄소인 MEMS (Micro Electro Mechanical System ; 초소형 정밀 기계시스템) 장치의 제조에 관한 것이다. 감광제 제거, 웨이퍼 세척, 분진 제거, 건식 레지스트 개발 그리고 물질 증착과 같이 엄격한 청결함이 요구되는 사례들과 관련된 다른 반도체는 모두 압력용기 불완전으로 영향을 받으며, 닫힘수단 위의 분진 생성, 신속한 닫힘에 적합하지 않은 폐쇄 메카니즘, 용기를 자동으로 로딩, 언로딩하는 문제, 그리고 생산 라인에서의 기구들의 조합 문제들을 포함한다.

초소형 정밀기계 시스템 (MEMS)에 기초한 장치를 제조하는 방법의 하나는 희생층 마이크로머시닝 (Sacrificial Surface Micromachining, SSM) 또는 표면 마이크로머시닝(Surface Micromachining)이다. 완전히 "증착된" SSM 실리콘에 기초한 생산 프로세스에서, 실리콘, 성장 이산화규소, 이산화실리콘과 같은 물질의 희생층, 또는 감광제 제거를 위한 프로세스에서의 일부 형태의 감광 물질이 기판위에 증착된다. 희생물질은 구조체의 증착을 위한 구멍을 드러내기 위해 식각된다. 그때, 폴리실리콘이나 금속과 같은 구조물이 희생물질 위에 증착된다. 따라서, 희생물질은 미세구조를 형성하는 구조층을 드러내기 위해 식각되어 제거된다. 이러한 과정은 더 복잡한 다층 구조체를 형성하도록 반복될 수 있다.

희생층을 제거 후에 기판은 헹구어진다. "드러난" 구조체와 기판표면 사이에 있던 헹굼액이 증발됨에 따라, 드러난 구조층이 기판표면에 닿을 때까지 끌어내리도록 모세관 힘이 유발된다. 헹굼액의 표면 장력은 액체/증기의 상변화를 유발하는증발에 모세관 힘을 야기시킨다. 폴리실리콘 또는 금속 캔틸레버드 빔이 기판에 부착하는 경우와 같이, 드러난 구조층이 다른 표면에 부착할 때 일어나는 스틱션 (stiction) 또는 부착으로 장치에 결함이 생긴다.

버클리에 위치한 캘리포니아 대학의 연구자들에 의해 처음 개발된 실험방법에서, 초소형 정밀구조의 한 형태인 실리콘 웨이퍼는, 전통적인 방법으로 조립되어 오고 있으며, 메탄올이 담겨진 압력용기 내에서 처리된다. 상기 압력용기는 우선 메탄올로 채워지고, 웨이퍼는 이송 및 로딩 프로세스 하는 동안 밑바닥에 메탄올 용액층이 유지되는 용기내로 빠르게 이동된다. 상기 용기는 밀봉되고, 액상 이산화탄소의 관통흐름은 메탄올이 액상 이산화탄소에 빠르게 흡수되고 압력 용기 밖으로 이동되는 시간인 약 15분 동안 일어난다.

용기 캐비티(cavity)가 완전히 메탄올로 퍼지되고, 순수 액상 이산화탄소로 완전히 채워질 때, 표면장력이 없는 섭씨 31.1도 이상의 온도와 1073psi 이상의 압력에서 이산화 탄소를 초임계상으로 전환하도록 유발하는, 몇분동안에 균일하게 열을 조사한다. 미세구조 기판을 건조하는 동안, 압력 캐비티는 이산화탄소의 온도를 임계온도 이상으로 유지하면서 초임계상태에서 대기압으로 떨어진다. 그러므로,상 전환이 일어나지 않고, 모세관 힘도 발생하지 않으며, 스틱션은 완전히 배제된다. 바람직 하지 않은 표면 장력을 유발하는 용액/증기 전환이 발생하지 않다는 점이 바로 이 프로세스의 장점이다.

일반적으로 감광제 제거 또는 웨이퍼 세척과 같은 다른 프로세스는 기체, 액체 및 초임계상에서 프로세스 작용물을 이용하며, 또한 유사한 방법으로 용기에 프로세스 작용물을 적용하고 건조단계에 의해 마무리된다는 점에서 MEMS 건조단계와 유사하다. 그러므로 MEMS 프로세스는 기본적으로 극도의 청결함과 높은 생산성이 요구되는 기체, 액체 및 초임계상의 프로세스 작용물에 대한 모든 적용사례의 전형으로 여겨진다.

생산환경에서 이용하기에 충분히 경제적이고 효율적인 프로세스를 만들기 위해서 해결해야할 실험 셋업에 대해 몇가지 분명한 문제가 있다. 장치는 웨이퍼를 삽입하고 제거하기 위한 자동 수단으로 생산라인을 집적하기에는 적합하지 않다; 이송메카니즘은 이송이나 이동 프로세스 동안 웨이퍼 상에 용액층이 유지되도록 보장하기에는 안정성이 없다는 점; 닫힘 메카니즘은 수동이며 매우 느리다는 점; 프로세스의 연속적인 관리 단계가 수동적으로 이루어지며 매우 느리다는 점이다. 또한, 이 장치는 산업 표준과 생산 요구를 위한 법령에서 요구하는 안정성이 부족하다.

현재 이용되는 생산 셋업에 있어서, 압력용기는 프로세스된 웨이퍼직경 이상의 개구상부포트를 통하여 수직배치에 의해 로드되고, 반작용으로 언로드된다. 용기는 전형적으로 프로세스 용기 플랜지들을 수동으로 조이거나 기계적으로 조이는것에 의해 닫혀지고, 이것은 커버는 압력 밀봉을 형성하도록 주위와 함계 플랜지를 덮는다. 이러한 기구와 방법 모두 매우 느리며, 기계적 상호작용과 표면 교합의 일정한 마멸에 의해 분진 오염을 일으키는 경향이 있다. 분진은 로딩과 처리과정의 환경에서 직접적으로 발생하며, 필연적으로 프로세스 되는 물질을 어느 정도 오염시킨다.

이러한 오염은 특히 반도체 산업에 관련하며, 아주 미량이라도 생산성과 생산효율에 악영향을 미치기에 충분하다. 보다 빠른 폐쇄 또는 생산 목표를 위해 이러한 주변부 플랜지 래칭 메카니즘이 반자동화될 때 오염문제는 만약 내버려 둔다면 계속 악화되는 자유 운영 모드에서 간단히 해결된다.

종래 기술에는 많은 예들이 있다. 일례로 종래 기술 도 1에서 나타낸 바와 같이 오토클래이브의 퀵 오프닝 도어 어셈블리이다. 이것은 챔버 플랜지와, 회전 잠금고리 및 도어 플랜지로 구성된다. 상기 도어와 용기는 오직 잠금고리의 회전에 의해서만 조여지거나 풀려진다. 상기 고리가 회전함에 따라, 교합 가장자리부는 누출방지 정적 밀봉을 제공하는 가스켓의 반대 방향에 챔버 플랜지를 단단하게 고정한다. 서로 교차하는 연부 슬라이딩 접촉으로 인하여, 결국 허용가능한 내성을 초과하여 프로세스의 분진오염이 야기된다.

생산환경에서 종래의 압력 용기가 갖는 다른 문제점은 반도체 산업의 표준 웨이퍼 처리 로봇에의 적용이 어렵다는 것이다. 복잡한 이송시스템은 프로세싱 스테이션 사이에서 웨이퍼의 수평 및 수직 이동 간의 복잡한 전환과 관계된 프로세스 물질의 로딩과 추출의 자동화를 종종 요구한다.

본 출원은 1999년 8월 5일 출원된 60/147,251과 1999년 9월 20일 출원된 60/155,454의 미국 출원을 우선권으로 청구한 것과 관련된 것이다.

본 발명은 프로세스 운전 중에 극도의 청결함을 요구하고 고온·고압에서 운전되는 압력용기에 관한 것으로서, 특히 생산 환경에서의 자동 웨이퍼 처리 프로세스에서 이용되는 압력용기의 로딩과 닫힘을 더 쉽고 청결하게 하는 압력용기 설계 및 폐쇄 메카니즘에 관한 것이다.

도 1은 종래 오토클래이브 퀵 오프닝 도어 메카니즘의 사시단면도이다.

도 2는 폐쇄된 용기의 선형 슬라이드 잠김 블럭을 포함하는 본 발명의 인버트 압력용기의 바람직한 실시예의 측면도이다.

도 3은 개방된 용기를 갖는 도 2 실시예의 측면도이다.

도 4는 회전식 잠금판을 포함하는 도 2의 다른 실시예의 측단면도이다.

도 5는 도 4의 실시예의 회전식 잠금판의 단면도이다.

본 발명은 기본적으로 극도의 청결함, 고온, 고압이 문제되고, 자동 생산 시스템에의 적용이 중요한 사례에 적합한 산업 프로세스를 운전하기 위한 압력 용기 시스템에 관한 것이다. 이들의 가장 간단한 형태에 있어서, 수직이동이 가능한 리드(lid)나 커버와 결합하여, 이송되고 제거되는 프로세스 물질 또는 구성요소가 통과하는 연등부 또는 포트를 포함하는 고정식 압력용기이다. 이러한 두 구성요소는 지지를 위해 일반적인 개구 프레임에 직접 또는 간접적으로 부착된다. 닫힘과 잠김 메카니즘은 압력용기의 프로세스 환경과, 개구 커버와 압력용기 사이의 공간으로부터 분리되어 있다. 상기 장치는 5,000 - 10,000psi (pounds per square inch)의 압력범위까지의 압력과 적절한 설계에 의해 그 이상의 압력이 요구되는 공정에 적용할 수 있다. 온도 범위는 프로세스의 필요에 따라 범위가 정해질 수 있으며, 적절한 내부나 외부 열원에 따라 맞춰진다.

상기 장치는 수평·관통형 이송 시스템, 표준 웨이퍼 처리 로봇 시스템 또는 압력조건 하에서 커버에 프로세스되는 물질의 운반과 로딩을 위한 다른 처리 시스템에 적용할 수 있다. 수직 운전 커버는 웨이퍼 카세트, 단일 웨이퍼, 또는 프로세스용 압략용기 내로 프로세스 되는 다른 물체를 운반할 수 있고, 픽업이나 다른 수송을 위해 다시 외부로 배출할 수 있다. 커버 운전용 승강 및 잠금 메카니즘은 커버의 뒷면 또는 외부면을 완전히 포함하고, 로딩과 프로세스 환경에서 승강 및 잠금 메카니즘으로 야기되는 분진이 분리되도록 보호한다.

본 발명의 목적은 닫힘 및 잠금 메카니즘에서 오염의 위험성이 적은 압력용기 시스템을 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 수평방향으로 웨이퍼를 수송 또는 처리하는 시스템에 적용 가능한 압력용기 시스템을 제공하는 것으로, 여기서, 상기 압력용기 내에서 수직 요소의 배치는 압력용기와 리드 닫힘 시스템에 의해 달성될 수 있다.

본 발명은 개구 지지 프레임, 인버트 압력용기, 수직 구동이 가능한 하부 커버 및, 승강 및 잠금 메카니즘으로 구성되는 시스템을 제공하기 위한 것으로서, 상기 커버는 승강 및 잠금 메카니즘에 의해 하부 개방 위치와 상부 폐쇄 잠김 위치 사이에서 인버트 압력용기 입구와 반대 방향으로 구동될 수 있고, 상기 개구 지지 프레임은 개방 위치에 있는 상기 커버의 상단부에 양방향의 수평 접근이 가능하도록 이격된 분리형 수직부재가 배치되며, 상기 승강 및 잠금 메카니즘은 커버의 아래쪽에 위치하여 상기 커버의 상단부와 상기 압력용기의 내부의 직접적인 노출로부터 기계적으로 보호한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 승강 및 잠금 메키니즘이 상기 인버트 압력용기의 입구와 반대 방향으로 상기 커버를 올려 단단히 잠그기 위해 수평 선형 슬라이딩 블럭을 구비한 것을 특징으로 하는 압력용기 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기 승강 및 잠금 메카니즘이 인버트 압력용기의 입구와 반대방향으로 상기 커버를 올려 단단히 잠그기 위해 회전 돌출부 잠금 시스템을 갖는 것을 특징으로 하는 압력용기 시스템을 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 목적들과 장점들은 본 발명의 상세한 설명으로부터당업자에게 자명한 것이며, 여기서 본 발명을 실시하는데 있어서 예상되는 최상의방법을 간단히 설명하는 방법으로 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

본 발명은 다양한 변화에 영향을 받을 수 있다. 따라서, 도면 및 이하에서 설명하는 바람직한 실시예는 본 발명의 실례를 나타내는 것이지 이에 한정되는 것은 아니다.

바람직한 실시예는 감광체 제거, 분진 제거, 건식 레지스트 개발, 웨이퍼의 세척, MEMS 구조체의 건조 및 여기서 명시적으로 언급하지 않은 다른 적용사례들을 반도체 산업에서 이용하기 위한 것으로서, 가능한 변경수단을 포함하거나 포함하지 않는 기상, 액상 또는 초임계상에서 프로세스 작용물을 갖는 고압 프로세스에 프로세스 작용물을 이용한 것이다. 이러한 프로세스는 전형적으로 높은 청결함을 요구하며, 고생산물을 촉진하도록 자동식 로딩 및 언로딩이 적용될 수 있어야 한다.

도 2 및 도 3에 의한 첫번째 바람직한 최적의 실시예는 고정 조립체 지지 프레임(6)의 하단부에 단단하게 부착된 인버트 압력용기(1)를 이용한다. 용기로부터프로세스 유동체를 수용하고 제거하는 채널들과 포트들, 그리고 프로세스의 온도 조건을 달성하기 위한 내부 또는 외부의 히터는 나타내지 않았다.

수직 구동이 가능한 용기 닫힘판(2)은 수직 제거가 가능한 바닥판으로 대신 설명될 수 있으며, 웨이퍼, 웨이퍼 카세트 또는 프로세스 되는 다른 물체가 적치되는 개구 측면의 바닥 또는 플랫폼으로 작용하고, 이송 시스템 또는 웨이퍼 처리 로봇과 같은 수동 또는 자동 수단이 설치된다. 닫힘판(2)는 프로세스 되는 물질이 압력용기(1) 내로 승강되도록 하는 승강 플랫폼으로 작용한다. 지지 프레임(6)의 수직 부재들은 용기(1)과 닫힘판(2)의 주변을 연결하여 수동 처리를 수행하거나 수평적 웨이퍼 관통 이송 시스템이나 로봇은 웨이퍼를 개구 닫힘판 밖으로 운반하고 제거한다. 용기 닫힘판(2)는 장치의 목적에 따라 특별한 프로세스에 적합할 수도 있는 추가적인 채널, 포트 그리고 히터를 배치거나 배치하지 않을 수 있다.

본 실시예에서, 닫힘판(2)은 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 로드의 승강로드(4)에 의해 지지되고 수직 구동된다. 하단부 승강로드 구동수단(8)은 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 승강로드과 닫힘판(2)을 상하로 구동한다.

대향하는 선형 슬라이드 잠금블럭(5)은 폐쇄된 닫힘판(2) 아래의 잠기지 않은 위치와 잠긴 위치 사이에서 각각의 수평 구동용 잠금 블럭 구동수단(9)에 의해 구동된다. 잠금 블럭(5)이 도 3과 같이 잠기지 않은 위치에 있거나 벌어진 위치에 있을 때, 열린 위치와 닫힌 위치 사이에서 승강로드(4)와 닫힘판(2)의 수직 구동을 위한 공간이 있다. 닫힘판(2)이 용기(1)에 대하여 폐쇄 위치에 있을 때, 잠금 블럭(5)는 도 2와 같이 잠긴 위치에서 함께 이동될 수 있고, 용기(1)에 대한 닫힘판(2)을 밀봉하고 잠금으로써 프로세스 압력은 필요한 기간동안 달성되어 유지될 수 있다.

닫힘판(2)에 수직 운동을 제공하는 상기 요소들은 승강 및 잠금 메카니즘, 그리고 중력과 물리적 보호수단의 조합으로 프로세스 환경에서 관련된 보통의 오염원을 분리하도록 분리판(7)과 회전 광학 벨로우(3)의 하부 내에 모두 포함된다.

도 4 및 도 5에 따른 본 발명의 다른 실시예는 압력 챔버, 연통부 및 내부 요소 제공용으로 분리 가능한 것 이외에 원통형 벽면(2)에 잠겨진 압력용기 상부(1)를 구성하는 인버트 압력 용기를 가지고 있다. 상기 인버트 압력용기는 상부 바닥판(7) 상에 부착된 지지부재(4)에 의해 지지된다. 수직 구동이 가능한 하부측 닫힘판(3)은 승강 메카니즘(6)에 의해 구동되고, 분리 벨로우(5)로 둘러진다. 이것은 승강 메카니즘에서 발생한 파편으로 인한 프로세스 환경의 오염 방지를 돕는다. 압력용기 상부(1), 벽면(2) 및 닫힘판(3)이 모여 압력용기(123)를 형성한다.

벽면(2)의 하단부와 닫힘판(3)의 주변부 사이의 봉합면은 다양하게 설계될 수 있으며, 슬라이딩면 또는 대향면 사이에 1개 이상의 적합한 봉합재가 포함될 수 있다는 것이 본 발명의 범주에 포함된다.

압력용기로부터 프로세스 유동체를 유입하고 제거하기 위한 채널과 포트는 일반적인 설명이므로 도면에는 나타내지 않았다. 그러나, 필요한 압력과 온도 범위를 포함하는 특별한 프로세스 조건의 기계적 의미와, 압력용기에 프로세스의 유동체나 다른 요소들을 운반 및 제거하는 것은, 의도된 시스템에 대한 특별한 프로세스의 당업자에게 용이하게게 이해될 것이다. 예를 들어, 프로세스 온도와 온도 변화를 달성하기 위한 히터는 설계 단계나 그 후에 압력용기에 내부적으로 겹합되거나 외부적으로 배치될 수 있다.

상기 실시예의 변화로, 닫힘판은 고정 요소가 될 수 있으며, 인버트 압력용기는 상기에서 언급한 보호된 승강 메카니즘과 유사한 분리된 오버헤드 메카니즘에 의해 수직 구동이 가능한 요소가 될 수 있다. 압력용기에 융통성 있는 프로세스 연통부의 필요성과 같은 고려사항은 이러한 접근을 실시하고 운영하기에 더욱 어렵게 하는 반면, 보호된 승강 및 잠금 메카니즘의 이익을 유지하여, 압력 챔버 안으로 웨이퍼를 유입·제거하는 수직 요소를 공급하기 위한 로봇이나 이송 시스템을 피할 수 있다.

다른 실시예에서, 본 발명의 기본 구조는; 개구 지지틀, 보호 또는 분리된 닫힘판 승강 메카니즘, 구동 가능한 닫힘판 및 고정 압력용기로 설계될 수 있으며, 상부 개구를 갖는 고정압력용기, 보호 승강 메카니즘 및 상부에서 수직 구동이 가능한 닫힘판를 포함하는 인버트 수단으로 구성되어 운전된다. 닫힘판에 웨이퍼나 웨이퍼 카세트의 설치의 이익을 돕는 중력이 존재하지 않는다 할지라도, 분리 닫힘판 승강강(경우에 따라서, 하강) 메카니즘으로 부터 오염의 가능성을 줄이는 이익은 여전히 존재할 것이다. 이 경우, 웨이퍼나 웨이퍼 카세트를 위한 간단한 서스펜션 시스템은 프로세스되는 웨이퍼의 수동 또는 자동 설치와 제거 모두에 적합한 닫힘판의 내면에 포함되거나 부착될 수 있다.

상기한 다른 실시예의 변화에서, 상기 닫힘판은 고정 요소로 될 수 있고 상기 압력 용기는 수직 구동이 가능할 수 있다. 또한, 수직 구동이 가능한 압력 용기는 압력용기에 융통성 있는 프로세스 연통부와 같은 특별한 요건을 만드므로 이러한 접근을 고정 압력용기보다 더 문제가 많게 한다. 그러나 보호 승강 및 잠금 메카니즘의 이익이 유지되며, 압력챔버 내에서 웨이퍼의 유입과 제거의 수직 요소를 제공하록 구비된 로봇과 이송 시스템을 피할 수 있다.

또한 도 4와 도 5에 의하면, 상기 압력용기 시스템은 도 2와 도 3의 선형 슬라이드 블럭 대신에 이하에서 더욱 상세하게 설명될 회전-작동 잠금판을 포함한다. 상기 상부 기저판(7)과 분리 벨로우(5)는 프로세스 환경으로부터 수직 승강 및 잠금 메카니즘을 분리하거나 보호한다는 점에서 도 2와 도 3의 벨로우 경계면(3) 그리고 분리판(7)과 유사하다. 또한, 상기 압력용기 지지부재(4)의 개구틀은 도 2와 도 3과의 실시예와 같이 수평 웨이퍼 관통 이송 시스템이나 로봇 설치를 수용한다.

상부 기저판(7)은 하부 기저판(14)에 부착된 하부 지지부재(13)에 의해 지지된다. 잠금로드(9)는 닫힘판(3)에 단단히 부착된 원통형 부재이며, 잠금판(11)과 잠금판 지지부(12)를 통해 수직으로 아래쪽을 향해 뻗어있다. 승강 메카니즘(6)은 잠금로드(9) 내에 위치하고, 벽면(2) 하단부의 밀봉 받침부 내외로 닫힘판(3)를 승하강 하도록 작용될 수 있다. 승강 메카니즘은 필요한 닫힘 압력을 달성하기에 충분한 수압, 쓰레드 스크류나 잭 또는 연장 메카니즘등의 다른 수단일 수도 있다.

잠금로드 클램프판(10)은 비회전 수단으로 잠금로드(9)의 하단부에 확실하게 잠겨있다. 클램프판(10)의 주변부 플랜지 또는 외부 가장자리는 일정하게 이격된 잠금돌출부(17)와 배치된다. 대응하는 회전-작동 잠금판(11)은 내부적으로 유도되며 일정하게 이격된 잠금돌출부(16)와 역방향으로 배치된다. 잠금판(11)은 엑츄에이터(15)에 의해 잠금판 지지부(12) 상에 제1의 잠기지 않은 위치와 제2의 잠긴 위치 사이에서 제한된 아크를 통해 회전 가능하다. 잠금판(11)내의 중심 개구는 클램프판(10)과 잠금돌출부(17)를 수용할 수 있도록 크기가 정해지며, 이의 상대적인 회전 위치가 교대로 돌출부(16, 17)에 놓여질 때 잠금판(11)을 수직적으로 통과할 수 있도록 한다.

승강 메카니즘(6)은 압력용기(123)가 완전히 폐쇄되도록 벽면(2)과 접촉된 봉합 내로 닫힘판(3)을 상승시킨 후에, 엑츄에이터(15)는 클램프판(10)의 돌출부(17) 바로밑에 대응하는 돌기부(16)를 직각으로 진행하도록 잠금판(10)을 회전시켜 구동시킬 수 있으며, 이로 인해 프로세스 사이클 동안 압력용기(123)의 폐쇄에 기계적 잠금을 제공한다. 현재 알려지거나 증명된 다른 기계적 잠금 메카니즘은 본 발명의 범주내에 있다. 예를 들어, 도 2와 도 3 실시예의 슬라이드 잠금 블럭은 도 4와 5의 일반적인 설계에 적용될 수 있을 것이다.

여기서 설명하고 묘사된 예시들과 실시예, 그리고 당업자에 따라 본 발명 및 청구항의 범주 내에서 자명한 그 외의 사실을 포함하는 본 발명은 종래 기술 이상의 많은 장점을 가진다. 특히, 이하 또는 상기에서, 웨이퍼를 용기내로 수직적으로 이동시키는 플랫폼으로서 커버나 닫힘판을 사용하는 것이다. 또한, 외부 압력용기와 닫힘판을 함께 지지하는 클램프 압력을 배출하기 위하여 대향하는 관련 판을 제공하며, 프로세스 환경의 오염을 감소시키기 위해 승강 및 잠금 메카니즘을 분리하여 보호하는 것이 가능하고, 생산 모드에서 압력용기의 관통 이송 시스템이나 로봇 로딩의 이용을 촉진하는 개방 또는 원통형 지지 프레임을 사용하는 것이다. 더욱이, 바람직한 실시예는 운영동작이 비교적 간단한 수평 슬라이딩 메카니즘과 회전식 잠금 메카니즘을 설명한 것이다.

이해되는 바에 따라, 본 발명은 본 발명의 본질에서 벗어지 않고도 그 외 다른 실시예들이 가능하고, 그것의 몇몇 상세한 부분들은 다양하고 분명한 점들에 있어서 수정도 있을 수 있다.

예를 들어, 개구 지지 프레임, 상기 개구 지지 프레임에 고정된 인버트 압력용기, 수직 구동이 가능한 하부 커버, 인버트 압력용기에 대하여 상부 폐쇄 위치와 상부 압력용기 아래의 하부 개방 위치 사이에서 커버를 구동하는 수단을 포함하며, 상기 압력용기의 내부와 커버가 열릴 때 커버와 압력용기 사이의 공간이, 실제 프로세스 뿐만 아니라 프로세스가 발생하는 조건 하에서 목적물의 이송과 제거가 일어나는 프로세스 환경으로 간주되는 것으로 본 발명의 범주에 속한다.

다른 예에 따르면, 본 발명의 실시예는 프로세스 환경의 외부 또는 떨어져 위치하는 비교적 독립된 기계적 잠금 시스템을 포함할 수 있으며, 상기 잠금 시스템은 상기 커버가 폐쇄 위치에 있을 때 잠긴 위치와 잠기지 않은 위치 사이에서 운용될 수 있다. 상기 잠긴 위치에서, 상기 커버는 기계적 제약이 따르므로, 구조적 설계한계로 프로세스 압력이 상승하거나, 운영자 실수 또는 커버 이송 시스템의 오작동에 의하여 우연히 열리지 않을 수 있다. 상기 잠금 시스템의 목적은 산업상 이용되는 압력용기에 대한 일반적인 전형적이고 공식적인 안전 요건을 만족하도록 하는 것이다.

또 다른 예에 따른 본 발명의 실시예는 상기 압력용기 내의 프로세스를 위하여 상기 압력용기 시스템에 반도체 웨이퍼 또는 웨이퍼 카세트와 같은 운반 목적물을 어떤 배열의 로봇 처리 시스템이나 이송 시스템으로 적용하여 이용될 수 있을 것이다. 본 발명의 수용능력면에서 최적의 적용은 압력용기 내로 프로세스 하에서 목적물을 유입하도록 필요한 작동의 수직 요소를 일부 또는 전부 공급하거나 지지하도록 압력용기를 운용하는 것이다.

다른 예에 따른 본 발명의 실시예는 대향하는 수평 슬리이딩 블럭과 엑츄에이터를 이용하는 잠금 시스템을 이용하는 것이며, 여기서 상기 슬라이딩 블럭은 잠긴 위치와 잠기지 않은 위치 사이에서 슬라이딩할 수 있는 것이다.

또 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 실시예는 커버 아래로 수직 하강하는 잠금로드나 실린더와, 상기 잠금로드의 하단부에 부착된 비회전 잠금로드 고정수단으로 구성되며, 상기 클램프판은 주변부에 대하여 일정하게 이격되어 외향으로 유도된 지지 돌기부를 포함한다. 수평방향으로 회전 가능한 잠금판은 커버 아래의 상기 개구 지지 프레임을 적절히 지지하면서 회전하도록 부착된다. 잠금판은 중심 개구와 중앙 개구에 관하여 일정하게 이격된 중앙 직선적 잠금 돌출부를 포함한다. 잠금판이 회전하여 잠기지 않은 위치에 있을 때, 상기 잠금 돌출부과 지지 돌출부는 잠금판을 통하여 클램프판의 수직 운동을 정확히 제공하도록 비정렬된다. 그리고 나서 잠금판의 중앙 개구는 커버가 닫힌 위치로 이동될 때 잠금판을 통과하도록 상기 클램프판과 잠금로드를 허용한다. 상기 잠금판은 잠금 돌출부가 지지 돌출부 바로 밑에 정렬되도록 부분 회전을 유발하는 엑츄에이터를 포함하므로, 닫힌 위치에서 상기 커버를 기계적으로 잠근다.

본 발명의 다른 다양한 실시예는 상세한 설명, 도면, 이하 청구항을 충분히 고려하면, 당업자에게 자명할 것이다.

Claims (20)

1. 산업적인 프로세스를 운영하기 위한 압력용기 시스템에 있어서,

   개구 지지 프레임,

   상기 개구 지지 프레임에 고정된 인버트 압력용기,

   수직 구동이 가능한 하부측 커버 및,

   상기 인버트 압력용기에 대응하는 상부 폐쇄 위치와 상기 압력용기 아래의 하부 개방 위치 사이에서 상기 커버를 구동하는 수단을 포함하며, 상기 압력용기의 내부 및 상기 하부 개방 위치에 있는 상기 커버와 상기 인버트 압력용기 사이의 공간이 프로세스 환경을 구성하는 것을 특징으로 하는 압력용기 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 프로세스 환경의 외부에 위치한 기계적 잠금 시스템을 더 포함하며,

   상기 잠금 시스템은 상기 커버가 상기 상부 폐쇄 위치에 있을 때 잠긴 위치와 잠기지 않은 위치 사이에서 운전 가능하며, 상기 커버의 위치는 상기 잠금 시스템이 상기 잠긴 위치에 있을 때 상기 상부 폐쇄 위치에 기계적으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 압력용기 시스템.
3. 제2항에 있어서,

   상기 시스템은 커버를 구동하는 상기 수단과 상기 잠금 시스템으로부터 상기프로세스 환경을 분리하는 보호수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력용기 시스템.
4. 제3항에 있어서,

   상기 압력용기에 열을 가하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력용기 시스템.
5. 제4항에 있어서,

   봉합시 상기 압력 용기내에 압력을 가하고 배출하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력용기 시스템.
6. 제5항에 있어서,

   봉합시 상기 압력용기로부터 프로세스 요소를 유입하고 제거하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 압력용기 시스템.
7. 제6항에 있어서,

   상기 압력용기 내의 프로세스를 위한 상기 시스템을 목적물 운반용 로봇 처리 시스템으로 개조하여 이용하는 것을 특징으로 하는 압력용기 시스템.
8. 제6항에 있어서,

   상기 압력용기 내의 프로세스를 위한 상기 시스템을 목적물 운반용 이송 시스템으로 개조하여 이용하는 것을 특징으로 하는 압력용기 시스템.
9. 제2항에 있어서,

   상기 잠금 시스템은 대향하는 수평 슬라이딩 블럭과 엑츄에에터을 포함하며, 상기 슬라이딩 블럭은 상기 잠긴 위치와 상기 잠기지 않은 위치 사이에서 슬라이드할 수 있는 것을 특징으로 하는 압력용기 시스템.
10. 제2항에 있어서,

    상기 잠금 시스템은 상기 커버 아래로 수직 연장하는 잠금로드, 상기 잠금로드의 하단부에 부착된 비회전 잠금로드 클램프판을 포함하며, 상기 클램프판은 클램프판의 주변부에 대하여 일정하게 이격되어 외향적으로 유도된 지지 돌출부와, 상기 커버 아래의 상기 개구 지지 프레임에 회전 가능하게 부착된 수평방향 회전 잠금판을 포함하며, 상기 잠금판은 중심 개구와 상기 중심 개구부에 대하여 일정하게 이격된 중앙 직선적 잠금 돌출부을 포함하며, 상기 클램프판은 상기 커버가 상기 폐쇄 위치로 이동될 때 상기 잠금판을 통하여 통과하며, 상기 잠금판은 상기 잠금 돌출부가 상기 지지 돌출부 바로 아래 정렬되는 상기 잠기 위치와 상기 잠금돌출부가 상기 지지 돌출부와 비정렬되는 사이에서 상기 잠금판의 부분 회전을 야기하는 엑츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력용기 시스템.
11. 초임계의 유동체 환경에서 반도체 웨이퍼 프로세스용 압력용기 시스템에 있어서,

    개구 지지 프레임,

    상기 개구 지지 프레임에 고정된 인버트 압력용기,

    수직 구동이 가능한 하부측 커버,

    상기 인버트 압력용기에 대응한 상부 폐쇄 위치와 상기 압력용기 아래의 하부 개방 위치 사이에서 상기 커버를 구동하는 수단을 포함하며, 상기 압력용기의 내부 및 상기 하부 개방 위치에 있는 상기 커버와 상기 인버트 압력용기 사이의 공간이 프로세스 환경을 구성하며,

    상기 프로세스 환경의 외부에 위치한 기계적 잠금 시스템을 포함하고, 상기 잠금 시스템은 상기 커버가 상기 상부 폐쇄 위치에 있을 때 잠김 위치와 열린 위치 사이에서 상기 록킹 시스템은 상기 커버가 상기 상층 폐쇄 위치에 있을 때 닫힌 위치와 닫히지 않은 위치 사이에서 운전될 수 있고, 상기 커버의 위치는 상기 잠금 시스템이 상기 잠긴 위치에 있을때 상기 상층 폐쇄 위치에 기계적으로 유입된 것이며,

    상기 커버와 상기 잠금 시스템 구동용 상기 수단으로부터 상기 프로세스 환경을 분리하는 보호수단,

    상기 압력용기에 열을 가하는 수단,

    봉합시 상기 압력용기로부터 상기 압력용기 안으로 압력하에서 프로세스 요소를 유입하고 제거하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력용기 시스템.
12. 제11항에 있어서,

    상기 압력용기 내의 프로세스를 위한 상기 시스템을 목적물 운반용 로봇 처리 시스템으로 개조하여 이용하는 것을 특징으로 하는 압력용기 시스템.
13. 제11항에 있어서,

    상기 압력용기 내의 프로세스를 위한 상기 시스템을 목적물 운반용 이송 시스템으로 개조하여 이용하는 것을 특징으로 하는 압력용기 시스템.
14. 제11항에 있어서,

    상기 잠금 시스템은 대향하는 수평 슬라이딩 블럭과 엑츄에에터을 포함하며, 상기 슬라이딩 블럭은 상기 잠긴 위치와 상기 잠기지 않은 위치 사이에서 슬라이드할 수 있는 것을 특징으로 하는 압력용기 시스템.
15. 제11항에 있어서,

    상기 잠금 시스템은 상기 커버 아래로 수직 연장하는 잠금로드, 상기 잠금로드의 하단부에 부착된 비회전 잠금로드 클램프판을 포함하며, 상기 클램프판은 클램프판의 주변부에 대하여 일정하게 이격되어 외향적으로 유도된 지지 돌출부와, 상기 커버 아래의 상기 개구 지지 프레임에 회전 가능하게 부착된 수평방향 회전 잠금판을 포함하며, 상기 잠금판은 중심 개구와 상기 중심 개구부에 대하여 일정하게 이격된 중앙 직선적 잠금 돌출부을 포함하며, 상기 클램프판은 상기 커버가 상기 폐쇄 위치로 이동될 때 상기 잠금판을 통하여 통과하며, 상기 잠금판은 상기 잠금 돌출부가 상기 지지 돌출부 바로 아래 정렬되는 상기 잠기 위치와 상기 잠금돌출부가 상기 지지 돌출부와 비정렬되는 사이에서 상기 잠금판의 부분 회전을 야기하는 엑츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력용기 시스템.
16. 제11항에 있어서,

    상기 열을 가하는 수단은 외부 전원에 연결 가능한 상기 압력용기 내에서 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력용기 시스템.
17. 산업적인 프로세스를 운영하기 위한 압력용기 시스템에 있어서,

    개구 지지 프레임,

    상기 개구 지지 프레임에 고정된 압력용기,

    수직 구동이 가능한 커버,

    상기 압력용기에 대응한 폐쇄 위치와 상기 압력용기로 부터 간격을 두고 이격된 개방 위치 사이에서 커버를 구동하는 수단을 포함하며, 상기 압력용기의 내부와 상기 개방 상태에서의 상기 커버와 상기 압력용기 사이의 공간이 프로세스 환경을 구성하며,

    상기 프로세스 환경의 외부에 위치된 기계적 잠금 시스템을 포함하고, 상기 잠금 시스템은 상기 커버가 폐쇄 위치에 있을 때 잠긴 위치와 잠기지 않은 위치 사이에서 운영할 수 있고, 상기 커버의 위치는 상기 잠금 시스템이 상기 잠긴 위치에 있을 때 상기 폐쇄 위치로 기계적으로 투입되며,

    상기 커버와 상기 잠금 시스템을 이송하기 위한 상기 수단으로부터 상기 프로세스 환경을 분리하는 보호수단을 포함하는 특징으로 하는 압력용기 시스템.
18. .
19. 제18항에 있어서,

    상기 압력용기에 열을 가하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력용기 시스템.
20. 제19항에 있어서,

    봉합시 상기 압력용기로부터 압력하에서 프로세스 요소들을 유입하고 제거하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력용기 시스템.