KR101176396B1 - 공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법 및 세정 장치 - Google Patents

공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법 및 세정 장치 Download PDF

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Abstract

화학적 처리 없이 간단하고 신속하게 공정 침전물 및 용사막을 세정할 수 있는 공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법 및 세정 장치와, 우수한 밀착 강도를 가지면서도 용이하게 세정 될 수 있는 2 중 구조의 용사막이 개시된다.
공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법은 500bar 내지 1000bar 압력의 워터젯(Water Jet)을 공정 챔버 컴포넌트에 인가하여, 공정 챔버 컴포넌트의 용사막과 함께 용사막 상에 형성된 막을 제거하며, 용사막은 모재 상에 형성된 플레임 용사막과 플레임 용사막 상에 형성된 아크 용사막을 포함하는 2 중 구조의 용사막이다.
세정에 화학물을 사용하지 않음으로써, 공정 챔버 컴포넌트의 세정 및 재생 시간이 단축되어 공정 처리 대기 기간 또한 단축되며, 화학물 사용 비용이 절감되고, 환경 오염이 방지된다. 또한 용사막 및 용사막 상에 형성된 막을 한번에 함께 제거할 수 있음으로써 더욱 간단하고 신속하게 세정 작업을 진행할 수 있다.

Description

공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법 및 세정 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CLEANING PROCESS CHAMBER COMPONENT}
본 발명은 공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법 및 세정 장치에 관한 것이다.
자세하게는, 본 발명은 용사막을 구비한 공정 챔퍼 컴포넌트의 세정 방법 및 세정 장치에 관한 것이다.
좀 더 자세하게는 본 발명은 2 중 구조의 용사막을 구비한 공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법 및 세정 장치에 관한 것이다.
공정 챔버는, 집적 회로 칩 및 디스플레이와 같은 것을 제조하기 위하여 공정 가스로 기판을 처리하는데 사용된다. 통상적으로 공정 챔버는 공정 가스가 주입되는 프로세스 영역을 둘러싸는 외부벽, 가스에 에너지를 공급하기 위한 가스 에너자이저 및 가스 압력을 배출하고 제어하는 배출 시스템을 포함한다. 챔버 벽들, 라이너들 및 증착링들과 같은 챔버의 컴포넌트들은 기판을 처리하는데 사용된 에너지가 공급된 가스에 의해 침식되기 쉽다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 컴포넌트에 용사막을 생성한다. 용사막이 컴포넌트 위에 생성됨으로써, 용사막에 의해 컴포넌트가 침식되는 것이 방지된다. 또한 용사막에 공정 잔유물이 부착됨으로써, 공정 잔유물이 챔버 내에서 처리되는 기판에 부착되는 것이 방지되며, 그에 따라 기판의 오염이 방지된다.
이러한 용사막을 구비한 공정 챔버 컴포넌트들은 그것들의 특성을 유지하기 위해 세정 및 재생이 요구된다. 예를 들어, 상기 챔버 컴포넌트들이 재료를 타겟으로부터 기판 상으로 스퍼터링 증착하기 위해 PVD 공정에서 사용되는 경우, 스퍼터링된 재료는 컴포턴트의 표면들 상에 축적된다. 축적된 공정 과정의 침전물들은 하부 구조로부터 용사막의 층간 분리, 크래킹 및 박리를 발생시킬 수 있다. 챔버 내의 플라즈마는 용사막의 손상된 영역을 통하여 노출된 하부 구조 표면을 침식할 수 있으며, 이는 컴포넌트의 손상을 야기한다. 따라서, 통상적으로 다수의 기판이 처리된 후에 공정 침전물과 용사막을 세정하고 용사막을 재생하는 작업이 수행된다.
종래에 있어서는, 공정 침전물 및 용사막을 세정하기 위해, 컴포넌트를 산성 및 염기성 용액으로 처리하여, 공정 침전물을 제거하고 용사막을 용해시키는 방법이 사용됐다.
그러나, 종래의 세정 방법은 상술한 바와 같이 화학적 처리가 요구되며, 이러한 화학적 처리에는 보통 12 시간 정도 소요된다. 이에 따라 공정 챔버 컴포넌트의 세정 및 재생에 상당한 시간이 소요되어 공정 처리 대기 기간이 증가하는 문제가 있었다. 또한 상당한 양의 화학물이 세정에 요구됨에 따라, 세정 비용이 증가되고 또한 환경 오염을 야기할 수 있는 문제가 있었다.
이에 따라 본 발명은 화학적 처리 없이 공정 침전물 및 용사막을 세정할 수 있는 공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법 및 세정 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 보다 간단하고 신속한 공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법 및 세정 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 우수한 밀착 강도 및 큰 표면 거칠기를 가지면서도 본 발명의 공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법 및 세정 장치에 의해 용이하게 세정 될 수 있는 2 중 구조의 용사막을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 우수한 밀착 강도를 가지면서도 본 발명의 공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법 및 세정 장치에 의해 용이하게 세정될 수 있는 2 중 구조의 용사막을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
일 실시 형태에서, 공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법에 있어서, 500~1000bar압력의 워터젯을 상기 공정 챔버 컴포넌트에 인가하는 단계; 및 상기 공정 챔버 컴포넌트의 용사막과 함께 용사막 상에 형성된 막을 제거하는 단계를 포함하고, 상기 용사막은 모재 상에 형성된 플레임 용사막과 상기 플레임 용사막 상에 형성된 아크 용사막을 포함하는 2 중 구조의 용사막인, 공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법이 제공된다.
일 실시 형태에서, 상기 워터젯을 상기 공정 컴포넌트에 인가하는 단계는, 상기 워터젯을 상기 용사막에 직접 인가하는 단계를 포함하는, 공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법이 제공된다.
일 실시형태에 있어서, 상기 워터젯의 압력은 600bar 내지 800bar인 공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법이 제공된다.
일 실시 형태에서, 공정 챔버 컴포넌트의 세정 장치에 있어서, 500~1000bar압력의 워터젯(Water Jet)을 상기 공정 챔버 컴포넌트에 인가하여, 상기 공정 챔버 컴포넌트의 용사막과 함께 용사막 상에 형성된 막을 제거하는 장치를 포함하고,
상기 용사막은 모재 상에 형성된 플레임 용사막과 상기 플레임 용사막 상에 형성된 아크 용사막을 포함하는 2 중 구조의 용사막인, 공정 챔버 컴포넌트의 세정 장치가 제공된다.
일 실시 형태에서, 상기 워터젯은 상기 용사막에 직접 인가되는 것인, 공정 챔버 컴포넌트의 세정 장치가 제공된다.
일 실시형태에 있어서, 상기 워터젯의 압력은 600bar 내지 800bar인 공정 챔버 컴포넌트의 세정 장치가 제공된다.
본원 발명은 화학적 처리 없이 공정 침전물 및 용사막을 세정할 수 있는 공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법 및 세정 장치를 제공함으로써, 공정 챔버 컴포넌트의 세정 및 재생 시간을 단축시켜서 공정 처리 대기 기간을 단축 시키고, 또한 세정에 화학물을 사용하지 않음으로써, 비용 절감 및 환경 오염을 방지하는 효과가 있다.
본원 발명은 용사막 및 용사막 상에 형성된 막을 한번에 함께 제거할 수 있음으로써 더욱 간단하고 신속한 공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법 및 세정 장치를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본원 발명의 2 중 구조의 용사막은 우수한 밀착 강도 및 큰 표면 거칠기를 가지면서도 본 발명의 공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법 및 세정 장치에 의해 용이하게 세정될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법을 도시한 도면.
도 2는 본원 발명의 공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법의 일 실시예를 도시한 도면.
도 3은 종래의 아크 용사막을 도시한 도면.
도 4는 본원 발명의 2 중 용사막의 일시예를 도시한 도면.
종래의 공정 챔버 컴포넌트 세정 방법을 도 1을 참고하여 설명한다.
공정 챔버 컴포넌트(1)는 모재(2)와 모재(2)를 보호하기 위해 생성되는 용사막(3)을 포함한다. 용사막(3) 상에는 공정 처리 중에 막(4)이 형성된다.
막(3)은 열증착, 스터터링 법등 어떠한 공정에 의해서 생성된 막 이여도 상관없다.
공정 챔버 컴포넌트(1)의 세정 처리란, 모재(2)에서 용사막(3)과 막(4)을 제거하는 것을 의미한다. 세정 처리 후에는 모재(2) 상에 용사막(3)을 다시 형성하여, 공정 챔버 컴포넌트를 공정 챔버 내에 위치시킨다.
종래의 공정 챔버 컴포넌트 세정 방법은, 막(4) 및 용사막(3)을 제거하기 위하여, 막(4)이 형성된 공정 챔버 컴포넌트(1)를 화학물로 12시간 이상 처리한다. 이러한 화학물 처리 과정 후에, 도 1에 도시된 바와 같이, 워터젯(Water Jet)을 막(4) 상에 인가하여 화학물을 제거한다. 이러한 경우 워터젯의 압력은 대략 300bar 내지 400bar이다.
이와 같은 종래의 공정 챔버 컴포넌트 세정 방법에 있어서, 워터젯은 막(4)에 인가되며, 300bar 내지 400bar 압력의 워터젯이 인가됨에 따라 화학물과 막의 일부가 제거된다.
즉, 종래의 공정 챔버 컴포넌트 세정 방법에 있어서, 워터젯은 화학물과 화학물 제거시 같이 제거되는 막의 일부를 제거하는 수단일 뿐, 막 전부 또는 용사막을 제거하는 수단은 아니다.
본원의 공정 챔버 컴포넌트 세정 방법의 일 실시예를 도 2를 참고하여 설명한다.
공정 챔버 컴포넌트(1)는 모재(2)와 모재(2)를 보호하기 위해 생성되는 보호하기 위한 용사막(3)을 포함한다. 용사막(3) 상에는 공정 처리 중에 막(4)이 형성된다.
본원의 공정 챔버 컴포넌트 세정 방법은 공정 챔버 컴포넌트(1)를 화학물로 처리하는 단계를 포함하지 않는다. 화학물로 처리하는 단계를 생략하고 바로 워터젯을 공정 챔버 컴포넌트에 인가한다.
이 경우, 본원의 공정 챔버 컴포넌트 세정 방법은, 워터젯의 압력을 500 내지 1000bar 로 한다. 바람직하게는, 워터젯의 압력을 600~800bar로 한다.
1000 bar 이상의 워터젯의 압력을 이용할 경우, 워터젯의 반발력으로 인해 사람이 직접 워터젯의 토출 방향을 제어하기가 어려우며, 이에 따라 워터젯의 토출 방향을 제어하기 위해 추가적인 도구, 예를 들어 워터젯 고정용 특수 치구가 필요한 문제가 있다.
또한 1000b 이상의 압력의 경우, 용사막 제거 과정 중에서 모재(2)가 손상되는 경우도 발견된다.
또한 워터젯의 압력이 500 bar 미만인 경우 용사막(3)이 워터젯에 의해 전부 제거되지 않는 경우도 있다.
따라서, 본원 발명은 워터젯의 압력을 500 내지 1000bar, 바람직하게는, 600~800bar로 한다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 워터젯을 막(4)에 인가하는 것이 아니라 용사막(3)에 인가한다.
종래에는 워터젯을 막(4) 제거의 수단으로 사용하였는바, 워터젯을 막(4)에 인가하였으나, 본원 발명은 워터젯을 막(4)이 아니라 용사막(3)에 직접 인가한다.
이에 따라 화학물에 의한 처리 없이도, 워터젯에 의해 용사막(3)과 막(4)을 함께 제거할 수 있다.
결국 공정 챔버 컴포넌트의 세정 및 재생 시간을 단축시켜서 공정 처리 대기 기간을 단축시키고, 또한 세정에 화학물을 사용하지 않음으로써, 비용 절감 및 환경 오염을 방지할 수 있다.
다만, 본 발명의 발명자는 용사막(3)의 종류에 따라 500 내지 1000bar 워터젯을 사용하는 경우에도 용사막(3)과 막(4)이 완전하게 제거되지 않는 경우가 있음을 발견하였다.
즉, 모재(2) 상에 형성된 용사막(3)이 플레임(Flame) 용사막인 경우, 500 내지 1000bar 압력의 워터젯을 용사막(3)에 인가하는 경우 용사막(3) 및 막(4)이 함께 완벽하게 제거되나, 모재(2) 상에 형성된 용사막(3)이 아크(Arc) 용사막인 경우 500 내지 1000bar 압력의 워터젯을 용사막(3)에 인가하는 경우에도 용사막(3) 일부가 제거되지 않음을 발견하였다.
아크 용사막은 밀착 강도가 플레임 용사막에 비해 우수하여 모재(2)와 용사막(3) 사이의 높은 밀착 강도가 요구되는 경우 아크 용사막이 사용된다.
또한 아크 용사막은 플레임 용사막의 비해 큰 표면 거칠기(Surface Roughness)를 가지므로, 큰 표면 거칠기가 요구되는 경우 아크 용사막이 사용된다.
이에 대해 본 발명의 발명자들은 종래의 아크 용사막과 같이 우수한 밀착 강도 및 큰 표면 거칠기를 유지하면서도 본원의 공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법에 의해 제거되는 용사막을 발명하였다.
이하에서 도 3 및 도 4를 참고하여 설명한다.
도 3에 도시된 것처럼 아크 용사막(3)이 모재(2) 상에 형성되어 있다.
도 3에 도시된 모재(2)는, 예를 들어 표면적 25mmπ, 길이 50mm의 스테인레스 스틸(STS304) 소재의 봉재이며, 이러한 모재(2)를 사용하여 밀착 강도를 측정하였다. 이 경우, 파단(破斷) 강도는 34.07kN 이다.
도 4는 본원 발명의 2 중 용사막의 일시예를 도시한 도면이다. 본원 발명의 용사막(3)은 모재(2) 상에 형성되는 플레임 용사막(3a)과 플레임 용사막(3a) 상에 형성되는 아크 용사막(3b)을 포함한다. 즉 본원 발명의 용사막(3)은 2 중 구조로 되어 있다.
이러한 2중 구조의 용사막(3)에 있어서, 플레임 용사막(3a)이 아크 용사막(3b)보다 두껍게 형성되어도 좋다. 예를 들어 200㎛ 의 두께를 갖는 용사막(3)의 경우, 플레임 용사막(3a)의 두께는 150㎛ 정도이며, 아크 용사막(3b)의 두께는 50㎛ 정도여도 좋다.
이와 같이 모재(2) 상에 형성되는 플레임 용사막(3a)과 플레임 용사막(3a)상에 형성되는 아크 용사막(3b)으로 구성된 2중 구조의 용사막(3)의 밀착 강도는 도 3과 같이 아크 용사막 만을 포함하는 경우와 비교하여 큰 차이가 없다.
도 4에 도시된 모재(2)는 도 3에 도시된 모재(2)와 동일한, 예를 들어 표면적 25mmπ, 길이 50mm의 스테인레스 스틸(STS304) 소재의 봉재이며, 이러한 모재(2) 사용하여 밀착 강도를 측정하였다. 이 경우, 파단(破斷) 강도는 29.17kN 이다.
즉, 아크 용사막의 밀착 강도와 본원의 2 중 구조의 용사막(3)의 밀착 강도는 거의 동일하다.
또한 2 중 구조의 용사막(3)의 표면은 아크 용사막(3b)으로 형성되므로 2 중 구조의 용사막(3)의 표면 거칠기는 아크 용사막과 같다.
이와 같이 밀착 강도 및 표면 거칠기는 큰 차이가 없지만, 도 4의 도시된 2중 구조의 용사막(3)의 경우 500 내지 1000bar 압력 압력의 워터젯을 2중 구조의 용사막(3)에 인가하는 경우, 2중구조의 용사막(3)은 막(4)과 함께 완벽하게 제거되고, 별도의 장치 없이 사람이 워터젯을 제어하며 용이하게 세정할 수 있으며, 또한 세정 과정에서 모재(2)의 손상은 발견되지 않았다.
따라서, 2중 구조의 용사막(3)을 모재(2) 상에 형성하는 경우, 우수한 밀착강도 및 큰 표면 거칠기를 유지하면서 500 내지 1000bar 압력 압력의 워터젯에 의해 용이하게 세정이 가능하게 된다.
이에 따라, 세정에 화학물을 사용하지 않음으로써, 비용 절감 및 환경 오염을 방지할 수 있다.
또한 화학물 처리 과정이 필요하지 않으므로 세정 및 재생 시간이 단축되어 공정 챔버에 다시 투입되기 위한 시간이 단축된다.
더군다나 종래의 세정 과정은 워터젯 만으로는 화학물과 일부 막(4) 만이 제거될 뿐 이여서, 워터젯 인가 과정 이후에 별도의 세정 과정, 즉 제거되지 않은 막(4)과 용사막(3)을 제거하는 과정이 필요하였으나, 본 발명의 경우 워터젯 만으로 막(4)과 용사막(3)이 완벽하게 제거되는바, 워터젯 이후의 별도의 세정과정이 필요하지 않다. 따라서, 세정 작업이 용이하며 세정 시간 또한 매우 단축된다.
(1) 공정 챔버 컴포넌트
(2) 모재
(3) 용사막
(3a) 플레임 용사막
(3b) 아크 용사막
(4) 막

Claims (6)

  1. 공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법에 있어서,
    500bar 내지 1000bar 압력의 워터젯(Water Jet)을 상기 공정 챔버 컴포넌트에 인가하는 단계; 및
    상기 공정 챔버 컴포넌트의 용사막과 함께 용사막 상에 형성된 막을 제거하는 단계를 포함하고,
    상기 용사막은 모재 상에 형성된 플레임 용사막과 상기 플레임 용사막 상에 형성된 아크 용사막을 포함하는 2 중 구조의 용사막인, 공정 챔버 컴포넌트의 세정방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 워터젯을 상기 공정 컴포넌트에 인가하는 단계는, 상기 워터젯을 상기 용사막에 직접 인가하는 단계를 포함하는, 공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 워터젯의 압력은 600bar 내지 800bar인 공정 챔버 컴포넌트의 세정 방법.
  4. 공정 챔버 컴포넌트의 세정 장치에 있어서,
    500bar 내지 1000bar 압력의 워터젯(Water Jet)을 상기 공정 챔버 컴포넌트에 인가하여, 상기 공정 챔버 컴포넌트의 용사막과 함께 용사막 상에 형성된 막을 제거하는 수단을 포함하고,
    상기 용사막은 모재 상에 형성된 플레임 용사막과 상기 플레임 용사막 상에 형성된 아크 용사막을 포함하는 2 중 구조의 용사막인, 공정 챔버 컴포넌트의 세정장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 워터젯은 상기 용사막에 직접 인가되는 것인, 공정 챔버 컴포넌트의 세정 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 워터젯의 압력은 600bar 내지 800bar인 공정 챔버 컴포넌트의 세정 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008095132A (ja) 2006-10-06 2008-04-24 Ulvac Material Kk 真空成膜装置、エッチング装置等における装置構成部品、およびその製造方法と再生方法

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JP2008095132A (ja) 2006-10-06 2008-04-24 Ulvac Material Kk 真空成膜装置、エッチング装置等における装置構成部品、およびその製造方法と再生方法

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