KR101439277B1 - 세정장치 및 세정방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판을 안착하도록 안착면을 구비하는 지지대를 세정하는 세정장치로서, 안착면 상에 지지되는 지지면을 구비하고 안착면과의 사이에 이격공간을 형성하는 어댑터 및 어댑터와 연결되어 이격공간의 압력을 조절하는 압력조절기를 포함하는 세정장치로, 어댑터 이격공간의 압력 조절을 통해 지지대의 세정을 용이하게 할 수 있고, 지지대를 챔버 내부에서 분리하지 않고 세정장치를 지지대에 장착하여 세정함으로써, 유지보수가 용이하고, 반응성이 낮은 세정가스를 사용하여 세정공정을 안전하게 진행할 수 있다.
Description
본 발명은 세정장치 및 세정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세한 홀에 부착된 오염물을 용이하게 제거할 수 있는 세정장치 및 세정방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조공정에 있어서, 반도체 디바이스는 웨이퍼 표면 상부에 여러 가지 기능을 수행하는 박막을 증착하고, 이를 패터닝(Patterning)하여 다양한 회로 구조를 형성함으로써 제조할 수 있다. 반도체 디바이스를 제조하기 위한 공정은 증착공정(deposition process), 식각공정(etching process), 평탄화 공정 등을 포함한다. 이와 같은 여러 개별 공정들을 반복적으로 수행하여 반도체 디바이스를 제조하며, 각 공정을 수행하기 위해서는 각각 공정설비가 사용된다.
이러한 공정 설비들은 진공 형성이 가능한 처리 챔버를 포함하며, 처리 챔버 내에서 공정을 수행하기 위해서, 웨이퍼 또는 글라스와 같은 피처리물 즉, 공정이 수행될 기판을 지지하는 지지척이 필요하다. 예를 들면, 챔버 내에서 기판을 지지하기 위한 수단으로 정전력에 의하여 기판을 접착하여 지지하는 정전척(ElectroStatic Chuck)이 사용된다. 정전척은 공정이 수행되는 동안 기판을 접착하여 지지하며 또한 내부에 히터를 설치하여 기판 온도를 제어할 수 있다.
한편, 상기의 여러 공정 중 식각공정은 기판 혹은 그 상부에 형성된 박막을 에칭하는 공정으로, 주로 플라즈마가 형성되는 챔버 내에서 수행된다. 즉, 식각공정은 정전척에 의해 웨이퍼가 척킹(chucking)된 상태에서 진행된다. 이때, 플라즈마가 생성된 챔버 내부의 환경으로 인해 기판의 온도가 상승한다. 기판의 온도가 상승하면, 식각공정의 균일도가 저하되거나, 식각 마스크로 사용되는 PR(photoresist)이 변형되거나, 식각 속도 및 재현성(repeatability)이 저하되는 등의 문제점이 야기된다. 이에, 기판을 냉각시키기 위하여 기판 뒷면에 냉각 가스 예컨대 헬륨(He)가스를 분사시킨다. 냉각가스는 정전척에 형성되어 있는 냉각가스 분사홀을 통해 기판 뒷면으로 플로우 되어진다. 식각공정이 수행되는 중에는 폴리머 등 공정 부산물(식각 부산물)이 발생되는 데, 식각공정이 반복적으로 진행됨에 따라, 공정 부산물이 챔버 내에 퇴적되거나 정전척의 냉각가스홀 내에 부착된다. 이에, 식각공정 회수가 어느 정도 되면, 챔버 내부를 세정하게 된다.
그러나 챔버를 세정하더라도, 정전척의 냉각가스홀 내에 부착된 공정 부산물은 미세한 냉각가스홀 내에 달라붙어 있어 쉽게 제거되지 않는다. 이로 인해, 정전척의 냉각가스홀이 공정 부산물에 의해 막히게 되어 냉각 가스의 흐름이 불균형을 이루게 되고, 기판은 영역에 따라 냉각 상태가 달라 지게 되며, 원하는 식각 프로파일(profile) 또한 얻을 수 없는 문제점이 발생 된다. 또한, 기판으로 냉각가스가 정상적으로 플로우 되지 않아 공정 장비에 잦은 알람이 발생 되고, 이로 인해 생산율이 저하된다. 그리고, 냉각가스홀에 부착되어 있던 공정 부산물 즉, 폴리머가 정전척 표면에 묻게 될 경우, 기판 척킹시 아크가 발생하여 정전척 표면이 손상되고 척킹 불량을 일으키게 되는 문제점이 야기된다.
이에 정전척을 세정하기 위하여, 종래에는 냉각가스홀 사이에 증착된 폴리머 등의 파티클을 얇은 천을 이용하여 닦아내는 1차 세정공정을 실시한 후, 에어건(air gun)을 사용하여 불어내는 2차 세정공정을 실시하였다. 그러나, 이와 같은 세정공정을 실시하더라도 냉각가스홀 주위나 홀의 내부에는 여전히 불순물이 존재하게 되어, 상기의 문제점들이 야기될 수 있고 결과적으로 정전척의 수명을 단축시키는 문제점이 발생한다.
본 발명은 가스 홀 내부에 부착된 공정 부산물을 용이하게 제거할 수 있는 세정장치 및 세정방법을 제공한다.
본 발명은 공정장비의 수명을 향상시킬 수 있는 세정장치 및 세정방법을 제공한다.
피처리물을 안착하도록 안착면을 구비하는 지지대를 세정하는 세정장치는, 상기 안착면 상에 지지되는 지지면을 구비하고 상기 안착면과의 사이에 이격공간을 형성하는 어댑터 및 상기 어댑터와 연결되어 상기 이격공간의 압력을 조절하는 압력조절기를 포함한다.
상기 어댑터는 상기 지지면에 연결되고 상기 어댑터의 내측 방향으로 오목하게 형성되어 상기 이격공간을 형성하는 오목부와, 상기 오목부의 적어도 일부 영역에 연결되고, 유체가 경유하는 관통구; 를 포함한다.
상기 어댑터는 상기 안착면 방향으로의 단면크기가 상기 안착면보다 작은 단면크기를 가질 수 있다.
상기 지지면의 일부 영역에는 밀폐부재가 구비될 수 있다.
상기 어댑터의 외측에 결합되고, 상기 안착면 상에 지지되는 지지면을 구비하고 상기 안착면과의 사이에 이격공간을 형성하는 보조어댑터가 구비될 수 있다.
상기 어댑터의 외측 방향으로 연장 형성되는 복수의 지지바와, 상기 복수의 지지바를 연결하는 고정링이 구비되고, 상기 보조어댑터는, 상기 복수의 지지바 또는 상기 고정링 중 적어도 어느 하나에 결합 될 수 있다.
상기 보조어댑터에는 상기 어댑터와 연결되는 연결관을 포함할 수 있다.
상기 보조어댑터는 복수개 구비되고, 상기 복수의 보조어댑터를 상호 연결하는 보조 연결관을 포함할 수 있다.
상기 어댑터에 일단이 연결되고, 상기 압력조절기에 타단이 연결되어, 상기 어댑터와 상기 압력조절기를 상호 연결해주는 가스라인을 포함할 수 있다.
상기 압력조절기는 상기 이격공간으로 유체를 공급하여, 상기 이격공간의 압력을 증가시키는 가스주입기와, 상기 이격공간의 유체를 흡기하여, 상기 이격공간의 압력을 감소시키는 흡기수단 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 어댑터와 연결되고 상기 지지대에 상기 어댑터를 고정하는 고정부재를 포함할 수 있다.
상기 고정부재는 볼트, 지그, 브릿지 및 클램프 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
지지대를 세정하는 세정 방법은, 피처리물을 지지하며 적어도 일부가 서로 연통되는 복수의 홀이 형성된 지지대가 구비되는 처리 챔버에서 상기 피처리물의 처리 공정을 완료하는 과정, 상기 피처리물을 상기 처리 챔버 외부로 언로딩 하는 과정, 상기 처리 챔버를 오픈 하는 과정, 상기 지지대 상부에 상기 복수의 홀 중 적어도 일부를 커버하고 상기 지지대와 사이에 이격공간을 형성하는 세정 장치를 설치하는 과정, 상기 이격공간을 통해 상기 일부 홀에 세정 가스를 주입하거나, 상기 일부 홀로부터 공기를 흡입하는 과정을 포함한다.
상기 복수의 홀은 핀홀 및 냉각가스홀 중 적어도 어느 한가지 일 수 있다.
상기 이격공간을 통해 상기 적어도 일부 홀에 세정가스를 주입하거나, 상기 적어도 일부 홀로부터 공기를 흡입하여, 상기 지지대의 상기 홀 내부에 존재하는 공정 부산물을 제거하여 세정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 복수의 홀 중 커버되지 않은 홀로부터 배출되는 오염물을 흡입하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 지지대 상부에 상기 복수의 홀 중 적어도 일부를 커버하고 상기 지지대와 사이에 이격공간을 형성하는 세정 장치를 설치하는 과정 이후에, 상기 처리 챔버의 상부에 배기장치를 설치하고, 상기 처리 챔버를 배기시킬 수 있다.
상기 이격공간을 통해 상기 일부 홀에 세정가스를 주입하거나, 상기 일부 홀로부터 공기를 흡입하는 과정 이후에, 상기 세정장치를 분리하고 상기 지지대의 상부를 와이퍼 및 천 중 적어도 어느 하나로 닦아내는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 처리 챔버를 오픈 한 후 상기 처리 챔버를 세정하거나, 상기 이격공간을 통해 상기 일부 홀에 세정 가스를 주입하거나, 상기 일부 홀로부터 공기를 흡입하는 과정 후 상기 처리 챔버를 세정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 세정장치에 따르면, 지지대 상부의 적어도 일부에 세정장치를 장착하여, 지지대의 가스홀에 부착되는 공정 부산물을 용이하게 제거하고 가스홀 내를 깨끗하게 세정할 수 있다. 가스홀을 깨끗하게 세정하고 유지하므로, 공정 부산물에 의한 냉각가스의 비정상적인 플로우를 억제하며, 이로부터 공정 장비의 잦은 알람 발생을 감소시킨다. 그리고 공정 장비의 불필요한 알람 발생을 줄임으로 인한 소자 제조 공정의 생산율 저하를 감소시킬 수 있다.
또한, 가스홀에 주입되는 세정가스로 질소가스와 같은 반응성이 낮은 기체를 사용함으로써, 공정 부산물과의 반응을 방지하고 세정을 안전하게 진행할 수 있다.
그리고, 피처리물 처리장치 내부에 배치되는 지지대를 분리하지 않고 세정장치를 장착하여 세정을 진행함으로써, 공정 설비의 유지보수 시간을 단축할 수 있고, 이에 설비 사용 시간을 증가시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 기판 처리 장치의 개략 단면도.
도 2는 도 1의 일 예의 지지대의 평면도 및 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 세정장치 및 지지면을 나타내는 도면.
도 4는 도 3의 세정장치를 결합한 결합상태를 도시하는 도면.
도 5는 도 3의 세정장치를 이용한 세정방법 1을 나타내는 도면.
도 6은 도 3의 세정장치를 이용한 세정방법 2를 나타내는 도면.
도 7은 도 1의 다른 예의 지지대의 평면도 및 단면도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 세정장치 및 지지면을 나타내는 도면.
도 9는 도 8의 세정장치를 결합한 결합상태를 도시하는 도면.
도 10은 도 8의 세정장치를 이용한 세정방법 1을 나타내는 도면.
도 11은 도 8의 세정장치를 이용한 세정방법 2를 나타내는 도면.
도 12는 본 발명의 실시 예들의 세정장치를 이용한 세정방법을 도시한 순서도.
도 2는 도 1의 일 예의 지지대의 평면도 및 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 세정장치 및 지지면을 나타내는 도면.
도 4는 도 3의 세정장치를 결합한 결합상태를 도시하는 도면.
도 5는 도 3의 세정장치를 이용한 세정방법 1을 나타내는 도면.
도 6은 도 3의 세정장치를 이용한 세정방법 2를 나타내는 도면.
도 7은 도 1의 다른 예의 지지대의 평면도 및 단면도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 세정장치 및 지지면을 나타내는 도면.
도 9는 도 8의 세정장치를 결합한 결합상태를 도시하는 도면.
도 10은 도 8의 세정장치를 이용한 세정방법 1을 나타내는 도면.
도 11은 도 8의 세정장치를 이용한 세정방법 2를 나타내는 도면.
도 12는 본 발명의 실시 예들의 세정장치를 이용한 세정방법을 도시한 순서도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명은 지지대에 형성되는 복수의 홀에 부착되는 공정 부산물을 세정하기 위한 세정장치에 대한 발명으로, 세정장치에 대한 설명에 앞서 지지대가 구비되는 기판처리장치에 대해 도 1을 참조하여 간단하게 설명한다.
도 1은 기판처리장치의 단면도를 나타내는 도면이다.
기판처리장치(10)는 기판(S)을 처리하기 위한 공간을 형성하는 챔버(13)를 포함한다. 챔버(13)는 상부가 개방된 챔버 몸체(11)와, 챔버 몸체(11)의 상부에 배치되어 챔버 몸체(11)를 밀폐하는 리드(12)로 구성된다. 이때, 챔버(13)는 일체로도 형성 가능하며, 이와 같이 일체로 형성될 때는, 챔버(13)의 적어도 어느 한 곳에는 도어(미도시)가 구비될 수 있다. 또한, 기판처리장치(10)는 챔버(13) 내부로 공급된 반응 가스를 플라즈마(16)로 형성하기 위한 상부 전극(14), 지지대(100a)를 지지하기 위한 하부블럭(50) 및 기판(S)을 지지하기 위한 지지대(100a)를 포함한다.
챔버(13)는 내부에 진공상태를 형성하여 플라즈마(Plasma)에 의한 기판(S)의 처리가 진행되도록 해주는 공간을 형성한다. 이때, 챔버(13)의 적어도 어느 한 곳에는 반응가스를 공급하기 위한 반응가스 공급관(19)이 연결될 수 있으며, 챔버(13)의 하측에는 기판(S)의 공정 중 발생 된 반응 부산물과 플라즈마 가스를 배출하기 위한 진공 펌프(30)와 배출 밸브(32)가 연결될 수 있다. 그리고 챔버 외부에서 지지대(100a) 내부로 냉각가스를 주입하기 위한 냉각가스공급라인(20) 및 공급 밸브(22)가 연결될 수도 있다. 그러나, 챔버(13)의 구성은 이에 한정되지 않고, 챔버(13) 내부의 구성요소 및 그 배치는 다양하게 변경될 수도 있다.
상부전극(14)은 지지대(100a)에 고정된 기판(S)과 대향 하는 위치에 설치될 수 있으며, 챔버(13) 내에서 지지대(100a)의 상부에 설치될 수 있다. 상부전극(14)은 플라즈마 형성을 위한 고주파 전원(RF 바이어스 파워)을 인가받는다. 이때, 상부전극(14)에 RF 파워가 인가되는 경우, 지지대(100a)에는 바이어스(bias) RF 파워가 인가될 수 있다. 또한, 이와 반대로, 지지대(100a)에 RF 파워가 인가되는 경우, 상부전극(14)은 그라운드로 사용될 수 있다. 또한, 상부전극(14)은 샤워헤드 방식으로 제조되어 반응가스 공급관(19)과 연결되고, 기판(S)을 향해 가스를 분사할 수 있다.
고주파전원 인가부(15)는 상부전극(14)에 고주파 전원을 인가한다.
지지대(100a)는 챔버(13) 내부의 하측에 설치되어 공정 동안 기판(S)을 고정하기 위해 사용된다. 본 실시 예에서는 지지대(100a)로 정전척(Electrostatic Chuck)을 사용하여 설명하나, 지지대(100a)는 이에 한정되지 않고 기판(S)을 고정하거나 지지할 수 있는 다양한 수단이 포함될 수 있다.
지지대(100a)는 정전력을 이용하여 기판(S)을 척킹하는 장치로서, 지지대(100a)의 내부에 하부전극(103)을 포함하고, 하부전극(103)에는 직류 전원 인가부(17)가 연결되고, 지지대(100a)와 직류 전원 인가부(17) 사이에는 온/오프 스위치(18)가 설치되어 직류 전원 인가의 온/오프가 제어된다.
정전척은 정전력을 이용하여 기판(S)을 흡착하고, 정전력을 해제함으로써 기판(S)을 탈착시키는 방식으로 기판(S)을 지지한다. 이때, 기판(S)을 지지하는 방식은, 정전척 내부전극 형성에 따른 모노폴라 타입과 바이폴라 타입이 있다. 이러한 정전척은 이미 알려져 있는 기술이므로 본 발명에서는 상세한 설명을 생략한다.
지지대(100a)에는 상면에 기판(S)이 안착하는 안착면(101)과, 기판(S)을 안착시키거나 지지대(100a) 상면으로부터 이격되도록 하는데 사용하는 핀(113)과, 핀(113)이 장착되는 핀 마운트(115), 핀(113)이 이동할 수 있는 핀홀(110), 기판(S)을 냉각하기 위한 냉각가스가 흐르는 냉각가스홀(130)이 형성된다. 또한, 핀홀(110)과 냉각가스홀(130)이 연통되고, 냉각가스가 냉각가스홀(130)로 공급될 수 있도록, 냉각가스 공급라인(20)이 연결되는 연결공간(150)이 형성될 수 있다. 이때, 도면에서 핀 마운트(115)는 핀홀(110)과 냉각가스홀(130)이 연통되는 연결공간(150)의 내부에 배치되어 있으나, 핀 마운트(115)는 별도의 공간을 형성하여 배치될 수 있고, 지지대(100a)의 형태 및 구성요소의 배치에 대해서는 한정하지 않는다. 지지대(100a) 형태 및 구성에 대한 자세한 내용은 후에 도시되는 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 도 1의 일 예의 지지대의 평면도 및 단면도를 나타내는 도면이다. 도 2의 (a)는 지지대의 평면도를 나타내었고, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)에 도시된 A-A'의 단면도를 나타내었다.
도 2를 참조하면, 지지대(100a)는 중심부에 핀홀(110)이 형성되고, 핀홀(110)의 내부에는 기판(S)을 지지대(100a)에 안착시키거나 지지대(100a) 상면으로부터 이격되도록 하는데 사용하는 핀(113)이 배치되고, 핀(113)의 하부에는 핀(113)을 구동시키기 위한 핀 마운트(115)가 배치될 수 있다. 이때, 지지대(100a)에는 핀 마운트(115)를 승강시키는 구동수단(미도시)이 추가로 구비될 수 있다. 또한, 지지대(100a)의 중심부에서 점차 멀어질수록 지지대(100a)에는 기판(S)을 냉각시키기 위한 복수의 냉각가스홀(130)이 형성된다. 이때, 지지대(100a)에는 상기 핀홀(110)과 냉각가스홀(130)들을 상호 연결해주는 연결공간(150)이 형성될 수 있다.
또한, 지지대(100a)에는 냉각가스가 공급되는 냉각가스공급라인(미도시)과 냉각가스공급라인을 통해 공급된 냉각가스를 흡입하기 위한 진공라인(미도시) 및 핀 마운트(115)를 승강시키는 구동수단(미도시)이 추가로 구비될 수 있다.
지지대(100a)는 처리되는 기판(S)의 형상과 유사한 단면형상을 가지며, 소정두께의 플레이트로 제조된다. 또한, 지지대(100a)는 기판(S)을 제거한 상태에서 지지대(100a)을 위에서 바라볼 경우, 도 2의 (a)에 나타난 바와 같이, 원형으로 형성될 수 있다. 이에, 지지대(100a)의 중심부에서 가장 가까운 부분에는 핀홀(110)이 형성되어 내부에 핀(113)이 배치된다. 또한 지지대(100a)의 가장자리 방향으로 복수의 냉각가스홀(130)이 형성될 수 있다. 이때, 지지대(100a)의 형상은 변형될 수 있고, 지지대(100a)에 형성되는 냉각가스홀(130) 및 핀홀(110)의 개수, 위치 및 크기도 변경될 수 있다. 이하에서는 도 2에 도시된 지지대(100a)을 참조하여 실시 예에 대해서 설명한다.
도 2의 (a)를 참조하면, 지지대(100a)은 중심부에 4개의 핀홀(110)이 형성되고 핀홀(110) 주위로 헬륨가스와 같은 냉각가스를 플로우 해주는 냉각가스홀(130)이 형성되어 있다. 이때, 도 2의 (b)에 도시된 것처럼, 지지대(100a)에 형성되는 핀홀(110)과, 핀홀(110) 주위에 형성되어 있는 냉각가스홀(130)은 연결공간(150)을 통해 상호 연결된다. 이와 같이 구성된 지지대(100a)의 냉각가스홀(130) 내부에는, 공정이 반복적으로 진행됨에 따른 공정 부산물(P)이 냉각가스홀(130) 내부에 부착된다.
이에, 지지대(100a)를 세정하기 위한 세정장치가 도 3 및 도 4에 도시되어 있다. 도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 세정장치 및 지지면을 나타내는 도면이다. 도 3의 (a), (b)는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 세정장치의 사시도 및 단면도이고, 도 3의 (c)는 지지대에 안착 되는 세정장치의 지지면을 도시한 도면이다.
세정장치(500)는 기판(S)을 안착하도록 안착면(101)을 구비하는 지지대(100a)를 세정하는 세정장치로서, 지지대(100a)의 안착면(101) 상에 지지 되는 지지면(240)을 구비하고, 안착면(101) 과의 사이에 이격공간(235)을 형성하는 어댑터(200a)와, 어댑터(200a)와 연결되어 이격공간(235)의 압력을 조절하는 압력조절기(300, 300')를 포함한다.
도 3의 (a) 및 (b)를 참조하면, 어댑터(200a)는 원통형의 구조로 형성되어 있으며 상부와 하부의 크기가 서로 다른 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 어댑터(200a)는 지지대(100a)의 상측인 안착면(101)에 장착 및 탈착되는 수단으로, 지지대(100a)의 평면 형상과 유사한 단면 형상으로 제조될 수 있다.
어댑터(200a)는 지지면(240)에 연결되고, 어댑터(200a)의 내측 방향으로 오목하게 형성되어 이격공간(235)을 형성하는 오목부(230)와, 오목부(230)의 적어도 일부 영역에 연결되고, 유체가 경유하는 관통구(210) 및 오목부(230)와 연결되는 지지면(240)을 포함한다. 또한 도 3의 (c)에 도시된 것처럼, 어댑터(200a)는 지지대(100a)의 안착면(101) 방향으로의 단면크기가 지지대(100a)의 안착면(101)보다 작은 단면 크기로 형성될 수 있다.
오목부(230)은 어댑터(200a)가 지지대(100a)의 안착면(101)의 일부 영역에 지지될 때, 안착면(101)에 설치되는 지지면(240)에 연결되어 형성되고, 안착면(101)에 지지되는 어댑터(200a)의 하단에서 어댑터(200a)의 내측 방향으로 오목하게 형성되어 이격공간(235)을 형성한다. 도 3의 (b)처럼, 오목부(230)의 단면은 모서리가 둥근 삼각형 모양으로 형성될 수 있다. 그러나 오목부(230)의 단면형상은 이에 한정되지 않고 반원형, 반타원형 및 다각형으로 다양하게 형성되어 핀홀(110) 및 냉각가스홀(130)로 유체의 주입이 용이한 형태로 형성되는 것이 좋다.
관통구(210)는 어댑터(200a)에 형성되는 오목부(230)에 세정가스를 주입해주거나 공기를 흡기할 때에 유체가 경유하는 유체경로로, 어댑터(200a) 내부에 형성되어 있다. 관통구(210)의 형상은 원형, 타원형 및 다각형으로 다양하게 형성될 수 있으며, 도 3 및 도 4 에 도시된 것처럼, 관통구(210)는 오목부(230) 표면의 우측에 형성되어 있으나, 관통구(210)의 위치 또한 한정되지 않는다.
지지면(240)은 어댑터(200a)의 오목부(230)와 연결되고, 지지대(100a)의 안착면(101)에 접촉되는 면으로서, 도 3의 (b) 및 (c)처럼, 지지면(240)의 일부 영역에는 밀폐부재(245)가 구비될 수도 있다.
밀폐부재(245)는 어댑터(200a)와 안착면(101) 사이의 이격공간(235)을 밀폐하기 위해 지지면(240)에 구비될 수 있다. 이때, 밀폐부재(245)로는 O-ring이 사용될 수 있으나, 밀폐부재(245)는 이에 한정되지 않고 이격공간(235)을 밀폐할 수 있는 모든 부재가 적용될 수 있다. 또한, 밀폐부재(245)의 개수는 적어도 하나 이상이 구비될 수도 있으며, 밀폐부재(245)가 구비되는 개수 또한 한정하지 않는다.
도 3의 (C)는 지지대의 평면도와 어댑터(200a)의 평면을 도시한 도면이다.
전술한 바와 같이 형성된 어댑터(200a)는 지지대(100a)의 원형 크기보다 작은 크기로 형성될 수 있다. 이때, 어댑터(200a)의 지지면(240)에 배치되는 밀폐부재(245) 중 가장 안측에 있는 밀폐부재(245)는 지지대(100a)의 안착면(101)에 점선으로 표시된 부분 중 가장 안측에 있는 점선에 배치되고, 밀폐부재(245) 중 가장 외측에 있는 밀폐부재(245)는 지지대(100a)의 안착면(101)에 점선으로 표시된 부분 중 가장 외측에 있는 점선에 배치되어 지지대(100a)상에 장착될 수 있다. 이때, 안착면(101)의 점선 안쪽에 있는 핀홀(110) 및 냉각가스홀(130)은 어댑터(200a)에 의해 커버된다.
압력조절기(300, 300')는 어댑터(200a)와 연결되어 이격공간(235)의 압력을 조절하는 것으로서, 압력조절기(300, 300')는 가스주입기(300)와 흡기수단(300') 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 가스주입기(300)는 어댑터(200a)와 지지대(100a) 사이에 형성되는 이격공간(235)으로 유체를 공급하여, 이격공간(235)의 압력을 증가시킬 수 있다. 흡기수단(300')은 상기 이격공간(235)의 유체를 흡기하여, 이격공간(235)의 압력을 감소시킬 수 있다.
세정장치(500)에는 지지대(100a)에 어댑터(200a)를 고정가능하게 하는 고정부재(400)와, 어댑터(200a)와 압력조절기(300, 300')를 연결하기 위한 가스라인(220)이 구비될 수 있다.
고정부재(400)는 어댑터(200a)의 상부의 외측에 서로 교차하는 방향으로 장착되고 하단이 짧은 디귿자 모양으로 형성되는 복수의 클램프(402)를 포함한다. 클램프(402)는 어댑터(200a)의 외측에서 수평방향으로 일정길이 연장 형성되고, 수평방향으로 연장형성된 끝부분에 교차하는 방향의 하방으로 꺾여 어댑터(200a)에 평행하는 방향으로 일정길이 연장형성된다. 그리고 디귿자로 형성되는 클램프(402)의 하단은 지지대(100a)의 하부면을 감쌀 수 있도록 어댑터(200a) 측으로 꺾여서 돌출부분을 형성한다. 이때, 수평방향으로의 연장길이는 지지대(100a)의 단면길이와 동일하거나 크게 형성될 수 있다. 또한, 하방으로 연장되는 길이는 클램프(402)가 장착되는 지점부터의 어댑터(200a)의 지지면(240) 까지의 길이와 지지대(100a) 단면의 세로 길이를 합한 총 길이로 연장형성되어 제작될 수 있다. 이때, 클램프(402)의 길이 및 형태는 이에 한정하지 않고, 고정되는 지지대(100a)의 형태에 따라 다양하게 변경 가능하다. 이와 같이 형성된 클램프(402)는 지지대(100a)를 단면을 커버할 수 있을 정도의 길이로 연장 형성된다. 이때, 클램프(402)의 상단의 길이는 지지대(100a)가 장착되었을 때, 지지대(100a) 중심부에서 끝단까지의 길이와 동일한 길이(L)가 되고, 지지대(100a)를 분리할 때에는 L의 길이보다 큰 길이를 갖는다. 이에, 클램프(402)는 약 ｌ의 길이만큼 길이 조절 가능하도록 제작될 수 있다. 이때, 길이 조절이 가능한 클램프(402)를 고정시키기 위해 볼트(404)를 구비하여 클램프(402)의 길이조절 구간을 고정할 수 있다.
고정부재(400)는 지지대(100a)의 세정시, 지지대(100a)에 어댑터(200a)를 장착하여 고정함으로써, 가스주입 및 공기흡입 압력으로 인한 어댑터(200a)의 이탈을 방지할 수 있다.
이때, 고정부재(400)는 이에 한정되지 않으며, 클램프, 볼트, 지그 및 브릿지 중 적어도 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 고정부재(400)가 구비되는 개수는 이에 한정하지 않고, 더 많은 개수의 고정부재(400)를 구비하여 고정할 수 있다.
가스라인(220)은 세정가스가 주입되거나 공기가 흡입될 때, 유체가 이동하는 경로로써 사용되고, 가스라인(220)의 일단은 어댑터(200a)의 유체경로, 즉, 관통구(210)에 연결되고, 타단은 압력조절기(300, 300')에 연결될 수 있다.
도 4는 지지대에 도 3의 세정장치를 결합한 결합상태를 도시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 챔버 몸체(13)의 하부에 배치된 하부블럭(50)의 상부에는 지지대(100a)가 배치된다. 이때, 가스라인(20)은 챔버 몸체(13)의 하단에 형성되어 하부블럭(50)을 관통하여 지지대(100a)의 연결공간(150)으로 연결된다. 그리고 지지대(100a)의 안착면(101)에는 어댑터(200a)의 지지면(240)이 접촉하고, 지지면(240)의 일부영역에 형성된 밀폐부재(245)는 어댑터(200a)와 지지대(100a) 사이에 형성된 이격공간(235)을 밀폐하게 된다. 이때, 어댑터(200a)의 이격공간(235)이 지지대(100a)에 형성된 핀홀(110) 및 적어도 일부의 냉각가스홀(130)을 커버하도록 어댑터(200a)가 배치된다.
이때, 어댑터(200a)와 평행하는 클램프(402)의 측면 중 적어도 일부 영역은 지지대(100a)의 일부 측면을 감싸며 배치되고, 클램프(402)의 하단은 하부블럭(50)에 접촉되지 않은 지지대(100a)의 하단을 감싸며, 클램프(402)가 어댑터(200a)의 일부영역과 지지대(100a)를 감싸게 된다. 그리고 길이를 조절하여 지지대(100a)를 감싸는 클램프(402)의 길이조절 구간에 볼트(404)를 체결하여 클램프(402)가 이동하지 않도록 고정하여 어댑터(200a)를 지지대(100a) 상에 장착한다.
이와 같이, 세정장치(500)가 장착된 상태에서의 세정방법들을 설명하기로 한다.
도 5는 도 3의 세정장치를 이용한 제 1 세정방법을 나타내는 도면이고, 도 6은 도 3의 세정장치를 이용한 제 2 세정방법을 나타내는 도면이다.
제 1 세정방법은 세정가스를 분사하는 방식이다. 우선 세정장치(500)의 어댑터(200a)가 지지대(100a)의 안착면(101)에 장착되어, 지지대(100a)의 안착면(101)과 어댑터(200a)의 지지면(240) 사이에 이격공간(235)이 형성된다. 다음으로, 가스주입기(300)을 작동하여 세정가스를 상기 이격공간(235)으로 주입한다. 이때, 가스주입기(300)로는 세정가스가 담긴 가스통을 가스라인(220)에 연결하여 가스를 주입할 수 있다. 그리고, 가스주입기(300)에는 조절 밸브(320)가 연결되어 가스의 양과 압력을 조절할 수 있다.
가스가 주입되면, 이격공간(235)의 내부압력(I·P1)은 주입된 유체의 양에 비례하여, 밖으로 빠져나가는 유체의 양이 적기 때문에 내부압력(I·P1)이 증가하게 된다. 이때, 이격공간(235) 내부로 주입된 가스는 어댑터(200a)에 의해 커버되어 있는 핀홀(110) 및 적어도 일부의 냉각가스홀(130)을 통해 가스가 주입되어 연결공간(150) 내부로 가스가 이동한다. 이때, 어댑터(200a)에 의해 커버되어 있는 냉각가스홀(130)에 부착된 공정 부산물(P)은 가스의 주입압력에 의해 밀려나가게 된다. 다음으로 주입된 가스에 의해 지지대(100a)의 핀홀(110)과 냉각가스홀(130)들이 서로 연통되는 연결공간(150)의 내부압력(I·P2) 또한 증가하게 된다. 이에, 가스가 주입되지 않는 일부 냉각가스홀(130) 측으로 가스가 배출되게 되고, 가스의 압력에 의해 공정 부산물(P)이 밀려나와 냉각가스홀(130) 밖으로 배출되게 된다. 즉, 어댑터(200a)의 이격공간(235)에 주입되는 세정가스는 지지대(100a)에 형성된 핀홀(110) 및 적어도 일부의 냉각가스홀(130)을 따라 지지대(100a) 내부로 주입되고, 연결공간(150) 내부로 주입된 세정가스는, 세정가스가 주입되지 않는 냉각가스홀(130)의 외부로 배출되면서 냉각가스홀(130) 내부에 부착된 공정 부산물(P)을 밀어내어 냉각가스홀(130) 밖으로 배출시키게 된다.
이때, 개방된 챔버 몸체(11)의 상부에는 배기장치(미도시)가 구비될 수 있다. 배기장치는 냉각가스홀(130) 외부로 배출되는 공정 부산물(P)을 흡입하여 제거하는 용도로 사용될 수 있고, 챔버 몸체(11)의 세정시, 챔버 몸체(11)에 부착되어 있는 오염물을 흡입하여 제거하는 데에 사용될 수도 있다. 또한, 가스가 주입되지 않은 냉각가스홀(130)에서 공정 부산물(P)이 배출되는 냉각가스홀(130)에 별도의 흡기수단, 일 예로 석션기와 같은 흡기수단을 냉각가스홀(130)에 연결하여 외부로 배출되는 공정 부산물(P)이 지지대(100a)상으로 배출되어 챔버(13)의 하부로 비산되는 것을 막을 수 있다.
이와 같이 형성된 세정장치(500)는, 세정가스를 이용하여 냉각가스홀(130)에 부착된 공정 부산물(P)을 제거할 수 있다. 이때, 세정에 사용되는 세정수단은 세정가스에 한정하지 않고, 정제수와 같은 액체를 사용하여 공정 부산물(P)을 제거할 수도 있다. 그러나, 액체를 사용하여 지지대(100a)를 세정하는 경우, 건조시간이 별도로 필요하기 때문에 가스를 이용하여 세정하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서는 세정가스로, 가스 중에서 반응성이 낮은 N2가스를 사용하여 세정을 진행하였으나, 세정가스는 이에 한정되지 않고 반응성이 낮은 다양한 종류의 가스를 사용할 수도 있다.
도 6을 참조하면, 제 2 세정방법은 흡기수단(300')을 사용하여 지지대(100a)를 세정하는 방식이다.
흡기수단(300')으로는 공기를 흡입하는 펌프 등이 사용되며, 어댑터(200a)와 지지대(100a) 사이에 존재하는 공기 및 공정 부산물(P)을 흡입하여 지지대(100a)를 세정한다. 즉, 어댑터(200a)의 지지면(240)과 지지대(100a)의 안착면(101) 사이에 형성되는 이격공간(235) 내의 공기와, 복수의 핀홀(110) 및 냉각가스홀(130)이 서로 연통되도록 하는 연결공간(150) 내의 공기 및 어댑터(200a)에 커버 되지 않은 일부의 냉각가스홀(130)을 통해 외부의 공기가 흡입될 수 있다. 이때, 어댑터(200a)에 커버되지 않은 냉각가스홀(130) 내부에 부착된 공정 부산물(P)은 공기가 흡입됨으로 인해 공정부산물 또한 빨려들어가게 되고, 연결공간(150)에 잔류하는 공기는 흡기수단(300')에 의해 흡입되어, 연결공간(150)의 내부압력(I·P2)이 감소하게 된다. 이에, 지지대(100a)의 안착면(101)과 어댑터(200a)의 오목부(230) 사에 형성되는 이격공간(235)의 내부압력(I·P1) 또한 감소하여 공정 부산물(P)이 흡입되어 어댑터(200a)에 의해 커버되는 핀홀(110) 및 일부 냉각가스홀(130)을 통해 외부로 공정 부산물(P)이 배출되어 세정할 수 있다.
도 1의 일 예의 지지대(100a)는 복수의 핀홀(110) 및 냉각가스홀(130)이 서로 연통되어 있는 경우의 지지대(100a)를 나타내었다.
도 7은 도 1의 다른 예의 지지대의 평면도 및 단면도를 나타내는 도면이다. 도 7의 (a)는 지지대의 평면도를 나타내었고, 도 7의 (b)는 도 7의 (a)에 도시된 B-B'의 단면도이고, 도 7의 (c)는 도 7의 (a)에 도시된 E-E'의 단면도이다. 도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 세정장치 및 지지면을 나타내는 도면이다. 도 8의 (a)는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 세정장치의 사시도이고, 도 8의 (b)는 지지대에 안착 되는 세정장치의 지지면을 도시한 도면이다. 도 9는 지지대(100b)에 도 8의 세정장치를 결합한 결합상태를 도시하는 도면이다. 이하, 지지대(100b) 및 세정장치(500)는 도 7 내지 도 9을 참조하여 설명한다.
지지대(100b)는 도 7의 (a)에 도시된 C라인과 D라인 사이에 형성된 냉각가스홀(130b)이 지지대(100b)의 연결공간(150)을 통해 핀홀(110)과 연통 되지 않는 점 외에는 전술한 도 2의 지지대(100a)의 구성 및 작동원리가 거의 유사하다.
지지대(100b)의 C 라인의 안측에 형성되는 냉각가스홀(130a)은 중심부에 형성된 핀홀(110)과 연결공간(150)을 통해 서로 연통 되어 있고, C 라인과 D 라인 사이에 형성되는 복수의 냉각가스홀(130b)은 핀홀(110)과 연결되지 않고 독립적으로 형성된다. 이때, 이의 연결구조를 살펴보기 위한 E-E'의 단면도인 도 7의 (c)를 보면, 지지대(100b)의 외주에 형성된 복수의 냉각가스홀(130b)은 냉각가스홀(130b)들 끼리 상호 연통 된다. 이로 인해, 상호 연통 되는 냉각가스홀(130b) 중 적어도 한 곳의 냉각가스홀(130b)에 냉각가스를 흘려주게 되면, 서로 연통 되어있는 다른 냉각가스홀(130b)에도 냉각가스가 흘러갈 수 있다. 이때, 도 9를 참조하면, 지지대(100b)의 냉각가스홀(130b)에 냉각가스를 흘려주기 위해서는 냉각가스홀(130b)과 연결되는 냉각가스라인(20)이 구비된다. 또한, 지지대(100b)에는 어댑터(200b)를 장착하여 고정하기 위한 체결홈(170) 형성된다.
세정장치(500)는 도 7에 도시된 지지대(100b)를 세정하는 세정장치로서, 지지대(100b)의 안착면(101) 상에 지지 되는 지지면(240a)을 구비하고, 안착면(101)과의 사이에 이격공간(235a)을 형성하는 어댑터(200b)와, 어댑터(200b)와 연결되어 이격공간(235a)의 압력을 조절하는 압력조절기(300, 300')를 포함한다.
세정장치(500)는 어댑터(200b)의 구성 및 형태를 제외하고는 제 1 실시 예의 세정장치(500)와 동일한 구조 및 원리를 갖는다. 이에 중복되는 설명은 생략한다.
어댑터(200b)는 지지면(240a)에 연결되고, 어댑터(200b)의 내측 방향으로 오목하게 형성되어 이격공간(235a)을 형성하는 오목부(230a)와, 오목부(230a)의 적어도 일부 영역에 연결되고, 유체가 경유하는 관통구(210a) 및 오목부(230a)와 연결되는 지지면(240a)을 포함한다. 어댑터(200b)의 외측에는 보조어댑터(203)가 구비된다. 이때, 어댑터(200b)에는 복수의 지지바(204)와, 복수의 지지바(204)를 연결하는 고정링(205)이 구비될 수 있다.
보조어댑터(203)는 정육면체의 구조로 형성되어 있으며, 지지대(100b)의 상측인 안착면(101)에 장착 및 탈착되는 수단으로, 어댑터(200b)의 외측에 결합되고, 보조 어댑터(203)의 내측 방향으로 오목하게 형성되어 이격공간(235b)을 형성하는 오목부(230b)와, 오목부(230b)의 적어도 일부 영역에 연결되고, 유체가 경유하는 관통구(210b) 및 오목부(230b)와 연결되는 지지면(240b)을 포함한다.
보조어댑터(203)는 지지대(100b)의 핀홀(110)과 연통되지 않는 냉각가스홀(130b)을 세정하기 위해 구비된다. 이때, 보조어댑터(203)는 한 개 혹은 복수개 구비될 수 있다. 냉각가스홀(130b)의 개수에 비해 보조어댑터(203)의 개수가 적을 경우, 가스를 주입하거나 공기를 흡입하기 위한 세정시간이 증가하게 되고, 보조어댑터(203)의 개수가 냉각가스홀(130b)의 개수와 거의 동일하게 구비되는 경우, 어댑터(200b)의 구조가 복잡해질 수 있다. 이에, 냉각가스홀(130b)의 개수의 50 ~ 60%의 개수로 보조어댑터(203)를 형성하는 것이 좋으나, 보조어댑터(203)의 개수는 이에 한정하지 않고 지지대(100b)의 형태에 따라 변형될 수 있다. 도면에서는 보조어댑터(203)가 지지바(204)를 연결하는 고정링(205) 안측면에 결합된다. 그러나, 보조어댑터(203)는 연장 형성되는 지지바(204)의 하부면에서 냉각가스홀(130b)에 대향되는 위치에 형성될 수도 있다. 이 경우, 어댑터(200b)에는 고정링(205)이 구비되지 않을 수도 있다.
이때, 어댑터(200b)의 관통구(210b)와 압력조절기(300, 300')를 연결해주는 가스라인(220)에는 연결관(224)이 구비된다.
연결관(224)은 보조어댑터(203)와 어댑터(200b)를 연결하기 위해 구비되고, 연결관(224)의 적어도 일측에는 보조어댑터(203)의 이격공간(235b)으로 가스를 주입하기 위한 가스라인(220)이 연결된다. 이때, 보조어댑터(203)가 복수개 구비되는 경우, 복수의 보조어댑터(203)로 냉각가스를 주입하거나 공기를 흡입하기 위한 가스라인(220)을 연결하기 위해 보조어댑터(203)들의 관통구(210b)에는 보조 연결관(207)이 각각 구비될 수 있다. 이때, 보조 연결관(207)은 T자 형의 젠더가 사용될 수 있고, 가스라인(220)는 보조 연결관(207)의 양측에 각각 연결되어 복수의 보조어댑터(203)를 연결할 수 있다. 즉, 어댑터(200b)와 압력조절기(300, 300')의 가스라인(220) 사이에 연결관(224)을 구비하고, 복수의 보조어댑터(203)들을 연결해주는 보조 연결관(207) 또는 보조 연결관(207) 사이를 연결하는 가스라인(220) 중 적어도 어느 한 곳에 연결관(224)을 배치하여, 압력조절기(300, 300')를 통해 어댑터(200b)의 이격공간(235a) 및 보조 어댑터(203)의 이격공간(235b)의 압력 또한 조절 가능하도록 한다.
보조 연결관(207)의 형태는 T자형에 한정하지 않고, 다양한 형태의 젠더가 사용될 수 있다. 그러나, 보조어댑터(203)가 한 개만 구비되는 경우, 보조 연결관(207)은 구비되지 않을 수도 있으며, 연결관(224)이 보조어댑터(203)의 관통구(210b) 상부에 장착되어 연결할 수도 있다.
고정링(205)은 어댑터(200b)의 외측에 배치되고 지지대(100b)의 평면 형상과 거의 같은 크기의 원형의 링 형태로 형성된다. 고정링(205)은 지지바(204)에 의해 어댑터(200b)에 고정될 수 있다. 그리고 고정링(205)에는 지지대(100b)에 형성된 체결홈(170)에 대향 하는 위치에 고정부재(400)를 체결하기 위한 체결홀(270)이 형성된다.
지지바(204)는 어댑터(200b) 하부영역의 외측에 결합되어 연장 형성되어, 고정링(205)에 의해 연결된다.
어댑터(200b)는 어댑터(200b)의 지지면(240a)에 밀폐부재(245)가 구비되어 지지대(100b) 상에 형성된 핀홀(110)을 커버 하며 배치될 수 있다. 이때, 어댑터(200b)는 핀홀(110)뿐만 아니라 적어도 일부의 냉각가스홀(130a)을 커버하며 배치될 수도 있다. 또한, 보조어댑터(203)의 지지면(240b)은 지지대(100b)에 형성된 복수의 냉각가스홀(130b) 중 적어도 어느 하나를 커버하여 배치될 수 있다.
도 9를 참조하면, 챔버(13) 내에 배치되는 지지대(100b)상에 세정장치(500)의 어댑터(200b)가 장착된다. 또한, 지지대(100b)의 안착면(101)에는 어댑터(200b)의 지지면(240a)이 접촉하고, 지지면(240a)의 일부영역에 형성된 밀폐부재(245)는 어댑터(200b)와 지지대(100a)사이에 형성된 이격공간(235a)을 밀폐하게 된다. 이때, 어댑터(200b)의 이격공간(235a)이 지지대(100b)에 형성된 핀홀(110)만 커버하도록 어댑터(200b)가 배치된다. 그리고 보조어댑터(203)는 지지대(100b)의 냉각가스홀(130b) 중 적어도 어느 하나에 배치되어 냉각가스홀(130b)과 보조어댑터(203) 사이에 이격공간(235b)을 형성한다.
도 9의 (b)에 도시된 것처럼, 어댑터(200b)를 지지대(100b)와 체결하여 고정하는 방식으로 어댑터(200b)와 지지대(100b)를 고정할 수 있다. 그리고 체결홈(170)과 체결홀(270)에 볼트(404)를 체결하여, 어댑터(200b)를 지지대(100b)에 장착할 수 있다. 이때, 제 2 실시 예의 어댑터(200b)는 볼트(404) 체결방식으로 고정할 수 있을 뿐만 아니라, 고정링(205)이 구비되지 않는 경우, 제 1 실시 예의 어댑터(200a)와 같이, 어댑터(200b)에 클램프(402)를 장착하여, 클램프(402)를 이용한 고정방식을 사용하여 어댑터(200b)를 지지대(100b)에 결합할 수도 있다.
제 2 실시 예의 세정장치(500)가 장착된 상태에서의 세정방법들을 설명하기로 한다.
도 10은 도 8의 세정장치를 이용한 제 1 세정방법을 나타내는 도면이고, 도 11은 도 8의 세정장치를 이용한 제 2 세정방법을 나타내는 도면이다.
제 1 세정방법은 세정가스를 분사하는 방식이다. 우선 세정장치(500)의 어댑터(200b)와 보조어댑터(203)가 지지대(100b)의 안착면(101)에 장착되어, 지지대(100b)의 안착면(101)과 어댑터(200b) 및 보조어댑터(203)의 지지면(240a, 240b) 사이에 이격공간(235a, 235b)이 형성된다. 다음으로, 가스주입기(300)를 작동하여 세정가스를 상기 이격공간(235a, 235b)들로 주입한다.
가스가 주입되면, 어댑터(200b)와 보조어댑터(203)의 이격공간(235a, 235b)은 주입된 유체의 양에 비례하여, 밖으로 빠져나가는 유체의 양이 적기 때문에 내부압력(I·P)이 증가하게 된다. 이때, 어댑터(200b)의 이격공간(235a) 내부로 주입된 가스는 어댑터(200b)에 의해 커버되어 있는 핀홀(110)을 통해 가스가 주입되어 연결공간(150) 내부로 가스가 이동한다. 다음으로 주입된 가스에 의해 지지대(100b)의 핀홀(110)과 냉각가스홀(130a)들이 서로 연통되는 연결공간(150)의 내부압력(I·P2) 또한 증가하게 된다. 이에, 복수의 냉각가스홀(130a) 측으로 가스가 배출되게 되고, 가스의 압력에 의해 공정 부산물(P)이 밀려나와 냉각가스홀(130a) 밖으로 배출되게 된다. 그리고 보조어댑터(203)의 이격공간(235b) 내부로 주입된 가스는 보조어댑터(203)에 의해 커버되어 있는 냉각가스홀(130b)을 통해 가스가 주입되고, 냉각가스홀(130b) 중 보조어댑터(203)가 배치되지 않은 냉각가스홀(130b)을 통해 가스가 배출되고, 가스의 압력에 의해 냉각가스홀(130b)의 공정 부산물(P)이 밀려나와 배출되게 된다. 즉, 어댑터(200b)의 이격공간(235a)에 주입되는 세정가스는 지지대(100b)에 형성된 핀홀(110)을 따라 지지대(100b) 내부로 주입되고, 연결공간(150) 내부로 주입된 세정가스는 냉각가스홀(130a)의 외부로 배출되면서 냉각가스홀(130a) 내부에 부착된 공정 부산물(P)을 밀어내어 배출시키게 된다. 또한, 보조어댑터(203)의 이격공간(235b)에 주입되는 세정가스는 냉각가스홀(130b)을 따라 지지대(100b) 내부로 주입되고, 냉각가스홀(130b)들을 따라 세정가스가 이동하면서, 냉각가스홀(130b) 내부에 부착된 공정 부산물(P)을 보조어댑터(203)가 배치되지 않은 냉각가스홀(130b) 밖으로 배출시키게 된다.
도 11을 참조하면, 제 2 세정방법은 흡기수단(300')을 사용하여 지지대(100b)를 세정하는 방식이다.
제 1 세정방법은 공기를 흡입하는 방식이고, 이는 어댑터(200b)와 지지대(100b) 사이에 존재하는 공기 및 공정 부산물(P)과 보조어댑터(203)와 지지대(100b) 사이에 존재하는 공기 및 공정 부산물(P)을 흡입하여 지지대(100b)를 세정한다. 즉, 어댑터(200b)와 보조어댑터(203)의 지지면(240a, 240b)과 지지대(100b)의 안착면(101) 사이에 형성되는 이격공간(235a, 235b) 내의 공기와, 연결공간(150) 내의 공기 및 어댑터(200b)와 보조어댑터(203)에 커버되지 않은 냉각가스홀(130a, 130b)들을 통해 외부의 공기가 흡입될 수 있다. 이때, 어댑터(200a)에 의해 커버되지 않은 냉각가스홀(130a) 내부에 부착된 공정부산물(P)은 공기가 흡입됨으로 인해 흡입압력에 의해 공정부산물(P)이 밀려나가게 되고, 연결공간(150)에 잔류하는 공기는 흡기수단(300')에 의해 흡입되어, 연결공간(150) 내부압력(I·P2)이 감소하게 된다. 이에, 어댑터(200b)의 이격공간(235a) 내부압력(I·P1) 또한 감소하여 공정부산물(P)은 흡입압력에 의해 어댑터(200b)의 핀홀(110) 측으로 밀려나와 배출되게 된다. 그리고 보조어댑터(203)에 의해 커버되지 않은 냉각가스홀(130b) 내부에 부착된 공정부산물(P)은 공기가 흡입됨으로 인해 흡입압력으로 공정부산물(P)이 밀려나가게 되고, 서로 연통되어 있는 냉각가스홀(130b)을 통해 이동하는 흡입된 공기는 보조어댑터(203)에 의해 커버 되는 냉각가스홀(130b) 측으로 밀려나와 배출되어 세정할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시 예들의 장치를 이용한 세정방법을 도시한 순서도이다.
본 발명의 실시 예들에 따른 세정방법은, 기판(S)을 지지하며, 적어도 일부가 서로 연통 되는 복수의 홀이 형성된 지지대(100a, 100b)가 구비되는 기판처리장치(10)의 공정을 완료하는 단계(S10)와, 기판(S)을 기판처리장치(10) 외부로 언로딩 하는 단계(S20), 기판처리장치(10)를 오픈하는 단계(S30), 지지대(100a, 100b) 상부에 복수의 홀 중 적어도 일부를 커버하고 지지대(100a, 100b)와 사이에 이격공간을 형성하는 세정장치(500)를 설치하는 단계(S40), 이격공간(235)을 통해 일부 홀에 세정가스를 주입하거나, 일부 홀로부터 공기를 흡입하는 단계(S50)를 포함한다.
기판처리장치(10)의 공정을 완료하는 단계(S10)는, 다양한 기판처리 공정 중, 일 예로 식각공정을 설명한다. 식각공정에서 식각이 끝난 공정완료된 기판(S)을 기판처리장치(10) 외부로 언로딩한다(S20). 다음으로, 식각공정이 복수로 반복되어 기판처리장치(10) 및 지지대(100a, 100b)의 유지보수가 필요할 때, 기판처리장치(10)를 벤트시킨 후 챔버(13)의 상부에 배치되는 리드(12)를 오픈하여 기판처리장치(10)를 오픈한다.
다음으로, 지지대(100a, 100b) 상부에 앞서 설명한 세정장치(500)들을 장착(S40)하여, 압력조절기(300,300')을 사용하여 이격공간(235)을 통해 적어도 일부 홀에 세정가스를 주입하거나, 일부 홀로부터 공기를 흡입하여, 지지대(100a, 100b)의 냉각가스홀(130) 내부에 존재하는 공정 부산물(P)을 제거한다(S50). 이때, 세정가스는 약 2~4KG의 압력으로 주입 및 흡입을 반복적으로 진행하며 약 10분간 세정을 진행한다.
이때, 챔버 몸체(12)의 리드(12)가 배치되는 상부에는 배기수단(미도시)을 배치하여, 지지대(100a, 100b)에 형성된 복수의 홀 중 어댑터(200a, 200b) 및 보조 어댑터(203)로 커버되지 않는 홀로부터 배출되는 공정 부산물(P)을 흡입하여 제거한다. 그러나, 흡기수단을 사용하여 공정 부산물(P)을 흡인한다고 하더라도, 공기 및 세정가스의 와류현상 등으로 인해 공정 부산물(P)이 지지대(100a, 100b)의 표면으로 떨어져 지지대(100a, 100b) 표면에 잔류하는 것을 보완하기 위해, 전술한 세정단계(S50) 이후에, 세정장치(500)를 분리한 후 2차적으로 지지대(100a, 100b)을 세정하는, 2차 세정 단계가 추가로 진행될 수 있다. 이때, 2차 세정단계는 와이퍼, 천 및 표면 세정 소재 중 적어도 어느 하나를 사용하여 지지대(100a, 100b)의 윗면을 닦아낼 수 있다.
또한, 기판처리장치(10)를 오픈 하는 단계(S30) 이후나, 이격공간(235, 235a, 235b)을 통해 일부 홀에 세정가스를 주입하거나 일부 홀로부터 공기를 흡입하는 단계(S50) 이후에 챔버(13)를 세정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 지지대의 일부를 커버하는 어댑터와, 어댑터의 이격공간의 압력을 조절하는 압력조절기를 포함하는 세정장치를 사용함으로써, 지지대의 냉각가스홀 내부의 공정 부산물(P)을 용이하게 제거하여, 공정 부산물(P)에 의한 냉각가스의 비정상적인 플로우를 억제하여, 공정 장비의 잦은 알람 발생을 감소시켜, 소자 제조 공정의 생산율 저하를 감소시킬 수 있다.
또한, 세정장치에 사용되는 세정가스로 N2와 같은 반응성이 낮은 기체를 사용함으로써, 세정이 안전하게 진행될 수 있다. 그리고 세정장치를 기판처리장치 내부에 배치되는 지지대에 고정하여 세정을 실시함으로써, 지지대를 분리하지 않고 세정이 가능하여 유지보수 시간을 단축할 수 있고, 이에 설비 사용 시간을 증가시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술 되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
S : 기판 P : 공정 부산물
10 : 피처리물처리장치 100a, 100b : 지지대
110 : 핀홀 130, 130a, 130b : 냉각가스홀
150 : 연결공간 170 : 체결홈
200a, 200b : 어댑터 203 : 보조어댑터
207 : 보조연결관 210, 210a, 210b : 관통구
220 : 가스라인 224 : 연결관
230, 230a, 230b : 오목부 235, 235a, 235b : 이격공간
240, 240a, 240b : 지지면 245 : 밀폐부재
300, 300' : 압력조절기 400 : 고정부재
500 : 세정장치
10 : 피처리물처리장치 100a, 100b : 지지대
110 : 핀홀 130, 130a, 130b : 냉각가스홀
150 : 연결공간 170 : 체결홈
200a, 200b : 어댑터 203 : 보조어댑터
207 : 보조연결관 210, 210a, 210b : 관통구
220 : 가스라인 224 : 연결관
230, 230a, 230b : 오목부 235, 235a, 235b : 이격공간
240, 240a, 240b : 지지면 245 : 밀폐부재
300, 300' : 압력조절기 400 : 고정부재
500 : 세정장치
Claims (18)
- 피처리물을 안착하도록 안착면을 구비하는 지지대를 세정하는 세정장치로서,
상기 안착면 상에 지지되는 지지면을 구비하고 상기 안착면과의 사이에 이격공간을 형성하며, 상기 안착면 방향으로의 단면크기가 상기 안착면보다 작은 단면 크기를 갖는 어댑터; 및
상기 어댑터와 연결되어 상기 이격공간의 압력을 조절하는 압력조절기;를 포함하는 세정장치. - 피처리물을 안착하도록 안착면을 구비하는 지지대를 세정하는 세정장치로서,
상기 안착면 상에 지지되는 지지면을 구비하고 상기 안착면과의 사이에 이격공간을 형성하는 어댑터;
상기 어댑터와 연결되어 상기 이격공간의 압력을 조절하는 압력조절기; 및
상기 어댑터의 외측에 결합되고, 상기 안착면 상에 지지되는 지지면을 구비하고 상기 안착면과의 사이에 이격공간을 형성하는 보조 어댑터가 구비되는 세정장치. - 청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서,
상기 어댑터는,
상기 지지면에 연결되고 상기 어댑터의 내측 방향으로 오목하게 형성되어 상기 이격공간을 형성하는 오목부;
상기 오목부의 적어도 일부 영역에 연결되고, 유체가 경유하는 관통구; 를 포함하는 세정장치. - 청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서,
상기 지지면의 일부 영역에는 밀폐부재가 구비되는 세정장치. - 청구항 1 에 있어서,
상기 어댑터의 외측에 결합되고,
상기 안착면 상에 지지되는 지지면을 구비하고 상기 안착면과의 사이에 이격공간을 형성하는 보조어댑터가 구비되는 세정장치. - 청구항 2 또는 청구항 5 에 있어서,
상기 어댑터의 외측 방향으로 연장 형성되는 복수의 지지바와,
상기 복수의 지지바를 연결하는 고정링이 구비되고,
상기 보조어댑터는,
상기 복수의 지지바 또는 상기 고정링 중 적어도 어느 하나에 결합 되는 세정장치. - 청구항 6 에 있어서,
상기 보조어댑터에는,
상기 어댑터와 연결되는 연결관을 포함하는 세정장치. - 청구항 7 에 있어서,
상기 보조어댑터는 복수개 구비되고,
상기 복수의 보조어댑터를 상호 연결하는 보조 연결관을 포함하는 세정장치. - 청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서,
상기 어댑터에 일단이 연결되고, 상기 압력조절기에 타단이 연결되어,
상기 어댑터와 상기 압력조절기를 상호 연결해주는 가스라인을 포함하는 세정장치. - 청구항 9 에 있어서,
상기 압력조절기는,
상기 이격공간으로 유체를 공급하여, 상기 이격공간의 압력을 증가시키는 가스주입기; 와
상기 이격공간의 유체를 흡기하여, 상기 이격공간의 압력을 감소시키는 흡기수단; 중 적어도 하나를 포함하는 세정장치. - 청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서,
상기 어댑터와 연결되고 상기 지지대에 상기 어댑터를 고정하는 고정부재를 포함하는 세정장치. - 청구항 11 에 있어서,
상기 고정부재는,
볼트, 지그, 브릿지 및 클램프 중 적어도 어느 하나를 포함하는 세정장치. - 지지대를 세정하는 세정 방법으로서,
피처리물을 지지하며 적어도 일부가 서로 연통되는 복수의 홀이 형성된 지지대가 구비되는 처리 챔버에서 상기 피처리물의 처리 공정을 완료하는 과정;
상기 피처리물을 상기 처리 챔버 외부로 언로딩 하는 과정;
상기 처리 챔버를 오픈 하는 과정;
상기 지지대 상부에 상기 복수의 홀 중 적어도 일부를 커버하고 상기 지지대와 사이에 이격공간을 형성하는 세정 장치를 설치하는 과정;
상기 이격공간을 통해 상기 일부 홀에 세정 가스를 주입하거나, 상기 일부 홀로부터 공기를 흡입하는 과정; 을 포함하는 세정 방법. - 청구항 13 에 있어서,
상기 이격공간을 통해 상기 적어도 일부 홀에 세정가스를 주입하거나, 상기 적어도 일부 홀로부터 공기를 흡입하여, 상기 지지대의 상기 홀 내부에 존재하는 공정 부산물을 제거하여 세정하는 것을 특징으로 하는 세정방법. - 청구항 13 에 있어서,
상기 복수의 홀 중 커버되지 않은 홀로부터 배출되는 오염물을 흡입하는 것을 특징으로 하는 세정방법. - 청구항 13 또는 청구항 15 에 있어서,
상기 지지대 상부에 상기 복수의 홀 중 적어도 일부를 커버하고 상기 지지대와 사이에 이격공간을 형성하는 세정 장치를 설치하는 과정; 이후에,
상기 처리 챔버의 상부에 배기장치를 설치하고,
상기 처리 챔버를 배기시키는 세정방법. - 청구항 13 에 있어서,
상기 이격공간을 통해 상기 일부 홀에 세정가스를 주입하거나, 상기 일부 홀로부터 공기를 흡입하는 과정; 이후에,
상기 세정장치를 분리하고 상기 지지대의 상부를 와이퍼 및 천 중 적어도 어느 하나로 닦아내는 것을 특징으로 하는 세정방법. - 청구항 14 에 있어서,
상기 처리 챔버를 오픈 한 후 상기 처리 챔버를 세정하거나,
상기 이격공간을 통해 상기 일부 홀에 세정 가스를 주입하거나, 상기 일부 홀로부터 공기를 흡입하는 과정 후 상기 처리 챔버를 세정하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
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