KR101685708B1 - 석영유리부재의 재생방법 - Google Patents

Abstract

[과제] 본 발명은, 예를 들면 반도체 제조공정에 사용되어 소모 열화된 석영유리부재에 대해, 세정 전에 디포지트나, 소모·열화상태를 정밀하게 체크하여 오염상태에 따른 세정방법을 결정하고, 모재로의 손상을 최대한 억제하여 세정한 후, 디포지트의 잔류를 정밀하게 체크하여 재생가공 전의 석영유리부재를 엄선하고, 합리적인 재생을 행하는 동시에, 취성재료인 석영유리부재의 기계적 강도를 강화하여, 재생가공에 있어서의 화염처리의 열응력과 변형에 의한 파손을 방지하는 동시에, 석영유리부재의 수율 향상과 유효 이용을 도모하여 생산성을 향상시켜, 품질의 안정화와 재생의 합리화를 도모할 수 있는 석영유리부재의 재생방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
[해결수단] 상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 석영유리부재의 재생방법은, 소모 또는 오염 열화된 석영유리부재(1)의 인수검사 후, 상기 석영유리부재(1)를 세정하여 디포지트(5)를 제거하고, 오염 열화부를 수복하여 재생하거나, 또는 소모 또는 오염 열화상황에 따라 상기 세정 후의 석영유리부재(1)를 화염처리가공하고, 소모 또는 오염 열화부를 수복하여 재생하는 석영유리부재의 재생방법에 있어서, 상기 인수검사 후의 석영유리부재(1)에 형광작용을 나타내는 소정 파장의 광선을 조사하고, 상기 석영유리부재(1)와 디포지트(5)의 형광색의 차에 의해 오염 열화상황을 검사하여, 상기 석영유리부재(1)의 세정방법을 결정하는 것을 특징으로 한다.

Description

석영유리부재의 재생방법{Method of refurbishing a quartz glass component}

본 발명은 예를 들면 반도체 제조공정에 사용되어 소모 열화된 석영유리부재에 대해, 세정 전에 부착물이나 부생성막(이하, 이들을 디포지트(deposit)라 부른다)이나, 소모·열화상태를 정밀하게 체크하여 오염상태에 따른 세정방법을 결정하고, 모재로의 손상을 최대한 억제하여 세정한 후, 디포지트의 잔류를 정밀하게 체크하여 재생가공 전의 석영유리부재를 엄선하고, 합리적인 재생을 행하는 동시에, 취성재료인 석영유리부재의 기계적 강도를 강화하여, 재생가공에 있어서의 화염처리의 열응력과 변형에 의한 파손을 방지하는 동시에, 석영유리부재의 수율 향상과 유효 이용을 도모하여 생산성을 향상시켜, 품질의 안정화와 재생의 합리화를 도모할 수 있는, 석영유리부재의 재생방법에 관한 것이다.

반도체나 액정 디바이스를 제조하는 플라즈마 처리장치의 내부 구성부품 중, 석영유리부재의 표면은 불소나 염소를 포함하는 플라즈마 환경하에서의 연속 사용에 의해 소모·열화되고, 소정량 소모된 시점에서 폐기처분되고 있었으나, 석영유리부재는 매우 고가이기 때문에, 그 개선이 요망되고 있었다.

이와 같은 요청에 응하는 것으로서, 소모·열화된 부위를 제거하고 재생하는 석영유리부재의 재생방법이 각종 제안되어 있다.

예를 들면 재생하는 석영유리부재 표면의 불소를 포함하는 유기물 등으로 되는 디포지트를 희석된 플루오르화수소산 등의 약액을 사용하거나, 또는 연삭하여 제거하고, 플라즈마 환경에 노출되어 소모·열화된 반응면과 반대면을, 산수소 버너를 사용해서 석영봉을 용융하여 육성(肉盛)하고, 이 육성측과 반대측의 반대면을 연삭하여 소정의 두께로 가다듬은 후, 세정하고, 정밀하게 기계가공하는 재생방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

또한, 다른 재생방법으로서, 반응면과 반대측에 오목형상부를 형성한 재생 석영유리부재를 외주부에서 절단하여, 링형상 외주부와 에칭부분을 갖는 판형상부를 분리하고, 그 판형상부를 폐기하는 동시에, 그 판형상부와 동형의 신규 판형상부를 제작하여, 이 신규 판형상부를 링형상 외주부에 용착하여 재생하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).

또한, 다른 재생방법으로서, 반응면과 반대측에 오목형상부를 형성한 재생 석영유리부재에 있어서, 판형상부의 에칭부분을 포함하는 오염층을 연삭하여 제거하고, 그 연삭면을 경면 연삭하는 동시에, 그 판형상부와 동형의 신규 판부재를 제작하여, 그 편면을 경면 연삭하고, 이 신규 판부재의 경면을, 틀부재 상에 취부한 석영유리부재의 경면부에 중합하고, 또한 판부재 상에 추를 올려 밀착하여, 이들의 석영유리부재와 판부재 등을 진공로의 가열실에 반입하고, 그 가열실을 가열하여 석영유리부재와 판부재를 용착하여 재생하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조).

그러나, 상기 종래의 재생방법은, 재생 석영유리부재의 디포지트를 희석된 플루오르화수소산 등의 약액을 사용하거나, 또는 연삭하여 제거하고, 그들의 잔류분을 재차 희석된 플루오르화수소산 등의 약액으로 세정 후에 화염처리 등으로 가공처리하고 있기 때문에, 세정에 의한 모재 표면의 손상이 크고, 특히 본래 재생하지 않아도 되는 부위의 형상 치수와 표면상태가 크게 변화하는 동시에, 모재 표면의 마이크로크랙 중에 잔류하고 있는 미소한 퇴적물이 완전히 제거되어 있는지 여부의 확인이 곤란해져, 가공처리 전의 석영유리부재의 품질에 일양성(一樣性)을 얻을 수 없다는 문제가 있었다.

또한, 전술한 재생방법에 있어서의 가공처리는, 반응면과 반대측의 면 일대를 육성(肉盛)하기 위해, 열응력과 그 변형이 광역에 발생하여 깨지기 쉬운 등의 문제가 있었다.

또한, 오목형상부를 형성한 석영유리부재의 재생에서는, 오염부를 제거한 기존 부재의 접합부 전역에, 일부러 신규 부품을 제작하여 용착하고 있기 때문에, 석영유리부재의 수율과 이용 효율이 낮을 뿐 아니라, 열응력과 그 변형이 광역에 발생하여 깨지기 쉽고, 화염처리가 어려우며, 또한 생산성이 낮은 등의 문제가 있었다.

일본국 특허 제4139184호 공보 일본국 특허공개 제2005-67997호 공보 일본국 특허공개 제2006-232624호 공보

본 발명은 이와 같은 문제를 해결하여, 예를 들면 반도체 제조공정에 사용되어 소모 열화된 석영유리부재에 대해, 세정 전에 디포지트나, 소모·열화상태를 정밀하게 체크하여 오염상태에 따른 세정방법을 결정하고, 모재로의 손상을 최대한 억제하여 세정한 후, 디포지트의 잔류를 정밀하게 체크하여 재생가공 전의 석영유리부재를 엄선하고, 합리적인 재생을 행하는 동시에, 취성재료인 석영유리부재의 기계적 강도를 강화하여, 재생가공에 있어서의 화염처리의 열응력과 변형에 의한 파손을 방지하는 동시에, 석영유리부재의 수율 향상과 유효 이용을 도모하여 생산성을 향상시켜, 품질의 안정화와 재생의 합리화를 도모할 수 있는, 석영유리부재의 재생방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1의 발명은, 소모 또는 오염 열화된 석영유리부재의 인수검사 후, 상기 석영유리부재를 세정하여 디포지트를 제거하고, 오염 열화부를 수복하여 재생하거나, 또는 소모 또는 오염 열화상황에 따라 상기 세정 후의 석영유리부재를 화염처리가공하여, 소모 또는 오염 열화부를 수복하여 재생하는 석영유리부재의 재생방법에 있어서, 상기 인수검사 후의 석영유리부재에 형광작용을 나타내는 소정 파장의 광선을 조사하고, 그 석영유리부재와 디포지트의 형광색의 차에 의해 오염 열화상황을 검사하여, 상기 석영유리부재의 세정방법을 결정하도록 하여, 세정 전의 석영유리부재의 오염 열화상황을 정밀하게 또한 합리적으으로 체크하고, 그 오염 열화상황에 따른 세정방법을 선택하여, 합리적인 세정을 실현하도록 하고 있다.

청구항 2의 발명은, 상기 세정 후의 석영유리부재에 형광작용을 나타내는 소정 파장의 광선을 조사하고, 그 석영유리부재와 디포지트의 형광색의 차에 의해 디포지트의 잔류 유무를 검사하여, 석영유리부재의 화염처리가공 여부를 결정하도록 하여, 세정 후의 석영유리부재의 디포지트의 잔류 유무를 정밀하게 또한 합리적으으로 체크하고, 석영유리부재의 화염처리가공 여부를 합리적으로 결정하여, 화염처리가공하는 석영유리부재를 엄선해, 재생 석영유리부재의 품질 유지와 합리화를 도모하도록 하고 있다.

청구항 3의 발명은, 상기 세정 전 또는 세정 후의 석영유리부재에, 파장이 200~400 ㎚인 자외선을 조사하여, 확실하고 또한 실용적인 형광 특성을 나타내는 광선을 사용하도록 하고 있다.

청구항 4의 발명은, 상기 석영유리부재의 세정방법은, 상기 광선 조사에 의한 석영유리부재의 오염 열화상황에 따라, 제1차 및 제2차 세정을 조합한 세정, 또는 제1차 세정 또는 제2차 세정만을 선택하여, 오염 열화상황에 따라 세 형태의 세정을 선택하여 합리적인 세정을 실현하고, 예를 들면 오염 열화상황이 심한 경우는 제1차 세정 및 제2차 세정을 조합한 세정으로 하고, 오염 열화상황이 중간 정도인 경우는 제1차 세정 또는 제2차 세정만을 선택하여, 세정의 합리화를 도모하도록 하고 있다.

청구항 5의 발명은, 상기 제1차 세정은, 드라이아이스 입자를 압축공기 또는 질소와 함께 오염 열화된 석영유리부재에 분사하고, 상기 디포지트를 박리하도록 하여, 석영유리부재의 모재에 대한 손상을 최대한 억제한 세정을 실시하여, 디포지트를 제거하도록 하고 있다.

청구항 6의 발명은, 상기 제2차 세정은, 오염 열화된 석영유리부재를 고온 가열로에 수용하여 가열하고, 상기 디포지트를 승화 또는 회화(灰化)시키도록 하여, 석영유리부재의 모재에 대한 손상을 최대한 억제하여, 디포지트를 정밀하게 제거하도록 하고 있다.

청구항 7의 발명은, 상기 제2차 세정에 있어서, 솔라리제이션에 의한 석영유리부재의 착색을 제거하도록 하여, 석영유리부재의 외관을 회복하여 재생하도록 하고 있다.

청구항 8의 발명은, 상기 고온 가열로를 냉각하고, 상기 디포지트를 수축시켜서 박리시키도록 하여, 석영유리부재의 모재에 대한 손상을 최대한 억제하고, 디포지트를 합리적으로 제거하도록 하고 있다.

청구항 9의 발명은, 소모 또는 오염 열화된 석영유리부재의 인수검사 후, 상기 석영유리부재를 세정하여 디포지트를 제거하고, 오염 열화부를 수복하여 재생하거나, 또는 소모 또는 오염 열화상황에 따라 상기 세정 후의 석영유리부재를 화염처리가공하여, 소모 또는 오염 열화부를 수복해서 재생하는 석영유리부재의 재생방법에 있어서, 상기 석영유리부재의 인수검사 후 및 세정 후에 형광작용을 나타내는 소정 파장의 광선을 조사하고, 소정 세정방법으로 세정하며, 또한 디포지트의 잔류를 검사하여 화염처리가공 가능해진 석영유리부재에 대해, 그 석영유리부재의 소모 열화부의 소모 열화상황에 따라, 소모 열화부와 비소모 열화부를 분리하여, 비소모 열화부에 소모 열화부를 대신하는 신규 재료를 용착하여 일체화해서 재생하거나, 또는 분리하지 않고 소모 열화부를 수복하여 재생하도록 하여, 석영유리부재를 합리적으로 세정하고, 또한 석영유리부재의 디포지트의 잔류를 정밀하게 또한 합리적으으로 체크하여, 엄선된 화염처리가공 가능한 석영유리부재에 대해, 소모 열화부의 소모 열화상황에 따라, 소모 열화부와 비소모 열화부를 분리하거나, 또는 분리하지 않는 화염처리가공을 선택할 수 있도록 하고 있다.

청구항 10의 발명은, 상기 석영유리부재의 소모 열화부와 비소모 열화부를 분리하고, 비소모 열화부에 소모 열화부를 대신하는 신규한 단재(端材)를 용착하여 일체화해서 재생하도록 하고, 폐기하는 소모 열화부를 대신하는 신규 재료로서 단재의 이용을 도모하여, 고가의 석영유리부재의 수율 향상과 유효 이용을 도모하여, 재생가공의 합리화와 재생비용의 저감을 도모하도록 하고 있다.

청구항 11의 발명은, 상기 비소모 열화부와, 신규 재료 또는 신규한 단재를 분할하고, 그들을 용착하여 일체화해서 재생하도록 하여, 합리적인 재생과 열응력 내지 변형에 대한 기계적 강도를 강화하여, 생산성의 향상과 수명의 향상을 도모하도록 하고 있다.

청구항 12의 발명은, 상기 분할한 비소모 열화부와, 신규 재료 또는 그 단재를 가열하여 표면을 평활하게 한 후, 그들을 용착하여 일체화해서 재생하도록 하여, 화염처리 전의 구성부품의 기계적 강도를 강화하고, 화염처리에 의한 열응력과 변형에 견딜 수 있도록 하여, 취성재료인 석영유리부재의 기계적 강도의 향상을 도모하도록 하고 있다.

청구항 13의 발명은, 상기 석영유리부재의 소모 열화부와 비소모 열화부를 분리하지 않고, 비소모 열화부와 소모 열화부를 병존시켜서 분할하여, 각 분할편의 소모 열화부를 직접 화염처리해서 석영유리를 육성하고, 그 육성한 상기 분할편을 용착해서 일체화하도록 하여, 종래와 같은 소모 열화부를 연삭하고, 그 반대측을 육성하는 번잡한 재생가공에 비해, 용이하고 또한 신속하게 가공할 수 있는 동시에, 열응력과 변형에 대한 기계적 강도의 향상을 도모하도록 하고 있다.

청구항 14의 발명은, 상기 석영유리부재의 소모 열화부와 비소모 열화부를 분리하지 않고, 소모 열화부를 직접 화염처리하여 석영유리를 육성해서 재생하도록 하여, 종래와 같은 소모 열화부를 연삭하고, 그 반대측을 육성하는 번잡한 재생가공에 비해, 용이하고 또한 신속하게 가공할 수 있도록 하고 있다.

청구항 15의 발명은, 상기 신규 재료는, 석영유리의 링형상의 단재 또는 원판형상의 단재, 또는 그들의 분할편으로, 단재의 유효 이용을 도모할 수 있어, 재생의 합리화와 재생비용의 저감을 도모하도록 하고 있다.

청구항 16의 발명은, 상기 석영유리부재는, 반도체 또는 액정 디바이스를 제조하는 플라즈마 처리장치 내부의 구성부품으로, 고가이며 또한 취성재료인 석영유리부재의 세정처리 및 재생가공에 적합하다.

청구항 1의 발명은, 인수검사 후의 석영유리부재에 형광작용을 나타내는 소정 파장의 광선을 조사하고, 그 석영유리부재와 디포지트의 형광색의 차에 의해 오염 열화상황을 검사하여, 상기 석영유리부재의 세정방법을 결정하기 때문에, 세정 전의 석영유리부재의 오염 열화상황을 정밀하게 또한 합리적으으로 체크하여, 그 오염 열화상황에 따른 세정방법을 선택하여, 합리적인 세정을 실현할 수 있다.

청구항 2의 발명은, 상기 세정 후의 석영유리부재에 형광작용을 나타내는 소정 파장의 광선을 조사하고, 그 석영유리부재와 디포지트의 형광색의 차에 의해 디포지트의 잔류 유무를 검사하여, 석영유리부재의 화염처리가공 여부를 결정하기 때문에, 세정 후의 석영유리부재의 디포지트의 잔류 유무를 정밀하게 또한 합리적으으로 체크하고, 석영유리부재의 화염처리가공 여부를 합리적으로 결정하여, 화염처리가공하는 석영유리부재를 엄선하여, 재생 석영유리부재의 품질 유지와 합리화를 도모할 수 있다.

청구항 3의 발명은, 상기 세정 전 또는 세정 후의 석영유리부재에, 파장이 200~400 ㎚인 자외선을 조사하기 때문에, 확실하고 또한 실용적인 형광 특성이 얻어져, 안정한 세정방법의 선택과 디포지트의 잔류 결과를 얻을 수 있는 효과가 있다.

청구항 4의 발명은, 상기 석영유리부재의 세정방법은, 상기 광선 조사에 의한 석영유리부재의 오염 열화상황에 따라, 제1차 및 제2차 세정을 조합한 세정, 또는 제1차 세정 또는 제2차 세정만을 선택하기 때문에, 오염 열화상황에 따라 세 형태의 세정을 선택하여 합리적인 세정을 실현하고, 예를 들면 오염 열화상황이 심한 경우는 제1차 세정 및 제2차 세정을 조합한 세정으로 하고, 오염 열화상황이 중간 정도인 경우는 제1차 세정 또는 제2차 세정만을 선택하여, 세정의 합리화를 도모할 수 있다.

청구항 5의 발명은, 상기 제1차 세정은, 드라이아이스 입자를 압축공기 또는 질소와 함께 오염 열화된 석영유리부재에 분사하고, 상기 디포지트를 박리하기 때문에, 석영유리부재의 모재에 대한 손상을 최대한 억제한 세정을 실시하여, 디포지트를 제거할 수 있다.

청구항 6의 발명은, 상기 제2차 세정은, 오염 열화된 석영유리부재를 고온 가열로에 수용하여 가열하고, 상기 디포지트를 승화 또는 회화시키기 때문에, 석영유리부재의 모재에 대한 손상을 최대한 억제하여, 디포지트를 정밀하게 제거할 수 있다.

청구항 7의 발명은, 상기 제2차 세정에 있어서, 솔라리제이션에 의한 석영유리부재의 착색을 제거하기 때문에, 석영유리부재의 외관을 회복하여 재생할 수 있다.

청구항 8의 발명은, 상기 고온 가열로를 냉각하고, 상기 디포지트를 수축시켜서 박리시키기 때문에, 석영유리부재의 모재에 대한 손상을 최대한 억제하고, 디포지트를 합리적으로 제거할 수 있다.

청구항 9의 발명은, 석영유리부재의 인수검사 후 및 세정 후에 형광작용을 나타내는 소정 파장의 광선을 조사하고, 소정 세정방법으로 세정하며, 또한 디포지트의 잔류를 검사하여 화염처리가공 가능해진 석영유리부재에 대해, 그 석영유리부재의 소모 열화부의 소모 열화상황에 따라, 소모 열화부와 비소모 열화부를 분리하여, 비소모 열화부에 소모 열화부를 대신하는 신규 재료를 용착하여 일체화해서 재생하거나, 또는 분리하지 않고 소모 열화부를 수복하여 재생하기 때문에, 석영유리부재를 합리적으로 세정하고, 또한 석영유리부재의 디포지트의 잔류를 정밀하게 또한 합리적으으로 체크하여, 엄선된 화염처리가공 가능한 석영유리부재에 대해, 소모 열화부의 소모 열화상황에 따라, 소모 열화부와 비소모 열화부를 분리하거나, 또는 분리하지 않는 화염처리가공을 선택할 수 있다.

청구항 10의 발명은, 상기 석영유리부재의 소모 열화부와 비소모 열화부를 분리하고, 비소모 열화부에 소모 열화부를 대신하는 신규한 단재를 용착하여 일체화해서 재생하기 때문에, 폐기하는 소모 열화부를 대신하는 신규 재료로서 단재의 이용을 도모하고, 고가의 석영유리부재의 수율 향상과 유효 이용을 도모하여, 재생가공의 합리화와 재생비용의 저감을 도모할 수 있다.

청구항 11의 발명은, 상기 비소모 열화부와, 신규 재료 또는 신규한 단재를 분할하고, 그들을 용착하여 일체화해서 재생하기 때문에, 합리적인 재생과 열응력 내지 변형에 대한 기계적 강도를 강화하여, 생산성의 향상과 수명의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 12의 발명은, 상기 분할한 비소모 열화부와, 신규 재료 또는 그 단재를 가열하여 표면을 평활하게 한 후, 그들을 용착하여 일체화해서 재생하기 때문에, 화염처리 전의 구성부품의 기계적 강도를 강화하여, 화염처리에 의한 열응력과 변형에 견딜 수 있어, 취성재료인 석영유리부재의 기계적 강도의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 13의 발명은, 상기 석영유리부재의 소모 열화부와 비소모 열화부를 분리하지 않고, 비소모 열화부와 소모 열화부를 병존시켜서 분할하여, 각 분할편의 소모 열화부를 직접 화염처리해서 석영유리를 육성하고, 그 육성한 상기 분할편을 용착해서 일체화하기 때문에, 종래와 같은 소모 열화부를 연삭하고, 그 반대측을 육성하는 번잡한 재생가공에 비해, 용이하고 또한 신속하게 가공할 수 있는 동시에, 열응력과 변형에 대한 기계적 강도의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 14의 발명은, 상기 석영유리부재의 소모 열화부와 비소모 열화부를 분리하지 않고, 소모 열화부를 직접 화염처리하여 석영유리를 육성해서 재생하기 때문에, 종래와 같은 소모 열화부를 연삭하고, 그 반대측을 육성하는 번잡한 재생가공에 비해, 용이하고 또한 신속하게 가공할 수 있다.

청구항 15의 발명은, 상기 신규 재료는, 석영유리의 링형상의 단재 또는 원판형상의 단재, 또는 그들의 분할편이기 때문에, 단재의 유효 이용을 도모할 수 있어, 재생의 합리화와 재생비용의 저감을 도모할 수 있다.

청구항 16의 발명은, 상기 석영유리부재는, 반도체 또는 액정 디바이스를 제조하는 플라즈마 처리장치 내부의 구성부품이기 때문에, 고가이며 또한 취성재료인 석영유리부재의 세정처리 및 재생가공에 적합한 효과가 있다.

도 1(a)는 본 발명의 제1 실시형태를 적용한 소모 열화 후의 석영유리부재의 평면도이고, 도 1(b)는 상기 도 1(a)의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 2는 상기 제1 실시형태를 나타내는 재생공정도이다.
도 3은 상기 제1 실시형태의 개요를 나타내는 재생가공 순서도로, 도 3(a)는 재생가공 전의 오염 열화된 석영유리부재를 나타내는 사시도이고, 도 3(b)는 상기 석영유리부재의 소모부 절단 후의 비소모부(바깥 링)를 나타내는 사시도이며, 도 3(c)는 상기 소모부를 대신하는 신규 안쪽 링을 나타내는 사시도이고, 도 3(d)는 상기 바깥 링의 분할 후의 상황을 나타내는 사시도이며, 도 3(e)는 상기 신규 안쪽 링의 분할 후의 상황을 나타내는 사시도이고, 도 3(f)는 상기 내외 링의 분할 피스의 모따기(面取, chamfering) 가공의 상황을 나타내는 사시도이며, 도 3(g)는 상기 내외 링의 1조(組)의 분할 피스를 용착한 상황을 나타내는 사시도이고, 도 3(h)는 상기 내외 링의 4조의 분할 피스를 용착하여 재생 원형(原型) 링을 완성한 상황을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3(h)의 B-B선에 따른 확대 단면도이다.
도 5는 도 3(h)의 C-C선에 따른 확대 단면도이다.
도 6은 도 3(h)의 D-D선에 따른 확대 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시형태를 나타내는 재생공정도이다.
도 8은 상기 제2 실시형태의 개요를 나타내는 재생가공 순서도로, 도 8(a)는 재생가공 전의 오염 열화된 석영유리부재를 나타내는 사시도이고, 도 8(b)는 상기 석영유리부재를 소모부와 비소모부를 병존시켜서 절단한 상황을 나타내는 사시도이며, 도 8(c)는 분할편의 모따기 가공의 상황을 나타내는 사시도이고, 도 8(d)는 분할편의 소모부를 육성한 상황을 나타내는 사시도이며, 도 8(e)는 육성한 4조의 분할편을 용착하여 재생 원형 링을 완성한 상황을 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 8(e)의 E-E선에 따른 확대 단면도이다.
도 10은 도 8(e)의 F-F선에 따른 확대 단면도이다.
도 11은 도 8(e)의 G-G선에 따른 확대 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시형태를 나타내는 재생공정도이다.
도 13은 상기 제3 실시형태의 개요를 나타내는 재생가공 순서도로, 도 13(a)는 재생가공 전의 오염 열화된 석영유리부재를 나타내는 사시도이고, 도 13(b)는 상기 석영유리부재의 소모 열화부의 일부를 육성한 상황을 나타내는 사시도이며, 도 13(c)는 소모 열화부의 전역을 육성하여 재생 원형 링을 완성한 상황을 나타내는 사시도이다.
도 14는 도 13(c)의 H-H선에 따른 확대 단면도이다.
도 15는 도 13(c)의 I-I선에 따른 확대 단면도이다.
도 16(a)는 본 발명의 제4 실시형태를 나타내는 링형상 단재의 평면도이고, 도 16(b)는 상기 도 16(a)의 J-J선에 따른 단면도이다.
도 17(a)는 본 발명의 제4 실시형태를 나타내는 원판형상 단재의 평면도이고, 도 17(b)는 상기 도 17(a)의 K-K선에 따른 단면도이다.

이하, 본 발명을 반도체나 액정 디바이스를 제조하는 플라즈마 처리장치 내부의 구성부품인, 석영유리부재의 재생에 적용한 도시하는 실시형태에 대해 설명하면, 도 1 내지 도 6에 있어서 1은 상기 플라즈마 처리장치 내부에 상당시간 사용되어 소모·열화된 재생 대상인 스폿페이싱(spot facing)형의 석영유리부재로, 플라즈마 환경에 노출되는 반응면(1a)과 반대측에, 직경이 큰 스폿페이싱(2)이 형성되고, 그 중앙에 통공(通孔)(3)이 형성되어 있다.

상기 실시형태의 석영유리부재(1)는, 소모 열화부(4)의 소모상황이 심하여, 사용이 불가능해 당해부를 폐기처분하고, 대신에 신규한 석영재료를 용착해서 일체화하여, 소모 열화부(4)를 수복해서 재생하는 것을 사용하고 있다.

또한, 본 발명은, 상기 스폿페이싱형의 석영유리부재(1) 외에, 후술하는 바와 같이 링형(도 16)이나 원판형(도 17)의 석영유리부재에도 적용 가능하다.

상기 반응면(1a)의 거의 전역은 플라즈마 환경에 노출되어 소모되고 또한 열화되어, 그 소모 열화부(4)와 통공(3)의 내면에 디포지트(5)가 남아 있다.

상기 디포지트(5)는, 예를 들면 산화 실리콘막의 플라즈마 에칭처리장치의 경우, 불소를 포함하는 유기물 등으로 되어 있다.

또한, 석영유리부재(1)가 장시간 플라즈마 환경에 노출되면, 솔라리제이션(So-larization)에 의해, 모재가 옅은 보라색으로 착색되어 버리는 경우가 있어, 이 착색도 후술하는 고온 가열 세정에 의해 동시에 제거한다.

상기 솔라리제이션은, 석영유리 모재에 극미량으로 함유되어 있는 금속 불순물에 기인하는 착색현상으로, 표면 부착물이 아니기에, 통상의 약액 세정으로 소실시키는 것은 불가능하다.

이에, 발명자는 석영유리 모재를 소정 온도 이상으로 가열 유지함으로써, 상기 착색이 소실되는 것을 실험으로 확인하였다.

도면 중, 6은 석영유리부재(1)의 일측 둘레면에 형성한 테이퍼면, L은 소모 열화부(4)의 외측에 마련한 절단선으로, 그 절단선(L)을 따라 석영유리부재(1)를 절단하여, 절단한 소모 열화부(4)를 포함하는 석영유리부재(1)의 내측부분을 폐기하고, 소모 열화부(4)를 포함하지 않는 외측부분을 재이용한다.

상기 석영유리부재(1)의 재생공정은 도 2와 같아, 먼저 재생이 요청된 석영유리부재(1)의 인수시에 인수검사를 행하고, 디포지트(5)나 오손(汚損), 소모 열화, 솔라리제이션에 의한 착색 유무 등을 육안 검사하여, 재생 여부를 판단한다.

상기 인수검사 후, 비파괴검사장치(도시 생략)를 사용하여, 그 장치로부터 형광작용을 나타내는, 예를 들면 파장이 200~400 ㎚인 자외선(UV)을 석영유리부재(1)에 조사하고, 석영유리부재(1)와 디포지트(5)의 형광의 차로부터, 백색광 등의 가시광으로는 확인할 수 없는 오염범위를 검사한다.

즉, 상기 자외선조사에서는, 파장이 254 ㎚인 자외선을 조사하면, 천연 석영은 파랗게 형광하고, 파장이 365 ㎚인 자외선을 조사하면, 디포지트(5)의 주성분인 유기물은 노랑, 빨강, 녹색 등으로 형광하기 때문에, 이들의 발색을 육안으로 검사함으로써, 디포지트(5)의 유무를 정밀하게 또한 합리적으으로 판단할 수 있다.

그리고, 상기 확인 후, 예를 들면 디포지트 내지 오염 열화상황이 심한 경우는, 제1차 세정 및 제2차 세정의 순서로 이송하여 세정하고, 디포지트 내지 오염 열화상황이 가벼운 정도인 경우는, 제1차 세정 또는 제2차 세정으로만 이송하여 세정한다.

실시형태에서는, 상기 제1차 세정으로서 드라이아이스 블라스트 세정을 채용하고, 제2차 세정으로서 고온 가열 세정을 채용하고 있다.

이 중, 드라이아이스 블라스트 세정은, 청정한 세정 챔버(도시 생략)에 석영유리부재(1)를 수용하고, 블라스트장치(도시 생략)를 매개로 하여, -70℃ 이하의 고순도의 드라이아이스를, 압축된 청정 공기 또는 질소와 함께 석영유리부재(1)에 분사한다.

이 실시형태에서는, 상기 드라이아이스의 분사압력을 0.2~0.5 MPa로 설정하고 있다.

그리고, 상기 석영유리부재(1)의 표면을 냉각하고, 열수축에 의한 디포지트(5)의 박리를 촉진해서, 드라이아이스가 기화되었을 때 디포지트(5)를 박리시켜, 석영유리부재(1)에 손상을 주지 않고, 디포지트(5)를 제거한다.

상기 고온 가열 세정은, 제1차 세정 후 또는 제1차 세정을 생략한 석영유리부재(1)를 고온 가열 세정로(도시 생략)에 수용하고, 그 고온 가열 세정로를 대기 또는 진공 또는 불활성가스 분위기하에서 약 700℃~1050℃로 가열하여, 미세한 디포지트(5)나 오염을 승화 또는 회화하는 동시에, 솔라리제이션에 의한 석영유리부재(1)의 옅은 보라색의 착색을 동시에 제거한다.

상기 솔라리제이션은, 석영유리 모재에 극미량으로 함유되어 있는 금속 불순물에 기인하는 착색현상으로, 표면 부착물이 아니기 때문에, 통상의 약액 세정으로 소실시키는 것은 불가능하다.

발명자는 상기 착색의 제거에 관하여, 석영유리 모재를 적어도 600℃ 이상으로 가열 유지함으로써, 소실되는 것을 실험으로 확인하였다.

따라서, 석영유리부재(1)의 표면에 디포지트(5)가 잔류하고, 또한 솔라리제이션에 의해 착색되어 있는 것을 가열 세정하는 경우, 착색이 소실되는 온도, 즉 600℃＋α의 700℃ 이상으로 가열하여, 양자를 제거하도록 합리적으로 설정하고 있다.

이 경우, 디포지트(5)를 이루는 유기물은 약 400℃ 이상에서 산화되고, 솔라리제이션은 대략 700℃ 이상에서 제거되기 때문에, 상기 고온 가열 세정로의 가열온도의 하한을 700℃로 하고, 석영의 변형점은 1100℃ 근방이기 때문에, 모재의 열변형을 억제하기 위해, 상기 고온 가열 세정로의 가열온도의 상한을 1050℃로 설정하고 있다.

한편, 상기 고온 가열 세정로는, 냉각 후, 디포지트(5)와 석영유리부재(1)의 열팽창계수의 상위에 의해, 디포지트(5)를 박리한다.

이 경우, 전술한 바와 같은 소위 건식세정 외에, 산, 알칼리, 유기용제 등의 약액에 석영유리부재(1)를 침지하는 습식세정을 채용하고, 더 나아가서는 전술한 건식 및 습식세정을 조합해서 세정하는 것도 가능하다.

이렇게 하여, 디포지트(5)나 솔라리제이션에 의한 착색을 제거한 석영유리부재(1)에 대해 중간검사를 행하여, 치수와 외관을 육안 검사하는 동시에, 전술한 비파괴검사장치(도시 생략)를 사용해서, 파장이 200~400 ㎚인 자외선(UV)을 석영유리부재(1)에 조사하고, 석영유리부재(1)와 디포지트(5)의 형광색의 차로부터, 디포지트(5)의 잔류 유무와 세정이 잘 이루어졌는지 여부를, 가시광으로는 확인할 수 없는 오염범위에 걸쳐서 정밀하게 또한 합리적으으로 육안 검사한다.

그리고, 디포지트(5)의 잔류가 소정량 이하인 경우에 재생가공 가능하다고 판단하여, 재생 가능한 석영유리부재(1)를 엄선함으로써, 품질 유지 향상과 생산성의 향상, 및 재생가공의 합리화를 도모한다.

이 경우, 상기 인수검사 또는 중간검사의 결과, 소모 열화부(4)의 소모상황이 경미하여, 후술하는 재생가공을 특별히 필요로 하지 않는 석영유리부재(1)에 대해서는, 상기 일련의 세정에 의해 디포지트(5) 및/또는 솔라리제이션에 의한 착색의 제거에 의해, 소모 열화부(4)가 수복 재생되고, 그 후 필요에 따라 적절히 기계가공을 실시함으로써, 재생처리를 종료한다.

한편, 상기 인수검사 또는 중간검사의 결과, 상기 석영유리부재(1)의 소모 열화부(4)의 수복·재생을 필요로 하는 것에 대해서는, 후술하는 재생가공을 행한다.

상기 재생가공은, 석영유리부재(1)의 형상 치수, 소모 열화부(4)의 소모상황, 재생가공의 작업조건, 재생가공시간, 재생비용 등을 토대로 하여, 각종 재생가공방법이 채용된다.

이 중, 실시형태의 석영유리부재(1)는, 전술하는 바와 같이 소모 열화부(4)의 소모상황이 심하기 때문에, 소모 열화부(4)의 사용이 불가능하여 당해부를 폐기처분하고, 대신에 신규한 석영재료를 용착하여 일체화해서, 소모 열화부(4)를 수복하여 재생하는 재생가공방법을 채용하고 있다.

상기 재생가공의 개요는, 소모 열화부분과 비소모 열화부분을 분리한 후, 소모 열화부분을 신규 재료로 치환하고, 비소모 열화부분과 신규 재료를 화염처리해서 용착하여 일체화함으로써 행한다. 이 상황은 도 3과 같다.

상기 재생가공은, 먼저 석영유리부재(1)를 적절한 수단으로 절단선(L)을 따라 절단하여, 소모 열화부(4)를 포함하는 절단선(L)보다 내측의 열화부분을 폐기하고, 절단선(L)보다 외측의 비소모 열화부분을 사용한다. 실시형태의 바깥 링(7)은, 외경이 400 ㎜, 내경이 약 350 ㎜로 형성되어 있다.

그 후, 상기 바깥 링(7)을 적절한 수단에 의해 복수로 분할 절단한다.

이 경우의 분할 수는, 그 후의 화염처리나 작업조건 및 바깥 링(7)의 크기에 따라 결정되고, 실시형태와 같은 형상 치수의 것은, 도시한 바와 같이 등분으로 4분할하고, 실시형태보다 소형의 것은 2~3으로 분할하며, 대형의 것은 4분할 이상의 수로 분할한다.

도면 중, 7a는 바깥 링(7)을 분할한 바깥 링 피스이다.

한편, 상기 폐기처분되는 소모 열화부(4) 대신에, 신규한 석영유리제의 안쪽 링(8)을 준비하고, 그 안쪽 링(8)을 바깥 링(7)과 동일한 수의 복수로 분할 절단한다.

상기 안쪽 링(8)은, 절단선(L)의 직경과 대략 동일 직경으로, 가공비용을 고려한 판두께의 판재로 되며, 그 중앙에 통공(3)보다 작은 직경의 구멍을 형성한다.

이 경우, 안쪽 링(8)은 전술한 바와 같이, 신규한 석영유리재를 사용해도 되나, 신규하게 석영유리재를 제조하는 과정에서, 링형상, 원판형상 또는 판형상의 단재, 또는 그들을 분할한 단재가 발생하기 때문에, 그들을 안쪽 링(8) 또는 후술하는 안쪽 링 피스에 사용함으로써, 합리적인 재생과 재생비용의 저감을 도모할 수 있다. 따라서, 상기 단재는 신규 재료와 동일한 순도를 가지면 되고, 그 제작 시기를 불문한다.

상기 안쪽 링(8)의 분할 수는 상기 바깥 링(7)과 동일한 수로, 안쪽 링(8)을 등분으로 4분할하여 안쪽 링 피스(8a)를 형성한다.

그 후, 상기 내외 링 피스(7a, 8a)의 접합 내지 용착부 단면을, 적절한 수단에 의해 테이퍼면형상으로 모따기 가공한다.

도면 중, 7b는 바깥 링 피스(7a)의 양단부에 형성한 테이퍼형상의 모따기부, 7c는 바깥 링 피스(7a)의 내면에 형성한 테이퍼형상의 모따기부, 8b는 안쪽 링 피스(8a)의 양단부에 형성한 테이퍼형상의 모따기부, 8c는 안쪽 링 피스(7a)의 내면에 형성한 테이퍼형상의 모따기부이다. 이 상황은 도 3(f)와 같다.

그 후, 상기 내외 링 피스(7a, 8a)를 플루오르화수소산 세정 및 순수 세정하여, 이들을 구워낸 후, 어닐링(annealing)하여 내부의 변형을 제거한다.

상기 구워내기는, 산수소 버너(도시 생략)를 사용하여, 그 노즐 출구에 화염을 형성하고, 그 화염을 상기 내외 링 피스(7a, 8a)에 쬐어 약 2000℃로 가열하여, 그들 표면의 마이크로크랙을 용융해서 평활하게 형성하고, 그 기계적 강도를 강화한 후, 이들을 전기로에 반입하고 어닐링하여, 내부의 변형을 제거한다.

그리고, 내외 링 피스(7a, 8a)의 1조를 내외 위치에 배치하고, 그 서로 마주보는 모따기부(7c, 8c)와, 안쪽 링 피스(7a)의 내면과 모따기부(8c)의 대략 V자 홈형상의 용접 스페이스에, 석영봉(도시 생략)을 용융하여 용착한다. 이 상황은 도 3(g)와 같아, 내외 링 피스(7a, 8a)를 대략 부채형상으로 형성한다.

상기 용착은 산수소 버너(도시 생략)를 사용하여, 그 노즐 출구에 약 2000℃의 화염을 형성하고, 그 화염을 석영봉에 쬐어 용융하고, 용융된 석영을 용접 스페이스에 충전해서 행한다. 도면 중 9는 용융된 석영이 고화된 용착 비드이다.

그 후, 다른 조(組)의 내외 링 피스(7a, 8a)도 동일하게 용착하여, 4조의 내외 링 피스(7a, 8a)를 용착한다. 이렇게 하여 상기 4조의 내외 링 피스(7a, 8a)를 용착 후, 이들을 전기로에 반입해서 어닐링하여, 변형을 제거한 후, 플루오르화수소산 세정과 순수 세정을 순서대로 행한다.

다음으로, 상기 용착한 4조의 내외 링 피스(7a, 8a)의 단면을 링형상으로 배치하고, 그 서로 마주보는 모따기부(7b, 7b와 8b, 8b)로 형성하는 대략 V자 홈형상의 용접 스페이스에, 전술한 것과 동일하게 석영봉을 용융하여 용착한다. 도면 중, 10은 내외 링 피스(7a, 8a)의 단면을 용착한 용착 비드로, 상기 용착 비드(9)보다도 폭넓게 높이 쌓아올려 용착되어 있다.

이 상황은 도 3(h)와 같아, 4조의 내외 링 피스(7a, 8a)를 접속하여 링형상으로 형성하고, 재생 원형 링을 완성한다.

그 후, 상기 재생 원형 링을 전기로에 반입해서 어닐링하여, 변형을 제거하고 화염처리가공을 중심으로 한 가공을 종료하여, 소기의 형상 치수 및 표면 조도로 마무리하는 기계가공으로 이행한다.

상기 기계가공은, 연삭반, 머시닝센터(machining center), 선반(旋盤), 샌드블라스트기 등을 구사하여, 재생 원형 링의 두께와 내외 직경, 테이퍼면을 연삭가공하고, 소정의 형상 치수와 표면 조도로 마무리하여, 재생 원형 링의 기계가공을 종료한다.

그 후, 상기 재생 링을 세정하여, 최종 검사에서 외관 및 치수 검사를 검사하고, 최종 정밀 세정하여 일련의 재생이 종료한다.

이와 같이 상기 재생가공은, 석영유리부재(1)의 소모 열화부분과 비소모 열화부분을 분리하고, 소모 열화부분을 단재를 포함하는 신규 재료로 치환하여, 비소모 열화부분과 신규 재료를 화염처리하여 용착해서 재생가공할 때, 비소모 열화부분과 신규 재료를 분할하고, 그 분할편의 1조를 용착해서 어닐링하여, 그 복수 조를 고리형상으로 배치해서 용착하고, 일체화하여 재생 원형 링을 제작하고 있다.

따라서, 비분할의 비소모 열화부분과, 비분할의 신규 재료를 화염처리해서 용착하는 방법에 비해, 비소모 열화부분과 신규 재료에 있어서의 열응력과 그 변형을 저감하고, 용착시 또는 재생품의 사용시에 있어서의 크랙이나 깨짐을 방지하여, 재생 내지 화염처리의 용이화와 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 상기 재생가공은, 신규 재료에 링형상 단재 또는 원판형상의 단재, 더 나아가서는 그 분할편의 단재를 사용함으로써, 각종 단재의 합리적인 이용을 촉진하고, 석영유리부재(1)의 수율을 향상시켜, 재생비용의 저감과 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

한편, 상기 재생가공은, 비소모 열화부분과 신규 재료를 분할하여 용착하고, 잔류하는 미소한 내부 응력과 변형을 분산하여, 내부 응력과 변형의 성장을 억제해서 깨짐의 발생을 방지하고, 기계적 강도를 강화할 수 있기 때문에, 취성재료인 석영재료의 재생가공에 매우 적합하다.

도 7 내지 도 17은 본 발명의 다른 실시형태를 나타내고, 전술한 구성과 대응하는 부분에 동일 부호를 사용하고 있다.

이 중, 도 7 내지 도 11은 본 발명의 제2 실시형태의 요부(要部)를 나타내고, 이 실시형태에 있어서의 석영유리부재(1)는, 소모 열화부(4)의 소모 열화상황이 전술한 바와 같이 재생 불가능하여 폐기처분할 정도는 아니고, 당해부를 수복하면 사용 가능한 것이다.

이와 같은 석영유리부재(1)에 대한 재생공정은 도 7과 같아, 그 재생가공 전의 인수검사, 오염확인, 디포지트의 제거법, 중간검사는 전술한 실시형태와 동일하고, 재생가공에 있어서의 화염처리만 상위하며, 그 화염처리의 개요는 도 8과 같다.

즉, 상기 제2 실시형태는, 전술한 것과 동일한 스폿페이싱형의 석영유리부재(1)에 적용하여, 인수검사와 중간검사로 엄선된 석영유리부재(1)를 방사방향으로 적절한 수단으로 복수로 분할한다.

따라서, 제1 실시형태와 같이 소모 열화부(4)를 절단선(L)을 따라 원형으로 절단하는 작업을 필요로 하지 않는다. 또한, 상기 석영유리부재(1)는 스폿페이싱형에 한정되지 않고, 후술하는 링형상 또는 원판형상의 것에도 적용할 수 있다.

상기 분할의 요령은 전술한 실시형태와 마찬가지로, 분할편(1b)의 접합 내지 용착부 단부를 테이퍼면형상으로 모따기 가공하고, 이들을 플루오르화수소산 세정 및 순수 세정한 후, 이들을 구워내고, 추가적으로 어닐링하여 내부의 변형을 제거한다. 상기 구워내기는, 전술한 실시형태와 동일하게 행하여, 분할편(1b)의 기계적 강도를 강화한다.

다음으로, 상기 어닐링한 분할편(1b)의 소모 열화부(4)를 육성(肉盛)한다.

상기 육성은, 산수소 버너(도시 생략)를 사용하여, 그 노즐 출구의 약 2000℃의 화염을 석영봉에 쬐어 용융하고, 용융된 석영유리를 소모 열화부(4) 상에 충전하여 쌓아올리는 동시에, 소모된 통공(3)의 내면에도 육성한다. 이 상황은 도 8(d) 및 도 9와 같다.

실시형태의 육성부(11)는, 용융된 석영을 방사방향으로 비드형상으로 형성하고, 다른 분할편(1b)도 동일하게 육성하여, 4개의 분할편(1b)을 대략 동일 두께로 육성하고, 또한 통공(3)의 내면에도 육성부(11)를 형성한 시점에, 이들을 전기로에 반입해서 어닐링하여, 변형을 제거하고 플루오르화수소산 세정하고 순수 세정한다.

그 후, 상기 육성한 4개의 분할편(1b)을 링형상으로 배치하고, 그 서로 마주보는 모따기부(1c, 1d)에서 형성하는 대략 V자 홈형상의 용접 스페이스에, 전술하는 바와 동일하게 석영을 용융하여 용착한다.

이 상황은 도 8(e)와 같아, 4개의 분할편(1b)을 용착해서 링형상으로 형성하여, 재생 원형 링을 완성한다.

이와 같이 상기 제2 실시형태의 재생가공은, 석영유리부재(1)의 소모 열화부분과 비소모 열화부분을 분리하지 않으며, 또한 소모 열화부분을 신규 재료로 치환하지 않고, 석영유리부재(1)를 분할하여, 그 분할편(1b)의 소모 열화부분을 화염처리해서 직접 육성하고, 재생한다.

따라서, 제1 실시형태와 같은 소모 열화부(4)에 따른 분단작업과, 신규 재료인 안쪽 링(8)의 조달, 내외 링(7, 8)의 분할작업, 및 내외 링 피스(7a, 8a)의 모따기 작업과, 그들의 용착작업을 생략하고, 이것을 용이하고 또한 합리적으로 행할 수 있어, 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 상기 제2 실시형태의 재생가공은, 분할편(1b)의 소모 열화부분을 화염처리하여 직접 육성하기 때문에, 종래와 같이 소모부를 연삭하여 제거하고, 그 반대면을 육성하는 종래의 번잡한 방법에 비해, 연삭의 수고를 삭감하여, 육성을 용이하고 또한 신속하게 행할 수 있다.

또한, 상기 육성을 석영유리부재의 일측면 전역에 육성하는 방법에 비해, 각 분할편(1b)을 육성함으로써, 열응력과 그 변형의 집중을 억제하고, 용착시에 있어서의 크랙이나 깨짐을 방지하여, 재생 내지 화염처리의 용이화와 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 상기 재생가공은, 비소모 열화부분을 분할하여 용착하고 있기 때문에, 잔류하는 미소한 내부 응력과 변형이 분산되어, 그 저감을 도모할 수 있는 동시에, 내부 응력과 변형의 성장을 억제하여 깨짐의 발생을 방지하고, 기계적 강도를 강화할 수 있다. 따라서, 취성재료인 석영유리부재(1)의 재생가공에 매우 적합하다.

도 12 내지 도 15는 상기 제3 실시형태의 요부를 나타내고, 이 실시형태는 전술한 제2 실시형태의 응용형태에 상당한다.

이 실시형태는, 전술한 것과 동일한 스폿페이싱형의 석영유리부재(1)에 적용하여, 인수검사로 엄선된 석영유리부재(1)를 복수로 분할하지 않고, 따라서 분할편의 모따기나 구워내기, 그들의 용착을 필요로 하지 않고, 소모 열화부(4)를 직접 육성하며, 또한 통공(3)의 내면에 육성한다.

상기 육성은 제2 실시형태와 동일하게 행하며, 육성마다의 어닐링을 필요로 하지 않고, 재생 원형 링을 완성한다.

따라서, 상기 제3 실시형태의 재생가공은, 석영유리부재(1)를 분할하지 않고, 인수검사로 엄선한 석영유리부재(1)를 신속하게 육성할 수 있기 때문에, 용이하고 또한 합리적으로 재생할 수 있어, 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

도 16 및 도 17은 본 발명의 제4 실시형태의 요부를 나타내고, 이 실시형태는 재생 대상인 석영유리부재(1)를, 스폿페이싱형의 석영유리부재 대신에, 도 16은 링형의 석영유리부재(1)에 적용하고, 도 17에서는 원판형의 석영유리부재(1)에 적용하고 있으며, 그 구체적인 재생방법은 전술한 실시형태와 동일하다.

이와 같이 본 발명의 석영유리부재의 재생방법은, 예를 들면 반도체 제조공정에 사용되어 소모 열화된 석영유리부재에 대해, 세정 전에 디포지트나, 소모·열화상태를 정밀하게 체크하여 오염상태에 따른 세정방법을 결정하고, 모재로의 손상을 최대한 억제하여 세정한 후, 디포지트의 잔류를 정밀하게 체크하여 재생가공 전의 석영유리부재를 엄선하고, 합리적인 재생을 행하는 동시에, 취성재료인 석영유리부재의 기계적 강도를 강화하여, 재생가공에 있어서의 화염처리의 열응력과 변형에 의한 파손을 방지하는 동시에, 석영유리부재의 수율 향상과 유효 이용을 도모하여 생산성을 향상시켜, 품질의 안정화와 재생의 합리화를 도모할 수 있다.

1 석영유리부재
1b 분할편
4 소모 열화부
5 디포지트
7 비소모 열화부(바깥 링)
7a 바깥 링 피스(분할편)
8 신규 재료(단재)
8a 안쪽 링 피스(분할편)
11 육성부(肉盛部)

Claims (16)

1. 소모 또는 오염 열화된 석영유리부재를 인수검사하여, 그 석영유리부재에 형광작용을 나타내는 소정 파장의 자외선을 조사하고, 그 석영유리부재와 디포지트의 형광색의 차에 의해 오염 열화상황을 검사 후, 드라이아이스 블라스트 세정 또는 고온 가열 세정하고, 그 고온 가열 세정에 의해 디포지트를 승화 또는 회화(灰化)하여, 세정 후, 석영유리부재를 소모 또는 오염 열화상황에 따라 화염처리가공하고, 소모 또는 오염 열화부를 수복하여 재생하는 석영유리부재의 재생방법에 있어서, 상기 오염 열화상황 검사에 있어서의 석영유리부재의 소모 또는 오염상황에 따라 소모 또는 오염 열화부의 수복·재생을 필요로 하는 석영유리부재를 드라이아이스 블라스트 세정 후에 고온 가열 세정하고, 소모 또는 오염 열화부의 수복·재생을 특별히 필요로 하지 않는 석영유리부재는 상기 고온 가열 세정을 선택적으로 실행하며, 상기 고온 가열 세정은 대기 또는 진공 또는 불활성 가스의 분위기하에서 상기 석영유리부재를 변형점 이하에서 1050℃를 상한으로 가열하는 것을 특징으로 하는 석영유리부재의 재생방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 석영유리부재의 인수검사 시에 솔라리제이션에 의한 착색 유무를 검사하여, 상기 착색을 갖는 석영유리부재를 상기 고온 가열 세정하여 상기 착색을 제거하는 석영유리부재의 재생방법.
3. 제2항에 있어서,
   표면에 디포지트가 잔류하고, 또한 솔라리제이션에 의한 착색이 존재하는 석영유리부재를 700℃ 이상으로, 변형점 이하의 1050℃를 상한으로 가열하여 디포지트와 솔라리제이션에 의한 착색을 제거하는 석영유리부재의 재생방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 석영유리부재는 반도체 또는 액정 디바이스를 제조하는 플라즈마 처리장치 내부의 구성부품인 석영유리부재의 재생방법.
5. 소모 또는 오염 열화된 석영유리부재를 인수검사하여, 그 석영유리부재에 형광작용을 나타내는 소정 파장의 자외선을 조사하고, 그 석영유리부재와 디포지트의 형광색의 차에 의해 오염 열화상황을 검사 후, 드라이아이스 블라스트 세정 또는 고온 가열 세정하고, 그 고온 가열 세정에 의해 디포지트를 승화 또는 회화하여, 세정 후, 석영유리부재를 소모 또는 오염 열화상황에 따라 화염처리가공하고, 그 화염처리가공을 소모 열화부와 비소모 열화부를 분리하거나 또는 분리하지 않고 실행하여, 분리하는 경우는 소모 또는 오염 열화부를 동질의 신규 재료와 교환하여 비소모 열화부에 용착하고, 분리하지 않는 경우는 소모 또는 오염 열화부에 동질의 재료를 용융하여 육성(肉盛)하고 소모 또는 오염 열화부를 수복하여 재생하는 석영유리부재의 재상방법에 있어서, 상기 오염 열화상황 검사에 있어서의 석영유리부재의 소모 또는 오염상황에 따라 소모 또는 오염 열화부의 수복·재생을 필요로 하는 석영유리부재를 드라이아이스 블라스트 세정 후에 고온 가열 세정하고, 소모 또는 오염 열화부의 수복·재생을 특별히 필요로 하지 않는 석영유리부재는 상기 고온 가열 세정을 선택적으로 실행하며, 상기 고온 가열 세정은 대기 또는 진공 또는 불활성 가스의 분위기하에서 상기 석영유리부재를 변형점 이하에서 1050℃를 상한으로 가열하는 한편, 상기 고온 가열 세정 후의 소모 열화부의 소모 열화상황에 따라 상기 분리한 비소모 열화부와 상기 신규 재료를 복수로 분할하여 그 각 한쌍의 분할편을 용착하여 접합 후, 복수의 접합편을 용착하여 접합하거나 또는 상기 분리하지 않는 소모 열화부와 비소모 열화부를 병존시켜서 복수로 분할하고, 그 소모 열화부를 육성하여 수복 후 복수의 분할편을 용착하여 접합하는 것을 특징으로 하는 석영유리부재의 재생방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 석영유리부재를 링형상 또는 원판형상, 또는 편면에 직경이 큰 오목한 구멍형상의 스폿페이싱(spot facing)을 형성한 스폿페이싱형으로 형성하여, 그 일측면에 소모 열화부와 비소모 열화부를 동심원형상으로 형성 가능하게 하는 석영유리부재의 재생방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 분리하는 링형상 또는 원판형상의 비소모 열화부와 상기 분리하지 않는 링형상 또는 원판형상의 석영유리부재를 복수로 분할하는 석영유리부재의 재생방법.
8. 제5항에 있어서,
   상기 신규 재료를 소모 열화부와 동질의 재료로, 그 단재 또는 그들의 분할편으로 제작하는 석영유리부재의 재생방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 신규 재료를 링형상 또는 원판형상의 단재 또는 그들의 분할편으로 구성하고, 그 신규 재료를 비소모 열화부의 분할편과 같은 수로 제작하는 석영유리부재의 재생방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 비소모 열화부와 신규 재료를 용착한 복수의 접합편을 링형상으로 배치하고, 그들의 접합부를 용착하고 수복하여 재생하는 석영유리부재의 재생방법.
11. 제5항에 있어서,
    상기 비소모 열화부와 분리하지 않는 소모 열화부에 육성한 복수의 분할편을 링형상으로 배치하고, 그들의 접합부를 용착하고 수복하여 재생하는 석영유리부재의 재생방법.
12. 제5항 또는 제9항에 있어서,
    상기 비소모 열화부와 신규 재료의 복수의 분할편의 접합부와, 소모 열화부와 비소모 열화부가 병존하는 복수의 분할편의 접합부를 단면 V자 형상으로 모따기(面取, chamfering) 가공하고, 그 모따기 가공부를 접합하여 형성하는 V자 홈형상부에 석영을 용융하여 용착하는 석영유리부재의 재생방법.
13. 제5항에 있어서,
    상기 석영유리부재는 반도체 또는 액정 디바이스를 제조하는 플라즈마 처리장치 내부의 구성부품인 석영유리부재의 재생방법.
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