KR101987943B1 - 금속부재의 클리닝 방법 - Google Patents

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Abstract

금속부재의 클리닝 방법을 개시한다.
이러한 금속부재의 클리닝 방법은, 챔버장치용 금속부재의 표면 유지보수(refurbish)를 위한 클리닝 방법으로서, 챔버장치용 금속부재의 피처리면 측을 박리, 리코팅, 및 폴리싱 처리하고, 폴리싱 처리된 코팅층 표면을 향하여 클리닝용 승화 입자들을 분사하여 이 클리닝용 승화 입자들의 분사 및 승화(昇華) 분위기로 표면 파티클들을 강제 제거한 상태로 세정 작업을 진행하는 것을 특징으로 한다.

Description

금속부재의 클리닝 방법{CLEANING METHOD OF METAL PARTS}
본 발명은 금속부재의 클리닝 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조 공정에 사용되는 각종 챔버장치들은 챔버 내부의 작업 분위기에 의해 챔버 내부를 구성하는 각종 금속부재들의 표면(코팅층)이 쉽게 오염되거나, 손상되는 현상이 빈번하게 발생되는 것으로 알려져 있다.
특히, 금속부재들의 표면에 형성된 기능성 코팅층이 오염되거나 손상되면, 챔버장치의 챔버 내의 작업 분위기로 반도체 제조를 위한 일련의 작업들을 진행할 때 오작동이나 불량 품질을 유발하는 한 요인이 될 수 있으므로, 챔버장치의 안정적인 작동성을 확보하는 차원에서 금속부재들의 표면이 정상적인 상태를 유지할 수 있도록 금속부재들의 표면을 주기적으로 유지보수 처리(refurbish)하는 작업이 요구된다.
유지보수 작업은 대부분 챔버장치로부터 금속부재들을 분리하여 별도의 작업 장소로 옮겨진 상태에서 세정 공정을 기반으로 하여 세정 작업 전,후로 예를 들어, 금속부재의 표면 코팅층을 박리 처리한 다음, 리코팅 및 폴리싱 처리하는 공정들을 거치면서 클리닝하는 방식으로 진행된다.
이때, 유지보수 처리된 금속부재들은 패킹된 상태로 운반(보관)되어 챔버장치 측에 재설치되는 상태로 사용되므로, 만족할 만한 유지보수 품질을 확보하려면, 금속부재의 패킹 처리 전에 진행하는 표면 유지보수 처리 단계에서 표면 파티클들이 최대한 제거될 수 있는 상태로 클리닝 작업을 진행하는 것이 중요하다.
(특허문헌 0001) 등록특허공보 제10-0439478호, 2003년06월28일 공개.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
본 발명의 목적은, 챔버장치용 금속부재들의 표면 파티클 발생을 최대한 억제할 수 있는 상태로 클리닝 처리할 수 있는 금속부재의 클리닝 방법을 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여,
챔버장치용 금속부재의 표면 유지보수(refurbish)를 위한 클리닝 방법으로서,
챔버장치용 금속부재의 피처리면 측을 박리, 리코팅, 및 폴리싱 처리하고, 폴리싱 처리된 코팅층 표면을 향하여 클리닝용 승화 입자들을 분사하여 이 클리닝용 승화 입자들의 분사 및 승화(昇華) 분위기로 표면 파티클들을 강제 제거한 상태로 세정 작업을 진행하는 것을 특징으로 하는 금속부재의 클리닝 방법을 제공한다.
이와 같은 본 발명은, 챔버장치용 금속부재의 세정 처리 전에, 챔버장치용 금속부재의 표면 처리된 피처리면 측을 클리닝용 승화 입자들의 분사 및 승화(昇華) 분위기에 의해 표면 파티클들을 최대한 제거한 상태로 세정 처리하는 방식으로 클리닝 작업을 간편하게 진행할 수 있다.
특히, 클리닝용 승화 입자들을 이용하여 분사 및 승화 분위기로 챔버장치용 금속부재들의 피처리면 측의 파티클들을 제거하는 방식은, 클리닝용 승화 입자들의 분사 및 승화 분위기에 의해 파티클 제거와 부합하는 여러 가지 작용들을 용이하게 유도할 수 있으므로, 예를 들어 비드와 같은 고체 입자들을 분사하여 단순하게 물리적인 충격으로만 파티클을 제거하는 방식들에 비하여 한층 더 향상된 클리닝 품질을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 금속부재의 클리닝 방법의 전체 작업 공정을 개략적으로 나타낸 공정도이다.
도 2 내지 도 6은 도 1의 각 공정들을 설명하기 위한 도면들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.
본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자들이 본 발명의 실시가 가능한 범위 내에서 설명된다.
따라서, 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있는 것이므로 본 발명의 청구범위의 범주는 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 금속부재의 클리닝 방법의 전체 작업 공정을 개략적으로 나타낸 공정도이고, 도 2 내지 도 6은 도 1의 각 공정들을 설명하기 위한 도면들로서, 도 1을 참조하면, 일실시 예에 따른 금속부재의 클리닝 방법은, 챔버장치용 금속부재 표면 처리공정(S1), 챔버장치용 금속부재 파티클 처리공정(S2), 및 챔버장치용 금속부재 세정 처리공정(S3)을 포함하여 이루어진다.
도 1의 공정들 중에서 챔버장치용 금속부재 표면 처리공정(S1)은 반도체 제조공정의 챔버장치 측에 설치 사용된 금속부재(예: 실드, 라이너)의 오염이나 손상된 외부면(코팅층) 측을 정상적인 상태로 복원 처리하기 위한 것이다.
즉, 챔버장치용 금속부재 표면 처리공정(S1)은 도 2에서와 같이 챔버장치용 금속부재(M)의 오염 및 손상된 기존 코팅층(미도시)을 박리(剝離) 처리한 상태로 리코팅(re-coating)한 다음, 리코팅된 코팅층(C) 표면을 폴리싱 처리하는 방식으로 진행할 수 있다.
이러한 표면 처리작업은 도면에는 나타내지 않았지만, 예를 들어 박리 및 폴리싱 작업은 블라스팅이나 연마 방식으로 진행하고, 리코팅 작업은 코팅액을 분무하고 경화시키는 방식으로 진행할 수 있다.
이때, 챔버장치용 금속부재(M)의 코팅층(C) 표면 상에는 폴리싱 작업 중에 발생된 미세한 파티클(C1)들이 잔존하게 된다.
한편, 챔버장치용 금속부재 파티클 처리공정(S2)은, 챔버장치용 금속부재(M)를 세정 처리하기 전에, 챔버장치용 금속부재(M)의 표면 처리된 코팅층(C) 즉, 피처리면 측에 잔존하는 파티클(C1)들을 클리닝용 승화 입자(B)를 이용하여 최대한 제거하기 위한 것이다.
특히, 챔버장치용 금속부재 파티클 처리공정(S2)은, 클리닝용 승화 입자(B)들의 분사 및 승화(昇華) 분위기에 의해 파티클(C1) 제거와 부합하는 물리적인 충격, 열충격, 팽창, 및 박리 현상을 유도하는 방식으로 진행된다.
즉, 이러한 제거작업은 도 3에서와 같이 지지대(P) 상에 챔버장치용 금속부재(M)가 놓여진 상태에서 분사건(G)을 이용하여 챔버장치용 금속부재(M)의 리코팅된 코팅층(C) 표면을 향하여 클리닝용 승화 입자(B)들을 일정 압력으로 분사하는 상태로 진행할 수 있다.
클리닝용 승화 입자(B)는 무수 탄산 고체(드라이아이스) 입자가 사용되며, 무수 탄산 고체는 순도가 높은 이산화탄소를 압축 및 냉각하여 만든 흰색 고체로서, 파티클(C1)들의 제거 작업시 이와 부합하는 물리적인 충격, 열충격, 팽창, 및 박리 현상을 용이하게 유도할 수 있는 입자 특성을 제공할 수 있다.
그리고, 무수 탄산 고체는 예를 들어, 길이가 10 밀리미터 내지 20 밀리미터이고, 직경이 2 밀리미터 내지 3 밀리미터인 펠릿(pellet)들이 뭉쳐진 상태로 형성되어 도 3에서와 같이 분사건(G) 측과 연결된 분사공급장치(F) 내부에 담겨져서 1 밀리미터 내지 2 밀리미터의 입도(粒度) 크기를 갖는 형태의 클리닝용 승화 입자(B)를 이루도록 파쇄되어 분사건(G)에 의해 압축공기(A)와 함께 1.5kgf/cm2 내지 2.5kgf/cm2의 분사 압력 범위 내로 200 밀리미터 내지 300 밀리미터 간격을 띄우고 챔버장치용 금속부재(M)의 코팅층(C) 표면 측을 향하여 분사될 수 있다.
이때, 클리닝용 승화 입자(B)의 입도 크기 및 분사 압력이 상기한 범위보다 더 크면 챔버장치용 금속부재(M)의 표면 손상을 유발할 수 있고, 상기한 범위보다 더 작으면, 만족할 만한 파티클(C1) 제거력을 기대하기 어렵다.
이와 같이 클리닝용 승화 입자(B)들을 도 3에서와 같이 분사건(G)에 의해 압축공기(A)와 함께 챔버장치용 금속부재(M)의 코팅층(C) 표면 측을 향하여 분사하는 방식으로 파티클(C1) 제거 작업을 진행함으로서, 도 4에서와 같이 클리닝용 승화 입자(B) 및 압축공기(A)에 의해 파티클(C1) 제거와 부합하는 여러 가지 작용들이 원활하게 유도되는 상태로 파티클(C1) 제거 작업이 이루어지도록 할 수 있다.
즉, 분사된 클리닝용 승화 입자(B)들은 파티클(C1) 측에 부딪히면서 파티클(C1)들이 접촉 충격에 의해 코팅층(C)의 표면 측에서 분리되도록 물리적인 충격 작용을 유도할 수 있고, 분사된 후 코팅층(C) 측에서 승화(昇華)될 때 발생되는 승화열(대략 썹시 -78도 이하)에 의해 파티클(C1)들이 수축되면서 균열이 발생되도록 열충격 작용을 유도할 수 있으며, 클리닝용 승화 입자(B)들이 파티클(C1)들의 사이사이에 끼인 상태로 승화될 때 승화 팽창력(대략 800배 전,후로 기체 팽창)에 의해 파티클(C1)들을 밀어낼 수 있도록 팽창 작용을 유도할 수 있다.
또한, 이와 같은 클리닝용 승화 입자(B)들의 작용들과 연계하여, 분사건(G)을 통해서 함께 분사되는 압축공기(A)의 분사 분위기로 파티클(C1)들을 강제로 불어낼 수 있는 박리 작용을 유도할 수 있다.
그러므로, 탄산 무수 고체로 이루어진 클리닝용 승화 입자(B)들을 분사건(G)을 이용하여 압축공기(A)와 함께 분사하는 방식으로 파티클(C1) 제거 작업을 진행하면, 예를 들어, 도면에는 나타내지 않았지만 단순하게 고체 입자나 압축공기를 분사하는 제거 방식들과 비교할 때, 한층 향상된 파티클(C1) 제거력과 제거 작업 효율성을 확보할 수 있다.
그리고, 챔버장치용 금속부재의 파티클 처리공정(S2)은 분사건(G)을 이용하여 클리닝용 승화 입자(B)들을 압축공기(A)로 분사할 때, 이 압축공기(A)의 흐름을 이용하여 챔버장치용 금속부재(M)가 파티클(C1) 제거와 부합하는 유동적인 로딩 상태를 이루도록 유도하는 방식으로 작업을 진행할 수도 있다.
예를 들어, 도 5에서와 같이 챔버장치용 금속부재(M)가 로딩되는 지지대(P) 측에 유동지지구(H)를 설치하고, 이 유동지지구(H)는 챔버장치용 금속부재(M)가 놓여지기 위한 지지면(H1)과, 이 지지면(H1)의 하부에 지지공간(H2)이 형성되고, 이 지지공간(H2) 내측에는 지지돌기(H3)들이 서로 간격을 띄우고 세워진 상태로 복수 개가 돌출 형성된다.
지지돌기(H3)들은 길이방향 단부 중에서 어느 한쪽 단부 측만 지지공간(H2)의 내부면(윗면 또는 아랫면) 측에 고정된 상태로 돌출 형성될 수 있다.
그리고, 유동지지구(H)는 압축공기(A)가 지지공간(H2) 내부를 경유하는 상태로 분사건(G) 측에 공급될 수 있도록 호스나 튜브와 같은 공급라인(L)으로 연결될 수 있다. 이때 압축공기(A)는 클리닝용 승화 입자(B)와 혼합되기 전에 공급라인(L)을 통해서 유동지지구(H) 내부를 경유하는 상태로 공급되도록 셋팅된다.
유동지지구(H)의 재질은 연질의 합성수지나, 고무, 실리콘 우레탄이 사용될 수 있으며, 일정 압력으로 흐르는 압축공기(A)의 접촉에 의해 지지돌기(H3)들이 탄력적으로 움직일 수 있는 구조를 갖도록 형성된다.
그러면, 분사건(G)의 작동과 연계하여 압축공기(A)가 일정 압력으로 유동지지구(H)의 지지공간(H2) 내부를 경유하는 상태로 흐르면서 지지돌기(H3)들 측에 접촉되고, 이로 인하여 발생되는 접촉력에 의해 지지면(H1) 측에 상,하 및 좌,우 방향으로 잔진동들이 유발되도록 유도할 수 있다.
그러므로, 파티클(C1) 제거 작업시 챔버용 금속부재(M)가 유동지지구(H)의 잔진동에 의해 유동적인 로딩 상태로 배치되면, 분사건(G)을 통해서 분사된 클리닝용 승화 입자(B)들의 유도 작용들과 연계하여 파티클(C1)들이 코팅층(C)의 표면 측에서 더욱 원활하게 강제 분리 제거되도록 할 수 있다.
다음으로, 챔버장치용 금속부재 세정 처리공정(S3)을 진행한다.
챔버장치용 금속부재 세정 처리공정(S3)은 파티클(C1)들의 제거 공정을 거친 챔버장치용 금속부재(M)를 공급받아서 세정액(W)을 이용한 습식(濕式) 세정 방식으로 진행된다.
예를 들어, 도 6에서와 같이 세정액(W)이 담겨진 세정조(T) 내측에 챔버장치용 금속부재(M)를 디핑하는 방식으로 세정 처리 작업을 진행할 수 있다.
특히, 이와 같이 세정 처리되는 챔버장치용 금속부재(M)는 세정 전에 파티클(C1)들을 제거하는 작업을 거치면서 코팅층(C)의 표면 측에 파티클(C1)들이 최대한 제거된 상태이므로, 세정 처리 작업시 한층 안정적인 세정 품질을 얻을 수 있고, 이로 인하여 한층 향상된 세정 효율성을 확보할 수 있다.
따라서, 본 발명은 챔버장치용 금속부재(M)의 표면 유지보수 처리시, 특히 표면 처리된 챔버장치용 금속부재(M)를 세정 처리하기 전에, 클리닝용 승화 입자(B)를 이용한 분사 및 승화 분위기로 표면 파티클(C1)들을 제거하는 작업을 진행함으로서, 챔버장치용 금속부재(M)의 클리닝 품질을 한층 더 높일 수 있고, 이로 인하여 만족할 만한 클리닝 작업 신뢰도 및 작업 효율성을 확보할 수 있다.
S1: 챔버장치용 금속부재 표면 처리공정 S2: 챔버장치용 금속부재 파티클 처리공정
S3: 챔버장치용 금속부재 세정 처리공정 M: 챔버장치용 금속부재

Claims (4)

  1. 챔버장치용 금속부재의 표면 유지보수(refurbish)를 위한 클리닝 방법으로서,
    챔버장치용 금속부재의 피처리면 측을 박리, 리코팅, 및 폴리싱 처리하고, 폴리싱 처리된 챔버장치용 금속부재 측이 지지대 상에 놓여진 상태에서 코팅층 표면을 향하여 클리닝용 승화 입자들을 분사하여 이 클리닝용 승화 입자들의 분사 및 승화(昇華) 분위기로 표면 파티클들을 강제 제거한 상태로 세정 처리하는 방식으로 클리닝 작업을 진행하되,
    상기 지지대 상에는 상기 챔버장치용 금속부재가 놓여지기 위한 유동지지구가 설치되고, 이 유동지지구는 클리닝용 승화 입자의 분사를 위한 압축공기가 내부를 경유하는 상태로 분사건 측에 공급될 수 있도록 셋팅되어 분사건의 작동과 연계하여 압축공기가 일정 압력으로 상기 유동지지구의 내부를 경유하는 상태로 흐르면서 발생되는 접촉력에 의해 유동지지구의 지지면 측에 상,하 및 좌,우 방향으로 잔진동들이 유발되도록 하여, 상기 지지면 측의 잔진동에 의해 파티클 제거와 부합하는 유동적인 움직임이 유도될 수 있도록 챔버장치용 금속부재 측이 지지면 측에 로딩된 상태에서 클리닝용 승화 입자들을 분사하는 방식으로 챔버장치용 금속부재 측의 표면 파티클들을 제거하는 것을 특징으로 하는 금속부재의 클리닝 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속부재의 클리닝 방법은,
    상기 클리닝용 승화 입자로서 무수 탄산 고체(드라이아이스) 입자를 사용하고,
    분사건에 의해 상기 클리닝용 승화 입자들을 압축공기와 함께 상기 챔버장치용 금속부재의 코팅층 측을 향하여 분사하는 상태로 파티클들을 제거하는 것을 특징으로 하는 금속부재의 클리닝 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 클리닝용 승화 입자들은,
    무수 탄산 고체 입자들의 분사 압력 및 승화(昇華) 분위기에 의해 상기 챔버장치용 금속부재의 코팅층 상의 파티클 제거와 부합하는 충격, 수축 균열, 및 팽창 작용을 유도하는 것을 특징으로 하는 금속부재의 클리닝 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속부재의 클리닝 방법은,
    세정액이 담겨진 세정조를 이용하여 상기 챔버장치용 금속부재를 디핑 방식으로 세정 처리하는 금속부재의 클리닝 방법.
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