KR102363344B1 - 플라즈마 토치를 구비하는 반도체 제조 설비의 부품 처리 시스템 - Google Patents

플라즈마 토치를 구비하는 반도체 제조 설비의 부품 처리 시스템 Download PDF

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Abstract

서멀 플라즈마 토치를 이용하여 반도체 제조 설비를 구성하는 부품에서 수분을 제거하는 플라즈마 토치 및 이를 구비하는 반도체 제조 설비의 부품 처리 시스템을 제공한다. 상기 부품 처리 시스템은, 기판을 처리하는 기판 처리 장치 내에 설치되는 부품; 및 서멀 플라즈마를 이용하여 부품에서 수분을 제거하는 부품 처리 장치를 포함하며, 부품 처리 장치는, 서멀 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 토치; 및 플라즈마 토치를 지지하며, 플라즈마 토치의 이동을 제어하는 제어기를 포함한다.

Description

플라즈마 토치 및 이를 구비하는 반도체 제조 설비의 부품 처리 시스템 {Plasma torch and system for treating component of semiconductor manufacturing equipment with the plasma torch}
본 발명은 반도체 부품을 처리하는 데에 이용되는 플라즈마 토치 및 이를 구비하는 부품 처리 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 제조 설비를 구성하는 반도체 부품을 처리하는 데에 이용되는 플라즈마 토치 및 이를 구비하는 부품 처리 시스템에 관한 것이다.
반도체 소자는 기판 상에 소정의 패턴을 형성함으로써 제조될 수 있다. 기판 상에 소정의 패턴을 형성할 때에는 증착 공정(depositing process), 사진 공정(lithography process), 식각 공정(etching process) 등 다수의 공정이 반도체 제조 공정에 사용되는 설비 내에서 연속적으로 수행될 수 있다.
한국공개특허 제10-2018-0017803호 (공개일: 2018.02.21.)
정전 척(ESC; Electro-Static Chuck)은 반도체 제조 설비 내에 부품으로 구비될 수 있다. 이러한 정전 척은 절연성을 위해 알루미늄(Al) 등과 같은 세라믹 재질로 제조될 수 있으며, 내플라즈마성을 위해 불산화 이트륨(YOF; Yttrium Oxy-Fluoride) 등과 같은 세라믹 물질로 코팅될 수 있다.
그런데 이와 같이 정전 척 상에 형성되는 코팅층은 대기에 노출되는 경우 수분을 내포할 수 있게 된다. 이 경우, 정전 척이 플라즈마(plasma)를 이용한 식각 공정에 사용되면, 수분이 기판에 대한 식각의 정밀도를 저하시킬 수 있게 된다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 서멀 플라즈마 토치(thermal plasma torch)를 이용하여 반도체 제조 설비를 구성하는 부품에서 수분을 제거하는 플라즈마 토치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 서멀 플라즈마 토치를 이용하여 반도체 제조 설비를 구성하는 부품에서 수분을 제거하는 반도체 제조 설비의 부품 처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 반도체 제조 설비의 부품 처리 시스템의 일 면(aspect)은, 기판을 처리하는 기판 처리 장치 내에 설치되는 부품; 및 서멀 플라즈마(thermal plasma)를 이용하여 상기 부품에서 수분을 제거하는 부품 처리 장치를 포함하며, 상기 부품 처리 장치는, 상기 서멀 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 토치(plasma torch); 및 상기 플라즈마 토치를 지지하며, 상기 플라즈마 토치의 이동을 제어하는 제어기를 포함한다.
상기 플라즈마 토치는, 전자파를 생성하는 전자파 생성부; 상기 전자파가 통과하는 공간을 제공하는 도파관; 상기 도파관의 단부에 결합되며, 상기 도파관의 길이 방향에 수직 방향으로 결합되는 통 부재; 일측이 상기 통 부재의 내측으로 삽입되며, 타측이 상기 통 부재의 외측으로 노출되는 쿼츠 부재; 및 상기 부품에서 수분을 제거하는 데에 이용되는 에어 가스를 상기 통 부재의 내측으로 공급하는 가스 공급부를 포함할 수 있다.
상기 도파관은, 내부에 제1 크기의 통로가 형성되어 있는 제1 관 부재; 내부에 상기 제1 크기보다 작은 제2 크기의 통로가 형성되어 있는 제3 관 부재; 및 양측이 상기 제1 관 부재와 상기 제3 관 부재에 각각 결합되며, 내부에 크기가 변화되는 통로가 형성되어 있는 제2 관 부재를 포함할 수 있다.
상기 가스 공급부는 질소 성분과 산소 성분 중 적어도 하나의 성분을 포함하는 가스를 상기 에어 가스로 공급할 수 있다.
상기 플라즈마 토치는, 상기 가스 공급부와 상기 통 부재를 연결하며, 상기 통 부재의 내부로 경사지게 삽입되는 노즐을 더 포함할 수 있다.
상기 에어 가스는 와류를 형성하며 상기 부품이 위치한 방향으로 출력될 수 있다.
상기 플라즈마 토치는 회전 가능할 수 있다.
상기 제어기는, 상기 플라즈마 토치와 결합하며, 상기 플라즈마 토치를 제1 방향으로 이동시키는 제1 방향 구동부; 상기 제1 방향 구동부와 연결되며, 상기 플라즈마 토치를 제2 방향으로 이동시키는 제2 방향 구동부; 및 상기 제1 방향 구동부 및 상기 제2 방향 구동부를 작동시키는 구동 제어부를 포함할 수 있다.
상기 부품 처리 시스템은, 내부가 밀폐되며, 상기 내부에 상기 부품 및 상기 부품 처리 장치가 배치되는 하우징; 및 상기 하우징의 내부에 설치되며, 상기 부품을 지지하는 지지 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 플라즈마 토치의 일 면은, 기판을 처리하는 기판 처리 장치 내에 설치되는 부품에서 수분을 제거하며, 전자파를 생성하는 전자파 생성부; 상기 전자파가 통과하는 공간을 제공하는 도파관; 상기 도파관의 단부에 결합되며, 상기 도파관의 길이 방향에 수직 방향으로 결합되는 통 부재; 일측이 상기 통 부재의 내측으로 삽입되며, 타측이 상기 통 부재의 외측으로 노출되는 쿼츠 부재; 및 상기 부품에서 수분을 제거하는 데에 이용되는 에어 가스를 상기 통 부재의 내측으로 공급하는 가스 공급부를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 부품 처리 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 도 1의 부품 처리 시스템을 구성하는 지지 부재의 작동 형태를 보여주는 제1 예시도이다.
도 3은 도 1의 부품 처리 시스템을 구성하는 지지 부재의 작동 형태를 보여주는 제2 예시도이다.
도 4는 도 1의 부품 처리 시스템을 구성하는 플라즈마 토치의 구조를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 5는 도 4의 플라즈마 토치를 구성하는 도파관의 구조를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 6은 도 4의 플라즈마 토치를 구성하는 가스 공급부의 에어 가스 공급 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 7은 도 1의 부품 처리 시스템을 구성하는 플라즈마 토치의 작동 방법을 설명하기 위한 제1 참고도이다.
도 8은 도 1의 부품 처리 시스템을 구성하는 플라즈마 토치의 작동 방법을 설명하기 위한 제2 참고도이다.
도 9는 도 1의 부품 처리 시스템을 구성하는 플라즈마 토치의 작동 형태를 보여주는 예시도이다.
도 10은 도 1의 부품 처리 시스템을 구성하는 제어기의 작동 형태를 보여주는 제1 예시도이다.
도 11은 도 1의 부품 처리 시스템을 구성하는 제어기의 작동 형태를 보여주는 제2 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 반도체 제조 설비를 구성하는 부품에 잔류하는 수분을 제거하는 반도체 제조 설비의 부품 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 예를 들어, 플라즈마 공정(plasma process)을 이용하여 기판을 식각하는 식각 설비를 구성하는 부품에 잔류하는 수분을 제거하는 데에 적용될 수 있다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 자세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 부품 처리 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 1에 따르면, 부품 처리 시스템(100)은 하우징(110), 지지 부재(120), 부품(130) 및 부품 처리 장치(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
부품 처리 시스템(100)은 서멀 플라즈마(thermal plasma)를 이용하여 부품(130)에 잔류하는 수분을 제거하는 시스템이다. 부품 처리 시스템(100)은 이를 통해 부품(130)으로부터 H20, OH 등의 성분을 제거할 수 있다.
공정 챔버(process chamber) 내에서 기판을 처리하는 공정을 수행한 후, 이 공정에 사용된 부품(예를 들어, 정전 척(ESC; Electro-Static Chuck)에 대해 CD(Critical Dimension) 산포가 안정화되는 데에 오랜 시간이 소요될 수 있다.
본 실시예에서는 이러한 백업(backup) 안정화 시간 지연의 문제를 해결하기 위해, 서멀 플라즈마를 이용하여 부품(130)에 잔류하는 H20, OH 등의 성분을 제거함으로써, CD 산포가 안정화되는 데에 걸리는 시간을 단축시키는 효과를 얻을 수 있다.
본 실시예에서는 서멀 플라즈마를 이용하여 부품(130)에 부착되어 있는 탄소(carbon) 성분도 제거하는 효과를 얻을 수 있다.
하우징(110)은 부품(130)에 잔류하는 수분을 제거하는 공정이 수행되는 공간을 제공하는 것이다. 이러한 하우징(110)은 내부가 밀폐되도록 형성될 수 있으며, 절연성이 있는 물질을 소재로 하여 제조될 수 있다.
지지 부재(120)는 부품(130)을 지지하는 것이다. 이러한 지지 부재(120)는 하우징(110)의 내부에 설치되어, 상부에 안착되는 부품(130)을 지지할 수 있다. 부품(130)은 지지 부재(120) 상에 위치한 상태로 부품 처리 장치(140)에 의해 수분이 제거될 수 있다.
지지 부재(120)는 부품 처리 장치(140)에 의해 부품(130)에서 수분이 완전히 제거될 수 있도록 도 2에 도시된 바와 같이 하우징(110)의 내부에서 측 방향(즉, 제1 방향(10) 또는 제2 방향(20))으로 이동할 수 있다. 도 2는 도 1의 부품 처리 시스템을 구성하는 지지 부재의 작동 형태를 보여주는 제1 예시도이다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 지지 부재(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(110)의 내부에서 상하 방향(즉, 제3 방향(30))으로 이동하는 것도 가능하다. 도 3은 도 1의 부품 처리 시스템을 구성하는 지지 부재의 작동 형태를 보여주는 제2 예시도이다.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
부품(130)은 하우징(110)의 내부에 배치되어 부품 처리 장치(140)에 의해 수분이 제거되는 것이다. 이러한 부품(130)은 반도체 제조 설비 내에 구비되어 반도체 소자를 제조하는 데에 이용되는 것일 수 있다.
부품(130)은 공정 챔버 내에 구비되어 기판을 처리하는 데에 이용되는 것일 수 있다. 부품(130)은 예를 들어, 정전 척(ESC), 월 라이너(wall liner), 셔터(shutter), 윈도우(window) 등일 수 있다.
상기에서, 정전 척은 공정 챔버 내에서 기판(예를 들어, 웨이퍼(wafer))이 안착되는 것을 의미하며, 월 라이너는 공정 챔버의 내측면을 보호하기 위해 공정 챔버의 내측면을 커버하는 것을 의미한다. 또한 셔터는 기판이 공정 챔버의 내부로 출입할 수 있도록 라이너의 개구를 개폐하는 것을 의미하며, 윈도우는 공정 챔버의 상부에 배치되어 플라즈마 처리 공간을 외부로부터 구획하는 것을 의미한다.
부품 처리 장치(140)는 서멀 플라즈마를 이용하여 부품(130)에 잔류하는 수분을 제거하는 것이다. 부품 처리 장치(140)는 이를 위해 하우징(110)의 내부에서 지지 부재(120)의 측면에 지지 부재(120)로부터 소정 거리 이격되어 설치될 수 있다.
부품 처리 장치(140)는 플라즈마 토치(plasma torch; 210) 및 제어기(220)를 포함할 수 있다.
플라즈마 토치(210)는 서멀 플라즈마를 발생시키는 것이다. 플라즈마 토치(210)는 이를 위해 전자파 생성부(310), 도파관(waveguide; 320), 가스 공급부(330), 통 부재(340) 및 쿼츠 부재(350)를 포함할 수 있다.
도 4는 도 1의 부품 처리 시스템을 구성하는 플라즈마 토치의 구조를 개략적으로 도시한 개념도이다. 이하 설명은 도 4를 참조한다.
전자파 생성부(310)는 서멀 플라즈마를 발생시키기 위해 전자파를 생성하는 것이다. 전자파 생성부(310)는 예를 들어, 마이크로파(microwave)를 생성하는 마이크로파 발생기(microwave generator)로 구현될 수 있다.
도파관(320)은 전자파 생성부(310)에 의해 생성된 전자파가 통과하는 공간을 제공하는 것이다. 이러한 도파관(320)은 전자파 생성부(310)의 측면에 설치될 수 있다.
도파관(320)은 전자파 생성부(310)의 측면으로부터 제1 방향(10)으로 길게 형성될 수 있다. 이러한 도파관(320)은 도 5에 도시된 바와 같이 제1 관 부재(321), 제2 관 부재(322) 및 제3 관 부재(323)를 포함할 수 있다. 도 5는 도 4의 플라즈마 토치를 구성하는 도파관의 구조를 개략적으로 도시한 개념도이다. 이하 설명은 도 5를 참조한다.
도파관(320)은 제1 관 부재(321), 제2 관 부재(322) 및 제3 관 부재(323)가 일체형으로 형성된 것일 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 도파관(320)은 제1 관 부재(321), 제2 관 부재(322) 및 제3 관 부재(323)가 분리 가능하게 결합되는 것일 수도 있다.
제1 관 부재(321)는 일단부가 전자파 생성부(310)의 측면에 결합되며, 타단부가 제2 관 부재(322)에 결합되는 것이다. 이러한 제1 관 부재(321)는 전자파가 통과할 수 있도록 그 내부에 소정의 크기를 가지는 통로가 형성될 수 있다.
제1 관 부재(321)는 일단부의 크기와 타단부의 크기가 동일하게 형성될 수 있다. 즉, 제1 관 부재(321)에서 전자파가 들어오는 입구(321a)는 전자파가 나가는 출구(321b)와 동일한 크기로 형성될 수 있다.
제2 관 부재(322)는 일단부가 제1 관 부재(321)에 결합되며, 타단부가 제3 관 부재(323)에 결합되는 것이다. 이러한 제2 관 부재(322)는 제1 관 부재(321)와 마찬가지로 전자파가 통과할 수 있도록 그 내부에 소정의 크기를 가지는 통로가 형성될 수 있다.
제2 관 부재(322)는 일단부의 크기와 타단부의 크기가 서로 다르게 형성될 수 있다. 제2 관 부재(322)는 예를 들어, 일단부의 크기가 타단부의 크기보다 더 큰 값을 가지도록 형성될 수 있다. 즉, 제2 관 부재(322)에서 전자파가 들어오는 입구(322a)는 전자파가 나가는 출구(322b)보다 큰 크기로 형성될 수 있다.
제3 관 부재(323)는 일단부가 제2 관 부재(322)에 결합되며, 타단부가 외부와 접촉되는 것이다. 이러한 제3 관 부재(323)도 제1 관 부재(321) 및 제2 관 부재(322)와 마찬가지로 전자파가 통과할 수 있도록 그 내부에 소정의 크기를 가지는 통로가 형성될 수 있다.
제3 관 부재(323)는 일단부의 크기와 타단부의 크기가 동일하게 형성될 수 있다. 즉, 제3 관 부재(323)에서 전자파가 들어오는 입구(323a)는 전자파가 나가는 출구(323b)와 동일한 크기로 형성될 수 있다.
다시 도 4를 참조하여 설명한다.
가스 공급부(330)는 에어 가스(air gas)를 통 부재(340)의 내부로 공급하는 것이다. 가스 공급부(330)는 질소 성분(N2), 산소 성분(O2) 등을 포함하는 에어 가스를 통 부재(340)의 내부로 공급할 수 있다.
가스 공급부(330)는 노즐(nozzle; 331)을 이용하여 에어 가스를 통 부재(340)의 내부로 공급할 수 있다. 이때 가스 공급부(330)는 도 6에 도시된 바와 같이 소정 각도 기울어진 상태로 통 부재(340)의 내부로 삽입된 노즐(331)을 이용할 수 있다. 도 6은 도 4의 플라즈마 토치를 구성하는 가스 공급부의 에어 가스 공급 방법을 설명하기 위한 참고도이다. 이하 설명은 도 6을 참조한다.
노즐(331)은 가스 공급부(330)와 통 부재(340)를 연결하는 것이다. 이러한 노즐(331)은 소정 각도 기울어진 상태로 통 부재(340)의 홀(341)을 통해 통 부재(340)의 내부로 삽입될 수 있다. 노즐(331)은 예를 들어, 45도 기울어진 상태로 통 부재(340)의 내부로 삽입될 수 있다.
다시 도 4를 참조하여 설명한다.
통 부재(340)는 내부가 비어 있는 것이다. 가스 공급부(330)는 이러한 통 부재(340)의 내부로 에어 가스를 공급할 수 있다.
통 부재(340)는 도파관(320)의 제3 관 부재(323)에 상하 방향(즉, 제3 방향(30))으로 결합될 수 있다. 이러한 통 부재(340)는 그 내부에서 아래쪽 방향(즉, 제3 방향(30))으로 돌출되는 쿼츠 부재(350)를 구비할 수 있다.
쿼츠 부재(350)는 쿼츠(quartz) 재질의 부재로서, 그 일단부가 통 부재(340)의 내부에 삽입되고 그 타단부가 통 부재(340)의 외부로 노출될 수 있다.
다음으로 플라즈마 토치(210)의 작동 방법에 대하여 설명한다.
도 7은 도 1의 부품 처리 시스템을 구성하는 플라즈마 토치의 작동 방법을 설명하기 위한 제1 참고도이며, 도 8은 도 1의 부품 처리 시스템을 구성하는 플라즈마 토치의 작동 방법을 설명하기 위한 제2 참고도이다. 이하 설명은 도 7 및 도 8을 참조한다.
전자파 생성부(310)가 전자파(410)를 생성하여 출력하면, 전자파(410)는 도파관(320)을 따라 제1 방향(10)으로 이동하여 외부로 출력된다.
이후, 가스 공급부(330)가 에어 가스(420)를 통 부재(340)의 내부로 공급하면, 에어 가스(420)는 와류(430)를 형성하며 쿼츠 부재(350)를 통해 제3 방향(30)으로 출력된다.
제3 방향(30)으로 출력되는 와류(430)는 제1 라디칼(예를 들어, N2 라디칼), 제2 라디칼(예를 들어, O2 라디칼), 이온(예를 들어, N2 +, N+, O2 -, O-) 등의 성분을 포함하고 있으며, 고도의 열 에너지를 가지고 있다. 따라서 와류(430)가 아래쪽 방향(즉, 제3 방향(30))으로 이동하여 부품(130)과 접촉하면, 부품(130)에 흡착되어 있는 H20 성분(440), OH 성분(450) 등은 와류(430)에 의해 물리적으로 제거될 수 있다.
또한 부품(130)에는 탄소(carbon) 성분(460)도 흡착되어 있는데, 탄소 성분(460)도 이온(예를 들어, O2 -, O-)과 결합하여 와류(430)에 의해 화학적으로 제거될 수 있다.
한편, 플라즈마 토치(210)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 아래쪽 방향(즉, 제3 방향(30))으로 와류(430)를 출력할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 플라즈마 토치(210)는 측 방향이나 위쪽 방향으로 와류(430)를 출력하는 것도 가능하다. 이 경우, 플라즈마 토치(210)는 도 9에 도시된 바와 같이 제3 방향(30)으로 회전 가능하게 구성될 수 있다. 도 9는 도 1의 부품 처리 시스템을 구성하는 플라즈마 토치의 작동 형태를 보여주는 예시도이다.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
제어기(220)는 플라즈마 토치(210)가 부품(130) 상에 위치하도록 플라즈마 토치(210)를 지지하는 것이다.
제어기(220)는 도 10에 도시된 바와 같이 플라즈마 토치(210)가 부품(130) 상에서 측 방향(즉, 제1 방향(10) 또는 제2 방향(20))으로 이동될 수 있도록 플라즈마 토치(210)를 제어할 수 있다. 도 10은 도 1의 부품 처리 시스템을 구성하는 제어기의 작동 형태를 보여주는 제1 예시도이다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제어기(220)는 도 11에 도시된 바와 같이 플라즈마 토치(210)가 부품(130) 상에서 상하 방향(즉, 제3 방향(30))으로 이동될 수 있도록 플라즈마 토치(210)를 제어하는 것도 가능하다. 도 11은 도 1의 부품 처리 시스템을 구성하는 제어기의 작동 형태를 보여주는 제2 예시도이다.
제어기(220)는 수평 방향 구동부(221), 수직 방향 구동부(222) 및 구동 제어부(223)를 포함할 수 있다.
수평 방향 구동부(221)는 구동 제어부(223)의 제어에 따라 하우징(110)의 내부에서 수평 방향(즉, 제1 방향(10))으로 이동하는 것이다. 플라즈마 토치(210)는 볼팅(bolting) 등을 통해 이러한 수평 방향 구동부(221)의 일측에 결합될 수 있다.
수평 방향 구동부(221)는 플라즈마 토치(210)를 수평 방향으로 이동시킬 수 있다. 이 경우, 플라즈마 토치(210)는 도 10에 도시된 바와 같이 하우징(110)의 내부에서 측 방향으로 이동될 수 있다.
수직 방향 구동부(222)는 구동 제어부(223)의 제어에 따라 하우징(110)의 내부에서 수직 방향(즉, 제3 방향(30))으로 이동하는 것이다.
수직 방향 구동부(222)는 플라즈마 토치(210)를 수직 방향으로 이동시킬 수 있다. 이 경우, 플라즈마 토치(210)는 도 11에 도시된 바와 같이 하우징(110)의 내부에서 상하 방향으로 이동될 수 있다.
한편, 부품 처리 장치(140)는 도 1에 도시된 바와 같이 별도로 마련된 하우징(110)의 내부에서 부품(130)에 잔류하는 수분을 제거할 수 있지만, 본 실시예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 부품 처리 장치(140)는 공정 챔버의 내부로 이동하여 공정 챔버 내에서 부품(130)에 잔류하는 수분을 제거하는 것도 가능하다. 이 경우, 부품 처리 장치(140)는 하우징(110)과 지지 부재(120)를 구비하지 않아도 무방하다.
이상 도 1 내지 도 11을 참조하여 부품 처리 시스템(100)에 대하여 설명하였다. 본 발명에 따르면, 부품(130) 내에 잔류하는 수분을 제거함으로써 반도체 소자의 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 빠른 생산 안정화에도 도움을 줄 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 부품 처리 시스템 110: 하우징
120: 지지 부재 130: 부품
140: 부품 처리 장치 210: 플라즈마 토치
220: 제어기 221: 수평 방향 구동부
222: 수직 방향 구동부 223: 구동 제어부
310: 전자파 생성부 320: 도파관
321: 제1 관 부재 322: 제2 관 부재
323: 제3 관 부재 330: 가스 공급부
331: 노즐 340: 통 부재
341: 홀 350: 쿼츠 부재
410: 전자파 420: 에어 가스
430: 와류 440: H2O 성분
450: OH 성분 460: 탄소 성분

Claims (10)

  1. 기판을 처리하는 기판 처리 장치 내에 설치되는 부품;
    서멀 플라즈마(thermal plasma)를 이용하여 상기 부품에서 수분을 제거하는 부품 처리 장치;
    내부가 밀폐되며, 상기 내부에 상기 부품 및 상기 부품 처리 장치가 배치되는 하우징; 및
    상기 하우징의 내부에 설치되어 상기 부품을 지지하며, 이동 가능한 지지 부재를 포함하되,
    상기 부품 처리 장치는,
    상기 서멀 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 토치(plasma torch); 및
    상기 플라즈마 토치를 지지하며, 상기 플라즈마 토치의 이동을 제어하는 제어기를 포함하고,
    상기 플라즈마 토치는,
    전자파를 생성하는 전자파 생성부;
    상기 전자파가 통과하는 공간을 제공하는 도파관;
    상기 도파관의 단부에 결합되며, 상기 도파관의 길이 방향에 수직 방향으로 결합되는 통 부재;
    일측이 상기 통 부재의 내측으로 삽입되며, 타측이 상기 통 부재의 외측으로 노출되는 쿼츠 부재; 및
    상기 부품에서 수분을 제거하는 데에 이용되는 에어 가스를 상기 통 부재의 내측으로 공급하는 가스 공급부를 포함하며,
    상기 전자파 생성부에 의해 생성된 상기 전자파는 상기 도파관을 따라 제1 방향으로 이동하여 외부로 출력되고,
    상기 가스 공급부에 의해 상기 통 부재의 내부로 공급된 상기 에어 가스는 와류를 형성하며 상기 쿼츠 부재를 통해 제3 방향으로 출력되고,
    N2 라디칼, O2 라디칼, N2+ 이온, N+ 이온, O2- 이온, O- 이온 및 열 에너지를 포함하는 상기 와류는 상기 제3 방향으로 이동하여 상기 부품과 접촉하여 상기 부품에 흡착된 H2O 성분 및 OH 성분을 제거하는 부품 처리 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도파관은,
    내부에 제1 크기의 통로가 형성되어 있는 제1 관 부재;
    내부에 상기 제1 크기보다 작은 제2 크기의 통로가 형성되어 있는 제3 관 부재; 및
    양측이 상기 제1 관 부재와 상기 제3 관 부재에 각각 결합되며, 내부에 크기가 변화되는 통로가 형성되어 있는 제2 관 부재를 포함하는 부품 처리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 공급부는 질소 성분과 산소 성분 중 적어도 하나의 성분을 포함하는 가스를 상기 에어 가스로 공급하는 부품 처리 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 공급부와 상기 통 부재를 연결하며, 상기 통 부재의 내부로 경사지게 삽입되는 노즐을 더 포함하는 부품 처리 시스템.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마 토치는 회전 가능한 부품 처리 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 플라즈마 토치와 결합하며, 상기 플라즈마 토치를 제1 방향으로 이동시키는 제1 방향 구동부;
    상기 제1 방향 구동부와 연결되며, 상기 플라즈마 토치를 제2 방향으로 이동시키는 제2 방향 구동부; 및
    상기 제1 방향 구동부 및 상기 제2 방향 구동부를 작동시키는 구동 제어부를 포함하는 부품 처리 시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
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