KR102378196B1 - 부착물 제거 방법 - Google Patents

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신토고교 가부시키가이샤
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Abstract

탄성을 가지는 코어(10)의 표면에 연마재(11)를 구비한 분사재(1)를, 지그(100)의 표면(100a)에 경사 방향으로부터 소정의 경사각 α로 분사한다. 분사재(1)가 부착물(110)에 충돌하면, 코어(10)가 탄성 변형하고, 연마재(11)는 코어(10)의 변형에 따라, 지그(100)의 표면(100a)의 면방향으로 변위한다. 연마재(11)가 면방향으로 변위하는 것에 의해, 부착물(110)은 연마재(11)에 의해 면방향으로 문질러지게 되어, 부착물(110)이 제거된다.

Description

부착물 제거 방법{METHOD FOR REMOVING DEPOSITED MATERIAL}
본 발명은, 부착물 제거 방법에 관한 것이다.
종래, 반도체 디바이스의 제조 및 경질(硬質) 피막을 형성한 지그의 제조 등에 성막(成膜) 프로세스가 이용되고 있다. 이들의 성막 프로세스에서 사용되는 지그에는, 성막하는 재료가 부착된다. 이 부착물은 제품 특성의 열화(劣化) 등을 초래할 우려가 있으므로, 부착물은 정기적으로 제거되는 것이 필요하다. 예를 들면, 반도체 디바이스의 제조 프로세스에서 이용되는 성막 장치는, 피처리재인 웨이퍼를 재치(載置)하는 트레이, 피처리재를 트레이 상의 소정의 위치에 유지하는 서스셉터(susceptor), 및 서스셉터에 대향해서 마련되며, 챔버 내의 가스 흐름을 제어하기 위한 대향판(對向板) 등의 지그를 구비하고 있다. 이들의 지그는 온도 및 분위기 등의 사용 조건을 감안하여 형성되어 있다. 예를 들면, 트레이는 SiC 또는 표면에 SiC가 코팅된 카본에 의해 형성되고, 서스셉터는 카본에 의해 형성되며, 대향판은 석영 유리에 의해 형성되어 있다.
이러한 지그에 부착한 부착물의 제거 방법으로서, 특허 문헌 1에는, 반도체 제조 장치용 탄화규소제 지그를 10체적% 이상의 초염산(硝鹽酸) 수용액 또는 불초산(弗硝酸) 수용액에 30분 이상 침지(浸漬)하는 것에 의해 부착물을 용해 제거하는 방법이 개시되어 있다. 또, 경질 피막을 제거하는 방법으로서, 특허 문헌 2에는, TiN 및 TiCN 등의 경질 피막이 형성된 처리 대상 표면에, 경질 피막보다 단단한 연마 입자를 분사하는 블라스트(blast) 가공에 의해, 경질 피막을 제거하는 방법이 개시되어 있다.
특허 문헌 1 : 일본특허공개 평8－78375호 공보 특허 문헌 2 : 일본특허공개 제2006－305694호 공보
경질의 부착물이, 손상을 받기 쉬운 재료로 이루어지는 지그에 부착되는 경우의 예로서, 예를 들면, 성막 프로세스로서 유기 금속 기상 성장법(MOCVD법)에 의해, GaN 및 Si3N4 등 경질 피막이 지그에 부착하는 경우가 있다. 이 경우, 트레이, 서스셉터, 및 대향판 등의 지그는, 석영 유리 또는 카본을 주(主)재료로 하여 형성되어 있으므로, 부착물과의 경도차가 크게 된다. 즉, 손상을 받기 쉬운 지그의 표면에, 경질의 부착물이 존재하고 있는 상태가 된다.
특허 문헌 1에 기재된 기술과 같이, 약액(藥液)을 이용하여 부착물을 용해(溶解) 제거하는 방법에서는, 이러한 경질 피막을 제거하기 위해서는 수시간을 필요로 하여, 작업 효율이 나쁘다. 그 때문에, 예비 지그를 준비할 필요가 있다. 또, 약액에 지그를 침지하므로, 큰 침지조(浸漬槽) 및 다량의 약액이 필요하다.
또, 특허 문헌 2에 기재된 기술과 같이, 경질의 연마 입자에 의해 부착물을 제거하려고 하면, 성막 프로세스에서 일반적으로 이용되고 있는 지그는, 경질의 부착물이 제거된 순간에 매우 강한 가공 상태에 노출되게 된다. 그 결과, 지그의 표면이 큰 손상을 받아 버리는 문제가 있었다. 특히, 석영 유리 또는 카본으로 이루어지는 지그를 이용한 경우, 지그의 표면이 현저하게 손상한다.
그래서, 본 발명에서는, 성막 프로세스에서 지그에 부착하는 부착물을 제거하는 부착물 제거 방법으로서, 지그의 손상을 저감하고, 효율 좋게 경질의 부착물의 제거를 행할 수 있는 부착물 제거 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일측면에 관한 부착물 제거 방법은, 성막(成膜) 프로세스에서 지그에 부착하는 부착물을 지그로부터 제거하는 방법이다. 이 부착물 제거 방법은, 하기의 (1) ~ (3)을 포함한다. (1) 탄성을 가지는 코어와 경질(硬質) 입자로 이루어지는 연마재를 포함하며, 코어의 표면에 연마재를 고착시켜서 이루어지는 분사재를 준비한다. (2) 분사재를 지그의 표면에 경사 방향으로부터 분사한다. (3) 분사재가 지그의 표면에 충돌했을 때에 코어가 탄성 변형하고, 연마재를 지그의 표면에서 면방향으로 변위시키는 것에 의해 부착물을 제거한다. 일 실시 형태에서는, 분사재는, 코어의 표면으로부터 연마재를 돌출시켜 이루어지는 분사재라도 좋고, 코어의 표면에 연마재를 고착제에 의해서 고착시켜서 이루어지는 분사재라도 괜찮다.
이 부착물 제거 방법에 의하면, 탄성을 가지는 코어를 구비한 분사재를 지그의 표면에 경사 방향으로부터 분사하는 것에 의해, 코어 표면에 존재하는 작은 연마재가 코어의 변형에 따라 면방향으로 변위하는 것에 의해 부착물을 제거할 수 있다. 즉, 이 부착물 제거 방법은, 종래의 분사재를 이용한 부착물 제거 방법과 같이, 분사재의 충돌에 의한 충격에 의해 부착물을 제거하는 방법과는 다른, 새로운 부착물 제거 방법이다. 분사재가 지그에 충돌했을 때에 코어가 탄성 변형하므로 분사재에 의한 지그에의 충격을 작게 할 수 있음과 아울러, 작은 가공 단위에 의해, 지그에의 부하가 작은 면방향으로의 힘에 의해 부착물을 제거할 수 있다. 이 때문에, 지그의 손상을 작게 할 수 있다. 또, 분사재를 지그에 분사하는 것만으로 지그로부터 부착물을 제거할 수 있으므로, 간단하게 또한 단시간에 부착물의 제거를 행할 수 있다.
일 실시 형태에서는, 부착물은, 지그 보다도 경질이라도 좋다.
지그 보다도 경질의 부착물을 제거하는 경우에, 지그에 큰 손상이 생기기 쉽지만, 상술의 부착물 제거 방법을 이용하는 것에 의해서, 지그의 손상을 저감하고, 효율 좋게 경질의 부착물의 제거를 행하는 것이 가능해진다.
일 실시 형태에서는, 분사재의 코어는 고무로 이루어져 있어도 괜찮다.
분사재의 코어가 천연 고무 또는 각종 합성 고무에 의해 형성되어 있는 경우, 분사재가 지그에 충돌할 때의 충격력이 얻어지고, 또한 지그를 손상하지 않는 경도의 분사재로 할 수 있다. 게다가, 지그에 충돌했을 때에 충분히 변형할 수 있는 탄성률로 할 수 있으므로, 지그의 표면을 따른 연마재의 변위를 크게 할 수 있어, 효율적으로 부착물을 제거할 수 있다.
일 실시 형태에서는, 분사재의 코어의 평균 입경이 0.1 ~ 2.0mm라도 좋다.
분사재의 코어의 평균 입경이 0.1 ~ 2.0mm인 경우, 분사재가 지그에 충돌했을 때의 분사재의 변형량이 크고, 면방향을 따른 연마재의 변위를 충분히 얻을 수 있음과 아울러, 지그에의 충격을 작게 할 수 있다.
일 실시 형태에서는, 분사재의 연마재는, 부착물 보다도 경질인 재료로 이루어지며, 연마재의 평균 입경이 0.9 ~ 22.0㎛라도 괜찮다.
분사재의 연마재가, 부착물 보다도 경질인 재료로 이루어지는 경우, 경질의 부착물의 제거를 효율적으로 행할 수 있다. 또, 분사재의 연마재의 평균 입경이 0.9 ~ 22.0㎛인 경우, 충분한 부착물 제거를 가능하게 함과 아울러, 분사재가 지그에 충돌했을 때의 연마재에 의한 충격을 경감하고, 연마재가 부착물을 제거하기 위한 가공 단위를 작게 할 수 있으므로, 보다 한층 지그의 손상을 작게 할 수 있다.
일 실시 형태에서는, 분사재의 분사 방향과 지그의 표면이 이루는 분사각은, 40°이상 80°이하라도 좋다.
분사각이 40°이상 80°이하인 경우, 분사재에 의해서 지그에 가해지는 충격을 작게 할 수 있어, 지그에 큰 손상을 가하지 않도록 할 수 있음과 아울러, 연마재를 적절한 힘에 의해 부착물에 밀어 붙여 부착물을 효율 좋게 제거할 수 있다.
일 실시 형태에서는, 지그는 석영 유리 또는 카본을 주(主)재료로 하여 형성되어 있어도 괜찮다.
지그가 석영 유리 또는 카본을 주재료로서 형성되어 있는 경우, 종래의 연마 입자를 이용한 부착물 제거 방법에서는 지그가 큰 손상을 받지만, 일 실시 형태에 관한 부착물 제거 방법에서는, 매우 작은 손상에 그칠 수 있다. 여기서, 「석영 유리 또는 카본을 주재료로 하여 형성되어 있다」라 함은, 다른 성분이 첨가되어 있는 경우, 및 피막이 형성되어 있는 경우(예를 들면, SiC 코팅을 실시한 카본) 등을 포함하는 개념이다.
일 실시 형태에서는, 성막 프로세스는, 유기 금속 기상 성장법(MOCVD법)이라도 좋다.
성막 프로세스로서 유기 금속 기상 성장법(MOCVD법)이 이용되는 경우, GaN 또는 Si3N4 등 경질의 피막이 형성되는 것이 많다. 이 피막과 트레이, 서스셉터, 및 대향판 등의 지그와는 경도차가 크므로, 종래의 연마 입자를 이용한 부착물 제거 방법에 의해 부착물을 제거 가능한 조건으로 처리를 행하면, 지그가 큰 손상을 받아 버린다. 일 실시 형태에 관한 부착물 제거 방법에 의하면, 유기 금속 기상 성장법(MOCVD법)에서 이용되는 지그라도, 지그에 손상을 가하지 않고, 효율 좋게 경질의 부착물의 제거를 행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 탄성을 가지는 코어를 구비한 분사재를 지그의 표면에 경사 방향으로부터 분사하는 것에 의해, 코어 표면에 존재하는 작은 연마재가 코어의 변형에 따라 면방향으로 변위하는 것에 의해 부착물을 제거할 수 있다.
도 1은 분사재의 구조를 모식적으로 나타내는 단면 설명도이다. 도 1의 (A)는 전체도, 도 1의 (B) 및 (C)는 연마재의 고착 상태를 나타내는 확대도이다.
도 2는 부착물의 제거에 이용되는 블라스트(blast) 가공 장치의 구성의 모식도이다.
도 3은 본 실시 형태에 관한 분사재를 이용한 부착물 제거의 메카니즘을 설명하기 위한 모식도이다.
본 실시 형태에서 이용되는 분사재(1)는, 도 1의 (A)에 나타내어지는 바와 같이, 탄성을 가지는 재료로 이루어지는 코어(10)와, 경질(硬質) 입자로 이루어지는 연마재(11)를 구비하고 있다. 구체적으로는, 분사재(1)는, 코어(10)의 표면에 연마재(11)를 고착시켜 형성되어 있다. 연마재(11)는, 도 1의 (B)에 나타내어지는 바와 같이, 코어(10)의 표면으로부터 돌출하여 코어(10)에 배치되어 있다. 도 1의 (B)에 나타나는 분사재(1)는, 예를 들면, 기계적인 충격력에 의해 코어(10)에 연마재(11)를 매립하는 등의 방법에 의해 제조될 수 있다. 또, 연마재(11)는, 도 1의 (C)에 나타내어지는 바와 같이, 공지의 방법에 의해, 예를 들면, 코어(10)의 표면에 수지(樹脂) 재료 등으로 이루어지는 고착제(12)에 의해 고착되어 있어도 괜찮다. 도 1의 (C)에 나타내어지는 고착제(12)에서는, 후술하는 코어(10)의 변형에 따른 연마재(11)의 변위를 방해하지 않도록, 고착제(12)의 재질, 양 등이 선정된다. 도 1의 (B) 및 (C)의 어느 경우도, 분사재(1)의 표면이 비습윤(非濕潤) 상태라면 분사재(1)끼리가 결합하거나 지그(100)의 표면에 분사재(1)가 부착하거나 하는 것을 억제할 수 있다.
코어(10)는, 분사 조건으로 지그(100)에 충돌했을 때에 충분한 탄성 변형을 일으킴과 아울러 형상을 복원하는 재료로 이루어진다. 특히, 코어(10)의 재료로서 천연 고무 또는 각종 합성 고무 등의 고무 재료가 이용되면, 지그에 충돌할 때의 충격력이 얻어지고, 또한 지그를 손상하지 않는 경도로 할 수 있다(예를 들면, JIS K6253；2012에 규정되는 경도가 A30 ~ 90). 또, 지그에 충돌했을 때에 충분히 변형할 수 있는 탄성률(예를 들면, 1 ~ 10MPa)로 할 수 있다. 게다가, 지그(100)에 충돌했을 때에 코어(10)로부터 액체가 용출(溶出)하지 않으므로, 분사재(1)의 표면이 습윤(濕潤) 상태가 되지는 않는다. 코어(10)는, 연마재(11)에 비해 충분히 크고, 예를 들면, 평균 입경 0.1 ~ 2.0mm 정도로 할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 평균 입경 0.7mm의 부정형(不定形)의 코어가 이용된다. 구(球) 모양 및 촙(chop) 등 각종 형상의 코어가 채용될 수 있다.
또, 예를 들면, 에틸렌 프로필렌 고무, 실리콘 고무, 니트릴고무, 및 우레탄고무 등의 전기 절연성의 재료로 이루어지는 코어(10)가 이용되어도 괜찮다. 이 경우, 분사재(1)가 정전기력에 의해 지그(100)에 부착하기 어렵다.
연마재(11)는, 부착물의 경도 등을 감안하여 적절히 선택 가능하다. 부착물 보다도 경질인 재료로 이루어지는 연마재(11)가 이용되면, 경질의 부착물의 제거를 효율적으로 행할 수 있다. 예를 들면, 유기 금속 기상 성장법(MOCVD법)에서 이용되는 트레이, 서스셉터, 및 대향판 등의 지그(100)에 부착하는 부착물은, 성막 성분인 GaN 및 Si3N4 등 경질인 것이 많으므로, 산화 알루미늄, 탄화 규소, 및 다이아몬드 등의 경질 재료로부터, 부착물 보다도 경질인 재료가 연마재(11)의 재료로서 선정되어도 괜찮다.
분사재(1)에 의한 충격을 작게 하고, 1개의 연마재(11)가 부착물을 제거하는 가공 단위를 작게 하여 지그(100)의 손상을 작게 하기 위해서, 연마재(11)는, 코어(10)에 비해 충분히 작아도 좋다. 예를 들면, 본 실시 형태에서는, 평균 입경 0.9 ~ 22.0㎛인 탄화 규소가 연마재(11)로서 이용된다.
또, 연마재(11)는, 코어(10)의 표면을 덮으며, 충분히 부착물을 제거할 수 있도록 하기 위해, 코어(10)의 표면의 50 ~ 90%를 덮도록 코어(10)에 담지(擔持)되어도 괜찮다.
도 2에 나타내어지는 바와 같이, 부착물의 제거에 이용되는 블라스트 가공 장치(2)는, 노즐(21)과, 블라스트실(blast室)(22)과, 테이블(23)과, 분사재 호퍼(24)와, 압축 공기 공급 장치(25)와, 분급(分級) 장치(26)와, 집진기(27)를 구비하고 있다.
노즐(21)은, 분사재(1)를 지그(100)에 분사하기 위한 부재이다. 노즐(21)은, 지그(100)의 표면에 대해서 소정의 경사각 α로 분사재(1)를 분사 가능하게 구성되어 있다. 경사각 α는 지그(100)의 표면과 분사재(1)의 분사 방향이 이루는 각으로서, 분사각이라고도 한다. 블라스트실(22)는, 분사재(1)를 지그(100)에 분사하여, 부착물의 제거를 행하기 위한 공간이다. 테이블(23)은, 블라스트실(22) 내에 지그(100)를 배치하기 위한 부재이다. 분사재 호퍼(24)는, 분사재(1)를 저류(貯留)하고, 노즐(21)에 소정량의 분사재(1)를 정량 공급한다. 압축 공기 공급 장치(25)는, 노즐(21)에 압축 공기를 공급한다. 분급 장치(26)는, 분사재(1)와 연마된 지그(100)의 절삭 가루를 회수함과 아울러, 재사용 가능한 분사재와 그것 이외의 분립체(粉粒體)인 분진(재사용 불가한 분사재 및 상기 절삭 가루)을 분급한다. 집진기(27)는, 분급 장치(26)로부터 분진을 배기 제거하고, 회수한다.
부착물의 제거는 이하의 공정에 의해 행해진다. 먼저, 부착물을 제거하는 지그(100)가 블라스트실(22) 내의 테이블(23) 상에 배치되며, 노즐(21)의 경사각 α가 소정의 경사각이 되도록 설정된다. 경사각 α는 예를 들면, 40°~ 80°정도로 설정된다. 경사각 α는, 45°~65°정도라도 좋다. 그리고, 분사재(1)가 준비된다.
다음으로, 소정의 분사 조건으로 노즐(21)로부터 분사재(1)가 분사되고, 경사 방향으로부터 지그(100)에 충돌한다. 노즐(21)에는 압축 공기 공급 장치(25)에 의해 압축 공기가 공급되고, 선단으로부터 압축 공기가 분사된다. 분사재 호퍼(24)에 의해서 분사재(1)의 공급량이 제어되며, 압축 공기가 노즐(21) 내를 통과할 때에 발생하는 부압(負壓)에 의해, 분사재(1)는 노즐(21)에 공급된다. 노즐(21)에 공급된 분사재(1)는, 압축 공기와 혼합되어 혼합 기류를 형성하고, 지그(100)에 대해서 분사된다. 여기서, 분사 조건으로서, 예를 들면, 분사 압력이 0.04 ~ 0.50MPa 정도, 분사 거리가 50 ~ 150mm 정도로 설정된다. 분사 시간은, 다른 분사 조건 등에 따라서, 적절히 설정된다. 분사 압력은, 분사재(1)를 분사할 때의 압축 공기의 압력이다. 분사 거리는, 노즐(21)의 분사구로부터 제거 대상인 지그(100)의 표면까지의 거리이다. 분사 시간은, 분사재(1)의 분사 개시로부터 분사 종료까지의 시간이다.
이 때, 노즐(21)을 지그(100)에 대해서 주사(走査)하거나, 또는, 지그(100)를 테이블(23) 상에 배치한 회전 테이블(도시하지 않음)에 고정하여 해당 회전 테이블을 회전시킴으로써 지그(100)를 회전시키는 등에 의해, 지그(100)의 소망의 범위에 분사재(1)를 충돌시켜, 부착물을 제거한다.
지그(100)에 충돌한 후에 비산(飛散)한 분사재(1) 및 지그(100)로부터 제거된 부착물은, 집진기(27)의 팬(fan)에 의해 흡인 회수되고, 분급 장치(26)에 공기 수송되어 분급(分級)된다. 분급 장치(26)에서 분급된 분사재(1) 중, 재사용 가능한 분사재(1)만, 분사재 호퍼(24)의 저장 탱크에 재투입되어 사용된다.
도 3에 분사재(1)에 의한 부착물의 제거 방법이 모식적으로 나타내어진다. 여기서, 검은 색으로 나타내어지는 연마재(11a, 11b)의 거동에 주목한다. 여기에서는, GaN막 등의 부착물(110)이 석영 유리로 이루어는 대향판 등의 지그(100)의 표면(100a)에 부착하고 있는 경우를 예로 설명한다.
노즐(21)로부터 지그(100)에 대해서 경사각 α로 경사 방향으로 분사된 분사재(1)는, 도 3의 (A)에 나타내어지는 바와 같이 지그(100)에 충돌하면, 도 3의 (B)에 나타내어지는 바와 같이, 코어(10)가 표면(100a)(부착물(110))을 따라서 탄성 변형한다.
이 때, 연마재(11a)는 코어(10)의 변형에 따르며, 부착물(110)에 따라서, 분사재(1)의 분사 방향과는 반대의 방향(도면 중 좌측 방향)으로 변위한다. 분사재(1)가 부착물(110)에 접촉하고 있는 동안에, 연마재(11)는, 지그(100)에 대해서 가압력이 부가되면서 변위하므로, 부착물(110)의 표면이, 가압력이 부가된 연마재(11)에 의해 면방향으로 문질러진다. 면방향은, 표면(100a)(부착물(110))을 따른 방향이다.
이어서 코어(10)는 더 변형하여, 도 3의 (C)에 나타내어지는 바와 같이, 연마재(11a)는 더 좌측 방향으로 변위함과 아울러, 연마재(11b)는, 부착물(110)을 따라서 분사재(1)의 분사 방향(도면 중 우측 방향)으로 변위한다. 이와 같이 부착물(110)의 표면에 접촉한 연마재(11)가 각각 변위하는 것에 의해, 부착물(110)은 연마재(11)에 의해 면방향으로 문질러지게 되어, 부착물(110)의 일부가 제거된다. 이 때, 서로 이웃하는 연마재(11)가 이간하도록 변위하기도 한다.
그리고, 도 3의 (D)에 나타내어지는 바와 같이, 코어(10)가 탄성에 의해 형상을 회복하는 것에 의해서, 분사재(1)는 지그(100)로부터 튀어 올라, 제거된 부착물(110)과 함께 비산한다.
상술한 바와 같이, 탄성을 가지는 코어(10)를 구비한 분사재(1)를 지그(100)의 표면(100a)에 경사 방향으로부터 분사하는 것에 의해, 종래의 분사재를 이용한 부착물 제거 방법과 같이, 분사재의 충돌에 의한 충격에 의해 부착물을 제거하는 것이 아니라, 코어(10)의 표면에 존재하는 작은 연마재(11)가 코어(10)의 변형에 따라 지그(100)의 면방향으로 변위하는 것에 의해 부착물(110)을 제거할 수 있다. 분사재(1)가 지그(100)에 충돌했을 때에 코어(10)가 탄성 변형하므로 분사재(1)에 의한 지그(100)에의 충격을 작게 할 수 있다. 또, 작은 가공 단위에 의해, 지그(100)에의 부하가 작은 면방향으로의 힘에 의해 부착물(110)을 제거할 수 있다. 이것에 의해, 지그(100)의 손상을 작게 할 수 있다. 또, 분사재(1)를 지그(100)에 분사하는 것만으로 지그(100)로부터 부착물(110)을 제거할 수 있으므로, 간단하게 또한 단시간에 부착물(110)의 제거를 행할 수 있다. 여기서, 연마재(11)는, 코어(10)의 변형에 따라 지그(100)의 면방향으로 변위하고, 부착물(110)에 면방향의 힘을 충분히 부가할 필요가 있으므로, 연마재(11)는 예를 들면 점착제와 같은 것에 의해 코어(10)에 부착하고 있는 것이 아니라, 단단히 코어(10)에 고착되어 있을 필요가 있다. 게다가, 지그(100)에 충돌한 분사재(1)가 튀어 오를 때에 분사재(1)의 형상이 원래대로 되돌아오므로, 튀어 오른 분사재(1)는 반복하여 사용될 수 있다.
분사재(1)의 코어(10)가 고무 재료에 의해 형성되어 있는 경우, 코어(10)의 탄성률이 낮아(수(數) MPa 정도), 지그(100)에 충돌했을 때의 코어(10)의 변형을 크게 할 수 있으므로, 분사재(1)가 지그(100)에 가하는 충격을 작게 할 수 있다. 또, 분사재(1)의 코어(10)가 고무 재료에 의해 형성되어 있는 경우, 연마재(11)의 변위를 크게 할 수 있으므로, 효율적으로 부착물(110)을 제거할 수 있다.
분사재(1)의 코어(10)의 평균 입경은 0.1 ~ 2.0mm라도 좋고, 0.3 ~ 1.5mm라도 괜찮다. 이 경우, 지그(100)에의 충돌시에서의 코어(10)의 변형량이 크고, 면방향을 따른 연마재(11)의 변위를 충분히 얻을 수 있음과 아울러, 분사재(1)에 의해서 지그(100)에 가해지는 충격을 작게 할 수 있다.
부착물(110) 보다도 경질인 재료로 이루어지는 연마재(11)가 이용됨으로써, 경질의 부착물(110)의 제거를 효율적으로 행할 수 있다. 또, 연마재(11)의 평균 입경은 0.9 ~ 22.0㎛라도 좋고, 0.9 ~ 10.0㎛ 라도 괜찮다. 이 경우, 부착물의 제거를 충분히 행하는 것을 가능하게 함과 아울러, 분사재(1)가 지그(100)에 충돌했을 때에 연마재(11)에 의해서 지그(100)에 가해지는 충격을 경감하고, 가공 단위를 작게 할 수 있으므로, 보다 한층 지그(100)의 손상을 작게 할 수 있다. 이것은, 특히 부착물(110)과 지그(100)와의 경도차가 큰 경우, 예를 들면, GaN 또는 Si3N4 등 경질의 부착물(110)인 경우에 유효하다. 또, 부착물(110)의 강도 및 지그(100)의 강도에 따라서는, 연마재(11)의 평균 입자 지름은 0.1㎛ 정도라도 좋다. 또, 상술의 평균 입자 지름은, JIS　R6002；1998에 규정된 전기 저항 시험 방법에 의해 측정될 수 있다.
경사각 α는, 지그(100)의 표면(100a)에 대해서 40°≤α≤80°라도 좋고, 45°≤α≤65°라도 괜찮다. 이 경우, 분사재(1)에 의해서 지그(100)에 가해지는 충격을 작게 할 수 있다. 이 때문에, 지그(100)에 큰 손상을 가하지 않도록 할 수 있음과 아울러, 연마재(11)를 적절한 힘에 의해 부착물(110)에 밀어 붙여 부착물(110)을 효율 좋게 제거할 수 있다.
또한, 경사각 α를 작게 하는 것에 의해, 분사재(1)가 지그(100)의 표면(100a)에 충돌하는 면적을 증대시킬 수 있으므로, 한 번에 넓은 영역의 부착물(110)의 제거가 가능하게 되어, 효율적으로 제거를 행할 수 있다.
본 실시 형태의 부착물의 제거 방법은, 경질의 부착물이, 손상을 받기 쉬운 재료로 이루어지는 지그에 부착되는 경우에 이용될 수 있다. 예를 들면, 그러한 성막 프로세스로서 유기 금속 기상 성장법(MOCVD법)을 들 수 있다. 성막 프로세스로서 유기 금속 기상 성장법(MOCVD법)을 이용하는 경우, GaN 또는 Si3N4 등 경질의 피막이 형성되는 것이 많다. 트레이, 서스셉터, 및 대향판 등의 지그는, 석영 유리 또는 카본을 주재료로 하여 형성되어 있고, 지그와 부착물과의 경도차가 크다. 여기서, 「석영 유리 또는 카본을 주재료로 하여 형성되어 있다」라 함은, 다른 성분이 첨가되어 있는 경우, 및 피막이 형성되어 있는 경우(예를 들면, SiC 코팅을 실시한 카본) 등을 포함하는 개념이다. 종래의 연마 입자를 이용한 부착물 제거 방법에서는, 부착물을 제거 가능한 조건으로 처리를 행하면, 지그가 큰 손상을 받지만, 본 실시 형태에 관한 부착물 제거 방법에 의하면, 지그에 손상을 가하지 않고, 효율 좋게 경질의 부착물의 제거를 행할 수 있다. 이 때문에, 본 실시 형태에 관한 부착물 제거 방법은, 유기 금속 기상 성장법(MOCVD법)에서 이용되는 지그의 부착물 제거에 적용될 수 있다.
(변경예)
복수개의 노즐을 이용하여 부착물의 제거를 행할 수 있다. 이 경우, 각각의 노즐에 의해서 분사되는 분사재가 서로 간섭하지 않도록, 노즐이 배치된다. 이것에 의해, 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
상술한 실시 형태에서는, 흡인식 노즐을 구비한 블라스트 가공 장치가 이용되었지만, 분사재 호퍼의 저류 탱크에 공급되는 압축 공기에 의해 저장 탱크 내의 분사재를 정량으로 한 후에 분사재를 분사하는 가압식 노즐을 구비한 블라스트 가공 장치가 이용되어도 괜찮다.
(실시 형태의 효과)
본 실시 형태의 부착물 제거 방법에 의하면, 지그(100)의 손상을 작게 할 수 있음과 아울러, 분사재(1)를 지그(100)에 분사하는 것만으로 지그(100)로부터 부착물(110)을 제거할 수 있으므로, 간단하게 또한 단시간에 부착물(110)의 제거를 행할 수 있다. 또, 코어(10) 및 연마재(11)의 구성, 및 경사각 α 등을 적절히 설정하는 것에 의해, 보다 한층 상기 효과를 유효하게 나타낼 수 있다.
[실시예]
이하에, 본 발명의 실시예를 비교예와 함께 나타낸다. 여기서, 본 발명은, 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
경질의 부착물이 GaN인 석영 유리로 이루어지는 대향판을 모의(模擬)하기 위해서, 약 50㎛인 GaN막을 형성한 석영 유리 기판을 시료로서 준비했다.
분사재로서는, 실시예에서는, 평균 입경 0.7mm인 부정형의 탄성체인 고무 재료의 코어에, 평균 입경 12㎛인 탄화 규소로 이루어지는 연마재를 코어의 표면적에 대해서 90%가 되도록 표면에 고착시킨 것을 이용했다. 코어로서는, 실시예 1에서는 천연 고무, 실시예 2에서는 에틸렌 프로필렌 고무를 이용했다. 비교예에서는, 비교예 1：평균 입경 14.0㎛, 비커스 경도 Hｖ2200인 알루미나 연마 입자(WA＃800：신토고교 주식회사제), 비교예 2：평균 입경 180㎛, 모스 경도 M3.5인 멜라민 수지 연마 입자(PSM80：신토고교 주식회사제), 비교예 3：평균 입경 180㎛, 비커스 경도 Hｖ530인 유리 파우더(GP105：신토고교 주식회사제)를 분사재로서 이용했다.
분사재를 시료에 분사하는 장치로서, 신토고교 주식회사제의 블라스트 가공 장치 MY-30을 이용했다. 노즐로서는, 노즐 지름 φ 8mm인 석션식(suction式)(중력식)의 노즐을 이용했다. 처리 조건으로서는, 노즐의 경사각은 60°로 하고, 분사 시간은 510초로 하며, 분사 거리는 100mm로 했다. 분사 압력은 실시예 및 비교예 2에서는 0.4MPa, 비교예 1에서는 0.25MPa, 비교예 3에서는 0.07MPa로 했다.
부착물 제거 처리의 평가는, 부착물인 피막의 제거가 양호하게 되었는지 아닌지, 기판의 손상이 허용 범위 내인지 아닌지와 같은 2개의 관점에 의해 행해졌다. 기판의 손상은 처리부와 미처리부와의 단차에 의해 평가되며, 50㎛를 문턱값으로 했다.
평가 결과가 표 1에 나타내어진다. 실시예 1, 2에서는, 피막 제거를 단시간에 양호하게 행할 수 있고, 기판의 손상도 허용 범위 내에 있었다. 한편, 비교예 2에서는 피막 제거를 양호하게 행하지 못하고, 비교예 1, 3에서는 피막을 제거할 수 있었지만, 기판의 손상이 컸다.
피막 제거 기판 손상
실시예 1 ○ ○
실시예 2 ○ ○
비교예 1 ○ ×
비교예 2 × ○
비교예 3 ○ ×
○ : 양호, ×: 불량
실시예에 의하면, 단시간에 기판의 손상이 매우 작은 상태로 부착물 제거가 가능하여, 본 발명의 효과가 확인되었다.
또, 피막 제거 작업의 조작이 완료한 시료를 에어 블로우 세정한 후에 관찰한 바, 코어에 전기 절연성의 재료를 이용한 실시예 2의 쪽이, 실시예 1에 비해 시료에 부착한 분사재의 양이 적었다.
1 - 분사재 2 - 블라스트 가공 장치
10 - 코어 11 - 연마재
12 - 고착제 21 - 노즐
22 - 블라스트실 23 - 테이블
24 - 분사재 호퍼 25 - 압축 공기 공급 장치
26 - 분급 장치 27 - 집진기
100 - 지그 100a - 표면
110 - 부착물

Claims (10)

  1. 성막(成膜) 프로세스에서 지그에 부착하는 부착물을 상기 지그로부터 제거하는 부착물 제거 방법으로서,
    탄성을 가지는 고무로 이루어지는 중실의 코어와, 상기 부착물보다도 경질인 경질(硬質) 입자로 이루어지는 연마재를 포함하며, 상기 코어의 표면에 상기 연마재를 고착시켜서 이루어지는 분사재를 준비하고,
    상기 분사재를 상기 지그의 표면에 경사 방향으로부터 분사하며,
    상기 분사재가 상기 지그의 상기 표면에 충돌했을 때에 상기 코어가 탄성 변형하고, 상기 연마재를 상기 지그의 상기 표면에서 면방향으로 변위시키는 것에 의해 부착물을 제거하는 것을 포함하고,
    상기 부착물은, 상기 지그보다도 경질이며,
    상기 코어는, JIS K6253에 규정되는 경도가 A30~90이고, 탄성률이 1~10MPa인 것을 특징으로 하는 부착물 제거 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 분사재는, 상기 코어의 표면으로부터 상기 연마재를 돌출시켜 이루어지는 분사재인 것을 특징으로 하는 부착물 제거 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 분사재는, 상기 코어의 표면에 상기 연마재를 고착제에 의해서 고착시켜서 이루어지는 분사재인 것을 특징으로 하는 부착물 제거 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 코어의 평균 입경이 0.1 ~ 2.0mm인 것을 특징으로 하는 부착물 제거 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 경질 입자의 평균 입경이 0.9 ~ 22.0㎛인 것을 특징으로 하는 부착물 제거 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 분사재의 분사 방향과 상기 지그의 상기 표면이 이루는 분사각은, 40° 이상 80° 이한인 것을 특징으로 하는 부착물 제거 방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 지그는 석영 유리 또는 카본을 주재료(主材料)로 하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 부착물 제거 방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 성막 프로세스는, 유기 금속 기상 성장법(MOCVD법)인 것을 특징으로 하는 부착물 제거 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
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