KR102622210B1 - 세정장치 - Google Patents

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KR102622210B1
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주식회사 싸이노스
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Abstract

세정장치를 개시한다.
이러한 세정장치는, 상부가 개방된 세정공간을 구비한 세정조와, 상기 세정조 상부 측에 배치되며 홀부들이 형성된 피세정물을 세정 가능한 상태로 고정 지지할 수 있도록 형성된 받침부와, 상기 세정조의 세정공간에 상기 피세정물의 세정 처리를 위한 세정액을 공급할 수 있도록 형성된 세정액 공급부, 그리고 상기 피세정물의 세정과 부합하는 상태로 상기 세정액의 움직임을 유도용 기체의 분사 압력으로 유도할 수 있도록 형성된 세정 유도부를 포함한다.

Description

세정장치{CLEANING APPARATUS}
본 발명은 세정장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조를 위한 화학기상증착(CVD: Chemical Vapor Deposition) 장치나 설비의 주요 구성부 중에 하나인 샤워헤드(Shower Head)는 증착 작업 중에 반응 부산물이나 비드 파우더(Bead Powder) 등이 달라붙어서 쉽게 오염되는 문제가 있다.
오염된 샤워헤드는 증착 작업 중에 챔버 내부에 부유 이물질들의 발생을 유발할 뿐만 아니라, 특히 헤드 측에 형성된 미세 홀부들의 막힘 현상을 초래하여 증착 품질을 크게 저하시키는 주된 요인이 될 수 있다.
그러므로, 샤워헤드의 오염에 의한 문제들을 사전에 방지 및 억제하기 위해서는 주기적인 세정 작업에 의한 세정 처리가 요구된다.
(특허문헌 0001) 등록특허공보 제10-1024891호
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
본 발명의 목적은, 반도체 제조 공정의 화학기상증착 작업에 사용되는 샤워헤드와 같은 피세정물을 습식(濕式) 세정 방식으로 간편하게 세정 처리할 수 있는 세정장치를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여,
상부가 개방된 세정공간을 구비한 세정조;
상기 세정조 상부 측에 배치되며 홀부들이 형성된 피세정물을 세정 가능한 상태로 고정 지지할 수 있도록 형성된 받침부;
상기 세정조의 세정공간에 상기 피세정물의 세정 처리를 위한 세정액을 공급할 수 있도록 형성된 세정액 공급부; 및
상기 피세정물의 세정과 부합하는 상태로 상기 세정액의 움직임을 유도용 기체의 분사 압력으로 유도할 수 있도록 형성된 세정 유도부;
를 포함하는 세정장치를 제공한다.
이와 같은 본 발명은, 기체의 분사 압력으로 세정액의 세정 움직임을 유도하는 방식으로 피세정물을 용이하게 습식(濕式) 세정 처리할 수 있으며, 특히 세정력 향상과 부합하는 상태로 세정액의 세정 움직임을 기체 분사 분위기로 유도할 수 있는 구조를 제공함으로써, 세정 품질 및 세정 작업 효율성 등을 한층 더 높일 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 세정장치의 전체 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 10은 본 발명의 일실시 예에 따른 세정장치의 세부 구조 및 작용을 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 세정장치의 전체 구조를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2 내지 도 10은 세부 구조 및 작용을 설명하기 위한 도면들로서, 도 1 내지 도 6을 참조하면, 일실시 예에 따른 세정장치는, 세정조(10), 받침부(20), 세정액 공급부(30) 및 세정 유도부(40)를 포함한다.
그리고, 본 세정장치에 의해 세정 처리되는 피세정물(M)은 주로 반도체 제조 공정의 화학기상증착 장치나 설비에 사용되는 금속 파츠로서, 원판 형태의 둘레부 내측에 미세 홀부(M1)들이 형성된 샤워헤드를 일예로 설명한다.
세정조(10)는 도 1 내지 도 2에서와 같이 상부가 개방된 세정공간(12)을 구비하고, 이 세정공간(12)의 개방부 측이 위쪽을 향하는 상태로 배치된다.
세정조(10)는 피세정물(M)의 형태와 부합하는 수조 형태를 갖도록 형성된다. 예를 들어, 원판 형태의 피세정물(M) 둘레부와 대응하는 둘레부 크기를 갖는 원통형의 수조 형태로 이루어질 수 있다.
세정조(10)는 도 1에서와 같이 세정공간(12)의 개방부 측이 위쪽을 향하는 상태로 별도의 작업대(T) 측에 놓여진 상태로 세팅될 수 있다.
세정조(10)의 재질은 내부식성, 내화학성 및 내구성이 우수한 금속이나 합성수지 중에서 선정하여 사용할 수 있다.
받침부(20)는 세정조(10) 측과 연계하여 세정 처리가 가능하게 세정조(10)의 상부 측에 피세정물(M)을 받침 상태로 고정 지지할 수 있는 구조를 갖도록 형성된다.
받침부(20)는 도 1 내지 도 2에서와 같이 원판 형태의 피세정물(M)의 둘레부 하부면 측을 접촉 지지 상태로 받쳐줄 수 있는 링(Ring) 모양의 받침대 형태로 이루어질 수 있다.
받침부(20)는 피세정물(M)의 둘레부 하부면 측과 대응하는 시일 받침면(22)을 구비하고, 이 시일 받침면(22) 측이 위쪽을 향하도록 배치되는 상태로 세정조(10)의 개방부 측에 고정 설치될 수 있다.
시일 받침면(22)은 피세정물(M)의 둘레부 하부면 측을 접촉 지지 상태로 받쳐줄 때 접촉 부위의 시일이 가능한 구조를 갖도록 형성된다.
이를 위하여, 도 2에서와 같이 시일 받침면(22) 측에 고무링과 같은 시일부재(24)를 설치하여, 이 시일부재(24)에 의해 접촉 지지 틈새의 시일이 이루어지도록 형성될 수 있다.
그러면, 예를 들어 도 2에서와 같이 받침부(20) 측에 피세정물(M)이 배치된 상태일 때, 이 피세정물(M)의 둘레부 안쪽과 바깥쪽은 서로 시일 상태로 차단되고, 세정조(10)의 세정공간(12) 개방부 측은 피세정물(M)의 홀부(M1) 측과 서로 연통된 상태를 이룰 수 있다.
받침부(20)는 도 2에서와 같이 고정구(26)를 더 구비하여 이루어질 수 있다.
고정구(26)는 받침부(20) 측에 놓여진 피세정물(M)을 고정 또는 고정 해제할 수 있는 조작 및 고정 구조를 갖도록 형성된다.
고정구(26)는 예를 들어, 도 2에서와 같이 받침부(20)의 상부 둘레부 측에 세워진 상태로 설치된 스크류(28) 측에 나사 결합으로 연결 설치된 상태로 적어도 두 군데 이상의 지점에 세팅될 수 있다.
그러면, 고정구(26)를 스크류(28)의 축선을 중심으로 정,역 방향으로 회전 조작할 때, 이 스크류(28)의 축선을 따라 고정구(26) 측이 상,하 방향으로 이동되면서 고정 또는 고정 해제 상태로 조작 및 작동될 수 있다.
이와 같은 고정구(26)는 받침부(20) 상에 세정 처리가 가능하게 배치된 피세정물(M)을 유동 억제가 가능하게 안정적으로 잡아줄 수 있다.
세정액 공급부(30)는 세정조(10) 측에 피세정물(M)의 세정 처리를 위한 세정액(W)을 공급할 수 있도록 형성된다.
세정액 공급부(30)는 도 1 내지 도 2에서와 같이 세정액(W) 공급을 위한 액체탱크(32)를 구비하고, 이 액체탱크(32) 측이 세정조(10) 측과 관체(L1)로 연결된 상태로 형성될 수 있다.
그리고, 액체탱크(32)에 담겨진 세정액(W)은 도면에는 나타내지 않았지만 통상의 방법(예: 펌프 펌핑)에 의해 관체(L1)를 통해서 세정조(10)의 세정공간(12) 측에 공급되도록 세팅될 수 있다.
세정액(W)은 예를 들어, 디아이 워터(D.I Water)를 사용할 수 있으며, 이외에도 샤워헤드와 같은 금속 파츠의 피세정물(M)의 습식 세정 처리와 부합하는 특성을 갖는 다양한 세정 케미컬류 중에서 선정하여 사용할 수 있다.
한편, 세정 유도부(40)는 세정조(10) 측에 담겨진 세정액(W)이 기체 분사 압력에 의해 미스트(Mist) 형태로 기체와 함께 피세정물(M)의 홀부(M1)들 내부를 강제 통과하는 상태로 홀부(M1)들의 세정 처리가 이루어지도록 유도할 수 있는 구조를 갖도록 형성된다.
특히, 세정 유도부(40)는 세정액(W)에 의한 세정력 향상과 부합하는 기체 분사 분위기를 세정조(10) 내측에 형성할 수 있는 구조를 갖도록 형성된다.
세정 유도부(40)는 도 2 내지 도 4에서와 같이 복수 개의 노즐홀(N)들이 형성된 회전 분사체(42)를 구비하고, 세정조(10) 외측에 배치된 기체탱크(44)로부터 유도용 기체(A)를 공급받아서 작동되도록 형성된다.
회전 분사체(42)는 세정조(10)의 세정공간(12) 둘레부와 대응하는 원판 형태를 가지며, 일면(윗면)에 노즐홀(N)들이 간격을 띄우고 형성된다.
회전 분사체(42)는 세정조(10) 내측에서 노즐홀(N)들이 위쪽을 향하는 상태로 수평하게 배치되되, 둘레부 중앙의 회전축(S)을 중심으로 자유 회전이 가능한 상태로 세정조(10)의 세정공간(12) 바닥면 측에 세팅될 수 있다.
회전 분사체(42)는 관체(L2)를 통해서 기체탱크(44)로부터 유도용 기체(A)를 공급받도록 세팅된다.
관체(L2)는 도 2 내지 도 3에서와 같이 기체탱크(44) 측에 일단이 연결되고, 타단은 회전 분사체(42) 내측에 노즐홀(N)들과 서로 연통된 상태로 형성된 통로(L3) 측에 연결되며, 이 통로(L3)는 회전 분사체(42) 내측에서 회전축(S)의 축선을 따라 연장된 상태로 관체(L2) 단부 측에 연결될 수 있다.
그러면, 회전 분사체(42)는 정지된 상태는 물론이거니와, 회전 동작 중에도 기체탱크(44)로부터 유도용 기체(A)를 공급받을 수 있다.
유도용 기체(A)는 씨디에이(CDA: Clean Dry Air) 또는 질소 또는 탄산(CO2)가스를 사용할 수 있으며, 기체탱크(44) 측에 담겨진 상태에서 노즐홀(N)들을 통해서 세정액(W)의 세정 유도와 부합하는 상태로 분사되도록 세팅된다.
그리고, 회전 분사체(42)는 회전축(S)의 축선을 중심으로 자유 회전 가능하게 형성되되, 유도용 기체(A)의 분사 압력에 의한 구동 방식으로 회전되도록 형성될 수 있다.
이를 위하여, 노즐홀(N)들이 회전 분사체(42) 측에서 위쪽을 향하여 기체 분사가 가능하게 형성되되, 도 4에서와 같이 회전축(S)을 중심으로 어느 한쪽 방향으로 유도용 기체(A) 분사가 가능하게 기울어져서 분사 방향성을 갖는 홀부 형태로 형성될 수 있다.
그러면, 노즐홀(N)들 측에서 방향성을 갖는 상태로 분사되는 유도용 기체(A)의 분사 압력에 의해 추진력(반동)이 발생하여 회전 분사체(42)가 회전축(S)을 중심으로 어느 한 방향으로 회전 구동될 수 있으며, 이로 인하여 회전 동작 중에 기체 분사가 이루어질 수 있다.
그러므로, 회전 분사체(42)는 회전 구동을 위한 별도의 구동원(예: 모터)을 사용하지 않고, 단지 유도용 기체(A)의 분사 분위기에 의해 일방향으로 회전 구동될 수 있다.
이와 같은 세정 유도부(40)는 회전 분사체(42) 측에서 분사되는 유도용 기체(A)의 분사 압력에 의해 피세정물(M)의 세정과 부합하는 상태로 세정액(W)의 세정 움직임을 유도할 수 있다.
즉, 세정 유도부(40)는 도 5 내지 도 6에서와 같이 세정조(10) 측에서 회전 분사체(42)의 노즐홀(N)들을 통해 유도용 기체(A)를 분사함으로써, 세정액(W) 중에 버블(B)들을 발생시키고, 이 버블(B)들이 기체 압력에 의해 깨져서 미스트로 변환된 상태로 유도용 기체(A)와 함께 피세정물(M)의 홀부(M1)들을 강제로 통과하는 유체 흐름으로 세정이 이루어지도록 유도할 수 있는 상태로 작동될 수 있다.
그러면, 피세정물(M)의 홀부(M1)들 내부면은 미스트 형태의 세정액(W) 및 유도용 기체(A)의 분사 압력에 의해 각종 증착 이물질들이 강제 분리 및 제거되는 상태로 습식 세정 처리될 수 있다.
특히, 회전 분사체(42)는 유도용 기체(A)의 분사 압력에 의해 회전 상태로 분사 동작되므로, 세정조(10)에 담겨진 세정액(W) 중에 버블(B)들을 발생시키되, 피세정물(M)의 세정력 향상과 부합하도록 버블(B)들의 부유(浮游) 유동성을 더욱 활성화시킬 수 있다.
도 7 내지 도 8을 참조하면, 세정 유도부(40)는 보조 분사체(46)를 더 구비하여 이루어질 수 있다.
보조 분사체(46)는 회전 분사체(42)의 분사 동작과 연계하여 세정 처리와 부합하는 상태로 유도용 기체(A)를 분사할 수 있는 구조를 갖도록 형성된다.
보조 분사체(46)는 도 7 내지 도 8에서와 같이 원판 형태를 가지며, 일면(윗면)에 보조 노즐홀(N1)들이 간격을 띄우고 형성된다.
보조 분사체(46)는 보조 노즐홀(N)들이 위쪽을 향하는 상태로 회전 분사체(42) 윗면 측에 복수 개가 이격 배치될 수 있다.
보조 분사체(46)는 회전 분사체(42)의 윗면 상에 배치되되, 보조 회전축(S1)을 중심으로 자유 회전이 가능한 상태로 세팅될 수 있다.
보조 분사체(46) 내측에는 보조 노즐홀(N1)들과 서로 연통된 상태로 보조 통로(L4)가 형성되며, 이 보조 통로(L4)는 보조 회전축(S1)을 거쳐서 회전 분사체(42)의 통로(L3) 측과 서로 연통된 상태로 연결 형성될 수 있다.
즉, 보조 분사체(46)는 회전 분사체(42)의 통로(L3)로부터 유도용 기체(A)를 공급받아서 보조 노즐홀(N1)들을 통해서 피세정물(M)의 세정 처리와 부합하는 상태로 기체를 분사할 수 있도록 형성된다.
그리고, 보조 분사체(46)는 유도용 기체(A)의 분사 압력에 의해 보조 회전축(S1)을 중심으로 어느 한 방향으로 회전되도록 보조 노즐홀(N1)들이 회전 추진력 발생과 부합하는 방향성을 갖는 상태로 분사가 이루어지도록 형성될 수 있다.
보조 노즐홀(N1)들은 보조 분사체(46)의 정,역 회전 방향 중에서 요구되는 작업 여건에 따라 이와 부합하는 어느 한 방향으로 회전이 이루어질 수 있는 상태의 분사 방향성을 갖도록 형성된다.
그러므로, 보조 분사체(46)는 회전 분사체(42)의 회전 분사 동작과 연계하여 이 회전 분사판(42) 상에서 어느 한 방향으로 회전되는 상태로 유도용 기체(A)를 분사할 수 있는 구조를 제공할 수 있다.
특히, 보조 분사체(46)는 회전 분사체(42) 측에서 개별적인 회전 동작으로 유도용 기체(A)를 분사할 수 있으므로, 세정력 향상과 더욱 부합하도록 세정조(10) 내에서 세정액(W)의 부유(浮游) 유동성을 더욱 활성화시킬 수 있다.
도 9 내지 도 10을 참조하면, 세정 유도부(40)는 버블 가이드구(48)를 더 구비하여 이루어질 수 있다.
버블 가이드구(48)는 회전 분사체(42) 측에서 분사되는 유도용 기체(A)에 의해 세정액(W) 중에 발생된 버블(B)들의 크기를 더 작게 분할 유도할 수 있는 구조를 갖도록 형성된다.
버블 가이드구(48)는 도 9에서와 같이 가이드홀(H)들이 형성된 판상의 형태(예: 메시판)를 가지며, 세정조(10) 내측에서 회전 분사체(42) 위쪽에 간격을 띄우고 수평한 상태로 배치될 수 있다.
버블 가이드구(48)는 회전 분사체(42) 위쪽에 간격을 띄우고 수평하게 배치되되, 도 9에서와 같이 둘레부 측이 회전 분사체(42)의 둘레부 측에 탄성 연결구(C)로 연결된 상태로 세팅될 수 있다.
탄성 연결구(C)는 스프링류 중에서 선정하여 사용할 수 있으며, 예를 들어, 인장 코일 스프링을 사용할 수 있다.
즉, 탄성 연결구(C)는 도 9에서와 같이 코일 양쪽 단부 중에서 일단은 회전 분사체(42)의 둘레부 측에 연결 고정되고, 타단은 버블 가이드구(48)의 둘레부 측에 연결 고정되는 상태로 적어도 두 개 이상이 설치될 수 있다.
탄성 연결구(C)는 도 10에서와 같이 세정조(10) 내에서 회전 분사체(42) 및 보조 분사체(46)에 의해 유도용 기체(A)가 분사될 때, 이에 따른 유체(세정액, 유도용 기체) 압력에 의해 버블 가이드구(48) 측이 미세하게 떠는 상태로 미세 진동이 유발될 수 있도록 버블 가이드구(48) 측을 탄력적인 연결 상태로 잡아주는 역할이 가능하게 세팅된다.
이러한 버블 가이드구(48)는 도 9에서와 같이 회전 분사체(42) 및 보조 분사체(46) 측에서 분사된 유도용 기체(A)에 의해 세정액(W) 중에 발생된 버블(B)들이 세정조(10) 내에서 피세정물(M) 측을 향하여 위로 부유될 때, 가이드홀(H)들을 통과하면서 더 작은 크기의 버블 형태를 갖도록 분할 유도할 수 있는 구조를 제공할 수 있다.
이와 같은 버블 가이드구(48)는 피세정물(M)의 미세 홀부(M1)들 측과 더욱 부합하는 크기의 버블(B) 발생이 가능하도록 할 뿐만 아니라, 미세 진동에 의해 버블(B)들을 강제로 털어내는 상태로 작동되므로, 버블(B) 발생 효율성 향상은 물론이거니와, 세정력 향상이 가능하게 유체의 부유 유동성을 더욱 활성화시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 일실시 예에 따른 세정장치는, 세정조(10) 내에서 유도용 기체(A)의 분사 분위기로 세정액(W)의 유동을 유도하는 세정 방식으로 피세정물(M)을 습식 세정 처리할 수 있는 세정 구조를 제공할 수 있다.
10: 세정조 20: 받침부
30: 세정액 공급부 40: 세정 유도부
M: 피세정물 W: 세정액
A: 유도용 기체 B: 버블

Claims (10)

  1. 상부가 개방된 세정공간을 구비한 세정조;
    상기 세정조 상부 측에 배치되며 홀부들이 형성된 피세정물을 세정 가능한 상태로 고정 지지할 수 있도록 형성된 받침부;
    상기 세정조의 세정공간에 상기 피세정물의 세정 처리를 위한 세정액을 공급할 수 있도록 형성된 세정액 공급부; 및
    상기 피세정물의 세정과 부합하는 상태로 상기 세정액의 움직임을 유도용 기체의 분사 압력으로 유도할 수 있도록 형성된 세정 유도부;
    를 포함하며,
    상기 세정 유도부는,
    상기 세정조의 세정공간 내측에서 회전축을 중심으로 자유 회전이 가능하게 배치되며, 세정액의 버블 및 미스트 전환 유도가 가능하게 유도용 기체를 분사하기 위한 노즐홀들이 형성된 회전 분사체;
    상기 회전 분사체 측과 관체로 연결되며, 유도용 기체가 담겨지는 기체탱크; 및
    상기 회전 분사체의 노즐홀들 측과 연계하여 유도용 기체를 분사하기 위한 보조 노즐홀들을 구비한 보조 분사체;
    를 구비하여 이루어지는 세정장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 받침부는,
    상기 피세정물의 둘레부 하부면 측과 대응하는 시일 받침면을 구비하고, 상기 피세정물의 홀부 측과 상기 세정조의 세정공간 측이 서로 연통되도록 받쳐줄 수 있는 상태로 형성되는 세정장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 받침부는,
    상기 시일 받침면 측에 배치되는 시일부재를 더 구비하고, 이 시일부재는 상기 시일 받침면 측에서 상기 피세정물의 둘레부 안쪽과 바깥쪽 사이를 시일 상태로 차단할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 세정장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 세정액 공급부는,
    세정액이 담겨지는 액체탱크를 구비하고, 이 액체탱크의 세정액이 관체를 통해서 상기 세정조의 세정공간 측에 공급될 수 있도록 형성되는 세정장치.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전 분사체는,
    상기 노즐홀들이 서로 간격을 띄우고 일면에 형성된 원판 형태를 가지며, 상기 세정조의 세정공간 바닥면 측에서 위쪽을 향하여 유도용 기체의 분사가 가능한 상태로 세팅되는 세정장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐홀들은,
    상기 회전축을 중심으로 상기 회전 분사체의 일방향 회전 유도를 위한 추진력 발생과 부합하는 분사 방향성을 갖는 상태로 유도용 기체의 분사가 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 세정장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조 분사체는,
    상기 보조 노즐홀들이 일면에 형성된 원판 형태를 가지며, 상기 회전 분사체 측에서 보조 회전축을 중심으로 자유 회전이 가능하게 형성되는 세정장치.
  9. 청구항 1 있어서,
    상기 세정 유도부는,
    버블 가이드구를 더 구비하고,
    상기 버블 가이드구는,
    유도용 기체에 의해 세정액 중에 발생되는 버블들의 크기 분할을 유도하기 위한 가이드홀들이 형성된 판상의 형태를 가지며, 상기 세정조 내측에서 상기 회전 분사체의 위쪽에 이격 배치되는 세정장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 버블 가이드구는,
    탄성 연결구에 의해 상기 회전 분사체 측과 서로 탄력적으로 연결된 상태로 상기 세정조 내측에 배치되는 세정장치.
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