KR20200059033A

KR20200059033A - 파티클 측정 장치 및 이를 이용한 측정 방법

Info

Publication number: KR20200059033A
Application number: KR1020180143855A
Authority: KR
Inventors: 최성진; 이병선; 강은정
Original assignee: (주)코미코
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2020-05-28
Also published as: KR102590033B1

Abstract

본 출원은 내부에 하나의 메인 홀을 가지는 대상물에 부착된 파티클을 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 밀폐된 내부 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버의 일면에 위치하여 내부 공간으로 가스를 분사하는 하나 이상의 클리닝 노즐; 상기 챔버의 일면에서 수직 방향으로 연장되어 위치하고, 대상물의 메인 홀 내부로 가스를 분사하는 제1 파티클 부유 노즐; 상기 챔버의 측면에 위치하고, 대상물의 외면에 가스를 분사하는 하나 이상의 제2 파티클 부유 노즐; 상기 챔버의 내부에 위치하며, 대상물을 거치시키는 타공 선반; 상기 챔버 내부에 위치하여 파티클을 포집하는 하나 이상의 프로브; 상기 챔버의 내부 공간에 연결되어 가스가 배출되는 배기 라인; 및 상기 프로브 또는 상기 챔버의 하부에서 연결되어 포집된 파티클을 이동시키는 둘 이상의 측정기 라인을 포함하는 파티클 측정 장치 및 이를 이용하는 측정 방법에 관하여 개시한다.

Description

파티클 측정 장치 및 이를 이용한 측정 방법{APPARATUS FOR MEASURING PARICLES AND MEASURING METHOD FOR USING THE SAME}

본 출원은 대상물에 부착된 파티클 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.

반도체 또는 디스플레이의 제조 장치의 부품은 쉴드(shield) 타입, 링(ring) 타입, 라이너(liner) 타입, 파이프(pipe) 타입, 플레이트(plate) 타입, 챔버(chamber) 타입, 샤워헤드(shower head) 타입 등의 형태로 구분된다.

이러한 부품에 먼지 등의 입자가 부착되어 잔류하는 경우 이들 입자가 반도체 및 디스플레이 제조용 기판인 웨이퍼, 유리 기판, 사파이어 기판 등에 막을 형성하거나, 막을 식각하는 과정에서 이들 입자가 표면에 부착되어 패턴 결함 등 제품의 치명적인 불량을 유발하게 되는 것이다.

반응로 및 반응용 챔버의 가스 공급경로 등 반도체 및 디스플레이의 제조 공정은 매우 청정한 상태로 유지 및 관리될 것이 요구되므로, 이러한 청정도를 확보하기 위하여 제조 장치의 부품들에 대하여 초기와 일정 기간 사용 후에는 세정을 하여 장비에 장착하게 된다.

관련된 선행기술로는 "다공 형성 부품의 입자 검사 장치(대한민국 등록특허공보 제10-1483224호, 이하 특허문헌 1이라 한다.)"가 존재한다.

특허문헌 1에 따른 종래기술의 경우, 샤워헤드 등의 미세한 다공이 형성된 부품에서 미세 홀 내부의 파티클을 검출하기 위한 입자 검사 장치를 개시하고 있다. 그러나, 종래기술은 쉴드 타입, 링 타입, 라이너 타입 또는 파이프 타입과 같이 하나의 홀을 가지는 부품의 경우에는 적용이 어려운 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1483224호 (2015.01.16.)

본 출원은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 내부에 하나의 메인 홀을 가지는 대상물에 부착된 파티클을 측정하는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 출원의 해결 과제는 이상에서 언급된 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 출원의 하나의 실시예는 내부에 하나의 메인 홀을 가지는 대상물에 부착된 파티클을 측정하는 장치로서, 밀폐된 내부 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버의 일면에 위치하여 챔버의 내부 공간으로 가스를 분사하는 하나 이상의 클리닝 노즐; 상기 챔버의 일면에서 수직 방향으로 연장되어 위치하고, 대상물의 메인 홀 내부로 가스를 분사하는 제1 파티클 부유 노즐; 상기 챔버의 일면에 위치하고, 대상물의 외면에 가스를 분사하는 하나 이상의 제2 파티클 부유 노즐; 상기 챔버의 내부에 위치하며, 대상물을 거치시키는 타공 선반; 상기 챔버 내부에 위치하여 파티클을 포집하는 하나 이상의 프로브; 상기 챔버의 내부 공간에 연결되어 가스를 배출하는 배기 라인; 및 상기 프로브 또는 상기 챔버의 하부에 택일적으로 연결되거나, 상기 프로브와 상기 챔버의 하부에 모두 연결되어, 포집된 파티클을 이동시키는 경로를 제공하는 둘 이상의 측정기 라인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는, 파티클 측정 장치를 제공한다.

본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 파티클 측정 장치는 상기 측정기 라인에 연결되어 파티클의 수를 측정하는 파티클 측정부를 더 포함할 수 있다.

본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 클리닝 노즐은, 상기 챔버의 상부에 위치할 수 있다.

본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 제1 파티클 부유 노즐은, 상기 챔버의 상부 중앙에 위치할 수 있다.

본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 제1 파티클 부유 노즐은, 대상물의 메인 홀 내부로 수직 이동 및 수평 이동이 가능하며, 수직 이동과 수평 이동이 각각 별도로 조절가능한 것일 수 있다.

본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 타공 선반은, 상기 챔버의 하부 공간에 위치할 수 있다.

본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 타공 선반은, 부유된 파티클이 챔버의 하부로 이동할 수 있도록 다수의 홀이 형성된 구조이거나 메쉬 구조일 수 있다.

본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 타공 선반은, 상하이동 및 회전이동이 가능할 수 있다.

본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 프로브는, 벤트 홀(Vent Hole) 이 구비된 관 구조이고, 챔버 내부에서 대상물의 형상에 기인하여 와류 현상이 발생하는 부위에 구비될 수 있다.

본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 대상물은, 쉴드 타입, 링 타입, 라이너 타입 또는 파이프 타입의 반도체 제조 장치의 부품일 수 있다.

본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 대상물은, 하나 이상의 서브 홀을 더 포함할 수 있다.

본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 클리닝 노즐은, 분사각이 30˚ 내지 70˚인 원형 분사 노즐이고, 둘 이상인 경우 각각 간격을 두고 배치될 수 있다.

본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 제1 파티클 부유 노즐은, 분사각이 100˚ 내지 140˚인 편향 부채꼴 노즐 또는 멀티 안개 노즐일 수 있다.

본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 멀티 안개 노즐은, 중공원형 또는 원형 분사 노즐이고, 5 내지 7개의 분사구를 구비할 수 있다.

본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 제2 파티클 부유 노즐은, 분사각이 40˚ 내지 70˚인 협각 분사 노즐이고, 둘 이상인 경우 수직 방향을 따라 일렬로 배치될 수 있다.

본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 파티클 측정 장치는 상기 챔버 내의 파티클을 이온화하여 표면 정전기력을 제어하는 하나 이상의 정전기 제거부를 구비할 수 있다.

본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 정전기 제거부는, 소프트 엑스레이(Soft X-Ray)를 사용하는 포토 이오나이저, 전자기 이오나이저, 자외선 램프, 또는 상압 플라즈마 발생 장치일 수 있다.

본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 정전기 제거부는, 챔버 내부의 상면 및 측면 중 하나 이상의 위치에 바(bar) 타입으로 구비된 것일 수 있다.

본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 가스는 질소, 공기 및 불활성 가스 중에서 선택되는 어느 하나이거나 이들의 조합일 수 있다.

본 출원의 하나의 실시예는, 상기 측정 장치를 사용한 파티클 측정 방법에 있어서, 상기 클리닝 노즐로 가스를 분사하여 챔버 내부의 파티클을 부유시켜 하부로 이동시키는 단계; 상기 제1 파티클 부유 노즐로 대상물의 메인 홀에 가스를 분사하여 대상물의 내면에 부착된 파티클을 부유시키는 단계; 상기 제2 파티클 부유 노즐로 대상물의 외부에 가스를 분사하여 대상물의 외면에 부착된 파티클을 부유시키는 단계; 상기 부유된 파티클을 프로브 또는 챔버의 하부에서 포집하거나, 프로브와 챔버의 하부에서 동시에 포집하여 측정기 라인으로 이동시키는 단계; 및 상기 측정기 라인으로 유입되지 않은 파티클을 배기 라인으로 배출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 파티클 측정 방법을 제공한다.

본 출원에 따른 파티클 측정 장치 및 방법은 내부에 하나의 메인 홀을 가지는 대상물에 부착된 파티클을 효과적으로 제거하는 장점이 있다.

또한, 챔버 내부의 상하이동이 가능한 상면 노즐과 측면 노즐을 구비하여 대상물에 부착된 파티클 부유 효과가 우수한 장점이 있다.

그리고, 챔버 내부 공간에 프로브를 배치하여 파티클을 챔버의 하부와 측면에서 동시에 포집할 수 있으므로 대상물의 파티클 제거 및 측정 효과가 우수한 장점이 있다.

게다가, 수직 및 회전 이동이 가능한 타공 선반에 대상물을 거치하므로, 대상물의 크기 및 개수에 무관하게 파티클 측정이 가능하다는 장점이 있다.

본 출원의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 출원의 하나의 실시예에 따른 파티클 측정 장치의 각 구성들을 나타낸 것이다.
도 2는 본 출원의 하나의 실시예에 따른 클리닝 노즐에서 가스가 분사되는 것을 나타낸 것이다.
도 3에서 (a)는 본 출원의 하나의 실시예에 따른 부채꼴 노즐을 나타낸 것이고, (b)는 부채꼴 노즐에서 가스가 분사되는 것을 나타낸 것이며, (c)는 본 출원의 하나의 실시예에 따른 멀티 안개 노즐을 나타낸 것이고, (d)는 멀티 안개 노즐에서 가스가 분사되는 것을 나타낸 것이다.
도 4는 본 출원의 하나의 실시예에 따른 제2 파티클 부유 노즐에서 가스가 대상물에 분사되는 것을 나타낸 것이다.
도 5는 본 출원의 하나의 실시예에 따른 타공 선반을 나타낸 것이다.
도 6은 본 출원의 하나의 실시예에 따른 파티클 측정 장치를 나타낸 것이다.
도 7은 내부에 하나의 메인 홀을 가지는 대상물을 도시한 것이다.

본 출원에 따른 파티클 측정 장치는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 출원을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 출원의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 출원의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 출원을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 출원에 따른 파티클 측정 장치 및 방법의 구체적인 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1 및 도 6은 본 출원의 하나의 실시예에 따른 파티클 측정 장치의 각 구성들을 나타낸 것이다. 도 2는 본 출원의 하나의 실시예에 따른 클리닝 노즐에서 가스가 분사되는 것을 나타낸 것이다. 도 3에서 (a)는 본 출원의 하나의 실시예에 따른 부채꼴 노즐을 나타낸 것이고, (b)는 부채꼴 노즐에서 가스가 분사되는 것을 나타낸 것이며, (c)는 본 출원의 하나의 실시예에 따른 멀티 안개 노즐을 나타낸 것이고, (d)는 멀티 안개 노즐에서 가스가 분사되는 것을 나타낸 것이다. 도 4는 본 출원의 하나의 실시예에 따른 제2 파티클 부유 노즐에서 가스가 대상물에 분사되는 것을 나타낸 것이다. 도 5는 본 출원의 하나의 실시예에 따른 타공 선반을 나타낸 것이다. 도 6은 본 출원의 하나의 실시예에 따른 파티클 측정 장치를 나타낸 것이다. 도 7은 내부에 하나의 메인 홀을 가지는 대상물의 예시들을 도시한 것이다.

본 출원의 하나의 실시예는 내부에 하나의 메인 홀(1)을 가지는 대상물(10)에 부착된 파티클을 측정하는 장치이고, 도 1에 도시된 바와 같이, 챔버(100), 하우징(110), 클리닝 노즐(210), 제1 파티클 부유 노즐(220), 제2 파티클 부유 노즐(230), 타공 선반(400), 측정기 라인(320), 배기 라인(500), 파티클 측정부를 포함할 수 있다.

상기 대상물(10)은 내부에 하나의 메인 홀(1)을 가지는 세정 대상 부품으로, 구체적으로 반도체 제조 장치의 부품일 수 있으며, 쉴드 타입, 링 타입, 라이너 타입 또는 파이프 타입일 수 있으나, 내부에 하나의 메인 홀(1)을 가지는 형상이면 이에 제한되지 않는다. 도 7의 (a)를 참조하면, 내부에 하나의 메인 홀(1)을 가지는 링 타입 대상물(10)일 수 있고, (b)를 참조하면, 내부에 하나의 메인 홀(1)과 다수의 서브 홀(5)을 가지는 쉴드 타입 대상물(10)일 수 있다.

상기 챔버(100)는 밀폐된 내부 공간을 제공하며, 챔버(100)의 하부에 위치하거나 또는 챔버(100) 전면을 감싸는 하우징(110)이 구비될 수 있다.

도 1을 참조하면, 상기 클리닝 노즐(210)은 챔버(100)의 일면, 구체적으로, 챔버 내부의 상면에 위치하여 챔버의 내부 공간으로 가스를 분사하여 챔버(100) 내부에 잔류하는 파티클(20)을 부유시켜 챔버(100)의 하부로 전달시키는 효과가 있다. 상기 클리닝 노즐(210)은 복수 개일 수 있고, 챔버(100) 내부에 골고루 가스를 분사할 수 있도록 적절한 간격을 두어 배치될 수 있다.

도 2를 참조하면, 상기 클리닝 노즐(210)은, 원형 분사 노즐이고, 분사각이 30˚ 내지 70˚일 수 있고. 더욱 구체적으로 45˚ 내지 60˚일 수 있으며, 더욱 더 구체적으로 60˚일 수 있다.

상기 원형 분사 노즐의 분사각이 30˚미만이면 압력이 너무 집중되어 균일하게 가스를 분사할 수 없고, 70˚를 초과하면 압력이 약해져서 파티클 부착력을 떨어뜨리는 효과가 약해지며, 파티클을 부유시키는 힘도 약해질 수 있다. 하기 표 1은 다른 조건을 최적으로 하고, 클리닝 노즐의 분사각을 조절하였을 때, 파티클 측정 개수가 가장 많은 실시예에서의 파티클 측정 갯수를 100이라고 환산하고, 파티클 측정 개수의 상대적인 비율을 나타낸 것이다.

실시예	분사각	파티클 측정 갯수 비율
1	20 ˚	65
2	30 ˚	80
3	45 ˚	92
4	60 ˚	100
5	70 ˚	96
6	80 ˚	60

상기 제1 파티클 부유 노즐(220)은 상기 챔버(100)의 일면에서 수직 방향으로 연장되어 위치할 수 있다. 도 1을 참조하면, 상기 제1 파티클 부유 노즐(220)은 상부 중앙에서 수직 방향으로 하측으로 연장되어 위치하고, 대상물(10)의 메인 홀(1) 내부로 가스를 분사할 수 있다.

상기 제1 파티클 부유 노즐(220)은, 대상물(10)의 메인 홀(1) 내부로 수직 이동될 수 있다. 수직 이동을 돕기 위해 노즐 이동부(221)를 구비할 수 있다.

또한, 제1 파티클 부유 노즐(220)은, 수평 이동이 가능하다. 예를 들어, 대상물(10)의 메인 홀(1)의 위치에 따라 메인 홀(1) 중앙부에 위치하도록 수평 이동이 가능하다. 또한, 제1 파티클 부유 노즐(220)의 수직 이동과 수평 이동은 각각 독립적으로 조절이 가능하여, 대상물의 크기와 형상에 따라 노즐의 수평 이동과 수직 이동을 조절할 수 있다.

제1 파티클 부유 노즐(220)의 수직 이동과 수평 이동에 기인하여 대상물(10)의 크기와 높이에 따라 메인 홀(1) 내부로 노즐의 위치를 이동시킬 수 있고, 대상물(10)의 내부 벽면에 직접 가스를 분사하여 부착된 파티클의 부착력을 떨어뜨리고, 파티클을 부유시킬 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 제1 파티클 부유 노즐(220)은, 편향 부채꼴 노즐(222) 또는 멀티 안개 노즐(224)일 수 있다.

도 3의 (b)를 참조하면, 편향 부채꼴 노즐(222)은 분사각이 100˚ 내지 140˚일 수 있고, 더욱 구체적으로, 120˚ 내지 140˚, 더욱 더 구체적으로 130˚일 수 있다. 상기 편향 부채꼴 노즐(222)은 360˚ 회전하면서 가스를 분사할 수 있다.

상기 편향 부채꼴 노즐의 분사각이 100˚ 미만이면 압력이 너무 집중되어 균일하게 가스를 분사할 수 없고, 140˚를 초과하면 압력이 약해져서 파티클 부착력을 떨어뜨리는 효과가 약해지며, 파티클을 부유시키는 힘도 약해질 수 있다. 하기 표 2는 다른 조건을 최적으로 하고, 제1 파티클 부유 노즐의 분사각을 조절하였을 때, 파티클 측정 개수가 가장 많은 실시예에서의 파티클 측정 갯수를 100이라고 환산하고, 파티클 측정 개수의 상대적인 비율을 나타낸 것이다.

실시예	분사각	파티클 측정 갯수 비율
7	90	65
8	100	89
9	120	95
10	130	100
11	140	93
12	150	59

도 3의 (d)를 참조하면, 멀티 안개 노즐(224)은, 중공원형 또는 원형 분사 노즐로 안개처럼 가스를 분사할 수 있다. 노즐 몸체와 벤에 달려 있는 5 내지 7개의 분사구(캡)를 구비하는 것일 수 있고, 예를 들어 7H 또는 7R 타입의 7개 분사구를 갖는 것일 수 있다.

도 1을 참조하면, 상기 제2 파티클 부유 노즐(230)은 상기 챔버(100)의 내측면에 위치하여 대상물(10)의 외면에 직접 가스를 분사하여 부착된 파티클의 부착력을 떨어뜨리고, 파티클을 부유시킬 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 제2 파티클 부유 노즐(230)은, 협각 분사 노즐이고, 분사각이 40˚ 내지 70˚일 수 있고, 더욱 구체적으로 45˚ 내지 60˚일 수 있고, 있으며, 더욱 더 구체적으로 60˚일 수 있다.

상기 제2 파티클 부유 노즐의 분사각이 40˚ 미만이면 압력이 너무 집중되어 균일하게 가스를 분사할 수 없고, 70˚를 초과하면 압력이 약해져서 파티클 부착력을 떨어뜨리는 효과가 약해지며, 파티클을 부유시키는 힘도 약해질 수 있다. 하기 표 3은 다른 조건을 최적으로 하고, 제2 파티클 부유 노즐의 분사각을 조절하였을 때, 파티클 측정 개수가 가장 많은 실시예에서의 파티클 측정 갯수를 100이라고 환산하고, 파티클 측정 개수의 상대적인 비율을 나타낸 것이다.

실시예	분사각	파티클 측정 갯수 비율
13	30	69
14	40	89
15	45	93
16	60	100
17	70	97
18	80	78

상기 제2 파티클 부유 노즐(230)은 챔버(100)의 일면, 구체적으로 측면, 더욱 더 구체적으로 내측면에서 대상물(10)의 외면에 골고루 가스를 분사하도록 간격을 두고 복수 개의 노즐이 수직 방향으로 일렬로 배열된 하나의 세트로 배치될 수 있다. 상기 챔버의 일면은 챔버의 어느 면이어도 무방하고, 면의 모서리(edge) 부분도 포함할 수 있으며, 상기 챔버의 일면에 위치한 제2 파티클 부유 노즐은 챔버의 일면에서 확장되거나 연장되어 배치된 제2 파티클 부유 노즐도 포함할 수 있다.

상기 제2 파티클 부유 노즐(230) 세트가 챔버(100)의 내측면에서 2개 세트가 2열로 배치되거나, 또는 3개 세트가 3열로 배치되는 등 챔버(100)의 크기와 대상물(10)의 크기에 따라 복수 개의 세트로 배치될 수 있다.

상기 가스는 질소, 공기 또는 불활성 가스이거나 이들의 조합일 수 있다. 상기 불활성 가스는 아르곤 또는 헬륨일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

상기 파티클 측정 장치는 챔버(100) 내부의 압력을 측정하기 위한 압력부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 압력부는 압력 조절 유닛과 신호라인을 통해 연결될 수 있고, 상기 압력 조절 유닛은 상기 압력부로부터의 압력 신호에 따라 상기 가스의 공급과 배출 동작들을 제어할 수 있다. 상기 압력 제어 유닛은 상기 챔버(100)와 연결된 가스 공급부(미도시)와 챔버(100) 내부로 가스를 공급하는 노즐과 연결되며, 챔버(100) 내부로 공급된 가스를 배출시키기 위한 배기 라인(500), 가스의 공급과 배출이 차례로, 또는 교대로 진행되도록 가스 공급부 배기 라인(500)을 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서 제어부는 압력부와 연결될 수 있고, 압력 신호에 따라 가스 공급부와 배기 라인(500)의 작동을 제어할 수 있다.

여기서, 상기 가스 공급부는 상기 가스를 저장하는 가스 소스와, 상기 가스 소스로부터 공급되는 상기 가스의 유량을 조절하는 가스 공급 밸브와, 상기 가스로부터 불순물을 제거하기 위한 필터와, 상기 가스 소스로부터 상기 가스 공급 밸브 및 상기 필터를 경유하여 상기 가스를 챔버로 공급하기 위한 가스 공급 라인을 포함할 수 있다. 공기가 사용되는 경우 상기 가스 소스는 공기를 압축하기 위한 에어 펌프와 압축된 공기를 저장하는 용기를 포함할 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 타공 선반(400)은 챔버(100)의 내부 공간, 예를 들어, 챔버의 하부 공간에 위치하며, 대상물(10)을 타공 선반(400)에 거치시킬 수 있다. 도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 타공 선반(400)의 하부에 선반 이동부(420)가 구비될 수 있다.

상기 타공 선반(400)은 상하이동 및/또는 회전이동이 가능할 수 있다. 예를 들어, 이는 선반 이동부(420)를 상하이동시키거나, 회전시키는 방식으로 구현할 수 있다. 도 7에 도시하였듯이 대상물(10)의 높이가 다양하므로 선반을 상하로 이동하여, 클리닝 노즐(210)의 효과를 극대화할 수 있고, 대상물(10)과 클리닝 노즐(210)과의 적정한 이격 거리를 유지시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 선반을 회전 이동시키면, 대상물(10)의 전 표면에 동일한 압력의 가스가 분사시킬 수 있게 하고, 클리닝 노즐(210)의 수를 최소화할 수 있는 장점이 있다.

상하이동 및/또는 회전이동이 가능한 선반에 세정 대상 부품을 거치하므로, 세정 대상 부품의 크기에 무관하게 파티클 측정이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 한 번에 여러 개의 제품을 동시에 거치할 수 있으므로 여러 개의 부품을 동시에 측정할 수 있는 장점이 있다. 종래 기술의 경우 지그 방식으로 대상물을 고정하므로 부품의 크기와 개수에 제한이 있는 문제가 있었다.

상기 타공 선반(400)은, 부유된 파티클이 챔버(100)의 하부로 이동할 수 있도록 다수의 홀(410)이 형성된 구조이거나 메쉬 구조일 수 있다. 타공 선반(400)에 형성된 홀(410)을 통하여 가스가 챔버(100)의 하부로 이동할 수 있고, 파티클 측정기(330)에 포집되지 않은 파티클도 홀을 통하여 챔버(100)의 하부로 이동할 수 있다.

상기 프로브(300)는 챔버(100) 내부에 위치하여 파티클을 포집할 수 있고, 복수 개가 배치될 수 있다.

상기 프로브(300)는, 벤트 홀(Vent Hole)이 구비된 관 구조일 수 있다. 상기 벤트 홀은 프로브(300)와, 프로브(300)에 연결된 측정기 라인(320)의 압력을 조절할 수 있게 하는 효과가 있다. 상기 프로브(300)는 챔버(100) 내부에서 대상물(10)의 형상에 기인하여 와류 현상이 발생하는 부위에 구비될 수 있다.

상기 측정기 라인(320)은 프로브(300)에서 포집된 파티클을 이동시키도록 프로브(300)마다 연결되어 배치될 수 있고, 챔버(100)의 하부에서 포집된 파티클을 이동시키도록 챔버(100)의 하부에 연결되어 배치될 수 있다. 상기 측정기 라인(320)은 두 개 이상일 수 있으며, 프로브(300)들과 챔버(100)의 하부에 동시에 연결되어 배치되거나, 프로브(300)들에만 연결되어 배치되거나, 챔버(100)의 하부에만 연결되어 배치될 수도 있고, 포집된 파티클을 이동시키는 경로를 제공할 수 있다.

본 출원의 하나의 실시예에 따른 측정 장치는, 상기 측정기 라인(320)에 연결되어 파티클의 수를 측정하는 파티클 측정부를 더 포함할 수 있다.

상기 배기 라인(500)은, 챔버(100)의 내부 공간에 연결되어 가스를 배기시킬 수 있고, 파티클 측정기(330)에 유입되는 파티클 이외의 파티클을 배기시킬 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 측정 장치는 챔버(100) 내에 소정의 파장을 가지는 광을 조사하여 파티클을 이온화하여 표면 정전기력을 제어하는 하나 이상의 정전기 제거부(600)를 구비할 수 있다. 상기 정전기 제거부(600)는, 챔버(100) 내의 이온 및 정전기를 제거하여 대상물(10)에 부착된 파티클의 잘 떨어지도록 하는 효과가 있다.

상기 정전기 제거부는 소프트 엑스레이(Soft X-Ray)를 사용하는 포토 이오나이저, 전자기 이오나이저, 자외선 램프, 또는 상압 플라즈마 발생 장치일 수 있다.

상기 소프트 엑스레이는 1.2 Å 내지 1.5Å의 파장대를 가지므로, 전리 에너지가 커서 공기 중의 가스분자 또는 원자를 직접 이온화하는 것이 가능하다. 상기 포토 이오나이저는 10keV의 광전자 에너지를 사용하므로, 전리 에너지가 커서 N₂또는 Ar과 같은 불활성 기체를 직접 이온화하여 불활성 가스가 채워지는 챔버 내에서도 효율적으로 빠른 시간 내에 정전기 및 방해 이온을 제거하는 것이 가능하다.

다른 실시예로 챔버(100) 내에 상기 대상물 상으로 자외선 광을 조사하기 위한 적어도 하나의 자외선 램프가 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 대상물로부터 정전기를 제거하기 위하여 자외선 광이 상기 대상물 상으로 조사될 수 있으며, 이에 의해 상기 대상물로부터 불순물의 제거가 더욱 용이하게 이루어질 수 있다. 추가로 자외선 광의 효율을 향상시키기 위하여 상기 자외선 광을 반사시키는 반사경을 배치할 수도 있다. 또는 상기 반사경로서 기능하는 반사 물질막이 도포될 수도 있다. 상기 자외선 램프들의 배치 형태 및 수량은 대상물의 크기에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 이에 의해 본 발명의 사상 및 범위가 제한되지는 않을 것이다.

다른 실시예로 상압 플라즈마 발생 장치가 배치될 수 있으며, 상압 플라즈마 발생 장치는 플라즈마 방전시 생성되는 전자, 이온 등이 정전기 제거의 역할을 할 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 정전기 제거부(600)는 바(bar)형태로 구비될 수 있고, 챔버(100) 내부의 상면 및/또는 측면에 구비될 수 있다. 또한, 상기 정전기 제거부(600)는 챔버(100) 내부의 상면에 복수 개, 측면에 복수 개가 구비될 수 있다.

본 출원의 하나의 실시예는, 장치를 사용한 파티클 측정 방법에 있어서, 상기 클리닝 노즐(210)로 가스를 분사하여 챔버(100) 내부의 파티클을 부유시켜 하부로 이동시키는 단계(S1); 상기 제1 파티클 부유 노즐(220)로 대상물(10)의 메인 홀(1)에 가스를 분사하여 대상물(10)의 내면에 부착된 파티클을 부유시키는 단계(S2); 상기 제2 파티클 부유 노즐(230)로 대상물(10)의 외부에 가스를 분사하여 대상물(10)의 외면에 부착된 파티클을 부유시키는 단계(S3); 상기 부유된 파티클을 프로브(300)와 챔버(100)의 하부에서 동시에 포집하여 측정기 라인(320)으로 이동시키는 단계(S4); 및 상기 측정기 라인(320)으로 유입되지 않은 파티클을 배기 라인(500)으로 배출시키는 단계(S5)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 파티클 측정 방법을 제공한다.

상기 측정 방법에서, S2 단계와 S3 단계는 각각 독립적으로 수행될 수도 있고, 동시에 수행될 수도 있다. 또는 S1 단계는, S2 단계 및/또는 S3 단계와 동시에 수행될 수도 있고, S2 단계 및/또는 S3 단계 이후에 수행될 수도 있다.

상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 출원의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 메인 홀 5: 서브 홀
10: 대상물 20: 파티클
100: 챔버 110: 하우징
210: 클리닝 노즐 220: 제1 파티클 부유 노즐
221: 노즐 이동부 222: 편향 부채꼴 노즐
224: 멀티 안개 노즐 230: 제2 파티클 부유 노즐
300: 프로브 320: 측정기 라인
330: 파티클 측정기 400: 타공 선반
410: 선반 홀 420: 선반 이동부
500: 배기 라인 600: 정전기 제거부

Claims

내부에 하나의 메인 홀을 가지는 대상물에 부착된 파티클을 측정하는 장치로서,
밀폐된 내부 공간을 제공하는 챔버;
상기 챔버의 일면에 위치하여 챔버의 내부 공간으로 가스를 분사하는 하나 이상의 클리닝 노즐;
상기 챔버의 일면에서 수직 방향으로 연장되어 위치하고, 대상물의 메인 홀 내부로 가스를 분사하는 제1 파티클 부유 노즐;
상기 챔버의 일면에 위치하고, 대상물의 외면에 가스를 분사하는 하나 이상의 제2 파티클 부유 노즐;
상기 챔버의 내부에 위치하며, 대상물을 거치시키는 타공 선반;
상기 챔버 내부에 위치하여 파티클을 포집하는 하나 이상의 프로브;
상기 챔버의 내부 공간에 연결되어 가스를 배출하는 배기 라인; 및
상기 프로브 또는 상기 챔버의 하부에 택일적으로 연결되거나, 상기 프로브 와 상기 챔버의 하부에 모두 연결되어, 포집된 파티클을 이동시키는 경로를 제공하는, 둘 이상의 측정기 라인;
을 포함하는 것을 특징으로 하는, 파티클 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 측정기 라인에 연결되어 파티클의 수를 측정하는 파티클 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 파티클 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 클리닝 노즐은,
상기 챔버의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는, 파티클 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 파티클 부유 노즐은,
상기 챔버의 상부 중앙에 위치하는 것을 특징으로 하는, 파티클 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 파티클 부유 노즐은,
대상물의 메인 홀 내부로 수직 이동 및 수평 이동이 가능하며,
수직 이동과 수평 이동이 각각 별도로 조절가능한 것을 특징으로 하는, 파티클 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 타공 선반은,
상기 챔버의 하부 공간에 위치하는 것을 특징으로 하는, 파티클 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 타공 선반은,
부유된 파티클이 챔버의 하부로 이동할 수 있도록 다수의 홀이 형성된 구조이거나 메쉬 구조이고,
상하이동 및 회전이동이 가능한 것을 특징으로 하는, 파티클 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 프로브는,
벤트 홀(Vent Hole)이 구비된 관 구조이고,
챔버 내부에서 대상물의 형상에 기인하여 와류 현상이 발생하는 부위에 구비되는 것을 특징으로 하는, 파티클 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 대상물은,
쉴드 타입, 링 타입, 라이너 타입 또는 파이프 타입의 반도체 제조 장치의 부품인 것을 특징으로 하는, 파티클 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 대상물은,
하나 이상의 서브 홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 파티클 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 클리닝 노즐은,
분사각이 30˚ 내지 70˚인 원형 분사 노즐이고,
둘 이상인 경우 각각 간격을 두고 배치된 것을 특징으로 하는, 파티클 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 파티클 부유 노즐은,
분사각이 100˚ 내지 140˚인 편향 부채꼴 노즐 또는 멀티 안개 노즐인 것을 특징으로 하는, 파티클 측정 장치.
청구항 12에 있어서,
상기 멀티 안개 노즐은
중공원형 또는 원형 분사 노즐이고, 5 내지 7개의 분사구를 구비한 것을 특징으로 하는, 파티클 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 파티클 부유 노즐은,
분사각이 40˚ 내지 70˚인 협각 분사 노즐이고,
둘 이상인 경우 수직 방향을 따라 일렬로 배치된 것을 특징으로 하는, 파티클 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 챔버 내에 파티클을 이온화하여 표면 정전기력을 제어하는 하나 이상의 정전기 제거부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 파티클 측정 장치.
청구항 15에 있어서,
상기 정전기 제거부는,
소프트 엑스레이(Soft X-Ray)를 사용하는 포토 이오나이저, 전자기 이오나이저, 자외선 램프, 또는 상압 플라즈마 발생 장치인 것을 특징으로 하는, 파티클 측정 장치.
청구항 15에 있어서,
상기 정전기 제거부는,
챔버 내부의 상면 및 측면 중 하나 이상의 위치에 바(bar) 타입으로 구비된 것을 특징으로 하는, 파티클 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가스는,
질소, 공기 및 불활성 가스 중에서 선택되는 어느 하나이거나 이들의 조합인 것을 특징으로 하는, 파티클 측정 장치.
청구항 1 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 따른 장치를 사용한 파티클 측정 방법에 있어서,
상기 클리닝 노즐로 가스를 분사하여 챔버 내부의 파티클을 부유시켜 하부로 이동시키는 단계;
상기 제1 파티클 부유 노즐로 대상물의 메인 홀에 가스를 분사하여 대상물의 내면에 부착된 파티클을 부유시키는 단계;
상기 제2 파티클 부유 노즐로 대상물의 외부에 가스를 분사하여 대상물의 외면에 부착된 파티클을 부유시키는 단계;
상기 부유된 파티클을 프로브 또는 챔버의 하부에서 포집하거나, 프로브와 챔버의 하부에서 동시에 포집하여 측정기 라인으로 이동시키는 단계; 및
상기 측정기 라인으로 유입되지 않은 파티클을 배기 라인으로 배출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 파티클 측정 방법.