WO2020116804A1 - 기판처리장치 및 기판처리장치의 오링 세정방법 - Google Patents

기판처리장치 및 기판처리장치의 오링 세정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판처리장치에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 초임계유체를 이용하여 기판에 대한 처리공정을 수행하는 기판처리장치에 있어서 챔버를 밀폐시키는 오링을 세정하고 오링의 손상여부를 감지할 수 있는 기판처리장치에 대한 것이다.

Description

기판처리장치 및 기판처리장치의 오링 세정방법
본 발명은 기판처리장치에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 초임계유체를 이용하여 기판에 대한 처리공정을 수행하는 기판처리장치에 있어서 챔버를 밀폐시키는 오링을 세정하고 오링의 손상여부를 감지할 수 있는 기판처리장치에 대한 것이다.
일반적으로 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)의 표면에 LSI(Large scale integration)와 같이 고집적 반도체 디바이스를 제작하는 경우 웨이퍼 표면에 극미세 패턴을 형성할 필요가 있다.
이러한 극미세 패턴은 레지스트를 도포한 웨이퍼를 노광, 현상, 세정하는 각종 공정 등을 통해 레지스트를 패터닝하고, 이어서 상기 웨이퍼를 에칭함으로써 웨이퍼에 레지스트 패턴을 전사하여 형성될 수 있다.
그리고 이러한 에칭 후에는 웨이퍼 표면의 먼지나 자연 산화막을 제거하기 위해 웨이퍼를 세정하는 처리가 행해진다. 세정처리는 표면에 패턴이 형성된 웨이퍼를 약액이나 린스액 등의 처리액 내에 침지하거나, 웨이퍼 표면에 처리액을 공급함으로써 실행된다.
그런데, 반도체 디바이스의 고집적화에 따라 세정처리를 행한 후 처리액을 건조시킬 때, 레지스트나 웨이퍼 표면의 패턴이 붕괴되는 패턴 붕괴가 발생하고 있다.
이러한 패턴 붕괴는, 도 9에 도시된 바와 같이 세정 처리를 끝내고 웨이퍼(W) 표면에 남은 처리액(14)을 건조시킬 때, 패턴(11, 12, 13) 좌우의 처리액이 불균일하게 건조되면, 패턴(11, 12, 13)을 좌우로 인장하는 표면장력으로 인해 패턴(11, 12, 13)이 붕괴되는 현상에 해당한다.
전술한 패턴 붕괴를 일으키는 근본원인은 세정처리 후의 웨이퍼(W)를 둘러싸는 대기 분위기와 패턴 사이에 잔존하는 처리액과의 사이에 놓인 액체/기체 계면에서 작용하는 처리액의 표면장력에 기인한다.
따라서, 최근에는 기체나 액체와의 사이에서 계면을 형성하지 않는 초임계 상태의 유체(이하, '초임계유체'라 함)를 이용하여 처리액을 건조시키는 처리 방법이 주목받고 있다.
도 10의 압력과 온도의 상태도에서 온도 조절만을 이용하는 종래기술의 건조방법에서는 반드시 기액 공존선을 통과하므로, 이때에 기액 계면에서 표면장력이 발생하게 된다.
이에 반해, 유체의 온도와 압력 조절을 모두 이용하여 초임계상태를 경유하여 건조하는 경우에는 기액 공존선을 통과하지 않게 되어, 본질적으로 표면장력 프리의 상태로 기판을 건조시키는 것이 가능해진다.
도 10을 참조하여 초임계유체를 이용한 건조를 살펴보면, 액체의 압력을 A에서 B로 상승시키고, 이어서 온도를 B에서 C로 상승시키게 되면 기액 공존선을 통과하지 않고 초임계상태 C로 전환된다. 또한, 건조공정이 종료된 경우에는 초임계유체의 압력을 낮추어 기액 공존선을 통과하지 않고 기체 D로 전환시키게 된다.
그런데, 전술한 바와 같이 초임계유체를 이용한 처리장치의 경우 챔버 내부의 압력을 유체의 임계압력 이상의 압력으로 유지해야 하므로 챔버의 기밀을 유지하기 위하여 오링 등의 실링수단을 채용하게 된다.
이러한 오링 등의 실링수단을 이용하는 경우 챔버 내부의 고압 환경 및 초임계유체의 높은 침투성으로 인해 오링의 손상 및 파손이 발생할 수 있다.
즉, 높은 침투성을 가지는 초임계유체가 챔버와 오링 사이의 간격으로 침투할 수 있으며, 이때 오링의 이탈 또는 용해로 인해 오염물이 축적될 수 있다. 또한, 외부 오염물이 수송되어 손상부위에 축적되는 현상도 유발될 수 있다. 이 경우, 기판에 대한 처리공정이 반복됨에 따라 상기 오링의 오염이 심화되어 오링의 손상 및 파손을 가속시킬 수 있다.
나아가, 챔버 내부의 고압 환경에서 급속 감압을 실시하는 경우에 오링의 손상 및 파손을 유발할 수 있다.
도 11의 (A)에 도시된 바와 같이 오링(20)의 내부에는 제조상의 결함 또는 다양한 요인으로 인해 공극(22)이 형성될 수 있다. 이 경우, 챔버 내부의 압력이 상승하면 오링(20)에 압력이 가해지고, 도 11의 (B)에 도시된 바와 같이 높은 침투성을 가진 초임계유체가 오링(20) 내부의 공극(22)으로 침투하게 된다.
이러한 상태에서 챔버 내부의 공정이 종료되어 챔버 내부의 압력이 낮아지게 되면 상기 오링(20) 내부에 침투한 초임계 상태의 유체가 기체 상태로 전환되면서 내부 응력이 상승하게 된다. 내부 응력이 상승함에 따라 도 11의 (C)에 도시된 바와 같이 오링(20) 내부에 균열 등이 발생하여 오링(20)의 손상 및 파손을 가속시킬 수 있다.
초임계유체를 이용한 챔버에서 오링의 파손 및 손상은 쉽게 감지하기 힘들 뿐 아니라, 오링의 손상으로 인해 오링의 교체 등의 작업을 수행하는 경우에 기판처리장치의 가동을 정지하게 되는데, 이는 기판처리장치의 생산효율(throughput)을 현저히 떨어뜨리는 요인이 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 초임계유체를 이용하여 기판을 처리하는 기판처리장치에 사용되는 오링을 세정하고, 오링의 손상 및 파손을 감지할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 오링을 세정하는 경우에 챔버 내부의 유체를 사용하여 구성을 단순화할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 오링을 세정하는 경우에 오링의 손상 및 파손 여부를 손쉽게 판단할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 기판에 대한 처리공정을 수행하는 수용공간을 제공하는 챔버몸체와, 상기 챔버몸체의 개구부를 밀폐하는 챔버리드를 구비하는 챔버, 상기 챔버 내부에 구비되어 상기 챔버 내부로 유체를 공급하는 유체공급부, 상기 챔버리드와 챔버몸체 사이에 배치되어 상기 챔버 내부를 실링하는 메인오링 및 상기 메인오링을 세정하는 오링세정유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 오링세정유닛은 상기 수용공간의 압력이 미리 결정된 세정압력에 도달하는 경우에 상기 챔버 내부의 유체를 상기 메인오링으로 공급하여 상기 메인오링을 세정할 수 있다.
또한, 상기 오링세정유닛은 상기 챔버리드와 챔버몸체 사이에 배치되어 상기 챔버리드가 미리 정해진 세정개방도만큼 개방되는 경우에도 상기 챔버 내부를 실링하는 보조오링과, 상기 챔버리드가 미리 정해진 세정개방도만큼 개방되는 경우에 상기 챔버 내부의 유체가 상기 메인오링을 거쳐 상기 챔버의 외부로 배출되는 경로를 구성하는 보조배출포트를 구비할 수 있다.
이 경우, 상기 오링세정유닛은 상기 보조배출포트와 연결되어 상기 챔버의 외부로 상기 유체를 배출시키며, 상기 유체의 압력을 감지하는 감지센서와 상기 유체의 흐름을 차단하는 밸브를 구비하는 보조배출유로를 더 구비할 수 있다.
나아가, 상기 오링세정유닛은 상기 보조배출유로를 통해 배출되는 유체에서 오염입자농도를 감지할 수 있는 오염도감지센서를 상기 보조배출유로에 더 구비할 수 있다.
한편, 상기 챔버리드와 챔버몸체의 서로 마주보는 면이 수직방향으로 절곡된 영역에 상기 보조오링이 배치될 수 있다.
또한, 상기와 같은 본 발명의 목적은 챔버 내부의 수용공간의 압력을 미리 결정된 세정압력으로 조절하는 단계 및 챔버리드와 챔버몸체 사이의 메인오링으로 상기 챔버 내부의 유체를 공급하여 상기 메인오링을 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 오링 세정방법에 의해 달성된다.
여기서, 상기 챔버 내부의 수용공간의 압력을 미리 결정된 세정압력으로 조절하는 단계는 상기 챔버리드를 미리 정해진 세정개방도만큼 개방하는 단계와, 상기 챔버 내부의 수용공간으로 유체를 공급하는 단계와, 상기 수용공간 내부의 유체가 액체 상태로 전환되도록 상기 수용공간 내부의 유체를 미리 결정된 세정압력으로 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 메인오링을 세정하는 단계에서 상기 챔버 내부로 유체를 지속적으로 공급할 수 있다.
나아가, 상기 메인오링을 세정하는 단계에서 액체 상태의 유체를 이용하여 상기 메인오링을 세정할 수 있다.
한편, 상기 챔버 내부의 수용공간의 압력을 미리 결정된 세정압력으로 조절하는 단계는 상기 챔버의 메인배출포트를 개방하여 상기 수용공간의 압력을 낮추어 상기 수용공간 내부에 채워진 유체를 기체 상태로 전환시키는 단계와, 상기 챔버리드를 미리 정해진 세정개방도만큼 개방하는 단계를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 챔버리드를 미리 정해진 세정개방도만큼 개방하는 경우에도 보조오링에 의해 상기 챔버 내부가 실링될 수 있다.
한편, 상기 메인오링을 세정하는 단계에서 기체 상태의 유체를 이용하여 상기 메인오링을 세정할 수 있다.
또한, 상기 메인오링을 세정하는 단계에서 상기 메인오링의 손상여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 메인오링의 손상여부를 판단하는 단계에서, 상기 메인오링을 세정하고 상기 챔버의 외부로 배출되는 유체의 압력에 의해 상기 메인오링의 손상여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 상기 챔버리드가 미리 정해진 세정개방도만큼 개방된 경우에 상기 챔버의 외부로 배출되는 유체의 압력이 미리 결정된 정상세정압력에 비해 더 낮은 경우에 상기 메인오링에 손상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
전술한 구성을 가지는 본 발명에 따르면, 오링세정유닛을 구비하여 오링을 세정함으로써 오링의 오염을 방지할 수 있다. 또한, 상기 오링을 세정하는 경우에 별도의 노즐을 구비하지 않고 챔버 내부의 유체를 사용하여 세정함으로써 기판처리장치의 구성을 단순화할 수 있다.
나아가, 상기 오링을 세정하는 경우에 배출되는 유체의 압력을 감지하여 상기 오링의 손상 여부를 판단하여 상기 오링의 유지보수 시기를 적절하게 결정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치에서 챔버의 구성을 도시한 측단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 전체구성을 도시한 개략도,
도 3은 도 1에서 오링세정유닛을 도시한 일부 확대단면도,
도 4는 도 3에서 챔버리드가 미리 정해진 세정개방도만큼 개방된 상태를 도시한 일부 확대단면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오링세정방법을 도시한 순서도,
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 오링세정방법의 각 단계에서 챔버 내부의 압력 변화를 도시한 그래프,
도 8은 보조배출유로에서 배출되는 유체의 압력변화를 도시한 그래프,
도 9는 종래기술에 따라 기판 상부의 패턴을 건조시키는 경우에 패턴이 붕괴되는 상태를 개략적으로 도시한 도면,
도 10은 초임계유체를 이용한 처리공정에서 유체의 압력 및 온도 변화를 도시한 상태도,
도 11은 종래기술에 따라 초임계유체를 사용한 장치의 오링의 변화를 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 구조에 대해서 상세하게 살펴보도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치(1000)에서 챔버(100)의 내부구성을 도시한 측면 단면도이다.
본 발명에 따른 기판처리장치(1000)는 초임계유체를 이용하여 기판(W)에 대한 처리공정을 수행하게 된다. 여기서, 초임계유체란 물질이 임계상태, 즉 임계온도와 임계압력을 초과한 상태에 도달하면 형성되는 상에 해당한다. 이러한 초임계유체는 분자밀도는 액체에 가까우면서도 점성도는 기체에 가까운 성질을 가지게 된다. 따라서, 초임계유체는 확산력, 침투력, 용해력이 매우 뛰어나 화학반응에 유리하며, 표면장력이 거의 없어 미세구조에 계면장력을 가하지 아니하므로, 반도체소자의 건조공정 시 건조효율이 우수할 뿐 아니라 패턴 붕괴현상을 회피할 수 있어 매우 유용하게 이용될 수 있다.
본 발명에서 초임계유체로는 이산화탄소(CO2)가 사용될 수 있다. 이산화탄소는 임계온도가 대략 31.1℃이고, 임계압력이 7.38Mpa로 비교적 낮아 초임계상태로 만들기 쉽고, 온도와 압력을 조절하여 그 상태를 제어하기 용이하며 가격이 저렴한 장점이 있다.
또한, 이산화탄소는 독성이 없어 인체에 무해하고, 불연성, 비활성의 특성을 지니게 된다. 나아가, 초임계상태의 이산화탄소는 물이나 기타 유기용매와 비교하여 대략 10배 내지 100배 정도 확산계수(diffusion coefficient)가 높아 침투성이 매우 우수하여 유기용매의 치환이 빠르고, 표면장력이 거의 없어 건조공정에 사용하기 유리한 물성을 가진다. 뿐만 아니라, 건조공정에 사용된 이산화탄소를 기체상태로 전환시켜 유기용매를 분리해 재사용하는 것이 가능하여 환경오염의 측면에서도 부담이 적다.
도 1을 참조하면, 상기 기판처리장치(1000)는 기판(W)에 대한 처리공정을 수행하는 수용공간(125)을 제공하는 챔버몸체(120)와 상기 챔버몸체(120)의 개구부를 밀폐하는 챔버리드(110)를 구비하는 챔버(100), 상기 챔버(100) 내부로 유체를 공급하는 유체공급부(600)(도 2 참조)와, 상기 챔버리드(110)와 챔버몸체(120) 사이에 배치되어 상기 챔버(100) 내부를 실링하는 메인오링(310) 및 상기 메인오링(310)을 세정하는 오링세정유닛(400)을 구비할 수 있다(도 3 참조).
상기 챔버(100)는 초임계유체를 이용하여 상기 기판(W)에 대한 건조공정 등과 같은 처리공정을 수행하는 수용공간(125)을 제공하는 챔버몸체(120)와, 상기 챔버몸체(120)의 개구부를 밀폐하는 챔버리드(110)를 구비할 수 있다.
상기 챔버몸체(120)의 내부의 수용공간(125)에는 상기 기판(W)이 안착되어 지지되는 기판지지부(200)를 구비할 수 있다.
한편, 상기 챔버몸체(120)는 상기 수용공간(125)이 형성되는 본체(124)와, 상기 본체(124)의 개구부에서 외측을 향해 절곡되어 형성된 플랜지부(122)가 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 플랜지부(122)가 상기 챔버리드(110)의 하면에 접촉하여 연결될 수 있다. 예를 들어, 볼트 또는 클램프 등의 체결수단(미도시)에 의해 상기 챔버리드(110)를 상기 플랜지부(122)에 견고하게 고정할 수 있다.
한편, 상기 챔버리드(110)에는 상기 수용공간(125)으로 유체를 공급하는 유체공급포트(140)가 형성될 수 있다. 상기 수용공간(125)에서 유체는 상기 챔버(100) 내부의 압력 상태에 따라 기체, 액체 또는 초임계상태로 존재할 수 있다.
상기 유체공급포트(140)는 도면에서는 상기 챔버리드(110)에 형성된 것으로 도시되지만, 이에 한정되지는 않으며 상기 챔버몸체(120)에 형성될 수도 있다. 상기 유체공급포트(140)를 통해 공급되는 유체는 적절하게 선정될 수 있으며, 예를 들어 이산화탄소(CO2)로 선정될 수 있다.
또한, 상기 본체(124)에는 메인배출포트(150)가 형성되어 상기 기판(W)에 대한 처리공정이 완료된 경우에 상기 수용공간(125)의 유체를 배출할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치(1000)의 구성을 도시한 개략도이다. 도 2에서는 상기 유체공급포트(140)를 향해 유체를 공급하는 유체공급부(600)의 구성을 개략적으로 도시한다.
도 2를 참조하면, 상기 기판처리장치(1000)는 유체의 온도 및 압력 중에 적어도 하나를 조절하여 상기 유체공급포트(140)를 향해 유체를 공급하는 유체공급부(600)를 구비할 수 있다.
예를 들어, 상기 유체공급부(600)는 유체를 저장하는 유체저장부(605)와, 상기 유체저장부(605)와 상기 유체공급포트(140)를 연결하는 메인공급유로(635)를 구비할 수 있다.
이 경우, 상기 메인공급유로(635)를 따라 제1 압력조절부(610)와 제1 열교환부(620)가 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 압력조절부(610)는 예를 들어 압력펌프 등으로 구성될 수 있으며, 상기 제1 열교환부(620)는 상기 유체를 가열하는 히터 또는 열교환기 등으로 구성될 수 있다.
나아가, 상기 메인공급유로(635)에는 상기 유체의 압력 및 온도 중에 적어도 하나를 감지하는 제1 감지부(630)를 더 구비할 수 있다. 상기 제1 감지부(630)에서 감지된 압력 및 온도에 따라 상기 메인공급유로(635)에 유동하는 유체의 압력 및 온도가 조절될 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치(1000)는 상기 제1 압력조절부(610)와 제1 열교환부(620)를 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 제1 감지부(630)에서 감지한 압력 및 온도를 기초로 상기 제1 압력조절부(610)와 제1 열교환부(620)를 제어할 수 있다.
또한, 상기 메인공급유로(635)에는 상기 유체의 흐름을 제어하는 밸브(636)를 구비하여 상기 제어부의 제어동작에 의해 상기 밸브(636)의 구동을 제어하여 상기 유체의 흐름을 제어할 수 있다.
한편, 상기 기판(W)에 대한 처리공정을 수행하는 경우, 상기 챔버(100)의 수용공간(125)의 내부 환경, 즉 온도 및 압력은 상기 챔버(100) 내부로 공급된 유체를 초임계상태로 전환시킬 수 있는 임계온도 및 임계압력 이상의 환경을 조성하고 공정동안 유지할 수 있어야 한다.
이를 위하여, 상기 메인공급유로(635)를 따라 상기 유체가 이동하는 중에 상기 제1 압력조절부(610)에 의해 상기 유체를 임계압력 또는 그 이상의 압력으로 가압할 수 있으며, 또한 상기 제1 열교환부(620)에 의해 상기 유체를 임계온도 또는 그 이상의 온도로 가열할 수 있다.
한편, 상기 챔버리드(110)가 상기 챔버몸체(120)의 개구부를 덮는 경우에 상기 챔버(100)의 수용공간(125)은 밀폐상태를 유지하게 된다. 따라서, 상기 수용공간(125)으로 공급된 액체 상태 또는 초임계 상태의 유체의 압력을 임계압력 이상으로 유지할 수 있게 된다.
또한, 상기 챔버(100)에는 상기 수용공간(125)의 온도를 소정온도 이상으로 유지할 수 있도록 가열부(미도시)를 더 구비할 수 있다. 상기 가열부에 의해 상기 기판(W)에 대한 공정 중에 상기 수용공간(125)의 온도, 또는 상기 수용공간(125)에 수용된 유체의 온도를 임계온도 이상으로 유지할 수 있다.
상기 메인공급유로(635)를 따라 상기 유체를 상기 챔버(100)의 수용공간(125)으로 공급하는 경우에 상기 유체는 상기 수용공간(125)에서 기체 상태로 존재하게 된다. 이어서, 상기 유체를 지속적으로 공급하면서 상기 제1 압력조절부(610)에 의해 가압을 하게 되면 상기 수용공간(125)의 유체는 액체로 상변화를 할 수 있다. 상기 수용공간(125)의 유체의 압력이 임계압력 이상으로 가압된 경우에, 상기 제1 열교환부(620) 또는 상기 챔버(100)에 구비된 가열부에 의해 상기 유체를 임계온도 이상으로 가열하게 되면 상기 수용공간(125)에 수용된 유체가 초임계상태로 전환될 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 상기 기판(W)에 대한 공정 중에 상기 챔버(100)의 내부 압력은 유체를 초임계상태로 전환시킬 수 있는 임계압력 이상으로 유지되어야 한다. 따라서, 상기 챔버리드(110)와 챔버몸체(120)를 체결하는 경우에 상기 챔버리드(110)와 상기 챔버몸체(120) 사이를 실링하여 상기 챔버(100) 내부의 압력을 유지할 수 있는 실링수단을 구비하게 된다.
앞서 살펴본 바와 같이, 상기 실링수단으로 오링유닛을 구비하고 기판에 대해 초임계유체를 이용하여 처리공정을 수행하는 경우에 침투성 높은 초임계유체가 오링과 챔버리드(110) 사이로 침투하여 오링을 오염시킬 수 있다. 상기 기판(W)에 대한 처리공정이 반복되는 경우 상기 오링에 대한 오염이 심해질 수 있으며, 이는 오링의 파손 또는 손상을 유발할 수 있다.
또한, 상기 기판에 대한 처리공정이 종료되고 감압을 하는 경우에 오링의 내부로 침투한 초임계유체가 기체로 전환되면서 내부응력이 상대적으로 커지게 되어 마찬가지로 오링을 손상 또는 파손시킬 수 있다.
이와 같이 오링이 손상 또는 파손되는 경우에 오링의 손상 또는 파손 여부를 쉽게 알 수 없으며, 오링을 교체하는 경우에 시간 및 비용이 많이 소요된다. 또한, 이러한 오링의 교체 등은 기판처리장치의 가동율을 떨어뜨려 생산효율(throughput)을 현저히 저하시키게 된다.
본 발명에서는 전술한 문제점을 해결하기 위하여 오링유닛을 배치하는 경우에 오링에 발생할 수 있는 오염물질을 세정하여 기판의 오염을 방지하며, 나아가 오링의 손상을 감지하여 오링의 교체시기를 판단할 수 있다.
도 3은 도 1에서 오링세정유닛(400)을 도시한 일부 확대단면도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1000)에서 상기 챔버리드(110)와 챔버몸체(120) 사이에 메인오링유닛(311)을 구비하여 상기 챔버(100) 내부를 실링할 수 있다.
이 경우, 상기 메인오링유닛(311)은 상기 챔버리드(110)와 챔버몸체(120)의 서로 대향하는 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 메인오링유닛(311)은 상기 챔버몸체(120)의 플랜지부(122)의 상면과 상기 챔버리드(110)의 하면 사이에 배치될 수 있다.
이 경우, 상기 메인오링유닛(311)은 상기 챔버리드(110)와 챔버몸체(120) 사이의 제1 수용부(126)에 배치될 수 있다.
상기 제1 수용부(126)는 상기 챔버리드(110)와 챔버몸체(120) 중에 어느 한쪽에 형성될 수 있다. 도면에서는 상기 챔버몸체(120)의 플랜지부(122)에 상기 제1 수용부(126)가 형성되는 것으로 도시되지만, 이는 일예에 불과하며 상기 챔버리드(110)의 하면에 형성되는 것도 가능하다.
한편, 상기 메인오링유닛(311)은 상기 제1 수용부(126)에 수용된 메인오링(310)과 상기 제1 수용부(126)에서 상기 메인오링(310)의 외측에 배치된 메인백업링(312)을 구비할 수 있다.
상기 메인오링(310)은 상기 챔버리드(110)가 상기 챔버몸체(120)의 상단부에 체결되는 경우에 상기 챔버리드(110)와 상기 챔버몸체(120) 사이를 실링하는 역할을 하게 된다. 또한, 상기 메인백업링(312)은 상기 챔버리드(110)가 상기 챔버몸체(120)의 상단부에 체결되어 압력이 작용하는 경우에 상기 메인오링(310)이 상기 챔버리드(110)와 상기 챔버몸체(120) 사이를 통해 바깥쪽으로 유출되지 않도록 하는 역할을 하게 된다.
전술한 구성을 가지는 기판처리장치(1000)에서 상기 오링세정유닛(400)은 상기 챔버(100) 내부의 유체를 상기 메인오링유닛(311)의 메인오링(310)으로 공급하여 상기 메인오링(310)을 세정할 수 있다.
즉, 상기 메인오링(310)을 세정하는 유체를 공급하는 별도의 노즐을 구비할 수도 있지만, 이 경우 노즐의 제어가 어려우며 기판처리장치의 구성이 복잡해질 수 있다.
따라서, 본 실시예의 경우 전술한 유체공급포트(140)를 통해 상기 챔버(100)의 내부로 유체를 공급하고, 상기 챔버(100)의 내부에 공급된 유체를 상기 메인오링(310)으로 공급하여 상기 메인오링(310)을 세정하게 된다.
이때, 상기 챔버리드(110)는 완전히 개방된 상태가 아니라 미리 정해진 세정개방도만큼 개방된다. 이 경우, 상기 챔버(100) 내부의 유체가 상기 챔버(100)의 외부로 유출되며, 상기 챔버(100) 내부의 유체가 유출되는 유로를 상기 메인오링(310)으로 향하게 하여 상기 메인오링(310)을 세정하게 된다.
한편, 상기 메인오링(310)으로 상기 챔버(100) 내부의 유체를 공급하여 세정하는 경우에 액체 또는 기체 상태의 유체를 공급할 수 있다.
상기 메인오링(310)으로 초임계상태의 유체를 공급하게 되면 상기 메인오링(310)의 손상을 유발할 수 있기 때문이다.
구체적으로, 상기 오링세정유닛(400)은 상기 챔버리드(110)와 챔버몸체(120) 사이에 배치되어 상기 챔버리드(110)가 미리 정해진 세정개방도만큼 개방되는 경우에도 상기 챔버(100) 내부를 실링하는 보조오링(320)과, 상기 챔버리드(110)가 미리 정해진 세정개방도만큼 개방되는 경우에 상기 메인오링(310)을 거쳐 상기 유체가 배출되는 보조배출포트(414)를 구비할 수 있다.
상기 메인오링(310)을 세정하는 경우에 상기 챔버리드(110)는 개방된 상태를 유지하게 된다. 이때, 상기 챔버리드(100)는 완전히 개방된 상태가 아니라 미리 정해진 세정개방도만큼 개방된다. 여기서, 상기 챔버리드(100)의 '세정개방도'는 상기 챔버리드(110)를 상승시켜 개방시키는 경우에 상기 챔버리드(110)가 상승되는 세정높이로 정의될 수 있다.
이때, 상기 챔버리드(110)의 '세정높이'는 상기 보조배출포트(414)를 거쳐 상기 수용공간(125)의 유체가 배출될 수 있도록 하며, 상기 보조오링(320)에 의해 실링상태를 유지할 수 있는 적절한 높이로 결정될 수 있다.
그런데, 상기 챔버리드(110)가 상기 세정개방도까지 개방된 경우에 상기 보조배출포트(414) 이외의 영역을 통해 상기 챔버(100) 내부의 유체가 유출된다면 상기 메인오링(310)을 세정하는 시간은 극히 짧을 것이며, 그 세정효과는 현저히 떨어질 수밖에 없다.
따라서, 상기 챔버리드(110)를 전술한 세정개방도까지 개방한 경우에 상기 보조배출포트(414)를 제외하고 상기 챔버(100) 내부를 실링하는 보조오링유닛(321)을 구비하게 된다.
즉, 상기 보조오링유닛(321)은 상기 챔버리드(110)가 상기 세정개방도에 대응하여 개방된 경우에 상기 보조배출포트(414)를 제외하고 상기 챔버(100) 내부를 실링하게 된다. 이때, 상기 챔버리드가(110)가 상기 세정개방도에 대응하여 개방된 경우에 전술한 유체공급부(600)를 통해 상기 챔버(100) 내부로 유체를 지속적으로 공급할 수 있다. 이 경우, 상기 보조배출포트(414)를 통해 유체가 유출되어도 상기 챔버(100) 내부로 지속적으로 유체가 공급되므로, 상기 보조배출포트(414)를 통해 배출되는 유체의 압력은 전술한 세정압력을 유지할 수 있게 된다. 따라서, 상기 메인오링(310)의 세정효율을 높일 수 있다.
구체적으로, 도 3을 참조하면, 상기 보조배출포트(414)는 상기 메인오링유닛(311)이 수용된 제1 수용부(126)와 연결되어 상기 챔버(100) 외부의 보조배출유로(415)와 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 보조배출포트(414)는 상기 제1 수용부(126)와 연결되어 중간에 절곡된 제1 보조배출포트(411)와 상기 제1 보조배출포트(411)의 단부에서 상기 보조배출유로(415)를 향해 연장된 제2 보조배출포트(412)를 구비할 수 있다.
상기 보조배출포트(414)가 상기 제1 보조배출포트(411)와 제2 보조배출포트(412)로 이루어지는 구성은 일예를 들어 설명한 것에 불과하며, 상기 제1 수용부(126)에서 상기 보조배출유로(415)를 향해 직선으로 연장되는 구성도 물론 가능하다.
실질적으로, 상기 제1 보조배출포트(411)는 상기 챔버리드(110)와 챔버몸체(120) 사이의 간격으로 형성되고, 상기 제2 보조배출포트(412)는 상기 제1 보조배출포트(411)와 연통되는 폐단면의 유로로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예들에서, 상기 제2 보조배출포트(412)는 상기 플랜지부(122)의 둘레를 따라 한 개가 구비되거나, 또는 복수개가 구비될 수도 있다.
이 경우, 상기 보조오링유닛(321)은 상기 챔버리드(110)가 미리 정해진 세정개방도만큼 개방된 경우에도 상기 챔버리드(110)와 챔버몸체(120) 사이를 실링하도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 보조오링유닛(321)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 챔버리드(110)가 상승하는 방향을 따라 배치될 수 있다.
즉, 상기 챔버리드(110)와 챔버몸체(120)(또는 플랜지부(122)) 사이의 서로 마주보는 경계면은 상기 메인오링유닛(311)에서 수평하게 연장되고, 상기 메인오링유닛(311)을 지나 수직방향으로 절곡될 수 있다. 상기 경계면이 수직방향으로 절곡된 영역(A)에 상기 보조오링유닛(321)이 배치될 수 있다. 따라서, 상기 챔버리드(110)가 상승하여 상기 챔버리드(110)와 상기 챔버몸체(120) 사이에 간격(130)(도 4 참조)이 발생하는 경우에도, 상기 보조오링유닛(321)에 의해 상기 보조배출포트(414)를 제외하고 상기 챔버(100) 내부를 실링할 수 있다.
구체적으로, 상기 보조오링유닛(321)은 상기 챔버리드(110)와 챔버몸체(120) 사이의 제2 수용부(128)에 배치될 수 있다.
상기 제2 수용부(128)는 상기 챔버리드(110)와 챔버몸체(120) 중에 어느 한쪽에 형성될 수 있다. 도면에서는 상기 챔버리드(110)에 상기 제2 수용부(128)가 형성되는 것으로 도시되지만, 이는 일예에 불과하며 상기 챔버몸체(120)의 플랜지부(122)에 형성되는 것도 가능하다.
한편, 상기 보조오링유닛(321)은 상기 제2 수용부(128)에 수용된 보조오링(320)과 상기 제2 수용부(128)에서 상기 보조오링(320)의 외측에 배치된 보조백업링(322)을 구비할 수 있다.
상기 보조오링(320)은 상기 챔버리드(110)가 전술한 세정개방도에 대응하여 개방된 경우에도 상기 챔버리드(110)와 상기 챔버몸체(120) 사이를 실링하는 역할을 하게 된다. 또한, 상기 보조백업링(322)은 상기 챔버(100)의 내부에서 외부를 향해 압력이 작용하는 경우에 상기 보조오링(320)이 상기 챔버리드(110)와 상기 챔버몸체(120) 사이를 통해 바깥쪽으로 유출되지 않도록 하는 역할을 하게 된다.
한편, 상기 오링세정유닛(400)은 상기 보조배출포트(414)와 연결되어 상기 챔버(100)의 외부로 상기 유체를 배출시키는 보조배출유로(415)를 구비하게 된다. 이때, 상기 보조배출유로(415) 상에 배출되는 상기 유체의 압력을 감지하는 감지센서(420)와 상기 유체의 흐름을 차단하는 밸브(430)를 구비할 수 있다.
또한, 상기 오링세정유닛(400)은 상기 보조배출유로(415)를 통해 배출되는 유체에서 오염입자농도를 감지할 수 있는 오염도감지센서(422)를 상기 보조배출유로(415)에 더 구비할 수 있다.
전술한 제어부는 상기 오염도감지센서(422)에서 감지되는 오염입자농도에 따라 세정종료시점을 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부는 상기 오염도감지센서(422)에서 측정되는 측정오염도가 미리 정해진 임계오염도 이하인 경우에 상기 메인오링유닛(311)의 세정단계를 종료하도록 상기 밸브(430)를 차단하고 상기 메인배출포트(150)를 통해 유체를 배출할 수 있다.
도 4는 상기 챔버리드(110)가 미리 정해진 세정높이(h)까지 상승하여 세정개방도만큼 개방된 상태를 도시한 측면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 챔버리드(110)가 밀폐된 상태에서 상기 챔버리드(110)를 서서히 들어올리는 경우, 상기 챔버리드(110)가 상승함에 따라 메인오링(310)에 의한 실링이 해제된다. 이 때 상기 챔버리드(110)와 챔버몸체(120) 사이에는 상기 메인오링(310)을 거쳐 상기 보조배출포트(414)와 연결되는 추가배출간격(127)이 자연스럽게 형성된다.
따라서, 상기 챔버(100) 내부의 유체는 상기 추가배출간격(127)을 통해 상기 메인오링유닛(311)을 거쳐 상기 보조배출포트(414)로 유입된다. 상기 챔버(100) 내부의 유체는 상기 추가배출간격(127)으로 유입되며, 상기 메인오링유닛(311)을 지나면서 상기 메인오링(310)과 메인백업링(312)을 세정하게 된다.
상기 메인오링유닛(311)을 지나친 유체는 상기 보조배출포트(414) 및 보조배출유로(415)를 통해 상기 챔버(100)의 외부로 유출된다.
한편, 상기 감지센서(420)는 상기 보조배출유로(415)를 통해 배출되는 유체의 압력을 감지할 수 있다. 또한, 상기 보조배출유로(415)에는 상기 유체의 흐름을 선택적으로 차단할 수 있는 밸브(430)를 구비하여 필요에 따라 상기 밸브(430) 조작에 의해 상기 유체의 흐름을 차단할 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 챔버리드(110)가 전술한 세정개방도(또는 세정높이)에 대응하여 개방되는 경우에 상기 챔버리드(110)와 챔버몸체(120) 사이에는 세정높이(h)에 대응하는 간격(130)이 발생할 수 있다.
하지만, 본 발명의 경우 상기 간격(130)에도 불구하고 전술한 보조오링(320)에 의해 상기 보조배출포트(414)를 제외하고 상기 챔버(100) 내부를 실링하여 상기 메인오링(310)을 지나는 유체의 압력을 유지하거나, 또는 서서히 떨어지도록 하여 상기 메인오링(310)의 세정시간을 충분히 확보할 수 있다.
이하, 전술한 구성을 가지는 기판처리장치(1000)에서 메인오링(310)을 세정하는 방법을 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오링세정방법을 도시한 순서도이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 오링세정방법의 각 단계에서 챔버 내부의 압력 변화를 도시한 그래프이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 오링세정방법은 상기 챔버(100) 내부의 수용공간(125)의 압력을 미리 결정된 세정압력으로 조절하는 단계(S510) 및 상기 챔버리드(110)와 챔버몸체(120) 사이의 메인오링유닛(311)으로 상기 챔버(100) 내부의 유체를 공급하여 상기 메인오링(310)을 세정하는 단계(S530)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 오링세정방법은 기판에 대한 처리공정에 따라 별도의 공정으로 진행되거나, 또는 기판처리공정에 앞서서 또는 연속하여 수행될 수 있다.
도 6은 상기 오링세정방법이 별도의 세정공정으로 진행되는 경우에 챔버 내부의 압력 변화를 도시한 그래프이다.
도 6을 참조하면, 상기 오링세정방법은 상기 챔버리드(110)를 상기 챔버몸체(120)에 연결하는 단계를 포함한다.
이 경우, 상기 챔버리드(110)를 미리 정해진 세정개방도만큼 개방한 상태로 상기 챔버몸체(120)에 연결할 수 있다. 상기 챔버리드(110)의 세정개방도는 상기 보조배출포트(414)를 거쳐 상기 수용공간(125)의 유체가 배출될 수 있도록 하며, 상기 보조오링(320)에 의해 실링상태를 유지할 수 있는 적절한 높이로 결정될 수 있다.
이 경우, 상기 챔버리드(110)가 상기 챔버몸체(120)에 연결되는 단계(T1)에서 상기 챔버(100) 내부의 압력은 대기압(P0)으로 유지될 수 있다.
한편, 상기 챔버리드(110)가 미리 정해진 세정개방도까지 개방된 경우에도 전술한 보조오링(320)에 의해 보조배출포트(414)를 제외하고 상기 챔버(100) 내부를 실링하게 된다.
상기 챔버리드(110)가 미리 정해진 세정개방도로 개방된 상태로 상기 챔버몸체(120)에 연결된 다음, 상기 챔버(100) 내부에 유체를 공급하게 된다(T2).
상기 유체는 상기 수용공간(125)에서 기체 상태로 존재할 수 있다. 상기 수용공간(125)으로 지속적으로 유체를 공급하면서 상기 제1 압력조절부(610)에 의해 가압하는 경우에 상기 챔버(100) 내부의 수용공간(125)의 압력이 미리 설정된 세정압력(P1)으로 상승하게 된다. 상기 세정압력(P1)은 상기 유체를 액체 상태로 전환시킬 수 있는 압력에 해당한다. 이 경우, 상기 수용공간(125)의 온도는 상기 유체를 액체 상태로 유지할 수 있도록 임계온도보다 상대적으로 낮게 유지될 수 있다.
상기 챔버(100) 내부의 압력이 상기 세정압력(P1)에 도달한 경우, 상기 보조배출유로(415)의 밸브(430)를 개방하여 상기 메인오링(310)을 세정(T3)하게 된다(S530).
구체적으로, 상기 챔버(100) 내부의 유체는 상기 보조배출포트(414)를 통해 상기 챔버(100)의 외부로 배출된다. 이때, 액체 상태의 유체가 상기 메인오링유닛(311)을 지나치면서 상기 메인오링(310)을 세정하게 된다. 상기 메인오링(310)을 지나친 유체는 상기 보조배출포트(414) 및 보조배출유로(415)를 통해 상기 챔버(100)의 외부로 배출된다.
한편, 상기 챔버리드(110)가 미리 정해진 세정개방도로 개방된 경우에 상기 보조오링(320)에 의해 상기 챔버(100) 내부를 실링한다고 하여도 상기 보조배출포트(414)를 통해 지속적으로 유체가 배출된다. 따라서, 도 6의 세정단계(T3)에서 상기 챔버(100) 내부로 유체를 계속 공급하지 않는 다면 상기 챔버(100) 내부의 압력은 계속 낮아지게 된다. 이 경우, 상기 메인오링(310)의 세정시간이 줄어들게 되어 세정효율이 저하될 수 있다.
따라서, 본 실시예의 경우, 상기 메인오링(310)을 세정하는 단계에서 상기 챔버(100) 내부로 유체를 계속 공급할 수 있다.
전술한 유체공급포트(140)를 통해 상기 챔버(100) 내부로 지속적으로 유체를 공급하게 되면, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 보조배출포트(414)를 통해 유체가 배출되는 경우에도 상기 챔버(100) 내부의 압력은 세정압력(P1)으로 일정하게 유지될 수 있다. 따라서, 상기 메인오링(310)의 세정시간을 늘려 세정효율을 높일 수 있다.
이어서, 상기 챔버(100) 내부로 유체 공급을 중단하고 상기 챔버리드(110)를 완전히 개방(T4)하게 되며, 이 때 상기 챔버(100)의 압력은 대기압(P0)과 같아지게 된다.
도 6에 따른 실시예의 오링세정방법의 경우, 복수개의 기판에 대한 처리공정을 수행한 다음 실시될 수 있다. 예를 들어, 미리 정해진 개수의 기판에 대한 처리공정을 수행하고 전술한 오링세정방법을 실시하고, 다시 복수개의 기판에 대한 처리공정을 수행할 수 있다. 이와 같이, 복수개의 기판에 대한 처리공정을 수행하는 중간에 상기 오링세정방법을 실시함으로써 오링의 오염물질을 세정하여 기판에 대한 오염을 줄일 수 있다.
또한, 전술한 실시예의 경우 액체 상태의 유체를 이용하여 오링을 세정하지만, 이에 한정되지는 않으며 기체 상태의 유체를 이용하여 오링을 세정할 수도 있다. 다만, 기체 상태의 유체보다는 액체 상태의 유체를 이용하는 경우에 세정효율이 우수하므로 액체 상태의 유체를 이용할 수 있다.
한편, 기판처리공정에 앞서서 오링세정방법을 수행하는 경우에는 먼저 상기 챔버(100) 내부의 기판지지부(200)에 기판을 안착시키게 된다.
이어서, 전술한 도 6의 실시예와 유사하게 상기 챔버리드(110)를 미리 정해진 세정개방도만큼 개방한 상태로 상기 챔버몸체(120)에 연결하고(T1), 상기 챔버(100) 내부에 유체를 공급하여 상기 유체를 액체 상태로 전환시키고(T2), 상기 보조배출유로(415)의 밸브(430)를 개방하여 상기 메인오링(310)을 세정(T3)하게 된다.
상기 메인오링(310)의 세정이 종료된 경우, 상기 보조배출유로(415)의 밸브(430)를 폐쇄하고, 상기 챔버몸체(120)의 개구부를 상기 챔버리드(110)로 완전히 실링하고 상기 기판에 대한 처리공정을 수행하게 된다.
한편, 기판의 처리공정에 앞서서 상기 오링세정방법을 수행하는 경우에 상기 챔버(100) 내부에 수용된 기판의 패턴(미도시) 사이에 이미 포함된 처리액, 세정액 등의 액체는 기화되지 않도록 상기 챔버(100) 내부의 압력 또는 온도가 결정될 수 있다.
한편, 도 7은 상기 오링세정방법이 기판에 대한 처리공정 이후에 진행되는 경우에 챔버 내부의 압력 변화를 도시한 그래프이다.
도 7을 참조하면, 상기 기판(W)에 대한 처리공정이 종료된 경우에 상기 챔버(100) 내부의 수용공간(125)의 압력은 공정 중의 압력(P11)을 유지(T11)하게 된다.
이 경우, 상기 챔버리드(110)를 상기 세정개방도만큼 개방하는 것은 매우 어려우며 폭발 등의 위험이 있을 수 있다. 또한, 상기 챔버(100) 내부의 온도는 공정온도에 대응하여 상기 챔버(100) 내부의 온도를 급속히 떨어뜨리기 쉽지 않다.
따라서, 이 경우에는 상기 챔버(100)의 메인배출포트(150)를 통해 상기 수용공간(125)의 유체를 배출(T12)하여 상기 수용공간(125)의 압력을 낮추어 상기 수용공간(125) 내부에 채워진 유체를 기체 상태로 전환시킬 수 있다.
상기 메인배출포트(150)를 통해 유체를 배출(T12)하는 경우에 상기 수용공간(125)의 압력은 전술한 공정압력(P11)에서 세정압력(P12)으로 낮아지게 된다. 상기 세정압력(P12)은 상기 수용공간(125)에 채워진 유체를 기체로 전환시킬 수 있는 압력에 해당한다.
상기 유체가 기체로 전환된 다음, 상기 메인배출포트(150)를 폐쇄하고 상기 챔버리드(110)를 미리 정해진 세정개방도만큼 개방하게 된다. 상기 챔버리드(110)를 미리 정해진 세정개방도까지 개방하는 경우에도 전술한 보조오링(320)에 의해 보조배출포트(414)를 제외하고 상기 챔버(100) 내부를 실링하게 된다.
이어서, 상기 보조배출유로(415)의 밸브(430)를 개방하여 상기 메인오링(310)을 세정(T14)하게 된다.
이 경우, 상기 챔버(100) 내부의 유체는 상기 메인오링(310)을 거쳐 상기 보조배출포트(414)를 통해 상기 챔버(100)의 외부로 배출된다. 기체 상태의 유체가 상기 메인오링(310)을 지나치면서 상기 메인오링(310)을 세정하게 된다. 상기 메인오링(310)을 지나친 유체는 상기 보조배출포트(414) 및 보조배출유로(415)를 통해 상기 챔버(100)의 외부로 배출된다.
한편, 본 실시예에 따른 오링세정방법의 경우 기판에 대한 처리공정이 종료되고 수행될 수 있다. 이 경우, 상기 오링세정방법을 실시하는 중에 상기 챔버(100)의 내부로 유체를 다시 공급하게 되면, 처리가 완료된 기판에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 본 실시예의 경우, 상기 메인오링유닛(311)을 세정하는 단계에서 상기 챔버(100) 내부로 유체를 공급하지 않게 된다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 보조배출포트(414)를 통해 유체가 배출됨에 따라 상기 챔버(100) 내부의 압력은 계속 하락하여 결국 대기압(P0)에 도달하게 되고, 세정단계가 종료된다.
본 실시예에 따른 오링세정방법의 경우, 하나의 기판에 대한 처리공정을 마칠 때마다 수행되거나, 또는 복수개의 기판에 대한 처리공정을 수행하는 중에 중간에 한 번씩 수행될 수도 있다.
또한, 본 실시예에 따른 오링세정방법의 경우 기체상태의 유체를 사용하여 세정하게 되므로 액체상태의 유체를 사용하는 경우에 비해 세정효율이 떨어지지만, 별도의 세정공정으로 진행하는 것이 아니라 기판에 대한 처리공정을 마치는 경우에 연속하여 실시할 수 있게 되어 기판처리장치의 생산효율(throughput)을 증가시키는 효과를 기대할 수 있다.
한편, 본 발명의 경우 상기 메인오링(310)을 세정하는 단계(S530)에서 상기 메인오링유닛의 메인오링(310)의 손상여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
즉, 본 발명의 경우 상기 보조배출유로(415)를 통해 배출되는 유체의 압력을 상기 감지센서(420)에 의해 측정하여 상기 메인오링(310)의 손상 또는 파손여부를 판단할 수 있다.
도 8은 상기 감지센서(420)에 의해 상기 보조배출유로(415)에서 감지된 압력변화를 도시한 그래프이다.
도 8을 참조하면, 상기 보조배출유로(415)의 밸브(430)가 개방되어 상기 보조배출유로(415)를 통해 유체가 상기 챔버(100)의 외부로 배출되면, 상기 보조배출유로(415)의 압력이 상승하게 된다.
이때, 정상적인 메인오링(310)의 경우 상기 보조배출유로(415)를 통해 배출되는 유체의 압력이 미리 결정된 정상압력(PE)에 도달할 수 있다. 상기 정상압력(PE)은 상기 챔버(100) 내부의 수용공간(125)이 세정압력에 도달하고 메인오링(310)이 정상인 경우에 상기 보조배출유로(415)를 통해 배출되는 유체의 압력으로 미리 결정될 수 있다.
따라서, 상기 보조배출유로(415)를 통해 배출되는 유체의 압력이 상기 정상압력(PE)에 도달하는 경우에 상기 메인오링(310)이 정상적인 상태라고 판단할 수 있다.
반면에, 상기 보조배출유로(415)를 통해 배출되는 유체의 압력이 감지되지 않거나 또는 상기 정상압력(PE)보다 낮은 측정압력(PM)에 도달하는 경우에 상기 메인오링(310)에 손상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
앞서 살펴본 바와 같이, 상기 오링은 급속 감압에 의해 내부응력이 커지게 되어 부피가 커지게 된다. 따라서, 상기 메인오링(310)이 손상된 경우에 부피가 상대적으로 커지게 되어 정상적인 상태에 비해 상기 보조배출유로(415)를 통해 배출되는 유체의 양이 적어지게 되어 상기 보조배출유로(415)에서 측정되는 압력이 상기 정상압력(PE)보다 낮게 된다.
따라서, 상기 제어부는 상기 보조배출유로(415)를 통해 배출되는 유체의 압력이 상기 정상압력(PE)보다 상대적으로 낮은 경우에 상기 메인오링(310)에 손상이 발생한 상태라고 판단하고, 알람 등을 통해 작업자 등에게 알릴 수 있다.
결국, 본 발명의 경우 기판처리장치(1000)에 배치된 메인오링(310)을 세정하여 메인오링(310)의 손상 및 파손을 방지할 수 있으며, 나아가 상기 메인오링(310)의 손상 여부를 손쉽게 감지하여 메인오링의 유지보수 시기를 적절하게 결정할 수 있다.
한편, 전술한 메인오링유닛의 메인오링의 손상여부를 판단하는 방법은 상기 기판에 대한 건조공정 등과 같은 처리공정중에도 수행될 수 있다.
예를 들어, 상기 기판에 대한 처리공정을 위해 상기 챔버리드(110)가 상기 챔버몸체(120)에 완전히 결합되어 실링된 경우 상기 보조배출유로(415)의 감지센서(420)에서 압력이 검출되지 않아야 한다. 그런데, 상기 기판에 대한 처리공정 중에 상기 감지센서(420)에서 압력이 검출된다면 상기 메인오링(310)에 손상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
따라서, 상기 제어부는 상기 기판에 대한 처리공정 중에 상기 감지센서(420)에서 압력이 검출되는 경우에 상기 메인오링(310)에 손상이 발생한 상태라고 판단하고, 알람 등을 통해 작업자 등에게 알릴 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
본 발명에 따르면, 오링세정유닛을 구비하여 오링을 세정함으로써 오링의 오염을 방지할 수 있다. 또한, 상기 오링을 세정하는 경우에 별도의 노즐을 구비하지 않고 챔버 내부의 유체를 사용하여 세정함으로써 기판처리장치의 구성을 단순화할 수 있다.
나아가, 상기 오링을 세정하는 경우에 배출되는 유체의 압력을 감지하여 상기 오링의 손상 여부를 판단하여 상기 오링의 유지보수 시기를 적절하게 결정할 수 있다.

Claims (16)

  1. 기판에 대한 처리공정을 수행하는 수용공간을 제공하는 챔버몸체와, 상기 챔버몸체의 개구부를 밀폐하는 챔버리드를 구비하는 챔버;
    상기 챔버 내부에 구비되어 상기 챔버 내부로 유체를 공급하는 유체공급부;
    상기 챔버리드와 챔버몸체 사이에 배치되어 상기 챔버 내부를 실링하는 메인오링; 및
    상기 메인오링을 세정하는 오링세정유닛;을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오링세정유닛은
    상기 수용공간의 압력이 미리 결정된 세정압력에 도달하는 경우에 상기 챔버 내부의 유체를 상기 메인오링으로 공급하여 상기 메인오링을 세정하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 오링세정유닛은
    상기 챔버리드와 챔버몸체 사이에 배치되어 상기 챔버리드가 미리 정해진 세정개방도만큼 개방되는 경우에도 상기 챔버 내부를 실링하는 보조오링과, 상기 챔버리드가 미리 정해진 세정개방도만큼 개방되는 경우에 상기 챔버 내부의 유체가 상기 메인오링을 거쳐 상기 챔버의 외부로 배출되는 경로를 구성하는 보조배출포트를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 오링세정유닛은
    상기 보조배출포트와 연결되어 상기 챔버의 외부로 상기 유체를 배출시키며, 상기 유체의 압력을 감지하는 감지센서와 상기 유체의 흐름을 차단하는 밸브를 구비하는 보조배출유로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 오링세정유닛은
    상기 보조배출유로를 통해 배출되는 유체에서 오염입자농도를 감지할 수 있는 오염도감지센서를 상기 보조배출유로에 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 챔버리드와 챔버몸체의 서로 마주보는 면이 수직방향으로 절곡된 영역에 상기 보조오링이 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 챔버 내부의 수용공간의 압력을 미리 결정된 세정압력으로 조절하는 단계; 및
    챔버리드와 챔버몸체 사이의 메인오링으로 상기 챔버 내부의 유체를 공급하여 상기 메인오링을 세정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 오링 세정방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 챔버 내부의 수용공간의 압력을 미리 결정된 세정압력으로 조절하는 단계는
    상기 챔버리드를 미리 정해진 세정개방도만큼 개방하는 단계와,
    상기 챔버 내부의 수용공간으로 유체를 공급하는 단계와,
    상기 수용공간 내부의 유체가 액체 상태로 전환되도록 상기 수용공간 내부의 유체를 미리 결정된 세정압력으로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 오링 세정방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 메인오링을 세정하는 단계에서
    상기 챔버 내부로 유체를 지속적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 오링 세정방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 메인오링을 세정하는 단계에서
    액체 상태의 유체를 이용하여 상기 메인오링을 세정하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 오링 세정방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 챔버 내부의 수용공간의 압력을 미리 결정된 세정압력으로 조절하는 단계는
    상기 챔버의 메인배출포트를 개방하여 상기 수용공간의 압력을 낮추어 상기 수용공간 내부에 채워진 유체를 기체 상태로 전환시키는 단계와,
    상기 챔버리드를 미리 정해진 세정개방도만큼 개방하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 오링 세정방법.
  12. 제8항 또는 제11항에 있어서,
    상기 챔버리드를 미리 정해진 세정개방도만큼 개방하는 경우에도 보조오링에 의해 상기 챔버 내부가 실링되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 오링 세정방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 메인오링을 세정하는 단계에서
    기체 상태의 유체를 이용하여 상기 메인오링을 세정하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 오링 세정방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 메인오링을 세정하는 단계에서
    상기 메인오링의 손상여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 오링 세정방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 메인오링의 손상여부를 판단하는 단계에서,
    상기 메인오링을 세정하고 상기 챔버의 외부로 배출되는 유체의 압력에 의해 상기 메인오링의 손상여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 오링 세정방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 챔버리드가 미리 정해진 세정개방도만큼 개방된 경우에
    상기 챔버의 외부로 배출되는 유체의 압력이 미리 결정된 정상세정압력에 비해 더 낮은 경우에 상기 메인오링에 손상이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 오링 세정방법.
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