KR102495074B1

KR102495074B1 - 기판 처리 장치에서 인-라인 청소가 가능한 홀 클리너 및 이를 적용한 홀 청소 방법

Info

Publication number: KR102495074B1
Application number: KR1020220097846A
Authority: KR
Inventors: 우동선
Original assignee: 디오셈 주식회사
Priority date: 2022-08-05
Filing date: 2022-08-05
Publication date: 2023-02-06

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼나 디스플레이 기판 등의 처리 장치 내에 존재하는 홀의 내주면에 끼게 되는 불순물을 제거하여 처리 공정에 불순물이 혼입되는 것을 방지하는 홀 클리너에 관한 것이다. 상기 홀 크리너는 파지부(20); 상기 파지부(20)로부터 축방향으로 연장되고, 상기 홀(91)의 내주면에 퇴적된 오염물을 문질러 상기 홀(91)의 내주면으로부터 탈락시키는 리무버(30); 및 상기 리무버(30)의 선단부에 연결되고, 상기 리무버(30)에 의해 탈락된 오염물을 붙잡아 보유하는 리테이너(40);를 포함한다.

Description

기판 처리 장치에서 인-라인 청소가 가능한 홀 클리너 및 이를 적용한 홀 청소 방법{A hole cleaner capable of in-line cleaning in a substrate processing device and a hole cleaning method using the same}

본 발명은 반도체 웨이퍼나 디스플레이 기판 등의 처리 장치 내에 존재하는 홀의 내주면에 끼게 되는 불순물을 제거하여 처리 공정에 불순물이 혼입되는 것을 방지하는 홀 클리너에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 웨이퍼나 디스플레이 기판 상에는 회로를 구현하기 위해 증착과 같은 처리가 이루어진다. 가령 증착이 이루어질 반도체 웨이퍼나 디스플레이 기판 상에 존재하는 샤워헤드에는 다수의 홀이 천공되어 있다. 이러한 홀의 내부는 비어 있으며, 가스가 통과하는 경로가 된다. 마찬가지로, 반도체 웨이퍼를 처리하는 과정에서도 반도체 웨이퍼를 이송하고 지지하는 정전 척(ESC: electrostatic chuck)에도 홀이 형성되어 있다. 정전 척의 홀은, 반도체 웨이퍼를 정전 척으로부터 분리하기 위해, 정전 척 하부로부터 상부로 푸쉬 핀이 진입하는 통로가 된다.

이렇게 챔버 내부에 존재하는 각종 장비에는 홀이 존재한다. 이러한 홀의 내주면에는, 기판을 처리하는 과정에서 기판에 증착되어야 할 기체들의 일부가 증착되어 버린다.

홀의 내주면을 오염시킨 이러한 불순물들은, 반도체 처리 공정에서 다시 기화되어 반도체에 증착되어야 할 다른 기체와 반응하는 등 예상치 못한 작용을 하여, 반도체 불량을 야기한다. 특히 수 나노의 정밀도로 반도체를 제작하는 과정에서, 이와 같이 예기치 못한 현상들은 반도체 제작에 치명적인 오류를 불러온다.

정전 척이나 샤워헤드와 같은 장비는 주기적으로 클리닝 과정을 거치게 된다. 이러한 장비의 주기적인 클리닝 과정은, 기판 처리 장치로부터 해당 장비를 탈거하고, 탈거한 장비를 클리닝 장치에서 세척하여 이루어진다. 이러한 세척과정은, 장비의 손상을 최소화하기 위해, 세정액으로 장비의 불순물을 제거하는 화학적 세척이 주로 적용되고 있다. 화학적 세척은 세척 후 세정액이 남지 않도록 한 번 더 세정액 제거 처리를 해주어야 한다.

한편 위와 같은 클리닝 작업을 위해서는, 기판 처리 장치의 가동을 중단하여야 하고, 또한 여분의 샤워헤드나 정전 척을 확보하고 있어야 한다. 그러나, 기판 처리 장치에 장착되는 위와 같은 장비들은 고가이기 때문에, 여분 양을 많이 갖출수록 장비 운용비가 높아지게 된다.

아울러, 수 나노 급의 반도체와 같은 초정밀 가공에서는 미세한 불순물이 생산품의 품질에 미치는 악영향이 매우 크기 때문에, 그만큼 클리닝 작업의 주기가 짧아져야 한다. 이는 기판 처리 장치 운용 효율을 크게 떨어뜨려, 생산성을 악화시킨다.

이에 장비를 기판 처리 장치로부터 분리하지 않고 장착된 상태에서 세척(in-line cleaning)하는 방안을 고려할 수 있으나, 여기에 위와 같은 화학적 세척 방법을 적용할 경우, 잔류 세척액을 제거하기가 매우 어렵고, 잔류 세척액이 일부라도 남게 되면 이러한 세척액이 또 다른 생산품 불량을 야기시킨다.

그렇다고 기판 처리 장치 내부에서 물리적 기계적인 방식의 세척 방식을 사용하게 되면, 그렇지 않아도 내경이 작고 깊이가 깊은 홀 내부로 불순물 입자(particle)이 떨어져버리게 되고, 이렇게 깊숙한 곳에 떨어진 입자는 회수하기 어려우며, 이러한 불순물 입자는 또 다른 생산 불량을 야기한다.

특허문헌 1은 이러한 인-라인 클리닝 공정을 제안한다. 특허문헌 1은 불순물 입자(반응 생성물)가 홀 내부 깊숙이 낙하하지 않도록 해야 한다는 전제 하에 홀 내주에서 떨어져 나온 불순물을 회수하는 기술들을 제안하고 있다.

특허문헌 1은 홀 내주면을 긁어내는 접시 링을 가늘고 긴 로드 둘레에 설치한 청소 지그를 제안한다. 그러나, 특허문헌 1에서 제시한 접시 링 형상만으로는 불순물 입자가 홀 아래로 낙하하는 것을 방지하기 어렵다.

이에 특허문헌 1은 로드에 중공부를 두고 진공 흡착하는 방식을 추가적으로 제안하고 있다. 그러나, 직경이 작은 로드 자체에 축방향으로 중공부를 관통 형성하는 가공 자체가 어려울 뿐만 아니라, 그로 인해 로드의 강성이 크게 떨어지는 문제가 있다. 아울러 이러한 구조는, 해당 로드에 적용할 수 있는 진공 흡인을 위한 설비도 별도로 구비해야 하는 문제가 있다.

또한 특허문헌 1에서는 해당 로드를 적용하여 용제를 토출하는 화학적 세척 방식도 제안하고 있다. 그러나 앞서 설명한 바와 같이 장치 내부로 토출한 용제는 효율적인 제거가 어렵다는 문제가 있다.

JP

2017-22343

A

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2019-0017579

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4668915

B2

US 10,391,526 B2

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 청소하고자 하는 홀을 구비하는 장비를 생산 설비로부터 분리하지 않은 인-라인 상태에서, 진공 흡입이나 화학적 세정액 없이 홀 내주의 불순물을 청소할 수 있는 홀 클리너와, 이를 적용한 홀 청소 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 제거한 불순물 입자(반응 생성물)가 홀 내부 깊숙이 유입되지 않도록 하며 홀 내주에 부착된 반응 생성물을 물리적으로 제거할 수 있는 홀 클리너와, 이를 적용한 홀 청소 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 내경이 작고 깊은 홀 내주로부터 제거한 반응 생성물이 홀 내부로 유입되지 않도록 하여 좁은 홀 내부로 진공을 형성하여 반응 생성물을 흡입할 필요가 없는 홀 클리너와, 이를 적용한 홀 청소 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 클린룸에서 장비 홀 내주의 오염물을 제거하면서 동시에 마무리 세정이 이루어져, 홀 내부를 별도로 세정할 필요가 없는 홀 클리너와, 이를 적용한 홀 청소 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 기판 처리 장치 내부에 설치된 장비(90)의 홀(91)의 내주면을 세정할 때 마무리 세정까지 일거에 이루어지는 홀 클리너(10)를 제공한다.

상기 홀 클리너(10)는 기계적 또는 물리적인 세정 과정에서 홀(91)의 내주면으로부터 탈락된 오염물을 붙잡아 보유하도록 하여, 별도의 마무리 세정이 필요 없도록 한다. 이에 따라, 세정하고자 하는 홀(91)이 형성된 장비(90)가 기판 처리 장치 내부에 설치되어 있는 상태에서도 간단한 세정이 가능하다.

상기 홀 클리너(10)는, 상기 홀 클리너를 파지하기 위한 파지부(20); 상기 파지부(20)로부터 축방향으로 연장되고, 상기 홀(91)의 내주면에 퇴적된 오염물을 문질러 상기 홀(91)의 내주면으로부터 탈락시키는 리무버(30); 및 상기 리무버(30)의 선단부에 연결되고, 상기 리무버(30)에 의해 탈락된 오염물을 붙잡아 보유하는 리테이너(40);를 포함한다.

상기 홀 클리너(10)를 그 선단부가 홀(91)에 먼저 들어가도록 상기 홀(91)에 삽입하고, 상기 리무버(30)를 상기 홀(91)의 내주면에 문지르면, 상기 홀(91)의 내주면에 퇴적되어 있던 오염물이 탈락된다.

상기 리테이너(40)는 상기 리무버(30)보다 더 선단부에 배치되어 있으므로, 상기 리무버(30)에 의해 탈락된 오염물은 상기 리테이너(40)에 의해 보유되어 홀(91) 깊숙이 들어가지 않는다.

가령 상기 홀 클리너(10)를 홀에 삽입하는 방향이 중력방향과 대응하더라도, 홀(91) 내주면으로부터 탈락한 오염물은 중력의 작용에도 불구하고 홀 깊숙한 곳으로 떨어지지 않고 상기 리테이너(40)에 보관된다.

상기 리테이너(40)는 탄성 재질의 마스크(60)를 포함할 수 있다. 상기 마스크(60)는 홀 클리너(10)의 선단부 부위에서 상기 홀(91)의 단면을 차폐하여, 상기 홀(91) 깊숙한 곳으로 오염물이 침투하는 것을 방지할 수 있다.

상기 리테이너(40)는 다공성 재질의 와이퍼(50)를 포함할 수 있다. 상기 와이퍼(50)는 다공성 재질의 내부 공간으로 상기 오염물을 포집할 수 있다.

상기 와이퍼(50)는, 상기 와이퍼(50)는, 소정 크기의 오염물을 포집하는 제1와이퍼(51)를 포함할 수 있다.

상기 와이퍼(50)는 상기 제1와이퍼(51)가 포집하는 오염물의 크기보다 작은 크기의 오염물을 포집하는 제2와이퍼(52)를 더 포함할 수 있다.

제1와이퍼(51)의 다공부의 공간 크기는 상기 제2와이퍼(52)의 다공부의 공간 크기보다 크다. 이에 따라, 상대적이기는 하지만, 비교적 큰 입자의 오염물은 제1와이퍼(51)에 포집되고, 그보다 작은 입자의 오염물은 제2와이퍼(52)에 포집되어, 와이퍼(50)의 포집 능력을 크게 높일 수 있다.

상기 제2와이퍼(52)는, 축방향으로 상기 제1와이퍼(51)와 상기 마스크(60) 사이에 배치될 수 있다. 이처럼, 서로 다른 크기의 다공을 구비하는 와이퍼들 중 크기가 더 큰 다공을 구비하는 와이퍼를 리무버(30)와 더 가까이 배치하여, 큰 입자의 오염물이 작은 다공의 와이퍼의 포집 능력을 저해하는 현상을 방지할 수 있다.

상기 와이퍼(50)는, 상기 제2와이퍼(52)보다 더 작은 크기의 오염물을 포집하는 제3와이퍼를 더 포함할 수도 있다. 이처럼, 세정의 대상이 되는 오염물의 입자 크기에 대응하여, 상기 와이퍼(50)는, 서로 크기가 다른 다공부를 구비하는 와이퍼들을 다단으로 구비할 수 있다.

상기 와이퍼(50)는, 축방향으로 상기 리무버(30)와 마스크(60) 사이에 배치될 수 있다. 즉 마스크(60)를 더 선단부에 배치하여, 미쳐 와이퍼(50)가 포집하지 못하게 된 오염물이 홀(91) 깊숙이 침투하는 것을, 상기 마스크(60)가 최종적으로 차단할 수 있다.

상기 홀 클리너(10)는 긴 막대(rod) 형상의 원통형의 바디부재(70)를 포함할 수 있다.

상기 바디부재(70)는 상기 파지부(20)를 구성하는 노출부(72)를 구비할 수 있다.

상기 바디부재(70)는 상기 노출부(72)로부터 축방향으로 연장된 심지부(73)를 더 구비할 수 있다.

상기 리무버(30)는 상기 심지부(73)의 축방향의 소정 구간의 외주면에 부착될 수 있다.

상기 리테이너(40)는 상기 리무버(30)의 선단부에서 상기 심지부(73)의 선단면에 고정될 수 있다. 이와 달리 상기 리테이너(40)는 상기 리무버(30)의 선단부에서 상기 심지부(73)의 외주면에 고정될 수 있다. 이와 달리 상기 와이퍼(50)는 상기 심지부(73)의 선단부의 외주면에 고정되고, 상기 마스크(60)는 상기 심지부(73)의 선단면에 고정될 수 있다.

즉, 상기 심지부(73)는 축방향으로 리무버(30)가 형성된 구간까지 연장되거나, 와이퍼(50)가 형성된 구간까지 연장되거나, 마스크(60)가 형성된 구간까지 연장될 수 있다.

상기 리무버(30)는 축방향으로 그 직경이 실질적으로 일정한 구간을 포함할 수 있다.

상기 리무버(30)의 직경은 상기 홀(91)의 내경보다 작을 수 있다.

상기 리무버(30)의 직경은 상기 홀(91)의 내경의 90% 이상 99.9% 이하일 수 있다.

상기 리무버(30)의 직경이 상기 홀(91)의 내경의 99.9%를 초과하면, 리무버(30)의 표면이 홀(91)의 내주면에 지나친 압력으로 접하여, 홀(91)의 내주면에 스크래치가 발생하거나, 리무버(30)로 홀(91)의 내주면을 문지르는 작업이 원활히 진행되지 않을 수 있다. 상기 리무버(30)의 직경이 상기 홀(91)의 내경의 90% 미만이면, 동시에 접할 수 있는 리무버(30)의 표면과 홀(91)의 내주면의 면적이 줄어들어, 리무버(30)를 홀(91)의 내주면에 문지르는 작업 효율이 떨어질 수 있다.

바람직하게, 상기 리무버(30)의 직경은 상기 홀(91)의 내경의 93% 이상 97% 이하일 수 있다. 더 바람직하게, 상기 리무버(30)의 직경은 상기 홀(91)의 내경의 대략 95% 정도일 수 있다.

상기 리무버(30)의 외주에 노출된 부위는 다이아몬드 파우더, 산화 알루미늄(aluminum oxide) 및 실리콘 카바이드(silicon carbide) 중 선택된 하나 이상의 재질을 포함할 수 있다. 선택된 상기 재질의 입자들은, 접착제와 같은 바인더를 통해 상기 바디부재(70)의 외주면에 부착될 수 있다. 상기 재질은 상기 홀(91)의 내주면의 재질의 경도와 대응하여 적절히 선정될 수 있다.

상기 마스크(60)는, 축방향으로 상기 리무버(30)로부터 멀어질수록 점차 직경이 커지는 구간을 구비할 수 있다.

상기 마스크(60)는 원뿔대의 측면 형상과 대응하는 측면 형상을 구비할 수 있다.

축방향으로 상기 마스크(60)의 적어도 일부 구간은 상기 홀(91)의 내경보다 큰 직경을 가질 수 있다. 해당 구간의 마스크 부위는 홀(91)의 내주면에 접하며 탄성 변형되어 상기 홀(91)의 내주면에 밀착될 수 있다.

해당 부위의 탄성 변형이 용이하게 이루어지도록, 해당 구간과 인접한 다른 구간은 상기 홀(91)의 내경과 같거나 그보다 작게 설정될 수 있다.

상기 마스크(60)의 최대 직경은 상기 홀(91)의 내경의 100.1% 이상 110% 이하일 수 있다.

상기 마스크(60)의 최대 직경이 상기 홀(91)의 내경의 100.1% 미만이 되면, 탄성 변형량이 거의 없게 되어 홀(91)의 내주면과의 밀착을 담보할 수 없다. 상기 마스크(60)의 최대 직경이 상기 홀(91)의 내경의 110%를 초과하면, 홀(91)의 내주면에 마스크(60)의 해당 부위가 필요 이상의 지나친 압력으로 밀착되면서 오히려 홀 클리너(10)의 축방향 왕복 이동만 어려워진다.

바람직하게 상기 마스크(60)의 최대 직경은 상기 홀(91)의 내경의 100.1% 이상 105% 이하일 수 있다.

상기 마스크(60)의 탄성 재질은 고무(rubber), 불소탄성체(FKM), 과불소탄성체(FFKM), 실리콘 및 폴리우레탄 중 선택된 하나 이상의 재질을 포함할 수 있다.

상기 와이퍼(50)는, 축방향으로 상기 리무버(30)로부터 멀어질수록 점차 직경이 커지는 구간을 구비할 수 있다.

상기 와이퍼(50)의 직경은 상기 리무버(30)의 직경과 같거나 그보다 크고 상기 마스크(60)의 직경과 같거나 그보다 작을 수 있다.

상기 와이퍼(50)와 상기 마스크(60)는 전체적으로 원뿔대의 측면 형상과 대응하는 측면 형상을 구비할 수 있다.

상기 제1와이퍼(51)는 폴리우레탄 스폰지 플러그 재질을 포함할 수 있다. 상기 제2와이퍼(52)는 폴리우레탄 스폰지 플러그 및 극세사 와이퍼 커버(microfiber wiper cover) 중 선택된 하나 이상의 재질을 포함할 수 있다.

상기 파지부(20)의 재질, 즉 상기 바디부재(70)의 재질은 폴리옥시메틸렌(POM), 플라스틱, 금속 중 선택된 하나 이상의 재질을 포함할 수 있다.

상기 홀 클리너(10)는 자동화 장비에 의해 사용되거나, 매뉴얼 작업에 사용될 수 있다.

상기 홀 클리너(10)는 기판 처리 장치 내부에 상기 장비(90)가 설치된 상태에서 사용할 수 있다. 가령, 상기 홀 클리너(10)는 웨이퍼를 지지하는 정전 척이 놓여진 상태에서, 정전 척의 상부로부터 상기 정전 척에 형성된 홀(91)에 삽입되는 형태로 사용될 수 있다. 물론, 상기 홀 클리너(10)가 반드시 이러한 양태로 사용되어야 하는 것은 아니며, 가령 샤워헤드와 같이 홀(91)이 천장 쪽에 있어 홀(91)의 하부로부터 홀(91)에 삽입되는 형태로 사용될 수도 있음은 물론이다.

본 발명은 상기 홀 클리너를 이용한 장비의 홀 세정 방법을 제공한다.

상기 인-라인 장비 홀 세정 방법은, 기판 처리 장치 내부에 상기 장비(90)가 설치된 상태에서 상기 홀 클리너(10)의 선단부부터 상기 홀(91)에 삽입하는 제1단계(S1); 상기 파지부(20)의 적어도 일부를 제외한 상기 홀 클리너(10)의 나머지 부위가 상기 홀(91)에 삽입된 상태에서 상기 홀 클리너(10)를 축방향으로 왕복 이동시켜, 세정의 대상이 되는 상기 홀(91)의 내주면을 상기 리무버(30)와 리테이너(40)로 세정하는 제2단계(S2); 및 세정 후 상기 홀 클리너(10)를 상기 삽입 방향의 반대 방향으로 인출하는 제3단계(S3);를 포함한다.

제3단계에서 홀 클리너(10)에 포집되지 않은 일부 불순물이 홀(91)에서 빠져나온 후 상기 홀(91) 주변에서 상기 장비(90)의 표면에 남을 수 있다. 이에 상기 인-라인 장비 홀 세정 방법은 상기 홀 클리너(10) 인출 후 상기 장비(90)의 홀(91) 주변의 표면을 진공 흡입하여 상기 장비(90) 표면에 놓인 불순물을 제거하는 제4단계(S4)를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 청소하고자 하는 홀을 구비하는 장비를 생산 설비로부터 분리하지 않은 인-라인 상태에서, 기계적 또는 물리적 세정 수단인 리무버와, 상기 리무버의 선단에 구비된 리테이너를 포함하는 홀 클리너를 이용하여, 홀 내주면의 오염물의 제거와 포집을 일거에 함으로써, 별도의 진공 흡입이나 화학적 세정액 없이 홀 내주의 불순물을 청소할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 기계적 또는 물리적 세정을 적용하면서도 홀 내주면으로부터 제거하여 탈락한 불순물 입자(반응 생성물)가 홀 내부 깊숙이 유입되지 않도록 할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 내경이 작고 깊은 홀 내주로부터 제거한 반응 생성물이 홀 내부로 유입되지 않도록 하여 좁은 홀 내부로 진공을 형성하여 반응 생성물을 흡입할 필요가 없다. 이에 따라 홀 깊숙이 침투한 오염물이 기판 처리 장치의 기판 처리 과정에서 불량을 일으키는 현상을 미연에 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 인-라인 상태에서 간단히 장비의 홀 세정이 가능하므로, 여분의 장비를 구비해야 할 필요성을 현저히 낮춰 장비를 구비하기 위해 소요되는 비용을 최소화할 수 있고, 아울러 기판 처리 장치의 운용 시간을 최대한 확보하여 장치의 생산력을 극대화할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 클린룸에서 장비 홀 내주의 오염물을 제거하면서 동시에 마무리 세정이 이루어져, 홀 내부를 별도로 세정할 필요가 없다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 홀 클리너의 사시도이다.
도 2는 도 1의 홀 클리너의 제1실시예의 분해사시도이다.
도 3은 도 1의 홀 클리너의 제2실시예의 분해사시도이다.
도 4는 도 1의 홀 클리너의 제3실시예의 분해사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 홀 클리너와, 이를 적용하여 세정하고자 하는 홀을 구비하는 장비의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 홀 클리너를 장비의 홀에 삽입하기 전의 상태를 나타낸 측면 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 홀 클리너를 장비의 홀에 삽입한 상태에서 축방향을 따라 왕복 직선 운동시키는 상태를 나타낸 측면 단면도이다.
도 8은 장비의 홀에 삽입되어 있던 본 발명에 따른 홀 클리너를 홀로부터 인출한 상태를 나타낸 측면 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 홀 클리너를 이용하여 장비의 홀을 세정하는 과정을 나타낸 플로우차트이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 변경을 가할 수 있고 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 어느 하나의 실시예의 구성과 다른 실시예의 구성을 서로 치환하거나 부가하는 것은 물론 본 발명의 기술적 사상과 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께가 과장되게 크거나 작게 표현될 수 있으나, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 아니 될 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예나 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 그리고 단수의 표현은, 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이다. 즉 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는. 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들이 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에 있다"거나 "하부에 있다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 바로 위에 배치되어 있는 것뿐만 아니라 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

설명의 편의를 위해, 본 명세서에서 홀의 중심축이 연장되는 방향과 대응하는 방향을 축방향(A) 또는 길이방향이라 지칭한다. 그리고 상기 중심축을 둘러싸는 방향을 둘레방향(C) 또는 원주방향이라 지칭한다. 그리고 상기 중심축에 가까워지거나 그로부터 멀어지는 방향을 반경방향(R) 또는 방사방향이라 지칭한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예의 홀 클리너와, 이를 이용한 인-라인 상태의 장비 홀 세정 방법을 설명한다.

본 발명은, 디스플레이 패널이나 반도체 웨이퍼와 같은 기판을 처리하는 장치에 설치된 내부 장비(90)에 마련된 홀(91)의 내주면을 세정하기 위한 홀 클리너(10)와, 상기 장비(90)가 상기 기판 처리 장치에 설치된 인-라인 상태에서 상기 장비(90)의 홀(91)을 상기 홀 클리너(10)로 세정하는 방법을 제공한다.

상기 홀 클리너(10)는, 인-라인 상태에서 번거로운 세정 공정 없이 홀 내주면 세정 및 마무리 세정을 일거에 해결할 수 있는 구조를 가지며, 상기 홀 클리너(10)를 이용한 세정 방법은 상술한 구조의 홀 클리너(10)를 활용하여 인-라인 상태에서 기판 처리 장치 내에 있는 장비(90)의 홀(91)을 간단하게 세정할 수 있는 방법이다. 이에 따르면, 별도의 세정액을 필요치 않아 세정액 제거를 위한 마무리 세정을 할 필요가 없고, 진공을 형성하기 힘든 홀(91)의 내부 공간에 진공 분위기를 조성할 필요도 없다.

상기 홀 클리너(10)는 기계적 또는 물리적인 세정 과정에서 홀(91)의 내주면으로부터 탈락된 오염물을 붙잡아 보유한다. 따라서, 장비(90)가 기판 처리 장치 내부에 설치되어 있는 인-라인 상태에서도 장비(90)의 홀(91)을 간단히 세정할 수 있다.

상기 홀(91)의 직경은 장비(90)에 따라 대략 1 내지 200 mm 일 수 있고, 상기 홀(91)의 깊이는 장비(90)에 따라 대략 1 내지 200mm 일 수 있다. 홀(91)의 직경이 작고, 홀(91)의 깊이가 깊을수록, 그 내주면을 세정하는 작업은 더욱 까다로워진다. 가령 장비(90)의 홀(91)의 직경은 불과 1 내지 2mm에 불과한데 장비(90)의 깊이가 100mm라면, 홀(91)의 바닥 부근의 공간에 있는 오염물을 제거하는 것은 매우 어려워진다.

본 발명의 실시예에 따른 홀 클리너(10)는, 상기 홀 클리너(10)를 파지하기 위한 파지부(20)를 구비한다. 상기 파지부(20)는 기계적 또는 물리적 청소를 위해 상기 홀 클리너(10)를 이동시키기 위한 외력이 전달되는 구성이다. 이러한 파지부(20)는 인-라인 세정 자동화 설비에 의해 파지되거나, 매뉴얼 세정 작업을 하기 위한 작업자에 의해 파지될 수 있다.

상기 파지부(20)는 가늘고 긴 원형의 바디부재(70)의 일부분일 수 있다.

상기 파지부(20)의 재질, 즉 상기 바디부재(70)의 재질은 폴리옥시메틸렌(POM), 플라스틱, 금속 중 선택된 하나 이상의 재질을 포함할 수 있다. 다만 얇고 긴 바디부재(70)를 제작하더라도 강성에 문제가 없고, 입자(particle)가 쉽게 발생되는 재질이 아니라면, 파지부(20)의 재질이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 홀 클리너(10)는, 상기 파지부(20)로부터 축방향으로 연장되고 상기 홀(91)의 내주면에 퇴적된 오염물을 문질러 상기 홀(91)의 내주면으로부터 탈락시키는 리무버(30)를 더 포함한다.

상기 리무버(30)의 외주면은, 상기 파지부(20)의 외주면보다 거친 표면을 제공한다. 거친 표면을 제공하기 위해 상기 리무버(30)는, 다이아몬드 파우더, 산화 알루미늄(aluminum oxide) 및 실리콘 카바이드(silicon carbide) 중 선택된 하나 이상의 재질이 상기 리무버(30)의 외주 표면으로 노출될 수 있다.

상기 재질은 상기 홀(91)의 내주면의 재질의 경도와 대응하여 적절히 선정될 수 있다. 이러한 재질은 상기 홀(91) 내주면에 퇴적된 반응 생성물 내지 오염물보다는 경도가 높지만, 가급적 상기 홀(91)의 내주면을 구성하는 재질의 경도보다는 높지 않은 것이 바람직하다.

상기 리무버(30)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 선택된 상기 재질이 접착제와 같은 바인더를 통해 상기 바디부재(70)의 외주면에 부착됨으로써 제공될 수 있다. 이 경우, 상기 바디부재(70)는 상기 리무버(30)를 구성하는 재질로 코팅되지 아니하여 외부로 노출되는 노출부(72)와, 상기 리무버(30)에 의해 코팅되는 심지부(73)를 포함할 수 있다. 상기 노출부(72)와 심지부(73)는 리무버(30) 코팅 여부에 의해 구분될 수 있으며, 노출부(72)가 심지부(73)가 서로 다른 재질이어야 할 필요는 없다.

물론, 도 4에 도시된 바와 같이 위와 같은 외주면을 제공하는 리무버(30)가 바디부재(70)와 별도로 제작된 후, 바디부재(70)의 선단부에 연결되는 형태로 제공될 수도 있다.

도 7에 도시된 바와 같이 상기 리무버(30)를 상기 장비(90)의 홀(91)에 삽입하여 축방향으로 왕복 이동시켜 리무버(30)가 홀(91)의 내주면을 문지르는 과정에서, 상기 리무버(30)와 인접하는 상기 파지부(20)의 일부는 상기 홀(91) 내부로 출몰할 수 있다. 따라서 파지부(20)를 구성하는 바디부재(70)의 노출부(72)에서 적어도 상기 홀(91) 내부로 출몰할 가능성이 있는 축방향 구간의 직경은 상기 장비(90)의 홀(91) 직경보다 작게 설정될 수 있다. 실시예에서는 노출부(72)의 축방향 모든 구간이 일정한 직경을 가짐이 예시된다.

상기 리무버(30)는 축방향으로 그 직경이 실질적으로 일정한 구간을 포함할 수 있다. 실시예에서는 리무버(30)의 축방향 모든 구간의 직경이 실질적으로 일정한 형태를 예시한다. 상기 리무버(30)의 직경은 상기 파지부(20)의 직경, 보다 엄밀하게는 상기 홀(91)을 출몰할 수 있는 구간의 파지부 직경보다 클 수 있다. 이러한 직경의 차이는, 바디부재(70)의 외주면에 리무버(30)를 구성하는 재질을 코팅함으로써 자연스럽게 구현될 수 있다.

구체적으로, 상기 리무버(30)의 직경은 상기 홀(91)의 내경의 99.9% 이하일 수 있다.

상기 리무버(30)의 직경이 상기 홀(91)의 내경의 99.9%를 초과하면, 리무버(30)의 표면이 홀(91)의 내주면에 지나친 압력으로 접하여, 홀(91)의 내주면에 스크래치가 발생하거나, 리무버(30)로 홀(91)의 내주면을 문지르는 작업이 원활히 진행되지 않게 된다.

바람직하게, 상기 리무버(30)의 직경은 상기 홀(91)의 내경의 97% 이하일 수 있다. 더 바람직하게, 상기 리무버(30)의 직경은 상기 홀(91)의 내경의 95% 이하일 수 있다.

추가적으로, 상기 리무버(30)의 직경은 상기 홀(91)의 내경의 90% 이상일 수 있다.

상기 리무버(30)의 직경이 상기 홀(91)의 내경의 90% 미만이면, 동시에 접할 수 있는 리무버(30)의 표면과 홀(91)의 내주면의 면적이 줄어들어, 리무버(30)를 홀(91)의 내주면에 문지르는 작업 효율이 떨어진다.

바람직하게, 상기 리무버(30)의 직경은 상기 홀(91)의 내경의 93% 이상일 수 있다. 더 바람직하게, 상기 리무버(30)의 직경은 상기 홀(91)의 내경의 대략 95% 정도일 수 있다.

상기 홀 클리너(10)는, 상기 리무버(30)의 선단부에 연결되고 상기 리무버(30)에 의해 탈락된 오염물을 붙잡아 보유하는 리테이너(40)를 더 포함한다.

상기 홀 클리너(10)의 선단부를 홀(91)에 집어넣으며 파지부(20)가 홀(91) 외부로 노출되도록 하면, 홀(91) 내부에서 상기 리무버(30)가 배치된 위치보다 더 깊숙한 위치에 상기 리테이너(40)가 배치된다. 이러한 상태에서 상기 리무버(30)를 상기 홀(91)의 내주면에 문지르면, 상기 홀(91)의 내주면에 퇴적되어 있던 오염물이 탈락되어 홀(91)의 깊숙한 곳으로 낙하될 우려가 있다. 이러한 현상은 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이 상기 홀 클리너(10)를 중력 방향으로 상기 홀(91)에 삽입하는 방향으로 장비(90)가 설치된 상태에서 세정 작업을 할 때 발생할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 리테이너(40)가 상기 리무버(30)보다 홀(91) 내부에서 더 깊숙한 곳에 배치되어 있으므로, 상기 리무버(30)에 의해 탈락된 오염물은 상기 리테이너(40)에 의해 보유되어 홀(91) 깊숙이 들어가지 않는다.

가령 상기 홀 클리너(10)를 홀에 삽입하는 방향이 중력방향과 대응하더라도, 홀(91) 내주면으로부터 탈락한 오염물은 중력의 작용에도 불구하고 홀 깊숙한 곳으로 떨어지지 않고 상기 리테이너(40)에 의해 포집된다.

상기 리테이너(40)는 다공성 재질의 와이퍼(50)를 포함한다. 상기 와이퍼(50)는 다공성 재질의 내부 공간으로 상기 오염물을 포집할 수 있다.

상기 리테이너(40)는 상기 와이퍼(50)의 선단에 연결되는 탄성 재질의 마스크(60)를 더 포함한다. 상기 마스크(60)는 홀 클리너(10)의 선단부 부위에서 상기 홀(91)의 단면을 차폐하여, 상기 홀(91) 깊숙한 곳으로 오염물이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 미쳐 와이퍼(50)에 포집되지 않은 오염물이라 하더라도, 상기 마스크(60)에 의해 홀(91) 깊숙한 곳으로 빠져들어가는 것을 방지되며, 상기 홀 클리너(10)를 축방향으로 왕복 이동하는 과정에서, 낙하가 방지된 상기 오염물이 재차 와이퍼(50)와 만나게 되어 와이퍼(50)에 의해 포집될 수 있다.

상기 리테이너(40)를 구성하는 와이퍼(50)와 마스크(60)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 리무버(30)의 선단부에 연결되되, 도 2에 도시된 바와 같이 와이퍼(50)와 마스크(60) 모두 상기 심지부(73)의 외주면에 고정되거나, 도 3에 도시된 바와 같이 와이퍼(50)는 심지부(73)의 외주면에 고정되고 마스크(60)는 심지부(73)의 선단면에 고정되거나, 도 4에 도시된 바와 같이 와이퍼(50)는 상기 리무버(30)의 선단면에 고정되고 마스크(60)는 와이퍼(50)의 선단면에 고정될 수 있다.

즉, 상기 심지부(73)는 축방향으로, 도 2에 도시된 바와 같이 마스크(60)가 형성된 구간까지 연장되거나, 도 3에 도시된 바와 같이 와이퍼(50)가 형성된 구간까지 연장되거나, 도 4에 도시된 바와 같이 리무버(30)가 형성된 구간까지 연장될 수 있다.

상기 와이퍼(50)는, 상기 리무버(30)로부터 멀어질수록 점차 다공부의 크기가 미세해지는 다단의 와이퍼들을 구비할 수 있다.

실시예에서는 리무버(30)와 가까이 배치된 제1와이퍼(51), 그리고 상기 제1와이퍼(51)보다 리무버(30)로부터 더 멀리 배치된 제2와이퍼(52)를 포함하는 와이퍼(50)를 예시한다.

상기 제1와이퍼(51)는 소정 크기의 오염물을 포집할 수 있는 크기의 다공질 재질을 포함할 수 있고, 상기 제2와이퍼는 상기 제1와이퍼(51)가 포집하는 오염물의 크기보다 작은 크기의 오염물을 포집할 수 있는 크기의 다공질 재질을 포함할 수 있다.

실시예에서는 두 단계의 다공질 재질로 와이퍼를 구성함을 예시한다. 그러나 그 단계가 반드시 두 단계에 한정되는 것은 아니다. 이러한 와이퍼의 단계는 하나 또는 둘 이상 복수 단계일 수 있다.

상기 제1와이퍼(51)의 다공부의 빈 공간의 크기는 상기 제2와이퍼(52)의 다공부의 빈 공간의 크기보다 크다. 따라서 비교적 큰 입자의 오염물은 제1와이퍼(51)에 포집되고, 그보다 작은 입자의 오염물은 제2와이퍼(52)에 포집된다.

실시예와 같이 서로 다른 크기의 다공을 구비하는 와이퍼들 중 크기가 더 큰 다공을 구비하는 단계의 와이퍼를 리무버(30)와 더 가까이 배치하면, 큰 입자의 오염물이 그에 대응하는 단계의 와이퍼에 포집되어 버리기 때문에, 큰 입자의 오염물이 그보다 작은 다공의 와이퍼를 덮어 해당 와이퍼의 포집 능력을 저해하는 현상을 방지할 수 있다.

상기 와이퍼(50)는, 축방향으로 상기 리무버(30)로부터 멀어질수록 점차 직경이 커지는 구간을 구비할 수 있다. 이러한 형상은, 큰 불순물 입자가 리무버(30)에 가까이 배치되어 있는 제1와이퍼(51)에 포집되고, 작은 불순물 입자가 리무버(30)에 멀리 배치되어 있는 제2와이퍼(52)로 포집되는 현상을 더욱 촉진한다.

상기 제1와이퍼(51)는 보다 큰 다공질을 형성하기 위해 폴리우레탄 스폰지 플러그 재질을 포함할 수 있다. 이에 반해 상기 제2와이퍼(52)는 폴리우레탄 스폰지 플러그 및 극세사 와이퍼 커버(microfiber wiper cover) 중 선택된 하나 이상의 재질을 포함하여, 보다 작은 다공질을 구현할 수 있다.

상기 마스크(60)는, 축방향으로 상기 리무버(30)로부터 멀어질수록 점차 직경이 커지는 구간을 구비한다. 즉 상기 마스크(60)는 원뿔대의 측면 형상과 대응하는 측면 형상을 구비한다.

상기 와이퍼(50)와 상기 마스크(60)는 전체적으로 원뿔대의 측면 형상과 대응하는 측면 형상을 구비한다.

도시하지는 아니하였으나, 상기 마스크(60)의 선단부에는, 축방향을 따라 선단으로 갈수록 그 직경이 점차 줄어드는 형상을 추가적으로 형성하여, 최초 홀 클리너(10)를 홀(91)에 삽입하는 과정에서 홀 클리너(10)의 삽입을 안내하도록 할 수 있다.

축방향으로 상기 마스크(60)의 적어도 일부 구간인 제1구간은 상기 홀(91)의 내경보다 큰 직경을 가진다. 이에 따라 상기 제1구간의 마스크 부위는 홀(91)의 내주면에 접하며 탄성 변형되어 상기 홀(91)의 내주면에 밀착된다. 한편, 해당 구간과 축방향으로 인접한 마스크(60)의 다른 구간인 제2구간의 직경을 상기 홀(91)의 내경과 같거나 그보다 작게 설정하면, 제1구간의 탄성 변형이 더욱 용이해진다. 상기 제2구간은 상기 제1구간보다 상기 와이퍼(50)에 더 가까이 배치될 수 있다.

상기 제1구간에서, 상기 마스크(60)의 최대 직경은 상기 홀(91)의 내경의 100.1% 이상일 수 있다. 상기 마스크(60)의 최대 직경이 상기 홀(91)의 내경의 100.1% 미만이 되면, 탄성 변형량이 거의 없게 되어 홀(91)의 내주면과의 밀착을 담보할 수 없다.

상기 제1구간에서, 상기 마스크(60)의 최대 직경은 상기 홀(91)의 내경의 110% 이하일 수 있다. 상기 마스크(60)의 최대 직경이 상기 홀(91)의 내경의 110%를 초과하면, 홀(91)의 내주면에 마스크(60)의 해당 부위가 필요 이상의 지나친 압력으로 밀착되면서 오히려 홀 클리너(10)의 축방향 왕복 이동만 어려워진다. 바람직하게 상기 마스크(60)의 최대 직경은 상기 홀(91)의 내경의 105% 이하일 수 있다.

상기 홀 클리너(10)는 도 5에 도시된 바와 같이 웨이퍼를 지지하는 장비(90)인 정전 척이 놓인 상태에서, 정전 척의 상부로부터 상기 정전 척에 형성된 홀(91)에 삽입되는 형태로 사용될 때 특히 더욱 유용하다. 왜냐하면, 이와 같은 상태는, 중력의 작용 방향과 홀의 깊이 방향이 대응하는 상태이기 때문이다. 이러한 홀(91)은, 정전 척 뿐만 아니라, 샤워헤드, 히터 등 다양한 장비에 존재할 수 있다.

이하 도 5 내지 도 9를 참조하여 상기 홀 클리너(10)를 이용한 장비(90)의 홀(91) 세정 방법을 제공한다. 상기 홀(91) 세정 방법은 인-라인 상태의 장비에 적용될 수 있다.

통상 증착 장비와 같은 기판 처리 장치 내부에 있는 홀(91)의 내주면에는 반응 생성물이 퇴적된다. 이러한 반응 생성물은 상기 홀(91)의 내주면에서 상기 홀(91)에 가까운 위치에 주로 퇴적된다.

상기 홀(91) 세정 방법은, 기판 처리 장치 내부에 상기 장비(90)가 설치된 상태에서 상기 홀 클리너(10)의 선단부부터 상기 홀(91)에 삽입한다(S1). 상기 마스크(60)는 상기 홀(91)의 내경보다 큰 직경 부위를 포함하지만, 탄성 재질이기 때문에 상기 홀(91)의 내주면에 밀착되며 삽입될 수 있다. 상기 마스크(60)는 탄성 재질이기 때문에, 최초 삽입될 때 상기 홀(91) 입구 부근의 내주면에 주로 퇴적되어 있는 오염물이 홀(91)의 내주면으로부터 탈락되지 않도록 하면서 상기 홀(91)의 내부로 삽입된다.

상기 단계(S1) 전에 홀(91)에 대해 먼저 진공 흡입을 진행할 수도 있다(S0). 이는 홀(91)의 내주면에 있는 퇴적물 중 퇴적이 약하게 된 불순물이 존재하여, 상기 마스크(60)가 삽입될 때 이러한 불순물이 마스크(60)가 탄성 재질임에도 불구하고 탈락해버려, 마스크(60)가 미쳐 불순물의 낙하를 막기도 전에 불순물이 홀(91) 내부로 낙하해 버리는 것을 방지하기 위한 선행 작업일 수 있다.

다음으로, 상기 파지부(20)의 적어도 일부를 제외한 상기 홀 클리너(10)의 나머지 부위가 상기 홀(91)에 삽입된 상태에서, 홀(91) 내부에서 오염물이 주로 퇴적되는 구간에 상기 리무버(30)가 위치하도록 한 뒤, 상기 홀 클리너(10)를 축방향으로 왕복 이동시켜, 세정의 대상이 되는 상기 홀(91)의 내주면을 상기 리무버(30)와 리테이너(40)로 세정한다(S2).

퇴적되어 있던 오염물은 상기 리무버(30)의 거친 표면에 의해 문질러지며 상기 홀(91)의 내주면에서 탈락된다. 그리고, 이렇게 탈락된 오염물 입자들은 리테이너(40)의 와이퍼(50)에 포집된다. 상기 와이퍼(50)에 의해 미쳐 포집되지 못한 일부 입자들도, 상기 마스크(60)에 의해 가로막혀 낙하하지 못하게 되고, 이어서 상하로 이동하는 와이퍼(50)와 다시 만나며 상기 와이퍼(50)에 포집된다.

상기 왕복 이동은 수회 내지 수십 회 이루어질 수 있다. 상기 왕복 이동의 선속도는 상기 바디부재(70)에 무리를 주지 않은 정도이면서, 상기 마스크(60)와 홀(91)의 내주면 간의 마찰력에 의해 상기 마스크(60)가 상기 홀 클리너(10)로부터 분리되거나 이탈되지 않는 정도의 속도를 유지하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 홀 클리너(10)를 상기 삽입 방향의 반대 방향으로 인출한다(S3). 통상 거의 모든 탈락 입자들이 와이퍼(50)에 포집되고, 일부 포집되지 아니한 입자도 마스크(60)에 의해 낙하가 방지되며 함께 인출되므로, 홀 클리너(10)를 인출하는 과정에서 불순물은 완전히 상기 와이퍼(50)에 포집된 상태로 인출되거나, 극히 일부의 불순물이 상기 홀(91) 주변에서 상기 장비(90)의 표면에 남을 수 있다.

추가적으로, 상기 세정 방법은, 상기 홀 클리너(10) 인출 후 상기 장비(90)의 홀(91) 주변의 표면을 진공 흡입하여 상기 장비(90) 표면에 놓인 불순물을 제거할 수 있다(S4).

본 발명에 따르면, 화학적 세정을 하지 아니하므로, 마무리 세정을 할 필요가 없다. 따라서 인-라인 상태의 장비에도 쉽게 적용할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 기계적/물리적 세정을 하면서 홀 내부로 오염물이 침투하는 것을 방지하므로, 홀 내부를 마무리 세정할 필요가 전혀 없다. 따라서 인-라인 상태의 장비에도 쉽게 적용할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 홀 내부에 진공을 형성할 필요가 없으므로, 직경이 매우 작고 깊이가 매우 깊은 홀에도 쉽게 적용할 수 있고, 이에 대응하는 홀 클리너를 제작함에도 전혀 어려움이 없다.

이러한 홀 클리너와 그 세정 방식은 간단하게 인-라인 적용 가능하므로, 유지 보수에 필요한 여분의 장비 수를 최소화할 수 있고, 또한 해당 장비가 설치된 처리 장치의 운용 시간을 극대화 할 수 있어, 설비를 매우 효율적으로 사용할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

10: 홀 클리너
20: 파지부
30: 리무버
40: 리테이너
50: 와이퍼
51: 제1와이퍼
52: 제2와이퍼
60: 마스크
70: 바디부재
72: 노출부
73: 심지부
90: 장비
91: 홀

Claims

기판 처리 장치 내부에 설치된 장비(90)의 홀(91)의 내주면을 세정하는 홀 클리너(10)로서,
파지부(20);
상기 파지부(20)로부터 축방향으로 연장되고, 상기 홀(91)의 내주면에 퇴적된 오염물을 문질러 상기 홀(91)의 내주면으로부터 탈락시키는 리무버(30); 및
상기 리무버(30)의 선단부에 연결되고, 상기 리무버(30)에 의해 탈락된 오염물을 붙잡아 보유하는 리테이너(40);를 포함하고,
상기 리테이너(40)는 탄성 재질의 마스크(60)를 포함하는, 홀 클리너.
청구항 1에 있어서,
상기 리무버(30)는 축방향으로 그 직경이 실질적으로 일정한 구간을 포함하는, 홀 클리너.
청구항 1에 있어서,
상기 리무버(30)의 직경은 상기 홀(91)의 내경보다 작은, 홀 클리너.
청구항 3에 있어서,
상기 리무버(30)의 직경은 상기 홀(91)의 내경의 90% 이상 99.9% 이하인, 홀 클리너.
청구항 1에 있어서,
상기 리무버(30)의 외주에 노출된 부위는 다이아몬드 파우더, 산화 알루미늄(aluminum oxide) 및 실리콘 카바이드(silicon carbide) 중 선택된 하나 이상의 재질을 포함하는, 홀 클리너.
청구항 1에 있어서,
상기 마스크(60)의 선단부에는, 축방향을 따라 선단으로 갈수록 그 직경이 점차 줄어드는 형상이 형성된, 홀 클리너.
청구항 1에 있어서,
상기 마스크(60)는, 축방향으로 상기 리무버(30)로부터 멀어질수록 점차 직경이 커지는 구간을 구비하는, 홀 클리너.
청구항 1에 있어서,
축방향으로 상기 마스크(60)의 적어도 일부 구간은 상기 홀(91)의 내경보다 큰 직경을 가지는, 홀 클리너.
청구항 8에 있어서,
상기 마스크(60)의 최대 직경은 상기 홀(91)의 내경의 100.1% 이상 110% 이하인, 홀 클리너.
청구항 8에 있어서,
축방향으로 상기 마스크(60)의 적어도 일부 구간은 상기 리무버(30)의 직경과 같거나 그보다 작은, 홀 클리너.
청구항 1에 있어서,
상기 탄성 재질은 고무(rubber), 불소탄성체(FKM), 과불소탄성체(FFKM), 실리콘 및 폴리우레탄 중 선택된 하나 이상의 재질을 포함하는, 홀 클리너.
청구항 1에 있어서,
상기 리테이너(40)는 다공성 재질의 와이퍼(50)를 포함하는, 홀 클리너.
청구항 1에 있어서,
상기 리테이너(40)는 다공성 재질의 와이퍼(50)를 포함하고,
상기 와이퍼(50)는, 축방향으로 상기 리무버(30)와 마스크(60) 사이에 배치되는, 홀 클리너.
청구항 13에 있어서,
상기 와이퍼(50)는, 축방향으로 상기 리무버(30)로부터 멀어질수록 점차 직경이 커지는 구간을 구비하는, 홀 클리너.
청구항 13에 있어서,
상기 와이퍼(50)의 직경은 상기 리무버(30)의 직경과 같거나 그보다 크고 상기 마스크(60)의 직경과 같거나 그보다 작은, 홀 클리너.
청구항 13에 있어서,
상기 와이퍼(50)는, 소정 크기의 오염물을 포집하는 제1와이퍼(51)를 포함하는, 홀 클리너.
청구항 16에 있어서,
상기 제1와이퍼(51)는 폴리우레탄 스폰지 플러그 재질을 포함하는, 홀 클리너.
청구항 16에 있어서,
상기 와이퍼(50)는 상기 제1와이퍼(51)가 포집하는 오염물의 크기보다 작은 크기의 오염물을 포집하는 제2와이퍼(52)를 포함하고,
상기 제2와이퍼(52)는, 축방향으로 상기 제1와이퍼(51)와 상기 마스크(60) 사이에 배치되는, 홀 클리너.
청구항 18에 있어서,
상기 제2와이퍼(52)는 폴리우레탄 스폰지 플러그 및 극세사 와이퍼 커버(microfiber wiper cover) 중 선택된 하나 이상의 재질을 포함하는, 홀 클리너.
청구항 1에 있어서,
상기 파지부(20)의 재질은 폴리옥시메틸렌(POM), 플라스틱, 금속 중 선택된 하나 이상의 재질을 포함하는, 홀 클리너.
청구항 1에 있어서,
원통형의 바디부재(70)의 노출부(72)가 상기 파지부(20)를 구성하는, 홀 클리너.
청구항 21에 있어서,
상기 바디부재(70)는 상기 노출부(72)로부터 축방향으로 연장된 심지부(73)를 더 구비하고,
상기 리무버(30)는 상기 심지부(73)의 축방향의 소정 구간의 외주면에 부착되는, 홀 클리너.
청구항 22에 있어서,
상기 리테이너(40)는 상기 리무버(30)의 선단부에서 상기 심지부(73)의 선단면에 고정되는, 홀 클리너.
청구항 22에 있어서,
상기 리테이너(40)는 상기 리무버(30)의 선단부에서 상기 심지부(73)의 외주면에 고정되는, 홀 클리너.
청구항 22에 있어서,
상기 리테이너(40)는 다공성 재질의 와이퍼(50)를 포함하고,
상기 와이퍼(50)는 상기 심지부(73)의 선단부의 외주면에 고정되고,
상기 마스크(60)는 상기 심지부(73)의 선단면에 고정되는, 홀 클리너.
청구항 1 내지 청구항 25 중 어느 한 항의 홀 클리너를 이용한 장비의 홀 세정 방법으로서,
기판 처리 장치 내부에 상기 장비(90)가 설치된 상태에서 상기 홀 클리너(10)의 선단부부터 상기 홀(91)에 삽입하는 단계;
상기 파지부(20)의 적어도 일부를 제외한 상기 홀 클리너(10)의 나머지 부위가 상기 홀(91)에 삽입된 상태에서 상기 홀 클리너(10)를 축방향으로 왕복 이동시켜, 세정의 대상이 되는 상기 홀(91)의 내주면을 상기 리무버(30)와 리테이너(40)로 세정하는 단계; 및
세정 후 상기 홀 클리너(10)를 상기 삽입 방향의 반대 방향으로 인출하는 단계;를 포함하는, 인-라인 장비 홀 세정 방법.
청구항 26에 있어서,
상기 홀 클리너(10) 인출 후 상기 장비(90)의 홀(91) 주변의 표면을 진공 흡입하여 상기 장비(90) 표면에 놓인 불순물을 제거하는 단계;를 더 포함하는, 인-라인 장비 홀 세정 방법.