KR100359994B1 - 반도체장비용 오링의 내구성시험장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체장비인 예로, 화학기상증착(CVD)장비, 물리기상증착(PVD)장비, 식각장비(Etcher) 중 프로세스쳄버의 기밀성을 유지하기 위하여 사용되는 오링에 대한 내구성을 실제 사용환경 하에서 시험하는 반도체장비용 오링의 내구성시험장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 기밀이 유지되는 기밀쳄버(11)와;
상기 기밀쳄버(11)내에 회전자재되게 설치되고 각기 시험오링(10)의 장착홈 (28-1,29-1)을 갖는 구동시험봉(18)과 종동시험봉(29)을 구비하되, 이들 구동시험봉(18)과 종동시험봉(29)간의 간격을 조절가능하도록 상기 종동시험봉(29)을 리니어가이드(6)에 의해 지지시킴과 동시에 상기 구동시험봉(18)을 기밀챔버(11)의 외측에 장착된 모터(9)에 연동하도록 구성된 시험구동부(32)와;
가스공급라인(16)을 통한 유해가스를 가스공급제어기(15)에 의해 제어되는 전자밸브(13) 또는 바이패스라인(16-1)의 조절밸브(14)을 통해 상기 기밀쳄버(11)내에 공급하도록 설치되는 유해가스공급부(30)와;
로터리펌프(26)를 작동시켜 1차 감압한 후, 오일확산펌프(22)를 이용하여 설정압력으로 2차 감압함으로써 상기 기밀쳄버(11)의 내압을 진공상태로 낮추는 진공형성부(31)와;
상기 기밀쳄버(11)의 내부를 가열하도록 설치되는 할로겐히터(13)와;
상기 기밀쳄버(11)내의 유해가스, 온도, 압력을 감지하도록 설치되는 센서(12)와;
상기 기밀쳄버(11)내의 환경이 반도체장비의 프로세스쳄버와 동일상태를 이루도록 상기 유해가스공급부(30)와 진공형성부(31) 및 할로겐히터(13)를 제어하고, 상기 모터(9)의 구동속도 및 시간을 제어하도록 설치되는 제어부(27)를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

반도체장비용 오링의 내구성시험장치{APPARTUS FOR TESTING DURABILITY OF O-RING USE FOR SEMICONDUCTOR EQUIPMENT}
본 발명은 반도체장비용 오링의 내구성시험장치에 관한 것으로, 특히 반도체장비인 예로, 화학기상증착(CVD)장비, 물리기상증착(PVD)장비, 식각장비(Etcher) 중 프로세스쳄버의 기밀성을 유지하기 위하여 사용되는 오링에 대한 내구성을 실제 사용환경 하에서 시험하는 반도체장비용 오링의 내구성시험장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체장비용 오링의 내구성시험장치는 도 1에 도시한 바와 같이 모터(1)를 구동하게 되면 구동축(2)에 의해 구동되는 구동리니어가이드(4)가 종동리니어가이드(5)를 구동하게 된다.
이때, 구동리니어가이드(4)의 장착홈(4-1)과 종동리니어가이드(5)의 장착홈 (5-1)에 일정한 텐션을 갖도록 끼워지는 오링(10)은 회전수 및 작동시간이 제어되는 모터(1)에 의해 회전되면서 그 내구성이 측정된다.
그러나, 이러한 종래 반도체장비용 오링의 내구성시험장치는 실제 오링(10)이 사용되는 반도체장비의 프로세스쳄버 내부의 환경조건과 전혀 동떨어진 대기상에서 이루어지기 때문에 측정되는 오링의 내구성에 대한 데이터의 신뢰성이 저하된다.
또한, 종래 반도체장비용 오링의 내구성시험장치는 종동시험봉(5)이 구동시험봉(4)과의 일정한 거리를 두고 고정되어 있기 때문에 일정한 직경을 갖는 오링 (10)에 대한 내구성을 제한적으로 시험할 수 있을 뿐 다양한 직경의 오링에 대한내구성을 시험할 수 없는 문제점이 있다
본 발명은 반도체장비의 프로세스쳄버의 기밀성을 유지하기 위하여 사용되는 오링에 대한 내구성을 실제 사용환경하(온도, 유해가스, 진공조건 등)에서 시험함으로써 오링의 내구성데이터(마모지수, 경도, 인장강도, 연신율, 오염도 등)에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 종동시험봉을 가변형으로 구성되어 다양한 직경의 오링에 내구성을 시험할 수 있는 반도체장비용 오링의 내구성시험장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 반도체장비용 오링의 내구성시험장치를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 반도체장비용 오링의 내구성시험장치를 나타내는 구성도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 모터 2: 구동축
3: 세라믹베어링 4: 구동시험봉
4-1: 장착홈 5: 종동시험봉
5-1: 장착홈 6: 리니어가이드
7: 실링베어링 8: 구동축
9: 모터 10: 오링
11: 기밀쳄버 12: RGA센서
13: 할로겐히터 27: 제어부
30: 유해가스공급부 31: 진공형성부
32: 시험구동부
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 그 내부기밀이 유지되도록 설치되는 기밀쳄버와; 상기 기밀쳄버에 내장 설치되어 종동시험봉이 장착홈에 장착된 시험오링의 직경에 따라 리니어가이드에 의해 구동시험봉과 일정 간격을 이루도록 이동되는 시험구동부와; 가스공급라인의 유해가스를 가스공급제어기에 의해 제어되는 전자밸브 또는 바이패스라인의 조절밸브를 통해 상기 기밀쳄버내에 공급하도록 설치되는 유해가스공급부와; 로터리펌프를 작동시켜 1차 감압한 후, 오일확산펌프를 이용하여 설정압력으로 2차 감압함으로써 상기 기밀쳄버의 내압을 진공상태로 낮추는 진공형성부와; 상기 기밀쳄버의 내부를 가열하도록 설치되는 할로겐히터와; 상기 기밀쳄버내의 유해가스, 온도, 압력을 감지하도록 설치되는 센서와; 상기 기밀쳄버내의 환경이 반도체장비의 프로세스쳄버와 동일상태를 이루도록 상기 유해가스공급부와 진공형성부, 할로겐히터를 제어하고, 상기 모터의 구동속도 및 시간을제어하도록 설치되는 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체장비용 오링의 내구성시험장치를 제공한다.
도면을 참조하여 본 발명의 구성을 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체장비용 오링의 내구성시험장치를 나타내는 구성도이다.
본 발명에 따른 반도체장비용 오링의 내구성시험장치는 기밀이 유지되는 기밀쳄버(11)의 일측면에 모터(9)와 연결되는 구동축(8)이 실링베어링(7)에 의해 기밀이 유지된 상태에서 회전 가능하도록 관통되어 있다.
또한, 구동축(8)은 기밀쳄버(11)내에서 일반베어링이 아닌 세라믹베어링(3)에 의해 지지되도록 설치되어 오일에 의해 윤활되는 일반베어링의 사용에 따른 유해성분의 발생을 막게 되고, 이러한 유해성분의 발생방지를 통해 기밀쳄버(11)의 내부환경을 반도체장비인 기상증착장비, 식각장비 중 프로세스쳄버(11)내의 환경과 동일상태로 만들게 된다.
그리고, 본 발명에 따른 반도체장비용 오링의 내구성시험장치중 구동시험봉 (28)과 이격되도록 대치되는 종동시험봉(29)은 리니어가이드(Linear Guide)(6)에 의해 가변되도록 지지되어 있다.
따라서, 리니어가이드(6)를 제어함으로써 종동시험봉(29)과 구동시험봉(28)의 거리를 오링(10)의 직경에 따라 조절 가능하여 다양한 직경의 오링에 대한 내구성을 시험할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 반도체장비용 오링의 내구성시험장치는 오링(10)이 사용되는 프로세스쳄버의 내부환경을 시뮬레이션(Simulation)한 기밀쳄버(11)에서 오링의 내구성을 시험하게 된다.
즉, 유해가스공급부(30)에서는 기밀쳄버(11)에 유해가스(Ar, He 등)를 반도체장비 중 프로세스쳄버내의 환경과 동일하도록 공급하게 되고, 진공형성부(31)에서는 기밀쳄버내의 압력을 로세스쳄버내의 압력과 동일한 10-6Torr로 유지시켜주게 된다.
그리고, 기밀쳄버(11)에 내장 설치되는 할로겐히터(13)는 기밀쳄버내의 온도를 반도체장비 중 프로세스쳄버내의 온도와 동일한 50℃로 가열하게 된다.
또한, 잔류가스분석센서(RGA센서: Residual Gas Analyser Sensor)(12)는 기밀쳄버(11)내에 조성된 유해가스, 내부온도, 진공압력 등의 값을 측정하여 제어부 (27)에 전송하게 된다.
특히, 제어부(27)에서는 RGA센서(12)로부터 전송된 측정값을 기입력된 설정값과 비교하여 편차가 발생될 경우 다시 유해가스공급부(30)와 진공형성부(31), 가스히터(13)를 제어하게 된다.
또한, 제어부(27)에서는 모터(9)를 오링(10)의 내마모지수측정을 위한 조건인 회전속도 1800rpm과 24시간 정상작동을 하도록 제어하게 된다.
여기서, 유해가스공급부(30)의 구조를 상세히 설명하면, 가스공급라인(16)을 통해 공급되는 유해가스는 가스공급제어기(15)에서 제어되는 전자밸브(13)을 통해 기밀쳄버(11)내로 공급되고, 가스공급제어기와 전자밸브(13)의 기능을 통합적으로수행하는 조절밸브(14)에서는 바이패스라인(16-1)에 설치되어 비상시 유해가스의 공급을 제어하게 된다.
그리고, 진공형성부(31)에서는 전자밸브(20,24)를 닫고 전자밸브(23)를 개방한 상태에서 로터리펌프(26)가 작동되어 기밀쳄버(11)의 내압을 10-3Torr까지 낮추게 된다.
이때, 로터리펌프(26)의 작동에 의해 기밀쳄버(11)의 내압이 10-3Torr까지 이르게 되면 전자밸브(20)만을 개방한 상태에서 오일확산펌프(22)가 작동되어 기밀쳄버(11)내의 압력을 10-6∼ 10-8Torr까지 낮추어 거의 진공상태에 이르게 조절하게 된다.
또한, 워터배스(Water Bath)(21)에서는 오일확산펌프(22)에 냉각수를 순환시켜 오일확산펌프의 과열을 방지하게 된다.
이하, 본 발명의 작용을 설명한다.
먼저, 시험할 오링(10)의 직경에 따라 리니어가이드(6)를 작동시켜 종동시험봉(29)을 구동시험봉(28)과 설정거리로 이격되도록 이동시키고, 이에 따라 각 장착홈(28-1,29-1)에 끼워지는 오링(10)은 일정한 텐션을 갖도록 늘어나게 된다.
그리고, 제어부(27)에서 유해가스공급부(30)의 가스공급제어기(15)를 제어하게 되고, 개방된 전자밸브(13)을 통해 가스공급라인(16)의 유해가스가 기밀쳄버 (11)내로 공급된다.
여기서, RGA센서(12)는 기밀쳄버(11)내의 유해가스농도를 측정하여 제어부(27)에 전송하게 되고, 제어부에서는 RGA센서(12)의 정보에 따라 가스공급제어기 (15)를 제어하게 된다.
그리고, 진공형성부(31)에서는 제어부(27)의 제어에 따라 전자밸브(20,24)을 닫으면서 전자밸브(23)을 개방한 상태에서 로터리펌프(26)가 작동되어 기밀쳄버 (11)의 내압을 10-3Torr까지 낮추게 된다.
또한, 로터리펌프(26)의 작동에 의해 기밀쳄버(11)의 내압이 10-3Torr까지 이르게 되면 전자밸브(20)만을 개방한 상태에서 오일확산펌프(22)가 작동되어 기밀쳄버내의 압력을 10-6∼ 10-8Torr까지 낮추어 거의 진공상태에 이르게 조절하게 된다.
이때, 제어부(27)에서는 RGA센서(12)의 측정값에 따라 진공형성부(31)를 제어하게 된다.
한편, 할로겐히터(13)에 의해 기밀쳄버(11)내의 온도가 50℃에 이르면 이를 RGA센서(12)에서 측정하여 제어부(27)에 전송하게 된다.
이때, 기밀쳄버(11)내의 환경조건이 반도체장비인 CVD, PVD, Etcher장비중 프로세스쳄버내의 환경과 동일상태에 이르게 되면 제어부(27)에서 모터(9)를 작동시켜 오링(10)의 내마모지수측정을 위한 조건인 회전속도 1800rpm과 24시간 정상작동을 하도록 제어하게 된다.
그리고, 시험이 완료되면 시험오링(10)을 구동시험봉(4)의 장착홈(4-1)과 종동시험봉(5)의 장착홈(5-1)으로 취외하여 내구성데이터인 마모지수, 경도, 인장강도, 연신율, 오염도 등을 계측장비를 이용하여 측정하게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 오링의 내구성데이터(마모지수, 경도, 인장강도, 연신율, 오염도 등)에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 다양한 직경의 오링에 내구성을 시험할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Claims (1)

  1. 기밀이 유지되는 기밀쳄버(11)와;
    상기 기밀쳄버(11)내에 회전자재되게 설치되고 각기 시험오링(10)의 장착홈 (28-1,29-1)을 갖는 구동시험봉(18)과 종동시험봉(29)을 구비하되, 이들 구동시험봉(18)과 종동시험봉(29)간의 간격을 조절가능하도록 상기 종동시험봉(29)을 리니어가이드(6)에 의해 지지시킴과 동시에 상기 구동시험봉(18)을 기밀챔버(11)의 외측에 장착된 모터(9)에 연동하도록 구성된 시험구동부(32)와;
    가스공급라인(16)을 통한 유해가스를 가스공급제어기(15)에 의해 제어되는 전자밸브(13) 또는 바이패스라인(16-1)의 조절밸브(14)을 통해 상기 기밀쳄버(11)내에 공급하도록 설치되는 유해가스공급부(30)와;
    로터리펌프(26)를 작동시켜 1차 감압한 후, 오일확산펌프(22)를 이용하여 설정압력으로 2차 감압함으로써 상기 기밀쳄버(11)의 내압을 진공상태로 낮추는 진공형성부(31)와;
    상기 기밀쳄버(11)의 내부를 가열하도록 설치되는 할로겐히터(13)와;
    상기 기밀쳄버(11)내의 유해가스, 온도, 압력을 감지하도록 설치되는 센서 (12)와;
    상기 기밀쳄버(11)내의 환경이 반도체장비의 프로세스쳄버와 동일상태를 이루도록 상기 유해가스공급부(30)와 진공형성부(31) 및 할로겐히터(13)를 제어하고, 상기 모터(9)의 구동속도 및 시간을 제어하도록 설치되는 제어부(27)를 포함한 것을 특징으로 하는 반도체장비용 오링의 내구성시험장치.
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