CMP용 로터리 유니온 씰 유닛의 수명보증을 위한 신뢰성 연구 (Reliability Study on Life Guarantee of a Rotary Uunion Seal Unit for CMP)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 46권 / 12호 / 1057 ~ 1062페이지
· 저자명 : 방혜진, 박종원, 최종식, 안수봉, 이희장

초록

본 논문에서는 반도체 CMP 공정에서 여러 유체를 공급할 때 서로 섞이지 않도록 유체 공급을 유지하는 밀폐장치인 로터리 유니온의 수명 및 내환경성 시험을 하였다. 로터리 유니온은 CMP 공정에서 압력을 가하여 웨이퍼를 눌러 연마 작업을 하고, 진공을 걸어 웨이퍼를 들어 올리며 이송하는 역할을 한다. 본 논문에서 사용된 로터리 유니온은 무윤활 밀폐방식으로 윤활유 공급장치가 필요 없어 윤활유 오염에 예민한 반도체 및 디스플레이 장비에 강점을 가지고 있다. 반복 작업을 하는 해당 제품에 대해 수명 보증 및 신뢰성평가가 필요하다고 판단하였으며, 수명시험 전, CAE 프로그램을 이용한 유한요소 해석을 진행하였다. 압력을 변수로 하여 정격 압력이 포함되는 범위를 설정하여 축과 씰 유닛의 조합응력값을 확인하였다. 수명시험을 위한 지그를 제작하여 보증시간에 상응하는 가속수명시험 시간을 계산하여 시험하였고, 내환경성 시험을 추가로 수행하여 해당 제품의 신뢰성을 확보하였다.

영어초록

The life and environmental resistances of a rotary union, which is a sealing device that ensures fluids do not mix when supplying multiple fluids during the semiconductor CMP process, are determined in this study. During the CMP process, the rotary union presses and polishes the wafer by applying pressure, and lifts and transports the wafer by creating a vacuum. The rotary union used in this study employs a non-lubricating fluid-based sealing method and does not require a lubricant supply device; thus, it is advantageous in semiconductors and display equipment that are sensitive to lubricant contamination. Based on the analysis, life assurance and reliability evaluations are necessary for products with repeated use. Before the life test, finite element analysis is performed using a CAE program; and using pressure as a variable, the rated pressure is set, and the Von-mises stress values of the main shaft and seal unit are obtained. Subsequently, a jig for the life test is manufactured, and the accelerated life test time corresponding to the warranty time is calculated and tested. Additionally, the reliability of the product is verified through an environmental resistance test.

참고자료

· 없음