[반도체 용어] 10. Leak, Leak Check

*이전 반도체 용어 시리즈를 보고 오면 이해하는데 도움이 됩니다.

 

[1. Leak(누설)]

반도체 설비는 대부분 진공의 상태에서 공정을 진행합니다. 그러나 부품의 파손 및 고장, PM 등으로 인해 외기가 내부로 유입되는 Leak이 생길 수 있습니다. 이럴 경우 작게는 공정 진행이 불가하며, 크게는 Particle로 인해 웨이퍼를 폐기해야 하는 상황이 발생합니다. 또한, 가스나 액체가 새어 인체에 유해한 영향을 줄 수도 있습니다. 따라서 Leak을 예방하는 것이 굉장히 중요하며, 발생할 경우 신속히 조치해야 합니다.

[2. Leak Check]

Leak Check은 크게 2가지 상황에서 합니다.

첫째로, Leak이 발생한 경우

- 어느 부분에 Leak이 발생했는지 파악하기 위함입니다.

둘째로, 설비에 변경점이 생기는 경우(PM, BM 등)

- 설비를 열고 닫거나, 부품을 교체하는 등 이전과 바뀐 점이 있다면 해당 부위가 잘 밀폐되었는지 확인하기 위함입니다.

 

Leak Check시에는 He을 사용하는데, 그 이유로는

첫째로, 다른 기체들보다 움직임이 적고 미세한 구멍에서도 쉽게 통과하기 때문입니다.

- 헬륨은 원자번호가 2번이므로 매우 가벼우며 비활성 기체입니다.

둘째로, 공기 중 비중이 낮아 쉽게 감지될 수 있습니다.

셋째로, 다른 기체들과 반응하지 않습니다.

- 헬륨을 사용하여 Leak Point를 찾으면 다른 기체들과 혼합을 최소화할 수 있습니다.

 

Leak Point에 He이 들어가더라도 He량이 늘었는지 확인을 해야 합니다. 이를 위한 장비로는 크게 2가지가 있습니다.

① He Leak Detector

He을 타깃으로 한 장비이기 때문에 매우 민감한 검출 능력을 가지고 있습니다. 따라서 매우 작은 Leak도 검출할 수 있습니다. 보통 챔버와 연결되어 있는 밸로즈(Bellows)에 연결하여 사용합니다. 챔버 내부와 장비가 직접 연결되므로 장비 또한 챔버 내부와 동일한 진공을 잡아주어야 합니다.

 

우측의 사진을 보면 대략적인 원리를 볼 수 있습니다. 일반적으로는 챔버(원기둥 모양)의 공기를 아래 연결된 펌프가 배출하며 진공을 유지합니다. 그러나 Leak이 있을 경우 He을 챔버에 분사합니다. 이때, 챔버와 He Detector 내부를 배관을 통해 연결하여 He Detector에 He이 감지되는지 확인합니다.

He Detector(좌)와 사용 원리(우) / 출처 : Inficon(좌), NDT.net(우)

 

② 잔류기체분석기(RGA, Residual Gas Analyzers)

RGA는 챔버 내의 여러 가스의 농도와 양을 분석하는 기기입니다. He을 이용한 Leak Check시에도 사용할 수 있고, 평소 진공이 잘 잡혔는지 혹은 공정 시 사용되는 Gas가 잘 투입되고 배출되는지도 확인할 수 있습니다.

RGA / 출처 : Inficon

 

 

Leak과 관련하여 소개할 부품 O-ring과 Gasket은 다음 글을 참고해 주세요.

 

[반도체 용어 9편 : D.I Water, 초순수(UPW)]

[반도체 용어] 9. D.I Water, 초순수(UPW)

[반도체 용어 11편 : O-ring, Gasket]

[반도체 용어] 11. O-ring, Gasket