PI 모터 포지셔너가 진공 환경 요건을 충족하는 방법
  • 김관모 기자
  • 승인 2020.01.12 11:00
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고진공 및 초고진공 사용 가능한 모터 포지셔너 확장

[인더스터리뉴스 김관모 기자] 정교하고 민감한 장비를 이용한 신기술이 개발됨에 따라 진공 애플리케이션은 점차 중요해지고 있다. 대표적 예로 반도체, 전자 제조, SEM, TEM, EUV 리소그래피, 재료 연구 등이다. 이에 따라 PI는 부품, 재료, 설계, 액세서리, 제조 과정, 품질 관리를 고려해 고진공(HV) 및 초고진공(UHV)에서 사용 가능한 모터 포지셔너의 포트폴리오를 확장했다.

왼쪽부터 10-6hPa용 로테이션 스테이지 L-611, 10-9hPa용 리니어 스테이지 L-509의 모습 [사진=PI 코리아]
왼쪽부터 10-6hPa용 로테이션 스테이지 L-611, 10-9hPa용 리니어 스테이지 L-509의 모습 [사진=PI 코리아]
왼쪽부터 ①UHV 애플리케이션을 위해 아웃개싱 홀, 폴리이미드 케이블, 스테인리스 스틸 재질로 제작된 모터, ②PI의 260L 대형 진공 챔버 테스트 장비 [사진=PI 코리아]
왼쪽부터 ①UHV 애플리케이션을 위해 아웃개싱 홀, 폴리이미드 케이블, 스테인리스 스틸 재질로 제작된 모터, ②PI의 260L 대형 진공 챔버 테스트 장비 [사진=PI 코리아]

진공 모터 사용의 한계 및 극복법

진공 환경 내 정밀 포지셔닝을 위해서는 진공 챔버 오염 및 과열을 피해야 하고 설치 공간도 제한적이다. 적용 분야별로 요구하는 압력 범위와 챔버 내 허용되는 잔여 물질이 다르므로 애플리케이션에 대한 정확한 이해가 필요하다. 무엇보다 중요한 고려 사항은 아웃개싱(outgassing)과 진공 등급이다. 아웃개싱이 발생할 경우 목표 진공 등급에 빠르게 도달하기 어렵고 화합물이 장비의 표면에 침착해 장비를 손상시킬 수 있다. 따라서 잔류 가스에는 탄화수소가 최소화돼야 하며 아연, 납, 카드뮴같이 증기압이 높은 금속이 없어야 한다. PI는 HV 및 UHV 조건에 적합한 표준 제품을 제공하며 요청 시 10-12hPa에서도 사용 가능한 모터를 제작할 수 있다.

HV 및 UHV 진공을 위한 제품을 제조하기 위해서는 재료 선택, 설계, 제조 등의 과정을 고려해야 한다. 제품의 재료는 가스 배출이 없고 열에 강하면서 높은 정밀도, 분해능, 평탄도를 유지해야 하므로 스테인리스 스틸, 알루미늄 합금, 티타늄, 청동을 사용해 제작된다.

또한 시스템 표면을 최소화하고 공기 유입을 피하도록 설계돼야 한다. 진공 스테이지는 클린룸 환경에서 장착되며 모든 부품은 초음파 세척 과정을 거친다. 조립 후 성능 테스트를 통과하면 먼지, 공기, 습도로부터 보호하기 위해 진공 밀봉하여 포장된다.

포지셔닝 솔루션 품질 평가

PI는 진공 압력 측정 및 진공 챔버 내 잔류 가스 분석을 통해 진공 제품을 분류하고 검증한다. 부품이나 작은 스테이지를 테스트하기 위한 10L 소형 챔버부터 대형 스테이지, 헥사포드, 다축 시스템을 위한 260L 대형 챔버를 보유하고 있어 고객 맞춤 테스트를 진행할 수 있다.



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