200°C+ 플라즈마 공정에서 Viton O-ring을 사용하면 조기 열화로 가스 누설이 발생합니다. 이 환경에서는 Kalrez 6375 이상 그레이드가 필수입니다. OHI Tech는 Viton, Kalrez, Chemraz O-ring을 공급하며 공정별 소재 선택 실수 사례를 직접 확인했습니다.
결론: 고온 플라즈마 공정에서 Viton 사용은 위험합니다
Viton은 200°C 한계를 넘으면 급격히 열화됩니다. ICP 식각, ALD(200~350°C) 공정에서 Viton을 쓰면 O-ring 조기 파손으로 가스 누설이 발생합니다.
이 환경에서는 Kalrez 6375 이상 그레이드가 필수입니다. 가격 차이가 크지만 장비 다운타임 1회 비용과 비교하면 Kalrez가 훨씬 경제적입니다.
Viton vs Kalrez vs Chemraz 소재 비교
| 항목 | Viton (FKM) | Kalrez (FFKM) | Chemraz (FFKM) |
|---|---|---|---|
| 내열성 | -20~200°C | -20~327°C | -20~316°C |
| 화학 내성 | 탄화수소·산·오일 | 거의 모든 약품 | 거의 모든 약품 |
| 플라즈마 내성 | 중간 | 매우 높음 | 매우 높음 |
| 압축 영구변형 | 중간 | 낮음 | 일부 그레이드 Kalrez보다 낮음 |
| 가격 | 낮음 | 매우 높음 | 높음 (Kalrez보다 소폭 낮음) |
| 주요 용도 | PVD, 저온 CVD | ICP, ALD, 고부식성 | 고온·고압 밀봉 |
공정별 O-ring 소재 선택 기준
| 공정 | 온도 | 주요 가스 | 권장 소재 |
|---|---|---|---|
| 플라즈마 식각(CCP) | 80~150°C | Cl₂, HBr, CF₄ | Kalrez, Chemraz |
| 플라즈마 식각(ICP) | 150~250°C | SF₆, NF₃ | Kalrez 6375+ |
| PECVD | 200~400°C | SiH₄, NH₃ | Kalrez 6221 |
| 이온주입(Implant) | 상온~100°C | BF₃, AsH₃ | Kalrez |
| 스퍼터링(PVD) | 100~200°C | Ar, N₂ | Viton 또는 Kalrez |
| ALD | 200~350°C | TMA, H₂O | Kalrez 6375+ |
가장 흔한 O-ring 선택 실수 3가지
실수 1: ICP Etch 챔버에 Viton 사용 250°C 이상 환경에서 Viton이 열화되어 파편이 챔버를 오염시킵니다. Kalrez 6375 이상으로 교체해야 합니다.
실수 2: 치수를 내경(ID)만 확인 O-ring 치수는 ID(내경), OD(외경), CS(단면 직경) 3가지를 모두 확인해야 합니다. CS가 맞지 않으면 씰링력이 저하됩니다.
실수 3: 예방 교체 주기를 무시하는 경우 PM 주기에 O-ring을 교체하지 않으면 열화된 O-ring에서 파티클이 발생합니다. 외관상 멀쩡해도 예방 교체가 원칙입니다.
O-ring 관리 팁
- 보관: 18~25°C 건냉암소, 직사광선·오존·열원 차단
- 압축률: 설치 시 25% 이하 권장 (과도한 압축 = 수명 단축)
- PM 교체 주기: 분기 1회 예방 교체 기본 (고온 공정은 2개월)
- 치수 3종 필수 확인: ID × OD × CS
자주 묻는 질문 (FAQ)
Q1. Kalrez와 Chemraz 중 어느 쪽을 선택해야 하나요? 대부분의 반도체 공정에서는 Kalrez가 표준입니다. 고온·고압 특수 환경에서 압축 영구변형률이 중요한 경우, 해당 조건에 맞는 Chemraz 그레이드가 유리할 수 있습니다. 공정 조건을 알려주시면 최적 그레이드를 추천해드립니다.
Q2. 현재 사용 중인 O-ring 소재를 어떻게 확인하나요? 표면 각인이나 파트 번호로 확인 가능합니다. 각인이 없다면 샘플을 보내주시면 OHI Tech가 소재 분석 후 대체 소재를 추천해드립니다.
Q3. 긴급 소량 주문도 가능한가요? 1개 단위 소량 주문과 긴급 공급 모두 가능합니다. 치수(ID × OD × CS)와 소재 그레이드를 알려주시면 재고 여부를 즉시 확인해드립니다.
O-ring 소재 선택이나 긴급 공급이 필요하시면 공정 환경과 치수를 알려주세요. jino.kim@ohitech.co.kr