반도체 배관설치

 

작심삼주 오블완 챌린지

 

반도체 배관 설치 방법 및 종류

반도체 제조 공정에서는 매우 정밀하고 깨끗한 환경이 요구됩니다. 이에 따라 반도체 공장의 배관 시스템은 일반 공정보다 엄격한 기준과 기술이 필요합니다. 이 글에서는 반도체 배관 설치 방법과 종류에 대해 알아보겠습니다.

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1. 반도체 배관의 중요성

반도체 제조 공정에서 배관 시스템은 제조 공정을 지지하는 중요한 역할을 합니다. 반도체 배관 시스템은 공정에 필요한 초순수, 화학 물질, 그리고 가스 등을 반도체 제조 장비에 안정적으로 공급하는 역할을 합니다. 특히, 반도체 공정은 먼지와 오염 물질에 민감하기 때문에 배관 시스템은 초정밀하고, 청정한 상태를 유지해야 합니다.

반도체 배관의 핵심 요구사항

반도체 배관 시스템은 다음과 같은 요구사항을 만족해야 합니다.

• 청정성 유지: 배관 내부의 오염 물질 제거 및 미세 입자의 발생 방지
• 내화학성 및 내열성: 화학 물질을 사용하는 공정에서 부식과 열을 견딜 수 있어야 함
• 정밀성: 반도체 공정에서 요구되는 정밀도에 맞춰 설치해야 함
• 유지 관리 용이성: 설치 이후 정기적인 점검과 유지 보수가 용이하도록 설계

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2. 반도체 배관 설치 방법

반도체 배관 설치는 주로 클린룸과 같은 청정한 환경에서 이루어지며, 엄격한 공정 관리와 작업 지침을 따릅니다.

2.1 클린룸 내 배관 설치

반도체 배관은 대부분 클린룸에서 설치되며, 설치 환경은 엄격한 청정도 기준을 준수합니다. 클린룸 내에서 먼지나 미세 입자 발생을 최소화하기 위해 다음과 같은 절차가 필수적입니다.

• 에어 샤워 사용: 클린룸에 입장하기 전 에어 샤워를 통해 작업자의 먼지와 오염 물질을 제거합니다.
• 전용 보호복 착용: 먼지 발생을 줄이기 위해 작업자들은 전용 보호복과 장갑을 착용합니다.
• 작업 환경 제어: 습도와 온도를 철저히 관리하여 배관 공정 중 미세 입자나 결로 현상 발생을 방지합니다.

2.2 용접 및 배관 결합

배관을 설치하는 데 있어서 **용접(welding)**과 기계적 결합(mechanical joining) 방식을 사용합니다.

• 용접: 스테인리스 스틸이나 특수 합금 같은 내화학성을 요구하는 재질의 배관에는 용접 방식을 사용합니다. 이는 배관 간의 밀봉성을 높이고, 미세 누출을 방지합니다. 하지만 용접 작업 시 미세한 불순물의 발생을 방지하기 위해 아르곤 가스를 주입하여 용접하는 TIG 용접 방식을 사용합니다.
• 기계적 결합: 플라스틱 소재의 배관에서는 기계적 결합 방식을 주로 사용합니다. 기계적 결합은 설치와 분해가 간편해 유지 관리가 용이하며, 필요에 따라 배관을 쉽게 교체할 수 있다는 장점이 있습니다.

2.3 배관 시스템 테스트

배관 설치 후에는 시스템의 정상 작동과 청정도를 확인하기 위해 다양한 테스트가 진행됩니다.

• 압력 테스트: 배관 내 누출 여부를 확인하기 위해 일정한 압력을 가해 테스트합니다.
• 헬륨 누출 테스트: 고감도 누출 테스트로, 헬륨 가스를 주입하여 배관 내 미세한 누출이 있는지 확인합니다.
• 초순수 순환 테스트: 배관의 청정도를 확인하기 위해 초순수를 배관에 순환시키며 잔여 오염 물질을 제거합니다.

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3. 반도체 배관의 종류

반도체 공정에 사용되는 배관은 사용되는 물질에 따라 다양한 종류로 나뉩니다.

3.1 초순수 배관

초순수 배관은 반도체 제조 공정에서 가장 중요한 역할을 합니다. 초순수는 공정 중 불순물을 제거하기 위해 필수적이며, 배관은 이러한 초순수를 공정에 원활히 공급하는 역할을 합니다. 초순수 배관에는 주로 스테인리스 스틸이나 PVDF(폴리비닐리덴 플루오라이드) 같은 내화학성과 내열성이 강한 소재가 사용됩니다.

3.2 화학 약품 배관

화학 약품을 공급하는 배관은 강한 내화학성을 요구합니다. 이러한 배관에는 주로 PTFE(테플론) 같은 재질이 사용되며, 산, 알칼리 등의 강력한 화학 약품을 안정적으로 운반합니다. 이 배관은 누출 방지와 오염 방지를 위해 철저한 밀폐가 요구됩니다.

3.3 가스 배관

가스 배관은 고순도 가스를 반도체 공정에 공급하는 데 사용됩니다. 가스 배관의 경우 미세한 누출이나 가스의 순도가 중요하므로 SS316 스테인리스 스틸이 주로 사용됩니다. 또한 배관 내부는 가스가 오염되지 않도록 극도로 청결한 상태를 유지해야 하며, 이를 위해 특수 코팅이나 청정화 처리 과정이 필요합니다.

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4. 반도체 배관 유지 보수

반도체 배관 시스템의 유지 보수는 안정적인 반도체 생산을 위해 필수적입니다. 배관의 상태를 주기적으로 점검하고 필요에 따라 교체 또는 청소를 수행합니다.

• 정기 점검: 배관의 상태를 정기적으로 점검하여 누출 여부와 청정도를 확인합니다.
• 청소 및 세척: 사용 후 잔여 화학 물질이나 오염 물질을 제거하기 위해 배관을 세척합니다.
• 교체: 배관의 내구성이 약해지거나 부식이 발생할 경우 즉시 교체하여 안전한 환경을 유지합니다.