산업용 가스, 어디서 오는가? : 반도체 공장의 보이지 않는 혈관

 

반도체 공장에선 하루도 빠짐없이 수많은 가스가 사용된다.
질소, 아르곤, 수소, 산소, 실란(SiH₄), 불소계 가스 등…
그 가스들은 공기처럼 ‘흘러야’ 하지만, 단 하나의 누출로도 모든 공정이 멈춘다.
그래서 반도체 가스 시스템은 그 어떤 설비보다 정밀하고, 안전해야 한다.

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가스는 어디서 오는가?

산업용 가스의 공급 방식은 크게 3가지로 나뉜다.

1. Bulk Supply System

• 대량 가스 공급용 설비 (N₂, O₂ 등)
• 외부 탱크에서 Header Line → 공정라인으로 직접 연결
• 질소 같은 고순도 가스는 1일 수십만 리터가 쓰인다

2. Cylinder Supply System

• 고순도 또는 특수가스 용도
• 실린더 캐비닛에 여러 개의 가스통이 정렬됨
• 교체 주기 / 사용량 모니터링 / 정전 대비 시스템 포함

3. Tube Trailer / On-Site Generator

• 초대형 반도체 라인에선 가스 생성기 자체 보유
• 수소, 질소 등은 현장 생성 후 공급라인 투입

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가스 흐름 구조

공급방식과 무관하게, 반도체 공장에서의 가스 흐름은 항상 일정한 구조를 따른다.

Storage → Header → Branch → VMB → Process Chamber

• Header Line: 전체 공장 메인라인
• Branch Line: 각 장비에 분기 공급
• VMB (Valve Manifold Box): 다수의 밸브 컨트롤 박스. 가스 분배 및 차단 담당
• VMP (Valve Manifold Panel): 한층 더 정밀 제어용
• Process Chamber: 최종적으로 가스가 반응하는 공간

이 흐름에는 모든 노드마다 감지기, 차단기, 인터락이 박혀 있다.
→ 실시간 감시 + 사고 시 자동차단 설계

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안전 설비 구조

• LEL 센서: 폭발 위험 가스 감지
• Interlock 시스템: 이상 신호 감지 시 가스 자동 차단
• Ex-proof 케이싱: 방폭 구조 / 정전기 차폐
• 가스박스 자동 세정 (Purge): 잔류가스 제거

 

 결론

반도체 가스 시스템은 “흐름”이 아닌 “컨트롤”이다.
단 한 번의 과다주입, 단 1초의 누출이 수십억 손실로 이어지기 때문이다.
형이 오늘부터 다룰 산업용 가스 시리즈는,
이 ‘보이지 않는 혈관’을 어떻게 설계하고, 어떻게 지켜야 하는지를 보여주는 콘텐츠가 될 거다.