.. 차니쓰 리서치

CHANESS RESEARCH

30년에 1cc 새면 불합격

반도체 · 장비 부품 · 2026-10-13 · 유튜브 주식을 요리하다

반도체 공장의 가스가 지나가는 길, 그중에서도 '밸브' 이야기예요. 핵심은 세 가지 — 헬륨 1cc가 새는 데 30년 넘게 걸려야 합격이라는 기준, 가스가 닿는 쪽에 패킹이 없는 금속 막 구조, 평균 0.13µm까지 매끈하게 다듬은 벽.

한눈에 흐름

다이어프램 밸브→VCR 이음→궤도 용접 관→장비 챔버(막 쌓기)

가스는 밸브를 지나 금속 개스킷 이음과 용접한 관을 따라 흘러서, 장비 안에서 쪼개져 칩의 얇은 막이 됩니다.

30초 이해

이게 뭔가요?반도체 장비로 가는 가스를 열고 닫는 초고순도 다이어프램 밸브와, 그 밸브를 잇는 이음·배관이에요.

뭐가 어렵나요?가스가 새면 안 되고, 먼지와 물기가 섞여도 안 돼요. 가스가 닿는 안쪽에 문지르는 밀봉재나 윤활유를 둘 수도 없고요.

어떻게 푸나요?얇은 금속 막이 휘었다 돌아오며 길을 열고 닫아요. 안쪽 벽은 전해연마로 매끈하게 다듬고, 이음과 용접으로 틈을 막아요.

장면으로 따라가기

옆으로 넘겨 보세요 → (9장면)

130년 넘게 걸려야 합격

시트·외피·모든 밀봉부를 헬륨으로 시험해요. 헬륨 1cc가 새는 데 30년 넘게 걸리는 양 이하여야 합격이에요.

2패킹도 윤활유도 없다

가스가 닿는 부품에는 윤활제를 쓰지 않아요. 패킹 없이 금속으로 가두는 구조(packless)예요.

3금속 막이 휘어 막는다

핸들을 돌리면 얇은 금속 막이 눌려 시트를 막아요. 힘을 빼면 막이 제 탄성으로 둥글게 돌아와 길이 열려요.

4고일 구석 없는 길

안쪽 길은 가스가 고일 구석이 없게, 한 번에 쓸려 나가도록 깎아요. 그래야 가스를 갈아 끼우기 쉬워요.

5벽 거칠기 평균 0.13µm

가스가 닿는 벽을 아주 매끈하게 만들어요. 거칠기(Ra)는 표면 높낮이가 평균선에서 벗어난 정도의 평균값이에요.

6전기로 겉을 녹여 다듬는다

전해연마는 부품을 전해액 속 양극에 걸어 표면 금속을 녹여 내요. 표면이 매끈해지고 표면의 철이 빠져 녹에 강해져요.

7물기도 빨리 마른다

물기 2ppm이 스며들어도 30분 안에 원래 수준으로 돌아와요. 업계 권장 시간인 4시간보다 훨씬 빠르죠.

8금속 개스킷을 둥근 턱 두 개로

VCR 이음은 양쪽 끝면의 둥근 턱 두 개가 가운데 금속 개스킷을 눌러 막는 금속 대 금속 이음이에요.

9관은 한 바퀴 돌며 녹여 붙인다

궤도 용접은 관을 고정하고 전극이 관 둘레를 360도 돌며 아크로 녹여 붙여요. 관 바깥과 안쪽에는 가스를 흘려요.

비유로 이해하기

💡 딸깍 눌리는 금속 돔을 떠올려 보세요

일반 밸브는 손잡이 축 둘레를 패킹으로 감싸 새는 걸 막아요. 축이 움직일 때마다 패킹이 문지르게 되죠.

이 밸브는 달라요. 얇은 금속 막 한 장이 눌리면 입구를 막고, 힘을 빼면 제 탄성으로 둥글게 돌아와 길이 열려요. 가스가 닿는 쪽에는 금속 몸통, 금속 막, 시트만 있어요.

벽도 마찬가지예요. 울퉁불퉁한 벽에는 먼지와 물기가 걸려 남아요. 그래서 전기로 겉을 얇게 녹여 매끈하게 다듬어요.

숫자로 보기

1×10⁻⁹ cc/초밸브 헬륨 누설 시험 기준 — 헬륨 1cc가 새는 데 약 31.7년 걸리는 양

0.13µm가스가 닿는 벽의 평균 거칠기(Ra)

5~10µm전해연마로 보통 녹여 내는 표면 두께

2ppm → 30분물기가 스며들어도 30분 안에 원래 수준으로 마르는 시험 결과

시청자들이 물어본 것

Q. 헬륨 누설 등급 표준은 ISO 15848인가요? 이제 안 쓰고 API 표준을 쓴다던데, 반도체 장비는 어느 표준을 쓰나요?좋은 질문 감사합니다. ISO 15848-1은 지금도 현행(2015년판)이고, 헬륨으로 밸브 축·몸통 씰 누설을 재서 AH·BH·CH 등급으로 나눕니다. API 624·641은 정유·화학 설비 밸브용 시험으로, 메탄을 넣어 100ppmv 이하면 합격하는 방식이라 ISO를 대체한다기보다 쓰는 곳이 다릅니다(미국 정유 쪽에서 많이 요구). 반도체 가스 라인은 둘보다 SEMI F1(고순도 가스 배관·부품 누설 기준, 현행 F1-0521)을 주로 따르고, 헬륨으로 바깥에서 안으로 새는 것, 닫힌 시트를 넘는 것, 안에서 밖으로 새는 것을 각각 잽니다. 그래서 반도체용 밸브 자료엔 등급 대신 '헬륨 1×10⁻⁹ std cc/s 이하'처럼 숫자를 적습니다(영상 속 밸브 기준, Swagelok DP 시리즈 기술자료).

Q. IGS 스틱엔 N.O. 타입보다 NC 타입이 많이 쓰이지 않나요?맞습니다, 날카로운 지적이에요. 가스 스틱 밸브는 대부분 NC(평상시 닫힘)입니다. 공기나 전원이 끊기면 저절로 닫혀야 안전하기 때문이고, 가스 캐비닛 비상 차단도 NC 차단밸브로 합니다(Airgas 가스 캐비닛 안전 가이드, 미국 화재코드 IFC·NFPA 55의 자동 닫힘 요건). 영상의 '힘을 빼면 막이 돌아와 길이 열린다'는 금속 막 자체의 동작을 설명한 것이라 NO처럼 들릴 수 있었네요. NC 구동부에선 스프링이 늘 막을 눌러 닫아 두고, 공기(약 4~8bar)를 넣어 스프링을 들어 올려야 열립니다(Swagelok DP 설치 설명서).

산업에서 왜 중요한가

칩의 얇은 막은 가스를 쪼개 쌓아서 만들어요. 그 가스가 지나는 길에서 새거나 먼지·물기가 섞이면 안 되니, 밸브·이음·용접 하나하나를 시험으로 확인해요.
공장 안 가스 길에는 밸브, 이음, 관이 줄지어 들어가요. 그래서 이 부품들의 품질 기준이 곧 가스 길 전체의 기준이 돼요.

누가 만드나

세계 큰손 (해외)

Swagelok (미국)초고순도 다이어프램 밸브와 VCR 이음, 궤도 용접 장비까지 만드는 업체

Fujikin (일본)반도체 가스 공급용 초고순도 밸브와 가스 박스 부품으로 알려진 업체

KITZ SCT (일본)반도체 공정용 금속 다이어프램 밸브를 만드는 업체

국내

비엠티반도체 배관에 들어가는 밸브와 피팅을 만드는 회사

한선엔지니어링반도체 배관용 초고순도(UHP) 피팅·밸브를 만드는 회사

해외 회사는 업계에 널리 알려진 대표 업체를 골랐고, 국내 회사는 소부장 정리 자료에 나온 곳입니다. 회사 소개일 뿐 투자 추천이 아닙니다.

영상으로 보기

YouTube에서 보기 ↗

더 깊이 — 원문 요약·용어 정리·출처

반도체 공장의 가스 밸브는 헬륨 1cc가 새어 나가는 데 30년 넘게 걸려야(초당 10억분의 1cc 이하) 합격입니다. 그런데 가스가 닿는 안쪽에는 패킹도 윤활유도 없이, 얇은 금속 막 한 장이 휘었다 펴지며 길을 열고 닫습니다.

영상에서 보는 것

헬륨 1cc가 새는 데 30년 넘게 걸려야, 이 밸브는 합격입니다(1×10⁻⁹ cc/초 시험)
그런데 가스가 닿는 안쪽엔, 패킹도 윤활유도 없습니다
대신 얇은 금속 막이 눌려 휘면서, 가스 입구를 막습니다
힘을 빼면 막이 제 탄성으로 둥글게 돌아와, 길이 열립니다
안쪽 길은 가스가 고일 구석 없이, 한 번에 쓸려 나가게 깎았습니다
가스가 닿는 벽은, 거칠기가 평균 0.13µm입니다
전기로 겉을 얇게 녹여 내, 매끈하게 다듬은 겁니다(전해연마)
물기 2ppm이 스며도, 30분 안에 원래대로 마릅니다
밸브와 관 사이엔 금속 개스킷을 끼우고, 둥근 턱 두 개로 눌러 막습니다(VCR 이음)
관끼리는, 전극이 관 둘레를 한 바퀴 돌며 녹여 붙입니다(궤도 용접)
폰 속 칩의 얇은 막들도, 이 길을 지나온 가스로 쌓였습니다

핵심 요약

반도체 가스 길의 밸브는 새는 양·먼지·물기를 시험으로 확인합니다. 핵심은 가스가 닿는 쪽에 움직이며 문지르는 밀봉재가 없는 다이어프램 구조, 전해연마로 평균 0.13µm까지 다듬은 벽, 고일 구석 없이 쓸려 나가는 길입니다.

부품끼리는 금속 개스킷을 둥근 턱으로 눌러 잇고(VCR), 관은 궤도 용접으로 녹여 붙입니다. 이 길을 지난 가스가 장비 안에서 쪼개져 칩의 막이 됩니다.

용어 정리

다이어프램 밸브: 손잡이나 공기 구동기가 버튼을 누르면 얇은 금속 막(다이어프램)이 아래로 휘어 시트를 막고, 힘을 빼면 막이 제 탄성으로 둥근 돔 모양으로 돌아와 길이 열리는 밸브입니다. 축 둘레를 패킹으로 막는 일반 밸브와 달리 가스가 닿는 쪽에는 금속 몸통·금속 막·시트만 있습니다.
패킹: 움직이는 축 둘레를 감싸 가스가 새지 않게 막는 밀봉재입니다. 초고순도 다이어프램 밸브는 패킹 없이 금속으로 가둡니다(packless).
헬륨 누설 시험: 헬륨을 써서 시트·외피·모든 밀봉부로 새는 양을 잽니다. 영상의 밸브 규격은 초당 1×10⁻⁹ cc 이하로, 1cc가 새는 데 약 31.7년이 걸리는 양입니다.
거칠기 Ra: 표면 높낮이가 평균선에서 얼마나 벗어나는지를 평균한 값입니다. 0.13µm는 1mm의 약 7,700분의 1입니다.
전해연마: 부품을 전해액 속에서 양극으로 걸어 표면 금속을 보통 5~10µm 녹여 내는 처리입니다. 표면이 매끄러워지고, 표면의 철이 빠져 녹에 강해집니다.
316L VIM-VAR: 탄소를 낮춘 316L 스테인리스를 진공에서 녹이고(VIM) 한 번 더 진공 아크로 다시 녹여(VAR) 불순물 덩어리를 줄인 재료입니다.
VCR 이음: 양쪽 부품 끝면의 둥근 턱 두 개가 가운데 금속 개스킷을 눌러 막는 금속 대 금속 이음입니다. 진공부터 양압까지 씁니다.
궤도 용접: 관을 고정해 두고 텅스텐 전극이 관 둘레를 360도 돌며 아크로 녹여 붙이는 자동 용접입니다. 관 바깥에는 차폐 가스, 관 안에는 퍼지 가스를 흘리며 용접합니다.

※ 누설·거칠기·수분·입자·세정 수치는 Swagelok DP 시리즈 카탈로그 MS-01-165(2024)와 기술 보고서 MS-06-15, 초고순도 공정 규격 SC-01(MS-06-61), 다이어프램 작동은 미국 특허 US7377483B2, 전해연마는 ASTM B912-02(2018), VCR 이음은 Swagelok MS-01-24(2026), 궤도 용접은 Swagelok MS-02-342(2026)와 Wikipedia 'Orbital welding' 기준입니다(2026-10-09 열람).

※ 벽 표면의 봉우리 높이(실제보다 크게), 전해연마로 봉우리가 녹는 모습, 물 분자·가스 알갱이의 크기와 개수, 밸브 속 치수와 막이 휘는 높이, 가스 상자 배치, 칩 막 두께는 원리를 보여 주는 설명용 그림입니다.

영상에서 못 다 한 얘기

30분 만에 마른 물기, 기준은 몇 시간이었을까요?

반도체 장비 규격(SEMI E49.8)이 권하는 회복 시간은 4시간인데, 이 밸브는 2ppm 물기를 흘린 뒤 30분 안에 원래 수준으로 돌아왔습니다.

영상 속 주황 알갱이는 먼저 차 있던 묵은 가스, 파란 알갱이는 새로 밀고 들어오는 가스입니다. 고일 구석이 없어야 한 번에 바뀝니다.

하나 더: 이 밸브는 조립과 포장을 ISO 4등급 클린룸에서 하고, 클린룸용 봉투에 두 겹으로 넣어 진공 포장해 내보냅니다.

출처

Swagelok MS-01-165 DP Series (2024) / Swagelok MS-06-15 DP Technical Report (2022) / Swagelok SC-01 MS-06-61 / US7377483B2 (Kitz SCT, 2008) / ASTM B912-02(2018) / Swagelok MS-01-24 VCR (2026) / Swagelok MS-02-342 M200 (2026) / Wikipedia Orbital welding. 기준일 2026년 10월 9일.

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