Technical Reference Guide · Semiconductor
UHP 압력센서
선정 가이드
반도체 공정용 초고순도(UHP) 압력센서의 올바른 선정을 위한 핵심 기준과 체크리스트. 가스 공급, 약액 처리, 공정 챔버 등 각 애플리케이션별 최적 사양을 안내합니다.
적용 산업반도체 제조 (Fab)
적용 공정GDS, UHP Chemical, CMP, CVD/ALD, Clean Room
파트너Nagano Keiki · Ashcroft
1
선정 핵심 6대 기준
UHP 환경에서는 일반 산업용 압력센서와 달리 아래 6가지 기준이 모두 충족되어야 합니다.
01
접액부 재질Wetted Materials
공정 유체와 직접 접촉하는 격막·피팅의 재질. 부식, 오염 발생 여부가 공정 품질에 직결됨.
SUS316L / Hastelloy02
압력 범위Pressure Range
최대 운용 압력의 1.5~2배 이상의 풀스케일(FS) 범위 선정 필요. 과압 보호 사양 확인 필수.
FS × 1.5 이상 선정03
정확도Accuracy
UHP 공정에서는 일반적으로 ±0.5% FS 이하의 정확도 요구. 히스테리시스, 반복성 포함 총합 오차 기준.
±0.5% FS 이하04
공정 연결부Process Connection
반도체 공정 표준 피팅 규격 사용. 나사산 연결 대비 파티클 발생 및 누설 위험 최소화.
VCR / VCO Face Seal05
청정도Cleanliness
전해연마(Electropolishing) 처리 및 클린룸 패키징 여부 확인. 파티클 오염이 웨이퍼 불량으로 직결됨.
EP 처리 + 클린룸 포장06
출력 신호Output Signal
제어 시스템(PLC/DCS)과의 호환성 확인. 장거리 배선 시 4-20mA 전류 출력이 노이즈에 강함.
4-20mA / 0-5V / 0-10V2
접액부 재질별 화학물질 호환성
공정 유체와 접촉하는 격막(Diaphragm) 재질의 호환성을 반드시 사전에 확인해야 합니다. 잘못된 재질 선택은 계측기 손상과 공정 오염을 유발합니다.
| 격막 재질 | HF (불산) | H₂SO₄ (황산) | H₂O₂ (과산화수소) | NH₄OH (암모니아수) | IPA / 유기용제 | DIW (초순수) | 특수 가스 (UHP) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SUS316L | 부적합 | 농도 주의 | 농도 주의 | 적합 | 적합 | 적합 | 적합 |
| Hastelloy C-276 | 저농도 가능 | 적합 | 적합 | 적합 | 적합 | 적합 | 적합 |
| PTFE / PFA | 적합 | 적합 | 적합 | 적합 | 적합 | 적합 | 비권장 |
| Tantalum (탄탈럼) | 적합 | 적합 | 적합 | 농도 주의 | 적합 | 적합 | 확인 필요 |
적합 (일반 조건)
조건부 적합 (농도·온도 확인)
부적합
※ 위 호환성은 일반적인 기준이며, 실제 적용 시 농도·온도·압력 조건에 따라 달라질 수 있습니다. 반드시 사전 기술 검토를 권장합니다.
3
반도체 공정별 일반 압력 범위
각 공정에서 요구되는 압력 범위를 파악하면 적합한 센서 풀스케일(FS) 선정이 가능합니다.
가스 공급 시스템Gas Delivery System (GDS)
0 ~ 1.5 MPa01.5 MPa5 MPa
특수 가스(SiH₄, HCl 등) 공급 라인. UHP 등급 센서 필수. 접액부 SUS316L + EP 처리 권장.
UHP 약액 공급Chemical Delivery (CDA/DIW/Slurry)
0 ~ 0.7 MPa00.7 MPa5 MPa
HF, H₂SO₄ 등 부식성 약액. Hastelloy 또는 PTFE/PFA 격막 선택. Chemical Seal 구조 적용.
CVD / ALD 공정 챔버Deposition Chamber Pressure
진공 ~ 100 kPa진공100 kPa대기압
저압~진공 범위. 초저압 대응 센서 필요. 반응 가스 부식성 대응 재질 확인 필수.
클린룸 차압 관리Clean Room Differential Pressure
5 ~ 50 Pa050 Pa~
클린룸 내외 차압 유지. 초저차압 측정 전용 차압계 필요. 정기 교정 관리 중요.
CMP 슬러리 공급CMP Slurry Delivery
0 ~ 0.5 MPa00.5 MPa5 MPa
연마 입자 함유 슬러리. Chemical Seal로 입자 역류 차단 필수. 막힘 방지 구조 확인.
공조 / HVAC 시스템Utility / HVAC
0 ~ 1.0 MPa01.0 MPa5 MPa
압축공기(CDA), 냉각수, 질소 공급 라인. 범용 SUS316L 센서 적용 가능.
※ 위 압력 범위는 일반적인 기준이며, 설비 설계 사양에 따라 다를 수 있습니다.
4
출력 신호 유형별 특징
제어 시스템과의 연결 방식에 따라 출력 신호를 선택합니다. 설치 환경(배선 거리, 노이즈 수준)과 제어 시스템 사양을 사전에 확인하세요.
4–20 mA
전류 출력
장거리 배선, 노이즈 환경
가장 일반적
0–5 V
전압 출력
단거리 배선, ADC 입력
반도체 장비용
0–10 V
전압 출력
PLC/DCS 직결, 단거리
설비 제어용
RS-485
디지털 통신
다점 계측, 데이터 로깅
스마트 팩토리
5
단계별 선정 흐름도
아래 순서대로 확인하면 UHP 압력센서를 체계적으로 선정할 수 있습니다.
1
공정 유체(Process Media)는 무엇인가?
특수 가스 (UHP Gas)SiH₄, HCl, NH₃ 등
→ SUS316L EP 처리
→ SUS316L EP 처리
강부식성 약액HF, H₂SO₄ 등
→ Hastelloy 또는 PTFE/PFA
→ Hastelloy 또는 PTFE/PFA
슬러리 / 파티클 함유CMP Slurry
→ Chemical Seal 구조
→ Chemical Seal 구조
공기 / 물 / 질소CDA, DIW, N₂
→ SUS316L 범용
→ SUS316L 범용
2
최대 운용 압력(Max Operating Pressure)은?
진공 ~ 100 kPa챔버, 클린룸 차압
초저압 전용 센서 선정
초저압 전용 센서 선정
0.1 ~ 1 MPa약액, 슬러리 공급
FS 1.5MPa 이상 선정
FS 1.5MPa 이상 선정
1 ~ 2 MPa가스 공급 라인
FS 3MPa 이상 선정
FS 3MPa 이상 선정
3
공정 연결부(Process Connection) 규격은?
VCR Face Seal가스 라인 표준
누설 최소화, UHP 권장
누설 최소화, UHP 권장
VCO Face Seal약액 라인 적용
파티클 발생 최소화
파티클 발생 최소화
나사 연결 (PT / NPT)유틸리티 라인
UHP 라인 비권장
UHP 라인 비권장
4
제어 시스템 출력 요구사항은?
4–20 mA장거리, 노이즈 환경
가장 일반적
가장 일반적
0–5V / 0–10VPLC/DCS 직결
설비 제어용
설비 제어용
✓
최종 확인 — 청정도 및 인증
전해연마 (EP)내면 Ra ≤ 0.4 µm
파티클 부착 최소화
파티클 부착 최소화
클린룸 패키징질소 퍼지 보관
출하 전 오염 방지
출하 전 오염 방지
He 누설 검사Leak Integrity
기밀 성능 검증
기밀 성능 검증
6
선정 시 주요 주의사항
과압(Overpressure) 보호 확인
센서의 과압 보호 사양이 최대 운용 압력의 최소 1.5배 이상인지 반드시 확인. 수격(Water Hammer) 등 순간 과압 발생 가능 공정은 추가 여유 필요.
온도 영향 확인
고온 공정에서는 온도 보상(Temperature Compensation) 사양 확인 필수. 공정 온도와 주변 온도 모두 고려. 고온 유체는 다이어프램 실(Diaphragm Seal)로 격리 권장.
정기 교정 주기 관리
UHP 환경에서는 계측기 드리프트(Drift)가 발생할 수 있어 정기 교정이 중요. 반도체 팹의 일반적인 교정 주기는 6~12개월. ISO/IEC 17025 인증 교정기관 활용 권장.
설치 방향 및 진동 고려
수직 설치 대비 수평 설치 시 제로점 오프셋 발생 가능. 진동이 심한 환경(펌프 근처 등)에서는 글리세린 봉입 또는 원격 실 방식 적용 검토.