[공식없는 반도체 이야기]#4 - 반도체 FAB, 클린룸의 다섯가지 특징

저번에는 반도체의 산업에 대해 이야기를 했다.

그리고 회사들의 부류를 나누는 기준이 되는 FAB

바로 반도체를 대량생산 하는 공장에 대해서 얘기했다.

https://meceng5004.tistory.com/48

[공식없는 반도체 이야기]#3 - 반도체 산업과 FAB

 

이번에는 바로!

FAB의 대략적인 구조와 그 안에 마련되어있는

클린룸(Clean Room)에 대해 알아보자!

아마 반도체 상식으로 알고 있으려면

끝까지 읽는게 좋을 거다.ㅋㅋ

(떠먹여 줄 때 먹어~^^)

 

전전에

나노의 개념에 대해서도 우리는이미 체감했다.

그리고 반도체 칩은 나노의 단위에서 제조된다.

 

그말인즉슨,

 

공기중에 떠다니는 먼지,

산화철로 구성된 화장품 파우더의 가루하나,

당신의 피부에서 떨어져나온 유기물 조각 하나,

모두 반도체 제조 중에 유입된다면.. 바로 그냥 불량이 발생하게 된다.

여자분들은 들어가려면 화장 못한다..

(물론 화장하는 남정네도)

 

그래서 클린룸은 먼지가 없는 청정한 공간이다.

FAB내부의 클린룸

클린룸의 기준에도 여러 Class들이 있는데

Class10 부터 Class 100, 1000, 10000까지 다양하다.

이 붙은 숫자의 의미는 1ft³당 크기 0.5㎛ 이상의 입자(Particle)개수이다.

 

즉 Class10 클린룸은 1ft³1부피의 공기 안에

0.5㎛ 보다 큰 입자가 10개 미만이어야 한다는 뜻이다!!

당연히 그렇다면 숫자가 작을 수록

청정도가 높은 클린룸이라고 할 수 있다.

 

이제 클린룸의 기준은 알았으니

어떻게 이 안의 청결도를 유지하는지 알아보자.

(참고로 클린룸 안은 평생 살고 싶을 정도로 매우 쾌적하다)

첫번째로 양압환경이다.

코로나 병실은 음압병실이라고 한다. 들어 봤을거라 생각하는데

바이러스가 있을 수 있는 병실 내부의 공기가 밖으로 나가지 않게

보통 대기보다 약간 저기압을 유지하고, 문이 열리더라도

상대적으로 기압이 높은 밖의 공기가 안으로 들어오게 하여

바이러스의 유출을 막는 것이다.

외부 고기압, 내부 저기압

클린룸은? 밖의 먼지가 있는 공기가 들어오면 안된다.

정확히 음압병동과 반대로 입구가 열려도 안의 공기가 밖으로 나가게

약간의 고기압을 유지하는 것이다.

외부 저기압, 내부 고기압

두번째로 에어샤워이다.

날라 들어오는 입자들 말고 붙어오는 애들도 있을 수 있다.

이것들을 막기위해 FAB의 입구에는 긴 복도형식이나 방형식의

에어샤워 룸이 있다.

우주에서 에어락이랑 비슷한 포지션.

에어락은 대기와 진공을 격리시켜주는 중간 지대라면

에어샤워룸은 입자환경과 청정환경 사이를 가로 막고있는 장소이다.

바닥 부터 천장, 벽에 공기 분사구가 많이 있고 온몸에

바람을 쏘아서 먼지를 떨어내준다.

이거 시원하고 기분 좋은게 계속 맞고 싶은 느낌이 든다ㅋㅋㅋ

 

세번째는 방진복

위의 그림에서 입고 있는게 방진복으로,

당신의 신체에서 입자가 떨어져나가 FAB내에서 돌아다니는 것을 막아준다.

이 옷은 얇고 착용도 나름 쉽다.

나는 장갑에 고글, 마스크까지 끼고 들어갔는데 위 사진에 맨손은 뭐하는 건가 싶다.

하나 주의 할 점.

방진복은 칩을 여러분의 먼지로 부터 보호하는 역할이지

여러분을 무언가로 부터 보호하려는 목적이 아니다.

따라서 절대 방화나 ,방산성 기능이 있다고 믿으면 안된다.

 

네번째는 HEPA필터

바닥 주목

클린룸에는 바닥에 구멍이 송송 뚫린 판떼기들이 있다.

바로 먼지 흡입구이다.

클린룸은 먼지 차단 뿐만 아니라 안의 공기를 계속 환기 시키며 먼지를 걸러낸다.

바닥으로 가라앉은 입자를 머금은 공기를 빨아들이고 클린룸 외부의 관을 통해 이동한 뒤

HEPA필터를 통해 입자를 걸러내어 천장에서 다시 쏴준다.

클린룸의 HEPA 필터는 0.3㎛입자도 99.9프로 걸러낸다.

아까 클린룸 기준의 입자인 0.5㎛ 사이즈는 가볍게 걸러낼 것이다.

공기 순환

다섯 번째는 뭐로 할까 하다가..정한것은!

웨이퍼 비노출 환경이다

이렇게 클린룸을 유지하는 게 무안하게시리

요즘 반도체 장비내부는 클린룸 내의 공기와 아예 접촉하지 않는다.

웨이퍼는 외부와 단절되어 기계안에서만 돌아다니고

만약 다른 구역으로 이동하려면

천장의 레일을 타고 이동한다.

나는 lot이라고 배웠는데 옛날 단어인가..

기타 항온 항습유지도 있고 기타등등 있을 것인데

주요한것만 집어 보았다.

 

나는 연세대 클린룸에서

공정실습을 하고 석사님들한테 많은 것을 배웠다.

당시의 나ㅋㅋㅋㅋ

아직 학부생이지만 완벽히 내가 배우고 있는걸 이해하니까

이 정도 내용은 아무것도 안찾아봐도 그냥 쓸 수 있게 되었다.

...

SK하이닉스 지원서 넣었는데

됐으면 좋겠당.