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[2022 봄호] 3-전자전기공학과가 본 '황사 X 미세먼지'

  • 강아림
  • 2022-06-24 07:02:36

2022 SPRING 공대생이 보는 세상 3

전자전기공학과가 본 '황사 X 미세먼지'
Dept. of Electrical Engineering



콜록! 콜록! 봄이 오면 황사와 미세먼지 때문에 건강에 주의해야 하듯이 반도체 공정에도 각별한 주의가 필요해. 반도체 공정의 경우 극소량의 오염물질만으로도 불량품이 생겨나는데, 황사와 미세먼지가 발생하면 공정 과정에서 불량품이 생겨날 확률이 매우 높아지게 돼. 그래서 오염물질을 배출하고 깨끗한 공기만을 유입하는 반도체 공정을 위한 최적의 공간이 있어. 바로 클린룸 Cleanroom이야. 클린룸의 청정도를 나타내는 단위는 $CLASS$로, $1{ft}^3$ 내에 $0.5μm$ 크기의 오염물질의 입자 수로 결정돼. 클린룸은 사용 목적이나 반도체 종류에 따라 청정도 조건이 매우 다른데, 보통 반도체 웨이퍼 공정을 위한 클린룸은 CLASS 10~100 정도로 유지해. 도대체 클린룸은 어떻게 오염물질들을 배출하여 깨끗한 공간을 유지할 수 있을까?

그림1. 반도체 공정 클린룸 구조

대표적인 반도체 공정 클린룸의 구조는 FABFabrication Facility, RPReturn Plenum, SPSupply Plenum 총 3개의 층으로 이루어져 있어. 먼저, FAB 층은 반도체 공정이 진행되는 층이야. FAB 층에 존재하는 공기는 바닥의 그래이팅Grating이라는 패널을 통해 RP 층으로 향하고, 통로를 지나 FAB 위의 SP 층으로 이동해. SP 층에 있는 수많은 FFUFan Filter Unit가 내부 공기에 존재하는 오염물질을 걸러낸 후 다시 FAB 층으로 보내는 거야.
이러한 순환 과정에서 공정에 영향을 주는 온도, 습도, 압력 등을 조절하고 FFU를 통해 일정한 기류를 만들어 FAB 층에서 최적의 환경 조건을 유지할 수 있어. 클린룸은 반도체 공정 이외에도 다양한 분야에서 필수적인 기술인데, 디스플레이, 배터리와 같은 초정밀 공정에서는 ‘산업용 클린룸’이, 제약, 식품 등의 연구소에서는 ‘바이오 클린룸’이 사용돼. 나날이 성능이 올라가는 클린룸 덕분에 황사나 미세먼지가 몰려와도 공정을 막힘없이 진행할 수 있는 거지.
그럼 우리도 황사나 미세먼지를 피하려고 클린룸에 숨어도 되냐고? 안돼, 그건 위험해! 클린룸은 공정이나 연구에 최적화된 공간이라, 사람이 견디기엔 적합한 습도와 압력이 아닌 위험한 공간이니까 조심하자!
지금까지 전자전기공학과가 본 '황사 X 미세먼지'였어. 다른 학과는 어떻게 봤을 지 궁금하지 않니?
[NEXT] 4- 컴퓨터공학과가 본 '황사 X 미세먼지'

ALIMI 26기 신소재공학과 강아림

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