환경 보호에 대한 관심이 점점 더 높아지고 있으며, 특히 미세먼지 발생 빈도가 증가하는 추세입니다. 클린룸 엔지니어링은 이러한 환경 보호 대책 중 하나입니다. 클린룸 엔지니어링을 활용하여 환경 보호를 효과적으로 달성하는 방법은 무엇일까요? 클린룸 엔지니어링에서의 제어에 대해 알아보겠습니다.
클린룸의 온도 및 습도 제어
청정 공간의 온도와 습도는 주로 공정 요구사항에 따라 결정되지만, 공정 요구사항을 충족하는 동시에 작업자의 쾌적성도 고려해야 합니다. 공기 청정도 요구사항이 높아짐에 따라 공정 내 온도와 습도에 대한 요구사항도 더욱 엄격해지는 추세입니다.
일반적으로 공정 정밀도가 높아짐에 따라 온도 변동 범위에 대한 요구 사항은 점점 작아지고 있습니다. 예를 들어, 대규모 집적 회로 생산의 리소그래피 및 노광 공정에서 마스크 재료로 사용되는 유리 웨이퍼와 실리콘 웨이퍼의 열팽창 계수 차이가 점점 작아지고 있습니다.
직경 100μm의 실리콘 웨이퍼는 온도가 1℃ 상승할 때 0.24μm의 선팽창을 일으킵니다. 따라서 ±0.1℃의 일정한 온도를 유지해야 하며, 습도는 일반적으로 낮게 유지해야 합니다. 습기가 생기면 제품이 오염될 수 있기 때문입니다. 특히 나트륨에 민감한 반도체 작업장에서는 더욱 그렇습니다. 이러한 작업장의 온도는 25℃를 초과해서는 안 됩니다.
과도한 습도는 더 많은 문제를 야기합니다. 상대 습도가 55%를 초과하면 냉각수 파이프 벽에 결로가 발생합니다. 정밀 기기나 회로에서 이러한 현상이 발생하면 다양한 사고로 이어질 수 있습니다. 상대 습도가 50%에 도달하면 녹이 슬기 쉽습니다. 또한 습도가 너무 높으면 실리콘 웨이퍼 표면에 붙어 있는 먼지가 공기 중의 수분 분자를 통해 화학적으로 흡착되어 제거하기가 어려워집니다.
상대 습도가 높을수록 접착을 제거하기가 더 어려워집니다. 그러나 상대 습도가 30% 미만일 경우 정전기력 작용으로 인해 입자가 표면에 쉽게 흡착되어 많은 반도체 소자의 고장이 발생하기 쉽습니다. 실리콘 웨이퍼 생산에 최적의 온도 범위는 35~45%입니다.
기압제어클린룸에서
대부분의 청정 공간에서는 외부 오염 물질의 침입을 방지하기 위해 내부 압력(정압)을 외부 압력(정압)보다 높게 유지해야 합니다. 압력 차이 유지는 일반적으로 다음과 같은 원칙을 준수해야 합니다.
1. 청정 공간의 압력은 비청정 공간의 압력보다 높아야 합니다.
2. 청결도가 높은 공간의 압력은 청결도가 낮은 인접 공간의 압력보다 높아야 합니다.
3. 클린룸 사이의 문은 청결도가 높은 방 쪽으로 열려 있어야 합니다.
압력차 유지는 신선한 공기의 양에 따라 달라지는데, 이 신선한 공기는 압력차가 발생하는 틈새를 통해 새어 나오는 공기를 보상할 수 있어야 합니다. 따라서 압력차의 물리적 의미는 클린룸 내 다양한 틈새를 통한 공기 누출(또는 침투)에 대한 저항입니다.
게시 시간: 2023년 7월 21일