특히 미세먼지가 증가함에 따라 환경 보호에 대한 관심이 점점 높아지고 있습니다. 클린룸 엔지니어링은 환경 보호 조치 중 하나입니다. 클린룸 엔지니어링을 활용하여 환경 보호에 어떻게 효과적으로 기여할 수 있을까요? 클린룸 엔지니어링의 제어에 대해 알아보겠습니다.
클린룸의 온도 및 습도 조절
청정 공간의 온도와 습도는 주로 공정 요건에 따라 결정되지만, 공정 요건을 충족할 때는 사람의 쾌적성도 고려해야 합니다. 공기 청정도 요건이 향상됨에 따라 공정 내 온도와 습도에 대한 요건이 더욱 엄격해지는 추세입니다.
일반적으로 공정 정밀도가 높아짐에 따라 온도 변동 범위에 대한 요구 사항은 점점 더 작아지고 있습니다. 예를 들어, 대규모 집적 회로 생산의 리소그래피 및 노광 공정에서 마스크 재료로 사용되는 유리 웨이퍼와 실리콘 웨이퍼의 열팽창 계수 차이는 점점 더 작아지고 있습니다.
직경 100μm의 실리콘 웨이퍼는 온도가 1도 상승할 때 0.24μm의 선팽창을 일으킵니다. 따라서 ±0.1℃의 일정한 온도가 필요하며, 습도는 일반적으로 낮은 편입니다. 땀을 흘린 후에는 제품이 오염될 수 있기 때문입니다. 특히 나트륨을 두려워하는 반도체 작업장에서는 더욱 그렇습니다. 이러한 작업장은 25℃를 초과해서는 안 됩니다.
습도가 너무 높으면 더 많은 문제가 발생합니다. 상대 습도가 55%를 초과하면 냉각수 배관 벽에 결로가 발생합니다. 정밀 기기나 회로에서 발생할 경우 각종 사고를 유발할 수 있습니다. 상대 습도가 50%가 되면 녹이 슬기 쉽습니다. 또한, 습도가 너무 높으면 실리콘 웨이퍼 표면에 부착된 먼지가 공기 중의 물 분자를 통해 표면에 화학적으로 흡착되어 제거하기 어려워집니다.
상대 습도가 높을수록 접착력을 제거하기가 더 어렵습니다. 그러나 상대 습도가 30% 미만이면 정전기력의 작용으로 입자가 표면에 쉽게 흡착되어 많은 반도체 소자가 고장 나기 쉽습니다. 실리콘 웨이퍼 생산에 적합한 온도 범위는 35~45%입니다.
공기압제어깨끗한 방에서
대부분의 청정 공간에서는 외부 오염의 침입을 방지하기 위해 내부 압력(정압)을 외부 압력(정압)보다 높게 유지해야 합니다. 압력차 유지는 일반적으로 다음 원칙을 준수해야 합니다.
1. 깨끗한 공간의 압력은 깨끗하지 않은 공간의 압력보다 높아야 합니다.
2. 청결도가 높은 공간의 압력은 청결도가 낮은 인접 공간의 압력보다 높아야 합니다.
3. 청정실 사이의 문은 청정도가 높은 방 쪽으로 열어야 합니다.
압력차 유지는 신선한 공기의 양에 따라 달라지며, 이 공기는 압력차로 인해 틈새에서 발생하는 공기 누출을 상쇄할 수 있어야 합니다. 따라서 압력차의 물리적 의미는 클린룸의 여러 틈새를 통한 누출(또는 침투) 공기 흐름의 저항입니다.
게시 시간: 2023년 7월 21일