안녕하세요, 송송입니다. 이번 시간에는 Fab에 대해 알아보도록 하는 시간을 가져보겠습니다. 반도체쪽을 공부하시다 보면, Fab이라는 이야기를 많이 들어보셨을겁니다. 그때 그 Fab이 뭔지 애매하게 알고계시는 분들을 위해 한번 같이 알아보겠습니다.
바로 시작하시죠.
▶ FAB?.
- FAB 이란 Fabrication의 앞머리 약자
* 반도체 회사에서의 FAB?
- Wafer 표면에 여러 종류의 막을 형성하거나, Mask를 이용하여 전자회로를 그려 넣고 특정 부분을 선택적으로 깎아 내는 작업을 되풀이 함으로서 전자 회로를 구성해 나가는 일렬의 과정 단계(Front End 공정)으로, Package Assembly(Back End) 공정은 포함하지 않는다.
→ 전공정을 다루는 곳을 말하는 겁니다.
▶ FAB의 구조
- 사진 (1)과 같은 기둥과 H-Beam 형태의 건축물에 외벽과 실내를 마감
- H-Beam 위에 그레이팅(Grating) (사진2)을 깔아 FAB 바닥을 완성시킴
- 설비 무게에 따라 콘크리트 바닥(마감제는 clean소재)을 하는 경우도 있음(사진3)
▶ Clean Room이란?
- 오염제어를 진행하고 있는 제한된 공간으로, 공기 속에 포함되어 있는 먼지 뿐 아니라, 온도, 습도, 실내 공기압, 가스 성분, 정전기, 미진동, 전자파 등 환경 조건이 제어되는 공간을 일컫는 말
* 반도체 분야쪽에 관심있으신분들은 두가지 환경에 처하게 되는데요... 방진복으로 완전 무장하고 Clean room에 들어가 작업할 수 있습니다. 우리가 뉴스에서 접하는 반도체 회사들은 모두 하얀색 방진복을 뒤집어 쓴채 일하고 있죠. 이곳에 실제로 들어가서 작업을 하면.. 땀도 많이 나도 답답하고.. 저는 개인적으로 귀가 멍해지는 느낌이 들더라구요. 조명이 주황색인 공간에서는 멀미가 났습니다..
▶ 클린룸의 기류 방식
(1) 비층류방식(Convention clean room)
- 천장의 일부에 HEPA filter를 설치하고, 토출되는 공기를 가능한한 바닥쪽의 벽면을 통하여 순환시키는 방법
- 공조 닥트의 토출구에 필터유니트를 설치하는 것이 가능함
- 청정도는 클래스 10000 ~ 100000에 적합함
(2) 수평층류방식(Horizontal Flow clean room)
- 벽면의 한쪽에 HEPA filter를 설치하여 층류를 형성하여 토출시키고 반대측의 벽면으로 환기시켜 순환하는 방법
- 청정도는 클래스 100 ~ 1000에 비교적 적합함
(3) 수직층류방식(Down Flow clean room)
- 천장 벽면의 80% 이상을 HEPA filter로 장착하여 층류를 토출시켜 바닥으로 순환하는 방법
- 천장에서 토출된 청정공기는 최단거리로 환기되기 때문에 청정도는 클래스 1 ~ 1000으로서 제일 적합한 방법
* 클린룸의 청정도 클래스는 낮을수록 더 우수한 청정 환경을 나타내는 것입니다~
▶ 기류방식에 따른 특성표
| 기류방식 | 청정도 | 특징 | |
| 난류방식 Conventional flow |
class 10000 ~ 100000 | - 일반적인 방법으로 설비비가 비교적 적다 - 설비확장이 용이하며 운전 취급이 쉽다. - 실내발진 조건에 따라 청정도가 크게 좌우된다. |
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| 층류방식 Laminar Air flow |
수평형 Cross flow |
Class 100 ~ 1000 | - 실내발생 먼지가 신속히 처리되어 청정도가 높다 - 구조가 비교적 간단하다. - 토출지역과 흡입지역에 따른 청정도의 증감 - 세심한 실의 관리가 요구된다. |
| 수직형 Down flow |
Class 1 ~ 1000 | - 효과가 완전하다. - 설비비가 고가이다. - 천장과 바닥에 DUCT가 필요하므로 건축에 제한이 있다. |
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▶ HEPA (High Efficiency Paricular Air) Filter 란?
- HEPA filter는 입자의 크기에 따라 섬유조직에 의한 차단 및 충돌, 중력에 의한 입자침감, 입자의 브로운 운동, 정전기력에 의한 흡착 등을 이용하여 입자를 포집합니다.
- HEPA filter는 정격 풍량에서 입자경이 0.3 um 단분산 표준분진에 대하여 99.97% 이상의 포집 효율을 가지며, 이 때 필터의 압력 손실이 25.4 mm H2O이하신 필터를 말합니다.
▶ Clean room 입실 절차
- 클린룸에 들어가기 위해서는 여러 단계를 거친 후 완벽한 청정환경을 유지할 수 있도록 해야합니다.
- 따라서, 방진복으로 환복 후에, 에어샤워를 거친후 입장 할 수 있습니다.
- 상황에 따라 추가적인 STEP이 존재할 수 있습니다.
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다음 시간에는 왜 반도체 제조 과정에서 청정도가 중요한지에 대한 오염 파티클 이야기를 이어서 해보겠습니다.
고생하셨습니다.