반도체 클린룸, 미세먼지와의 전쟁

방진복과 방진모, 방진장갑 등으로 온몸을 감싼 직원이 반도체 제품을 검사하고 있다. 반도체 생산라인은 청정도를 유지하기 위해 각종 클린 시스템을 작동하고 있다. 사진 제공 삼성전자

“불량률 제로 도전” 에어샤워하고 방진복입고 또 에어샤워…

출입 30분전 흡연 금지… 화장도 못해

‘미세먼지 제로(zero) 환경으로 불량률 제로에 도전한다.’

극세(極細) 기술의 집합체인 반도체 생산 공정에서 청정(淸淨) 환경은 필수조건. 삼성전자와 하이닉스반도체 등 반도체 업체들은 원가 절감과 직결되는 생산수율을 높이기 위해 완벽한 ‘클린룸 시스템’ 구축에 지속적으로 투자하고 있다.

1Gb(기가비트)급 D램을 생산하는 공장 내부는 ‘클래스1’의 청정도가 유지돼야 한다.

클래스1은 가로 세로 높이가 각각 30cm인 정육면체 속에 직경 0.5μm(마이크로미터·1μm는 100만분의 1m)인 먼지가 1개 이하 있는 수준이다. 경기도 면적의 땅에 500원짜리 동전 1개가 떨어져 있는 정도다.

사람이 생산라인으로 들어가기 위한 첫 단계인 ‘에어샤워룸(Air-shower Room)’은 천장과 양쪽 벽면에서 초속 25m(태풍은 최대 풍속이 초속 17m 이상)의 바람이 나와 미세먼지를 아래로 떨어뜨린다.

‘스막룸(Smock Room)’에서 방진복, 방진모, 방진부츠, 방진마스크, 2겹의 방진장갑 등을 착용한 뒤 ‘에어샤워룸’을 한 차례 더 통과해야 라인에 투입된다.

삼성전자의 경기 용인시 기흥공장 근로자들은 출입 30분 전부터 흡연을 하면 안 되고 화장도 금지된다. 청정비닐로 2중 밀봉하던 기존 반도체 제품 반출 방법도 최근 ‘열융착 자동 포장기’가 도입되면서 불량률이 훨씬 줄었다.

이 회사 반도체총괄 메모리사업부의 최재흥 상무는 “공장 청정도 유지는 반도체 수율을 높이기 위한 최우선 과제이기 때문에 수칙을 철저히 지켜야 한다”고 강조했다.

하이닉스는 지난해 국내 생산라인의 방진세트 공급에만 총 80억 원을 썼다.

특히 충북 청주의 300mm 웨이퍼 생산라인에는 FOUP(반도체 공정 간 웨이퍼 반송용기)를 이용한 시스템을 적용했다. 이 시스템은 웨이퍼가 노출되는 FOUP 안쪽만 클래스1을 유지하고 FOUP 바깥은 클래스1000 수준만 유지하면 돼 청정도 유지비용이 크게 줄었다.

서울반도체도 생산라인 내 청정도 관련 매뉴얼을 최근 갱신해 사업부 직원을 대상으로 교육을 실시했다.

김창덕 기자 drake007@donga.com