[STEP 한국기술대학] 반도체 장비 시설 운영 Part 2. - (1) 유틸리티 설비 개요

반도체 장비 시설 운영 Part 2.
(1) 유틸리티 설비 개요

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반도체 공정 유틸리티 개요

 

1. 유틸리티의 정의와 기능 

• 유틸리티(Utility)

• 클린룸 내부의 생산장비 및 지원 시스템이 정상적으로 운전될 수 있도록 공급되거나 배출되는 매체

 

 

2. 유틸리티의 종류와 용도

1) 가스

 

2) 화학물질(Chemical)

 

3) 진공(Vacuum)

4) 물(Water)

5) 전원(Power)

6) 배기(Exhaust)

7) 배수(Drain)

 

3. 유틸리티의 공급 배관 재질 조건

• 유틸리티 배관의 재질은 상황에 따라 성능이 달라져야 함

 

1) 생산제품에 직접적으로 영향을 미치는 경우

• 가스, 화학물질, DI Water

- 고순도 및 내화학성이 요구되는 고순도 자재로, SUS 316LEP/BA 또는 PVDF/PFA 등 사용

 

2) 생산장비를 구동하거나 제품생산에 간접적으로 영향을 미치는 경우

• 배기, 배수, PCW, 진공, 식수/공수

- SUS 304 또는 PVC 등 사용

 

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유틸리티 설비 및 장치

 

1. 유틸리티 설비 구성 

• 유틸리티 설비

- 유틸리티들을 공급하거나 공정을 지원해 주는 장치들이 모여있는 하나의 시스템

- 클린룸 공정실의 생산장비들과 밀접하게 연결됨

 

2. 유틸리티 장치의 종류 및 기능

 

1) PCW 장치(Process Cooling Water)

• 쉬지 않고 가동되는 반도체 관련 공정 장비의 과열 방지 및 냉각

• 18℃의 고순도 냉각수를 순환시킴

 

2) DI Water 장치(De-lonized Water)

• 물 속의 이온을 제거한 순수한 물을 생성하는 장치

• 이온교환수지, RO, UF 등의 고도처리 과정을 통해 물 속의

  이온성분, 파티클, 박테리아, 미생물, 용존가스 등을 제거한 고도로 정제된 물을 만듦

• 반도체 공정에서 웨이퍼에 부착된 불순물이나 약품 등의 세정용으로 사용

 

3) 질소 발생기(N2 Generator)

• 흡착제와 촉매제를 이용해 공기 중 약 78%를 구성하고 있는 질소를 산소와 분리하여 고순도의 질소 가스를 생산하는 장치

• 공정 장비들의 밸브 구동용이나 잔여 가스의 제거 등에 사용

• 압축공기를 이용한 현장 직접 생산 방식으로 고가의 액체직소처럼 배달 지연이나 질소가격 변동에 영향을 받지 않음

 

 

4) CDA 장치(Clean Dry Air)

• 압축공기 중에 포함되어 있는 먼지, 유분, 수분 등의 오염물질을 기준값 이내로 제거

• 공기압 기기의 작동 불량, 신뢰성 및 내구성 이상, 제품 및 인체의 오염 방지

• 공기의 품질이 시스템이나 기기의 사용 목적, 성질, 기능에 적합하도록 함

• 반도체 생산 장비에 질소 발생기와 함께 가장 많이 사용

• 각 생산장비의 밸브 동작 및 전송 장치, 공압기기 등에 사용

 

5) 진공 장치(Vacuum)

• 진공을 발생하는 펌프 장치

• PV(Process Vacuum) 

공정 중 웨이퍼의 이송 및 검사 시에 외부오염으로부터 제품을 보호하고 안전하게 움직일 수 있도록 로봇 등에 사용

• HV(House Vacuum) 

클린룸 내의 청결을 유지하기 위한 것으로 내부의 청정이 필요할 때 사용

 

6) 가스 캐비넷(Gas Cabinet)

• 반도체 제조 및 LCD, 광섬유 제조 공정 등에서 사용되는 특수 가스 공급

• 위험한 고압가스의 초고순도를 유지하면서 공정장비까지 공급

• 비상시 차단할 수 있는 장치 포함

 

 

7) 화학공급장치(Chemical Supply System)

• 산, 알칼리, 솔벤트 등의 고순도 화학물질을 공정장비에 필요한 양 만큼 안전하게 자동으로 공급하는 장치

• 자동제어 형태로 공급함으로써 약품 운반과정에서 발생할 수 있는 사고 예방 및 오염 방지

8) 전원장치(Power)

• 전원을 공급하는 장치로서 클린룸 공정 장비뿐만 아니라 모든 설비 및 장치들에게도 전원 공급

• 보통 주전원 분전반을 통하여 전원이 공급되며,

정전 등 비상 상황 시에 는 UPS(UPS(Uninterruptable Power Supply) 같은 비상전원장치를 이용하여 전원 공급

 

9) 배기장치(Exhaust)

• 생산 공정에서 발생하는 잔류 가스나 폐가스를 규정된 규제치 이하로 처리하여 대기로 배출

• 발생되는 가스의 종류에 따라서 산/알칼리 배기, 열/일반 배기, 유기배 기, 비상배기로 구분하여

  각각의 특성에 적합한 배기가스 처리 장치 적용

• 공정실 내에서 각 배기의 특성에 적합한 1차 집진기(Scrubber)로 처리 된 후

   2차 집진기에서 다시 처리되어 법적 규체치 이하의 상태로 대기 중에 방출

• 최종 배기장치는 모두 옥상에 설치됨

 

 

10) 배수장치(Drain)

•생산 장비에서 사용되어지고 버려지는 폐수 배출

• 산/알칼리 폐수

일정한 수집 탱크에 모아 화학처리를 하여 법적 기준을 통과한 기준으로 완전처리 후 버림

• 일반 폐수

별도의 탱크에 일정량이 수집되면 합법적인 산업폐기물 업체로 위탁 처리

11) 배관설비(Hook-up)

• 유틸리티 장치들과 공정 장비들 사이에 각종 유틸리티들을 안정적이고 원활하게 공급할 수 있게 해 주는 통로역할을 하는 설비

• 구성 

덕트, 파이프 등