[녹색경제신문 = 이선행 기자] 머리카락 10만분의 일 크기. 반도체 공정이 다루는 ‘1 나노미터 단위’입니다. 미세하다는 표현으로는 다 담지 못할 이 작업 전반이 이뤄지는 공간인 ‘클린룸’은 매우 엄격하게 관리됩니다. 

온도는 20~23도, 습도는 45~55%로 일정하게 유지되어야 합니다. 압력 또한 높여둬 외부의 미세입자 침입을 막습니다. 

엔지니어의 동선 또한 먼지 발생 정도를 최소화할 수 있도록 설계됩니다. 방진복을 입었지만 그래도 안심할 수 없습니다.

단 한 톨의 먼지도 허용되지 않는 이 구역의 비밀, 바닥과 벽에도 있었습니다. 

지난달 19일부터 23일, 한국기술교육대학교 반도체특성화대학사업단(충남 천안시)과 천안시가 함께 주최한 ‘반도체 역량 강화 교육’에서 클린룸 바닥 내부를 들여다볼 수 있었습니다. 

텅 비어있는 안쪽은 단순히 배관들만을 위한 영역이 아닙니다. 

최정호 한국기술교육대학교 전기·전자·통신공학과 겸임교수님(이하 최 겸임교수님)께서는 “클린룸을 청정하게 유지하기 위해 공기 순환을 활용한다. 클린룸 상부와 하부에 공간을 남겨두는 이유”라고 설명하셨습니다. 

공기 순환 방식은 크게 측류 방식과 난류 방식으로 나뉩니다. 측류는 공기가 한 방향으로 순환하는 방식이고, 난류는 방향이 바뀌는 방식입니다.

측류 방식은 다시 수직과 수평으로 나뉩니다. 수직은 천장에서 들어온 깨끗한 공기가 바닥으로 향하고, 수평은 한쪽 벽에서 나온 공기가 마주보고 있는 벽 쪽으로 흐릅니다.

한국기술교육대학교 클린룸은 수직 측류 방식으로 설계되었습니다. 

천장 부분에 천정형 에어컨처럼 설치된 헤파(HEPA, 공기 필터의 일종)를 통해 나온 공기가 바닥의 창살을 통해 공조기로 흐릅니다.

공조기는 실내의 온습도를 조절하는 장치입니다. 다시 천장의 헤파로 가 걸러진 깨끗한 공기가 클린룸으로 주입됨의 반복입니다. 

약 200평 남짓의 공간에 설치된 헤파는 39개입니다. 

벽 또한 미립자를 뿜어내지 않는 외벽으로 설계되었습니다. 시멘트로 만들어진 벽은 계속해서 미립자를 뿜어냅니다.

바닥에 숨겨진 비밀 또 하나. 바로 얼룩덜룩한 어두운 부분을 통해 전류가 흐른다는 사실입니다.

웨이퍼에 전류가 흐르면 수율에 치명적입니다. 방진복, 장갑, 신발 모두에 세로줄 무늬가 새겨진 이유는 모두 전류를 바닥으로 향하게 하기 위함입니다.

공정 교육에 참여한 박준영 상명대학교 전자공학과 2학년 학생은 “클린룸은 평소 삼성전자에서 운영하는 유튜브 채널을 통해서만 접해왔었다. 이번 기회에 직접 들어가보고 관련해 자세한 설명을 들으니, 그야말로 ‘과학의 총 집합체’라는 생각이 들었다”고 말했습니다. 

이어 “교육을 듣기 전까지는 패키징이 되기 전 반도체가 어떤 모습인지 정확하게 몰랐다. 패키징 전 반도체 모습을 눈으로 볼 수 있어 이해하는 데 많은 도움이 되었다”고 말했습니다. 

한편 ‘반도체 역량 강화 교육’은 매년 여름방학과 겨울방학, 천안 소재 대학교 학생을 대상으로 진행됩니다.

전액 무료로 반도체에 대한 기초 이론 교육, 8대 공정 실습, 시뮬레이션 실습을 체험해볼 수 있습니다.