핵심 기술 (Core Tech)
정밀 세정 (Precision Cleaning)
단순한 오염 제거를 넘어, 파티클(Particle)과 유분(Oil), 이온(Ion)까지 극한으로 제어하는 반도체급 정밀 세정의 프로세스를 공개합니다.
1. 정밀 세정이란?
일반적인 세척(Washing)이 눈에 보이는 더러움을 없애는 것이라면, 정밀 세정(Precision Cleaning)은 눈에 보이지 않는 미세 오염원까지 완벽하게 제거하여 표면의 화학적 순수성(Cleanliness)을 확보하는 공정입니다.
제거 대상 (Targets)
- Particles: 0.1μm 이상의 미립자 (먼지, 금속 가루 등)
- Organics: 가공유, 절삭유, 사람의 지문(Skin oil)
- Inorganics: 각종 이온(Ion), 염류(Salt), 물때(Scale)
- Moisture: 잔류 수분 (수분 자체가 가스 배관에서는 불순물임)
2. 세정 프로세스 (Process Flow)
정밀 세정은 하나의 만병통치약 같은 약품으로 끝나는 것이 아니라, 여러 단계의 다중 물리/화학적 작용의 조합으로 완성됩니다.
Step 1. 탈지 (Degreasing) - 유분 제거
- 목적: 표면을 덮고 있는 기름막을 제거하여 후속 공정(산세/물세척)이 표면에 닿을 수 있게 함.
- 방법: 알칼리성 침적 세정제(Alkaline Cleaner) 또는 초음파(Ultrasonic) 병행.
- 원리: 비누화 반응(Saponification) 및 유화(Emulsification) 작용으로 기름을 물에 녹임.
Step 2. 산 세정 (Acid Cleaning) - 산화물 제거
- 목적: 표면의 녹, 용접 스케일, 무기질 오염 제거.
- 방법: 질산(HNO₃), 특수용액, 인산(H₃PO₄) 등의 혼합산 사용.
주의사항
산 세정 후에는 산 성분이 표면 미세 틈새(Crevice)에 남지 않도록 완벽하게 중화(Neutralization)하는 것이 매우 중요합니다. 잔류 산은 추후 심각한 부식을 초래합니다.
Step 3. 초순수 헹굼 (DI Water Rinsing)
- 핵심: 수돗물이나 일반 지하수에는 미네랄(Ca, Mg 등)이 있어 건조 후 얼룩(Water Spot)을 남깁니다. 반드시 저항도 18 MΩ·cm 이상의 초순수(DI Water)를 사용해야 합니다.
- 방법: 오버플로우(Overflow) 침적 헹굼 + 고압 스프레이 헹굼.
- 관리 기준: 배출수의 비저항(Resistivity)이 투입수와 동일한 수준이 될 때까지 지속.
Step 4. 건조 (Drying)
- 방법:
- Hot Air Blowing: 뜨겁고 깨끗한 공기(HEPA Filtered)로 물기 제거.
- Vacuum Drying: 진공 챔버에 넣고 감압하여 틈새의 수분까지 증발시킴. (복잡한 형상에 필수)
Step 5. 포장 (Packaging)
- 청정실(Clean Room) 작업: Class 1000 또는 Class 100 클린룸 내에서 수행.
- 자재: 대전 방지(Anti-static) 비닐 사용, 질소(N2) 충전 포장.
3. 검증 방법 (Verification)
세정이 잘 되었는지 어떻게 증명할까요?
| 검사 항목 | 측정 방법 | 판정 기준 (일반 반도체급) |
|---|---|---|
| 비휘발성 잔류물 (NVR) | 용매로 표면을 닦아낸 후 증발시켜 남은 무게 측정 | < 1.0 μg/cm² |
| 파티클 (LPC) | 액체 파티클 카운터(LPC)로 세정액 내 입자수 측정 | 0.5μm < 1000 ea/ft² (등급별 상이) |
| 유분 (Oil Content) | UV 램프 검사 (Black Light) | 형광 반응 없을 것 (None Visible) |
| 이온 오염도 (IC) | 이온 크로마토그래피(Ion Chromatography) | Cl⁻, SO₄²⁻ < 1.0 μg/cm² |