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기술의 한계에 도전하는 가장 순수한 물, 초순수(Ultra-Pure Water)
우리가 마시는 물에는 건강에 도움이 되는 미네랄을 비롯해 여러 성분들이 있지만, 첨단 산업 현장에서는 아주 미세한 성분 하나도 모두 불순물로 간주됩니다.
초순수(UPW, Ultra-Pure Water)는 말 그대로 극도로 순수한 물로 이론적으로는 H₂O 분자 외에 이온이나 유기물, 미립자, 박테리아가 거의 존재하지 않는 상태입니다. 초순수는 자연에서 얻어지는 물이 아니라, 고도의 기술과 공정을 통해 만들어지는 하나의 첨단 산업용 소재에 가깝습니다.
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왜 이렇게까지 순수해야 할까요?
반도체는 머리카락 굵기의 수만 분의 일에 불과한 나노미터(nm) 단위에서 만들어집니다. 눈에 보이지 않는 작은 티끌 하나, 미세한 이온 하나가 공정 전체에 치명적인 영향을 끼칠 수 있기 때문입니다.
특히 물속에 녹아 있는 나트륨이나 칼슘 같은 이온은 전기를 흐르게 하는 성질을 가지고 있어 반도체 회로에 이런 이온이 닿게 되면, 의도하지 않은 전류가 흐르면서 고장(쇼트)의 원인이 되기도 합니다.
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초순수, 반도체 산업을 지탱하는 혈액
반도체 제조 과정 곳곳에는 세정 공정이 반복적으로 이어집니다. 트괴 웨이퍼 표면에 남아 있는 오염물질이나 식각 부산물, 불필요한 이온들을 씻어낼 때 사용되는 물이 초순수입니다. 전도성이 거의 없는, 완벽하게 정제된 물로 세정해야만 반도체의 품질과 생산성, 즉 수율을 안정적으로 유지할 수 있습니다.
실제로 8인치 웨이퍼 한 장을 만드는 데 약 7톤의 초순수가 사용된다고 알려져 있습니다. 이 수치만 봐도 초순수가 반도체 산업에서 얼마나 중요한 역할을 하고 있는지 짐작할 수 있을 겁니다.
