이번 포스팅에서는 반도체공장내에 설치되어있는 클린룸(Clean Room)의 방재특성과 그 감지할수 있는 가스감지기술에 대해서 알아보고자 한다. 우리나라의 반도체산업은 다시 한번 도약을 해서 활성화를 이루고자 하는데 이러한 반도체공장내에서는 재료및 제품등이 고가이며 가스 및 먼지등에 의해서도 큰 피해를 입을수 있는 방재특징이 있어 그러한 특성에 잘 대응할수 있어야 한다.
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반도체공장의 Clean Room의 방재 특성과 가스감지기술
1. Clean Room의 의의
보통 청정실, 무진실 등으로 부르며 불순물을 극도로 제거하여야 하는 전자공업, 의약품공업, 연구소 등에서 필요한 설비로 온도, 습도, 압력이 정밀하게 통제되는 곳이며, Wafer의 표면에 홈을 내주는 Etching(식각)공정 등이 이 곳에서 실시된다. 미국의 연방규격 2090호는 Clean Room을 청정도에 따라 5등급으로 구분하고 있다.
2. 클린룸 방재적 특성
⑴ 위험성
① Clean Room은 원료, 제품 등이 고가이며 연기나, 먼지 등에 의해서도 큰 피해를 입을 수 있다.
② Clean Room의 구조는 소방훈련이 불가능하여 인명손실의 위험을 내포하고 있다.
③ 반도체 제조가스는 수소 또는 할로겐과의 화합물이 대부분이다.
④ 실내에 전기설비, 기기장치, 화학약품, 가스배관 등이 산재되어 있어 위험요 소가 많다.
⑤ 창문이 적고 칸막이로 실내가 구분되어 있어 피난 및 소화활동에 지장이 많다.
⑵ 화재 및 폭발 발생
① Clean Room에서 취급하는 인화성, 가연성, 부식성가스는 화재 및 폭발의 잠재적 위험성을 내포하고 있다.
② 가스사용의 위험성
| 구 분 | 수소화물 | 할로겐화물 |
| 독성 | -연소하기 쉽다 -인체에 독성 |
-분해하기 쉽다 -부식성이 강하다 |
⑶ 연기위험성
공기 청정을 매우 중요시 하는 관계로 화재시 연기의 배출을 위한 전용 배기설비가 없고 피난 동선이 복잡하여 연기 발생시 인명 안전에 대한 위험이 크다.
⑷ 습도
수분의 과다 또는 부족은 Clean Room안에서 사용된 일부 공정에 중대한 문제를 일으킬 수 있다. 높은 습도는 계기의 부식을 촉진시키고 낮은 습도는 정전기의 발생으로 인하여 화재위험을 증가시킨다.
⑸ 온도
재료와 계기의 안전상태를 유지하기 위해 적절한 온도제어가 필요하다.
⑹ 압력
Clean Room과 인접한 실과는 차압을 유지해야 한다.
3. 클린룸의 위치 및 구조
⑴ Clean Room이 설치된 층의 위에 있는 층의 바닥은 방수처리를 해야 한다.
⑵ Clean Room이 설치된 건물의 구조는 불연구조나 내화구조이어야 한다.
⑶ Clean Room은 기타부분과 1시간 이상의 내화구조로 방화구획을 설치하여야 한다.
4. 클린룸의 설치 소방시설
⑴ 가스감지기
⑵ 화재감지기
감도가 높은 화염감지기 설치가 효과적이며 기류가 심한 곳의 Plume에는 공 기의 층류흐름 때문에 Air Sampling감지기가 효과적이다.
⑶ 스프링클러설비
① Clean Room 및 Clean Zone에는 습식 자동SP설비의 설치가 권장된다.
② 헤드는 RTI지수가 낮은 헤드(57℃)를 사용하여야 한다. 직경 10"이상의 배기가스덕트 내부에 SP헤드를 3.7m이내의 간격으로 설치한다(다만 내화성능을 가진 닥트사용시는 스프링클러 헤드를 설치 하지 아니 할수 있음)
③ 가연성 액체가 사용되는 Wet Bench부문과 대전력이 사용되는 Furnace 및 Iron 주입기 등의 기계설비를 제외한 곳에는 SP설비가 효과적이다.
⑷ Halon 소화기
반도체 공정에 사용되는 가스중 수소 및 수소화물계와 혼합시 강렬한 반응을 하거나 폭발성의 화합물을 생성하게 되므로 Halon소화기를 설치하는 것은 설치 장소별 신중히 고려하여야 한다.
5. 방화대책
⑴ 인화성액체는 별도의 구획실에 저장한다.
⑵ 가스는 반드시 옥외에 종류별로 저장한다.
⑶ Clean Room 상호간의 칸막이벽은 내화구조 1시간 이상으로 한다.
⑷ 환기설비는 Clean Room마다 다른 계통으로 한다.
⑸ Clean Room용 비상전원을 설치한다.
⑹ 전 Clean Room에 SP설비를 설치한다.
⑺ 배기덕트(가연, 유기)에도 SP설비를 설치하거나 화재확산방지 전용 배기덕트를 설치한다.
⑻ Clean Room내에 비상시 행동기준을 부착해 놓고, 정기적으로 훈련을 실시한다.
⑼ 실내 위험물은 1일 사용량 이상을 비치하지 아니한다.
⑽ 피난에 대한 훈련을 정기적으로 실시되어야 한다.
⑾ 방폭 구조 지역 구분 및 방화구획을 철저히 하여야 한다.
⑿ 지진에 대비 내진설계가 반영되어야 한다
⒀ 소화용수는 충분히 공급되어야 하며 펌프용량도 최소 NFPA규정에 적합하여야 한다.
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(주)여울 종합건축사사무소와 컨소시엄 작업수행중
건축 & 문화 프로젝트팀 STORY ONE에서 활동중, 26년차 건축가 주원태
홍익대학원 도시계획과 석사과정
저서로는 [수인의 건축] [집과 연필, 비례이거나 반비례거나]등이 있다
스토리원 홈페이지 http://www.story-one.co.kr
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