지난 글에서 반도체용 가스는 99.9999% 이상 깨끗해야 한다고 말씀드렸어요. 그런데 이 숫자, 솔직히 99.9%랑 별 차이 없어 보이지 않나요? 오늘은 순도를 말할 때 꼭 나오는 ppm ppb 뜻을 일상 속 비유로 쉽게 풀어 볼게요.
99.9%와 99.9999%, 정말 비슷한 숫자일까?
순도는 깨끗한 부분이 아니라 남은 불순물로 비교해야 차이가 보여요.
| 순도 | 부르는 말 | 남은 불순물 |
|---|---|---|
| 99.9% | 3N (쓰리나인) | 1,000ppm |
| 99.99% | 4N | 100ppm |
| 99.999% | 5N | 10ppm |
| 99.9999% | 6N (식스나인) | 1ppm |
9가 하나 늘 때마다 불순물은 10분의 1로 줄어요. 3N과 6N은 겉으로는 0.0999% 차이지만, 불순물로 보면 1,000배 차이입니다. 참고로 여기서 N은 9(Nine)의 개수를 뜻해요.
ppm, ppb, ppt 뜻은 무엇일까?
- ppm (parts per million): 100만분의 1
- ppb (parts per billion): 10억분의 1
- ppt (parts per trillion): 1조분의 1
단위가 하나 올라갈 때마다 1,000배씩 작아져요. 숫자만으로는 감이 잘 안 오니, 잉크 한 방울로 비유해 볼게요.
잉크 한 방울로 비유하면 어느 정도일까?
잉크 한 방울은 대략 0.05mL예요. 이 한 방울을 물에 떨어뜨린다고 생각해 보세요.
| 농도 | 잉크 한 방울을 떨어뜨릴 물의 양 | 느낌 |
|---|---|---|
| 1ppm | 50L | 2L 생수병 25개 |
| 1ppb | 50톤(50,000L) | 동네 작은 수영장 하나 |
| 1ppt | 5만 톤 | 올림픽 수영장 약 20개 |
흔히 “수영장에 잉크 한 방울”이라고 하면 아주 작은 양처럼 들리죠. 그런데 계산해 보면 이건 ppm이 아니라 ppb에서 ppt 수준이에요. 반도체 업계는 특정 불순물을 실제로 이 정도까지 관리합니다.
시간으로 바꿔 보면 더 와닿아요.
- 1ppm: 약 11.6일 중 1초
- 1ppb: 약 32년 중 1초
- 1ppt: 약 3만 2천 년 중 1초
왜 이렇게까지 따질까?
반도체는 원자 몇 겹 두께의 막을 쌓아 만들어요. 그래서 가스 속 아주 적은 불순물도 막의 성질을 바꿀 수 있습니다. 이 내용은 반도체 공장에서 가스 순도가 먼지보다 무서운 이유에서 자세히 다뤘어요.
💡 현직 엔지니어 시선
현장에서는 “6N이면 됐다”로 끝나지 않아요. 제품 규격서에는 수분 몇 ppm 이하, 산소 몇 ppm 이하처럼 불순물마다 한도가 따로 적혀 있거든요. 전체 순도가 6N이어도 특정 불순물 하나가 기준을 넘으면 불합격입니다. 또 가스에서 말하는 ppm은 보통 무게가 아니라 분자 개수(부피) 기준이라는 점도 알아 두면 좋아요.
3줄 요약
- 순도는 남은 불순물로 비교해야 해요. 3N과 6N은 불순물 기준으로 1,000배 차이입니다.
- ppm은 100만분의 1, ppb는 10억분의 1, ppt는 1조분의 1이에요.
- “수영장에 잉크 한 방울”은 ppb에서 ppt 수준이고, 반도체 업계는 이 정도까지 관리합니다.
다음 글에서는 우리 집 가스레인지 LPG와 공장 가스는 뭐가 다른지 알아볼게요. 🙂