クリーンルームには、どんなルールがある？ 化粧や普通の紙がだめな理由

クリーンルームに入るときのよくあるルールは、次のとおりです。家を出る前に化粧や香水をせず、長い髪はまとめておく。防塵服に着替えて、エアシャワーを通る。中ではクリーンルーム用の紙とペンだけを使い、スマホや道具は先に拭き、ゆっくり動き、飲食はせず、ウェーハに手で直接触らない。出るときは逆の順番で脱ぎ、防塵服は外に着て出ない。どれも防いでいるのは同じことです。粉やくず、繊維を落とすものを、ウェーハに近づけない。そのいちばん大きな発生源のひとつが、人そのものです。ルールは工場や研究室ごとに少しずつ違います。ここでは、大学や研究機関が公開している規則によくあるやり方と、その理由を紹介します。

入る前に何をする？ なぜ化粧はだめなの？

ステップ1：家を出る前に、化粧も香水もしない。長い髪はまとめる

• 何をする：ファンデーション、おしろい、アイシャドウ、マスカラをつけず、香水やヘアスプレーも使わない。長い髪はまとめておきます。
• なぜ：化粧品の多くはとても細かい粉で、汗をかいたり顔に触れたりすると落ちます。中には金属の化合物もあり、たとえばファンデーションやアイシャドウによく使われる酸化鉄や二酸化チタンです。香水やヘアスプレーは細かい液滴を出すうえ、その香りで薬品もれのにおいに気づきにくくなることもあります。
• しないと：防塵服で出ているのは目のまわりだけ。顔の粉はそこから漂い出て、防塵服も汚します。

ローションは少し特別です。乾いてひび割れた肌も皮膚のかけらを落とすので、決められたローションなら、かえって使ってよいところもあります。

ステップ2：靴を脱ぎ、粘着マットを踏み、手を洗って、防塵服を着る

• 何をする：靴は入口の外で脱ぎ、ベタベタする床マット（粘着マット）の上を歩きます。手を洗うところもあります。上着、かばん、本は外に置いていきます。髪は耳まで全部ヘアネットに入れ、ひげのある人はひげカバーもつけて、上から順に防塵服を着ます。手袋は最後です。
• なぜ：靴底は道路からほこりを運んでくるので、粘着マットで少しはがします。頭と顔はいちばん多く落とす場所なので、先に覆います。
• しないと：防塵服を着終わる前に汚れてしまいます。フードのすき間から出た髪の束は、パーティクルを落とし続けます。

着方と、なぜその順番なのかは「クリーンルームでは、なぜ全身を覆う防塵服を着るのか」へ。

ステップ3：エアシャワーでは、まん中に立って、ゆっくり1回転

• 何をする：小さな部屋に入ると後ろの扉が閉まり、両側のノズルからフィルターを通した強い風が吹き出します。まん中に立ち、腕を上げて、ゆっくり1回転。終わると、反対側の扉が開きます。
• なぜ：回ることで体のどの面にも風が当たり、防塵服の表面にゆるくついたパーティクルをいくらか吹き飛ばせます。2枚の扉は同時には開かない（インターロック）ので、外の空気がまっすぐ流れ込みません。
• しないと：前しか吹かれません。壁にもたれると、壁についた面には風が当たりません。

エアシャワーで実際にどれだけ落とせるかは、昔から意見が分かれています。あくまで念のための一段で、防塵服をきちんと着ることの代わりにはなりません。

中ではどんなルールがある？ 持ち込めないものは？

ステップ4：書くのはクリーンルーム用の紙とペンだけ

• 何をする：書くときはクリーンルーム用の紙（無塵紙）と決められたペン、拭くときは繊維の落ちないワイパーを使います。ふつうの紙、ノート、段ボール、鉛筆、消しゴム、修正液は持ち込みません。
• なぜ：ふつうの紙は木の繊維を固めたもので、破る、折る、めくるたびに繊維や紙粉が落ちます。鉛筆で書くのは紙に黒鉛の粉の層を残すことで、消しゴムからはくずが出ます。
• しないと：ノートを1ページめくるだけで、装置のそばに見えない紙くずをまくことになります。持ち込みたい書類は、無塵紙に印刷したりラミネートしたりすることがよくあります。

ステップ5：スマホは持ち込める？ スマホや道具は先に拭くか、専用のものを使う

• 何をする：スマホのルールは場所によって大きく違います。入口でアルコールで拭けば持ち込めるところ、外でしか使えないところ、秘密を守るために中での撮影を禁止しているところもあります。道具や部品はきれいに拭き、段ボールから出して、パスボックス（両側に扉のある小さな箱）から中へ入れます。
• なぜ：スマホは1日じゅうポケットや手の中にあって、ほこりや油がついています。ケースのすき間にはもっとたまるので、ケースを外すよう求めるところもあります。
• しないと：人は着替えたのに、ほこりは持ち物と一緒に入ってしまいます。

ステップ6：ゆっくり歩き、走らず、装置にもたれない

• 何をする：走らずに歩き、ゆっくり動きます。装置や作業台にもたれたり、座ったりしません。
• なぜ：動きが大きいほど、防塵服のすき間から押し出されるパーティクルが増えます。走ると、天井から下へ流れる空気もかき乱します。もたれると、服と台の上のものがお互いにつきます。
• しないと：風で床へ運ばれるはずのほこりがまた舞い上がり、少し長く漂って、ウェーハに落ちるチャンスが少し増えます。

ステップ7：ウェーハに直接触らない。手袋が破れたら替える

• 何をする：ウェーハはできるだけ密閉された箱（FOUP）に入れて、機械で運びます（「ウェーハは工場の中をどう移動する？」）。どうしても持つときは、手袋をして真空ピンセットや専用のピンセットを使い、裏面か縁だけに触れます。手袋が破れたり汚れたりしたら、外に出て替えます。
• なぜ：手の汗や脂には塩分が含まれていて、そのナトリウムがトランジスタのとても薄い絶縁膜に入りこむと、スイッチの性質が少しずつずれていきます。
• しないと：目に見えない指紋ひとつで、そのあたりのチップに問題が出ることがあります。

ステップ8：食べない、飲まない、ガムもかまない

• 何をする：食べ物、飲み物、ガムは外に置いていきます。
• なぜ：食べかすや水滴は汚れのもとです。クリーンルームには薬品もあり、口に入れるものについてしまうかもしれません。
• しないと：クッキーをひと口かじれば、それだけで大量のパーティクルです。

ステップ9：エリアによっては、ルールがさらに増える

• リソグラフィのエリアは黄色い照明だけ。ウェーハに塗った、青い光や紫外線に反応するレジストを守るためです（「リソグラフィのエリアは、なぜ黄色い照明なのか」）。
• チップを扱う場所では静電気を防ぎます。たとえば接地したリストストラップをつけます（「静電気放電（ESD）とは？」）。
• 訓練を受けて権限をもらわないと入れないエリアもあります。権限のない人には、だれかが付き添います。

出るときは何に気をつける？

ステップ10：逆の順番で脱ぎ、防塵服は外に着て出ない

• 何をする：更衣室に戻り、だいたい着たときと逆の順番で脱ぎます（手袋をしたまま下から脱ぐところもあります）。マスクと手袋は捨て、防塵服は決まった場所に掛けるか、洗濯に出します。
• なぜ：防塵服の外側にはもういろいろなものがついています。順番どおりに脱げば、それが内側や、次にまた着るところに触れにくくなります。
• しないと：外に着て出ると外のほこりがつき、次に入るときに一緒に持ち込みます。だから、防塵服をクリーンルームの外に着て出ないよう、規則にはっきり書いているところもあります。

例外がひとつあります。火災やガスの警報が鳴ったら、順番どおりに脱がず、まず外へ出ます（「半導体工場の仕事は安全？」）。

このルールは、何を防いでいるのか

10のステップを並べてみると、じつは3つのことしかありません。

1. 人が落とすもの：皮膚のかけら、髪、化粧品の粉、服の繊維。どれもパーティクルのもとです。
2. 人が持ち込むもの：紙、ペン、スマホ、段ボール、食べ物。専用のものに替えられるなら替え、替えられないものは先に拭きます。
3. 中にあるものを舞わせない、触らない：ゆっくり動く、もたれない、ウェーハに直接触らない。

空気そのものは空調がろ過しています（「クリーンルームの空気は、どこから来るのか」「クリーンルームはどれくらいきれい？」）。ルールが受け持つのは、空調では防げない人と持ち物です。目に見えない1粒が、チップをひとつだめにすることがあり、それが歩留まりの損失になります。

fab24hrでは

「出勤」を押して「工場の一日」を選び、「今日のあなたは」のカードで「量産工場」を押し、左右にスワイプしてプロセスエンジニアを選びます。名前の下の色のタイルの列でエッチングを押せば、エッチングのプロセスエンジニアです。クリーンルームに入る前には防塵服に着替えます。色は5つで、たとえば新人の「ルーキーイエロー」、来客や業者の「ゲストブルー」があります。エアシャワーをタップして「分解して見る」、続けて「動きを見る」を押すと、強い風の中で人がゆっくり1回転するようすが見られます。

ほかにも、手袋の指先に小さな穴が開いて、外に出て替えるか、とりあえずテープで貼るかを決めることもあります。床でクリーンルーム用ペンを拾うことも、エアシャワーの外で待っている装置メーカーのエンジニアに会うこともあります。部品の外箱は外で開け、拭いてからパスボックスで中に入れます。開発ラインの装置メーカーの常駐エンジニアを遊ぶと、朝シフトでは今度は入れないのがあなたです。カメラ付きのスマホは受付のロッカーに預け、入構証ではエアシャワーが開かないので、だれかに案内してもらうのを待ちます。

ゲームに出てくる工場、人物、ルールは架空です。クリーンルームのルールは大学や研究機関が公開している手順をもとに書いていて、どの会社の規定を表すものでもありません。用語は「半導体工場の業界用語を、やさしく解説」へ。