자동 반송(AMHS) 엔지니어는 무슨 일을 할까?

자동 반송 엔지니어(AMHS 엔지니어라고도 한다. AMHS는 automated material handling system, 자동 물류 반송 시스템의 약자다)는 팹에서 웨이퍼 박스를 자동으로 옮기는 시스템 전체를 맡는다. 천장 레일을 달리는 OHT(천장 반송 장치), 박스를 보관하는 스토커, 층과 층을 오가는 리프터, 그리고 어느 차량이 실어 가고 어느 길로 갈지 정하는 컴퓨터다. 박스 하나하나가 제때 다음 장비 앞까지 가서 내려놓이도록 하는 것이 이 일이다.

웨이퍼 박스(FOUP)가 무엇인지, OHT가 박스를 장비에 어떻게 내려놓는지는 ‘웨이퍼는 팹 안에서 어떻게 이동할까?’에서 다뤘으므로 여기서는 다시 설명하지 않는다.

무엇을 맡고 있을까?

대상	무엇인가	무슨 일이 생기나
OHT와 레일	레일에 매달려 달리는 소형 차량. 큰 팹에는 수백 대가 있기도 하다	한 대가 멈추면 뒤의 차량이 모두 지나가지 못한다
스토커	박스가 장비를 기다리는 동안 머무는 자동 창고. 안의 크레인이 박스를 넣고 꺼낸다	가득 차면 새로 온 박스는 다른 스토커로 가야 한다
버퍼, 리프터	장비 가까이에 작은 버퍼를 두는 팹도 있다. 여러 층인 팹은 리프터로 박스를 위아래로 옮긴다	리프터 앞에도 줄이 생긴다
배차 컴퓨터	흔히 반송 제어 시스템(MCS)이라고 부른다. 어느 차량이 어느 길로 갈지 정한다	차량을 너무 많이 내보내면 도로처럼 정체가 생긴다
핸드셰이크	OHT가 박스를 내려놓기 전에 장비와 주고받는 일련의 신호	신호 하나가 빠지면 박스를 내려놓지 못한다

평소 하루에는 무엇을 지켜볼까?

지켜보는 것은 몇 가지 숫자다. 박스 하나가 차량을 호출한 순간부터 내려놓을 때까지 걸리는 시간(반송 시간), 한 시간에 몇 번 옮겼는지, 차량과 스토커 크레인이 얼마나 바쁜지다. 로트는 대부분의 시간을 기다리며 보내기 때문에(‘웨이퍼 한 장 만드는 데 얼마나 걸릴까?’ 참고), 반송이 조금만 늦어져도 대기 시간이 뒤로 계속 전해진다. 지켜보지 않으면 제조부가 “로트가 움직이지 않는다”고 전화할 즈음에는 이미 줄이 생겨 있을 수 있다.

OHT 차량에도 정기적인 PM이 필요하다. 바퀴는 오래 달리면 닳고 금이 가며, 제때 바꾸지 않으면 차량이 도중에 멈출 수 있다.

OHT가 레일 위에서 멈추면 어떻게 할까?

1. 줄을 멈춰 세운 차량을 찾는다: 시스템에서 모든 차량의 위치와 기록을 본다. 앞의 한 대가 움직이지 않으면 뒤의 차량은 서서 기다릴 수밖에 없으므로, 뒤에 선 차량은 대개 고장 난 것이 아니다.
2. 아직 진입하지 않은 차량을 우회시킨다: 시스템에서 그 구간을 차단해 차량을 더 들여보내지 않고, 다른 길이 있으면 그쪽으로 돌린다. 그래야 막히는 범위가 커지지 않는다. 길이 하나뿐인 구역은 수리가 끝나기를 기다리는 수밖에 없다.
3. 시스템에서 재기동할지, 사람이 올라갈지 정한다: 시스템에서 재기동하면 다시 움직일 때도 있다. 그러나 원인을 없애지 않으면 곧 다시 멈출 수 있다. 장비에서 리셋을 누르는 것과 같은 이치다.
4. 올라가기 전에 움직이지 않게 한다: OHT는 천장 높이에서 달리므로 리프트를 타고 올라간다. 그 전에 구간을 차단하고 끊어야 할 전원을 끊은 뒤, 작업자마다 자기 자물쇠와 표지를 건다. 이것이 LOTO(lockout/tagout, 잠금·표지)다. 이 단계를 빼먹으면 사람 손 바로 옆에서 차량이 갑자기 움직일 수 있다.
5. 박스를 먼저 내리고, 차량은 수리로 보낸다: 차량에 실린 박스는 절차에 따라 내려 카트로 옮긴다(한 박스에 25장, 8kg 안팎). 차량은 레일 가운데 수리용으로 마련된 구간까지 옮겨 내려놓고 고친다. 그러면 다른 차량을 막지 않는다.
6. 재개하기 전에 알리고, 시험하고, 기록을 고친다: 오래 멈춘 뒤에는 기다리던 로트가 한꺼번에 몰려나오므로, 먼저 제조부와 디스패치에 알려 급한 것부터 보내게 한다. 고친 구간은 먼저 시험한 뒤에 다시 연다. 사람이 옮긴 건은 반송 기록에 남지 않으므로 보충해 둔다. 그래야 다음 사람이 그 박스를 찾을 수 있다.

스토커가 거의 찼을 때, 크레인 PM이 잡혀 있을 때는?

스토커가 거의 차면 오늘 쓰지 않을 박스(예를 들어 빈 박스)를 아직 자리가 남은 다른 스토커로 옮기고, Q-time이 임박한 박스는 가까운 곳에 남겨 둔다. 가득 차 버리면 새로 온 박스가 다른 스토커로 돌아가고, 쓸 때 먼 길을 되돌아와야 하기 때문이다.

스토커에 따라서는 통로 하나에 크레인이 두 대 있다. 한 대가 PM으로 멈추면 그 스토커는 조금 느려질 수 있으므로, 입출고가 적은 시간을 고른다. PM이 끝난 뒤에도 먼저 시험해 본 다음에 박스를 다루게 한다.

OHT가 도착했는데 박스를 내려놓지 못하면, 어떻게 조사할까?

OHT는 박스를 내려놓기 전에 장비와 일련의 신호를 주고받는데, 이를 핸드셰이크라고 한다. OHT가 “놓아도 되나?” 하고 묻고 장비가 “놓아도 됨”이라고 답해야 OHT가 내려놓으며, 다 놓으면 서로 한 번 더 알린다. 업계에는 공통의 핸드셰이크 규격이 있어서, 서로 다른 OHT와 장비도 연결된다.

핸드셰이크는 양쪽이 직접 주고받는 대화여서, 배차 컴퓨터는 “이번 반송이 완료되지 않았다”는 사실만 아는 경우가 많다. 그래서 현장에서 조사한다.

1. 양쪽 기록을 함께 본다: 반송 쪽은 차량 쪽을, 장비 엔지니어는 장비 쪽을 보며 신호 하나하나를 대조한다.
2. 어느 신호에서 멈췄는지 찾는다: 차량이 묻지 않았는지, 장비가 답하지 않았는지 본다.
3. 포트가 어떻게 설정돼 있는지 본다: 장비 앞의 박스 받침대(로드 포트)에는 ‘자동’과 ‘수동’ 두 가지 모드가 있다. 누군가 손으로 박스를 올려놓고 자동으로 되돌리지 않았다면, OHT는 끝내 “놓아도 됨”을 받지 못할 수 있다.

어느 쪽인지 먼저 가려내면 양쪽을 다 뜯어볼 필요가 없다.

장비 엔지니어, 팹 인프라, 제조부와 무엇이 다를까?

직무	맡는 것	자동 반송과의 경계
장비 엔지니어	생산 장비 한 대 한 대 자체	장비 앞에 박스를 내려놓기까지가 반송이다. 핸드셰이크가 걸리면 각자 자기 쪽을 본다
팹 인프라 엔지니어	팹 전체가 함께 쓰는 전기, 물, 가스, 공조	인프라는 장비가 쓰는 것을, 반송은 박스를 옮기는 설비를 맡는다
제조부	어느 로트를 먼저 어느 장비에 올릴지	‘어디로’는 주로 디스패치와 제조부, ‘어떻게 보낼지’는 반송이다

OHT가 멈췄을 때 누가 긴급 로트를 카트로 밀고 갈지는 팹마다 나누는 방식이 다르다. 이 일은 흔히 ‘자동화’ 조직에 속하며(‘반도체 공장에는 어떤 부서가 있을까?’ 참고), 직무 명칭도 팹마다 다르다.

어떤 배경의 사람이 하고, 무엇을 할 줄 알아야 할까?

이 일은 절반은 기계, 절반은 컴퓨터다.

• 기계: 차량, 크레인, 바퀴, 레일이 어떻게 움직이고 어디가 닳는지.
• 전기와 제어: 모터, 센서, 그리고 양쪽이 주고받는 신호.
• 소프트웨어와 데이터: 기록과 반송 시간을 읽고 다음에 어디가 막힐지 찾는 일.
• 산업공학: 차량을 몇 대 운행할지, 레일을 어떻게 깔지, 어디가 막힐지. 대학에서 이 주제를 연구하는 곳은 산업공학과가 많다.

그래서 이런 분야의 사람에게 모두 길이 있다(‘어떤 전공이면 반도체 팹에 갈 수 있을까?’ 참고). 그 위에 필요한 것은 절차대로 움직이는 안전 습관, 한밤중에 온콜 전화가 울렸을 때 상황을 정확히 묻는 일, 그리고 여러 부서에 “지금 어떤 상황이고 얼마나 걸리는지” 설명하는 능력이다.

fab24hr에서는

‘출근’을 누르고 ‘직장인의 하루’를 고른 뒤, ‘오늘 나는’ 카드에서 ‘양산 팹’을 누르고 좌우로 넘겨 자동 반송 엔지니어(Beta 표시)를 고르면 이 역할이다. 이 역할은 구역을 고르지 않는다. 반송 시스템 전체가 내 조의 담당이다. 네 근무는 게임을 연 시각에 따라 정해진다.

• 심야 근무 ‘줄줄이 대기’: 03:50, 집에 있는데 반송 야간조 아촨에게서 전화가 온다. 전공정에서 포토로 가는 메인 레일 구간에 OHT 한 대가 멈췄고, 뒤로 줄줄이 밀려 있다. 먼저 시스템 그림에서 줄을 멈춰 세운 차량을 찾은 뒤, 시스템에서 재기동할지, 아촨에게 그 구간을 차단해 달라고 하고 공장에 가서 둘이 올라가 볼지 정한다.
• 오전 근무 ‘거의 찬 스토커’: ETCH-03이 한밤중부터 멈춰 있어 식각 구역 스토커가 거의 찼다. 급하지 않은 박스 몇 개를 골라 전공정 쪽 스토커로 옮긴다. 10시에는 P-6A07이 ETCH-05에 들어가야 하는데, OHT는 도착했지만 핸드셰이크가 완료되지 않는다. 어느 쪽이 답하지 않았는지 찾아야 한다.
• 오후 근무 ‘멈춰 선 구간’: 식각 구역 루프에서 OHT 한 대가 WET-02 위에 멈춰 있고, 뒤의 차량이 ETCH-03 위까지 늘어서 있다. 제조부 오후 근무의 ‘OHT가 멈췄다’는 같은 사건의 반대편이다. 나는 구간을 차단하고 올라가서 고치고(먼저 시스템에서 재기동을 시도할 수도 있다), 제조부는 긴급 로트를 카트로 밀고 간다.
• 저녁 근무 ‘집계’: 오후에 사람이 옮긴 두 박스 때문에 반송 기록에서 두 건이 빠져 있다. ETCH-07의 로봇 암이 걸려 그 로드 포트의 수령을 멈춰야 한다. 수리가 끝난 뒤 장비 쪽이 테스트를 마쳤다고 할 때까지 기다렸다가 재개할지, 포트 하나를 먼저 열지 정한다. 20:00에는 오늘의 반송 시간을 본다.

게임 속 회사, 인물, 로트 번호, 장비 번호는 모두 가상이다. 차량과 레일의 수는 단순화했고, 반송 시간은 평소보다 빠른지 느린지만 보여 준다. OHT의 정체, 핸드셰이크, LOTO는 공개된 일반 자료를 바탕으로 썼으며, 실제 직무 명칭과 업무 분담은 회사마다 다르다. 다른 전문 용어는 ‘반도체 공장 전문 용어, 쉬운 말로 풀이’에서 찾아볼 수 있다.