클린룸에 들어갈 때 지켜야 할 규칙은? 화장을 하면 안 되고 일반 종이를 가져가면 안 되는 이유

클린룸에 들어갈 때 흔히 지키는 규칙은 다음과 같다. 집을 나서기 전에 화장을 하지 않고 향수를 뿌리지 않으며, 긴 머리는 단정히 묶는다. 방진복으로 갈아입고 에어샤워를 거친다. 안에서는 클린룸 전용 종이와 펜만 쓰고, 휴대폰과 공구는 먼저 닦으며, 천천히 걷고, 먹거나 마시지 않고, 웨이퍼를 직접 만지지 않는다. 나올 때는 입은 순서의 반대로 벗고, 방진복을 입은 채 밖으로 나가지 않는다. 이 규칙들은 모두 같은 것을 막는다. 가루, 부스러기, 섬유를 떨어뜨리는 것이 웨이퍼에 다가가지 못하게 하는 것이며, 그 가장 큰 원천 가운데 하나가 바로 사람 자신이다. 규정은 곳마다 조금씩 다르다. 아래는 대학과 연구 기관이 공개한 수칙에서 흔히 볼 수 있는 방식과 그 이유다.

들어가기 전에는 무엇을 할까? 화장을 하면 안 될까?

1단계: 집을 나서기 전, 화장과 향수는 하지 않고 긴 머리는 묶는다

• 무엇을 하나: 파운데이션, 파우더, 아이섀도, 마스카라를 바르지 않고, 향수나 헤어스프레이를 뿌리지 않는다. 긴 머리는 묶는다.
• 왜 그런가: 화장품은 아주 고운 가루로 된 것이 많아서, 땀이 나거나 얼굴을 만지기만 해도 떨어진다. 그중에는 금속 화합물도 있는데, 파운데이션과 아이섀도에 흔히 쓰는 산화철, 이산화타이타늄이 그 예다. 향수와 헤어스프레이는 미세한 액체 방울을 퍼뜨리고, 그 향이 화학 물질이 누출될 때 나는 이상한 냄새를 덮어 버릴 수도 있다.
• 지키지 않으면: 방진복은 눈 주위만 드러나는데, 얼굴의 가루가 바로 그 틈으로 날려 나가고 방진복도 더러워진다.

로션은 조금 특별하다. 건조해서 갈라진 피부도 각질을 계속 떨어뜨리므로, 오히려 지정된 로션은 바를 수 있게 하는 곳도 있다.

2단계: 신발을 벗고 점착 매트를 밟고 손을 씻은 뒤, 방진복으로 갈아입는다

• 무엇을 하나: 신발은 문밖에서 벗고, 점착 매트를 밟고 지나가며, 손을 씻게 하는 곳도 있다. 외투, 가방, 책은 밖에 둔다. 머리카락은 귀까지 헤어넷 안에 넣고, 수염이 있으면 수염 커버를 쓴 다음, 위에서 아래 순서로 방진복을 입고 장갑은 맨 마지막에 낀다.
• 왜 그런가: 신발 바닥은 길에서 먼지를 묻혀 오는데, 점착 매트가 그중 일부를 떼어 낸다. 머리와 얼굴에서 떨어지는 것이 가장 많으므로 먼저 감싸야 한다.
• 지키지 않으면: 옷을 다 입기도 전에 더러워진다. 후드 가장자리로 삐져나온 머리카락 한 가닥이 계속 파티클을 떨어뜨린다.

입는 순서와 그 이유는 ‘클린룸에서는 왜 전신 방진복을 입을까?’에서 볼 수 있다.

3단계: 에어샤워에 들어가 가운데에 서서 천천히 한 바퀴 돈다

• 무엇을 하나: 작은 방에 들어가면 뒤의 문이 닫히고, 양옆의 노즐에서 필터를 거친 강한 바람이 나온다. 가운데에 서서 두 팔을 들고 천천히 한 바퀴 돈다. 바람이 멈춰야 반대쪽 문이 열린다.
• 왜 그런가: 한 바퀴 돌아야 바람이 모든 면에 닿아, 방진복 표면에 붙어 있지만 단단히 붙지는 않은 파티클을 어느 정도 날려 보낼 수 있다. 두 문은 동시에 열리지 않으므로(인터락), 바깥 공기가 곧장 안으로 들어오지 않는다.
• 지키지 않으면: 바람이 앞면에만 닿는다. 벽에 기대면 벽에 닿은 쪽에는 바람이 닿지 않는다.

에어샤워가 얼마나 많이 날려 보내는지에 대해서는 예전부터 여러 의견이 있다. 에어샤워는 안전장치를 하나 더하는 것일 뿐, 옷을 제대로 입는 것을 대신할 수는 없다.

들어간 뒤에는 어떤 규칙이 있을까? 가져가면 안 되는 것은?

4단계: 글은 클린룸 용지와 클린룸 펜으로만 쓴다

• 무엇을 하나: 글을 쓸 때는 클린룸 전용 종이와 펜을 쓰고, 무언가를 닦을 때는 섬유가 떨어지지 않는 와이퍼를 쓴다. 일반 종이, 노트, 종이 상자, 연필, 지우개, 수정액은 가지고 들어가지 않는다.
• 왜 그런가: 일반 종이는 나무 섬유를 눌러 만든 것이라, 찢거나 접거나 넘길 때마다 섬유와 종이 가루가 떨어진다. 연필로 쓴 글씨는 흑연 가루가 한 겹 묻은 것이고, 지우개로 지우면 찌꺼기가 나온다.
• 지키지 않으면: 노트를 한 장 넘길 때마다 장비 옆에 눈에 보이지 않는 종이 부스러기가 흩어진다. 가지고 들어가야 하는 문서는 미리 클린룸 용지에 인쇄하거나 코팅해 두는 경우가 많다.

5단계: 휴대폰은 가져가도 될까? 휴대폰과 공구는 먼저 닦거나 전용 물품을 쓴다

• 무엇을 하나: 휴대폰은 곳마다 규정이 크게 다르다. 입구에서 알코올로 닦아야 가지고 들어갈 수 있는 곳도 있고, 밖에서만 쓰게 하는 곳도 있으며, 보안을 위해 안에서 사진을 찍지 못하게 하는 곳도 있다. 공구와 부품은 깨끗이 닦고 종이 상자를 벗긴 뒤, 패스 박스(양쪽에 문이 하나씩 달린 작은 캐비닛)로 들여보낸다.
• 왜 그런가: 휴대폰은 하루 종일 주머니와 손에 있어서 먼지와 기름이 묻어 있다. 케이스 틈에는 더 많으므로, 케이스를 먼저 벗기게 하는 곳도 있다.
• 지키지 않으면: 사람은 옷을 갈아입었는데, 먼지가 물건과 함께 따라 들어간다.

6단계: 천천히 걷고, 뛰지 않고, 장비에 기대지 않는다

• 무엇을 하나: 뛰지 않고 동작을 천천히 하며, 장비나 작업대에 기대거나 앉지 않는다.
• 왜 그런가: 동작이 클수록 옷 틈으로 밀려 나오는 파티클이 많아지고, 뛰면 위에서 아래로 흐르는 공기 흐름까지 흐트러진다. 기대면 옷과 작업대 표면에 있던 것이 서로 옮겨 붙는다.
• 지키지 않으면: 바람을 타고 바닥으로 내려가야 할 먼지가 다시 말려 올라가 더 오래 떠다니고, 그만큼 웨이퍼 위에 떨어질 기회가 늘어난다.

7단계: 웨이퍼를 직접 만지지 않고, 장갑이 찢어지면 바꾼다

• 무엇을 하나: 웨이퍼는 되도록 밀폐된 박스(FOUP)에 넣은 채 기계로 옮긴다(‘웨이퍼는 팹 안에서 어떻게 이동할까?’). 꼭 손으로 다뤄야 한다면 장갑을 낀 채 진공 핀셋이나 전용 집게를 써서 뒷면이나 가장자리를 잡는다. 장갑이 찢어지거나 더러워지면 밖으로 나가 새것으로 바꿔 낀다.
• 왜 그런가: 손의 땀과 기름에는 염분이 있다. 그 안의 나트륨이 트랜지스터의 아주 얇은 절연막에 들어가면, 스위치의 특성이 서서히 틀어진다.
• 지키지 않으면: 눈에 보이지 않는 지문 하나 때문에 그 부분의 칩에 문제가 생길 수 있다.

8단계: 먹지 않고, 마시지 않고, 껌도 씹지 않는다

• 무엇을 하나: 음식, 음료, 껌은 모두 밖에 두고 들어간다.
• 왜 그런가: 부스러기와 물방울은 모두 오염원이다. 클린룸 안에는 화학 물질도 있어서, 입에 넣는 것에 묻을 수 있다.
• 지키지 않으면: 과자 한 입의 부스러기는 파티클 한 줌이나 다름없다.

9단계: 구역에 따라 규칙이 더 많다

• 포토 구역은 노란 조명만 켜서, 청색광과 자외선에 약한 웨이퍼 위의 포토레지스트를 보호한다(‘포토 구역은 왜 노란색일까?’).
• 칩을 다루는 곳에서는 정전기를 막아야 한다. 예를 들어 접지된 손목 밴드를 찬다(‘정전기 방전(ESD)이란?’).
• 교육을 받고 권한이 있어야 들어갈 수 있는 구역도 있다. 권한이 없는 사람은 누군가 데리고 들어가야 한다.

나올 때는 무엇에 주의해야 할까?

10단계: 입은 순서의 반대로 벗고, 방진복을 입은 채 나가지 않는다

• 무엇을 하나: 탈의실로 돌아와 대체로 입은 순서의 반대로 벗는다(장갑을 낀 채 아래에서 위로 벗는 곳도 있다). 방진 마스크와 장갑은 버리고, 방진복은 제자리에 걸거나 세탁을 보낸다.
• 왜 그런가: 옷의 바깥면에는 이미 무언가가 묻어 있으므로, 순서대로 벗어야 안쪽이나 다음에 다시 입을 부분에 덜 닿는다.
• 지키지 않으면: 방진복을 입고 밖에 나가면 바깥 먼지가 묻고, 다음에 들어갈 때 함께 들어간다. 방진복을 입고 클린룸 밖으로 나가면 안 된다고 명시한 수칙도 있다.

예외가 하나 있다. 화재 경보나 가스 경보가 울리면 순서대로 벗을 필요 없이 먼저 밖으로 나간다(‘팹에서 일하는 것은 안전할까?’).

이 규칙들은 무엇을 막을까?

열 단계는 사실 세 가지 일을 할 뿐이다.

1. 사람 몸에서 떨어지는 것을 막는다: 각질, 머리카락, 화장품 가루, 옷의 섬유는 모두 파티클이 된다.
2. 사람이 가지고 들어오는 것을 막는다: 종이, 펜, 휴대폰, 종이 상자, 음식. 전용 물품으로 바꿀 수 있으면 바꾸고, 바꿀 수 없으면 먼저 깨끗이 닦는다.
3. 이미 안에 있는 것이 함부로 떠다니거나 닿지 않게 한다: 천천히 걷고, 기대지 않고, 웨이퍼를 직접 만지지 않는다.

공기는 공조 설비가 걸러 준다(‘클린룸의 공기는 어디에서 올까?’, ‘클린룸은 얼마나 깨끗할까?’). 규칙이 다루는 것은 공조가 손쓸 수 없는 사람과 물건이다. 눈에 보이지 않는 파티클 하나가 칩 하나를 망가뜨릴 수 있고, 이는 그대로 수율 손실로 잡힌다.

fab24hr에서는

‘출근’을 누르고 ‘직장인의 하루’를 고른 뒤, ‘오늘 나는’ 카드에서 ‘양산 팹’을 누르고 좌우로 넘겨 공정 엔지니어로 간 다음, 이름 아래 색 블록 줄에서 ‘식각’을 누르면 식각 공정 엔지니어가 된다. 클린룸으로 가기 전에는 먼저 방진복으로 갈아입어야 하는데, 색이 다섯 가지다. 신입이 입는 ‘루키 옐로’, 방문객과 업체 사람이 입는 ‘게스트 블루’ 같은 것이다. 에어샤워를 누르고 ‘분해해 보기’에 이어 ‘작동 보기’를 누르면, 사람이 강한 바람 속에서 천천히 한 바퀴 도는 모습을 볼 수 있다.

이런 일도 겪을 수 있다. 장갑 손끝에 작은 구멍이 나서 나가서 새것으로 바꿀지 일단 테이프를 붙일지 정해야 하고, 바닥에서 클린룸 펜을 줍기도 한다. 장비사 엔지니어가 에어샤워 밖에서 기다리고 있으면, 부품의 바깥 상자를 벗기고 닦아서 패스 박스로 들여보낸다. R&D 라인의 장비사 엔지니어가 되면, 오전 근무에서는 거꾸로 내가 들어가지 못하는 쪽이 된다. 카메라가 달린 휴대폰은 안내 데스크에 맡겨야 하고, 내 출입증으로는 에어샤워가 열리지 않아 누군가 데리고 들어가 주기를 기다려야 한다.

게임 속 공장, 인물, 규정은 모두 가상이다. 클린룸 규칙은 대학과 연구 기관이 공개한 수칙을 바탕으로 썼으며, 어느 회사의 규정을 나타내는 것도 아니다. 다른 전문 용어는 ‘반도체 공장 전문 용어, 쉬운 말로 풀이’에서 찾아볼 수 있다.