반도체 공장에는 어떤 부서가 있을까? 누가 누구와 매일 이야기할까

반도체 공장(팹, fab)에 흔히 있는 부서는 대체로 다음과 같은 사람들이다. 제조부는 로트가 공정을 하나씩 거쳐 앞으로 나아가게 하고, 공정 엔지니어링은 각 공정이 제대로 되는지를, 장비 엔지니어링은 장비를 챙긴다. 공정 통합(PIE)은 전체 흐름이 제대로 이어지는지를 보고, 수율·불량 분석은 칩이 어디서 잘못되었는지 찾아낸다. 품질 보증은 내보내는 제품을 믿을 수 있게 하고, 생산관리는 각 로트가 언제 완성될지 일정을 짜며, 인프라는 물, 전기, 가스, 화학 물질을 맡는다. 그 밖에 자동화·IT와 환경안전보건이 있다. 부서를 나누는 방식과 부르는 이름은 회사마다 다르며, 여기서는 일반적인 업무 분담을 다룬다. 이 글은 각 직무를 다시 설명하지 않고, 이들이 어떻게 맞물리는지만 다룬다. 직무 전체 목록은 ‘반도체 업계에는 어떤 직무가 있을까?’에서 볼 수 있다.

왜 이렇게 많은 부서로 나눌까?

웨이퍼 한 장은 포토, 식각, 박막 같은 구역을 오가며 수백 단계를 거치고, 처음부터 끝까지 몇 주에서 몇 달이 걸린다(‘반도체 공장의 7개 공정 구역은 각각 무슨 일을 할까?’). 장비를 어떻게 고칠지, 조건을 어떻게 정할지, 어느 로트를 먼저 보낼지, 물과 전기와 가스가 끊기지 않게 하려면 어떻게 해야 할지를 한 사람이 다 알 수는 없다. 그래서 일을 나눈다.

큰 병원과 비슷하다. 간호사, 의사, 검사실, 약국, 시설팀이 저마다 한 부분을 맡지만, 환자는 같은 사람이다. 손이 바뀔 때마다 분명하게 전해야 환자가 빠지지 않는다. 반도체 공장의 환자는 한 로트 한 로트의 웨이퍼다.

각 부서는 무엇을 맡을까? 하루 중 누구와 가장 많이 이야기할까?

부서	맡는 일	하루 중 가장 많이 이야기하는 상대
제조부와 현장의 기술자	로트가 제때 앞으로 나아가게 한다: 디스패치, 진행 상황 추적. 장비 옆에서 SOP에 따라 조작	장비(장비가 몇 시에 되는지), 공정(이 로트를 보내도 되는지), 생산관리(어느 로트가 먼저인지)
공정 엔지니어링	한 구역 안 몇 개 공정의 레시피와 계측, 로트를 다음으로 보내도 되는지 판단	장비, 제조부, PIE
장비 엔지니어링	장비 자체: PM, 수리, 부품 교체	공정(고친 뒤 테스트 런), 제조부(몇 시에 되는지), 인프라
공정 통합(PIE)	수백 단계가 이어져 만들어진 칩이 제대로 되었는지	각 구역의 공정, 수율, 품질, 고객사 엔지니어
수율·불량 분석	테스트 데이터와 웨이퍼 맵으로 수율이 어디서 떨어졌는지 찾고, 고장 난 칩을 열어 어디가 고장 났는지 찾는다	PIE, 공정
품질 보증	내보내는 제품을 믿을 수 있게 한다: 출하 검사, 이상을 끝까지 추적, 감사	제조부, PIE, 고객
생산관리	몇 장을 투입할지, 어느 로트를 먼저 보낼지, 언제 출하할지	제조부, 영업
인프라	물, 전기, 가스, 화학 물질, 공조, 배기	장비, 환경안전보건
자동화·IT	각 로트가 어디 있는지 기록하는 MES, 로트를 나르는 OHT, 장비와 컴퓨터의 연결	제조부(시스템 연결이 끊기면 로트가 트랙아웃되지 못한다), 장비
환경안전보건	화학 물질과 가스의 안전, 교육 훈련, 비상 대응, 배출이 규정에 맞는지	인프라, 장비, 공장에 들어와 일하는 모든 사람

각 부서의 하루는 다음 글에서 볼 수 있다. ‘팹의 제조부는 무슨 일을 할까?’, ‘공정 엔지니어와 장비 엔지니어는 무엇이 다를까?’, ‘장비 엔지니어는 무슨 일을 할까?’, ‘공정 통합 엔지니어(PIE)는 무슨 일을 할까?’, ‘불량 분석(FA)이란?’, ‘품질 보증(QA)은 팹에서 무슨 일을 할까?’, ‘생산관리는 무슨 일을 할까?’, ‘팹 인프라 엔지니어는 무슨 일을 할까?’.

문제가 하나 생기면, 누가 무엇을 할까?

예를 들어 어떤 공정이 끝난 뒤 계측 장비로 잰 선폭이 규격을 벗어났다고 하자. 그다음은 일종의 릴레이다.

1. 제조부와 기술자가 먼저 로트를 막는다: OCAP에 따라 이 로트를 홀드하고, 멈춰야 할 장비는 먼저 멈추고, 온콜 엔지니어에게 전화한다. 먼저 막아 두어야 잘못된 로트가 한 공정이라도 더 나아가지 않는다.
2. 공정과 장비가 함께 조사한다: 공정 엔지니어는 먼저 측정이 잘못된 것이 아닌지 확인한 뒤, 관리도에서 언제부터 치우치기 시작했는지, 같은 장비로 어떤 로트를 더 진행했는지 보고 함께 막는다(봉쇄 조치). 장비 엔지니어는 장비 기록과 부품을 본다. 원인은 조건에 있을 수도, 하드웨어에 있을 수도 있어서, 따로따로 조사하면 절반밖에 보이지 않는다. 수리가 끝나면 장비 엔지니어가 장비 인계를 하고 공정 엔지니어가 테스트 런을 돌려, 양쪽 모두 통과해야 복구된다.
3. PIE가 뒤 공정을 보고 웨이퍼마다 판정한다: 치우친 그 지점이 뒤의 공정과 최종 전기적 특성에 영향을 줄지는 전체 흐름을 보는 사람이 판단해야 한다. 웨이퍼 한 장 한 장마다 계속 진행할지, 리워크할지, 스크랩할지 정하는 것을 웨이퍼 판정이라고 한다.
4. 품질이 처리가 규정대로 진행되는지 확인한다: 기록이 있는지, 편차 승인서에 서명해야 할 사람이 서명했는지, 고객에게 알려야 하는지를 PIE와 함께 보는 경우가 많다. 한 사람의 말로 정하지 않아야, 나중에 누가 무엇을 근거로 릴리스했는지 추적할 수 있다.
5. 생산관리가 일정을 다시 짠다: 이 로트가 얼마나 늦어질지, 뒤의 로트 일정을 어떻게 잡을지 정한다. 납기가 바뀌면 영업이 고객에게 알린다.
6. 함께 이상 보고서를 쓴다: 이상 보고서는 항목마다 자료가 서로 다른 사람의 손에 있다. 발생 경위는 장비와 MES의 기록에 있고, 봉쇄 조치는 제조부가 뽑은 목록을 보며, 영향은 PIE의 웨이퍼 판정 결과를 보고, 원인은 그 장비를 매일 쓰는 사람에게 물어야 한다. 대책마다 맡을 사람과 날짜가 있어야 한다.

때로는 부서마다 자기 기록은 모두 맞는데, 문제가 다음 사람에게 넘기는 구간에서 생기기도 한다. 그래서 검토할 때는 모두 함께 앉아서 보는 경우가 많다. 각 단계의 자세한 내용은 ‘홀드란?’, ‘OCAP이란 무슨 뜻일까?’, ‘근본 원인 분석이란?’에서 볼 수 있다.

인수인계와 매일 열리는 회의에서는 무엇을 넘길까?

반도체 공장은 24시간 멈추지 않으므로(‘반도체 공장은 왜 24시간 멈추지 않을까?’) 매일 손이 바뀐다. 인수인계에서 넘기는 것은 아직 끝나지 않은 일이다. 어느 장비가 멈춰 있는지, 어느 로트가 홀드되어 있는지, 누가 결정해야 하는지. 인수인계가 왜 그렇게 중요한지는 ‘기술자와 엔지니어는 무엇이 다를까?’에서 볼 수 있다.

손이 바뀌는 것은 근무 교대 때만이 아니다. 장비 엔지니어가 고친 장비를 공정에 돌려주는 것, R&D 라인이 안정시킨 공정을 양산 팹에 넘기는 것(먼저 기술 이전 심사를 통과해야 한다. ‘R&D 라인과 양산 팹은 무엇이 다를까?’, ‘신제품 도입(NPI)이란?’ 참고), 완성된 웨이퍼를 후공정 공장에 넘기는 것도 모두 인수인계다.

많은 공장에서는 매일 정해진 회의도 연다. 전날 밤에 무슨 일이 있었는지, 어느 장비가 멈춰 있는지, 긴급 로트가 어디까지 왔는지, 오늘 누가 몇 시까지 누구에게 답을 줘야 하는지 이야기하고, 비교적 큰 일이 생기면 따로 검토 회의를 연다. 중요한 것은 회의실을 나설 때 모든 일에 맡은 사람이 정해져 있는 것이다.

어느 부서가 더 중요할까?

어느 하나도 빠질 수 없다. 제조부가 없으면 로트가 움직이지 않고, 장비 엔지니어가 없으면 장비가 멈춰 있고, PIE가 없으면 공정 하나하나는 맞아도 칩이 동작하지 않을 수 있으며, 인프라가 없으면 공장 전체에 물과 전기가 없다. 모두 같은 웨이퍼 로트의 서로 다른 면을 챙기는 것이다.

fab24hr에서는

fab24hr의 역할은 대부분 바로 이 부서들이다. ‘출근’을 누르고 ‘직장인의 하루’를 고른 뒤, ‘오늘 나는’ 카드에서 ‘양산 팹’을 누르고 좌우로 넘기면 볼 수 있다. 7개 구역의 공정 엔지니어와 장비 엔지니어, 제조부, 공정 통합, 인프라, 품질, 생산관리, 마스크 엔지니어가 있다. ‘개발 라인’에는 개발 PIE, 개발 공정, 장비사 상주 엔지니어가, ‘후공정 공장’에는 테스트, 패키징 공정, 고객 담당이 있다.

누가 누구와 이야기하는지 가장 잘 보이는 역할은 식각 공정 엔지니어다(‘양산 팹’을 누르고 공정 엔지니어로 넘긴 뒤, 이름 아래에서 ‘식각’을 누른다). 02:47, 야간조 제조부의 아하오가 집으로 전화를 건다. 장비가 멈췄다는 것이다. 아침 회의에서 나는 10:30까지 원인, 복구 시각, 로트 처리 방안을 보고하겠다고 팀장에게 약속하지만, 그중 어느 것도 내 손에 있지 않다. 장비 담당 아카이와 PIE 야팅에게 물어야 하고, 제조부 샤오윈에게는 몇 시부터 로트를 넣을 수 있는지 알려 줘야 한다. 오후의 이상 보고서에는 네 항목이 있는데, 발생 경위는 장비 기록에 있고 나머지 세 항목은 세 사람의 손에 있다. 16:30 검토 회의에서 각 부서는 저마다 자기 자료를 들고 이야기하고, 기록은 모두 맞다. 부장이 묻는다. “그럼 어디서 잘못된 거죠?” 메인 스토리 ‘칩의 일생’ 챕터 6~9도 바로 이날이다.

수율, 불량 분석, IT, 환경안전보건은 플레이할 수 있는 역할이 없다. 다만 장비와 시스템의 연결이 끊기면 IT팀 온콜이 전화를 걸어오기도 한다. 몇몇 역할의 하루 시간표는 ‘반도체 공장 엔지니어의 하루’에서 볼 수 있다. 게임 속 회사, 인물, 장비 번호, 로트 번호는 모두 가상이다. 부서의 업무 분담과 문제가 생겼을 때 누가 무엇을 하는지는 공개된 일반 자료를 바탕으로 썼으며, 실제 부서 이름과 업무 분담은 회사마다 다르다.