팹에서 일하는 것은 안전할까? 팹은 사람을 어떻게 보호하나

팹에서 일하면 위험이 실제로 있지만, 팹은 그 위험을 여러 겹으로 가두고 관리한다. 안전은 ‘다들 조금씩 조심하자’에 기대는 것이 아니다. 먼저 설계로 위험을 가두고, 그것을 열 때는 규칙으로 관리하고, 여기에 개인 보호구, 교육과 훈련을 더한다. 위험이 전혀 없는 일은 없다. 이 글은 어떤 위험이 있고 팹이 사람을 어떻게 보호하는지를 다루며, 어느 팹이 안전한지를 평가하지는 않는다. 일이 고된지는 또 다른 문제로, ‘반도체 업계는 정말 힘들까?’에서 다뤘다.

팹에는 어떤 위험이 있나?

• 화학 물질: 강산, 강알칼리, 용제로, 웨이퍼 세정과 식각에 쓴다. 피부나 눈에 닿으면 화상을 입는다.
• 특수 가스: 독성이 있는 것, 부식성이 있는 것, 공기에 닿으면 불이 붙는 것이 있고, 상당수는 냄새만으로는 알아챌 수 없다(‘팹에서는 어떤 가스를 쓸까?’ 참고).
• 고전압, 대전류: 장비와 배전반에 있으며, 닿으면 감전된다.
• 움직이는 것: 장비 안에서 웨이퍼를 옮기는 로봇 팔, 오르내리는 챔버 덮개. 손이 안에 있을 때 움직이면 끼인다.
• 눈에 보이지 않는 에너지: 노광 장비는 매우 강한 자외선을 쓰고, 일부 검사 장비는 레이저를 쓴다. 이온 주입 장비의 고전압은 X선을 발생시킬 수 있다. 모두 장비 안에 가둬 두며, 직접 노출되면 사람이 다친다.
• 열: 퍼니스, 막 멈춘 챔버는 아직 매우 뜨겁다.

평소 클린룸 안도 위험한가?

대부분의 시간에는 이런 위험이 갇혀 있다. 화학 물질과 가스는 밀폐된 배관으로 흐르고, 가공은 닫힌 장비 안에서 이뤄지며, 웨이퍼도 밀폐된 용기에 담겨 기계가 옮긴다. 사람이 평소에 직접 닿을 일은 드물다.

가장 조심해야 할 때는 그것을 여는 때다. PM 때 챔버를 열 때, 가스 실린더를 교체할 때, 배관을 수리할 때, 전선을 연결할 때다. 뒤에 나오는 규칙 상당수가 바로 이런 순간을 중심으로 설계되어 있다. 클린룸 출입 규칙은 ‘클린룸에 들어갈 때 지켜야 할 규칙은?’을 참고하면 된다.

팹은 사람을 어떻게 보호하나? 여러 겹으로 쌓는다

산업 안전에서 흔히 말하는 순서가 있다. 위험을 없앨 수 있으면 가장 좋다. 없앨 수 없으면 먼저 설계로 사람과 위험을 떼어 놓고, 그다음이 규칙이며, 개인 보호구는 맨 마지막이다. 앞에 있는 것일수록 사람이 매번 기억하는 데 덜 기댄다.

첫째 겹: 설계로 위험을 가둔다

• 무엇을: 화학 물질과 가스는 밀폐된 배관으로 보내고, 위험한 것은 이중관을 쓰는 경우가 많다. 실린더는 늘 배기하는 가스 캐비닛에 넣고, 장비는 상시 배기한다(‘클린룸의 공기는 어디에서 올까?’ 참고). 가스 감지기가 늘 감시하다가 누출을 감지하면 밸브가 스스로 닫힌다. 많은 장비의 문과 덮개에는 인터락(interlock)이 걸려 있어, 열면 로봇 팔, 레이저, 고전압이 멈춘다. X선이 발생하는 장비는 차폐로 감싼다.
• 왜: 설계는 지치지도 잊지도 않는다.
• 이렇게 하지 않으면: 조금 샌 것이 곧바로 사람이 숨 쉬는 공기로 들어가는데, 냄새로는 알아채지 못하는 경우가 많다.

둘째 겹: ‘열 때’를 규칙으로 관리한다

• 무엇을: 수리하기 전에 먼저 LOTO를 한다(아래에서 단계별로 설명한다). 독성 가스 실린더를 교체하거나 화학 물질 밸브를 다룰 때는 두 사람이 함께하는 경우가 많다. 한 사람은 작업하고, 한 사람은 지켜본다. 용접이나 좁은 공간 진입 같은 작업은 먼저 작업 허가를 신청해 누가 어디서 무엇을 하는지 명확히 적고, 책임자가 서명해야 시작한다. 해당 교육을 받지 않은 사람은 그런 것을 다루지 않는다.
• 왜: 장비를 열고 배관을 분리하는 것은 첫째 겹의 일부를 먼저 걷어 내는 것과 같으므로, 절차로 메워야 한다.
• 이렇게 하지 않으면: 안에 사람이 있는 줄 모르는 누군가가 기동 버튼을 누른다. 한 사람에게 문제가 생겼는데 곁에서 도와줄 사람이 없다.

셋째 겹: 개인 보호구는 마지막 방어선

• 무엇을: 화학 물질을 다룰 때는 내산·내알칼리 장갑, 페이스 실드나 보안경, 앞치마를 착용한다. 독성 가스를 교체할 때는 호흡 보호구를 착용해, 현장의 공기가 아닌 공기로 숨 쉰다. 방진복이 보호하는 것은 주로 웨이퍼이며(‘클린룸에서는 왜 전신 방진복을 입을까?’ 참고), 화학 물질을 막기 위한 것이 아니다.
• 왜 마지막인가: 착용한 그 한 사람만 보호하고, 그것도 올바르게 고르고 제대로 착용해야 효과가 있다.
• 이렇게 하지 않으면: 앞의 겹에서 새어 나온 것이 곧바로 피부나 눈에 닿는다.

넷째 겹: 교육, 훈련, 사고가 났을 때의 대응

• 무엇을: 작업에 들어가기 전에 교육을 받아 화학 물질의 위험성, 비상 샤워기와 세안기의 위치를 익힌다. 평소에 대피 훈련을 하고, 지진 훈련까지 하는 팹도 있다. 화학 물질이 몸에 튀면 즉시 물로 씻어 내고, 그것도 오래 씻어야 한다. 경보가 울리면 사람이 먼저 나가고 로트는 나중이다. 하던 일을 내려놓고 대피 경로를 따라 집결지로 가서 인원을 확인하고, 확인이 끝나야 돌아간다.
• 왜: 사고가 난 그 몇 초 동안에는 생각할 틈이 없고, 훈련한 동작만 나온다.
• 이렇게 하지 않으면: 당황해서 비상 샤워기를 찾지 못한다. 누가 아직 안에 있는데 아무도 모른다.

이 ‘사람 먼저, 로트는 나중’은 ‘장비가 다운되면 무엇부터 하나’라는 면접 질문의 출발점이기도 하다(‘팹 엔지니어 면접에서는 무엇을 물을까?’ 참고). 사람을 다치게 하지 않는 이상 상황은 미리 작성해 둔 절차대로 처리한다(‘OCAP이란 무슨 뜻일까?’ 참고).

LOTO란? 단계별로 보기

수리하기 전의 그 절차를 LOTO(lockout/tagout, 잠금·표지 부착)라 한다. 에너지를 보낼 수 있는 스위치와 밸브를 끄고 잠가 자물쇠를 채운 뒤, 이름을 적은 표지를 건다. 여기서 ‘에너지’는 전기만이 아니다. 가스와 화학 물질의 압력, 움직이는 부품, 열도 포함된다. 팹마다 절차를 적는 방식은 조금씩 다르지만, 흔한 순서는 다음과 같다.

1. 먼저 알리고, 정상 절차로 장비를 정지한다: 중앙 제어실과 로트 배정 담당에게 알려 로트를 먼저 다른 곳으로 돌리게 한다. 알리지 않으면 누군가는 아직 그 장비를 기다리거나 쓰고 있다.
2. 에너지원을 차단한다: 차단기(회로의 스위치)를 내리고, 가스와 화학 물질 밸브를 잠근다. 장비의 ‘정지’만 누르면 전기와 가스는 여전히 연결되어 있어, 신호 하나로 다시 움직일 수 있다.
3. 자물쇠를 채우고 표지를 건다: 자기 자물쇠를 채우고 열쇠는 본인이 지니며, 이름을 적은 표지를 건다. 여러 사람이 함께 수리하면 각자 하나씩 자물쇠를 채운다. 자물쇠는 다른 사람이 열지 못하게 하고, 표지는 누가 안에 있는지 알린다. 표지가 없으면 다른 사람은 깜빡 잊고 켜지 않은 것으로 생각한다.
4. 남은 에너지를 해소한다: 배관 안의 압력과 가스, 커패시터에 저장된 전기, 매우 뜨거운 부품은 근원을 차단해도 그대로 남아 있다. 그래서 압력을 빼고, 질소로 퍼지하고, 식기를 기다린다. 그렇지 않으면 여는 순간 남아 있던 에너지가 그대로 사람을 다치게 한다.
5. 에너지가 정말 없는지 확인한다: 기동을 한 번 시도해 움직이지 않는지 확인한다. 전기는 테스터로 재는데, 재기 전과 잰 후에 모두 전기가 확실히 있는 곳에서 테스터를 시험해 본다. ‘끈 줄 알았다’는 인정되지 않고, 측정해야 인정된다. 엉뚱한 스위치를 껐다면 이 단계에서 잡아낸다.
6. 그때 비로소 작업하고, 끝나면 자기 자물쇠는 자기가 푼다: 공구를 정리하고 안에 사람이 없는지 확인한 뒤, 각자 자기 자물쇠를 풀고 모두에게 알린 다음에야 전원을 넣고 밸브를 연다. 자기가 작업을 끝냈는지는 자물쇠를 건 사람만 안다.

fab24hr에서는

‘출근’을 누르고 ‘직장인의 하루’를 고른 뒤, ‘오늘 나는’ 카드에서 ‘양산 팹’을 누르고 좌우로 넘겨 인프라 엔지니어로 간 다음 이름 아래의 ‘가스·케미컬’을 누른다. 심야 근무 ‘야간 당직’에서는 정 선배와 함께 페이스 실드, 앞치마, 내산 장갑을 착용하고 아래층으로 내려가 수동에 머물러 있는 산 보충 밸브를 자동으로 되돌리는데, 첫 단계는 밸브에 LOTO가 걸려 있는지 보는 것이다. 오전 근무 ‘실린더 교체’에서는 후이루와 둘이서 호흡 보호구를 착용하고 특수 가스 실린더를 교체하는데, 생략한 단계는 나중에 다시 돌아온다. 저녁 근무 ‘캐비닛 속 아주 조금’에서는 감지기에 아주 작은 수치가 잡히고, 캐비닛 문은 열지 않은 채 먼저 작은 창으로 스니퍼를 대 본다.

인프라의 ‘전력’ 구역에서는 배선 전에 차단기를 내리고, 자기 자물쇠를 채우고, 검전을 한다. 식각 장비 엔지니어의 오전 근무 ‘챔버 오픈’에서는 먼저 LOTO를 하고 챔버가 식기를 기다린 뒤 페이스 실드를 쓰고 여는데, 안에서 산성 기체가 조금 올라온다. LOTO를 생략하면 왜 생략할 수 없는지 보게 된다. 양산 팹의 일부 역할에서는 가스 경보를 만날 수도 있다. 손에 든 로트를 먼저 스토커에 돌려놓고 나가면, 팀장이 “로트는 다시 만들 수 있지만, 사람은 그럴 수 없어요.”라고 말한다.

게임 속 팹, 인물, 장비 번호, 사건은 모두 가상이다. 어떤 위험이 있는지, 사람을 어떻게 보호하는지, LOTO를 어떻게 하는지는 공개된 일반 자료를 바탕으로 썼으며, 어느 특정 회사의 방식을 나타내지 않는다. 실제로는 팹마다 고유한 절차와 교육이 있다. 다른 전문 용어는 ‘반도체 공장 전문 용어, 쉬운 말로 풀이’에서 찾아볼 수 있다.