장비의 알람과 워닝이란? 왜 함부로 끄면 안 될까

장비의 워닝(warning)은 주의 신호다. 어떤 수치가 이상해지기 시작했지만 장비는 계속 가동할 수 있고, 보통 노란불이 켜진다. 알람(alarm)은 경보다. 더 심각한 이상으로, 장비가 스스로 멈추는 경우가 많고, 보통 빨간불이 켜진다. 팹의 장비는 하루에도 여러 번 사람을 부르고 그 대부분은 큰일이 아니다. 그래서 저지르기 쉬운 실수가 바로 제대로 읽지 않고 꺼 버리는 것이다.

알람과 워닝은 무엇이 다를까?

휴대폰을 떠올려 보자. 배터리가 얼마 남지 않으면 알림이 뜨지만 계속 쓸 수 있다. 이것이 워닝에 가깝다. 배터리가 버틸 수 없을 만큼 떨어지면 휴대폰은 스스로 전원을 끈다. 이것이 알람에 가깝다.

장비도 마찬가지다. 워닝 상태에서 장비는 하던 처리를 그대로 이어 가며, 누군가 와서 한번 봐야 한다고 알릴 뿐이다. 예를 들어 어떤 가스의 유량이 상한에 가까워졌지만 아직 넘지는 않은 경우다. 알람 상태에서는 진행 중이던 스텝이 중단될 수 있고, 장비는 멈춰서 사람을 기다린다. 한 대학 클린룸의 장비 매뉴얼도 정확히 이렇게 나눈다. ‘하드’ 알람은 진행 중인 공정을 중단시키고, ‘소프트’ 알람은 알리기만 할 뿐 공정은 계속 진행된다.

부르는 이름과 나누는 방식은 팹마다, 장비마다 조금씩 다르지만 큰 방향은 같다. 장비 위의 경광등이 어떻게 켜지는지, 왜 노란불이 가장 쉽게 무시되는지는 ‘장비의 빨간불·노란불·초록불은 무슨 뜻일까?’를 참고하면 된다.

장비는 언제 사람을 불러야 하는지 어떻게 알까?

장비 안에는 압력, 온도, 가스 유량을 쉬지 않고 측정하는 센서가 많다. 각 수치에는 누군가 미리 임계값을 정해 두었고, 수치가 그 기준을 넘으면 장비가 사람을 부른다.

흔한 방식은 같은 수치에 선을 두 개 긋는 것이다. 정상에 가까운 안쪽 선에 닿으면 워닝만 띄우고, 그보다 바깥쪽 선을 넘으면 알람을 띄우며 멈춘다. 안쪽 선은 일찍 부르므로 문제를 더 빨리 찾을 수 있지만, 그만큼 ‘양치기 소년’도 늘어난다.

이런 수치를 어떻게 쉬지 않고 감시하고 임계값을 어떻게 정하는지는 ‘FDC란?’, 측정 결과를 관리 한계로 어떻게 판단하는지는 ‘SPC 관리도란?’에서 다룬다.

인터락이란? 장비가 아예 움직이지 않을 때가 있는 이유

사람을 부르는 것 말고도, 장비에는 더 강한 보호 장치가 있다. 인터락(interlock)이다. 위험한 조건이 남아 있는 동안에는 특정 동작 자체를 할 수 없게 막는다.

일상에서 가장 흔한 예는 전자레인지다. 문을 열면 멈추고, 문이 제대로 닫히지 않으면 시작 버튼을 눌러도 작동하지 않는다. 장비도 마찬가지로, 예를 들어 패널이 열려 있어 안쪽의 고전압이나 고주파(RF) 전원에 손이 닿을 수 있는 상태에서는 그 전원이 들어가지 않는다.

인터락의 장점은 사람의 기억에 기대지 않는다는 데 있다. 조건이 맞지 않으면 장비가 스스로 막는다. 그래서 인터락에 막혔을 때 해야 할 일은 인터락을 작동시킨 그 상태를 해결하는 것이지, 우회할 방법을 찾는 것이 아니다.

알람이 울리면 어떻게 조치할까? 단계별로 보기

세부 사항은 팹마다 다르지만, 대략적인 순서는 다음과 같다.

1단계: 무슨 알람인지, 안에 웨이퍼가 있는지 먼저 확인한다

• 무엇을 하나: 장비 앞으로 가서 화면을 읽는다. 어느 장비인지, 어느 챔버인지, 어떤 알람인지, 어느 스텝에서 멈췄는지, 안에 웨이퍼가 있는지, 어느 로트인지 확인한다.
• 왜: 원인은 전혀 다를 수 있다. 웨이퍼가 안에 있는지, 어디서 멈췄는지에 따라 다음 조치가 정해진다.
• 하지 않으면: 제대로 보기 전에 손을 대면, 안에 걸려 있는 웨이퍼가 한 번 더 움직일 수 있다.

2단계: OCAP대로 먼저 피해를 막는다

• 무엇을 하나: 그 장비의 이상 조치 계획인 OCAP을 한 항목씩 따라간다. 멈춰야 할 것은 멈추고, 영향을 받았을 수 있는 로트는 홀드한다.
• 왜: OCAP은 미리 적어 둔 순서다. 한밤중에 지치고 당황한 상태라면, 그대로 따르는 것이 빠뜨리지 않는 가장 확실한 방법이다.
• 하지 않으면: 추측하면서 장비를 계속 돌리면, 뒤에 있는 로트까지 불량이 될 수 있다.

OCAP에 무엇이 적혀 있고 왜 미리 적어 두는지는 ‘OCAP이란 무슨 뜻일까?’를 참고하면 된다.

3단계: 알려야 할 사람에게 알린다

• 무엇을 하나: 담당 엔지니어에게 전화한다. 장비 자체의 문제는 장비 담당에게, 로트의 문제는 공정 담당에게 연락하고, 한밤중이라면 온콜 담당에게 연락한다. 무엇을 봤는지, 이미 무엇을 했는지를 분명히 전한다.
• 왜: 장비를 열어 수리할지, 안에 걸린 웨이퍼를 아직 쓸 수 있는지는 그 장비를 잘 아는 사람이 판단할 일이다.
• 하지 않으면: 혼자 억지로 처리하려 하면 작은 문제를 키울 수 있다. 아침까지 아무에게도 알리지 않으면 장비는 몇 시간을 더 서 있게 된다.

한밤중에 라인의 사람과 엔지니어가 어떻게 이어 달리는지는 ‘기술자와 엔지니어는 무엇이 다를까?’를 참고하면 된다.

4단계: 원인을 확인한 뒤에 리셋한다

• 무엇을 하나: 원인을 찾아 없앤 뒤에야 에러 상태를 지우고 장비를 다시 시작한다. 이것이 리셋이다.
• 왜: 리셋은 아무것도 고치지 않는다. ‘에러가 났다’는 상태를 지울 뿐이다.
• 하지 않으면: 원인이 그대로 남아 있으므로 같은 알람이 곧 다시 뜬다. 게다가 더 나빠질 수도 있다(다음 절).

5단계: 기록을 남긴다

• 무엇을 하나: 언제 울렸는지, 어떤 알람인지, 무엇을 했는지, 누가 처리했는지 적는다. 장비 자체의 알람 기록도 지우지 말고 남겨 둔다. 끝나지 않은 일은 인수인계서에 적는다.
• 왜: 같은 알람이 되풀이되는 것은 부품이 조금씩 나빠지고 있다는 전조일 수 있다. 기록이 있어야 ‘또 떴다’는 것을 알 수 있다.
• 하지 않으면: 매번이 처음처럼 보이고, 큰 사고가 난 뒤에야 장비가 사실은 오래전부터 여러 번 사람을 불렀다는 것을 알게 된다.

왜 리셋을 계속 누르면 안 될까?

리셋을 누르면 불이 초록으로 바뀌고 장비가 다시 돈다. 가장 빠른 방법처럼 보인다. 그러나

• 문제가 해결되지 않았다: 장비를 멈춘 원인이 그대로 있으므로 알람은 다시 돌아온다.
• 웨이퍼나 장비가 손상될 수 있다: 장비가 멈추는 것은 대개 그대로 계속하면 문제가 생기기 때문이다. 웨이퍼가 제대로 놓이지 않은 채 억지로 다시 돌리거나, 중간에 걸린 웨이퍼를 한 번 더 옮기면 웨이퍼도 부품도 손상될 수 있다.

한 대학 클린룸의 매뉴얼은 이렇게 분명히 적고 있다. 알람이 뜨면 공정을 멈추고, 문제를 바로잡거나 장비를 관리하는 담당자에게 알린 뒤에 계속할 것.

알람 피로란?

알림이 너무 자주 울리고 대부분 별일이 아니면, 사람은 습관처럼 알림을 끄기 시작한다. 이것을 알람 피로(alarm fatigue)라고 한다. 병원에서는 오래전부터 이 문제를 논의해 왔다. 병상 옆의 모니터가 쉴 새 없이 울리는데 대부분은 조치가 필요 없으니, 의료진은 점점 그 소리를 듣고도 흘려듣게 되고, 심지어 음량을 줄이거나 임계값을 넓히기도 한다.

공장도 마찬가지다. 같은 소리를 100번 들었는데 아무 일도 없었다면 누구든 익숙해진다. 문제는 정말 중요한 한 번이 다른 알람과 똑같이 들린다는 점이다. 이것은 단지 누군가 한 사람이 덜 꼼꼼해서 생기는 일이 아니다. 그래서 해결책도 모두에게 더 조심하라고 말하는 것만이 아니라, 알람 자체를 더 적고 더 정확하게 만드는 것이다.

정말 중요한 알람이 묻히지 않게 하려면?

산업계에는 알람을 전문적으로 관리하는 방법이 있으며, 이를 알람 관리(alarm management)라고 한다. 흔히 꼽는 원칙은 다음과 같다.

• 모든 알람에는 누군가 해야 할 일이 있어야 한다: 울려도 아무도 할 일이 없는 것은 알람이어서는 안 되며, 기록만 남기도록 바꿀 수 있다.
• 임계값은 합리적으로 정한다: 너무 빡빡하면 평소의 작은 흔들림에도 울리고, 너무 느슨하면 울렸을 때는 이미 늦다.
• 너무 자주 울리는 알람은 다시 손본다: 기록을 정기적으로 살펴 가장 자주 울리는 알람을 찾는다. 임계값이 잘못됐는지, 센서가 고장 났는지, 정말 문제가 있는지 확인한다. 수치가 임계값 근처에서 흔들려 울렸다 멈췄다를 되풀이하는 알람에는 약간의 여유를 둔다.
• 중요도로 나눈다: 가장 중요한 알람을 맨 앞에 두어 한눈에 보이게 한다.

fab24hr에서는

‘출근’을 누르고 ‘직장인의 하루’를 고른 뒤, ‘오늘 나는’ 카드에서 ‘양산 팹’을 누르고 좌우로 넘겨 ‘제조부’를 고른다. 네 근무 중 어느 근무를 하게 될지는 사이트를 연 시각에 따라 정해진다. 심야 근무 새벽 02:47, 식각 장비 ETCH-03의 챔버 A에 빨간불이 들어오며 알람이 뜨고, 안에는 긴급 로트 H-2417의 7번째 웨이퍼가 걸려 있다. 야간조의 아하오는 보통 리셋을 누르고 한 번 더 돌리면 넘어간다고 한다. 그런데 OCAP에는 ‘장비 알람 시 먼저 엔지니어에게 연락’이라고 적혀 있다. OCAP대로 공정 온콜에게 전화할 수도 있고, 먼저 리셋을 한 번 눌러 볼 수도 있다. 리셋을 누르면 장비가 3초쯤 생각하더니 같은 알람을 다시 띄우고, 아래에 한 줄이 늘어 있다. WAFER NOT CHUCKED. 웨이퍼 흡착이 안 된다.

식각 공정 엔지니어(‘공정 엔지니어’로 넘긴 뒤 이름 아래의 ‘식각’을 누른다)로 플레이하면, 오전 근무에 ETCH-03에서 알람 기록을 본다. 최근 사흘 동안 같은 노란불 워닝이 6번 있었고, 매번 꺼졌다. 저녁 근무에 남으면 챔버 A의 He 유량이 경고선에 닿아 노란불이 켜진다. ‘He 유량이 상한에 근접했습니다. 장비는 계속 가동할 수 있습니다.’ 끄고 퇴근할 수도 있고, 야간조에 티켓을 발행할 수도 있다.

게임 속 회사, 인물, 장비 번호, 숫자는 모두 허구다. 알람과 워닝이 무엇인지, 어떻게 조치하는지는 공개된 일반 자료를 바탕으로 썼으며, 실제 방식은 팹마다 다르다. 다른 업계 용어는 ‘반도체 공장 전문 용어, 쉬운 말로 풀이’에서 찾아볼 수 있다.