MO란? 팹에서 말하는 ‘오조작’

대만 팹 현장에서 MO는 사람의 조작 실수를 가리킨다. 영어로는 Mis-operation이라고 쓰며, Miss Operation이라고 쓰기도 한다. 레시피를 잘못 고르거나, 다른 로트를 가져오거나, 웨이퍼를 잘못 선택하거나, 공정 순서를 잘못 진행하거나, 한 단계를 빠뜨리는 것처럼, 사람이 조작하다가 잘못한 것이면 모두 MO라고 한다. 장비가 스스로 고장 나는 것과는 별개다. 장비 다운은 설비의 문제이고, MO는 사람과 공정 사이에서 생긴 잘못이다. 이것은 생산 현장의 표현일 뿐 통일된 용어가 아니어서, 팹마다 부르는 방식과 집계 기준이 조금씩 다르다. 학술 문헌에서는 대개 그냥 ‘인적 오류(human error)’라고 하거나, 웨이퍼가 ‘잘못 처리되었다(misprocess)’고 쓴다.

반도체 뉴스에 나오는 Mo도 같은 것일까?

꼭 그렇지는 않다. 표기와 문맥을 봐야 한다.

• Mo(뒤의 o가 소문자): 대개 금속 원소 몰리브덴의 원소 기호다. 금속의 일종으로, 일부 공정에서 박막 재료로 쓰며 조작 실수와는 관계없다.
• MOCVD의 MO: metal-organic, 즉 ‘유기금속’이라는 뜻이다. MOCVD(유기금속 화학기상증착)는 박막을 성장시키는 방법의 하나로, 발광 다이오드(LED) 같은 화합물 반도체 소자를 만드는 데 흔히 쓰인다.

MO는 흔히 어떤 모습일까?

먼저 두 가지 용어를 짚고 넘어가자. 레시피는 장비가 따라 돌리는 설정이다. 어떤 가스를 쓰고, 온도는 얼마로 하고, 몇 초 동안 돌리는지를 정한다. 로트 하나는 보통 박스 하나에 든 웨이퍼 25장이다. 흔한 MO는 대체로 다음과 같다.

• 레시피를 잘못 고름: 목록에 이름이 비슷한 두 레시피가 있는데, 다른 쪽을 골랐다.
• 로트를 잘못 가져옴: 두 박스가 똑같이 생겨서, 장비에 다른 로트를 올렸다.
• 웨이퍼를 잘못 선택함: 그중 몇 장만 처리하면 되는데, 화면에서는 박스 전체가 선택되어 있었다.
• 공정 순서를 잘못 진행함: 아직 이 공정 차례가 아니거나, 이미 처리했는데 한 번 더 처리했다.
• 한 단계를 빠뜨림: 해야 할 공정을 하지 않고 다음 공정으로 보냈다.

평소 대부분의 로트는 웨이퍼 번호와 레시피를 시스템이 작업지시서에 따라 장비로 가져오므로, 사람이 직접 고를 필요가 없다. MO가 특히 나기 쉬운 것은 평소 흐름에서 벗어나 사람이 직접 골라야 하는 조작, 즉 수동 투입이다. 예를 들어 장비에 사고가 난 뒤 중간에 멈춘 웨이퍼를 마저 처리하는 경우다. 팹의 인적 오류를 연구한 논문도, 장비가 중단된 뒤 사람이 처리 중이던 웨이퍼를 수동으로 다루다가 웨이퍼를 잘못 처리할 수 있고 그 손실이 크다고 지적한다. 레시피 자체에 대해서는 ‘레시피란?’을 읽어 보자.

팹은 왜 MO를 그렇게 두려워할까?

이유는 세 가지다.

1. 실수가 로트 전체에 떨어지는 경우가 많다: 장비는 대개 로트 단위로 처리하기 때문에, 한 번의 선택이 박스 안의 모든 웨이퍼에 적용될 수 있다.
2. 많은 공정은 한번 진행하면 되돌릴 수 없다: 포토 공정에서 잘못한 것은 대개 포토레지스트를 벗겨 내고 다시 할 수 있다. 이를 리워크라고 한다(왜 다시 할 수 있는지는 ‘포토 구역은 왜 노란색일까?’ 참고). 하지만 식각으로 재료를 깎아 냈거나 이온 주입으로 원자를 박아 넣었다면 되돌릴 수 없다. 이때는 먼저 평가해야 한다. 아직 쓸 수 있다고 판단한 웨이퍼는 기록을 첨부해 계속 진행하고, 일부는 계속 진행해 측정해 봐야 판정할 수 있으며, 쓸 수 없는 것만 스크랩한다.
3. 뒤로 갈수록 비싸다: 웨이퍼 한 장은 수백 개의 공정을 몇 주에 걸쳐 거쳐야 완성된다. 후반부에서 잘못되면 그때까지 쌓인 시간과 재료가 함께 날아간다.

스크랩이 없더라도, 시스템에 기록된 ‘지시대로 처리했다’는 내용과 장비가 실제로 한 일이 맞지 않게 된다. 이 로트는 먼저 멈춰서 누군가 한 장씩 웨이퍼 판정을 할 때까지 기다려야 하고, 납기도 그만큼 늦어진다.

MO가 나면 가장 먼저 무엇을 해야 할까?

잘못한 것을 알게 되면 미룰 수 없는 일이 세 가지 있다.

1. 로트를 멈춘다: 먼저 홀드해서 다음 공정으로 넘어가지 못하게 한다. 잘못된 로트가 한 공정을 더 지나갈 때마다 수습할 공정도 하나 늘어난다(로트가 평소 공정을 하나씩 어떻게 거치는지는 ‘팹의 제조부는 무슨 일을 할까?’ 참고).
2. 알린다: 그 로트를 맡은 사람과 상급자에게 바로 알린다. 빨리 알릴수록 살릴 수 있는 것이 많아진다.
3. 현장을 보존한다: 장비의 실행 기록, 화면에서 무엇을 선택했는지, 당시의 지시 내용을 모두 그대로 남겨 두고 서둘러 고치지 않는다. 지금 바꿔 버리면 나중에 당시 상태를 확인할 수 없다.

원인과 대책은 그다음 일이다. 이 시점에 가장 중요한 것은 무슨 일이 있었는지 정확히 정리하는 것이다. 산업 안전에 관한 공개 지침도 사고 조사에서 먼저 현장을 지키고 증거를 남긴 뒤에 원인을 찾으라고 한다.

검토는 누구의 잘못인지 찾는 자리일까?

아니다. 좋은 검토가 묻는 것은 ‘공정의 어디가 사람을 실수하기 쉽게 만들었나’이지, ‘누가 덜 꼼꼼했나’가 아니다.

사람은 아무리 조심해도 반드시 실수한다. 안전 연구에는 ‘스위스 치즈 모델’이라는 유명한 비유가 있다. 각각의 방어선은 구멍 뚫린 치즈 한 장과 같아서, 구멍이 우연히 일직선으로 늘어섰을 때만 실수가 끝까지 빠져나간다. 마지막 사람만 들여다보면 구멍은 그대로 남아 있고, 다음 사람도 똑같이 그 구멍을 만나게 된다. 같은 산업 안전 지침도 원인을 ‘부주의’ ‘절차 미준수’로 적는 것은 너무 쉽고 오해를 낳기 쉽다고 경고한다. 그래서는 정말로 고쳐야 할 곳을 찾을 수 없기 때문이다.

흔히 찾아내는 ‘구멍’은 다음과 같다.

• 두 선택지의 이름이 너무 비슷해서 한눈에 구별되지 않는다.
• 화면을 열었을 때의 기본값이 공교롭게도 이번에 필요한 값이 아니다.
• 웨이퍼 번호와 레시피를 채팅 메시지에서 옮겨 적거나 기억에 의존한다.
• 알림이 너무 많아서 다들 습관적으로 그냥 닫는다.

팹 제조 시스템의 조작 화면을 연구한 한 학위 논문도, 화면 설계가 나쁘면 작업자가 실수하기 쉬워지고 스트레스도 커진다는 것을 발견했다.

검토 결과는 이상 보고서로 작성된다. 흔한 양식은 무슨 일이 있었는지, 봉쇄 조치를 어떻게 했는지(먼저 다른 로트도 영향을 받았는지 확인한다), 근본 원인은 무엇인지, 어떻게 재발을 막을지를 순서대로 적는다.

같은 실수가 다시 일어나지 않게 하려면?

대책은 크게 세 가지이며, 앞의 것일수록 믿을 만하다.

1. 시스템이 막게 한다: 잘못된 단계를 아예 실행할 수 없게 만든다. 예를 들어 웨이퍼 번호와 레시피는 시스템이 불러오고 사람은 실행만 누른다. 장비가 시작하기 전에 시스템이 이 로트, 이 레시피가 맞는지 먼저 대조하고, 맞지 않으면 돌리지 못하게 한다. 이런 설계를 풀프루프라고 한다.
2. 두 사람이 확인한다: 한 사람이 조작하고 다른 사람이 지시 내용과 대조해, 확인이 끝나야 실행을 누른다. 한 사람이 잘못 보더라도 다른 사람이 그 자리에서 막을 수 있다.
3. 알림과 교육: 주의 사항을 SOP에 적고, 화면 옆에 붙이고, 다시 교육한다. 효과는 있지만 가장 약하다. 결국 모든 사람이 매번 기억해야 하기 때문이다.

산업 안전의 접근 방식도 이 순서와 같다. 설계로 위험을 없애는 것이 규정과 알림에 기대는 것보다 믿을 만하다. 마지막 단계는 수평 전개다. 이 구멍을 메웠으면, 다른 장비와 다른 팀에도 같은 구멍이 없는지 살펴 함께 메운다.

fab24hr에서는

fab24hr에서 MO는 식각 공정 엔지니어 오후 근무의 핵심이다. ‘출근’을 누르고 ‘직장인의 하루’를 고른 뒤, ‘오늘 나는’ 카드에서 ‘양산 팹’을 누르고 좌우로 넘겨 공정 엔지니어를 찾은 다음 이름 아래의 ‘식각’을 누른다. ‘직장인의 하루’는 게임을 연 시간에 해당하는 근무로 들어가며, 낮 12시부터 저녁 6시까지가 오후 근무다. 새벽에 ETCH-03 안에 갇힌 웨이퍼 한 장에 직접 추가 식각을 15초 해야 한다. 이런 복구 작업은 장비 앞에서 수동 투입으로만 할 수 있다. 화면을 열면 25장이 이미 전체 선택되어 있고, 레시피는 지난번에 쓴 것이 불러와져 있으며, 목록에는 이름이 비슷한 사용 중지 버전이 두 개 더 있다. 옆에는 장비 엔지니어 아카이에게 와서 한번 봐 달라고 부탁하는 버튼이 있다.

‘실행’을 누른 뒤 오후는 두 갈래로 갈린다. MO가 나면 먼저 제조부의 샤오윈에게 로트를 홀드해 달라고 하고, PIE의 야팅에게 어느 웨이퍼가 무엇으로 돌았는지 알리고, 팀장에게 보고해야 한다. 팀장의 첫마디는 “알겠어요. 지금은 사과하지 않아도 돼요. 무슨 일이 있었는지 정확히 정리하는 게 더 중요해요.”다. 사고가 나지 않으면, 대신 옆 ETCH-05에서 신입 샤오안에게 사고가 나고, 보고서는 내가 샤오안과 함께 쓰게 된다. 15:00에는 이상 보고서를 쓰는데, 발생 경위를 제외한 나머지 세 항목은 세 사람에게 각각 받아 와야 한다. 16:30에는 검토 회의가 열리고, 세 가지 대책마다 담당자가 정해져야 한다. 메인 스토리 ‘칩의 일생’ 챕터 8 ‘시간에 쫓겨’가 바로 이 오후다. 품질 엔지니어나 생산관리로 플레이해도 오후 근무에서 ETCH-05의 수동 투입 사고를 만난다. 한쪽은 현장을 먼저 보존해야 하고, 다른 한쪽은 이번 주 출하 일정을 다시 짜야 한다. 게임 속 회사, 인물, 장비 번호, 웨이퍼 수, 화면은 모두 가상이다. 인적 오류가 어떻게 생기고 사고 후 어떻게 처리하는지는 공개된 일반 자료를 바탕으로 썼다. MO라는 명칭과 실제 방식은 회사마다 다르다. 다른 업계 용어는 ‘반도체 공장 전문 용어, 쉬운 말로 풀이’에서 찾아볼 수 있다.