Q-time이란? 웨이퍼는 왜 오래 기다릴 수 없을까

팹에서는 ‘이 로트, 큐타임 얼마 안 남았어요’라는 말을 자주 듣는다. Q-time(큐타임)은 queue time의 약자로, 직역하면 ‘대기 시간’이다. 팹에서는 그 상한을 가리킨다. 어떤 공정이 끝난 뒤, 다음 공정은 반드시 일정 시간 안에 시작해야 한다는 뜻이다. 이를 넘기면 그 로트는 원래 경로대로 계속 진행할 수 없다.

웨이퍼는 왜 기다릴 수 없을까?

웨이퍼는 공정과 공정 사이에 진공 속에 있는 것이 아니라, 박스에 담긴 채 클린룸의 공기 속에 놓여 있다. 많은 공정은 끝난 직후 웨이퍼 표면이 ‘딱 알맞고 아직 신선한’ 상태인데, 오래 두면 바뀐다.

• 세정 후: 세정은 표면의 오염을 없앤다. 어떤 세정은 얇은 산화막까지 함께 제거해 깨끗한 실리콘을 드러낸다. 하지만 깨끗한 실리콘은 공기에 닿으면 아주 얇은 산화막이 서서히 다시 자라고, 공기 중의 미량 유기물도 흡착한다. 다음 공정이 품질 요구가 매우 높은 박막이나 산화막을 키우는 공정이라면, 표면에 이렇게 조금 더해진 것만으로도 결과가 달라진다.
• 현상 후: 포토 공정을 마친 포토레지스트 패턴은 되도록 빨리 식각으로 보내야 한다. 너무 오래 두면 포토레지스트의 상태가 바뀔 수 있고, 식각된 선폭도 그에 따라 틀어진다.
• 일부 박막 증착 후: 표면이 수분을 흡수하거나 공기와 서서히 반응해, 다음 층이 잘 붙는지에 영향을 준다.

이런 변화는 눈에 보이지 않고, 계측으로도 바로 드러나지 않을 수 있다. 발견했을 때는 이미 여러 공정을 지난 뒤일 수도 있다. 그래서 사후에 검사하기보다 미리 규칙을 정해 둔다. 시간을 넘기면 다음 공정으로 보낼 수 없다.

큐타임을 넘기면 어떻게 될까?

어느 구간에서 얼마나 넘겼는지에 따라 다르다. 가벼운 경우에는 그 공정을 한 번 더 한다(리워크). 예를 들어 한 번 더 세정한 뒤 퍼니스에 넣는다. 되돌릴 수 없는 경우에는 웨이퍼 전체를 스크랩할 수밖에 없다. 그 중간으로, 먼저 홀드하고 엔지니어에게 이 로트를 아직 쓸 수 있는지 판단해 달라고 하는 경우도 있다. 어느 쪽이든 시간과 장비 가동을 잡아먹기 때문에, 다들 처음부터 넘기지 않는 쪽을 택한다.

그런데도 왜 넘기게 될까?

팹의 장비 앞에는 언제나 대기열이 있기 때문이다. 웨이퍼 한 장은 사실 대부분의 시간을 장비를 기다리며 보내는데, 큐타임은 두 공정을 하나로 ‘묶어’ 버린다. 앞 공정이 끝나는 순간 카운트다운이 시작된다. 다음 공정의 장비가 공교롭게 다운되거나, 정비 중이거나, 앞에 긴급 로트가 잔뜩 밀려 있으면 카운트다운은 계속 흘러간다.

그래서 로트 일정을 짜는 사람은 흔히 거꾸로 생각한다. 다음 공정이 준비되지 않았으면, 앞 공정을 먼저 시작하지 않는다. 웨이퍼가 큐타임이 시작되기 전에 조금 더 기다리는 편이, 공정을 마친 뒤 중간에 묶여 있는 것보다 낫다. 팹의 디스패치가 단순히 ‘먼저 온 순서대로’가 아니라, 로트마다 몇 개의 카운트다운이 돌고 있는지까지 따져야 하는 이유도 여기에 있다.

fab24hr에서는

fab24hr에서 제조부 업무의 상당 부분은 큐타임이다. 디스패치 보드에서 어느 로트가 상한에 다가가고 있는지, 어느 장비가 멈추면 누가 묶이는지 살피고, 한밤중에 엔지니어에게 전화해 ‘이 로트 더 기다려도 되나요?’라고 묻는다. 게임 속 시간 상한, 로트 번호, 장비는 모두 가상의 설정이다. 큐타임이 무엇이고 왜 필요한지는 공개된 일반 자료를 바탕으로 썼다. 다른 업계 용어는 ‘반도체 공장 전문 용어, 쉬운 말로 풀이’에서 찾아볼 수 있다.