Decision Lab #05 안내 — 「깊이는 됐는데 측벽이 무너졌다」는 게 무슨 상황이고, 30분 동안 무엇을 하게 되나

이 글은 미션 #05 를 처음 여는 사람을 위한 안내입니다. 현장 용어와 절차는 회사마다 조금씩 다릅니다 — 여기서는 공통된 큰 틀만 적습니다. #01 과 같은 장비, 같은 제품인데 증상이 다릅니다. 깊이가 아니라 모양이 틀어졌습니다. 「측벽각」이 무엇이고 왜 규격인지부터 잡고 들어가면 됩니다. 답은 없습니다.

0. 배경 — 팹에서 이런 일은 어떻게 생기고, 누가 맡나

팹에는 장비가 수백 대(큰 곳은 그 이상) 있고 24시간 돕니다. 장비마다 주기 점검(PM) 이 있어 정해진 시점에 뜯어 보고 소모품을 갈지만, 그 사이에도 일은 생깁니다. 부품이 조금씩 어긋나거나, 센서가 읽는 값이 실제와 멀어지거나, 앞 공정에서 온 웨이퍼 상태가 달라지거나, 챔버 안 상태가 서서히 바뀌거나, 설명이 안 되는 로그가 한 줄 남습니다. 자주 일어난다고 할 수는 없지만 어느 라인에서든 종종 만나는 일이고, 이 미션의 상황도 그중 하나입니다. 장비는 이런 일을 겪으면서도 「정상 종료」 할 수 있습니다. 알람은 대개 장비가 자기 계기로 본 것만 울기 때문입니다.

사건은 보통 이렇게 흘러갑니다. 오퍼레이터가 레시피대로 돌리고 → 계측 담당이 결과를 재고 → SPC(통계 관리)가 관리 한계 밖이라고 판정하면 보통 그 Lot 은 멈춰 세워집니다(Lot hold). 여기서 공정 엔지니어에게 넘어옵니다. 이 미션은 바로 그 순간부터 시작합니다.

엔지니어는 여러 종류입니다. 회사·팹마다 부서 이름과 경계는 다르고 한 사람이 둘을 겸하기도 합니다 — 여기서는 역할로만 나눴습니다.

관리 한계 밖 Lot 의 원인을 좁히고 라인을 어떻게 돌릴지 정하는 것은 공정 엔지니어의 일이고, 그 과정에서 장비 엔지니어에게 점검을 의뢰하고, 계측에 재측정을 부탁하고, 생산 관리와 일정을 조율합니다. 미션 화면의 카드 한 장은 이 사람들 중 하나가 낸 기록 한 장이라고 보면 됩니다. 카드를 연다 = 그 사람에게 묻는다. 그래서 카드마다 비용이 붙고, 리포트는 「누구에게 무엇을 물었나」를 봅니다.

이 미션에서 당신은 ICP 식각기를 담당하는 공정 엔지니어입니다. 모양이 틀어진 Lot 이 멈춰 있고, 깊이는 아슬아슬하게 규격 안이라 품질 담당이 「이대로 내보내도 되나」를 묻습니다. 장비 엔지니어는 알람이 없었다고 합니다. 모양을 정하는 조건이 무엇인지, 그중 무엇이 약속과 달랐는지를 당신이 가려야 합니다.

1. 당신이 받은 상황을 쉬운 말로

브리핑은 이렇게 시작합니다. *「기존에 안정적으로 쓰던 Si ICP 트렌치 공정에서 이번 Lot 의 측벽각이 규격 하한을 벗어났다(경사). 깊이는 규격 언저리라 겉보기엔 큰 문제가 없어 보이고, 장비는 알람 없이 정상 종료됐으며 레시피 번호도 그대로다.」*

풀어 쓰면 이렇습니다.

• 트렌치(홈)의 품질은 깊이만이 아닙니다. 홈의 벽이 얼마나 수직인가가 같이 규격입니다. 벽이 기울면(경사) 홈의 바닥 폭이 좁아지고, 다음 공정(홈을 채우는 증착 등)이 그 모양에 영향을 받습니다. 그래서 측벽각은 깊이와 나란한 관리 항목입니다.
• 측벽각은 단면 SEM 에서 잽니다. 90° 가 수직, 작아질수록 기울어진 벽입니다. 이 Lot 은 그 각이 규격 하한 아래로 내려갔습니다.
• 깊이는 「규격 언저리」입니다. 조금 낮지만 아슬아슬하게 안에 있거나 경계에 있습니다. 그래서 겉보기엔 큰 문제가 없어 보입니다. 하지만 깊이가 같이 조금 낮아진 것은 단서입니다 — 무엇이 벽을 기울이면서 깊이도 깎았는지, 둘이 같은 방향으로 움직였는지를 묻습니다.
• 장비는 조용히 끝났고 레시피 번호는 그대로입니다. #01 과 같은 문법입니다. 입력한 값과 실제로 일어난 일이 어딘가에서 어긋났습니다.

사건은 이것입니다. 조건표를 그대로 넣었는데 홈의 모양이 달라졌다. 모양을 정하는 조건이 무엇인지, 그중 무엇이 약속과 달랐는지를 찾고, 근본 조치 전까지 무엇으로 모양을 되살릴지를 정하는 것이 당신의 일입니다. 되살리는 방법마다 잃는 것이 다릅니다.

2. 알아 두면 화면이 읽히는 말 몇 개

계기 하나씩은 PRE-STUDY 의 RF 카드 읽기 · 압력 제어 루프 카드 읽기 · 계측 카드 읽기가 깊게 다룹니다.

3. 화면에서 하게 되는 일 — 7단계를 이 미션에 맞춰

① 상황 — 오른쪽 SYMPTOM 에 측벽각과 깊이가 baseline 과 나란히 있습니다. 둘 다 보고 시작합니다.

② 문제 정의 — 「레시피 그대로 · 이번 Lot 만 · 측벽각이 규격 밖 · 깊이도 조금 낮음 · 알람 없음」. 「모양이 이상하다」만으로는 모자라고, 깊이가 같이 움직였다는 사실을 넣는 것이 좋은 문제 정의입니다.

③ 데이터 · 가설 — 카드 여덟 장. 레시피 세팅값 · 가스 유량 · SEM 단면(측벽각) · 프로파일러 · RF 로그 · 압력 로그 · 직전 정상 Lot · PM 이력. 모양을 정하는 조건들(가스 배합·이온 에너지·압력·챔버 상태)을 하나씩 「약속대로였나」로 지워 갑니다. 후보를 고르고 근거를 적어 선언합니다.

④ 조치 · 실행 — 가설에 맞는 점검 조치를 고르면 정비가 진행되고 실제 ICP 장비 화면이 열립니다. 한 번 돌려 측벽각이 baseline 쪽으로 돌아오는지 SEM 으로 확인합니다. 안 돌아오면 가설을 고칩니다.

⑤ 브리지 결정 — 근본 조치 전까지 무엇으로 모양을 되살릴지. 선택지 여덟 개(정지 · 가스 세팅 보정 · 바이어스 보강 · 다른 가스 증량 · 시간 연장 · 조합 셋)를 실제로 돌려 측벽각과 깊이를 함께 비교하고 하나를 승인합니다. 모양을 되살리는 방법은 깊이·처리량·데미지 중 무언가를 움직입니다. 감수할 점에 그것을 씁니다.

⑥ 최종 보고 · ⑦ 스킬 리포트 — 앞의 미션과 같습니다.

4. 이렇게 생각하면 됩니다 — 답이 아니라 틀

1. 두 증상이 같은 방향으로 움직였는지 본다. 측벽각이 내려가고 깊이도 조금 내려갔습니다. 하나의 원인이 둘을 같이 움직였는지, 둘이 따로인지가 첫 질문입니다.
2. 모양을 정하는 조건을 나열하고 하나씩 지운다. 가스 세 줄, 전력 두 줄, 압력 한 줄, 챔버 상태. 카드에서 SP = PV 인 줄은 결백입니다. 남는 줄이 사건의 자리입니다.
3. SEM 은 각만이 아니라 모양을 본다. 벽이 일직선으로 기울었는지, 위만 넓은지, 바닥이 둥근지는 원인의 종류를 가르는 단서입니다. 숫자 하나로 끝내지 않습니다.
4. 프로파일러는 깊이의 보조다. 탐침이 좁은 홈 바닥까지 못 내려가고 벽의 기울기도 말하지 못합니다. 깊이 확인용으로만 씁니다.
5. 시점을 맞춘다. PM 이력에 사건이 있다면 증상 시작과 맞는지 봅니다.
6. 브리지는 둘을 같이 본다. 측벽각을 되살리는 후보가 깊이를 어디로 보내는지, 데미지와 시간은 어떻게 되는지를 한 표에서 비교합니다. 하나만 보고 승인하면 다음 Lot 에서 다른 규격이 깨집니다.

5. 자주 하는 실수

• 깊이가 규격 안이니 문제 정의에 깊이를 빼 버린다.
• SEM 을 안 열고 측벽각을 추측한다 — 이 미션에서 측벽각은 SEM 에만 있습니다.
• 가스 카드의 세 줄 중 한 줄만 보고 나머지를 안 본다.
• 브리지에서 측벽각만 보고 깊이·데미지·시간을 안 적는다.

용어

• 측벽각 — 홈의 벽이 바닥과 이루는 각. 90° 가 수직.
• 프로파일 — 홈의 단면 모양 전체.
• DC self-bias — 전극의 평균 음전압. 이온이 바닥을 때리는 세기의 척도.
• SP / PV — 세팅값 / 계기가 읽은 실제값.
• PM — Preventive Maintenance. 예방 정비. 장비를 뜯은 기록.
• 브리지 — 근본 조치 전까지 라인을 돌리는 임시 운영 조건.

이 글이 쓰이는 미션

아래 미션은 지금 열심히 준비하고 있습니다. 문이 열리는 대로 이 자리에 구매 링크를 달아 두겠습니다. 기다리는 동안 #01·#02 를 먼저 풀어 보셔도 좋습니다 — 같은 7단계라 그대로 이어집니다.

• #05 Profile Excursion — 깊이는 얼추 나오는데 측벽이 무너졌다 (출시 준비 중)