클린룸 내 세정 공정 안전보건 조치 사항

전자산업 공정에서 웨이퍼, 디스플레이 등 각종 전자제품을 가공하고 제조하는 과정에서 이들 제품에 묻은 오염된 기름, 먼지 등을 화학물질, 에너지 등으로 제거하는 세정 공정 작업 또는 공정 설비 정비 작업에 대한 안전보건 조치 사항에 대해 공유하고자 한다.

 

 

 

클린룸 내 세정 공정 안전보건 조치 사항

클린룸 세정 공정 작업 또는 공정 설비 정비 작업에서 발생할 수 있는 유해·위험 요인을 파악하고 작업 전, 중, 후의 주요 작업 절차를 따라야 한다.

RCA 세정은 반도체 제조 시 실리콘 웨이퍼의 고온 처리 단계 전에 수행해야 하는 표준 웨이퍼 세정 방법으로 웨이퍼의 표면에서 입자 오염물질과 유기 오염물질을 제거하는 SC-1, 금속과 이온 오염물질을 제거하는 SC-2의 두 가지 주요 단계로 구성된다.

 

 

클린룸 내 세정 공정 작업 유해·위험 요인

전자산업 클린룸에서 이루어지는 제품 제조 과정에서 웨이퍼 등 전자제품을 산, 알칼리, 유기용제, 에너지(음파) 등으로 세정(cleaning)할 때 화학물질 노출, 누출, 폭발, 부상, 고에너지 노출 등 잠재적 안전보건 유해 위험이 있다. 

 

● 화학물질, 에너지를 이용한 전자제품 세정 공정 운전과 이들 공정 설비를 정비하는 작업에서 발생할 수 있는 공통적인 잠재적 안전사고 와 유해·위험 요인은 다음과 같다. 

- SC-1과 SC-2 세정용 화학물질(수산화암모늄, 과산화수소, 염산), 기타 화학물질 (황산, 불산 등)에 노출되면 피부 자극, 화상, 호흡기 문제 등을 일으킬 수 있다.

- 초음파를 이용한 세정 시 사용하는 화학물질(IPA 등 유기용제, 세제 등)에 노출되면 피부 자극 등을 일으킬 수 있다.

- 산, 알칼리, 유기용제 등의 미스트, 가스상 물질 등에 노출 시 피부 화상, 눈 손상, 호흡기 손상 등을 일으킬 수 있다, 화학물질의 종류에 따라 유해·위험 요인의 발생 특성은 다르다.

 

*세정 공정 운영 또는 세정 공정 설비 정비 작업 전에 허가받아야 할 작업의 종류의 사례는 다음과 같다.

- 세정 탱크 안 (밀폐)공간 출입, 세정 공정 또는 공정 설비 정비 작업의 공간 구분, 세정 공정 설비 정비 작업, 세정 탱크 화학물질 중화 점검, 경계구역(line entry) 출입, 크레인 등 중량물 운전 작업, 전원 잠금과 표식(LOTO) 검증, 정비 배관 라인 배수/퍼징 등, 산소/인화성 위험 확인, 정비 대상 배관, 라인 식별 확인, 세정 탱크 중화 조건 확인, 비상조치 구조 계획 검토 

 

 

● 세정 공정 설비를 정비하기 전 화학물질이 포함된 세정조를 비울 때 충분히 드레 인하지 않을 경우 정비 작업 동안 남아 있는 화학물질 미스트에 노출될 수 있다. 정비 근로자는 중성 상태를 꼭 확인한다.  

 

● 세정 공정에서 발생한 폐기물을 수거할 때 발생할 수 있는 잠재적 안전보건 유해·위험이 있다. 세정 기술, 공정 규모, 탱크 규모, 사용한 화학물질의 양 등 특성별로 유해·위험 요인의 종류와 발생 정도 등이 다르게 나타난다.

- 세정 시 사용한 화학물질에서 발생한 폐기물이 호환되지 않은 물질과 혼합될 경우 격렬한 화학반응에 의한 폭발과 화재 등의 위험이 있다.

- 세정 공정에서 사용하는 화학물질 세정제, SC-1, SC-2에서 사용된 산(불산, 황산 등)과 알칼리(수산화암모늄, 수산화테트라메틸암모늄 등)는 혼합하면 강한 발열반응이 일어난다.

- 혼합물이 격렬하게 끓거나 튀어 화학화상을 입을 수 있다.

- 화학물질이 물과 산소 가스로 분해되어 산화제로 작용함으로써 과산화수소 또는 과산화물을 만들 수 있다. 이러한 반응은 폭발성 분해로 인한 안전 위험과 농축 과산화수소 노출로 인한 피부, 호흡기 손상 등을 초래할 수 있다.

 

● 화학물질 누출에 따른 위험: 화학물질을 사용한 세정 공정 중 또는 화학물질 저장탱크에서 화학물질 누출 위험이 있다.

- 세정 공정 탱크에 들어 있는 강산, 강알칼리 등 여러 화학물질은 여러 가지 이유로 인해 누출될 수 있다. 용제가 플라스틱이나 고무 개스킷과 같이 탱크 구조 부품 등에 사용되는 특정 재료를 분해하여 구조적 고장도 일어날 수 있다. 또한 누출된 부식성 화학물질은 시간이 지남에 따라 탱크의 재질을 부식시켜 균열이나 구멍과 같은 구조적 손상을 일으킨다.

- 탱크에 기계 등 물체를 떨어뜨리거나 부딪히는 등 부적절한 취급에 의한 물리적 손상으로 누출이 일어날 수 있다.

- 탱크 연결 부위 결합 부품이나 밸브를 부적절하게 관리하면 누출 가능성이 더욱 높아질 수 있다.

- 부식성 화학물질이 탱크 뚜껑과 밸브의 밀착(sealing) 부분을 손상하여 누출이 일어날 수 있다.

- 정기적으로 검사하거나 유지보수하지 않아도 누출이 일어날 수 있다. 또한 탱크에 화학물질을 과도하게 채우고 작업하거나, 이동할 때 또는 추가로 물을 추가할 때 화학물질이 넘쳐 바닥으로 흘러내릴 수 있다.

 

 

● 화재와 폭발 위험

- SC-1에 들어 있는 과산화수소는 폭발성 화학물질로, 열원 등과 접촉하면 잠재적 폭발 위험이 있다.

- 유기용제로 공정 중 사용한 기계, 부품, 소자 등 세정 시설을 정비할 때 폭발과 발화 위험이 있다.

- 환기가 제대로 되지 않는 공간에서 화학물질 증기와 미스트는 폭발성 범위로 축적되며, 스파크, 정전기, 전기 장비 등으로 의해 발화하여 치명적인 폭발로 이어질 수 있다.

 

● 세정 대상 제품, 부품 등을 수동으로 다루거나 옮기는 작업 등에서 반복적인 동작을 하고 불편한 자세로 작업하는 경우 근골격계질환과 부상 등이 발생할 수 있다.

 

● 부품 이송, 회전 등 움직이는 부품에 부딪힘(충돌), 말림, 끼임 등의 위험이 있다.

 

 

세정 공정 작업 및 정비 전 안전보건 조치 사항

- 회사의 규정에 따라 세정 공정 또는 공정 설비 작업 허가를 받는다.

- 화학물질을 이용한 세정 또는 정비 작업공간을 주변 공정과 구분 또는 격리하고, 작업 구역을 표시한다. 필요한 경우 출입을 제한한다.

- 화학물질을 이용한 세정 공정 작업 또는 공정 설비 정비 작업 시 발생할 수 있는 유해·위험 요인을 확인하고 평가하며, 이들 위험을 관리할 수 있는 안전보건 조치를 취한다.

- 탱크 안의 화학물질이 작업장 바닥으로 누출되지 않는지 탱크 면 이음 부위 등을 점검한다.

- 화학물질을 이용한 세정 공정에 설치된 안전보건 시설(세척·세안 설비, 국소 배기 장치 등), 봉쇄(containment) 장치, 폐기물 저장 용기 등의 위치와 성능을 점검한다.

- 화학물질을 이용한 세정 공정 작업 또는 공정 설비 정비 작업 근로자는 안전하게 수행하기 위한 내용을 훈련받고, 사고 발생 시 취해야 할 비상조치 사항을 확인하고 이해한다.

- 화학물질을 이용한 세정 공정 작업 또는 공정 설비 정비 작업에 필요한 개인보호 장비를 착용한다. 세정에 이용하는 화학물질에 따라 방독마스크 성능 이상의 호흡보호구를 착용한다. 이외에도 눈, 피부 등을 보호하는 보호구를 착용한다.

 

 

세정 공정 작업 및 정비 중 안전보건 조치 사항

- 근로자는 화학물질 저장 탱크의 세정용 화학물질의 양이 적정한지 확인한다.

- 근로자는 화학물질을 이용한 세정 공정 작업 또는 공정 설비 정비 작업 중 기계, 기구 등 외부 물체가 탱크에 빠지지 않도록 주의한다.

- 근로자는 화학물질을 이용한 세정 공정 작업 또는 공정 설비 정비 작업 중 탱크 안의 화학물질이 작업장 바닥으로 누출되지 않도록 주의한다. 화학물질이 누출될 경우 신속하게 봉쇄 조치, 누출물 회수, 제거 키트 활용 등을 실행하여 추가 확산을 막는다.

- 화학물질을 이용한 세정 공정 작업을 모니터링하고 비상시 조치를 취할 수 있도록 공정 근처에 감독자를 배치하거나 주변 근로자와 소통할 수 있는 네트워크를 마련한다. 화학물질을 이용한 세정 공정 작업 또는 공정 설비 정비 작업 중 화학물질 누출, 안전사고 위험, 신체 이상, 공정 이상 등 비상 상황이 발생할 경우 작업자 또는 감독근로자와 연락하여 신속하게 조치를 취하도록 한다.

 

 

세정 공정 작업 및 정비 후 안전보건 조치 사항

- 근로자는 화학물질 저장 탱크 내 세정용 화학물질의 누출 여부, 탱크의 안정성 등 보관 상태가 적정한지 확인한다.

- 화학물질을 이용한 세정 공정 작업 또는 공정 설비 정비 작업을 마친 후, 보호구를 착용한 채 작업공간을 깨끗하게 청소한다. 작업 후 생긴 화학 폐기물은 특성에 따라 적절히 분류해서 보관한 후 신속하게 처리한다.

- 작업이 완료되면 착용했던 보호구를 청소하고 성능 이상 여부를 확인한 후 적절하게 보관한다.

- 화학물질을 이용한 세정 공정 작업 또는 공정 설비 정비 작업을 마치고 안전 점검을 마친 후, 세정 공정 이력 카드에 수행한 작업 종류, 작업 날짜, 근로자, 발생한 문제 등 주요 세정 공정 작업 또는 공정 설비 정비 작업 내역을 기록하고 보존한다.

 

Reference : KOSHA 전자산업 클린룸 내 세정 공정 작업 안전보건 가이드