클린룸 오염제어 - 클린룸에서 입자 발생량이 많은 작업의 관리 전략

클린룸 오염제어를 위한 클린룸에서 입자 발생량이 많은 작업의 관리 전략

클린룸에서 오염제어를 위한  입자 발생량이 많은 작업의 관리 전략으로 가장 첫번째로  사람 즉, 작업자의 파티클 발생량을 제어 해야 한다. 아래 입자 발생원별 점유율 표를 보면 오염원 중 사람(작업자) 에 대한 영향성이 70% 로 가장 높은 걸 알 수있다.

오염원	상대적 점율(연구.업계 근거)	비고
사람(작업자)	약 70%	인체 움직임·피부·의복에서 가장 많은 입자 방출
건물/구조	약 10–15%	벽/바닥/설비 표면에서 발생하는 입자
공조/공기 공급	적음(공급 공기 입자는 상대적으로 낮음)	필터를 통해 공급되므로 직접 발생률은 낮음
장비/작업대/자재	나머지(10–15% 수준)	장비 마찰, 자재 열림/이동 등에서 발생

요약 포인트

• 작업자(사람)는 클린룸 내 입자 오염의 주요 발원으로 흔히 약 70% 수준으로 평가된다. 
• 건물 및 구조 표면에서 발생하는 입자도 의미 있는 비율을 차지하며 약 10–15%로 나타나는 연구가 있다. 
• 공조(공급공기) 자체는 HEPA/ULPA 필터를 거치기 때문에 상대적으로 낮은 비율로 간주된다.
• 장비 및 자재에서의 발생은 운영 조건에 따라 다르지만 작업자 다음으로 주요 오염원이 된다. 

클린룸 오염제어를 위해 클린룸 내에서 작업자 이동시 발생하는 파티클 발생을 이미지화 그림

1. 입자 발생 작업의 정의와 클린룸 청정도 영향

요약

• 고입자 발생 작업은 청정도 붕괴의 주요 원인
• 사람·작업·자재 상호작용에서 입자 급증
• 국부 관리 실패 시 전체 구역 확산 위험

클린룸에서 입자 발생량이 많은 작업이란, 정상적인 유지 상태 대비 단위 시간당 파티클 방출량이 급격히 증가하는 작업 행위를 의미한다. 대표적으로 조립, 분해, 세정, 자재 개봉, 장비 유지보수, 작업자 이동이 빈번한 공정이 이에 해당한다. 이러한 작업은 공기 중 부유 입자뿐 아니라 표면 재비산(Resuspension)을 동반하여 청정도 유지에 직접적인 악영향을 미친다.

입자 발생은 단일 작업에서 국부적으로 시작되지만, 공조 시스템의 순환 흐름을 따라 빠르게 확산될 수 있다. 특히 ISO Class 5 이하 또는 GMP Grade A/B와 같은 고청정 환경에서는 미량의 입자 증가도 제품 품질 저하나 공정 불량으로 이어질 수 있다. 따라서 고입자 발생 작업은 일반 작업과 동일한 관리 기준으로 취급될 수 없으며, 별도의 클린룸 오염제어 전략이 필수적이다.

2. 클린룸 오염제어 입자 발생량이 높은 대표 작업 유형 분석

요약

• 작업자 중심 활동에서 입자 발생 집중
• 기계적 마찰·개봉·접촉 작업이 핵심 원인
• 비정형 작업일수록 관리 난이도 증가

입자 발생량이 많은 작업은 크게 작업자 행동 기반, 공정 행위 기반, 설비·자재 기반 작업으로 구분할 수 있다. 작업자 기반 활동에는 빠른 이동, 반복 동작, 과도한 제스처, 클린복 마찰이 포함되며, 이는 인체 유래 입자의 주요 발생원이다. 공정 기반 작업으로는 부품 조립·분해, 표면 세정, 연마, 테스트 작업 등이 있으며, 기계적 접촉과 마찰로 인해 입자 발생이 증가한다.

자재 기반 작업에서는 포장 개봉, 트레이 교체, 소모품 반입 과정에서 다량의 파티클이 방출될 수 있다. 특히 외부에서 반입된 자재는 표면에 축적된 입자를 포함하고 있어, 사전 정화 절차가 미흡할 경우 단시간 내 청정도 붕괴를 유발한다.

아래 표는 대표적인 고입자 발생 작업과 주요 발생 원인을 정리한 것이다.

작업 유형	입자 발생 주요 원인
작업자 이동	의복 마찰, 피부 입자
부품 조립·분해	기계적 접촉, 마찰
자재 개봉	포장재 분진
유지보수 작업	축적 입자 재비산
청소 작업	부적절한 도구 사용

3. 고입자 발생 작업을 위한 공간·설비 관리 전략

요약

• 국부 배기(Local Exhaust) 우선 적용
• Clean Zone 분리 운영
• 공조 부하 변화 고려한 설계

고입자 발생 작업은 일반 청정 구역과 분리된 국부 관리(Local Control) 전략이 핵심이다. 가장 효과적인 방법은 해당 작업을 전용 Clean Zone 또는 국부 부스에서 수행하도록 공간을 분리하는 것이다. 이를 통해 입자 발생 범위를 제한하고, 전체 클린룸으로의 확산을 차단할 수 있다.

설비 측면에서는 국부 배기 시스템 또는 FFU를 활용한 하향 기류(Unidirectional Flow)를 적용하여 발생 입자를 즉시 제거하도록 설계한다. 이때 공기 흐름은 작업자 → 제품 → 배기 방향으로 설정되어야 하며, 난류 발생을 최소화해야 한다.

또한 고입자 작업이 집중되는 구역에서는 일시적인 환기 횟수(ACH) 증가나 차압 조정을 통해 공조 부하를 보완해야 한다. 이러한 설계는 정적인 기준이 아니라 작업 조건 변화에 따른 동적 제어 개념으로 접근해야 한다.

4. 클린룸 오염제어 작업 절차(SOP) 기반 입자 발생 억제 전략

요약

• 작업 동작 최소화 표준화
• 자재 반입·개봉 절차 세분화
• 작업 시간·빈도 관리

입자 발생 관리는 설비만으로 완성되지 않으며, 작업 절차(SOP)의 정밀도가 핵심 요소다. 작업자는 불필요한 동작을 최소화하도록 교육되어야 하며, 손의 이동 범위, 작업 속도, 공구 사용 순서까지 표준화된 절차가 필요하다.

자재 반입의 경우, 외부 포장은 전실 또는 별도의 디패키징 공간에서 제거하고, 클린룸 내부에서는 청정 포장만 취급하도록 규정해야 한다. 또한 고입자 발생 작업은 가능한 한 청정도 요구가 낮은 시간대 또는 공정 전후로 집중 배치하여 청정도 회복 시간을 확보하는 전략이 효과적이다.

작업자 수와 작업 빈도 역시 관리 대상이며, 불필요한 동시 작업을 제한함으로써 입자 발생 총량을 제어할 수 있다. 이러한 SOP 기반 관리는 지속적인 교육과 모니터링을 통해 유지되어야 한다.

5. 클린룸 오염제어 입자 발생 관리 효과 검증과 지속 개선 체계

요약

• 파티클 모니터링 연계
• 작업 전·후 비교 평가
• 개선 피드백 체계 구축

입자 발생 관리 전략의 유효성은 정량적 데이터를 통해 검증되어야 한다. 이를 위해 작업 전·중·후의 파티클 농도를 비교 분석하고, 특정 작업과 입자 증가 간의 상관관계를 도출해야 한다. 고정식 또는 이동식 파티클 카운터를 활용한 실시간 모니터링은 이러한 분석에 필수적이다.

모니터링 결과는 단순 기록에 그치지 않고, SOP 개선, 설비 보완, 작업자 교육 강화로 이어져야 한다. 특히 반복적으로 입자 증가가 관찰되는 작업은 위험 작업으로 분류하여 관리 등급을 상향 조정할 필요가 있다.

종합적으로 클린룸에서 입자 발생량이 많은 작업은 피할 수 없는 요소이지만, 공간 분리, 설비 제어, 절차 표준화, 데이터 기반 검증을 통해 충분히 관리 가능한 영역이다. 이러한 체계적인 관리 전략은 클린룸 청정도 유지뿐 아니라 제품 품질 안정성과 공정 신뢰성 확보의 기반이 된다.