로봇및센서실습 · 반도체장비전공 · CHAPTER 2

장치 구성
웨이퍼 이송 시스템의 장치들

1강에서 웨이퍼가 지나가는 길을 봤습니다. 2강에서는 그 길 위의 여섯 장치가 각각 어디에 있고 무슨 일을 하는지 하나씩 익힙니다.

이번 강의 방식 — 각 장치를 슬라이드로 보고, 곧바로 시뮬레이터 도면에서 같은 장치를 클릭해 설명을 확인합니다.

학습 목표

이 강의가 끝나면

여섯 장치를 짚는다 FOUP · Load Port · EFEM · Pre-aligner · Load Lock · Transfer/Process Chamber의 위치를 말한다.

기능을 한 줄로 각 장치가 "무엇을 하는 곳"인지 한 문장으로 설명한다.

경계를 긋는다 어디까지가 대기(760 Torr)이고 어디부터 진공인지, 그 경계에 무엇이 있는지 안다.

실습 연결 — 시뮬 미션: 6개 장치를 모두 클릭하고, 대기·진공 영역의 경계(Load Lock)를 확인합니다.

복습 · 전체 지도

여섯 장치가 한 줄로 늘어서 있습니다

왼쪽부터 오른쪽으로 — 담고(FOUP) → 붙이고(Port) → 옮기고(EFEM) → 맞추고(Pre-aligner) → 압력 바꾸고(Load Lock) → 진공 로봇이 → 챔버로. 이번 강의는 이 순서대로 하나씩 봅니다.

① 담는 곳

FOUP — 웨이퍼를 담아 옮기는 밀폐 상자

질소로 밀폐 내부를 질소로 채워 바깥 공기·먼지를 차단합니다. 공장 복도를 지나도 웨이퍼는 안전합니다.

25칸 슬롯 실제 25장(시뮬은 5칸). 몇 번 칸인지가 곧 로봇의 Z축 높이가 됩니다.

도킹 전엔 안 열림 FOUP 문은 Load Port에 붙은 뒤 장비 문과 함께 열립니다.

기능 한 줄 — "웨이퍼를 오염 없이 보관·운반하는 밀폐 카세트."

② 붙이는 곳

Load Port — FOUP이 장비에 도킹하는 문

도킹(Docking)

FOUP을 Load Port에 정확히 안착시킵니다. 위치가 어긋나면 이후 매핑이 전부 틀어집니다.

도어 오픈

FOUP 문과 장비 문이 동시에 열려, 바깥 공기가 들어갈 틈 없이 내부가 이어집니다.

슬롯 매핑(Mapping)

센서가 25칸을 훑어 어느 칸에 웨이퍼가 있는지 목록을 만듭니다. (7강에서 자세히)

기능 한 줄 — "FOUP을 도킹·개방·매핑해 장비 안으로 들이는 관문."

순서 고정 — 도킹 → 도어 오픈 → 매핑. 이 순서가 아니면 인터록이 막습니다.

③ 대기 로봇의 집

EFEM — 대기 이송 로봇이 일하는 청정 공간

Equipment Front-End Module Load Port들과 Load Lock 사이의 상압 청정 공간. 안에 대기 이송 로봇과 Pre-aligner가 있습니다.

팬 필터로 청정 유지 위에서 아래로 청정 공기를 흘려(다운플로우) 먼지가 웨이퍼에 앉지 못하게 합니다.

여기 로봇이 R/θ/Z로 움직인다 FOUP ↔ Pre-aligner ↔ Load Lock 사이를 나릅니다. (3강 로봇 구조)

기능 한 줄 — "대기 이송 로봇의 작업 공간이자 웨이퍼의 상압 허브."

④ 맞추는 곳

Pre-aligner — 웨이퍼의 방향을 잡는 회전대

중심(Centering) 로봇이 집은 웨이퍼가 살짝 치우쳐 있으면 중심을 다시 잡습니다.

Notch 정렬 웨이퍼 가장자리의 홈(Notch)을 정해진 방향(예: 0°)으로 돌려 놓습니다.

왜 필요한가 공정 패턴이 웨이퍼 방향에 맞아야 하기 때문입니다. 방향이 틀리면 패턴이 어긋납니다. (9강)

기능 한 줄 — "웨이퍼의 중심과 방향을 규격에 맞추는 회전 정렬대."

⑤ 관문

Load Lock — 대기와 진공을 잇는 에어록

왜 필요한가

대기와 진공을 바로 이으면 진공이 깨집니다. 작은 방에 웨이퍼를 넣고 압력을 맞춘 뒤 반대편 문을 엽니다.

Pump Down / Vent

진공으로 보낼 땐 Pump Down(배기), 대기로 뺄 땐 Vent(주입)로 압력을 바꿉니다.

두 문의 규칙

대기측·진공측 두 밸브는 절대 동시에 열리지 않습니다. 인터록으로 막습니다.

기능 한 줄 — "웨이퍼의 압력을 바꿔 대기와 진공을 오가게 하는 관문." (10강)

⑥ 진공 로봇의 집

Transfer Chamber — 진공 속 로봇의 방

항상 진공 유지 Load Lock과 공정 챔버 사이의 진공 허브. 문을 열어도 진공이 유지됩니다.

구동부가 진공 밖에 모터·베어링은 진공 밖에 두고 자력으로 팔만 진공 안에서 움직입니다. 오염·발열을 피하려고요.

여러 챔버로 분배 하나의 웨이퍼를 여러 공정 챔버(PM1·PM2…)로 나눠 보냅니다. (11강)

기능 한 줄 — "진공 이송 로봇이 웨이퍼를 공정 챔버로 분배하는 진공 허브."

⑦ 목적지

Process Chamber — 실제 공정이 일어나는 곳

여기서 칩이 만들어진다

식각(Etch)·증착(Deposition) 같은 실제 공정이 진행되는 진공 챔버입니다. 이송 장치의 최종 목적지입니다.

이송의 역할은 여기까지

이송 로봇은 웨이퍼를 이 챔버에 정확히 올려놓는 것까지가 임무. 공정 자체는 다른 과목에서 다룹니다.

기능 한 줄 — "식각·증착 등 공정이 수행되는 진공 챔버 (이송의 종착지)."

이 과목의 범위 — 우리는 "챔버 안에서 무슨 공정을 하나"가 아니라, "웨이퍼를 거기까지 어떻게 안전하게 옮기나"를 배웁니다.

배치

왜 이 순서로 늘어서 있나

흐름을 따라

담고(FOUP)→붙이고(Port)→옮기고(EFEM)→맞추고(Aligner)→압력바꾸고(LL)→공정(Chamber). 장치 배치가 곧 웨이퍼의 여정입니다.

대기는 왼쪽, 진공은 오른쪽

Load Lock을 경계로 왼쪽 상압, 오른쪽 진공. 색으로도 구분합니다.

암기 팁 — 순서만 외우면 장비 절반은 이해한 셈.

청정

청정도 — 왜 밀폐하고 다운플로우인가

FOUP 밀폐 이동 중 외기 차단.

EFEM 다운플로우 위→아래 청정 공기로 먼지가 웨이퍼에 앉지 못하게.

진공 챔버 구간은 공기 자체가 거의 없음.

이유 — 먼지 한 톨이 회로보다 굵어 한 장을 불량으로 만들 수 있어서(1강).

두 로봇

대기 로봇 vs 진공 로봇 — 한 장 비교

	대기(EFEM)	진공(TM)
환경	760 Torr	0.01 Torr
구동부	본체 내부	진공 밖
손	흡착/지지	내열 지지
축	R·θ·Z	R·θ·Z

같은 원리 — 환경만 다를 뿐 세 축과 리듬은 동일(3·11강).

경계

Load Lock — 유일한 관문 다시 보기

왜 하나뿐

대기와 진공을 잇는 문이 여럿이면 진공 유지가 어렵습니다. 하나로 통제합니다.

두 밸브

ATM·TM 밸브는 절대 동시 개방 금지(10·13강).

핵심 개념 — 이 경계가 인터록·시퀀스를 이해하는 열쇠.

용어

이번 강의 용어 정리

용어	뜻
FOUP	밀폐 웨이퍼 카세트
EFEM	대기 이송 모듈
Pre-aligner	정렬 회전대
Load Lock	압력 전환 관문
TM / PM	이송 챔버 / 공정 챔버

팁 — 시뮬 도면에서 각 용어를 클릭하면 같은 설명이 뜹니다.

확인

배치를 손가락으로 짚어보기

대기 4장치는? FOUP·Load Port·EFEM·Pre-aligner.

진공 2장치는? Transfer Chamber·Process Chamber.

바로 실습 — 도면에서 여섯 장치를 순서대로 클릭해 확인.

정리 · 경계

어디까지가 대기이고, 어디부터 진공인가

장치	영역	한 줄 기능
FOUP	대기	밀폐 보관·운반
Load Port	대기	도킹·개방·매핑
EFEM	대기	대기 로봇의 청정 공간
Pre-aligner	대기	중심·Notch 정렬
Load Lock	대기⇄진공	압력 전환 관문
Transfer Chamber	진공	진공 로봇 허브
Process Chamber	진공	공정 수행

핵심 — 대기와 진공을 가르는 유일한 문이 Load Lock입니다. 이 경계 개념이 앞으로 인터록·시퀀스를 이해하는 열쇠입니다.

실습 미션

2강에서 직접 해볼 것

여섯 장치 모두 클릭 도면에서 6개 장치를 눌러 이름과 기능 설명을 읽습니다.

대기·진공 경계 확인 Load Lock을 클릭해 이 방이 두 영역을 잇는 관문임을 확인합니다.

완료 기준 — "따라하기" 체크 2개가 채워지면 2강 실습 완료. 각 장치를 클릭할 때 이 교재의 해당 슬라이드와 설명이 같은지 비교해 보세요.

정리 · 자가 점검

2강에서 남길 것

여섯 장치의 위치·기능 담고→붙이고→옮기고→맞추고→압력바꾸고→분배.

경계는 Load Lock 대기와 진공을 가르는 유일한 문.

Q1

대기 영역에 속한 장치를 네 개 말해 보세요.

Q2

Pre-aligner는 무엇을, 왜 맞추나요?

다음 강 — 3강 로봇 구조: R·θ·Z 세 축이 어떤 동작을 만드는지 봅니다.

장치 구성웨이퍼 이송 시스템의 장치들