Initialize → Home, θ 2회 이상, R 1회 이상, Z 2회 이상. 그리고 훈련 탭의 드릴 5개를 모두 통과합니다.
300 mm 웨이퍼는 두께가 0.775 mm 밖에 안 되는 유리판 같은 물건입니다. 기울이면 휘고, 휘면 뒷면이 손에 닿습니다. 그래서 이송 내내 수평을 절대 깨지 않는 구조만 씁니다. 팔을 접었다 펴는 수평 신축 구조가 답입니다.
FOUP 슬롯 간격은 10 mm, 웨이퍼 두께는 0.775 mm. 손이 들어갈 틈은 위아래로 몇 mm 뿐입니다. 팔을 편 채로 돌아다니면 반드시 옆을 칩니다. 그래서 접은 상태로 이동하고 목표 앞에서만 편다는 규칙이 생깁니다.
웨이퍼를 기울일 일이 없으므로 회전 3자유도는 필요 없습니다. 어느 스테이션이든 θ(어느 방향) + R(얼마나 뻗어) + Z(어느 높이) 세 숫자로 지정됩니다. 축을 줄이면 관절이 줄고, 관절이 줄면 발진(파티클)과 오차가 줄어듭니다.
| 스테이션 | θ (시뮬 값) | 무엇을 하는 곳 |
|---|---|---|
| FOUP | 180° | 웨이퍼가 담겨 오는 카세트 |
| Pre-aligner | 270° (−90°) | 노치를 0°로 맞추는 정렬대 |
| Load Lock | 0° | 진공 쪽으로 넘기는 중간 방 |
Z 1번 위로 더 올리거나 5번 아래로 더 내리면 Limit 센서가 잡아 정지시킵니다. 훈련 ②에서 일부러 만들어 볼 알람이 바로 이것입니다.
Z가 웨이퍼 없는 칸을 가리킨 채 Pick을 누르면 ALM-502(Wafer Presence OFF 위치에서 Pick)로 거부됩니다. 고장이 아니라 겨냥이 틀린 것입니다. 7강에서 매핑으로 이것을 미리 막는 법을 배웁니다.
| 축 | 무엇 | 단위 | 시뮬 표시 |
|---|---|---|---|
| θ | 방향 (회전각) | 도(°) | 상태바 θ |
| R | 팔을 뻗은 거리 | mm | 상태바 R · 0이면 접힘 |
| Z | 높이 (슬롯 번호) | 칸 | 상태바 Z |
상태바에 θ 180° · R 0 · Z 3 이라고 떠 있습니다. θ 180°는 FOUP 방향, R 0은 팔이 접힘, Z 3은 세 번째 칸 높이. 즉 "FOUP 3번 칸 앞에 서서 팔을 접고 대기 중" 입니다. 아직 아무것도 집지 않았습니다.
"Load Lock 에 웨이퍼를 넣기 직전" → θ 0° (Load Lock 방향) · R 뻗음 · Z 목표 높이. 이 세 줄을 말할 수 있으면 12강에서 로봇 프로그램을 쓸 준비가 된 것입니다.
지도를 펴도 "현재 위치"를 모르면 길을 못 찾습니다. Home은 그 현재 위치 핀을 꽂는 일입니다. 핀이 없으면 지도의 좌표는 전부 의미가 없습니다.
시뮬의 Home Sensor 는 "원점 복귀를 했고, 팔이 들어와 있을 때" 만 ON 입니다. Home 을 눌렀어도 팔을 Extend 하면 바로 OFF 로 떨어집니다 — 6강에서 직접 만들어 봅니다.
1층은 잘못된 명령을, 2층은 틀어진 좌표를, 3층은 고장난 센서를 잡습니다. 같은 사고를 세 번 막는 것이 아니라, 서로 다른 원인을 하나씩 나눠 막는 설계입니다.
두 가지입니다. 진공 흡착은 뒷면을 빨아 붙들고, 모서리 지지(Edge grip)는 가장자리 3~4 점만 받칩니다. 어느 쪽이든 패턴이 있는 앞면은 절대 건드리지 않습니다.
진공 안에서는 흡착이 안 되므로(빨아들일 공기가 없으므로) 진공 로봇은 웨이퍼를 마찰 패드 위에 얹거나 가장자리를 받치는 방식을 씁니다. 공정 챔버를 드나드는 손은 수백 ℃ 웨이퍼를 받으므로 세라믹 등 내열 재질을 씁니다. 같은 로봇이라도 손은 구간마다 다릅니다.
손끝에 Wafer Presence 센서가 있습니다. 집었는데 OFF면 못 집은 것이고, 놓았는데 ON이면 안 놓인 것입니다. 시뮬 상태바의 HAND 표시가 그 신호입니다.
명령한 절대 좌표에 얼마나 가까이 가는가. "Z 3번 칸으로 가라"고 했을 때 실제로 3번 칸 높이에 가 있는가.
같은 명령을 100번 주면 100번 같은 자리로 가는가. 절대 위치가 조금 틀려도, 매번 똑같이 틀리면 반복도는 좋은 것입니다.
FOUP 슬롯 간격 10 mm, 웨이퍼 두께 0.775 mm. 손이 위아래로 쓸 수 있는 여유는 몇 mm 수준입니다. 이송 로봇의 반복도는 보통 ±0.1 mm 안팎을 요구합니다 — 여유의 1/30 정도로 잡아 두는 셈입니다.
"어제까지 되던 슬롯에서 가끔 걸린다", "5번 칸만 실패한다" 처럼 재현되지 않는 실패로 나타납니다. 알람 코드는 매번 달라서 코드만 보면 원인을 못 찾습니다. 같은 동작을 여러 번 반복해 보는 것이 진단의 첫 수순인 이유입니다.
장비를 새로 설치하면 스테이션마다 티칭을 다시 해야 합니다. 이 작업이 셋업 시간의 상당 부분을 차지합니다. "장비는 들어왔는데 아직 웨이퍼를 못 돌린다"는 말의 상당수가 여기에 있습니다.
축은 명령대로 갔으므로 제어기는 정상이라고 판단합니다. 증상은 간헐적인 Pick 실패나 Position Interlock(ALM-405) 처럼 애매하게 나타납니다. 14강 진단 훈련의 7가지 고장 중 하나가 바로 이 티칭 틀어짐입니다.
어깨·팔꿈치·손목을 모두 돌려 자유롭게 기울이고 비틉니다. 용접·도장처럼 각도가 중요한 일에 맞습니다. 대신 관절이 많아 크고, 감속기·그리스에서 미세 입자가 계속 나옵니다.
기울일 필요가 없으므로 축을 3개로 줄였습니다. 관절이 적으니 발진이 적고, 오차 누적이 적고, 부피가 작습니다. 대기 로봇은 클래스 1 수준 청정도 안에서 돌아야 합니다.
| 6축 관절 | 이송 로봇 | |
|---|---|---|
| 자유도 | 6 (위치+자세) | 3 (θ·R·Z) |
| 자세 제어 | 임의 각도 | 수평 고정 |
| 최우선 성능 | 도달 범위·힘 | 반복도·청정도 |
| 실패의 대가 | 부품 하나 | 웨이퍼 한 장 = 수백만 원 |
① 회전 — 스테이션이 세 곳이고 원형이므로,
다른 곳으로 옮기면 1회, 같은 곳이면 0회.
② Z 이동 — 칸 번호 차이만큼. Z 1 → Z 4 는 3회.
비용 = (스테이션이 다르면 1) + |Z 차이|
예: 지금 FOUP · Z 3, 목표 Load Lock · Z 5 → 1 + 2 = 3회. 상태바의 현재 값과 훈련 패널의 목표를 나란히 보고 빼면 됩니다.
시작 FOUP · Z 1. 목표 네 곳: FOUP Z2 · Load Lock Z5 · FOUP Z3 · Load Lock Z4.
| 나온 순서대로 돌면 | 비용 |
|---|---|
| FOUP Z1 → FOUP Z2 | 0+1 = 1 |
| → Load Lock Z5 | 1+3 = 4 |
| → FOUP Z3 | 1+2 = 3 |
| → Load Lock Z4 | 1+1 = 2 |
| 합계 | 10회 |
| 같은 곳끼리 묶고 Z를 한 방향으로 | 비용 |
|---|---|
| FOUP Z1 → FOUP Z2 → FOUP Z3 | 1+1 = 2 |
| → Load Lock Z4 | 1+1 = 2 |
| → Load Lock Z5 | 0+1 = 1 |
| 합계 | 5회 — 정확히 절반 |
| 상황 | θ | R | Z | 상태바에서 확인할 것 |
|---|---|---|---|---|
| 전원 직후 | — | — | — | 좌표가 의미 없음 · Home 센서 OFF |
| Home 완료 | 180° | 0 (접힘) | 3 | HOME 램프 ON |
| FOUP 1번 칸 겨냥 | 180° | 0 | 1 | STATION = FOUP |
| FOUP 1번 칸에 진입 | 180° | 뻗음 | 1 | R 값이 0에서 커짐 |
| Pre-aligner 앞 | 270° | 0 | 정렬 높이 | STATION = Pre-aligner |
| Load Lock 앞 | 0° | 0 | 목표 높이 | STATION = Load Lock |
Q. 지금 상태바가 STATION = Pre-aligner · Z 2 · R 0 입니다. 훈련 목표가 FOUP · Z 5 라면 최소 몇 번을 눌러야 할까요? A. 스테이션이 다르니 회전 1회, Z는 2 → 5 이므로 3회. 합쳐서 4회입니다. 실제로 그 횟수로 되는지 시뮬에서 세어 보세요.
| 탭 | 여기서 하는 일 |
|---|---|
| 학습 | 이번 강의 미션 5개와 "지금 할 일" 표시. 진행률이 여기서 채워집니다. |
| 수동조작 | 버튼이 있는 유일한 탭. Initialize·Home·회전·Z·Extend·Retract·Pick·Place 전부 여기 있습니다. |
| 훈련 | 드릴 5개를 고르고 시작하는 곳. 시작하면 목표와 완료 조건이 계속 떠 있습니다. |
| 센서 모니터 | Home·Wafer Presence 등 신호 ON/OFF. 6강에서 본격적으로 씁니다. |
| 알람 로그 | 거부된 동작의 코드와 이유. 최근 줄부터 위로 읽습니다. |
① 훈련 탭에서 드릴의 시작을 누릅니다.
② 패널에 "지금 만들 자세 — 목표"와 [수동조작 탭으로 이동 →] 버튼이 뜹니다. 그 버튼을 누릅니다.
③ 수동조작 탭에서 Initialize → Home 을 먼저 누릅니다.
④ 화면 맨 아래 상태줄에 목표가 계속 따라다닙니다. 그것을 보며 회전·Z를 조작합니다.
⑤ 목표 자세를 만들면 자동으로 다음 목표가 나옵니다.
1. 버튼을 눌렀는데 아무 일도 없다 → Initialize·Home 했는지.
2. 회전이 거부된다 → 팔이 Extend 상태인지 (Retract 먼저).
3. Extend 가 거부된다 → 그 스테이션의 문이 열려 있는지.
4. 그래도 모르겠다 → 알람 로그를 읽으세요. 코드와 이유가 한 줄로 적혀 있습니다.
| 드릴 | 완료 조건 | 제한 | 무엇을 보는가 |
|---|---|---|---|
| ① 워밍업 순회 | 목표 자세 10개 연속 달성 | 없음 | 축 감각 — 회전·Z가 어느 방향인지 손에 붙이기 |
| ② 금지 동작 3종 | ALM-201 · ALM-202 · ALM-401 을 각각 한 번씩 | 없음 | 거부 조건 — 언제 막히는지 일부러 겪어보기 |
| ③ 속도 순회 | 목표 20개 달성 | 180초 | 망설임 — 생각하는 시간이 곧 기록 |
| ④ 경로 계획 | 목표 6곳 모두 방문 (순서 자유) | 최단 + 준비 2 + 여유 2 | 순서 최적화 — 12번 슬라이드의 계산 |
| ⑤ 정밀 순회 | 목표 10개 연속 달성 | 최단 + 준비 2 + 여유 6 · 알람 2회까지 | 정확성 — 헛도는 조작 없이 최단으로 |
목표 6곳이 나온 순서대로 돌기 때문입니다. 허용 조작 수는 최적 순서로 돌았을 때를 기준으로 계산되므로, 순서를 안 바꾸면 거의 반드시 초과합니다. 화면에 뜬 6개를 종이에 적고 스테이션끼리 묶은 뒤 시작하세요. 시간 제한은 없습니다.
팔을 편 상태로 회전하면 왜 안 되나요?
→ 편 팔의 손끝이 옆 스테이션 구조물과 부딪히기 때문. 장비가 ALM-201로 미리 막는다.
정확도와 반복도 중 이송에서 더 중요한 것과 그 이유는?
→ 반복도. 절대 좌표는 티칭으로 맞춰 줄 수 있지만, 매번 흔들리는 축은 보정할 방법이 없다.
지금 Load Lock · Z 1 인데 목표가 FOUP · Z 4 입니다. 최소 조작 수는?
→ 회전 1 + |4−1| = 3 → 합 4회.