로봇및센서실습 · 반도체장비전공 · CHAPTER 5

이송 실습
Pick — Transfer — Place

4강의 동작들을 이어 웨이퍼 한 장을 실제로 옮깁니다. FOUP에서 집어(Pick), 옮겨(Transfer), Pre-aligner에 내려놓기(Place)까지.

이 강의는 실습 중심 — 원리보다 "이 순서로 하면 웨이퍼가 옮겨진다"를 손에 익히는 것이 목표입니다.

00 · 목표

이 강의가 끝나면

한 장을 옮긴다 FOUP 의 웨이퍼 한 장을 Pre-aligner 까지 알람 없이 옮기고, 다시 제자리에 되돌린다.

Pick · Place 의 박자를 안다 겨냥(Z) → Extend → Pick/Place → Retract. 팔을 편 채로는 돌지도, 오르내리지도 않는다.

성공을 신호로 판정한다 팔이 움직인 것이 아니라 손의 Wafer Presence 가 바뀐 것이 성공의 증거.

5xx 를 읽는다 빈 곳에서 Pick(502) · 빈손으로 Place(504) · 이미 있는 곳에 Place(505) 가 왜 막히는지 설명한다.

01 · 한눈에

전체 흐름 — 다섯 단계

Docking → Door → Mapping FOUP을 열고 어느 칸에 웨이퍼가 있는지 확인. (Load Port 탭)

Pick Z 로 슬롯을 겨냥 → Extend → Pick → Retract.

Transfer 접은 채 θ 로 Pre-aligner 앞으로 회전.

Place Extend → Place → Retract.

Home 복귀 접고 기준으로 돌아온다.

대칭

Pick 과 Place 는 가운데 버튼만 다른 같은 동작입니다. 앞뒤는 똑같이 Extend … Retract.

Pick 은 버튼 하나다 — Up 이 아니다

팔을 편 뒤 ▲ Up 으로 웨이퍼를 들려고 하면 ALM-202(편 채 Z 이동)로 거부됩니다. ▲ Up · ▼ Down 은 팔을 접은 채 슬롯을 고르는 버튼입니다. 들어올리는 미세 동작은 Pick 버튼 안에 들어 있습니다.

02 · 실물

Pick 이 실제로 하는 일

FOUP 칸 사이로 얇은 포크 모양 손이 웨이퍼 한 장 바로 아래에 들어가 있는 클로즈업 — (생성 이미지) 칸과 칸 사이 틈으로 들어간 손끝. 실물과 세부가 다를 수 있습니다.

틈으로 들어간다 칸 간격 10 mm, 웨이퍼 두께 0.775 mm. 손이 위아래 웨이퍼 어느 쪽에도 닿지 않을 높이로 들어가야 합니다 — 그래서 겨냥(Z)이 먼저입니다.

살짝 들어 올린다 실제 장비는 Pick 명령 안에서 손을 몇 mm 올려 웨이퍼를 받침에서 띄웁니다. 진공 흡착식이면 이때 흡착이 켜집니다.

센서가 확인한다 손끝의 Wafer Presence 가 ON 이 되어야 Pick 완료입니다.

시뮬레이터에서는 — 이 세 가지를 Pick 버튼 하나로 묶었습니다. Place 도 마찬가지로 살짝 내려 얹고 흡착을 끄는 동작이 버튼 안에 있습니다.

03 · Pick

Pick은 네 박자입니다

확인 — 센서 탭의 Wafer Presence (End Effector) 가 "없음" → 웨이퍼 ID(W1) 로 바뀌면 성공. 옆에서 본 그림입니다(아래 칸 웨이퍼는 흐리게).

04 · Pick 상세 ①

겨냥과 Extend — 웨이퍼 아래로 정확히

높이 먼저 목표 슬롯의 Z 에 맞춘 뒤 팔을 뻗습니다. ▲ Up 은 1번 쪽, ▼ Down 은 5번 쪽. 시작 위치는 Z = 3.

깊이 End Effector 가 웨이퍼 중심 아래까지 충분히 들어가야 안정적으로 듭니다. 얕으면 가장자리만 걸려 기울거나 떨어질 수 있습니다(실장비 — 티칭으로 맞춘 값).

도착 확인 Extend 뒤 상태줄 R 이 0 에서 커졌는지, 센서 탭 Home Sensor 가 "전진중"인지 봅니다.

Extend 가 거부되면	코드
Initialize · Home 안 함	ALM-101 · 102
FOUP 문이 닫힘	ALM-301
θ 가 목표에서 3° 넘게 어긋남	ALM-405
아직 회전 중	ALM-103

순서 — Z 는 팔을 접은 채 맞춥니다. 뻗은 뒤에 Z 를 누르면 ALM-202.

05 · Pick 상세 ②

Retract — 접어서 안전하게 빼낸다

수평 유지 접는 동안 웨이퍼는 계속 수평을 유지해야 합니다.

간섭 회피 완전히 접혀야 회전으로 넘어갈 수 있습니다. 상태줄 R 이 0, Home Sensor 가 다시 ON.

편 채 회전 ALM-201 Collision Interlock.

접히는 도중 회전 ALM-103 — 축이 아직 움직이는 중입니다. 멈출 때까지 기다립니다.

규칙 — Retract 완료 전 Rotate 금지(충돌). 항상 접힘 확인 후 회전.

06 · 판정

"도착했다"와 "집어도 된다"는 다릅니다

위치만으론 부족

팔이 슬롯 앞에 도착해도, 거기 웨이퍼가 실제로 있는지는 센서가 말해줍니다. 그래서 Pick 전에 Mapping 목록을 봅니다.

빈 슬롯 Pick — ALM-502

웨이퍼 없는 칸에서 Pick 하면 장비가 거부합니다(그 위치의 Presence OFF). 로봇 고장이 아니라 겨냥이 틀린 것입니다.

원칙 — 동작 성공 여부는 센서로 판정합니다. "팔이 갔으니 됐겠지"가 아니라 "Presence가 ON이니 됐다".

07 · Transfer

Transfer — 접은 채 목표로 회전

이동은 회전

웨이퍼를 든 채 θ 로 Pre-aligner 앞으로 돕니다. 팔은 접힌 상태. FOUP(180°) 에서 Rotate ▶ 한 번이면 Pre-aligner(270°) 입니다.

속도와 안정

급가속은 웨이퍼가 미끄러질 수 있어, 장비는 부드러운 가감속으로 이동합니다. 흡착이 약하면 이때 떨어뜨립니다(6강 ALM-506 Wafer Lost).

확인 — 도착 상태줄 STATION 이 Pre-aligner 로 바뀌고, 센서 탭 Position Sensor 가 "Pre-aligner 정위치" 인지 봅니다.

편 채로 돌면

ALM-201. 손끝이 회전 반경 밖으로 나가 옆 스테이션을 치기 때문입니다.

08 · Place

Place는 Pick의 거울입니다

Extend Pre-aligner 위로 팔을 뻗는다.

Place 버튼 안에서 살짝 내려 웨이퍼를 받침에 얹고, 흡착식이면 흡착을 끈다.

Retract 빈 손으로 접어 빠진다.

확인 손의 Presence 가 "없음", 도면의 정렬대에 웨이퍼.

같은 동작, 반대 방향

Pick 은 들고, Place 는 놓습니다. 앞뒤의 Extend · Retract 는 똑같습니다.

Place 가 거부되면	코드
빈손으로 Place	ALM-504
놓을 곳에 이미 웨이퍼	ALM-505
팔을 안 뻗고 Place	ALM-203

09 · 판정표

신호로 읽는 성공과 실패

결과	손 Presence	그 밖의 증거	화면
Pick 성공	없음 → W1	Load Port 표에서 Slot 1 실제 "없음"	토스트 "Pick W1"
Place 성공	W1 → 없음	도면 정렬대에 웨이퍼	토스트 "Place W1"
Pick 거부	없음 그대로	빈 칸(502) · 팔 안 뻗음(203) · 이미 들고 있음(501)	이유가 잠깐 뜨고 ALARM +1
Place 거부	W1 그대로	빈손(504) · 이미 있음(505) · 팔 안 뻗음(203)	이유가 잠깐 뜨고 ALARM +1

원칙 — 두 위치의 상태 조합이 곧 성공 여부입니다. 눈이 아니라 신호. 알람이 뜨면 화면 아래에 이유가 잠깐 뜨고 상태줄 ALARM 숫자가 오릅니다. 코드는 알람 로그 탭에 남습니다.

10 · 왜 Pre-aligner

여기서 잠깐 — 왜 정렬대에 놓나

방향을 맞추려고

공정 전에 웨이퍼의 중심·Notch 방향을 규격에 맞춰야 합니다(9강).

이송 흐름의 한 정거장

FOUP → (정렬) → Load Lock. 정렬은 이송 중 거치는 필수 정거장.

다음 — 정렬이 끝나면 웨이퍼를 다시 Pick 해 Load Lock으로 옮깁니다(8강 종합 실습). 5강에서는 정렬(Align)까지 하지 않고 놓고 되돌리는 데까지입니다.

11 · 실패 시나리오

이럴 때 이송이 막힙니다

하려던 것	결과	원인 · 대응
편 채 ▲ Up 으로 "들어 올리기"	ALM-202	Up 은 슬롯 고르기 버튼. 들어 올리는 것은 Pick 버튼
빈 슬롯 Pick	ALM-502	Mapping 목록을 다시 보고 Z 를 맞춘다
편 채 회전	ALM-201	Retract 먼저
들고 있는데 또 Pick	ALM-501	먼저 Place
정렬대에 웨이퍼가 있는데 또 Place	ALM-505	있던 것을 먼저 집어 간다
얕은 Extend (실장비)	웨이퍼가 걸려 기움	시뮬은 재현하지 않음 — 티칭 문제(3강)

대응 — 실패는 대부분 겨냥 · 순서 문제입니다. 알람의 앞자리가 계통을 알려 줍니다 — 2xx 자세 · 5xx 웨이퍼 유무.

12 · 왕복과 효율

돌아 나올 땐 정확히 역순 · 손이 둘이면 기다리지 않는다

역순의 원리

공정을 마친 웨이퍼는 들어온 길을 거꾸로 되짚어 FOUP으로 돌아갑니다. Pick/Place · 회전 규칙은 방향만 반대일 뿐 동일합니다. 훈련 ①이 바로 이 왕복입니다 — 되돌릴 때 Z 를 원래 칸에 맞춰 두었는지 확인하세요.

듀얼 암

많은 이송 로봇은 팔이 둘입니다. 한 손이 새 웨이퍼를 집는 동안 다른 손이 처리된 웨이퍼를 빼내 대기 시간을 줄입니다. 시뮬레이터의 로봇은 팔이 하나입니다.

맛보기 — 이 "동시에 처리" 개념이 12강 시퀀스에서 자동화의 효율로 이어집니다.

13 · 순서표

미션 순서표 — Slot 1 을 Pre-aligner 로

#	어디서	동작	확인 신호
1–2	수동조작	Initialize → Home	Home Sensor ON
3–5	Load Port	Docking → Door Open → Mapping	Door Sensor OPEN · Slot Mapping "1 2 3 - -"
6	수동조작	▲ Z Up 두 번 (Z3 → Z1)	상태줄 Z = 1
7–9	수동조작	Extend → Pick → Retract	Wafer Presence W1 · Home Sensor ON
10	수동조작	Rotate ▶	STATION = Pre-aligner
11–13	수동조작	Extend → Place → Retract	Wafer Presence 없음 · 도면 정렬대에 W1
14	수동조작	Home	Home Sensor ON — 완료

완료 — 이 순서로 조작 15회, 알람 0건으로 끝나는 것을 시뮬레이터에서 확인했습니다. 학습 탭 미션 4개가 차례로 체크됩니다.

14 · 실습 미션 · 훈련

5강에서 직접 해볼 것

Docking → Door → Mapping 준비.

Slot 1 Pick 1번 칸 웨이퍼를 집는다.

Pre-aligner에 Place 정렬대에 내려놓는다.

Retract → Home 접고 복귀.

훈련 탭 2개 아래 표.

훈련	완료 조건	제한 · 기록
① 첫 이송	준비 → FOUP 에서 Pick → 정렬대에 Place → 다시 Pick → FOUP 원래 칸에 Place	알람 0 · 조작 수
② 세 번 왕복	정렬대에 세 번 놓기 — 놓은 웨이퍼를 다시 빼야 다음을 놓을 수 있다	알람 0 · 시간

알람이 한 번이라도 나면 실패입니다 — 빠르게가 아니라 정확하게 빠르게가 목표입니다. 훈련은 시작한 뒤에 한 일만 셉니다.

정리 · 자가 점검

5강에서 남길 것

Pick 4박자 겨냥(Z) → Extend → Pick → Retract.

Place 는 거울 Extend → Place → Retract.

성공은 센서로 손의 Presence 가 바뀌었는가.

편 채로는 아무 데도 안 간다 회전 201 · Z 202.

Q1

빈 칸에서 Pick 을 누르면 어떻게 되나요?
→ ALM-502 로 거부. 손의 Presence 는 "없음" 그대로. 겨냥이 틀린 것.

Q2

팔을 뻗은 뒤 ▲ Up 으로 웨이퍼를 들려고 했더니 거부됐습니다. 왜?
→ 편 채 Z 이동 ALM-202. 들어 올리기는 Pick 버튼이 합니다.

Q3

정렬대에 이미 웨이퍼가 있는데 Place 하면?
→ ALM-505 Double Place.

다음 강 — 6강 센서: 방금 쓴 Presence 를 포함해 이송 센서들을 자세히 봅니다.

이송 실습Pick — Transfer — Place