로봇및센서실습 · 반도체장비전공 · CHAPTER 9

정렬
EFEM Robot과 Pre-aligner

웨이퍼에도 위아래(방향)가 있습니다. 공정 패턴이 그 방향에 맞아야 하므로, 이송 도중 중심과 Notch를 규격에 맞춥니다.
이 강의 — 왜 정렬하는지, Notch가 무엇인지, Pre-aligner가 어떻게 방향을 잡는지 봅니다.
Notch = 방향 기준
01 · 왜

Pre-aligner — 웨이퍼에도 위아래가 있습니다

1
패턴은 방향을 탄다 공정에서 새기는 회로는 웨이퍼 방향 기준으로 정렬돼야 합니다.
2
Notch가 기준 가장자리의 홈(Notch)이 "12시" 같은 기준 방향을 나타냅니다.
3
이송 중 한 번 맞춘다 챔버에 넣기 전에 방향을 규격각으로 돌려둡니다.
옛날엔 Flat — 예전 웨이퍼는 직선 절단면(Flat)으로 방향을 표시했고, 지금 300mm는 대부분 Notch를 씁니다.
02 · 어떻게

중심 잡고, 방향 돌리고

1
Centering 살짝 치우쳐 집힌 웨이퍼의 중심을 회전대 축에 맞춥니다.
2
Notch 탐지 웨이퍼를 돌리며 센서로 Notch 위치를 찾습니다.
3
규격각 정렬 Notch를 0°(또는 지정각)로 회전시켜 멈춥니다.
회전
03 · 오차

방향이 틀리면 — 오버레이 불량

층이 어긋난다

웨이퍼는 여러 층의 패턴을 겹쳐 만듭니다. 방향이 틀리면 위층과 아래층이 어긋나(오버레이 오류) 회로가 망가집니다.

그래서 정렬은 "있으면 좋은" 게 아니라 필수 단계입니다. 이송이 방향까지 책임집니다.
개요

정렬이란 무엇을 맞추는가

1
중심(Centering) 웨이퍼 중심을 회전축에 일치.
2
방향(Orientation) Notch를 규격 각도로.
한 줄 — 정렬 = 중심 + 방향을 규격에 맞추는 일.
01 · Notch

Notch — 웨이퍼의 12시 표식

가장자리의 홈

웨이퍼 테두리의 작은 V홈. 결정 방향과 기준 방향을 나타냅니다.

옛 Flat

과거엔 직선 절단면(Flat)으로 표시. 300mm는 대부분 Notch.

Notch
02 · 중심

Centering — 치우침을 바로잡는다

1
왜 생기나 Pick할 때 미세하게 치우쳐 집힐 수 있습니다.
2
보정 회전하며 가장자리를 감지해 중심 오차를 계산·보정.
효과 — 중심이 맞아야 다음 스테이션에 정확히 놓입니다.
03 · 방향

Notch 정렬 — 돌려서 0°로

1
탐지 웨이퍼를 돌리며 센서로 Notch 위치를 찾는다.
2
회전 규격 각도(예 0°)로 맞춰 정지.
정밀 — 각도 오차가 작아야 후속 패턴이 겹칩니다.
04 · 왜 필요

방향이 틀리면 — 오버레이 불량

층이 어긋난다

수십 층을 겹쳐 만드는 회로에서 방향 오차는 위·아래층 어긋남(오버레이 오류)로 불량.

결론 — 정렬은 선택이 아니라 수율을 지키는 필수 단계.
05 · 센서

정렬은 어떤 센서로 하나

1
가장자리 센서 회전 중 테두리 위치를 읽어 중심·Notch 계산.
2
각도(엔코더) 회전량을 정밀 측정.
연결 — 6강 센서의 위치·엔코더 개념이 여기서 쓰입니다.
06 · 흔한 문제

정렬에서 자주 나는 문제

증상원인
Notch 못 찾음웨이퍼 미안착/센서 오염
중심 오차 큼Pick이 많이 치우침
대응 — 다시 안착 후 재정렬. Pick 자세부터 점검.
07 · 흐름

정렬 전후의 이송 흐름

Place → Align → Pick

정렬대에 놓고, 맞추고, 다시 집어 다음 스테이션으로.

다음 — 정렬된 웨이퍼는 Load Lock을 거쳐 진공으로 넘어갑니다(10·11강).
개념 · 결정방위

Notch는 결정 방향을 가리킨다

단결정 웨이퍼

웨이퍼는 하나의 결정. 결정에는 방향이 있고, 공정·소자 특성이 그 방향에 의존합니다.

Notch = 기준

Notch가 그 결정 방향의 표식이라, 모든 장비가 같은 기준으로 방향을 잡습니다.

그래서 — 방향 정렬은 미관이 아니라 소자 특성·수율의 문제입니다.
개념 · 정밀

정렬 정밀도와 오버레이

1
수십 층 정합 층마다 패턴을 겹칩니다. 방향·중심이 조금만 틀려도 층이 어긋남.
2
오버레이 오차 어긋난 정도가 허용치를 넘으면 불량.
이송의 책임 — 챔버에 넣기 전 방향을 규격으로 맞추는 것이 이송의 임무.
개념 · 역사

Flat에서 Notch로

옛 Flat

작은 웨이퍼는 직선 절단면(Flat)으로 방향 표시 — 면적 손실이 큼.

지금 Notch

300mm는 작은 홈(Notch)으로 — 면적 손실 최소, 정밀 정렬 가능.

맥락 — 웨이퍼가 커지고 비싸지며 "한 칩이라도 더"가 중요해진 결과.
개념 · 파급

정렬을 건너뛰면 생기는 일

1
패턴 어긋남 회로층이 겹치지 않아 대량 불량.
2
재작업 불가 이미 새겨진 층은 되돌릴 수 없음.
결론 — 정렬은 "빠뜨리면 안 되는" 필수 정거장.
개념 · 결정방위

Notch는 결정 방향을 가리킨다

단결정 웨이퍼

웨이퍼는 하나의 결정. 결정에는 방향이 있고, 공정·소자 특성이 그 방향에 의존합니다.

Notch = 기준

Notch가 그 결정 방향의 표식이라, 모든 장비가 같은 기준으로 방향을 잡습니다.

그래서 — 방향 정렬은 미관이 아니라 소자 특성·수율의 문제입니다.
개념 · 정밀

정렬 정밀도와 오버레이

1
수십 층 정합 층마다 패턴을 겹칩니다. 방향·중심이 조금만 틀려도 층이 어긋남.
2
오버레이 오차 어긋난 정도가 허용치를 넘으면 불량.
이송의 책임 — 챔버에 넣기 전 방향을 규격으로 맞추는 것이 이송의 임무.
개념 · 역사

Flat에서 Notch로

옛 Flat

작은 웨이퍼는 직선 절단면(Flat)으로 방향 표시 — 면적 손실이 큼.

지금 Notch

300mm는 작은 홈(Notch)으로 — 면적 손실 최소, 정밀 정렬 가능.

맥락 — 웨이퍼가 커지고 비싸지며 "한 칩이라도 더"가 중요해진 결과.
개념 · 파급

정렬을 건너뛰면 생기는 일

1
패턴 어긋남 회로층이 겹치지 않아 대량 불량.
2
재작업 불가 이미 새겨진 층은 되돌릴 수 없음.
결론 — 정렬은 "빠뜨리면 안 되는" 필수 정거장.
실습 미션

9강에서 직접 해볼 것

1
Pre-aligner에 Place 웨이퍼를 정렬대에 올린다.
2
Align 실행 Notch를 0°로 맞춘다.
3
다시 Pick 정렬된 웨이퍼를 집어 다음 단계로.
완료 기준 — 정렬 완료 후 재-Pick까지 성공하면 9강 종료.
정리 · 자가 점검

9강에서 남길 것

1
Notch=방향 웨이퍼의 기준 방향 표식.
2
중심+방향 Pre-aligner가 둘 다 맞춘다.

Q1

정렬을 건너뛰면 공정에서 무슨 문제가 생기나요?

다음 강 — 10강 Load Lock: 대기와 진공을 잇는 압력 전환을 다룹니다.