로봇및센서실습 · 반도체장비전공 · CHAPTER 11

진공 이송
Vacuum Robot과 Process Chamber

Load Lock을 넘으면 진공의 세계입니다. 대기 로봇과 다른 진공 이송 로봇이 웨이퍼를 공정 챔버로 나릅니다.
이 강의 — 진공 로봇이 왜 다르게 생겼는지, Load Lock에서 챔버까지 어떻게 넘기는지 봅니다.
TRANSFER LL PM1 PM2
01 · 다른 로봇

진공 로봇은 구동부가 밖에 있습니다

1
왜 밖에? 진공 안에서는 윤활유가 증발해 웨이퍼를 오염시키고, 열이 빠져나가지 못합니다.
2
자력 전달 모터·베어링은 진공 밖에 두고, 자석으로 힘만 안으로 전달해 팔을 움직입니다.
3
내열 재질 End Effector도 고온·진공을 견디는 재질을 씁니다.
한 줄 — "오염과 발열을 피하려고 구동부를 진공 밖에 두는 것"이 진공 로봇의 가장 큰 특징입니다.
02 · 넘기기

Load Lock에서 챔버까지

1
Load Lock Pump Down 웨이퍼를 넣고 진공까지 배기.
2
TM 밸브 개방 압력이 맞으면 진공측 Gate Valve를 연다.
3
진공 로봇 Pick Load Lock에서 웨이퍼를 집는다.
4
챔버로 분배 θ 회전으로 PM1 또는 PM2 앞으로.
5
Place 공정 챔버에 내려놓으면 이송 임무 완료.
대기 로봇과 리듬은 같다 — 접고·돌고·펴고. 환경만 진공일 뿐입니다.
03 · 클러스터

하나의 허브, 여러 챔버

클러스터 툴

Transfer Chamber를 중심으로 여러 공정 챔버가 별처럼 붙습니다. 한 로봇이 웨이퍼를 여러 챔버로 분배합니다.

흐름 최적화

어느 챔버가 비었는지 보고 순서를 정해 장비가 쉬지 않게 합니다.

연결 — 이 "여러 목적지 분배"가 12강 시퀀스에서 자동화됩니다.
개요

진공 이송은 무엇이 다른가

환경이 진공

공기가 거의 없어 윤활·냉각 방식이 대기와 다릅니다.

목적지가 챔버

여기서부터 웨이퍼는 실제 공정 챔버로 들어갑니다.

이 강의 — 진공 로봇의 특징, 넘기는 순서, 클러스터 분배를 봅니다.
01 · 구동부

모터는 밖, 팔만 안

1
오염 회피 진공 속 윤활유 증발이 웨이퍼를 오염시키므로 구동부를 밖에 둡니다.
2
발열 회피 진공은 열이 안 빠져 모터열이 문제. 밖에 두면 냉각이 쉽습니다.
3
자력 전달 자석 커플링으로 힘만 안으로 전달.
한 줄 — "오염·발열을 피하려고 구동부를 진공 밖에."
02 · 손

진공용 End Effector

내열 재질

고온 공정 근처를 오가므로 세라믹 등 내열·저오염 재질을 씁니다.

지지 방식

진공에선 흡착이 어려워 모서리 지지 방식이 흔합니다.

공통 — 축은 여전히 R·θ·Z. 리듬은 대기 로봇과 같습니다.
03 · 넘기기

Load Lock → 진공 로봇

1
Pump Down 확인 LL이 목표 진공인지.
2
TM 밸브 개방 진공측 문 열기.
3
Pick 진공 로봇이 LL에서 웨이퍼를 집는다.
조건 — 압력이 안 맞으면 밸브가 안 열립니다(10강 인터록).
04 · 분배

클러스터 — 하나의 허브, 여러 챔버

여러 PM

Transfer Chamber를 중심으로 PM1·PM2…가 붙어, 한 로봇이 여러 챔버로 분배합니다.

비는 챔버로

어느 챔버가 준비됐는지 보고 순서를 정해 장비를 쉬지 않게 합니다.

연결 — 이 분배 판단이 12강 시퀀스에서 자동화됩니다.
05 · 목적지

Process Chamber에 안착

1
θ 회전 목표 PM 앞으로.
2
Place 챔버 척(chuck)에 정확히 안착 → Presence ON.
이송의 끝 — 여기까지가 이송의 임무. 공정 자체는 다른 과목.
06 · 흔한 문제

진공 이송에서 자주 나는 문제

증상원인
TM 밸브 안 열림LL 진공 미달
Pick 실패LL 웨이퍼 미안착
대응 — 압력·Presence를 먼저 확인하고 로그로 원인 좁히기.
개념 · 커플링

자석으로 힘을 넘긴다 — 마그네틱 커플링

1
벽 너머로 진공 벽을 사이에 두고 바깥 자석이 안쪽 자석을 돌립니다.
2
밀봉 유지 축이 벽을 관통하지 않아 진공 누설 위험이 없음.
핵심 — "구동부는 밖, 동력만 안으로." 진공 로봇의 정체성.
개념 · 아키텍처

클러스터 툴 구조

중앙 허브형

Transfer Chamber를 중심으로 Load Lock·여러 PM이 방사형으로 붙습니다.

장점

한 번 진공에 들어온 웨이퍼가 여러 공정을 진공을 깨지 않고 연속 처리.

TM
개념 · 스케줄링

어느 챔버로 먼저 보낼까

1
비는 챔버 우선 준비된 PM으로 보내 대기 없이.
2
공정 시간 고려 오래 걸리는 챔버를 먼저 채워 병렬 처리.
연결 — 이 판단 로직이 12강 시퀀스의 IF·분기로 자동화됩니다.
개념 · 관리

진공 속 열과 오염 관리

1
열 진공은 대류 냉각이 없어 열이 안 빠짐 → 구동부를 밖에.
2
오염 윤활유 증기가 웨이퍼에 앉으면 불량 → 무윤활·내열 재질.
정리 — 진공 로봇의 모든 설계는 "열·오염 회피"로 설명됩니다.
개념 · 흐름

대기와 진공, 손을 바꿔 잡는다

인계 지점

Load Lock에서 대기 로봇 → (압력 전환) → 진공 로봇으로 웨이퍼가 넘어갑니다.

한 줄 — 두 로봇은 Load Lock을 사이에 두고 "릴레이"하듯 웨이퍼를 넘깁니다.
개념 · 커플링

자석으로 힘을 넘긴다 — 마그네틱 커플링

1
벽 너머로 진공 벽을 사이에 두고 바깥 자석이 안쪽 자석을 돌립니다.
2
밀봉 유지 축이 벽을 관통하지 않아 진공 누설 위험이 없음.
핵심 — "구동부는 밖, 동력만 안으로." 진공 로봇의 정체성.
개념 · 아키텍처

클러스터 툴 구조

중앙 허브형

Transfer Chamber를 중심으로 Load Lock·여러 PM이 방사형으로 붙습니다.

장점

한 번 진공에 들어온 웨이퍼가 여러 공정을 진공을 깨지 않고 연속 처리.

TM
개념 · 스케줄링

어느 챔버로 먼저 보낼까

1
비는 챔버 우선 준비된 PM으로 보내 대기 없이.
2
공정 시간 고려 오래 걸리는 챔버를 먼저 채워 병렬 처리.
연결 — 이 판단 로직이 12강 시퀀스의 IF·분기로 자동화됩니다.
개념 · 관리

진공 속 열과 오염 관리

1
열 진공은 대류 냉각이 없어 열이 안 빠짐 → 구동부를 밖에.
2
오염 윤활유 증기가 웨이퍼에 앉으면 불량 → 무윤활·내열 재질.
정리 — 진공 로봇의 모든 설계는 "열·오염 회피"로 설명됩니다.
개념 · 흐름

대기와 진공, 손을 바꿔 잡는다

인계 지점

Load Lock에서 대기 로봇 → (압력 전환) → 진공 로봇으로 웨이퍼가 넘어갑니다.

한 줄 — 두 로봇은 Load Lock을 사이에 두고 "릴레이"하듯 웨이퍼를 넘깁니다.
실습 미션

11강에서 직접 해볼 것

1
Load Lock Pump Down 웨이퍼 넣고 배기.
2
진공측 Gate Valve 개방 압력 맞춰 연다.
3
Process Chamber로 이송 진공 로봇으로 PM까지.
완료 기준 — 웨이퍼가 PM1 또는 PM2에 놓이면 11강 종료.
정리 · 자가 점검

11강에서 남길 것

1
구동부는 진공 밖 오염·발열 회피, 자력 전달.
2
압력 맞춰 넘긴다 Pump Down 후 Gate Valve.

Q1

진공 로봇의 구동부가 진공 밖에 있는 이유 두 가지는?

다음 강 — 12강 시퀀스: 지금까지의 이송을 블록으로 엮어 자동 실행합니다.