반도체 설비 엔지니어가 만나는 장비 EFEM(Equipment Front End Module)

 

 

 EFEM(Equipment Front End Module) 모듈이란?

 

 반도체 설비의 한 부분으로서 공장 자동화 기능 중 하나다. 반도체 라인에서 카세트 내에 웨이퍼를 공정 모듈로 로딩 혹은 언로딩 하는 반도체 이송 장치다.

 

싸이맥스가 판매하고 있는 EFEM

 

 

*여기서 말하는 '카세트'란 옛날 오디오 장비를 말하는 게 아니라, 웨이퍼를 담아두는 쟁반? 같은 거라고 보면 된다.

 

disco가 판매하는 웨이퍼 수납용 카세트

 

 

 반도체를 만들기 위해선 원재료인 웨이퍼를 가공한다. 이 과정에서 수백 개의 공정을 거치며 물류 이동이 발생한다. 스마트공장 시스템이 발달하기 전에는 사람이 직접 웨이퍼가 담긴 FOUP(Front Opening Univeral Pod)을 카트 안에 담아 끌고 다니곤 했다.

 

 그러나 자동화 시스템인 OHT(Overhead Host Transport)가 발달한 이후, 공장 내 레일을 타고 알아서 FOUP을 이송시켜 주는데, 이때 이 FOUP의 문을 열고 닫거나, FOUP 안에 들어있는 웨이퍼를 다른 공정 설비로 안전하게 이송을 시켜주는 역할을 하는 게 바로 'EFEM(Equipment Front End Module)'

 

 *공정이 끝난 웨이퍼들은 다시 FOUP에 담겨 이송 후 다른 공정으로 이송된다.

 

 

 

 반도체를 만들기 위한 웨이퍼들은 무엇보다 청정 상태 유지가 굉장히 중요하다.

 

 뉴스에 보면 반도체 생산라인은 모두 하얀색 방진복을 입고 엄격히 온도와 습도를 통제하는 모습을 볼 수 있다. 이런 곳을 '클린룸'이라고 하는데 반도체는 조금의 오염이 성능을 크게 떨어트릴 수 있기 때문.

 

 마찬가지로 EFEM 역시 웨이퍼를 이송하는 역할을 하기 때문에 장비 내부를 깨끗하게 유지하는 것이 중요하다. 따라서 내부 압력을 외부 압력보다 조금 높게 유지해 외부 오염을 방지하고 있다. *압력은 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐른다.

 

 

 EFEM의 각 구성 *크게 4가지

 

1. ATM Robot

 뉴스와 같은 곳에서 한 번은 봤을 것이다. 로봇 집게가 웨이퍼를 쑥 빼가지고 다른 곳에다 쓱 옮기는 것. 간단해 보여도 위치와 압력 속도 등이 굉장히 정확해야 하기 때문에 이 로봇 하나 자체를 만드는 것은 굉장히 정밀한 작업이다.

 

ATM Robot 반도체 설비 라인에 들어가지 않아도 어디서 많이 본 듯한 느낌이다.

2. Aligner

 웨이퍼를 공정 설비로 옮길 때, 웨이퍼를 일정 방향으로 정렬해 주는 역할을 한다.

 

3. FFU(Fan Filter Unit)

 웨이퍼 오염 방지를 위해 장비도 청정하게 유지해야 한다. 이를 위한 공기청정기라고 생각하면 된다.

 

4. Loadport

 물류 자동 시스템인 OHT에서 이송된 FOUP이 공정 설비 안으로 들어가거나 나올 때 이송해 주는 역할을 한다.

 

rorze가 판매하는 Loadport

 

 

 즉, EFEM은 ATM 로봇이 웨이퍼를 옮기고, 그 뒤 Aligner를 통해 정렬이 된 뒤에, 공정 설비 내 챔버로 이동한다. 공정 설비가 끝난 애들은 FOUP으로 다시 보내고 다른 공정을 위해 이송을 돕는 역할을 하는 것이라 보면 되겠다.