반도체 팹 워크셀에 UR 코봇 암이 있는 Dextro 유지보수 시스템. (출처: 램리서치)

램리서치(Lam Research Corp.)는 반도체 웨이퍼 제조 장비의 중요한 유지보수 작업을 최적화하도록 설계된 최초의 협업 로봇 암인 덱스트로(Dextro)를 소개했다. 캘리포니아 프리몬트에 본사를 둔 이 회사는 전 세계 여러 첨단 웨이퍼 팹이 Dextro 를 배포했다고 발표했다.

램리서치는 팹의 규모, 지리적 다양성, 장비 복잡성이 계속 증가함에 따라 칩 제조업체는 자동화를 늘려 인간 엔지니어의 효율성을 최적화해야 한다고 지적했다. 이는 전 세계적으로 반도체 직위의 수가 숙련된 엔지니어의 가용성을 계속 앞지르면서 더욱 중요해지고 있다.

정밀도는 공구 유지 보수에서 매우 중요하며, 하위 시스템의 정확한 재조립이 수익으로 이어진다고 회사는 말했다. FTR(First-Time Right)을 달성하면 시간과 비용이 절약된다고 주장했다. 또한 반복 가능한 유지 보수는 소모품, 노동력 및 생산 중단 시간과 관련된 낭비를 줄여 생산의 변동성을 줄이고 수율을 높일 수 있다.

삼성전자 메모리 에칭 기술팀장 김영주 부사장은 “제조 장비에 유지보수가 필요한 경우, 공구 가동 중단 시간이 길어지고 비용이 낭비되지 않도록 작업을 빠르고 효율적으로 수행해야 합니다. Dextro의 오류 없는 유지 관리는 생산 변동성과 수율을 개선하는 데 도움이 됩니다. 이는 삼성전자가 자율주행 팹을 향한 여정에서 흥미로운 이정표가 될 것입니다”라고 말했다. ."

램리서치, 정확한 칩 제조 지원

오늘날 거의 모든 첨단 칩은 램의 기술로 제작되었다고 회사는 주장했다. 회사 측은 툴 다운타임과 생산 변동성을 최소화하기 위해 덱스트로 를 설계했다고 밝혔다.

팹 내에서는 정확성이 중요하다. 반도체 제조는 나노 단위의 정확도로 운영되며, 덱스트로는 그 수준의 정확도를 가지고 있지 않지만, 램 리서치는 나노 단위의 제품을 일관되게 생산할 수 있는 도구를 유지하는 것이 과제라고 밝혔다. 그 결과 수율을 향상시킬 수 있는 유의미한 FTR 결과가 생성된다.

램리서치는 Dextro가 정기적이고 복잡한 유지보수가 필요한 수백 개의 공정 도구를 관리하도록 설계했다고 밝혔다. 이러한 중요한 작업에는 서브미크론 정밀도의 반복성이 필요하다. 각 프로세스 도구에서 전용 코봇에 대한 경제적 사용 사례는 없다. 대신, 공정 도구가 유지 보수를 위해 오프라인으로 전환될 때 새로운 시스템을 팹 주변에 재배치할 수 있다.

램리서치(Lam Research)의 고객 지원 비즈니스 그룹 총괄 매니저인 러셀 도버(Russel Dover)는 “덱스트로(Dextro)는 장비를 안내하고 도킹한 후 팹 엔지니어 또는 기술자가 원격으로 작동시키는 모바일 카트다. 카트에는 코봇의 제어 시스템이 들어 있으며 핵심 기술의 많은 부분이 들어 있습니다”라고 설명했다.

일반적인 유지 보수 주기에 대해 물었을 때 Dover는 “기간은 응용 분야에 따라 다릅니다. 단일 애플리케이션은 도킹 및 도킹 해제 시간을 포함하여 최대 30분이 걸릴 수 있습니다. 수동으로 수행하면 일반적으로 2배에서 4배 더 오래 걸릴 수 있습니다. 단일 Dextro 유닛은 한 달에 한 번의 유지 보수 빈도로 최대 100개의 Lam Flex 챔버를 서비스할 수 있습니다”라고 말했다.

Dextro에는 UR5e 코봇이 포함되어 있어 신속한 공구 교환이 가능

Dextro의 중심에는 UniversalRobots 의 aUR5e코봇암 이 있다. UR5e의 도달 범위는 850mm(33.5인치)이고 탑재하중은 5kg(11파운드)이다. 퀵 체인지 엔드 오브 암 손목이 장착된 Dextro는 다음과 같은 특정 유지 관리 요청에 적합한 엔드 이펙터를 빠르게 선택할 수 있다.

수동 적용보다 두 배 이상의 정확도로 소모품 구성 요소를 정밀하게 설치하고 압축한다. 정밀한 조립은 웨이퍼 가장자리에서 에칭 성능을 제어하여 수율을 향상시키는 데 도움이 된다.

Dextro는 진공 밀봉, 고정밀 볼트를 정확한 사양에 맞게 조여 팹 엔지니어가 수동으로 수행할 때 최대 5%의 오류율로 반복적인 작업을 줄일 수 있다. 사양을 정확하게 충족하면 공구가 생산에서 제외되고 다이 수율에 영향을 미칠 수 있는 챔버 온도 편차가 제거된다고 Lam Research는 말했다.

Dextro는 자동화 및 세척 기술을 사용하여 하부 챔버를 분해할 필요 없이 챔버 내에 축적된 측벽 폴리머를 제거한다. 중요한 것은 작업을 수동으로 수행하기 위해 무거운 보호 호흡 장비가 필요한 인간에게 더 낮은 위험으로 이를 수행한다는 점이다.