반도체 설비의 Fan Filter Unit 에서 발생하는 진동이 Wafer 생산성에 미치는 영향

본 연구에서는 반도체 제조의 Diffusion 공정설비의 FFU (Fan Filter Unit) 진동에 의해 발생한 wafer 불량 현상을 규명 및 개선하였다. EFEM(Equipment Front End Module)의 Loading 부에 장착된 FOUP(Front Opening Unified Pod)에 들어 있는 Wafer 들이 설비 EFEM 하부로 떨어져 깨지거나 FOUP 내에서 겹침 현상이 발생하는 것을 확인하였다. 이에 생산현장의 모든 Diffusion 공정 설비를 조사하였으며, 그 결과 A 사(社)의 특정 설비에서만 발생되는 현상임을 확인하였다. 해당 A사(社)설비군에서만 월 평균 10 건의 Slot Mapping Error 가 발생하였으며, 이로 인해 Wafer가 재 제조된 매수가 월 평균 53 매로 확인되었다. 따라서 본 연구는 A 사(社)설비에서 발생하는 Mapping Error 의 원인 규명 및 개선을 위해 추진되었다. 총 12 개의 항목을 불량 발생 원인 후보 군으로 선정 후 예비 진단한 결과 FFU(Fan Filter Unit)에 의한 문제 발생 가능성이 가장 높을 것으로 추정되었다. 이에 따라 4 개의 서로 다른 물리적 환경/조건에서 진동을 측정하였으며, 최종 평가 결과 Motor 와 Blade 의 불균형에서 기인한 진동이 설비의 loader 부에 직접적으로 영향을 주는 것을 확인하였다. 진동 문제를 해결하기 위해 고 RPM blade 에서 저 RPM 및 유량 감소를 보완할 수 있는 신규모델로 교체하였다. 신규 Module(blade/motor) 장착 후 Load port 에서의 진동 측정 결과 개선 전 대비 91% 감소하였으며, 결과적으로 Slot mapping error 발생 건수가 50% 이상 감소되는 효과와 Wafer 재 제조 매수도 월 평균 약 43% 감소하는 효과를 얻을 수 있었다.