KR100272256B1 - 반도체장비와호스트컴퓨터의동시제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 반도체 장비와 호스트 컴퓨터의 동시 제어방법은, 호스트 컴퓨터에 각 스텝별 최적의 공정 조건을 등록하고, 해당 장비로부터 보고되는 공정 데이터를 상기 등록된 최적의 공정 조건과 비교하여, 보고된 데이터가 상기 최적의 공정 조건 범위를 만족할 경우에는, 보고된 데이터가 호스트 컴퓨터에 등록된 특정 룰에 만족하는지 비교한 뒤, 상기 보고된 데이터가 특정 룰을 만족하면 공정을 계속 진행하고, 그렇지 않으면 해당 장비와 호스트 컴퓨터의 트랙킹 모듈에 동시에 인터락을 걸어, 이를 호스트 컴퓨터에 자동 저장시킨 후, 공정 불량이 해소될 때까지 공정을 중지시켜 주고, 반면 상기 보고된 데이터가 상기 최적의 공정 조건 범위를 만족하지 않을 경우에는, 해당 단위 공정이 완료된 제품을 홀딩하도록 이루어져, 호스트 컴퓨터에 저장된 트래킹 모듈의 인터락 정보를 이용하여, 해당 장비에 대한 다음 로트의 투입 여부를 재확인할 수 있게 되므로, 작업자의 실수로 인터락이 걸린 장비가 자동 가동되는 것을 방지할 수 있게 된다.

Description

반도체 장비와 호스트 컴퓨터의 동시 제어방법{Simultaneous control method of semiconductor equipment and host computer}

본 발명은 반도체 생산 장비와 호스트 컴퓨터를 동시에 제어하는 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조 장비와 전산 시스템(호스트 컴퓨터)을 동시에 자동 제어할 수 있도록 한 반도체 장비와 호스트 컴퓨터의 동시 제어방법에 관한 것이다.

반도체 소자는 수많은 단위 공정 스텝들을 거쳐 제조되므로, 반도체 제조 라인에는 통상적으로 상기 각 단위 공정들을 처리하는 장비(예컨대, 스퍼터링 장비나 식각 장비 등)들이 배치되게 된다. 따라서, 각 해당 단위 공정 진행시에는 대략 20 ~ 25매 단위의 웨이퍼가 일개 단위의 로트(lot)를 이루어 스텝별 최적의 공정 조건으로 선택된 공정을 진행하게 된다.

이때, 각 해당 스텝별 단위 공정 진행시 발생된 데이터들은 통상, 오프라인(offline) 방식으로 공정을 진행했던 장비의 경우는, 해당 장비의 화면에 대부분 표시되고, 온라인(online) 방식으로 공정을 진행했던 장비의 경우에는 각 스텝별 단위 공정이 이루어지는 설비와 연결된 호스트 컴퓨터의 데이터 베이스(data base)에 저장되게 된다.

도 1에는 이와 같은 방식으로 공정이 진행되는 통상의 반도체 장비에서의 공정 제어방법을 나타낸 공정흐름도가 도시되어 있다. 상기 공정흐름도를 참조하면, 진행된 공정이 해당 스텝별 최적의 공정 조건 분위기하에서 진행되었는지의 여부를 판단하는 제어방법은, 여러 스텝의 공정을 진행한 후, 계측 공정 단계에서 해당 제품의 불량 여부를 판단하여, 해당 제품에 불량이 발생된 것이 확인되면, 각 스텝별 해당 장비의 화면에 표시되거나, 호스트 컴퓨터의 데이터 베이스에 저장된 데이터를 참고하여 문제 발생의 원인을 찾아가는 방식으로 이루어짐을 알 수 있다.

즉, 종래의 반도체 장비에서는 잘못된 공정 조건하에서 공정이 수행될 경우, 각 해당 단위 공정이 완료된 그 즉시 불량 여부를 판단할 수 없었을 뿐 아니라 일련의 단위 공정을 여러번 계속 진행한 후의 계측 단계에서 그 잘못을 발견, 그동안 진행된 스텝을 기언급된 방법을 이용하여 역으로 추적하므로써, 비로서 잘못 진행된 스텝을 발견할 수 있었기 때문에, 그 시간적 물량적 손실이 매우 크게 된다.

잘못된 공정 조건하에서 공정이 수행되는 경우는, 여러 형태가 있을 수 있으나 그 대표적인 예로는 첫째, 엔지니어의 실수로 인해 특정 스텝에서 최적의 공정 조건이 아닌 다른 조건으로 공정 조건이 설정되는 경우와 둘째, 장비의 공정 조건 값이 잘못 입력된 상태에서 계속 로트를 진행하는 경우와 셋째, 장비 자체의 이상으로 인해 최적의 공정 조건 설정값으로 공정 분위기를 설정하지 못하고, 계속 진행하는 경우 등을 들 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 한 방법으로서, 최근에는 해당 장비에서 발생된 데이터를 호스트 컴퓨터의 데이터 베이스에 초기 등록된 설정값(specification value)과 비교한 뒤, 이 데이터 값이 설정값 범위를 벗어날 경우, 해당 장비만 인터락(interlock)을 걸도록 한 장비 제어방법이 개시된 바 있다.

그러나, 이러한 방식으로 반도체 장비를 제어할 경우에는 해당 장비에만 인터락이 걸릴뿐, 이 인터락이 걸린 해당 장비에 대한 정보(예컨대, 인터락이 걸린 장비의 고유번호)는 전산 시스템(호스트 컴퓨터)에 저장되지 않아, 호스트 컴퓨터에서 인지하고 있는 장비의 상태와 현재의 장비 상태가 불일치하게 되므로, 현재 호스트 컴퓨터에서는 어떤 장비에 인터락이 걸렸는지를 확인할 수 없는 상태라, 다음과 같은 장비 관리상의 어려움 및 공정 불량 발생 문제가 야기되게 된다.

통상적으로, 해당 장비에 인터락이 걸리게 되면 상기 장비에 부착된 경보장치에 경보 신호가 뜨게 되는데, 작업자는 이 경보 신호를 보고 해당 장비에 인터락이 걸린 것을 엔지니어에게 통신수단(예컨대, 전화 등)을 이용하여 전달해 주게 된다. 이것을 전달받은 엔지니어는 해당 장비에 일련의 조치를 취하여 문제를 해결한 다음, 이를 작업자에게 다시 알려주게 되고, 이를 전달받은 작업자는 해당 장비의 인터락을 해제하여 이 장비가 다시 공정 진행에 투입되도록 하는 방식으로 공정이 제어되게 된다. 따라서, 각 스텝별 단위 공정 진행시에는 작업자가 해당 장비의 인터락 발생 여부를 일일이 체크해 주어야 하는 불편함이 따르게 되는데, 작업자의 경우 인적, 시간적 손실 및 장비 관리 상의 어려움으로 인해, 현재 이러한 체크 작업을 못하고 있는 실정이다.

이로 인해, 인터락이 걸린 해당 장비의 문제가 해결되지 않은 상태에서 작업자의 실수로 그대로 호스트 컴퓨터에 작업 명령이 내려질 경우 호스트 컴퓨터 상에서는 이를 확인할 방법이 없으므로 이 장비는 잘못된 공정 조건이 설정된 상태로 계속해서 각 스텝별 단위 공정을 진행하게 된다.

이와 같이, 각 스텝별 단위 공정이 진행될 경우, 잘못 설정된 공정 조건으로 인해 장비의 안정화를 꾀할 수 없게 되므로, 각 단위 공정에서 제조되는 반도체 제품의 불량 발생률이 증가하게 되어 공정 신뢰성이 저하되는 단점이 발생하게 된다.

이에, 본 발명의 과제는 현재 수행중인 단위 공정이 호스트 컴퓨터의 데이터 베이스에 등록된 공정 조건 및 특정 룰 범위 내에서 정상적으로 진행되고 있는지의 공정 이상 여부를 해당 단위 공정의 완료와 동시에 판단한 뒤, 이상이 판단될 경우 해당 장비와 호스트 컴퓨터의 트랙킹 모듈에 동시에 인터락이 걸리도록 하여, 호스트 컴퓨터에 인터락이 걸린 장비의 고유번호가 자동 입력되도록 하므로써, 해당 장비에 대한 다음 로트의 투입 여부를 호스트 컴퓨터에서 다시 재확인할 수 있도록 하여, 인터락이 걸린 장비가 작업자의 실수로 인해 자동 가동되어지는 것을 방지할 수 있도록 한 반도체 장비와 호스트 컴퓨터의 동시 제어방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래의 반도체 장비 제어방법을 설명하기 위한 공정흐름도이고,

도 2는 본 발명에 의한 반도체 장비 제어방법을 설명하기 위한 공정흐름도이다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 단위 로트별로 진행중인 현 공정의 공정 조건을 장비에 접속된 호스트 컴퓨터에 보고하는 단계와, 상기 보고된 공정 조건의 데이터가 상기 호스트 컴퓨터의 데이터 베이스에 등록된 각 스텝별 최적의 공정 조건 범위에 만족하는지 비교 판단하는 단계와, 상기 비교 판단 결과, 상기 보고된 데이터가 상기 최적의 공정 조건 범위를 만족할 경우에는, 상기 보고된 데이터가 상기 호스트 컴퓨터에 등록된 특정 룰에 만족하는지의 여부를 비교 판단하고, 상기 보고된 데이터가 상기 최적의 공정 조건 범위를 만족하지 않을 경우에는 상기 현 공정이 완료된 제품을 홀딩한 뒤, 분석 및 조치하는 단계와, 상기 특정 룰에 만족하는지의 여부에 대한 비교 판단 결과, 상기 보고된 데이터가 상기 특정 룰을 만족하면 공정을 계속 진행하고, 그렇지 않으면 상기 장비와 상기 호스트 컴퓨터의 트랙킹 모듈에 동시에 인터락을 걸어, 이에 대한 정보를 호스트 컴퓨터에 자동 저장시킨 후, 공정 불량이 해소될 때까지 공정을 중지시키는 단계 및, 전 공정이 완료될 때까지 상기 단계를 반복처리하는 단계로 이루어진 반도체 장비 제어방법이 제공된다.

여기서, 특정 룰이란 SPC(statistic process control)에서 사용되는 관리 한계 이탈선을 나타내며, 이때 상기 반도체 장비 제어방법은 상기 해당 단위 공정이 완료된 제품을 홀딩한 뒤, 엔지니어로 하여금 일련의 조치를 취하도록 하는 단계 이후, 계측 공정을 거쳐 정상 제품임이 확인되면 공정을 계속 진행하고, 그렇지 않으면 폐기처분하는 단계를 더 포함해 주는 방식으로 장비를 제어해 줄 수도 있다.

상기 장비 제어방법에 의하면, 인터락이 걸린 장비에 일련의 조치를 취하지 않은 상태에서 작업자가 실수로 실행 버튼을 눌러 해당 장비를 가동시켰을 경우에도, 호스트 컴퓨터에 저장된 트래킹 모듈의 인터락 정보를 이용하여, 해당 장비에 대한 다음 로트의 투입 여부를 재확인할 수 있게 되므로, 작업자의 잘못된 실행 명령에 의해 인터락이 걸린 장비가 자동 가동되는 것을 막을 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에서 제시된 반도체 장비 제어방법을 설명하기 위한 공정흐름도를 나타낸 것으로, 이를 제 8 단계로 구분하여 살펴보면 다음과 같다. 여기서는 일 예로서, A 장비내에서 a 제품이 만들어지는 경우에 대하여 살펴본다.

제 1 단계(100)로서, 먼저 A 장비의 각 스텝별 최적의 공정 조건을 호스트 컴퓨터의 기억장치 내에 등록(설정, 저장)한다.

제 2 단계(110)로서, 대략 20 ~ 25매의 웨이퍼들이 로딩된 단위 로트를 A 장비에 장착하고 공정을 진행한다. 이때의 공정은 해당 로트의 각각의 웨이퍼별로 진행된다.

제 3 단계(120)로서, 해당 로트의 각각의 웨이퍼별로 공정이 완료되는 시점에 그때의 공정 조건을 호스트 컴퓨터에 보고한다.

제 4 단계(130)로서, 각 공정의 이상 유무를 판단하기 위하여 호스트 컴퓨터의 특정 모듈을 이용하여, 보고된 공정 조건에 해당하는 데이터가 기억장치의 데이터 베이스에 등록된 해당 스텝의 최적의 공정 조건 범위에 만족하는지를 비교 판단한다. 여기서, 호스트 컴퓨터에 등록된 최적의 공정 조건 범위란, 제품에 영향을 미치지 않는 허용 가능한 장비 데이터의 최대한의 규격 범위를 말한다.

제 5 단계(140)로서, 상기 비교 판단 결과 상기 보고된 데이터가 호스트 컴퓨터에 등록된 최적의 공정 조건 범위를 만족할 경우에는 이 데이터가 SPC(statistic process control)에서 사용되는 관리 한계 이탈선인, 특정 룰에 만족하는지를 호스트 컴퓨터에서 비교 판단한다.

제 6 단계(150 ~160)로서, 상기 특정 룰에 만족하는지의 비교 판단 결과 상기 보고된 데이터가 특정 룰을 만족하면, a 제품이 다음 공정을 진행할 수 있도록 제 1 내지 제 4 단계(100 ~ 130)까지의 공정을, 전 공정이 완료될 때까지 반복적으로 진행한다. 전 공정이 완료되는 경우에는 공정을 완료시킨다.

반면, 보고된 데이터가 특정 룰을 만족하지 않으면, A 장비에 다른 제품(예컨대, b 제품, c 제품, d 제품 등)이 더 이상 투입되지 않도록 하기 위하여, 호스트 컴퓨터의 트랙킹 모듈(tracking module)과 A 장비에 동시에 인터락을 걸어 주어, 장비에 인터락이 걸리도록 함과 동시에 호스트 컴퓨터 내에 인터락이 걸린 장비에 대한 고유번호가 자동 저장되도록 한다. 이와 같이, 인터락이 걸린 장비는 이후 엔지니어에 의해 일련의 조치를 받은 뒤, 문제가 해결되면 다시 공정에 투입된다. 여기서, 트래킹 모듈이란, 해당 장비에서 해당 제품을 제조하는 공정을 시작하겠다는 것을 호스트 컴퓨터의 터미널에 입력시켜 주는 것을 말한다.

보고된 데이터가 특정 룰을 만족하지 않는 경우란, 크게 다음의 네가지 경우로 대변된다. 첫째, 보고된 데이터가 SPC에서 사용되는 특정 룰의 관리 한계 이탈선인 UCL(upper control limit) 또는 LCL(lower control limit)를 벗어나는 경우와 둘째, 보고된 데이터에 5점이상이 연속 상향 또는 연속 하향하는 트렌드(trend)가 발생될 경우와 셋째, 보고된 데이터에서 연속하는 3점중 2점이 2σ와 3σ 사이의 영역(zone)에 존재하는 경우와 넷째, 보고된 데이터에서 연속하는 5점중 4점이 -1 ~ 1σ의 영역밖에 존재하는 경우를 들 수 있다.

여기서, σ(시그마)란 표준편차를 의미하며, 에러나 미스의발생확율을 가리키는 통계용어로서 -3σ~ 3σ까지의 6σ의 범위가 존재하고, 통계학에서는 1백만번에 3,4회 에러가 발생하는 수준을 6σ로 규정하며 실제 업무상 실현될 수 있는 가장 낫은 수준의 에러로 인정되고, 본 발명에서는 데이터의 산포를 최소화하여 구격 상한과 규격 하한이 데이터의 중심에서 6σ의 거리에 있도록 한다.

이와 같이, 호스트 컴퓨터의 트랙킹 모듈과 장비에 동시에 인터락을 걸어준 것은, 호스트 컴퓨터에서 인지하고 있는 장비의 상태와 현재의 장비 상태를 일치시켜 주므로써, 현재 어떤 장비에 인터락이 걸렸는지를 호스트 컴퓨터에서도 확인할 수 있도록 하기 위함이다.

그 결과, 작업자가 실수로 실행 버튼을 눌러 주더라도, 호스트 컴퓨터에 자동 저장된 A 장비가 가동되기 전에 해당 장비에 대한 다음 로트의 투입 여부를 호스트 컴퓨터에서 다시 한번 확인할 수 있게 되어, 장비 관리상의 어려움을 어느 정도 해결할 수 있게 되고, 동시에 이로 인해 야기되는 공정 불량 발생을 최대한 줄일 수 있게 되므로 반도체 제조 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

제 7 단계(170 ~ 180)로서, 보고된 데이터가 호스트 컴퓨터에 등록된 최적의 공정 조건 범위를 만족하지 않을 경우에는 a 제품이 다음 공정에 투입되지 않도록 상기 제품을 홀딩(holding)시킨 다음, 엔지니어로 하여금 일련의 분석 및 조치 작업을 취하도록 한다.

제 8 단계(190 ~ 200)로서, 계측 공정을 거쳐 a 제품에 이상이 없음이 판단되면 다음 공정을 진행하도록 하고, 그렇지 않으면 폐기처분해 준다.

반도체 소자 제조 과정에 이러한 일련의 공정 제어방법을 적용할 경우, 작업자의 실수로 인터락이 걸린 장비의 문제가 채 해결이 안된 상태에서 공정 실행 버튼이 눌러지더라도, 현재 어떤 장비에 인터락이 걸렸는지를 호스트 컴퓨터에서 검색할 수 있어, 해당 장비에 대한 다음 로트의 투입 여부를 호스트 컴퓨터에서 다시 한번 확인할 수 있게 되므로, 인터락이 걸린 장비가 자동 가동되는 것을 막을 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 1) 작업자의 장비 조작 등의 실수로 인한 공정의 이상 유무와, 장비 자체의 기능상의 결함으로 인한 공정 이상 및, 장비의 공정 조건 설정의 이상 등 장비가 인식할 수 없는 공정 진행상의 실수를 단위 공정이 완료된 시점에서 그 즉시 발견할 수 있게 되므로, 공정의 조속한 안정화를 꾀할 수 있을 뿐 아니라 그 피해를 최소화할 수 있어 반도체 제조 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 되고, 2) 이 과정에서 치유 불가능한 반도체 제품은 폐기처분해 주므로써, 이후 공정 불량 발생률을 줄일 수 있게 되며, 3) 인터락이 걸린 장비에 일련의 조치를 취하지 않은 상태에서 작업자가 실수로 해당 장비를 가동시켰을 경우에도, 호스트 컴퓨터에 저장된 트래킹 모듈의 인터락 정보를 이용하여, 해당 장비에 대한 다음 로트의 투입 여부를 다시 재확인할 수 있게 되므로, 인터락이 걸린 장비가 자동 가동되는 것을 방지할 수 있게 되어, 장비 관리적인 측면의 어려움을 해결할 수 있게 된다.

이상, 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상내에서 당 분야의 통상의 지식으로 그 변형이나 개량이 가능함은 물론이다.

Claims (1)

1. 단위 로트별로 진행중인 현 공정의 공정 조건을 장비에 접속된 호스트 컴퓨터에 보고하는 단계와,

   상기 보고된 공정 조건의 데이터가 상기 호스트 컴퓨터의 데이터 베이스에 등록된 각 스텝별 최적의 공정 조건 범위에 만족하는지 비교 판단하는 단계와,

   상기 보고된 데이터가 상기 최적의 공정 조건 범위를 만족하지 않을 경우에는 상기 현 공정이 완료된 제품을 홀딩한 뒤, 정상인지를 분석하며, 정상이면 상기 제품을 계속 공정진행하고, 정상이 아니면 폐기 처분하는 단계와;

   상기 보고된 데이터가 상기 최적의 공정 조건 범위를 만족할 경우에는, 상기 보고된 데이터가 통계적 공정관리에서 사용하는 관리 한계 이탈선을 의미하는 특정룰을 만족하는지의 여부를 비교 판단하는 단계; 및

   상기 보고된 데이터가 상기 특정 룰을 만족하면 공정을 계속 진행하고, 상기 특정 룰을 만족하지 않으면 상기 장비와 상기 호스트 컴퓨터의 트래킹 모듈에 동시에 인터락을 걸어, 이에 대한 정보를 호스트 컴퓨터에 자동 저장시킨 후, 상기 장비의 공정 불량이 해소될 때까지 상기 장비와 호스트 컴퓨터에서 공정의 진행을 중지시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 장비와 호스트 컴퓨터의 동시제어방법.

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