KR100714274B1

KR100714274B1 - 반도체 제조설비의 관리시스템

Info

Publication number: KR100714274B1
Application number: KR1020050100156A
Authority: KR
Inventors: 박진우; 박홍진; 박형민; 황영학; 박용범
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-10-24
Filing date: 2005-10-24
Publication date: 2007-05-02
Also published as: US7319912B2; US20070090953A1; KR20070044154A

Abstract

본 발명은 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 반도체 제조설비의 관리시스템에 대하여 개시한다. 그의 시스템은, 반도체 제조공정의 전반적인 흐름을 총괄하는 호스트 컴퓨터; 상기 호스트 컴퓨터에서 입력되는 데이터에 응답하여 물류 이동 상태를 인지 및 산출하고, 상기 물류 이동의 최적 경로를 판단하여 상기 호스트 컴퓨터에 출력하는 트랙킹 서버; 상기 트랙킹 서버에서 상기 물류 이동의 상태를 인지토록 하기 위해 상기 물류를 운반하는 캐리어에 탑재되어 이동되면서 해당 물류 정보를 무선 송출하는 무선 태그; 및 상기 무선 태그로부터 송출된 상기 물류 정보를 받아 상기 물류의 위치 정보를 산출하여 상기 트랙킹 서버에 전송하는 무선 네트워크를 포함함에 의해 상기 물류 이동을 실시간으로 모니터링 할 수 있기 때문에 생산성을 향상시킬 수 있다.

호스트 컴퓨터(host computer), 서버(server), 네트워크(network), 태그(tag), 지그비(Zigbee)

Description

반도체 제조설비의 관리시스템{System for managing semiconductor manufacture equipment}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조설비의 관리시스템을 개략적으로 나타낸 다이아 그램.

도 2는 지그비 무선통신 시스템을 채용하는 무선 네트워크의 구조를 나타내는 도면.

도 3은 지그비 코디네이터를 개략적으로 나타낸 정면도 및 측면도.

도 4는 도 2의 지그비 라우터를 개략적으로 나타낸 평면도 및 측면도.

도 5는 지그비 무선 태그를 나타내는 다이아 그램.

도 6은 도 5의 지그비 무선 태그를 나타내는 평면도.

도 7은 도 6의 지그비 무선 태그가 장착되는 웨이퍼 카세트의 측단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 호스트 컴퓨터 200 : 트랙킹 서버

300 : 무선 네트워크 320 : 코디네이터

340 : 라우터 400 : 무선 태그

410 : 지그비 통신 모듈 420 : 태그 마이크로 프로세서

430 : 기능키 440 : 표시장치

450 : 보조전원장치 460 : 바코드

470 : 하우징 500 : 캐리어

본 발명은 반도체 제조설비에 관한 것으로, 상세하게는 반도체 제조공정이 이루어지는 다양한 반도체 제조설비간에 이동되는 다수의 웨이퍼를 실시간으로 모니터링할 수 있는 반도체 제조설비의 관리시스템에 관한 것이다.

반도체 장치의 제조 기술은 크게 반도체 기판 상에 가공막을 형성하는 증착(deposition)공정과, 상기 증착공정으로 형성된 가공막 상에 피가공막을 형성하여 패터닝 하는 포토리소그래피(photo-lithography) 공정과, 상기 포토리소그래피 공정에 의해 형성된 상기 피가공막을 마스크로 사용하여 상기 가공막을 식각하는 식각 공정과, 상기 피가공막을 이온주입마스크로 사용하여 불순물이온을 주입하는 이온주입공정과, 각종 열처리 공정을 포함하여 이루어진다.

이와 같은 다수의 공정은 일련의 정해진 흐름을 따라 정확한 관리 감독이 요구되고, 인체에 유해한 각종 가스로부터 작업자(operator)를 보호하기 위해 무인 로봇과 같은 자동설비를 관리하는 자동 시스템이 요구되고 있는 실정이다. 또한, 생산라인에서 다수의 반도체 제조공정이 이루어지는 다양한 반도체 제조설비는 각 기 개별적으로 해당 공정을 수행하며, 전체의 반도체 제조 설비들간에 상호 밀접한 관계를 갖고 있다. 그러므로 제조 공정 진행 중 어느 하나의 반도체 제조 설비에서 이상이 발생되면, 후속 공정의 반도체 제조 설비들은 제조 공정을 진행할 수 없다. 이때, 이상이 발생된 반도체 제조설비 전단에서 각 반도체 제조설비간에 다수개의 웨이퍼가 탑재되는 웨이퍼 카세트를 이송하는 자동반송시스템 또는 수동반송시스템의 대기시간이 증가되고 전체 생산성이 떨어지는 결과를 초래하게 된다.

따라서, 제조 공정 진행 중 특정 반도체 제조 설비의 이상 발생 유무를 확인하여 해당 반도체 제조설비의 빠르게 조치하기 위해 작업자가 상기 반도체 제조설비의 주위에 상주하면서 이상 발생에 대한 상태를 확인하고, 그 원인을 분석하여 문제점을 해결한다. 그리고, 상기 작업자는 주기적으로 상기 반도체 제조설비의 예방정비를 수행함으로서 상기 반도체 제조설비의 성능을 최상의 상태로 유지시킬 수 있다.

한편, 해당 반도체 제조설비에서 동일한 공정이 이루어지는 다수개의 웨이퍼가 탑재되는 웨이퍼 카세트를 하나의 롯(lot)으로 정의하면, 해당 롯의 이름이 상기 웨이퍼 카세트의 일측에 부착되는 바코드에 기록된다. 또한, 상기 반도체 제조설비에 설치된 바코드 리드기는 상기 웨이퍼 카세트가 상기 반도체 제조설비로 로딩되면 상기 바코드를 읽어 상기 반도체 제조설비를 제어하는 반도체 제조설비의 제어부로 하여금 해당 롯이 상기 반도체 제조설비에서 해당 공정의 수행여부를 판단토록 할 수 있다. 이때, 상기 반도체 제조설비 제어부는 상기 해당 롯의 정보를 호스트 컴퓨터로부터 제공받아 해당 공정의 수행 여부를 판단한다. 또한, 상기 반 도체 제조설비에서의 해당 공정이 완료되면 해당 롯의 정보를 상기 호스트 컴퓨터에 전송하여 기록한다. 상기 작업자가 상기 해당 롯에 대한 정보를 알고자 할 경우, 상기 호스트 컴퓨터와 연결(networking)된 퍼스널 컴퓨터를 통해 상기 해당 롯의 상세한 선행 공정 및 후속 공정의 내역(history)을 획득할 수 있다. 여기서, 상기 웨이퍼 카세트에 탑재되는 상기 다수개의 웨이퍼를 하나의 롯으로 나타내며, 상기 웨이퍼 카세트는 다수개의 반도체 제조설비간에 이동되는 물류로 나타낼 수 있다.

따라서, 종래 기술에 따른 반도체 제조설비 관리시스템은 하나의 롯을 기본 단위로 하여 다수개의 반도체 제조설비간에 순차적으로 이동되면서 다양한 반도체 제조공정이 수행되도록 할 수 있다.

하지만, 종래 기술에 따른 반도체 제조설비의 관리시스템은 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 종래 기술에 따른 반도체 제조설비의 관리시스템은 다수개의 반도체 제조설비 사이에서 이송되는 다수개의 웨이퍼 카세트의 이송효율을 높이고 신속성을 향상시키기 위해 자동반송시스템을 선택하거나 수동반송시스템을 선택할 지에 대한 물류이동을 최적화하게 하는 구체적인 정보를 획득할 수 없기 때문에 생산성이 떨어지는 단점이 있었다.

둘째, 종래 기술에 따른 반도체 제조설비의 관리시스템은 다수개의 반도체 제조설비사이에서 이송되는 복수개의 웨이퍼 카세트가 정체될 경우, 물류이동의 정체 정도를 실시간으로 파악할 수 없기 때문에 생산성이 줄어드는 단점이 있었다.

셋째, 종래 기술에 따른 반도체 제조설비의 관리시스템은 선행 공정 또는 후속 공정이 수행되는 다수개의 웨이퍼가 탑재된 웨이퍼 카세트에 대응하여 작업자가 해당 롯의 정보를 독출하고자 할 경우, 바코드 리드기가 위치되는 특정 영역까지 상기 웨이퍼 카세트를 이송 후 상기 해당 롯의 정보 내용을 확인해야만 하므로 상기 해당 롯의 정보 확인 시간이 길어질 수 있기 때문에 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 목적은, 웨이퍼 카세트의 이송효율을 높이고 신속성을 향상시키고, 물류이동을 최적화하게 하는 구체적인 정보를 획득토록 하여 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 반도체 제조설비의 관리시스템을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 물류이동의 정체 정도를 실시간으로 파악토록 하여 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 반도체 제조설비의 관리시스템을 제공하는 데 있다.

그리고, 본 발명의 또 다른 목적은, 작업자가 선행 공정 또는 후속 공정이 수행되는 다수개의 웨이퍼가 탑재된 웨이퍼 카세트에 대응하여 해당 롯의 정보를 손쉽게 독출하고, 상기 해당 롯의 정보 확인 시간을 줄여 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 반도체 제조설비의 관리시스템을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양태에 따른 반도체 제조설비의 관리 시스템은, 반도체 제조공정의 전반적인 흐름을 총괄하는 호스트 컴퓨터; 상기 호스트 컴퓨터에서 입력되는 데이터에 응답하여 물류 이동의 상태를 인지 및 산출하고, 상기 물류 이동의 최적 경로를 판단하여 상기 호스트 컴퓨터 또는 클라이언트 서버에 출력하는 트랙킹 서버; 상기 트랙킹 서버에서 상기 물류 이동의 상태를 인지토록 하기 위해 상기 물류를 운반하는 캐리어에 탑재되어 이동되면서 해당 물류 정보를 무선 송출하는 무선 태그; 및 상기 무선 태그로부터 송출된 상기 물류 정보를 받아 상기 물류의 위치 정보를 산출하여 상기 트랙킹 서버에 전송하는 무선 네트워크를 포함함을 특징으로 한다.

여기서, 상기 무선 네트워크와 상기 무선 태그는 지그비 무선통신 시스템을 규격으로 사용하여 통신하고, 상기 무선 네트워크는 상기 트랙킹 서버와 유선으로 연결된 적어도 하나 이상의 지그비 코디네이터와, 상기 지그비 코디네이터에 무선 또는 유선으로 연결되어 상기 무선 태그와 상기 지그비 무선통신 시스템으로 통신하는 다수개의 지그비 라우터를 포함함이 바람직하다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조설비의 관리시스템을 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에 서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조설비의 관리시스템을 개략적으로 나타낸 다이아 그램이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 관리시스템은, 반도체 제조공정의 전반적인 흐름을 총괄하는 호스트 컴퓨터(host computer, 100)와, 상기 호스트 컴퓨터(100)에서 입력되는 신호(data)에 응답하여 물류 이동의 상태를 인지 및 산출하고, 상기 물류 이동의 최적 경로를 판단하여 상기 호스트 컴퓨터(100)에 출력하는 트랙킹 서버(tracking server)(200)와, 상기 트랙킹 서버(200)에 상기 물류 이동의 상태를 인지토록 하기 위해 상기 물류를 운반하는 캐리어(carrier, 이하 웨이퍼 카세트(wafer cassette)로 나타냄)(500)에 탑재되어 이동되면서 상기 트랙킹 서버(200)에서 상기 물류 이동의 상태를 인지토록 하기 위해 해당 물류 정보(예를 들어, 상기 웨이퍼 카세트(500)의 고유명에 대응되는 상기 무선 태그(400)의 고유명)를 무선 송출하는 무선 태그(400)와, 상기 무선 태그(400)로부터 송출된 상기 물류 정보를 받아 상기 물류의 위치 정보를 산출하여 상기 트랙킹 서버(200)에 전송하는 무선 네트워크(wireless network)(300)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 호스트 컴퓨터(100)는 정보처리 시스템에서 중심적인 역할을 담당하는 범용컴퓨터이다. 또한, 상기 호스트 컴퓨터(100)는 중앙집중식 정보처리 시스템에서 조직 전체의 자료처리 요구를 처리하는 중심역할을 하는 컴퓨터이다. 예컨대, 호스트 컴퓨터(100)는 사이 맥스(SiMAX)라는 고유명을 갖는 슈퍼 컴퓨터등으로 이루어진다. 중앙집중식 시스템은 처리능력에 알맞은 범용(대형) 컴퓨터 시스템을 중앙의 컴퓨터실에 설치하여 반도체 생산 기업 내의 모든 부문의 정보처리 요구를 집중화해서 처리하는 형태를 취하고 있다. 이와 같은 시스템에서 호스트 컴퓨터(100)는 시분할처리·다중프로그래밍 등의 강력한 운영체제를 갖추고 있고, 수많은 단말기와 온라인을 통한 자료의 즉시 처리가 가능하도록 통신제어 시스템을 갖추고 있다. 또한 모든 자료가 중앙에 집중되므로 대용량의 보조기억장치도 요구된다. 따라서, 호스트 컴퓨터(100)의 보조기억장치는 반도체 생산라인에 배치된 모든 반도체 제조 설비들이 최적의 상태로 공정을 진행할 수 있도록 공정에 관한 모든 데이터들, 예를 들어, 각 반도체 제조 설비들의 공정 순서, 공정 진행 환경, 공정조건 레시피등이 수록되어 있다. 또한, 상기 호스트 컴퓨터(100)는 상기 트랙킹 서버(200)로부터 제공되는 물류 이동의 최적 경로 및 방법과 같은 최적화 정보를 이용하여 상기 물류를 효과적으로 이송시키도록 반도체 생산라인의 자동반송시스템 또는 수동반송시스템을 제어하기 위한 제어신호를 출력한다. 상기 자동반송시스템은 반도체 생산라인에서 상기 호스트 컴퓨터(100) 또는 별도의 마이크로 프로세서(micro processor)에 의해 제어되는 로봇(robot)과 같은 트랜스퍼(transfer)를 이용하여 상기 물류를 이송시키고, 수동반송시스템은 작업자에 의해 상기 물류를 이송시키는 것이다. 따라서, 상기 호스트 컴퓨터(100)는 물류 이동 상태를 인지하기 위해 외부의 작업자에 의해서 입력되는 요구명령에 응답하여 물류 이동 정보를 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 물류 정보는 다수개의 웨이퍼가 탑재되는 웨이퍼 카세트(500)를 하나의 단위로 하고, 상기 웨이퍼 카세트(500) 내에 탑재되는 상기 다수개의 웨이퍼 공정에 대한 정보에 대응될 수 있다.

또한, 상기 트랙킹 서버(200)는 근거리통신망(LAN)에서 상기 물류 이동에 관 한한 집약적인 처리기능을 서비스하는 서브시스템이다. 일반적으로 서버 프로그램이 실행되고 있는 컴퓨터 하드웨어를 서버라고 부르며 다른 프로그램에게 서비스를 제공하는 컴퓨터 프로그램을 말하기도 하는 데, 반도체 생산라인에서 이동되는 물류량이 증가되고 복잡해짐에 따라 고성능의 트랙킹 서버(200)가 요구되고, 데이터의 흐름에 따라 복수개의 트랙킹 서버(200)로 구분되어 운용될 수 있다. 예컨대, 상기 트랙킹 서버(200)는 상기 호스트 컴퓨터(100)에서 요구되는 물류이동 상태에 대응되는 데이터를 상기 호스트 컴퓨터(100)에 출력하는 트랙킹 서버1(220)과, 상기 호스트 컴퓨터(100)의 정보를 수집하여 상기 무선 네트워크(300) 또는 상기 무선 태그(400)에 출력하는 트랙킹 서버2(240)로 구분되어 나누어질 수 있다. 이때, 상기 트랙킹 서버1(220)은 반도체 생산라인에서 취급되는 물류의 이동 결과를 정리·조합하여 상기 물류 이동의 최적화를 구현토록 할 수 있다. 또한, 상기 트랙킹 서버1(220)은 하위 부문의 상기 무선 네트워크(300) 및 상기 무선 태그(400) 전체를 감시·제어하거나, 데이터·프로그램·파일 같은 소프트웨어 자원이나 별도의 표시장치·모뎀·팩스·프린터 공유, 기타 장비 등 하드웨어 자원을 공유할 수 있도록 도와주는 역할을 한다. 예컨대, 상기 트랙킹 서버1(220)은 상기 무선 네트워크(300)를 통해 수신되는 물류의 위치 정보를 이용하여 해당 물류의 위치를 나타낼 수 있는 좌표로 표현되는 맵 프로그램을 포함한다. 상기 트랙킹 서버2(240)는 상기 반도체 생산라인 현장에서 상기 무선 태그(400)를 통해 작업자가 물류의 정보를 요구할 경우, 상위 부문인 상기 호스트 컴퓨터(100)에서 상기 물류의 정보를 수집하여 다시 상기 무선 태그(400)에 전송시킬 수 있다. 그리고, 상기 트랙킹 서버(200) 에서 처리되는 물류 이동의 데이터를 일시 또는 영구적으로 저장하는 공유 스토리지 서버(260)를 포함하기도 한다.

도시되지는 않았지만, 트랙킹 서버(200)는 사용자 인터페이스와 연결되어 사용자(클라이언트)의 요청에 의하여 서비스를 제공하는 클라이언트/서버 시스템으로서 하나 이상의 응용 프로그램을 상호 협력적인 환경에서 운용하는 분산처리 형태를 취할 수 있다. 즉, 서비스를 요청하는 클라이언트와 클라이언트의 요청을 처리하는 서버와의 협동작업을 통해서 사용자가 원하는 바람직한 결과를 얻는 처리방식이 클라이언트/서버 시스템이다. 예컨대, 상기 트랙킹 서버1(220)의 경우, 클라이언트의 요구에 따라 반도체 생산라인에서 취급되는 물류의 이동 결과를 정리·조합하고, 자동반송시스템과 수동반송시스템 중 택일하여 상기 물류를 이동토록함으로서 물류 이동의 최적화를 구현토록 할 수 있다. 또한, 클라이언트의 수가 5~20대 정도인 소규모 LAN의 경우에는 적어도 한대의 트랙킹 서버(200)로 충분히 모든 서비스를 소화할 수 있으나, 대규모 LAN의 경우에는 여러 대의 서버를 배치하고, 파일 관리는 파일서버, 인터넷 등의 외부와의 교환은 커뮤니케이션 서버가 담당하는 등 각각 역할을 세분화 할 수도 있다. 그리고, 상기 트랙킹 서버(200)는 인터넷 서버를 포함할 수도 있으며, 상기 인터넷 서버는 인터넷으로 연결되어 특수한 형태로 자신의 하드디스크에 담겨진 정보들을 외부에 공개해주는 컴퓨터가 될 수도 있다.

이때, 상기 트랙킹 서버(200)는 반도체 설비의 통신 규약인 SECS(Semi Equipment Communications Standard) 프로토콜에 의해 상호 통신을 하므로 데이터를 공유하거나 교환하며, 상기 트랙킹 서버(200)와 호스트 컴퓨터(100)는 일반적인 통신 규약인 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)에 의해 통신을 하면서 상호 데이터를 주고받는다.

상기 무선 네트워크(300)는 반도체 제조공정이 진행되고 있는 다수개의 웨이퍼 카세트(500)에 탑재되는 상기 무선 태그(400)의 이동 상태를 상기 트랙킹 서버(200)와 호스트 컴퓨터(100)에 제공하기 위해 반도체 생산라인 현장 곳곳에 설치된다. 이때, 상기 무선 네트워크(300)는 상기 트랙킹 서버(200)와 유선으로 연결된 컴퓨터 단말기와 같은 스테이션(station) 또는 코디네이터(coordinator, 320)와, 상기 코디네이터(320)에 무선 또는 유선으로 연결되어 후속에서 설명될 무선 태그(400)와 무선으로 통신하는 라우터(router, 340)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 라우터(340)는 근거리무선통신망을 연결하여 정보를 주고받을 때 송신정보(패킷:packet)에 담긴 수신처의 주소를 읽고 가장 적절한 통신통로를 이용하여 다른 통신망으로 전송하는 장치이다. 또한, 상기 라우터(340)는 일반적으로 유선 또는 무선 인터넷을 접속할 때는 반드시 필요한 장비로서, 서로 다른 프로토콜로 운영하는 통신망에서 정보를 전송하기 위해 경로를 설정하는 역할을 제공하는 핵심적인 통신장비이다. 단순히 통신망을 연결해주는 브리지(bridge) 기능에 추가하여 경로 배정표에 따라 다른 통신망을 인식하여 경로를 배정하며, 수신된 패킷에 의하여 다른 통신망 또는 자신이 연결되어 있는 통신망 내의 수신처(노드)를 결정하여 여러 경로 중 가장 효율적인 경로를 선택하여 패킷을 보낸다. 통신 흐름을 제어하며 통신망 내부에 여러 보조 통신망을 구성하는 등의 다양한 통신망 관리기능을 수행한다. 이와 같은 라우터(340)의 장점은 통신환경의 설정을 가능하게 하여 관리 방침 에 따라 라우팅 방식을 결정하여 전체 네트워크의 성능을 개선토록 할 수 있다. 또한, 표준 논리에 따라 통신방법이 자동으로 결정되므로 유지보수가 용이하고, 통신방법에 구애받지 않으므로 대규모 통신망을 쉽게 구성할 수 있으며, 다양한 경로를 따라 통신량(트래픽:traffic)을 분산할 수 있다. 따라서, 반도체 생산라인 곳곳에 다수의 라우터(340)가 설치되면, 상기 반도체 생산라인에서 이송되는 물류의 캐리어(500)에 탑재되는 상기 무선 태그(400)에서 송출되는 물류 정보를 입력받은 해당 라우터(340)에서 인접하는 라우터(340)의 통신망과 상기 코디네이터(320)를 통해 상기 트랙킹 서버(200)에 상기 물류의 위치를 판단토록 할 수 있다.

예컨대, 본 발명에 따른 상기 무선 네트워크(300)는 지그비(ZigBee) 무선통신 시스템과, 무선랜 통신 시스템과, RFID 통신 시스템, 블루투스 통신 시스템등을 채용하여 이루어질 수 있다. 이때, 상기 무선 네트워크(300)는 확장성과 호환성이 우수하고, 낮은 소모 전력이 구현되는 지그비 무선통신 시스템을 통해 이루어진다. 따라서, 본 발명의 실시예에서 상기 무선 네트워크(300)와, 상기 무선 네트워크(300)와 무선통신하는 무선 태그(400)는 지그비 무선통신 시스템을 채용하는 것으로 설명한다. 여기서, 지그비 무선통신 시스템이 채용되는 무선 네트워크(300)의 지그비 코디네이터와, 지그비 라우터는 각각 코디네이터(320)와, 라우터(340)와 동일한 부호로 나타내며, 지그비 무선 태그 또한 무선 태그(400)와 동일한 부호로 나타낸다.

지그비 무선통신 시스템은 근거리 통신을 지원하는 IEEE 802.15.4 표준 중 하나로서 가정, 사무실 등의 무선 네트워킹 분야에서 10~20미터 내외의 근거리 통 신과 유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 세계 무선통신의 표준규격의 기술이다. 지그비 무선통신 시스템은 저전력, 저가격, 낮은 데이터비율, 다수의 네트워크 노드지원, 단순한 프로토콜 구조, 긴 배터리(battery) 수명이 특징이다. 또 3개의 주파수 대역을 사용해 최대 100미터까지 20~50kbps 의 전송속도를 지원하며 2.4GHz에서 하나의 무선 네트워크(300)에 255대의 컴퓨터 단말기와 같은 지그비 스테이션(station) 또는 지그비 코디네이터(coordinator, 320)의 연결이 가능하고, 상기 스테이션 또는 코디네이터(320)에 무선 또는 유선으로 연결되어 상기 지그비 무선 태그(400)와 무선 통신이 가능한 6만 5천여개의 지그비 라우터(340)로 이루어진 노드를 확장해 연결할 수 있다.

또한, 상기 무선랜(wireless LAN) 통신 시스템은 보통 와이어리스랜이라고 하며, 무선 네트워크(300)를 하이파이 오디오처럼 편리하게 쓰게 한다는 뜻에서 와이파이(Wi-fi)라고도 부른다. 무선랜은 무선접속장치(AP)가 설치된 곳을 중심으로 일정 거리 이내에서 PDA나 노트북 컴퓨터를 통해 초고속 인터넷을 이용할 수 있도록 제안된 무선통신시스템이다. 무선주파수를 이용하므로 전화선이나 전용선이 필요 없으나 PDA나 노트북 컴퓨터와 같은 이동성이 있는 매체에는 반드시 무선랜카드가 장착되어 있어야 한다. 1999년 9월 미국 무선랜협회인 WECA(Wireless Ethernet Capability Alliance; 2002년 WiFi로 변경)가 표준으로 정한 IEEE802.11b와 호환되는 제품에 와이파이 인증을 부여한 뒤 급속하게 성장하고 있고, 우리나라에는 2000년에 도입되어 대학과 일반 단일품 생산 업체를 중심으로 활성화되고 있다. 초기에는 전파 도달거리가 10m에 불과했으나 2000년대에 들어와서는 50~200m 정도까지 대 폭 늘어났다. 전송속도가 4∼11Mbps로 대용량의 멀티미디어 정보도 주고받을 수 있으며, 장시간 사용해도 사용료가 저렴하다. 그러나, 현재 보안성의 저하, 주파수 간섭, 전력소모 증가, 로밍서비스 불량 등으로 인해 다량의 물류가 이동되는 반도체 생산라인에 채용될 수 있는 난점을 갖는다.

그리고, 상기 RFID(radio frequency identification)는 소형 반도체 칩을 이용해 사물의 정보를 처리하는 기술로서, 각종 물품에 소형 칩을 부착해 사물의 정보와 주변 환경정보를 무선주파수로 전송·처리하는 비접촉식 인식시스템이다. 1980년대부터 등장한 이 시스템은 DSRC(dedicated short range communication:전용 근거리 통신) 또는 무선식별시스템이라고도 한다. 판독·해독기능이 있는 판독기와 고유 정보를 내장한 RF 태그(RF ID tag), 운용 소프트웨어, 네트워크 등으로 구성된 전파식별 시스템은 사물에 부착된 얇은 평면 형태의 태그를 식별함으로써 정보를 처리한다. RF 태그는 반도체로 제작된 트랜스폰더 칩으로 이루어진 RF 태그와, 안테나로 구성되며, 수동식과 능동식이 있다. 상기 수동식 RFID는 상기 안테나에서 상기 RF 태그에 전력을 공급한다. 상기 RF 태그는 그 응답으로 데이터를 되돌려 주며, 상기 안테나는 자기장을 이용하는 방식과 전기장을 이용하는 방식이 주로 이용된다. 예컨대, 자기장을 이용한 인덕티브 커플링(inductive coupling) 방식은 안테나에서 강한 고주파를 발생시켜 생성된 자기장이 RF 무선 태그의 안테나 코일을 통과함으로써 생기는 전류에 의해 작동되는 원리이다. 수동식이 내부 전원 없이 판독기에 연결된 안테나의 전파신호로부터 에너지를 공급받아 동작하는 데 비해 능동식에는 스스로 작동하기 위해 RF 태그 전지가 내장되어 있다. 반면, 실리콘 반도체 칩을 사용하는 칩 태그와 LC(Liquid Crystalline)소자, 플라스틱 또는 폴리머(polymer:중합체) 소자로만 구성된 무칩 태그로 구분하기도 한다. RFID기술은 바코드처럼 직접 접촉하거나 가시대역 안에서 스캐닝할 필요가 없다. 이 같은 장점 때문에 바코드를 대체할 기술로 평가받으며, 활용범위도 확대되고 있다. 저주파 전파식별 시스템(30 kHz~500 kHz)은 1.8m 이하의 짧은 거리에서 사용되며, 고주파 시스템(850 MHz~950 MHz 또는 2.4 GHz~2.5 GHz)은 27m 이상의 먼 거리에서 전송이 가능하다. 그러나, 수동식 RFID는 물류이동이 많고 다수의 반도체 생산설비가 설치된 반도체 생산라인에서 RF 태그에 에너지를 공급하기 위해 전파신호를 송출하는 다수의 안테나의 설치가 용이하지 못하고, 능동식 RFID는 RF 태그 전지의 전력 손실이 많기 때문에 반도체 생산라인에서 채용되기 어려운 난점이 있다.

블루투스 [Bluetooth] 통신 시스템은, 컴퓨터 및 통신 산업계의 규격으로서 블루투스 / 노트북컴퓨터에 블루투스 동글(Bluetooth dongle)이 접속되어 있는 형태로 블루투스를 통해 휴대폰과의 무선접속이 가능하다. 블루투스는 USB와 적외선 통신의 뒤를 잇는 강력하고 빠른 통신방법으로 각광받고 있다. 근거리에 놓여 있는 컴퓨터와 이동단말기·가전제품 등을 무선으로 연결하여 쌍방향으로 실시간 통신을 가능하게 해주는 규격을 말하거나 그 규격에 맞는 제품을 이르는 말이다. 1994년 스웨덴의 에릭슨(Ericsson)사가 처음 연구하였으며, 1998년 2월 에릭슨이 주축이 되어 IBM·인텔·노키아·도시바 등이 참여하여 결성한 블루투스 SIG(Special Interest Group)에 의해 본격화되었다. 2001년 12월 마이크로소프트와 3Com·루슨트테크놀러지·모토롤라 등의 참여로 전세계적 규격으로 자리잡았다. 10세기 덴마 크와 노르웨이를 통일한 바이킹 헤럴드 블루투스(Harald Bluetooth;910~985)의 이름에서 따온 명칭으로, 블루투스가 스칸디나비아 반도를 통일한 것처럼 개인용 컴퓨터와 휴대전화 및 각종 디지털 기기 등을 하나의 무선통신 규격으로 통일한다는 상징적 의미를 지닌다. 처음에는 프로젝트명으로 사용했으나 브랜드 이름으로까지 발전하였다. 휴대폰 및 노트형 퍼스컴(노트북 컴퓨터)에 우선적으로 적용되는데, 휴대폰의 응용분야는 무선헤드셋과 인터넷 접속, 인터콤, 무선전화, 휴대폰의 복합기능을 갖는 전화를 들 수 있다. 복합기능의 경우, 집에서는 무선전화기 모드로 자동전환되며, 사무실 등에서는 사설 교환망과 연결되어 인터콤으로 사용할 수 있다. 무선헤드셋의 경우, 휴대폰을 꺼내지 않고도 전화를 걸거나 받을 수 있다. 또한 휴대폰으로 자판기를 이용하거나 지하철 승차시 요금을 자동적으로 지불하는 등 휴대폰을 이용한 전자상거래에도 적용된다. 노트형 퍼스컴의 경우에는 휴대폰을 통한 인터넷 접속을 들 수 있다. 또한 휴대폰과 노트형 퍼스컴 내의 주소록 등 데이터의 동기화, 노트형 퍼스컴끼리의 네트워크 구성 등을 통한 데이터 교환이 가능해진다. PCMCIA 카드나 USB Dongle 형태의 제품으로 보급되거나 신규 출시되는 노트형 퍼스컴에는 본체 내에 내장될 수도 있다. 이외에도 컴퓨터 주변기기는 물론 가전제품·자동차 등에까지도 적용될 수 있다. 그러나, 1Mbps의 낮은 속도, IEEE802.11 등과의 상호간섭 문제, 완벽한 상호 호환성을 이루기 위한 인증문제 그리고 보안문제 등 여러 가지 개선점은 있다. 무엇보다, 블루투스 통신 시스템은 무선 네트워크(300)의 구성 상 복잡하여 확장성이 떨어지고, 전력 소모량이 많아 반도체 생산라인에서의 적용에 문제점이 있다.

표 1에서는 지그비 무선통신 시스템과 무선랜 또는 RFID(Radio Frequency IDentification)을 구체적인 자료를 바탕으로 비교하여 나타낸다.

	무선랜	RFID	지그비
주파수	2.4GHz, 5.8GHz	3.56MHz∼2.4GHz	866MHz/915MHz/2.4GHz
전파 특성	벽1개 통과	회절특성 우수	벽1개 통과
무선네트워크 구조	스타 구조	스타 구조	그물/트리/스타구조
엔드 포인트 개수	10∼20개	1개	65536개
액티브 전류	200㎃	50㎃	35㎃
인액티브 전류	10㎃	50㎂	20㎂
평균 전류	50㎃	10㎃	0.5㎃
전원전압 프로파일	수시간	수일	수개월

여기서, 지그비 무선통신 시스템, 무선랜 통신 시스템, RFID 통신 시스템은 수 MHz에서 수 GHz까지의 통신 주파수를 사용하고 있다. 무선랜 통신 시스템은 2.4GHz와 5.8GHz의 고주파 영역의 주파수를 사용하기 때문에 절연체로 형성된 소정 두께의 벽 1개정도를 투과하여 통신이 이루어질 수 있다. 또한, RFID 통신 시스템은 3.56MHz의 저주파 영역의 주파수에서 2.4GHz의 고주파 영역의 주파수까지 통신이 가능하고, 특히 저주파 영역의 주파수에서 회절특성이 우수하기 때문에 직선거리 통신을 차폐하는 장애물이 존재하더라도 우수한 통신이 이루어질 수 있다. 지그비 무선통신 시스템은 866MHz 또는 915MHz 중주파 영역의 주파수에서 2.4GHz의 고주파 영역의 주파수까지 사용하여 절연체로 형성된 소정 두께의 벽1개정도를 투과할 수 있다. 그리고, 상기 지그비 무선통신 시스템은 물류 이동 정보를 검출하기 위해 물류 또는 물류를 이동시키는 웨이퍼 카세트(500)에 장착된 상기 무선 태그(400)에서 출력되는 정보를 검출하는 노드가 많고 확장성이 우수하기 때문에 엔드 포인트 개수가 상기 무선랜 또는 RFID에 비해 월등히 많음을 알 수 있다. 예컨대, 상기 지그비 무선통신 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 지그비 무선통신 시스템은 적어도 하나이상의 지그비 코디네이터(320)를 중심으로 방사상으로 다수개의 지그비 라우터(340)가 무선으로 확장 연결되는 스타(star) 구조와, 적어도 하나이상의 지그비 코디네이터(320)를 중심으로 일방향으로 다수개의 지그비 라우터(340)가 무선 확장 연결되는 클러스터 트리(cluster tree) 구조와, 적어도 하나이상의 지그비 코더네이트를 중심으로 다수개의 지그비 라우터(340)가 무선 확장 연결되면서 상호 교차 연결되는 그물(mesh) 구조를 갖도록 설계될 수 있다. 반도체 생산라인에서 이동되는 물류의 흐름이 복잡하기 때문에 지그비 무선통신 시스템은 다수개의 지그비 라우터(340)가 상호 교차 연결되는 그물 구조가 주로 사용될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 지그비 라우터(340)는 코디네이터(320)에서 물류까지의 거리가 멀어 다수개의 라우터(340)를 통해 멀티 홉핑(multi-hopping)을 구현하기 위해 중계기 역할을 하면서 물류 이동을 감지하는 다기능 라우터(full function router, 342)와, 단순 물류 이동을 감지하는 축소기능 라우터(reduced function router, 344)로 구분될 수 있다. 예컨대, 상기 그물 구조로 형성된 다수개의 지그비 라우터(340)는 상기 지그비 무선 태그(400)가 설정된 위치를 통과하는 시점을 상기 지그비 코디네이터(320)를 통해 상기 트랙킹 서버(200)에 출력한다. 또한, 상기 지그비 무선 태그(400)가 상기 그물 구조로 형성된 다수개의 지그비 라우터(340) 중 근접하는 어느 하나와 선택적으로 통신되면서 상기 지그비 무선 태그(400)와 통신되는 상기 지그비 라우터(340)의 위치신호와, 상기 지그비 무선 태그(400)의 고유명에 대응되는 정보가 상기 트랙킹 서버(200)에 출력됨으로써 상기 트랙킹 서버(200)는 상기 지그비 무선 태그(400)가 탑재된 물류의 위치를 파악토록 할 수 있다. 이때, 상기 그물 구조를 형성된 다수개의 지그비 무선 라우터(340)는 이동중의 상기 지그비 무선 태그(400)와 교차되어 통신될 경우, 상기 지그비 무선 태그(400)의 위치가 상기 트랙킹 서버(200)더 정확하게 파악되도록 할 수도 있다.

또한, 무선랜 통신 시스템은 무선랜 코디네이터와, 무선랜 라우터와, 무선랜 태그간에 통신이 이루어질 경우 실제 약 200㎃정도의 액티브 전류가 공급되고, 대기상태일 경우 약 10㎃정도의 인액티브 전류가 공급됨으로 평균 약 50㎃정도의 전류가 공급되어야 한다. RFID 통신 시스템은 RFID 코디네이터와, RFID 라우터와, RFID 태그간 통신이 이루어질 경우 약 50㎃정도의 액티브 전류가 공급되고, 대기상태일 경우 약 50㎂정도의 인액티브 전류가 공급됨으로 약 10㎃정도의 평균 전류가 공급되어야 한다. 반면, 지그비 무선통신 시스템은 지그비 코디네이터(320)와, 지그비 라우터(340)와, 지그비 태그간에 통신이 이루어질 경우 약 35㎃정도의 액티브 전류가 공급되고, 대기상태일 경우 약 10㎂정도의 인액티브 전류가 공급됨으로 약 0.5㎃정도의 평균 전류가 공급되어야 한다. 이때, 평균 전류는 약 30㎳정도 간격을 호출시간으로 하여 산출된다. 지그비 무선통신 시스템은 무선랜 통신 시스템과 RFID 통신 시스템에 비해 평균 전류가 월등하게 낮기 때문에 지그비 무선 태그(400)에 탑재되는 전원 보조장치(battery)수명이 수개월에서 1년 정도의 전원전압 프로파일(power profile)을 갖는다.

따라서, 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 관리시스템은, 무선랜 통신 시스템과 RFID 통신 시스템에 비해 확장성이 우수하고, 전력 소모가 낮은 지그비 무선통신 시스템으로 구현되는 무선 네트워크(300)를 이용하여 반도체 생산라인에서 이동되는 물류를 실시간으로 모니터링토록 할 수 있기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있다.

여기서, 상기 지그비 무선통신 시스템의 상세한 구성 회로는 지그비 국제 표준화 단체인 지그비 얼라이언스(zigbee alliance)에서 이미 공지된 기술로서 이에 대한 설명은 생략하고, 반도체 생산라인에서 지그비 무선통신 시스템을 이용한 무선 네트워크(300)를 구현하기 위한 지그비 코디네이터(320) 및 지그비 라우터(340)와, 상기 지그비 라우터(340)와 통신하며 물류를 이송하는 웨이퍼 카세트(500)에 장착되는 지그비 무선 태그(400)에 대하여 설명하기로 한다.

도 3은 지그비 코디네이터(320)를 개략적으로 나타낸 정면도 및 좌우측면도로서, 지그비 코디네이터(320)는 다수의 반도체 설비가 위치되는 반도체 생산라인의 요부에 설치되어 상기 트랙킹 서버(200)와 통신하기 위한 유선랜(lan, 322)과, 상기 지그비 라우터(340)와 무선으로 통신하기 위한 코디네이터 안테나(antenna, 326)를 구비한다. 여기서, 상기 지그비 코디네이터(320)는 외부에서 전원공급단(324)으로 공급되는 전원전압을 이용하여 동작되고, 상기 전원전압이 공급되기 용이하고, 다수개의 지그비 라우터(340)와 통신이 용이한 반도체 생산라인에서 주위가 개방된 베이(bay) 또는 관문(gateway)의 바닥에 설치된다. 상기 지그비 코디네이터(320)의 측면에 형성된 복수개의 제 1 표시등(329)은 상기 트랙킹 서버(200) 또는 상기 지그비 라우터(340)와 무선으로 통신되고 있는 상태를 표시한다. 예컨대, 상기 복수개의 제 1 표시등(329)은 빨강색과 초록색으로 이루어진 LED(Light Emitting Diode)로 이루어진다. 또한, 하단에는 지면으로부터 상기 지그비 코디네이터(320)를 안정적으로 세우기 위한 제 1 받침대(328)가 형성되어 있다.

도 4는 도 2의 지그비 라우터(340)를 개략적으로 나타낸 평면도 및 측면도로서, 지그비 라우터(340)는 상기 지그비 코디네이터(320)를 중심으로 스타 구조, 클러스터 트리 구조, 또는 그물 구조로 다수개가 확장되어 용이하게 설치되고 휴대가 간편하도록 형성되어 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 지그비 코디네이터(320)의 내부에는 휴대성을 향상시키기 위해 보조 전원공급장치(battery)가 장착되어 있다. 또한, 상기 지그비 라우터(340)의 측면에는 상기 지그비 코디네이터(320)와 지그비 무선 태그(400)간에 무선신호를 송수신하는 라우터 안테나(342)가 돌출되도록 형성되어 있다. 그리고, 상기 지그비 라우터(340)는 상기 지그비 코디네이터(320)를 기준으로 일정거리마다 지면 또는 벽면에 설치된다. 이때, 상기 지그비 라우터(340)는 통신거리와 통신 방향에 따라 미리 지정된 위치에 설치되어 상기 트랙킹 서버(200)에서 반도체 생산라인에 설치되는 위치를 인지토록 할 수 있다. 또한, 상기 지그비 라우터(340)의 하단에는 지면으로부터의 영향을 최소화하기 위해 제 2 받침대(344)가 형성되어 있다. 상기 제 2 받침대(344)가 형성된 지그비 라우터(340)의 하단에 대응되는 상단에는 상기 지그비 코디네이터(320) 또는 지그비 무선 태그(400)와의 통신상태 유무를 나타내는 빨강색 및 초록색을 발광하는 LED로 이루어진 복수개의 제 2 표시등(346)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 지그비 라우터(340)의 상단에 제조사의 고유명 또는 사용자의 고유명을 색인(index, 348)하여 작업자가 주위의 환경으로부터 상기 지그비 라우터(340)를 쉽게 인식토록 할 수도 있다.

도 5는 지그비 무선 태그(400)를 나타내는 다이아 그램이고, 도 6은 도 5의 지그비 무선 태그(400)를 나타내는 평면도이다.

도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 지그비 무선 태그(400)는 지그비 무선통신 시스템이 적용되어 무선 송수신이 가능토록 하는 지그비 통신 모듈(410)과, 상기 지그비 통신 모듈(410)을 통해 무선 송수신되는 데이터를 이용하여 상기 지그비 무선 태그(400)가 장착되는 해당 물류의 이동 상태와 위치를 판단하는 태그 마이크로 프로세서(420)와, 상기 태그 마이크로 프로세서(420)에 소정의 제한된 명령을 입력토록 형성된 기능키(function key, 430)와, 상기 태그 마이크로 프로세서(420)에 입출력되는 정보를 표시하는 표시장치(440)와, 상기 지그비 통신 모듈(410), 태그 마이크로 프로세서(420) 및 표시장치(440)를 포함한 지그비 무선 태그(400) 전체에 전원 전압을 공급토록 형성된 보조전원장치(450)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 지그비 통신 모듈(410)은 상기 지그비 라우터(340)에 무선통신을 송수신하기 위한 모듈 안테나(412)와, 상기 제 3 안테나(412)에서 송수신되는 신호를 복조 또는 변조시키는 지그비 RF 트랜스시버(transceiver, 414)와, 상기 지그비 RF 트랜스시버(414)에 복조 또는 변조되는 신호를 상기 태그 마이크로 프로세서(420)에 제공하고, 상기 태그 마이크로 프로세서(420)에서 출력되는 신호를 상기 지그비 RF 트랜스시버(414)에 전달하는 모듈 마이크로 프로세서(416)를 포함하여 이루어진다. 예컨대, 상기 모듈 마이크로 프로세서(416)는 8비트(bit)의 정보로 이루어진 1바이트(byte)를 기준 단위로 인식하여 처리한다. 특히, 상기 지그비 통신 모듈(410)은 무선랜 또는 RFID의 각종 모듈에 비해 확장성이 우수하고, 평균 전류 소모가 적어 비교우위에 있기 때문에 본 발명의 반도체 제조설비 관리시스템에 용이하게 적용될 수 있다.

그리고, 상기 태그 마이크로 프로세서(420)는 상기 지그비 통신 모듈(410)의 모듈 마이크로 프로세서(416)와 직렬로 연결되어 상기 모듈 마이크로 프로세서(416)에 해당 물류의 고유명과 대응되는 정보를 출력하여 상기 트랙킹 서버(200)로 하여금 상기 지그비 무선 태그(400)의 위치를 파악토록 할 수 있다. 예컨대, 상기 태그 마이크로 프로세서(420)는 상기 트랙킹 서버(200)가 상기 지그비 무선 태그(400)가 탑재된 물류 이동의 정보를 실시간으로 파악토록 상기 지그비 통신 모듈(410)에 약 30ms정도의 시간을 주기로 상기 고유명에 대응되는 정보를 출력한다. 또한, 상기 태그 마이크로 프로세서(420)는 상기 모듈 마이크로 프로세서(416)에서 입력되는 물류의 정보를 표시장치(440)에 표시하도록 제어신호를 출력한다. 이때, 상기 태그 마이크로 프로세서(420)는 상기 모듈 마이크로 프로세서(416)와 동일 또는 유사한 8비트의 정보로 이루어진 1바이트(byte)를 기준 단위로 인식하여 상기 표시장치(440)에 하나의 영어권 문자를 나타낼 수 있다. 또한, 16비트의 정보로 이루어진 2바이트(byte)를 기준 단위로 인식하여 상기 표시장치(440)에 하나의 동양권 문자로 나타낼 수 있다. 예컨대, 상기 태그 마이크로 프로세서(420)는 상기 물류의 고유명에 대응되는 정보를 일시 또는 영구적으로 저장하는 메모리(422)와, 외부의 작업자가 상기 태그 마이크로 프로세서(420)에 임의의 제어신호(예를 들어, 표시장치(440)의 턴온(turn on) 또는 턴오프(turn off))를 입력하도록 형성된 콘솔 판(console board, 424)을 더 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 메모리(422)는 지그비 통신 프로그램이 저장될 수도 있다. 물론, 입력신호의 편의성을 위해 상기 기능키(430)는 상기 콘솔 판(424)에서 복잡하게 입력되어야할 다양한 제어신호를 몇 가지로 택일하여 임의의 특수 기능을 소정의 로직을 통해 원터치로 상기 태그 마이크로 프로세서(420)에 단시간에 입력시키도록 형성되어 있다. 예컨대, 상기 기능키(430)는 전원 스위치와, 물류이동 상태 표시와, 작동 불능 여부 등을 나타내는 적어도 하나 이상의 누름 스위치(push button)로 이루어진다.

상기 표시장치(440)는 상기 태그 마이크로 프로세서(420)에서 출력된 제어신호에 의해 상기 물류 이동상태 또는 위치와, 상기 물류의 내역(history) 등을 표시한다. 이때, 상기 표시장치(440)가 항시 턴온(turn on)되어 있을 경우, 상기 보조전원장치(450)에서 공급되는 전력의 소모가 증가될 수 있다. 따라서, 상기 표시장치(440)는 작업자의 선택에 의해 표시 요구가 있을 경우에 한해서 소정 시간동안 선택적으로 턴온됨으로서 상기 보조전원장치(450)에서 공급되는 전력의 소모를 줄일 수 있다. 예컨대, 상기 표시장치(440)는 LCD(Liquid Crystalline Display, 442), 7 세그먼트(segment)와, LED(Light Emitting Diode)와 같은 제 3 표시등(444)을 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 LCD(442)는 약 3.3V정도의 전원에서 128×128개정도의 화소를 갖고, 단색 그래픽(graphic)을 나타내는 흑백 칼라를 구현하고, 상기 태그 마이크로 프로세서(420)와 8비트 버스(bus)로 연결되어 상기 흑백 칼라를 자체에서 구현하는 빌트인 콘트롤러(build-in controller)를 탑재한다. 또한, 상기 LCD는 78mm×70mm×8.8mm(가로×세로×두께)정도의 크기를 갖도록 형성된다. 이때, 상기 LCD는 작업자의 표시 요구에 의해 약 10초 정도 턴온된 이후 자동적으로 턴오프(turn off)된다. 또한, 상기 제 3 표시등(444)은 빨강색과 초록색을 발광시키기 복수개로 구성되며, 상기 지그비 무선 태그(400)가 상기 지그비 라우터(340)와 통신되고 있는 상태를 나타내도록 형성된다.

상기 보조전원장치(450)는 물류이동에 대응하여 작고 가벼워 휴대가 간편하고, 고용량의 전기에너지를 저장할 수 있어야 한다. 예컨대, 상기 보조전원장치(450)는 일정시간 사용 후 방전될 때 재충전이 가능하고, 상기 지그비 통신 모듈(410), 태그 마이크로 프로세서(420), 표시장치(440)에서 요구되는 약 3V정도의 직류전압을 장시간동안 저장시킬 수 있는 소정 크기의 리튬 폴리머 충전지로 이루어진다. 또한, 상기 보조전원장치(450)는 66mm×60mm×4.8mm(가로×세로×두께)의 크기를 갖도록 외장형으로 형성된다.

따라서, 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 관리시스템은 보조전원장치(450)에 저장된 전기에너지를 장시간동안 사용할 수 있는 지그비 통신 모듈(410)이 탑재된 지그비 무선 태그(400)를 이용하여 상기 보조전원장치(450)의 충전 주기를 증가시키고, 상기 보조전원장치(450)의 충전 시 요구되는 불필요한 시간을 줄일 수 있기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화시킬 수 있다.

이와 같이 구성된 지그비 무선 태그(400)는 물류를 이동시키는 웨이퍼 카세트(500)에 탑재가 용이하도록 소정 크기의 하우징(housing, 470)에 장착된다. 예컨대, 상기 하우징(470)은 약 86mm×80mm×20.5mm(가로×세로×두께)정도의 크기를 갖고 플라스틱 재질로 형성되어 있다.

또한, 상기 지그비 무선 태그(400)의 하우징(470) 전면에 소정크기의 바코드(460)를 형성하여 상기 지그비 통신 모듈(410)이 오동작되거나, 상기 지그비 무선 태그(400) 전체를 사용할 수 없는 것과 같은 유사시 물류이동 상태를 작업자가 직접 확인하도록 할 수도 있다. 이때, 상기 바코드(460)는 반도체 제조설비의 로딩 시, 해당 반도체 제조설비에서의 공정 확인 절차에서도 사용될 수 있다.

도 7은 도 6의 지그비 무선 태그(400)가 장착되는 웨이퍼 카세트(500)의 측면도로서, 상기 지그비 무선 태그(400)는 다수개의 웨이퍼가 탑재되는 웨이퍼 카세트(500)의 측면에 형성된 거치대(520)에 삽입되어 상기 웨이퍼 카세트(500)와 함께 이동되면서 상기 무선 네트워크(300)와 무선 통신이 이루어진다.

여기서, 상기 거치대(520)는 상기 지그비 무선 태그(400)의 하우징(470)이 삽입되도록 적어도 상기 하우징(470)보다 크게 형성되고, 상기 웨이퍼 카세트(500)의 측면으로 돌출되도록 형성된다. 예컨대, 상기 거치대(520)는 내부에 삽입되는 상기 지그비 무선 태그(400)의 표시장치(440)에 표시되는 정보를 작업자가 볼 수 있도록 투명 재질로 형성된다.

도시되지는 않았지만, 상기 다수개의 웨이퍼가 탑재되는 웨이퍼 카세트(500)의 외부를 둘러싸도록 형성되는 바깥쪽 박스(outer box)가 존재할 경우, 상기 바깥쪽 박스의 측면에 상기 거치대(520)가 형성되어 상기 지그비 무선 태그(400)가 삽입될 수도 있다.

이때, 상기 무선 태그(400)는 다수개의 반도체 제조설비간에 이동되는 웨이퍼 카세트(500)에 장착되어 상기 웨이퍼 카세트(500)에 탑재된 다수개의 웨이퍼와 같은 물류이동을 상기 무선 네트워크(300)를 통해 상기 트랙킹 서버(200)에 실시간으로 제공토록 할 수 있다. 또한, 상기 트랙킹 서버(200)는 상기 무선 네트워크(300)와, 상기 무선 태그(400)에서 제공되는 상기 웨이퍼 카세트(500)의 위치정보를 이용하여 물류이동의 최적화를 판단할 수 있다. 예컨대, 상기 무선 태그(400)에서 상기 트랙킹 서버(200)에 소정의 위치에 존재하는 상기 웨이퍼 카세트(500)가 이동되는 시작 시간과, 상기 웨이퍼 카세트(500)가 미리 지정된 위치에 도착되는 도착 시간과, 상기 호스트 컴퓨터(100)에서 상기 웨이퍼 카세트(500)의 운송방법(자동반송시스템 또는 수동반송시스템)이 제공되면 상기 트랙킹 서버(200)는 상기 웨이퍼 카세트(500)의 이동시간과 방법에 대한 자료를 획득한다. 이후, 상기 트랙킹 서버(200)는 다수개의 웨이퍼 카세트(500)의 이동 시 시작 시간과 도착 시간, 및 운송방법을 제공받아 상기 다수개의 웨이퍼 카세트(500) 이동 최적화를 판단할 수 있다. 즉, 상기 트랙킹 서버(200)는 상기 호스트 컴퓨터(100)를 통해 다수개의 반도체 제조설비간에서 해당 웨이퍼 카세트(500)가 자동반송시스템 또는 수동반송시스템으로 이동되는 지를 제공받고, 상기 무선 네트워크(300)에서 제공되는 정보를 이용하여 자동반송시스템 또는 수동반송시스템을 통해 상기 해당 웨이퍼 카세트(500) 이외의 다수의 웨이퍼 카세트(500)가 이동되는 물류의 수량, 이동시간 및 정체 정도를 판단할 수 있다. 그리고, 상기 트랙킹 서버(200)에서 판단된 모든 정보는 상기 트랙킹 서버(200)의 공유 스토리지 서버(260)에 기록된다.

따라서, 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 관리시스템은, 소모 전력이 낮고 확장성이 우수한 지그비 무선통신 시스템이 적용되는 무선 네트워크(300)와 무선 태그(400)를 구비하여 상기 무선 네트워크(300)와 통신하는 트랙킹 서버(200)로 하여금 다수개의 웨이퍼 카세트(500)의 이송효율을 높이고 신속성을 향상시키기 위해 자동반송시스템 또는 수동반송시스템을 통한 물류이동의 최적화하는 구체적인 정보를 획득토록 할 수 있기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 관리시스템은, 물류이동을 실시간으로 모니터링할 수 있는 지그비 무선통신 시스템이 적용되는 무선 네트워크(300)와 무선 태그(400)를 이용하여 다수개의 반도체 제조설비사이에서 이송되는 복수개의 웨이퍼 카세트(500)가 정체될 경우 물류이동의 정체 정도를 실시간으로 파악하고, 물류이동의 정체를 방지토록 할 수 있기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있다.

그리고, 상기 다수개의 반도체 제조설비사이에서 이송되는 복수개의 웨이퍼 카세트(500)가 정체되면, 작업자는 정체 원인을 파악하기 위해 정체 현장으로 이동하여 상기 복수개의 웨이퍼 카세트(500) 이송 정체원인을 확인하고 치유한다. 이때, 상기 작업자가 상기 웨이퍼 카세트(500)에 탑재된 다수개의 웨이퍼 정보를 파악하고자 할 경우, 상기 작업자는 상기 무선 태그(400)의 콘솔 판(424) 또는 기능키(430)를 조작하여 상기 표시장치(440)에서 해당 웨이퍼 카세트(500)에 탑재된 다수개의 웨이퍼에 대응되는 해당 롯의 정보를 표시하도록 제어신호를 입력한다. 예컨대, 상기 표시장치(440)를 통해 표시되는 해당 롯의 정보는 해당 반도체 제조설비간에서 이송되기 이전에 수행된 다수의 반도체 제조공정과, 해당 반도체 제조설비간에서 이송된 이후 수행될 다수의 반도체 제조공정 내역(history)을 순차적으로 나타낼 수 있다. 또한, 상기 반도체 공정 내역들 중 해당 반도체 제조설비에서의 공정 조건 등을 보다 상세하게 나타낼 수도 있다.

따라서, 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 관리시스템은, 지그비 무선통신 시스템이 적용되는 무선 내트워크와 무선 태그(400)를 이용하여 작업자가 선행 공정 또는 후속 공정이 수행되는 다수개의 웨이퍼가 탑재된 웨이퍼 카세트(500)에 대응하여 해당 롯의 정보를 손쉽게 독출토록 하고, 상기 해당 롯의 정보 확인 시간을 줄일 수 있기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있다.

또한, 상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 제공하기 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론이다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 소모 전력이 낮고 확장성이 우수한 지그비 무선통신 시스템이 적용되는 무선 네트워크와 무선 태그를 구비하여 상기 무선 네트워크와 통신하는 트랙킹 서버로 하여금 다수개의 웨이퍼 카세트의 이송효율을 높이고 신속성을 향상시키기 위해 자동반송시스템 또는 수동반송시스템을 통한 물류이동의 최적화를 용이하게 하는 구체적인 정보를 획득토록 할 수 있기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 물류이동을 실시간으로 모니터링할 수 있는 지그비 무선통신 시스템이 적용되는 무선 네트워크와 무선 태그를 이용하여 다수개의 반도체 제조설비사이에서 이송되는 복수개의 웨이퍼 카세트가 정체될 경우 물류이동의 정체 정도를 실시간으로 파악하고, 물류이동의 정체를 방지토록 할 수 있기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 지그비 무선통신 시스템이 적용되는 무선 내트워크와 무선 태그를 이용하여 작업자가 선행 공정 또는 후속 공정이 수행되는 다수개의 웨이퍼가 탑재된 웨이퍼 카세트에 대응하여 해당 롯의 정보를 손쉽게 독출토록 하고, 상기 해당 롯의 정보 확인 시간을 줄일 수 있기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.

Claims

반도체 제조공정의 전반적인 흐름을 총괄하는 호스트 컴퓨터;

상기 호스트 컴퓨터에서 입력되는 데이터에 응답하여 물류 이동의 상태를 인지 및 산출하고, 상기 물류 이동의 최적 경로를 판단하여 상기 호스트 컴퓨터 또는 클라이언트 서버에 출력하는 트랙킹 서버;

상기 물류를 운반하는 캐리어에 탑재되어 이동되면서 상기 트랙킹 서버에서 상기 물류 이동의 상태를 인지토록 하기 위해 해당 물류 정보를 무선 송출하는 무선 태그; 및

상기 무선 태그로부터 송출된 상기 물류 정보를 받아 상기 물류의 위치 정보를 산출하여 상기 트랙킹 서버에 전송하는 무선 네트워크를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 관리시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 무선 네트워크와 상기 무선 태그는 지그비 무선통신 시스템을 사용하여 통신함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 관리시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 무선 네트워크는 상기 트랙킹 서버와 유선으로 연결된 적어도 하나 이상의 지그비 코디네이터와, 상기 지그비 코디네이터에 무선 또는 유선으로 연결되어 상기 무선 태그와 상기 지그비 무선통신 시스템으로 통신하는 다수개의 지그비 라우터를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 관리시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 다수개의 지그비 라우터는 상기 코디네이터를 중심으로 다수개의 지그비 라우터가 무선 확장 연결되면서 상호 교차 연결되는 그물 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 관리시스템.
제 4 항에 있어서,

상기 다수개의 지그비 라우터는 상기 코디네이터에서 물류까지의 거리가 멀어 다수개의 라우터를 통해 멀티 홉핑을 구현하기 위해 중계기 역할을 하면서 물류 이동을 감지하는 다기능 라우터와, 단순 물류 이동을 감지하는 축소기능 라우터를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 관리시스템.
제 4 항에 있어서,

상기 지그비 코디네이터는 다수의 반도체 설비가 위치되는 반도체 생산라인의 요부에 설치되어 상기 트랙킹 서버와 통신하기 위한 유선랜과, 상기 지그비 라우터와 무선으로 통신하기 위한 코디네이터 안테나를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 관리시스템.
제 4 항에 있어서,

상기 지그비 코디네이터는 다수개의 지그비 라우터와 통신이 용이한 반도체 생산라인에서 주위가 개방된 베이 또는 관문의 바닥에 설치함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 관리시스템.
제 4 항에 있어서,

상기 지그비 코디네이터는 상기 트랙킹 서버 또는 상기 지그비 라우터와 무선으로 통신되고 있는 상태를 표시하기 위해 상기 지그비 코디네이터의 측면에 형성된 복수개의 표시등을 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 관리시스템.
제 2 항에 있어서,

무선 태그는 지그비 무선통신 시스템이 적용되어 무선 송수신이 가능토록 하 는 지그비 통신 모듈과, 상기 지그비 통신 모듈를 통해 무선 송수신되는 데이터를 이용하여 해당 물류의 이동 상태와 위치를 판단하는 태그 마이크로 프로세서과, 상기 태그 마이크로 프로세서에 소정의 제한된 명령을 입력토록 형성된 기능키와, 상기 태그 마이크로 프로세서에 입출력되는 정보를 표시하는 표시장치와, 상기 지그비 통신 모듈, 태그 마이크로 프로세서, 표시장치를 포함한 무선 태그 전체에 전원 전압을 공급토록 형성된 보조전원장치를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 관리시스템.
제 9 항에 있어서,

상기 지그비 통신모듈은 상기 지그비 라우터에 무선통신을 송수신하기 위한 안테나와, 상기 안테나에서 송수신되는 신호를 복조 또는 변조시키는 지그비 RF 트랜시버와, 상기 지그비 RF 트랜시버에서 복조 또는 변조되는 신호를 상기 태그 마이크로 프로세서에 제공하고, 상기 태그 마이크로 프로세서에서 출력되는 신호를 상기 지그비 RF 트랜시버에 전달하는 모듈 마이크로 프로세서를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 관리시스템.
제 9 항에 있어서,

상기 태그 마이크로 프로세서는 상기 물류 정보를 일시 또는 영구적으로 저 장하는 메모리와, 외부의 작업자가 상기 태그 마이크로 프로세서에 임의의 제어신호를 입력하도록 형성된 콘솔 판을 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 관리시스템.
제 9 항에 있어서,

상기 기능키는 적어도 하나 이상의 누름 스위치를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 관리시스템.
제 9 항에 있어서,

상기 표시장치는 작업자의 선택에 의해 표시 요구가 있을 경우에 한해서 소정 시간동안 턴온됨을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 관리시스템.
제 9 항에 있어서,

상기 표시장치는 상기 태그 마이크로 프로세서와 8비트 버스로 연결되어 칼라를 자체에서 구현하는 빌트인 콘트롤러를 탑재한 LCD를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 관리시스템.
제 9 항에 있어서,

상기 보조전원장치는 리튬 폴리머 충전지를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 관리시스템.
제 9 항에 있어서,

상기 무선 태그는 물류를 이동시키는 캐리어에 탑재가 용이하도록 플라스틱 재질의 하우징에 장착함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 관리시스템.
제 16 항에 있어서,

상기 무선 태그는 상기 하우징 전면에 형성된 바코드를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 관리시스템.
제 16 항에 있어서,

상기 캐리어는 상기 무선 태그의 하우징을 삽입시키는 거치대를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 관리시스템.
제 18 항에 있어서,

상기 거치대는 상기 무선 태그의 하우징이 삽입되도록 적어도 상기 하우징보다 크게 형성되고, 상기 캐리어의 측면으로 돌출되도록 형성함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 관리시스템.
제 18 항에 있어서,

상기 거치대는 투명 재질로 형성함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 관리시스템.